リソグラフィ装置及び物品の製造方法
【課題】原版に形成された複数のマークの位置を並行して検出するのに有利なリソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】リソグラフィ装置は、複数の第１マークが形成された原版３を保持する保持体４と、第２マークが形成された基準板８１を保持するステージ１と、前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を検出する検出系５と、を備え、前記第２マークは、前記保持体４により保持された原版３における前記複数の第１マーク及び転写されるべき回路パターンが形成された第１領域以上の大きさを有する第２領域にわたって形成され、前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を前記検出系５により並行して検出する。
【解決手段】リソグラフィ装置は、複数の第１マークが形成された原版３を保持する保持体４と、第２マークが形成された基準板８１を保持するステージ１と、前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を検出する検出系５と、を備え、前記第２マークは、前記保持体４により保持された原版３における前記複数の第１マーク及び転写されるべき回路パターンが形成された第１領域以上の大きさを有する第２領域にわたって形成され、前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を前記検出系５により並行して検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造におけるリソグラフィ技術はステッパーやスキャナーと呼ばれる露光装置を利用した方法が現在主流となっている。露光装置は、原版であるレチクルに光を照射し、投影光学系を通して感光材を塗ったウエハ上に先のレチクルパターンを転写する。露光装置では波長を短くすることや投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくすることなどで微細パターンの転写を推進している。
【０００３】
他のリソグラフィ技術として、インプリント技術がある。インプリント技術は、ナノスケールの微細パターンの転写を可能にする技術であり、磁気記憶媒体や半導体デバイスの量産向けナノリソグラフィ技術の１つとして実用化されつつある。インプリント技術では、電子線描画装置等の装置を用いて微細パターンが形成されたテンプレートを原版としてシリコンウエハやガラスプレート等の基板上に微細パターンが形成される。この微細パターンは、基板上に樹脂を塗布し、その樹脂を介して基板にテンプレートのパターンを押し付けた状態でその樹脂を硬化させることによって形成される。
【０００４】
現時点において実用化されているインプリント技術としては、熱サイクル法及び光硬化法がある。熱サイクル法では、熱可塑性の樹脂をガラス転移温度以上の温度に加熱し、樹脂の流動性を高めた状態で樹脂を介して基板にテンプレートを押し付ける。そして、冷却した後に樹脂からテンプレートを引き離すことによりパターンが形成される。光硬化法では、紫外線で硬化する樹脂を使用し、樹脂を介して基板にテンプレートを押し付けた状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、硬化した樹脂からテンプレートを引き離すことによりパターンが形成される。熱サイクル法は、温度制御による転写時間の増大及び温度変化による寸法精度の低下を伴うが、光硬化法には、そのような問題が存在しないため、現時点においては、光硬化法がナノスケールの半導体デバイスの量産において有利である。特許文献１には、光硬化法のインプリント装置が開示されている。特許文献１に記載のインプリント装置は、ウエハステージ、樹脂の塗布機構、テンプレートを保持するヘッド、光を照射する照明系及びアライメントマークの検出器を有する。
【０００５】
ステッパーやスキャナーといった露光装置や、上述の光硬化法を用いたインプリント装置においても、ウエハとレチクルあるいはテンプレートとの位置合わせ（アライメント）が必要である。アライメントにはダイバイダイ方式とグローバルアライメント方式がある。現在露光装置において主流のアライメント方式は、グローバルアライメント方式である。グローバルアライメント方式では、ウエハ上のショット配列さらにはショット形状を計測した結果を元に統計処理から最適なウエハ座標を算出し、先のウエハ座標に合うようにレチクルとウエハ位置を同期させて露光する。
【０００６】
グローバルアライメント方式には、２つの手法が存在する。１つ目の手法では、直接レチクルとウエハ上のアライメントマークを重ねて観察し、ウエハ上のアライメントマークに対してレチクルの位置や変形ずれを計測し、補正する。２つ目の方法では、レチクル上のアライメントマークと基準板上のアライメントマークとの観察から基準板に対するレチクルの位置や変形ずれを計測（キャリブレーション）する。そして、レチクルマークとは別にウエハマークのみ計測するオフアクシスアライメントを行うことで、ウエハ上のアライメントマークに対してレチクルの位置ずれおよび変形ずれ補正する。
【０００７】
上記基準板に対してレチクルの位置や変形ずれを計測し補正する利点は、レチクル側のマークとウエハ側のマークとをそれぞれ個別の条件で計測できるため計測精度を上げられる点にある。また計測用ステージと露光用ステージをそれぞれ個別に持つツインステージ構成の露光装置では、ウエハ側のマークの計測に時間をかけてもスループットを落とさず計測精度を上げられる利点がある。
【０００８】
インプリント装置におけるグローバルアライメントでも同様で、テンプレートの位置や形状をウエハに対してあるいは基準板に対して計測し、補正を行う２つのグローバルアライメントの方法がある。同様に、インプリント装置においても、基準板に対してテンプレートを計測し補正する方法では計測精度、スループットの点で利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４１８５９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ステッパーやスキャナーの場合、予め基準板上に複数の基準マークが配置され、対するレチクル側のマークは前記複数の基準マークと重なり合う位置に通常配置されている。そうすることで、レチクル側の複数のマークを同時に観察し、計測時間や計測精度が上げられるように配慮されている。更にこれらレチクル側のキャリブレーション用のマークを実素子エリアの外に配置しておけば、露光時には照明光を遮光してレチクル側のマークをウエハ上に転写されないようにできる。そのためそのように決められた位置にレチクル側のマークを配置することが有効である。
【００１１】
しかしながらインプリント装置の場合、インプリントする領域は通常テンプレートデザインで決まっており、先のインプリント領域の全てのパターンはウエハに全てインプリントされる。デバイスの大きさが同じ事はありえないため、テンプレート側のキャリブレーション用のマークをテンプレートの何処か特定の固定位置に設けることは難しい。
【００１２】
そこでデバイス毎のデザインで決まっているスクライブ領域内にマークを配置する必要がある。しかし、そのスクライブ領域もデバイスによっても異なり、また、同じデバイスでも前工程に形成したパターンと干渉を避けるため、マーク位置をずらすケースもある。そのため、キャリブレーション用のマークをテンプレートの特定位置に固定することは困難である。よって、基準板に形成する基準マークの位置もテンプレート側のマークの可変配置に対応させる必要がある。
【００１３】
本発明は、原版に形成された複数のマークの位置を並行して検出するのに有利なリソグラフィ装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、基板上に塗布された感光性材料に照射系から原版を介して光を照射して前記原版のパターンを前記基板のショット領域に転写するリソグラフィ装置であって、複数の第１マークが形成された原版を保持する保持体と、第２マークが形成された基準板を保持するステージと、前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を検出する検出系と、を備え、前記第２マークは、前記保持体により保持された原版における前記複数の第１マーク及び転写されるべき回路パターンが形成された第１領域以上の大きさを有する第２領域にわたって形成され、前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を前記検出系により並行して検出する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、原版に形成された複数のマークの位置を並行して検出するのに有利なリソグラフィ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】インプリント装置を示した図
【図２】検出器の一例を示した図
【図３】検出器の他の一例を示した図
【図４】実施形態１のマーク、基準マークを示した図
【図５】実施形態１の検出器を説明する図
【図６】実施形態２のマーク、基準マークを示した図
【図７】実施形態３のマーク、基準マークを示した図
【図８】実施形態３の検出器を説明する図
【図９】実施形態４の基準板を示した図
【図１０】キャリブレーションのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１７】
リソグラフィ装置における基準マークを用いたテンプレートキャリブレーションを行いグローバルアライメントする方式についてインプリント装置の概略図である図１を用いて説明する。
【００１８】
インプリント装置は、ステージ（ウエハステージ）１を駆動させながら、オフアクシススコープ９により、ウエハステージ１に搭載された基板上（ウエハ２上）の複数のショット領域に形成されたアライメントマーク（不図示）を計測する。インプリント装置は、計測した複数のアライメントマークを統計処理してウエハ２上の全ショット配列をマッピングし、その後アライメント計測は行わずにインプリント処理を行う。オフアクシススコープ９は、原版（テンプレート）３を保持するヘッド４の外に配置されている。そのため、ヘッド４内に配置された検出器（スコープ）５とは異なり、オフアクシススコープ９は、十分にスペースがあるため大きな光学系を構成することができる。そこで、オフアクシススコープ９は、一般に、照明可変σ、波長選択、高レンズ開口、高倍率で明視野、暗視野切り換えなどプロセス対応力のある光学系となっている。
【００１９】
グローバルアライメント方式では、テンプレート３の中心とオフアクシススコープ９中心の距離（ベースライン）を常にキャリブレーションする必要がある。キャリブレーションを行うために、テンプレート３を保持する保持体（ヘッド）４に構成されたスコープ５は、ウエハステージ１上の基準マーク８１とテンプレート３上のマーク３１の相対位置をスコープ５で測定する。その後、オフアクシススコープ９下へ基準マーク８１を移動し、オフアクシススコープ９で基準マーク８１を測定する。これらにより、テンプレート３とオフアクシススコープ９の相対位置（所謂ベースライン量）が計測できる。
【００２０】
上記キャリブレーションにおいて、原版上（テンプレート３上）の異なる場所に複数のマーク（第１マーク）３１が形成され、基準マーク８１もマーク３１に対応して複数配置されている。スコープ５は、それら複数のマーク３１，８１を全て同時に観察できるよう配置させておく。するとウエハステージ１上の基準マーク８１とテンプレート３のマーク３１の相対位置をスコープ５で測定する際、同時に複数の基準マーク８１に対する複数のマーク３１の誤差を計測できるため、ベースラインだけでなく、テンプレート３の変形量も計測可能である。これらをもとに、インプリント装置は、グローバルアライメント結果をテンプレート３下へ反映し、インプリント処理を行う。スコープ５、ウエハステージ１、感光性材料（樹脂）をウエハ２に塗布する塗布機構７、更にテンプレートの変形を補正する駆動機構２１は、制御部１０によって制御される。
【００２１】
次に、インプリント装置は、ウエハステージ１を駆動して、ウエハ２の第１のショット領域を塗布機構（ディスペンサー）７の下の塗布開始位置に移動させる。制御部１０は、ウエハステージ１をスキャンさせつつ第１のショット領域に樹脂を塗布する。ウエハステージ１を駆動して第１のショット領域をテンプレート３の直下に移動させ、押印工程を開始する。押印工程において、ノズル２０は酸素をパージするためにガスを放出し、テンプレート３とウエハ２との間の空間をガスで満たした状態とする。充填終了後、露光工程更には離型工程を行い、第２のショット領域へ移動し、前記工程を繰り返す。
【００２２】
ここでウエハステージ１上の基準マーク８１とテンプレート３上のマーク３１との位置計測について詳細に説明する。制御部１０は、ウエハステージ１を駆動し基準マーク８１とテンプレート３上のマーク３１を近接させ、スコープ５により両マークを同時に観察し、位置ずれ量を計測する。この時テンプレート３上のマーク３１と基準マーク８１との相対位置関係からモアレ縞が発生する。モアレ縞を発生させるには一般にラインアンドスペースを使用する。マーク３１のピッチ（周期）をＰ１、基準マーク８１のピッチをＰ２とすると、モアレ縞のピッチＰ３は式１で得られる。ただしＰ１＜Ｐ２である。
１／Ｐ３＝（１／Ｐ１）−（１／Ｐ２）・・・（１）
マーク３１と基準マーク８１の相対位置ずれ量をΔＸとした時、モアレ縞Ｐ３のシフト量は周期Ｐａの位相差に比例する。また、マーク３１のピッチＰ１と基準マーク８１のピッチＰ２との関係を反対にしてやるとやはり同じピッチのモアレ縞が発生するが、シフトする方向が逆になる。異なる２セットのマークを同時に観察することによってモアレ縞の相対シフト量Ｓは、式２で与えられる。ただしＰａ＝（Ｐ１＋Ｐ２）／２である。
Ｓ＝２・（ΔＸ／Ｐａ）・Ｐ３・・・（２）
これらの式１、式２におけるピッチＰ１、Ｐ２を適当に選択することで、実際のテンプレート３のマーク３１と基準マーク８１の相対位置ずれ量を拡大して精度良く計測する事が可能となる。以上、基準マーク８１を用いてテンプレート３のキャリブレーションを行うグローバルアライメント方式のインプリント装置を例に述べた。
【００２３】
次に、本発明に係る検出器（スコープ）５に関して詳細を述べる。図２は、ウエハステージ１に保持された基準板８、テンプレート３およびスコープ５によりモアレアライメントを行う際の説明図である。基準板８の上には、基準マーク（第２マーク）８１が形成されている。テンプレート３上には複数のマーク（第１マーク）３１が形成されている。複数のマーク３１はテンプレート３の任意な位置に形成することができる。そのため、基準マーク８１は、ヘッド４が保持可能な最大サイズのテンプレート３における複数のマーク３１及び転写されるべき回路パターンが形成された全領域以上（第１領域以上）の大きさを有する領域（第２領域）にわたって形成されている。そのため、基準マーク８１に対する複数のマーク３１それぞれの位置を並行して検出することが可能である。したがって、複数のマーク３１のテンプレート３上における形成位置に拘らず、テンプレート３をウエハステージ１に対して移動させずに、複数のマーク３１それぞれの位置を検出することが可能となる。複数のマーク３１の位置の検出タイミングは同時でなくても、重複していれば、検出時間を短縮しうる。基準マーク８１は、例えば、基準板８の表面に平行でかつ互いに直交する第１軸（ｘ軸）及び第２軸（Ｙ軸）にそれぞれ沿う第１方向及び第２方向の双方に周期を有する格子パターンを含むマークである。スコープ５は、照明系５１から照射された光が引き回しファイバー５３を介して、光学系５４を経由してマーク３１および基準マーク８１を照明する。マーク３１及び基準マーク８１により回折した光は光学系５４により撮像素子５２上でモアレ縞を結像し観察することができる。このときマーク３１の配置に対応して駆動系によりスコープ５全体が移動可能になっている。複数のスコープ５，５は、複数のマーク３１それぞれの基準マーク８１に対する位置を検出する検出系を構成している。
【００２４】
スコープ５は、図３に示されるように、照明系５１と光学系５４の光軸とが分けられた構成でも良い。この場合、照明系５１から照射された光がテンプレート３のマーク３１および基準板８の基準マーク８１を照明する。マーク３１及び基準マーク８１により回折した光は光学系５４により撮像素子５２でモアレ縞を結像し、結像されたモアレ縞は観察することができる。このとき、マーク３１の配置に対応して駆動系によりスコープ５全体が移動可能になっている。次に上記構成のスコープ５を用いて、マーク３１がテンプレート３のどの位置に配置された場合でも基準マーク８１を使ってテンプレートのキャリブレーションを行う方法について述べる。
【００２５】
［実施形態１］
実施形態１では、図４に示されるように、基準マーク８１が１つ形成され、テンプレート３のマーク（第１マーク）３１，３１’及びスコープ５，５’がＸ、Ｙ方向のずれを検出するためそれぞれ２個構成されている。基準マーク８１は、Ｘ方向（第１方向）の周期とＹ方向（第２方向）の周期とが同一である千鳥格子状の繰り返しパターンでマークが形成されていている。またその大きさはインプリントする全領域をカバーしている。本実施形態では、基準マーク８１は、例えば26ｘ33ｍｍのインプリント領域をカバーしている。基準マーク８１の周期は、図５に示す様に、スコープ５がＬｉｔｔｒｏｗ配置をとるように設計される。すなわち、スコープ５は、スコープ５から出射されてマーク３１を透過し、基準マーク８１で回折され反射され、マーク３１を再度透過した光を検出する。図４で示す様に、基準マーク８１の回折光は例えば±１次の２光束になっている。
【００２６】
テンプレート３のマークは、第１方向（Ｘ方向）に整列されたラインアンドスペースからなるマーク３１と第２方向（Ｙ方向）に整列されたラインアンドスペースのマーク３１’とを含む。マーク３１の長手方向は基準マーク８１の面からなる面内で、基準マーク８１の戻り光束と平行に配置している。そのため、基準マーク８１で回折した±１次の２光束はマーク３１でそれぞれ回折されスコープ５に入射するよう設計されている（位置ずれの計測方向）。もう一方のスコープ５’に関しても同様である。以上より、マーク３１がテンプレート３のどのような位置に配置されていても基準マーク８１及びマーク３１により回折した光束はスコープ５で結像し、そのモアレ縞を観察することができる。したがって、マーク３１の配置に関係なく、テンプレート３のキャリブレーションが可能となる。
【００２７】
［実施形態２］
実施形態２では、図６に示されるように、基準マーク８１が１つ形成され、テンプレート３のマーク３１，３１’及びスコープ５，５’がＸ、Ｙ方向のずれを検出するためそれぞれ２個構成されている。基準マーク８１は、Ｘ方向（第１方向）の周期とＹ方向（第２方向）の周期とが互いに異なる千鳥格子状の繰り返しパターンでマークが形成されていている。またその大きさはインプリントする領域をカバーしている。基準マーク８１の周期は、図５に示す様に、スコープ５，５’がそれぞれＬｉｔｔｒｏｗ配置をとるように設計される。
【００２８】
テンプレート３のマーク３１はラインアンドスペースからなるマークで、その長手方向は基準マーク８１面からなる面内で、基準マーク８１の戻り光束と平行に配置している。そのため、基準マーク８１で回折した２光束はマーク３１でそれぞれ回折されスコープ５に入射するよう設計されている。もう一方のスコープ５’に関しても同様であるが、スコープ５’の配置が９０°異なるため、Ｌｉｔｔｒｏｗ角に関しては基準マーク８１の周期が異なる。そのためスコープ５’の照射角度および受光角度も周期にあわせスコープ５とは異なる角度になっている。
【００２９】
２つのスコープ５，５’の照射角度、受光角度に違いを設けるのは次のような理由による。複数のマーク３１，３１’のそれぞれに対し、対応する複数のスコープ５，５’が移動して同時に観察する。その場合、マーク３１，３１’間の距離が近いとスコープ５，５’同士が干渉してしまう。そのため、マーク３１，３１’の配置に制限を加える必要がある。しかしながらスコープ５，５’の照射角度、受光角度に違いを設け、スコープ５，５’同士の干渉範囲を緩和させることで、マーク３１，３１’の配置における制限を緩和させることができる。
【００３０】
位置ずれの計測方向については、スコープ５，５’に２光束が入射するようマーク３１，３１’のラインアンドスペースのピッチ（周期）を調整して設計されている。以上より、複数のマーク３１，３１’がテンプレート３のどのような位置に配置されていても基準マーク８１及びマーク３１，３１’により回折した光束はスコープ５，５’で結像し、そのモアレ縞を観察することができる。したがって、複数のマーク３１，３１’の配置位置に関係なく、テンプレート３のキャリブレーションが可能となる。また、本実施形態はスコープ５，５’のメカ的な干渉を避ける上で有効である。
【００３１】
［実施形態３］
実施形態３では、図７のように、基準マーク８１が１つ形成され、テンプレート３のマーク３１，３１’及びスコープ５，５’がＸ、Ｙ方向のずれを検出するためそれぞれ２個構成されている。基準マーク８１は、ＸとＹ方向に等しい周期（ピッチ）の千鳥格子状の繰り返しパターンでマークが形成されていている。その大きさはインプリントする領域をカバーしている。実施形態３では、テンプレート３に形成される複数のマーク３１，３１’もＸとＹ方向に周期（ピッチ）を持つ千鳥格子状のマークである。
【００３２】
ＸとＹ方向のいずれか１つのスコープ５に着目する。そうすると、図８に示す様に、Ｌｉｔｔｒｏｗ面内で、マーク３１に照射された光束は回折する。このとき、回折光±１次の一方は最終的にスコープ５により受光されないため、０次と-１次光の２光束のみ図８に示している。同様に０次光と-１次光の２光束は基準マーク８１でそれぞれ回折を起こす。その回折光の一部が入射角と同じ角度で戻るようマーク３１のＬｉｔｔｒｏｗ方向に回折する千鳥格子の一方の周期と基準マーク８１の周期を設計している。
【００３３】
基準マーク８１の周期とマーク３１の位置ずれの計測方向に回折する千鳥格子の他方の周期を選んで設計することで、回折光がスコープ５に入射するように設計されている。もう一方のスコープ５’に関しても同様である。但し、実施形態２のようにスコープ５のメカ的な干渉を避けるために、マーク３１のＬｉｔｔｒｏｗ方向に回折する方向の千鳥格子の一方の周期を変えることも可能である。以上より複数のマーク３１，３１’がテンプレート３のどの位置に配置されていても基準マーク８１及びマーク３１，３１’により回折した光束はスコープ５，５’で結像し、そのモアレ縞を観察することができる。したがって、マーク３１の配置に関係なく、テンプレート３のキャリブレーションが可能となる。
【００３４】
本実施形態で、基準マーク８１の千鳥格子マークの周期をＸ，Ｙそれぞれ異なるサイズにし、Ｘ方向とＹ方向のマーク３１，３１’をそれぞれ独立に前記基準マーク８１のＸ，Ｙ方向の周期に合わせて設計してもよい。その場合、Ｘ，Ｙ方向のマーク３１，３１’の周期はそれぞれ異ならせることができる。
【００３５】
本実施形態ではＬｉｔｔｒｏｗ方向の回折光の角度を基準マーク８１とテンプレート３のマーク３１による２つの回折光の角度の和で実現させている。それと同時に計測方向に関しても、Ｘ方向、Ｙ方向どちらにも基準マーク８１とマーク３１による２つの回折光の角度の和で所望のモアレ像を形成させるよう設計している。そのメリットは様々あるが、設計上のメリットとしてはマーク製造誤差を小さく設計できることにある。モアレ像を形成させるには２つの異なるマークピッチの差が重要で、その差に製造上の誤差が発生すると計測精度を低下させる原因となる。当然ピッチが小さくなれば製造誤差がピッチに与える影響も大きくなり、モアレ計測誤差も大きくなる。そのためマークピッチの制限が設計に加わってくる。本実施形態のように基準マーク８１とマーク３１による２つの回折光の角度の和で実現させることで、ピッチ制約を回避することが可能になる。また、このことは、光学やメカ制約条件が変更されてもマークピッチ変更で対応できるため設計自由度が広がる。
【００３６】
［実施形態４］
基準マーク８１を使ったテンプレート３のキャリブレーションについて、図１０を用いて説明する。また基準マーク８１および粗検出用基準マーク（第３マーク）１０１を構成した基準板８を図９に示す。粗検出用基準マーク（第３マーク）１０１は、テンプレート３を基準板８に対して位置決めするためのマークである。基準マーク８１はテンプレート３のマーク群３１を全て同時に計測できるだけの広い領域を有している。但し基準マーク８１とマーク群３１の中心位置をあらかじめある範囲の誤差内に押さえられていないと、ピッチ誤差が生じる。これは回折格子を使用する場合には常に生じる問題で、ピッチの半分よりも大きな位置誤差は判別がつかない。そのためキャリブレーション計測する前にあらかじめ基準マーク８１とマーク群３１の中心位置を半ピッチより小さく追い込んでおかなければならない。もしくはその補正量を装置側に返して、キャリブレーション時に反映させなければならない。
【００３７】
粗検出用基準マーク１０１はＸ方向、Ｙ方向の検出マークが夫々１つづつ構成され、それらの検出精度は先の半ピッチよりも小さな粗い精度のマークである。その代わり検出範囲は設計上テンプレートおよび基準マーク８１の相対ずれ量よりも広い範囲を計測できるマークである。粗検出用基準マーク１０１と基準マーク８１との違いは、粗検出用基準マーク１０１はモアレ形成用のマーク以外にＬｉｔｔｒｏｗ角に戻る回折ピッチのマークを有する（不図示）。粗検出用基準マーク１０１は、単なるラインアンドスペースでできた小さなマークでそのピッチはＬｉｔｔｒｏｗ角に回折光が戻る大きさである。そのため、粗検出用基準マーク１０１は、解像はしないがぼんやりとマークの輪郭が観察でき、ラフな位置ずれ観察が可能である。あるいは、粗検出用基準マーク１０１は、モアレ形成用のマークを有しているが、マーク３１とほぼ同じくらいの大きさで、しかも基準マーク８１よりも高周波なモアレ像を形成するようにマークピッチを設計されている。そのため粗検出用基準マーク１０１では、計測精度は出ないが計測レンジが大幅に広く設計されている。
【００３８】
続いて基準マーク８１を使用したテンプレート３のキャリブレーションのフローを説明する。インプリント装置上にロードされたテンプレート３の１つのマーク３１に対し、粗検出用基準マーク１０１のマークが重なり合うようウエハステージ１を駆動させる。両マークの位置ずれ計測を行い、テンプレート３の次のマーク３１’に対して粗検出用基準マーク１０１のマークが重なり合うようウエハステージ１を駆動させ、両マークの位置ずれ計測を行う。同様に計測すべき全てのマークについて位置ずれを計測する。その後、テンプレート３と基準マーク８１との位置ずれ及びテンプレート３の変形量を制御部１０で算出し、ウエハステージ１及びテンプレート３の変形を補正する駆動機構２１（図１）で補正する。
【００３９】
その後基準マーク８１の中心とテンプレート３のマーク群３１の中心が重なるようウエハステージ１を駆動し、引き続き精密計測を行う。同時にテンプレート３の複数のマーク３１と基準マーク８１との位置ずれ計測を行う。先と同様変形量を制御部１０で算出し、ウエハステージ１およびテンプレート３の変形を補正する駆動機構２１で補正する。あるいは補正量を装置側にフィードバックし、キャリブレーションを終了する。
【００４０】
実施形態例１〜４では、リソグラフィ装置として、原版（テンプレート）を感光性材料に押し付けて型を介して照射系から光を感光性材料に照射することによって感光性材料を硬化させるインプリント処理を行うインプリント装置を使用した。しかし、リソグラフィ装置は、原版（レチクル）のパターンを投影光学系により基板のショット領域に投影して原版のパターンをショット領域に転写する露光装置であってもよい。また、実施形態１〜４では、基準板８に形成する基準マーク８１として原版の転写領域全域に広がる千鳥格子パターンを使用した。しかし、基準マーク８１として、原版側マークと同じぐらいの大きさのマークが、原版の転写領域以上の大きさを有する領域全体にわたって多数形成された構成とすることも可能である。
【００４１】
［物品の製造方法］
物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述したリソグラフィ装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを転写（形成）する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを転写された基板をエッチングする工程を含みうる。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを転写された基板を加工する他の処理を含みうる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置及び物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造におけるリソグラフィ技術はステッパーやスキャナーと呼ばれる露光装置を利用した方法が現在主流となっている。露光装置は、原版であるレチクルに光を照射し、投影光学系を通して感光材を塗ったウエハ上に先のレチクルパターンを転写する。露光装置では波長を短くすることや投影光学系の開口数（ＮＡ）を大きくすることなどで微細パターンの転写を推進している。
【０００３】
他のリソグラフィ技術として、インプリント技術がある。インプリント技術は、ナノスケールの微細パターンの転写を可能にする技術であり、磁気記憶媒体や半導体デバイスの量産向けナノリソグラフィ技術の１つとして実用化されつつある。インプリント技術では、電子線描画装置等の装置を用いて微細パターンが形成されたテンプレートを原版としてシリコンウエハやガラスプレート等の基板上に微細パターンが形成される。この微細パターンは、基板上に樹脂を塗布し、その樹脂を介して基板にテンプレートのパターンを押し付けた状態でその樹脂を硬化させることによって形成される。
【０００４】
現時点において実用化されているインプリント技術としては、熱サイクル法及び光硬化法がある。熱サイクル法では、熱可塑性の樹脂をガラス転移温度以上の温度に加熱し、樹脂の流動性を高めた状態で樹脂を介して基板にテンプレートを押し付ける。そして、冷却した後に樹脂からテンプレートを引き離すことによりパターンが形成される。光硬化法では、紫外線で硬化する樹脂を使用し、樹脂を介して基板にテンプレートを押し付けた状態で紫外線を照射して樹脂を硬化させた後、硬化した樹脂からテンプレートを引き離すことによりパターンが形成される。熱サイクル法は、温度制御による転写時間の増大及び温度変化による寸法精度の低下を伴うが、光硬化法には、そのような問題が存在しないため、現時点においては、光硬化法がナノスケールの半導体デバイスの量産において有利である。特許文献１には、光硬化法のインプリント装置が開示されている。特許文献１に記載のインプリント装置は、ウエハステージ、樹脂の塗布機構、テンプレートを保持するヘッド、光を照射する照明系及びアライメントマークの検出器を有する。
【０００５】
ステッパーやスキャナーといった露光装置や、上述の光硬化法を用いたインプリント装置においても、ウエハとレチクルあるいはテンプレートとの位置合わせ（アライメント）が必要である。アライメントにはダイバイダイ方式とグローバルアライメント方式がある。現在露光装置において主流のアライメント方式は、グローバルアライメント方式である。グローバルアライメント方式では、ウエハ上のショット配列さらにはショット形状を計測した結果を元に統計処理から最適なウエハ座標を算出し、先のウエハ座標に合うようにレチクルとウエハ位置を同期させて露光する。
【０００６】
グローバルアライメント方式には、２つの手法が存在する。１つ目の手法では、直接レチクルとウエハ上のアライメントマークを重ねて観察し、ウエハ上のアライメントマークに対してレチクルの位置や変形ずれを計測し、補正する。２つ目の方法では、レチクル上のアライメントマークと基準板上のアライメントマークとの観察から基準板に対するレチクルの位置や変形ずれを計測（キャリブレーション）する。そして、レチクルマークとは別にウエハマークのみ計測するオフアクシスアライメントを行うことで、ウエハ上のアライメントマークに対してレチクルの位置ずれおよび変形ずれ補正する。
【０００７】
上記基準板に対してレチクルの位置や変形ずれを計測し補正する利点は、レチクル側のマークとウエハ側のマークとをそれぞれ個別の条件で計測できるため計測精度を上げられる点にある。また計測用ステージと露光用ステージをそれぞれ個別に持つツインステージ構成の露光装置では、ウエハ側のマークの計測に時間をかけてもスループットを落とさず計測精度を上げられる利点がある。
【０００８】
インプリント装置におけるグローバルアライメントでも同様で、テンプレートの位置や形状をウエハに対してあるいは基準板に対して計測し、補正を行う２つのグローバルアライメントの方法がある。同様に、インプリント装置においても、基準板に対してテンプレートを計測し補正する方法では計測精度、スループットの点で利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４１８５９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ステッパーやスキャナーの場合、予め基準板上に複数の基準マークが配置され、対するレチクル側のマークは前記複数の基準マークと重なり合う位置に通常配置されている。そうすることで、レチクル側の複数のマークを同時に観察し、計測時間や計測精度が上げられるように配慮されている。更にこれらレチクル側のキャリブレーション用のマークを実素子エリアの外に配置しておけば、露光時には照明光を遮光してレチクル側のマークをウエハ上に転写されないようにできる。そのためそのように決められた位置にレチクル側のマークを配置することが有効である。
【００１１】
しかしながらインプリント装置の場合、インプリントする領域は通常テンプレートデザインで決まっており、先のインプリント領域の全てのパターンはウエハに全てインプリントされる。デバイスの大きさが同じ事はありえないため、テンプレート側のキャリブレーション用のマークをテンプレートの何処か特定の固定位置に設けることは難しい。
【００１２】
そこでデバイス毎のデザインで決まっているスクライブ領域内にマークを配置する必要がある。しかし、そのスクライブ領域もデバイスによっても異なり、また、同じデバイスでも前工程に形成したパターンと干渉を避けるため、マーク位置をずらすケースもある。そのため、キャリブレーション用のマークをテンプレートの特定位置に固定することは困難である。よって、基準板に形成する基準マークの位置もテンプレート側のマークの可変配置に対応させる必要がある。
【００１３】
本発明は、原版に形成された複数のマークの位置を並行して検出するのに有利なリソグラフィ装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、基板上に塗布された感光性材料に照射系から原版を介して光を照射して前記原版のパターンを前記基板のショット領域に転写するリソグラフィ装置であって、複数の第１マークが形成された原版を保持する保持体と、第２マークが形成された基準板を保持するステージと、前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を検出する検出系と、を備え、前記第２マークは、前記保持体により保持された原版における前記複数の第１マーク及び転写されるべき回路パターンが形成された第１領域以上の大きさを有する第２領域にわたって形成され、前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を前記検出系により並行して検出する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、原版に形成された複数のマークの位置を並行して検出するのに有利なリソグラフィ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】インプリント装置を示した図
【図２】検出器の一例を示した図
【図３】検出器の他の一例を示した図
【図４】実施形態１のマーク、基準マークを示した図
【図５】実施形態１の検出器を説明する図
【図６】実施形態２のマーク、基準マークを示した図
【図７】実施形態３のマーク、基準マークを示した図
【図８】実施形態３の検出器を説明する図
【図９】実施形態４の基準板を示した図
【図１０】キャリブレーションのフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１７】
リソグラフィ装置における基準マークを用いたテンプレートキャリブレーションを行いグローバルアライメントする方式についてインプリント装置の概略図である図１を用いて説明する。
【００１８】
インプリント装置は、ステージ（ウエハステージ）１を駆動させながら、オフアクシススコープ９により、ウエハステージ１に搭載された基板上（ウエハ２上）の複数のショット領域に形成されたアライメントマーク（不図示）を計測する。インプリント装置は、計測した複数のアライメントマークを統計処理してウエハ２上の全ショット配列をマッピングし、その後アライメント計測は行わずにインプリント処理を行う。オフアクシススコープ９は、原版（テンプレート）３を保持するヘッド４の外に配置されている。そのため、ヘッド４内に配置された検出器（スコープ）５とは異なり、オフアクシススコープ９は、十分にスペースがあるため大きな光学系を構成することができる。そこで、オフアクシススコープ９は、一般に、照明可変σ、波長選択、高レンズ開口、高倍率で明視野、暗視野切り換えなどプロセス対応力のある光学系となっている。
【００１９】
グローバルアライメント方式では、テンプレート３の中心とオフアクシススコープ９中心の距離（ベースライン）を常にキャリブレーションする必要がある。キャリブレーションを行うために、テンプレート３を保持する保持体（ヘッド）４に構成されたスコープ５は、ウエハステージ１上の基準マーク８１とテンプレート３上のマーク３１の相対位置をスコープ５で測定する。その後、オフアクシススコープ９下へ基準マーク８１を移動し、オフアクシススコープ９で基準マーク８１を測定する。これらにより、テンプレート３とオフアクシススコープ９の相対位置（所謂ベースライン量）が計測できる。
【００２０】
上記キャリブレーションにおいて、原版上（テンプレート３上）の異なる場所に複数のマーク（第１マーク）３１が形成され、基準マーク８１もマーク３１に対応して複数配置されている。スコープ５は、それら複数のマーク３１，８１を全て同時に観察できるよう配置させておく。するとウエハステージ１上の基準マーク８１とテンプレート３のマーク３１の相対位置をスコープ５で測定する際、同時に複数の基準マーク８１に対する複数のマーク３１の誤差を計測できるため、ベースラインだけでなく、テンプレート３の変形量も計測可能である。これらをもとに、インプリント装置は、グローバルアライメント結果をテンプレート３下へ反映し、インプリント処理を行う。スコープ５、ウエハステージ１、感光性材料（樹脂）をウエハ２に塗布する塗布機構７、更にテンプレートの変形を補正する駆動機構２１は、制御部１０によって制御される。
【００２１】
次に、インプリント装置は、ウエハステージ１を駆動して、ウエハ２の第１のショット領域を塗布機構（ディスペンサー）７の下の塗布開始位置に移動させる。制御部１０は、ウエハステージ１をスキャンさせつつ第１のショット領域に樹脂を塗布する。ウエハステージ１を駆動して第１のショット領域をテンプレート３の直下に移動させ、押印工程を開始する。押印工程において、ノズル２０は酸素をパージするためにガスを放出し、テンプレート３とウエハ２との間の空間をガスで満たした状態とする。充填終了後、露光工程更には離型工程を行い、第２のショット領域へ移動し、前記工程を繰り返す。
【００２２】
ここでウエハステージ１上の基準マーク８１とテンプレート３上のマーク３１との位置計測について詳細に説明する。制御部１０は、ウエハステージ１を駆動し基準マーク８１とテンプレート３上のマーク３１を近接させ、スコープ５により両マークを同時に観察し、位置ずれ量を計測する。この時テンプレート３上のマーク３１と基準マーク８１との相対位置関係からモアレ縞が発生する。モアレ縞を発生させるには一般にラインアンドスペースを使用する。マーク３１のピッチ（周期）をＰ１、基準マーク８１のピッチをＰ２とすると、モアレ縞のピッチＰ３は式１で得られる。ただしＰ１＜Ｐ２である。
１／Ｐ３＝（１／Ｐ１）−（１／Ｐ２）・・・（１）
マーク３１と基準マーク８１の相対位置ずれ量をΔＸとした時、モアレ縞Ｐ３のシフト量は周期Ｐａの位相差に比例する。また、マーク３１のピッチＰ１と基準マーク８１のピッチＰ２との関係を反対にしてやるとやはり同じピッチのモアレ縞が発生するが、シフトする方向が逆になる。異なる２セットのマークを同時に観察することによってモアレ縞の相対シフト量Ｓは、式２で与えられる。ただしＰａ＝（Ｐ１＋Ｐ２）／２である。
Ｓ＝２・（ΔＸ／Ｐａ）・Ｐ３・・・（２）
これらの式１、式２におけるピッチＰ１、Ｐ２を適当に選択することで、実際のテンプレート３のマーク３１と基準マーク８１の相対位置ずれ量を拡大して精度良く計測する事が可能となる。以上、基準マーク８１を用いてテンプレート３のキャリブレーションを行うグローバルアライメント方式のインプリント装置を例に述べた。
【００２３】
次に、本発明に係る検出器（スコープ）５に関して詳細を述べる。図２は、ウエハステージ１に保持された基準板８、テンプレート３およびスコープ５によりモアレアライメントを行う際の説明図である。基準板８の上には、基準マーク（第２マーク）８１が形成されている。テンプレート３上には複数のマーク（第１マーク）３１が形成されている。複数のマーク３１はテンプレート３の任意な位置に形成することができる。そのため、基準マーク８１は、ヘッド４が保持可能な最大サイズのテンプレート３における複数のマーク３１及び転写されるべき回路パターンが形成された全領域以上（第１領域以上）の大きさを有する領域（第２領域）にわたって形成されている。そのため、基準マーク８１に対する複数のマーク３１それぞれの位置を並行して検出することが可能である。したがって、複数のマーク３１のテンプレート３上における形成位置に拘らず、テンプレート３をウエハステージ１に対して移動させずに、複数のマーク３１それぞれの位置を検出することが可能となる。複数のマーク３１の位置の検出タイミングは同時でなくても、重複していれば、検出時間を短縮しうる。基準マーク８１は、例えば、基準板８の表面に平行でかつ互いに直交する第１軸（ｘ軸）及び第２軸（Ｙ軸）にそれぞれ沿う第１方向及び第２方向の双方に周期を有する格子パターンを含むマークである。スコープ５は、照明系５１から照射された光が引き回しファイバー５３を介して、光学系５４を経由してマーク３１および基準マーク８１を照明する。マーク３１及び基準マーク８１により回折した光は光学系５４により撮像素子５２上でモアレ縞を結像し観察することができる。このときマーク３１の配置に対応して駆動系によりスコープ５全体が移動可能になっている。複数のスコープ５，５は、複数のマーク３１それぞれの基準マーク８１に対する位置を検出する検出系を構成している。
【００２４】
スコープ５は、図３に示されるように、照明系５１と光学系５４の光軸とが分けられた構成でも良い。この場合、照明系５１から照射された光がテンプレート３のマーク３１および基準板８の基準マーク８１を照明する。マーク３１及び基準マーク８１により回折した光は光学系５４により撮像素子５２でモアレ縞を結像し、結像されたモアレ縞は観察することができる。このとき、マーク３１の配置に対応して駆動系によりスコープ５全体が移動可能になっている。次に上記構成のスコープ５を用いて、マーク３１がテンプレート３のどの位置に配置された場合でも基準マーク８１を使ってテンプレートのキャリブレーションを行う方法について述べる。
【００２５】
［実施形態１］
実施形態１では、図４に示されるように、基準マーク８１が１つ形成され、テンプレート３のマーク（第１マーク）３１，３１’及びスコープ５，５’がＸ、Ｙ方向のずれを検出するためそれぞれ２個構成されている。基準マーク８１は、Ｘ方向（第１方向）の周期とＹ方向（第２方向）の周期とが同一である千鳥格子状の繰り返しパターンでマークが形成されていている。またその大きさはインプリントする全領域をカバーしている。本実施形態では、基準マーク８１は、例えば26ｘ33ｍｍのインプリント領域をカバーしている。基準マーク８１の周期は、図５に示す様に、スコープ５がＬｉｔｔｒｏｗ配置をとるように設計される。すなわち、スコープ５は、スコープ５から出射されてマーク３１を透過し、基準マーク８１で回折され反射され、マーク３１を再度透過した光を検出する。図４で示す様に、基準マーク８１の回折光は例えば±１次の２光束になっている。
【００２６】
テンプレート３のマークは、第１方向（Ｘ方向）に整列されたラインアンドスペースからなるマーク３１と第２方向（Ｙ方向）に整列されたラインアンドスペースのマーク３１’とを含む。マーク３１の長手方向は基準マーク８１の面からなる面内で、基準マーク８１の戻り光束と平行に配置している。そのため、基準マーク８１で回折した±１次の２光束はマーク３１でそれぞれ回折されスコープ５に入射するよう設計されている（位置ずれの計測方向）。もう一方のスコープ５’に関しても同様である。以上より、マーク３１がテンプレート３のどのような位置に配置されていても基準マーク８１及びマーク３１により回折した光束はスコープ５で結像し、そのモアレ縞を観察することができる。したがって、マーク３１の配置に関係なく、テンプレート３のキャリブレーションが可能となる。
【００２７】
［実施形態２］
実施形態２では、図６に示されるように、基準マーク８１が１つ形成され、テンプレート３のマーク３１，３１’及びスコープ５，５’がＸ、Ｙ方向のずれを検出するためそれぞれ２個構成されている。基準マーク８１は、Ｘ方向（第１方向）の周期とＹ方向（第２方向）の周期とが互いに異なる千鳥格子状の繰り返しパターンでマークが形成されていている。またその大きさはインプリントする領域をカバーしている。基準マーク８１の周期は、図５に示す様に、スコープ５，５’がそれぞれＬｉｔｔｒｏｗ配置をとるように設計される。
【００２８】
テンプレート３のマーク３１はラインアンドスペースからなるマークで、その長手方向は基準マーク８１面からなる面内で、基準マーク８１の戻り光束と平行に配置している。そのため、基準マーク８１で回折した２光束はマーク３１でそれぞれ回折されスコープ５に入射するよう設計されている。もう一方のスコープ５’に関しても同様であるが、スコープ５’の配置が９０°異なるため、Ｌｉｔｔｒｏｗ角に関しては基準マーク８１の周期が異なる。そのためスコープ５’の照射角度および受光角度も周期にあわせスコープ５とは異なる角度になっている。
【００２９】
２つのスコープ５，５’の照射角度、受光角度に違いを設けるのは次のような理由による。複数のマーク３１，３１’のそれぞれに対し、対応する複数のスコープ５，５’が移動して同時に観察する。その場合、マーク３１，３１’間の距離が近いとスコープ５，５’同士が干渉してしまう。そのため、マーク３１，３１’の配置に制限を加える必要がある。しかしながらスコープ５，５’の照射角度、受光角度に違いを設け、スコープ５，５’同士の干渉範囲を緩和させることで、マーク３１，３１’の配置における制限を緩和させることができる。
【００３０】
位置ずれの計測方向については、スコープ５，５’に２光束が入射するようマーク３１，３１’のラインアンドスペースのピッチ（周期）を調整して設計されている。以上より、複数のマーク３１，３１’がテンプレート３のどのような位置に配置されていても基準マーク８１及びマーク３１，３１’により回折した光束はスコープ５，５’で結像し、そのモアレ縞を観察することができる。したがって、複数のマーク３１，３１’の配置位置に関係なく、テンプレート３のキャリブレーションが可能となる。また、本実施形態はスコープ５，５’のメカ的な干渉を避ける上で有効である。
【００３１】
［実施形態３］
実施形態３では、図７のように、基準マーク８１が１つ形成され、テンプレート３のマーク３１，３１’及びスコープ５，５’がＸ、Ｙ方向のずれを検出するためそれぞれ２個構成されている。基準マーク８１は、ＸとＹ方向に等しい周期（ピッチ）の千鳥格子状の繰り返しパターンでマークが形成されていている。その大きさはインプリントする領域をカバーしている。実施形態３では、テンプレート３に形成される複数のマーク３１，３１’もＸとＹ方向に周期（ピッチ）を持つ千鳥格子状のマークである。
【００３２】
ＸとＹ方向のいずれか１つのスコープ５に着目する。そうすると、図８に示す様に、Ｌｉｔｔｒｏｗ面内で、マーク３１に照射された光束は回折する。このとき、回折光±１次の一方は最終的にスコープ５により受光されないため、０次と-１次光の２光束のみ図８に示している。同様に０次光と-１次光の２光束は基準マーク８１でそれぞれ回折を起こす。その回折光の一部が入射角と同じ角度で戻るようマーク３１のＬｉｔｔｒｏｗ方向に回折する千鳥格子の一方の周期と基準マーク８１の周期を設計している。
【００３３】
基準マーク８１の周期とマーク３１の位置ずれの計測方向に回折する千鳥格子の他方の周期を選んで設計することで、回折光がスコープ５に入射するように設計されている。もう一方のスコープ５’に関しても同様である。但し、実施形態２のようにスコープ５のメカ的な干渉を避けるために、マーク３１のＬｉｔｔｒｏｗ方向に回折する方向の千鳥格子の一方の周期を変えることも可能である。以上より複数のマーク３１，３１’がテンプレート３のどの位置に配置されていても基準マーク８１及びマーク３１，３１’により回折した光束はスコープ５，５’で結像し、そのモアレ縞を観察することができる。したがって、マーク３１の配置に関係なく、テンプレート３のキャリブレーションが可能となる。
【００３４】
本実施形態で、基準マーク８１の千鳥格子マークの周期をＸ，Ｙそれぞれ異なるサイズにし、Ｘ方向とＹ方向のマーク３１，３１’をそれぞれ独立に前記基準マーク８１のＸ，Ｙ方向の周期に合わせて設計してもよい。その場合、Ｘ，Ｙ方向のマーク３１，３１’の周期はそれぞれ異ならせることができる。
【００３５】
本実施形態ではＬｉｔｔｒｏｗ方向の回折光の角度を基準マーク８１とテンプレート３のマーク３１による２つの回折光の角度の和で実現させている。それと同時に計測方向に関しても、Ｘ方向、Ｙ方向どちらにも基準マーク８１とマーク３１による２つの回折光の角度の和で所望のモアレ像を形成させるよう設計している。そのメリットは様々あるが、設計上のメリットとしてはマーク製造誤差を小さく設計できることにある。モアレ像を形成させるには２つの異なるマークピッチの差が重要で、その差に製造上の誤差が発生すると計測精度を低下させる原因となる。当然ピッチが小さくなれば製造誤差がピッチに与える影響も大きくなり、モアレ計測誤差も大きくなる。そのためマークピッチの制限が設計に加わってくる。本実施形態のように基準マーク８１とマーク３１による２つの回折光の角度の和で実現させることで、ピッチ制約を回避することが可能になる。また、このことは、光学やメカ制約条件が変更されてもマークピッチ変更で対応できるため設計自由度が広がる。
【００３６】
［実施形態４］
基準マーク８１を使ったテンプレート３のキャリブレーションについて、図１０を用いて説明する。また基準マーク８１および粗検出用基準マーク（第３マーク）１０１を構成した基準板８を図９に示す。粗検出用基準マーク（第３マーク）１０１は、テンプレート３を基準板８に対して位置決めするためのマークである。基準マーク８１はテンプレート３のマーク群３１を全て同時に計測できるだけの広い領域を有している。但し基準マーク８１とマーク群３１の中心位置をあらかじめある範囲の誤差内に押さえられていないと、ピッチ誤差が生じる。これは回折格子を使用する場合には常に生じる問題で、ピッチの半分よりも大きな位置誤差は判別がつかない。そのためキャリブレーション計測する前にあらかじめ基準マーク８１とマーク群３１の中心位置を半ピッチより小さく追い込んでおかなければならない。もしくはその補正量を装置側に返して、キャリブレーション時に反映させなければならない。
【００３７】
粗検出用基準マーク１０１はＸ方向、Ｙ方向の検出マークが夫々１つづつ構成され、それらの検出精度は先の半ピッチよりも小さな粗い精度のマークである。その代わり検出範囲は設計上テンプレートおよび基準マーク８１の相対ずれ量よりも広い範囲を計測できるマークである。粗検出用基準マーク１０１と基準マーク８１との違いは、粗検出用基準マーク１０１はモアレ形成用のマーク以外にＬｉｔｔｒｏｗ角に戻る回折ピッチのマークを有する（不図示）。粗検出用基準マーク１０１は、単なるラインアンドスペースでできた小さなマークでそのピッチはＬｉｔｔｒｏｗ角に回折光が戻る大きさである。そのため、粗検出用基準マーク１０１は、解像はしないがぼんやりとマークの輪郭が観察でき、ラフな位置ずれ観察が可能である。あるいは、粗検出用基準マーク１０１は、モアレ形成用のマークを有しているが、マーク３１とほぼ同じくらいの大きさで、しかも基準マーク８１よりも高周波なモアレ像を形成するようにマークピッチを設計されている。そのため粗検出用基準マーク１０１では、計測精度は出ないが計測レンジが大幅に広く設計されている。
【００３８】
続いて基準マーク８１を使用したテンプレート３のキャリブレーションのフローを説明する。インプリント装置上にロードされたテンプレート３の１つのマーク３１に対し、粗検出用基準マーク１０１のマークが重なり合うようウエハステージ１を駆動させる。両マークの位置ずれ計測を行い、テンプレート３の次のマーク３１’に対して粗検出用基準マーク１０１のマークが重なり合うようウエハステージ１を駆動させ、両マークの位置ずれ計測を行う。同様に計測すべき全てのマークについて位置ずれを計測する。その後、テンプレート３と基準マーク８１との位置ずれ及びテンプレート３の変形量を制御部１０で算出し、ウエハステージ１及びテンプレート３の変形を補正する駆動機構２１（図１）で補正する。
【００３９】
その後基準マーク８１の中心とテンプレート３のマーク群３１の中心が重なるようウエハステージ１を駆動し、引き続き精密計測を行う。同時にテンプレート３の複数のマーク３１と基準マーク８１との位置ずれ計測を行う。先と同様変形量を制御部１０で算出し、ウエハステージ１およびテンプレート３の変形を補正する駆動機構２１で補正する。あるいは補正量を装置側にフィードバックし、キャリブレーションを終了する。
【００４０】
実施形態例１〜４では、リソグラフィ装置として、原版（テンプレート）を感光性材料に押し付けて型を介して照射系から光を感光性材料に照射することによって感光性材料を硬化させるインプリント処理を行うインプリント装置を使用した。しかし、リソグラフィ装置は、原版（レチクル）のパターンを投影光学系により基板のショット領域に投影して原版のパターンをショット領域に転写する露光装置であってもよい。また、実施形態１〜４では、基準板８に形成する基準マーク８１として原版の転写領域全域に広がる千鳥格子パターンを使用した。しかし、基準マーク８１として、原版側マークと同じぐらいの大きさのマークが、原版の転写領域以上の大きさを有する領域全体にわたって多数形成された構成とすることも可能である。
【００４１】
［物品の製造方法］
物品としてのデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）の製造方法は、上述したリソグラフィ装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを転写（形成）する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンを転写された基板をエッチングする工程を含みうる。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを転写された基板を加工する他の処理を含みうる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に塗布された感光性材料に照射系から原版を介して光を照射して前記原版のパターンを前記基板のショット領域に転写するリソグラフィ装置であって、
複数の第１マークが形成された原版を保持する保持体と、
第２マークが形成された基準板を保持するステージと、
前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を検出する検出系と、
を備え、
前記第２マークは、前記保持体により保持された原版における前記複数の第１マーク及び転写されるべき回路パターンが形成された第１領域以上の大きさを有する第２領域にわたって形成され、
前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を前記検出系により並行して検出する、
ことを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記第２マークは、前記基準板の表面に平行でかつ互いに直交する第１軸及び第２軸にそれぞれ沿う第１方向及び第２方向の双方に周期を有する格子パターンを含み、
前記複数の第１マークは、前記第１方向に整列されたラインアンドスペースのマークと前記第２方向に整列されたラインアンドスペースのマークとを含み、
前記第２マークの前記第１方向の周期と前記第２方向の周期とは同一である、
ことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記第２マークは、前記基準板の表面に平行でかつ互いに直交する第１軸及び第２軸にそれぞれ沿う第１方向及び第２方向の双方に周期を有する格子パターンを含み、
前記複数の第１マークは、前記第１方向に整列されたラインアンドスペースのマークと前記第２方向に整列されたラインアンドスペースのマークとを含み、
前記第２マークの前記第１方向の周期と前記第２方向の周期とは互いに異なる、
ことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記複数の第１マーク及び前記第２マークは、前記基準板の表面に平行でかつ互いに直交する第１軸及び第２軸にそれぞれ沿う第１方向及び第２方向の双方に周期を有する格子パターンを含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記検出系は、前記複数の第１マークにそれぞれ対応する複数の検出器を含み、各検出器は、当該検出器から出射されて対応する第１マークを透過し、前記第２マークで反射され、前記対応する第１マークを再度透過した光を検出するように配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記基準板には、前記原版を前記基準板に対して位置決めするための前記第１領域より小さい第３マークがさらに形成されている、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記工程で前記パタ−ンを形成された基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【請求項１】
基板上に塗布された感光性材料に照射系から原版を介して光を照射して前記原版のパターンを前記基板のショット領域に転写するリソグラフィ装置であって、
複数の第１マークが形成された原版を保持する保持体と、
第２マークが形成された基準板を保持するステージと、
前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を検出する検出系と、
を備え、
前記第２マークは、前記保持体により保持された原版における前記複数の第１マーク及び転写されるべき回路パターンが形成された第１領域以上の大きさを有する第２領域にわたって形成され、
前記第２マークに対する前記複数の第１マークそれぞれの位置を前記検出系により並行して検出する、
ことを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記第２マークは、前記基準板の表面に平行でかつ互いに直交する第１軸及び第２軸にそれぞれ沿う第１方向及び第２方向の双方に周期を有する格子パターンを含み、
前記複数の第１マークは、前記第１方向に整列されたラインアンドスペースのマークと前記第２方向に整列されたラインアンドスペースのマークとを含み、
前記第２マークの前記第１方向の周期と前記第２方向の周期とは同一である、
ことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記第２マークは、前記基準板の表面に平行でかつ互いに直交する第１軸及び第２軸にそれぞれ沿う第１方向及び第２方向の双方に周期を有する格子パターンを含み、
前記複数の第１マークは、前記第１方向に整列されたラインアンドスペースのマークと前記第２方向に整列されたラインアンドスペースのマークとを含み、
前記第２マークの前記第１方向の周期と前記第２方向の周期とは互いに異なる、
ことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記複数の第１マーク及び前記第２マークは、前記基準板の表面に平行でかつ互いに直交する第１軸及び第２軸にそれぞれ沿う第１方向及び第２方向の双方に周期を有する格子パターンを含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記検出系は、前記複数の第１マークにそれぞれ対応する複数の検出器を含み、各検出器は、当該検出器から出射されて対応する第１マークを透過し、前記第２マークで反射され、前記対応する第１マークを再度透過した光を検出するように配置されている、ことを特徴とする請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記基準板には、前記原版を前記基準板に対して位置決めするための前記第１領域より小さい第３マークがさらに形成されている、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記工程で前記パタ−ンを形成された基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−８９５７５（Ｐ２０１２−８９５７５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３２７８７（Ｐ２０１０−２３２７８７）
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１５日（２０１０．１０．１５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]