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KR20190032486A - 계측 장치, 노광 장치 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

계측 장치, 노광 장치 및 물품의 제조 방법 Download PDF

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KR20190032486A
KR20190032486A KR1020197005133A KR20197005133A KR20190032486A KR 20190032486 A KR20190032486 A KR 20190032486A KR 1020197005133 A KR1020197005133 A KR 1020197005133A KR 20197005133 A KR20197005133 A KR 20197005133A KR 20190032486 A KR20190032486 A KR 20190032486A
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고헤이 마에다
아키히로 다카하시
마나토 후루사와
히데아키 홈마
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

서로 다른 제1 방향 및 제2 방향 중 한쪽에 있어서의 높이 변동보다 다른 쪽에 있어서의 높이 변동 쪽이 큰 면을 갖는 기판에 대하여, 당해 면의 높이 분포를 계측하는 계측 장치는, 검출 영역 내의 검출 대상 개소의 높이를 검출하는 검출부와, 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 주사시킴으로써 주사 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포를 구하는 처리부를 포함하고, 상기 처리부는, 상기 제1 방향으로 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 주사시킴으로써 상기 제1 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포를 제1 분포로서 구하고, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값 이상인지 여부를 판단하고, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값보다 작다고 판단한 경우에는, 상기 제2 방향으로 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 주사시킴으로써 상기 제2 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포를 구한다.

Description

계측 장치, 노광 장치 및 물품의 제조 방법
본 발명은, 기판의 면의 높이 분포를 계측하는 계측 장치, 노광 장치 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
액정 패널이나 유기 EL 패널 등의 플랫 패널, 혹은 반도체 디바이스의 제조에는, 레지스트가 도포된 유리 플레이트나 웨이퍼 등의 기판에, 마스크의 패턴을 투영 광학계를 통하여 전사하는 노광 장치가 사용된다. 이러한 노광 장치에서는, 기판의 노광 중, 노광해야 할 기판 상의 위치에 따라 기판의 표면을 투영 광학계의 결상면(포커스면)에 배치하기 때문에, 기판의 면의 높이 분포를 사전에 구해 두는 것이 바람직하다. 특허문헌 1에는, 기판의 두께 분포와, 당해 기판이 보유 지지되는 보유 지지면의 높이 분포를 각각 사전에 계측함으로써, 그 계측 결과에 기초하여, 보유 지지면에 보유 지지된 기판의 면의 높이 분포를 구하는 방법이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2006-156508호 공보
기판의 면의 높이 분포를 계측하는 계측 장치에는, 검출 영역 내의 검출 대상 개소의 높이를 검출하는 것이 있다. 이러한 계측 장치에서는, 기판과 검출 영역을 상대적으로 주사하면서 검출 영역에 있어서의 기판의 면의 높이를 검출함으로써 기판의 면의 높이 분포를 계측할 수 있다. 그러나, 기판의 면의 전체에 걸쳐 검출 영역을 주사하여 당해 면의 높이의 검출을 행하면, 당해 검출에 상응하는 시간을 요해 버려, 스루풋의 점에서 불리해질 수 있다.
그래서, 본 발명은 기판의 면의 높이 분포를 계측하는 시간을 단축하기 위해 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면으로서의 계측 장치는, 서로 다른 제1 방향 및 제2 방향 중 한쪽에 있어서의 높이 변동보다 다른 쪽에 있어서의 높이 변동 쪽이 큰 면을 갖는 기판에 대하여, 당해 면의 높이 분포를 계측하는 계측 장치이며, 검출 영역 내의 검출 대상 개소의 높이를 검출하는 검출부와, 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 주사시킴으로써 주사 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포를 구하는 처리부를 포함하고, 상기 처리부는, 상기 제1 방향으로 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 주사시킴으로써 상기 제1 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포를 제1 분포로서 구하고, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값 이상인지 여부를 판단하고, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값보다 작다고 판단한 경우에는, 상기 제2 방향으로 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 주사시킴으로써 상기 제2 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포를 구하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 기판의 면의 높이 분포를 계측하는 시간을 단축하기 위해 유리한 기술을 제공할 수 있다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은, 첨부 도면을 참조로 한 이하의 설명에 의해 명백해질 것이다. 또한, 첨부 도면에 있어서는, 동일하거나 혹은 마찬가지의 구성에는, 동일한 참조 번호를 부여한다.
첨부 도면은 명세서에 포함되어, 그 일부를 구성하고, 본 발명의 실시 형태를 나타내며, 그 기술과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 사용된다.
도 1은, 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는, 유리 기판의 두께의 변동을 도시하는 도면이다.
도 3은, 제1 실시 형태에 관한 분포 정보의 생성 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4는, 포커스 검출부에 의해 기판의 면의 높이를 검출하고 있는 모습을 도시하는 도면이다.
도 5는, 복수의 패턴 영역을 갖는 기판을 도시하는 도면이다.
도 6은, 제2 실시 형태에 관한 분포 정보의 생성 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7은, 기판의 두께의 검출 원리를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일한 부재 내지 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하여, 중복되는 설명은 생략한다.
<제1 실시 형태>
본 발명에 관한 제1 실시 형태의 노광 장치(100)에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 노광 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 노광 장치(100)는, 예를 들어 조명 광학계(1)와, 마스크(2)를 보유 지지하는 마스크 스테이지(3)와, 투영 광학계(4)와, 기판(5)을 보유 지지하는 기판 스테이지(6)와, 위치 계측부(7)와, 포커스 검출부(8)와, 처리부(9)와, 제어부(10)를 포함할 수 있다. 제어부(10)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성되며, 마스크(2)의 패턴을 기판(5)에 전사하는 처리(기판(5)을 노광하는 처리)를 제어한다.
조명 광학계(1)는, 광원(도시하지 않음)으로부터 사출된 광을 사용하여, 마스크 스테이지(3)에 의해 보유 지지된 마스크(2)를 균일하게 조명한다. 투영 광학계(4)는, 소정의 투영 배율을 갖고, 마스크(2)의 패턴을 기판(5)에 투영한다. 기판 스테이지(6)는, 예를 들어 기판(5)을 보유 지지하는 기판 척(6a)과, 기판 척(6a)(기판(5))을 구동하는 기판 구동부(6b)를 포함하고, 투영 광학계(4)의 광축과 직교하는 방향(XY 방향)으로 이동 가능하게 구성된다. 위치 계측부(7)는, 예를 들어 레이저 간섭계를 포함하며, 기판 스테이지(6)의 위치를 계측한다. 레이저 간섭계는, 기판 스테이지(6)에 마련된 반사판(11)에 레이저광을 조사하고, 반사판(11)에서 반사된 레이저광을 사용하여 기판 스테이지(6)의 변위를 검출한다. 이에 의해, 위치 계측부(7)는, 레이저 간섭계에서 검출된 변위에 기초하여 기판 스테이지(6)의 현재 위치를 구할 수 있다.
포커스 검출부(8)는, 검출 영역 내의 검출 대상 개소의 높이를 검출한다. 예를 들어, 포커스 검출부(8)는, 기판(5)의 면에 광을 사입사시키는 광원과, 이차원적으로 배열된 복수의 화소를 갖는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 그리고, 포커스 검출부(8)는, 기판의 면에서 반사된 광이 입사하는 이미지 센서 상의 위치에 기초하여, 기판(5)의 면 중, 광이 사입사한 영역 내(검출 영역 내)의 검출 대상 개소의 높이를 검출한다.
처리부(9)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 포함하는 컴퓨터에 의해 구성되고, 포커스 검출부(8)에서의 검출 결과에 기초하여 기판(5)의 면의 높이 분포를 구한다. 예를 들어, 처리부(9)는, 기판(5)의 면 내 방향(XY 방향) 중 일방향으로, 기판 스테이지(6)에 의해 기판(5)과 포커스 검출부(8)의 검출 영역을 상대적으로 주사시키면서, 포커스 검출부(8)에 검출 영역 내에서의 기판(5)의 면의 높이를 검출시킨다. 이에 의해, 처리부(9)는, 당해 일방향(주사 방향)에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포를 얻을 수 있다. 여기서, 본 실시 형태의 처리부(9)는, 제어부(10)와 별개로 구성되어 있지만, 제어부(10)와 일체로 구성되어도 된다. 또한, 포커스 검출부(8) 및 처리부(9)는, 기판(5)의 면의 높이 분포를 계측하는 계측 장치를 구성한다. 본 실시 형태에서는, 해당 계측 장치가 노광 장치(100)의 내부에 마련되어 있지만, 노광 장치(100)의 외부에 마련되어도 된다.
이와 같이 구성된 노광 장치(100)에서는, 기판(5)의 노광 중, 노광해야 할 기판 상의 위치(샷 영역의 위치)에 따라 기판(5)의 면이 투영 광학계(4)의 결상면(포커스면)에 배치되도록, 투영 광학계(4)의 투영상이 제어부(10)에 의해 제어될 수 있다. 당해 투영상의 제어는, 예를 들어 투영 광학계(4)에 마련된 광학 소자(렌즈)를 구동하거나, 투영 광학계(4)의 광축과 평행인 방향으로 기판(5)을 기판 스테이지(6)에 의해 구동하거나 함으로써 행해질 수 있다. 그 때문에, 노광 장치(100)에서는, 기판(5)의 면 내(기판(5)의 면의 전체)에 있어서의 높이 분포를 나타내는 분포 정보를 사전에 취득해 두는 것이 바람직하다. 그러나, 계측 장치에 있어서, 기판의 면의 전체에 걸쳐 검출 영역을 주사하여 당해 면의 높이를 포커스 검출부(8)에 검출시키면, 당해 검출에 상응하는 시간을 요해 버려, 스루풋의 점에서 불리해질 수 있다.
그래서, 제1 실시 형태의 계측 장치는, 기판(5)의 제조 방법에 기인하여 발생하는 기판(5)의 면 내에 있어서의 높이 분포의 경향(특징)을 이용함으로써, 기판(5)과 검출 영역을 상대적으로 주사하여 포커스 검출부(8)에 기판(5)의 면의 높이를 검출시키는 횟수를 저감시킨다. 즉, 제1 실시 형태의 계측 장치에서는, 포커스 검출부(8)에 의한 기판(5)의 면의 높이의 검출을 기판(5)의 면의 전체에 걸쳐 행하지 않고 분포 정보를 생성한다. 이에 의해, 기판(5)의 면의 높이 분포를 계측하는 시간을 대폭 단축할 수 있다. 이하에, 기판(5)의 제조 방법에 기인하여 발생하는 기판(5)의 면의 높이 분포의 경향, 및 분포 정보의 생성 방법에 대하여 설명한다.
우선, 기판(5)의 제조 방법에 기인하여 발생하는 기판(5)의 면의 높이 분포의 경향에 대하여 설명한다. 예를 들어, 액정 디바이스 등에서 사용되는 투명한 직사각형 형상의 유리 기판을 기판(5)으로서 사용하는 경우를 상정한다. 유리 기판은, 플로트법이나 퓨전법 등을 사용하여, 어느 일방향으로 연신시킴으로써 제조(제판)된다. 이러한 제조 방법에 의해 제작된 유리 기판에서는, 연신 방향에 있어서는 두께를 거의 균일하게 할 수 있지만, 연신 방향과 직교하는 방향(이하, 직교 방향)에 있어서는, 제조 중에 있어서의 주위의 국소적인 온도 변동이나 온도 어긋남에 의해 두께에 변동이 발생할 수 있다.
예를 들어, 두께가 500㎛, 크기가 1.5×1.8m인 직사각형 형상을 갖는 유리 기판을 실제로 제조하면, 도 2에 도시하는 바와 같이, 유리 기판의 연신 방향에서의 두께의 변동은 1.4㎛인 것에 비해, 직교 방향에서의 두께의 변동은 12㎛가 된다. 즉, 직교 방향에서의 두께 변동은, 연신 방향에서의 두께 변동과 비교하여 약 1자릿수 크다. 이것은, 직교 방향에서의 두께 분포(즉, 직교 방향에서의 표면 높이 분포)가, 연신 방향의 복수 위치의 각각에 대하여 마찬가지의 경향으로 됨을 나타내고 있다. 따라서, 직교 방향에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포를 측정할 수 있다면, 그 계측 결과로부터 기판(5)의 면의 전체에 있어서의 높이를 보간(추정)하여, 기판(5)의 면의 전체에 있어서의 높이 분포를 구할 수 있다.
이와 같이, 유리 기판의 면(노광 처리를 행해야 하는 면)에서는, 서로 다른 제1 방향 및 제2 방향 중 한쪽에 있어서의 높이 변동보다 다른 쪽에 있어서의 높이 변동 쪽이 커질 수 있다. 여기서, 제1 방향 및 제2 방향은, 유리 기판(기판(5))의 면의 변 중 서로 직교하는 2개의 변에 각각 평행한 방향일 수 있다. 그러나, 당해 유리 기판의 면의 높이 분포를 계측할 때에는, 제1 방향 및 제2 방향 중 어느 쪽이, 높이 변동(두께 변동)이 큰 직교 방향인지가 불분명하다.
그래서, 처리부(9)는, 제1 방향으로 기판(5)과 포커스 검출부(8)의 검출 영역을 상대적으로 주사시킴으로써 제1 방향에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포를 제1 분포로서 구한다. 이때, 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값 이상이면, 제1 방향이, 높이 변동이 큰 직교 방향에 대응하게 된다. 한편, 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값보다 작은 경우에는, 제2 방향이 직교 방향에 대응하게 된다. 이 경우, 처리부(9)는, 제2 방향으로 기판(5)과 포커스 검출부(8)의 검출 영역을 상대적으로 주사시킴으로써 제2 방향에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포를 구한다. 여기서, 기준값은, 기판(5)(유리 기판)의 연신 방향으로 발생할 수 있는 두께의 변동과, 직교 방향으로 발생할 수 있는 두께의 변동의 사이의 값으로 설정된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 「(기판의 면의) 높이」는, 「(기판의) 두께」의 개념을 포함할 수 있다. 즉, 「(기판의 면의) 높이 분포」는, 「(기판의) 두께 분포」의 개념을 포함할 수 있다.
이어서, 분포 정보의 생성 방법에 대하여, 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다. 도 3은, 분포 정보의 생성 방법을 도시하는 흐름도이고, 도 4는, 포커스 검출부(8)에 의해 기판(5)의 면의 높이를 검출하고 있는 모습을 도시하는 도면이다. 또한, 도 3에 도시하는 흐름도의 각 공정은 처리부(9)에 의해 행해질 수 있다.
S11에서는, 처리부(9)는, 도 4의 화살표(20a)로 나타내는 바와 같이, 제1 방향(예를 들어 X 방향)으로 기판(5)과 포커스 검출부(8)의 검출 영역을 상대적으로 주사시키면서 포커스 검출부(8)에 기판(5)의 면의 높이를 검출시키는 처리(제1 방향의 검출 처리)를 행한다. 제1 방향의 검출 처리는 복수회 행해져도 되지만, 스루풋의 관점에서, 1회만 행해지는 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리부(9)는, 제1 방향에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포를 얻을 수 있다. S11의 공정에서 얻어진 제1 방향에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포를, 이하에서는 「제1 분포」라고 칭한다. 여기서, S11에 있어서의 제1 방향의 검출 처리는, 제2 방향에 있어서의 임의의 위치(좌표)에서 행해질 수 있다.
S12에서는, 처리부(9)는, 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값 이상인지 여부를 판단한다. 제1 분포에 있어서의 높이 변동으로서는, 제1 분포에 있어서의 높이의 최댓값과 최솟값의 차가 사용될 수 있지만, 그것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 제1 분포에 있어서의 표준 편차 등의 값이 사용되어도 된다. 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값 이상인 경우에는, 제1 방향이, 기판(5)의 면의 높이 변동이 비교적 큰 직교 방향에 대응하고 있다고 판단(특정)하여 S13으로 진행한다. 이 경우, 처리부(9)는, 제2 방향으로 기판(5)과 포커스 검출부(8)의 검출 영역을 상대적으로 주사시키지 않고, 제1 분포로부터 분포 정보를 생성한다.
S13에서는, 처리부(9)는, 제2 방향에 있어서의 복수의 위치의 각각에 대해서도, 제1 방향과 평행인 방향에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포가 제1 분포라고 추정하여 분포 정보를 생성한다. 예를 들어, 처리부(9)는, 제2 방향에 있어서의 복수의 위치를 각각 통과하며 또한 제1 방향에 평행인 복수의 방향의 각각에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포로서, 제1 분포를 그대로 적용함으로써 분포 정보를 생성한다. 상술한 바와 같이, 기판(5)의 연신 방향에서는, 기판(5)의 두께 변동이 매우 작기 때문에, 당해 두께의 변동이 발생하지 않은 것이라고 가정할 수 있다. 그 때문에, 처리부(9)는, 상술한 바와 같이 제1 분포만을 사용하여 분포 정보를 생성해도, 실제의 기판(5)의 면의 높이 분포에 대한 오차를 작게 할 수 있다.
한편, S12에 있어서, 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값보다 작은 경우에는, 제2 방향이 기판(5)의 직교 방향에 대응하고 있다고 판단(특정)하여 S14로 진행한다. S14에서는, 처리부(9)는, 도 4의 화살표(20b)로 나타내는 바와 같이, 제2 방향(예를 들어 Y 방향)으로 기판(5)과 포커스 검출부(8)의 검출 영역을 상대적으로 주사시키면서 포커스 검출부(8)에 기판(5)의 면의 높이를 검출시키는 처리(제2 방향의 검출 처리)를 행한다. 제2 방향의 검출 처리는 복수회 행해져도 되지만, 스루풋의 관점에서, 1회만 행해지는 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리부(9)는, 기판(5)에 있어서의 제2 방향의 높이 분포를 얻을 수 있다. S14의 공정에서 얻어진 제2 방향의 높이 분포를, 이하에서는 「제2 분포」라고 칭한다. 여기서, S14에 있어서의 제2 방향의 검출 처리는, 제1 방향에 있어서의 임의의 위치(좌표)에서 행해질 수 있다.
계측 장치에 의해 면의 높이의 검출이 행해지는 대상의 기판(5)에는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 하지 패턴(디바이스 패턴)이 이미 형성된 복수의 패턴 영역(5a)(샷 영역)이 배열되어 있는 경우가 있다. 이 경우, S11 및 S14에 있어서, 포커스 검출부(8)에 의해 패턴 영역 내의 높이를 검출해 버리면, 당해 패턴 영역(5a)에 형성된 하지 패턴에 의해, 검출 결과에 오차가 생기는 경우가 있다. 그 때문에, 포커스 검출부(8)에 의한 높이의 검출은, 복수의 패턴 영역(5a)의 사이에 마련된 간극 영역(5b)(스크라이브 영역)에 있어서 행해지는 것이 바람직하다. 따라서, 처리부(9)는, 복수의 패턴 영역(5a)의 레이아웃(배치)을 나타내는 레이아웃 정보에 기초하여, 간극 영역(5b)에 있어서 포커스 검출부(8)에 의한 높이의 검출이 행해지도록 기판(5)과 검출 영역을 상대적으로 주사시키는 것이 바람직하다. 레이아웃 정보는, 예를 들어 복수의 패턴 영역(5a)의 위치를 실제로 계측함으로써 취득되어도 되고, 복수의 패턴 영역(5a)의 위치의 설계 정보여도 된다.
S15에서는, 처리부(9)는, S11에서 취득한 제1 분포와 S14에서 취득한 제2 분포에 기초하여, 기판(5)의 면 중 포커스 검출부(8)에 의한 검출이 행해지지 않은 미검출 부분의 높이를 보간(추정)함으로써 분포 정보를 생성한다. 미검출 부분의 높이의 보간은, 제2 방향의 소정 위치를 통과하며, 또한 제1 방향과 평행인 방향에 있어서의 높이 분포로서, 제2 분포에 있어서의 소정 위치에서의 높이로 제1 분포를 보정한 결과를 적용함으로써 행해질 수 있다.
예를 들어, 처리부(9)는, S11의 공정에서는, 제2 방향의 위치(Y1)에 있어서 제1 방향의 검출 처리를 행함으로써 제1 분포를 취득하고, S14의 공정에서는, 제1 방향의 위치(X1)에 있어서 제2 방향의 검출 처리를 행함으로써 제2 분포를 취득하는 것으로 한다. 이 경우, 처리부(9)는, 제2 방향의 위치(Yi)를 통과하며, 또한 제1 방향과 평행인 방향에 있어서의 높이 분포로서, 제2 분포로부터 얻어진 위치(Y1)에서의 높이와 위치(Yi)에서의 높이의 차로 제1 분포를 보정한 결과(분포)를 적용한다. 이와 같이, 처리부(9)는, 제2 방향에 있어서의 복수의 위치의 각각에 대해서도 마찬가지로 제1 분포를 보정한 결과를 적용함으로써, 미검출 부분의 높이를 보간하여 분포 정보를 생성할 수 있다. 여기서, S15에서는, 제1 분포 및 제2 분포의 양쪽을 사용하여 분포 정보를 생성하였지만, 그것에 한정되는 것은 아니며, 제2 분포만을 사용하여 분포 정보를 생성해도 된다.
상술한 바와 같이, 제1 실시 형태의 계측 장치는, 제1 방향의 검출 처리에 의해 얻어진 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값 이상인 경우에는, 제1 분포에 기초하여 분포 정보를 생성한다. 한편, 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값보다 작은 경우에는, 제2 방향의 검출 처리를 행함으로써 제2 분포를 구하고, 제1 분포 및 제2 분포에 기초하여 분포 정보를 생성한다. 이와 같이 기판(5)의 면의 높이 분포를 계측함으로써, 높이 분포의 계측에 요하는 시간을 대폭 단축할 수 있어, 스루풋의 점에서 유리해질 수 있다. 여기서, 제1 실시 형태에서는, 계측 장치(처리부(9))가 분포 정보를 생성하는 처리를 행하는 예에 대하여 설명하였지만, 그것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 계측 장치가, 제1 분포, 혹은 제1 분포 및 제2 분포를 구하는 처리만을 행하여 분포 정보를 생성하는 처리는, 노광 장치(100)의 제어부(10)나 외부 컴퓨터 등에 의해 행해져도 된다. 이 경우, 처리부(9)는, 노광 장치(100)의 제어부(10)나 외부 컴퓨터 등에 의해 생성된 분포 정보를 취득하게 된다.
<제2 실시 형태>
제2 실시 형태에서는, 분포 정보의 생성 방법에 대한 다른 예를 설명한다. 제2 실시 형태에서는, 제1 방향의 검출 처리 및 제2 방향의 검출 처리를 처음에 행하고, 그에 의해 얻어진 제1 분포와 제2 분포에 기초하여 미검출 부분의 높이를 보간(추정)함으로써 분포 정보를 생성한다. 도 6은, 제2 실시 형태에 관한 분포 정보의 생성 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 6에 도시하는 흐름도의 각 공정은, 처리부(9)에 의해 행해질 수 있다.
S21에서는, 처리부(9)는, 제1 방향의 검출 처리를 행한다. 제1 방향의 검출 처리는 복수회 행해져도 되지만, 스루풋의 관점에서, 1회만 행해지는 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리부(9)는, 제1 방향에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포를 얻을 수 있다. S21의 공정에서 얻어진 제1 방향에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포를, 이하에서는 「제1 분포」라고 칭한다. 여기서, 제1 방향의 검출 처리는, 제2 방향에 있어서의 임의의 위치(좌표)에서 행해질 수 있다.
S22에서는, 처리부(9)는, 제2 방향의 검출 처리를 행한다. 제2 방향의 검출 처리는 복수회 행해져도 되지만, 스루풋의 관점에서, 1회만 행해지는 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리부(9)는, 제2 방향에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포를 얻을 수 있다. S22의 공정에서 얻어진 제2 방향에 있어서의 기판(5)의 면의 높이 분포를, 이하에서는 「제2 분포」라고 칭한다. 여기서, 제2 방향의 검출 처리는, 제1 방향에 있어서의 임의의 위치(좌표)에서 행해질 수 있다.
S23에서는, 처리부(9)는, S21에서 취득한 제1 분포와 S22에서 취득한 제2 분포에 기초하여, 미검출 부분의 높이를 보간(추정)함으로써 분포 정보를 생성한다. S23의 공정은, 도 3의 흐름도에 있어서의 S15의 공정과 마찬가지이기 때문에, 여기서의 설명을 생략한다. 이와 같이 분포 정보를 생성함으로써, 기판(5)의 면의 높이 분포의 계측에 요하는 시간을 대폭 단축할 수 있어, 스루풋의 점에서 유리해질 수 있다.
<제3 실시 형태>
제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서는, 포커스 검출부(8)에 의해 기판(5)의 면의 높이를 검출하는 예에 대하여 설명하였지만, 제3 실시 형태에서는, 기판(5)의 면의 높이 대신에 기판(5)의 두께를 검출하는 예에 대하여 설명한다. 이 경우, 처리부(9)는, 기판 스테이지(6)(기판 척(6a))의 보유 지지면의 높이를 포커스 검출부(8)에 사전에 검출시키고, 당해 보유 지지면의 높이 분포를 나타내는 정보를 취득해 둔다. 그리고, 처리부(9)는, 도 3 또는 도 6에 도시하는 흐름도에 따라 기판(5)의 두께를 포커스 검출부(8)에 검출시킨 결과에 기초하여, 기판(5)의 두께 분포를 나타내는 정보를 구한다. 이에 의해, 처리부(9)는, 기판 스테이지(6)의 보유 지지면의 높이 분포를 나타내는 정보와 기판(5)의 두께 분포를 나타내는 정보에 기초하여, 기판 스테이지(6)에 의해 보유 지지된 기판(5)의 면 내의 높이 분포를 나타내는 정보(분포 정보)를 구할 수 있다.
여기서, 포커스 검출부(8)에 의해 기판(5)의 두께가 검출되는 원리에 대하여, 도 7을 참조하면서 설명한다. 포커스 검출부(8)는, 예를 들어 파장이 500 내지 1200nm 정도인 광을 사출하는 광원(8a)과, CCD나 CMOS 등으로 구성된 이미지 센서(8b)를 포함하고, 광원(8a)으로부터 사출된 광을 기판(5)(예를 들어 유리 기판)에 사입사시키도록 구성될 수 있다. 광원(8a)(위치(A))으로부터 사출되어 기판(5)의 표면의 위치(B)에 사입사된 광은, 기판(5)의 표면에서 반사되는 광과 기판의 내부로 진행하는 광으로 나뉜다. 기판(5)의 표면에서 반사된 광은, 이미지 센서 상의 위치(E)로 입사한다. 한편, 기판(5)의 내부로 진행한 광은, 기판(5)의 이면의 위치(C)에서 반사되어 기판(5)의 표면의 위치(D)를 투과하고, 이미지 센서 상의 위치(F)로 입사한다. 이 이미지 센서 상의 위치(E)와 위치(F)의 차가 기판(5)의 두께 t에 대응하기 때문에, 포커스 검출부(8)는, 당해 차에 기초하여 기판(5)의 두께 t를 구할 수 있다.
<물품의 제조 방법의 실시 형태>
본 발명의 실시 형태에 있어서의 물품의 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스 등의 전자 디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기 노광 장치를 사용하여 잠상 패턴을 형성하는 공정(기판을 노광하는 공정)과, 이러한 공정에서 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상하는 공정을 포함한다. 또한, 이러한 제조 방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능ㆍ품질ㆍ생산성ㆍ생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 유리하다.
<그 밖의 실시예>
본 발명은 상술한 실시 형태 중 하나 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 통하여 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 있어서의 하나 이상의 프로세서가 프로그램을 판독하여 실행하는 처리로도 실현 가능하다. 또한, 하나 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실현 가능하다.
본 발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 여러 가지 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 밝히기 위해, 이하의 청구항을 첨부한다.
본원은 2016년 8월 5일에 제출된 일본 특허 출원 제2016-154946호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 그 기재 내용 모두를 여기에 원용한다.

Claims (15)

  1. 서로 다른 제1 방향 및 제2 방향 중 한쪽에 있어서의 높이 변동보다 다른 쪽에 있어서의 높이 변동 쪽이 큰 면을 갖는 기판에 대하여, 당해 면의 높이 분포를 계측하는 계측 장치이며,
    검출 영역 내의 검출 대상 개소의 높이를 검출하는 검출부와,
    상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 주사시킴으로써 주사 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포를 구하는 처리부를
    포함하고,
    상기 처리부는, 상기 제1 방향으로 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 주사시킴으로써 상기 제1 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포를 제1 분포로서 구하고, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값 이상인지 여부를 판단하고, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 기준값보다 작다고 판단한 경우에는, 상기 제2 방향으로 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 주사시킴으로써 상기 제2 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포를 구하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판은, 패턴이 형성된 복수의 패턴 영역과, 상기 복수의 패턴 영역의 사이에 마련된 간극 영역을 포함하고,
    상기 처리부는, 상기 복수의 패턴 영역의 레이아웃 정보에 기초하여, 상기 간극 영역에 있어서 상기 검출부에 의한 높이의 검출이 행해지도록 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 주사시키는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 제1 방향으로 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 1회만 주사시킴으로써 상기 제1 분포를 구하고, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 상기 기준값보다 작다고 판단한 경우에는, 상기 제2 방향으로 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 1회만 주사시킴으로써 상기 제2 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포를 구하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 직사각형 형상을 갖고,
    상기 제1 방향 및 상기 제2 방향은, 상기 기판의 면의 변 중 서로 직교하는 2개의 변에 각각 평행인 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 상기 기준값 이상이라고 판단한 경우에는, 상기 제1 분포로부터 생성되는 상기 기판의 면 내에 있어서의 높이 분포를 나타내는 분포 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 상기 기준값 이상이라고 판단한 경우에는, 상기 제1 분포로부터 상기 기판의 면 내에 있어서의 높이 분포를 나타내는 분포 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 상기 기준값 이상이라고 판단한 경우에는, 상기 제2 방향으로 상기 기판과 상기 검출 영역을 상대적으로 주사시키지 않고, 상기 제1 분포로부터 상기 기판의 면 내에 있어서의 높이 분포를 나타내는 분포 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 상기 기준값 이상이라고 판단한 경우, 상기 제2 방향에 있어서의 복수의 위치를 각각 통과하며 또한 상기 제1 방향에 평행인 복수의 방향의 각각에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포로서 상기 제1 분포를 그대로 적용함으로써 상기 분포 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 상기 기준값보다 작다고 판단한 경우에는, 상기 제2 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포에 기초하여, 상기 기판의 면 내에 있어서의 높이 분포를 나타내는 분포 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 상기 기준값보다 작다고 판단한 경우에는, 상기 제1 분포에도 기초하여 상기 분포 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동이 상기 기준값보다 작다고 판단한 경우, 상기 제1 분포와 상기 제2 방향에 있어서의 상기 기판의 면의 높이 분포에 기초하여, 상기 기판의 면 중 상기 검출부에 의한 검출이 행해지지 않은 미검출 부분의 높이를 보간함으로써, 상기 기판의 면 내에 있어서의 높이 분포를 나타내는 분포 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 분포에 있어서의 높이 변동은, 상기 제1 분포에 있어서의 높이의 최댓값과 최솟값의 차를 포함하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 보유 지지하는 보유 지지면을 갖는 스테이지를 포함하고,
    상기 검출부는, 상기 기판의 두께를 검출하고, 상기 기판의 두께의 검출 결과 및 상기 보유 지지면의 높이 분포를 나타내는 정보에 기초하여, 상기 보유 지지면에 의해 보유 지지된 상기 기판의 면의 높이를 구하는 것을 특징으로 하는 계측 장치.
  14. 기판을 노광하는 노광 장치이며,
    마스크 패턴을 상기 기판에 투영하는 투영 광학계와,
    상기 기판의 면의 높이 분포를 계측하는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 계측 장치와,
    상기 계측 장치에서의 계측 결과에 기초하여, 상기 기판의 노광을 제어하는 제어부를
    포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  15. 제14항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 공정과,
    상기 공정에서 노광된 상기 기판을 현상하는 공정을
    포함하고, 현상된 기판으로부터 물품을 얻는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
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