JP2023124595A - 検出方法、検出装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 マーク検出の精度の低下を抑制する検出方法を提供すること。【解決手段】 検出方法は、第１検出部及び第２検出部を有する検出装置を用いてマークを検出する検出方法であって、前記第２検出部を移動する移動工程と、前記移動工程の後に前記第１検出部によりマークを検出する検出工程と、前記第２検出部の移動に関する情報を用いて前記第１検出部により検出された前記マークの計測値を補正する補正工程と、を有する。【選択図】 図８

Description

本発明は、検出方法、検出装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。

近年、半導体集積回路の高集積化および微細化により、基板上に形成されるパターンの線幅は非常に小さいものとなってきている。これに伴って、基板上にパターンを形成するリソグラフィ工程では更なる微細化が要求されている。

露光装置等のリソグラフィ装置では、基板上の予め定められた領域（パターン領域）にパターンを形成する。このため、パターンの微細化の要求を満たすためには、基板の位置を精度良く位置合わせすることが重要なポイントとなる。

従来、パターン形成に先立って、基板上のパターン領域付近に形成されているマークの位置を計測し、パターン領域の配列を求めて位置合わせをする方法（グローバルアライメント）が実施されている。グローバルアライメントにおいて、基板の位置合わせ精度を向上させるために、計測対象のマークの数を増やして統計処理を行うことにより位置合わせ精度を向上させる方法が知られている。しかし、マークの計測に要する時間が増大するため、スループットが低下するという問題があった。これに対して、マークの数の増加と計測時間の短縮を両立させるために、複数の検出部を用いて基板上の複数のマークを検出する技術が提案されている。

特許文献１には、移動可能な複数の検出部について、同一のマークを位置合わせして、計測結果に基づいて複数の検出部の補正値を求める方法が記載されている。これにより、複数の検出部の性能の違いに起因する計測位置のずれが補正され、基板上の複数のマークを効率的かつ高精度に計測できるとしている。

特開２００９－５４７３６号公報

特許文献１に記載されているような移動可能な検出部は、検出部を所定の位置に移動して位置合わせされた後にマークの検出を行う。しかし、検出部が位置合わせされたとしても、他の検出部の移動の影響を受けて検出部の位置が位置合わせされた位置から変化することがある。検出部の位置が変化すると、検出部による検出結果に誤差が生じて、マークの検出精度が低下する可能性がある。

本発明は、マーク検出の精度の低下を抑制する検出方法、検出装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面によれば、第１検出部及び第２検出部を有する検出装置を用いてマークを検出する検出方法であって、前記第２検出部を移動する移動工程と、前記移動工程の後に前記第１検出部によりマークを検出する検出工程と、前記第２検出部の移動に関する情報を用いて前記第１検出部により検出された前記マークの計測値を補正する補正工程と、を有する検出方法が提供される。

本発明によれば、マーク検出の精度の低下を抑制する検出方法、検出装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法を提供することができる。

露光装置の構成を示す図である。 検出装置の構成を示す図である。 検出装置を用いてマークを検出する方法を説明するための図である。 各検出部の検出領域の位置および焦点位置の情報の取得を説明するための図である。 検出部の位置の変化量の計測値を示す図である。 近似式により求めた検出部の位置の変化量を示す図である。 検出部の移動条件ごとに取得される近似式を説明するための図である。 マークの計測値を補正する方法を示すフローチャートである。 検出部の位置の変化量を算出する方法を示すフローチャートである。 検出装置における誤差の要因について説明するための図である。

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。

＜第１実施形態＞
図１を用いて、リソグラフィ装置としての露光装置１について説明する。図１は、露光装置１の構成を示す図である。露光装置１は、マークを検出する検出装置１００を有し、ウエハ３（基板）を露光してウエハ３上にパターンを形成する。なお、本明細書および添付図面では、後述される、検出装置１００の対物光学系７１の光軸に沿う方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な平面に沿う方向で互いに直交する２方向をＸ軸方向およびＹ軸方向とする。また、Ｘ軸回りの回転方向、Ｙ軸回りの回転方向、Ｚ軸回りの回転方向をそれぞれθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向とする。

露光装置１は、照明装置８００、照明光学系８０１、レチクルステージＲＳ、投影光学系３５、ウエハステージＷＳ、検出装置１００、演算処理部４００、及び制御部１１００を有する。ウエハステージＷＳ上には、基準部材３９が配置される。制御部１１００は、ＣＰＵやメモリを有し、照明装置８００、レチクルステージＲＳ、ウエハステージＷＳ、検出装置１００、及び演算処理部４００とそれぞれ電気的に接続され、露光装置の全体の動作を制御する。例えば、制御部１１００は、検出装置１００による、ウエハステージＷＳ上のウエハ３の複数のマークの検出の結果に基づいて、ウエハ３の位置決めするためにウエハステージＷＳの駆動を制御する。制御部１１００は、検出装置１００の処理部としても機能しうる。制御部１１００は、処理部として、例えば、検出装置１００がウエハ３上のマークを検出する際の計測値の算出、計測値を補正するための補正値の算出、計測値の補正演算、及び検出装置１００の制御を行う。

照明装置８００は、回路パターンが形成されたレチクル３１を照明する光源部を含む。光源には、例えばレーザーが使用される。使用されるレーザーは、例えば、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でありうるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されない。具体的には、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。

照明光学系８０１は、照明装置８００から射出された光束を露光に適した所定の形状に整形してレチクル３１を照明する。照明光学系８０１は、レチクル３１を均一に照明する機能や、偏光照明機能を果たすために、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。

レチクル３１は、例えば石英製の原版（マスク）であり、その上にはウエハに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る。レチクル３１から発せられた回折光は、投影光学系３５を通り、ウエハ３上に投影される。レチクル３１とウエハ３とは、光学的に共役の関係に配置される。レチクル３１とウエハ３を縮小倍率比の速度比で走査することによりレチクル３１のパターンがウエハ３上に転写される。なお、露光装置１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３１は、レチクル検出装置によって位置が検出され、レチクルステージＲＳの駆動により所定の位置に配置される。

レチクルステージＲＳは、図示しないレチクルチャックを介してレチクル３１を支持し、図示しない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、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸周りの回転方向にレチクルステージＲＳを駆動することでレチクル３１を移動させることができる。

投影光学系３５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３１に形成されたパターンを経た回折光をウエハ３上に結像する。投影光学系３５は、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを含む光学系（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でありうる。

ウエハ３の上にはフォトレジストが塗布されている。なお、本実施形態では、ウエハ３は、検出装置１００によってウエハ３上のマークの位置が検出される物体である。また、ウエハ３は、不図示の面位置検出装置によってウエハ３の面位置が検出される物体でもある。なお、ウエハ３は、液晶基板やその他の物体であってもよい。

ウエハステージＷＳは、不図示のウエハチャックによってウエハ３を支持してウエハ３の位置および姿勢を変更可能に構成されている。ウエハステージＷＳは、レチクルステージＲＳと同様に、リニアモータを利用して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸周りの回転方向にウエハ３を移動させる。また、レチクルステージＲＳの位置とウエハステージＷＳの位置は、例えば、６軸の干渉計８１などにより監視され、ステージ位置制御部１０００により、両者は一定の速度比率で駆動される。

次に、検出装置１００の構成を説明する。図２は、検出装置１００の構成を示す図である。検出装置１００は、ウエハ３に配置された複数のマークのうちの互いに異なるマークを検出するように互いに離れて配置された複数の検出部を有する。図２（Ａ）に示されるように、本実施形態における複数の検出部は、検出部２１ａ、及び２１ｃの、３つの検出部を有する。また、複数の検出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、Ｘ軸方向に沿って異なる位置に配置されている。また、検出装置１００は、複数の検出部２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃを保持するフレーム２３に対して複数の検出部２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃをＸ軸方向に所定のストロークで移動させることができる複数の駆動機構（移動部）２２ａ、２２ｂ、及び２２ｃを有する。検出装置１００は、複数の駆動機構２２ａ、２２ｂ、及び２２ｃを個別に制御することにより、複数の検出部２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃそれぞれの検出領域のＸ軸方向における位置（Ｘ位置）を個別に変更（移動）させることが可能である。ここで、複数の検出部２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃの検出領域の相対位置を、複数の駆動機構２２ａ、２２ｂ、及び２２ｃによって少なくともＸ軸方向に沿って移動させることが可能であればよい。もちろん、Ｘ軸方向に限らず、Ｙ軸方向やＺ軸方向についても移動させることが可能な構成としてもよい。さらに、複数の検出部２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃのうち中央に位置する検出部２１ｂは駆動機構を備えず、駆動機構２２ａと駆動機構２２ｃを用いて検出領域の相対位置を調整する構成としてもよい。以下では、複数の検出部２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃのうちの１つに関して、それらのうちのいずれであるのかを特定する必要がない場合には、単に検出部２１ともいう。また、複数の駆動機構２２ａ、２２ｂ、及び２２ｃのうちの１つに関して、それらのうちのいずれであるのかを特定する必要がない場合には、単に駆動機構２２ともいう。

図２（Ｂ）は、検出部２１の構成を示す図である。検出部２１は、光源６１から射出された光をウエハ３に照明する照明系と、ウエハ３上に設けられたマーク３２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６２、６３、６６、照明開口絞り６４、ミラーＭ２、リレーレンズ６７、偏光ビームスプリッタ６８、λ／４板７０、対物光学系７１を含みうる。結像系は、対物光学系７１、λ／４板７０、検出開口絞り６９、偏光ビームスプリッタ６８、結像光学系７４を含み、マーク３２からの光をセンサ７５に結像するように構成されている。

検出部２１において、光源６１から射出された光は、照明光学系６２、６３を通り、ウエハ３と共役な位置に配置された照明開口絞り６４に到達する。このとき、照明開口絞り６４での光束径は光源６１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６４を通過した光は、照明光学系６６、ミラーＭ２、リレーレンズ６７を通って偏光ビームスプリッタ６８に導かれる。ここで、偏光ビームスプリッタ６８においては、Ｙ軸方向に平行なＰ偏光の光が透過され、Ｘ軸方向に平行な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６８を透過したＰ偏光の光は、検出開口絞り６９を介してλ／４板７０を透過して円偏光に変換され、対物光学系７１を通ってウエハ３上に形成されたマーク３２をケーラー照明する。

マーク３２で反射、回折、散乱された光（マーク３２からの光）は、再度、対物光学系７１を通った後、λ／４板７０を通過して円偏光からＳ偏光に変換され、検出開口絞り６９に到達する。ここで、マーク３２からの光の偏光状態は、マーク３２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３２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３２からの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６９は、制御部１１００からの命令で絞り量を変えることにより、マーク３２からの光の開口数を切り替える。検出開口絞り６９を通過した光は、偏光ビームスプリッタ６８で反射された後、結像光学系７４を介してセンサ７５に導かれる。従って、偏光ビームスプリッタ６８によってウエハ３への照明光の光路とウエハ３からの光の光路が分離され、ウエハ３上に設けられたマーク３２の像がセンサ７５上に形成される。

続いて、図３を参照して検出装置１００を用いてウエハ３上のマーク３２を計測する方法について説明する。図３（Ａ）は、図２（Ａ）に示す検出装置１００をＺ軸方向から見た平面図である。検出装置１００の複数の検出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃは、図３（Ａ）に示すように、複数のマークのうちの互いに異なるマークを検出するように互いに離れて配置されている。図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、計測動作中の異なる時点におけるウエハ３と検出装置１００との位置関係を表す図である。検出装置１００は、生産性との兼ね合いから、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）に示されるように、ウエハ３上のパターン領域３４のうちの一部に形成されたマーク３２を計測対象とする。制御部１１００は、ウエハステージＷＳを制御して、検出装置１００の複数の検出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの検出領域に対してウエハ３上のマーク３２を位置合わせし、マーク３２の座標位置を求める。このとき、制御部１１００は、可能な限り短い時間で計測対象である複数のマークを検出するようにウエハステージＷＳを制御する。具体的には、制御部１１００は、検出装置１００の複数の検出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃのうち少なくとも２つの検出部の検出領域内かつ焦点深度内にウエハ３上のマーク３２をそれぞれ位置合わせして、同時に２つのマークの位置を検出する。例えば、図３（Ｂ）に示すように、制御部１１００は、検出部２１ａおよび２１ｂに対してウエハ３上の２つのマーク３２Ｆおよび３２Ｇを同時に位置合わせして計測動作を行う。また、ウエハ３上のマークのレイアウトに応じて計測に用いる検出部が変更されうる。例えば、図３（Ｃ）に示すように、制御部１１００は、検出部２１ｂおよび２１ｃに対してウエハ３上のマーク３２Ｌおよび３２Ｍを同時に位置合わせして計測動作を行う。さらに、図３（Ｄ）に示すように、制御部１１００は、３つの検出部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの検出領域内かつ焦点深度内にウエハ３上の３つのマーク３２Ｒ、３２Ｓ、３２Ｔを同時に位置合わせして計測動作を行うこともできる。これにより、１つの検出部の検出領域に対してウエハ３上の複数のマーク３２を順次に位置合わせして計測動作を行う場合に比べて、ウエハステージＷＳの駆動時間および検出装置１００の計測時間を短縮することができる。

制御部１１００は、検出装置１００を含む露光装置１の各部を統括的に制御する。また、制御部１１００は、干渉計８１によって測定されたウエハステージＷＳの位置情報と、検出部２１によって検出された信号波形とに基づいて、マークの座標位置を求めることができる。また、制御部１１００は、上記のような検出装置１００による計測結果に基づくグローバルアライメント法により、ウエハ３上のパターン領域３４の配列（格子配列）に関して、シフト、倍率、回転を計算する。制御部１１００は、その計算結果から、各項目の補正や台形補正を行い、格子配列の規則性を決定する。その後、制御部１１００は、基準ベースラインと決定された格子配列の規則性から補正係数を求め、その結果に基づいて露光光とウエハ３の位置合わせを行う。

ここで、図１０を参照して検出装置における誤差の要因について説明する。検出装置を構成する複数の検出部の焦点面と基板上のマークのＺ軸方向における位置が相対的にずれる要因として、検出装置における誤差と基板の歪みの２つが挙げられる。図１０（Ａ）は、検出装置５００の構成を示す図であり、複数の検出部９１ａ、９１ｂ、９１ｃそれぞれの焦点面９４ａ、９４ｂ、９４ｃのＺ軸方向の位置にずれが生じている。焦点面９４ａ、９４ｂ、９４ｃのＺ軸方向の位置にずれが生じる要因としては次のものがありうる。
（１）複数の検出部９１ａ、９１ｂ、９１ｃの性能の違いや計測フレーム９３に対する取り付け位置のずれ。
（２）駆動機構９２ａ、９２ｂ、９２ｃによる検出部９１ａ、９１ｂ、９１ｃの位置ずれや姿勢変化。

ここで、以下では、複数の検出部９１ａ、９１ｂ、９１ｃのうちの１つに関して、それらのうちのいずれであるのかを特定する必要がない場合には、単に検出部９１ともいう。また、以下では、駆動機構９２ａ、９２ｂ、９２ｃのうちの１つに関して、それらのうちのいずれであるのかを特定する必要がない場合には、単に駆動機構９２ともいう。

これらの要因に対する従来手法として、複数のマーク計測系の補正値を算出して補正する方法がある。補正値の算出に際しては、各検出部に対して同一のマークを位置合わせして、マークの計測値とウエハステージＷＳの位置情報に基づいて計算する方法がある。すなわち、ウエハ上の同一のマークをＸ軸方向及びＺ軸方向に移動させて、複数の検出部９１ａ、９１ｂ、９１ｃの焦点面９４ａ、９４ｂ、９４ｃに対して順次位置合わせして、マークの位置を検出する。図１０（Ｂ）の波形９７ａ、９７ｂ、９７ｃは、複数の検出部９１ａ、９１ｂ、９１ｃを用いて同一のマークを検出した際の、マークからの光の強度分布を示す信号波形である。例えば、横軸はＸ軸方向におけるマークの位置、縦軸はマークからの光の強度分布に相当する。波形９７ａ、９７ｂ、９７ｃは複数の検出部９１ａ、９１ｂ、９１ｃの性能の違いに起因して変化するため、信号波形を演算処理して算出される波形の中心位置には位置ずれが生じる。図１０（Ｂ）において矢印で表されている計測値９９ａ、９９ｂ、９９ｃは、複数の検出部９１ａ、９１ｂ、９１ｃの検出領域に対するマークの計測値である。従来の検出装置は、これらの計測値の差分を複数の検出部の補正値として、マークの計測値を補正する。例えば、計測値９９ａに対する計測値９９ｂおよび９９ｃの差分値が、検出部９１ａに対する検出部９１ｂおよび９１ｃの補正値として算出される。そして、ウエハ上の計測対象のマークの計測値に対して補正値を付加することにより、複数の検出部９１ａ、９１ｂ、９１ｃの性能の違いに起因する計測値のずれを補正して、露光光とウエハの位置合わせを行う。

しかし、検出部９１を位置決めした状態で補正値を算出しても、時間の経過とともに計測フレーム９３や検出部９１の筐体の形状変化により検出部９１の位置が変化することがある。その結果、検出部９１の検出領域の位置および焦点位置が変化する可能性がある。また、複数の検出部９１の少なくとも１つが移動することによる影響を受けて、他の検出部９１の位置が変化する可能性もある。このような位置の変化が発生するのは、複数の検出部９１のうち少なくとも１つが移動することにより、複数の検出部９１に含まれる熱源の相対位置が変化するためである。ここで、複数の検出部９１に含まれる熱源は、例えば、駆動機構９２に含まれる駆動部や複数の検出部９１の光学素子を駆動する駆動部（不図示）などである。

これらの要因により、マークの計測値に対して補正値を付加しても誤差が発生して、マークの検出精度が低下する。また、時間の経過とともに繰り返しマーク検出と補正値の算出を行い、複数の検出部９１ａ、９１ｂ、９１ｃの計測値を補正することも可能であるがマーク検出の時間がかかるという問題がある。

そこで、本実施形態では、時間の経過と他の検出部の移動の影響による検出部の位置の変化を考慮して、マーク検出を行うことなく補正値を取得して、取得した補正値を用いて検出部２１による計測結果を補正する。

ここで、検出部２１の検出領域の位置および焦点位置の情報は、複数の検出部２１それぞれの検出領域内かつ焦点深度内に基準マークが位置するようにウエハステージＷＳを制御して基準マークの位置合わせを行うことにより予め取得される。この処理の具体例を、図４を参照して詳しく説明する。制御部１１００は、図４（Ａ）～（Ｃ）に示すように、ウエハステージＷＳによって支持された基準部材３９上の少なくとも１つのマークＳＭを、複数の検出部２１の検出領域内かつ焦点深度内に順次移動させる。この移動は、例えば、予め露光装置に登録された検出部２１および基準部材３９の位置情報に基づいて行われる。なお、基準部材３９上のマークＳＭの代わりに、ウエハ３上のマークを用いてもよい。そして、制御部１１００は、例えば、Ｚ方向に対してウエハ３を移動させた際のマークの信号波形やＸＹ平面内におけるマークの計測値に基づいて、検出部２１の検出領域の位置および焦点位置の情報を取得する。これらの処理を繰り返し実施することによって、制御部１１００は、検出部２１の位置の変化量を計測することができる。

図５は、検出部２１の位置の変化量の計測値を示す図である。図５において、縦軸が、１つの方向（例えば、Ｘ軸方向）における検出部２１の位置の変化量の計測値、横軸が時間を表している。また、図５は、複数の検出部２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃのうちの１つの検出部２１の位置の変化量の計測値を示しているが、複数の検出部２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃのそれぞれの位置の変化量の計測値も同様に取得される。また、図５の縦軸は、１つの方向（例えば、Ｘ軸方向）における検出部２１の位置の変化量の計測値を表しているが、他の方向（例えば、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）における検出部２１の位置の変化量も同様に取得される。

そして、制御部１１００は、取得された検出部２１の位置の変化量の計測値に基づき、検出部２１の位置の変化量を示す近似式を求める。ここで、当該近似式は、検出部２１により検出されるマークの計測値の変化量を示す近似式としてもよい。図６は、近似式により求めた検出部２１の位置の変化量を示す図である。図６において、縦軸が、近似式により求められた、１つの方向（例えば、Ｘ軸方向）における検出部２１の位置の変化量、横軸が時間を表している。制御部１１００は、取得された検出部２１の位置の変化量の計測値に基づき、例えば、最小二乗法を用いて各計測値における差分が最小となるように近似式を取得する。

近似式として、例えば、以下の式（１）のような指数近似式を用いることができる。
ｆ（ｔ）＝Ａ＊（１－ｅｘｐ（－ｔ／Ｔ））・・・（１）

ここで、ｆ（ｔ）が検出部２１の位置の変化量、ｔが時間、Ａが係数、Ｔが時定数を表している。つまり、制御部１１００は、係数Ａ、時定数Ｔを算出して、近似式を取得する。また、近似式は式（１）のような指数近似式に限られず、計測された検出部２１の位置の変化量の計測値を精度よく近似できる近似式を用いることができ、例えば、多項近似式、累乗近似式、対数近似式などを用いることができる。

また、式（１）は、複数の検出部２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃのうちの１つの検出部２１の位置の変化量の近似式を示しているが、複数の検出部２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃのそれぞれの位置の変化量の近似式も同様に取得される。また、式（１）は、１つの方向（例えば、Ｘ軸方向）における検出部２１の位置の変化量の近似式を表しているが、他の方向（例えば、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）における検出部２１の位置の変化量の近似式も同様に取得される。

また、計測値を取得した全ての時間に対して、１つの近似式で近似する必要はない。例えば、全ての時間を２つに分割して前半と後半に対してそれぞれ異なる近似式を取得してもよい。

また、制御部１１００は、他の検出部２１の移動に起因して検出部２１の位置が変化することと、移動前後の検出部２１の位置によって検出部２１の位置の変化量が異なることと、を考慮するために、検出部２１の移動条件ごとに近似式ｆ（ｔ）を算出する。ここで、検出部２１の移動条件には、移動した検出部２１と位置の変化量を算出する検出部の組合せ、及び移動前後の検出部２１の位置の情報が含まれる。制御部１１００は、複数の検出部２１により検出されたマークの計測値に基づき、近似式（ｔ）を算出する（第２算出工程）。また、算出された近似式ｆ（ｔ）に関する情報は、制御部１１００の記憶装置（不図示）、又は外部の記憶装置（不図示）に、検出部２１の移動条件ごとに記憶される。

図７は、検出部２１の移動条件ごとに取得される近似式を説明するための図である。図７（Ａ）は、移動した検出部２１と位置の変化量を算出する検出部２１の組み合わせを示すテーブルである。例えば、移動した検出部２１を検出部２１ａとした場合、位置の変化量を算出する検出部２１ａ、２１ｂ、及び２１ｃのそれぞれとの組み合わせをａａ、ａｂ、及びａｃとする。また、図７（Ａ）では、３つの検出部２１の例の組み合わせを示しているが、図７（Ａ）に示される組み合わせは検出部２１の数によって異なる。

また、図７（Ｂ）は、移動した検出部２１の移動前後の位置に関する近似式を示すテーブルである。また、図７（Ｂ）のテーブルは、図７（Ａ）に示された組み合わせａａ～ｃｃのそれぞれについて作成される。例えば、検出部２１ａが移動した場合、検出部２１ａの位置の変化量を算出するための近似式として、図７（Ｂ）に示される複数の近似式ｆ１（ｔ）～ｆ９（ｔ）が対応する。また、図７（Ｂ）に示された近似式ｆ１（ｔ）～ｆ９（ｔ）は、移動前後の検出部２１の位置に応じて取得された近似式である。例えば、近似式ｆ１（ｔ）は、検出部２１がある方向（例えば、Ｘ軸方向）において位置ｐ１から位置ｐ１に移動した場合（つまり、検出部２１が移動しない場合）の検出部２１の位置の変化量を示す近似式である。また、近似式ｆ２（ｔ）は、検出部２１がある方向において位置ｐ１から位置ｐ２に移動した場合の検出部２１の位置の変化量を示す近似式である。ｆ１（ｔ）～ｆ９（ｔ）は、移動した検出部２１、移動前後の位置を変えて検出部２１のそれぞれの位置の変化量を計測した結果から取得される。例えば、図７（Ａ）の組み合わせａｂに対する図７（Ｂ）の近似式ｆ２（ｔ）は、検出部２１ａがある方向において位置ｐ１から位置ｐ２に移動した場合の検出部２１ｂの位置の変化量を計測した結果から取得される。このように、図７（Ａ）の組み合わせａａ～ｃｃに対して、図７（Ｂ）の近似式ｆ１（ｔ）～ｆ９（ｔ）が取得される。また、図７（Ｂ）では、検出部２１が移動前後の位置が３つの場合の近似式を示しているが、これに限られない。例えば、検出部２１が移動した位置を２つや４つ以上の数として、それぞれの組み合わせに対して近似式が取得されてもよい。

次に、検出部２１が移動した場合に近似式を用いて、マークの計測値を補正する方法について説明する。図８は、マークの計測値を補正する方法を示すフローチャートである。図８に示される方法は、制御部１１００によって実行される。

ステップＳ１０１において、制御部１１００は、複数の検出部２１のうち少なくとも１つを移動する。このとき、複数の検出部２１のうち、少なくとも１つの検出部２１の移動後の位置、又は少なくとも２つの検出部２１の相対的な位置が変化するものとする。

また、制御部１１００は、検出部２１の移動に関する情報を取得する。ここで、検出部２１の移動に関する情報には、少なくとも１つの検出部２１の移動後の位置、移動前後の位置変化（位置変化量）、移動後における２つの検出部２１の相対的な位置、或いは移動前後での２つの検出部２１の相対的な位置変化等のうち１以上の情報が含まれる。例えば、検出部２１の移動に関する情報には、移動した検出部２１、移動前後の検出部２１の位置、及び検出部２１の移動が完了してからマークが計測された時刻までに経過した時間（経過時間）が含まれる。また、複数の検出部２１が移動した場合には、移動した複数の検出部２１について、検出部２１の移動に関する情報が取得される。ここで、複数の検出部２１のうち移動していない検出部２１があれば、制御部１１００は、移動していない検出部２１の移動に関する情報は取得しなくてもよい。つまり、制御部１１００は、複数の検出部２１のうち少なくとも１つの移動に関する情報を取得すればよい。

ステップＳ１０２において、制御部１１００は、複数の検出部２１のうち少なくとも１つによりマークを検出させ、マークの計測値を取得する。このとき、複数の検出部２１によりマークが検出された場合、複数の検出部２１のぞれぞれで検出されたマークの計測値が取得される。また、制御部１１００は、検出部２１によりマークが計測された時刻を取得する。

ステップＳ１０３において、制御部１１００は、複数の検出部２１のうち少なくとも１つの検出部２１の位置の変化量を算出する。ここで、位置の変化量が算出される検出部２１は、複数の検出部２１のうち、Ｓ１０２において計測値が取得されたマークを検出した検出部２１である。また、ステップＳ１０３の詳細については後述する。

ステップＳ１０４において、制御部１１００は、位置の変化量を算出すべき検出部２１の全てについて位置の変化量を算出したかを判定する。全ての検出部２１について位置の変化量が算出されたと判定された場合、制御部１１００は、ステップＳ１０５に処理を進める。移動した検出部２１の全てについて位置の変化量が算出されたと判定されなかった場合、制御部１１００は、ステップＳ１０３に処理を戻し、まだ位置の変化量が算出されていない検出部２１についての位置の変化量を算出する。

ステップＳ１０５において、制御部１１００は、Ｓ１０３で算出された検出部２１の位置の変化量に基づき、検出部２１の計測値を補正するための補正値を取得する。Ｓ１０３において複数の検出部２１のそれぞれについて算出された位置の変化量に基づき、検出部２１のそれぞれで検出されたマークの計測値を補正するための補正値を取得する。

ステップＳ１０６において、制御部１１００は、Ｓ１０５で取得された補正値を用いて、検出部２１より検出されたマークの計測値を補正する。また、マークの計測値を補正するための補正値が既に存在している場合、制御部１１００は、Ｓ１０５で取得された補正値を用いて既存の補正値を更新してもよい。

そして、制御部１１００は、補正されたマークの計測値に基づきウエハステージＷＳを制御することでウエハ３の位置合わせを行い、ウエハ３を露光してウエハ３上にパターンを形成する。

次に検出部２１の位置の変化量を算出する方法（ステップＳ１０３）について説明する。図９は、検出部２１の位置の変化量を算出する方法を示すフローチャートである。図９に示される方法は、制御部１１００によって実行される。

ステップＳ２０１において、制御部１１００は、ステップＳ１０１で取得された、検出部２１の移動に関する情報に基づき、移動した検出部２１と移動した検出部２１の移動前後の位置とに対応した近似式を取得する。例えば、移動した検出部２１が検出部２１ａであり、移動前後の位置がｐ２、ｐ３である場合、組み合わせａａ、ａｂ、及びａｃのそれぞれに対応する近似式ｆ６（ｔ）が取得される。また、移動した検出部２１が検出部２１ｂであり、移動前後の位置がｐ１、ｐ２である場合、組み合わせｂａ、ｂｂ、及びｂｂのそれぞれに対応する近似式ｆ２（ｔ）が取得される。つまり、制御部１１００は、検出部２１の移動に関する情報に基づき近似式を取得する。

ステップＳ２０２において、制御部１１００は、ステップＳ１０１で取得された検出部２１の移動に関する情報とステップＳ２０１で取得された近似式とを用いて、移動した検出部２１（以下、第１検出部とする）の移動の影響による第１検出部の位置の変化量を算出する。例えば、第１検出部が検出部２１ａの場合、検出部２１ａの移動に関する情報と組み合わせａａに対応する近似式ｆ６（ｔ）を用いて、検出部２１ａの移動の影響による検出部２１ａの位置の変化量が算出される。ここで、第１検出部の移動に関する情報を第１情報として、第１検出部の移動による第１検出部の位置の変化量を算出するための近似式を第１近似式とする。

ステップＳ２０３において、制御部１１００は、ステップＳ１０２で取得された検出部２１の移動に関する情報とステップＳ２０１で取得された近似式とを用いて、Ｓ２０２で位置の変化量を取得した第１検出部とは異なる検出部２１（以下、第２検出部とする）の移動の影響による第１検出部の位置の変化量が算出される。例えば、第２検出部が検出部２１ｂの場合、検出部２１ｂの移動に関する情報と組み合わせｂａに対応する近似式ｆ２（ｔ）を用いて、検出部２１ｂの移動の影響による検出部２１ａの位置の変化量が算出される。ここで、第２検出部の移動に関する情報を第２情報として、第２検出部の移動による第１検出部の位置の変化量を算出するための近似式を第２近似式とする。

ステップＳ２０４において、制御部１１００は、全ての第２検出部について位置の変化量を算出したかを判定する。全ての第２検出部について位置の変化量を算出したと判定された場合、制御部１１００は処理をＳ２０５に進める。また、全ての第２検出部について位置の変化量を算出したと判定されなかった場合、制御部１１００は、ステップＳ２０３に処理を戻して、まだ位置の変化量を算出してない第２検出部について位置の変化量を算出する。

ステップＳ２０５において、制御部１１００は、ステップＳ２０２、及びステップＳ２０３において算出された位置の変化量を合算して、第１検出部の位置の変化量を取得する。つまり、制御部１１００は、第１検出部と第２検出部の移動の影響による第１検出部の位置の変化量を取得する。

ここで、ステップＳ２０２、及びＳ２０３において、移動した検出部２１の移動前後の位置に対応した近似式ｆ（ｔ）が存在しない場合は、移動前後の位置に応じた内挿、又は外挿により、近似式ｆ（ｔ）のパラメータ（式（１）の例では、係数Ａ、時定数Ｔ）を算出して、新たな近似式ｆ（ｔ）により第１検出部の位置の変化量を算出してもよい。例えば、移動前の検出部２１の位置がｐ２とｐ３の間の位置であるｐｘで、移動後の検出部２１の位置がｐ２である場合、ｆ５（ｔ）とｆ８（ｔ）のパラメータからｐｘに応じた内挿により新たな近似式ｆ（ｔ）のパラメータを算出する。また、移動前の検出部２１の位置がｐ３より大きいｐｙで、移動後の検出部２１の位置がｐ３である場合、ｆ６（ｔ）とｆ９（ｔ）のパラメータからｐｙに応じた外挿により新たな近似式ｆ（ｔ）のパラメータを算出する。

以上、本実施形態に係る検出方法によれば、他の検出部の移動の影響を考慮して算出された検出部の位置の変化量に基づきマークの計測値を補正するので、マーク検出の精度の低下とマーク検出に要する時間の増加とを抑制することができる。

＜物品の製造方法＞
物品として、例えば、デバイス（半導体デバイス、磁気記憶媒体、液晶表示素子等）、カラーフィルター、又はハードディスク等の製造方法について説明する。かかる製造方法は、リソグラフィ装置（例えば、露光装置、インプリント装置、描画装置等）を用いてパターンを基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等）に形成する工程を含む。かかる製造方法は、パターンを形成された基板を処理する工程（処理ステップ）を更に含む。該処理ステップは、該パターンの残膜を除去するステップを含みうる。また、該処理ステップは、該パターンをマスクとして基板をエッチングするステップを含みうる。また、該処理ステップは、他の周知のステップとして、ダイシング、ボンディング、パッケージング等のステップを含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

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。

また、リソグラフィ装置の一例として、露光装置について説明したが、これらに限定されるものではない。リソグラフィ装置の一例として、凹凸パターンを有するモールド（型、テンプレート）を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であっても良い。また、リソグラフィ装置の一例として、凹凸パターンがない平面部を有するモールド（平面テンプレート）を用いて基板上の組成物を平坦化するように成形する平坦化装置であってもよい。また、リソグラフィ装置の一例として、荷電粒子光学系を介して荷電粒子線（電子線やイオンビームなど）で基板に描画を行って、基板にパターン形成を行う描画装置などの装置であっても良い。

Claims (10)

1. 第１検出部及び第２検出部を有する検出装置を用いてマークを検出する検出方法であって、
   前記第２検出部を移動する移動工程と、
   前記移動工程の後に前記第１検出部によりマークを検出する検出工程と、
   前記第２検出部の移動に関する情報を用いて前記第１検出部により検出された前記マークの計測値を補正する補正工程と、を有する、
   ことを特徴とする検出方法。
2. 前記移動工程の前後で、前記第１検出部と前記第２検出部の相対的な位置が変化する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の検出方法。
3. 前記第２検出部の移動に関する情報には、前記第２検出部の移動前後の前記第２検出部の位置が含まれる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の検出方法。
4. 前記第２検出部の移動に関する情報には、前記第２検出部が移動してからの経過時間が含まれる、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検出方法。
5. 前記第２検出部の移動に関する情報に基づき前記第１検出部の位置の変化量、又は前記第１検出部により検出される前記マークの計測値の変化量を算出するための近似式を用いて、前記第１検出部の位置の変化量、又は前記第１検出部による前記マークの計測値の変化量を算出する算出工程を有する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検出方法。
6. 前記近似式は、前記第２検出部の移動による第１検出部の位置の変化量、又は前記第１検出部により検出される前記マークの計測値の変化量を算出するための近似式である、
   ことを特徴とする請求項５に記載の検出方法。
7. 前記算出工程において、前記第１検出部の移動に関する情報に基づき前記第１検出部の位置の変化量を算出するための近似式を用いて、前記第１検出部の位置の変化量を算出する、
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の検出方法。
8. マークを検出する検出装置であって、
   マークを検出する第１検出部及び第２検出部と、
   前記第２検出部を移動させる移動部と、
   前記第１検出部、前記第２検出部、及び前記移動部を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記第２検出部を移動させた後に前記第１検出部にマークを検出させた場合、前記第２検出部の移動に関する情報を用いて前記第１検出部により検出された前記マークの計測値を補正する、
   ことを特徴とする検出装置。
9. 基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
   請求項８に記載の検出装置を有し、
   前記検出装置により計測された前記基板上のマークの位置に基づき位置合わせされた前記基板上にパターンを形成する、
   ことを特徴とするリソグラフィ装置。
10. 第１検出部及び第２検出部を有する検出装置を用いて基板上のマークを検出するマーク検出工程と、
    前記マーク検出工程において検出された前記マークの計測値に基づき前記基板を位置合せする位置合せ工程と、
    前記位置合せ工程で位置合わせされた前記基板上にパターンを形成する形成工程と、
    前記形成工程で前記パターンが形成された前記基板から物品を製造する製造工程と、を有し、
    前記マーク検出工程は、
    前記第２検出部を移動する移動工程と、
    前記移動工程の後に前記第１検出部によりマークを検出する検出工程と、
    前記第２検出部の移動に関する情報を用いて前記第１検出部により検出された前記マークの計測値を補正する補正工程と、を有する、
    ことを特徴とする物品の製造方法。

Images