KR100251610B1 - 주사노광장치및이것을사용한노광방법 - Google Patents

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Abstract

스루풋에의 영향이 적은 고속 또한 고정밀도의 베이스라인보정, 나아가서는 고정밀도의 마스크와 웨이퍼의 위치맞춤을 달성하는 주사형노광장치의 제공을 목적으로 하며, 그 구체적인 구성으로서는, 제 1물체를 탑재해서 이동가능한 제 1가동스테이지와; 제 2물체를 탑재해서 이동가능한 제 2가동스테이지와; 상기 제 1물체를 노광광으로 조명하는 조명광학계와; 상기 조명광학계에 의해 조명된 상기 제 1물체의 패턴을 투영하는 투영광학계와; 상기 제 1및 제 2가동스테이지를 상기 투영광학계에 대해서 동기하여 주사하고, 상기 제 1물체의 패턴을 상기 투영광학계를 통해서 상기 제 2물체상에 투영하는 제어수단과; 상기 제 1가동스테이지상에 고정설치된 제 1기준판의 얼라인먼트마크와 상기 제 2가동스테이지상에 고정설치된 제 2기준판의 얼라인먼트마크와의 상대적 위치관계를 검출하는 제 1검출수단과; 상기 투영광학계와 협동해서 제 2기준판의 위치를 검출하는 제 2검출수단과; 상기 제 1및 제 2검출수단에 의한 검출결과에 의거해서, 상기 제 2물체의 위치를 상기 제 2검출수단을 통해서 검출할 때의 측정오차를 검출하는 제 3검출수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

주사노광장치 및 이것을 사용한 노광방법{SCANNING EXPOSURE APPARATUS AND EXPOSURE METHOD USING THE SAME}
본 발명은 반도체디바이스제조과정에 있어서 사용가능한 노광장치, 특히, 포토마스크패턴을 웨이퍼상에 투영하는 투영노광장치에 관한 것이다. 본 발명은 예를 들면, 포토마스크패턴을 웨이퍼상에 투영노광할 때 마스크와 웨이퍼를 투영광학계에 대해서 동기하여 주사이동하는 주사노광장치 또는 방법에 적절하게 적용할 수 있다.
최근, 반도체디바이스의 기술이 현저하게 진전해왔고, 미세가공기술도 현저하게 진전해왔다. 특히, 광가공기술은 서브미크론단위의 해상력을 지닌 축소투영노광장치, 통칭'스테퍼'가 주류이고, 해상력의 보다 나은 향상을 위해서 광학계의 개구수의 확대나 노광광파장의 단파장화가 시도되고 있다.
또, 종래의 반사투영광학계를 지닌 등배의 주사노광장치를 개량하여 투영광학계에 굴절소자를 내장해서 반사소자와 굴절소자를 조합하여 사용하는 것을 시도해 왔고, 굴절소자만으로 구성된 축소투영광학계를 이용하여 마스크스테이지와 감광기판의 스테이지(웨이퍼스테이지)의 양쪽을 축소배율에 대응하는 속도비로 이동시키는 것을 시도해 왔다.
LC, LSI의 미세화가 해마다 진척되고, 이들 반도체소자의 집적도를 향상함에 따라, 마스크패턴과 감광기판패턴과의 정합상태의 허용범위도 해마다 엄격해지고 있다. 감광기판, 소위 웨이퍼의 위치정보를 얻기 위한 웨이퍼면상의 얼라인먼트마크의 관찰방식으로서는, 종래의 이하의 3가지방식이 사용되고 있다.
ⓐ 축외방식-노광광과는 파장이 다른 비노광광을 사용하고, 또한 투영광학계를 통과시키지 않는 방법.
ⓑ 노광광 TTL방식-노광광과 동일파장의 광을 사용하고, 또한 투영광학계를 통과시키는 방법.
ⓒ 비노광광 TTL방식-노광광과는 파장이 다른 비노광광을 사용하고, 또한 투영광학계를 통과시키는 방법.
이 3종류의 방식에는 모두 이하의 결점이 있다.
ⓐ 축외방식의 경우는, 얼라인먼트위치와 노광위치까지의 거리(이하 베이스라인)가, 상시 안정되지 않는 것.
ⓑ 노광광 TTL방식에서는, 레지스트가 노광광을 흡수하기 때문에, 레지스트막을 통해서 얼라인먼트마크를 관찰하는 것이 곤란하다는 것.
ⓒ 비노광광 TTL방식은, 얼라인먼트광으로서 노광파장이외의 파장을 사용하기 때문에, 투영광학계에서 발생하는 수차가 대단히 크게 보정이 곤란한 것.
특히 비노광광 TTL방식에 있어서는, 노광파장이 KrF엑시머레이저(248nm)가 되면, 보정광학계를 사용해도 투영광학계에서 발생한 수차를 양호하게 보정하는 것이 어렵고 충분한 NA를 취할 수 없게되거나, 나아가서는 현실적인 보정광학계를 구성할 수 없게 된다는 문제가 있었다.
또, 비노광광 TTL방식에서는, 얼라인먼트광속과 노광광속의 간섭을 피하기 위하여, 얼라인먼트광학게는 투영광학계의 노광화상높이가 제법 외부쪽이 관찰되도록 구성하는 것이 일반적이다. 그를 위해, 비노광광 TTL얼라인먼트광속때문에 투영광학계를 크게할 필요가 발생하거나, 투영광학계의 제법 높은 상높이의 축외광속을 사용하기 위하여, 축상광속에 비교해서, 투영광학계에서 발생하는 비노광광에 대한 수차의 악화도 대단히 큰 것으로 되어버린다고 하는 문제점도 있었다.
그래서, 본 출원인은, 일본국 특원평 7-88215호에 있어서 비노광광 TTL방식으로 웨이퍼를 관찰, 위치검출할때에 마스크 및 마스크를 유지하고 있는 스테이지가 퇴피구동함으로써, 얼라인먼트광속이 마스크 및 마스크스테이지와 간섭하지 않는 상태를 만들고, 투영광학계의 대략 축위를 중심으로 한 위치, 즉 투영광학계에서 발생하는 비노광파장에 대한 수차가 작은 위치에서 웨이퍼를 관찰가능하게 하는 새로운 얼라인먼트계를 제안하였다.
또, 본 출원인은 일본국 특원평 7-187171호에 있어서, 주사형 노광장치에 있어서의 주사노광제어의 보정방법으로서, 마스크스테이지위의 마스크를 얹어놓는 장소근처에 마스크기준판을 놓고, 웨이퍼스테이지위의 웨이퍼를 얹어놓는 장소근처에 웨이퍼기준판을 놓고, 그 상대위치를 검출함으로써, 기준마스크, 기준웨이퍼가 없더라도, 용이하게 주사노광의 위치제어를 교정할 수 있는 시스템도 제안하고 있다.
그러나, 본 출원인이 제안한 상기 특원평 7-187171호에 있어서의 투영광학계의 대략 축위를 중심으로 한 위치에서의 비노광광 TTL방식에 있어서도 길이의 대소, 변동요인의 다소는 있더라도, 축외방식과 마찬가지로 베이스라인변동은 존재한다.
베이스라인을 정확히 계측하기 위해서는, 마스크마다 패터닝오차를 없애기 위하여 기준마스크를 설치하고, 베이스라인계측때에는 매회 기준마스크를 사용하는 것이 바람직하다. 이 기준마스크의 사용은,
①로트마다, 정기적으로 이 기준마스크를 장치에 로드하지 않으면 안되어, 스루풋의 저하를 초래한다.
②기준마스크의 관리가 필수로 부하가 된다.
등의 문제점이 발생했다. 특히 반도체소자의 미세화가 진행됨에 따라서, 얼라인먼트정밀도가 엄격해지고, 베이스라인계측에 의한 보정빈도도 증가하는 상황인 바, 상기 문제점 ①은 중요시되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해소함과 동시에 스루풋에의 영향이 적은 고속 또한 고정밀도의 베이스라인보정, 나아가서는 고정밀도의 마스크와 웨이퍼의 위치맞춤이 가능한 주사노광장치 및 이를 사용한 노광방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일양상에 의하면, 제 1물체(예를 들면, 마스크)를 탑재해서 이동가능한 제 1가동스테이지(예를 들면, 마스크스테이지)와; 제 2물체(예를 들면, 웨이퍼)를 탑재해서 이동가능한 제 2가동스테이지(예를 들면, 웨이퍼스테이지)와; 상기 제 1물체를 노광광으로 조명하는 조명광학계와; 상기 조명광학계에 의해 조명된 상기 제 1물체의 패턴을 투영하는 투영광학계와; 상기 제 1 및 제 2가동스테이지를 상기 투영광학계에 대해서 동기하여 주사하고, 상기 제 1물체의 패턴을 상기 투영광학계를 통해서 상기 제 2물체상에 투영하는 제어수단과; 상기 제 1가동스테이지상에 고정설치된 제 1기준판의 얼라인먼트마크와 상기 제 2가동스테이지상에 고정설치된 제 2기준판의 얼라인먼트마크와의 상대적 위치관계를 검출하는 제 1검출수단과; 상기 투영광학계와 협동해서 상기 제 2기준판의 위치를 검출하는 제 2검출수단과; 상기 제 1 및 제 2검출수단에 의한 검출결과에 의거해서, 상기 제 2물체의 위치를 상기 제 2검출수단을 통해서 검출할 때의 측정오차를 검출하는 제 3검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 주사노광장치가 제공된다.
상기 제 1검출수단은 상기 노광광과 동일한 파장의 측정광을 사용해도 된다.
상기 제 2검출수단은 상기 노광광과 동일한 파장의 측정광을 사용해도 된다.
상기 제 1검출수단이 상기 제 1 및 제 2기준판과의 상대적 위치관계를 검출할 때에, 상기 제 1 및 제 2가동스테이지를 이동하지 않고도 상기 제 2검출수단에 의해 상기 제 2기준판의 위치를 측정하도록 상기 각 검출수단 및 얼라인먼트마크를 구성해도 된다.
본 발명의 다른 양상에 의하면, 제 1물체를 탑재해서 이동가능한 제 1가동스테이지와, 제 2물체를 탑재해서 이동가능한 제 2가동스테이지와, 상기 제 1물체를 노광광으로 조명하는 조명광학계와, 상기 조명광학계에 의해 조명된 상기 제 1물체의 패턴을 상기 제 2물체상에 투영하는 투영광학계를 사용가능하고, 상기 제 1 및 제 2가동스테이지를 상기 투영광학계에 대해서 동기하여 주사함과 동시에, 상기 제 1물체의 패턴을 상기 투영광학계를 통해서 상기 제 2물체상에 투영하는 주사노광방법에 있어서, 상기 제 1가동스테이지상에 고정설치된 제 1기준판의 얼라인먼트마크와 상기 제 2가동스테이지상에 고정설치된 제 2기준판의 얼라인먼트마크와의 상대적 위치관계를 검출하는 제 1검출단계와; 상기 투영광학계를 통해서 상기 제 2기준판의 위치를 검출하는 제 2검출단계와; 상기 제 1 및 제 2검출단계의 검출결과에 의거해서, 상기 제 2물체의 위치를 상기 제 2검출수단을 통해서 검출할 때의 측정오차를 검출하는 제 3검출단계를 구비한 것을 특징으로 하는 주사노광방법이 제공된다.
상기 제 1검출단계는 상기 노광광과 거의 동일한 파장의 측정광을 사용해도 된다.
상기 제 2검출단계는 상기 노광광과 거의 동일한 파장의 측정광을 사용해도 된다.
상기 제 1검출단계에서 상기 제 1 및 제 2기준판과의 상대적 위치관계를 검출할 때, 상기 제 1 및 제 2가동스테이지를 이동하지 않고도, 상기 제 2기준판의 위치를 측정해도 된다.
본 발명의 또 다른 양상에 의하면, 마스크를 탑재해서 이동가능한 제 1가동스테이지와, 웨이퍼를 탑재해서 이동가능한 제 2가동스테이지와, 상기 마스크를 노광광으로 조명하는 조명광학계와, 상기 조명광학계에 의해 조명된 상기 마스크의 패턴을 상기 웨이퍼상에 투영하는 투영광학계를 사용가능하고, 상기 제 1 및 제 2가동스테이지를 상기 투영광학계에 대해서 동기하여 주사함과 동시에, 상기 마스크의 패턴을 상기 투영광학계를 통해서 상기 웨이퍼상에 투영하는, 웨이퍼디바이스를 제조하는 디바이스제조방법에 있어서, 상기 제 1가동스테이지상에 고정설치된 제 1기준판의 얼라인먼트마크와 상기 제 2가동스테이지상에 고정설치된 제 2기준판의 얼라인먼트마크와의 상대적 위치관계를 검출하는 제 1검출단계와; 상기 투영광학계를 통해서 상기 제 2기준판의 위치를 검출하는 제 2검출단계와; 상기 제 1 및 제 2검출단계의 검출결과에 의거해서 상기 웨이퍼의 위치를 상기 투영광학계를 통해서 검출출할때의 측정오차를 검출하는 제 3검출단계를 구비한 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법이 제공된다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 특징 및 이점은 첨부도면과 관련하여 취한 본 발명의 바람직한 실시예의 이하의 설명을 고려하면 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 주사노광장치의 주요부분의 개략도
도 2(a)∼도 2(c)는 각각 본 발명의 제 1실시예에 사용된 마스크기준판 및 웨이퍼기준판을 설명하는 개략도
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 의한 주사노광장치의 주요부분의 개략도
도 4는 반도체디바이스제조공정의 순서도
도 5는 웨이퍼제조공정의 순서도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 마스크 2: 투영광학계
3: 웨이퍼 4: 마스크스테이지
5: 웨이퍼스테이지 8 : 레티클얼라인먼트현미경
9L, 9R: 관찰현미경 10, 11: 마스크기준판
12: 웨이퍼기준판 21: 패턴영역
22: 전사영역 33: 비노광광 TTL관찰현미경
42(a), 42(b): 마스크얼라인먼트마크(마스크측)
50, 51: 얼라인트마크(마스크기준판측)
55, 60, 61: 얼라인먼트마크(웨이퍼기준판측)
81, 82: 거울 101: 마스크검출수단
102: 처리수단 103: 구동제어수단
이하, 도면에 도시한 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 투영노광장치를 도시한 것이다. 원화가 상부에 형성된 마스크(1)는 레이저간섭계(도시하지 않음)와 구동제어수단(103)에 의하여 X방향 및 Y방향으로 구동제어되는 마스크스테이지(4)를 통하여 장치의 본체에 의하여 지지되어 있다. 웨이퍼(감광기판)(3)는 레이저간섭계(도시되지 않음)와 구동제어수단(103)에 의하여 구동제어되는 웨이퍼스테이지(5)를 통하여 장치의 본체에 의하여 지지되어 있고, 마스크(1) 및 웨이퍼(3)는 투영광학계(2)에 대하여 서로 광학적으로 공액인 위치에 배치되어 있다. 투영노광은, 조명계(도시되지 않음)로부터의 슬릿형상노광광이 마스크(1)를 조명하여, 투영노광계(2)의 광학배율에 상응하는 크기로 마스크의 광학상을 웨이퍼(3)위에 투영시킴으로써 행해진다.
이 실시예는 주사노광장치에 적용되고, 주사노광은, 슬릿형상노광광(6)에 대하여 마스크스테이지(4)와 웨이퍼스테이지(5)양자를 투영광학계(2)의 광학배율에 상응하는 속도비로 X방향으로 이동하여 마스크(1)와 웨이퍼(3)를 주사함으로써 행해진다. 이것에 의하여, 마스크(3)의 디바이스패턴의 전체면이 웨이퍼(3)상의 전사영역(패턴영역)으로 전사된다.
본 실시예에서는, 투영광학계(2)는 굴절소자만으로 이루어져 있으나, 반사소자와 굴절소자를 조합한 투영광학계를 사용해도 된다. 본 실시예에서와 같은 축소투영광학계나 등배광학계를 사용해도 마찬가지로 유리한 결과를 얻을 수 있다.
마스크(1)의 X방향(주사방향)쪽에 배치된 마스크기준판(10) 및 (11)은 마스크스테이지(4)상에 고정설치되어 있고, 한편, 웨이퍼기준판(12)은 웨이퍼스테이지(5)상에 고정설치되어 있다.
마스크기준판(10) 및 (11)은 도 2(a)에 도시된 바와 같이 마크(50) 및 (51)를 지닌다. 웨이퍼기준판(12)은 마스크기준판의 마크에 상응하는 위치[투영광학계(29)에 의하여 정해질 전사위치]에, 도 2(b)에 도시된 바와 같이 마크(60) 및 (61)를 지닌다. 여기에서, 마스크기준판(10) 및 (11)의 마크(50) 및 (51)는 마스크(1)의 패턴묘화면과 동일한 레벨에 배치되고, 웨이퍼기준판(12)의 마크(60) 및 (61)는 노광될 웨이퍼(3)의 표면과 사실상 동일한 레벨에 배치된다.
관찰현미경(9L) 및 (9R)은, 마스크기준판(10) 및 (11)의 마크(50) 및 (51)와 마스크(10)의 패턴표면상의 물체(마크) 및 웨이퍼기준판(12)의 마크(60) 및 (61)와 웨이퍼(3)상의 물체(마크)와의 동시관찰이 가능하도록 구성되어 있다. 광전적으로 관찰된 화상신호는 마크검출수단(101)에 의하여 처리되어, 상대적 위치관계의 정보는 처리회로(102)에 공급된다.
동시관찰을 위해서는, 투영노광을 위하여 사용되는 노광광과 동일한 파장의 광을 조명광으로서 사용해도 되고, 이것은 투영광학계(2)에 의하여 발생된 색수차를 보정하기 위한 다른 광학계를 사용할 필요는 제거하기 때문에 바람직하다.
웨이퍼(3)의 관찰을 위한 비노광광 TTL관찰현미경(33)은 마스크(1)위에 배치된다. 비노광 또는 비감광성파장의 광을 발생하는 얼라인먼트광원(도시되지 않음; 또는 광원으로부터 광을 도광하기 위한 광파이버이어도 됨)으로부터 조사된 얼라인먼트광은 거울(80)에 의하여 반사되어, 마스크기준판(11)쪽으로 향한다. 마스크기준판(11)의 중심부는 비노광파장에 대해서 투명한 물질인 유리로 이루어져 있고, 따라서 기준판 및 그 아래의 마스크스테이지에 형성된 개구부는 얼라인먼트광을 전달하는 역할을 한다.
마스크기준판(11)을 통과하는 얼라인트광은 투영광학계(2)를 통과해서 웨이퍼(3)를 조명하고, 이 웨이퍼(3)위에 형성된 얼라인먼트마크에 의하여 반사되어 산란된다. 이 반사·산란된 광은 다시 투영광학계(2)와 마스크기준판(11)을 통과한 다음, 거울(80)에 의하여 반사되어 비노광광 TTL관찰현미경(33)쪽으로 향한다. 이런 식으로, 예를 들면 CCD 등의 촬상장치에 의하여 웨이퍼(3)의 얼라인먼트마크의 마크영상이 적당한 배율로 관찰되게 된다. 촬상소자에서 검출된 웨이퍼(3)의 얼라인먼트마크의 마크상의 위치와 웨이퍼스테이지(5)를 구동제어하는 레이저간섭계의 측정치로부터, 장치의 본체에 대한 웨이퍼(3)의 위치를 측정한다. 광전적으로 관찰된 상신호는 마크검출수단(101)에 의하여 처리되어, 위치관계의 정보는 처리회로(102)에 인가하여, 유효한 위치정보로서, 구동제어수단(103)으로부터 처리회로(102)로 공급된 정보와 조합하여 사용한다. 비노광광 TTL관찰현미경(33)을 사용하는 웨이퍼기준판의 마크(55)의 관찰은 웨이퍼(3)의 얼라인먼트마크의 관찰과 동일한 절차로 행해진다.
(102)로 공급된 정보와 조합하여 사용한다. 비노광광 TTL관찰현미경(33)을 사용하는 웨이퍼기준판의 마크(55)의 관찰은 웨이퍼(3)의 얼라인먼트마크의 관찰과 동일한 절차로 행해진다.
이 상태에서, 마크(50), (60)사이 및 마크(51), (61)사이의 상대적 위치벗어 남이 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 관찰현미경(9L) 및 (9R)을 통하여 관찰된다. 관찰된 바와 같은 이 상대적 위치관계는 현재 투영되고 노광된 마스크상이 투영되는 웨이퍼스테이지(5)의 어느 위치에 투영되고 있는가를 나타낸다.
이 상태에서, 마크(50),(60)사이 및 마크(51), (61)사이의 상대저 위치벗어남이 도 2(C)에 도시된 바와 같이, 관찰현미경(9L) 및 (9R)을 통하여 관찰된다. 관찰된 바와 같은 이 상대적 위치관계는 현재 투영되고 노광된 마스크상이 투영되는 웨이퍼스테이지(5)의 어느 위치에 투영되고 있는가를 나타낸다.
웨이퍼기준판(12)의 마크(55)와 마크(60) 및 (61)사이의 배치좌표관계를, 관찰현미경(33)을 통하여 얻어진 웨이퍼기준판(12)의 마크(55)의 측정치와, 관찰현미경(9L) 및 (9R)을 통하여 얻어진 웨이퍼기준판(12)의 마크(60) 및 (61)와 마스크기준판(11)의 마크(50) 및 (51)의 상대적 위치의 측정치에 가한다. 이것에 의하여, 웨이퍼가 위치해야할 장소, 즉, 베이스라인이 측정되고 보정된다.
웨이퍼기준판(12)의 마크(55)와 마크(60)및 (61)사이의 배치좌표관계를, 관찰현미경(33)을 통하여 얻어진 웨이퍼기준판(12)의 마크(55)의 측정치와, 관찰현미경(9L) 및 (9R)을 통하여 얻어진 웨이퍼기준판(12)의 마크(60) 및 (61)와 마스크기준판(110의 마크(50) 및 (51)의 상대적 위치의 측정치에 가한다. 이것에 의하여, 웨이퍼가 위치해야할 장소, 즉, 베이스라인이 측정되고 보정된다.
또, 얼라인먼트위치의 측정은 밝은 시야화상관찰 또는 어두운 시야화상관찰을 통하여 또는 헤테로다인을 이용한 격자간섭처리 또는 FFT위상검출처리를 통하여 행해도 되며, 어떠한 방법에 의해서도 본 발명의 유리한 결과는 획득가능하다.
상술한 바와 같이, 장치의 본체에 대한 마스크 및 웨이퍼의 위치의 고정밀도측정을 위하여, 비노광광 TTL관찰현미경(33)의 베이스라인보정측정을 마스크기준판(11) 및 웨이퍼기준판(12)을 사용하여 행한다. 이것에 의해, 기준마스크를 사용할 필요가 없게 되어, 고정밀도로, 신속한 보정측정을 실현할 수 있다.
본 실시예에서는, 비노광광 TTL관찰현미경(33)에 의한 웨이퍼기준판(12)의 마크(55)의 측정과, 웨이퍼기준판(12)의 마크(60) 및 (61)와 마스크기준판(11)의 마크(50) 및 (51)와의 상대적 위치의 측정을 웨이퍼기준판(12)을 이동시키지 않고 동시에 행한다.
본 실시예에서는, 비노광광 TTL관찰현미경(33)에 의한 웨이퍼기준판(12)의 마크(55)의 측정과, 웨이퍼기준판(12)의 마크(60) 및 (61)와 마스크기준판(11)의 마크(50)및 (51)와의 상대적 위치의 측정을 웨이퍼기준판(12)을 이동시키지 않고 동시에 행한다.
선행의 실시예에서는, 관찰현미경(9L) 및 (9R)을 통하여 측정을 행한 후에, 비노광광 TTL관찰현미경(33)을 통한 측정을 행하였으므로, 웨이퍼스테이지(5)의 구동오차가 베이스라인측정오차에 포함되고, 또, 웨이퍼스테이지(5)의 구동시간에 의하여 스루풋이 감소한다. 또한, 웨이퍼기준판(12)이 웨이퍼스테이지(5)에 대하여 위치벗어남을 발생한다면, 그것은 베이스라인측정오차로 될 가능성도 있다.
본 실시예에서는, 관찰현미경(9L) 및 (9R)을 통한 측정 및 비노광광 TTL 관찰현미경(33)을 통한 측정이 동시에 수행될 수 있도록, 웨이퍼기준판(12)의 마크(55), (60) 및 (61)를 배치한다. 즉, 현미경(9L) 및 (9R)과 현미경(33)의 관찰점과 마찬가지로 정확하게, 마크(55), (60) 및 (61)를 배치하면 되며, 특히, 마크(55)를 마크(60)와 (61)사이의 중간에 배치하면, 웨이퍼기준판(12)의 위치벗어남에 대해서도 오차가 작기 때문에 효과적이다.
[실시예 3]
본 실시예에서는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 마스크기준판(11)에는 비노광광 TTL 관찰현미경(33)으로 광을 도광하기 위한 거울(81)이 설치되어 있다.
본 실시예에서는, 거울(80)을 사용하는 대신에, 도 3에 도시된 바와 같이, 마스크기준판(11)상에 거울(81)을 설치한다. 이 거울(81)은 프리즘형상 거울로 이루어져, 마스크기준판(11)과 함께 마스크스테이지(4)위에도 설치된다. 따라서, 주사투영노광과정중에 주사투영노광슬릿과 간섭하지 않는다. 또하느 거울(81)에 의하여 도광하는 광로를 따라, 다음에 고정되는 거울(82)이 주사투영노광슬릿과 간섭하지 않도록 배치될 수 있게 구성되어 있다.
본 실시예에서는, 거울(80)을 사용하는 대신에, 도 3에 도시된 바와 같이, 마스크기준판(11)상에 거울(81)을 설치한다. 이 거울(81)은 프리즘형상 거울로 이루어져, 마스크기준판(11)와 함께 마스크스테이지(4)위에도 설치된다. 따라서, 주사투영노광과정중에 주사투영노광슬릿과 간섭하지 않는다. 또한, 거울(81)에 의하여 도광하는 광로를 따라, 다음에 고정되는 거울(82)이 주사투영노광슬릿과 간섭하지 않도록 배치될 수 있게 구성되어 있다.
본 실시예는 특별한 거울 또는 복잡한 거울교환기구를 사용할 필요가 없어, 구조가 단순하다.
본 실시예에서는 거울(81)을 마스크기준판(11)위에 설치하고 있지만, 반드시 이것으로 한정되는 것은 아니다. 거울(81)을 마스크스테이지(4)속에 내장해서 주사노광과정중에는 주사투영노광슬릿과 간섭하지 않는다면, 거울(81)은 예를 들면, 마스크기준판(11)아래에 그리고 그것과 투영광학계(2)사이의 어느 다른 위치에라도 배치해도 된다. 그러한 경우에, 거울(81)은 비노광광 TTL관찰현미경(33)과 유사한 구조를 가져도 된다. 거울이 마스크(1)위에 설치되지 않고, 마스크(1)와 투영광학계(2)사이에 배치된다할지라도 본 발명의 본질을 손상하는 것은 아니다.
[실시예 4]
다음에, 상기에서 설명한 노광장치 또는 노광방법을 사용하는 디바이스제조방법의 일실시예를 설명한다.
도 4는 예를 들면, 반도체칩(예를 들면, IS 또는 LSI), 액정패널, CCD, 박막자기헤드 또는 마이크로머신 등의 반도체디바이스를 제조하는 과정의 순서도이다. 스텝 1은 반도체디바이스의 회로를 설계하는 설계공정이고, 스텝 2는 상기 설계한 회로패턴에 의거해서 마스크를 제조하는 공정이며, 스텝 3은 실리콘 등의 재료를 이용하여 웨이퍼를 제조하는 공정이다.
스텝 4는 상기 준비한 마스크와 웨이퍼를 이용해서, 리소그래피기술에 의해 웨이퍼상에 실제의 회로를 형성하는 소위 전(前)공정이라 불리는 웨이퍼공정이고, 다음의 스텝 5는 스텝 4에서 처리된 웨이퍼를 반도체칩으로 형성하는 소위 후공정이라고 불리는 조립공정이다. 이 공정은 어셈블링공정(다이싱 및 본딩공정)과 패키징공정(칩봉인)을 포함한다. 스텝 6은 스텝 5에서 작성된 반도체디바이스의 동작체크, 내구성체크 등을 수행하는 검사공정이다. 이들 공정에 의해, 반도체디바이스가 완성되어 출하된다(스텝 7).
도 5는 웨이퍼제조공정의 상세를 표시한 순서도이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 비노광광 TTL방식으로 웨이퍼를 관찰, 위치검출하는 검출계의 베이스라인보정을 하기 위하여, 마스크스테이지위에 고정설치된 마스크기준판과 웨이퍼스테이지위에 고정설치된 웨이퍼기준판을 구성하고, 각 각에 형성된 얼라인먼트마크의 상대적 위치관계를 검출하는 검출계를 구성함으로써, 비노광광 TTL방식의 베이스라인보정을, 마스크스테이지위에 고정설치된 마스크기준판에 의해서 실시하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 기준마스크가 불필요하고, 스루풋에의 영향이 적은 고속이고 또한 고정밀도의 베이스라인보정을 달성할 수 있고, 나아가서는 고정밀도의 마스크와 웨이퍼의 위치맞춤을 달성하는 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 비노광광 TTL방식으로 웨이퍼를 관찰, 위치검출하는 검출계의 베이스라인보정을 하기 위하여, 마스크스테이지위에 고정설치된 마스크기준판과 웨이퍼스테이지위에 고정설치된 웨이퍼기준판을 구성하고, 각각에 형성된 얼라인먼트마크의 상대적위치관계를 검출하는 검출계를 구성함으로써, 비노광광 TTL방식의 베이스라인보정을, 마스크스테이지위에 고정설치된 마스크기준판에 의해서 실시하는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 기준마스크가 불필요하고, 스루풋에의 영향이 적은 고속이고 또한 고정정밀도의 베이스라인보정을 달성할 수 있고, 나아가서는 고정밀도의 마스크와 웨이퍼의 위치맞춤을 달성하는 것이다.
이상 본 발명은 여기에 개시된 구조를 참조해서 설명하였으나, 본 발명은 이로써 한정되지 않고, 개량목적이나 이하의 특허청구범위의 범위내에 들어가는 그러한 모든 변형이나 수정도 포함하는 것임은 물론이다.

Claims (9)

  1. 제 1물체를 탑재해서 이동가능한 제 1가동스테이지(4)와;
    제 2물체를 탑재해서 이동가능한 제 2가동스테이지(5)와;
    상기 제 1물체를 노광광으로 조명하는 조명광학계와;
    상기 조명광학계에 의해 조명된 상기 제 1물체의 패턴을 투영하는 투영광학계와;
    상기 제 1 및 제 2가동스테이지를 상기 투영광학계에 대해서 동기하여 주사하고, 상기 제 1물체의 패턴을 상기 투영광학계를 통해서 상기 제 2물체상에 투영하는 제어수단과;
    상기 제 1가동스테이지상에 고정설치된 제 1기준판의 얼라인먼트마크와 상기 제 2가동스테이지상에 고정설치된 제 2기준판의 얼라인먼트마크와의 상대적 위치관계를 검출하는 제 1검출수단과;
    상기 투영광학계와 협동해서 상기 제 2기준판의 위치를 검출하는 제 2검출수단과;
    상기 제 1 및 제 2검출수단에 의한 검출결과에 의거해서, 상기 제 2물체의 위치를 상기 제 2검출수단을 통해서 검출할 때의 측정오차를 검출하는 제 3검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 주사노광장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1검출수단은 상기 노광광과 동일한 파장의 측정광을 사용하는 것을 특징으로 하는 주사노광장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2검출수단은 상기 노광광과 동일한 파장의 측정광을 사용하는 것을 특징으로 하는 주사노광장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1검출수단이 상기 제 1 및 제 2기준판과의 상대적 위치관계를 검출할 때에, 상기 제 1 및 제 2가동스테이지를 이동하지 않고도 상기 제 2검출수단에 의해 상기 제 2기준판의 위치를 측정하도록, 상기 각 검출수단 및 얼라인먼트마크를 구성한 것을 특징으로 하는 주사노광장치.
  5. 제 1물체를 탑재해서 이동가능한 제 1가동스테이지(4)와, 제 2물체를 탑재해서 이동가능한 제 2가동스테이지(5)와, 상기 제 1물체를 노광광으로 조명하는 조명광학계와, 상기 조명광학계에 의해 조명된 상기 제 1물체의 패턴을 상기 제 2물체상에 투영하는 투영광학계를 사용가능하고, 상기 제 1 및 제 2가동스테이지를 상기 투영광학계에 대해서 동기하여 주사함과 동시에, 상기 제 1물체의 패턴을 상기 투영광학계를 통해서 상기 제 2물체상에 투영하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 1가동스테이지상에 고정설치된 제 1기준판의 얼라인먼트마크와 상기 제 2가동스테이지상에 고정설치된 제 2기준판의 얼라인먼트마크와의 상대적 위치관계를 검출하는 제 1검출단계와;
    상기 투영광학계를 통해서 상기 제 2기준판의 위치를 검출하는 제 2검출단계와;
    상기 제 1 및 제 2검출단계의 검출결과에 의거해서, 상기 제 2물체의 위치를 상기 제 2검출수단을 통해서 검출할 때의 측정오차를 검출하는 제 3검출단계를 구비한 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제 1검출단계는 상기 노광광과 동일한 파장의 측정광을 사용하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 제 2검출단계는 상기 노광광과 동일한 파장의 측정광을 사용하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 제 1검출단계에서 상기 제 1 및 제 2기준판과의 상대적 위치관계를 검출할 때에, 상기 제 1 및 제 2가동스테이지를 이동하지 않고도, 상기 제 2기준판의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  9. 마스크를 탑재해서 이동가능한 제 1가동스테이지(4)와, 웨이퍼를 탑재해서 이동가능한 제 2가동스테이지(5)와, 상기 마스크를 노광광으로 조명하는 조명광학계와, 상기 조명광학계에 의해 조명된 상기 마스크의 패턴을 상기 웨이퍼상에 투영하는 투영광학계를 사용가능하고, 상기 제 1 및 제 2가동스테이지를 상기 투영광학계에 대해서 동기하여 주사함과 동시에, 상기 마스크의 패턴을 상기 투영광학계를 통해서 상기 웨이퍼상에 투영하는, 웨이퍼디바이스를 제조하는 디바이스제조방법에 있어서,
    상기 제 1가동스테이지상에 고정설치된 제 1기준판의 얼라인먼트마크와 상기 제 2가동스테이지상에 고정설치된 제 2기준판의 얼라인먼트마크와의 상대적 위치관계를 검출하는 제 1검출단계와;
    상기 투영광학계를 통해서 상기 제 2기준판의 위치를 검출하는 제 2검출단계와;
    상기 제 1 및 제 2검출단계의 검출결과에 의거해서 상기 웨이퍼의 위치를 상기 투영광학계를 통해서 검출할 때의 측정오차를 검출하는 제 3검출단계를 구비한 것을 특징으로 하는 디바이스제조방법.
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