KR100215329B1 - 주사노광장치 및 이것을 사용한 디바이스 제조방법 - Google Patents

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Abstract

마스크스테이지와 기판스테이지를 소정의 속도비로 동시에 이동시킴으로써 마스크패턴의 투영상을 감광기판상에 주사노광하는 주사노광장치, 주사노광방법 및 디바이스제조방법에 있어서, 보다 높은 스루풋과, 보다 높은 효율의 패턴전사를 위해서는, 상기 패턴의 칩크기 또는 칩구성 등의 정보에 의거해서 칩단위로 결정된 감광기판의 쇼트배열에 의해서 주사노광을 행한다.

Description

주사노광장치 및 이것을 사용한 디바이스제조방법
본 발명은 주사노광장치 및 이것을 사용한 디바이스제조방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 반도체디바이스 또는 액정패널 등의 디바이스의 제조에 사용하고, 예를 들면, 마스크의 패턴을 노광에 의해서 감광기판상에 주사 투영하는 주사노광장치에 관한 것이고, 다른 양상으로는 그러한 노광장치를 사용한 디바이스제조방법에 관한 것이다.
예를 들면, 미세한 패턴을 사용하고 있는, 반도체디바이스(칩) 또는 액정패널 등의 디바이스제조를 위한 포토리소그래피공정은, 일반적으로 마스크(레티클이라 칭함)의 패턴을 반도체기판(예를 들면, 웨이퍼) 또는 유리기판에 도포되어 있는 감광층(예를 들면, 포토레지스트)상에 노광에 의해 전사하는 순차이동식 노광장치(스테퍼라 약칭)를 사용하여 행한다.
최근, 반도체디바이스제조사에 의해 요구되고 있는, 예를 들면, DRAM 등의 디바이스의 집적률의 향상 또는 디바이스의 고수율 등을 만족시키기 위해서, 스테퍼제조사들은 프린트패턴의 미세화 및 화면크기의 대형화가 가능한 투영광학계를 개발하기 위해 노력해 왔다. 하지만, 프린트패턴의 미세화 및 화면크기의 대형화는 투영광학계의 설계 또는 생산에 있어서 곤란한 점이 많다는 문제가 있다.
패턴미세화에 대한 한가지 해결책으로서 노광광원의 단파장화를 들 수 있다. 널리 사용되어온 초고압Hg램프의 i선(파장 λ=365nm)의 휘선대신에, 256M DRAM칩에 대해서 엑시머레이저(파장 λ=248nm)을 도입하는 것이다.
상기 문제점에 대한 다른 해결책은 마스크와 웨이퍼를 투영광학계의 배율에 대응하는 속도비로 서로 역방향으로 주사이동시키면서 노광을 행하는 주사노광장치이다.
예를 들면, 스테퍼에 의해 정해지는 크기 22×22(mm)의 노광영역에 비해서, 주사노광장치는 노광영역의 크기가 26×33(mm)이어도 된다. 크기가 14×25(mm)인 초기의 256M DRAM칩에서는, 1쇼트(shot)로 1개칩을 작성할 수 있다. 크기가 11×20(mm)인 256M DRAM칩의 축소판에서는, 1쇼트로 8개의 칩을 작성할 수 있다. 또, 4개의 64M DRM칩을 결합하여 256M DRAM칩을 얻는 멀티칩공정도 있다. 반도체디바이스의 제조에서는 1쇼트로 복수의 칩을 작성하는 상기 방법이 널리 이용된다.
그런데, 웨이퍼를 낭비없이 사용하기 위해서는, 웨이퍼면 전체에 대해서 패턴프린팅(노광)을 행하는 것이 효과적이다. 예를 들면, 256M DRAM칩의 축소판은 전체면이 노광되지 않은 경우에 비교해서 칩의 제조시 수개의 칩을 생산할 수 있게 된다. 웨이퍼의 전체면에 패턴프린팅을 행하고자 하면, 도 11에 도시한 바와 같이 웨이퍼(4)의 가장자리부에 웨이퍼(4)의 빗금부분(S)이 있으므로, 이 영역에 패턴노광동작을 행하여 얻어진 결과는 디바이스로서 이용되지 않는다.
그럼에도 불구하고, 상기와 같이, 주사노광장치를 이용하여 웨이퍼의 전체면에 패턴노광을 행한다면, 주사시간이 낭비된다. 이것은 스루픗이 저감되는 원인이 된다. 반도체 칩제조에 기여할 수 없는 그러한 웨이퍼영역의 부가의 노광은 광원의 수명을 헛되이 감소시킬 것이다. 특히 노광광원으로서 엑시머레이저 등의 비싼 광원을 사용하면, 펄스수명이 감소하므로 매우 바람직하지 못한다.
또, 1쇼트단위로 노광공정을 행하면, 포커스측정도 1쇼트마다 행해야만 한다. 이것에 의해 웨이퍼주번부에 관하여 공정이 복잡해진다.
따라서, 본 발명의 목적은, 감광기판에 낭비없이 보다 높은 스루풋으로 패턴을 노광할 수 있는 주사노광장치 또는 디바이스제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일양상에 의하면, 원화패턴이 구비된 마스크를 유지하고, 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 마스크스테이지와, 상기 원화패턴의 적어도 일부를 소정의 배율로 투영하는 투영광학계와, 상기 투영광학계의 결상면에 감광기판을 유지하고, 상기 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 기판스테이지를 구비하고, 상기 마스크스테이지와 상기 기판스테이지를 상기 투영광학계의 배율에 대응하는 속도비로 동시에 (즉, 동기시켜) 이동시킴으로써 상기 원화패턴의 투영상을 상기 감광기판의 쇼트상에 주사노광시키는 노광장치에 있어서, 복수의 원화측 칩패턴을 지니는 상기 원화패턴의 칩크기와 칩구성에 관한 정보로부터 칩단위로 결정된 감광기판의 쇼트 배열(shot layout)에 의거해서 주사노광을 제어하는 제어수단을 구비하고, 상기 감광기판은 상기 노광장치와는 다른 별도의 노광장치를 이용한 노광을 통한 쇼트에서 형성된 복수의 기판측 칩패턴을 지니며, 상기 쇼트배열은 상기 노광장치에서 행해야 할 쇼트의 수가 적어지도록 결정되는 것을 툭징으로 하는 노광장치가 제공된다.
상기 쇼트배열은 상기 주사노광에 앞서 기록되고, 그 기록에 따라 상기 제어수단은 상기 주사노광을 제어해도 된다. 상기 장치는 상기 마스크의 근방위치 또는 상기 마스크와 광학적으로 공액이 되는 위치에 배치되고, 상기 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 차광판을 또 구비하고, 상기 차광판은, 상기 원화패턴을 상기 감광기판상에 주사노광할 때, 상기 마스크의 노광영역의 경계와 함께 상기 마스크와의 배율에 대응하는 속도비로 동시에 이동해도 된다.
본 발명의 다른 양상에 의하면, 원화패턴이 구비된 마스크를 유지하고, 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 마스크스테이지와, 상기 원화패턴의 적어도 일부를 소정의 배율로 투영하는 투영광학계와, 상기 투영광학계의 결상면에 감광기판을 유지하고, 상기 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 기판스테이지를 구비한 노광장치를 사용가능하고, 상기 마스크스테이지와 상기 기판스테이지를 상기 투영광학계의 배율에 대응하는 속도비로 동시에 이동시킴으로써, 상기 원화패턴의 투영상을 상기 감광기판의 쇼트상에 주사노광시키는 주사노광방법에 있어서, 복수의 원화측 칩패턴을 포함하는, 상기 원화패턴의 칩크기 및 칩구성에 관한 정보로부터 칩단위로 감광기판의 쇼트배열을 결정하는 공정과; 상기 쇼트배열에 의해서 상기 주사노광을 제어하는 공정을 구비하고, 상기 감광기판은 상기 노광장치와는 다른 멸도의 노광장치를 이용한 노광을 통한 쇼트에서 형성된 복수의 기판측 칩패턴을 지니며, 상기쇼트배열은 상기 노광장치에서 행해야 할 쇼트의 수가 적어지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법이 제공된다.
상기 쇼트배열은 상기 주사노광에 앞서 기록되고, 그 기록에 따라 상기 주사노광을 제어해도 된다.
본 발명의 또 다른 양상에 의하면, 원화패턴이 구비된 마스크를 유지하고, 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 마스크스테이지와, 상기 원화패턴의 적어도 일부를 소정의 배율로 투영하는 투영광학계와, 상기 투영광학계의 결상면에 감광기판을 유지하고, 상기 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 기판스테이지를 구비한 노광장치를 사용가능하고, 상기 마스크스테이지와 상기 기판스테이지를 상기 투영광학계의 배율에 대응하는 속도비로 동시에 이동시킴으로써, 상기 원화패턴의 투영상을 상기 감광기판의 쇼트상에 주사노광시켜 디바이스를 제조하는 방법에 있어서, 복수의 원화측 칩패턴을 포함하는 상기 원화패턴의 칩크기 및 칩구성에 관한 정보로부터 칩단위로 감광기판의 쇼트배열을 결정하는 공정과; 상기 쇼트배열에 의해서 상기 주사노광을 제어하는 공정을 구비하고, 상기 감광기판은 상기 노광장치와는 다른 별도의 노광장치를 이용한 노광을 통한 쇼트에서 형성된 복수의 기판측 칩패턴을 지니며, 상기 쇼트배열은 상기 노광장치에서 행해야 할 쇼트의 수가 적어지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법이 제공된다.
상기 쇼트배열은 상기 주사노광에 앞서 기록되며, 그 기록에 따라 상기 주사노광을 제어해도 된다.
간단히, 본 발명에 의하면, 주사노광에 있어서, 웨이퍼 주변부에 대한 노광을 1쇼트분 행하는 것이 아니라 유효한 칩분만 행한다. 또, 상기 멀티칩의 경우에는, 예를 들면, 256M DRAM에 있어서는, 64M DRAM분을 1칩분으로 간주하여, 노광을 행해도 된다.
이를 위해서는, 칩의 구성 또는 크기를 고려하면서, 다수의 칩을 얻도록 배열을 설계하면 좋다. 주사노광중에, 예를 들면, 1쇼트의 3개칩 중 1개칩만을 노광하는 경우에는, 노광을 위한 주사를 1개칩분만 행해도 되고, 그 이외의 주사는 더 이상 행하지 않아도 된다. 이것에 의해, 불필요한 영역의 주사를 생략할 수 있으므로, 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또, 불필요한 노광도 방지하므로 광원의 수명을 향상시킬 수 있다.
웨이퍼주변부에 대한 포커스측정에 관해서도 웨이퍼면외의 노광영역이 존재하지 않으므로, 반드시 웨이퍼면상에서 측정이 행해진다. 따라서, 웨이퍼 주변부에 있어서의 특별한 취급이 필요없으므로, 측정오차의 가능성도 감소된다.
본 발명의 상기와 이외의 목적, 특징 및 이점은 첨부도면과 관련하여 취한 본 발명의 바람직한 실시예의 이하의 설명을 고려하면 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 주사노광장치의 개략도
도 2는 웨이퍼의 노광영역과 포커스측정점을 설명하는 개략도
도 3은 웨이퍼면상의 쇼트배열을 설명하는 개략도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 주사노광장치의 개략도
도 5는 도 1의 제 1실시예의 노광동작을 설명하는 순서도
도 6은 도 1의 제 1실시예의 노광동작을 설명하는 개략도
도 7은 본 발명의 다른 실시예의 노광동작을 설명하는 순서도
도 8은 도 7의 실시예의 노광동작을 설명하는 개략도
도 9는 스테퍼에 의해서 처리할때의 쇼트배열의 일례를 설명하는 개략도
도 10은 도 9의 쇼트배열에 대응하는 본 발명의 일실시예에 의한 쇼트배열을
설명하는 개략도
도 11은 칩을 생성할 수 없는 부분을 포함하는, 웨이퍼상의 쇼트배열을 설명
하는 개략도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
(1) : 축소투영렌즈 (2) : 레티클
(3) : 레티클스테이지 (4) : 웨이퍼
(5) : 웨이퍼스테이지 (6) : 노광조명광학계
(10) : 투광계 (13) : 수광계
(20) : 하프미러 (21) : 레티클측 레이저간섭계
(22) : 레티클위치제어계 (24) : 웨이퍼스테이지측 레이저간섭계
(25) : 웨이퍼위치제어계 (26) : 면위치검출계
(31) : 차광판 (33) : 마스킹블레이드
(34) : 노광영역
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 투영노광장치를 도시한 것이다. 이 실시예에서는, 스텝앤리피트방식으로 웨이퍼이동과 웨이퍼노광을 반복함과 동시에, 웨이퍼상의 각 쇼트의 노광을 주사노광에 의해서 행하는 소위 스텝앤스캔방식이라 칭할 수 있는 투영노광장치에 본 발명을 적용하고 있다.
도 1에 있어서, (1)은 도시되어 있는 바와 같이 XYZ좌표계의 Z축방향에 평행하게 뻗은 광축(AX)을 지닌 축소투영렌즈(투영광학계)이다. 투영렌즈(1)의 상면은 Z축방향에 대해서 수직인 관계에 있다. 레티클(마스크)(2)은 레티클스테이지(3)상에 유지되어 있고, 레티클(2)의 패턴은 투영렌즈(1)의 배율에 대응하는 1:4∼1:2로 축소투영되고, 그 투영상은 축소투영렌즈(1)의 상면에 형성된다.
(4)는 감광기판으로 되는, 표면에 포토레지스트가 도포된 반도체웨이퍼이고, 선행 노광공정에서 형성된 다수개의 노광영역(쇼트영역)이 정렬하여 배치되어 있다. (5)는 웨이퍼(4)를 탑재한 스테이지이고, 웨이퍼(4)를 웨이퍼스테이지(5)에 흡착고정시키는 척과, X방향 및 Y방향으로 각각 수평이동가능한 XY스테이지와, 투영렌즈(1)의 광축방향에 대응하는 Z축방향으로 이동가능함과 동시에, X축 및 Y축 주위로 회전가능한 레벨링스테이지와, Z축주위로 회전가능한 회전스테이지로 구성되어 있다. 그러므로, 스테이지(5)는 투영렌즈(1)에 의해 형성된 레티클(2)패턴의 투영상을 웨이퍼(4)의 쇼트영역에 합치시키기 위한 6축보정계를 구성하고 있다.
도 1에 있어서의 (10),(11),(12) 및 (13)은 광축(AX)에 대해서 웨이퍼(4)면의 위치와 XY면에 대한 그 표면의 어떠한 경사라도 검출하는 포커스 및 경사검출광학계의 각 요소이다. 특히, (10)은 복수(예를 들면, 6개)의 평행광빔을 생성하는 투광계이다. 이들 광빔은 미러(11)에 의해 웨이퍼(4)면상의 6개의 측정점으로 도광된다. 도 1에서는 2개의 광빔만을 도시했지만, 각 빔은 도면의 지면의 깊이방향(수직방향)으로 위치한 3개의 광빔을 나타낸다.
웨이퍼(4)면상에는 도 3에서 도시한 바와 같이, 복수의 쇼트영역(레티클(2)의 패턴을 전사하려는 영역)이 정렬하여 배치되어 있다. 투광계(10)에 의해 투영된 6개의 광빔은 도 2에 잘 도시한 바와 같이, 쇼트영역의 서로 독립한 6개의 각 측정점 CL1, CL2, CL3, CR1, CR2, CR3으로 입사한다.
이때, 웨이퍼(4)로부터 반사된 광빔은 미러(12)를 경유하여 수광계(13)에 의해 수광된다. 수광계(13)는 웨이퍼(4)면상의 각 측정점 CL1∼CL3 및 CR1∼CR3이 수광계(13)의 검출면과 광학적으로 공액관계가 되도록 경사보정을 행하고 있으므로, 측정점 CL1∼CL3 및 CR1∼CR3의 각각의 국부적인 경사에 의해서 수광계(13)의 검출면에서의 핀홀(pinhole)상의 위치가 변화하지 않고, 오히려, 각 측정점의 광축(AX)방향에 대한 레벨(높이)의 변화에 응해서, 수광계(13)의 검출면상에서 핀홀상이 변화한다.
이제, 본 실시예의 주사노광동작을 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 레티클(2)은 스테이지(3)에 흡착하여 유지고정된 다음에, 투영렌즈(1)의 광(AX)에 수직인 XY평면을 따라서 일정속도로 도 1의 X축방향으로 주사이동됨과 동시에, Y축 방향(도면의 지면에 수직인 방향)으로는, 항상 목표좌표위치를 주사할 수 있도록 보정구동된다. 이 레티클스테이지(3)의 X축방향 및 Y축방향에 대한 위치정보는 레티클측 레이저간섭계(21)(X축 및 Y축으로의 측정)로부터 레티클스테이지(3)에 고정장착된 하프미러(20)로 복수의 레이저빔이 조사됨으로써 레이저간섭계(21)를 이용하여 항시 측정되고 있다.
노광조명계(6)는 예를 들면, 엑시머레이저 등의 펄스광을 발생하는 광원(도시생략)을 구비하고, 도면에는 모두 도시되어 있지 않은, 예를 들면, 빔정형광학계, 광학적분기, 콜리메이터 및 미러 등의 소자를 포함한다. 이들 소자는 원자외 영역에 있는 펄스광을 효율적으로 투과 또는 반사하는 재료로 이루어져 있다. 여기서, 빔정형광학계는 입사빔의 단면형상(크기포함)을 희망하는 형상으로 정형하고, 광학적분기는 광의 배광특성을 균일하게 해서 레티클(2)을 균일한 조도로 조명하기 위한 것이다.
또, 노광조명광학계(6)는 레티클(2)의 표면과 광학적으로 공액이 되는 위치에 배치된 마스킹블레이드(33)도 포함한다. 마스킹블레이드(33)는 웨이퍼(4)의 칩크기에 대응하는 직사각형의 조명영역(34)을 설정한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 그 조명영역(34)에 의해 부분적으로 조명된 레티클(2)패턴의 일부는 투영렌즈(1)에 의해 레지스트가 도포된 웨이퍼(4)표면상에 투영된다.
도 1에 도시된 주제어유닛(27)은, (Z축에 평행한 축주위의 회전방향에 대한 위치뿐 아니라 X축 및 Y축 방향의 위치에도 대한)XY평면상의 특정위치 및 (Z축 방향을 따르는 레벨(높이)의 위치뿐 아니라 X축 및 Y축 각각에 평행한 축주위의 회전방향 α및 β의 위치에도 대한)Z축 방향의 위치에서, 레티클(2)의 슬릿상을 웨이퍼(4)상의 특정영역내로 조정 및 배치하면서 주사노광을 행하기 위해, 장치의 전체계를 제어하고 있다. 보다 구체적으로는, 레티클 패턴의 XY평편을 따르는 얼라인먼트에 관해서는, 얼라인먼트 현미경(도시생략)으로부터 얻을 수 있는 웨이퍼(4)에 대한 위치데이터로부터 뿐 아니라, 레티클측 레이저간섭계(21) 및 웨이퍼스테이지측 레이저간섭계(24)로부터의 위치데이터로부터 제어데이터를 산출하고, 이 산출된 제어데이터에 의거해서, 레티클위치제어계(22) 및 웨이퍼위치제어계(25)를 제어한다.
레티클스테이지(3)를 도 1에 표시된 화살표(3a)방향으로 스캔, 즉 주사하는 경우에는, 투영렌즈(1)의 축소배열분만큼 보정된 속도로 도 1에 표시된 화살표(5a) 방향으로 웨이퍼스테이지(5)가 주사이동된다. 노광조명광학계(6)내부의 마스킹블레이드(33)의 주사방향의 폭과, 웨이퍼(4)표면에 도포된 레지스트의 감도를 고려하면서 보다 높은 스루풋이 보장되도록 레티클스테이지(3)의 주사속도가 결정된다.
웨이퍼(4)면과 레티클패턴의 Z축 방향에 대한 얼라인먼트, 즉, 상면에 관한 얼라인먼트는, 웨이퍼(4)의 레벨을 수광계(13)의 출력에 의거해서 검출하는 면위치 검출계(26)에 의한 연산결과에 의해서, 웨이퍼위치제어계(25)를 통해 웨이퍼스테이지(5)의 레벨링스테이지를 제어함으로써 행한다. 보다 구체적으로는, 주사방향에 대해서, 노광영역(34)(도 2참조) 근방에 위치한 3개의 웨이퍼레벨 측정용 광스폿의 레벨데이터로부터, 광축(AX)방향의 레벨뿐 아니라 주사방향에 수직인 방향의 어떠한 경사도 계산한다. 그 다음에, 노광위치에서의 최적상면위치에 대한 보정량을 검출하여, 보정을 행한다.
다음에, 본 발명의 쇼트배열 결정과정을 설명한다. 쇼트배열의 입력은 주제어유닛(27)에 접속된 입력단자(도시생략)를 이용하여 행한다. 이 입력단자로부터, 예를 들면 그 좌표뿐 아니라, 웨이퍼(4)의 형상이나 크기, 쇼트크기, 칩크기, 쇼트내의 칩배치를 먼저 입력하고, 도시되어 있지 않은 기억수단에 기억시켜 둔다. 입력후, 컴퓨터에 의해 기억수단에서 정보를 판독하고, 이 정보로부터, 사용하려는 웨이퍼에 의해 작성될 수 있는 최대수의 칩의 배열을 결정한다.
1쇼트가 복수의 칩으로 구성되는 경우, 결정된 칩배열의 조합에 의거해서 이 웨이퍼의 노광시간이 최소가 되는 쇼트배열을 결정한다. 배열의 결정후에, 통신회선을 통해서 대응하는 배열정보를 주제어유닛(27)으로 송신하여, 노광시, 상기 결정된 배열에 의해서 주사노광을 행한다.
이하에, 노광동작의 절차를 설명한다. 먼저, 도 3의 블랭크쇼트(101)를 노광하는 일례에 대해서 설명한다. 상기 쇼트(101)의 경우에는 칩(101a)으로부터 칩(101c)까지의 순서로 노광공정을 행하는 것으로 가정한다.
레티클스테이지(3) 및 웨이퍼스테이지(5)를 이동하여 레티클(2) 및 웨이퍼(4)를 노광개시점에 배치 및 세트한다. 그 순간까지 노광광의 셔터는 아직 개방되어 있지 않다. 그 다음에, 노광광셔터를 개방하고, 노광을 개시한다. 노광동안에, 웨이퍼(4)의 포커스, 상면의 경사 및 레티클(2)과 웨이퍼(4)의 위치를 보정하면서 레티클(2)과 웨이퍼(4)를 주사한다. 1쇼트분의 주사가 종료된 후, 셔터를 닫고, 웨이퍼스테이지(5)를 다음 쇼트를 위한 위치로 이동시킨다.
다음에 도 3에 빗금으로 표시된 바와 같이, 1개의 칩(도 3의 칩(101a)에 대응하는 크기)분 또는 2개의 칩(칩 (101a)과 (101b)의 합한 크기에 대응하는 크기)분을 취할 수 있는 쇼트에서의 노광동작의 절차에 대해서 설명한다. 특히, 본 예에서는, 웨이퍼의 중심측으로부터 그 외측을 향한 방향으로 주사노광을 행하고 있다. 또, 본 예에서는, 노광을 행하려는 칩에 대해서만 노광시의 주사를 행한다. 도 5는 본 예의 노광순서를 도시한 것이고, 도 6은 마스킹블레이드(33)의 개구부(34)와 레티클(2)과의 관계를 도시한 것이다. 웨이퍼(4)는 마스킹블레이드(33)에 대해서 레티클(2)과 동일한 방식으로 이동되므로 도 6에서는 생략하였다. 도 6의 예는 1쇼트가 3개의 칩으로 구성된 경우이고, 이들 칩 A, B, C중에서 칩 A만 노광하는 경우에 대해서 설명한다.
먼저, 도 6(A)에 도시한 바와 같이, 레티클(2)의 칩 A의 가장자리부위에 노광영역(34)의 가장자리부를 세트한다(스텝 51). 이 경우에는 주사방향이 웨이퍼(4)의 중심측으로부터 그 외측을 향하므로, 칩 A와 가장자리부가 레티클(2)패턴의 가장자리부와 합치된다. 또, 이들 가장자리부를 세팅하는 데 필요한 정밀도는 이들의 구동정밀도로 충분히 만족될 수 있는 것으로 가정된다. 예를 들면, 레티클패턴배열의 관계 때문에 기계적 정밀도만으로는 충분한 세팅정밀도를 달성할 수 없다면, 이들을 얼라인, 즉 위치맞춤하는 별개의 기구를 설치해도 된다.
가장자리부를 서로 위치맞춤한 후, 노광광셔터를 개방하고 노광공정을 개시한다(스텝 52). 셔터개시와 동시에, 레티클(2)의 주사를 개시한다. 이때, 웨이퍼(4)측상에, 노광하려고 하는 노광영역(34)의 측상에 있는 포커스측정점 CR1, CR2, CR3에 대해서 포커스측정을 행한다. 그 다음에, 측정점 CR1, CR2, CR3에 관하여 Z축 위치를 측정해온 웨이퍼(4)상의 각 점이, 노광영역(34)으로 들어가면, 측정의 결과에 의해 투영렌즈(1)의 최적의 포커스평면과 웨이퍼면이 일치하도록 보정을 행한다.
또, 예를 들면, 얼라인먼트기구(도시생략)를 통해서, 상면의 경사 또는 레티클과 웨이퍼사이의 상대적 위치벗어남도 보정하면서 주사동작을 행한다(스텝 53). 도 6(B)는 주사동작중의 상태를 도시한 것이다. 이 방법에서는, 칩 A의 모든 영역이 노광영역(34)을 통과할 때가지 등속으로 주사동작을 계속한다. 도 6(C)에도시한 바와 같이, 칩 A의 모든 영역이 노광영역(34)을 통과하면, 노광광셔터를 닫고, 노광공정을 중지한다(스텝 54). 그 다음에, 스테이지를 다음 쇼트의 노광개시위치까지 이동시킨다(스텝 55). 이 경우 상기 배열 이외의 부분이 노광된다. 하지만, 그 부분이 웨이퍼의 가장자리부에 의해 원래 가려진 도 11의 빗금영역(S)에 대응하므로, 문제는 없다.
상술한 바와 같이, 주변쇼트에서는, 불필요한 영역에 대해서 주사노광동작을 생략할 수 있다. 따라서, 스루풋을 증대시킬 수 있고 노광광원의 수명도 연장할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 2실시예를 설명한다. 본 실시예도 웨이퍼주변쇼트의 노광의 관점에서 하나의 특징이 있다. 이 실시예에서는, 웨이퍼주변부의 노광에 대한 주사방향이 웨이퍼의 외측으로부터 그 내측으로 향한다. 또, 하기 예에서는, 노광하려는 칩에 대해서만 노광용 주사를 행한다.
도 7은 노광순서를 도시한 것이고, 도 8은 마스킹블레이드(33)의 개구부(34)와 레티클과의 관계를 도시한 것이다. 웨이퍼는 레티클과 유사한 방식으로 마스킹블레이드에 대해서 이동하므로, 도 8에서는 생략하였다.
도 8의 예는, 1쇼트가 3개의 칩으로 구성된 경우이고, 이들 칩 A, B, C중에서, 칩 A만을 노광하는 경우에 대해서 설명한다.
먼저, 도 8(A)에 도시한 바와 같이, 칩 A의 가장자리부에 노광영역(34)의 가장자리부를 세트한다(스텝 71). 이 경우 주사방향은 웨이퍼의 외측으로부터 그 내측을 향하므로, 칩 A의 가장자리부는 칩 B와 경계에 있는 것이 된다. 또, 이들 가장자리부를 세팅하는데 필요한 정밀도는 이들의 구동정밀도에 의해 충분히 만족될 수 있다고 추정된다. 예를 들면, 레티클패턴배열의 관계 때문에 기계적 정밀도만으로 충분한 세팅정밀도를 달성할 수 없다면, 이들을 위치맞춤하는 별개의 기구를 설치해도 된다.
가장자리부를 서로 위치맞춤한 후, 노광광셔터를 개방하고 노광을 개시한다(스텝 72). 셔터개시와 동시에, 레티클(2)의 주사를 개시한다. 이때, 웨이퍼(4)측상에, 노광하려고 하는 노광영역(34)의 측상에 있는 포커스측정점 CL1, CL2,CL3에 대해서 포커스측정을 행한다. 그 다음에, 측정점 CL1, CL2, CL3에 관하여 Z축위치를 측정해온 웨이퍼(4)상의 점이, 노광영역(34)으로 들어가면, 측정의 결과에 의해 투영렌즈(1)의 최상의 포커스평면과 웨이퍼면이 일치하도록, 보정을 행한다.
또, 예를 들면, 상면의 경사 또는 얼라인먼트기구(도시생략)를 통해서, 레티클과 웨이퍼사이의 상대적 위치벗어남도 보정하면서 주사를 행한다(스텝 73). 도8(B)는 주사동작중의 상태를 도시한 것이다. 이 방법에서는, 칩 A의 모든 영역이 노광영역(34)을 통과할 때까지 등속으로 주사를 계속한다. 도 8(C)에 도시한 바와 같이, 칩 A의 모든 영역이 노광영역(34)을 통과하면, 노광광셔터를 닫고, 노광공정을 중지한다(스텝 74). 그 다음에, 스테이지를 다음 쇼트의 노광개시위지까지 이동시킨다(스텝 75).
상술한 바와 같이, 주변쇼트에서는, 불필요한 영역에 대한 주사노광동작을 생략할 수 있다. 따라서, 스루풋을 증대시킬 수 있고 노광광원의 수명도 연장할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제 3실시예를 설명한다. 이 실시에는 웨이퍼주변쇼트의 노광에 있어서, 전술한 제 1 및 제 2실시예를 조합하여 사용한 예에 상당한다. 이것에 의해 웨이퍼 주변쇼트에 있어서도 그 근방의 쇼트의 노광시의 주사방향에 의해서 스루풋을 향상시킨 효율적인 주사노광을 실시하는 것이 가능하다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제 4실시예를 설명한다. 이 실시예는, 노광조명계(6)내에 마스킹블레이드근방 또는 마스킹블레이드와 광학적으로 공액인 위치에 레티클(2)의 주사방향과 동일한 방향으로 왕복이동가능한 차광판(31)이 설치되어 있다. 이것은 1쇼트의 일부만 노광하는 경우, 제어장치(32)의 제어하에 노광영역 경계와 함께 레티클(2)에 관한 배율을 반영한 주사속도로 이동한다. 이것에 의해, 웨이퍼주변쇼트에 있어서 노광주사방향의 제한을 제거하는 것이 효과적이다. 웨이퍼주변쇼트에 있어서의 노광절차 이외에는, 동작이 제 1실시예와 동일하다.
다음에, 이 실시예에 의한 웨이퍼주변부에 있어서의 노광동작의 절차를 설명한다. 노광시의 주사는, 노광하려는 칩에 대해서만 행해도 된다. 하지만, 이경우, 노광조명 광학계(6)내에 있는 차광판(31)을, 도 4의 화살표(31a)(레티클(2)과 마스킹블레이드(33)가 1회 결상에 의해 역으로 된다는 가정하에서)의 방향으로, 레티클(2)과 차광판(31)사이에 설치된 결상렌즈(도시생략)의 배율분만큼 보정된 속도로, 노광영역경계와 함께 주사이동시킬 필요가 있다. 왜냐하면, 상기와 같이 하지 않으면, 마스킹블레이드(31)의 개구부에 의해 불필요한 부분이 노광되기 때문이다. 따라서, 전체적으로 노광되지 않는 쇼트에서는, 차광판(31)도 레티클(2) 및 웨이퍼(4)와 함께 이동하여 주사노광을 행한다.
그와 같이 이동가능한 차광판(31)을 설치함으로써 웨이퍼주변쇼트에 관한 노광주사방향의 제한이 제거되므로, 낭비가 없는 동작을 선택하는 것이 가능하고, 스루픗의 향상이 보장된다.
다음에, 본 발명의 제 5실시예를 설명한다. 이 실시예는 스테퍼로 노광한 웨이퍼를 주사노광장치로 처리하는 소위 믹스앤매치 절차에 관한 것이다. 또, 본 실시예에 있어서도, 1쇼트가 3개칩으로 구성된 예를 설명한다.
도 9는 스테퍼를 이용하여 프린트한 72칩의 쇼트배열을 도시한 것이다. 빗금친 영역(T)은 칩의 일부가 웨이퍼(4)의 가장자리부에 위치하여 반도체제품으로 되지 않는 영역이다. 이 웨이퍼(4)를 주사노광장치로 노광하는 경우, 칩단위로 배열을 재작성하면, 도 10에 도시된 바와 같은 배열에 의해 최소의 쇼트수(68쇼트)가 된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 스테퍼와 동일한 배열에 의해 노광공정을 행하면 72쇼트분 주사노광을 행해야만 한다. 그에 비해서, 도 10에 도시한 바와 같이 변성된 쇼트배열은 68쇼트가 되므로 4쇼트분의 주사노광이 필요없다. 따라서, 스루풋이 향상한다.
이상 설명한 본 발명에 의하면, 쇼트배열작성시에, 칩단위로 배열을 결정한다. 이것에 의해 불필요한 영역의 주사노광을 생략할 수 있으므로 향상된 스루풋이 보장되고, 또, 노광광원의 수명을 연장하는 것이 가능하다.
이상 본 발명은 여기에 개시된 구성을 참조해서 설명하였으나, 본 발명은 이로써 한정되지 않고, 개량목적이나 이하의 특허청구범위의 범위내에 들어가는 그러한 모든 변형이나 수정도 포함하는 것임은 물론이다.

Claims (7)

  1. 원화패턴이 구비된 마스크를 유지하고, 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 마스크스테이지와, 상기 원화패턴의 적어도 일부를 소정의 배율로 투영하는 투영광학계와, 상기 투영광학계의 결상면에 감광기판을 유지하고, 상기 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 기판스테이지를 구비하고, 상기 마스크스테이지와 상기 기판스테이지를 상기 투영광학계의 배율에 대응하는 속도비로 동시에 이동시킴으로써 상기 원화패턴의 투영상을 상기 감광기판의 쇼트상에 주사노광시키는 노광장치에 있어서, 복수의 원화측 칩패턴을 포함하는 상기 원화패턴의 칩크기와 칩구성에 관한 정보로부터 칩단위로 결정된 감광기판의 쇼트배열에 의거해서 주사노광을 제어하는 제어수단을 구비하고, 상기 감광기판은 상기 노광장치와는 다른 별도의 노광장치를 이용한 노광을 통한 쇼트에서 형성된 복수의 기판측 칩패턴을 지니며, 상기 쇼트배열은 상기 노광장치에서 행해야 할 쇼트의 수가 적어지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 쇼트배열은 상기 주사노광에 앞서 기록되고, 그 기록에 따라 상기 제어수단이 상기 주사노광을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 마스크의 근방위치 또는 상기 마스크와 광학적으로 공액이 되는 위치에 배치되고, 상기 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 차광판을 또 구비하고, 상기 차광판은, 상기 원화패턴을 상기 감광기판상에 주사노광할때, 상기 마스크의 노광영역의 경계와 함께 상기 마스크와의 배율에 대응하는 속도비로 동시에 이동하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  4. 원화패턴이 구비된 마스크를 유지하고, 주사방향을 따라서 왕복이동 가능한 마스크스테이지와, 상기 원화패턴의 적어도 일부를 소정의 배율로 투영하는 투영광학계와, 상기 투영광학계의 결상면에 감광기판을 유지하고, 상기 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 기판스테이지를 구비한 노광장치를 사용가능하고, 상기 마스크 스테이지와 상기 기판스테이지를 상기 투영광학계의 배율에 대응하는 속도비로 동시에 이동시킴으로써 상기 원화패턴의 투영상을 상기 감광기판의 쇼트상에 주사노광시키는 주사노광방법에 있어서, 복수의 원화측 칩괘턴을 포함하는 상기 원화패턴의 칩크기와 칩구성에 관한 정보로부터 칩단위로 감광기판의 쇼트배열을 결정하는 공정과, 상기 쇼트배열에 의해서 주사노광을 제어하는 공정을 구비하고,
    상기 감광기판은 상기 노광장치와는 다른 별도의 노광장치를 이용한 노광을 통한 쇼트에서 형성된 복수의 기판측 칩패턴을 지니며, 상기 쇼트배열은 상기 노광장치에서 행해야 할 쇼트의 수가 적어지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 쇼트배열은 상기 주사노광에 앞서 기록되고, 그 기록에 의해서 상기 주사노광을 제어하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  6. 원화패턴이 구비된 마스크를 유지하고, 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 마스크스테이지와, 상기 원화패턴의 적어도 일부를 소정의 배율로 투영하는 투영광학계와, 상기 투영광학계의 결상면에 감광기판을 유지하고, 상기 주사방향을 따라서 왕복이동가능한 기판스테이지를 구비한 노광장치를 사용가능하고, 상기 마스크스테이지와 상기 기판스테이지를 상기 투영광학계의 배율에 대응하는 속도비로 동시에 이동시킴으로써 상기 원화패턴의 투영상을 상기 감광기판의 쇼트상에 주사노광시켜 디바이스를 제조하는 방법에 있어서, 복수의 원화측 칩패턴을 포함하는 상기 원화패턴의 칩크기와 칩구성에 관한 정보로부터 칩단위로 감광기판의 쇼트배열을 결정하는 공정과:
    상기 쇼트배열에 의해서 주사노광을 제어하는 공정을 구비하고,
    상기 감광기판은 상기 노광장치와는 다른 별도의 노광장치를 이용한 노광을 통한 쇼트에서 형성된 복수의 기판측 칩패턴을 지니며, 상기 쇼트배열은 상기 노광장치에서 행해야 할 쇼트의 수가 적어지도록 결정되는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 쇼트배열은 상기 주사노광에 앞서 기록되고, 그 기록에 의해서 상기 주사노광을 제어하는 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
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