(57)【要約】【課題】平行移動レプリカ像を基板のアライメントに使用することができるアライメント装置及び方法を提供する。【解決手段】一実施例では、表面−裏面アライメント光学部品を使用して基板の裏面のマークを投影する。この表面−裏面アライメント光学部品は、表面−裏面アライメント光学部品の像窓に投影される像が基板の裏面のマークの平行移動レプリカとなるように配置される。このような配置の潜在的な１つの利点は、光軸の位置のわずかな不正確さが基板マークの像の不正確さにつながらないことである。この平行移動レプリカ像を基板のアライメントに使用することができる。【選択図】図３ａ
2006024944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のマークが前記基板の裏面にくる第１の向きに前記基板を配置するステップと、
前記基板が前記第１の向きにある間に前記基板マークの像を形成するステップと、
基準マークと前記像の間のアライメントをアライメント・ビームを使用して検出するステップと
を含み、
前記像が前記基板マークの平行移動レプリカである
アライメント方法。
【請求項２】
前記像が前記基板の近くにある、請求項１に記載のアライメント方法。
【請求項３】
像を形成する前記ステップが、表面−裏面アライメント光学部品を通して前記像を投影するステップを含む、請求項１に記載のアライメント方法。
【請求項４】
前記基板が第２の基板マークを含み、前記第２のマークが前記第１のマークの鏡像である、請求項１に記載のアライメント方法。
【請求項５】
前記第２の基板マークが前記基板の前記第１の基板マークと同じ面にある、請求項４に記載のアライメント方法。
【請求項６】
前記第２の基板マークが前記基板の表面にくる第２の向きに前記基板を配置するステップと、前記第２の向きにある間に前記第２の基板マークを使用して前記基板を整列させるステップとを含む、請求項４に記載のアライメント方法。
【請求項７】
前記基板マークが鏡面対称性を有する、請求項１に記載のアライメント方法。
【請求項８】
前記第１の向きにおいて、前記裏面の反対側の前記基板の面に放射感受性層がある、請求項１に記載のアライメント方法。
【請求項９】
前記平行移動レプリカが反転されていない、請求項１に記載のアライメント方法。
【請求項１０】
前記基準マークがレチクル上に提供される、請求項１に記載のアライメント方法。
【請求項１１】
基板上のマークが前記基板の裏面にくる第１の向きに前記基板を配置するステップと、
前記基板が前記第１の向きにある間に前記基板マークの像を形成するステップと、
基準マークと前記像の間のアライメントをアライメント・ビームを使用して検出するステップと、
前記検出ステップに続き、パターン形成構造を使用して、放射ビームの断面にパターンを付与し、パターンが付与された前記ビームを前記基板の標的部分に投影するステップと
を含み、
前記像が前記基板マークの平行移動レプリカである
デバイス製造方法。
【請求項１２】
基板マークを有する基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記基板マークが前記基板の裏面にあるときに、基準マークと前記基板マークの像との間のアライメントをアライメント放射ビームを使用して検出するように構成されたアライメント系と、
前記基板の前記裏面に配置された前記基板マークの平行移動レプリカを投影して前記像を形成するように構成された光学部品と
を備えたアライメント・ツール。
【請求項１３】
前記光学部品が、前記平行移動レプリカ像を前記基板の近くに投影するように構成されている、請求項１２に記載のアライメント・ツール。
【請求項１４】
前記光学部品が反射プリズムを含む、請求項１２に記載のアライメント・ツール。
【請求項１５】
前記光学部品が鏡映結像系を含む、請求項１４に記載のアライメント・ツール。
【請求項１６】
前記光学部品がミラーを含む、請求項１２に記載のアライメント・ツール。
【請求項１７】
前記光学部品が非鏡映結像系を含む、請求項１６に記載のアライメント・ツール。
【請求項１８】
放射ビームを供給するように構成された照明系と、
前記放射ビームの断面にパターンを付与する働きをするパターン形成構造を支持するように構成された支持構造と、
基板マークを有する基板を保持するように構成された基板テーブルと、
パターンが付与された前記ビームを前記基板の標的部分に投影するように構成された投影系と、
前記基板マークが前記基板の裏面に配置されているときに前記基板マークの平行移動レプリカを投影するように構成された光学部品と
を備えたリソグラフィ装置。
【請求項１９】
基準マークと前記基板マークの前記平行移動レプリカとの間のアライメントをアライメント放射ビームを使用して検出するように構成されたアライメント系を備えた、請求項１８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２０】
基板マークを有する基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記基板マークが前記基板の裏面にあるときに、基準マークと前記基板マークの間のアライメントをアライメント放射ビームを使用して検出するように構成されたアライメント系と、
前記アライメント系と前記基板マークの間の光通信を可能にするように構成された光学系と
を備え、
前記アライメント系によって受け取られた前記基板マークの像が前記基板マークと実質的に同じ向きを有する
アライメント・ツール。
【請求項２１】
前記光学系の正味の鏡映効果が実質的にゼロである、請求項２０に記載のアライメント・ツール。
【請求項２２】
前記基板テーブルが、前記基板を前記裏面で支持するように構成されている、請求項２０に記載のアライメント・ツール。
【請求項２３】
基板マークを有する基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記基板マークが前記基板の裏面にあるときに、基準マークと前記基板マークの像との間のアライメントをアライメント放射ビームを使用して検出するように構成されたアライメント系と、
前記基板の前記裏面に配置された前記基板マークを投影して前記像を形成するように構成された光学部品であって、正味の鏡映効果がゼロであり、そのため前記アライメント系が前記基板マークの前記像を、前記基板マークに対する向きの変化なしに検出する光学部品と
を備えたアライメント・ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアライメント装置及び方法、特にリソグラフィに応用されたアライメント装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板の標的部分に所望のパターンを適用するのに使用することができる機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。この状況では、マスクなどのパターン形成構造を使用して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、放射感受性材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェーハ）の標的部分（例えばダイの一部、或いは１つ又は複数のダイを含む部分）に結像させることができる。一般に単一の基板は、連続して露光された隣接する標的部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置には、１つの標的部分にパターン全体を一度に露光することによってそれぞれの標的部分に照射するいわゆるステッパ、投影ビームによってこのパターンを所与の方向（「走査」方向）に走査し、同時にこの方向に平行に又は逆平行に基板を同期走査することによってそれぞれの標的部分に照射するいわゆるスキャナなどがある。
【０００３】
本明細書ではＩＣ製造でのリソグラフィ装置の使用を特に参照するが、本明細書に記載のリソグラフィ装置は、集積光学系、磁区メモリの誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、この他の応用も有することを理解されたい。このような代替応用の文脈において、本明細書で使用される用語「ウェーハ」又は「ダイ」はそれぞれ、より一般的な用語「基板」又は「標的部分」と同義であると考えることができることを当業者は理解されたい。本明細書で参照する基板は、例えばトラック（一般にレジストの層を基板に塗布し、露光後にレジストを現像するツール）、或いは測定又は検査ツールで、露光の前又は後に処理することができる。適用可能ならば、本明細書の開示を、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを製造するために基板を２回以上処理することができ、そのため、本明細書で使用される用語「基板」は、処理済みの複数の層をすでに含む基板を指すことがある。
【０００４】
本明細書で使用する用語「放射」及び「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射（例えば波長３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの放射）、極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば波長５〜２０ｎｍの放射）、及びイオン・ビーム、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。
【０００５】
本明細書で使用する用語「パターン形成構造」は、例えば基板の標的部分にパターンを生成するために投影ビームの断面にパターンを付与する目的に使用することができる構造を指すものと広く解釈しなければならない。投影ビームに付与されるパターンが、基板の標的部分の所望のパターンに必ずしも一致するわけではないことに留意されたい。一般に、投影ビームに付与されるパターンは、標的部分に生み出される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。
【０００６】
パターン形成構造は透過型又は反射型とすることができる。パターン形成構造の例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ、及びプログラム可能ＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィにおいてよく知られており、これには、バイナリ、交番位相シフト、減衰位相シフトなどのマスク・タイプ、並びにさまざまなハイブリッド・マスク・タイプが含まれる。プログラム可能ミラー・アレイの一例では、入射放射ビームをさまざまな方向に反射するようにそれぞれを個別に傾けることができる小さなミラーのマトリックス配置を使用する。このようにすると反射ビームにパターンが付与される。パターン形成構造のそれぞれの例では、支持構造を、例えば必要に応じて固定又は可動とすることができ、パターン形成構造が例えば投影系に対して所望の位置にあることを保証することができるフレーム又はテーブルとすることができる。本明細書では用語「レチクル」又は「マスク」を、より一般的な用語「パターン形成構造」と同義と考えてよい。
【０００７】
本明細書で使用する用語「投影系」は、例えば使用している露光放射、又は浸漬流体の使用、真空の使用などの他の因子に対して適当な、屈折光学系、反射光学系及び反射屈折光学系を含む、さまざまなタイプの投影系を包含するものと広く解釈しなければならない。本明細書における用語「レンズ」の使用はより一般的な用語「投影系」と同義と考えてよい。
【０００８】
照明系も、放射投影ビームを誘導し、成形し、制御する屈折、反射及び反射屈折光学構成要素を含む、さまざまなタイプの光学構成要素を包含することができ、以下、このような構成要素を集合的に又は単独で「レンズ」と呼ぶ場合がある。
【０００９】
リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／或いは２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプの装置とすることができる。このような「多ステージ」機械では、これらの追加のテーブルを並行して同時に使用することができ、或いは、１つ又は複数のテーブルを露光に使用している間に他の１つ又は複数のテーブル上で準備ステップを実施することができる。
【００１０】
リソグラフィ装置は、比較的に高い屈折率を有する液体、例えば水に基板を浸して、投影系の最後の要素と基板の間の空間を満たすタイプの装置とすることもできる。浸漬液は、リソグラフィ装置の他の空間、例えばマスクと投影系の最初の要素との間の空間に適用することもできる。投影系の開口数を増大させる浸漬技法は当技術分野でよく知られている。
【００１１】
例えば機能フィーチャの正確な投影を保証するために、基板を露光する前に基板の位置を正確に合わせることが望ましい。従来技術ではこれが、図２に示す装置を使用して達成される。マスク及び基板上にはそれぞれ、相補的なアライメント・マークＭ１、Ｍ２及び基板マークＰ１、Ｐ２が存在し、アライメント系を使用してアライメントを検出する。アライメント系の例は、従来のスルー・ザ・レンズ（ｔｈｒｏｕｇｈ  ｔｈｅ  ｌｅｎｓ）アライメント系、並びに同時係属欧州特許出願第０２２５１４４０号及び０２２５０２３５号に記載されたアライメント方法及び装置である。マークは一般に基板の表（おもて）面にあるが、基板の裏面に置くこともできる。基板の裏面のマークは例えば基板の両面に露光を実施するときに使用される。これは具体的には、マイクロ・エレクトロメカニカル・システム（ＭＥＭＳ）又はマイクロ・オプトエレクトロメカニカル・システム（ＭＯＥＭＳ）の製造において実施される。基板マークＰ１及びＰ２が基板の裏面にあるとき、基板マークは、表面−裏面アライメント光学部品（ｆｒｏｎｔ  ｔｏ  ｂａｃｋ  ｓｉｄｅ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｏｐｔｉｃｓ）２２によって基板Ｗの横手に再結像されて、添付図面の図２にＰ２に対して示された像Ｐｉを形成する（Ｐ１は、この表面−裏面アライメント光学部品の別の分枝（ｂｒａｎｃｈ）によって再結像される）。この表面−裏面アライメント光学部品をアライメント系ＡＳとともに使用して、基板の裏面のマークに対する基板の表面のマークの相対位置を決定する。これによって、基板の表面に露光された機能フィーチャを基板の裏面に露光された機能フィーチャと正確に整列させることができる。
【００１２】
従来の表面−裏面アライメント光学部品を使用すると、表面−裏面アライメント光学部品の像窓（ｉｍａｇｅ  ｗｉｎｄｏｗ）に基板マークの鏡像が投影される。この鏡像は、先に記載したアライメントのために使用される像であり、したがって、基板マークの実際の位置に対する像の相対位置が正確に分かっていなければならない。具体的には、それを軸にして像が裏返される表面−裏面アライメント光学部品の光軸が正確に分かっていなければならない。光軸における誤差は基板位置の測定の誤差を２倍にする。
さらに、この光学部品での鏡映のため、基板の裏面のマークの像の回転は、基板の表面の回転とは反対になる。これを考慮しない場合、ファイン・アライメント中に問題が生じることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記問題を解消したアライメント装置及び方法を提供することを目的とするもので、以下に示す構成を特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
一実施例に基づくアライメント方法は、裏面に基板マークを有する基板を用意するステップと、前記基板マークの像を形成するステップと、基準マークと前記基板マークの前記像との間のアライメントをアライメント・ビームを使用して検出するためのアライメント系を提供するステップとを含み、前記マークの前記像は前記基板マークの平行移動レプリカ（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ  ｒｅｐｌｉｃａ）である。
【００１５】
一実施例に基づくデバイス製造方法は、本明細書に記載のアライメント方法と、照明系を使用して放射投影ビームを供給するステップと、パターン形成構造を使用して投影ビームの断面にパターンを付与するステップと、パターンが付与された放射ビームを基板の標的部分に投影するステップとを含む。
【００１６】
一実施例に基づくアライメント・ツールは、基板マークを有する基板を保持するように構成された基板テーブルと、前記基板マークが前記基板の裏面にあるときに、基準マークと前記基板マークの像との間のアライメントをアライメント放射ビームを使用して検出するように構成されたアライメント系と、前記基板の裏面に配置された前記基板マークの平行移動レプリカを投影して前記像を形成するように構成された光学部品とを備える。
【００１７】
一実施例に基づくリソグラフィ装置は、放射投影ビームを供給するように構成された照明系と、この投影ビームの断面にパターンを付与する働きをするパターン形成構造を支持するように構成された支持構造と、基板マークを有する基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターンが付与されたビームを基板の標的部分に投影するように構成された投影系と、前記基板マークが前記基板の裏面に配置されているときに前記基板マークの平行移動レプリカを投影するように構成された光学部品とを備える。
【００１８】
他の実施例に基づくアライメント・ツールは、基板マークを有する基板を保持するように構成された基板テーブルと、前記基板マークが前記基板の裏面にあるときに、基準マークと基板マークの間のアライメントをアライメント放射ビームを使用して検出するように構成されたアライメント系と、前記アライメント系と前記基板マークの間の光通信を可能にする光学系とを備え、前記光学系の正味の鏡映効果がゼロであり、そのため前記アライメント系が前記基板マークを向きの変化なしに検出する。
【００１９】
他の実施例に基づくアライメント・ツールは、基板マークを有する基板を保持するように構成された基板テーブルと、前記基板マークが前記基板の裏面にあるときに、基準マークと前記基板マークの像との間のアライメントをアライメント放射ビームを使用して検出するように構成されたアライメント系と、前記基板の裏面に配置された前記基板マークを投影して前記像を形成するように構成された光学部品であって、正味の鏡映効果がゼロであり、そのため前記アライメント系が前記基板マークの前記像を、前記基板マークに対する向きの変化なしに検出するように構成される光学部品とを備える。
【００２０】
次に、添付図面を参照して本発明の実施例をあくまでも例として説明する。
図中、同じ参照符号は同じ部分を指す。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例には、光軸の回転に起因する不正確さ（ｉｎａｃｃｕｒａｃｙ）が最小化されるアライメント方法が含まれる。
【００２２】
図１に、本発明の特定の一実施例に基づくリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、
放射投影ビームＰＢ（または、例えばＵＶ放射）を供給するように構成された照明系（照明器）ＩＬと、
パターン形成構造（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成された第１の支持構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴであって、アイテムＰＬに対してパターン形成構造を正確に配置するように構成された第１の位置決め装置ＰＭに接続された第１の支持構造ＭＴと、
基板（例えばレジストでコーティングされたウェーハ）Ｗを保持するように構成された基板テーブル（例えばウェーハ・テーブル）ＷＴであって、アイテムＰＬに対して基板を正確に配置するように構成された第２の位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブルＷＴと、
パターン形成構造ＭＡによって投影ビームＰＢに付与されたパターンを、基板Ｗの（例えば１つ又は複数のダイを含む）標的部分Ｃの表面に結像させるように構成された投影系（例えば屈折投影レンズ）ＰＬと
を備えている。
【００２３】
図１に示す通り、この装置は（例えば透過マスクを使用する）透過型の装置である。或いはこの装置を、（例えば先に参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを使用する）反射型の装置とすることもできる。
【００２４】
照明器ＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取るように構成されている。例えば放射源がエキシマ・レーザであるときには、放射源とリソグラフィ装置とを別個の実体とすることができる。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を構成するとはみなされず、放射ビームは、例えば適当な誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを含むビーム送達系ＢＤを用いて放射源ＳＯから照明器ＩＬに渡される。この他の場合、例えば放射源が水銀ランプであるときには、放射源を装置と一体の部分とすることができる。放射源ＳＯ及び照明器ＩＬ、並びに必要な場合にビーム送達形系ＢＤを合わせて放射系と呼ぶ。
【００２５】
照明器ＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するための調整構造ＡＭを備えることができる。一般に、少なくとも照明器のひとみ平面における強度分布の半径方向外側及び／又は内側の広がり（普通はそれぞれσアウター及びσインナーと呼ばれる）を調整することができる。さらに、照明器ＩＬは一般に、インテグレータＩＮ、コンデンサＣＯなどの他のさまざまな構成要素を含む。照明器は、所望の断面均一性及び断面強度分布を有する投影ビームＰＢと呼ばれる調整された放射ビームを供給する。
【００２６】
投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに入射する。マスクＭＡを横切った後、投影ビームＰＢはレンズＰＬを通過する。レンズＰＬは、基板Ｗの標的部分Ｃ上に投影ビームを集束させる。第２の位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計装置）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えばビームＰＢの通り道に別の標的部分Ｃが配置されるように正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭ及び他の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクＭＡをマスク・ライブラリから機械的に取り出した後に、又は走査中に、マスクＭＡをビームＰＢの経路に対して正確に配置することができる。物体テーブルＭＴ及びＷＴの移動は一般に、位置決め手段ＰＭ及びＰＷの一部分を構成する長ストローク・モジュール（おおまかな位置決め）及び短ストローク・モジュール（細かい位置決め）を用いて実現される。しかし、ステッパの場合には（スキャナとは対照的に）、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータにだけ接続し、又はマスク・テーブルＭＴを固定することができる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・アライメント・マークＭ１、Ｍ２及び基板アライメント・マークＰ１、Ｐ２を使用して位置合せすることができる。
【００２７】
図示の装置は下記の好ましいモードで使用することができる。
【００２８】
ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを本質的に静止した状態に保ち、投影ビームに付与されたパターン全体を、１つの標的部分Ｃの表面に一度に投影する（すなわち１回の静的露光）。次いで、別の標的部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴをＸ及び／又はＹ方向に移動させる。ステップ・モードでは、露光野の最大サイズが、１回の静的露光で結像される標的部分Ｃのサイズを限定する。
【００２９】
走査モードでは、マスク・テーブルＭＴと基板テーブルＷＴとを同時に走査し、投影ビームに付与されたパターンを標的部分Ｃに投影する（すなわち１回の動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＬの拡大（縮小）倍率及び像反転特性によって決まる。走査モードでは、露光野の最大サイズが、１回の動的露光における標的部分の（非走査方向の）幅を限定し、走査運動の長さが標的部分の（走査方向の）高さを決定する。
【００３０】
他のモードでは、プログラム可能パターン形成構造を保持したマスク・テーブルＭＴを本質的に固定し、投影ビームに付与されたパターンを標的部分Ｃに投影する間、基板テーブルＷＴを移動させ又は走査する。このモードでは一般に、パルス放射源を使用し、基板テーブルＷＴを移動させるごとに、又は走査中の放射パルスとパルスの間に、プログラム可能パターン形成構造を必要に応じて更新する。この動作モードは、先に参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン形成構造を利用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用することことができる。
【００３１】
上で説明した使用モードの組合せ及び／又は変形、或いは全く異なる使用モードを使用することもできる。
【００３２】
このリソグラフィ装置はさらに、図３ａに示す表面−裏面アライメント光学部品２０を備える。この表面−裏面アライメント光学部品は、基板の表面に対して４５°に配置された、表面−裏面アライメント光学部品に沿って放射ビームを導くためのミラー２１、２２を含む。表面−裏面アライメント光学部品２０はさらに光学要素２３及び２４を含み、この実施例ではこれらの要素が、組合せ鏡映効果を有するレンズ要素である。しかし、基板マークＰ１の像を集束させ投影する能力を有し、鏡映効果を有する任意の光学要素を使用することができる。
【００３３】
表面−裏面アライメント光学部品２０はさらにプリズム２５を含む。図３ｂから分かるように、アライメント・ビームは約４５°の角度でプリズムに入射する。アライメント・ビームは次いで別の表面で反射され、約４５°の角度でプリズム２５を出る。図３ｂから分かるように、アライメント・ビームが反射される表面は基板テーブルに対して垂直であり、アライメント・ビームの全体的な伝搬方向に対して実質的に平行である。したがってプリズム２５は鏡映効果を有し、基板Ｗの近くに平行移動レプリカ像（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌｒｅｐｌｉｃａｉｍａｇｅ）２７が形成される。この場合もやはり、鏡映効果を有する他の光学要素を使用することができるが、プリズムが特に適していることが分かっている。
【００３４】
基板Ｗは鏡面対称性を有するマーク２６を有する。基板Ｗは始め、基板マーク２６が表面にくるように、すなわち基板マーク２６が投影系ＰＬと向かい合うように配置される。次いでアライメント装置２８を使用して、基板Ｗの正確な位置を（例えば測定誤差の範囲内で）検出し、次いで基板Ｗの表面の露光を実施する。次いで基板Ｗを裏返し、表面−裏面アライメント光学部品の物体窓の中に基板マーク２６が収まるように基板を配置する。基板マーク２６の像を、表面−裏面アライメント光学部品を通して、表面−裏面アライメント光学部品の像窓に投影する。アライメント系２８が基板マーク２６の像を検出する。像−物体ベクトル（ｉｍａｇｅ  ｔｏ  ｏｂｊｅｃｔ  ｖｅｃｏｒ）は分かっているため、基板マークの位置が分かり、基板のもう一方の面（すなわちこの時点で投影系ＰＬと向かい合っている基板の表側の面）の露光を実施する。このようにして、基板Ｗの一方の面に露光された機能フィーチャを、基板のもう一方の面の機能フィーチャに正確に整列させることができる。
【００３５】
上記の特定の実施例では、基板マークが基板の表面にあるときと裏面にあるときで、同じアライメント系２８を使用して同じ基板マークの位置を検出する。しかし、表面−裏面アライメント光学部品２０の像窓に表示される基板マーク２６の像は、基板マークが基板の表面にあるときの基板マークの鏡像になる（この鏡面対称性は基板を裏返した結果である）ので、基板マーク２６が鏡面対称性を持たない場合には、基板マークが基板の表面にあるときと裏面にあるときの両方でアライメント系２８が基板マーク２６を検出するとができなくなる可能性がある。
【００３６】
したがって第１の基板マーク２６から既知の変位のところに第２の基板マークを配置することができる。この第２の基板マークは第１の基板マークの鏡像となろう。したがって一方の基板マークは基板の表面に対して整列させるときに使用され、もう一方の基板マークは基板の裏面に対して整列させるときに使用される。或いは、この２つのアライメントに対して異なるアライメント系を使用し、又は同じアライメント系を使用するが、２つのアライメントに対して異なるレチクルを使用することができる。しかし、このような解決方法はわずらわしくなる可能性があり、追加の誤差を導入する可能性がある。
【００３７】
ここで使用される実施例は分離型のアライメント系２８の例であるが、アライメント系をスルー・ザ・レンズ型のアライメント系とすることができ、したがってアライメント系が投影系ＰＬの一部を構成することができる。
【００３８】
本明細書に記載の一実施例は、アライメントの正確さが、光軸の位置が決定される正確さに依存しないように実施することができる。このような実施態様はさらに、例えば光軸の正確な位置を決定するために基板テーブルを基準マークを含むレチクルに整列させる必要を回避することで、基板スループットを向上させることができる。レチクルは単純に基板に整列させることができる。しかし、例えば任意の補正因子を実現するために、平行移動像を投影するために使用されるこの光学部品のおおよその位置が分かっていることが望ましく、又はこれが分かっていることが必要であることがある。
【００３９】
像の拡大又は縮小を実施することができるので、用語平行移動レプリカは、基板マークの像が基板マークと同じサイズを有することを暗示するものではない。用語平行移動レプリカは、マークを構成する空間情報（すなわちマークの異なる部分の相対的な位置）が像の中で実質的に変化しないことを意味するものと理解しなければならない。用語平行移動レプリカを理解する別の方法は、基板マークを特定の方向に移動させると、基板マークの像が同じ方向に移動するということである。
【００４０】
したがって平行移動像は反転されておらず、鏡像ではない。或いは最終的な像が鏡像とならないように像を２回（又は偶数回）反転させることもできる。
【００４１】
本明細書に記載された一実施例は、基板マークの像の回転が基板の回転に等しくなるように実施することができる。このような実施態様の潜在的な利点は、ファイン・アライメント中に遭遇する問題が回避されることである。
【００４２】
単純にするため、平行移動レプリカ像を基板の近くに置くことができる。例えば基板マークの像は、表面−裏面アライメント光学部品を通して基板マークの像を投影することによって提供することが好ましい。この表面−裏面アライメント光学部品は一般に鏡映効果を持たない。
【００４３】
いくつかの実施態様では、基板マークが基板の裏面にあるときに基板マークの像が基板マークの平行移動レプリカであり、そのため、基板マークの像が、基板マークが基板の表面にくるように基板を配置したときの基板マークの鏡像となる。アライメント系がマークとマークの鏡像の両方に対して整列することが不可能である可能性がある。したがって、第１の基板マークの鏡像である第２の基板マークを基板上に配置することができる。第１の基板マークと第２の基板マークの間の変位は既知である。第２の基板マークは、このマークが基板の表面にくるように基板が配置されたときに基板の位置を検出するために使用することができ、第１の基板マークは、このマークが基板の裏面にくるように基板が配置されたときに基板の位置を検出するために使用される。第１の基板マークと第２の基板マークは基板の同じ面に提供されることが望ましい。或いは、又はこれに加えて、例えば基板の表面にあるときと裏面にあるときの両方で第１の基板マークを検出することができるように、第１の基板マークが鏡面対称性を有することができる。
【００４４】
この光学部品が、基板の近くに平行移動レプリカ像を投影することが望ましいことがある。このリソグラフィ装置はさらに、基準マークと基板マークの平行移動レプリカとの間のアライメントをアライメント放射ビームを使用して検出するアライメント系を備えることが好ましい。
【００４５】
別の実施例は、以下に詳細に説明し図４に示す諸態様を除いて先に説明した実施例と同じである。図４に示した配置は、基板マーク２６の像を形成しないが、その代わりに、光学系３１を通して基板マークを検出することができる十分な焦点深度を有するアライメント系２８に依存する。光学系３１は、先に記載した実施例のミラーに対応するミラー２１、２２と、銀めっきされた頂面３３を備えたガラス・ロッド３２とを備える。この例ではガラス・ロッドの断面が長方形である。
【００４６】
この実施例にはレンズが存在しないため、この光学系はＹ軸まわりの鏡映を生じない。しかし、ミラー２１、２２はＸ軸まわりの鏡映を生じる。この鏡映は、追加のミラーの働きをするガラス・ロッド３２の銀めっきされた頂面３３によって反転される。これによってアライメント系は基板マーク２６を、向きの変化なしに検出することができる。言い換えると、光学系３１の正味の鏡映効果がゼロである。
【００４７】
ガラス・ロッド３２とその環境との間の境界での全反射を使用できるので、銀めっきされた頂面を有するガラス・ロッド３２を提供する必要は必ずしもないことを理解されたい。代替構成では、ガラス・ロッド３２の代わりに適当に配置されたミラー（図示せず）を使用することができる。
【００４８】
この光学部品は、アライメント・ビームの全体的な方向に平行で基板テーブルに垂直な反射面を有する反射プリズムを備えることができる。一実施態様では、従来の表面−裏面アライメント光学部品に反射プリズムが追加される。したがってこの反射プリズムはしばしば鏡映結像系とともに使用される。他の実施態様では、この光学部品に追加のミラーが導入される。このミラーは基板テーブルに平行であることが好ましい。このような配置は特に、非鏡映結像系とともに使用することができる。
【００４９】
別の実施例では、図５に示された表面−裏面アライメント光学分枝に垂直な追加の表面−裏面アライメント光学分枝がある。この実施例では、従来の表面−裏面アライメント光学部品、すなわち先の実施例で説明した追加のプリズム２５又はミラー３２のない表面−裏面アライメント光学部品を使用することができる。ｙ方向に縦軸を有する表面−裏面アライメント光学部品４５は、基板のｙ方向の位置の正確な測定を与えるが、光軸位置の不正確さのためにｘ方向の誤差を有する可能性がある。ｘ方向に縦軸を有する表面−裏面アライメント光学部品４０は、基板のｘ方向の位置の正確な測定を与えるが、ｙ方向の誤差を有する可能性がある。ｘ方向の正確な位置及びｙ方向の正確な位置を組み合わせることによって、基板の正確な位置を計算することができる。
【００５０】
図５に示した実施例は４つの表面−裏面光学分枝を有するが、いくつかの応用では、より少ない数の分枝（例えば２つ。すなわちｘ方向に縦軸を有する１つの分枝とｙ方向に縦軸を有する１つの分枝）で十分である。
【００５１】
以上に特定の実施例を説明したが、以上に説明した以外の方法でも本発明を実施できることを理解されたい。実施例にはさらに、本明細書に記載の方法を実行するようにリソグラフィ装置を制御するコンピュータ・プログラム（例えば１つ又は複数の命令セット又は命令シーケンス）、及びこのような１つ又は複数のプログラムを機械が読み取ることができる形態で記憶した記憶媒体（例えばディスク、半導体メモリ）も含まれる。以上の説明は本発明を限定することを意図したものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施例に基づくリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】表面−裏面アライメント装置を示す図である。
【図３ａ】ＹＺ平面に示された第１の実施例を示す図である。
【図３ｂ】ＸＹ平面に示された第１の実施例を示す図である。
【図４ａ】ＹＺ平面に示された第２の実施例を示す図である。
【図４ｂ】ＸＹ平面に示された第２の実施例を示す図である。
【図５】第３の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
ＳＯ  放射源
ＢＤ  ビーム送達系
ＩＬ  照明系（照明器）
ＡＭ  調整構造
ＩＮ  インテグレータ
ＣＯ  コンデンサ
ＰＢ  放射投影ビーム
ＭＡ  パターン形成構造（マスク）
Ｍ１  マスク・アライメント・マーク
Ｍ２  マスク・アライメント・マーク
ＭＴ  第１の支持構造（マスク・テーブル）
ＰＭ  第１の位置決め装置
ＰＬ  投影系（レンズ）
Ｗ  基板（ウェーハ）
Ｐ１  基板アライメント・マーク
Ｐ２  基板アライメント・マーク
Ｃ  標的部分
ＷＴ  基板テーブル（ウェーハ・テーブル）
ＰＷ  第２の位置決め装置
ＩＦ  位置センサ
ＡＳ  アライメント系
２０  表面−裏面アライメント光学部品
２１  ミラー
２２  ミラー
２３  レンズ要素
２４  レンズ要素
２５  プリズム
２６  基板マーク
２７  平行移動レプリカ像
２８  アライメント系
３１  光学系
３２  ガラス・ロッド
３３  銀めっきされた頂面
４０  表面−裏面アライメント光学部品
４５  表面−裏面アライメント光学部品
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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