KR20200069227A - 형성 방법, 시스템, 리소그래피 장치, 물품 제조 방법, 및 프로그램 - Google Patents

형성 방법, 시스템, 리소그래피 장치, 물품 제조 방법, 및 프로그램 Download PDF

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Abstract

패턴의 형성 정밀도를 향상시키기 위하여 유리한 기술을 제공한다.
제1 장치와 제2 장치를 이용하여 기판 상의 하나의 층에 패턴을 형성하는 형성 방법은, 상기 제1 장치에 있어서 상기 기판 상에 형성된 마크의 위치를 계측하는 제1 계측 공정과, 제1 패턴을 형성해야 하는 목표 위치에 기초하여, 상기 제1 장치에 있어서 상기 제1 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 제1 형성 공정과, 상기 제2 장치에 있어서 상기 마크의 위치를 계측하는 제2 계측 공정과, 상기 제2 장치에 있어서 제2 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 제2 형성 공정을 포함하고, 상기 제2 형성 공정에서는, 상기 제1 계측 공정에서 계측된 상기 마크의 위치와 상기 제2 계측 공정에서 계측된 상기 마크의 위치의 차분에 기초하여, 상기 제2 장치에 있어서 상기 기판 상에 형성되는 상기 제2 패턴의 위치를 결정한다.

Description

형성 방법, 시스템, 리소그래피 장치, 물품 제조 방법, 및 프로그램{FORMING METHOD, SYSTEM, LITHOGRAPHY APPARATUS, ARTICLE MANUFACTURING METHOD, AND PROGRAM}
본 발명은, 기판 상의 하나의 층에 패턴을 형성하는 형성 방법, 시스템, 리소그래피 장치, 물품의 제조 방법, 및 프로그램에 관한 것이다.
근년, 특히 액정 표시 디바이스에 있어서는 기판 사이즈가 대형화되고 있으며, 기판을 유효 적절하게 이용할 것이 요구되고 있다. 그 때문에, 1매의 기판에 복수의 상이한 사이즈의 디바이스를 복수의 장치를 이용하여 형성하는, 소위 MMG(Multi Model on Glass)라 칭해지는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 이와 같은 MMG 기술에서는, 복수의 장치에 의하여 기판 상의 하나의 층에 형성된 복수의 패턴 전체에서의 치수와 위치가 패턴의 형성 정밀도의 평가 지표로서 이용될 수 있다.
일본 특허 공개 제2005-092137호 공보
MMG 기술에 이용되는 복수의 장치에서는, 패턴의 형성 특성에 개체 차가 생기는 경우가 있다. 이 경우, 복수의 장치에 의하여 각각 형성된 복수의 패턴의 위치 관계가 목표값(설계값)에 대하여 어긋나 버려서, 기판 상에 패턴을 정밀도 높게 형성하는 것이 곤란해질 수 있다.
그래서 본 발명은, 패턴의 형성 정밀도를 향상시키기 위하여 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면으로서의 형성 방법은, 제1 장치와 제2 장치를 이용하여 기판 상의 하나의 층에 패턴을 형성하는 형성 방법이며, 상기 제1 장치에 있어서 상기 기판 상에 형성된 마크의 위치를 계측하는 제1 계측 공정과, 제1 패턴을 형성해야 하는 목표 위치에 기초하여, 상기 제1 장치에 있어서 상기 제1 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 제1 형성 공정과, 상기 제2 장치에 있어서 상기 마크의 위치를 계측하는 제2 계측 공정과, 상기 제2 장치에 있어서 제2 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 제2 형성 공정을 포함하고, 상기 제2 형성 공정에서는, 상기 제1 계측 공정에서 계측된 상기 마크의 위치와 상기 제2 계측 공정에서 계측된 상기 마크의 위치의 차분에 기초하여, 상기 제2 장치에 있어서 상기 기판 상에 형성되는 상기 제2 패턴의 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가적인 목적 또는 그 외의 측면은 이하, 첨부 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 형태에 의하여 밝혀질 것이다.
본 발명에 의하면, 예를 들어 패턴의 형성 정밀도를 향상시키기 위하여 유리한 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 형성 시스템의 전체 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 제1 노광 장치의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 3은 기판 상에 형성된 제1 패턴 P1, 제2 패턴 P2 및 마크 AM을 도시하는 도면이다.
도 4는 종래예 1에 따른 패턴 형성 정밀도의 저하를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 종래예 2에 따른 패턴 형성 정밀도의 저하를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 종래예 3에 따른 패턴 형성 정밀도의 저하를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 기판 상에 대한 패턴 형성 처리를 도시하는 흐름도이다.
도 8은 마크 AM, 제1 패턴 P1 및 제2 패턴 P2가 기판 상에 형성되는 모습을 경시적으로 도시하는 모식도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한 각 도면에 있어서, 동일한 부재 내지 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙여서, 중복되는 설명은 생략한다.
<제1 실시 형태>
본 발명에 따른 제1 실시 형태의 형성 시스템(100)(형성 장치)에 대하여 설명한다. 본 실시 형태의 형성 시스템(100)은, 복수의 리소그래피 장치를 이용하여 기판 상의 하나의 층(동일 층)에 있어서의 서로 상이한 위치에 패턴을 각각 형성하는, 소위 MMG(Multi Model on Glass) 기술을 실행하는 시스템이다. 리소그래피 장치로서는, 예를 들어 기판을 노광하여 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 노광 장치, 몰드를 이용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치, 하전 입자선을 이용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 묘화 장치 등을 들 수 있다.
또한 본 발명에 따른 MMG 기술이 적용되는 「기판 상의 하나의 층」은, 예를 들어 패턴이 아직 형성되어 있지 않은 베어 기판 상에 맨 처음에 형성되는 층(소위 제1 층)일 수 있지만 그에 한정되지 않으며, 제2 층 이후여도 된다. 본 실시 형태에서는, 복수의 노광 장치(10)를 갖는 형성 시스템(100)을 이용하여 기판 상의 하나의 레지스트층(감광제)에 패턴(잠재 패턴)을 형성하는 예에 대하여 설명한다. 여기서, 기판 W로서는, 예를 들어 유리 플레이트나 반도체 웨이퍼 등이 적용될 수 있지만, 본 실시 형태에서는 기판 W로서 유리 플레이트를 이용하는 예에 대하여 설명한다. 또한 이하에서는 「기판 상의 하나의 층」을 간단히 「기판 상」이라 칭하는 경우가 있다.
도 1은, 제1 실시 형태의 형성 시스템(100)의 전체 구성을 도시하는 개략도이다. 형성 시스템(100)은 제1 노광 장치(10)(제1 장치)와 제2 노광 장치(20)(제2 장치)와 반송부(30)와 주 제어부(40)를 포함할 수 있다. 반송부(30)는 제1 노광 장치(10) 및 제2 노광 장치(20)로 기판 W를 반송한다. 주 제어부(40)는, 예를 들어 CPU나 메모리를 갖는 컴퓨터로 구성되며, 형성 시스템(100)의 전체를 통괄적으로 제어함과 함께, 제1 노광 장치(10)와 제2 노광 장치(20) 간에서의 데이터나 정보의 전송을 제어할 수 있다.
제1 노광 장치(10)는, 예를 들어 패턴 형성부(11)(제1 형성부)와 마크 형성부(12)와 마크 계측부(13)(제1 계측부)와 제어부(14)를 포함할 수 있다. 패턴 형성부(11)는 마스크 M의 패턴을 기판 상에 전사함으로써 기판 상에 제1 패턴 P1을 형성한다. 예를 들어 패턴 형성부(11)는, 제1 패턴 P1을 형성해야 하는 목표 위치 좌표를 나타내는 제1 정보(예를 들어 설계 데이터)에 기초하여 기판 상의 제1 영역에 제1 패턴 P1을 형성한다. 마크 형성부(12)는, 얼라인먼트 마크를 형성해야 하는 목표 위치 좌표를 나타내는 정보(예를 들어 설계 데이터)에 기초하여 기판 상에 얼라인먼트 마크를 형성한다. 마크 계측부(13)는, 마크 형성부(12)에 의하여 형성된 얼라인먼트 마크의 위치를 계측한다. 제어부(14)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 갖는 컴퓨터에 의하여 구성되며, 장치 좌표계에 따라 패턴 형성부(11), 마크 형성부(12) 및 마크 계측부(13)를 제어한다(즉, 제1 노광 장치(10)에 의한 각 처리를 제어함). 본 실시 형태에서는, 제어부(14)는 주 제어부(40)와 별체로서 마련되어 있지만, 주 제어부(40)의 구성 요소로서 마련되어도 된다.
제2 노광 장치(20)는, 예를 들어 패턴 형성부(21)(제2 형성부)와 마크 계측부(23)(제2 계측부)와 제어부(24)를 포함할 수 있다. 본 실시 형태의 제2 노광 장치(20)에서는 마크 형성부가 마련되어 있지 않지만, 마크 형성부가 마련되어도 된다. 패턴 형성부(21)는 마스크 M의 패턴을 기판 상에 전사함으로써 기판 상에 제2 패턴 P2를 형성한다. 예를 들어 패턴 형성부(21)는, 제2 패턴 P2를 형성해야 하는 목표 위치 좌표를 나타내는 제2 정보(예를 들어 설계 데이터)에 기초하여, 제1 패턴 P1이 형성된 제1 영역과는 상이한 기판 상의 제2 영역에 제2 패턴 P2를 형성한다. 마크 계측부(23)는, 제1 노광 장치(10)의 마크 형성부(12)에 의하여 형성된 마크 AM의 위치를 계측한다. 제어부(24)는, 예를 들어 CPU나 메모리 등을 갖는 컴퓨터에 의하여 구성되며, 장치 좌표계에 따라 패턴 형성부(21) 및 마크 계측부(23)를 제어한다(즉, 제2 노광 장치(20)에 의한 각 처리를 제어함). 본 실시 형태에서는, 제어부(24)는 주 제어부(40)와 별체로서 마련되어 있지만, 주 제어부(40)의 구성 요소로서 마련되어도 된다.
다음으로, 제1 노광 장치(10)의 구체적인 구성예에 대하여 설명한다. 도 2는, 제1 노광 장치(10)의 구성예를 도시하는 도면이다. 여기서, 제2 노광 장치(20)는 제1 노광 장치(10)에 비해, 마크 형성부(12)가 마련되어 있지 않은 점에서 상이하지만, 그 이외의 구성은 마찬가지일 수 있다. 즉, 제2 노광 장치(20)의 패턴 형성부(21) 및 마크 계측부(13)는, 제1 노광 장치(10)의 패턴 형성부(11) 및 마크 형성부(23)과 각각 마찬가지로 구성될 수 있다.
제1 노광 장치(10)는 패턴 형성부(11)로서 조명 광학계(11b)와 마스크 스테이지(11c)와 투영 광학계(11d)와 기판 스테이지(11e)를 포함할 수 있다. 조명 광학계(11b)는, 광원(11a)로부터의 광을 이용하여 마스크 M을 조명한다. 마스크 스테이지(11c)는 마스크 M을 보유 지지하여 이동 가능하게 구성된다. 투영 광학계(11d)는, 마스크 M에 형성된 패턴을 기판 W에 투영한다. 기판 스테이지(11e)는 기판 W를 보유 지지하여 이동 가능하게 구성된다. 이와 같이 구성된 제1 노광 장치(10)에서는, 마스크 M과 기판 W가 투영 광학계(11d)를 통하여 광학적으로 공액인 위치(투영 광학계(11d)의 물체면 및 상면)에 각각 배치되고, 투영 광학계(11d)에 의하여 마스크 M의 패턴이 기판 상에 투영된다. 이것에 의하여 기판 상의 레지스트층에 잠재 패턴을 형성할 수 있다.
또한 도 2에 도시하는 제1 노광 장치(10)에는, 상술한 마크 형성부(12)와 마크 계측부(13)가 마련된다. 마크 형성부(12)는 MF(Mark Former)라고도 칭해지며, 하전 입자선 등의 에너지를 기판 상에 조사함으로써 기판 상에 얼라인먼트 마크를 형성한다. 이하에서는, 마크 형성부(12)에 의하여 기판 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 「마크 AM」이라 칭하는 경우가 있다. 마크 계측부(13)는, 마크 형성부(12)에 의하여 기판 상에 형성된 마크 AM을 검출함으로써 마크 AM의 위치를 계측한다. 예를 들어 마크 계측부(13)는, 이미지 센서와 광학 소자를 갖는 스코프(오프 액시스 스코프)를 포함하며, 기판 W의 위치(XY 방향)와 당해 스코프의 시야 내에서의 마크 AM의 위치에 기초하여 마크 AM의 위치를 계측할 수 있다.
[패턴 형성 정밀도에 대하여]
다음으로, 형성 시스템(100)(제1 노광 장치(10), 제2 노광 장치(20))에 의한, 기판 상에의 제1 패턴 P1, 제2 패턴 P2 및 마크 AM의 형성에 대하여 설명한다. 도 3은, 형성 시스템(100)에 의하여 기판 상에 형성된 제1 패턴 P1, 제2 패턴 P2 및 마크 AM을 도시하는 도면이다.
제1 패턴 P1은 제1 노광 장치(10)의 패턴 형성부(11)에 의하여 기판 상의 제1 영역에 형성될 수 있다. 제2 패턴 P2는 제2 노광 장치(20)의 패턴 형성부(21)에 의하여, 제1 패턴 P1이 형성되는 제1 영역과는 상이한 기판 상의 제2 영역에 형성될 수 있다. 도 3에 도시하는 예에서는, 제1 패턴 P1 및 제2 패턴 P2가 동일한 치수(사이즈)로 1개씩 기판 상에 형성되어 있지만, 그에 한정되지 않으며 서로 상이한 치수 및 개수여도 된다.
또한 마크 AM은 제1 노광 장치(10)의 마크 형성부(12)에 의하여, 제1 패턴 P1 및 제2 패턴 P2가 형성되는 영역(제1 영역, 제2 영역)과는 상이한 영역에 있어서의 복수 개소에 형성될 수 있다. 도 3에 도시하는 예에서는, 3개의 마크 AM1 내지 AM3이 동일 직선 상에 배치되지 않도록 기판 W의 코너 부근에 형성되어 있다. 이와 같이 3개의 마크 AM1 내지 AM3을 기판 상에 형성하면, 3개의 마크 AM1 내지 AM3의 위치의 계측 결과에 기초하여 X 방향 시프트, Y 방향 시프트, 회전, X 방향 배율, Y 방향 배율을 구할 수 있다.
여기서, 형성 시스템(100)(MMG 기술)에 의한 패턴의 형성 정밀도는, 기판 상에 형성된 패턴 전체의 치수와 위치에 기초하여 평가될 수 있다. 기판 상에 형성된 패턴 전체의 치수는, 예를 들어 기판 상에 형성된 패턴 전체에 있어서의 대각선의 길이를 나타내는 제1 지표 TP(Total Pitch)에 의하여 규정될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 노광 장치(10)에 의하여 기판 상에 형성된 제1 패턴 P1의 우측 하방의 단부점 EP1과, 제2 노광 장치(20)에 의하여 기판 상에 형성된 제2 패턴 P2의 좌측 상방의 단부점 EP2를 잇는 직선의 길이가, 제1 지표 TP로서 결정될 수 있다. 한편, 기판 상에 형성된 패턴 전체의 위치는, 예를 들어 기판 상에 형성된 패턴 전체에 있어서의 중심점의 위치를 나타내는 제2 지표 CS(Center Shift)에 의하여 규정될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 단부점 EP1과 단부점 EP2를 잇는 직선의 중심점이 제2 지표 CS로서 결정될 수 있다.
[종래의 패턴 형성에서의 과제]
복수의 장치(제1 노광 장치(10), 제2 노광 장치(20))를 갖는 형성 시스템(100)에서는, 상술한 제1 지표 TP 및 제2 지표 CS가 각각 허용 범위(원하는 범위)에 들도록 기판 상에 패턴을 형성할 것이 요구된다. 종래의 방법에서는, 제1 노광 장치(10) 및 제2 노광 장치(20)의 각각에 있어서, 기판 상에 형성된 마크 AM의 위치를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 패턴(제1 패턴 P1, 제2 패턴 P2)을 기판 상에 형성하고 있었다. 그러나 마크 형성부(12)에 의한 마크 AM의 형성 정밀도는 불충분하여, 기판 상의 목표 위치 좌표(설계 위치)에 마크 AM이 형성되지 않는 경우가 있다. 그 때문에, 마크 AM의 위치의 계측 결과에 기초하여 기판 상에 패턴을 형성하면, 이하의 종래예에 나타낸 바와 같이, 마크 AM의 형성 정밀도에 따라, 기판 상에 패턴을 정밀도 높게 형성하는 것이 곤란해질 수 있다.
종래예 1
도 4는, 종래예 1에 따른 패턴 형성 정밀도의 저하를 설명하기 위한 모식도이다. 종래예 1에서는, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 3개의 마크 AM1 내지 AM3이 목표 위치 좌표 TAM으로부터 일 방향으로 시프트하여 기판 상에 형성된 예를 나타내고 있다. 이 경우에 있어서, 제1 노광 장치(10)에서는 마크 AM1 내지 AM3의 위치의 계측 결과에 기초하여, 마크 AM1 내지 AM3과 제1 패턴 P1이 목표 위치 관계(예를 들어 설계 데이터에서의 위치 관계)로 되도록 제1 패턴 P1을 형성한다(도 4의 (b)). 또한 제2 노광 장치(20)에서는 마크 AM1 내지 AM3의 위치의 계측 결과에 기초하여, 마크 AM1 내지 AM3과 제2 패턴 P2가 목표 위치 관계로 되도록 제2 패턴 P2를 형성한다(도 4의 (c)). 이 예에서는, 마크 AM1 내지 AM3의 목표 위치 좌표 TAM으로부터의 시프트에 의존하여 제1 패턴 P1 및 제2 패턴 P2가 목표 위치 좌표 TP1, TP2로부터 시프트하여 기판 상에 형성되게 된다. 즉, 이 예에서는, 패턴 전체의 치수로서의 제1 지표 TP는 허용 범위에 들게 할 수 있지만, 패턴 전체의 위치로서의 제2 지표 CS를 허용 범위에 들게 할 수 없게 된다.
종래예 2
도 5는, 종래예 2에 따른 패턴 형성 정밀도의 저하를 설명하기 위한 모식도이다. 종래예 2에서는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 +Y 방향측의 마크 AM1 내지 AM2가 목표 위치 좌표 TAM으로부터 +Y 방향으로 시프트하여 기판 상에 형성되고, -Y 방향측의 마크 AM3이 목표 위치 좌표 TAM으로부터 -Y 방향으로 시프트하여 기판 상에 형성된 예를 나타내고 있다. 이 경우에 있어서, 제1 노광 장치(10)에서는 마크 AM1 내지 AM3의 위치의 계측 결과에 기초하여, 마크 AM1 내지 AM3과 제1 패턴 P1이 목표 위치 관계로 되도록 제1 패턴 P1을 형성한다(도 5의 (b)). 또한 제2 노광 장치(20)에서는 마크 AM1 내지 AM3의 위치의 계측 결과에 기초하여, 마크 AM1 내지 AM3과 제2 패턴 P2가 목표 위치 관계로 되도록 제2 패턴 P2를 형성한다(도 5의 (c)). 이 예에서는, 마크 AM1 내지 AM3의 목표 위치 좌표 TAM으로부터의 시프트에 의존하여 제1 패턴 P1 및 제2 패턴 P2가, 그 ±Y 방향의 배율이 변경되어 기판 상에 형성되게 된다. 즉, 이 예에서는 패턴 전체의 위치로서의 제2 지표 CS를 허용 범위에 들게 할 수 있지만, 패턴 전체의 치수로서의 제1 지표를 허용 범위에 들게 할 수 없게 된다.
종래예 3
도 6은, 종래예 3에 따른 패턴 형성 정밀도의 저하를 설명하기 위한 모식도이다. 종래예 3에서는, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 3개의 마크 AM1 내지 AM3이 목표 위치 좌표 TAM으로부터 일 방향으로 시프트하여 기판 상에 형성된 예를 나타내고 있다. 이 경우에 있어서, 제1 노광 장치(10)에서는 마크 AM1 내지 AM3의 위치의 계측 결과를 이용하지 않고, 제1 패턴 P1을 형성해야 하는 목표 위치 좌표를 나타내는 정보(설계 데이터)에 기초하여 제1 노광 장치(10)의 좌표계 하에서 제1 패턴 P1을 형성한다(도 6의 (b)). 한편, 제2 노광 장치(20)에서는 마크 AM1 내지 AM3의 위치의 계측 결과에 기초하여, 마크 AM1 내지 AM3과 제2 패턴 P2가 목표 위치 관계로 되도록 제2 패턴 P2를 형성한다(도 6의 (c)). 이 예에서는, 제1 패턴 P1은 마크 AM1 내지 AM3의 시프트에 의존하지 않고 기판 상에 형성되지만, 제2 패턴 P2는 마크 AM1 내지 AM3의 시프트에 의존하여 목표 위치 좌표 TP1로부터 시프트하여 기판 상에 형성되게 된다. 즉, 이 예에서는 제1 패턴 P1과 제2 패턴 P2의 위치 관계가 목표 위치 관계로부터 어긋나 버려서, 패턴 전체의 치수로서의 제1 지표 TP 및 패턴 전체의 위치로서의 제2 지표 CS를 허용 범위에 들게 할 수 없게 된다.
[본 실시 형태의 패턴 형성 처리]
본 실시 형태에서는, 상술한 종래의 패턴 형성에서의 과제를 해결하기 위하여 제1 패턴 P1 및 제2 패턴 P2의 양쪽 모두, 목표 위치 좌표를 나타내는 정보(예를 들어 설계 데이터)에 기초하여 각 노광 장치의 좌표계 하에서 기판 상에 형성된다. 구체적으로는 제1 노광 장치(10)는, 제1 패턴 P1을 형성해야 하는 목표 위치 좌표를 나타내는 정보에 기초하여, 제1 노광 장치(10)의 좌표계에 있어서의 목표 위치 좌표에서 기판 상에 제1 패턴 P1을 형성한다. 마찬가지로 제2 노광 장치(20)는, 제2 패턴 P2를 형성해야 하는 목표 위치 좌표를 나타내는 정보에 기초하여, 제2 노광 장치(20)의 좌표계에 있어서의 목표 위치 좌표에서 기판 상에 제2 패턴 P2를 형성한다.
그런데 형성 시스템(100)에 이용되는 복수의 노광 장치(제1 노광 장치(10), 제2 노광 장치(20))에서는, 장치 고유의 특성에 개체 차가 생기는 경우가 있다. 특성이란, 예를 들어 장치 좌표계의 오차, 기판 스테이지 상으로 반송된 기판의 배치 오차 등, 장치에서 고유하게 생기는 오차를 말한다. 이와 같이 제1 노광 장치(10)와 제2 노광 장치(20)에 특성의 개체 차가 생기면, 제1 노광 장치(10)에서 형성된 제1 패턴 P1과 제2 노광 장치(20)에서 형성된 제2 패턴 P2의 위치 관계가 목표 위치 관계로부터 어긋나 버린다. 그 결과, 패턴 전체의 치수로서의 제1 지표 TP 및 패턴 전체의 위치로서의 제2 지표 CS가 불충분해질 수 있다(특히 제1 지표 TP가 불충분해질 수 있음).
그래서 본 실시 형태의 형성 시스템(100)에서는, 제1 노광 장치(10)의 좌표계 하에서 마크 계측부(13)에 의하여 계측된 마크 AM의 위치와, 제2 노광 장치(20)의 좌표계 하에서 마크 계측부(23)에 의하여 계측된 마크 AM의 위치의 차분을 구한다. 그리고 당해 차분에 기초하여, 제2 노광 장치(20)의 좌표계 하에서 기판 상에 형성되는 제2 패턴 P2의 위치를 결정(보정)한다. 구체적으로는, 제1 노광 장치(10)와 제2 노광 장치(20)에서의 패턴의 형성 특성의 개체 차에 기인하는 제1 패턴 P1과 제2 패턴 P2의 위치 관계의 어긋남이 보정되도록, 기판 상에 형성되는 제2 패턴 P2의 위치를 결정할 수 있다. 이것에 의하여, 제1 지표 TP 및 제2 지표 CS 각각이 허용 범위에 들도록 제1 패턴 및 제2 패턴을 기판 상에 형성할 수 있다.
이하에, 본 실시 형태의 형성 시스템(100)에 있어서의 기판 상에 대한 패턴 형성 처리(MMG 기술)에 대하여 도 7 내지 도 8을 참조하면서 설명한다. 도 7은, 본 실시 형태에 따른 기판 상에 대한 패턴 형성 처리를 도시하는 흐름도이다. 도 7에 도시하는 흐름도의 각 공정은 주 제어부(40)에 의한 제어 하에서 실행될 수 있다. 또한 도 8은, 마크 AM, 제1 패턴 P1 및 제2 패턴 P2가 기판 상에 형성되는 모습을 경시적으로 도시하는 모식도이다.
S11에서는 반송부(30)에 의하여 기판 W를 제1 노광 장치(10)에 반송한다.
S12에서는, 마크 AM을 형성해야 하는 목표 위치 좌표를 나타내는 정보(예를 들어 설계 데이터)에 기초하여, 제1 노광 장치(10)의 좌표계 하에서 제1 노광 장치(10)의 마크 형성부(12)에 의하여 기판 상에 마크 AM을 형성한다(마크 형성 공정). 즉, 제1 노광 장치(10)의 좌표계에 있어서의 당해 목표 위치 좌표에 마크 AM을 형성한다. 여기서, 상술한 바와 같이 마크 형성부(12)에 의한 마크 AM의 형성 정밀도는 불충분하기 때문에, 마크 AM은 목표 위치 좌표에 형성되지 않고 목표 위치 좌표로부터 시프트한 위치에 형성될 수 있다. 본 실시 형태에서는 3개의 마크 AM이 기판 상에 형성되며, 당해 3개의 마크 AM에는, X 방향의 시프트 성분(배열 어긋남 성분의 일례)과 Y 방향의 배율 성분(형상 변화 성분의 일례)을 포함하는 형성 오차가 생긴 것으로 한다.
S13에서는, 제1 노광 장치(10)의 좌표계 하에서 제1 노광 장치(10)의 마크 계측부(13)에 의하여, S12의 공정에서 기판 상에 형성된 마크 AM의 위치를 계측한다(제1 계측 공정). 이것에 의하여, 제1 노광 장치(10)의 좌표계에 있어서의 마크 AM의 위치 좌표를 나타내는 마크 좌표 정보 C1을 얻을 수 있다. 이 마크 좌표 정보 C1은, 마크 계측부(13)에서 계측 오차가 생기지 않았다고 가정하면, 제1 노광 장치(10)에서 고유하게 생기는 오차 성분 CM1과, 마크 형성부(12)에 의한 마크 AM의 형성 오차 성분 CMX를 갖는다. 오차 성분 CM1은, 예를 들어 제1 노광 장치(10)에 있어서의 장치 좌표계의 오차, 기판 스테이지 상에 대한 기판 W의 배치 오차 등을 포함하며, X 방향 시프트, Y 방향 시프트, 회전(θ 방향), X 방향 배율 및 Y 방향 배율의 복수 요소로 표시될 수 있다. 또한 마크 AM의 형성 오차 성분 CMX도 오차 성분 CM1과 마찬가지로 복수 요소로 표시될 수 있지만, 본 실시 형태에서는 X 방향 시프트 및 Y 방향 배율을 포함한다.
S14에서는, 제1 패턴 P1을 형성해야 하는 목표 위치 좌표를 나타내는 제1 정보(예를 들어 설계 데이터)에 기초하여, 제1 노광 장치(10)의 좌표계 하에서 제1 노광 장치(10)의 패턴 형성부(11)에 의하여 기판 상에 제1 패턴 P1을 형성한다(제1 형성 공정). 즉, S13의 공정에서 얻어진 마크 좌표 정보 C1(마크 계측부(13)에서의 계측 결과)을 이용하지 않고 제1 노광 장치(10)의 좌표계에 있어서의 당해 목표 위치 좌표에 제1 패턴 P1을 형성한다. 본 공정에 의하면, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 정보의 목표 위치 좌표에 대하여 제1 노광 장치(10)에 있어서의 고유의 오차 성분 CM1은 생기지만, 마크 형성부(12)에 의한 마크 AM의 형성 오차 성분 CMX에 의존하지 않고 제1 패턴 P1을 기판 상에 형성할 수 있다.
S15에서는 반송부(30)에 의하여 제1 노광 장치(10)로부터 제2 노광 장치(20)로 기판 W를 반송함과 함께, S13의 공정에서 제1 노광 장치(10)에 의하여 얻어진 마크 좌표 정보 C1을 제2 노광 장치(20)에 전송(통지)한다. 본 실시 형태에서는, 마크 좌표 정보 C1의 전송이, 제2 노광 장치(20)로의 기판 W의 반송 시에 행해지고 있지만, 그에 한정되지 않으며 S13과 S17 사이에 행해지면 된다.
S16에서는 제2 노광 장치(20)의 좌표계 하에서 제2 노광 장치(20)의 마크 계측부(23)에 의하여, S12의 공정에서 제1 노광 장치(10)의 마크 형성부(12)에 의하여 기판 상에 형성된 마크 AM의 위치를 계측한다(제2 계측 공정). 이것에 의하여, 제2 노광 장치(20)의 좌표계에 있어서의 마크 AM의 위치 좌표를 나타내는 마크 좌표 정보 C2를 얻을 수 있다. 이 마크 좌표 정보 C2는, 마크 계측부(23)에서 계측 오차가 생기지 않았다고 가정하면, 제2 노광 장치(20)에서 고유하게 생기는 오차 성분 CM2와, 마크 형성부(12)에 의한 마크 AM의 형성 오차 성분 CMX를 갖는다. 오차 성분 CM2는, 예를 들어 제2 노광 장치(20)에 있어서의 장치 좌표계의 오차, 기판 스테이지 상에 대한 기판 W의 배치 오차 등을 포함하며, X 방향 시프트, Y 방향 시프트, 회전(θ 방향), X 방향 배율 및 Y 방향 배율의 복수 요소로 표시될 수 있다.
S17에서는, 제2 노광 장치(20)의 좌표계 하에서 제2 패턴 P2를 기판 상에 형성할 때에 이용하는 보정값 CV를 구한다. 보정값 CV는, 제1 노광 장치(10)와 제2 노광 장치(20)의 특성의 개체 차, 즉, 제1 노광 장치(10)에서 고유하게 생기는 오차와 제2 노광 장치(20)에서 고유하게 생기는 오차의 차를 보정(저감)하기 위한 것이며, 이하의 식 (1)에 의하여 구해질 수 있다. 식 (1)에서는, S13의 공정에서 제1 노광 장치(10)에 의하여 얻어진 마크 좌표 정보 C1과, S16의 공정에서 제2 노광 장치(20)에 의하여 얻어진 마크 좌표 정보 C2의 차분이, 보정값 CV로서 구해질 수 있다. 마크 좌표 정보 C1 및 마크 좌표 정보 C2에는 마크 AM의 형성 오차 성분 CMX가 공통으로 포함된다. 그 때문에, 결과적으로 보정값 CV는, 제1 노광 장치(10)에서 고유하게 생기는 오차 성분 CM1과 제2 노광 장치(20)에서 고유하게 생기는 오차 성분 CM2의 차분으로 된다.
CV=C2-C1
=(CM2+CMX)-(CM1+CMX)
=CM2-CM1 … (1)
S18에서는, 제2 패턴 P2를 형성해야 하는 목표 위치 좌표를 나타내는 제2 정보(예를 들어 설계 데이터)에 기초하여, 제2 노광 장치(20)의 좌표계 하에서 제2 노광 장치(20)의 패턴 형성부(21)에 의하여 기판 상에 제2 패턴 P2를 형성한다(제2 형성 공정). 이때, S17의 공정에서 구한 보정값 CV에 기초하여, 제2 노광 장치(20)의 좌표계 하에서 기판 상에 형성되는 제2 패턴 P2의 위치를 결정한다. 구체적으로는, 보정값 CV에 의하여 제2 정보의 목표 위치 좌표를 보정하고, 그것에 의하여 얻어진 위치 좌표에 기초하여 제2 패턴 P2를 기판 상에 형성한다. 이와 같이 기판 상에 형성된 제2 패턴 P2의 오차는, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 제2 노광 장치(20)에 있어서의 고유의 오차 성분 CM2에서 보정값 CV를 뺀 오차 성분 CM1만으로 된다. 즉, 제1 패턴 P1과 제2 패턴 P2에서 마찬가지의 오차 성분 CM1로 하여 제1 노광 장치(10)와 제2 노광 장치(20)의 특성의 개체 차를 보정(저감)할 수 있다. 그 결과, 패턴 전체의 치수로서의 제1 지표 TP 및 패턴 전체의 위치로서의 제2 지표 CS를 각각 허용 범위에 들게 할 수 있다. 또한 S19에서는 반송부(30)에 의하여 기판 W를 제2 노광 장치(20)로부터 반출한다.
상술한 바와 같이 본 실시 형태의 형성 시스템(100)은, 제1 노광 장치(10)에서 얻어진 마크 좌표 정보 C1과 제2 노광 장치(20)에서 얻어진 마크 좌표 정보 C2의 차분에 기초하여, 제2 노광 장치(20)에 의하여 기판 상에 형성되는 제2 패턴 P2의 위치를 결정한다. 이것에 의하여 제1 노광 장치(10)와 제2 노광 장치(20)의 특성의 개체 차를 보정(저감)하여, MMG 기술에 의한 패턴의 형성 정밀도를 향상시킬 수 있다.
<물품의 제조 방법의 실시 형태>
본 발명의 실시 형태에 따른 물품의 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스 등의 마이크로디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하는 데 적합하다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기 노광 장치를 이용하여 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 비해, 물품 성능·품질·생산성·생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 유리하다.
<그 외의 실시예>
본 발명은, 상술한 실시 형태 중 하나 이상의 기능을 실현하는 프로그램을 네트워크 또는 기억 매체를 통하여 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 있어서의 하나 이상의 프로세서가 프로그램을 판독하여 실행하는 처리로도 실현 가능하다. 또한 하나 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어 ASIC)에 의해서도 실현 가능하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명하였지만 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않는 것은 물론이며, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
10: 제1 노광 장치
11: 패턴 형성부
12: 마크 형성부
13: 마크 계측부
20: 제2 노광 장치
21: 패턴 형성부
23: 마크 계측부
30: 반송부
40: 주 제어부
100: 형성 시스템

Claims (12)

  1. 제1 장치와 제2 장치를 이용하여 기판 상의 하나의 층에 패턴을 형성하는 형성 방법이며,
    상기 제1 장치에 있어서 상기 기판 상에 형성된 마크의 위치를 계측하는 제1 계측 공정과,
    제1 패턴을 형성해야 하는 목표 위치에 기초하여, 상기 제1 장치에 있어서 상기 제1 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 제1 형성 공정과,
    상기 제2 장치에 있어서 상기 마크의 위치를 계측하는 제2 계측 공정과,
    상기 제2 장치에 있어서 제2 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 제2 형성 공정
    을 포함하고,
    상기 제2 형성 공정에서는, 상기 제1 계측 공정에서 계측된 상기 마크의 위치와 상기 제2 계측 공정에서 계측된 상기 마크의 위치의 차분에 기초하여, 상기 제2 장치에 있어서 상기 기판 상에 형성되는 상기 제2 패턴의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 형성 공정에서는, 상기 제1 장치와 상기 제2 장치의 특성의 차에 기인하는, 상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴의 위치 관계의 어긋남이 보정되도록, 상기 차분에 기초하여, 상기 제2 장치에 있어서 상기 기판 상에 형성되는 상기 제2 패턴의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 형성 공정에서는, 상기 제2 패턴을 형성해야 하는 목표 위치를 상기 차분에 의하여 보정하여 얻어진 위치에 기초하여, 상기 제2 장치에 있어서 상기 제2 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 형성 공정에서는, 상기 제1 계측 공정에서의 계측 결과를 이용하지 않고 상기 제1 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 형성 공정에서는, 상기 제1 장치에 있어서 상기 제1 패턴을 형성해야 하는 목표 위치에서 상기 제1 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 장치에 의하여 상기 기판 상에 상기 마크를 형성하는 공정을 상기 제1 계측 공정 전에 포함하는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 패턴과 상기 제2 패턴은, 상기 기판 상의 동일 층에 있어서의 서로 상이한 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 계측 공정에서의 계측 결과를 상기 제1 장치로부터 상기 제2 장치로 전송하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 형성 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 형성 방법을 이용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 형성 공정과,
    상기 형성 공정에서 패턴이 형성된 상기 기판을 가공하는 가공 공정을 포함하고,
    상기 가공 공정에서 가공된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 형성 방법의 각 공정을 컴퓨터로 하여금 실행하게 하기 위한, 기억 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  11. 기판 상의 하나의 층에 패턴을 형성하는 시스템이며,
    상기 기판 상에 형성된 마크의 위치를 계측하는 제1 계측부와, 제1 패턴을 형성해야 하는 목표 위치에 기초하여, 상기 기판 상에 상기 제1 패턴을 형성하는 제1 형성부를 갖는 제1 장치와,
    상기 마크의 위치를 계측하는 제2 계측부와, 상기 기판 상에 제2 패턴을 형성하는 제2 형성부를 갖는 제2 장치
    를 포함하고,
    상기 제2 형성부는, 상기 제1 계측부에서 계측된 상기 마크의 위치와 상기 제2 계측부에서 계측된 상기 마크의 위치의 차분에 기초하여, 상기 제2 장치에 있어서 상기 기판 상에 형성되는 상기 제2 패턴의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제1 장치에 의하여 제1 패턴이 형성된 기판 상의 층에 제2 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이며,
    상기 리소그래피 장치에 있어서 상기 기판 상에 형성된 마크의 위치를 계측하는 계측부와,
    상기 제2 패턴을 상기 기판 상에 형성하는 형성부
    를 포함하고,
    상기 형성부는, 상기 제1 장치에 의하여 계측된 상기 마크의 위치와 상기 계측부에서 계측된 상기 마크의 위치의 차분에 기초하여, 상기 기판 상에 형성되는 상기 제2 패턴의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 리소그래피 장치.
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