KR101779656B1 - 노광 장치 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

노광 장치 및 물품의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

노광 장치는, 기판측 마크를 원판측 마크와 투영 광학계를 통해서 검출하는 제1 검출기와, 제1 검출기보다 많은 수가 배치되고, 기판측 마크를 투영 광학계를 통하지 않고 검출하는 제2 검출기와, 기준 마크를 갖는 기준 플레이트와, 제2 검출기에 의한 복수의 기준 마크의 제1 검출 결과를 취득하고, 제1 검출 결과에 기초하여 복수의 제2 검출기 사이의 제1 거리에 관한 제1 정보를 취득하고, 제1 검출기 및 제2 검출기에 의한 동일한 기판측 마크의 제2 검출 결과를 취득하고, 제2 검출 결과에 기초하여 제1 검출기와 제2 검출기 사이의 제2 거리에 관한 제2 정보를 취득하고, 제1 정보와 제2 정보에 기초하여 원판과 기판의 얼라인먼트를 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함한다.

Description

노광 장치 및 물품의 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은 노광 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 액정 패널 및 유기 EL 패널 등의 플랫 패널과, 반도체 디바이스의 제조에는, 마스크 등의 원판의 패턴을, 레지스트가 도포된 유리 플레이트 및 웨이퍼 등의 기판에 전사하는 노광 장치가 사용된다. 이러한 노광 장치에서는, 기판 상의 샷 영역에 원판의 패턴을 고정밀도로 위치 정렬하는 것이 중요하다. 동시에, 노광 장치에는, 스루풋(생산성)을 향상시키는 것도 요구되고 있다.
스루풋을 향상시키는 방법으로서는, 예를 들어, 원판과 기판의 얼라인먼트(위치 정렬)에서, 기판 상의 모든 마크(얼라인먼트 마크)를 계측하지 않고, 일부의 마크만을 계측하는(계측하는 마크의 수를 저감시킴) 방법이 있다. 일본 특허 제5006761호 공보는, 샷 영역에서의 일부의 마크만을 계측하고, 당해 샷 영역의 보정량을, 모든 마크를 계측한 다른 기판의 샷 영역에 기초하여 예측하는 방법을 개시하고 있다.
그러나, 일본 특허 제5006761호 공보에 개시되고 있는 방법에서는, 기판에 랜덤한 변형이 발생하고 있을 경우, 계측하는 마크의 수를 저감시키는 것에 의해, 샷 영역의 보정량에 오차가 발생할 가능성이 높아진다.
본 발명은, 예를 들어 얼라인먼트 정밀도 및 스루풋의 향상에 유리한 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 원판에 형성된 패턴의 상을, 투영 광학계를 통해서 기판에 전사하는 노광 장치가 제공되며, 상기 노광 장치는, 상기 기판에 형성된 하나 이상의 기판측 마크를 원판에 형성된 원판측 마크 및 상기 투영 광학계를 통해서 검출하는 제1 검출기와, 상기 제1 검출기보다 많은 수가 배치되고, 상기 기판측 마크를 상기 투영 광학계를 통하지 않고 각각 검출하는 복수의 제2 검출기와, 복수의 기준 마크를 갖는 기준 플레이트와, 상기 원판과 상기 기판의 얼라인먼트를 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 제2 검출기에 의한 상기 복수의 기준 마크의 제1 검출 결과를 취득하고, 상기 제1 검출 결과에 기초하여 상기 복수의 제2 검출기 사이의 제1 거리에 관한 제1 정보를 취득하도록 구성되고, 상기 제어 유닛은, 상기 제1 검출기 및 상기 제2 검출기에 의한 동일한 기판측 마크의 제2 검출 결과를 취득하고, 상기 제2 검출 결과에 기초하여 상기 제1 검출기와 상기 제2 검출기의 사이의 제2 거리에 관한 제2 정보를 취득하도록 구성되고, 상기 제1 정보와 상기 제2 정보에 기초하여 상기 원판과 상기 기판의 얼라인먼트를 제어도록 구성되된다.
본 발명의 추가적인 특징은 (첨부 도면을 참조하여) 하기의 예시적인 실시 형태의 설명으로부터 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명에 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2a는 일 실시 형태에서의 기판 상의 마크의 배치를 도시하는 도면.
도 2b는 일 실시 형태에서의 원판 상의 마크의 배치를 도시하는 도면.
도 2c는 일 실시 형태에서의 얼라인먼트 스코프의 배치를 도시하는 도면.
도 2d는 일 실시 형태에서의 오프 액시스 스코프의 배치를 도시하는 도면.
도 2e는 일 실시 형태에서의 기준 마크의 배치를 도시하는 도면.
도 3은 일 실시 형태에서의 얼라인먼트의 흐름을 나타내는 흐름도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 노광 장치(100)는, 리소그래피 장치로서, 예를 들어 액정 표시 디바이스 및 유기 EL 디바이스 등의 플랫 패널의 제조 공정에 사용된다. 특히, 본 실시 형태에서는, 노광 장치(100)는, 스텝 앤드 스캔 방식에 의해, 원판(마스크)(3a)에 형성되어 있는 패턴을, 예를 들어 유리 플레이트인 기판(5a) 상에 전사(노광)하는 주사형 투영 노광 장치이다. 노광 장치(100)는, 조명 광학계(1), 원판 스테이지(3b), 투영 광학계(4), 기판 스테이지(5b), 얼라인먼트 계측 유닛(2), 오프 액시스 계측 유닛(9), 기준 플레이트(10) 및 제어 유닛(8)을 구비한다. 또한, 도 1 및 이하의 도 2a 내지 도 2e에서는, 연직 방향인 Z축에 수직한 평면 내에서 노광 시의 원판(3a) 및 기판(5a)의 주사 방향으로 Y축을 위치 결정하고, Y축에 직교하는 비주사 방향으로 X축을 위치 결정하고 있다.
조명 광학계(1)는, 광원(도시하지 않음)을 갖고, 원판(3a)에 대하여 슬릿 형상(예를 들어, 원호 형상)의 조명광을 조사한다. 원판 스테이지(3b)는 원판(3a)을 보유지지하고, Y축 방향으로 이동가능하다. 투영 광학계(4)는 복수의 미러에 의해 구성된 미러 프로젝션 방식을 채용하고, 원판(3a)에 형성되어 있는 패턴의 상을, 기판 스테이지(5b)에 의해 보유지지되어 있는 기판(5a)에, 예를 들어 동일한 배율로 투영한다. 기판 스테이지(기판 보유지지 유닛)(5b)는 정반(6) 위에 설치되어, 기판(5a)을 보유지지하고, 예를 들어, 6개의 방향, 구체적으로 X, Y, Z, ωx, ωy, ωz 방향으로 이동가능하다. 노광 시에는, 원판 스테이지(3b)에 의해 보유지지되어 있는 원판(3a)과, 기판 스테이지(5b)에 의해 보유지지되어 있는 기판(5a)은, 투영 광학계(4)를 개재해서 공액인 위치 관계(투영 광학계(4)의 물체면 및 상면)에 배치된다.
얼라인먼트 계측 유닛(2)은 조명 광학계(1)와 원판(3a)의 사이에 설치되며, 제1 검출부로서의 2개 이상의 얼라인먼트 스코프(2a, 2b)(도 2c참조)를 포함한다. 노광 장치(100)는, 기판(5a) 상의 복수의 샷 영역에 원판(3a)의 패턴을 전사할 때에, 당해 샷 영역(기판(5a))과 원판(3a)의 얼라인먼트(위치 정렬)를 행한다. 그러면, 얼라인먼트 계측 유닛(2)은, 기판(5a) 상에 형성되어 있는 마크(기판측 마크)와, 원판(3a)에 형성되어 있는 복수의 마크(원판측 마크)를, 투영 광학계(4)를 개재해서 동시에 검출(관찰)한다. 또한, 얼라인먼트 계측 유닛(2)에 의해 계측을 행할 때에, 기판(5a)을 노광할 때에 사용되는 광의 파장과 같은 파장을 갖는 광을 사용하면, 기판(5a)이 노광될(기판(5a) 상의 레지스트가 노광될) 수도 있다. 따라서, 기판(5a)을 노광할 때에 사용되는 광의 파장과는 다른 파장을 갖는 광, 즉 비노광 광이 얼라인먼트 계측 시에 사용되는 광으로 사용된다.
오프 액시스 계측 유닛(9)은, 투영 광학계(4)와 기판(5a)(기판 스테이지(5b))의 사이에 배치되고, 제2 검출기로서의 2개 이상(본 실시 형태에서는 6개)의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)(도 2d 참조)를 포함한다. 오프 액시스 계측 유닛(9)은, 기판(5a) 상의 샷 영역에 설치되어 있는 복수의 마크를, 투영 광학계(4)를 통하지 않고 검출(관찰)한다. 또한, 오프 액시스 계측 유닛(9)에 의한 계측 시에 사용되는 광도, 얼라인먼트 계측 유닛(2)에 의한 계측과 마찬가지로, 기판(5a)을 노광할 때에 사용되는 광의 파장과는 다른 파장을 갖는 광(비노광 광)이다.
기준 플레이트(10)는, 오프 액시스 계측 유닛(9)이 검출가능한 위치, 예를 들어 오프 액시스 계측 유닛(9)과 대향하는 위치에 배치되고, 각각의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)의 각각의 위치(배치)에 대응하는 복수의 기준 마크(10a 내지 10f)를 포함한다. 즉, 오프 액시스 계측 유닛(9)의 각각의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)는, 대응하는 위치에 제공되는 각각의 기준 마크(10a 내지 10f)를 개별적으로 검출할 수 있다. 또한, 노광 장치(100)는, 각각의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)를 사용한 검출을 행할 때에, 검출 범위에 각각의 기준 마크(10a 내지 10f)가 위치하도록, 기준 플레이트(10)를 이동가능하게 하는 구동 유닛(제1 구동 유닛, 도시하지 않음)을 포함해도 된다. 또는, 노광 장치(100)는, 기준 플레이트(10)를 이동시키는 데에 전용으로 사용되는 구동 유닛을 설치하지 않고, 예를 들어 기판 스테이지(5b)에 일체적으로 기준 플레이트(10)를 설치함으로써, 기판 스테이지(5b)의 이동과 함께 기준 플레이트(10)를 이동시키는 구성으로 해도 된다.
제어 유닛(8)은, 예를 들어 컴퓨터 등에 의해 구성되고, 노광 장치(100)의 각각의 구성 요소에 회선을 통해 접속되어서, 프로그램 등에 따라 각각의 구성 요소의 동작 및 조정 등을 제어할 수 있다. 또한, 제어 유닛(8)은, 노광 장치(100)의 다른 부분과 일체적으로(공통의 하우징 내에) 구성해도 되고, 노광 장치(100)의 다른 부분과 별도로(별도의 하우징 내에) 구성해도 된다.
제어 유닛(8)은, 얼라인먼트 계측 유닛(2)에 의해 계측된 샷 영역 상의 각각의 마크의 위치와, 오프 액시스 계측 유닛(9)에 의해 계측된 샷 영역 상의 마크의 위치에 기초하여, 당해 샷 영역의 형상 정보를 취득한다. 그 중에서, 샷 영역의 형상 정보에는, 예를 들어 샷 영역에서의 회전 성분, 시프트 성분, 배율 성분 또는 직교도(orthogonality) 성분 등이 포함된다. 시프트 성분, 배율 성분 및 직교도 성분은, X 방향의 성분과 Y 방향의 성분을 각각 포함할 수 있다. 여기서, 제어 유닛(8)은, 오프 액시스 계측 유닛(9)이 기준 플레이트(10)를 계측하게 하여, 그 계측 결과에 기초하여 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f) 간의(제2 검출자 간의) 거리(제1 거리, 이하 "제1 베이스 라인"이라고 한다)에 관한 제1 정보를 취득할 수 있다. 또한, 제어 유닛(8)은, 주사 평면(XY 평면)에서의 얼라인먼트 계측 유닛(2)(얼라인먼트 스코프)과 오프 액시스 계측 유닛(9)(오프 액시스 스코프)의 사이의 거리(제2 거리, 이하 "제2 베이스 라인"이라고 한다)에 관한 제2 정보를 취득할 수 있다. 제어 유닛(8)은, 제1 정보와 제2 정보에 기초하여 기판(5a) 상의 각각의 마크의 위치를 계측할 수 있다. 제어 유닛(8)은, 원판(3a) 상의 마크와 샷 영역 상의 마크가 중첩되도록, 취득한 형상 정보에 기초하여 원판 스테이지(3b) 및 기판 스테이지(5b)의 이동 속도, 또는 투영 광학계(4)의 투영 배율을 결정한다. 그리고, 제어 유닛(8)은, 원판 스테이지(3b) 및 기판 스테이지(5b)를, Y축 방향으로 서로 동기시키면서, 투영 광학계(4)의 투영 배율에 따른 속도비로 주사시킨다. 이에 의해, 원판(3a)에 형성되어 있는 패턴을, 기판(5a) 상의 샷 영역에 전사할 수 있다. 노광 장치(100)는, 이러한 주사 노광을, 기판 스테이지(5b)를 스텝이동시키면서, 기판(5a) 상의 샷 영역 각각에 대해서 순차 반복함으로써, 1매의 기판(5a)에서의 노광 처리를 행한다.
여기서, 본 실시 형태에서의 얼라인먼트에 대해서, 종래의 노광 장치에서의 얼라인먼트와 비교하면서 설명한다. 먼저, 원판(3a) 및 기판(5a)에 각각 형성되어 있는 마크와, 그것들을 검출하기 위한 각각의 계측 유닛(2, 9)에 포함되는 스코프 등의 위치 관계에 대해서 설명한다. 도 2a 내지 도 2e는, 원판(3a) 및 기판(5a)에 각각 형성되어 있는 마크, 얼라인먼트 계측 유닛(2) 및 오프 액시스 계측 유닛(9)에 포함되는 각각의 스코프, 및 기준 플레이트(10) 상의 마크의 각각의 위치와, 그들 간의 대응 관계를 설명하기 위한 개략 평면도이다.
도 2a는, 기판(5a) 상에 형성되어 있는 마크(얼라인먼트 마크)의 위치를 예시하는 도면이다. 기판(5a)은, 그 표면 상에 복수의 샷 영역(본 실시 형태에서는 3×2 배열의 전체 6개의 영역)(51 내지 56)을 포함한다. 또한, 각각의 샷 영역(51 내지 56)의 주변에는, 복수의 마크(본 실시 형태에서는 2×3 배열의 합계 6개의 마크)가 형성된다(예를 들어 샷 영역(51) 내에 마크(511 내지 516)가 형성된다).
도 2b는, 원판(3a) 상에 형성되어 있는 마크(얼라인먼트 마크)의 위치를 예시하는 도면이다. 원판(3a)은 기판(5a) 상의 각각의 샷 영역(51 내지 56)에 전사되는 패턴이 형성되어 있는 영역(31)을 포함한다. 그리고, 영역(31)의 주변에는, 예를 들어 각각의 샷 영역(51 내지 56)의 주변에 배치되어 있는 6개의 마크에 각각 대응하도록, 복수(본 실시 형태에서는 6개)의 마크(311 내지 316)가 형성된다.
도 2c는, 얼라인먼트 계측 유닛(2)의 얼라인먼트 스코프의 위치를 예시하는 도면이다. 얼라인먼트 계측 유닛(2)은, 예를 들어 X 방향을 따라서 배열되고 있는 2개의 얼라인먼트 스코프(2a, 2b)를 갖는다. 또한, 도 2c에 나타내는 예에서는, 얼라인먼트 스코프(2a)와 얼라인먼트 스코프(2b)의 사이의 거리(간격)는, 1개의 샷 영역에서의 기판측 마크의 X 방향의 간격(예를 들어, 마크(511)와 마크(514)의 사이의 거리)와 정합한다.
도 2d는 오프 액시스 계측 유닛(9)의 오프 액시스 스코프의 위치를 예시하는 도면이다. 오프 액시스 계측 유닛(9)은, 예를 들어 X 방향을 따라서 배열되고 있는 6개의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)를 갖는다. 이와 같이, 설치된 오프 액시스 스코프의 개수는, 얼라인먼트 계측 유닛(2)의 설치된 얼라인먼트 스코프의 개수보다 많다. 이에 의해, 오프 액시스 계측 유닛(9)(오프 액시스 스코프(9a 내지 9f))은, 얼라인먼트 계측 유닛(2)(얼라인먼트 스코프(2a, 2b))이 동시에 검출하는 수보다도 많은 기판측 마크를 동시에 검출할 수 있다. 또한, 이하의 설명에서는, "동시에"는, 타이밍을 광의로 해석하는 것으로, 완전 동일한 시점을 포함할 뿐만 아니라, 허용될 수 있는 시간 간격을 갖는, 소위 대략 동일한 때도 포함한다.
도 2e는 기준 플레이트(10) 상에 형성되어 있는 기준 마크의 위치를 예시하는 도면이다. 기준 마크(10a 내지 10f)는, 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)에서 그들이 개별적으로 검출가능하고, 바람직하게는 그들 모두를 동시에 검출가능한 위치에 배치된다.
처음에, 종래의 노광 장치에서의 얼라인먼트에 대해서, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(100)에 대응하는 구성 요소와 동일한 것에는 동일한 참조 부호를 부여해서 설명한다. 제어 유닛(8)은, 기판 스테이지(5b)와 원판 스테이지(3b)를 이동시키고, 얼라인먼트 스코프(2a)가 기판측 마크(511) 및 원판측 마크(311)를 검출하게 하고, 얼라인먼트 스코프(2b)가 기판측 마크(514) 및 원판측 마크(314)를 검출하게 한다. 즉, 얼라인먼트 계측 유닛(2)은 기판측 마크(511)의 기판(5a) 상에서의 위치와, 기판측 마크(514)의 기판(5a) 상에서의 위치를 각각 동시에 계측한다. 이어서, 제어 유닛(8)은, 기판 스테이지(5b)와 원판 스테이지(3b)를 이동시키고, 얼라인먼트 스코프(2a)가 기판측 마크(512) 및 원판측 마크(312)를 검출하게 하고, 얼라인먼트 스코프(2b)가 기판측 마크(515) 및 원판측 마크(315)를 검출하게 한다. 즉, 얼라인먼트 계측 유닛(2)은, 기판측 마크(512)의 기판(5a) 상에서의 위치와, 기판측 마크(515)의 기판(5a) 상에서의 위치를 각각 동시에 계측한다. 그리고, 제어 유닛(8)은, 또한 기판 스테이지(5b)와 원판 스테이지(3b)를 이동시키고, 얼라인먼트 스코프(2a)가 기판측 마크(513) 및 원판측 마크(313)를 검출하게 하고, 얼라인먼트 스코프(2b)가 기판측 마크(516) 및 원판측 마크(316)를 검출하게 한다. 즉, 얼라인먼트 계측 유닛(2)은, 기판측 마크(513)의 기판(5a) 상에서의 위치와, 기판측 마크(516)의 기판(5a) 상에서의 위치를 각각 동시에 계측한다.
이와 같이, 종래의 노광 장치에서는, 제어 유닛(8)은 기판 스테이지(5b)와 원판 스테이지(3b)를 스텝이동시키고, 얼라인먼트 계측 유닛(2)이 샷 영역(51)의 주변에 배치되어 있는 모든 기판측 마크의 기판(5a) 상에서의 위치를 계측하게 한 후, 샷 영역(51)의 형상 정보를 취득한다. 다른 샷 영역(52 내지 56)에 대해서도 마찬가지로 계측한다. 각각의 샷 영역(51 내지 56)에서의 모든 기판측 마크에 대해서 기판(5a) 상에서의 위치가 계측되므로, 각각의 샷 영역(51 내지 56)과 원판(3a) 상의 영역(31)을 고정밀도로 정렬할 수 있다.
그러나, 종래의 노광 장치에서의 얼라인먼트에서는, 얼라인먼트 계측 유닛(2)만을 사용해서 각각의 샷 영역(51 내지 56)에서의 모든 기판측 마크의 위치가 검출되기 때문에, 스루풋이 저하하는 경우가 있을 수 있다. 이에 대해, 일부의 마크만을 계측하고, 샷 영역의 보정량을, 모든 기판측 마크를 계측한 다른 기판의 샷 영역에 기초하여 예측하여, 얼라인먼트 정밀도를 유지하면서 스루풋을 향상시키는 방법도 존재한다. 그러나, 최근에 플랫 패널의 공간 절약화에 따라 기판의 박막화가 진행하고 있고, 기판을 얇게 했을 경우에는, 플랫 패널의 제조 프로세스 중에 기판에 랜덤한 변형이 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 상기와 같은 방법에서는, 계측하는 기판측 마크의 수를 저감시킨만큼 샷 영역의 보정량에 허용할 수 없는 오차가 발생할 가능성이 높아진다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 노광 전의 얼라인먼트를, 얼라인먼트 계측 유닛(2)과 오프 액시스 계측 유닛(9)을 사용해서 이하와 같이 실시한다.
이어서, 본 실시 형태에 따른 노광 장치에서의 얼라인먼트에 대해서 설명한다. 도 3은, 본 실시 형태에서의 얼라인먼트의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 먼저, 제어 유닛(8)은 기판 스테이지(5b)를 이동시키고, 오프 액시스 계측 유닛(9)의 각각의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)가 기준 플레이트(10) 상의 각각의 기준 마크(10a 내지 10f)를 각각 동시에 검출하게 한다(단계 S101). 이때, 오프 액시스 계측 유닛(9)은, 기준 마크(10a 내지 10f)에 대응하는 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)의 위치를 계측한다. 제어 유닛(8)은, 이 계측 결과(제1 검출 결과)에 기초하여 상기 제1 정보를 취득하고, 이것을 제1 베이스 라인을 보정하는 보정값(제1 보정값)으로서 사용한다.
이어서, 제어 유닛(8)은, 기판 스테이지(5b)와 원판 스테이지(3b)를 이동시키고, 각각의 얼라인먼트 스코프(2a, 2b)가 기판측 마크 중에서, 1개의 샷 영역에서 X축 방향을 따라서 배열하는 한 쌍(2개)의 기판측 마크를 검출한다(단계 S102). 예를 들어, 제어 유닛(8)은 샷 영역(52)에서의 제1 열에 존재하는 한 쌍의 2개의 기판측 마크(521, 524)를 선택한다. 그리고, 제어 유닛(8)은 얼라인먼트 스코프(2a)가 기판측 마크(521)와 원판측 마크(311)를 검출하게 하고, 얼라인먼트 스코프(2b)가 기판측 마크(524)와 원판측 마크(314)를 검출하게 한다. 즉, 얼라인먼트 계측 유닛(2)은 기판측 마크(521)의 기판(5a) 상에서의 위치와, 기판측 마크(524)의 기판(5a) 상에서의 위치를 각각 동시에 계측한다.
이어서, 제어 유닛(8)은 기판 스테이지(5b)를 이동시키고, 각각의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)가 기판(5a) 상의 제1 열에 존재하는 6개의 기판측 마크(511, 514, 521, 524, 531, 534)를 각각 동시에 검출하게 한다(단계 S103). 즉, 오프 액시스 계측 유닛(9)은, 각각의 기판측 마크(511, 514, 521, 524, 531, 534)의 위치를 계측한다. 또한, 제어 유닛(8)은, 단계 S102에서 취득한 기판측 마크(521, 524)의 계측 결과와, 단계 S103에서 취득한 기판측 마크(521, 524)의 계측 결과의 차(제2 정보)를 취득한다. 이러한 계측 결과는 제2 검출 결과라고 한다. 그리고, 제어 유닛(8)은, 이 차를, 제2 베이스 라인을 보정하는 보정값(제2 보정값)으로서 사용한다.
이어서, 제어 유닛(8)은, 기판(5a) 상의 기판측 마크의 모든 열에 대해서 검출했는지의 여부를 판단한다(단계 S104). 여기서, 제어 유닛(8)이 모든 열에 대해서 검출이 종료하지 않았다고 판단한 경우에는(아니오), 처리는 단계 S103으로 복귀되고, 제어 유닛(8)은 각각의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)가 다음 열(예를 들어, 상기의 흐름에서 처리를 진행하면 제2 열)에 존재하는 기판측 마크를 검출하게 한다. 구체적으로는, 제어 유닛(8)은 기판 스테이지(5b)를 이동시키고, 각각의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)가 기판(5a) 상의 제2 열에 존재하는 각각의 기판측 마크(512, 515, 522, 525, 532, 535)를 각각 동시에 검출하게 한다. 즉, 오프 액시스 계측 유닛(9)은, 각각의 기판측 마크(512, 515, 522, 525, 532, 535)의 위치를 계측한다. 제어 유닛(8)은 최종 열(제6 열)에 있는 기판측 마크(543, 546, 553, 556, 563, 566)의 위치의 계측까지의 계측을 반복하고, 제어 유닛(8)이 단계 S104에서 모든 열에 대한 검출이 종료했다고 판단한 경우에는(예), 처리는 단계 S105로 이행한다.
그리고, 제어 유닛(8)은, 필요하면, 단계 S101에서 취득한 제1 보정값을 사용해서(기준으로 해서) 제1 베이스 라인을 보정하고, 단계 S103에서 취득한 제2 보정값을 사용해서(기준으로 해서) 제2 베이스 라인을 보정한다(단계 S105). 여기에서, "필요하면"은, 예를 들어 각각의 베이스 라인의 오차가, 미리 규정된 허용 범위를 초과한 경우에 상당한다. 그리고, 제어 유닛(8)은, 보정된 제1 베이스 라인 또는 보정된 제2 베이스 라인을 사용해서 각각의 기판측 마크의 기판(5a) 상에서의 위치를 특정하고, 해당 위치에 기초하여 원판(3a)와 기판(5a)의 얼라인먼트를 행한다.
이와 같이, 노광 장치(100)에서의 얼라인먼트에서는, 각각의 기판측 마크 간의 계측 위치의 오차를 저감시켜, 각각의 샷 영역(51 내지 56)의 형상 정보를 고정밀도로 취득할 수 있다. 특히, 본 실시 형태에서는, 주사 평면에서의 얼라인먼트 계측 유닛(2)과 오프 액시스 계측 유닛(9)의 사이의 거리인 제2 베이스 라인뿐만 아니라, 복수의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f) 간의 거리인 제1 베이스 라인에 대해서도 보정이 행해져서, 그 효과는 현저하다. 또한, 노광 장치(100)에서의 얼라인먼트에서는, 종래의 노광 장치에서의 얼라인먼트보다 적은 공정에서 기판(5a) 상의 모든 마크의 위치를 계측할 수 있으므로, 노광 장치(100) 전체의 스루풋의 향상에 유리하다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 얼라인먼트 정밀도 및 스루풋의 향상에 유리한 노광 장치가 제공된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 오프 액시스 계측 유닛(9)에 포함되는 6개의 오프 액시스 스코프를 이용했지만, 이와 달리, 예를 들어 4개나 8개의 오프 액시스 스코프를 이용할 수도 있다. 또한, 반드시 모든 오프 액시스 스코프를 사용할 필요는 없고, 예를 들어 8개의 오프 액시스 스코프가 설치되어 있는 노광 장치에서 6개 샷 영역에 대한 노광을 행하는 경우에는, 그것들에 대응하는 6개의 오프 액시스 스코프만을 사용하면 된다. 또한, 기준 플레이트(10)에 형성되어 있는 기준 마크의 수는, 반드시 오프 액시스 스코프의 수와 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 오프 액시스 스코프의 위치가 가변적일 경우에는, 상정되는 오프 액시스 스코프의 위치에 따라 기준 플레이트(10) 상에 오프 액시스 스코프보다 많은 기준 마크를 설치해도 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 베이스 라인 보정용의 계측을 기판(5a)마다 행하였지만, 즉 1개의 기판(5a)에 대해서 1회 측정을 행하였지만, 이 계측의 간격은 이것에 한정되는 것이 아니라, 필요에 따라 계측 빈도 및 횟수를 증감시켜도 된다. 또한, 얼라인먼트 계측 유닛(2)을 이용한 계측도, 1회에 한정되지 않고, 필요에 따라, 복수 회의 계측을 행하거나, 복수의 마크의 계측을 행하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 얼라인먼트를 행할 때에, 기판 스테이지(5b)를 이동시키고, 오프 액시스 계측 유닛(9)이 기준 플레이트(10)를 계측하지만, 이때, 반드시 기판 스테이지(5b)를 이동시킬 필요는 없다. 예를 들어, 기판(5a)를 교환하는 위치에 기판 스테이지(5b)가 이동했을 때, 기준 플레이트(10)가 오프 액시스 계측 유닛(9)에 의해 검출가능한 위치로 이동하도록, 기준 플레이트(10)를 미리 배치할 수도 있다. 이에 의해, 오프 액시스 계측 유닛(9)을 이용한 기준 플레이트(10)의 계측을 기판(5a)의 교환 중에 실시할 수 있어, 기준 플레이트(10)의 계측을 위한 기판 스테이지(5b)의 이동 시간 및 계측 시간에 의한 주기 시간의 증대를 억제하고, 스루풋을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 얼라인먼트를 행할 때에, 얼라인먼트 계측 유닛(2)이 마크를 계측한 후에 오프 액시스 계측 유닛(9)이 동일한 마크를 계측하여 제2 베이스 라인 보정용의 제2 보정값을 취득했지만, 계측의 순서는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 얼라인먼트 스코프(2a, 2b)를 사용하여 마크(522, 525)를 계측하는 것과 동시에, 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)가 마크(511, 514, 521, 524, 531, 534)를 계측할 수도 있다. 이러한 동시 계측은 스루풋을 더욱 향상시킬 수 있다. 단, 이 경우에는, 얼라인먼트 계측 유닛(2)과 오프 액시스 계측 유닛(9)의 사이의 거리는, 마크(522, 525)와 마크(521, 524)의 사이의 거리와 동일하게 할 필요가 있다.
또한, 오프 액시스 계측 유닛(9)에 구동 유닛(제2 구동 유닛)을 설치하고, 투영 광학계(4)에 대한 상대 위치를 가변적으로 해도 된다. 예를 들어, 오프 액시스 계측 유닛(9)에 Y 방향으로 이동가능한 구동 유닛을 설치함으로써, 얼라인먼트 계측 유닛(2)과 오프 액시스 계측 유닛(9)의 사이의 거리, 즉 제2 베이스 라인을 조정할 수 있다. 이에 의해, 가령 Y 방향에 대해서 샷 레이아웃이나 마크 배치가 변경되는 경우에도, 당해 거리의 조정 후, 얼라인먼트 계측 유닛(2)과 오프 액시스 계측 유닛(9)의 동시 계측을 행할 수 있으므로, 스루풋을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 마찬가지의 효과를 얻기 위해서, 오프 액시스 계측 유닛(9)이 아닌 얼라인먼트 계측 유닛(2)에 제2 구동 유닛을 설치해도 된다.
또한, 예를 들어 각각의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)에 X 방향으로 이동가능한 구동 유닛(제3 구동 유닛)을 설치함으로써, 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f) 간의 거리, 즉 제1 베이스 라인을 조정할 수 있다. 이에 의해, 가령 X 방향에 대해서 샷 레이아웃이나 마크 배치가 변경되는 경우에도, 스루풋을 더욱 향상시킬 수 있다. 단, 이 경우에는, 상정되는 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f)의 위치(간격)에 대응하는 기준 마크를 미리 준비해 두는 것이 바람직하다. 이것은, 각각의 위치에서의 오프 액시스 스코프(9a 내지 9f) 간의 거리가 계측가능하게 되고, 각각의 위치에서의 제1 베이스 라인의 보정이 가능하게 되기 때문이다.
(물품의 제조 방법)
본 발명의 실시 형태에 따른 물품의 제조 방법은 마이크로 디바이스(예를 들면, 반도체 디바이스) 또는 마이크로 구조를 갖는 소자 등의 물품의 제조 방법에 적합하다. 본 실시 형태에 따른 물품의 제조 방법은, 전술한 주사 노광 장치를 사용하여 기판에 도포되는 감광제 상에 잠상 패턴을 형성하는 단계(기판 노광 단계)와, 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 이 제조 방법은, 기타의 공지된 공정(예를 들어, 산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시 형태에 따른 물품의 제조 방법은, 물품의 성능, 품질, 생상성 및 생산 비용 중 하나 이상에 있어서 종래의 방법에 비하여 우수하다.
본 발명이 예시적인 실시 형태를 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시 형태에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 아래의 청구범위의 범주는 모든 변경과, 등가 구조 및 기능을 포함하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.
본 출원은 2014년 4월 2일 출원된 일본 특허 출원 제2014-076448호의 이익을 주장하며, 상기 일본 특허 출원은 그 전체가 본 명세서에서 참조로서 인용된다.

Claims (11)

  1. 원판에 형성된 패턴의 상을, 투영 광학계를 통해서 기판에 전사하는 노광 장치이며,
    상기 기판에 형성된 하나 이상의 기판측 마크를 원판에 형성된 원판측 마크 및 상기 투영 광학계를 통해서 검출하는 제1 검출기와,
    상기 제1 검출기보다 많은 수가 배치되고, 상기 기판측 마크를 상기 투영 광학계를 통하지 않고 각각 검출하는 복수의 제2 검출기와,
    복수의 기준 마크를 갖는 기준 플레이트와,
    상기 원판과 상기 기판의 얼라인먼트를 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은, 상기 제2 검출기에 의한 상기 복수의 기준 마크의 제1 검출 결과를 취득하고, 상기 제1 검출 결과에 기초하여 상기 복수의 제2 검출기 사이의 제1 거리에 관한 제1 정보를 취득하도록 구성되고,
    상기 제어 유닛은, 상기 제1 검출기 및 상기 제2 검출기에 의한 동일한 기판측 마크의 제2 검출 결과를 취득하고, 상기 제2 검출 결과에 기초하여 상기 제1 검출기와 상기 제2 검출기 사이의 제2 거리에 관한 제2 정보를 취득하도록 구성되고,
    상기 제어 유닛은, 상기 제1 정보와 상기 제2 정보에 기초하여 상기 원판과 상기 기판의 얼라인먼트를 제어하도록 구성되는, 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 검출기는 상기 제2 검출기에 의한 검출의 타이밍에 따라 상기 기판측 마크를 검출하는, 노광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판을 보유지지해서 이동할 수 있는 기판 홀더를 포함하고,
    상기 기준 플레이트는, 상기 기판 홀더가 상기 기판이 교환되는 위치로 이동되는 경우, 상기 제2 검출기에 의해 검출될 수 있는 위치로 이동하도록 배치되는, 노광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 제1 정보에 기초하여, 상기 복수의 제2 검출기가 상기 기판측 마크를 검출하는 경우, 상기 제1 거리를 보정하도록 구성되는, 노광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 복수의 제2 검출기가 상기 기판측 마크를 검출하는 경우, 상기 제2 거리를 보정하도록 구성되는, 노광 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 보정된 상기 제1 거리를 사용해서 상기 기판측 마크의 상기 기판 상에서의 위치를 특정하고, 상기 위치에 기초하여 상기 원판과 상기 기판의 얼라인먼트를 행하도록 구성되는, 노광 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 보정된 상기 제2 거리를 사용해서 상기 기판측 마크의 상기 기판 상에서의 위치를 특정하고, 상기 위치에 기초하여 상기 원판과 상기 기판의 얼라인먼트를 행하도록 구성되는, 노광 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    노광 중의 상기 기판 또는 상기 원판의 주사 방향에서의 상기 제1 검출기와 상기 제2 검출기 사이의 거리가 변화될 수 있도록, 상기 제1 검출기 또는 상기 제2 검출기를 이동시키는 제2 구동 유닛을 포함하는, 노광 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 검출기 사이의 거리를 변화시키는 제3 구동 유닛을 포함하는, 노광 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 검출기 또는 상기 제2 검출기는, 노광 중에 사용되는 광의 파장과는 상이한 파장을 갖는 광을 사용해서 상기 기판측 마크를 검출하는, 노광 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 규정된 노광 장치를 사용해서 기판을 노광하는 단계와,
    노광된 상기 기판을 현상하는 단계를 포함하고,
    상기 기판을 노광하는 단계는,
    상기 제어 유닛에 의해, 상기 제2 검출기에 의한 상기 복수의 기준 마크의 상기 제1 검출 결과를 취득하고, 상기 제1 검출 결과에 기초하여 상기 복수의 제2 검출기 사이의 상기 제1 거리에 관한 상기 제1 정보를 취득하는 단계와,
    상기 제어 유닛에 의해, 상기 제1 검출기 및 상기 제2 검출기에 의한 동일한 기판측 마크의 상기 제2 검출 결과를 취득하고, 상기 제2 검출 결과에 기초하여 상기 제1 검출기와 상기 제2 검출기 사이의 상기 제2 거리에 관한 상기 제2 정보를 취득하는 단계와,
    상기 제어 유닛에 의해, 상기 제1 정보와 상기 제2 정보에 기초하여 상기 원판과 상기 기판의 얼라인먼트를 제어하는 단계를 포함하는, 물품의 제조 방법.
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