KR101530760B1 - 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의, 광학계를 포함하는 노광 장치는, 차광판과, 상기 광학계의 광로를 따르는 회전축을 중심으로 상기 차광판을 회전 구동시키도록 구성된 회전 구동 유닛과, 상기 회전축과 교차하는 방향으로 상기 차광판을 시프트 구동시키도록 구성된 시프트 구동 유닛과, 상기 광학계에 의해 상기 패턴의 화상이 상기 기판에 투영될 때 기준으로서 제공되는 기준축과 상기 회전축 사이의 상대 위치에 관한 정보를 취득하도록 구성된 취득 유닛과, 상기 기판의 외부 모서리 근방의 주변부에 상기 패턴의 화상을 투영하는 경우, 상기 상대 위치에 관한 정보에 기초하여, 상기 차광판이 미리결정된 위치에 위치되도록, 상기 회전 구동 유닛과 상기 시프트 구동 유닛을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다.

Description

노광 장치 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명의 실시예의 개시된 일 양태는 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 반도체 디바이스의 실장을 위해 플립-칩(flip-chip) 실장이 흔히 채용되고 있다. 플립-칩 실장에 기초하여 행해지는 반도체 디바이스의 제조 공정에는, 솔더 볼(solder ball)을 디바이스 상에 형성하는 공정이 포함된다.

솔더 볼을 형성하는 공지된 방법의 일례는 도금 방법이다. 도금 방법에서는, 웨이퍼(기판) 상에 형성된 도전성막과 도금 장치의 전극을 접촉시키기 위해(도전 상태로 하기 위해), 도전성막 상에 형성되어 있는 레지스트의 일부의 전극을 접촉시키는 부분을 박리해야 한다.

이러한 처리는, 레지스트가 네거티브(negative) 레지스트인 경우, 노광 광이 웨이퍼의 주변부를 조사하는 것을 방지함으로써 행해질 수 있다. 구체적으로, 이러한 처리는 웨이퍼의 주변부를 차광함으로써 행해질 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제6,680,774호는 노광 중에 웨이퍼 상에 차광판을 배치하는 기술을 개시하고 있다.

일본 특허 공개 제2005-286062호 공보는 몰드와 접촉하여 웨이퍼 상에 배치된 레지스트에 자외선을 조사함으로써 레지스트 상에 몰드 패턴을 전사하는 임프린트 장치를 개시하고 있다. 일본 특허 공개 제2005-286062호 공보에 개시된 기술에서는, 웨이퍼의 주변부의 샷 영역에 각각 대응하는 조사 영역을 규정하기 위해, 웨이퍼 상의 제1 사분원 내지 제4 사분원에 상당하는 영역의 윤곽에 각각 대응하는 원호를 갖는 4개의 차광판이 X축 방향 및 Y축 방향으로 각각 구동된다.

미국 특허 제6,680,774호와 같이 웨이퍼 상에 차광판을 배치하면, 웨이퍼를 교환할 때마다 차광판이 퇴피되어야 하기 때문에, 스페이스 및 스루풋의 관점에서 제약이 된다.

웨이퍼 상에 차광판을 배치하기보다는, 일본 특허 공개 제2005-286062호 공보에 개시된 바와 같이, 웨이퍼와 광학적으로 공액인 면에 차광판을 배치하고, 이러한 차광판으로 웨이퍼의 외주 영역을 차광할 수 있다. 이러한 기술에서는, 외주 샷 영역마다, 웨이퍼 상의 외주 샷 영역의 위치에 기초하여, 웨이퍼의 외주로부터 외주 영역의 경계까지의 거리가 일정해지도록(즉, 웨이퍼의 외주로부터 소정의 폭에 대해 내측의 외주 영역이 차광되도록) 차광판이 위치 결정되어 있다.

그러나, 기준으로서 웨이퍼의 외형에 기초하여 웨이퍼를 차광하는 경우, 차광판을 구동시키기 위한 차광판 구동 유닛의 구동 기준 위치와, 웨이퍼의 실제 중심 위치(노광 기준으로서 제공되는 위치) 사이의 거리는 항상 동일하지는 않다.

차광판의 구동 기준 위치와 웨이퍼의 중심 위치 사이의 거리가 어긋나 있는 경우, 웨이퍼 상의 외주 샷 영역의 위치에 기초하여 차광판을 위치 결정하면, 차광판이 상기 어긋남량만큼 어긋나서 위치 결정된다. 그 결과, 웨이퍼의 외주로부터 외주 영역의 경계까지의 거리가 외주 샷 영역마다 다르게 되어, 차광판에 의해 차광되는 외주 영역의 폭을 동일하게 설정될 수 없다.

본 발명의 실시예의 개시된 일 양태는, 차광판 구동 유닛의 실제 구동 기준 위치와 노광 기준으로서 제공되는 위치(예를 들어, 광축 위치) 사이의 어긋남의 영향으로 인한 원하는 위치로부터의 어긋남을 저감시킬 수 있는 노광 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예의 일 양태에 따르면, 패턴이 형성된 원판을 광원으로부터의 광으로 조명하도록 구성된 조명 광학계와, 상기 패턴의 화상을 외부 모서리에 원호 형상부를 포함하는 기판에 투영하도록 구성된 투영 광학계를 갖는 광학계를 포함하는 노광 장치는, 상기 광학계의 광로 상에서 상기 투영 광학계의 물체면과 공액인 면 또는 그 근방에 배치되고, 상기 패턴의 화상이 상기 기판에 투영되는 영역의 외부 모서리의 적어도 일부를 원호 형상으로 규정하기 위한 원호 형상부를 포함하는 차광판과, 상기 광학계의 광로를 따르는 회전축을 중심으로 상기 차광판을 회전 구동시키도록 구성된 회전 구동 유닛과, 상기 회전축과 교차하는 방향으로 상기 차광판을 시프트 구동시키도록 구성된 시프트 구동 유닛과, 상기 광학계에 의해 상기 패턴의 화상이 상기 기판에 투영될 때 기준으로서 제공되는 기준축과 상기 회전축 사이의 상대 위치에 관한 정보를 취득하도록 구성된 취득 유닛과, 상기 기판의 외부 모서리 근방의 주변부에 상기 패턴의 화상을 투영하는 경우, 상기 상대 위치에 관한 정보에 기초하여, 상기 차광판이 미리결정된 위치에 위치되도록, 상기 회전 구동 유닛과 상기 시프트 구동 유닛을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다.

본 발명의 추가적인 특징 및 양태는, 첨부된 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

명세서에 포함되어 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은, 본 발명의 예시적인 실시예, 특징 및 양태를 도시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예의 일 양태에 따른 노광 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 조명 광학계의 구성을 상세하게 도시하는 도면.
도 3a 및 도 3b는 기판 상의 전사 영역을 도시하는 도면.
도 4는 차광판의 구성의 일례를 도시하는 도면.
도 5는 차광판의 위치 결정을 도시하는 도면.
도 6은 노광 장치에 의해 행해지는 노광 처리를 도시하는 플로우차트.
도 7은 차광판의 회전 구동 유닛의 회전축의 위치와 기준축의 위치가 어긋나 있는 경우의 차광판의 위치 결정을 도시하는 도면.
도 8은 예시적인 제2 실시예에 따른 차광판을 도시하는 도면.
도 9a 내지 도 9f는 차광판의 구성을 도시하는 도면.
도 10은 레티클에 대한 차광판의 위치를 조정하는 방법을 도시하는 플로우차트.
도 11은 차광판의 위치를 조정하는데 이용되는 레티클을 도시하는 도면.
도 12는 구동 유닛의 회전 중심을 산출하는 방법을 도시하는 플로우차트.
도 13a 내지 도 13d는 구동 유닛의 회전 중심을 산출하는 방법을 도시하는 도면.
도 14a 및 도 14b는 회전 구동 유닛의 회전축의 위치를 산출할 때 얻어지는 노광 결과로서 웨이퍼 상에 전사된 샷 형상을 도시하는 도면.

본 발명의 다양한 예시적인 실시예, 특징 및 양태를 도면을 참조하여 이하에 상세하게 설명한다.

도면에 있어서, 동일한 부분은 동일한 참조부호로 기재되며, 그 부분의 반복적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예의 일 양태에 따른 조명 광학계 및 투영 광학계로 구성되는 광학계를 포함하는 노광 장치(100)의 구성을 도시하는 도면이다.

노광 장치(100)는, 원판으로서의 레티클(마스크) 패턴을 투영 광학계에 의해 기판(기판 상의 샷 영역)에 투영하고, 레티클 패턴을 기판 상에 전사하는 리소그래피 장치이다.

노광 장치(100)는, 광원으로부터의 광으로 레티클(2)을 조명하는 조명 광학계(1)와, 기판(웨이퍼, 글래스 기판 등)(9)에 전사되어야 하는 패턴(회로 패턴)을 갖는 레티클(2)을 유지하여 이동시키는 레티클 스테이지(3)를 포함한다. 또한, 노광 장치(100)는 얼라인먼트 검출 유닛(4)을 포함한다. 얼라인먼트 검출 유닛(4)은, 레티클 스테이지(3)에 유지된 레티클(2)의 위치와, 투영 광학계(5)를 통해 기판(9)의 얼라인먼트 마크의 위치를 검출한다.

예시적인 본 실시예에서는, 얼라인먼트 검출 유닛(4)은, 레티클 스테이지(3)에 유지된 레티클(2)의 위치를 검출하는 기능과, 기판(9)의 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하는 기능을 갖는다. 그러나, 레티클 스테이지(3)에 유지된 레티클(2)의 위치를 검출하는 레티클 얼라인먼트 검출 유닛과, 기판(9)의 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하는 기판 얼라인먼트 검출 유닛을 별개로 배치할 수 있다.

또한, 노광 장치(100)는, 레티클(2)의 패턴을 기판(9) 상에 투영하는 투영 광학계(5)와, 기판(9)을 유지하여 이동시키는(적어도, XY 평면 내에서 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키는) 기판 스테이지(6)와, 기판 스테이지(6)의 위치를 계측하는 레이저 간섭계(7)를 포함한다. 또한, 노광 장치(100)는, 기판(9)을 흡착(유지)하는 척(8)과, 척(8)의 하부에 배치되어 기판(9)을 Z축 방향(수직 방향)에 이동시키는(즉, 노광시의 포커스를 조정하기 위한 기구인) Z축 이동 기구(도시되지 않음)를 포함한다.

또한, 노광 장치(100)는, 기판 스테이지(6)에 유지된 기판(9)의 Z축 방향의 위치(포커스 위치)를 계측하는 오토포커스 유닛(10)과, CPU(central processing unit)와 메모리를 포함하여 노광 장치(100) 전체[기판(9)을 노광하는 공정]를 제어하는 제어 유닛(21)을 포함한다. 또한, 노광 장치(100)는, 기판 스테이지(6) 상의 노광 광량을 검출하는 광 검출 센서(50)와, 투영 광학계의 중심 위치와 차광판 구동 유닛의 회전 중심 사이의 어긋남 정보를 포함하는, 장치 제어에 필요한 파라미터가 장치 외부로부터 입력되도록 하는 입력 인터페이스(51)를 포함한다.

도 2는 조명 광학계(1)의 구성을 상세하게 도시하는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 본 실시예에서는, 조명 광학계(1)는 광원(11)을 포함한다. 그러나, 조명 광학계(1)는 반드시 광원(11)을 포함할 필요는 없으며, 조명 광학계(1)와 광원(11)을 별개로 설치할 수 있다.

예시적인 본 실시예에서는, 광원(11)으로서 초고압 수은 램프가 사용되었지만, 엑시머 레이저(KrF 엑시머 레이저 또는 ArF 엑시머 레이저 등)가 사용될 수도 있다. 집광 미러(12)로는, 일반적으로는, 타원형 미러를 사용한다. 그러나, 집광 미러(12)는 타원형 미러에 한정되지 않는다. 집광점에서의 집광도를 증가시키도록 최적화된 패싯(facet) 미러가 사용될 수도 있다.

셔터(13)는, 제어 유닛(21)의 제어 하에, 개폐 시간을 조정함으로써 레지스트(감광제)가 도포된 기판(9)의 노광량을 조정한다.

줌 기능을 갖는 줌 릴레이 광학계(14)는 플라이-아이(fly-eye) 렌즈(15)에서의 광속 직경을 변경한다. 노광 장치(100)에 있어서, 기판(9) 상에 전사되는 패턴에 따라 투영 광학계(5)의 결상 성능을 최적화하기 위해, [조명 광학계(1)의 개구수(numerical aperture; NA)]/[투영 광학계(5)의 NA]로 표현되는 코히어런스 팩터(coherence factor)(σ값)의 변경이 필요하다.

예시적인 본 실시예에서는, 조명 광학계(1)의 NA를 결정하는 플라이-아이 렌즈(15)에서의 광속 직경을 변경함으로써, σ값을 변경할 수 있다.

플라이-아이 렌즈(15)는 입사면에 입사한 광속을 파면 분할하여, 출사면에 2차 광원을 생성한다. 플라이-아이 렌즈(15)는 원통형 렌즈 어레이로 치환될 수 있다. 집광 광학계(16)는 플라이-아이 렌즈(15)에 의해 파면 분할된 광의 빔을 피조명면에서 서로 중첩시켜, 피조명면 상에 균일한 조도 분포를 형성한다.

마스킹 블레이드(17)는 집광 광학계(16)의 피조명면에 배치된다. 가변 개구 조리개로 구성되는 마스킹 블레이드(17)는, 제어 유닛(21)의 제어 하에, 노광 장치(100)에 의해 스텝 앤드 리피트 방식(operation and repeat method)으로 반복해서 전사되는 1개의 샷 영역의 형상(샷 형상)을 결정한다. 다시 말해서, 마스킹 블레이드(17)는 기판 상의 샷 영역의 외부 모서리를 규정하는 직선 형상의 변보다 외측의 영역에 입사하는 광을 차광한다.

릴레이 광학계(18)는 마스킹 블레이드(17)의 위치에 형성된 조도 분포를 차광판(19) 상에 투영한다. 또한, 릴레이 광학계(20)는 차광판(19)의 위치에 형성된 조도 분포를 레티클(2) 상에 투영한다.

차광판(19)은, 노광 장치(100)에 의해 스텝 앤드 리피트 방식으로 반복해서 기판(9)을 노광할 때에, 기판(9)의 노광 위치에 따라 패턴이 전사되는 영역의 형상을 변경할 수 있다.

차광판(19)은 조명 광학계(1)에서의 투영 광학계(5)의 물체면과 공액인 면 또는 그 근방에 배치된다. 차광판(19)은 기판(9)의 외주로부터 내측의 원형 경계선에 겹치는 원호(원호 형상부)를 모서리에 포함하고, 기판(9) 상의 패턴이 전사되는 영역을 규정한다.

차광판(19)은, 조명 광학계(1) 및 투영 광학계(5)로 구성되는 광학계의 광로 상에서 투영 광학계(5)의 물체면과 공액인 위치 또는 그 근방에 배치되기만 하면 원하는 차광 부재로서 기능할 수 있다. 또한, "투영 광학계(5)의 물체면과 공액인 위치"라는 표현은, "레티클(2)의 배치에 의해 결정되는 패턴면과 공액인 위치"로 바꿔 쓸 수 있다.

차광판(19)은 구동 유닛(22)을 통해 기판(9) 상의 외주 샷 영역 내에서 구동된다. 예를 들어, 구동 유닛(22)은, 제어 유닛(21)의 제어 하에, 조명 광학계(1)의 광축에 평행한 축을 중심으로 차광판(19)을 회전 구동시키고, 조명 광학계(1)의 광축에 수직인 평면 내에서 차광판(19)을 직선 구동시킨다.

예시적인 본 실시예에서는, 부품의 배치의 관점으로부터, 마스킹 블레이드(17)와 차광판(19)은, 릴레이 광학계(18)를 이들 사이에 배치하여, 조명 광학계(1)에 있어서의 서로 다른 광학적으로 공액인 위치에 배치된다. 그러나, 배치의 관점에서 문제가 없으면, 마스킹 블레이드(17)는 차광판(19)에 인접하여 배치될 수 있다. 마스킹 블레이드(17)가 차광판(19)에 인접하여 배치되지만 이들 부품이 동일한 위치에 맞춰지지 않은 경우에는, 차광판(19)을 기판(9)과 광학적으로 공액인 위치에 배치하고, 마스킹 블레이드(17)를 디포커스(defocus)된 위치에 배치하는 것이 바람직하다.

이러한 배치로 인한 디포커스량이 허용될 수 없는 경우에는, 샷 영역에서의 제1 방향을 따른 외부 모서리를 규정하는 직선 형상의 변보다 외측의 영역에 대해 광이 입사하지 않도록, 마스킹 블레이드(17)로 광을 차광한다. 또한, 샷 영역에서의 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따른 외부 모서리를 규정하는 직선 형상의 변보다 외측의 영역에 대해 광이 입사하지 않도록, 레티클(2) 상에 Cr 패턴으로 광을 차광하는 차광 부재를 설치한다.

또한, 샷 영역의 형상은 레티클(2) 상의 Cr 패턴에 의해 결정될 수 있다. 마스킹 블레이드(17)는, 레티클(2) 상의 Cr 패턴의 박리 등의 결함으로 인한 전사를 방지하기 위해, 샷 영역의 형상보다 큰 영역에서 차광할 수 있다. 마스킹 블레이드(17)와 차광판(19)의 조명계 내에서의 배치 위치의 순서는 문제되지 않는다. 이들 부품 중 하나가 광원(11) 측에 배치될 수 있다.

이제 차광판(19)에 대해 상세하게 설명한다. 도 3a는 용지 시트 면의 상측으로부터 본 기판(9)의 전사 영역을 도시하는 도면이다. 기판(9)에는 통상적으로 실리콘제의 기판이 사용되지만, 글래스제의 기판, 사파이어제의 기판, 또는 화합물로 이루어진 기판도 사용될 수 있다.

노광 장치(100)에 의해 1회의 노광으로 패턴이 전사될 수 있는 영역은 투영 광학계(5)의 결상 영역에 기초하여 결정되지만, 일반적으로 기판(9)의 크기보다 작다. 따라서, 노광 장치(100)에서는, 기판(9)을 스텝핑시키면서 패턴의 전사[기판(9)의 노광]을 반복하는 노광 방식이 이용된다. 이러한 방식은 "스텝 앤드 리피트 방식"으로 지칭된다.

도 3a에 해칭선으로 나타내진 영역은 1회의 노광에 의해 패턴이 전사되는 샷 영역을 나타낸다. 기판(9)을 스텝핑시키면서 복수의 샷 영역을 반복적으로 노광시킴으로써, 기판(9) 전체에 동일한 패턴 "C"를 전사시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 솔더 볼을 형성하는 공정에 있어서, 기판(9) 상의 도전성막과 도금 장치의 전극을 접촉시키기 위해서는(도전 상태로 하기 위해서는), 레지스트가 박리된 영역이 기판(9) 상에 존재해야 한다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 이러한 영역은 기판(9)의 주변부, 즉 기판(9)의 외주로부터 소정의 폭(예시적인 본 실시예에서는, "d")만큼 내측인 외주 영역(92)에 상당한다. 기판(9)의 외주 영역(92)은, 기판(9)에 도포된 레지스트가 네거티브 레지스트인 경우에는, 노광 중에 차광될 필요가 있다. 다시 말해서, 기판(9)의 외주 샷 영역(91) 상에 패턴을 전사할 때에, 외주 샷 영역(91)은 도 3b에 도시된 바와 같은 전사 영역, 즉 샷의 외부 모서리의 일부를 원호 형상으로 규정하여 노광될 필요가 있다.

도 4는 외주 샷 영역(91)을 도 3b에 도시된 바와 같은 전사 영역으로서 규정하기 위한 차광판(19)의 구성의 일례를 도시하는 도면이다. 도 4에서는, 조명 광학계(1)의 광축 방향으로부터 본 차광판(19)을 도시하고 있다.

차광판(19)은 노광 광을 차광하는 차광부(191)와, 노광 광을 통과시키는 개구부(192)로 구성된다. 차광부(191)는, 기판(9)의 외주(외부 모서리)의 원호와 대략 동일한 원호 형상의 원호 모서리부(191a)와, 기판(9)의 외주 영역(92)의 차광에는 직접 기여하지 않는 직선 모서리부(191b)를 포함하는 프레임이다.

이상적으로는, 차광판(19)의 원호 형상부인 원호 모서리부(191a)는, 기판(9)의 외주(외부 모서리)의 원호 형상부의 원 형상의 반경(곡률 반경)보다 "d"만큼 작은 원 형상과 대략 동일한 원호 형상인 것이 바람직하다.

개구부(192)는, 노광되는 샷 영역을 조명하기 위해 필요한 광속보다 굵은 광속을 통과시키기에 충분히 큰 크기를 갖는다.

기판(9)의 중심 근방의 샷을 노광하는(패턴의 화상을 투영하는) 경우에는, 차광판(19)은 퇴피되어, 샷의 노광에 기여하는 광속보다 굵은 광속이 개구부(192)를 통과하도록 하는 위치로 이동된다. 그 때, 광속은, 차광판(19)에 의해서가 아닌, 다른 차광 부재인 마스킹 블레이드(17)에 의해 직사각형 형상으로서 규정된 단면을 갖는다.

그러나, 차광판(19)은 도 4에 도시된 구성에 한정되지 않는다. 차광판(19)은 원형 모서리부를 포함하는 차광부로 구성될 수 있거나, 또는 일부만이 원호 형상의 모서리부를 포함하는 차광부로 구성될 수 있다.

이는, 구동 유닛(22)이, 조명 광학계(1)의 광축을 중심으로 하는 회전 방향(화살표 AR1)으로 차광판(19)을 회전 구동시키고, 원호 모서리부(191a)의 정점을 연결하는 직선에 평행한 방향(화살표 AR2)으로 차광판(19)을 직선 구동시킬 수 있기 때문이다.

또한, 구동 유닛(22)은, 광축을 중심으로 하는 회전 방향(화살표 AR1)으로 차광판(19)을 회전 구동시키는 회전 구동 유닛과, 원호 모서리부(191a)의 정점을 연결하는 직선에 평행한 방향(화살표 AR2)으로 차광판(19)을 시프트 구동(병진 구동)시키는 시프트 구동 유닛의 2개의 기구를 갖는다. 또한, 구동 유닛(22)은, 원호 모서리부(191a)의 정점을 연결하는 직선에 수직인 방향(화살표 AR3)으로 차광판(19)을 시프트 구동시키는 다른 시프트 구동 유닛 기구를 가질 수도 있다.

도 5는 제어 유닛(21)의 제어 하에서의 구동 유닛(22)에 의한 차광판(19)의 위치 결정을 도시하는 도면이다. 도 5에는, 기판(9)의 외주 샷 영역(91)과 차광판(19) 사이의 위치 관계가 도시되어 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 외주 샷 영역(91)을 노광할 때에는, 기판(9)의 외주(외부 모서리)로부터 "d"만큼 내측의 외주(외부 모서리) 근방에 있는 외주 영역(92)에 입사하는 노광 광을 차광하는 위치에 차광판(19)이 위치 결정된다.

보다 구체적으로는, 조명 광학계(1)의 광축을 중심으로 θ만큼만 차광판(19)이 회전 구동되도록, 또한 외주 샷 영역(91)의 중심(x1, y1)로부터 기판(9)의 중심 방향으로 L만큼만 시프트(직선 구동)된 위치에 차광판(19)의 중심(x, y)이 위치되도록, 차광판(19)이 위치 결정된다. 여기에서, "외주 샷 영역(91)의 중심"은, 외주 샷 영역(91)의 일부가 중심부와 동일한 방식으로 원호에 의해 차광되지 않는 상태에서의 샷 영역의 중심이다.

기본적으로, 조명 광학계(1)와 투영 광학계(5)로 구성되는 광학계의 광축은, 외주 샷 영역(91)의 노광 시, 이 외주 샷 영역(91)의 중심과, 레티클의 패턴부의 중심을 통과하도록 배치된다.

또한, L은 차광판(19)의 직선 구동량이며, 도 5에 도시된 값을 이용하여 이하의 식 1로 표현된다.

[식 1]

d : 외주 영역(92)의 폭

θ : 차광판(19)의 회전 구동량[즉, 기판(9)의 중심과 외주 샷 영역(91)의 중심을 연결하는 직선과, 기판(9)의 수평선 사이에 형성된 각도]

L : 차광판(19)의 직선 구동량

L1 : 차광판(19)의 중심으로부터 차광판(19)의 원호 모서리부(191a)까지의 거리

L2 : 기판(9)의 중심으로부터 외주 샷 영역(91)의 중심까지의 거리

L3 : 기판(9)의 중심으로부터 기판(9)의 외주까지의 거리[즉, 기판(9)의 반경]

L4 : 기판(9)의 중심으로부터 차광판(19)의 중심까지의 거리

이제 도 6을 참조하여 노광 장치(100)에 의해 행해지는 노광 처리에 대해서 설명한다. 이러한 노광 처리는, 노광 장치(100)의 각각의 유닛을 통괄적으로 제어하는 제어 유닛(21)에 의해 행해진다. 여기에서, 1매의 기판(9)에 행해지는 노광 처리를 일례로서 설명한다.

공정 S602에서는, 기판(9)의 노광 처리에 관한 노광 처리 정보[즉, 기판(9)을 노광할 때 필요한 정보]가 취득된다. 노광 처리 정보는, 노광 파라미터 이외에, 차광판(19)의 위치 결정(제어)에 필요한 정보를 포함한다.

노광 처리 정보는, 예를 들어 노광 대상의 기판(9)에 층[기층(underlayer)]이 형성되어 있는지 여부(즉, 노광 처리가 제1 시퀀스인지 또는 제2 시퀀스인지 여부)를 나타내는 시퀀스 정보와, 기판(9) 상의 복수의 샷 영역의 어레이를 나타내는 레이아웃 정보를 포함한다.

또한, 노광 처리 정보는, 기판(9)을 기판 스테이지(6)에 배치할 때 발생하는 기판(9)의 중심과 기판 스테이지(6)의 중심 사이의 어긋남량을 나타내는 기판 배치 오프셋과, 외주 샷 영역(91)을 노광할 때의 차광판(19)의 제어 모드를 나타내는 차광판 제어 모드 정보를 포함할 수도 있다.

공정 S604에서는, 기판 반송 로봇에 의해 노광 대상의 기판(9)이 노광 장치(100) 내로 반입되고, 이러한 기판(9)은 기판 스테이지(6)에 배치된다. 이러한 처리시, 노광 처리 정보에 포함되는 기판 배치 오프셋에 기초하여, 기판(9)의 중심과 기판 스테이지(6)의 중심이 일치하도록, 기판 스테이지(6)에 기판(9)을 유지시킨다.

공정 S606에서는, 공정 S602에서 취득된 노광 처리 조건에 포함되는 시퀀스 정보에 기초하여, 노광 대상의 기판(9)에 층이 형성되어 있는지 여부가 판정된다. 기판(9)에 층이 형성되어 있다고 판정된 경우(공정 S606에서, 예), 처리는 공정 S608로 이행한다. 기판(9)에 층이 형성되어 있지 않다고 판정된 경우(공정 S606에서, 아니오), 처리는 공정 S612로 이행한다.

공정 S608에서는, 기판(9)에 형성된 층의 얼라인먼트 마크가 얼라인먼트 검출 유닛(4)에 의해 검출(대략적으로 검출)된다[즉, 프리 얼라인먼트(pre-alignment)가 행해진다]. 공정 S610에서는, 공정 S608에서 얻어진 검출 결과에 기초하여, 기판(9)에 형성된 층의 얼라인먼트 마크가 얼라인먼트 검출 유닛(4)에 의해 정밀하게 검출(정밀 검출)된다.

후술하는 바와 같이, 공정 S608 및 S610에서의 검출 결과에 기초하여, 기판 스테이지(6)의 중심 위치에 상당하는 기판(9)의 중심 위치(기판 중심 위치)와 기판(9)에 형성된 층에 있어서의 복수의 샷 영역의 어레이의 중심 위치(층 중심 위치) 사이의 어긋남량이 결정될 수 있다.

공정 S612에서는, 차광판(19)이 구동 유닛(22)에 의해 구동되어 위치 결정된다. 구체적으로는, 노광 대상의 기판(9)에 층이 형성되어 있지 않은 경우, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 공정 S602에서 취득된 노광 처리 조건에 포함되는 레이아웃 정보에 기초하여, 차광판(19)이 위치 결정된다.

또한, 노광 대상의 기판(9)에 층이 형성되어 있는 경우, 공정 S602에서 취득된 노광 처리 조건에 포함되는 레이아웃 정보와, 공정 S608 및 S610에서의 검출 결과로부터 결정된 기판 중심 위치와 층 중심 위치 사이의 어긋남량에 기초하여, 차광판(19)이 위치 결정된다.

그러나, 상술한 바와 같이, 차광판(19)은, 기판(9)의 외주 샷 영역(91)을 노광할 때, 외주 영역(92)에 입사하는 노광 광을 차광하기 위해 이용된다. 따라서, 대상 샷 영역(패턴이 전사되는 샷 영역)이 외주 샷 영역(91)이 아닌 경우, 조명 광학계(1)의 광로로부터 차광판(19)이 퇴피되기만 하면, 차광판(19)을 정확하게 위치 결정시킬 필요는 없다.

대상 샷 영역이 외주 샷(주변 샷으로도 지칭됨) 영역(91)이 아닌 경우, 즉 기판의 중심부의 샷이 노광되는 경우에는, 프레임체인 차광판(19)의 개구부(192)를 통과한 광속이 마스킹 블레이드(17)에 의해 차광된다.

마스킹 블레이드(17)에 의해 형성된 개구부를 통과한 광속은 기판(9)에 도달하여 기판을 노광하게 된다. 차광판(19)은, 광속이 마스킹 블레이드(17)에 의해 차광되어 직사각형 형상으로서 기판(9) 상에 투영되도록 위치 결정될 수 있다. 또한, 차광판(19)의 위치 결정은, 기판(9) 상의 대상 샷 영역을 노광 위치에 위치시키기 위해 필요한 기판 스테이지(6)의 이동과 병행하여 행해질 수 있다.

공정 S614에서는, 기판(9) 상의 대상 샷 영역이 노광되어 이러한 대상 샷 영역 상에 레티클(2)의 패턴을 전사한다. 공정 S616에서는, 기판 스테이지(6)에 유지된 기판(9) 상의 모든 샷 영역이 노광되었는지(즉, 모든 샷 영역 상에 패턴이 전사되었는지) 여부가 판정된다.

기판(9) 상의 모든 샷 영역이 노광되지 않았다고 판정된 경우(공정 S616에서, 아니오), 처리는 공정 S612로 이행하여, 다음 샷 영역이 대상 샷 영역으로서 처리된다. 기판(9) 상의 모든 샷 영역이 노광되었다고 판정된 경우(공정 S616에서, 예), 처리는 공정 S618로 이행한다. 공정 S618에서는, 모든 샷 영역이 노광된 기판(9)이 기판 반송 로봇에 의해 회수되고, 상기 기판은 노광 장치(100)로부터 반출된다.

도 7은, 도 4에 도시된 AR3 구동 기구를 갖지 않는 시스템에서, 하나의 평면[기판(9)면 또는 그에 평행한 면] 상에 있어서 차광판의 회전 중심인 회전축의 위치가 광축의 위치로부터 (Δx, Δy)만큼 어긋나 있는 경우를 도시한다. 도 7은 제어 유닛(21)의 제어 하에서의 구동 유닛(22)에 의한 차광판(19)의 위치 결정을 도시하는 도면이다.

광축은 광학계에 의해 레티클(2)의 패턴의 화상이 기판(9) 상에 투영될 때 기준으로서 제공되는 축(기준축)이다. 이 경우에, 광축은 광학계의 광축으로 고려될 수 있다. 보다 엄밀하게는, 노광 장치에 있어서, 광원의 조정 또는 각종 부품의 위치 결정을 위한 마크를 이용하여 캘리브레이션이 수행되어, 기판(9) 상의 샷 영역의 중심과 그 샷 영역에 투영되는 레티클(2)의 패턴 영역의 중심을 통과하는 축으로 고려될 수 있다.

차광판(19)의 회전 중심인 회전축이 광축으로부터 (Δx, Δy)만큼 어긋나 있는 경우, 차광판(19)은 191a의 위치에 배치되어 외주 샷 영역(91)을 차광해야 한다. 그러나, 이 어긋남량으로 인해, 점선으로 나타낸 차광판(19)의 회전 중심인 회전축의 어긋남량이 (Δx, Δy)인 경우, 차광판(19)은 점선으로 191b의 위치에 어긋나서 위치 결정된다.

따라서, 정확하게 191a의 위치에 차광판(19)을 배치하기 위해, 도 5에 도시된 θ 및 L을 산출하는 수순에 있어서, 가상의 외주 샷 영역(91')을 산출한다.

x2 = x1 - Δx

y2 = y1 - Δy

이러한 가상의 외주 샷 중심(x2, y2)에 대해, 도 5에 도시된 방법에 기초하여 θ' 및 L을 산출한다.

θ' : 차광판(19)의 회전 구동량[즉, 기판(9)의 중심과 외주 샷 영역(91')의 중심을 연결하는 직선과, 기판(9)의 수평선 사이에 형성된 각도]

L : 가상의 외주 샷 영역(91')에 있어서의 차광판(19)의 직선 구동량

θ' 및 L에 의해 차광판(19)이 구동되는 경우의 가상의 차광판 위치는 점선으로 나타낸 위치이다. 이 경우에, 실제로 차광되는 위치에 있어서, 차광판의 회전 중심의 어긋남량이 (Δx, Δy)이므로, (Δx, Δy)만큼 어긋난 191a의 위치에 차광판이 배치된다.

Δx 및 Δy는, 예시적인 제2 실시예에서 설명한 방법 또는 예시적인 제3 실시예에서 설명한 방법 중 하나에 기초하여 산출된 값을 입력 인터페이스(51)를 통해 입력함으로써 얻어질 수 있다. 입력 인터페이스(51)는, 장치에 설치된 유저 인터페이스 또는 네트워크를 통해 정보를 수신하는 인터페이스 중 하나일 수 있다.

차광판의 회전 중심의 어긋남량(Δx, Δy)은 광축과 차광판(19)의 회전 중심의 상대 위치를 나타내는 정보이며, 즉 어긋남의 방향과 어긋남량이다. 이러한 상대 위치를 나타내는 정보는, 스테이지 좌표계의 좌표 또는 기판 좌표계의 좌표로서 소정의 기준으로부터의 좌표 정보로서 취득될 수도 있다.

이러한 상대 위치를 나타내는 정보는, 예시적인 제2 실시예에 따른 산출 유닛, 예시적인 제3 실시예에 따른 산출 유닛, 또는 입력 인터페이스를 통해 입력되어 노광 장치(100)의 (도시되지 않은) 메모리(기억 유닛) 등의 취득 유닛에 의해 취득된다.

도 4에 도시된 AR3 구동 기구를 갖는 시스템에 있어서, Δx, Δy의 차광판의 회전 중심의 어긋남량은, 회전각 θ를 보정하지 않고, AR2 및 AR3의 구동량에 기초하여 보정될 수도 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 차광판(19)은 개구를 갖는다. 개구는 개구 모서리의 서로 반대측의 위치에 배치된 제1 원호와 제2 원호를 포함한다. 제1 원호 및 제2 원호는 개구의 내측으로부터 외측 방향을 향해 돌출한 볼록 형상을 갖는다.

도 8에 도시된 예에서는, 구동 유닛(22)의 일례로서, 직선 구동 유닛(95)이 회전 구동 유닛(96) 상에 탑재되어, 광축을 중심으로 반경 방향 및 회전 방향으로 차광판(19)이 구동되도록 할 수 있다. 광축을 중심으로 반경 방향 및 회전 방향으로 차광판(19)이 구동될 수 있기만 하면, 몇몇의 다른 구성이 이를 위해 채용될 수 있다.

도 8에서, 점선으로 둘러싸여진 영역 A는 차광판(19) 상에서의 샷 영역이 차광된 모습을 도시하고 있다. 차광판(19)에 의해 차광된 형상은 웨이퍼 상에 전사된다.

또한, 차광판(19)은 개구 부재 또는 차광 부재를 포함한다. 개구 부재 또는 차광 부재는 회전 구동 유닛(96)의 회전 구동량을 식별하는 회전 구동량 식별 유닛으로서 기능한다. 개구 부재 또는 차광 부재를 이용하여 회전 구동량을 산출하는 방법은 예시적인 본 실시예 중에서 명백해진다.

도 9a 내지 도 9f는 차광판(19)의 개구 부재 또는 차광 부재의 일례를 도시한다. 도 9a에 도시된 예에서는, 개구 부재의 일례로서, 모서리에 직선부를 포함하는 슬릿 형상의 개구 부재(61)가 차광판(19)에 설치되어 있다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 모서리에 직선부를 포함하는 슬릿 형상의 개구 부재(62a, 62b)가 상하로 분할될 수 있도록, 개구 부재가 구성될 수 있다.

또한, 도 9c에 도시된 바와 같이, 개구 부재는 직선부를 포함하는 슬릿 형상일 필요는 없다. 개구 부재는, 예를 들어 원형 구멍 형상을 갖는 개구 부재(63a, 63b)로서 구성될 수 있다. 또한, 개구 부재는, 개구 부재의 형상의 무게 중심 주위에 대칭이기만 하면, 몇몇의 다른 형상일 수 있다. 도 9d에 도시된 예에서는, 차광 부재의 일례로서, 모서리에 직선부를 포함하는 슬릿 형상의 차광 부재(71)가 차광판(19)에 설치되어 있다.

도 9e에 도시된 바와 같이, 모서리에 직선부를 포함하는 슬릿 형상의 차광 부재(72a, 72b)가 상하로 분할될 수 있다. 도 9f는 원호의 모서리를 따라 차광 부재의 길이 방향이 상이한 경우를 도시한다. 마찬가지로, 차광 부재(73a, 73b)는 상하로 분할될 수도 있다.

도 9a 내지 도 9f는 제1 원호와 제2 원호가 별개의 차광판에 있는 것으로 차광판(19)이 구성된 경우의 형상을 도시하고 있다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 원호 및 제2 원호는 일체의 차광판에 구성될 수도 있다. 또한, 일체의 차광판의 경우, 개구 부재 또는 차광 부재는 원호와 마찬가지로 대응하는 위치에 배치될 수 있다.

기판(9)의 주변부에 폭 "d"로 도시된 비-노광 영역을 형성하기 위해서는, 이하의 2개의 조건을 충족시킬 필요가 있다.

조건 1. 레티클(2)과 차광판(19)은 위치 맞춤되어 있다(이들의 위치 관계는 판명되어 있다).

조건 2. 레티클(2)과 기판(9)은 위치 맞춤되어 있다(이들의 위치 관계는 판명되어 있다).

이제 조건 2가 충족되어 있을 때 조건 1을 구현하는 조정 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 이러한 예에서, 레티클(2)의 기준점은 도 1에 도시된 얼라인먼트 검출 유닛(4)으로부터의 검출 결과에 기초하여 광축에 대해 위치 결정되어 있다.

이하의 조정 플로우(flow)에 있어서 행해지는 노광 처리, 스테이지의 구동 및 차광판의 구동을 포함하는 일련의 처리는 제어 유닛(21)에 의해 실행된다.

우선, 도 10의 플로우차트의 공정 S1001에서는, 레티클(2)의 기준점[이하에서, "레티클(2)의 중심(2c)"으로 지칭됨]과 회전 구동 유닛(96)의 회전 중심(96c)의 위치 결정이 행해진다. 도 11은 이러한 위치 결정에 이용되는 레티클(2)을 용지 시트 상방으로부터 본 도면이며, 도 11에 도시된 바와 같이 X축, Y축이 정의되어 있다.

레티클(2)은 기판 상에 전사 가능한 패턴으로서 적어도 2개의 눈금(40a, 40b)을 포함한다. 눈금(40)에서의 레티클(2)의 중심으로부터의 Y 좌표는 알고 있다. 눈금(40)의 값은 레티클(2) 상의 X 좌표를 나타낸다. 차광판(19)은 도 9a에 도시된 형상을 갖는다.

레티클(2)의 중심(2c)과 회전 구동 유닛(96)의 회전 중심(96c)의 위치 결정에 대해서, 도 12에 도시된 플로우차트에 기초하여 상세하게 설명한다. 이러한 예의 설명에서는 차광판(19)의 제1 원호를 이용한다.

공정 S2001에서는, 레티클 및 웨이퍼가 반입되고, 노광량, 웨이퍼 상의 레이아웃, 구동 유닛의 구동 조건 등의 노광 조건이 설정된다. 공정 S2002에서는, 구동 조건에 기초하여, 차광판(19)이 회전 구동 유닛(96)에 의해 회전 구동되고 직선 구동 유닛(95)에 의해 직선 구동되어, 도 13a에 일례로서 도시된 제1 위치로 차광판(19)이 이동한다.

도 13a로부터 명백한 바와 같이, 제1 위치에서는, 레티클(2)이 차광판(19)에 의해 차광되고, 차광판(19)의 제1 원호와 개구 부재(23)가 레티클(2) 상에 위치된다. 또한, 회전 구동 유닛(96)과 직선 구동 유닛(95)이 도 13에는 도시되어 있지 않지만, 차광판(19), 회전 구동 유닛(96) 및 직선 구동 유닛(95) 사이의 관계는 도 8에 도시된 바와 같다. 동시에, 기판(9)을 유지하고 있는 기판 스테이지(6)가 샷 위치로 구동된다. 공정 S2003에서는, 조사계로부터 소정의 노광량이 기판(9) 상에 조사된다.

레티클(2)의 패턴이 차광판(19)에 의해 규정된 형상으로 기판(9) 상에 샷 S1이 전사된다. 공정 S2004에서는, 구동 유닛의 구동 조건에 기초하여 직선 구동 샤프트 방향이 고정된 상태로, 차광판(19)이 회전 구동 유닛(96)의 회전 중심(96c)을 중심으로 180° 회전 구동되어 제2 위치(도 13b)로 이동한다. 동시에, 기판(9)을 유지하고 있는 기판 스테이지(6)가 다음 샷 위치로 구동된다.

공정 S2005에서는, 마찬가지로 조사계로부터 소정의 노광량을 기판(9) 상에 조사함으로써 샷 S2가 전사된다. 공정 S2006에서는, 기판(9)이 반출되고, 현상이 행해진다. 이러한 현상에 의해, 샷 S1 및 S2의 레지스트 화상이 기판(9)에 형성된다.

공정 S2007에서는, 차광판(19)의 제1 위치의 샷 S1과 제2 위치의 샷 S2에 기초하여, 레티클(2)의 중심(2c)에 대한 회전 구동 유닛(96)의 회전 중심(96c)이 결정된다.

도 14a에 도시된 샷 S1에 대한 차광판(19)의 제1 원호의 모서리와 눈금(40a, 40b)의 교점의 값(41a, 41b)이 판독되어 기록된다. 동시에, 샷 S1에 대한 직선 슬릿 형상의 개구 부재(61)의 직선 모서리와 눈금(40a, 40b)의 교점의 값(42a, 42b)이 판독되어 기록된다.

도 14b에 도시된 샷 S2에 대한 값(43a, 43b, 44a, 44b)도 마찬가지로 판독되어 기록된다. 눈금의 판독은, 예를 들어 범용의 광학 현미경을 사용하여 행해질 수 있다. 도 14a 및 도 14b는 노광된 부분의 레지스트가 현상으로 인해 박리되는 경우, 즉 포지티브 레지스트가 이용되는 경우를 도시하고 있지만, 네거티브 레지스트가 이용될 수도 있다. 이러한 예에서는, 도시의 용이함으로 인해, 포지티브 레지스트가 이용되는 경우를 설명한다.

따라서, 눈금(40)은 레티클(2)의 중심 기준의 좌표값을 나타내고 있다. 우선, 제1 위치의 샷 S1에 대한 눈금 값(41a, 41b)과 제1 원호의 반경에 기초하여, 제1 원호에 의해 형성된 제1 원(circle)의 중심 좌표 Oa가 산출된다. 마찬가지로, 제2 위치의 샷 S2에 대한 눈금 값(43a, 43b)과 제1 원호의 반경에 기초하여, 제1 원호에 의해 형성된 제2 원의 중심 좌표 Ob가 산출된다.

제1 원 및 제2 원의 중심 좌표 Oa, Ob의 중점 O는 회전 구동 유닛(96)의 회전 중심이다. 이에 기초하여, 레티클(2)의 중심과 회전 구동 유닛(96)의 회전 중심이 일치하도록 위치 조정이 행해진다.

그러나, 제1 위치로부터 제2 위치로 회전 구동 유닛(96)으로 회전 구동될 때에는, 반드시 회전 각도에 오차가 있다. 회전 구동 유닛(96)의 회전 각도의 오차는 여러가지 요인이 있지만, 그 예로 모터 각도를 검출하는데 이용되는 로터리 엔코더, 기어의 백래시(backlash) 등의 오차가 있다. 따라서, 사실상 오차를 제거 하는 것은 불가능하다.

도 13c는 차광판(19)이 제1 위치로부터 제2 위치로 180+α°(α는 회전 오차) 회전된 경우를 도시한다. 도 13c에 도시된 상태에서 노광된 샷으로부터, 제1 원호에 의해 형성되는 제2 원의 중심 좌표 Oc가 얻어진다. 제1 원 및 제2 원의 중심 좌표 Oa 및 Oc의 중점 Oe는 회전 구동 유닛(96)의 회전 중심(96c)으로서 결정된다. 즉, 참된 회전 중심(96c)과 상이한 지점이 산출되어 버린다.

도 13d에 도시된 바와 같이, 이는 특히 회전 중심 좌표의 Y 좌표의 산출 정밀도에 현저한 영향을 미친다. 따라서, 동시에 기록된 슬릿 형상의 개구 부재(61)의 직선 모서리와 눈금(40)의 교점의 값을 사용하여 보정이 행해진다.

제1 위치에서의 슬릿 형상의 개구 부재(61)의 직선 모서리와 눈금(40)의 교점의 좌표(42a, 42b)의 2점을 통과하는 직선의 기울기 T1이 얻어진다. 마찬가지로, 제2 위치에서의 슬릿 형상의 개구 부재(61)의 직선 모서리와 눈금(40)의 교점의 좌표(44a, 44b)의 2점을 통과하는 직선의 기울기 T2가 얻어진다.

제1 위치로부터 제2 위치로 정확하게 180°만큼 차광판(19)이 회전되면, 이들 2개의 기울기는 동일해지며, 즉 T1 = T2가 된다. 이들 2개의 기울기의 차 T1 - T2 = α를 산출함으로써, 제1 위치로부터 제2 위치로 회전되었을 때 실제 회전 각도가 180+α°라는 것을 알 수 있다.

다음으로, 실제 회전 각도를 이용한 보정 방법에 대해서 설명한다. 제1 위치에서의 제1 원의 중심 좌표 Oa와 제2 위치에서의 제2 원의 중심 좌표 Oc 사이의 X 방향의 거리를 P라고 하면, 180°의 회전 각도에 대한 회전 각도의 오차가 α°라는 것을 알 수 있기 때문에, 이에 기초하여 제2 위치에서의 제2 원의 중심 좌표 Oc의 Y 좌표 Ocy가 보정된다.

보정량 δy는 Psin(α/2)로 정의될 수 있다. 회전 구동 유닛(96)에 회전 각도의 오차가 존재하더라도, 제2 위치에서의 제2 원의 보정된 중심 좌표 Od와 제1 위치에서의 제1 원의 중심 좌표 Oa에 기초하여, 회전 구동 유닛(96)의 회전 중심(96c)을 결정하는 산출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이상의 결과에 기초하여, 회전 구동 유닛(96)의 회전 중심(96c)이 레티클(2)의 중심(2c)과 일치하도록 조정될 수 있다. 또한, 차광판(19)의 제1 원호, 개구 부재 및 차광 부재는 웨이퍼 상에 동시에 투영되는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

마스킹 블레이드(17)로 조명 영역을 제한함으로써, 개별적으로 기판상에 투영하여 회전 구동 유닛(96)의 회전 중심과 레티클(2)의 위치 결정 조정이 행해질 수 있다.

또한, 레티클(2) 상의 눈금(40)이 X축을 따라 배치되었지만, 이러한 눈금(40)은 Y축을 따라 배치될 수도 있다. 이러한 경우, 차광판(19)의 제1 위치 및 제2 위치를 본 예시적인 실시예에서 설명된 경우보다 90° 더 회전시킴으로써, 위치 결정 조정이 행해질 수 있다. 또한, 위치 결정 조정은 레티클(2) 상의 눈금에 기초하여 제1 위치 및 제2 위치를 적절한 회전 위치로 회전시킴으로써 행해질 수도 있다.

다음으로, 도 10에 도시된 플로우차트의 공정 S1002에서는, 차광판(19)을 회전 구동시키는 회전 구동 유닛(96)의 구동 원점이 조정된다. 이러한 조정에 기초하여, 레티클(2)의 X축과 차광판(19)을 직선 구동시키는 직선 구동 유닛(95)의 구동 샤프트를 평행하게 할 수 있다. 도 13에서는, 간략함을 위해 이미 평행한 상태로 도시되어 있지만, 실제로는 부품의 형상 오차 및 부품의 조립 오차가 있어, X축 및 구동 샤프트는 평행하지 않다.

상기에서 결정된 제1 원의 중심 좌표 Oa와 제2 원의 중심 좌표 Od를 통과하는 직선의 기울기가 제로로 되도록, 회전 구동 유닛(96)의 구동 원점이 오프셋을 갖도록 설정될 수 있다. 또한, 차광판(19)의 제2 원호에 대해서도 동일한 조정이 행해질 수 있다.

다음으로, 도 10에 도시된 플로우차트의 공정 S1003에서는, 차광판(19)을 직선 구동시키는 직선 구동 유닛(95)의 구동 원점이 조정된다. 이러한 조정에 기초하여, 직선 구동 유닛(95)의 구동 샤프트 방향과 레티클(2)의 X축 방향의 위치가 일치한다. 그 후에, 직선 구동 유닛(95)이 고정되고, 레티클(2) 상의 눈금(40)이 차광판(19)의 제1 원호와 교차하는 위치로 차광판(19)이 직선 구동 유닛(95)에 의해 구동된다.

이러한 상태에서 기판(9)이 노광된다. 웨이퍼를 반출하고 현상 후에, 제1 원호와 눈금(40)의 교점의 값을 판독하여 상기 값이 지정된 값이 되도록 함으로써, 직선 구동 유닛(95)의 구동 원점이 오프셋을 갖도록 설정될 수 있다. 이러한 조정에 기초하여, 레티클(2)과 차광판(19)의 제1 원호의 위치 결정이 완료된다. 또한, 차광판(19)의 제2 원호에 대해서도 동일한 조정이 행해질 수 있다.

예시적인 제2 실시예에서는, 도 9a에 기초하여 차광판(19)을 설명했다. 그러나, 도 9b, 도 9c, 도 9d, 도 9e 및 도 9f에 도시된 형상이어도 동일한 방식으로 조정이 행해질 수 있는 것은 분명하다.

도 9f에 도시된 차광판(19)의 경우에는, 차광 부재(73a 또는 73b)의 직선 모서리를 이용하여 실제의 회전 각도가 산출될 수 있다. 이러한 경우, 레티클(2) 상에 눈금(40) 이외에, 차광 부재(73a 또는 73b)의 직선 모서리와 교차하는 눈금을 더 제공하는 것이 필요하다.

또한, 도 4에 도시된 차광판(19)의 직선 모서리부(191b)가 웨이퍼 상의 원형 모서리부와 함께 투영될 수 있으면, 이러한 구성도 마찬가지로 실제 회전 각도의 산출에 이용될 수 있다. 또한, 예시적인 제2 실시예에서는 조정에 필요한 최소한의 샷의 개수에 기초하여 설명했지만, 실제로는 산출 정밀도에 대한 눈금의 판독 오차의 영향을 저감시키기 위해 복수의 샷의 평균이 이용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 샷의 개수는 한정되지 않는다.

또한, 예시적인 제2 실시예에서는, 레티클(2) 상의 2개 눈금의 좌표와 원호의 반경에 기초하여 원의 중심 좌표를 산출했지만, 레티클 상에 적어도 1개 이상의 눈금을 제공함으로써 3개의 눈금의 좌표에 기초하여 원의 중심을 산출할 수도 있다. 마찬가지로, 산출 정밀도에 대한 눈금의 판독 오차의 영향을 저감시키기 위해, 복수의 눈금 중에서의 3개의 눈금의 각각의 조합으로부터 결정된 원의 중심 좌표의 평균이 이용될 수도 있다.

예시적인 제2 실시예에 있어서, 개구 부재 또는 차광 부재의 목적은 위치 조정에 이용하기 위한 것이라는 것이 이해될 수 있다. 기판(9)의 외주로부터 차광 폭 d에 의해 규정되는 차광 영역을 형성할 때에는, 개구 부재 또는 차광 부재에 의한 웨이퍼 상으로의 패턴 전사는 필요치 않다. 이는 오히려 문제가 될 수 있다. 구체적으로는, 차광판(19)의 위치 조정시에만 개구 부재 또는 차광 부재의 패턴 전사가 행해진다. 따라서, 개구 부재 또는 차광 부재는 웨이퍼 상으로의 패턴 전사가 행해지는지 여부에 기초하여 선택될 필요가 있다.

보다 구체적으로는, 이러한 부재는 개구 부재가 막히는지 여부, 또는 차광 부재가 제거되는지 또는 웨이퍼 상에서 패턴 전사가 발생하지 않는 위치로 이동되는지 여부에 기초하여 선택될 수 있다. 또한, 개구 부재 또는 차광 부재에 의해 웨이퍼 상으로 패턴이 전사되는지 여부를 선택하는 유닛은 자동 또는 수동일 수 있으며, 이러한 선택을 행하는 방법은 한정되지 않는다.

예시적인 제2 실시예에서는, 도 12에 도시된 플로우차트의 공정 S1001에서 행해지는 조정이 기판(9) 상에 노광된 샷으로부터 얻어지는 정보에 기초하여 행해졌다. 그러나, 기판 스테이지(6) 상의 광 검출 센서(50)를 이용하여 조정이 행해질 수도 있다. 광 검출 유닛인 광 검출 센서(50)는 조명계로부터 조사되는 광을 수광하고 웨이퍼 면 상의 노광 광량을 검출하는 센서이다.

차광판(19)의 모서리는 광 검출 센서(50)에 의해 스테이지 좌표 기준에 기초하여 검출될 수 있다. 보다 구체적으로는, 스테이지를 구동시키면서 조도가 제로인 좌표가 검출될 수 있다. 조도가 제로인 2개의 좌표와 원호의 반경에 기초하여, 그 원의 중심 좌표가 결정될 수 있다.

마찬가지로, 일례로서 도 9a를 이용하면, 개구 부재의 슬릿 직선부의 기울기도 결정될 수 있다. 차광판(19)이 도 9c에 도시된 형상을 갖는 경우에는, 조도 검출 센서를 이용하여, 각각의 개구 부재(63a, 63b)의 무게 중심 위치가 검출될 수 있다. 개구 부재가 직선부를 갖지 않더라도 2개의 무게 중심을 연결하는 직선의 기울기를 이용함으로써 상술한 각도 보정이 행해질 수 있다는 것이 용이하게 이해될 수 있다.

광 검출 센서(50) 상의 투영 처리, 스테이지의 구동, 차광판의 구동을 포함하는 일련의 처리는 제어 유닛(21)에 의해 실행된다. 광 검출 센서(50)의 검출 결과는 검출 산출 유닛에서 처리되고, 얻어진 회전 중심의 어긋남량은 데이터베이스에 등록된다.

그 후에, 차광판을 구동시키는 구동 유닛은 데이터베이스에 등록된 회전 중심의 어긋남량에 기초하여 제어 유닛(21)에 의해 보정된다. 조도 검출 센서가 사용된 경우에는, 레티클과 구동 유닛의 회전 중심 사이의 관계가 직접적으로 적용되지 않는다는 점에 유의한다.

이러한 경우에는, 기판 스테이지(6) 상의 웨이퍼와 조도 검출 센서 사이의 위치 관계를 미리 알아, 간접적으로 레티클 중심과 구동 유닛의 회전 중심을 위치 맞춤할 필요가 있다. 또한, 도 10에 도시된 플로우차트의 공정 S1002 및 S1003에서 행해지는 조정도 마찬가지로 광 검출 센서(50)를 이용하여 행해질 수 있다는 것이 용이하게 이해될 수 있다.

다음으로, 예시적인 일 실시예에 따른 디바이스(반도체 디바이스, 액정 표시 디바이스 등)를 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 반도체 디바이스는, 웨이퍼 상에 집적 회로를 제조하는 전 처리(pre-process)와, 전 처리에서 제조된 웨이퍼 상의 집적 회로 칩을 최종 제품으로서 완성시키는 후 처리(post-process)를 행함으로써 제조된다.

전 처리는, 상술한 노광 장치를 이용하여 감광제가 도포된 웨이퍼를 노광하는 공정과, 웨이퍼를 현상하는 공정을 포함한다. 후 처리는, 어셈블리 공정(다이싱 및 본딩)과, 패키징 공정(봉입)을 포함한다. 액정 표시 디바이스는 투명 전극을 형성하는 처리를 행함으로써 제조된다.

투명 전극을 형성하는 처리는, 투명 도전막이 증착된 글래스 기판에 감광제를 도포하는 공정과, 상술한 노광 장치를 이용하여 감광제가 도포된 글래스 기판을 노광하는 공정과, 글래스 기판을 현상하는 공정을 포함한다. 예시적인 본 실시예에 따른 디바이스 제조 방법에 기초하여, 종래의 디바이스보다 고품질의 디바이스를 제조할 수 있다.

본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예에 한정되지 않는다.

이하의 특허청구범위의 범주는 모든 변경, 등가의 구조 및 기능을 포괄하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.

Claims (7)

1. 패턴이 형성된 원판을 광원으로부터의 광으로 조명하도록 구성된 조명 광학계와, 상기 패턴의 화상을 외부 모서리에 원호 형상부를 포함하는 기판에 투영하도록 구성된 투영 광학계를 갖는 광학계를 포함하는 노광 장치이며,
   상기 광학계의 광로 상에서 상기 투영 광학계의 물체면과 공액인 면 또는 그 근방에 배치되고, 상기 패턴의 화상이 상기 기판에 투영되는 영역의 외부 모서리의 적어도 일부를 원호 형상으로 규정하기 위한 원호 형상부를 포함하는 차광판과,
   상기 광학계의 광로를 따르는 회전축을 중심으로 상기 차광판을 회전 구동시키도록 구성된 회전 구동 유닛과,
   상기 회전축과 교차하는 방향으로 상기 차광판을 시프트 구동시키도록 구성된 시프트 구동 유닛과,
   상기 광학계의 광축, 또는 상기 기판 상의 샷 영역의 중심과 상기 샷 영역에 투영되는 상기 원판의 패턴 영역의 중심을 통과하는 축인 기준축과 상기 차광판의 회전 중심인 상기 회전축과의 상대 위치에 관한 정보를 취득하는 취득 유닛과,
   상기 기판의 외부 모서리 근방의 주변부에 상기 패턴의 화상을 투영하는 경우, 상기 상대 위치에 관한 정보에 기초하여, 상기 차광판이 미리결정된 위치에 위치되도록, 상기 회전 구동 유닛과 상기 시프트 구동 유닛을 제어하도록 구성된 제어 유닛을 포함하는, 노광 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 차광판의 원호 형상부의 곡률 반경은 상기 기판의 외부 모서리의 상기 원호 형상부의 곡률 반경보다 작은, 노광 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 상대 위치에 관한 정보는 상기 기준축에 대해 상기 회전축의 어긋남 방향에서의 어긋남량을 나타내는 정보인, 노광 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 기준축과 상기 회전축과의 상대 위치에 관한 정보는, 상기 제어 유닛으로 상기 회전 구동 유닛을 제어하여 상기 차광판을 회전 구동시킴으로써 상기 차광판이 서로 상이한 2개의 회전 구동 위치에 배치된 상태에서 상기 광원으로부터의 광을 이용하여 취득되는, 노광 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 기판을 유지하여 이동시키도록 구성되고 광 검출 유닛을 포함하는 기판 스테이지를 더 포함하고,
   상기 취득 유닛은, 상기 차광판이 회전 구동되어 2개의 상이한 위치에 배치된 상태에서 상기 광원으로부터의 광을 상기 광 검출 유닛에 의해 수광함으로써 얻어진 정보에 기초하여 상기 상대 위치에 관한 정보를 취득하도록 구성되는, 노광 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 영역을 규정하는 상기 차광판과 별개인 차광 부재를 더 포함하고,
   상기 차광판은, 중심부에 개구부를 갖고 상기 개구부가 대면하는 위치에 상기 원호 형상부가 형성된 프레임이며,
   상기 기판의 중심 근방에 상기 패턴의 화상이 투영되는 경우, 상기 패턴의 화상이 상기 기판 상에 투영되는 영역에 도달하는 상기 광원으로부터의 광은 상기 프레임의 상기 개구부를 통과하고, 상기 영역이 상기 차광 부재에 의해 규정되는, 노광 장치.
7. 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 단계와, 노광된 상기 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이며,
   상기 노광 장치는, 패턴이 형성된 원판을 광원으로부터의 광으로 조명하도록 구성된 조명 광학계와, 상기 패턴의 화상을 외부 모서리에 원호 형상부를 포함하는 기판에 투영하도록 구성된 투영 광학계를 갖는 광학계를 포함하며,
   상기 노광 장치는,
   상기 광학계의 광로 상에서 상기 투영 광학계의 물체면과 공액인 면 또는 그 근방에 배치되고, 상기 패턴의 화상이 상기 기판에 투영되는 영역의 외부 모서리의 적어도 일부를 원호 형상으로 규정하기 위한 원호 형상부를 포함하는 차광판과,
   상기 광학계의 광로를 따르는 회전축을 중심으로 상기 차광판을 회전 구동시키도록 구성된 회전 구동 유닛과,
   상기 회전축과 교차하는 방향으로 상기 차광판을 시프트 구동시키도록 구성된 시프트 구동 유닛을 포함하고,
   상기 노광하는 단계는,
   상기 회전 구동 유닛에 의해 상기 차광판을 회전 구동시켜, 상기 광학계의 광축, 또는 상기 기판 상의 샷 영역의 중심과 상기 샷 영역에 투영되는 상기 원판의 패턴 영역의 중심을 통과하는 축인 기준축과 상기 차광판의 회전 중심인 상기 회전축과의 상대 위치에 관한 정보를 취득하는 단계와,
   상기 기판의 외부 모서리 근방의 주변부에 상기 패턴의 화상을 투영하는 경우, 취득된 상기 상대 위치에 관한 정보에 기초하여, 상기 차광판이 미리결정된 위치에 위치되도록, 상기 회전 구동 유닛과 상기 시프트 구동 유닛을 제어하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.

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