JP2018063371A - Measuring device, lithography device, and production method of article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板に設けられた複数のマークの位置を計測する計測装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a measuring apparatus that measures the positions of a plurality of marks provided on a substrate, a lithography apparatus, and an article manufacturing method.
半導体デバイスやフラットパネルディスプレイなどの製造に用いられるリソグラフィ装置では、基板における複数のショット領域の各々にパターンを精度よく形成することが求められる。そのため、リソグラフィ装置では、基板に形成された複数のマーク(アライメントマーク)の各々における位置を計測する計測装置が設けられ、計測装置による計測結果に基づいて、基板の位置決めが行われる。 In a lithographic apparatus used for manufacturing a semiconductor device, a flat panel display, or the like, it is required to accurately form a pattern in each of a plurality of shot regions on a substrate. Therefore, the lithography apparatus is provided with a measurement device that measures the position of each of a plurality of marks (alignment marks) formed on the substrate, and the substrate is positioned based on the measurement result of the measurement device.
特許文献1には、基板上のマークの位置を計測する計測部(検出部(オフアクシススコープ))を複数配列させた計測装置(検出装置)が提案されている。このように構成された計測装置では、複数の計測部と基板とを相対的に走査しながら基板上における複数のマークの位置を複数の計測部に計測させることにより、基板上における複数のマークの各々の位置を計測するために要する時間を短縮することができる。
計測装置では、複数の基準マークを複数の計測部に計測させた結果に基づいて、複数の計測部の各々についての位置決め(位置の校正)が行われる。しかしながら、複数の基準マークが形成された部材は、経時的に変形することがある。この場合、当該部材の変形に起因して複数の基準マークの各々が位置ずれを起こし、複数の基準マークの計測結果に基づいて位置決めされた複数の計測部の各々に計測誤差が生じうる。 In the measurement device, positioning (position calibration) is performed for each of the plurality of measurement units based on the result of measuring the plurality of reference marks by the plurality of measurement units. However, a member on which a plurality of reference marks are formed may be deformed over time. In this case, each of the plurality of reference marks may be displaced due to deformation of the member, and a measurement error may occur in each of the plurality of measurement units positioned based on the measurement results of the plurality of reference marks.
そこで、本発明は、基板に設けられた複数のマークの位置を精度よく計測するために有利な計測装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an advantageous measuring apparatus for accurately measuring the positions of a plurality of marks provided on a substrate.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての計測装置は、第1方向に沿って配置された複数の計測部を有し、基板と前記複数の計測部とを相対的に走査しながら前記基板に設けられた複数のマークの位置を前記複数の計測部によって計測する計測装置であって、前記第1方向に沿って配列された複数の基準マークを有する部材と、前記第1方向における前記部材の変形量を検出する検出部と、前記複数の計測部による前記複数の基準マークの計測結果に基づいて、前記複数の計測部の各々の位置決めを行う制御部と、を含み、前記制御部は、前記部材の変形に起因して生じた前記第1方向における前記複数の基準マークの各々の位置ずれを、前記検出部で検出された前記変形量から予測し、予測した前記位置ずれに基づいて、前記位置決めが行われた前記複数の計測部の各々の校正を行う、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a measurement apparatus according to one aspect of the present invention includes a plurality of measurement units arranged along a first direction, and relatively scans a substrate and the plurality of measurement units. A measuring device for measuring the positions of a plurality of marks provided on the substrate by the plurality of measuring units, the member having a plurality of reference marks arranged along the first direction, and the first direction A detection unit that detects a deformation amount of the member in the control unit, and a control unit that positions each of the plurality of measurement units based on measurement results of the plurality of reference marks by the plurality of measurement units, The control unit predicts the positional deviation of each of the plurality of reference marks in the first direction caused by the deformation of the member from the deformation amount detected by the detection unit, and predicts the positional deviation. Based on It decided to perform calibration of each of the plurality of measuring portions made, characterized in that.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、基板に設けられた複数のマークの位置を精度よく計測するために有利な計測装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide an advantageous measuring device for accurately measuring the positions of a plurality of marks provided on a substrate.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。また、以下の実施形態では、スリット光により基板を走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置(いわゆるスキャナ)を用いて説明するが、それに限られるものではない。例えば、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置(いわゆるステッパ)やインプリント装置、描画装置などの別のリソグラフィ装置においても本発明を適用することができる。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member thru | or element, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In the following embodiments, a step-and-scan type exposure apparatus (so-called scanner) that scans and exposes a substrate with slit light will be described. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention can be applied to another lithography apparatus such as a step-and-repeat type exposure apparatus (so-called stepper), imprint apparatus, and drawing apparatus.
<第1実施形態>
本発明に係る第1実施形態の露光装置100について、図1を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態の露光装置100を示す図である。第1実施形態の露光装置100は、スリット光により基板を走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光装置である。そして、露光装置100は、照明光学系10と、マスクステージ20と、投影光学系30と、基板ステージ40と、制御部50とを含みうる。また、露光装置100は、TTL(Through The Lens)方式のアライメントスコープをそれぞれ有する複数の第1計測部60と、オフアクシス方式のアライメントスコープをそれぞれ有する複数の第2計測部70(計測部)とを有する。ここで、制御部50は、例えばCPUやメモリなどを有し、露光処理を制御する(露光装置100の各部を制御する)。本実施形態の制御部50は、各第2計測部70の位置決めを制御する機能を有するとともに、基板2に設けられた複数のマークの位置の計測結果に基づいて、基板2の位置決めを制御する機能(第2制御部としての機能)も有する。しかしながら、これに限られず、各第2計測部70の位置決めを制御する制御部と、基板2の位置決めを制御する制御部とを別々に構成してもよい。
<First Embodiment>
An
照明光学系10は、それに含まれるマスキングブレードなどの遮光部材により、光源(不図示)から射出された光を、例えばX方向に長い帯状または円弧状の断面形状を有するスリット光に整形し、そのスリット光でマスク1の一部を照明する。投影光学系30は、所定の投影倍率を有し、マスク1に形成されたパターンをスリット光により基板上に投影する。マスク1のパターンが投影された基板上の領域(スリット光が照射される領域)を以下では照射領域と称する。マスク1および基板2は、マスクステージ20および基板ステージ40によってそれぞれ保持されており、投影光学系30を介して光学的にほぼ共役な位置(投影光学系30の物体面および像面)にそれぞれ配置される。マスクステージ20は、例えば真空吸着や静電吸着などによってマスク1を保持して移動可能に構成される。また、基板ステージ40は、例えば真空吸着や静電吸着などによって基板2を保持して移動可能に構成される。
The illumination
基板ステージ40の位置は、位置検出部41(第2検出部)によって検出される。位置検出部41は、例えば干渉計を含み、基板ステージ40に設けられた部材42の側面に光(レーザ光)を照射し、当該側面で反射された光を用いて、投影光学系30の光軸と垂直な方向(XY方向)における基板ステージ40の位置を検出する。位置検出部41からの光が照射される部材42の側面は、例えば、光を反射するように鏡面加工を施してもよいし、ミラーを設けてもよい。なお、マスクステージ20の位置も、基板ステージ40と同様に、干渉計を含む位置検出部によって検出されるが、ここでは説明を省略する。
The position of the
このように構成された露光装置100は、マスクステージ20および基板ステージ40を、互いに同期させながら投影光学系30の投影倍率に応じた速度比で相対的に走査する。これにより、照射領域を基板上でY方向に走査させて、マスク1のパターンを基板上のショット領域3に転写することができる。このような走査露光を、基板2における複数のショット領域3の各々について順次繰り返すことにより、1枚の基板2における露光処理を完了させることができる。
The
露光装置100では、基板2に設けられた複数のマーク4の各々における位置が計測され、その計測結果に基づいて、各ショット領域3を露光する際におけるマスク1と基板2とのアライメント(基板2の位置決め)が行われる。本実施形態の露光装置100では、基板2に設けられた複数のマーク4のうちX方向(第1方向)に配列されたマーク4に対応するように、X方向に沿って配置(配列)された複数の第2計測部70が設けられる。そして、基板2と複数の第2計測部70とを相対的に走査することにより、基板2に設けられた複数のマーク4の各々における位置が複数の第2計測部70によって計測される。また、複数の第2計測部70によって得られた各マーク4の位置情報に基づいて基板2の位置決めが行われる。
In the
基板2の位置決めを行う際には、複数の第2計測部70によって得られた各マーク4の位置情報をベースライン情報によって補正した値が用いられうる。ベースライン情報とは、第1計測部60の計測位置と第2計測部70の計測位置との距離(差)を示す情報のことである。ベースライン情報は、第1計測部60と第2計測部70とに基板上の同じマーク(基準マーク43でもよい)の位置を計測させた結果に基づいて生成され、定期的に更新されうる。具体的には、ベースライン情報は、第1計測部60と第2計測部70とに基板上の同じマークの位置を計測させたときの基板ステージ40の移動量に基づいて生成されうる。ベースライン情報は、複数の第2計測部70のうち代表的な第2計測部70(例えば、第2計測部70a、70b)について生成されうる。また、計測位置は、アライメントスコープの視野内における計測の基準位置(例えば、視野の中心位置)と定義されうる。
When positioning the board |
次に、複数の第2計測部70の配置例について、図2および図3を参照しながら説明する。図2は、複数の第2計測部70をY方向から見た図であり、図3は、基板2を保持している基板ステージ40をZ方向から見た図である。図2に示す例では、8個の第2計測部70a〜70hが設けられている。そして、8個の第2計測部70a〜70hのうち第2計測部70a、70c、70e、70gは、基板2の各ショット領域3に設けられた複数(6つ)のマーク4のうち左側(−X方向側)のマーク4Lの位置を計測することができるように配置される。また、第2計測部70b、70d、70f、70gは、基板2の各ショット領域3に設けられた複数(6つ)のマーク4のうち右側(+X方向側)のマーク4Rの位置を計測することができるように配置される。図2および図3に示す例では、基板2に設けられた複数のマーク4のうちX方向に配列されたマーク4の数と同じ8個の第2計測部70が設けられているが、第2計測部70とX方向に配列されたマーク4とを同じ数にすることに限られるものではない。また、第2計測部70の数は、8個に限られるものではない。
Next, an arrangement example of the plurality of
ここで、本実施形態の露光装置100では、基板ステージ40によって基板2を移動させることにより、基板2と複数の第2計測部70とを相対的に走査しているが、それに限られるものではない。例えば、複数の第2計測部70の全体を駆動する駆動機構を有し、複数の第2計測部70を基板2に対して移動させることにより、基板2と複数の第2計測部70とを相対的に走査してもよい。また、基板2および複数の第2計測部70の双方を移動させることにより、基板2と複数の第2計測部70とを相対的に走査してもよい。
Here, in the
[第2計測部の位置決めについて]
このように複数の第2計測部70を用いて基板上の各マーク4の位置を計測する露光装置100では、各第2計測部70の計測位置を示す情報が事前に設定されており、当該情報に基づいて各マーク4の位置情報が生成される。そのため、露光装置100では、各第2計測部70の計測位置が目標位置(当該情報に設定された計測位置)になるように、各第2計測部70の位置決めが定期的に行われる。各第2計測部70の位置決めは、X方向(第1方向)に沿って配列された複数の基準マーク43の複数の第2計測部70(アライメントスコープ)に観察(検出)させた結果に基づいて行われうる。具体的には、複数の基準マーク43を複数の第2計測部70に観察させ、対応する基準マークが各第2計測部70の計測位置(例えば視野の中心位置)に配置されるようにX方向における各第2計測部70の位置を調整することにより行われうる。各第2計測部70の位置の調整は、各第2計測部70を個別に駆動する駆動部71によって行われうる。駆動部71は、例えばパルスモータによって構成されうる。
[Regarding positioning of the second measuring unit]
As described above, in the
ここで、本実施形態では、複数の基準マーク43は、例えば、位置検出部41から射出された光が側面に照射される部材42の上面に設けられうるが、それに限られるものではなく、部材42とは異なる部材に設けられてもよい。また、本実施形態の基準マーク43は、部材42の上面に設けられたガラス板44に形成されているが、部材42の上面に直接形成されてもよい。
Here, in the present embodiment, for example, the plurality of reference marks 43 can be provided on the upper surface of the
露光装置100では、複数の基準マーク43が設けられた部材42が経時的に変形することがある。例えば、露光処理中におけるスリット光の基板2への照射により発生して部材42に伝わった熱や、位置検出部41から射出された光による熱などに起因して、部材42が熱変形することがある。この場合、当該部材42の変形に起因して複数の基準マーク43の各々が位置ずれを起こし、複数の基準マーク43の計測結果に基づいて位置決めが行われた複数の第2計測部70の各々に計測誤差(計測だまされ)が生じうる。即ち、この場合において、事前に設定された各第2計測部70の計測位置を示す情報を用いてしまうと、基板2に設けられた複数のマーク4の位置を複数の第2計測部70によって精度よく計測することが困難になりうる。
In the
そこで、本実施形態の露光装置100には、X方向(第1方向)における部材42の変形量を検出する検出部が設けられる。そして、制御部50は、部材42の変形に起因して生じたX方向における各基準マーク43の位置ずれを、当該検出部で検出された変形量から予測し、予測した変形量に基づいて、位置決めが行われた各第2計測部70を校正する。これにより、複数の基準マーク43を有する部材42が変形した場合であっても、事前に設定された各第2計測部70の計測位置を示す情報を用いて、基板2に設けられた複数のマーク4の位置を複数の第2計測部70によって精度よく計測することができる。ここで、以下では、X方向における部材42の少なくとも2点間の距離を、X方向における部材42の変形量として検出する距離検出部45を用いる例について説明するが、それに限られるものではない。例えば、部材42を撮像するカメラを有し、カメラによって撮像された部材42の画像に基づいて当該部材42の変形量を検出するように構成された検出部を用いてもよい。
Therefore, the
[距離検出部の構成について]
距離検出部45は、例えば、基板ステージ40が所定位置に移動したときに、X方向における部材42の少なくとも2点間の距離を検出することができるように、基板ステージ40とは異なる構造体6(投影光学系30を支持する鏡筒など)により支持されうる。所定位置とは、例えば、搬送部(不図示)によって基板ステージ上に基板2を搬送するために基板ステージ40が配置される位置(以下、基板搬送位置)を含むが、基板搬送位置とは異なる位置であってもよい。図4は、基板ステージ40が基板搬送位置に配置され、X方向における部材42の少なくとも2点間の距離を距離検出部45によって検出している状態をZ方向から見た図である。光源46a(レーザ光源)から射出された光46d(レーザ光)は、ビームスプリッタ46bにより分割され、一部は位置検出部41に導かれ、他の一部はミラー46cを介して距離検出部45に導かれる。
[Configuration of distance detector]
The
図5は、部材42および距離検出部45の構成例を示す図である。部材42は、X方向の位置が互いに異なる第1ミラー42aおよび第2ミラー42bを有する。部材42は、例えば、図6に示すように、筒状に形成されており、第1ミラー42aおよび第2ミラー42bは、部材42の内部に配置されうる。ここで、図5および図6に示す例では、第1ミラー42aおよび第2ミラー42bが部材42の端部にそれぞれ設けられているが、それに限られるものではなく、X方向における部材42の任意の位置に設けられていればよい。また、本実施形態では、筒状に形成された部材42を用いた例について説明するが、部材42は、筒状に形成されていなくてもよく、第1ミラー42aおよび第2ミラー42bが部材42の外面に設けられていてもよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the
距離検出部45は、第1干渉計45a、第2干渉計45b、ビームスプリッタ45cおよびミラー45dを有する。光源46aから射出されて距離検出部45に導かれた光46dの一部は、ビームスプリッタ45cで反射されて第2干渉計45bに入射し、当該光の他の一部は、ビームスプリッタ45cを透過し、ミラー45dで反射されて第1干渉計45aに入射する。第1干渉計45aは、参照面を有しており、参照面に照射して反射された光と、第1ミラー42aに照射して反射された光との干渉光によって第1ミラー42aのX方向の位置を検出する。また、第2干渉計45bは、第1干渉計45aと同様に、参照面を有しており、参照面に照射して反射された光と、第2ミラー42bに照射して反射された光との干渉光によって第2ミラー42bのX方向の位置を検出する。これにより、距離検出部45は、第1干渉計45aにより検出された第1ミラー42aの位置と第2干渉計45bにより検出された第2ミラー42bの位置との差を、部材42の2点間の距離として検出することができる。
The
本実施形態の距離検出部45は、2つの干渉計によって部材42の2点間の距離を検出するように構成されているが、それに限られるものではなく、3つ以上の干渉計によって部材42の3点間の距離を検出するように構成されてもよい。また、例えば、エンコーダによって部材42の少なくとも2点間の距離を検出するように構成されてもよい。エンコーダを用いる場合には、X方向に沿って配列された複数のマーク(スケール)が部材42の外面に設けられる。そして、基板ステージ40によって部材42をX方向に移動させたときに検知センサが当該複数のマークを検知したタイミングに基づいて当該距離が検出される。
The
ここで、干渉計(第1干渉計45a、第2干渉計45b)では、光路上の気圧、温度、湿度などのわずかな変動(いわゆる空気揺らぎ)により、光路上の屈折率が変化し、検出誤差が生じることがある。そのため、距離検出部45は、第1干渉計45aおよび第2干渉計45bのそれぞれに、部材42に設けられたミラーの位置の検出を複数回行わせ、複数回の計測結果の平均値に基づいて当該ミラーの位置を求めてもよい。このように各干渉計に複数回の計測を行わせることにより、光路上の屈折率の変化による検出誤差だけでなく、基板ステージ40の振動による検出誤差も低減することができる。
Here, in the interferometers (the
[基準マークの位置ずれの予測について]
次に、距離検出部45によって検出された部材42の2点間の距離に基づいて各基準マーク43の位置ずれを予測する方法について、図7を参照しながら説明する。ここでは、部材42が第1形状の状態から第2形状の状態に変形したときの基準マーク43の位置ずれ(X方向)を予測する方法について説明する。図7は、部材42が第1形状から第2形状に変形する前後における基準マーク43の位置を示す図であり、部材42の上面をZ方向から見た図である。図7(a)は、部材42が第1形状であるときにおける基準マーク43の位置Phを示す図であり、図7(b)は、部材42が第2形状であるときにおける基準マーク43の位置Ph’を示す図である。以下では、部材42に設けられた1つの基準マーク43の位置ずれを予測する方法について説明するが、部材42に設けられた複数の基準マーク43の各々についても以下の方法を用いて位置ずれを予測することができる。
[Prediction of misalignment of fiducial marks]
Next, a method for predicting the positional deviation of each
部材42が第1形状である状態とは、例えば、露光装置100を立ち上げた直後などにおいて部材42が基準形状である状態のことである。この状態において距離検出部45によって検出された部材42の2点間の距離(ここでは説明をわかり易くするため、部材42の両端部間の距離とする)は、図7(a)に示すように距離Aとなり、基準距離としてメモリに記憶される。また、この状態における基準マーク43の位置Phが基準位置となり、当該基準マーク43の位置Phを第2計測部70に計測させたときの当該第2計測部70の計測位置が、前述した「各第2計測部70の計測位置を示す情報」として設定されうる。
The state in which the
基板ステージ40によって保持された基板2の露光処理が終了し、基板2を交換するために基板ステージ40が基板搬送位置に配置されると、制御部50は、距離検出部45に部材42の2点間の距離を検出させる。このときの部材42は、例えば露光処理中におけるスリット光の基板2への照射により発生して部材42に伝わった熱や、位置検出部41から射出された光による熱などに起因して、熱変形を起こす(第2形状になる)。そして、距離検出部45により検出された部材42の2点間の距離は、図7(b)に示すように距離Dとなる。距離Dは、距離検出部45の第1干渉計45aにより検出された部材42の一端部(第1ミラー42a)の位置の変化を「B」、第2干渉計45bにより検出された部材42の他端部(第2ミラー42b)の位置の変化を「C」とすると、式(1)で表される。また、距離検出部45によって検出された距離の変化率Mは、式(2)で表される。
D=A+(B+C) ・・・(1)
M=D/A ・・・(2)
When the exposure process of the
D = A + (B + C) (1)
M = D / A (2)
制御部50は、変形前(第1形状の状態)における部材42の重心Po(中心)を基準(原点)とすると、変形後(第2形状の状態)における部材42の重心Po’を式(3)により求めることができる。また、制御部50は、部材42の変形前における基準マーク43の位置Phを用いて、部材42の変形後における基準マーク43の位置Ph’を式(4)により求め、部材42の変形に起因して生じた基準マーク43の位置ずれ(Ph’−Ph)を予測する。これにより、制御部50は、位置ずれを起こした基準マーク43の位置の計測結果に基づいて位置決めが行われた第2計測部70の計測誤差を、予測した位置ずれ(予測値)に基づいて補正することができる。このように基準マーク43の位置ずれを予測する工程は、部材42に設けられた複数の基準マーク43の各々について行われうる。
Po’=(B+C)/2 ・・・(3)
Ph’=M(Ph−Po)+Po’ ・・・(4)
When the center of gravity Po (center) of the
Po ′ = (B + C) / 2 (3)
Ph ′ = M (Ph−Po) + Po ′ (4)
ここで、制御部50は、基板ステージ40が基板搬送位置に配置されるたびに各基準マーク43の位置ずれを予測してもよいが、例えば、変化率Mが閾値以上となったときに各基準マーク43の位置ずれを予測してもよい。また、位置ずれの予測方法は、上述した方法に限られるものではない。例えば、部材42の変形前後で部材42の重心位置が変化しないと仮定することができるのであれば、部材42の重心と基準マーク43との間の距離に変化率Mを乗ずることによって部材42の変形後における当該基準マーク43の位置を求めてもよい。
Here, the
[各第2計測部の校正方法]
次に、各第2計測部70を校正する方法について説明する。各第2計測部70を校正する1つの方法としては、例えば、予測した位置ずれに基づいて各計測部70の位置を駆動部71によって調整することにより、各第2計測部70の校正を行う方法がある。具体的には、制御部50は、各基準マーク43の計測結果に基づいて位置決めが行われた各第2計測部70の位置に対し、予測した位置ずれだけX方向にシフトするように、駆動部71によって各第2計測部70の位置を調整する。このように各第2計測部70の校正を行うことにより、基板上における複数のマーク4の位置を各第2計測部70によって精度よく計測することができる。ここで、予測した位置ずれだけX方向に各第2計測部70をシフトさせる処理は、各基準マーク43の計測結果に基づいて各第2計測部70の位置決めを行った後に行われうるが、それに限られず、当該位置決めの前、または当該位置決めの最中に行われてもよい。
[Calibration method for each second measuring section]
Next, a method for calibrating each
また、各第2計測部70を校正する他の方法としては、例えば、各第2計測部70からの計測データを補正することにより、各第2計測部70の校正を行う方法がある。具体的には、制御部50は、予測した位置ずれに基づいた各第2計測部70の位置の調整を行わずに、各第2計測部70に基板上における各マーク4の位置を計測させ、それによって得られた計測データを、予測した位置ずれに基づいて補正する。例えば、制御部50は、当該計測データに情報として含まれる各マーク4の位置に対し、予測した位置ずれを加える(又は減ずる)ことにより当該計測データを補正する。このように各第2計測部70の校正を行うことによっても、基板上における複数のマーク4の位置を各第2計測部70によって精度よく計測することができる。
Further, as another method for calibrating each
上述したように、本実施形態の露光装置100は、X方向における部材42の2点間の距離を検出する距離検出部45が設けられる。そして、部材42の変形に起因して生じたX方向における各基準マーク43の位置ずれを、距離検出部45で検出された距離から予測し、予測した位置ずれに基づいて各第2計測部70を校正する。これにより、部材42の変形に起因して各基準マーク43が位置ずれを起こした場合であっても、各基準マーク43を用いて位置決めが行われた各第2計測部70に生じうる計測誤差を低減し、基板上における各マーク4の位置を精度よく計測することができる。ここで、本実施形態では、複数の第2計測部70、複数の基準マーク43を有する部材42、および距離検出部45が、基板上における各マーク4の位置を計測する計測装置を構成しうる。しかしながら、それらに限られるものではなく、基板ステージ40や駆動部71、位置検出部41、第1計測部60など、基板上における各マーク4の位置を計測するために用いられるものであれば計測装置に含まれうる。
As described above, the
<第2実施形態>
本発明に係る第2実施形態の露光装置について説明する。本実施形態の露光装置は、第1実施形態の露光装置100と比べて、複数の基準マーク43を有する部材42の構成が異なる。そのため、本実施形態では、部材42の構成、および各基準マーク43の位置ずれの予測方法について説明する。また、部材42の構成以外の露光装置の構成については第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
Second Embodiment
An exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. The exposure apparatus of the present embodiment is different from the
図8は、本実施形態の部材42の構成を説明するための図である。図8(a)は、複数の基準マーク43が上面に設けられた部材42をZ方向から見た図であり、図8(b)は、部材42の少なくとも2点間におけるX方向の距離を距離検出部45によって検出している状態をZ方向から見た図である。
FIG. 8 is a view for explaining the configuration of the
部材42には、図8(a)に示すように、1つの基準マーク43がそれぞれ形成された複数のガラス板44がX方向に沿って上面に配置されている。また、部材42には、基準マーク43が設けられているX方向の位置に第1ミラー42aおよび第2ミラー42bが配置されている。具体的には、図8(b)に示すように、第1ミラー42aは、複数の基準マーク43のうち第1基準マーク43aが設けられているX方向の位置に配置される。同様に、第2ミラー42bは、複数の基準マーク43のうち第1基準マーク43aとは異なる第2基準マーク43bが設けられているX方向の位置に配置される。ここで、第1ミラー42aおよび第2ミラー42bは、距離検出部45の第1干渉計45aおよび第2干渉計45bにおいて光路上の空気揺らぎに起因した検出誤差を低減するため、できるだけ近づけて配置されることが好ましい。例えば、第1ミラー45aおよび第2ミラー45bは、X方向に互いに隣り合う2つの基準マーク43が設けられているX方向の位置に配置されることが好ましい。つまり、第1ミラー42aの位置に対応する第1基準マーク43aと、第2ミラー42bの位置に対応する第2基準マーク43bとが互いに隣り合っているとよい。
In the
このように第1ミラー42aおよび第2ミラー42bを配置する場合、第1干渉計45aによって計測された第1ミラー42aの位置を、第1基準マーク43aの位置に対応させることができる。つまり、部材42の変形前後における第1基準マーク43aの位置ずれについては、第1干渉計45aによって計測された第1ミラー42aの位置の変化から容易に求めることができる。同様に、第2干渉計45bによって計測された第2ミラー42bの位置を、第2基準マーク43bの位置に対応させることができる。つまり、部材42の変形前後における第2基準マーク43bの位置ずれについては、第2干渉計45bによって計測された第2ミラー42bの位置の変化から容易に求めることができる。
When the
一方で、第1基準マーク43aおよび第2基準マーク43b以外の基準マーク43cについては、部材42の変形前後における位置ずれを、距離検出部45で検出された距離(第1ミラー42aと第2ミラー42bとの間の距離)から予測することができる。以下に、距離検出部45で検出された距離に基づいて基準マーク43cの位置ずれを予測する方法について、図9を参照しながら説明する。図9は、部材42が第1形状から第2形状に変形する前後における各基準マーク43の位置を示す図であり、部材42の上面をZ方向から見た図である。図9(a)は、部材42が第1形状であるときにおける各基準マーク43の位置を示す図であり、図9(b)は、部材42が第2形状であるときにおける各基準マーク43の位置を示す図である。図9において、第1基準マーク43aが配置されているX方向の位置Pgに第1ミラー42aが配置されており、第2基準マーク43bが配置されているX方向の位置Phに第2ミラー42bが配置されているものとする。
On the other hand, with respect to the reference marks 43c other than the
部材42が第1形状である状態において距離検出部45によって検出された距離は、図9(a)に示すように距離Aとなり、基準距離としてメモリに記憶される。基板ステージ40によって保持された基板2の露光処理が終了し、基板2を交換するために基板ステージ40が基板搬送位置に配置されると、制御部50は、第1ミラー42aと第2ミラー42bとの間の距離を距離検出部45に検出させる。このときの部材42は、例えば露光処理中におけるスリット光の基板2への照射により発生して部材42に伝わった熱や、位置検出部41から射出された光による熱などに起因して、熱変形を起こす(第2形状になる)。そして、図9(b)に示すように、第1基準マーク43aは位置Pg’に配置され、第2基準マーク43bは位置Ph’に配置される。また、距離検出部45により検出された距離は、距離Dとなる。距離Dは、第1干渉計45aにより検出された第1ミラー42a(第1基準マーク43a)の位置の変化を「B」、第2干渉計45bにより検出された第2ミラー42b(第2基準マーク43b)の位置の変化を「C」とすると、式(5)によって表される。また、距離検出部45によって検出された距離の変化率Mは、式(6)によって表される。
D=A−B+C ・・・(5)
M=D/A ・・・(6)
The distance detected by the
D = A−B + C (5)
M = D / A (6)
制御部50は、部材42の変形前における基準マーク43cの位置を「Pa」とすると、部材42の変形後における基準マーク43cの位置Pa’を式(7)によって求める。そして、部材42の変形に起因して生じた基準マーク43cの位置ずれ(Pa’−Pa)を予測する。これにより、制御部50は、位置ずれを起こした基準マーク43cの位置の計測結果に基づいて位置決めが行われた第2計測部70の計測誤差を、予測した位置ずれ(予測値)に基づいて補正することができる。第2計測部70の計測誤差の補正方法は、第1実施形態で説明した通りである。このように基準マーク43の位置ずれを予測する工程は、部材42に設けられた複数の基準マーク43の各々について行われうる。
Pa’=Pg’−M(Pg−Pa) ・・・(7)
When the position of the
Pa ′ = Pg′−M (Pg−Pa) (7)
上述したように、本実施形態の部材42では、基準マーク43が設けられているX方向の位置に第1ミラー42aおよび第2ミラー42bが配置される。このように構成された部材42においても、距離検出部45の検出結果に基づいて基準マーク43の位置ずれを予測し、予測した位置ずれに基づいて各第2計測部70を校正することにより、基板上における各マーク4の位置を精度よく計測することができる。
As described above, in the
<第3実施形態>
本発明に係る第3実施形態の露光装置について説明する。本実施形態の露光装置は、第1実施形態の露光装置100と比べて、複数の基準マーク43を有する部材42の構成が異なる。そのため、本実施形態では、部材42の構成、および各基準マーク43の位置ずれの予測方法について説明する。また、部材42の構成以外の露光装置の構成については第1実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
<Third Embodiment>
An exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. The exposure apparatus of the present embodiment is different from the
図10は、本実施形態の部材42の構成を説明するための図であり、当該部材42をZ方向から見た図である。図10では、部材42に設けられた複数の基準マーク43の図示を省略しており、筒状に形成された部材42の内部に配置された第1ミラー42aおよび第2ミラー42bを図示している(部材42を透かした状態として図示している)。部材42は、X方向に沿って配列された複数の支持部47によって支持されており(複数の支持部47を介して基板ステージ40によって支持されており)、支持部47が設けられているX方向の位置に第1ミラー42aおよび第2ミラー42bが配置されている。具体的には、第1ミラー42aは、複数の支持部47のうち第1支持部47aが配置されているX方向の位置に配置され、第2ミラー42bは、第1支持部47aとは異なる第2支持部47bが配置されているX方向の位置に配置されている。
FIG. 10 is a view for explaining the configuration of the
次に、距離検出部45で検出された距離(第1ミラー42aと第2ミラー42bとの間の距離)に基づいて基準マーク43の位置ずれを予測する方法について、図11を参照しながら説明する。図11は、部材42が第1形状から第2形状に変形する前後における基準マーク43の位置を示す図であり、部材42および複数の支持部47をZ方向から見た図である。図11(a)は、部材42が第1形状である状態を示す図であり、図11(b)は、部材42が第2形状である状態を示す図である。図11において、第1支持部47aが配置されているX方向の位置Paに第1ミラー42aが配置されており、第2支持部47bが配置されているX方向の位置Poに第2ミラー42bが配置されているものとする。以下では、第1ミラー42aと第2ミラー42bとの間におけるX方向の位置に配置された基準マーク43の位置ずれを予測する方法について説明する。
Next, a method for predicting the positional deviation of the
部材42が第1形状である状態において距離検出部45によって検出された距離は、図11(a)に示すように距離Aとなり、基準距離としてメモリに記憶される。基板ステージ40によって保持された基板2の露光処理が終了し、基板2を交換するために基板ステージ40が基板搬送位置に配置されると、制御部50は、第1ミラー42aと第2ミラー42bとの間の距離を距離検出部45に検出させる。このときの部材42は、例えば露光処理中におけるスリット光の基板2への照射により発生して部材42に伝わった熱や、位置検出部41から射出された光による熱などに起因して、熱変形を起こす(第2形状になる)。そして、図11(b)に示すように、第1ミラー42aは位置Pa’に配置され、第2ミラー42bは位置Po’に配置される。また、距離検出部45により検出された距離は、距離Dとなる。距離Dは、距離検出部45の第1干渉計45aにより検出された第1ミラー42aの位置の変化を「B」、第2干渉計45bにより検出された第2ミラー42bの位置の変化を「C」とすると、式(8)によって表される。また、距離検出部45によって検出された距離の変化率Mは、式(9)によって表される。
D=A+B−C ・・・(8)
M=D/A ・・・(9)
The distance detected by the
D = A + B-C (8)
M = D / A (9)
制御部50は、部材42の変形前における基準マーク43の位置を「Pc」とすると、部材42の変形後における基準マーク43の位置Pc’を式(10)によって求める。そして、部材42の変形に起因して生じた基準マーク43の位置ずれ(Pc’−Pc)を予測する。これにより、制御部50は、位置ずれを起こした基準マーク43の位置の計測結果に基づいて位置決めが行われた第2計測部70の計測誤差を、予測した位置ずれ(予測値)に基づいて補正することができる。第2計測部70の計測誤差の補正方法は、第1実施形態で説明した通りである。このように基準マーク43の位置ずれを予測する工程は、部材42に設けられた複数の基準マーク43の各々について行われうる。
Pc’=M(Pc−Po)+C ・・・(10)
When the position of the
Pc ′ = M (Pc−Po) + C (10)
上述したように、本実施形態の部材42は、X方向に沿って配列された複数の支持部47によって支持されており、支持部47が設けられているX方向の位置に第1ミラー42aおよび第2ミラー42bが配置される。このように構成された部材42においても、距離検出部45の検出結果に基づいて基準マーク43の位置ずれを予測し、予測した位置ずれに基づいて各第2計測部70を校正することにより、基板上における各マーク4の位置を精度よく計測することができる。
As described above, the
<第4実施形態>
第1〜第3実施形態では、距離検出部45が、基板ステージ40とは異なる構造体6によって支持され、基板ステージ40が所定位置に移動したときに、部材42の少なくとも2点間におけるX方向の距離を検出する例について説明した。本実施形態では、距離検出部45が基板ステージ40によって支持される例について説明する。このように距離検出部45が基板ステージ40によって支持されていると、基板ステージ40が所定位置に配置されたときに限らず、任意のタイミングにおいて部材42の少なくとも2点間におけるX方向の距離を距離検出部45によって検出することができる。ここで、距離検出部45の構成以外は、第1〜第3実施形態と同様であるため説明を省略する。
<Fourth embodiment>
In the first to third embodiments, the
図12は、距離検出部45が設けられた基板ステージ40を示す図であり、図13は、部材42および距離検出部45の構成例を示す図である。光源46aから射出された光46dは、ビームスプリッタ46bにより分割され、一部は位置検出部41に導かれ、他の一部はミラー46cを介して距離検出部45に導かれる。距離検出部45は、第1干渉計45a、第2干渉計45b、ビームスプリッタ45cおよびミラー45dを有する。光源46aから射出されて距離検出部45に導かれた光46dの一部は、ビームスプリッタ45cで反射されて第2干渉計45bに入射し、当該光の他の一部は、ビームスプリッタ45cを透過し、ミラー45dで反射されて第1干渉計45aに入射する。その他の構成は、第1実施形態で説明した通りである。
FIG. 12 is a diagram illustrating the
<物品の製造方法の実施形態>
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板上に上記のリソグラフィ装置を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
<Embodiment of Method for Manufacturing Article>
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable, for example, for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. The method for manufacturing an article according to the present embodiment includes a step of forming a pattern on the substrate using the above-described lithography apparatus, and a step of processing the substrate on which the pattern is formed in this step. Further, the manufacturing method includes other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
1:マスク、2:基板、10:照明光学系、20:マスクステージ、30:投影光学系、40:基板ステージ、41:位置検出部、42:部材、43:基準マーク、45:距離検出部、47:支持部、50:制御部、60:第1計測部、70:第2計測部 1: mask, 2: substrate, 10: illumination optical system, 20: mask stage, 30: projection optical system, 40: substrate stage, 41: position detector, 42: member, 43: reference mark, 45: distance detector 47: support unit, 50: control unit, 60: first measurement unit, 70: second measurement unit
Claims (15)
前記第1方向に沿って配列された複数の基準マークを有する部材と、
前記第1方向における前記部材の変形量を検出する検出部と、
前記複数の基準マークを前記複数の計測部に観察させた結果に基づいて、前記複数の計測部の各々の位置決めを行う制御部と、
を含み、
前記制御部は、前記部材の変形に起因して生じた前記第1方向における前記複数の基準マークの各々の位置ずれを、前記検出部で検出された前記変形量から予測し、予測した前記位置ずれに基づいて、前記位置決めが行われた前記複数の計測部の各々の校正を行う、
ことを特徴とする計測装置。 A plurality of measurement units arranged along the first direction, and the plurality of measurement units determine the positions of the plurality of marks provided on the substrate while relatively scanning the substrate and the plurality of measurement units; A measuring device for measuring,
A member having a plurality of reference marks arranged along the first direction;
A detection unit for detecting a deformation amount of the member in the first direction;
A control unit that positions each of the plurality of measurement units based on a result of having the plurality of measurement units observe the plurality of reference marks;
Including
The control unit predicts a positional shift of each of the plurality of reference marks in the first direction caused by the deformation of the member from the deformation amount detected by the detection unit, and the predicted position Based on the deviation, calibrate each of the plurality of measuring units that have been positioned,
A measuring device characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。 The control unit adjusts the position of each of the plurality of measurement units so that the position of each of the plurality of measurement units where the positioning has been performed is shifted in the first direction by the predicted positional deviation. To perform the calibration,
The measuring apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。 The control unit performs the calibration by correcting measurement data from each of the plurality of measurement units based on the predicted positional deviation.
The measuring apparatus according to claim 1.
前記部材は、前記ステージによって支持されている、
ことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の計測装置。 A stage that holds and moves the substrate;
The member is supported by the stage;
The measuring apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
ことを特徴とする請求項4に記載の計測装置。 The detection unit is supported by a structure different from the stage so that the deformation amount can be detected when the stage moves to a predetermined position.
The measuring apparatus according to claim 4.
ことを特徴とする請求項5に記載の計測装置。 The predetermined position is a position where the stage is arranged to transport the substrate onto the stage.
The measuring apparatus according to claim 5.
ことを特徴とする請求項4に記載の計測装置。 The detection unit is supported by the stage,
The measuring apparatus according to claim 4.
ことを特徴とする請求項4乃至7のうちいずれか1項に記載の計測装置。 A second detector for detecting the position of the stage in a second direction different from the first direction using light reflected on the side surface of the member and reflected on the side surface;
The measuring device according to claim 4, wherein the measuring device is any one of claims 4 to 7.
ことを特徴とする請求項1乃至8のうちいずれか1項に記載の計測装置。 The detection unit detects a distance between at least two points of the member in the first direction as the deformation amount;
The measuring apparatus according to claim 1, wherein the measuring apparatus is one of the following.
前記検出部は、光を用いて前記第1ミラーの位置および前記第2ミラーの位置を求め、前記第1ミラーの位置と前記第2ミラーの位置との差を前記距離として検出する、
ことを特徴とする請求項9に記載の計測装置。 The member includes a first mirror and a second mirror that are different from each other in the first direction,
The detector uses light to determine the position of the first mirror and the position of the second mirror, and detects the difference between the position of the first mirror and the position of the second mirror as the distance;
The measuring apparatus according to claim 9.
前記第1ミラーおよび前記第2ミラーは、前記部材の内部に配置されている、
ことを特徴とする請求項10に記載の計測装置。 The member is formed in a cylindrical shape,
The first mirror and the second mirror are disposed inside the member,
The measuring apparatus according to claim 10.
前記第2ミラーは、前記複数の基準マークのうち前記第1基準マークとは異なる第2基準マークが設けられている前記第1方向の位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の計測装置。 The first mirror is disposed at a position in the first direction where a first reference mark is provided among the plurality of reference marks,
The second mirror is disposed at a position in the first direction where a second reference mark different from the first reference mark among the plurality of reference marks is provided.
The measuring apparatus according to claim 10 or 11, wherein
前記第1ミラーは、前記複数の支持部のうち第1支持部が配置されている前記第1方向の位置に配置され、
前記第2ミラーは、前記複数の支持部のうち前記第1支持部とは異なる第2支持部が配置されている前記第1方向の位置に配置されている、
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の計測装置。 The member is supported by a plurality of support portions arranged along the first direction,
The first mirror is disposed at a position in the first direction where the first support portion is disposed among the plurality of support portions,
The second mirror is disposed at a position in the first direction in which a second support portion different from the first support portion among the plurality of support portions is disposed.
The measuring apparatus according to claim 10 or 11, wherein
前記基板に設けられた複数のマークの位置を計測する請求項1乃至13のうちいずれか1項に記載の計測装置と、
前記計測装置による計測結果に基づいて、前記基板の位置決めを制御する第2制御部と、
を含むことを特徴とするリソグラフィ装置。 A lithographic apparatus for forming a pattern on a substrate,
The measurement apparatus according to any one of claims 1 to 13, which measures positions of a plurality of marks provided on the substrate.
A second control unit for controlling the positioning of the substrate based on a measurement result by the measurement device;
A lithographic apparatus comprising:
前記工程でパターンを形成された前記基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。 Forming a pattern on a substrate using the lithographic apparatus according to claim 14;
Processing the substrate on which the pattern has been formed in the step;
A method for producing an article comprising:
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