KR102189048B1 - 검출 장치, 검출 방법, 컴퓨터 프로그램, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

마크를 검출하는 검출 장치는 마크의 촬상을 행하도록 구성된 촬상 디바이스; 및 촬상 디바이스를 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다. 제어기는 마크를 갖는 물체의 위치가 허용 범위 내에 수렴하기 전에 위치가 허용 범위 내에 있는 기간만이 촬상 기간이 되도록 촬상 디바이스를 제어하도록 구성된다.

Description

검출 장치, 검출 방법, 컴퓨터 프로그램, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법{DETECTING APPARATUS, DETECTING METHOD, COMPUTER PROGRAM, LITHOGRAPHY APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 검출 장치, 검출 방법, 프로그램, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조에 사용되는 리소그래피 장치에서는, 기판을 고정밀도로 위치 결정할 필요가 있다. 예를 들어, 기판의 위치는 리소그래피 장치에 포함된 검출 장치에 의해, 기판 상에 형성된 마크의 위치 검출 결과에 기초하여 결정된다. 기판은 스테이지에 보유 지지되고, 스테이지에 의해 마크가 검출되는 위치까지 이동된다. 그 위치에 도달한 직후의 스테이지는 진동하고 있다. 따라서, 기판의 위치는 진동의 안정(정적)을 기다린 후에 검출된다. 따라서, 리소그래피 장치의 스루풋은 진동이 안정될 때까지의 대기 시간에 제약된다. 일본 특허 공개 H9-289147호에 기재된 기술은 주사 노광 장치에서 스테이지의 가속 후와 노광 개시 전의 안정 시간을 필요한 해상도 등에 따라 변경하고 있다.
그러나, 상술한 검출 장치에 일본 특허 공개 H9-289147호의 발명을 적용했을 경우에도, 필요한 검출 정밀도에 따라 대기 시간을 단축하는 것은 곤란할 수 있다.
본 발명은 예를 들어, 마크의 검출 완료를 앞당기는데 유리한 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 마크를 검출하는 검출 장치는 마크의 촬상을 행하도록 구성된 촬상 디바이스; 및 촬상 디바이스를 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다. 제어기는, 마크를 갖는 물체의 위치가 허용 범위 내에 수렴하기 전에 위치가 허용 범위 내에 있는 기간만이 촬영 기간이 되도록, 촬상 디바이스를 제어하도록 구성된다.
첨부 도면을 참조하여 예시적 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 본 발명의 추가적 특징을 명백히 알 수 있을 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 검출 장치 및 노광 장치의 개략도이다.
도 2는 웨이퍼 스테이지 상에에 적재된 웨이퍼를 +Z 방향에서 본 도면이다.
도 3은 마크로부터의 반사광의 신호 강도의 파형을 도시하는 도면이다.
도 4는 마크로부터의 반사광의 신호 강도의 파형을 도시하는 도면이다.
도 5는 마크로부터의 반사광의 신호 강도의 파형을 도시하는 도면이다.
도 6은 스테이지를 목표 위치까지 이동시키기 시작하고 나서부터의 경과 시간과 스테이지 위치의 목표 위치로부터의 편차 간의 관계를 도시하는 도면이다.
도 7a는 종래 기술의 검출 장치가 계측할 때 웨이퍼 스테이지의 위치의 목표 위치로부터의 편차의 시간 변화를 도시하는 도면이다.
도 7b는 제1 실시예에 따른 검출 장치가 계측할 때 웨이퍼 스테이지 위치의 목표 위치로부터의 편차의 시간 변화를 도시하는 도면이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 웨이퍼 스테이지 위치의 목표 위치로부터의 편차의 시간 변화를 도시하는 도면이다.
도 9a는 종래 기술의 검출 장치가 계측할 때 웨이퍼 스테이지 위치의 목표 위치로부터의 편차의 시간 변화를 도시하는 도면이다.
도 9b는 제3 실시예에 따른 검출 장치가 계측할 때 웨이퍼 스테이지 위치의 목표 위치로부터의 편차의 시간 변화를 도시하는 도면이다.
이하에서, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명할 것이다.
(제1 실시예)
도 1은 제1 실시예에 따른 검출 장치 및 노광 장치의 개략도이다. 검출 장치는 다른 리소그래피 장치(예를 들어, 임프린트 장치)에 적용될 수도 있다. 그러나, 본 실시예에서는, 검출 장치의 노광 장치에의 적용을 예로 들어 설명할 것이다. 본 실시예에 따른 검출 장치는 레이저 간섭계(9, 10 및 12), 마크의 촬상을 행하는 촬상 디바이스로서의 레티클 얼라인먼트 검출계(13), 웨이퍼 얼라인먼트 검출계(16), 및 포커스 및 틸트 검출계(15)를 포함한다. 본 실시예에 따른 검출 장치를 포함하는 노광 장치는 레티클 스테이지(2), 웨이퍼 스테이지(기판 보유 지지 유닛)(4), 조명 광학계(5), 및 투영 광학계(6)를 포함한다. 레티클 스테이지(2)는 레티클(원판)(1)의 지지 및 위치 결정을 행한다. 웨이퍼 스테이지(4)는 웨이퍼(기판 또는 피측정물)(3)의 지지 및 위치 결정을 행한다. 조명 광학계(5)는 레티클(1)을 노광광으로 조명한다. 투영 광학계(6)는 노광광으로 조명된 레티클(1)의 패턴 상을 웨이퍼 스테이지(4)에 의해 지지된 웨이퍼(3) 상에 투영한다. 제어기(20)는 컴퓨터 또는 메모리를 포함하고, 검출 장치 및 노광 장치의 동작을 통괄적으로 제어하고, 본 실시예에 따른 검출 방법을 프로그램으로서 컴퓨터에게 실행하게 할 수 있다. 본 실시예에서는, 제어기(20)는 검출 장치에 포함되어 있는 것으로 한다.
본 실시예에서는, 노광 장치로서, 레티클(1)과 웨이퍼(3)를 주사 방향으로 서로 동기화시켜서 이동시키는 동안 레티클(1)에 형성된 패턴을 웨이퍼(3) 상에 투영하여 노광하는 주사형 노광 장치(스캐닝 스테퍼)를 사용한다. 노광 장치는 레티클(1)을 고정시키고 레티클(1)의 패턴을 웨이퍼(3) 상에 투영하여 노광하는 노광 장치(스테퍼)일 수도 있다. 투영 광학계(6)의 광축과 평행한 방향을 Z 방향으로 하고, 광축에 수직한 평면 상에서 레티클(1)과 웨이퍼(3)의 동기 및 이동 방향(주사 방향)을 Y 방향으로 하며, 이 평면 내에서 Y 방향에 수직인 방향(비 주사 방향)을 X 방향으로 한다. 방향들로 연장되는 축인 X축, Y축 및 Z축의 주변 방향을 θX, θY 및θZ 방향으로 한다.
레티클(1) 상의 미리 결정된 조명 영역은 조명 광학계(5)에 의해 균일한 조도 분포의 노광광으로 조명된다. 조명 광학계(5)로부터 사출되는 노광광으로서는, 수은 램프, KrF 엑시머 레이저, ArF 엑시머 레이저, F2 레이저, 극자외광(extreme ultraviolet: EUV 광)의 광이 사용된다.
레티클 스테이지(2)는 투영 광학계(6)의 광축에 수직한 평면내, 즉 XY 평면 내에서 2차원으로 이동될 수 있고, θZ 방향으로 미소하게 회전될 수 있다. 본 실시예에서는 3개의 구동 축을 나타내고 있지만, 1 내지 6 구동 축 중 임의의 것이 사용될 수 있다. 레티클 스테이지(2)는 리니어 모터 등의 레티클 스테이지 구동 장치(도시 생략)에 의해 구동되고, 레티클 스테이지 구동 장치는 제어기(20)에 의해 제어된다. 레티클 스테이지(2) 상에는 미러(7)이 설치된다. 미러(7)에 대향하는 위치에는, 검출 장치에 포함되는 레이저 간섭계(9)가 배치된다. 레이저 간섭계(9)는 레티클(1)의 2차원 방향(XY 방향)의 위치 및 θZ를 실시간으로 계측하고, 계측 결과를 제어기(20)에 출력한다. 제어기(20)는 계측 결과에 기초하여 레티클 스테이지 구동 장치를 구동함으로써 레티클 스테이지(2)에 의해 지지되고 있는 레티클(1)의 위치 결정을 행한다.
웨이퍼 스테이지(4)는 웨이퍼(3)를 웨이퍼 척(도시 생략)을 개재하여 보유 지지하는 θZ 틸트 스테이지, θZ 틸트 스테이지를 지지하는 XY 스테이지(도시 생략), XY 스테이지를 지지하는 베이스(도시 생략)를 포함한다. 웨이퍼 스테이지(4)는 리니어 모터일 수 있는 웨이퍼 스테이지 구동 장치(도시 생략)에 의해 구동된다. 웨이퍼 스테이지 구동 장치는 제어기(20)에 의해 제어된다. 웨이퍼 스테이지(4) 상에는 미러(8)가 설치된다. 미러(8)에 대향하는 위치에는, 검출 장치에 포함되는 레이저 간섭계(10 및 12)가 배치된다. 레이저 간섭계(10)는 웨이퍼(3)의 2차원 방향(XY 방향)의 위치 및 θZ를 실시간으로 계측하고, 계측 결과를 제어기(20)에 출력한다. 레이저 간섭계(12)는 웨이퍼(3)의 Z 방향의 위치, θx 및 θy를 실시간으로 계측하고, 계측 결과를 제어기(20)에 출력한다. 제어기(20)는 계측 결과에 기초하여 웨이퍼 스테이지 구동 장치를 구동함으로써 웨이퍼 스테이지(4)에 의해 지지되고 있는 웨이퍼(3)의 위치 결정을 행한다.
투영 광학계(6)는 레티클(1)의 레티클 패턴을 미리 결정된 투영 배율 β로 웨이퍼(3) 상에 투영하여 노광하는 것으로서, 복수의 광학 소자를 포함하도록 구성된다. 본 실시예에서, 투영 광학계(6)는 투영 배율 β이 예를 들어, 1/4 또는 1/5인 축소 투영계이다.
검출 장치에 포함되는 레티클 얼라인먼트 검출계(13)는 레티클 스테이지(2)의 근방에 배치되고, 레티클(1) 상의 기준 마크(도시 생략)와 웨이퍼 스테이지(4) 상의 기준 플레이트(11) 상에 형성된 기준 마크(17)(도 2 참조)를 검출(촬상)한다. 기준 플레이트(11)는 기준 플레이트(11)의 표면과 웨이퍼(3)의 표면이 실질적으로 동일한 높이가 되도록, 웨이퍼 스테이지(4)의 코너에 설치된다. 기준 마크(17)는 투영 광학계(6)를 통해 검출된다. 예를 들어, 레티클 얼라인먼트 검출계(13) 상에는 CMOS 센서 등의 광전 변환 소자가 장착된다. 레티클 얼라인먼트 검출계(13)는 레티클(1) 상의 기준 마크와 기준 마크(17)로부터의 반사광을 검출하고, 검출 결과(신호)를 제어기(20)에 출력한다. 제어기(20)는 신호에 기초하여 웨이퍼 스테이지 구동 장치 및 레티클 스테이지 구동 장치를 제어하고, 레티클(1) 상의 기준 마크 및 기준 마크(17)의 위치 및 포커스를 맞추고, 레티클(1)과 웨이퍼(3)의 상대 위치(X, Y, Z)를 맞춘다.
기준 마크(17)는 반사형 마크 또는 투과형 마크일 수 있다. 기준 마크(17)가 투과형 마크일 경우, 레티클 얼라인먼트 검출계(14)가 사용된다. 레티클 얼라인먼트 검출계(14) 상에는, 기준 마크(17)을 투과한 투과광을 검출하기 위한 광량 센서가 장착된다. 웨이퍼 스테이지(4)를 X 방향(또는 Y 방향) 및 Z 방향으로 구동 시키면서 투과광의 광량을 계측하고, 계측 결과에 기초하여, 레티클(1) 상의 기준 마크와 기준 마크(17)의 위치 및 포커스를 맞출 수 있다. 이러한 방식으로, 레티클 얼라인먼트 검출계(13)와 레티클 얼라인먼트 검출계(14) 어느 쪽을 사용해도, 레티클(1)과 웨이퍼(3)의 상대 위치 관계(X, Y, Z)를 맞출 수 있다.
도 2는 웨이퍼 스테이지(4) 상에 적재된 웨이퍼(3)를 +Z 방향에서 본 도면이다. 웨이퍼 스테이지(4)에서, 코너에는 기준 플레이트(11)가 설치된다. 기준 플레이트(11)는 기준 마크(17) 및 웨이퍼 얼라인먼트에 사용되는 기준 마크(18)를 갖는다. 레티클 얼라인먼트용 기준 마크(17)와 웨이퍼 얼라인먼트용 기준 마크(18) 간의 위치 관계(XY 방향)는 공지되어 있다고 가정한다. 기준 마크(17 및 18)는 공통 마크일 수도 있다. 웨이퍼(3)에서, 샷 영역(1 내지 38)의 레이아웃이 도시되어 있고 각 샷 영역 근방에는 얼라인먼트 마크(19)가 형성된다.
검출 장치에 포함되는 웨이퍼 얼라인먼트 검출계(16)는 투영 광학계(6)의 광축로부터 이격된 위치에 광축을 갖는 오프 액시스 광학계(off-axis optical system)이며, 검출광을 웨이퍼(3) 상의 얼라인먼트 마크(19) 및 기준 플레이트(11) 상의 기준 마크(18)에 조사하는 조사계를 포함한다. 또한, 이들 마크로부터의 반사광을 수광하는 수광계는, 얼라인먼트 마크(19) 및 기준 마크(18)가 촬상되도록 내부에 포함되어 있다. 포커스 및 틸트 검출계(15)는 검출광을 웨이퍼(3)의 표면에 조사하는 조사계와 웨이퍼(3)로부터의 반사광을 수광하는 수광계를 포함한다.
마크를 검출(촬상)하기 위해서는, 검출계가 마크로부터의 반사광을 변환한 전하를 축적하는 축적 시간(촬상 기간)을 조정하는 것이 중요하다. 축적 시간에 대해서 도 3 내지 도 6을 참조하여 설명할 것이다. 도 3 내지 도 5는 마크로부터의 반사광의 신호 강도의 파형을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6은 스테이지(마크가 형성된 부재)를 목표 위치까지 이동시키기 시작하고 나서부터의 경과 시간(횡축)과 스테이지 위치의 목표 위치로부터의 편차(종축) 간의 관계를 도시하는 도면이다. 도 6에서, 망점으로 나타낸 Ta 내지 Te는 검출계가 마크로부터의 반사광을 변환한 전하를 축적하는 축적 시간을 나타내며, 이들은 각각 동일하다. E는 스테이지가 주기적인 진동의 수렴 위치를 중심으로 한 편차의 허용 범위를 나타낸다. 이 값은 계측 정밀도 또는 스루풋의 관점에서 설정된다. 편차가 허용 범위 내에 있으면(스테이지의 진동이 안정되면), 마크의 계측이 가능하게 된다.
도 3 내지 도 5에 도시된 파형은, 횡축이 검출계에 포함된 센서 상의 위치를 나타내고 종축이 센서에 의해 계측된 신호 강도를 나타내는 파형이다. 검출계에 의해 출력된 파형은 노이즈 파형과 마크 파형이 합성된 파형이다. 이하의 설명에서는, X 좌표가 상이한 2개의 마크를 미리 결정된 축적 시간 동안 계측했을 경우를 생각한다. 도 3은 도 6에 나타낸 축적 시간 Ta 내지 Te 중 하나에 대해 마크를 계측한 결과를 나타낸다. 도 3에 도시한 바와 같이, 노이즈 파형의 신호 강도의 피크와 마크 파형의 신호 강도의 피크가 동일하기 때문에, 노이즈 파형과 마크 파형을 합성한 출력 파형에서는, 마크 파형이 노이즈 파형에 매립된다. 이 경우, 마크의 위치 판별이 곤란하다.
도 4는 스테이지의 진동이 허용 범위 내에 있는 동안 불연속인 복수의 축적 시간 Tb, Td 및 Te에 대해 마크의 촬상을 행한 결과를 나타낸다. 이 경우, 도면에 도시한 바와 같이, 노이즈 파형의 신호 강도는 도 3에서의 신호 강도와 동일하지만, 마크 파형의 피크에서의 신호 강도는 더 강해진다. 출력 파형에서는, 마크 파형이 노이즈 파형에 매립되지 않는다. 마크 파형이 노이즈 파형에 매립되지 않는 강도를 임계치로 설정한다. 축적 시간에 대한 마크 파형의 피크는 센서 상의 동일한 위치에 있다. 따라서, 축적 시간 Tb에 대한 마크 파형, 축적 시간 Td에 대한 마크 파형, 및 축적 시간 Te에 대한 마크 파형을 합성(적산)할 경우, 피크가 임계치를 초과할 때 신호 강도가 더 강해진다.
도 5는 축적 시간 Ta, Tb 및 Tc에 대해 마크를 계측한 결과를 나타낸다. 이 경우, 도면에 도시한 바와 같이, 도 4와 달리, 출력 파형에서는, 마크 파형이 노이즈 파형에 매립된다. 축적 시간은 도 4의 경우에서와 같은 축적 시간의 길이를 갖지만, 마크 파형의 피크는 각 축적 시간에서의 센서 상의 동일한 위치에 없다. 따라서, 마크 파형을 합성할 경우에도, 신호 강도는, 피크가 노이즈 파형에 매립되지 않을 때 더 강해지지 않는다.
상술한 설명으로부터, 마크의 위치를 검출하기 위해서는, 축적 시간을 길게 하는 것뿐만 아니라, 스테이지의 진동이 허용 범위 내에 있는 동안 계측된 마크 파형을 취득하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있다. 상술한 편차는 스테이지의 위치 정보를 계측하는 레이저 간섭계(계측 장치)(10 및 12)의 출력(신호)에 기초하여 실시간으로 산출된다.
본 실시예에 따른 검출 장치에 의한 마크의 검출에 대해서 설명한다. 도 7a 및 도 7b는 얼라인먼트 마크(19)를 계측할 때의, 웨이퍼 스테이지(4)를 목표 위치까지 이동시키기 시작하고 나서부터의 경과 시간과 웨이퍼 스테이지(4)의 위치의 목표 위치로부터의 편차 간의 관계를 도시하는 도면이다. Ea는 웨이퍼 스테이지(4)의 진동이 수렴하는 위치를 중심으로 한 편차의 허용 범위를 나타낸다. 이 값이 계측 정밀도 또는 스루풋의 관점에서 설정되고, 편차가 허용 범위 내에 있으면(스테이지의 진동이 안정되면), 마크의 계측이 가능하게 된다. 편차가 허용 범위 Ea 내에 있는 시점을 시간 Ts로 설정한다. 도 7a 및 도 7b에서의 시간 Ts은 동일한 시간이다. 도 7b에서, 망점으로 나타낸 시간 T1 내지 T10은 축적 시간을 나타낸다. 제어기(20)는 웨이퍼 스테이지(4)의 위치 정보를 계측하는 레이저 간섭계(10 및 12)로부터의 신호에 기초하여 편차를 실시간으로 산출한다.
도 7a는 종래 기술의 검출 방법을 나타낸다. 시간 Ts까지, 웨이퍼 스테이지(4)의 진동의 정적(안정)을 기다리고나서, 계측을 개시한다. 계측 정밀도에 따라, 허용 범위 Ea가 좁아질 수 있고, 시간 Ts가 지연될 수 있기 때문에, 스루풋의 관점에서 단점이 된다. 한편, 도 7b에서는, 웨이퍼 스테이지(4)를 목표 위치까지 이동시키기 시작하고 나서부터, 편차가 허용 범위 Ea 내에 있는 구간(시간 T1 내지 T10)에서 얼라인먼트 마크(19)가 계측된다. 제어기(20)는 시간 T1 내지 T10(웨이퍼 스테이지(4)가 허용 범위 E 내에 있는 기간)이 촬상 기간으로서 설정되도록 웨이퍼 얼라인먼트 검출계(16)를 제어한다.
여기서, 계측 정밀도를 향상시키기 위해서는, 웨이퍼 얼라인먼트 검출계(16)에 의한 얼라인먼트 마크(19)의 계측과, 레이저 간섭계(10)에 의한 웨이퍼 스테이지(4)의 계측을 동기시킬 필요가 있다. 동기 방법으로서는, 예를 들어, 웨이퍼 얼라인먼트 검출계(16)의 광원으로서 LED(도시 생략) 등을 사용하여 펄스 점등의 타이밍과 레이저 간섭계(10)가 계측 결과를 출력하는 타이밍을 동기시키는 방법이 있다. 펄스 점등은 또한 웨이퍼 얼라인먼트 검출계(16)로 도광하는 광로의 조정에 의해 수행될 수 있다. 또한, 웨이퍼 얼라인먼트 검출계(16)의 광전 변환 소자(촬상 소자)에 전자 셔터를 구성하고, 레이저 간섭계(10)가 계측 결과를 출력하는 타이밍과 전자 셔터의 구동을 동기시키는 방법이 있다. 동기는 제어기(20)에 의해 제어된다.
반드시 시간 T1 내지 T10 모두에서 계측을 행할 필요는 없다. 도 4에서와 같이, 마크 파형의 피크에서의 신호 강도를 인식할 수 있으면, 시간 T1 내지 T10의 일부에서 계측을 행하지 않을 수도 있다. 시간 T1과 시간 T3의 일부와 같은, 계측을 행하는 시간은 적절히 결정할 수 있다. 시간 T1 내지 T10 모두에서 계측을 행할 경우에도, 마크 파형의 피크에서의 신호 강도가 부족한 경우에, 시간 Ts 이후에 계측을 행할 수 있다. 즉, 제어기(20)는, 촬상에 의해 획득된 신호의 강도가 허용 조건을 만족한 경우에, 촬상을 종료하도록 웨이퍼 얼라인먼트 검출계(16)를 제어한다. 필요한 축적 시간의 길이(허용 조건)는 마크의 물리적 특성 또는 광학적 특성에 따라 결정될 수 있다. 제어기(20)는 웨이퍼 얼라인먼트 검출계(16)의 출력과 레이저 간섭계(10)의 출력에 기초하여, 얼라인먼트 마크(19)의 위치를 구한다.
이러한 방식으로, 본 실시예의 검출 장치는 마크의 검출 정밀도를 손상시키지 않으면서 웨이퍼 스테이지(4)의 진동의 정적을 기다리지 않고 계측을 할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 마크의 검출 완료를 앞당기는데 유용한 검출 장치를 제공할 수 있다.
(제2 실시예)
제1 실시예에서는, 웨이퍼 스테이지(4)의 위치는 목표 위치(편차 제로)에 수렴한다고 가정된다. 그러나, 장치 상태, 계측 조건 등에 따라, 웨이퍼 스테이지(4)의 위치는 어느 정도의 편차가 있는 위치에 수렴할 경우도 있다. 도 8은 본 실시예에 따른 웨이퍼 스테이지 위치의 목표 위치로부터의 편차의 시간 변화를 도시하는 도면이다. 도 8은 도 7b의 경우에 대해, 스테이지 위치가 수렴하는 위치를 편차 제로로부터 편차(10)로 변경한 경우를 나타낸다. 축적 시간 등은 수렴 위치가 상이한 것을 제외하고, 제1 실시예와 동일하다. 수렴 위치는 사전에 구한 웨이퍼 스테이지(4)의 진동 특성에 기초하여 설정될 수 있다. 몇몇 포인트를 계측하고, 편차의 경향을 모니터링하고, 모니터링 결과로부터 수렴 위치를 설정할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 스테이지의 진동이 목표 위치와 어긋난 위치에 수렴할 경우에도 대처할 수 있다. 본 실시예에 따른 검출 장치는 제1 실시예와 동일한 효과를 획득할 수 있다.
(제3 실시예)
도 9a 및 도 9b는 얼라인먼트 마크(19)를 계측할 때의, 웨이퍼 스테이지(4)를 목표 위치까지 이동시키기 시작하고 나서부터의 경과 시간과 웨이퍼 스테이지(4)의 위치의 목표 위치로부터의 편차 간의 관계를 도시하는 도면이다. 본 실시예에서는, 허용 범위를 상술한 실시예에 따라 Ea보다 좁게 한 Eb를 사용한다. 도 9a는 종래 기술의 검출 방법으로서, 시간 Ts로부터 ΔT의 축적 시간에 대해 계측을 행한 경우를 나타낸다. 본 실시예의 허용 범위는 도 9a에서의 ΔT의 구간에서의 진동의 진폭 최솟값으로 설정된다. 허용 범위 Eb에 대응하는 축적 시간은 도 9b에 나타낸 T1' 내지 T10'이다.
허용 범위가 좁아짐에 따라, 축적 시간 내에서의 스테이지의 편차의 차이가 작아지고, 마크 파형의 피크가 센서 상의 동일 위치에 보다 쉽게 균일하게 된다. 따라서, 취득된 마크 파형의 피크에서의 신호 강도가 더 강해지고 허용 범위가 좁아짐에 따라, 마크 검출 정밀도는 좋아진다. 마크는 거친 정밀도로 검출될 수 있고, 그 다음으로 계속해서 미세하게 검출될 수 있다. 허용 범위를 변경함으로써, 이러한 검출에 대처할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 허용 범위를 좁게 함으로써, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 검출 장치도 상술한 실시예와 같은 효과를 획득할 수 있다.
상술한 실시예에서, X 방향의 위치 계측을 행하기 위한 예로서 마크 검출이 설명되었다. 그러나, 동시에 Y 방향의 위치 계측을 위한 마크 검출을 행할 수도 있다. 상술한 실시예에서는, 웨이퍼 얼라인먼트 검출계(16)에 의한 얼라인먼트 마크(19)의 계측을 예로서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 레티클 얼라인먼트 검출계(13)에 의한 기준 마크의 계측에도 적용될 수 있다. 마크의 위치는 스테이지의 위치가 허용 범위 내에 있는 기간 동안 스테이지의 위치의 대표값에 기초하여 획득된다. 대표값은 위치의 평균값, 중앙값, 최빈값(norm) 등의 통계학적 값 중 하나일 수 있다. 위치를 계측하는 대상으로서의 물체는, 웨이퍼 스테이지(4)에 국한되지 않고, 레티클 스테이지(2)일 수도 있다.
(물품 제조 방법)
본 발명의 실시예에 따른 물품 제조 방법은 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스, 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품 등을 제조하는데 바람직하다. 물품 제조 방법은 상술한 리소그래피 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 및 이전 단계에서 패턴이 형성된 기판을 처리(예를 들어, (리소그래피 장치가 임프린트 장치인 경우) 잔여막을 제거)하는 단계를 포함할 수 있다. 리소그래피 장치가 노광 또는 묘화 장치인 경우, 현상 단계는 처리 단계 대신에 포함된다. 또한, 물품 제조 방법은 다른 공지된 단계(산화, 성막, 기상 증착, 도핑, 평탄화, 레지스트 박리, 다이싱, 접합, 패키징 등)를 포함할 수 있다. 본 실시예의 디바이스 제조 방법은 종래의 디바이스 제조 방법에 비해, 디바이스의 성능, 품질, 생산성 및 제조 비용 중 적어도 하나에 있어서 이점을 갖는다.
예시적 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적 실시예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 후속 청구범위의 범주는 모든 이런 변형과 균등 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석에 준한다.
본 출원은 2016년 4월 20일자로 출원된 일본 특허 출원 제2016-084599호의 이익을 주장하고, 그 전체가 본 명세서에 참조로서 통합된다.

Claims (13)

  1. 물체를 보유 지지하고 이동하는 스테이지상의 마크 또는 상기 스테이지에 보유 지지된 물체상의 마크를 검출하는 검출 장치이며,
    상기 마크의 촬상을 행하도록 구성된 촬상 디바이스; 및
    상기 촬상 디바이스를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 촬상 디바이스가, 상기 스테이지의 위치의 목표 위치에 대한 편차가 허용 범위 내에 수렴하기 전에, 상기 편차가 허용 범위 내에 있는 기간에는 촬상을 행하고, 상기 편차가 허용 범위 내에 있지 않은 기간에는 촬상을 행하지 않도록 상기 촬상 디바이스를 제어하도록 구성되는, 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 스테이지의 위치를 계측하도록 구성된 계측 디바이스로부터의 출력에 기초하여 상기 촬상 기간을 제어하도록 구성되는, 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 편차가 상기 허용 범위 내에 수렴하기 전에 상기 편차가 상기 허용 범위 내에 있는 불연속인 복수의 기간에 상기 촬상 디바이스가 상기 촬상을 행하도록 상기 촬상 디바이스를 제어하도록 구성되는, 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 촬상에 의해 획득된 신호의 강도가 허용 조건을 만족할 경우 상기 촬상 기간을 종료하도록, 상기 촬상 디바이스를 제어하도록 구성되는, 검출 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 촬상 디바이스의 출력과 상기 계측 디바이스의 출력에 기초하여 상기 마크의 위치를 획득하도록 구성되는, 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 편차가 상기 허용 범위 내에 있는 기간에서의 상기 스테이지의 위치의 대표값에 기초하여 상기 마크의 위치를 획득하도록 구성되는, 검출 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 촬상 디바이스에 포함되어 있는 촬상 센서의 전자 셔터 또는 상기 촬상 디바이스에 포함되어 있는, 상기 마크를 조명하기 위한 광원을 제어함으로써, 상기 촬상 기간을 제어하도록 구성되는, 검출 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 목표 위치는 상기 스테이지가 안정되어야 하는 위치에 대응되며, 상기 편차는 상기 목표 위치와 상기 스테이지의 위치의 차이에 대응되는, 검출 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 편차가 상기 허용 범위 내에 수렴하기 전에 상기 스테이지는 주기적인 진동을 갖는, 검출 장치.
  10. 물체를 보유 지지하고 이동하는 스테이지상의 마크 또는 상기 스테이지에 보유 지지된 물체상의 마크를 검출하는 검출 방법이며,
    상기 스테이지의 위치의 목표 위치에 대한 편차가 허용 범위 내에 수렴하기 전에, 상기 편차가 허용 범위 내에 있는 기간에는 상기 마크의 촬상을 행하여 상기 마크를 검출하고, 상기 편차가 허용 범위 내에 있지 않은 기간에는 촬상을 행하지 않는 단계를 포함하는, 검출 방법.
  11. 제10항에 정의된 마크를 검출하는 검출 방법을 컴퓨터가 실행하게 하는, 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  12. 패턴을 기판 상에 형성하는 리소그래피 장치이며,
    기판을 보유 지지하고 이동하는 스테이지상의 마크 또는 상기 스테이지에 보유 지지된 상기 기판상의 마크를 검출하도록 구성된 제1항에 정의된 검출 장치를 포함하는, 리소그래피 장치.
  13. 물품 제조 방법이며,
    스테이지의 위치의 목표 위치에 대한 편차가 허용 범위 내에 수렴하기 전에, 상기 편차가 허용 범위 내에 있는 기간에는 기판을 보유 지지하고 이동하는 스테이지상의 마크 또는 상기 스테이지에 보유 지지된 기판상의 마크의 촬상을 행하고, 상기 편차가 허용 범위 내에 있지 않은 기간에는 촬상을 행하지 않는 단계,
    상기 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 그리고
    상기 패턴이 형성된 기판을 가공하여 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
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