JP7516143B2 - リソグラフィ装置、マーク形成方法、及びパターン形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ装置、マーク形成方法、及びパターン形成方法に関する。

近年、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造においては、ディスプレイの大きさが大型化しており、基板を無駄なく利用することが求められている。そのため、基板の利用効率を向上させるために、１枚の基板に異なるサイズのパネルを複数の装置を用いて形成する、いわゆるＭＭＧ（Ｍｕｌｔｉ Ｍｏｄｅｌ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）と呼ばれる技術が注目されている。ＭＭＧ技術では、位置合わせ用のマークを用いることで、複数の露光装置間で露光される領域の相対位置関係を保証することができる。

特許文献１には、露光装置に位置合わせ用のマークを形成するためのマーク形成装置（ＡＭＦ：Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｍａｒｋ Ｆｏｒｍｅｒ）が備えられており、基板に位置合わせ用のマークを形成することが開示されている。形成されたマークを複数の装置のそれぞれのマーク計測部で計測することにより、露光装置間で露光される領域の相対位置関係を保証することができる。

特開２０１９－２００４４４号公報

しかしながら、マーク形成を繰り返し行う中で、マークを形成する位置が想定位置からずれてしまい、想定位置に基づいてマーク計測部を移動させた場合にマーク計測部の計測範囲内にマークが収まらないおそれがある。その場合、マーク計測部の計測範囲内にマークが収まるようにマーク計測部と基板の相対位置を再設定する工程が必要となり、生産効率が低下してしまう。

そこで、本発明は、基板のパターン形成における生産効率の低下を抑制するために有利なリソグラフィ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのリソグラフィ装置は、基板上の層に第１パターンを形成するリソグラフィ装置であり、前記層の前記第１パターンが形成される領域とは異なる領域において第２パターンが形成される前に、前記第１パターンを形成するリソグラフィ装置であって、前記基板に照射光を照射し、前記第１パターンと前記第２パターンとの相対位置関係を決定するための、第１マーク及び第２マークを含むマークを形成するマーク形成部と、前記マーク形成部を制御する制御部と、前記マークの位置を計測するマーク計測部と、を有し、前記制御部は、前記第１マークより以前に形成された前記第２マークの位置を前記マーク計測部で計測して得られた情報に基づいて、前記第１マークを形成するときの前記マーク形成部から前記基板に照射される照射光と前記基板の相対位置、及び前記第１マークを計測するときの前記マーク計測部と前記基板の相対位置、の少なくとも一方を決定することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、基板のパターン形成における生産効率の低下を抑制するために有利なリソグラフィ装置を提供することができる。

複数の露光装置によるパターン形成システムの構成を示す図である。 露光装置の構成を示す概略図である。 マーク形成部の構成を示す図である。 位置合わせ用のマークを用いてパターンを形成した基板を示す図である。 第１実施形態におけるパターン形成方法を示すフローチャートである。 第２実施形態におけるパターン形成方法を示すフローチャートである。 第３実施形態におけるパターン形成方法を示すフローチャートである。 第４実施形態におけるパターン形成方法を示すフローチャートである。

以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。尚、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

＜第１実施形態＞
まず、本実施形態におけるパターン形成システム全体について説明する。本実施形態のパターン形成システムは、複数のパターン形成装置（リソグラフィ装置）を用いて、基板上の１つの層における互いに異なる領域にパターンをそれぞれ形成する、いわゆるＭＭＧ技術を実行するシステムである。パターン形成装置としては、例えば、基板を走査露光してマスクのパターンを基板に転写する露光装置、モールドを用いて基板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、荷電粒子線を用いて基板にパターンを形成する描画装置などが挙げられる。また、基板としては、例えば、ガラスプレートや半導体ウェハなどが適用され得るが、本実施形態では、基板としてガラスプレートを用いる例について説明する。

また、本実施形態に係るＭＭＧ技術で形成されるマークは、例えば、パターンがまだ形成されていないベア基板上に最初に形成される第１層に形成され得るが、それに限られず、第２層以降に形成されても良い。第２層以降のパターン形成では、下の層で形成されたパターンに重ね合わせて同じパターンを形成することにより、装置間のパターン形成の相対位置関係を保証することも可能であるため、以下の説明では、第１層にパターン形成を行う例について説明する。

図１は、本実施形態において、基板にパターンを形成するパターン形成システム１００の全体構成を示す概略図である。基板Ｗの表面に対して垂直な方向をＺ方向とし、Ｚ方向に対して垂直な方向をＸ、Ｙ方向とする。パターン形成システム１００は、第１露光装置１０と、第２露光装置２０と、搬送部３０と、主制御部４０とを含む。搬送部３０は、第１露光装置１０及び第２露光装置２０に基板Ｗを搬送する。主制御部４０は、例えばＣＰＵやメモリを有するコンピュータで構成され、パターン形成システム１００の全体を統括的に制御する。また、主制御部４０は、第１露光装置１０と第２露光装置２０との間でのデータや情報の転送を制御する。

尚、第１露光装置１０と第２露光装置２０は別の装置、つまり、それぞれの露光装置がチャンバー（筐体）で覆われている装置として説明した。しかし、同じチャンバー内に、１つの照明系と１つの投影系を一組（１ステーション）として複数組の光学系を配置して、複数組の光学系を用いて基板を露光しても良い。或いは、同一の露光装置に、搬出した基板を９０度回転して再度搬入して、９０度回転した状態で露光してもよい。

図２は第１露光装置１０の構成例を示す図である。第１露光装置１０は、パターン形成部１１と、マーク形成部１２と、マーク計測部１３と、制御部１４と、基板ステージ１５を有する。パターン形成部１１は、光源１１ａと、照明光学系１１ｂと、マスクステージ１１ｃと、投影光学系１１ｄを含む。マスクステージ１１ｃはマスクＭを保持して移動可能なステージである。照明光学系１１ｂは、光源１１ａからの光を用いてマスクＭを照明する。基板ステージ１５は基板Ｗを保持して移動可能なステージである。マスクＭと基板Ｗは投影光学系１１ｄを介して光学的に共役な位置に配置されている。投影光学系１１ｄは照明光学系１１ｂによって照明されたマスクＭのパターンを基板Ｗ上に投影して、基板Ｗ上のレジスト層に潜像パターンを形成する。

マーク形成部１２は、位置合わせ用のマーク（アライメントマークとも称するが、以下では、単にマークと呼ぶ）を形成すべき目標位置座標を示す情報に基づいて、基板Ｗ上にマークを形成する。マーク計測部１３は、マーク形成部１２によって形成されたマークの位置を計測し、第１装置１０の座標系におけるマークの位置を計測する。制御部１４は、例えばＣＰＵやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、装置座標系に従ってパターン形成部１１、マーク形成部１２及びマーク計測部１３の各部を統括的に制御する。また、制御部１４は、第１露光装置１０で計測した情報を第２露光装置２０で利用できるように、第１露光装置１０で得られたデータや情報を出力する出力部としても機能する。本実施形態では、制御部１４は、主制御部４０と別体として設けられているが、主制御部４０の構成要素として設けられても良い。

第２露光装置２０は、パターン形成部と、マーク計測部２３と、制御部２４と、基板ステージ２５とを有する。本実施形態の第２露光装置２０では、マーク形成部が設けてられていない点で第１露光装置１０とは異なるが、それ以外の構成については同様である。尚、第２露光装２０にもマーク形成部が設けられていても差し支えない。第２露光装置におけるパターン形成部は、例えば、第１露光装置１０で基板Ｗ上に形成したパターンの露光領域とは異なる露光領域に、潜像パターンを形成する。マーク計測部２３は、第１露光装置１０のマーク形成部１２によって形成されたマークの位置を計測し、第２装置２０の座標系におけるマークの位置を計測する。制御部２４は、例えばＣＰＵやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、装置座標系に従って第２露光装置におけるパターン形成部及びマーク計測部２３を制御する（即ち、第２露光装置２０による各処理を制御する）。本実施形態では、制御部２４は、主制御部４０と別体として設けられているが、主制御部４０の構成要素として設けられても良い。

図３はマーク形成部１２の構成例を示す図である。マーク形成部１２は、光源１２ａと、複数の光学素子（ミラー１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、レンズ１２ｅ）を含む。光源１２ａから発した照射光をミラー１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにより反射させ、マークＡＭを形成すべき目標位置座標を示す情報に基づいて、基板Ｗ上にマークＡＭを形成する。レンズ１２ｅは、光源１２ａから発した照射光を基板Ｗ上に集光する役割を果たす。ミラー１２ｂは、光源１２ａから発した照射光の特定波長の光のみを反射させ、反射しない光は光電センサ１６に入射する。光電センサ１６は、光源１２ａの位置に関する情報を取得する。光電センサ１６は、照射光を検出し、照射光の照度分布や照度分布の重心位置等の情報を取得することが可能であり、照射光の入射角度や位置が変化することで光電センサ１６の検出結果が変化するため、光源１２ａの位置変化量を検出できる。また、ミラー１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、位置や角度の調整が可能な構成となっており、ミラー１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの位置や角度を変化させることにより、基板Ｗ上に形成されるマークＡＭの形成位置を変化させることが可能である。

基板Ｗ上に形成されるマークＡＭの形成位置は、マーク形成を繰り返し行う中でマークを形成する想定位置からずれてしまうおそれがある。その要因として、例えば、光源１２ａ、ミラー１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ等の位置ずれが挙げられる。具体例としては、光源１２ａの発熱により光源１２ａを支持する金属の部材が変形し、光源１２ａの位置がずれてしまうことにより、マークＡＭが形成される位置が想定位置からずれてしまうおそれがある。

制御部１４は、形成されたマークＡＭを計測するために、基板Ｗとマーク計測部１３との相対位置をマークが形成される想定位置に基づいて移動するよう制御する。想定位置に基づいて、基板Ｗ又はマーク計測部１３の少なくとも一方を移動させる際に、想定位置からマーク形成位置がずれてしまっている場合には、マーク計測部１３の視野の外側にマークＡＭが位置してしまうことが起こり得る。その場合にはマークＡＭの位置を探索し、マークＡＭを安定して計測可能である位置にマーク計測部１３と基板Ｗの相対位置を再設定する必要があるため、基板Ｗのパターン形成処理の生産性が低下してしまう。そこで、上述したようなミラー１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの角度調整等を行うことにより、基板Ｗ上に形成されるマークＡＭの形成位置を補正することが可能となり、生産性の低下を抑制することができる。

図４は、マークを用いることにより、露光装置１０と露光装置２０を用いて基板上の１つの層にパターンを形成した例を示す図である。第１露光装置１０のパターン形成部１１において、基板Ｗ上に３個のマークＡＭ１～ＡＭ３を同一直線上に配置されないように、矩形である基板Ｗの四隅付近に形成する。形成した３個のマークＡＭ１～ＡＭ３は第１露光装置１０のマーク計測部１３、及び第２露光装置２０のマーク計測部２３により計測する。そして、計測した結果を元に、第１露光装置１０では基板Ｗ上の領域Ｐ１に、第２露光装置では基板Ｗ上の領域Ｐ２にパターンを露光する。尚、露光ショットのサイズ、数、配置方法、マークの数、及びマークの配置方法は変更可能である。

次に、図５を参照して、本実施形態におけるパターン形成方法について説明する。図５は、本実施形態におけるパターン形成のフローチャートである。図５に示すフローチャートの各工程は、制御部１４や制御部２４（或いは、主制御部４０）が各部を制御することにより実行される。

尚、以下の説明における「第１マーク」とは、今回パターン形成を行う第１基板に形成されるマークである。「第２マーク」とは、第１基板のパターン形成が行われる以前に、パターン形成が行われた第２基板に形成したマークである。第１基板、第２基板はそれぞれ異なる基板である。

ステップＳ５０１では、搬送部３０により基板Ｗを第１露光装置１０に搬送する。

ステップＳ５０２では、マークが形成される想定位置から前回実際に形成されたマーク（以下では、第２マークと呼ぶ）の位置のずれ量が所定の閾値を越えているかを制御部１４が判定する。閾値を越えている場合にはステップＳ５０３へと進み、閾値を越えていない場合にはステップＳ５０４へと進む。また、第２マークの形成が以前に行われていない場合もステップＳ５０４へと進む。

また、以前に形成された第２マークを含む複数のマークの位置情報に基づいて今回形成するマーク（以下では、第１マークと呼ぶ）が形成される位置を予測し、ステップＳ５０２の判定が行われても良い。例えば、マークが形成される想定位置と、これまで形成されてきたマークの位置の差分量をプロットしていき、ずれ量の一次近似式を算出することで、今回形成される第１マークが形成される位置を予測しても良い。第１マークが形成される予測位置とマークを形成する想定位置とのずれ量が所定の閾値を越えているかを判定し、閾値を越えている場合にはステップＳ５０３へと進み、閾値を越えていない場合にはステップＳ５０４へと進んでも良い。

ここで、マークを形成する想定位置とは、例えば、計測部１４の計測視野の中心位置にマークが位置するように、制御部１４によって記憶されている第１装置１０の座標系におけるマーク形成の位置である。また、マークを形成する想定位置とは、基準となる基準基板（例えば、ロットの先頭基板）に形成されたマークの位置であっても良く、その場合には、マーク計測部１３が計測する中心位置にマークが形成される位置であることが望ましい。また、ステップＳ５０２の閾値の判定は、常に実施されなくとも良く、ステップＳ５０３のマーク形成位置の補正を毎回実施しても良い。第２マークの位置情報は、後述するステップＳ５０６制御部１４に記憶される。

ステップＳ５０３では、第１マークを形成するときのマーク形成部１２から基板Ｗに照射される照射光と基板Ｗの相対位置を決定する。即ち、マーク形成部１２から照射される照射光が基板Ｗに照射する位置を補正する。補正方法としては、ミラー１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの駆動や基板ステージ１５の駆動の少なくとも一方の駆動を制御部１４が制御することにより行われる。マーク形成部１２が複数ある場合には、それら複数のずれ量の共通シフト成分を基板ステージ１５で補正し、各ずれ量から共通シフト成分を差し引いたそれぞれのマーク形成部１２の特有のずれ量である残差成分をミラー１２ｂ、１２ｃ、１２ｄで補正しても良い。また、ミラー１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを駆動させる代わりに、光源１２ａの駆動を制御部１４が制御することにより、照射光が基板Ｗに照射される位置を決定しても良い。

ステップＳ５０４では、第１露光装置１０の座標系のもとで、マーク形成部１２により基板Ｗ上にマークＡＭ１～３（第１マーク）を形成する。

ステップＳ５０５では、マーク計測部１３によりステップＳ５０４で基板Ｗ上に形成されたマークＡＭ１～３の位置を計測する。このとき、マークＡＭ１～３の位置を計測するために、第１露光装置１０の座標系のもとで、マーク計測部１３、基板ステージ１５を駆動するよう制御部１４が制御する。

ステップＳ５０６では、ステップＳ５０５で第１マークを計測した位置情報を次回のパターン形成を行う基板へのマーク形成で利用できるように制御部１４が記憶する。本実施形態では、ステップＳ５０６でマークの位置情報の記憶が毎回行われることを想定しているが、これに限らず、毎回行われなくとも良い。例えば、マーク形成の実行回数により適当な頻度で位置情報の記憶が実行されても良い。また、ステップＳ５０２で説明したような閾値判定をステップＳ５０６で実行し、所定の閾値を越えた場合のみ位置情報を記憶し、次回のマーク形成の際に、マーク形成部１２から照射される照射光と基板Ｗの相対位置の補正が実行されても良い。

ステップＳ５０７では、第１パターンＰ１を形成すべき目標位置座標を示す位置情報に基づいて、第１露光装置１０の座標系のもとで、第１露光装置１０のパターン形成部１１により基板Ｗ上に第１パターンＰ１を形成する。

ステップＳ５０８では、搬送部３０により基板Ｗを第１露光装置１０から第２露光装置２０へと搬送する。

ステップＳ５０９では、マーク計測部２３によりステップＳ５０４で基板Ｗ上に形成されたマークＡＭ１～３の位置を計測する。このとき、マークＡＭ１～３の位置を計測するために、第２露光装置２０の座標系のもとで、マーク計測部２３、基板ステージ２５を駆動するよう制御部２４が制御する。

ステップＳ５１０では、第２パターンＰ２を形成すべき目標位置座標を示す位置情報に基づいて、第２露光装置２０の座標系のもとで、第２露光装置２０のパターン形成部２１により基板Ｗ上に第２パターンＰ２を形成する。

このとき、第１露光装置の座標系のもとでマーク計測部１３により計測されたマークＡＭ１～３の位置と、第２露光装置の座標系のもとでマーク計測部２３により計測されたマークＡＭ１～３の位置との差分を求める。当該差分に基づいて、第２露光装置２０の座標系のもとで基板Ｗ上に形成される第２パターンＰ２の露光領域を補正する。具体的には、第１露光装置１０と第２露光装置２０におけるパターン形成特性の個体差に起因する第１パターンＰ１と第２パターンＰ２との位置関係のずれが補正されるように、基板Ｗ上に形成される第２パターンＰ２の露光領域を決定する。パターン形成特性の個体差とは、例えば、装置座標系の誤差、基板Ｗが載置された際に生じる誤差のことである。

第２パターンＰ２の位置を補正する方法として、例えば制御部２４が第２露光装置２０の投影光学系の構成要素の１つである光学素子（例えば、２枚の平行平板）の駆動や回転を制御する。光学素子の駆動や回転によって、基板Ｗ上の露光位置の補正（例えば、走査露光する方向であるＹ方向や、走査露光する方向に垂直な方向であるＸ方向の倍率の補正）が可能である。

ステップＳ５１１では、搬送部３０により基板Ｗを第２露光装置２０から搬出する。

上述したように、本実施形態では、マークの形成位置がずれてきた場合に、マーク形成部１２から照射される照射光と基板Ｗの相対位置を補正することができるため、マークの形成位置精度の低下を防ぐことができる。したがって、パターン形成をする処理の生産効率の低下を抑制することが可能となる。

＜第２実施形態＞
本実施形態では、マーク形成位置がずれてきた場合に、マーク計測部１３によるマーク計測位置を補正する実施形態について説明する。第１実施形態では、マーク計測部１３でマーク位置を計測した結果を次回のマーク形成位置の補正に利用していたが、本実施形態では、マーク計測部１３でマーク位置を計測した結果を次回のマーク計測位置の補正に利用する。尚、パターン形成システム１００、第１露光装置１０、第２露光装置２０の構成については、第１実施形態と同様であるため説明は省略する。また、本実施形態で言及しない事項については、第１実施形態に従う。

図６を参照して、本実施形態におけるパターン形成方法について説明する。図６は、本実施形態におけるパターン形成のフローチャートである。図６に示すフローチャートの各工程は、制御部１４や制御部２４（或いは、主制御部４０）が各部を制御することにより実行される。

ステップＳ６０１、Ｓ６０２、Ｓ６０３では、それぞれ、第１露光装置１０への基板Ｗの搬入、マークＡＭ１～３（第１マーク）の形成、閾値の判定が行われる。ステップＳ６０１、Ｓ６０２、Ｓ６０３は、第１実施形態で説明したステップＳ５０１、Ｓ５０４、Ｓ５０２に対応しているため、詳細な説明を省略する。

ステップＳ６０４では、第１マークを計測するときのマーク計測部１３と基板の相対位置を決定する。即ち、マーク計測部１３と基板Ｗの相対位置を補正する。補正方法としては、マーク計測部１３の駆動及び基板ステージ１５の駆動の少なくとも一方の駆動を制御部１４が制御することにより行われる。

ステップＳ６０５では、マーク計測部１３によりステップＳ５０４で基板Ｗ上に形成されたマークＡＭ１～３の位置を計測する。このとき、マークＡＭ１～３の位置を計測するために、第１露光装置１０の座標系のもとで、マーク計測部１３、基板ステージ１５を駆動するよう制御部１４が制御する。前述したステップＳ６０４でマーク計測部１３と基板Ｗの相対位置の補正が行われた場合には、この補正に基づいてマーク計測部１３、基板ステージ１５を駆動させる。

ステップＳ６０６では、ステップＳ６０５で第１マークを計測した位置情報を次回以降の基板へのマーク計測で利用できるように制御部１４に記憶する。本実施形態では、ステップＳ６０６でマークの位置情報の記憶が毎回行われることを想定しているが、これに限らず、毎回行われなくとも良い。例えば、マーク形成の実行回数により適当な頻度で位置情報の記憶が実行されても良い。また、ステップＳ５０２で説明したような閾値判定をステップＳ５０６で実行し、所定の閾値を越えた場合のみ位置情報を記憶し、次回のマーク計測の際に、マーク計測部１３と基板Ｗの相対位置の補正が実行されても良い。

ステップＳ６０７～Ｓ６１１では、それぞれ、第１パターンの形成、第２露光装置２０への基板Ｗの搬送、マークＡＭ１～３の位置計測、第２パターンの形成、第２露光装置２０からの基板Ｗの搬出が行われる。ステップＳ６０７～Ｓ６１１は、第１実施形態で説明したステップＳ５０７～Ｓ５１１に対応しているため、詳細な説明を省略する。

尚、ステップＳ６０９のマーク計測では、ステップＳ６０４で行った補正に基づいて、マーク計測部２３と基板Ｗの相対位置を補正した上で、マークＡＭ１～３の位置計測を実行する。

上述したように、本実施形態では、マークの形成位置がずれてきた場合に、マーク計測部１２と基板Ｗの相対位置を補正することができる。したがって、マークの形成位置精度が低下した場合においても、パターン形成をする処理の生産効率の低下を抑制することが可能となる。

＜第３実施形態＞
本実施形態では、光電センサ１６でマーク形成部の位置を示す情報（例えば、光源１２ａの位置情報）を取得することにより、マーク形成位置を補正する実施形態について説明する。本実施形態は、マーク形成位置を補正するという点では第１実施形態と同様であるが、光電センサ１６で光源１２ａの位置に関する情報を取得した結果を次回のマーク形成の補正に利用するという点では第１実施形態とは異なる。尚、パターン形成システム１００、第１露光装置１０、第２露光装置２０の構成については、第１実施形態と同様であるため説明は省略する。また、本実施形態で言及しない事項については、第１実施形態に従う。

図７を参照して、本実施形態におけるパターン形成方法について説明する。図７は、本実施形態におけるパターン形成のフローチャートである。図７に示すフローチャートの各工程は、制御部１４や制御部２４（或いは、主制御部４０）が各部を制御することにより実行される。また、以下の説明では、光源１２ａの位置を示す情報として、照射光の照度分布を光電センサで取得する例について説明するが、これに限らず、光源１２ａの位置変化を検出できる情報（例えば、照射光の照度の重心位置）であれば良い。

尚、以下の説明における「第１照度分布」とは、今回パターン形成を行う第１基板にマークを形成した際の照射光の照度分布である。「第２照度分布」とは、第１基板のパターン形成が行われる以前に、パターン形成を行った第２基板にマークを形成した際の照射光の照度分布である。第１基板、第２基板はそれぞれ異なる基板である。

ステップＳ７０１では、搬送部３０により基板Ｗを第１露光装置１０に搬送する。

ステップＳ７０２では、前回検出された照射光の照度分布（以下では、第２照度分布と呼ぶ）に基づいて、マーク形成部１２から照射される照射光と基板Ｗの相対位置を補正するかどうかを判定する。判定方法は、例えば、マークが形成される想定位置と第２照度分布に基づいて予測される光源１２ａの位置により形成されるマークの位置とのずれ量が所定の閾値を越えているかを制御部１４が判定する。閾値を越えている場合にはステップＳ７０３へと進み、閾値を越えていない場合にはステップＳ７０４へと進む。また、基準照度分布や第２照度分布の検出が以前に行われていない場合もステップＳ７０４へと進む。

また、以前に検出された複数の照度分布の情報に基づいて今回検出する照度分布（以下では、第１照度分布と呼ぶ）の検出結果を予測し、ステップＳ７０２の判定が行われても良い。例えば、これまで検出してきた照度分布に基づいて予測される光源１２ａの位置により形成されるマークの位置と形成されるマークの想定位置との差分量をプロットしていき、ずれ量の一次近似式を算出することで、現在の光源１２ａの位置を予測しても良い。現在の光源１２ａの予測位置とマーク形成の想定位置とのずれ量が所定の閾値を越えているかを判定し、閾値を越えている場合にはステップＳ７０３へと進み、閾値を越えていない場合にはステップＳ７０４へと進んでも良い。また、ステップＳ７０２の閾値の判定は、常に実施されなくとも良く、例えば、ステップＳ７０３のマーク形成位置の補正を毎回実施しても良い。第２照度分布の情報は、後述するステップＳ７０６で制御部１４に記憶される。

ステップＳ７０３、Ｓ７０４では、それぞれ、マーク形成部１２から照射される照射光と基板Ｗの相対位置の補正、マークＡＭ１～３の形成が行われる。ステップＳ７０３、Ｓ７０４は、第１実施形態で説明したステップＳ５０３、Ｓ５０４に対応しているため、詳細な説明を省略する。

ステップＳ７０５では、マーク形成部１２から照射された照射光の第１照度分布を光電センサ１６で検出する。

ステップＳ７０６では、ステップＳ７０５で検出された第１照度分布の情報を次回の基板へのマーク形成で利用できるように制御部１４が記憶する。もしくは、第１照度分布に基づいて予測される光源１２ａの位置情報を次回の基板へのマーク形成で利用できるように制御部１４が記憶する。本実施形態では、ステップＳ７０６での記憶が毎回行われることを想定しているが、これに限らず、毎回行われなくとも良い。例えば、マーク形成の実行回数により適当な頻度で情報の記憶が実行されても良い。また、ステップＳ７０２で説明したような閾値判定をステップＳ７０６で実行し、所定の閾値を越えた場合のみ情報を記憶し、次回のマーク形成の際に、マーク形成部１２と基板Ｗの相対位置の補正が実行されても良い。

ステップＳ７０７～Ｓ７１２では、それぞれ、マークＡＭ１～３の位置計測、第１パターンの形成、第２露光装置２０への基板Ｗの搬送、マークＡＭ１～３の位置計測、第２パターンの形成、第２露光装置２０からの基板Ｗの搬出が行われる。ステップＳ７０７～Ｓ７１２は、第１実施形態で説明したステップＳ５０５、Ｓ５０７～Ｓ５１１に対応しているため、詳細な説明を省略する。

上述したように、本実施形態では、光源１２ａの位置がずれてきた場合に、マーク形成部１２から照射される照射光と基板Ｗの相対位置を補正することができるため、マークの形成位置精度の低下を防ぐことができる。したがって、パターン形成をする処理の生産効率の低下を抑制することが可能となる。

＜第４実施形態＞
本実施形態では、光電センサ１６でマーク形成部の位置を示す情報（例えば、光源１２ａの位置情報）を取得することにより、光源１２ａの位置を判断し、マーク計測部１３によるマーク計測位置を補正する実施形態について説明する。本実施形態は、マーク計測部１３によるマーク計測位置を補正するという点では第２実施形態と同様であるが、光電センサ１６で光源１２ａの位置情報を取得した結果を今回のマーク計測の補正に利用するという点では第２実施形態とは異なる。尚、パターン形成システム１００、第１露光装置１０、第２露光装置２０の構成については、第１実施形態と同様であるため説明は省略する。また、本実施形態で言及しない事項については、第１実施形態に従う。

図８を参照して、本実施形態におけるパターン形成方法について説明する。図６は、本実施形態におけるパターン形成のフローチャートである。図６に示すフローチャートの各工程は、制御部１４や制御部２４（或いは、主制御部４０）が各部を制御することにより実行される。

ステップＳ８０１～Ｓ８０４では、それぞれ、第１露光装置１０への基板Ｗの搬入、マークＡＭ１～３（第１マーク）の形成、センサ１６による第１照度分布の検出、第１照度分布の記憶が行われる。ステップＳ８０１～Ｓ８０４は、第３実施形態で説明したステップＳ７０１、Ｓ７０４～Ｓ７０６に対応しているため、詳細な説明を省略する。

ステップＳ８０５では、ステップＳ８０３で検出された第１照度分布に基づいて、マーク形成部１２から照射される照射光と基板Ｗの相対位置を補正するかどうかを判定する。判定方法は、例えば、マークを形成する想定位置と第１照度分布に基づいて予測される光源１２ａの位置により形成されるマークの位置とのずれ量が所定の閾値を越えているかを制御部１４が判定する。閾値を越えている場合にはステップＳ８０６へと進み、閾値を越えていない場合にはステップＳ８０７へと進む。また、ステップＳ８０５の閾値の判定は、常に実施されなくとも良く、例えば、後述するステップＳ８０６のマーク計測位置の補正を毎回実施しても良い。

ステップＳ８０６では、マーク計測部１３と基板Ｗの相対位置を補正する。補正方法としては、マーク計測部１３の駆動及び基板ステージ１５の駆動の少なくとも一方の駆動を制御部１４が制御することにより行われる。

ステップＳ８０７～Ｓ８１２では、それぞれ、マークＡＭ１～３の位置計測、第１パターンの形成、第２露光装置２０への基板Ｗの搬送、マークＡＭ１～３の位置計測、第２パターンの形成、第２露光装置２０からの基板Ｗの搬出が行われる。ステップＳ８０７～Ｓ８１２は、第３実施形態で説明したステップＳ７０７～Ｓ７１２に対応しているため、詳細な説明を省略する。

尚、ステップＳ８１０のマーク計測では、ステップＳ８０６で行った補正に基づいて、マーク計測部２３と基板Ｗの相対位置を補正した上で、マークＡＭ１～３の位置計測を実行する。

上述したように、本実施形態では、光源１２ａの位置がずれてきた場合に、マーク計測部１３と基板Ｗの相対位置を補正することができる。したがって、マークの形成位置精度が低下した場合においても、パターン形成をする処理の生産効率の低下を抑制することが可能となる。また、第１～第３実施形態では、前回処理した基板（第２基板）の計測結果や検出結果に基づいて補正を行っていた。それに対して、本実施形態では、現基板（第１基板）の検出結果を用いて、マークの位置計測を補正できるという点で優れている。

尚、第１～第４実施形態で説明した内容はそれぞれ組み合わせて実施されても良い。例えば、マークの形成位置を補正する第１実施形態と、マークの計測位置を補正する第２実施形態で説明した内容を組み合わせることにより、マークの形成位置とマークの計測位置の両方を補正するように実施されても良い。また、マーク位置をマーク計測部１３で計測する第１実施形態と、光電センサ１６で光源の位置１２ａの位置を予測する第３実施形態で説明した内容を組み合わせて実施されても良い。

＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板上に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。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

＜その他の実施形態＞
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ーがプログラムを読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。

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及び変更が可能である。

１０ 第１露光装置
１２ マーク形成部
１２ａ 光源
１３ マーク計測部
１４、２４ 制御部
４０ 主制御部
ＡＭ マーク
Ｗ 基板

Claims (18)

1. 基板上の層に第１パターンを形成するリソグラフィ装置であり、前記層の前記第１パターンが形成される領域とは異なる領域において第２パターンが形成される前に、前記第１パターンを形成するリソグラフィ装置であって、
   前記基板に照射光を照射し、前記第１パターンと前記第２パターンとの相対位置関係を決定するための、第１マーク及び第２マークを含むマークを形成するマーク形成部と、
   前記マーク形成部を制御する制御部と、
   前記マークの位置を計測するマーク計測部と、を有し、
   前記制御部は、前記第１マークより以前に形成された前記第２マークの位置を前記マーク計測部で計測して得られた情報に基づいて、前記第１マークを形成するときの前記マーク形成部から前記基板に照射される照射光と前記基板の相対位置、及び前記第１マークを計測するときの前記マーク計測部と前記基板の相対位置、の少なくとも一方を決定することを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記制御部は、前記第２マークが形成される想定位置と前記第２マークが実際に形成された位置との差分が所定の閾値を越えた場合に、前記第１マークを形成するときの前記マーク形成部から前記基板に照射される照射光と前記基板の相対位置、及び前記第１マークを計測するときの前記マーク計測部と前記基板の相対位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記情報は、マーク形成部の位置を示す情報であることを特徴とする請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記照射光を検出するセンサを更に有し、
   前記センサは、前記マーク形成部の位置を示す情報を取得することで、前記マークの形成位置に関する情報を得ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記制御部は、前記第２マークが形成される想定位置と、前記第２マークを形成するときの前記マーク形成部の位置に関する情報に基づいて予測される前記第２マークの位置との差分が所定の閾値を越えた場合に、前記第１マークを形成するときの前記マーク形成部から前記基板に照射される照射光と前記基板の相対位置、及び前記第１マークを計測するときの前記マーク計測部と前記基板の相対位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記制御部は、前記第１マークが形成される想定位置と、前記第１マークを形成するときの前記マーク形成部の位置に関する情報に基づいて予測される前記第１マークの位置との差分が所定の閾値を越えた場合に、前記第１マークを計測するときの前記マーク計測部と基板の相対位置を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記マーク形成部は、光源と、前記基板に照射光を照射するための光学素子を含み、
   前記制御部は、光源及び光学素子のうち少なくとも一方の位置を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記光学素子は、ミラー及びレンズの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項７に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記制御部は、前記第１マークより以前に形成された複数のマークの形成位置に関する情報に基づいて、前記第１マークが形成される位置を予測することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
10. 基板上の層に第１パターンを形成するリソグラフィ装置であり、前記層の前記第１パターンが形成される領域とは異なる領域において第２パターンが形成される前に、前記第１パターンを形成するリソグラフィ装置であって、
    前記基板に照射光を照射し、前記第１パターンと前記第２パターンとの相対位置関係を決定するためのマークを形成するマーク形成部と、
    前記マーク形成部を制御する制御部と、
    前記マークの位置を計測するマーク計測部と、を有し、
    前記制御部は、第１マークより以前に前記マーク形成部により形成された複数のマークの形成位置に関する情報に基づいて、前記第１マークを形成するときの前記マーク形成部から前記基板に照射される照射光と前記基板の相対位置、及び前記第１マークを計測するときの前記マーク計測部と前記基板の相対位置の少なくとも一方を決定することを特徴とするリソグラフィ装置。
11. 前記制御部は、前記第１マークが形成される基板よりも前にパターン形成が行われた基準基板に形成されたマークの形成位置に関する情報に基づいて、前記第１マークを形成するときの前記マーク形成部から前記基板に照射される照射光と前記基板の相対位置、及び前記第１マークを計測するときの前記マーク計測部と前記基板の相対位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記基準基板は、ロットの先頭基板であることを特徴とする請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記制御部は、前記マーク計測部が前記第１マークを計測できる位置となるように、前記第１マークを形成するときの前記マーク形成部から前記基板に照射される照射光と前記基板の相対位置、及び前記第１マークを計測するときの前記マーク計測部と前記基板の相対位置の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
14. 前記基板を保持する基板ステージを更に有し、
    前記制御部は、前記基板ステージを制御し、前記基板の位置を制御することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
15. 前記マークは、前記リソグラフィ装置で形成される第１パターンと、前記リソグラフィ装置とは別のリソグラフィ装置で形成される第２パターンの相対位置関係を決定するための位置合わせ用のマークであることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
16. 請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いて前記基板にパターンを形成する第１パターン形成工程と、
    前記リソグラフィ装置とは別のリソグラフィ装置を用いて前記基板にパターンを形成する第２パターン形成工程と、を含むパターン形成方法。
17. 請求項１６に記載のパターン形成方法により前記基板を露光する露光工程と、
    前記露光工程で露光された前記基板を現像する現像工程と、
    前記現像工程で現像された前記基板の処理を行う処理工程と、を含み、
    前記処理工程で処理された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
18. 請求項１６に記載のパターン形成方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。

Images