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KR20220081284A - 검출 장치, 검출 방법, 노광 장치, 노광 시스템 및 물품 제조 방법 - Google Patents

검출 장치, 검출 방법, 노광 장치, 노광 시스템 및 물품 제조 방법 Download PDF

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KR20220081284A
KR20220081284A KR1020210163929A KR20210163929A KR20220081284A KR 20220081284 A KR20220081284 A KR 20220081284A KR 1020210163929 A KR1020210163929 A KR 1020210163929A KR 20210163929 A KR20210163929 A KR 20210163929A KR 20220081284 A KR20220081284 A KR 20220081284A
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detection
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optical system
correction
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KR1020210163929A
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가즈야 기지마
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
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Publication date
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Abstract

기판 상에 형성된 마크를 검출하는 검출 장치가 제공된다. 검출 장치는 스테이지에 의해 보유지지된 기판 상의 마크에 광을 조사하고 마크의 상을 검출하는 검출 광학 시스템, 및 마크의 상에 기초하여 마크의 검출 처리를 행하는 처리부를 포함한다. 처리부는 마크의 상에 기초해서 검출 광학 시스템의 관찰 시야 내에서의 마크의 위치를 나타내는 검출값을 찾고, 관찰 시야 내의 복수의 부분 영역 중 마크가 위치하는 부분 영역을 찾으며, 복수의 부분 영역에 대하여 각각 미리결정된 보정값 중 찾아진 부분 영역에 대응하는 보정값에 기초하여 검출값을 보정한다.

Description

검출 장치, 검출 방법, 노광 장치, 노광 시스템 및 물품 제조 방법{DETECTION APPARATUS, DETECTION METHOD, EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE SYSTEM, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 검출 장치, 검출 방법, 노광 장치, 노광 시스템 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 노광 장치에서의 대상물의 정렬은 통상 검출 광학 시스템을 사용해서 대상물(예를 들어, 기판) 상의 얼라인먼트 마크를 관찰하고 얼라인먼트 마크의 위치를 검출함으로써 행해진다. 검출 광학 시스템은, 관찰 시야가 넓은 프리얼라인먼트 광학 시스템(pre-alignment optical system)과, 관찰 시야는 좁지만 계측 정밀도가 높은 파인 얼라인먼트 광학 시스템(fine alignment optical system)을 포함할 수 있다. 먼저 프리얼라인먼트 광학 시스템을 사용해서 프리얼라인먼트 계측을 행해서 마크의 위치를 대략적으로 정렬시키고 나서 파인 얼라인먼트 광학 시스템을 사용해서 파인 얼라인먼트 계측을 행함으로써, 높은 계측 정밀도로 넓은 관찰 시야에 걸쳐 정렬을 달성할 수 있다. 최근, 이미지 센서의 소형화 및 화소 수의 증가에 수반하여, 프리얼라인먼트 광학 시스템을 사용하여 넓은 관찰 시야를 유지하면서 높은 계측 정밀도를 실현하는 것이 가능해져 왔다.
한편, 검출 광학 시스템을 사용한 얼라인먼트 계측에 포함될 수 있는 오차의 요인으로서 디포커스 특성이 있다. 디포커스 특성은, 검출 광학 시스템의 광축 방향(Z 방향)의 위치인 포커스 위치에 의존하여, 광축에 수직인 방향(XY 방향)에서 검출되는 위치(얼라인먼트 마크의 계측값)의 변동 현상을 나타내는 특성이다. 디포커스 특성을 갖는 상태에서 얼라인먼트 마크를 계측하면, 얼라인먼트 마크의 Z 방향의 위치 변동이 계측 방향의 변동으로서 나타나고, 이는 계측 재현성을 저하시킬 수 있다.
일본 특허 공개 제10-022211호는, 검출 광축 및 조명 광축을 조정하여 가능 한 디포커스 특성이 발생하는 것을 방지하는 것을 개시하고 있다. 일본 특허 공개 제10-022211호에서는, 기준 조정 마크에 대하여 디포커스 특성을 조정하고, 실제로 정렬되는 마크가 조정 마크와 동일한 디포커스 특성을 갖는 것을 전제로 위치가 검출된다.
파인 얼라인먼트 계측에서는, 디포커스 특성의 영향을 최소화하기 위해서, 얼라인먼트 마크를 검출 광학 시스템이 베스트 포커스 위치에 포커싱되는 상태에서 계측하는 것이 바람직하다. 그러나, 넓은 관찰 시야를 갖는 프리얼라인먼트 광학 시스템에서 파인 얼라인먼트 계측을 행하고자 하는 경우, 광학 시스템의 관찰 시야 전체에서 포커스를 맞출 수 없다. 따라서, 관찰 시야의 중심은 포커스가 맞아도, 광학 시스템의 관찰 시야의 에지는 포커스가 맞지 않을 수 있다. 이 경우, 베스트 포커스가 아닌 상태에서 파인 얼라인먼트 계측을 행하게 되고, 디포커스 특성의 영향으로 인해 계측값이 어긋나는 문제가 있을 수 있다. 프로세스 웨이퍼에서 하층이 존재하는 경우, 하층에 의해 야기되는 간극으로 인해 관찰 시야의 중심과 에지 사이의 포커스 차가 커지기 때문에, 계측값에 대한 디포커스 특성의 영향이 현저해진다. 따라서, 일본 특허 공개 제2005-285916호에서는, 마크를 한 번 계측한 후, 광학 시스템의 시야의 중심 부근에 마크가 위치되도록 웨이퍼 스테이지를 이동시키고, 다시 파인 얼라인먼트 계측을 행한다.
일본 특허 공개 제10-022211호에 개시된 기술에서는, 얼라인먼트 마크의 위치 변화 및 관찰 시야의 에지에서의 디포커스 특성의 변화를 추종할 수 없기 때문에, 높은 정밀도로 정렬을 행할 수 없는 문제가 발생한다. 또한, 일본 특허 공개 제2005-285916호에 개시된 방법은, 마크가 관찰 시야의 중심 부근에 위치되도록 웨이퍼 스테이지를 한 번 이동시키는 처리가 필요하고, 얼라인먼트 계측을 완료하는 데 장시간이 걸리는 문제가 있다.
본 발명은, 예를 들어 검출 처리의 정밀도와 속도의 양립에 유리한 검출 장치를 제공한다.
본 발명은, 그 일 양태에서, 기판에 형성된 마크를 검출하는 검출 장치로서, 상기 기판을 보유지지하면서 이동하는 스테이지, 상기 스테이지에 의해 보유지지된 상기 기판의 상기 마크에 광을 조사하고 상기 마크의 상을 검출하는 검출 광학 시스템, 및 상기 검출 광학 시스템에 의해 검출된 상기 마크의 상에 기초하여 상기 마크의 검출 처리를 행하는 처리부를 포함하고, 상기 처리부는 상기 검출 광학 시스템에 의해 검출된 상기 마크의 상기 상에 기초하여 상기 검출 광학 시스템의 관찰 시야 내에서의 상기 마크의 위치를 나타내는 검출값을 찾고, 상기 관찰 시야 내의 복수의 부분 영역 중 상기 마크가 위치하는 부분 영역을 찾으며, 상기 복수의 부분 영역에 대하여 각각 미리결정된 보정값 중 상기 찾아진 부분 영역에 대응하는 보정값에 기초하여 상기 검출값을 보정하도록 구성되는 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 추가적인 특징은 (첨부된 도면을 참고한) 예시적인 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 노광 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 검출 광학 시스템의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 프리얼라인먼트 마크의 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 파인 얼라인먼트 마크의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 간극 정보와 디포커스 특성의 계측 처리의 흐름도이다.
도 6은 관찰 시야 중심에 파인 얼라인먼트 마크가 위치되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 복수의 계측점 각각에서 베스트 포커스 위치 및 디포커스 특성을 계측하는 처리를 설명하는 도면이다.
도 8은 보정 테이블을 작성하는 처리를 설명하는 도면이다.
도 9는 파인 얼라인먼트 계측값의 보정 처리의 흐름도.
도 10은 관찰 시야의 에지에 파인 얼라인먼트 마크가 위치되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 파인 얼라인먼트 마크가 속하는 부분 영역(subregion)을 식별하는 처리를 설명하는 도면이다.
도 12는 파인 얼라인먼트 계측값의 보정값을 산출하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 13은 장치간에 간극 정보를 공유하는 노광 시스템의 구성도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태를 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는 청구된 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다는 것에 유의한다. 실시형태에는 다수의 특징이 설명되어 있지만, 이러한 특징 모두를 필요로 하는 발명으로 한정되지 않으며, 이러한 다수의 특징은 적절하게 조합될 수 있다. 또한, 첨부 도면에서는, 동일하거나 유사한 구성에는 동일한 참조 번호가 부여되며, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.
<제1 실시형태>
도 1은 실시형태에 따른 노광 장치의 개략도이다. 본 명세서 및 도면에서는, 수평면을 XY 평면으로 하는 XYZ 좌표계에서 방향을 나타낸다. 일반적으로는, 노광되는 기판(4)은 기판(4)의 표면이 수평면(XY 평면)과 평행해지도록 기판 스테이지(6) 위에 놓인다. 따라서, 이하에서는, 기판(4)의 표면을 따르는 평면 내에서 서로 직교하는 방향을 X축 및 Y축으로 하고, X축 및 Y축에 수직인 방향을 Z축으로 한다. 또한, 이하에서는, XYZ 좌표계에서의 X축, Y축, 및 Z축에 평행한 방향을 각각 X 방향, Y 방향, 및 Z 방향이라 칭하고, X축 둘레의 회전 방향, Y축 둘레의 회전 방향, 및 Z축 둘레의 회전 방향을 각각 θx 방향, θy 방향, 및 θz 방향이라 칭한다.
1. 장치의 구성
도 1은 실시형태에 따라 검출 장치가 적용되는 노광 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 노광 장치(1)는, 원판(2)에 형성된 패턴(예를 들어, 회로 패턴)을 투영하는 투영 광학 시스템(3)을 갖는다. 또한, 노광 장치(1)는, 기판(4)을 보유지지하는 기판 척(5), 및 기판(4)을 미리결정된 위치에 위치결정하는 기판 스테이지(6)를 갖는다. 노광 장치(1)는, 또한, 기판 스테이지(6)에 의해 보유지지된 기판(4)의 얼라인먼트 마크에 광을 조사해서 얼라인먼트 마크의 상을 검출하는 검출 광학 시스템(7)을 포함한다. 기판(4) 상에는, 전 공정에서 패턴 및 얼라인먼트 마크가 형성된다.
제어부(CN)는, 노광 장치의 각 유닛을 통괄적으로 제어한다. 저장 유닛(SU)은, 제어부(CN)가 노광 처리를 실행하기 위한 프로그램 및 다양한 데이터를 저장한다. 제어부(CN) 및 저장 유닛(SU)은, CPU 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 장치로서 구성될 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 특히, 제어부(CN)는 검출 광학 시스템(7)에 의해 검출된 얼라인먼트 마크의 상에 기초하여 얼라인먼트 마크 검출 처리를 행하는 처리 유닛으로서 기능할 수 있다.
도 2는, 검출 광학 시스템(7)의 구성을 도시하는 도면이다. 광원(8)으로부터의 조명광은, 빔 스플리터(9)에 의해 반사되고, 렌즈(10)를 통과하며, 기판(4) 상의 프리얼라인먼트 마크(11)를 조명한다. 프리얼라인먼트 마크(11)로부터의 회절광은 렌즈(10), 빔 스플리터(9), 및 렌즈(13)를 통과하고, 센서(14)에 의해 수광된다. 여기서, 프리얼라인먼트 마크(11)는, 렌즈(10) 및 렌즈(13)에 의해 미리결정된 배율로 확대되고, 센서(14)에 결상된다. 종래, 넓은 범위를 대상으로 하는 프리얼라인먼트 계측과 고정밀도 계측을 행하는 파인 얼라인먼트 계측에 대해 상이한 배율이 설정되지만, 본 실시형태에서는, "미리결정된 배율"은 프리얼라인먼트 계측과 파인 얼라인먼트 계측의 양자 모두에 적합하게 사용될 수 있는 배율이다.
도 3은 프리얼라인먼트 마크(11)의 예를 나타내는 도면이며, 도 4는 파인 얼라인먼트 마크(12)의 예를 나타내는 도면이다. 프리얼라인먼트 마크(11) 및 파인 얼라인먼트 마크(12)의 형상은 도면에 도시되는 것에 한정되지 않는다. 각각의 얼라인먼트 마크의 형상은 기판 프로세스의 스테이지 등에 따라 달라질 수 있다.
도 2에는 구체적으로 도시되지 않지만, 검출 광학 시스템(7)에는 AF(오토 포커스) 시스템(이하, "OA-AF 시스템"이라 칭함)이 구성된다. 이 OA-AF 시스템에 의해, 프리얼라인먼트 마크(11) 또는 파인 얼라인먼트 마크(12)에 대한 베스트 포커스 위치를 산출할 수 있다.
2. 관찰 시야 내의 간극 정보와 디포커스 특성의 계측
도 5는, 파인 얼라인먼트 마크가 검출될 수 있는 관찰 시야 내의 간극 정보와 디포커스 특성을 계측하는 처리를 포함하는 노광 처리의 흐름도이다. 이 흐름도에 따른 노광 처리는, 예를 들어 각각의 프로세스에서 제1 기판이 노광될 때 행해질 수 있다.
단계 S501에서, 제어부(CN)는, 기판 반송부(도시되지 않음)를 제어해서 기판을 노광 장치(1) 내에 반입한다. 반입된 기판은 기판 척(5)에 의해 보유지지된다.
단계 S502에서, 제어부(CN)(처리 유닛)는, 프리얼라인먼트 계측으로서 기판 상의 프리얼라인먼트 마크(11)의 위치를 산출한다. 이때, 프리얼라인먼트 마크(11)를 기판 내의 복수의 샷 영역에서 검출함으로써, 기판 전체의 시프트량과 1차 선형 성분(배율 및/또는 회전)이 산출된다.
단계 S502의 프리얼라인먼트 계측에 이어서, 단계 S503에서, 제어부(CN)는 파인 얼라인먼트 계측을 행한다. 여기서, 제어부(CN)는, 프리얼라인먼트 계측의 결과에 기초하여, 검출 광학 시스템(7)에 의해 파인 얼라인먼트 마크(12)를 관찰할 수 있는 위치로 기판 스테이지(6)를 구동하고, 복수의 샷 영역에서 파인 얼라인먼트 마크(12)의 위치를 검출한다. 도 4의 예에서, 파인 얼라인먼트 마크(12)는, X 방향으로 미리결정된 간격을 두고 복수의 선이 배치된 라인 앤 스페이스 패턴(line-and-space pattern)과 Y 방향으로 미리결정된 간격을 두고 복수의 선이 배치된 라인 앤 스페이스 패턴을 포함한다. 계측 방향이 X 방향인 경우, 검출 광학 시스템(7)에 의해 취득된 파인 얼라인먼트 마크(12)의 상을 비계측 방향(Y 방향)에서 적산해서 1차원 파형 신호를 생성하고, 이 신호를 처리함으로써 파인 얼라인먼트 마크(12)의 X 방향의 위치를 찾는다. 계측 방향이 Y 방향인 경우, 검출 광학 시스템(7)에 의해 취득된 파인 얼라인먼트 마크(12)의 상을 비계측 방향(X 방향)에서 적산해서 1차원 파형 신호를 생성하고, 이 신호를 처리함으로써 파인 얼라인먼트 마크(12)의 Y 방향의 위치를 찾는다.
그 후, 제어부(CN)는, 기판 전체의 시프트량과 선형 성분(배율 및/또는 회전)을 정밀하게 산출한다. 이때, 제어부(CN)는, 복수의 샷 영역에서 파인 얼라인먼트 마크(12)의 위치를 계측함으로써, 기판의 고차 변형 성분을 정밀하게 산출할 수 있다. 이에 의해, 기판 상의 각각의 샷 영역에서의 마크의 정밀한 위치를 산출할 수 있다.
단계 S504에서, 제어부(CN)는, 검출 광학 시스템(7)의 관찰 시야의 중심에서, OA-AF 시스템을 사용해서 파인 얼라인먼트 마크(12)의 베스트 포커스 위치를 계측한다(기준 베스트 포커스 계측). 도 6은 파인 얼라인먼트 마크(12)가 관찰 시야의 중심(61)에 배치된 상태를 나타낸다. 관찰 시야의 중심(61)에서 계측된 베스트 포커스 위치는 간극의 기준 위치로서 결정된다. 이하에서는, 이것을 "기준 베스트 포커스 위치"라 칭하고, 이 값은 저장 유닛(SU)에 저장된다.
단계 S505에서, 제어부(CN)는, 관찰 시야 내의 복수의 계측점 각각에서의 베스트 포커스 위치 및 디포커스 특성을 계측한다. 디포커스 특성은, 검출 광학 시스템(7)의 광축 방향(Z 방향)의 위치인 포커스 위치에 의존해서(디포커스량에 의존해서), 광축과 수직인 방향(XY 방향)에서 검출되는 위치(파인 얼라인먼트 마크(12)의 계측값)가 변동하는 현상을 나타낸다. 단계 S505에서, 제어부(CN)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 파인 얼라인먼트 마크(12)의 중심이 관찰 시야 내의 복수의 계측점 중 1개(예를 들어, 계측점(71))에 일치하도록 기판 스테이지(6)를 이동시킨다. 그 후, 제어부(CN)는, OA-AF 시스템을 사용하여 파인 얼라인먼트 마크(12)의 베스트 포커스 위치 및 디포커스 특성을 계측한다. 이어서, 제어부(CN)는, 파인 얼라인먼트 마크(12)의 중심이 다음 계측점에 일치하도록, 화살표(72)의 방향으로 기판 스테이지(6)를 이동시키고, 파인 얼라인먼트 마크(12)의 베스트 포커스 위치 및 디포커스 특성을 계측한다. 유사하게, 베스트 포커스 위치 및 디포커스 특성의 계측은 관찰 시야 내의 복수의 계측점 각각에서 행해진다.
단계 S506에서는, 제어부(CN)는, 각각의 계측점에서의 베스트 포커스 위치와 기준 베스트 포커스 위치 사이의 차인 간극을 계산하고, 각각의 계측점에서의 간극의 값을 갖는 간극 정보를 작성한다. 또한, 제어부(CN)는 각각의 계측점의 간극과 디포커스 특성에 기초하여 보정값을 구한다. 예를 들어, 제어부(CN)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 각각의 계측점에 대한 간극 및 디포커스 특성의 곱을 보정값으로서 구한다. 제어부(CN)는, 복수의 계측점 각각에 대하여 구해진 보정값을 사용하여, 복수의 계측점의 위치(XY 좌표값)와 보정값 사이의 대응관계를 나타내는 보정 테이블을 작성한다. 디포커스 특성은 파인 얼라인먼트 마크(12)의 각각의 계측 방향(X 방향, Y 방향)에 대해 계측되기 때문에, X 방향의 보정 테이블 및 Y 방향의 보정 테이블이 작성될 수 있다. 작성된 보정 테이블은 저장 유닛(SU)에 저장된다. 상기 단계 S502 내지 S506는 보정 테이블 작성 처리이다.
단계 S507에서, 제어부(CN)는 기판의 각각의 샷 영역을 노광한다. 단계 S508에서, 제어부(CN)는 기판 반송부(도시되지 않음)를 제어하여 기판을 노광 장치 외부로 반출한다.
전술한 바와 같이, 이 흐름도에 따른 노광 처리는, 예를 들어 각각의 프로세스에서의 제1 기판이 노광될 때 행해지지만, 파인 얼라인먼트 마크(12)가 변경되거나 계측점의 위치가 변경되는 경우에 보정 테이블이 재작성될 수 있다.
3. 파인 얼라인먼트 계측값의 보정 처리
도 9는 파인 얼라인먼트 계측값의 보정 처리를 수반하는 노광 처리의 흐름도이다. 이 흐름도에 따른 노광 처리는, 전술한 간극 정보와 디포커스 특성의 계측을 수반하는 노광 처리가 행해질 때 이외에, 기판을 노광할 때 행해질 수 있다.
단계 S901에서, 제어부(CN)는 기판 반송부(도시되지 않음)를 제어해서 기판을 노광 장치(1) 내에 반입한다. 반입된 기판은 기판 척(5)에 의해 보유지지된다.
단계 S902에서는, 제어부(CN)는, 프리얼라인먼트를 행하지 않고, 즉 파인 얼라인먼트 마크(12)를 시야의 중심에 정렬시키지 않고, 파인 얼라인먼트 마크(12)의 위치를 계측한다. 이 위치 계측에 의해, 검출 광학 시스템(7)의 관찰 시야 내에서의 파인 얼라인먼트 마크(12)의 위치를 나타내는 검출값(파인 얼라인먼트 계측값)이 구해질 수 있다. 프리얼라인먼트가 행해지지 않기 때문에, 도 6에서 나타내는 바와 같은 파인 얼라인먼트 마크(12)가 검출 광학 시스템(7)의 관찰 시야의 중심에 설정되는 것은 보증되지 않는다. 따라서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 파인 얼라인먼트 마크(12)가 관찰 시야의 중심으로부터 벗어난 위치에 배치된 상태가 발생할 수 있다.
검출 광학 시스템(7)의 관찰 시야는 복수의 계측점의 각각에 각각 중심맞춤되는 복수의 부분 영역으로 분할될 수 있다. 도 11의 예에서는, 관찰 시야는, R1 내지 R12로 나타내는 12개의 부분 영역을 갖고, 각각의 부분 영역에는 보정값과 계측점의 XY 좌표값이 표시된다. 실시형태에서, 복수의 부분 영역 각각은 파인 얼라인먼트 마크(12)를 포함하는 크기를 가질 수 있다. 그러나, 복수의 부분 영역 각각의 크기는 파인 얼라인먼트 마크(12)에 연관된 특정한 크기에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시형태에서는, 복수의 부분 영역 각각은 파인 얼라인먼트 마크(12)보다 작을 수 있다. 단계 S903에서는, 제어부(CN)는, 단계 S902에서 계측된 파인 얼라인먼트 마크(12)의 XY 좌표값에 기초하여, 복수의 부분 영역(R1 내지 R12) 중 파인 얼라인먼트 마크(12)가 위치되는 부분 영역/부분 영역들을 식별한다. 도 11의 예에서는, 파인 얼라인먼트 마크(12)가 위치되는 부분 영역은 R1, R2, R7, 및 R8이다. 파인 얼라인먼트 마크(12)는, 부분 영역(R1)의 계측점(x1, y1), 부분 영역(R2)의 계측점(x2, y2), 부분 영역(R7)의 계측점(x7, y7), 및 부분 영역(R8)의 계측점(x8, y8)의 4점에 의해 둘러싸여 있다.
단계 S904 및 S905에서는, 제어부(CN)는, 복수의 부분 영역 각각에 대하여 각각 미리결정된 보정값 중 단계 S903에서 구해진 부분 영역/부분 영역들에 대한 보정값/보정값들에 기초하여 얼라인먼트 계측값을 보정한다. 예를 들어, 단계 S904에서, 제어부(CN)는, 단계 S903에서 특정된 부분 영역/부분 영역들의 계측점/계측점들의 보정값/보정값들을 사용해서 마크의 검출 결과인 파인 얼라인먼트 계측값의 보정값을 산출한다.
전술한 바와 같이, 실시형태에서, 복수의 부분 영역의 각각은 파인 얼라인먼트 마크(12)를 포함할 수 있는 크기를 갖는다. 파인 얼라인먼트 마크(12)의 중심이 1개의 부분 영역의 중심과 일치하고 있을 경우에는, 파인 얼라인먼트 마크(12)의 보정값으로서 그 부분 영역에 미리 설정되어 있는 보정값을 취할 수 있다. 파인 얼라인먼트 마크(12)의 중심이 1개의 부분 영역의 중심과 일치하지 않는 경우에는, 파인 얼라인먼트 마크(12)는 2개 이상의 부분 영역에 걸쳐서 위치하게 된다. 도 11에 나타낸 예는 이 상황을 나타낸다. 이 경우, 파인 얼라인먼트 계측값의 보정값은, 단계 S903에서 특정된 부분 영역의 계측점의 보정값의 가중치 부여 평균을 취득함으로써 구해진다.
파인 얼라인먼트 계측값의 보정값을 산출하는 방법을 도 12를 참조하여 설명한다. 여기서, 파인 얼라인먼트 마크(12)의 중심을 M1로 한다. 또한, 파인 얼라인먼트 마크(12)가 속하는 부분 영역(R1, R2, R7, 및 R8)의 보정값(1, 2, 7, 및 8)을 각각 C1(xc1, yc1), C2(xc2, yc2), C7(xc7, yc7), 및 C8(xc8, yc8)로 한다. 먼저, 제어부(CN)는, 파인 얼라인먼트 마크(12)의 중심(M1)이 위치하는 부분 영역(제1 부분 영역)을 구한다. 도 12의 예에서는, 파인 얼라인먼트 마크(12)의 중심(M1)이 위치하는 부분 영역은 부분 영역(R1)이다. 이어서, 제어부(CN)는, 파인 얼라인먼트 마크(12)의 중심(M1)과 부분 영역(R1)의 중심 사이의 오정렬량에 따른 가중치에서 부분 영역(R1, R2, R7, 및 R8)의 미리결정된 보정값의 가중치 부여 평균을 취함득으로써 수정 보정값을 찾는다. 파인 얼라인먼트 마크(12)의 중심(M1)과 부분 영역(R1)의 중심 사이의 오정렬량으로부터, 중심(M1)을 둘러싸는 계측점을 그 정점으로 하는 직사각형 영역에서의 X 방향에서의 M1의 위치를 나타내는 비(a)와 Y 방향에서의 M1의 위치를 나타내는 비(b)가 구해질 수 있다. 전술한 바와 같이, 보정 테이블은 각각의 계측 방향마다 작성되기 때문에, 수정 보정값도 X 방향과 Y 방향에 대해서 구해진다. 파인 얼라인먼트 마크(12)에 대한 X 방향의 수정 보정값은 다음 식을 사용하여 구해진다.
(1-b) * (xc1 * (1-a) + xc2 * a) + b * (xc7 * a + xc8 * (1-a))
또한, 파인 얼라인먼트 마크(12)에 대한 Y 방향의 수정 보정값은 다음 식을 사용하여 구해진다.
(1-a) * (yc1 * (1-b) + yc8 * b) + a * (yc7 * b + yc2 * (1-b))
이어서, 단계 S905에서, 제어부(CN)는, 단계 S904에서 산출된 수정 보정값을 사용하여 파인 얼라인먼트 계측값을 보정한다. 단계 S904에서 산출되는 수정 보정값은 가중치 부여 평균값으로 한정되지 않는다는 것에 유의한다. 예를 들어, 각각의 보정값의 계측 정밀도가 낮은 경우, 보정값 테이블을 사용한 평면 근사(plane approximation)를 사용할 수 있다. 파인 얼라인먼트 계측값의 보정이 완료된 후, 제어부(CN)는 보정된 파인 얼라인먼트 계측값으로부터 기판 전체의 시프트량과 1차 선형 성분(배율 및/또는 회전)을 정밀하게 산출한다.
그 후, 단계 S906에서, 제어부(CN)는 기판의 각각의 샷 영역을 노광한다. 단계 S907에서, 제어부(CN)는 기판 반송부(도시되지 않음)를 제어하여 기판을 노광 장치 밖으로 반출한다.
상기 노광 처리에 따르면, 파인 얼라인먼트 마크(12)를 관찰 시야의 중심에 정렬시키는 처리를 행하지 않고, 파일 얼라인먼트 마크(12)가 검출 광학 시스템(7)의 관찰 시야의 에지에 있을 때 파인 얼라인먼트 마크를 계측하는 경우에도, 디포커스 특성의 영향을 받지 않고 매우 정밀한 계측을 행할 수 있다.
본 실시형태는 화상 검출 방법 및 회절광 검출 방법 양자 모두에 적용될 수 있다는 것에 유의해야 한다.
<제2 실시형태>
전술한 제1 실시형태에서는, 각각의 프로세스마다 보정 테이블을 작성하고 노광 시에 보정 테이블을 사용해서 파인 얼라인먼트 계측값을 보정하는 방법에 대해서 설명했다. 제2 실시형태에서는, 보정 테이블을 작성할 때 장치간에 간극 정보를 공유하는 것에 대해서 설명한다.
도 13은 복수의 노광 장치간에 간극 정보를 공유하는 노광 시스템의 구성도이다. 노광 시스템은 각각 전술한 검출 장치를 갖는 복수의 노광 장치를 포함한다. 파인 얼라인먼트 마크(12) 주변의 간극 정보는 동일한 프로세스에 대해 안정되어 있는 경우가 있다. 그 경우, 제1 노광 장치(장치 A)와 제2 노광 장치(장치 B) 각각의 복수의 계측점에서 베스트 포커스 계측을 행하지 않아도, 장치 A에서의 계측에 의해 얻어진 간극 정보를 장치 B에서 사용할 수 있다. 장치 A에서의 계측에 의해 생성된 간극 정보는 외부 저장 장치에 저장된다. 장치 B는, 외부 저장 장치에 액세스하여, 동일한 프로세스의 간극 정보를 취득해서 사용할 수 있다.
이렇게 복수의 노광 장치간에 간극 정보를 공유함으로써, 장치 B에서는 복수의 계측점에서의 베스트 포커스 계측을 생략할 수 있고, 생산성의 향상을 예상할 수 있다.
<물품 제조 방법의 실시형태>
본 발명의 실시형태에 따른 물품 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스 및 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시형태의 물품 제조 방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기 노광 장치를 사용해서 잠상 패턴을 형성하는 단계(기판을 노광하는 단계), 및 상기 단계에서 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상하는 단계를 포함한다. 또한, 이러한 제조 방법은 다른 주지의 단계(산화, 막 형상, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시형태의 물품 제조 방법은 종래의 방법에 비하여 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 유리하다.
<다른 실시형태>
본 발명의 실시형태(들)는, 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체(보다 완전하게는 '비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체'라 칭할 수도 있음)에 기록된 컴퓨터 실행가능 명령어(예를 들어, 하나 이상의 프로그램)를 판독 및 실행하고 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하는 하나 이상의 회로(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC))를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해, 그리고 예를 들어 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체로부터 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행함으로써 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 하나 이상의 회로를 제어함으로써 상기 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 실행되는 방법에 의해 실현될 수도 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로 처리 유닛(MPU))를 포함할 수 있고 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행하기 위한 개별 컴퓨터 또는 개별 프로세서의 네트워크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행가능 명령어는 예를 들어 네트워크 또는 저장 매체로부터 컴퓨터에 제공될 수 있다. 저장 매체는, 예를 들어 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 분산형 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광학 디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(BD)™), 플래시 메모리 디바이스, 메모리 카드 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
(기타의 실시예)
본 발명은, 상기의 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실현가능하다.
또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 기판에 형성된 마크를 검출하는 검출 장치이며,
    상기 기판을 보유지지하면서 이동하는 스테이지;
    상기 스테이지에 의해 보유지지된 상기 기판의 상기 마크에 광을 조사하고 상기 마크의 상을 검출하는 검출 광학 시스템; 및
    상기 검출 광학 시스템에 의해 검출된 상기 마크의 상기 상에 기초하여 상기 마크의 검출 처리를 행하는 처리부를 포함하고,
    상기 처리부는
    상기 검출 광학 시스템에 의해 검출된 상기 마크의 상기 상에 기초하여 상기 검출 광학 시스템의 관찰 시야 내에서의 상기 마크의 위치를 나타내는 검출값을 찾고,
    상기 관찰 시야 내의 복수의 부분 영역 중 상기 마크가 위치하는 부분 영역을 찾으며,
    상기 복수의 부분 영역에 대하여 각각 미리결정된 보정값 중 상기 찾아진 부분 영역에 대응하는 보정값에 기초하여 상기 검출값을 보정하도록 구성되는 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 마크가 2개 이상의 부분 영역에 걸쳐서 위치되어 있는 경우, 상기 처리부는
    상기 마크의 중심이 존재하는 부분 영역인 제1 부분 영역을 찾고,
    상기 마크의 상기 중심과 상기 제1 부분 영역의 중심 사이의 위치 어긋남량에 따른 가중치를 사용하여 상기 2개 이상의 부분 영역 각각에 대하여 각각 미리결정된 보정값의 가중치 부여 평균을 취득하여 수정 보정값을 찾으며,
    상기 수정 보정값을 사용해서 상기 검출값을 보정하도록 구성되는 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 복수의 부분 영역에 대해 설정된 복수의 계측점의 위치와 상기 보정값 사이의 관계를 나타내는 보정 테이블을 작성하는 작성 처리를 행하고,
    상기 작성 처리에 의해 미리 작성된 상기 보정 테이블에 기초하여, 상기 복수의 부분 영역에 대한 상기 보정값을 각각 찾도록 구성되고,
    상기 작성 처리는
    상기 검출 광학 시스템의 상기 관찰 시야의 중심에서 파인 얼라인먼트 마크의 베스트 포커스 위치를 계측하고, 상기 계측된 베스트 포커스 위치를 기준 위치로서 결정하는 단계,
    상기 복수의 계측점 각각에서 상기 파인 얼라인먼트 마크의 베스트 포커스 위치 및 디포커스 특성을 계측하는 단계,
    상기 계측된 베스트 포커스 위치와 상기 기준 위치 사이의 차인 간극과, 상기 디포커스 특성에 기초한 보정값을, 상기 복수의 계측점 각각에 대해서 찾는 단계, 및
    상기 복수의 계측점 각각에 대하여 각각 찾아진 상기 보정값을 사용하여 상기 보정 테이블을 작성하는 단계를 포함하는 검출 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 작성 처리는 프리얼라인먼트 계측 및 상기 프리얼라인먼트 계측에 후속하는 파인 얼라인먼트 계측을 행하는 처리를 더 포함하며,
    상기 파인 얼라인먼트 계측의 결과에 기초하여 상기 스테이지를 이동시킨 후, 상기 검출 광학 시스템의 상기 관찰 시야의 상기 중심에서 상기 파인 얼라인먼트 마크의 상기 베스트 포커스 위치의 계측이 행해지는 검출 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 디포커스 특성은, 상기 검출 광학 시스템의 디포커스량에 의존하여, 상기 파인 얼라인먼트 마크의 계측값이 변동하는 현상을 나타내는 검출 장치.
  6. 스테이지에 의해 보유지지된 기판 상에 형성된 마크에 광을 조사하고 상기 마크의 상을 검출하는 검출 광학 시스템을 사용하여 상기 마크의 위치를 검출하는 검출 방법이며, 상기 방법은
    상기 검출 광학 시스템에 의해 검출된 상기 마크의 상기 상에 기초하여 상기 검출 광학 시스템의 관찰 시야 내에서의 상기 마크의 위치를 나타내는 검출값을 찾는 단계;
    상기 관찰 시야 내의 복수의 부분 영역 중 상기 마크가 위치하는 부분 영역을 찾는 단계; 및
    상기 복수의 부분 영역에 대하여 미리결정된 보정값 중 상기 찾아진 부분 영역에 대응하는 보정값에 기초하여 상기 검출값을 보정하는 단계를 포함하는 검출 방법.
  7. 기판을 노광하는 노광 장치이며,
    제1항에 따른 검출 장치를 포함하며,
    상기 노광 장치는 상기 검출 장치에 의해 상기 기판에 배치된 상기 마크의 검출 결과를 보정한 후에 상기 기판을 노광하는 노광 장치.
  8. 제3항에 따른 검출 장치를 각각 갖는 복수의 노광 장치를 포함하는 노광 시스템이며, 상기 복수의 노광 장치 중 하나에서 작성된 상기 간극에 대한 정보가 상기 복수의 노광 장치에 의해 공유되는 노광 시스템.
  9. 물품 제조 방법이며,
    제7항에 따른 노광 장치 또는 제8항에 따른 노광 시스템을 사용해서 기판을 노광하는 제1 단계; 및
    상기 제1 단계에서 노광된 상기 기판을 현상하는 제2 단계를 포함하며,
    상기 제2 단계에서 현상된 상기 기판으로부터 물품이 제조되는 물품 제조 방법.
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