JP6779721B2 - Detection equipment, detection methods, lithography equipment, and manufacturing methods for articles - Google Patents

Detection equipment, detection methods, lithography equipment, and manufacturing methods for articles Download PDF

Info

Publication number
JP6779721B2
JP6779721B2 JP2016179919A JP2016179919A JP6779721B2 JP 6779721 B2 JP6779721 B2 JP 6779721B2 JP 2016179919 A JP2016179919 A JP 2016179919A JP 2016179919 A JP2016179919 A JP 2016179919A JP 6779721 B2 JP6779721 B2 JP 6779721B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mark
imaging
detection
timings
top plate
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2016179919A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018044864A (en
Inventor
憲稔 坂本
憲稔 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2016179919A priority Critical patent/JP6779721B2/en
Priority to PCT/JP2017/029939 priority patent/WO2018051744A1/en
Priority to KR1020197008814A priority patent/KR102214771B1/en
Priority to CN201780055797.7A priority patent/CN109690419B/en
Publication of JP2018044864A publication Critical patent/JP2018044864A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6779721B2 publication Critical patent/JP6779721B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • 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
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • 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
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • 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
    • G03F7/70591—Testing optical components
    • 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
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • 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
    • 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
    • G03F9/7073—Alignment marks and their environment
    • G03F9/7084—Position of mark on substrate, i.e. position in (x, y, z) of mark, e.g. buried or resist covered mark, mark on rearside, at the substrate edge, in the circuit area, latent image mark, marks in plural levels
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • 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
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Description

本発明は、検出装置、検出方法、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a detection device, a detection method, a lithography device, and a method for manufacturing an article.

露光装置では予め検出した、ステージ天板上の基板に形成されたアライメントマークやステージ天板上に設けられた基準マーク（以下、マークという）の位置に基づいて、露光中の基板を位置決めする。そのため、既に形成したパターンと新しく形成するパターンとの重ね合わせ誤差を小さくするためには、マークの位置を精度良く検出することが重要である。 The exposure apparatus positions the substrate under exposure based on the positions of the alignment marks formed on the substrate on the stage top plate and the reference marks (hereinafter referred to as marks) provided on the stage top plate, which are detected in advance. Therefore, in order to reduce the overlay error between the already formed pattern and the newly formed pattern, it is important to accurately detect the position of the mark.

マークの位置を精度良く検出するためには、検出時における基板を保持するステージ天板の振動が少ないほど好ましい。そこで、ステージ天板が整定した後、すなわち、ステージ天板の位置の目標位置に対する偏差が所定範囲に収束した後（整定した後）でマークの位置を検出し始める。 In order to accurately detect the position of the mark, it is preferable that the vibration of the stage top plate holding the substrate at the time of detection is small. Therefore, the position of the mark is started to be detected after the stage top plate has been set, that is, after the deviation of the position of the stage top plate from the target position has converged within a predetermined range (after setting).

特許文献１には、マークの合焦位置を決定する際に、ステージ天板が振動している状態のままマークを検出する方法が記載されている。具体的には、ステージ天板が基板を光軸方向に移動させながらに光源がマークに向けてパルス光を複数回発光しつつ、当該パルス光を発光した瞬間ごとのステージ天板の目標位置に対する偏差を計測している。パルス光の発光で得られた複数のマークの撮像結果とステージ天板の偏差に基づいてマークの合焦位置を決定することが記載されている。 Patent Document 1 describes a method of detecting a mark while the stage top plate is vibrating when determining the focusing position of the mark. Specifically, while the stage top plate moves the substrate in the optical axis direction, the light source emits pulsed light a plurality of times toward the mark, and the target position of the stage top plate is emitted at each moment when the pulsed light is emitted. The deviation is measured. It is described that the focusing position of the marks is determined based on the imaging results of the plurality of marks obtained by emitting the pulsed light and the deviation of the stage top plate.

特開平１１−４０４９１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-40491

特許文献１ではステージ天板の速度（単位時間当たりのステージ天板の位置の変化）の大小に関わらず所定の時間内で一定時間ごとにマークの検出を行うため、撮像により得られた画像がぶれてしまう恐れがある。 In Patent Document 1, since the mark is detected at regular intervals within a predetermined time regardless of the speed of the stage top plate (change in the position of the stage top plate per unit time), the image obtained by imaging is obtained. There is a risk of blurring.

そこで、本発明は、移動可能な物体の整定前に当該物体上のマークを検出する場合に、精度良くマークを検出することができる検出装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a detection device capable of accurately detecting a mark on a movable object before the setting of the object.

本発明にかかる検出装置は、移動可能な物体上のマークの位置を検出する検出装置であって、前記物体が目標位置に初めて到達してから前記目標位置に対する前記物体の偏差が所定範囲内に収束するまでの間で、前記物体の速度が所定値以下となる複数のタイミングを特定する特定手段と、前記特定手段により特定された前記複数のタイミングで前記マークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された像から得られた検出信号に基づいて前記検出信号の波形が示す前記マークの位置を検出する検出手段と、を有し、前記検出手段は、前記複数のタイミングにおける前記偏差に基づいて前記検出信号の波形が示す前記マークの位置を補正することを特徴とする。 The detection device according to the present invention is a detection device that detects the position of a mark on a movable object, and the deviation of the object with respect to the target position within a predetermined range after the object first reaches the target position. A specific means for specifying a plurality of timings at which the velocity of the object becomes equal to or lower than a predetermined value until convergence, an imaging means for imaging the mark at the plurality of timings specified by the specific means, and the imaging. have a, a detecting means for detecting a position of the mark indicating the waveform of the detection signal based on a detection signal obtained from the captured image by the means, the detection means, the deviation in the plurality of timing Based on this, the position of the mark indicated by the waveform of the detection signal is corrected .

本発明によれば、移動可能な物体の整定前に当該物体上のマークを検出する場合に、精度良くマークを検出することができる。 According to the present invention, when the mark on the movable object is detected before the setting of the movable object, the mark can be detected with high accuracy.

第１実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the exposure apparatus which concerns on 1st Embodiment. 天板上のマークの配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the mark on the top plate. 天板の位置の偏差を示す図である。It is a figure which shows the deviation of the position of the top plate. マークの位置の検出方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detection method of the position of a mark. 第１実施形態における撮像タイミングを示す図である。It is a figure which shows the imaging timing in 1st Embodiment. 第１実施形態にかかる検出信号を示す図である。It is a figure which shows the detection signal which concerns on 1st Embodiment. 第２実施形態にかかる検出信号を示す図である。It is a figure which shows the detection signal which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態におけるマークの検出タイミングを示す図である。It is a figure which shows the detection timing of the mark in 3rd Embodiment.

（第１実施形態）
以下、第１実施形態にかかる検出装置を露光装置に適用した実施形態を説明するが、本発明の検出装置は後述のその他の装置にも適用可能である。なお、各図において同一の部材については同一の参照番号を付す。 (First Embodiment)
Hereinafter, an embodiment in which the detection device according to the first embodiment is applied to an exposure device will be described, but the detection device of the present invention can also be applied to other devices described later. In addition, the same reference number is given to the same member in each figure.

図１は、露光装置１００の構成を示す図である。鉛直方向の軸をＺ軸、当該Ｚ軸に垂直な平面内で互いに直交する２軸をＸ軸及びＹ軸としている。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exposure apparatus 100. The axis in the vertical direction is the Z axis, and the two axes orthogonal to each other in the plane perpendicular to the Z axis are the X axis and the Y axis.

露光装置１００は走査型露光装置であり、レチクルステージ２及び基板ステージ４を用いてレチクル１と基板（物体）３とをＹ軸方向に同期して走査させながら基板３を露光することにより、基板３上にレジスト（不図示）の潜像パターンを形成する。 The exposure apparatus 100 is a scanning exposure apparatus, and the substrate 3 is exposed while scanning the reticle 1 and the substrate (object) 3 in synchronization with the Y-axis direction using the reticle stage 2 and the substrate stage 4. 3 A latent image pattern of a resist (not shown) is formed on the resist.

照明光学系５は、光源（不図示）から出射された光でレチクル１を照明する。光源は、例えば水銀ランプ、ＫｒＦエキシマレーザー光源、ＡｒＦエキシマレーザー光源等である。投影光学系６はレチクル１に形成されているパターン像を所定の倍率に縮小した像を基板３上に投影する。 The illumination optical system 5 illuminates the reticle 1 with light emitted from a light source (not shown). The light source is, for example, a mercury lamp, a KrF excimer laser light source, an ArF excimer laser light source, or the like. The projection optical system 6 projects an image obtained by reducing the pattern image formed on the reticle 1 to a predetermined magnification on the substrate 3.

レチクルステージ２は、レチクル１を６軸方向に移動させる。リニアモータやパルスモータ等のアクチュエータによりレチクル１を位置決めする。 The reticle stage 2 moves the reticle 1 in the 6-axis direction. The reticle 1 is positioned by an actuator such as a linear motor or a pulse motor.

基板ステージ４は、基板３を６軸方向に移動させる。基板ステージ４は、基板３を保持して基板３とともに移動するステージ天板（移動可能な物体）４ａ（以下、天板４ａという）と、当該天板４ａを移動させる駆動機構（移動手段）４ｂとを有する。駆動機構４ｂもリニアモータやパルスモータ等のアクチュエータにより、基板３及び天板４ａを位置決めする。 The substrate stage 4 moves the substrate 3 in the 6-axis direction. The substrate stage 4 includes a stage top plate (movable object) 4a (hereinafter referred to as a top plate 4a) that holds the substrate 3 and moves together with the substrate 3, and a drive mechanism (moving means) 4b that moves the top plate 4a. And have. The drive mechanism 4b also positions the substrate 3 and the top plate 4a by an actuator such as a linear motor or a pulse motor.

レチクルステージ２及び基板ステージ４の少なくとも一方が、ストローク長の長い粗動駆動系及びストローク長の短い微動駆動系を備えていてもよい。なお、６軸方向とは、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、及び、これらの軸まわりの回転方向（θＸ、θＹ、θＺ）である。 At least one of the reticle stage 2 and the substrate stage 4 may include a coarse movement drive system having a long stroke length and a fine movement drive system having a short stroke length. The 6-axis directions are the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, and the rotation directions (θX, θY, θZ) around these axes.

干渉計９は、レーザ光を出射し、レチクルステージ２の上に設けられたミラー７で反射させた反射光と参照光との干渉光を検出する。検出結果に基づいてレチクルステージ２の位置（位置情報）が計測される。 The interferometer 9 emits laser light and detects the interference light between the reflected light reflected by the mirror 7 provided on the reticle stage 2 and the reference light. The position (position information) of the reticle stage 2 is measured based on the detection result.

干渉計１０は露光中に天板４ａの位置（位置情報）を計測する計測手段である。レーザ光を出射し、基板ステージ４の上に設けられたミラー８で反射させた反射光と参照光との干渉光を検出する。干渉計１０は、検出結果に基づいて天板４ａの位置を計測する。 The interferometer 10 is a measuring means for measuring the position (position information) of the top plate 4a during exposure. The laser beam is emitted, and the interference light between the reflected light reflected by the mirror 8 provided on the substrate stage 4 and the reference light is detected. The interferometer 10 measures the position of the top plate 4a based on the detection result.

干渉計９および干渉計１０による計測結果に基づいて、後述の制御部はレチクルステージ２及び基板ステージ４の位置を制御する。 Based on the measurement results of the interferometer 9 and the interferometer 10, the control unit described later controls the positions of the reticle stage 2 and the substrate stage 4.

フォーカス系１５は基板３に対して斜めに入射させた光の反射光を受光することにより、基板のＺ方向の位置を計測する。 The focus system 15 measures the position of the substrate in the Z direction by receiving the reflected light of the light obliquely incident on the substrate 3.

検出装置２５は、天板４ａ上にあるマークの位置を検出する。なお、天板４ａの上とは基板３の上及び後述の基準プレート１１の上も含む。本実施形態において、検出装置２５は、アライメント系１３、アライメント系１３による撮像結果を処理する処理部（検出手段）２２、アライメント系１６、及びアライメント系１３による撮像結果を処理する処理部（検出手段）２３とを有する。 The detection device 25 detects the position of the mark on the top plate 4a. The top plate 4a includes the top of the substrate 3 and the reference plate 11 described later. In the present embodiment, the detection device 25 is an alignment system 13, a processing unit (detection means) 22 that processes the imaging result by the alignment system 13, the alignment system 16, and a processing unit (detection means) that processes the imaging result by the alignment system 13. ) 23.

アライメント系１３及びアライメント系１６で撮像されるマークについて説明する。図２は、天板４ａを上（＋Ｚ方向）から見た図である。基板３には、複数のショット領域１４が形成されている。ショット領域１４は既にパターンを形成し終えた下地層の単位領域であり、スクライブライン２０の間隔を空けて形成されている。１つのショット領域１４は、例えば、２６ｍｍ×３３ｍｍ程度のサイズであり、ユーザが希望するチップサイズのパターンを１つまたは複数含む。スクライブライン２０には、それぞれのショット領域１４の各辺の間に複数のマーク１９が形成されている。 The marks imaged by the alignment system 13 and the alignment system 16 will be described. FIG. 2 is a view of the top plate 4a viewed from above (+ Z direction). A plurality of shot regions 14 are formed on the substrate 3. The shot region 14 is a unit region of the base layer for which the pattern has already been formed, and is formed at intervals of the scribe lines 20. One shot area 14 has a size of, for example, about 26 mm × 33 mm, and includes one or a plurality of chip size patterns desired by the user. In the scribe line 20, a plurality of marks 19 are formed between each side of each shot area 14.

天板４ａ上には、基板３の他に基準プレート１１が設けられている。基準プレート１１の上面の高さは基板３の表面の高さとほぼ同じである。基準プレート１１の上面にはマーク１７、１８が形成されている。 A reference plate 11 is provided on the top plate 4a in addition to the substrate 3. The height of the upper surface of the reference plate 11 is substantially the same as the height of the surface of the substrate 3. Marks 17 and 18 are formed on the upper surface of the reference plate 11.

図１の説明に戻る。アライメント系１３は、投影光学系６を介してレチクル１に設けられた基準マーク（不図示）とマーク１７、１８とに光を照明する照明系と、レチクル１に設けられた基準マークとマーク１７、１８からの反射光を受光する受光系とを備えている。当該受光系は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤ等の撮像素子を有し、当該受光系がレチクル１に設けられた基準マークとマーク１７、１８を同時に撮像する。撮像素子は撮像結果を処理部２２に入力する。 Returning to the description of FIG. The alignment system 13 includes an illumination system that illuminates the reference marks (not shown) and marks 17 and 18 provided on the reticle 1 via the projection optical system 6, and the reference marks and marks 17 provided on the reticle 1. , A light receiving system that receives the reflected light from 18. The light receiving system has an image sensor such as a CMOS sensor or a CCD, and the light receiving system simultaneously images a reference mark and marks 17 and 18 provided on the reticle 1. The image sensor inputs the image pickup result to the processing unit 22.

処理部２３は撮像結果に基づいて、レチクル１の基準マークに対するマーク１７、１８の位置を算出する。処理部２２は算出結果（検出結果）を制御部２４に入力する。 The processing unit 23 calculates the positions of the marks 17 and 18 with respect to the reference mark of the reticle 1 based on the imaging result. The processing unit 22 inputs the calculation result (detection result) to the control unit 24.

アライメント系１６は、露光光の軸外でマーク１７及び複数のショット領域１４のうち代表的なショット領域１４に対応するマーク１９に光を照明する照明系と、マーク１７、１９からの反射光を受光する受光系とを備えている。当該受光系はＣＭＯＳセンサやＣＣＤ等の撮像素子を有し、マーク１７、１９を撮像する。撮像素子は撮像結果（検出信号）を処理部２３に入力する。処理部２３は撮像結果に基づいて、マーク１７、１９の位置を算出する。処理部２２は算出結果を制御部２４に入力する。 The alignment system 16 illuminates the mark 17 outside the axis of the exposure light and the mark 19 corresponding to the representative shot area 14 among the plurality of shot areas 14, and the reflected light from the marks 17 and 19. It is equipped with a light receiving system that receives light. The light receiving system has an image sensor such as a CMOS sensor or a CCD, and images marks 17 and 19. The image sensor inputs the image pickup result (detection signal) to the processing unit 23. The processing unit 23 calculates the positions of the marks 17 and 19 based on the imaging result. The processing unit 22 inputs the calculation result to the control unit 24.

制御部２４は、アライメント系１３でレチクル１の基準マークに対するマーク１７の位置を、アライメント１６でマーク１７に対するマーク１９の位置を求める。これにより、レチクルの基準マークに対するマーク１９の位置を求まる。これにより、レチクル１と各ショット領域１４との相対位置が求まり、露光中のレチクルステージ２と基板ステージ４との同期制御が可能となる。 The control unit 24 obtains the position of the mark 17 with respect to the reference mark of the reticle 1 in the alignment system 13 and the position of the mark 19 with respect to the mark 17 in the alignment 16. As a result, the position of the mark 19 with respect to the reference mark of the reticle is obtained. As a result, the relative position between the reticle 1 and each shot region 14 can be obtained, and synchronous control between the reticle stage 2 and the substrate stage 4 during exposure becomes possible.

制御部２４は、ＣＰＵやメモリなどを含み、処理部２２、２３、干渉計９、１０、レチクルステージ２、基板ステージ４、フォーカス系１５と接続されている。制御部２４のメモリには後述の図４のフローチャートに示すプログラムが記憶されている。ＣＰＵは当該メモリからプログラムを読み出して、制御部２４に接続されている構成要素を制御することによりプログラムを実行する。 The control unit 24 includes a CPU, a memory, and the like, and is connected to processing units 22, 23, interferometers 9, 10, a reticle stage 2, a substrate stage 4, and a focus system 15. The program shown in the flowchart of FIG. 4 described later is stored in the memory of the control unit 24. The CPU reads the program from the memory and executes the program by controlling the components connected to the control unit 24.

さらに、制御部２４は干渉計１０による天板４ａの位置の計測結果（天板４ａの位置情報）に基づいてアライメント系１３、１６の撮像素子でマーク１７、１８、１９を撮像する時刻（時期）を示す撮像タイミング（タイミング）を特定する。制御部２４のメモリには、アライメント系１３、１６がマーク１７、１８、１９を撮像すべきタイミングかどうかの閾値となる、天板４ａの速度の所定値が記憶されている。さらに、設定された撮像すべき合計の時間が記憶されている。 Further, the control unit 24 uses the image pickup elements of the alignment systems 13 and 16 to image the marks 17, 18 and 19 based on the measurement result of the position of the top plate 4a by the interferometer 10 (position information of the top plate 4a). ) Is indicated by the imaging timing (timing). In the memory of the control unit 24, a predetermined value of the speed of the top plate 4a, which is a threshold value of whether or not the alignment systems 13 and 16 should image the marks 17, 18 and 19, is stored. Further, the set total time to be imaged is stored.

制御部２４は、撮像タイミングを特定する特定手段としての機能を有する。干渉計１０による天板４ａの位置の計測結果からリアルタイムに天板４ａの速度（目標偏差に対する天板４ａの位置の単位時間当たりの変化）と当該所定値を比較する。比較をした結果、天板４ａの速度が予め設定された所定位置以下となるタイミングを撮像タイミングを特定する。つまり、撮像タイミングの開始時刻を推定する。制御部２４は、マーク１７、１８、１９の算出に必要となる天板４ａの位置情報を処理部２２、２３に送る。当該位置情報は、干渉計９、１０の出力自体でもよいし、目標位置に対する偏差情報でもよい。 The control unit 24 has a function as a specific means for specifying the imaging timing. From the measurement result of the position of the top plate 4a by the interferometer 10, the speed of the top plate 4a (change in the position of the top plate 4a with respect to the target deviation per unit time) and the predetermined value are compared in real time. As a result of the comparison, the imaging timing is specified when the speed of the top plate 4a becomes equal to or lower than a preset predetermined position. That is, the start time of the imaging timing is estimated. The control unit 24 sends the position information of the top plate 4a necessary for calculating the marks 17, 18 and 19 to the processing units 22 and 23. The position information may be the output itself of the interferometers 9 and 10, or may be deviation information with respect to the target position.

図３は、天板４ａが目標位置に到達してからの経過時間（横軸）と、天板４ａの目標位置に対する偏差（縦軸）との関係を示す図である。ここで、目標位置とはＸＹ平面（基板に沿った平面）における目標位置である。偏差はＹ軸方向の位置偏差のみを示すものとする。また、以下の説明において、「目標位置に到達した」とは、駆動機構４ｂによって天板４ａが目標位置に向けて移動されてから初めて目標位置に到達したときを示し、天板４ａが当該目標位置で完全に静止している状態を示すわけではない。つまり、目標位置に到達した後も、天板４ａは目標位置に対して偏差を伴って振動する。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the elapsed time (horizontal axis) after the top plate 4a reaches the target position and the deviation (vertical axis) of the top plate 4a with respect to the target position. Here, the target position is a target position in the XY plane (plane along the substrate). The deviation shall indicate only the position deviation in the Y-axis direction. Further, in the following description, "reached the target position" means that the top plate 4a reaches the target position for the first time after being moved toward the target position by the drive mechanism 4b, and the top plate 4a reaches the target. It does not indicate a completely stationary state at the position. That is, even after reaching the target position, the top plate 4a vibrates with a deviation from the target position.

時刻Ｔｓは、天板４ａが目標位置に到達してから整定するまでの間の終了時刻を示している。すなわち、時刻Ｔｓは、天板４ａが整定した時刻であって、天板４ａの位置の目標位置に対する偏差（天板４ａの位置偏差）が収束して許容範囲（所定範囲）Ｅａ内に収束した時刻を示す。所定範囲Ｅａは、例えば、アライメント１６連続的にマーク１９を撮像することによってマーク１９の位置を検出する場合に天板４ａが満たすべき振動状態によって定められる。 The time Ts indicates the end time between the time when the top plate 4a reaches the target position and the time when the top plate 4a is settled. That is, the time Ts is the time when the top plate 4a is set, and the deviation of the position of the top plate 4a from the target position (positional deviation of the top plate 4a) converges and converges within the allowable range (predetermined range) Ea. Indicates the time. The predetermined range Ea is determined by, for example, the vibration state that the top plate 4a should satisfy when the position of the mark 19 is detected by continuously imaging the mark 19 in the alignment 16.

（マークの位置の検出方法）
次に、アライメント系１６によるマーク１９の検出方法を例に、第１実施形態にかかる検出方法について図４、図５を用いて説明する。図４はマーク１９の検出方法を示すフローチャートであり、図５はアライメント系１６の撮像素子による撮像タイミングを説明する図である。 (How to detect the position of the mark)
Next, the detection method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5 by taking the method of detecting the mark 19 by the alignment system 16 as an example. FIG. 4 is a flowchart showing a method of detecting the mark 19, and FIG. 5 is a diagram for explaining the imaging timing by the imaging element of the alignment system 16.

Ｓ１０１では、制御部２４は、駆動機構４ｂが天板４ａの目標位置への位置決めを開始してから目標位置へ到達したかどうか常に判断する。Ｓ１０１でＹＥＳと判断されるまでＳ１０１の工程を継続し、ＹＥＳと判断されたらＳ１０２に進む。 In S101, the control unit 24 always determines whether or not the drive mechanism 4b has reached the target position after starting the positioning of the top plate 4a to the target position. The process of S101 is continued until YES is determined in S101, and when YES is determined, the process proceeds to S102.

Ｓ１０２では、制御部２４は、干渉計１０による天板４ａの位置の計測結果に基づいて撮像タイミングを特定する。具体的にはメモリに記憶されている閾値と干渉計１０の計測結果から得られた天板４ａの速度とを比較し、撮像タイミングの開始時刻を推定する。ここで、制御部２４が天板４ａの速度が所定値以下の時間帯を撮像タイミング特定することにより、比較的天板４ａの静止状態に近い状態でマーク１９を撮像できる。これにより、天板４ａの速度が速い場合に比べてぶれの少ない撮像結果が得られる。つまり、マーク１９とマーク１９でない部分との境界が鮮明な像が得られる。 In S102, the control unit 24 specifies the imaging timing based on the measurement result of the position of the top plate 4a by the interferometer 10. Specifically, the threshold value stored in the memory is compared with the speed of the top plate 4a obtained from the measurement result of the interferometer 10, and the start time of the imaging timing is estimated. Here, the control unit 24 can image the mark 19 in a state relatively close to the stationary state of the top plate 4a by specifying the time zone in which the speed of the top plate 4a is equal to or less than a predetermined value. As a result, an imaging result with less blurring can be obtained as compared with the case where the speed of the top plate 4a is high. That is, an image in which the boundary between the mark 19 and the portion other than the mark 19 is clear can be obtained.

図５において、撮像タイミングＴ１〜Ｔ１０がマーク１９を撮像すべき時間帯である。Ｓ１０３では、制御部２４からの指示に基づいて、アライメント系１６は制御部２４によって推定された撮像タイミングの開始時刻から撮像を開始する。同様に、制御部２４によって推定された撮像タイミングの終了時刻になったら、アライメント系１６はマーク１９の１回目の撮像を終了する。 In FIG. 5, the imaging timings T1 to T10 are time zones in which the mark 19 should be imaged. In S103, based on the instruction from the control unit 24, the alignment system 16 starts imaging from the start time of the imaging timing estimated by the control unit 24. Similarly, when the end time of the imaging timing estimated by the control unit 24 is reached, the alignment system 16 ends the first imaging of the mark 19.

ここで、アライメント系１６は投光系がマーク１９を照明する照明光の発光タイミング（点灯及び消灯のタイミング）を制御することによりマーク１９の撮像の開始及び終了を制御する。又は、投光系からの照明光は常時発光させておきかつ撮像素子の電子シャッターの開閉タイミングを制御することにより撮像の開始及び終了を制御してもよい。このようにして、天板４ａの速度が所定値以下となる間のみマーク１９を撮像して、複数の撮像結果を得ることができる。アライメント系１６が出力した撮像結果は処理部２３に入力される。 Here, the alignment system 16 controls the start and end of imaging of the mark 19 by controlling the emission timing (turning on and off timing) of the illumination light that the floodlight system illuminates the mark 19. Alternatively, the start and end of imaging may be controlled by constantly emitting the illumination light from the projection system and controlling the opening / closing timing of the electronic shutter of the image pickup device. In this way, the mark 19 can be imaged only while the speed of the top plate 4a is equal to or less than a predetermined value, and a plurality of imaging results can be obtained. The imaging result output by the alignment system 16 is input to the processing unit 23.

Ｓ１０５では、制御部２４は、合計の撮像時間がメモリに記憶された所定の撮像時間に達したかどうかを判断し、所定の撮像時間に達するまでＳ１０２〜Ｓ１０４を繰り返して同じマーク１９を撮像する。このとき、図５に示すように、閾値Ｅａ以内に天板４ａの偏差が収束した場合には、継続的にマーク１９を撮像してもよい。所定の撮像時間に達した段階で、Ｓ１０６の工程へ進む。なお、Ｓ１０５でＹＥＳと判断した時点で、基板ステージ４は天板４ａを別の目標位置に向けて移動させ始める。 In S105, the control unit 24 determines whether or not the total imaging time has reached a predetermined imaging time stored in the memory, and repeats S102 to S104 until the predetermined imaging time is reached to image the same mark 19. .. At this time, as shown in FIG. 5, if the deviation of the top plate 4a converges within the threshold value Ea, the mark 19 may be continuously imaged. When the predetermined imaging time is reached, the process proceeds to the step of S106. When it is determined YES in S105, the substrate stage 4 starts moving the top plate 4a toward another target position.

Ｓ１０６では、制御部２４からの指示に従って、処理部２３がそれぞれの撮像タイミングにおける天板４ａの位置情報とＳ１０４での撮像結果に基づいて、マーク１９の位置を算出する（検出する）。まず、処理部２３は、それぞれの撮像結果が示すマーク１９の位置を算出する。図６は撮像タイミングＴ１〜Ｔｎで取得された像から得られる検出信号の波形の示す図である。それぞれの波形の中心位置を算出する。次に、制御部２４を介してそれぞれの撮像タイミングにおける天板４ａの位置の偏差を取得する。取得した偏差をオフセット値として、撮像結果から得られたマークの位置を補正する。 In S106, according to the instruction from the control unit 24, the processing unit 23 calculates (detects) the position of the mark 19 based on the position information of the top plate 4a at each imaging timing and the imaging result in S104. First, the processing unit 23 calculates the position of the mark 19 indicated by each imaging result. FIG. 6 is a diagram showing waveforms of detection signals obtained from images acquired at imaging timings T1 to Tn. Calculate the center position of each waveform. Next, the deviation of the position of the top plate 4a at each imaging timing is acquired via the control unit 24. Using the acquired deviation as an offset value, the position of the mark obtained from the imaging result is corrected.

例えば、撮像タイミングＴ１において撮像結果から得られたマーク１９の位置がＹ１を示し、撮像タイミングＴ１の間の天板４ａの位置の偏差の平均値がΔＹの場合は、Ｙ１’＝Ｙ１−ΔＹをマーク１９の仮位置として算出する。同様にして、撮像タイミングＴ２〜Ｔ１０のそれぞれで得られた撮像結果からマークの仮位置Ｙ２’〜Ｙ１０’を算出する。 For example, when the position of the mark 19 obtained from the imaging result at the imaging timing T1 indicates Y1 and the average value of the deviations of the positions of the top plates 4a during the imaging timing T1 is ΔY, Y1'= Y1-ΔY. Calculated as a temporary position of the mark 19. Similarly, the temporary positions Y2'to Y10' of the mark are calculated from the imaging results obtained at each of the imaging timings T2 to T10.

Ｓ１０７では、制御部２４からの指示に従って、処理部２３がマーク１９の位置を算出する。例えば、Ｙ１’〜Ｙ１０’の平均位置が、マーク１０の位置である。算出結果を制御部２４に入力し、制御部２４は検出したマーク１９の位置をメモリに記憶させる。以上で検出を終了する。その後、他のマーク１９の位置も同様に検出する。 In S107, the processing unit 23 calculates the position of the mark 19 according to the instruction from the control unit 24. For example, the average position of Y1'to Y10' is the position of the mark 10. The calculation result is input to the control unit 24, and the control unit 24 stores the detected position of the mark 19 in the memory. This completes the detection. After that, the positions of the other marks 19 are detected in the same manner.

１回の撮像タイミングで得られる撮像結果が示す波形は整定後に連続した時間で１度だけマーク１９を撮像する場合に比べて、撮像結果から得られる検出信号のＳ／Ｎ比は小さい。しかし、複数回の撮像タイミングで得られる複数の撮像結果を利用することによりマーク１９の位置の検出に関し所望の精度を確保することができる。処理部２３は、撮像タイミングＴ１〜Ｔ１０で得られた撮像結果に基づいてＹ位置と同様にマーク１９のＸ位置を算出する。 The waveform indicated by the imaging result obtained at one imaging timing has a smaller S / N ratio of the detection signal obtained from the imaging result than the case where the mark 19 is imaged only once in a continuous time after setting. However, by utilizing a plurality of imaging results obtained at a plurality of imaging timings, it is possible to secure desired accuracy in detecting the position of the mark 19. The processing unit 23 calculates the X position of the mark 19 in the same manner as the Y position based on the imaging results obtained at the imaging timings T1 to T10.

このように、天板４ａの整定前かつ基板ステージ４の速度が所定値以下の撮像タイミングにおけるマーク１９の撮像結果と撮像時の天板４ａの位置情報とを用いてマーク１９の位置を検出する。像のぶれが少ない時間帯で撮像するため、天板４ａの整定前にマークを検出する場合であっても、精度良くマークの位置を検出することができる。天板４ａの整定を待ってマーク１９の撮像を開始する場合に比べて、マーク１９の撮像の終了時刻を早めることができる。１つ１つのマーク１９の撮像に要する時間を削減できることで、複数のマーク１９の位置検出に要する全体の時間を削減することができる。 In this way, the position of the mark 19 is detected by using the imaging result of the mark 19 at the imaging timing before the setting of the top plate 4a and the speed of the substrate stage 4 is equal to or less than a predetermined value and the position information of the top plate 4a at the time of imaging. .. Since the image is taken in a time zone when the image blur is small, the position of the mark can be detected with high accuracy even when the mark is detected before the top plate 4a is set. Compared with the case where the imaging of the mark 19 is started after waiting for the setting of the top plate 4a, the end time of the imaging of the mark 19 can be earlier. Since the time required for imaging each mark 19 can be reduced, the total time required for detecting the positions of a plurality of marks 19 can be reduced.

なお、Ｓ１０７では、処理部２３は経過時間に応じて仮位置Ｙ１’〜Ｙ１０’に重みづけをした結果に基づいてマーク１９の位置を算出することが好ましい。例えば、撮像タイミングＴ１よりも、天板４ａの振動の影響が少なく信頼性の高い撮像タイミングＴ１０で得られた値に重みをおいて、マーク１９の位置を算出することが好ましい。 In S107, it is preferable that the processing unit 23 calculates the position of the mark 19 based on the result of weighting the temporary positions Y1'to Y10' according to the elapsed time. For example, it is preferable to calculate the position of the mark 19 by weighting the value obtained at the imaging timing T10, which is less affected by the vibration of the top plate 4a and has higher reliability than the imaging timing T1.

基板ステージ４の位置偏差が収束するにつれて各撮像タイミングにおける撮像の継続時間は長くしている。このように１回あたりのマーク１９の撮像時間に重みづけをせずに、１回あたりの撮像タイミングにおいて撮像を継続する時間を一定としてもよい。Ｓ１０２〜Ｓ１０５と並行して、処理部２３は既に得られた撮像結果に基づいてＳ１０７の計算処理をしてもよい。 As the position deviation of the substrate stage 4 converges, the duration of imaging at each imaging timing becomes longer. In this way, the time for continuing imaging at the imaging timing per imaging may be constant without weighting the imaging time of the mark 19 per imaging. In parallel with S102 to S105, the processing unit 23 may perform the calculation processing of S107 based on the imaging result already obtained.

［第２実施形態］
第２実施形態にかかるマーク１９の位置の検出方法では、複数の撮像タイミングＴ１〜Ｔ１０で得られた複数の撮像結果を重畳した結果に基づいてマーク１９の位置を算出する。Ｓ１０１〜Ｓ１０５の工程は第１実施形態と同様なので説明を省略し、Ｓ１０６及びＳ１０７の代わりに実行する工程のみを説明する。 [Second Embodiment]
In the method for detecting the position of the mark 19 according to the second embodiment, the position of the mark 19 is calculated based on the result of superimposing a plurality of imaging results obtained at a plurality of imaging timings T1 to T10. Since the steps of S101 to S105 are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted, and only the steps to be executed instead of S106 and S107 will be described.

まず、処理部２３は、撮像タイミングＴ１〜Ｔ１０のそれぞれの撮像結果から得られる検出信号の波形を、波形の中心位置を求めることなくシフトさせる。このときのシフト量は、撮像タイミングＴ１〜Ｔ１０のそれぞれにおける天板４ａの位置の偏差の平均位置に対応する量である。図７（ａ）は、それぞれの波形をシフトさせた結果を並べて示している。 First, the processing unit 23 shifts the waveform of the detection signal obtained from each of the imaging results of the imaging timings T1 to T10 without obtaining the center position of the waveform. The shift amount at this time is an amount corresponding to the average position of the deviation of the position of the top plate 4a at each of the imaging timings T1 to T10. FIG. 7A shows the results of shifting each waveform side by side.

次に、処理部２３は、シフト後の波形を重畳する。すなわち、検出信号の足しあわせを行い、図７（ｂ）に示す最終波形を取得する。検出信号を足し合わせることで、１回の撮像タイミングで得られる検出信号に比べてのＳ／Ｎ比の大きな検出信号に基づいてマーク１９の位置を算出することができる。最後に、処理部２３は最終波形から撮像素子上で波形の中心位置が示す位置をマーク１９の位置Ｙ’として出力する。位置Ｙ’は制御部２４に入力され、制御部２４は検出したマーク１９の位置をメモリに記憶させる。 Next, the processing unit 23 superimposes the shifted waveform. That is, the detection signals are added together, and the final waveform shown in FIG. 7B is acquired. By adding the detection signals, the position of the mark 19 can be calculated based on the detection signal having a larger S / N ratio than the detection signal obtained at one imaging timing. Finally, the processing unit 23 outputs the position indicated by the center position of the waveform on the image sensor from the final waveform as the position Y'of the mark 19. The position Y'is input to the control unit 24, and the control unit 24 stores the detected position of the mark 19 in the memory.

このように、天板４ａの整定前かつ基板ステージ４の速度が所定値以下の撮像タイミングにおけるマーク１９の撮像結果と撮像時の天板４ａの位置情報とを用いてマーク１９の位置を検出する。像のぶれが少ない時間帯で撮像するため、天板４ａの整定前にマークを検出する場合であっても、精度良くマークの位置を検出することができる。天板４ａの整定を待ってマーク１９の撮像を開始する場合に比べて、マーク１９の撮像の終了時刻を早めることができる。１つ１つのマーク１９の撮像に要する時間を削減できることで、複数のマーク１９の位置検出に要する全体の時間を削減することができる。 In this way, the position of the mark 19 is detected by using the imaging result of the mark 19 at the imaging timing before the setting of the top plate 4a and the speed of the substrate stage 4 is equal to or less than a predetermined value and the position information of the top plate 4a at the time of imaging. .. Since the image is taken in a time zone when the image blur is small, the position of the mark can be detected with high accuracy even when the mark is detected before the top plate 4a is set. Compared with the case where the imaging of the mark 19 is started after waiting for the setting of the top plate 4a, the end time of the imaging of the mark 19 can be earlier. Since the time required for imaging each mark 19 can be reduced, the total time required for detecting the positions of a plurality of marks 19 can be reduced.

第１実施形態に比べてマーク１９の撮像に用いる撮像素子の性能が劣る場合であっても、天板４ａの整定後に連続時間１度だけマーク１９を撮像してマーク１９の位置を検出する場合と少なくとも同等の精度でマーク１９の位置を検出できる。 Even when the performance of the image sensor used for imaging the mark 19 is inferior to that of the first embodiment, the position of the mark 19 is detected by imaging the mark 19 only once for a continuous time after the top plate 4a is set. The position of the mark 19 can be detected with at least the same accuracy as.

［第３実施形態］
第３実施形態では、アライメント系１３による撮像結果からマーク１７、１８のＺ位置（Ｚ軸方向の位置）を検出することで、基板３のＺ位置の検出も行う。マーク１７、１８の位置の検出対象の方向に応じて、撮像タイミングが異なる。つまり、ＸＹ軸方向の位置を検出する場合と、Ｚ軸方向の位置を検出する場合とで、撮像タイミングを異ならせた場合を示す実施形態である。さらに、天板４ａの整定を示す閾値も異ならせた場合について説明する。検出装置２５を含め露光装置１００の構成は第１実施形態と同様であるため詳細な説明は省略する。 [Third Embodiment]
In the third embodiment, the Z position of the substrate 3 is also detected by detecting the Z positions (positions in the Z axis direction) of the marks 17 and 18 from the imaging result by the alignment system 13. The imaging timing differs depending on the direction of the detection target at the positions of the marks 17 and 18. That is, it is an embodiment showing a case where the imaging timing is different between the case where the position in the XY axis direction is detected and the case where the position in the Z axis direction is detected. Further, a case where the threshold value indicating the setting of the top plate 4a is also different will be described. Since the configuration of the exposure apparatus 100 including the detection apparatus 25 is the same as that of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.

図８は、天板４ａが目標位置に到達しに収束する時刻が整定時刻Ｔｓである。波形３０において、天板４ａの速度が所定値以下となるタイミングを太線で示している。一方、破線の波形３２はＺ軸方向の位置の偏差を示している。波形３２に関して位置偏差が閾値Ｅｃに収束する時刻が整定時刻Ｔｃである。波形３２において、単位時間当たりのＺ軸方向の速度が所定値以下となるタイミングを太線で示している。許容偏差が方向に応じて異なるため、閾値はＥｃ＞Ｅａとしている。 In FIG. 8, the settling time Ts is the time when the top plate 4a reaches the target position and converges. In the waveform 30, the timing at which the speed of the top plate 4a becomes equal to or less than a predetermined value is indicated by a thick line. On the other hand, the broken line waveform 32 shows the deviation of the position in the Z-axis direction. The time at which the position deviation of the waveform 32 converges to the threshold value Ec is the settling time Tc. In the waveform 32, the timing at which the speed in the Z-axis direction per unit time becomes equal to or less than a predetermined value is indicated by a thick line. Since the permissible deviation differs depending on the direction, the threshold value is set to Ec> Ea.

波形３０および波形３２に示すように方向に応じて波形の振幅の振れ幅が大きい時刻が異なる場合もあり得る。そのような場合は、検出対象の位置の方向に応じて撮像タイミングを異ならせる。例えば図８の場合は、波形３０は波形３２に比べて１／４周期ほどの遅れを伴っている。 As shown in the waveform 30 and the waveform 32, the time when the fluctuation width of the amplitude of the waveform is large may differ depending on the direction. In such a case, the imaging timing is different depending on the direction of the position of the detection target. For example, in the case of FIG. 8, the waveform 30 has a delay of about 1/4 period as compared with the waveform 32.

制御部２４は、天板４ａのＺ軸方向の速度が所定位置以下となる撮像タイミング及び天板４ａのＸ軸方向の速度が所定値以下となる撮像タイミングをそれぞれ特定する。そして、処理部２２は、Ｚ軸方向の位置は、天板４ａのＺ軸方向の速度が所定位置以下となる撮像タイミングで得られた複数の撮像結果を用いて算出する。一方、Ｘ軸方向の位置は、天板４ａのＸ軸方向の速度が所定値以下となる撮像タイミングで得られた複数の撮像結果を用いて算出する。なお、撮像結果からのマーク１９の位置の算出方法は、第１実施形態におけるＳ１０７、Ｓ１０８の工程と同様である。 The control unit 24 specifies an imaging timing at which the speed of the top plate 4a in the Z-axis direction is equal to or less than a predetermined position and an imaging timing at which the speed of the top plate 4a in the X-axis direction is equal to or less than a predetermined value. Then, the processing unit 22 calculates the position in the Z-axis direction by using a plurality of imaging results obtained at the imaging timing at which the speed in the Z-axis direction of the top plate 4a is equal to or less than a predetermined position. On the other hand, the position in the X-axis direction is calculated by using a plurality of imaging results obtained at the imaging timing when the speed in the X-axis direction of the top plate 4a is equal to or less than a predetermined value. The method of calculating the position of the mark 19 from the imaging result is the same as the steps of S107 and S108 in the first embodiment.

本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果が得られる。さらに、異なる撮像タイミングで取得された撮像結果に基づけば、２軸方向の位置をそれぞれ検出することができる。 In this embodiment as well, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Further, based on the imaging results acquired at different imaging timings, the positions in the biaxial directions can be detected respectively.

（その他の実施形態）
物体上のマークを見て位置合わせをするその他の装置に検出装置２５を適用してもよい。例えば、半導体回路の検査のための装置、ウエハ検査装置、欠陥検査装置等に搭載してもよい。 (Other embodiments)
The detection device 25 may be applied to other devices that align by looking at the marks on the object. For example, it may be mounted on a device for inspecting a semiconductor circuit, a wafer inspection device, a defect inspection device, or the like.

第１〜第３実施形態では、制御部２４が複数の撮像タイミングを特定する場合を説明したが、制御部２４が特定する撮像タイミングの回数及びアライメント系１６が撮像をする回数は１回だけでもよい。また、第１、２実施形態のアライメント系１６に限らず、前述のマークの検出方法をアライメント系１３で実施してもよい。アライメント系１３、１６の少なくとも一方で前述のマークの位置の検出方法を実行すればよい。 In the first to third embodiments, the case where the control unit 24 specifies a plurality of imaging timings has been described, but the number of imaging timings specified by the control unit 24 and the number of times the alignment system 16 performs imaging may be only once. Good. Further, not limited to the alignment system 16 of the first and second embodiments, the above-mentioned mark detection method may be carried out by the alignment system 13. At least one of the alignment systems 13 and 16 may execute the above-mentioned method for detecting the position of the mark.

照明光の点灯制御や電子シャッターにより撮像タイミングのみでマーク１９を撮像する実施形態を説明したが、それ以外の方法を採用してもよい。例えば、撮像素子はマーク１９を常に撮像しておき、処理部２３がマーク１９の位置を算出するときは制御部２４によって特定された撮像タイミングでの撮像結果のみを抽出して計算を行ってもよい。 Although the embodiment in which the mark 19 is imaged only at the imaging timing by the lighting control of the illumination light or the electronic shutter has been described, other methods may be adopted. For example, the image sensor may always image the mark 19, and when the processing unit 23 calculates the position of the mark 19, the image sensor may extract only the imaging result at the imaging timing specified by the control unit 24 and perform the calculation. Good.

アライメント系１３はマーク１７、１８で反射された光を検出する方式の検出系であるが、マーク１７、１８を透過して回折した光を検出する方式の検出系であってもよい。この場合、アライメント系１３の投光系はレチクル１の上方に、受光系である撮像素子は天板４の内部に配置されていてもよい。 The alignment system 13 is a detection system of a method of detecting the light reflected by the marks 17 and 18, but may be a detection system of a method of detecting the light diffracted through the marks 17 and 18. In this case, the light projecting system of the alignment system 13 may be arranged above the reticle 1, and the image sensor as the light receiving system may be arranged inside the top plate 4.

処理部２２、２３のそれぞれの機能を有するのであれば、１つの処理部で構成されていてもよい。あるいは、制御部２４が処理部２２、２３の機能を有していてもよい。 As long as it has the respective functions of the processing units 22 and 23, it may be composed of one processing unit. Alternatively, the control unit 24 may have the functions of the processing units 22 and 23.

検出装置２５は、走査型露光装置である露光装置１００に限られず、基板上にパターンを形成するその他のリソグラフィ装置（パターニング装置）に適用可能である。リソグラフィ装置は、例えば、固定したレチクル１に対して基板３をステップアンドリピート方式で駆動させながら基板３を露光することにより、基板上にレジストの潜像パターンを形成するステッパであってもよい。又は、型を用いて基板上に凹凸パターンを形成するインプリント装置や荷電粒子線の照射によって基板上に潜像パターンを形成する描画装置等であってもよい。 The detection device 25 is not limited to the exposure device 100, which is a scanning exposure device, and can be applied to other lithography devices (patterning devices) that form a pattern on a substrate. The lithography apparatus may be, for example, a stepper that forms a latent image pattern of a resist on a substrate by exposing the substrate 3 to a fixed reticle 1 while driving the substrate 3 in a step-and-repeat manner. Alternatively, it may be an imprint device that forms a concavo-convex pattern on the substrate using a mold, a drawing device that forms a latent image pattern on the substrate by irradiating a charged particle beam, or the like.

また、露光装置１００の露光光は、例えば、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＡｒＦレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＥＵＶ光（波長１３ｎｍ）等の各種光線から選択可能である。 The exposure light of the exposure apparatus 100 can be selected from various light rays such as g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), ArF laser light (wavelength 193 nm), and EUV light (wavelength 13 nm).

検出装置２５は、マークの位置の検出が必要なその他の装置に搭載されてもよい。 The detection device 25 may be mounted on another device that needs to detect the position of the mark.

［物品の製造方法に係る実施形態］
リソグラフィ装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。 [Embodiment relating to a method for manufacturing an article]
The pattern of the cured product formed by using the lithographic apparatus is used permanently for at least a part of various articles or temporarily in manufacturing various articles.

物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。 The article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, a mold, or the like.

電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。 Examples of the electric circuit element include volatile or non-volatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, and semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensor, and FPGA.

型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。 Examples of the mold include a mold for imprinting.

硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。加工工程はさらに、他の周知の処理工程（現像、酸化、成膜、蒸着、平坦化、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含んでもよい。 The cured product pattern is used as it is as a constituent member of at least a part of the above-mentioned article, or is temporarily used as a resist mask. The resist mask is removed after etching or ion implantation in the substrate processing process. The processing step may further include other well-known processing steps (development, oxidation, film formation, vapor deposition, flattening, resist stripping, dicing, bonding, packaging, etc.).

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and modifications can be made within the scope of the gist thereof.

３ 基板
４ａ 天板（物体）
１３、１６ アライメント系
１７、１８、１９ マーク
２２、２３ 処理部
２４ 制御部
２５ 検出装置
Ｔ１〜Ｔ１０ 撮像タイミング 3 Substrate 4a Top plate (object)
13, 16 Alignment system 17, 18, 19 Mark 22, 23 Processing unit 24 Control unit 25 Detection device T1 to T10 Imaging timing

Claims (9)

移動可能な物体上のマークの位置を検出する検出装置であって、
前記物体が目標位置に初めて到達してから前記目標位置に対する前記物体の偏差が所定範囲内に収束するまでの間で、前記物体の速度が所定値以下となる複数のタイミングを特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された前記複数のタイミングで前記マークを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された像から得られた検出信号に基づいて前記検出信号の波形が示す前記マークの位置を検出する検出手段と、を有し、
前記検出手段は、前記複数のタイミングにおける前記偏差に基づいて前記検出信号の波形が示す前記マークの位置を補正することを特徴とする検出装置。 A detector that detects the position of a mark on a movable object.
A specific means for specifying a plurality of timings at which the velocity of the object becomes equal to or less than a predetermined value between the time when the object first reaches the target position and the time when the deviation of the object with respect to the target position converges within a predetermined range. ,
An imaging means that images the mark at the plurality of timings specified by the specific means, and
Have a, a detecting means for detecting a position of the mark indicating the waveform of the detection signal based on a detection signal obtained from the captured image by the imaging means,
The detection means is a detection device characterized in that the position of the mark indicated by the waveform of the detection signal is corrected based on the deviation at the plurality of timings . 前記特定手段は、前記物体の位置情報に基づいて前記複数のタイミングを特定することを特徴とする請求項１に記載の検出装置。 The detection device according to claim 1, wherein the specifying means specifies the plurality of timings based on the position information of the object. 前記検出手段は、前記複数のタイミングのそれぞれで前記撮像手段により撮像された像から得られた検出信号に基づいて前記マークの位置を検出して、前記複数のタイミングのそれぞれにおける前記偏差に基づいて、検出された前記マークの位置を補正することを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。 Before Symbol detection means detects the position of the mark on the basis of a detection signal obtained from the captured image by the image pickup means at each of said plurality of timing, based on the deviation in each of the plurality of timing The detection device according to claim 1 or 2, wherein the position of the detected mark is corrected . 前記検出手段は、前記複数のタイミングのそれぞれで前記撮像手段により撮像された像から得られた複数の検出信号を前記複数のタイミングのそれぞれにおける前記物体の偏差だけシフトさせて重畳した結果に基づいて前記検出信号の波形が示す前記マークの位置を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の検出装置。 The detection means is based on the result of superimposing a plurality of detection signals obtained from an image captured by the imaging means at each of the plurality of timings by shifting the deviation of the object at each of the plurality of timings. The detection device according to claim 1 or 2 , wherein the position of the mark indicated by the waveform of the detection signal is corrected . 前記撮像手段は、前記物体が前記目標位置に初めて到達してからの経過時間が長くなるほど前記マークの撮像を継続する時間を長くすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の検出装置。 The imaging means is any one of claims 1 to 4, characterized in that the object is to extend the time to continue the imaging of the marks as the first course of the reached Teka et time increases to the target position The detection device described in. 前記撮像手段は、前記撮像手段の電子シャッターの開閉タイミング又は前記マークを照明する光源からの光の発光タイミングを制御して前記複数のタイミングで前記マークを撮像することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の検出装置。 The imaging means is characterized in that the mark is imaged at the plurality of timings by controlling the opening / closing timing of the electronic shutter of the imaging means or the emission timing of light from a light source that illuminates the mark. The detection device according to any one of claims 1 to 5 . 基板上にパターンを形成するパターニング装置であって、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の検出装置と、
前記検出装置が検出対象とするマークの設けられた物体を移動させる移動手段と、
前記物体の位置を計測する計測手段と、
を有することを特徴とするパターニング装置。 A patterning device that forms a pattern on a substrate.
The detection device according to any one of claims 1 to 6 .
A moving means for moving an object provided with a mark to be detected by the detection device, and
A measuring means for measuring the position of the object and
A patterning apparatus characterized by having. 移動可能な物体に設けられたマークの位置を検出する検出方法であって、
前記物体が目標位置に初めて到達してから前記目標位置に対する前記物体の偏差が所定範囲内に収束するまでの間で、前記物体の速度が所定値以下となる複数のタイミングを特定する特定工程と、
前記特定工程で特定された前記複数のタイミングで前記マークを撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像された像から得られた検出信号に基づいて、前記検出信号の波形が示す前記マークの位置を検出する検出工程と、を有し、
前記検出工程では、前記複数のタイミングにおける前記偏差に基づいて前記検出信号の波形が示す前記マークの位置を補正することを特徴とする検出方法。 A detection method that detects the position of a mark provided on a movable object.
A specific step of specifying a plurality of timings at which the velocity of the object becomes equal to or less than a predetermined value between the time when the object first reaches the target position and the time when the deviation of the object with respect to the target position converges within a predetermined range. ,
An imaging step of imaging the mark at the plurality of timings specified in the specific step,
On the basis of the detection signal obtained from the captured image in the imaging step, have a, a detection step of detecting a position of the mark indicating the waveform of the detection signal,
The detection step comprises correcting the position of the mark indicated by the waveform of the detection signal based on the deviation at the plurality of timings . 物品の製造方法であって、
請求項７に記載のパターニング装置を用いて前記基板上にパターンを形成する形成工程と、
前記形成工程でパターンの形成された前記基板を処理する処理工程と、
前記処理工程で処理された前記基板から物品を製造する製造工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。 It is a manufacturing method of goods
A forming step of forming a pattern on the substrate by using the patterning apparatus according to claim 7 .
A processing step of processing the substrate formed of a pattern in the forming step,
A manufacturing process for manufacturing an article from the substrate processed in the processing step, and
A method of manufacturing an article, which comprises having.
JP2016179919A 2016-09-14 2016-09-14 Detection equipment, detection methods, lithography equipment, and manufacturing methods for articles Active JP6779721B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016179919A JP6779721B2 (en) 2016-09-14 2016-09-14 Detection equipment, detection methods, lithography equipment, and manufacturing methods for articles
PCT/JP2017/029939 WO2018051744A1 (en) 2016-09-14 2017-08-22 Detection device, detection method, patterning device, and method for manufacturing article
KR1020197008814A KR102214771B1 (en) 2016-09-14 2017-08-22 Detection device, detection method, patterning device, and manufacturing method of article
CN201780055797.7A CN109690419B (en) 2016-09-14 2017-08-22 Detection device, detection method, patterning device, and article manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016179919A JP6779721B2 (en) 2016-09-14 2016-09-14 Detection equipment, detection methods, lithography equipment, and manufacturing methods for articles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018044864A JP2018044864A (en) 2018-03-22
JP6779721B2 true JP6779721B2 (en) 2020-11-04

Family

ID=61619105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016179919A Active JP6779721B2 (en) 2016-09-14 2016-09-14 Detection equipment, detection methods, lithography equipment, and manufacturing methods for articles

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6779721B2 (en)
KR (1) KR102214771B1 (en)
CN (1) CN109690419B (en)
WO (1) WO2018051744A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6919623B2 (en) * 2018-04-26 2021-08-18 オムロン株式会社 Control systems, control methods, and control programs
JP7172151B2 (en) * 2018-06-11 2022-11-16 オムロン株式会社 Control systems, controllers and programs

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0444209A (en) * 1990-06-07 1992-02-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Exposing method
JPH10335232A (en) * 1997-05-28 1998-12-18 Canon Inc Alignment device and method, and exposure system provided therewith
JP3473820B2 (en) * 1997-07-17 2003-12-08 キヤノン株式会社 Focusing position detection method and exposure apparatus
JP2005337912A (en) * 2004-05-27 2005-12-08 Nikon Corp Position measuring apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2007115801A (en) * 2005-10-19 2007-05-10 Nikon Corp Mark position measuring device, mark position measuring method, exposure device, and exposure method
JP2009026976A (en) * 2007-07-20 2009-02-05 Canon Inc Exposure device and device manufacturing method
JP2015128132A (en) * 2013-11-28 2015-07-09 キヤノン株式会社 Method for creating drawing data, drawing device, drawing method and method of manufacturing article

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018044864A (en) 2018-03-22
CN109690419B (en) 2021-09-14
WO2018051744A1 (en) 2018-03-22
KR20190041516A (en) 2019-04-22
CN109690419A (en) 2019-04-26
KR102214771B1 (en) 2021-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100875008B1 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
KR101444981B1 (en) Exposure apparatus, exposure method, and method of manufacturing device
KR101963012B1 (en) Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP7147738B2 (en) Measuring device, measuring method, and exposure device
JP6779721B2 (en) Detection equipment, detection methods, lithography equipment, and manufacturing methods for articles
JP5137879B2 (en) Exposure apparatus and device manufacturing method
US10488764B2 (en) Lithography apparatus, lithography method, and method of manufacturing article
JP2010258085A (en) Surface position detecting method
JP3870058B2 (en) Scan exposure apparatus and method, and device manufacturing method
KR102189048B1 (en) Detecting apparatus, detecting method, computer program, lithography apparatus, and article manufacturing method
JP2002190439A (en) Position measurement method and its apparatus, exposure method and aligner, and device-manufacturing method
JP2009026976A (en) Exposure device and device manufacturing method
JP2005116580A (en) Device and method for detecting position, device and method for exposure, and method of manufacturing device
TWI774350B (en) Method for calculating a corrected substrate height map, system for height measurement, and lithographic apparatus
JP2005209926A (en) Mark detecting method and apparatus thereof, exposure method and apparatus thereof, and device manufacturing method
JP2004111995A (en) Projection aligner and its method
JP2010251409A (en) Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2019184650A (en) Exposure apparatus, exposure method, and article manufacturing method
JP2011108912A (en) Exposure device, exposure method, and method of manufacturing semiconductor device
JP2005116581A (en) Method for detection, method for exposure, detecting device, exposure device, and method of manufacturing device
JP2002217081A (en) Alignment method, method and system for exposure, and method for fabricating device
JPH10284367A (en) Projection aligner and its method
JP2002043211A (en) Aligner and exposure system
JP2011159861A (en) Movement information detection method, movement information detection program, measuring instrument, optical system, aligner, and device manufacturing method
JP2010050290A (en) Exposure method and aligner, and device manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190905

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200602

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200729

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200915

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201014

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6779721

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151