(57)【要約】【課題】基板の両側にパターニングした層を設ける場合に、基板の上面に、基板の下面にあるアライメントマークと位置合わせされるパターンを投影可能にする。【解決手段】表裏アライメント可能なリソグラフィ装置のキャリブレーション方法である。この方法は、複数のアライメントマークを有する基板を、アライメントマークがキャリアの方に向くように配置して、キャリアに取り付けることと、基板の厚さを減少させることと、装置のアライメントシステムを使用して、この装置の基板テーブル中の光学系によって形成されるアライメントマーク像の位置を測定することと、基板上の、アライメントマークの測定位置により決定されたパターンの位置に、パターンを投影することと、投影したパターンと基板の反対側に設けたアライメントマークの位置を測定し、基板の反対側に設けたアライメントマークの位置の測定を基板を通して放射を誘導するアライメントシステムによって行うことと、オーバーレイエラーを決定するために測定位置を比較することとを含む。【選択図】図３
2009163237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏アライメント可能なリソグラフィ装置のキャリブレーション方法であって、
基板に複数のアライメントマークを与え、
前記アライメントマークがキャリアの方に向くように配置して、前記基板を前記キャリアに取り付け、
前記基板の一部を除去することによって前記基板の厚さを減少させ、
前記リソグラフィ装置に前記基板と前記キャリアを導入し、
前記リソグラフィ装置のアライメントシステムを使用して、前記リソグラフィ装置の基板テーブル内の光学系によって形成された前記アライメントマーク像の位置を測定し、
前記基板上の、前記アライメントマークの前記測定位置により決定されたパターンの位置に、前記パターンを投影し、
前記投影したパターンの前記位置と、前記基板の前記反対側に設けた前記アライメントマークの前記位置を測定し、前記基板の前記反対側に設けた前記アライメントマークの前記位置の測定を、前記基板を通して放射を誘導することによって行い、
オーバーレイエラーを決定するために前記測定位置を比較する、
ことを含む方法。
【請求項２】
前記基板は、前記基板を前記キャリアに接着することによって前記キャリアに取り付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記接着剤は、アライメントマークを担持しない前記基板上の位置に与えられる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記キャリアは透明である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記キャリアは不透明であり、前記アライメントマークの位置と対応する位置に開口を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
基板に前記キャリア中の穴を通り抜け、前記基板を前記キャリアに引き寄せるように働く真空を与えることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板は、前記基板と前記キャリアの間に液体を与えることによって前記キャリアに取り付けられる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記投影したパターンの前記位置と前記基板の前記反対側に設けたアライメントマークの前記位置の前記測定は、前記リソグラフィ装置によって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記投影したパターンの前記位置と前記基板の前記反対側に設けたアライメントマークの前記位置の前記測定は、前記リソグラフィ装置の前記アライメントシステムによって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記投影したパターンの前記位置と前記基板の前記反対側に設けたアライメントマークの前記位置の前記測定は、前記リソグラフィ装置の一部を形成しないメトロロジー装置によって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記投影したパターンの前記位置は、前記リソグラフィ装置によって投影された潜像を測定することによって測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記投影したパターンの前記位置は、前記投影されたパターンが現像、エッチングされた後で測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板が前記キャリアに取り付けられた後で、前記基板に投影される前記パターンは、前記前に投影したアライメントマークに対してオフセットされており、その結果前記パターンは前記アライメントマークの上方には来ない、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板上に投影した前記パターンは複数のアライメントマークを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記リソグラフィ基板の前記減少後厚さは、１００ミクロン以下である、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記オーバーレイエラーは、前記リソグラフィ装置を使用して引き続き投影されるパターンの前記アライメントをキャリブレーションするのに使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
基板を保持する基板キャリアであって、前記基板キャリアの上面から前記基板キャリアの下面に抜ける複数の開口を備え、前記開口は使用時には前記基板の下側に設けたアライメントマークが前記開口上方に与えられるように位置決めされている、基板キャリア。
【請求項１８】
前記基板キャリアは不透明材料で作製される、請求項１７に記載の基板キャリア。
【請求項１９】
前記基板キャリアは、前記基板キャリアの前記上面から前記基板キャリアの前記下面に抜ける複数の追加的開口を備え、前記開口は使用時には前記リソグラフィ装置の基板テーブルから与えられる真空が、前記基板キャリアを通り抜け前記キャリアに保持された基板に達することができるように位置決めされている、請求項１７に記載の基板キャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明はリソグラフィ方法、基板および基板キャリアに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は基板のターゲット部分の上に所望のパターンを与える機械である。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。そのような状況では、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスが、ＩＣの個別の層に一致する回路パターンを生成するために使用でき、さらにこのパターンは、放射感応性材料（レジスト）層を有する基板（例えば、シリコンウェーハ）上の（例えば、１つまたは複数のダイの一部を含む）ターゲット部分の上に像を形成できる。一般に、単一の基板は、隣接する順次露光されるターゲット部分のネットワークを含むことになる。既知のリソグラフィ装置には、ターゲット部分上に全パターンを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、ビームを横切って所与の方向に（「スキャン」方向）にパターンをスキャンし、同時にこれと同期的に基板をこのスキャン方向と平行、または非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が含まれる。
【０００３】
[0003]  従来のリソグラフィ装置では、多数のパターニングした層が基板の片側に提供される。しかし、ある場合には、基板の両側にパターニングした層を設けることが有用（例えばなにかＭＥＭデバイスを作製する場合）である。このようにするためには、基板の上面に、基板の下面にあるアライメントマークと位置合わせするパターンを投影可能にするリソグラフィ装置が使用されてよい。この種のリソグラフィ装置を使用して達成される既知のアライメントキャリブレーション方法は遅くおよび／または高価なものになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004]  本明細書またはどこか他で特定されている従来技術の１つまたは複数のこの問題を除去するか軽減する方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]  本発明の態様によれば、表裏アライメント可能なリソグラフィ装置のキャリブレーション方法が提供される。この方法は、複数のアライメントマークを有する基板を提供すること、キャリアに基板を取り付けることとを含む。基板は、アライメントマークがキャリアの方に向くように配置される。この方法は、基板の一部を除去することによって基板の厚さを減少させることと、リソグラフィ装置中に基板およびキャリアを導入することも含む。この方法は、さらに、リソグラフィ装置の基板テーブル内の光学系によって形成されたアライメントマーク像の位置を測定するためにリソグラフィ装置のアライメントシステムを使用することを含む。この方法は、さらに基板上にパターンを投影することを含む。パターンの位置は、アライメントマークの測定位置に従って決定される。この方法は、また基板の反対側に設けた投影したパターンの位置およびアライメントマークの位置を測定することも含む。基板の反対側に設けたアライメントマークの位置は、基板を通して放射を誘導するアライメントシステムによって測定される。この方法は、さらにリソグラフィ装置の基板テーブル内の光学系により生じるオーバーレイエラーを決定するために測定位置を比較することを含む。
【０００６】
[0006]  本発明のさらなる態様によれば、基板およびキャリアが提供される。基板は、キャリアに取り付けられ、また十分に薄いのでリソグラフィ装置のアライメントシステムにより、アライメントシステムから基板を通して放射を誘導することによって基板の反対側に設けたアライメントマークを見ることができる。
【０００７】
[0007]  本発明のさらなる態様によれば、基板を保持するように配置された基板キャリアが提供される。基板キャリアには、基板キャリアの上面から基板キャリアの下面に抜ける複数の開口を備える。使用時には基板の下側に設けたアライメントマークが、開口上方に配置されるようにして、開口は位置決めされている。
【０００８】
[0008]  次に、本発明の実施形態を、対応する参照符号が対応する部分を指す添付の概略図面を参照して、単に例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】[0009]本発明を実施するのに使用できるリソグラフィ装置の概略図である。
【図２】[0010]リソグラフィ装置の基板テーブルの概略図である。
【図３】[0011]（ａ）−（ｅ）は本発明の一実施形態による基板およびキャリアの形成方法を示す概略断面図である。
【図４】[0012]リソグラフィ装置の基板テーブル上の基板およびキャリアを示す概略断面図である。
【図５】[0013]リソグラフィ装置の基板テーブル上の基板およびキャリアの実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0014]  本明細書では、ＩＣ製造でのリソグラフィ装置の使用に対して特に言及されるかもしれないが、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用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、他の適用例も有してよいことを理解されたい。そのような代替の適用例の文脈においては、本明細書で用語「ウェーハ」または「ダイ」を用いる場合は、どれもより一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」とそれぞれ同義と見なされてよいことを当業者は理解されよう。本明細書で言う基板は、露光前またはその後に、例えばトラック（一般的に基板にレジスト層を付け、露光したレジストを現像するツール）あるいはメトロロジーツールまたはインスペクションツール内で処理されてよい。適用可能である場合には、本発明の開示は、そのようなおよび他の基板処理ツールに適用されてよい。さらに、基板は２回以上、例えば多層ＩＣを生成するために処理されてよく、その結果本明細書で用いられる用語、基板は、既に複数の処理された層を含む基板を指すこともある。
【００１１】
[0015]  本明細書で用いられる用語「放射」および「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）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あらゆる種類の電磁放射を包含する。
【００１２】
[0016]  本明細書で用いられる用語「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ためなど放射ビームの断面内にパターンを与えるために使用できるデバイスを指すものと広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられたパターンは、基板のターゲット部分の所望のパターンに正確に一致しないことがあることに留意されたい。一般に、放射ビームに与えられたパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるべきデバイス内の特定の機能層に一致することになる。
【００１３】
[0017]  パターニングデバイスは、透過型でも反射型でもよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、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において周知であり、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）位相シフトなどの種類のマスクならびに様々な種類のハイブリッドマスクを含む。プログラマブルミラーアレイの例は、それぞれが入射してくる放射ビームを別の方向に反射するように個々に傾斜可能である小さなミラーのマトリックス配列を使用し、このようにして反射したビームがパターニングされる。
【００１４】
[0018]  支持構造がパターニングデバイスを保持する。支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および、例えばパターニングデバイスが真空環境に保持されるか否かなどの他の条件により決まる方法でパターニングデバイスを保持する。支持体は、機械式クランプ、真空クランプまたは、例えば真空条件下での静電式クランプなど他のクランプ技法を使用できる。支持構造は、例えば必要に応じて固定することも動かすこともでき、また例えば投影システムに関してパターニングデバイスが確実に所望の位置に来るようにすることができるフレームまたはテーブルであってよい。本明細書で用語「レチクル」または「マスク」を用いる場合はどれも、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義と見なされてよい。
【００１５】
[0019]  本明細書で使用される用語「投影システム」は、例えば使用される露光放射に適した、または液浸液を使用するのか、真空を使用するのかなど他の要因に適した屈折光学システム、反射光学システムおよび反射屈折光学システムを含む様々な種類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。本明細書で、用語「投影レンズ」を用いる場合はどれも、より一般的な用語「投影システム」と同義と見なされてよい。
【００１６】
[0020]  イルミネーションシステムは、放射ビームを誘導し、成形し、または制御する屈折、反射、および反射屈折光学コンポーネントを含む様々な種類の光学コンポーネントも包含でき、またこのようなコンポーネントは以下に集合的にまたは単数で「レンズ」と呼ばれてもよい。
【００１７】
[0021]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）または、それより多い基板テーブル（および／または２つ以上の支持構造）を有する形式でもよい。このような「マルチステージ」の機械では追加のテーブルは並行して使用されてよく、つまり、予備的なステップが１つまたは複数のテーブル上で実行され、一方、１つまたは複数の他のテーブルが露光のために使用されてよい。
【００１８】
[0022]  リソグラフィ装置は、投影システムの最後要素と基板の間の空間を満たすために、基板が相対的に高い屈折率を有する液体、例えば水によって浸される形式のものでもよい。液浸技法は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野では周知である。
【００１９】
[0023]  図１は、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。この装置は、放射ビームＰＢ（例えば、ＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を調整するイルミネーションシステム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持し、品目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に接続されている支持構造（例えば、支持構造）ＭＴと、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するための、品目ＰＬに対して基板を正確に位置決めするために第２位置決めデバイスＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分ＣにパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＰＢに与えられたパターンを形成するように構成されている投影システム（例えば屈折投影レンズ）ＰＬとを含む。
【００２０】
[0024]  本明細書に図示したように、装置は透過型（例えば、透過マスクを使用する）である。代替的に装置は、（例えば、上で参照したような種類のプログラマブルミラーアレイを使用する）反射型でもよい。
【００２１】
[0025]  イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。光源およびリソグラフィ装置は、例えば光源がエキシマレーザである場合は、別個の要素であってよい。そのような場合は、光源はリソグラフィ装置の部分を形成すると見なされず、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含むビームデリバリシステムＢＤを使って光源ＳＯからイルミネータＩＬへ送達される。他の場合では、例えば、光源が水銀ランプである場合、光源は一体型装置の一部であってよい。光源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼ばれてよい。
【００２２】
[0026]  イルミネータＩＬは、ビームの角度強度分布を調整するための調整手段ＡＭを含んでよい。一般に、イルミネータの瞳面内で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（通常、それぞれσ−outer、およびσ−innerと呼ばれる）が調整されてよい。さらに、イルミネータＩＬは、通常インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの種々の他のコンポーネントを含んでよい。イルミネータは、その断面内に所望の均一性と強度分布を有する調整された放射ビームＰＢを提供する。
【００２３】
[0027]  放射ビームＰＢは、支持構造ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に入射する。パターニングデバイスＭＡを横断したビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、レンズは基板Ｗのターゲット部分Ｃの上にビームの焦点を合わせる。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）を使って、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路内に別のターゲット部分Ｃを位置決めするために正確に移動できる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）が、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後、またはスキャンの間に、ビームＰＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするために使用されてよい。通常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）を使って実現されることになる。しかし、ステッパの場合には（スキャナとは違って）支持構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータだけに接続され、または固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡと基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２と基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて位置合わせ可能である。
【００２４】
[0028]  図示した装置は以下の好ましいモードで使用されてよい。
【００２５】
[0029]  １．ステップモードでは、支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴは本質的に静止状態に維持され、一方、ビームＰＢに与えられた全パターンが一挙にターゲット部分Ｃの上に投影（すなわち、単一静止露光）される。次いで、基板テーブルＷＴが、別のターゲット部分Ｃが露光可能となるようにＸおよび／またはＹ方向に位置を変えられる。ステップモードでは、露光フィールドの最大寸法が、単一静止露光で像を形成されるターゲット部分Ｃの寸法を制限する。
【００２６】
[0030]  ２．スキャンモードでは、支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴは、同期してスキャンされ、一方、ビームＰＢに与えら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）。支持構造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の拡大（縮小）率およびイメージ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寸法が、単一動的露光内のターゲット部分の幅（非スキャン方向の）を制限し、一方、スキャン動作の長さが、ターゲット部分の（スキャン方向の）高さを決定する。
【００２７】
[0031]  ３．別のモードでは、支持構造ＭＴが、プログラマブルパターニングデバイスを本質的に静止状態に保持し続け、基板テーブルＷＴが移動され、またはスキャンされ、一方、ビームＰＢに与えられたパターンがターゲット部分Ｃの上に投影される。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、基板テーブルＷＴの各移動後、あるいはスキャンの間の連続する放射パルスの合間に、必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスが更新される。この動作モードは、上述した形式のプログラマブルミラーアレイ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利用可能である。
【００２８】
[0032]  前述の使用モードについての組合せ、および／または変形形態、あるいは全く異なる使用モードが利用されてもよい。
【００２９】
[0033]  場合によっては、基板上に１つまたは複数のパターンを形成し、次いで引き続き基板の表裏を反転して基板の反対側に１つまたは複数のパターンを形成することが望ましい。この場合には、基板の下面に既に設けたパターンと基板の上面に露光するパターンを正確に位置合わせすることが多くの場合望ましい。これを実現できる１つの方法は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，７６８，５３９号に説明されているいわゆる表裏アライメントシステム(front to backside alignment system)を使用することによるものである。
【００３０】
[0034]  図２は基板テーブルＷＴ上の基板Ｗを示す。この基板テーブルは、基板の下面に設けたアライメントマーク１０４に対して基板の上面に投影すべきパターンをアライメント可能にするように配置されている。
【００３１】
[0035]  光学システムが基板テーブルＷＴに組み込まれており、アライメントマーク１０４への光アクセスを提供する。光学システムは、それぞれが光学システムを含む１対のアーム１１０ａ、１１０ｂを備える。各光学システムは、２つのミラー１１２、１１４と２つのレンズ１１６、１１８から構成される。各アームのミラー１１２、１１４は、水平を作り出し、角度の合計が９０°となるように傾斜している。こうして、ミラーの１つに垂直に入射する光ビームは、他のミラーから反射されるとき、垂直のままであることになる。方向に関して１８０°の変化が得られる他の方法が用いられてもよい。例えば、レンズおよびその装着は、光学システム全体が１８０°の方向変化を提供する限り、大部分の方向変化を考慮できるような方法で設計可能である。ウインド１２０、１２２は基板テーブルＷＴ内のミラー１１２、１１４の上方に提供される。
【００３２】
[0036]  使用時には、放射（例えば赤外放射）がリソグラフィ装置の基板テーブルＷＴ上方に配置されているアライメントシステム（図示していない）からアームの１つ１１０ａに誘導される。放射は、ウインド１２０を通過して第１のミラー１１２に入り、レンズ１１６および１１８を通って第２のミラー１１４に入り、次いでウインド１２２を経てアライメントマーク１０４に至る。光はアライメントマーク１０４の部分で反射され、アーム１１０ａに沿ってアライメントシステムに向かって戻る。ミラー１１２、１１４およびレンズ１１６、１１８は、アライメントマーク１０４の像１２４を形成するように配置されている。
【００３３】
[0037]  アライメントマーク１０４の像１２４は仮想アライメントマークとして働き、従来、基板Ｗの上面に配置されているアライメントマークと同様にリソグラフィ装置においてアライメントシステム（図示していない）によるアライメントに用いることができる。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。このようなシステムは当業者には周知であり、したがって本明細書では説明していない。
【００３４】
[0038]  アライメント測定が一旦第１アーム１１０ａを使用して実行されると、第２アーム１１０ｂのウインド１２０がアライメントシステムの下に来るまで、基板テーブルＷＴを移動する。次いで、アライメント測定が第２アーム１１０ｂを用いて繰り返される。
【００３５】
[0039]  表裏アライメントシステムのキャリブレーションが必要になる場合がある。特に、通常、基板Ｗの上面に投影されるパターンを基板の下面に既に在るパターンに正確に位置合わせする方法（基板の下面に設けたアライメントマーク１０４の像１２４を用いて達成された基板上面のパターンのアライメント）を知ることが望ましい。言い換えれば、基板の上面に提供されるパターンと基板の下面に設けたパターンの間のオーバーレイエラーを測定することが望ましい。リソグラフィ装置の設定中にオーバーレイエラーを測定することにより、製造基板上にパターンを投影する場合に、オーバーレイエラーの低減を達成可能にする。オーバーレイエラーの測定は、本明細書では表裏アライメントシステムのキャリブレーションと呼ぶ。
【００３６】
[0040]  従来技術ではこのようなキャリブレーションは、通常ガラス基板を用いて実行されてきた。アライメントマークおよびパターンが、リソグラフィ装置を使用してガラス基板の片側に設けたレジスト上に投射される。次いで、基板は専門の加工会社に送られ、そこで基板はエッチングされ、さらにその上に堆積した金属を有して、その結果アライメントマークとパターン層が基板上に明確に視認できる。その後、基板は表裏アライメント機能を有するリソグラフィ装置に導入されて、基板はアライメントマークとパターンが基板の下面に来るように反転させる。基板は、リソグラフィ装置内のウェーハテーブルＷＴの光学系１１２〜１１８によって、形成したアライメントマーク像を用いて位置合わせされる。パターンが基板に設けたレジスト上に投影される。次いで、２つのパターンの間の変位、つまりオーバーレイエラーが測定される。ガラスの透過性によってガラス基板の両側面上のパターンを見ることができるので、オーバーレイエラーの測定は可能である。オーバーレイエラーを除去し、または実質的に除去するように、一度測定されたオーバーレイエラーを用いて、リソグラフィ装置内でパターニングされる後続のウェーハをアライメント位置に調整する。
【００３７】
[0041]  従来技術の手順は、特別に作製されたパターニング手段ＭＡと、基板の第１側面をパターニングした後に基板専門の加工が必要になる場合がある点で不利である。これは時間を費やし、また費用がかかる。
【００３８】
[0042]  本発明の一実施形態では、リソグラフィ装置の表裏アライメントシステムは、ガラスキャリアに或る別の方法で接着するか取り付けた半導体基板を用いてキャリブレーションされる。
【００３９】
[0043]  半導体基板とガラスキャリアを一体に組み立てる方法が図３に示されている。図３ａを参照すると、シリコン基板３００はレジスト層３０１を備えており、表裏アライメント可能なリソグラフィ装置に導入される。パターン３０２はアライメントマーク３０４と一緒にレジスト上に投影される。パターンとアライメントマークは同時に基板上に投影されてよい。次いで基板３００はリソグラフィ装置から取り除かれ、現像、エッチングされる。代替的手法では、アライメントマークを基板に投影し、基板を現像、エッチングする場合があり、その後、パターンを基板に投影し、次いで現像、エッチングすることもある。パターン３０２は複数のアライメントマークを含んでよく、あるいは製品フィーチャ（またはシミュレーテッド製品フィーチャ）を含んでもよい。
【００４０】
[0044]  基板３００上にアライメントマーク３０４とパターン３０２を投影するのに、表裏アライメント可能なリソグラフィ装置を使用する必要はない。任意の適切なリソグラフィ装置が使用されてよい。アライメントマーク３０４とパターン３０２の目的は、それに対して引き続き投影される層をキャリブレーションできる基準（以下に説明されるように）を提供することである。したがってアライメントマーク３０４とパターン３０２に関係して要求されることの全ては、それらがキャリブレーション測定に対する基準として使用することになる十分な精度で投影されることである。
【００４１】
[0045]  図３ｂに示したように、基板３００は一度現像、エッチングすると反転される。
【００４２】
[0046]  図３ｃに示したように基板３００はガラスキャリア３０６に取り付けられる。基板は例えば適切な接着剤を用いてガラスキャリアに接着できる。この場合、接着剤をパターニングされず、またアライメントマークを持たない基板領域に付けることができる。これは、接着剤がガラスキャリア３０６を通して見る場合にパターンまたはアライメントマークをゆがめる可能性があるのを回避するためである。
【００４３】
[0047]  図３ｄに示したように、次いで基板３００は研削される。これは、例えば基板が約１００ミクロン（または未満でよい）厚さになるまで行われてよい。基板３００は、アライメントマーク３０４およびパターン３０２が、基板を通してアライメントシステム（図示していない）により見ることができるような程度まで厚さを減らす。
【００４４】
[0048]  図３ｅに示したように、次いでレジスト層３０８を基板３００に付ける。基板３００およびキャリア３０６は表裏アライメント可能なリソグラフィ装置に導入される。
【００４５】
[0049]  図４はリソグラフィ装置の基板テーブルＷＴ上の基板３００およびキャリア３０６を示す。リソグラフィ装置は基板下面上のアライメントマーク３０４の像３２４（像は基板テーブルＷＴの光学系１１２〜１１８によって形成される）を用いて基板３００を位置合わせする。次いでパターン３１０が基板３００上に形成される。
【００４６】
[0050]  図４で分かるように、基板の反対側にあるパターン３０２、３１０の間にオーバーレイエラーがある（つまりパターンが互いに正確に位置合わせされない）。
【００４７】
[0051]  基板はリソグラフィ装置から取り除かれ、現像、エッチングされる。次いで、基板の反対側にあるパターン３０２、３１０の間のオーバーレイエラーを測定するために別個のメトロロジー装置が使用されてよい。これは例えば、このメトロロジー装置を使用することによって基板３００上面上のパターン３１０を見て、その位置を記録し、そして次に引き続き基板下面上のパターン３０２を基板を通して見て、その位置を記録することによって行える。その後で、オーバーレイエラーを決定するために、この２つのパターンの記録された位置を比較することができる。
【００４８】
[0052]  一実施形態では、基板の上面および下面のパターン３１０、３０２を見て、これらの位置を記録するのに、リソグラフィ装置が使用できる。測定は例えばアライメントシステムによって実行できる。したがってメトロロジー装置を使用して実施すべき測定を必要とせずに、オーバーレイエラーを決定するためにリソグラフィ装置が使用できる。
【００４９】
[0053]  一実施形態では、第２パターンを現像、エッチングしてからでなく、基板３００の上面および下面のパターン３１０、３０２を見て、これらの位置を記録するのにリソグラフィ装置が使用できる。基板３００上面のパターン３１０は、レジスト中の「潜像」('latent image')としてとらえることができる。言い換えると、レジストは現像されていないが、アライメントシステムにより視認できる（潜像として既知の）像がレジスト中に存在する。基板上面の潜像の位置を測定し、それによってオーバーレイエラーを決定するためにリソグラフィ装置のアライメントシステムが使用できる。これは、リソグラフィ装置によってパターン３１０が基板３００上面に投影された後、直ぐ行うことができる。これは、オーバーレイエラーのキャリブレーションをさらに迅速に実行することを可能にする。
【００５０】
[0054]  一度オーバーレイエラーが測定されると、このオーバーレイエラーは記録される（例えばリソグラフィ装置によってアクセス可能なメモリに）。基板上へのパターンの投影のためにリソグラフィ装置によって引き続き実行されるアライメント測定をキャリブレーションするのに、測定したオーバーレイエラーが使用される。例えば所与のリソグラフィ装置の表裏アライメント光学系は、ｘ方向に−２ｎｍの誤差を生ずるということが決定されてよい。つまり、表裏アライメントシステムを用いたアライメントマーク３０４の位置測定は、結果として基板のアライメント位置を、正確なアライメント位置から見て負のｘ方向に２ｎｍずらすことになる。基板が位置決めされその上にパターンを投影可能とする場合、基板テーブルＷＴを用いて基板を移動する位置について、マイナス２ｎｍのエラーを考慮する。言い換えると、基板を、それが取る筈であった位置から負のｘ方向に２ｎｍ移動する。こうして、表裏アライメント光学系により生じることになったオーバーレイエラーが取り除かれる。
【００５１】
[0055]  図４では、基板３００の上面および下面に設けたパターン３１０、３０２は同じある（パターンは単に概略的に示されているが）。とらえられるパターン３１０、３０２の間のミスアライメントは、リソグラフィ装置のオーバーレイエラーによる。しかし、意図的にパターン３１０、３０２の間にオフセットを導入することが望ましい場合がある。これは、例えばリソグラフィ装置のアライメントシステム（図示していない）により、基板上面のパターンの対応部分によって不明瞭にされる下面部分がない状態で、基板下面のパターン部分を見ることを可能にして行われる場合である。意図的に導入されたオフセットは既知であるので、一度、基板の反対側にあるパターン３１０、３０２の間の離隔距離が測定されると、意図的に導入されたオフセットは減算可能で、その結果オーバーレイエラーが残る。
【００５２】
[0056]  図４では、基板に投影されたパターン３１０はアライメントマーク３１０ａを含む。オフセットが用いられてよい方法の例として、これらのアライメントマークは意図的に導入されたオフセットを含む。オフセットは、残部のパターンには与えられない。場合によっては、意図的に導入したオフセットが全てのパターン３１０に与えられてよい。
【００５３】
[0057]  場合によっては、基板に投影されたパターン３１０はアライメントマークだけを含むことがある。代替的に、基板に投影されたパターンはアライメントマークを含まないことがある。この場合、パターンの位置は、例えばパターンフィーチャの位置を測定することによって決定されてよい。
【００５４】
[0058]  ある場合には開口がキャリア内に提供され、キャリアを上に突き抜け基板の下面に達する。例えば図５に示したように、キャリア４０６は２つの開口４１０と、２つの追加的開口４１２を備えている。キャリア４０６の上面に図示されている基板３００は、図４の基板に一致する。図５に示した基板テーブルＷＴは図４に示した基板テーブルＷＴと大体一致する。
【００５５】
[0059]  基板３００がキャリア４０６の上面にある場合、キャリア４０６内に設けた２つの第１開口４１０は、基板３００下面上のアライメントマーク３０４が開口４１０の上方に配置されるように位置決めされている。これは、アライメントの間、アライメントシステム（図示していない）からの放射は、キャリア４０６本体を通過する必要はなく開口４１０を経てアライメントマーク３０４に達するということを意味する。キャリア４０６本体は、石英（またはなにか他の透明材料）で形成されてよいが、アライメントシステムからのキャリア本体を通る放射経路は、アライメントマーク像４２４になにかゆがみを持ち込む（つまりこれらの位置を変化させる）ことがあり、それによって基板下面上のアライメントマークの測定位置に誤差を持ち込む場合がある。図５に示したキャリア４０６では、放射はキャリア本体を通過しないでキャリア４０６中の開口４１０を通過するので、この誤差は回避される。さらにキャリア４０６からの反射（例えばゴースト反射）により生ずることがある誤差も回避される。
【００５６】
[0060]  アライメントマーク３０４の下のキャリア４０６に開口４１０が提供される場合には、もはやキャリア４０６が透明であることも必要ない。したがって、キャリアは、任意の適切な不透明材料、例えばアルミニウムまたは、なにか他の金属などで形成されてもよい。代替的にキャリアは、セラミック、例えばＺｅｒｏｄｕｒ（ショット社（Ｓｃｈｏｔｔ  ＡＧ）から入手できる）で形成されてもよい。
【００５７】
[0061]  基板テーブルＷＴに設けたウインド１２０、１２２は、石英またはなにか他の適切な透明材料で形成されてよい。代替的に、少なくともウインド１２０、１２２の中には、どんな材料も存在せず単なる開いた空間であるものがあってよい。これは、ウインドによってアライメントマーク３０４の像４２４の中に持ち込まれるゆがみまたは他の誤差を回避することができる。
【００５８】
[0062]  キャリア４０６に追加的開口４１２が提供されることもある。これらの開口は、キャリア４０６が基板テーブルＷＴ上にある場合に、基板テーブルに設けた対応する開口４１４と位置が合うように配置できている。従来の基板テーブルの中にもこのような開口を備えていて、この開口が真空を与えるように配置されて使用時には基板テーブル上に従来基板を引き寄せるものもある。これは、リソグラフィ装置内の露光の間に確実に基板を基板テーブルに強固に固定するために行われる。基板テーブル内の真空開口４１４と位置合わせされた開口４１２がキャリア４０６内に提供されている場合には、真空が基板３００の下面へ通り抜ける。これは基板３００を基板テーブルＷＴの方に引き寄せる効果を持っている。
【００５９】
[0063]  図５に示した形式のキャリア４０６が使用される場合には、その他の場合にそうであってよく、その筈であるもっと強固でない方法で基板３００をキャリアに接着することができる。例えば基板３００のキャリア４０６への接着は、水の薄い層を基板とキャリアの間にある配置で提供することによって達成できる。例えば、水は基板の外周に近接するリングとして提供されてよい。この場合は表面張力が基板３００とキャリア４０６を一体に保持することになる。基板とキャリアを基板テーブルＷＴ上に位置決めする時は、基板テーブルから導かれた真空がキャリア４０６を通り抜け、基板３００を基板テーブルＷＴの方に引き寄せて、それによって確実に基板が基板テーブルに対してしっかりと位置を固定されるようにする。
【００６０】
[0064]  本発明の実施形態によって使用されるアライメントマーク３０４、３１２は、任意の適切なアライメントマークでよい。例えば、それらは回折格子を含んでも、十字型または他のデバイスを含んでもよい。それらを上から見るか、下から見るかに関係なく全く一致しているように見えるように、マークが配置されてよい。代替的に、アライメントマークがこの特性を持っていない場合に、アライメントシステムは、上から見た場合と比較して下から見た場合に異なっているように見える、アライメントマークの位置を測定することができるように構成されてよい。
【００６１】
[0065]  リソグラフィ装置のアライメントシステムは、例えば米国特許第６，２９７，８７６号（参照により本明細書に組み込まれる）に説明されている形式か、米国特許第６，９６１，１１６号（参照により本明細書に組み込まれる）に説明されている形式のものでもよい。
【００６２】
[0066]  前記では、リソグラフィ装置のアライメントシステムがアライメントマークの位置とパターンの位置を測定するために使用されているが、別個の専用測定システムが使用されてもよい。
【００６３】
[0067]  前記において用語オーバーレイエラーはリソグラフィ装置における欠陥（例えば基板テーブルＷＴに設けた光学系のミスアライメント）の結果として生ずるパターン間のオフセットを意味するものとして用いられている。
【００６４】
[0068]  本発明の特定の実施形態が前述されてきたが、本発明は説明されたのとは別の方法で実施できることを理解されるであろう。本説明は本発明を限定することを意図したものでない。
【図１】
2009163237.tif 000003
【図２】
2009163237.tif 000004
【図３】
2009163237.tif 000005
【図４】
2009163237.tif 000006
【図５】
2009163237.tif 000007
【外国語明細書】
2009163237000001.pdf