KR101539153B1 - 노광 방법 및 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

노광 장치 (100) 는, 노광 빔 (IL) 으로 마스크 (M) 를 조명하는 조명 광학 장치 (10) 와, 마스크의 패턴면이 XY 평면에 실질적으로 평행해지도록 마스크의 패턴 영역의 주위를 상방으로부터 유지함과 함께, 마스크에 대하여 적어도 XY 평면에 평행한 면내의 힘을 작용시키는 마스크 테이블 (MTB) 과, 웨이퍼 (W) 를 XY 평면에 실질적으로 평행하게 유지하여, XY 평면을 따라 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구비하고 있다. 이 때문에, 프록시미티 방식, 즉 투영 광학계를 사용하지 않는 노광 장치임에도 불구하고, 마스크의 패턴과 기판 상의 하지 패턴의 고정밀도의 중첩을 실현하는 것이 가능해진다.

Description

노광 방법 및 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법{EXPOSURE METHOD, EXPOSURE APPARATUS, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 노광 방법 및 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 반도체 소자, 액정 표시 소자 등의 마이크로 디바이스 (전자 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서 사용되는 프록시미티 방식의 노광 방법 및 노광 장치, 그리고 리소그래피 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
예를 들어 반도체 소자, 액정 표시 소자 또는 프린트 기판 등을 포토리소그래피 공정에서 제조할 때, 포토마스크 또는 마스크 등 (이하, 「마스크」라고 총칭한다) 을 노광광으로 조명하고, 그 마스크에 근접하여 배치되는, 감광재가 도포된 기판 상에 그 마스크의 패턴을 전사하는 프록시미티 노광 장치가 사용되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
그러나, 종래의 프록시미티 노광 장치에서는, 마스크의 패턴면과 기판 상의 감광재에 의해 형성되는 감광층의 표면의 갭 (간극) 은, 최소라도 30 ㎛ 정도였기 때문에, 해상도가 나쁘고, 오늘날의 반도체 디바이스의 실용 최소 선폭 64 ㎚ 이하의 선폭, 예를 들어 32 ㎚ 를 갖는 크리티컬한 패턴을 기판 상에 형성할 때 등에는 도저히 사용할 수 없다.
32 ㎚ 이하의 선폭의 패턴을 해상 (解像) 하기 위해서는, 최신의 액침 타입의 ArF 스캐너 (스캐닝 스테퍼) 를 사용하여, 더블 패터닝법에 의한 노광을 실시하거나, 또는 전자선 또는 X 선 (특히 SOR 광 : 싱크로트론 방사광) 리소그래피 기술을 사용할 필요가 있다.
더블 패터닝에 대응한 액침 타입의 ArF 스캐너는 고가이다. 또한, 전자선 리소그래피는, 나노미터 오더의 패턴의 형성을 고정밀도로 제어할 수 있고, 또한 웨이퍼 상에 마스크 없이 직접 묘화가 가능하다는 이점이 있다. 그러나, 그 반면, 전자선 리소그래피는, 스루풋이 낮고, 비용도 들기 때문에, 양산 레벨에는 거리가 멀다는 결점이 있다.
또, 전자선이나 X 선을 사용한 리소그래피에서는, 그 노광 방법에 맞춰 포토레지스트를 개발할 필요가 있고, 감도, 해상도, 에칭 내성 등의 면에서도 아직 문제가 많다.
그래서, 이러한 문제를 해결하는 방법으로서, 최근, 조사하는 광의 파장보다 충분히 작은 사이즈의 개구로부터 새어 나오는 근접장광을 광원으로 하고, 포토레지스트를 감광시키고, 현상함으로써, 미세한 패턴을 형성하는 방법이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조). 이 방법에 의하면, 광원의 파장에 관계 없이, 나노미터 오더의 공간 분해능을 얻을 수 있다.
그러나, 예를 들어 특허문헌 2 에 개시되는 실질적으로 컨택트 방식의 노광 방법에서는, 마스크와 기판 사이에 액체가 개재되어 있다고는 해도, 마스크 파손, 수율의 저하 등을 회피하는 것은 실제로는 곤란하다. 종래의 마스크는 고가이기 때문에, 이 파손은 최대한 방지할 필요가 있었다. 이것에 더하여, 이 방식에서는, 투영 광학계가 존재하지 않기 때문에, 마스크의 변형, 예를 들어 마스크의 열변형에서 기인하는 마스크 상의 패턴의 변형 (왜곡, 배율 변화) 등에 대응하는 것이 곤란하여, 중첩 정밀도의 악화를 방지할 수 없었다. 이 점은, 종래의 프록시미티 노광 장치에 있어서도 동일하다.
미국특허 제5,891,806호 명세서 미국특허 제6,869,732호 명세서
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 패턴이 형성된 마스크에 근접하여 배치되는 감광성의 기판 상에 상기 패턴을 전사하는 노광 방법으로서, 상기 마스크에 에너지 빔을 조사하고, 상기 마스크를 개재한 상기 에너지 빔으로 상기 기판을 노광하는 것과 ; 상기 노광하는 것과 병행하여 상기 기판을 미동 (微動) 시켜, 상기 패턴과 상기 기판 상의 패턴의 중첩을 실시하는 것을 포함하는 노광 방법이 제공된다.
이것에 의하면, 마스크의 변형, 예를 들어 마스크의 열변형에서 기인하는 마스크 상의 패턴의 변형 (왜곡, 배율 변화) 등에 대응하여, 기판 상의 패턴을 변형시키는 것이 가능해진다. 따라서, 마스크의 패턴과 기판 상의 패턴의 고정밀도의 중첩을 실현하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 패턴이 형성된 마스크에 근접하여 배치되는 감광성의 기판 상에 상기 패턴을 전사하는 노광 장치로서, 에너지 빔으로 상기 마스크를 조명하는 조명 광학 장치와 ; 상기 마스크의 패턴 영역의 주위 영역을 상방으로부터 유지함과 함께, 상기 마스크에 대하여, 적어도 소정 평면에 평행한 면내의 힘을 작용시키는 마스크 유지 장치와 ; 상기 기판을 유지하여 상기 소정 평면을 따라 이동하는 기판 유지 장치를 구비하는 노광 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 마스크를 유지하는 마스크 유지 장치는, 마스크의 패턴 영역의 주위 영역을 상방으로부터 유지함과 함께, 마스크에 대하여, 적어도 소정 평면에 평행한 면내의 힘을 작용시킬 수 있다. 이 때문에, 마스크의 변형, 예를 들어 마스크의 열변형에서 기인하는 마스크 상의 패턴의 변형 (왜곡, 배율 변화) 등에 대응하여, 그 변형이 작아지도록 힘을 가할 수 있고, 이것에 의해, 마스크의 패턴과 기판 상의 패턴의 고정밀도의 중첩을 실현하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 마이크로 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 방법으로서, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하고, 그 기능을 실현하기 위한 패턴 설계를 실시하는 것과 ; 리소그래피 기술을 사용하여, 유리 기판 상에 상기 설계한 패턴의 주위에 차광 영역이 존재하는 복수의 구획 영역을 형성하고, 그 구획 영역마다 상기 유리 기판을 분리하여 복수의 마스크를 제조하는 것과 ; 상기 복수의 마스크의 각각을, 순차, 마스크와 기판을 근접시켜 노광을 실시하는 노광 장치에 소정의 인터벌로 투입하고, 상기 노광 장치에 의해, 상기 마스크가 투입될 때마다, 그 투입된 상기 마스크의 패턴을 상기 인터벌에 따른 수의 기판의 각각에 순차 전사하는 것과 ; 상기 패턴이 전사된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
이것에 의하면, 리소그래피 기술을 사용하여, 유리 기판 상에 상기 설계한 회로 패턴의 주위에 차광 영역이 존재하는 복수의 구획 영역을 형성하고, 그 구획 영역마다 상기 유리 기판을 분리하여 복수의 마스크를 제조하기 때문에, 마스크의 대량 생산이 가능해진다. 또한, 그 생산한 복수의 마스크의 각각을, 순차, 마스크와 기판을 근접시켜 노광을 실시하는 노광 장치에 소정의 인터벌로 투입하고, 상기 노광 장치에 의해, 상기 마스크가 투입될 때마다, 그 투입된 상기 마스크의 패턴을 상기 인터벌에 따른 수의 기판의 각각에 순차 전사한다. 따라서, 상기 인터벌을 적절히 정함으로써, 마스크가 한계를 초과하여 오염되기 전에, 새로운 마스크를 투입하는 것이 가능해지고, 마스크의 오염에서 기인하는 수율의 저하를 방지하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 패턴이 형성된 마스크에 근접하여 배치되는 감광성의 기판 상에 상기 패턴을 전사하는 노광 방법으로서, 상기 마스크에 에너지 빔을 조사하고, 상기 마스크를 개재한 상기 에너지 빔으로 상기 기판 상의 복수의 구획 영역의 각각을 노광하는 것을 포함하고, 상기 복수의 구획 영역 중의 1 개의 구획 영역에 대한 노광과 다음 구획 영역에 대한 노광 사이의 상기 기판의 스텝 이동 중, 상기 마스크와 기판의 간극을 일시적으로 확대하는 노광 방법이 제공된다.
이것에 의하면, 기판의 스텝 이동 중에 있어서의, 마스크와 기판의 간섭을 확실히 회피하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 상기 제 4 양태의 노광 방법에 의해 기판을 노광하여 그 기판 상 복수의 구획 영역에 상기 마스크에 형성된 패턴을 전사하는 것과 ; 상기 패턴이 전사된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 6 양태에 의하면, 제 1 양태의 노광 방법에 의해 기판을 노광하여 그 기판 상에 패턴을 형성하는 것과 ; 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 발명의 제 7 양태에 의하면, 제 2 양태의 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하여 그 기판 상에 패턴을 형성하는 것과 ; 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1 은 일 실시형태의 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2(A), 도 2(B) 및 도 2(C) 는, 각각 XY 스캔 노광용의 소노광 필드, Y 스캔 노광용의 중노광 필드 및 일괄 노광용의 쇼트 전체면 노광 필드의 설정에 관해서 설명하기 위한 도면이다.
도 3 은 도 1 의 노광 장치에서 사용되는 마스크의 일례를 나타내는 패턴면측에서 본 평면도이다.
도 4(A) 는 마스크 테이블의 측면도, 도 4(B) 는 마스크 테이블의 저면도이다.
도 5 는 웨이퍼 테이블의 종단면도이다.
도 6 은 간섭계 시스템의 X 간섭계 및 Y 간섭계의 측장축의 배치를 웨이퍼 스테이지와 함께 나타내는 평면도이다.
도 7 은 얼라인먼트 장치의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8 은 복수 쌍의 얼라인먼트계의 검출 영역의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 는 기판 표면 정보 계측 장치의 개략적인 구성을 나타내는 사시도이다.
도 10(A)∼도 10(C) 는, 기판 표면 정보 계측 장치의 구성을, 그 계측의 구조와 함께 설명하기 위한 도면이다.
도 11 은 도 1 의 노광 장치가 구비하는 주제어 장치의 입출력 관계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 12(A)∼도 12(E) 는, 패턴 형성의 일련의 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 13(A)∼도 13(C) 는, 기판 표면 정보 계측 장치를 사용한 웨이퍼 표면 정보의 계측 및 평탄도 보정을 설명하기 위한 제 1 도면이다.
도 14 는 기판 표면 정보 계측 장치를 사용한 웨이퍼 표면 정보의 계측 및 평탄도 보정을 설명하기 위한 제 2 도면이다.
도 15(A)∼도 15(C) 는, 기판 표면 정보 계측 장치를 사용한 웨이퍼 표면 정보의 계측 및 평탄도 보정을 설명하기 위한 제 3 도면이다.
도 16(A)∼도 16(D) 는, 마스크와 웨이퍼의 쇼트 영역의 중첩의 최적화를 설명하기 위한 도면이다.
도 17(A) 및 도 17(B) 는, 노광 필드 내에서의 이미지면의 최적화를 설명하기 위한 도면이다.
도 18(A) 는 노광 동작시의 마스크와 웨이퍼의 간섭 방지 방법을 설명하기 위한 도면, 도 18(B) 는 도 18(A) 의 확대도이다.
도 19 는 디바이스 제조 방법의 실시형태를 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 20 은 복수의 구획 영역이 형성된 유리 웨이퍼의 일례를 나타내는 도면이다.
도 21 은 도 19 의 단계 207 의 구체예를 나타내는 플로우차트이다.
이하, 일 실시형태에 관해서, 도 1∼도 21 에 기초하여 설명한다.
도 1 에는, 일 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 이 노광 장치 (100) 는, 스텝·앤드·리피트 방식의 프록시미티 노광 장치이다. 이하에서는, 도 1 에 있어서의 지면 좌우 방향을 Y 축 방향, Y 축에 직교하는 지면 직교 방향을 X 축 방향, 이들 Y 축 및 X 축에 직교하는 방향을 Z 축 방향으로 하여 설명을 실시한다.
노광 장치 (100) 는, 조명계 (10), 그 조명계 (10) 로부터의 노광광 (조명광) (IL) 에 의해 조명되는 마스크 (M) 를 수평으로 유지하는 마스크 테이블 (MTB), 마스크 (M) 의 하방에 소정의 갭을 개재하여 웨이퍼 (W) 를 거의 수평으로 유지하여, 스테이지 베이스 상에서 수평면에 평행하게 2 차원 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST), 스테이지 베이스 상에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 독립적으로 2 차원 이동하는 어시스트 스테이지 (AST), 및 이들의 제어계 등을 구비하고 있다.
조명계 (10) 는, 조명 하우징 (10A) 과, 조명 하우징 (10A) 내에 소정의 위치 관계로 수용된 도시를 생략한 광원과, 조명 광학계를 포함한다. 조명 하우징 (10A) 은, 바닥면 (또는 베이스 플레이트 등) 상에 도시를 생략한 방진 기구를 개재하여 배치된 보디 (BD) 를 구성하는 지지 부재 (38) 에, 방진 부재 (도시 생략) 를 개재하여 사출 단부가 지지되어 있다. 또한, 조명 하우징 (10A) 은, 사출단과 반대측의 단부 및 그 밖의 부분이, 지지 부재 (38) 와는 별도의 조명계 지지 부재 (도시 생략) 상에 탑재되어 있다. 물론, 지지 부재 (38) 의 형상에 따라서는, 조명 하우징 (10A) 은, 사출단과 반대측의 단부 및 그 밖의 부분이, 지지 부재 (38) 에 의해 지지되어 있어도 된다.
광원으로는, 예를 들어 초고압 수은 램프가 사용된다. 조명 광학계는, 타원 거울, 파장 필터판, 콜리메이터 렌즈, 줌 광학계, 옵티컬·인터그레이터, 릴레이 광학계 (모두 도시 생략), 가변 시야 조리개 (15), 2 차원 주사 미러 장치 (21), 및 콜리메이터 렌즈 (32) 등을 구비하고 있다.
여기서, 옵티컬·인터그레이터로는, 예를 들어 플라이 아이 렌즈가 사용되고 있다. 옵티컬·인터그레이터로는, 로드 인터그레이터 (내면 반사형 인터그레이터), 또는 회절 광학 소자 등을 사용할 수도 있다.
가변 시야 조리개 (15) 는, 사각형 개구를 형성하는 예를 들어 2 장의 L 자상의 블레이드 (또는 4 장의 사각형의 블레이드) 를 포함하고, 가동 블라인드라고도 불린다. 가변 시야 조리개 (15) 는, 주제어 장치 (20) (도 1 에서는 도시 생략, 도 11 참조) 에 의해, 개구 설정 정보에 기초하여 그 개구가, 임의의 형상 및 크기의 사각형상으로 설정된다. 본 실시형태에서는, 이 가변 시야 조리개 (15) 의 개구의 설정에 의해, 후술하는 바와 같이, 노광 필드가 3 개의 종류 중 어느 것으로 설정된다.
2 차원 주사 미러 장치 (21) 로는, 예를 들어 자계 중의 코일에 대한 통전에 의해 발생하는 전자력을 이용하여 2 차원 방향으로 동작하는 요동형 2 차원 주사 장치를 사용할 수 있다. 이 요동형 2 차원 주사 장치는, 외주 코일이 형성된 프레임체의 내측에, 내주 코일이 형성된 미러 패널 (평면 미러) 을 배치하고, 이들 미러 패널과 프레임체를, 서로 직교하는 제 1, 제 2 방향으로 연장 형성된 제 1, 제 2 토션 바에 의해 각각 자유롭게 요동할 수 있도록 유지하여 이루어지는 가동자를, 영구 자석의 자계 중에 배치한 기구부를 구비하고 있다. 미러 패널의 내주 코일에 전류를 흘리면, 자계의 성분과의 상호 작용에 의해 전류값에 따른 힘이 발생하고, 미러 패널을 제 1 토션 바의 복원력에 맞는 위치까지 선회시킨다. 또한 프레임체의 외주 코일에 전류를 흘리면, 자계의 성분과의 상호 작용에 의해 전류값에 따른 힘이 발생하고, 프레임체를 제 2 토션 바의 복원력에 맞는 위치까지 선회시킨다. 이렇게 하여 미러 패널이, 제 1, 제 2 방향의 축 둘레에서 요동한다.
도 1 에서는, 이 2 차원 주사 미러 장치 (21) 를 구성하는 미러 패널만이 대표적으로 도시되어 있다. 이하에서는, 미러 패널을 2 차원 주사 미러 장치와 동일한 부호를 사용하여, 미러 패널 (21) 이라고도 표기한다.
본 실시형태에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 미러 패널 (21) 은, XY 평면에 대하여 각도 α (α 는 예각) 경사지고, 또한 XZ 평면에 대하여 (90 도-α) 경사진 상태에서, X 축 방향으로 소정의 길이로 연장되어 있다. 미러 패널 (21) 은, 그 미러 패널 (21) 의 반사면 및 그 이면을 제외한 4 측면 중, X 축 방향의 양측면을 제외한 2 측면의 중심을 지나는 X 축에 수직인 축 (이하, 제 1 축이라고 한다) 둘레에서 요동 가능해지도록, 그 2 측면이 한 쌍의 제 1 토션 바를 개재하여 프레임체에 장착되고, 그 프레임체는 미러 패널 (21) 의 X 축 방향의 양측면의 중심을 지나는 X 축에 평행한 축 (이하, 제 2 축이라고 한다) 둘레에서 요동 가능해지도록, 그 X 축 방향의 양측면이 한 쌍의 제 2 토션 바를 개재하여 도시를 생략한 지지 부재에 지지되어 있다. 내주 코일 및 외주 코일의 양자에 전류가 공급되지 않은 기준 상태에서, 미러 패널 (21) 및 프레임체는, XY 평면에 대하여 45 도 경사져 있다. 또, 본 실시형태의 2 차원 주사 미러 장치 (21) 와 동일한 구성의 요동형 2 차원 주사 장치에 관해서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2003-295102호에 상세하게 개시되어 있다.
조명계 (10) 에 의하면, 광원이 발하는 광을 타원 거울로 집광하여 광원 이미지를 형성하고, 이 광원 이미지로부터의 광 중에서, 파장 필터판에 의해 추출된 포토레지스트를 감광시키는 파장역의 노광광 (예를 들어 파장 436 ㎚ 의 g 선, 또는 파장 365 ㎚ 의 i 선 등) 이, 콜리메이터 렌즈 및 줌 광학계를 거쳐 옵티컬·인터그레이터에 입사한다. 그리고, 옵티컬·인터그레이터에 의한 2 차 광원으로부터의 노광광 (IL) 이, 릴레이 광학계 (광원으로부터 릴레이 광학계까지의 각 광학 부재는 모두 도시 생략) 를 개재하여 가변 시야 조리개 (15) 에 조사된다. 가변 시야 조리개 (15) 의 개구를 투과한 노광광 (IL) 이, 소정 단면적의 노광 빔 (이하에서는, 노광 빔 (IL) 으로 표기한다) 이 되어 미러 패널 (2 차원 주사 미러 장치) (21) 의 반사면에 조사되고, 그 미러 패널 (21) 을 개재한 노광 빔 (IL) 이, 콜리메이터 렌즈 (32) 를 거쳐 마스크 테이블 (MTB) 에 유지된 마스크 (M) 를 거의 균일한 조도 (그 노광 빔 (IL) 의 조사 영역 내에서) 로 조명한다.
본 실시형태에서는, 가변 시야 조리개 (15) 의 개구의 설정에 의해, 예를 들어 도 1 에 나타내는 조명 광학계의 일부의 광학계의 광축 (편의상 AX1 로 한다) 을 중심으로 하고, 노광 빔 (IL) 의 단면 형상 및 크기를 여러 가지 변경 (설정) 가능하다. 여기서, 광축 (AX1) 은, 조명 광학계의 광축 (AX) (예를 들어 도 6 참조) 과 일치하지만, 여기서는, 설명의 편의상 별도의 부호가 사용되고 있다.
예를 들어, 웨이퍼 상의 쇼트 영역의 크기와 거의 동일한 크기, 형상의 광축 (AX1) 에 직교하는 면내에서 Z 축 방향으로 긴 장방형 단면 (제 1 단면 형상), 쇼트 영역과 거의 동일한 길이의 X 축 방향의 사이즈를 갖고, 쇼트 영역에 비해 Z 축 방향의 길이가 짧은 단면 형상 (제 2 단면 형상), 제 2 단면 형상에 비교해도 각별히 작은 정방형의 단면 형상 (제 3 단면 형상) 의 설정이 적어도 가능하다.
본 실시형태에서는, 제 1 단면 형상의 노광 빔 (IL) 의 설정에 의해, 도 2(C) 에 나타내는 일괄 노광용의 쇼트 전체면 노광 필드 (LEF) 가 설정되고, 제 2 단면 형상의 노광 빔 (IL) 의 설정에 의해, 도 2(B) 에 나타내는 Y 스캔 노광용의 중노광 필드 (MEF) 가 설정되고, 제 3 단면 형상의 노광 빔 (IL) 의 설정에 의해, 도 2(A) 에 나타내는 XY 스캔 노광용의 소노광 필드 (SEF) 가 설정된다. 여기서, 가변 시야 조리개 (15) 의 개구의 설정에 따라, 주제어 장치 (20) (도 11 참조) 에 의해 줌 광학계 (도시 생략) 가 구동되고, 가변 시야 조리개 (15) 의 개구부 이외의 부분에 최대한 노광 빔 (IL) 이 조사되지 않도록, 즉 노광 필드 (마스크 (M) 상의 노광 빔 (IL) 의 조사 영역) 의 설정의 변경에 따른 광량 손실을 억제하게 되어 있다.
XY 스캔 노광용의 소노광 필드 (SEF) 가 설정된 경우, 노광시에는, 미러 패널 (2 차원 주사 미러 장치) (21) 이 주제어 장치 (20) 에 의해 제어되고, 도 2(A) 에 나타내는 바와 같이, 소노광 필드 (SEF) 에 조사되는 노광 빔 (IL) 이, 마스크 (M) 의 패턴 영역 (PA) 상을 XY 2 차원 방향으로, 예를 들어 화살표의 순서로 스캔된다. 또, Y 스캔 노광용의 중노광 필드 (MEF) 가 설정된 경우, 노광시에는, 미러 패널 (2 차원 주사 미러 장치) (21) 이 주제어 장치 (20) 에 의해 제어되고, 도 2(B) 에 나타내는 바와 같이, 중노광 필드 (MEF) 에 조사되는 노광 빔 (IL) 이, 마스크 (M) 의 패턴 영역 (PA) 상을 Y 축 방향으로, 예를 들어 화살표의 방향으로 스캔된다. 즉, 본 실시형태에서는, XY 2 차원 스캔의 경우도, Y 스캔의 경우도, 노광 중 마스크 테이블 (MTB) 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 거시적으로는 정지 (靜止) 되어 있다. 또, 마스크 테이블 (MTB) 과 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 동기하여, 노광 빔에 대하여 Y 축 방향으로 주사함으로써, Y 스캔 및 XY 2 차원 스캔에 있어서의 Y 방향 스캔을 실시해도 된다. 이 경우, 미러 패널 (21) 대신에, X 축 둘레로만 요동 가능한 반사 미러를 사용하면 된다. 물론, 노광 빔과, 마스크 테이블 (MTB) 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 서로 역방향으로 주사해도 된다.
상기 마스크 테이블 (MTB) 에는, 회로 패턴 등이 그 패턴면 (도 1 에 있어서의 하면) 에 형성된 마스크 (M) 가, 예를 들어 진공 흡착에 의해 유지되어 있다. 이것을 더욱 상세하게 서술하면, 마스크 (M) 는, 도 3 에 일례가 도시되는 바와 같이, 유리 기판과, 그 유리 기판의 일면에 형성된 소정의 사이즈, 예를 들어 26 ㎜×33 ㎜ 의 장방형의 패턴 영역 (PA) 및 그 패턴 영역 (PA) 주위의 차광 영역 (CA) 을 갖고 있다. 차광 영역 (CA) 은, 그 패턴 영역과의 경계 근방의 일부, 예를 들어 패턴 영역 (PA) 을 둘러싸는 소정 폭의 영역을 제외하고, 후술하는 척킹 에어리어가 된다. 차광 영역 (CA) 은, 대부분이 척킹 에어리어가 되기 때문에, 이하에서는, 편의상, 척킹 에어리어를, 차광 영역 (CA) 과 동일한 부호를 사용하여 척킹 에어리어 (CA) 라고 한다. 패턴 영역 (PA) 은, 실제로는, 차광막으로 이루어지고, 그 내부에 광노광 장치의 해상 한계보다 가는 선폭, 예를 들어 32 ㎚ 의 패턴을 포함하는 복수의 패턴 (등배 패턴) 이 개구부로서 형성되어 있다. 또한, 차광 영역 (CA) 내의 패턴 영역 (PA) 과 경계 부분에는, 후술하는 얼라인먼트 마크가 형성되어 있다.
도 1 로 돌아와, 마스크 테이블 (MTB) 은, 지지 부재 (38) 에 도시를 생략한 지지 부재를 개재하여 매달린 상태로 고정되어 있다. 마스크 테이블 (MTB) 은, 도 4(A) 의 측면도 (+X 방향에서 본 도면), 및 도 4(B) 의 저면도 (-Z 방향에서 본 도면) 에 나타내는 바와 같이, 마스크 베이스 (MB) 와, 핀척 플래턴 (66) 과, 평면 보이스 코일 모터 (이하, 평면 VCM 으로 약기한다) (65) 를 구비하고 있다.
마스크 베이스 (MB) 는, 도시를 생략한 지지 부재를 개재하여 지지 부재 (38) 에 고정되어 있고, 중앙부에 사각형의 개구 (68) (도 4(B) 참조) 를 갖는 프레임형 부재이다. 개구 (68) 는, 마스크 (M) 의 패턴 영역 (PA) 보다 한층 큰 패턴 영역 (PA) 과 서로 비슷한 사각형상의 개구이다. 핀척 플래턴 (66) 은 핀척 홀더이고, 마스크 베이스 (MB) 와 동일하게, 중앙에 개구 (68) 를 갖고 있다. 또한, 핀척 플래턴 (66) 의 하면 (-Z 측의 면) 에는, 예를 들어 에칭 가공에 의해 다수의 핀상의 돌기부 (핀부) 가 형성되고, 마스크 (M) 의 척킹 에어리어 (CA) 가, 핀척 플래턴 (66) 의 다수의 핀부에 압접한 상태에서, 마스크 (M) 가, 핀척 플래턴 (66) 에 예를 들어 진공 흡착에 의해 유지되어 있다. 여기서, 핀척 플래턴 (66) 에는, 마스크 (M) 를 흡착하기 위한 진공 배기로 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 또, 진공 흡착에 한정되지 않고, 기계적인 수단 또는 정전 흡착에 의해, 마스크 (M) 를 마스크 테이블 (MTB) 에 유지시킬 수도 있지만, 정전 흡착에 의한 경우에는, 정전기에 의한 마스크 (M) 패턴의 손상에 주의가 필요하다. 또한, 본 실시형태에서는, 핀척 플래턴 (66) 은, 플렉시블한 소재, 또는 힘을 가했을 때에 변형되는 (휘는) 소재이며 또한 탄성을 구비한 소재, 예를 들어 막 부재에 의해 형성되어 있다.
평면 VCM (65) 은, 마스크 베이스 (MB) 와, 핀척 플래턴 (66) 사이에, 개구 (68) 를 둘러싸도록 개구 (68) 의 외측에 배치되어 있다.
상기의 설명으로부터 명확한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 마스크 베이스 (MB), 핀척 플래턴 (66) 및 평면 VCM (65) 에, 이들을 관통하는 공통의 개구 (68) 가 형성되어 있다.
평면 VCM (65) 은, 마스크 베이스 (MB) 의 하면 (-Z 측의 면) 에 고정된 예를 들어 복수의 코일로 이루어지는 고정자 (62) 와, 그 고정자 (62) 에 대향하도록 그 하방에 배치된 영구 자석을 포함하는 복수의 가동자 (64) 를 포함한다. 여기서, 평면 VCM (65) 은, X 축 방향, Y 축 방향에 더하여, Z 축 방향으로도 전자력 (로렌츠력) 을 발생 가능한 자기 부상형의 평면 모터이다. 이 경우, 복수의 가동자의 각각이, 전자력에 의해, X 축 방향, Y 축 방향 및 Z 축 방향으로 가동이고, 엄밀히 말하면, 복수의 가동자의 각각과 대응하는 고정자 (62) 의 일부 (고정자 (62) 를 구성하는 일부의 코일) 에 의해 가동자와 동일 수의 자기 부상형의 평면 모터가 구성되고, 이 복수의 평면 모터에 의해 평면 VCM (65) 이 구성되어 있다.
평면 VCM (65) 의 고정자 (62) 를 구성하는 복수의 코일에 공급되는 전류의 크기 및 방향이, 주제어 장치 (20) (도 11 참조) 에 의해 제어된다. 이것에 의해, 복수의 가동자 (64) (평면 VCM (65)) 의 각각이 독립적으로 제어되고, 핀척 플래턴 (66) 의 원하는 위치가 임의의 방향으로 (자유롭게) 미소 변형된다.
예를 들어, 주제어 장치 (20) 는, 평면 VCM (65) 을 사용하여 핀척 플래턴 (66) 에, 예를 들어 도 4(B) 에 흰 화살표로 나타내는 바와 같이, X 축 방향, Y 축 방향, 및 θz 방향 (Z 축 둘레의 회전 방향) 의 힘을 가할 수 있고, 이것에 의해 핀척 플래턴 (66) 에 흡착된 마스크 (M) 에 X 축 방향의 시프트, Y 축 방향의 시프트, 및 XY 평면 내의 회전을 발생시킬 수 있다. 또한, 평면 VCM (65) 은, 패턴 영역 (PA) 의 양측으로부터 마스크 (M) 에 대하여 X 축 방향, Y 축 방향의 힘을 가할 수 있기 때문에, 패턴 영역 (PA) 의 양측으로부터 서로 반대 방향의 힘을 작용시킴으로써, 패턴 영역의 일부 또는 전부를 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 신축시킬 수 있다. 따라서, 마스크 (M) 의 패턴 영역 (PA) 의 왜곡을, 어느 정도 보정하는 것이 가능해진다.
또, 주제어 장치 (20) 는, 평면 VCM (65) 의 일부의 가동자 (64) 를, 개별로 Z 축 방향으로 구동함으로써, 핀척 플래턴 (66) 에 흡착 유지된 마스크 (M) 를 양호한 평탄도로 유지할 뿐만 아니라, 대범하게 구부려 변형시키는, 예를 들어 휘게 하는 것은 가능하다. 단, 마스크 (M) 의 패턴 영역 (PA) 부분에 핀척 플래턴 (66) 이 대향하고 있지 않기 때문에, 패턴 영역 (PA) 의 요철을 정확히 보정하는 것은 용이하지는 않다. 또, 여기서는, 평면 VCM (65) 의 일부의 가동자 (64) 를 개재하여 마스크 (M) 를 변형시키는 것으로 했지만, 마스크 (M) 를 변형시키기 위한 구성은, 이것에 한정되는 것은 아니다.
도 1 로 돌아가, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 도시를 생략한 방진 기구를 개재하여 바닥면 (또는 베이스 플레이트 등) 상에 배치된 베이스반 (71) 상에 배치되어 있다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 스테이지 본체 (91) 와, 그 스테이지 본체 (91) 상에 고정된 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 갖고 있다. 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에, 웨이퍼 (W) 가 진공 흡착 등에 의해 유지되어 있다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 베이스반 (71) 내의 코일 어레이 (고정자) (27A) 와, 스테이지 본체 (91) 의 저부에 형성된 자석 어레이 (가동자) (27B) 로 구성되는 자기 부상 방식의 무빙 마그넷형의 평면 모터에 의해, 6 자유도 방향 (X 축, Y 축, Z 축, θx (X 축 둘레의 회전), θy (Y 축 둘레의 회전), 및 θz 의 각 방향) 으로 구동된다. 즉, 평면 모터 (27A, 27B) 에 의해, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동하는 웨이퍼 스테이지 구동계 (27) (도 11 참조) 가 구성되어 있다. 웨이퍼 스테이지 구동계 (27) 는, 주제어 장치 (20) 에 의해 제어된다.
웨이퍼 테이블 (WTB) 은, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 본체부 (55) 와 1 종의 핀척 방식의 웨이퍼 홀더인 웨이퍼 유지 기구 (54) 를 구비하고 있다. 본체부 (55) 는, 평면에서 보아 정방 형상을 갖고, 상면이 개구된 상자형 부재 (56) 와, 그 개구부의 외주 부근을 막는 덮개 부재 (58) 에 의해 구성되어 있다. 덮개 부재 (58) 는, 그 중앙에 후술하는 림부의 주벽 (周壁) 에 접하는 원형의 개구 (58a) 가 형성되고, 외형이 본체부 (55) 와 같은 형상의 판 부재로 이루어진다. 덮개 부재 (58) 의 상면의 높이는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 에 유지된 웨이퍼 (W) 와 거의 동일한 높이로 되어 있다.
웨이퍼 유지 기구 (54) 는, 상자형 부재 (56) 의 4 개의 측벽 (주벽) 에 거의 내접하는 상태에서 상자형 부재 (56) 의 저면에 고정된 원환상의 림부 (59) 와, 림부 (59) 의 내부에 수용된 복수의 액추에이터 (51) 와, 이들 복수의 액추에이터 (51) 에 의해 하방으로부터 지지된 핀척 부재 (테이블부) (60) 를 포함한다. 핀척 부재 (60) 는, 그 상면에, 에칭 가공에 의해 다수의 핀 (P) 이 형성되어 있다. 웨이퍼 (W) 는, 도시를 생략한 진공 배기계를 개재하여 웨이퍼 유지 기구 (54) 의 림부 (59) 의 내부 공간이 진공이 됨으로써 흡착되고, 그 하면이 다수의 핀 (P) 에 지지되어 있다. 핀척 부재 (60) 는, 플렉시블한 소재, 또는 힘을 가했을 때에 변형되는 (휘는) 소재이며 또한 탄성을 구비한 소재에 의해 형성되어 있다.
복수의 액추에이터 (51) 의 각각은, 예를 들어 도 5 에 나타내는 바와 같이, 림부 (59) 의 내부 공간에 거의 균등한 간격으로 2 차원 배열된 복수의 코일 (51a) 과, 그 복수의 코일 (51a) 의 각각에 대향하여, 상부에 배치된 코일 (51a) 과 동일 수 (복수) 의 영구 자석 (51b) 과, 그 복수의 영구 자석 (51b) 의 각각의 상단과 핀척 부재 (60) 의 이면 (하면) 을 접속하는 접속 부재 (51c) 를 갖고 있다. 복수의 영구 자석 (51b) 은, 림부 (59) 의 높이 방향 중앙부에 그 주연부 (周緣部) 가 접속된 평면에서 보아 원형인 막 부재 (61) 상에 설치되어 있다.
액추에이터 (51) 는, 상기 서술한 설명으로부터 명확한 바와 같이, 1 종의 보이스 코일 모터이다. 액추에이터 (51) 는, 가동자인 영구 자석 (51b) (및 접속 부재 (51c)) 을 Z 축 방향으로 구동하는 구동력을 발생시킨다.
여기서, 복수의 액추에이터 (51) 를 포함하여, 도 11 에 나타내는 척 구동계 (63) 가 구성되고, 그 척 구동계 (63) 가, 주제어 장치 (20) 에 접속되어 있다. 주제어 장치 (20) 는, 척 구동계 (63) 의 복수의 액추에이터 (51) 의 각각을 독립적으로 (개별로) 구동 (제어) 하여 핀척 부재 (60) 의 하면에 부여하는 힘의 분포를 만드는 것에 의해, 핀척 부재 (60) 에 지지된 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 을 보정할 수 있다.
또, 이 경우, 림부 (59) 의 상면의 높이는, 핀척 부재 (60) 의 상단과 거의 동일한 정도의 높이이고, 그 상면에 웨이퍼 (W) 의 외주연부가 놓인다. 또, 액추에이터 (51) 는, VCM 에 한정되지 않고, 예를 들어 피에조 소자 등에 의해 구성하는 것도 가능하다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 단면 (측면) 에 경면 가공에 의해 형성된 반사면에 측장 빔 (IB) 을 조사하는 웨이퍼 레이저 간섭계 시스템 (이하, 「웨이퍼 간섭계 시스템」이라고 한다) (18) 에 의해, 예를 들어 0.5∼1 ㎚ 정도의 분해능으로 항상 검출되고 있다. 이 웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 은 그 적어도 일부가, 지지 부재 (38) 로부터 매달린 상태로 지지되어 있다.
이것을 더욱 상세하게 서술하면, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 실제로는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 -X 측의 면이 반사면 (17X) 이 되고, -Y 측의 면이 반사면 (17Y) 이 되고, 이것에 대응하여 X 축 방향 위치 계측용의 레이저 간섭계 (X 간섭계) (18X1, 18X2), Y 축 방향 위치 계측용의 레이저 간섭계 (Y 간섭계) (18Y) 가 각각 형성되어 있다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 도 6 에서 실선으로 나타내는 위치 (예를 들어 노광 위치 (도 6 에서는 조명 광학계의 광축 (AX) 이 대표적으로 도시되어 있다)) 에 있을 때에는, 그 XY 평면 내의 위치 정보가, 간섭계 (18X1, 18Y) 에 의해 계측되고, 도 6 에 있어서 가상선으로 나타내는 위치 (부호 WST' 로 나타내는 위치, 예를 들어 웨이퍼 교환 위치) 에 있을 때에는, 그 XY 평면 내의 위치 정보가, 간섭계 (18X2, 18Y) 에 의해 계측된다. 이 중, X 간섭계 (18X1, 18X2) 및 Y 간섭계 (18Y) 의 일방, 예를 들어 Y 간섭계 (18Y) 는, 측장축을 복수 갖는 다축 간섭계이다.
또한, 도 5 에서는 도시를 생략했지만, 웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 은, X 축 방향으로 떨어져 배치된 한 쌍의 Z 간섭계 (18Z1, 18Z2) (도 11 참조) 도 구비하고 있다. 이들 Z 간섭계 (18Z1, 18Z2) 는, 스테이지 본체 (91) 의 -Y 측의 측면에 장착된 오목 형상의 이동 거울의 한 쌍의 반사면 (이 한 쌍의 반사면은, XZ 평면에 수직이고 또한 XY 평면에 관해서 대칭으로 경사져 있다) 의 각각에 Y 축에 평행한 한 쌍의 측장 빔을 조사하고, 그 이동 거울을 개재하여 그 한 쌍의 측장 빔을, 예를 들어 지지 부재 (38) 에 고정된 한 쌍의 고정 거울 (도시 생략) 의 각각에 조사한다. 그리고, Z 간섭계 (18Z1, 18Z2) 는, 각각의 반사광을 수광하여, 각 측장 빔의 광로 길이를 계측한다.
웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 이 구비하는 각 간섭계의 계측값은, 주제어 장치 (20) 에 공급된다. 주제어 장치 (20) 는, X 간섭계 (18X1, 18X2) 의 계측값에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 위치를 계측하고, Y 간섭계 (18Y) 의 계측값에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 위치 외에, 회전 (θz 방향의 회전 (요잉), 및 피칭 (θx 방향의 회전)) 을 계측한다. 또한, 주제어 장치 (20) 는, Z 간섭계 (18Z1, 18Z2) 의 계측값에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 4 자유도 (Y, Z, θy, θz) 방향의 위치를 산출한다. Z 간섭계 (18Z1, 18Z2) 및 그 계측값에 기초하는, 웨이퍼 스테이지의 위치의 산출 방법은, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2009/0040488호 명세서에 상세하게 개시되어 있다.
주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 구동 (위치 제어) 시에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 요잉 (θz 방향의 회전) 으로서, Y 간섭계 (18Y) 의 계측값으로부터 얻어지는 값, 및 Z 간섭계 (18Z1, 18Z2) 의 계측값으로부터 얻어지는 값 중 어느 것을 사용해도 되고, 양자의 평균을 사용해도 된다. 또, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 피칭 (θx 방향의 회전) 을, Y 간섭계 (18Y) 와 Z 간섭계 (18Z1, 18Z2) 에 의한 계측값 (Y 위치) 을 사용하여 산출할 수도 있다.
또, X 간섭계 (18X1, 18X2) 를 다축 간섭계로 하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 요잉 (θz 방향의 회전) 및 롤링 (θy 방향의 회전) 중 적어도 일방을 계측 가능하게 구성해도 된다. 또, 반사면 (17X, 17Y) 을 사용하여, 요잉 (θz 방향의 회전), 피칭 (θx 방향의 회전), 롤링 (θy 방향의 회전) 을 계측할 수 있는 경우에는, Z 간섭계로서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 축 방향만을 계측하는 간섭계를 사용해도 된다. 또, 웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 대신에, 또는 웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 과 인코더 시스템을 병용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 6 자유도 방향의 위치 정보를 계측해도 된다.
주제어 장치 (20) 는, 상기 서술한 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보 (또는 속도 정보) 에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 구동계 (27) 를 개재하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 6 자유도 방향의 위치를 제어한다.
어시스트 스테이지 (AST) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 스테이지 본체 (92) 와, 그 스테이지 본체 (92) 상에 고정된 테이블 (TB) 을 포함하고 있다. 어시스트 스테이지 (AST) 의 스테이지 본체 (92) 와 베이스반 (71) 사이에는, 전술한 것과 동일하게, 코일 어레이 (고정자) (27A) 와 스테이지 본체 (92) 의 저부에 형성된 자석 어레이 (가동자) (27C) 로 이루어지는 자기 부상형의 평면 모터 (27A, 27C) 가 구성되어 있고, 그 평면 모터 (27A, 27C) 에 의해, 어시스트 스테이지 (AST) 를 6 자유도 방향으로 구동 가능한 어시스트 스테이지 구동계 (127) (도 11 참조) 가 구성되어 있다. 어시스트 스테이지 구동계 (127) 는, 주제어 장치 (20) 에 의해 제어된다. 단, 어시스트 스테이지 (AST) 는, 반드시 6 자유도 방향으로 가동이 아니어도 되고, XY 평면 내의 3 자유도 방향으로 가동이면 된다. 어시스트 스테이지 (AST) 의 위치 정보는, 어시스트 스테이지 간섭계 (118) (도 1 에서는 도시 생략, 도 11 참조) 에 의해 계측되고 있다.
어시스트 스테이지 (AST) 에는, 예를 들어 각종 기능 부재, 예를 들어 마스크 (M) 상에 형성된 얼라인먼트 마크의 공간 이미지를 이미지면 상에서 계측하는 공간 이미지 계측기 (82), 마스크 테이블 (MTB) 에 대하여 마스크 (M) 를 로딩하는 마스크 로딩 장치 (84), 마스크 (M) 에 대전된 정전기를 제거하는 정전기 제거 장치 (86), 및 마스크에 대한 이물질의 부착 및 마스크의 결함 유무를 검사하는 마스크 검사 장치 (88) (모두 도 1 에서는 도시 생략, 도 11 참조) 등이 형성되어 있다.
공간 이미지 계측기 (82) 로는, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2002/0041377호 명세서 등에 개시되는 것과 동일한 구성의 것을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서 사용되는 마스크 (M) 는, 장변이 100 ㎜ 이하인 장방형의 유리 부재이므로, 이 마스크 (M) 의 반송이 가능한 예를 들어 소형의 로봇 아암 등을 마스크 로딩 장치 (84) 로서 어시스트 스테이지 (AST) 에 형성할 수 있다. 또한, 정전기 제거 장치 (86) 에 의한 마스크에 대전된 정전기의 제거에 관해서는, 예를 들어 국제공개 제2002/041375호에 개시되어 있다. 마스크 검사 장치 (88) 로는, 예를 들어 작은 스폿상(狀)으로 한 레이저광을 마스크 (M) 상에 조사하고, 그 반사광을 수광하여 본래 있어야 할 패턴인지 이물질인지를 판단하는 것을 사용할 수 있다.
마스크 (M) 의 패턴 영역 (PA) 의 X 축 방향의 양측 단부에는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 각각 서로 쌍을 이루는 위치 맞춤용 얼라인먼트 마크 (MMA 및 MMB) 가, Y 축 방향을 따라 소정 간격으로 복수 쌍 형성되어 있다.
마스크 테이블 (MTB) 의 상방에는, 마스크 (M) 의 위치 맞춤 (얼라인먼트), 또는 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 상호의 위치 맞춤을 실시하기 위해, 마스크 (M) 의 복수 쌍의 얼라인먼트 마크 (MMA 및 MMB) 각각의 상방 근방에, 얼라인먼트계 (ALA 또는 ALB) 가 각각 형성되어 있다.
-X 측의 1 개의 얼라인먼트계 (ALA) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 마스크 테이블 (MTB) 의 상방에서, 마스크 (M) 의 패턴 영역의 -X 측의 약간 외측 위치 (마스크 (M) 의 패턴면에는, 이 위치에 얼라인먼트 마크 (MMA) 가 형성되어 있다) 에 XY 평면 및 YZ 평면의 각각에 대하여 45 도 경사지게 배치된 다이크로익 미러 (11A), 그 다이크로익 미러 (11A) 의 -X 측에 배치된 제 1 대물 렌즈 (12A) 등을 포함한다. 다이크로익 미러 (11A) 는, 콜리메이터 렌즈 (32) 를 투과한 노광 빔 (IL) 을 투과시키고, 후술하는 얼라인먼트광은 반사하는 파장 선택성을 갖고 있다.
얼라인먼트계 (ALA) 는, 추가로 얼라인먼트용 광원 (8A), 조명 릴레이 렌즈 (9A), 하프 미러 (7A), 제 2 대물 렌즈 (13A), 및 촬상 소자 (14A) 등을 구비하고 있다. 얼라인먼트용 광원 (8A) 으로는, 노광 빔 (IL) 과는 파장역이 상이한 웨이퍼 (W) 상의 포토레지스트에 대하여 비감광성의 얼라인먼트광 (예를 들어 파장 500 ㎚ 이상의 광) 을 발생시키는 예를 들어 할로겐 램프, LED, 또는 He-Ne 레이저 광원 등이 사용된다.
얼라인먼트계 (ALA) 에서, 얼라인먼트시에는, 광원 (8A) 으로부터 사출된 얼라인먼트광 (AL1) 은, 조명 릴레이 렌즈 (9A), 하프 미러 (7A), 제 1 대물 렌즈 (12A) 및 다이크로익 미러 (11A) 를 통해 마스크 (M) 의 얼라인먼트 마크 (MMA) 및 웨이퍼 (W) 상을 조명한다.
얼라인먼트 마크 (MMA) 로부터의 반사광 (웨이퍼 (W) 상에 얼라인먼트 마크가 있는 경우에는, 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트 마크로부터의 반사광을 포함한다) 이, 다이크로익 미러 (11A), 제 1 대물 렌즈 (12A), 하프 미러 (7A), 및 제 2 대물 렌즈 (13A) 를 통해 촬상 소자 (14A) 의 촬상면 상에, 얼라인먼트 마크 (MMA) (및 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트 마크) 의 이미지를 결상한다.
+X 측의 1 개의 얼라인먼트계 (ALB) 는, 광원 (8B), 조명 릴레이 렌즈 (9B), 하프 미러 (7B), 다이크로익 미러 (11B), 제 1 대물 렌즈 (12B), 제 2 대물 렌즈 (13B), 및 촬상 소자 (14B) 를 포함하고, 상기 서술한 얼라인먼트계 (ALA) 와 좌우 대칭이지만 동일하게 구성되어 있다. 광원 (8B) 으로부터의 얼라인먼트광 (AL2) 하에서, 마스크 (M) 상의 얼라인먼트 마크 (MMB) (또한 경우에 따라 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트 마크) 의 이미지가 촬상 소자 (14B) 의 촬상면에 결상된다.
상기 복수 쌍의 얼라인먼트계 (ALA, ALB) 의 검출 영역 (MAA, MAB) 은, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 상의 얼라인먼트 마크 (MMA 및 MMB) 의 배치에 대응하여, 그 배치가 정해져 있다. 마스크 (M) 상에는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 의 패턴 영역 (PA) 의 중심, 즉 마스크 센터 (CC) 로부터 -X 측 및 +X 측으로 각각 등거리 떨어진 위치에 한 쌍의 얼라인먼트 마크 (이하, 편의상, 적절히 얼라인먼트 마크 (MMA1 및 MMB1) 로 표기한다) 가 형성되고, 이 한 쌍의 얼라인먼트 마크 (MMA1 및 MMB1) 의 +Y 측 및 -Y 측에, 각각 복수 쌍, 예를 들어 2 쌍의 얼라인먼트 마크 (MMA 및 MMB) 가 등간격으로 배치되어 있다. 복수 쌍의 얼라인먼트계 (ALA, ALB) 의 각각으로부터의 검출 신호는, 주제어 장치 (20) 에 공급된다 (도 11 참조).
복수 쌍의 얼라인먼트계 (ALA, ALB) 의 다이크로익 미러 (11A, 11B) 각각과 콜리메이터 렌즈 (32) 사이에는, 콜리메이터 렌즈 (32) 를 개재하여 다이크로익 미러 (11A, 11B) 에 도달하는 노광 빔 (IL) 의 광로를 개폐하는 셔터 (25A, 25B) 가 배치되어 있다. 셔터 (25A, 25B) 의 개폐는, 주제어 장치 (20) 에 의해 실시된다 (도 11 참조). 즉, 후술하는 마스크 (M) 의 위치 맞춤 후, 웨이퍼 (W) 상에 마스크 (M) 의 패턴과 함께, 마스크 (M) 상의 얼라인먼트 마크 (MMA 및 MMB) 도 전사할 필요가 있는 경우에는, 주제어 장치 (20) 는, 셔터 (25A, 25B) 를 연 상태로, 마스크 (M) 를 사용하여 후술하는 바와 같이 하여 프록시미티 방식의 노광을 실시한다. 한편, 마스크 (M) 의 위치 맞춤 후, 웨이퍼 (W) 상에 마스크 (M) 의 패턴만을 전사할 필요가 있는 경우 (마스크 (M) 상의 얼라인먼트 마크 (MMA 및 MMB) 를 전사하지 않는 경우) 에는, 주제어 장치 (20) 는, 셔터 (25A, 25B) 를 닫고, 이 상태에서, 마스크 (M) 를 사용하여 후술하는 바와 같이 하여 프록시미티 방식의 노광을 실시한다. 이와 같이, 셔터 (25A, 25B) 는, 이것을 개폐함으로써, 마스크 (M) 의 얼라인먼트 마크의 웨이퍼 (W) 상에 대한 전사, 비전사를 간단히 전환하기 위해 사용된다.
본 실시형태에서는, 또한, 보디 (BD) 의 지지 부재 (38) 의 하면에, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 노광 위치로부터 -Y 방향으로 소정 거리 떨어진 위치에, 한 쌍의 기판 표면 정보 계측 장치 (이하, 표면 정보 계측 장치로 약기한다) (50a, 50b) 가, Y 축 방향으로 소정 간격으로 설치되어 있다. 표면 정보 계측 장치 (50a, 50b) 는, 도 9 에 표면 정보 계측 장치 (50a) 를 대표적으로 들어 사시도로 나타내는 바와 같이, X 축 방향을 따라 배열된 다수의 센서 모듈 (센서 유닛 또는 센서 기구) (SR1, SR2, SR3, ……, SRn) 을 포함하고 있다.
이들 센서 모듈 (SR1, SR2, SR3, ……, SRn) 의 각각은, 그 중의 1 개의 센서 모듈 (SR1) 을 대표적으로 들어 나타내는 도 10(A) 로부터 알 수 있는 바와 같이, 지지 부재 (38) 의 하면에 고정된 토대 (44) 와, 그 토대 (44) 의 하면에 그 상단이 고정된, +X 방향에서 -X 방향으로 보아, 대략 역 Z 자상의 형상을 갖는 판스프링 (46) 과, 그 판스프링 (46) 의 하단에 고정된 부상체 (48) 와, 그 부상체 (48) 의 상면에 대향하여 토대 (44) 의 하면에 형성되고, 부상체 (48) 의 상면과의 사이의 갭을 계측하는 정전 용량 센서 (43) 를 포함하고 있다.
또한, 센서 모듈 (SR1) 은, 부상체 (48) 를 소정 높이 (소정의 Z 위치) 로 유지하기 위한 유지 기구 (52) 를 포함하고 있다. 이 유지 기구 (52) 는, 토대 (44) 의 하면에 고정된 코일을 포함하는 전자석 (솔레노이드) (52a) 과, 그 전자석 (52a) 에 대하여 Z 축 방향에 대향한 위치에서, 부상체 (48) 의 상면에 고정된 자성체 부재 (52b) 를 포함한다. 이 유지 기구 (52) 에 의하면, 전자석 (52a) 을 구성하는 코일에 전류가 공급되면, 도 10(A) 에 나타내는 바와 같이 전자석 (52a) 과 자성체 부재 (52b) 사이에 자기적 흡인력이 발생하고, 부상체 (48) 가 소정 높이로 유지되게 되어 있고, 그 한편, 전자석 (52a) 을 구성하는 코일로의 전류의 공급이 정지되면, 도 10(B) 에 나타내는 바와 같이, 자기적 흡인력 (부상체 (48) 를 유지하는 유지력) 이 해제되고, 부상체 (48) 가, 그 자중에 의해 하방 (-Z 방향) 으로 이동한다 (하강한다).
상기 부상체 (48) 는, 예를 들어 스테인리스 등으로 구성되어 있고, 도 10(B) 에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 (W) 표면에 접촉한 상태에 있을 때, 웨이퍼 (W) 가 일정 속도 (속도 V 로 한다) 로 이동하면, 도 10(C) 에 나타내는 바와 같이, 그 웨이퍼 (W) 의 이동에 의해 발생하는 기류의 동압에 의해, 소정 거리 (거리 L 로 한다) 만큼 부상한다. 또, 부상체 (48) 의 하면 (-Z 측면) 의 -Y 측 단부에는, 모따기부 (48a) 가 형성되어 있고, 이것에 의해, 웨이퍼 (W) 의 상면과 부상체 (48) 의 하면 사이에 기류가 형성되기 쉽게 되어 있다.
이와 같이 구성되는 센서 모듈 (SR1) 에 의하면, 웨이퍼 (W) 가 소정 속도로 이동하면, 그 속도에 따른 거리만큼 부상체 (48) 가 부상하기 때문에, 그 속도를 예를 들어 속도 V 로 유지함으로써, 웨이퍼 (W) 와 부상체 (48) 사이의 거리를 일정 (거리 L) 하게 유지하는 것이 가능하다. 따라서, 웨이퍼 표면의 요철에 따라 부상체 (48) 의 높이 위치 (Z 축 방향 위치) 가 변화하기 때문에, 정전 용량 센서 (43) 를 사용하여 부상체 (48) 의 상면의 위치를 계측함으로써, 실질적으로 웨이퍼 (W) 표면의 위치 정보를 계측할 수 있다.
도 9 로 돌아가, 그 밖의 센서 모듈 (SR2, SR3, ……SRn) 도 상기 센서 모듈 (SR1) 과 동일하게 구성되어 있다. 이하에 있어서는, 설명의 편의상, 센서 모듈 (SR2, SR3, ……SRn) 을 사용한 설명을 실시하는 경우에도, 상기 부호와 동일한 부호를 사용하여 설명하는 것으로 한다. 또, 각 센서 모듈 (SRi) (i=1∼n) 의 부상체 (48) 의 X 축 방향의 폭이 예를 들어 5 ㎜ 이고, 웨이퍼 (W) 가 직경 300 ㎜ 인 경우에는, 센서 모듈은, X 축 방향을 따라 약 60 개 배열되는, 즉 n=60 이 된다.
표면 정보 계측 장치 (50b) 는, 배치 위치가 상이한데, 표면 정보 계측 장치 (50a) 와 동일하게 구성되어 있다. 표면 정보 계측 장치 (50a) 가, 도 6 에 나타내는 바와 같이, X 간섭계 (18X2) 의 측장축 상에 거의 일치하여 그 Y 위치가 정해져 있는 것에 대해, 이 위치보다 소정 거리 +Y 측의 위치에 표면 정보 계측 장치 (50b) 는 배치되어 있다.
상기 서술한 바와 같이 구성되는 본 실시형태의 표면 정보 계측 장치 (50a, 50b) 의 사용 방법 등에 관해서는 후술한다.
또한, 본 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에도, 도 1 및 도 11 에 나타내는 바와 같이, 표면 정보 계측 장치 (50a, 50b) 와 동일하게 구성된 마스크 표면 정보 계측 장치 (50c) 가 형성되어 있다. 마스크 표면 정보 계측 장치 (50c) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 +Y 측의 단부에 고정되고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향의 이동시에, 마스크 (M) 의 표면 정보 (요철 정보) 를 계측하기 위해 사용된다.
도 11 에는, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치 (20) 의 입출력 관계가, 블록도로 도시되어 있다. 주제어 장치 (20) 는, CPU (중앙 연산 처리 장치), ROM (리드·온리·메모리), RAM (랜덤·액세스·메모리) 등으로 이루어지는 이른바 마이크로 컴퓨터 (또는 워크 스테이션) 를 포함하고, 장치 전체를 통괄하여 제어한다.
다음으로, 상기와 같이 구성되는 본 실시형태의 노광 장치 (100) 의 일련의 동작을 설명하는데, 그에 앞서, 본 실시형태에서 채용되고 있는, 근접장광을 사용한 노광 (이하, 적절히 근접장광 노광으로 칭한다), 및 웨이퍼 상의 복수 층의 레지스트를 현상하는 과정에서, 소정의 레지스트의 감광부의 표면 근방에 규소 (Si) 를 부착시키는 실릴화 (silylation) 에 관해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 그 실릴화를 소정의 레지스트의 감광부의 현상액에 대한 내성을 향상시키기 위해 사용한다. 이러한 목적의 실릴화에 대해서는, 예를 들어 국제공개 제2010/030018호 (대응 미국 특허출원공개 제2010/0068660호 명세서) 에 상세하게 개시되어 있다.
이하의 설명에서 사용하는 도 12(A)∼도 12(E) 는, 패턴 형성의 일련의 공정 중의 웨이퍼 (W) 표면의 일부의 확대 단면도이다. 또, 도 12(B) 에서는, 마스크 (M) 도 함께 도시되어 있다. 또한, 웨이퍼 (W) 상에 일례로서 라인 앤드 스페이스 패턴 (L/S 패턴) 이 형성되는 것으로 하고, 그 L/S 패턴의 주기 방향을 X 축 방향으로 하고, 웨이퍼 (W) 표면의 법선 방향을 Z 축 방향으로 하고 있다.
먼저, 도시를 생략한 박막 형성 장치를 사용하여, 반도체 웨이퍼로 이루어지는 웨이퍼 (W) 의 표면에 패턴 형성용 박막 (도시 생략) 을 형성한다. 다음으로, 그 웨이퍼 (W) 를 도시를 생략한 코터·디벨로퍼에 반송하여, 도 12(A) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 표면에 실릴화되지 않은 통상의 포지티브 레지스트 (4) 를 소정의 두께 (예를 들어 0∼200 ㎚ 정도) 도포한다. 계속해서, 포지티브 레지스트 (4) 상에, 저감도로 (필요 노광량이 큰) 또한 실릴화하는 특성을 갖는 네거티브 레지스트 (네거티브형 실릴화 레지스트) (3) 를 소정의 두께 (예를 들어 10 ㎚ 정도) 도포한다. 또, 웨이퍼 (W) 상에 포지티브 레지스트 (4) 를 도포한 후, 및/또는 추가로 네거티브 레지스트 (3) 를 도포한 후에, 필요에 따라 웨이퍼 (W) 의 프리베이크를 실시하도록 해도 된다.
다음으로, 2 층의 레지스트 (3, 4) 가 도포된 웨이퍼 (W) 를 노광 장치 (100) 의 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 반송하고, 웨이퍼 (W) 의 각 쇼트 영역에 마스크 (M) 의 L/S 패턴을 근접장광을 사용하여 노광 전사한다. 이 경우, 도 12(B) 에 나타내는 바와 같이, 마스크 (M) 에 노광 빔 (IL) 이 조사되고, 마스크 (M) 의 패턴 영역의 차광막 (6) 에 형성된 개구부 (L/S 패턴) 로부터 근접장광 (EL) 이 새어 나오고, 그 근접장광 (EL) 에 의해 웨이퍼 (W) 상의 네거티브 레지스트 (3) 가 노광된다. 이 결과, 도 12(C) 에 나타내는 바와 같이, 네거티브 레지스트 (3) 의 개구부에 대향하는 부분만이 감광부 (3A) 가 된다.
다음으로, 노광 후의 웨이퍼 (W) 를 노광 장치 (100) 로부터 코터·디벨로퍼에 반송하고, 필요에 따라 정재파 효과 경감을 위해, 웨이퍼 (W) 에 대하여 현상 전 베이크인 PEB (post-exposure bake) 를 실시한다.
다음으로, 웨이퍼 (W) 상의 네거티브 레지스트 (3) 의 감광부 (3A) 의 실릴화를 실시하기 위해, 도 12(D) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 의 네거티브 레지스트 (3) 및 포지티브 레지스트 (4) 의 표면에, 규소 (Si) 를 포함하는 예를 들어 HMDS (헥사메틸디실라잔 : Hexamethyldisilazane) 와 같은 실릴화 가스 (SG) 를 약 150 ℃ 의 온도에서 흘리고, 웨이퍼 (W) 를 가열한다. 이 결과, 도 12(D) 에 나타내는 바와 같이, 네거티브 레지스트 (3) 의 감광부 (3A) 의 표면에만, 고에칭 내성의 규소를 포함하는 재료가 부착된 실릴화부 (3S) 가 형성된다.
다음으로, 도 12(E) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 상의 네거티브 레지스트 (3) 및 포지티브 레지스트 (4) 에 대하여, 감광부 (3A) 이외의 부분을 점차 탈락시키기 위한 현상 (에칭) 을 실시한다. 이 공정은 네거티브 레지스트 (3) (실릴화되어 있지 않은 부분) 및 포지티브 레지스트 (4) 를 용해하는 액체 (이하, 용해 액체라고 부른다) 를 분사함으로써 실시되므로, 드라이 현상 또는 레지스트의 에칭 (네거티브 레지스트와 포지티브 레지스트의 양방을 제거하는 에칭) 이라고도 부를 수 있다.
즉, 웨이퍼 (W) 의 상방에 있는 노즐 (도시 생략) 로부터, 용해 액체를 웨이퍼 (W) 에 대하여 하방 (-Z 방향) 으로 소정 시간 분사한다. 이 경우, 네거티브 레지스트 (3) 의 감광부 (3A) 의 표면에는 실릴화부 (3S) 가 형성되어 있기 때문에, 감광부 (3A) 는 확실히 남겨진다. 그 드라이 현상에 의해, 도 12(E) 에 나타내는 바와 같이, 네거티브 레지스트 (3) 의 감광부 (3A) 사이의 부분 (네거티브 레지스트 (3) 의 비감광부 및 그 아래의 포지티브 레지스트 (4)) 이 완전히 탈락한 시점에서 이 드라이 현상을 정지한다. 웨이퍼 (W) 상에는, 포지티브 레지스트 (4) 로 쌓아 올려진 네거티브형 레지스트 패턴이 남겨진다.
또, 네거티브 레지스트 (3) 의 감광부 (3A) 의 현상액에 대한 내성을 증가시키기 위해서는, 실릴화 이외의 프로세스를 사용해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 현상으로서, 포지티브 레지스트와 네거티브 레지스트의 양방에 작용하는 에칭인 드라이 현상을 실시하고 있다. 그 대신에, 네거티브 레지스트 (3) 에 대해서만 작용하는 현상 (플라즈마상의 현상액을 분사하는 이방성의 드라이 현상) 을 실시해도 된다. 이 경우에는, 현상 후에, 포지티브 레지스트 (4) 의 비감광부가 남겨지기 때문에, 비감광부만을 박리하는 공정을 실행하는 것이 바람직하다.
또, 상기에서 설명한 패턴 형성의 일련의 공정 (프로세스) 은 일례로서, 이러한 특수한 프로세스에 한정되지 않고, 다른 프로세스, 예를 들어 레지스트의 실릴화 등을 수반하지 않는 통상 (종래대로의) 의 프로세스라도 된다.
또, 본 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 상에 1 차원의 L/S 패턴을 전사하고 있지만, 웨이퍼 (W) 상에 X 방향, Y 방향에 주기성을 갖는 2 차원의 L/S 패턴을 전사해도 된다. 이 경우에는, 최종적으로 웨이퍼 (W) 상에 2 차원의 미세한 패턴을 형성할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 로 실시되는 일련의 동작에 관해서 설명한다.
도 13(A) 에는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 재치 (載置) 된 웨이퍼에 대한 노광이 종료하고, 웨이퍼 교환 위치 (본 실시형태에서는, 노광이 완료된 웨이퍼를 웨이퍼 테이블 (WTB) 로부터 언로드함과 함께, 다음 노광 대상인 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 로드하는 위치) 에 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 위치 결정되고, 새로운 웨이퍼 (W) 가 로드된 상태가 도시되어 있다. 이 상태에 있어서는, 도 13(A) 로부터 알 수 있는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 와 표면 정보 계측 장치 (50a) 의 각 센서 모듈 (SRi) (i=1∼n) 을 구성하는 부상체 (48) 와는 대향하고 있지 않다. 이 때, 표면 정보 계측 장치 (50a) 의 각 센서 모듈 (SRi) (i=1∼n) 을 구성하는 부상체 (48) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상면과 대향하고 있다. 이 상태에서는, 각 센서 모듈 (SRi) 의 유지 기구 (52) 의 전자석 (52a) (코일) 에, 전류가 공급되고 있고, 각 센서 모듈 (SRi) 의 부상체 (48) 의 높이는, 도 10(A) 에 나타내는 높이로 설정되어 있다. 또, 여기서는 웨이퍼 교환 위치에서 웨이퍼의 언로드 및 로드가 실시되는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 노광이 완료된 웨이퍼를 웨이퍼 테이블 (WTB) 로부터 언로드하는 위치와, 다음 노광 대상인 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 로드하는 위치는 상이해도 된다.
또, 이 때, 표면 정보 계측 장치 (50b) 의 각 센서 모듈 (SRi) (i=1∼n) 을 구성하는 부상체 (48) 도 웨이퍼 (W) (및 웨이퍼 테이블 (WTB)) 와 대향하고 있지 않고, 표면 정보 계측 장치 (50b) 의 각 센서 모듈 (SRi) 의 부상체 (48) 의 높이는, 도 10(A) 에 나타내는 높이로 설정되어 있다.
또한, 표면 정보 계측 장치 (50a, 50b) 는, 웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 계측에 앞서, 각 센서 모듈 사이의 계측 오차를 검출하기 위해, 예를 들어 평탄도가 보장된 기판 (수퍼 플랫 웨이퍼 등) 을 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 재치하고, 표면 정보 계측 장치 (50a, 50b) 의 각각에 의한 그 기판의 계측 결과를 사용하여, 각 정전 용량 센서 사이의 캘리브레이션을 실시해 두는 것으로 해도 된다. 이 때, 웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 에 의한 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 경사 정보 (θx 방향의 회전, θy 방향의 회전) 를 사용하여, 예를 들어 계측 전에 그 교정용 기판을 XY 평면과 평행하게 설정하는, 또는 그 계측 결과를 보정하도록 해도 된다. 또, 웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 의 계측값 (Z 위치 정보) 과 각 센서 모듈의 계측값의 대응도 실시되고 있다.
주제어 장치 (20) 는, 이 상태로부터, 간섭계 (18X2, 18Y) 의 계측 결과에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 구동계 (27) 에 의해, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 소정 속도 V 로 +Y 방향으로 등속 구동한다. 그리고, 웨이퍼 (W) 와 표면 정보 계측 장치 (50a) 의 일부의 센서 모듈의 부상체 (48) 가 대향한 상태 (도 13(B) 에서는, 복수의 센서 모듈 중, 웨이퍼 (W) 와 대향한 센서 모듈이 검게 칠해져 있다) 로, 주제어 장치 (20) 는, 이 일부의 센서 모듈을 구성하는 유지 기구 (52) 의 자기적 흡인력 (유지력) 을 해제한다. 또, 여기서는 복수의 부상체 (48) 가 웨이퍼 (W) 와 대향한 시점에서 유지 기구 (52) 에 의한 부상체 (48) 의 유지를 해제하는 것으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 웨이퍼 (W) 와 대향한 부상체 (48) 로부터 순서대로 그 유지를 해제해도 된다. 또, 예를 들어 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에서 그 표면과 웨이퍼 (W) 의 표면이 거의 일치하도록 웨이퍼 (W) 가 재치되는 경우, 웨이퍼 테이블 (WTB) 과 대향한 후에, 모든 부상체의 유지를 일제히 해제하는, 또는 중앙 부근에 배치되는 부상체로부터 순서대로 그 유지를 해제하는 것으로 해도 된다. 이 때, 부상체 (48) 의 유지의 해제를, 웨이퍼 (W) 와 대향한 시점에서 실시해도 되고, 또는 그 직전에 실시해도 된다.
이러한 유지력의 해제를 실시함으로써, 그들 센서 모듈의 부상체 (48) 는, 자중에 의해 도 10(A) 의 상태로부터 도 10(B) 의 상태로 바뀌려고 하는데, 웨이퍼 (W) 는 이미 소정 속도 V 로 등속 이동하고 있기 때문에, 부상체 (48) 의 하면과 웨이퍼 (W) 상면 사이에 발생하는 기류의 동압에 의해, 부상체 (48) 가 웨이퍼 (W) 에 대하여 소정 거리 L 만큼 부상한 상태가 유지되게 되어 있다 (도 10(C) 참조).
주제어 장치 (20) 는, 도 13(B) 에 있어서 검게 칠해진 센서 모듈을 사용하여, 부상체 (48) 의 상면과 정전 용량 센서 (43) 사이의 갭을 검출한다. 그리고, 주제어 장치 (20) 는, 그 검출 결과 (웨이퍼 (W) 의 표면 정보 (각 검출점의 웨이퍼 (W) 표면의 Z 위치 (면 위치) 정보)) 를, 간섭계 (18X2, 18Y) 의 값과 대응시켜 매핑한다. 여기서, 정전 용량 센서 (43) 의 계측 결과는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 축 방향의 위치와, 자세 (롤링 및 피칭) 에 의한 영향을 받고 있을 우려가 있다. 그래서, 본 실시형태에 있어서는, 각 계측 결과를, 그 계측 시점에서의 웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 의 계측값에 기초하여 보정한다. 즉, 정전 용량 센서 (43) 에 의한 계측 결과를 변동시키는 변동 요인을 고려하여, 웨이퍼 표면의 Z 위치 정보의 분포를 계측한다. 이하에 있어서도 동일하다.
한편, 도 13(B) 의 상태에서는, 표면 정보 계측 장치 (50b) 의 각 센서 모듈 (SRi) (i=1∼n) 을 구성하는 부상체 (48) 는 웨이퍼 (W) 와 대향하고 있지 않고, 대향하기 직전도 아니다.
매핑 개시 후, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 +Y 방향으로 이동하는 것과 병행하여, 매핑 결과 (표면 정보 계측 장치 (50a) 에 의한 계측 결과) 에 기초하여, 척 구동계 (63) 를 개재하여 매핑 종료 부분에 관해서 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 동작을 개시한다.
그 후에는, 도 13(C) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 +Y 방향으로 이동하는 것에 따라, 웨이퍼 (W) 와 대향하는 표면 정보 계측 장치 (50a) 의 센서 모듈이 증가하기 때문에, 주제어 장치 (20) 는, 대향하는 센서의 유지 기구 (52) 의 유지력을 해제한다. 또, 이 사이에 있어서도, 소정의 샘플링 간격으로, 각 센서 모듈을 사용한 계측, 및 그 계측 결과 (웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 매핑 결과) 에 기초하는 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 동작이 실시되고 있다.
이렇게 하여, 도 14 에 나타내는 위치까지, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 +Y 방향으로 이동하면, 표면 정보 계측 장치 (50b) 의 일부의 센서 모듈을 구성하는 부상체 (48) 가 웨이퍼 (W) 와 대향하게 된다. 그래서, 주제어 장치 (20) 는, 그 부상체 (48) 의 유지의 해제를, 웨이퍼 (W) 와 대향한 시점, 또는 그 직전에 실시하고, 표면 정보 계측 장치 (50b) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 계측, 즉 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 결과의 확인 동작을 개시한다. 그리고, 확인 결과, 평탄도가 보정되어 있지 않은 부분이 있으면, 주제어 장치 (20) 는, 즉시 그 부분에 대한 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 재차 보정을 실시한다.
이렇게 하여, 주제어 장치 (20) 는, 도 15(A) 에 나타내는 위치까지 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동하는 동안, 웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 계측에 사용되는 표면 정보 계측 장치 (50a) 의 센서 모듈을 증가시키면서, 상기 서술한 웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 매핑, 그 매핑 결과에 기초하는 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 동작, 그리고 표면 정보 계측 장치 (50b) 를 사용한 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 결과의 확인 동작 (및 필요한 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 재차 보정 동작) 을 실시한다.
그리고, 도 15(A) 의 상태 이후에는, 도 15(B), 도 15(C) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 와 대향하지 않는 표면 정보 계측 장치 (50a) 의 센서 모듈이 서서히 증가한다. 이 때문에, 주제어 장치 (20) 는, 도 15(A) 에 나타내는 상태 이후에는, 웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 계측에 사용되는 표면 정보 계측 장치 (50a) 의 센서 모듈을 감소시키면서, 상기 서술한 웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 매핑, 그 매핑 결과에 기초하는 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 동작, 그리고 표면 정보 계측 장치 (50b) 를 사용한 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 결과의 확인 동작 (및 필요한 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 재차 보정 동작) 을 실시한다. 이 때, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 (W) 와 대향하지 않게 된 표면 정보 계측 장치 (50a) 의 센서 모듈 (또는 웨이퍼 (W) 와 대향하지 않게 되기 직전의 센서 모듈) 의 유지 기구 (52) (전자석 (52a) 의 코일) 로의 전류의 공급을 개시하고, 그들 센서 모듈을 구성하는 부상체 (48) 를 소정 높이 (도 10(A) 에 나타내는 높이) 로 유지하도록 한다.
이상과 같이 하여, 웨이퍼 (W) 의 거의 전체면에 걸친, 표면 정보의 계측 (매핑), 그 매핑 결과에 기초하는 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 동작, 그리고 표면 정보 계측 장치 (50b) 를 사용한 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 결과의 확인 동작 (및 필요한 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 재차 보정 동작) 이 실시된다. 또, 상기 서술한 설명에서는, 웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 계측에 사용되는 표면 정보 계측 장치 (50a) 의 센서 모듈의 증감 및 이것에 수반되는 센서 모듈을 구성하는 유지 기구 (52) 로의 전류 공급의 정지, 개시 (부상체 (48) 의 높이 방향의 위치 전환) 에 관해서 설명했지만, 표면 정보 계측 장치 (50b) 에 대해서도, 웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 계측에 사용되는 센서 모듈의 증감 및 이것에 수반되는 센서 모듈을 구성하는 유지 기구 (52) 로의 전류 공급의 정지, 개시 (부상체 (48) 의 높이 방향의 위치 전환) 가, 상기와 동일하게 하여 실시된다.
상기 웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 계측 (매핑), 그 매핑 결과에 기초하는 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 동작, 그리고 표면 정보 계측 장치 (50b) 를 사용한 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 결과의 확인 동작에 계속하여, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를, 노광 위치까지 +Y 방향으로 더욱 이동한다.
이 경우, 웨이퍼 (W) 의 거의 전체면에 걸친, 표면 정보의 계측 (매핑) 이 종료한 후에, 또한 표면 정보 계측 장치 (50b) 를 사용한 웨이퍼 (W) 표면의 요철 (평탄도) 의 보정 결과의 확인 동작이 종료되기 전의 소정의 시점에서, 간섭계 (18X2) 로부터의 측장 빔이 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 반사면에 닿지 않게 되므로, 주제어 장치 (20) 는, 간섭계 (18X2) 와 간섭계 (18X1) 가 동시에 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 반사면에 닿아 있는 상태에서, 간섭계의 연결 동작을 실시하고 있다.
본 실시형태에서는, 주제어 장치 (20) 는, 상기 서술한 웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 계측 (매핑) 을 위해, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가, +Y 방향으로 이동할 때, 이 표면 정보의 계측 (매핑) 이 개시되는 데에 앞서, 마스크 표면 정보 계측 장치 (50c) 를 사용하여, 마스크 (M) 의 표면 정보 (요철 정보) 의 계측을 실시하고 있다. 마스크 (M) 의 표면 정보 (요철 정보) 의 계측 결과는, 주제어 장치 (20) 에 의해 도시를 생략한 메모리에 저장된다.
마스크 (M) 의 표면 정보 (요철 정보) 의 계측은, 상기 서술한 웨이퍼 (W) 의 표면 정보의 계측과 동일하게 하여 실시되는데, 그 계측시에, 마스크 표면 정보 계측 장치 (50c) 의 복수의 센서 모듈이 구비하는 전자석이, 부상체의 자중을 지지하는 자기적인 척력을 발생시키고 있는 점이 상이하다. 또, 마스크 (M) 의 표면 정보 (요철 정보) 의 계측은, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩 포지션으로 되돌아갈 때에 실시되어도 된다.
주제어 장치 (20) 는, 상기 서술한 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 +Y 방향의 이동에 연속하여, 웨이퍼 (W) 상의 제 1 쇼트 영역에 대한 노광을 실시하므로, 그 제 1 쇼트 영역이 마스크 (M) 의 거의 바로 아래에 위치하는 위치에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 위치 결정한다. 여기서는, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역에 이미 형성된 패턴에 중첩 마스크 (M) 의 패턴을 전사하는 것으로 한다. 이 경우, 주제어 장치 (20) 는, 전술한 순서로, 한 쌍의 얼라인먼트계 (ALA, ALB) 및 평면 VCM (65) 을 사용하여, 마스크 (M) 의 위치 맞춤을 실시함과 함께, 전술한 마스크 (M) 의 위치 맞춤에 사용된 한 쌍의 얼라인먼트계 (ALA, ALB) 의 계측 결과에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 미소 구동함으로써, 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 상의 제 1 쇼트 영역의 위치 맞춤 (얼라인먼트) 을 실시한다.
그리고, 위치 맞춤 후, 전술한 복수 쌍의 얼라인먼트계 (ALA, ALB) 를 사용하여, 각각의 얼라인먼트계의 검출 영역 내에 있는 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트 마크와, 마스크 (M) 상의 얼라인먼트 마크를 동시에 계측함으로써, 마스크 (M) 의 패턴 영역의 왜곡과, 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역에 형성된 하지 패턴의 왜곡의 차 (양자간의 왜곡의 어긋남) 를 구한다. 여기서, 하지 패턴이란, 웨이퍼 (W) 상에 미리 형성된 패턴으로서, 그 위에 마스크 (M) 에 형성된 패턴이 중첩되어 전사 형성되는 하지 (下地) 가 되는 패턴을 의미한다.
그리고, 주제어 장치 (20) 는, 전술한 XY 스캔 노광용의 소노광 필드 (SEF), Y 스캔 노광용의 중노광 필드 (MEF) 및 일괄 노광용의 쇼트 전체면 노광 필드 (LEF) 중 어느 것을, 오퍼레이터의 지정, 또는 요구되는 노광 정밀도에 따라 설정한다. 그리고, 주제어 장치 (20) 는, 설정한 노광 필드에 대응하는 방식으로, 전술한 근접장광을 사용한 노광을 실시하고, 마스크 (M) 의 패턴을, 웨이퍼 (W) 상의 제 1 쇼트 영역에 중첩하여 전사한다. 이 때, 주제어 장치 (20) 는, 상기에서 구한 마스크 (M) 의 패턴 영역의 왜곡과, 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역에 형성된 하지 패턴의 왜곡의 차의 정보에 기초하여, 그 차를 최대한 작게 하도록, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를, X, Y, θz 방향으로 미소 구동 (특히, XY 스캔 노광 또는 Y 스캔 노광의 경우, 노광 빔 (IL) 의 진행에 따라 구동 방향 및/또는 구동량을 연속적으로 변경한다) 하여, 마스크 (M) 의 패턴과 웨이퍼 (W) 상의 제 1 쇼트 영역에 형성된 하지 패턴의 중첩을 최적화한다. 이 중첩의 최적화는, 노광 필드 단위로 실시된다.
예를 들어, 마스크 (M) 의 패턴 영역 (PA) 에 도 16(A) 에 실선으로 나타내는 왜곡이 있고, 웨이퍼 (W) 상의 하지 패턴 (BP) 에 도 16(B) 에 실선으로 나타내는 왜곡이 있을 때를 생각한다. 이 경우, 쇼트 전체면 노광 필드 (LEF) 의 설정하에서의 일괄 노광시에, 상기 서술한 중첩의 최적화를 실시한 경우에는, 노광 필드 내 (이 경우, 쇼트 영역 내) 에서 도 16(C) 에 해칭으로 나타내는 마스크 (M) 의 패턴과 하지 패턴의 중첩이 실현된다. 한편, XY 스캔 노광용의 소노광 필드 (SEF) 의 설정하에서의, XY 스캔 노광시에, 상기 서술한 중첩의 최적화를 실시한 경우에는, 소노광 필드 (SEF) 내에서 도 16(D) 에 해칭으로 나타내는 마스크 (M) 의 패턴과 하지 패턴의 중첩이 실현된다. 이로부터, 노광 필드가 작을수록 치밀하게 제어 가능하고, 중첩 정밀도가 향상되는 것을 알 수 있다.
또, 특히, XY 스캔 노광 또는 Y 스캔 노광을 실시하는 경우, 주제어 장치 (20) 는, 노광 중에, 노광 필드 내에서의 이미지면의 최적화를, 다음과 같이 하여 실시하고 있다. 즉, 마스크 (M) 는, 마스크 테이블 (MTB) 에 가능한 한 평탄해지도록 척되어 있지만, 완전히는 플랫은 아니다. 단, 마스크 (M) 의 패턴면의 표면 정보는 전술한 바와 같이 이 시점에서는 계측 완료이다. 그래서, 주제어 장치 (20) 는, 도 17(A) 및 도 17(B) 에 나타내는 바와 같이, 노광 빔 (IL) 의 진행과 함께, 그 노광 빔 (IL) 이 조사되고 있는 노광 필드 내에서는, 마스크 (M) 의 패턴면과 웨이퍼 (W) 상의 레지스트 표면 사이의 갭 (G) 이, 최대한 일정하고 또한 서로 평행해지도록, 마스크 (M) 의 패턴면의 표면 정보 및 웨이퍼 간섭계 시스템 (18) 의 계측값에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 구동계 (27) 를 개재하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 Z 레벨링 구동한다.
그리고, 웨이퍼 (W) 상의 제 1 쇼트 영역에 대한 노광이 종료하면, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 (W) 상의 제 2 쇼트 영역을, 마스크 (M) 의 바로 아래에 위치시키기 위해, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 X 축 방향 (또는 Y 축 방향) 으로 소정의 스테핑 거리만큼 이동하는 쇼트간 스테핑을 실시한다. 이 때, 본 실시형태에서는, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 마스크 (M) 의 적어도 일방을, Z 축 방향으로 소정량 구동하여, 마스크 (M) 의 패턴면과 웨이퍼 (W) 상의 레지스트 표면 사이의 갭 (G) 을 확대한다. 이 이유는, 다음과 같다. 근접장광을 사용한 노광에는, 패턴의 선폭과 같은 레벨의 갭 (G) 의 제어가 필요, 환언하면 본 실시형태에서는, 그와 같은 갭의 제어가, 상기 서술한 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 레벨링 구동에 의해 실현되고 있다. 이 때문에, 노광시인 채로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 쇼트간 스테핑을 실시하면, 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 가 간섭할 우려가 있기 때문에, 이것을 확실히 회피하기 위해, 쇼트간 스테핑시에는, 갭 (G) 을 일단 확대하기로 한 것이다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 의 쇼트간 스테핑 후, 웨이퍼 (W) 상의 제 2 쇼트 영역이 마스크 (M) 의 거의 바로 아래에 위치 결정되면, 전술한 바와 동일하게 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 상의 제 2 쇼트 영역의 위치 맞춤 (얼라인먼트) 을 실시한다. 단, 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 상의 제 1 쇼트 영역의 위치 맞춤에 앞서, 마스크 (M) 의 위치 맞춤은 종료되어 있기 때문에, 주제어 장치 (20) 는, 전술한 한 쌍의 얼라인먼트계 (ALA, ALB) 의 계측 결과에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 미소 구동함으로써, 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 상의 제 2 쇼트 영역의 위치 맞춤 (얼라인먼트) 을 실시한다. 마스크 (M) 와 웨이퍼 상의 제 3 쇼트 영역 이후의 쇼트 영역의 위치 맞춤의 경우도 동일하다.
그리고, 전술한 바와 동일하게, 복수 쌍의 얼라인먼트계 (ALA, ALB) 를 사용하여, 마스크 (M) 의 패턴 영역의 왜곡과, 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역에 형성된 하지 패턴의 왜곡의 차 (양자간의 왜곡의 어긋남) 를 구한 후, 웨이퍼 (W) 상의 제 2 쇼트 영역에 마스크 (M) 의 패턴을 전사하기 위해, 전술한 바와 동일하게 하여 노광을 실시한다.
이후, 상기와 동일하게, 쇼트간 스테핑, 얼라인먼트 (마스크 (M) 의 패턴 영역의 왜곡과, 웨이퍼 (W) 상의 하지 패턴의 왜곡의 차의 계측을 포함한다) 및 노광을 순차 반복하여, 스텝·앤드·리피트 방식으로, 웨이퍼 (W) 상의 제 3 쇼트 영역 이후의 쇼트 영역에 마스크 (M) 의 패턴을 전사한다.
그리고, 웨이퍼 (W) 상의 전체 쇼트 영역에 대한 노광이 종료한 단계에서, 주제어 장치 (20) 는, 다시 도 13(A) 에 나타내는 위치에 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동하고, 웨이퍼 (W) 의 언로드 및 새로운 웨이퍼의 로드를 실시한 후, 전술한 것과 동일하게 하여, 새로운 웨이퍼의 Z 위치 정보의 분포의 계측 및 요철의 보정, 얼라인먼트 동작, 및 노광 동작 등을 순차 실행한다.
여기서, 복수 장의 웨이퍼 (W) 에 대하여, 연속적으로 상기 서술한 노광 동작을 반복하면, 마스크 (M) 의 열변형에서 기인하여 마스크의 패턴 영역에 왜곡이 발생하는 경우가 있다. 그래서, 주제어 장치 (20) 는, 소정의 인터벌, 예를 들어 소정 매수의 웨이퍼 (W) 의 노광이 종료할 때마다, 전술한 어시스트 스테이지 (AST) 에 형성된 공간 이미지 계측기 (82) 를 사용하여, 마스크 (M) 의 패턴 영역의 왜곡을 계측하고, 다음 노광이 개시될 때까지 사이에, 평면 VCM (65) 을 사용하여 그 왜곡을 보정하고 있다.
그리고, 다 보정하지 못한 마스크 (M) 의 왜곡 성분에서 기인하는 중첩 오차도, 전술한 마스크 (M) 의 패턴과 하지 패턴의 중첩의 최적화시에 보정 (제거) 하고 있다.
그런데, 본 실시형태에서는, 노광 중에도, 복수 쌍의 얼라인먼트계 (ALA, ALB) 를 사용하여, 각각의 얼라인먼트계의 검출 영역 내에 있는 마스크 (M) 상의 얼라인먼트 마크와, 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트 마크를 동시에 계측할 수 있다. 따라서, 주제어 장치 (20) 는, 노광 중에도, 그 계측을 계속하면서, 평면 VCM (60) 을 사용하여 마스크 (M) 의 패턴 영역의 왜곡 보정 및 상기 중첩의 최적화를 실시할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이, 주제어 장치 (20) 가, 쇼트간 스테핑시에 전술한 갭 (G) 을 일단 확대함으로써, 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 가 간섭하는 것을 회피하고 있다. 이것에 더하여, 도 18(A) 및 이 도 18(A) 중의 원 내를 확대하여 모식적으로 나타내는 도 18(B) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 에 전체적으로 단면 원호상의 상측 볼록의 휨이 발생하도록, 핀척 부재 (테이블부) (60) 에 웨이퍼 (W) 를 유지시킬 때, 또는 그 후에, 핀척 부재 (테이블부) (60) 를 복수의 액추에이터 (51) 를 개재하여 변형시킴과 함께, 마스크 (M) 에 전체적으로 단면 원호상의 하측 볼록의 휨이 발생하도록, 핀척 플래턴 (66) 에 마스크 (M) 를 유지시킬 때, 또는 그 후에, 핀척 플래턴 (66) 을 평면 VCM (60) 을 개재하여 변형시키는 것으로 해도 된다. 이것에 의해, 일례로서 도 18(B) 에 나타내는 바와 같이 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 는, 노광 필드 (노광 빔 (IL) 의 조사 영역) 내의 부분만이 근접하고, 다른 부분은 서로 떨어진 상태로 할 수 있고, 보다 확실히, 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 의 간섭을 회피하는 것이 가능해진다. 여기서, 마스크 (M) 의 휨 및 웨이퍼 (W) 의 휨의 곡률 반경의 크기는, 노광 필드 내의 갭 (G) 의 균일성을 충분히 확보할 수 있는 범위로 설정된다.
또, 상기 설명에서는, 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 의 양자를 변형시키는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 의 일방만을 상기와 같이 하측 볼록 또는 상측 볼록의 휨이 발생하도록 변형시키는 (휘게 하는) 것만이어도 된다. 또한, 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 의 적어도 일방을 사전에 일괄하여 휘게 해도 되고, 1 개 또는 복수의 쇼트 영역마다 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 의 적어도 일방을 휘게 하도록 해도 된다. 또, 마스크 (M) 와 웨이퍼 (W) 의 적어도 일방을 휘게 하는 타이밍은 스테핑 직전이어도 되고, 스테핑 개시 후라도 된다.
이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 의하면, 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 테이블 (MTB) 은, 마스크 (M) 의 패턴 영역의 주위 (척킹 에어리어 (CA)) 를 상방으로부터 유지함과 함께, 마스크 (M) 에 대하여 적어도 XY 평면에 평행한 면내의 힘을 작용시킬 수 있다. 이 때문에, 투영 광학계를 사용하지 않은 노광 장치 (100) 임에도 불구하고, 마스크 (M) 의 변형, 예를 들어 마스크의 열변형에서 기인하는 마스크 (M) 상의 패턴의 변형 (왜곡, 배율 변화) 등에 대응하여, 그 변형이 작아지도록 힘을 가할 수 있다. 따라서, 마스크 (M) 의 패턴과 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역의 하지 패턴의 고정밀도의 중첩을 실현하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 를 사용하면, 광노광 장치의 통상의 노광에 의한 해상 한계 이하의 선폭의 패턴을 포함하는 미세 패턴을, 더블 패터닝법 등에 의하지 않고 실현할 수 있다. 또한, 노광 장치 (100) 는, 전술한 장치 구성의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 고액의 투영 광학계도 액침 관계의 장치도 불필요하기 때문에, 종래의 액침 노광 장치 등에 비해, 제조 비용을 각별히 저감시키는 것이 가능하다.
또, 상기 실시형태에서는, 노광 장치 (100) 에서는, 일괄 노광용의 쇼트 전체면 노광 필드 (LEF), Y 스캔 노광용의 중노광 필드 (MEF) 및 XY 스캔 노광용의 소노광 필드 (SEF) 의 3 종류의 크기 및 형상이 상이한 노광 필드를 설정 가능한 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 3 종류의 노광 필드 중의 1 개 또는 2 개만이 설정 가능해도 된다. 예를 들어, 중노광 필드 (MEF) 및 소노광 필드 (SEF) 만이 설정 가능해도 된다. 이러한 경우에는, 주제어 장치 (20) 에 의해, 마스크 (M) 및 웨이퍼 (W) 와 노광 빔 (IL) 을 상대 주사하여 웨이퍼 (W) 를 노광하는 주사 노광이 실시된다. 이 경우, 주제어 장치 (20) 는, 마스크 (M) 및 웨이퍼 (W) 와 노광 빔 (IL) 을 정지시킨 상태로 웨이퍼 (W) 를 노광하는 일괄 노광은 실시하지 않는다. 또한, 상기 실시형태에서는, 일괄 노광용의 쇼트 전체면 노광 필드 (LEF), Y 스캔 노광용의 중노광 필드 (MEF) 및 XY 스캔 노광용의 소노광 필드 (SEF) 의 3 종류의 크기 및 형상이 상이한 노광 필드를 설정 가능하고, 각각의 설정에 따른 3 종류의 방식으로 노광이 실시되는 것으로 했지만, 상기 3 종류의 노광 필드에 한정되지 않고, 상기 3 종류와는 상이한 크기 및 형상의 다른 노광 필드만, 또는 다른 노광 필드와 상기 3 개의 노광 필드의 적어도 1 개를 설정 가능하게 해도 된다. 이 경우도, 설정된 노광 필드에 따른 방식의 노광을 실시한다. 또한, 노광 방식으로서, 상기 서술한 3 개의 노광 방식에 한정되지 않고, 이들 3 개의 노광 방식 이외의 다른 방식만, 또는 다른 방식과 상기 3 개의 방식 중 적어도 1 개를 조합하여 채용해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 마스크 (M) 가, 광노광 장치의 통상의 노광에 의한 해상 한계 이하의 선폭의 패턴을 포함하는 미세 패턴인 경우에 관해서 설명했지만, 상기 실시형태의 노광 장치 (100) 는, 이러한 미세 패턴에 한정되지 않고, 광노광 장치의 통상의 노광에 의한 해상 한계보다 큰 선폭의 패턴의 웨이퍼 상에 대한 전사에도 바람직하게 사용할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 상에 도포해야 할 레지스트도, 2 층 레지스트 등의 다층 레지스트에 한정되지 않는 것은 물론이다.
또한, 상기 실시형태에서는, 근접장광을 사용하여 웨이퍼를 노광하고, 그 웨이퍼 상에 마스크의 패턴을 전사하는 경우에 관해서 설명했지만, 예를 들어 광노광 장치의 통상의 노광에 의한 해상 한계보다 큰 선폭의 패턴의 웨이퍼 상에 전사하는 경우 등에는, 근접장광을 사용하지 않은 통상의 노광 또는 액침 노광을 실시해도 된다. 이러한 경우에도, 노광 (상기 서술한 주사 노광 또는 일괄 노광) 과 병행하여, 웨이퍼를 미동시키는 것 등에 의해, 마스크의 패턴과 웨이퍼 상의 하지 패턴의 중첩을 최적화하는 수법은, 마스크의 패턴과 웨이퍼 상의 하지 패턴의 고정밀도의 중첩에는 유효하다.
또, 상기 실시형태에서는, 상기 서술한 마스크의 패턴과 웨이퍼 상의 하지 패턴의 중첩의 최적화를 노광 필드 단위로 실시하는 경우에 관해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 Y 스캔 노광용의 중노광 필드 (MEF) 또는 XY 스캔 노광용의 소노광 필드 (SEF) 가 설정된 경우에는, 쇼트 영역 단위 또는 쇼트 영역을 복수로 등분한 영역 (설정된 노광 필드의 크기 및 형상과 상이하다) 을 단위로 하여, 상기 중첩의 최적화를 실시해도 된다. 또한, 이들 중첩의 최적화의 단위마다 정지 노광을 실시해도 된다.
또한, 마스크의 패턴과 웨이퍼 상의 패턴의 중첩의 최적화로서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 마스크 (M) 의 적어도 일방을, X, Y, θz 방향으로 미소 구동 (특히, XY 스캔 노광 또는 Y 스캔 노광의 경우, 노광 빔 (IL) 의 진행에 따라 구동 방향 및/또는 구동량을 연속적으로 변경한다) 과 함께, 그 노광 빔 (IL) 이 조사되고 있는 노광 필드 내에서는, 마스크 (M) 의 패턴면과 웨이퍼 (W) 상의 레지스트 표면 사이의 갭 (G) 이, 최대한 일정하고 또한 서로 평행해지도록 해도 되고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 마스크 (M) 의 적어도 일방을, X, Y, θz 방향으로 미소 구동하는 것만이어도 되고, 마스크 (M) 의 패턴면과 웨이퍼 (W) 상의 레지스트 표면 사이의 갭 (G) 이, 최대한 일정하고 또한 서로 평행해지도록 하는 (상기 서술한 이미지면의 최적화를 실시한다) 것만이어도 된다. 마스크의 패턴과 웨이퍼 상의 패턴의 중첩의 최적화 방식을, 주제어 장치 (20) 는, 오퍼레이터의 지시에 따라, 또는 요구되는 노광 정밀도 및 스루풋의 적어도 일방을 고려하여 결정해도 된다.
또, 상기 실시형태의 노광 장치의 광원은, 초고압 수은 램프에 한정되지 않고, ArF 엑시머 레이저에 한정되지 않고, KrF 엑시머 레이저 (출력 파장 248 ㎚), F2 레이저 (출력 파장 157 ㎚), Ar2 레이저 (출력 파장 126 ㎚), Kr2 레이저 (출력 파장 146 ㎚) 등의 펄스 레이저 광원 등을 사용하는 것도 가능하다. 또한, YAG 레이저의 고조파 발생 장치 등을 사용할 수도 있다. 이 밖에, 예를 들어 미국특허 제7,023,610호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, DFB 반도체 레이저 또는 화이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 화이버 앰프로 증폭시키고, 비선형 광학 결정을 사용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파 (진공 자외광) 를 사용해도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 노광 장치의 조명광 (노광 빔) (IL) 으로는 파장 100 ㎚ 이상의 광에 한정되지 않고, 파장 100 ㎚ 미만의 광을 사용해도 되는 것은 말할 필요도 없다. 특히 파장이 50 ㎚ 이하, 구체적으로는 11 ㎚ 또는 13 ㎚ 정도의 EUV 광 등을 사용해도 된다.
또, 상기 실시형태에 관련된 표면 정보 계측 장치 (50a, 50b) 는, 웨이퍼 (W) 상의 레지스트에 접촉하지 않고 레지스트 표면의 요철을 계측할 수 있다. 그러나, 이것에 한정되지 않고, 동일한 계측이 가능하면, 예를 들어 2 개의 물체 사이의 간극 (갭) 에 유체를 흘리고, 그 유속을 계측함으로써, 그 갭의 치수를 계측하는 계측 장치 (에어 게이지라고도 불리는 경우가 있다) 를 사용하여, 웨이퍼 표면 및/또는 마스크의 패턴면의 요철을 계측해도 된다. 또, 이러한 계측 장치를 사용하여, 전술한 갭 (G) 을 일정 유지하면서, 노광 중의 웨이퍼 스테이지의 Z 레벨링 구동을 실시해도 된다. 또, 표면 정보 계측 장치 (50a, 50b) 및 마스크 표면 정보 계측 장치 (50c) 중 적어도 1 개는, 광학 검출 방식이어도 된다.
또한, 상기 실시형태의 노광 장치에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보를 계측하는 계측 장치로서, 레이저 간섭계 대신에, 또는 레이저 간섭계와 병용하여 인코더 시스템을 사용해도 되는데, 이 인코더 시스템으로는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 그레이팅이 형성되고, 이것에 대향하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 외부, 예를 들어 보디 (BD) 를 구성하는 지지 부재 (38) 에 인코더 헤드가 배치되는 방식, 및 이것과는 반대로, 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 인코더 헤드가 형성되고, 이것에 대향하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 외부, 예를 들어 보디 (BD) 를 구성하는 지지 부재 (38) 에 그레이팅을 갖는 스케일 부재가 배치되는 방식 중 어느 방식을 채용해도 된다. 전자의 방식의 인코더 시스템으로는, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2008/0088843호 명세서 등에 개시되는 것과 동일한 인코더 시스템을 사용할 수 있고, 후자의 방식의 인코더 시스템으로는, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2006/0227309호 명세서 등에 개시되는 것과 동일한 인코더 시스템을 사용할 수 있다. 어시스트 스테이지의 위치 정보를, 인코더 시스템에 의해 계측하는 경우도 동일하다.
또, 상기 실시형태에서 패턴을 형성해야 할 물체 (에너지 빔이 조사되는 노광 대상의 물체) 는 웨이퍼에 한정되는 것이 아니라, 유리 플레이트, 세라믹 기판, 필름 부재, 또는 마스크 블랭크스 등, 다른 물체여도 된다. 또한, 상기 실시형태에서는, 유리 기판으로 이루어지는 마스크를 사용하는 것으로 했지만, 마스크는, 유리 기판 이외의 기판으로 이루어지는 것이어도 된다.
노광 장치의 용도로는 반도체 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 각형 (角型) 의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용의 노광 장치, 유기 EL, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD 등), 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또한, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 상기 실시형태를 적용할 수 있다.
또, 상기 실시형태의 노광 장치는, 본원 청구의 범위에 예시된 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실시된다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에 대한 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 실시되고, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
《디바이스 제조 방법》
다음으로 상기 서술한 노광 장치 (100) 를 리소그래피 공정에서 사용하는 디바이스의 제조 방법의 실시형태에 대해서 설명한다.
도 19 에는, 디바이스 (IC 또는 LSI 등의 반도체 칩, 액정 패널, CCD, 박막 자기 헤드, 마이크로 머신 등) 의 제조예의 플로우차트가 도시되어 있다. 도 19 에 나타내는 바와 같이, 먼저, 단계 201 (설계 단계) 에 있어서, 디바이스의 기능·성능 설계 (예를 들어, 반도체 디바이스의 회로 설계 등) 를 실시하고, 그 기능을 실현하기 위한 패턴 설계를 실시한다.
계속해서, 단계 202 에 있어서, 유리 기판의 1 종인 유리 웨이퍼 상에, 리소그래피 기술을 사용하여, 마스크에 대응하는 복수의 구획 영역을 형성한다. 도 20 에는, 복수의 구획 영역 (SA) 이 형성된 유리 웨이퍼 (WG) 의 일례가 도시되어 있다. 이 유리 웨이퍼 (WG) 의 복수의 구획 영역 (SA) 의 각각에는, 단계 201 에서 설계한 회로 패턴이 형성된 패턴 영역과, 그 주위의 척 에어리어가 되는 차광 영역이 형성되어 있다.
이 경우, 유리 웨이퍼 (WG) 상에 복수의 구획 영역 (SA) 을 형성하기 때문에, 패턴 영역 내에 광노광 장치의 해상 한계 이하의 선폭의 미세 패턴이 포함되는 경우라도, 최신의 축소 투영 노광 장치, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저를 노광 광원으로 하는 액침 스캐너 등을 사용하여, 이른바 더블 패터닝법 등을 구사함으로써, 상기 미세 패턴을 포함하는 복수의 구획 영역 (SA) 을 형성할 수 있다. 이 밖에, 전자선 노광 장치를 사용하여, 상기 미세 패턴을 형성할 수도 있다.
여기서, 예를 들어 유리 웨이퍼 (WG) 상에 대한 복수의 구획 영역의 형성에, 예를 들어 축소 투영 노광 장치를 사용하는 경우, 유리 웨이퍼 (WG) 에 전사해야 할 마스터 레티클의 패턴은, 유리 웨이퍼 (WG) 상에 전사되는 미세 패턴의 4 배 이상의 선폭을 갖는 경우가 대부분이고, 상기 서술한 최신의 축소 투영 노광 장치 (ArF 엑시머 레이저를 노광 광원으로 하는 액침 스캐너) 등을 사용하여, 이른바 더블 패터닝에 의하지 않는 통상의 노광에 의해, 레티클 기판 상에 형성하면 된다. 즉, 디바이스의 제조에 사용되는 복수 층의 회로 패턴을 각각 갖는 마스터 레티클의 세트를 단시간에 제조하는 것이 가능하다. 유리 웨이퍼 (WG) 의 패턴 영역에 형성해야 할 패턴의 선폭이 더욱 가늘어진 경우, 마스터 레티클의 패턴을, 더블 패터닝법을 사용하여 형성할 수도 있다. 여기서, 더블 패터닝법은, 1 회째의 노광과 2 회째의 노광 사이에서 유리 웨이퍼의 현상을 실시하지 않는, 이른바 2 중 노광법에 한정되지 않고, 1 회째의 노광 후에 그 노광에 의해 레지스트 패턴이 그 표면에 형성된 유리 웨이퍼를 현상 후에 2 회째의 노광을 실시하는 더블 패터닝법도 포함한다.
다음 단계 203 에 있어서, 유리 웨이퍼 (WG) 를, 구획 영역 (SA) 마다, 예를 들어 도시를 생략한 다이싱 소를 사용하여 분리한다 (다이싱한다). 이것에 의해, 복수의 마스크 (등배 마스크) (M) 가 동시에 (한번에) 제조된다.
다음으로, 단계 204 에 있어서, 제조한 복수의 마스크를 마스크 버퍼에 스톡한다. 여기서, 마스크 (M) 는 등배 마스크이고, 장변의 길이가 100 ㎜ 이하의 크기이기 때문에, 복수 동시에 스톡하는 마스크 버퍼는 물론, 예를 들어 1 회용 콘택트 렌즈 등과 같이, 1 장 1 장 개별로 취급과 같은 마스크 버퍼에 수납하는 것으로 해도 된다.
다음 단계 205 에서는, 노광 장치에 투입하기 위해, 마스크 (M) 를 마스크 버퍼로부터 꺼낸다.
상기 단계 202∼단계 205 중 적어도 일부와 병행하여, 단계 206 (웨이퍼 제조 단계) 에 있어서, 실리콘 등의 재료를 사용하여 웨이퍼를 제조한다.
다음으로, 단계 207 (웨이퍼 처리 단계) 에 있어서, 단계 201∼단계 206 에서 준비한 마스크와 웨이퍼를 사용하여, 리소그래피 기술 등에 의해 웨이퍼 상에 실제의 회로 등을 형성한다.
이어서, 단계 208 (디바이스 조립 단계) 에 있어서, 단계 207 에서 처리된 웨이퍼를 사용하여 디바이스 조립을 실시한다. 이 단계 208 에는, 다이싱 공정, 본딩 공정, 및 패키징 공정 (칩 봉입) 등의 공정이 필요에 따라 포함된다.
마지막으로, 단계 209 (검사 단계) 에 있어서, 단계 208 에서 제조된 디바이스의 동작 확인 테스트, 내구 테스트 등의 검사를 실시한다. 이러한 공정을 거친 후에 디바이스가 완성되고, 이것이 출하된다. 또, 상기 설명에서는, 단계 202∼단계 205 중 적어도 일부와 병행하여, 단계 206 (웨이퍼 제조 단계) 을 실시하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 단계 202 에 앞서 실리콘 등의 재료를 사용하여 웨이퍼를 제조하는 웨이퍼 제조 단계를 실시해도 된다. 즉, 디바이스 제조 공정과는 무관계하게, 미리 웨이퍼 메이커가 제조한 웨이퍼를 구입해 두고, 그 웨이퍼를 단계 207 이하의 각 공정에서 사용해도 된다.
도 21 에는, 반도체 디바이스 제조에 있어서의, 상기 단계 207 의 상세한 플로우예가 도시되어 있다. 도 21 에 있어서, 단계 211 (산화 단계) 에 있어서는 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 단계 212 (CVD 단계) 에 있어서는 웨이퍼 표면에 절연막을 형성한다. 단계 213 (전극 형성 단계) 에 있어서는 웨이퍼 상에 전극을 증착에 의해 형성한다. 단계 214 (이온 주입 단계) 에 있어서는 웨이퍼에 이온을 주입한다. 이상의 단계 211∼단계 214 각각은, 웨이퍼 처리의 각 단계의 전처리 공정을 구성하고 있고, 각 단계에서 필요한 처리에 따라 선택되어 실행된다.
웨이퍼 프로세스의 각 단계에서, 상기 서술한 전처리 공정이 종료하면, 이하와 같이 하여 후처리 공정이 실행된다. 이후 처리 공정에서는, 먼저, 단계 215 (레지스트 형성 단계) 에 있어서, 웨이퍼 (W) 상에 포토레지스트 (감광제) 를 도포한다. 여기서, 상기에서 설명한 노광 장치 (100) 를 사용하여 마스크 (M) 의 패턴을 형성하는 경우에는, 패턴 형성용의 박막이 형성된 웨이퍼 (W) 상에 전술한 포지티브 레지스트 (4) 및 네거티브형 실릴화 레지스트 (3) 가 적층 상태로 도포된다.
계속해서, 단계 216 (노광 단계) 에 있어서, 노광 장치 (100) 및 그 노광 방법에 의해 마스크 (M) 의 회로 패턴을 웨이퍼 (W) 에 전사한다. 이것에 앞서, 마스크 (M) 가 노광 장치 (100) 에 투입된다. 이 경우의 회로 패턴의 전사는, 전술한 바와 같이, 근접장광을 사용한 프록시미티 방식으로 실시된다. 이어서, 노광 후의 웨이퍼 (W) 에 대하여, 필요에 따라, PEB 가 실시되고, 또한 웨이퍼 (W) (상기 네거티브 레지스트 (3) 의 감광부) 의 실릴화가 실시된다.
다음으로, 단계 217 (현상 단계) 에 있어서는 노광된 웨이퍼 (W) 를 현상한다. 여기서, 노광 장치 (100) 를 사용하여 전술한 노광이 실시된 경우, 예를 들어 포지티브 레지스트와 네거티브 레지스트의 양방에 작용하는 에칭인 드라이 현상이 실시된다.
다음으로 단계 218 (에칭 단계) 에 있어서, 웨이퍼 (W) 상에서 그 레지스트 패턴을 마스크층으로 하여 패턴 형성을 실시하기 위해, 에칭 장치 내에서, 웨이퍼 (W) 의 가열 (큐어) 및 에칭 등을 포함하는 기판 처리가 실시된다.
그리고, 단계 219 (레지스트 제거 단계) 에 있어서, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 제거함 (박리함) 으로써, 웨이퍼 (W) 표면의 박막부에는, 마스크 (M) 패턴의 등배의 회로 패턴이 형성된다.
이들 전처리 공정과 후처리 공정을 반복 실시함으로써, 웨이퍼 상에 다중으로 회로 패턴이 형성된다.
이상 설명한 본 실시형태의 디바이스 제조 방법을 사용하면, 노광 공정 (단계 216) 에 있어서 상기 실시형태의 노광 장치 및 그 노광 방법이 사용되기 때문에, 중첩 정밀도를 높게 유지하면서, 고스루풋의 노광을 실시할 수 있다. 따라서, 미세 패턴이 형성된 고집적도의 마이크로 디바이스를 양호한 생산성으로 제조하는 것이 가능해진다.
이것에 더하여, 본 실시형태의 디바이스 제조 방법에서는, 노광 장치 (100) 에서 사용되는 마스크 (M) 를, 유리 웨이퍼를 기판으로서 사용하여 제조하기 때문에, 그 마스크 (M) 의 패턴에 매우 미세한 패턴이 포함되는 경우라도, 그 제조에 축소 투영 노광 장치, 전자선 노광 장치 등을 사용하여, 복수 동시에 제조하는 것이 가능해진다. 특히, 축소 투영 노광 장치를 사용하는 경우, 1 세트의 마스터 레티클 (예를 들어 4 배) 로부터, 다수의 카피 마스크 (등배) 를 제조할 수 있다. 이것에 의해, 레티클 비용도 삭감 가능하다. 또한, 마스터 레티클의 세트를 단시간에 제조하는 것이 가능하다.
또, 노광 장치 (100) 에 의한 노광은, 극근접의 프록시미티 노광이기 때문에, 마스크 (M) 의 오염을 생각할 수 있는데, 유리 웨이퍼를 기판으로 하여 마스크 (M) 가 제조되기 때문에, 제조 비용이 저가이다. 따라서, 사용이 끝난 복수의 마스크를 정리하여 재이용을 위해 세정해도 되지만, 이 세정을 기다리지 않고, 복수의 마스크 (M) 의 각각을, 노광 장치 (100) 에 소정의 인터벌로 투입하고, 상기 단계 206 에 있어서, 노광 장치 (100) 는, 마스크 (M) 가 투입될 때마다, 그 투입된 마스크 (M) 의 패턴을 상기 인터벌에 따른 수의 웨이퍼의 각각에 순차 전사하는 것으로 해도 된다. 이 밖에, 마스크 (M) 의 재이용을 하지 않고, 1 회용으로 하는 것도 가능하다.
산업상 이용가능성
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법은, 반도체 소자 등의 전자 디바이스를 제조하는 데에 적합하다.

Claims (81)

  1. 패턴이 형성된 패턴 영역을 가지는 마스크에 근접하여 배치되는 감광성의 기판 상에 상기 패턴을 전사하는 노광 방법으로서,
    상기 마스크에 에너지 빔을 조사하고, 상기 마스크를 개재한 상기 에너지 빔으로 상기 기판을 노광하는 것과 ;
    상기 노광하는 것과 병행하여 상기 패턴 영역의 왜곡과 상기 기판 상의 패턴의 왜곡의 차의 정보에 기초하여 상기 기판을 미동시켜, 상기 패턴과 상기 기판 상의 패턴의 중첩을 실시하는 것을 포함하는, 노광 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    요구되는 노광 정밀도에 따른 크기 및 형상의 노광 필드를 설정 가능하고,
    상기 노광하는 것에서는, 설정된 노광 필드에 대응한 방식의 노광이 실시되는, 노광 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 노광 필드로서, 상기 마스크의 상기 패턴이 형성된 패턴 영역을 2 차원방향을 따라 분할한 크기 및 형상의 제 1 노광 필드 및 상기 패턴 영역을 소정 방향으로 분할한 크기 및 형상의 제 2 노광 필드의 적어도 일방을 설정 가능한, 노광 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 노광 필드는, 상기 패턴 영역을 2 차원 방향을 따라 등분할한 크기 및 형상을 갖는, 노광 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 노광 필드는, 상기 패턴 영역을 상기 소정 방향으로 분할한 크기 및 형상을 갖는, 노광 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 노광 필드 중 어느 것이 설정된 경우에, 상기 노광하는 것에서는, 상기 마스크 및 상기 기판과 상기 에너지 빔을 상대 주사하여 상기 기판을 노광하는, 노광 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 노광하는 것에서는, 상기 에너지 빔을, 상기 마스크 및 상기 기판에 대하여 주사하는, 노광 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 노광하는 것에서는, 상기 마스크 및 상기 기판을, 상기 에너지 빔에 대하여 주사하는, 노광 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 노광하는 것에서는, 상기 에너지 빔과, 상기 마스크 및 상기 기판을 서로 주사하는, 노광 방법.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 노광 필드로서, 상기 패턴 영역과 동일한 크기 및 형상의 제 3 노광 필드를 추가로 설정 가능하고,
    상기 제 3 노광 필드가 설정된 경우에는, 상기 노광하는 것에서는, 상기 마스크 및 상기 기판과 상기 에너지 빔을 정지시킨 상태에서 상기 기판을 노광하는, 노광 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광하는 것에서는, 프록시미티 방식으로 노광을 실시하고, 상기 기판 상에 상기 마스크의 패턴을 전사하는, 노광 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판 상의 패턴은, 상기 기판 상에 미리 형성된 패턴으로서, 그 위에 상기 마스크에 형성된 패턴이 중첩되어 전사 형성되는 하지가 되는 하지 패턴인, 노광 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 마스크 상의 패턴과 상기 기판 상의 패턴의 중첩에서는 노광 필드 단위로 제어가 실시되는, 노광 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 중첩을 위해, 상기 노광 중에 상기 마스크 상의 마크 및 상기 기판 상의 마크를 마크 검출계를 사용하여 검출하는, 노광 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 노광하는 것과 병행하여, 적어도 상기 에너지 빔이 조사되고 있는 영역 내에서, 상기 마스크의 패턴면과 상기 기판 표면이 서로 평행하고 또한 양자간에 일정한 간극이 유지되도록 상기 마스크와 상기 기판의 적어도 일방을 구동하는 것을 추가로 포함하는, 노광 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 노광하는 것은, 상기 기판 상에서 상기 패턴이 형성된 복수의 구획 영역의 각각에 대하여 실시되고,
    상기 복수의 구획 영역 중의 1 개의 구획 영역에 대한 노광과 다음 구획 영역에 대한 노광 사이의 상기 기판의 스텝 이동 중, 상기 마스크와 기판의 간극을 일시적으로 확대하는, 노광 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 기판의 스텝 이동 중, 상기 마스크와 상기 기판의 간극을 확대하기 위해, 상기 마스크와 상기 기판의 적어도 일방을 이동하는, 노광 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 마스크와 상기 기판의 상기 간극은, 상기 기판의 스텝 이동의 개시 직전에는 확대되어 있는, 노광 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 마스크에 상기 기판측이 볼록인 곡률을 부여하고,
    상기 기판에 상기 마스크측이 볼록인 곡률을 부여하는, 노광 방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 노광하는 것에서는, 상기 마스크의 패턴면에 형성된 차광막에 형성된 미소 개구로부터 새어 나오는 근접장광으로 상기 기판 표면의 감광층을 감광시키는, 노광 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 감광층은, 다층 레지스트에 의해 형성되는, 노광 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 다층 레지스트는, 그 표면층은 실릴화 레지스트로 형성되고,
    상기 노광에 의해 감광된 상기 실릴화 레지스트의 감광부를 실릴화하는 것을 추가로 포함하는, 노광 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 다층 레지스트는, 상기 기판 상에 형성된 포지티브 레지스트층과, 그 포지티브 레지스트층 상에 적층 형성된 실릴화 네거티브 레지스트층을 포함하는, 노광 방법.
  24. 제 20 항에 있어서,
    상기 마스크로서, 유리 웨이퍼의 일면에, 웨이퍼 프로세스로 패턴이 형성된 마스크가 사용되는, 노광 방법.
  25. 패턴이 형성된 마스크에 근접하여 배치되는 감광성의 기판 상에 상기 패턴을 전사하는 노광 장치로서,
    에너지 빔으로 상기 마스크를 조명하는 조명 광학 장치와 ;
    상기 마스크의 패턴 영역의 주위 영역을 상방으로부터 유지함과 함께, 상기 마스크에 대하여, 적어도 소정 평면에 평행한 면내의 힘을 작용시키는 마스크 유지 장치와 ;
    상기 기판을 유지하여 상기 소정 평면을 따라 이동하는 기판 유지 장치를 구비하며,
    상기 마스크 유지 장치는, 상기 패턴 영역의 주위에 배치된 복수의 액추에이터를 가지며,
    상기 복수의 액추에이터의 각각은, 소정 평면에 평행하고 또한 서로 직교하는 제 1, 제 2 방향의 구동력을 발생시키는 평면 모터인, 노광 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 마스크 유지 장치는, 상기 복수의 액추에이터의 상기 기판에 대향하는 측의 면에 고정되고, 상기 마스크를 유지하는 자유롭게 변형할 수 있는 척 부재를 갖는, 노광 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 척 부재는, 막상의 부재로 이루어지는, 노광 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 척 부재는, 진공 흡착, 정전 흡착 및 메커니컬한 수법 중 어느 하나에 의해, 상기 마스크를 유지하는, 노광 장치.
  29. 삭제
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 평면 모터는, 상기 소정 평면에 직교하는 제 3 방향의 구동력을 추가로 발생시키는 자기 부상형의 평면 모터인, 노광 장치.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 마스크의 패턴면의 요철을 계측하는 마스크 표면 정보 계측 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  32. 제 26 항에 있어서,
    상기 마스크에 형성된 마크의 위치를 검출하는 마크 검출계를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 마크 검출계는, 추가로 상기 마스크를 개재하여 상기 기판에 형성된 마크의 위치를 검출하는, 노광 장치.
  34. 제 25 항에 있어서,
    상기 기판 유지 장치는, 상기 기판을 상기 소정 평면에 평행하게 유지하는 자유롭게 변형할 수 있는 척 부재와,
    상기 척 부재에 유지된 상기 기판의 평탄도를 조정하는 평탄도 조정 장치를 포함하는, 노광 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 척 부재는, 플렉시블한 소재, 및 힘을 가했을 때에 변형되고 또한 탄성을 구비한 소재 중 어느 것으로 이루어지는, 노광 장치.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 척 부재는, 진공 흡착, 정전 흡착 및 메커니컬한 수법 중 어느 하나에 의해, 상기 기판을 유지하는, 노광 장치.
  37. 제 34 항에 있어서,
    상기 평탄도 조정 장치는, 상기 기판 유지 장치의 내부에 2 차원 배치되고, 상기 척 부재를 복수의 지지점의 각각에 지지함과 함께, 상기 지지점의 상기 소정 평면에 직교하는 방향의 위치를 변경하는 복수의 액추에이터를 포함하는, 노광 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 복수의 액추에이터의 각각은, 자석과, 그 자석에 대한 자기적 흡인력 및 자기적인 반발력을 발생시키는 코일을 포함하는, 노광 장치.
  39. 제 34 항에 있어서,
    상기 기판 유지 장치의 상기 소정 평면과 평행한 소정의 이동 방향에 대한 이동시에, 상기 기판 유지 장치에 유지된 상기 기판 상의 감광층의 표면의 요철을 계측하는 기판 표면 정보 계측 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 기판 표면 정보 계측 장치는, 상기 기판 유지 장치의 상기 이동 방향의 이동에 의해 발생하는 기류의 동압에 의해, 상기 기판의 상기 감광층의 표면으로부터 상기 유지 장치의 이동 속도에 따른 양만큼 부상하는 부상체와, 상기 부상체의 상기 기판과 대향하는 측의 면과는 반대측의 면의 상기 소정 평면에 수직인 방향의 위치 정보를 계측하는 계측기를 갖는, 노광 장치.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 기판 표면 정보 계측 장치는, 상기 계측기에 의한 계측 결과로부터, 상기 감광층의 표면의 요철을 산출하는 산출 장치를 추가로 갖는, 노광 장치.
  42. 제 40 항에 있어서,
    상기 계측기는, 정전 용량 센서 및 광학적인 센서 중 어느 것인, 노광 장치.
  43. 제 40 항에 있어서,
    상기 부상체는, 적어도 상기 유지 장치의 상기 이동 방향에 교차하는 방향에 관해서 분포하여 복수 배치되어 있고,
    상기 계측기는, 상기 부상체에 대응하여 복수 형성되어 있는, 노광 장치.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 부상체와 상기 계측기의 세트는, 상기 교차하는 방향으로 소정 간격으로 배치되어, 면위치 센서열을 구성하고,
    그 면위치 센서열이, 상기 이동 방향으로 떨어져 2 열 배치되어 있는, 노광 장치.
  45. 제 39 항에 있어서,
    상기 기판 표면 정보 계측 장치는, 상기 이동 방향에 관해서 상기 마스크 유지 장치로부터 떨어져 또한 서로 떨어져 2 개 배치되고,
    일방의 제 1 기판 표면 정보 계측 장치는, 상기 평탄도 조정 장치에 의한 상기 기판의 평탄도의 조정용으로서 사용되고,
    타방의 제 2 기판 표면 정보 계측 장치는, 상기 평탄도 조정 장치에 의한 상기 기판의 평탄도의 조정 상태의 확인용으로서 사용되는, 노광 장치.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 표면 정보 계측 장치는, 상기 제 2 기판 표면 정보 계측 장치에 대하여, 상기 이동 방향에 관해서 상기 마스크 유지 장치로부터 떨어져 배치되는, 노광 장치.
  47. 제 39 항에 있어서,
    상기 조명 광학 장치와, 상기 마스크 유지 장치 및 상기 기판 유지 장치 중 적어도 조명 광학 장치를 제어하여, 상기 기판을 노광하고, 그 노광 중에 상기 기판을 유지하는 상기 기판 유지 장치를 미동시켜, 상기 마스크의 패턴과 상기 기판 상의 패턴의 중첩을 실시하는 제어 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 노광 중, 상기 마스크 유지 장치 및 상기 기판 유지 장치의 적어도 일방을 개재하여, 상기 에너지 빔의 조사 영역 내에서 상기 마스크의 패턴면과 상기 기판의 표면을 평행해지도록 상기 마스크와 상기 기판의 적어도 일방에 대해 이동 및 변형 중 적어도 일방을 수행하는, 노광 장치.
  49. 제 47 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 노광 중, 상기 에너지 빔이 상기 마스크의 패턴을 포함하는 면 상에서 정지한 상태로 상기 에너지 빔에 의해 상기 마스크를 개재하여 상기 기판을 노광하는, 노광 장치.
  50. 제 47 항에 있어서,
    외부로부터의 지령 또는 요구되는 노광 정밀도에 따른 크기 및 형상의 노광 필드를 설정 가능한 필드 설정 장치를 추가로 구비하고,
    상기 제어 장치는, 설정된 노광 필드에 대응한 방식으로 노광을 실시하는, 노광 장치.
  51. 제 50 항에 있어서,
    상기 필드 설정 장치는, 상기 노광 필드로서, 상기 패턴 영역을 2 차원 방향을 따라 분할한 크기 및 형상의 제 1 노광 필드 및 상기 패턴 영역을 소정 방향으로 분할한 크기 및 형상의 제 2 노광 필드의 적어도 일방을 설정 가능한, 노광 장치.
  52. 제 51 항에 있어서,
    상기 제 1 노광 필드는, 상기 패턴 영역을 2 차원 방향을 따라 등분할한 크기 및 형상을 갖는, 노광 장치.
  53. 제 51 항에 있어서,
    상기 제 2 노광 필드는, 상기 패턴 영역을 상기 소정 방향으로 분할한 크기 및 형상을 갖는, 노광 장치.
  54. 제 51 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 1 및 제 2 노광 필드 중 어느 것이 설정된 경우에, 상기 마스크 및 상기 기판과 상기 에너지 빔을 상대 주사하여 상기 기판을 노광하는, 노광 장치.
  55. 제 50 항에 있어서,
    상기 필드 설정 장치는, 상기 노광 필드로서, 상기 패턴 영역과 동일한 크기 및 형상의 제 3 노광 필드를 추가로 설정 가능하고,
    상기 제 3 노광 필드가 설정된 경우에는, 상기 제어 장치는, 상기 마스크 및 상기 기판과 상기 에너지 빔을 정지시킨 상태로 상기 기판을 노광하는, 노광 장치.
  56. 제 47 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 노광 필드 단위로 상기 중첩을 제어하는, 노광 장치.
  57. 제 47 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 노광 중 적어도 상기 에너지 빔이 조사되고 있는 영역 내에서, 상기 마스크의 패턴면과 상기 기판 표면이 서로 평행하고 또한 양자간에 일정한 간극이 유지되도록, 상기 기판 표면 정보 계측 장치의 계측 결과에 기초하여, 상기 평탄도 조정 장치를 개재하여 상기 기판을 구동하는, 노광 장치.
  58. 제 47 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 기판 상의 상기 패턴이 형성된 복수의 구획 영역의 각각을 노광할 때, 상기 복수의 구획 영역 중의 1 개의 구획 영역에 대한 노광과 다음 구획 영역에 대한 노광 사이의 상기 기판의 스텝 이동 중, 상기 마스크와 기판의 간극을 일시적으로 확대하는, 노광 장치.
  59. 제 58 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 기판의 스텝 이동 중, 상기 마스크와 상기 기판의 간극을 확대하기 위해, 상기 마스크와 상기 기판의 적어도 일방을 이동하는, 노광 장치.
  60. 제 58 항에 있어서,
    상기 마스크와 상기 기판의 상기 간극은, 상기 기판의 스텝 이동의 개시 직전에는 확대되어 있는, 노광 장치.
  61. 제 57 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 마스크 유지 장치를 개재하여, 상기 마스크에 기판측이 볼록인 곡률을 부여하고,
    상기 평탄도 조정 장치를 개재하여, 상기 기판에 마스크측이 볼록인 곡률을 부여하는, 노광 장치.
  62. 제 25 항 내지 제 28 항 및 제 30 항 내지 제 61 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크에 부착된 이물질을 적어도 포함하는 상기 마스크의 결함의 유무를 검사하는 마스크 검사 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  63. 제 25 항 내지 제 28 항 및 제 30 항 내지 제 61 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크에 대전된 정전기를 제거하는 정전기 제거 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  64. 제 25 항 내지 제 28 항 및 제 30 항 내지 제 61 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 유지 장치와는 독립적으로 상기 소정 평면을 따라 이동하는 각종 기능 부재가 형성된 이동체를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  65. 제 64 항에 있어서,
    상기 이동체에는, 상기 각종 기능 부재의 하나로서, 상기 마스크에 부착된 이물질을 적어도 포함하는 상기 마스크의 결함의 유무를 검사하는 마스크 검사 장치가 형성되어 있는, 노광 장치.
  66. 제 64 항에 있어서,
    상기 이동체에는, 상기 각종 기능 부재의 하나로서, 상기 마스크에 대전된 정전기를 제거하는 정전기 제거 장치가 형성되어 있는, 노광 장치.
  67. 마이크로 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 방법으로서,
    디바이스의 기능·성능 설계를 실시하고, 그 기능을 실현하기 위한 패턴 설계를 실시하는 것과 ;
    리소그래피 기술을 사용하여, 유리 기판 상에 상기 설계한 패턴의 주위에 차광 영역이 존재하는 복수의 구획 영역을 형성하고, 그 구획 영역마다 상기 유리 기판을 분리하여 복수의 마스크를 제조하는 것과 ;
    상기 복수의 마스크의 각각을, 순차, 마스크와 기판을 근접시켜 노광을 실시하는 노광 장치에 소정의 인터벌로 투입하고, 상기 노광 장치에 의해, 상기 마스크가 투입될 때마다, 그 투입된 상기 마스크의 패턴을 상기 인터벌에 따른 수의 기판의 각각에 순차 전사하는 것과 ;
    상기 패턴이 전사된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  68. 제 67 항에 있어서,
    상기 전사하는 것에 앞서,
    상기 기판을 다수, 소정의 재료를 사용하여 제조하는 것을 추가로 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  69. 제 67 항에 있어서,
    상기 마스크를 제조하는 것에서는, 축소 투영 노광 장치를 사용한 더블 패터닝 프로세스에 의해, 상기 유리 기판의 1 종인 유리 웨이퍼 상에 상기 복수의 구획 영역을 형성하고, 그 구획 영역마다 상기 유리 웨이퍼를 분리하여 복수의 마스크를 제조하는, 디바이스 제조 방법.
  70. 제 67 항에 있어서,
    상기 마스크를 제조하는 것에서는, 전자선 노광 장치를 사용하여, 상기 유리 기판의 1 종인 유리 웨이퍼 상에 상기 복수의 구획 영역을 형성하고, 그 구획 영역마다 상기 유리 웨이퍼를 분리하여 복수의 마스크를 제조하는, 디바이스 제조 방법.
  71. 제 67 항에 있어서,
    제조된 상기 복수의 마스크를 마스크 버퍼에 스톡하는 것과 ;
    상기 복수의 마스크의 각각을, 상기 노광 장치에 투입하기 위해, 상기 마스크 버퍼로부터 꺼내는 것을 추가로 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  72. 제 67 항 내지 제 71 항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용이 끝난 상기 복수의 마스크를 정리하여 재이용을 위해 세정하는 것을 추가로 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  73. 삭제
  74. 제 67 항에 있어서,
    상기 전사하는 것에서는, 상기 노광 장치는, 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법에 의해 상기 투입된 상기 마스크의 패턴을 상기 인터벌에 따른 수의 상기 기판의 각각에 순차 전사하는, 디바이스 제조 방법.
  75. 패턴이 형성된 마스크에 근접하여 배치되는 감광성의 기판 상에 상기 패턴을 전사하는 노광 방법으로서,
    상기 마스크에 에너지 빔을 조사하고, 상기 마스크를 개재한 상기 에너지 빔으로 상기 기판 상의 복수의 구획 영역의 각각을 노광하는 것을 포함하고,
    상기 복수의 구획 영역 중의 1 개의 구획 영역에 대한 노광과 다음 구획 영역에 대한 노광 사이의 상기 기판의 스텝 이동 중, 상기 마스크와 기판의 간극을 일시적으로 확대하는 것과 함께, 상기 마스크 및 상기 기판의 적어도 일방에 상대측이 볼록인 곡률을 부여하는, 노광 방법.
  76. 제 75 항에 있어서,
    상기 기판의 스텝 이동 중, 상기 마스크와 상기 기판의 간극을 확대하기 위해, 상기 마스크와 상기 기판의 적어도 일방을 이동하는, 노광 방법.
  77. 제 76 항에 있어서,
    상기 마스크와 상기 기판의 상기 간극은, 상기 기판의 스텝 이동의 개시 직전에는 확대되어 있는, 노광 방법.
  78. 제 75 항 내지 제 77 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광하는 것에서는, 상기 마스크의 패턴면에 형성된 차광막에 형성된 미소 개구로부터 새어 나오는 근접장광으로 상기 기판 표면의 감광층을 감광시키는, 노광 방법.
  79. 제 75 항 내지 제 77 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법에 의해 기판을 노광하여 그 기판 상 복수의 구획 영역에 상기 마스크에 형성된 패턴을 전사하는 것과 ;
    상기 패턴이 전사된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  80. 제 11 항에 기재된 노광 방법에 의해 기판을 노광하여 그 기판 상에 패턴을 형성하는 것과 ;
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  81. 삭제
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