KR20190041516A - Detection device, detection method, patterning device, and manufacturing method of article - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 이동 가능한 물체(3, 4a) 상의 마크의 위치를 검출하는 검출 장치(25)에 관한 것이다. 검출 장치(25)는, 물체(3, 4a)가 목표 위치에 도달하고 나서 정정될 때까지의 동안에, 물체(3, 4a)의 속도가 소정값 이하가 되는 타이밍을 특정하는 특정 수단으로서의 기능을 갖는 제어부(24)와, 제어부(24)에 의해 특정된 타이밍에 마크를 촬상하는 촬상 수단(13, 16)과, 촬상 수단(13, 16)에 의해 얻어진 촬상 결과와 상기 타이밍에 있어서의 물체(3, 4a)의 위치 정보에 기초하여 마크의 위치를 검출하는 검출 수단(22, 23)을 갖는다.The present invention relates to a detection device (25) for detecting the position of a mark on a movable object (3, 4a). The detecting device 25 has a function as a specifying means for specifying a timing at which the velocity of the objects 3 and 4a becomes equal to or less than a predetermined value during the time from when the objects 3 and 4a reach the target position to when they are corrected (13, 16) for picking up a mark at a timing specified by the control unit (24), and an image pickup result obtained by the image pickup means (13, 16) and an object 3, 4a) for detecting the position of the mark on the basis of the positional information of the mark (2, 3, 4a).
Description
본 발명은, 검출 장치, 검출 방법, 리소그래피 장치 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a detection device, a detection method, a lithographic apparatus, and a method of manufacturing an article.
노광 장치에서는 미리 검출한, 스테이지 천장판 상의 기판에 형성된 얼라인먼트 마크나 스테이지 천장판 상에 마련된 기준 마크(이하, 마크라 함)의 위치에 기초하여, 노광 중의 기판을 위치 결정한다. 그 때문에, 이미 형성한 패턴과 새롭게 형성하는 패턴의 중첩 오차를 작게 하기 위해서는, 마크의 위치를 고정밀도로 검출하는 것이 중요하다.In the exposure apparatus, the substrate under exposure is positioned based on the alignment mark formed on the substrate on the stage top plate and the position of the reference mark (hereinafter referred to as a mark) provided on the stage top plate. Therefore, in order to reduce the overlapping error between the pattern already formed and the pattern newly formed, it is important to detect the position of the mark with high accuracy.
마크의 위치를 고정밀도로 검출하기 위해서는, 검출 시에 있어서의 기판을 보유 지지하는 스테이지 천장판의 진동이 적을수록 바람직하다. 따라서, 스테이지 천장판이 정정(整定)된 후, 즉, 스테이지 천장판의 위치의 목표 위치에 대한 편차가 소정 범위에 수렴된 후(정정된 후)에 마크의 위치를 검출하기 시작한다.In order to detect the position of the mark with high accuracy, it is preferable that the vibration of the stage top plate holding the substrate at the time of detection is small. Therefore, after the stage ceiling plate is corrected, i.e., the deviation of the position of the stage ceiling plate with respect to the target position converges to a predetermined range (corrected), the position of the mark is detected.
특허문헌 1에는, 마크의 포키싱 위치를 결정할 때, 스테이지 천장판이 진동하고 있는 상태 그대로 마크를 검출하는 방법이 기재되어 있다. 구체적으로는, 스테이지 천장판이 기판을 광축 방향으로 이동시키면서 광원이 마크를 향하여 펄스광을 복수회 발광하면서, 당해 펄스광을 발광한 순간마다의 스테이지 천장판의 목표 위치에 대한 편차를 계측하고 있다. 펄스광의 발광으로 얻어진 복수의 마크의 촬상 결과와 스테이지 천장판의 편차에 기초하여 마크의 포커싱 위치를 결정하는 것이 기재되어 있다.
특허문헌 1에서는 스테이지 천장판의 속도(단위 시간당의 스테이지 천장판의 위치의 변화)의 대소에 관계없이 소정의 시간 내에서 일정 시간마다 마크의 검출을 행하기 때문에, 촬상에 의해 얻어진 화상이 흔들려 버릴 우려가 있다.In
본 발명은, 이동 가능한 물체의 정정 전에 당해 물체 상의 마크를 검출하는 경우에, 고정밀도로 마크를 검출할 수 있는 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a detection device capable of detecting a mark with high accuracy when detecting a mark on the object before correction of a movable object.
본 발명에 관한 검출 장치는, 이동 가능한 물체 상의 마크의 위치를 검출하는 검출 장치이며, 상기 물체가 목표 위치에 도달하고 나서 정정될 때까지의 동안에, 상기 물체의 속도가 소정값 이하가 되는 타이밍을 특정하는 특정 수단과, 상기 특정 수단에 의해 특정된 타이밍에 상기 마크를 촬상하는 촬상 수단과, 상기 촬상 수단에 의해 얻어진 촬상 결과와 상기 타이밍에 있어서의 상기 물체의 위치 정보에 기초하여 상기 마크의 위치를 검출하는 검출 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.A detection device according to the present invention is a detection device that detects the position of a mark on a movable object and detects a timing at which the speed of the object becomes less than or equal to a predetermined value until the object reaches the target position and is corrected An image pickup means for picking up the mark at a timing specified by the specifying means, and a control means for controlling the position of the mark based on the image pickup result obtained by the image pickup means and the positional information of the object at the timing, And a detection means for detecting the detection signal.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 노광 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 천장판 상의 마크의 배치를 도시하는 도면이다.
도 3은 천장판의 위치의 편차를 도시하는 도면이다.
도 4는 마크의 위치의 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 제1 실시 형태에 있어서의 촬상 타이밍을 도시하는 도면이다.
도 6은 제1 실시 형태에 관한 검출 신호를 도시하는 도면이다.
도 7a는 제2 실시 형태에 관한 검출 신호의 파형을 시프트시킨 결과를 도시하는 도면이다.
도 7b는 제2 실시 형태에 관한 검출 신호의 최종 파형을 도시하는 도면이다.
도 8은 제3 실시 형태에 있어서의 마크의 검출 타이밍을 도시하는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of an exposure apparatus according to the first embodiment.
2 is a view showing the arrangement of marks on the ceiling plate.
3 is a view showing the deviation of the position of the ceiling plate.
4 is a flowchart for explaining a method of detecting the position of a mark.
5 is a diagram showing the imaging timing in the first embodiment.
6 is a diagram showing a detection signal according to the first embodiment.
7A is a diagram showing the result of shifting the waveform of the detection signal according to the second embodiment.
7B is a diagram showing the final waveform of the detection signal according to the second embodiment.
Fig. 8 is a diagram showing the detection timing of a mark in the third embodiment. Fig.
실시예Example 1 One
이하, 제1 실시 형태에 관한 검출 장치를 노광 장치에 적용한 실시 형태를 설명하지만, 본 발명의 검출 장치는 후술하는 그 밖의 장치에도 적용 가능하다. 또한, 각 도면에 있어서 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙인다.Hereinafter, an embodiment in which the detection apparatus according to the first embodiment is applied to an exposure apparatus will be described, but the detection apparatus of the present invention is also applicable to other apparatuses described later. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals.
도 1은 노광 장치(100)의 구성을 도시하는 도면이다. 연직 방향의 축을 Z축, 당해 Z축에 수직인 평면 내에서 서로 직교하는 2축을 X축 및 Y축이라 한다.Fig. 1 is a diagram showing the configuration of the
노광 장치(100)는 주사형 노광 장치이며, 레티클 스테이지(2) 및 기판 스테이지(4)를 사용하여 레티클(1)과 기판(물체)(3)을 Y축 방향에 동기하여 주사시키면서 기판(3)을 노광함으로써, 기판(3) 상에 레지스트(도시하지 않음)의 잠상 패턴을 형성한다.The
조명 광학계(5)는, 광원(도시하지 않음)으로부터 출사된 광으로 레티클(1)을 조명한다. 광원은, 예를 들어 수은 램프, KrF 엑시머 레이저 광원, ArF 엑시머 레이저 광원 등이다. 투영 광학계(6)는, 레티클(1)에 형성되어 있는 패턴상을 소정의 배율로 축소한 상을 기판(3) 상에 투영한다.The illumination
레티클 스테이지(2)는 레티클(1)을 6축 방향으로 이동시킨다. 리니어 모터나 펄스 모터 등의 액추에이터에 의해 레티클(1)을 위치 결정한다.The
기판 스테이지(4)는 기판(3)을 6축 방향으로 이동시킨다. 기판 스테이지(4)는, 기판(3)을 보유 지지하여 기판(3)과 함께 이동하는 스테이지 천장판(이동 가능한 물체)(4a)(이하, 천장판(4a)이라 함)과, 당해 천장판(4a)을 이동시키는 구동 기구(이동 수단)(4b)를 갖는다. 구동 기구(4b)도 리니어 모터나 펄스 모터 등의 액추에이터에 의해, 기판(3) 및 천장판(4a)을 위치 결정한다.The substrate stage 4 moves the
레티클 스테이지(2) 및 기판 스테이지(4) 중 적어도 한쪽이, 스트로크 길이가 긴 조동 구동계 및 스트로크 길이가 짧은 미동 구동계를 구비하고 있어도 된다. 또한, 6축 방향이란, X축 방향, Y축 방향, Z축 방향, 및, 이들의 축 주위의 회전 방향(θX, θY, θZ)이다.At least one of the
간섭계(9)는, 레이저광을 출사하고, 레티클 스테이지(2) 상에 마련된 미러(7)로 반사시킨 반사광과 참조광의 간섭광을 검출한다. 검출 결과에 기초하여 레티클 스테이지(2)의 위치(위치 정보)가 계측된다.The
간섭계(10)는 노광 중에 천장판(4a)의 위치(위치 정보)를 계측하는 계측 수단이다. 레이저광을 출사하고, 기판 스테이지(4) 상에 마련된 미러(8)로 반사시킨 반사광과 참조광의 간섭광을 검출한다. 간섭계(10)는, 검출 결과에 기초하여 천장판(4a)의 위치를 계측한다.The
간섭계(9) 및 간섭계(10)에 의한 계측 결과에 기초하여, 후술하는 제어부는 레티클 스테이지(2) 및 기판 스테이지(4)의 위치를 제어한다.Based on the measurement results by the
포커스계(15)는 기판(3)에 대하여 비스듬히 입사시킨 광의 반사광을 수광함으로써, 기판의 Z 방향의 위치를 계측한다.The
검출 장치(25)는, 천장판(4a) 상에 있는 마크의 위치를 검출한다. 또한, 천장판(4a) 상이란 기판(3) 상 및 후술하는 기준 플레이트(11) 상도 포함한다. 본 실시 형태에 있어서, 검출 장치(25)는, 얼라인먼트계(13), 얼라인먼트계(13)에 의한 촬상 결과를 처리하는 처리부(검출 수단)(22), 얼라인먼트계(16), 및 얼라인먼트계(13)에 의한 촬상 결과를 처리하는 처리부(검출 수단)(23)를 갖는다.The detecting
얼라인먼트계(13) 및 얼라인먼트계(16)로 촬상되는 마크에 대하여 설명한다. 도 2는 천장판(4a)을 위(+Z 방향)로부터 본 도면이다. 기판(3)에는, 복수의 샷 영역(14)이 형성되어 있다. 샷 영역(14)은 이미 패턴을 형성한 하지층의 단위 영역이며, 스크라이브 라인(20)의 간격을 두고 형성되어 있다. 1개의 샷 영역(14)은, 예를 들어 26㎜×33㎜ 정도의 사이즈이며, 유저가 희망하는 칩 사이즈의 패턴을 1개 또는 복수 포함한다. 스크라이브 라인(20)에는, 각각의 샷 영역(14)의 각 변의 사이에 복수의 마크(19)가 형성되어 있다.The marks captured by the
천장판(4a) 상에는, 기판(3) 외에 기준 플레이트(11)가 마련되어 있다. 기준 플레이트(11)의 상면의 높이는 기판(3)의 표면의 높이와 거의 동일하다. 기준 플레이트(11)의 상면에는 마크(17, 18)가 형성되어 있다.On the
도 1의 설명으로 되돌아간다. 얼라인먼트계(13)는, 투영 광학계(6)를 통해 레티클(1)에 마련된 기준 마크(도시하지 않음)와 마크(17, 18)에 광을 조명하는 조명계와, 레티클(1)에 마련된 기준 마크와 마크(17, 18)로부터의 반사광을 수광하는 수광계를 구비하고 있다. 당해 수광계는, CMOS 센서나 CCD 등의 촬상 소자를 갖고, 당해 수광계가 레티클(1)에 마련된 기준 마크와 마크(17, 18)를 동시에 촬상한다. 촬상 소자는 촬상 결과를 처리부(22)에 입력한다.Returning to the description of Fig. The
처리부(23)는 촬상 결과에 기초하여, 레티클(1)의 기준 마크에 대한 마크(17, 18)의 위치를 산출한다. 처리부(22)는 산출 결과(검출 결과)를 제어부(24)에 입력한다.The
얼라인먼트계(16)는, 노광광의 축외에 마크(17) 및 복수의 샷 영역(14) 중 대표적인 샷 영역(14)에 대응하는 마크(19)에 광을 조명하는 조명계와, 마크(17, 19)로부터의 반사광을 수광하는 수광계를 구비하고 있다. 당해 수광계는 CMOS 센서나 CCD 등의 촬상 소자를 갖고, 마크(17, 19)를 촬상한다. 촬상 소자는 촬상 결과(검출 신호)를 처리부(23)에 입력한다. 처리부(23)는 촬상 결과에 기초하여, 마크(17, 19)의 위치를 산출한다. 처리부(22)는 산출 결과를 제어부(24)에 입력한다.The
제어부(24)는, 얼라인먼트계(13)로 레티클(1)의 기준 마크에 대한 마크(17)의 위치를, 얼라인먼트(16)로 마크(17)에 대한 마크(19)의 위치를 구한다. 이에 의해, 레티클의 기준 마크에 대한 마크(19)의 위치를 구한다. 이에 의해, 레티클(1)과 각 샷 영역(14)의 상대 위치가 구해져, 노광 중의 레티클 스테이지(2)와 기판 스테이지(4)의 동기 제어가 가능해진다.The
제어부(24)는, CPU나 메모리 등을 포함하고, 처리부(22, 23), 간섭계(9, 10), 레티클 스테이지(2), 기판 스테이지(4), 포커스계(15)와 접속되어 있다. 제어부(24)의 메모리에는 후술하는 도 4의 흐름도에 나타내는 프로그램이 기억되어 있다. CPU는 당해 메모리로부터 프로그램을 판독하여, 제어부(24)에 접속되어 있는 구성 요소를 제어함으로써 프로그램을 실행한다.The
또한, 제어부(24)는 간섭계(10)에 의한 천장판(4a)의 위치의 계측 결과(천장판(4a)의 위치 정보)에 기초하여 얼라인먼트계(13, 16)의 촬상 소자로 마크(17, 18, 19)를 촬상하는 시각(시기)을 나타내는 촬상 타이밍(타이밍)을 특정한다. 제어부(24)의 메모리에는, 얼라인먼트계(13, 16)가 마크(17, 18, 19)를 촬상해야 할 타이밍인지 여부의 역치가 되는, 천장판(4a)의 속도의 소정값이 기억되어 있다. 또한, 설정된 촬상해야 할 합계의 시간이 기억되어 있다.The
제어부(24)는, 촬상 타이밍을 특정하는 특정 수단으로서의 기능을 갖는다. 간섭계(10)에 의한 천장판(4a)의 위치의 계측 결과로부터 실시간으로 천장판(4a)의 속도(목표 편차에 대한 천장판(4a)의 위치의 단위 시간당의 변화)와 당해 소정값을 비교한다. 비교를 한 결과, 천장판(4a)의 속도가 미리 설정된 소정 위치 이하가 되는 타이밍을 촬상 타이밍으로 특정한다. 즉, 촬상 타이밍의 개시 시각을 추정한다. 제어부(24)는, 마크(17, 18, 19)의 산출에 필요로 되는 천장판(4a)의 위치 정보를 처리부(22, 23)에 보낸다. 당해 위치 정보는, 간섭계(9, 10)의 출력 자체여도 되고, 목표 위치에 대한 편차 정보여도 된다.The
도 3은 천장판(4a)이 목표 위치에 도달하고 나서의 경과 시간(횡축)과, 천장판(4a)의 목표 위치에 대한 편차(종축)의 관계를 도시하는 도면이다. 여기서, 목표 위치란 XY 평면(기판을 따른 평면)에 있어서의 목표 위치이다. 편차는 Y축 방향의 위치 편차만을 나타내는 것으로 한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 「목표 위치에 도달한」이란, 구동 기구(4b)에 의해 천장판(4a)이 목표 위치를 향하여 이동되고 나서 처음으로 목표 위치에 도달하였을 때를 나타내고, 천장판(4a)이 당해 목표 위치에서 완전히 정지한 상태를 나타내는 것은 아니다. 즉, 목표 위치에 도달한 후에도, 천장판(4a)은 목표 위치에 대하여 편차를 수반하여 진동한다.3 is a diagram showing the relationship between the elapsed time (horizontal axis) after the
시각 Ts는, 천장판(4a)이 목표 위치에 도달하고 나서 정정될 때까지의 동안의 종료 시각을 나타내고 있다. 즉, 시각 Ts는, 천장판(4a)이 정정된 시각이며, 천장판(4a)의 위치의 목표의 위치에 대한 편차(천장판(4a)의 위치 편차)가 수렴되어 허용 범위(소정 범위) Ea 내에 수렴된 시각을 나타낸다. 소정 범위 Ea는, 예를 들어 얼라인먼트(16)로 연속적으로 마크(19)를 촬상함으로써 마크(19)의 위치를 검출하는 경우에 천장판(4a)이 만족시켜야 할 진동 상태에 의해 정해진다.The time Ts represents the end time of the time from when the
(마크의 위치의 검출 방법)(Detection method of mark position)
다음에, 얼라인먼트계(16)에 의한 마크(19)의 검출 방법을 예로, 제1 실시 형태에 관한 검출 방법에 대하여 도 4, 도 5를 사용하여 설명한다. 도 4는 마크(19)의 검출 방법을 설명하는 흐름도이며, 도 5는 얼라인먼트계(16)의 촬상 소자에 의한 촬상 타이밍을 설명하는 도면이다.Next, the detection method according to the first embodiment will be described with reference to Figs. 4 and 5 as an example of the detection method of the
S101에서는, 제어부(24)는, 구동 기구(4b)가 천장판(4a)의 목표 위치로의 위치 결정을 개시하고 나서 목표 위치에 도달하였는지 여부를 항상 판단한다. S101에서 "예"로 판단될 때까지 S101의 공정을 계속하고, "예"로 판단되면 S102로 진행한다.In S101, the
S102에서는, 제어부(24)는, 간섭계(10)에 의한 천장판(4a)의 위치의 계측 결과에 기초하여 촬상 타이밍을 특정한다. 구체적으로는 메모리에 기억되어 있는 역치와 간섭계(10)의 계측 결과로부터 얻어진 천장판(4a)의 속도를 비교하여, 촬상 타이밍의 개시 시각을 추정한다. 여기서, 제어부(24)가 천장판(4a)의 속도가 소정값 이하인 시간대를 촬상 타이밍으로 특정함으로써, 비교적 천장판(4a)의 정지 상태에 가까운 상태에서 마크(19)를 촬상할 수 있다. 이에 의해, 천장판(4a)의 속도가 빠른 경우에 비해 흔들림이 적은 촬상 결과가 얻어진다. 즉, 마크(19)와 마크(19)가 아닌 부분의 경계가 선명한 상이 얻어진다.In S102, the
도 5에 있어서, 촬상 타이밍 T1 내지 T10이 마크(19)를 촬상해야 할 시간대이다. S103에서는, 제어부(24)로부터의 지시에 기초하여, 얼라인먼트계(16)는 제어부(24)에 의해 추정된 촬상 타이밍의 개시 시각으로부터 촬상을 개시한다. 마찬가지로, 제어부(24)에 의해 추정된 촬상 타이밍의 종료 시각이 되면, 얼라인먼트계(16)는 마크(19)의 1회째의 촬상을 종료한다.In Fig. 5, the imaging timings T1 to T10 are the time zones in which the
여기서, 얼라인먼트계(16)는 투광계가 마크(19)를 조명하는 조명광의 발광 타이밍(점등 및 소등의 타이밍)을 제어함으로써 마크(19)의 촬상의 개시 및 종료를 제어한다. 또는, 투광계로부터의 조명광은 상시 발광시켜 두면서 촬상 소자의 전자 셔터의 개폐 타이밍을 제어함으로써 촬상의 개시 및 종료를 제어해도 된다. 이와 같이 하여, 천장판(4a)의 속도가 소정값 이하가 되는 동안만 마크(19)를 촬상하여, 복수의 촬상 결과를 얻을 수 있다. 얼라인먼트계(16)가 출력한 촬상 결과는 처리부(23)에 입력된다.Here, the
S105에서는, 제어부(24)는, 합계의 촬상 시간이 메모리에 기억된 소정의 촬상 시간에 도달하였는지 여부를 판단하고, 소정의 촬상 시간에 도달할 때까지 S102 내지 S104를 반복하여 동일한 마크(19)를 촬상한다. 이때, 도 5에 도시한 바와 같이, 역치 Ea 이내에 천장판(4a)의 편차가 수렴된 경우에는, 계속적으로 마크(19)를 촬상해도 된다. 소정의 촬상 시간에 도달한 단계에서, S106의 공정으로 진행한다. 또한, S105에서 "예"로 판단한 시점에서, 기판 스테이지(4)는 천장판(4a)을 다른 목표 위치를 향하여 이동시키기 시작한다.In S105, the
S106에서는, 제어부(24)로부터의 지시에 따라서, 처리부(23)가 각각의 촬상 타이밍에 있어서의 천장판(4a)의 위치 정보와 S104에서의 촬상 결과에 기초하여, 마크(19)의 위치를 산출한다(검출한다). 먼저, 처리부(23)는, 각각의 촬상 결과가 나타내는 마크(19)의 위치를 산출한다. 도 6은 촬상 타이밍 T1 내지 Tn에서 취득된 상으로부터 얻어지는 검출 신호의 파형을 도시하는 도면이다. 각각의 파형의 중심 위치를 산출한다. 다음에, 제어부(24)를 통해 각각의 촬상 타이밍에 있어서의 천장판(4a)의 위치의 편차를 취득한다. 취득한 편차를 오프셋값으로 하여, 촬상 결과로부터 얻어진 마크의 위치를 보정한다.The
예를 들어, 촬상 타이밍 T1에 있어서 촬상 결과로부터 얻어진 마크(19)의 위치가 Y1을 나타내고, 촬상 타이밍 T1 동안의 천장판(4a)의 위치의 편차의 평균값이 ΔY인 경우에는, Y1'=Y1-ΔY를 마크(19)의 임시 위치로서 산출한다. 마찬가지로 하여, 촬상 타이밍 T2 내지 T10의 각각에 얻어진 촬상 결과로부터 마크의 임시 위치 Y2' 내지 Y10'를 산출한다.For example, when the position of the
S107에서는, 제어부(24)로부터의 지시에 따라서, 처리부(23)가 마크(19)의 위치를 산출한다. 예를 들어, Y1' 내지 Y10'의 평균 위치가, 마크(10)의 위치이다. 산출 결과를 제어부(24)에 입력하고, 제어부(24)는 검출한 마크(19)의 위치를 메모리에 기억시킨다. 이상으로 검출을 종료한다. 그 후, 다른 마크(19)의 위치도 마찬가지로 검출한다.In step S107, the
1회의 촬상 타이밍에 얻어지는 촬상 결과가 나타내는 파형은 정정 후에 연속한 시간에서 1번만 마크(19)를 촬상하는 경우에 비해, 촬상 결과로부터 얻어지는 검출 신호의 S/N비는 작다. 그러나, 복수회의 촬상 타이밍에 얻어지는 복수의 촬상 결과를 이용함으로써 마크(19)의 위치의 검출에 관해 원하는 정밀도를 확보할 수 있다. 처리부(23)는, 촬상 타이밍 T1 내지 T10에 얻어진 촬상 결과에 기초하여 Y 위치와 마찬가지로 마크(19)의 X 위치를 산출한다.The S / N ratio of the detection signal obtained from the image pickup result is smaller than that in the case where the
이와 같이, 천장판(4a)의 정정 전이면서 기판 스테이지(4)의 속도가 소정값 이하인 촬상 타이밍에 있어서의 마크(19)의 촬상 결과와 촬상 시의 천장판(4a)의 위치 정보를 사용하여 마크(19)의 위치를 검출한다. 상의 흔들림이 적은 시간대에서 촬상하기 때문에, 천장판(4a)의 정정 전에 마크를 검출하는 경우라도, 고정밀도로 마크의 위치를 검출할 수 있다. 천장판(4a)의 정정을 기다려 마크(19)의 촬상을 개시하는 경우에 비해, 마크(19)의 촬상의 종료 시각을 빠르게 할 수 있다. 하나 하나의 마크(19)의 촬상에 요하는 시간을 삭감할 수 있음으로써, 복수의 마크(19)의 위치 검출에 요하는 전체 시간을 삭감할 수 있다.The image of the
또한, S107에서는, 처리부(23)는 경과 시간에 따라서 임시 위치 Y1' 내지 Y10'에 가중치를 부여한 결과에 기초하여 마크(19)의 위치를 산출하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 촬상 타이밍 T1보다도, 천장판(4a)의 진동의 영향이 적어 신뢰성이 높은 촬상 타이밍 T10에 얻어진 값에 중점을 두어, 마크(19)의 위치를 산출하는 것이 바람직하다.In step S107, the
기판 스테이지(4)의 위치 편차가 수렴됨에 따라 기입하는 촬상 타이밍에 있어서의 촬상의 계속 시간은 길게 하고 있다. 이와 같이 1회당의 마크(19)의 촬상 시간에 가중치를 부여하지 않고, 1회당의 촬상 타이밍에 있어서 촬상을 계속하는 시간을 일정하게 해도 된다. S102 내지 S105와 병행하여, 처리부(23)는 이미 얻어진 촬상 결과에 기초하여 S107의 계산 처리를 해도 된다.As the positional deviation of the substrate stage 4 converges, the duration of imaging at the imaging timing to be written is prolonged. As described above, the time for continuing the imaging at the imaging timing per one time may be fixed without weighting the imaging time of the
실시예Example 2 2
제2 실시 형태에 관한 마크(19)의 위치의 검출 방법에서는, 복수의 촬상 타이밍 T1 내지 T10에 얻어진 복수의 촬상 결과를 중첩한 결과에 기초하여 마크(19)의 위치를 산출한다. S101 내지 S105의 공정은 제1 실시 형태와 마찬가지이므로 설명을 생략하고, S106 및 S107 대신에 실행하는 공정만을 설명한다.In the method of detecting the position of the
먼저, 처리부(23)는, 촬상 타이밍 T1 내지 T10의 각각의 촬상 결과로부터 얻어지는 검출 신호의 파형을, 파형의 중심 위치를 구하지 않고 시프트시킨다. 이때의 시프트양은, 촬상 타이밍 T1 내지 T10의 각각에 있어서의 천장판(4a)의 위치의 편차의 평균 위치에 대응하는 양이다. 도 7a는 각각의 파형을 시프트시킨 결과를 배열하여 도시하고 있다.First, the
다음에, 처리부(23)는 시프트 후의 파형을 중첩한다. 즉, 검출 신호를 모두 합쳐, 도 7b에 도시한 최종 파형을 취득한다. 검출 신호를 모두 합침으로써, 1회의 촬상 타이밍에 얻어지는 검출 신호에 비해 S/N비가 큰 검출 신호에 기초하여 마크(19)의 위치를 산출할 수 있다. 마지막으로, 처리부(23)는 최종 파형으로부터 촬상 소자 상에서 파형의 중심 위치가 나타내는 위치를 마크(19)의 위치 Y'로서 출력한다. 위치 Y'는 제어부(24)에 입력되고, 제어부(24)는 검출한 마크(19)의 위치를 메모리에 기억시킨다.Next, the
이와 같이, 천장판(4a)의 정정 전이면서 기판 스테이지(4)의 속도가 소정값 이하인 촬상 타이밍에 있어서의 마크(19)의 촬상 결과와 촬상 시의 천장판(4a)의 위치 정보를 사용하여 마크(19)의 위치를 검출한다. 상의 흔들림이 적은 시간대에 촬상하기 때문에, 천장판(4a)의 정정 전에 마크를 검출하는 경우라도, 고정밀도로 마크의 위치를 검출할 수 있다. 천장판(4a)의 정정을 기다려 마크(19)의 촬상을 개시하는 경우에 비해, 마크(19)의 촬상의 종료 시각을 빠르게 할 수 있다. 하나 하나의 마크(19)의 촬상에 요하는 시간을 삭감할 수 있음으로써, 복수의 마크(19)의 위치 검출에 요하는 전체 시간을 삭감할 수 있다.The image of the
제1 실시 형태에 비해 마크(19)의 촬상에 사용하는 촬상 소자의 성능이 떨어지는 경우라도, 천장판(4a)의 정정 후에 연속 시간에 1번만 마크(19)를 촬상하여 마크(19)의 위치를 검출하는 경우와 적어도 동등한 정밀도로 마크(19)의 위치를 검출할 수 있다.Even when the performance of the imaging device used for imaging the
실시예Example 3 3
제3 실시 형태에서는, 얼라인먼트계(13)에 의한 촬상 결과로부터 마크(17, 18)의 Z 위치(Z축 방향의 위치)를 검출함으로써, 기판(3)의 Z 위치의 검출도 행한다. 마크(17, 18)의 위치의 검출 대상의 방향에 따라서, 촬상 타이밍이 상이하다. 즉, XY축 방향의 위치를 검출하는 경우와, Z축 방향의 위치를 검출하는 경우에서, 촬상 타이밍을 상이하게 한 경우를 나타내는 실시 형태이다. 또한, 천장판(4a)의 정정을 나타내는 역치도 상이하게 한 경우에 대하여 설명한다. 검출 장치(25)를 포함하여 노광 장치(100)의 구성은 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.The Z position of the
도 8은 천장판(4a)이 목표 위치에 도달하여 수렴되는 시각이 정정 시각 Ts이다. 파형(30)에 있어서, 천장판(4a)의 속도가 소정값 이하가 되는 타이밍을 굵은 선으로 나타내고 있다. 한편, 파선의 파형(32)은 Z축 방향의 위치의 편차를 나타내고 있다. 파형(32)에 관하여 위치 편차가 역치 Ec에 수렴되는 시각이 정정 시각 Tc이다. 파형(32)에 있어서, 단위 시간당의 Z축 방향의 속도가 소정값 이하가 되는 타이밍을 굵은 선으로 나타내고 있다. 허용 편차가 방향에 따라서 상이하기 때문에, 역치는 Ec>Ea로 하고 있다.8 shows the time at which the
파형(30) 및 파형(32)으로 나타내는 바와 같이 방향에 따라서 파형의 진폭의 흔들림 폭이 큰 시각이 상이한 경우도 있을 수 있다. 그와 같은 경우에는, 검출 대상의 위치의 방향에 따라서 촬상 타이밍을 상이하게 한다. 예를 들어 도 8의 경우에는, 파형(30)은 파형(32)에 비해 1/4 주기만큼의 지연을 수반하고 있다.There may be a case in which the wobble width of the amplitude of the waveform is different in the direction along the direction as shown by the
제어부(24)는, 천장판(4a)의 Z축 방향의 속도가 소정 위치 이하가 되는 촬상 타이밍 및 천장판(4a)의 X축 방향의 속도가 소정값 이하가 되는 촬상 타이밍을 각각 특정한다. 그리고, 처리부(22)는, Z축 방향의 위치는, 천장판(4a)의 Z축 방향의 속도가 소정 위치 이하가 되는 촬상 타이밍에 얻어진 복수의 촬상 결과를 사용하여 산출한다. 한편, X축 방향의 위치는, 천장판(4a)의 X축 방향의 속도가 소정값 이하가 되는 촬상 타이밍에 얻어진 복수의 촬상 결과를 사용하여 산출한다. 또한, 촬상 결과로부터의 마크(19)의 위치의 산출 방법은, 제1 실시 형태에 있어서의 S107, S108의 공정과 마찬가지이다.The
본 실시예에서도 제1 실시 형태와 마찬가지의 효과가 얻어진다. 또한, 상이한 촬상 타이밍에 취득된 촬상 결과에 기초하면, 2축 방향의 위치를 각각 검출할 수 있다.In this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, based on the image pickup results obtained at different imaging timings, the positions in the two axial directions can be respectively detected.
다른 Other 실시예Example
물체 상의 마크를 보고 위치 정렬을 하는 그 밖의 장치에 검출 장치(25)를 적용해도 된다. 예를 들어, 반도체 회로의 검사를 위한 장치, 웨이퍼 검사 장치, 결함 검사 장치 등에 탑재해도 된다.The
제1 내지 제3 실시 형태에서는, 제어부(24)가 복수의 촬상 타이밍을 특정하는 경우를 설명하였지만, 제어부(24)가 특정하는 촬상 타이밍의 횟수 및 얼라인먼트계(16)가 촬상을 하는 횟수는 1회만이어도 된다. 또한, 제1, 제2 실시 형태의 얼라인먼트계(16)에 한하지 않고, 전술한 마크의 검출 방법을 얼라인먼트계(13)에서 실시해도 된다. 얼라인먼트계(13, 16) 중 적어도 한쪽에서 전술한 마크의 위치의 검출 방법을 실행하면 된다.In the first to third embodiments, the case where the
조명광의 점등 제어나 전자 셔터에 의해 촬상 타이밍에만 마크(19)를 촬상하는 실시 형태를 설명하였지만, 그 이외의 방법을 채용해도 된다. 예를 들어, 촬상 소자는 마크(19)를 항상 촬상해 두고, 처리부(23)가 마크(19)의 위치를 산출할 때는 제어부(24)에 의해 특정된 촬상 타이밍에의 촬상 결과만을 추출하여 계산을 행해도 된다.An embodiment has been described in which the
얼라인먼트계(13)는 마크(17, 18)에서 반사된 광을 검출하는 방식의 검출계이지만, 마크(17, 18)를 투과하여 회절한 광을 검출하는 방식의 검출계여도 된다. 이 경우, 얼라인먼트계(13)의 투광계는 레티클(1)의 상방에, 수광계인 촬상 소자는 천장판(4)의 내부에 배치되어 있어도 된다.The
처리부(22, 23)의 각각의 기능을 갖는 것이면, 하나의 처리부를 포함하고 있어도 된다. 혹은, 제어부(24)가 처리부(22, 23)의 기능을 갖고 있어도 된다.But may include one processing section as long as it has the functions of the
검출 장치(25)는, 주사형 노광 장치인 노광 장치(100)에 한정되지 않고, 기판 상에 패턴을 형성하는 그 밖의 리소그래피 장치(패터닝 장치)에 적용 가능하다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 고정된 레티클(1)에 대하여 기판(3)을 스텝 앤드 리피트 방식으로 구동시키면서 기판(3)을 노광함으로써, 기판 상에 레지스트의 잠상 패턴을 형성하는 스테퍼여도 된다. 또는, 형을 사용하여 기판 상에 요철 패턴을 형성하는 임프린트 장치나 하전 입자선의 조사에 의해 기판 상에 잠상 패턴을 형성하는 묘화 장치 등이어도 된다.The
또한, 노광 장치(100)의 노광광은, 예를 들어 g선(파장 436㎚), i선(파장 365㎚), ArF 레이저광(파장 193㎚), EUV광(파장 13㎚) 등의 각종 광선으로부터 선택 가능하다.The exposure light of the
검출 장치(25)는, 마크의 위치의 검출이 필요한 그 밖의 장치에 탑재되어도 된다.The detecting
물품의 제조 방법에 관한 A method of manufacturing an article 실시예Example
리소그래피 장치를 사용하여 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 항구적으로, 혹은 각종 물품을 제조할 때 일시적으로, 사용된다.The pattern of the cured product formed by using the lithographic apparatus is used temporarily, at least partly, of various articles or when various articles are produced.
물품이란, 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 혹은, 형 등이다.An article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, or a mold.
전기 회로 소자로서는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, MRAM과 같은, 휘발성 혹은 불휘발성의 반도체 메모리나, LSI, CCD, 이미지 센서, FPGA와 같은 반도체 소자 등을 들 수 있다.Examples of the electric circuit element include a semiconductor memory such as a volatile or nonvolatile semiconductor memory such as a DRAM, an SRAM, a flash memory, and an MRAM, and a semiconductor element such as an LSI, a CCD, an image sensor, and an FPGA.
형으로서는, 임프린트용의 몰드 등을 들 수 있다.Examples of molds include molds for imprinting.
경화물의 패턴은, 상기 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서, 그대로 사용되거나, 혹은, 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판의 가공 공정에 있어서 에칭 또는 이온 주입 등이 행해진 후, 레지스트 마스크는 제거된다. 가공 공정은 또한, 다른 주지의 처리 공정(현상, 산화, 성막, 증착, 평탄화, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함해도 된다.The pattern of the cured product is used as a constituent member of at least a part of the article as it is, or temporarily used as a resist mask. After etching or ion implantation is performed in the processing step of the substrate, the resist mask is removed. The fabrication process may also include other known fabrication processes (development, oxidation, deposition, deposition, planarization, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.).
본 발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 공표하기 위해 이하의 청구항을 첨부한다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the following claims are appended to disclose the scope of the invention.
본원은, 2016년 9월 14일에 제출된 일본 특허 출원 제2016-179919호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 그 기재 내용 모두를 여기에 원용한다.The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2016-179919 filed on September 14, 2016, the entire contents of which are incorporated herein by reference.
Claims (13)
상기 물체가 목표 위치에 도달하고 나서 정정될 때까지의 동안에, 상기 물체의 속도가 소정값 이하가 되는 타이밍을 특정하는 특정 수단과,
상기 특정 수단에 의해 특정된 타이밍에 상기 마크를 촬상하는 촬상 수단과,
상기 촬상 수단에 의해 얻어진 촬상 결과와 상기 타이밍에 있어서의 상기 물체의 위치 정보에 기초하여 상기 마크의 위치를 검출하는 검출 수단을 갖는 검출 장치.A detecting device for detecting the position of a mark on a movable object,
Specifying means for specifying a timing at which the speed of the object becomes equal to or less than a predetermined value during a period from when the object reaches the target position until the object is corrected;
An imaging means for imaging the mark at a timing specified by the specifying means;
And detection means for detecting the position of the mark based on the imaging result obtained by the imaging means and the positional information of the object at the timing.
상기 특정 수단은, 상기 물체의 위치 정보에 기초하여 상기 타이밍을 특정하는 검출 장치.The method according to claim 1,
And the specifying means specifies the timing based on position information of the object.
상기 특정 수단은 복수의 상기 타이밍을 특정하고,
상기 검출 수단은, 복수의 타이밍의 각각에 있어서의 상기 촬상 수단으로부터의 촬상 결과에 기초하여 상기 마크의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 검출 장치.The method according to claim 1,
Wherein said specifying means specifies a plurality of said timings,
Wherein the detection means detects the position of the mark based on the imaging result from the imaging means in each of a plurality of timings.
상기 검출 수단은, 상기 복수의 타이밍에 얻어진 복수의 촬상 결과의 각각에 대응하는 상기 마크의 임시 위치를 복수 검출하고, 해당 복수의 임시 위치에 기초하여, 상기 마크의 위치를 검출하는 검출 장치.The method of claim 3,
Wherein the detecting means detects a plurality of temporary positions of the mark corresponding to each of the plurality of imaging results obtained at the plurality of timings and detects the position of the mark based on the plurality of temporary positions.
상기 검출 수단은, 상기 복수의 타이밍에 얻어진 복수의 촬상 결과를 중첩한 결과에 기초하여 상기 마크의 위치를 검출하는 검출 장치.The method of claim 3,
Wherein the detecting means detects the position of the mark based on a result of superimposing a plurality of imaging results obtained at the plurality of timings.
상기 검출 수단은, 상기 복수의 타이밍의 각각에 얻어진 복수의 촬상 결과에 가중치를 부여하여 상기 마크의 위치를 검출하는 검출 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the detection means detects a position of the mark by assigning weights to a plurality of imaging results obtained at each of the plurality of timings.
상기 촬상 수단은, 상기 목표 위치에 도달한 시간으로부터의 경과 시간에 따라서 상기 복수의 타이밍의 각각에서 상기 마크의 촬상을 계속하는 시간을 가중치 부여하는 검출 장치.The method of claim 3,
Wherein the image pickup means weights the time for continuing the imaging of the mark in each of the plurality of timings based on the elapsed time from the time when the target position is reached.
상기 마크의 위치의 검출 대상의 방향에 따라서, 상기 타이밍이 상이한 검출 장치.The method according to claim 1,
And the timing is different according to the direction of the detection target of the position of the mark.
상기 촬상 수단은, 상기 촬상 수단의 전자 셔터의 개폐 타이밍 또는 상기 마크를 조명하는 광원으로부터의 광의 발광 타이밍을 제어하여 상기 타이밍에 상기 마크를 촬상하는 것을 특징으로 하는 검출 장치.The method according to claim 1,
Wherein the imaging unit controls the opening and closing timing of the electronic shutter of the imaging unit or the light emission timing of the light from the light source illuminating the mark to pick up the mark at the timing.
상기 물체가 목표 위치에 도달하고 나서 정정될 때까지의 동안이란, 상기 물체가 목표 위치에 도달하고 나서 상기 물체의 위치의 상기 목표 위치에 대한 편차가 소정 범위 내에 수렴될 때까지의 동안인 검출 장치.The method according to claim 1,
During the time from when the object reaches the target position until the object is corrected until the object reaches the target position and the deviation of the position of the object with respect to the target position converges within a predetermined range, .
이동 가능한 물체 상의 마크의 위치를 검출하는 검출 장치와,
상기 검출 장치가 검출 대상으로 하는 마크가 마련된 물체를 이동시키는 이동 수단과,
상기 물체의 위치를 계측하는 계측 수단
을 갖고,
상기 검출 장치는,
상기 물체가 목표 위치에 도달하고 나서 정정될 때까지의 동안에, 상기 물체의 속도가 소정값 이하가 되는 타이밍을 특정하는 특정 수단과,
상기 특정 수단에 의해 특정된 타이밍에 상기 마크를 촬상하는 촬상 수단과,
상기 촬상 수단에 의해 얻어진 촬상 결과와 상기 타이밍에 있어서의 상기 물체의 위치 정보에 기초하여 상기 마크의 위치를 검출하는 검출 수단을 갖는 패터닝 장치.A patterning apparatus for forming a pattern on a substrate,
A detection device for detecting a position of a mark on a movable object,
Moving means for moving an object provided with a mark to be detected by the detection device,
A measurement means for measuring the position of the object
Lt; / RTI &
The detection device includes:
Specifying means for specifying a timing at which the speed of the object becomes equal to or less than a predetermined value during a period from when the object reaches the target position until the object is corrected;
An imaging means for imaging the mark at a timing specified by the specifying means;
And detection means for detecting the position of the mark based on the imaging result obtained by the imaging means and the positional information of the object at the timing.
상기 물체가 목표 위치에 도달하고 나서 정정될 때까지의 동안에, 상기 물체의 속도가 소정값 이하가 되는 타이밍을 특정하는 공정과,
상기 공정에서 특정된 상기 타이밍에 상기 마크를 촬상하는 공정과,
상기 공정에서 촬상된 촬상 결과와 상기 타이밍에 있어서의 상기 물체의 위치 정보에 기초하여, 상기 마크의 위치를 검출하는 공정을 갖는 검출 방법.A detecting method for detecting a position of a mark provided on a movable object,
A step of specifying a timing at which the speed of the object becomes equal to or less than a predetermined value from when the object reaches the target position until the object is corrected;
Capturing the mark at the timing specified in the process;
And detecting the position of the mark based on the imaging result obtained in the process and the positional information of the object in the timing.
기판 상에 패턴을 형성하는 패터닝 장치를 사용하여 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 공정과,
상기 공정에서 패턴이 형성된 기판을 처리하는 공정을 갖고, 처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하고,
상기 패터닝 장치는,
이동 가능한 물체 상의 마크의 위치를 검출하는 검출 장치와,
상기 검출 장치가 검출 대상으로 하는 마크가 마련된 물체를 이동시키는 이동 수단과,
상기 물체의 위치를 계측하는 계측 수단을 갖고,
상기 검출 장치는,
상기 물체가 목표 위치에 도달하고 나서 정정될 때까지의 동안에, 상기 물체의 속도가 소정값 이하가 되는 타이밍을 특정하는 특정 수단과,
상기 특정 수단에 의해 특정된 타이밍에 상기 마크를 촬상하는 촬상 수단과,
상기 촬상 수단에 의해 얻어진 촬상 결과와 상기 타이밍에 있어서의 상기 물체의 위치 정보에 기초하여 상기 마크의 위치를 검출하는 검출 수단을 갖는 물품의 제조 방법.A method of manufacturing an article,
A step of forming a pattern on the substrate using a patterning device for forming a pattern on the substrate;
A step of processing a substrate on which a pattern is formed in the step,
Wherein the patterning device comprises:
A detection device for detecting a position of a mark on a movable object,
Moving means for moving an object provided with a mark to be detected by the detection device,
And measurement means for measuring the position of the object,
The detection device includes:
Specifying means for specifying a timing at which the speed of the object becomes equal to or less than a predetermined value during a period from when the object reaches the target position until the object is corrected;
An imaging means for imaging the mark at a timing specified by the specifying means;
And detection means for detecting the position of the mark based on the imaging result obtained by the imaging means and the positional information of the object at the timing.
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