(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の対向する側にある整列マーカへ整列できる整列システムを較正する方法であって、前記整列システムが放射線の整列ビームを直接一つの側に向け且つ前記整列ビームを追加の光学システムを介して他の側に向け、前記方法が：
第１および第２の対向する面を有し且つ前記整列ビームの放射線に透明な較正基板を用意し、前記較正基板がその第１面に基準マーカを有し、前記基準マーカが前記第１および第２面の両方から検出可能である工程；
前記第１面に向けられた前記整列ビームで前記基準マーカへの第１整列を行う工程；および
前記整列システムの焦点位置が前記第１マーカの位置へ変位するように前記整列ビームに平面板を介在させながら、前記第２面に向けられ且つ上記第１面を通って伝播する前記整列ビームで前記基準マーカへの第２整列を行う工程を含み；
前記第１および第２整列をどんな順序で行ってもよい方法。
【請求項２】
請求項１に記載された方法であって、更に前記平面板を３直交軸の周りに１８０°だけ回転する工程および各回転後上記第２整列を繰返す工程を含む方法。
【請求項３】
請求項１または請求項３の何れかの１項に記載された方法に於いて、前記第１整列を前記追加の光学システムを介して行う方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の何れかの１項に記載された方法において使うための較正基板であって、その二つの対向する面の一つに基準マーカを有する透明体を含み、前記基準マーカが前記対向する面の両方から検出可能であることからなる較正基板。
【請求項５】
請求項４に記載された較正基板に於いて、前記整列マーカが回折格子を含む較正基板。
【請求項６】
基板の対向する側にある整列マーカへ整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正する方法であって、前記整列システムが放射線の整列ビームを直接一つの側に向け且つ前記整列ビームを追加の光学システムを介して他の側に向けることからなり、前記方法が：
その第１面に１対の第１基準マーカを有する基板を用意する工程；
前記追加の光学システムを使って前記対の第１基準マーカへの第１整列を行う工程；
前記基板の第２面にある１対の第２基準マーカの第１露出を行う工程；
第１軸周りに１８０°だけの前記基板の第１回転を行う工程；
前記追加の光学システムを使って前記対の第２基準マーカへの第２整列を行う工程；
前記基板の前記第１面にある１対の第３基準マーカの第２露出を行う工程；および
前記整列システムを較正するために前記第１および第３基準マーカの相対位置を測定する工程を含む方法。
【請求項７】
請求項６に記載された方法であって、更に前記対の第２基準マーカの位置を前記追加の光学システムを使って測定する工程を含む方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７の何れか１項に記載された方法に於いて、前記第１軸が前記対の第１基準マーカを結ぶ線の垂直２等分線である方法。
【請求項９】
請求項６または請求項７の何れか１項に記載された方法に於いて、前記第１軸が前記対の第１基準マーカを結ぶ線である方法。
【請求項１０】
リソグラフィ装置を較正する方法であって、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された方法および請求項６ないし請求項９の何れか１項に記載された方法を実施することを含む方法。
【請求項１１】
基板の対向する側にある整列マーカへ整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正する方法であって、前記整列システムが放射線の整列ビームを直接一つの側に向け且つ前記整列ビームを追加の光学システムを介して他の側に向けることからなり、前記方法が：
その第１面に１対の第１基準マーカをおよびその第２面に１対の第２基準マーカ有する基板を用意する工程；
前記面に向けた前記整列ビームでこれらの第１整列マークへの整列を行い、前記追加の光学システムを使ってこれらの第２基準マークへの整列を行う工程；
第１軸周りに１８０°だけの上記基板の第１回転を行う工程；
上記面に向けた上記整列ビームでこれらの第２整列マークへの整列を行い、前記追加の光学システムを使ってこれらの第１基準マークへの整列を行う工程；および
これらの整列を比較する工程；を含み、
これらの整列をどんな順序で行ってもよい方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載された方法に於いて、前記第１軸が前記対の第１基準マーカを結ぶ線の垂直２等分線である方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載された方法に於いて、前記第１軸が前記対の第１基準マーカを結ぶ線である方法。
【請求項１４】
リソグラフィ装置を較正する方法であって、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載された方法および請求項１１ないし請求項１３の何れか１項に記載された方法を実施することを含む方法。
【請求項１５】
リソグラフィ装置を較正する方法であって、請求項６ないし請求項９の何れか１項に記載された方法および請求項１１ないし請求項１３の何れか１項に記載された方法を実施することを含む方法。
【請求項１６】
基板の対向する側にある整列マーカへ整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正する方法であって、前記整列システムが放射線の整列ビームを直接一つの側に向け且つ前記整列ビームを追加の光学システムを介して他の側に向けるものであり、前記方法が：
その第１面に第１対の三つ以上の基準マーカの列をおよびその第２面に第２対の三つ以上の基準マーカの列を有する基板を用意する工程；
前記直接入射整列放射線を使って前記第１対の基準マーカの列への整列を行い、前記追加の光学システムを使って前記第２対の基準マーカの列への整列を行う工程；
第１軸周りに１８０°だけの前記基板の第１回転を行う工程；
前記直接入射整列放射線を使って前記第２対の基準マーカの列への整列を行い、前記追加の光学システムを使って前記第１対の基準マーカの列への整列を行う工程；および
これらの整列を比較する工程；を含み、
これらの整列をどんな順序で行ってもよい方法。
【請求項１７】
リソグラフィ装置を較正する方法であって、請求項１６に記載された方法および請求項６ないし請求項１５の何れか１項に記載された方法を実施することを含む方法。
【請求項１８】
基板の対向する側にある整列マーカへ整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正する方法であって、前記整列システムが放射線の整列ビームを直接一つの側に向け且つ前記整列ビームを追加の光学システムを介して他の側に向けることからなり、前記方法が：
請求項１ないし請求項３、請求項６ないし請求項１０、請求項１１ないし請求項１５、または請求項１７の何れか１項に記載された方法を使って基準リソグラフィ装置を較正する工程；
較正基板上の第１および第２基準マーカの位置関係を決めるために前記基準リソグラフィ装置を使う工程；および
前記リソグラフィ装置を較正するために前記較正基板を使う工程；を含む方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載された方法において使うための較正基板であって、その対向する側に、前記第１および第２基準マーカの位置関係を示す情報と組合わせて、第１および第２基準マーカを有する基板。
【請求項２０】
デバイス製造方法であって：
−    少なくとも部分的に放射線感応性材料の層で覆われた基板を用意する工程；
−    放射線システムを使って放射線の投影ビームを用意する工程；
−    前記投影ビームの断面にパターンを付けるためにパターニング手段を使う工程；
−    前記放射線のパターン化したビームを前記基板の第１側にあるこの放射線感応性材料の層の目標領域上に投影する工程を含み：
請求項１ないし請求項３、請求項６ないし請求項１０、請求項１１ないし請求項１５、または請求項１７の何れか１項に記載された方法によって整列システムを較正する工程、および
前記投影工程の前に、前記支持システムまたは前記パターニング手段上にある基準マーカを前記基板の対向する側の設けた整列マーカと整列させるために前記整列システムを使う工程、を含む方法。
【請求項２１】
リソグラフィ投影装置であって：
−    放射線の投影ビームを供給するための放射線システム；
−    所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン化するための、パターニング手段；
−    基板を保持するための基板テーブル；および
−    前記パターン化したビームを前記基板の第１側の目標部分上に結像するための投影システムを含み：
−    前記支持システムまたは前記パターニング手段上の基準マーカを、前記基板の前記パターン化したビームを結像すべき第１面上に設けた整列マーカに整列するために、それに対して前記基板が透明である放射線の整列ビームを使用する整列システム；
−    前記整列ビームを前記基板の前記第１面に対向する第２面に集束するように、前記整列ビームの経路に選択的に介在させ得る平面板に特徴がある投影装置。
【請求項２２】
デバイス製造方法であって：
−    少なくとも部分的に放射線感応性材料の層で覆われた基板を用意する工程；
−    放射線システムを使って放射線の投影ビームを用意する工程；
−    この投影ビームの断面にパターンを付けるためにパターニング手段を使う工程；
−    この放射線のパターン化したビームを前記基板の第１側にあるこの放射線感応性材料の層の目標領域上に投影する工程；を含み
−    前記投影工程の前に、前記支持システムまたは前記パターニング手段上の基準マーカを、前記基板の上記パターン化したビームを結像すべき第１面上に設けた第１整列マーカに整列するために、それに対して前記基板が透明である放射線の整列ビームで前記整列マーカを照明することによって整列システムを使用する工程；前記整列ビームを前記基板の前記第１面に対向する第２面に集束するように、平面板を上記整列ビームの経路に介在させ、および上記基準マーカを上記基板の上記第１面に対向する第２面に設けた第２整列マーカと整列する工程を特徴とする方法。
【請求項２３】
リソグラフィ装置を較正する方法であって、少なくとも整列マーカ付近で、前記整列マーカを両側から検出できるように、厚さ１０μｍ以下である較正基板を使って請求項１ないし請求項３の何れか一項に記載された方法を行う工程；
前記基板を、該基板の表面が形成する平面に垂直な軸線周りに回転する工程；および
以上の工程を含む方法をもう一度行う工程
を含む方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載された方法に於いて、前記基板が厚さ１０μｍ以下で、かつ第１整列マーカを備える第１領域、および厚さ１０μｍ以下で、かつ第２整列マーカを備える第２領域を備え、前記第１および第２領域が前記基板の表面が形成する平面に垂直な方向に分離されている方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載された方法に於いて、前記分離間隔が１００μｍを超える方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、
−    放射線の投影ビームを供給するための放射線システム；
−    所望のパターンに従ってこの投影ビームをパターン化するためのパターニング手段；
−    基板を保持するための基板テーブル；および
−    このパターン化したビームをこの基板の第１側の目標部分上に結像するための投影システム；を含むリソグラフィ投影装置の較正に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この“パターニング手段”という用語は、入射放射線ビームに、この基板の目標部分に創成すべきパターンに対応する、パターン化した断面を与えるために使うことができる手段を指すと広く解釈すべきであり；“光バルブ”という用語もこのような関係で使ってある。一般的に、上記パターンは、集積回路またはその他のデバイス（以下参照）のような、この目標部分に創るデバイスの特別の機能層に対応するだろう。そのようなパターニング手段の例には次のようなものがある。
−    マスクを保持するためのマスクテーブル。マスクの概念は、リソグラフィでよく知られ、二値、交互位相シフト、および減衰位相シフトのようなマスク型、並びに種々のハイブリッドマスク型を含む。そのようなマスクを放射線ビーム中に置くと、このマスク上のパターンに従って、このマスクに入射する放射線の選択透過（透過性マスクの場合）または選択反射（反射性マスクの場合）を生ずる。このマスクテーブルは、このマスクを入射放射線ビームの中の所望の位置に保持できること、および、もし望むなら、それをこのビームに対して動かせることを保証する。
−    プログラム可能ミラーアレイ。そのような装置の一例は、粘弾性制御層および反射面を有するマトリックスアドレス可能面である。そのような装置の背後の基本原理は、（例えば）この反射面のアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射し、一方アドレス指定されない領域が入射光を未回折光として反射するということである。適当なフィルタを使って、上記未回折光を反射ビームから濾過して取除き、回折光だけを後に残すことができ；この様にして、このビームがマトリックスアドレス可能面のアドレス指定パターンに従ってパターン化されるようになる。プログラム可能ミラーアレイの代替実施例は、極小ミラーのマトリックス配置を使用し、適当な局部電界を印加することにより、または圧電作動手段を使うことにより、それらの各々を軸線周りに個々に傾斜することができる。やはり、これらのミラーは、マトリックスアドレス可能で、アドレス指定したミラーが入射放射線ビームをアドレス指定されないミラーの方へ異なる方向に反射し；この様にして、反射ビームをこれらのマトリックスアドレス可能ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン化する。必要なアドレス指定は、適当な電子手段を使って行える。上に説明した両方の場合に、パターニング手段は、一つ以上のプログラム可能ミラーアレイを含むことができる。ここで言及したようなミラーアレイについての更なる情報は、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号および同第５，５２３，１９３号、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７およびＷＯ９８／３３０９６から集めることができ、それらを参考までにここに援用する。プログラム可能ミラーアレイの場合、上記支持構造体は、例えば、必要に応じて固定または可動でもよい、フレームまたはテーブルとして具体化してもよい。
−    プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構成の例は、米国特許第５，２
２９，８７２号で与えられ、それを参考までにここに援用する。
簡単のために、この本文の残りは、ある場所で、マスクおよびマスクテーブルを伴う例を具体的に指向するかも知れないが；しかし、そのような場合に議論する一般原理は、上に示すようなパターニング手段の広い文脈で見るべきである。
【０００３】
簡単のために、この投影システムを、以後“レンズ”と呼ぶかも知れないが；この用語は、例えば、屈折性光学素子、反射性光学素子、および反射屈折性光学素子を含む、種々の型式の投影システムを包含するように広く解釈すべきである。この放射線システムも放射線のこの投影ビームを指向し、成形しまたは制御するためにこれらの設計形式の何れかに従って作用する部品を含んでもよく、そのような部品も以下で集合的または単独に“レンズ”と呼ぶかも知れない。更に、このリソグラフィ装置は、二つ以上の基板テーブル（および／または二つ以上のマスクテーブル）を有する型式でもよい。そのような“多段”装置では、追加のテーブルを並列に使ってもよく、または準備工程を一つ以上のテーブルで行い、一方他の一つ以上のテーブルを露出に使ってもよい。二段階リソグラフィ装置は、例えば、米国特許第５，９６９，４４１号および１９９８年２月２７日提出の米国特許出願第０９／１８０，０１１号（ＷＯ９８／４０７９１）に記載してあり、それらを参考までにここに援用する。
【０００４】
リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使うことができる。そのような場合、パターニング手段がこのＩＣの個々の層に対応する回路パターンを創成してもよく、このパターンを、放射線感応性材料（レジスト）の層で塗被した基板（シリコンウエハ）の目標部分（一つ以上のダイを含む）上に結像することができる。一般的に、単一ウエハが隣接する目標部分の全ネットワークを含み、それらをこの投影システムを介して、一度に一つずつ、順次照射する。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを使う現在の装置では、機械の二つの異なる種類を区別することができる。一つの種類のリソグラフィ投影装置では、全マスクパターンをこの目標部分上に一度に露出することによって各目標部分を照射し；そのような装置を普通ウエハステッパと呼ぶ。代替装置 ― 普通ステップ・アンド・スキャン装置と呼ぶ ― では、このマスクパターンを投影ビームの下で与えられた基準方向（“走査”方向）に順次走査し、一方、一般的に、この投影システムが倍率Ｍ（一般的に＜１）であり、この基板テーブルを走査する速度Ｖが、倍率Ｍ掛けるマスクテーブルを走査する速度であるので、この基板テーブルをこの方向に平行または逆平行に同期して走査することによって各目標部分を照射する。ここに説明したようなリソグラフィ装置に関する更なる情報は、例えば、米国特許第６，０４６，７９２号から収集することができ、それを参考までにここに援用する。
【０００５】
整列は、マスク上の特定の点の像を露出すべきウエハ上の特定の点に配置するプロセスである。典型的には、小さなパターンのような、一つ以上の整列マークが基板とマスクの各々の上に設けてある。デバイスは、中間処理工程による相次ぐ露出によって蓄積した多くの層から成ることがある。各露出の前に、基板上のマークとマスクの間の整列を行い、新しい露出と先の露出との間の位置誤差を最小にし、その誤差をオーバレイ誤差と呼ぶ。
【０００６】
マイクロシステム技術（ＭＳＴ）、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）、マイクロオプト電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）およびフリップチップのような、ある技術では、デバイスを基板の両側から作る。基板の一つの側に、この基板の他の側に先に露出した形態と正確に整列する露出を行うことに問題があった。０．５マイクロメートル以上の整列精度が一般的に要求される。
【０００７】
ウエハテーブルに埋込んだ追加の２組の光学素子を使う表・裏側整列（ＦＴＢＡ）システムが提案されている。この方法で、既知のスルー・ザ・レンズ（ＴＴＬ）整列システムが反対の基板表面上にあるマーカの位置を決めることが出来る。このＦＴＢＡシステムは、上側マーカが処理層で覆われ、もう整列できないときに起る処理問題を克服するためにも有用である。しかし、通常のハードウエア設計からの偏差、温度変化、基板厚さおよび楔形の変化、レンズの補正不能誤差、整列ビームの非直交性および標準オーバレイ誤差がこのＦＴＢＡシステムの精度に影響する。従って、必要な整列精度を満たすためにこのＦＴＢＡシステムを較正する必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、表・裏側整列システムを較正するための方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的およびその他の目的は、本発明によれば、基板の対向する側にある整列マーカへ整列できる整列システムを較正する方法であって、上記整列システムが放射線の整列ビームを直接一つの側に向け且つ上記整列ビームを追加の光学システムを介して他の側に向け、この方法が：
第１および第２の対向する面を有し且つ上記整列ビームの放射線に透明な較正基板を用意し、上記較正基板がその第１面に基準マーカを有し、上記基準マーカが上記第１および第２面の両方から検出可能である工程；
上記第１面に向けられた上記整列ビームで上記基準マーカへの第１整列を行う工程；並びに
上記整列システムの焦点位置が上記第１マーカの位置へ変位するようにこの整列ビームに平面板を介在させながら、上記第２面に向けられ且つ上記第１面を通って伝播する上記整列ビームで上記基準マーカへの第２整列を行う工程を含み；
上記第１および第２整列をどんな順序で行ってもよい方法によって達成される。
【００１０】
この方法は、表・裏側整列システムを較正するための直接的で容易に理解できる手順を提供する。これら三つの整列工程の結果の比較がこの第２の、裏側整列マーカを、それがこの整列システムに見える場合、再結像するこの光学システムの較正をもたらす。そこでこの表・裏側整列システムを自信をもって不透明な生産基板を整列するために使うことが出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この基準基板は、整列をこの整列システムの各再結像光学システムに繰返してもよいように、各側に複数の基準マーカを備えてもよい。
この平面板の楔形（平行性からの偏差）および不均質性を平均するために、この平面板を上記整列ビームの方向と実質的に平行な軸の周りおよびこの基板の平面に平行な直交軸の周りに１８０°だけ回転する。各回転後、第２整列を繰返し、四つの測定値を得る。
【００１２】
本発明は、上に説明した方法で使うためのおよびその二つの対向する面の一つに基準マーカを有する透明体を含み、上記基準マーカが上記対向する面の両方から検出可能である較正基板も提供する。
【００１３】
この発明の目的は、以下の方法によっても解決される。即ち、基板の対向する側にある整列マーカへ整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正する方法であって、上記整列システムが放射線の整列ビームを直接一つの側に向け且つ上記整列ビームを追加の光学システムを介して他の側に向け、この方法が：
その第１面に１対の第１基準マーカを有する基板を用意する工程；
上記追加の光学システムを使って上記対の第１基準マーカへの第１整列を行う工程；
上記基板の第２面にある１対の第２基準マーカの第１露出を行う工程；
第１軸周りに１８０°だけの上記基板の第１回転を行う工程；
上記追加の光学システムを使って上記対の第２基準マーカへの第２整列を行う工程；
上記基板の上記第１面にある１対の第３基準マーカの第２露出を行う工程；および
上記整列システムを較正するために上記第１および第３基準マーカの相対位置を測定する工程を含む方法である。
【００１４】
この第１軸は、上記対の第１基準マーカを結ぶ線または上記対の第１基準マーカを結ぶ線でもよい。この較正は、両方の周りに回転して繰返すのが好ましい。
上記の説明した較正方法の両方を組合わせると都合がよい。
【００１５】
本発明の目的は、以下の方法でも解決される。即ち、基板の対向する側にある整列マーカへ整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正する方法であって、上記整列システムが放射線の整列ビームを直接一つの側に向け且つ上記整列ビームを追加の光学システムを介して他の側に向け、この方法が：
その第１面に１対の第１基準マーカをおよびその第２面に１対の第２基準マーカ有する基板を用意する工程；
上記面に向けた上記整列ビームでこれらの第１整列マークへの整列を行い、上記追加の光学システムを使ってこれらの第２基準マークへの整列を行う工程；
第１軸周りに１８０°だけの上記基板の第１回転を行う工程；並びに
上記面に向けた上記整列ビームでこれらの第２整列マークへの整列を行い、上記追加の光学システムを使ってこれらの第１基準マークへの整列を行う工程；並びに
これらの整列を比較する工程を含み；
これらの整列をどんな順序で行ってもよい方法である。
【００１６】
この第１軸は、上記対の第１基準マーカを結ぶ線または上記対の第１基準マーカを結ぶ線の垂直２等分線でもよい。この較正は、両方の周りに回転して繰返すのが好ましい。
以上に説明した三つの較正方法のどれかを組合わせても都合がよい。
【００１７】
本発明の目的は、さらに以下の方法によっても解決される。即ち、基板の対向する側にある整列マーカへ整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正する方法であって、上記整列システムが放射線の整列ビームを直接一つの側に向け且つ上記整列ビームを追加の光学システムを介して他の側に向け、この方法が：
その第１面に第１対の三つ以上の基準マーカの列をおよびその第２面に第２対の三つ以上の基準マーカの列を有する基板を用意する工程；
上記直接入射整列放射線を使ってこの第１対の基準マーカの列への整列を行い、上記追加の光学システムを使ってこの第２対の基準マーカの列への整列を行う工程；
第１軸周りに１８０°だけの上記基板の第１回転を行う工程；
上記直接入射整列放射線を使ってこの第２対の基準マーカの列への整列を行い、上記追加の光学システムを使ってこの第１対の基準マーカの列への整列を行う工程；並びに
これらの整列を比較する工程を含み；
これらの整列をどんな順序で行ってもよい方法である。
この較正方法を先に説明した三つの方法と組合わせて使っても都合がよい。
そこで、以上において説明した方法を使って較正したリソグラフィ装置は、他のリソグラフィ装置を較正するための較正基板を作るために使うことが出来る。
【００１８】
本発明のもう一つの態様は、リソグラフィ投影装置であって：
−    放射線の投影ビームを供給するための放射線システム；
−    所望のパターンに従ってこの投影ビームをパターン化するための、パターニング手段；
−    基板を保持するるための基板テーブル；および
−    このパターン化したビームをこの基板の第１側の目標部分上に結像するための投影システムを含み：
−    上記支持システムまたは上記パターニング手段上の基準マーカを、上記基板の上記パターン化したビームを結像すべき第１面上に設けた整列マーカに整列するために、それに対して上記基板が透明である放射線の整列ビームを使用する整列システム；
−    上記整列ビームを上記基板の上記第１面に対向する第２面に集束するように、上記整列ビームの経路に選択的に介在させ得る平面板に特徴がある投影装置を提供する。
【００１９】
本発明のこの態様は、デバイス製造方法であって：
−    少なくとも部分的に放射線感応性材料の層で覆われた基板を用意する工程；
−    放射線システムを使って放射線の投影ビームを用意する工程；
−    この投影ビームの断面にパターンを付けるためにパターニング手段を使う工程；
−    この放射線のパターン化したビームを上記基板の第１側にあるこの放射線感応性材料の層の目標領域上に投影する工程を含み：
−    上記投影工程の前に、上記支持システムまたは上記パターニング手段上の基準マーカを、上記基板の上記パターン化したビームを結像すべき第１面上に設けた第１整列マーカに整列するために、それに対して上記基板が透明である放射線の整列ビームで上記整列マーカを照明することによって整列システムを使用する工程；上記整列ビームを上記基板の上記第１面に対向する第２面に集束するように、平面板を上記整列ビームの経路に介在させ、および上記基準マーカを上記基板の上記第１面に対向する第２面に設けた第２整列マーカと整列する工程に特徴がある方法も提供する。
【００２０】
本発明は、少なくとも整列マーカ付近で、上記整列マーカを両側から検出できるように、厚さ１０μｍ以下の較正基板も提供する。
この基板は、厚さ１０μｍ以下で第１整列マーカを備える第１領域、および厚さ１０μｍ以下で第２整列マーカを備える第２領域を備え、上記第１および第２領域がこの基板の表面が形成する平面に垂直な方向に分離していてもよい。
この間隔は、１００μｍを超えるのが都合がよい。
【００２１】
この発明は、リソグラフィ装置を較正する方法で、厚さ１０μｍ以下の上に説明した基板を使い、上に説明した方法の最初のものを行う工程；
この基板をこの基板の表面が形成する平面に垂直な軸周りに回転する工程；および
この方法をもう一度行う工程を含む方法も提供する。
【００２２】
この明細書全体に亘って、基板の特定の側にある整列マークを参照することは、勿論、基板のその側にエッチングした整列マークを含み、および整列マークの上に、それが埋っても必ずしも表面に露出されないように、後に材料を堆積したマークを含む。
【００２３】
この発明によるリソグラフィ投影装置を使う製造プロセスでは、パターン（例えば、マスクの中の）を、少なくとも部分的に放射線感応材料（レジスト）の層で覆われた基板上に結像する。この結像工程の前に、この基板は、例えば、下塗り、レジスト塗布およびソフトベークのような、種々の処理を受けるかも知れない。露出後、基板は、例えば、露出後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベークおよび結像形態の測定／検査のような、他の処理を受けるかも知れない。この一連の処理は、デバイス、例えばＩＣの個々の層をパターン化するための基礎として使用する。そのようにパターン化した層は、次に、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化処理、酸化処理、化学・機械的研磨等のような、全て個々の層の仕上げを意図した種々の処理を受けるかも知れない。もし、幾つかの層が必要ならば、全処理またはその変形を各新しい層に反復しなければならないだろう。結局、デバイスのアレイが基板（ウエハ）上にできる。次に、これらのデバイスをダイシングまたは鋸引のような手法によって互いから分離し、そこから個々のデバイスをキャリヤに取付け、ピンに接続し等できる。そのようなプロセスに関する更なる情報は、例えば、ピータ・バン・ザントの“マイクロチップの製作：半導体加工の実用ガイド”、第３版、マグロウヒル出版社、1997年、ISBN0-07-067250-4という本から得ることができ、それを参考までにここに援用する。
【００２４】
この本文では、ＩＣの製造に於けるこの発明による装置の使用を具体的に参照してもよいが、そのような装置は、他の多くの可能な用途があることを明確に理解すべきである。例えば、それを集積光学システム、磁区メモリ用誘導検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使ってもよい。当業者は、そのような代替用途の関係では、この本文で使う“ウエハ”または“ダイ”という用語のどれも、それぞれ、より一般的な用語“基板”および“目標領域”で置換えられると考えるべきであることが分るだろう。
【００２５】
本文書では、“照明放射線”および“照明ビーム”という用語を紫外放射線（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長の）およびＥＵＶ、並びにイオンビームまたは電子ビームのような、粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を包含するために使用する。
【００２６】
次にこの発明の実施例を、例としてだけ、添付の概略図を参照して説明する。これらの図で、対応する参照記号は、対応する部品を示す。
【００２７】
【実施例】
図１は、この発明の特別の実施例によるリソグラフィ投影装置を概略的に描く。この装置は：
−    放射線（例えば、ＥＵＶ放射線）の投影ビームＰＢを供給するための、この特別の場合放射線源ＬＡも含む、放射線システムＬＡ、Ｅｘ、ＩＬ；
−    マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するための、およびこのマスクを部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第１位置決め手段に結合された第１物体テーブル（マスクテーブル）ＭＴ；
−    基板Ｗ（例えば、レジストを塗被したシリコンウエハ）を保持するための、およびこの基板を部材ＰＬに関して正確に位置決めするために第２位置決め手段に結合された第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ；
−    マスクＭＡの被照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（一つ以上のダイを含む）上に結像するための、投影システム（“レンズ”）ＰＬ（例えば、石英レンズシステム）を含む。
ここに描くように、この装置は、反射型である（即ち、反射性のマスクを有する）。しかし、一般的に、それは、例えば、（透過性のマスクを備える）透過型でもよい。その代りに、この装置は、上に言及した種類のプログラム可能ミラーアレイのような、他の種類のパターニング手段を使ってもよい。
【００２８】
この放射線システムは、放射線のビームを作る線源ＬＡ（例えば、ＵＶレーザ）を含む。このビームを直接か、または、例えば、ビーム拡大器Ｅｘのような、状態調節手段を通してから、照明システム（照明器）ＩＬの中へ送る。この照明器ＩＬは、このビームの強度分布の外側および／または内側半径方向範囲（普通、それぞれ、σ外側および／またはσ内側と呼ぶ）を設定するための調整手段ＡＭを含む。その上、それは、一般的に、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような、種々の他の部品を含む。この様にして、マスクＭＡに入射するビームＰＢは、その断面に所望の均一性および強度分布を有する。
【００２９】
図１に関して、線源ＬＡは、（この線源ＬＡが、例えば、水銀灯である場合によくあることだが）このリソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよいが、このリソグラフィ投影装置から遠く離れていて、それが作った放射線ビームをこの装置に（例えば、適当な指向ミラーを使って）導いてもよいことに注意すべきで；この後者のシナリオは、線源ＬＡがエキシマレーザである場合によくあることである。本発明および請求項は、これらのシナリオの両方を包含する。
【００３０】
ビームＰＢは、次に、マスクテーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡを横切る。マスクＭＡを縦断してから、ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、それがこのビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第２位置決め手段ＰＷ（および干渉計測定手段ＩＦ）を使って、基板テーブルＷＴを、例えば、異なる目標部分ＣをビームＰＢの経路に配置するように、正確に動かすことができる。同様に、例えば、マスクＭＡをマスクライブラリから機械的に検索してから、または走査中に、第１位置決め手段ＰＭを使ってマスクＭＡをビームＰＢの経路に関して正確に配置することができる。一般的に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１にはっきりは示さないが、長ストロークモジュール（粗位置決め）および短ストロークモジュール（微細位置決め）を使って実現するが、それらは図１には明示しない。しかし、ウエハステッパの場合は（ステップアンドスキャン装置と違って）、マスクテーブルＭＴを短ストロークアクチュエータに結合するだけでもよく、または固定してもよい。
【００３１】
図示する装置は、二つの異なるモードで使うことができる：
１．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴを本質的に固定して保持し、全マスク像を目標部分Ｃ上に一度に（即ち、単一“フラッシュ”で）投影する。次に基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向にシフトして異なる目標部分ＣをビームＰＢで照射できるようにする；
２．走査モードでは、与えられた目標部分Ｃを単一“フラッシュ”では露出しないことを除いて、本質的に同じシナリオを適用する。その代りに、マスクテーブルＭＴが与えられた方向（所謂“走査方向”、例えば、ｘ方向）に速度νで動き得て、それで投影ビームＰＢがマスク像の上を走査させられ；同時に、基板テーブルＷＴがそれと共に同じまたは反対方向に速度Ｖ＝Ｍνで動かされ、このＭはレンズＰＬの倍率（典型的には、Ｍ＝１／４または１／５）である。この様にして、比較的大きい目標部分Ｃを、解像度について妥協する必要なく、露出できる。
【００３２】
図２は、ウエハテーブルＷＴ上のウエハＷを示す。ウエハマークＷＭ３およびＷＭ４がウエハＷの第１側（“表側”）に設けてあり、光をこれらのマークから、ＷＭ３およびＷＭ４の上の矢印で示すように反射し、且つ後に説明する整列システム（図示せず）に関連してマスク上のマークと整列するために使うことができる。更なるウエハマークＷＭ１およびＷＭ２がウエハＷの第２側（“裏側”）に設けてある。ウエハＷの裏側のウエハマークＷＭ１およびＷＭ２への光学的アクセスに備えるために、光学システムがウエハテーブルＷＴに組込んである。この光学システムは、１対のアーム１０Ａ、１０Ｂを含む。各アームは、二つのミラー１２、１４および二つのレンズ１６、１８から成る。各アームのミラー１２、１４は、それらが水平線と成す角度の和が９０Ｅであるように傾斜している。この様にして、これらのミラーの一つに鉛直に入射する光ビームは、もう一つのミラーから反射するとき、鉛直のままである。
【００３３】
使用する際、光をウエハテーブルＷＴの上からミラー１２上へ、およびレンズ１６および１８を介して、ミラー１４上へ、次にそれぞれのウエハマークＷＭ１、ＷＭ２上へ向ける。光をウエハマークの部分から反射し、この光学システムのアームに沿ってミラー１４、レンズ１８および１６並びにミラー１２を介して戻す。ミラー１２、１４およびレンズ１６、１８は、ウエハマークＷＭ１、ＷＭ２の像２０Ａ、２０Ｂが、ウエハＷの表側の設けた何れかのウエハマークＷＭ３、ＷＭ４の垂直位置に対応して、ウエハＷの表（上）面の平面に出来るように配置してある。レンズ１６、１８およびミラー１２、１４の順序は、勿論、その光学システムに適するように、異なってもよい。例えば、レンズ１８は、ミラー１４とウエハＷの間にあってもよい。
ウエハマークＷＭ１、ＷＭ２の像２０Ａ、２０Ｂは、仮想ウエハマークとして作用し、ウエハＷの表（上）側に設けた実ウエハマークと全く同様に、先在の整列システム（図示せず）による整列に使うことができる。
【００３４】
図２に示すように、光学システムのアーム１０Ａ、１０Ｂは、像２０Ａ、２０Ｂを作り、それらはウエハＷの上の整列システムが見られるようにウエハＷの脇へ変位する。光学システムのアーム１０Ａ、１０Ｂの二つの好適向きを、ＸＹ平面にあるウエハＷの平面図である図３および図４に示す。ウエハテーブルＷＴは、はっきりさせるために図３および図４から省略してある。図３では、光学システムのアーム１０Ａ、１０ＢがＸ軸に沿って整列してある。図４では、光学システムのアーム１０Ａ、１０ＢがＹ軸に平行である。両方の場合、ウエハマークＷＭ１、ＷＭ２がＸ軸上にある。ウエハマークＷＭ１、ＷＭ２は、ウエハＷの下側にあり、それでウエハＷの上側の視点からは反転している。しかし、この光学システムのアームのミラーの構成は、これらの像がウエハＷの上側にあるのと全く同じに見えるように、ウエハマークＷＭ１、ＷＭ２の像２０Ａ、２０Ｂを回転してまた正しい方向に復元し、反転しないことを意図する。この光学システムは、ウエハマークＷＭ１、ＷＭ２対その像２０Ａ、２０Ｂのサイズの比が１：１であるように、即ち拡大も縮小もないようにも構成してある。従って、像２０Ａ、２０Ｂは、それらがちょうどウエハＷの表側の実ウエハマークであるかのように使うことができる。これらの光学素子は、小さいウエハマークを拡大するように（または大きいウエハマークを縮小するように）構成してもよいことが分るだろうが；重要なことは、このウエハマークの像が、先在する整列システムを使う整列を可能にするために正しいサイズであることである。マスク上に設けた共通の整列パターンまたはキーを使って実および仮想の両方のウエハマークで整列を行うことができる。
【００３５】
現在の例では、ウエハマークが、図２に示すように、ウエハＷの表と裏の両方の側に対応する位置に設けてある。図３および図４には、はっきりさせるためにウエハＷの裏側のウエハマークしか示さない。この構成によれば、ウエハＷをＸ軸かＹ軸周りに回転して裏返すとき、ウエハＷの上側にあったウエハマークが今度は下側であるが、それを光学システムのアームの１０Ａ、１０Ｂによって結像できるような位置にある。
【００３６】
この光学システムのミラーおよびその他の構成品の配置（特にマークの中間像があるかどうか）に依って、マークのある方向の運動が像の反対方向の変位を生ずるかも知れず、一方他の方向では、マークと像が同じ向きに動くだろうということに気付くだろう。この整列システムを制御するソフトウエアは、ウエハマークＷＭ１、ＭＷ２の位置を決めるとき、および整列を行うときにウエハＷとマスクの相対位置を調整するときに、これを考慮に入れる。
【００３７】
少なくとも二つのウエハマークがウエハＷの側毎に設けてある。単一のマークがマスク上の特定点の像のウエハ上の特定点に対する相対位置決めについての情報を与えることができる。しかし、正しい向き、整列および倍率を保証するために、少なくとも二つのマークを使う。
【００３８】
図５は、ウエハテーブルＷＴの一部を断面で示す。この発明のこの実施例によれば、ウエハマークをウエハの裏側に結像するための光学システム１０Ａ、１０Ｂがこのウエハテーブルに特別な様式で組込んである。図５に示すように、光学システムのアームのミラー１２、１４が別部品として設けてあるのではなく、ウエハテーブルＷＴと一体である。適当な面をウエハテーブルＷＴに機械加工し、次に反射率を改善するために被膜を付け、それによってミラー１２、１４を作ってもよい。この光学システムは、熱膨張係数が非常に低い、ゼロデュルのような、ウエハテーブルと同じ材料作ることができ、従って高い整列精度を維持できることを保証する。
【００３９】
この表・裏側整列システムの更なる情報および代替形は、ヨーロッパ特許出願第０２２５０２３５．５号に記載してあり、その内容を参考までにここに援用する。
【００４０】
この表・裏側整列システムは、基板の対向する側の整列マーク間を所望の精度に整列できるが較正を要する。
この表・裏側整列システムを較正するためには、裏側整列マークの表側像のこの整列システムで測った位置とこの裏側整列マークの実際の位置との間の正確な関係を知ることが必要である。この関係は、都合よく裏側マーカとその像の間の距離を表す、ＦＴＢＡオフセットと考えることができる。このＦＴＢＡオフセットを決めるためには、このＦＴＢＡ整列システムと独立に裏側マークの位置を決める方法を用意することが必要であり；次にその決定をこのＦＴＢＡ整列システムによって測定した位置と比較する。
【００４１】
このＴＴＬ整列システム自体、整列マークの測定した位置と投影システムＰＬが投影した像の位置との間の関係を決めるために較正が必要であることに気付くだろう。この較正は、既知で本発明の如何なる部分も構成しない。それを以下の説明では無視する。
【００４２】
以下に説明するように、本発明は、ＦＴＢＡシステムを直接較正する方法を提供する。しかし、そのような較正は時間が掛ることがある。従って、本発明は、リソグラフィ装置を基準（神聖な）機械になるように較正する方法も提供する。次にこれを使って基準基板（神聖なウエハ）を製造し、それを使って遥かに単純且つ迅速な方法で他の機械を較正することが出来る。
【００４３】
上に説明したように、ＦＴＢＡシステムは、基板の底側にある整列マークを光学システムで通常の表側マーカ（基板の上側）のｚレベルと同じｚレベルに投影することによって機能する。ｚ＝０で表すこの平面は、この投影レンズの焦点面と一致する。設計によって、この裏側マーカ読出し位置の向き、サイズおよびｚレベル位置設定は、出来る限り、表側マーカのそれらに等しい。それで裏側整列走査のｘ、ｙ位置は、それが上側走査であるのと同じ方法で決る。光学素子およびオフセット補正の歪みに補正を行う必要がある。
透明較正ウエハＨＷを使うＦＴＢＡオフセット測定手順を図６ａおよび図６ｂに示す。
【００４４】
この較正基板ＨＷは、既知の厚さｄ、および屈折率ｎの透明材料で作り、対向する側に基準マーカＷＭ１、ＷＭ３を有する。この較正ウエハは、出来るだけ薄く作るのが好ましい。基準マーカＷＭ３は、この基板を通して検出可能であり且つＦＴＢＡ光学システムを通して観察したとき正常に見えるように、可視鏡像部分を有するべきである。これは、二つのマーカを、各向きに一つ、互いから既知の位置に持つか、または両向きを結合して一つのマーカにする所謂普遍的マーカによって実現する。基準マーカＷＭ１は、このウエハを裏返せるように、同じ方法で構成するのが好ましい。マーカＷＭ１およびＷＭ３は重ねて示すが、実際にはそれらが並んでいるだろうことを注記する。
【００４５】
この整列システムは、概略的に図６ａに示す状況で、較正基板ＨＷの表側の基準マーカＷＭ３の位置を通常の方法で決める。次にこの較正基板ＨＷの裏側の基準マーカＷＭ１の位置を、この較正基板ＨＷを通して送出した整列放射線によって決める。しかし、マーカＷＭ３に関するマーカＷＭ１の焦点位置のシフトを補償するために、所定の厚さおよび屈折率の平面板５０を、図６ｂに光線作図によって概略的に示すように、マーカＷＭ１が較正基板ＨＷの前の平面にあるかのように見えるように、較正基板ＨＷの上に置く。すると以前は両面オーバレイ性能を決めるためにウエハを通る鋸挽きまたエッチングのような破壊的技術を使うことが必要であり、そのときは測定誤差が実際のオーバレイ精度を超えることさえあったが、較正基板ＨＷの表側および裏側の実マーカ位置間の直接比較を簡単に行うことが出来る。
【００４６】
屈折率ｎ0（真空に対しｎ0＝１）の環境での屈折率ｎ1および厚さｄ1の較正基板ＨＷに対し、平面板５０の屈折率ｎ2および厚さｄ2が以下の関係で決ることを示すことが出来る：
【００４７】
【数１】
0003693654.tif 000002
【００４８】
平面板５０の楔形を補償するためには、平面板５０を三つの直交軸（ｘ、ｙ、ｚ）の各々の周りに１８０°に亘って回転してからこの測定を繰返す。この較正基板ＨＷの不均質性は、既知の技術を使い且つ適当な補正を加えて別に測定することが出来る。所定の厚さおよび屈折率の平面板５０を使う概念は、勿論、ウエハマーカの焦点位置をシフトすることを望む、どの整列方法にも適用可能である。
同じウエハを使ってこの測定プロセスを繰返して、直交軸と回転軸の間の‘クロストーク’誤差を最小にする。
【００４９】
上記の計画は、整列ビーム用に、それに対して基板が透明である放射線、例えば、シリコン基板に赤外線を使う、生産基板の対向する側のマーカの直接整列用にも使える。勿論、この平面板用に選んだ材料もこの整列システムで使う放射線に透明でなければならない。
【００５０】
ＦＴＢＡオフセットを測定するための、それに代る、第２の手順は、標準シリコン基板を必要とし、オフセットの推定値から始る。この手順を図７ａないしｄおよび図８ａないしｄに示す。
この第１ステップでは、基板６０を第１組のマーカ６１と共に露出する。マーカ６１の矢印は、それらの向きを示し；この整列システムは、通常特定の向きのマーカしか測定できないので、この向きが重要である。一つ以上の向きを結合して各マーカにする普遍的マーカを使ってもよいことが分るだろう。これらのマーカの位置は、ウエハを裏返したとき、それらがＦＴＢＡ光学素子に見えるようになっている。露出した通りのマーカを図７ａに示す。次にこのウエハをひっくり返し（即ち、Ｙ軸周りに１８０°回転し）、ＦＴＢＡシステムおよびこの第１組のマーカ６１（この第１組のマーカ６１は、今度はウエハの裏側にある）を使って配置する。この段階では、図７ｂおよび図７ｃに破線で表す、ウエハの表側と裏側の間の正確な関係が分っていない。次に第２組のマーカ６２をこのウエハの表側に露出する（第１露出中は裏側だったので、ウエハの表側にはマークがない）。第２組のマーカ６２は、第１組のマーカ６１の推定位置にある。最後に、このウエハを再びＹ軸周りに１８０°だけ回転し、第３組のマーカ６３を既知のオフセットで露出できるように、ＦＴＢＡシステムおよび第２組のマーカ６２を使って整列する。第１および第３組のマーカ６１、６３の位置の差を測定し（これらの組のマーカは両方ともウエハの表側にある）、既知のオフセットを差引く。これは、このＦＴＢＡ光学システムの両分岐のｙオフセット（即ち、このウエハの測定位置中心のｙ変位）の和をもたらす。
【００５１】
ＦＴＢＡｘオフセットは、図８ａないし図８ｄに示す、類似の方法で決める。最初に、ウエハ７０を、図８ａに示す、通常のマーカ７１ｂおよび回転したマーカ７１ａ（これらのマーカの向きは矢印によって示す）を含む第４組のマーカ７１と共に露出する。マーカ７１ａ、７１ｂは、図示のように既知の間隔で互いに隣接している。この整列システムは、特定の向きのマーカしか検出できないので、マーカのこの配置がｘオフセット検出のために必要である。マーカ７１ｂは、表側整列システムによる検出が可能なように向いている。マーカ７１ａの向きは、一旦基板をｘ軸周りに１８０°に亘って回転してしまうと（即ち、裏返すと）、ＦＴＢＡ光学システムを介して検出可能であるように反転している。
【００５２】
露出後、ウエハ７０をｘ軸周りに回転し（即ち、裏返し）、このＦＴＢＡシステムおよび図８ｂに示す状態に達するよう回転したマーカ７１ａを使って整列する。次に、第５組のマーカ７２を、図８ｃに示すようにマーカ７１ａの推定位置に露出する。次に、ウエハ７０を再びｘ軸周りに回転する。ＦＴＢＡシステムによって第５組のマーカ７２に対して整列したウエハで、第６組のマーカ７３を既知のオフセットで露出する。
【００５３】
第４および第６組のマーカ７１、７３のｘ位置の差を測定し（これらの組のマーカは両方ともウエハの表側にある）、既知のオフセットを差引く。この計算は、通常のマーカ７１ｂと回転したマーカ７１ａの間隔を考慮に入れる追加のオフセットを含む。これは、このＦＴＢＡ光学システムの両分岐のｘオフセット（即ち、このウエハの測定位置中心のｘ変位）の和をもたらす。
【００５４】
図７および図８で説明し且つ図示する測定は、ウエハの回転に関する情報を提供しない。これは、ｘおよびｙオフセット測定を必要に迫られて別々に行うからである。回転効果を決めおよび補償するためには、更なる測定が必要である。この測定は、これらのＦＴＢＡ光学素子を介して結像できるように配置した４列のマーク（図示せず）を使って行う。ｙ軸周りの回転前および後でのマーク位置の測定は、ウエハの回転角を決められるようにし、それが次にこのｙ軸オフセットを決められるようにする。この回転測定は、ＦＴＢＡ光学素子のウインドウのサイズによって制限される。より正確な回転測定は、最初の方法で説明したように、透明ウエハを使って得られるかも知れない。実際には、第１と第２の両方の方法を使い、第１は回転を測定するため、第２はｘおよびｙオフセットを測定するために使ってもよい。
【００５５】
第３の手順は、第２の手順に類似するが、この手順中にウエハを露出するのではなく、予め露出したウエハを使う。
図９を参照すると、基板８０がその表側に第１組のマーカ８１およびその裏側に第２組のマーカ８２を備える。第２組のマーカ８２に対する第１組のマーカ８１の相対位置は分っていない。表側マーカ８１の位置を検出し、裏側マーカ８２の像（ＦＴＢＡ光学素子を介して見た）の位置を検出する。ウエハをｙ軸周りに１８０°に亘って回転し（即ち、裏返し）、表側マーカ８２および裏側マーカ８１の像の位置を検出する。
【００５６】
第１組のマーカ８１と第２組のマーカ８２の間の位置の差を測定する。これは、このＦＴＢＡ光学システムの両分岐のＦＴＢＡｙオフセット（即ち、このウエハの測定位置中心のｙ変位）の和をもたらす。
【００５７】
図１０を参照すると、基板９０がその表側に二組のマーカ９１、９２を備える。これらのマーカは、図示のように既知の間隔で互いに隣接している。第１組のマーカ９１は、表側整列システムによる検出が可能なように向いている。第２組のマーカ９２の向きは、一旦基板をｘ軸周りに１８０°に亘って回転してしまうと（即ち、裏返すと）、ＦＴＢＡ光学システムを介して検出可能であるように反転している。表側のマーカ９１、９２の他に、基板９０は、裏側に二つの類似の組のマーカも備える（図１０には示さず）。
【００５８】
裏側マーカに対する表側のマーカ９１、９２の相対位置は分っていない。第１組の表側マーカ９１の位置を検出し、対応する組の裏側マーカの像（ＦＴＢＡ光学素子を介して見た）の位置を検出する。ウエハをｘ軸周りに１８０°に亘って回転する（即ち、裏返す）。第２組の表側のマーカ９２の位置を検出し、対応する組の裏側マーカの像の位置を検出する。
【００５９】
表側マーカと裏側マーカの間のｘ位置の差を、隣接するマークの既知の間隔を考慮に入れて、測定する。これは、このＦＴＢＡ光学システムの両分岐のＦＴＢＡｘオフセット（即ち、このウエハの測定位置中心のｘ変位）の和をもたらす。この回転測定は、第２の方法に関して上に説明したように、これらのＦＴＢＡ光学素子を介して結像できるように配置した４列のマーク（図示せず）を使って行う。
【００６０】
直交軸と回転軸の間の‘クロストーク’誤差を最小にするために、この第３の手順を数回繰返してもよい。典型的には、３回の繰返しで十分である。第２の手順の直後に第３手順を続けてもよく、この第３手順が第１手順中に露出したマークの反復測定をもたらす。
【００６１】
この第２および第３手順は、ＦＴＢＡシステムのｘおよびｙオフセットの第１手順より正確な測定をもたらすが、予備整列マークを使ってこの回転誤差を測定できても、ＦＴＢＡ光学素子の視界ウインドウが小さいので、この精度が低い。他方ガラス基板を使う較正プロセスは、このガラスの不均質性のために、ｘおよびｙオフセットの測定精度が低いが、二つの分岐間のアームが長いために、回転オフセットの測定がより正確である。それで基準機械を完全に較正するために、二つの方法の組合せを使うと効果的である。
【００６２】
基準機械を較正するための第４の手順は極薄基板を使う。この極薄基板は、このウエハの厚さのために両側から直接読めるように、例えば上に言及した普遍的マーカ型の、基準マーカを備える。このため、この基板は、通常のウエハの厚さ５００μｍに比べて、１０μｍオーダ以下の厚さでもよい。
【００６３】
この極薄基板で、マーカの位置を直接およびＦＴＢＡ光学システムを通して測定すると、整列ビームの入射角が垂直でないための誤差だけを受けて、ＦＴＢＡオフセットを直接与える。これは、第１方法で説明したような平面板、または焦点深度較正から計算し且つ差引いた誤差を使って補償できる。
【００６４】
この極薄較正ウエハは、基準マーカの領域で薄い必要があるだけである。それでこの極薄較正ウエハは、比較的厚いウエハにトラフをエッチングし、次にそのトラフの底に基準マークをエッチングすることによって作ってもよい。その代りに、所望の厚さの一切れの適当な材料を厚い基板にある貫通孔の上に接着してもよい。
【００６５】
極薄領域を有する較正ウエハを使って、整列ビームの入射角が垂直でないことによって生ずる誤差を除去してもよい。この較正ウエハは、その表側表面に極薄領域を、およびその裏側表面に隣接極薄領域を備える。このウエハをｚ軸周りに回転すると（注記：ウエハを裏返さない）、整列ビームの入射角が垂直でないための誤差を決められるようにする。
【００６６】
基準機械を較正するための第５の手順は、マーカを標準ウエハの両側に露出することを必要とする。これらのマーカの位置は、直接且つ通常のオフセット値を使うＦＴＢＡ光学システムを使って決める。このウエハを裏返して測定を繰返す。次にこのウエハを切り分け、このウエハの対向する側のマーカの位置を走査顕微鏡を使って決める。
【００６７】
適当する場合は、直交軸と回転軸の間の‘クロストーク’誤差を最小にするために、同じウエハを使って、上記方法のどれかを繰返してもよい。典型的には、３回の繰返しで十分である。
一旦基準機械を較正してしまうと、両側にマーカを有するウエハを作り且つ表側と裏側のマーカ間の正確な位置関係を測定することは簡単なことである。これらの基準ウエハを“神聖なウエハ”と呼び、次に他の機械のＦＴＢＡシステムを直接較正するために使うことが出来る。この表側と裏側の基準マーカの相対位置は、較正すべきＦＴＢＡシステムおよびこれらの結果で測定し、既知の相対位置と比較し、直接ＦＴＢＡオフセットを得る。
【００６８】
次にＦＴＢＡシステムを使う幾つかの較正計画を概説する。
表側だけの像を整列するためにＦＴＢＡを使うときは、予備整列マークが像それら自体と整列していなくてもよい。それで１台の機械しか使用していないなら、精密なＦＴＢＡオフセット較正は必要ない。裏側整列マークが表側パターンに関してどこにあるかを知ることは重要でない。２台以上の機械を使うべきなら、最初に調整した機械を“神聖な”と呼び、他の全ての機械を調整するための“神聖なウエハ”を作るために使うことが出来る。
●  裏側に予備整列マークを露出し、それらをウエハにエッチングする。
●  表側に製品のように通常の露出を行い且つ処理するが、整列のためには
裏側マークを使用する。
【００６９】
両側の像を整列するためにＦＴＢＡを使うとき、予備整列マークは、像それら自体と整列していなければならない。従って、完全較正を行い、露出に以下の手順を採用する：
●  裏側に予備整列マークを露出し、それらをウエハにエッチングする。
●  表側に製品のように通常の露出を行い且つ処理し、整列するために表側マークを使用する。
●  ウエハを裏返す。（裏側が表側になり、表側が裏側になる。）
●  表側に製品のように通常の露出を行い且つ処理するが、整列するためには裏側マーク（最初の露出の表側マーク）を使用する。
【００７０】
三つの側 ― 第１のウエハの二つの側およびこの第１ウエハに接着した第２ウエハの一つの側 ― の像を整列するためにＦＴＢＡを使うとき、予備整列マークは、やはり像それら自体と整列していなければならない。完全較正を行い、露出に以下の手順を採用する：
●  裏側に予備整列マークを露出し、それらをウエハにエッチングする。
●  表側に製品のように通常の露出を行い且つ処理し、整列するために表側マークを使用する。
●  ウエハを裏返す。（裏側が表側になり、表側が裏側になる。）
●  表側に製品のように通常の露出を行い且つ処理するが、整列するためには裏側マーク（最初の露出の表側マーク）を使用する。
●  表側に薄いウエハを接着する。（表側が接着側になる。）
●  この接着側に製品のように通常の露出を行い且つ処理するが、整列するためには裏側マークを使用する。
【００７１】
本発明の特定の実施例を以上において説明したが、この発明を説明したのと別の方法で実施してもよいことが分るだろう。この説明は、この発明を制限することを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例によるリソグラフィ投影装置を図示する。
【図２】この発明の実施例による両面整列用光学システムの二つの分岐を組込んだ基板テーブルを示す概略断面図である。
【図３】この発明の実施例による両面整列光学素子の位置および向きを示すウエハの平面図である。
【図４】この発明による両面整列光学素子の代りの位置および向きを示す平面図である。
【図５】この発明の実施例による一体式光学部品を有する基板テーブルの一部の断面図である。
【図６ａ】この発明の更なる実施例による両面整列用基板テーブルおよびウエハを断面で示す。
【図６ｂ】マーカの焦点位置のシフトを補償するために、図６ａのウエハの上に置いた平面板を断面で光線作図と共に示す。
【図７ａ】不透明基板を使う本発明による第２較正プロセスのＹオフセットを求める手順を示す。
【図７ｂ】不透明基板を使う本発明による第２較正プロセスのＹオフセットを求める手順を示す。
【図７ｃ】不透明基板を使う本発明による第２較正プロセスのＹオフセットを求める手順を示す。
【図７ｄ】不透明基板を使う本発明による第２較正プロセスのＹオフセットを求める手順を示す。
【図８ａ】本発明による第２較正プロセスのＸオフセットを求める手順を示す。
【図８ｂ】本発明による第２較正プロセスのＸオフセットを求める手順を示す。
【図８ｃ】本発明による第２較正プロセスのＸオフセットを求める手順を示す。
【図８ｄ】本発明による第２較正プロセスのＸオフセットを求める手順を示す。
【図９】本発明による第３較正プロセスのＹオフセットを求める手順を示す。
【図１０】本発明による第３較正プロセスのＸオフセットを求める手順を示す。
【符号の説明】
Ｃ  目標部分
Ｅｘ  ビーム拡大器
ＩＬ  照明システム
ＨＷ  較正基板
ＬＡ  放射線源
ＭＡ  マスク
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  投影システム
Ｗ  基板
ＷＭ  基準マーカ
ＷＴ  基板テーブル
Ｘ  ｘ軸
Ｙ  ｙ軸
５０  平面板
６０  基板
６１  第１基準マーカ
６２  第２基準マーカ
６３  第３基準マーカ
８０  基板
８１  第１基準マーカ
８２  第２基準マーカ
８３  第３基準マーカ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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