KR100770771B1

KR100770771B1 - 광학 소자, 노광장치, 및 디바이스 제조방법

Info

Publication number: KR100770771B1
Application number: KR1020060028759A
Authority: KR
Inventors: 스미타다 야마모토
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-26
Also published as: JP2006278960A; TWI295416B; KR20060105545A; EP1708028A3; CN1841209A; EP1708028A2; US20060221316A1; TW200700926A

Abstract

광원으로부터의 극자외광에 의해 조명된 원판의 패턴을 기판에 투영하도록 구성된 투영 광학계를 가지며, 원판 및 투영 광학계를 통해서 기판을 광에 노출하기 위한 노광장치에 대한 광학 소자를 개시한다. 광학 소자는, 원판에 대하여 광원 측에 있는 광의 제1 경로 및 원판에 대하여 기판 측에 있는 광의 제2 경로 중 하나에 배치되어야 한다. 광학 소자는 극자외광이 투과하도록 구성된 막과, 막 위에 배치되며, 막의 일부를 극자외광으로부터 차단하도록 구성된 쉴드를 구비하다.

광학소자, 노광장치, 자외광, 투영 광학계

Description

광학 소자, 노광장치, 및 디바이스 제조방법{OPTICAL ELEMENT, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

도 1은, 제1 실시형태에 의한 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

도 2는, 제1 실시형태에 의한 베이스 라인 계측의 처리 순서를 설명하는 플로우챠트이다.

도 3은, 제1 실시형태에 있어서의, 더미 웨이퍼 위의 마크 및 광량 검출 센서 부분의 확대 모식도이다.

도 4는, 제1 실시형태에 있어서의 더미 웨이퍼 위의 마크 및 광량 검출 센서 부분의 변형예를 나타내는 확대 모식도이다.

도 5는, 제2 실시형태에 의한 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.

도 6은, 제2 실시형태에 의한 파면 수차의 계측 처리를 설명하는 플로차트이다.

도 7은, 제2 실시형태에 있어서의, 더미 웨이퍼 위의 마크 및 광량 검출 센서 부분의 확대 모식도이다.

도 8은, 일반적인 노광 장치의 베이스 라인 계측 방법을 설명하는 개략도이다.

도 9는, 일반적인 노광 장치에 있어서의, 투영 광학계의 수차 계측 방법을 나타내는 개략도다.

도 10은, 일반적인 노광 장치의 웨이퍼측 결상면 근방의 영역을 나타내는 모식도이다.

도 11은, 디바이스의 제조 프로세스의 플로우를 설명하는 도면이다.

도 12는, 웨이퍼 프로세스를 설명하는 도면이다.

본 발명은 극자외광에 의한 계측에 매우 적합한 광학 소자, 해당 광학 소자를 포함한 노광장치, 그 노광장치를 이용한 디바이스 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, VLSI 회로 등의 극미세 패턴으로 형성되는 반도체소자의 제조 공정은, 마스크에 그려진 회로 패턴을 감광제가 도포된 기판 위에 축소 투영해 회로 패턴을 기판 위에 인화하는 축소형 투영 노광 장치를 사용하고 있다. 반도체 소자의 실장 밀도의 향상은, 패턴 선폭보다 한층 더 미세화를 요구한다. 그 결과, 레지스트 프로세스의 개량과, 노광 장치의 미세화의 대응으로서 해상력의 향상이 이루어져 왔다. 이 때문에, 노광 장치의 광원은, KrF 엑시머 레이저(파장 248nm), ArF 엑시머 레이저(파장 193nm), F₂레이저(파장 157nm)와 같이 단파장화가 진행되었다. 그리고, 한층 더 미세한 패턴을 효율적으로 인화하기 위해서, 자외선보다 한층 더 파장이 짧은 10~15nm정도의 극자외광(EUV 광)을 이용한 축소 투영 노광 장치의 개발이 진행되고 있다.

한편, 해상력의 향상과 동시에 이들 반도체 소자의 미세화가 진행됨에 따라 마스크 패턴과 감광 기판 위의 패턴과의 정합 상태의 허용 범위도 엄격해졌다. 이하, EUV 광을 이용하지 않는 일반적인 축소 투영 노광 장치에 있어서의 마스크 패턴과 감광 기판 위의 패턴과의 위치 맞춤에 대해 설명한다.

감광 기판, 소위 웨이퍼의 위치 정보를 얻기 위해, 웨이퍼 위의 얼라이먼트(위치맞춤) 마크의 관찰 방식으로서는, 종래 이하의 2가지의 방식이 이용되고 있다.

1. 투영 광학계를 이용하지 않고 직접 웨이퍼 위의 얼라이먼트 마크의 위치를 계측하는 오프-액시스(off-axis) 방식.

2. 투영 광학계를 이용해 웨이퍼와 레티클을 동시에 관찰해, 이 웨이퍼와 레티클의 상대 위치 관계를 검출하는 TTR(Through The Reticle) 방식.

상기의 2가지의 방식 중, TTR 방식은 계측 시간이 길기 때문에, 웨이퍼 마다의 위치 계측에는 오프-액시스 방식이 이용된다. 오프-액시스 방식으로는, 웨이퍼 관찰 현미경(이하, 오프-액시스 현미경이라고 칭함)가 이용된다. 오프-액시스 현미경에 의한 위치 계측의　경우, 투영 광학계를 이용하지 않기 때문에, 임의의 파장을 이용할 수가 있을 뿐만 아니라, 넓은 파장대의 광원을 사용할 수 있다. 위치 계측에 광대역의 파장 광을 사용하는 것의 메리트로서는, 웨이퍼 위에 도포된 감광제(레지스트)에 대해, 박막 간섭의 영향을 제거할 수 있는 것을 들 수 있다.

그렇지만, 오프-액시스 현미경을 사용해 레티클과 웨이퍼와의 얼라이먼트를 실시하는 경우, 관찰 위치와 노광 위치의 관계를 직접 측정할 수 없다. 그 때문에, 미리 오프-액시스 현미경의 계측 중심과 레티클 위의 패턴의 투영상(像) 중심(노광 중심)과의 간격인, 이른바 베이스 라인(base line) 양을 구할 필요가 있다. 얼라이먼트의 실행 시에는, 오프-액시스 현미경에 의해 계측 중심으로부터의 웨이퍼 위의 샷(shot) 내의 얼라이먼트 마크의 어긋남 양을 계측한다. 그 후에, 이 어긋남 양과 베이스 라인 양의 합과 같은 거리 만큼 웨이퍼를 오프-액시스 현미경 위치로부터 이동시키는 것에 의해, 해당 샷 영역의 중심을 노광 중심에 정확히 위치 맞춤한다. 그러나, 노광 장치를 사용하는 중에, 시간이 흐름에 따라　점차적으로 베이스 라인 양이 변동하는 일이 있다. 이러한 베이스 라인 변동이 생기면, 웨이퍼 위의 샷의 중심을 레티클 위의 패턴의 투영상 중심으로 이송할 수 없기 때문에, 얼라이먼트 정밀도(중첩 정밀도)가 저하하게 된다. 따라서, 정기적으로 오프-액시스 현미경의 계측 중심과 레티클 위의 패턴의 투영상 중심과의 간격을 정확하게 계측하기 위한 베이스 라인 계측(캘리브레이션(calibration) 계측)을 실시할 필요가 있다. 이 베이스 라인 계측에는 상기의 TTR 방식의 계측 시스템을 사용해야 한다.

도 8은, 투영 노광 장치의 베이스 라인 계측의 원리를 모식적으로 나타낸 도이다. 더미 레티클 R2에는, 투영 광학계(2)의 노광 영역 내에 슬릿(slit) 형상의 마크 M1가 설치되어 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 더미 레티클 R2는 레티클 구동 스테이지(1) 위에 보유되고, 이 레티클 구동 스테이지(1)는 더미 레티클 R2의 중심을 투영 광학계(2)의 광축 AX와 합치시키도록 이동된다. 웨이퍼 구동 스테이지(3) 위에는, M1과 동등의 마크 M2를 가진 더미 웨이퍼 W2가 웨이퍼 W1를 간섭하지 않으면서 투영 광학계(2)의 결상 위치에 설치된다. 더미 웨이퍼 W2 위의 마크 M2는, 노광 광투과 부재에 차광 부재를 배치함으로써 형성된 슬릿 형상의 투과 영역이다. 마크 M2 아래에는 광량 센서 S1가 배치되어 있다. 이 마크 M2가 투영 광학계(2)의 투영 영역 내의 위치에 오도록 레이저 간섭계(미도시)를 이용해 웨이퍼 구동 스테이지(3)를 위치 결정한 후, 노광 광원 레이저(4)를 구동해 조명 광학계(5)를 통해 노광 광 L1을 투영 광학계(2)에 입사시킨다. 이 상태에서 마크 M2 아래에 배치된 광량 센서 S1로부터의 광량을 모니터하면서 웨이퍼 스테이지(3)를 XYZ 방향으로 미동시켜, 이 광량이 최대가 되는 위치를 찾아낸다. 광량이 최대가 되는 위치는 더미 레티클의 마크 M1와 더미 웨이퍼의 마크 M2의 상대 위치가 일치한 위치가 된다.

투영 광학계(2)의 외측(노광 영역 외측)에는, 오프-액시스 현미경(6)이 배치되어 있다. 오프-액시스 현미경(6)의 광축은, 투영상의 측면에서 투영 광학계(2)의 광축 AX와 평행하다. 그리고 오프-액시스 현미경(6)의 내부에는, 웨이퍼 W1 위의 마크, 또는 더미 웨이퍼 W2 위의 마크 M2의 위치 측정을 할 때의 기준이 되는 지표 마크 M3가 설치되어 있다. 지표 마크 M3는, 투영상 면(웨이퍼 W1의 표면 혹은 더미 웨이퍼 W2의 표면)과 거의 공역인 위치에 배치되어 있다.

　　더미 레티클 R2의 마크 M1와 더미 웨이퍼 W2 위의 마크 M2가 서로 위치 맞춤되었을 때의 웨이퍼 구동 스테이지(3)의 위치를 레이저 간섭계(미도시)로 계측 한다. 이 값을 X1으로 표시한다. 또, 오프-액시스 현미경(6)의 지표 마크 M3와 마크 M2가 위치 맞춤되었을 때의 웨이퍼 스테이지(3)의 위치를 레이저 간섭계로 계측한다. 이때의 값을 X2로 표시한다. 이 경우, 베이스 라인 양 BL은, 차(X1-X2)를 계산함으로써 결정된다. 이 베이스 라인 양 BL은, 나중에 웨이퍼 W1 위의 얼라이먼트 마크를 오프-액시스 현미경(6)으로 계측해 투영 광학계(2)의 아래로 이송할 때의 기준량으로서 사용된다. 웨이퍼 W1 위의 1 샷(피노광 영역)의 중심과 얼라이먼트 마크와의 간격을 XP로 하고, 웨이퍼 W1 위의 얼라이먼트 마크가 오프-액시스 현미경(6)의 지표 마크 M3와 합치했을 때의 웨이퍼 구동 스테이지(3)의 위치를 X3으로 한다. 이 경우, 샷 중심과 레티클 중심 C를 합치시키기 위해서, 웨이퍼 구동 스테이지(3)를 "X3 - BL - XP"로 결정되는 위치로 이동시키면 된다.

이와 같이, 얼라이먼트를 실시하려면, 우선, 오프-액시스 현미경(6)을 이용해　웨이퍼 W1 위의 얼라이먼트 마크 위치를 측정한다. 그리고, 베이스 라인 양 BL에 관련하는 일정량만큼 웨이퍼 구동 스테이지(3)를 제공하는 것만으로, 즉시 레티클 R1의 패턴을 웨이퍼 W1 위의 샷 영역에 정확하게 중첩시켜 노광하는 것이 가능하다. 그러나, 레티클 세트 마크 M4와 더미 레티클 R2 위의 마크　M1 사이의 거리를 어떤 다른 수단에 의해 측정하고, 레티클 세트 마크 M4에 레티클 R1을 미리 위치 맞춤해 둘 필요가 있다. 덧붙여, 여기에서는 1차원 방향에 대해서만 고려했지만, 실제로는 2차원 방향을 고려할 필요가 있다.

이과 같이, 레티클과 웨이퍼를 투영 광학계를 통해서 위치 맞춤을 실시하는 경우, 노광 광투과 부재로 구성되는 더미 웨이퍼에 차광 부재를 배치함으로써 마크를 형성하고, 그 마크 아래에 센서를 배치해 광량을 측정하는 시스템이 이용되고 있다.

이상, TTR 방식을 이용한 캘리브레이션 계측에 대해 설명했다. 상기와 유사한 구성에 의해 실행되는 계측으로서, 투영 광학계 수차 측정이 있다. 도 9는, 노광 장치에 있어서의 일반적인 수차 계측 시스템의 모식도이다. 도 8과 같은 기능을 가진 구성소자에 대해서는 동일 번호를 부착하고 그 설명을 생략한다.

수차 계측 시스템은, 도 9에 나타낸 바와 같이, 레티클면 앞에 회절 격자(7)를 배치해 회절광을 일으킨다. 회절 격자(7)의 하류측에서, 레티클면 근방에는 슬릿　형상 또는 핀홀(pinhole) 형상의 투과부를 가진 마크 M5가 배치된다. 이 마크 M5는 조명 광학계(5) 혹은 회절 격자(7)에 의해 발생한 수차를 삭제하고 조명 빔은 투영 광학계(2)로 입사한다. 웨이퍼측 결상면에는 석영 등의 노광 광투과 부재에 차광 부재가 배치된 마크 M6가 설치되어 있다. 마크 M6는 노광 광투과　부재의 상류측의 면에 마크 M5와 같은 슬릿 형상 또는 핀홀 형상의 투과부(도 10의 M6-c)와 창 형상의 큰 투과부(도 10의 M6－d)를 갖는다. 이　웨이퍼측 결상면의 마크 M6 아래에는 CCD 카메라(S2)가 배치된다.

레티클면에 배치된 슬릿 형상 또는 핀홀 형상의 마크 M5에 의해 노광 광 L1로부터 파면 수차가 제거된다. 따라서, 투영 광학계(2)에 입사되어 투영　광학계(2)로부터 방출된 노광 광에는 투영 광학계(2)에서 발생한 수차만이 포함되어 있다. 도 10은 더미 웨이퍼 W2의 웨이퍼측 마크 M6 및 CCD 카메라(S2) 부분의 확대 모식도이다. 도 10에서, 참조문자 M6-a는 석영 등의 엑시머　레이저 광투과 부재로서, 이것을 모재(base material)로서 사용하여 크롬 등의 차광 부재 M6-b를 배치해, 소망한 마크 형상을 형성하고 있다. 노광 광은, 도 10의 슬릿 혹은 핀홀 M6-C를 통과하여 노광 광에 포함되어 있던 수차를 제거한 후에 CCD　카메라 S2 면에 도달한다. 한편, 마크 M6 위의 창 M6-d를 통과한 노광 광은 투영 광학계(2)에 의해 발생한 파면 수차를 포함한 채로, CCD 카메라(S2) 면에 도달한다. 전자를 참조 빔, 후자를 피검 빔으로서 이용한다. 두 빔 간의 파면 차는 투영 광학계(2)에 의해 발생한 파면 수차이다. 이 파면 수차는 CCD 카메라(S2)에 화상으로서 취득되었을 때에 간섭 줄무늬로서 관측된다. 이 간섭 줄무늬를 화상 처리함으로써 Zernike 다항식의 36항까지의 파면 수차를 정량적으로 계측하는 것이 가능하다.

그 외에, 조명 광학계의 동(瞳)면 강도 분포를 측정하기 위해서, 웨이퍼측 결상면에 노광 광을 통과시키기 위한 핀홀을 설치하고 그 아래에 CCD를 배치한 구성이 이용된다. 이상과 같이, 노광 광투과 부재에 차광 부재를 배치함으로써 소망의 마크를 형성하고, 마크 아래에 센서를 설치하며, 마크를 투과하는 광량 또는 화상을 관측하는 시스템이 현재 많이 이용되고 있다. 덧붙여, EUV 노광 장치에 대해, 비노광 광을 이용해 상기의 베이스 라인을 계측하는 기술이 일본 특개 2002-353088호 공보에 개시되어 있다.

이상과 같이, 얼라이먼트 계측, 수차 측정, 동면 강도 분포 측정 등은, 모재로서 기능하는 노광 광투과 부재 위에 차광 부재를 배치해서 소망의 마크를 형성하고, 마크 아래에 센서를 설치하며, 마크를 통과한 노광 광의 광량 또는 화상을 측 정하는 것을 포함한다. 그러나, EUV 광을 광원으로서 사용하는 노광 장치에 대해서는, 상기와 같은 일반적인 측정 시스템을 이용할 수가 없다.

EUV 노광 장치에는 엑시머 레이저 노광 장치와 달리 노광 광투과 부재가 존재하지 않는다. EUV 광과 같은 극단파장의 노광 광은 통상의 투과 부재에서는 광량의 손실이 현저하여, 투과형의 광학계의 이용이 곤란하기 때문이다. 이 때문에, EUV 광을 이용한 조명 광학계 및 투영 광학계는 밀러에 의한 반사 광학계로 구성되어 있다. 레티클에 관해서도 반사 타입의 레티클이 생각되고 있다. 반사 타입의 레티클은, 제로 팽창 글래스 위에 형성된 반사 다층막 위에 형성된 흡수대로 구성되어, 소망의 패턴의 반사광을 생성한다.

이상과 같은 EUV 노광 장치에 대해, 상술한 TTR 방식의 위치 맞춤을 실행하려고 하는 경우에는,

(1) 반사부가 슬릿 형상으로 되도록 차광 부재를 배치한 더미 레티클을 설치하는 것과,

(2) 더미 웨이퍼에 대해 투영 광학계의 축소율분만큼 작게 한 슬릿 형상의 투과부를 가진 마크를 형성하고, 그 마크 아래에 투과 광량을 계측하기 위한 광량 센서를　배치하는 것이 필요하다.

여기서 문제가 되는 것은, EUV 광이 도 10에 나타낸 바와 같은 석영 M6-a를 투과할 수 없다는 것이다. F₂레이저보다 긴 파장을 광원으로 하는 노광 장치는, 도 10에 나타낸 바와 같이 더미 웨이퍼를 사용할 수가 있다. 즉, 노광 장치는 수 밀리 미터의 두께를 가진 글래스 부재 위에 차광부를 배치함으로써 마크를 형성하고, 마크를 투과한 광이 마크 아래의 센서에 입사하는 구성을 가질 수가 있다. 그러나, EUV 광은 석영과 그 외의 글래스 부재를 투과할 수가 없다. 이 때문에, 더미 웨이퍼 아래에 배치된 센서에 투과광이 입사하지 않는다. 이것에 의해 계측을 할 수 없게 된다.

이와 같이, EUV 광을 이용한 노광 장치에서는, 글래스에 마크를 구성할 수 없다. 이러한 문제에 대처하기 위해서, 레티클과 같이, 반사면에 흡수대를 설치하여 더미 웨이퍼 위에 마크를 구성하는 수법도 생각할 수 있다. 그렇지만, 이 구성에서는 더미 웨이퍼 위의 마크로부터의 반사광을 검출하기 위한 센서를 설치하는 스페이스를 확보할 필요가 있다.

본 발명은 본 발명의 발명자가 열심히 연구하여 처음으로 찾아낸 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 투과형의 광학 소자의 이용이 곤란한 극자외광에 의한 계측에 적합한 광학 소자, 해당 광학 소자를 포함한 노광 장치, 및 해당　노광장치를 이용한 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 국면에 따르면, 광원으로부터의 극자외광에 의해 조명된 원판의 패턴을 기판에 투영하도록 구성된 투영 광학계를 가지며, 상기 원판 및 상기 투영 광학계를 통해서 상기 기판을 상기 광에 노출하기 위한 노광장치에서, 상기 원판에 대하여 상기 광원 측에 있는 상기 광의 제1 경로 및 상기 원판에 대하여 상기 기판 측에 있는 상기 광의 제2 경로 중 하나에 배치되어야 할 광학 소자로서, 상기 극자외광이 투과하도록 구성된 막과, 상기 막 위에 배치되며, 상기 막의 일부를 상기 극자외광으로부터 차단하도록 구성된 쉴드를 구비한 광학 소자가 제공된다.

본 발명의 다른 국면에 따르면, 광원으로부터의 극자외광에 의해 조명된 원판의 패턴을 기판에 투영하도록 구성된 투영 광학계를 가지며, 상기 원판 및 상기 투영 광학계를 통해서 상기 기판을 상기 광에 노출하기 위한 노광 장치로서, 상기 원판에 대하여 상기 광원 측에 있는 상기 광의 제1 경로 및 상기 원판에 대하여 상기 기판 측에 있는 상기 광의 제2 경로 중 하나에 배치되도록 구성된 제1항에 기재된 광학 소자를 구비한 노광 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 원판을 통해서 기판을 극자외광에 노출하기 위한 노광 장치로서, 상기 원판의 패턴을 상기 기판에 투영하도록 구성된 투영 광학계와, 상기 기판을 보유하고 이동시키도록 구성된 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지 위에 배치된, 제1항에 기재된 광학 소자와, 상기 투영 광학계로부터 사출되어 상기 광학 소자를 투과한 극자외광을 검출하도록　구성된 검출기를 구비한 노광 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 또 다른 국면에 따르면, 상기 기재된 노광 장치를 이용해 원판을 통해서 기판을 노광하는 공정과, 상기 노광된 기판을 현상하는 공정과, 상기 디바이스를 제조하기 위해, 상기 현상된 기판을 처리하는 공정을 포함하는 디바이스 제조방법이 제공된다.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부도면을 참조하여 설명되는 이후의 설명 으로부터 분명해질 것이다. 도면에서, 같은 참조부호는 같거나 비슷한 부분을 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

이하의 실시형태에서는, EUV 광을 광원으로 한 노광 장치에 대해,

(1) 웨이퍼 스테이지의 광량 센서 위에 설치된 TTR 계측용의 마크의 모재,

(2) 웨이퍼 스테이지의 CCD 카메라 위에 설치된, 투영 광학계 수차 계측용의 마크의 모재,

(3) 회절 격자, 핀홀 등을 형성하기 위한 모재로서 적합한 구성이 설명된다.

그러한 모재는 특정 재질의 특정 두께 이하의 박막이다. 이러한 모재는, EUV 광을 충분히 투과할 수가 있다. 따라서, 그 모재 위에 차광 부재를 배치함으로써, 소망의 마크나 회절 격자 등의 소망의 광학 소자를 형성할 수 있다.

<제1 실시형태>

도 1은 제1 실시형태에 있어서의 노광 장치의 개략 구성을 설명하는 도면이다. 각부의　명칭, 기능 중 도 8과 같은 것에 대해서는 동일한 부호를 부착하였다. 본 실시형태의 노광 장치에서는, EUV 광원(8)(이하, 광원(8)이라고 칭함)은 EUV 광을 출력한다. EUV 조명 광학계(9)(이하, 조명 광학계(9)라고 칭함)는, 광원(8)으로부터 방출된　EUV 광 L2를 소정의 형상의 광속으로 형성한다. 반사형 투영 광학 계(10)는, 조명 광학계(9)에 의해 소정의 형상으로 형성되고,　EUV용 반사형 레티클 R3(이하, 레티클 R3이라고 칭함)에 의해 반사된 EUV 광 L2를, 감광 기판인　웨이퍼 W1에 결상시킨다. 레티클 R3 및 웨이퍼 W1는 각각 레티클 구동 스테이지(11) 및 웨이퍼 구동 스테이지(3)에 탑재되어 있다. 그리고, 투영 광학계(10)의 배율분만큼 구동량 비율을 변경해서 이들 2개의 스테이지(11, 3)를 동기 구동함으로써, 주사 노광이 가능하다. 덧붙여, 2개의 스테이지(11, 3)는 레이저 간섭계(미도시)에 의해 각각 위치 측정을 하고 있다.

스테이지(11) 위에는, 반사형 더미 레티클 R4(이하, 더미 레티클 R4라고 칭함)가 탑재되어 있고, 반사형 더미 레티클 R4 위에는 슬릿 형상의 반사부를 가진 마크 M7가 설치되어 있다. 다른 한편, 스테이지(3) 위에는, 더미 웨이퍼 W3가 탑재되어 있고, 더미 웨이퍼 W3 위에는 슬릿 형상의 투과부를 가진 마크 M8가 설치되어 있다. 이 더미 레티클 R4 및 더미 웨이퍼 W3는, 각각 베이스 라인　계측 시에 이용된다. 덧붙여, 더미 웨이퍼 W3의 모재는 2㎛ 이하의 두께의 Si, SiC, SiNx, 다이아몬드, 또는 다이아몬드 라이크(diamond-like) 카본의 박막이다. 여기서, 다이아몬드 라이크 카본은, 주에 탄소와 수소로 구성되는 비정질의 카본 경질막으로서, 아모르포스(amorphous) 카본이라고도 불린다. 그리고, 그 박막 위에는, 탄탈, 텅스텐 등의 금속의 슬릿 형상의 투과부를 가진 마크 M8가 형성되어 있다. 또, 이 마크 M8 아래에는 EUV용 광량 검출 센서 S3(이하, 광량 검출센서 S3라고 칭함)가 설치되어 있다.

덧붙여 광학 소자의 박막 위에 마크를 형성하는 방법의 일례는 아래와 같다. 즉, 광학 소자는, 반도체소자 제조에 이용되는 광 리소그라피 기술을 이용할 수가 있다. 예를 들면, 박막 위에 차광체를 증착하고, 그 위에 감광제인 포토레지스트를 도포하며, 전자빔 노광 장치에 의해 형성해야 할 마크에 대응한 패턴을 포토레지스트에 전사한다. 그리고 포토레지스트를 현상해(마크에 대응하는 영역이 레지스터로부터 제거됨), 현상된 포토레지스트를 마스크로서 사용하여 에칭함으로써 차광체를 제거함으로써, 마크로서의 블랭크(blank)부(극자외광 투과부)를 만든다.

레티클 R3 위에는 위치 검출 마크 M9가 설치되어 있다. 이 마크 M9와 더미 레티클 위의 마크 M7와의 사이의 거리는 레티클 현미경 및/또는 간섭계(미도시)를 이용해 계측된다. 웨이퍼 측에는 웨이퍼 위치맞춤 마크의 위치를　측정하기 위한 오프-액시스 현미경(6)이 설치되어 있다. 오프-액시스 현미경(6)에는 웨이퍼 W1 위의 마크나 더미 웨이퍼 W3 위의 마크 M8의 위치 측정을 위한 기준이 되는 지표 마크 M3가 내장되어 있다. 덧붙여, 이상의 구성에 있어서, EUV 광이 투과하는 영역은 모두 진공 챔버(12)에 둘러싸여 진공으로 유지되어 있다.

다음에, 상술의 노광 장치에 의한 얼라이먼트 처리에 대해 설명한다. 도 2는 본 실시형태에 의한 베이스 라인 계측의 처리 순서를 나타내는 플로차트이다. 덧붙여, 도 2에 나타내는 처리 순서는, 본 실시형태의 노광 장치의 제어부(미도시)가 해당 노광 장치의 각부를 제어함으로써 실행된다. 제어부에는, 그와 같은 처리 순서에 대응한 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억부와, 이 기억부에 기억된 컴퓨터 프로그램을 실행하는 CPU가 포함되어 있다.

레티클 구동 스테이지(11)에 보유된 레티클 R3의 패턴을 웨이퍼에 중첩시켜 주사 노광을 할 때에는, 2개의 스테이지(11, 3)를 정확하게 동기시켜　구동시킬 뿐만 아니라, 레티클 R3와 웨이퍼 W1를 투영 광학계(10)를 통해 절대 위치에서 서로 일치시킬 필요가 있다. 이 때문에, 상술한 것처럼 TTR 방식으로 베이스 라인　계측을 실시할 필요가 있다. 이하, 베이스 라인 계측에 있어서의 동작을 설명한다.

우선, 더미 레티클 R4를 레티클 구동 스테이지(11)에 의해 투영 광학계(10)의 노광 범위 내(베이스 라인 계측 위치)에 제공한다(스텝 S101). 더미 레티클 R4는 노광 광반사막을 적층한 것을 모재로서 사용하고 있다. 마크 M7는 그 모재 위에, XY방향으로 슬릿 형상의 반사광이 투영 광학계(10)에 입사하도록　흡수 부재를 배치함으로써 형성되어 있다.

다음에, 더미 웨이퍼 W3를 투영 광학계(10) 아래(베이스 라인 계측 위치)에 오도록 웨이퍼 구동 스테이지(3)를 이동시킨다(스텝 S102). 더미 웨이퍼 W3 위에는 마크 M8이 위치된다. 노광 광투과 부재 위에 차광 부재가 배치됨으로써 마크 M7와 동일한 사이즈(단 투영 광학계에 의해 축소된 사이즈)의 슬릿 형상의 투과 부분인 마크 M8가 형성되어 있다. 도 3은 더미 웨이퍼 W3 위의 마크 및 광량 검출 센서 S3 부분의 확대 모식도를 나타낸다. 도 3의 박막 M8-a는 Si, SiC, SiNx, 다이아몬드, 혹은 다이아몬드 라이크 카본으로 형성되어 있고, 그 두께는 2㎛ 이하이다. 박막 M8-a 위에는 투영체인 더미 레티클 R4 위의 마크　M7의 반사 영역과 동일 형상의 투과 영역 M8-c를 가진 마크 M8가 형성되어 있다. 이 마크 M8은 탄탈, 텅스텐 혹은 다른 차광 부재 M8-b로 이루어져 있다. 따라서, 마크 M8는 X,Y 방향의 슬릿 형상을 갖는다. 또, 마크 M8는 웨이퍼 W1의 노광면과 대략 동일한 면 내에서, 얼라이먼트 계측을 위한 광량 검출 센서 S3의 바로 위쪽에 배치된다. 덧붙여, 마크 M7 및 M8의 패턴은 슬릿 형상에 한정되는 것은 아니다. 마크 M7의 패턴(반사부의 패턴)과 마크 M8의 패턴(투과 영역의 패턴)이 서로 유사하고, 마크 M7의 패턴을 투과 광학계(10)의 축소율로 축소하기만 하면 마크 M7 및 M8의 패턴은 어떤 형상을 가져도 괜찮다.

다음에, 노광 광 L2를 입사하고(스텝 S103), 더미 웨이퍼 W3 아래에 설치된 광량 검출 센서 S3를 이용해 광량을 모니터함으로써 웨이퍼 스테이지(3)를 X, Y 방향으로 미소 이동시킨다. 그리고, 웨이퍼 스테이지(3)의 X, Y 방향 각각의 광량이 최대가 되는 위치를 찾아냄으로써, 레티클 및 웨이퍼를 투영 광학계를 통해 위치맞춤을 할 수가 있다(스텝 S104, S105). 광량이 최대가 되는 위치는, 더미 레티클 R4 측의 마크 M7에 의해 반사된 슬릿 형상의　EUV 광이, 더미 웨이퍼 W3 측의 마크 M8의 슬릿 형상의 투과 부 M8-c를 효율적으로 투과하는 위치에 해당한다. 즉 이것은 레티클 및 웨이퍼 양자의 마크 M7 및 M8가 투영 광학계(10)를 통해서 보았을 때 겹쳐져 있는 위치이다.

더욱이, 웨이퍼 스테이지(3)를 Z방향으로 미소 이동시켜 광량이 최대가 되는 위치를 찾아냄으로써, 레티클 패턴의 베스트 포커스면을 검출한다(스텝 S106, S107). 베스트 포커스에서는, 더미 레티클 R4의 마크 M7에 의해 반사된 슬릿 형상의 EUV 광의 디포커싱(defocusing)에 의한 블러링(blurring)이 최소가 된다. 그 때문에, 더미 웨이퍼 W3 위의 마크 M8의 차광부 M8-b에 의한 스트레이(stray)가 적고 효율적으로 EUV 광이 광량 검출 센서 S3에 도달한다. 따라서, 광량이　최대인 곳에서 베스트 포커스면을 검출할 수가 있다. 이것들에 의해, 더미　레티클 R4의 마크 M7의 X-Y 위치, 더미 웨이퍼 W3의 마크 M8의 X-Y 위치 및 포커스 위치가 일치되어 있는 상태가 된다. 따라서, 이때의 레티클 구동 스테이지(11)와 웨이퍼 구동 스테이지(3)의 위치를 각각 레이저 간섭계로 측정해, 기억해 둔다(스텝 S108).

다음에, 레이저 간섭계의 측정값(이하, 간섭계 기준이라고 칭함)에 근거해 오프-액시스 현미경(6) 아래로 더미 웨이퍼 W3 위의 마크 M8를 이동시킨다. 오프-액시스　현미경(6)을 이용해 마크 M8의 위치를, 지표 마크 M3를 기준으로 해서 측정한다. 상술한 것처럼, 이 측정값과 웨이퍼 스테이지 레이저 간섭계로부터의 측정값에 근거해, 투영 광학계(10)의 광축에 대한 오프-액시스 현미경(6)의 광축(계측 좌표계의 원점)의 오프셋, 즉 베이스 라인 BL를 측정할 수가 있다(스텝 S109).

베이스 라인이 결정되면, 오프-액시스 현미경(6)의 계측 중심(원점)에 웨이퍼 W1 위의 마크(샷 중심)의 위치 맞춤을 실시해, 베이스 라인분만큼 웨이퍼 구동 스테이지를 구동한다. 이 동작에 의해, 웨이퍼 W1 위의 샷 중심을 투영 광학계(10)의 광축 위의 위치로 이송할 수가 있다. 한편, 레티클 측에서는 더미 레티클 R4 위의 마크 M7와 레티클 R3 위의 마크 M9 간의 거리를 간섭계 및 레티클 현미경으로 측정했다. 이 거리를 RL로 하면, RL분만큼 베이스 라인 계측 시의 위치로부터 레티클 구동 스테이지를 이동시킴으로써 웨이퍼 W1의 샷 중심을 투영 광학계(10)에 의한 레티클상(像)의 중심에 합치시킬 수가 있다.

이상과 같이, 베이스 라인 측정을 한다. 그 후, 노광 동작 중에, 레티클 R3를 간섭계 기준으로 일정한 위치에 레티클 구동 스테이지를 이용해 이송하고, 웨이퍼 W1 위의 마크의 위치를 오프-액시스 현미경(6)을 이용해 측정하며,

베이스 라인분만큼 웨이퍼 구동 스테이지(3)를 이동시켜 주사 노광을 반복한다. 그리고, 상기 베이스 라인 계측과 포커스 캘리브레이션을 일정 간격으로 실시함으로써, 각 부의 열변형 등의 여러 가지 요인에 의한 베이스 라인 변동을 없애는 것이　가능하다.

또한, 본 실시형태에서 더미 웨이퍼(W3) 측의 마크 M8는 EUV광 투과 모재에 금속을 차광 부재로서 배치한 것을 이용했지만, 가공 정밀도가 달성된다면　투과 부재에 차광 부재를 배치하지 않아도 된다. 예를 들면, 도 4에 도시한 바와 같이, 차광 부재 M10-a에 관통시킨 슬릿부 M10-b를 설치한 것을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 차광 부재 M10-a의 두께는 가능한 얇은 것이 바람직하지만, EUV 광 투과부를 관통 구멍으로서 형성하기 때문에, 부재 투과율을 고려할 필요가 없어, 2㎛ 이하라고 하는 두께의 제한은 없어진다. 또 차광 부재 M10-a는 EUV 광을 투과할 필요가 없기 때문에, Si, SiC, SiNx, 혹은 다이아몬드에 한정하지 않고 금속이나 그 외 가공에 적절한 부재를 자유롭게 선택할 수가 있다.

이상과 같이, 제1 실시형태에 의하면, EUV 광과 같은 투과형의 광학계의 이용이 곤란한 극단파장의 노광 광을 이용한 노광 장치에서, TTR 방식의 캘리브레이션 계측(베이스 라인 계측, 투영 광학계에서의 결상면 위치 계측 등)이 가능해진다.

<제2 실시형태>

제1 실시형태에서는 주로 베이스 라인 보정의 목적으로 사용하는 TTR 계측을　설명했지만, 본 발명은, 이러한 베이스 라인 보정에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지의 이동 편차 측정이나 그 외 센서 앞에 마크를 배치해 투과광을 관측하는 계측 수법 모두에 대해 본 발명은 유효하다. 제2 실시형태에서는, 그러한 계측의 예로서 투영 광학계의 파면 수차의 계측과, 동면의 광강도 분포(유효 광원)의 계측에 대해 설명한다.

도 5는 제2 실시형태의 노광 장치의 개략적인 구성을 나타내는 개략도이다. 도 5는 제1 실시형태의 도 1과　같은 EUV 노광 장치에 대해, 제1 실시형태와는 다른 기능을 가진 계측계의　실시형태를 나타내고 있다. 각부의 명칭, 기능 중 도 1과 같은 것에 대해 동일한 부호를 부여해 나타낸다. 제1 실시형태의 구성은 베이스 라인 계측 등을 실현하지만(TTR 방법에 의한 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지의 상대 위치 계측 가능), 제2 실시형태에서는 투영 광학계의 수차 측정을 실시하는 기능을 가진 구성을 나타내고 있다.

도 6은 본 실시형태에 의한 수차 측정의 처리 순서를 나타내는 플로차트이다. 도 6에 나타낸 처리 순서는, 본 실시형태의 노광 장치의 제어부(미도시)가 해당 노광 장치의 각부를 제어하는 것에 의해 실행된다. 제어부에는,　이와 같은 처리 순서에 대응한 컴퓨터 프로그램을 기억한 기억부와, 기억부에 기억된 컴퓨터 프로그램을 실행하는 CPU가 포함되어 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 제2 실시형태를 상세히 설명한다.

우선, 반사형 더미 레티클 R5(이하, 더미 레티클 R5이라고 칭함)을 도 5에 나타낸 바와 같이 계측 위치로 이동시킨다(스텝 S201). 다음에, 도 5에 나타낸 바와 같이, 레티클의 반사면의 앞 또는 뒤(도 5에서는 앞)의, 노광 경로 내에 회절 격자(13)를 배치해 회절광이 발생하게 한다. 이 회절 격자(13)로서는, 금속 부재나 그 외　EUV를 차광하는 부재에 메카니컬한 가공을 실시하는 것에 의해 격자 모양의 관통부분을 설치한 것을 이용해도 괜찮다. 혹은, 회절 격자(13)로서 2㎛ 이하의 두께의 Si, SiC, SiNx 또는 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본의 박막에 텅스텐, 탄탈 등의 차광대를 부착해 회절 격자를 형성해도 괜찮다. 덧붙여, 박막에 차광대를 부착하는 경우에는, 광학 소자와 같은 방법으로　회절 격자를 작성할 수가 있다. 다음에, 더미 웨이퍼 W4를, 도 5에 나타낸 것과　같은 계측 위치로 이동시킨다(스텝 S203). 그리고, 광원(8)으로부터 노광 광(EUV 광)을 조명 광학계(9)로 입사한다.

덧붙여, 회절 격자(13)로부터의 회절광을 반사하는 부위가 극세 슬릿 또는 핀홀 형상이 되도록, 더미 레티클 R5 위의 마크 M11의 반사면에 흡수 부재가 배치된다. 이 슬릿 또는 핀홀 형상의 반사면에서의 반사에 의해 조명 광학계(9)에 기인해 발생하는 수차가 제거되어, 이상적인 파면을 가진 EUV 조명광이 투영 광학계(10)에 입사된다.

웨이퍼측의 결상면 근방에 배치된 더미 웨이퍼 W4는 제1 실시형태와 같은 EUV 광을 투과하는 모재를 갖고, 모재 위에는 소정의 패턴으로 차광 부재가 배치된 마크 M12가 형성되어 있다. 모재는, 2㎛ 이하의 두께의 Si, SiC, SiNx 또는 다이아몬드, 다이아몬드 라이크 카본의 박막이다. 또, 차광 부재는 텅스텐, 탄탈 등이다. 모재 위에, 슬릿 형상 또는　핀홀 형상의 투과 영역 및 큰 투과 면적을 가진 창 형상의 투과 영역을 형성하도록 차광 부재를 배치해 마크 M12가 형성되어 있다. 이 웨이퍼측 결상면 위의 마크 M12 아래에 EUV용 CCD 카메라 S4를 배치한다. 도 7은 더미 웨이퍼 W4의 마크 M12 근방 영역의 확대 모식도이다. EUV 광을 투과하는 상기 재질　및 두께의 박막 M12-a 위에, 차광 부재 M12-b를 배치해, 슬릿 형상 또는 핀홀 형상의 투과부 M12-c 및 창 형상의 투과부 M12-d를 가진 마크　M12가 형성되어 있다.

상술한 것처럼, 더미 레티클 R5 위에 배치된 슬릿 형상 또는 핀홀 형상의 반사부를 가진 마크 M11에 의해 수차가 없는 이상적인 파면을 가진 EUV 광이　투영 광학계(10)에 입사된다. 이 때문에, 투영 광학계(10)로부터 나온 EUV 광에는 투영 광학계에 기인해 발생한 수차만이 포함되어 있게 된다. 이 EUV 광이 도 7의 슬릿 형상 또는 핀홀 형상의 투과부 M12-c를 통과하는 것에 의해, 해당 EUV 광에 포함되어 있던 수차가 제거되어 이상적인 파면으로서　CCD 카메라 S4의 면 위에 도달한다. CCD 카메라 S4는 EUV 광에 대해서 감도를 가진 수광 소자로 구성된 것을 이용하는 것이 바람직하다. 그렇지만, 신틸레이터(scintillator)를 가시광선용 CCD 카메라의 앞에 배치해, 신틸레이션에 의해 발생한 형광을 광섬유 플레이트에 의해 CCD 카메라로 안내해 검출하는 구성이라도 좋다.

한편, 도 7의 창 형상의 투과부 M12-d를 통과한 EUV 광은, 투영 광학계(10)에 의해 발생한 수차를 포함한 CCD 카메라 S4의 면 위에 도달한다. 투과부 M12-c를 투과한 EUV 광을 참조 빔으로서 이용하고, 창 형상의 투과부 M12-d를 통과한 EUV 광을 피검 빔으로서 이용한다. 2 광의 파면 간의 차는 투영 광학계(10)에 기인한 파면 수차이다. 이 파면 수차는 CCD 카메라 S4에서 취득했을 때에 참조 빔 및 피검 빔에 의한 간섭 줄무늬로서 관측된다. 이 간섭 줄무늬를 전자 모아레(moire)법 등의 수법에 의해 화상 처리함으로써 Zernike 다항식의 36항까지의 파면 수차를 정량적으로 계측하는 것이 가능해진다(스텝 S206).

이상, 제2 실시형태에서는, CCD 카메라면 위에 간섭 줄무늬를 만들기 위한 방법의 일례를 설명했지만, 해당 방법은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 레티클면 위에 슬릿 형상 또는 핀홀 형상 반사부를 배치함으로써 수차를 제거한 EUV 광을 투영 광학계로 입사시키고, 웨이퍼측의 결상면에 회절 격자를 배치함으로써 0차 광, 1차 광 사이의 파면 수차의 차를 이용해 간섭 줄무늬를 생성하고, 이 간섭 줄무늬를 CCD 카메라로 관측하며, 적분 연산 및 화상 처리에 의해 파면 수차를 계측하는 수법도 생각할 수 있다. 이 경우, 웨이퍼측의 결상면 근방(웨이퍼의 피노광면과 대략 동일한 면)에 설치되는 회절 격자로서 상술한 EUV광 투과 부재 M12-a에 차광 부재를 배치한 구성을 이용하는 것이 가능하다.

또, 제2 실시형태에서는 파면 수차 측정에 대해서 설명했지만, 회절 격자(13)를 제외하고, 레티클측 결상면(물체면)과 웨이퍼측 결상면 양쪽 모두에 핀홀을 배치함으로써, 조명 광학계의 동(瞳)면에서의 광강도 분포를 측정하는 유효 광원 측정 시스템도　얻을 수 있다. 이 경우, 웨이퍼측 결상면의 핀홀은 두께 2㎛ 이하의 Si, SiC, SiNx, 다이아몬드, 혹은 다이아몬드 라이크 카본의 EUV광 투과 부재에　텅스텐, 탄탈 등의 차광 부재를 배치해 핀홀 형상의 투광부를 남기는 것으로 형성될 수 있다.

이상과 같이, 상기 각 실시형태에서 예로 들었던 재질(Si, SiC, SiNx, 다이 아몬드, 혹은 다이아몬드 라이크 카본) 및 두께(2㎛ 이하)를 가진 광투과 부재를 이용함으로써, 소정의 패턴(슬릿, 핀홀, 회절 격자 등)을 투과한 EUV 광의 각종 측정을 위해서 사용 가능한 광학 소자를 얻을 수 있다. 또한,　제 1, 제2 실시형태에서 예로 들었던 광학 소자의 패턴 이외에도 광학소자의 각종 패턴이 생각될 수 있다. 예를 들면, 회절 격자와 유사한 기능을 가진 광학 소자로서, 조명 광학계의 동면 광강도 분포를 소정의 분포로 하기 위한 회절 패턴의 형성도 상기 수법으로 실현 가능해진다. 또한 본 실시형태에서도 실시형태 1과 같이 가공 정밀도가 달성된다면 투과 부재에 차광 부재를 배치하는 일없이 차광 부재에 관통시킨 투과부를 가공해 이용하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 제1, 제2 실시형태에 의하면, EUV 광을 이용한 노광 장치에　있어서, EUV 광을 이용해 각종 계측, 예를 들면, TTR 방식의 레티클과 웨이퍼 간의 상대 위치 계측(투영 광학계의 광축에 수직 및/또는 평행한 방향에 있어서의 상대위치 계측), 투영 광학계에서의 수차 계측, 혹은 조명 광학계의 동면 광강도 분포 계측을 실시하는 것이 가능하다. 이 때문에, EUV 노광 장치 등의, 투과형의 광학계를 이용하는 것이 어려운 극단파장의 노광 광을 이용한 노광 장치에 있어서, 소정 패턴을 투과한 노광　광을 이용한 각종 계측을 실시할 수가 있다. 이것에 의해, 예를 들면, 항상 고정밀의　포커싱 및 얼라이먼트가 가능하게 되고, 혹은 광학계의 성능을 최적의 상태로　조정하는 것이 가능해져, 미세한 회로 패턴을 안정적으로 전사하는 것이 가능해진다.

<제3 실시형태>

다음에, 도 11 및 도 12를 참조해, 상술의 노광 장치를 이용한 디바이스 제조　방법에 대해 설명한다.

도 11은, 디바이스(IC, LSI 등의 반도체 칩, LCD, CCD 등)의 제조를 설명하기 위한 플로차트이다. 본 실시형태에서는, 반도체 칩의 제조를 예로 들어 설명한다. 스텝 S1(회로 설계)에서는, 디바이스의 회로　설계를 실시한다. 스텝 S2(마스크 제작)에서는, 설계한 회로 패턴을 이용한　마스크(레티클로서 공지됨)를 제작한다. 스텝 S3(웨이퍼 제조)에서는,　실리콘 등의 재료를 이용해 웨이퍼를 제조한다. 스텝 S4(웨이퍼 프로세스)는, 전(前)공정이라고 불리며, 마스크와 웨이퍼를 이용해 리소그라피 기술에 의해　웨이퍼 위에 실제의 회로를 형성한다. 스텝 S5(조립)은, 후속 공정이라고 불리며, 스텝 S4에서 제조된 웨이퍼를 이용해 반도체 칩화하는 공정이다. 이 공정은 어셈블리 공정(다이싱, 본딩), 패키지 공정(칩 봉입) 등의 공정을 포함한다. 스텝 S6(검사)에서는, 스텝 S5에서 제조된 반도체 디바이스의 동작 확인 테스트 및 내구성 테스트 등의 검사를 실시한다. 이들 공정을 거쳐 반도체 디바이스가 완성되어, 그것이 출하(스텝 S7)된다.

도 12는, 스텝 S4의 웨이퍼 프로세스의 상세한 플로차트이다. 스텝 S11(산화)에서는, 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝 S12(CVD)에서는, 웨이퍼의 표면에 절연막을 형성한다. 스텝 S13(전극 형성)에서는,　웨이퍼 위에 전극을 증착 등에 의해 형성한다. 스텝 S14(이온 주입)에서는, 웨이퍼에 이온을 주입한다. 스텝 S15(레지스트 처리)에서는,　웨이퍼에 감광제를 도포한다. 스텝 S16(노광)에서는, 상술의 노광 장치를 이용해, 마스크를 통해서 웨이퍼를 노광한다. 스텝 S17(현상) 에서는, 노광한 웨이퍼를 현상한다. 스텝 S18(에칭)에서는, 현상한 레지스트 상(像) 이외의 부분을 에칭한다. 스텝 S19(레지스트 박리)에서는, 에칭 후에 남은 불필요한 레지스트를 없앤다. 이러한 스텝을 반복해서 행함으로써 웨이퍼 위에 다중으로 회로 패턴이 형성된다. 본 실시형태의 디바이스 제조 방법에 의하면, 종래보다도 고품위의 디바이스를 제조할 수가 있다. 이와 같이, 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법뿐만 아니라 결과물로서의 디바이스도 본 발명의 일 측면을 구성한다.

본 실시형태에 의하면, 투과형의 광학 소자의 이용이 곤란한 극자외광에 의한 계측에　적합한 광학 소자, 해당 광학 소자를 이용한 노광 장치, 및 해당 노광 장치를 이용한 디바이스 제조 방법을 제공할 수가 있다.

이상, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 명확히 서로 다른 실시예를 구현할 수 있지만, 본 발명은 첨부된 청구항들에 규정된 것을 제외하고 상기의 실시예에 한정되지 않는다는 점을 이해해야 한다.

Claims

광원으로부터의 극자외광에 의해 조명된 원판의 패턴을 기판에 투영하도록 구성된 투영 광학계를 가지며, 상기 원판 및 상기 투영 광학계를 통해서 상기 기판을 상기 광에 노출하기 위한 노광장치에서, 상기 원판에 대하여 상기 광원 측에 있는 상기 광의 제1 경로 및 상기 원판에 대하여 상기 기판 측에 있는 상기 광의 제2 경로 중 하나에 배치되어야 할 광학 소자로서,

상기 극자외광이 투과하도록 구성된 막과,

상기 막 위에 배치되며, 상기 막의 일부를 상기 극자외광으로부터 차단하도록 구성된 쉴드를 구비한 것을 특징으로 하는 광학 소자.
제 1 항에 있어서,

상기 막은 Si, SiC, SiNx, 다이아몬드 및 다이아몬드 라이크 카본 중 적어도 하나로 이루어지며, 2㎛ 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 소자.
광원으로부터의 극자외광에 의해 조명된 원판의 패턴을 기판에 투영하도록 구성된 투영 광학계를 가지며, 상기 원판 및 상기 투영 광학계를 통해서 상기 기판을 상기 광에 노출하기 위한 노광 장치로서,

상기 원판에 대하여 상기 광원 측에 있는 상기 광의 제1 경로 및 상기 원판에 대하여 상기 기판 측에 있는 상기 광의 제2 경로 중 하나에 배치되도록 구성된 제1항에 기재된 광학 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 광학 소자는, 상기 제2 경로 내의 상기 기판이 배치되어야 할 위치에 배치되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
원판을 통해서 기판을 극자외광에 노출하기 위한 노광 장치로서,

상기 원판의 패턴을 상기 기판에 투영하도록 구성된 투영 광학계와,

상기 기판을 보유하고 이동시키도록 구성된 기판 스테이지와,

상기 기판 스테이지 위에 배치된, 제1항에 기재된 광학 소자와,

상기 투영 광학계로부터 사출되어 상기 광학 소자를 투과한 극자외광을 검출하도록　구성된 검출기를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5 항에 있어서

상기 원판을 보유하고 이동시키도록 구성된 원판 스테이지와,

상기 원판 스테이지 위에 배치된 마크와,

상기 마크를 극자외광으로 조명하도록 구성된 조명 광학계와,

상기 조명 광학계에 의해 조명된 상기 마크로부터의 반사광을 상기 투영 광학계 및 상기 광학 소자를 통해서 수광한 상기 검출기의 출력에 근거해, 상기 기판 스테이지와 상기 원판 스테이지 사이의 상대 위치를 조정하도록 구성된 컨트롤러를 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5 항에 있어서

상기 원판을 보유하고, 이동시키도록 구성된 원판 스테이지와,

상기 원판 스테이지 위에 배치된 반사 소자와,

상기 극자외광의 경로에 배치되어 상기 극자외광을 회절시키도록 구성된 회절 소자를 더 구비하고,

상기 광학 소자는 상기 반사 소자, 상기 회절 소자 및 상기 투영 광학계를 통해서 상기 광학 소자에 의해 수광되는 상기 극자외광의 2개의 빔으로부터 참조 빔 및 피검 빔을 생성하도록 구성된 2개의 투광부를 포함하고,

상기 검출기는 상기 참조 빔 및 상기 피검 빔의 간섭에 의한 광강도 분포를 검출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 회절 소자는, 제1항에 기재된 광학 소자로서 구성된 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 원판을 보유하고 이동시키도록 구성된 원판 스테이지와,

상기 원판 스테이지 위에 배치된 반사 소자를 더 구비하고,

상기 광학 소자는, 극자외광을 투과시켜 유효 광원을 측정하도록 구성된 투과부를 포함하며,

상기 검출기는 상기 반사 소자, 상기 투영 광학계 및 상기 투과부를 통해서 수광한 극자외광의 강도 분포를 검출하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
디바이스를 제조하는 방법에 있어서,

제3항 또는 제5항에 기재된 노광 장치를 이용해 원판을 통해서 기판을 노광하는 공정과,

상기 노광된 기판을 현상하는 공정과,

상기 디바이스를 제조하기 위해, 상기 현상된 기판을 처리하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.