KR102012062B1 - 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

리소그래피 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

리소그래피 장치는 마크가 그 위에 형성되는 기판을 유지하도록 구성된 스테이지, 촬상 영역을 갖는 촬상 센서, 마크기 위치를 회득하기 위해 마크의 화상에 관한 데이터를 행마다 판독하도록 구성된 프로세서, 및 마크의 위치에 기초하여 기판을 위치결정하도록 구성된 제어부를 포함한다. 프로세서가 제1 기판 상의 제1 마크의 위치를 취득할 때, 제어부는 제1 마크의 화상이, 제1 기판보다 먼저 패턴이 그 위에 형성되는 제2 기판 상의 제2 마크의 화상보다, 프로세서가 데이터의 판독을 개시하는 행에 근접하여 형성되도록 촬상 센서에 대해 스테이지를 이동한다.

Description

리소그래피 장치 및 물품 제조 방법{LITHOGRAPHY APPARATUS AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 기판을 위치결정하고 기판 상에 패턴을 형성하는 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 프로세스에서, 노광 장치 등의 리소그래피 장치를 사용하여 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 리소그래피 처리가 실행된다. 리소그래피 처리에서, 정밀도의 향상과 함께 처리 시간의 단축이 요구된다. 따라서, 웨이퍼 정렬 계측에 요구되는 계측 시간을 단축하는 것도 요구된다.
일본 특허 공개 제2010-258009호 공보는 웨이퍼 상에 형성된 정렬 마크를 검출하는 촬상 센서로부터의 데이터의 전송량을 감소시킴으로써 계측 시간을 단축하도록, 정렬 마크 영역 부분의 크기 및 시작점의 정보에 기초하여 판독을 실행하는 구성을 개시한다.
일본 특허 공개 제2010-258009호 공보에는 데이터의 처리는 촬상 센서의 촬상 영역 내의 정렬 마크 영역 부분 이후의 부분의 데이터 판독없이 개시되고, 이에 의해 정렬 마크의 위치를 산출한다. 이는 촬상 영역 전체의 데이터가 판독되는 경우에 비해, 계측 시간을 단축한다.
그러나, 정렬 마크의 위치를 계측하는 경우, 통상, 정렬 마크가 촬상 영역의 중심에 위치되도록, 기판이 촬상 센서에 대하여 위치결정된다. 따라서, 정렬 마크의 위치를 산출하는데 사용되지 않는 데이터가 촬상 영역 전체의 판독 개시점과 정렬 마크 영역 부분의 판독 개시점 사이에 존재한다.
일본 특허 공개 제2010-258009호 공보에서, 정렬 마크 영역 부분의 데이터 처리는 정렬 마크의 위치를 산출하는데 사용되지 않는 데이터 및 산출에 사용되는 정렬 마크 영역 부분의 데이터 판독없이 처리될 수 없다. 그 결과, 정렬 마크의 위치 계측에 시간이 소요된다.
본 발명은 정렬 마크의 위치 계측에 요구되는 시간을 단축하는 리소그래피 장치를 제공한다.
본 발명은 기판 상에 패턴을 형성하는 리소그래피 장치를 제공하고, 이 장치는 마크가 그 위에 형성되는 기판을 유지하면서 이동시키도록 구성된 스테이지, 복수의 화소가 행렬 형상으로 배열되는 촬상 영역을 갖는 촬상 센서, 촬상 영역에 형성되는 마크의 화상에 관한 데이터를 행마다 순차적으로 판독하고 판독된 데이터를 처리하여 이에 의해 기판 상에 형성된 마크의 위치를 취득하도록 구성되는 프로세서, 및 마크의 위치에 기초하여 스테이지를 이동시킴으로써 기판을 위치결정하고 기판 상에 패턴을 형성하도록 구성되는 제어부를 포함하고, 프로세서가 제1 기판 상의 제1 마크의 위치를 취득할 때, 제어부는 제1 마크의 화상이, 제1 기판보다 먼저 패턴이 그 위에 형성되는 제2 기판 상의 제2 마크의 화상보다, 프로세서가 데이터의 판독을 개시하는 촬상 영역 내의 행에 근접하여 형성되도록 촬상 센서에 대해 스테이지를 이동시킨다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부 도면을 참조하여 아래의 실시예의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 정렬 마크를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따르는 노광 장치를 도시하는 도면.
도 3은 정렬 마크가 형성된 기판을 도시하는 도면.
도 4는 스코프를 도시하는 도면.
도 5a 및 도 5b는 도 1에 도시된 정렬 마크가 관측되는 상태를 도시하는 도면.
도 6은 리소그래피 처리의 흐름도.
도 7은 제1 기판에 대한 전역적(global) 정렬 계측 처리를 도시하는 흐름도.
도 8은 제2 또는 이후의 기판에 대한 전역적 정렬 계측 처리를 도시하는 흐름도.
도 9는 정렬 마크가 저배율에서 관측되는 상태를 도시하는 도면.
도 10은 정렬 마크가 저배율에서 관측되는 상태를 도시하는 도면.
[노광 장치]
이하, 첨부 도면을 참조하여, 기판 상에 에너지선을 조사하여 패턴을 형성하는 리소그래피 장치에 대해서 설명한다. 본 실시예에서, 리소그래피 장치로서 노광 장치를 사용하는 경우에 대해서 설명한다. 그러나, 노광 장치 이외의 리소그래피 장치, 예를 들어, 임프린트 장치 또는 하전 입자 빔 묘화 장치도 사용 가능하다.
도 1을 참조하여 정렬 마크의 일 형태를 설명한다. 도 1에 도시된 정렬 마크(마크)(AM)는 8개의 X 방향 계측 마크(X1 내지 X8) 및 8개의 Y 방향 계측 마크(Y1 내지 Y8)를 포함한다. 계측 대상으로서 마크(AM)를 사용하여 전역적 정렬 계측을 실행하고, 이에 의해 기판(웨이퍼)(W)상의 마크(AM)의 X 및 Y 위치를 취득한다. 전역적 정렬 계측은 예비정렬 계측 및 미세정렬 계측을 포함한다. 예비정렬 계측에서, 적어도 하나의 샷 영역에서의 마크(AM)의 16개의 계측 마크의 2차원 배치를 저배율(제1 배율)의 검출기를 사용하여 패턴 매칭에 의해 인식하고, 이에 의해 마크(AM)의 X 및 Y 방향 위치를 동시에 산출한다. 미세정렬 계측에서, 복수의 샷 영역의 마크(AM)와 관련하여 예비정렬 계측에서보다 더 정밀한 위치를 고배율(제2 배율)의 검출기를 사용하여 검출한다. 미세정렬 계측의 촬상 결과로부터 취득한 복수의 마크(AM)의 위치를 통계 처리하고, 이에 의해 기판 상의 모든 샷 영역의 위치를 산출한다.
도 1에 도시된 마크(AM)를 서로 상이한 두 개의 배율, 즉 저배율 및 고배율을 사용하여 관찰하는 검출기(스코프)에 대해 도 2를 참조하여 설명한다. 조명광은 광원(Li)으로부터 스코프(SC) 내로 안내되고, 하프 미러(또는 편광 빔 스플리터)(M1)를 통과하여, 기판(웨이퍼)(W) 상의 마크(AM)를 조명한다. 관찰 대상으로서 마크(AM)는 예를 들어 도 3에 도시된 마크(FXY1)인 것으로 상정된다. 저배율 계측 시, 웨이퍼(W)에 의해 반사된 광은 하프 미러(M1 및 M5)를 통과하고, 촬상 센서(S)에 도달한다. 이 때, 전환 미러(M2)는 광로로부터 벗어난 상태이다. 고배율 계측 시, 전환 미러(M2)는 광로 상에 삽입된다. 따라서, 웨이퍼(W)에 의해 반사된 광은 하프 미러(M1)를 통과한 후, 미러(M3), 미러(M4), 및 하프 미러(M5)의 경로에 안내되어 촬상 센서(S)에 도달한다. 촬상 센서(S)는 복수의 화소가 행렬 형상으로 배열되는 촬상 영역을 갖는다. 하프 미러(M1), 미러(M3), 미러(M4), 및 하프 미러(M5)로부터 형성되는 광학계는 마크(AM)의 화상을 촬상 센서(S)의 촬상 영역에 형성한다. 프로세서(P)는 촬상 영역으로부터 데이터를 판독 개시행으로부터 행마다 순차적으로 판독하고, 판독된 데이터 중 마크(FXY1)의 화상 데이터를 처리하고, 마크(FXY1)의 위치를 결정한다. 주 제어부(제어부)(MC)는 프로세서(P)로부터의 계측 결과 정보, 센서(LP)로부터의 스테이지(STG)의 위치의 계측 정보 등에 기초하여 스테이지(STG)를 구동하기 위해, 구동부(MS)에 제어 신호를 송신한다.
도 4를 참조하여 저배율 계측 및 고배율 계측을 설명한다. 조명 광학계는 저배율 계측 및 고배율 계측에 의해 공유된다. 조명광은 광원(Li)으로부터 조명 광학계(2)에 의해 스코프(SC) 내에 유도되고, 이후 편광 빔 스플리터(M1)에 유도된다. 조명광은 웨이퍼(W) 상의 마크(AM) 예를 들어, 도 3에 도시된 마크(FXY1)를 조명한다. 편광 빔 스플리터(M1)에 의해 반사된 지면에 수직한 s-편광은 릴레이 렌즈(4), λ/4플레이트(9)를 통과한 후, 원형으로 편광된 광으로 변환된다. 원형으로 편광된 광은 대물 렌즈(5)를 통과하고 웨이퍼(W) 상에 형성된 마크(AM)를 쾰러(Koehler)-조명한다. 웨이퍼(W) 상의 마크(AM)로부터 발생된 반사광, 회절광, 및 산란광은 다시 대물 렌즈(5) 및 λ/4플레이트(9)를 통해 복귀되고, 지면에 평행한 p-편광으로 변환된다. p-편광된 광은 편광 빔 스플리터(M1)를 통과한다.
저배율 계측시, 배율 전환 미러(M2)는 광로에서 제외된다. 따라서, 반사광 등은 저배율 계측을 위한 결상 광학계(10)에 유도되고, 하프 미러(M5)를 통과하고, 마크(AM)의 화상을 촬상 센서(S)(센서, 광전 변환 소자, 축적 시간 가변 카메라) 상에 형성한다. 프로세서(P)는 광전 변환된 마크 화상의 위치에 기초하여, 마크(AM)의 위치를 검출하고 웨이퍼(W)를 위치결정한다. 고배율 계측시, 배율 전환 미러(M2)가 광로 상에 삽입된다. 따라서, 반사광 등은 미러(M3), 고배율 계측을 위한 결상 광학계(7)에 유도되어, 미러(M4) 및 하프 미러(M5)를 통과하고, 마크(AM)의 화상을 촬상 센서(S) 상에 형성한다. 프로세서(P)는 광전 변환된 마크 화상의 위치에 기초하여 마크(AM)의 위치를 검출한다. 주 제어부(MC)는 마크(AM)의 검출된 위치에 기초하여 웨이퍼(W)를 위치결정하면서 패턴을 형성한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하여 결상 광학계(7, 10)에 대해 설명한다. 도 5a 및 도 5b는 웨이퍼(W) 상의 스크라이브(scribe) 라인 위에 형성된 마크(AM)를 스코프(SC)에 의해 관찰하는 상태를 도시하는 도면이다. 도 5a는 X 및 Y 방향 위치가 동시에 계측될 수 있는 마크(AM)를 고배율로 관찰하는 경우의 관찰 시야 영역을 개략적으로 도시한다. 도 5b는 동일한 마크(AM)를 저배율에서 관찰한 경우의 관찰 시야 영역을 개략적으로 도시한다.
도 6의 흐름도를 참조하여, 정렬 기구를 포함한 노광 장치의 구성 및 정렬 기구의 동작의 개요를 설명한다. 웨이퍼(W)가 노광 장치에 공급되면, 주 제어부(MC)는 단계(S2)에서, 웨이퍼(W)의 주연부 및 노치(기준 편평부 또는 노치(N))를 검출하여 웨이퍼(W)의 개략적 위치를 결정하도록 기계적 정렬 유닛(정렬 유닛)(MA)을 제어한다. 단계(S3)에서, 주 제어부(MC)는 기계적 정렬 유닛(MA)에 의해 정렬된 웨이퍼(W)를 기계적 정렬 유닛(MA)으로부터 스테이지(STG) 상의 척(CH)까지 반송하도록 웨이퍼 공급기(WF)를 제어한다. 웨이퍼 공급기(반송 유닛)(WF)에 의해 반송된 웨이퍼(W)는 스테이지(STG)에 유지되고 이 상태에서 촬상 센서(S)에 대해 이동 가능하게 된다. 단계(S4)에서, 주 제어부(MC)는 전역적 정렬 계측 처리를 실행하여 각각의 샷 영역의 위치를 취득한다. 단계(S5)에서, 주 제어부(MC)는 각각의 샷 영역을 단계(S4)에서 취득된 위치에 위치결정하고, 각각의 샷 영역에 노광 처리를 실행한다.
[전역적 정렬 처리]
도 7 및 도 8에 도시된 흐름도를 참조하여 단계(S4)의 전역적 정렬 처리를 이하에서 설명한다.
제1 실시예
도 7은 로트의 제1 웨이퍼(W)에 대한 전역적 정렬 처리를 도시한다. 도 8은 로트의 제2 또는 이후의 웨이퍼(W)에 대한 전역적 정렬 처리를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 로트의 제1 웨이퍼(제2 기판)(W)에 대한 전역적 정렬 처리에서, 주 제어부(MC)는 단계(S41)에서 스테이지(STG)를 이동시켜 제1 마크(FXY1)(제2 마크)를 관측할 수 있는 위치에 스코프(SC)를 위치시킨다. 단계(S42)에서, 스코프(SC)는 저배율로 마크(FXY1)를 검출한다. 이 때, 저배율 촬상은 미리 설정된 축적 시간 또는 이전에 노광 처리를 행한 웨이퍼(W)에 대해 사용된 축적 시간에서 실행된다. 프로세서(P)는 광량을 판정하고, 계측에 필요한 광량을 확보한다. 판정 결과로서 필요한 광량이 확보될 수 없는 경우, 축적 시간을 재설정하고, 마크(FXY1)의 상을 다시 촬상하고, 촬상 화면 중심에 대한 마크(FXY1)의 어긋남량을 산출한다. 이 실시예에서, 저배율의 촬상을 사용하는 예비정렬 계측은 도 3에 도시된 오직 두 개의 마크(FXY1 및 FXY2)에 대해서 실시되는 점에 유의한다.
단계(S43)에서, 주 제어부(MC)는 스테이지(STG)를 이동시켜 스코프(SC)를 제2 마크(FXY2)(제2 마크)를 관측할 수 있는 위치에 위치시킨다. 단계(S44)에서, 주 제어부(MC)는 제2 마크(FXY2)에 대해 제1 마크(FXY1)의 계측과 마찬가지로 저배율 계측을 실행하고, 이에 의해 촬상 화면의 중심에 대한 마크 어긋남량(X 및Y 방향)을 취득한다. 단계(S45)에서, 프로세서(P)는 촬상 영역 전체의 데이터의 판독을 개시하는 행으로부터 마크(FXY1)의 영역 부분(제1 영역)의 데이터의 판독을 개시하는 행까지의 거리가 미리 정해진 거리 내에 포함되도록, 스코프(SC)에 대한 마크(FXY1)의 상대적 구동량(오프셋량)을 취득한다. 단계(S45)에서, 프로세서(P)는 또한 마크(FXY2)에 대한 오프셋량을 제공한다. 단계(S45)에서 취득된 마크(FXY1, FXY2)의 오프셋량은 제2 웨이퍼(제1 기판)(W)로부터 마크(FXY1 및 FXY2)의 저배율 촬상을 실행할 때 마크(FXY1 및 FXY2)를 웨이퍼(W) 상에 위치결정하는데 사용된다.
단계(S46)에서, 프로세서(P)는 단계(S42 및 S44)에서 취득된 마크(FXY1 및 FXY2)의 X 및 Y 방향 위치로부터 웨이퍼(W)의 위치 어긋남의 시프트 성분, 회전 성분, 및 배율 성분을 포함하는 보정량을 산출한다. 시프트 성분 및 회전 성분은 웨이퍼(W)가 척(CH)에 탑재될 때의 위치 어긋남량이다. 배율 성분은 웨이퍼(W) 상의 숏 패턴의 신장량이다. 보정량이 큰 경우, 스코프(SC)가 제3 또는 후속 마크를 관측할 수 있도록 스테이지(STG)가 이동되는 경우에도, 마크는 스코프(SC)의 바로 아래의 위치로 이동될 수 없다. 이를 방지하기 위해, 프로세서(P)는 보정량에 기초하여 웨이퍼(W) 상의 샷 레이아웃과 스테이지 좌표계 사이의 어긋남을 산출한다. 즉, 단계(S46)는 웨이퍼 상의 격자를 스테이지 상의 격자와 정렬할 때의 미소 보정량을 취득하는 것과 동등하다.
단계(S47)에서, 주 제어부(MC)는 단계(S46)에서 취득된 보정량에 기초하여, 제3 마크(FXY3)를 목표 위치, 즉, 고배율 검출계의 시야 내로 구동하도록, 스테이지(STG)를 구동한다. 단계(S48)에서, 프로세서(P)는 제3 마크(FXY3)의 위치를 산출한다. 단계(S49)에서, 주 제어부(MC)는 제4 마크(FXY4)를 고배율 검출계의 시야 내로 구동한다. 단계(S50)에서, 프로세서(P)는 제4 마크(FXY4)의 위치를 산출한다. 프로세서(P)는 고배율 촬상에 의해 검출된 제3 마크(FXY3) 및 제4 마크(FXY4)의 위치에 기초하여 웨이퍼(W) 상의 각각의 샷 영역의 위치를 산출한다.
본 실시예에서, 두 개의 마크(FXY1 및 FXY2)에 대해 저배율 촬상을 실행하고, 이에 의해 웨이퍼(W)의 위치 어긋남의 시프트 성분, 회전 성분, 및 배율 성분을 포함하는 보정량을 취득한다. 그러나, 저배율에서 촬상되는 마크 개수는 두 개로 한정되지 않고, 하나 또는 셋 이상일 수 있다. 그러나, 저배율에서 촬상되는 마크의 개수가 하나인 경우, 오직 시프트 성분이 단계(S46)에서 보정량으로서 취득되고, 회전 성분 및 배율 성분은 취득될 수 없다. 본 실시예에서, 두 개의 마크에 대해 고배율 촬상을 실행한다. 그러나, 고배율 촬상을 행하는 마크의 개수는 셋 이상일 수 있다. 본 실시예에서, 고배율의 촬상을 행하는 마크는 저배율의 촬상을 행하는 마크와 상이하다. 그러나, 고배율의 촬상을 행하는 마크는 저배율의 촬상을 행하는 마크를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하여 로트의 제2 또는 이후의 웨이퍼(W)에 대한 전역적 정렬 처리에 대해 설명한다. 도 8의 단계(S42, S44 및 S46 내지 S50)은 도 7의 단계(S42, S44, 및 S46 내지 S50)과 동일하다. 도 8은 단계(S45)가 도 8에서 생략되고, 도 7의 단계(S41 및 S43)가 도 8의 단계(S41' 및 S43')로 변경되는 점에서 도 7과 상이하다. 도 8을 참조하면, 단계(S41')에서, 주 제어부(MC)는 촬상 영역의 데이터의 판독 개시로부터 마크(FXY1)의 영역의 데이터의 판독 개시까지 시간이 미리 정해진 시간 내에 포함되도록 제1 웨이퍼에 대한 단계(S45)에서 취득된 오프셋량에 기초하여 스테이지(STG)를 구동한다.
노광 처리에서, 로트의 제1 웨이퍼 상의 마크를 촬상할 때 기계적 정렬 유닛(MA)의 반송 오차뿐만 아니라 이전에 노광된 층을 갖는 장치들 사이의 노광 오차로 인해, 정렬 처리 시 마크(FXY1)가 존재하는 영역을 미리 특정할 수 없다. 따라서, 제1 웨이퍼에 대해 단계(S41)에서 구동되는 마크 반송 구동의 반송 목표는 단계(S42)의 마크 위치 산출에서 촬상 센서(S)의 촬상 영역의 중심(P0)으로 설정된다. 단계(S42 및 S44)의 저배율 촬상에서, 도 9에 도시된 전체 촬상 영역(LF0)을 촬상하고, 촬상 영역의 중심(P0)에 대한 마크(FXY1)의 어긋남량(dx0, dy0)을 취득한다. 제 2 또는 이후의 웨이퍼의 반송 위치(dx0', dy0')는 식(1) 및 식(2)에 의해 제공된다.
dx0' = dxMa + dxSTG + dxPrevExp ... 식 (1)
dy0' = dyMa + dySTG + dyPrevExp ... 식 (2)
여기서, (dxMA, dyMa)는 기계적 정렬 유닛(MA)의 반송 오차이고, (dxSTG, dySTG)는 스테이지(STG)의 구동 오차이고, (dxPrevExp, dyPrevExp)는 이전에 노출된 층을 갖는 장치들 사이의 노광 오차이다.
스테이지(STG)의 구동 오차는 기계적 정렬 유닛(MA)의 반송 오차보다 훨씬 작다. 장치들 사이의 노광 오차는 장치의 반송 목표들 사이의 차이이고, 동일한 로트 내에서 고정값으로서 간주될 수 있다. 제2 또는 이후의 웨이퍼의 반송 위치에 대해, 마크(AM1)가 로트의 제1 웨이퍼의 위치(P1)에서 계측되는 것으로 상정한다. 로트의 제2 또는 이후의 웨이퍼의 마크(AM1)는 마크 형상에 의해 규정되는 중심 및 크기로서 위치(P1)에 대해 기계적 정렬 유닛의 반송 오차 범위에 기초하여 결정되는 마크 영역(LF1)의 범위 내에 존재한다.
한편, 촬상 센서(S)는 일반적으로 도 10에 도시된 촬상 영역의 좌측 상부 코너부의 촬상 시점(PL0)으로부터 수평 방향으로 화상을 순차적으로 전송하고, 단부까지 전송 완료 이후, 다음 라인으로 이동하고, 유사하게 화상을 전송한다. 즉, 마크 위치 계측을 위해 필요한 마크 영역(제1 영역)이 화상 전송 개시 지점(판독 개시 지점)에 근접하게 위치되기 때문에, 촬상 센서에 의해 전체 촬상 영역(LF0)의 데이터 전송 완료를 기다리지 않고 마크 위치를 산출하는 처리로 진행할 수 있다.
본 실시예에서, 로트의 제2 또는 이후의 웨이퍼에 대한 전역적 정렬 처리의 단계(S41')에서, 주 제어부(MC)는 제1 웨이퍼의 마크 계측 결과로부터 취득되는 마크 영역(LF1)을, 전송 시간을 최소화하도록 촬상 센서의 좌측 상부 코너부에서의 영역(LF1')과 정렬시킨다. 단계(S41')에서, 주 제어부(MC)는 또한 마크(FXY1)의 반송 위치를 P1(dx0, dy0)으로부터 P2(dx3, dy3)까지 변경하는 오프셋량에 기초하여 스테이지(STG)를 구동한다. 마크(FXY1)의 중심을 위치(P2)로 반송하기 위한 오프셋량은 다음과 같이 결정한다. 제2 또는 이후의 웨이퍼에서, 스테이지(STG)의 구동이 오프셋량에 기초하여 보정되지 않는 경우, 마크는 그 중심이 항상 P1 근처에 위치되도록 반송된다. 따라서, 마크의 중심을 위치(P0)로 구동하기 위해 사용되는 스테이지(STG)의 오프셋량은 식(3), 식(4)에 의해 제공된다.
STGOffx0 = -dx0 ... 식 (3)
STGOffy0 = -dy0 ... 식 (4)
추가로, 마크의 중심을 위치(P2)로 구동하기 위해 사용되는 스테이지(STG)의 오프셋량은 식(5), 식(6)에 의해 제공된다.
STGOffx2 = dx3 - dx0 ... 식 (5)
STGOffy2 = dy3 - dy0 ... 식 (6)
제2 또는 이후의 웨이퍼(W) 상의 마크 중심은 촬상 영역의 중심(P0)으로부터 (dx3, dy3)만큼 이동된 위치에 위치된다. 화상 취득 범위는 마크 형상에 의해 규정되는 크기 및 기계적 정렬 유닛의 오차 범위에 기초하여 결정되는 LF1과 동일한 LF1'이다. 마크의 중심 위치(P2), 마크 영역의 위치(LF1'), 스테이지(STG)의 반송 위치를 상술된 방식으로 변경할 때, LF1'의 영역 화상 데이터의 전송의 종료와 동시에 마크의 위치 계측 처리가 개시된다. 그 결과 화상 전송 시간 및 마크 위치 계측 시간이 단축된다.
본 실시예에서, 로트의 노광 순서가 제2 또는 이후인 웨이퍼(W)에 대한 전역적 정렬 처리의 단계(S41')에 사용되는 오프셋량은, 로트의 노광 순서가 첫 번째인 웨이퍼(W)의 정렬 처리의 계측 결과에 기초하여 결정된다. 그러나, 단계(S41')에서 사용되는 오프셋량에 대해, 오프셋량을 사용하는 웨이퍼보다 먼저 전역적 정렬 처리가 이루어지는 웨이퍼(W)의 계측 결과가 사용될 수 있다. 예를 들어, 단계(S41')에서 사용되는 오프셋량에 대해, 오프셋량을 사용하는 웨이퍼 직전에 전역적 정렬 처리가 이루어지는 웨이퍼(W)의 계측 결과가 사용될 수 있다.
제2 실시예
도 10을 참조하여 전역적 정렬 처리의 제2 실시예를 설명한다. 도 10을 참조하면, 제1 실시예에서는 저배율에서 관측되는 로트의 제2 이후의 웨이퍼 상의 마크의 위치 계측의 시간을 단축하기 위해 마크 영역의 위치를 LF2로 급송하고, LF2 영역의 화상의 전송 완료 이후, 마크 위치의 계측을 개시하는 것으로 상정한다. 화상 전송에 대해, 촬상 센서(S)는 도 10에 도시된 촬상 영역(LF0)의 좌측 상부 코너의 촬상 시점(PL0)으로부터 수평 방향으로 순차적으로 화상을 전송하고, 우측 단부까지 전송의 완료 이후 다음 라인으로 이동하고, 유사하게 전송을 실행한다. 즉, 마크 위치 계측에 필요한 마크 영역(LF2)이 프로세서(P)에 전송되는 것과 거의 동시에, LF2로부터 우측으로 연장되는 영역(LF3)의 화상도 프로세서(P)에 전송된다.
상술한 바와 같이, 웨이퍼가 상이한 경우, 기계적 정렬 유닛(MA)의 반송 오차 또는 스테이지(STG)의 구동 오차로 인해, 웨이퍼는 제1 웨이퍼 상의 마크 위치 및 제2 또는 이후 웨이퍼 상의 마크 위치는 반드시 일치하지는 않는다. 따라서, 제2 또는 이후 웨이퍼 상의 마크(AM3)는 영역(LF2) 내에 존재할 가능성이 높지만, 영역(LF2) 외측에 존재할 수 있다. 따라서, 기계적 정렬 유닛(MA)의 반송 오차 등의 요인으로 인해 마크가 영역(LF2)에서 확인될 수 없는 경우, 전송이 이미 완료된 영역 내의 LF2를 제외한 LF3의 영역에 대하여 마크의 화상이 존재하는지 여부를 확인한다. 만일 마크가 LF3의 영역에서 검출되는 경우, 계측 시간을 크게 증가시키지 않고 마크 위치 계측을 실행할 수 있다. 이 경우, 계측 처리 영역이 LF2보다도 넓기 때문에, 화상 처리의 시간은 증가한다. 그러나, LF3의 영역에 존재하는 마크에 대하여 다시 촬상 및 화상의 전송을 실행할 필요가 없기 때문에, 필요한 최소 시간 내에 마크 위치 산출 처리를 실행할 수 있다. 이 경우, LF3의 영역 내에 존재하는 마크의 위치(마크(AM4)의 위치)에 기초하여 오프셋량을 변경함으로써 다음 웨이퍼에 대한 계측 처리를 행할 수 있다.
제3 실시예
도 10을 참조하여 전역적 정렬 처리의 제3 실시예를 설명한다.
제3 실시예에서, LF2의 영역 데이터 판독 종료 후, 전체 촬상 영역(LF0)의 화상을 LF2의 마크 영역(제1 영역)의 데이터의 처리와 병행하여 전송한다. 이에 의해, 마크가 LF2, LF3의 영역에서 마크가 관측될 수 없는 경우, 전체 촬상 영역(LF0)으로부터 영역(LF2)(또는 LF3)을 제외한 영역에서 계측 처리를 행할 수 있다. 즉, 마크가 영역(LF2)(또는 LF3)에서 확인될 수 없는 경우, 마크 위치 산출 처리는 촬상을 다시 실행하지 않고서 실행될 수 있다. 이 경우, 영역(LF3) 내에 존재하는 마크의 위치(마크(AM5)의 위치)에 기초하여 오프셋량을 변경함으로써 다음 웨이퍼(다른 기판)에 대한 계측 처리를 실행할 수 있다.
[물품 제조 방법]
본 발명의 실시예에 따르는 물품 제조 방법은 예를 들어 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스 또는 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하는 데 사용할 수 있다. 본 실시예에 따르는 물품 제조 방법은 기판에 도포된 수지 상에 리소그래피 장치를 사용하여 패턴(잠상 패턴)을 형성하는 단계, 및 상기 단계에서 형성된 패턴에 의해 기판을 현상(가공)하는 단계를 포함한다. 또한, 제조 방법은 다른 공지된 단계(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징)을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따르는 물품 제조 방법은 종래의 방법에 비해 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 유리하다.
본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 후속하는 청구항의 범위는 모든 그러한 변형 및 균등한 구조와 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석에 따라야 한다.

Claims (12)

  1. 기판 상에 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이며,
    마크가 위에 형성되어 있는 상기 기판을 유지하면서 이동하도록 구성된 스테이지,
    상기 기판 상의 상기 마크의 화상을 캡처하도록 구성되고, 복수의 화소가 행렬 형상으로 배열되는 촬상 영역을 갖는 촬상 센서, 및 배율을 조정하기 위한 결상 광학계를 포함하는 스코프,
    상기 촬상 영역에 형성되어 있는 상기 마크의 화상의 데이터를 행마다 순차적으로 판독하고, 판독된 데이터를 처리하고, 상기 기판 상에 형성된 상기 마크의 위치를 취득하도록 구성된 프로세서, 및
    상기 마크의 위치에 기초하여 상기 스테이지를 이동시킴으로써 상기 기판을 위치결정하고 상기 기판 상에 상기 패턴을 형성하도록 구성된 제어부를 포함하고,
    상기 스코프에 의해 제1 기판 상의 제1 마크의 화상을 캡처하기 위해, 상기 제어부는, 상기 촬상 영역에서, 상기 제1 마크의 화상이, 상기 스코프가 상기 제1 기판과는 다른 제2 기판 상의 제2 마크의 화상을 캡처하였을 때의 상기 제2 마크의 화상보다, 상기 프로세서가 상기 데이터의 판독을 개시하는 상기 촬상 영역의 행에 가깝게 배치되도록 상기 제1 기판을 유지하는 상기 스테이지를 상기 촬상 센서에 대하여 미리 정해진 오프셋량만큼 이동시키고,
    상기 미리 정해진 오프셋량은, 상기 제2 기판 상의 상기 제2 마크의 위치를 취득하도록 형성된 상기 촬상 영역에서의 상기 제2 마크의 화상의 위치에 기초하고,
    상기 제어부는, 상기 배율을 상기 제1 마크의 화상과 상기 제2 마크의 화상을 캡처하기 위한 제1 배율로 설정하도록 구성된, 리소그래피 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 영역 중 데이터 처리 대상으로서의 제1 영역의 데이터의 판독이 종료된 경우, 상기 프로세서는, 상기 촬상 영역의 모든 행의 판독을 기다리지 않고 상기 제1 영역으로부터의 데이터의 처리를 개시하는, 리소그래피 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 마크의 화상의 데이터를 상기 제1 영역으로부터의 데이터 내에서 찾을 수 없는 경우, 상기 프로세서는, 판독이 행해진 영역 중에서 상기 제1 영역을 제외한 영역으로부터의 데이터 내에 상기 제1 마크의 화상의 데이터가 존재하는지 여부를 확인하는, 리소그래피 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역의 데이터의 판독 종료 후, 상기 프로세서는 상기 제1 영역으로부터의 데이터의 처리와 병행하여 상기 제1 영역에 이어지는 나머지 영역의 데이터를 판독하고,
    상기 제1 마크의 화상의 데이터를 상기 제1 영역으로부터의 데이터 내에서 찾을 수 없는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 마크의 화상의 데이터가 상기 나머지 영역으로부터의 데이터 내에 존재하는지 여부를 확인하는, 리소그래피 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 마크의 화상이 상기 제1 영역과는 상이한 다른 영역으로부터의 데이터 내에 존재하는 경우, 상기 패턴이 상기 제1 기판보다 이후에 형성되는 다른 기판 상의 마크의 위치를 검출할 때, 상기 제어부는, 상기 다른 기판 상의 마크의 화상이 상기 제2 마크의 화상보다 상기 판독을 개시하는 행에 가깝게 형성되도록 상기 촬상 영역 내의 상기 제1 마크의 화상의 위치에 기초하여 상기 스테이지의 이동을 제어하는, 리소그래피 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 마크의 화상이 상기 제1 영역과는 상이한 다른 영역으로부터의 데이터 내에 존재하는 경우, 상기 패턴이 상기 제1 기판보다 이후에 형성되는 다른 기판 상의 마크의 위치를 검출할 때, 상기 제어부는, 상기 다른 기판 상의 마크의 화상이 상기 제2 마크의 화상보다 상기 판독을 개시하는 행에 가깝게 형성되도록 상기 촬상 영역 내의 상기 제1 마크의 화상의 위치에 기초하여 상기 스테이지의 이동을 제어하는, 리소그래피 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 하나 이상의 샷 영역 내에 형성된 마크의 상기 제1 배율에서의 촬상 결과로부터 상기 기판의 위치 어긋남 보정량을 취득하고, 상기 위치 어긋남 보정량에 기초하여 상기 기판을 이동시킨 후, 복수의 샷 영역 각각에 형성된 마크의 상기 제1 배율보다 높은 제2 배율에서의 촬상 결과로부터 취득된 복수의 마크의 위치를 통계 처리하여 상기 기판 상의 각각의 샷 영역의 위치를 취득하는, 리소그래피 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은, 동일한 로트에 속하는 복수의 기판 중, 패턴 형성 순서가 두 번째 또는 그 이후인 기판이며,
    상기 제2 기판은, 순서가 첫 번째인 기판인, 리소그래피 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은, 동일한 로트에 속하는 복수의 기판 중, 패턴 형성 순서가 두 번째 또는 그 이후인 기판이며,
    상기 제2 기판은, 순서가 상기 제1 기판의 직전인 기판인, 리소그래피 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 촬상 영역 내의 상기 제2 마크의 화상의 위치에 더하여, 상기 기판을 상기 스테이지 상에 위치결정할 때의 위치결정 오차에 기초하여 상기 스테이지의 이동을 제어하는, 리소그래피 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기판에 설치된 노치를 검출하고 상기 기판을 정렬하도록 구성된 정렬 유닛, 및
    상기 정렬 유닛에 의해 정렬이 행해진 상기 기판을 상기 스테이지로 반송하도록 구성된 반송 유닛을 더 포함하는, 리소그래피 장치.
  12. 물품을 제조하는 방법이며,
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 리소그래피 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계, 및
    상기 패턴이 위에 형성된 상기 기판을 가공하여 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
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