KR102649936B1 - 결정 방법, 노광 방법, 노광 장치, 및 물품제조 방법 - Google Patents

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Abstract

[과제] 상하 레이어의 포개기 정밀도 및 인접 숏의 연결 정밀도의 양립에 유리한 연결 노광의 기술을 제공한다.
[해결 수단] 기판의 제1숏 영역을 노광해서 제1의 상을 형성하고, 상기 제1숏 영역의 일부와 중복하는 제2숏 영역을 노광해서 제2의 상을 형성하고, 상기 제1의 상과 상기 제2의 상을 서로 연결시킨 상을 얻는 연결 노광을 위한, 상기 제1숏 영역 및 상기 제2숏 영역의 위치 맞춤에 관한 보정량을 결정하는 결정 방법으로서, 상하 레이어의 포개기를 행하기 위한 포개기 마크간의 위치 어긋남 량인 제1위치 어긋남 량을 구하고, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역과의 위치 맞춤을 행하기 위한 연결 위치 계측 마크간의 위치 어긋남 량인 제2위치 어긋남 량을 구하고, 상기 제1위치 어긋남 량에 상기 제2위치 어긋남 량의 소정의 비율을 가산해서 얻어지는 위치 어긋남 량을, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역이 중복하는 연결 영역에 있어서의 상기 제1의 상의 보정량으로서 결정하고, 상기 제1위치 어긋남 량으로부터 상기 제2위치 어긋남 량의 상기 소정의 비율에 대한 나머지의 비율을 감산해서 얻어지는 위치 어긋남 량을, 상기 연결 영역에 있어서의 상기 제2의 상의 보정량으로서 결정한다.

Description

결정 방법, 노광 방법, 노광 장치, 및 물품제조 방법{DETERMINATION METHOD, EXPOSURE METHOD, EXPOSURE APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은, 결정 방법, 노광 방법, 노광 장치, 및 물품제조 방법에 관한 것이다.
반도체나 액정 패널등은, 포토리소그래피 공정에 의해 제조된다. 포토리소그래피 공정에서는, 원판(마스크)의 패턴을, 투영 광학계를 통해 감광제가 도포된 기판(유리 기판이나 웨이퍼) 위에 노광 영역을 주사하면서 투영하는 주사형 노광 장치가 사용되어 있다. 최근, 액정 패널 등의 디스플레이의 대형화가 진행되어, 예를 들면 2m각을 초월하는 것 같은 유리 기판에 대하여 노광을 행할 필요가 있다. 이러한 기판의 대형에 대응하기 위해, 기판상의 노광 영역의 전부를 한번에 노광하는 것이 아니고, 기판상의 노광 영역을 수개의 숏 영역으로 분할해서 노광하는 것이 행해진다. 이때, 인접하는 숏 영역의 일부를 포개서 노광하는 연결 노광이 행해진다.
연결 노광에 있어서, 인접하는 숏 영역끼리가 중합되는 영역(연결 영역)에서의 오버레이(포개기) 오차가 커지면, 연결 영역에 얼룩이 발생해버린다. 특허문헌 1은, 연결 영역에 있어서의 상하 레이어간의 위치 어긋남 량, 또는, 인접 숏간의 위치 어긋남 량 중 어느 하나에 특화하여, 그 어긋남 량을 작게 하기 위한 보정량을 구하고, 그 보정량을 사용해서 노광하는 기술을 개시하고 있다. 또한, 특허문헌 2은, 1개의 디바이스를 구성하는 복수의 숏을 1개의 단위로 해서, 숏 위치의 보정을 행하는 기술을 개시하고 있다. 숏 위치의 보정은, 1개의 디바이스를 구성하는 복수의 숏의 서로 연결시킴부에서의 포개기 정밀도 차이가 최소가 되도록 행해진다.
특허문헌1: 일본 특허공개평 07-321026호 공보 특허문헌2: 일본 특허공개평 09-306818호 공보
연결 노광을 행할 경우, 인접 숏간의 위치 어긋남은, 제조되는 디바이스의 성능을 결정하는 가장 중요한 지표다. 그럼에도 불구하고, 종래의 보정에서는, 상하 레이어간의 위치 어긋남 량만을 보정하고, 인접 숏간의 위치 어긋남은 고려되지 않고 있거나, 인접 숏간의 위치 어긋남 량만을 보정하고, 상하 레이어간의 위치 어긋남은 고려되지 않고 있었다. 이것에 대하여, 인접 숏간의 위치 어긋남을 우선적으로 보정하는 수법(연결 우선 보정)도 제안되어 있다. 그 수법에 의하면, 상하 레이어간의 위치 어긋남의 보정효과는 적어지지만, 지금까지의 연결 노광의 요구 정밀도는 만족시키는 것이 되어 있었다.
그러나, 기판의 대형화 및 패턴의 미세화에 따르고, 상하 레이어의 포개기 정밀도 및 인접 숏의 연결 정밀도의 양쪽을 함께 고정밀도로 보증하는 요구가 높아지고 있다. 다시 말해, 상하 레이어의 어긋남과 인접 숏간의 위치 어긋남을 함께 높은 정밀도로 보정하는 수법이 요청되고 있다.
본 발명은, 상하 레이어의 포개 정밀도 및 인접 숏의 연결 정밀도의 양립에 유리한 연결 노광의 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 의하면, 기판의 제1숏 영역을 노광해서 제1의 상을 형성하고, 상기 제1숏 영역의 일부와 중복하는 제2숏 영역을 노광해서 제2의 상을 형성하고, 상기 제1의 상과 상기 제2의 상을 서로 연결시킨 상을 얻는 연결 노광을 위한, 상기 제1숏 영역 및 상기 제2숏 영역의 위치 맞춤에 관한 보정량을 결정하는 결정 방법으로서, 상기 제1숏 영역을 노광해서, 상기 제1숏 영역과 상기 제2 숏 영역이 중복하는 연결 영역에, 해당 연결 영역의 하 레이어에 형성되어 있는 밑바탕 마크와의 위치 맞춤을 위한 제1마크와, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역과의 위치 맞춤을 위한 제2마크를 형성하고, 상기 제2숏 영역을 노광해서, 상기 밑바탕 마크와의 위치 맞춤을 위해 상기 제1마크와 중복하도록 제3마크를 형성함과 아울러, 상기 연결 영역에 있어서의 상기 제2마크와 중복하는 위치에 제4마크를 형성하고, 상기 제1마크와 상기 제3마크가 포개지는 것으로 형성된 합성 마크의 상기 밑바탕 마크에 대한 위치 어긋남 량을 제1위치 어긋남 량으로서 구하고, 상기 제2마크에 대한 상기 제4마크의 위치 어긋남 량을 제2위치 어긋남 량으로서 구하고, 상기 제1위치 어긋남 량에 상기 제2위치 어긋남 량의 소정의 비율을 가산해서 얻어지는 위치 어긋남 량을, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역이 중복하는 연결 영역에 있어서의 상기 제1의 상의 보정량으로서 결정하고, 상기 제1위치 어긋남 량으로부터 상기 제2위치 어긋남 량의 상기 소정의 비율에 대한 나머지의 비율을 감산해서 얻어지는 위치 어긋남 량을, 상기 연결 영역에 있어서의 상기 제2의 상의 보정량으로서 결정하고, 상기 밑바탕 마크, 상기 제1마크, 상기 제2마크, 상기 제3마크, 및 상기 제4마크는, 각각 상기 연결 영역에 있어서, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역과의 중복 폭의 방향의 양단을 포함하지 않는 위치에 형성되고, 상기 소정의 비율은, 상기 연결 영역에 있어서, 상기 제1숏 영역과 상기 제2 숏 영역과의 중복 폭의 방향의 상기 밑바탕 마크, 상기 제1마크, 상기 제2마크, 상기 제3마크, 및 상기 제4마크의 위치에 따른 비율인 것을 특징으로 하는, 결정 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면, 상하 레이어의 포개기 정밀도 및 인접 숏의 연결 정밀도의 양립에 유리한 연결 노광의 기술을 제공할 수 있다.
[도1] 실시 형태에 있어서의 노광 장치의 구성을 도시한 도면.
[도2] 연결 노광시의 조도분포의 예를 도시하는 도면.
[도3] 보정량을 결정하는 처리 및 노광 처리의 흐름도.
[도4] 숏S1의 마크 배치의 예를 도시하는 도면.
[도5] 숏S2의 마크 배치의 예를 도시하는 도면.
[도6] 연결 영역에 있어서의 포개기 마크 및 연결 위치 계측 마크의 예를 도시하는 도면.
[도7] 연결 위치 계측 마크의 예를 도시하는 도면.
[도8] 연결 영역에 설정되는 가상 마크의 예를 도시하는 도면.
[도9] 연결 영역에 설정되는 가상 마크의 예를 도시하는 도면.
이하, 도면을 참조해서 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다.
<제1실시 형태>
도1에, 실시 형태에 있어서의 노광 장치의 개략 구성을 도시한다. 이 노광 장치는, 예를 들면, 투영 광학계를 사용한 미러 프로젝션 방식을 채용한 주사형 노광 장치다. 이때, 본 명세서 및 도면에 있어서는, 기판 스테이지에 의한 기판보유면과 평행한 방향을 ＸＹ평면으로 하는 ＸＹＺ좌표계에 있어서 방향을 나타낸다. ＸＹＺ좌표계에 있어서의 X축, Y축, Z축에 각각 평행한 방향을 X방향, Y방향, Z방향이라고 한다. 또한, 노광시의 원판 및 기판의 주사 방향을 Y방향으로 한다.
노광 장치는, 원판(30)(마스크)을 탑재하는 원판 스테이지(31)와, 기판(60)(예를 들면 유리 플레이트)을 탑재하는 기판 스테이지(61)와, 원판(30)을 조명하는 조명 광학계(10)와, 원판(30)의 패턴을 기판(60)에 투영하는 투영 광학계(40)를 포함한다. 원판(30)과 기판(60)은, 투영 광학계(40)를 통해 광학적으로 거의 공역한 위치(투영 광학계(40)의 물체면 및 상면)에 배치된다. 조명 광학계(10)와 원판 스테이지(31)와의 사이에는, 노광 광의 정형을 행하는 슬릿 결상계(20)가 배치되어 있다. 또한, 기판(60)을 주사 노광할 때, 기판(60)의 표면의 다른 영역에 원판(30)의 패턴 상을 서로의 일부를 포개서 순차로 노광하기 위한 Ｘ차광판(50)이, 투영 광학계(40)와 기판 스테이지(61)와의 사이에 배치되어 있다. 제어부(70)는, 노광 장치의 각부의 구동을 제어한다.
조명 광학계(10)는, 초고압 수은 램프 등의 광원부, 파장선택 필터, 렌즈 군, 셔터 등을 포함할 수 있다. 조명 광학계(10)는, 노광에 적합한 파장의 광을 슬릿 결상계(20)를 향해서 조사한다. 슬릿 결상계(20)는, 도시되지 않은 슬릿을 갖고, 조명 광학계(10)로부터의 입사 광을 일정한 스테이지 주사 속도(예를 들면, 주사 속도의 상한치등)에 있어서의 필요 노광량을 만족시키는 노광 폭으로 정형한다.
원판(30)을 탑재한 원판 스테이지(31)는, 제어부(70)에 의한 제어하에, 도시되지 않은 구동기구에 의해 Y방향으로 주사된다. 원판 스테이지(31)에는 복수의 반사경(32)이 배치되어 있다. 복수의 반사경(32)은 각각, 원판 스테이지(31) 바깥에 배치된 간섭계(33)로부터의 계측광을 반사한다. 간섭계(33)는 반사된 계측광을 받아, 원판 스테이지(31)의 위치를 상시 감시, 계측한다. 제어부(70)는, 간섭계(33)에 의한 계측의 결과에 근거해 원판 스테이지(31)의 위치 및 속도를 제어한다.
투영 광학계(40)는, 미러 및 렌즈를 갖고, 노광 광을 반사, 굴절시키는 것으로, 원판(30)에 형성되어 있는 패턴을 기판(60)에 투영한다. 또한, 미러 및 렌즈는, 제어부(70)에 의한 제어하에, 도시되지 않은 구동기구에 의해 X, Y 및 Z방향으로 구동되어서, 임의의 배율, 시프트를 발생시킨다.
본 실시 형태에 있어서의 노광 장치에서는, 기판의 제1숏 영역을 노광해서 제1의 상을 형성하고, 제1숏 영역의 일부와 중복하는 제2숏 영역을 노광해서 제2의 상을 형성하고, 제1의 상과 제2의 상을 서로 연결시킨 상을 얻는, 연결 노광을 행한다. 노광 장치는, 이 연결 노광을 행하기 위해서, X차광판(50)을 구비한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 「숏 영역」을 간단히 「숏」이라고도 한다. X차광판(50)은, 제어부(70)에 의한 제어하에, 도시되지 않은 구동기구에 의해 Y방향으로 구동될 수 있다. X차광판(50)을 노광 광로내를 수평으로 이동해서 노광 광을 차광하는 위치를 변경함으로써, 슬릿 결상계(20)에 의해 정형된 노광 광이 주사 방향에 대하여 비스듬히 차광되어, 이에 따라 기판 위에 적산되는 노광량이 제어된다. 이에 따라, 도2a에 도시한 연결 숏 레이아웃에 대한 연결 노광의 제어가 가능하게 된다. 다시 말해, 도2b에 도시한 바와 같이, 숏S1(제1숏 영역)에 있어서의 연결 영역외의 영역인 비연결 영역의 조도분포를 100%로 하고, 연결 영역의 각 X위치의 조도분포를 부의 기울기로 한다. 예를 들면, 연결 영역의 Ｘ방향의 일단으로부터 타단까지에 걸쳐, 노광량(조도)을 100%로부터 0%까지 직선적으로 감쇠시킨다. 또한, 도2c에 도시한 바와 같이, 숏S2(제2숏 영역)의 비연결 영역의 조도분포를 100%로 하고 연결 영역의 각 X위치의 조도분포를 정의 기울기로 한다. 예를 들면, 연결 영역의 Ｘ방향의 일단으로부터 타단까지에 걸쳐, 노광량을 0%로부터 100%까지 직선적으로 증가시킨다. 이렇게, 숏S1을 노광할 때와, 숏S2을 노광할 때에, 연결 영역에 있어서의 노광량을 크로스페이드 시킨다. 이에 따라, 도2d에 도시한 바와 같이, 연결 영역 및 비연결 영역에 대한 적산의 조도분포가 100%로 평준화된다.
기판(60)을 탑재한 기판 스테이지(61)는, 제어부(70)에 의한 제어하에, 도시되지 않은 구동기구에 의해 X, Y 및 Z방향으로 주사된다. 기판 스테이지(61)에는 복수의 반사경(62)이 배치되어 있다. 복수의 반사경(62)은 각각, 기판 스테이지(61) 바깥에 배치된 간섭계(63)로부터의 계측광을 반사한다. 간섭계(63)는 반사된 계측광을 받아, 기판 스테이지(61)의 위치를 상시 감시, 계측한다. 제어부(70)는, 간섭계(63)에 의한 계측의 결과에 근거해 기판 스테이지(61)의 위치 및 속도를 제어한다.
얼라인먼트 스코프(80)는, 기판(60)의 얼라인먼트 마크를, 원판(30) 및 투영 광학계(40)를 통해 검출한다. 한편, 오프 액시스 스코프(81)는, 투영 광학계(40)의 하부에 배치되어, 원판(30) 및 투영 광학계(40)를 통하지 않고, 기판(60)의 얼라인먼트 마크를 검출한다.
제어부(70)는, 숏S1 및 숏S2의 위치 맞춤에 관한 보정량을 결정하는 처리를 행하는 처리부로서 기능함과 아울러, 연결 노광의 제어를 행하는 제어부로서 기능한다. 제어부(70)는, 그 기능 구성으로서, 데이터 보유부(71), 구동량 연산부(72), 구동지시부(73)를 포함할 수 있다. 데이터 보유부(71)는, 노광 장치에 의해 기판 위에 노광된 마크로부터 계측되는 숏내의 1개이상의 점의 Ｘ, Y방향의 어긋남 량, 각 구동축의 구동 오프셋, 민감도 등의 구동 파라미터, 노광 장치로 취득한 각종 계측 데이터를 보유한다. 구동량 연산부(72)는, 데이터 보유부(71)에 보유되어 있는 데이터로부터 일반적 통계 수법을 사용해서 X, Y, Z방향의 위치 오프셋, 회전, 배율등의 각종 보정성분을 계산한다. 또한, 구동량 연산부(72)는, 구동 파라미터 및 계산된 보정성분에 근거해서 각축의 구동지시량을 결정한다. 구동지시부(73)는, 구동량 연산부(72)로 결정된 각 구동기구에 대한 구동지시량을 사용하여, 각 구동기구에 대한 구동지시를 출력한다. 또한, 제어부(70)는, 그 하드웨어 구성으로서, 예를 들면, ＣＰＵ(중앙처리장치) 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 장치에 의해 구성될 수 있다. 이 경우, 데이터 보유부(71)는 메모리에 의해 실현되고, 구동량 연산부(72) 및 구동지시부(73)는, ＣＰＵ에 의해 실현될 수 있다.
(실시 예1)
도3의 흐름도를 참조하여, 본 실시 형태에 있어서의, 연결 노광을 위한 숏S1 및 숏S2의 위치 맞춤에 관한 보정량을 결정하는 처리 및 결정된 보정량에 근거해서 행하는 노광 처리의 개략을 설명한다. 우선, 숏S1 및 숏S2에 대하여 1회째의 연결 노광을 행한다(S101). 이 1회째의 연결 노광은, 보정량을 결정하기 위한 노광이다. 이때 사용하는 기판은 생산용의 기판이어도 좋고, 테스트용의 기판이어도 좋다. 그 다음에, 연결 영역에 있어서의, 상하 레이어의 포개기(오버레이)오차와, 숏S1 및 숏S2의 위치 어긋남(좌우 숏의 배열 어긋남)을 계측한다(S102). 이 계측은, 노광 장치외부의 계측장치를 사용하여 행하여도 좋고, 얼라인먼트 스코프(80) 또는 오프 액시스 스코프(81)를 사용하여 행하여도 좋다.
제어부(70)는, 이 계측결과에 근거하여, 보정량의 산출(결정)을 행한다(S103). 산출된 보정량은, 노광시의 보정 파라미터로서 예를 들면 데이터 보유부(71)에 기억된다. 보정 파라미터로서는 숏 영역의 시프트, 회전, 배율등이 있고, 노광 장치의 제어 대상으로서는 스테이지나 광학계등의 제어 데이터가 있고, 산출된 보정량은 이것들의 파라미터에 적합한 보정값으로 변환될 수 있다.
그 후, 2회째의 노광(다음의 연결 노광)이 행해진다. 여기에서 말하는 2회째의 노광은, 생산용의 기판을 사용한 본 노광일 수 있다(S104). 여기서, 제어부(70)는, 보정값을 반영시켜서 연결 노광을 실시한다.
이하, 상기한 S101∼S103에 따른, 숏S1 및 숏S2의 위치 맞춤에 관한 보정량을 결정하는 결정 방법에 대해서 자세하게 설명한다. 도4는, S101에서 노광되는 숏S1의 모식도다. 본 실시 형태에 있어서, 상하 레이어의 포개기 위한 계측과, 숏S1과 숏S2와의 위치 맞춤을 위한 계측은, 예를 들면 박스·인·박스의 마크를 사용해서 행해진다. 도4에 있어서, 연결 영역 아래 레이어에는, 이미, 포개기 마크를 구성하는 아웃박스 마크(91)(밑바탕 마크)가 형성되어 있다. 숏S1의 노광일 때는, 이 아웃박스 마크(91)와의 위치 맞춤을 위한 인박스 마크(90)(제1마크)가 형성된다. 또한, 숏S1의 노광일 때는, 숏S1과 숏S2와의 위치 맞춤을 위한 연결 위치 계측 마크인 아웃박스 마크(92)(제2마크)도, 연결 영역내에 형성된다.
전술한 대로, 숏S1에서는, 연결 영역의 Ｘ방향의 일단으로부터 타단까지에 걸쳐, 노광량(조도)이 100%로부터 0%까지 직선적으로 감쇠된다. 도4에 도시된 바와 같이, 연결 영역내에 형성되는 각 마크는, 숏S1과 숏S2와의 중복 폭의 방향(X방향)에 있어서의 소정의 위치x1에 배치되는 것으로 하여, 위치x1에 있어서의 노광량의 감쇠율을 a％로 한다. 하 레이어에서 형성된 아웃박스 마크(91)와 상 레이어에서 형성된 인박스 마크(90)와의 위치의 차이로부터 포개기 오차(오버레이 오차)가 검출되게 된다. 단, 숏S1이 노광된 시점에서는, 위치x1의 조도는 (100-a)％밖에 되지 않기 때문에, 인박스 마크(90) 및 아웃박스 마크(92)는 완전히는 형성되지 않고 있다.
도5는, S101에서 노광되는 숏S2의 모식도다. 숏S2의 노광시에는, 밑 바탕 마크인 아웃박스 마크(91)와의 위치 맞춤을 위해 인박스 마크(90)와 중복하도록 인박스 마크(93)(제3마크)가 형성된다. 또한, 숏S2의 노광시에는, 아웃박스 마크(92)와 중복하는 위치에, 숏S1과 숏S2와의 위치 맞춤을 위한 연결 위치 계측 마크인 인박스 마크(94)(제4마크)도 형성된다. 하 레이어에서 형성된 아웃박스 마크(91)와 상 레이어에서 형성된 인박스 마크(93)와의 위치의 차이로부터 포개기 오차가 검출될 수 있다. 그러나, 숏S2이 노광되었을 때의 위치x1에 있어서의 조도는 a％이기 때문에, 이상 위치좌표가 동일한 도4의 인박스 마크(90)와의 합계 조도가 (100-a)+a=100%가 되어서 여기에서 완전히 형성된다. 이렇게 해서 인박스 마크90과 인박스 마크93이 포개지는 것으로, 도6에 도시되는 것 같이, 합성 인박스 마크(95)(합성 마크)가 형성된다. 따라서, 계측된 합성 인박스 마크(95)의 아웃박스 마크(91)에 대한 위치 어긋남 량이, 상하 레이어의 포개기를 행하기 위한 포개기 마크(91, 95)사이의 위치 어긋남 량인 제1위치 어긋남 량으로서 구해진다.
마찬가지로, 숏S2에서 형성되는 인박스 마크(94)도, 조도는 100%는 아니다. 도4의 아웃박스 마크(92)와 도5의 인박스 마크(94)도 이상 위치 좌표가 동일하기 때문에, 이것들의 마크는 끼우기의 위치 관계에 형성되므로, 도6에 도시되는 마크(96)에 의해 숏S1과 숏S2와의 위치 어긋남 량인 제2위치 어긋남 량이 계측된다. 아웃박스 마크(92)와 인박스 마크(94)는, 도7에 도시한, 그레이 톤·박스·인·박스 마크를 채용할 수 있다. 마스크상의 각각의 마크의 노광 광투과율을 연구함으로써, 숏S1과 숏S2와의 위치 어긋남 량을 정밀도 좋게 계측할 수 있다. 또한, 그레이 톤·박스·인·박스 마크의 상세한 것은, 예를 들면, 일본 특허공개 2018-10211호 공보에 개시되어 있다.
상 레이어의 포개기 마크인 인박스 마크(90)(도4)의 하 레이어의 포개기 마크인 아웃박스 마크(91)에 대한 Ｘ방향의 위치 어긋남 량을 Δ1으로 한다. 다시 말해, Δ2는, 하 레이어에 대한 숏S1의 위치 어긋남 량을 나타낸다. 또한, 상 레이어의 포개기 마크인 인박스 마크(93)(도5)의 하 레이어의 포개기 마크인 아웃박스 마크(91)에 대한 Ｘ방향의 위치 어긋남 량을 Δ2로 한다. 다시 말해, Δ2는, 하 레이어에 대한 숏S2의 위치 어긋남 량을 나타낸다. 그렇게 하면, S102에 있어서, 좌우 숏을 서로 연결시키는 것에 의해 합계 조도 100%가 된 상 레이어의 합성 인박스 마크(95)의 하 레이어의 아웃박스 마크(91)에 대한 Ｘ방향으로의 어긋남 량인 제1위치 어긋남 량M1은, 다음식에 의해 구해진다.
M1=((100-a)/100)·Δ1+(a/100)·Δ2 (1)
또한, 마크(96)로부터, 숏S1에서 노광된 아웃박스 마크(92)에 대한, 숏S2에서 노광된 인박스 마크(94)의 위치 어긋남 량(좌우 숏 배열 어긋남 량)인 제2위치 어긋남 량M2는, 다음식에 의해 구해진다(S102).
M2=Δ1-Δ2 (2)
여기에서, 설명을 간단히 하기 위해서, 연결 영역에 있어서의 각 마크가 형성되는 Ｘ위치x1을, 연결 영역의 중앙(숏S1과 숏S2의 중복 폭의 방향의 중앙)으로 했을 경우를 생각한다. 이 경우, a=50%이기 때문에, (1)식은 다음과 같아진다.
M1=(Δ1+Δ2)/2 (3)
(2)식과 (3)식으로부터, Δ1 및 Δ2는 다음과 같아진다.
Δ1=M1+(M2/2) (4)
Δ2=M1-(M2/2) (5)
이에 따라, 제1위치 어긋남 량M1에 제2위치 어긋남 량M2의 소정의 비율(예를 들면, 50%)을 가산해서 얻어지는 위치 어긋남 량을, 연결 영역에 있어서의 숏S1의 제1의 상의 보정량으로서 결정할 수 있다. 또한, 제1위치 어긋남 량M1으로부터 제2위치 어긋남 량M2의 상기 소정의 비율에 대한 나머지의 비율(예를 들면, 100%-50%=50%)을 감산해서 얻어지는 위치 어긋남 량을, 연결 영역에 있어서의 숏S2의 제2의 상의 보정량으로서 결정할 수 있다. 이상의 설명은, 연결 영역에 있어서의 각 마크가 형성되는 Ｘ위치x1을 임의로 했을 경우에 일반화 할 수 있다.
여기에서, 1회째의 노광(S101)의 결과로부터 얻어지는 위치 어긋남 량을 사용하여, 숏S1의 노광에 의한 Ｘ위치x1의 보정량을,
M1+(a/100)·M2 (6)
으로 한다. 또한, 1회째의 노광 결과로부터 얻어지는 위치 어긋남 량을 사용하여, 숏S2의 노광에 의한 Ｘ위치x1의 보정량을,
M1-((100-a)/100)·M2 (7)
으로 한다.
그렇게 하면, X위치x1에 있어서의 상하 레이어의 Ｘ방향으로의 보정량은, (6), (7)식을 사용하여, 다음식과 같아진다.
((100-a)/100)×(M1+(a/100)·M2)+(a/100)×(M1+((100-a)/100)·M2) (8)
이 (8)식에, (1), (2)식을 대입하면, 다음과 같아진다.
((100-a)/100)·{((100-a)/100)×Δ1+(a/100)×Δ2+a(Δ1-Δ2)/100}+(a/100)·{((100-a)/100)×Δ1+(a/100)×Δ2-(100-a)(Δ1-Δ2)/100}
=(100-a)/100 ×Δ1+a/100×Δ2 (9)
또한, 서로 연결시킨 좌우 숏 배열 어긋남 계측 마크인 마크(96)의 Ｘ방향으로의 보정량은, 다음식과 같아진다.
(M1+(a/100)·M2)-(M1-((100-a)/100)·M2)
=(((100-a)/100)·Δ1+(a/100)·Δ2+a(Δ1-Δ2)/100)
-(((100-a)/100)·Δ1+(a/100)·Δ2-(100-a)(Δ1-Δ2)/100)
= Δ1- Δ2 (10)
상기의 보정후의 효과로서, 2회째의 노광(S104)으로, 아래와 같이, 보정잔차가 없는 보정을 행할 수 있다.
· 상하 레이어의 오버레이
1회째의 노광의 어긋남 량:(100-a)/100)·Δ1+(a/100)·Δ2
2회째의 노광시의 보정량:(100-a)/100·Δ1+(a/100)·Δ2
⇒ 보정잔차:0
·좌우 숏의 배열 어긋남
1회째의 노광의 어긋남 량:Δ1-Δ2
2회째의 노광의 보정량:Δ1-Δ2
⇒ 보정잔차:0
그러나, 프로세스 특성이나 마스크 제조 비용등의 생산 조건에 따라서는, 상술의 실시 예 1과 같이, 연결 영역내에 마크를 배치할 수 없는 경우도 있다. 그때, 연결 영역에 있어서의 상하 레이어의 어긋남 및 좌우 숏 배열 어긋남을, 마크의 계측결과로부터 직접 검출할 수는 없다. 다음의 실시 예 2 및 실시 예 3에서는, 연결 영역외의 마크로부터 검출된 위치 어긋남 정보에 근거하여, 연결 영역내의 상하 레이어의 어긋남 및 좌우 숏 배열 어긋남을 추정하고, 실시 예 1의 보정수법을 사용 가능하게 하는 예를 설명한다.
(실시 예2)
도8에 도시한 바와 같이, 노광 숏의 레이아웃은 실시 예 1과 마찬가지로 한다. 숏S1에 있어서의 연결 영역외의 위치에, 숏의 특정 개소의 절대위치의 어긋남을 검출할 수 있는 마크C1(제1숏 영역측의 연결 위치 계측 마크)이 형성되어 있다. 또한, 숏S1에 있어서의 연결 영역외의 위치에는, 특정 개소의 상하 레이어의 상대 위치 어긋남을 검출할 수 있는 마크B1(제1숏 영역측의 포개기 마크)도 형성되어 있다. 마찬가지로, 숏S2에 있어서의 연결 영역외의 위치에, 숏의 특정 개소의 절대위치의 어긋남을 검출할 수 있는 마크C2(제2숏 영역측의 연결 위치 계측 마크)이 형성되어 있다. 또한, 숏S2에 있어서의 연결 영역외의 위치에는, 특정 개소의 상하 레이어의 상대 위치 어긋남을 검출할 수 있는 마크B2(제2숏 영역측의 포개기 마크)도 형성되어 있다.
마크C1, C2의 숏내 배치 위치는, 연결 노광후에 형성된 마크C1, C2의 이상 위치의 중심위치가 연결 영역내로 되도록 조정된다. 이 중심위치에, 해당 중심위치에 있어서의 숏S1과 숏S2의 노광 결과의 상대 위치 어긋남의 검출을 목적으로 하는 가상 마크C3(제2가상 마크)을 설정한다.
마찬가지로, 마크B1, B2의 숏내 배치 위치는, 연결 노광후에 형성된 마크B1, B2의 이상 위치의 중심위치가 연결 영역내로 되도록 조정된다. 이 중심위치에, 해당 중심위치에 있어서의 숏S1과 숏S2의 연결 합성 노광 결과와 하 레이어의 상대 위치 어긋남의 검출을 목적으로 하는 가상 마크B3(제1가상 마크)이 설정된다.
가상 마크C3 및 가상 마크B3의 검출량이 각각 얻어지면, 실시 예 1와 같은 보정수법을 사용할 수 있게 된다. 가상 마크C3의 검출량QC3은, 마크C1의 검출량QC1과 마크C2의 검출량QC2로부터 다음식에 의해 추정된다.
QC3=QC1-QC2
마찬가지로, 가상 마크B3의 검출량QB3은, 마크B1의 검출량QB1과 마크B2의 검출량QB2로부터 다음식에 의해 추정된다.
QB3=(QB1+QB2)/2
이상과 같이, 이 실시 예에 의하면, 제1숏 영역측의 포개기 마크와 제2숏 영역측의 포개기 마크와의 사이의 연결 영역내의 위치에, 제1가상 마크가 설정된다. 그리고, 제1숏 영역측의 포개기 마크간의 위치 어긋남 량과 제2숏 영역측의 포개기 마크간의 위치 어긋남 량과에 근거해서 제1가상 마크의 위치 어긋남 량이 추정되고, 이 추정된 위치 어긋남 량이 제1위치 어긋남 량으로서 구해진다. 또한, 제1숏 영역측의 연결 위치 계측 마크와 제2숏 영역측의 연결 위치 계측 마크와의 사이의 연결 영역내의 위치에, 제2가상 마크가 설정된다. 그리고, 제1숏 영역측의 연결 위치 계측 마크간의 위치 어긋남 량과 제2숏 영역측의 연결 위치 계측 마크간의 위치 어긋남 량에 근거해서 제2가상 마크의 위치 어긋남 량이 추정되고, 이 추정된 위치 어긋남 량이 제2위치 어긋남 량으로서 구해진다.
또한, 도8에서는, 숏의 특정 개소의 절대위치의 어긋남을 검출하는 마크 및 특정 개소의 상하 레이어의 상대 위치 어긋남을 검출하는 마크가 연결 영역의 부근에 배치되고, 다른 숏의 동종류의 마크가 연결 영역의 중심선에서 대칭으로 되도록 배치된다. 그러나, 본 발명은 이 배치에 한정되는 것은 아니다.
(실시 예3)
더욱, 도9와 같이, 숏S1과 숏S2의 각 숏내에, 임의의 직선 위에 숏의 특정 개소의 절대위치의 어긋남을 검출하는 마크를 복수배치하고 있을 경우, 가상 마크는, 연결 영역내에 있어서의 직선상의 개소에 배치하는 것이 가능하다. 마크C10, C11, C20, C21로부터 가상 마크C30까지의 거리를 각각, D10, D11, D20, D21로 한다. 또한, 마크C10, C11, C20, C21의 검출량을 각각, QC10, QC11, QC20, QC21로 한다. 이 경우, 가상 마크C30의 검출량QC30은, 다음식에 의해 추정된다.
QC30=
[((QC11-QC10)/(D11-D10))×D11+QC11]-
[((QC21-QC20)/(D21-D20))×D21+QC21]
마찬가지로, 숏S1과 숏S2의 각 숏내에, 임의의 직선 위에 특정 개소의 상하 레이어의 상대 위치 어긋남을 검출하는 마크를 복수배치하고 있을 경우, 가상 마크는, 연결 영역내에 있어서의 직선상의 개소에 배치하는 것이 가능하다. 마크B10, B11, B20, B21로부터 가상 마크B30까지의 거리를 각각, E10, E11, E20, E21로 한다. 또한, 마크B10, B11, B20, B21의 검출량을 각각, QB10, QB11, QB20, QB21로 한다. 이 경우, 가상 마크B30의 검출량QB30은, 다음식에 의해 추정된다.
QB30=
{[(QB11-QB10)/(E11-E10)×E11+QB11]+
[(QB21-QB20)/(E21-E20)×E21+QB21]}/2
도9에 도시하는 방법에서는, 가상 마크의 검출량을, 배치되어 있는 마크의 검출량으로부터 선형보간으로 구하고 있지만, 이것에 한정되지 않는다. 그 외 일반적인 통계 수법에 의해 구해도 좋다.
상술의 각 실시 예에서는, 연결 영역내의 상하 레이어 검출용 마크 또는 그 가상 마크 및 좌우 숏 배열 어긋남 검출 마크 또는 그 가상 마크를 각각 하나 배치하고 있지만, 거기에 한정되지 않는다. 연결 영역내의 상하 레이어 검출용 마크 또는 그 가상 마크 및 좌우 숏 배열 어긋남 검출 마크 또는 그 가상 마크를 각각 복수배치해도 좋다.
<제2실시 형태>
도1에서 도시한 바와 같이, 실시 형태에 있어서의 노광 장치는, 얼라인먼트 스코프(80) 및 오프 액시스 스코프(81)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에서는, 얼라인먼트 스코프(80) 및 오프 액시스 스코프(81)의 쌍방에 의해, 기판 위에 노광된 마크를 계측하고, 계측 데이터를 데이터 보유부(71)에 보존한다. 얼라인먼트 스코프(80) 및 오프 액시스 스코프(81)는, 제어부(70)에 의해 캘리브레이션 처리가 실시되고, 동일 마크를 계측할 경우에 어느쪽의 스코프로 계측해도 계측값이 같아지도록 조정된다. 여기에서, 노광전에 원판(30)과 기판(60) 위에 형성된 마크를 계측함에 의해, 실시 예 1에서 설명한 Δ1, Δ2의 계측이 가능하게 된다. 이 방법을 사용함으로써도, 제1실시 형태에 있어서의 실시 예는 실현가능하다.
<물품 제조 방법의 실시 형태>
본 발명의 실시 형태에 따른 물품 제조 방법은, 예를 들면, 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세구조를 갖는 소자등의 물품을 제조하는데도 적합하다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기한 패턴 형성 방법 혹은 리소그래피 장치를 사용해서 잠상 패턴을 형성하는 공정(기판을 노광하는 공정)과, 이러한 공정으로 잠상 패턴이 형성된 기판을 가공(현상)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 물품 제조 방법은, 종래의 방법과 비교하여, 물품의 성능·품질·생산성·생산 코드의 적어도 1개에 있어서 유리하다.
(다른 실시 형태)
본 발명은, 상술의 실시 형태의 1이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 통해 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 있어서의 1개이상의 프로세서가 프로그램을 판독 실행하는 처리에서도 실현가능하다. 또한, 1이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들면, ASIC)에 의해서도 실현가능하다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이것들의 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위내에서 여러 가지의 변형 및 변경이 가능하다.
10: 조명 광학계, 20: 슬릿 결상계, 30: 원판, 40: 투영 광학계, 60: 기판, 70: 제어부

Claims (9)

  1. 기판의 제1숏 영역을 노광해서 제1의 상을 형성하고, 상기 제1숏 영역의 일부와 중복하는 제2숏 영역을 노광해서 제2의 상을 형성하고, 상기 제1의 상과 상기 제2의 상을 서로 연결시킨 상을 얻는 연결 노광을 위한, 상기 제1숏 영역 및 상기 제2숏 영역의 위치 맞춤에 관한 보정량을 결정하는 결정 방법으로서,
    상기 제1숏 영역을 노광해서, 상기 제1숏 영역과 상기 제2 숏 영역이 중복하는 연결 영역에, 해당 연결 영역의 하 레이어에 형성되어 있는 밑바탕 마크와의 위치 맞춤을 위한 제1마크와, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역과의 위치 맞춤을 위한 제2마크를 형성하고,
    상기 제2숏 영역을 노광해서, 상기 밑바탕 마크와의 위치 맞춤을 위해 상기 제1마크와 중복하도록 제3마크를 형성함과 아울러, 상기 연결 영역에 있어서의 상기 제2마크와 중복하는 위치에 제4마크를 형성하고,
    상기 제1마크와 상기 제3마크가 포개지는 것으로 형성된 합성 마크의 상기 밑바탕 마크에 대한 위치 어긋남 량을 제1위치 어긋남 량으로서 구하고,
    상기 제2마크에 대한 상기 제4마크의 위치 어긋남 량을 제2위치 어긋남 량으로서 구하고,
    상기 제1위치 어긋남 량에 상기 제2위치 어긋남 량의 소정의 비율을 가산해서 얻어지는 위치 어긋남 량을, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역이 중복하는 연결 영역에 있어서의 상기 제1의 상의 보정량으로서 결정하고,
    상기 제1위치 어긋남 량으로부터 상기 제2위치 어긋남 량의 상기 소정의 비율에 대한 나머지의 비율을 감산해서 얻어지는 위치 어긋남 량을, 상기 연결 영역에 있어서의 상기 제2의 상의 보정량으로서 결정하고,
    상기 밑바탕 마크, 상기 제1마크, 상기 제2마크, 상기 제3마크, 및 상기 제4마크는, 각각 상기 연결 영역에 있어서, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역과의 중복 폭의 방향의 양단을 포함하지 않는 위치에 형성되고,
    상기 소정의 비율은, 상기 연결 영역에 있어서, 상기 제1숏 영역과 상기 제2 숏 영역과의 중복 폭의 방향의 상기 밑바탕 마크, 상기 제1마크, 상기 제2마크, 상기 제3마크, 및 상기 제4마크의 위치에 따른 비율인 것을 특징으로 하는, 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밑바탕 마크, 상기 제1마크, 상기 제2마크, 상기 제3마크, 및 상기 제4 마크는, 각각 상기 연결 영역에 있어서, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역과의 중복 폭의 방향의 중앙에 설치되는 것을 특징으로 하는 결정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 비율은, 50%인 것을 특징으로 하는, 결정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1숏 영역으로부터 상기 제2숏 영역에 걸치는 조도분포가 평준화되도록, 상기 제1숏 영역을 노광할 때와, 상기 제2숏 영역을 노광할 때에, 상기 연결 영역에 있어서의 노광량을 크로스페이드 시키는 것을 특징으로 하는, 결정 방법.
  5. 삭제
  6. 기판의 제1숏 영역을 노광해서 제1의 상을 형성하는 제1공정과,
    상기 제1숏 영역의 일부와 중복하는 제2숏 영역을 노광해서 제2의 상을 형성하는 제2공정을 갖고,
    상기 제1의 상과 상기 제2의 상을 서로 연결시킨 상을 얻는 노광 방법으로서,
    상기 제1공정에 있어서, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 결정 방법에 의해 결정된 상기 제1의 상의 보정량으로, 상기 제1숏 영역의 상기 제2숏 영역과 중복하는 연결 영역에 있어서의 상기 제1의 상을 보정하고,
    상기 제2공정에 있어서, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 결정 방법에 의해 결정된 상기 제2의 상의 보정량으로, 상기 연결 영역에 있어서의 상기 제2의 상을 보정하는 것을 특징으로 하는, 노광 방법.
  7. 기판의 제1숏 영역을 노광해서 제1의 상을 형성하고, 상기 제1숏 영역의 일부와 중복하는 제2숏 영역을 노광해서 제2의 상을 형성하고, 상기 제1의 상과 상기 제2의 상을 서로 연결시킨 상을 얻는 연결 노광을 행하는 노광 장치로서,
    상기 제1숏 영역 및 상기 제2숏 영역의 위치 맞춤에 관한 보정량을 결정하는 처리를 행하는 처리부와,
    상기 연결 노광의 제어를 행하는 제어부를 갖고,
    상기 처리부는,
    상기 제1숏 영역을 노광해서, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역이 중복하는 연결 영역에, 해당 연결 영역의 하 레이어에 형성되어 있는 밑바탕 마크와의 위치 맞춤을 위한 제1마크와, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역과의 위치 맞춤을 위한 제2마크를 형성하고,
    상기 제2숏 영역을 노광해서, 상기 밑바탕 마크와의 위치 맞춤을 위해 상기 제1마크와 중복하도록 제3마크를 형성함과 아울러, 상기 연결 영역에 있어서의 상기 제2마크와 중복하는 위치에 제4마크를 형성하고,
    상기 제1마크와 상기 제3마크가 포개지는 것으로 형성된 합성 마크의 상기 밑바탕 마크에 대한 위치 어긋남 량을 제1위치 어긋남 량으로서 구하고,
    상기 제2마크에 대한 상기 제4마크의 위치 어긋남 량을 제2위치 어긋남 량으로서 구하고,
    상기 제1위치 어긋남 량에 상기 제2위치 어긋남 량의 소정의 비율을 가산해서 얻어지는 위치 어긋남 량을, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역이 중복하는 연결 영역에 있어서의 상기 제1의 상의 보정량으로서 결정하고,
    상기 제1위치 어긋남 량으로부터 상기 제2위치 어긋남 량의 상기 소정의 비율에 대한 나머지의 비율을 감산해서 얻어지는 위치 어긋남 량을, 상기 연결 영역에 있어서의 상기 제2의 상의 보정량으로서 결정하고,
    상기 밑바탕 마크, 상기 제1마크, 상기 제2마크, 상기 제3마크, 및 상기 제4마크는, 각각 상기 연결 영역에 있어서, 상기 제1숏 영역과 상기 제2숏 영역과의 중복 폭의 방향의 양단을 포함하지 않은 위치에 형성되고,
    상기 소정의 비율은, 상기 연결 영역에 있어서, 상기 제1숏 영역과 상기 제2 숏 영역과의 중복 폭의 방향의 상기 밑바탕 마크, 상기 제1마크, 상기 제2마크, 상기 제3마크, 및 상기 제4마크의 위치에 따른 비율이고,
    상기 제어부는,
    상기 결정된 상기 제1의 상의 보정량으로, 상기 연결 영역에 있어서의 상기 제1의 상을 보정함과 아울러, 상기 결정된 상기 제2의 상의 보정량으로, 상기 연결 영역에 있어서의 상기 제2의 상을 보정하여, 상기 연결 노광을 실행하고,
    상기 소정의 비율은, 상기 연결 영역에 있어서, 상기 제1숏 영역과 상기 제2 숏 영역과의 중복 폭의 방향의 포개기 마크 및 연결 위치 계측 마크의 위치에 있어서의 노광량의 감쇄율인 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 6에 기재된 노광 방법을 사용해서 기판을 노광하는 공정과,
    상기 공정으로 상기 노광된 기판을 현상하는 공정을 포함하고,
    상기 현상된 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는, 물품 제조 방법.
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