KR100253054B1 - 노광장치 및 노광방법 - Google Patents

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니시무로 타이죠
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Abstract

본 발명은 스캔노광방식의 광노광장치에 있어서 초점심도의 저하를 방지할 수 있도록 하는 것을 가장 중요한 특징으로 하고 있다.
예컨대, 실제의 스캔노광전에 레티클스테이지(31)의 스캔방향에 대한 이동에 따라 레티클(30)의 상하방향의 위치를 레티클위치측정장치(71)로 측정한다. 그리고, 그 측정치와 함께 연산회로(72)로 오프세트용의 보정데이터를 구하여 메모리(72a)내에 격납한다. 그 후, 실제의 스캔노광시에 차례로 메모리(72a)내의 데이터를 피드백제어회로(62)에 공급한다. 이에 의해 웨이퍼(50)의 Z축방향의 위치와 레티클(30)의 상하방향의 위치에 따라 웨이퍼 Z축구동기구(54)가 제어되어, 레티클(30)의 높이위치의 변화에 의해 레티클(30)로부터의 촬영상이 웨이퍼(50)상의 노광면(50a)에서의 초점일치위치에서 어긋나는 것을 보정하는 구성으로 되어 있다.

Description

노광장치 및 노광방법
본 발명은 예컨대 레티클에 형성된 패턴상에 의해 웨이퍼면상의 포토레지스트를 노광하는 노광장치 및 노광방법에 관한 것으로, 특히 레티클과 웨이퍼를 상대적으로 이동시키면서 노광을 수행하는 스캔노광방식의 광노광장치에 이용되는 것이다.
일반적으로, 반도체제조에 있어서 리소그래피공정에서는 축소투영형의 광노광장치(광스텝퍼)가 오래전부터 이용되어 왔다. 현재는 디바이스의 최소선폭을 쿼터미크론 레벨로 형성하는 것이 가능하게 되어 있다.
따라서, 상기 광스텝퍼에 있어서 쿼터미크론 레벨의 선폭의 해상력(RES)은 하기 (1)식에서 나타낸 바와 같이 투영렌즈의 고NA화 및 노광광파장(λ)의 단파장화에 의해 달성될 수 있었다.
RES = k1*λ/NA --- (1)
DOF = k2*λ/(NA)2--- (2)
여기서, k1, k2는 모두 정수이고, NA는 투영렌즈의 개구수이다.
그러나, (2)식에 의해 나타낸 바와 같이 투영렌즈의 고NA화 및 노광광파장의 단파장화는 투영렌즈의 초점심도(DOF)의 저하를 초래하여 레티클의 패턴상이 웨이퍼의 노광면상에서 흐린상으로 되어 해상불량을 일으키기 쉽게 된다는 문제가 있었다.
이 문제를 해결하기 위해서는 레티클로부터의 투영상과 웨이퍼의 노광면을 고정밀도로 초점일치시키는 것이 요구된다.
도 9는 DOF의 저하를 개선하도록 한 종래의 광스텝퍼의 개략구성을 나타낸 것이다.
즉, 이 광스텝퍼는 예컨대 광원(1)으로부터의 광을 콘덴서렌즈(2)를 매개로 레티클(3)에 조사하고, 그 레티클(3)에 형성된 패턴상을 투영렌즈(4)에 의해 웨이퍼(5)상에 축소투영시켜 표면의 포토레지스트를 노광함과 더불어 그 때의 웨이퍼(5)의 노광면의 위치를 웨이퍼위치측정장치(6)에 의해 측정하여 웨이퍼(5)의 광축(Z축)방향의 위치를 조정하는 것에 의해 레티클(3)로부터의 투영상과 웨이퍼(5)의 노광면을 고정밀도로 초점일치시키도록 구성되어 있다.
웨이퍼위치측정장치(6)는 예컨대 LED(6a)와 수광기(6b; PSD)로 구성되고, 이 수광기(6b)의 출력이 항상 「0」으로 되도록 웨이퍼(5)의 Z축방향의 구동계(도시되지 않았음)를 제어하는 것이었다.
그러나, 상기한 웨이퍼위치측정장치(6)에서는 웨이퍼(5)의 노광면의 높이위치에 관한 정보밖에 얻어지지 않고, 즉 DOF의 저하의 원인의 하나인 레티클(3)의 패턴면의 높이위치에 관한 정보가 얻어지지 않는다는 결점이 있었다.
즉, 종래의 광스텝퍼는 레티클(3)을 스테이지(3'; 레티클스테이지)상에 고정하고, 이 상태에서 웨이퍼(5)가 탑재되는 스테이지(5'; 웨이퍼스테이지)의 위치를 변화시켜 노광하는, 소위 스텝 앤드 리피트방식을 채용하고 있었기 때문에 레티클(3)의 휨(만곡이나 경사)이나 상하 움직임은 무시할 수 있는 것으로서 취급되어 레티클(3)의 패턴면의 높이위치에 관한 정보는 필요 없었다.
그러나, 최근 투영렌즈의 직경의 소형화 등을 가능하게 하는 것으로서 레티클과 웨이퍼를 상대적으로 이동시켜 노광을 수행하는, 소위 스캔노광방식의 광노광장치가 개발되어 있다.
이러한 종류의 광노광장치의 경우, 스캔노광중에 있어서 레티클의 휨이나 상하 움직임이 DOF의 저하를 초래하는 원인으로 된다.
예컨대, 레티클의 패턴면의 광축방향의 휨이나 상하 움직임을 △Zm으로 하면, 웨이퍼의 노광면상에서의 초점위치의 변화 △Zm은 하기의 (3)식에 의해 표현된다.
△Zw= △Zm*R2--- (3)
여기서, R은 투영렌즈의 축소율이다.
즉, 레티클의 휨의 양 △Zm이 2㎛인 경우, 투영렌즈의 축소율 R을 1/4로 하는 스캔노광방식의 광노광장치에 있어서는 웨이퍼의 노광면상에서의 초점위치의 변화 △Zw는 약 0.13㎛로 되어 무시할 수 없다.
상기한 바와 같이 종래에 있어서는 레티클과 웨이퍼를 상대적으로 이동시켜 노광을 수행하는 스캔노광방식의 광노광장치의 경우, 스캔노광중에 있어서 레티클의 패턴면의 휨이나 상하 움직임이 DOF의 저하를 초래하는 원인으로 된다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 발명된 것으로, 스캔노광중에 있어서 레티클의 패턴면의 높이위치의 변화에 의한 초점심도의 저하를 방지할 수 있는 노광장치 및 노광방법을 제공함에 그 목적이 있다.
제1도는 본 발명의 실시의 1형태와 관련ehls 스캔노광방식의 축소투영형 광노광장치의 개략을 나타낸 구성도.
제2도는 마찬가지로 스캔노광방식의 광노광장치의 구성의 주요부를 나타낸 개략단면도.
제3도는 마찬가지로 레티클에 휨이 존재하는 경우의 레티클위치측정장치의 측정동작을 설명하기 위해 나타낸 도.
제4도는 마찬가지로 레티클이 상하로 움직이는 경우의 레티클위치측정장치의 측정동작을 설명하기 위해 나타낸 도.
제5도는 본 발명의 실시의 다른 형태와 관련된 레티클위치측정장치의 구성예를 나타낸 개략도.
제6도는 마찬가지로 레티클위치측정장치를 레이저간섭계를 이용하여 구성한 경우를 예로 나타낸 개략도.
제7도는 마찬가지로 레티클위치측정장치의 다른 구성예를 나타낸 개략도.
제8도는 마찬가지로 레티클위치측정장치의 다른 구성에 대해 설명하기 위해 나타낸 도면.
제9도는 종래기술과 그 문제점을 설명하기 위해 나타낸 광스텝퍼의 개략구성도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
11 : 광원 11a : 노광광속
11b : 조명영역 21 : 콘덴서렌즈
30 : 레티클 30 : 패턴면
30b : 유리면 31 : 레티클스테이지
32 : 레티클 X축구동기구 33 : 레티클 Y축구동기구
34 : 레티클 Z축구동기구 41 : 투영렌즈
50 : 웨이퍼 50a : 노광면
51 : 웨이퍼스테이지 52 : 웨이퍼 X축구동기구
53 : 웨이퍼 Y축구동기구 54 : 웨이퍼 Z축구동기구
61 : 웨이퍼위치측정장치 61a : LED
61b : PSD 62 : 피드백제어회로
71, 100, 200 : 레티클위치측정장치
71a : LED 71b : PSD
72 : 연산회로 72a : 메모리
81 : 주제어부 101 : 레이저간섭계
102 : 파워미러 103 : 수광기
104 : 레이저광 201a, 202a : LED
201b, 202b : PSD
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노광장치는, 레티클에 형성된 패턴상을 웨이퍼상에 투영하는 광학계와, 상기 레티클이 탑재되고, 상기 광학계의 광축방향과 수직인 방향으로 이동가능한 레티클스테이지, 상기 웨이퍼가 탑재되고, 상기 광학계의 광축방향 및 상기 광학계의 광축방향과 수직인 방향으로 이동가능한 웨이퍼스테이지, 상기 레티클스테이지의 상기 광학계의 광축방향과 수직인 방향으로의 이동을 기초로 상기 레티클면의 상기 광학계의 광축방향의 위치를 측정하는 레티클면위치측정수단 및, 이 레티클면위치측정수단의 측정치를 기초로 상기 광학계에 의한 상기 레티클의 패턴상을 상기 웨이퍼상에 투영하는 경우 상기 웨이퍼의 상기 광학계의 광축방향의 위치를 조정하는 조정수단을 구비하여 구성되어 있다.
또한 본 발명의 노광방법은, 레티클과 웨이퍼를 이동시키면서 상기 레티클에 형성된 패턴상을 스캔하여 상기 웨이퍼상에 투영하고, 상기 웨이퍼면을 상기 레티클의 패턴상에 의해 노광하는 경우에 있어서, 상기 레티클의 스캔방향으로의 이동에 따라 상기 레티클면의 스캔방향과 직교하는 방향의 높이위치를 측정하고, 그 측정치를 기초로 상기 웨이퍼의 스캔방향과 직교하는 방향의 높이위치를 조정하도록 되어 있다.
본 발명의 노광장치 및 노광방법에 의하면, 레티클의 휨이나 상하 움직임에 따라 웨이퍼의 노광면상에서의 레티클로부터의 투영상의 초점심도의 변화를 보정할 수 있도록 된다. 이에 의해 레티클로부터의 투영상과 웨이퍼의 노광면을 항상 초점일치시킨 상태에서 스캔노광을 수행하는 것이 가능하게 되는 것이다.
[실시예]
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시의 1형태와 관련한 스캔노광방식의 축소투영형 광노광장치의 개략구성을 나타낸 것이다.
즉, 광원(11)으로부터의 노광광속(11a)은 콘덴서렌즈(21)에 의해 투영광판으로서의 레티클(30; 마스크)에 스릿상으로 조사된다. 그리고, 조명영역(11b)내의 레티클(30)로부터의 투영상이 투영렌즈(41; 광학계)를 매개로 웨이퍼(50)상에 슬릿상으로 투영된다.
이 때, 레티클(30)과 웨이퍼(50)가 상대적으로 이동되는 것에 의해 레티클(30)의 투영렌즈(41)측의 면, 즉 패턴면(30a)상에 형성되어 있는 전체 패턴상이 투영렌즈(41)에 의해 소정의 배율로 축소되어 웨이퍼(50)상의 노광면(50a)에 투영된다.
웨이퍼(50)상의 노광면(50a)에는 포토레지스트가 도포되어 있고, 이 레지스트가 상기 투영렌즈(41)를 매개로 촬영된 축소패턴상에 의해 노광된다.
광원(11)으로는 상기 웨이퍼(50)의 노광면(50a)에 도포된 포토레지스트를 감광시키는데에 유효한 광, 예컨대 g선이나 i선의 광을 발하는 수은램프가 이용된다.
레티클(30)은 상기 광속(11a)의 광축방향(투영렌즈(41)의 광축방향)에 수직인 X축방향과 Y축방향 및 상기 광속(11a)의 광축방향에 평행인 Z축방향으로 각각 이동가능한 레티클스테이지(31)상에 탑재된다. 레티클스테이지(31)의 X축방향의 이동, 즉 스캔방향에 대한 이동은 레티클 X축구동기구(32)에 의해, Y축방향의 이동은 레티클 Y축구동기구(33)에 의해, Z축방향으로의 이동은 레티클 Z축구동기구(34)에 의해 각각 수행된다.
웨이퍼(50)는 상기 광속(11a)의 광축방향에 수직인 X축방향과 Y축방향 및 상기 광속(11a)의 광축방향에 평행인 Z축방향으로 각각 이동가능한 웨이퍼스테이지(51)상에 탑재된다. 웨이퍼스테이지(51)의 X축방향의 이동, 즉 스캔방향으로의 이동은 웨이퍼 X축구동기구(52)에 의해, Y축방향의 이동은 웨이퍼 Y축구동기구(53)에 의해, Z축방향으로의 이동은 웨이퍼 Z축구동기구(54)에 의해 각각 수행된다.
또한, 이 광노광장치에서는 레티클(30)로부터의 투영상과 웨이퍼(50)상의 노광면(50a)을 고정밀도로 초점일치시키기 위한 웨이퍼위치측정장치(61)가 설치되어 있다. 이 웨이퍼위치측정장치(61)는, 예컨대 웨이퍼(50)의 노광면(50a)에 광을 조사하는 LED(61a) 및 그 반사광을 수광하여 웨이퍼(5)의 노광면(50a)의 높이위치에 관한 정보, 즉 광속(11a)의 광축방향(Z축방향)의 위치를 측정하는 PSD(61b)에 의해 구성되어 있다.
PSD(61b)는, 에컨대 웨이퍼(50)의 Z축방향의 위치에 따라 초점일치때의 반사광의 수광위치와의 차이(差分)를 전기적으로 검출하는 것이다. 이 PSD(61b)의 출력은 피드백제어회로(62)에 공급되도록 되어 있다.
피드백제어회로(62)는 상기 웨이퍼위치측정장치(61)의 PSD(61b)의 출력, 즉 초점일치시의 차분을 보정하도록 상기 웨이퍼 Z축구동기구(54)를 제어하는 것에 의해 웨이퍼(50)의 Z축방향의 위치를 조정하는 것이다.
또한, 광노광장치에는 레티클(30)로부터의 투영상과 웨이퍼(50)상의 노광면(50a)을 고정밀도로 초점일치시키기 위해 레티클위치측정장치(71)가 설치되어 있다. 이 레티클위치측정장치(71)는, 예컨대 레티클(30)의 패턴면(30a)에 광을 조사하는 LED(71a) 및 그 반사광을 수광하여 레티클스테이지(31)의 스캔방향으로의 이동에 따라 레티클(30)의 패턴면(30a)의 높이위치에 관한 정보, 즉 레티클(30)의 휨(만곡 및 경사)이나 상하 움직임(광속(11a)의 광축방향(Z축방향)의 위치를 측정하는 PSD(71b)에 의해 구성되어 있다.
PSD(71b)는 레티클(30)의 Z축방향의 위치를 반사광의 수광위치의 차이에 의해 전기적으로 검출하는 것이다. 이 PSD(71b)의 출력은 연산회로(72)에 공급되도록 되어 있다.
연산회로(72)는 상기 PSD(71b)의 출력을 기초로 래티클(30)의 Z축방향의 위치에 따라 웨이퍼(50)의 Z축방향의 위치를 조정하기 위한 보정치를 산출하는 것이다.
이 연산회로(72)의 보정치는 오프세트용의 데이터로서 상기 웨이퍼 Z축구동기구(54)를 제어하는 상기 피드백제어회로(6)에 공급되도록 되어 있다.
여기서, 본 발명의 실시의 1형태에 있어서는 예컨대 연산회로(72)내에 보정치를 기억하기 위한 메모리(72a; 기억부)를 준비하고, 스캔노광의 전에 미리 기억된 보정치를 스캔노광의 경우에 독출하여 피드백제어회로(62)에 공급하도록 구성되어 있다.
즉, 실제로 스캔노광을 개시하기 이전에 레티클스테이지(31)를 스캔방향으로 이동시키고, 그 때에 상기 레티클위치측정장치(71)에서 레티클(30)의 Z축방향의 위치의 변화를 측정한다. 그리고, 그 측정치를 기초로 연산회로(72)에서 보정치를 구하고, 이를 오프세트용의 데이터로서 메모리(72a)내에 격납한다.
그 후, 메모리(72a)내의 데이터를 실제의 스캔노광시의 래티클스테이지(31)의 스캔방향으로의 이동에 기초하여 차례로 피드백제어회로(62)에 공급한다. 이와 같이 하면, 피드백제어회로(62)가 웨이퍼위치측정장치(61)에 의한 웨이퍼(50)의 Z축방향의 위치뿐만 아니라 웨이퍼(50)의 Z축방향의 위치와 레티클(30)의 Z축방향의 위치에 따라 웨이퍼 Z축구동기구(54)를 제어한다.
이에 의해 스캔노광에 의한 웨이퍼(50)의 스캔방향으로의 이동의 경우에 웨이퍼(50)의 Z축방향의 위치가 레티클(30)로부터의 투영상과 웨이퍼(50)상의 노광면(50a)을 초점일치시키는 위치(차분)에서 다시 레티클(30)의 Z축방향의 위치와 변화분 만큼 오프세트된 위치로 되도록 웨이퍼스테이지(51)의 이동을 조정한다.
또한, 상기한 구성의 광노광장치는 그 동작(각 부)이 주제어부(81)에 의해 제어되도록 되어 있다.
예컨대, 주제어부(81)는 광원(11)의 발광, 레티클스테이지(31)를 X, Y, Z방향으로 이동하기 위한 각 구동기구(32,33,34)의 구동, 웨이퍼스테이지(51)를 X, Y방향으로 이동하기 위한 각 구동기구(52,53)의 구동, 웨이퍼위치측정장치(61)의 LED(61a)의 발광 및, 레티클위치측정장치(71)의 LED(71a)의 발광 등을 제어한다.
또한, 상기 레티클스테이지(31)를 이동하기 위한 각 구동기구(32,33,34) 및 상기 웨이퍼스테이지(51)를 이동하기 위한 각 구동기구(52,53,54)는, 예컨대 모터 또는 피에조소자등으로 이루어진 주지의 구성으로 되어 있다.
도 2는 상기 스캔노광방식의 광노광장치의 구성의 주요부를 단면으로 하여 나타낸 것이다.
즉, 웨이퍼위치측정장치(61)는 투영렌즈(41)와 웨이퍼스테이지(51)간의 공간부분에 설치되어, 예컨대 LED(61a)와 PSD(61b)가 스캔방향에 따라 배열 설치되어 있다. 그리고, 웨이퍼(50)의 스캔방향으로의 이동에 따라 LED(61a)에서 조사되어 웨이퍼(50)의 노광면(50a)에서 반사된 광을 차례로 PSD(61b)에 의해 수광하는 구성으로 되어 있다.
한편, 레티클위치측정장치(71)는 예컨대 투영렌즈(41)와 레티클스테이지(31)와의 사이의 공간부분에 그 스캔방향에 따라 LED(71a)와 PSD(71b)가 배열 설치되어 있다. 그리고, 레티클(30)의 스캔방향으로의 이동에 따라 LED(71a)에서 조사되어 레티클(30)의 패턴면(30a)에서 반사된 광을 차례로 PSD(71b)에서 수광하는 구성으로 되어 있다.
도 3은 레티클(30)에 휨이 존재하는 경우의 상기 레티클위치측정장치(71)의 측정동작을 나타낸 것이다.
예컨대, 레티클(30)에 휨이 존재하는 경우, 레티클(30)의 패턴면(30a)에서 반사되어 PSD(71b)에 입사하는 광의 광로(91)에는 휨이 존재하지 않는 경우의 레티클(30)의 패턴면(30a)에서 반사되어 PSD(71b)에 입사하는 광의 광로(92)에 비해 그 휨의 양에 따른 광로차(93)가 발생한다.
이 광로차(93)를 PSD(71b)에 의해 전기적으로 검출하는 것으로 레티클(30)의 휨의 양 △Zm이 측정될 수 있다.
이 휨의 양△Zm은 x, y방향(광속(11a)의 광축방향에 수직인 방향)의 레티클(30)의 위치의 함수 △Zm(x,y)로서 구해진다.
따라서, 스캔노광의 경우 함수 △Zm(x,y)에 상당하는 분만큼 웨이퍼 Z축구동기구(54)에 오프세트를 거는 것으로, 웨이퍼 Z축방향의 위치를 레티클(30)의 휨에 따라 보정할 수 있어 레티클(30)의 Z축방향의 위치의 변화에 의한 초점심도(DOF)의 열화의 경감이 가능하게 된다.
도 4는 레티클(30)이 스캔방향으로의 이동의 경우에 상하 움직임을 하는 경우의 상기 레티클위치측정장치(71)의 측정동작을 나타낸 것이다.
예컨대, 레티클(30)이 상하 움직임을 한 경우, 레티클(30)의 패턴면(30a)에서 반사되어 PSD(71b)에 입사하는 광의 광로(94)에는 상하 움직임이 없는 경우의 레티클(30)의 패턴면(30a)에서 반사되어 PSD(71b)에 입사하는 광의 광로(95)에 비해 그 상하 움직임에 따른 광로차(96)가 발생한다.
이 광로차(96)를 PSD(71b)에 의해 전기적으로 검출하는 것으로 레티클(30)의 상하 움직임 △Zm이 측정될 수 있다.
이 상하 움직임 △Zm은 x, y방향의 레티클(30)의 위치의 함수 △Zm(x,y)로서 구해진다.
따라서, 스캔광로의 경우 함수 △Zm(x,y)에 상당하는 분만큼 웨이퍼 Z축구동기구(54)에 오프세트를 거는 것으로, 웨이퍼(50)의 Z축방향의 위치를 레티클(30)의 상하 움직임에 따라 보정할 수 있어 레티클(30)의 Z축방향의 위치의 변화에 의한 초점심도(DOF)의 열화의 경감이 가능하게 된다.
이와 같은 구성의 스캔노광방식의 축소투영형 광노광장치에 의하면, 스캔노광시에 있어서 레티클(30)의 패턴면(30a)의 높이위치에 관한 정보를 얻을 수 있도록 된다. 이 때문에 레티클(30)의 패턴면(30a)의 높이위치의 변화에 따라 웨이퍼(50)의 높이위치를 보정하는 것으로 DOF의 저하를 개선할 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이 레티클면의 휨이나 상하 움직임에 따라 웨이퍼의 노광면상에서의 레티클로부터의 투영상의 초점일치위치의 어긋남을 보정할 수 있도록 하고 있다.
즉, 웨이퍼의 노광면의 높이위치에 관한 정보만이 아니라 스캔노광시에 있어서 레티클의 패턴면의 높이위치에 관한 정보도 얻을 수 있도록 하고 있다. 이에 의해 레티클로부터의 투영상과 웨이퍼의 노광면을 항상 초점일치시킨 상태에서 스캔노광을 수행할 수 있게 된다. 따라서, 스캔노광중에 있어서 레티클의 휨이나 레티클의 상하 움직임에 의한 초점심도의 저하를 방지할 수 있도록 되는 것이다.
또한, 상기한 본 발명의 실시의 1형태에 있어서는 레티클의 휨이나 상하 움직임에 따라 웨이퍼의 Z축방향에 대한 위치를 조정하도록 구성한 경우에 대해 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 예컨대 레티클의 Z축방향의 위치를 조정하는 것에 의해서도 마찬가지로 웨이퍼의 노광면상에서의 레티클로부터의 투영상의 초점일치위치의 어긋남을 보정하는 것이 가능하게 되어 스캔노광중에 있어서 레티클의 휨이나 상하 움직임에 의한 초점심도의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 웨이퍼 또는 레티클의 어느 것에 한정되지 않고, 에컨대 레티클과 웨이퍼 양쪽을, 또한 투영상의 배율이 변화하지 않는 범위에서 투영렌즈를 포함하는 3자의 Z축방향의 위치를 조정하는 것에 의해서도 실현할 수 있다.
또한, 예비적으로 스캔노광을 하여 얻어진 레티클의 높이위치의 측정치를 기초로 연산에 의해 구한 보정치를 미리 오프세트용의 데이터로서 메모리(72a)내에 격납하여 두고, 그 데이터를 이용하여 실제의 스캔노광시에 있어서 웨이퍼의 노광면상에서의 레티클로부터의 투영상의 초점일치위치의 어긋남을 보정하도록 하였지만, 예컨대 실제의 스캔노광시에 얻어지는 레티클의 높이위치의 측정치를 기초로 연산에 의해 구해지는 보정치를 이용하여 메모리를 매개하지 않고서 실시간에 웨이퍼의 노광면상에서의 레티클로부터의 투영상의 초점일치의 어긋남을 보정하도록 하여도 된다.
또한, 레티클위치측정장치(71)는 레티클(30)의 패턴면(30a)에 의해 높이위치를 측정하는 경우에 한정되지 않고, 예컨대 도 5에 나타낸 바와 같이 레티클(30)의 높이위치의 측정을 유리면(30b)에 의해 수행하여 LED(71a)와 PSD(71b)를 레티클(30)의 상부에 배열 설치하도록 구성할 수도 있다.
또한, 레티클위치측정장치로서는 기계식센서 등을 이용하여 구성하는 것도 가능하다.
또한, 예컨대 도 6에 나타낸 바와 같이 레이저간섭계(101), 하프미러(102) 및 수광기(103) 등에 의해 레티클위치측정장치(100)를 구성하고, 웨이퍼(50)의 위치를 피한 상태에서 레이저간섭계(101)로부터의 레이저광(104)을 하프미러(102)에서 반사시켜 투영렌즈(41)를 매개로 레티클(30)에 조사하여 레티클(30)의 스캔방향으로의 이동에 따라 패턴면(30a)으로부터의 반사광을 투영렌즈(41) 및 하프미러(102)를 매개로 수광기(103)에서 수광하는 구성으로 하여도 된다.
이 경우, 투영렌즈(41)를 매개로 레티클(30)의 휨이나 상하 움직임을 측정하는 것이 가능하게 되기 때문에 왜곡 등의 투영렌즈(41)가 갖고 있는 결점도 동시에 보정할 수 있도록 된다.
또한, 어느 경우에 있어서도 레티클위치측정장치는 레티클(30)의 1점을 측정하는 것에 한정되지 않고, 예컨대 도 7에 나타낸 바와 같이 2조의 LED(201a,202a)와 PSD(201b,202b)로 레티클위치측정장치(200)를 구성하고, 레티클(30)의 패턴면(30a)의 2점(P1,P2)에 있어서 높이위치를 측정하도록 하여도 된다.
더욱이, 예컨대 도 8에 나타낸 바와 같이 레티클(30)의 패턴면(30a)의 4점(P1,P2,P3,P4)을 측정하도록 한 경우에는 레티클(30)의 휨이나 상하 움직임외에 대각선방향으로의 경사행을 측정하는 것도 가능하다.
그 외, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.
한편, 본원 청구범위의 각 구성요소에 병기한 도면참조부호는 본원 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 본원 발명의 기술적 범위를 도면에 도시한 실시예로 한정할 의도로 병기한 것은 아니다.
상기한 바와같이 본 발명에 의하면, 스캔노광중에 레티클의 패턴면의 높이위치의 변화에 의한 초점심도의 저하를 방지하는 것이 가능한 노광장치 및 노광방법을 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 레티클(30)에 형성된 패턴상을 웨이퍼(50)상에 투영하는 광학계(11,21,41)와, 상기 레티클이 탑재되고, 상기 광학계의 광축방향과 수직인 방향으로 이동가능한 레티클스테이지(31), 상기 웨이퍼가 탑재되고, 상기 광학계의 광축방향 및 상기 광학계의 광축방향과 수직인 방향으로 이동가능한 웨이퍼스테이지(51), 상기 레티클스테이지의 상기 광학계의 광축방향과 수직인 방향으로의 이동을 기초로 상기 레티클면의 상기 광학계의 광축방향의 위치를 측정하는 레티클면위치측정수단(71) 및, 이 레티클위치측정장치의 측정치를 기초로 상기 광학계에 의한 상기 레티클의 패턴상을 상기 웨이퍼상에 투영하는 경우 상기 웨이퍼의 상기 광학계의 광축방향의 위치를 조정하는 조정수단(54,62,72,72a)을 구비하여 구성된 노광장치에 있어서, 상기 웨이퍼스테이지의 상기 광학계의 광축방향과 수직인 방향으로의 이동에 따라 상기 웨이퍼면의 상기 광학계의 광축방향의 위치를 측정하는 웨이퍼면위치측정수단(61)와, 이 웨이퍼면위치측정수단의 측정치에 따라 상기 웨이퍼의 상기 광학계의 광축방향의 위치를 제어하는 제어수단(54,62)을 더 구비하고, 상기 조정수단이 상기 제어수단에 대해 상기 레티클위치측정장치의 측정치를 기초로 보정치를 오프세트로 하여 부여하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 레티클과 웨이퍼를 이동시키면서 상기 레티클에 형성된 패턴상을 스캔하여 상기 웨이퍼상에 투영하고, 상기 웨이퍼면을 상기 레티클의 패턴상에 의해 노광하는 노광방법에 있어서, 상기 래티클의 스캔방향으로의 이동에 따라 상기 레티클면의 스캔방향과 직교하는 방향의 높이위치를 측정하고, 그 측정치를 기초로 상기 웨이퍼의 스캔방향과 직교하는 방향의 높이위치를 조정하도록 한 것을 특징으로 하는 노광방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼의 스캔방향과 직교하는 방향의 높이위치의 조정은 상기 레티클의 스캔방향으로의 이동에 따라 상기 레티클면의 스캔방향과 직교하는 방향의 높이위치의 측정치에서 산출되는 보정치를 미리 기억하여 두고, 그 보정치에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼의 스캔방향과 직교하는 방향의 높이위치의 조정은 상기 레티클의 스캔방향으로의 이동에 따라 상기 레티클면의 스캔방향과 직교하는 방향의 높이위치의 측정치에서 산출되는 보정치에 따라 수행되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼의 스캔방향과 직교하는 방향의 높이위치의 조정은 상기 레티클의 스캔방향으로의 이동에 따라 상기 레티클면의 스캔방향과 직교하는 방향의 높이위치의 측정치에서 산출되는 보정치를 상기 웨이퍼의 높이위치를 보정하기 위한 오프세트로서 부여하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
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