(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表側と複数のアライメントマークを有する裏側とを有する基板に対して、投影レンズを位置合わせするためのアライメントシステムであって、
第１の光軸に沿って光を発生する光源と、
画像フィールドと、第１及び第２の端部と、前記第１の光軸に垂直な第２の光軸に沿って配置され前記第１及び第２の光軸の交点に配置されたビームスプリッタと、を有する撮像光学系と、
前記基板の前記裏側及び前記アライメントマークと光学的に接続するように配置された複数の第２の光学系を有する周縁部を含み、前記撮像光学系と、前記第２の光学系と、を光学的に接続するために移動することのできる可動チャックと、
前記撮像光学系によって形成された前記アライメントマークの画像が入力されるように前記撮像光学系の前記第１の端部の隣に配置され、前記画像を電子画像に対応する電子信号に変換する検出器と、
前記検出器と電気的に接続され、パターン認識ソフトウェアを含み、前記電子画像を処理することによって各アライメントマークを識別して位置の確認を行うコンピュータシステムと、を含み、
前記第２の光学系が、前記撮像光学系と光学的に接続される場合は、前記光源、前記撮像光学系、および前記投影レンズは、前記基板の前記表側の面に対して、それぞれ上方に配置され、かつ、前記第１及び第２の光軸は、前記基板と交わらず、
前記第２の光学系が、前記撮像光学系と光学的に接続さていない場合は、前記第２の光学系は、前記第１及び第２の光軸と光学的に接続されていない、アライメントシステム。
【請求項２】
前記コンピュータシステムには、アライメントマーク位置情報と、画像化されたレチクルのレチクルキー画像の位置情報と、レチクルキー画像の前記アライメントシステムの中心からのずれに関する情報と、が格納され、ウエハの上部表面に投影されるレチクルパターンを前記裏側のアライメントマークに位置合わせする、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項３】
前記光源は可視波長の光を発生する、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項４】
前記第２の光学系は、プリズム又は一組のフォールドミラーを含む、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項５】
前記チャックを操作できるように接続され、前記コンピュータシステムと電気的に接続され、前記チャックの位置を測定し、前記チャックの移動を調整するチャック位置制御システムをさらに含む、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項６】
前記撮像光学系が顕微鏡対物レンズである、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項７】
前記顕微鏡対物レンズが、前記基板に画像を形成するために使用される投影レンズと軸がずれて搭載されている、請求項６に記載のアライメントシステム。
【請求項８】
前記コンピュータシステムは、前記電子画像を記憶する記憶部と、前記電子画像を処理するプロセッサとを含む、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項９】
前記コンピュータシステムは、検出されたアライメントマークと比較するための、前記アライメントマークの記憶されたデジタル化画像を含み、検出されたアライメントマークのパターン認識を行って、前記撮像光学系の前記画像フィールドでの前記アライメントマークの位置を計算する、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項１０】
パターンとアライメントパターンとを有するレチクルの画像を投影する投影レンズによって露光するためのチャック上に配置され、周縁部と、表側と、裏側とを有し、前記裏側には複数のアライメントマークが配置された基板を位置合わせする方法であって、
ａ）第１の光軸に沿って光を発生する光源を準備し、画像フィールドと、第１及び第２の端部と、前記第１の光軸に垂直な第２の光軸に沿って配置され前記第１及び第２の光軸の交点に配置されたビームスプリッタと、を有する撮像光学系を準備する工程と、
ｂ）前記投影レンズによって画像化された前記レチクルの前記アライメントパターンと、前記基板と交わらない前記撮像光学系の軸とのずれを測定する工程と、
ｃ）前記ずれ情報をコンピュータシステムに記憶する工程と、
ｄ）前記チャックの前記周縁部に配置され、前記アライメントマークと光学的に接続し、前記撮像光学系の前記第２の光軸外にあって、前記第２の光軸と交わらないように配置された第２の光学系と、前記撮像光学系と、を光学的に接続することによって、前記撮像光学系を使用して前記アライメントマークの画像を取得する工程と、を含み、
前記（ｂ）工程において、前記第２の光学系が、前記撮像光学系と光学的に接続される場合は、前記光源、前記撮像光学系、および前記投影レンズは、前記基板の前記表側の面に対して、それぞれ上方に配置され、かつ、前記第１及び第２の光軸は、前記基板と交わらず、
前記（ｄ）工程において、前記第２の光学系が、前記撮像光学系と光学的に接続さていない場合は、前記第２の光学系は、前記第１及び第２の光軸と光学的に接続されていない、方法。
【請求項１１】
各アライメントマークの位置を決定する工程は、前記アライメントマークの位置を確認するためにパターン認識及びパターン整合を行うことを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記裏側のアライメントマークとレチクルキー画像位置とのずれを特定するために、画像化された前記レチクルパターンに対するチャックターゲットの位置を、前記撮像光学系に対する前記チャックターゲットの位置とともに検出することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記撮像光学系はオフアクシス顕微鏡である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ｅ）前記取得した画像を電子画像として前記コンピュータシステムに格納する工程と、
ｆ）前記アライメントマークのそれぞれの位置を決定する工程と、
ｇ）前記アライメントマークのそれぞれの決定した位置と前記ずれ情報を使用して、画像化された前記レチクルのアライメントパターンと前記裏側のアライメントマークとが重なり合うチャック位置を計算する工程と、
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記可動チャックは、少なくとも１以上の切欠部を前記周縁部に有し、
前記第２の光学系は、前記可動チャックの前記切欠部内にフォールディング光学系を有し、
前記フォールディング光学系は、前記可動チャック上に搭載された前記基板の裏面に隣接する第１の表面部と、前記可動チャックや前記基板の周縁部よりも外側に延びる第２の表面部と、を含む、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項１６】
前記可動チャックは、前記フォールディング光学系の前記第２の表面部が撮像光学系と光学的に接続する位置に配置されるように、移動することができる、請求項１５に記載のアライメントシステム。
【請求項１７】
前記フォールディング光学系は、直角切頭円錐プリズム、２ミラーシステム、およびアミシプリズム／直角合成プリズムを含む、請求項１５に記載のアライメントシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアライメントシステムに関し、特に、リソグラフィーシステムでの基板の位置合わせのための裏側アライメントシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造において、半導体装置（例えば集積回路）を製造する工程では、感光性材料を塗布した半導体ウエハなどの基板をリソグラフィー露光システムを使用して露光することが行われる。露光の際には、基板ステージ（「チャック」という）に配置された基板を、特定のデバイス層のパターンを有する、レチクルステージに配置されたレチクルに対して位置合わせする必要がある。リソグラフィーシステムは、位置合わせを行うために、例えば米国特許第５，６２１，８１３号に開示されたアライメントシステムを含み、その内容はこの参照によって開示に含まれるものとする。位置合わせを行った後、感光性コーティングが感応する放射線をレチクルに照射し、レチクルのパターンをウエハに転写する。位置合わせと露光は、ステップアンドリピートシステム、投影システム、コンタクトシステム、近接システムなどのリソグラフィーシステムを使用して行われる。通常は、デバイス層の第１層をウエハにあるフラット又はノッチなどの公知のマークと位置合わせする。それ以降の層は、切溝領域、すなわち露光フィールド間の領域に転写したアライメントマークを使用して、第１層及び／又は互いの層に相対的に位置合わせする。アライメントマークは、通常は、山形、正方形、十字線、様々な向きの集合線を含む。
【０００３】
圧力変換器の製造における基板の微細機械加工などのリソグラフィー用途では、製造されるデバイスは三次元構造を有するため、基板の表側から裏側への正確な位置合わせが必要となる。ある場合には、基板の一方の面を加工した後、基板を裏返して他方の面を加工することによって所望の三次元構造を形成する。このような場合には、三次元構造が適切に位置合わせされるように、表側と裏側とを位置合わせを行わなければならない。例えば、基板の表側から裏側にかけてコンタクトが貫通している場合には、必要とされる電気的な接触が得られるように、コンタクトをデバイスの他の素子に対して正確に位置合わせしなければならない。
【０００４】
従来技術において、基板を裏側から視覚化するために使用する装置が提案されている。例えば、米国特許第５，８２１，５４９号は、基板の裏側からそれに形成された形の赤外線光学顕微鏡画像を取得し、その画像を、材料を基板の裏側から切削して選択された形状を露出させることができるように、切削加工システムの座標系に位置合わせすることを開示している。しかし、この技術では、裏側のマークを使用して、表側の連続するパターンを位置合わせすることができない。
【０００５】
米国特許第５，９８５，７６４号は、基板の表側にあるアライメントマークに赤外線反射コーティングを塗布することによって、基板の裏側からアライメントマークを視覚化する技術を開示している。この技術は、様々な工程で形成された積層された層の輪郭によってアライメントマークが不明瞭になるという問題を克服するために使用される。しかし、この技術ではデバイスの製造に追加の工程が必要となるため、望ましくない。
【０００６】
米国特許第５，９２９，９９７号は、ウエハを支持するチャックを通してレチクルとウエハ裏側のアライメントマークを同時に視覚化することを含む、レチクルを半導体ウエハに位置合わせする方法を開示している。しかし、アライメント用の光をレチクル及びウエハ内を通過させなければならないため、この方法は非常に複雑である。
【０００７】
したがって、基板を迅速に位置合わせして加工するために、基板上のアライメント位置を迅速に測定することのできる簡単で信頼性の高い裏側アライメントシステムが必要とされている。
【特許文献１】米国特許第５，６２１，８１３号明細書
【特許文献２】米国特許第５，８２１，５４９号明細書
【特許文献３】米国特許第５，９８５，７６４号明細書
【特許文献４】米国特許第５，９２９，９９７号明細書
【発明の開示】
【０００８】
本発明はアライメントシステムに関し、特に、リソグラフィーシステムにおける基板の位置合わせのための裏側アライメントシステム及び方法に関する。
【０００９】
特に、本発明は、可動チャックに支持された基板の裏側上のアライメントマークを使用して、基板の位置合わせをするためのアライメントシステム及び方法に関する。このシステムは、可動チャックが、光学系の一端を基板の表側の隣あるいは表側の近傍であるが基板の周縁部の外側に配置させることができるように配置された撮像光学系を含む。
【００１０】
本発明の一態様では、第２の光学系が、対応するアライメントマークと光学的に接続するように、チャックの周縁部においてチャック内に配置されている。チャックは、撮像光学系が第２の光学系と光学的に接続するように配置され、アライメントマークを検出器に画像化することができるように移動することができる。検出器は、アライメントマークの画像をデジタル電子画像に変換し、デジタル電子画像はコンピュータシステムに記憶される。チャックは、コンピュータシステムの計算に基づいて基板を露光部へ移動させる。
【００１１】
本発明の別の態様では、投影レンズを有するリソグラフィーシステムを使用してレチクルを基板上に画像化することができるように、レチクルターゲット（キー）を基板のアライメントマークに位置合わせするために、チャック上のターゲットを使用する。これは、チャック上に配置されたアライメントターゲットを使用することによって容易に行うことができる。チャックターゲットの画像を取得し、投影レンズを介してチャックに画像化されたレチクルアライメントキーの各画像にチャックターゲットを位置合わせするチャック位置を定めるために、別のアライメントシステムを使用する。次に、チャックターゲットを撮像光学系と位置合わせされる位置へ移動する。移動した距離によって、裏側アライメントターゲットに対するレチクルアライメントキーの位置が定まる。これらのずれは、次にチャックの位置を計算するために使用され、それによって基板に画像化されるレチクルアライメントキー画像（したがって、レチクルパターン）を正確に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明はアライメントシステムに関し、特に、リソグラフィーシステムにおける基板の位置合わせのための裏側アライメントシステム及び方法に関する。
【００１３】
図面と以下の説明において、同一の要素には同一の参照番号及び記号を付す。
【００１４】
第１の実施の形態
図１は、本発明のアライメントシステム１０の第１の実施の形態を示す。システム１０は、第１の軸Ａ１に沿って配置された光源１４を含む。光源１４は可視波長のレーザー又はフォトダイオードであってもよく、図示したように光ファイバ１６と接続されていてもよい。システム１０は、軸Ａ１に垂直な第２の軸Ａ２に沿って配置された撮像光学系２０をさらに含む。撮像光学系２０は、第１の端部２２と第２の端部２４とを有し、軸Ａ１と軸Ａ２が交差する位置にビームスプリッタ２６を含む。撮像光学系は、例えば、十分な作動距離を有する顕微鏡対物レンズであり、後述する第２の光学系の光学ガラスの厚さに応じて補正される。
【００１５】
撮像光学系２０は、第２の端部２２近傍から光学的に下流にある画像フィールドＩＦを有する像面ＩＰを含む。第２の端部２２の隣には、像面ＩＰに又はその近傍に、好ましくはＣＣＤカメラである検出器３０が位置している。検出器３０には、コンピュータシステム３２が接続されている。コンピュータシステム３２は、デジタル化されたアライメントパターンの画像などの情報を記憶できる記憶部ＭＵと、ハードドライブＨＤとをさらに含む。コンピュータシステム３２は、後述するようにアライメントシステムの光学系によって検出器２０に画像化されるアライメントマークの画像を処理するための、（例えば、記憶部ＭＵに記憶された、あるいはハードドライブＨＤにインストールされた）パターン認識ソフトウェア（ＰＲＳ）を含む。本発明において基板を位置合わせする際のアライメントマークの画像を処理する技術は、２００１年５月１４日に出願された米国特許出願第０９／８５５，４８５号（発明の名称「機械独立アライメントシステム及び方法」）に記載されている。コンピュータシステム３２は、アライメントパターンに関する情報を処理し、記憶部ＭＵ又はハードドライブＨＤに保存された命令に基づいてパターン認識処理を実行するためのプロセッサを含む。コンピュータシステム３２の例としては、デルコンピュータ社（テキサス州オースチン）から入手できるＤｅｌｌ  Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎが挙げられる。
【００１６】
システム１０は、軸Ａ３に沿って順に照明器３７、レチクル３８、投影レンズ４０を有するリソグラフィーシステム３６と軸がずれるように搭載されることが好ましい。レチクル３８は、上部表面３８Ｕと下部表面３８Ｌとを含む。下部表面３８Ｌは、微細パターンＰと、レチクルアライメントパターン又はキーＫとを含む。投影レンズ４０は、一旦基板が位置合わせされると基板上でパターンＰとアライメントキーＫの画像を形成するために使用される（後者は「レチクルキー画像」と呼ぶ）。システム１０と３６は、可動チャック５０を共有する。可動チャック５０は、周縁部６１、表側６２、裏側６４を有する基板６０を支持する上部表面５２を有し、基板を投影レンズ４０及び光学系２０と相対的に正確に配置することができるように移動させる。
【００１７】
基板６０は、表側６２上のアライメントマーク６６Ｆと、裏側６４上のアライメントマーク６６Ｂとを含む。一実施の形態では、アライメントマーク６６Ｂは周縁部６１の近傍に位置している。基板を裏返してチャック５０上に再配置した場合には、アライメントマーク６６Ｂはアライメントマーク６６Ｆとなる。コンピュータシステム３２ではＰＲＳを使用しているため、アライメントマーク６６Ｆ及び６６Ｂは、デジタル化してコンピュータシステム３２に記憶することができるものであれば、どのようなパターンであってもよい。例えば、アライメントマーク６６Ｆ及び６６Ｂは、四角形（すなわち、正方形又は長方形）、線、十字線、集合線などを含む。
【００１８】
また、システム１０及び３６は、裏側６６Ｂの異なる位置に配置されたアライメントマーク６６Ｂに対応する、基板上の異なるアライメント位置ＡＳに対してシステム１０を使用したアライメント測定を行う際に、チャックの位置を測定してその移動を調整するための、チャック５０とコンピュータシステム３２に連動するように接続されたチャック位置制御システム６８を共有している。
【００１９】
アライメントシステム１０の第１の実施の形態では、チャック５０は、プリズムやミラーなどのフォールディング（第２の）光学系８０を収容することのできる大きさを有する少なくとも１つの切欠部７６を有する周縁部７０を含む。光学系８０は、基板の裏側６４の隣に配置された第１の表面部８２と、周縁部７０を越えて延びる第２の表面部８４とを有する。図２Ａ〜２Ｃに示すように、光学系８０は、例えば、直角切頭円錐プリズム（図２Ａ）、２ミラーシステム（図２Ｂ）、アミシプリズム／直角合成プリズム（図２Ｃ）を含む。好ましい実施の形態では、光学系８０は各切欠部７６内に固定されている。光学系８０によって、光学系２０が光学系８０と光学的に結合された時に、光学系２０が裏側のアライメントマーク６６Ｂにアクセスできるようになっている。
【００２０】
したがって、動作時には、可動チャック５０は、光学系２０の端部２４が光学系８０の第２の表面部８４の隣に位置して光学的に接続（光学的に結合）するように配置されている。光源１４からの光９０は、ビームスプリッタ２６によって反射され、光軸Ａ２に沿ってＹ方向に進む。光９０は光学系２０の端部２４を通過し、表面部８４で光学系８０に入射する。光９０は、表面部８２から出射してアライメントマーク６６Ｂを照らすように反射される。次に、光９０はアライメントマーク６６Ｂ及び裏側６４によって反射され、光軸Ａ２で示される光路をビームスプリッタ２６へと戻っていく。光９０はビームスプリッタ２６を通過し、光軸Ａ２に沿って進行する。撮像光学系２０は、アライメントマーク６６Ｂを検出器３０に画像化するようになっている。検出器３０は、アライマントマークの画像を電気信号に変換し、この電気信号はデジタル化されてコンピュータ３２に供給され、記憶部ＭＵ内に記憶される。コンピュータ３６は、撮像光学系の画像フィールドＩＦのアライメントマークの画像の位置を計算することを含む、アライメントマークの画像の処理をすることができる。
【００２１】
アライメント画像が電子的に記憶部ＭＵに記憶されると、制御システム６８は、可動チャック５０の移動を開始させ、チャック５０の別の領域に配置された光学系８０を光学系２０の隣に配置し、プロセスが繰り返される。十分な測定値（例えば、４箇所のアライメントマーク位置ＡＳ）が得られると、コンピュータシステム３２においてＰＲＳを用いたアライメント計算が行われ、基板は露光のために投影レンズ４０と相対的に適切な位置に配置される。投影レンズ４０と撮像光学系２０との相対的な位置が予め決定されており、この情報はコンピュータシステム３６に記憶されている。
【００２２】
基板上に投影されるレチクルキーの画像を基板の裏側のアライメントマークと位置合わせするための正確なステージ位置の計算には、裏側のアライメントマークとレチクルキーの画像の位置との間のずれを把握する必要がある。これらのずれは、チャックに取り付けられたターゲットＴを使用する補正によって決定される。別のアライメントシステム９８が、チャック位置を決定し、チャック位置は、投影レンズ４０を介してチャックに画像化されるレチクルアライメントキーの各画像にターゲットＴを位置合わせする。チャックターゲットＴを撮像光学系２０と位置合わせされる位置に移動させる。移動距離によって、裏側のアライメントターゲットに対するレチクルアライメントキーの位置が定められる。これらのずれはチャック５０の位置を計算するために使用され、それによって基板６０に投影されるレチクルアライメントキー画像（したがって、レチクルパターンＰ）を正確に配置することができる。この計算は、好ましくはコンピュータシステム３２において行われる。
【００２３】
第２の実施の形態
図３は、アライメントシステム１０の第２の実施の形態を示す。このアライメントシステム１０は図１に示すアライメントシステムと同様の構成を有するが、光学系２０のビームスプリッタ２６と光源１４が省略されている。また、光学系２０は、基板６０を透過することのできる光の波長で動作するようになっている。基板６０がシリコンウエハである場合には、透過できる波長は赤外線が含まれる。図３に示すシステム１０では、基板を透過できる波長（例えば赤外線）を放射できる光源１００が、周縁部７０からチャック５０内のキャビティ１０６に延びており放射された光を伝導する光ファイバ１０４に接続されている。キャビティ１０６は、チャックの上部表面５２に開口した開口１０８を含む。
【００２４】
第２の実施の形態では、アライメントマーク６６Ｂには、光源１００からの光が光ファイバ１０４を介して照射される。キャビティ１０６内に配置されたフォールドミラー１１０を、光ファイバ１０４から放出された光を、アライメントマーク６６Ｂに向けて上向きに反射するために使用することができる。光は、裏側６４から表側６２へ向けて基板内を通過して撮像光学系２０によって集光され、アライメントマーク６６Ｂの画像が検出器３０に形成される。
【００２５】
複数のキャビティ１０６とそのための光ファイバ１０４と光源１００がチャック５０内に配置され、アライメントマーク６６Ｂをそれぞれ有する、対応する複数のアライメント位置ＡＳで複数の測定を行うことが好ましい。当然、アライメント位置ＡＳにあるアライメントマーク６６Ｂは、チャック５０の開口１０８と整合して基板６０に形成しなければならない。この第２の実施の形態は、アライメント位置が周縁部７０の隣ではなく、基板とチャックの内側にある場合に特に有用である。
【００２６】
動作時には、所望の数のアライメント測定値が得られるまで、チャック５０を複数のアライメント位置ＡＳ（すなわち、アライメントマーク６６Ｂの位置）の間を移動させる。図４はチャックの設計例の平面図であり、４つの光ファイバ１０４と光源１００、アライメント位置ＡＳと位置合わせされた開口１０８を示している。アライメント位置ＡＳとともに、基板６０の輪郭を点線で示している。
【００２７】
第３の実施の形態
図５は、図３の第２の実施の形態と同様なアライメントシステム１０の第３の実施の形態を示す。光源１００からの光を中継するための光ファイバを設ける代わりに、光源がチャック５０に形成されたキャビティ１２０に直接配置されている。光源１００はアライメントマーク６６Ｂに光を直接照射し、裏側６４から表側６２へ通過した光は、光学系２０によって表側から検出器３０に画像化される。複数のキャビティ１２０と光源１００がチャック５０内に配置され、アライメントマーク６６Ｂをそれぞれ有する複数のアライメント位置ＡＳで測定を行うことができることが好ましい。当然、アライメントマーク６６Ｂは、基板のアライメント位置ＡＳがチャック５０の開口１０８と位置合わせされるように形成しなければならない。この第２の実施の形態は、アライメント位置が周縁部７０の隣ではなく、基板とチャックの内側にある場合に有用である。動作時には、所望の数のアライメント測定値が得られるまで、チャック５０をアライメント位置ＡＳの間を移動させる。
【００２８】
裏側アライメント方法
本発明は、基板を基準位置に対して位置合わせするための方法も含む。この方法は、チャック５０の位置の補正を行うことによって、基準位置（例えば、投影レンズの光軸Ａ３やレチクル画像（図示せず）などのリソグラフィーシステム３６の他の部分）に対して可動チャック５０の正確な位置を確立することを含む。これは、コンピュータシステム３２と電気的に接続され、チャック５０を操作できるように接続されたチャック位置制御システム６８を使用することによって行うことができる。一実施の形態では、チャック位置制御システム６８は、チャック５０の位置を０．１μｍ以下の精度で測定できる干渉計を含む。別の実施の形態では、チャック５０は、チャックを６方向に移動することのできるステージ２００に取り付けられる。チャック位置の補正プロセスの一部は、撮像光学系２０と相対的なチャックの位置を決定することを含む。
【００２９】
ＰＲＳで使用する少なくとも１つのデジタル化されたアライメントマークの画像も、コンピュータシステム３２（例えば、記憶部ＭＵ又はハードドライブＨＤ）に記憶される。デジタル化されたアライメントマークを使用すると、アライメントマークの画像を処理（例えばフィルタ処理）することによって、特定の公知のアライメントマークを高いＳＮ比で画像化することができる。
【００３０】
チャックの位置の補正が行われ、チャックの位置情報がコンピュータシステム３２に記憶されると、異なるアライメント位置ＡＳにあるアライメントマーク６６Ｂを視覚化できるようにチャック５０を移動させる。図１のアライメントシステム１０では、撮像光学系２０が光学系８０の１つと光学的に結合して対応するアライメントマーク６６Ｂを画像化するようにチャック５０を移動させる。図３及び図５のアライメントシステム１０では、撮像光学系２０が検出器３０を介してアライメントマークの画像を取り込むことができるように、チャック位置制御システム６８によってチャック５０を所定のアライメント位置ＡＳに移動させる。
【００３１】
コンピュータシステム３２は、各アライメント位置ＡＳのアライメントマーク６６Ｂのデジタル化された画像を（例えばＰＲＳを使用して）処理し、アライメントマークの中心又は他の位置によって示される各アライメントマークに関係する位置を識別する。識別された位置は、チャック位置の補正によって決定されてコンピュータシステム３２に記憶された測定位置（すなわち、チャック位置参照データ）と比較される。アライメントマーク６６Ｂの位置を参照データと比較すると、以降のリソグラフィーシステム３６を使用した処理のために基板を適切に位置合わせするのに必要なＸ及びＹ方向の移動量とＺ軸周りの回転を計算する。次に、コンピュータシステム３２は電子信号をチャック位置制御システム１８０に送り、アライメント位置、すなわち、次の作業のために基板が適切に位置合わせされる位置にチャックを移動させる。作業の例としては、半導体装置を形成する工程の１つとして、投影レンズ４０によって投影される画像で基板の表側６２をパターニングすることがある。
【００３２】
上述したように、この方法は、裏側のアライメントマークとレチクルキーの画像の位置との間のずれの測定を容易にするために、必要に応じてチャックターゲットと別のアライメント光学系を使用することを含むことができる。
【００３３】
本発明の特徴と利点は詳細な説明から明らかであり、添付した特許請求の範囲は、本発明の要旨及びその範囲にある、上述した装置のすべての特徴と利点を網羅するものである。また、当業者にとっては、様々な修正や変更を想到することは容易であるため、本発明は、説明された構成及び動作に限定されるものではない。したがって、他の実施の形態も、添付した特許請求の範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のアライメントシステムの第１の実施の形態の概略断面図であり、基板の周縁部近傍の裏側のアライメントマークを視覚化するため、オフアクシス撮像光学系をリソグラフィーシステムとともに示している。
【図２】図２Ａ〜２Ｃは、図１のチャックに組み込まれた第２の光学系の一例の断面図である。
【図３】図１のアライメントシステムと同様な本発明のアライメントシステムの第２の実施の形態の概略断面図であり、光が裏側から裏側のアライメントマークに照射され、表側を通過して画像化される。
【図４】本発明のアライメントシステムの第２の実施の形態のチャックの平面図であり、チャックの外部に配置された光源とチャックに接続された光ファイバとを使用して裏側のアライメントマークの画像を得るための位置を示し、基板の周縁部を点線で示している。
【図５】図３のアライメントシステムと同様な本発明のアライメントシステムの第３の実施の形態の概略断面図であり、チャック内の光源を使用して光が裏側から裏側のアライメントマークに照射され、表側を通過して画像化される。
【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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