KR101581083B1 - 노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

노광 방법은, 제1 기판에 생기는 비선형 왜곡 중, 산출을 위해 제1 기판에서의 제1 점수의 마크 계측이 필요한 제1 성분과, 제1 점수보다 적은 제2 점수의 마크 계측으로 산출할 수 있는 제2 성분의 관계를 도출하는 것과, 제2 기판에서 제2 점수의 마크 계측을 실행하는 것과, 제2 기판에서의 제2 점수의 마크 계측의 결과와, 관계에 기초하여, 제2 기판의 변형 정보를 취득하는 것과, 취득한 변형 정보에 기초하여, 제2 기판을 노광광으로 노광하는 것을 포함한다.

Description

노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE METHOD, EXPOSURE DEVICE, AND MANUFACTURING METHOD FOR DEVICE}
본 발명은 노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
본원은, 2010년 1월 18일에 출원된 일본 특허 출원 제2010-8004호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
플랫 패널 디스플레이 등의 전자 디바이스의 제조 공정에서, 예컨대 특허문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은, 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치가 사용된다. 디바이스는, 기판 위에 복수의 패턴(패턴화된 막)을 적층하는 것에 의해 형성된다. 노광 처리에서, 기판에 이미 형성되어 있는 패턴에 다음 패턴의 상을 중첩시킬 때, 기판의 얼라인먼트 마크를 계측하고, 그 얼라인먼트 마크의 계측 결과에 기초하여, 기판과 다음 패턴의 상을 정렬하는 얼라인먼트 처리가 실행된다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2001-215718호 공보
노광 처리에서, 기판이 변형되면, 패턴의 중첩 정밀도가 저하되고, 그 결과, 노광 불량의 발생, 및 불량 디바이스의 발생을 초래한다. 기판이 변형된 경우라도, 패턴의 중첩 정밀도의 저하를 억제하기 위해, 기판의 변형 정보를 정확히 취득하는 것이 유효하다. 기판의 변형이 비선형 성분(비선형 왜곡)을 포함하는 경우, 얼라인먼트 마크의 계측점의 수를 많게 하는 것에 의해, 그 비선형 왜곡을 포함하는 기판의 변형 정보를 정확히 취득할 수 있다. 그러나, 얼라인먼트 마크의 계측점수를 많게 한 경우, 그 계측을 위해 시간을 요하여, 작업 처리량이 저하되어 버릴 가능성이 있다.
본 발명의 양태는, 작업 처리량의 저하를 억제하면서, 기판의 변형 정보를 정확히 취득하여 노광 불량의 발생을 억제할 수 있는 노광 방법 및 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명의 양태는, 작업 처리량의 저하를 억제하면서, 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있는 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 양태에 의하면, 제1 기판에 생기는 비선형 왜곡 중, 산출을 위해 상기 제1 기판에서 제1 점수의 마크 계측이 필요한 제1 성분과, 상기 제1 점수보다 적은 제2 점수의 마크 계측으로 산출할 수 있는 제2 성분의 관계를 도출하는 것과, 제2 기판에서 제2 점수의 마크 계측을 실행하는 것과, 상기 제2 기판에서의 상기 제2 점수의 마크 계측의 결과와, 상기 관계에 기초하여, 상기 제2 기판의 변형 정보를 취득하는 것과, 취득한 상기 변형 정보에 기초하여, 상기 제2 기판을 노광광으로 노광하는 것을 포함하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제2 양태에 의하면, 제1 양태의 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제3 양태에 의하면, 제1 기판에 생기는 비선형 왜곡 중, 산출을 위해 상기 제1 기판에서 제1 점수의 마크 계측이 필요한 제1 성분과, 상기 제1 점수보다 적은 제2 점수의 마크 계측으로 산출할 수 있는 제2 성분의 관계를 기억하는 기억 장치와, 제2 기판에서 제2 점수의 마크 계측을 실행하는 마크 계측 장치와, 상기 마크 계측 장치의 계측 결과와, 상기 기억 장치의 정보에 기초하여, 상기 제2 기판의 변형 정보를 취득하는 제어 장치를 구비하고, 취득한 상기 변형 정보에 기초하여, 상기 제2 기판을 노광광으로 노광하는 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제4 양태에 의하면, 제3 양태의 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 양태에 의하면, 작업 처리량의 저하를 억제하면서, 노광 불량의 발생을 억제할 수 있다. 또한 본 발명의 양태에 의하면, 작업 처리량의 저하를 억제하면서, 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 일례를 도시하는 개략 구성도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 투영 시스템의 일례를 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 투영 시스템의 투영 영역과 얼라인먼트 시스템의 검출 영역과 기판의 관계의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 5는 기판 변형의 비선형 성분의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 기판 변형의 비선형 성분의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은 기판 변형의 비선형 성분의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8은 기판 변형의 비선형 성분의 일례를 도시하는 도면이다.
도 9는 기판 변형의 비선형 성분의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 기판 변형의 비선형 성분의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 기판 변형의 비선형 성분의 일례를 도시하는 도면이다.
도 12는 얼라인먼트 마크의 계측점의 수의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 13은 제1 실시형태에 따른 노광 방법의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 14는 기판에 생기는 비선형 왜곡 중, 제1 성분 및 제2 성분의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 15는 얼라인먼트 마크의 계측점의 수의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 16은 제2 실시형태에 따른 노광 방법의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 17은 본 실시형태에 따른 디바이스 제조 방법의 일례를 도시하는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 이하의 설명에는, XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부의 위치 관계에 대해서 설명한다. 수평면 내의 정해진 방향을 X축 방향, 수평면 내에서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 방향 및 Y축 방향의 각각과 직교하는 방향(즉 수직 방향)을 Z축 방향으로 한다. 또한 X축, Y축, 및 Z축 둘레의 회전(경사) 방향을 각각, θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다.
<제1 실시형태>
제1 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은, 제1 실시형태에 따른 노광 장치(EX)의 일례를 도시하는 개략 구성도이고, 도 2는 그 사시도이다. 도 1 및 도 2에서, 노광 장치(EX)는, 마스크(M)를 유지하여 이동할 수 있는 마스크 스테이지(1)와, 기판(P)을 유지하여 이동할 수 있는 기판 스테이지(2)와, 마스크 스테이지(1)를 이동하는 구동 시스템(3)과, 기판 스테이지(2)를 이동하는 구동 시스템(4)과, 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명하는 조명 시스템(IS)과, 노광광(EL)으로 조명된 마스크(M) 패턴의 상을 기판(P)에 투영하는 투영 시스템(PS)과, 노광 장치(EX) 전체의 동작을 제어하는 제어 장치(5)와, 제어 장치(5)에 접속되고, 노광에 관한 각종 정보를 기억하는 기억 장치(5R)를 구비하고 있다.
마스크(M)는, 기판(P)에 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다. 기판(P)은, 예컨대 유리 플레이트 등의 기재와, 그 기재 위에 형성된 감광막(도포된 감광제)을 포함한다. 본 실시형태에서, 기판(P)은, 대형 유리 플레이트를 포함하고, 그 기판(P)의 한 변의 사이즈는, 예컨대 500 ㎜ 이상이다. 본 실시형태에서는, 기판(P)의 기재로서, 한 변이 약 3000 ㎜인 직사각형의 유리 플레이트를 이용한다.
또한, 본 실시형태의 노광 장치(EX)는, 마스크 스테이지(1) 및 기판 스테이지(2)의 위치 정보를 계측하는 간섭계 시스템(6)과, 마스크(M)의 표면(하면, 패턴 형성면)의 위치 정보를 검출하는 제1 검출 시스템(7)과, 기판(P)의 표면(노광면, 감광면)의 위치 정보를 검출하는 제2 검출 시스템(8)과, 기판(P) 위의 얼라인먼트 마크 계측을 실행하는 얼라인먼트 시스템(9)을 구비하고 있다.
또한, 노광 장치(EX)는, 보디(13)를 구비하고 있다. 보디(13)는, 예컨대 클린룸 내의 지지면(예컨대 바닥면)(FL) 위에 방진대(BL)를 사이에 두고 배치된 베이스 플레이트(10)와, 베이스 플레이트(10) 위에 배치된 제1 칼럼(11)과, 제1 칼럼(11) 위에 배치된 제2 칼럼(12)을 갖는다. 본 실시형태에서, 보디(13)는, 투영 시스템(PS), 마스크 스테이지(1), 및 기판 스테이지(2) 각각을 지지한다. 본 실시형태에서, 투영 시스템(PS)은, 정반(14)을 통해, 제1 칼럼(11)에 지지된다. 마스크 스테이지(1)는, 제2 칼럼(12)에 대하여 이동할 수 있게 지지된다. 기판 스테이지(2)는, 베이스 플레이트(10)에 대하여 이동할 수 있게 지지된다.
본 실시형태에서, 투영 시스템(PS)은, 복수의 투영 광학계를 갖는다. 조명 시스템(IS)은, 복수의 투영 광학계에 대응하는 복수의 조명 모듈을 갖는다. 또한 본 실시형태의 노광 장치(EX)는, 마스크(M)와 기판(P)을 정해진 주사 방향으로 동기 이동시키면서, 마스크(M)의 패턴의 상을 기판(P)에 투영한다. 즉, 본 실시형태의 노광 장치(EX)는, 소위, 멀티렌즈형 스캔 노광 장치이다.
본 실시형태에서, 투영 시스템(PS)은, 7개의 투영 광학계(PL1∼PL7)를 가지며, 조명 시스템(IS)은, 7개의 조명 모듈(IL1∼IL7)을 갖는다. 또한 투영 광학계 및 조명 모듈의 수는 7개로 한정되지 않고, 예컨대 투영 시스템(PS)이, 투영 광학계를 11개 가지며, 조명 시스템(IS)이, 조명 모듈을 11개 가져도 좋다.
조명 시스템(IS)은, 정해진 조명 영역(IR1∼IR7)에 노광광(EL)을 조사할 수 있다. 조명 영역(IR1∼IR7)은, 각 조명 모듈(IL1∼IL7)로부터 사출되는 노광광(EL)의 조사 영역에 포함되어 있다. 본 실시형태에서, 조명 시스템(IS)은, 상이한 7개의 조명 영역(IR1∼IR7) 각각을 노광광(EL)으로 조명한다. 조명 시스템(IS)은, 마스크(M) 중 조명 영역(IR1∼IR7)에 배치된 부분을, 균일한 조도 분포의 노광광(EL)으로 조명한다. 본 실시형태에서는, 조명 시스템(IS)으로부터 사출되는 노광광(EL)으로서, 예컨대 수은 램프로부터 사출되는 휘선(g선, h선, i선)을 이용한다.
마스크 스테이지(1)는, 마스크(M)를 유지한 상태로, 조명 영역(IR1∼IR7)에 대하여 이동할 수 있다. 마스크 스테이지(1)는, 마스크(M)를 유지할 수 있는 마스크 유지부(15)를 갖는다. 마스크 유지부(15)는, 마스크(M)를 진공 흡착할 수 있는 척 기구를 포함하고, 마스크(M)를 릴리스할 수 있게 유지한다. 본 실시형태에서, 마스크 유지부(15)는, 마스크(M)의 하면(패턴 형성면)과 XY 평면이 대략 평행이 되도록, 마스크(M)를 유지한다. 구동 시스템(3)은, 예컨대 리니어 모터를 포함하고, 제2 칼럼(12)의 가이드면(12G) 위에서 마스크 스테이지(1)를 이동시킬 수 있다. 본 실시형태에서, 마스크 스테이지(1)는, 구동 시스템(3)의 작동에 의해, 마스크 유지부(15)로 마스크(M)를 유지한 상태에서, 가이드면(12G) 위를, X축, Y축, 및 θZ 방향의 3개의 방향으로 이동할 수 있다.
투영 시스템(PS)은, 정해진 투영 영역(PR1∼PR7)에 노광광(EL)을 조사할 수 있다. 투영 영역(PR1∼PR7)은, 각 투영 광학계(PL1∼PL7)로부터 사출되는 노광광(EL)의 조사 영역에 상당한다. 본 실시형태에서, 투영 시스템(PS)은, 상이한 7개의 투영 영역(PR1∼PR7) 각각에 패턴의 상을 투영한다. 투영 광학 시스템(PS)은, 기판(P) 중 투영 영역(PR1∼PR7)에 배치된 부분에, 마스크(M)의 패턴의 상을 정해진 투영 배율로 투영한다.
기판 스테이지(2)는, 기판(P)을 유지한 상태로, 투영 영역(PR1∼PR7)에 대하여 이동할 수 있다. 기판 스테이지(2)는, 기판(P)을 유지할 수 있는 기판 유지부(16)를 갖는다. 기판 유지부(16)는, 기판(P)을 진공 흡착할 수 있는 척 기구를 포함하고, 기판(P)을 릴리스 가능하게 유지한다. 본 실시형태에서, 기판 유지부(16)는, 기판(P)의 표면(노광면)과 XY 평면이 대략 평행이 되도록, 기판(P)을 유지한다. 구동 시스템(4)은, 예컨대 리니어 모터를 포함하고, 베이스 플레이트(10)의 가이드면(10G) 위에서 기판 스테이지(2)를 이동시킬 수 있다. 본 실시형태에서, 기판 스테이지(2)는, 구동 시스템(4)의 작동에 의해, 기판 유지부(16)로 기판(P)을 유지한 상태에서, 가이드면(10G) 위를, X축, Y축, Z축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6개의 방향으로 이동할 수 있다.
얼라인먼트 시스템(9)은, 기판(P)에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크를 계측한다. 얼라인먼트 시스템(9)은, 소위 오프 액시스 방식의 얼라인먼트 시스템이며, 기판 스테이지(2)에 유지된 기판(P)의 표면과 대향 배치되는 복수의 현미경(9A∼9F)을 갖는다. 현미경(9A∼9F) 각각은, 검출 영역(AL1∼AL6)에 검출광을 조사하는 투사부와, 검출 영역(AL1∼AL6)에 배치된 얼라인먼트 마크의 광학상을 취득할 수 있는 수광부를 갖는다.
제어 장치(5)는, 투영 시스템(PS)에 의해 형성되는 마스크(M)의 패턴의 상을, 기판(P)에 이미 형성되어 있는 패턴에 중첩시키도록, 노광 처리를 실행한다. 노광 처리시, 제어 장치(5)는, 기판(P)의 얼라인먼트 마크를 계측하고, 그 얼라인먼트 마크의 계측 결과에 기초하여, 기판(P)과 마스크(M)의 패턴의 상을 정렬하는 얼라인먼트 처리를 실행한다.
도 3은, 본 실시형태에 따른 투영 시스템(PS), 얼라인먼트 시스템(9), 및 투영 영역(PR1∼PR7)에 배치된 기판 스테이지(2)의 일례를 도시하는 도면이다.
제1 투영 광학계(PL1)에 대해서 설명한다. 도 3에서, 제1 투영 광학계(PL1)는, 제1 조명 모듈(IL1)에 의해 노광광(EL)으로 조명된 마스크(M)의 패턴의 상을 기판(P)에 투영한다. 제1 투영 광학계(PL1)는, 상면 조정부(33)와, 시프트 조정부(34)와, 2조의 반사 굴절형 광학계(31, 32)와, 시야 조리개(35)와, 스케일링 조정부(36)를 구비하고 있다.
조명 영역(IR1)에 조사되고, 마스크(M)를 투과한 노광광(EL)은, 상면 조정부(33)에 입사한다. 상면 조정부(33)는, 제1 투영 광학계(PL1)의 상면의 위치(Z축, θX, 및 θY 방향에 관한 위치)를 조정할 수 있다. 상면 조정부(33)는, 마스크(M) 및 기판(P)에 대하여 광학적으로 대략 공역인 위치에 배치되어 있다. 상면 조정부(33)는, 제1 광학 부재(33A) 및 제2 광학 부재(33B)와, 제2 광학 부재(33B)에 대하여 제1 광학 부재(33A)를 이동시킬 수 있는 구동 장치(도시 생략)를 구비하고 있다. 제1 광학 부재(33A)와 제2 광학 부재(33B)는, 기체 베어링에 의해, 정해진 갭을 사이에 두고 대향한다. 제1 광학 부재(33A) 및 제2 광학 부재(33B)는, 노광광(EL)을 투과할 수 있는 유리판이고, 각각 쐐기 형상을 갖는다. 제어 장치(5)는, 구동 장치를 작동하여, 제1 광학 부재(33A)와 제2 광학 부재(33B)의 위치 관계를 조정하는 것에 의해, 제1 투영 광학계(PL1)의 상면의 위치를 조정할 수 있다. 상면 조정부(33)를 통과한 노광광(EL)은, 시프트 조정부(34)에 입사한다.
시프트 조정부(34)는, 기판(P) 위에서의 마스크(M)의 패턴의 상을 X축 방향 및 Y축 방향으로 시프트시킬 수 있다. 시프트 조정부(34)를 투과한 노광광(EL)은, 1조째의 반사 굴절형 광학계(31)에 입사한다. 반사 굴절형 광학계(31)는, 마스크(M)의 패턴의 중간상을 형성한다. 반사 굴절형 광학계(31)로부터 사출된 노광광(EL)은, 시야 조리개(35)에 공급된다.
시야 조리개(35)는, 반사 굴절형 광학계(31)에 의해 형성되는 패턴의 중간상의 위치에 배치되어 있다. 시야 조리개(35)는, 투영 영역(PR1)을 규정한다. 본 실시형태에서, 시야 조리개(35)는, 기판(P) 위에서의 투영 영역(PR1)을 사다리꼴 형상으로 규정한다. 시야 조리개(35)를 통과한 노광광(EL)은, 2조째의 반사 굴절형 광학계(32)에 입사한다.
반사 굴절형 광학계(32)는, 반사 굴절형 광학계(31)와 마찬가지로 구성되어 있다. 반사 굴절형 광학계(32)로부터 사출된 노광광(EL)은, 스케일링 조정부(36)에 입사한다. 스케일링 조정부(36)는, 마스크(M)의 패턴의 상의 배율(스케일링)을 조정할 수 있다. 스케일링 조정부(36)를 통과한 노광광(EL)은, 기판(P)에 조사된다. 본 실시형태에서, 제1 투영 광학계(PL1)는, 마스크(M)의 패턴의 상을, 기판(P) 위에, 정립 등배로 투영한다.
전술한 상면 조정부(33), 시프트 조정부(34), 및 스케일링 조정부(36)에 의해, 제1 투영 광학계(PL1)의 결상 특성(광학 특성)을 조정하는 결상 특성 조정 장치(30)가 구성된다. 결상 특성 조정 장치(30)는 X축, Y축, Z축, θX, θY, 및 θZ 방향의 6개의 방향에 관한 제1 투영 광학계(PL1)의 상면의 위치를 조정할 수 있고, 패턴의 상의 배율을 조정할 수 있다.
이상, 제1 투영 광학계(PL1)에 대해서 설명했다. 제2∼제7 투영 광학계(PL2∼PL7)는, 제1 투영 광학계(PL1)와 동등한 구성을 갖는다. 제2∼제7 투영 광학계(PL2∼PL7)에 대한 설명은 생략한다.
도 4는, 투영 영역(PR1∼PR7)과, 검출 영역(AL1∼AL6)과, 기판(P)의 위치 관계의 일례를 도시하는 모식도이며, 기판(P)의 표면을 포함하는 평면 내의 위치 관계를 도시하고 있다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서, 기판(P)의 표면은, 마스크(M)의 패턴의 상이 투영되는 복수의 노광 영역(피처리 영역)(PA1∼PA6)을 갖는다. 본 실시형태에서, 기판(P)의 표면은, 6개의 노광 영역(PA1∼PA6)을 갖는다. 노광 영역 PA1, PA2, PA3이 Y축 방향으로 대략 등간격으로 떨어져 배치되고, 노광 영역 PA4, PA5, PA6이 Y축 방향으로 대략 등간격으로 떨어져 배치되어 있다. 노광 영역 PA1, PA2, PA3은, 노광 영역 PA4, PA5, PA6에 대하여 +X측에 배치되어 있다.
본 실시형태에서, 투영 영역(PR1∼PR7)의 각각은, XY 평면 내에서 사다리꼴이다. 본 실시형태에서, 투영 광학계 PL1, PL3, PL5, PL7에 의한 투영 영역 PR1, PR3, PR5, PR7이, Y축 방향으로 대략 등간격으로 배치되고, 투영 광학계 PL2, PL4, PL6에 의한 투영 영역 PR2, PR4, PR6이, Y축 방향으로 대략 등간격으로 배치되어 있다. 투영 영역 PR1, PR3, PR5, PR7은, 투영 영역 PR2, PR4, PR6에 대하여 -X측에 배치되어 있다. 또한, Y축 방향에 관해서, 투영 영역 PR1, PR3, PR5, PR7 사이에, 투영 영역 PR2, PR4, PR6이 배치된다.
본 실시형태에서, 현미경(9A∼9F)에 의한 검출 영역(AL1∼AL6)이, 투영 영역(PR1∼PR7)에 대하여 -X측에 배치되어 있다. 검출 영역(AL1∼AL6)은, Y축 방향으로 떨어져 배치된다. 복수의 검출 영역(AL1∼AL6) 중, Y축 방향에 관해서 외측 2개의 검출 영역 AL1과 검출 영역 AL6의 간격은, 복수의 노광 영역(PA1∼PA6) 중, Y축 방향에 관해서 외측 2개의 노광 영역[PA1(PA4)]의 -Y측의 에지와 노광 영역[PA3(PA6)]의 +Y측의 에지의 간격과 대략 같다.
얼라인먼트 시스템(9)은, 기판(P)에 형성되어 있는 복수의 얼라인먼트 마크(m1∼m6)를 검출한다. 본 실시형태에서, 기판(P) 위에는 Y축 방향으로 떨어져 6개의 얼라인먼트 마크(m1∼m6)가 배치되고, 이들 얼라인먼트 마크(m1∼m6)의 그룹이, X축 방향으로 떨어진 4지점에 배치되어 있다. 얼라인먼트 마크 m1, m2는, 노광 영역 PA1, PA4의 각 양단부에 인접하여 형성되고, 얼라인먼트 마크 m3, m4는, 노광 영역 PA2, PA5의 각 양단부에 인접하여 형성되며, 얼라인먼트 마크 m5, m6는, 노광 영역 PA3, PA6의 각 양단부에 인접하여 형성되어 있다.
본 실시형태에서는, 기판(P) 위에서 Y축 방향으로 떨어져 배치된 6개의 얼라인먼트 마크(m1∼m6)에 대응하여, 현미경(9A∼9F)[검출 영역(AL1∼AL6)]이 배치되어 있다. 현미경(9A∼9F)은, 얼라인먼트 마크(m1∼m6)가 검출 영역(AL1∼AL6)에 동시에 배치되도록 설치되어 있다. 얼라인먼트 시스템(9)은, 현미경(9A∼9F)을 이용하여, 6개의 얼라인먼트 마크(m1∼m6)를 동시에 검출할 수 있다.
그런데, 기판(P)은, 변형될 가능성이 있다. 기판(P)은, 예컨대 노광 처리의 전후에 행해지는 각종 프로세스 처리에 의해 가열되는 경우가 있다. 그 결과, 기판(P)의 변형(열 변형)이 발생할 가능성이 있다. 또한, 기판 유지부(16)의 유지 상태에 기인하여, 기판(P)의 변형(왜곡 변형)이 발생할 가능성이 있다. 또한 기판 유지부(16)의 유지 상태는, 예컨대 기판 유지부(16)에 설치되어 있는 흡착 기구의 흡착 불균일을 포함한다.
기판(P)의 변형은, 선형 성분과 비선형 성분으로 나눌 수 있다. 이하의 설명에서, 기판(P) 변형의 비선형 성분을 적절하게, 비선형 왜곡으로 칭한다.
비선형 성분(비선형 왜곡)은, 다항식으로 나타낼 수 있다. 비선형 성분은, 예컨대 3차 다항식으로 나타낼 수 있다. 비선형 성분은, 최소자승법에 의해 전개하는 것에 의해, 예컨대 이하의 3차 다항식으로 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112012056915463-pct00001
[수학식 2]
Figure 112012056915463-pct00002
도 5, 도 6, 및 도 7에, 전개한 2차 비선형 성분을 도시하고, 도 8, 도 9, 도 10, 및 도 11에, 전개한 3차 비선형 성분을 도시한다. 또한 식 (1)은, X축 방향에 관한 기준의 격자점으로부터의 변위량을 나타내고, 식 (2)는, Y축 방향에 관한 기준의 격자점으로부터의 변위량을 나타낸다.
전술한 바와 같이, 노광 처리는, 기판(P)에 이미 형성되어 있는 패턴에 중첩시키도록, 마스크(M)의 패턴의 상을 투영하는 처리를 포함한다. 그 노광 처리에서, 기판(P)과 패턴의 상을 정렬하기 위해 얼라인먼트 처리가 실행된다. 기판(P)이 변형된 경우, 패턴의 중첩 정밀도의 저하를 억제하기 위해, 기판(P)의 변형 정보를 정확히 취득하는 것이 유효하다.
기판(P)에 비선형 왜곡이 발생한 경우, 얼라인먼트 마크의 계측점의 수를 많게 하는 것에 의해, 그 비선형 왜곡에 관한 변형 정보를 취득할 수 있다. 즉, 얼라인먼트 마크의 계측점의 수가 많을수록, 비선형 왜곡의 고차 성분에 관한 정보를 취득할 수 있다. 기판(P)의 변형 정보 중, 고차 비선형 성분에 관한 정보를 취득하기 위해, 기판(P)에 얼라인먼트 마크를 다수 배치하고, 이들 다수의 얼라인먼트 마크를 얼라인먼트 시스템(9)으로 계측하는 것이 유효하다.
예컨대 비선형 성분 중, Y축 방향의 x2 성분을 산출하기 위해서는, 도 12의 모식도에 도시하는 바와 같이, 기판(P) 위에서 적어도 X축 방향에 관해서 상이한 복수 지점에 얼라인먼트 마크를 배치하고, 이들 얼라인먼트 마크 모두를 계측해야 한다.
이와 같이, 기판(P) 위에 다수의 얼라인먼트 마크를 배치하고, 이들 다수의 얼라인먼트 마크를 얼라인먼트 시스템(9)에 의해 계측함으로써, 고차 비선형 성분에 관한 정보를 취득할 수 있다. 고차 비선형 성분에 관한 정보까지 취득함으로써, 패턴의 중첩 정밀도의 저하를 억제하기 위한 보정 처리를 양호하게 실행할 수 있다. 또한, 보정 처리는, 결상 특성 조정 장치(30)를 이용하여 투영 영역(PR1∼PR7)을 조정하는 처리를 포함한다.
그러나, 얼라인먼트 마크의 계측점의 수를 많게 한 경우, 그 계측을 위해 시간을 요하여, 작업 처리량이 저하되어 버릴 가능성이 있다.
그래서, 본 실시형태에서는, 도 13의 흐름도에 도시하는 바와 같이, 기판(P)에 생기는 비선형 왜곡 중, 산출을 위해 기판(P)에서 제1 점수의 얼라인먼트 마크 계측이 필요한 제1 성분과, 제1 점수보다 적은 제2 점수의 얼라인먼트 마크 계측으로 산출할 수 있는 제2 성분의 관계(상관성)를 도출하는 처리(단계 SA1)와, 기판(P)에서 제2 점수의 얼라인먼트 마크 계측을 실행하는 처리(단계 SA2)와, 단계 SA2에서 계측한 결과와, 단계 SA1에서 도출한 관계에 기초하여, 기판(P)의 변형 정보를 취득하는 처리(단계 SA3)와, 취득한 변형 정보에 기초하여, 기판(P)을 노광광(EL)으로 노광하는 처리(단계 SA4)가 실행된다.
본 실시형태에서, 상관성을 도출하는 처리(단계 SA1)는, 노광되는 기판(P)의 얼라인먼트 처리 및 노광 처리(단계 SA2∼SA4)에 앞서, 사전에 실행된다.
이하, 본 실시형태의 원리에 대해서 설명한다. 식 (1), 식 (2), 및 도 5∼도 11에 도시한 바와 같이, 비선형 왜곡은, 복수의 성분으로 분해(전개)할 수 있다. 본 발명자의 지견에 의하면, 비선형 왜곡의 복수 성분 중, 정해진 성분끼리는, 상관성이 있는 것을 알 수 있었다.
이하, 설명을 간단히 하기 위해, 도 14에 도시하는 비선형 성분을 예로 하여 설명한다. 도 14의 (C)에 도시하는 비선형 성분은, 도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분(Y축 방향의 x2 성분)과, 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분(X축 방향의 xy 성분)으로 분해할 수 있다. 이 경우, 도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분(Y축 방향의 x2 성분)과 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분(X축 방향의 xy 성분)은 상관성이 있다.
즉, 도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분이 생기고 있는 경우, 내부 응력으로서 도 14의 (A)의 화살표로 도시하는 바와 같은 힘이 발생하고, 그 작용 때문에 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분이 발생하며, 그 결과, 도 14의 (C)에 도시하는 바와 같은 비선형 왜곡이 발생한다고 생각된다. 이 경우, 도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분과 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분은 상관성이 있다.
이 때문에 도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분, 및 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분 중 어느 하나의 성분을 계측하는 것에 의해, 그 계측 결과와, 전술한 상관성에 기초하여, 다른 성분을 구할 수 있다.
도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분을 구하는 경우, 또는 도 14의 (C)에 도시하는 비선형 성분을 구하는 경우, 도 12에 도시한 바와 같이, 8점의 얼라인먼트 마크를 계측해야 한다. 한편, 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분을 구하는 경우, 도 15에 도시하는 바와 같이, 4개의 얼라인먼트 마크를 계측하면 충분하다.
본 실시형태에서는, 도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분과 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분의 상관성이, 기판(P)의 노광에 앞서 사전에 도출된다(단계 SA1). 그리고, 실제로 기판(P)을 노광하는 경우, 도 15에 도시하는 바와 같이 그 기판(P)에서 4개의 얼라인먼트 마크의 계측이 실행된다(단계 SA2). 4개의 얼라인먼트 마크의 계측 결과에 기초하여, 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분이 구해진다. 단계 SA2에서 계측한 4개의 얼라인먼트 마크의 계측 결과, 즉, 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분과, 단계 SA1에서 도출된 상관성에 기초하여, 도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분이 구해진다. 도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분과 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분이 구해졌기 때문에, 도 14의 (C)에 도시한 바와 같은 비선형 성분에 관한 정보를 취득할 수 있다(단계 SA3).
이와 같이, 본 실시형태에서는, 기판(P)에 생기는 비선형 왜곡 중, 도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분(Y축 방향의 x2 성분)과, 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분(X축 방향의 xy 성분)의 상관성이 미리 도출된다. 도 12에 도시한 바와 같이, 도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분(Y축 방향의 x2 성분)은, 그 2차 성분의 산출을 위해 기판(P)에서 8점의 얼라인먼트 마크 계측이 필요한 성분이다. 한편, 도 15에 도시한 바와 같이, 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분(X축 방향의 xy 성분)은, 기판(P)에서 4점의 얼라인먼트 마크 계측으로 산출할 수 있는 성분이다. 단계 SA1에서 구한 상관성은, 기억 장치(5R)에 기억된다.
이하의 설명에서, 그 성분의 산출을 위해 기판(P)에서 6점의 얼라인먼트 마크 계측이 필요한 도 14의 (A)에 도시하는 2차 성분을 적절하게, 제1 성분으로 칭하고, 6점보다 적은 4점의 얼라인먼트 마크 계측으로 산출할 수 있는 도 14의 (B)에 도시하는 2차 성분을 적절하게, 제2 성분으로 칭한다.
제어 장치(5)는, 기판(P)을 노광할 때, 그 기판(P)에서 4점의 얼라인먼트 마크를, 얼라인먼트 시스템(9)을 이용하여 계측한다(단계 SA2). 제어 장치(5)는, 단계 SA2에서 계측한 4점의 얼라인먼트 마크의 계측 결과와, 기억 장치(5R)에 기억되어 있는 상관성에 관한 정보에 기초하여, 기판(P)의 변형 정보를 취득할 수 있다(단계 SA3).
제어 장치(5)는, 그 취득한 변형 정보에 기초하여, 그 기판(P)을 노광광(EL)으로 노광한다(단계 SA4). 제어 장치(5)는, 취득한 변형 정보에 기초하여, 노광 조건을 조정하고, 그 조정된 노광 조건에 기초하여, 기판(P)을 노광한다. 노광 조건의 조정은, 결상 특성 조정 장치(30)를 이용하여 투영 영역(PR1∼PR7)을 조정하는 것을 포함한다. 제어 장치(5)는, 취득한 기판(P)의 변형 정보에 기초하여, 패턴의 중첩 정밀도가 저하되지 않도록(중첩 오차가 생기지 않도록), 결상 특성 조정 장치(30)를 이용하여 투영 영역(PR1∼PR7)의 위치, 크기, 및 형상 중 하나 이상을 조정하고, 그 조정된 투영 영역(PR1∼PR7)에 조사되는 노광광(EL)으로 기판(P)을 노광한다.
본 실시형태에서, 제어 장치(5)는, 도 14의 (A)에 도시하는 제1 성분과 도 14의 (B)에 도시하는 제2 성분의 상관성을 중회귀 분석에 의해 구한다. 즉, 단계 SA1에서, 제어 장치(5)는, 6점의 얼라인먼트 마크의 계측 결과에 기초하여, 도 14의 (A)에 도시하는 제1 성분을 산출하고, 4점의 얼라인먼트 마크의 계측 결과에 기초하여, 도 14의 (B)에 도시하는 제2 성분을 산출하며, 그 산출된 제1 성분 및 제2 성분을 중회귀 분석하는 것에 의해, 제1 성분과 제2 성분의 상관성(관계)을 도출한다. 본 실시형태에서, 제1 성분과 제2 성분의 상관성은, 정해진 관계식을 포함한다. 본 실시형태에서는, 정해진 관계식으로서, 1차식을 채용한다. 즉, 본 실시형태에서, 제1 성분과 제2 성분의 상관성(관계)의 도출은, 제1 성분과 제2 성분의 1차식의 관계를 도출하는 것을 포함한다.
예컨대 도 14의 (B)에 도시하는 제2 성분을 설명 변수, 도 14의 (A)에 도시하는 제1 성분을 목적 함수로서, 중회귀 분석을 이용하여 관계식을 산출한다. 그 때, 유효한 목적 변수의 선택에는 스텝와이즈법 등을 이용하는 것이 바람직하다. 구한 관계식은, 기억 장치(5R)에 기억된다.
또한, 본 발명자의 지견에 의하면, 상관성(관계식)은, 예컨대 기판(P)의 형상, 크기, 두께, 및 기판(P)에 대하여 실시되는 각종 프로세스 처리의 조건에 따라 변화한다고 생각된다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 제1 성분과 제2 성분의 상관성(관계식)을 사전에 구해 두고(단계 SA1), 실제 기판(P)의 노광시에서, 4점의 얼라인먼트 마크의 계측 결과에 기초하여 도 14의 (B)에 도시하는 제2 성분이 어느 정도 생기고 있는 것인지를 아는 것에 의해, 도 14의 (A)에 도시하는 제1 성분을 알 수 있다. 또한, 도 14의 (C)에 도시하는 비선형 성분도 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 기판(P)에 생기는 비선형 성분 중, 6점의 얼라인먼트 마크를 계측하지 않으면 산출할 수 없는 제1 성분을, 4점의 얼라인먼트 마크의 계측 결과에 기초하여 취득할 수 있다. 즉, 본 실시형태에 의하면, 사전에 구한 상관성(관계식)을 이용하여, 적은 얼라인먼트 마크 계측점의 수로, 많은 얼라인먼트 마크 계측점의 수로 계측한 계측 결과로부터 도출할 수 있는 기판(P)의 변형 상태를 추정할 수 있다. 따라서, 얼라인먼트 마크의 계측에 장시간을 요하지 않고, 도 14의 (C)에 도시한 바와 같은 기판(P)의 변형 정보를 취득할 수 있다. 이 때문에 작업 처리량의 저하를 억제하면서, 중첩 정밀도의 저하를 억제할 수 있어, 노광 불량의 발생 및 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서, 6점의 얼라인먼트 마크의 계측을 복수회 실행하고, 그 6점의 복수회의 얼라인먼트 마크의 계측 결과의 평균값을, 제1 성분의 산출에 이용하여도 좋다. 또한, 4점의 얼라인먼트 마크의 계측을 복수회 실행하고, 그 4점의 복수회의 얼라인먼트 마크의 계측 결과의 평균값을, 제2 성분의 산출에 이용하여도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 일례로서, 도 14에 도시하는 비선형 성분에 대해서 설명하였다. 식 (1), 식 (2), 도 5∼도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 비선형 성분을 예컨대 3차 다항식으로 전개한 경우, 그 전개된 성분은, 20개 존재한다. 본 실시형태에서, 20개의 성분 중, 어떤 성분과 어떤 성분에 상관성이 있는지에 대해서, 중회귀 분석을 이용하여 도출할 수 있다. 또한, 그 상관성이 있는 성분끼리의 관계식에 대해서도, 중회귀 분석을 이용하여 도출할 수 있다.
또한, 상관성이 있는 성분(연관성이 있는 성분)은, 예컨대 기판(P)의 형상 등에 따라 결정된다. 또한, 상관성이 있는 성분끼리 중, 한쪽 성분의 변형량에 따라, 다른쪽 성분의 변형량이 결정된다. 그 변형량은, 예컨대 기판(P)에 실시되는 프로세스 처리의 조건에 따라 결정된다고 생각된다.
<제2 실시형태>
다음에, 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 이하의 설명에서, 전술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 간략 또는 생략한다.
제2 실시형태에서는, 보다 상세한 수순에 대해서, 도 16의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 우선, 제어 장치(5)는, 제1 성분과 제2 성분의 상관성(관계식)을 도출하기 위한 처리를 시작한다(단계 SB1). 이하의 설명에서, 상관성(관계식)을 도출하기 위한 처리를 적절하게, 도출 시퀀스로 칭한다.
도출 시퀀스에서, 제어 장치(5)는, 제1 성분과 제2 성분의 상관성(관계식)을 도출하기 위한 기판(P)의 노광 처리를 실행한다(단계 SB2).
단계 SB2의 노광은, 상관성(관계식)을 도출하기 위한 노광이다. 이하의 설명에서, 단계 SB2의 노광을 적절하게, 테스트 노광으로 칭한다.
테스트 노광에서, 제어 장치(5)는, 결상 특성 조정 장치(30)에 의한 비선형 성분을 보정하지 않고, 선형 성분만을 보정하여, 기판(P)을 노광한다. 본 실시형태에서는, 테스트 노광에서, 복수(n매)의 기판(P)이 노광된다.
다음에, 제어 장치(5)는, 그 기판(P)에 형성되어 있는 복수의 얼라인먼트 마크 각각을, 얼라인먼트 시스템(9)을 이용하여 계측한다(단계 SB3). 본 실시형태에서, 제어 장치(5)는, 하나의 기판(P)에 형성되어 있는 24점의 얼라인먼트 마크(m1∼m6) 중, 16점 이상의 얼라인먼트 마크를 계측한다. 본 실시형태에서는, 제어 장치(5)는, 하나의 기판(P)에 형성되어 있는 24점의 얼라인먼트 마크(m1∼m6) 모두를, 얼라인먼트 시스템(9)을 이용하여 계측하는 것으로 한다.
제어 장치(5)는, 그 얼라인먼트 시스템(9)의 계측 결과에 기초하여, 식 (1), 식 (2)에 나타낸 20개의 계수 C00∼C19를 도출한다(단계 SB4). 제어 장치(5)는, n매의 기판(P) 각각에 대해서, 24점의 얼라인먼트 마크 계측을 실행하고, 20개의 계수 C00∼C19를 도출한다. 이것에 의해, (20×n)개의 계수 C00(i)∼C19(i)(단, i=1∼n)가 도출된다.
제어 장치(5)는, 전술한 (20×n)개의 계수 C00(i)∼C19(i)를 중회귀 분석하여, 상관성(관계식)을 도출한다(단계 SB5). 전술한 제1 실시형태와 같이, 본 실시형태에서도, 관계식으로서 1차식을 채용한다. 도출된 상관성(관계식)은, 기억 장치(5R)에 기억된다(단계 SB6).
일례로서, 중회귀 분석에 의해, C05와 C00 사이에 상관성이 있는 것으로 도출된 경우, 그 1차식은, C05=f05×C00+Const05로 나타낼 수 있다. 또한 C05과 C01 사이에 상관성이 있는 것으로 도출된 경우, 그 1차식은, C05=f05×C01+Const05로 나타낼 수 있다.
이상에 의해, 도출 시퀀스가 종료한다(단계 SB7).
도출 시퀀스가 종료한 후, 제어 장치(5)는, 디바이스를 제조하기 위한 기판(P)의 노광 처리를 포함하는 노광 시퀀스를 시작한다(단계 SB8).
노광 시퀀스에서는, 로트에 포함되는 복수의 기판(P)이 순차 노광된다. 본 실시형태에서, 전술한 도출 시퀀스에서 사용되는 기판(P)은, 노광 시퀀스에서 노광되는 로트 내의 기판(P)과는 상이한 기판(P)이다.
디바이스를 제조하기 위한 기판(P)이 기판 스테이지(2)[기판 유지부(16)]에 유지(로드)된 후, 제어 장치(5)는, 얼라인먼트 시스템(9)을 이용하여, 기판(P)의 얼라인먼트 마크를 계측한다(단계 SB9). 제어 장치(5)는, 도출 시퀀스에서의 얼라인먼트 마크 계측 처리(단계 SB3)에서 계측한 얼라인먼트 마크의 계측점의 수보다 적은 계측점의 수의 얼라인먼트 마크 계측을 실행한다. 전술한 바와 같이, 단계 SB3에서의 얼라인먼트 마크의 계측점의 수는, 24점이다. 본 실시형태에서는, 도 12의 모식도에 도시하는 바와 같이, 제어 장치(5)는, 단계 SB9에서 8점의 얼라인먼트 마크 계측을 실행한다.
제어 장치(5)는, 8점의 얼라인먼트 마크 계측의 계측 결과에 기초하여, 제2 성분을 산출한다(단계 SB10). 본 실시형태에서, 8점의 얼라인먼트 마크 계측으로 산출할 수 있는 제2 성분, 및 8점의 얼라인먼트 마크 계측의 계측 결과로부터는 산출할 수 없는 제1 성분의 일례는, 이하와 같다.
<제2 성분>
〔X축 방향〕: C00, C01, C02, C03, C04, C06, C07
〔Y축 방향〕: C10, C11, C12, C13, C14, C16, C17
<제1 성분>
〔X축 방향〕: C05, C08, C09
〔Y축 방향〕: C15, C18, C19
또한, 각 제1 성분 각각에 대한 관계식의 일례는, 이하와 같다.
[수학식 3]
Figure 112012056915463-pct00003
[수학식 4]
Figure 112012056915463-pct00004
[수학식 5]
Figure 112012056915463-pct00005
[수학식 6]
Figure 112012056915463-pct00006
[수학식 7]
Figure 112012056915463-pct00007
[수학식 8]
Figure 112012056915463-pct00008
그런데, 단계 SB9에서는, 8점의 얼라인먼트 마크의 계측 결과에 기초하여, 그 8점의 얼라인먼트 마크 계측으로부터 산출할 수 있는 제2 성분을 구하고 있다. 이 때문에 그 8점의 얼라인먼트 마크 계측으로부터 산출되는 제2 성분에는, 그 8점의 얼라인먼트 마크 계측의 계측 결과로부터는 구할 수 없는 비선형 왜곡의 정해진 성분이 부가되어 있을 가능성이 있다. 바꿔 말하면, 8점의 얼라인먼트 마크 계측의 계측 결과로부터 구한 제2 성분에는, 그 8점의 얼라인먼트 마크 계측의 계측 결과로부터는 구할 수 없지만, 실제로 발생하고 있는 비선형 왜곡의 성분 중 적어도 일부가 부가되어 있을 가능성이 있다. 또한 그 부가되는 성분은, 계측하는 얼라인먼트 마크의 위치에 따라 변화한다고 생각된다.
그래서, 본 실시형태에서는, 제어 장치(5)는, 8점의 얼라인먼트 마크 계측의 계측 결과에 기초하여, 기판(P)의 제2 성분을 산출한 후, 그 제2 성분에 영향을 미치는 제1 성분에 기초하여, 제2 성분을 보정한다(단계 SB11).
즉, 정해진 제2 성분에 대하여 제1 성분이 상관성을 갖는 경우, 제어 장치(5)는, 그 제1 성분이 제2 성분에 부여하는 영향을 제거하도록, 제2 성분을 보정한다.
전술한 바와 같이, 본 실시형태에서, 제1 성분은, C05, C08, C09, C15, C18, C19이다. 또한 제2 성분은, C00, C01, C02, C03, C04, C06, C07, C10, C11, C12, C13, C14, C16, C17이다. 제1 성분에 포함되는 제2 성분의 계수를 γ로 한 경우, 보정 후의 제2 성분 C00meas, C01meas, C02meas, C03meas, C04meas, C06meas, C07meas, C10meas, C11meas, C12meas, C13meas, C14meas, C16meas, C17meas는, 이하와 같다.
[수학식 9]
Figure 112012056915463-pct00009
제어 장치(5)는, 보정 후의 제2 성분과, 기억 장치(5R)에 기억되어 있는 상관성(관계식)에 기초하여, 기판(P)의 변형 정보를 취득한다(단계 SB12).
제어 장치(5)는, 그 취득한 변형 정보에 기초하여, 그 기판(P)을 노광광(EL)으로 노광한다(단계 SB13). 제어 장치(5)는, 취득한 변형 정보에 기초하여, 노광 조건을 조정하고, 그 조정된 노광 조건에 기초하여, 기판(P)을 노광한다. 노광 조건의 조정은, 결상 특성 조정 장치(30)를 이용하여 투영 영역(PR1∼PR7)을 조정하는 것을 포함한다. 제어 장치(5)는, 취득한 기판(P)의 변형 정보에 기초하여, 패턴의 중첩 정밀도가 저하되지 않도록(중첩 오차가 생기지 않도록), 결상 특성 조정 장치(30)를 이용하여 투영 영역(PR1∼PR7)의 위치, 크기, 및 형상 중 하나 이상을 조정하고, 그 조정된 투영 영역(PR1∼PR7)에 조사되는 노광광(EL)으로 기판(P)을 노광한다.
이상에 의해, 노광 시퀀스가 종료한다(단계 SB14).
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서도, 작업 처리량의 저하를 억제하면서, 노광 불량의 발생 및 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 노광 시퀀스와는 상이한 도출 시퀀스를 마련하고, 그 도출 시퀀스에서 테스트 노광된 기판(P)의 얼라인먼트 마크 계측 결과에 기초하여, 상관성(관계식)을 도출하는 것으로 하였다. 그리고, 도출 시퀀스에서 사용되는 기판(P)은, 노광 시퀀스에서 사용되는 로트 내의 기판(P)과는 상이한 기판(P), 즉 로트 외의 기판(P)인 것으로 하였다. 노광 시퀀스에서 디바이스를 제조하기 위해 로트에 포함되는 복수의 기판(P)을 순차 노광하는 경우에, 로트의 선두 기판(P)을 포함하는 로트 내의 정해진 수의 기판(P)을 노광하고, 그 노광된 복수의 기판(P)의 얼라인먼트 마크 계측 결과에 기초하여, 상관성(관계식)을 도출하는 것으로 하여도 좋다. 즉, 로트에 포함되는 복수의 기판(P)을 순차 노광하는 경우에, 로트의 선두를 포함하는 로트 내의 정해진 수의 기판(P)의 얼라인먼트 마크 계측 결과로부터 상관성(관계식)을 도출하고, 그 로트 내의 기판(P)으로서 상관성(관계식)의 도출에 이용된 기판(P) 이외의 기판(P)의 노광 처리에서, 적은 얼라인먼트 마크 계측점의 수로 제2 성분을 산출하며, 그 제2 성분과 상관성에 기초하여 기판(P)의 변형 정보를 취득하고, 그 취득된 변형 정보에 기초하여 기판(P)을 노광하는 것으로 하여도 좋다.
또한, 전술한 제1, 제2 실시형태에서는, 비선형 성분을 3차 다항식으로 전개하는 것으로 했지만, 물론, 2차 다항식으로 전개하여도 좋고, 4차 다항식으로 전개하여도 좋다. 그 차수는 임의이다.
또한, 전술한 실시형태의 기판(P)으로서는, 디스플레이 디바이스용 유리 기판뿐만 아니라, 반도체 디바이스 제조용 반도체 웨이퍼, 박막 자기헤드용 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에서 이용되는 마스크 또는 레티클의 원판(합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.
또한, 노광 장치(EX)로서는, 마스크(M)와 기판(P)을 동기 이동시켜 마스크(M)의 패턴을 통한 노광광(EL)으로 기판(P)을 주사 노광하는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광 장치(스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크(M)와 기판(P)을 정지시킨 상태로 마스크(M)의 패턴을 일괄 노광하고, 기판(P)을 순차 단계 이동시키는 스텝 앤드 리피트 방식의 투영 노광 장치(스테퍼)에도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 미국 특허 제6341007호 명세서, 미국 특허 제6208407호 명세서, 미국 특허 제6262796호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같은, 복수의 기판 스테이지를 구비한 트윈 스테이지형 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 미국 특허 제6897963호 명세서, 유럽 특허 출원 공개 제1 713113호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같은, 기판을 유지하는 기판 스테이지와, 기판을 유지하지 않고, 기준 마크가 형성된 기준 부재 및/또는 각종 광전 센서를 탑재한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 복수의 기판 스테이지와 계측 스테이지를 구비한 노광 장치를 채용할 수 있다.
노광 장치(EX)의 종류로서는, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용의 노광 장치에 한정되지 않고, 기판(P)에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용 노광 장치, 박막 자기헤드, 촬상 소자(CCD), 마이크로 머신, MEMS, DNA칩, 또는 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
또한, 전술한 각 실시형태에서는, 레이저 간섭계를 포함하는 간섭계 시스템을 이용하여 각 스테이지의 위치 정보를 계측하는 것으로 했지만, 이것에 한하지 않고, 예컨대 각 스테이지에 설치되는 스케일(회절 격자)을 검출하는 인코더 시스템을 이용하여도 좋다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 광 투과성의 기판 위에 정해진 차광 패턴(또는 위상 패턴·감광 패턴)을 형성한 광 투과형 마스크를 이용했지만, 이 마스크 대신에, 예컨대 미국 특허 제6778257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 하는 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 또는 발광 패턴을 형성하는 가변 성형 마스크(전자 마스크, 액티브 마스크, 또는 이미지 제너레이터라고도 불림)를 이용하여도 좋다. 또한, 비발광형 화상 표시 소자를 구비하는 가변 성형 마스크 대신에, 자발광형 화상 표시 소자를 포함하는 패턴 형성 장치를 구비하도록 하여도 좋다.
전술한 실시형태의 노광 장치(EX)는, 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 정해진 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록, 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에의 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의, 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에의 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 물론이다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에의 조립 공정이 종료했다면, 종합 조정이 행해져, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 행하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 17에 도시하는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능·성능 설계를 행하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초한 마스크(레티클)를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 전술한 실시형태에 따라, 마스크의 패턴을 이용하여 노광광으로 기판을 노광하는 것, 및 노광된 기판(감광재)을 현상하는 것을 포함하는 기판 처리(노광 처리)를 포함하는 기판 처리 단계 204, 디바이스 조립 단계(다이싱 공정, 본딩 공정, 패키징 공정 등의 가공 프로세스를 포함) 205, 검사 단계 206 등을 경유하여 제조된다. 또한, 단계 204에서는, 감광재를 현상함으로써, 마스크의 패턴에 대응하는 노광 패턴층(현상된 감광재의 층)을 형성하고, 이 노광 패턴층을 통해 기판을 가공하는 것이 포함된다.
또한, 전술한 실시형태 및 변형예의 요건은, 적절하게 조합할 수 있다. 또한, 일부 구성 요소를 이용하지 않는 경우도 있다. 또한, 법령으로 허용되는 한에서, 전술한 실시형태 및 변형예에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공개 공보 및 미국 특허의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
1: 마스크 스테이지, 2: 기판 스테이지, 5: 제어 장치, 5R: 기억 장치, 9: 얼라인먼트 시스템, EL: 노광광, EX: 노광 장치, P: 기판

Claims (11)

  1. 제1 기판에 생기는 비선형 왜곡 중, 산출을 위해 상기 제1 기판에서 제1 점수의 마크 계측이 필요한 제1 성분과, 상기 제1 점수보다 적은 제2 점수의 마크 계측으로 산출할 수 있으며 상기 제1 성분과는 상이한 제2 성분의 관계를 도출하는 것과,
    제2 기판에서 제2 점수의 마크 계측을 실행하는 것과,
    상기 제2 기판에서의 상기 제2 점수의 마크 계측의 결과와, 상기 관계에 기초하여, 상기 제2 기판의 변형 정보를 취득하는 것과,
    취득한 상기 변형 정보에 기초하여, 상기 제2 기판을 노광광으로 노광하는 것
    을 포함하는 노광 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 점수의 마크 계측의 결과에 기초하여, 상기 제2 기판의 제2 성분을 산출하는 것과,
    상기 제2 성분에 영향을 미치는 제1 성분에 기초하여, 상기 제2 성분을 보정하는 것
    을 포함하고,
    상기 제2 기판의 변형 정보는, 보정된 상기 제2 성분과, 상기 관계에 기초하여 취득되는 것인 노광 방법.
  3. 제1항에 있어서, 취득한 상기 변형 정보에 기초하여 노광 조건을 조정하는 것을 포함하고,
    조정된 상기 노광 조건에 기초하여, 상기 제2 기판을 노광하는 노광 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 관계의 도출은, 복수의 상기 제1 기판에 관해서,
    상기 제1 점수의 마크 계측의 결과에 기초하여 상기 제1 성분을 산출하는 것과,
    상기 제2 점수의 마크 계측의 결과에 기초하여 상기 제2 성분을 산출하는 것과,
    산출된 상기 제1, 제2 성분을 중회귀 분석하는 것
    을 포함하는 것인 노광 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 성분의 산출은, 상기 제1 점수의 복수회의 마크 계측의 결과의 평균값을 구하는 것을 포함하고,
    상기 제2 성분의 산출은, 상기 제2 점수의 복수회의 마크 계측의 결과의 평균값을 구하는 것을 포함하는 것인 노광 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 관계의 도출은, 상기 제1 성분과 상기 제2 성분의 1차식의 관계를 도출하는 것을 포함하는 것인 노광 방법.
  7. 제1항에 있어서, 로트에 포함되는 복수의 기판이 순차 노광되고,
    상기 제1 기판은, 상기 로트 외의 기판이며,
    상기 제2 기판은, 상기 로트 내의 기판인 것인 노광 방법.
  8. 제1항에 있어서, 로트에 포함되는 복수의 기판이 순차 노광되고,
    상기 제1 기판은, 상기 로트의 선두 기판을 포함하는 상기 로트 내의 정해진 수의 기판이며,
    상기 제2 기판은, 상기 로트 내의 상기 제1 기판 이외의 기판인 것인 노광 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 것과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.
  10. 제1 기판에 생기는 비선형 왜곡 중, 산출을 위해 상기 제1 기판에서 제1 점수의 마크 계측이 필요한 제1 성분과, 상기 제1 점수보다 적은 제2 점수의 마크 계측으로 산출할 수 있으며 상기 제1 성분과는 상이한 제2 성분의 관계를 기억하는 기억 장치와,
    제2 기판에서 제2 점수의 마크 계측을 실행하는 마크 계측 장치와,
    상기 마크 계측 장치의 계측 결과와, 상기 기억 장치의 정보에 기초하여, 상기 제2 기판의 변형 정보를 취득하는 제어 장치를 구비하고,
    취득한 상기 변형 정보에 기초하여, 상기 제2 기판을 노광광으로 노광하는 노광 장치.
  11. 제10항에 기재된 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 것과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.
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