KR20220053492A - 처리 장치, 계측 장치, 리소그래피 장치, 물품을 제조하는 방법, 모델, 처리 방법, 계측 방법, 생성 방법, 및 생성 장치 - Google Patents

처리 장치, 계측 장치, 리소그래피 장치, 물품을 제조하는 방법, 모델, 처리 방법, 계측 방법, 생성 방법, 및 생성 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220053492A
KR20220053492A KR1020210140701A KR20210140701A KR20220053492A KR 20220053492 A KR20220053492 A KR 20220053492A KR 1020210140701 A KR1020210140701 A KR 1020210140701A KR 20210140701 A KR20210140701 A KR 20210140701A KR 20220053492 A KR20220053492 A KR 20220053492A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mark
image data
measurement
measurement object
alignment
Prior art date
Application number
KR1020210140701A
Other languages
English (en)
Inventor
사토루 짐보
요시오 스자키
가즈히코 미시마
노부루 다카쿠라
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2021142700A external-priority patent/JP2022068832A/ja
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20220053492A publication Critical patent/KR20220053492A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/68—Preparation processes not covered by groups G03F1/20 - G03F1/50
    • G03F1/70—Adapting basic layout or design of masks to lithographic process requirements, e.g., second iteration correction of mask patterns for imaging
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70508—Data handling in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. handling pattern data for addressable masks or data transfer to or from different components within the exposure apparatus
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7042—Alignment for lithographic apparatus using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping or imprinting
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00—Machine learning
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/08—Learning methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31144—Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/20—Special algorithmic details
    • G06T2207/20081—Training; Learning
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30204—Marker

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

본 발명은 계측 대상물의 화상 데이터에 기초하여 제1 방향에서의 계측 대상물의 위치 정보를 생성하도록 구성되는 생성부; 및 제1 방향과는 상이한 제2 방향에 관한 화상 데이터의 특징량에 기초하여, 생성부에 의해 생성된 계측 대상물의 위치 정보의 확신도를 결정하도록 구성되는 결정부를 포함하는 처리 장치를 제공한다.

Description

처리 장치, 계측 장치, 리소그래피 장치, 물품을 제조하는 방법, 모델, 처리 방법, 계측 방법, 생성 방법, 및 생성 장치{PROCESSING APPARATUS, MEASUREMENT APPARATUS, LITHOGRAPHY APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE, MODEL, PROCESSING METHOD, MEASUREMENT METHOD, GENERATION METHOD, AND GENERATION APPARATUS}
본 발명은 처리 장치, 계측 장치, 리소그래피 장치, 물품의 제조 방법, 모델, 처리 방법, 계측 방법, 생성 방법, 및 생성 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 물품을 제조하기 위한 리소그래피 공정에서, 임프린트 장치, 노광 장치 등의 리소그래피 장치가 사용될 수 있다. 리소그래피 장치는 기판의 샷 영역에 원판의 패턴을 전사할 수 있다. 임프린트 장치는 기판의 샷 영역 상에 배치된 임프린트재에 몰드를 접촉시키고, 임프린트재를 경화시킴으로써 샷 영역 상에 임프린트재의 경화물로 이루어지는 패턴을 형성한다. 또한, 노광 장치는 감광재가 도포된 기판의 샷 영역에 원판의 패턴을 투영함으로써 감광재에 원판의 잠재 패턴을 형성할 수 있다. 잠상은 현상 공정에 의해 물리적인 패턴으로 변환된다. 이러한 리소그래피 장치는, 기판(샷 영역)에 원판의 패턴을 정밀하게 전사하기 위해서, 기판과 원판을 정밀하게 정렬할 필요가 있다(일본 특허 공보 제4601492호 참조).
기판과 원판의 정렬은, 예를 들어 계측 대상물로서 기판 및/또는 원판에 제공된 마크를 촬상하고, 촬상에 의해 얻어진 화상 데이터로부터 마크의 위치 정보를 취득함으로써 행해질 수 있다. 그러나, 기판 및/또는 원판에는, 실제로 의도된 형상 또는 위치로 형성되지 않은 마크(비정상 마크)가 존재할 수 있다. 이러한 비정상 마크의 위치 정보를 직접 사용하는 경우 정렬을 정밀하게 행하는 것이 곤란할 수 있다.
본 발명은, 예를 들어 계측 대상물의 위치 정보를 적절하게 사용하는 데 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 계측 대상물의 화상 데이터에 기초하여, 제1 방향에서의 상기 계측 대상물의 위치 정보를 생성하도록 구성되는 생성부; 및 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향에 관한 상기 화상 데이터의 특징량에 기초하여, 상기 생성부에 의해 생성된 상기 계측 대상물의 상기 위치 정보의 확신도를 결정하도록 구성되는 결정부를 포함하는 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 임프린트 장치의 동작의 예를 도시하는 흐름도이다.
도 2a 및 도 2b는 임프린트 장치의 구성의 예를 각각 도시하는 도면이다.
도 3은 물품 제조 시스템의 구성의 예를 도시하는 블록도이다.
도 4는 모델 생성 방법의 예를 도시하는 흐름도이다.
도 5는 정렬 동작에서 실행되는 처리의 예를 도시하는 흐름도이다.
도 6a는 마크의 화상 데이터의 예를 도시하는 도면이다.
도 6b는 화상 데이터로부터 취득되는 정렬 파형(신호 파형)의 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 마크의 위치(임시 위치 정보)를 취득하는 방법의 예를 도시하는 흐름도이다.
도 8은 마크의 화상 데이터로부터 비계측 방향에 관한 특징량을 얻는 방법의 예를 도시하는 도면이다.
도 9는 마크의 화상 데이터로부터 비계측 방향에 관한 특징량을 얻는 방법의 예를 도시하는 도면이다.
도 10은 마크의 화상 데이터로부터 비계측 방향에 관한 특징량을 얻는 방법의 예를 도시하는 도면이다.
도 11은 정렬 마크 및 검사 마크의 구성의 예를 도시하는 도면이다.
도 12는 정렬 마크의 정렬 에러량의 예를 도시하는 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 각각 보정 전의 정렬 마크의 정렬 에러량 및 정렬 후의 정렬 마크의 정렬 에러량의 예를 도시하는 그래프이다.
도 13c는 위치 정보의 확신도의 예를 도시하는 그래프이다.
도 14a 내지 도 14d는 무아레 계측 시스템을 설명하는 도면이다.
도 15는 정렬 마크의 화상 데이터로부터 얻어지는 (계측 방향 및 비계측 방향의) 신호 파형의 예를 도시하는 도면이다.
도 16은 정렬 마크의 화상 데이터로부터 얻어지는 (계측 방향 및 비계측 방향의) 신호 파형의 예를 도시하는 도면이다.
도 17은 노광 장치의 구성의 예를 도시하는 도면이다.
도 18a는 마크 위치 계측 디바이스의 구성의 예를 도시하는 도면이다.
도 18b는 마크 위치 계측 디바이스의 조명 개구 조리개의 구성의 예를 도시하는 도면이다.
도 19는 정렬 마크의 구성의 예를 도시하는 도면이다.
도 20a 내지 도 20e는 정렬 마크의 구성 및 정렬 마크의 화상 데이터로부터 취득되는 (계측 방향의) 신호 파형의 예를 도시하는 도면이다.
도 21a 내지 도 21e는 정렬 마크의 구성 및 정렬 마크의 화상 데이터로부터 취득되는 (비계측 방향의) 신호 파형의 예를 도시하는 도면이다.
도 22a 내지 도 22f는 물품의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참고하여 실시형태를 설명한다. 다음의 실시형태는 청구된 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않는다는 것에 유의한다. 실시형태에는 다수의 특징이 설명되지만, 이러한 모든 특징이 필요한 발명으로 한정되지 않으며, 이러한 다수의 특징은 적절히 조합될 수 있다. 또한, 첨부 도면에서, 동일하거나 유사한 구성에는 동일한 참조 번호가 부여되며, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.
<제1 실시형태>
본 발명의 제1 실시형태에 대해서 설명한다. 제1 실시형태에서는 리소그래피 장치의 예로서 임프린트 장치를 설명하지만, 원판과 기판의 샷 영역을 정렬시키는 기술에 관해서는 임프린트 장치와 노광 장치 사이에 많은 공통성이 있다. 따라서, 이하에서 설명되는 정렬 기술은 노광 장치에도 적용 가능하다. 또한, 이하에서 설명되는 정렬 기술은 노광 장치에 적용 가능할 뿐만 아니라 노광 기능을 갖지 않는 계측 디바이스에도 적용 가능하다.
도 2a는 일 실시형태에 따른 임프린트 장치(IMP)의 구성을 개략적으로 도시한다. 임프린트 장치(IMP)는, 기판(S)의 샷 영역 상의 임프린트재(IM)와 몰드(M)의 패턴 영역(MP)이 서로 접촉하는 상태에서 임프린트재(IM)가 경화되고, 그 후 임프린트재(IM)의 경화물과 몰드(M)가 서로 분리되는 임프린트 처리를 행한다. 이 임프린트 처리에 의해, 기판(S)의 샷 영역 상에 임프린트재(IM)의 경화물로 이루어지는 패턴이 형성된다.
임프린트재로서는, 경화 에너지를 받는 것에 의해 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라고도 지칭함)이 사용된다. 경화 에너지로서는, 전자기파, 열 등이 사용될 수 있다. 전자기파는, 예를 들어 10 nm 이상 1 mm 이하의 파장 범위로부터 선택되는 광, 예를 들어 적외선, 가시광선, 또는 자외선일 수 있다. 경화성 조성물은 광 조사 또는 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 조성물 중, 광 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 및 폴리머 성분을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료이다. 임프린트재는 액적의 형태 또는 복수의 액적을 연결함으로써 형성되는 섬 또는 막의 형태로 기판 상에 배치될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1 mPa·s 이상 100 mPa·s 이하일 수 있다. 기판의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹, 금속, 반도체, 수지 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 기판의 표면에 기판과는 상이한 재료로 이루어지는 부재가 제공될 수 있다. 기판은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 또는 석영 유리이다.
본 명세서 및 첨부 도면에서는, 기판(S)의 표면에 평행한 방향을 X-Y 평면으로서 규정하는 XYZ 좌표계에서 방향을 나타낸다. XYZ 좌표계의 X축, Y축, 및 Z축에 평행한 방향은 각각 X 방향, Y 방향, 및 Z 방향이다. X축 둘레의 회전, Y축 둘레의 회전, 및 Z축 둘레의 회전은 각각 θX, θY, 및 θZ이다. X축, Y축, 및 Z축에 관한 제어 또는 구동은 각각 X축에 평행한 방향, Y축에 평행한 방향, 및 Z축에 평행한 방향에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, θX축, θY축, 및 θZ축에 관한 제어 또는 구동은 각각 X축에 평행한 축 둘레의 회전, Y축에 평행한 축 둘레의 회전, 및 Z축에 평행한 축 둘레의 회전에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, 위치는 X축, Y축, 및 Z축의 좌표에 기초해서 특정될 수 있는 정보이며, 배향은 θX축, θY축, 및 θZ축의 값에 의해 특정될 수 있는 정보이다. 위치결정은 위치 및/또는 배향을 제어하는 것을 의미한다. 정렬은 기판 및 몰드 중 적어도 하나의 위치 및/또는 배향을 제어하는 것을 포함할 수 있다.
임프린트 장치(IMP)는, 기판(S)을 보유지지하는 기판 보유지지부(102), 기판 보유지지부(102)를 구동함으로써 기판(S)을 구동하는 기판 구동 기구(105), 기판 보유지지부(102)를 지지하는 베이스(104), 및 기판 보유지지부(102)의 위치를 계측하는 위치 계측 디바이스(103)를 포함할 수 있다. 기판 구동 기구(105)는, 예를 들어 리니어 모터 등의 모터를 포함할 수 있다. 임프린트 장치(IMP)는, 정렬 동안 기판 구동 기구(105)가 기판(S)(기판 보유지지부(102))을 구동하는 데 필요한 기판 구동력(정렬 부하)을 계측하는 센서(151)를 포함할 수 있다. 기판(S) 상의 임프린트재(IM)와 몰드(M)의 패턴 영역(MP)이 서로 접촉하는 상태에서 행해지는 정렬 동작에서 필요한 기판 구동력은 기판(S)과 몰드(M) 사이에 작용하는 전단력에 대응한다. 전단력은 주로 기판(S) 및 몰드(M)에 평면 방향으로 작용하는 힘이다. 정렬 동안의 기판 구동력은, 예를 들어 정렬 동안의 기판 구동 기구(105)의 모터에 공급되는 전류의 크기에 상관되며, 센서(151)는 전류의 크기에 기초하여 기판 구동력을 계측할 수 있다. 센서(151)는 패턴 형성 동안 몰드(M)가 받은 영향(전단력)을 계측하는 센서의 일례이다. 또한, (후술하는) 제어부(110)로부터 기판 구동 기구(105)에 출력되는 구동 요구(명령값)를 스테이지 제어값이라 지칭한다.
임프린트 장치(IMP)는, 원판으로서의 몰드(M)를 보유지지하는 몰드 보유지지부(121), 몰드 보유지지부(121)를 구동함으로써 몰드(M)를 구동하는 몰드 구동 기구(122), 및 몰드 구동 기구(122)를 지지하는 지지 구조물(130)을 포함할 수 있다. 몰드 구동 기구(122)는, 예를 들어 보이스 코일 모터 등과 같은 모터를 포함할 수 있다. 임프린트 장치(IMP)는 이형력(분리 부하) 및/또는 가압력을 계측하는 센서(152)를 포함할 수 있다. 이형력은 기판(S) 상의 임프린트재(IM)의 경화물과 몰드(M)를 서로 분리하기 위해 필요한 힘이다. 가압력은 기판(S) 상의 임프린트재(IM)에 몰드(M)를 접촉시키기 위해서 몰드(M)를 가압하는 힘이다. 이형력 및 가압력은, 주로, 기판(S) 및 몰드(M)의 평면 방향에 수직인 방향으로 작용하는 힘이다. 이형력 및 가압력은 예를 들어 몰드 구동 기구(122)의 모터에 공급되는 전류의 크기에 상관되며, 센서(152)는 전류의 크기에 기초하여 이형력 및 가압력을 계측할 수 있다. 센서(152)는, 패턴 형성 동안 몰드(M)가 받는 영향(이형력 및/또는 가압력)을 계측하는 센서의 일례이다. 또한, 제어부(110)(후술함)로부터 몰드 구동 기구(122)에 출력되는 구동 요구(명령값)도 스테이지 제어값이라 지칭된다.
기판 구동 기구(105) 및 몰드 구동 기구(122)는 기판(S)과 몰드(M) 사이의 상대 위치 및 상대 자세를 조정하는 구동 기구를 형성한다. 기판(S)과 몰드(M) 사이의 상대 위치의 조정은 기판(S) 상의 임프린트재에 몰드를 접촉시키는 구동 동작 및 경화된 임프린트재(경화물로 이루어지는 패턴)으로부터 몰드를 분리하기 위한 구동 동작을 포함한다. 기판 구동 기구(105)는, 기판(S)을 복수의 축(예를 들어, X축, Y축, 및 θZ축을 포함하는 3축, 및 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축, 및 θZ축을 포함하는 6축)에 대해서 구동하도록 구성될 수 있다. 몰드 구동 기구(122)는 몰드(M)를 복수의 축(예를 들어, Z축, θX축, 및 θY축을 포함하는 3축, 및 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축, 및 θZ축을 포함하는 6축)에 대해서 구동하도록 구성될 수 있다.
임프린트 장치(IMP)는 몰드(M)를 반송하는 몰드 반송 기구(140) 및 몰드 클리너(150)를 포함할 수 있다. 몰드 반송 기구(140)는, 예를 들어 몰드(M)를 몰드 보유지지부(121)에 반송하고 몰드(M)를 몰드 보유지지부(121)로부터 원판 스토커(도시되지 않음) 또는 몰드 클리너(150)에 반송하도록 구성될 수 있다. 몰드 클리너(150)는 몰드(M)를 자외선, 화학 용액 등을 사용하여 클리닝한다.
몰드 보유지지부(121)는 몰드(M)의 이면(기판(S)에 전사해야 할 패턴이 형성되는 패턴 영역(MP)과 반대측의 면)의 측에 압력 제어 공간(CS)을 형성하는 창 부재(125)를 포함할 수 있다. 임프린트 장치(IMP)는 압력 제어 공간(CS)의 압력(이하, 캐비티 압력이라 지칭함)을 제어하여 도 2b에 개략적으로 도시되는 바와 같이 몰드(M)의 패턴 영역(MP)을 기판(S)을 향해서 볼록 형상으로 변형시키는 변형 기구(123)를 포함할 수 있다. 또한, 임프린트 장치(IMP)는 정렬 계측 디바이스(정렬 계측 디바이스 및 촬상 디바이스)(106), 경화 디바이스(107), 관찰 디바이스(112), 및 광학 부재(111)를 포함할 수 있다.
정렬 계측 디바이스(106)는, 기판(S)(제1 부재)의 제1 마크와 몰드(M)(제2 부재)의 제2 마크를 조명하고, 제1 마크 및 제2 마크에 의해 형성되는 광학 상인 무아레 무늬(계측 대상물)를 촬상함으로써 화상 데이터를 생성할 수 있다. 정렬을 위해서 사용되는 각각의 마크는 정렬 마크라 불릴 수 있다는 것에 유의한다. 정렬 계측 디바이스(106) 또는 제어부(110)는 촬상에 의해 생성된 화상 데이터를 처리함으로써 제1 마크와 제2 마크 사이의 상대 위치 정보를 검출할 수 있다. 정렬 계측 디바이스(106)는 관찰해야 할 정렬 마크의 위치에 따라 구동 기구(도시되지 않음)에 의해 위치결정될 수 있다.
정렬 계측 디바이스(106)는 또한 제1 마크와 제2 마크에 의해 형성되는 무아레 무늬를 사용하지 않고 제1 마크와 제2 마크의 상대 위치 정보를 계측할 수 있다. 예를 들어, 제1 마크와 제2 마크에 의해 박스-인-박스 마크(box-in-box mark)가 형성되는 경우, 정렬 계측 디바이스(106)는 박스-인-박스 마크를 촬상함으로써 생성되는 화상 데이터를 처리함으로써 제1 마크 및 제2 마크의 상대 위치 정보를 계측할 수 있다. 또한, 정렬 계측 디바이스(106)는 각각의 제1 마크의 위치 정보 및/또는 각각의 제2 마크의 위치 정보를 개별적으로 계측할 수 있다. 이하에서는, 정렬 계측 디바이스(106)에 의한 촬상에 의해 생성된 화상 데이터를 정렬 화상이라 지칭하기도 한다. 또한, 정렬 계측 디바이스(106)에 의한 계측 결과를 정렬 계측값이라 지칭할 수도 있다.
경화 디바이스(107)는, 임프린트재(IM)를 경화시키기 위한 에너지(예를 들어, 자외선 등의 광)를 광학 부재(111)를 통해서 임프린트재(IM)에 조사하고, 이 에너지에 의해 임프린트재(IM)를 경화시킨다. 관찰 디바이스(112)는 광학 부재(111) 및 창 부재(125)를 통해서 기판(S), 몰드(M), 및 임프린트재(IM)를 촬상함으로써, 임프린트재(IM)의 상태를 관찰한다. 이하에서는, 관찰 디바이스(112)에 의한 촬상에 의해 얻어진 화상 데이터를 스프레드 화상이라 지칭할 수도 있다.
임프린트 장치(IMP)는, 기판(S)의 샷 영역 상에 임프린트재(IM)를 배치(공급)하는 디스펜서(108)를 포함할 수 있다. 디스펜서(108)는, 예를 들어 임프린트재(IM)의 배치를 나타내는 드롭 레시피를 따라서 임프린트재(IM)가 기판(S)의 샷 영역 상에 배치되도록 임프린트재(IM)를 토출한다. 또한, 임프린트 장치(IMP)는 기판 구동 기구(105), 몰드 구동 기구(122), 변형 기구(123), 몰드 반송 기구(140), 몰드 클리너(150), 정렬 계측 디바이스(106), 경화 디바이스(107), 관찰 디바이스(112), 디스펜서(108) 등을 제어하는 제어부(110)를 포함할 수 있다. 제어부(110)는, 예를 들어 FPGA(Field Programmable Gate Array의 약어) 같은 PLD(Programmable Logic Device의 약어), ASIC(Application Specific Integrated Circuit의 약어), 프로그램(113)이 내장된 범용 컴퓨터, 또는 이들 구성요소의 전부 또는 일부의 조합에 의해 형성될 수 있다.
도 3은 반도체 디바이스 같은 물품을 제조하기 위한 물품 제조 시스템(1001)의 구성의 일례를 도시한다. 물품 제조 시스템(1001)은, 예를 들어 1개 또는 복수의 리소그래피 장치(임프린트 장치(IMP) 및/또는 노광 장치)를 포함할 수 있다. 도 3에서는 임프린트 장치(IMP)가 리소그래피 장치로서 예시된다. 또한, 물품 제조 시스템(1001)은, 1개 또는 복수의 검사 장치(1005)(예를 들어, 중첩 검사 장치 및/또는 이물 검사 장치)와, 1개 또는 복수의 후처리 장치(1006)(에칭 장치 및/또는 퇴적 장치)를 포함할 수 있다. 또한, 물품 제조 시스템(1001)은, 정렬 에러량을 산출하기 위한 기계 학습 모델 및 확신도를 결정하기 위한 기계 학습 모델을 생성하는 1개 또는 복수의 모델 생성 장치(기계 학습 제어부)(1007)를 포함할 수 있다. 이들 장치는 네트워크(1002)를 통해서 외부 시스템으로서 제어 장치(1003)에 연결되고 제어 장치(1003)에 의해 제어될 수 있다. MES, EEC 등이 제어 장치(1003)의 일례이다. 각각의 모델 생성 장치(1007)는, 예를 들어 FPGA(Field Programmable Gate Array의 약어) 같은 PLD(Programmable Logic Device의 약어), ASIC(Application Specific Integrated Circuit의 약어), 프로그램이 내장된 범용 컴퓨터, 또는 이들 구성요소의 전부 또는 일부의 조합에 의해 형성될 수 있다. 각각의 모델 생성 장치(1007)는, 예를 들어 에지 서버(edge server)라 불리는 서버 등일 수 있다. 모델 생성 장치(1007)는, 제어 장치(1003) 또는 각각의 리소그래피 장치의 제어부(110)에 내장될 수도 있다. 임프린트 장치(IMP), 노광 장치 등의 리소그래피 장치와 모델 생성 장치(1007)를 포함하는 시스템은 리소그래피 시스템인 것으로 이해될 수 있다.
임프린트 장치(IMP)의 정렬 계측 디바이스(106) 및 제어부(프로세서)(110)는 계측 대상물의 위치 정보를 계측 또는 검출하는 계측 장치를 형성할 수 있다. 다른 관점에서, 임프린트 장치(IMP)는 계측 대상물의 위치 정보를 계측 또는 검출하는 계측 장치를 포함한다. 계측 장치는, 각각의 정렬 마크를 형성하는 회절 격자의 회절 방향, 즉 계측 방향인 제1 방향에서의 계측 대상물의 위치 정보를 계측 또는 검출하는 계측 장치로서 동작할 수 있다. 또한, 계측 장치는 계측 방향인 제1 방향과는 상이한 방향, 즉 비계측 방향인 제2 방향(예를 들어, 제1 방향에 수직인 방향)에서의 계측 대상물의 위치 정보를 계측하도록 형성될 수 있다. 제어부(110)는, 화상 데이터로부터 얻어지는 제1 방향에서의 계측 대상물의 임시 위치 정보와, 제1 방향과는 상이한 제2 방향에 관한 화상 데이터의 특징량에 기초하는 보정값을 사용하여, 제1 방향에서의 계측 대상물의 위치 정보를 결정할 수 있다. 제2 방향은 제1 방향에 수직인 방향일 수 있다. 계측 장치는 특징량에 기초하여 보정값을 얻기 위한 모델을 사용하여 보정값을 결정할 수 있다. 또한, 계측 장치는 기계 학습에 의해 모델을 생성하는 기계 학습 제어부(모델 생성 장치(1007))를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 실시형태에 따른 리소그래피 방법에 대해서 설명한다. 이 리소그래피 방법은, 계측 대상물의 위치 정보를 계측(생성)하는 계측 방법, 기판의 샷 영역과 원판(몰드) 사이의 정렬 에러를 계측하는 계측 방법, 및 기판의 샷 영역과 원판(몰드)을 정렬하는 정렬 방법을 포함할 수 있다.
이 리소그래피 방법은, 계측 대상물의 화상 데이터로부터, 보정값 또는 보정량으로서의 정렬 에러량을 추정한다. 여기서, 계측 대상물은 마크(의 광학 상) 또는 제1 마크와 제2 마크에 의해 형성되는 광학 상(예를 들어, 무아레 무늬)일 수 있다. 정렬 에러량은, 계측 대상물의 화상 데이터에 기초하여 산출(생성)되는 마크의 위치 정보에 포함되는 것으로 추정되는 에러량(추정 에러량) 또는 제1 마크와 제2 마크 사이의 상대 위치 정보에 포함되는 것으로 추정되는 에러량(추정 에러량)일 수 있다. 또한, 에러량은 계측 대상물의 위치 정보에 포함되는 것으로 추정되는 에러의 크기에 관한 정보 이 외에 에러의 방향에 관한 정보를 포함할 수 있다는 것에 유의한다.
도 1은, 일 실시형태에 따른 리소그래피 방법으로서, 임프린트 장치(IMP)를 포함하는 리소그래피 시스템에서 실행되는 리소그래피 방법을 나타낸다. 제어부(110)는 도 1에 나타내지는 동작을 제어할 수 있다.
단계 S101에서는, 기판 반송 기구(도시되지 않음)가 기판(S)을 반송원(예를 들어, 전처리 장치와 임프린트 장치(IMP) 사이의 중계부)으로부터 기판 보유지지부(102)에 반송한다.
단계 S102 내지 S106에서는, 기판(S)의 복수의 샷 영역으로부터 선택되는 샷 영역에 대해 임프린트 처리(패턴 형성)가 실행된다. 이하에서는, 기판(S)의 복수의 샷 영역으로부터 선택되는 샷 영역을 대상 샷 영역이라 지칭할 수 있다.
먼저, 단계 S102에서는, 디스펜서(108)는 기판(S)의 대상 샷 영역 상에 임프린트재(IM)를 배치한다. 이 공정은, 예를 들어 기판 구동 기구(105)에 의해 기판(S)을 구동하면서 디스펜서(108)가 임프린트재(IM)를 토출하게 함으로써 행해질 수 있다. 이어서, 단계 S103에서는, 대상 샷 영역 상의 임프린트재(IM)에 몰드(M)의 패턴 영역(MP)이 접촉하도록 기판 구동 기구(105) 및 몰드 구동 기구(122) 중 적어도 하나에 의해 기판(S)과 몰드(M)가 상대적으로 구동된다. 일례에서, 대상 샷 영역 상의 임프린트재(IM)에 몰드(M)의 패턴 영역(MP)이 접촉하도록 몰드 구동 기구(122)가 몰드(M)를 구동한다. 임프린트재(IM)에 몰드(M)의 패턴 영역(MP)을 접촉시키는 공정에서, 변형 기구(123)는 몰드(M)의 패턴 영역(MP)을 기판(S)을 향해서 볼록 형상으로 변형시킬 수 있다. 이때, 캐비티 압력이 제어될 수 있고 그 값이 축적될 수 있다. 또한, 임프린트재(IM)에 몰드(M)의 패턴 영역(MP)을 접촉시키는 공정에서 관찰 디바이스(112)가 촬상을 실행하고, 촬상된 화상(스프레드 화상)이 축적될 수 있다.
단계 S104에서는, 기판(S)의 대상 샷 영역과 몰드(M)의 패턴 영역(MP)의 정렬이 행해질 수 있다. 정렬은, 예를 들어 정렬 계측 디바이스(106)를 사용해서 얻어지는 샷 영역의 제1 마크와 몰드(M)의 제2 마크 사이의 상대 위치 정보에 기초하여, 제1 마크와 제2 마크 사이의 상대 위치가 목표 상대 위치의 허용 범위 내에 들어가도록 행해질 수 있다. 정렬에서는, 몰드 구동 기구(122) 및 기판 구동 기구(105) 중 적어도 하나에 의해 기판(S)과 몰드(M)가 상대적으로 구동될 수 있다. 여기서, 기판(S)과 몰드(M)의 상대 위치 정보는, 임시 위치 정보(임시 상대 위치 정보)를 정렬 에러량(보정값)에 기초하여 보정함으로써 얻어지고, 기판(S)과 몰드(M) 각각의 상대 구동량의 목표값을 결정하기 위해서 사용될 수 있다. 임시 위치 정보(임시 상대 위치 정보)는, 정렬 계측 디바이스(106)를 사용해서 얻어진 화상 데이터에 기초하여 결정되는 정보이며, 기판(S)의 샷 영역과 몰드(M) 사이의 임시 상대 위치를 나타낼 수 있다. 정렬 에러량은 정렬 계측 디바이스(106)를 사용해서 얻어진 화상 데이터에 기초하여 산출될 수 있다. 정렬 에러량은 모델 생성 장치(1007)에 의해 생성되며 임프린트 장치(IMP)의 제어부(110)에 제공되는 모델을 사용해서 산출될 수 있다. 정렬 에러량(보정값)에 기초하는 상대 위치 정보(임시 상대 위치 정보)의 보정은, 정렬의 전체 실행 기간의 전체에 걸쳐 실행될 수 있거나, 샷 영역과 몰드(M) 사이의 상대 위치가 기준값 이하가 되는 시점에 또는 그 후에 실행될 수 있다. 제어부(110)는, 정렬 계측 디바이스(106)를 사용해서 얻어지는 화상 데이터를 축적하고, 축적된 화상 데이터를 모델 생성 장치(1007)(기계 학습 제어부)에 제공할 수 있다. 모델 생성 장치(1007)는, 임프린트 장치(IMP)의 제어부(110)로부터 제공되는 화상 데이터에 기초하여, 정렬 에러량을 결정하기 위한 모델을 생성할 수 있다.
여기서, 마크의 위치를 계측하는 방법을 예시한다. 도 6a는 X 방향의 위치를 계측하는 마크를 촬상해서 얻어진 마크 화상(화상 데이터)(401)의 일례를 나타내며, 도 6b는 마크 화상(401)으로부터 얻어지는 정렬 파형(406)의 일례를 나타낸다. 기판(S)은 도 6a의 마크 화상에 대응하는 마크 및 마크를 90° 회전시켜 얻어지는 마크를 포함할 수 있다. 도 6a의 마크 화상에 대응하는 마크는 X 방향에서의 위치를 계측하기 위해서 사용되는 마크(이하에서는, X 방향 계측 마크라 지칭하기도 함)이며, 계측 방향은 X 방향이다. 도 6a의 마크 화상에 대응하는 마크를 90° 회전시켜 얻은 마크는 Y 방향에서의 위치를 계측하기 위해서 사용되는 마크(이하에서는, Y 방향 계측 마크라 지칭하기도 함)이며, 계측 방향은 Y 방향이다.
예를 들어, 제어부(110)는, 기판(S)의 샷 영역에 제공된 X 방향에서의 위치를 계측하기 위한 제1 마크와 기판(S)의 샷 영역에 제공된 Y 방향에서의 위치를 계측하는 제1 마크를 사용하여, 샷 영역의 X 방향에서의 위치 및 Y 방향에서의 위치를 임시 위치 정보로서 취득한다. 유사한 방식으로, 몰드(M)의 X 방향에서의 위치 및 Y 방향에서의 위치를 몰드(M)에 제공된 X 방향에서의 위치를 계측하기 위한 제2 마크 및 몰드(M)에 제공된 Y 방향에서의 위치를 계측하기 위한 제2 마크를 사용하여 임시 위치 정보로서 취득한다. 이어서, 제어부(110)는 정렬 에러량(보정값)에 기초하여 이들 임시 위치 정보를 보정하여 기판(S)의 샷 영역과 몰드(M)의 상대 위치 정보(정렬 에러)를 생성할 수 있다.
대안적으로, 제어부(110)는, 기판(S)의 샷 영역에 제공된 X 방향에서의 위치를 계측하기 위한 제1 마크와 몰드(M)에 제공된 X 방향에서의 위치를 계측하기 위한 제2 마크에 의해 형성되는 무아레 무늬로부터 샷 영역과 몰드(M) 사이의 X 방향에서의 상대 위치를 임시 상대 위치 정보로서 취득한다. 유사한 방식으로, 기판(S)의 샷 영역에 제공된 Y 방향에서의 위치를 계측하기 위한 제1 마크와 몰드(M)에 제공된 Y 방향에서의 위치를 계측하기 위한 제2 마크에 의해 형성되는 무아레 무늬로부터 샷 영역과 몰드(M) 사이의 Y 방향에서의 상대 위치가 임시 상대 위치 정보로서 취득된다. 이어서, 제어부(110)는 이들 임시 위치 정보를 정렬 에러량(보정값)에 기초하여 보정함으로써 기판(S)의 샷 영역과 몰드(M) 사이의 상대 위치 정보(정렬 에러)를 생성할 수 있다.
도 7은 정렬 계측 디바이스(106)를 사용해서 마크의 위치를 임시 위치 정보로 해서 취득하는 방법을 나타낸다. 이하에서, 도 6a의 마크 화상을 일례로서 사용하여 마크 위치(402)를 임시 위치 정보로서 취득하는 방법을 설명한다. 일례로서, 계측되는 마크 위치(402)는 계측 방향(도 6a에서는 X 방향)에서의 마크 화상의 중심 위치이며, 이것은 이 마크 화상에 대응하는 마크의 중심 위치이기도 하다. 이 예에서는, 계측 방향(404)은 X 방향이며 비계측 방향(405)은 Y 방향인 것으로 상정한다.
단계 S501에서는, 제어부(110)는 정렬 계측 디바이스(106)를 사용해서 마크를 촬상함으로써 마크 화상(401)(화상 데이터)을 취득한다. 단계 S502에서는, 제어부(110)는 마크 화상(401)에 기초하여 정렬 파형(406)을 생성(산출)한다. 정렬 파형(406)은 마크 화상(401)으로부터 취득될 수 있는 계측 방향(X 방향)의 신호 파형이다. 정렬 파형(406)은, 예를 들어, 마크 화상(401)을 포함하는 계측 영역(403)을 형성하는 복수의 화소 중, 계측 방향(404)(X 방향)에서의 위치가 서로 동등한 화소의 적산값을 산출함으로써 생성될 수 있다.
단계 S503에서는, 제어부(110)는, 정렬 파형(406)에 기초하여, 마크 위치(402)를 임시 위치 정보로서 산출한다. 산출 방법의 일례로서는, 정렬 파형(406)의 무게 중심의 위치를 마크 위치(402)로서 설정하는 방법이 있다. 다른 예로서, 푸리에 변환 등에 의해 정렬 파형의 위상을 산출함으로써 마크 위치를 산출하는 방법 또는 패턴 매칭법을 사용해서 마크 위치를 산출하는 방법이 있다.
도 1에 대한 설명으로 되돌아가면, 단계 S105에서는, 경화 디바이스(107)는 임프린트재(IM)를 경화시키기 위한 에너지를 기판(S)과 몰드(M)의 패턴 영역(MP) 사이에 있는 임프린트재(IM)에 조사한다. 이는 임프린트재(IM)를 경화시키고 임프린트재(IM)의 경화물을 형성한다. 단계 S106에서는, 임프린트재(IM)의 경화물과 몰드(M)의 패턴 영역(MP)이 서로 분리되도록, 몰드 구동 기구(122) 및 기판 구동 기구(105) 중 적어도 하나에 의해 기판(S)과 몰드(M)가 상대적으로 구동된다. 일례에서는, 임프린트재(IM)의 경화물로부터 몰드(M)의 패턴 영역(MP)을 분리하도록 몰드 구동 기구(122)에 의해 몰드(M)가 구동된다. 임프린트재(IM)의 경화물과 몰드(M)의 패턴 영역(MP)이 서로 분리될 때에도, 몰드(M)의 패턴 영역(MP)이 기판(S)을 향해서 볼록 형상으로 변형될 수 있다. 또한, 관찰 디바이스(112)는 촬상을 실행하며, 촬상된 화상에 기초하여 임프린트재(IM)와 몰드(M) 사이의 분리 상태가 관찰될 수 있다.
단계 S107에서는, 제어부(110)는, 기판(S)의 모든 샷 영역에 대하여 단계 S102 내지 단계 S106의 임프린트 처리의 공정이 행해졌는지 여부를 판단한다. 제어부(110)는, 기판(S)의 모든 샷 영역에 대하여 단계 S102 내지 단계 S106의 임프린트 처리의 공정이 행해졌다고 판단되는 경우, 공정을 단계 S108로 진행시킨다. 미처리 샷 영역이 존재한다고 판단되는 경우, 공정은 단계 S102로 되돌아간다. 이 경우, 미처리 샷 영역으로부터 선택된 샷 영역이 대상 샷 영역으로서 설정되며, 대상 샷 영역에 대하여 단계 S102 내지 단계 S106의 임프린트 처리의 공정이 실행된다.
단계 S108에서는, 기판 반송 기구(도시되지 않음)는 기판(S)을 기판 보유지지부(102)로부터 반송처(예를 들어, 후처리 장치로의 중계부)에 반송한다. 복수의 기판에 의해 형성되는 로트가 처리되는 경우에는, 도 1에 나타내는 동작은 복수의 기판 각각에 대하여 실행된다.
여기서, 임프린트 장치(IMP)(리소그래피 장치)에서, 기판(S) 및/또는 몰드(M)에 제공된 마크 중에는, 실제 의도된 형상 또는 위치로 형성되지 않은 마크(비정상 마크)가 존재할 수 있다. 이러한 비정상 마크의 위치 정보가 직접 사용되는 경우, 기판(S)과 몰드(M)를 정밀하게 정렬시키는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(IMP)(제어부(110))는, 화상 데이터(마크 화상)로부터 취득되는 계측 대상물(예를 들어, 마크)의 위치 정보의 적절한 사용을 허용하는 판단을 행하기 위한 재료로서, 위치 정보의 확신도를 결정할 수 있다.
더 구체적으로는, 임프린트 장치(IMP)의 제어부(110)는, 계측 대상물의 위치 정보를 생성하는 생성부와 위치 정보의 확신도를 결정하는 결정부를 포함하는 처리 장치로서 기능하도록 구성될 수 있다. 생성부는, 정렬 계측 디바이스(106)에 의한 촬상에 의해 생성된 계측 대상물의 화상 데이터에 기초하여, 제1 방향(계측 방향)에서의 계측 대상물의 위치 정보를 생성할 수 있다. 생성부는, 전술한 바와 같이, 계측 대상물의 임시 위치 정보와 보정값에 기초하여, 제1 방향에서의 계측 대상물의 위치 정보를 생성(결정)할 수 있다. 결정부는, 제1 방향과는 상이한 제2 방향(비계측 방향)에 관한 화상 데이터의 각각의 특징량에 기초하여, 생성부에 의해 생성된 계측 대상물의 위치 정보의 확신도를 결정할 수 있다. 확신도는, 생성부에 의해 생성된 계측 대상물의 위치 정보가 정상적이라고 신뢰할 수 있는 정도를 나타내는 지표(정보)이며, 확실성 및/또는 신뢰성의 정도인 것으로 이해될 수 있다.
전술한 처리 장치로서 기능하는 제어부(110)(결정부)는, 화상 데이터의 제2 방향의 특징량에 기초하여 제1 방향의 위치 정보의 확신도를 취득하기 위한 모델을 사용하여 특징량으로부터 확신도를 결정할 수 있다. 제어부(110)는 기계 학습에 의해 모델을 생성하는 기계 학습 제어부(모델 생성 장치(1007))를 포함할 수도 있다. 또한, 전술한 처리 장치로서의 기능은 임프린트 장치(IMP)의 제어부(110) 대신에 또는 그 이 외에 제어 장치(1003)에 내장될 수도 있다.
이어서, 도 4를 참조하여 모델 생성 장치(1007)의 모델 생성 방법을 설명한다. 전술한 바와 같이, 모델 생성 장치(1007)는 임프린트 장치(IMP)(예를 들어, 제어부(110))에 내장될 수 있으며, 이러한 경우 모델 생성은 임프린트 장치(IMP)에서 행해진다는 것에 유의한다.
단계 S201에서는, 모델 생성 장치(1007)는 정렬 에러량을 취득한다. 더 구체적으로는, 모델 생성 장치(1007)는 중첩 검사 장치(검사 장치(1005))에 의해 계측된 기판(S)의 1개의 샷 영역의 계측값을 취득한다. 취득되는 계측값은 기판(S)의 각각의 샷 영역에 속하는 적어도 하나의 점의 중첩 정밀도를 계측함으로써 취득되는 결과일 수 있다. 예를 들어, 계측값은 기판(S)의 하층(의 중첩 검사 마크)과 임프린트 장치(IMP)에 의해 이 하층 위에 형성되는 층(의 중첩 검사 마크) 사이에서 취득되는 중첩 어긋남양일 수 있다. 모델 생성 장치(1007)는, 중첩 검사 장치에 의해 취득되는 계측값과 임프린트 장치(IMP)에 의해 취득되는 최종 계측값(예를 들어, 단계 S104에서 최종적으로 취득되는 위치 정보(정렬 에러)) 사이의 차분을 정렬 에러량으로서 산출한다.
단계 S202에서는, 모델 생성 장치(1007)는 적어도 비계측 방향에서의 마크 화상의 특징량을 취득한다. 더 구체적으로는, 모델 생성 장치(1007)는, 먼저, 직전 단계 S201에서 계측값이 취득된 샷 영역의 마크의 마크 화상(화상 데이터)을 취득한다. 이 마크 화상은, 단계 S104에서 정렬 계측 디바이스(106)를 사용해서 취득되는 마크 화상이며, 단계 S104의 완료 후의 임의의 타이밍에서 임프린트 장치(IMP)로부터 모델 생성 장치(1007)에 제공될 수 있다. 이어서, 모델 생성 장치(1007)는 취득된 마크 화상의 특징량을 더 취득한다. 이 특징량은 적어도 비계측 방향에 관한 특징량을 포함하며, 부가적으로 계측 방향에 관한 특징량을 포함할 수 있다. 계측 방향은 도 6a 및 도 6b에서는 X 방향이다. 비계측 방향은 도 6a 및 도 6b에서는 X 방향과 교차하는 방향이며, 예를 들어 Y 방향이다.
단계 S203에서는, 모델 생성 장치(1007)는, 기판(S)의 대상으로 고려되는 복수의 샷 영역의 모두에 대해서 단계 S201 및 S202의 공정이 실행되었는지 여부를 판단한다. 공정을 거치지 않은 샷 영역이 존재하는 경우, 공정은 단계 S201로 되돌아가고, 이 샷 영역에 대해 단계 S201 및 S202의 공정이 행해진다. 이어서, 대상으로 고려되는 복수의 샷 영역 모두에 대해서 단계 S201 및 S202의 공정이 실행된 경우, 공정은 단계 S204로 진행된다. 단계 S204에서는, 모델 생성 장치(1007)는, 특징량에 기초하여 정렬 에러량을 추정하기 위한 모델 및 특징량에 기초하여 확신도를 결정하기 위한 모델을 생성한다.
중첩 검사 장치에 의해 취득된 계측값과 임프린트 장치(IMP)에 의해 취득된 계측값 사이의 위치 어긋남의 원인에 따라, 비계측 방향에 관한 특징량과 계측 방향에 관한 특징량을 사용해서 모델을 생성함으로써 정렬 에러량을 더 저감시키는 것이 가능할 수 있다. 이러한 경우에는, 비계측 방향에 관한 특징량과 계측 방향에 관한 특징량의 양자 모두를 사용해서 훈련된 모델을 생성하는 것이 바람직하다.
여기서, 특징량에 기초하여 정렬 에러량을 추정하기 위한 모델(에러량 추정 모델)은, 특징량을 입력으로서 설정하고 정렬 에러량을 나타내는 정보를 출력하도록 형성될 수 있다. 에러량 추정 모델은, 정렬 에러량을 나타내는 정보로서 정렬 에러량 자체를 출력하도록 형성될 수 있거나, 또는 정렬 에러량을 나타내는 지표를 포함하는 값 및/또는 분포를 출력하도록 형성될 수 있다. 또한, 특징량에 기초하여 확신도를 결정하기 위한 모델(확신도 결정 모델)은 특징량을 입력으로서 사용하고 확신도를 나타내는 정보를 출력하도록 형성될 수 있다. 확신도 결정 모델은, 확신도를 나타내는 정보로서, 확신도 자체를 출력하도록 형성될 수 있거나, 또는 확신도를 나타내는 지표를 포함하는 값 및/또는 분포를 출력하도록 형성될 수 있다. 본 실시형태는, 특징량을 입력으로서 사용하고, 정렬 에러량을 나타내는 지표 및 확신도를 나타내는 지표를 포함하는 분포를 출력하는 모델이 생성되는 예를 설명한다.
모델 생성은, 예를 들어 기계 학습에 의해 행해질 수 있다. 더 구체적인 예로서 다음을 들 수 있다. 먼저, 임프린트 장치(IMP)에 의해 동일한 조건하에서 복수의 샷 영역의 각각에 대해 새로운 층(패턴)을 형성한다. 계속해서, 외부 중첩 검사 장치가 각각의 샷 영역의 하층(의 중첩 검사 마크)과 새롭게 형성된 층(의 중첩 검사 마크) 사이의 중첩 어긋남양을 계측한다. 이어서, 모델 생성 장치(1007)는, 계측된 각각의 샷 영역의 중첩 어긋남양을 취득하고, 각각의 샷 영역의 중첩 어긋남양과 샷 영역에 층이 새롭게 형성될 때 취득되는 최종 계측값 사이의 차분을 정렬 에러량으로서 산출한다. 그 후, 모델 생성 장치(1007)는, 층을 새롭게 형성할 때에 사용된 각각의 샷 영역의 마크 화상의 특징량을 모델의 입력 데이터로서 사용하고 산출된 정렬 에러량을 훈련 데이터로서 사용해서 기계 학습을 행한다.
기계 학습이 행해질 때 정렬 에러량에 대하여 전처리를 행할 수 있다. 전처리의 예는, 예를 들어 정렬 에러량에 오프셋값을 가산하는 방법 및 정렬 에러량에 값을 승산하여 에러량의 스케일을 변경하는 방법이다.
예를 들어, 기계 학습의 방법의 예로서는, 변수를 확률로서 사용하여 불확실성을 고려한 추론을 행하는 가우시안 프로세스 회귀(Gaussian process regression) 및 베이스 추론(Bayesian inference)을 들 수 있다. 가우시안 프로세스 회귀 및 베이즈 추론을 사용하는 경우, 모델은 특징량을 입력해서 정렬 에러량의 확률 분포를 출력하는 함수일 수 있으며, 기계 학습에 의해 내부 변수의 최적화가 행해 질 수 있다. 취득된 에러량의 확률 분포의 기대값을 에러량의 추론값으로서 사용할 수 있으며, 확률 분포의 분산을 확신도로서 사용할 수 있다.
추론의 계산 복잡성을 감소시킬 필요가 있는 경우, 다중 회귀 분석 등과 같은 낮은 계산 복잡성을 갖는 통계 모델을 사용하는 것이 적합하다. 마크 화상의 각각의 화소값을 특징량으로서 설정하는 등의 고차원 특징량을 사용해서 정렬 에러량을 산출하는 경우, 다층 퍼셉트론에 의해 형성된 뉴럴 네트워크를 사용해서 내부 변수를 최적화하는 방법을 사용하는 것이 적합하다. 정렬 에러량 또는 마크 화상에 많은 비정상값이 포함되어 있는 경우, 비정상값에 대해 강건한 결정 트리 분석에 기초하는 방법을 사용할 수 있다. 다중 회귀 분석 또는 뉴럴 네트워크를 사용하는 경우에는, 모델은 특징량이 입력될 때 정렬 에러량을 출력하도록 정의될 수 있고, 기계 학습에 의해 내부 변수의 최적화가 행해질 수 있다. 결정 트리 분석이 사용되는 경우에는, 모델은 특징량이 입력될 때 정렬 에러량을 출력하도록 정의될 수 있으며, 기계 학습에 의해 결정 트리가 구축될 수 있다.
단계 S205에서는, 모델 생성 장치(1007)는 단계 S204에서 생성된 모델을 저장한다. 또한, 모델 생성 장치(1007)는 단계 S204에서 생성된 모델을 임프린트 장치(IMP)의 제어부(110)에 제공할 수도 있다.
정렬 에러량의 추정 및 확신도의 결정에서 비계측 방향에서의 마크 화상의 특징량을 사용하는 이유(원리)를 설명한다. 도 14d는 기판(S)의 샷 영역에 제공된 제1 마크와 몰드(M)에 제공된 제2 마크에 의해 형성되는 광학 상인 무아레 무늬에 기초하여 기판(S)의 샷 영역과 몰드(M) 사이의 상대 위치 정보를 계측하는 원리를 나타낸다. 도 14d는 기판(S)의 샷 영역에 제공된 제1 마크(3a)와 몰드(M)에 제공된 제2 마크(2a)를 나타낸다. 정렬 계측 디바이스(106)는 이들 마크를 조명하는 조명 광학계를 포함하며, 조명 광학계는 퓨필면(P)을 갖는다. 참조 부호(IL1, IL2, IL3, 및 IL4)는 퓨필면(P)에 형성되는 극으로부터의 조명광의 광선을 나타낸다.
기판(S)의 샷 영역과 몰드(M) 사이의 X 방향에서의 상대 위치의 계측에는 조명광(IL1) 및 조명광(IL2)이 사용된다. 도 14a에 예시되는 바와 같이, X 방향에서의 상대 위치의 계측에서는, X 방향에서의 상대 위치의 계측에는 사용되지 않는 조명광(IL3) 및 조명광(IL4)이 제1 마크(3a) 및 제2 마크(2a)의 에지에 의해 산란되는 것에 의해 산란광의 광선이 될 수 있다. 산란광의 각각의 광선은 플레어가 되며 무아레 무늬 신호(무아레 무늬 화상 데이터)에 혼입될 수 있다. 도 14c는, 도 14a에서의 무아레 무늬 신호의 X 방향에서의 신호 강도 분포(정렬 계측 디바이스(106)의 촬상 소자의 수광면 상의 광 강도 분포)의 예를 나타낸다. 제1 마크(3a) 및 제2 마크(2a)의 에지에 의해 산란되는 광의 광선의 영향으로 인해 신호 강도 분포의 좌측 단부측 및 우측 단부측에 큰 피크가 있는 것을 볼 수 있다. 무아레 무늬 신호의 4개의 주기 중, 좌측 단부측 및 우측 단부측의 2개의 주기는 산란광의 영향을 받았으며, 결과적으로 상대 위치의 계측 정밀도가 영향을 받는다. 도 14b에 나타내는 바와 같이, Y 방향에서의 상대 위치의 계측에서도 유사한 현상이 발생하며, Y 방향에서의 상대 위치의 계측에 사용되지 않는 조명광(IL1) 및 조명광(IL2)은 제1 마크(3b) 및 제2 마크(2b)의 에지에 의해 산란되는 것에 의해 산란광의 광선이 될 수 있다. 결과적으로, 산란광의 각각의 광선은 플레어 광이 될 수 있으며 무아레 무늬 신호에 혼입될 수 있다. 각각의 계측 방향에서의 광 강도 분포에 대한 플레어 광의 영향에 대해서 위에서 설명했지만, 동일한 원리에 기초하여 각각의 비계측 방향에서의 광 강도 분포도 플레어 광으로부터의 영향을 받아 변화할 수 있다. 비계측 방향에서의 광 분포의 변화는 계측 방향에서의 상대 위치 또는 위치의 계측 정밀도도 저하시킬 수 있다.
도 15 및 도 16은 계측 방향(X 방향)의 신호 파형(406)과 비계측 방향(Y 방향)의 신호 파형(407)의 예를 각각 나타낸다. 계측 방향의 신호 파형(406)은, 정렬 파형이라고도 불리고, 정렬 계측 디바이스(106)를 사용해서 취득된 마크 화상(401)을 형성하는 복수의 화소 중, 계측 방향에서의 위치가 서로 동등한 화소의 신호값의 적산값을 산출함으로써 취득된다. 또한, 비계측 방향에서의 신호 파형은, 정렬 계측 디바이스(106)를 사용해서 취득된 마크 화상(401)을 형성하는 복수의 화소 중, 비계측 방향에서의 위치가 서로 동등한 화소의 신호값의 적산값을 산출함으로써 취득될 수 있다.
플레어의 영향은 도 15에 나타내는 예에 비해서 도 16에 나타내는 예에서 더 크다. 도 16에 도시된 예의 계측 방향에서의 신호 파형(406)의 왜곡은 도 15에 도시된 예의 계측 방향에서의 신호 파형(406)의 왜곡보다 더 크기 때문에, 계측 방향에서 취득되는 계측 결과에 에러(901)가 발생할 수 있다. 또한, 도 16에 도시된 예의 비계측 방향의 신호 파형(407)의 왜곡은 도 15에 도시된 예의 비계측 방향에서의 신호 파형(407)의 왜곡보다 더 크며, 따라서 신호값의 큰 변동(902)을 나타낸다. 즉, 비계측 방향의 신호 파형(407)은 계측 방향의 신호 파형(406), 즉 계측 방향에서 취득되는 계측 결과에 상관된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 비계측 방향에 관련되는 화상 데이터의 특징량을 취득하고, 특징량에 기초하여, 화상 데이터로부터 취득되는 계측 방향에서의 계측 대상물의 임시 위치 정보를 보정함으로써 계측 대상물의 위치 정보를 정밀하게 결정할 수 있다. 또한, 상기 설명에 기초하여, 비계측 방향에 관한 화상 데이터의 특징량은 계측 방향에서의 신호 파형의 왜곡 및/또는 신호값의 변동을 반영한다고 말할 수 있다. 따라서, 특징량에 기초하여, 화상 데이터로부터 결정된 계측 대상물의 위치 정보의 확신도(활실성 및 신뢰성의 정도)를 결정할 수 있다.
여기서, 비계측 방향(제2 방향)에 관해서 화상 데이터로부터 취득될 수 있는 특징량에 대해서 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은, 도 6a 및 도 6b와 유사한 방식으로, X 방향의 위치를 계측하는 마크를 촬상해서 취득된 마크 화상(화상 데이터)(401)과 마크 화상(401)으로부터 취득되는 신호 파형(406)(계측 방향(X 방향)의 신호 파형)의 예를 나타낸다. 또한, 도 8은 마크 화상(401)으로부터 취득되는 비계측 방향(Y 방향)의 신호 파형(407)의 예도 나타낸다. 비계측 방향의 신호 파형(407)은, 예를 들어 마크 화상(401)을 포함하는 계측 영역(403)을 형성하는 복수의 화소 중, 비계측 방향(Y 방향)에서의 위치가 서로 동등한 화소의 적산값을 산출함으로써 생성될 수 있다.
비계측 방향(제2 방향)에 관해서 화상 데이터로부터 취득되는 특징량은 도 8에 예시되는 바와 같이 비계측 방향에서의 복수의 위치에 대응하는 복수의 값(603)을 포함할 수 있다. 복수의 값(603)은 복수의 적산값을 포함하고, 복수의 적산값의 각각은 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중 비계측 방향에서의 위치가 서로 동등한 화소의 신호값의 적산값일 수 있다. 대안적으로, 복수의 값(603)은, 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중, 비계측 방향에 평행한 선 상의 복수의 화소의 신호값을 포함할 수 있다. 대안적으로, 복수의 값(603)은, 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중, 비계측 방향에 평행한 선 상의 복수의 화소의 신호값을 처리함으로써 취득되는 복수의 값일 수 있다. 대안적으로, 복수의 값(603)은, 복수의 적산값에 대하여 기저 변환을 행함으로써 취득될 수 있고, 복수의 적산값의 각각은 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중 비계측 방향에서의 위치가 서로 동등한 화소의 신호값의 적산값일 수 있다. 대안적으로, 복수의 값(603)은, 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중 비계측 방향에 평행한 선 상에 있는 복수의 화소의 신호값에 대하여 기저 변환을 행함으로써 취득되는 값일 수 있다. 대안적으로, 복수의 값(603)은, 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중 비계측 방향에 평행한 선 상에 있는 복수의 화소의 신호값을 처리함으로써 취득되는 복수의 값에 대하여 기저 변환을 행함으로써 취득되는 값일 수 있다.
대안적으로, 도 9에 도시되는 바와 같이, 부분 영역(701)에서 계측 방향의 위치가 서로 동등한 화소의 신호값을 적산하여 취득한 결과와, 부분 영역(702)에서 계측 방향의 위치가 서로 동등한 화소의 신호값을 적산해서 취득한 결과 사이의 차분을 비계측 방향에서의 특징량으로서 설정할 수 있다. 더 구체적으로는, 부분 영역(701)으로부터 취득되는 계측 방향(X 방향)의 정렬 파형(406a)과 부분 영역(702)으로부터 취득되는 계측 방향(X 방향)의 정렬 파형(406b) 사이의 차분을 비계측 방향에서의 특징량으로서 설정할 수 있다. 부분 영역(701) 및 부분 영역(702)은, 마크 화상(401)을 포함하는 계측 영역(403) 중 비계측 방향(Y 방향)의 위치가 서로 상이한 영역이다.
이하, 도 10을 참조하여 비계측 방향에서 화상 데이터의 특징량을 산출 또는 결정하는 예를 설명한다. 도 10에서, 참조 부호 x1, x2, ...는 정렬 계측 디바이스(106)에 의한 촬상에 의해 취득되는 화상 데이터(마크 화상(401))의 X 좌표(X 방향에서의 화소 위치)를 나타낸다. 또한, 참조 부호 y1, y2, ...은 화상 데이터의 Y 좌표(Y 방향에서의 화소 위치)를 나타낸다. 이하에서는, X 좌표값이 x1이며 Y 좌표값이 y1인 화소의 화소값을 x1y1로 나타낸다. 추출 또는 샘플링되는 화소의 좌표(x1, x2, ..., 및 y1, y2, ...) 사이의 간격 및 그 개수는 임의로 결정(설정)될 수 있다.
일례에서, (x1y1+x2y1+x3y1+...), (x1y2+x2y2+x3y2+...), ...의 방식으로, 서로 동등한 y 좌표값을 갖는 화소의 화소값을 적산함으로써, 비계측 방향의 신호 파형의 특징을 특징량으로서 취득할 수 있다. 이러한 종류의 방법은 비계측 방향을 따라서 회절광 및/또는 산란광이 발생한 경우에 효과적이다.
회절광 또는 산란광이 국소적으로 발생한 경우, 각각의 좌표 위치에서의 화소의 화소값인 (x1y1), (x1y2), (x1y3), (x1y4), (x1y5), (x1y6), (x2y1), (x2y2), ...이 비계측 방향에서의 특징량으로서 그대로 사용될 수 있다. 여기서 특징량은 또한 (x1y1+x1y2), (x1y3+x1y4), (x1y5+x1y6), (x2y1+x2y2), (x2y3+x2y4), ...로서 결정될 수 있다. 이러한 방식으로 Y 방향의 복수의 화소의 화소값을 가산함으로써, 특징량을 나타내는 데이터의 수를 감소시킬 수 있고, 따라서 결과적으로 특징량에 기초하는 보정값의 산출의 계산 복잡성을 낮출 수 있다. 또한, 복수의 화소에 의해 형성되는 각각의 그룹의 화소값의 합계값은 각각의 그룹의 평균 좌표를 (x1y1+x1y3), (x1y2+x1y4), ...의 방식으로 오름 차순으로 배치하도록 특징량으로서 추출될 수 있다. 대안적으로, (x1y1+x1y2+x1y3), (x1y3+x1y4+x1y5), ...의 방식으로, 각각의 그룹의 좌표가 서로 부분적으로 겹치도록, 복수의 화소에 의해 형성되는 각각의 그룹의 화소값의 합계값을 특징량으로서 추출할 수 있다. 대안적으로, (x1y1+x1y2+x2y1+x2y2), (x1y2+x1y3+x2y2+x2y3), (x1y3+x1y4+x2y3+x2y4), ...의 방식으로 X 및 Y 방향에 가산을 행함으로써 특징량을 추출할 수 있다. 회절광 및/또는 산란광이 경사 방향을 따라 발생되는 경우, (x1y1+x2y2), (x2y2+x3y3), (x1y2+x2y3), (x2y3+x3y4), ...의 방식으로 경사 방향에 가산을 행함으로써 특징량을 추출할 수 있다.
대안적으로, (α×x1y1), (β×x1y2), (γ×x1y3), ...의 방식으로 상수(α, β, γ, ...)를 각각의 화소의 화소값에 승산할 수 있다. 이는 작은 보정 효과를 갖는 각각의 특징량의 가중치를 임의로 감소시킬 수 있다. 대안적으로, (α×x1y1+β×x1y2+γ×x1y3), (a×x1y2+b×x1y3+c×x1y4), (p×x1y3+q×x1y4+r×x1y5), ...의 방식으로 특징량을 결정할 수 있다. 여기서, α, β, γ, a, b, c, p, q, 및 r은 각각 화소값에 승산하는 상수이다. α=a=p=-1, β=b=p=2, 및 γ=c=r=-1로 하면, 비계측 방향의 각각의 구배를 특징량으로서 취득할 수 있다.
비계측 방향에서 취득된 특징량에 대하여 기저 변환을 행함으로써 새로운 특징량을 취득할 수 있다. 기저 변환의 일례로서는, 푸리에 변환을 행해서 위상 및 진폭을 취득하는 방법, 및 주성분 분석에 기초하여 기저를 취득하고 기저 변환을 행함으로써 정보량을 축약하는 방법이 있다. 특징량에 오프셋값을 가산하거나 또는 특징량에 오프셋값을 승산함으로써 새로운 특징량을 취득할 수도 있다. 비계측 방향의 특징량 이 외에, 계측 방향의 특징량을 사용하여 보정값을 결정할 수 있다. 계측 방향의 파형(화상 데이터)의 임의의 점을 샘플링해서 특징량으로서 사용할 수 있고, 비계측 방향의 특징량과 유사한 방식으로 이 특징량에 대해 기저 변환, 오프셋값의 가산, 또는 오프셋값의 승산을 행할 수 있다. 또한, 화상 데이터로부터 특징량을 취득하는 처리는 임프린트 장치(IMP)의 제어부(110) 등에 의해 실행될 수 있다는 것에 유의한다.
이어서, 도 5를 참조하여, 전술한 단계 S104(정렬)의 공정에서 실행되는 처리를 설명한다. 이 처리에서는, 전술한 모델을 사용해서 정렬 에러량을 산출하고, 이 정렬 에러량(보정량)에 기초하여, 화상 데이터에 기초해서 취득되는 계측 방향에 관한 임시 위치 정보를 보정함으로써, 계측 대상물의 위치 정보를 생성한다. 또한, 전술한 모델을 사용해서 확신도가 결정되고, 이 확신도에 기초하여 단계 S104(정렬)에서의 계측 대상물의 위치 정보의 사용에 관한 각각의 설정을 행한다.
단계 S301에서는, 임프린트 장치(IMP)의 제어부(110)는 모델 생성 장치(1007)에 의해 생성된 모델을 취득한다. 모델은 후속 공정인 단계 S302의 공정 직전에 취득될 필요는 없고, 예를 들어 전술한 단계 S102의 공정 전 등의 타이밍 같은 임의의 타이밍에서 취득될 수 있다는 것에 유의한다.
단계 S302에서는, 제어부(110)는, 단계 S104에서 정렬 계측 디바이스(106)에 의한 촬상에서 취득된 화상 데이터를 취득하고, 화상 데이터로부터 적어도 비계측 방향에 관한 각각의 특징량을 취득(추출 또는 산출)한다. 단계 S302에서 각각의 특징량을 산출 또는 추출하기 위해 사용되는 방법은, 모델 생성 장치(1007)가 단계 S202에서 실행하는 각각의 특징량을 산출 또는 추출하는 방법과 유사하다.
단계 S303에서는, 제어부(110)는, 단계 S301에서 취득된 모델과 단계 S302에서 산출 또는 추출된 각각의 특징량을 사용하여 정렬 에러량을 산출할 수 있다. 예를 들어, 훈련 수단으로서 가우시안 프로세스 회귀를 사용하는 경우, 단계 S301에서 취득된 모델에 각각의 특징량이 입력되고, 해당 모델로부터 출력된 확률 분포의 기대값을 정렬 에러량으로서 취득할 수 있다. 이 정렬 에러량은 보정값으로서 사용될 수 있다.
단계 S304에서는, 제어부(110)는, 단계 S104에서 정렬 계측 디바이스(106)에 의한 촬상에서 취득된 화상 데이터의 계측 방향에 관한 광 강도 분포에 기초하여, 계측 방향에서의 계측 대상물의 임시 위치 정보를 결정한다(취득한다). 이 임시 위치 정보는, 화상 데이터의 비계측 방향에 관한 각각의 특징량을 고려하지 않고 취득되는 계측 대상물의 잠정적인 위치 정보이다.
단계 S305에서는, 제어부(110)는, 단계 S304에서 취득된 임시 위치 정보와 단계 S303에서 취득된 비계측 방향에 관한 화상 데이터의 각각의 특징량에 기초하는 보정값에 기초하여, 계측 방향에서의 계측 대상물의 위치 정보를 생성한다. 더 구체적으로는, 제어부(110)는, 단계 S304에서 취득된 임시 위치 정보로부터, 단계 S303에서 취득되며 비계측 방향에 관한 화상 데이터의 각각의 특징량에 기초하는 보정값을 감산함으로써, 계측 방향에서의 계측 대상물의 위치 정보를 생성할 수 있다.
모델 생성 시에 비계측 방향에 관한 각각의 특징량 이 외에 계측 방향에 관한 각각의 특징량을 사용하는 경우에는, 제어부(110)는, 단계 S302에서 비계측 방향에 관한 특징량과 계측 방향에 관한 각각의 특징량을 산출 또는 추출할 수 있다. 이어서, 단계 S303에서, 제어부(110)는, 모델에 비계측 방향에 관한 각각의 특징량과 계측 방향에 관한 각각의 특징량을 입력하고, 모델로부터 출력된 정렬 에러량을 보정값으로서 설정할 수 있으며, 제어부(110)는 단계 S305에서 계측 대상물의 위치 정보를 취득할 수 있다.
단계 S306에서는, 제어부(110)는, 단계 S301에서 취득된 모델과 단계 S302에서 산출 또는 추출된 특징량을 사용하여, 단계 S305에서 취득된 계측 대상물의 위치 정보의 확신도를 결정(산출)한다. 예를 들어, 훈련 수단으로서 가우시안 프로세스 회귀를 사용하는 경우, 단계 S301에서 취득된 모델에 특징량을 입력하고, 해당 모델로부터 출력된 확률 분포의 분산을 확신도인 것으로 결정할 수 있다. 이러한 방식으로 계측 대상물(예를 들어, 마크)의 확신도를 결정함으로써, 확신도에 기초하여 계측 대상물로서의 마크가 비정상 마크인지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 단계 S104에서 행해진 정렬에서 계측 대상물의 위치 정보를 사용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.
단계 S307에서는, 제어부(110)는, 단계 S306에서 결정된 특징량에 기초하여, 단계 S305에서 생성된 계측 대상물의 위치 정보의 사용(단계 S104의 정렬 동작에서의 사용)에 관한 설정을 설정한다. 상기 설정은, 단계 S305에서 생성된 계측 대상물의 위치 정보를 단계 S104에서 행해지는 정렬에서 사용할지 또는 사용하지 않을지의 설정일 수 있다. 또한, 설정은 단계 S305에서 생성된 계측 대상물의 위치 정보를 단계 S104에서 행해지는 정렬에서 사용할 때에 해당 위치 정보에 부가되는 가중치의 설정일 수도 있다. 이들 설정은 처리 장치의 일부로서의 제어부(110) 및/또는 제어 장치(1003)에 포함되는 설정 디바이스에 의해 실행될 수 있다.
여기서, 전술한 처리에 기초한 정렬의 예에 대해서 설명한다. 기판(S)의 대상 샷 영역에 배치된 1개 이상의 마크(정렬 마크)를 계측 대상물로서 설정함으로써, 전술한 처리에 의해 생성된 위치 정보(정렬 계측값)를 사용하여 기판(S)(샷 영역)과 몰드(M) 사이의 상대 위치를 목표 상대 위치로 설정하는 제어를 행하는 경우를 상정한다. 이 경우, 이하와 같이 표현되는 평가값(V)을 최소화하도록 목표 상대 위치 성분(sx, sy, θx, θy, βx, 및 βy)을 취득한다.
Figure pat00001
...(1)
xi 및 yi는 각각 대상 샷 영역에서의 마크의 설계에 따른 X 방향의 위치 및 Y 방향의 위치를 나타내며, dxi 및 dyi는 각각 X 방향의 정렬 계측값 및 Y 방향의 정렬 계측값을 나타낸다. i는 마크의 번호를 나타내고, n은 마크의 수를 나타낸다. 또한, sx 및 sy는 각각 목표 상대 위치의 X 방향의 어긋남 성분 및 Y 방향의 어긋남 성분을 나타내며, θx 및 θy는 각각 목표 상대 위치의 X축 둘레의 회전 성분 및 Y축 둘레의 회전 성분을 나타낸다. βx 및 βy는 각각 목표 상대 위치의 X 방향의 신장 성분 및 Y 방향의 신장 성분을 나타낸다. 이러한 목표 상대 위치의 성분에 기초하여, 기판(S)(대상 샷 영역)과 몰드(M)의 정렬이 제어될 수 있다.
여기서, 마크의 정렬 계측값(dxi 및 dyi)의 각각에 비정상값(예를 들어, 다른 마크의 정렬 계측값과는 극단적으로 상이한 값)이 포함되는 경우, 기판(S)(대상 샷 영역)과 몰드(M)의 정렬을 정밀하게 제어하는 것이 곤란해질 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 제어부(110)는 각 마크를 계측 대상물로서 설정함으로써 각각의 위치 정보(정렬 계측값)의 확신도를 취득할 수 있다. 이어서, 확신도가 임계치 미만인 마크가 존재하는 경우, 제어부(110)는 이 마크를 사용하지 않고 나머지 마크를 사용해서 기판(S)과 몰드(M)의 정렬을 제어할 수 있다. 대안적으로, 이하의 식 (2)에 기재되는 방식으로 확신도에 따라 각각의 마크의 정렬 계측값(위치 정보)에 가중치(w)를 승산해서 목표 상대 위치의 각각의 성분을 취득할 수 있고, 취득된 목표 상대 위치의 성분에 기초하여 기판(S)과 몰드(M)의 정렬을 제어할 수 있다. 결과적으로, 비정상 마크의 영향을 감소시킬 수 있고, 기판(S)과 몰드(M)의 정렬을 정밀하게 제어할 수 있다.
Figure pat00002
...(2)
또한, 제어부(110)는, 확신도에 따라, 기판(S)과 몰드(M)의 정렬의 완료 시각을 조정할 수 있다. 이러한 종류의 조정은, 계측 대상물로서의 마크를 형성하는 오목부에 임프린트재(IM)가 불충분하게 충전된 것에 기인하여 마크 화상(화상 데이터)의 특징량이 정상적으로 추출 또는 산출되지 않을 때 임계치보다 낮은 확신도가 취득되는 경우에 효과적일 수 있다. 이러한 경우, 시간의 경과에 따라 임프린트재(IM)가 계측 대상물(마크)의 오목부에 충분히 충전되고, 결국 특징량이 정상적으로 추출 또는 산출될 수 있을 것이기 때문에, 확신도 또한 상승할 수 있다. 즉, 확신도에 따라서 정렬의 완료 시각을 조정함으로써 기판(S)과 몰드(M)의 정렬 정밀도를 향상시킬 수 있다.
예를 들어, 제어부(110)는, 기판(S)과 몰드(M)의 정렬의 초기 단계에서 취득된 확신도에 따라 정렬의 완료 시각을 조정할 수 있다. 더 구체적으로는, 확신도와 정렬 정밀도가 미리결정된 값 이상이 되는 정렬의 실행 시간 사이의 대응 관계를 나타내는 정보에 기초하여, 정렬의 초기 단계에서 취득된 확신도에 따라서 정렬의 실행 시간(즉, 완료 시각)을 조정할 수 있다. 대응 관계를 나타내는 정보는, 예를 들어 실험, 시뮬레이션 등에 의해 미리 취득될 수 있다. 또한, 제어부(110)는, 기판(S)과 몰드(M)의 정렬 동안 계측 대상물로서의 마크의 위치 정보(정렬 계측값) 및 확신도를 순차적으로(연속적으로) 취득할 수 있고, 확신도가 임계치 이상에 도달한 사실에 따라 정렬의 완료 시각을 조정할 수 있다. 이 경우, 제어부(110)는, 확신도가 임계치 이상에 도달한 시각으로부터 미리결정된 시간 내에 기판(S)과 몰드(M)의 정렬이 행해지도록, 정렬의 완료 시각을 조정할 수 있다.
이하, 본 실시형태의 검증 결과를 설명한다. 이 검증은, 도 11에 도시되는 바와 같은 샷 영역 내의 X 방향의 정렬 마크(801, 803, 805, 및 807) 및 Y 방향의 정렬 마크(802, 804, 806, 및 808)인 8개의 정렬 마크를 사용해서 행해졌다. 참조 번호 809는 중첩 검사 장치에 의해 사용되는 마크(검사 마크)를 나타낸다. 이 검증에서는, 정렬 계측 디바이스(106)를 사용하여 각각의 정렬 마크(801 내지 808)에 대해서 취득된 위치 정보 및 각각의 정렬 마크 근방의 마크(809)의 중첩 계측 결과에 기초하여, 정렬 에러량이 산출되었다. 정렬 에러량을 산출하기 위해서 사용되는 위치 정보로서는, 비계측 방향에서의 화상 데이터의 특징량에 기초하는 보정값에 의한 보정 전에 취득된 위치 정보(즉, 임시 위치 정보)와 보정 후에 취득된 위치 정보가 사용되었다. 또한, 모델을 생성하기 위한 훈련에는 20개의 웨이퍼×69개의 샷 영역의 데이터를 사용했고, 훈련에 사용된 데이터와는 상이한 6개의 웨이퍼×69개의 샷 영역에 대하여 후속하여 보정을 행했다. 정렬 마크의 각각의 위치 및 정렬 마크의 각각의 방향에 대해서 각각 독립적으로 훈련과 보정을 행했다.
도 12는, 보정 전 및 보정 후에 취득되는 전체 데이터의 정렬 에러량의 표준 편차를 나타내며, 각각의 정렬 에러량의 변동의 정도를 나타낸다. 본 실시형태의 목적은 이 변동을 최소화하는 것이며, 이 그래프로부터 각각의 정렬 에러량의 변동이 최대로 대략 16%만큼 감소되었다는 것을 확인할 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 각각 보정 전 및 보정 후의 정렬 에러량을 표시하는 그래프이며, 각각의 데이터의 세트의 정렬 에러량은 각각의 그래프에서 수평으로 정렬된다. 도 13a는 보정 전의 각각의 데이터의 정렬 에러량을 나타내며, 도 13b는 보정 후의 각각의 데이터의 정렬 에러량을 나타낸다. 또한, 도 13c는 비계측 방향에서의 화상 데이터의 특징량에 기초해서 취득되는 각각의 데이터의 확신도를 나타낸다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 원 A로 둘러싸인 우측 부분의 데이터에서, 보정에 의해 정렬 에러량(및/또는 정렬 에러량의 변동)이 감소되었다는 것이 확인된다. 또한, 원 B로 둘러싸인 데이터에서는, 다른 데이터와 비교해서 정렬 에러량이 매우 크고, 보정에 의해 정렬 에러량이 개선되지 않았다는 것이 확인된다. 이 데이터의 확신도를 도 13c를 사용하여 확인하면, 이 데이터의 확신도는 다른 데이터에 비하여 매우 작아졌다는 것이 확인된다. 이것은, 원 B로 둘러싸인 데이터가 취득된 정렬 마크에서, 비정상, 예를 들어 마크가 실제로 의도된 형상 또는 위치로 형성되지 않은 상태가 발생했고, 정렬 계측 디바이스(106)에 의해 정상적인 계측 결과(위치 정보)가 취득될 수 없다는 것을 나타낸다.
이상, 일 실시형태로서, 임프린트 처리 동안의 임프린트 장치(IMP)의 상태를 나타내는 데이터로부터 산출된 보정값이 데이터의 샷 영역의 중첩에 적용되는 예에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 임프린트 장치(IMP)는 제어 장치(1003)에 보정값을 제공할 수 있으며, 본 보정값은 후속 처리에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 임프린트 처리 동안의 임프린트 장치(IMP)의 상태를 나타내는 정보로부터 취득된 보정값이 다음 샷 영역 등과 같은 다른 샷 영역의 정렬 동안 적용될 수 있다. 또는, 보정값은 다음 기판의 동일 위치에 배치된 샷 영역의 정렬 동안 적용될 수도 있다.
또한, 일 실시형태로서 임프린트 처리 동안 보정값 및/또는 확신도가 순차적으로 산출되는 예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 임프린트 처리를 거친 기판(S)(웨이퍼)의 각각의 샷 영역에 대하여 행해진 정렬 계측의 확신도를 산출할 수 있고, 해당 확신도에 기초하여 정렬 마크의 비정상 검출을 행할 수 있다.
또한, 일 실시형태로서 전술된 보정값 및/또는 확신도의 산출/훈련 등은 임프린트 장치뿐만 아니라 다른 리소그래피 장치(예를 들어, 노광 장치)에도 적용될 수 있다. 노광 장치에서도 기판의 샷 영역과 원판의 정렬이 행해진다. 이 정렬에서, 기판의 샷 영역에 제공된 각각의 마크의 위치가 계측될 수 있고, 계측 결과가 비계측 방향에서의 각각의 마크의 화상 데이터의 특징량에 대응하는 보정값을 사용해서 보정될 수 있다. 또한, 비계측 방향에서의 각각의 마크의 화상 데이터의 특징량에 대응하는 확신도에 기초하여, 마크의 사용에 관한 설정이 설정될 수 있다.
<제2 실시형태>
본 발명의 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 제1 실시형태는, 보정값 및 확신도의 양자 모두를 결정(산출 또는 추정)할 수 있는 모델을 사용하여 정렬 계측 결과의 보정과 각각의 마크의 비정상 검출을 행하는 예에 대해서 설명했다. 제2 실시형태는, 보정값을 결정하지 않고 확신도만을 결정하는 모델을 사용하여 각각의 마크의 비정상 검출만을 행하는 예에 대해서 설명한다. 제2 실시형태는, 제1 실시형태를 기본적으로 이어받으며, 예를 들어 장치 구성, 처리 시퀀스 등은 제1 실시형태와 유사하다는 것에 유의한다. 제2 실시형태는 모델 생성 방법(기계 학습 방법) 및 확신도를 결정하는 방법에서 제1 실시형태와 상이하다.
본 실시형태에 따른 모델 생성 방법에 대해서 설명한다. 먼저, 이 생성 방법에서는, 임프린트 장치(IMP)는 동일한 조건하에서 기판(S)의 복수의 샷 영역에 대하여 임프린트 처리를 행하고 정렬에 사용되는 각각의 마크 화상(화상 데이터)의 특징량을 취득한다. 본 실시형태는, 중첩 검사 장치(검사 장치(1005))가 중첩 어긋남양을 계측하지 않는다는 점에서 제1 실시형태와 상이하다. 즉, 적어도 비계측 방향에서의 마크 화상의 특징량을 입력으로서 설정하고 확신도를 나타내는 정보를 출력하는 모델이, 훈련 데이터를 사용하지 않고 기계 학습을 실행함으로써 생성된다(비지도 기계 학습).
이 경우의 기계 학습의 일례로서, 주성분 분석, 오토인코더 등과 같은 방법을 들 수 있다. 이러한 종류의 주성분 분석, 오토인코더 등과 같은 방법은, 비정상 마크의 마크 화상으로부터 취득된 비계측 방향에 관한 특징량이 많은 랜덤 성분을 포함할 때 특히 효과적이다. 이들 방법 각각은, 기계 학습에 사용되는 특징량으로부터 공통 특징을 추출하며, 추출된 특징에 기초하여 확신도를 결정하기 위해 사용되는 대상 특징량을 얼마나 설명할 수 있는지를 산출한다. 이어서, 이 설명을 할 수 있는 성분의 정도(예를 들어, 추출된 특징을 포함하는 정도)를 대상 특징량의 확신도로서 결정할 수 있다. 즉, 기계 학습에 사용되는 특징량으로부터 추출된 특징이 설명에 사용될 수 있는 정도가 증가함에 따라(예를 들어, 설명할 수 있는 성분의 수가 증가함에 따라) 높은 확신도 값이 취득될 수 있다. 따라서, 비정상 마크로부터 취득되고 많은 랜덤 성분을 포함하는 특징량은 추출된 특징에 의해 설명될 수 있는 성분이 적을 것이기 때문에, 낮은 확신도 값이 산출될 것이다.
또한, 기계 학습에 사용되는 마크(계측 대상물) 중 비정상 마크가 거의 존재하지 않는 경우에는, One Class SVM에 의한 비정상 검출도 효과적이다. One Class SVM에서는, 기계 학습에 사용되는 특징량에 대해서, 정상 마크로부터 취득되는 특징량과 비정상 마크로부터 취득되는 특징량 사이의 경계가 산출되며, 확신도가 결정되는 대상 특징량과 경계 사이의 거리에 따라 확신도가 취득된다.
대안적으로, 다른 방법으로서, 기계 학습에 사용되는 마크 화상의 특징량의 평균과 분산-공분산 행렬의 기계 학습을 실행하고, 확신도가 결정되는 대상 마크 화상의 특징량과 평균 사이의 마할라노비스 거리(Mahalanobis distance)로부터 확신도를 취득하는 방법이 있다.
이러한 방식으로, 본 실시형태에서는, 전술한 바와 같은 방법을 사용해서 모델을 생성하고, 모델을 사용해서 계측 대상물의 확신도를 결정(추정)할 수 있다. 예를 들어, 도 5의 단계 S301에서 전술한 방법에 의해 생성된 모델을 취득할 수 있고, 단계 S306에서 해당 모델을 사용해서 확신도를 결정할 수 있다. 이어서, 결정된 확신도에 기초하여 계측 대상물로서의 각각의 마크의 비정상 검출이 행해질 수 있고, 단계 S307에서 마크의 위치 정보의 사용에 관한 설정을 설정할 수 있다. 본 실시형태에 따라 생성된 모델에서는 정렬 에러량(보정값)이 산출되지 않기 때문에, 정렬 계측값(임시 위치 정보)이 보정될 때 보정값을 산출하기 위한 다른 모델이 사용될 수 있다.
<제3 실시형태>
본 발명에 따른 제3 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태는 제1 실시형태를 기본적으로 이어받는다. 이하에서 언급되는 것 이 외의 사항은 제1 실시형태에서 설명된 것을 따르기 때문에, 그에 대한 설명은 생략한다. 또한, 본 실시형태는 제2 실시형태의 내용을 포함할 수 있다.
제1 실시형태는, 중첩 검사 장치에 의해 취득되는 계측값과 임프린트 장치(IMP)에 의해 취득되는 계측값(단계 S104에서 최종적으로 취득되는 정렬 에러) 사이의 차분이 단계 S201에서 모델 생성 장치(1007)에 의해 정렬 에러량으로서 산출되는 예를 설명했다. 또한, 제1 실시형태에서는, 단계 S202에서 모델 생성 장치(1007)에 의해 취득되는 마크 화상은, 임프린트재의 경화 전에 임프린트 장치(IMP)에서 정렬 계측 디바이스(106)를 사용해서 단계 S104에서 취득되는 화상이다.
대조적으로, 본 실시형태에서는, 임프린트 장치(IMP)의 계측값 및 마크 화상으로서, 단계 S105 및 단계 S106의 공정 사이에, 즉 임프린트재가 경화된 후에 임프린트 장치(IMP)에서 정렬 계측 디바이스(106)에 의해 취득되는 계측값 및 마크 화상이 사용된다.
또한, 본 실시형태에서는, 단계 S202에서, 임프린트재가 경화된 후에 촬상된 마크 화상으로부터 특징량이 취득된다. 이 특징량은, 적어도 비계측 방향에 관한 특징량을 포함할 수 있고, 계측 방향에 관한 특징량도 포함할 수 있다.
외부 중첩 검사 장치에 의해 계측되는 기판(S)은 임프린트재가 경화된 상태에 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(IMP)의 계측값 및 마크 화상으로서 임프린트재의 경화 후에 취득되는 보정값 및 마크 화상을 사용함으로써, 임프린트재가 경화될 때에 발생하는 변동을 제거할 수 있을 것이다.
<제4 실시형태>
본 발명의 제4 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 리소그래피 장치로서 노광 장치를 예시한다. 본 실시형태는, 이하에서 특별히 언급되지 않는 한, 제1 실시형태를 기본적으로 이어받는 다는 것에 유의한다. 예를 들어, 모델 생성 방법, 확신도를 결정하는 방법 등은 이하에서 특별히 언급되지 않는 한 제1 실시형태의 것을 이어받는다. 또한, 본 실시형태는 제2 실시형태 및/또는 제3 실시형태의 내용을 포함할 수 있다.
도 17은 일 실시형태에 따른 노광 장치(EXP)의 구성을 개략적으로 도시한다. 노광 장치(EXP)는, 조명 디바이스(200), 원판으로서의 레티클(R)을 보유지지하는 레티클 스테이지(201), 투영 광학계(202), 기판으로서의 웨이퍼(W)를 보유지지하는 웨이퍼 스테이지(203), 마크 위치 계측 디바이스(204), 및 제어부(205)를 포함할 수 있다. 웨이퍼 스테이지(203) 상에는 기준 플레이트(206)가 배치된다. 제어부(205)는, CPU 및 메모리를 포함하고, 조명 디바이스(200), 레티클 스테이지(201), 웨이퍼 스테이지(203), 및 마크 위치 계측 디바이스(204)에 전기적으로 연결되며, 이들 구성요소를 제어해서 노광 장치(EXP)의 동작을 통괄적으로 제어한다.
제어부(205)는, 예를 들어 FPGA(Field Programmable Gate Array의 약어) 등의 PLD(Programmable Logic Device의 약어), ASIC(Application Specific Integrated Circuit의 약어), 프로그램(113)이 내장된 범용 컴퓨터, 또는 이들 구성요소의 전부 또는 일부의 조합에 의해 형성될 수 있다. 또한, 본 실시형태에 따른 제어부(205)는, 마크 위치 계측 디바이스(204)를 사용해서 취득된 계측 대상물(예를 들어, 웨이퍼(W) 상의 마크)의 위치 정보(임시 위치 정보)를 보정하기 위한 보정값을 산출하고 및/또는 마크의 위치 정보의 확신도를 결정하도록 형성될 수 있다. 제어부(205)는 또한 제1 및 제2 실시형태에서 상술한 모델 생성 장치(1007)(기계 학습 제어부)를 포함할 수 있다.
조명 디바이스(200)는, 광원부(200a) 및 조명 광학계(200b)를 포함하고, 레티클 스테이지(201)에 의해 보유지지된 레티클(R)을 조명한다. 광원부(200a)는, 예를 들어 레이저를 사용한다. 레이저로서는 대략 193 nm의 파장을 갖는 ArF 엑시머 레이저, 대략 248 nm의 파장을 갖는 KrF 엑시머 레이저 등을 사용할 수 있지만, 광원의 종류는 엑시머 레이저에 한정되지 않는다. 더 구체적으로는, 대략 157 nm의 파장을 갖는 F2 레이저 또는 20 nm 이하의 파장을 갖는 EUV(Extreme Ultra Violet) 광을 사용할 수 있다. 또한, 조명 광학계(200b)는 편광 조명 기능 및 레티클(R)을 균일하게 조명하기 위한 기능을 가질 수 있다. 조명 광학계(200b)는, 광원부(200a)로부터 방출된 광속을 사용해서 피조명면을 조명하는 광학계이며, 본 실시형태에서는 광속을 노광에 최적인 미리결정된 형상을 갖는 노광 슬릿으로 성형하여 레티클(R)을 조명한다. 조명 광학계(200b)는 렌즈, 미러, 옵티컬 인테그레이터, 조리개 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 광학계(200b)에는, 집광 렌즈, 플라이-아이 렌즈, 개구 조리개, 집광 렌즈, 슬릿 및 결상 광학계가 이 순서로 배치된다.
레티클(R)은, 예를 들어 석영으로 이루어지며, 그 위에는 웨이퍼(W) 상에 전사되어야 할 회로 패턴이 형성된다. 레티클(R)은, 레티클 스테이지(201)에 의해 보유지지 및 구동되며, 조명 디바이스(200)에 의해 조명될 수 있다. 레티클(R)을 투과한 회절광은, 투영 광학계(202)를 통과하고, 웨이퍼(W) 상에 투영된다. 또한, 레티클 스테이지(201)는, 레티클(R)을 보유지지하는 레티클 척, 및 레티클 척을 구동함으로써 레티클(R)을 구동하는 레티클 구동 기구를 포함한다. 레티클 구동 기구는, 리니어 모터 등에 의해 형성되며, X축 방향, Y축 방향, Z축 방향 및 각 축의 회전 방향으로 레티클(R)을 구동할 수 있다. 노광 장치(EXP)에는 사입사계(도시되지 않음)를 갖는 레티클 검출 디바이스가 제공되고, 레티클 검출 디바이스는 레티클 검출 디바이스를 사용하여 레티클(R)의 위치를 검출할 수 있으며 검출 결과에 기초하여 레티클(R)의 위치를 제어할 수 있다.
투영 광학계(202)는, 물체면으로부터의 광속을 상면에 결상하는 기능을 갖고, 본 발명에서는 레티클(R)에 형성된 패턴을 통과한 회절광을 웨이퍼(W) 상에 결상(투영)한다. 투영 광학계(202)로서 복수의 렌즈 소자로 형성되는 광학계가 사용될 수 있지만, 다른 종류의 광학계가 사용될 수 있다. 예를 들어, 투영 광학계(202)로서, 복수의 렌즈 소자 및 적어도 하나의 오목 미러를 포함하는 광학계(반사굴절 광학계), 복수의 렌즈 소자 및 적어도 하나의 키노폼(kinoform) 같은 회절 광학 소자를 포함하는 광학계 등을 사용할 수 있다.
웨이퍼(W)는 예를 들어 반도체 웨이퍼, 액정 기판 등의 피처리체이며, 웨이퍼(W) 상에는 포토레지스트가 도포된다. 본 실시형태에서는, 마크 위치 계측 디바이스(204)가 웨이퍼(W)의 각각의 마크를 검출(촬상)하기 때문에, 웨이퍼(W) 및/또는 웨이퍼(W)의 각각의 마크는 마크 위치 계측 디바이스(204)의 계측 대상물인 것으로 이해될 수 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지(203)는, 웨이퍼(W)를 보유지지하는 웨이퍼 척 및 웨이퍼 척을 구동함으로써 웨이퍼(W)를 구동하는 웨이퍼 구동 기구를 포함한다. 웨이퍼 구동 기구는, 리니어 모터 등에 의해 형성되며, X축 방향, Y축 방향, Z축 방향 및 각각의 축의 회전 방향으로 웨이퍼(W)를 구동할 수 있다. 또한, 노광 장치(EXP)에는 표면 위치 검출 디바이스(도시되지 않음)가 제공된다는 것에 유의한다. 표면 위치 검출 디바이스는 웨이퍼(W)의 면표 위치를 검출할 수 있으며, 그 검출 결과에 기초하여 웨이퍼(W)의 표면 위치(예를 들어, 웨이퍼(W)의 높이)가 제어될 수 있다.
레티클 스테이지(201)와 웨이퍼 스테이지(203) 사이의 상대 위치는, 예를 들어 6축 레이저 간섭계(207)에 의해 계측(감시)되고, 그 계측 결과에 기초하여 웨이퍼(W)의 노광 동안 제어부(205)에 의해 레티클(R)과 웨이퍼(W) 사이의 상대 위치가 제어될 수 있다. 예를 들어, 레티클(R) 및 웨이퍼(W)는 광학적으로 공액인 관계를 갖도록 배치되고, 레티클(R)과 웨이퍼(W)를 투영 광학계(202)의 투영 배율에 대응하는 속도비로 상대적으로 주사함으로써 레티클(R)의 패턴을 웨이퍼(W) 상에 전사할 수 있다.
도 18a는 일 실시형태에 따른 마크 위치 계측 디바이스(204)의 구성을 개략적으로 도시한다. 마크 위치 계측 디바이스(204)는, 광 파이버(261)로부터 방출된 광으로 웨이퍼(W)를 조명하는 조명계와 웨이퍼(W)에 제공된 마크(272)의 상을 결상하는 결상계로 형성될 수 있으며, 웨이퍼(W)의 마크(272)를 촬상해서 화상 데이터(마크 화상)를 생성할 수 있다. 마크 위치 계측 디바이스(204)는, 제1 실시형태에서 설명한 정렬 계측 디바이스(촬상 디바이스)(106)와 유사한 유닛인 것으로 이해될 수 있다. 조명계는 조명 광학계(렌즈(262, 263, 및 266)), 조명 개구 조리개(264), 미러(M2), 릴레이 렌즈(267), 편광 빔 스플리터(268), λ/4 플레이트(270), 및 대물 광학계(271)를 포함할 수 있다. 또한, 결상계는, 대물 광학계(271), λ/4 플레이트(270), 검출 개구 조리개(269), 편광 빔 스플리터(268), 및 결상 광학계(274)를 포함하고, 마크(272)로부터 반사된 광을 센서(275)(수광면)에 결상하도록 형성된다. 이러한 방식으로 배치되는 마크 위치 계측 디바이스(204)를 사용해서 취득된 마크 화상(화상 데이터 및 신호 파형) 및 레이저 간섭계(207)에 의해 계측된 웨이퍼 스테이지(WS)의 위치에 기초하여, 제어부(205)는 마크(272)의 좌표 위치(위치 정보)를 취득할 수 있다.
마크 위치 계측 디바이스(204)에서, 광 파이버(261)로부터 방출된 광은, 조명 광학계의 렌즈(262 및 263)를 통과하고, 웨이퍼(W)와 공액인 위치에 배치된 조명 개구 조리개(264)에 도달한다. 이때, 조명 개구 조리개(264)에서의 광속의 직경은 광 파이버(261)에서의 광속의 직경보다 충분히 작을 것이다. 조명 개구 조리개(264)를 통과한 광은, 조명 광학계의 렌즈(266), 미러(M2), 및 릴레이 렌즈(267)를 통해서 편광 빔 스플리터(268)에 유도된다. 여기서, 예를 들어, 편광 빔 스플리터(268)는, X 방향 및 Y 방향 중 하나에 평행한 p-편광을 투과시키고, X 방향 및 Y 방향 중 다른 것에 평행한 s-편광을 반사하도록 배치될 수 있다. 따라서, 편광 빔 스플리터(268)를 투과한 p-편광은 검출 개구 조리개(269)를 통과한 후, p-편광은 λ/4 플레이트(270)를 투과하고 원편광으로 변환된다. 이어서, 원편광은 대물 광학계(271)를 통과하고 퀼러 조명(Kёhler illumination)으로 웨이퍼(W)의 마크(272)를 조명한다.
마크(272)에 의해 반사/회절/산란된 광은 다시 대물 광학계(271)를 통과한 후, 광은 λ/4 플레이트(270)를 투과해서 원편광으로부터 s-편광으로 변환되며, 변환된 s-편광은 검출 개구 조리개(269)에 도달한다. 여기서, 마크(272)에 의해 반사된 광의 편광 상태는 마크(272)에 조사된 원편광의 회전의 역회전을 갖는 원편광이 된다. 즉, 마크(272)에 조사된 광의 편광 상태가 시계방향 원편광인 경우, 마크(272)에 의해 반사된 광의 편광 상태는 반시계방향 원편광이 된다. 또한, 검출 개구 조리개(269)는, 제어부(205)로부터의 명령에 따라 개구량을 변경하여 마크(272)로부터의 반사광의 개구수를 변경할 수 있다. 검출 개구 조리개(269)를 통과한 광은, 편광 빔 스플리터(268)에 의해 반사되고, 결상 광학계(274)를 통과하며, 이어서 센서(275)에 유도된다. 이러한 방식으로, 본 실시형태에 따른 마크 위치 계측 디바이스(204)에서는, 웨이퍼(W)로의 조명광의 광로와 웨이퍼(W)로부터의 반사광의 광로는 편광 빔 스플리터(268)에 의해 분리될 수 있고, 웨이퍼(W)의 마크(272)의 상을 센서(275)의 수광면에 형성할 수 있다.
예를 들어, 할로겐 램프, 메탈헬라이드 램프, 플라스마 광원, LED 등의 광원(250)으로부터 방출된 광은 광 파이버(261)에 의해 조명 광학계의 렌즈(262)에 유도된다. 이 광원(250)과 광 파이버(261) 사이에는, 투과되는 파장을 변화시킬 수 있는 파장 필터(251)가 배치된다. 파장 필터(251)는, 마크 위치 계측 디바이스(204)에 의해 취득되는 마크 화상의 품질(예를 들어, 콘트라스트 또는 계측 바이어스)에 기초하여, 최적인 조명광의 파장을 투과시킬 수 있도록 형성될 수 있다. 단, 파장 필터(251)의 필터링 방법 및 구성은 한정되지 않는다.
조명 개구 조리개(264)는, 광을 투과시키는 개구부의 형상을 전환하기 위한 전환 기구(본 예에서는 회전 기구)를 포함하며, 투과되는 광원 분포의 형상을 변경할 수 있다. 이 구성은, 개구부의 크기(소위, 조명(σ) 값)가 선택될 수 있게 하거나 변형 조명이 행해지게 할 수 있다. 이 개구부의 형상을 전환함으로써, 마크 위치 계측 디바이스(204)에 의해 취득되는 마크 화상의 품질을 변경할 수도 있다. 본 실시형태에 따른 조명 개구 조리개(264)에는, 일례로서, 도 18b에 나타내는 바와 같이, 상이한 형상을 갖는 4종류의 개구부(255a 내지 255d)가 회전 기구에 제공된다. 이들 4종류의 개구부(255a 내지 255d) 중 하나가 광로에 배치되도록 회전 기구를 구동함으로써 웨이퍼(W)의 마크(272)에의 조명 상태를 변경할 수 있다. 개구부의 형상은 도 18b에 나타낸 형상에 한정되는 것이 아니라 임의로 설정 및 변경될 수 있다는 것에 유의한다.
전술한 바와 같이 파장 필터(251), 조명 개구 조리개(264), 및/또는 검출 개구 조리개(269)의 광학 파라미터(광학 조건)를 변경함으로써, 마크 위치 계측 디바이스(204)에 의해 취득되는 마크 화상의 품질을 변경할 수 있다. 이하에서는, 이 예에 대해서 도 19, 도 20a 내지 도 20e, 및 도 21a 내지 도 21e를 참조하여 설명한다.
도 19는 마크(272)의 일례를 X-Y 평면에서 나타낸다. 도 19에 나타내는 마크(272)는, X 방향의 위치를 계측하기 위한 마크 요소(272X1 및 272X2)와 Y 방향의 위치를 계측하기 위한 마크 요소(272Y1 및 272Y2)로 형성될 수 있다. 마크 위치 계측 디바이스(204)는 마크(272)를 촬상해서 마크 화상(화상 데이터)을 생성한다. 이어서, 마크 위치 계측 디바이스(204) 또는 제어부(205)는 마크 화상을 처리함으로써 마크(272)(각 마크 요소)의 위치를 계측한다. 이러한 마크(272)에서는, 예를 들어 반도체 프로세스의 CMP(화학 기계 연마), 에칭, 레지스트 도포 불균일 등과 같은 프로세스로부터의 영향으로 인해, 계측 에러(계측 바이어스)가 발생할 수 있다. 특히, 이러한 방식으로 양방향 계측을 행하기 위해 사용되는 마크(272) 등에서는, 계측 방향뿐만 아니라 계측 방향이 아닌 방향(비계측 방향)에서도 마크 형상이 비대칭이 될 수 있다(후술함).
도 20a는, 도 19에 나타낸 마크(272)를 형성하는 4개의 마크 요소 중 하나인 마크 요소(272X1)에 집중하며, 이 마크 요소(272X1)의 단면(Z-X 단면)을 나타낸다. 마크 요소(272X1)는 단차 구조를 갖도록 형성되며, 그 위에는 레지스트(253)가 도포된다. 일반적으로, 레지스트(253)는 스핀 코팅에 의해 웨이퍼(W)의 전체면 상에 액체 상태로 도포될 수 있다. 이러한 방식으로 단차 구조를 갖는 마크 요소(272X1)에 스핀 코팅에 의해 액체 레지스트(253)가 도포되면, 예를 들어 마크 요소(272X1)의 웨이퍼(W) 상의 위치에 따라 계측 방향(X 방향)에서 레지스트의 두께가 비대칭이 될 수 있다. 이러한 경우, 마크 위치 계측 디바이스(204)에 의해 취득되는 마크 요소(272X1)의 마크 화상에서 비대칭 성분이 발생하고, 따라서 마크 위치의 계측 결과에 계측 에러(계측 바이어스)를 발생시킨다.
도 21a는, 도 19에 나타낸 마크(272)를 형성하는 4개의 마크 요소 중 하나인 마크 요소(272X1)에 집중하며, 마크 요소(272X1)의 평면도(X-Y 평면)를 나타낸다. 마크 요소(272X1)는 단차 구조를 갖도록 형성되며, 그 위에 레지스트(253)가 도포된다. 전술한 바와 같이, 일반적으로, 레지스트(253)는 스핀 코팅에 의해 웨이퍼(W)의 전체면에 액체 상태로 도포될 수 있다. 이 경우, 도 20a를 참조하여 설명한 계측 방향과 유사한 방식으로, 예를 들어 마크 요소(272X1)의 웨이퍼(W) 상의 위치에 따라 비계측 방향(예를 들어, Y 방향)에서도 레지스트 두께가 비대칭이 될 수 있다. 즉, 마크 위치 계측 디바이스(204)에 의해 취득되는 비계측 방향에서의 마크 화상의 에지의 형상은 비대칭이 될 수 있다. 이러한 종류의 비계측 방향에서의 비대칭성은 계측 방향에서의 비대칭성에 상관될 수 있다(예를 들어, 동일한 경향이 취득될 수 있다).
도 20b 내지 도 20e는, 전술한 광학 파라미터가 변경되는 경우에 취득되는 마크 화상의 계측 방향의 신호 파형을 각각 나타낸다. 횡축은 X 방향(계측 방향)의 위치를 나타내며, 종축은 신호 강도를 나타낸다. 또한, 도 21b 내지 도 21e는 전술한 광학 파라미터가 변경되는 경우에 취득되는 마크 화상의 비계측 방향의 신호 파형을 각각 나타낸다. 횡축은 진동 강도를 나타내며, 종축은 Y 방향(비계측 방향)의 위치를 나타낸다. 도 21b 내지 도 21e의 신호 파형은 각각 도 20b 내지 도 20e와 동일한 조건(즉, 동일한 광학 파라미터) 하에서 취득되는 신호 파형이다.
도 20b 및 도 21b는 주어진 광학 파라미터(파장 및 조명(σ) 값) 하에서 취득되는 마크 화상의 파형의 예를 각각 나타낸다. 도 20b 및 도 21b의 각각에 나타내는 신호 파형은 비교적 낮은 신호 강도(콘트라스트)를 갖는다. 이러한 방식으로 신호 강도가 낮은 경우 계측 정밀도가 저하되기 때문에, 신호 강도가 증가하도록 광학 파라미터를 변경하는 것이 바람직하다. 한편, 도 20c 및 도 21c는, 도 20b 및 도 21b의 각각에 나타낸 신호 파형의 광학 파라미터에 대하여 파장이 변경된 경우에 취득되는 신호 파형의 일례를 각각 나타낸다. 신호 강도는 도 20b 및 도 21b의 각각에 나타낸 신호 파형보다 더 증가된 것을 알 수 있다. 이 경우, 레지스트의 두께의 비대칭성에 기인하는 신호 강도의 비대칭성도 현저해지기 때문에, 이는 계측 에러가 발생할 가능성을 증가시킬 수 있다.
도 20d 및 도 21d는, 전술한 도 20c 및 도 21c의 각각의 신호 파형의 광학 파라미터보다 조명(σ) 값이 더 감소되는 경우에 취득되는 신호 파형의 일례를 각각 나타낸다. 조명(σ) 값을 감소시킴으로써, 마크 요소(272X1)의 주변부에 대응하는 위치에 신호 협조를 발생시켜 콘트라스트를 증가시킬 수 있다. 또한, 마크 위치 계측 디바이스(204)의 포커스 위치를 변화시킴으로써, 신호 협조의 발생량, 신호 협조를 발생시키는 X 방향의 위치 등을 변경할 수 있다. 따라서, 마크 화상을 취득하기 위한 각각의 조건(콘트라스트, 계측 바이어스 등)에 따라, 조명(σ) 값 및/또는 포커스 위치를 조정하는 것이 바람직하다.
도 20e 및 도 21e는, 도 20b 및 도 21b의 각각의 신호 파형의 광학 파라미터보다 조명광의 파장이 더 증가된 경우에 취득되는 신호 파형의 일례를 각각 나타낸다. 마크 요소(272X1)에는 레지스트(253)가 도포되기 때문에, 마크 요소(272X1)의 단차 구조에서 오목부의 간섭을 위한 조건과 볼록부의 간섭을 위한 조건이 상이하다. 예를 들어, 오목부와 볼록부 사이에 위상차가 발생하는 경우, 오목부의 신호 강도와 볼록부의 신호 강도 사이의 관계가 변화한다. 이러한 방식으로 조명광의 파장을 변경함으로써 발생되는 콘트라스트의 변화는 본 실시형태에 따른 단차 구조를 갖는 마크 이 외의 마크에서도 더 현저해질 수 있다. 예를 들어, 이는 실제 반도체 프로세스에서 사용될 수 있는 마크에서 더 현저해질 수 있다. 어떤 경우든, 마크 요소(272X1)의 구조에 따라서 조명광의 파장을 변경함으로써, 마크 위치 계측 디바이스(204)에 의해 취득되는 마크 화상의 상태가 변경될 것이다.
이러한 방식으로, 단차 구조를 갖는 마크(272)(마크 요소(272X1))에서는, 그 위에 도포된 레지스트(253)의 비대칭성으로 인해, 계측 에러(계측 바이어스)가 발생할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서도, 제1 실시형태와 유사한 방식으로, 비계측 방향에 관한 마크 화상(화상 데이터 및 신호 파형)의 특징량을 취득하고, 해당 특징량에 기초하여 해당 화상 데이터로부터 취득되는 계측 방향에서의 마크(계측 대상물)의 임시 위치 정보를 보정할 수 있다. 이는 마크의 위치 정보가 정밀하게 결정될 수 있게 한다. 비계측 방향에 관한 마크 화상의 특징량은 제1 실시형태에서 설명되었지만, 비계측 방향에서의 복수의 위치는 일례로서 대응하는 복수의 값을 포함할 수 있다. 복수의 값은 복수의 적산값을 포함할 수 있고, 복수의 적산값의 각각은 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중 비계측 방향에서의 위치가 서로 동등한 화소의 신호값의 적산값일 수 있다. 특징량을 취득하는 다른 방법의 설명에 대해서는 제1 실시형태를 참조한다.
또한, 상기 설명에 기초하여, 비계측 방향에 관한 마크 화상의 특징량은 계측 방향에서의 비대칭성(예를 들어, 레지스트의 두께의 불균일)을 반영하고 있다고 말할 수 있다. 따라서, 해당 특징량에 기초하여 마크 화상으로부터 결정되는 마크의 위치 정보의 확신도를 취득할 수 있고, 해당 확신도에 기초하여 마크의 위치 정보의 사용에 관한 설정을 설정할 수 있다. 확신도를 취득하는 방법 및 마크의 위치 정보의 사용에 관한 설정 방법의 설명에 대해서는 제1 실시형태를 참조한다.
본 발명의 실시형태는 임프린트 장치를 주로 설명했기 때문에, 기판(S) 상의 각각의 마크와 몰드(M) 상의 각각의 마크의 정렬에 대해서 설명했다는 것에 유의한다. 그러나, 계측 대상물, 예를 들어 반도체 기판 등을 계측하는 계측 디바이스에 본 발명을 적용하는 경우에는, 기판 상의 마크 사이의 어긋남양(거리)을 계측하거나 또는 기판 상의 마크와 기준 위치(스테이지 기준 위치) 사이의 어긋남(거리)을 계측하기 위해 각각의 실시형태가 적용될 수 있다.
<물품을 제조하는 방법의 실시형태>
본 발명의 실시형태에 따른 물품을 제조하는 방법은 반도체 디바이스 같은 마이크로 디바이스 또는 미세구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하는 데 적합하다. 본 실시형태에 따른 물품을 제조하는 방법은, 전술한 리소그래피 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계 및 이전 공정에서 패턴이 형성된 기판을 가공하는 단계를 포함하며, 가공 단계에서 가공된 기판으로부터 물품이 제조된다. 또한, 이 제조 방법은 다른 주지의 단계(산화, 퇴적, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 제거, 다이싱, 본딩, 패키징 등)를 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 물품을 제조하는 방법은 종래의 방법에 비하여 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 유리하다.
이하, 도 22a 내지 도 22f를 참조하여, 일례로서, 리소그래피 장치로서의 임프린트 장치를 사용해서 물품을 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 임프린트 장치를 사용해서 성형한 경화물의 패턴은 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 사용되거나 또는 각종 물품을 제조할 때 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 몰드 등이다. 전기 회로 소자의 예는 DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM과 같은 휘발성 또는 비휘발성 반도체 메모리와 LSI, CCD, 이미지 센서, 및 FPGA와 같은 반도체 소자이다. 몰드는 임프린트 몰드 등을 포함한다.
경화물의 패턴은 전술한 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판 가공 단계에서 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.
이어서, 물품을 제조하는 더 구체적인 방법에 대해서 설명한다. 도 22a에 나타내는 바와 같이, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비한다. 계속해서, 잉크젯법 등에 의해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 도포한다. 여기에서는, 임프린트재(3z)가 기판 상에 복수의 액적으로서 도포된 상태를 나타낸다.
도 22b에 나타내는 바와 같이, 임프린트용 몰드(4z)의, 요철 패턴을 갖는 측을 기판 상의 임프린트재(3z)를 향하게 하고 그에 대향시킨다. 도 22c에 나타내는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 도포된 기판(1z)을 몰드(4z)에 접촉시키고, 압력을 가한다. 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에 임프린트재(3z)를 충전한다. 이 상태에서, 경화용 에너지로서 광을 몰드(4z)를 통해서 임프린트재(3z)에 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다.
도 22d에 나타내는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 경화된 후, 몰드(4z)는 기판(1z)으로부터 분리되며, 기판(1z) 위에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다. 경화물의 패턴에서, 몰드의 오목부는 경화물의 볼록부에 대응하며, 몰드의 볼록부는 경화물의 오목부에 대응한다. 즉, 임프린트재(3z)에 몰드(4z)의 요철 패턴이 전사된다.
도 22e에 나타내는 바와 같이, 경화물의 패턴을 내 에칭 마스크로서 사용하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중 경화물이 존재하지 않거나 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈(5z)을 형성한다. 도 22f에 나타내는 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기서, 경화물의 패턴이 제거된다. 그러나, 가공 후에 경화물의 패턴을 제거하는 대신에, 이것을 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연막, 즉 물품의 구성 부재로서 사용할 수 있다.
<다른 실시형태>
본 발명의 실시형태(들)는, 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체(보다 완전하게는 '비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체'라 칭할 수도 있음)에 기록된 컴퓨터 실행가능 명령어(예를 들어, 하나 이상의 프로그램)를 판독 및 실행하고 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하는 하나 이상의 회로(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC))를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해, 그리고 예를 들어 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체로부터 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행함으로써 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 하나 이상의 회로를 제어함으로써 상기 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 실행되는 방법에 의해 실현될 수도 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로 처리 유닛(MPU))를 포함할 수 있고 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행하기 위한 개별 컴퓨터 또는 개별 프로세서의 네트워크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행가능 명령어는 예를 들어 네트워크 또는 저장 매체로부터 컴퓨터에 제공될 수 있다. 저장 매체는, 예를 들어 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 분산형 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광학 디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(BD)™), 플래시 메모리 디바이스, 메모리 카드 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
(기타의 실시예)
본 발명은, 상기의 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실현가능하다.
또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (25)

  1. 처리 장치이며,
    계측 대상물의 화상 데이터에 기초하여, 제1 방향에서의 상기 계측 대상물의 위치 정보를 생성하도록 구성되는 생성부; 및
    상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향에 관한 상기 화상 데이터의 특징량에 기초하여, 상기 생성부에 의해 생성된 상기 계측 대상물의 상기 위치 정보의 확신도를 결정하도록 구성되는 결정부를 포함하는 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 결정부는, 상기 특징량에 기초하여 상기 확신도를 취득하도록 구성되는 모델을 사용하여 상기 특징량으로부터 상기 확신도를 결정하는 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모델은, 상기 특징량을 입력으로서 사용하고, 상기 생성부에 의해 생성된 상기 위치 정보에 포함되는 것으로 추정되는 에러의 확률 분포를 출력하며,
    상기 결정부는 상기 모델로부터 출력되는 상기 확률 분포의 분산을 상기 확신도로서 결정하는 처리 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 특징량을 입력 데이터로서 그리고 상기 생성부에 의해 생성되는 상기 위치 정보에 포함되는 에러의 계측값을 훈련 데이터로서 사용하여 기계 학습을 행함으로써 상기 모델을 생성하도록 구성되는 기계 학습 제어부를 더 포함하는 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 에러의 상기 계측값은, 상기 생성부에 의해 생성된 상기 계측 대상물의 상기 위치 정보와 외부 검사 장치에 의해 계측된 상기 계측 대상물의 위치 정보 사이의 차분에 의해 취득되는 처리 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 특징량을 입력 데이터로서 사용하여 비지도 기계 학습을 행함으로써 상기 모델을 생성하도록 구성되는 기계 학습 제어부를 더 포함하는 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 결정부에 의해 결정된 상기 확신도에 기초하여, 상기 생성부에 의해 생성된 상기 계측 대상물의 상기 위치 정보의 사용에 관한 설정을 설정하도록 구성되는 설정 유닛을 더 포함하는 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 설정 유닛은, 상기 결정부에 의해 결정된 상기 확신도에 기초하여, 상기 생성부에 의해 생성된 상기 계측 대상물의 상기 위치 정보를 사용할지 여부를 설정하는 처리 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 설정 유닛은, 상기 결정부에 의해 결정된 상기 확신도에 기초하여, 상기 생성부에서 생성된 상기 계측 대상물의 상기 위치 정보에 부가되는 가중치를 설정하는 처리 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 방향에 관한 상기 화상 데이터로부터 취득되는 상기 특징량은 상기 제2 방향에서의 복수의 위치에 대응하는 복수의 값을 포함하는 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 값은 복수의 적산값을 포함하고, 상기 복수의 적산값의 각각은, 상기 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중 상기 제2 방향에서의 위치가 서로 동등한 화소의 신호값의 적산값인 처리 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 값은, 상기 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중 상기 제2 방향에 평행한 선 상의 복수의 화소의 신호값을 포함하는 처리 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 값은, 상기 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중 상기 제2 방향에 평행한 선 상의 복수의 화소의 신호값을 처리함으로써 취득되는 처리 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 값은 복수의 적산값에 대하여 기저 변환을 행함으로써 취득되고, 상기 복수의 적산값의 각각은, 상기 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중 상기 제2 방향에서의 위치가 서로 동등한 화소의 신호값의 적산값인 처리 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 값은, 상기 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중 상기 제2 방향에 평행한 선 상의 복수의 화소의 신호값에 대하여 기저 변환을 행함으로써 취득되는 처리 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 값은, 상기 화상 데이터를 형성하는 복수의 화소 중 상기 제2 방향에 평행한 선 상의 복수의 화소의 신호값을 처리함으로써 취득되는 복수의 값에 대하여 기저 변환을 행함으로써 취득되는 처리 장치.
  17. 계측 대상물의 위치를 계측하는 계측 장치이며,
    상기 계측 대상물을 촬상해서 화상 데이터를 생성하도록 구성되는 촬상 디바이스; 및
    제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에서 규정되며, 상기 촬상 디바이스에 의해 취득되는 상기 화상 데이터를 처리하도록 구성되는 처리 장치를 포함하며,
    상기 처리 장치는, 상기 촬상 디바이스에 의해 취득되는 상기 화상 데이터에 기초하여, 계측 대상물의 위치 정보를 생성하고 상기 위치 정보의 확신도를 결정하는 계측 장치.
  18. 기판 상에 원판의 패턴을 전사하는 리소그래피 장치이며,
    제17항에서 규정된 계측 장치; 및
    상기 계측 장치의 출력에 기초하여, 상기 기판과 상기 원판의 정렬을 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하는 리소그래피 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 처리 장치로부터 출력된 확신도에 따라서 상기 정렬의 완료 시각을 조정하는 리소그래피 장치.
  20. 물품 제조 방법이며,
    제18항에서 규정된 리소그래피 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 형성 단계;
    상기 형성 단계를 거친 상기 기판을 가공하는 가공 단계; 및
    상기 가공 단계를 거친 상기 기판으로부터 상기 물품을 취득하는 취득 단계를 포함하는 물품 제조 방법.
  21. 계측 대상물의 화상 데이터에 기초하여 생성된 제1 방향에서의 상기 계측 대상물의 위치 정보의 확신도를 나타내는 정보를 생성하는 모델이며,
    상기 모델은 상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향에 관한 상기 화상 데이터의 특징량에 기초하여 상기 정보를 생성하도록 구성되는 모델.
  22. 위치를 계측하는 계측 대상물의 화상 데이터의 처리 방법이며,
    상기 화상 데이터에 기초하여, 제1 방향에서의 상기 계측 대상물의 위치 정보를 생성하는 생성 단계; 및
    상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향에 관한 상기 화상 데이터의 특징량에 기초하여, 상기 생성 단계에서 생성된 상기 계측 대상물의 상기 위치 정보의 확신도를 결정하는 단계를 포함하는 처리 방법.
  23. 계측 대상물의 위치를 계측하는 계측 방법이며,
    상기 계측 대상물을 촬상해서 화상 데이터를 생성하는 단계;
    상기 화상 데이터에 기초하여, 제1 방향에서의 상기 계측 대상물의 위치 정보를 생성하는 생성 단계; 및
    상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향에 관한 상기 화상 데이터의 특징량에 기초하여, 상기 생성 단계에서 생성된 상기 계측 대상물의 상기 위치 정보의 확신도를 결정하는 단계를 포함하는 계측 방법.
  24. 계측 대상물의 화상 데이터에 기초하여 생성된 제1 방향에서의 상기 계측 대상물의 위치 정보의 확신도를 결정하기 위한 모델을 생성하는 생성 방법이며,
    상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향에 관한 상기 화상 데이터의 특징량을 취득하는 단계;
    상기 계측 대상물의 상기 위치 정보에 포함되는 에러의 계측값을 취득하는 단계; 및
    상기 특징량을 상기 모델의 입력 데이터로서 설정하고 상기 에러의 상기 계측값을 훈련 데이터로서 설정하여 기계 학습을 행함으로써 모델을 생성하는 단계를 포함하는 생성 방법.
  25. 계측 대상물의 화상 데이터에 기초하여 생성된 제1 방향에서의 상기 계측 대상물의 위치 정보의 확신도를 결정하기 위한 모델을 생성하는 생성 장치이며,
    상기 제1 방향과는 상이한 제2 방향에 관한 상기 화상 데이터의 특징량 및 상기 계측 대상물의 상기 위치 정보에 포함되는 에러의 계측값이 취득되며,
    상기 모델은 상기 특징량을 상기 모델의 입력 데이터로서 그리고 상기 에러의 상기 계측값을 훈련 데이터로서 설정하여 기계 학습을 행함으로써 생성되는 생성 장치.
KR1020210140701A 2020-10-22 2021-10-21 처리 장치, 계측 장치, 리소그래피 장치, 물품을 제조하는 방법, 모델, 처리 방법, 계측 방법, 생성 방법, 및 생성 장치 KR20220053492A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020177445 2020-10-22
JPJP-P-2020-177445 2020-10-22
JP2021142700A JP2022068832A (ja) 2020-10-22 2021-09-01 処理装置、計測装置、リソグラフィ装置、物品製造方法、モデル、処理方法、計測方法、生成方法、およびコンピュータ
JPJP-P-2021-142700 2021-09-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220053492A true KR20220053492A (ko) 2022-04-29

Family

ID=81194877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210140701A KR20220053492A (ko) 2020-10-22 2021-10-21 처리 장치, 계측 장치, 리소그래피 장치, 물품을 제조하는 방법, 모델, 처리 방법, 계측 방법, 생성 방법, 및 생성 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220130028A1 (ko)
KR (1) KR20220053492A (ko)
CN (1) CN114384772A (ko)
TW (1) TW202217475A (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
TW202217475A (zh) 2022-05-01
CN114384772A (zh) 2022-04-22
US20220130028A1 (en) 2022-04-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6140662B2 (ja) 応力ならびにオーバーレイのフィードフォーワード、及び／または、フィードバック・リソグラフィック・プロセス制御
JP5412528B2 (ja) 検査方法、検査システム、基板、およびマスク
TWI641959B (zh) 處理窗識別符
US10712672B2 (en) Method of predicting patterning defects caused by overlay error
KR102124896B1 (ko) 처리 파라미터의 간접 결정
TW201617740A (zh) 用於判定一微影製程之製程窗之方法、相關設備及一電腦程式
JP2019509629A (ja) 構造を測定する方法、検査装置、リソグラフィシステム、およびデバイス製造方法
KR20200030605A (ko) 패터닝 프로세스 제어 방법, 디바이스 제조 방법
TWI753479B (zh) 用於組態微影設備之方法及電腦程式產品
IL272372B1 (en) Equipment and measurement methods for the lithography process
JP2022068832A (ja) 処理装置、計測装置、リソグラフィ装置、物品製造方法、モデル、処理方法、計測方法、生成方法、およびコンピュータ
KR20230047898A (ko) 기판상의 복수의 숏 영역의 배열을 구하는 방법, 노광 방법, 노광 장치, 물품의 제조 방법, 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 및 정보처리장치
KR20220053492A (ko) 처리 장치, 계측 장치, 리소그래피 장치, 물품을 제조하는 방법, 모델, 처리 방법, 계측 방법, 생성 방법, 및 생성 장치
KR102396139B1 (ko) 리소그래피 장치, 리소그래피 방법, 결정 방법, 프로그램 및 물품 제조 방법
US20230185208A1 (en) Measurement apparatus, lithography apparatus, and article manufacturing method
TWI626514B (zh) 度量衡方法及微影方法、微影單元及電腦程式
US20220067958A1 (en) Measurement apparatus that measures position information of measurement target in predetermined direction
JP2022149848A (ja) 計測装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法
CN111413850B (zh) 曝光装置、用于控制曝光装置的方法、以及物品制造方法
JP2022039990A (ja) 計測装置、計測方法、リソグラフィー装置、物品製造方法およびモデル
KR20240077467A (ko) 개선된 오버레이 오차 계측을 위한 유도 변위
TW202318098A (zh) 監測微影程序之方法及其相關設備
CN117882011A (zh) 监测光刻过程的方法以及相关设备

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination