KR20220117808A - 노광 장치, 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

노광 장치, 및 물품의 제조 방법 Download PDF

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KR20220117808A
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타케시 모테기
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

[과제] 주사 노광에 있어서의 기판상에의 패턴의 형성 정밀도의 점에서 유리한 기술을 제공한다.
[해결 수단] 노광 광에 대하여 기판을 주사하는 것에 의해 상기 기판의 숏 영역의 주사 노광을 행하는 노광 장치는, 상기 주사 노광중, 상기 노광 광에 의한 상기 숏 영역의 노광에 앞서, 계측시야내에서 상기 숏 영역의 표면위치를 계측하는 계측부와, 상기 주사 노광중, 상기 계측시야와 상기 숏 영역과의 중복 부분에 있어서의 상기 계측부의 계측결과에 근거하여, 상기 기판의 포커스·레벨링 제어를 행하는 제어부를, 구비하고, 상기 제어부는, 상기 중복 부분의 크기를 나타내는 정보에 근거하여, 상기 포커스·레벨링 제어에 있어서의 상기 기판의 구동을 제한하기 위한 파라미터 값을 결정한다.

Description

노광 장치, 및 물품의 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 노광 장치, 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스등의 제조 공정(리소그래피 공정)에서 사용되는 장치의 1개로서, 투영 광학계로부터 사출된 노광 광에 대하여 기판을 주사하는 것에 의해 기판의 숏 영역의 주사 노광을 행하는 노광 장치가 사용되어 있다. 이러한 노광 장치에서는, 주사 노광중, 노광 광에 의한 숏 영역의 노광에 앞서 계측시야내에서 표면위치를 계측하고, 그 계측결과에 근거해서 기판의 포커스·레벨링 제어를 행한다. 특허문헌 1에는, 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판의 구동량에 제한 값을 설정하고, 기판의 구동량이 제한 값을 초과하지 않도록 포커스·레벨링 제어를 행하는 것이 기재되어 있다.
[특허문헌1] 일본 특허공개 2010-251788호 공보
최근에서는, 수율을 향상시키기 위해서, 기판의 주연부에 배치되어서 원판의 패턴의 일부만이 전사되는 불완전 숏 영역에 있어서도 주사 노광이 행해진다. 이러한 불완전 숏 영역에서는, 주사 노광중, 계측시야와 기판과의 중복 부분의 크기가 변화되기 때문에, 그 중복 부분의 크기의 변화에 따라서는, 표면위치의 계측결과가 크게 변동하는 경우가 있다. 이 경우, 기판의 포커스·레벨링 제어를 정밀도 좋게 행할 수 없고, 기판상에 패턴을 정밀도 좋게 형성하는 것이 곤란해질 수 있다.
그래서, 본 발명은, 주사 노광에 있어서의 기판상에의 패턴의 형성 정밀도의 점에서 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일측면으로서의 노광 장치는, 노광 광에 대하여 기판을 주사하는 것에 의해 상기 기판의 숏 영역의 주사 노광을 행하는 노광 장치로서, 상기 주사 노광중, 상기 노광 광에 의한 상기 숏 영역의 노광에 앞서, 계측시야내에서 상기 숏 영역의 표면위치를 계측하는 계측부와, 상기 주사 노광중, 상기 계측시야와 상기 숏 영역과의 중복 부분에 있어서의 상기 계측부의 계측결과에 근거하여, 상기 기판의 포커스·레벨링 제어를 행하는 제어부를, 구비하고, 상기 제어부는, 상기 중복 부분의 크기를 나타내는 정보에 근거하여, 상기 포커스·레벨링 제어에 있어서의 상기 기판의 구동을 제한하기 위한 파라미터 값을 결정하는, 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가의 목적 또는 기타의 측면은, 이하, 첨부 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 형태에 의해 밝혀질 것이다.
본 발명에 의하면, 예를 들면, 주사 노광에 있어서의 기판상에의 패턴의 형성 정밀도의 점에서 유리한 기술을 제공할 수 있다.
[도1] 노광 장치의 구성을 도시한 개략도
[도2] 계측부에 있어서의 복수의 계측점의 배치를 도시한 도면
[도3] 계측부의 계측시야(계측점)와 조사 영역과의 위치 관계를 도시한 도면
[도4] 계측부의 계측시야와 조사 영역과의 위치 관계를 도시한 도면
[도5] 불완전 숏 영역의 주사 노광을 시계열로 도시한 도면
[도6] 각 Ｓｔａｔｅ에 있어서의 유효영역의 크기, 유효영역의 크기의 변화량, 및 제어 잔차를 도시한 도면
[도7] 포커스·레벨링 제어를 실현하기 위한 제어 블록도
[도8] 각 Ｓｔａｔｅ에 있어서의 제어 잔차를 도시한 도면
[도9] 주사 노광중에 있어서의 파라미터 값의 결정 처리를 도시한 흐름도
[도10] 각 Ｓｔａｔｅ에 있어서의 유효영역의 크기, 유효영역의 크기의 변화량, 파라미터 값, 및 제어 잔차를 도시한 도면
[도11] 주사 노광중에 있어서의 기판의 목표궤도를 결정하는 처리를 도시한 흐름도
[도12] 기판의 노광 방법을 도시한 흐름도
이하, 첨부 도면을 참조해서 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 특허청구의 범위에 관계되는 발명을 한정하는 것이 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이것들의 복수의 특징의 모두가 발명에 필수적인 것이라고는 할 수 없고, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합되어도 좋다. 더욱, 첨부 도면에 있어서는, 동일 또는 같은 구성에 동일한 참조 번호를 첨부하고, 중복한 설명은 생략한다.
<제1실시 형태>
본 발명에 관계되는 제1실시 형태의 노광 장치(100)에 대해서 설명한다. 본 실시 형태의 노광 장치(100)는, 예를 들면, 투영 광학계로부터 사출된 노광 광(슬릿 광, 패턴 광)에 대하여 기판을 주사하는 것에 의해 기판의 숏 영역의 주사 노광을 행하는, 소위 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 장치(주사 노광 장치)이다. 이하의 설명에서는, 투영 광학계의 광축에 평행한 축방향을 Z축방향이라고 하고, Z축방향에 수직한 평면내에서 서로 직교하는 2개의 축방향을 X축방향 및 Y축방향이라고 한다. 이하의 설명에 있어서, 「X축방향」이라고 기재되어 있는 경우, 그것은 +X방향 및 -Y방향을 포함하는 것으로서 정의될 수 있다. 「Y축방향」 및 「Z축방향」에 대해서도 마찬가지다. 또한, 본 실시 형태에서는, 원판(12) 및 기판(15)의 상대적인 주사 방향을 Y축방향이라고 한다.
[노광 장치의 구성]
도1은, 본 실시 형태의 노광 장치(100)의 구성을 도시한 개략도다. 노광 장치(100)는, 조명 광학계(11)와, 원판 스테이지(13)와, 투영 광학계(14)와, 기판 스테이지(16)와, 계측부(17)와, 제1검출부(18)와, 제2검출부(19)와, 제어부(20)를 포함할 수 있다. 제어부(20)는, ＣＰＵ나 메모리를 포함하고, 노광 장치(100) 전체를 제어한다. 다시 말해, 제어부(20)는, 원판(12)(레티클, 마스크)에 형성된 패턴을 기판(15)(웨이퍼)에 전사하는(기판(15)을 주사 노광하는) 처리를 제어한다.
조명 광학계(11)는, 거기에 포함되는 마스킹 블레이드등의 차광 부재에 의해, 엑시머 레이저등의 광원(도시되지 않음)으로부터 사출된 광을, 예를 들면 X방향으로 긴 띠형상 또는 원호형상의 노광 광(슬릿 광)으로 정형하여, 그 광으로 원판(12)의 일부를 조사한다. 원판(12) 및 기판(15)은, 원판 스테이지(13) 및 기판 스테이지(16)에 의해 각각 보유되어 있고, 투영 광학계(14)를 통해 광학적으로 공역한 위치에 각각 배치된다. 투영 광학계(14)는, 소정의 투영 배율(예를 들면, 1/2배나 1/4배)을 가지고, 원판(12)에 형성된 패턴을 노광 광에 의해 기판상에 투영한다. 원판(12)의 패턴이 투영된 기판(15)의 영역(노광 광이 조사되는 영역)을, 이하에서는 조사 영역(21)이라고 칭한다. 그리고, 원판 스테이지(13) 및 기판 스테이지(16)는, 투영 광학계(14)의 광축(노광 광의 광축)과 수직한 방향(예를 들면, Y축방향)으로 이동가능하게 구성되어 있고, 서로 동기하면서 투영 광학계(14)의 투영 배율에 따른 속도비로 상대적으로 주사된다. 이에 따라, 조사 영역(21)을 기판상에서 이동(주사)시켜서, 원판(12)의 패턴을 기판의 숏 영역(15a)상에 전사할 수 있다. 그리고, 이러한 주사 노광을 기판에 있어서의 복수의 숏 영역(15a)의 각각에 대해서 순차로 되풀이하는 것에 의해, 1매의 기판(15)에 있어서의 노광 처리를 완료시킬 수 있다.
제1검출부(18)는, 예를 들면, 레이저 간섭계를 포함하여, 원판 스테이지(13)(원판 12)의 위치를 검출한다. 제1검출부(18)에 포함되는 레이저 간섭계는, 예를 들면, 원판 스테이지(13)에 설치된 반사판(13a)을 향해서 레이저 광을 조사하여, 반사판(13a)에서 반사된 레이저 광에 의해 원판 스테이지(13)에 있어서의 기준위치부터의 변위를 검출한다. 이에 따라, 제1검출부(18)는, 해당 변위에 근거해서 원판 스테이지(13)(원판 12)의 현재 위치를 취득할 수 있다. 또한, 제2검출부(19)는, 예를 들면 레이저 간섭계를 포함하여, 기판 스테이지(16)(기판 15)의 위치를 검출한다. 제2검출부(19)에 포함되는 레이저 간섭계는, 예를 들면, 기판 스테이지(16)에 설치된 반사판(16a)을 향해서 레이저 광을 조사하여, 반사판(16a)에서 반사된 레이저 광에 의해 기판 스테이지(16)에 있어서의 기준위치부터의 변위를 검출한다. 이에 따라, 제2검출부(19)는, 해당 변위에 근거해서 기판 스테이지(16)(기판 15)의 현재 위치를 취득할 수 있다. 그리고, 제1검출부(18)와 제2검출부(19)에 의해 각각 취득된 원판 스테이지(13)와 기판 스테이지(16)와의 현재 위치에 근거하여, 원판 스테이지(13)와 기판 스테이지(16)와의 ＸＹ방향에 있어서의 구동이 제어부(20)에 의해 제어된다. 여기에서, 제1검출부(18) 및 제2검출부(19)는, 원판 스테이지(13)의 위치 및 기판 스테이지(16)의 위치를 각각 검출할 때에 레이저 간섭계를 사용하고 있지만, 거기에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면 엔코더를 사용해도 좋다.
계측부(17)는, 투영 광학계(14)의 결상면에 기판(15)의 표면(이하, 기판면이라고 칭한다)을 일치시키기 위해서, 기판 스테이지(16)가 이동하고 있는 상태에서 기판(15)의 표면위치(표면높이)를 계측한다. 본 실시 형태의 계측부(17)는, 기판(15)에 광을 기울여서 조사시키는 사입사형이며, 광을 기판(15)에 조사하는 조사계(17a)와, 기판(15)에서 반사된 광을 수광하는 수광계(17b)를 포함한다. 또한, 이하에서는, 계측부(17)에 의한 기판(15)의 표면위치의 계측을, 포커스 계측이라고 부르는 경우가 있다.
조사계(17a)는, 예를 들면, 광원(70)과, 콜리메이터 렌즈(71)와, 슬릿 부재(72)와, 광학계(73)와, 미러(74)를 포함할 수 있다. 광원(70)은, 예를 들면 램프 또는 발광 다이오드등에 의해 구성되어, 기판상의 레지스트가 감광하지 않는 파장의 광을 사출한다. 콜리메이터 렌즈(71)는, 광원(70)으로부터 사출된 광을, 단면의 광강도 분포가 거의 균일해지는 평행 광의 상태가 되게 만든다. 슬릿 부재(72)는, 서로의 사면이 상대하도록 접합된 한 쌍의 프리즘으로 구성되어 있고, 접합면(72a)에는, 복수의 개구(예를 들면 9개의 핀홀)이 형성된 크롬 등의 차광막이 설치되어 있다. 광학계(73)는, 양측 텔레센트릭 광학계이며, 도2에 도시한 바와 같이, 슬릿 부재(72)에 있어서의 복수의 개구를 통과한 9개의 광속을, 미러(74)를 통해 기판상에 입사시킨다. 광학계(73)는, 개구가 형성되어 있는 면과, 기판면을 포함하는 면이, 샤인 프루프의 조건을 만족하도록 구성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 미러(74)는, 조사계(17a)로부터 사출된 각 광속을 기판(15)에 입사시키는 각도φ(광속과 투영 광학계(14)의 광축과의 사이의 각도)이 예를 들면 70도이상으로 되도록 구성되어 있다. 또한, 조사계(17a)는, 도2에 도시한 바와 같이, 기판면과 평행한 방향(ＸＹ방향)에 있어서, 슬릿 광의 주사 방향(Y방향)에 대하여 각도θ(예를 들면 22.5도)를 이루는 방향으로부터 9개의 광속을 기판(15)에 입사시키도록 구성되어 있다. 이렇게 9개의 광속을 기판(15)에 입사시킴으로써, 9개의 계측점(30)(복수의 계측점 30)의 각각에 있어서 포커스 계측을 개별로 행할 수 있다. 또한, 복수의 계측점(30)의 각각은, 일정한 면적을 가지는 영역이다.
수광계(17b)는, 예를 들면, 미러(75)와, 수광광학계(76)와, 보정광학계(77)와, 광전변환부(78)와, 처리부(79)를 포함할 수 있다. 미러(75)는, 기판(15)에서 반사된 9개의 광속을 수광광학계(76)에 이끈다. 수광광학계(76)는, 양측 텔레센트릭 광학계이며, 9개의 광속에 대하여 공통으로 설치된 조리개를 포함한다. 그리고, 수광광학계(76)에 포함되는 조리개에 의해, 기판상에 형성된 회로 패턴에 기인해서 발생하는 고차의 회절광(노이즈 광)이 차단된다. 보정광학계(77)는, 9개의 광속에 대응하도록 복수(9개)의 렌즈를 가지고 있고, 9개의 광속을 광전변환부(78)의 수광면에 결상해서 해당 수광면에 핀홀 상을 각각 형성한다. 광전변환부(78)는, 9개의 광속에 대응하도록 복수(9개)의 광전변환 소자를 포함한다. 광전변환 소자로서는, 예를 들면 ＣＣＤ라인 센서나 ＣＭＯＳ라인 센서등을 사용할 수 있다. 또한, 처리부(79)는, 광전변환부(78)의 수광면에 있어서의 각 핀홀 상(image)의 위치에 근거하여, 각 계측점(30)에서의 기판의 표면위치를 산출한다. 여기에서, 수광계(17b)에서는, 기판상의 각 계측점(30)과, 광전변환부(78)의 수광면이, 서로 공역이 되도록 기울기 보정이 행해진다. 그 때문에, 광전변환부(78)의 수광면에 있어서의 각 핀홀 상의 위치는, 각 계측점(30)의 국소적인 기울기에 따라서는 변화되지 않는다.
이렇게 구성된 계측부(17)는, 광전변환부(78)의 수광면에 있어서의 각 핀홀 상의 위치에 근거하여, 각 계측점(30)에서의 포커스 계측(기판(15)의 표면위치의 계측)을 행할 수 있다. 이에 따라, 제어부(20)는, 계측부(17)(각 계측점(30))의 계측결과에 근거하여, 기판(15)의 포커스·레벨링 제어(포커스·레벨링 구동이라고도 불린다)를 행할 수 있다. 기판(15)의 포커스·레벨링 제어란, 기판면이 목표면 위치에 배치되도록, 기판 스테이지(16)에 의해 기판(15)의 높이(Z방향의 위치) 및 기울기(ωX방향 및 ωY방향의 틸트)의 적어도 한쪽을 제어하는 것이다. 또한, 목표면 위치는, 예를 들면, 투영 광학계(14)의 베스트 포커스 위치(투영 광학계(14)의 상면(image surface) 위치)로 설정될 수 있다.
도3은, 계측부(17)가 기판상의 숏 영역(15a)에 형성하는 9개의 계측점(30)과 조사 영역(21)과의 위치 관계를 도시한 도면이다. 조사 영역(21)은, 상술한 바와 같이, 투영 광학계(14)로부터의 노광 광이 조사되는 영역이며, 도3에서는, 파선으로 도시되는 것 같이 직사각형 형상이지만, 원호형상이어도 좋다. 계측점 30a1∼30a3은, 조사 영역(21)의 내측에 배치된 계측점(30)이며, 조사 영역(21)에서의 숏 영역(15a)의 노광과 병행하여, 조사 영역(21)의 내측에 있어서 포커스 계측을 행한다. 또한, 계측점 30b1∼30b3 및 계측점 30c1∼30c3은, 조사 영역(21)으로부터 주사 방향(±Y방향)으로 거리Ｌｐ만큼 떨어진 위치에 배치된 계측점(30)이다. 계측점 30b1∼30b3 및 계측점 30c1∼30c3은, 조사 영역(21)에서의 숏 영역(15a)의 노광에 앞서 포커스 계측을 행하기 위해서 사용되어, 기판(15)(기판 스테이지(16))의 주사 방향에 따라서 바뀐다.
예를 들면, 화살표F의 방향으로 기판(15)을 주사해서 주사 노광을 행하는 경우에서는, 조사 영역(21)에서의 숏 영역(15a)의 노광에 앞서, 계측점 30b1∼30b3에 의해 포커스 계측이 이산적으로 행해진다. 이 경우, 제어부(20)는, 계측점 30b1∼30b3에 의해 순차로 행해지는 포커스 계측의 결과(계측값)에 근거하여, 포커스 계측이 행해진 부분 영역을 목표면 위치에 배치하기 위한 기판(15)의 구동량을 순차로 산출(결정)한다. 그리고, 제어부(20)는, 산출한 구동량에 근거해서 기판 스테이지(16)에 지령 값을 주는 것에 의해, 해당 부분 영역이 조사 영역(21)에 도달할 때까지 목표면 위치에 배치되도록, 기판(15)의 포커스·레벨링 제어를 행한다.
한편, 화살표R의 방향으로 기판(15)을 주사해서 주사 노광을 행하는 경우에서는, 조사 영역(21)에서의 숏 영역(15a)의 노광에 앞서, 계측점 30c1∼30c3에 의해 포커스 계측이 이산적으로 행해진다. 이 경우, 제어부(20)는, 계측점 30c1∼30c3에 의해 순차로 행해지는 포커스 계측의 결과(계측값)에 근거하여, 포커스 계측이 행해진 부분 영역을 목표면 위치에 배치하기 위한 기판(15)의 구동량을 순차로 산출(결정)한다. 그리고, 제어부(20)는, 산출한 구동량에 근거해서 기판 스테이지(16)에 지령 값을 주는 것에 의해, 해당 부분 영역이 조사 영역(21)에 도달할 때까지 목표면 위치에 배치되도록, 기판(15)의 포커스·레벨링 제어를 행한다.
여기에서, 본 실시 형태의 계측부(17)에서는, 조사 영역(21)에서의 노광에 앞서 포커스 계측을 행하는 계측시야가, 주사 방향과 교차하는 방향(예를 들면 X축방향)으로 배열된 복수의 계측점(30b1∼30b3 또는 30c1∼30c3)에 의해 구성되어 있다. 그렇지만, 거기에 한정되지 않고, 예를 들면 도4에 도시한 바와 같이, 해당 계측시야는, 주사 방향과 교차하는 방향(예를 들면 X축방향)으로 연장되는 영역(30b 또는 30c)으로서 구성되어도 좋다.
[불완전 숏 영역의 주사 노광]
최근, 노광 장치(100)에서는, 수율을 향상시키기 위해서, 기판(15)의 중앙부에 배치된 완전 숏 영역뿐만 아니라, 기판(15)의 주연부(외주부)에 배치된 불완전 숏 영역에 대하여도 주사 노광이 행해진다. 완전 숏 영역이란, 기판(15)의 주연(에지)을 포함하지 않고, 원판(12)의 패턴의 전체를 전사 가능한 숏 영역(15a)이다. 불완전 숏 영역이란, 기판(15)의 주연(에지)을 포함하고, 원판(12)의 패턴의 일부만이 전사되는 숏 영역(15a)이다.
불완전 숏 영역에서는, 주사 노광중, 조사 영역(21)에서의 노광에 앞서 포커스 계측을 행하는 계측부(17)의 계측시야와 기판(15)과의 중복 부분의 크기가 주사 노광중에 순차로 변화된다. 예를 들면, 계측시야로서 복수의 계측점 30b1∼30b3을 사용하는 경우, 기판상에 위치하는 계측점(30)의 수가 주사 노광중에 순차로 변화된다. 그 때문에, 불완전 숏 영역의 주사 노광중에 있어서의 중복 부분의 크기(예를 들면 계측점(30)의 수)의 변화에 따라서는, 포커스 계측의 계측결과가 크게 변동할 수 있다. 이 경우, 기판(15)의 포커스·레벨링 제어를 정밀도 좋게 행할 수 없고, 불완전 숏 영역(15a)상에 패턴을 정밀도 좋게 형성하는 것이 곤란해질 수 있다. 또한, 기판(15)의 주연부는, 예를 들면, 기판 자신의 국소적인 휨이나, 기판(15)의 보유에 기인하는 단차, 기판(15)에 부착된 이물에 기인하는 단차등, 기판(15)에 이미 형성되어 있는 하지 패턴의 단차(프로세스 단차)이외의 단차가 생기기 쉽다. 그 때문에, 이러한 단차에 의해서도, 포커스 계측의 계측결과의 큰 변동이 생기기 쉽고, 기판(15)의 포커스·레벨링 제어를 정밀도 좋게 행하는 것이 곤란해질 수 있다.
여기에서, 계측부(17)의 계측시야와 기판(15)과의 중복 부분이란, 계측부(17)의 계측시야 중 포커스 계측의 계측결과를 사용가능한 영역, 다시 말해, 포커스 계측의 계측결과가 유효한 영역이다. 이하의 설명에서는, 해당 중복 부분을 유효영역이라고 부르는 경우가 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 불완전 숏 영역에 대하여 부호 15a를 사용하는 경우가 있다.
도5는, 불완전 숏 영역(15a)의 주사 노광을 시계열로 도시한 도면이다. 도5에서는, 조사 영역(21)과, 계측부(17)의 계측시야로서의 계측점 30b1∼30b3이 도시되어 있다. 상술한 바와 같이, 주사 노광에서는, 계측점 30b1∼30b3에 의한 포커스 계측이 이산적으로 행해진다. 도5에 있어서의 각 Ｓｔａｔｅ는, 불완전 숏 영역(15a)의 주사 노광중에 있어서, 계측점 30b1∼30b3에 의해 포커스 계측을 이산적으로 행하고 있는 각 상태를 도시하고 있다. 제어부(20)는, 각 Ｓｔａｔｅ에 있어서, 계측점 30b1∼30b3을 사용해서 포커스 계측을 행한 결과에 근거하여, 포커스 계측이 행해진 부분 영역을 목표면 위치에 배치하기 위한 기판(15)의 구동량을 산출한다. 그리고, 산출한 구동량에 근거해서 기판(15)의 포커스·레벨링 제어를 행한다.
Ｓｔａｔｅ1에서는, 계측점 30b1∼30b2는 기판상에 배치되어 있지 않고, 계측점 30b3만이 유효한 계측점으로서 사용된다. 즉, 계측점 30b3만이, 계측부(17)의 계측시야(계측점 30b1∼30b3)에 있어서의 유효영역이 된다. 이 경우, 제어부(20)는, 계측점 30b3의 계측결과에만 근거하여, 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)의 구동량을 산출한다. 다음에, Ｓｔａｔｅ2에서는, 계측점 30b1은 기판상에 배치되어 있지 않고, 계측점 30b2∼30b3만이 유효한 계측점으로서 사용된다. 즉, 계측점 30b2∼30b3만이, 계측부(17)의 계측시야에 있어서의 유효영역이 된다. 이 경우, 제어부(20)는, 계측점 30b2의 계측결과를 추가하고, 계측점 30b2∼30b3의 계측결과에만 근거하여, 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)의 구동량을 산출한다.
Ｓｔａｔｅ3에서는, 계측점 30b1∼30b3의 모두가 기판상에 배치되어, 계측점 30b1∼30b3의 모두가 유효한 계측점으로서 사용된다. 즉, 계측점 30b1∼30b3의 모두가, 계측부(17)의 계측시야에 있어서의 유효영역이 된다. 이 경우, 제어부(20)는, 계측점 30b1의 계측결과를 더욱 추가하고, 계측점 30b1∼30b3의 계측결과에 근거하여, 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)의 구동량을 산출한다. 이후의 Ｓｔａｔｅ4∼Ｓｔａｔｅ5에 있어서도, 계측점 30b1∼30b3의 모두가 유효영역이 되기 때문에, Ｓｔａｔｅ3과 같은 처리가 행해질 수 있다.
도5를 사용하여 설명한 바와 같이, 불완전 숏 영역(15a)의 주사 노광에서는, 도6에 도시한 바와 같이, 계측부(17)의 계측시야에 있어서의 유효영역(중복 부분)의 크기가 순차로 변화된다. 도6(a)는, 각 Ｓｔａｔｅ에 있어서의 유효영역의 크기 61을 도시하고 있고, 도6(b)는, 각 Ｓｔａｔｅ에 있어서의 유효영역의 크기의 변화량 62(도6(a)에 도시하는 유효영역의 크기의 미분값)를 도시한 도면이다. 이러한 유효영역의 크기의 변화가 있으면, 각 Ｓｔａｔｅ에 있어서의 계측부(17)의 계측결과가 크게 변화되고, 그 계측결과로부터 산출되는 기판(15)의 구동량도 크게 변동할 수 있다. 그 결과, 기판(15)의 주사에 대하여 포커스·레벨링 제어를 추종시키는 것이 곤란해져, 도6(c)에 도시한 바와 같이, 포커스·레벨링 제어에 제어 잔차 63이 생길 수 있다. 특히, 유효영역의 크기의 변화량이 비교적 큰 Ｓｔａｔｅ3에 있어서 제어 잔차가 생기기 쉽고, 그 제어 잔차 63이 Ｓｔａｔｅ4∼Ｓｔａｔｅ5에까지 미치는 경우가 있다. 또한, 제어 잔차란, 기판(15)의 주사에 포커스·레벨링 제어를 추종할 수 없었던 것에 기인하는 기판면과 목표면 위치와의 오차를 말한다.
그래서, 본 실시 형태의 노광 장치(100)는, 주사 노광중에 있어서, 계측부(17)의 계측시야에 있어서의 유효영역의 크기를 나타내는 정보(이하에서는, 유효영역정보라고 부르는 경우가 있다)에 근거하여, 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)의 구동을 제한한다. 예를 들면, 제어부(20)는, 기판(15)에 있어서의 숏 영역의 레이아웃 정보에 근거해서 유효영역정보를 취득하고, 취득한 유효영역정보에 근거하여, 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)의 구동을 제한하기 위한 파라미터 값을 결정한다. 그리고, 제어부(20)는, 유효영역에 있어서의 계측부(17)의 계측결과에 근거해서 산출되는 기판(15)의 구동량(잠정 구동량)에 대하여 해당 파라미터 값을 적용함으로써, 실제로 포커스·레벨링 제어를 행하기 위한 기판(15)의 구동량(보정 구동량)을 구한다. 이렇게 구한 보정 구동량을 사용해 기판(15)의 구동을 행하는 것에 의해, 포커스·레벨링 제어를 정밀도 좋게 행할 수 있다.
여기에서, 불완전 숏 영역(15a)에 있어서의 제1부분 영역 및 제2부분 영역의 각각에서 포커스 계측이 행해지는 경우, 제1부분 영역과 제2부분 영역에서의 유효영역의 크기의 변화(차분)를 나타내는 정보(변화 정보)를 유효영역정보로서 사용해도 좋다. 제1부분 영역은, 예를 들면 도5의 Ｓｔａｔｅ2에 도시한 바와 같이, 계측점 30b2∼30b3에서 포커스 계측이 행해지는 영역일 수 있다. 또한, 제2부분 영역은, 제1부분 영역보다 뒤에 (본 실시 형태에서는, 제1부분 영역의 다음에) 포커스 계측이 행해지고, 유효영역의 크기가 제1부분 영역과 상이한 영역이다. 제2부분 영역은, 예를 들면 도5의 Ｓｔａｔｅ3에 도시한 바와 같이, 계측점 30b1∼30b3에서 포커스 계측이 행해지는 영역일 수 있다. 이하에서는, 변화 정보를 유효영역정보로서 사용한 예에 대해서 설명한다.
도7은, 본 실시 형태의 포커스·레벨링 제어를 실현하기 위한 제어 블록도다. 본 제어 블록도는, 주사 노광에 있어서의 기판(15)의 구동을 제어하기 위한 제어계를 도시하고 있고, 목표위치 출력부(50), 감산기(51), 제1산출부(52), 제2산출부(53), 궤도결정부(54), 궤도보정부(55), 정보취득부(56), 및 파라미터 결정부(57)를 포함할 수 있다. 해당 제어계의 각 부 50∼57은, 제어부(20)의 구성 요소로서 설치될 수 있다.
숏 영역(15a)의 주사 노광에 있어서 기판(15)을 주사하기 위한 구동 프로파일은, 사전에 설정되어서 목표위치 출력부(50)에 기억되어 있다. 구동 프로파일은, X축방향, Y축방향 및 Z축방향의 각각에 관한 목표위치 프로파일을 포함해도 좋지만, 주사 방향(Y축방향)에 있어서의 기판(15)(기판 스테이지(16))의 목표위치 프로파일을 적어도 포함할 수 있다. 여기에서는, 구동 프로파일이, 주사 방향(Y축방향)에 있어서의 기판(15)(기판 스테이지(16))의 목표위치 프로파일인 것으로서 설명한다.
목표위치 출력부(50)는, 구동 프로파일에 근거하여, 주사 방향에 있어서의 기판(15)(기판 스테이지(16))의 목표위치를 출력한다. 감산기(51)는, 목표위치 출력부(50)로부터 출력된 목표위치와, 제2검출부(19)에 의해 검출된 기판(15)(기판 스테이지(16))의 주사 방향의 현재 위치와의 편차를 산출하고, 산출한 편차를 제1산출부(52)에 공급한다. 제1산출부(52)는, 예를 들면 ＰＩＤ보상기를 포함하고, 감산기(51)로부터 공급된 편차에 근거해서 기판(15)의 주사 구동량(주사 방향의 구동량)을 생성하고, 그 주사 구동량을 궤도결정부(54)에 공급한다. 또한, 제2산출부(53)는, 예를 들면 ＰＩＤ보상기를 포함하고, 계측부(17)의 계측결과(즉, 수광계(17b)의 처리부(79)에서 산출된 기판(15)의 표면위치)에 근거하여, 포커스·레벨링 제어를 위한 기판(15)의 잠정 구동량(Z방향의 구동량)을 생성한다. 제2산출부(53)에서 생성된 기판(15)의 잠정 구동량은, 궤도결정부(54)에 공급된다.
궤도결정부(54)는, 제1산출부(52)로부터 공급된 주사 구동량과, 제2산출부(53)로부터 공급된 잠정 구동량에 근거하여, 기판(15)(기판 스테이지(16))의 목표궤도를 결정(설정)한다. 해당 목표궤도는, 주사 노광중에 있어서의 기판(15)의 주사를 행하기 위한 기판(15)의 주사 방향의 구동경로와, 주사 노광중에 있어서의 기판(15)의 포커스·레벨링 제어를 행하기 위한 기판(15)의 Ｚ방향의 구동경로를, 포함하는 것으로서 이해되어도 좋다. 또한, 궤도보정부(55)는, 후술하는 파라미터 결정부(57)에서 결정된 파라미터 값을 사용하여, 궤도결정부(54)에서 결정된 목표궤도에 있어서의 기판(15)의 잠정 구동량(Z방향)을 보정(수정)한다. 이에 따라, 실제의 포커스·레벨링 제어로 사용하는 기판(15)의 구동량(Z방향의 구동량, 이하에서는 보정 구동량이라고 칭하는 경우가 있다)을 결정할 수 있다. 그리고, 궤도보정부(55)는, 보정 구동량을 포함하는 기판(15)의 목표궤도에 근거하여 기판(15)(기판 스테이지(16))의 구동지령 값을 생성하고, 해당 구동지령 값에 의해 기판(15)(기판 스테이지(16))의 구동을 제어한다.
정보취득부(56)는, 목표위치 출력부(50)로부터 출력된 기판(15)(기판 스테이지(16))의 목표위치와, 숏 영역(15a)의 레이아웃 정보에, 근거해서 유효영역정보를 취득(산출)하고, 취득한 유효영역정보를 파라미터 결정부(57)에 공급한다. 유효영역정보는, 전회의 포커스 계측과 금회의 포커스 계측에서의 유효영역의 크기의 변화(예를 들면, 상술한 제1부분 영역과 제2부분 영역에서의 유효영역의 크기의 변화)를 나타내는 정보일 수 있다. 파라미터 결정부(57)는, 정보취득부(56)로부터 공급된 유효영역정보에 근거하여, 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)의 구동을 제한하기 위한 파라미터 값을 결정하고, 결정한 파라미터 값을 궤도보정부(55)에 공급한다. 이에 따라, 궤도보정부(55)는, 해당 파라미터 값에 의해 기판(15)의 잠정 구동량을 보정하여, 보정 구동량을 결정할 수 있다.
여기에서, 파라미터 결정부(57)에서 결정되는 파라미터 값에 대해서 설명한다. 파라미터 값은, 유효영역의 크기의 변화가 클수록 기판(15)의 구동을 제한하도록(예를 들면, 기판(15)의 구동의 제한을 엄격하게 하도록), 기판(15)의 잠정 구동량에 곱하는 계수(환언하면, 게인)로서 결정될 수 있다. 예를 들면, 파라미터 값은, 이하의 식(1)에 나타내도록 「α×(ΔS/ΔA)」에 의해 표현될 수 있다. 식(1)에 있어서의 「ΔS/ΔA」는, 잠정 구동량에 곱하는 제1계수다. 「ΔA」는, 유효영역의 크기의 변화를 나타내고, 「ΔS」는, 포커스 계측의 샘플링 간격, 다시 말해, 포커스 계측이 행해지는 복수의 부분 영역의 간격(예를 들면, 제1부분 영역과 제2부분 영역과의 간격)을 나타내고 있다. 즉, 파라미터 값은, 유효영역의 크기의 변화ΔA의 역수를 사용해서 결정될 수 있다. 보다 구체적으로는, 파라미터 값은, 샘플링 간격ΔS에 대한, 유효영역의 변화ΔA를 나타내는 값의 역수를 사용해서 결정될 수 있다. 또한, 식(1)에 있어서의 「α」는, 기판(15)의 구동량(즉, 보정 구동량)을 조정하기 위해서 잠정 구동량에 곱하는 제2계수(가중치)이다. 상세한 것은 제2실시 형태에서 후술하지만, 제2계수α는, 전회와 금회의 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)의 구동경향(보다 구체적으로는, 구동경향의 변화, 또는 구동경향의 차이)에 근거해서 결정될 수 있다. 예를 들면, 제2계수α는, 제1부분 영역에서의 포커스 계측의 계측결과로부터 얻어지는 기판(15)의 구동경향에 대한, 제2부분 영역에서의 포커스 계측의 계측결과로부터 얻어지는 기판(15)의 구동경향의 변화에 근거해서 결정될 수 있다. 기판(15)의 구동경향이란, 기판(15)을 구동하는 방향(구동방향)을 포함할 수 있다.
보정 구동량=α×(ΔS/ΔA)×잠정 구동량 ...(1)
상술한 것 같이, 본 실시 형태의 노광 장치(100)는, 숏 영역(15a)(예를 들면, 불완전 숏 영역)의 주사 노광중에 있어서, 유효영역정보에 근거하여, 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)의 구동을 제한하기 위한 파라미터 값을 결정한다. 그리고, 결정한 파라미터 값을 사용해서 산출한 기판(15)의 구동량(보정 구동량)에 근거하여, 기판(15)의 포커스·레벨링 제어를 행한다. 이에 따라, 기판(15)의 주사에 대한 포커스·레벨링 제어의 추종성을 향상시켜, 포커스·레벨링 제어를 정밀도 좋게 행할 수 있기 때문에, 도8에 도시한 바와 같이, 포커스·레벨링 제어로 생기는 제어 잔차를 저감할 수 있다. 도8은, 포커스·레벨링 제어로 생기는 제어 잔차를 도시한 도면이며, 본 실시 형태의 파라미터 값을 적용하지 않았을 경우의 제어 잔차 63과, 본 실시 형태의 파라미터 값을 적용했을 경우의 제어 잔차 63a가 도시되어 있다.
<제2실시 형태>
본 발명에 관계되는 제2실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 숏 영역(15a)의 주사 노광중에 있어서의 파라미터 값의 결정 처리에 대해서 설명한다. 또한, 제2실시 형태는, 제1실시 형태를 기본적으로 이어받는 것이며, 노광 장치(100)의 구성이나 노광 처리의 내용등에 대해서는 제1실시 형태에서 설명한 대로다.
예를 들면, 금회(예를 들면 제2부분 영역)의 포커스 계측의 계측결과로부터 얻어지는 기판(15)의 구동경향이, 전회(예를 들면 제1부분 영역)의 포커스 계측의 결과로부터 얻어지는 기판(15)의 구동경향과 같은 경우를 상정한다. 기판(15)의 구동경향은, 예를 들면, 포커스·레벨링 제어에 있어서 기판(15)을 구동해야 할 방향(Z축방향, ωX방향, ωY방향)이라고 이해되어도 좋다. 일례로서, 전회의 기판(15)의 구동경향이 +ωX방향으로의 틸트이며, 금회의 기판(15)의 구동경향도 마찬가지로 +ωX방향으로의 틸트인 경우를 상정한다. 이 경우, 전회와 금회에서의 유효영역의 크기의 변화에 따라서 파라미터 값을 변화시켜버리면, 금회의 포커스·레벨링 제어가 불충분해지는 경우가 있어, 오히려 기판상에의 패턴의 전사 정밀도를 저감시키게 될 수 있다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 금회(예를 들면 제2부분 영역)의 포커스 계측의 계측결과로부터 구한 잠정 구동량(제2구동량)이, 전회(예를 들면 제1부분 영역)의 포커스 계측의 계측결과로부터 구한 잠정 구동량(제1구동량)과 같은 구동경향인가 아닌가를 판단한다. 그리고, 같은 구동경향인 경우에는, 전회(제1부분 영역)보다 금회(제2부분 영역)쪽이 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)구동의 제한이 완화되도록 파라미터 값을 결정한다. 예를 들면, 제2계수α를 변경하는 것에 의해, 기판(15)의 구동의 제한이 완화되도록 파라미터 값을 결정할 수 있다. 한편, 상이한 구동경향인 경우에는, 제2계수α를 변경하지 않고, 상술한 식(1)을 사용해서 파라미터 값을 결정한다.
도9는, 숏 영역(15a)의 주사 노광중에 있어서의 파라미터 값의 결정 처리를 도시한 흐름도다. 도9에 있어서의 각 공정은, 제어부(20)(예를 들면, 파라미터 결정부(57))에 의해 행해질 수 있다.
스텝S10에서는, 제어부(20)는, 전회의 포커스 계측의 계측결과에 근거한 포커스·레벨링 제어에 있어서, 파라미터 값을 변경한 것인가 아닌가를 판단한다. 전회의 포커스·레벨링 제어에 있어서 파라미터 값을 변경했을 경우에는 스텝S11에 진행된다. 한편, 파라미터 값을 변경하지 않고 있는 경우에는 스텝S14에 진행되고, 제1실시 형태에서 설명한 바와 같이, 식(1)을 사용해서 파라미터 값을 설정한다. 다음에, 스텝S11에서는, 제어부(20)는, 금회의 포커스 계측의 계측결과로부터 얻어지는 기판(15)의 구동경향이, 전회의 포커스 계측의 계측결과로부터 얻어지는 기판(15)의 구동경향과 같은가 아닌가를 판단한다. 구동경향이 같다고 판단하는 예로서는, 예를 들면, 기판(15)의 구동량의 변화가 허용 범위내인 경우나, 또는, 기판(15)을 구동하는 방향이 동일한 경우등을 들 수 있다. 구동경향이 같은 경우에는 스텝S12에 진행되고, 구동경향이 상이한 경우에는 스텝S14에 진행된다.
스텝S12에서는, 제어부(20)는, 기판(15)의 구동의 제한이 완화되도록 제2계수α(가중치)를 변경(재설정)한다. 구체적으로는, 이하의 식(2)로 나타낸 것처럼, 전회의 기판(15)의 구동량에 대한 금회의 기판(15)의 구동량(예를 들면 잠정 구동량)의 비에 근거하여, 제2계수α를 산출할 수 있다. 예를 들면, 전회의 기판(15)의 구동량에 대하여, 금회의 기판(15)의 구동량이 증가했을 경우, 제2계수α는 1이상이 되기 때문에, 식(1)의 파라미터 값을 증가시킬 수 있다. 한편, 전회의 기판(15)의 구동량에 대하여, 금회의 기판(15)의 구동량이 감소했을 경우, 제2계수α는 1미만이 되기 때문에, 식(1)의 파라미터 값을 감소시킬 수 있다. 다음에, 스텝S13에서는, 제어부(20)는, 스텝S12에서 결정한 제2계수α를 사용하고, 제1실시 형태에서 상술한 방법에 의해, 식(1)을 사용해서 파라미터 값을 결정한다.
제2계수α=금회의 구동량/전회의 구동량 ...(2)
스텝S14에서는, 제어부(20)는, 유효영역정보에 근거하여, 전회의 포커스 계측으로부터 유효영역의 크기가 변화된 것인가 아닌가를 판단한다. 유효영역의 크기가 변화되었을 경우에는 스텝S15에 진행되고, 제어부(20)는, 전회의 포커스·레벨링 제어에서 사용된 제2계수α를 사용하고, 제1실시 형태에서 상술한 방법에 의해, 식(1)을 사용해서 파라미터 값을 결정한다. 한편, 유효영역의 크기가 변화되지 않고 있는 경우에는 스텝S16에 진행되고, 제어부(20)는, 전회의 포커스·레벨링 제어에서 사용된 파라미터 값을, 금회의 포커스·레벨링 제어에 적용하는 파라미터 값으로서 결정한다.
도10은, 상술한 스텝S12∼S13에 있어서, 제2계수α를 변경해서 파라미터 값을 결정했을 경우의 효과를 도시하고 있다. 도10(a)는, 각 Ｓｔａｔｅ(도5 참조)에 있어서의 유효영역의 크기를 도시하고 있고, 도10(b)는, 각 Ｓｔａｔｅ에 있어서의 유효영역의 크기의 변화량(도10(a)에 도시하는 유효영역의 크기의 미분값)을 도시하고 있다. 또한, 도10(c)는, 각 Ｓｔａｔｅ에서 사용되는 파라미터 값을 도시하고 있고, 도10(d)는, 각 Ｓｔａｔｅ의 포커스·레벨링 제어에서 생기는 제어 잔차를 도시하고 있다. 도10(c)에 도시한 바와 같이, 스텝S12∼S13에 있어서 제2계수α를 변경했을 때의 파라미터 값 64a는, 제2계수α를 변경하지 않았을 때의 파라미터 값 64와 비교해서 저하시킬 수 있다. 다시 말해, 기판(15)의 구동의 제한을 완화시킬 수 있다. 이에 따라, 기판(15)의 주사에 대한 포커스·레벨링 제어의 추종성을 향상시킬 수 있다. 그 때문에, 도10(d)에 도시한 바와 같이, 제2계수α를 변경했을 때의 제어 잔차 63b를, 제2계수α를 변경하지 않았을 때의 제어 잔차 63보다 저감시킬 수 있다.
상술한 것 같이, 본 실시 형태에서는, 전회의 포커스 계측의 계측결과로부터 얻어지는 기판(15)의 구동경향과, 금회의 포커스 계측의 계측결과로부터 얻어지는 구동경향에 근거하여, 파라미터 값을 결정한다. 이에 따라, 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)의 구동을 지나치게 제한해버린다고 한 문제를 회피하여, 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)의 구동을 적절하게 제한하는 것이 가능해진다.
<제3실시 형태>
본 발명에 관계되는 제3실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 포커스·레벨링 제어를 더욱 정밀도 좋게 행하는 방법에 대해서 설명한다. 또한, 제3실시 형태는, 제1실시 형태를 기본적으로 이어받는 것이며, 노광 장치(100)의 구성이나 노광 처리의 내용등에 대해서는 제1실시 형태에서 설명한 대로다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제2실시 형태를 적용해도 좋다.
도11은, 숏 영역(15a)의 주사 노광중에 있어서의 기판(15)의 목표궤도를 결정하는 처리를 도시한 흐름도다. 도11에 있어서의 각 공정은, 제어부(20)(예를 들면, 제2산출부(53), 궤도결정부(54), 궤도보정부(55))에 의해 행해질 수 있다.
스텝S20에서는, 제어부(20)는, 유효영역에 있어서의 포커스 계측의 계측결과에 근거하여, 포커스·레벨링 제어를 위한 기판(15)의 구동량을 산출(생성)한다. 본 스텝S20에서 산출되는 기판(15)의 구동량은, 파라미터 값을 사용해서 보정하기 전의 구동량(잠정 구동량)이어도 좋고, 파라미터 값을 사용해서 보정한 후의 구동량(보정 구동량)이어도 좋다. 다음에, 스텝S21에서는, 제어부(20)는, 스텝S20에서 산출된 기판(15)의 구동량이 허용 범위를 초과하고 있는 것인가 아닌가를 판단한다. 허용 범위는, 기판(15)의 구동을 제한하기 위한 상한치를 적어도 규정하는 것이며, 유효영역의 크기의 변화에 따라서 변화되도록 설정되어도 좋다. 기판(15)의 구동량이 허용 범위를 초과하고 있는 경우에는 스텝22에 진행된다. 한편, 기판(15)의 구동량이 허용 범위를 초과하지 않고 있는 경우에는, 스텝S21에서 산출된 구동량을, 실제의 포커스·레벨링 제어에서 사용하는 기판(15)의 구동량으로서 결정하여 종료한다.
스텝S22에서는, 제어부(20)는, 포커스·레벨링 제어를 위한 기판(15)의 구동량을 재산출한다. 구체적으로는, 제어부(20)는, 금회의 포커스 계측이 행해진 유효영역 중, 전회의 포커스 계측으로부터 유효영역의 크기가 변화된 변화 부분을 제거한 나머지의 부분에 있어서의 포커스 계측의 계측결과에 근거하여, 기판(15)의 구동량을 재산출한다. 다음에, 스텝S23에서는, 제어부(20)는, 스텝S22에서 재산출된 기판(15)의 구동량이 허용 범위를 초과하고 있는 것인가 아닌가를 판단한다. 재산출된 기판(15)의 구동량이 허용 범위를 초과하고 있는 경우에는 스텝S24에 진행되고, 제어부(20)는, 기판(15)의 구동량을 허용 범위에 들어가도록 보정하고, 보정후의 구동량에 근거해서 기판(15)의 목표궤도를 결정한다. 예를 들면, 제어부(20)는, 실제의 포커스·레벨링 제어에서 사용하는 기판(15)의 구동량을, 허용 범위의 상한치로 설정(결정)할 수 있다. 한편, 재산출된 기판(15)의 구동량이 허용 범위를 초과하지 않고 있는 경우에는 스텝S25에 진행되고, 제어부(20)는, 재산출된 기판(15)의 구동량에 근거해서 목표궤도를 결정한다.
상술한 것 같이, 본 실시 형태에서는, 기판(15)의 구동량이 허용 범위를 초과하고 있는 경우, 유효영역 중, 유효영역의 크기의 변화 부분을 제거한 나머지의 부분에 있어서의 포커스 계측의 계측결과에 근거하여, 기판(15)의 구동량을 재산출한다. 이에 따라, 기판(15)의 주사에 대하여 포커스·레벨링 제어를 정밀도 좋게 추종시킬 수 있기 때문에, 기판상에 패턴을 정밀도 좋게 형성하는 것이 가능해진다.
<제4실시 형태>
본 발명에 관계되는 제4실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 상기한 노광 장치(100)를 사용한 노광 방법에 대해서 설명한다. 또한, 제4실시 형태는, 제1실시 형태를 기본적으로 이어받는 것이며, 노광 장치(100)의 구성이나 노광 처리의 내용등에 대해서는 제1실시 형태에서 설명한 대로다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제2∼제3실시 형태를 적용해도 좋다.
도12는, 기판(15)의 노광 방법을 도시한 흐름도다. 도12에 있어서의 각 공정은, 제어부(20)에 의해 행해질 수 있다.
스텝S30에서는, 제어부(20)는, 도시되지 않은 반송 핸드를 사용해서 기판(15)을 기판 스테이지(16)상에 반입하여, 기판 스테이지(16)에 기판(15)을 보유시킨다. 스텝S31에서는, 제어부(20)는, 스텝S35에서 실시되는 글로벌 얼라인먼트를 위한 사전계측 및 보정을 행한다. 예를 들면, 글로벌 얼라인먼트에서 사용하는 도시되지 않은 고배율 시야 얼라인먼트 현미경의 계측범위에 들어가도록, 도시되지 않은 저배율 시야 얼라인먼트 현미경으로 기판(15)의 회전 오차등의 어긋남량을 계측해서 보정한다. 다음에, 스텝S32에서는, 제어부(20)는, 계측부(17)를 사용해서 기판(15)의 복수의 계측위치에 있어서의 표면위치를 계측한다. 해당 계측결과로부터, 기판(15)의 전체적인 기울기(글로벌 틸트)를 산출해서 보정한다. 다음에, 스텝S33에서는, 제어부(20)는, 기판(15)상의 숏 영역(15a)의 표면의 패턴 구조를 보정용 패턴 오프셋으로서 기억한다. 과거에 취득한 패턴 오프셋이 존재할 경우는, 확인용 패턴 오프셋을 취득하기 위한 샘플 숏으로 사전 포커스 계측을 실시하여, 확인용 패턴 오프셋을 취득한다.
스텝S34에서는, 제어부(20)는, 기판 스테이지(16)상의 도시되지 않은 광량 센서 및 기준 마크, 원판 스테이지(13)상의 도시되지 않은 기준 플레이트를 사용하여, 투영 렌즈의 기울기나 상면 만곡 등의 보정값을 산출한다. 구체적으로는, 기판 스테이지(16)를 ＸＹＺ방향으로 주사했을 때의 노광 광의 광량변화를, 해당 광량 센서에서 계측한다. 해당 광량 센서의 광량변화량으로부터, 원판 스테이지(13)상의 기준 플레이트에 대한 기판 스테이지(16)상의 기준 마크의 어긋남량을 계측한다. 다음에, 스텝S35에서는, 제어부(20)는, 도시되지 않은 고배율 시야 얼라인먼트 현미경을 사용해서 기판(15)상의 얼라인먼트 마크를 계측하여, 기판(15) 전체의 어긋남량 및 각 숏 영역(15a) 공통의 어긋남량을 산출한다. 얼라인먼트 마크를 정밀하게 계측하기 위해서는, 얼라인먼트 마크의 콘트라스트가, 베스트 콘트라스트 위치에 있는 것이 바람직하다. 베스트 콘트라스트 위치의 계측은, 도시되지 않은 얼라인먼트 현미경 전용의 포커스 계측기와 얼라인먼트 현미경을 사용해서 행해질 수 있다. 구체적으로는, 미리 정해진 높이에 기판 스테이지(16)를 구동하고, 얼라인먼트 현미경으로 콘트라스트를 계측함과 동시에, 포커스 계측기로 높이 계측을 행한다. 이것을 기판 스테이지(16)의 높이를 바꾸어서 복수회 되풀이 한다. 이때, 각 높이에 따른 콘트라스트 계측결과와 높이 계측결과를 대응시켜서, 제어부(20)에 보존한다. 얻어진 복수의 콘트라스트 계측결과로부터, 가장 콘트라스트가 높은 위치를 산출하여, 베스트 콘트라스트 위치로 한다.
스텝S36에서는, 제어부(20)는, 계측부(17)로써 노광 대상의 숏 영역(15a)의 표면위치를 실시간으로 계측하고, 기판(15)(기판 스테이지(16))의 포커스·레벨링 제어를 행하면서, 주사 노광을 행한다. 본 스텝S36의 주사 노광은, 기판(15)에 있어서의 복수의 숏 영역(15a)의 각각에 대하여 실행된다. 또한, 본 스텝S36의 주사 노광에서는, 제1실시 형태에서 설명한 바와 같이, 포커스 계측이 행해지는 유효영역의 크기의 변화에 따라서, 포커스·레벨링 제어에 있어서의 기판(15)의 구동을 제한하기 위한 파라미터 값이 순차로 설정될 수 있다. 또한, 본 스텝S36에서는, 제2실시 형태에서 설명한 파라미터 값의 결정 처리, 및/또는, 제3실시 형태에서 설명한 방법이 적용되어도 좋다. 기판(15)의 모든 숏 영역(15a)에 대하여 주사 노광을 행했을 경우에는 스텝S37에 진행되고, 제어부(20)는, 도시되지 않은 반송 핸드를 사용하여 기판(15)을 기판 스테이지(16)상에서 반출한다.
<물품의 제조 방법의 실시 형태>
본 발명의 실시 형태에 관련되는 물품의 제조 방법은, 예를 들면, 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세구조를 가지는 소자등의 물품을 제조하는 데도 적합하다. 본 실시 형태의 물품의 제조 방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기한 노광 장치를 사용해서 잠상 패턴을 형성하는 공정(기판을 노광하는 공정)과, 이러한 공정으로 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상(가공)하는 공정을 포함한다. 더욱, 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 방법과 비교하여, 물품의 성능·품질·생산성·생산 가격의 적어도 1개에 있어서 유리하다.
발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것이 아니고, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 여러 가지의 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 밝히기 위해서 청구항을 첨부한다.
11: 조명 광학계, 12: 원판, 13: 원판 스테이지, 14: 투영 광학계, 15: 기판, 16: 기판 스테이지, 17: 계측부, 20: 제어부, 100: 노광 장치

Claims (13)

  1. 노광 광에 대하여 기판을 주사하는 것에 의해 상기 기판의 숏 영역의 주사 노광을 행하는 노광 장치로서,
    상기 주사 노광중, 상기 노광 광에 의한 상기 숏 영역의 노광에 앞서, 계측시야내에서 상기 숏 영역의 표면위치를 계측하는 계측부와,
    상기 주사 노광중, 상기 계측시야와 상기 숏 영역과의 중복 부분에 있어서의 상기 계측부의 계측결과에 근거하여, 상기 기판의 포커스·레벨링 제어를 행하는 제어부를,
    구비하고,
    상기 제어부는, 상기 중복 부분의 크기를 나타내는 정보에 근거하여, 상기 포커스·레벨링 제어에 있어서의 상기 기판의 구동을 제한하기 위한 파라미터 값을 결정하는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 주사 노광중에 있어서의 상기 중복 부분의 크기의 변화를 나타내는 변화 정보에 근거하여, 상기 파라미터 값을 결정하는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 숏 영역은, 상기 계측부에서 표면위치의 계측이 행해지는 제1부분 영역과, 상기 제1부분 영역보다 뒤에 상기 계측부에서 표면위치의 계측이 행해지는 제2부분 영역을, 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 변화 정보로서, 상기 제1부분 영역과 상기 제2부분 영역에서의 상기 중복 부분의 크기의 변화를 나타내는 정보에 근거하여, 상기 제2부분 영역에 관한 상기 포커스·레벨링 제어에서 사용되는 상기 파라미터 값을 결정하는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2부분 영역은, 상기 제1부분 영역의 다음에 상기 계측부에서 표면위치의 계측이 행해지는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 계측부는, 상기 계측시야내에 있어서 표면위치를 각각 계측하는 복수의 계측점을 포함하고,
    상기 변화 정보는, 상기 제1부분 영역에 배치되는 계측점의 수와 상기 제2부분 영역에 배치되는 계측점의 수와의 차이를 상기 변화로서 나타내는 정보를 포함하는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 변화가 클수록 상기 포커스·레벨링 제어에 있어서의 상기 기판의 구동을 제한하도록 상기 파라미터 값을 결정하는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 계측부의 계측결과로부터 산출되는 상기 기판의 구동량에 곱하는 계수로서 상기 파라미터 값을 결정하는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 변화의 역수를 사용해서 상기 파라미터 값을 결정하는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 계측부는, 상기 주사 노광에 있어서 소정의 간격으로 상기 계측시야내의 표면위치를 계측하고,
    상기 제어부는, 상기 간격에 대한 상기 변화를 나타내는 값의 역수를 사용해서 상기 파라미터 값을 결정하는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제1부분 영역에서의 상기 계측부의 계측결과로부터 얻어지는 상기 기판의 구동경향에 대한, 상기 제2부분 영역에서의 상기 계측부의 계측결과로부터 얻어지는 상기 기판의 구동경향의 변화에 근거하여, 상기 파라미터 값을 결정하고,
    상기 기판의 구동경향은, 상기 기판의 구동방향을 포함하는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 계측부의 계측결과로부터 산출되는 상기 기판의 구동량이 허용 범위를 초과하고 있는 경우, 상기 중복 부분 중 상기 계측부에 의한 전회의 계측으로부터의 상기 중복 부분의 변화 부분을 제거한 부분에 근거하여, 상기 기판의 구동량을 재산출하는, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 숏 영역은, 상기 기판의 주연부에 배치되고 또한 원판의 패턴의 일부만이 전사되는 불완전 숏 영역인, 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 사용해서 기판을 노광하는 노광 공정과,
    상기 노광 공정으로 노광된 상기 기판을 가공하는 가공 공정을, 포함하여,
    상기 가공 공정으로 가공된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
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