(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
所望のパターンに従って前記投影ビームをパターン形成するように働くパターン形成手段を支持するための支持構造と、
基板を保持するための基板テーブルと、
前記パターン形成したビームを前記基板の目標部分に投影するための投影システムとを備えたリソグラフィ投影装置において、さらに、
前記基板テーブル上の基板のアライメント・マークに当たる電子ビームを供給するための電子ビーム供給源と、前記アライメント・マークから後方散乱された電子を検出するための後方散乱電子検出器とを有するアライメント・センサを備え、前記電子ビームが、所定の強度分布として前記基板に当たるようにパターン形成可能であり、前記強度分布が、前記基板上のアライメント・マークのパターンの少なくとも一部と一致するように予め決められ、前記アライメント・センサがリソグラフィ投影装置の前記放射システムから独立しているが、リソグラフィ投影装置内の元の場所でアライメントを行うことができるように、リソグラフィ投影装置内に設けられていることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
【請求項２】
前記放射の投影ビームがＥＵＶ放射である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記電子ビームおよび前記基板テーブルが相互に対して走査可能である、請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記基板テーブルが固定され、前記電子ビームが前記基板テーブルに対して走査可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記電子ビームが固定され、前記基板テーブルが前記電子ビームに対して走査可能である、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記電子ビームをパターン形成するためのマスクをさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記マスクには、前記基板上の前記アライメント・マークのパターンの実質的にネガであるパターンが設けられている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記電子ビーム供給源が、１０から１００ＫｅＶまでの範囲、より好ましくは２０から５０ＫｅＶまでの範囲のエネルギーを有する電子を供給するためのものである、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記支持構造がマスクを保持するためのマスク・テーブルを備える、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記放射システムが放射供給源を備える、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
デバイス製造方法であって、
放射感応材料の層で少なくとも部分的に覆われた基板を供給する段階と、
放射システムを使用して放射の投影ビームを供給する段階と、
前記投影ビームの断面にパターンを与えるためにパターン形成手段を使用する段階と、
前記放射感応材料の層の目標部分に前記パターン形成した放射のビームを投影する段階とを有する方法において、
前記パターン形成した放射のビームに対して前記基板を位置合わせするために、前記投影ビームと無関係な電子ビームであって、所定の強度分布として前記基板に当たるようにパターン形成し、前記強度分布を、前記基板上のアライメント・マークのパターンの少なくとも一部に一致するように予め決めた電子ビームを供給する段階と、前記電子ビームを前記基板のアライメント・マークに当てる段階と、前記アライメント・マークから後方散乱した電子を検出する段階とによって、前記投影する段階の前に前記基板の位置を決定することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１２】
前記放射の投影ビームがＥＵＶ放射である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記電子ビームおよび前記基板テーブルが相互に対して走査可能である、請求項１１または請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板テーブルが固定され、前記電子ビームが前記基板テーブルに対して走査される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記電子ビームが固定され、前記基板テーブルが前記電子ビームに対して走査可能である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記電子ビームをパターン形成するためにマスクが使用される、請求項１１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記マスクには、前記基板上の前記アライメント・マークのパターンの実質的にネガであるパターンが設けられている、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記電子ビームの電子が、１０から１００ＫｅＶまでの範囲、より好ましくは２０から５０ＫｅＶまでの範囲のエネルギーを有する、請求項１１から請求項１７までのいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射の投影ビームを供給するための放射システムと、所望のパターンに従って投影ビームをパターン形成するように使用されるパターン形成手段を支持するための支持構造と、基板を保持するための基板テーブルと、パターン形成したビームを基板の目標部分に投影するための投影システムとを備えるリソグラフィ投影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本文で用いるような「パターン形成手段」という用語は、基板の目標部分に作成すべきパターンに対応して、パターン形成した断面を入射放射ビームに与えるために使用することができる手段を称するものとして、広く解釈すべきである。用語「光弁」も、この関係で使用することができる。一般に、前記のパターンは、集積回路または他のデバイスのような、目標部分に作成するデバイスの特定の機能層に対応する（下を参照されたい）。そのようなパターン形成手段の例は、次のものを含む。
マスク。マスクの概念は、リソグラフィではよく知られており、２進位相シフト、交番位相シフト、および減衰位相シフトのようなマスクの種類を、また様々なハイブリッド・マスクの種類を含む。そのようなマスクを放射ビーム内に配置することで、マスクのパターンに応じて、マスクに当たる放射の選択的な透過（透過マスクの場合）または反射（反射マスクの場合）が起こる。マスクの場合、支持構造は一般にマスク・テーブルであり、このマスク・テーブルによって、マスクは、確実に入射放射ビーム内の所望の位置に保持することができるようになり、さらに、望むならば、マスクをビームに対して移動させることができるようになる。
プログラム可能ミラー・アレイ。そのような仕掛けの一例は、粘弾性制御層および反射表面を有するマトリック・アドレス指定可能表面である。そのような装置の基本原理は、（例えば）反射表面のアドレス指定された領域は入射光を回折光として反射するが、アドレス指定されていない領域は入射光を非回折光として反射する。適切なフィルタを使用して、前記の非回折光を、反射ビームからフィルタ除去して、後に回折光だけを残すことができる。このようにして、マトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従って、ビームはパターン形成される。プログラム可能ミラー・アレイの他の実施形態では、小さなミラーのマトリックス配列を使用する。小さなミラーの各々は、適当な局部電界を加えることで、または圧電作動手段を使用することで、軸のまわりに個々に傾斜させることができる。やはり、アドレス指定されたミラーが、アドレス指定されていないミラーに対して異なる方向に入射放射ビームを反射するように、ミラーはアドレス指定可能なマトリックである。このようにして、反射ビームは、マトリックス・アドレス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに応じてパターン形成される。必要なマトリックス・アドレス指定は、適当な電子的な手段を使用して行うことができる。上記の両方の状況で、パターン形成手段は１つまたは複数のプログラム可能ミラー・アレイを含むことができる。本明細書で言及するミラー・アレイについて、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号および米国特許第５，５２３，１９３号、ならびにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７およびＷＯ９８／３３０９６からより多くの情報を収集することができる。これらの特許は、参照により本明細書に援用する。プログラム可能ミラー・アレイの場合、前記の支持構造は、例えば、フレームまたはテーブルとして具体化することができ、それは、必要に応じて、固定するか、可動にすることができる。
プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構造の一例は、米国特許第５，２２９，８７２号に与えられている。この特許は、参照により本明細書に援用する。上記のように、この場合の支持構造は、例えば、フレームまたはテーブルとして具体化することができ、それは、必要に応じて、固定するか、可動にすることができる。
簡単にするために、本明細書の残りは、特定の配置による、具体的には、マスクおよびマスク・テーブルを含む例を対象とする。しかし、そのような例で述べる一般的な原理は、上で述べたようなパターン形成手段のより広い環境の中で理解すべきである。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。そのような場合、パターン形成手段は、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る。このパターンの像が、放射線感応材料（レジスト）の層で覆った基板（シリコン・ウェーハ）上の目標部分（例えば、１つまたは複数のチップで構成する）に形成される。一般に、単一のウェーハは全体として網の目状の隣接する目標部分を含み、この隣接する目標部分が、投影システムにより、一度に１つずつ、連続的に照射される。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を使用する現在の装置は、２つの異なる種類の機械に区別することができる。一方の種類のリソグラフィ投影装置では、全マスク・パターンを一括して目標部分に露出させて、各目標部分が照射される。そのような装置は、通常、ウェーハ・ステッパと呼ばれる。走査ステップ式装置と通常呼ばれる他方の装置では、投影ビームの当たるマスク・パターンを所与の基準方向（「走査」方向）に漸進的に走査し、同時に、同期して、この方向に対して平行または逆平行に基板テーブルを走査することで、各目標部分が照射される。一般に、投影システムは、拡大率Ｍ（一般に、Ｍ＜１）を持つので、基板テーブルを走査する速度Ｖは、マスク・テーブルを走査する速度の因数Ｍ倍となる。ここで説明したようなリソグラフィ装置に関して、例えば、米国特許第６，０４６，７９２号から、もっと多くの情報を収集することができる。この特許は、参照により本明細書に援用する。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、放射線感応材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆った基板に、パターン（例えば、マスク内の）の像が作られる。この像形成工程の前に、基板は、下塗り、レジスト被覆、およびソフト・ベークのような様々な手順を経ることができる。露出後に、基板は、露出後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、および形成した像の特徴の測定／検査のような他の手順を受けることができる。この手順の配列は、デバイス、例えばＩＣの個々の層をパターン形成する基礎として使用される。次に、そのようなパターン形成層は、エッチング、イオン打込み（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨などのような、全て個々の層を仕上げるために意図された、様々なプロセスを経ることができる。いくつかの層が必要な場合には、この全手順またはその変形を、新しい層ごとに繰り返さなければならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェーハ）上に存在するようになる。次に、ダイシングまたは鋸引きのような方法で、これらのデバイスを互いに分離し、それから、個々のデバイスを、ピンなどに接続したキャリアに取り付けることができる。そのようなプロセスに関するより多くの情報は、例えば、「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（マイクロチップの製造：半導体処理への実用的入門書）」、第３版、ピータ・フォン・ザント（Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ）著、マクグローヒル出版社、１９９７、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４の本から得ることができる。この本を参照により本明細書に援用する。
【０００５】
簡単にするために、投影システムを以下で「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、この用語は、例えば、屈折光学システム、反射光学システム、およびカタディオプトリック・システムなどの様々な種類の投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。また、放射システムは、これらの設計方式のいずれかに従って動作して放射の投影ビームを方向付け、整形し、または制御する構成部品を含むことができる。さらに、そのような構成部品もまた、下で一括してまたは単独で、「レンズ」と呼ぶことがある。さらに、リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスク・テーブル）を有する種類のものであることがある。そのような「マルチ・ステージ」の装置では、追加のテーブルを並列に使用することがあり、または、他の１つまたは複数の他のテーブルを露出に使用しながら、１つまたは複数のテーブルで準備工程を行うことがある。双子ステージ・リソグラフィ装置は、例えば、米国特許第５，９６９，４４１号および国際公開ＷＯ９８／４０７９１に記載されている。これらを参照により本明細書に援用する。
【０００６】
アライメント（整合）とは、マスク上の特定の点の像を、露光すべきウェーハ上の特定の点に位置付けするプロセスである。これを行うために、ウェーハの位置および向きを確定することが必要であり、さらに、このために、小さなパターンのような一般に１つまたは複数のアライメント・マークを基板（ウェーハ）に形成する。デバイスは多くの層から成り、これらの層は、中間処理工程を有する連続した露光で作られる。各露光の前に、新しい露光とそれ以前の露光の間の位置誤差を最小にするようにアライメントが行われる。このような誤差は、重ね合せ誤差と呼ばれる。しかし、中間処理工程のいくつかではアライメント・マークの上に材料が堆積され、また、アライメント・マークはエネルギー感応材料（レジスト）の層の下に少なくとも埋められる。これによって、アライメント・マークは不明瞭になることがあり、重ね合せ誤差の原因となることがある。これらの処理工程および他の処理工程は、また、測定したアライメント位置の望ましくないシフト（変移）をもたらすことがある。
【０００７】
リソグラフィ投影装置には、露光を行うために電子ビーム放射を用いるものがあり、投影電子ビームがアライメントのために使用される。しかし、これには、ビーム・エネルギーが一般にほぼ１００ＫｅＶであるために、投影電子ビームのエネルギーがアライメント・マークおよびアライメント・マークの上に配置した特定の層に合っていないという問題がある。このことは、アライメント手順中に形状の損傷および／またはレジストの不要な露光、およびアライメント・マークを観察する際のコントラスト不足の問題をもたらすことがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の問題を少なくとも部分的に軽減することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的および他の目的は、冒頭の段落に明示したようなリソグラフィ装置であって、基板テーブル上の基板のアライメント・マークに当たる電子ビームを供給するための電子ビーム供給源と、アライメント・マークから後方散乱された電子を検出するための後方散乱電子検出器とを備えたアライメント・センサをさらに備え、電子ビームが、所定の強度分布として基板に当たるようにパターン形成可能であり、強度分布が、基板上のアライメント・マークのパターンの少なくとも一部と一致するように予め決められ、このアライメント・センサが、リソグラフィ投影装置の放射システムから独立しているが、リソグラフィ投影装置内の元の場所でアライメントを行うことができるように、リソグラフィ投影装置内に設けられることを特徴とするリソグラフィ装置による本発明に従って達成される。
【００１０】
本発明の有利な点は、レジストの層および／または基板に堆積したさらに他のプロセス層によって、アライメント・マークが覆い隠されたとき、または横方向にシフトしたときでも、アライメント・センサを使用して、アライメントを行うことができることである。また、本発明の有利な点は、投影放射と無関係に、かつ放射システムおよび投影システムと無関係に、アライメント・センサで使用する電子ビームのエネルギーを、特定のウェーハ、プロセス層およびアライメント・マークに合わせることができることである。
【００１１】
放射の投影ビームはＥＵＶ放射であるのが好ましい。これは、アライメント・センサの電子ビームと投影放射が互いに無関係であるという点で有利である。さらに、このことは、投影システムとアライメント・システムの両方が真空中で動作することができるという点で有利である。
【００１２】
電子ビームおよび基板テーブルは、相互に対して走査可能であることが好ましい。このことによって、アライメント・マークの位置を示す検出信号を、走査位置の関数として与えることができる。電子ビームを基板テーブルに対して走査することができ、または、基板テーブルを電子ビームに対して走査することができる。
【００１３】
電子ビームをパターン形成するためのマスクを形成することができ、このマスクは、基板のアライメント・マークのパターンの実質的にネガであるパターンを備えるのが好ましい。
【００１４】
電子ビーム供給源は、好ましくは１０から１００ＫｅＶまでの範囲の、より好ましくは２０から５０ＫｅＶまでの範囲のエネルギーを持った電子を供給するものである。このことが好都合である。その理由は、電子は、後方散乱されないで、アライメント・マークの上の層を通って貫入するように十分に高いエネルギーをもつが、また、基板（例えば、シリコン）とマーカのより大きな原子番号の材料（例えば、タングステン）との間に後方散乱係数の十分な差異も与えるからである。電子ビーム・エネルギーが高すぎる場合は、後方散乱の差異が減少する。さらに、より高い電子ビーム・エネルギーでは、アライメント・ユニットの光学コラムは、より長くなければならないので、リソグラフィ装置の中にいっそう組み込み難くなる。
【００１５】
本発明のさらに他の態様にしたがって、放射感応材料の層で少なくとも部分的に覆われている基板を供給する段階と、放射システムを使用して放射の投影ビームを供給する段階と、投影ビームの断面にパターンを与えるパターン形成手段を使用する段階と、パターン形成した放射のビームを放射感応材料の層の目標部分に投影する段階とを含む方法において、パターン形成した放射のビームに対して基板をアライメントするために、前記の投影ビームと無関係な電子ビームであって、所定の強度分布として前記基板に当たるようにパターン形成し、前記強度分布を、前記基板上のアライメント・マークのパターンの少なくとも一部に一致するように予め決めた電子ビームを供給する段階と、この電子ビームを基板のアライメント・マークに当てる段階と、このアライメント・マークから後方散乱した電子を検出する段階とによって、前記の投影する段階の前に、基板の位置を決定することを特徴とするデバイス製造方法が提供される。
【００１６】
この本発明のさらに他の態様は、上に言及した好ましい特徴を１つまたは複数組み込むことができる。
【００１７】
この明細書では、本発明による装置をＩＣの製造に使用することを特に参照するであろうが、そのような装置が他の多くの可能な用途を有することは明確に理解すべきである。例えば、集積光システム、磁気ドメイン・メモリの誘導および検出、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド、その他の製造で使用することができる。当業者は理解するであろうが、そのような他の用途の環境では、この明細書での用語「レチクル」、「ウェーハ」または「チップ」の使用は、より一般的な用語「マスク」、「基板」および「目標部分」でそれぞれ置き換えられるものとして考えるべきである。
【００１８】
本文献において、用語「放射」および「ビーム」は、紫外線放射（波長が、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍである）およびＥＵＶ（極端紫外線放射、例えば、波長が５〜２０ｎｍの範囲にある）ならびにイオンビームや電子ビームなどの粒子ビームを含んだ、全ての種類の電磁放射を包含するように使用する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、ただ単なる例示として添付の図面を参照して説明する。
【００２０】
図において、対応する参照符号は対応する部分を示す。
【００２１】
図１は、本発明によるリソグラフィ投影装置１を概略的に示す。本装置は、
放射（例えば、ＵＶまたはＥＵＶ放射、電子、またはイオン）の投影ビームＰＢを供給するための放射源ＬＡを備える、放射システムＬＡ、ＩＬと、
マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するための第１の物体（マスク）ホルダを備え、かつ要素ＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接続した第１の物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
基板Ｗ２（例えば、レジスト被覆シリコン・ウェーハ）を保持するための第２の物体（基板）ホルダを備え、かつ要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段Ｐ２Ｗに接続した第２の物体テーブル（基板テーブル）Ｗ２Ｔと、
基板Ｗ３（例えば、レジスト被覆シリコン・ウェーハ）を保持するための第３の物体（基板）用ホルダを備え、かつ基板を正確に位置決めするための第３の位置決め手段Ｐ３Ｗに連結した第３の物体テーブル（基板テーブル）Ｗ３Ｔであって、全体をＡＬとして示すアライメント・システムが第３の物体テーブルの上に設けられている第３の物体テーブル（基板テーブル）Ｗ３Ｔと、
マスクＭＡの放射照射部分の像を、基板Ｗの目標部分Ｃに形成するための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、屈折または反射屈折システム、ミラー・グループ、または電磁偏向器のアレイ）とを備える。
【００２２】
放射システムは、放射のビームを生成するビーム供給源ＬＡ（例えば、蓄積リングまたはシンクロトロンの電子ビームの経路の周りに設けたアンジュレータまたはウィグラー、プラズマ供給源、電子またはイオン供給源、水銀ランプまたはレーザ）を備える。放射のビームは、ＥＵＶビームであるのが好ましいが、任意の他の適切なビームであることもできる。ビームは、結果として得られたビームＰＢの断面が所望の形状および強度分布を有するように、照明システムＩＬに含まれた様々な光学部品を通される。
【００２３】
ビームＰＢは、その後、マスク・テーブルＭＴ上のマスク・ホルダに保持されているマスクＭＡに衝突する。マスクＭＡにより選択的に反射された（または透過した）ビームＰＢは、「レンズ」ＰＬを通り抜ける。このレンズＰＬは、基板Ｗ２、Ｗ３の目標部分ＣにビームＰＢを収束させる。位置決め手段Ｐ２Ｗ、Ｐ３Ｗおよび干渉測定手段ＩＦを使って、基板テーブルＷ２Ｔ、Ｗ３Ｔは、例えば、ビームＰＢの経路内に異なった目標部分Ｃを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、位置決め手段ＰＭおよび干渉測定手段ＩＦを使用して、例えば、マスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、または走査動作中に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長行程モジュール（粗い位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）を使って行われる。これらのモジュールは、図１に明示的に示さない。
【００２４】
図示の装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基本的に静止したままであり、全マスク像が一括して（すなわち、単一「フラッシュ」で）目標部分Ｃに投影される。次に、異なる目標部分ＣがビームＰＢで照射されるように、基板テーブルＷ２ＴがＸおよび／またはＹ方向に移動される。
走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、ただ、特定の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」で露出されないことが異なる。代わりに、マスク・テーブルＭＴが、特定の方向（いわゆる「走査方向」、例えば、Ｙ方向）に速度ｖで移動可能であり、その結果、投影ビームＰＢはマスク像全体を走査することができるようになる。これと並行して、基板テーブルＷ２Ｔが、速度Ｖ＝ｍｖで、同じ方向または反対方向に同時に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬの拡大率である（例えば、Ｍ＝１／４または１／５）。このようにして、分解能で妥協する必要なく、比較的大きな目標部分Ｃを露出させることができる。
【００２５】
図２は、本発明を具現するアライメント・システムの原理を示す。アライメント・システムは、ウェーハ・テーブルＷＴに支えられたウェーハＷに向けて電子ビーム１２を供給する電子ビーム供給源１０を備える。電子ビーム１２がウェーハＷの適当なアライメント・マーク１４に当たるとき、後方散乱電子が生成され、検出器１６で検出される。適切な電子ビーム供給源１０および後方散乱電子検出器１６の詳細は、例えば、電子顕微鏡の分野で知られている。
【００２６】
アライメント・マーク１４の後方散乱効率は、このマークを形成するために使用した元素の原子番号に依存する。比較的大きな原子番号の材料、例えば、タングステン、タンタル、コバルトまたはチタンを使用するのが好ましいが、銅などの他の材料もまたアライメント・マークに使用することができる（これらの金属のシリサイドまたは窒化物も使用することができる）。アライメント・マークは多層構造から成ることができる。後方散乱効率およびそれの電子ビーム位置依存性は、このマークの横方向および断面の形状寸法にも依存する。特に、アライメント・マークを形成し、かつ大きな原子番号の材料で作られた線の深さ、厚さ、幅、および空間的な分離が重要である。
【００２７】
後方散乱プロセスは特定の指向性がないので、後方散乱電子検出器１６の正確な位置は重要ではない。
【００２８】
電子ビーム１２は、ウェーハＷに対して走査される。走査は、静止した電子ビーム１２の下のウェーハ・テーブルＷＴを動かすことで、または、電界および／または磁界を使用して電子ビーム１２を偏向させることで、または両者の組合せで行うことができる。
【００２９】
アライメント・システムによって、ウェーハＷ上のアライメント・マークの位置および向き、したがってウェーハＷ自体の位置および向きを、ウェーハ・テーブルＷＴに対して正確に決定することができるようになる。図１を参照すると、アライメント・システムは、ウェーハ・テーブルＷ３Ｔ上のウェーハＷ３の位置および向きを決定するように使用される。それから、ウェーハ・テーブルＷ３Ｔは、位置決め手段Ｐ３Ｗの平行移動によって、投影レンズＰＬの下の場所に移される。この場所は、図１でＰ２Ｗが占めた場所である（Ｐ２Ｗは、図１でＰ３Ｗが占めた場所に実質的に同時に平行移動される）。位置決め手段Ｐ３Ｗは、投影ビームに対して位置合わせされる。位置決め手段Ｐ３Ｗに対するアライメント・マーク（およびウェーハＷ３）の位置は知られているので、このことによって、投影ビームに対してウェーハを正しく位置合わせして、露光を行うことができるようになる。
【００３０】
本発明の他の実施形態（図示しない）では、アライメント・システムを投影レンズＰＬに近接して配置することができるので、その結果、ウェーハを動かす必要なく、かつ代わりの置換え場所に対する位置決め手段なしに、アライメントを行うことができるようになる。
【００３１】
いくつかの例では、図１に示すように配置した第１のアライメント・システムと投影レンズＰＬに近接して配置した第２のアライメント・システムの、２つのアライメント・システムを設けるのが好ましいかもしれない。
【００３２】
アライメント・マークの位置／向きの決定については、下記のさらに他の実施形態の背景で述べる。
【００３３】
本発明のこの実施形態に従った上述の電子ビーム・アライメント・センサは、電子ビーム放射が投影レンズの光学中心を通過しないので、いわゆるオフアクシス・アライメント・センサである。実際は、本発明のこの実施形態では、投影ビームは、ＥＵＶ放射であるので、電子ビーム・アライメント放射と完全に無関係な光学系を有する。電子ビーム供給源１０で生成される電子ビーム１２の電子は、１０から１００ＫｅＶの範囲、通常は２０から５０ＫｅＶの間、一般的にほぼ３０ＫｅＶに設定されたエネルギーを有する。
【００３４】
図２に示す本発明の実施形態は、図３に示すように実施することができる。図３を参照すると、電子ビーム１２は、単一スポットとしてウェーハＷに当たるように制御される。この例では、ウェーハＷは、アライメント・マーク１４がある基板２０を含む。アライメント・マーク１４は、タングステンのストライプで作られた周期的な格子の形である。このストライプのうちの３本１４．１、１４．２および１４．３だけを、図３の断面の端にぴったり寄せて図示する。基板２０およびアライメント・マーク１４の表面に、ウェーハＷ上にすでに覆われたレジストおよび任意のプロセス層を表す層２２がある。電子ビーム１２が、矢印２４で示すように、ウェーハＷに対して走査される（上で述べた通りであるが、代わりに、ウェーハＷを反対方向に走査することができるし、または、実際はウェーハと電子ビーム１２の両方を動かすことができる）。
【００３５】
結果として得られた信号は、走査位置の関数として検出器１６で検出された後方散乱電子の強度に関係しており、これを図４に示す。図から理解できるように、アライメント・マーク１４のパターンと図４の信号の間には対応関係がある。図３のアライメント・マーク１４は、長方形断面の金属ストライプ１４．１、１４．２、１４．３から成るが、検出器１６で検出した実際の信号は、アライメント・マークのパターンと電子ビーム分布のたたみこみ（コンゴルーション）であるので、図４の検出信号にはいくらか平滑化がある。平滑化の程度は、例えば、電子ビーム１２の幅および分布に依存する。この信号のさらに他の広がり、すなわち電子ビーム位置の関数として検出した後方散乱電子強度は、スタック中の電子散乱プロセスによって生じる。検出信号から、アライメント・マーク１４の位置および向きを求めることができる。光学アライメント・マークとして、アライメント・マーク、したがってウェーハの位置と向きを一意的に決定するために、いくつかの格子が、例えば異なる周期で、そして例えば異なる向きで形成されることがある。
【００３６】
図５に示す代替実施では、図３のウェーハ構造を使用するが、電子ビーム１２が同様な方法でアライメント・マーク１４の少なくとも一部に合わせてパターン形成されるように、電子ビーム１２は複数の小ビーム１２．１、１２．２、１２．３などで構成される。電子ビーム１２およびウェーハＷは、上で述べたように相互に対して走査され、その結果として検出器１６から得られる検出信号を図６に示す。電子ビーム１２のパターンとアライメント・マーク１４の間に対応がある走査位置に、検出信号のピークがある。再び、実際の検出信号は、アライメント・マーク１４のパターンと電子ビーム１２の強度分布とのたたみこみである。ウェーハＷの位置および向きを一意的に決定するように、アライメント・マーク１４でいくつかの格子を使用することに関して、上記の実施形態と同じ説明が当てはまる。
【００３７】
この実施形態に従った、パターン形成した電子ビーム１２を得る１つの方法は、アライメント・マーク１４の所望の部分の基本的にネガであるマスク（図示しない）に初期の電子ビームを通すことである。このマスクの形状は、例えば、アライメント・マーク１４の形状の間の隙間に対応したパターンの特定部分で電子を遮るように、タングステンまたは他の適切な材料を使用して画定することができる。
【００３８】
光ビーム・アライメントに比べて、アライメントを行うために電子ビームを使用することの有利な点は、光ビームを介して見い出すことのできないアライメント・マークに対して、電子ビームでアライメントを行うことができることである。図３を参照すると、層２２が光学的に不透明であれば、光ビームを使用してアライメント・マークを見い出すことはできないだろう。電子ビームは、光学的に不透明な層２２を直接通過して、アライメントを達成することができるようにする。
【００３９】
電子ビームを使用することのさらに他の有利な点は、アライメント・マークによるビームの散乱は、アライメント・マークの体積の関数であり、アライメント・マークの上面だけ（光アライメントの場合のように）でないことである。これによって、アライメントは、光アライメントに比べて、アライメント・マークの非対称に敏感でなくなる。
【００４０】
ＥＵＶは真空条件の下で申し分なく動作するので（ガス分子によるＥＵＶの吸収を避けるために、真空はＥＵＶにとって必要である）、本発明はＥＵＶを使用するリソグラフィ装置での使用に特に適している。
【００４１】
本発明の特定の実施形態を説明したが、本発明は、説明したようなものとは別の方法で実施できることが高く評価されるであろう。この説明は本発明を制限する意図ではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ投影装置を示す。
【図２】図１の実施形態で使用するための、電子ビームを使用したアライメント・センサを示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に従った、電子ビームが入射するアライメント・マークを有するウェーハの断面を示す図である。
【図４】図３の実施形態で電子ビームがアライメント・マークを横切って走査されるときの後方散乱電子検出信号を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態に従った、パターン形成した電子ビームが入射するアライメント・マークを有するウェーハの断面を示す図である。
【図６】図５の実施形態で電子ビームがアライメント・マークを横切って走査されるときの後方散乱電子検出信号を示す図である。
【符号の説明】
ＬＡ  放射源
ＩＬ  照明システム
ＰＬ  投影システム（投影レンズ）
ＰＢ  ビーム
ＭＴ  マスク・テーブル
ＰＭ  第１の位置付け手段
ＭＡ  マスク
Ｗ３Ｔ、Ｗ２Ｔ  基板テーブル
Ｐ３Ｗ、Ｐ２Ｗ  位置決め手段
ＡＬ  アライメント・システム
Ｗ、Ｗ２、Ｗ３  ウェーハ
ＷＴ  ウェーハ・テーブル
１０  電子ビーム供給源
１２  電子ビーム
１４  アライメント・マーク
１６  後方散乱電子検出器
２０  基板
２２  レジストおよびプロセス層
【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６】
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