KR100383297B1 - 투영노광방법및장치 - Google Patents

Abstract

노광용의 조명광으로 전사용의 패턴이 형성된 마스크를 조명하고, 상기 마스크의 패턴의 상을 투영 광학계를 거쳐 감광 기판위에 배열된 복수의 쇼트 영역의 각각에 노광하는 방법에 있어서, 상기 감광 기판위의 복수의 쇼트 영역의 배열과, 상기 감광 기판에서 필요한 적산 노광량과, 상기 쇼트 영역의 형상 및 상기 마스크 패턴상의 노광에 필요한 해상도 및 디스토션의 허용치로 되는 정보의 적어도 1 개를 이용하여 상기 감광 기판위의 복수의 쇼트 영역의 각각에 대하여 적절한 노광 모드를 선택하고, 선택된 노광 모드로 상기 마스크의 패턴 상을 상기 감광 기판위의 각 쇼트 영역에 노광한다.

Description

투영 노광 방법 및 장치{Projection exposure method and apparatus}

산업상의 이용분야

본 발명은, 반도체 소자 또는 액정 표시 소자등을 리소그래피 공정으로 제조하는 경우에 마스크 감광 기판위에 전사 노광하기 위해 사용되는 투영 노광 방법 및 투영 노광 장치에 관한 것으로서, 특히 스템퍼와 같은 일괄 노광 방식과 스텝 그리고 스캔 방식과 같은 주사 노광 방식을 변환하여 노광하는 투영 노광 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래의 기술

마스크로서의 레티클 패턴의 투영 광학계를 거친 상을 포토 레지스트가 도포된 웨이퍼(또는 유리 플레이트등)의 각 쇼트 영역에 노광하는 투영 노광 장치는 일괄 노광 방식(정지 노광 방식)과 주사 노광 방식의 2 가지 방식으로 크게 나뉘어 진다. 전자의 일괄 노광 방식에서는 투영 광학계에 대하여 레티클 및 웨이퍼를 정지시킨 상태에서 레티클을 조명하는 것에 의해 레티클위의 전사용 패턴의 상이 일괄적으로 웨이퍼 위의 각 쇼트 영역에 각각 노광된다. 이 일괄 노광 방식은 노광 시퀀스가 단순하며, 또한 포토 레지스터의 감도가 높은 경우에는 노광 시간이 짧게 마무리된다. 따라서, 노광 여정의 스루풋(단위 시간당 처리할 수 있는 웨이퍼 매수)이 높다는 장점이 있다.

한편, 후자의 주사 노광 방식에서는 레티클을 조명한 상태로 그 레티클을 투영 광학계의 광축을 가로지르는 방향으로 주사하는 것과 동기되어 웨이퍼를 투영 배율에 따른 속도비로 대응하는 방향에 주사하는 것에 의해 레티클 위의 패턴의 상이 점차 웨이퍼 위의 각 쇼트 영역에 노광된다. 주사 노광 방식에서는 예를들면 투영 광학계의 유효 노광 필드의 중앙부를 통하는 구형의 노광 영역에 대하여 웨이퍼를 주사하는 것에 의해 일괄 노광 방식의 경우인 투영 광학계와 같은 투영 광학계를 사용하여도 보다 넓은 면적의 쇼트 영역에 노광할 수 있는 이점이 있다. 또한, 주사 노광 방식에서도 웨이퍼 위의 쇼트 영역 사이의 이동은 스테핑 방식으로 행하여 지기 때문에 스테핑 그리고 스캔 방식이라고 불린다.

종래의 리소그래피 행정에서는 전자의 일괄 노광 방식이 주류이며, 향후 레티클의 전사 대상으로 되는 패턴의 면적이 크게 됨에 따라서 후자의 주사 노광 방식도 다양하게 이용되리라고 생각할 수 있다.

발명이 해결하려는 과제

상기한 종래의 투영 노광 장치는, 일괄 노광 방식 또는 주사 노광 방식안의 어느 한쪽에 최적화된 장치이기 때문에 필연적으로 각 방식의 단점도 갖추고 있다는 불합리가 있다. 아래에 2 가지 방식의 단점을 열거한다.

ㄱ . 일괄 노광 방식

1. 레티클 위의 전사 대상으로 되는 패턴을 대면적화 하기에는 투영 광학계의 렌즈 지름을 크게할 필요가 있기 때문에 투영 광학계의 제조 기록이 상승함과 함께 대면적화에 한계가 있다.

2. 투영 광학계에 의한 노광 필드가 유효 노광 필드에 거의 근접하는 정방형이기 때문에 그 노광 필드 안에서의 디스토션이 크게 되며, 웨이퍼의 서로 다른 층에 다른 투영 노광 장치로 노광을 행할 경우(매칭)에 겹쳐지는 정밀도가 열화된다.

3. 동시에 노광되는 노광 필드의 면적이 크고, 단위면적당 노광 에너지(조도)가 작기 때문에 저감도 레지스트를 사용할 경우에는 노광 시간을 길게 할 필요가 있어 스루풋이 저하된다.

ㄴ . 주사 노광 방식

1. 투영 광학계는 저가로 가능하지만 레티클과 웨이퍼를 동기하여 주사할 필요가 있기 때문에 스테이지 기구의 구조 가격이 높게 된다. 거기에다 고감도 레지스트를 사용하는 경우에는 노광 시간을 단축할-필요가 있으며 그 때문에 레티클 스테이지의 주사 속도를 고속화할 필요가 있기 때문에 제조 가격이 상승한다.

2. 주사 노광시의 진동 및 투영 광학계의 디스토션이 평균화에 의해 결상 성능이 열화된다.

3. 동일의 투영 노광 장치로 웨이퍼 위의 다른 층에 겹쳐 노광을 행하는 경우에는 디스토션이 노광마다 다르기 때문에 겹쳐지는 정밀도가 열화된다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은 상기한 점과 같은 문제점에 비추어져 이루어진 것으로서, 일괄 노광 방식 및 주사 노광 방식의 장점을 받아들임과 함께 일괄 노광 방식 및 주사 노광 방식의 단점을 제거할 수 있는 투영 노광 방법 및 이와같은 투영 노광 장치의 실시에 사용 가능한 투영 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그래서, 본 발명은 일괄 노광 모드와 주사 노광 모드를 가지며, 감광 기판위의 복수의 쇼트 영역의 배열 감광 기판에서 필요한 적산 감광량, 이들 쇼트 영역의 형상 및 마스크의 패턴상의 노광에 필요한 해상도 및 디스토션의 허용치로 되는 정보의 적어도 1 개를 이용하여 일괄 노광 모드 또는 주사 노광 모드의 어떤것으로 노광을 행한다. 따라서, 일괄 노광 모드 및 주사 노광 모드의 장점만을 활용할 수 있으며 스루풋(단위시간당 처리 매수), 결상 성능등의 모든 점에서 종합적으로 우수한 노광 방법이 실현 가능하다.

본 발명의 투영 노광 장치에 의하면, 상기 투영 노광 방법을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 이들 양 노광 모드의 선택기준으로서는

1. 쇼트 영역의 배열 및 필요한 적산 노광량등에서 1 매의 감광 기판에 대한 노광 시간을 산출하여 그 노광 시간이 짧은 쪽의 노광 모드를 선택한다.

2. 쇼트 영역의 형상이 주사 노광 모드시의 주사 방향에 대하여 투영 광학계의 유효 노광 필드의 폭을 넘는 경우에는 주사 노광 모드를 선택한다.

3. 마스크 패턴의 노광에 필요한 해상도 및 디스토션의 허용치를 만족할 수 있는 쪽의 노광 모드를 선택한다는 등의 기준이 있다.

또한 예들들면, 감광 기판의 각 쇼트 영역에 주사 노광모드로 노광을 행하는 경우에는 쇼트 영역간의 이동은 궤적으로 도시하듯이 주사 방향에 직교하는 방향으로 행하면 노광 시간이 단축된다. 한편, 각 쇼트 영역에 일괄 노광 모드로 노광을 행할 경우에는 쇼트 영역간의 이동은 궤적으로 도시하듯이 짧은 변 방향으로 행하면 노광 시간이 단축된다.

따라서, 선택되는 노광 모드에 따라서 감광 기판의 스테핑의 방향을 변환하는 것에 의해 노광 시간이 더욱 단축된다.

또한, 마스크 위에서의 조도 분포를 균일화하기 위해서는 조명 광학계중에 옵티칼 인터그레이터를 설치하는 것이 요망된다. 이 경우 옵티칼 인터그레이터의 광학 엘레멘트의 단면 형상은 마스크위의 조명 영역과 거의 닮았기 때문에 노광 모드가 변환되어 마스크위의 조명 영역의 형상이 변경된 때에는 그 조명 영역의 형상과 닮은 단면 형상을 갖는 광학 엘레멘트를 구비한 옵티칼 인테그레이터로 변환하는 것에 의해 조명 효율을 높일 수 있다. 즉, 조명 광학계내의 복수의 옵티칼 인테그레이터를 변환 자유로이 마련하며, 노광 모드에 다른 이들 옵티칼 인테크레이터를 변환하여 사용할 경우에는 노광 모드가 변경되어 감광 기판위의 노광 영역의 크기가 변경되어도 조명 효율의 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.

한편, 동일의 투영 노광 장치에서 겹쳐지는 노광을 행하는 경우에 겹쳐지는 정밀도를 높게 유지하고자 하는 경우에는 디스토션 특성이 거의 일정하게 되는 일괄 노광 모드를 사용하여 감광 기판의 감도가 특히 낮은 경우에는 슬릿 형상의 노광 영역으로서 조도를 높여서 노광할 수 있는 주사 노광 모드를 사용하는 것에 의해 각각 주사 노광 방식 및 일괄 노광 방식의 단점을 제거할 수 있다.

또한, 사용되는 노광 모드에 따라서 감광 기판의 각 쇼트 영역간의 스텝핑 이동의 방향을 변환하는 경우에는 보다 이동거리가 짧게 되는 방향으로 스테핑 하는 것에 의해 스테핑 시간을 단축할 수 있는 이점에 있다.

실시예

제 1 도는 제 1 실시예를 설명하기 위한 장치 구성도이다.

제 1 도는 본 실시예의 투영 노광 장치를 도시하며, 제 1 도에 있어서, ArF 엑시머 레이저, 혹은 KrF 엑시머 레이저등의 엑시머 레이저 광원, 또는 YAG 레이저의 고주파 발생 장치등의 펄스 레이저 광원(1)에서 사출된 레이저 빔은 렌즈(2A 및 2B)로부터 되는 빔 익스팬더에 의해 단면 형상이 확대되어 광량 가변 필터판(3)을 거쳐 제 1 군의 프라이아이 렌즈(4A)에 입사된다. 광량 가변 필터판(3)은, 회전판의 원주위에 투과율이 계단 모양으로 변화하는 복수의 광량 감쇄 필터를 형성하는 것이며, 광량 가변 필터판(30)을 구동 모터(5)를 거쳐서 회전하는 것에 의해 사출되는 레이저 빔의 광량을 복수 단계로 감쇄시킬 수 있다. 구동 모터(5)는 노광량 제어계(6)에 의해 제어된다. 또한, 노광량 제어계(6)가 레이저 광원용의 전원계(12)를 거쳐 펄스 레이저 광원(1)의 발광 타이밍 및 발광 광량의 연속적인 조절등을 행한다.

노광량 제어계(6)는 웨이퍼(35)에 대한 적산 노광량을 적정한 노광량으로 하기 위한 제어계이며, 장치 전체의 동작을 총괄하는 주 제어계(7)가, 노광량 제어계(6)에 이들의 노광 모드(일광 노광 모드 또는 주사 노광 모드) 및 목표 적산노광 모드의 결정을 행하는 노광 모드 결정 수단(9) 및 각종 데이타를 기억하기 위한 메모리(10)등이 포함되어 있다. 또한, 운용자가 키보드(11)를 거쳐서 주제어계(7)내의 제어 수단(8)에 대하여 이들 노광된 레티클(26)의 종류, 웨이퍼(35)위의 포토 레지스트의 감광 감도(목표 적산 광량) 및 웨이퍼(25)위의 쇼트 영역의 배열(쇼트 배열)등의 정보를 입력한다. 이들 정보에 근거하여 노광 모드 결정 수단(9)이 이제부터 사용되는 노광 모드를 결정한다. 본 실시예의 제어 수단(8) 및 노광 모드 결정 수단(9)은 컴퓨터의 소프트웨어상의 기능이다.

또한, 제 1 군의 프라이아이 렌즈(4A)와 프라이아이 렌즈 교환 장치(13)를 거쳐 교환 가능하도록 프라이아이 렌즈(4B)가 배치되어 있다. 펄스 레이저-광은 콜리메이터 렌즈(14)를 거쳐 진동 거울(15)에 의해 편향된 후 제 2 군의 프라이아이 렌즈(14)를 거쳐 입사된다. 진동 거울(15)은 가진기(16)에 의해 레이저 빔을 소정의 방향으로 진동시키는 것이며 이것에 의해 강한 가간섭성을 갖는 레이저 빔의 간섭호(縞)의 영향에 의해 웨이퍼(35)위에서 생기는 조도 얼룩이 경감된다. 이 경우, 파선의 경도로 도시하듯이 제 1 군의 프라이아이 렌즈(4A)의 사출면과 제 2 군의 프라이아이 렌즈(17A)의 사출면등이 함께 이루어져 있다. 또한, 제 2 군의 프라이아이 렌즈(17A)의 입사면과 레티클(26)의 패턴면등이 함께 되어 있다.

또한, 제 2 군의 프라이아이 렌즈(17A)에 있어서도 프라이아이 렌즈 교환 장치(13)를 거쳐서 교환 가능하도록 프라이아이 렌즈(17B)가 배치되어 있다.

이것은 일괄 노광 방식과 주사 노광 방식에서는 레티클(26)위에서의 조명 영역의 형상(크기)이 다른것과 함께 제 2 군의 프라이아이 렌즈(17A)의 각각의 렌즈엘레멘트의 입사면과 레티클(26)위에서의 조명 영역이 함께 있기 때문에 각 노광 방식에서 조명 효율을 최대로 하기 위해서는 노광 방식(레티클(26)위에서의 조명 영역)에 따른 프라이아이 렌즈의 렌즈 엘레멘트의 종횡비(형상)를 최적화 할 필요가 있는 것이다. 즉, 본 실시예에서는 제 2 군의 프라이아이 렌즈(17A, 17B)는 각각 일괄 노광 방식 및 주사 노광 방식으로 노광을 행하는 경우에 사용되며, 마찬가지로 제 1 군의 프라이아이 렌즈(4A, 4B)도 각각 일괄 방식 및 주사 노광 방식으로 노광을 행하는 경우에 사용된다.

제 2 군의 프라이아이 렌즈(17A, 17B)의 사출면의 3 차 광원에서 사출되는 펄스 레이저 광(이하 조명광 이라고 함)(1L)은 제 1 릴레이 렌즈(18)에 의해 집광되어 고정 브라인드(고정 시야 조리개)(19)에 도달한다. 고정 브라인드(19)는 노광량 제어계(6)에 의해 수시로 브라인드 제어 장치(20)를 거쳐 조명광(1L)의 광로 밖으로 퇴피되도록 되어 있다. 고정 브라인드(19)의 개구부를 통과한 조명광(1L)은 4매의 가동 브레이드(제 1 도에서는 2 매의 가동 브레이드(21A, 21B)만을 도시)로 되는 가동 브라인드에 입사되며, 이 가동 브라인드의 개구부를 통과한 조명광(1L)은 제 2 릴레이 렌즈(23) 광로 절곡용의 거울(24) 및 메인 콘덴서 렌즈(25)를 거쳐 균일한 조도 분포로 레티클(26)의 아랫면(패턴면)의 조명 영역(27)을 조명한다. 그리고, 레티클(26)의 조명 영역(27)내에 패턴의 상이 투영 광학계(34)를 거쳐 웨이퍼(35)위의 노광 영역(36)내에 투영된다.

이 경우, 가동 브레이드(21A, 21B)는 각각 개폐 기구(22A, 22B)에 의해 광축(AX)에 수직인 방향으로 진퇴되도록 지지되며 개폐 기구(22A, 22B)의 동작은브라인드 제어 장치(20)에 의해 제어된다. 가동 브레이드(21A, 21B)등으로 되는 가동 브라인드(이하 가동 브라인드(21A, 21B)라고 함)의 배치면은 레티클(26)의 패턴면과 함께 되며, 고정 브라인드(19)의 배치면은 레티클(26)의 패턴면과의 공역면에서 약간 벗어난 위치에 있다. 본 실시예에서는 고정 브라인드(19)는 주사 노광 모드로 노광할 경우에 레티클(26)위의 슬릿 형상의 조명 영역을 규정하는 것이다. 따라서, 일괄 노광 모드로 노광하는 경우에는 고정 브라인드(19)는 브라인드 제어 장치(20)를 거쳐 조명광(1L)의 광로 밖으로 후퇴된다.

또한, 주사 노광 모드로 노광할 경우에는 고정 브라인드(19)만이라면, 주사 노광의 개시 때 및 종료시에 레티클(26)의 전사용의 패턴을 싸는 차광대의 바깥쪽을 통과한 펄스 조명광(1L)이 웨이퍼(35)위의 포토레지스트를 감광시킬 우려가 있다. 그래서, 주사 노광의 개시시 또는 종료시에는 레티클 스테이지 및 웨이퍼 스테이지의 주사에 동기하여 각각 주사 방향에 대하여 가동 브라인드(21A, 21B)를 차례로 열고, 또는 차례로 닫는 것에 의해 불필요한 패턴의 노광을 방지한다. 주사 노광시에는 가동 브라인드(21A, 21B)가 셔터를 대신하고 있기 때문에 펄스 레이저 광원(1)은 가동 브라인드(21A, 21B)가 열리기 시작부터 완전히 닫힐때까지 펄스 발광을 행하면 좋다.

한편, 일괄 노광 모드로 노광할 경우에는, 가동 브라인드(21A, 21B)에 의해 레티클(26)위의 조명 영역의 형상 및 크기를 규정한다. 일괄 노광시에는 예들들면, 도시하지 않은 광점 검출기(인터그레이터 센서)에 의해 적산 노광량이 계측되며 이 적산 노광량이 목표 노광량에 도달한 시점에서 펄스 레이저 광원(1)의 발광이 정지된다.

이어서, 본 실시예의 스테이지 기구등에 관하여 설명한다. 여기에서 투영 광학계(34)의 광축(AX)에 평행으로 Z 축을 취하며, Z 축에 수직인 평면내에서 제 1 도의 지면에 평행으로 X 축을 취하며, 제 1 도의 지면에 수직으로 Y 축을 취한다. 우선, 레티클(26)은 레티클 스테이지(28)위에 유지되면, 레티클 스테이지(28)는 레티클 베이스(29)위에 리니어 모터(30)를 거쳐 X 방향으로 이동 가능하게 놓여져 있다. 또한, 레티클 스테이지(29)의 한끝단에 이동 거울(31)이 고정되며 이 이동 거울(31)에 레이저 빔을 조사하는 외부의 레이저 간섭계(32)가 레티클 스테이지(28)의 X 좌표를 계측하며, 계측한 X 좌표를 스테이지 제어계(33)에 공급하고 있다. 스테이지 제어계(33)는 공급된 X 좌표에 근거하여 리니어 모터(30)의 동작을 제어한다. 거기에다 레티클 스테이지(28)와 레티클(26)과의 사이에는 도시하지 않았지만, 레티클(26)을 X 방향, Y 방향 및 회전 방향(θ방향)으로 이동시키기 위한 이동 스테이지가 올려 놓여져 있다.

또한, 웨이퍼(35)는 웨이퍼(35)를 Z 방향으로 이동시킴과 함께 레벨링을 행하는 Z 레벨링 스테이지(38)위에 유지되며, Z 레벨링 스테이지(38)는 Y 스테이지(39Y) 및 X 스테이지(39X)를 거쳐 웨이퍼 베이스(40)위에 놓여져 있다. X 스테이지(39X)는 웨이퍼 베이스(40)에 대하여 구동 모터(43)에 의해 X 방향으로 구동되며 Y 스테이지(39Y)는 도시하지 않은 구동 모터에 의해 X 스테이지(39X)에 대하여 Y 방향으로 구동된다. Z 레벨링 스테이지(38)위에 X 축 Y 축용의 L 자형의 이동 거울(41)이 고정되며, 이 이동 거울(41)에 레이저 빔을 조사하는 외부의 레이저간섭계(42)가 Z 레벨링 스테이지(38)의 X 좌표 Y 좌표를 계측하며, 계측된 좌표를 스테이지 제어계(33)에 공급하고 있다. 스테이지 제어계(33)는 공급된 X 좌표 및 Y 좌표에 근거하여 구동 모터(43)등을 거쳐 X 스테이지(39X) 및 Y 스테이지(39Y)의 동작을 제어한다.

구체적으로 주사 노광 모드로 노광하는 경우에는 투영 광학계(34)에 의한 투영 배율을 β(β는 예를들어 1/4 또는 1/5)로 하면 레티클(26)이 레티클 스테이지(28)를 거쳐 +X 방향 (또는 -X 방향)으로 속도(V_R)로 주사하는데 동기되어 웨이퍼(35)는 X 스테이지(39X)를 거쳐 -X 방향 (또는 +X 방향)으로 속도 (Vw = βV_R)로 주사된다. 이 경우에, 미소한 위치 벗어남, 회전각의 벗어남 및 속도의 벗어남은 레티클(26)측의 도시되지 않은 미동 스테이지에 의해 보정된다. 또한, 웨이퍼(35)위의 복수의 쇼트 영역에 대하여 순차 주사 노광 모드로 노광할 경우에는 쇼트 영역간의 웨이퍼(35)의 이동은 X 스테이지(39X) 및 Y 스테이지(39Y)의 스테핑에 의해 행하여 진다. 즉, 스텝 그리고 스캔 방식으로 노광이 행하여 진다.

이어서, 일괄 노광 모드에서 노광하는 경우에는 레티클(26) 및 웨이퍼(35)가 각각 정지한 상태에서 노광이 행하여 진다. 그리고 웨이퍼(35)위의 복수의 쇼트 영역간의 이동은 X 스테이지(39X) 및 Y 스테이지(39Y)의 스테핑에 의해 행하여진다. 즉, 스텝 그리고 리피트 방식으로 노광이 행하여진다. 단 레티클(26)과 웨이퍼(35)의 각 쇼트 영역과의 위치 벗어남량(잔류 오차)은 레티클(26)측의 도시하지 않은 미동 스테이지에 의해 보정된다.

또한, 투영 광학계(34)에는 렌즈 콘트롤러(37)가 구비되어 있다. 렌즈 콘트롤러(37)는 투영 광학계(34)내의 소정의 렌즈 사이의 밀폐 공간의 기체의 압력을 조정하든지 또는 투영 광학계(34)를 구성하는 소정의 렌즈의 광축(AX) 방향의 위치를 조정하든지 혹은 그 렌즈의 경사각을 조정하는 것에 의해 투영 광학계(34)의 투영 배율 및 디스토션등의 결상 특성의 보정을 행한다. 조명광(1L)이 계속하여 투영 광학계(34)에 조사되면, 열의 축적에 의해 투영 광학계(34)의 결상 특성이 변화하기 때문에 주 제어계(7)는 렌즈 콘트롤러(37)를 거쳐서 그 결상 특성의 변화를 상쇄시킨다. 이 경우에 일광 노광 모드와 주사 노광 모드에서는 투영 광학계(34)내의 광속의 조도 분포가 다르기 때문에 결상 특성의 변화량도 다르다. 주 제어계(7)의 메모리(10)에는 미리 일괄 노광 모드 및 주사 노광 모드에서의 결상 특성의 변화량이 기억되며, 주 제어계(7)는 노광 모드에 따라서 렌즈 콘트롤러(37)의 동작을 제어한다.

또한, 도시 생략된 본 실시예의 투영 노광 장치에는 TTR (스루 더 레티클)방식, TTL (스루 더 렌즈)방식, 또는 오프 엑시스 방식의 얼라이먼트계가 구비되며 이 얼라이먼트계에 의해 레티클(26)과 웨이퍼(35)위의 각 쇼트 영역과의 위치 벗어남량이 계측된다. 그리고 주사 노광 모드로 노광을 행하는 경우에는 주사 개시에 레티클(26)과 해당 쇼트 영역과의 위치 벗어남량이 허용치이내로 조정되며 주사중에도 필요에 따라서 대응하는 얼라이먼트 마크의 위치 벗어남량이 허용치내로 조정된다. 또한, 일괄 노광 모드로 노광을 행하는 경우에는 노광전에 그 위치 벗어남량이 허용치이내로 조정되며 노광중에도 그 상태가 유지된다.

이어서, 본 실시예에 있어서 주 제어계(7)중의 노광 모드 결정 수단(9)이 일괄 노광 모드와 주사 노광 모드중에서 어느것을 선택할까의 구체적인 예에 관하여 설명한다.

A. 스루풋(단위 시간당 웨이퍼의 처리 매수)을 기준으로 할 경우,

우선, 웨이퍼 교환 및 웨이퍼의 얼라이먼트에 필요한 시간을 WA(sec), 웨이퍼의 각 쇼트 영역간의 스테핑에 필요한 시간을 S(sec), 노광에 필요한 시간을 EX(sec)로 하면 스루풋 T (매/h)는 이하의 식으로 구해질 수 있다.

이 경우, 교환과 얼라이먼트에 필요한 시간(WA) 및 스테핑 시간(S)은 일괄 노광과 주사 노광에서 큰 차이는 생기지 않는다. 이것에 대하여 노광 시간(EX)에는 큰 차이가 생기게 된다.

우선, 주사 노광 모드에서의 노광 시간(EX)을 EXscan 으로서, 이 노광 시간(EXscan)을 구한다. 그것을 위해 투영 광학계(34)에 의한 투영 배율을 β(배), 웨이퍼(35)위의 포토 레지스트의 감도를 P (mJ/cm²), 웨이퍼(35)위에서의 노광 영역(36)의 X 방향의 폭(슬릿폭)을 W(mm), 그 노광 영역(36)의 Y 방향의 길이를 L(mm), 펄스 레이저 장원(1)에서의 레이저 파워를 E(mW), 펄스 레이저 광원(1)부터 웨이퍼(35)위 까지의 종합 투광류 μ, 레이저 발진 주파수를 F(Hz), 웨이퍼(35) 위로의 조사량에 의해 결정되는 노광 영역(36)내의 최소 펄스수를 Nm (개)로 하면 다음식이 구해진다.

그리고, 펄스 레이저 광원(1)의 펄스 마다의 광량이 흐트러짐에 의해 결정되는 노광 영역(36)내의 최소 펄스 수를 Ne (개)로써 min (X, Y)가 X 및 Y 내의 작은 쪽의 값을 도시하는 것으로서 최종적으로 웨이퍼(35)위의 1 점이 노광 영역(36)을 X 방향으로 가로지를 경우에 조사되는 조사광(1L)의 최소 펄스 수 N (개)은 다음과 같다.

그 때에 필요한 레티클(26)의 주사 속도 VR (mm/sec)은 다음과 같다.

또한 웨이퍼(35)위의 각 쇼트 영역의 주사 방향(X 방향)으로의 길이를 a(mm), 쇼트 영역의 개수를 M (개)으로 하면, 노광 시간 EXscan 은 다음과 같이 된다.

이것이 주사 노광시에 필요한 1 웨이퍼에 있어서의 노광 시간이지만, 이것은 레티클의 주사 속도(VR)에 의존한다. 따라서, 고속의 레티클 스테이지(28)를 개발하지 않으면 노광 시간이 길어지며 스루풋이 저하한다.

그것에 대하여 일괄 노광 모드 경우의 (1) 식내의 노광 시간 EXscan 으로서 노광 시간 EXstil 을 구할 수 있다. 이 경우에, 웨이퍼(36)위의 노광 영역의 크기(필드 사이즈)를 a x b(mm²)으로 하면, 웨이퍼(35)위로의 목표 노광량에 의해 결정되는 최소 펄스수 Nm (개)는 다음과 같이 된다.

그리고, 펄스 발광 마다의 광량의 흐트러짐에 의해 결정되는 최소 펄스 수를 Ne (개)로 하면, 최종적으로 웨이퍼(35)위에 조사되는 조명광(1L)의 최소 펄스수 N (개)은 다음과 같이 된다.

그리고, 쇼트 수를 M'로써 노광 시간 EXstil 은 다음과 같이 된다.

따라서, 노광 시간 EXstil 에는 당연한 레티클 스테이지(28)의 주사 속도(V_R)의 제약은 없다.

예를들면, 각 쇼트 영역마다 각각 2 개의 칩 패턴이 들어있는 것으로 하지만 포토 레지스트가 고감도의 영역에서는 (6)식 내지 (8)식 보다 최소 펄스 수(N)는 작은 값이 되기 때문에 주사 노광 모드에서 각 쇼트 영역에 노광하는 것 보다도 일괄 노광 모드로 각 쇼트 영역에 대해서 각각 그 쇼트의 노광을 행하는 쪽이 노광 시간이 짧게 된다. 따라서, 일괄 노광 모드의 쪽이 스루풋이 높게 된다.

이것에 대하여 포토 레지스트 저감도의 영역에서는 일괄 노광 모드에서는 웨이퍼(35)위의 노광 영역의 면적이 주사 노광 모드의 경우보다 넓기 때문에 노광 영역내에서의 조도가 저하되어 노광 시간이 길게 된다. 따라서, 주사 노광 모드의 쪽이 스루풋이 높게 된다.

제 2 도는 포토 레지스트의 감도(P)와 스루풋(T)과의 관계를 도시하며, 제 2 도에 있어서, 곡선(51)은 주사 노광 모드의 경우의 스루풋, 곡선(52)는 일괄 노광 모드의 경우의 스루풋을 각각 나타낸다. 제 2 도에서 알 수 있듯이 포토 레지스트 감도(P)가 0 에서 Po 까지는 일괄 노광 모드 쪽이 스루풋이 높게 되며, 그 이후는 주사 노광 모드의 쪽이 스루풋이 높게 된다. 본 실시예에서는 포토 레지스터의 감도(P)에 따라서 스루풋이 높게 되는 쪽의 노광 모드를 사용한다.

B. 웨이퍼(35)의 쇼트 영역의 형상을 기준으로 하는 경우,

우선, 제 3B 도는 웨이퍼(35)위의 쇼트 영역(53)과 투영 광학계(34)에 의한 원형의 유효 노광 필드(54)와의 관계를 나타내며, 제 3B 도에 있어서 쇼트 영역(53)의 Y 방향의 폭을 DY, X 방향 (주사 노광 모드시의 주사 방향)의 폭을 DX 로 한다. 또한, 유효 노광 필드(54)의 직경을 L 로 하면, 주사 노광 모드시의 노광 영역(36A)은 유효 노광 필드(54)에 거의 근접하는 X 방향의 폭(슬릿폭)(W)의 슬릿 형상의 영역이며, 일괄 노광 모드시의 노광 영역(36B)은 X 방향의 폭이 직경(L)보다 작고, 유효 노광 필드(54)에 거의 근접하는 영역이다. 제 3A 도의 쇼트 영역(53)은 Y 방향의 폭(DY)이 노광 영역(36A)의 폭과 같으며 X 방향의 폭(DX)이 직경(L) 보다 길기 때문에 1 회로 노광을 행하는 데에는 노광 영역(36A)에 대하여 주사를 행하는 주사 노광 모드를 사용할 필요가 있다.

또한, 제 3A 도는 쇼트 영역의 형상에 의해 사용되는 노광 모드를 도시하며, 제 3A 도의 가로축은 쇼트 영역의 Y 방향의 폭(DY)을, 세로축은 쇼트 영역의 X 방향의 폭(DX)을 도시한다. 제 3B 도에서 알 수 있듯이 반경(L)의 원호(59A)의 바깥측의 영역에서 쇼트 영역의 X 방향 폭이 W 이상일때 Y 방향의 폭(DY)이 슬릿폭(W)의 노광 영역 Y 방향의 폭을 넘는 영역, 즉, 제 3A 도의 사선을 이룬 영역(58)은 노광이 되지 않는 영역으로 된다. 한편, 제 3A 도에 있어서, 반경(L)의 원호(55)와, DX 축 및 DY 축으로 둘러쌓인 영역(59B)은 일괄 노광 모드로 노광 가능한 영역이다. 거기에다, 슬릿폭(W)을 도시하는 직선(56)과 원호(55)위에서 직선(56)과 교차하는 점을 통하는 DX 축에 평행인 직선(57)과, DX 축으로 둘러쌓인 영역(59A)은 주사 노광 모드로 노광 가능한 영역이다. 따라서, 직선(56)과, 원호(55)와 DX 축으로 둘러쌓인 영역(영역(59B)과 영역(59A)이 중복되는 영역)에서는 주사 노광 모드 또는 일괄 노광 모드의 어느것도 노광이 가능하지만, 상기의 노광 모드에서 예컨대 상기와 같이 스루풋이 보다 높게 되는 쪽을 선택하면 좋다.

그 이상의 영역에서는 각각 일괄 노광 모드 또는 주사 노광 모드의 한쪽밖에 사용할 수 없기 때문에 사용 가능한 노광 모드로 노광이 행하여 진다. 또한, 영역(58)과 같이 쇼트 영역의 Y 방향의 폭이 너무 넓은 경우에는 일괄 노광 모드에서도 주사 노광 모드에서도 노광이 되지 않기 때문에 주 제어계(7)의 노광 모드 결정 수단(9)은 도시하지 않은 표시 장치에 노광이 되지 않는 것을 나타내는 경고 표시를 행한다.

c. 해상도 및 디스토션을 기준으로 하는 경우

일반적으로 일괄 노광 방식에서는 투영 광학계에 의한 투영상의 디스토션의 투영 노광 장치 마다의 흐트러짐이 이들 투영 노광 장치를 이용하여 웨이퍼 위의다른층에의 노광을 행하는 경우(믹스 그리고 매치)의 겹쳐지는 오차로 된다. 이것에 대하여 주사 노광 방식에서는 슬릿 형상의 노광 영역(36A)(제 3B 도 참조)에 대하여 X 방향으로 웨이퍼가 주사되어 상기 노광 영역(36A)내에서 평균화 효과가 있기 때문에 주사 방향인 X 방향에서의 디스토션량이 적게 된다. 따라서, 웨이퍼위의 각층 사이에서의 겹쳐지는 정밀도는 일괄 노광 방식에 비교하여 높다고 생각된다. 그러나, 단일 투영 노광 장치에 의한 노광에서는 투영 광학계의 디스토션의 영향이 없는 일괄 노광의 쪽이 겹쳐지는 정밀도가 높게 된다.

또한, 해상도에 관해서는 표면의 평면도가 나쁜 웨이퍼에서는 넓은 쇼트 영역을 일괄로 노광하는 일광 노광 방식에서는 노광 영역내에서 촛점 심도의 범위를 벗어나는 부분이 많게 되기 쉬운 것에 대하여 주사 노광 방식에서는 1 개의 쇼트 영역을 분할하여 노광하며, 각 부분마다 점차 오토 포커스를 걸 수 있기 때문에 넓은 쇼트 영역의 전체를 용이하게 촛점 심도의 범위내로 받아들일 수 있다.

그런, 주사 노광 방식에서는 디스토션이 슬릿 형상의 노광 영역내에서 평균화되는 량만큼 투영상이 열화함과 함께 주사 노광시의 진동에 의해서도 투영상이 열화되기 때문에 일괄 노광 방식보다도 촛점 심도가 실질적으로 얕게 된다. 따라서 최종적으로 실질적인 촛점 심도를 기준으로 쇼트 영역의 전면의 촛점 위치 분포의 그 촛점 심도에 대한 여유(마진)가 큰 쪽의 노광 모드를 선택한다.

또한, 웨이퍼 위의 2 층째 이후에 노광하는 경우의 웨이퍼의 각 쇼트 영역과 레티클과의 위치 맞춤 정밀도(얼라이먼트 정밀도)의 허용치에 관하여서도 디스토션등에 따른 일괄 노광 방식과 주사 노광 방식에서 다른점이 있다. 그래서, 보다 얼라이먼트 정밀도의 허용치가 큰 노광 모드를 사용하는 것이 바람직하지만 실제로는 실질적인 촛점 심도의 마진과 얼라이먼트 정밀도의 허용치를 종합적으로 고려하여 노광 모드를 선택한다.

이어서, 상기와 같은 기준에 의해 노광 모드가 결정된 후의 동작에 관하여 설명한다. 우선, 주사 노광 모드가 선택되면 제 4A 도에 도시하듯이 레티클(26)은 슬릿 형상의 조명 영역(27A)에 대하여 -X 방향(또는 +X 방향)으로 주사된다. 상기 조명 영역(27A)은 제 3B 도의 유효 노광 필드(54)와 같은 원형의 영역(61)에 근접되어 있다. 여기에서, 레티클(26)위의 패턴 영역에는 2 개의 동일 회로 패턴(60A, 60B)이 형성되어 있는 것으로써 회로 패턴(60A)의 X 방향의 길이는 그 Y 방향의 폭보다 좁으며 2 개의 회로 패턴(60A, 60B)의 전체로서의 길이는 그 Y 방향의 폭보다 길게한다.

그 레티클(26)의 주사에 동기하여 제 5A 도에 도시하듯이 슬릿 형상의 노광 영역(36A)에 대하여 웨이퍼(35)의 각 쇼트 영역(64A, 64B< 64C)이 각각 +X 방향(또는 -X 방향)으로 주사된다. 이들 쇼트 영역(64A, 64B, 64C)은 각각 X 방향으로 2 개의 부분 쇼트 영역(62A, 63A, 62B, 63B)으로 분리되며, 첫번째의 부분 쇼트 영역(62A, 62B)에 각각 제 1A 도의 회로 패턴(60A)의 상이 투영되며, 두번째의 부분 쇼트 영역(63A, 63B)에 각각 제 4A 도의 회로 패턴(60B)의 상이 투영된다.

또한, 실제로는 노광 영역(36A)이 정지되어 있으며, 웨이퍼(35)가 주사되지만, 제 5A 도에서는 웨이퍼(35)에 대한 노광 영역(36A)의 궤적을 순차 궤적(65A, 65B, 65C)로 나타내고 있다. 제 4A 도에서 알 수 있듯이 주사 노광 모드로웨이퍼(35)위의 다수의 쇼트 영역에 순차 노광을 행하는 경우에는, 우선 비 주사 방향인 Y 방향으로 배열된 1 번째 열의 쇼트 영역(64A, 64B, 64C, 64D)에 대하여 순차 노광을 행한 후, 두번째 열의 쇼트 영역(64E)으로 이행된다. 이 경우에 1 번째 열의 쇼트 영역 사이의 스테핑은 궤적(65B, 65D, 65F)으로 도시하듯이 비 주사 방향으로 행하여지며, 1 번째 열에서 2 번째 열로의 스테핑은 궤적(65H)으로 도시하듯이 비스듬하게 실행된다.

또한, 인접한 쇼트 영역에서는 궤적(65A, 65C, 65E, 65G, 65I)으로 도시하듯이 웨이퍼(35)는 노광 영역(36A)에 대하여 교대로 +X 방향 및 -X 방향으로 주사된다. 이것에 의해 인접하는 쇼트 영역으로 노광할 경우에는 제 4A 도에 있어서, 레티클(26)을 조명 영역(27A)에 대하여 -X 방향 및 +X 방향으로 교대로 주사하면 좋으며, 레티클 스테이지(28)의 불필요한 움직임(불필요한 되돌림)을 없앨 수 있다. 상기한 바와 같이 주사 노광 모드로 노광할 경우에 스테핑을 비 주사 방향으로 행하는 것에 의해 스테이지 기구의 불필요한 움직임을 감소시켜 노광 공정의 스루풋(생산성)을 높일 수 있다.

이어서, 일괄 노광 모드에서 제 4A 도의 레티클(26)위의 2개의 동일 회로 패턴(60A, 60B)을 웨이퍼(35)위의 다수의 쇼트 영역에 차례로 노광할 경우에는 2개의 외로 패터(60A, 60B)을 모아 일괄 노광하는 2개 채용 방시과, 2개의 회로 패턴(60A, 60B)의 한쪽을 이용하여 노광하는 1개 채용 방식을 고려될 수 있다.

2 개의 채용 방식의 경우에는 제 5A 도에서 도시하듯이 예를들면 Y 방향으로 배열된 한예의 쇼트 영역(64A, 64B, 64C)에 대하여 각각 일괄 노광 방식으로 제 4A도의 레티클(26)의 2개의 회로 패턴의 사이 노광되며 스테핑은 Y 방향으로 행하여진다. 이경우 쇼트 영역(64A)의 X 방향의 길이에 대하여 Y 방향 폭이 좁기 때문에 Y 방향으로 스테핑을 행하는 것에 의해 스테핑되는 거리를 짧게 할 수 있으며 X 방향으로 스테핑 할 경우와 비교하여 노광 공정의 스루풋을 높일수 있다.

한편, 1 개 채용의 경우에는 제 4B 도에 도시하듯이 노광시에는 레티클(26)위의 한쪽의 회로 패턴(60A)을 조영 영역(27B)으로 조영한다. 그리고, 제 5B 도에 도시하듯이 웨이퍼(35)위의 X 방향으로 배열된 1행째의 쇼트 영역(64J, 64K, 64V)에 대하여 스텝 그리고 리피트 방식으로 노광을 행한다. 이경우, 각 쇼트 영역(64J, 64K, 64V)은 각각 X 방향으로 2 개의 부분 쇼트 영역(62J, 63J, 62K, 63K, 62V, 63V)로 분리되어 있기 때문에 각 쇼트 영역(64J, 64K, 64V)으로 각각 제 4B 도의 회로 패턴(60A)의 상이 2 회 노광된다.

그때문에, 투영 광학계에 의한 노광 필드는 웨이퍼(35)위에서 제 5B 도의 궤적(66A, 66B, 66C)으로 도시하듯이 X 방향으로 이동한다. 그리고 궤적(66A, 66B, 66C)은 웨이퍼(35)의 스테핑을 나타내는 궤적으로도 있다. 이경우, 예를들어 부분 쇼트 영역(62J)의 크기는 Y 방향의 폭과 비교하여 X 방향의 폭이 짧기때문에 X 방향으로 스테핑 되는 것에 의해 Y 방향으로 스테핑 되는 경우와 비교하여 스테핑의 거리가 짧게되며, 노광 공정의 스루풋이 향상된다.

또한 상기의 2 개 채용의 경우에 대하여 1개 채용의 경우에는 레티클(24)위의 조명 영역의 크기가 1/2로 되기때문에 동일한 프라이아이 렌즈(4A, 17A)를 사용한 것으로서는 조명 효율이 약화된다. 그래서, 제 1 군의 프라이아이 렌즈(4A, 4B)에 대하여 교환 가능하게 3 번째의 프라이아이 렌즈를 마련하며, 제 2 군의 프라이아이 렌즈(17A, 17B)에 대하여 교환가능하게 3번째의 프라이아이 렌즈를 마련하고, 이들 2 개의 3번째의 프라이아이 렌즈의 렌즈 엘레먼트의 형상을 일괄 노광 방식으로 1 개 채용의 경우로 최적화 하여도좋다. 이것에 의해 1 개 채용의 경우 조도를 향상시켜서 노광 시간을 단축할 수 있다.

또한 본 실시예에 의하면 제 1 도에 있어서, 제 1 군 및 제 2 군의 프라이아이 렌즈를 구성하는 렌즈 얼라이언트의 형상이 변환되기 때문에 그것에 따라서 공간 코히렌즈를 제거하고 있는 진동 거울(15)의 비치는 각을 변화하도록 하여도 좋다. 이것에 의해 펄스 레이저 광에 의한 간섭호의 영향을 소정의 허용치 이내에 수용하기 위해 필요한 최소 노광 펄스수를 보다 작게 설정함이 가능하게 되며, 노광 공정의 스루풋이 높게 된다.

또한, 상기 실시예에서는 노광 광의 광원으로써 펄스 레이저 광원이 사용되고 있지만 노광 광으로써 수은 램프의 i 선, g 선등의 연속광을 사용하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.

이와같이, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지의 구성을 취할 수 있다.

제 1 도는 본 발명 실시예의 투영 노광 장치를 도시하는 구성도.

제 2 도는 실시예에 있어서의 포토 레지스트의 감도에 대한 스루풋(throughput)의 관계를 도시하는 그래프도.

제 3A 도는 웨이퍼 위의 쇼트 영역의 형상과 사용 가능한 노광 모드와의 관계를 도시하는 그래프도.

제 3B 도는 웨이퍼 위의 노광 영역과 쇼트 영역과의 관계를 도시하는 관계도.

제 4A 도는 주사 노광 모드로 노광하는 경우의 레티클과 조명 영역과의 관계를 도시하는 평면도.

제 4B 도는 일괄 노광 모드로 노광하는 경우의 레티클과 조명 영역과의 관계를 도시하는 평면도.

제 5A 도 및 제 5B 도는 노광 모드와 스테핑 방향과의 관계에 따른 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 펄스 레이저 광원 2A, 2B : 렌즈

3 : 광량 가변 필터판 5 : 구동 모터

6 : 노광량 제어계 7 : 주 제어계

8 : 제어 수단 9 : 노광 모드 결정 수단

10 : 메모리 11 : 키보드

12 : 레이저 광원용의 전원계 14 : 코리메터 렌즈

15 : 진동 거울 26 : 레티클

35 : 웨이퍼

Claims (7)

1. 노광용의 조명광으로 전사용의 패턴이 형성된 마스크를 조명하며, 상기 마스크의 패턴의 상을 투영 광학계를 거쳐서 감광 기판위에 배열된 복수의 쇼트 영역의 각각에 노광하는 투영 노광 방법에 있어서,

   상기 마스크와 상기 감광 기판을 동기하여 상기 투영 광학계의 광축을 가로지르는 방향으로 주사하고 있는 상태에서 상기 조명광을 연속적 또는 주기적으로 상기 마스크에 조사하는 것에 의해 상기 마스크 패턴의 상을 상기 감광 기판위의 노광 대상으로 하는 쇼트 영역에 차례로 노광하는 주사 노광 모드와, 상기 마스크와 상기 감광 기판이 정지되어 있는 상태에서 상기 조명광을 일정의 적산 노광량만큼 상기 마스크에 조사하는 것에 의해, 상기 마스크 패턴의 상을 상기 감광 기판위의 노광 대상으로 하는 쇼트 영역으로 일괄 노광하는 일광 노광 모드를 구비하는 단계와,

   상기 감광 기판위의 복수의 쇼트 영역에 배열하며, 상기 감광 기판에서 필요한 적산 노광량과, 상기 쇼트 영역의 형상과, 상기 마스크 패턴상의 노광에 필요한 해상도 및 디스토션의 허용치로 되는 정보의 최소한의 1 개를 이용하여 상기 감광 기판위 복수의 쇼트 영역 각각에 대하여 상기 주사 노광 모드, 또는 상기 일괄 노광 모드중 어느 하나로 노광할 것인지를 결정하며, 상기 결정된 노광 모드로 상기 마스크의 패턴 상을 상기 감광 기판위의 각 쇼트 영역에 노광하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 방법.
2. 노광용의 조명광으로 전사용의 패턴이 형성된 마스크를 조명하는 조명 광학계와, 상기 마스크를 유지하는 마스크 스테이지와, 상기 조명광의 아래에서 상기 마스크 패턴 상을 감광 기판위에 투영하는 광학계와, 상기 감광 기판을 상기 투영 광학계의 광축에 수직인 평면내에서 2 차원적으로 스테핑시키는 기판 스테이지를 가지며, 상기 마스크 패턴 상을 상기 감광 기판위에 배열된 복수의 쇼트 영역의 각각에 노광하는 투영 노광 장치에 있어서,

   상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지를 동기하여 상기 투영 광학계에 대하여 상대적으로 주사하는 스테이지 제어수단과,

   상기 조명광의 상기 마스크에 대하여 조사와 비 조사로 변환되는 조명 상태 제어수단과,

   주사 노광 모드시에, 상기 스테이지 제어 수단을 거쳐서 상기 마스크와 상기 감광 기판을 동기하여 주사하고 있는 상태에서, 상기 조명 상태 제어 수단을 거쳐서 상기 조명광을 연속적으로 또는 주기적으로 상기 마스크에 조사함과 함께, 일괄 노광 모드시에 상기 마스크와 상기 감광 기판이 정지되어 있는 상태에서 상기 조명 상태 제어수단을 거쳐 상기 조명광을 일정의 적산 노광량 만큼 상기 마스크에 조사하는 노광 제어수단과,

   상기 감광 기판위의 상기 쇼트 영역의 배열과, 상기 감광 기판에서 필요한 적산 노광량과, 상기 쇼트 영역의 형상과, 상기 마스크 패턴상의 노광에 필요한 해상도 및 디스토션의 허용치로 되는 정보의 최소한 1 개를 이용하여 상기 감광 기판의 상기 각 쇼트 영역에 대하여 상기 주사 노광 모드 또는 상기 일괄 노광 모드중 어느 하나로 노광할 것인지를 결정하여, 상기 결정된 노광 모드를 상기 노광 제어 수단에 지시하는 노광 모드 결정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 노광 모드 결정 수단은, 상기 감광 기판위의 상기 쇼트 영역의 배열 및 상기 감광 기판에서 필요한 적산 노광량에 근거하여 상기 감광 기판의 상기 각 쇼트 영역에 대하여 각각 상기 주사 노광 모드로 노광할 경우의 전체의 노광 시간 및 상기 일괄 노광 모드로 노광할 경우의 전체의 노광 시간을 산출하고, 전체의 노광 시간이 짧은 쪽의 노광 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 노광 모드 결정 수단은, 상기 노광 기판위의 상기 쇼트 영역의 형상이 일정 방향에 대하여 상기 투영 광학계의 유효 노광 필드의 폭을 넘는 폭을 가질때에 상기 주사 노광 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 노광 모드 결정 수단은, 상기 주사 노광 모드로 노광할 경우에 얻어지는 해상도 및 디스토션과, 상기 일괄 노광 모드로 노광할 경우에 얻어지는 해상도및 디스토션을 산출하며, 상기 산출 결과와 상기 마스크 패턴상의 노광에 필요한 해상도 및 디스토션의 허용치와의 비교에 의해 노광 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 노광 제어 수단은, 상기 노광 모드 결정 수단에서 지시되는 노광 모드에 따라서 상기 기판 스테이지에 의한 상기 감광 기판의 스테핑 방향을 변환하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 조명 광학계내에 각각 상기 조명광의 조도 분포를 균일화하는 복수의 옵티칼 인터그레이터를 변환하여 사용하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.