KR100979454B1 - 노광 방법, 노광 장치 및 소자 제조 방법 - Google Patents

노광 방법, 노광 장치 및 소자 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100979454B1
KR100979454B1 KR1020030031518A KR20030031518A KR100979454B1 KR 100979454 B1 KR100979454 B1 KR 100979454B1 KR 1020030031518 A KR1020030031518 A KR 1020030031518A KR 20030031518 A KR20030031518 A KR 20030031518A KR 100979454 B1 KR100979454 B1 KR 100979454B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
exposure
substrate
alignment
mask
pattern
Prior art date
Application number
KR1020030031518A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030091055A (ko
Inventor
나라케이
Original Assignee
가부시키가이샤 니콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2002148301A external-priority patent/JP4168665B2/ja
Priority claimed from JP2002148309A external-priority patent/JP4172204B2/ja
Application filed by 가부시키가이샤 니콘 filed Critical 가부시키가이샤 니콘
Publication of KR20030091055A publication Critical patent/KR20030091055A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100979454B1 publication Critical patent/KR100979454B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70225—Optical aspects of catadioptric systems, i.e. comprising reflective and refractive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544—Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/544—Marks applied to semiconductor devices or parts
    • H01L2223/54426—Marks applied to semiconductor devices or parts for alignment

Abstract

본 발명은 정밀도를 유지하면서 정렬(alignment) 처리 시간을 단축하여 생산성이 향상되는 노광(露光) 방법과 노광 장치 및 소자(device) 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이 노광 장치(EX)는 감광 기판(P)상의 복수 위치에 설치된 정렬 마크(m1∼m6)의 각각을 검출하는 복수의 정렬부(AL)를 구비하고, 정렬부(AL1∼AL6)는 비주사(非走査) 방향인 Y축 방향으로 3개 혹은 3개 이상 병행하여 배치되어 있다. 또한 노광 장치(EX)는 X축 방향으로 병행하여 배치되고, 감광 기판(P)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출 가능한 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3)와, 마스크(M)에 대하여 감광 기판(P)을 정렬하는 정렬부(AL)와, 감광 기판(P)의 위치에 따라 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3)를 전환 제어하는 동시에, 감광 기판(P)에 노광하는 패턴 형성 영역(PA1∼PA9)에 대응하여 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3)중의 하나를 선택하여 이 레이저 간섭계의 검출 위치에 기초하여 정렬부(AL)에서 정렬하여 노광하는 제어 장치(CONT)를 구비하고 있다.

Description

노광 방법, 노광 장치 및 소자 제조 방법 {LIGHT EXPOSURE METHOD, LIGHT EXPOSURE EQUIPMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE}
도 1은 본 발명의 노광 장치의 일 실시 형태를 도시한 개략적인 사시도(斜視圖).
도 2는 도 1의 개략적인 구성도.
도 3은 필터를 도시한 도면.
도 4는 정렬부를 구비한 정렬 유닛을 도시한 개략적인 사시도.
도 5는 정렬부 및 AF(자동 초점) 검출부의 배치를 설명하기 위한 도면.
도 6은 정렬부의 개략적인 구성도.
도 7은 AF 검출부의 개략적인 구성도.
도 8운 베이스라인 계측 순서를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 노광 방법을 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 노광 방법을 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 노광 방법을 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 노광 방법을 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명의 노광 방법을 설명하기 위한 도면.
도 14는 본 발명의 노광 방법을 설명하기 위한 도면.
도 15는 본 발명의 노광 방법을 설명하기 위한 도면.
도 16은 본 발명의 노광 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 17은 본 발명의 노광 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 18은 정렬부의 배치예를 도시한 도면.
도 19는 본 발명의 노광 방법의 다른 실시 형태를 도시한 도면.
도 20은 반도체 소자의 제조 공정의 일례를 도시한 흐름도.
도 21은 종래의 노광 장치를 도시한 사시도.
도 22는 종래의 노광 방법을 설명하기 위한 도면.
도 23은 종래의 노광 방법을 설명하기 위한 도면.
도 24는 종래의 노광 방법을 설명하기 위한 도면.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
32a, 32b : 이동 거울(위치 검출 장치)
34a, 34b : 이동 거울(위치 검출 장치)
60(60a∼60g) : 기판측 AF 검출부
70(70a∼70d) : 마스크측 AF 검출부
AL(AL1∼AL6) : 정렬부
BR1∼BR3 : 블록
CONT : 제어 장치
EX : 노광 장치
M : 마스크
m1∼m6 : 정렬 마크(mark)
MST : 마스크 스테이지(stage)
Mx1, Mx2 : 레이저 간섭계(위치 검출 장치)
P : 감광 기판(기판)
PA1∼PA9 : 패턴 형성 영역(노광 영역)
PL(PLa∼PLg) : 투영 광학부
PST : 기판 스테이지
Px1, Px2 : 레이저 간섭계(위치 검출 장치)
Py1∼Py3 : 레이저 간섭계(위치 검출 장치)
본 발명은 마스크와 기판을 동기(同期) 이동하면서 마스크의 패턴을 기판에 노광(露光)하는 노광 방법과 노광 장치 및 소자(device) 제조 방법에 관한 것이다.
액정 표시 소자나 반도체 소자는 마스크 상에 형성된 패턴을 감광 기판 상에 전사하는 소위 포토리소그래피(photolithography) 기법에 의해 제조된다. 이 포토리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치는 감광 기판을 적재하여 2차원 이동하는 기판 스테이지(stage)와 패턴을 갖는 마스크를 적재하여 2차원 이동하는 마스크 스테이지를 가지며, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 순차적으로 이동하면서 마스크 상에 형성된 패턴을 투영 광학부를 통해 감광 기판에 전사(轉寫)하는 것이다. 노광 장치로서는, 감광 기판 상에 마스크의 패턴 전체를 동시에 전사하는 일괄형 노광 장치와, 마스크 스테이지와 기판 스테이지를 동기 주사하면서 마스크의 패턴을 연속적으로 감광 기판 상에 전사하는 주사(走査)형 노광 장치 2 종류가 주로 알려져 있다. 이 중, 액정 표시 소자를 제조할 때에는 표시 영역의 대형화의 요구로부터 주사형 노광 장치가 주로 이용되고 있다.
주사형 노광 장치에는 인접하는 투영 영역이 주사 방향에서 소정의 양만큼 변위하도록, 또한 인접하는 투영 영역의 단부(이음부)들이 주사 방향과 직교하는 방향으로 중복하도록 복수의 투영 광학부를 배치한 소위 멀티 렌즈 방식의 주사형 노광 장치(멀티 렌즈 스캔형 노광 장치)가 있다. 멀티 렌즈 방식의 주사형 노광 장치는 양호한 결상(結像) 특성을 유지하면서, 장치를 대형화하지 않고서 큰 노광 영역(패턴 형성 영역)을 얻을 수 있다. 상기 주사형 노광 장치에 있어서의 각 투영 광학부의 시야 조리개는 예컨대 사다리꼴 형상이며, 주사 방향의 시야 조리개의 개구 폭의 합계는 항상 같아지도록 설정되어 있다. 그 때문에 인접하는 투영 광학부의 이음부가 중복하여 노광되므로, 상기 주사형 노광 장치에서는 투영 광학부의 광학 수차(收差)나 노광 조도가 순조롭게 변화된다는 장점을 갖고 있다.
도 21은 종래의 멀티 렌즈 스캔형 노광 장치의 일례를 도시한 도면이다.
도 21에 도시한 바와 같이, 노광 장치(EXJ)는 마스크(M)를 지지하는 마스크 스테이지(MST), 감광 기판(P)을 지지하는 기판 스테이지(PST), 마스크 스테이지(MST)에 지지되어 있는 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명하는 조명 광학부(IL) 및 노광광(EL)으로 조명된 마스크(M) 패턴의 상을 기판 스테이지(PST) 에 지지되어 있는 감광 기판(P)에 투영하는 복수의 투영 광학부(PLa∼PLg)를 구비하고 있다. 투영 광학부(PLa, PLc, PLe, PLg)와 투영 광학부(PLb, PLd, PLf)는 2열로 지그재그형으로 배열되어 있고, 투영 광학부(PLa∼PLg) 중 인접하는 투영 광학부들(예컨대 투영 광학부 PLa와 PLb, PLb와 PLc)이 X축 방향으로 소정의 양만큼 변위(變位)하여 배치되어 있다. 그리고 투영 광학부(Pa∼PLg)의 각각에 대응하는 사다리꼴 형상의 투영 영역의 이음부가 감광 기판(P)상에서 중복된다.
마스크 스테이지(MST)의 상측에는 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 정렬을 행하는 정렬 광학부(500A, 500B)가 설치되어 있다. 정렬 광학부(500A, 500B)는 도시되지 않은 구동 장치에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 되어 있고, 정렬 처리시에는 조명 광학부(IL)와 마스크(M) 사이로 진입하는 동시에, 주사 노광시에는 조명 영역으로부터 후퇴하도록 되어 있다. 정렬 광학부(500A, 500B)는 마스크(M)에 형성되어 있는 마스크 정렬 마크를 검출하는 동시에, 감광 기판(P)에 형성되어 있는 기판 정렬 마크를 투영 광학부(PLa 및 PLg)를 통해 검출한다. 또한, 기판 스테이지(PST)상에 있어서의 -X측 단부(端部)에는 Y축 방향으로 연장되어 있는 이동 거울(502a)이 설치되고, -Y측 단부에는 X축 방향으로 연장되어 있는 이동 거울(502b)이 설치되며, 이들 이동 거울(502a, 502b)의 각각과 마주보는 위치에는 이동 거울(502a, 502b)에 레이저광을 조사(照射)함으로써 기판 스테이지(PST)의 X축 방향 및 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출할 수 있는 레이저 간섭계(501a, 501b)가 각각 설치되어 있다.
도 22 내지 도 24는 노광 장치(EXJ)를 이용한 정렬 처리 순서 및 노광 처리 순서를 설명하기 위한 도면이다. 여기서는 감광 기판(P)상에 4개의 소자(패턴 형성 영역; PA1∼PA4)를 형성하는 경우에 대해서 설명한다.
도 22에 도시한 바와 같이, 감광 기판(P)상의 패턴 형성 영역(PA1∼PA4)의 각각의 네 코너에는 정렬 마크가 형성되어 있다.
노광 장치(EXJ)는 우선 도 22a에 도시한 바와 같이, 감광 기판(P)상의 제1 패턴 형성 영역(PA1)의 -X측 2개의 기판 정렬 마크(m1, m2)를, 정렬 광학부(500A, 500B)에 의해 투영 광학부(PLa 및 PLg)를 통해 검출한다. 여기서 정렬 광학부(500A, 500B)는 기판 정렬 마크(m1, m2)에 대응한 마스크 정렬 마크(도 22에서는 도시하지 않음)도 동시에 검출한다. 계속해서, 도 22b에 도시한 바와 같이 감광 기판(P)이 기판 스테이지(PST)에 의해 -X측으로 이동하고, 정렬 광학부(500A, 500B)가 패턴 형성 영역(PA1)의 +X측 2개의 기판 정렬 마크(m3, m4)를 투영 광학부(PLa 및 PLg)를 통해 검출한다. 이 때 마스크(M)도 마스크 스테이지(MST)에 의해 이동하고, 감광 기판(P)의 기판 정렬 마크(m3, m4)에 대응한 마스크 정렬 마크가 기판 정렬 마크(m3, m4)와 함께 검출된다. 계속해서, 도 22c에 도시한 바와 같이 감광 기판(P)이 기판 스테이지(PST)에 의해 -X측으로 이동하고, 정렬 광학부(500A, 500B)가 감광 기판(P)의 제2 패턴 형성 영역(PA2)의 기판 정렬 마크(m1, m2) 및 이것에 대응하는 마스크 정렬 마크를 검출한다. 계속해서, 도 22d에 도시한 바와 같이 감광 기판(P)이 -X측으로 이동하고, 정렬 광학부(500A, 500B)가 패턴 형성 영역(PA2)의 기판 정렬 마크(m3, m4) 및 이것에 대응하는 마스크 정렬 마크를 검출한다.
계속해서, 도 23a에 도시한 바와 같이 감광 기판(P)이 기판 스테이지(PST)에 의해 -Y측으로 스텝(step) 이동하고, 정렬 광학부(500A, 500B)가 제3 패턴 형성 영역(PA3)의 기판 정렬 마크(m3, m4) 및 이것에 대응하는 마스크 정렬 마크를 검출한다. 계속해서, 도 23b에 도시한 바와 같이 감광 기판(P)이 +X측으로 이동하고, 정렬 광학부(500A, 500B)가 패턴 형성 영역(PA3)의 기판 정렬 마크(m1, m2) 및 이것에 대응하는 마스크 정렬 마크를 검출한다. 계속해서, 도 23c에 도시한 바와 같이 감광 기판(P)이 +X측으로 이동하고, 정렬 광학부(500A, 500B)가 제4 패턴 형성 영역(PA4)의 기판 정렬 마크(m3, m4) 및 이것에 대응하는 마스크 정렬 마크를 검출한다. 계속해서, 도 23d에 도시한 바와 같이 감광 기판(P)이 +X측으로 이동하고, 정렬 광학부(500A, 500B)가 패턴 형성 영역(PA4)의 기판 정렬 마크(m1, m2) 및 이것에 대응하는 마스크 정렬 마크를 검출한다.
이상과 같이 하여, 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 스텝 이동을 반복하면서 2개의 정렬 광학부(500A, 500B)가 각 패턴 형성 영역(PA1∼PA4)의 각각의 기판 정렬 마크(m1∼m4)의 위치 정보 및 마스크 정렬 마크의 위치 정보를 검출한다. 그리고 노광 장치(EXJ)에서는, 정렬 광학부(500A, 500B)의 검출 결과에 기초하여 각 패턴 형성 영역마다의 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 위치 오차 및 시프트(shift), 로테이션(rotation), 스케일링(scaling) 등의 이미지 특성을 구하고, 구한 오차 정보로부터 보정값을 산출하며, 이 보정값에 기초하여 노광 처리를 한다. 노광 처리를 할 때에는 우선 도 24a에 도시한 바와 같이, 마지막으로 정렬 처리를 행한 패턴 형성 영역(PA4)에 대한 노광 처리가 행해진다. 즉, 감광 기판(P)을 지지하는 기판 스테 이지(PST)와 마스크(M)를 지지하는 마스크 스테이지(MST; 도 24에서는 도시하지 않음)를 -X 방향으로 동기 이동하면서, 마스크(M)를 노광광으로 조명함으로써 감광 기판(P)의 패턴 형성 영역(PA4)에 대한 노광 처리가 행해진다. 패턴 형성 영역(PA4)에 대한 노광 처리가 종료되면, 도 24b에 도시한 바와 같이 패턴 형성 영역(PA3)에 대한 주사 노광 처리를 행하기 위해서 마스크(M)와 감광 기판(P)의 위치가 설정된다. 즉, 감광 기판(P)이 -X 방향으로 이동하는 동시에, 마스크(M; 도 24에서는 도시하지 않음)가 초기 위치로 되돌아가기 위해서 +X 방향으로 크게 이동한다. 그리고 패턴 형성 영역(PA3)에 대한 주사 노광 처리가 행해진다. 패턴 형성 영역(PA3)에 대한 노광 처리가 종료되면, 도 24c에 도시한 바와 같이 패턴 형성 영역(PA1)에 대한 주사 노광 처리를 행하기 위해 마스크(M)와 감광 기판(P)의 위치가 설정된다. 즉, 감광 기판(P)은 기판 스테이지(PST)에 의해 +X 방향으로 크게 이동하는 동시에 +Y 방향으로도 이동하고, 마스크(M)는 초기 위치로 되돌아가기 위해서 +X측으로 크게 이동한다. 그리고 패턴 형성 영역(PA1)에 대한 주사 노광 처리가 행해진다. 패턴 형성 영역(PA1)에 대한 노광 처리가 종료되면, 도 24d에 도시한 바와 같이 패턴 형성 영역(PA2)에 대한 주사 노광 처리를 행하기 위해 마스크(M)와 감광 기판(P)의 위치가 설정된다. 즉, 감광 기판(P)이 -X 방향으로 이동하는 동시에, 마스크(M)가 초기 위치로 되돌아가기 위해서 + X 방향으로 크게 이동한다. 그리고 패턴 형성 영역(PA2)에 대한 주사 노광 처리가 행해진다. 이렇게 해서 각 패턴 형성 영역(PA1∼PA4)의 각각에 대한 노광 처리가 종료된다.
또한 노광 장치(EXJ)는 레이저 간섭계(501a, 501b)로 감광 기판(P)의 위치를 검출하면서 정렬 광학부(500A, 500B)로 패턴 형성 영역(PA1∼PA4)의 각각의 네 코너에 설치되어 있는 정렬 마크(m1∼m4)를 순차적으로 검출한다. 구체적으로는, 노광 장치(EXJ)는 기판 스테이지(PST)를 소정 위치에 배치하여 감광 기판(PL)의 제1 패턴 형성 영역(PA1)의 -X측 2개의 기판 정렬 마크(m1, m2) 및 이것에 대응하는 도시하지 않은 마스크 정렬 마크를 정렬 광학부(500A, 500B)에 의해 투영 광학부(PLa 및 PLg)를 통해 검출한다. 계속해서, 노광 장치(EXJ)는 기판 스테이지(PST)를 이동하고, 정렬 광학부(500A, 500B)로 패턴 형성 영역(PA1)의 +X측 2개의 기판 정렬 마크(m4, m3)를 투영 광학부(PLa 및 PLg)를 통해 검출한다. 이 마크 검출을 행하고 있는 동안, 레이저 간섭계는 기판 스테이지(PST; 감광 기판 P)의 위치를 검출하고 있다. 제1 패턴 형성 영역(PA1)의 정렬 마크(m1∼m4)를 검출하면, 노광 장치(EXJ)는 제1 패턴 형성 영역(PA1)의 정렬 마크(m1∼m4)의 검출 동작과 마찬가지로 기판 스테이지(PST)를 이동하여 정렬 광학부(500A, 500B)에 의해 제2 패턴 형성 영역(PA2)의 기판 정렬 마크(ml, m2) 및 이것에 대응하는 마스크 정렬 마크를 검출하고, 계속해서 기판 정렬 마크(m3, m4)를 검출한다. 이 때에도 레이저 간섭계는 감광 기판(P)의 위치를 검출하고 있다. 이하 마찬가지로 노광 장치(EXJ)는 제3, 제4 패턴 형성 영역(PA3, PA4)의 기판 정렬 마크(m1∼m4)를 순차적으로 검출한다.
이상과 같이 하여 노광 장치(EXJ)는 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 스텝 이동을 반복하면서 감광 기판(P) 및 마스크(M)의 위치를 레이저 간섭계로 검출하면서 각 패턴 형성 영역(PA1∼PA4)의 각각의 정렬 마크(m1∼m4)를 검출한다. 그리고 노광 장치(EXJ)는 정렬 광학부(500A, 500B)의 검출 결과에 기초하여 각 패턴 형성 영 역의 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 위치 오차 및 시프트, 로테이션, 스케일링 등의 이미지 특성을 구하고, 구한 오차 정보로부터 보정값을 산출하며, 이 보정값에 기초하여 노광 처리를 행한다. 노광 처리를 행할 때에는 마지막으로 정렬 처리를 행한 패턴 형성 영역(PA4)에 대한 노광 처리가 행해진다. 즉, 감광 기판(P)을 지지하는 기판 스테이지(PST)와 마스크(M)를 지지하는 마스크 스테이지(MST)를 X축 방향으로 동기 이동하면서, 마스크(M)를 노광광으로 조명함으로써 감광 기판(P)의 패턴 형성 영역(PA4)에 대한 노광 처리가 행해진다. 패턴 형성 영역(PA4)에 대한 노광 처리가 종료되면, 이하 마찬가지로 패턴 형성 영역(PA3, PA2, PA1)에 대한 주사 노광 처리가 행해진다.
그러나 앞서 기술한 종래의 노광 장치 및 노광 방법에는 이하의 문제가 발생하게 되었다.
상기한 종래의 방법에서는, 4개의 패턴 형성 영역(소자; PA1∼PA4)을 노광 처리하기 위해서, 마스크(M)와 감광 기판(P)을 스텝 이동하면서 정렬 마크 검출 동작을 8회나 행할 필요가 있어, 정렬 처리에 오랜 시간이 필요하였다. 1장의 감광 기판(P)으로 제조하는 소자를 더욱 많게 하려고 하면, 정렬 처리 시간은 더욱 길어진다. 정렬 처리 시간이 길어지면 노광 장치 전체의 생산성이 저하된다.
한편 정렬 처리 시간을 짧게 하기 위해서, 검출하는 정렬 마크의 수를 줄이는 것도 생각할 수 있고, 하나의 패턴 형성 영역에서 검출하는 정렬 마크의 수를 상기 4개에서 예컨대 2개로 줄여 정렬 처리하는 것도 생각할 수 있지만, 검출하는 정렬 마크의 수를 줄이면 스케일링, 로테이션, 혹은 직교도 등의 이미지 특성이 정밀하게 검출되지 않아 정렬 정밀도의 저하를 초래하게 된다. 정렬 정밀도가 저하되면 제조하는 소자의 패턴 정밀도가 저하된다.
또한 레이저 간섭계로 노광 기판(P; 패턴 형성 영역 PA1∼PA4)의 위치를 검출하면서 각 패턴 형성 영역(PA1∼PA4)에 대응하는 정렬 마크(m1∼m4)를 검출한 후, 패턴 형성 영역(PA1∼PA4)의 각각에 대하여 노광 처리하는 구성이다. 여기서 감광 기판(P)을 대형화한 경우, 레이저 간섭계에 의한 각 패턴 형성 영역(PA1∼PA4)의 위치 검출을 행하기 위해서 감광 기판(P)의 대형화에 따라 이동 거울도 대형화, 즉 장척화(長尺化)할 필요가 있다. 그러나 이동 거울을 장척화하면 이동 거울의 반사면이 휘어지는 등 가공 정밀도상에 문제가 생긴다. 짧은 이동 거울을 패턴 형성 영역의 각각에 대응시켜 복수 설치하는 동시에 이들 이동 거울에 대응하여 복수의 레이저 간섭계를 설치하고, 이들 복수의 레이저 간섭계 중 감광 기판(P; 패턴 형성 영역)의 위치 검출에 이용하는 레이저 간섭계를 전환하면서 위치 검출하는 것도 생각할 수 있지만, 전환 오차가 발생하여 정밀도 높은 위치 검출을 행할 수 없게 될 수 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 정밀도를 유지하면서 정렬 처리 시간을 단축하여 생산성이 향상되는 노광 방법과 노광 장치 및 소자 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은, 도시한 도 1 내지 도 20에 대응시 킨 이하의 구성을 실시 형태에 채용하고 있다.
본 발명의 노광 방법은 마스크(M)와 기판(P)을 제1 방향(X)으로 동기 이동하면서 기판(P)에 대하여 마스크(M)의 패턴을 노광하는 노광 방법에 있어서, 기판(P)상에 설치된 복수의 정렬 마크(m1∼m6)의 각각과 마주보는 동시에 제1 방향(X)으로 교차하는 제2 방향(Y)에 적어도 3개가 병행하여 배치된 복수의 정렬부(AL1∼AL6)가 복수의 정렬 마크(m1∼m6)를 검출하고, 이 검출 결과에 기초하여 마스크(M)와 기판(P)과의 위치 맞춤을 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 노광 장치(EX)는 마스크(M)와 기판(P)을 제1 방향(X)으로 동기 이동하면서 기판(P)에 대하여 마스크(M)의 패턴을 노광하는 노광 장치에 있어서, 기판(P)상의 복수 위치에 설치된 정렬 마크(m1∼m6)의 각각을 검출하는 복수의 정렬부(AL1∼AL6)를 구비하고, 정렬부(AL1∼AL6)는 제1 방향(X)으로 교차하는 제2 방향(Y)에 적어도 3개가 병행하여 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 마스크와 기판과의 주사 방향인 제1 방향에 대하여 교차하는 비주사 방향인 제2 방향으로 정렬부를 적어도 3개 병행하여 배치하였기 때문에, 검출해야 할 정렬 마크의 수를 줄이지 않고 종래에 비하여 정렬 마크의 검출 동작 횟수를 감소시킬 수 있다. 따라서 정렬 정밀도를 유지하면서 정렬 처리 시간을 단축할 수 있다.
본 발명의 소자 제조 방법은 상기 노광 방법, 혹은 상기 노광 장치(EX)를 이용하여 마스크(M)에 그린 소자 패턴을 기판(P)에 노광하는 공정(204)과, 이 노광한 기판(P)을 현상하는 공정(204)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 고정밀도로 정렬 처리한 후 노광 처리함으로써 제조되는 장치 소자 정밀도를 향상시킬 수 있다. 더욱이 정렬 처리 시간이 단축되고 있으므로 소자 제조시의 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 노광 방법은 마스크(M)와 기판(P)을 제1 방향(X)에 동기 이동하여 기판(P)에 대하여 마스크(M)의 패턴을 노광하는 노광 방법에 있어서, 기판(P)을 복수의 노광 영역(PA1∼PA9)의 블록(BR1∼BR3)으로 분할하고, 복수의 노광 영역(PA1∼PA9)의 블록(BR1∼BR3)마다 마스크(M)와 기판(P)과의 위치 맞춤을 행한 후에 마스크(M)의 패턴을 기판(P)에 노광하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기판에 노광하는 노광 영역(패턴 형성 영역)을 복수의 블록으로 분할하고, 정렬(위치 맞춤) 처리 및 노광 처리를 블록마다 순차적으로 행하는 구성으로 하였기 때문에, 기판이 대형화하여도 기판을 복수의 블록으로 분할하여 각각의 처리를 행하면 되고, 각 블록마다 정밀도 높은 정렬 처리 및 노광 처리를 행할 수 있다. 그리고 각 블록에 대한 처리(정렬 처리 및 노광 처리)에 있어서의 위치 검출 동작은 복수의 위치 검출 장치를 전환하는 일 없이 하나의 위치 검출 장치로 행할 수 있기 때문에, 하나의 블록에 대한 처리(정렬 처리 및 노광 처리)에 있어서 장치의 전환 오차가 생기지 않는다.
본 발명의 노광 장치(EX)는 마스크(M)와 기판(P)을 제1 방향(X)으로 동기 이동하여 기판(P)에 대하여 마스크(M)의 패턴을 노광하는 노광 장치에 있어서, 제1 방향(X)에 병행하여 배치되고, 기판(P)의 제1 방향(X)과 교차하는 제2 방향(Y)에 있어서의 위치를 검출 가능한 복수의 위치 검출 장치(Py1∼Py3)와, 마스크(M)에 대 하여 기판(P)을 정렬하는 정렬부(AL)와. 기판(P)의 위치에 따라 복수의 위치 검출 장치(Py1∼Py3)를 전환 제어하는 동시에, 기판(P)에 노광하는 노광 영역(PA1∼PA9)에 대응하여 복수의 위치 검출 장치(Py1∼Py3) 중의 하나를 선택하여 그 위치 검출 장치의 검출 위치에 기초하여 정렬부(AL)에서 정렬하여 노광하는 제어 장치(CONT)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 위치 검출 장치를 주사 방향인 제1 방향으로 여러 개 병행하여 배치하고, 기판의 위치에 따라 복수의 위치 검출 장치를 전환 제어하도록 하였기 때문에, 이동 거울이 짧아도 기판의 위치에 따라 위치 검출에 이용하는 위치 검출 장치를 전환함으로써 복수의 노광 영역마다 위치 검출을 행할 수 있다. 그리고 복수의 노광 영역 중 제1 노광 영역을 노광할 때에는 제1 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 정렬부에서 정렬 처리한 후 노광하고, 제2 노광 영역을 노광할 때에는 제2 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 정렬부에서 정렬 처리한 후에 노광함으로써, 하나의 노광 영역(패턴 형성 영역)에 대한 처리시에는 복수의 위치 검출 장치의 전환 동작을 행하지 않고서 하나의 위치 검출 장치로 위치 검출할 수 있기 때문에, 노광 영역의 각각에 관해서 위치 검출 장치의 전환 오차를 포함시키지 않고 정밀도 높은 위치 검출 및 노광 처리를 행할 수 있다.
본 발명의 소자 제조 방법은 상기 노광 방법, 혹은 상기 노광 장치(EX)를 이용하여 마스크(M)에 그린 소자 패턴을 기판(P)에 노광하는 공정(204)과, 이 노광한 기판(P)을 현상하는 공정(204)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 복수의 노광 영역의 블록마다 고정밀도의 정렬 처리 및 노광 처리가 가능하기 때문에, 제조되는 소자 패턴 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 노광 장치에 대해서 도 1 내지 도 7을 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 발명의 노광 장치의 일 실시 형태를 도시한 개략 사시도, 도 2는 개략 구성도이다.
도 1 및 도 2에 있어서, 노광 장치(EX)는 패턴이 형성된 마스크(M)를 지지하는 마스크 스테이지(MST)와, 감광 기판(P)을 지지하는 기판 스테이지(PST)와, 마스크 스테이지(MST)에 지지된 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명하는 조명 광학부(IL)와, 노광광(EL)으로 조명된 마스크(M) 패턴의 상을 기판 스테이지(PST)에 지지되어 있는 감광 기판(P)에 투영하는 투영 광학부(PL)와, 감광 기판(P)에 설치되어 있는 정렬 마크를 검출하는 정렬부(AL)로 구비되어 있다. 마스크(M)를 지지하는 마스크 스테이지(MST)의 X축 방향에 있어서의 위치를 검출하는 복수의 레이저 간섭계(위치 검출 장치; Mx1, Mx2)와, 마스크 스테이지(MST)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출하는 레이저 간섭계(위치 검출 장치; My1)와, 감광 기판(P)을 지지하는 기판 스테이지(PST)의 X축 방향에 있어서의 위치를 검출하는 복수의 레이저 간섭계(위치 검출 장치; Px1, Px2)와, 기판 스테이지(PST)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출하는 복수의 레이저 간섭계(위치 검출 장치; Py1, Py2, Py3)를 구비하고 있다. 마스크 스테이지(MST)에 지지되어 있는 마스크(M)와, 기판 스테이지(PST)에 지지되어 있는 감광 기판(P)은 투영 광학부(PL)를 통해 공역(共役)인 위치 관계로 배치된다. 조명 광학부(IL)는 복수(본 실시 형태에서는 7개)의 조명부 모듈(IM; IMa∼IMg)을 갖고 있다. 또한 투영 광학부(PL)도 조명부 모듈(IM)의 수에 대응하여 복수(본 실시 형태에서는 7개)의 투영 광학부(PLa∼PLg)를 갖고 있다. 투영 광학부(PLa∼PLg)의 각각은 조명부 모듈(IMa∼IMg)의 각각에 대응하여 배치되어 있다. 감광 기판(P)은 유리 플레이트(유리 기판)에 감광제{포토레지스트(photoresist)}를 도포한 것이다.
여기서, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(EX)는 노광광(EL)에 대하여 마스크(M)와 감광 기판(P)을 동기 이동하여 주사 노광하는 주사형 노광 장치로서, 이하의 설명에 있어서 투영 광학부(PL)의 광축 방향을 Z축 방향, Z축 방향으로 수직인 방향에서 마스크(M) 및 감광 기판(P)의 동기 이동 방향을 X축 방향(제1 방향, 주사 방향), Z축 방향 및 X축 방향(주사 방향)에 직교하는 방향을 Y축 방향(제2 방향, 비주사 방향)으로 한다. 또한, X축 주위, Y축 주위, Z축 주위의 각각의 방향을 θX 방향, θY 방향, θZ 방향으로 한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 조명 광학부(IL)는 초고압 수은 램프 등으로 이루어진 광원(1)과, 광원(1)으로부터 사출(射出)된 광속(光束)을 집광하는 타원 거울(1a)과, 이 타원 거울(1a)에 의해 집광된 광속 중 노광에 필요한 파장의 광속을 반사하고, 그 밖의 파장의 광속을 투과시키는 다이클로익(Dichloic) 거울(2)과, 다이클로익 거울(2)로 반사한 광속 중 더욱 노광에 필요한 파장(통상은, g, h, i선 중 적어도 하나의 대역)만을 통과시키는 파장 선택 필터(3)와, 파장 선택 필터(3)로부터의 광속을 복수 라인(본 실시 형태에서는 7 라인)으로 분기하여 반사 거울(5)을 통해 각 조명부 모듈(IMa∼IMg)에 입사되는 광도파로(light guide)(4)를 구비하고 있다.
조명부 모듈(IM)은 복수 개(본 실시 형태에서는 IMa∼IMg의 7개)가 설치되어 있고(단 도 2에 있어서는 편의상 조명부 모듈 IMg에 대응하는 것만을 도시하고 있음), 조명 광학부(IMa∼IMg)의 각각은 X축 방향과 Y축 방향으로 일정한 간격으로 배치되어 있다. 그리고 이들 복수의 조명부 모듈(IMa∼IMg)의 각각으로부터 사출된 노광광(EL)은 마스크(M)상의 다른 작은 영역(조명 광학부의 조명 영역)을 각각 조명한다.
조명부 모듈(IMa∼IMg)의 각각은 조명 셔터(6)와, 릴레이 렌즈(7)와, 광학 통합기(optical integrator)로서의 플라이 아이(fly-eye) 렌즈(8)와, 집광 렌즈(9)를 구비하고 있다. 조명 셔터(6)는 광도파로(4)의 광로 아래쪽에, 광로에 대하여 전진 및 후진이 가능하게 배치되어 있다. 조명 셔터(6)는 광로를 차단했을 때에 이 광로로부터의 광속을 차단하고, 광로를 개방시켰을 때에 광속으로의 차단을 해제한다. 조명 셔터(6)에는 이 조명 셔터(6)를 광속의 광로에 대하여 앞뒤로 이동시키는 셔터 구동부(6a)가 접속되어 있다. 셔터 구동부(6a)는 제어 장치(CONT)에 의해 제어된다.
또한 조명부 모듈(IMa∼IMg)의 각각에는 광량 조정 기구(10)가 설치되어 있다. 이 광량 조정 기구(10)는 광로마다 광속의 조도를 설정함으로써 각 광로의 노광량을 조정하는 것으로서, 반거울(half mirror)(11), 검출기(12), 필터(13), 필터 구동부(14)를 구비하고 있다. 반거울(11)은 필터(13)와 릴레이 렌즈(7) 사이의 광로에 배치되고, 필터(13)를 투과한 광속의 일부를 검출기(12)로 입사한다. 검출기(12)의 각각은 항상 입사한 광속의 조도를 독립적으로 검출하고, 검출한 조도 신호를 제어 장치(CONT)에 출력한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 필터(13)는 유리판(13a)상에 크롬(Cr) 등으로 코드 모양으로 패터닝된 것으로서, 투과율이 X축 방향을 따라 어떤 범위에서 선형으로 점차 변화하도록 형성되어 있고, 각 광로중의 조명 셔터(6)와 반거울(11) 사이에 배치되어 있다.
이들 반거울(11), 검출기(12) 및 필터(13)는 복수의 광로마다 각각 설치되어 있다. 필터 구동부(14)는 제어 장치(CONT)의 지시에 기초하여 필터(13)를 X축 방향으로 이동한다. 그리고 필터(13)를 필터 구동부(14)에 의해 이동함으로써 각 광로마다의 광량이 조정된다.
광량 조정 기구(10)를 투과한 광속은 릴레이 렌즈(7)를 통해 플라이 아이 렌즈(8)에 도달한다. 플라이 아이 렌즈(8)는 사출면 측에 2차 광원을 형성하고, 집광 렌즈(9)를 통해 마스크(M)의 조명 영역을 균일한 조도로 조사할 수 있다. 그리고 집광 렌즈(9)를 통과한 노광광(EL)은 조명부 모듈 중 직각 프리즘(16), 렌즈부(17) 및 오목 거울(18)을 구비한 반사 굴절형 광학부(15)를 통과한 후, 마스크(M)를 소정의 조명 영역에서 조명한다. 마스크(M)는 조명부 모듈(IMa∼IMg)을 투과한 각 노광광(EL)에 의해 다른 조명 영역에서 각각 조명된다.
마스크(M)를 지지하는 마스크 스테이지(MST)는 1차원의 주사 노광을 행하기 위한 X축 방향으로 긴 스트로크(stroke)와, 주사 방향과 직교하는 Y축 방향으로 소정 거리의 스트로크를 갖고 있다. 도 2에 도시한 바와 같이, 마스크 스테이지(MST) 는 이 마스크 스테이지(MST)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키는 마스크 스테이지 구동부(MSTD)를 구비하고 있다. 마스크 스테이지 구동부(MSTD)는 제어 장치(CONT)에 의해 제어된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 마스크 스테이지(MST)상의 X축 방향 및 Y축 방향의 각각의 단(端) 가장자리에는 직교하는 방향으로 이동 거울(32a, 32b)이 각각 설치되어 있다. 이동 거울(32a)에는 복수(본 실시 형태에서는 2개)의 레이저 간섭계(Mx1, Mx2)가 마주보고 배치되어 있다. 또한, 이동 거울(32b)에는 레이저 간섭계(My1)가 마주보고 배치되어 있다. 레이저 간섭계(Mx1, Mx2)의 각각은 이동 거울(32a)에 레이저광을 조사하여 이동 거울(32a)과의 거리를 검출한다. 레이저 간섭계(Mx1, Mx2)의 검출 결과는 제어 장치(CONT)에 출력되고, 제어 장치(CONT)는 레이저 간섭계(Mx1, Mx2)의 검출 결과에 기초하여 마스크 스테이지(MST)의 X축 방향에 있어서의 위치 및 Z축 주위의 회전량을 구한다. 또한 레이저 간섭계(My1)는 이동 거울(32b)에 레이저광을 조사하고, 이동 거울(32b)과의 거리를 검출한다. 레이저 간섭계(My1)의 검출 결과는 제어 장치(CONT)에 출력되고, 제어 장치(CONT)는 레이저 간섭계(My1)의 검출 결과에 기초하여 마스크 스테이지(MST)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 구한다. 그리고 제어 장치(CONT)는 레이저 간섭계(Mx1, Mx2 및 My1)의 출력으로부터 마스크 스테이지(MST)의 위치(자세)를 모니터하고, 마스크 스테이지 구동부(MSTD)를 제어함으로써 마스크 스테이지(MST)를 원하는 위치(자세)로 설정한다.
마스크(M)를 투과한 노광광(EL)은 투영 광학부(PLa∼PLg)의 각각에 입사한 다. 투영 광학부(PLa∼PLg)는 마스크(M)의 조명 영역에 존재하는 패턴 이미지를 감광 기판(P)에 결상하고, 감광 기판(P)의 특정 영역(투영 영역)에 패턴 이미지를 투영 노광하는 것으로서, 각 조명부 모듈(IMa∼IMg)에 대응하여 설치되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 투영 광학부(PLa∼PLg) 중 투영 광학부(PLa, PLc, PLe, PLg)와 투영 광학부(PLb, PLd, PLf)가 2열로 지그재그형으로 배열되어 있다. 즉, 지그재그형으로 배치되어 있는 각 투영 광학부(PLa∼PLg)는 인접하는 투영 광학부들(예컨대 투영 광학부 PLa와 PLb, PLb와 PLc)을 Y축 방향으로 소정의 양만큼 변위시켜 배치되어 있다. 이들 각 투영 광학부(PLa∼PLg)는 조명부 모듈(IMa∼IMg)로부터 사출하여 마스크(M)를 투과한 복수의 노광광(EL)을 투과시키고, 기판 스테이지(PST)에 적재되어 있는 감광 기판(P)에 마스크(M)의 패턴 이미지를 투영한다. 즉, 각 투영 광학부(PLa∼PLg)를 투과한 노광광(EL)은 감광 기판(P)상의 다른 투영 영역에 마스크(M)의 조명 영역에 대응한 패턴 이미지를 소정의 결상 특성으로 결상한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 투영 광학부(PLa∼PLg)의 각각은 이미지 시프트(image shift) 기구(19), 2조의 반사 굴절형 광학부(21, 22), 시야 조리개(20) 및 배율 조정 기구(23)를 구비하고 있다. 이미지 시프트 기구(19)는, 예컨대 2장의 평행 평면판 유리가 각각 X축 주위 혹은 Y축 주위로 회전함으로써, 마스크(M)의 패턴 이미지를 Y축 방향 혹은 X축 방향으로 시프트한다. 마스크(M)를 투과한 노광광(EL)은 이미지 시프트 기구(19)를 투과한 후, 첫 번째의 반사 굴절형 광학부(21)에 입사한다.
반사 굴절형 광학부(21)는 마스크(M) 패턴의 중간 이미지를 형성하는 것으로서, 직각 프리즘(24)과 렌즈부(25)와 오목 거울(26)을 구비하고 있다. 직각 프리즘(24)은 Z축 주위로 자유롭게 회전할 수 있고, 마스크(M) 패턴 이미지를 회전시킬 수 있도록 되어 있다.
이 중간 이미지 위치에는 시야 조리개(20)가 배치되어 있다. 시야 조리개(20)는 감광 기판(P)상에서의 투영 영역을 설정하는 것으로서, 투영 광학부(PL)에 있어서 마스크(M)와 감광 기판(P)에 대하여 거의 공역(共役)인 위치에 배치되어 있다. 시야 조리개(20)를 투과한 광속은 2번째의 반사 굴절형 광학부(22)에 입사한다. 반사 굴절형 광학부(22)는 반사 굴절형 광학부(21)와 마찬가지로 직각 프리즘(27)과 렌즈부(28)와 오목 거울(29)을 구비하고 있다. 직각 프리즘(27)도 Z축 주위로 자유롭게 회전할 수 있고, 마스크(M)의 패턴 이미지를 회전시킬 수 있도록 되어 있다.
반사 굴절형 광학부(22)로부터 사출된 노광광(EL)은 배율 조정 기구(23)를 통과하여, 감광 기판(P)상에 마스크(M)의 패턴 이미지를 정립 등배(等倍)로 결상한다. 배율 조정 기구(23)는 예컨대 평볼록 렌즈, 양볼록 렌즈, 평볼록 렌즈의 3장의 렌즈로 구성되고, 평볼록 렌즈와 평오목 렌즈 사이에 위치하는 양볼록 렌즈를 Z 방향으로 이동시켜 상대 위치를 변화시킴으로써 마스크(M)의 패턴 이미지의 배율을 변화시킨다.
감광 기판(P)을 지지하는 기판 스테이지(PST)는 기판 홀더를 갖고 있고, 기판 홀더를 통해 감광 기판(P)을 유지한다. 기판 스테이지(PST)는 마스크 스테이지(MST)와 마찬가지로 1차원의 주사 노광을 행하도록 X축 방향으로 긴 스트로크와, 주사 방향과 직교하는 Y축 방향으로 스텝 이동하기 위한 긴 스트로크를 갖고 있고, 도 2에 도시한 바와 같이 이 기판 스테이지(PST)를 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키는 기판 스테이지 구동부(PSTD)를 구비하고 있다. 기판 스테이지 구동부(PSTD)는 제어 장치(CONT)에 의해 제어된다. 또한, 기판 스테이지(PST)는 Z축 방향 및 θX, θY, θZ 방향으로도 이동 가능하게 되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판 스테이지(PST)상의 X축 방향 및 Y축 방향의 각각의 단 가장자리에는 직교하는 방향으로 이동 거울(위치 검출 장치; 34a, 34b)이 각각 설치되어 있다. Y축 방향으로 연장되어 있는 이동 거울(34a)에는 복수 개(본 실시 형태에서는 2개)의 레이저 간섭계(Px1, Px2)가 마주보고 배치되어 있다. 또한, X축 방향으로 연장되어 있는 이동 거울(34b)에는 복수 개(본 실시 형태에서는 3개)의 레이저 간섭계(위치 검출 장치; Py1, Py2, Py3)가 마주보고 배치되어 있다. 여기서, 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3)의 각각은 X축 방향을 따라 같은 간격으로 병행하여 설치되어 있다. 이동 거울(34a)과 레이저 간섭계(Px1, Px2)에 의해 감광 기판(P)의 X축 방향(제1 방향)에 있어서의 위치를 검출할 수 있는 위치 검출 장치가 구성되어 있다. 또한 이동 거울(34b)과 레이저 간섭계(Py1, Py2, Py3)에 의해 감광 기판(P)의 Y축 방향(제2 방향)에 있어서의 위치를 검출할 수 있는 위치 검출 장치가 구성되어 있다. 레이저 간섭계(Px1, Px2) 각각은 이동 거울(34a)에 레이저광을 조사하고, 이동 거울(34a)과의 거리를 검출한다. 레이저 간섭계(Px1, Px2)의 검출 결과는 제어 장치(CONT)에 출력되고, 제어 장치(CONT)는 레이저 간섭계(Px1, Px2)의 검출 결과에 기초하여 기판 스테이지(PST)의 X축 방향에 있어서의 위치 및 Z축 주위의 회전량을 구한다. 또한 레이저 간섭계(Py1∼Py3)는 이동 거울(34b)에 레이저광을 조사하여 이동 거울(34b)과의 거리를 검출한다. 레이저 간섭계(Py1∼Py3)의 검출 결과는 제어 장치(CONT)에 출력되고, 제어 장치(CONT)는 레이저 간섭계(Py1∼Py3) 각각의 검출 결과에 기초하여 기판 스테이지(PST)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 구한다. 그리고 제어 장치(CONT)는 레이저 간섭계(Px1, Px2 및 Py1∼Py3)의 출력으로부터 기판 스테이지(PST)의 위치(자세)를 모니터하고, 기판 스테이지 구동부(PSTD)를 제어함으로써 기판 스테이지(PST)를 원하는 위치(자세)로 설정한다.
여기서 제어 장치(CONT)는 기판 스테이지(PST)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출할 때, 기판 스테이지(PST)의 이동에 따라, 즉 감광 기판(P)을 지지하는 기판 스테이지(PST)의 X축 방향에 있어서의 위치에 따라 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3) 중 위치 검출에 이용하는 레이저 간섭계를 전환하도록 되어 있다.
마스크 스테이지 구동부(MSTD) 및 기판 스테이지 구동부(PSTD)는 제어 장치(CONT)에 의해 각각 독립적으로 제어되고, 마스크 스테이지(MST) 및 기판 스테이지(PST)는 마스크 스테이지 구동부(MSTD) 및 기판 스테이지 구동부(PSTD)의 각각의 구동을 기초로 각각 독립적으로 이동 가능하게 되어 있다. 그리고 제어 장치(CONT)는 마스크 스테이지(MST) 및 기판 스테이지(PST)의 위치를 모니터하면서, 양 구동부(PSTD, MSTD)를 제어함으로써, 마스크(M)와 감광 기판(P)을 투영 광 학부(PL)에 대하여 임의의 주사 속도(동기 이동 속도)로 X축 방향으로 동기 이동하도록 되어 있다.
감광 기판(P)상에서의 투영 광학부(PLa∼PLg)의 투영 영역(50a∼50g)의 각각은 소정의 형상(본 실시 형태에서는 사다리꼴 형상)으로 설정된다. 도 1에 도시한 바와 같이 투영 영역(50a, 50c, 50e, 50g)과 투영 영역(50b, 50d, 50f)은 X축 방향으로 마주보고 배치되어 있다. 또한 투영 영역(50a∼50g)은 인접하는 투영 영역의 단부(경계부, 이음부)들이 Y축 방향으로 서로 겹쳐지도록 병렬 배치된다. 그리고 투영 영역(50a∼50g)의 경계부들을 Y축 방향으로 서로 겹쳐지도록 병렬 배치함으로써 X축 방향의 투영 영역의 폭의 총합이 거의 같아지도록 설정되어 있다. 이렇게 함으로써 X축 방향으로 주사 노광했을 때의 노광량이 같아지도록 되어 있다. 이와 같이 각 투영 광학부(PLa∼PLg)에 의한 투영 영역(50a∼50g)의 각각이 서로 겹치는 중복 영역(이음부)을 설치함으로써, 이음부에 있어서의 광학 수차의 변화나 조도 변화를 순조롭게 할 수 있다.
다음으로 정렬부(AL)에 관해서 설명한다.
정렬부(AL)는 감광 기판(P)에 설치되어 있는 정렬 마크(기판 정렬 마크)를 검출하는 것으로서, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 2열로 배치되어 있는 투영 광학부(PLa, PLC, PLe, PLg)와 투영 광학부(PLb, PLd, PLf) 사이에서 감광 기판(P)을 마주보도록 설치되어 있다. 정렬부(AL)는 Y축 방향(제2 방향)으로 복수 개가 병행하여 배치되어 있고, 감광 기판(P)상에 설치된 복수의 기판 정렬 마크를 검출한다. 또한, 2열로 배치되어 있는 투영 광학부(PLa, PLc, PLe, PLg)와 투영 광학부(PLb, PLd, PLf) 사이에는, 감광 기판(P)을 마주보고 이 감광 기판(P)의 Z축 방향에 있어서의 위치를 검출하는 기판측 자동 초점 검출부(AF 검출부; 60)와, 마스크(M)를 마주보고 이 마스크(M)의 Z축 방향에 있어서의 위치를 검출하는 마스크측 자동 초점 검출부(70)가 설치되어 있다. 기판측 AF 검출부(60) 및 마스크측 AF 검출부(70)도 각각 Y축 방향으로 복수 개가 병행하여 배치되어 있다. 여기서 복수의 정렬부(AL), 기판측 AF 검출부(60) 및 마스크측 AF 검출부(70)는 도 1에 도시한 바와 같이 하우징(H)에 지지되어 유닛화되어 있다. 이하의 설명에 있어서, 하우징(H)에 지지된 AF 검출부(60, 70) 및 정렬부(AL)를 「정렬 유닛」이라 칭하기로 한다.
도 4는 정렬 유닛(U)의 사시도이다. 또한 도 5는 정렬 유닛(U) 중 정렬부(AL), 기판측 AF 검출부(60) 및 마스크측 AF 검출부(70)와, 마스크(M) 및 감광 기판(P)과의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다. 여기서 도 5a는 마스크(M)와 마스크측 AF 검출부(70)의 위치 관계를 도시한 도면이고, 도 5b는 도 4의 정렬 유닛(U)의 A-A 화살표 방향에서 본 단면도이며, 도 5c는 감광 기판(P)을 지지하는 기판 스테이지(PST)를 상측(+Z측)에서 본 평면도이다. 그리고 도 5a에 도시한 마스크측 AF 검출부(70)는 도 4의 B-B 단면 화살표 방향에서 본 도면에 해당한다.
도 4 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 정렬부(AL; AL1∼AL6)는 비주사 방향인 Y축 방향으로 복수 개(본 실시 형태에서는 6개)가 병행하여 배치되어 있다. 정렬부(AL1∼AL6)는 2열로 배치되어 있는 투영 광학부(PLa, PLc, PLe, PLg)와 투영 광학부(PLb, PLd, PLf) 사이에 있어서, 이 투영 광학부(PLa∼PLg)의 투영 영역(50a ∼50g)의 배열 방향을 따르도록 배치되어 있다.
도 5b에 도시한 바와 같이 Y축 방향으로 복수 개가 병행된 정렬부(AL1∼AL6) 중 Y축 방향 중앙의 정렬부(AL2∼AL5)는 투영 광학부(PL; PLa∼PLg)의 안쪽에 설치되고, Y축 방향 양측의 정렬부(AL1, AL6)는 투영 광학부(PL)의 바깥쪽에 설치되어 있다. 여기서 도 5b 및 도 5c에 도시한 바와 같이, 복수의 정렬부(AL1∼AL6) 중 바깥쪽 2개의 정렬부 AL1과 AL6과의 간격은 감광 기판(P)의 Y축 방향의 길이와 거의 같게 설정되어 있다. 또한 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 바깥쪽 2개의 정렬부 AL1과 AL6과의 간격은 마스크(M)의 Y축 방향의 길이보다도 길게(마스크(M)의 Y축 방향의 길이 이상으로) 설정되어 있다.
한편 감광 기판(P)에는 도 5c에 도시한 바와 같이, 정렬 처리에 이용되는 복수의 정렬 마크(기판 정렬 마크; m1∼m6)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 감광 기판(P)상에는 Y축 방향으로 6개가 병행되어 있는 정렬 마크(m1∼m6)가 X축 방향의 6개 지점에 간격을 두고 형성되어 있는 바, 전부 36개의 정렬 마크가 형성되어 있다. 또, 도면에서는 정렬 마크는 「●」로서 표시되어 있지만, 예컨대 십자형 「+」라도 박스 마크 「□」라도 좋다.
본 실시 형태에서는 감광 기판(P)상에 있어서 Y축 방향으로 6개 병행한 정렬 마크(m1∼m6)에 대응하여 정렬부(AL1∼AL6)가 설치되어 있다. 그리고 이들 6개의 정렬부(AL1∼AL6)의 각각과 정렬 마크(m1∼m6)의 각각이 마주보도록 설정되고, 정렬부(AL1∼AL6)는 정렬 마크(m1∼m6)의 각각을 마주보는 상태로 이들 정렬 마크(m1∼m6)의 각각을 동시에 검출할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에서는 감광 기판(P)에 형성되어 있는 정렬 마크(m1∼m6)의 배치(간격)에 기초하여 정렬부(AL1∼AL6)의 배치(간격)가 설정된다.
도 4 및 도 5b에 도시한 바와 같이, 정렬부(AL1∼AL6)의 X축 방향 양쪽에는 복수의 기판측 AF 검출부(60; 60a∼60g)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 기판측 AF 검출부는 60a∼60g의 7개가 설치되어 있다. 기판측 AF 검출부(60a∼60g)는 기판 스테이지(PST)에 지지된 감광 기판(P)을 마주보는 위치에 설치되어 있고, 감광 기판(P)의 노광면에 직교하는 방향, 즉 Z축 방향에 있어서의 위치를 각각 검출한다. 복수의 기판측 AF 검출부(60a∼60g) 중 AF 검출부(60a, 60b, 60d, 60f, 60g)가 Y축 방향으로 병행하여 배치되어 있는 동시에, AF 검출부(60c, 60e)가 Y축 방향으로 병행하여 배치되어 있다. 그리고 이들 2열의 AF 검출부(60a, 60b, 60d, 60f, 60g)와 AF 검출부(60c, 60e)가 정렬부(AL; AL1∼AL6)를 사이에 두도록 배치되어 있다.
복수의 기판측 AF 검출부(60a∼60g) 중 Y축 방향 중앙의 기판측 AF 검출부(60b∼60f)는 투영 광학부(PL; PLa∼PLg)의 안쪽에 설치되고, Y축 방향 양측의 기판측 AF 검출부(60a, 60g)는 투영 광학부(PL; PLa∼PLg)의 바깥쪽에 설치되어 있다. 여기서, 바깥쪽의 기판측 AF 검출부(60a, 60g)의 각각은 복수의 정렬부(AL1∼AL6) 중 바깥쪽 2개의 정렬부(AL1, AL6)의 각각에 인접하여 설치되어 있다. 바깥쪽 2개의 기판측 AF 검출부(60a, 60g)의 간격도 감광 기판(P)의 Y축 방향의 길이와 거의 같게 설정되어 있다. 또한, 투영 광학부(PL)의 안쪽에 설치되어 있는 기판측 AF 검출부(60b∼60f)는 2열로 지그재그형으로 배열되어 있고, Y축 방향에 있어서 거의 같은 간격으로 설치되어 있다.
기판측 AF 검출부(60a∼60g)의 각각의 검출 결과는 제어 장치(CONT)에 출력되고, 제어 장치(CONT)는 기판측 AF 검출부(60a∼60g)의 검출 결과에 기초하여 감광 기판(P)의 Z축 방향에 있어서의 위치를 구한다. 더욱이 기판측 AF 검출부(60a∼60g)는 X축 방향 및 Y축 방향의 각각에 있어서 2차원적으로 배치되어 있기 때문에, 제어 장치(CONT)는 복수의 기판측 AF 검출부(60a∼60g)의 검출 결과에 기초하여 감광 기판(P)의 X축 주위 방향 및 Y축 주위 방향에 있어서의 자세를 구할 수 있다. 제어 장치(CONT)는 구한 Z축 방향에 있어서의 위치 및 X축, Y축 주위 방향에 있어서의 자세에 기초하여 기판 스테이지 구동부(PSTD)를 구동하고, 감광 기판(P)의 Z축 방향에 있어서의 위치 조정 및 X축, Y축 주위 방향에 있어서의 자세 조정, 즉 레벨링(leveling) 조정을 행한다.
도 4 및 도 5a에 도시한 바와 같이, 정렬 유닛(U)에는 복수의 마스크측 AF 검출부(70; 70a∼70d)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 마스크측 AF 검출부는 70a∼70d의 4개가 설치되어 있다. 마스크측 AF 검출부(70a∼70d)는 마스크 스테이지(MST)에 지지된 마스크(M)를 마주보는 위치에 설치되어 있고, 마스크(M)의 패턴 형성면에 직교하는 방향, 즉 Z축 방향에 있어서의 위치를 각각 검출한다. 복수의 마스크측 AF 검출부(70a∼70d)의 각각은 Y축 방향으로 같은 간격으로 병행하여 배치되어 있다. 여기서 도 5a에 도시한 바와 같이 마스크측 AF 검출부(70a∼70d)는 투영 광학부(PL; PLa∼PLg)의 안쪽에 설치되고, 바깥쪽 2개의 마스크측 AF 검출부(70a, 70d)의 간격은 마스크(M)의 Y축 방향의 길이와 거의 같게 설정되어 있다.
도 6은 정렬부(AL1)의 개략 구성도이다. 또, 다른 정렬부(AL2∼AL6)도 정렬부(AL1)와 동등한 구성이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 정렬부(AL1)는 정렬용 검출광을 사출하는 할로겐 램프로 이루어진 정렬용 광원(81), 광원(81)으로부터 사출한 검출광을 릴레이 렌즈(83)로 유도하는 광섬유로 이루어진 광도파로(82), 릴레이 렌즈(83)의 광로 아래쪽에 설치된 반거울(84), 반거울(84)과 검출대상인 감광 기판(P; 정렬 마크 m1∼m6) 사이에 설치되어 반거울(84)을 통과한 검출광을 감광 기판(P)상에 조사하는 대물렌즈(85), 검출광의 조사에 의해 감광 기판(P; 정렬 마크)에서 발생한 반사광이 반거울(84)을 통해 유도되는 편향 거울(86), 편향 거울(86)로부터의 반사광을 분기하는 빔 분할기(분기 장치; 87), 빔 분할기(87)로 분기된 2개의 광속 중 한쪽 광속이 입사하는 저배율 정렬 수광부(受光部)(88) 및 다른 쪽 광속이 입사하는 고배율 정렬 수광부(89)를 구비하고 있다. 저배율 정렬 수광부(88)는 저배율용 렌즈부(88A)와 저배율용 촬영 소자(CCD; 88B)를 갖고 있고, 감광 기판(P)상의 넓은 영역을 소정의 정밀도로 계측할 수 있다. 고배율 정렬 수광부(89)는 고배율용 렌즈부(89A)와 고배율용 촬영 소자(CCD; 89B)를 갖고 있고, 감광 기판(P)의 좁은 영역을 고정밀도로 계측할 수 있다. 이들 저배율 정렬 수광부(88A)와 고배율 정렬 수광부(88B)는 같은 축에 배치되어 있다. 그리고 정렬용 검출광의 감광 기판(P; 기판 정렬 마크)에 대한 조사에 의해 발생한 광(반사광)은 저배율 정렬 수광부(88)와 고배율 정렬 수광부(89)의 각각에 수광(受光)된다.
저배율 정렬 수광부(88)는 정렬용 검출광에 의해 조사된 감광 기판(P)의 넓은 영역으로부터의 광 정보에 기초하여 정렬 마크(m1)(m2∼m6)의 위치 정보를 대강의 정밀도로 검출하는 탐색 정렬 처리를 행한다. 한편, 고배율 정렬 수광부(89)는 정렬용 검출광에 의해 조사된 감광 기판(P)의 좁은 영역으로부터의 광 정보에 기초하여 정렬 마크(m1)(m2∼m6)의 위치 정보를 높은 정밀도로 검출하는 미세 정렬 처리를 행한다. 저배율 정렬 수광부(88) 및 고배율 정렬 수광부(89)의 각각은 수광 신호를 제어 장치(CONT)에 출력하고, 제어 장치(CONT)는 정렬 수광부(88, 89) 각각의 수광 신호에 기초하여 화상 처리를 행하여 마크 위치 정보를 구한다. 여기서, 제어 장치(CONT)는 저배율 정렬 수광부(88)에 의한 탐색 정렬 처리 결과를 참조하여 고배율 정렬 수광부(89)에 의한 미세 정렬 처리를 행한다.
정렬부(AL)에 의해 마크 위치 정보를 구할 때, 화상 처리에 의해 마크의 테두리(edge) 정보로부터 마크 위치를 구한다. 또, 마크 위치를 구하는 방법으로서 패턴 매칭(pattern matching)법을 이용하도록 하여도 좋다. 즉, 제어 장치(CONT)는 템플릿(template) 화상을 기억하고 있는 기억 장치(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 패턴 매칭에 의해 템플릿에 일치하는 패턴의 좌표(스테이지의 이동 좌표계에서의 위치)를 구한다. 제어 장치(CONT)는 이 좌표값을 이용하여 연속 노광시나 중첩 노광시에 생긴 편차량을 구하여, 다음 번 이후의 노광시에는 기판 스테이지 구동부(PSTD)에 보정 파라미터를 부여함으로써 위치 맞춤 정밀도를 높인다.
상기 정렬부(AL1)(AL2∼AL6)에서는 광원(81), 광도파로(82) 및 릴레이 렌즈부(83)가 정렬부의 송광부(送光部)를 구성하고 있고, 빔 분할기(87), 저배율 정렬 수광부(88) 및 고배율 정렬 수광부(89)가 정렬부의 수광부를 구성하고 있다. 또, 광원(81)은 복수의 정렬부(AL1∼AL6)의 각각에 설치되는 구성이거나, 또는 하나의 광원(81)으로부터 사출된 광을 복수의 광도파로(광섬유; 82)로 분기하여, 이 분기된 복수의 광을 정렬부(AL1∼AL6)의 각각에 공급하는 구성이어도 무방하다. 또한, 정렬용 검출광은 감광 기판(P)의 레지스트에 대하여 비감광성인 것이 바람직하고, 할로겐 램프로 이루어진 광원(81)으로부터 사출된 광(백색광) 중 특정 파장의 광을 차단하는 필터를 광원(81)과 감광 기판(P) 사이의 광로상에 설치하는 구성으로 하여도 무방하다.
도 7은 기판측 AF 검출부(60a)를 도시한 개략 구성도이다. 또, 다른 기판측 AF 검출부(60b∼60g) 및 마스크측 AF 검출부(70a∼70d)도 AF 검출부(60a)와 동등한 구성이다.
도 7에 도시한 바와 같이 AF 검출부(60a)는 AF용 검출광을 사출하는 LED로 이루어진 AF용 광원(61), 광원(61)으로부터 사출한 검출광이 입사되는 송광 렌즈부(62), 송광 렌즈부(62)를 통과한 광을 검출 대상인 감광 기판(P; 혹은 마스크 M)에 경사 방향으로부터 유도하는 거울(63), 거울(63)을 통해 조사된 검출광에 기초하여 감광 기판(P; 혹은 마스크 M)에서 발생한 반사광을 수광 렌즈부(65)로 유도하는 거울(64) 및 수광 렌즈부(65)를 통과한 광을 수광하는 촬영 소자(CCD; 66)를 구비하고 있다. 송광 렌즈부(62)는 검출광을 예컨대 슬릿형으로 정형하고 나서 감광 기판(P)에 조사한다. 여기서, 도 7에 도시한 바와 같이 검출 대상인 감광 기판(P)의 Z축 방향에 있어서의 위치가 ΔZ 변위하면, 경사 방향에서 조사된 슬릿형 의 검출광은 촬영 소자(66)에 있어서의 X축 방향에 있어서의 결상 위치를 ΔX 변위시킨다. 촬영 소자(66)의 촬영 신호는 제어 장치(CONT)에 출력되고, 제어 장치(CONT)는 촬영 소자(66)에 의한 촬영 위치의 기준 위치에 대한 변위량 ΔX에 기초하여 감광 기판(P)의 Z축 방향에 있어서의 변위량 ΔZ를 구한다. 여기서, 수광 렌즈부(65)의 입사면에서 사출면측으로의 배율이 N배(예컨대 10배)로 설정되어 있으면, 촬영 소자(66)는 감광 기판(P)의 변위 ΔZ에 대하여 N배(10배)의 감도로 검출 가능해진다.
상기 AF 검출부(60a)(60b∼60g, 70a∼70d)에서는 광원(61), 송광 렌즈부(62) 및 거울(63)이 AF 검출부의 송광부를 구성하고 있고, 거울(64), 수광 렌즈부(65) 및 촬영 소자(66)가 AF 검출부의 수광부를 구성하고 있다. 또, 광원(61)은 복수의 AF 검출부(60a∼60g)(70a∼70d)의 각각에 설치하는 구성이라도 좋고, 하나의 광원(61)으로부터 사출된 광을 복수의 광도파로(광섬유)로 분기하여, 이 분기된 복수의 광을 복수의 AF 검출부의 각각에 공급하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, AF용 검출광도 감광 기판(P)의 레지스트에 대하여 비감광성인 것이 바람직하고, 광원(61)에서 사출된 광 중 특정 파장의 광을 차단하는 필터를 광원(61)과 감광 기판(P) 사이의 광로 상에 설치하는 구성으로 하여도 좋다.
그런데 본 실시 형태에 있어서의 정렬부(AL)는 비축(off-axis) 방식으로서, 정렬 처리를 행하는데 있어서 마스크(M)와 기판 정렬부(AL)와의 상대 위치인 기준선(base line)의 값이 계측된다. 이하 기준선 계측 방법에 대해서 설명한다.
도 1, 도 2 및 도 5에 도시한 바와 같이 마스크(M)에는 기준선 계측용 마크( 마스크측 AIS 마크; 90)가 설치되어 있고, 기판 스테이지(PST)에는 기준선 계측용 마크(기판측 AIS 마크; 91)를 갖는 기준 부재(92)가 설치되어 있다. 기판측 AIS 마크(91)의 Z축 방향에 있어서의 형성 위치(높이)는 감광 기판(P)의 표면(노광면)과 거의 일치하도록 설정되어 있다. 또한, 마스크측 AIS 마크(90)는 마스크(M)의 특정 위치(예컨대 중심 위치)에 대하여 소정의 위치 관계로 설치되어 있다. 마스크측 AIS 마크(90)와 기판측 AIS 마크(91)는 대응하고 있고, 각각 Y축 방향으로 복수 개가 병행하여 설치되어 있다. 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 기준 부재(92)의 아래쪽에는 기준 부재(92)를 통과한 광을 수광할 수 있는 AIS 수광부(94)가 기판 스테이지(PST)에 매설되어 있다. AIS 수광부(94)는 렌즈부(95)와, 렌즈부(95)를 통한 광을 수광하는 촬영 소자(CCD; 96)를 구비하고 있다.
다음으로 도 8을 참조하여 기준선 계측 순서를 설명한다.
도 8a에 도시한 바와 같이, 기판측 AF 검출부(60)가 기판 스테이지(PST)에 설치되어 있는 기판측 AIS 마크(91)를 갖는 기준 부재(92)와의 거리를 검출하는 동시에, 마스크측 AF 검출부(70)가 마스크측 AIS 마크(90)를 갖는 마스크(M)와의 거리를 검출한다. 제어 장치(CONT)는 기판측 AF 검출부(60) 및 마스크측 AF 검출부(70) 각각의 검출 결과에 기초하여 마스크(M)와 기준 부재(92)와의 거리를 구한다(단계 SA1).
이 때, 마스크(M)를 지지하고 있는 마스크 스테이지(MST)의 위치는 레이저 간섭계(Mx1, Mx2, My1)에 의해 검출되고, 기판 스테이지(PST)의 위치는 레이저 간섭계(Px1, Px2, Py1)에 의해 검출되고 있다. 즉, 마스크(M; 마스크 스테이지 MST) 는 레이저 간섭계(My1), 기판 스테이지(PST)는 레이저 간섭계(Py1, Py2, Py3) 중 어느 하나로 Y축 방향 좌표도 검출한다.
계속해서, 도 8b에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 소위 TTL(Through The Lens) 방식에 의해 촬영 소자(96)로 마스크(M)의 AIS 마크(90)와 기판 스테이지(PST)상의 AIS 마크(91)를 검출하고, 이 검출 결과에 기초하여 마스크(M)와 기판 스테이지(PST)의 상대 위치를 구한다(단계 SA2).
구체적으로, 제어 장치(CONT)는 촬영 소자(96)로 마스크측 AIS 마크(90)의 상과 기판측 AIS 마크(91)의 상이 일치하도록 마스크 스테이지(MST) 및 기판 스테이지(PST)를 이동하고, 조명 광학부(IL)에서 마스크(M)의 마스크측 AIS 마크(90)를 조명한다. 마스크(M)를 통과한 조명광(노광광)은 투영 광학부(PL)를 통과하는 동시에 기판측 AIS 마크(91)를 통과하여 촬영 소자(96)로 유도된다. 여기서, 제어 장치(CONT)는 단계 SA1에서 구한 마스크(M)와 기준 부재(92)와의 거리에 기초하여 기판 스테이지(PST)의 Z축 방향에 있어서의 위치나 투영 광학부(PL)의 이미지 특성을 조정하고, 마스크측 AIS 마크(90) 및 기판측 AIS 마크(91)의 각각의 상을 촬영 소자(96)로 결상시킨다(핀트를 맞춘다). 이 때, 마스크(M)를 지지하고 있는 마스크 스테이지(MST)의 위치는 레이저 간섭계(Mx1, Mx2, My1)에 의해 검출되고, 기판 스테이지(PST)의 위치는 레이저 간섭계(Px1, Px2, Py1)에 의해 검출되고 있다. 또, 노광광을 이용하여 촬영 소자(96)로 AIS 마크(90, 91)를 촬영할 때, 촬영 소자(96)상에서 최적의 광량(조도)을 얻을 수 있도록, 예컨대 조명 광학부(IL)내의 필터(13)를 구동할 수 있다.
다음으로 도 8c에 도시한 바와 같이, 제어 장치(CONT)는 기판 스테이지(PST)를 이동하여 정렬부(AL)의 계측 영역 중심(구체적으로는 계측 영역에 설치되어 있는 지표 마크)에 기판 스테이지(PST)의 AIS 마크(91)를 일치시키고, 이 때의 기판 스테이지(PST)의 위치를 레이저 간섭계(Px1, Px2, Py1)로 검출한다(단계 SA3).
단계 SA2 및 단계 SA3에서 구한 레이저 간섭계에 의한 스테이지 위치 검출 결과로부터 마스크(M)와 정렬부(AL)의 상대 위치인 기준선값을 구할 수 있다. 그리고 구한 기준선값에 기초하여 제어 장치(CONT)는 기판 스테이지(PST)상에 적재된 감광 기판(P)을 정렬부(AL)에 의해 마스크(M)에 대하여 위치 맞춤(정렬)한다.
또, 기준선 계측은 노광 처리 개시마다 행하여도 좋고, 소정 시간 간격마다(예컨대 10시간마다, 또는 하루마다 등) 및 미리 설정한 소정 로트(lot) 수마다 행하도록 하여도 좋다. 또한, 상기 AIS 마크(90, 91)의 상을 촬영 소자(96)로 촬영하면서 투영 광학부(PL; PLa∼PLg)의 이미지 시프트 기구(19), 배율 조정 기구(23) 및 로테이션 조정 기구로서의 직각 프리즘(24, 27)을 구동하여 투영 광학부(PLa∼PL9) 각각의 시프트, 스케일링 및 로테이션과 같은 이미지 특성을 조정할 수 있다.
다음에, 상기 정렬부(AL)를 갖는 노광 장치(EX)에 의해 마스크(M)와 감광 기판(P)을 정렬하는 방법 및 마스크(M)의 패턴을 감광 기판(P)에 노광하는 방법에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에서는, 도 9에 도시한 바와 같이 감광 기판(P)상에 9개의 패턴 형성 영역(노광 영역; PA1∼PA9)을 설정하고, 이들 패턴 형성 영역(PA1∼PA9)의 각각에 대하여 노광 처리하여 소자를 형성하는 것으로 한다. 여기서 복수 의 패턴 형성 영역(PA1∼PA9) 중 패턴 형성 영역(PA1∼PA3)이 Y축 방향(제2 방향)으로 3개 병행하여 설정되고, 패턴 형성 영역(PA4∼PA6)이 Y축 방향으로 3개 병행하여 설정되며, 패턴 형성 영역(PA7∼PA9)이 Y축 방향으로 3개 병행하여 설정되어 있다.
패턴 형성 영역(PA1∼PA9)의 각각은 X축 방향에 있어서의 크기 쪽이 Y축 방향보다 크게 설정되어 있다. 그리고 Y축 방향으로 병행한 복수의 정렬 마크(m1∼m6) 중 정렬 마크(m1, m2)가 패턴 형성 영역(PA3, PA6, PA9)에 배치되고, 정렬 마크(m3, m4)가 패턴 형성 영역(PA2, PA5, PA8)에 배치되며, 정렬 마크(m5, m6)가 패턴 형성 영역(PA1, PA4, PA7)에 배치되도록 정렬 마크(m1∼m6) 각각의 간격이 미리 설정되어 있다. 그리고 Y축 방향으로 병행한 정렬 마크(m1∼m6)가 X축 방향으로 미리 설정된 간격을 두고 배치되는 바, 패턴 형성 영역(PA3, PA6, PA9) 각각의 네 코너에 정렬 마크(m1, m2)가 배치되고, 패턴 형성 영역(PA2, PA5, PA8) 각각의 네 코너에 정렬 마크(m3, m4)가 배치되며, 패턴 형성 영역(PA1, PA4, PA7) 각각의 네 코너에 정렬 마크(m5, m6)가 배치된다.
여기서, 이하의 설명에 있어서 Y축 방향으로 병행하는 패턴 형성 영역(PA1∼PA3)을 「블록 BR1」, 패턴 형성 영역(PA4∼PA6)을 「블록 BR2」, 패턴 형성 영역(PA7∼PA9)을 「블록 BR3」이라고 칭하기로 한다. 따라서 감광 기판(P)은 X축 방향에 관하여 분할된 3개의 블록(BR1, BR2, BR3)으로 설정된다. 그리고 X축 방향으로 병행하는 레이저 간섭계(Py1∼Py3)의 배치(간격)는 감광 기판(P)상에서 X축 방향으로 병행하는 복수의 블록(BR1, BR2, BR3)에 대응하도록 설정되어 있다. 즉, 레이저 간섭계(Py1∼Py3)의 간격은 패턴 형성 영역(PA1, PA4, PA7)의 X축 방향에 있어서의 길이에 따라 설정되어 있다. 또한 감광 기판(P)은 대형 기판으로서, 이동 거울(34b)의 X축 방향에 있어서의 길이는 감광 기판(P)의 X축 방향에 있어서의 길이보다도 짧고, 이동 거울(34b)은 높은 가공 정밀도로 제조되어 있다.
이하, 도 10 내지 도 15 및 도 16, 도 17의 흐름도를 참조하면서 정렬 처리 순서 및 노광 처리 순서에 대해서 설명한다.
도 8을 이용하여 설명한 바와 같이 기준선 계측이 행해진 후, 도 10a에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 기판 스테이지(PST)를 이동하여 감광 기판(P)에 설치되어 있는 X측에서부터 1열째의 정렬 마크(m1∼m6) 각각과 정렬부(AL1∼AL6) 각각을 마주보게 한다. 앞서 설명한 바와 같이 본 실시 형태에서는, 감광 기판(P)에 형성되어 있는 정렬 마크(m1∼m6)의 배치(간격)에 기초하여 정렬부(AL1∼AL6)의 배치(간격)가 설정되어 있다. 그리고 제어 장치(CONT)는 이 때의 기판 스테이지(PST)의 X축 방향 및 θZ 방향에 있어서의 위치를 레이저 간섭계(Px1, Px2)를 이용하여 검출하는 동시에, 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3) 중 패턴 형성 영역(PA1∼PA3; 블록 BR1)에 대응하는 하나의 레이저 간섭계(Py1)를 선택하고, 기판 스테이지(PST)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 레이저 간섭계(Py1)를 이용하여 검출한다. 이 때 레이저 간섭계(Py2, Py3)는 이동 거울(34b)과 마주보고 있지 않다. 그리고 제어 장치(CONT)는 레이저 간섭계로 기판 스테이지(PST)의 위치를 검출하면서, 정렬부(AL1∼AL6)와 -X측에서 1열째의 정렬 마크(m1∼m6)의 각각을 마주보는 상태로 Y축 방향으로 복수 개가 병행된 패턴 형성 영역(노광 영역; PA1∼PA3)의 각각에 대응하는 정렬 마크(m1∼m6)를 동시에 검출한다(단계 SB1).
이 때, 패턴 형성 영역(PA1)에는 2개의 정렬 마크(m5, m6)가 배치되고, 패턴 형성 영역(PA2)에는 2개의 정렬 마크(m3, m4)가 배치되며, 패턴 형성 영역(PA3)에는 2개의 정렬 마크(m5, m6)가 배치되어 있고, 이들 정렬 마크에 대응하도록 패턴 형성 영역(PA1)에 대하여 2개의 정렬부(AL5, AL6)가 배치되며, 패턴 형성 영역(PA2)에 대하여 2개의 정렬부(AL3, AL4)가 배치되고, 패턴 형성 영역(PA3)에 대하여 2개의 정렬부(AL1, AL2)가 배치되어 있다. 즉, 복수의 정렬부(AL1∼AL6)는 Y축 방향으로 병행하는 패턴 형성 영역{노광 영역(PA1∼PA3)(PA4∼PA6, PA7∼PA9)}의 각각에 대응하여 2개씩 배치되어 있는 구성으로 되어 있다.
계속해서, 도 10b에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 기판 스테이지(PST)를 -X 방향으로 이동하여 감광 기판(P)에 설치되어 있는 -X측에서 2열째의 정렬 마크(m1∼m6)의 각각과 정렬부(AL1∼AL6)의 각각을 마주보게 하고, 레이저 간섭계(Py1)로 기판 스테이지(PST)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출하는 동시에 레이저 간섭계(Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 X축 및 θZ 방향에 있어서의 위치를 검출하며, 정렬 마크(m1∼m6)의 각각을 동시에 검출한다(단계 SB2).
제어 장치(CONT)는 패턴 형성 영역(PA1∼PA3)의 각각에 대하여 X축 방향으로 소정 거리 떨어진 2지점에서 1열째의 정렬 마크 및 2열째의 정렬 마크의 위치 검출을 행하고, 이들 검출 결과에 기초하여 각 패턴 형성 영역(PA1∼PA3)에 관한 시프트, 스케일링 및 로테이션 등의 이미지 특성을 보정하는 보정 파라미터를 구한다(단계 SB3).
여기서 1열째의 정렬 마크 검출 후 2열째의 정렬 마크를 검출하기 위해 감광 기판(P)이 정렬 유닛(U)에 대하여 주사하게 되지만, 이 때 정렬 유닛(U) 중 Y축 방향으로 병행한 복수의 기판 AF 검출부(60a∼60g)의 각각이 감광 기판(P)의 표면의 높이 위치를 X축 방향에서 소정의 거리 간격으로 검출한다. 즉, 감광 기판(P)의 표면 높이 위치가 바둑판 눈금 모양의 복수 위치에서 검출된다. 이들 기판 AF 검출부(60a∼60g) 각각의 검출 결과는 제어 장치(CONT)에 출력되고, 제어 장치(CONT)는 기판 AF 검출부(60a∼60g)의 검출 결과에 기초하여 감광 기판(P)의 패턴 형성 영역(PA1∼PA3) 각각의 표면 형상을 구한다(단계 SB4).
그런데, 전술한 바와 같이 복수의 정렬부(AL1∼AL6) 중 바깥쪽 2개의 정렬부(AL1 및 AL6)에는 기판 AF 검출부(60a 및 60g)가 근접하여 설치되어 있다. 따라서 기판 AF 검출부(60a 및 60g)에 의한 감광 기판(P)의 Z축 방향에 있어서의 위치 정보를 모니터하면서 정렬부에 의한 정렬 처리(정렬 마크 검출)를 행함으로써 정렬 처리시에 있어서 감광 기판(P)이 투영 광학부의 결상면으로부터 Z축 방향으로 크게 어긋난 상태로 정렬 처리하는 문제를 억제할 수 있다.
또한, 정렬부(AL1∼AL6)에는 도 6을 이용하여 설명한 바와 같이 탐색 정렬용 저배율 정렬 수광부(88)와, 미세 정렬용 고배율 정렬 수광부(89)가 설치되어 있다. 따라서, 예컨대 고배율 정렬 수광부(89)를 이용한 정렬 마크 검출이 불가능한 경우, 저배율 정렬 수광부(88)로 전환하여 정렬 마크 검출을 행함으로써 정렬 마크 검출이 가능해진다. 이와 같이 저배율 및 고배율 정렬 수광부를 전환하여 정렬 마크 검출을 행함으로써 정렬 처리를 원활하게 행할 수 있다. 또, 저배율 및 고배율 정렬 수광부는 모든 정렬부(AL1∼AL6)에 설치할 필요는 없고, 적어도 바깥쪽 2개의 정렬부(AL1 및 AL6)에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 물론 모든 정렬부(AL1∼AL6)에 설치되어 있어도 상관없다.
계속해서, 제어 장치(CONT)는 단계 SB3에서 구한 보정 파라미터에 기초하여 이미지 특성을 보정한 후, 레이저 간섭계(Py1 및 Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 위치 검출을 하면서 패턴 형성 영역(PA1)에 대한 노광 처리를 행한다(단계 SB5).
즉, 도 10c에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 투영 광학부(PL)와 패턴 형성 영역(PA1)의 +X측 단부가 마주보도록 기판 스테이지(PST)를 이동한다. 동시에 제어 장치(CONT)는 도 10에서는 도시되지 않은 마스크(M)를 지지하는 마스크 스테이지(MST)도 -X측으로 이동하고, 감광 기판(P)에 대하여 마스크(M)를 위치 맞춤한다. 그리고 마스크(M)와 감광 기판(P)을 투영 광학부(PL)에 대하여 +X 방향으로 동기 이동하면서 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명함으로써 패턴 형성 영역(PA1)에 대하여 노광 처리가 행해진다. 도 10d에는 패턴 형성 영역(PA1)에 대한 주사 노광이 종료된 후의 상태가 도시되어 있다. 여기서, 단계 SB4에서 구한 감광 기판(P; 패턴 형성 영역 PA1)의 표면 형상 데이터에 기초하여 투영 광학부의 결상면과 감광 기판(P)의 표면이 일치하도록 기판 스테이지(PST)를 Z축 방향, 혹은 θX, θY 방향으로 이동하여 감광 기판(P)의 자세를 제어하면서 주사 노광을 행한다. 또, 복수의 투영 광학부(PLa∼PLg) 중 사용하지 않는 투영 광학부{예컨대 패턴 형성 영역(PA1)으로부터 밀려나오는 투영 광학부(PLa, PLg) 등}는 그 광로가 조명 셔터(6)에 의해 차단된다.
계속해서, 제어 장치(CONT)는 보정 파라미터에 기초하여 이미지 특성을 보정한 후, 레이저 간섭계(Py1, 및 Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 위치 검출을 하면서 패턴 형성 영역(PA2)에 대한 노광 처리를 행한다(단계 SB6).
즉, 도 11a에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 투영 광학부(PL)와 패턴 형성 영역(PA2)의 -X측 단부가 마주보도록 기판 스테이지(PST)를 -Y 방향으로 스텝 이동한다. 이 때 마스크 스테이지(MST)는 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 위치 맞춤을 하기 위해서 미동할 뿐이며, 거의 이동하지 않아도 되는 장점이 있다. 그리고 마스크(M)와 감광 기판(P)을 투영 광학부(PL)에 대하여 -X 방향으로 동기 이동하면서 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명함으로써, 패턴 형성 영역(PA2)에 대하여 노광 처리가 행해진다. 도 11b에는 패턴 형성 영역(PA2)에 대한 주사 노광이 종료된 후의 상태가 도시되어 있다. 패턴 형성 영역(PA2)에 대한 주사 노광시에 있어서도, 단계 SB4에서 구한 패턴 형성 영역(PA2)의 표면 형상 데이터에 기초하여 감광 기판(P)의 Z축 방향의 위치 제어 및 레벨링 제어를 행하면서 주사 노광이 행해진다.
여기서 패턴 형성 영역(PA1)에 대한 주사 노광 처리시에, 감광 기판(P)은 +X 방향으로 주사하고, 이 패턴 형성 영역(PA1)에 인접하는 패턴 형성 영역(PA2)에 대한 주사 노광 처리시에, 감광 기판(P)은 -X 방향으로 주사한다. 즉, Y축 방향으로 병행한 패턴 형성 영역(PA1∼PA3)의 각각에 대응하는 X축 방향의 2지점에서 정렬 마크를 검출한 후, Y축 방향으로 인접하는 복수의 패턴 형성 영역(PA1, PA2)에 있 어서 서로 역방향의 동기 이동에 의해 감광 기판(P)을 노광하는 구성이다. 이렇게 함으로써 노광 장치 전체의 처리량(throughput)을 향상시킬 수 있다. 즉 종래에는 하나의 패턴 형성 영역에 대한 노광 처리 종료 후, 다음 패턴 형성 영역에 대한 노광 처리를 행하기 위해 마스크(마스크 스테이지)를 초기 상태로 되돌리기 위해서는 주사 방향으로 크게 이동해야 했지만, 본 실시 형태에서는 하나의 패턴 형성 영역에 대한 노광 처리 종료 후 다음 패턴 형성 영역에 대한 노광 처리를 행할 때에도 마스크(마스크 스테이지)를 크게 이동할 필요가 없기 때문에, 이 마스크의 이동 시간을 감소시킬 수 있으므로 처리량을 향상시킬 수 있다. 그리고 본 실시 형태에서 패턴 형성 영역의 비주사 방향(Y축 방향)에 있어서의 크기는 주사 방향(X축 방향)보다 작기 때문에, 마스크를 주사 방향으로 크게 이동하는 것보다도 도 10d 내지 도 11a에 도시한 바와 같이 감광 기판(P)을 Y축 방향으로 스텝 이동하는 쪽이 이동 거리가 짧아져서 효과적이다.
계속해서, 제어 장치(CONT)는 보정 파라미터에 기초하여 이미지 특성을 보정한 후 레이저 간섭계(Py1 및 Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 위치 검출을 하면서 패턴 형성 영역(PA3)에 대한 노광 처리를 행한다(단계 SB7).
즉, 도 11c에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 투영 광학부(PL)와 패턴 형성 영역(PA3)의 +X측 단부가 마주보도록 기판 스테이지(PST)를 -Y 방향으로 스텝 이동한다. 이 때에도 마스크 스테이지(MST)는 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 위치 맞춤을 하기 위해서 미동할 뿐이며, 거의 이동하지 않아도 되는 장점이 있다. 그리고 마스크(M)와 감광 기판(P)을 투영 광학부(PL)에 대하여 +X 방향으로 동기 이동 하면서 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명함으로써, 패턴 형성 영역(PA3)에 대하여 노광 처리가 행해진다. 도 11d에는 패턴 형성 영역(PA3)에 대한 주사 노광이 종료된 후의 상태가 도시되어 있다. 패턴 형성 영역(PA3)에 대한 주사 노광시에 있어서도, 단계 SB4에서 구한 패턴 형성 영역(PA2)의 표면 형상 데이터에 기초하여 감광 기판(P)의 Z축 방향의 위치 제어 및 레벨링 제어를 행하면서 주사 노광이 행해진다. 이 경우도 패턴 형성 영역(PA3)에 대한 노광 처리시에 있어서의 주사 방향은 인접하는 패턴 형성 영역(PA2)에 대한 노광 처리시에 있어서의 주사 방향과 역방향으로 설정된 구성이다.
상기 단계 SB1∼SB7에 있어서의 기판 스테이지(PST)의 X축 방향에 있어서의 위치 검출, 즉, 복수의 패턴 형성 영역(PA1∼PA3; 블록 BR1)에 대한 정렬 처리 및 노광 처리에 있어서의 X축 방향의 위치 검출은 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이 레이저 간섭계(Px1, Px2)에 의해 행해지고, Y축 방향에 있어서의 위치 검출은 레이저 간섭계(Py1)에 의해 행해진다. 즉, X축 방향으로 복수 개가 병행된 레이저 간섭계(Py1∼Py3) 중 위치 검출에 이용하는 레이저 간섭계는 Py1 하나이다. 그리고 이 하나의 레이저 간섭계(Py1)로 위치를 검출하고, 이 레이저 간섭계(Py1)의 위치 검출값에 기초하여 정렬 마크 검출을 행하여 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 정렬 처리를 행한 후, 마스크(M)의 패턴이 패턴 형성 영역(PA1∼PA3)에 노광된다. 그리고 여기서는, Y축 방향으로 복수 개가 병행된 패턴 형성 영역(PA1∼PA3)의 각각이 순차적으로 연속 노광되는 동시에, 이 연속 노광 중에 있어서 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3) 중의 패턴 형성 영역(PA1∼PA3; 블록 BR1)에 대응하는 특정한 레 이저 간섭계(Py1)가 위치 검출에 이용되는 구성으로 되어 있다.
계속해서, 도 12a에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 기판 스테이지(PST)를 이동하여, 감광 기판(P)에 설치되어 있는 -X측으로부터 3열째의 정렬 마크(m1∼m6)의 각각과 정렬부(AL1∼AL6)의 각각을 마주보게 한다. 그리고 제어 장치(CONT)는 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3) 중 패턴 형성 영역(PA4∼PA6; 블록 BR2)에 대응하는 하나의 레이저 간섭계(Py2)를 선택한다. 제어 장치(CONT)는 기판 스테이지(PST)의 X축 방향에 있어서의 위치가 이동한 것에 따라, 기판 스테이지(PST)의 Y축 방향의 위치 검출에 이용하는 레이저 간섭계를 레이저 간섭계(Py1)에서 상기 선택한 레이저 간섭계(Py2)로 전환한다(단계 SB8).
그리고 제어 장치(CONT)는 이 때의 기판 스테이지(PST)의 X축 방향 및 θZ 방향에 있어서의 위치를 레이저 간섭계(Px1, Px2)를 이용하여 검출하는 동시에, 기판 스테이지(PST)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 레이저 간섭계(Py2)를 이용하여 검출한다. 제어 장치(CONT)는 레이저 간섭계로 기판 스테이지(PST)의 위치를 검출하면서, 정렬부(AL1∼AL6)와 -X측에서 3열째의 정렬 마크(m1∼m6)의 각각을 마주보는 상태로 Y축 방향으로 복수 개가 병행된 패턴 형성 영역(노광 영역; PA4∼PA6)의 각각에 대응하는 정렬 마크(m1∼m6)를 동시에 검출한다(단계 SB9).
레이저 간섭계를 Py1에서 Py2로 전환할 때, 레이저 간섭계 Py1의 위치 검출 결과가 레이저 간섭계 Py2의 위치 검출에 이용된다. 구체적으로는, 제어 장치(CONT)는 레이저 간섭계 Py1에서 레이저 간섭계 Py2로 전환할 때에, 예컨대 레이저 간섭계(Py1)에 의한 기판 스테이지(PST)의 위치 검출 동작을 소정 회수 행하 는 동시에 레이저 간섭계(Py2)에 의한 기판 스테이지(PST)의 위치 검출 동작을 소정 회수 행하고, 이들 검출 결과의 평균값의 차이를 구한다. 그리고 상기 구한 차이를 보정값으로 하고, 이 보정값에 기초하여 레이저 간섭계(Py2)에 의한 기판 스테이지(PST)의 위치 검출 동작을 행한다. 이와 같이, 블록(BR2; 패턴 형성 영역 PA4∼PA6)에 관한 정렬 처리의 일부인 레이저 간섭계(Py2)의 위치 검출 동작에는 X축 방향에서 인접하는 블록(BR1; 패턴 형성 영역 PA1∼PA3)의 정렬 결과의 일부인 레이저 간섭계(Py1)의 위치 검출 결과가 이용된다.
이 때, 레이저 간섭계(Py2)를 동작시켜 레이저 간섭계 Py1과 Py2와의 차분(差分)을 계측하여 오프셋(offset) 1로서 기억한다. 이후, 기판 스테이지(PST)의 Y 좌표는 레이저 간섭계(Py2)의 계측값과 오프셋 1에 의해 구한다.
계속해서, 도 12b에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 기판 스테이지(PST)를 -X 방향으로 이동하여, 감광 기판(P)에 설치되어 있는 -X측으로부터 4열째의 정렬 마크(m1∼m6)의 각각과 정렬부(AL1∼AL6)의 각각을 마주보게 하고, 레이저 간섭계(Py2)로 기판 스테이지(PST)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출하는 동시에 레이저 간섭계(Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 X축 방향 및 θZ축 방향에 있어서의 위치를 검출하며, 이들 정렬 마크(m1∼m6)의 각각을 동시에 검출한다(단계 SB10).
제어 장치(CONT)는 패턴 형성 영역(PA4∼PA6)의 각각에 대하여 X축 방향으로 소정 거리 떨어진 2지점에서 1열째의 정렬 마크 및 2열째의 정렬 마크의 위치 검출을 행하고, 이들 검출 결과에 기초하여 각 패턴 형성 영역(PA4∼PA6)에 관한 시프 트, 스케일링 및 로테이션 등의 이미지 특성을 보정하는 보정 파라미터를 구한다(단계 SB11).
여기서 3열째의 정렬 마크 검출 후 4열째의 정렬 마크를 검출하기 위해서 감광 기판(P)이 정렬 유닛(U)에 대하여 주사하게 되고, 이 때 정렬 유닛(U) 중 Y축 방향으로 병행한 복수의 기판 AF 검출부(60a∼60g)의 각각이 감광 기판(P)의 표면의 높이 위치를 X축 방향에 있어서 소정의 거리 간격으로 검출한다. 이들 기판 AF 검출부(60a∼60g) 각각의 검출 결과는 제어 장치(CONT)에 출력되고, 제어 장치(CONT)는 기판 AF 검출부(60a∼60g)의 검출 결과에 기초하여 감광 기판(P)의 패턴 형성 영역(PA4∼PA6) 각각의 표면 형상을 구한다(단계 SB12).
계속해서, 제어 장치(CONT)는 단계 SB11에서 구한 보정 파라미터에 기초하여 이미지 특성을 보정한 후, 레이저 간섭계(Py2 및 Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 위치를 검출하면서 패턴 형성 영역(PA4)에 대한 노광 처리를 행한다(단계 SB13).
즉, 도 12c에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 투영 광학부(PL)와 패턴 형성 영역(PA4)의 +X측 단부가 마주보도록 기판 스테이지(PST)를 이동한다. 그리고, 마스크(M)와 감광 기판(P)을 투영 광학부(PL)에 대하여 +X 방향으로 동기 이동하면서 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명함으로써 패턴 형성 영역(PA4)에 대하여 노광 처리가 행해진다. 도 12d에는 패턴 형성 영역(PA4)에 대한 주사 노광이 종료된 후의 상태가 도시되어 있다. 여기서 단계 SB12에서 구한 감광 기판(P; 패턴 형성 영역 PA4)의 표면 형상 데이터에 기초하여 투영 광학부의 결상면과 감광 기판(P)의 표면이 일치하도록 기판 스테이지(PST)를 Z축 방향, 혹은 θX, θY 방향으로 이동하여 감광 기판(P)의 자세를 제어하면서 주사 노광이 행해진다.
계속해서, 제어 장치(CONT)는 보정 파라미터에 기초하여 이미지 특성을 보정한 후, 레이저 간섭계(Py2 및 Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 위치를 검출하면서 패턴 형성 영역(PA5)에 대한 노광 처리를 행한다(단계 SB14).
즉, 도 13a에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 투영 광학부(PL)와 패턴 형성 영역(PA5)의 -X측 단부가 마주보도록 기판 스테이지(PST)를 -Y 방향으로 스텝 이동한다. 이 때 마스크 스테이지(MST)는 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 위치 맞춤을 하기 위해서 미동할 뿐이며, 거의 이동하지 않아도 되는 장점이 있다. 그리고 마스크(M)와 감광 기판(P)을 투영 광학부(PL)에 대하여 -X 방향으로 동기 이동하면서 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명함으로써, 패턴 형성 영역(PA5)에 대하여 노광 처리가 행해진다. 도 13b에는 패턴 형성 영역(PA5)에 대한 주사 노광이 종료된 후의 상태가 도시되어 있다.
계속해서, 제어 장치(CONT)는 보정 파라미터에 기초하여 이미지 특성을 보정한 후, 레이저 간섭계(Py2 및 Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 위치를 검출하면서 패턴 형성 영역(PA6)에 대한 노광 처리를 행한다(단계 SB15).
즉, 도 13c에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 투영 광학부(PL)와 패턴 형성 영역(PA6)의 +X측 단부가 마주보도록 기판 스테이지(PST)를 -Y 방향으로 스텝 이동한다. 이 때에도 마스크 스테이지(MST)는 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 위치 맞춤을 하기 위해서 미동할 뿐이며, 거의 이동하지 않아도 되는 장점이 있다. 그리 고 마스크(M)와 감광 기판(P)을 투영 광학부(PL)에 대하여 +X 방향으로 동기 이동하면서 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명함으로써, 패턴 형성 영역(PA6)에 대하여 노광 처리가 행해진다. 도 13d에는 패턴 형성 영역(PA6)에 대한 주사 노광이 종료된 후의 상태가 도시되어 있다.
상기 단계 SB9∼SB15에 있어서의 기판 스테이지(PST)의 X축 방향에 있어서의 위치 검출은 레이저 간섭계(Px1, Px2)에 의해 행해지고, Y축 방향에 있어서의 위치 검출은 레이저 간섭계(Py2)에 의해 행해진다. 즉, X축 방향으로 복수 개가 병행된 레이저 간섭계(Py1∼Py3) 중 위치 검출에 이용하는 레이저 간섭계는 Py2 하나이다. 그리고 이 하나의 레이저 간섭계(Py2)로 위치를 검출하고, 이 레이저 간섭계(Py2)의 위치 검출값에 기초하여 정렬 마크 검출을 행하여 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 정렬 처리를 행한 후, 마스크(M)의 패턴이 패턴 형성 영역(PA4∼PA6)으로 노광된다. 그리고 여기서도, Y축 방향으로 복수 개가 병행된 패턴 형성 영역(PA4∼PA6)의 각각이 순차적으로 연속 노광되는 동시에, 이 연속 노광 중에 있어서 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3) 중 패턴 형성 영역(PA4∼PA6; 블록 BR2)에 대응하는 특정한 레이저 간섭계(Py2)가 위치 검출에 이용되는 구성으로 되어 있다.
그리고, 제어 장치(CONT)는 이용하는 레이저 간섭계를 Py2에서 Py3으로 전환한다(단계 SB16).
계속해서, 도 14a에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 기판 스테이지(PST)를 이동하고, 감광 기판(P)에 설치되어 있는 -X측으로부터 5열째의 정렬 마크(m1∼m6)의 각각과 정렬부(AL1∼AL6)의 각각을 마주보게 한다. 그리고 제 어 장치(CONT)는 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3) 중 패턴 형성 영역(PA7∼PA9;블록 BR3)에 대응하는 하나의 레이저 간섭계(Py3)를 선택한다. 제어 장치(CONT)는 기판 스테이지(PST)의 X축 방향에 있어서의 위치가 이동함에 따라, 기판 스테이지(PST)의 Y축 방향의 위치 검출에 이용하는 레이저 간섭계를 레이저 간섭계(Py2)에서 상기 선택한 레이저 간섭계(Py3)로 전환한다(단계 SB16).
그리고, 제어 장치(CONT)는 이 때의 기판 스테이지(PST)의 X축 방향 및 θZ 방향에 있어서의 위치를 레이저 간섭계(Px1, Px2)를 이용하여 검출하는 동시에, 기판 스테이지(PST)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 레이저 간섭계(Py3)를 이용하여 검출한다. 제어 장치(CONT)는 레이저 간섭계로 기판 스테이지(PST)의 위치를 검출하면서, 정렬부(AL1∼AL6)와 -X측으로부터 5열째의 정렬 마크(m1∼m6)의 각각을 마주보는 상태로 Y축 방향으로 복수 개가 병행된 패턴 형성 영역(노광 영역; PA7∼PA9)의 각각에 대응하는 정렬 마크(m1∼m6)를 동시에 검출한다(단계 SB17).
이 때, 레이저 간섭계(Py3)를 동작시켜 레이저 간섭계 Py2와 Py3과의 차이값을 오프셋 2로서 기억한다. 이후, 기판 스테이지(PST) 좌표를 레이저 간섭계(Py3)의 계측값과 오프셋 1 및 오프셋 2에 의해 구한다.
여기서도, 레이저 간섭계를 Py2에서 Py3으로 전환할 때, 레이저 간섭계 Py2의 위치 검출 결과가 레이저 간섭계 Py3의 위치 검출에 이용된다. 즉, 블록(BR3; 패턴 형성 영역 PA7∼PA9)에 관한 정렬 처리의 일부인 레이저 간섭계 Py3의 위치 검출 동작에는 X축 방향에서 인접하는 블록(BR2; 패턴 형성 영역 PA4∼PA6)의 정렬 결과의 일부인 레이저 간섭계 Py2의 위치 검출 결과가 이용된다.
계속해서, 도 14b에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 기판 스테이지(PST)를 -X 방향으로 이동하여, 감광 기판(P)에 설치되어 있는 -X측으로부터 6열째의 정렬 마크(m1∼m6)의 각각과 정렬부(AL1∼AL6)의 각각을 마주보게 하고, 레이저 간섭계(Py3)로 기판 스테이지(PST)의 Y축 방향에 있어서의 위치를 검출하는 동시에 레이저 간섭계(Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 X축 방향 및 θz 방향에 있어서의 위치를 검출하며, 이들 정렬 마크(m1∼m6)의 각각을 동시에 검출한다(단계 SB18).
제어 장치(CONT)는 패턴 형성 영역(PA7∼PA9)의 각각에 대하여 X축 방향으로 소정 거리 떨어진 2지점에서 5열째의 정렬 마크 및 6열째의 정렬 마크의 위치 검출을 행하고, 이들 검출 결과에 기초하여 각 패턴 형성 영역(PA7∼PA9)에 관한 시프트, 스케일링 및 로테이션 등의 이미지 특성을 보정하는 보정 파라미터를 구한다(단계 SB19).
여기서, 5열째의 정렬 마크 검출 후 6열째의 정렬 마크를 검출하기 위해서, 감광 기판(P)이 정렬 유닛(U)에 대하여 주사할 때, Y축 방향으로 병행한 복수의 기판 AF 검출부(60a∼60g)의 각각이 감광 기판(P)의 표면의 높이 위치를 X축 방향에 있어서 소정의 거리 간격으로 검출한다. 이들 기판 AF 검출부(60a∼60g) 각각의 검출 결과는 제어 장치(CONT)에 출력되고, 제어 장치(CONT)는 기판 AF 검출부(60a∼60g)의 검출 결과에 기초하여 감광 기판(P)의 패턴 형성 영역(PA7∼PA9) 각각의 표면 형상을 구한다(단계 SB20).
계속해서, 제어 장치(CONT)는 단계 SB18에서 구한 보정 파라미터에 기초하여 이미지 특성을 보정한 후, 레이저 간섭계(Py3 및 Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 위치를 검출하면서 패턴 형성 영역(PA7)에 대한 노광 처리를 행한다(단계 SB21).
즉, 도 14c에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 투영 광학부(PL)와 패턴 형성 영역(PA7)의 +X측 단부가 마주보도록 기판 스테이지(PST)를 이동한다. 그리고 마스크(M)와 감광 기판(P)을 투영 광학부(PL)에 대하여 +X 방향으로 동기 이동하면서 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명함으로써, 패턴 형성 영역(PA7)에 대하여 노광 처리가 행해진다. 도 14d에는 패턴 형성 영역(PA7)에 대한 주사 노광이 종료된 후의 상태가 도시되어 있다. 여기서, 단계 SB19에서 구한 감광 기판(P; 패턴 형성 영역 PA7)의 표면 형상 데이터에 기초하여 투영 광학부의 결상면과 감광 기판(P)의 표면이 일치하도록 기판 스테이지(PST)를 Z축 방향, 혹은 θX, θY 방향으로 이동하여 감광 기판(P)의 자세를 제어하면서 주사 노광이 행해진다.
계속해서, 제어 장치(CONT)는 보정 파라미터에 기초하여 이미지 특성을 보정한 후, 레이저 간섭계(Py3 및 Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 위치를 검출하면서 패턴 형성 영역(PA8)에 대한 노광 처리를 행한다(단계 SB22).
즉, 도 15a에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 투영 광학부(PL)와 패턴 형성 영역(PA8)의 -X측 단부가 마주보도록 기판 스테이지(PST)를 -Y 방향으로 스텝 이동한다. 이 때 마스크 스테이지(MST)는 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 위치 맞춤을 하기 위해서 미동할 뿐이며, 거의 이동하지 않아도 되는 장점이 있다. 그리고, 마스크(M)와 감광 기판(P)을 투영 광학부(PL)에 대하여 -X 방향으로 동기 이동하면 서 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명함으로써, 패턴 형성 영역(PA8)에 대하여 노광 처리가 행해진다. 도 15b에는 패턴 형성 영역(PA8)에 대한 주사 노광이 종료된 후의 상태가 도시되어 있다.
계속해서, 제어 장치(CONT)는 보정 파라미터에 기초하여 이미지 특성을 보정한 후, 레이저 간섭계(Py3 및 Px1, Px2)로 기판 스테이지(PST)의 위치를 검출하면서 패턴 형성 영역(PA9)에 대한 노광 처리를 행한다(단계 SB23).
즉, 도 15c에 도시한 바와 같이 제어 장치(CONT)는 투영 광학부(PL)와 패턴 형성 영역(PA9)의 +X측 단부가 마주보도록 기판 스테이지(PST)를 -Y 방향으로 스텝 이동한다. 이 때에도 마스크 스테이지(MST)는 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 위치 맞춤을 하기 위해서 미동할 뿐이며, 거의 이동하지 않아도 되는 장점이 있다. 그리고 마스크(M)와 감광 기판(P)을 투영 광학부(PL)에 대하여 +X 방향으로 동기 이동하면서 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명함으로써, 패턴 형성 영역(PA9)에 대하여 노광 처리가 행해진다. 도 15d에는 패턴 형성 영역(PA9)에 대한 주사 노광이 종료된 후의 상태가 도시되어 있다.
상기 단계 SB17∼SB23에 있어서의 기판 스테이지(PST)의 X축 방향에 있어서의 위치 검출, 즉, 복수의 패턴 형성 영역(PA7∼PA9; 블록 BR3)에 대한 정렬 처리 및 노광 처리에 있어서의 X축 방향의 위치 검출은 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 레이저 간섭계(Px1, Px2)에 의해 행해지고, Y축 방향에 있어서의 위치 검출은 레이저 간섭계(Py3)에 의해 행해진다. 즉, X축 방향으로 복수 개가 병행된 레이저 간섭계(Py1∼Py3) 중 위치 검출에 이용하는 레이저 간섭계는 Py3 하나이다. 그리고 이 하나의 레이저 간섭계(Py3)로 위치를 검출하고, 이 레이저 간섭계(Py3)의 위치 검출값에 기초하여 정렬 마크 검출을 행하여 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 정렬 처리를 행한 후, 마스크(M)의 패턴이 패턴 형성 영역(PA7∼PA9)에 노광된다. 그리고 여기서도, Y축 방향으로 복수 개가 병행된 패턴 형성 영역(PA7∼PA9)의 각각이 순차적으로 연속 노광되는 동시에, 이 연속 노광 중에 있어서 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3) 중의 패턴 형성 영역(PA7∼PA9; 블록 BR3)에 대응하는 특정한 레이저 간섭계(Py3)가 위치 검출에 이용되는 구성으로 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 마스크(M)와 감광 기판(P)과의 주사 방향인 Y축 방향에 대하여 교차하는 비주사 방향인 X축 방향으로 정렬부(AL)를 6개 모두 배치하였기 때문에, 검출해야 할 정렬 마크(m1∼m6)의 수를 줄이지 않고 종래에 비하여 정렬 마크(m1∼m6)의 검출 동작 횟수를 줄일 수 있다. 따라서 정렬 정밀도를 유지하면서 정렬 처리 시간을 단축할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서 정렬부는 AL1∼AL6의 6개이지만, Y축 방향으로 적어도 3개 병행하여 배치되어 있는 것이 바람직하고, 이에 따라 정렬 마크의 수를 줄이지 않고 정렬 마크의 검출 동작 횟수를 감소시킬 수 있다. 그리고 이들 복수 개가 병행된 정렬부를 이용하여 복수의 패턴 형성 영역의 각각의 정렬 마크를 동시에 계측하도록 하였기 때문에 처리량을 향상시킬 수 있다.
본 실시 형태에 있어서의 정렬부(AL)는 비축(非軸) 방식의 정렬부이다. 따라서, 투영 광학부(PL)를 통해 마스크 정렬 마크와 기판 정렬 마크를 동시에 계측하는 TTL 방식의 정렬부에 비하여 마스크 정렬 마크를 직접 검출하지 않는 구성이기 때문에, 정렬부(AL1∼AL6) 중 바깥쪽 2개의 정렬부(AL1, AL6)의 간격을 마스크(M)의 폭(Y축 방향에 있어서의 길이)보다 크게 설정할 수 있다. 따라서 정렬부(AL1∼AL6)의 배치는 마스크(M)의 폭에 관계없이 자유롭게 설정할 수 있다.
정렬 마크의 검출은 하나의 패턴 형성 영역에 대하여 X축 방향으로 소정 거리 떨어진 두 지점에서 행하는 구성이기 때문에, 이들 마크 검출 결과에 기초하여 정밀도 높은 정렬 처리를 행할 수 있다. 또, 정렬 마크 검출은 X축 방향으로 소정 거리 떨어진 적어도 두 지점에서 행하는 것이 바람직하고, 세 지점 이상의 임의의 복수 지점에서 행하도록 하여도 무방하다. 정렬 마크 검출의 검출 지점을 많이 설정함으로써 정렬 정밀도를 향상시킬 수 있다.
Y축 방향으로 인접하는 패턴 형성 영역의 각각을 주사 노광할 때, 서로 역방향의 동기 이동에 의해 주사 노광 처리함으로써 제1 패턴 형성 영역에 대한 노광 처리를 종료한 후 제2 패턴 형성 영역에 대한 노광 처리를 행하는 때에도 마스크(마스크 스테이지)를 크게 이동할 필요가 없기 때문에, 이 마스크의 이동 시간을 감소시킬 수 있으므로, 처리량을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에서는 정렬의 타이밍으로 Py1 →Py2, Py2 →Py3의 간섭계 전환을 행하였지만, 2개의 간섭계를 동작할 수 있는 X 위치라면 어디라도 좋고, 노광 도중이나 노광 종료점이라도 무방하다. 그렇게 함으로써 정렬이 필요하지 않은 1층째의 노광이라도 배열 정밀도가 높은 노광이 가능해진다.
또한 오프셋의 계측에서는 계측을 복수 회 반복하여 행하여 평균화함으로써 정밀도를 향상시킬 수도 있다. 또, 평균화는 0.1∼0.2초 이상 행하면 효과가 크다.
그런데, 상기한 바와 같이 하나의 패턴 형성 영역에 대하여 정렬 마크는 예컨대 네 코너에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 정렬 마크가 하나의 패턴 형성 영역에 대하여 4개 설치되어 있음으로써, 시프트, 스케일링, 로테이션 및 직교도 등의 이미지 특성을 정밀하게 구하여, 정렬 처리를 고정밀도로 행할 수 있다. 그리고 네 코너에 설치된 정렬 마크 중 Y축 방향으로 병행하는 2개의 정렬 마크를 동시에 계측할 수 있도록 패턴 형성 영역의 각각에 대하여 정렬부가 Y축 방향으로 적어도 2개 배치되어 있는 것이 바람직하다. 그런데, 감광 기판(P)상에 설정되는 패턴 형성 영역의 크기 및 수는 제조하는 소자에 따라 적절하게 변경되기 때문에, 정렬부의 배치에 따라서는 하나의 패턴 형성 영역에 2개의 정렬부가 배치되지 않는 경우가 생긴다. 그러나 감광 기판(P)의 폭(Y축 방향의 길이; L)을 파라미터로서 정렬부의 간격을 최적화함으로써, 패턴 형성 영역의 크기 및 수가 변경되어도 하나의 패턴 형성 영역에 대하여 2개의 정렬부를 배치할 수 있다.
예컨대 정렬부(AL)가 AL1∼AL6의 6개인 경우, 이하의 각 조건을 만족하도록 정렬부(AL1∼AL6)의 배치를 설정함으로써 패턴 형성 영역의 크기 및 수가 변경되어도 하나의 패턴 형성 영역에 대하여 2개의 정렬부를 배치할 수 있다.
ㆍ정렬부 AL1과 AL2와의 간격≤(2/7)×L …(1)
ㆍ정렬부 AL3과 AL4와의 간격≤(1/5)×L …(2)
ㆍ정렬부 AL5와 AL6과의 간격≤(2/7)×L …(3)
ㆍ정렬부 AL1과 AL6과의 간격≤L …(4)
이에 대해서 도 18을 참조하면서 설명한다.
도 18의 (a1)은 Y축 방향의 폭 L의 감광 기판(P)을 Y축 방향으로 2분할, X축 방향으로 2분할하여 합계 4개의 패턴 형성 영역을 설정하고, 이들 4개의 패턴 형성 영역의 각각에 화면(패턴)을 형성하는 경우를 도시한 도면이다. 여기서, 도 18의 (a2)에 도시한 마스크(M)가 노광 처리에 이용된다. 마스크(M)에는 「1호」 패턴이 형성되어 있다. 도 18의 (a1) 중, 「O」가 사용되는 정렬부를 나타내고 있고, 이 예에서는 패턴 형성 영역(PA2)에 대하여 정렬부(AL1, AL3)가 사용되며, 패턴 형성 영역(PA1)에 대하여 정렬부(AL4, AL6)가 사용된다. 여기서, 감광 기판(P)에는 정렬부(AL1∼AL6)에 대응한 정렬 마크가 형성되어 있다. 정렬부(AL1∼AL6)는 상기 (1)∼(4)식을 만족하도록 배치되어 있기 때문에, 하나의 패턴 형성 영역에 대하여 적어도 2개, 도 18의 (a1)의 예에서는 3개의 정렬부가 배치된다. 여기서, 각 패턴 형성 영역의 Y축 방향에 있어서의 폭은 동일하다.
도 18의 (b1)은 폭 L의 감광 기판(P)을 Y축 방향으로 3분할, X축 방향으로 2분할하여 합계 6개의 패턴 형성 영역을 설정하고, 이들 6개의 패턴 형성 영역의 각각에 화면(패턴)을 형성하는 경우를 도시한 도면이다. 여기서 도 18의 (b2)에 도시한 마스크(M)가 노광 처리에 이용된다. 마스크(M)에는 「1호」 패턴이 형성되어 있다. 도 18의 (b1)에 도시한 예에서는, 패턴 형성 영역(PA3)에 대하여 정렬부(AL1, AL2)가 사용되고, 패턴 형성 영역(PA2)에 대하여 정렬부(AL3, AL4)가 사용되며, 패턴 형성 영역(PA1)에 대하여 정렬부(AL5, AL6)가 사용된다. 이 경우도 정렬부(AL1∼AL6)는 상기 (1)∼(4)식을 만족하도록 배치되어 있기 때문에, 하나의 패턴 형성 영역에 대하여 2개의 정렬부가 배치된다. 여기서, 각 패턴 형성 영역의 Y축 방향에 있어서의 폭은 동일하다.
도 18의 (c1)은 폭 L의 감광 기판(P)을 Y축 방향으로 3분할, X축 방향으로 2분할하여 합계 6개의 패턴 형성 영역을 설정한 경우를 도시한 도면이다. 여기서, 도 18의 (c2)에 도시한 마스크(M)가 노광 처리에 이용된다. 마스크(M)에는 「1호」 패턴과「2호」 패턴이 형성되어 있다. 그리고 패턴 형성 영역(PA1∼PA6)의 각각에 대하여 「1호」 패턴과 「2호」 패턴과의 각각을 적절하게 전사하고, Y축 방향으로 5개, X축 방향으로 2개, 합계 10개의 화면(패턴)이 형성된다. 도 18의 (c1)에 도시한 예에서는 패턴 형성 영역(PA3)에 대하여 「1호」 패턴과 「2호」패턴이 동시에 형성되고, 이 때 정렬부(AL1, AL2)가 사용된다. 그리고 패턴 형성 영역(PA2)에 대하여 「1호」 패턴이 형성되고, 이 때 정렬부(AL3, AL4)가 사용된다. 또, 패턴 형성 영역(PA2)에 「1호」 패턴을 형성하는 것에 있어서, 조명 광학부(IL)에 설치한 블라인드(조명 영역 설정 장치) 등에 의해 「2호」 패턴에 대한 노광광의 조명이 차단되고, 마스크(M)의 「1호」 패턴만이 패턴 형성 영역(PA3)에 형성된다. 여기서, 정렬부 AL3과 AL4와의 간격은 상기 (2)식과 같이 설정되어 있기 때문에, 이들 2개의 정렬부(AL3, AL4)를 패턴 형성 영역(PA2)에 대하여 배치할 수 있다. 그리고 패턴 형성 영역(PA1)에 대하여 「1호」 패턴과 「2호」 패턴이 동시에 형성되고, 이 때 정렬부(AL5, AL6)가 사용된다. 이 경우도, 정렬부(AL1∼AL6)는 상기 (1) 내지 (4)식을 만족하도록 배치되어 있기 때문에, 하나의 패턴 형성 영역에 대하여 2개의 정렬부가 배치된다.
도 18의 (d1)은 폭 L의 감광 기판(P)을 Y축 방향으로 3분할, X축 방향으로 2 분할하여 합계 6개의 패턴 형성 영역을 설정한 경우를 도시한 도면이다. 여기서, 도 18의 (d2)에 도시한 마스크(M)가 노광 처리에 이용된다. 마스크(M)에는 「1호」 패턴과 「2호」 패턴과 「3호」 패턴이 형성되어 있다. 그리고, 패턴 형성 영역(PA1∼PA6)의 각각에 대하여 「1호」 패턴과 「2호」 패턴과 「3호」 패턴 각각을 적절하게 전사하여 Y축 방향으로 7개, X축 방향으로 2개, 합계 14개의 화면(패턴)이 형성된다. 도 18의 (d1)에 도시한 예에서는, 패턴 형성 영역(PA3)에 대하여 「2호」 패턴과 「3호」 패턴이 동시에 형성되고, 이 때 정렬부(AL1, AL2)가 사용된다. 또, 패턴 형성 영역(PA3)에 「2호」, 「3호」 패턴을 형성하는 것에 있어서, 블라인드 등에 의해 「1호」 패턴에 대한 노광광의 조명이 차단되고, 마스크(M)의 「2호」, 「3호」 패턴만이 패턴 형성 영역(PA3)에 형성된다. 그리고, 패턴 형성 영역(PA2)에 대하여 「1호」 패턴과 「2호」 패턴과「3호」 패턴이 형성되고, 이 때 정렬부(AL3, AL4)가 사용된다. 그리고, 패턴 형성 영역(PA1)에 대하여 「1호」 패턴과 「2호」 패턴이 동시에 형성되며, 이 때 정렬부(AL5, AL6)가 사용된다. 또, 패턴 형성 영역(PA1)에 「1호」, 「2호」 패턴을 형성하는 데에 있어서, 블라인드 등에 의해 「3호」 패턴에 대한 노광광의 조명이 차단된다. 이 경우도, 정렬부(AL1∼AL6)는 상기 (1)∼(4)식을 만족하도록 배치되어 있기 때문에, 하나의 패턴 형성 영역에 대하여 2개의 정렬부가 배치된다.
상기 실시 형태에서는, 정렬 마크(m1∼m6)는 X축 방향으로 소정 간격마다 배치되어 있는 구성이지만, 도 19에 도시한 바와 같이 패턴 형성 영역(PA1)에 부수되는 정렬 마크(m31, m41)와 패턴 형성 영역(PA3)에 부수되는 정렬 마크(m33, m43)를 Y축 방향으로 병행하도록 배치하여도 좋다. 마찬가지로, 패턴 형성 영역(PA2)에 부수되는 정렬 마크(m12, m22)와 패턴 형성 영역(PA4)에 부수되는 정렬 마크(m14, m24)를 Y축 방향으로 병행하도록 배치하여도 좋고, 패턴 형성 영역(PA3)에 부수되는 정렬 마크(m33, m43)와 패턴 형성 영역 (PA5)에 부수되는 정렬 마크(m35, m45)를 Y축 방향으로 병행하도록 배치하여도 좋으며, 패턴 형성 영역(PA4)에 부수되는 정렬 마크(m14, m24)와 패턴 형성 영역(PA6)에 부수되는 정렬 마크(m16, m26)를 Y축 방향으로 병행하도록 배치하여도 좋다. 그리고, 이들 Y축 방향으로 병행한 복수의 정렬 마크 중 인접하는 2개의 정렬 마크를 하나의 정렬부(AL1∼AL4)의 각각에서 동시에 검출하도록 하여도 좋다. 즉, 정렬부(AL1)가 그 계측 영역에서 정렬 마크(m12와 m14)를 동시에 검출하고, 정렬부(AL2)가 그 계측 영역에서 정렬 마크(m22와 m24)를 동시에 검출하며, 정렬부(AL3)가 그 계측 영역에서 정렬 마크(m31과 m33)를 동시에 검출하고, 정렬부(AL4)가 그 계측영역에서 정렬 마크(m41과 m43)를 동시에 검출한다. 이렇게 함으로써, 정렬 마크 검출 동작의 횟수를 감소시킬 수 있어 처리량을 향상시킬 수 있다. 또한, 이 경우 패턴 형성 영역의 폭을 좁힐 수 있도록 설정하여도 좋다.
그리고 노광 처리에 있어서, 제어 장치(CONT)는 우선 -X측으로부터 1열째의 정렬 마크의 각각을 정렬부(AL1∼AL4)로 검출한 후, 2열째의 정렬 마크의 각각을 정렬부(AL1∼AL4)로 검출한다. 그리고 제어 장치(CONT)는 감광 기판(P)을 +X 방향으로 주사하면서 패턴 형성 영역(PA1)에 대한 노광 처리를 행하고, 계속해서 감광 기판(P)을 -X 방향으로 주사하면서 패턴 형성 영역(PA2)에 대한 노광 처리를 행한 다. 이하 마찬가지로 제어 장치(CONT)는 3열째 및 4열째의 정렬 마크를 검출한 후, 감광 기판(P)을 +X 방향으로 주사하면서 패턴 형성 영역(PA3)에 대한 노광 처리를 행하고, 계속해서 감광 기판(P)을 -X 방향으로 주사하면서 패턴 형성 영역(PA4)에 대한 노광 처리를 행한다. 더욱이 제어 장치(CONT)는 5열째 및 6열째의 정렬 마크를 검출한 후, 감광 기판(P)을 +X 방향으로 주사하면서 패턴 형성 영역(PA5)에 대한 노광 처리를 행하고, 계속해서 감광 기판(P)을 -X 방향으로 주사하면서 패턴 형성 영역(PA6)에 대한 노광 처리를 행한다.
또, 감광 기판(P)에 형성되는 정렬 마크(m1∼m6)의 간격은 정렬부(AL1∼AL6)의 배치(간격)에 따라 설정되지만, 정렬부를 Y축 방향으로 이동할 수 있도록 설치하고, 정렬부들의 간격을 변경할 수도 있다.
또한 이상 설명한 바와 같이, 감광 기판(P)에 노광하는 패턴 형성 영역(PA1∼PA9)을 복수의 블록(BR1∼BR3)으로 분할하고, 블록마다 정렬 처리 및 노광 처리하고, 이 처리를 복수의 블록(BR1∼BR3)의 각각에 대해서 순차적으로 행하도록 하였기 때문에, 감광 기판(P)이 대형화하여도 감광 기판(P)을 복수의 블록으로 분할하고, 각 블록에 대응하는 레이저 간섭계(Py1∼Py3)를 설치함으로써, 하나의 블록에 대하여 레이저 간섭계를 전환하지 않고 각 블록마다 정밀도 높은 정렬 처리 및 노광 처리를 할 수 있다.
또, 본 실시 형태에서 정렬부는 AL1∼AL6의 6개이지만, Y축 방향으로 적어도 3개 병행하여 배치되어 있으면 되고, 이에 따라 정렬 마크의 수를 줄이지 않고 정렬 마크의 검출 동작 횟수를 감소시킬 수 있다. 그리고 이들 복수 개가 병행된 정 렬부를 이용하여 복수의 패턴 형성 영역의 각각의 정렬 마크를 동시에 계측하도록 하였기 때문에 처리량을 향상시킬 수 있다.
또, 상기한 바와 같이 레이저 간섭계(Py1∼Py3)의 간격(배치)은 X축 방향으로 병행하는 패턴 형성 영역(블록)의 각각에 대응하여 설정되고, 패턴 형성 영역의 각각이 서로 인접하는 경우에는 레이저 간섭계(Py1∼Py3)의 배치는 패턴 형성 영역의 X축 방향의 길이(크기)에 따라 설정된다. 한편, X축 방향으로 병행하는 패턴 형성 영역이 서로 이격되어 설정되어 있는 경우에는, 복수의 레이저 간섭계(Py1∼Py3)의 배치는 패턴 형성 영역의 크기 및 서로의 간격에 따라 설정된다.
상기 실시 형태에서는, 이동 거울(34b)은 하나의 이동 거울이지만, X축 방향으로 병행하는 복수의 블록(BR1∼BR3)의 각각에 대응하도록 분할한 복수(3개)의 이동 거울을 기판 스테이지(PST)상에 배치하는 구성이라도 무방하다.
또, 상기 실시 형태에 있어서의 노광 장치(EX)는 서로 인접하는 복수의 투영 광학부를 갖는 소위 멀티렌즈 스캔형 노광 장치이지만, 투영 광학부가 하나인 주사형 노광 장치에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 노광 장치(EX)의 용도로서는 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 노광하는 액정용 노광 장치에 한정되지 않고, 예컨대 반도체 제조용 노광 장치나 박막 자기 헤드를 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다.
본 실시 형태의 노광 장치(EX)의 광원은 g선(436㎚), h선(405㎚), i선(365㎚) 뿐만 아니라 KrF 엑시머 레이저(248㎚), ArF 엑시머 레이저(193㎚), F2 레이저(157㎚)를 이용할 수 있다.
투영 광학부(PL)의 배율은 등배(等倍) 뿐만 아니라 축소 및 확대 중 어느 하나이어도 좋다.
투영 광학부(PL)로서는, 엑시머 레이저 등의 원자외선을 이용하는 경우는 유리재로서 석영이나 형석 등의 원자외선을 투과하는 재료를 이용하고, F2 레이저를 이용하는 경우는 반사 굴절부 또는 굴절부의 광학부로 한다.
기판 스테이지(PST)나 마스크 스테이지(MST)에 선형 모터를 이용하는 경우는, 공기 베어링을 이용한 공기 부상형 및 로렌츠력(Lorentz's force) 또는 리액턴스(reactance)력을 이용한 자기 부상형 중 어느 한쪽을 이용하여도 좋다. 또한, 스테이지는 가이드를 따라 이동하는 타입이어도 좋고, 가이드를 설치하지 않는 가이드리스(guideless) 타입이어도 좋다.
스테이지의 구동 장치로서 평면 모터를 이용하는 경우, 자석 유닛과 전기자 유닛 중 어느 한쪽을 스테이지에 접속하고, 자석 유닛과 전기자(電氣子; armature) 유닛의 다른 쪽을 스테이지의 이동면(베이스)측에 설치하면 좋다.
기판 스테이지(PST)의 이동에 의해 발생하는 반발력은, 일본 특허 공개 평8-166475호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 프레임 부재를 이용하여 기계적으로 바닥(지면)으로 밀어내어도 좋다. 본 발명은 이러한 구조를 갖춘 노광 장치에 대해서도 적용될 수 있다.
마스크 스테이지(MST)의 이동에 의해 발생하는 반발력은, 일본 특허 공개 평8-330224호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 프레임 부재를 이용하여 기계적으로 바닥(지면)으로 밀어내어도 좋다. 본 발명은 이러한 구조를 갖춘 노광 장치에 대해서도 적용될 수 있다.
이상과 같이, 본원 실시 형태의 노광 장치는 본원 특허 청구 범위에서 든 각 구성 요소를 포함한 각종 하위 시스템을 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 이 조립의 전후에는 각종 광학부에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계부에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기부에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 각종 하위 시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정은 각종 하위 시스템 상호의 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 하위 시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정 전에 각 하위 시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 물론이다. 각종 하위 시스템의 노광 장치로의 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 행해지고, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또, 노광 장치의 제조는 온도 및 청정도 등이 관리되는 청정실에서 행하는 것이 바람직하다.
반도체 소자는 도 20에 도시한 바와 같이, 소자의 기능·성능 설계를 행하는 단계(201), 이 설계 단계에 기초한 마스크(레티클; reticle)를 제작하는 단계(202), 소자의 기재인 기판(웨이퍼, 유리 플레이트)을 제조하는 단계(203), 전술한 실시 형태의 노광 장치에 의해 레티클의 패턴을 기판에 노광하고, 이 노광한 기판을 현상하는 기판 처리 단계(204), 소자 조립 단계(다이싱 공정, 결합 공정, 패키지 공정을 포함함; 205), 검사 단계(206) 등을 거쳐 제조된다.
이상 설명한 바와 같이, 소정 방향으로 주사하는 마스크와 기판에 대하여 비주사 방향으로 정렬부를 적어도 3개 병행하여 배치하였기 때문에, 검출해야 할 정렬 마크의 수를 줄이지 않고 정렬 마크의 검출 동작 횟수를 감소시킬 수 있다. 따라서 정렬 정밀도를 유지하면서 정렬 처리 시간을 단축할 수 있고, 노광 처리의 처리량을 향상시킬 수 있다.
또한, 기판에 노광하는 노광 영역을 복수의 블록으로 분할하여 블록마다 정렬 처리 및 노광 처리하고, 이 처리를 복수의 블록의 각각에 대해서 순차적으로 행하도록 하였기 때문에, 기판이 대형화하여도 기판을 복수의 블록으로 분할하고 각 블록에 대응하는 위치 검출 장치를 설치함으로써 하나의 블록에 대하여 위치 검출 장치를 전환하지 않고 각 블록마다 정밀도 높은 정렬 처리 및 노광 처리를 할 수 있다.

Claims (37)

  1. 마스크와 기판을 제1 방향으로 동기(同期) 이동하면서, 상기 기판에 설정된 복수의 노광 영역에 상기 마스크의 패턴을 노광(露光)하는 노광 방법에 있어서,
    상기 복수의 노광 영역에 대하여 각각 복수 설치된 정렬 마크를 복수의 정렬계에 의해 검출하는 검출 단계와,
    상기 검출 단계의 검출 결과에 기초하여, 상기 마스크와 상기 기판과의 위치 맞춤을 행하는 위치 맞춤 단계와,
    상기 위치 맞춤 단계에 의해 위치 맞춤된 상기 마스크와 상기 기판을 상기 제1 방향으로 동기 이동하여 상기 노광 영역을 노광하는 노광 단계를 포함하고,
    상기 검출 단계는, 상기 복수의 노광 영역 중 제1 및 제2 노광 영역에 대하여 각각 복수 설치된 상기 정렬 마크의 각각을, 서로 상이한 상기 정렬계에 의해 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 검출 단계는, 상기 제1 및 제2 노광 영역에 대하여 각각 복수 설치된 상기 정렬 마크의 각각을 서로 상이한 정렬계에 의해 검출하는 처리를, 상기 기판을 상기 제1 방향으로 이동하여 복수 회 행하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 검출 단계는, 상기 제1 및 제2 노광 영역에 대하여 각각 복수 설치된 상기 정렬 마크를 동시에 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 노광 영역은, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 병설(竝設)되고,
    상기 제1 및 제2 노광 영역에 대하여 각각 복수 설치된 상기 정렬 마크의 각각을 검출하는 상기 복수의 정렬계는, 상기 제2 방향으로 나란히 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 노광 영역에 대하여 각각 복수 설치된 상기 정렬 마크는, 상기 제2 방향으로 나란히 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 노광 영역은, 상기 제2 방향으로 인접하여 설정되고,
    상기 노광 단계는, 상기 제1 노광 영역과 상기 제2 노광 영역을 서로 반대 방향의 동기 이동에 의해 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 검출 단계는, 상기 기판의 상기 제1 방향으로의 이동과 병행하여, 상기 기판의 표면의 높이 위치를 상기 제1 방향에 있어서의 복수 위치에서 검출하는 처리를 포함하고,
    상기 위치 맞춤 단계는, 상기 검출 단계에 의한 상기 정렬 마크의 검출 결과 및 상기 높이 위치의 검출 결과에 기초하여, 상기 마스크와 상기 기판과의 위치 맞춤을 행하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 검출 단계는, 상기 제1 및 제2 노광 영역마다 각각 대응하는 상기 높이 위치를 검출하고,
    상기 위치 맞춤 단계는, 상기 제1 및 제2 노광 영역마다 각각 대응하는 상기 높이 위치의 검출 결과에 기초하여, 상기 마스크와 상기 기판과의 위치 맞춤을 행하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 마스크의 패턴은, 상기 제1 방향과 교차하는 방향을 따라 배열된 복수의 투영 광학계를 통해 상기 기판에 투영되는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  10. 마스크와 기판을 제1 방향으로 동기(同期) 이동하면서, 상기 기판에 설정된 복수의 노광 영역에 상기 마스크의 패턴을 노광(露光)하는 노광 장치에 있어서,
    상기 복수의 노광 영역에 대하여 각각 복수 설치된 정렬 마크를 검출하는 복수의 정렬계와,
    상기 복수의 정렬계의 검출 결과에 기초하여, 상기 마스크와 상기 기판과의 위치 맞춤을 행하는 위치 맞춤부와,
    상기 위치 맞춤부에 의해 위치 맞춤된 상기 마스크와 상기 기판을 상기 제1 방향으로 동기 이동하여 상기 노광 영역을 노광하는 노광부를 포함하고,
    상기 복수의 정렬계는, 상기 복수의 노광 영역 중 제1 및 제2 노광 영역에 대하여 각각 복수 설치된 상기 정렬 마크의 각각을, 서로 상이한 상기 정렬계에 의해 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 복수의 정렬계는, 상기 제1 및 제2 노광 영역에 대하여 각각 복수 설치된 상기 정렬 마크를 동시에 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 노광 영역은, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 병설(竝設)되고,
    상기 제1 및 제2 노광 영역에 대하여 각각 복수 설치된 상기 정렬 마크의 각각을 검출하는 상기 복수의 정렬계는, 상기 제2 방향으로 나란히 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 노광 영역에 대하여 각각 복수 설치된 상기 정렬 마크는, 상기 제2 방향으로 나란히 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 노광 영역은, 상기 제2 방향으로 인접하여 설정되고,
    상기 노광부는, 상기 제1 노광 영역과 상기 제2 노광 영역을 서로 반대 방향의 동기 이동에 의해 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 기판의 상기 제1 방향으로의 이동과 병행하여, 상기 기판의 표면의 높이 위치를 상기 제1 방향에 있어서의 복수 위치에서 검출하는 자동 초첨(AF) 검출부를 더 포함하고,
    상기 위치 맞춤부는, 상기 복수의 정렬계에 의한 상기 정렬 마크의 검출 결과 및 상기 AF 검출부에 의한 상기 높이 위치의 검출 결과에 기초하여, 상기 마스크와 상기 기판과의 위치 맞춤을 행하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 복수의 정렬계의 바깥쪽 2개의 간격은 상기 기판의 상기 제2 방향의 길이와 같은 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 복수의 정렬계의 바깥쪽 2개의 간격은 상기 마스크의 상기 제2 방향의 길이보다도 긴 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  18. 제12항에 있어서, 상기 복수의 정렬계의 바깥쪽 2개에는 상기 기판의 노광면에 직교하는 방향의 위치를 검출하는 자동 초점(AF) 검출부가 각각 인접하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  19. 제10항에 있어서, 상기 복수의 정렬계와는 상이한, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 투영하는 복수의 투영 광학계를 구비하고,
    상기 복수의 정렬계 중 하나 이상은 상기 복수의 투영 광학계들 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 복수의 정렬계가 인접한 간격은 상기 기판의 상기 제2 방향의 길이의 2/7 이하의 길이인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  21. 기판 스테이지에 적재된 기판에 설정되는 복수의 노광 영역 중 제1 방향으로 늘어서는 제1 및 제2 노광 영역에 패턴을 노광하는 노광 방법에 있어서,
    상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 위치를 제1 위치 검출 장치에 의해 검출하고, 상기 제1 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 상기 기판 스테이지의 위치 제어를 행하며, 상기 제1 노광 영역에 상기 패턴을 노광하는 제1 노광 단계와,
    상기 제2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 위치를 상기 제1 위치 검출 장치와 상이한 제2 위치 검출 장치에 의해 검출하고, 상기 제2 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 상기 기판 스테이지의 위치 제어를 행하며, 상기 제2 노광 영역에 상기 패턴을 노광하는 제2 노광 단계와,
    상기 제2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 위치의 검출에 이용하는 위치 검출 장치를 상기 제1 위치 검출 장치로부터 상기 제2 위치 검출 장치로 전환하는 전환 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 노광 단계는, 상기 제1 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 상기 기판 스테이지의 위치 제어를 행하면서, 상기 제1 노광 영역을 포함하며 상기 제2 방향으로 늘어서는 복수의 상기 노광 영역으로 구성되는 제1 영역 블록 내의 각 노광 영역에 연속적으로 상기 패턴을 노광하고,
    상기 제2 노광 단계는, 상기 제2 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 상기 기판 스테이지의 위치 제어를 행하면서, 상기 제2 노광 영역을 포함하며 상기 제2 방향으로 늘어서는 복수의 상기 노광 영역으로 구성되는 제2 영역 블록 내의 각 노광 영역에 연속적으로 상기 패턴을 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제1 노광 단계는, 상기 제1 영역 블록 내의 각 노광 영역에 대응하여 설치된 복수의 정렬 마크를 동시에 검출하고, 상기 복수의 정렬 마크의 검출 결과와 상기 제1 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여, 상기 기판의 위치 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  24. 제21항에 있어서, 상기 전환 단계는, 상기 제1 및 제2 위치 검출 장치의 각 검출 결과의 차분을 계측하고,
    상기 제2 노광 단계는, 상기 제2 위치 검출 장치의 검출 결과와 상기 차분에 기초하여 상기 기판 스테이지의 위치 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  25. 제21항에 있어서, 상기 제1 및 제2 위치 검출 장치는, 상기 제1 및 제2 노광 영역의 상기 제1 방향의 길이에 대응하는 간격을 두고 상기 제1 방향으로 나란히 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  26. 제21항에 있어서, 상기 제1 및 제2 위치 검출 장치는, 상기 기판 스테이지에 있어서 상기 제1 방향으로 연장되는 거울 부재에 대하여 상기 제2 방향으로 레이저광을 조사하는 레이저 간섭계에 의해, 상기 제2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  27. 제21항에 있어서, 상기 제1 노광 단계는, 상기 패턴을 갖는 마스크가 적재되는 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지를 상기 제1 방향으로 동기 이동하면서 상기 제1 노광 영역에 상기 패턴을 노광하고,
    상기 제2 노광 단계는, 상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지를 상기 제1 방향으로 동기 이동하면서 상기 제2 노광 영역에 상기 패턴을 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  28. 제21항에 있어서, 상기 패턴은, 상기 제2 방향을 따라 배열된 복수의 투영 광학계를 통해 상기 노광영역에 투영되는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  29. 기판 스테이지에 적재된 기판에 설정되는 복수의 노광 영역 중 제1 방향으로 늘어서는 제1 및 제2 노광 영역에 패턴을 노광하는 노광 장치에 있어서,
    상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 위치를 검출하는 제1 위치 검출 장치와,
    상기 제1 위치 검출 장치와 상이하며, 상기 제2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 위치를 검출하는 제2 위치 검출 장치와,
    상기 제1 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 상기 기판 스테이지의 위치 제어를 행하고, 상기 제1 노광 영역에 상기 패턴을 노광하는 제1 노광 단계와, 상기 제2 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 상기 기판 스테이지의 위치 제어를 행하고, 상기 제2 노광 영역에 상기 패턴을 노광하는 제2 노광 단계와, 상기 제2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 위치의 검출에 이용하는 위치 검출 장치를 상기 제1 위치 검출 장치로부터 상기 제2 위치 검출 장치로 전환하는 전환 단계를 행하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 제1 노광 단계는, 상기 제1 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 상기 기판 스테이지의 위치 제어를 행하면서, 상기 제1 노광 영역을 포함하며 상기 제2 방향으로 늘어서는 복수의 상기 노광 영역으로 구성되는 제1 영역 블록 내의 각 노광 영역에 연속적으로 상기 패턴을 노광하고,
    상기 제2 노광 단계는, 상기 제2 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여 상기 기판 스테이지의 위치 제어를 행하면서, 상기 제2 노광 영역을 포함하며 상기 제2 방향으로 늘어서는 복수의 상기 노광 영역으로 구성되는 제2 영역 블록 내의 각 노광 영역에 연속적으로 상기 패턴을 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 제1 노광 단계는, 상기 제1 영역 블록 내의 각 노광 영역에 대응하여 설치된 복수의 정렬 마크를 동시에 검출하고, 상기 복수의 정렬 마크의 검출 결과와 상기 제1 위치 검출 장치의 검출 결과에 기초하여, 상기 기판의 위치 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  32. 제29항에 있어서, 상기 전환 단계는, 상기 제1 및 제2 위치 검출 장치의 각 검출 결과의 차분을 계측하고,
    상기 제2 노광 단계는, 상기 제2 위치 검출 장치의 검출 결과와 상기 차분에 기초하여 상기 기판 스테이지의 위치 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  33. 제29항에 있어서, 상기 제1 및 제2 위치 검출 장치는, 상기 제1 및 제2 노광 영역의 상기 제1 방향의 길이에 대응하는 간격을 두고 상기 제1 방향으로 나란히 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  34. 제29항에 있어서, 상기 제1 및 제2 위치 검출 장치는, 상기 기판 스테이지에 있어서 상기 제1 방향으로 연장되는 거울 부재에 대하여 상기 제2 방향으로 레이저광을 조사하는 레이저 간섭계에 의해, 상기 제2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  35. 제29항에 있어서, 상기 제1 노광 단계는, 상기 패턴을 갖는 마스크가 적재되는 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지를 상기 제1 방향으로 동기 이동하면서 상기 제1 노광 영역에 상기 패턴을 노광하고,
    상기 제2 노광 단계는, 상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지를 상기 제1 방향으로 동기 이동하면서 상기 제2 노광 영역에 상기 패턴을 노광하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  36. 제29항에 있어서, 상기 제2 방향을 따라 배열되고, 상기 패턴을 상기 노광 영역에 투영하는 복수의 투영 광학계를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  37. 제1항 내지 제9항 및 제21항 내지 제28항 중 어느 한 항에 기재한 노광 방법을 이용하여 상기 마스크에 그린 소자 패턴을 상기 기판에 노광하는 단계와, 상기 노광한 기판을 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소자 제조 방법.
KR1020030031518A 2002-05-22 2003-05-19 노광 방법, 노광 장치 및 소자 제조 방법 KR100979454B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2002-00148301 2002-05-22
JP2002148301A JP4168665B2 (ja) 2002-05-22 2002-05-22 露光方法及び露光装置、デバイス製造方法
JP2002148309A JP4172204B2 (ja) 2002-05-22 2002-05-22 露光方法及び露光装置、デバイス製造方法
JPJP-P-2002-00148309 2002-05-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030091055A KR20030091055A (ko) 2003-12-01
KR100979454B1 true KR100979454B1 (ko) 2010-09-02

Family

ID=29552354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030031518A KR100979454B1 (ko) 2002-05-22 2003-05-19 노광 방법, 노광 장치 및 소자 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR100979454B1 (ko)
CN (1) CN100524024C (ko)
TW (1) TWI278722B (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7388663B2 (en) * 2004-10-28 2008-06-17 Asml Netherlands B.V. Optical position assessment apparatus and method
TWI409598B (zh) * 2005-12-28 2013-09-21 尼康股份有限公司 Pattern forming method and pattern forming apparatus, exposure method and exposure apparatus, and component manufacturing method
TWI452437B (zh) * 2006-11-27 2014-09-11 尼康股份有限公司 An exposure method, a pattern forming method, and an exposure apparatus, and an element manufacturing method
US20080187871A1 (en) * 2007-02-02 2008-08-07 Fujifilm Corporation Pattern forming apparatus and method
US8139199B2 (en) * 2007-04-02 2012-03-20 Nikon Corporation Exposure method, exposure apparatus, light converging pattern formation member, mask, and device manufacturing method
CN102472987A (zh) * 2009-08-26 2012-05-23 株式会社尼康 曝光装置、曝光方法以及元件制造方法
CN101718956B (zh) * 2009-08-31 2013-06-05 四川虹欧显示器件有限公司 用于基板制造的曝光方法及其对位装置
CN103969958B (zh) * 2013-01-25 2016-03-30 上海微电子装备有限公司 一种多曝光视场拼接系统和方法
CN103543615A (zh) * 2013-10-29 2014-01-29 苏州德龙激光股份有限公司 激光成像加工装置
CN105527795B (zh) * 2014-09-28 2018-09-18 上海微电子装备（集团）股份有限公司 曝光装置及离焦倾斜误差补偿方法
CN106154760B (zh) * 2015-04-15 2019-01-29 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种曝光装置及曝光方法
JP6882316B2 (ja) * 2016-03-04 2021-06-02 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ワイヤグリッド偏光板製造方法
CN107290937B (zh) * 2016-03-31 2018-10-16 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种投影曝光装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000131015A (ja) * 1998-08-20 2000-05-12 Nikon Corp レ―ザ干渉計及び露光装置
JP2001023891A (ja) * 1999-07-09 2001-01-26 Canon Inc ステージ装置、露光装置およびデバイス製造方法
JP2002099097A (ja) * 2000-09-25 2002-04-05 Nikon Corp 走査露光方法および走査型露光装置
JP2002134392A (ja) * 2000-10-23 2002-05-10 Nikon Corp 位置計測装置及び方法、露光装置、並びにデバイス製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000131015A (ja) * 1998-08-20 2000-05-12 Nikon Corp レ―ザ干渉計及び露光装置
JP2001023891A (ja) * 1999-07-09 2001-01-26 Canon Inc ステージ装置、露光装置およびデバイス製造方法
JP2002099097A (ja) * 2000-09-25 2002-04-05 Nikon Corp 走査露光方法および走査型露光装置
JP2002134392A (ja) * 2000-10-23 2002-05-10 Nikon Corp 位置計測装置及び方法、露光装置、並びにデバイス製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100524024C (zh) 2009-08-05
TWI278722B (en) 2007-04-11
KR20030091055A (ko) 2003-12-01
TW200307182A (en) 2003-12-01
CN1459671A (zh) 2003-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4168665B2 (ja) 露光方法及び露光装置、デバイス製造方法
US8159649B2 (en) Exposure method, exposure apparatus, photomask and method for manufacturing photomask
KR100253054B1 (ko) 노광장치 및 노광방법
KR100938191B1 (ko) 노광 장치 및 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법
KR100979454B1 (ko) 노광 방법, 노광 장치 및 소자 제조 방법
KR100517159B1 (ko) 노광장치 및 방법
JP2004335864A (ja) 露光装置及び露光方法
JP4172204B2 (ja) 露光方法及び露光装置、デバイス製造方法
JP2007108559A (ja) 走査型露光装置及びデバイスの製造方法
US6233042B1 (en) Projection exposure apparatus and device manufacturing method using the same
JP2007318069A (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法、投影光学系
JP4214849B2 (ja) 露光方法及び露光装置
JP5692949B2 (ja) 露光装置
KR101527234B1 (ko) 투영 광학 장치, 노광 방법과 장치, 포토마스크, 디바이스와 포토마스크의 제조 방법
KR100978303B1 (ko) 노광 방법 및 노광 장치
JP5110076B2 (ja) 反射屈折投影光学系、投影光学装置、及び走査型露光装置
US6654099B2 (en) Scanning exposure apparatus, scanning exposure method and mask
KR102558072B1 (ko) 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법
KR100575230B1 (ko) 노광 장치를 이용한 노광 방법
KR100845761B1 (ko) 주사노광방법 및 주사형 노광장치
JP2001215717A (ja) 走査露光方法および走査型露光装置
JPH0864506A (ja) 走査露光方法
JP2003031462A (ja) 露光方法及び露光装置
JP2005116779A (ja) 露光装置およびデバイス製造方法
JP5007538B2 (ja) 露光装置、デバイスの製造方法及び露光方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130801

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140808

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150730

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160727

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170804

Year of fee payment: 8