JP2022149848A - Measurement device, lithographic apparatus, and article manufacturing method - Google Patents
Measurement device, lithographic apparatus, and article manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022149848A JP2022149848A JP2021052172A JP2021052172A JP2022149848A JP 2022149848 A JP2022149848 A JP 2022149848A JP 2021052172 A JP2021052172 A JP 2021052172A JP 2021052172 A JP2021052172 A JP 2021052172A JP 2022149848 A JP2022149848 A JP 2022149848A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- alignment
- measurement
- mark
- position information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Image Analysis (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
本発明は、計測装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法に関する。 The present invention relates to a metrology apparatus, a lithographic apparatus and a method of manufacturing an article.
半導体デバイス等の物品を製造するためのリソグラフィ工程において、インプリント装置および露光装置等のリソグラフィ装置が使用されうる。リソグラフィ装置は、基板のショット領域に原版のパターンを転写しうる。インプリント装置では、基板のショット領域の上に配置されたインプリント材に型を接触させ、該インプリント材を硬化させることによって該ショット領域の上に該インプリント材の硬化物からなるパターンが形成される。露光装置では、感光材が塗布された基板のショット領域に原版のパターンを投影することによって該感光材に該原版のパターンの潜像が形成される。該潜像は、現像工程によって物理的なパターンに変換される。このようなリソグラフィ装置では、基板のショット領域と原版とのアライメントを高精度に行うために、基板のマークと原版のマークとの相対位置を高精度に計測する技術が要求される。 A lithographic apparatus such as an imprint apparatus and an exposure apparatus may be used in a lithographic process for manufacturing articles such as semiconductor devices. A lithographic apparatus may transfer a pattern of an original onto a shot area of a substrate. In an imprinting apparatus, a mold is brought into contact with an imprinting material placed on a shot region of a substrate, and the imprinting material is cured to form a pattern of a cured imprinting material on the shot region. It is formed. In the exposure device, a latent image of the pattern of the original is formed on the photosensitive material by projecting the pattern of the original onto the shot area of the substrate coated with the photosensitive material. The latent image is transformed into a physical pattern by a development process. In such a lithography apparatus, a technique for measuring the relative positions of the marks on the substrate and the marks on the original with high accuracy is required in order to align the shot area of the substrate and the original with high accuracy.
特許文献1には、機械学習を用いてアライメント補正値を推定する方法が開示されている。
アライメントの精度は、アライメント計測において使用される光学パラメータによって左右されることがわかっている。したがって、パターン形成対象に応じた光学パラメータを最適化することによりアライメントを高精度化する余地があるといえる。 It has been found that alignment accuracy depends on the optical parameters used in the alignment metrology. Therefore, it can be said that there is room for improving the alignment accuracy by optimizing the optical parameters according to the pattern formation target.
本発明は、計測対象物の位置情報を高精度の計測するために有利な技術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 technique for highly accurate measurement of position information of a measurement object.
本発明の一側面によれば、計測対象物の位置情報の計測を行う計測装置であって、前記計測対象物を撮像して画像データを生成するスコープと、前記画像データの特徴量を求め、該特徴量に基づいて前記計測のために前記スコープに設定されるべき光学パラメータを決定する処理部と、を有することを特徴とする計測装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a measuring device for measuring position information of an object to be measured, comprising: a scope for capturing an image of the object to be measured to generate image data; and a processing unit that determines optical parameters to be set in the scope for the measurement based on the feature amount.
本発明によれば、計測対象物の位置情報を高精度の計測するために有利な技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an advantageous technique for highly accurate measurement of the position information of the object to be measured.
<第1実施形態>
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
<First embodiment>
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims. Although multiple features are described in the embodiments, not all of these multiple features are essential to the invention, and multiple features may be combined arbitrarily. Furthermore, in the accompanying drawings, the same or similar configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
以下、第1実施形態においては、リソグラフィ装置の例としてインプリント装置を説明するが、インプリント装置と露光装置とは、基板のショット領域と原版とのアライメント技術に関しては、共通する部分が多い。よって、以下で説明されるアライメント技術は、露光装置にも適用可能である。そこで、第2実施形態として露光装置について説明する。 In the first embodiment, an imprint apparatus will be described as an example of a lithography apparatus, but the imprint apparatus and the exposure apparatus have much in common regarding the alignment technique between the shot region of the substrate and the original. Therefore, the alignment technique described below can also be applied to the exposure apparatus. Therefore, an exposure apparatus will be described as a second embodiment.
図2(a)には、第1実施形態に係るインプリント装置IMPの構成が模式的に示されている。インプリント装置IMPは、基板Sのショット領域の上のインプリント材IMと型Mのパターン領域MPとを接触させた状態でインプリント材IMを硬化させ、その後にインプリント材IMの硬化物と型Mとを分離するインプリント処理を行う。このインプリント処理によって、基板Sの上にインプリント材IMの硬化物からなるパターンが形成される。 FIG. 2A schematically shows the configuration of the imprint apparatus IMP according to the first embodiment. The imprinting apparatus IMP cures the imprinting material IM in a state in which the imprinting material IM on the shot area of the substrate S and the pattern area MP of the mold M are in contact with each other. Imprint processing for separating the mold M is performed. A pattern made of the cured imprint material IM is formed on the substrate S by this imprinting process.
インプリント材としては、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物(未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある)が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が10nm以上1mm以下の範囲から選択される光、例えば、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物でありうる。これらのうち、光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。インプリント材は、インプリント材供給装置(不図示)により、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。インプリント材の粘度(25℃における粘度)は、例えば、1mPa・s以上100mPa・s以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。 As the imprint material, a curable composition (also referred to as an uncured resin) that cures when energy for curing is applied is used. Electromagnetic waves, heat, and the like can be used as energy for curing. The electromagnetic wave can be light having a wavelength selected from the range of 10 nm or more and 1 mm or less, such as infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays. The curable composition can be a composition that is cured by irradiation with light or by heating. Among these, the photocurable composition that is cured by irradiation with light contains at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may further contain a non-polymerizable compound or a solvent if necessary. The non-polymerizable compound is at least one selected from the group consisting of sensitizers, hydrogen donors, internal release agents, surfactants, antioxidants, polymer components and the like. The imprint material can be placed on the substrate in the form of droplets, or in the form of islands or films formed by connecting a plurality of droplets, by an imprint material supply device (not shown). The viscosity of the imprint material (viscosity at 25° C.) can be, for example, 1 mPa·s or more and 100 mPa·s or less. Materials for the substrate include, for example, glass, ceramics, metals, semiconductors, and resins. If necessary, a member made of a material different from that of the substrate may be provided on the surface of the substrate. The substrate is, for example, a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, quartz glass.
本明細書および図面においては、水平面をXY平面とするXYZ座標系において方向が示される。一般には、基板Sはその表面が水平面(XY平面)と平行になるように基板保持部102の上に置かれる。よって以下では、基板Sの表面に沿う平面内で互いに直交する方向をX軸およびY軸とし、X軸およびY軸に垂直な方向をZ軸とする。また、以下では、XYZ座標系におけるX軸、Y軸、Z軸にそれぞれ平行な方向をX方向、Y方向、Z方向という。また、X軸周りの回転、Y軸周りの回転、Z軸周りの回転はそれぞれ、θx、θy、θzで示される。
In this specification and drawings, directions are indicated in an XYZ coordinate system with the horizontal plane as the XY plane. In general, the substrate S is placed on the
インプリント装置IMPは、基板Sを保持する基板保持部102、基板保持部102を駆動することによって基板Sを駆動する基板駆動機構105、基板保持部102を支持するベース104、基板保持部102の位置を計測する位置計測部103を備えうる。基板駆動機構105は、例えば、リニアモータ等のモータを含みうる。インプリント装置IMPは、アライメント時に基板駆動機構105が基板S(基板保持部102)を駆動するために要する基板駆動力(アライメント負荷)を検出するセンサ151を備えうる。基板Sの上のインプリント材IMと型Mのパターン領域MPとが接触した状態でなされるアライメントにおける基板駆動力は、例えば、基板Sと型Mとの間に作用するせん断力に相当する。せん断力は、主に、基板Sおよび型Mの平面方向に働く力である。アライメント時における基板駆動力は、例えば、アライメント時における基板駆動機構105のモータに供給される電流の大きさに相関を有し、センサ151は、該電流の大きさに基づいて基板駆動力を検出することができる。センサ151は、パターンの形成において型Mが受ける影響(せん断力)を計測するセンサの一例である。また、後述する制御部110が基板駆動機構105に対して出す駆動要求(指令値)をステージ制御値と呼ぶ。
The imprint apparatus IMP includes a
インプリント装置IMPは、型Mを保持する型保持部121、型保持部121を駆動することによって型Mを駆動する型駆動機構122、型駆動機構122を支持する支持構造体130を含みうる。型駆動機構122は、例えば、ボイスコイルモータ等のモータを含みうる。インプリント装置IMPは、離型力(分離負荷)および/または押圧力を検出するセンサ152を備えうる。離型力は、基板Sの上のインプント材IMの硬化物と型Mとを分離するために要する力である。押圧力は、基板Sの上のインプリント材IMに型Mを接触させるために型Mが押圧される力である。離型力および押圧力は、主に、基板Sおよび型Mの平面方向と垂直な方向に働く力である。離型力および押圧力は、例えば、型駆動機構122のモータに供給される電流の大きさに相関を有し、センサ152は、該電流の大きさに基づいて分離力および押圧力を検出することができる。センサ152は、パターンの形成において型Mが受ける影響(離型力および/または押圧力)を計測するセンサの一例である。また、後述する制御部110が型駆動機構122に対して出す駆動要求(指令値)もステージ制御値と呼ぶ。
The imprint apparatus IMP can include a
基板駆動機構105および型駆動機構122は、基板Sと型Mとの相対位置および相対姿勢を調整する駆動機構を構成する。該駆動機構による基板Sと型Mとの相対位置の調整は、基板Sの上のインプリント材に対する型の接触、および、硬化したインプリント材(硬化物のパターン)からの型の分離のための駆動を含む。基板駆動機構105は、複数の自由度(例えば、X、Y、θZの3軸、好ましくは、X、Y、Z、θX、θY、θZの6軸)を持つ駆動機構でありうる。型駆動機構122も、複数の自由度(例えば、Z、θX、θYの3軸、好ましくは、X、Y、Z、θX、θY、θZの6軸)を持つ駆動機構でありうる。
The
インプリント装置IMPは、型Mを搬送する型搬送機構140および型クリーナ150を備えうる。型搬送機構140は、例えば、型Mを型保持部121に搬送したり、型Mを型保持部121から原版ストッカ(不図示)または型クリーナ150等に搬送したりするように構成されうる。型クリーナ150は、型Mを紫外線や薬液等によってクリーニングする。
The imprint apparatus IMP can include a
型保持部121は、型Mの裏面(基板Sに転写すべきパターンが形成されたパターン領域MPとは反対側の面)の側に圧力制御空間CSを形成する窓部材125を含みうる。インプリント装置IMPは、圧力制御空間CSの圧力(以下、キャビティ圧と呼ぶ)を制御することによって、図2(b)に模式的に示されるように、型Mのパターン領域MPを基板Sに向かって凸形状に変形させる変形機構123を備えうる。また、インプリント装置IMPは、アライメントスコープ106、硬化部107、撮像部112、光学部材111を備えうる。
The
アライメントスコープ106は、基板S(第1部材)のアライメントマーク(第1マーク)と型M(第2部材)のアライメントマーク(第2マーク)を照明し、両者のアライメントマークによって形成される光学像を撮像することにより画像データを生成しうる。アライメントスコープ106あるいは制御部110は、撮像によって得られた画像データを処理することによってマーク間の相対位置の情報を検出しうる。アライメントスコープ106は、観察すべきアライメントマークの位置に応じて不図示の駆動機構によって位置決めされうる。以下では、アライメントスコープ106による撮像によって生成された画像データは、アライメント画像ともいう。また、アライメントスコープ106を用いて計測された結果は、アライメント計測値ともいう。
The
アライメントスコープ106によって観察されるアライメント画像の一例は、第1マークおよび第2マークそれぞれの反射光によって形成される光学像を撮像することにより生成された画像データでありうる。アライメント画像の他の一例は、第1マークと第2マークとによって形成される光学像であるモアレ(干渉縞)を撮像することにより生成された画像データでありうる。
An example of the alignment image observed by the
硬化部107は、インプリント材IMを硬化させるためのエネルギー(例えば、紫外光等の光)を、光学部材111を介してインプリント材IMに照射し、これによりインプリント材IMを硬化させる。撮像部112は、光学部材111および窓部材125を介して基板S、型M、およびインプリント材IMを撮像する。撮像部112による撮像で得られた画像データは、スプレッド画像とも呼ばれる。
The
インプリント装置IMPは、基板Sの上にインプリント材IMを配置するディスペンサ108を備えうる。ディスペンサ108は、例えば、インプリント材IMの配置を示すドロップレシピに従ってインプリント材IMが基板Sの上に配置されるようにインプリント材IMを吐出する。インプリント装置IMPは、基板駆動機構105、型駆動機構122、変形機構123、型搬送機構140、型クリーナ150、アライメントスコープ106、硬化部107、撮像部112、ディスペンサ108等を制御する制御部110を備えうる。制御部110は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Arrayの略。)などのPLD(Programmable Logic Deviceの略。)、又は、ASIC(Application Specific Integrated Circuitの略。)、又は、プログラム113が組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。
The imprinting apparatus IMP may comprise a
図3には、半導体デバイス等の物品を製造するための物品製造システム1001の構成が例示されている。物品製造システム1001は、例えば、1または複数のリソグラフィ装置(インプリント装置IMPおよび/または露光装置)を含みうる。また、物品製造システム1001は、1または複数の検査装置1005(例えば、重ね合わせ検査装置、異物検査装置)と、1または複数の処理装置1006(エッチング装置、成膜装置)とを含みうる。更に、物品製造システム1001は、位置合わせエラー量を算出するためのモデルを生成するモデル生成装置1007も含みうる。これらの装置は、ネットワーク1002を介して外部システムの1つである制御装置1003と接続され、制御装置1003によって制御されうる。制御装置1003の一例としては、MES、EEC等がある。モデル生成装置1007は、例えば、FPGAなどのPLD、又は、ASIC、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。モデル生成装置の一例としては、EdgeServerと呼ばれるサーバ等でありうる。モデル生成装置1007は、インプリント装置IMPまたは露光装置の制御部、または、制御装置1003等に組み込まれてもよい。インプリント装置IMPまたは露光装置等のリソグラフィ装置とモデル生成装置1007を含むシステムは、リソグラフィシステムとして理解されてもよい。
FIG. 3 illustrates the configuration of an
インプリント装置IMPのアライメントスコープ106および制御部(処理部)110は、計測対象物の位置情報を計測あるいは検出する計測装置を構成しうる。他の観点において、インプリント装置IMPは、計測対象物の位置情報を計測あるいは検出する計測装置を含む。計測装置は、計測対象物の位置情報を計測あるいは検出する計測装置として動作しうる。例えば、計測装置は、アライメントマークを構成する回折格子の回折方向、すなわち計測方向である第1方向における計測対象物の位置情報を計測することができる。計測装置は、更に、第1方向とは異なる第2方向(非計測方向)(例えば、第1方向と直交する方向)における計測対象物の位置情報も計測するように構成されうる。処理部は、画像データに基づいて計測対象物の仮位置情報を求め、画像データの特徴量に基づく補正値に基づいて仮位置情報を補正することにより、位置情報を決定しうる。例えば、処理部は、画像データから得られる第1方向における計測対象物の仮位置情報と、第2方向に関する画像データの特徴量に基づく補正値とに基づいて、第1方向における計測対象物の位置情報を決定しうる。計測装置は、特徴量に基づいて補正値を得るためのモデルを更に備えうる。また、計測装置は、該モデルを機械学習によって生成する機械学習部を更に備えうる。
The
以下では、位置合わせ補正を用いたリソグラフィ方法について説明する。位置合わせエラー量は、アライメント画像から機械学習によって推定されうる。本実施形態では、アライメント画像から機械学習によって位置合わせエラー量とその確信度が推定される。位置合わせエラー量は、アライメント画像から算出されたアライメントマーク位置の誤差に相当する。確信度は、推定された位置合わせエラー量が高精度であると確信することができる度合いを表す指標(情報)であり、位置合わせエラー量についての確からしさおよび/または信頼度として理解されてもよい。 In the following, a lithographic method using alignment corrections will be described. The registration error amount can be estimated by machine learning from the alignment images. In this embodiment, the alignment error amount and its confidence are estimated from the alignment image by machine learning. The alignment error amount corresponds to the error of the alignment mark position calculated from the alignment image. Confidence is an index (information) that indicates the degree of confidence that the estimated registration error amount is highly accurate. good.
また、アライメント画像の特徴量として、アライメント画像の計測方向の情報に加えて、非計測方向の情報が用いられうる。非計測方向の情報とは、計測方向とは異なる方向の情報をいう。一例として、非計測方向の情報は、計測方向と直交する方向の特徴量でありうる。あるいは、非計測方向の情報は、後述する、異なる範囲で非計測方向に積算された複数の計測方向の信号列の計測方向のそれぞれの座標における差分量でありうる。このような情報を用いることにより、位置合わせエラー量と確信度を高精度に推定可能となる。例えば、位置合わせエラー量と確信度の算出には機械学習が用いられる。事前に、アライメント画像の情報と重ね合わせ検査の計測値から、アライメント画像からの情報から位置合わせエラー量を推定するモデルが学習される。その後、実際のアライメント時に、算出したモデルを用いて、アライメント画像からマーク位置の誤差である位置合わせエラー量と確信度が算出され、アライメント動作に使用される。 In addition to information on the measurement direction of the alignment image, information on the non-measurement direction can be used as the feature amount of the alignment image. The information in the non-measurement direction means information in a direction different from the measurement direction. As an example, the information on the non-measurement direction can be the feature quantity in the direction orthogonal to the measurement direction. Alternatively, the information on the non-measurement direction can be a difference amount in each coordinate of the measurement direction of signal sequences of a plurality of measurement directions integrated in different ranges in the non-measurement direction, which will be described later. By using such information, it becomes possible to estimate the registration error amount and confidence with high accuracy. For example, machine learning is used to calculate the registration error amount and confidence. A model for estimating the registration error amount from the information from the alignment image is learned in advance from the information on the alignment image and the measurement value of the overlay inspection. After that, during actual alignment, using the calculated model, the alignment error amount and the degree of confidence, which are errors in the mark position, are calculated from the alignment image, and used for the alignment operation.
リソグラフィ方法は、計測対象物の位置情報を計測する計測方法、基板のショット領域と型とのアライメント誤差を計測する計測方法、および、基板のショット領域と型とのアライメントを行うアライメント方法を含みうる。リソグラフィ方法において、検査対象物の画像データから補正値あるいは補正量としての位置合わせエラー量が推定される。ここで、検査対象物は、マーク(の光学像)、または、第1マークと第2マークとによって形成される光学像(例えば、モアレ)であり得る。位置合わせエラー量は、検査対象物の画像データに基づいて算出されるマークの位置(位置情報)のエラー量(推定誤差量)、または、第1マークと第2マークとの相対位置(相対位置情報)のエラー量(推定誤差量)でありうる。 The lithography method can include a measurement method for measuring the position information of the measurement object, a measurement method for measuring alignment errors between the shot regions of the substrate and the mold, and an alignment method for aligning the shot regions of the substrate and the mold. . In the lithography method, an alignment error amount as a correction value or correction amount is estimated from image data of an inspection object. Here, the inspection object can be (an optical image of) a mark or an optical image (for example, moire) formed by the first mark and the second mark. The alignment error amount is the error amount (estimated error amount) of the mark position (position information) calculated based on the image data of the inspection object, or the relative position between the first mark and the second mark (relative position information) error amount (estimated error amount).
図1には、リソグラフィ方法の一実施形態として、インプリント装置IMPを含むインプリントシステムにおいて実行されるリソグラフィ方法が示されている。図1に示される動作は、制御部110によって制御されうる。
FIG. 1 shows, as an embodiment of the lithographic method, a lithographic method performed in an imprint system including an imprint apparatus IMP. The operations shown in FIG. 1 can be controlled by the
工程S101では、不図示の基板搬送機構によって基板Sが搬送元(例えば、前処理装置とインプリント装置IMPとの中継部)から基板保持部102の上に搬送される。工程S102~S106では、基板Sの複数のショット領域のうち選択されたショット領域に対するインプリント処理(パターンの形成)が実行される。工程S102では、選択されたショット領域の上にディスペンサ108によってインプリント材IMが配置される。この処理は、例えば、基板駆動機構105によって基板Sを駆動しながらディスペンサ108からインプリント材IMを吐出することによってなされうる。工程S103では、ショット領域の上のインプリント材IMに型Mのパターン領域MPが接触するように型駆動機構122および基板駆動機構105の少なくとも一方によって基板Sと型Mとが相対的に駆動される。一例においては、ショット領域の上のインプリント材IMに型Mのパターン領域MPが接触するように型駆動機構122によって型Mが駆動される。インプリント材IMに型Mのパターン領域MPを接触させる処理において、変形機構123によって型Mのパターン領域MPが基板Sに向かって凸形状に変形されうる。この際、キャビティ圧が制御され、その値が蓄積されうる。また、インプリント材IMに型Mのパターン領域MPを接触させる処理において撮像部112による撮像が実行され、撮像された画像(スプレッド画像)が蓄積されうる。
In step S101, a substrate transport mechanism (not shown) transports the substrate S from a transport source (for example, a relay unit between the pretreatment apparatus and the imprint apparatus IMP) onto the
工程S104では、基板Sのショット領域と型Mのパターン領域MPとのアライメントがなされうる。アライメントは、アライメントスコープ106を使ってショット領域の第1マークと型Mの第2マークとの相対位置を計測しながら、該相対位置が目標相対位置の許容範囲に収まるようになされうる。アライメントでは、型駆動機構122および基板駆動機構105の少なくとも一方によって基板Sと型Mとが相対的に駆動されうる。ここで、基板Sと型Mとの相対駆動量の目標値は、仮位置情報(仮相対位置情報)を位置合わせエラー量(補正値)に基づいて補正することによって得られうる。仮位置情報(仮相対位置情報)は、アライメントスコープ106を使って得られた画像データに基づいて決定される情報であり、基板Sのショット領域と型Mとの仮の相対位置を示しうる。位置合わせエラー量は、アライメントスコープ106を使って得られた画像データに基づいて算出されうる。位置合わせエラー量は、モデル生成装置1007によって生成されインプリント装置IMPの制御部110に提供されるモデルを使って算出されうる。位置合わせエラー量(補正値)による仮位置情報(仮相対位置情報)の補正は、アライメントの実行期間の全てにおいて実行されてもよいし、ショット領域と型Mとの相対位置が基準値以下に収まって時点以降において実行されてもよい。制御部110は、アライメントスコープ106を使って得られる画像データを蓄積し、蓄積された画像データをモデル生成装置1007に提供しうる。モデル生成装置1007は、このようにしてインプリント装置IMPの制御部110から提供される画像データに基づいて、位置合わせエラー量を決定するためのモデルを生成しうる。
In step S104, the shot area of the substrate S and the pattern area MP of the mold M may be aligned. Alignment can be performed by using the
ここで、マークの位置を計測する方法を例示的に説明する。図6(a)には、X方向の位置を計測するマークを撮像して得られたマーク画像(画像データ)401が例示され、図6(b)には、マーク画像401から得られるアライメント波形406が例示されている。基板Sは、図6(a)のマーク画像に対応するマークと、該マークを90度回転させたマークとを有しうる。図6(a)のマーク画像に対応するマークは、X方向における位置を計測するために使用され、計測方向はX方向である。図6(a)のマーク画像に対応するマークを90度回転させたマークは、Y方向における位置を計測するために使用され、計測方向はY方向である。
Here, a method for measuring the position of the mark will be exemplified. FIG. 6A illustrates a mark image (image data) 401 obtained by imaging a mark for measuring the position in the X direction, and FIG. 6B illustrates an alignment waveform obtained from the
基板Sのショット領域に設けられたX方向の位置を計測するための第1マークと基板Sのショット領域に設けられたY方向の位置を計測するための第1マークとを使って、該ショット領域のX方向の位置およびY方向の位置を仮位置情報として検出しうる。また、型Mに設けられたX方向の位置を計測するための第2マークと型Mに設けられたY方向の位置を計測するための第2マークとを使って、型MのX方向の位置およびY方向の位置を仮位置情報として検出しうる。以上の仮位置情報と上記のような補正値とに基づいて、制御部110は、基板Sのショット領域と型Mとの正確な相対位置(アライメント誤差)を決定することができる。
Using a first mark for measuring the position in the X direction provided in the shot area of the substrate S and a first mark for measuring the position in the Y direction provided in the shot area of the substrate S, the shot The position of the region in the X direction and the position in the Y direction can be detected as temporary position information. Also, using the second mark for measuring the position in the X direction provided on the mold M and the second mark for measuring the position in the Y direction provided on the mold M, the position of the mold M in the X direction is measured. The position and the position in the Y direction can be detected as temporary position information. The
あるいは、基板Sのショット領域に設けられたX方向用の第1マークと型Mに設けられたX方向用の第2マークとによって形成されるモアレ縞からショット領域と型MとのX方向における相対位置を仮相対位置情報として検出することができる。同様に、基板Sのショット領域に設けられたY方向用の第1マークと型Mに設けられたY方向用の第2マークとによって形成されるモアレ縞からショット領域と型MとのY方向における相対位置を仮相対位置情報として検出することができる。以上の仮相対位置情報と上記のような補正値とに基づいて、制御部110は、基板Sのショット領域と型Mとの正確な相対位置(アライメント誤差)を決定することができる。
Alternatively, from the moiré fringes formed by the first marks for the X direction provided in the shot region of the substrate S and the second marks for the X direction provided on the mold M, A relative position can be detected as provisional relative position information. Similarly, from the moire fringes formed by the first marks for the Y direction provided in the shot region of the substrate S and the second marks for the Y direction provided on the mold M, the Y direction between the shot region and the mold M is detected. can be detected as temporary relative position information. The
図7には、アライメントスコープ106を使ってマークの位置を計測する方法が示されている。以下、図6(a)のマーク画像を例として、マーク位置402を計測する方法を説明する。計測すべきマーク位置402は、計測方向(図6(a)ではX方向)におけるマーク画像の中心位置であり、これはマーク画像に対応するマークの中心位置でもある。この例では、計測方向404はX方向であり、非計測方向405はY方向である。
FIG. 7 shows how the
工程S501では、制御部110は、アライメントスコープ106を使ってマークを撮像することによってマーク画像401(画像データ)を取得する。工程S502では、制御部110は、マーク画像401に基づいてアライメント波形406を生成する。アライメント波形406は、例えば、マーク画像401を含む計測領域403を構成する複数の画素のうち計測方向404(X方向)における位置が等しい画素のそれぞれについての積算値を算出することによって生成されうる。
In step S<b>501 , the
工程S503では、制御部110は、アライメント波形406に基づいてマーク位置402を算出する。算出方法の一例としては、アライメント波形406の重心位置をマーク位置402とする方法がある。別例として、フーリエ変換等によりアライメント波形の位相を算出する事によりマーク位置を算出する方法、あるいは、パターンマッチング法を用いてマーク位置を算出する方法などがある。
In step S<b>503 , the
図1に戻って、工程S105では、硬化部107によってインプリント材IMを硬化させるためのエネルギーが基板Sと型Mのパターン領域MPとの間のインプリント材IMに照射される。これによってインプリント材IMが硬化し、インプリント材IMの硬化物が形成される。工程S106では、インプリント材IMの硬化物と型Mのパターン領域MPとが分離されるように、型駆動機構122および基板駆動機構105の少なくとも一方によって基板Sと型Mとが相対的に駆動される。一例においては、インプリント材IMの硬化物と型Mのパターン領域MPとが分離されるように、型駆動機構122によって型Mが駆動される。インプリント材IMの硬化物と型Mのパターン領域MPとが分離される際も、型Mのパターン領域MPが基板Sに向かって凸形状に変形されうる。また、撮像部112による撮像が実行され、撮像された画像に基づいてインプリント材IMと型Mとの分離の状態が観察されうる。
Returning to FIG. 1, in step S105, the imprint material IM between the substrate S and the pattern region MP of the mold M is irradiated with energy for curing the imprint material IM by the
工程S107では、制御部110は、基板Sの全てのショット領域に対して工程S102~S106のインプリント処理を実行したかどうかを判断する。そして、制御部110は、基板Sの全てのショット領域に対して工程S102~S106のインプリント処理を実行した場合には工程S108に進み、未処理のショット領域が存在する場合には工程S102に戻る。この場合、未処理のショット領域のうち選択されたショット領域に対して工程S102~S106のインプリント処理が実行される。
In step S107, the
工程S108では、不図示の基板搬送機構によって基板Sが基板保持部102から搬送先(例えば、後処理装置との中継部)に搬送される。図1に示される動作は、複数の基板で構成されるロットが処理される場合には、該複数の基板のそれぞれに対して実行される。
In step S108, the substrate S is transported from the
次に、図4を参照しながら、モデル生成装置1007におけるモデルの生成方法を説明する。なお、前述のように、モデル生成装置1007は、インプリント装置IMP(例えば、制御部110)に組み込まれてもよく、この場合、モデルの生成は、インプリント装置IMPにおいてなされる。
Next, a model generation method in the
工程S201では、まず、モデル生成装置1007は、重ね合わせ検査装置で測定した基板Sの1つのショット領域の計測値を取得する。取得する計測値は、基板Sの各ショット領域に属する少なくとも1点の重ね合わせ精度を計測した結果でありうる。計測値とは、例えば、基板Sの下地レイヤー(の重ね合わせ検査マーク)とその上にインプリント装置IMPによって形成されたレイヤー(の重ね合わせ検査マーク)との重ね合わせずれ量でありうる。そして、工程S201では、モデル生成装置1007は、重ね合わせ検査装置による計測値とインプリント装置IMPでの最終計測値(工程S104における最終的なアライメント誤差)との差分を位置合わせエラー量として算出する。
In step S201, first, the
工程S202では、モデル生成装置1007は、まず、直前の工程S201で計測値を取得したショット領域のマークのマーク画像(画像データ)を取得する。このマーク画像は、工程S104でアライメントスコープ106を使って取得したものであり、工程S104の終了後の任意のタイミングでインプリント装置IMPからモデル生成装置1007に提供されうる。工程S202では、モデル生成装置1007は、更に、取得したマーク画像の特徴量を求める。この特徴量は、少なくとも非計測方向に関する特徴量を含み、付加的に計測方向に関する特徴量を含んでもよい。計測方向は、図6の例では、X方向である。非計測方向は、図6の例では、X方向と交差する方向であり、例えば、Y方向である。
In step S202, the
工程S203では、モデル生成装置1007は、基板Sの複数のショット領域の全てについて工程S201、S202を実行したかどうかを判断し、未実行のショット領域があれば、該未実行のショット領域について工程S201、S202を実行する。そして、複数のショット領域の全てについて工程S201、S202の実行が終了したら、工程S204において、モデル生成装置1007は、特徴量に基づいて位置合わせエラー量を推定するモデルを生成する。
In step S203, the
モデルの生成は、例えば、機械学習によって行うことができる。具体例を挙げると次のとおりである。まず、インプリント装置IMPによって基板の複数のショット領域に同じ条件で新たなレイヤー(パターン)を形成する。そして、重ね合わせ検査装置1005によって、各ショット領域の下地レイヤー(の重ね合わせ検査マーク)と新たに形成されたレイヤー(の重ね合わせ検査マーク)との重ね合わせずれ量を計測する。次いで、モデル生成装置1007は、計測された各ショット領域の重ね合わせずれ量を取得し、重ね合わせずれ量と当該ショット領域に新たにレイヤーを形成した際の最終計測値との差分を位置合わせエラー量として算出する。そして、モデル生成装置1007は、新たにレイヤーを形成する際に使用した各ショット領域のマーク画像の特徴量をモデルの入力データとし、算出された位置合わせエラー量を教師データとして用いて機械学習を行う。このとき、入力データおよび/または教師データに異常値が存在している場合には、そのデータを除外して機械学習を行うことが好ましい。
Model generation can be performed, for example, by machine learning. Specific examples are as follows. First, a new layer (pattern) is formed under the same conditions in a plurality of shot regions on the substrate by the imprint apparatus IMP. Then, the
機械学習に際しては、位置合わせエラー量に対して前処理を実施してもよい。前処理の例としては、例えば、位置合わせエラー量にオフセット値を加算する方法、位置合わせエラー量に値を乗算し、エラー量のスケールを変更する方法を挙げることができる。 In machine learning, preprocessing may be performed on the registration error amount. Examples of preprocessing include a method of adding an offset value to the amount of alignment error, and a method of multiplying the amount of alignment error by a value to change the scale of the error amount.
機械学習の方法としては、例えば、変数を確率として扱うことで不確かさを考慮した推論を行うベイズ推定を挙げることができる。ベイズ推定を使用する場合は、モデルは、特徴量を入力して位置合わせエラー量の確率分布を出力する関数であり、機械学習によって内部変数の最適化が行われうる。モデルの例としては、一般化線形モデル、階層ベイズモデル、ガウス過程が挙げられる。出力された位置合わせエラー量の確率分布の期待値を位置合わせエラー量の推論値として用いることができる。 As a machine learning method, for example, Bayesian inference can be cited, which performs inference considering uncertainty by treating variables as probabilities. When Bayesian estimation is used, the model is a function that inputs feature values and outputs a probability distribution of registration errors, and internal variables can be optimized by machine learning. Examples of models include generalized linear models, hierarchical Bayesian models, and Gaussian processes. The expected value of the probability distribution of the output registration error amount can be used as the inference value of the registration error amount.
工程S205では、モデル生成装置1007は、工程S204で生成されたモデルを保存する。また、モデル生成装置1007は、工程S204で生成されたモデルをインプリント装置IMPの制御部110に提供しうる。
At step S205, the
ここで、非計測方向におけるマーク画像の特徴量に基づいて位置合わせエラー量を推定する理由を説明する。図14(d)には、基板Sのショット領域に設けられた第1マークと型Mに設けられた第2マークとによって形成される光学像であるモアレ縞に基づいて基板Sのショット領域と型Mとの相対位置情報を計測する原理が示されている。図14(d)には、基板Sのショット領域に設けられた第1マーク3aと型Mに設けられた第2マーク2aとが示されている。アライメントスコープ106は、マークを照明する照明光学系を有し、該照明光学系は、瞳面Pを有する。IL1、IL2、IL3、IL4は、瞳面Pに形成される極からの照明光を示している。
Here, the reason for estimating the registration error amount based on the feature amount of the mark image in the non-measurement direction will be described. FIG. 14D shows the shot area of the substrate S and the shot area of the substrate S based on moire fringes, which are optical images formed by the first marks provided in the shot area of the substrate S and the second marks provided on the mold M. The principle of measuring relative position information with the mold M is shown. FIG. 14(d) shows the first marks 3a provided in the shot area of the substrate S and the
基板Sのショット領域と型MとのX方向における相対位置の計測には、照明光IL1、IL2が使用される。図14(a)に例示されるように、X方向における相対位置の計測においては、X方向における相対位置の計測には使用されない照明光IL3、IL4が第1マーク3a、第2マーク2aのエッジで散乱光を発生させうる。この散乱光は、フレアとなってモアレ縞信号(モアレ縞画像データ)に混入しうる。図14(c)には、図14(a)におけるモアレ縞信号のX方向における信号強度分布(アライメントスコープ106の撮像素子の受光面上の光強度分布)が例示されている。第1マーク3a、第2マーク2aのエッジからの散乱光によって信号強度分布における左端側および右端側のピークが大きいことが分かる。4周期あるモアレ縞信号のうち左端側および右端側の2周期は散乱光の影響を受けてしまい、これにより相対位置の計測精度が影響を受ける。Y方向における相対位置の計測についても同様であり、Y方向における相対位置の計測に使用されない照明光IL1、IL2が第1マーク3b、第2マーク2bのエッジで散乱光を発生させうる。そして、この散乱光がフレア光となってモアレ縞信号に混入しうる。以上は、計測方向における光強度分布がフレアの影響を受けうることを説明するものであるが、同様の原理によって、非計測方向における光強度分布も、フレアの影響を受けて変化しうる。そして、非計測方向における光強度分布の変化は、計測方向についての相対位置または位置の計測精度を低下させうる。
Illumination lights IL1 and IL2 are used to measure the relative positions of the shot area of the substrate S and the mold M in the X direction. As illustrated in FIG. 14A, in the measurement of the relative position in the X direction, the illumination lights IL3 and IL4, which are not used for the measurement of the relative position in the X direction, are the edges of the first mark 3a and the
図15(a)、図16(a)には、アライメントスコープ106を使って得られた画像データを構成する複数の画素のうち計測方向(X方向)における位置が等しい画素のそれぞれの信号値の積算値を算出することによって得られた信号波形が例示されている。図15(a)、図16(a)の信号波形は、計測方向についての信号波形として理解することができる。図15(b)、図16(b)には、アライメントスコープ106を使って得られた画像データを構成する複数の画素のうち非計測方向(Y方向)における位置が等しい画素のそれぞれの信号値の積算値を算出することによって得られた信号波形が例示されている。図15(b)、図16(b)の信号波形は、非計測方向についての信号波形として理解することができる。図16(a)、(b)の例は、図15(a)、(b)の例に比べて、フレア光の影響が大きい。図16(a)に例示された計測方向における信号波形は、図15(a)に例示された計測方向における信号波形よりも歪が大きく、そのために計測方向における計測結果に誤差901が生じうる。また、図16(b)に例示された非計測方向における信号波形は、図15(b)に例示された非計測方向における信号波形よりも、歪が大きく、信号値のばらつきが大きいことを示している。つまり、非計測方向における信号波形は、計測方向における信号波形、即ち計測方向における計測結果に対して相関を有することが分かる。したがって、非計測方法に関する画像データの特徴量を求め、該特徴量に基づいて、該画像データから得られる計測方向における計測対象物の仮位置情報を補正することにより計測対対象物の位置情報を高精度に決定することができる。
15(a) and 16(a) show the signal values of pixels at the same position in the measurement direction (X direction) among the plurality of pixels forming the image data obtained using the
ここで、非計測方向(第2方向)に関して画像データから得られる特徴量は、図8に例示されるように、非計測方向における複数の位置にそれぞれに対応する複数の値603を含みうる。該複数の値603は、複数の積算値を含み、該複数の積算値の各々は、画像データを構成する複数の画素のうち非計測方向における位置が等しい画素のそれぞれの信号値の積算値でありうる。あるいは、該複数の値603は、画像データを構成する複数の画素のうち非計測方向に平行な線上の複数の画素の信号値を含みうる。あるいは、該複数の値603は、画像データを構成する複数の画素のうち非計測方向に平行な線上の複数の画素の信号値を処理して得られる複数の値でありうる。あるいは、該複数の値603は、複数の積算値に対して基底変換を行うことによって得られ、該複数の積算値の各々は、画像データを構成する複数の画素のうち非計測方向における位置が等しい画素のそれぞれの信号値の積算値でありうる。あるいは、該複数の値603は、画像データを構成する複数の画素のうち非計測方向に平行な線上の複数の画素の信号値に対して基底変換を行うことによって得られる値でありうる。あるいは、該複数の値603は、画像データを構成する複数の画素のうち非計測方向に平行な線上の複数の画素の信号値を処理して得られた複数の値に対して基底変換を行うことによって得られる値でありうる。
Here, the feature quantity obtained from the image data in the non-measurement direction (second direction) can include
あるいは、図9において、領域701において計測方向の位置が等しい画素のそれぞれの信号値を積算した結果と、領域702において計測方向の位置が等しい画素のそれぞれの信号値を積算した結果との差分を非計測方向における特徴量としてもよい。
Alternatively, in FIG. 9, the difference between the result of integrating the signal values of the pixels at the same position in the measurement direction in the
以下、図10を参照しながら非計測方向に関する画像データの特徴量を算出あるいは決定する例を説明する。図10において、x1、x2、・・・は、アライメントスコープ106による撮像によって得られたマークの画像データのX座標(X方向における画素位置)を表す。また、y1、y2、・・・は、該画像データのY座標(Y方向における画素位置)を表している。以下では、X座標がx1、Y座標がy1の画素の画素値をx1y1と表す。ここで、サンプリングあるいは抽出する画素の座標x1、x2、・・・、y1、y2・・・間隔および個数については、任意に決定することができる。 An example of calculating or determining the feature amount of image data in the non-measurement direction will be described below with reference to FIG. 10 . In FIG. 10, x1, x2, . y1, y2, . . . represent the Y coordinates (pixel positions in the Y direction) of the image data. Below, the pixel value of a pixel whose X coordinate is x1 and whose Y coordinate is y1 is represented as x1y1. Here, the coordinates x1, x2, . . . , y1, y2, .
一例において、(x1y1+x2y1+x3y1+・・・)、(x1y2+x2y2+x3y2・・・)、・・・のように、y座標が等しい画素の画素値を積算することで、非計測方向の信号波形が有する特徴を特徴量として得ることができる。このような方法は、非計測方向に沿って回折光および/または散乱光が生じている場合に有効である。 In one example, by accumulating the pixel values of pixels having the same y-coordinates such as (x1y1+x2y1+x3y1+...), (x1y2+x2y2+x3y2...), etc., the feature of the signal waveform in the non-measurement direction is obtained as a feature quantity. can be obtained as Such a method is effective when diffracted light and/or scattered light are generated along the non-measurement direction.
回折光、散乱光が局所的に生じている場合、(x1y1)、(x1y2)、(x1y3)、(x1y4)、(x1y5)、(x1y6)、(x2y1)、(x2y2)、・・・のように各座標の画素の画素値をそのまま非計測方向の特徴量として用いてもよい。ここで、(x1y1+x1y2)、(x1y3+x1y4)、(x1y5+x1y6)、(x2y1+x2y2)、(x2y3+x2y4)、・・・のように特徴量を決定してもよい。このように、y方向の複数の画素の画素値を加算することで特徴量を示すデータの数を削減することができ、これにより、特徴量に基づく補正値の計算における計算量を削減することができる。(x1y1+x1y3)、(x1y2+x1y4)・・・のように、複数の画素からなるグループの平均座標が昇順になるように、各グループにおける画素値の合計値を特徴量として抽出してもよい。あるいは、(x1y1+x1y2+x1y3)、(x1y3+x1y4+x1y5)・・・のように、複数の画素からなるグループの座標が部分的にオーバーラップするように、各グループにおける画素値の合計値を特徴量として抽出してもよい。あるいは、(x1y1+x1y2+x2y1+x2y2)、(x1y2+x1y3+x2y2+x2y3)、(x1y3+x1y4+x2y3+x2y4)、・・・のようにx、y方向に加算を行って特徴量を抽出してもよい。回折光および/または散乱光が斜め方向に沿って生じている場合、(x1y1+x2y2)、(x2y2+x3y3)、(x1y2+x2y3)、(x2y3+x3y4)、・・・のように斜め方向に加算を行って特徴量を抽出してもよい。 When diffracted light and scattered light are locally generated, (x1y1), (x1y2), (x1y3), (x1y4), (x1y5), (x1y6), (x2y1), (x2y2), . , the pixel value of the pixel at each coordinate may be used as it is as the feature quantity in the non-measurement direction. Here, feature amounts may be determined as (x1y1+x1y2), (x1y3+x1y4), (x1y5+x1y6), (x2y1+x2y2), (x2y3+x2y4), . Thus, by adding the pixel values of a plurality of pixels in the y direction, it is possible to reduce the number of data representing the feature amount, thereby reducing the amount of calculation in calculating the correction value based on the feature amount. can be done. The total value of pixel values in each group may be extracted as a feature quantity such that the average coordinates of groups of pixels are in ascending order, such as (x1y1+x1y3), (x1y2+x1y4), and so on. Alternatively, the total value of the pixel values in each group may be extracted as a feature value such that the coordinates of groups of pixels partially overlap, such as (x1y1+x1y2+x1y3), (x1y3+x1y4+x1y5), and so on. good. Alternatively, addition in the x and y directions such as (x1y1+x1y2+x2y1+x2y2), (x1y2+x1y3+x2y2+x2y3), (x1y3+x1y4+x2y3+x2y4), . When diffracted light and/or scattered light are generated along an oblique direction, addition is performed in an oblique direction such as (x1y1+x2y2), (x2y2+x3y3), (x1y2+x2y3), (x2y3+x3y4), . may be extracted.
また、(αx1y1)、(βx1y2)、(γx1y3)、・・・のように、定数α、β、γ、・・・を各画素の画素値に乗算してもよい。これによって、補正の効果が薄い特徴量の重みを任意に下げることができる。また、(αx1y1+βx1y2+γx1y3)、(ax1y2+bx1y3+cx1y4)、(px1y3+qx1y4+rx1y5)、・・・のように特徴量を決定してもよい。ここで、α、β、γ、a、b、c、p、q、rは、画素値に乗じる定数である。α=a=p=-1、β=b=p=2、γ=c=r=-1とすると、非計測方向の勾配を特徴量として得ることができる。 Alternatively, the pixel value of each pixel may be multiplied by constants α, β, γ, . As a result, it is possible to arbitrarily lower the weights of the feature quantities for which the effect of correction is small. Also, the feature amounts may be determined as (αx1y1+βx1y2+γx1y3), (ax1y2+bx1y3+cx1y4), (px1y3+qx1y4+rx1y5), . Here, α, β, γ, a, b, c, p, q, and r are constants by which pixel values are multiplied. When α=a=p=-1, β=b=p=2, and γ=c=r=-1, the gradient in the non-measurement direction can be obtained as a feature quantity.
得られた非計測方向の特徴量に対して基底変換を行うことによって新たな特徴量を得てもよい。基底変換の例としては、フーリエ変換を行って位相および振幅を得る方法、主成分分析によって基底を求め、基底変換を行うことで情報量を縮約する方法がある。また、特徴量に対してオフセット値を加算または乗算して新たな特徴量をすることもできる。非計測方向の特徴量に加えて、計測方向の特徴量を使用して、これらに基づいて補正値を決定してもよい。計測方向の波形(画像データ)の任意の点をサンプリングして特徴量として用いてもよく、非計測方向の特徴量と同じように基底変換やオフセット加算、乗算が行える。 A new feature amount may be obtained by performing basis conversion on the obtained feature amount in the non-measurement direction. Examples of basis transformation include a method of obtaining phase and amplitude by performing Fourier transformation, and a method of obtaining basis by principal component analysis and performing basis transformation to reduce the amount of information. Also, a new feature amount can be obtained by adding or multiplying an offset value to the feature amount. In addition to the feature quantities in the non-measurement directions, the feature quantities in the measurement directions may be used to determine the correction values based thereon. An arbitrary point of the waveform (image data) in the measurement direction may be sampled and used as a feature amount, and basis conversion, offset addition, and multiplication can be performed in the same manner as the feature amount in the non-measurement direction.
画像データから特徴量を求める処理は、インプリント装置IMPの制御部110等で実行されてもよい。
The process of obtaining the feature amount from the image data may be executed by the
以下、図5を参照しながら、前述した工程S104(アライメント)において実行される処理を説明する。この処理では、前述のモデルを用いて位置合わせエラー量が算出され、その位置合わせエラー量(補正量)に基づいて、画像データに基づいて求められる計測方向に関する仮位置情報が補正される。 Hereinafter, the processing executed in step S104 (alignment) described above will be described with reference to FIG. In this process, the registration error amount is calculated using the model described above, and the provisional position information regarding the measurement direction obtained based on the image data is corrected based on the registration error amount (correction amount).
工程S301では、インプリント装置IMPの制御部110は、モデル生成装置1007によって生成されたモデルを取得する。なお、モデルの取得は、次工程である工程S302の直前である必要はなく、例えば、前述した工程S102の前などの任意のタイミングでなされてもよい。
In step S<b>301 , the
工程S302では、制御部110は、工程S104においてアライメントスコープ106による撮像によって得られた画像データを取得し、該画像データから少なくとも非計測方向に関する特徴量を抽出あるいは算出する。工程S302における特徴量の抽出あるいは算出方法は、モデル生成装置1007が工程S202で実行する特徴量の抽出あるいは算出方法と同じである。
In step S302, the
工程S303では、制御部110は、工程S301で取得したモデルと、工程S302で抽出あるいは算出した特徴量を用いて、位置合わせエラー量を算出する。例えば、学習にベイズ推定を用いる場合は、工程S301で取得したモデルに対して特徴量を入力し、該モデルから出力された確率分布の期待値を、位置合わせエラー量として取得し、確率分布の分散を、確信度として取得することができる。位置合わせエラー量は、補正値として使用されうる。
In step S303, the
工程S304では、制御部110は、工程S104においてアライメントスコープ106による撮像によって得られた画像データの計測方向に関する光強度分布に基づいて、計測方向に関する計測対象物の位置情報を仮位置情報として求める。この仮位置情報は、画像データの非計測方向に関する特徴量を考慮することなく得られる暫定的な位置情報である。
In step S304, the
工程S305では、制御部110は、工程S304で得られた仮位置情報と、工程S303で得られた非計測方向に関する画像データの特徴量に基づく補正値とに基づいて、計測方向における計測対象物の位置情報を求める。具体的には、制御部110は、工程S304で得られた仮位置情報から工程S303で得られた非計測方向に関する画像データの特徴量に基づく補正値を減じることによって、計測方向における計測対象物の位置情報を求めることができる。
In step S305, the
また、工程S305では、制御部110は、工程S303で得られた確信度または該確信度に基づき算出された値を用いて異常の検知を行う。一例において、制御部110は、確信度が閾値を超えたときに異常と判定する。この異常検知を受けて、インプリント装置IMPは、通常のアライメントとは異なる制御を行うことができる。
In step S305, the
この通常のアライメントとは異なる制御について具体例を挙げて説明する。露光時に、基板のショット領域ごとに、ショット領域内に配置されている1つ以上のアライメントマークの計測値を使用して、型と基板との相対位置を目標相対位置に位置合わせする制御を考える。具体的には、以下の評価式Vが最小になるような目標相対位置sx、sy、θx、θy、βx、βyを求める。 A specific example of the control different from the normal alignment will be described. Consider control for aligning the relative positions of the mold and the substrate with the target relative positions by using the measured values of one or more alignment marks arranged in each shot area of the substrate during exposure. . Specifically, the target relative positions s x , s y , θ x , θ y , β x and β y that minimize the following evaluation formula V are obtained.
ただし、nはアライメントマークの数、iは位置を示す変数であり、1からnまでの整数である。xiおよびyiはそれぞれ、ショット領域におけるアライメントマークの設計上のX方向およびY方向の位置を示す。dxiおよびdyiはそれぞれ、X方向およびY方向のアライメント計測値である。sx、syは、目標相対位置のシフト成分、θx、θyは回転成分、βx、βyは伸び成分を表しており、これらの成分に基づいて、型と基板の少なくとも一方の位置制御が行われる。 However, n is the number of alignment marks, i is a variable indicating the position, and is an integer from 1 to n. x i and y i indicate the designed positions of the alignment marks in the shot area in the X and Y directions, respectively. dx i and dy i are the alignment measurements in the X and Y directions, respectively. s x and s y represent shift components of the target relative position, θ x and θ y represent rotation components, and β x and β y represent elongation components. Position control is performed.
アライメント計測値dxi、dyiに極端に大きい異常値が含まれていると、相対位置の各成分は異常値の影響を強く受けてしまい、正確な値を算出できなくなってしまう。そこで、制御部110は、ショット領域内のマークの確信度を算出し、あるマークの確信度が閾値を下回っていた場合に、そのマークの計測値を使用せずに残りのマークの計測値で相対位置の算出を行う。これにより、異常値の影響を受けない相対位置の算出が可能になる。あるいは、確信度に応じて各マークの計測値に重みwを乗算して目標相対位置を求めることで、閾値を設けずに異常値の影響を小さくすることもできる。この場合の評価式は次式で表される。
If the alignment measurement values dx i and dy i contain an extremely large abnormal value, each component of the relative position is strongly affected by the abnormal value, making it impossible to calculate an accurate value. Therefore, the
また、制御部110は、異常が発見されたときにアライメント制御の時間を延長し、確信度が上昇した場合に正常なアライメントを行うという制御が可能である。これは、インプリント材がパターン部に十分に充填されていないことによってアライメントマーク像が正常に形成されず、異常として検知された場合に有効である。このような場合は、時間が経過するとインプリント材が充填されることがあり、アライメントマーク像が正常に形成されるとともにマークの確信度も上昇する。
In addition, the
以下、本実施形態の検証結果を示す。この検証では、図11のようなショット領域内のX方向のアライメントマーク801、803、805、807とY方向のアライメントマーク802、804、806、808との8個について、位置合わせエラー量の補正を行った。809は、重ね合わせ検査装置で用いるマークである。この検証での各アライメントマークの位置合わせエラー量は、アライメントマークの近傍の重ね合わせ検査マークから得られる重ね合わせ計測結果をもとに算出される。モデルを生成するための学習には、20枚の基板×69個のショット領域のデータを使用し、学習に使用したデータとは異なる6枚の基板×69個のショット領域に対して補正を適用した。アライメントマークの位置および方向について、それぞれ独立に学習と補正を行った。
The verification results of this embodiment are shown below. In this verification, the amount of alignment error was corrected for eight
図12は、補正前と補正後において、全データの位置合わせエラー量の標準偏差を表しており、位置合わせエラー量がどれだけばらついているかを示している。このばらつきを小さくすることが本実施形態の目的であり、グラフから位置合わせエラー量のばらつきが最大で16%程度小さくなっていることが確認できる。 FIG. 12 shows the standard deviation of the alignment error amount of all data before and after correction, and shows how much the alignment error amount varies. The purpose of the present embodiment is to reduce this variation, and it can be confirmed from the graph that the variation in the amount of alignment error is reduced by about 16% at maximum.
図13は、アライメントマーク805の補正前と補正後について、各データの位置合わせエラー量を横に並べて表示したグラフである。例えば、グラフ右側の丸で囲まれた部分を見ると、補正によってばらつきが軽減していることが確認できる。一方、グラフ左側の丸で囲まれた部分を見ると、位置合わせエラー量が飛びぬけて大きくなっており、補正を行っても改善されていないデータが見られる。このデータについて確信度を見ると、他のデータと比べて極端に小さくなっているため、アライメントマークに異常が発生し、正しい計測が行えていないことが確認できる。
FIG. 13 is a graph showing the alignment error amounts of each data before and after correction of the
以上、一実施形態として、インプリント処理の際のインプリント装置IMPの状態を示すデータから算出した補正値をそのショット領域の重ね合わせに適用する例について述べたが、これに限るものではない。例えば、インプリント装置IMPから制御装置1003に補正値を提供し、その後の処理においてその補正値が用いられてもよい。例えば、インプリント処理時のインプリント装置IMPの状態を示す情報から求めた補正値を次のショット領域等の別のショット領域のアライメント時に適用しても構わない。または、補正値を次の基板の同一位置のショット領域のアライメント時に適用しても構わない。
As described above, as an embodiment, an example in which a correction value calculated from data indicating the state of the imprint apparatus IMP during imprint processing is applied to superimposition of the shot areas has been described, but the present invention is not limited to this. For example, a correction value may be provided from the imprint apparatus IMP to the
上述の実施形態では、インプリント中に補正値および確信度を算出する手法について説明したが、これに限るものではない。露光を終えた基板に対して位置合わせ計測の確信度を算出し、異常検知を行っても構わない。 In the above-described embodiment, the method of calculating the correction value and confidence factor during imprinting has been described, but the present invention is not limited to this. Anomaly detection may be performed by calculating the certainty of alignment measurement for a substrate that has been exposed.
また、上述の実施形態では、インプリント装置について説明したが、これに限るものではない。上記したように、例えば、他のリソグラフィ装置、例えば露光装置にも適用可能である。露光装置において、パターンを形成する時のアライメントマーク画像を用いて同様にアライメント位置を補正することが可能である。 Also, in the above-described embodiments, the imprint apparatus has been described, but the present invention is not limited to this. As mentioned above, it is also applicable, for example, to other lithographic apparatus, such as exposure apparatus. In the exposure apparatus, it is possible to similarly correct the alignment position using the alignment mark image when forming the pattern.
また、上述の実施形態では、モデル生成装置により補正値算出のためのモデルの算出(学習)を行う例について述べたが、これに限るものではない。前述したように、モデル生成装置は、インプリント装置または露光装置の制御部や制御装置1003等を用いて(併用して)実現しても構わない。
Further, in the above-described embodiment, an example in which a model generation device calculates (learns) a model for calculating a correction value has been described, but the present invention is not limited to this. As described above, the model generation apparatus may be realized by using (using together) the control unit of the imprint apparatus or the exposure apparatus, the
以上、本実施形態における位置合わせ補正を用いたリソグラフィ方法を説明した。このような補正を用いることでアライメント精度の向上が期待される。 The lithography method using alignment correction according to the present embodiment has been described above. Improvement in alignment accuracy is expected by using such correction.
一方で、アライメント精度は、アライメントスコープ106におけるアライメントマークの撮像における光学パラメータ(例えば、照明波長、σ絞り、NA等のパラメータ。)と、基板表面の段差構造(例えば、露光する回路パターン、前工程で形成された下地回路パターン等によって形成された段差構造。)の関係性によって左右されうる。
On the other hand, the alignment accuracy depends on the optical parameters (for example, parameters such as illumination wavelength, σ stop, NA, etc.) in the imaging of the alignment marks in the
図22および図23を参照して、アライメントスコープ106の光学パラメータおよび段差構造と、アライメント精度との関係性の例を説明する。図22(a)には、一例におけるアライメントマークAMのZ方向から見た平面図が示されている。ここで、計測方向はX方向であり、この場合、アライメントマークAMは、Y方向に延びる1本のマークとして表されている。図22(b)および図22(c)には、このアライメントマークAMのXZ平面に沿う断面図が示されている。アライメントマークAMは、例えば、SiO2等の絶縁材料の中にタングステン等の金属材料が埋め込まれた構造を持ちうる。また、アライメントマークAMの上部には、感光材料であるレジスト2000が塗布されている。このアライメントマークに光を照射して反射光を得ることによってアライメントマーク像を撮像することができる。
An example of the relationship between the optical parameters and the step structure of the
半導体プロセスの中で、基板表面の平坦化する技術として、CMP(Chemical Machanical Polishing)を使用する場合がある。その場合、そのプロセスによって、アライメントマークAMは、ミクロ的には削られることでその形状が変化しうる。図22(b)には、アライメントマークAMの表面形状が理想的な形状に削られた状態(所謂、ディッシング)が示されている。ここで、アライメントマークAMは、Y方向に延びる中心線Cに関して対称な削られ方をしている。しかし、実際のCMP工程では、研磨条件(研磨方向、研磨材料等)により、理想的な状態から逸脱することがある。図22(c)には、その研磨状態が理想から外れた状態が示されている。ここでは、中心線Cに関して非対称に削られ、最下位置がX方向の中心からΔXずれている。 In semiconductor processes, CMP (Chemical Mechanical Polishing) may be used as a technique for flattening a substrate surface. In that case, the shape of the alignment mark AM may be changed by being microscopically scraped by the process. FIG. 22(b) shows a state (so-called dishing) in which the surface shape of the alignment mark AM is ground to an ideal shape. Here, the alignment marks AM are cut symmetrically with respect to the center line C extending in the Y direction. However, in an actual CMP process, the polishing conditions (polishing direction, polishing material, etc.) may deviate from the ideal state. FIG. 22(c) shows a state in which the polished state deviates from the ideal. Here, it is cut asymmetrically with respect to the center line C, and the lowest position is shifted by ΔX from the center in the X direction.
図23(a)には、別の例におけるアライメントマークAMのZ方向から見た平面図が示されている。図22(a)のアライメントマークAMはY方向に延びる1本のマークであったが、図23(a)のアライメントマークAMはY方向に延びる複数のマークである。図23(a)の例では、アライメントマークAMは、Y方向に延びる4本のマークである。図23(b)および図23(c)には、図22(b)および図22(c)と同様の、アライメントマークAMのXZ平面に沿う断面図が示されている。図23(b)および図23(c)の例では、先述したディッシング現象に加え、マークではない部分(マークとマークの間)も削られた状態(所謂、エロージョン)が発生している。図23(b)には、そのような現象が、4本のマークのX方向の中心を通るY方向に延びる中心線Cに関して対称に発生している場合が示されている。一方、図23(c)には、中心線Cに関して非対称なエロージョンが発生した状態が示されている。このエロージョン現象の発生量は、複数本あるアライメントマークAMの密度(例えば線幅、ピッチ)、材料、研磨条件(例えば研磨方向、研磨材料)等によって異なりうる。 FIG. 23(a) shows a plan view of the alignment mark AM in another example as seen from the Z direction. The alignment mark AM in FIG. 22(a) is a single mark extending in the Y direction, but the alignment mark AM in FIG. 23(a) is a plurality of marks extending in the Y direction. In the example of FIG. 23A, the alignment marks AM are four marks extending in the Y direction. 23(b) and 23(c) show cross-sectional views of the alignment mark AM along the XZ plane, similar to FIGS. 22(b) and 22(c). In the examples of FIGS. 23(b) and 23(c), in addition to the aforementioned dishing phenomenon, a state (so-called erosion) occurs in which portions other than marks (between marks) are also scraped away. FIG. 23(b) shows a case where such a phenomenon occurs symmetrically with respect to a center line C extending in the Y direction and passing through the center of the four marks in the X direction. On the other hand, FIG. 23(c) shows a state in which erosion asymmetrical with respect to the center line C occurs. The amount of occurrence of this erosion phenomenon can vary depending on the density (eg, line width, pitch), material, polishing conditions (eg, polishing direction, polishing material) of the plurality of alignment marks AM.
このように非対称な形状をもつアライメントマークに光を照射すると、その反射光の光路と理想的な光路との間に光路差が生じ、計測値に位置合わせエラーが発生してしまう。この光路差による位置合わせエラーは、照射光の波長に依存性を持っている。 When an alignment mark having such an asymmetrical shape is irradiated with light, an optical path difference occurs between the optical path of the reflected light and the ideal optical path, resulting in an alignment error in the measured value. The alignment error due to this optical path difference depends on the wavelength of the irradiation light.
この問題を解決する方法として、互いに異なる波長の光を発生する複数の光源から光を照射する方法が考えられる。それぞれの光源からの光が互いの位置合わせエラーを打ち消しあうように、光源の強度を調整することでエラー量を低減できる。あるいは、広い範囲の波長を持つ光源から光を照射することでエラー量を低減できる。このとき、照射する光源の波長幅を選択することができ、計測対象に対して適切な(すなわち、位置合わせエラー量が小さくなるように)波長幅を選択することができる。適切な強度比および波長幅は、計測対象である基板表面の段差構造によって変わりうる。 As a method of solving this problem, a method of irradiating light from a plurality of light sources that generate light with wavelengths different from each other is conceivable. The amount of error can be reduced by adjusting the intensity of the light sources so that the light from each light source cancels each other's alignment errors. Alternatively, the amount of error can be reduced by irradiating light from a light source having a wide range of wavelengths. At this time, the wavelength width of the light source for irradiation can be selected, and the wavelength width appropriate for the measurement target (that is, the wavelength width can be selected such that the amount of alignment error is reduced). Appropriate intensity ratios and wavelength widths may vary depending on the step structure on the substrate surface to be measured.
また、別の方法として、予めアライメントマークの密度(線幅またはピッチ)、材料、研磨条件(研磨方向、研磨材料)等の条件を変えた複数のアライメントマークを構成しておき、最適な計測値が得られるアライメントマークを選択する方法が挙げられる。これは、アライメントマークの条件自体も前述の光学パラメータとして扱うことが可能であることを意味している。なお、アライメントマークの条件と、検出する方法(明視野、暗視野、モアレ、自己干渉方式等)、波長等の、その他の光学パラメータとの組み合わせの中から最適な条件を選択することも可能である。 As another method, a plurality of alignment marks having different conditions such as alignment mark density (line width or pitch), material, and polishing conditions (polishing direction, polishing material) are formed in advance, and the optimum measurement value is obtained. can be obtained by selecting alignment marks. This means that the alignment mark conditions themselves can also be treated as the aforementioned optical parameters. It is also possible to select the optimum condition from the combination of alignment mark condition, detection method (bright field, dark field, moiré, self-interference method, etc.), wavelength, and other optical parameters. be.
このように、最適な光学パラメータを選択することによって、アライメント精度の向上が見込める。そして、この最適な光学パラメータは、補正を考慮せずに補正前の計測値の最適化を行ったものと、補正込みで考え、補正後の計測値の最適化を行ったもので異なる場合が考えられる。例として、引き続き最適照明波長の選択について考える。前述のとおり、複数の波長を組み合わせることでアライメントマーク形状の非対称性に対してロバストになることが期待される一方で、照射光およびアライメントマーク像の複雑性が高くなることが見込まれる。前述の機械学習による補正を行うことをふまえると、推定対象の複雑性の増加は、エラー量推定モデルの学習に悪影響を及ぼすことが予想される。逆に、単一の波長による計測は非対称性の影響を受けやすいものの、計測光が単純であるため、エラー量の学習及び推定が容易になり、高精度の補正が行えると予想される。つまり、補正を前提に考えると、条件によっては単一波長のほうが良いアライメント精度を得られる場合があると考えられる。 By selecting the optimum optical parameters in this manner, an improvement in alignment accuracy can be expected. These optimal optical parameters may differ depending on whether the measured values are optimized before correction without considering the correction, or when the measured values are optimized after correction with consideration given to the correction. Conceivable. As an example, continue to consider the selection of the optimum illumination wavelength. As described above, combining multiple wavelengths is expected to be robust against alignment mark shape asymmetry, but it is also expected to increase the complexity of the illumination light and alignment mark images. Considering the correction by machine learning described above, an increase in the complexity of the estimation target is expected to adversely affect the learning of the error amount estimation model. Conversely, measurement using a single wavelength is likely to be affected by asymmetry, but since the measurement light is simple, it is expected that learning and estimation of the error amount will be easy, and high-precision correction will be possible. In other words, assuming correction, it may be possible to obtain better alignment accuracy with a single wavelength depending on the conditions.
また、別の例として、計測の分解能は良いものの異常値が発生しやすく安定性が悪いため、通常では採用されないパラメータがあったとする。このとき、アライメント時に異常検知が行えることを前提とすれば、異常値を補正によって適切に除外することで、このパラメータを用いて高い分解能で安定した計測が行えると考えられる。 As another example, it is assumed that there is a parameter that is normally not adopted because the measurement resolution is good but the stability is poor because abnormal values are likely to occur. At this time, assuming that anomaly detection can be performed during alignment, it is considered that by properly excluding anomalous values through correction, stable measurement can be performed with high resolution using this parameter.
以上の例から、補正を考慮せずに選択されたパラメータの下で補正を行うよりも、補正することを前提としてパラメータを最適化し補正を行うことで、より優れたアライメントが行えると考えられる。そこで、本実施形態では、補正を前提とした位置合わせ計測における光学パラメータの最適化を行う。 From the above example, it is considered that better alignment can be performed by optimizing parameters and performing correction on the premise of correction, rather than performing correction under parameters selected without considering correction. Therefore, in the present embodiment, optical parameters are optimized in alignment measurement on the premise of correction.
以下、最適パラメータを決定する手順およびアライメントの補正方法について述べる。基本的なインプリント手順は、図1に示した工程S101~S108と同様である。 The procedure for determining the optimum parameters and the alignment correction method will be described below. The basic imprinting procedure is the same as steps S101 to S108 shown in FIG.
また、図4に示した工程S201~S205による位置合わせエラー量および確信度算出のためのモデル作成も基本的に同様に行われる。前述の工程S204では、同じ露光条件(光学パラメータ)で露光したデータを用いているが、ここでは、最適光学パラメータの決定手順において、複数の光学パラメータで露光されたデータを用いる。各パラメータで別々のモデルを使用し、複数のモデルについて個別に学習してもよい。すなわち、計測装置は、複数の光学パラメータのそれぞれに対応する複数のモデルを備えてもよい。あるいは、計測装置は、全てのパラメータで共通の1つのモデルを使用してもよい。個別のモデルを使用する場合には、工程S202でアライメントマーク像の情報に加えてパラメータの情報を取得し、学習および推定に用いることで、推定精度の向上が見込める。 In addition, model creation for calculating the amount of alignment error and the degree of certainty in steps S201 to S205 shown in FIG. 4 is basically performed in the same manner. In step S204 described above, data exposed under the same exposure conditions (optical parameters) are used, but here, data exposed under a plurality of optical parameters are used in the optimum optical parameter determination procedure. Multiple models may be trained separately, using separate models for each parameter. That is, the measurement device may include multiple models corresponding to multiple optical parameters. Alternatively, the metrology device may use one model common to all parameters. When an individual model is used, in step S202, parameter information is acquired in addition to alignment mark image information, and is used for learning and estimation, thereby improving estimation accuracy.
本実施形態における、位置合わせエラー量(補正値)を算出し補正を行う方法について説明する。制御部110は、画像データの特徴量に基づいて計測のためにアライメントスコープ106に設定されるべき光学パラメータを決定する処理部として機能する。処理部は、複数の光学パラメータ候補のうちから選択された光学パラメータ候補をアライメントスコープ106に適用する。そして処理部は、アライメントスコープ106により撮像された計測対象物の画像データを取得し、該画像データの特徴量を求め、該特徴量についての評価値を求める。処理部はこれを、複数の光学パラメータ候補のそれぞれについて行う。その後、処理部は、各評価値に基づいて光学パラメータを決定する。
A method of calculating an alignment error amount (correction value) and performing correction in this embodiment will be described. The
以下、図24を参照して、この処理の具体例を説明する。図24には、図5の代替として使用されうる工程S104(アライメント)において実行される処理のフローチャートが示されている。工程S2101では、インプリント装置IMPの制御部110は、モデルの学習に使用した複数の光学パラメータの中から、使用する光学パラメータを選択し、複数のモデルの中から、選択した光学パラメータに対応するモデルを取得する。工程S2102では、制御部110は、工程S104においてアライメントスコープ106による撮像によって得られた画像データを取得し、該画像データから少なくとも非計測方向に関する特徴量を抽出あるいは算出する。工程S302における特徴量の抽出あるいは算出方法は、モデル生成装置1007が工程S202で実行する特徴量の抽出あるいは算出方法と同じである。
A specific example of this processing will be described below with reference to FIG. FIG. 24 shows a flow chart of processing executed in step S104 (alignment) that can be used as an alternative to FIG. In step S2101,
工程S2103では、制御部110は、工程S2101で取得したモデルと、工程S2102で抽出あるいは算出した特徴量を用いて、位置合わせエラー量(補正値)、確信度、および評価値を算出する。例えば、学習にベイズ推定を用いる場合は、工程S2101で取得したモデルに対して特徴量を入力し、該モデルから出力された確率分布の期待値を位置合わせエラー量として取得し、確率分布の分散を確信度として取得することができる。位置合わせエラー量は、補正値として使用されうる。評価値の算出方法については後述する。
In step S2103, the
工程S2104では、制御部110は、全ての光学パラメータについての位置合わせエラー量、確信度、および評価値の算出が終了したか否かを判定する。これらの算出が終了していなければ、他の光学パラメータについての位置合わせエラー量、確信度、および評価値の算出のために、処理は工程S2101に戻る。これらの算出が終了した場合には、処理は工程S2105に進む。
In step S2104,
工程S2105では、制御部110は、それぞれの光学パラメータの評価値を比較し、最良の評価値を持つ光学パラメータを選択する。そして、制御部110は、選択した光学パラメータを用いたアライメントスコープ106による撮像によって得られた画像データの計測方向に関する光強度分布に基づいて、計測方向に関する計測対象物の位置情報を仮位置情報として求める。この仮位置情報は、画像データの非計測方向に関する特徴量を考慮することなく得られる暫定的な位置情報である。
In step S2105,
工程S2106では、制御部110は、工程S2105で得られた仮位置情報と、工程S2103で得られた非計測方向に関する画像データの特徴量に基づく補正値とに基づいて、計測方向における計測対象物の位置情報を求める。具体的には、制御部110は、工程S2105で得られた仮位置情報から工程S2103で得られた非計測方向に関する画像データの特徴量に基づく補正値を減じることによって、計測方向における計測対象物の位置情報を求めることができる。
In step S2106, the
以上の実施形態では、インプリント中に最適な光学パラメータを決定しそれをショットの重ね合わせに適用する例について述べたが、これに限るものではない。あるショット領域について決定された光学パラメータを次のショット領域等の別ショット領域および/または別基板のショット領域に対する光学パラメータとして使用し、計測および補正を行うようにしてもよい。この場合、別ショット領域や別基板のショット領域では、先述のように複数の光学パラメータの中から最適な光学パラメータを選択する処理を必ずしも行う必要はない。 In the above embodiments, the example of determining the optimum optical parameter during imprinting and applying it to shot superimposition has been described, but the present invention is not limited to this. Optical parameters determined for a certain shot area may be used as optical parameters for other shot areas such as the next shot area and/or shot areas of another substrate for measurement and correction. In this case, it is not always necessary to perform the process of selecting the optimum optical parameter from the plurality of optical parameters as described above in the separate shot area or the shot area on the separate substrate.
また、本実施形態では、インプリント中に最適な光学パラメータを決定したが、インプリント後に最適な光学パラメータを決定し、それを、別ショット領域および/または別基板のショット領域の光学パラメータとして使用してもよい。この場合、インプリント中に複数の光学パラメータの中から最適な光学パラメータを選択する必要はない。例えば、ショット領域や基板ごとにパラメータを切り替えてデータを取得し、それらのデータから最適パラメータを決定してもよい。 Also, in the present embodiment, the optimum optical parameters are determined during imprinting, but the optimum optical parameters are determined after imprinting and used as the optical parameters for another shot region and/or another substrate shot region. You may In this case, there is no need to select the optimum optical parameter among multiple optical parameters during imprinting. For example, parameters may be switched for each shot area or substrate to obtain data, and optimum parameters may be determined from the data.
最後に評価値の例を述べる。単純な例として、モデルが求めた確信度を評価値として使用することできる。前述のとおり、確信度は推定した位置合わせエラー量が高精度であると確信することができる度合い示す指標である。この確信度に基づいて、最も精度よく補正できていると予想されるパラメータを最適パラメータとして決定することができる。 Finally, an example of evaluation values will be described. As a simple example, a model-determined confidence can be used as an evaluation value. As described above, the confidence factor is an index that indicates the degree of confidence that the estimated registration error amount is highly accurate. Based on this certainty, a parameter that is expected to be corrected with the highest accuracy can be determined as the optimum parameter.
別の例として、推定された位置合わせエラー量の大きさを評価値とすることができる。推定された位置合わせエラー量が小さいということは、精度良く計測できていると予想できるため、推定された位置合わせエラー量が最も小さいパラメータを最適パラメータとして決定することができる。 As another example, the magnitude of the estimated registration error amount can be used as the evaluation value. If the estimated amount of registration error is small, it can be expected that the measurement has been performed with high accuracy. Therefore, the parameter with the smallest estimated amount of registration error can be determined as the optimum parameter.
また、インプリント後に最適パラメータを求める場合では、インプリントを終えたショット領域の重ね合わせ検査装置による測定を行うことができる。各パラメータの位置合わせエラー量の実測値を算出し、推定した位置合わせエラー量と実測値との乖離を評価値として算出してもよい。これにより、実測値との乖離が最も小さいパラメータを最適パラメータとして決定することができる。 In addition, when the optimum parameters are obtained after imprinting, the shot area after imprinting can be measured by the overlay inspection apparatus. An actual measurement value of the registration error amount of each parameter may be calculated, and the deviation between the estimated registration error amount and the actual measurement value may be calculated as the evaluation value. As a result, the parameter with the smallest deviation from the measured value can be determined as the optimum parameter.
以上の実施形態によれば、アライメント計測誤差低減、異常アライメントマークの除外制御、および、露光条件の最適パラメータの決定を行うことができ、これらによってアライメント精度が向上する。 According to the above embodiments, it is possible to reduce alignment measurement errors, control exclusion of abnormal alignment marks, and determine optimal parameters for exposure conditions, thereby improving alignment accuracy.
<第2実施形態>
図17には、第2実施形態に係る露光装置EPの構成が模式的に示されている。露光装置EPは、照明装置1800、レチクル1031(原版)を載置するレチクルステージRS、投影光学系1032、基板1003を載せる基板ステージWS、計測装置1802、演算処理部1400を備えうる。基板ステージWS上には基準プレート1039が配置される。制御部1803は、照明装置800、レチクルステージRS、基板ステージWS、計測装置1802と電気的に接続され、これらを制御する。制御部1803は、本実施形態では、計測装置1802が基板1003の表面高さ位置の計測値の補正演算および制御も行いうる。制御部1803は、例えば、FPGAなどのPLD、又は、ASIC、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。例えば、制御部1803は、プロセッサ1803aと、プログラムおよびデータを記憶する記憶部1803bとを含みうる。
<Second embodiment>
FIG. 17 schematically shows the configuration of the exposure apparatus EP according to the second embodiment. The exposure apparatus EP can include an
照明装置1800は、光源ユニット1810と照明光学系1801とを含み、転写用の回路パターンが形成されたレチクル1031を照明する。照明光学系1801は、レチクル1031を均一に照明する機能や、偏向照明機能を有しうる。光源ユニット1810は、例えば、レーザーを使用する。レーザーは、波長約193nmのArFエキシマレーザー、波長約248nmのKrFエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されない。例えば、波長約157nmのF2レーザーや波長20nm以下のEUV(Extreme ultraviolet)光を使用してもよい。
The
照明光学系1801は、光源ユニット1810から射出した光束を用いて被照明面を照明する光学系であり、本実施形態では、光束を露光に最適な所定の形状の露光スリットに成形し、レチクル1031を照明する。照明光学系1801は、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレータ、絞り等を含みうる。これらは例えば、光源側から、コンデンサレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサレンズ、スリット、結像光学系の順で配置される。
An illumination
レチクル1031は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージRSに支持及び駆動されている。レチクル1031から発せられた回折光は、投影光学系1032を通り、基板1003上に投影される。レチクル1031と基板1003とは、光学的に共役の関係に配置される。レチクル1031と基板1003を縮小倍率比の速度比で走査することによりレチクル1031のパターンが基板1003上に転写される。なお、露光装置EPには、不図示の光斜入射系のレチクル検出装置が設けられており、レチクル1031は、レチクル検出装置によって位置が検出され、所定の位置に配置されうる。
The
レチクルステージRSは、不図示のレチクルチャックを介してレチクル1031を支持し、不図示の移動機構に接続されている。移動機構は、リニアモータなどで構成され、複数の自由度(例えば、X、Y、θZの3軸、好ましくは、X、Y、Z、θX、θY、θZの6軸)を持ち、レチクルステージRSを駆動することでレチクル1031を移動させることができる。
The reticle stage RS supports a
投影光学系1032は、物体面からの光束を像面に結像する機能を有し、本実施形態では、レチクル1031に形成されたパターンを経た回折光を基板1003上に結像する。投影光学系1032には、複数のレンズ素子からなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系(カタディオプトリック光学系)、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォーム等の回折光学素子とを有する光学系等が使用できる。
The projection
基板1003は、被処理体であり、フォトレジストが基板上に塗布されている。なお、本実施形態では、基板1003は、計測装置1802によって基板1003上のマーク1032の位置が検出される被検出体である。また、基板1003は、不図示の面位置検出装置によって基板1003の面位置が検出される被検出体である。なお、基板1003は、液晶基板やその他の被処理体であってもよい。
A
基板ステージWSは、不図示の基板チャックによって基板1003を支持する。基板ステージWSは、レチクルステージRSと同様に、リニアモータ等で構成され、複数の自由度(例えば、X、Y、θZの3軸、好ましくは、X、Y、Z、θX、θY、θZの6軸)を持ち、基板1003を移動させる。また、レチクルステージRSの位置と基板ステージWSの位置は、例えば、6軸のレーザー干渉計1081などにより監視され、ステージ制御部1804により、両者は一定の速度比率で駆動される。
The substrate stage WS supports the
図18Aには、計測装置1802の構成例が示されている。計測装置1802は、光ファイバ1061から射出された光を基板1003に照明する照明系と、基板1003上に設けられたマーク1072の像を結像する結像系とを含みうる。照明系は、照明光学系1062、1063、1065、照明開口絞り1064、ミラーM2、リレーレンズ1067、偏光ビームスプリッタ1068、λ/4板1070、対物光学系1071を含みうる。結像系は、対物光学系1071、λ/4板1070、検出開口絞り1069、偏光ビームスプリッタ1068、結像光学系1074を含み、マーク1072からの反射光を撮像センサ1075に結像するように構成されている。計測装置1802は、レーザー干渉計1081によって計測された基板ステージWSの位置情報と、マーク1072について検出した信号波形とに基づいて、マーク1072の座標位置を求める。
FIG. 18A shows a configuration example of the
計測装置1802において、光ファイバ1061から射出された光は、照明光学系1062、1063を通り、基板1003と共役な位置に配置された照明開口絞り1064に到達する。このとき、照明開口絞り1064での光束径は光ファイバ1061での光束径よりも十分に小さいものとなる。照明開口絞り1064を通過した光は、照明光学系1065、ミラーM2、リレーレンズ1067を通って偏光ビームスプリッタ1068に導かれる。偏光ビームスプリッタ1068において、Y方向に平行なP偏光の光が透過され、X方向に平行なS偏光の光が反射される。このため、偏光ビームスプリッタ1068を透過したP偏光の光は、検出開口絞り1069を介してλ/4板1070を透過して円偏光に変換され、対物光学系1071を通って基板1003上に形成されたマーク1072をケーラー照明する。
In the
マーク1072で反射、回折、散乱された光は、再度、対物光学系1071を通った後、λ/4板1070を通過して円偏光からS偏光に変換され、検出開口絞り1069に到達する。ここで、マーク1072で反射された光の偏光状態は、マーク1072に照射された円偏光の光とは逆回りの円偏光となる。すなわち、マーク1072に照射された光の偏光状態が右回りの円偏光の場合、マーク1072で反射された光の偏光状態は左回りの円偏光となる。また、検出開口絞り1069は、制御部1803からの命令で絞り量を変えることにより、マーク1072からの反射光の開口数を切り替える。検出開口絞り1069を通過した光は、偏光ビームスプリッタ1068で反射された後、結像光学系74を介して撮像センサ75に導かれる。したがって、偏光ビームスプリッタ1068によって基板1003への照明光の光路と基板1003からの反射光の光路が分離され、基板1003上に設けられたマーク1072の像が撮像センサ75上に形成される。
The light reflected, diffracted, and scattered by the
光ファイバ1061は、別置きのハロゲンランプ、メタルハライドランプ、プラズマ光源、LED等によって構成される光源1050から導光している。この光源1050と光ファイバ1061との間には、透過させる波長を可変とする波長フィルタ51が配置されている。波長フィルタ51は、マーク1072を観察した際に得られる画像の品質(例えば、後述するコントラストや計測騙され)に基づいて選択された波長帯を通過させるように構成されている。
The
照明開口絞り1064は、不図示の切替機構(例えば回転機構)を有しており、透過する光源分布の形状を変更可能としている。例えば、照明開口絞り1064は、開口部の大きさ(所謂、照明σ値)を選択的に変更でき、変形照明等が可能となっている。また、開口部の形状によっても、後述するようにマーク1072の画像の品質を変えることが可能である。照明開口絞り1064は、例えば図18Bに示すような4つの開口部1055a、1055b、1055c、1055dが円盤に形成されており、円盤が回転することで、これら4つの開口部のうちのいずれかが光軸上に配置される。こうして、光軸上に配置する開口部を選択することにより、照明状態が変更可能である。なお、照明状態を変形させるための機構はこの例で示したものに限定されず、様々が形状や組み合わせによって、同様な効果が得られることは当業者であれば、容易に想到されるであろう。
The
上記のように、波長、照明開口絞り1064、検出開口絞り1069等の光学パラメータを変更することで、マーク1072の画像の品質を変更可能である。図19および図20を参照して、その例について説明する。
As described above, by changing optical parameters such as wavelength,
図19は、マーク1072の例をXY平面内で示している。マーク1072は、X方向に並ぶ2本のマーク1052X1および1052X2と、Y方向に並ぶ2本のマーク1052Y1および1052Y2とを含む。計測装置1802によるマーク1072に対する計測は、CMP、エッチング、レジストの塗布ムラ等のプロセス影響によって、計測誤差を発生する可能性がある。特にこのような2方向の計測を行うためのマークの場合、計測方向に限らず、計測方向ではない方向に対しても、後述するマーク形状の非対称性を生じる可能性がある。
FIG. 19 shows an example of
図20(A)は、図19に示したマーク1072のうちの1つのマーク(例えばマーク1052X2)だけに着目し、該マークの断面(ZX断面)を示している。このマークは段差構造1054を有し、その上にレジスト1053が塗布されている。レジスト1053は一般には、基板に対してスピンコートにより液体のレジストが塗布される。マークに液体のレジスト1053が塗布されると、段差構造1054に対して非対称に塗布されてしまう可能性がある。こうした非対称な状態にレジストが塗布された場合、観察されるアライメント画像も非対称になってしまうため、計測騙されが発生してしまう。
FIG. 20A shows only one mark (for example, mark 1052X2) of the
図20(B)~(E)には、マーク画像の信号波形の例が示されている。ここで、横軸はX方向の位置を表し、縦軸は信号強度を表している。図20(B)は、光学パラメータ(照明光の波長、照明σ値)がそれぞれ所定の値に設定されたときの信号波形である。この信号波形においてはマークエッジにおける信号強度差が小さく、コントラストが低い状態である。このようにコントラストが低い場合、計測精度が低下するため、制御部1803は、コントラストを強調させるように光学パラメータを変更する。図20(C)は、図20(B)の信号波形が得られたときの光学パラメータのうち照明光の波長を変更して取得したマーク画像の信号波形である。この信号波形においてはマークエッジにおける信号強度差が増幅されているものの、レジスト1053の塗布状態が非対称であるため、左右のマークエッジ間の信号強度が非対称になってしまい、計測誤差が発生する。
FIGS. 20B to 20E show examples of signal waveforms of mark images. Here, the horizontal axis represents the position in the X direction, and the vertical axis represents the signal intensity. FIG. 20B shows signal waveforms when the optical parameters (wavelength of illumination light, illumination σ value) are set to predetermined values. In this signal waveform, the signal intensity difference at the mark edge is small and the contrast is low. When the contrast is low like this, the measurement accuracy is lowered, so the
図20(D)は、図20(C)の信号波形が得られたときの光学パラメータのうち照明σ値を小さな値に変更して取得したマーク画像の信号波形である。照明σ値を小さくすることで、左右のマークエッジ間の信号強度の対称性を維持したままマークエッジでの信号強度差が増幅されてコントラストが強調されている。この現象は、マーク1072のフォーカス位置を変化させることによって調整が可能である。具体的には、マーク1072のフォーカス位置を変化させることで、コントラストを強調する量や強調が発生するX方向の位置等を変更することができる。したがって、計測装置1802は、計測条件(コントラスト、計測騙され等)に応じて最適なフォーカス位置で計測を行うことができる。
FIG. 20D shows the signal waveform of the mark image acquired by changing the illumination σ value to a small value among the optical parameters when the signal waveform of FIG. 20C is obtained. By decreasing the illumination σ value, the contrast is enhanced by amplifying the signal intensity difference at the mark edge while maintaining the symmetry of the signal intensity between the left and right mark edges. This phenomenon can be adjusted by changing the focus position of the
図20(E)は、図20(B)の信号波形が得られたときの光学パラメータのうち照明光の波長を大きな値に変更して取得したマーク画像の信号波形である。マークの上にはレジスト1053が塗布されているため、段差構造1054における凹部と凸部の干渉条件が異なっており、大きくその位相差が発生する場合、凹部の信号強度と凸部の信号強度の関係が変化する。本例の単純な段差マークではなく、実際の半導体プロセスで用いられるマークにおいては、照明光の波長を変更することで発生するコントラストの変化は、より顕著な変化を伴う場合が多い。いずれにしても、マークに応じて波長を変更することで、得られるマーク画像の様子は異なってくる。工程S2103(図24参照)では、制御部1803は、この非対称の信号の特徴量を用いて、それぞれの位置合わせ計測の補正値、確信度、最適光学パラメータを算出する。
FIG. 20(E) shows the signal waveform of the mark image acquired by changing the wavelength of the illumination light among the optical parameters when the signal waveform of FIG. 20(B) is obtained to a larger value. Since the resist 1053 is applied on the mark, the interference conditions between the concave portion and the convex portion in the stepped
図21(A)は、図19に示したマーク1072におけるマーク1052X1だけに着目して、レジストを塗布したマークの平面図(XY平面図)である。マークは段差構造1054を有し、その上にレジスト1053が塗布されている。レジスト1053は一般には、基板に対してスピンコートにより液体のレジストが塗布される。マークに液体のレジスト1053が塗布されると、段差構造1054に対して、計測方向と同様に、非計測方向(この図ではY方向)にも非対称に塗布されてしまう可能性がある。こうした非対称な状態にレジストが塗布された場合、観察されるアライメント画像の非計測方向のエッジ形状も非対称になってしまう。この非対称性の程度は計測方向の非対称の程度と類似しており、計測方向の計測誤差の大きさに対応するものとなる。このように、非計測方向を横軸(この図ではX軸)方向に積算して得られる信号の強度は、レジストが均一に塗布された場合には一定となるが、不均一に塗布された場合は変化が大きくなる。したがって、非計測方向に積算して得られる信号の強度は、レジストの塗布状態のむら、すなわち非対称性の程度を、よりはっきりと判別できる特徴量であるといえる。
FIG. 21A is a plan view (XY plan view) of a mark coated with resist, focusing only on mark 1052X1 in
図21(B)~(E)には、マーク画像の非計測方向に積算して得られる信号強度の波形の例が示されている。ここで、縦軸はY方向の位置を表し、横軸は信号強度を表している。図21(B)は、光学パラメータ(照明光の波長、照明σ値)がそれぞれ所定の値に設定されたときの信号波形である。この信号波形においては信号強度(コントラスト)が低い状態になっている。このように信号強度が低い場合、計測精度が低下するため、制御部1803は、信号強度を増加させるように光学パラメータを変更する。図21(C)は、図21(B)の信号波形が得られたときの光学パラメータのうち照明光の波長を変更して取得したマーク画像の信号波形である。この信号波形においては信号強度が増幅されているものの、レジストの非対称な塗布状態による信号強度の変化が強調されており、この状態では計測誤差が発生する。
FIGS. 21B to 21E show examples of waveforms of signal intensities obtained by integrating the mark image in the non-measurement direction. Here, the vertical axis represents the position in the Y direction, and the horizontal axis represents the signal intensity. FIG. 21B shows signal waveforms when the optical parameters (wavelength of illumination light, illumination σ value) are set to predetermined values. This signal waveform has a low signal intensity (contrast). When the signal intensity is low in this way, the measurement accuracy is degraded, so the
図21(D)は、図20(C)の信号波形が得られたときの光学パラメータのうち照明σ値を小さな値に変更して取得したマーク画像の信号波形である。照明σ値を小さくすることで、マークエッジの部分で信号強度が強調されコントラストを増加させることができる。この現象は、マーク1072のフォーカス位置を変化させることによって調整が可能である。具体的には、マーク1072のフォーカス位置を変化させることで、コントラストを強調する量や強調が発生するX方向の位置等を変更することができる。したがって、計測装置1802は、計測条件(コントラスト、計測騙され等)に応じて最適なフォーカス位置で計測を行うことができる。フォーカス位置が適切に調整された状態ではレジストの非対称性の影響が少なくなり、得られる信号強度の変化が小さくなり、アライメントに適した状態になりうる。
FIG. 21D shows the signal waveform of the mark image acquired by changing the illumination σ value to a small value among the optical parameters when the signal waveform of FIG. 20C is obtained. By decreasing the illumination σ value, the signal intensity is emphasized at the mark edge portion, and the contrast can be increased. This phenomenon can be adjusted by changing the focus position of the
図21(E)は、図21(B)の信号波形が得られたときの光学パラメータのうち照明光の波長を大きな値に変更して取得したマーク画像の信号波形である。マークの上にはレジスト1053が塗布されているため、凹部と凸部の干渉条件が異なっており、大きくその位相差が発生する場合、凹部の信号強度と凸部の信号強度の関係が変化する。図21(E)の信号波形は図21(D)の信号波形に比べわずかながら変化が大きくなっている。本例の単純な段差マークではなく、実際の半導体プロセスで用いられるマークにおいては、照明光の波長を変更することで発生する非計測方向の信号の変化は、より顕著に変化を伴う場合が多い。いずれにしても、マークに応じて波長を変更することで、得られるマークの画像の様子は異なってくる。工程S2103(図24参照)では、制御部1803は、この非計測方向の信号強度の特徴量を用いて、それぞれの位置合わせ計測の補正値、確信度、最適光学パラメータを算出する。
FIG. 21(E) shows the signal waveform of the mark image acquired by changing the wavelength of the illumination light among the optical parameters when the signal waveform of FIG. 21(B) is obtained to a large value. Since the resist 1053 is applied on the mark, the interference conditions between the concave portion and the convex portion are different, and if the phase difference is large, the relationship between the signal intensity of the concave portion and the signal intensity of the convex portion changes. . The signal waveform of FIG. 21(E) has a slightly larger change than the signal waveform of FIG. 21(D). In marks used in the actual semiconductor process, not the simple step marks in this example, the change in the signal in the non-measurement direction caused by changing the wavelength of the illumination light is often accompanied by a more pronounced change. . In any case, by changing the wavelength according to the mark, the appearance of the obtained mark image will be different. In step S2103 (see FIG. 24), the
<物品製造方法の実施形態>
本発明の実施形態に係る物品製造方法は、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。本実施形態の物品製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程(基板を露光する工程)と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。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 article manufacturing method>
INDUSTRIAL APPLICABILITY The article manufacturing method according to the embodiment of the present invention is suitable for manufacturing articles such as microdevices such as semiconductor devices and elements having fine structures. The method for manufacturing an article according to the present embodiment includes a step of forming a latent image pattern on a photosensitive agent applied to a substrate using the above exposure apparatus (a step of exposing the substrate), and and developing the substrate. In addition, such manufacturing methods include other well-known steps (oxidation, deposition, deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.). The article manufacturing method of the present embodiment is advantageous in at least one of article performance, quality, productivity, and production cost compared to conventional methods.
インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。 A pattern of a cured product formed using an imprint apparatus is used permanently on at least a part of various articles, or temporarily used when manufacturing various articles. Articles are electric circuit elements, optical elements, MEMS, recording elements, sensors, molds, or the like. Examples of electric circuit elements include volatile or nonvolatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, and semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensors, and FPGA. Examples of the mold include imprint molds and the like.
硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。 The pattern of the cured product is used as it is or temporarily used as a resist mask as at least a part of the article. After etching, ion implantation, or the like in the substrate processing step, the resist mask is removed.
次に、物品製造方法について説明する。図25の工程SAでは、絶縁体等の被加工材2zが表面に形成されたシリコン基板等の基板1zを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材2zの表面にインプリント材3zを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材3zが基板上に付与された様子を示している。
Next, an article manufacturing method will be described. In step SA of FIG. 25, a
図25の工程SBでは、インプリント用の型4zを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材3zに向け、対向させる。図25の工程SCでは、インプリント材3zが付与された基板1zと型4zとを接触させ、圧力を加える。インプリント材3zは型4zと被加工材2zとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型4zを介して照射すると、インプリント材3zは硬化する。
In step SB of FIG. 25, the
図25の工程SDでは、インプリント材3zを硬化させた後、型4zと基板1zを引き離すと、基板1z上にインプリント材3zの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材3zに型4zの凹凸パターンが転写されたことになる。
In step SD of FIG. 25, after the
図25の工程SEでは、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材2zの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝5zとなる。図25の工程SFでは、硬化物のパターンを除去すると、被加工材2zの表面に溝5zが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。
In step SE of FIG. 25, when etching is performed using the pattern of the cured product as an anti-etching mask, portions of the surface of the
(他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments)
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or apparatus reads and executes the program. It can also be realized by processing to It can also be implemented by a circuit (for example, ASIC) that implements one or more functions.
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the claims are appended to make public the scope of the invention.
IMP:インプリント装置、S:基板、M:型、110:制御部、102:基板保持部、105:基板駆動機構、121:型保持部、122:型駆動機構、1007:モデル生成装置 IMP: imprint apparatus, S: substrate, M: mold, 110: control unit, 102: substrate holding unit, 105: substrate driving mechanism, 121: mold holding unit, 122: mold driving mechanism, 1007: model generation device
Claims (20)
前記計測対象物を撮像して画像データを生成するスコープと、
前記画像データの特徴量を求め、該特徴量に基づいて前記計測のために前記スコープに設定されるべき光学パラメータを決定する処理部と、
を有することを特徴とする計測装置。 A measuring device for measuring position information of a measurement object,
a scope that captures an image of the object to be measured and generates image data;
a processing unit that obtains a feature amount of the image data and determines an optical parameter to be set in the scope for the measurement based on the feature amount;
A measuring device comprising:
複数の光学パラメータ候補のうちから選択された光学パラメータ候補を前記スコープに適用して該スコープにより撮像された前記計測対象物の画像データを取得し、該画像データの特徴量を求め、該特徴量についての評価値を求めることを、前記複数の光学パラメータ候補のそれぞれについて行い、
各評価値に基づいて前記光学パラメータを決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の計測装置。 The processing unit is
applying an optical parameter candidate selected from among a plurality of optical parameter candidates to the scope to obtain image data of the object to be measured captured by the scope, obtaining a feature amount of the image data, and obtaining the feature amount obtaining an evaluation value for each of the plurality of optical parameter candidates;
determining the optical parameter based on each evaluation value;
The measuring device according to claim 1, characterized by:
前記画像データに基づいて前記計測対象物の仮位置情報を求め、
前記特徴量に基づく補正値に基づいて前記仮位置情報を補正することにより、前記位置情報を決定する、
ことを特徴とする請求項2または3に記載の計測装置。 The processing unit is
Obtaining temporary position information of the measurement object based on the image data;
determining the position information by correcting the provisional position information based on a correction value based on the feature quantity;
4. The measuring device according to claim 2 or 3, characterized in that:
前記処理部は、前記モデルから出力された確率分布の期待値を前記補正値として求め、前記確率分布の分散を前記確信度として求める、
ことを特徴とする請求項13に記載の計測装置。 The machine learning is performed using Bayesian inference,
The processing unit obtains the expected value of the probability distribution output from the model as the correction value, and obtains the variance of the probability distribution as the confidence factor.
14. The measuring device according to claim 13, characterized by:
前記処理部は、前記複数のモデルの中から、前記複数の光学パラメータのうち選択した光学パラメータに対応するモデルを取得する、
ことを特徴とする請求項7から14のいずれか1項に記載の計測装置。 having multiple models corresponding to each of the multiple optical parameters,
The processing unit acquires a model corresponding to an optical parameter selected from the plurality of optical parameters, from among the plurality of models.
The measuring device according to any one of claims 7 to 14, characterized in that:
前記基板と原版との相対位置を計測するように構成された請求項1から18のいずれか1項に記載の計測装置を備え、
前記計測装置の出力に基づいて前記基板と前記原版とのアライメントを実行する、
ことを特徴とするリソグラフィ装置。 A lithographic apparatus for transferring a pattern of an original onto a substrate,
The measuring device according to any one of claims 1 to 18 configured to measure the relative position between the substrate and the original,
aligning the substrate and the original based on the output of the measurement device;
A lithographic apparatus characterized by:
前記転写工程を経た前記基板を処理する処理工程と、を含み、
前記処理工程を経た前記基板から物品を得ることを特徴とする物品製造方法。 a transfer step of transferring a pattern onto a substrate using a lithographic apparatus according to claim 19;
a processing step of processing the substrate that has undergone the transfer step;
A method for manufacturing an article, comprising obtaining an article from the substrate that has undergone the treatment step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021052172A JP2022149848A (en) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Measurement device, lithographic apparatus, and article manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021052172A JP2022149848A (en) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Measurement device, lithographic apparatus, and article manufacturing method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022149848A true JP2022149848A (en) | 2022-10-07 |
Family
ID=83465587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021052172A Pending JP2022149848A (en) | 2021-03-25 | 2021-03-25 | Measurement device, lithographic apparatus, and article manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022149848A (en) |
-
2021
- 2021-03-25 JP JP2021052172A patent/JP2022149848A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5412528B2 (en) | Inspection method, inspection system, substrate, and mask | |
US10133191B2 (en) | Method for determining a process window for a lithographic process, associated apparatuses and a computer program | |
KR102219780B1 (en) | Lithographic apparatus with data processing apparatus | |
US11249404B2 (en) | System and method for measurement of alignment | |
CN108292108A (en) | Measure target, method and apparatus, computer program and lithography system | |
TW201633190A (en) | Process window identifier | |
TWI519904B (en) | Sensor system, control system, lithographic apparatus and pattern transferring method | |
WO2018015181A1 (en) | Method of predicting patterning defects caused by overlay error | |
JP2019509629A (en) | Method for measuring structure, inspection apparatus, lithography system, and device manufacturing method | |
TW201830160A (en) | Method of measuring a parameter of a device manufacturing process, metrology apparatus, substrate, target, device manufacturing system, and device manufacturing method | |
WO2017050503A1 (en) | A method and apparatus for determining at least one property of patterning device marker features | |
US10481507B2 (en) | Measurement method comprising in-situ printing of apparatus mark and corresponding apparatus | |
KR20090098741A (en) | Exposure method, exposure apparatus, and method of manufacturing device | |
JP2022068832A (en) | Processing device, measurement device, lithography device, article manufacturing method, model, processing method, measurement method, generation method and computer | |
CN108139695B (en) | Device with sensor and method for performing target measurement | |
JP2022149848A (en) | Measurement device, lithographic apparatus, and article manufacturing method | |
TW201835677A (en) | Methods of determining corrections for a patterning process, device manufacturing method, control system for a lithographic apparatus and lithographic apparatus | |
US20230185208A1 (en) | Measurement apparatus, lithography apparatus, and article manufacturing method | |
CN108292111B (en) | Method and apparatus for processing a substrate in a lithographic apparatus | |
US20220130028A1 (en) | Processing apparatus, measurement apparatus, lithography apparatus, method of manufacturing article, model, processing method, measurement method, generation method, and generation apparatus | |
TWI825415B (en) | Method for optimizing a sampling scheme and associated apparatuses | |
TWI820885B (en) | Computer program comprising processor readable instructions | |
CN117970750A (en) | Metrology method and lithographic method, lithographic unit and computer program | |
CN117882011A (en) | Method of monitoring a lithographic process and related apparatus | |
KR20220029448A (en) | Measurement apparatus that measures position information of measurement target in predetermined direction |