KR100362017B1 - 노광방법,노광장치,및소자제조방법 - Google Patents

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Abstract

레티클의 패턴을 웨이퍼상의 각 셔트 영역에서 전사 노광하는 노광 장치에 있어서, 노광 공정의 시스템 효율을 향상시킨다.
보정 동작 판정 수단(19)에서 설정된 목표 위치와 웨이퍼 간섭계(14X)에서 계측된 좌표와의 위치 오차를 작게하도록 웨이퍼 스테이지 구동수단(18)이 구동모터(12X)를 통해서 웨이퍼측 X 스테이지(10X)를 구동한다. 이것과 병행해서, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 위치 오차를 상쇄하도록, 레티클 스테이지 구동수단(23)이 구동모터(5X)를 통해서 레티클측 X 스테이지(3X)를 구동한다. 레티클측 X 스테이지(3X)의 위치 오차가 작게된 시점에서 노광을 개시한다.

Description

노광 방법, 노광 장치, 및 소자 제조 방법
본 발명은 예컨대 LSI 등의 반도체 소자 또는 액정 표시 소자 등을 포토리소그래피 공정으로 제조할 때에, 마스크 패턴을 순차로 감광 기판상의 각 쇼트(shot) 영역에 전사 노광하기 위한 노광 공정에서 사용하기 적당한 노광 장치에 관한 것이다.
종래부터 포토마스크 또는 레티클 (이하, 대표적으로 「레티클」을 사용한다)의 패턴을 감광재가 도포된 웨이퍼 (또는 유리판 「glass plate」등)상으로 전사하기 위한 노광 장치로서, 웨이퍼의 각 쇼트 영역을 순차로 투영 광학계의 노광필드(field)내로 이동시켜서, 각 쇼트 영역에 순차로 레티클의 패턴 이미지를 일괄 노광하는 스텝 앤드 리피트(Step and repeat) 방식의 축소 투영형 노광장치(스테퍼; stepper)가 많이 이용되고 있다. 이러한 스테퍼 등의 노광 장치는, 레티클을유지하는 레티클 스테이지, 웨이퍼를 2차원 평면내에서 위치 결정하는 웨이퍼 스테이지, 이 웨이퍼 스테이지의 이동 좌표를 계측하는 웨이퍼측 레이저 간섭계, 및 이 래이저 간섭계의 계측값에 기초해서 웨이퍼 스테이지를 구동하는 웨이퍼 스테이지 구동계 등으로 구성되어 있다.
그런데, 일반적으로는 반도체 소자는, 웨이퍼 상에 여러층의 회로 패턴을 겹치서 노광함으로써 형성되기 때문에, 노광장치에 있어서는, 웨이퍼상의 각 쇼트 영역에 이미 형성되어 있는 회로 패턴과 이로부터 노광하는 레티클의 패턴을 정확하게 중첩하여 레티클의 패턴을 노광할 필요가 있다. 그 때문에, 종래의 노광 장치에서는, 미리 예를 들면 레티클을 웨이퍼 스테이지상의 기준 마크에 관해서 위치를 맞추어 고정하고, 그 기준 마크와 웨이퍼와의 위치 관계를 계측한 후, 웨이퍼측 레이저 간섭계의 계측값에 기초해서, 웨이퍼 스테이지를 스테핑 구동하여, 웨이퍼의 각 쇼트 영역을 순차로 노광위치로 위치 결정하였다. 이 경우 각 쇼트 영역을 각각 노광 위치로 위치 결정하게 위해, 웨이퍼 스테이지의 좌표위치를 그들 각 쇼트 영역마다 정해진 목표 좌표로 몰아넣고, 웨이퍼 스테이지의 좌표 위치와 목표 좌표와의 차분이 소정 시간 이상 계속해서, 소정의 허용범위내에 들어가 있을 때, 노광 광원의 셔터를 여는 등으로 해서 노광을 개시하여 왔다.
상기와 같은 종래의 기술에 있어서는, 웨이퍼 스테이지의 좌표 위치가 목표좌표에 대해서 소정의 시간이상 계속해서, 소정의 허용 범위내에 들어가고 나서, 즉 웨이퍼 스테이지의 목표 좌표로의 위치 결정이 완전하게 종료한 것으로 간주되어진 상태로 되고 나서 노광 동작에 들어가고 있었다. 그러나, 일반적으로 웨이퍼스테이지에 요구되는 위치 결정 정밀도는 매우 높기 때문에, 웨이퍼 스테이지를 각 목표 좌표에 설정할 때의 동작을, 앞의 노광 위치로부터 다음의 목표 좌표의 근방으로 이동하는 스테핑 동작과, 그 목표 좌표의 근방으로부터 정확하게 그 목표 좌표로 위치 결정하기 위한 몰아넣기 동작으로 나누면, 후자의 몰아넣기 동작에 요구되는 시간이 길어지기 때문에, 전체의 노광 시간이 긴 불편함이 있었다.
또, 만일 웨이퍼 스테이지의 스테핑 동작을 고속화하더라도, 몰아넣기 동작에 요구되는 시간은 거의 단축되지 않고, 전체의 노광 시간도 그다지 단축되지않기 때문에, 현 상태의 제어 방식에서는 노광 공정의 스루풋(throughput)의 향상에 한계가 있다.
본 발명은 이러한 점에 비추어, 레티클의 패턴을 기판상의 각 쇼트 영역으로 전사 노광하는 노광 장치에 있어서, 기판상의 각 쇼트 영역을 레티클 패턴의 노장 위치로 위치 결정하는 데에 필요한 시간을 단축해서, 노광 공정의 스루풋을 향상하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 제 1 노광 장치는, 예컨대 제 1 도 및 제 2 도에 도시된 것처럼, 전사용의 패턴이 행성된 마스크 (R)를 유지하는 마스크 스테이지와, 그 전사용의 패턴이 노광되는 기판(W)를 유지하여 2차원 평면내에서 이동하는 기판 스테이지를 가지고, 기판 스테이지를 구동해서 기판(W)상의 각 노광 영역을 그 전사용 패턴의 노광 위치에 위치 결정함으로써, 기판(W)상의 각 노장 영역에 각각 그 전사용 패턴을 노광하는 노광 장치로서, 마스크 스테이지는 기판 스테이지가 이동하는 방향에 따라서 이동이 자유롭게 구성되고, 노광 장치는 기판 스테이지의 위치를 검출하는 기판 스테이지측 위치 검출 수단과, 마스크 스테이지의 위치를 검출하는 마스크 스테이지측 위치 검출 수단과, 기판(W)의 각 노광 영역을 노광 위치로 설정하도록 기판 스테이지를 목표 위치로 구동하는 제 1 구동 수단과, 기판 스테이지의 목표 위치와 기판 스테이지측 위치 검출 수단에 의해 계측된 위치와의 차분인 기판 스테이지 오차량을, 마스크 스테이지의 초기 목표 위치와 마스크 스테이지측 위치 검출 수단에 의해 계측된 위치와의 차분에 가산해서 마스크 스테이지의 목표 위치를 구하는 계산 수단과, 이 목표 위치로 마스크 스테이지를 구동하는 제 2 구동 수단을 가져, 마스크 스테이지의 목표 위치와 마스크 스테이지측 위치 검출 수단에 의해 계측된 위치와의 차분이 소정의 허용값 이하로 되었을 때에 그 전사용의 패턴을 그 기판위에 노광하는 것이다.
또, 본 발명에 의한 제 2 노광 장치는, 예컨대 제 1 도 및 제 5 도에 도시된 것같이, 전사용의 패턴이 형성된 마스크 (R)을 유지하는 마스크 스테이지와, 전사용의 패턴이 노광 기판(W)을 유지하여 2차원 평면내로 이동하는 기판 스테이지를 가지고, 이 기판 스테이지를 구동해서 기판(W)상의 노광 영역을 그 노광용 패턴의 노광 위치로 위치 결정함으로써, 기판(W)상의 각 노광 영역에 각각 그 전사용의 패턴을 노광하는 노광 장치로서, 마스크 스테이지는 기판 스테이지가 이동하는 방향에 따라서 이동이 자유롭게 구성되고, 상기 노광 장치는 기판 스테이지의 위치를 검출하는 기판 스테이지측 위치 검출 수단과, 기판(W)의 각 노광 영역을 노광 위치로 설정하도록 기판 스테이지를 목표 위치로 구동하는 제 1 구동 수단과, 그 전사용의 패턴과 기판(W)상의 각 노광 영역과의 위치 어긋남량을 검출하는얼라이먼트(alignment) 수단과, 이 얼라이먼트 수단에 의해 검출되는 위치 어긋남량을 작게 하도록 마스크 스테이지를 구동하는 제 2 구동 수단을 가지고, 얼라이먼트 수단에 의해 검출되는 위치 어긋남량이 소정의 허용값 이하로 되었을 때에 그 전사용의 패턴을 기판(W)위에 노광하는 것이다.
이들의 경우, 기판 스테이지의 목표 위치와 기판 스테이지측 위치 검출 수단에 의해 계측된 위치와의 차분인 기판 스테이지 오차량이 소정의 허용범위내에 들어서고 나서, 제 2 구동 수단이 마스크 스테이지의 구동을 개시하는 것이 바람직하다.
또, 기판 스테이지의 목표 위치와 기판 스테이지측 위치 검출 수단에 의해 계측된 위치와의 차분인 기판 스테이지 오차량이 최초로 0 을 가로지르고 나서, 제 2 구동 수단이 마스크 스테이지의 구동을 개시하도록 해도 좋다.
본 발명에 의한 제 1 위치 결정 및 노광 방법은, 조명 광학계에 대해서, 전사용의 패턴이 형성된 마스크와 기판을 이 순으로 배치해서 패턴을 기판상에서 노광할 때에, 기판상의 노광 영역을 전사용 패턴의 노광 위치로 위치 결정을 해서 노광하는 방법으로서, (1) 마스크를 이동가능한 마스크 스테이지에 유지하는 단계와, (2) 기판을 이동가능한 기판 스테이지에 유지하는 단계와, (3) 노광전의 상태에 있어서의 마스크의 패턴의 기판상으로의 투영 이미지의 위치와 기판상의 각 노광 영역과의 위치 관계를 검출하고, 기판상의 노광 영역을 노광 위치에 맞추기 때문에 기판 스테이지의 목표 위치를 계산하는 단계와, (4) 마스크 스테이지의 초기 목표 위치를 설정하는 단계와, (5) 기판 스테이지를 기판 스테이지의 목표 위치에 근접하도록 이동시키는 단계와, (6) 기판 스테이지의 목표 위치와 기판 스테이지의 현재 위치와의 차분인 기판 스테이지 오차량을, 마스크 스테이지의 초기 목표 위치와 마스크 스테이지의 현재 위치와의 차분에 가산해서 마스크 스테이지의 목표 위치를 계산하는 단계와, (7) 마스크 스테이지를 마스크 스테이지의 목표 위치에 접근할 수 있도륵 이동시키는 단계와, (8) 상기 (6) 및 (7)의 단계를 단독하는 단계와, (9) 마스크 스테이지의 목표 위치와 마스크 스테이지의 현재 위치와의 차분이 소정의 허용값 이하로 되었을 때에 전사용의 패턴을 기판위에 노광하는 단계를 가진 것이다.
본 발명에 의한 제 2 위치 결정 및 노광 방법은, 조명 광학계에 대해서, 전사용의 패턴이 형성된 마스크와 기판을 이 순으로 배치하여 패턴을 기판상에서 노광할 때에, 기판상의 노광 영역을 전사용의 패턴의 노광 위치로 위치 결정해서 노광하는 방법으로서, (1) 마스크를 이동가능한 마스크 스테이지에 유지하는 단계와, (2) 기판을 이동가능한 기판 스테이지에 유지하는 단계와, (3) 노광전의 상태에 있어서의 마스크의 패턴의 기판상으로의 투영 이미지의 위치와 기판상의 각 노광 영역과의 위치 관계를 검출하고, 기판상의 노광 영역을 노장 위치에 맞추기 위해 기판 스테이지의 목표 위치를 계산하는 단계와, (4) 기판 스테이지를 기판 스테이지의 목표 위치에 접근하도록 이동시키는 단계와, (5) 마스크의 전사용의 패턴과 기판상의 노광 대상으로 되어 있는 노광 영역과의 위치 어긋남량을 검출하는 단계와, (6) 마스크 스테이지를 위치 어긋남량을 작게 하도록 이동시키는 단계와, (7) 위치 어긋남량이 소정의 허용값 이하로 되었을 때에 전사용의 패턴을 기판위에 노광하는단계를 가진 것이다.
이들의 경우, 기판 스테이지의 목표 위치와 기판 스테이지의 현재 위치와의 차분인 기판 스테이지 오차량이 소정의 허용 범위내로 들어가고 나서, 마스크 스테이지의 이동을 개시하는 것이 바람직하다.
또, 기판 스테이지의 목표 위치와 기판 스테이지의 현재 위치와의 차분인 기판 스테이지 오차량이 최초로 0 을 가르고 나서, 마스크 스테이지의 이동을 개시하도록 하여도 된다.
이러한 본 발명 제 1 노광 장치에 의하면, 기판(W)의 소정의 노광 영역(쇼트 영역)을 노광 위치로 설정하기 위해서는, 우선 제 1 구동 수단을 통해서 기판 스테이지의 목표 위치를 향한 스테핑 구동을 개시한다. 그후, 기판 스테이지의 목표 위치와, 기판 스테이지의 계측된 위치와의 차분(기판 스테이지 오차량)을 구하고 그 기판 스테이지 오차량을 마스크 스테이지의 초기 목표 위치에 가산해서 얻은 목표 위치를 향해, 제 2 구동 수단을 통해서 마스크 스테이지를 구동한다. 그리고 이 마스크 스테이지의 목표 위치와 계측된 위치와의 차분이 소정의 허용값 이하로 되었을 때에, 마스크 스테이지를 기판(W)의 그 노광 영역에서 노광한다.
이 경우, 기판 스테이지에 비교해서 마스크 스테이지는 가동 거리가 작아도 되어, 소형의 스테이지가 사용가능하기 때문에, 마스크 스테이지의 응답 속도는 기판 스테이지의 응답 속도보다 용이하게 높일 수 있다. 또한 노광 장치로서 투영 노광 장치를 사용한 경우, 일반적으로 투영은 축소 배율로 행하여지기 때문에, 기판 스테이지에 비교해서 마스크 스테이지측에서는 이동 거리의 분해능, 및 이동 위치의 정밀도는 거칠어도 된다. 따라서, 기판(W)의 각 노광 영역을 마스크 패턴의 노광 위치의 근방에서 그 노광 위치의 설정하는 몰아넣기 동작에 필요로 하는 시간이 단축되어, 노광 공정의 스루풋이 향상한다.
이 경우, 기판 스테이지의 목표 위치와 기판 스테이지측 위치 검출 수단에 의해 계측된 위치와의 차분(기판 스테이지 오차량)이 클 때에, 마스크 스테이지를 구동하면, 마스크 스테이지를 고속 또한 광범위하게 구동할 필요성이 생겨나고, 마스크 스테이지의 구성이 복잡화하고, 또한 제어 방식이 복잡화한다. 또 제어방식에 의해서는, 오히려 위치 맞춤에 요하는 시간이 길게 될 염려도 있다. 그래서, 그 기판 스테이지 오차량이 소정의 허용범위내에 들어가고 나서, 마스크 스테이지의 구동을 개시하는 것에 의해, 마스크 스테이지의 구성이 간이화하고, 제어 방식을 단순화할 수 있다. 또한 노광 공정의 스루풋이 향상하는 경우도 있을 수 있다.
또, 다른 제어 방식으로서, 기판 스테이지의 목표 위치와 기판 스테이지측 위치 검출 수단에 의해 계측된 위치와의 차분인 기판 스테이지 오차량이 최초로 0을 가로지르고 나서, 제 2 구동 수단이 마스크 스테이지의 구동을 개시하도록 한 경우에도, 그 이후, 기판 스테이지 오차량이 크게 변화하지 않는다. 따라서, 마스크 스테이지의 구동 범위를 좁게 할 수 있고 노광 공정의 스루풋이 향상하는 경우도 있을 수 있다.
다음으로, 제 2 노광 장치에 의하면, 기판(W)의 소정의 노광 영역(쇼트 영역)을 노광 위치로 설정하기 위해서는, 우선, 제 1 구동 수단을 통해서 기판 스테이지의 목표 위치를 향한 스테핑 구동을 개시한다. 그후, 얼라이먼트 수단에 의해마스크 패턴과 기판(W)상의 각 노광 영역(쇼트 영역)과의 위치 어긋남량을 구하고, 이 위치 어긋남량을 작아지도록, 제 2 구동 수단을 통해서 마스크 스테이지를 구동한다. 그리고, 그 위치 어긋남량이 소정의 허용값 이하로 되었을 때에 마스크 패턴을 기판(W)의 그 노광 영역에 노광한다.
이 경우, 제 1 노광 장치의 경우와 마찬가지로, 마스크 스테이지의 응답 속도는 기판 스테이지의 응답 속도보다 용이하게 높일 수 있고, 노광 장치로서의 투영 노광 장치를 사용한 경우, 일반적으로 기판 스테이지에 비교해서 마스크 스테이지측에서는, 이동 거리의 분해능 및 이동 위치의 정밀도는 거칠더라도 좋다. 따라서, 기판(W)와 마스크 패턴과의 위치 맞춤을 행할 때의 몰아넣기 동작에 요하는 시간을 단축할 수 있고, 노광 공정의 스루풋이 향상한다.
또, 이 제 2 노광 장치에 있어서도, 기판 스테이지의 목표 위치와 기판스테이지측 위치 검출 수단에 의해 계측된 위치와의 차분인 기판 스테이지 오차량이 소정의 허용범위내 들어가고 나서, 제 2 구동 수단이 마스크 스테이지의 구동을 개시하거나, 또는 기판 스테이지의 목표 위치와 기판 스테이지측 위치 검출 수단에 의해 계측된 위치와의 차분인 기판 스테이지 오차량이 처음으로 0 을 가로지르고 나서, 제 2 구동 수단이 마스크 스테이지의 구동을 개시함으로써, 마스크 스테이지의 구성이 간이화되고, 제어 방식을 단순화할 수 있다. 또한, 위치 맞춤이 완료하기 까지의 시간을 단축할 수 있는 경우도 있을 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 노광 장치의 일실시예에 대해 제 1 도 내지 제 4C 도를 참조해서 설명한다. 본 실시예는 노광 장치로서의 스테퍼에 본 발명을 적용한것이다. 제 1 도는 본 실시예의 스테퍼를 도시하고, 이 제 1 도에 있어서, 조명 광학계(1)로부터의 노광광(예를 들면, i 선, KrF 엑시머 레이저 「excimer laser」광등) (IL)이, 다이크로익 미러(dichroic mirror) (2)에 의해 반사되어 마스크를 구성하는 레티클(R)의 패턴 영역을 조명한다. 다이크로익 미러(2)에 의해 반사된 후의 노광광(IL)의 광축에 평행하게 Z 축을 취하고, Z 축에 수직한 2 차원 평면내에서 제 1 도의 지면에 평행한 방향, 및 제 1 도의 지면에 수직한 방향으로 각각 X 축 및 Y 축을 취한다.
이 경우, 레티클(R)은, 레티클측 Y 스테이지(3Y) 및 레티클측 X 스테이지 (3X)를 통해서 레티클 베이스(4) 위에 놓이고, 레티클측 X 스테이지 (3X) 는 레티클 베이스 (4)에 대해서, 구동 모터(5X)를 통해서 X 방향으로 구동되고, 레티클측 Y 스테이지(3Y)는 레티클측 X 스테이지(3X)에 대해서 도시하지 않은 구동 모터에 의해 Y 방향으로 구동된다. 또, 래티클측 Y 스테이지(3Y)상에 X 축용의 이동 거울(6X) 및 도시되지 않는 Y 축용의 이동 거울이 고정되고, 이동 거울(6X) 및 외부에 설치된 X 축용의 레티클측의 레이저 간섭계(이하, 「레티클 간섭계」라함) (7X)에 의해 레티클측 X 스테이지(3X)의 X 좌표 (XR)이 계측되고, 도시되지 않은 Y 축용의 이동 거울 및 도시되지 않은 Y 축용의 레티클 간섭계에 의해 레티클측 Y 스테이지(3Y)의 Y 좌표가 계측되고, 계측된 X 좌표(XR) 및 Y 좌표는, 장치 전체의 동작을 제어하는 주제어계(8)로 공급된다.
노광광(IL)의 바탕에서, 레티클(R)의 패턴 이미지는, 투영배율 β (β 는 예를 들면 1/5)의 투영 광학계(9)를 통해서 축소되어 기판을 구성하는 웨이퍼(W)상의 각 쇼트 영역에 투영 노광된다. 웨이퍼(W)는, 웨이퍼측 Y 스테이지(10Y), 및 웨이퍼측 X 스테이지(10X)를 통해서 웨이퍼 베이스(11) 상에 놓인다. 웨이퍼측 X 스테이지(10X)는 웨이퍼 베이스(11)에 대해서 구동 모터(12X)를 통해서 X 방향으로 구동되고, 웨이퍼측 Y 스테이지(10Y)는 웨이퍼측 X 스테이지 (10X)에 대해서 도시되지 않은 구동 모터에 의해서 Y 방향으로 구동된다. 또, 웨이퍼측 Y 스테이지(10Y)위에 X 축용의 이동 거울(13X), 및 도시되지 않은 Y 축용의 이동거울이 고정되고, 이동 거울(13X), 및 외부에 설치된 X 축용의 웨이퍼측의 레이저 간섭계(이하「웨이퍼 간섭계」라함) (14X)에 의해 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표 (Xw)가 계측되고, 도시되지 않은 Y 축용의 이동 거울 및 도시되지 않은 Y 축용의 웨이퍼 간섭계에 의해 웨이퍼측 Y 스테이지(10Y)의 Y 좌표가 계측되고, 계측된 X 좌표(Xw) 및 Y 좌표는, 주제어계(8)로 공급된다.
또, 예컨대, 특허 공개 평 5-114544호 공보, 특허 공개 평 5-152190호 공보에 공개 도시되고 있는 것처럼, 본 실시예에서는 레티클(R) 상방으로 TTR 방식으로, 또한, 소위 2 광속 간섭 방식의 얼라이먼트계(26 및 27)이 배치되어 있다. 이 2 광속 간섭 방식에서는, 우선 X 축용의 얼라이먼트계(26)으로부터 사출된 가간섭으로 주파수가 조금 다른 두개의 레이저 빔(예컨대 파장 633nm 의 He-Ne 레이저 광)(AR)이, 다이크로익 미러(2)을 투과하여 레티클(R)상의 X 축용의 회절격자형의 얼라이먼트마크(레티클 마크) (RMX)에 소정의 교차각으로 조사되고, 레티클마크(RMX)로부터 그들 2개의 레이저 빔(AR)의 ± 1차 회절광이 평행 (동일 방향)으로 사출된다. 레티클 마크(RMX)는, X 방향에 소정의 피치(pitch)로 형성된 회절격자형 마크이다. 그들 ± 1차 회절광의 간섭광, 즉 소정의 비트 주파수의 헤테로다인 빔(heterodyne beam)이, 다이크로익 미러(2)를 통해서 얼라이먼트계(26)내의 레티클용 수광 소자에 의해 광전변환되고, X 축의 레티클 마크 신호가 얻어진다.
또, X 측용의 얼라이먼크계(26)으로부터 사출된 가간섭으로 주파수가 조금 다른 2개의 레이저 빔(AW)이, 다이크로익 미러(2), 및 레티클(R)상의 투과창(도시되지 않음)을 투과한 후, 투영 광학계(9)를 통해서 웨이퍼(W)상의 소정의 쇼트 영역에 부설된 X 축용의 회절격자형의 얼라이먼트 마크(웨이퍼 마크) (WMX)에 소정의 교차각으로 조사되고, 웨이퍼 마크(WMX)로부터 그들 2개의 레이저 빔(AW)의 ± 1차 회절광이 평행하게 사출된다. 웨이퍼 마크(WMX)도, X 방향에 소정의 피치(pitch)로 형성된 회절격자형 마크이다. 그들 ± 1차 회절광의 간섭광, 즉, 소정의 비트 주파수의 헤테로다인빔이 투영 광학계(9), 레티클(R) 및 다이크로익 미러(2)를 통해서 얼라이먼트계(26)내의 웨이퍼용 수광 소자에 의해 광전 변환되고, X 축의 웨이퍼 마크 신호가 얻어진다. 이들 X 축의 웨이퍼 마크 신호와 레티클 마크 신호와의 위상차로부터, 웨이퍼 마크(WMX)가 속한 쇼트 영역과 레티클(R)의 패턴 이미지와의 X 방향의 위치 어긋남량이 검출된다.
마찬가지로, Y 축용의 2 광속간섭 방식의 얼라이먼트계 (27)에 의해, 레티클(R)상의 Y 축용의 레티클 마크(RMX)의 위치에 대응하는 Y 축의 레티클 마크 신호, 및 웨이퍼(W)상의 소정의 쇼트 영역에 부설된 Y 축의 웨이퍼 마크(WMY)의 위치에 대응하는 Y 축의 웨이퍼 마크 신호가 얻어져, 이들 Y 축의 웨이퍼 마크 신호와 레티클 마크 신호와의 위상차로부터, 웨이퍼 마크(WMY)가 속하는 쇼트 영역과 레티클(R)의 패턴 이미지와의 Y 방향의 위치 어긋남량이 검출된다. 본 실시예에서는 실제로 웨이퍼(W)상의 각 쇼트 영역에 노광하는 공정에서는, 얼라이먼트계(26 및 27)에 의해 검출된 위치 어긋남량은 사용하지 않고, 예를 들면, 1매의 웨이퍼(W)로의 노광을 행하기 전에, 웨이퍼 (W)상의 좌표계의 원점과 레티클(R)상의 좌표계의 원점과의 위치 관계를 소정의 상태로 설정하기 위한 얼라이먼트계(25 및 27)을 사용한다.
더불어, 이처럼 웨이퍼(W)상의 좌표계의 원점과 레티클 (R)상의 좌표계의 원점과의 위치 관계를 소정의 상태로 설정하기 위해서는, 얼라이먼트계(26 및 27)의 대신에, 예를 들면 레티클(R)의 웨이퍼측의 스테이지의 기준 위치에 대한 위치 관계를 검출하기 위한 얼라이먼트 현미경 및 오프 액시스 방식으로 웨이퍼(W)상의 각 웨이퍼 마크와 그 웨이퍼측의 스테이지의 기준 위치와의 위치 관계를 검출하기 위한 얼라이먼트계 (검출 방식은 촬상 방식, 레이저 스텝 얼라이먼트 방식, 또는 2 광속 간섭 방식등이 사용될 수 있다)를 이용하더라도 좋다.
다음으로, 제 1 도의 주제어계(8)의 X 측에 관한 제어부의 구성에 대해 설명한다. 주제어계(8)는 컴퓨터를 포함해서 구성되고, 제 1 도내의 주제어계(8)는 기능 블록도로 나타내고 있다. 웨이퍼 간섭계(14X)에서 계측된 웨이퍼측 X스테이지(10X)의 X 좌표(Xw)가, 주제어계(8)내의 감산 수단(15)의 감산측 입력부로공급되어, 목표 위치 설정 수단(16)에서 감산 수단(15)의 가산측 입력부로, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 목표 좌표(XWA), 즉 웨이퍼(W)상의 이것으로부터 노광하는 쇼트 영역을 레티클(R)의 패턴 이미지의 투영위치(노광 위치)로 설정하기 위한 좌표가 공급된다. 감산 수단 (15)에서 출력된 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 위치 오차의 반전값(XWA-XW)이, 승산 수단(17), 웨이퍼 스테이지 구동수단(18), 및 보정 동작 판정 수단(19)로 공급된다.
웨이퍼 스테이지 구동수단(18)은, 웨이퍼측 X 스테이지 (10X)의 위치 오차가 0 으로 되도록. 증폭기(24X)를 통해서 구동 모터(12X)의 동작을 제어한다. 한편, 보정 동작판정 수단(19)은, 후술하는 바와 같이 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 위치 오차가 소정의 값으로 되었을 때에 레티클측 X 스테이지(3X)의 이동 동작을 개시시킨다. 또, 승산 수단(17)에서는 입력된 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 위치 오차의 반전값에 투영 배율의 역수 (1/β)를 곱해서 얻은 오차를 가산수단(20)의 한쪽 입력부로 공급한다. 이 가산 수단(20)의 다른쪽 입럭부에는, 목표 위치 설정 수단(16)에서 레티클측 X 스테이지(3X)의 초기 목표 좌표 (XR) (통상은 0)이 공급되고, 가산수단(20)에서 산출된 레티클측 X 스테이지(3X)의 실제의 목표 위치(= XRA+ (XWA- XW)/β)가, 감산 수단(21)의 가산측 입력부로 공급된다.
감산 수단(21)의 감산측 입력부에는, 레티클 간섭계(7X)에 의해 계측된 레티클측 X 스테이지(3X)의 X 좌표(XR)이 공급되고, 감산 수단(21)에서 산출된 X 방향의상대오차(ΔX)는 다음식으로 나타내어진다.
이 상대오차(ΔX)는, 레티클(R)의 패턴의 위치와, 웨이퍼 (W)상의 이것으로닥터 노광된 쇼트 영역의 레티클(R)상으로 환산한 위치와의, X 방향의 위치 어긋남량에 대응한다. (1)식에 있어서, (XW- XWA)/β 의 항의 부호가 음수(-)인 것은, 투영 광학계(9)에 의한 투영 이미지가 도립상(倒立像)인 것에 의한다. 그 상대오차(ΔX)는, 노광조건 판정수단(22) 및 레티클 스테이지 구동 수단(23)에 공급되고, 레티클 스테이지 구동 수단 (23)은, 레티클측 X 스테이지(3X)의 위치 오차의 반진값에 상응하는 상대오차(ΔX)가 0 으로 되도록, 증폭기(25X)를 통해서 구동 모터(5X)의 동작을 제어한다. 단지, 레티클 스테이지 구동 수단(23)은, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 위치 오차가 소정의 값으로 되고, 보정 동작 판정 수단(19)으로부터 위치 결정 동작을 개시한다는 코맨드가 생기게 된 시점에서 레티클측 X 스테이지(3X)의 구동을 개시하도록 되어있다.
노광 조건 판정 수단(22)에서는, 그 상대오차(ΔX)가 소정의 시간 연속해서, 소정의 허용값이하이고, 또한 별도 공급된 Y 방향의 위치 어긋남량도 소정의 시간 연속해서, 소정의 허용값이하일 때, 조명 광학계(1)에 대해서, 노광광(IL)을 조사하도록 제어 신호를 발생한다. 이에 의해, 레티클(R)의 패턴이 웨이퍼(W)상의 해당 쇼트 영역에 노광된다. 구체적으로, 조명광학계(1)가 예컨대 수은 램프를 광원으로하는 경우에는, 노광 조건 판정 수단(22)에서는 조명 광학계(1)내의 셔터의 개폐에 의해, 노광의 ON/OFF 를 제어한다. 한편, 조명 광학계(1)가 예를 들면 엑시머 레이저 광원등의 펄스레이저 광원일 경우에는, 노광 조건 판정 수단(22)에서는, 조명 광학계 (1)내의 엑시머 레이저 광원의 발광 트리거(trigger) 신호의 제어에 의해 노광 ON/OFF 를 제어한다.
또한, 제 1 도에 있어서, 레티클측 Y 스테이지(3Y) 및 웨이퍼측 Y 스테이지(10Y)의 제어계는, X 축의 스테이지의 제어계와 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 생략한다. 또, 이를테면 웨이퍼 간섭계(14X)를 Y 방향으로 병렬로 2개 설치해, 이들 2 개의 웨이퍼 간섭계의 계측값에서 웨이퍼(W)의 회전각을 검출함과 더불어, 레티클 간섭계(7X)를 Y 방향으로 병렬로 2개 설치해, 이들 2 개의 레티클 간섭계의 계측값에서 레티클 (R)의 회전각을 검출해도 좋다. 그리고, 레티클(R)의 회전각과 웨이퍼(W)의 회전각과의 차가 소정의 허용값이하로 되도록 제어를 행하더라도 좋다. 이처럼 레티클(R)의 회전각과 웨이퍼 (W)의 회전각과의 차를 제어할 경우에는, X 축용의 얼라이먼트계 (26) 및 Y 축용 얼라이먼트계(27) 외에, 회전각 검출용 얼라이먼트계를 설치한다.
또, 제 1 도에서는, 보정 동작 판정 수단(19)에서 위치 결정 동작을 개시하는 코맨드가 발생되어진 시점부터, 레티클 스테이지 구동 수단(23)이 구동 모터(5X)의 구동을 개시해서, 제 2 도에 도시한 것과 같은 2 개의 폐루프계가 형성된다. 제 1 도에 대응하는 부분으로 동일 부호를 붙인 제 2 도에 있어서, 웨이퍼 스테이지 구동계(28)는, 제 1 도의 웨이퍼 스테이지 구동 수단(18), 파워앰프(24X) 및 구동 모터(12X)에 대응하고, 웨이퍼 스테이지 구동계(28)가 동작하면, 웨이퍼 간섭계(14X)에서 계측된 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표 (XW)가 변화한다. 그리고, 웨이퍼 스테이지 구동계(28)는, 웨이퍼측 스테이지(10X)의 목표 좌표(XWA)와 X 좌표(XW)와의 차분인 위치 오차를 0 으로 하도록 동작한다.
한편, 제 2 도에 있어서, 레티클 스테이지 구동계(29)는, 제 1 도의 레티클 스테이지 구동수단(23), 파워 앰프(25X), 및 구동 모터(5X)에 대응해, 레티클 스테이지 구동계(29)가 동작하면, 레티클 간섭계(7X)에서 계측된 레티클측 X 스테이지 (3X)의 X 좌표(WR)가 변화한다. 그리고, 레티클 스테이지 구동계(29)는, (1)식에서 나타내어진 상대오차(ΔX)를 0 으로 하도록 동작한다.
다음으로, 본 실시예에서의 노광동작에 대해 설명한다. 본 실시예에서는, 제 1 도에 있어서 레티클(R) 및 웨이퍼(W)는 각각 X 축 및 Y 축 방향으로 2 차원적으로 이동하지만, 이하의 설명에서는 간단히 하기 위해 X 축 방향의 동작에 대하여만 설명한다. 우선, 조명 광학계(1)에 노광광(IL)의 조사를 중단시킨 상태에서, 도시되지 않은 레티클용 얼라이먼트 현미경에 의해, 웨이퍼측 Y 스테이지(10Y)상의 기준 위치에 대한 레티클(R)의 위치관계를 검출한다. 그리고, 레티클(R)을 웨이퍼측 Y 스테이지(10Y)상의 기준위치에 대해서 소정의 위치 관계의 초기 노광위치로 고정하고, 이 상태에서 레티클 간섭계 (7X)의 계측값을 0 으로 리셋트한다. 이에 의해, 레티클(R)을 초기 노광위치로 고정할 때의 레티클측 X 스테이지(3X)의 좌표, 즉 초기 목표 좌표(XRA)가 0 으로 된다.
다음으로, 노광용 웨이퍼(W)를 웨이퍼측 Y 스테이지(10Y) 상으로 로드해, 도시되지 않은 오프 액시스 방식의 얼라이먼트계에 의해, 웨이퍼측 Y 스테이지(10Y)상의 기준 위치에 대한 웨이퍼(W)의 위치관계를 검출한다. 이에 의해, 래티클(R)의 패턴의 투영 광학계(9)에 의한 투영 이미지의 위치(노광위치)와, 웨이퍼(W)의 각 쇼트 영역과의 위치관계가 판명되고, 웨이퍼(W)의 각 쇼트 영역을 그 노광 위치에 설치하기 위한 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 목표 위치가 산출된다.
또한, TTR 방식의 얼라이먼트계 (26)를 이용해서, 레티클(R)과 웨이퍼(W)상의 소정의 쇼트 영역과의 위치 관계를 직접 검출하고, 이 검출 결과를 이용해서, 레티클 (R) 의 초기 노광 위치 및 웨이퍼(W)상의 각 쇼트 영역을 노광 위치로 설정하기 위한 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 목표 좌표를 산출하여도 된다.
다음으로, 제 1 도의 목표 위치 설정 수단(16)이, 감산 수단(15)에 대해서 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 목표 좌표 (XWA)를 설정하고, 가산 수단(20)에 레티클측 X 스테이지 (3X)의 목표 좌표(XRA)(=0)을 설정한다, 그후, 웨이퍼스테이지 구동수단(18)이 구동 모터(12X)를 구동함으로써, 제 3 도에 도시한 것과 같은 속도 특성에서 웨이퍼측 X 스테이지 (10X)를 X 방향으로 스테핑 이동시켜, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표를 목표 좌표(XWA)에 근접시킨다. 제 3 도에 있어서, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 방향으로의 속도(VWX)는 최초 가속된 후에 일정 속도로 되고, 이어서 감속되고나서 사다리꼴형상의 선도형으로 나타내어진다. 그리고 웨이퍼측 X 스테이지(10X)가 목표 좌표에 접근하는 수속(收束) 기간 (T) 에 있어서 파형상으로차츰 0 으로 된다. 이 수속 기간 (T) 에 있어서, 최종적인 위치 결정을 행하는 몰아넣기 동작이 행하여진다.
제 4A, 4B 및 4C 도는 각각 그 수속 기간 T 에 있어서의 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표(XW), 레티클측 스테이지 (3X)의 X 좌표(XR), 및 (1)식에서 나타내어진 상대오차(ΔX)들 도시한다. 제 4A 도에 있어, 본 실시예에서는 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표(XW)가, 목표 좌표(XWA)에 대해서 소정의 간격만큼 떨어진 좌표(XWB)에 달한 시점 (t1) 에서, 제 1 도의 보정 동작 판정 수단(19)가 레티클 스테이지 구동 수단(23)의 동작을 개시시킨다. 더불어, 레티클측 X 스테이지 (3X)의 초기 위치가 0 이외의 값을 포함한 XR일 경우에는 보정 동작 판정 수단(19)는, 레티클측 X 스테이지(3X)의 스트로크(stroke)등에 응해서, 그 레티클 스테이지 구동수단 (23)의 구동개시의 타이밍을 제어한다. 즉, 레티클측 스테이지(3X)의 X 좌표가 XR일때의 가동 범위내에, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 어긋남량 |XWA- XW|/β 가 들어왔을 시점에서 레티클의 구동을 개시하도록 하면 좋다. 이때, 노광해야할 쇼트 영역의 전체가 투영 광학계(9)의 이미지 필드 (투영시야)내에 들어있을 필요없고, 요는 노광 개시 시점에서 쇼트 전체가 이미지 필드내에 들어있는 것같은 타이밍으로 레티클 구동을 개시하면 좋고, 쇼트 영역의 적어도 일부가 이미지 필드내에 들어 있는지 어떤지는 특별히 문제되지 않는다. 이에 의해 제 1 도는, 제 2 도의 기능 블럭도와 같이 2 개의 폐루프계가 병렬로 동작해, 제 4B 도에 도시한 것처럼, 레티클측 X 스테이지(3X)의 X 좌표(XR)이 상대오차(ΔX)를 0 으로 하도록 변화하도록 된다. 이때, (1)식에 있어서, 레티클측 X 스테이지(3X)의 초기 목표 좌표(XRA)를 0 으로 하고, 상대오차(ΔX)를 근사적으로 0 으로 두면 다음식을 얻을 수 있다.
이것은, 레티클측 X 스테이지(3X)의 X 좌표(XR)은, 투영 광학계(9)의 투영 배율에 의한 환산 계수(1/β)를 제외하고, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 위치 오차(XW- XWA)를 거의 반전한 특성으로 변화하는 것을 의미한다. 따라서, 제 4B 도의 X 좌표(XR)도, 시점 (t1) 이후는 제 4A 도의 위치 오차 (XW- XWA)를 거의 반전한 특성으로 추종해서 변화하고 있다. 더불어, 제 4B 도의 X 좌표(XR)은, 편의상 투영 광학계 (9)의 투영 배율 (β) 를 1 로 한 특성을 도시하고 있다.
또, (1)식에서 알수 있는 것치럼, 상대 오차(ΔX)는, 제 4A 도의 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 위치 오차(XW- XWA)의 레티클상에서의 환산값과, 제 4B 도의 레티클측 X 스테이지(3X)의 위치 오차 XR(XRA= 0)과의 차분이기 때문에, 투영 배율 (β) 를 1 로 하면, 상대오차(ΔX)는, 제 4C 도에 도시한 것처럼, 제 4A 도와 4B 도를 가산한 특성으로 한다. 이경우, 제 1 도에 있어서 레티클측 X 스테이지(3X)는 웨이퍼측 X 스테이지(10X)보다 경량이고, 또한 이동거리가 짧아도 되므로, 레티클측 X 스테이지(3X)의 응답 속도는 웨이퍼측 X 스테이지(10X)보다 높다. 따라서, 상대 오차(ΔX)는, 제 4A 도의 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표(XW)보다 빠르게 수속한다.
이 경우, 제 2 도의 노광 조건 판정 수단(22)에서는, 상대오차(ΔX)가 소정의 기간이상, 0에 대하여 소정의 폭 c 의 범위내에 들어있을 때에 노광 가능 이라고 판정한다. 소정의 폭 c 의 일례는, 예를 들면, 2 층째 이후의 중첩 노광에서는 웨이퍼로 전사해야할 레티클 패턴의 최소선폭들에 응해서 정하여진 중첩 정밀도에 상당하고, 1 층째의 노광에서는 웨이퍼상에 형성된 회로 패턴의 배열 정밀도(요구값)에 상당한다. 따라서, 제 4C 도에 도시한 것처럼, 시점 (t3) 에서 이 조건이 충족되어지기 때문에, 노광 조건 판정 수단(22)은 제 1 도의 조명 광학계(1)에 대해서 노광광(IL)의 조사를 소정의 노광 시간만큼 행하게 한다. 이에 의해, 레티클(R)의 패턴의 투영 이미지와 웨이퍼(W)의 해당 쇼트 영역과의 위치 어긋남량이 그 소정의 폭 c 보다 작은 조건에서, 즉 레티클(R)과 웨이피(W)와의 중첩 오차가 거의 0 의 상태에서 노광이 행해진다. 또한 노광중 웨이퍼측 X 스테이지 (10X)는 목표 위치(XWA)로 수속하도록 구동되고, 레티클측 X 스테이지(3X)는 상대 오차(ΔX)가 0 으로 되도록 계속 구동된다. 또, 노광 개시 시점에서의 투영 광학계(9)의 이미지 필드내의 레티클의 위치는 목표 위치로부터 어긋나 있지만, 이 어긋남량에 응해서 생기는 투영 광학계(9)의 광학 특성, 예컨대, 디스토션(distortion), 투영 배율, 초점위치, 이미지면 만곡 등의 변화를 무시할 수 없을 때는, 노광 개시 직전 또는 직후로부터, 연속적 또는 단속적으로 그 광학 특성을 전술의 어긋남량에 따라서 변화시키면 되고, 이것에 의해 항상 최량의 결상 상태에서 레티클 패턴을 웨이퍼로 전사할 수 있다. 이때, 예컨대, 어긋남량과 각 특성과의 관계를 메모리에 격납해 두고, 그 관계에 기초해서 각 특성을 제어하면 좋다.
또한, 투영 광학계(9)를 구성하는 복수의 광학 요소의 적어도 하나(특히 레티클(R)에 가까운 광학 소자)를 광축 방향으로 이동하면 배율이나 이미지 만곡을 변화시킬 수 있고, 레티클을 광축 방향으로 이동하면 디스토션(distortion)을 변화시킬 수 있다. 또, 초점 위치는 경사 입사광 방향의 포커스 센서를 이용해서, 그 변화량에 따라서 웨이퍼를 광축 방향으로 이동하면 좋다. 또 반대로 광학 특성의 변화량을 무시할 수 있는 허용 어긋남량을 정해두고, 그 어긋남량에 기초해서 레티클의 구등 개시의 타이밍을 결정해도 된다. 즉, 상대오차(ΔX)가 허용 어긋남량 이하로 되었을 시점에서 레티클을 구동하도록 해도 된다.
이것에 대해서, 종래예와 같이, 레티클측 X 스테이지 (3X)를 고정한 상태에서, 제 4A 도에 있어서 웨이퍼측 X 스테이지 (10X)의 X 좌표(XW)가 목표 좌표(XWA)에 대해 소정의 시간이상, 소정의 폭 c·β 의 범위내에 들어오고 나서 노광을 행하는 것으로 하면, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 응답 속도가 낮음과 더불어, 투영 배율 (β) 는 일반적으로 1 보다 작은 폭 c·β 가 작게 되기 때문에 시점 (t3) 를 지나더라도 노광을 행할 수 없다. 따라서, 본 실시예에 의하면 종래예와 같이 웨이퍼측의 스테이지만을 구동하는 경우에 비교해서, 레티클(R)과 웨이퍼(W)와의 위치 결정을 행할 때의 몰아 넣기 동작에 필요한 시간을 단축할 수 있고, 노광 공정의 스루풋이 향상한다.
게다가, 본 실시예에서는 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표 (XW)가, 목표 좌표(XWA)에 대해서 소정의 간격만큼 떨어진 좌표(XWB)에 도달한 시점 (t1) 에서, 제 1 도의 레티클 스테이지 구동 수단(23)의 동작을 개시시키고 있기 때문에, 레티클측 X 스테이지(3X)의 이동범위를 좁힐 수 있고, 레티클측 X 스테이지(3X)의 구성이 간단하고, 또한 제어가 용이하다. 또 본 실시예예서는, 웨이퍼 간섭계(14X) 및 레티클 간섭계(7X)의 계측값을 이용해서 X 방향의 위치 맞춤을 행하고 있기 때문에, 특히 응답속도가 빠른 이점이 있다.
단지, 레티클측 X 스테이지(3X)의 위치 결정 정밀도를, 종래예의 웨이퍼측 X 스테이지(10X)에서 요구되는 위치 결정 정밀도와 같은 정도로 해도 좋고, 이에 의해 레티클(R)과 웨이퍼 (W)와의 중첩 정밀도를 종래예보다도 높일 수 있다.
또한, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)만을 구동해서 위치 결정을 행할 경우에 요구되는 위치 결정 정밀도에 대해서, 본 실시예에 있어서 레티클측 스테이지(3X)에 요구되는 위치 결정 정밀도를 1/β 배(예를 들면 5 배)로 할 경우에는, 레티클측 X 스테이지 (3X)의 제어계는 비교적 간단하고, 낮은 비용으로 구성할 수 있다. 또한 본 실시예에서는 웨이퍼측 X 스테이지(10X)는 대략적인 위치 결정만 되어도 되므로, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)로서 간단한 저비용의 구성을 채용할 수 있다.
또, 본 실시예에 있어서는, 노광을 개시한 시점 t3이후에도, 제 2 도의 웨이퍼 스테이지 구동계(28) 및 레티클 스테이지 구동계(29)에 각각 위치 결정 동작을 계속해서 행하게 하고 있다. 이에 의해, 만일 외란에 의해 장치 전체가 요동해서 웨이퍼측 X 스테이지(10X)가 위치 어긋남을 일으키는 것같은 경우에도, 높은 응답속도의 레티클측 X 스테이지(3X)가 추종해서 그 위치 어긋남을 상쇄함으로써, 레티클(R)과 웨이퍼(W)와의 중첩 정밀도를 높은 정밀도로 유지할 수 있다. 단지, 본 실시예에서는, 1 층째의 레티클 패턴을 웨이퍼상으로 전사하는 경우에도, 노광 공정의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또, 제 4A 내지 4C 도에 있어서는, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표(XW)가 좌표(XWB) 이하로 되었을 시점 (t1) 에서 레티클측 X 스테이지(3X)의 구동을 개시하고 있지만, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표(XW)가 목표 좌표(XWA)를 최초로 가로지르는 시점 (t2) 로부터 레티클측 X 스테이지(3X)의 구동을 개시해도 된다. 이에 의해 레티클측 X 스테이지(3X)의 이동 범위를 보다 작게 할 수 있는 경우가 있고, 따라서, 노광까지의 시간을 단축할 수 있는 경우가 있다.
또 레티클 간섭계(7X)의 대신에, 이를테면 레티클(R)상의 마크를 검출하는 마크 검출계를 이용하도록 하여도 된다. 단지, 웨이퍼 스테이지상의 기준마크를 이용해서 그 마크 검출계의 검출기준 위치를 웨이퍼 스테이지상의 좌표(X, Y)의 좌표값으로서 구해둘 필요가 있다. 이 경우, 마크 검출계의 검출 기준 위치를 상기 레티클의 목표 위치로서, 상술 실시예와 마찬가지로 마크 검출계의 검출 신호에 기초해서 레티클 스테이지를 구동하면 된다. 또, 이 경우에는 마크검출계의 마크 검출가능 범위에 레티클상의 마크가 들어온 시점에서 레티클 구동을 개시하도록 하면 되지만, 예를 들면 검출 가능 범위내에 마크가 들어와 있지 않더라도 레티클 간섭계 (7X)의 출력을 이용해 레티클 구동을 개시해도 되고, 이 경우에는 레티클 구동개시후 검출 가능 범위내에 마크가 들어온 시점에서, 감산 수단(21)에 입력하는 신호를 레티클 간섭계(7X)의 출력으로부터 마크 검출계의 출력으로 전환하도록 하면 된다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 대해 제 5 도, 제 6A 및 6B 도를 참조해서 설명한다. 본 실시예에서 사용하는 스테퍼는 거의 제 1 도의 구성이지만, 본 실시예에서는 레티클측 X 스테이지 (3X)의 위치 결정을 행하는 것에, 레티클측 간섭계(7X)의 계측값이 아닌 TTR 방식의 얼라이먼트계(16)의 계측값을 이용하는 점이 다르다.
즉, 본 실시예에서는, X 축 방향의 위치 결정에 관해 레티클측 X 스테이지(3X)가 구동을 개시하면, 제 5 도의 기능 블럭도와 같은 2 개의 폐루프가 구성된다. 제 1 도 및 2 도에 대응하는 부분에 동일 부호를 붙여서 도시한 제 5 도에 있어서, 보정동작 판정 수단(19)으로부터 감산 수단(15) 및 가산 수단(20)에 각각 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 목표 좌표(XWA) 및 레티클측 X 스테이지(3X)의 목표좌표(XRA)(본 실시예에서는 0)가 공급된다.
감산 수단(15)에는 웨이퍼 간섭계(14X)에 의해 계측된 X 좌표(XW)도 공급되고, 감산수단(15)에 의해 구해진 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 위치 오차의반전값(XWA-XW)이 웨이퍼 스테이지 구동계(28)로 공급된다. 그리고 웨이퍼 스테이지 구동계(28)에서는, 그 위치 오차의 반전값이 0 이 되도록 제 1 도의 웨이퍼측 X 스테이지(10X)를 구동한다.
그것에 대해서, 가산수단(20)에는 제 1 도의 얼라이먼트계(26)에 의해 계측된 X 방향의 상대오차(ΔX), 즉 레티클(R)의 레티클 마크(RMX)와, 웨이퍼(W)상의 이것으부터 노광 대상으로 하는 쇼트 영역에 부설된 웨이퍼 마크(WMX)와의 X 방향으로의 위치 어긋남량(레티클(R) 상에서의 환산값)이 공급되고 있다. 이 상대오차(ΔX)는 노광 조건 판정 수단 (22)으로도 공급되고, 본 실시예의 노광 조건 판정 수단 (22)은, 그 상대오차(ΔX)가 소정시간 계속해서, 소정의 허용 범위내로 들어갔을때 제 1 도의 조명 광학계(1)에 노광을 개시시킨다.
그리고, 가산수단(20)에 의해 얻어진 상대오차(ΔX)가, 레티클 스테이지 구동계(29)로 공급되고, 레티클 스테이지 구동계(29)는 그 상대 오차(ΔX)가 0 으로 되도록 제 1 도의 래티클측 X 스테이지(3X)를 구동한다. 또한, 본 실시예에 있어서도, 제 1 도의 보정 동작 판정 수단(19)이 사용되고, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 위치 오차가 소정의 허용값 이하로 되고나서 처음으로 제 5 도의 레티클 스테이지 구동계(29)가 동작을 개시한다.
다음으로, 본 실시예의 노광 동작에 대해 설명한다. 우선 제 1 도의 조명 광학계(1)에 노광광(IL)의 조사를 중단시킨 상태에서, 도시되지 않은 레티클용의 얼라이먼트 현미경에 의한 검출 결과에 기초해서, 레티클(R)의 위치 결정을 행하고레티클측 X 스테이지(3X)를 고정해, 이 상태로 레티클 간섭계 (7X)의 계측값을 0 으로 리셋한다.
다음으로, 노광용의 웨이퍼 (W)를 웨이퍼측 Y 스테이지(10Y)상으로 로드해, 도시되지 않은 오프 액시스 방식의 얼라이먼트계에 의해, 웨이퍼측 Y 스테이지(10Y)상의 기준 위치에 대한 웨이퍼(W)의 위치 관계를 검출한다. 이에 의해, 레티클(R)의 패턴의 투영 광학계(9)에 의한 투영 이미지의 위치(노광 위치)와, 웨이퍼(W)의 각 쇼트 영역과의 위치관계를 알 수 있고, 웨이퍼(W)의 각 쇼트 영역을 그 노광 위치로 설정하기 위한 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 목표 좌표가 산출된다.
더불어 얼라이먼트계(26)를 이용해, 레티클(R)과 웨이퍼(W)상의 소정의 쇼트 영역과의 위치관계를 직접 검출하여, 이 검출 결과를 이용해서, 레티클(R)의 초기 노광 위치 및 웨이퍼(W)상의 각 쇼트 영역을 노광 위치로 설정하기 위한 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 목표 좌표를 산출해도 된다.
다음으로, 제 5도의 목표 위치 설정 수단(16)이, 감산수단(15)에 대해서 웨이퍼측 X 스테이지(101)의 목표 좌표 (XWA)를 설정해, 가산수단(20)에 레티클측 X 스테이지(3X)의 목표 좌표(XRA(=0))를 설정한다. 그후, 웨이퍼 스테이지 구동계(28)가, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)를 X 방향으로 스테핑 이동시켜, 제 6A 도에 도시한 바와 같이 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표(XW)를 목표 좌표 (XWA)로 접근한다.
그리고, 제 6A 도에 있어서 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표(XW)가, 목표좌표(XWA)에 대해서 소정의 간격만큼 떨어진 좌표(XWC)에 도달한 시점 (t4) 에서, 제 1 도의 얼라이먼트계(26)에 의한 위치 계측을 개시한다 그후, X 좌표(XW)가, 목표좌표(XWA)에 대해서 좌표 (XWB)에 달한 시점 (t5) 에서, 제 1도의 보정 동작 판정 수단(19)이 제 5 도의 레티클 스테이지 구동계(29)의 동작을 개시시킨다.
이것후의 몰아넣기 동작에 의해, 제 6B도에 도시한 바와 같이, 상대오차(ΔX)가 0 에 접근해간다. 또 실제로 2 광속 간섭 방식의 얼라이먼트계(26)가 레티클 마크 및 웨이퍼마크의 위치 어긋남량을 정확히 검출할 수 있도록 되는 것은, 시점 (t5) 에서 늦어진 시점 (t6) 부터이다.
또한, 레티클 구동 개시 타이밍(t5)은, 제 1 도의 웨이퍼 마크(WMX)가 얼라이먼트계(26)의 마크 검출 가능 범위내에 들어오고 나서이다. 본 실시예에서는 양마크 (WMX),(RMX)의 위치 어긋남량을 정확히 검출할 수 있도록 되는 것은, 2 광속에 의해서 형성된 간섭무늬에 대해서 웨이퍼 마크 (WMX)가 그 피치(P)의 P/2(±P/4)의 폭내에 들어오고 나서부터이기 때문에, 웨이퍼 마크가 간섭무늬에 대해서 ±P/4 내에 들어온 시점에서 레티클 구동을 개시하는 것으로 된다. 또한 얼라이먼트계(26)의 마크 검출 범위가 넓은 경우에는, 앞의 실시예에서 서술한 것처럼 레티클 스테이지의 스트로크, 마크 검출 가능 범위등에 따라서 레티클 구동의 타이밍을 결정하면 된다. 다른 조건은 앞의 실시예와 같다.
이 경우, 제 1 도에 있어서 레티클측 X 스테이지(3X)는 웨이퍼측 X스테이지(10X) 보다 경량이고, 또한 이동 거리가 짧아도 되므로, 레티클측 X 스테이지(3X)의 응답 속도는 웨이퍼측 X 스테이지(10X) 보다 높다. 따라서, 제 6B 도의 상대오차(ΔX)는, 제 6A 도의 웨이퍼측 X 스테이지(101)의 X 좌표(XW) 보다 빠르게 수속한다. 그리고, 제 5 도의 노광 조건 판정수단(22)에서는, 상대오차(ΔX)가 소정의 시간이상, 0 에 대해서 소정의 폭 (c) 의 범위내에 들어있을 때에 노광 가능하다라는 판정을 한다. 따라서, 제 6B 도에 도시한 바와 같이, 시점 (t7) 에서 이 조건이 충족되기 때문에, 노광 조건 판정수단(22)은 제 1 도의 조명 광학계 (1)에 대해서 노광광(IL)의 조사를 소정의 노광 시간만큼 행하게 한다.
이에 의해, 레티클(R)의 패턴의 투영 이미지와 와이퍼(W)의 해당 쇼트 영역과의 위치 어긋남량에 대응하는 상대 오차(ΔX)가, 소정의 폭 (c) 보다 작은 조건에서, 즉, 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 와의 중첩 오차가 거의 0 인 상태에서 노광이 행해진다. 또한, 노광중, 웨이퍼는 목표 위치에 위치 결정하도록 이동되고, 레티클은 상대 오차 (ΔX) 가 0 이 되도록 이동되지만, 예를 들어 노광 개시 직전에 웨이퍼 간섭계(14X)의 출력을 컷트하고, 얼라이먼트계(26)의 출력에 기초해서 레티클과 웨이퍼를 상대 이동하도록 해도 된다.
이것에 대해서, 종래예와 같이, 레티클측 X 스테이지 (3X)를 고정한 상태에서, 제 6A 도에 있어서 웨이퍼측 X스테이지(10X)의 X 좌표(XW)가 목표좌표(XWA)에 대해서 소정의 시간이상. 소정의 폭 c·β 의 범위내에 들어오고 나서 노광을 행하는 것으로 하면, 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 응답 속도가 낮음과 동시에, 투영 배율(β) 는 일반적으로 1 보다 작은 폭 c·β 가 작아지게 되기 때문에, 시점 (t7)을 대폭 지나친 시점 (t8) 에서 겨우 노광을 행할 수 있도록 된다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 종래와 같이 웨이퍼측의 스테이지만을 구동하는 경우에 비교해서, 레티클(R)과 웨이퍼(W)와의 위치 결정을 행할 때의 몰아넣기 동작에 요하는 시간을 단축할 수 있고, 노광 공정의 스루풋이 향상한다. 특히, 본 실시예에서는, 레티클측 X 스테이지(3X)를 구동하더라도, 최종적으로 얼라이먼트계(26)에 의해 계측된 레티클(R)과 웨이퍼(W)와의 상대오차(ΔX)를 0 으로 하도록 위치 맞춤을 행하고 있기 때문에, 특히 중첩 정밀도를 높일 수 있는 이점이 있다. 그런데 본 실시예에서는, 웨이퍼 마크(WMX)가 얼라이먼트계(26)의 검출 가능 범위내에 들어오기 전에 레티클 구동을 개시해도 된다. 즉, 웨이퍼마크(WMX)가 검출가능 범위에 들어오기 전은, 앞의 실시예와 같은 모양으로 레티클 간섭계(7X)의 출력을 이용해서 레티클을 구동 개시하고, 검출 가능 범위내에 들어온 후는 가산 수단(20)에 입력한 신호를 얼라이먼트계(26)의 출력으로 전환하도록 해도 된다.
또한, 본 실시예에 있어서도, 제 6A 도에 있어서 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표(XW)가 목표좌표 (XWA)를 최초로 가로지른 시점 (t10) 부터, 레티클 스테이지 구동계(29)의 동작을 개시시켜서, 레티클측 X 스테이지(3X)를 구동하도록 해도 된다. 이애 의해, 위치 결정 시간을 한층 단축할 수 있는 경우가 있다.
또, 상술한 실시에는 스테퍼에 대해서 발명을 적용한 것이지만, 본 발명은 프록시미티(Proximity) 노광 방법과 같이 투영 광학계를 사용치 않는 노광 장치에도 동일하게 적용할 수 있다. 또, 스테퍼와 같이 투영 광학계를 사용하는 투영 노광 장치에 본 발명을 적용할 경우, 그 투영 광학계의 투영 배율은 예를 들면 등배이어도 된다. 이 경우에도, 레티클측의 스테이지의 응답성이 빠르기 때문에 노광공정의 스루풋이 향상한다. 또한, 이상의 각 실시예에서는, 노광중 웨이퍼는 목표 위치를 향해서 이동되고, 레티클은 상대오차(ΔX)가 0 이 되도록 이동된다. 이때문에, 하나의 쇼트 영역의 노광 종료후, 즉, 다음 쇼트의 노광직전에서는, 레티클은 웨이퍼의 위치 결정 목표 위치에 대응한 위치로 위치 결정되어 있고, 그 위치를 기준으로 해서 다음 쇼트를 노광하기 때문에 전술한 바와 같은 동작으로 레티클 구동이 개시되는 것으로 된다. 이때, 다음 쇼트를 노광하기 위해서 웨이퍼 스테이지를 스테핑시킴과 동시에, 다시 말하면 전술의 레티클 구동 개시전에 더욱 스루풋을 향상시키기 위해서, 미리 투영 광학계의 이미지 필드내에서 레티클을 이동해두도록 해도 된다. 즉, 예컨대 제 1 도에 있어서 웨이퍼(W)의 스테핑 방향을 +X 방향으로 하면, 레티클 (R)을 스테핑 방향에 따른 방향으로 원점으로부터 +X 방향으로 R1또는 -X 방향으로 R2만큼 시프트시켜둔다. 이에 의해 레티클(R)을 구동해서 상대오차(ΔX)가 소정값 c 이하로 수속되기까지의 시간을 단축할 수 있다.
이처럼, 본 발명은 상술의 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 구성을 취할 수 있다.
본 발명의 제 1 노광 장치에 의하면, 기판 스테이지의 위치 결정 오차에 대응해서 마스크 스테이지측도 이동시키도록 하고 있기 때문에, 기판의 소정의 노광영역의 위치 결정 동작을 개시한후, 마스크의 패턴을 그 노광 영역에 노광하는 노광 동작으로 들어오기까지의 시간을 단축할 수 있기 때문에, 노광 공정의 스루풋을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또, 본 발명을 투영 노광 장치에 적용할 경우, 일반적으로 투영 노광 장치의 마스크로부터 기판으로의 투영배율은 1 보다 작고(이를테면 1/5 등), 기판상에서 요구되는 위치 결정 정밀도에 대해서 마스크상에서 요구되는 위치 결정 정밀도는 거칠어도 좋다. 따라서, 마스크 스테이지측을 이동시킴으로써, 위치 결정의 몰아넣기 동작에 필요한 시간을 한층 단축시킬 수 있다. 반대로, 마스크 스테이지측에서의 위치 결정 정밀도를 기판측에서 요구되는 위치 결정 정밀도 정도로한 경우에는, 종래보다도 위치 결정 시간을 단축한 위에 위치 결정 정밀도(중첩 정밀도)를 향상할 수 있다.
또한, 노광중에도 마스크 스테이지에 의한 보정 동작을 행함으로써, 외란에 의해 노광 장치 전체가 요동해서 기판 스테이지가 위치 어긋남을 일으키도록 한 경우에도, 기판 위의 해당 노광 영역과 마스크 패턴과의 중첩 정밀도를 고정밀도로 유지할 수 있는 이점이 있다.
다음으로, 본 발명의 제 2 노광 장치에 의하면, 얼라이먼트 수단에 의해 검출된 위치 어긋남량에 따라서, 마스크 스테이지측도 이동시키도록 하고 있기 때문에, 기판의 소정의 노광 영역의 위치 결정 동작을 개시한 후, 마스크의 패턴을 그 노광 영역에 노광하는 노광 동작에 들어올 때까지의 시간을 단축할 수 있기 때문에, 노광 공정의 스루풋을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또, 상술의 노광 장치에 있어서, 기판 스테이지의 목표 위치의 기판 스테이지측 위치 검출 수단에 의해 계측된 위치와의 차분인 기판 스테이지 오차량이 소정의 허용 범위내에 들어오고 나서, 마스크 스테이지의 구동을 개시하는 경우에는 마스크 스테이지의 이동 범위를 좁힐 수 있기 때문에, 마스크 스테이지의 구성을 간이화할 수 있음과 동시에, 마스크 스테이지의 제어가 용이하게 된다.
마찬가지로, 그 기판 스테이지 오차량이 최초 0을 가로지르고 나서, 그 마스크 스테이지의 구동을 개시하도록 한 경우에도, 마스크 스테이지의 이동 범위를 좁힐 수 있기 때문에, 마스크 스테이지의 구성을 간이화할 수 있음과 동시에 마스크 스테이지 제어가 용이하게 된다.
제 1 도는 본 발명에 의한 노광 장치의 일실시예의 개략 구성을 도시한 구성도.
제 2 도는 그 실시예에서 레티클측 X 스테이지(3X)를 이동시키는 경우의 동작을 도시한 기능 블럭도,
제 3 도는 그 실시예에서 위치 결정 동작을 행하는 경우의 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 속도 특성의 일례를 도시한 도면.
제 4A 도 내지 제 4C 도는 그 실시예에서, 위치 결정 동작을 행하는 경우의 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표, 레티클측 X 스테이지(3X)의 X 좌표, 및 상대 오차 변화의 일례를 도시한 도면.
제 5 도는 본 발명의 다른 실시예에서 레티클측 X 스테이지(3X)를 이동시키는 경우의 동작을 도시한 기능 블록도.
제6A 도 내지 6B 도는 제 5 도의 일시예에서 위치 결정 동작을 행하는 경우의 웨이퍼측 X 스테이지(10X)의 X 좌표, 및 상대 오차 변화의 일례를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 조명 광학계
7X : 레티클 간섭계
14X : 웨이퍼 간섭계
16 : 목표 위치 설정 수단
18 : 웨이퍼 스테이지 구동 수단
19 : 보정 동작 판정 수단
22 : 노광 조건 판정 수단
23 : 레티클 스테이지 구동 수단
26 : TTR 방식의 얼라이먼트계

Claims (9)

  1. 소정 패턴이 형성된 마스크를 유지하는 마스크 스테이지와, 상기 소정 패턴을 사용하여 노광되는 기판을 유지하여 2 차원 평면내에서 이동하는 기판 스테이지를 갖고, 상기 기판 스테이지를 구동하여 상기 기판상의 각 노광영역을 상기 소정 패턴의 노광위치에 위치결정함으로써, 상기 기판상의 각 노광영역의 각각을 상기 소정 패턴을 사용하여 노광하는 노광장치에 있어서,
    상기 기판 스테이지의 위치를 검출하는 제 1 위치 검출 수단과,
    상기 마스크 스테이지의 위치를 검출하는 제 2 위치 검출 수단과,
    상기 기판의 각 노광영역을 상기 노광위치에 위치결정하기 위하여 상기 기판 스테이지를 목표 위치로 구동하는 제 1 구동수단과,
    상기 기판 스테이지의 목표 위치와 상기 제 1 위치 검출 수단에 의해 계측된 위치와의 차분인 상기 기판 스테이지의 오차량을, 상기 마스크 스테이지의 초기목표 위치와 상기 제 2 위치 검출 수단에 의해 계측된 상기 마스크 스테이지의 위치와의 차분에 가산하여 상기 마스크 스테이지의 목표 위치를 구하고, 상기 목표 위치로 상기 마스크 스테이지를 구동하는 제 2 구동수단과,
    상기 마스크 스테이지의 목표 위치와 상기 제 2 위치 검출 수단에 의해 계측된 상기 마스크 스테이지의 위치와의 차분이 소정 허용치 이하로 되었을 때에 상기 기판상의 노광영역을 노광하기 위하여 상기 소정 패턴을 상기 기판상에 투영하는 투영시스템을 설치한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 마스크의 패턴과 기판과의 위치관계를 조정해서 상기 패턴을 사용하여 상기 기판을 노광하는 방법으로서,
    (1) 상기 마스크를 이동가능한 마스크 스테이지상에 유지하는 단계와,
    (2) 상기 기판을 이동가능한 기판 스테이지상에 유지하는 단계와,
    (3) 상기 기판상의 노광대상으로 되어 있는 노광영역을 노광하기 위하여 상기 기판 스테이지를 이동시키는 단계와,
    (4) 상기 (3) 의 단계와 병행하여 상기 마스크의 패턴과 상기 기판상의 노광대상으로 되어 있는 노광영역과의 어긋남을 검출하는 단계와,
    (5) 상기 마스크 스테이지를 상기 검출되는 어긋남이 작아지도록 이동시키는 단계와,
    (6) 상기 어긋남이 소정 시간 연속하여 소정 허용치 이하로 된 상태에서 상기 패턴을 사용하여 상기 기판을 노광하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  3. 마스크의 패턴과 기판과의 위치관계를 조정해서 상기 마스크의 패턴을 사용하여 상기 기판을 노광하는 방법으로서,
    (1) 상기 마스크를 이동가능한 마스크 스테이지상에 유지하는 단계와,
    (2) 상기 기판을 이동가능한 기판 스테이지상에 유지하는 단계와,
    (3) 상기 기판상의 노광대상으로 되어 있는 노광영역을 노광하기 위하여 상기 기판 스테이지를 이동시키는 단계와,
    (4) 상기 (3) 의 단계와 병행하여 상기 마스크의 패턴과 상기 기판상의 노광대상으로 되어 있는 노광영역과의 어긋남을 검출하는 단계와,
    (5) 상기 마스크 스테이지를 상기 검출되는 어긋남이 작아지도록 이동시키는 단계와,
    (6) 상기 어긋남이 상기 패턴의 최소선폭에 따라 결정된 소정 허용치 이하로 된 상태에서 상기 패턴을 사용하여 상기 기판을 노광하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  4. 마스크의 패턴과 기판과의 위치관계를 조정해서 상기 마스크의 패턴을 사용하여 상기 기판을 노광하는 방법으로서,
    (1) 상기 마스크를 이동가능한 마스크 스테이지상에 유지하는 단계와,
    (2) 상기 기판을 이동가능한 기판 스테이지상에 유지하는 단계와,
    (3) 상기 기판상의 노광대상으로 되어 있는 노광영역을 노광하기 위하여 상기 기판 스테이지를 이동시키는 단계와,
    (4) 상기 (3) 의 단계와 병행하여 상기 마스크의 패턴과 상기 기판상의 노광대상으로 되어 있는 노광영역과의 어긋남을 검출하는 단계와,
    (5) 상기 마스크 스테이지를 상기 검출되는 어긋남이 작아지도록 이동시키는 단계와,
    (6) 상기 어긋남이 상기 기판상에 형성되는 패턴의 배열의 요구정밀도에 따라 결정된 소정 허용치 이하로 된 상태에서 상기 패턴을 사용하여 상기 기판을 노광하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  5. 마스크의 패턴과 기판과의 위치관계를 조정해서 상기 마스크의 패턴을 사용하여 상기 기판을 노광하는 방법으로서,
    (1) 상기 마스크를 이동가능한 마스크 스테이지상에 유지하는 단계와,
    (2) 상기 기판을 이동가능한 기판 스테이지상에 유지하는 단계와,
    (3) 상기 기판상의 노광대상으로 되어 있는 노광영역을 노광하기 위하여 상기 기판 스테이지를 목표 위치로 이동시키는 단계와,
    (4) 상기 (3) 의 단계와 병행하여 상기 기판 스테이지의 목표 위치에 대한 위치오차가 소정 허용치 이하로 되었을 때에 상기 마스크 스테이지의 이동을 개시하는 단계와,
    (5) 상기 마스크 스테이지의 이동에 의해 상기 마스크의 패턴과 상기 기판상의 노광대상으로 되어 있는 노광영역과의 어긋남이 소정 허용치 이하로 된 상태에서 상기 패턴을 사용하여 상기 기판을 노광하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  6. 마스크의 패턴과 기판의 위치관계를 조정해서 상기 마스크의 패턴을 사용하여 상기 기판을 노광하는 방법으로서,
    (1) 상기 마스크를 이동가능한 마스크 스테이지상에 유지하는 단계와,
    (2) 상기 기판을 이동가능한 기판 스테이지상에 유지하는 단계와,
    (3) 상기 기판상의 노광대상으로 되어 있는 노광영역을 노광하기 위하여 상기 기판 스테이지를 목표 위치로 이동시키는 단계와,
    (4) 상기 (3) 의 단계와 병행하여 상기 기판 스테이지의 상기 목표 위치에 대한 위치오차가 처음으로 소정 허용치 이하로 되었을 때에, 그 후에 발생하는 상기 기판 스테이지의 상기 목표 위치에 대한 위치오차가 작아지도록 상기 마스크 스테이지의 이동을 개시하는 단계와,
    (5) 상기 마스크의 패턴과 상기 기판상의 노광대상으로 되어 있는 노광영역과의 어긋남이 소정 허용치 이하로 된 상태에서 상기 패턴을 사용하여 상기 기판을 노광하는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  7. 제 2 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 어긋남은 상기 패턴의 회전각과 상기 노광영역과의 회전각의 차를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  8. 제 2 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마스크 스테이지의 어긋남에 따라 상기 마스크의 패턴의 이미지의 상기 기판상에서의 결상상태를 조정하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  9. 제 2 항 및 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 사용하는소자제조방법.
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