KR100558148B1 - 투영 노광 장치 - Google Patents

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Abstract

마스크의 마스크 패턴의 상을 노출될 피노광체에 전사하는 투영 노광 장치로서, 마스크 패턴의 상을 피노광체상에 결상시키는 투영 광학계, 제 1 방향 및 제 2 방향에서 상기 피노광체의 길이를 측정하고 제 1 신축율 및 제 2 신축율을 계측하는 신축율 계측수단, 그리고 투영 광학계의 배율을 제 1 신축율과 제 2 신축율 사이의 값으로 조정하는 배율 컨트롤러를 포함하고 있고, 상기 제 1 신축율 및 제 2 신축율은 각각 상기 길이에 기초한 것으로서, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서의 피노광체의 신축율이다.
마스크, 투영 노광 장치, 신축율 계측수단, 배율 컨트롤러, 투영 광학계, 카메라, 상 프로세서, 길이 계측수단

Description

투영 노광 장치{PROJECTION ALIGNER}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 투영 노광 장치의 형태를 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 투영 노광 장치의 기판 높이 검출 유닛의 형태를 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 3은 도 1의 투영 노광 장치의 측면도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 4는 도 1의 투영 노광 장치의 마스크(4)의 평면도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 5는 도 1의 투영 노광 장치에 의해 노출될 기판(B)의 평면도를 개략적으로 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 복수의 마스크-위치 검출기 및 복수의 피노광체-위치 검출기를 가지고 있는 투영 노광 장치의 개념을 개략적으로 도시하고 있다.
도 7은 도 1의 투영 노광 장치에서 렌즈 유닛을 통과하여 루프 미러에 의해 반사된 광속을 개략적으로 도시하고 있다.
도 8은 도 1의 투영 노광 장치에서 마스크로부터 기판을 향하여 이동하는 광속을 개략적으로 도시하고 있다.
도 9는 투영 광학계가 기판상에 투영된 상을 확대하도록 조정되는 도 1의 투영 노광 장치에서 기판상에 투영된 광속을 개략적으로 도시하고 있다.
도 1O 및 도 11은 각각 상 위치 조정이 달성되기 전후에 있어서 도 1의 투영 노광 장치에서 마스크로부터 기판으로 이동하는 광속을 개략적으로 도시하고 있다.
도 12는 상 위치 조정이 달성된 도 1의 투영 노광 장치에서 광원으로부터 기판상에 투영된 광속을 개략적으로 도시하고 있다.
본 발명은 마스크 패턴을 피노광체에 전사하기 위하여 마스크상에 형성된 마스크 패턴을 노출될 피노광체에 투영하는 투영 노광 장치에 관한 것이다.
투영 노광 장치는 예를 들면 PCBs(프린트 배선 기판)의 배선 패턴에 종래부터 사용되고 있다. 전형적인 투영 노광 장치는 초고압 수은등과 같은 고출력의 광원을 구비하고 있고, 이 초고압 수은등은 마스크, 그리고 마스크를 통과한 광속을 투영시키는 투영 광학계를 향해 광속을 방사하기 위해 제공되어 있어서 PCB의 기판이 마스크를 통과한 광속에 노출되며 마스크 패턴의 상이 전사된다.
일반적으로 PCB는 PCB의 다른 표면상에 형성된 배선 패턴을 전기적으로 접속하기 위한 관통 구멍을 포함하고 있다. 따라서, 투영 노광 장치는 마스크 패턴이 관통 구멍에 관하여 정확한 위치에 있는 기판에 전사되어 배선 패턴 사이의 전기적 접속을 보장하도록 마스크 및 기판의 위치를 조정하여야 한다.
그러나, PCB의 기판은 예를 들면 온도 변화 및 기계적인 연마가공과 같은 정면(整面)처리로 인해 신장/수축된다. 이러한 기판의 신장/수축은 관통 구멍의 위치 변동 및 관통 구멍과 기판에 전사된 마스크 패턴 사이의 위치상의 불일치를 초래한다.
상기한 위치상의 불일치를 방지하기 위하여, 투영 노광 장치는 투영 광학계의 배율을 변화시킴으로써 기판상에 형성된 마스크 패턴 상(image)의 크기를 기판의 크기로 조정한다.
그러나, 기판의 신축율이 종종 일정하지 않고, 방향에 따라 변한다. 통상적으로, 기판의 세로 방향의 신축율이 가로 방향의 신축율보다 크다. 이러한 이유중의 하나는 기판의 세로 방향을 따라 기판을 연마 장치에 통과시킴으로써 기계적인 연마가 수행되어, 기판이 가로 방향에서보다 세로 방향에서 더 신장되기 때문이다.
기판의 신축율이 방향에 따라 변하기 때문에, 관통 구멍과 기판상에 형성된 패턴 사이의 위치상의 불일치를 방지하기 위하여 마스크 패턴 상의 크기를 신장/수축된 기판의 크기로 조정하는 것이 곤란하였다.
본 발명은 피노광체가 상이한 방향에서 상이한 신축율로 신장/수축되더라고 노출될 피노광체에 투영된 마스크 패턴의 상의 크기를 피노광체의 크기로 적절하게 조정할 수 있는 투영 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 실시형태에 따르면, 투영 노광 장치가 마스크 패턴의 상을 피 노광체상에 결상시키는 투영 광학계, 제 1 방향 및 제 2 방향으로 상기 피노광체의 길이를 측정하고 상기 길이에 기초하여 제 1 신축율 및 제 2 신축율을 계측하는 신축율 계측수단을 포함하고 있다. 상기 제 1 신축율 및 제 2 신축율은 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서의 피노광체의 신축율로서 정의되어 있다. 상기 투영 노광 장치는 투영 광학계의 배율을 제 1 신축율과 제 2 신축율 사이의 값으로 조정하는 배율 컨트롤러를 더 포함하고 있다.
투영 광학계의 배율이 제 1 신축율과 제 2 신축율 사이의 값으로 조정되기 때문에, 피노광체가 제 1 방향과 제 2 방향에서 상이한 신축율로 신장/수축되더라고 피노광체에 투영된 마스크 패턴의 상의 크기가 제 1 방향 및 제 2 방향의 양 방향에서의 피노광체의 크기와 크게 다르지 않다.
몇가지 경우에 있어서, 상기 피노광체는 상기 제 1 방향을 따라서 배열되어 있는 적어도 2 개의 제 1 마크 및 상기 제 2 방향을 따라서 배열되어 있는 적어도 2 개의 제 2 마크를 구비하고 있다. 이러한 경우에 있어서, 상기 신축율 계측수단은 상기 제 1 마크들 사이의 거리에 기초하여 상기 제 1 방향에서의 길이 및 상기 제 2 마크들 사이의 거리에 기초하여 상기 제 2 방향에서의 길이를 계측할 수 있다.
상기 신축율 계측수단은 피노광체의 상을 촬영하기 위해 배치된 카메라, 그리고 상기 카메라에 의해 촬영된 상으로부터 제 1 방향 및 제 2 방향에서 상기 피노광체의 길이를 계측하기에 적합한 상 프로세서를 포함하고 있다. 이 경우에 있어서, 상기 상 프로세서는 피노광체의 길이를 계측하기 위해서 상기한 마크를 이 용할 수 있다. 대체 실시형태로서, 상기 상 프로세서는 피노광체의 길이를 계측하기 위해서 피노광체의 얼라인먼트용 마크를 이용할 수 있다.
특히, 상기와 같은 종류의 피노광체의 신축율은 종종 상기 피노광체의 세로 방향과 가로 방향 사이에서 비교적 크게 다르기 때문에 상기 피노광체가 프린트 배선 기판의 기판인 경우에는, 선택적으로, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향이 각각 상기 피노광체의 세로 방향 및 가로 방향에 평행하게 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 투영 노광 장치가, 마스크 패턴의 상을 피노광체상에 결상시키는 투영 광학계, 제 1 방향 및 제 2 방향으로 마스크 및 피노광체의 길이를 측정하는 길이 계측수단, 그리고 상기 투영 광학계의 배율을 제 1 길이 비율과 제 2 길이 비율 사이의 값으로 조정하는 배율 컨트롤러를 포함하고 있고, 상기 제 1 길이 비율 및 제 2 길이 비율은 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서의 상기 마스크의 길이에 대한 상기 피노광체의 길이의 비율이다.
예를 들면, 온도 변화로 인해 마스크가 또한 신장된다는 것은 잘 알려져 있다. 그러나, 상기한 바와 같이 투영 노광 장치가 마스크의 크기도 또한 측정하기 때문에 마스크가 신장하더라도 투영 노광 장치는 마스크와 피노광체 사이의 길이 비율을 정확하게 계측할 수 있다. 결론적으로, 투영 노광 장치는 마스크의 신장에 관계없이 피노광체상의 마스크 패턴의 상을 적절한 크기로 형성할 수 있다.
선택적으로, 상기 길이 계측수단은 상기 마스크 및 상기 피노광체의 상을 각각 촬영하기 위해서 배치된 제 1 카메라 및 제 2 카메라, 그리고 상기 제 1 카메라 및 제 2 카메라에 의해 촬영된 상으로부터 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서 상기 마스크 및 상기 피노광체의 상기 길이를 계측하기에 적합한 상 프로세서를 포함하고 있다.
또한 선택적으로, 상기 상 프로세서가 각각의 코너 부근에서 상기 마스크 및 상기 피노광체의 각각에 형성된 얼라인먼트용 마크에 기초하여 길이를 계측할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 마스크의 마스크 패턴의 상을 전사하기 위한 투영 노광 장치로서, 복수의 국소 피노광체 구역을 포함하고 있는 피노광체상에 복수의 국소 마스크 구역을 포함하고 있는 투영 노광 장치를 제공한다. 각각의 국소 마스크 구역은 상기 복수의 국소 피노광체 구역 중의 서로 다른 각각에 전사된 마스크 패턴의 일부분을 포함하고 있다. 상기 투영 노광 장치는 마스크 패턴의 상을 피노광체상에 결상시키는 투영 광학계, 그리고 제 1 방향 및 제 2 방향으로 각각의 상기 국소 마스크 구역 및 국소 피노광체 구역의 길이를 측정하는 길이 계측수단을 포함하고 있다. 상기 투영 노광 장치는 또한 각각의 국소 피노광체 구역에 대한 제 1 길이 비율 및 제 2 길이 비율을 계측하는 길이 비율 계측수단을 포함하고 있으며, 상기 제 1 길이 비율 및 제 2 길이 비율은 각각 제 1 방향 및 제 2 방향에서의 국소 마스크 구역의 길이에 대한 국소 피노광체 구역의 길이의 비율이다. 또한, 상기 투영 노광 장치는 상기 투영 광학계의 배율을 제 1 평균 길이 비율과 제 2 평균 길이 비율 사이의 값으로 조정하는 배율 컨트롤러를 포함하고 있다. 상기 제 1 평균 길이 비율은 상기 제 1 길이 비율의 평균값이고, 상기 제 2 평균 길이 비율은 상기 제 2 길이 비율의 평균값이다.
상기한 투영 노광 장치에 있어서, 마스크에 대한 피노광체의 길이 비율이 피노광체의 신장의 국소적인 변화를 고려함으로써 측정된다. 따라서, 상기 투영 노광 장치는 마스크 패턴 상이 피노광체의 신장의 국소적인 변화에 관계없이 피노광체의 정확한 위치에 형성되도록 마스크 패턴 상의 크기를 조정할 수 있다.
선택적으로, 상기 투영 노광 장치는 국소 마스크 구역 중의 서로 다른 각각의 상을 촬영하기 위해 각각 배치된 복수의 제 1 카메라, 국소 피노광체 구역 중의 서로 다른 각각의 상을 촬영하기 위해 각각 배치된 복수의 제 2 카메라, 그리고 상기 제 1 카메라 및 제 2 카메라에 의해 촬영된 상으로부터 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서 각각의 국소 마스크 구역 및 국소 피노광체 구역의 길이를 계측하기에 적합한 상 프로세서를 포함할 수 있다.
또한 선택적으로, 각각의 상기 국소 마스크 구역 및 상기 국소 피노광체 구역이 직사각형 구역으로 형성되어 있으며 각각의 코너의 근처에서 얼라인먼트용 마크를 가지고 있고, 상기 상 프로세서가 상기 마크들 사이의 거리에 기초하여 길이를 계측할 수 있다.
(실시예)
이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 투영 노광 장치를 첨부된 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 의한 투영 노광 장치(1)의 구성을 개략적으로 도시하고 있다. 본 투영 노광 장치(1)는 복수의 광원(2), 마스크(4), 기판 홀더(8) 및 복수의 투영 광학계를 가지고 있다. 기판 홀더(8)는 노출될 피노광체 로서 기판(B)을 받치고 있다. 기판 홀더(8) 및 마스크(4)는 주사를 위해 동일한 방향으로 동시에 이동되도록 구동된다.
이하의 설명에 있어서는, 기판 홀더(8) 및 마스크(4)가 이동하는 방향이 X 축으로 된다. 그리고, Y 축은 마스크(4)에 대해 평행한 평면상에 있으며 X 축에 대해 수직이고, Z 축은 광원(2)으로부터 방사되어 기판(B)에 입사하는 광속의 방향으로 정의되어 있다. 본 실시예에 따르면, 광속은 기판(B)의 표면상에 수직으로 입사한다.
각각의 투영 광학계는 광원(2) 중의 서로 다른 각각에 상응한다. 각각의 투영 광학계는 상응하는 광원(2)으로부터 방사된 광속을 이용하여 마스크(4)의 마스크 패턴의 일부분을 기판(B)에 투영하도록 배치되어 있는 콜리메이터 렌즈(3), 미러(5), 렌즈 유닛(6) 및 루프 미러(7)를 포함하고 있다. 광속이 Y 축 방향으로 뻗어 있는 엇갈림 형태의 2 열로 된 마스크에 부딪치게 되도록 그리고 전체 마스크 패턴이 단일 주사에 의해(즉, 한 방향으로 기판(B) 및 마스크(4)를 이동시키는 것에 의해) 기판(B)상에 전사될 수 있도록 투영 광학계가 배치되어 있다. 인접하는 투영 광학계의 미러(5), 렌즈 유닛(6) 및 루프 미러(7)는 서로 간섭하지 않도록 반대방향으로 배치되어 있는 것을 주의해야 한다.
광원(2)의 파장 및 출력은 기판(B)상에 도포된 감광제가 광에 민감하게 반응하도록 결정되어 있다. 이와 같은 광원(2)의 한 예는 초고압 수은등이다. 광원(2)으로부터 방사된 각각의 광속은 콜리메이터 렌즈(3)에 의하여 마스크(4)상의 한 가늘고 긴 구역에 조사된다. 마스크(4)를 통하여 전달된 광속은 미러(5)에 의해 반사된다.
미러(5)는 2 개의 반사 평면, 즉 제 1 평면경(5a) 및 제 2 평면경(5b)을 포함하고 있다. 제 1 평면경(5a)이 마스크(4)를 통과한 광속을 렌즈 유닛(6)을 향하여 편향시키고 제 2 평면경(5b)이 렌즈 유닛(6)으로부터 나오는 광속을 기판(B)을 향하여 편향시키도록 미러(5)가 배치되어 있다.
본 실시예에 있어서, 미러(5)는 X-Z 평면상의 단면이 직각 이등변 삼각형인 삼각기둥 형상의 프리즘으로 형성되어 있다. 미러(5)는 제 1 평면경(5a) 및 제 2 평면경(5b)의 각각에 대한 법선이 X 축에 관하여 45도의 각도를 이루고, 제 1 평면경(5a) 및 제 2 평면경(5b)에 의해 형성된 마루선(ridge line)은 Y 축 방향으로 뻗어있다.
제 1 평면경(5a)은 마스크(4)를 통하여 전달된 광속을 X축 방향으로 진행하도록 반사하여 이 광속을 렌즈 유닛(6)에 입사시킨다. 렌즈 유닛(6)을 통과한 광속은 루프 프리즘(7)에 의해 반사되어 렌즈 유닛(6)으로 다시 입사된다. 제 2 평면경(5b)은 렌즈 유닛(6)으로부터 나오는 광속을 Z 축 방향으로 진행하도록 반사하여 이 광속을 기판(B)상에 입사시킨다. 따라서, 광속은 렌즈 유닛(6)을 2회 통과하여 기판(B)상에 마스크 패턴의 상을 형성한다.
렌즈 유닛(6)은 X축 방향으로 배치된 복수의 렌즈 요소를 포함하고 있고, 대체로 정의 배율을 가지고 있다.
루프 미러(7)는 X-Y 평면상에서 90도의 각도를 형성하도록 안쪽으로 향해 있는 한 쌍의 미러 면을 가지고 있다. 렌즈 유닛(6)으로부터 나온 광속은 루프 미러(7)에 의해 반사되어, X-Y 평면상에서 입사 방향과 평행한 방향으로 렌즈 유닛(6)으로 되돌아 온다. 루프 미러(7)는 렌즈 유닛(6)의 초점 위치 부근에 배치되어 있다. 이러한 구성에 의하여, 마스크(4)의 패턴의 정립 상은 기판(B)상에 결상된다. 직각을 형성하는 면에 의해 내측으로 광속을 반사시키는 직각 프리즘은 루프 미러(7) 대신에 사용될 수 있다.
투영 노광 장치(1)는 또한 마스크(4) 및 기판 홀더(8)를 각각 X축 방향으로 이동시키는 마스크 구동 기구(14) 및 피노광체 구동 기구(18)를 구비하고 있다. 또한 미러(5)를 X축 방향 및 Z축 방향으로 위치시키기 위해 미러 구동 기구(15)가 각각의 미러(5)에 구비되어 있다. 그리고, 루프 미러(7)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 위치시키기 위해 루프 미러 구동 기구(17)가 각각의 루프 미러(7)에 구비되어 있다.
투영 노광 장치(1)는 마스크(4)를 조사하는 조사장치 및 이 조사장치에 의해 조사된 마스크의 전체 상을 촬영하는 CCD 카메라를 가지고 있는 마스크 위치 검출 수단(24), 그리고 기판(B)을 조사하는 조사장치 및 이 조사장치에 의해 조사된 기판(B)의 전체 상을 촬영하는 CCD 카메라를 가지고 있는 피노광체 위치 검출 수단(28)을 포함하고 있다. 상기 조사장치의 파장 및 광량은 기판(B)에 도포된 감광제가 민감하게 반응하지 않는 정도로 결정된다.
마스크(4) 및 기판(B)은 그 각각의 구석 근처에 얼라인먼트용 마크를 가지고 있다. 컨트롤러(10)는 CCD 카메라에 의하여 촬영된 상에 있어서 상기 얼라인먼트용 마크의 위치를 지정하고 이러한 위치로부터 기판 및 마스크의 세로 방향 및 가 로 방향의 크기를 계측한다. 이 컨트롤러(10)는 또한 기판(B)상에 전사될 마스크 패턴의 상의 신축율을 계측한다. 각각의 마스크 위치 검출 수단(24) 및 피노광체 위치 검출 수단(28)은 얼라인먼트용 마크중의 서로 다른 각각의 둘레의 작은 구역을 촬영하도록 각각 배치된 복수의 카메라를 포함하여 고정밀도로 각각의 얼라인먼트용 마크의 위치의 계측 및 신축율의 계측을 할 수 있다.
투영 노광 장치(1)는 또한 Z축 방향으로 기판(B)의 감광면의 위치를 검출하는 기판 높이 검출 유닛(38)을 포함하고 있다.
도 2는 기판 높이 검출 유닛(38)의 형태를 개략적으로 도시하고 있다. 이 기판 높이 검출 유닛(38)은 레이저원(38a), 광-검출수단(38b), 그리고 2 개의 수렴렌즈(38c, 38d)를 포함하고 있다.
레이저원(38a)은 기판(B)의 감광 표면을 향하여 소정의 입사각(θ)으로 레이저광(LB)을 방출한다. 레이저광(LB)의 파장 및 출력은 이 레이저광(LB)이 기판(B)상에 도포된 감광제를 노출시키지 않도록 선택된다. 수렴렌즈들 중의 한 수렴렌즈(38d)는 기판(B)상에 광점(beam spot)을 형성하도록 레이저원(38a)의 전방에 배치되어 있다.
광-검출수단(38b)은 기판(B)에서 반사된 레이저광(LB)을 수용하도록 배치되어 있다. 1차원 위치 감지 검출기가, 가늘고 긴 광수용 표면을 포함하고 있으며 입사하는 광의 위치를 검출할 수 있는, 광-검출수단(38b)으로서 사용될 수 있다.
다른 하나의 수렴렌즈(38c)는 기판(B)에서 반사된 광점의 상을 광-검출수단(38b)의 광수용 표면상에 형성하기 위해 광-검출수단(38b)의 전방에 배 치되어 있다.
광-검출수단(38b) 및 수렴렌즈(38c)는 기판(B)의 감광 표면이 Z축 방향으로 기판 홀더로부터 일정 거리(BH0)에 위치되어 있는 경우 광점의 상이 광-검출수단(38b)의 광수용 표면의 중심에 형성되도록 배치되어 있다.
상기한 기판 높이 검출 유닛(38)에 있어서, 기판(B)의 높이 또는 기판(B)의 감광 표면의 위치가 Z축 방향으로 변화하면 레이저광(LB)이 기판(B)상에서 반사되는 위치, 그리고 광-검출수단(38b)상에 광점이 형성되어 있는 위치가 변동된다.
기판(B)의 감광 표면의 Z축 방향으로의 변위 및 광-검출수단(38b)상에 형성된 광점의 변위는 서로 비례한다. 따라서, 기판 홀더(8)로부터 기판(B)의 감광 표면의 높이(BH)는 아래의 식으로부터 산출될 수 있다.
BH = BH0 - (△LD/μ) × (sin(π/2 - θ)/sin2(π/2 - θ) ) (1)
여기서, △LD는 광-검출수단(38b)상에서 중심으로부터 광점의 변위를 나타내고, μ는 수렴렌즈(38c)에 의해서 광-검출수단(38b)상에 형성된 상의 배율을 나타내며 이 배율은 수렴렌즈(38c)와 기판(B)상의 감광 표면 사이의 광로의 길이(Λ1)에 대한 광-검출수단(38b)과 수렴렌즈(38c) 사이의 광로의 길이(Λ2)의 비율(Λ2/Λ1 )과 대체로 동일하다.
실험적으로 준비되어 있는 BH와 △LD 사이의 관계에 대한 데이타를 포함하는 데이타베이스가 상기 투영 노광 장치에 제공될 수 있어서, 상기 식(1)을 이용하는 대신에 상기 데이타베이스의 데이타에 기초하여 기판(B)의 감광 표면의 높이(BH)가 계측될 수 있다.
아래에서는 도 1에 도시된 투영 노광 장치(1)의 작동을 설명한다.
먼저, 투영 노광 장치(1)는 기판(B)의 감광 표면상에 마스크 패턴의 선명한 상을 형성하기 위해서 투영 광학계의 초점을 조정한다. 투영 광학계의 초점조정은 다음과 같은 절차에 의해 수행된다.
먼저, 컨트롤러(10)는 기판 높이 검출 유닛(38)의 출력 및 식(1)에 기초하여 기판(B)의 높이(BH)를 계측한다. 그 다음에, 컨트롤러(10)는 마스크(4)로부터 렌즈 유닛(6)까지의 광로 길이와 렌즈 유닛(6)으로부터 기판(B)의 감광 표면까지의 광로 길이의 합을 산출하며, 이 합은 이하에서 기판의 높이(BH)와 미러(5)의 위치에 기초한 전체 광로 길이(DL)라고 한다.
렌즈 유닛(6)에 대하여 기판(B)의 감광 표면이 마스크(4)와 광학적으로 공액위치에 배치되는 때, 즉, 전체 광로 길이(DL)가 렌즈 유닛(6)의 초점 길이(f)의 2 배인 때에 투영 광학계의 초점조정이 수행된다. 컨트롤러(10)는 전체 광로 길이(DL)로부터 렌즈 유닛(6)의 초점 길이(f)의 2배를 공제함으로써 기판(B)이 마스크(4)와 광학적으로 공액 위치에 있는지 여부를 결정한다. 상기한 공제의 결과로 서 얻은 길이차(△DL)가 제로가 아니면, 컨트롤러(10)는 미러(5)를 X축 방향으로 이동시키기 위해서 미러 구동 기구(15)를 작동시킴으로써 투영 광학계의 초점맞춤을 조정한다.
도 3은 Y축 방향에서 본 도 1의 투영 노광 장치(1)의 측면도를 개략적으로 도시하고 있다. 도 3에서는 단지 간략하게 나타내기 위해, 투영 광학계 중의 단 하나만 도시되어 있고 렌즈 유닛(6) 및 루프 미러(7)는 각각 단일 렌즈 및 단일 평면경으로 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 투영 노광 장치(1)에 있어서, 전체 광로 길이(DL)는 X축 방향으로 미러(5)를 이동시킴으로써 변경될 수 있다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 미러(5)가 X축 방향으로 거리 ｜△DL｜/2만큼 이동되면, 미러(5)의 제 1 평면경(5a) 및 제 2 평면경(5b)이 45도의 각도로 X축에 대하여 기울어져 있기 때문에 마스크(4)로부터 제 1 평면경(5a)까지의 광로 및 제 2 평면경(5b)으로부터 기판(B)까지의 광로는 ｜△DL｜/2의 길이 만큼 변한다. 결과적으로, 전체 광로 길이(DL)는 ｜△DL｜만큼 변한다. 다시 말해, 미러(5)가 렌즈 유닛(6)으로부터 멀어지는 방향으로 이동되는 경우에는 ｜△DL｜만큼 증가하고 미러(5)가 렌즈 유닛(6)을 향하여 이동되는 경우에는 ｜△DL｜만큼 감소한다.
따라서, △DL>O 이면, 컨트롤러(10)가 미러(5)를 렌즈 유닛(6)을 향하는 쪽으로 ｜△DL｜/2의 거리 만큼 이동시키고, △DL<0 이면 렌즈 유닛(6)으로부터 멀어지는 방향으로 미러(5)를 ｜△DL｜/2의 거리 만큼 이동시킨다. 상기한 바와 같이 미러(5)를 이동시킴으로써, 전체 광로 길이(DL)는 렌즈 유닛(6)의 초점 길이(f)의 2배로 되고, 결과적으로, 마스크 패턴의 상이 기판상에 선명하게 형성된다.
투영 광학계의 초점조정 후에, 투영 노광 장치(1)는 마스크(4)에 대한 기판(B)의 크기 비율을 계측하고 투영 광학계의 배율, 또는 기판(B)상에 전사된 마스크 패턴의 상의 신출율을 상기 계측된 크기 비율에 따라 조정한다.
마스크(4)에 대한 기판(B)의 크기 비율은 기판(B)과 마스크(4)상에 형성된 얼라인먼트용 마크들 사이의 거리에 기초하여 계측된다.
도 4는 마스크(4)의 평면도를 개략적으로 도시하고 있다. 마스크(4)는 직사각형 형상을 가지고서 투영 노광 장치(1)내에 유지되어 있어서 마스크의 각 측면은 X축 또는 Y축 중의 하나에 평행하다. 마스크 패턴은 참고 번호 4a로 표시된 마스크의 중간 구역에 형성되어 있고 본 명세서에서는 마스크 패턴 구역(4a)이라고 한다. 마스크 패턴 구역(4a)은 패턴이 형성되어 있지 않은 구역(4b)에 의해서 둘러싸여 있다.
마스크(4)는 얼라인먼트용 마크(Mla, Mlb, Mlc, Mld)를 구비하고 있다. 이 얼라인먼트용 마크(Mla, Mlb, Mlc, Mld)는 도 4에 파선으로 도시되어 있는 마스크상의 가상 직사각형의 각각의 구석에 형성되어 있다. 이 가상 직사각형은 전체 마스크 패턴 구역(4a)을 둘러싸고 있고 마스크(4)의 측면에 평행한 측면에 의해서 형성되어 있다.
컨트롤러(10)는 전체 마스크(4)의 상을 촬영하기 위해서 마스크 위치 검출 수단(24)의 카메라를 작동시키고 촬영된 상의 얼라인먼트용 마크(Mla, Mlb, Mlc, Mld) 사이의 거리로부터 마스크(4)의 길이를 X축 방향(광속이 마스크 위로 주사되 는 방향) 및 Y축 방향(광속이 주사되는 방향에 수직한 방향)에서 계측한다. 보다 상세하게는, 상기 컨트롤러(10)가 X축 방향에서의 마스크(4)의 길이로서 마크(Mla)와 마크(Mlb) 사이의 거리와 마크(Mlc)와 마크(Mld) 사이의 거리의 평균값(l1x)을 산출한다. 유사하게, 상기 컨트롤러가 Y축 방향에서의 마스크(4)의 길이로서 마크(M1b)와 마크(Mlc) 사이의 거리와 마크(M1a)와 마크(M1d) 사이의 거리의 평균값(l1y)을 산출한다.
도 5는 기판(B)의 평면도를 개략적으로 도시한다. 마스크(4)와 마찬가지로, 기판(B)은 장방형의 형상을 가지고 있으며 그 측면이 X축(기판(B)의 길이방향) 및 Y축(기판(B)의 횡단방향)과 평행이 되게 기판 홀더(8)에 의해 유지된다. 기판(B)의 중앙부가 마스크 패턴이 전사되어지는 패턴 구역(B1)이다.
기판(B)에는 얼라인먼트용 마크(M2a, M2b, M2c, M2d)가 구비되어 있는데, 기판(B)이 원래 크기에서 신장 또는 수축되지 않으면 이들의 위치 관계, 특히 이들 사이의 거리는 마스크(4)의 얼라인먼트용 마크(M1a, M1b, M1c, M1d)의 경우와 동일하다.
컨트롤러(10)는 전체 기판(B)의 상을 포착하기 위해 피노광체-위치 검출 수단(28)을 작동하고 마스크(4)와 관련하여 상술한 것과 유사한 방식으로 포착된 상에서 마크(M2a, M2b, M2c, M2d)의 위치로부터 X축 및 Y축에서의 기판(B)의 길이(l2x, l2y)를 각각 계측한다.
다음에, 컨트롤러(10)는 투영 광학계의 배율(Mgn)을 제 1 크기 비율(SR1)과 제 2 크기 비율(SR2) 사이의 값으로 조정한다. 여기에서, 제 1 크기 비율(SR1)은 X축 방향에서 마스크(4)에 대한 기판(B)의 길이 비율 즉, SR1=l2x/11x 이고 제 2 크기 비율(SR2)는 Y축 방향에서의 마스크(4)에 대한 기판(B)의 길이 비율 즉, SR2=l2y/11y 이다.
예를 들면, 컨트롤러(10)는 아래의 방정식에서 얻어진 값으로 배율(Mgn)을 조정한다.
Mgn = (l2x + l2y)/(l1x + l1y) (2)
대체 형태로서, 컨트롤러(10)는 투영 광학계의 배율(Mgn)을 아래의 것중 하나로 조정할 수 있다.
Mgn = (l2x/l1x + l2y/l1y)/2 (3)
Mgn = l2x/l1x (4)
Mgn = l2y/l1y (5)
Mgn = (m·l2x/l1x + n·l2y/l1y)/(m+n) (6)
여기에서 m,n 은 임의의 양의 실수이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이 투영 노광 장치(1)는 복수의 마스크-위치 검출 수단(24)과 복수의 피노광체-위치 검출 수단(28)을 포함하는 것으로 구성된다는 것을 유의해야 한다. 각각의 마스크-위치 검출 수단(24)은 마스크(4)에 한정된 복수의 작은 국소 구역(4a1, 4a2)의 각각의 하 나를 포착하도록 배열되고, 각각의 피노광체-위치 검출 수단(28)은 기판(B)에 한정된 복수의 작은 국소 구역(B1a, B1b)의 각각의 하나를 포착하도록 배열된다. 마스크와 피노광체에 한정된 각각의 국소 구역에는 4개의 얼라인먼트용 마크가 구비된다. 상기와 같이 구성된 투영 노광 장치(1)에서, 컨트롤러(10)는 기판(B)에 한정된 각각의 국소 구역에 대한 제 1 크기 비율(SR1) 및 제 2 크기 비율(SR2)을 계측한다. 다음에, 투영 노광 장치(1)는 SR1m=12xm/l1xm, SR2m=l 2ym/l1ym 으로 정의되는 제 1 크기 비율(SR1m)의 평균과 제 2 크기 비율(SR2m)의 평균 사이의 값으로 투영 광학계의 배율(Mgn)을 조정한다. 여기에서 l1xm, l1ym 은 각각 마스크(4)에 한정된 국소 구역의 평균값(l1x,l1y)을 나타내고, l2xm, l2ym 은 각각 기판(B)에 한정된 국소 구역의 평균값(l2x,l2y)을 나타낸다. 바꾸어 말하면, 컨트롤러(10)는 l1x,l 1y,l2x,l2y 를 각각 l1xm,l1ym,l2xm,l2ym 으로 대체함으로써 방정식 (2) 내지 (6)의 하나를 계산할 수 있고, 계산의 결과로 얻어진 값(Mgn)으로 투영 광학계의 배율을 조정한다.
투영 광학계의 배율의 조정은 루프 미러(7)와 미러(5)를 각각 X축 방향과 Z축 방향에서 이동시킴에 의해 달성된다.
도 7은 렌즈 유닛(6)을 통과하고 Z축 방향에서 관측된 루프 미러(7)에 의해 반사된 광속을 개략적으로 나타내고, 도 8은 마스크(4)로부터 Y축 방향에서 관측된 기판(B)을 향하여 이동하는 광속을 개략적으로 나타낸다. 도 7 과 8에서, 렌즈 유닛(6)과 루프 미러(7)는 도면의 간략화를 위해 단일의 평면으로 나타내고 있다는 것을 유의하라.
도 7에서, 마스크(4)로부터 렌즈 유닛(6)을 향하여 이동하는 평행한 광속은 이점 쇄선으로 표시된다. 만약 루프 미러(7)가 렌즈 유닛(7)(도 7의 평면(7a) 참조)의 초점 위치에서 이들 광속을 반사하면, 그 후에 다시 렌즈 유닛(6)을 통과한 광속은 렌즈 유닛(6)의 광축에 평행하게 된다. 그러나, 렌즈 유닛(6)의 출사 동공을 동일한 방향에서 거리(2△L1)로 이동하는 것에 상응하는 것으로서, 만약 루프 미러(7)가 렌즈 유닛(6)으로부터 멀어지는 방향으로 X축을 따라 거리(△L1)로 이동되면(도 7의 평면(7b) 참조), 루프 미러(7)에 의해 반사된 광속은 렌즈 유닛을 통과한 후에 렌즈 유닛(6)의 광축에 대해서 기운다(점선 참조).
도 8에서 이해될 수 있는 바와 같이, 만약 기판(B)을 향하여 이동하는 광속이 렌즈 유닛(6)의 광축과 평행하지 않으면, 기판(B)에 투영된 상의 크기는 렌즈 유닛(6)으로부터 기판(B)의 감광 표면까지의 광로 길이를 변화시킴에 의해 확대/축소될 수 있다.
본 실시예에 따른 투영 노광 장치(1)에서, 상술한 광로 길이는 Z축 방향에서 미러(5)를 이동함에 의해 변경된다. 전체 광로 길이(DL)가 미러(5)의 이동에 따라 변경되지 않고 따라서 상의 배율에 상관없이 마스크 패턴의 상이 항상 기판(B)에 선명하게 형성되기 때문에 이 방법은 유리하다. 투영 광학계의 광축이 장치기판(B)에 충돌하는 위치는 Z축 방향에서 미러(5)의 이동에 따라 변위되지 않는다는 것을 유의해야 한다.
만약 렌즈 유닛(6)으로부터의 거리가 렌즈 유닛(6)의 초점 길이보다 긴 위치로 루프 미러(7)가 이동되면, 그후에 기판(B)의 상은 렌즈 유닛(6)으로부터 기판(B)까지의 광로의 길이를 감소시키기 위해 미러(5)를 기판(B)쪽으로 이동함에 의해서 확대될 수 있고 반대의 경우도 같다. 반대로, 만약 루프 미러(7)가 렌즈 유닛(6)과 그 초점 위치 사이에 위치되면, 그후에 기판(B)의 상은 렌즈 유닛(6)과 기판(B)사이의 광로의 길이를 증가시키기 위해 미러(5)를 기판(B)으로부터 멀어지게 이동함에 의해서 확대될 수 있고 반대의 경우도 같다.
렌즈 유닛(6)의 초점 위치로부터 X축 방향에서의 루프 미러(7)의 변위(△L1) 그리고 렌즈 유닛(6)으로부터 기판(B)까지의 광로 길이가 렌즈 유닛(6)의 초점 길이와 같은 위치로부터 Z축 방향에서의 미러(5)의 변위(△D1)는 투영 광학계의 배율을 Mgn으로 조정하기 위한 아래의 관계를 만족하여야 한다.
(Mgn - 1) = -2 ×△D1 × △L1 × f2 (7)
그러므로, 컨트롤러(10)는 방정식 (7)이 만족되도록 루프 미러(7)와 미러(5)를 위치시킨다.
도 9는 기판(B)상에 투영된 상을 확대하기 위하여 투영 광학계가 조정되는 투영 노광 장치(1)에 있어서의 기판(B)상에 광원(2)으로부터 투영된 광속의 개략도이다. 콜리메이트 렌즈(3), 미러(5), 렌즈 유닛(6) 및 루프 미러(7)는 도면의 단순화를 위해 도 8에서는 생략되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시의 형태의 투영 노광 장치(1)에 있어서의 투영 광 학계는 루프 미러(7) 및 미러(5)를 X축 및 Z축 방향으로 각각 이동시킴으로써 기판(B)상에 투영된 상을 확대/축소할 수 있다. 그렇지만, 복수의 투영 광학계가 상을 확대 또는 축소할 때, 기판(B)상의 상은 서로 중첩하거나 또는 상 사이에 갭이 나타난다.
상의 중첩 및 상 사이의 갭은 기판(B)상에 마스크 패턴의 정확한 전사를 방해하기 때문에, 그와 같은 중첩 또는 갭이 생기지 않도록 기판(B)상에 투영된 상의 위치는 Y축 방향으로 조정된다. 본 실시의 형태에 따른 투영 노광 장치(1)에 있어서, 이하에서는 "상 위치 조정"이라 하는, 상기의 조정은 루프 미러(7)를 Y축 방향으로 이동시키고 또한 미러(5)를 Z축 방향으로 이동시킴으로써 달성된다.
도 10 및 도 11은 마스크(4)로부터 기판(B)까지 이동하는 광속의 개략도이다. 특히, 도 10은 상 위치 조정이 아직 수행되지 않은 상태의 투영 노광 장치(1)에 있어서의 광속을 도시하고 있다. 도 11은 상 위치 조정이 수행된 상태의 투영 노광 장치(1)에 있어서의 광속을 도시하고 있다. 도 11에 있어서, 2점 쇄선은 루프 미러(7)를 향해서 이동하는 광속을 나타내고 파선은 루프 미러(7)에 의해 반사된 후에 기판(B)을 향해서 이동하는 광속을 나타낸다. 렌즈 유닛(6)은 단일 평면으로 나타나 있고 미러(5)는 도면의 단순화를 위해 생략되어 있다.
도 10에 있어서, 마스크(4) 및 기판(B)의 감광 표면은 렌즈 유닛(6)의 초점 거리와 동일한 렌즈 유닛(6)으로부터의 거리에 위치한다. 루프 미러(7)는 렌즈 유닛(6)의 초점 위치(OM)에 위치한다. 도 10에 있어서, 렌즈 유닛(6)을 향해서 마스 크(4)로부터 이동하는 광속은 그 광축에 평행하게 렌즈 유닛(6)에 들어간다. 렌즈 유닛(6)을 통과한 후에, 광속은 루프 미러(7)에 의해 반사되고, 렌즈 유닛(6)을 재통과하고, 렌즈 유닛(6)의 광축에 평행하게 이동한다. 따라서, 상이 광속에 의해 투영되는 기판(B)에서의 위치는, 렌즈 유닛(6)으로부터 기판(B)까지의 광로 길이가 미러(5)(도 9에서는 생략되어 있음)를 이동시킴으로써 변하더라도, 변하지 않는다.
도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 루프 미러(7)가 초점(OM)으로부터 (또는 렌즈 유닛(6)의 광축으로부터) 거리(ΔL2) 만큼 Y축 방향으로 이동하면, 렌즈 유닛(6)의 출사 동공의 위치는 동일한 방향으로 초점(OM)으로부터 2ΔL2 만큼 이동한다. 결과적으로, 루프 미러(7)에 의해 반사되는 광속은 렌즈 유닛(6)을 통과한 후에 렌즈 유닛(6)의 광축에 대하여 경사진다.
따라서, 렌즈 유닛(6)으로부터 기판(B)까지의 광로 길이가 Z축 방향으로 미러(5)를 이동시킴으로써 변하면, 상이 형성되는 기판(B)에서의 위치는 Y축 방향으로 변위한다. Y축 방향으로의 상의 변위(ΔY)는 Z축 방향으로의 미러(5)의 변위(ΔD2), 또는 렌즈 유닛(6)으로부터 기판(B)까지의 광로 길이의 변화량, 그리고 이하의 식에 의한 Y축 방향으로의 루프 미러의 변위(ΔL2)와 관계가 있다:
ΔY = -ΔD2 × 2ΔL2 / f (8)
ΔD1 및 ΔD2는 Z축 방향으로의 미러(5)의 변위를 나타내기 때문에, 식 (8)에서 ΔD2는 식 (7)의 ΔD1과 같아야 한다.
도 11에 있어서 가장 왼쪽 또는 오른쪽의 것으로부터 a-번째 투영 광학계에 의해 투영된 상에 대한 변위(ΔY)는 이하의 식으로 결정된다:
ΔY = (a -(nL + 1)/2) × (Mgn -1) × W (9)
여기에서, nL은 투영 노광 장치(1)에 포함된 투영 광학계의 전체 수이고, 상수 W는 하나의 투영 광학계에 의해 기판(B)상에 투영된 확대되지 않은 상의 Y축 방향으로의 길이이다.
본 실시의 형태에 따른 투영 노광 장치(1)에 있어서, 컨트롤러(10)는 식 (8) 및 (9)가 만족되도록 Y축 방향으로 루프 미러(7)의 변위(ΔL2)를 결정한다.
도 12는 상 위치 조정이 수행되는 투영 노광 장치(1)에 있어서의 기판(B)상에 광원(2)으로부터 투영된 광속의 개략도이다. 콜리메이트 렌즈(3), 미러(5), 렌즈 유닛(6) 및 루프 미러(7)는 도면의 단순화를 위해 도 12에서는 생략되어 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 중심에서의 투영 광학계에 의해 형성된 상의 위치는 Y축 방향으로 이동하지 않는 반면, 중심에서의 하나로부터 세어서 n-번째 투영 광학계에 의해 형성된 상은 거리 W(Mgn - 1)×n 만큼 이동한다. 결과적으로, 기판(B)상에 투영된 상은 서로 중첩하지 않고 상 사이에 갭이 나타나지 않는다. 그래서, 투영 노광 장치(1)의 상 위치 조정은 기판(B)상에 마스크 패턴의 정확한 전사를 허용한다.
투영 광학계의 배율이 조정되고 상 위치 조정이 상기와 같이 수행된 후에, 컨트롤러(10)는 마스크 구동 기구(14) 및 피노광체 구동 기구(15)를 작동시켜서, 마스크(4) 및 기판(B)을 가로질러 광원(2)으로부터 광속(L)을 주사하도록 X축 방향으로 마스크(4) 및 기판(B)을 동시에 이동시킨다. 컨트롤러(10)는 소정의 속도 VM으로 마스크(4)를 그리고 소정의 속도 VB = Mgn × VM으로 기판(B)을 이동시킨다. 그리고, 컨트롤러(10)는 마스크 패턴 영역(4a)의 중심에서의 상이 기판(B)의 패턴 영역(B1)의 중심에 전사되도록 마스크(4) 및 기판(B)을 이동시킨다.
상기와 같은 본 발명의 실시의 형태에 따른 투영 노광 장치(1)를 작동시킴으로써, 마스크(4)의 마스크 패턴은 기판(B)에 형성된 관통 구멍과 전사된 패턴 사이에 큰 변위 없이 기판(B)에 전사된다.
상기의 본 발명의 실시의 형태는 다양한 방식으로 변형될 수도 있다. 예를 들면, 기판 높이 검출 유닛(38)은, 레이저원(38a)으로부터 방사된 레이저광(LB)이 광원(2)으로부터 광속의 하나가 기판(B)을 비추는 곳 근방에서 기판(B)의 감광 표면에 충돌하도록, 배열되어 있다. 이 경우에, 컨트롤러(10)는 기판(B)의 노출 동안 기판 높이 검출 유닛(38)의 출력을 감시하여, 노출 동안 계속하여 조건 DL = 2f를 만족하도록 광로 길이(DL)의 위치를 제어할 수 있다. 이로써, 투영 노광 장치(1)는, 기판의 두께가 불균일하더라도, 기판에 마스크 패턴을 정확하게 전사할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명의 투영 노광 장치에 의하면, 긴 방향과 짧은 방향에서 다른 신축율로 신축하는 프린트 기판도 적절하게 노광시킬 수 있다.

Claims (19)

  1. 마스크의 마스크 패턴의 상을 노출될 피노광체에 전사하는 투영 노광 장치로서,
    상기 마스크 패턴의 상을 상기 피노광체 상에 결상시키는 투영 광학계;
    제 1 방향 및 제 2 방향으로 상기 피노광체의 길이를 측정하고 상기 길이에 기초하여 제 1 신축율 및 제 2 신축율을 계측하는 신축율 계측수단; 그리고
    상기 투영 광학계의 배율을 상기 제 1 신축율과 제 2 신축율 사이의 값으로 조정하는 배율 컨트롤러를 포함하고 있고,
    상기 제 1 신축율 및 제 2 신축율은 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서의 상기 피노광체의 신축율인 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향은 각각 상기 피노광체의 세로 방향 및 가로 방향에 평행한 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 배율 컨트롤러가 상기 투영 광학계의 배율을 상기 제 1 신축율과 제 2 신축율의 평균값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 배율 컨트롤러가 상기 투영 광학계의 배율을 상기 제 1 신축율과 제 2 신축율 중의 한 값과 동일한 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 피노광체는 상기 제 1 방향을 따라서 배열되어 있는 적어도 2 개의 제 1 마크 및 상기 제 2 방향을 따라서 배열되어 있는 적어도 2 개의 제 2 마크를 구비하고 있고,
    상기 신축율 계측수단은 상기 제 1 마크들 사이의 거리에 기초하여 상기 제 1 방향에서의 상기 길이 및 상기 제 2 마크들 사이의 거리에 기초하여 상기 제 2 방향에서의 상기 길이를 계측하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 신축율 계측수단은,
    상기 피노광체의 상을 촬영하기 위해 배치된 카메라; 그리고
    상기 카메라에 의해 촬영된 상기 상으로부터 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서 상기 피노광체의 상기 길이를 계측하기에 적합한 상 프로세서를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 상 프로세서가 상기 피노광체 상에 형성된 얼라인먼트용 마크에 기초하여 상기 길이를 계측하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  8. 마스크의 마스크 패턴의 상을 노출될 피노광체에 전사하는 투영 노광 장치로 서,
    상기 마스크 패턴의 상을 상기 피노광체 상에 결상시키는 투영 광학계;
    제 1 방향 및 제 2 방향으로 상기 마스크 및 상기 피노광체의 길이를 측정하는 길이 계측수단; 그리고
    상기 투영 광학계의 배율을 상기 제 1 길이 비율과 제 2 길이 비율 사이의 값으로 조정하는 배율 컨트롤러를 포함하고 있고,
    상기 제 1 길이 비율 및 제 2 길이 비율은 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서의 상기 마스크의 길이에 대한 상기 피노광체의 길이의 비율인 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 배율 컨트롤러가 상기 투영 광학계의 배율을 상기 제 1 길이 비율과 제 2 길이 비율의 평균값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 배율 컨트롤러가 상기 투영 광학계의 배율을 수식 (l2x+l2y)/(l1x+l1y)에 의하여 산출된 값으로 조정하며, 상기 수식에서 l2x 및 l2y는 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서의 상기 피노광체의 길이를 나타내고, l1x 및 l1y는 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서의 상기 마스크의 길이를 나타내는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 길이 계측수단은 상기 제 1 방향을 따라서 상기 피노광체상에 형성된 적어도 2 개의 마크에 기초하여 상기 제 1 방향에서 그리고 상기 제 2 방향을 따라서 상기 피노광체상에 형성된 적어도 2 개의 마크에 기초하여 상기 제 2 방향에서 상기 마스크 및 상기 피노광체의 상기 길이를 계측하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 길이 계측수단은,
    상기 마스크 및 상기 피노광체의 상을 각각 촬영하기 위해서 배치된 제 1 카메라 및 제 2 카메라; 그리고
    상기 제 1 카메라 및 제 2 카메라에 의해 촬영된 상기 상으로부터 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서 상기 마스크 및 상기 피노광체의 상기 길이를 계측하기에 적합한 상 프로세서를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 상 프로세서가 각각의 코너 부근에서 상기 마스크 및 상기 피노광체의 각각에 형성된 얼라인먼트용 마크에 기초하여 상기 길이를 계측하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 방향 및 제 2 방향은 각각 상기 피노광체의 세로 방향 및 가로 방향인 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  15. 마스크의 마스크 패턴의 상을 노출될 피노광체에 전사하는 투영 노광 장치로서, 상기 마스크는 복수의 국소 마스크 구역을 포함하고 있고, 상기 피노광체는 복수의 국소 피노광체 구역을 포함하고 있고, 각각의 국소 마스크 구역은 상기 복수의 국소 피노광체 구역 중의 서로 다른 각각에 전사된 상기 마스크 패턴의 일부분을 포함하고 있으며, 상기 투영 노광 장치는
    상기 마스크 패턴의 상을 상기 피노광체 상에 결상시키는 투영 광학계;
    제 1 방향 및 제 2 방향으로 각각의 상기 국소 마스크 구역 및 상기 국소 피노광체 구역의 길이를 측정하는 길이 계측수단;
    각각의 상기 국소 피노광체 구역에 대한 제 1 길이 비율 및 제 2 길이 비율를 계측하는 길이 비율 계측수단; 그리고
    상기 투영 광학계의 배율을 제 1 평균 길이 비율과 제 2 평균 길이 비율 사이의 값으로 조정하는 배율 컨트롤러를 포함하고 있고,
    상기 제 1 길이 비율 및 제 2 길이 비율은 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서의 상기 국소 마스크 구역의 길이에 대한 상기 국소 피노광체 구역의 길이의 비율이고,
    상기 제 1 평균 길이 비율은 상기 제 1 길이 비율의 평균값이고 상기 제 2 평균 길이 비율은 상기 제 2 길이 비율의 평균값인 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 배율 컨트롤러가 상기 투영 광학계의 배율을 상기 제 1 평균 길이 비율과 제 2 평균 길이 비율의 평균값으로 조정하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 배율 컨트롤러가 상기 투영 광학계의 배율을 수식 (l2xm+l2ym)/(l1xm+l1ym)에 의하여 산출된 값으로 조정하며, 상기 수식에서 l2xm 및 l2ym은 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서 상기 국소 피노광체 구역의 길이의 평균값을 나타내고, l1xm 및 l1ym은 각각 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서 상기 국소 마스크 구역의 길이의 평균값을 나타내는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 길이 계측수단은,
    상기 국소 마스크 구역 중의 서로 다른 각각의 상을 촬영하기 위해 각각 배치된 복수의 제 1 카메라;
    상기 국소 피노광체 구역 중의 서로 다른 각각의 상을 촬영하기 위해 각각 배치된 복수의 제 2 카메라; 그리고
    상기 제 1 카메라 및 제 2 카메라에 의해 촬영된 상기 상으로부터 상기 제 1 방향 및 제 2 방향에서 각각의 상기 국소 마스크 구역 및 상기 국소 피노광체 구역의 상기 길이를 계측하기에 적합한 상 프로세서를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 각각의 상기 국소 마스크 구역 및 상기 국소 피노광체 구역이 직사각형 구역으로 형성되어 있으며 각각의 코너의 근처에서 얼라인먼트용 마크를 가지고 있고,
    상기 상 프로세서가 상기 마크들 사이의 거리에 기초하여 상기 길이를 계측하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
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