KR101362638B1

KR101362638B1 - 노광 장치

Info

Publication number: KR101362638B1
Application number: KR1020090089512A
Authority: KR
Inventors: 요시히코 사토; 도요하루 이노우에
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2008-11-10
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2014-02-12
Also published as: EP2184643A3; CN101738873A; KR20100052404A; US20100118290A1; JP2010114347A; US8223319B2; CN101738873B; TW201019055A; TWI442193B; EP2184643A2; JP5381029B2

Abstract

노광 처리를 행하는 노광 처리부와 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 스테이지부를 구비한 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 스테이지를 가능한 한 소형화, 저비용화하는 것이다.

광조사부(1)로부터 마스크(M)로 노광광을 조사하고, 얼라인먼트 현미경(10)으로 마스크 마크(MAM)의 투영상을 수상하여, 그 위치 좌표를 구해 기억한다. 한편, 얼라인먼트 스테이지(AS)에 워크(W)를 올려놓고, 워크 마크(WAM)가 형성되어 있는 간격으로 스테이지(AS) 또는 얼라인먼트 현미경(4)을 스텝 이송하며, 얼라인먼트 현미경(4)에 의해 워크 마크(WAM)를 나란히 검출하여, 그 위치 좌표를 기억한다. 이어서, 워크 반송 기구(23)가, 워크(W)를 노광 스테이지(WS)로 반송하고, 마스크 마크(MAM)와 워크 마크(WAM)의 위치가 일치하도록 위치 맞춤을 행하며, 노광 스테이지(WS)를 이동시키면서, 워크(W) 상의 각 노광 영역을 순차적으로 노광한다.

Description

노광 장치{EXPOSURE APPARATUS}

본 발명은, 마스크에 형성된 마스크·얼라인먼트 마크(마스크 마크)와, 기판(워크)에 형성된 워크·얼라인먼트 마크(워크 마크)를 검출하고, 양자가, 미리 설정한 위치 관계가 되도록 위치 맞춤(얼라인먼트)을 행하며, 마스크를 통해 워크를 노광하는 노광 장치에 관한 것으로, 특히, 위치 맞춤과 노광을 합친 노광 처리 전체의 시간을 단축할 수 있는 노광 장치에 관한 것이다.

반도체 소자, 프린트 기판, 액정 기판 등의 패턴을 포토리소그래피에 의해 제조하는 공정에 있어서는, 노광 장치가 사용된다. 노광 장치는, 마스크 패턴을 형성한 마스크와, 그 패턴이 전사되는 기판(이하 워크라고도 말한다)을 소정의 위치 관계로 위치 맞춤하고, 그 후, 마스크를 통해 노광광을 포함하는 광을 조사한다. 이에 의해, 마스크 패턴이 워크에 전사(노광)된다.

도 8, 도 9에, 워크(프린트 기판)를 복수의 노광 영역으로 분할하고, 이 워크를 분할한 영역마다 이동시키면서 순차적으로 노광을 행하는 노광 장치를 나타낸다.

또한, 워크는, 도 10에 나타낸 바와 같이, A, B, C, D의 4개의 노광 영역으 로 분할되고, 1개의 노광 영역에 대해 4개의 워크 마크(영역 A에 대해서는 a, b, c, d, 영역 B에 대해서는 b, d, g, h)를 이용하여 위치 맞춤을 행하는 것으로 한다.

마스크와 워크는, 평면 내의 2방향(X방향과 Y방향) 및 회전 방향(θ방향)의 위치를 맞추지 않으면 안 된다. 그 때문에, 마스크 마크(마스크·얼라인먼트 마크)와 워크 마크(워크·얼라인먼트 마크)는, 각각 적어도 2개소 필요하다. 그러나, 워크가 특히 프린트 기판인 경우는 이전 공정의 처리에 의해 종횡 방향으로 신축되는 경우도 있어, 최근에는 위치 맞춤 정밀도를 높이기 위해 4개의 얼라인먼트 마크를 이용하는 경우가 많다. 또한, 이 경우에는, 예를 들면, 마스크 마크와 워크 마크의 각 좌표의 어긋남량의 총합이 가장 작아지도록 위치 맞춤을 행한다.

노광 장치는, 도 8, 도 9에 나타낸 바와 같이, 주로, 광조사부(1), 마스크(M), 마스크를 유지하는 마스크 스테이지(MS), 투영 렌즈(2), 워크(W)(도 9 참조)를 올려놓고 순차적으로 이동하면서 노광 처리를 행하는 노광 스테이지(WS), 마스크 마크와 워크 마크를 검출하는 얼라인먼트 현미경(10), 노광 장치 전체의 동작을 제어하는 제어부(11)로 구성된다.

광조사부(1)는, 노광광을 방사하는 램프(도시 생략)를 내장하고 있다.

마스크(M)에는, 워크에 노광(전사)되는 마스크 패턴(MP)과, 워크와의 위치 맞춤에 사용하는 마스크 마크(MAM)가 형성되어 있다. 마스크 스테이지(MS)는 마스크(M)를 유지하는 스테이지이다.

투영 렌즈(2)는 마스크 패턴(MP)을 워크(W) 상에 투영하는 렌즈이다.

노광 스테이지(WS)는, 노광 처리를 행하는 워크(W)를 유지하는 스테이지로, 표면에 진공 흡착 홈(도시 생략) 등이 형성되어 있다. 또, 마스크 마크(MAM)의 위치를 검출할 때에 사용하는 반사 부재(MM)(미러)가 부착되어 있다.

또, 노광 스테이지(WS)에는, 워크(W)를 이동시켜 마스크(M)와 워크의 위치 맞춤을 행하기 위해, XYθ 이동 기구(도시 생략)가 부착되어 있다. 또한, XYθ 이동 기구는, 노광 중에 워크를 분할한 영역마다 이동시키기 위해, X방향과 Y방향으로는 워크의 폭만큼 이동할 수 있는 스트로크를 갖고 있다.

얼라인먼트 현미경(10)은, 마스크 마크(MAM)와 워크 마크를 검출하는 현미경이고, 1회의 노광에 있어서 검출하는 얼라인먼트 마크의 수(이 경우는 4개)에 따라 설치되지만, 도 8, 도 9에서는 2개만 나타내고 있다. 얼라인먼트 현미경(10)으로 검출된 마스크 마크(MAM)나 워크 마크는, 제어부(11)에서 화상 처리되어 그 위치 좌표가 연산된다. 얼라인먼트 현미경(10)은, 투영 렌즈(2)와 노광 스테이지(WS)의 사이에, 얼라인먼트 현미경 이동 기구(도시 생략)에 의해 삽입 퇴피 가능하게 구성되어 있다.

얼라인먼트 현미경(10)은, 하프 미러(10a), 렌즈(L1, L2)와 CCD 카메라(10b)로 구성되어 있다. 또, 제어부(11)에는, 얼라인먼트 현미경(10)으로 수상한 화상 등이 표시되는 모니터(12)가 설치되어 있다.

다음에, 도 8과 도 9를 사용하여 그 노광 순서에 대해 설명한다.

(1) 도 8에 나타낸 바와 같이, 노광 스테이지(WS)에 워크가 놓여져 있지 않은 상태에서, 광조사부(1)로부터 마스크(M)에 노광광을 조사한다.

마스크에 형성되어 있는 마스크 마크(MAM)가, 노광 스테이지의 반사 미러(MM) 상에 투영된다. 반사 미러(MM)는 마스크 마크(MAM)가 투영되는 위치에 설치되어 있다.

(2) 투영 렌즈(2)와 노광 스테이지(WS)의 사이에 얼라인먼트 현미경(10)을 삽입한다. 반사 미러(MM)에 의해 반사된 마스크 마크(MAM)의 투영상은, 얼라인먼트 현미경(10)의 하프 미러(10a)에 의해 반사되어, CCD 카메라(10b)에 입사한다.

CCD 카메라(10b)에 비추어진 마스크 마크(MAM)상은 제어부(11)로 보내지고, 화상 처리되어 그 위치 좌표가 구해져 기억된다.

(3) 도 9에 나타낸 바와 같이, 노광 스테이지(WS)에, 노광 처리를 행하는 워크(W)가, 도시 생략의 반송 장치에 의해 반송되어 놓여진다.

(4) 얼라인먼트 현미경(10)이 투영 렌즈(2)와 노광 스테이지(WS)의 사이에 삽입되어, 워크 마크(WAM)를 검출한다. 검출한 워크 마크(WAM)가, 상기 (2)에서 기억한 마스크 마크(MAM)와, 소정의 위치 관계가 되도록 노광 스테이지(WS)를 이동시켜 위치 맞춤(얼라인먼트)을 행한다.

(5) 위치 맞춤 종료 후, 얼라인먼트 현미경(10)이 퇴피하고, 광조사부(1)로부터 노광광이 조사된다. 마스크 패턴(MP)이 투영 렌즈(2)에 의해 워크(W) 상에 투영되어 노광(전사)된다.

(6) 노광 종료 후, 노광 스테이지(WS)가 X방향 또는 Y방향으로 이동하고, 다음에 노광되는 영역이 투영 렌즈(2)의 아래에 온다.

상기 (4) (5)의 순서가 반복된다. 즉, 얼라인먼트 현미경(10)이 삽입되고, 워크 마크(WMA)가 검출되어 위치 맞춤되며, 노광된다.

동일하게, 상기 (4)∼(6)의 순서가 반복되고, 워크 상의, 분할된 모든 영역이 노광되면, 그 워크의 노광 처리는 수료된다. 워크는 노광 장치 바깥으로 반출된다.

최근에는, 워크인 프린트 기판이 대형화하여, 후술하는 도 4에 나타내는 바와 같이, 워크(W)의 노광 영역도, 종래의 4분할로부터 16분할로 수가 증가하고 있다. 분할된 노광 영역의 수가 증가하면, 상기와 같이, 노광 스테이지에 있어서 워크 마크의 검출과 위치 맞춤을 행하는 노광 방법에서는, 위치 맞춤과 노광이 직렬의 순서로 행해지므로, 1장의 워크의 노광 처리 시간이 길어진다.

이 문제를 해결하기 위해, 특허 문헌 1에 기재된 노광 장치는, 노광 처리를 행하기 위한 제1 스테이지와, 이 제1 스테이지와는 독립적으로 동작 가능한, 얼라인먼트 계측을 행하기 위한 제2 스테이지를 구비하고 있다. 그리고, 제1 스테이지에 있어서 워크의 노광 처리를 한창 행하고 있을 때에, 제2 스테이지에 있어서, 다음에 노광 처리를 행할 워크의 위치 청보를 취득(워크 마크의 검출)한다.

이러한 장치 구성을 취하면, 어떤 워크의 노광 처리를 행하고 있는 동안에, 다음 워크의 위치 맞춤을 행하므로, 1장의 워크의 노광 처리가 개시된 후 종료될 때까지의 시간을 짧게 할 수 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특허공개 2005-86093호 공보

도 8, 도 9에 나타낸 종래의 노광 장치를, 특허 문헌 1에 기재된 노광 장치와 같이, 노광 처리를 행하는 제1 스테이지(이하 노광 스테이지라고 한다)를 포함하는 노광 처리부와, 얼라인먼트 계측을 행하는, 즉, 워크 마크의 검출을 행하는 제2 스테이지(이하 얼라인먼트 스테이지라고 한다)를 포함하는 얼라인먼트 스테이지부로 나눈다고 하면, 얼라인먼트 스테이지부에는, 얼라인먼트 스테이지와, 이 스테이지를 서로 직교하는 2방향(XY방향)으로 워크의 폭만큼 이동하는 스테이지 이동 기구와, 4개의 얼라인먼트 현미경이 부착되게 된다.

즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 워크에 분할하여 형성된 16의 노광 영역을, A, B, C, D…N, O, P로 하면, 얼라인먼트 스테이지는 노광 영역 A로부터 차례대로 XY 방향으로의 이동을 반복하면서, 각 영역에 대응하는 얼라인먼트 마크가 얼라인먼트 현미경에 의해 검출되어 간다.

노광 스테이지는, 상기한 바와 같이, 분할된 각 노광 영역을 노광하기 위해, XY 방향으로 워크의 폭만큼 이동하지 않으면 안 된다. 이에 더하여, 얼라인먼트 스테이지도 워크의 폭만큼 XY 방향으로 이동하게 되면, 대형의 워크의 폭만큼이 XY 방향으로 이동하기 위한 스페이스를, 노광 처리부와 얼라인먼트 스테이지부의 2개소에 있어서 확보할 필요가 있다. 장치는 매우 대형이 된다.

이 문제를 방지하기 위해, 얼라인먼트 스테이지를 이동하지 않는 것으로 하면, 이번에는, 얼라인먼트 현미경이 모든 워크 마크에 대응하고, 도 4의 경우이면 25개 필요해진다. 얼라인먼트 현미경은 정밀한 광학 기기이며 고가이므로, 이것을 25개 사용하는 것은 장치의 비용 상승으로 이어진다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 위치 맞춤과, 노광을 합친 노광 처리 전체의 시간을 단축하기 위해, 노광 처리를 행하는 노광 처리부와 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 스테이지부를 구비한 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 스테이지를 가능한 한 소형화, 저비용화하는 것이다.

상기 과제를, 본 발명에 있어서는, 다음과 같이 해결한다.

(1) 워크·얼라인먼트 마크의 위치를 검출하는 얼라인먼트 스테이지부와, 워크·얼라인먼트 마크의 위치가 검출된 워크를 유지하는 노광 스테이지를 구비하는 노광 처리부와, 얼라인먼트 스테이지부로부터 노광 처리부로 워크를 이동시키는 워크 이동 기구로 구성되는 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 스테이지부를 다음의 (가)∼(다)로 구성한다.

(가) 워크·얼라인먼트 마크(워크 마크)가 형성된 워크를 올려놓는 얼라인먼트 스테이지.

(나) 기판에 형성되어 있는 워크·얼라인먼트 마크(워크 마크)를 검출하는 복수의 얼라인먼트 현미경.

(다) 얼라인먼트 스테이지와 얼라인먼트 현미경을, 상대적으로 1축 방향으로 워크의 폭만큼 이동시키는 스테이지/현미경 이동 기구.

또한, 진공 흡착 등에 의해 워크를 흡착하여 움직이지 않도록 유지하는 워크 유지 부재를 설치하고, 상기 워크 유지 부재에 의해 워크를 유지시킨 상태로, 워크 유지 부재 즉 워크를, 얼라인먼트 스테이지의 소정 위치로부터, 노광 스테이지의 소정 위치로 이동시키도록 해도 된다.

여기에서, 얼라인먼트 스테이지와 노광 스테이지에, 끼워맞춤 등에 의해 상기 워크 유지 부재를 기계적으로 소정 위치에 위치 결정하는 위치 결정 수단을 설치하고, 상기 워크 유지 부재를 얼라인먼트 스테이지부로부터 노광 처리부로 이동시킬 때, 상기 워크 유지 부재를 얼라인먼트 스테이지와 노광 스테이지 상에서, 상기 위치 결정 수단에 의해 위치 결정하도록 구성하면, 변형되기 쉬운 워크 등을 취급하는 경우여도, 위치 재현성 좋게 워크를 얼라인먼트 스테이지부로부터 노광 처리부로 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 얼라인먼트 스테이지부에서 검출된 워크·얼라인먼트 마크의 위치에 의거하여, 노광 처리부에서 정밀도 좋게 얼라인먼트를 행하는 것이 가능해진다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 얼라인먼트 현미경을 이동시키는 제2 이동 기구를 설치하고, 이 이동 기구에 의해, 스테이지/현미경 이동 기구가 스테이지 또는 얼라인먼트 현미경을 1축 방향으로 이동시키는 방향에 대해 직교하는 방향으로 얼라인먼트 현미경을 이동시키도록 구성해도 된다.

(3) 상기 (1)에 있어서, 스테이지 또는 얼라인먼트 현미경이 이동하는 방향에 대해 직교하는 방향으로 형성되어 있는 얼라인먼트 마크의 수에 대응시켜, 얼라인먼트 현미경을 복수 설치해도 된다.

그와 같이 구성하면, 스테이지/현미경 이동 기구는, 1축 방향만 워크의 폭만큼 이동할 수 있으면 된다.

본 발명에 있어서는, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 스테이지/현미경 이동 기구를 설치하고, 얼라인먼트 스테이지와 얼라인먼트 현미경을 상대적으로 1축 방향으로 워크의 폭만큼 이동시키도록 하였으므로, 얼라인먼트 스테이지를 XY 방향(2축 방향)으로는 이동시킬 필요는 없고, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

(2) 얼라인먼트 현미경의 수를 비교적 적게 할 수 있으므로, 장치의 비용 다운을 도모할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시예의 노광 장치의 구성을 도시한 도면이다.

상기 도 8에 나타낸 종래예와 동일한 구성의 부분에 대해서는, 동일한 부호가 붙여져 있고, 광조사부(1), 마스크(M), 마스크를 유지하는 마스크 스테이지(MS), 투영 렌즈(2), 워크(W)를 올려놓고 순차적으로 이동하면서 노광 처리를 행하는 노광 스테이지(WS), 마스크 마크를 검출하는 얼라인먼트 현미경(10), 노광 장치 전체의 동작을 제어하는 제어부(11)로 구성되며, 그 동작은 전술한 것과 동일하다. 도 1에서는 도시하고 있지 않지만, 얼라인먼트 현미경(10)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 하프 미러(10a) 렌즈(L1, L2)와 CCD 카메라(10b)로 구성되어 있다.

본 실시예에 있어서는, 또한 도 1에 나타낸 바와 같이, 노광 스테이지(WS)를 포함하는 노광 처리부(21)와는 별도로, 새롭게 얼라인먼트 스테이지(AS)를 포함하는, 워크 마크의 위치 검출을 행하기 위한 얼라인먼트 스테이지부(22)가 설치되어 있다.

얼라인먼트 스테이지부(22)에는, 워크 마크(WAM)를 형성한 워크(W)를 올려놓는 얼라인먼트 스테이지(AS)와, 워크 마크(WAM)를 검출하는 얼라인먼트 현미경(4)을 설치한다.

또, 얼라인먼트 스테이지(AS)와 얼라인먼트 현미경(4)을 상대적으로 1축 방향으로 워크의 폭만큼 이동시키는 스테이지/현미경 이동 기구인 얼라인먼트 스테이지 이동 기구(22a)를 설치한다. 또한, 도 1은, 얼라인먼트 스테이지(AS)를 이동시키기 위한 얼라인먼트 스테이지 이동 기구(22a)를 설치한 경우를 나타내고, 얼라인먼트 현미경(4)을 이동시키는 기구에 대해서는 나타나 있지 않다.

얼라인먼트 스테이지부(22)와 노광 처리부(21)의 사이에는, 얼라인먼트 스테이지부(AS)로부터 노광 처리부(21)로 워크(W)를 반송하는 워크 반송 기구(23)를 설치한다. 워크 반송 기구(23)는, 얼라인먼트 스테이지부(22)에서 검출하여 기억한 워크 마크(WAM)의 위치 좌표(워크(W)와 스테이지(AS)의 위치 관계)가, 노광 처리부(21)에 있어서의 워크 마크(WAM)의 위치 좌표(워크(W)와 스테이지(WS)의 위치 관계)와 일치하도록(위치 어긋남이 생기지 않도록), 높은 정밀도로 얼라인먼트 스테이지부(22)로부터 노광 처리부(21)로 반송한다.

즉, 얼라인먼트 스테이지부(22)에서 검출된 얼라인먼트 스테이지(AS)에 대한 워크 마크(WAM)의 위치 좌표의 관계가, 노광 스테이지(21)에 있어서도 유지되도록 (노광 처리부(21)에 있어서의 스테이지(WS)에 대한 워크 마크(WAM)의 위치 좌표가, 얼라인먼트 스테이지부(22)에 있어서의 스테이지(AS)에 대한 워크 마크(WAM)의 위치 좌표에 일치하도록), 워크(W)를 얼라인먼트 스테이지부(22)로부터 노광 처리부(21)로 반송한다.

얼라인먼트 스테이지부(22)에서 검출한 워크 마크(WAM)의 위치 좌표가, 노광 처리부(21)에 있어서의 워크 마크(WAM)의 위치 좌표와 일치하도록 반송하기 위해서는, 반송 기구(23)로서, 고정밀도로 워크를 소정 위치에 위치 결정을 할 수 있는 것을 이용하는 것도 생각되지만, 예를 들면, 이하와 같이 구성할 수도 있다.

즉, 얼라인먼트 스테이지(AS)와 노광 스테이지(WS)를, 상하로 분할할 수 있도록 구성하고, 상측의 부분을 워크 유지 부재로 구성하며, 끼워맞춤 등에 의해 상기 워크 유지 부재를, 기계적으로 얼라인먼트 스테이지 본체와 노광 스테이지 본체의 소정 위치에 위치 결정하는 위치 결정 수단을 설치한다.

워크 유지 부재(3)에는, 진공 흡착 수단 등의, 워크를 고정하여 유지하는 수단을 설치하고, 진공 흡착 수단에 의해 워크를 흡착한 채로, 워크 유지 부재(3)를 얼라인먼트 스테이지부(22)로부터 노광 처리부(21)로 이동시킨다.

이 때, 상기 위치 결정 수단에 의해, 상기 워크 유지 부재가, 얼라인먼트 스테이지 본체(AS1)와 노광 스테이지 본체 상에서, 스테이지 본체에 대해 소정의 관계가 되도록 위치 결정한다.

이와 같이 구성하면, 신축이나 휘어짐 등의 변형을 발생하기 쉬운 워크 등을 취급하는 경우여도, 위치 재현성 좋게 워크(W)를 얼라인먼트 스테이지부(22)로부터 노광 처리부(21)로 이동시킬 수 있다.

도 2에, 상기 위치 결정 수단으로서 끼워맞춤을 이용하여, 위치 어긋남이 생기지 않도록 고정밀도로 반송하는 방법의 일례를 나타낸다.

상기 도면에 나타낸 바와 같이, 얼라인먼트 스테이지(AS)와 노광 스테이지(WS)를 상하로 분할할 수 있도록 구성하며, 위쪽 부분을 워크를 진공 흡착하는 워크 유지 부재(3), 아래쪽 부분을 얼라인먼트 스테이지 본체(AS1), 노광 스테이지 본체(WS1)로 하고, 그 상하에서, 요철의 끼워맞춤을 형성해 둔다.

얼라인먼트 스테이지부(22)에서, 워크(W)가 놓여진 워크 유지 부재(3)를 얼라인먼트 스테이지 본체(AS1)에 두고, 워크 마크(WAM)의 위치 검출과 기억을 행한다.

워크 반송 기구(23)는, 워크(W)를 워크 유지 부재(3)에 유지한 상태로, 워크 유지 부재(3)채로 노광 처리부(21)로 반송하고, 워크 유지 부재(3)를 노광 스테이지 본체(WS1)에 끼워맞춘다.

워크 유지 부재(3)와 얼라인먼트 스테이지 본체(AS1) 및 노광 스테이지(WS1)의 위치 관계가 변하지 않으므로, 얼라인먼트 스테이지부(22)에서 기억한 워크 마크(WAM)의 위치 좌표와, 노광 처리부(21)의 노광 스테이지 본체(WS1)의 위치 좌표가 일치한다(즉, 얼라인먼트 스테이지에서 검출한 워크 마크의 위치(Xn, Ym)를, 그대로 노광 스테이지의 (Xn, Ym)의 위치로 반송할 수 있다).

도 3은, 본 발명의 실시예의 노광 장치의 얼라인먼트 스테이지부의 구성을 도시한 사시도이고, 도 4는 전술한 워크(W)의 노광 영역의 일례를 도시한 도면이 다.

도 3에 나타낸 바와 같이 얼라인먼트 스테이지부(22)에는, 워크 마크(WAM)를 형성한 워크(W)를 올려놓는 얼라인먼트 스테이지(AS)가 있다. 이 스테이지(AS)는, 워크(W)를 흡착 유지하기 위한 진공 흡착 기구를 구비한 워크 유지 부재(3)와 스테이지 본체(AS1)로 구성되지만, 도 3에 있어서는 생략하고 있다. 또, 얼라인먼트 스테이지(AS)에는, 올려놓은 워크(W)의 워크 마크가, 후술하는 얼라인먼트 현미경의 시야 내에 들어오도록 워크의 위치를 조정하기 위한 Yθ 이동 기구도 부착되어 있지만, 이것도 생략하고 있다.

얼라인먼트 스테이지(AS)에는, 스테이지 이동 기구(22a)로서의 직진 가이드(221)가 부착되어 있고, 얼라인먼트 스테이지(AS)는 도면 중 화살표 방향의 1축 방향(X방향)으로만 이동한다.

또, 얼라인먼트 스테이지(AS)의 위쪽에는, 워크 마크를 검출하기 위한 복수의 얼라인먼트 현미경(4)(워크 마크 검출용 얼라인먼트 현미경)이 배치되어 있다. 얼라인먼트 현미경(4)은, 문형상의 얼라인먼트 현미경 지지체(4a)에 의해 지지되어 있다.

워크(W)를 올려놓은 스테이지(AS)는, 문형상의 얼라인먼트 현미경 지지체(4a)의 아래를, 직진 가이드(221)에 의해 한 방향(X방향)으로 이동한다.

얼라인먼트 현미경(4)의 수는, 스테이지(AS)에 놓여지는 워크(W)의, 스테이지(AS)가 이동하는 방향에 대해 직교하는 방향으로 형성되어 있는 워크 얼라인먼트 마크(WAM)의 수에 대응하고 있다. 도 3에 나타낸 본 실시예의 경우는, 예를 들면 도 4에 나타낸 워크(W)의 워크 마크(WAM)를 일괄적으로 검출할 수 있도록 5개 설치되어 있다.

워크 마크 검출용의 얼라인먼트 현미경(4)은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 렌즈(L3, L4)와 CCD 카메라(4b)로 구성되어 있다. CCD 카메라(4b)에 의해 수상한 워크 마크상은, 장치의 제어부(11)로 보내지고, 화상 처리되어 위치 좌표가 구해져 기억된다.

도 1, 도 3, 도 4를 이용하여, 노광 처리의 순서에 대해 설명한다. 또한, 워크를 얼라인먼트 스테이지부의 얼라인먼트 스테이지로부터 노광 스테이지로 반송하는 워크 반송 기구는, 상기한 바와 같이 얼라인먼트 스테이지의 위치 좌표와 노광 스테이지의 위치 좌표가 일치하도록 워크를 반송할 수 있는 것으로 한다.

노광 처리부(21)의 노광 스테이지(WS)에 워크(W)가 놓여져 있지 않은 상태에서, 광조사부(1)로부터 마스크(M)로 노광광을 조사한다.

마스크(M)에 형성되어 있는 마스크 마크(MAM)가, 노광 스테이지(WS)의 반사 미러(MM) 상에 투영된다. 투영 렌즈(2)와 노광 스테이지(WS)의 사이에, 마스크 마크 검출용의 얼라인먼트 현미경(10)을 삽입한다. 반사 미러(MM)에 의해 반사된 마스크 마크(MAM)의 투영상은, 얼라인먼트 현미경(10)의 하프 미러(10a)에 의해 반사되어 CCD 카메라(10b)에 입사한다. CCD 카메라(10b)에 비추어진 마스크 마크(MAM)상은 제어부(11)로 보내지고, 화상 처리되어 그 위치 좌표(예를 들면(Xm, Ym))가 구해져 기억된다. 이 부분은 종래예와 동일하다.

또한, 얼라인먼트 현미경(10)은, 반사 미러(MM)를 설치한 위치에, 노광 스테 이지(WS)에 매설되도록 설치해도 된다.

한편, 얼라인먼트 스테이지부(22)의 얼라인먼트 스테이지(AS)에 워크(W)가 놓여진다. 스테이지(AS)는, 스테이지 이동 기구의 직진 가이드(221)를 따라, 워크 마크(WAM)가 형성되어 있는 간격으로 스텝 이송된다. 워크 마크(WAM)의 간격은, 미리 제어부(11)에 기억되어 있다. 직진 가이드(22a)는 직동성(直動性)이 좋은 것을 사용한다.

워크 마크 검출용의 복수의 얼라인먼트 현미경(4)은, 이동하는 방향에 대해 직교하는 방향으로 형성된 얼라인먼트 마크(WAM)를 나란히 검출한다. 그 열의 검출이 종료되면, 스테이지(AS)를 워크 마크(WAM)가 형성되어 있는 간격으로 스텝 이송하여, 다음 열의 워크 마크(WAM)를 검출한다.

워크(W)가 스텝 이송될 때마다, 검출된 워크 마크상은 제어부(11)로 보내지고, 화상 처리되어 그 위치 좌표가 구해져 기억된다.

모든 워크 마크(WAM)의 위치 좌표가 구해지면, 워크 반송 기구(23)가, 워크(W)를 얼라인먼트 스테이지부(22)의 얼라인먼트 스테이지(AS)로부터 노광 처리부(21)의 노광 스테이지(WS)로 반송한다. 상기한 바와 같이, 반송 기구(23)는, 얼라인먼트 스테이지(AS)에 있어서 검출한 위치 좌표와, 노광 스테이지(WS)의 위치 좌표가 일치하도록(혹은 미리 설정된 위치 관계가 되도록) 반송한다.

또한, 전술한 바와 같이, 워크 유지 부재(3)로 워크(W)를 유지한 상태로 워크(W)를, 노광 스테이지(WS)로 반송해도 된다.

노광 스테이지(WS)에 워크(W)가 놓여지면, 상기에서 제어부(11)에 기억한 4 개의 마스크 마크(MAM)의 위치와, 제1 노광 영역의 4개의 워크 마크의 위치가 일치하도록(혹은 미리 설정한 위치 관계가 되도록), 노광 스테이지(WS)가 XYθ 방향으로 이동한다. 광조사부(1)로부터 노광광이 조사되고, 마스크 패턴이 투영 렌즈(2)에 의해 워크(W) 상에 투영되며, 제1 노광 영역이 노광(전사)된다.

제1 노광 영역의 노광이 종료되면, 제2 노광 영역의 노광을 행하기 위해, 노광 스테이지(WS)가 XY 방향으로 이동한다. 제2 노광 영역이 투영 렌즈의 아래에 오면, 기억하고 있는(4개의) 마스크 마크의 위치와, 제2 노광 영역의(4개의) 워크 마크(WAM)의 위치가 일치하도록(혹은 미리 설정한 위치 관계가 되도록), 노광 스테이지(WS)가 이동하여, 제2 노광 영역을 노광한다.

이하, 이것을 반복하여, 도 4에 나타낸 분할된 16의 노광 영역을 노광한다.

도 6은, 얼라인먼트 스테이지부의 제2 실시예를 도시한 도면이다.

도 3에 나타낸 제1 실시예에 있어서는, 스테이지 이동 기구(22a)에 의해, 얼라인먼트 스테이지(AS)가 얼라인먼트 현미경(4)에 대해 이동한다. 본 실시예에 있어서는, 현미경 이동 기구(22b)에 의해, 얼라인먼트 현미경(4)이 얼라인먼트 스테이지(AS)에 대해 이동한다. 즉, 직진 가이드(221)가 얼라인먼트 현미경 지지체(4a)에 부착되어 있다. 이에 의해, 얼라인먼트 현미경(4)은, 워크의 폭만큼 1축 방향 (X)방향으로 이동한다.

얼라인먼트 현미경(4)은, 이동하는 방향에 대해 직교하는 방향으로 형성된 얼라인먼트 마크를 나란히 검출한다. 그 열의 검출이 종료되면, 얼라인먼트 현미경 지지체(4a)를 워크 마크가 형성되어 있는 간격으로 스텝 이송하여, 다음 열의 워크 마크를 검출한다.

제1 실시예, 제2 실시예 모두, 얼라인먼트 스테이지부(22)에서는, 워크의 폭만큼의 이동은 1축 방향(X방향)밖에 없으며, 얼라인먼트 스테이지부(22)를 소형화할 수 있다.

또, 워크 마크 검출용의 얼라인먼트 현미경(4)도, 스테이지(AS) 또는 현미경(4)이 이동하는 방향에 대해 직교하는 방향으로 형성되어 있는 얼라인먼트 마크의 수에만 대응하여 설치하면 되므로, 그 수를 비교적 적게 할 수 있으며, 장치의 비용 다운을 도모할 수 있다.

도 7은, 얼라인먼트 스테이지부(22)의 제3 실시예를 도시한 도면이다.

본 실시예에 있어서는, 워크 마크 검출용의 복수의 얼라인먼트 현미경(4)을, 스테이지(AS)와 현미경(4)이 상대적으로 이동하는 방향에 대해 직교하는 방향으로 이동시키는 제2 현미경 이동 기구(22c)를 설치한 것이다.

이와 같이 구성한 경우, 얼라인먼트 현미경(4)은, XY 방향으로 스텝 이동을 반복하면서 얼라인먼트 마크를 검출하여 기억한다.

제1, 2 실시예에 비해, 얼라인먼트 현미경(4)을, 스테이지(AS)와 현미경(4)이 상대적으로 이동하는 것에 대해 직교하는 방향(Y방향)으로 이동시키는 기구가 필요해진다. 얼라인먼트 스테이지(AS)를 Y방향으로 이동시키는 것은 아니므로, 얼라인먼트 스테이지부(22)의 크기는 기본적으로는, 제1, 2 실시예와 동일하고, 대형화하지 않는다. 또, 얼라인먼트 현미경(4)이 Y방향으로도 이동하므로, 현미경의 수를 감소시킬 수 있다.

얼라인먼트 현미경의 수가 감소하고, 또 현미경을 Y축 방향으로 이동시키므로, 제1, 2 실시예에 비해, 1장의 워크에 있어서 워크 마크의 검출에 필요한 시간은 길어진다. 그러나, 그것은, 노광 처리부(21)에서 행해지는 워크 1장당의 노광의 처리 시간보다 짧은 시간이면 문제는 없다.

또한, 도 7에 있어서는, 스테이지(AS)와 현미경(4)을 상대적으로 워크의 폭만큼 이동시키는 이동 기구를, 제2 실시예와 같이 현미경측에 부착하고 있지만, 이것은, 제1 실시예와 같이 스테이지측에 부착해도 된다.

도 1은 본 발명의 실시예의 노광 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 2는 위치 결정 수단으로서 끼워맞춤을 이용하여, 위치 어긋남이 생기지 않도록 고정밀도로 반송하는 방법의 일례를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예의 얼라인먼트 스테이지부의 구성을 도시한 사시도이다.

도 4는 워크의 노광 영역의 일례를 도시한 도면이다.

도 5는 워크 마크 검출용의 얼라인먼트 현미경의 구성예를 도시한 도면이다.

도 6은 얼라인먼트 스테이지부의 제2 실시예를 도시한 도면이다.

도 7은 얼라인먼트 스테이지부의 제3 실시예를 도시한 도면이다.

도 8은 워크가 순차적으로 노광을 행하는 종래의 노광 장치의 구성예를 도시한 도면 (1)이다.

도 9는 워크가 순차적으로 노광을 행하는 종래의 노광 장치의 구성예를 도시한 도면 (2)이다.

도 10은 4개의 노광 영역으로 분할된 워크의 예를 도시한 도면이다.

[부호의 설명]

1 : 광조사부

2 : 투영 렌즈

3 : 워크 유지 부재

4 : 얼라인먼트 현미경

4a : 얼라인먼트 현미경 지지체

10 : 얼라인먼트 현미경

11 : 제어부

21 : 노광 처리부

22 : 얼라인먼트 스테이지부

22a : 스테이지 이동 기구

221 : 직진 가이드

22b, 22c : 현미경 이동 기구

23 : 워크 반송 기구

M : 마스크

MS : 마스크 스테이지

WS : 노광 스테이지

AS : 얼라인먼트 스테이지

W : 워크

Claims

마스크에 형성된 마스크·얼라인먼트 마크와, 워크에 형성된 워크·얼라인먼트 마크를 검출하고, 양자에 대한 위치 맞춤을 행하며, 위치 맞춤 종료 후 마스크를 통해 노광광을 워크에 조사하여, 마스크에 형성된 패턴을 워크에 노광하는 노광 장치에 있어서,

상기 노광 장치는,

얼라인먼트 마크가 형성된 워크를 유지하는 얼라인먼트 스테이지와, 얼라인먼트 스테이지에 유지된 워크의 워크·얼라인먼트 마크를 검출하는 복수의 워크·얼라인먼트 마크 검출용 얼라인먼트 현미경과, 얼라인먼트 스테이지와 워크·얼라인먼트 마크 검출용 얼라인먼트 현미경을, 1축 방향으로 워크의 폭만큼 상대적으로 이동시키는 스테이지/현미경 이동 기구를 구비한 얼라인먼트 스테이지부와,

마스크·얼라인먼트 마크를 검출하는 마스크·얼라인먼트 마크 검출용 얼라인먼트 현미경과,

얼라인먼트 스테이지부에서 워크·얼라인먼트 마크의 위치가 검출된 워크를 유지하는 노광 스테이지를 구비한 노광 처리부와,

얼라인먼트 스테이지부로부터 노광 처리부로 워크를 이동시키는 워크 이동 기구를 구비하고,

상기 워크·얼라인먼트 마크 검출용 얼라인먼트 현미경에는,

상기 1축 방향과 직교하는 방향으로, 워크·얼라인먼트 마크 검출용 얼라인먼트 현미경을 이동시키는 제2 이동 기구가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
삭제
삭제