KR20190064450A - 노광 장치, 노광 방법, 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

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

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Abstract

기판 상에 패턴을 고정밀도로 형성하는 데 유리한 기술을 제공한다. 투영 광학계로부터의 광과 기판의 샷 영역을 상대적으로 주사하여 상기 샷 영역의 주사 노광을 행하는 노광 장치는, 주사 방향으로 배열된 상기 샷 영역의 제1 위치 및 해당 제1 위치와는 상이한 제2 위치에 있어서, 상기 투영 광학계로부터의 광에 의해 노광되기 전에 상기 기판의 표면 위치를 계측하는 계측부와, 상기 계측부에서의 계측 결과에 기초하여, 상기 기판의 높이를 조정하면서 상기 주사 노광을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 주사 노광 중, 상기 계측부에서의 계측 결과로부터 구해진 상기 제1 위치에서의 상기 기판의 표면 위치와 상기 제2 위치에서의 상기 기판의 표면 위치 사이에서의 특정 위치가 상기 투영 광학계의 상면에 유지되도록, 상기 기판의 높이를 조정한다.

Description

노광 장치, 노광 방법, 및 물품의 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은, 노광 장치, 노광 방법, 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 제조 공정(리소그래피 공정)에서 사용되는 장치의 하나로서, 투영 광학계로부터의 광과 기판의 샷 영역을 상대적으로 주사하여, 해당 샷 영역의 주사 노광을 행하는 노광 장치가 있다. 이러한 노광 장치에서는, 샷 영역의 주사 노광 중, 투영 광학계로부터의 광에 의한 노광에 앞서 기판의 표면 위치를 계측(포커스 계측)하고, 그 계측 결과에 기초하여 기판의 높이가 조정될 수 있다. 특허문헌 1에는, 샷 영역의 주사 노광 중, 주사 방향을 따라서 샷 영역에 배치된 복수의 계측 위치의 각각에서 기판의 표면 위치를 순차 계측하면서, 그 계측 결과에 기초하여 기판의 높이 조정을 행하는 방법이 개시되어 있다.
일본 특허공개 평9-45608호 공보
기판의 표면 위치의 계측이 행해지는 복수의 계측 위치는, 기판 상에 대한 패턴의 형성 정밀도를 향상시키기 위해서, 투영 광학계의 광이 조사되어 있는 기판 상의 조사 영역 내에 적어도 2개의 계측 위치가 동시에 포함되는 간격으로 설정될 수 있다. 또한, 노광 대상의 기판으로서, 예를 들어 복수의 층을 적층하는 제조 프로세스를 거친 기판 등을 사용하면, 당해 적어도 2개의 계측 위치 간에 있어서 투영 광학계의 초점 심도보다 큰 단차가 형성되는 경우가 있다. 이 경우, 주사 노광 중, 당해 적어도 2개의 계측 위치 중 한쪽에서의 기판의 표면 위치가 투영 광학계의 상면(像面)에 배치되도록 기판의 높이 조정을 행하면, 다른 쪽에서의 기판의 표면 위치가 투영 광학계의 초점 심도로부터 벗어날 수 있다. 그 결과, 기판 상에 패턴을 고정밀도로 형성하는 것이 곤란해질 수 있다.
그래서, 본 발명은, 기판 상에 패턴을 고정밀도로 형성하는 데 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 측면으로서의 노광 장치는, 투영 광학계로부터의 광과 기판의 샷 영역을 상대적으로 주사하여 상기 샷 영역의 주사 노광을 행하는 노광 장치로서, 주사 방향으로 배열된 상기 샷 영역의 제1 위치 및 해당 제1 위치와는 상이한 제2 위치에 있어서, 상기 투영 광학계로부터의 광에 의해 노광되기 전에 상기 기판의 표면 위치를 계측하는 계측부와, 상기 계측부에서의 계측 결과에 기초하여, 상기 기판의 높이를 조정하면서 상기 주사 노광을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 주사 노광 중, 상기 계측부에서의 계측 결과로부터 구해진 상기 제1 위치에서의 상기 기판의 표면 위치와 상기 제2 위치에서의 상기 기판의 표면 위치 사이에서의 특정 위치가 상기 투영 광학계의 상면에 유지되도록, 상기 기판의 높이를 조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적 또는 그 밖의 측면은, 이하, 첨부 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 형태에 의해 밝혀질 것이다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 기판 상에 패턴을 고정밀도로 형성하는 데 유리한 기술을 제공할 수 있다.
도 1은, 노광 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2는, 샷 영역 상에서의 복수의 계측점과 조사 영역의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은, 기판 상에서의 복수의 샷 영역의 배치를 나타내는 개략도이다.
도 4는, 샘플 샷 영역에 대한 표면 위치의 계측 결과와, 해당 계측 결과로부터 구해진 보정값을 나타내는 도면이다.
도 5는, 만곡된 기판의 샘플 샷 영역에 대한 표면 위치의 계측 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은, 특정 샷 영역에 대한 주사 노광 중에 얻어진 표면 위치의 측정 결과(보정 전)를 시계열로 나타내는 도면이다.
도 7은, 특정 샷 영역에 대한 주사 노광 중에 얻어진 표면 위치의 측정 결과(보정 후)를 시계열로 나타내는 도면이다.
도 8은, 특정 샷 영역에 대한 주사 노광 중에 얻어진 표면 위치의 측정 결과(보정 전)를 시계열로 나타내는 도면이다.
도 9는, 특정 샷 영역에 대한 주사 노광 중에 얻어진 표면 위치의 측정 결과(보정 후)를, 시계열로 나타내는 도면이다.
도 10은, 노광 공정의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 11은, 표면 위치의 계측 대상으로 되는 개소를 나타내는 기판의 평면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일한 부재 내지 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.
<제1 실시 형태>
본 발명에 따른 제1 실시 형태의 노광 장치에 대하여 설명한다. 도 1은, 제1 실시 형태의 노광 장치(100)의 구성을 나타내는 개략도이다. 노광 장치(100)는, 예를 들어 투영 광학계로부터 사출된 광(패턴 광)과 기판의 샷 영역을 상대적으로 주사함으로써 해당 샷 영역의 주사 노광을 행하는, 소위 스캔·앤드·리피트 방식의 노광 장치(주사 노광 장치)이다. 노광 장치(100)는 조명계(106)와, 마스크 스테이지(103)와, 투영 광학계(101)와, 기판 스테이지(105)와, 계측부(102)와, 제어부(104)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 1에서는, 투영 광학계(101)의 광축 AX에 평행한 축을 Z축이라 하고, Z축에 수직인 평면 내에서 서로 직교하는 2개의 축을 X축 및 Y축이라 한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 마스크 M 및 기판 W의 주사 방향 (즉, 기판 상에서의 조사 영역의 주사 방향)을 X 방향이라 한다.
조명계(106)는, 엑시머 레이저 등의 도시하지 않은 광원으로부터 방출된 광을 조정하고, 마스크 M을 조명한다. 마스크 M은, 예를 들어 석영 유리 등에 의해 제작되어 있으며, 기판 상에 전사될 패턴(예를 들어 회로 패턴)이 형성되어 있다. 마스크 스테이지(103)는, 마스크 M을 보유 지지하는 척을 포함하고, 적어도 X, Y의 각 축 방향으로 이동 가능하다. 마스크 스테이지(103)에서는, 기판 W의 노광 시에는, 투영 광학계(101)의 광축 AX와 수직인 면 방향인 Y축 방향(화살표(103a))으로 일정 속도로 주사한다. 마스크 스테이지(103)의 각 축 방향의 위치 정보는, 마스크 스테이지(103)에 설치된 바 미러(120)와, 마스크 스테이지(103)의 위치 검출용 제1 간섭계(121)를 사용하여 상시 계측될 수 있다.
투영 광학계(101)는, 마스크 M을 투과한 광을 소정의 투영 배율(예를 들어 1/2배)로 기판 상에 투영한다. 투영 광학계(101)의 상면(포커스 면)은, Z축 방향에 대해 수직으로 되는 관계에 있다. 기판 W는, 예를 들어 단결정 실리콘 기판이며, 표면 상에 레지스트(감광제)가 도포될 수 있다. 기판 스테이지(105)는, 기판 W를 보유 지지하는 척을 포함하고, X, Y, Z의 각 축 방향, 나아가 각 축의 회전 방향인 θx, θy, θz 방향으로 이동(회전) 가능하다. 기판 스테이지(105)는, 기판 W의 노광 시에는, 투영 광학계(101)의 광축 AX와 수직인 면 방향인 Y축 방향(화살표(105a))으로 일정 속도로 주사한다. 기판 스테이지(105)의 각 축 방향의 위치 정보는, 기판 스테이지(105)에 설치된 바 미러(123)와, 기판 스테이지(105)의 위치 검출용 제2 간섭계(124)를 사용하여 상시 계측될 수 있다.
계측부(102)는, 기판 스테이지(105)에 의해 보유 지지되어 있는 기판 W의 표면의 Z축 방향에서의 위치 또는 기울기(이하, 이들을 총칭하여 「표면 위치」 또는 「표면 높이」라고 칭하는 경우가 있음)를 계측한다. 제1 실시 형태의 계측부(102)는, 기판 W에 광을 비스듬히 조사하는 사입사형이며, 기판 W에 계측용 광속을 투광하는 투광부와, 투광부에 의해 투광되어 기판 W에서 반사된 광속(반사 광속)을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다.
투광부는, 예를 들어 광원(110)과, 콜리메이터 렌즈(111)와, 슬릿 부재(112)와, 투광 광학계(113)와, 미러(114)를 포함할 수 있다. 광원(110)은, 예를 들어 램프나 발광 다이오드 등을 갖고, 기판 상의 레지스트가 감광되지 않는 파장의 광속을 사출한다. 콜리메이터 렌즈(111)는, 광원(110)으로부터 사출된 광속을, 단면의 광강도 분포가 거의 균일해지는 평행광으로 한다. 슬릿 부재(112)는, 서로의 경사면이 상대하도록 접합된 한 쌍의 프리즘에 의해 구성되어 있으며, 접합면에는, 복수의 개구(예를 들어 15개의 핀 홀)가 형성된 크롬 등의 차광막이 설치되어 있다. 투광 광학계(113)는, 양측 텔레센트릭 광학계이며, 슬릿 부재(112)에 형성된 복수의 개구를 개별로 통과한 복수(예를 들어 15개)의 광속을, 미러(114)를 통해 기판 상에 입사시킨다. 이때, 복수의 개구를 갖는 평면과 기판 W의 표면을 포함하는 평면은, 투광 광학계(113)에 대해서 샤임 플러그의 조건을 충족하게 구성될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 투광부로부터의 각 광속이 기판 W에 입사할 때의 입사각(광축과 이루는 각)은 70° 이상이다. 또한, 투광부로부터 사출된 복수의 광속은, 각 광속이 입사한 위치에서의 표면 높이를 서로 독립적으로 계측 가능하도록, X 방향으로부터 XY 평면 내에서 θ°(예를 들어 22.5°) 회전한 방향으로부터, 기판 상의 서로 다른 위치에 입사한다.
수광부는, 예를 들어 미러(115)와, 수광 광학계(116)와, 보정 광학계(117)와, 광전 변환부(118)를 포함할 수 있다. 미러(115)는, 기판 W에서 반사된 복수의 광속을 수광 광학계(116)로 유도한다. 수광 광학계(116)는, 양측 텔레센트릭 광학계이며, 복수의 광속에 대해서 공통으로 설치된 스토퍼 조리개에 의해, 기판 상에 형성되어 있는 패턴에 기인하여 발생하는 고차의 회절광(노이즈 광)을 커트한다. 보정 광학계(117)는, 복수의 광속에 대응하도록 복수의 렌즈를 갖고 있으며, 수광 광학계(116)를 통과하여 광축이 서로 평행하게 되어 있는 복수의 광속을, 광전 변환부(118)의 수광면에 대해서, 서로 동일한 크기를 갖는 스폿 광이 되도록 결상한다. 광전 변환부(118)는, 예를 들어 복수의 광속에 대응하도록 복수의 광전 변환 소자를 포함할 수 있다. 각 광전 변환 소자는, CCD 라인 센서 등을 포함하고, 수광면에 입사한 광속의 강도(광 강도)를 검출하고, 처리부(126)(연산 회로)로 출력한다. 수광 광학계(116), 보정 광학계(117) 및 광전 변환부(118)에는, 기판 상의 각 계측점과 광전 변환부(118)의 수광면이 서로 공액이 되도록, 미리 쓰러짐 보정이 행해지고 있다. 그 때문에, 각 계측점의 국소적인 기울기에 기인하여 발생하는 수광면에서의 핀 홀 상의 위치 변화는 없고, 각 계측점의 광축 방향 AX에서의 높이 변화에 응답하여, 수광면 상에서의 핀 홀 상의 위치가 변화한다. 여기서, 본 실시 형태의 광전 변환부(118)는, 1차원 CCD 라인 센서에 의해 구성되어 있지만, 2차원의 위치 계측 소자를 복수 배치한 것을 사용해도 된다.
제어부(104)는, 예를 들어 주 제어부(127)와, 마스크 위치 제어부(122)와, 기판 위치 제어부(125)와, 처리부(126)를 포함할 수 있다. 주 제어부(127)는, 예를 들어 CPU나 메모리를 포함하는 컴퓨터 등으로 구성되고, 노광 장치(100)의 각 구성 요소(이들을 제어하는 제어부 등)에 회선을 통해 접속되어, 프로그램 등에 따라 각 구성 요소의 동작을 통괄 제어한다. 마스크 위치 제어부(122)는, 주 제어부(127)로부터의 명령에 기초하여, 마스크 스테이지(103)의 동작을 제어한다. 기판 위치 제어부(125)는, 주 제어부(127)로부터의 명령에 기초하여, 기판 스테이지(105)의 동작을 제어한다. 처리부(126)는, 광전 변환부(118)로부터의 출력에 기초하여 각 계측점에서의 기판 W의 표면 위치를 구한다(계측한다).
주 제어부(127)는, 마스크 스테이지(103) 및 기판 스테이지(105)를, 서로 동기시키면서 투영 광학계(101)의 투영 배율에 따른 속도비로 상대적으로 주사한다. 이에 의해, 투영 광학계(101)로부터의 광이 조사되는 조사 영역(즉, 투영 광학계(101)에 의해 마스크 M의 패턴 상이 투영되는 영역)을 기판 상에서 주사하고, 마스크 M의 패턴을 기판 상의 샷 영역에 전사할 수 있다. 이러한 주사 노광을, 기판 스테이지(105)를 스텝 이동시키면서, 기판 W에서의 복수의 샷 영역의 각각에 대하여 순차 행함으로써, 1매의 기판 W에서의 노광 처리를 완료시킬 수 있다.
다음으로, 계측부(102)에 의해 기판 상에 형성되는 복수의 계측점에 대하여, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는, 계측부(102)에 의해 기판 W의 표면 위치가 계측되는 샷 영역(201) 상의 계측점(15개)과, 투영 광학계(101)로부터의 광이 조사되는 조사 영역(202)과의 위치 관계를 나타내는 도면이다. 도 3에 있어서, 조사 영역(202)은, 파선으로 둘러싸인 직사각 형상의 영역이다. 계측점(203a 내지 203c)은, 조사 영역(202)의 내측에 있어서 기판 W의 높이의 계측을 행하는 계측점이다. 이하에서는, 이들의 계측점(203a 내지 203c)을 총칭하여 「계측점(203)」이라고 부르는 경우가 있다. 또한, 계측점(204a 내지 204c) 및 계측점(205a 내지 205c)은, 조사 영역(202)의 내측에 마련된 계측점(203)으로부터 거리 Lp2만큼 이격된 위치에 배치된 계측점이다. 이하에서는, 계측점(204a 내지 204c)을 총칭하여 「계측점(204)」이라 부르고, 계측점(205a 내지 205c)을 총칭하여 「계측점(205)」이라고 부르는 경우가 있다. 또한, 계측점(206a 내지 206c) 및 계측점(207a 내지 207c)은, 조사 영역(202)의 내측에 마련된 계측점(203)으로부터 거리 Lp1만큼 이격된 위치에 배치된 계측점이다. 이하에서는, 계측점(206a 내지 206c)을 총칭하여 「계측점(206)」이라고 부르고, 계측점(207a 내지 207c)을 총칭하여 「계측점(207)」이라고 부르는 경우가 있다. 여기서, 거리 Lp1은 거리 Lp2보다 크다(Lp1>Lp2).
이와 같이 구성된 계측부(102)에서는, 조사 영역(202)의 주사 방향, 즉 기판 W의 주사 방향(이동 방향)에 따라서, 기판 W의 표면 위치의 계측에 사용되는 계측점이 전환된다. 예를 들어, 화살표 F의 방향으로 기판 W를 이동시켜 샷 영역(201)의 주사 노광을 행하는 경우에는, 그 주사 노광 중, 조사 영역(202)에서의 노광에 앞서 기판 W의 표면 위치의 예측 계측이 행해지도록, 계측점(204) 및 계측점(206)이 사용될 수 있다. 이 경우, 주 제어부(127)는, 계측점(204) 및 계측점(206)에서의 계측 결과에 기초하여, 기판 스테이지(105)에 의해 기판 W의 높이를 조정하면서 샷 영역(201)의 주사 노광을 제어한다. 한편, 화살표 R의 방향으로 기판 W를 이동시켜 샷 영역(201)의 주사 노광을 행하는 경우에는, 그 주사 노광 중, 조사 영역(202)에서의 노광에 앞서 기판 W의 표면 위치의 예측 계측이 행해지도록, 계측점(205) 및 계측점(207)이 사용될 수 있다. 이 경우, 주 제어부(127)는, 계측점(205) 및 계측점(207)에서의 계측 결과에 기초하여, 기판 스테이지(105)에 의해 기판 W의 높이를 조정하면서 샷 영역(201)의 주사 노광을 제어한다.
다음으로, 계측부(102)에 의한 기판 W의 표면 위치의 계측 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 노광 장치(100)와 같이, 기판 W에 광을 비스듬히 조사하는 사입사형의 계측부(102)를 사용하면, 기판 W에 형성된 패턴 구조(요철 구조, 단차)나 기판 자체의 변형 등에 기인한 계측 오차가 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 노광 장치(100)에서는, 계측부(102)의 계측 오차를 보정하기 위한 보정값에 관한 정보를 기판 W의 노광 전에 사전에 취득하고, 기판 W(샷 영역(201))의 주사 노광 시에, 계측부(102)의 계측 결과를 보정값에 의해 보정하면서 기판 W의 높이 조정을 행한다.
도 3은, 기판 W 상에 형성된 복수의 샷 영역의 배치를 나타내는 개략도이다. 노광 대상으로서의 기판 W 상에는, 앞서 노광 공정에서 형성된 동일한 패턴 구조를 각각 갖는 복수의 샷 영역이 미리 규칙적으로 배열되어 있는 것으로 한다. 상기와 같은 보정값을 취득하기 위해서 행해질 수 있는 표면 위치의 사전 계측(이하, 단순히 「사전 계측」이라고 부르는 경우가 있음)에는, 기판 W에서의 복수의 샷 영역 중, 미리 선정된 대표적인 몇 가지 샷 영역이 사용될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 6개의 샷 영역 sam1 내지 sam6이, 당해 사전 계측이 행해지는 대표적인 샷 영역(샘플 샷 영역)으로서 선정되어 있다.
도 4는, 도 3에 도시한 샷 영역 sam1 내지 sam6에 대하여 계측부(102)에서 얻어진 표면 위치의 계측 결과와, 해당 계측 결과로부터 구해진 보정값을 나타내고 있다. 도 4의 (a)는, 각 샷 영역 sam1 내지 sam6의 Y축 방향의 단면을 일렬로 배열한 도면이다. 도면 중, 면 wp1은, 기판 W의 표면 위치를 나타내고, 각 샷 영역 sam1 내지 sam6에서의 각 계측 위치 p1 내지 p5는, 계측부(102)에 의해 기판 W의 표면 위치의 계측이 행해질 위치를 나타내고 있다. 계측 위치 s1에는, 패턴 구조s1이 이미 형성되어 있으며, 계측 위치 p2에는, 패턴 구조 s2가 이미 형성되어 있다. 계측 위치 p3 내지 p5에 대해서도 마찬가지로, 패턴 구조 s3 내지 s5가 각각 형성되어 있다.
주 제어부(127)는, 기판 W의 노광을 행하지 않고 기판 W와 계측부(102)를 상대적으로 주사하면서, 각 샷 영역 sam1 내지 sam6에서의 각 계측 위치 p1 내지 p5에서 기판의 표면 위치를 계측부(102)에 계측시키고, 그때의 계측 결과로부터 근사 평면 gt1을 구한다. 주 제어부(127)는, 구한 근사 평면 gt1과, 각 계측 위치 p1 내지 p5에서의 계측 결과와의 차분을 각각 산출하고, 계측 위치마다 차분을 평균화한다(평균화 처리). 그리고, 주 제어부(127)는, 샷 영역 내에서 가장 계측 정밀도가 요구되는 위치(예를 들어 계측 위치 p3)를 기준으로 하여, 계측 위치마다 계측 결과의 차분을 정규화하고, 정규화한 차분값을 보정값으로서 결정한다. 도 4의 (b)는, 상기한 방법에 의해 얻어진 각 계측 위치 p1 내지 p5의 보정값을 나타내는 도면이다. 구체적으로는, 보정값 c31은, 각 샷 영역의 계측 위치 p1에서의 기판의 표면 위치의 계측 결과에 대하여 적용되는 보정값이다. 마찬가지로, 각 보정값 c32 내지 c35는, 각 샷 영역의 계측 위치 p2 내지 p5에서의 기판의 표면 위치의 계측 결과에 대해서 각각 적용되는 보정값이다.
복수의 계측 위치는, 하나의 샷 영역 내의 Y축 방향(주사 방향)에서의 위치가, 기판에서의 복수의 샷 영역의 전부에서 거의 동일해지도록 설정될 수 있다. 또한, 복수의 계측 위치는, 기판 상에 대한 패턴의 형성 정밀도를 향상시키기 위해서, 주사 노광 중의 조사 영역 내에 적어도 2개의 계측 위치가 동시에 포함되는 간격으로 설정될 수 있다. 또한, 도 4에 도시한 예에서는, 각 샷 영역에 5개의 계측 위치가 설정되어 있지만, 계측 위치의 수는 5개로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 6 및 도 7을 이용하여 후술하는 예에서는, 10개의 계측 위치 p1 내지 p10이 설정될 수 있다. 이 경우, 각 샘플 샷 영역 sam1 내지 sam6에 대해서도 10개의 계측 위치 p1 내지 p10이 설정되고, 10개의 계측 위치 p1 내지 p10에 각각 대응하는 10개의 보정값이 얻어지게 된다.
여기서, 일반적인 기판에서는, 이하에 나타내는 특징 1 내지 특징 3을 갖고 있기 때문에, 상술한 바와 같이 계측 위치마다 구한 보정값을, 복수의 샷 영역 간, 및 복수의 기판 간에서 유용할 수 있다. 또한, 이하의 특징 3에 의해, 기판에 형성된 패턴의 오목부 저면 또는 볼록부의 상면 중 어느 한쪽을 투영 광학계(101)의 상면에 배치하여도, 그들 중 다른 쪽을 투영 광학계(101)의 초점 심도 내에 수용할 수 있다.
특징 1: 복수의 샷 영역 간에서 요철 형상(단차 분포)이 동일함
특징 2: 복수의 기판 간에서 요철 형상(단차 분포)이 동일함
특징 3: 기판에 형성된 패턴의 오목부 저면과 볼록부의 상면과의 차(높이 차)가 투영 광학계(101)의 초점 심도보다 작음
한편, 예를 들어 복수의 메모리 셀층이 적층된 NAND형 플래시 메모리 등, 복수의 층을 적층하는 제조 프로세스를 거쳐 구성된 기판에서는, 적층 공정이 진행됨에 따라서, 기판 W의 평탄도가 저하됨과 함께, 표면 위치의 변동이 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 상술한 일반적인 기판의 특징 1 내지 특징 3과는 달리, 이하의 특징 1' 내지 특징 3'를 가질 수 있다. 그 때문에, 상술한 바와 같이 계측 위치마다 구한 보정값을, 복수의 샷 영역 간 및 복수의 기판 간에서 유용해버리면, 샷 영역에 따라서는 계측 오차를 완전히 보정할 수 없어, 디포커스에 의한 해상 불량을 야기할 가능성이 있다. 그리고, 이하의 특징 3'에 의해, 기판에 형성된 패턴의 오목부 저면 또는 볼록부의 상면 중 어느 한쪽을 투영 광학계(101)의 상면에 배치하면, 그들 중 다른 쪽이 투영 광학계(101)의 초점 심도로부터 벗어날 가능성이 있다.
특징 1': 복수의 샷 영역 간에서 요철 형상(단차 분포)이 서로 상이함
특징 2': 복수의 기판 간에서 요철 형상(단차 분포)이 서로 상이함
특징 3': 기판에 형성된 패턴의 오목부 저면과 볼록부의 상면과의 차가 투영 광학계(101)의 초점 심도보다 큼
도 5는, 복수의 층을 적층함으로써 형성된 기판 W에서의 샷 영역 sam1 내지 sam6에 대한 계측부(102)에서 얻어진 기판의 표면 위치의 계측 결과를 나타내고 있다. 계측 위치 p1에는, 패턴 구조 s1'가 이미 형성되어 있으며, 계측 위치 p2에는, 패턴 구조 s2'가 이미 형성되어 있다. 계측 위치 p3 내지 p5에 대해서도 마찬가지로, 패턴 구조 s3' 내지 s5'가 각각 형성되어 있다. 이렇게 복수의 층을 적층한 기판 W에서는, 예를 들어 상기 도면의 면 wp2로 나타낸 바와 같이 만곡하여 평탄도가 저하되기 때문에, 기판 W의 주변부와 중앙부에서 레지스트 두께가 상이하고, 계측부(102)에서 계측되는 표면 위치가 주변부와 중앙부에서 상이할 수 있다. 이 경우, 상술한 방법에 의해 보정값을 취득하고, 해당 보정값을 이용하여 기판의 표면 위치의 계측 결과를 보정하면, 샷 영역에 따라서는 계측 오차를 완전히 보정할 수 없어, 디포커스에 의한 해상 불량을 야기할 가능성이 있다. 그리고, 기판에 형성된 패턴의 오목부 저면 또는 볼록부의 상면 중 어느 한쪽을 투영 광학계(101)의 상면에 배치하면, 그들 중 다른 쪽이 투영 광학계(101)의 초점 심도로부터 벗어날 가능성도 있다.
또한, 복수의 층을 적층하는 제조 프로세스를 거쳐 구성된 기판에서는, 적층 공정이 진행함에 따라서 기판에 형성되는 단차가 현저해져서, 투영 광학계(101)의 초점 심도보다 큰 단차가 형성될 수 있다. 이러한 기판에서는, 주사 노광 중의 조사 영역(202) 내에 동시에 포함될 수 있는 적어도 2개의 계측 위치 간에 있어서, 투영 광학계(101)의 초점 심도보다 큰 단차가 형성되어 있는 경우가 있다. 그리고, 이러한 기판의 주사 노광 중에, 당해 적어도 2개의 계측 위치 중 한쪽 표면 위치를 투영 광학계(101)의 상면에 배치하도록 기판의 높이 조정을 행하면, 다른 쪽 표면 위치가 투영 광학계(101)의 초점 심도로부터 벗어나버린다. 그 결과, 기판 상에 패턴을 고정밀도로 형성하는 것이 곤란해질 수 있다.
예를 들어, 조사 영역(202)이, 주사 노광 중에 계측 위치 s1과 계측 위치 s2를 동시에 포함하는 주사 방향의 폭(치수)을 갖고, 또한, 계측 위치 s1의 표면과 계측 위치 s2의 표면과의 단차(높이 차)가 투영 광학계(101)의 초점 심도보다 큰 경우를 상정한다. 이 경우, 조사 영역(202) 내의 계측 위치 s1의 표면이 투영 광학계의 상면에 배치되도록 기판의 높이 조정을 행하면, 계측 위치 s1과 함께 조사 영역(202) 내에 포함되어 있는 계측 위치 s2의 표면이 투영 광학계의 초점 심도로부터 벗어나게 된다. 그 결과, 계측 위치 s2에서는 디포커스를 일으켜, 패턴을 고정밀도로 형성하는 것이 곤란해질 수 있다.
그래서, 본 실시 형태의 노광 장치(100)는, 계측부(102)의 계측 결과로부터 구해진 제1 위치(예를 들어 계측 위치 s1)에서의 기판 W의 표면 위치와 제2 위치 (예를 들어 계측 위치 s2)에서의 기판 W의 표면 위치 사이에 있어서 특정 위치(예를 들어 하나의 높이 위치)를 결정한다. 그리고, 제1 위치와 제2 위치 사이의 주사 노광 중, 결정한 특정 위치가 투영 광학계(101)의 상면에 유지되도록 기판 W의 높이 조정을 행한다. 이하에, 본 실시 형태의 노광 장치(100)에서의 주사 노광 방법에 대하여, 도 6 및 도 7을 참조하면서 상세히 설명한다.
도 6 및 도 7은, 기판에서의 복수의 샷 영역 중, 특정 샷 영역 N(도면 중에서는 「shotN」이라고 표기하고 있음)에 대하여 주사 노광을 행하고 있는 모습을 시계열로 나타내는 도면이다. 도 6 및 도 7에 도시한 예에서는, 10개의 계측 위치 p1 내지 p10이 설정되어 있다. 도 6은, 각 계측 위치 p1 내지 p10의 표면 위치를 계측한 계측부(102)로부터의 출력값(보정 전의 표면 위치 데이터)을 막대 그래프로 나타낸 것이다. 도 7은, 상술한 바와 같이 샘플 샷 영역을 사용하여 사전에 취득한 계측 오차의 보정값에 의해 계측부(102)로부터의 출력값을 보정한 값(보정 후의 표면 위치 데이터)을 막대 그래프로 나타낸 것이다.
도 6 및 도 7에서는, 조사 영역(202)의 내측에 있어서 기판의 높이 계측을 행하는 제3 계측점(계측점(203))이 배치되는 위치를 「F3」으로 나타내고 있으며, 조사 영역(202)(주사 방향의 폭)도 나타내고 있다. 제3 계측점으로부터 거리 Lp2만큼 이격된 제2 계측점(계측점(204) 또는 계측점(205))이 배치되는 위치를 「F2」로 나타내고, 제3 계측점으로부터 거리 Lp1만큼 이격된 제1 계측점(계측점(206) 또는 계측점(207))이 배치되는 위치를 「F1」로 나타내고 있다. 도면 중의 「Dir」은 기판 W의 주사 방향을 나타내고 있다. 여기서, 거리 Lp1은, 조사 영역(202)이 샷 영역 N에 다다르기 전에, 적어도 2개의 계측 위치에서 기판의 표면 위치의 계측을 행할 수 있도록, 계측 위치의 간격 2배보다 큰 것이 바람직하다.
도 6의 (a), 도 7의 (a)는, 제1 계측점 F1이 샷 영역 N에 다다르는 시각 t1에서의 상태를 나타내고 있다. 이 시각 t1에서는, 제1 계측점 F1에서의 기판의 표면 위치의 계측이 개시될 수 있다.
도 6의 (b), 도 7의 (b)는, 제2 계측점 F2가 샷 영역 N에 다다르는 시각 t2에서의 상태를 나타내고 있다. 이 시각 t2에서는, 제2 계측점 F2에서의 기판의 표면 위치의 계측이 개시될 수 있다. 또한, 이 시각 t2에서는, 제1 계측점 F1에 의한 계측 위치 p1 및 p2에서의 기판의 표면 위치의 계측이 완료되어 있으며, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 사전에 취득한 보정값에 의해 보정된 표면 위치('보정 잔사'라고도 함)가 얻어질 수 있다. 주 제어부(127)는, 도 7의 (b)의 파선으로 나타낸 바와 같이, 계측 위치 p1(제1 위치에 대응할 수 있음)에서의 보정 후의 표면 위치와 계측 위치 p2(제2 위치에 대응할 수 있음)에서의 보정 후의 표면 위치 사이에서의 하나의 높이 위치 Tgt를 특정 위치로서 결정한다. 그리고, 주 제어부(127)는, 계측 위치 p1과 계측 위치 p2 사이의 주사 노광 중, 결정한 높이 위치 Tgt가 투영 광학계(101)의 상면에 배치된 상태를 유지하도록 기판의 높이 조정을 행한다.
여기서, 주 제어부(127)는, 높이 위치 Tgt를, 계측 위치 p1의 보정 후의 표면 위치와 계측 위치 p2의 보정 후의 표면 위치의 중간 위치로 결정하면 된다. 높이 위치 Tgt를 결정할 때에는, 계측 위치 p1 및 계측 위치 p2의 각각에 대하여 제1 계측점 F1에서 복수 회 계측한 결과의 평균값을 사용해도 된다. 또한, 제2 계측점 F2에 의해 계측 위치 p1에서의 표면 위치를 재계측해도 되며, 이때, 결정한 높이 위치 Tgt를 투영 광학계(101)의 상면에 배치하면 제2 계측점 F2에 의해 계측 위치 p1에서의 표면 위치를 고정밀도로 계측할 수 있다.
도 6의 (c), 도 7의 (c)는, 계측 위치 p1에 조사 영역(202)이 배치되고, 제3 계측점 F3이 샷 영역 N에 다다르는 시각 t3에서의 상태를 나타내고 있다. 이 시각 t3에서는, 계측 위치 p1과 계측 위치 p2의 사이에 있어서 결정된 높이 위치 Tgt가 투영 광학계(101)의 상면에 배치되도록 기판의 높이가 조정됨과 함께, 조사 영역(202)에 의한 계측 위치 p1의 주사 노광이 개시된다. 또한, 시각 t3에서는, 제1 계측점 F1에 의한 계측 위치 p1 내지 p4에서의 표면 위치의 계측이 완료되어 있으며, 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 사전에 취득한 보정값에 의해 보정된 표면 위치가 얻어질 수 있다. 주 제어부(127)는, 계측 위치 p1과 계측 위치 p2 사이에서 높이 위치 Tgt를 결정한 것과 마찬가지로, 계측 위치 p2와 계측 위치 p3(제3 위치에 대응할 수 있음) 사이 및 계측 위치 p3과 계측 위치 p4의 사이에 있어서도 높이 위치 Tgt를 결정한다. 그리고, 주 제어부(127)는, 계측 위치 p2와 계측 위치 p3 사이의 주사 노광 중, 계측 위치 p2와 계측 위치 p3 사이에서 결정된 높이 위치 Tgt(제2 특정 위치)가 투영 광학계(101)의 상면에 배치된 상태를 유지하도록 기판의 높이 조정을 행한다. 마찬가지로, 계측 위치 p3과 계측 위치 p4 사이의 주사 노광 중, 계측 위치 p3과 계측 위치 p4 사이에서 결정된 높이 위치 Tgt가 투영 광학계(101)의 상면에 배치된 상태를 유지하도록 기판의 높이 조정을 행한다.
도 6의 (d), 도 7의 (d)는, 제1 계측점 F1에 의한 계측 위치 p1 내지 p10에서의 기판의 표면 위치의 계측이 완료되어 있으며, 도 7의 (d)에 도시한 바와 같이, 사전에 취득한 보정값에 의해 보정된 표면 위치가 얻어질 수 있다. 주 제어부(127)는, 상술한 것과 마찬가지로, 복수의 계측 위치 p1 내지 p10의 사이에 높이 위치 Tgt를 각각 결정하고, 각 계측 위치 간에서 결정한 높이 위치 Tgt를, 주사 노광 시에 투영 광학계(101)의 상면에 순차 배치한다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 서로 인접하는 적어도 2개의 계측 위치의 표면 위치의 사이에 있어서 특정 위치를 결정하고, 당해 적어도 2개의 계측 위치간의 주사 노광 중, 특정 위치가 투영 광학계(101)의 상면에 유지되도록 기판의 높이 조정을 행한다. 이에 의해, 당해 적어도 2개의 계측 위치의 표면 양쪽을 투영 광학계의 초점 심도 내에 배치한 상태에서 그들의 노광을 행할 수 있기 때문에, 디포커스에 의한 패턴의 전사 불량을 저감할 수 있다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 서로 인접하는 2개의 계측 위치에서의 기판의 표면 위치에 기초하여 하나의 높이 위치 Tgt를 구하였지만, 그것으로 한정되는 것은 아니고, 3개 이상의 계측 위치에서의 기판의 표면 위치에 기초하여 하나의 높이 위치 Tgt를 구해도 좋다. 이 경우, 당해 3개 이상의 계측 위치 간에서의 주사 노광 중, 결정한 높이 위치 Tgt가 투영 광학계(101)의 상면에 배치된 상태를 유지하도록 기판의 높이 조정을 행할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 보정 후의 표면 위치에 기초하여 하나의 높이 위치 Tgt를 구하였지만, 계측부(102)에 의한 계측 결과의 보정을 행하지 않고, 보정 전의 표면 위치에 기초하여 하나의 높이 위치 Tgt를 구해도 된다.
<제2 실시 형태>
제1 실시 형태에서는, 샷 영역 N의 주사 노광 중에, 제1 계측점 F1 및 제2 계측점 F2의 양쪽을 사용하여 기판의 표면 위치를 계측하는 예에 대하여 설명하였다. 제2 실시 형태에서는, 샷 영역 N의 주사 노광 중, 제2 계측점 F2는 사용하지 않고, 제1 계측점 F1만을 사용하여 표면 위치를 계측하는 예에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 이하에 설명이 없는 한, 제1 실시 형태의 사항을 이어받는 것으로 한다.
도 8 및 도 9는, 기판에서의 복수의 샷 영역 중, 특정 샷 영역 N(도면 중에서는 「shotN」이라고 표기하고 있음)에 대해서 주사 노광을 행하고 있는 모습을 시계열로 나타내는 도면이다. 도 8 및 도 9는, 제1 실시 형태에서 설명한 도 6 및 도 7에 각각 대응할 수 있다.
도 8의 (a), 도 9의 (a)는, 제1 계측점 F1이 샷 영역 N에 다다르는 시각 t1에서의 상태를 나타내고 있다. 이 시각 t1에서는, 제1 계측점 F1에서의 기판의 표면 위치의 계측이 개시될 수 있다.
도 8의 (b), 도 9의 (b)는 제1 계측점 F1에 의한 계측 위치 p1 및 p2에서의 기판의 표면 위치의 계측이 완료된 시각 t2에서의 상태를 나타내고 있다. 이 시각 t2에서는, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 사전에 취득한 보정값에 의해 보정된 표면 위치가 얻어질 수 있다. 주 제어부(127)는, 도 9의 (b)의 파선으로 나타낸 바와 같이, 계측 위치 p1에서의 보정 후의 표면 위치와 계측 위치 p2에서의 보정 후의 표면 위치 사이(예를 들어 중간 위치)에서의 하나의 높이 위치 Tgt를 특정 위치로서 결정한다. 그리고, 주 제어부(127)는, 계측 위치 p1과 계측 위치 p2 사이의 주사 노광 중, 결정한 높이 위치 Tgt가 투영 광학계(101)의 상면에 배치된 상태를 유지하도록 기판의 높이 조정을 행한다.
도 8의 (c), 도 9의 (c)는, 계측 위치 p1에 조사 영역(202)이 배치되고, 제3 계측점 F3이 샷 영역 N에 다다르는 시각 t3에서의 상태를 나타내고 있다. 이 시각 t3에서는, 계측 위치 p1과 계측 위치 p2의 사이에 있어서 결정된 높이 위치 Tgt가 투영 광학계(101)의 상면에 배치되도록 기판의 높이가 조정됨과 함께, 조사 영역(202)에 의한 계측 위치 p1의 주사 노광이 개시된다. 또한, 시각 t3에서는, 제1 계측점 F1에 의한 계측 위치 p1 내지 p4에서의 기판의 표면 위치의 계측이 완료되어 있으며, 도 9의 (c)에 도시한 바와 같이, 사전에 취득한 보정값에 의해 보정된 표면 위치가 얻어질 수 있다. 주 제어부(127)는, 계측 위치 p1과 계측 위치 p2의 사이에서 높이 위치 Tgt를 결정한 것과 마찬가지로, 계측 위치 p2와 계측 위치 p3의 사이 및 계측 위치 p3과 계측 위치 p4의 사이에 있어서도 높이 위치 Tgt를 결정한다.
도 8의 (d), 도 9의 (d)는, 제1 계측점 F1에 의한 계측 위치 p1 내지 p10에서의 기판의 표면 위치의 계측이 완료되어 있으며, 도 9의 (d)에 도시한 바와 같이, 사전에 취득한 보정값에 의해 보정된 표면 위치가 얻어질 수 있다. 주 제어부(127)는, 상술한 것과 마찬가지로, 복수의 계측 위치 p1 내지 p10의 사이에 높이 위치 Tgt를 각각 결정하고, 각 계측 위치 간에서 결정한 높이 위치 Tgt를, 주사 노광 시에 투영 광학계(101)의 상면에 순차 배치한다.
이와 같이, 본 실시 형태와 같이 제1 계측점 F1만을 사용한 경우에도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 복수의 계측 위치의 표면을 투영 광학계의 초점 심도 내에 배치할 수 있기 때문에, 디포커스에 의한 패턴의 전사 불량을 저감할 수 있다.
<제3 실시 형태>
제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서 설명한 주사 노광 방법을 채용하는 노광 공정에 대하여 설명한다. 도 10은, 본 실시 형태에서의 노광 공정의 흐름을 나타내는 흐름도이다. 당해 흐름도의 각 공정은, 주 제어부(127)에 의해 제어될 수 있다.
S101에서는, 주 제어부(127)는, 도시하지 않은 반송 핸드를 사용하여, 기판 W를 기판 스테이지(105) 상에 반입하고, 척에 보유 지지시킨다. S102에서는, 주 제어부(127)는, 후술하는 S106의 글로벌 얼라인먼트 공정을 위한 사전 계측 및 보정을 실행한다(프리얼라인먼트 공정). 구체적으로는, 주 제어부(127)는, 글로벌 얼라인먼트에서 사용하는 도시하지 않은 고배율 얼라인먼트 스코프의 시야에 기판의 마크가 들어가도록, 도시하지 않은 저배율 얼라인먼트 스코프를 사용하여 기판 W의 위치나 회전 등의 어긋남 양을 계측하고, 보정한다.
S103에서는, 주 제어부(127)는, 예를 들어 계측부(102)를 사용하여 기판의 복수 개소의 표면 높이를 계측하고, 기판 W의 전체적인 기울기를 산출하고, 보정한다(글로벌 틸트 공정). 도 11은, 일례로서, 표면 높이의 계측 대상으로 되는 개소(샷 영역(1101))를 나타내는 기판 W의 평면도이다. S104에서는, 주 제어부(127)는, 후술하는 S107의 스캔 노광 중의 표면 높이 계측 시에 발생할 가능성이 있는 계측 오차를 보정하기 위한 보정값을 취득하는 사전 스캔 계측을 실행한다(사전 스캔 계측 공정). 이 공정은, 상술한 바와 같이, 샘플 샷 영역 sam1 내지 sam6을 사용하여 계측 오차의 보정값을 구하는 공정(사전 계측)을 포함할 수 있다.
S105에서는, 주 제어부(127)는, 투영 광학계(101) 내의 투영 렌즈의 기울기나 상면 만곡 등의 보정값을 산출하고, 보정한다(투영 렌즈 보정 공정). 보정값의 산출에는, 기판 스테이지(105) 상에 설정되어 있는 광량 센서 및 기준 마크와, 마스크 스테이지(103) 상에 설치되어 있는 기준 플레이트가 사용될 수 있다. 구체적으로는, 주 제어부(127)는, 광량 센서에, 기판 스테이지(105)를 XYZ의 각 축 방향으로 주사했을 때의 노광광 광량 변화를 계측시킨다. 그리고, 주 제어부(127)는, 광량 센서의 출력인 광량 변화량에 기초하여, 기준 플레이트에 대한 기준 마크의 어긋남 양을 구하고, 어긋남 양을 보정하기 위한 보정값을 산출한다.
S106에서는, 도시하지 않은 고배율 얼라인먼트 스코프를 사용하여, 기판 W 상의 얼라인먼트 마크를 계측하고, 기판 W 전체의 위치 어긋남 양(회전 어긋남 양도 포함함) 및 각 샷 영역 공통의 위치 어긋남 양을 산출하고, 보정한다(글로벌 얼라인먼트 공정). 여기서, 얼라인먼트 마크를 고정밀도로 계측하기 위해서는, 얼라인먼트 마크의 콘트라스트가 베스트 콘트라스트 위치(높이)로 되어야만 한다. 이 베스트 콘트라스트 위치의 계측에는, 계측부(102)와 얼라인먼트 스코프가 사용될 수 있다. 구체적으로는, 주 제어부(127)는, 미리 정해진 높이(Z축 방향)로 기판 스테이지(105)를 이동시키고, 얼라인먼트 스코프에 콘트라스트를 계측시킴과 동시에, 계측부(102)에 표면 높이를 계측시키는 공정을 수회 반복한다. 이때, 주 제어부(127)는, 표면 높이의 계측 결과와 각 표면 높이에 따른 콘트라스트의 계측 결과를 관련지어서 보존한다. 그리고, 주 제어부(127)는, 얻어진 복수의 콘트라스트의 계측 결과에 기초하여, 가장 콘트라스트가 높은 표면 높이를 구하고, 베스트 콘트라스트 위치(높이)로 결정한다.
S107에서는, 주 제어부(127)는, 노광 대상으로 되는 샷 영역의 표면 위치를 계측부(102)에 계측시키면서, 주사 노광을 행한다(주사 노광 공정). 이 공정은, 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태에서 설명한 방법에 따라서 행해질 수 있다. 구체적으로는, 주 제어부(127)는, 샷 영역의 주사 노광 중, 계측부(102)에서 얻어진 각 계측 위치에서의 기판의 표면 위치를 보정값에 의해 보정하고, 보정된 표면 위치에 기초하여 결정된 높이 위치 Tgt를 투영 광학계(101)의 상면에 배치한다. S108에서는, 주 제어부(127)는, 기판 W 상의 노광 대상으로 되어 있는 모든 샷 영역에 대한 노광이 완료된 후, 기판 스테이지(105)에 의한 기판 W의 보유 지지를 종료하고, 기판 스테이지(105) 상에서 기판 W를 반출한다. 이와 같이 하여, 1매의 기판 W에 대한 일련의 노광 공정이 종료한다.
<물품의 제조 방법의 실시 형태>
본 발명의 실시 형태에 따른 물품의 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기한 노광 장치를 사용하여 잠상 패턴을 형성하는 공정(기판을 노광하는 공정)과, 이러한 공정에서 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상(가공)하는 공정을 포함한다. 또한, 이러한 제조 방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능·품질·생산성·생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 유리하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시 형태로 한정되지 않는 것은 물론이며, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
100: 노광 장치
101: 투영 광학계
102: 계측부
103: 마스크 스테이지
104: 제어부
105: 기판 스테이지
106: 조명 광학계
201: 샷 영역
202: 조사 영역
203 내지 207: 계측점

Claims (11)

  1. 투영 광학계로부터의 광과 기판의 샷 영역을 상대적으로 주사하여 상기 샷 영역의 주사 노광을 행하는 노광 장치이며,
    주사 방향으로 배열된 상기 샷 영역의 제1 위치 및 해당 제1 위치와는 상이한 제2 위치에 있어서, 상기 투영 광학계로부터의 광에 의해 노광되기 전에 상기 기판의 표면 위치를 계측하는 계측부와,
    상기 계측부에서의 계측 결과에 기초하여, 상기 기판의 높이를 조정하면서 상기 주사 노광을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 주사 노광 중, 상기 계측부에서의 계측 결과로부터 구해진 상기 제1 위치에서의 상기 기판의 표면 위치와 상기 제2 위치에서의 상기 기판의 표면 위치 사이에서의 특정 위치가 상기 투영 광학계의 상면(像面)에 유지되도록, 상기 기판의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치의 각각에 대하여, 상기 계측부의 계측 오차를 보정하기 위한 보정값에 관한 정보를 사전에 취득하고, 상기 계측부에서의 계측 결과를 상기 보정값으로 보정한 값에 기초하여 상기 기판의 표면 위치를 구하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 주사 노광 중, 상기 제1 위치에서의 상기 기판의 표면 위치와 상기 제2 위치에서의 상기 기판의 표면 위치가 상기 투영 광학계의 초점 심도 내에 포함되도록 상기 기판의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 주사 노광 중에 상기 기판의 높이를 유지하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 위치에서의 상기 기판의 표면 위치와 상기 제2 위치에서의 상기 기판의 표면 위치 사이에서의 하나의 위치를 상기 특정 위치로서 결정하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1 위치에서의 상기 기판의 표면 위치와 상기 제2 위치에서의 상기 기판의 표면 위치와의 중간 위치를 상기 특정 위치로서 결정하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 위치는, 상기 제1 위치의 다음에 상기 계측부에서 상기 기판의 표면 위치가 계측되는 위치인 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 계측부에 의해 상기 제1 위치 및 상기 제2 위치에서 상기 기판의 표면 위치가 계측된 후, 상기 투영 광학계로부터의 광에 의해 상기 제1 위치가 노광되기 전에 상기 특정 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 샷 영역은, 상기 제2 위치의 후에 상기 계측부에서 상기 기판의 표면 위치가 계측되는 제3 위치를 더 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 제2 위치와 상기 제3 위치 사이의 주사 노광 중, 상기 계측부에서의 계측 결과로부터 구해진 상기 제2 위치에서의 상기 기판의 표면 위치와 상기 제3 위치에서의 상기 기판의 표면 위치 사이에서의 제2 특정 위치가 상기 투영 광학계의 상면에 유지되도록, 상기 기판의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  10. 물품의 제조 방법이며,
    제1항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 공정과,
    상기 공정에서 노광이 행하여진 상기 기판을 현상하는 공정을 포함하고,
    현상된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는, 물품의 제조 방법.
  11. 투영 광학계로부터의 광과 기판의 샷 영역을 상대적으로 주사하여 상기 샷 영역의 주사 노광을 행하는 노광 방법이며,
    주사 방향으로 배열된 상기 샷 영역의 제1 위치 및 해당 제1 위치와는 상이한 제2 위치에 있어서, 상기 투영 광학계로부터의 광에 의해 노광되기 전에 상기 기판의 표면 위치를 계측하는 계측 공정과,
    상기 계측 공정에서의 계측 결과에 기초하여, 상기 기판의 높이를 조정하면서 상기 주사 노광을 제어하는 제어 공정을 포함하고,
    상기 제어 공정에서는, 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이의 주사 노광 중, 상기 계측 공정에서의 계측 결과로부터 구해진 상기 제1 위치에서의 상기 기판의 표면 위치와 상기 제2 위치에서의 상기 기판의 표면 위치 사이에서의 특정 위치가 상기 투영 광학계의 상면에 유지되도록, 상기 기판의 높이를 조정하는 것을 특징으로 하는, 노광 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7312053B2 (ja) * 2019-08-05 2023-07-20 キヤノン株式会社 露光装置、および物品の製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0945608A (ja) 1995-08-03 1997-02-14 Canon Inc 面位置検出方法
JP2002043218A (ja) * 2000-07-31 2002-02-08 Nikon Corp 露光方法
JP2003031474A (ja) * 2001-07-16 2003-01-31 Oki Electric Ind Co Ltd 露光装置および露光方法
KR20040080350A (ko) * 2003-03-11 2004-09-18 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 기판의 경사 및 높이 중 적어도 하나를 판정하는 센서를포함하는 조립체와 이를 위한 방법 및 리소그래피 투영장치
JP2007300097A (ja) * 2006-04-27 2007-11-15 Asml Netherlands Bv 基板のターゲット部分にパターンをイメージングするための方法
JP2009239274A (ja) * 2008-03-25 2009-10-15 Asml Netherlands Bv 基板表面に関する高さデータを取得する方法及びリソグラフィ装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999039374A1 (fr) * 1998-01-29 1999-08-05 Nikon Corporation Procede d'exposition et dispositif associe
JP5498243B2 (ja) * 2010-05-07 2014-05-21 キヤノン株式会社 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
JP6071628B2 (ja) * 2013-02-22 2017-02-01 キヤノン株式会社 露光装置、露光方法及びデバイスの製造方法
JP2014143429A (ja) * 2014-03-07 2014-08-07 Canon Inc 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
JP2016100590A (ja) * 2014-11-26 2016-05-30 キヤノン株式会社 フォーカス制御方法、パターン転写装置、および物品の製造方法
JP6436856B2 (ja) * 2015-05-26 2018-12-12 キヤノン株式会社 露光装置、露光方法、および物品の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0945608A (ja) 1995-08-03 1997-02-14 Canon Inc 面位置検出方法
JP2002043218A (ja) * 2000-07-31 2002-02-08 Nikon Corp 露光方法
JP2003031474A (ja) * 2001-07-16 2003-01-31 Oki Electric Ind Co Ltd 露光装置および露光方法
KR20040080350A (ko) * 2003-03-11 2004-09-18 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 기판의 경사 및 높이 중 적어도 하나를 판정하는 센서를포함하는 조립체와 이를 위한 방법 및 리소그래피 투영장치
JP2007300097A (ja) * 2006-04-27 2007-11-15 Asml Netherlands Bv 基板のターゲット部分にパターンをイメージングするための方法
JP2009239274A (ja) * 2008-03-25 2009-10-15 Asml Netherlands Bv 基板表面に関する高さデータを取得する方法及びリソグラフィ装置

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