KR100219824B1 - 노광방법 및 장치, 그리고 그것을 사용한 디바이스제조방법 - Google Patents

노광방법 및 장치, 그리고 그것을 사용한 디바이스제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 노광방법은 웨이퍼가 주사노광을 위하여 소정의 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 제 1동작과 상기 소정의 방향과는 다른 방향으로 단게적으로 이동되는 제 2동작의 조합에 의해서 웨이퍼상의 다른 영역에 마스크패턴을 전사하는 공정을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2동작중 하나의 동작이 정지하기 이전에 다른 동작이 시작되는 것을 특징으로 하고 있다.

Description

노광방법 및 장치, 그리고 그것을 사용한 디바이스제조방법
본 발명은 노광처리가 있는 주사동작과 노광처리가 없는 스텝동작이 택일적으로 행해지는 것을 특징으로 하는 스템-및-주사형 반도체장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는, 이러한 노광장치의 X-Y스테이지를 제어하는 X-Y스테이지제어장치에 있어서의 개선에 관한 것이다.
일반적으로, 주사형 반도체노광장치는 소정의 위치에 대하여 웨이퍼상의 노광위치를 제어하는 X-Y스테이지를 사용한다. 노광처리가 있는 주사동작기간은 가속기간, 감속기간 및 일정속도기간으로 이루어진다. 일정속도기간은 노광기간 및 가속안정화에 필요한 일정속도휴지기간으로 이루어진다. 노광처리가 없는 스텝동작기간은 가속기간, 감속기간 및 일정속도기간으로 이루어진다. X-Y스테이지제어에 대해서 주목할 때, 만일 주사동작으로부터 스텝동작으로 또는 스텝동작으로부터 주사동작으로의 변환시에 X-Y스테이지가 감속되어 정지하면, 그후 전체로써 웨이퍼의 노광을 종료하는 데에는 오랜시간이 걸린다.
본 발명의 목적은 스텝-및-주사절차에 의해 웨이퍼의 전체표면에 패턴전사를 행하는 데 필요한 전체시간을 상당히 저감하여 생산성을 효과적으로 높일 수 있는 노광방법 또는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 보다 높은 생산성이 보증되는 상술한 노광방법 또는 장치에 의거해서 개선된 디바이스(device)제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일양상에 의하면, 웨이퍼가 주사노광을 위하여 소정의 방향으로 주사이동되는 것을 특징으로 하는 제 1동작과 상기 소정의 방향과는 다른 방향으로 단계적으로 이동되는 제 2동작의 조합에 의하여 웨이퍼상의 다른 영역에 마스크패턴을 전사하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2동작중 하나의 동작이 정지하기 이전에 다른 동작을 시작하는 단계로 이루어진 노광방법이 제공된다.
본 발명의 이 양상의 바람직한 형태에 있어서는 마스크패턴이 웨이퍼상의 한영역에 전사되는 마스크와 웨이퍼의 양쪽이 주사이동되는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 이 양상의 또다른 바람직한 형태에 있어서는, 상기 방법은, 또 이에 더하여 마스크상에 슬릿광을 투사하는 단계와, 시간적인 관계와 소정의 속도비로 마스크와 웨이퍼를 주사이동하는 단계와, 웨이퍼상에 마스크패턴을 축소된 규모로 투사하고, 이에 의해 웨이퍼상에 마스크패턴을 축소된 규모로 전사하는 단계로 이루어진다.
본 발명의 이 양상의 또 다른 바람직한 형태에 있어서는, 소정방향으로의 주사동작이 노광종료위치를 지날 때, 그 다음 단계의 동작의 가속이 시작된다.
본 발명의 이 양상의 또다른 바랍직한 형태에 있어서는, 소정방향으로의 주사동작이 노광종료위치를 지난 후 그리고 감속이 시작되기 이전에, 그 다음단계의 동작이 시작된다.
본 발명의 이 양상의 또다른 바람직한 형태에 있어서는, 웨이퍼에 대한 n 번째 동작기간이 주사동작기간으로 이루어지고, n+1번째 동작기간이 단계동작기간으로 이루어지고, n+2번째 동작기간이 주사동작기간으로 이루어질 때 n+1번째 동작기간에 있어서의 가속은 n번째동작기간에 있어서의 노광종료위치를 지날 때 시작되고, 그후 n+2번째 동작기간에 있어서의 가속은 n번째 동작기간에 있어서의 감속이 종료된 후에 시작된다.
본 발명의 이 양상의 또다른 바람직한 형태에 있어서, n+2번째동작기간에 있어서의 가속은 단계동작의 감속이 시작되기 전에 시작된다.
본 발명의 이 양상의 또 다른 바람직한 형태에 있어서는, 다른 동작의 시작 타이밍은 가변적이다.
본 발명의 이 양상의 또 다른 바람직한 형태에 있어서는, 상기 타이밍은 목표가속 및 주사동작의 갑작스런 움직임중 적어도 하나 또는 단계동작, 일정속도주사의 속도 및 가속안정화시간중 적어도 하나에 따라서 가변적으로 설정된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 상술한 노광방법을 포함하는 디바이스제조방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 마스크상에 소정의 조명영역을 조명하는 조명수단과, 마스크를 지지하고 이것을 주사이동시키는 마스크스테이지와, 웨이퍼상에 마스크의 패턴을 투사하는 투사광학시스템과, 웨이퍼를 지지하고 이것을 이동시키는 웨이퍼스테이지와, 상기 마스크스테이지와 상기 웨이퍼스테이지가 시간관계를 가지고 소정의 속도비로 주사이동되어 마스크의 패턴에 웨이퍼를 주사노광하고, 상기 웨이퍼의 스테이지는 웨이퍼상의 주사노광영역을 변경시키기 위하여 단계적으로 이동되는 것을 특징으로 하는 스텝-및-주사동작을 행하며, 주사동작 및 단계동작중 하나가 정지하기 이전에 다른 동작이 시작되도록 스텝-및-주사동작에 있어서 사용되는 제어수단으로 구성된 노광장치가 제공된다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점은 유첨도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 설명을 고려하면 더욱 명백해질 것이다.
제1도는 주사형 반도체노광장치의 일반적 구조에 대한 개략도
제2도는 위로부터 보았을 때 웨이퍼상의 슬릿광의 이동궤적을 설명하는 개략도
제3도는 본 발명의 제 1실시예에 따른 X-Y스테이지제어시스템의 블록도
제4도는 도 3의 시스템의 X축위치 목표발생수단과 Y축위치목표발생수단을 설명하는 그래프
제5도는 도 3의 시스템의 X축위치 목표발생수단과 Y축위치 목표발생수단의 또 다른 예를 설명하는 그래프
제6도는 도 3의 시스템에 있어서의 X축속도 및 Y축속도에 있어서의 변경을 설명하는 그래프
제7도는 도 3의 시스템의 궤적보간수단의 동작알고리즘을 설명하는 순서도
제8도는 본 발명의 제 2실시예에 따른 X-Y스테이지제어시스템의 궤적보간수단의 동작알고리즘을 설명하는 순서도
제9도는 도 3의 시스템의 X-Y평면을 따른 X-Y스테이지의 동작을 설명하는 그래프
제10도는 도 8실시예의 시스템의 X-Y평면을 따른 X-Y스테이지의 동작을 설명하는 그래프
제11도는 도 8실시예의 시스템의 X-Y평면을 따른 X-Y스테이지의 동작의 또 다른 예를 설명하는 그래프
제12도는 본 발명의 제 3실시에에 따른 X-Y스테이지제어시스템의 블록도
제13도는 도 12의 시스템의 보간처리설정수단의 동작알고리즘을 설명하는 순서도
제14도는 도 13의 순서도에 있어서의 알고리즘(A1)을 설명하는 순서도
제15도는 도 13의 순서도에 있어서의 알고리즘(A2)을 설명하는 순서도
제16도는 도 13의 순서도에 있어서의 알고리즘(A3)을 설명하는 순서도
제17도는 도 16의 알고리즘(A3)이 선택되었을 때 X-Y평면을 따른 X-Y스테이지의 어떤점의 동작을 설명하는 그래프
제18도는 도 16의 알고리즘(A2)이 선택되었을 때, X-Y평면을 따른 X-Y 스테이지의 어떤점의 동작을 설명하는 그래프
제19도는 도 16의 알고리즘이 선택되었을때 X-Y평면을 따른 X-Y스테이지의 어떤점의 동작을 설명하는 그래프
제20도는 본 발명의 제 4실시에에 따른 X-Y스테이지제어시스템의 궤적보간수단의 동작알고리즘을 설명하는 순서도
제21도는 도 20의 시스템의 X-Y평면을 따른 X-Y스테이지의 동작을 설명하는 그래프
제22도는 반도체장치 제조공정의 순서도
제23도는 웨이퍼공정의 순서도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기억장치 2 : X축위치목표발생수단
3 : Y축위치목표발생수단 4 : 위치목표발생수단
5 : 궤적보간수단 6 : X축서보시스템
7 : Y축서보시스템 10 : X-Y스테이지
11 : 보간처리결정수단 8, 106 : X스테이지
9, 105 : Y스테이지 100 : 레티클스테이지
104 : 베이스 108, 120 : 웨이퍼
110 : 조명수단 111 : 축소광학시스템
122 : 이동궤적
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 주사형 노광장치는 레티클(오리지날)상에 형성된 패턴부가 축소된 스케일로 반도체웨이퍼위로 투사되고, 상기 레티클 및 웨이퍼가 돌출평면을 따라 서로 동기해서 주사이동되며, 이에 의해 레티클의 모든 패턴이 웨이퍼위의 한 영역에 리소그래피전사되는 것을 특징으로 하는 스템-및-주사형 노광장치이다; 그후, 웨이퍼는 단계적으로 이동되고도 다른 영역에 노광처리가 행해진다; 웨이퍼의 전체 표면에 레티클패턴이 배열되어 인쇄되는 주사노광의 상기 절차가 반복된다.
도 1은 주사형 노광장치의 일반적인 구성을 도시한다. 도면에서 (100)으로 표시한 것은 레티클(102)을 지지하는 레티클척(101)을 가진 레티클스테이지이다. 레티클스테이지(100)는 주사동작을 위하여 한쪽 방향(X방향)으로 이동가능하다. 레티클스톄이지의 동작을 감시하기 위한 레이저간섭계(104)가 있다.
연합된 웨이퍼스테이지가 베이스(104)상에 위치하며, 그것은 Y스테이지(105)와 X스테이지(106)를 포함한다. 웨이퍼스테이지상의 웨이퍼 척(107)은 웨이퍼(108)를 지지한다. 웨이퍼스테이지는 2방향(X 및 Y방향)으로 이동가능하다. 웨이퍼스테이지를 감시하기 위한 레이저간섭계(109)가 있다.
(110)으로 표시한 것은, 예를들면, 광원과 조명광학시스템으로 구성된 조명수단이다. 이것은 레티클스테이지의 주사방향에 직교하는 방향(Y방향)으로 연장된 슬릿광으로 레티클(102)을 조명하는 기능을 가진다.
(111)로 표시한 것은 레티클(102)의 패턴을 4 : 1의 축소된 스케일로 웨이퍼(108)상에 투사하는 축소광학시스템이다. (112)로 표시된 것은 레티클스테이지(100), 웨이 퍼스테이지(104) 및 축소투사광학시스템(111)을 지지하는 프레임 이다.
도 2는 웨이퍼(120)상의 다른 영역에의 스텝-및-주사절차의 시퀀스를 도시한다. 웨이퍼스테이지수단에 의해서, 웨이퍼(120)는 고정된 조명슬릿광(120)에 상대적으로 스텝-및-주사이동되어서, 웨이퍼(120)상의 각 영역은 도시된 바와 같이 이동궤적(122)을 규정하다.
(실시예 1)
도 3은 상기한 바와 같은 주사형 노광장치에 대한 웨이퍼스톄이지의 X-Y스테이지 제어시스템의 블록도이다. 도면에서 (1)은 목표가속도, 목표속도, 목표위치노광개시위치, 노광종료위치 등을 그안에 기억하는 기억장치이다. (2)는 X축에 대한 위치목표치를 발생하는 X축위치목표발생수단이다. (3)은 Y축에 대한 위치목표치를 발생하는 Y축위치목표발생수단이다. (4)는 X축위치목표발생수단(2)과 Y축위치목표발생수단(3)으로 이루어진 위치목표발생수단이다. (5)는 위치할당신호로써X축서보시스템(6) 및 Y축서보시스템(7)에 각각 X축 및 Y축위치 목표발생수단(2) 및 (3)에 의해 발생된 위치목표치를 인가하는 궤적보간수단이다. X축서보시스템(6)X축위치할당신호를 추종하도록 X스테이지(8)의 구동을 행하고, Y축서보시스템(7)은 Y축위치할당신호를 추종하도록 Y스테이지(9)의 구동을 행한다. (8)로 표시한 X스테이지는 구동대상이고, (9)로 표시한 Y스테이지도 역시 구동대상이다. (10)으로 표시한 것은 X스테이지(8)와 Y스테이지(9)로 이루어진 X-Y스테이지이다.
상기한 구조의 X-Y스테이지제어시스템의 동작을 설명한다. X축위치목표발생수단(2)은 기역수단(1)에 기억된 목표가속도, 목표속도, X축목표위치 및 X축이동개시위치를 근거로하여 아래 방정식(1)에 의해 X축위치목표치 Xr을 계산한다.
Xr=XOr+(1/2)art2O≤ t ≤ tl
Xr=X0r+(1/2 ) art2 1+Vr(t -tl) t1≤ t ≤ T-t1
xr=xT r-(1/2 ) ar(T-t )2T-t1≤ t ≤ T …(1)
여기서, t1=vr/ar, T=t1+(xTr-X0r)/vr, ar은 목표최대가속도, Vr은 목표최대속도, X0 r는 X축구동개시점, xT r는 X축목표위치, t는 동작개시점을 0(제로)으로 하였을때의 시각이다.
X축위치목표발생수단(2)과 마찬가지로, Y축위치목표발생수단(3)은 아래 방전
식(2)에 따라 Y축위치목표치 yr을 계산한다.
yr=y0 r+(1/2)art20≤ t ≤tl
yr=y0 r+(1/2)art2 1+Vr(t-tl) t1≤ t ≤ T-t1
yr=yT r-(1/2 ) ar(T-t )2T-t1≤ t ≤ T …(2 )
여기서 y0 r는 y축구동개시점, yr은 Y축목표위치이다.
도 4는 위치목표치패턴의 속도성분과 가속도성분의 양쪽이 도시된, 위치목표발생수단(4)에 의해 발생된 사다리형 속도패턴의 위치목표치를 나타낸다.
X축서보시스템(6)은 궤적보간수단(5)에 의해 제공되는 X축위치할당치(위치목표치)를 추종하도록 X 스테이지(8)를 제어한다. Y축서보시스템(7)은 궤적보간수단(5)에 의해 제공되는 Y축위치할당치를 추종하도록 Y스테이지(9)를 제어한다. 결과적으로, 전체로서 X-Y스테이지는 X-Y평면을 따라 원하는 위치로 이동될 수 있다. 궤적보간수단(5)은 기억수단(1)에 기억된 목표위치데이터열로부터 목표위치데이터를 하나씩 꺼내서, 그것들을 매개변수로써 워치목표발생수단(4)에 인가한다. 기억수단(1)으로부터 목표위치데이터를 꺼내는 것을 반복함으로써, 전체로써 웨이퍼가주사된다.
본 실시예에 있어서, 주사동작기간에 X-Y스테이지(10)는 X축방향으로 이동되고, 스텝동작기간에 X-Y스테이지(10)는 Y축방향으로 이동된다. 이것은 X-Y스테이지(10)가 주사동작기간에 Y축방향으로 이동되고 스텝동작기간에 X축방향으로 이동되도록 역으로도 가능하다. 동작방향에 직교하는 축에 관해서는 일정한 위치가 유지되도록 제어가 행해진다.
도 5는 궤적보간수단(5)의 동작알고리즘을 설명하는 순서도이다. 먼저, 궤적보간수단(5)은, 현재의 동작기간이 주사동작기간인지의 여부, 그다음의 동작기간이 Y축만을 위한 것인지의 여부 및 X-Y스테이지가 하나의 칩패턴에 대응하여 노광종료위치를 지났는 지의 여부에 관해서, 기억수단(1)에 기억된 목표위치데이터를 근거로하여 식별을 행한다(스텝S1-S3). 만일 식별결과가 사실이면, 그 다음의 동작기간에 관해서, Y축위치목표발생수단(3)은 Y축가속을 개시하도록 작동된다. 만일 식별결과가 거짓이면, X축 위치목표발생수단(2)에 의해 발생된 위치목표는 X축 서보스템(6)에 인가되고, 일정속도 X축구동은 목표위치에 도달할 때까지 계속된다. 만일 양축이 현재의 동작기간에 동작중이면, X-Y스테이지(10)가 목표위치에 도달한 것으로 결론을 내리고, 현재의 동작기간의 종료시까지 그 축의 구동을 계속한다. 위치목표발생수단(4) 및 궤적보간수단(5)은 중앙처리장치에 의해 실현할 수있다.
도 6은 일예이며, 현재의 동작기간이 주사동작기간이고 그 다음의 동작축이 오직 Y축일 경우에 X축속도 및 Y축속도의 변화를 도시한다. X-Y평면을 따라 X-Y스테이지(10)상의 어떤 점의 동작을 관찰하면, 그 결과는 도 9에 도시한 바와 같이 될 수 있다. 도면에 있어서, (Pn)과 (Pn＋1)을 n번째 동작기간과 n+1번째 동작기간에 있어서의 목표위치를 각각 나타내고, (Qn)과 (Qn＋1)은 n번재 동작기간과 n+1번째 동작기간에 있어서의 가속개시위치를 각각 나타낸다. (En)은 n번째 동작기간에 있어서의 노광종료위치를 나타내고, (Rn＋1)과 (Rn＋2)는 (n+1)번재 동작기간과 (n+2)번째 동작기간에 있어서의 가속종료위치를 각각 나타내며, (Sn+2)는 (n+2)번재 동작기간에 있어서의 노광개시위치를 나타낸다. X-Y스테이지(10)는 점(Pn)에서 정지하지 않으나 정각(頂角)안으로 완만하게 지난다. 이것은 전체웨이퍼 표면에의 스텝-및-주사동작에 필요한 전체시간을 감소하고, 생산성 향상시키기 위하여 효과적이다.
(실시예 2)
본 실시에는 궤적보간수단(5)의 동작알고리즘에 대해서만 제 1실시예와 다르다. 이와 같이, 여기에서는 궤적보간수단(5)에 대해서만 기술한다. 도 8은 본 발명의 제 2실시에에 따른 X-Y스테이지제어시스템에 있어서의 궤적보간수단(5)의 동작알고리즘을 설명하는 순서도이다. 기억수단(1)에 기억된 목표위치데이터를 근거로하여, 궤적보간수단은, 현재의 동작기간이 주사동작기간인지의 여부, 및 X-Y스테이지가 하나의 칩패턴에 대응하여 노광종료위치를 지났는지의 여부에 관해서 식별을 행한다(스텝S11-S13). 만일 식별결과가 사실이면, 그 다음의 동작기간에 대해서, Y축위치목표발생수단(3)은 Y축가속을 시작하기 위하여 작동된다(스텝14). 또, 궤적보간수단(15)은, 현재의 동작기간이 스텝동작기간인지의 여부, 그 다음의 동작기간에 있어서, X축만이 동작하는 지의 여부 및 Y축감속이 개시되였는지의 여부에 관해서 식별을 행한다(스텝S15-S16). 만일 식별결과가 사실임을 나타내면, 그 다음의 동작기간에 대해서, X축위치목표발생수단(2)은 X축 가속을 개시하기 위하여 동작된다(스텝 17). 만일 이들 양쪽의 식별결과가 거짓임을 나타내면, 목표위치에 도달할 때까지 구동이 계속되고 현재의 동작기간이 종료된다. 만일 현재의 동작기간에 있어서 양축이 동작중이면, X-Y스테이지(10)는 목표위치에 도달한 것으로 결론을 내리고, 현재의 동작기간종료시까지 그 축의 구동을 계속한다. 위치목표발생수단(4) 및 궤적보간수단(5)은 중앙처리장치의 알고리즘에 의해서 실현할 수 있다. X-Y평면을 따른 X-Y스테이지상의 어떤 점의 동작을 관찰하면, 그 결과는 도 10에 도시한 바와 같이 될 수 있다. 도 9의 것과 유사한 도면에 있어서의 참조문자는 대응하는 위치를 나타낸다. X-Y스테이지는(Pn) 또는 (Pn+1)에서 정지하지 않고 정각안으로 완만하게 지난다. 이것은 전체웨이퍼표면에의 스템-및-주사동작에 필요한 전체시간을 제 1실시에에서 보다 훨씬 더 저감시키기 위하여 효과적이다.
양자택일로써, 스텝동작에 있어서의 가속은, 도 10에 파선으로 나타낸 바와 같이, 주사동작기간에 있어서의 감 속의 개시(Qn)후에 시작될수 있다.
제 1 및 제 2실시예에 있어서, 도 4에 도시한 바와 같이 사다리형 속도패턴이라고 칭할 수 있는 목표치가 생성된다. 그러나, 도 5에 도시한 바와 같은 패턴의 목표치가 생성될 수 있으며, 더 완만한 동작과 X-Y스테이지(10)의 더 적은 진동을 확실하게 하는데 효과적이다.
또, 도 11에 도시한 바와같이, 현재 주사동작기간에 있어서의 노광종료후 및 현재 주사동작기간에 있어서의 감속개시전에, 그 다음동작에 있어서의 가속을 시작할수있다. 도11에있어서, (PE n)및(PE n＋1)은 n번째동작기간 및 n+1번째동작 기간에 있어서의 감속종료위치를 나타내고, (PS n＋1)은 X축 가속개시위치를 나타낸다.
이 경우에 있어서, X-Y스테이지(10)는 (Pn) 또는 (Pn+1)에서 정지하지 않고, 커브를 따라 정각안으로 지난다. X-Y스테이지의 ㅏ축제어편차를 (PE n+1)과 (Sn+2)사이에서 안정화하거나 또는 규칙적으로 되게 하기 위하여 점(PS n+1)을 미리 결정할 수 있다.
(실시예 3)
도 11에 도시한 예에 있어서, 만일 스텝동작의 감속기간에 있어서 가속 또는 급격한 동작이 커지면, 스텝동작방향으로의 위치에러가 안정되거나 규칙적으로 되기 이전에 노광기간이 종료할 가능성이 있고, 이에 의해 비효율적 노광을 야기한다. 만일 이 문제를 피하기 위하여 안정화를 위한 일정속도 휴지기간이 더길어지면, 웨이퍼의 단부에 있어서, X-Y스테이지의 목표위치가 이동가능영역으로 벗어날 가능성이 있다.
도 12는 상기 문제를 해결한 본 발명의 제 3실시예에 따른 주사형 반도체노광장치의 X-Y스톄이지 제어시스템에 대한 블록도이다. 도 3의 실시에와 비교할때, 보간처리결정수단(11)이 추가된다. 보간처리결정수단(11)은 궤적보간수단(5)에 있어서의 궤적보간처리를 결정한다. 이와 같이, 보간처리결정수단(11)에 의해 결정된 보간처리에 따라서, 궤적보간수단(5)은 X축 및 Y축서보시스템(6) 및 (7)에위치할당치를 생성해서 인가한다. 본 실시예의 나머지부분은 도 3의 실시예와 동일하다.
도 13은 보간처리결정수단(11)의 동작알고리즘을 설명하는 순서도이다. 도시한 바와 같이, 보간처리결정수단(11)은 스텝동작기간의 목표가속a에 관한 식별을 행한다. 여기서 가속은 영역a
Figure kpo00002
a1, a0
Figure kpo00003
a
Figure kpo00004
a1 및 aa0중 하나이다(스텝S111). 만일 그것이 영역a
Figure kpo00006
a1내에 있으면, 기술될 알고리즘(A1)은 보간처리로써 선택된다(스텝S112). 만일 영역a0
Figure kpo00007
a
Figure kpo00008
a1내이면, 알고리즘(A2)이 보간처리로써 선택되고(스텝S113). 영역a
Figure kpo00009
a0내이면, 알고리즘(A3)이 보간처리로서 선택된다(스텝S114). 여기서, (ao) 및 (a1)는 미리 결정된 한계치이다.
도 14는 알고리즘(Al)을 설명하는 순서도이다. 먼저, 궤적보간수단(5)은, 현재동작기간이 주사동작기간인지의 여부, 그 다음의 동작기간에 있어서 Y축만이 동작중인지의 여부 및 X-Y스테이지가 노광종료위치를 지났는지의 여부에 관해서 기억수단(1)에 기억된 목표위치데이터를 근거로 식별을 행한다. 만일 식별결과가 사실임을 나타내면, 그 다음의 동작기간에 대해서 Y축위치목표발생수단(3)은 Y축가속을 시작하기 위해 작동되고, 절차는 스텝동작기간으로 진행한다(S128 및 S129). 또 궤적보간수단(5)은, 현재 동작기간이 스텝동작기간인지의 여부, X축 감속이 종료되었는 지의 여부 및 X축위치에러가 안정화되었거나 또는 규칙적으로 되었는 지의 여부에 관해서 식별을 행한다(스텝S125, S130 및 S131). 만일 식별결과가 사실임을 나타내면, 그 다음의 동작기간에 대해서 X축위치목표발생수단(2)은 X축가속을 시작하기 위하여 동작되고, 절차는 주사동작기간으로 진행한다(스텝S132 및 S133). 만일 모든 식별결과가 거짓임을 나타내면, 목표위치에 도달할 때까지 구동이 계속되고, 현재 동작기간이 종료된다. 만일 양축이 현재의 동작기간에 있어서 동작중이면, X-Y스테이지는 목표위치에 도달한 것으로 결론을 내리고, 현재동작기간이 종료될 때까지 축구동이 계속된다.
도 15는 알고리즘(A2)을 설명하는 순서도이다. 먼저, 궤적보간수단(5)은, 현재 동작기간이 주사동작기간인지의 여부, 그 다음의 동작기간에 있어서 Y축만이동작중인지의 여부 및 X-Y스테이지가 노광종료위치를 지났는 지의 여부에 관해서기억수단(1)에 기억된 목표위치데이터를 근거로 식별을 행한다(S135-S137). 만일 식별결과가 사실임을 나타내면, 그 다음의 동작기간에 대해서 Y축위치목표발생수단(3)은 Y축가속을 시작하기 위하여 작동되고 스텝동작기간으로 절차가 진행한다(스텝138 및 139). 또, 궤적보간수단(5)은, 현재동작기간이 스텝동작기간인지의 여부, 그 다음의 동작기간에 있어서 X축만이 동작중인지의 여부 및 Y축감속이 개시되었는 지의 여부에 관해서 식별을 행한다. 만일 식별결과가 사실임을 나타내면, 그다음의 동작기간에 대해서 X축 위치목표발생수단(2)은 X축가속을 시작하기 위해서 동작하고, 주사동작기간으로 절차가 진행한다(S142 및 S143). 만일 현재동작기간에 있어서 양축이 동작중이면, X-Y스테이지는 목표위치에 도달한 것으로 결론을 내리고, 현재동작기간이 종료될 때가지 축구동이 계속된다.
도 16은 알고리즘(A3)을 설명하는 순서도이다. 먼저, 궤적보간수단(5)은, 현재 동작기간이 주사동작기간인지의 여부, 그 다음 동작기간에 있어서, Y축만이 동작중인지의 여부 및 X-Y스테이지가 노광종료위치를 지났는 지의 여부에 관해서 기억수단(1)에 기억된 목표위치데이터에 의거하여 식별을 행한다(S145-S147). 만일 식별결과가 사실임을 나타내면, 그 다음의 동작기간에 있어서, Y축위치목표발생수단(3)은 Y축가속을 시작하기 위하여 작동되고, 스텝동작기간과 스텝동작모드로 절차가 진행하고, X축감속을 기다린다(스텝S148-S150). 또, 궤적보간수단(5)은, 현재 동작기간이 스텝동작기간인지의 여부, 그 다음의 동작기간에 있어서 X축만이 동작중인지의 여부 및 X축감속이 종료되었는지의 여부에 관해서 식별을 행한다(스텝S145, S151 및 S152). 만일 식별결과가 사실임을 나타내면, 그때 현재 스텝동작모드가 X축 감속의 종료를 기다리는 것인지 또는 X축 가속의 개시를 기다리는 것인지의 여부에 대한 식별이 이루어진다(스텝S153).
만일 스텝(S153)에서의 식별결과가 X축감속의 종료를 기다리는 것을 나타내면, 또, X축감속종료순간에 있어서, 스텝동작기간의 스텝폭의 중간위치가 지났는지의 여부에 대해서 식별이 이루어진다(스텝S154 및 S155). 만일 식별결과가 사실임을 나타내면, X축위치목표발생수단(2)은 X축가속을 시작하기 위하여 작동되고, 주사동작기간으로 절차가 진행하다(스텝S156 및 S157). 만일 스텝(S155)에서의 식별결과가 거짓임을 나타내면, 스텝동작모드로 절차가 진행하고, X축가속의 개시를 기다린다(스텝S158).
만일 스텝(S153)에서의 식별결과가 X축가 속의 개시를 기다리는 것을 나타내면, 또 소정의 X축가속개시위치에 도달했는지의 여부에 대해 식별이 행해진다. 만일 스텝(S159)에서의 식별결과가 사실임을 나타내면, X축위치목표발생수단(2)은 X축가속을 개시하기 위하여 작동되고, 주사동작기간으로 절차가 진행한다(스텝S160및 S161). 만일 양축이 현재동작기간에 있어서 동작중이면, X-Y스테이지는 목표위치에 도달한 것으로 결론을 내리고, 현재 동작기간이 종료될때까지 축구동이 계속된다. 위치목표발생수단(4), 궤적보간수단(5) 및 보간처리실정수단(11)을 도시하지 않은 중앙처리장치의 알고리즘에 의해 실현할 수 있다.
도 17은, 알고리즘(A3)이 선택되었을때 X-Y평면은 따른 X-Y스테이지(11)상의 어떤 점이 이동궤적을 도시한다. n번째 동작기간 및 (n+2)번째 동작기간이 주사동작기간이고, (n+1)번째 동작기간이 스텝동작기간인 것을 특징으로 하는 n번째 동작기간으로부터 (n+2)번째 동작기간까지의 부분이 도시되어 있다. 도 11의 것과 유사한 도 17에 있어서의 참조문자는 해당위치를 나타낸다. 이 경우에, X-Y스테이지(10)는 (Pn) 또는 (Pn+1)에서 정지하지 않고 정각안으로 완만하게 지난다. 점(PS n+1)은 X-Y스테이지의 X축제어편차가(PE n+1과 Sn+2사이에서 )안정화되거나 또는 규칙적으로 되도록 미리 결정될 수 있다.
도 18은 알고리즘(A2)이 선택되었을 때, X-Y평면을 따른 X-Y스테이지(10)상의 어떤 점의 동작을 도시한다.
도 19는 알고리즘(Al)이 선택되었을 때, X-Y스테이지(11)상의 어떤 점의 동작을 도시한다. Y축위치에러가 안정화되거나 또는 규칙적으로 될 때까지 (Pn+1)은 목표위치로써 주어지기 때문에, X-Y스테이지(10)는 (Pn+1)에서 한 번 정지한다.
이 절차에 의해, 스텝동작기간에 있어서의 가속이 변경되더라도, 스텝동작방향에서의 위치에러의 안정화 또는 규칙화는 그 다음의 주사동작에 있어서의 노광처리가 개시되기 이전에 확실하게 행할 수 있다. 이와 같이 해서, 바르고 정확한 노광처리가 보장된다.
또, 본 실시예에 있어서, X-Y스테이지(10)의 보다 원활한 동작과 더 적은 진동이 가능한 도 5에 도시한 바와 같은 패턴의 목표치가 생성될 수 있다. 그 경우에 있어서, 급격한 동작은 유한치이기 때문에, 급격한 동작의 값을 보간처리실정조건으로 취할 수 있다.
(실시 예 4)
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 있어서의 궤적보간수단(5)의 동작알고리즘을 도시한다. 먼저, 궤적보간수단(5)은, 현재 동작기간이 주사동작기간인지의여부, 그 다음 동작기간에 있어서 X축만이 동작중인지의 여부 및 X-Y스테이지가 노광종료위치를 지났는 지의 여부에 관해서 기억수단(1)에 기억된 목표위치데이터를근거로 판별을 행한다(S201-S203). 만일 판별결과가 사실임을 나타내면, 그 다음의 동작기간에 대해서 Y축위치목표발생수단(3)은 Y축가속을 시작하기 위하여 작동되고, 스텝동작기간으로 절차가 진행한다(스텝S204 및 S205). 또, 궤적보간수단(5)은, 현재동작기간이 스텝동작기간인지의 여부, 그 다음의 동작기간에 있어서 Y축만이 동작중인지의 여부 및 X축 감속이 종료되있는 지의 여부에 관해서 판별을 행한다(스텝S206-S207). 만일 판별결과가 사실임을 나타내면, 그 다음의 동작기간에 대해서 X축위치목표발생수단(2)은 X축가속을 시작하기 위하여 작동되고, 주사동작기간으로 절차가 진행한다(스텝 S208 및 S209). 만일 모든 판별결과가 거짓임을 나타내면, 목표위치에 도달하고 현재 동작기간이 종료될 때 까지 구동이 계속된다. 만일 양축이 현재 동작기간에 있어서 동작중이면, X-Y스테이지는 목표위치에 도달한 것으로 결론을 내리고, 현재 동작기간이 종료될 때까지 축구동이 계속된다.
X-Y평면을 따른 X-Y스테이지(10)상의 어떤 점의 동작을 관찰하면, 그 결과는 도 21에 도시한 바와 같이 될 수 있다. 도 18의 것과 유사한 도면에 있어서의 참조문자는 대응하는 위치를 나타낸다. X-Y스테이지(10)는 (Pn)에서 정지하지 않고 정각안으로 완만하게 지난다. 이것은 전체 웨이퍼표면에의 스텝-및-주사절차에 필요한 전체시간을 저감하고 생산성을 향상시키기 위하여 효과적이다.
(마이크로 디바이스제조의 실시예)
도 22는 예를들면 반도체칩(e. g. ICs 또는 LSIs), 액정판넬, CCDs, 자기헤드 또는 마이크로머신과 같은 마이크로디바이스의 제조의 절차에 대한 순서도이다. 스텝(301)은 반도체장치의 회로를 설계하는 설계공정이다. 스텝(302)은 회로패턴 설계를 근거로 마스크를 하는 공정이다. 스텝(303)은 실리콘과 같은 재료를 사용해서 웨이퍼를 준비하는 공정이다. 스텝(304)은 준비된 마스크 및 웨이퍼를 사용해서 석판인쇄에 의해 회로가 웨이퍼상에 실제적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 예비공정이라 불리우는 웨이퍼공정이다. 그 다음의 스텝(305)은 스텝(304)에 의해서 처리된 웨이퍼가 반도체칩으로 형성되는 것을 특징으로 하는 후공정이라 불리우는 조립스텝이다. 이 스텝은 조립(다이싱 및 본딩)공정 및 포장(칩시일링)공정으로 구성된다. 스텝(306)은 스텝(305)에 의해 제공되는 반도체장치에 대한 동작검사, 내구성검사등이 행해지는 것을 특징으로 하는 검사스텝이다. 이들 공정에 의해서, 반도체장치가 완료되어 선적된다(스템307).
도 23은 상세한 웨이퍼공정을 나타내는 순서도이다. 스텝(311)은 웨이퍼표면을 산화하기 위한 산화공정이다. 스텝(312)은 웨이퍼표면상에 절연막을 형성하는 CVD공정이다. 스텝(313)은 증착에 의해 웨이퍼상에 전극을 형성하는 전극형성공정이다. 스텝(314)은 웨이퍼에 이온을 주입하는 이온주입공정 이다. 스텝(315)은 웨이퍼에 레지스트(감광제)를 도포하는 레지스트공정이다. 스텝(316)은 상기한 노광장치를 통한 노광에 의해서 웨이퍼상에 마스크의 회로패턴을 인쇄하는 노광공정이다. 스텝(317)은 노출된 웨이퍼를 현상하는 현상공정이다. 스텝(318)은 현상된 레지스트상 이외의 부분을 제거하는 에칭공정이다. 스텝(319)은 에칭공정후에 웨이퍼상에 남아있는 레지스트재료를 분리하는 레지스트분리공정이다. 이들 공정을 반복함으로써, 회로패턴이 웨이퍼상에 중첩해서 형성된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 노광방법 또는 장치에 의하면 스텝-및-주사절차에 의해 웨이퍼의 전체표면에 패턴전사를 행하는 데 필요한 전체시간을 상당히 저감하여 생산성을 효과적으로 높일 수 있다.
또, 본 발명의 제조장치에 의하면, 보다 높은 생산성이 보증되는 상술한 방법 또는 장치에 의해서 개선된 장치제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 여기에 개시된 구성과 관련해서 기술하였지만, 상술한 상세한 설명에 한정되는 것은 아니고, 본 출원은 본 청구범위의 개선목적 또는 범위내에 모든 변형과 변화를 포함하는 것이다.

Claims (11)

  1. 웨이퍼가 주사노광을 위하여 소정의 방향으로 주사이동되는 것을 특징으로 하는 제 1동작과 상기 소정의 방향과는 다른 방향으로 단계적으로 이동되는 제 2동작의 조합에 의해서 웨이퍼상의 다른 영역에 마스크패턴을 전사하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2동작중 하나의 동작이 정지하기 이전에 다른 동작을 시작하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 노광방법.
  2. 제 1항에 있어서, 웨이퍼상의 한 영역에 마스크패턴이 전사되는 마스크 및 웨이퍼의 양쪽이 주사이동되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  3. 제 2항에 있어서, 또, 마스크상에 슬릿광을 투사하는 단계와, 시간적인 관계와 소정의 속도비로 마스크와 웨이퍼를 주사이동하는 단계와, 웨이퍼상에 마스크패턴을 축소된 규모로 투사하고, 이에 의해 웨이퍼상에 마스크패턴을 축소된 규모로전사하는 단계로 구비한 것을 특징으로 하는 노광방법.
  4. 제 1항에 있어서, 소정방향으로의 주사동작이 노광종료위치를 지날 때, 그다음의 단계 동작의 가속이 시작되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  5. 제 2항에 있어서, 소정방향으로의 주사동작이 노광종료위치를 지난 후 그리고 감속이 시작되기 전에, 그 다음단계동작의 가속이 시작되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  6. 제 1항에 있어서, 웨이퍼에 대한 n번째 동작기간이 주사동작기간으로 이루어지고, n+1번째 동작기간이 단계동작기간으로 이루어지고, n+2번째 동작기간이 주사동작기간으로 이루어질 때, n+1번째 동작기간에 있어서의 가속은 n번째 동작기간에 있어서의 노광종료위치를 지날 때 시작되고, 그후 n+2번째 동작기간에 있어서의 가속은 n번째 동작기간에 있어서의 감속이 종료된 후에 시작되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  7. 제 6항에 있어서, n+2번째 동작기간에 있어서의 가속은 n+1번째 동작기간에 있어서의 단계동작의 감속이 시작되기 이전에 시작되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  8. 제 1항에 있어서, 다른 동작의 시작타이밍은 가변적인 것을 특징으로 하는 노광방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 타이밍은 목표가속 및 주사동작의 갑작스런 움직임중 적어도 하나 또는 단계동작, 일정속도주사의 속도 및 가속안정화시간중 적어도 하나에 따라서 가변적으로 실정되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  10. 제 1항의 노광방법을 포함하는 디바이스의 제조방법.
  11. 마스크상의 소정의 조명영역을 조명하는 조명수단과, 마스크를 지지하고 이것을 주사이동시키는 마스크스테이지와, 웨이퍼상에 마스크의 패턴을 투사하는 투사광학시스템과, 웨이퍼를 지지하고 이것을 이동시키는 웨이퍼스테이지와, 상기 마스크스테이지와 상기 웨이퍼스테이지가 시간관계를 가지고 소정의 속도비로 주사이동되어 마스크의 패턴에 웨이퍼를 주사노광하고 상기 웨이퍼스테이지는 웨이퍼상의 주사노광영역을 변경시키기 위하여 단계적으로 이동되는 것을 특징으로 하는 스텝-및-주사동작을 행하며, 주사동작 및 단계동작중 하나가 정지하기 이전에 다른 동작이 시작되도록 스텝-및-주사동작에 이어서 사용되는 제어수단으로 구성된 노광장치.
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