KR100328004B1 - 주사노광방법, 주사형 노광장치 및 소자제조방법 - Google Patents

주사노광방법, 주사형 노광장치 및 소자제조방법 Download PDF

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Abstract

투영 노광 장치는 광원으로부터의 광으로 소정 패턴이 형성된 마스크를 조명하는 조명 광학계와, 마스크의 패턴 이미지를 감광 기판상에 형성하는 투영 광학계와, 마스크를 유지하여 투영 광학계의 광축에 수직인 평면내에서 마스크를 이동시키는 마스크 스테이지와, 상기 평면과 투영 광학계에 관해서 공액인 면내에서 감광 기판을 이동시키는 기판 스테이지와, 투영 광학계의 결상 특성을 보정하는 결상 특성 보정 수단을 구비하며, 마스크와 감광 기판을 투영 광학계의 광축에 관하여 동기하여 이동시키면서 마스크 패턴 전면을 노광한다. 투영 노광 장치는 마스크를 통해 투영 광학계에 입사하는 조명광의 마스크 위치에 따른 강도를 입력하는 입사광 강도 입력 수단과, 입사광 강도 입력 수단으로부터의 정보에 기초하여 상기 투영 광학계의 결상 특성 변화를 산출하는 결상 특성 연산 수단을 구비한다. 본 장치는, 결상 특성 연산 수단의 결과에 기초하여 결상 특성 보정 수단을 제어한다.

Description

주사노광방법, 주사형 노광장치 및 소자제조방법{A SCANNING EXPOSURE METHOD, A SCANNING TYPE EXPOSURE APPARATUS, AND A METHOD OF MANUFACTURING A DEVICE}
본 발명은 투영 노광 장치에 관한 것으로서, 특히 반도체 집적 회로나 액정디바이스 제조용으로 이용되는 스캔 방식의 투영 노광 장치에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 장치에 있어서는, 결상 특성을 고도로 유지할 필요가 있기때문에, 결상 특성의 보정 기능을 가지고 있는 것이 많다. 결상 특성이 변동하는 요인으로는 대기압, 기온 등의 외부 환경의 변화와 투영 광학계가 노광광선을 조금이라도 흡수함으로써 발생하는 것이 있다. 환경의 변화에 대해서는 예를 들면, 미국특허 제 4,687,322 호에 개시되어 있는 바와 같이 대기압 등을 센서로 모니터하고, 그것에 대응하여 보정을 행하고 있다. 또한, 노광광의 흡수에 대해서는 예를 들면 미국특허 제 4,666,273 호에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학계에 입사하는 광에너지를 측정하고, 그 값을 기초로 하여 노광광의 흡수에 의해서 발생하는 결상 특성의 변화를 계산해서 보정을 행하는 방법이 알려져 있다. 이 경우, 마스크를 통해 투영 광학계로 입사하는 광에너지는, 예를 들면, 기판 스테이지상에 설치된 광전 센서에서 검출된다. 또한, 투영 광학계에는 마스크측에서 입사하는 투영 노광용의 광에너지외에, 감광 기판상에서 반사되어 다시 투영 광학계로 입사하는 광에너지도 존재하며, 이 광에너지도 그 강도에 따라서는 투영 광학계의 결상 특성을 변화시키는 원인이 된다. 이에 대해서는, 예를 들면, 미국특허 제 4,780,747호에 개시되어 있는 바와 같이, 감광 기판으로부터의 반사광을 투영 광학계, 마스크를 통해 수광(受光)하는 광전 센서를 조명 광학계내에 설치함으로써 측정하고, 이 반사광 에너지에 의한 결상 특성의 변화분을 고려하여 전체의 결상 특성 변화를 계산하는 방법이 있다. 이 경우, 조명 광학계내에 광전 센서가 있기 때문에 광학 부재나 마스크 패턴 등으로부터의 반사광이 기판으로부터의 반사광과 동시에 광전 센서에 입사해버린다. 그 때문에, 이 방법으로는, 이미 알려진 상호 다른 반사율을 가진 복수의 기준 반사면을 기판 스테이지상에 설치하여 두고, 이들 기준 반사면에 대한 광전 센서의 각각의 출력비를 미리 구하여, 이 비를 기초로 하여 감광 기판의 반사율(정확하게는 반사강도)를 구하고 있다. 이와 같이, 마스크 패턴으로부터의 반사광이 감광 기판으로부터의 반사광에 중첩하므로, 마스크를 교환할 때마다 복수의 기준 반사면의 센서 출력을 구하거나 미리 측정하여 등록하는 작업이 필요하다.
종래에는, 이상과 같은 형태의 방법에 의해 노광광의 흡수에 의한 결상 특성의 변화량을 구하여 보정해왔다.
상기 종래의 방식은, 마스크 전체를 한번에 감광 기판상에 투영 노광하는 방식(일괄 노광 방식, 또는 풀 필드방식(full field scheme)이라 불린다)을 전제로 하여 개발된 것이다. 그런데, 근래에 마스크상의 패턴 영역의 일부를 슬릿 형상으로 조명하고, 마스크와 감광 기판을 상호 이동하면서 노광하는, 이른바 스캔 노광 방식이 개발되어 있다. 이 방식으로는 마스크를 조명하는 영역이 일괄 노광 방식에 비해서 작기 때문에 이미지의 왜곡량, 혹은 조도의 불균일성이 작은 이점이 있을 뿐 아니라, 스캔 방향에 관해서는 투영 광학계의 필드 사이즈의 제한을 받지 않고 큰 면적의 노광을 할 수 있는 이점이 있다.
그러나, 스캔 노광 방식의 노광 장치에서는 마스크를 슬릿 형상의 조명광에 대하여 주사하고 있는 동안, 투영 광학계에 입사하는 에너지가 일정하지 않고 변화한다. 이는 예를 들면, 마스크에 설치된 차광부(패턴중의 크롬층)의 면적이 마스크상의 슬릿 조명 영역의 위치에 따라서 다르기 때문에, 스캔 노광중에 투영 광학계에 입사하는 에너지량이 다른 것에 기인하는 것이다.
또한, 마스크 패턴으로부터의 반사광도 마스크 위치에 따라 달라지게 되고, 필연적으로 감광 기판에서 반사하여 투영 광학계에 입사하는 에너지량의 검출 정밀도도 종래의 것 그대로는 악화하게 된다.
이상과 같은 점 때문에, 노광광의 흡수에 의한 결상 특성의 변화량을 정확하게 구해서 보정할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 양호하게 결상 특성을 보정할 수 있는 스캔 노광 방식의 투영 노광 장치를 제공함을 목적으로 한다.
도 1는 본 발명의 일실시예에 의한 노광 장치의 개략적인 구성도를 나타내는 도면.
도 2는 도 1의 장치에서의 스캔 노광(scan exposure)을 보여주는 사시도.
도 3는 도 1의 장치의 웨이퍼 스테이지 주위를 상세히 보여주는 도면.
제 4A 도는 입사 에너지를 보여주는 도면.
도 4b는 도 4a의 입사 에너지와 배율 변동의 관계를 보여주는 도면.
도 5는 레티클(reticle)을 이동시킨 경우의 레티클 투과율의 변화를 보여주는 도면.
도 6는 반사율과 기준 반사율의 관계를 보여주는 도면.
도 7a는 레티클을 이동시킨 경우의 반사율과 기준 반사율의 관계를 보여주는 도면.
도 7b는 레티클을 이동시킨 경우의 레티클 반사율의 변화를 보여주는 도면.
도 8a는 레티클을 스캔한 경우의 레티클의 위치에 대응한 입사 에너지를 보여주는 도면.
도 8b는 위치(시간)마다 입사 에너지가 다른 경우의 입사 에너지와 결상 (結像) 특성의 변화량을 보여주는 도면.
도 9는 레티클 블라인드(reticle blind)의 평면 형상과 투영 시야(projection field)의 관계를 보여주는 도면.
도 10는 조명광의 조도 분포를 입체적으로 보여주는 사시도.
도 11는 스캔 방향의 조도 분포를 모식적으로 보여주는 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 광원 13 : 레티클 스테이지 구동부
18 : 웨이퍼 스테이지 구동부 22,23 : 웨이퍼 위치 검출계
25 : 초점 검출부 27 : 반사광 센서
28 : 광전 센서 30 : 결상 특성 제어부
31,32,33 : 구동 소자 36 : 조사량 센서
40 : 압력 제어부 100 : 주제어계
R : 레티클 W : 웨이퍼
FM : 기준면 RST : 레티클 스테이지
WST : 웨이퍼 스테이지
이 목적을 달성하기 위하여, 제1 발명은,
광원으로부터의 광으로 소정이 패턴이 형성된 마스크를 조명하는 조명 광학계와, 상기 마스크의 패턴의 이미지를 감광 기판에 형성하는 투영 광학계와, 상기 마스크를 유지하여 상기 투영 광학계의 광축에 수직인 평면내에서 마스크를 이동시키는 마스크 스테이지와, 상기 평면과 상기 투영 광학계에 관하여 공액인 면내에서 상기 감광 기판을 이동시키는 기판 스테이지와, 상기 투영 광학계의 결상 특성을 보정하는 결상 특성 보정 수단을 구비하고, 상기 마스크와 상기 감광 기판을 상기 투영 광학계의 광축에 관하여 동기하여 이동시키면서 마스크의 패턴 전면(全面)을 노광하는 투영 노광 장치에 있어서,
상기 마스크를 통해 상기 투영 광학계에 입사하는 상기 조명광의 상기 마스크의 위치에 따른 강도를 입력하는 입사광 강도 입력 수단과;
상기 입사광 강도 입력 수단으로부터의 정보에 기초하여 상기 투영 광학계의 결상 특성의 변화를 산출하는 결상 특성 연산 수단과;
상기 결상 특성 연산 수단의 결과에 기초하여 상기 결상 특성 보정 수단을 제어하는 제어 수단을 구비한다.
또한, 제 2 발명은,
광원으로부터의 광으로 소정의 패턴이 형성된 마스크를 조명하는 조명 광학계와, 상기 마스크의 패턴의 이미지를 감광 기판상에 형성하는 투영 광학계와, 상기 마스크를 유지하여 상기 투영 광학계의 광축에 수직인 평면내에서 마스크를 이동시키는 마스크 스테이지와, 상기 평면과 상기 투영 광학계에 관하여 공액인 면내에서 상기 감광기판을 이동시키는 기판 스테이지와, 상기 투영 광학계의 결상 특성을 보정하는 결상 특성 보정 수단을 구비하고, 상기 마스크와 상기 감광 기판을 상기 투영 광학계의 광축에 관해서 동기하여 이동시키면서 상기 마스크의 패턴 전면을 노광하는 투영 노광 장치에 있어서,
상기 마스크를 통해 상기 투영 광학계에 입사하는 상기 조명광의 상기 마스크의 위치에 따른 강도를 입력하는 입사광 강도 입력 수단과;
상기 감광 기판에서 반사되어 상기 투영 광학계로 다시 입사하는 상기 조명광의 상기 마스크의 위치에 따른 강도를 입력하는 반사광 강도 입력 수단과;
상기 입사광 강도 입력 수단과 상기 반사광 강도 입력수단으로부터의 정보에 기초하여 상기 투영 광학계의 결상 특성의 변화를 산출하는 결상 특성 연산 수단과;
상기 결상 특성 연산 수단의 결과에 기초하여 상기 결상 특성 보정 수단을 제어하는 수단을 구비한다.
본 발명에 있어서는, 노광 동작중에 마스크를 스캔함으로써 투영 광학계에 입사하는 에너지가 변화해도 노광광의 흡수에 의해서 발생하는 결상 특성의 변화를 연산하는데 마스크 위치에 따른 조명광 강도를 사용할 수 있기 때문에 부적합함이 발생하지 않는다. 더욱이, 본 발명에 있어서는, 감광 기판으로부터의 반사광에 관한 정보를 가미하여 투영 광학계에 입사하는 에너지를 산출하기 때문에 노광광의 흡수에 의한 결상 특성의 변화를 정확하게 구할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 마스크의 위치에 따라서 변화하는 투영 광학계로의 입사 에너지량에 기초하여 결상 특성 변화량을 정확하게 산출할 수 있기 때문에, 스캔방식 노광 장치에 있어서도 오차없이 결상 특성을 보정할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1는 본 발명의 실시에 적합한 투영 노광 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다. 광원(1)을 나온 조명광(IL)은 셔터(2)를 통과하여 시준 렌즈 등으로 이루어지는 렌즈계(4)에 의해 소정의 광속(光束) 직경으로 조정된 후, 미러(5)를 통해 플라이아이 렌즈(6; fly-eye lens)로 입사한다. 조명광(IL)은, 예를 들면 KrF 나 ArF 의 엑시머 레이저광, 구리증기 레이저나 YAG레이저의 고조파, 혹은 초고압 수은 램프의 자외 영역 휘선이다. 셔터(2)는 셔터 구동부(3)에 의해 광로로부터 삽입 이탈가능하고, 광로의 개폐를 제어한다. 광원(1)이 엑시머 레이저 등의 펄스 광원인 경우는, 셔터(2)를 광량 제어용으로 사용하는 것은 불필요하다.
플라이아이 렌즈(6)로부터 사출한 광선은 릴레이 렌즈(7a,7b), 레티클 블라인드(8), 미러(9), 콘덴서 렌즈(10)를 통해 반도체의 회로 패턴 등이 그려진 레티클(마스크) (R)에 입사한다. 플라이아이 렌즈(6), 릴레이 렌즈(7a,7b), 미러(9), 콘덴서 렌즈(10)의 합성계는 레티클(R)을 균일한 광강도로 조명하기 위하여, 플라이아이 렌즈(6)의 각각의 렌즈 요소로부터 사출한 조명광(IL)을 레티클(R)상에 중첩시킨다. 또한, 레티클 블라인드(8)의 차광면은 레티클(R)의 패턴 영역과 공액인 관계에 있고, 레티클 블라인드(8)을 구성하는 복수매의 가동 차광부(예를 들면, 2매의 L자형 가동 차광부)를 모터(11)로 개폐함에 의해 개구부의 크기(슬릿폭 등)를 조정한다. 이 개구부의 크기를 조정함으로써 레티클(R)을 조명하는 조명 영역(IA)을 임의로 설정한다. 레티클(R)은 베이스(12)상에 설치된 레티클 스테이지(RST)에 진공 흡착된다. 이 레티클 스테이지(RST)는 조명계의 광축(IX)에 수직인 평면내에서 레티클(R)을 위치결정하기 위하여, 공기 베어링 등을 통해 베이스(12)상에서 2차원 방향으로 미세 이동할 수 있다. 또한, 레티클 스테이지(RST)는 리니어 모터 등으로 구성된 레티클 구동부(13)에 의해 베이스(12)상을 소정 방향(스캔 방향)으로 이동 가능하게 되어 있다. 레티클 스테이지(RST)는 레티클(R)의 전면이 적어도 조명계의 광축(IX)을 횡단할 수 있는 만큼의 이동 스트로크를 가지고 있다. 레티클 스테이지(RST)의 단부에는 간섭계(14)로부터의 레이저 빔을 반사하는 이동경(15; 移動鏡)이 고정되어 있다. 레티클 스테이지(RST)의 스캔 방향 위치는 간섭계(14)에 의해서, 예를 들면 0.01㎛정도의 분해능으로 항상 검출된다. 간섭계(14)로부터의 레티클 스테이지(RST)의 위치 정보는 레티클 스테이지 제어계(16)로 보내진다. 레티클 스테이지 제어계(16)는 레티클 스테이지(RST)의 위치 정보에 기초하여 레티클 구동부(13)를 제어하여 레티클 스테이지(RST)를 이동시킨다. 레티클(R)은 도시되지 않은 레티클 얼라인먼트계(reticle alignment system)에 의해 소정의 기준 위치에 양호한 정밀도로 위치 결정되도록 레티클 스테이지(RST)의 초기 위치가 결정되기 때문에, 이동경(15)의 위치를 간섭계(14)로 측정하는 것만으로 레티클(R)의 위치를 충분히 높은 정밀도로 측정하게 된다.
그리고, 레티클(R)을 통과한 조명광(IL)은 예를 들면 양측 텔리센트릭(telecentric) 투영 광학계(PL)로 입사하고, 투영 광학계(PL)는 레티클(R)의 회로 패턴을, 예를 들면 1/5 혹은 1/4로 축소한 투영 이미지를, 표면에 레지스트(감광제)가 도포된 웨이퍼(W)상에 형성한다.
본 실시예에 의한 노광 장치에 있어서는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 레티클측 스캔 방향(+X방향)에 대하여 수직 방향으로 길이 방향을 갖는 장방형(슬릿 형상)의 조명 영역 (IA)으로 레티클(R)이 조명되며, 레티클(R)은 노광시에 화살표 (Vr)크기의 속도로 스캔된다. 조명 영역(IA)(중심은 광축(IX)과 거의 일치)은 투영 광학계(PL)를 통해 웨이퍼(W) 상에 투영되어 투영 영역(IA')이 형성된다. 웨이퍼(W)는 레티클(R)과는 반전 결상 관계에 있기 때문에, 화살표(Vr) 방향과는 반대 방향(-X방향)으로 레티클(R)에 동기하여 화살표 (Vw)크기의 속도로 스캔되어 웨이퍼의 쇼트 영역(SA)의 전면이 노광 가능해진다. 스캔 속도비(Vw/Vr)는 정확하게 투영 광학계 (PL)의 축소 배율에 따르게 되어 있어서, 레티클(R)의 패턴 영역 (PA)의 패턴이 웨이퍼상의 쇼트 영역(SA)상에 정확하게 축소 전사된다. 조명 영역(IA)의 길이 방향은 레티클(R)상의 패턴 영역(PA)보다도 크고, 차광 영역(ST)의 최대폭보다도 작게 되도록 형성되어 있으며, 스캔함으로써 패턴 영역 (PA)의 전면 조명을 가능하게 하고 있다.
다시, 도 1의 설명으로 돌아가서, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 홀더(17)에 진공 흡착되고, 웨이퍼 홀더(17)를 통해 웨이퍼 스테이지(WST)상에 유지되어 있다. 웨이퍼 홀더(17)는 도시되지 않은 구동부에 의해 투영 광학계(PL)의 가장 양호한 결상 면에 대하여 임의 방향으로 경사 가능하고, 또 광축(IX) 방향(Z방향)으로 미세 이동이 가능하다. 또한, 웨이퍼 스테이지(WST)는 전술한 스캔 방향(X방향)의 이동뿐 아니라 복수의 쇼트 영역으로 임의로 이동할 수 있도록 스캔 방향에 수직인 방향(Y방향)으로도 이동가능하게 구성되어 있으며, 웨이퍼(W)상의 각각의 쇼트 영역(shot areas)을 스캔 노광하는 동작과, 다음의 쇼트 노광 시작 위치까지 이동하는 동작을 반복하는 스텝-앤드-스캔(step-and-scan)동작을 행한다. 모터 등의 웨이퍼 스테이지 구동부(18)는 웨이퍼 스테이지(WST)를 XY방향으로 이동한다. 웨이퍼 스테이지(WST)의 단부에는 간섭계(19)로부터의 레이저 빔을 반사하는 이동경(20)이 고정되어 있고, 웨이퍼 스테이지(WST)의 XY방향 위치는 간섭계(19)에 의해서, 예를 들면 0.01㎛ 정도의 분해능으로 항상 검출된다. 웨이퍼 스테이지(WST)의 위치 정보(또는 속도 정보)는 웨이퍼 스테이지 제어부(21)로 보내지고, 웨이퍼 스테이지 제어부(21)는 이 위치 정보(또는 속도 정보)에 의거하여 웨이퍼 스테이지 구동부(18)를 제어한다.
또한, 상세한 설명은 생략하지만, 도시되지 않은 웨이퍼 얼라인먼트계에 의해 전회에 노광되어 처리된 웨이퍼(W)에 대해서는 레티클의 투영 이미지가 정확하게 중첩하여 노광되도록 웨이퍼(W)의 위치가 맞추어진다.
또한, 도 1의 장치에는 투영 광학계(PL)의 가장 양호한 결상면으로 향하여 핀 홀, 혹은 슬릿 이미지를 형성하기 위한 결상 광속을 광축(IX)방향에 대하여 경사 방향으로 공급하는 조사 광학계(22)와, 그 결상 광속의 웨이퍼(W)의 표면에서의 반사 광속을 슬릿을 통해 수광하는 수광 광학계 (23)로 이루어지는 경사 입사 방식의 웨이퍼 위치 검출계(초점 검출계)가 투영 광학계(PL)를 지지하는 지지부(컬럼) (24)에 고정되어 있다. 이 웨이퍼 위치 검출계의 구성 등에 대해서는, 예를 들면 미국특허 제 4,650,983 호에 개시되어 있는바, 웨이퍼 표면의 결상면에 대한 상하방향(Z방향)의 위치 편차를 검출하고 웨이퍼(W)와 투영 광학계(PL)가 소정의 간격을 유지하는 형태로 웨이퍼 홀더(17)를 Z방향으로 구동하기 위하여 이용된다. 웨이퍼 위치 검출계로부터의 웨이퍼 위치 정보는 초점 위치 제어부(25)에 입력되고, 이 웨이퍼 위치 정보는 주제어계(100)를 통해 웨이퍼 스테이지 제어부(21)로 보내진다. 웨이퍼 스테이지 제어부(21)는 이 웨이퍼 위치 정보에 기초하여 웨이퍼 홀더(17)를 Z방향으로 구동한다.
또한, 본 실시예에서는 결상면이 영점 기준으로 되도록 미리 수광 광학계(23)의 내부에 설치된 도시되지 않은 평행 평판 글래스(plane parallel)의 각도가 조정되고, 웨이퍼 위치 검출계의 칼리브레이션(calibration)이 행해지는 것으로 한다. 또한, 예를 들면 미국특허 제 4,558,949 호에 개시되어 있는 바와 같은 수평 위치 검출계를 이용하거나, 혹은 투영 광학계(PL)의 이미지 필드(image field)내의 임의의 복수의 위치에서의 초점 위치를 검출할 수 있도록 웨이퍼 위치 검출계를 구성함(예를 들면, 복수의 슬릿 이미지를 이미지 필드내에 형성한다)으로써 웨이퍼(W)상의 소정 영역의 결상면에 대한 경사를 검출할 수 있게 구성해도 된다.
또한, 웨이퍼 스테이지(WST)상에는 조사량 센서(41)가 웨이퍼(W)의 표면의 높이와 거의 일치하는 높이에 설치되어 있다. 조사량 센서(41)는 적어도 투영 영역(IA') 이상의 수광면을 가지며, 측정시에는 투영 광학계(PL)의 광축(IX)의 바로 아래까지 이동되어, 레티클을 통과해 오는 조명광 전체의 강도에 대응한 신호(Sc)를 출력한다. 이는 후에 상세히 설명하는 바와 같이 조명광의 입사에 수반하여 변동하는 결상 특성 보정시의 초기 설정에 이용된다.
여기에서, 간섭계(19)의 상세한 배치예에 대해서 도 3를 참조하여 설명하다. 도 3는 웨이퍼 스테이지(WST)주위의 상세도이다. 본 실시예의 간섭계(19)는 X방향의 위치를 측정하는 X간섭계(간섭계(19x1), 간섭계(19x2)) 와 Y간섭계 (간섭계 (19y1), 간섭계(19y2)) 와, 오프-액시스(off-axis)의 얼라인먼트계(도시하지 않음)의 관찰 영역(OA)의 중심(OAc)을 통하여 Y방향으로 광축을 가지는 얼라인먼트용의 간섭계(19ya)의 5개의 간섭계로 구성된다. 간섭계(19x1,19x2)는 투영 광학계(PL)의 투영 시야(if)의 중심(Ce)을 통하여 X축에 평행한 직선(Cx)에 관해서 대칭으로 배치되어 있다. 이동경(20x)은 간섭계(19x1,19x2)로부터의 레이저광을 반사하는 X방향 위치 검출용의 이동경이다. 간섭계(19y1,19y2)는 투영 광학계(PL)의 투영 시야(if)의 중심(Ce)을 통해서 Y 축에 평행한 직선(Cy)에 관해서 대칭으로 배치되어 있다. 이동경(20y)은 간섭계(19y1,19y2)로부터의 레이저광을 반사하는 X방향 위치 검출용 이동경이다. 웨이퍼 스테이지 제어부(21)내에는 X방향의 위치를 산출하는 위치 산출부(21Xe), 이동경(20x)(스테이지(WST))의 Y축으로부터의 요잉(yawing)량을 구하는 요잉 산출부(21Xθ), Y방향의 위치를 산출하는 위치 산출부 (21Ye), 이동경(20y)(스테이지(WST))의 X축으로부터의 요잉량을 구하는 요잉 산출부(21Yθ) 및, 오프액시스 얼라인먼트계의 중심(OAc)에서의 Y방향의 위치를 산출하는 위치 산출부(21Ya)가 설치되어 있다. 위치 산출부(21Xe)는 간섭계(19x1)의 계측치와 간섭계(19x2)이 계측치의 평균으로부터 웨이퍼 스테이지(WST)의 X방향 위치 측정치(Xe)를 산출한다. 요잉 산출부(21Xθ)는 간섭계(19x1)의 계측치와 간섭계 (19x2)의 계측치의 차로부터 웨이퍼 스테이지(WST)의 X방향 이동에서의 요잉량(Yθ)를 산출한다. 위치 산출부 (21Ye) 는 간섭계 (19y1) 의 계측치와 간섭계 (19y2) 의 계측치의 평균으로부터 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 방향의 위치 측정치 (Ye)를 산출한다. 요잉 산출부 (21Yθ) 는 간섭계 (19y1) 의 계측치와 간섭계 (19y2)의 계측치의 차로부터의 웨이퍼 스테이지 (WST)의 Y 방향의 이동에서의 요잉치 (Yθ)를 산출한다.
위치 산출부(21Ya)는 오프액시스 얼라인먼트계로 웨이퍼상의 마크를 검출하는 경우에, 웨이퍼 스테이지(WST)의 Y방향 위치(Ya)를 계측하기 위한 것이다. 얼라이먼트용의 위치측정계(간섭계(19ya), 위치 검출부(21Ya)를 설치하는 것은 오프액시스의 얼라인먼트계의 관찰 중심(OAc)과 투영 광학계(PL)의 투영 시야(if)의 중심(Ce)이 x방향으로 떨어져있도록 함으로써 발생하는 마크 검출시의 아베(Abbe) 오차를 방지하기 위한 것이다. 또한, 웨이퍼 스테이지(WST)에는 기준 마크가 형성된 기준판(FM)이 설치되어 있고, 기준판(FM)은 오프액시스의 얼라인먼트계의 관찰 중심(OAc)과 투영 광학계(PL)의 투영 시야(if)의 중심(Ce)의 거리(베이스 라인)를 측정하는 것 등에 사용된다. 이 기준판(FM)의 표면은 반사율(r2)을 가지는 반사면(R2)과 반사율이 거의 0인 반사면(R3)을 구비하며, 조사량 센서(41)의 표면은 반사율(r1)을 가지는 반사면(R1)을 구비하고 있다. 각각의 반사면은 후술하는 바와 같이 오프셋 성분을 구하거나 웨이퍼의 반사율 계산용의 기준 반사면으로 사용된다.
그런데, 도 3와 같이 웨이퍼 스테이지(WST)의 요잉량은 X축용의 이동경(20x)과 y축용의 이동경(20y) 둘 다를 이용하여 독립하여 계측되지만, 이는 그 양쪽에서 계측된 요잉량(Xθ,Yθ)의 값을 평균화 회로(21K)로 평균하기 위한 것이다. 이와 같이하면, X축용의 간섭계(19x1,19x2)와 Y축 용의 간섭계(19y1,19y2)의 각각의 레이저 광로 내에서의 공기 유동에 의한 계측치의 변동이 평균화되기 때문에 보다 신뢰성이 높은 요잉량이 계측될 수 있다.
또한, 도 3와 같은 웨이퍼 노광용 스테이지(WST)의 경우는 그다지 문제가 없지만, 액정 표시 소자 제조용의 글래스 플레이트를 노광하는 스테이지의 경우, 그 이동 스트로크가 글래스 플레이트상의 투영 이미지의 배치(패턴 배열)에 의해서는 x방향과 y방향중 어느 한쪽에서 극단적으로 크게 되는 경우가 있다. 이경우, 이동 스트로크가 극단적으로 큰 쪽에서는, 그 스트로크의 종점 근방에서 요잉 계측용의 1쌍의 간섭계중 한쪽의 레이저 광로가 이동경으로부터 벗어나는 경우도 있다. 그래서, 글래스 플레이트상에서의 패턴 배열(노광전에 설계상 미리 알 수 있다)에 의해서 X축측과, Y축측 중 어느 쪽에서 레이저 광로가 이동경으로부터 벗어나는가를 검정하고, 벗어나지 않은 쪽의 축의 간섭계로 계측된 요잉량을 사용하도록 전환하여도 된다. 물론, 양축의 간섭계의 레이저 광로가 벗어나지 않는 경우는 평균화 회로(21K)로부터의 평균 요잉량을 사용하는 것이 바람직하다함은 말할 나위도 없다.
그런데, 도 1의 장치의 플라이아이 렌즈(6)와 레티클(R)과의 사이의 광로중에는 조명광(IL)의 일부의 광(예를 들면, 5%의 광)을 반사하고 나머지 광을 투과시키는 빔 스플리터(26)가 설치되어 있고, 레티클(R)로부터의 반사광을 반사광 센서(27)로 안내하고 있다. 반사광 센서(27)는 실리콘 포토다이오드(silicon photodiode)나 포토 멀티플라이어(photomultiplier) 등의 광전 센서를 이용하며, 웨이퍼(W)로부터의 반사광을 레티클(R)을 통해 수광하여 신호(Sb)를 주제어계(100)로 출력한다. 반사광 센서(27)는 조명 영역(IA(IA')) 내 전체의 반사광을 수광하는 것이 바람직하기 때문에, 렌즈 등으로 집광하든가 웨이퍼(W)에 대한 퓨리에 변환면(Fourier transform plane), 즉, 투영 렌즈(PL)의 동공 위치와 공액 관계에 있는 위치에 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 빔 스플리터(26; beam splitter)는 광원(1)으로부터의 광속의 광 강도를 검출하는 광전 센서(28)에 광원(1)으로부터의 조명광의 일부를 안내한다. 광전 센서(28)는 빔 스플리터(26)에 의해 반사된 일부의 조명광(IL)을 수광하여, 그 출력 신호(Sa)를 주제어계(100)로 출력한다.
반사광 센서(27) 및 광전 센서(28)의 역할은 후에 상세히 설명한다.
또한, 본 장치에는 키보드나 바코드 리더(bar code reader) 등의 입력 수단(101)이 설치되어 있고, 투영 광학계의 열적 시정수 정보, 레티클(R)의 투과율 정보, 조명 슬릿 폭의 값, 목표 노광량, 스캔 속도 등의 각종 정보를 입력할 수 있게 되어 있다.
또한, 복수의 2차 광원 이미지가 형성되는 플라이아이 렌즈(6)의 사출 단면은 레티클(R)의 패턴 영역과 퓨리에 변환 관계에 있고, 이 사출 단면 근방에는 2차 광원의 형상을 변경하는 조리개(29)가 교환 가능하게 설치되어 있다. 조리개(29)는 2차 광원 이미지가 형상을 환형상으로 제한하는 환형 조리개나, 2차 광원의 형상을 광축(IX)로부터 편심한 이산(離散)적인 복수의 영역으로 제한하는 조리개나, 2차 광원 이미지의 크기를 중심을 변경시키지 않고 가변시키는 원형 조리개 등이다. 환형상의 조리개에 대해서는 일본 특개소 61-91662 호 공보 등에 개시되어 있으며, 2차 광원 이미지의 형상을 제한하는 조리개로는, 예를 들면, 4개의 개구부가 광축(IX)에 대해서 점대칭으로 배치된 조리개로서 일본 특개평 4-225514 호 공보 등에 상세히 개시되어 있는 종류의 것이다.
그런데, 도 1의 장치에는 투영 광학계(PL)의 결상 특성을 보정할 수 있는 보정 기구가 설치되어 있는바, 이하 그 결상 특성의 보정 기구에 대해서 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서는 결상 특성 제어부(30)에 의해서 레티클(R) 또는 렌즈 요소(34,35) 각각을 독립적으로 구동함으로써 투영 광학계(PL) 자체의 광학 특성이나 투영 이미지의 결상 특성을 보정하는 것이 가능하게 되어 있다. 레티클 스테이지(RST)는 구동 소자(31)에 의해 광축(IX)방향(상하 방향)으로 미세 이동이 가능하다. 구동소자(31)는 피에조(piezoelectric), 전왜(電歪)소자, 공기 댐퍼 등이 이용이 되며, 레티클 스테이지(RST) 전체를 구동하기 위하여 3 내지 4개가 사용된다.
투영 광학계(PL)에 의한 결상 특성으로는 초점 위치(결상면 위치), 투영 배율, 디스토션, 이미지면 만곡, 비점수차 등이 있고, 이들의 값을 개별적으로 보정하는 것은 가능하다. 그러나, 본 실시예에서는 설명을 간략히 하기 위하여, 특히 양측 텔리센트릭 투영 광학계에서의 초점 위치, 투영 배율 및, 이미지면 만곡의 보정을 행하는 경우에 대해서 투영 광학계(PL)의 렌즈 요소를 구동하는 방법을 예로 하여 설명한다.
레티클에 가장 가까운 제 1군의 렌즈 요소(34)는 지지 부재(36)에 고정되며, 제 2 군의 렌즈 요소(35)는 지지부재(37)에 고정되어 있다. 렌즈 요소(38)보다 하부의 렌즈요소는 투영 광학계(PL)의 경통부(鏡筒部; 39)에 고정되어 있다. 또한, 본 실시예에 있어서 투영 광학계(PL)의 광축(IX)은, 경통부(39)에 고정되어 있는 렌즈 요소의 광축을 가리키는 것으로 한다.
지지부재(36)는 신축 가능한 복수(예를 들면 3개로서, 도 1에는 2개를 도시함)의 구동소자(32)에 의해서 지지부재(37)에 연결되고, 지지 부재(37)는 신축 가능한 복수의 구동소자(33)에 의해서 경통부(39)에 연결되어 있다.
여기에서, 렌즈 요소(34,35) 각각을 광축 방향으로 평행 이동한 경우, 그 이동량에 대응한 변화율로 투영 배율(투영 이미지의 치수의 확대, 축소량) (M), 이미지면 만곡(C) 및 초점위치(F) 각각이 미소량 변화한다. 렌즈 요소(34)의 구동량을 z1, 렌즈 요소(35)의 구동량을 z2로 하면, 투영 배율(M), 이미지면 만곡(C) 및 초점 위치(F)의 변화량 ㅿM, ㅿC, ㅿF 각각은 다음 식으로 표현된다.
ㅿM = CM1× z1+ CM2× z2---(1)
ㅿC = Cc1× z1+ Cc2× z2---(2)
ㅿF = CF1× z1+ CF2× z2---(3)
또한, CM1,CM2,Cc1,Cc2,CF1,CF2는 각각의 변화량의 렌즈 요소의 구동량에 대한 변화율을 나타내는 정수이다.
그런데, 전술한 바와 같은 웨이퍼 위치 검출계(22,23)는 투영 광학계(PL)의 최적 초점 위치를 영점 기준으로 하여, 최적 초점 위치에 대한 웨이퍼 표면의 벗어남량을 검출하는 것이다. 따라서, 웨이퍼 위치 검출계(22,23)에 대해서 전기적또는 광학적으로 적당한 오프셋 량(z3)을 부여하면, 이 웨이퍼 위치 검출계(22,23)를 이용하여 웨이퍼 표면의 위치를 결정함으로써 렌즈 요소(34,35)의 구동에 수반하는 초점 위치 벗어남을 보정하는 것이 가능해진다. 이 경우, 상기 식 (3)은 다음 식과 같이 표현된다.
ㅿF = CF1× z1+CF2× z2+ z3---(4)
이상에서, 식 (1), (2), (4) 에 있어서 구동량(z1∼ z3)을 설정함으로써 변화량(ㅿM, ㅿC, ㅿF)을 임의로 보정할 수 있다. 또한, 여기에서는 3종류의 결상 특성을 동시에 보정하는 경우에 대해서 설명했지만, 투영 광학계의 광학 특성중 조명광 흡수에 의한 결상 특성의 변화량이 무시할 수 있을 정도이면, 그것을 원인으로 한 상기 보정은 행할 필요가 없으며, 또, 본 실시예에서 설명한 3 종류 이외의 결상 특성이 크게 변화하는 경우에는, 그 결상 특성에 대해서 보정을 행할 필요가 있다. 또한, 본 실시예에서는 이미지면 만곡의 변화량이 0 내지는 허용치 이하로 보정되므로, 비점수차의 보정은 특별히 행하지 않는 것으로 한다.
또한, 본 실시예에서는 초점 위치의 변화량(ㅿF)(식 (4))에 대해서는, 예를 들면 웨이퍼 위치 검출계(22,23)에 대해서, 변화량(ㅿF)을 전기적 또는 광학적(플랜 패럴렐(plane parallel)에 의함)으로 오프셋을 부여하고, 이 웨이퍼 위치검출계(22,23)를 이용하여 웨이퍼(W)를 Z방향으로 이동하는 것으로, 투영 광학계(PL)의 가장 양호한 결상면(최적 초점위치)에 웨이퍼(W)의 표면을 설정하는 것으로 한다.
여기에서, 본 실시예에서는 결상 특성 제어부(30)에 의해서, 레티클(R) 및 렌즈 요소(34, 35)를 광축 방향으로 이동가능하게 하고 있지만, 특히 렌즈 요소(34, 35)는 배율, 디스토션 및, 이미지면 만곡(비점수차) 등의 각각의 특성에 주는 영향이 다른 렌즈 요소에 비해서 크게 제어하기 쉽게 되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 이동 가능한 렌즈 요소를 2군으로 구성으로 했으나, 3군 이상으로 해도 되며, 이 경우에는 다른 여러 가지 수차의 변동을 억제하면서 렌즈 요소의 이동 범위를 크게 할 수 있고, 더욱이 여러 가지의 형상 왜곡 (사다리꼴, 마름모꼴의 디스토션) 및 이미지면 만곡(비점수차)에 대응할 수 있게 된다. 또한, 레티클(R)의 Z구동에 의해 디스토션 등을 보정할 수 있다.
또한, 구동량을 모니터하기 위한 위치 센서, 예를 들면 엔코더, 용량형 센서, 광반사형 센서 등과 병용하여 소정의 제어 목표 위치로 피드백 제어를 행하고 있다. 또한, 노광 동작중 (가동중)에 동적인 보정을 행하지 않는 경우에도, 보수 작업을 하는데에만 사용할 때는 마이크로미터 헤드가 부착된 미세 이송기구, 혹은 와셔에 의한 반고정 기구로 치환되는 것도 있다.
이상, 결상 특성 보정 기구로서 레티클(R) 및 요소의 이동에 의해 보정하는 예를 설명했으나, 본 실시예에 적합한 보정 기구는 다른 어떠한 방식이라도 좋으며, 예를 들면 2개의 렌즈 요소 또는 평행 평판 글래스사이에 형성된 공간을 밀봉하고, 이 밀봉 공간의 압력을 조정하는 방법을 채용해도 된다. 도 1의 장치에는 이와 같이 렌즈 요소 사이에 형성된 밀봉 공간의 압력을 조정하여 투영 광학계(PL) 자체의 광학 특성(특히, 배율)을 미소량 보정하는 압력 제어계(40)가 설치되어 있다. 압력 제어계(40)도 결상 특성 제어부(30)에 의해서 투영 이미지에 소망의 결상 특성을 부여하도록 제어되어 있다. 이 압력 제어계(40)의 상세한 구성에 대해서는 미국 특허 제 4,871,237 호에 개시되어 있으므로 여기에서는 그 설명을 생략한다.
이상과 같이, 렌즈 요소를 구동하거나, 렌즈 요소 사이의 밀봉 공간의 압력을 조정하는 구성의 보정 기구를 채용함으로써 노광광 흡수에 의한 투영 광학계(PL)의 결상 특성의 변동에 대해서도 충분히 대응할 수 있다.
다음에, 노광광 흡수에 의한 결상 특성의 변동량을 산출하는 방식에 대하여 설명할 것인바, 여기서 산출된 결상 특성의 변동량에 기초하여 전술한 결상 특성 보정 기구를 가장 적절하게 구동하게 된다. 변동량의 산출은 엄밀히 말하면 전술한 각각의 결상 특성에 대해서 개별적으로 계산할 필요가 있다. 그것은, 각각의 결상 특성에 영향을 주는 정도가 투영 광학계(PL)를 구성하는 렌즈 요소에 따라 미묘하게 다르기 때문이며, 같은 에너지의 조명광이 투영 광학계(PL)에 입사해도 변동 특성이 다르기 때문이다. 그러나, 기본적인 계산 방법에 대해서는 모두 같고 계수가 약간 다른 정도이므로, 간략화를 위하여 이후의 설명은 투영 배율의 변화(ㅿM)를 예로 하여 설명한다.
우선, 원리에 대해서 설명한다. 투영 배율의 변화 (ㅿM)는, 투영 광학계(PL)의 내부의 렌즈 요소가 조명광을 약간 흡수하여 온도가 상승하므로 렌즈 요소의 굴절률 혹은 곡률이 미묘하게 변화하기 때문에 발생한다. 이제 1개의 렌즈 요소에 주목하면, 렌즈 요소에는 조명광에 의한 에너지의 입력, 요컨대 열량의 흡수와 외부의 경통(39)등으로 빠져나가는 열량의 방출이 있고, 양자의 평형에 의해 렌즈 요소의 온도가 결정되다. 온도 상승과 배율 변화(ㅿM)가 비례 관계에 있다고 하면, 배율변화(ㅿM)가 이 양자의 평형으로 결정되는 것으로 생각된다. 일반적으로, 렌즈 요소의 온도 상승이 낮을 때는 열량의 흡수가 방출에 비하여 높아서 온도가 점차로 상승해 가지만, 렌즈 요소가 주위 온도에 비하여 높아지면 방출되는 열량이 높아져서 양자가 조화된 경우에 포화 레벨에 대하여 평형상태로 된다. 또한, 그때까지 계속해온 노광 동작을 중지하면, 열량은 점차 방출되고 렌즈 요소의 온도는 내려가지만, 주위 온도와의 온도차가 적어지면 방열 속도는 둔화된다. 이 특성은 일반적으로 1차 지연이라 하고, 1차 미분 방정식으로 표현된다. 이 모양을 제 4도에 도시한다. 도 4a는 입사에너지를 도시하고, 도 4b는 일정시간에 일정 에너지량의 조명광이 투영 광학계(PL)에 조사되는 경우의 배율 변화 특성을 나타내고 있다. 제 4b도에 도시되는 변화 특성을 조사 에너지(E1)에 대한 최종적인 투영 배율 변화량(ㅿM1) (포화 레벨)으로서, 변화율(ㅿM1/E1)과 시간적인 변화를 나타내는 시정수(T)의 2개의 값으로 결정될 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 있어서, 시정수(T)는 최종적인 변화량(ㅿM1)에 대해서 ㅿM1× (1-e-1)만큼 변화하는 시간으로 정의할 수 있다. 여기에서 변화율(ㅿM1/E1), 시정수(T)를 구하면, 광전 센서(28)의 출력(Sa)에 따라서 투영 광학계(PL)에 입사하는 에너지(E)의 추정치에 의해 배율 변화량(ㅿM)을 계산하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 항상 입사 에너지(E)를 모니터하고, 변화율 (ㅿM1/E1) 및 시정수(T)에 의거하여 주제어계(100) 내부에서 ㅿM을 순차 계산함으로써 구한다. 변화율(ㅿM1/E1) 및 시정수(T)는 실험적으로 투영 광학계(PL)에 조명광을 조사하면서 도 4b의 형태의 특성을 확인함에 의해 구해진다. 다만, 실제로는 투영 광학계(PL)내에는 복수의 렌즈 요소가 존재하고 있기 때문에, 몇 개의 일차 지연 특성의 합의 형태로 전체적인 배율 변동 특성을 나타낸다. 변화율(ㅿM1/E1) 및 시정수(T)는 입력 수단(101)에 의해 미리 주제어계(100)로 입력된다. 전술한 바와 같이, 변화율(ㅿM1/E1) 및 시정수(T)는 일차 미분 방정식의 계수로서, 이 미분 방정식을 통상 디지털 계산 등에 의한 수치 해석으로 순차로 풀어간다. 이때의 계산 동기(同期)를 시정수(T) 보다도 충분히 짧은 소정 시간 마다로 하고, 투영 광학계(PL)에 입사하는 에너지(E)의 값을 이 계산 동기에 따라서 각각 구하면(계산하면), 주제어계(100)에 의해서 그 시점에서의 변화량(ㅿM)이 계산될 수 있다.
그리고, 다음에 레티클의 위치에 따라 다른 입사에너지(E)를 구하고, 1쇼트 노광중에 에너지량이 다른 경우의 결상 특성의 변동 특성을 구하는 방법에 대하여 설명한다.
이하, 투영 광학계(PL)에 시시 각각으로 입사되는 에너지(E)를 구하는 방법에 대해서 설명한다. 투영 광학계 (PL)로의 입사 에너지를 고려하는 경우, 레티클을 통해 입사하는 광량과 달리 웨이퍼에서 반사하여 다시 투영 광학계로 입사하는 광량을 고려해야 한다. 스캔 방식의 경우, 레티클(R)을 슬릿 형상 조명영역(IA)에 대해서(환언하면, 투영 광학계의 광축에 대해서) 스캔하게 되므로, 조명 영역(IA) 내에 출현하는 레티클(R)의 차광부의 총면적이 레티클(R)의 스캔 위치에 따라 순차 변화하고, 투영 광학계(PL)로의 입사 에너지 (E)는 레티클의 스캔 위치에 따라 변화한다. 그리고, 스캔 노광 도중도 포함하여, 예를 들면 수msec 의 시간 간격(ㅿt)의 샘플링 시간마다 레티클을 통해 투영 광학계(PL)로 입사하는 광량과, 웨이퍼에서 반사하여 다시 투영 광학계(PL)로 입사하는 광량의 합을 구하여 입사 에너지(E)를 산출하면 된다.
그때, 레티클을 통해 투영 광학계(PL)로 입사하는 광량은 광전 센서(28)의 출력(Sa)에 기초하여 구해지며, 웨이퍼에서 반사하여 다시 입사하는 광량은 반사광 센서의 출력 (Sb)에 기초하여 구해진다. 그러나, 반사광 센서(27)의 출력 (Sb)에는 레티클(R)이나 조명 광학계중의 광학 부재에서 반사한 반사광의 광량 정보를 포함하고 있다. 따라서, 본 실시예에서는 상호 다른 이미 알려진 반사율을 가지는 기준 반사판을 사용하여 웨이퍼의 반사 강도를 구하기 위한 기준 반사 데이터를 레티클의 스캔 위치에 따라 구하고, 이 기준 반사 데이터에 기초하여 실제의 웨이퍼 반사율(반사 강도)를 레티클의 스캔 위치에 따라서 구하는 것으로 했다. 그리고, 레티클의 투과율(투과 광량)에 대해서도 레티클의 스캔 위치에 따라 구하고, 이들 정보에 기초하여 에너지(E)를 구하는 것이다.
따라서, 이하 기준 반사 데이터에 기초하여 구해진 웨이퍼 반사율과, 레티클의 투과율을 사용하여 입사 에너지(E)를 구하는 방법을 설명한다. 레티클(R)을 통해 투영 광학계 (PL)에 입사하는 광량을 P, 웨이퍼(W)의 반사율을 r이라 하면,투영 광학계(PL)로의 총입사 광량은 웨이퍼(W)에서 반사하여 투영 광학계(PL)로 입사하는 반사 광량 Pㆍr도 포함하여 식(5)와 같이 표현된다.
E = P × (1 + r) ---(5)
광량(P) 를 구하는 방법은, 레티클(R)의 피조사 위치에서의 투과율을, 단위 면적당의 광원의 조도를 Ip, 조사 면적을 S라하면, 다음 식으로 표현된다.
P = Ip × S ×---(6)
여기에서, 조도(Ip)는 편의상 웨이퍼(W)면상의 단위 면적당의 조도(레티클이 없는 경우의 조도), S는 웨이퍼(W)의 조사 영역(IA')의 면적으로 하지만, 요는 ΔM과 E와의 관계가 최종적으로 구해지면 되므로, 레티클 투과율()을 레티클(R)의광량(P)을 레티클상에서 정의하여도 다른 곳에서 정의하여도 전혀 지장이 없다.
스캔 방식의 노광을 실시하는 경우, 레티클(R)의 위치에 따라 레티클을 통해 투영 광학계(PL)로 입사하는 광량이 다르므로, 레티클 투과율()을 레티클(R)의 스캔 위치마다 구할 필요가 있는바, 이하 레티클 투과율을 구하는 방법에 대해서 설명한다.
조사 영역(IA')내에 조사량 센서(41)가 위치하도록 웨이퍼 스테이지(WST)를 이동시킨 후, 레티클 스테이지(WST)를 고정한 채 레티클(R)을 위치시킨 상태에서 레티클 스테이지(WST)만 스캔시키고, 그 때의 조사량 센서(41)의 출력(Sc1)의 크기를 레티클 스테이지 (WST)의 위치 측정용 레티클 간섭계(14)의 위치 좌표(xR)에 대응시켜 순차 판독하고 동시에 광전 센서(28)의 출력(Sa)의 크기도 판독한다. 그리고, 그 비(Sc1/Sa)를 산출하여 주제어계(100)내의 메모리에 좌표 위치에 대응하여 격납한다. 메모리내로의 격납 타이밍(디지털 샘플링)은 예를 들면 레티클 간섭계(14)의 분해능 (예를 들면 0.01㎛)을 기준으로 하여 일정 이동량마다(예를 들면 0.01㎛ ∼ 10㎛마다) 행하도록 하면 된다. 주제어계(100)는 통상의 디지털 컴퓨터로 구성되기 때문에, 실제로는 배율 변동량의 산출 정밀도상의 오차가 문제가 되지 않는 위치간격(또는 시간 간격)마다 간섭계(14)의 분해능 정도로 순차 산출되는 비(Sc1/Sa)의 디지털 값이 얼마인가를 평균하여 그 값을 기억하도록 하고 있어도 되고, 혹은 간섭계(14)의 분해능정도(또는, 그보다 세밀하지 못한 일정 이동량)로 순차 산출되는 비(Sc1/Sa)를 그대로 기억하고 있어도 된다.
단, 출력(Sc1)을 판독을 위하여 레티클 스테이지(RST)를 이동 개시하는 위치를 판독기준 위치로 하여 주제어계(100)에 기억시켜 둔다. 후술하는 조사량 센서(41)의 출력(Sc2), 레티클 투과율 데이터((xR)), 반사광 센서(27)의 출력(Sb), 기준 반사율 데이터 rx (xR), 오프셋 성분의 데이터의 메모리로의 격납을 모두 이 위치를 기준으로 하여 계측한다.
다음에 레티클(R)을 레티클 스테이지(RST)에 장착하기 전에 미리 동일한 타이밍으로 검출된 조사량 센서(41)의 출력(Sc2)와 광전 센서(28)의 출력(Sa')과의 비(Sc2/Sa') (주사위치에 관계없이 일정한 값)을 정하고, 이 비(Sc2/Sa')의 값을 분모로 하여 메모리에 기억된 비(Sc1/Sa)의 데이터열(파형)을 규격화(나눗셈)한다. 이에 의하여 레티클(R)의 유무에 의한 조사량 센서(41)의 출력비(Sc1·Sa'/Sc2·Sa)의 데이터 열이 구해지고, 이 비의 데이터열은 출력(Sc1)의 디지털 샘플링의 간격과 동일한 간격으로 메모리에 격납된다. 이 출력비(Sc1·Sa'/Sc2·Sa)가 조도(Ip)의 변동에 의한 검출오차를 보정한 참(眞)의 레티클 투과율()로서, 투과율()은 위치(xR)의 함수이기 때문에(xR)로 표현되고, 일례로서 도 5와 같은 곡선으로 표현된다. 도 5의 횡축은 레티클의 X방향(스캔 방향)의 위치(xR)을 나타내고, 종축은 레티클 투과율()을 나타내고 있다. 위치(xR)는 스캔 중에 시간(t)와 함께 변하는 것이므로, 스캔이 정속도로 행해지지 않으면,(xR) =(t)로 표현된다. 조도(Ip)는 시간에 따라 변동하는 요소이므로, 실제의 스캔 노광시에는 앞의 식(6)을 식(7)로 하고, 스캔 노광중의 조도(Ip)를 광전 센서(28)의 출력(Sa)에서 순차적으로 구하여 식(7)에 대입하면 된다.
P(t) = S ×(t) × Ip(t) ---(7)
(t) =(xR)
조도(Ip)가 시간에 따라 변동하지 않는 경우(예를 들면 수은 방전등 등을 광원으로 한 경우), 웨이퍼(W)상의 1쇼트 영역의 노광중의 조도(Ip)의 변동은 거의 무시할 수 있기 때문에, 조도(Ip)를 스캔 노광 개시 직전에 광전 센서(28)의출력(Sa)에서 검출하여 기억하고, 식(7)의 계산중에는 Ip(t)를 정수로 취급할 수도 있다. 이 경우, 셔터 ON/OFF 신호에서 셔터 ON의 경우는 Ip를 일정값으로 하고, 셔터 OFF의 경우는 Ip = 0으로 취급하는 것도 가능하다. 또한, 조사량 센서(41)의 출력은 그 자체로 P(t)를 나타내고 있으므로, 미리 레티클마다(t)를 등록하여 두지 않아도 노광전에 측정한 P(t)를 사용하는 것도 가능하다. 아무튼, 식(7)중의 시간(t)은 레티클(또는 웨이퍼)의 스캔 위치와 일의적으로 대응하고 있으므로, 레티클 간섭계(14)의 계측 위치(xR)에 따라서 투과율 데이터 ((xR))를 메모리로부터 읽어 내서 실시간(real time)으로 입사광량(P(t))이 구해지게 된다.
또한, 조사량 센서(41)는 레티클 전면을 일괄하여 조명하는 일괄 노광 방식에 비해서 수광 면적이 적어도 되기 때문에 수광면내의 조도의 불균일성이 거의 없이 저렴한 가격으로 균일성이 좋은 센서(실리콘 포토다이오드 등)이 사용된다. 더욱이, 광원(1)이 펄스 광원인 경우, 조사량 센서(41)는 펄스광을 수광하게 되는바, 이 경우는 레티클(R)의 주사위치에 대응하여 트리거된 1펄스마다 강도를 측정하고, 그 출력(Sc)을 조도(Ip)로서 순차적으로 받아들여도 되고, 짧은 일정시간, 예를 들면 수 ∼ 수십 msec의 사이에 트리거된 펄스광(단일 또는 복수펄스)의 강도를 적산(積算)하여 그 시간내의 평균 조도(Ip)로서 순차적으로 받아들여도 된다.
다음식(5)중의 반사율(r)을 구하는 방법을 설명한다.
반사광 센서(27)에는 전술한 바와 같이 웨이퍼면(W)으로부터의 반사광만이 아니라 레티클(R)면, 혹은 투영 광학계(PL)의 각각의 렌즈 요소로부터의 반사광이입사한다. 그래서, 미리 웨이퍼 스테이지(WST)상의 기준 반사면을 이용해서 작성한 기준 반사 데이터에 따라서 실제의 웨이퍼 반사율을 계산으로 구하는 것으로 한다. 여기에서는, 조사량 센서(41)의 표면을 이미 알고 있는 반사율(r1)의 반사면(R1)으로 하고, 기준판(FM)의 표면을 이미 알고 있는 반사율(r2)의 반사면(R2)으로 한다. 2개소의 기준 반사면의 노광용 조명광에 대한 반사율(r1,r2)(r10,r20)은 미리 측정한 이미 알고 있는 값으로서, 그 2개의 반사율(r1,r2)은 크게 다른 것이 바람직하다. 우선, 레티클(R)이 세트된 상태에서, 투영된 조사영역(IA')내에 반사면(R1)이 위치하도록 웨이퍼 스테이지(WST)를 이동시킨 후, 웨이퍼 스테이지(WST)를 정지시킨 채 레티클 스테이지(RST)를 소정 속도로 이동시켜 반사광 센서(27)의 출력(I1)의 크기를, 레티클(R)의 주사 위치마다 디지털 샘플링하여 주제어계(100)의 메모리에 주사 위치와 대응되게 순차 격납한다. 디지털 샘플링 및 메모리로의 격납 타이밍은 예를 들면 레티클 간섭계(14)의 분해능(예를 들면, 0.01㎛)을 기준으로 해서 일정 이동량마다 행하도록 하면 된다. 이 경우도, 디지털 샘플링 간격은 간섭계(14)의 분해능과 일치하고 있을 필요는 없고, 예를 들면 0.2 ㎛ 마다 ∼ 10 ㎛ 마다로 정밀하지 않아도 된다.
다음에, 조사영역(IA')내에 반사율(r2)의 반사면(R2)이 위치하도록 웨이퍼 스테이지(WST)를 이동시킨 후, 웨이퍼 스테이지(WST)를 정지시킨 채 레티클 스테이지(RST)를 소정 속도로 이동시켜서 반사광 센서(27)의 출력(I2)의 크기를, 레티클(R)의 위치에 따라서 주제어계(100)의 메모리에 순차 격납(디지털 샘플링)한다. 이 경우, 메모리내로의 격납 타이밍은 출력(I1)의 디지털 샘플링 간격과 동일하게 하고, 메모리상의 어드레스도 출력(I1)의 샘플링 위치와 출력(I2)의 샘플링 위치가 일의적으로 대응하는 관계로 설정된다.
특히, 광원(1)이 펄스 광원인 경우, 출력(I1,I2)의 값은 광전 센서(28)의 출력(Sa)을 사용하여 펄스마다의 강도 변동을 보정하기 위하여 규격화(I1/Sa, I2/Sa)하여둘 필요가 있다. 이것은 수은 방전등의 휘선을 조명광으로 하는 경우에도 마찬가지로 적용 가능하며, 규격화된 값 (I1/Sa 및 I2/Sa) 가 메모리상에 기억된다.
그리고, 기준 반사면으로부터의 반사광의 출력과 반사율의 관계를 도 6에 도시한다. 도 6는 레티클(R)이 어떤 1개의 주사 위치로 온 경우에 샘플링된 값(I1,I2)(또는, I1/Sa , I2/Sa)를 종축으로 취하고, 횡축에 반사율을 취한 것이다. 도 6와 같이 좌표(r1,I1) (r2,I2)를 통과하는 직선을 그으면 이 주사 위치에서 얻어지는 반사광 센서(27)의 출력값으로부터 웨이퍼 반사율 (정확히 말하면 반사 강도) (rx)가 구해진다. 요컨대, 실제 노광중에 레티클(R)이 그 주사 위치에 온 경우의 반사광 센서(27)의 출력을 Ix로 하면, 이때의 웨이퍼 반사율(rx)은 그 주사 위치에 대응한 메모리내의 기준 반사 데이터로서의 I1,I2를 판독해서
rx= [(r2- r1)/(I2 -I1)] × (Ix - I1) + r1---(8)
의 계산으로 산출된다. 또한, 상호 반사율이 다른 기준 반사면을 3개 이용하여 도 6의 직선을 3점의 계측점에서 최소 2승 근사(二乘近似)로 구해지는 등의 방법을 취해도 된다. 이 경우도, 기준 반사면의 면적은 일괄 방식에 비하여 적어지게 된다. 반사광 센서(27)는 펄스광을 수광하는 경우, 1 펄스마다 강도를 측정하여도 되고, 짧은 일정 시간, 예를 들면 수 ∼ 수십 msec 사이의 파워를 적산하여 평균 파워로서 출력해도 된다. 아무튼, 실제 노광전에 메모리에 기억 출력(I1, I2)의 데이터열, 또는 식(8)을 기준 반사 데이터로 하여 레티클(R)의 장치 위치(샘플링 위치)마다 작성하고, 그것을 메모리내에 보존한다. 단, 출력(I1, I2)을 출력(Sa)로 규격화한 경우는 실제의 웨이퍼 반사율(rx)을 구하는 경우의 반사광 센서(27)의 출력(Ix)도 출력(Sa)으로 규격화되므로 식(8)에 대입하는 것은 말할 나위도 없다.
여기에서, 기준 반사면으로부터의 반사광에 의한 레티클의 주사 위치마다의 반사광 센서(27)의 출력(I1(xR), I2(xR))으로 하여 작성된 기준 반사 데이터와, 실제 노광중의 웨이퍼(W)로부터의 반사광의 레티클 위치마다의 반사광 센서(27)의 출력(Ix(xR))의 예를 도 7a에 도시한다. 도 7a의 종축은 반사광의 강도(Ix)를 나타내고, 횡축은 레티클의 X방향 위치 (xR)을 나타내며, 레티클(R)의 주사는 위치(xR1)에서 위치(xR2)에 걸쳐 행해지는 것으로 한다. 그리고, 예를 들면 웨이퍼(W)상의 첫 번째의 쇼트 영역의 실제 노광중에 반사광 센서(27)의 출력(Ix(xR))및 미리 기억해둔 I1(xR), I2(xR)의 데이터와 고정 정수(r1,r2)에 기초하여, 레티클의 주사 위치에 따른 반사율 데이터(rx(xR))가 앞의 식(8)을 기초로 한 식(9)에 의해 산출된다. 반사율 데이터(rx(xR))는 출력(I1(xR),I2(xR))의 디지털 샘플링 간격과 동일한 샘플링 간격으로, 또한, 주사 위치와 일의적으로 대응한 어드레스로 메모리에 격납된다. 레티클의 위치에 따른 반사율 데이터(rx(xR))를 도 7b에 도시한다. 도 7b의 종축은 웨이퍼 반사율을 나타내고, 횡축은 레티클의 X방향 주사 위치(xR)를 나타낸다.
rx(xR) = [(r2- r1) / (I2(xR) - I1(xR))] × (Ix(xR) - I1(xR)) + r1---(9)
위치(xR)은 시간에 따라 변화하기 때문에, 실제 노광중의 레티클 스테이지(RST)가 정속도로 이동하고 있는 것으로 하면, 반사율 데이터(rx(xR))는 rx(t)로 치환되고, 식(7)과 식(9)를 식(5)에 대입하여 소정 시간(ㅿt)마다의 에너지값(E(t))이 주제어계(100)에 의해 산출된다.
다음에, 투영 광학계(PL)로의 입사 에너지(E)의 산출과 투영 광학계(PL)의 결상 특성의 변화량 산출에 대해서 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명한다. 여기에서는 설명을 간단히 하기 위하여 투영 광학계(PL)의 배율 변동(ㅿM)에 대해서 설명한다. 도 8a는 투영 광학계(PL)로의 입사광량(E)을 나타내는 도면이다. 도면중, Ea, Eb, Ec는 투영 광학계(PL)에 입사하는 에너지를 보여주고 있다. 도 8a에는, 소정 시간 간격(ㅿt) (예를 들면 수 msec 내지 수십 msec)마다의 이 시간에서의 레티클 스테이지(RST)의 위치에 있는 입사 에너지의 순간치, 또는 평균치를 입사 에너지(E)로 하고 있다. 도 8a에서는 소정 시간 간격(ㅿt)마다의 소정 시간(이하,'샘플링 시각' 이라 함)을 t1,t2,t3,t4,t5로 하고, 이에 대응하는 레티클 스테이지(RST)의 위치를 x1,x2,x3,x4,x5로 한다. 샘플링 시간의 계측 개시 타이밍은 레티클 스테이지(RST)가 전술한 각종 데이터의 격납시의 기준 위치에 도달한 때로부터 계측을 시작하고, 그 위치 (x1∼ x5…)도 각종 데이터를 메모리에 기억한 때의 위치와 될 수 있는 한 일치시키는 것이 바람직하다. 물론, 이 기준 위치에 도달할 때까지 레티클 스테이지(RST)는 소정의 속도로 되도록 제어된다.
주제어계(100)는 샘플링 시각(t1)에서의 레티클 스테이지(RST)의 위치(x1)에서의 투과율((x1))과, 반사율(rx(x1))과, 조도(Ip(t1))와 웨이퍼(W)의 조사 영역(레티클 블라인드(8)로 결정되는 조사 영역) (IA')과 식(5), (7), (9)를 기초로 하여 샘플링 시간(t1)에서 투영 광학계(PL)로의 입사에너지 E(t1) = Ea를 추정치로 하여 산출한다. 전술한 바와 같이 수은 방전등 등의 광원인 경우, 셔터(2)의 개폐정보(열려 있으면 1, 닫혀 있으면 0의 가중치)와 Ip = 일정치로, Ip(t)를 정수로서 취급할 수 있다. 단, 투과율((x1)), 반사율(rx(x1))을 기억한 위치(x1)가 샘플링 시각(t1)과 대응하고 있지 않은 경우는, 샘플링 시간(t1) 이후의 가장 가까운 위치(xR)에 기억된 투과율((xR)), 반사율(rx(xR))을 이용하도록 하면 된다. 또한, 셔터(2)의 개폐정보(1, 또는 0)는 샘플링 시각에 있어서 셔터(2)가 열려 있으면, 식(5),(7),(9)에 의한 연산을 실행하여 E(t1) = Ea를 구하고, 셔터(2)가 닫혀 있는 때에는 식(5),(7),(9)의 연산을 행하지 않고 E(t1) = 0로 하기 위하여 사용해도 된다.
이하, 샘플링 시각(t2∼ t5)에 대해서도 마찬가지로 하여 입사 에너지를 구한다. 여기에서는, 샘플링 시각(t1, t3)에서 산출된 입사 에너지를 Ea, 샘플링 시각(t2, t5)에서 산출된 입사 에너지를 Eb, 샘플링 시각(t4)에서 산출된 입사 에너지를 Ec로 표시하고 있다.
단, 샘플링 시간 간격 ㅿt (예를 들면, 샘플링 시각(t1과 t2) 사이의 시간 간격)에서의 각각의 데이터 평균치를 사용해서 입사 에너지를 구하도록 해도 된다. 구체적으로는, 예를 들면 전술한 투과율 데이터((xR)), 반사율 데이터(rx(xR))의 디지털 샘플링 간격을 레티클상에서 25 ㎛ 마다로 하여, 샘플링 시각(t1)과 시각(t2)사이의 샘플링시간 간격(ㅿt)을 5 msec, 스캔 속도(V)를 50 mm/sec로 한 경우, 샘플링 시간 간격(ㅿt) 사이에 레티클 스테이지가 이동하는 거리(L)을 L = V × ㅿt = 250 ㎛로 된다. 투과율 데이터((xR)), 반사율 데이터(rx(xR))의 디지털 샘플링 간격은 25 ㎛마다 이므로, 샘플링 시각(t1)과 샘플링 시각(t2)의 사이의샘플링 시간 간격(ㅿt)내에서 10개의 샘플링 데이터가 투과율 데이터 ((xR))와 반사율 데이터(rx(xR)) 각각에 대해서 얻어진다. 그래서, 이들 10개의 샘플링 데이터를 투과율((xR))과 반사율(rx(xR)) 각각에 대해서 평균화한 데이터를 샘플링 시각 (t2)에서의 평균 투과율 데이터((x2))와 평균 반사율(rx(x2))로 하여 이용해도 된다. 그리고, 샘플링 시각(t2)에서의 투과율((x2))과 반사율(rx(x2))과 조도(Ip(t2)), 셔터(2)의 개폐 정보(열려있으면 1, 닫혀있으면 0의 가중치)와 웨이퍼(W)의 조사 영역(레티클 블라인드(8)로 결정되는 영역)의 면적과 식(5), (7), (9)에 기초하여 샘플링 시각(t2)에서 투영 광학계(PL)로의 입사에너지E(t2) = Eb를 추정치로 하여 산출한다. 이 경우, 전술한 바와 같이, 광원(1)이 펄스광을 사출하는 광원인 경우, 샘플링 시각(t1)과 샘플링 시각(t2)의 사이의 샘플링 시간간격(ㅿt)내의 단위 시간의 파워(power)를 적산하여 그것을 단위 시간내의 평균 파워(Ip(t2))로 해도 된다. 투과율((xR))과 반사율(rx(xR))의 데이터 샘플링 간격은 샘플링 시간 간격(Δt) 사이에 레티클 스테이지가 이동하는 거리(L)보다도 작은 분해능이 필요하며, 샘플링 시간 간격(Δt)은 거리(L)가 조명 영역(IA)의 스캔 방향의 폭보다도 작게 되도록 정한다. 단, 1쇼트 이후는 반사율(rx(xR))을 식(9)에 기초하여 구하지 않고 1 쇼트 노광시에 메모리에 기억된 반사율 데이터(rx(xR))를 사용하여 입사 에너지(E)를 구하도록 해도 된다.
다음에, 단위 시간마다의 입사 에너지 광량에 기초하여 투영 광학계(PL)의 광학 특성의 변화량의 산출에 대해서 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명한다. 도 8b의 ΔMs는 입사광량(E)에 의한 배율 변화 특성을 보여주는 것이다. 도 8b에 도시한 바와 같이 입사 에너지(E)에 대한 배율 변화 특성을 도 4b에 도시한 바와 같이 ΔM / E과 시정수(T)에 의존한 특성으로 된다. 따라서, 각 시간(소정 시간 간격마다의 시간)에 대응하는 위치에서의 입사 에너지에 대응하는 배율 변동량은 ΔM / E과 시정수(T)에서 결정되는 도 4b와 같은 배율 변동 특성에서 구해진다.
도 8b를 참조하여 구체적으로 설명한다. 에너지(Ea)에 의해서 샘플링 시각(t0,t1)사이에 변화하는 배율 변동량(ΔM1)을 ΔM/E의 관계에서 구한다. ΔM/E의 관계는 전술한 바와 같이 실험 등에 의해 미리 구해지고 있다. 마찬가지로, 에너지(Eb)에 의해서 샘플링 시각(t1∼ t2)사이에 변화하는 배율 변동량(ΔM2)가 ΔM/E의 관계에서 구해진다. 샘플링 시각(t1 ∼t2)사이의 배율의 감쇠율은 열적인 시정수(T)에 의해 정해져 있고, 샘플링 시각(t1∼ t2) 사이에서의 초기값(이 경우ΔM1)으로부터 시정수(T)에 따라서 시간과 동시에 감쇠하는 감쇠량을 구할 수 있다. 따라서, 샘플링 시각(t2)에서의 배율 변동량은 ΔM1+ΔM2의 합계치로부터 샘플링 시각(t1∼ t2)사이에서의 감쇠량을 뺀 값으로 된다. 마찬가지로, 에너지(Ea)에 의해서 샘플링 시각(t2∼ t3)의 사이에 변화하는 배율 변동량(ΔM3),에너지(Ec)에 의해서 샘플링 시각(t3∼ t4)사이에 변화하는 배율 변동량(ΔM4), 에너지(Eb)에 의해서 샘플링 시각(t4∼ t5)사이에 변화하는 배율 변동량(ΔM5)을 ΔM/E 의 관계에서 구할 수 있다. 그리고, 마찬가지로 각 샘플링 시각 사이에서의 감쇠량을 구하고, 각 샘플링 시각에서의 최종적인 배율 변동량을 구할 수 있다. 이 각각의 샘플링 시각에서의 값을 연결하는 포물선을 배율의 변동 특성으로 하여 도 8b에 도시한 바와 같은 배율 변동 특성을 얻을 수 있다. 이와 같이 이산적인 배율 변동값에서 순차 배율 변동 특성을 점차적으로 얻는 계산 방법은 미국특허 제 4,666,273호나 미국특허 제 4,920,505 호에 개시되어 있다.
다음에 배율을 보정하는 방법에 대해서 설명한다.
도 8b에 도시한 배율 변동 특성에 따라서 배율을 변화시키도록, 결상 특성 제어부(30)는 압력 제어계(40)의 제어량, 혹은 구동 소자(31, 34, 35)의 구동량을 결정하여 배율을 보정한다. 다만, 결상 특성 제어부(30)는 오로지 스캔 방향과 수직인 방향의 투영 배율(M)의 조정에 사용되고 스캔 방향의 배율에 관해서는 레티클(R)과 웨이퍼(W)의 스캔시의 상대 속도를 미소량 변경할 필요가 있다. 따라서, 쇼트 영역내의 전면에서 등방적으로 투영 이미지의 크기를 변화시키는 데에는, 결상 특성 제어부(30)에 의해서 제어되는 배율 조정량에 따라서 상대속도를 미세 조정해야 한다.
이상은 배율 변화를 보정하는 방법에 대해서 설명한 것이지만, 다른 결상 특성에 대해서도 마찬가지로 보정할 수 있다. 단, 웨이퍼(W)상에는 레티클(R)의패턴이 복수로서 순차 노광되고 있으나, 생산성을 높이기 위하여 웨이퍼 스테이지(WST) (레티클 스테이지(RST))는 항상 일방향으로 스캔하는 것이 아니라 웨이퍼상의 쇼트열마다 교호로 역방향으로 스캔하면서 노광을 행하는 경우가 있다. 요컨대, 1개의 쇼트열을 노광한 후에는 역방향으로 스캔하면서 다른 쇼트열을 노광하는(왕복하면서 노광하는)경우가 있다. 전술한 투과율 데이터(), 기준 반사율 데이터 등의 샘플링은 레티클을 일방향(예를 들면 -x방향)으로 이동시키면서 레티클(R)의 위치에 따라서 기억 또는 산출한 것이다. 따라서, 웨이퍼의 쇼트열마다 교호로 역방향으로 웨이퍼 스테이지(WST)의 스캔 방향이 다른 경우 (-x 방향과 +x 방향의 교호로 레티클 스테이지(RST)의 스캔방향이 다른 경우)는 스캔 방향에 따라서 투과율 데이터()와 반사율 데이터 등의 판독 방향을 전환한다. 즉, 투과율()이나 기준 반사율 데이터를 기억한 레티클 스테이지(RST)의 스캔방향과 역방향으로 스캔하는 경우는 투과율(), 기준 반사율 데이터 등의 메모리로부터의 판독을 역방향에서 행한다.
여기에서, 스캔중의 평균 투과율, 평균 반사율을 구하여 식(5), (6)을 그대로 사용하는 것도 가능하다. 이 방법도 하나의 해결 방법이지만, 1스캔중의 평균 투과율이나 평균 반사율은 평균화된 양으로밖에 취급하지 않는다는 것과, 반사율은 1스캔후 밖에는 계산할 수 없어 정밀도가 악화하는 문제가 있다. 이 방법에 의한 정밀도 악화가 허용 범위인지 아닌지는 배율 변동(ΔM)의 산출에 대하여 필요한 정밀도와, 1스캔중의 배율 변동(ΔM)의 변화량, 혹은 1스캔 시간과시정수(T)의 길이의 비교, 혹은 사용하는 레티클(R)의 투과율()의 레티클(R)의 위치에 따른 차, 웨이퍼(W)의 반사율(r)의 레티클(R)의 위치에 따른 차를 고려하여 결정한다. 그러나, 1스캔의 시간은 레지스터의 감도에 의해 좌우되며, 사용하는 레티클의 투과율 균일성 등도 불확정한 요소이다. 따라서, 본 실시예에서는 마스크의 스캔 위치에 따라 기준 반사면으로부터의 반사광 강도에 기초하여 작성된 기준 반사율 데이터에 기초하여 웨이퍼로부터의 반사광의 강도를 구하는 것으로 하고, 노광 동작중에 레티클을 스캔함으로써, 레티클의 위치에 따라 반사광 강도가 변화해도 올바른 반사율이 구해지도록 하고 있다.
다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 대해서 설명한다. 제 2 의 실시예는 기준 반사면을 사용한 기준 반사율 데이터를 구하지 않고, 레티클(R)이나 조명 광학계중의 광학 부재에서 반사한 광량 정보(이하, '오프셋 성분'이라 함)을 레티클(R)의 위치에 따라 메모리에 격납하고, 반사광 센서(27)의 출력(Sb)에서 오프셋 성분을 뺀 값을 웨이퍼에서 반사되어 다시 투영 광학계(PL)에 입사하는 광량으로 하는 점에서 제 1 실시예와 다르다. 제 2 실시예에 있어서, 제 1 실시예와 같은 부재에는 같은 부호를 부여하고 있다. 또한, 본 실시예에서는 레티클을 통해 투영 광학계(PL)에 입사하는 광량(광에너지)을 구하기 위한 정보, 즉 레티클의 투과율(본 실시예에서는 실제는 조명 영역(IA)내의 광량과 패턴의 차광부에서 차광되지 않고 투과한 광량의 비)에 관한 정보를 조사량 센서(41)의 출력과 광전 센서(28)로부터의 출력에 기초하여 검출한다.
이하 레티클을 통해 투영 광학계(PL)에 입사하는 광량을 구하는 것에 대해서설명한다.
주제어계(100)는 광전 센서(28)로부터의 출력(Sa)과 조사량 센서(41)의 출력(Sc)의 비(Sc/Sa)를 레티클(R)을 위치시킨 레티클 스테이지(RST)의 1스캔분의 이동 위치에 동기하여 주제어계(100)내의 메모리에 격납한다. 즉, 주제어계(100)는 레티클 스테이지(RST)를 이동(웨이퍼 스테이지(WST)는 정지)시켜, 레티클 간섭계(14)에서 검출되는 레티클 스테이지(RST)의 위치에 따라 광전 센서(28)로부터의 출력(Sa)과 조사량 센서(41)의 출력과의 비(Sc/Sa)를 시간 계열적인 디지털값으로 변환하여, 주제어계(100)내의 메모리에 격납한다. 이 비의 데이터가 레티클 스캔시의 투과율 변화에 대응한 정보로 되는바, 이하 이 비를 Rh로 한다. 메모리내로의 격납 타이밍(디지털 샘플링)은 전술한 바와 같이 레티클 간섭계(14)의 분해능(예를 들면, 0.01㎛)를 기준으로 하여 일정 이동량마다(예를 들면 0.01㎛ 내지 10㎛ 마다) 행하도록 하면 된다. 그리고, 격납한 레티클 스테이지(RST)의 각각의 위치에서의 변화할 수 있는 광전 센서(28)의 출력(Sa)과 조사량 센서(41)의 출력(Sc)과의 비(Rh)를, 레티클 스테이지(RST)의 위치에 따라서 메모리에 격납한다. 실제 노광시에는, 예를 들면 수 msec정도의 소정 시간마다 대응하는 레티클 스테이지(RST)의 위치에 대응하여 미리 메모리에 기억한 비(Rh)를 판독하고, 그 값을 실제 노광시의 광전 센서(28)의 출력값(Sa)(소정 시간마다의 광전 센서(28)의 출력값)으로 곱한 것(Sa·Rh)이, 소정 시간마다 레티클을 통해 투영 광학계(PL)로 입사하는 광량(에너지)의 추정치로 된다. 주제어계(100)는 통상 디지털 컴퓨터로 구성되기 때문에, 제 1 실시예에서의 각종의 데이터의 디지털샘플링과 마찬가지로 비(Rh), 또는 곱셈 결과(Sa·Rh)를 평균화하여 그 값을 기억하고 있어도 되며, 혹은 간섭계(14)의 분해능 정도(또는 그것보다 정밀하지 않은 분해능)로 순차 산출되는 비(Rh) 또는 곱셈값(Sa·Rh)을 그대로 기억하고 있어도 된다.
다음에 웨이퍼 반사광량에 관한 정보의 검출에 대해서 설명한다.
투영 광학계(PL)로의 입사 에너지를 고려하는 경우, 레티클을 통해 입사하는 광량외에 웨이퍼에서 반사하여 다시 투영 광학계(PL)로 입사하는 광량을 고려해야 한다. 따라서, 웨이퍼로부터 투영 광학계(PL)로 다시 입사하는 광량을 반사광 센서(27)의 출력(Sb)에 기초하여 검출한다. 주제어계(100)는 레티클(R)을 위치시킨 상태에서 레티클 스테이지(RST)를 1스캔분 이동시키고, 레티클 간섭계(14)에서 검출되는 레티클 스테이지(RST)의 위치에 따라서 반사광 센서(27)로부터의 시간 계열적인 광신호(Sb)(광량 정보)를 주제어계(100)내의 메모리에 격납(디지털 샘플링)한다. 메모리내로의 격납 타이밍은 예를 들면 레티클 간섭계(14)의 분해능(예를 들면 0.01㎛)를 기준으로 하여 일정 이동량마다 행하면 된다. 이 경우도, 데이터 샘플링의 간격은 간섭계(14)의 분해능과 일치하고 있을 필요는 없고, 예를 들면 0.2 ㎛ 마다 내지 10㎛마다로 정밀하지 않아도 된다.
이 경우 반사광 센서(27)로부터의 출력(Sb)에는 레티클(R)이나 조명 광학계중의 광학 부재에서 반사한 반사광의 광량 정보를 포함하고 있다. 그래서, 반사율이 거의 0인 반사면을 가지는 기준판(FM)의 기준 반사면을 투영 광학계(PL)의 투영영역(IA')내에 위치시킨 후에, 레티클을 스캔하고, 반사광을 반사광 센서(27)로수광하여 그 출력(Sb)의 변화를 레티클 스테이지(RST)의 위치에 따라서 메모리에 격납한다. 그 기억된 데이터가 레티클(R)이나 조명 광학계중의 광학부재에서 반사한 반사광의 광량 정보로 되는 바, 이하 이것을 오프셋 성분이라 한다. 실제 노광시에는 그 기억된 오프셋 성분을 반사광 센서(27)의 출력치(Sb)로부터 빼도록 하면 된다.
단, 이상에서 광전 센서(28)나 조사량 센서(41), 반사광 센서(27)는 펄스광을 수광하는 경우 1펄스마다 강도를 측정해도 되고, 짧은 일정 시간, 예를 들면 수내지 수십 msec의 단위 시간내의 파워를 적산하여 그것을 단위 시간내의 평균파워로서 출력해도 된다.
다음에 도 8a 및 도 8b를 참조하여 투영 광학계(PL)로의 입사 광량(E)의 산출에 대해서 설명한다.
투영 광학계(PL)로의 입사 광량(E)의 산출 방법과 투영 광학계(PL)의 결상 특성의 변화량 산출은 제 1 실시예와 마찬가지로 구해진다. 이하 간단히 설명한다. 본 실시예에 있어서는 도 8a 중 Ea, Eb, Ec는 레티클 스테이지(RST)의 위치를 변수로 한 레티클측으로부터 투영 광학계(PL)로 입사하는 광량과 웨이퍼 측에서 투영 광학계(PL)로 다시 입사하는 광량의 합이다. 주제어계(100)는 샘플링 시각(t1)에서의 광전 센서(28)의 출력(Sa)과 반사광 센서(27)의 출력(Sb)을 각각 검출한다. 주제어계(100)는 샘플링 시각(t1)에 대응하는 위치(x1)에서의 광전 센서(28)로부터의 출력(Sa)과 조사량 센서(41)의 비(Rh)와 오프셋 성분을 메모리로부터 판독한다. 그리고 주제어계(100)는 광전 센서(28)의 출력(Sa)과 비(Rh)의 곱셈 결과와, 반사광 센서(27)의 출력(Sb)에서 그 위치(또는 시각)에서의 오프셋 성분을 뺀 값을 가산한다. 그리고, 주제어계(100)는 이 가산치와 셔터(2)의 개폐 정보(열려 있으면 1, 닫혀 있으면 0의 가중치)와 웨이퍼(W)의 조사 영역(레티클 블라인드(8)로 결정되는 조사 영역)(IA')에 기하여 샘플링 시각(t1)에 있어서 투영 광학계(PL)로의 입사 에너지(Ea)를 추정치로 산출한다.
단, 비(Rh)와 오프셋 성분을 기억한 위치(x1)가 샘플링 시각(t1)과 대응하고 있지 않은 경우는 샘플링 시각(t1) 이후의 가장 가까운 위치(x)에 기억된 비(Rh)와 오프셋 성분을 사용하도록 하면 된다.
이하, 샘플링 시각(t2∼ t5)에 대해서도 마찬가지로 하여 입사 에너지를 구한다. 여기에서는 샘플링시각(t1,t3)에 대응하는 입사 에너지를 Ea, 샘플링 시각(t2,t5)에 대응하는 입사 에너지를 Eb, 샘플링 시각(t4)에 대응하는 입사 에너지를 Ec로 표시하고 있다.
단, 제 1 의 실시예와 마찬가지로 샘플링 시간 간격 Δt (예를 들면, 샘플링 시간 (t1및 t2) 간의 시간 간격)에서의 각각의 데이터의 평균치를 사용하여 입사 에너지를 구하도록 하여도 된다. 구체적으로, 예를 들면 전술한 비(Rh)와 오프셋 성분의 디지털 샘플링의 간격을 레티클상에서 25 ㎛ 마다로 하고, 샘플링 시각 (t1와 t2)간의 샘플링 시간 간격 Δt = 5 msec, 스캔속도 V = 50 mm/sec로 한경우, 샘플링 시각(t1)과 샘플링 시각(t2) 사이의 샘플링 시간 간격(Δt)내에서 10개의 샘플링 데이터가 비(Rh)와 오프셋 성분 각각에 대해서 얻어진다. 따라서, 제 1 의 실시예와 마찬가지로 10개의 샘플링 데이터를 비(Rh)와 오프셋 성분 각각에 대해서 평균화한 데이터에 기초하여 입사 에너지(Eb)를 구하면 된다.
입사에너지가 구해지면, 제 1 실시예와 마찬가지로 하여, 샘플링 시각에서의 배율 변동량을 ΔM/E에서 구하고, 각각의 샘플링 시각 사이의 감쇠량을 시정수(T)로부터 구한다. 그리고, 각각의 샘플링 시각에서의 값을 연결하는 포물선을 배율변동 특성으로 정하여, 도 8b에 도시하는 배율 변동 특성을 얻을 수 있다. 그리고, 도 8b에 도시한 배율 변화 특성에 따라서 배율을 변화시키도록 결상 특성 제어부(30)는 압력제어계(40)의 제어량, 혹은 구동 소자(31, 34, 35)의 구동량을 결정하고 배율을 보정한다.
본 실시예에 있어서도, 비(Rh)와 오프셋 성분의 취입은 레티클 스테이지(RST)를 일방향으로 이동시켜 행하고 있다. 이 때문에, 비(Rh)와 오프셋 성분의 취입 방향과 다른 방향으로 레티클 스테이지(RST)를 스캔하는 경우에는, 비(Rh)와 오프셋 성분의 판독을 역방향에서 행한다.
전술한 제 1, 제 2 의 실시예에서는 레티클의 투과율에 관한 정보나 웨이퍼의 반사광에 관한 정보를 레티클 좌표에 따라 기억했으나, 웨이퍼 스테이지(WST)측도 동시에 스캔하기 때문에 웨이퍼 스테이지의 좌표 기준 혹은 시간 기준으로 기억해도 마찬가지의 효과가 얻어진다. 웨이퍼 스테이지 좌표 기준시는 스캔 시작시마다 간섭계의 카운트를 0으로 리셋트하거나, 또는 스캔 시작점의 좌표를 기억할 필요가 있다. 또한, 시간 기준의 경우는 또한 레지스트 감도 등으로 노광 시간이 다를 때 스캔속도가 다르기 때문에 시간축 스케일을 변화시킬 필요가 있다. 단, 전술한 실시예에 있어서 다소 정밀도를 떨어뜨리지만, 레티클을 통해 투영 광학계(PL)로 입사하는 광량만을 기초로 하여 투영 광학계(PL)의 결상 특성의 변화 특성을 구하도록 해도 된다.
또한, 조리개(29)의 교환에 따른 조명 조건의 변경에 의해, 투영 광학계(PL)내의 광속 통과 위치가 다르고 결상 특성의 변화성이 다르다. 예를 들면, 배율 변화에 관한 열적 시정수 등이 다르다. 따라서, 조리개(29)에 의해 변화하는 조명 조건마다 결상 특성의 변화 특성에 관한 정보(예를 들면, 열적 시정수)를 기억하고 보정할 필요가 있다.
도 9는 도 1중의 레티클 블라인드(8)의 평면형상, 투영시야(if) 및, 레티클(R)의 패턴 영역(PA)의 각각의 배치관계를 나타내는바, 레티클 블라인드(8)는 여기에서는 2매의 차광판(8A,8B)으로 구성된다. 차광판(8B)은 U 자형의 평면 형상을 가지며, 스캔 방향(x방향)에 관해서 조명 영역을 규정하는 직선 엣지(EGx2)와, 스캔 방향과 직교하는 y방향에 관해서 조명 영역을 규정하는 직선 엣지(EGy1, EGy2)를 구비한다. 한편, 차광판(8A)은 스캔 방향에 관하여 조명 영역을 규정하기 때문에 차광판(8B)의 엣지(EGx2)와 평행한 직선 엣지(EGx1)을 가지며, 차광판(8B)에 대해서 x방향으로 가동하게 되어 있다. 이에 의해서, 슬릿 형상조명 영역(1A)의 스캔 방향의 폭이 가변으로 된다. 단, 차광판(8B)의 방향도 x방향으로 평행이동 가능하게 하여 스캔 방향을 규정하는 EGx1, EGx2를 광축(IX)로부터 대칭적으로 설정하도록 해도 된다. 도 10는 도 9의 레티클 블라인드(8)를 통해서 레티클(R)에 도달하는 조명광의 강도 분포를 입체적으로 보여주는 사시도이며, 광축(IX)의 방향을 강도축(I)으로 하고 있다. 조명광으로서 수은 방전등 등의 연속 발광 광원을 이용하는 경우는 그다지 문제도 되지 않지만, 펄스 발광 광원을 이용하는 경우, 스캔 방향의 조도 분포가 좋은 직사각형 형상으로 되어있으면 조도분포의 스캔 방향의 양단부에서의 중첩하는 양이나 중첩하는 회수의 변동에 의해서 웨이퍼(W)상의 1개의 쇼트 영역내에서 노광량의 불균일성이 생기기 쉽다.
그래서 도 10에 도시한 바와 같이, 조도 분포의 적어도 스캔 방향 단부에 대해서는 거의 균일한 경사(폭 ΔXs)를 가지도록 한다. 도 10에서, 조도 분포의 y방향 길이(YSp)는 레티클(R)의 패턴 영역(PA)의 y방향 길이를 커버하도록 정해지며, 조도 분포의 x방향의 길이(슬릿 폭)(XSp)는 웨이퍼(W)상의 포토레지스트로의 목표 광량, 레티클 스테이지(RST), 웨이퍼 스테이지(WST)의 주사 속도, 펄스 광원의 경우의 펄스 발진 주파수, 조명광의 강도 등의 균형으로 최적으로 정해진다. 도 10와 같이, 조도 분포의 양단에 폭(ΔXs)으로 경사를 가지게 하기 위해서는 도 9중의 차광판(8A)의 엣지(EGx1)와 차광판(8B)의 엣지(EGx2)를 레티클(R)의 패턴면과 공액 위치에서 광축(IX)방향으로 일정량만 이동시키고, 엣지(EGx1,EGx2)의 약간의 디포커스(defocus) 이미지를 레티클(R)상에 투영하도록 하면 된다. 다만, 비주사 방향의 엣지(EGy1,EGy2)에 대해서, 레티클(R)의 패턴면에서 선명하게 결상시키는 경우는 엣지(EGy1,EGy2)는 레티클(R)의 패턴면과 공액 위치에 정확히 배치할 필요가 있다. 그 때문에, 엣지(EGy1,EGy2)는 공액인 면내에 정확하게 배치하고 엣지 (EGx1, EGx2) 는 엣지(EGy1,EGy2)의 면위치보다도 광원측으로 약간 벗어난 면내에 배치한다. 또한, 슬릿 형상 조명 영역(IA)의 길이 방향 치수(길이(YSp))를 가변되게 하기 위해서는, 엣지(EGy1,EGy2)도 y방향으로 가동할 필요가 있다. 다만, 제 10도의 조도 분포의 y방향이 가상선(LLi)처럼 균일하게 경사져 있으면, 도 10중의 y방향의 위치(ya1)에서 노광되는 쇼트 영역내의 부분과, 위치(ya2)에서 노광되는 쇼트 영역내의 부분에서 노광량이 달라진다. 그래서, 위치(ya1)에서의 강도(I(ya1))과 위치(ya2)에서의 강도(I(ya2))를 계측하고, 그 비 I(ya1)/I(ya2)에 따라서, 슬릿폭(XSp)을 y방향에 관해서 미세 조정하는 것이 좋다. 즉, 슬릿형상 조명광(IA)의 y방향의 위치(ya1)에서의 스캔 방향의 폭을 XSp(ya1), 위치(ya2)에서의 스캔 방향의 폭을(XSp(ya2))으로 하면 I(ya1)/I(ya2)= XSp(ya2)/XSp(ya1)의 관계로 되도록, 엣지(EGx1)와 엣지(EGx2)를 xy면에서 상대적으로 평행 상태에서 경사지는(회전시키는) 것이다. 요컨대, 도 9에 도시한 슬릿 형상의 블라인드 개구를 약간 사다리꼴 형상으로 한 것이다. 이와 같이 하면, 슬릿 형상 조명광의 비주사 방향에 관한 약간의 조도 불균일성(균일한 경사)에 대해서도 쇼트 영역내의 각점에서정확한 노광량이 부여되게 된다.
그런데, 펄스 광원을 이용하는 경우는, 레티클(R)과 웨이퍼(W)가 상대 주사되는 사이에, 혹은 특정의 위치 관계에서 펄스 발광을 행할 필요가 있다. 제 11도는 그 특정의 위치 관계에서 펄스 발광하는 경우의 스캔 방향의 조도 특성을 모식적으로 나타낸 것이다. 펄스 광원의 경우, 각 펄스마다 첨두 강도치(피크 강도치)가 변동하므로, 그 평균치를 Im으로 한 경우, 그 절반분의 강도 Im/2 로 규정되는 슬릿 형상 조명 영역(IA)의 스캔 방향의 폭(XPs + ΔXs)가 소정의 정수값 Np(1을 제외함)로 정확히 나누어지도록 한 거리 간격마다 펄스 발광(트리거)을 행한다. 예를 들면, 슬릿 형상 조명 영역(IA)의 레티클상에서의 폭(XPs + ΔXs)이 8mm인 경우, 정수값(Np)을 20으로 하면, 레티클(R)이 0.4mm 주사 이동할 때마다 펄스 광원을 발광시키면 된다. 그 정수값(Np)은 웨이퍼(W)상의 임의의 1점에 대해서 중첩되는 펄스수이다. 이 때문에, 각 펄스마다의 첨두 강도치의 변동을 평균화하여 웨이퍼상에서 소망의 노광 제도를 달성하기 위해서는, 정수값(Np)의 최저값이 펄스마다의 강도의 변동에 따라서 스스로 결정되게 된다. 현상태의 펄스 광원(엑시머 레이저 등)의 성능으로부터 유추해서, 정수값(Np)의 최저값은 20전후이다.
그리고, 도 11에서는 Np를 5로 하여 모식적으로 표시하고 있으므로, 1펄스째의 눈금의 조도 분포의 스캔 방향 종단부 경사는 6 펄스째의 조도 분포의 스캔 방향의 선단부 경사와 오버랩하고 있다. 또한, 스캔 노광 시작시, 또는 종료시에 있어서, 슬릿 형상 조명 영역(IA) 전체 (폭으로(XPs + 2ΔXs))가 레티클(R)의 패턴영역 (PA) 외측에 위치한 상태에서 펄스 발진을 시작하고, 조명 영역(IA) 전체 (폭으로(XPs + 2ΔXs))가 패턴 영역(PA)의 외측에 도달한 상태에서 펄스 발진을 정지시키게 된다.
또한, 펄스 광원의 트리거 방식으로는 2종류가 고려되는 바, 하나는 레티클 스테이지(RST) (또는 웨이퍼 스테이지(WST))의 스캔 방향 위치를 계측하는 레이저 간섭계(14) (또는 19)의 계측치에 응답하여 소정 이동량마다 펄스 광원에 트리거 신호를 보내는 위치 동기 트리거 방식이다. 또 하나는, 레티클 스테이지(RST), 웨이퍼 스테이지(WST)의 정속도 제어를 신뢰해서 그 정속도에 응답한 일정의 시간 간격(예를 들면, 2msec)마다 클록 신호를 발생시키고, 그것을 트리거 신호로 하여 펄스 광원으로 보내는 시간 동기 트리거 방식이다. 어떠한 방식으로도 일장일단이 있기 때문에 적절히 구분 사용하여도 좋다. 다만, 시간 동기 트리거 방식으로는 클록 신호 발생 시작 타이밍과 정지 타이밍을 레이저 간섭계(14)(또는 19)의 계측치에 응답하여 결정할 필요가 있다.
또한, 1쇼트 영역의 노광 처리시간을 매우 단축시키는 것을 최우선으로 고려한 경우는 목표 노광량이 얻어지는 것을 전제로 하여 펄스 광원이 정격 최고 발진 주파수 정도로 발진하도록 레티클 스테이지(RST), 웨이퍼 스테이지(WST)의 속도, 슬릿 형상 조명 영역(IA)의 폭(XPs) 및 펄스 첨두 강도를 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 앞의 각 실시예에서 설명한 바와 같이, 레티클(R)만을 주사하여 광전 센서(28)의 출력이나 반사광 센서(27)의 출력(Sb)의 각각의 값을 샘플링하여 각종데이터를 작성하는 경우, 혹은 스캔 노광중의 출력(Sa 또는 Sb)의 샘플링은 펄스 광원을 시간 동기 트리거 방식으로 발진시키고 있는 경우는, 트리거용 클록 신호에 응답하여 샘플링을 해도 된다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 마스크의 위치에 따라서 변화하는 투영 광학계로의 입사 에너지량에 기초하여 결상 특성 변화량을 정확하게 산출할 수 있기 때문에, 스캔방식 노광 장치에 있어서도 오차없이 결상 특성을 보정할 수 있는 효과가 있다.

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  10. 제 1 물체의 패턴의 이미지를 투영광학계를 통하여 제 2 물체상에 투영함으로써, 상기 제 2 물체를 노광하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 2 물체를 주사노광하기 위해, 상기 투영광학계에 대하여 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체를 이동하고,
    상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 투영광학계의 결상특성을 조정하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 투영광학계의 결상특성의 조정은, 상기 제 1 물체 또는 상기 제 2 물체의 위치에 따라 실시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 투영광학계의 결상특성은, 상기 투영광학계의 일부의 광학소자를 움직임으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 투영광학계의 결상특성은, 상기 투영광학계내의 밀봉공간의 압력을 변경함으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 투영광학계의 결상특성은 초점위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 투영광학계의 결상특성은 투영배율을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 투영광학계의 결상특성은 디스토션을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 투영광학계의 결상특성은 이미지면 만곡을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  18. 제 10 항에 있어서, 상기 투영광학계의 결상특성은 비점수차를 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  19. 제 10 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 이용하는 소자제조방법으로서,
    상기 제 2 물체의 주사노광 중, 상기 투영광학계에 대하여 상기 제 1 물체를 이동시키는 것에 동기하여, 상기 투영광학계에 대하여 상기 제 2 물체를 이동시킴과 동시에, 상기 투영광학계의 결상특성을 조정하여, 상기 투영광학계를 통해 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상으로 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  20. 제 1 물체의 패턴의 이미지를 제 2 물체상에 투영함으로써, 상기 제 2 물체를 노광하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 2 물체를 주사노광하기 위해 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체를 노광빔에 대하여 이동하고,
    상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 제 2 물체상에 투영되는 패턴 이미지의 결상상태를 조정하기 위해 상기 제 1 물체를 움직이는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 물체의 패턴의 이미지를 상기 제 2 물체상에 투영하는 투영광학계의 광축방향으로 상기 제 1 물체를 움직이는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 결상상태의 조정은, 상기 제 1 물체 또는 상기 제 2 물체의 위치에 따라 실시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 결상상태의 조정은 디스토션의 조정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 물체의 이동롬을 센서로 모니터하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  25. 제 20 항 내지 제 24 항 어느 한 항에 기재된 방법을 이용하는 소자제조방법으로서,
    상기 제 2 물체의 주사노광을 위해 상기 제 1 물체를 노광빔에 대하여 이동시키는 것에 동기하여, 상기 노광빔에 대하여 상기 제 2 물체를 이동시킴과 동시에, 상기 제 2 물체의 주사노광중에 상기 제 2 물체상에 투영되는 패턴 이미지의 결상상태를 조정하기 위해 상기 제 1 물체를 움직여서, 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상에 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  26. 제 1 물체의 패턴의 이미지를 투영광학계를 통하여 제 2 물체상에 투영함으로써, 상기 제 2 물체를 노광하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 2 물체를 주사노광하기 위해 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체를 노광빔에 대하여 이동하고 ;
    상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 투영광학계를 통하여 투영되는 패턴의 이미지의 투영배율을 조정하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 투영배율의 조정은, 상기 제 1 물체 또는 상기 제 2 물체의 위치에 따라 실시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 주사노광중에, 상기 투영배율의 조정에 따라, 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체의 상대속도를 조정하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 투영배율의 조정은, 상기 제 2 물체상에 전사되는 상기 제 1 물체의 패턴의 상기 제 2 물체의 이동방향과 교차하는 방향의 전사배율의 조정에 이용되고,
    상기 상대속도의 조정은, 상기 제 2 물체상에 전사되는 상기 제 1 물체의 패턴의 상기 제 2 물체의 이동방향의 전사배율의 조정에 이용되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  30. 제 26 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 이용하는 소자제조방법으로서,
    상기 제 2 물체의 주사노광을 위해 상기 제 1 물체를 노광빔에 대하여 이동시키는 것에 동기하여, 상기 노광빔에 대하여 상기 제 2 물체를 이동시킴과 동시에, 상기 제 2 물체의 주사노광중에 상기 투영노광계를 통해 투영되는 패턴 이미지의 투영배율을 조정하여, 상기 투영광학계를 통해 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상에 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  31. 제 1 물체의 패턴의 이미지를 투영광학계를 통하여 제 2 물체상에 투영함으로써, 상기 제 2 물체를 노광하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 2 물체를 주사노광하기 위해 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체를 노광빔에 대하여 이동하고 ;
    상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 투영광학계를 통하여 투영되는 패턴의 이미지의 디스토션을 조정하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 디스토션의 조정은, 상기 제 1 물체 또는 상기 제 2 물체의 위치에 따라 실시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  33. 제 31 항 또는 제 32 항에 기재된 방법을 이용하는 소자제조방법으로서,
    상기 제 2 물체의 주사노광을 위해 상기 제 1 물체를 노광빔에 대하여 이동시키는 것에 동기하여, 상기 노광빔에 대하여 상기 제 2 물체를 이동시킴과 동시에, 상기 제 2 물체의 주사노광중에 상기 투영광학계를 통해 투영되는 패턴 이미지의 디스토션을 조정하여, 상기 투영광학계를 통해 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상으로 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  34. 제 1 물체의 패턴의 이미지를 투영광학계를 통하여 제 2 물체상에 투영함으로써, 상기 제 2 물체를 노광하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 2 물체를 주사노광하기 위해 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체를 노광빔에 대하여 이동하고 ;
    상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 투영광학계를 통하여 투영되는 패턴의 이미지의 이미지면위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 이미지면위치의 조정은, 상기 제 1 물체 또는 상기 제 2 물체의 위치에 따라 실시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  36. 제 34 항 또는 제 35 항에 기재된 방법을 이용하는 소자제조방법으로서,
    상기 제 2 물체의 주사노광을 위해 상기 제 1 물체를 노광빔에 대하여 이동시키는 것에 동기하여, 상기 노광빔에 대하여 상기 제 2 물체를 이동시킴과 동시에, 상기 제 2 물체의 주사노광중에 상기 투영광학계를 통해 투영되는 패턴 이미지의 이미지면위치를 조정하여, 상기 투영광학계를 통해 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상에 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  37. 제 1 물체의 패턴의 이미지를 투영광학계를 통하여 제 2 물체상에 투영함으로써, 상기 제 2 물체를 노광하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 2 물체를 주사노광하기 위해 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체를 노광빔에 대하여 이동하고 ;
    상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 투영광학계를 통하여 투영되는 패턴의 이미지의 이미지면 만곡을 조정하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 이미지면 만곡의 조정은, 상기 제 1 물체 또는 상기 제 2 물체의 위치에 따라 실시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  39. 제 37 항 또는 제 38 항에 기재된 방법을 이용하는 소자제조방법으로서,
    상기 제 2 물체의 주사노광을 위해 상기 제 1 물체를 노광빔에 대하여 이동시키는 것에 동기하여, 상기 노광빔에 대하여 상기 제 2 물체를 이동시킴과 동시에, 상기 제 2 물체의 주사노광중에 상기 투영광학계를 통해 투영되는 패턴 이미지의 이미지면 만곡을 조정하여, 상기 투영광학계를 통해 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상에 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  40. 제 1 물체의 패턴의 이미지를 투영광학계를 통하여 제 2 물체상에 투영함으로써, 상기 제 2 물체를 노광하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 2 물체를 주사노광하기 위해 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체를 노광빔에 대하여 동기이동하고 ;
    상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 투영광학계를 통하여 투영되는 패턴 이미지의 비점수차를 조정하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 비점수차의 조정은, 상기 제 1 물체 또는 상기 제 2 물체의 위치에 따라 실시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  42. 제 40 항 또는 제 41 항에 기재된 방법을 이용하는 소자제조방법으로서,
    상기 제 2 물체의 주사노광을 위해 상기 제 1 물체를 노광빔에 대하여 이동시키는 것에 동기하여, 상기 노광빔에 대하여 상기 제 2 물체를 이동시킴과 동시에, 상기 제 2 물체의 주사노광중에 상기 투영광학계를 통해 투영되는 패턴 이미지의 비점수차를 조정하여, 상기 투영광학계를 통해 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상에 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  43. 제 1 물체의 패턴의 이미지를 제 2 물체상에 투영함으로써, 상기 제 2 물체를 노광하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 2 물체를 주사노광하기 위해 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체를 노광빔에 대하여 이동하고 ;
    상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 노광빔의 조사영역내에서의 상기 제 1 물체의 패턴의 분포상태의 변화에 따라 노광조건을 조정하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 노광조건의 조정은, 상기 제 2 물체상에 투영되는 패턴 이미지의 결상상태의 조정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  45. 제 44 항에 있어서, 상기 결상상태의 조정은, 상기 제 2 물체상에 상기 제 1 물체의 패턴 이미지를 투영하는 투영광학계의 결상특성의 조정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  46. 제 44 항에 있어서, 상기 결상상태는, 상기 제 1 물체를 움직임으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  47. 제 43 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 이용하는 소자제조방법으로서,
    상기 제 2 물체의 주사노광을 위해 상기 제 1 물체를 노광빔에 대하여 이동시키는 것에 동기하여, 상기 노광빔에 대하여 상기 제 2 물체를 이동시킴과 동시에, 상기 제 2 물체의 주사노광중에 상기 노광빔의 조사영역내에서의 상기 제 1 물체의 패턴의 분포상태의 변화에 대응하여 노광조건을 조정하여, 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상에 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  48. 노광빔에 대한 제 1 물체의 소정방향으로의 이동에 동기하여, 투영광학계를 통과한 노광빔에 대하여 제 2 물체를 이동하고, 상기 제 1 물체의 패턴을 이용하여 상기 제 2 물체를 주사노광하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 노광빔의 조사영역에 대하여 상기 제 1 물체를 상기 소정방향으로 이동시킨 때의, 상기 노광빔의 조사영역내에서의 상기 제 1 물체의 투과율의 변화특성을 구하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 투과율의 변화특성은, 상기 소정방향에서의 상기 제 1 물체의 위치와 대응시켜 기억되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  50. 제 48 항에 있어서, 상기 투과율의 변화특성은, 상기 제 1 물체를 상기 소정방향으로 이동하면서, 상기 투영광학계를 통과한 노광빔의 강도변화를 검출함으로써 구해지는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  51. 제 48 항에 있어서, 상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 구해진 투과율의 변화특성에 근거하여 노광조건을 조정하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  52. 제 51 항에 있어서, 상기 노광조건의 조정은, 상기 제 2 물체상에 투영되는 패턴의 이미지의 결상상태의 조정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  53. 제 52 항에 있어서, 상기 결상상태의 조정은, 상기 투영광학계의 결상특성의 조정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  54. 제 52 항에 있어서, 상기 결상상태는, 상기 제 1 물체를 움직임으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  55. 제 48 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 이용하는 소자제조방법으로서,
    노광빔에 대한 상기 제 1 물체의 소정 방향으로의 이동에 동기하여, 상기 노광빔에 대하여 상기 제 2 물체를 이동시키는, 상기 제 1 물체를 이용한 상기 제 2 물체의 주사노광에 의해, 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상으로 전사하는 공정을 포함하고, 이 공정에서는, 상기 노광빔의 조사영역에 대하여 상기 제 1 물체를 상기 소정 방향으로 이동시킬 때의, 상기 노광빔의 조사영역내에서의 상기 제 1 물체의 투과율의 변화특성을 구하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  56. 노광빔에 대한 제 1 물체의 소정방향으로의 이동에 동기하여, 투영광학계를 통과한 노광빔에 대하여 제 2 물체를 이동함으로써, 상기 제 2 물체를 주사노광하는 주사노광방법에 있어서,
    노광빔에 대하여 상기 제 1 물체를 상기 소정방향으로 이동하고.
    상기 제 1 물체의 상기 소정방향으로의 이동에 따른, 상기 제 1 물체와 상기 투영광학계를 통과한 노광빔의 강도정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  57. 제 56 항에 있어서, 상기 노광빔의 강도정보의 검출은, 상기 제 2 물체의 주사노광에 앞서 실시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  58. 제 56 항에 있어서, 상기 노광빔의 강도정보의 검출은, 상기 제 1 물체의 이동에 동기하여 실시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  59. 제 56 항에 있어서, 상기 검출된 노광빔의 강도정보는, 상기 제 1 물체의 위치와 대응시켜 기억되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  60. 제 56 항에 있어서, 상기 노광빔은 펄스발진형의 노광빔인 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  61. 제 56 항에 있어서, 상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 검출된 강도정보에 근거하여 노광조건을 조정하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  62. 제 61 항에 있어서, 상기 노광조건의 조정은, 상기 제 2 물체상에 투영되는 패턴 이미지의 결상상태의 조정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  63. 제 62 항에 있어서, 상기 결상상태의 조정은, 상기 투영광학계의 결상특성의 조정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  64. 제 62 항에 있어서, 상기 결상상태는, 상기 제 1 물체를 움직임으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  65. 제 56 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 이용하는 소자제조방법으로서,
    노광빔에 대한 상기 제 1 물체의 소정 방향으로의 이동에 동기하여, 투영광학계를 통과한 노광빔에 대하여 상기 제 2 물체를 이동시키는, 상기 제 1 물체를 이용한 상기 제 2 물체의 주사노광에 의해, 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상으로 전사하는 공정을 포함하고, 이 공정에서는, 상기 노광빔에 대한 상기 제 1 물체의 상기 소정 방향으로의 이동에 대응하는, 상기 1 물체와 상기 투영광학계를 통과한 노광빔의 강도정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  66. 제 1 물체의 패턴 이미지를 투영광학계를 통하여 제 2 물체상에 투영함으로써, 상기 제 2 물체를 노광하는 주사형 노광장치에 있어서,
    상기 제 2 물체를 주사노광하기 위해 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체를 이동하는 주사수단과,
    상기 투영광학계의 결상특성을 조정하는 조정수단과,
    상기 제 2 물체의 주사노광중에 상기 투영광학계의 결상특성을 조정하기 위해 상기 조정수단을 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  67. 제 66 항에 있어서, 상기 조정수단은, 상기 투영광학계의 일부를 이루는 복수의 광학소자군을 각각 독립적으로 움직이는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  68. 제 66 항에 있어서, 상기 주사노광중에, 상기 제 1 물체 또는 상기 제 2 물체의 위치정보를 계측하는 간섭계를 구비하고,
    상기 제어수단은, 상기 간섭계의 출력에 따라 상기 조정수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  69. 제 66 항 내지 제 68 항 중 어느 한 항에 기재된 장치를 이용하는 소자제조방법으로서,
    상기 제 2 물체의 주사노광 중, 상기 제 1 물체의 이동에 동기하여 상기 제 2 물체를 이동시킴과 동시에, 상기 조정수단에 의해 상기 투영광학계의 결상특성을 조정하여, 상기 투영광학계를 통해 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상으로 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  70. 제 1 물체의 패턴의 이미지를 상기 제 2 물체상에 투영함과 동시에, 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체를 동기하여 이동함으로써, 상기 제 2 물체를 주사노광하는 주사형 노광장치에 있어서,
    상기 제 1 물체를 지지하여 이동가능한 가동체와,
    상기 제 2 물체상에 투영되는 상기 제 1 물체의 패턴의 이미지의 결상상태를 조정하기 위해 상기 제 1 물체를 움직이는 복수의 구동소자와,
    상기 제 2 물체의 주사노광중에 상기 복수의 구동소자를 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  71. 제 70 항에 있어서, 상기 제 1 물체와 상기 제 2 물체중 한쪽의 물체의 위치정보를 계측하는 간섭계를 추가로 구비하고,
    상기 제어수단은, 상기 간섭계의 출력에 따라 상기 복수의 구동소자를 제어하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  72. 제 70 항에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 제 1 물체의 이동롬을 모니터하는 센서를 사용하여, 상기 복수의 구동소자를 피드백 제어하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  73. 제 70 항에 있어서, 상기 제 1 물체의 패턴의 이미지를 상기 제 2 물체상에 투영하기 위한 투영광학계를 추가로 구비하고,
    상기 제어수단은, 상기 복수의 구동소자를 제어하여, 상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 제 1 물체를 상기 투영광학계의 광축방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  74. 제 70 항 내지 제 73 항 중 어느 한 항에 기재된 장치를 이용하는 소자제조방법으로서,
    상기 제 2 물체의 주사노광 중, 상기 제 1 물체의 이동에 동기하여 상기 제 2 물체를 이동시킴과 동시에, 상기 제 2 물체상으로 투영되는 패턴 이미지의 결상상태를 조정하기 위해 상기 복수의 구동소자를 제어하여 상기 제 1 물체를 움직여서, 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상으로 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
  75. 노광빔에 대한 제 1 물체의 소정방향으로의 이동에 동기하여, 투영광학계를 통과한 노광빔에 대하여 제 2 물체를 이동하고, 상기 제 1 물체의 패턴을 사용하여 상기 제 2 물체를 주사노광하는 주사형 노광장치에 있어서,
    상기 제 1 물체를 지지하여 이동가능한 제 1 가동체와,
    상기 제 2 물체를 지지하여 이동가능한 제 2 가동체와
    상기 제 1 물체와 상기 투영광학계를 통과한 노광빔의 강도를 검출하는 검출기와,
    상기 제 1 물체를 지지한 상기 가동체를 상기 소정방향으로 이동시킴과 동시에, 상기 제 1 물체와 상기 투영광학계를 통과한 노광빔의 강도를 상기 검출기로 검출하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  76. 제 75 항에 있어서, 상기 제 1 가동체의 상기 소정방향의 위치정보를 계측하는 간섭계와,
    상기 검출기로 검출된 노광빔의 강도정보를, 상기 간섭계의 계측결과와 대응시켜 기억하는 기억수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  77. 제 75 항에 있어서, 상기 노광빔은 펄스발진형의 노광빔으로,
    상기 검출기는, 상기 노광빔의 강도를 소정수의 펄스발진마다 검출하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  78. 제 75 항에 있어서, 상기 검출기는 상기 제 2 가동체상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  79. 제 75 항에 있어서, 상기 검출기는, 상기 투영광학계를 통과한 노광빔의 조사영역보다도 큰 검출면을 겊는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  80. 제 75 항에 있어서, 상기 검출기의 출력에 근거하여, 상기 소정방향에서의 상기 제 1 물체의 위치에 따른 상기 제 1 물체의 투과율을 구하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  81. 제 75 항에 있어서, 상기 제 2 물체의 주사노광중에, 상기 검출기로 검출된 강도정보에 근거하여 노광조건을 조정하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  82. 제 81 항에 있어서, 상기 노광조건의 조정은, 상기 제 2 물체상에 투영되는 패턴 이미지의 결상상태의 조정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  83. 제 82 항에 있어서, 상기 결상상태의 조정은, 상기 투영광학계의 결상특성의 조정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  84. 제 82 항에 있어서, 상기 결상상태는, 상기 제 1 물체를 움직임으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  85. 제 75 항 내지 제 84 항 중 어느 한 항에 기재된 장치를 이용하는 소자제조방법으로서,
    상기 노광빔에 대한 상기 제 1 물체의 상기 소정 방향으로의 이동에 동기하여, 상기 투영광학계를 통과한 노광빔에 대하여 상기 제 2 물체를 이동시키는, 상기 제 1 물체를 이용한 상기 제 2 물체의 주사노광에 의해, 상기 제 1 물체의 패턴을 상기 제 2 물체상으로 전사하는 공정을 포함하고, 이 공정에서는, 상기 노광빔에 대하여 상기 제 1 물체를 상기 소정 방향으로 이동시킴과 동시에, 상기 검출기를 이용하여 상기 제 1 물체와 상기 투영광학계를 통과한 노광빔의 강도정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 소자제조방법.
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