KR101626644B1 - 노광 장치, 노광 방법, 디바이스의 제조 방법 및 개구판 - Google Patents

노광 장치, 노광 방법, 디바이스의 제조 방법 및 개구판 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 마스크의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계를 구비하고, 상기 투영 광학계를 통하여 상기 기판 위에 형성되는 투영 영역의 일부를 제1 방향으로 중첩하면서 상기 마스크와 상기 기판을 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 동기 이동시켜 상기 패턴을 상기 기판에 전사하는 노광 장치이며, 상기 투영 영역을 규정하기 위한 개구를 갖는 개구판과, 상기 개구의 일부를 차광하여 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 조정하는 조정부와, 상기 투영 영역이 중첩되는 겹침 영역의 상기 제1 방향의 폭을 취득하는 취득부와, 상기 취득부에서 취득된 폭에 기초하여, 상기 기판 위에 형성되는 조도 분포의 불균일이 저감되도록 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 결정하고, 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부면이 당해 결정된 형상으로 되도록 상기 조정부를 제어하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치를 제공한다.

Description

노광 장치, 노광 방법, 디바이스의 제조 방법 및 개구판{EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, METHOD OF MANUFACTURING DEVICE, AND APERTURE PLATE}
본 발명은, 노광 장치, 노광 방법, 디바이스의 제조 방법 및 개구판에 관한 것이다.
포토리소그래피 기술을 사용하여 액정 표시 디바이스 등을 제조할 때, 마스크(원판)에 형성된 패턴을, 투영 광학계를 통하여, 기판에 투영하여 패턴을 전사하는 노광 장치가 사용되고 있다. 최근, 노광 장치에는, 액정 표시 디바이스의 대형화나 저가격화에 대응하기 위해서, 주사 노광으로 노광 가능한 면적(노광 영역)의 확대가 요구되고 있다.
노광 영역을 확대하기 위한 기술로서, 예를 들어 복수의 투영 광학계를 사용하는, 소위, 다회 연속 노광이 일본 특허 공개 제2009-163133호 공보에 제안되어 있다. 다회 연속 노광은, 복수의 투영 광학계의 각각이 형성하는 투영 영역(즉, 복수의 투영 영역)을, 인접하는 투영 영역의 일부가 주사 방향에 직교하는 방향으로 겹치도록 배치함으로써, 전체로서의 노광 영역(의 폭)의 확대를 도모하는 것이다.
도 9 내지 도 11을 참조하여, 일본 특허 공개 제2009-163133호 공보에 개시된 기술을 구체적으로 설명한다. 도 9는 노광 장치 EA의 전체 구성을 도시하는 개략도이다. 노광 장치 EA는, 마스크 M을 보유 지지하는 마스크 스테이지 MST와, 기판 P를 보유 지지하는 기판 스테이지 PST와, 노광광 EL로 마스크 M을 조명하는 조명 광학계 IL과, 마스크 M의 패턴의 상(像)을 기판 P에 투영하는 투영 광학계 PL을 갖는다. 투영 광학계 PL은, 도 9에 도시한 바와 같이, 7개의 광학계 모듈 PLa 내지 PLg를 포함한다. 노광 장치 EA는, 각 광학계 모듈 PLa 내지 PLg가 형성하는 투영 영역을 Y축 방향으로 서로 연결시키면서, 즉, 그 일부를 중첩하면서 X축 방향으로 주사함으로써, 마스크 M의 패턴을 기판 P에 전사한다.
도 10은 마스크 M 또는 기판 P와 공액의 위치에 배치되는 블라인드 유닛 BU의 구성을 도시하는 도면이다. 블라인드 유닛 BU는, 광학계 모듈 PLa 내지 PLg의 각각에 대하여 설치된 시야 조리개 FS와, 블라인드 BB를 구비하고 있다. 각 광학계 모듈 PLa 내지 PLg의 기판 P에 있어서의 투영 영역 PRa 내지 PRg는, 대응하는 시야 조리개 FS에 형성된 개구 K에 의해 규정된다. 블라인드 BB는, 개구 K의 어느 하나의 빗변과 평행한 빗변을 갖고, X축 방향 및 Y축 방향으로 이동하여 개구 K의 일부를 차폐할 수 있다.
노광 장치 EA에 있어서, 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같이, 마스크 M의 패턴 PPA를 부분 패턴 PA와 부분 패턴 PB로 분할하여 기판 P에 전사하는 경우를 생각한다. 이 경우, 블라인드 유닛 BU에 의해, 부분 패턴 PA(기판 P에 전사되는 전사 패턴 MA)와 부분 패턴 PB(기판 P에 전사되는 전사 패턴 PB)의 중첩 영역, 즉, 경계 BLA와 경계 BLB 사이를 변화시킬 수 있다. 이와 같이, 중첩 영역을 변화시키는 이유는, 다회 연속 노광에서는, 마스크의 패턴에 따라서 중첩 영역을 제어하지 않으면 기판에 전사되는 패턴에 선폭차(불균일)가 발생해 버리기 때문이다.
그러나, 본 발명자가 예의 검토한 결과, 다회 연속 노광에서는, 투영 영역의 중첩 영역의 폭, 즉, 각 투영 영역의 단부의 형상을 제어하지 않으면, 마스크의 패턴에 따라서는, 불균일이 발생해 버린다는 것을 발견하였다. 도 10을 참조하면, 일본 특허 공개 제2009-163133호 공보에 개시된 기술은, 개구 K에 의해 규정되는 투영 영역 PRa 내지 PRg를 서로 연결시킨 영역 전체를 분할하여 마스크의 패턴을 기판에 전사할 때에 불균일이 발생하지 않도록 하는 점에서는 유효하다. 단, 상술한 바와 같이, 예를 들어 투영 영역 PRa와 투영 영역 PRb의 중첩 영역의 폭, 즉, 각 투영 영역의 Y축 방향의 단부의 형상도 제어하지 않으면, 마스크의 패턴에 따라서는, 불균일이 발생해 버린다.
본 발명은, 투영 광학계를 통하여 기판 위에 형성되는 투영 영역의 단부의 형상을 제어하는 데 유리한 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면으로서의 노광 장치는, 마스크의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계를 구비하고, 상기 투영 광학계를 통하여 상기 기판 위에 형성되는 투영 영역의 일부를 제1 방향으로 중첩하면서 상기 마스크와 상기 기판을 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 동기 이동시켜 상기 패턴을 상기 기판에 전사하는 노광 장치이며, 상기 투영 영역을 규정하기 위한 개구를 갖는 개구판과, 상기 개구의 일부를 차광하여 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 조정하는 조정부와, 상기 투영 영역이 중첩되는 겹침 영역의 상기 제1 방향의 폭을 취득하는 취득부와, 상기 취득부에서 취득된 폭에 기초하여, 상기 기판 위에 형성되는 조도 분포의 불균일이 저감되도록 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 결정하고, 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부면이 당해 결정된 형상으로 되도록 상기 조정부를 제어하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적 또는 그 밖의 측면은, 이하, 첨부 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 형태에 의해 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 측면으로서의 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시하는 노광 장치에 의한 노광 처리(다회 연속 노광)를 설명하기 위한 도면.
도 3은 투영 영역이 중첩되는 겹침 영역의 이음폭을 단계적으로 변화시키는 것의 필요성을 설명하기 위한 도면.
도 4는 투영 영역의 단부의 곡선 형상을 정의하는 식을 설명하기 위한 도면.
도 5a 및 도 5b는 도 1에 도시하는 노광 장치의 조정부의 구체적인 구성의 일례를 도시하는 개략도.
도 6a 및 도 6b는 도 1에 도시하는 노광 장치에 의한 노광 처리(다회 연속 노광)를 설명하기 위한 도면.
도 7은 사다리꼴 형상의 광을 잘라내기 위한 개구를 갖는 개구판을 도시하는 도면.
도 8a 및 도 8b는 도 1에 도시하는 노광 장치의 조정부의 구체적인 구성의 일례를 도시하는 개략도.
도 9는 노광 장치의 전체의 구성을 도시하는 개략도.
도 10은 도 9에 도시하는 노광 장치의 블라인드 유닛의 구성을 도시하는 도면.
도 11은 도 9에 도시하는 노광 장치에 있어서의 다회 연속 노광을 설명하기 위한 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 측면으로서의 노광 장치(1)의 구성을 도시하는 개략도이다. 노광 장치(1)는, 투영 광학계를 통하여 기판 위에 형성되는 투영 영역의 일부를 제1 방향(X축 방향)으로 중첩하면서 마스크와 기판을 제1 방향에 직교하는 제2 방향(Y축 방향)으로 동기 이동시켜 마스크의 패턴을 기판에 전사한다. 바꾸어 말하면, 노광 장치(1)는 다회 연속 노광을 행하는 주사형의 노광 장치이다.
다회 연속 노광을 실현하기 위해서는, 이하의 2개의 방법이 생각된다. 제1 방법은, 종래 기술과 같이, 복수의 투영 광학계를 사용하여, 이러한 투영 광학계의 각각이 기판 위에 규정하는 복수의 투영 영역을, 인접하는 투영 영역의 일부가 겹치도록 하는 방법이다. 제2 방법은, 1개의 투영 광학계를 사용하여, 이러한 투영 광학계가 기판 위에 규정하는 투영 영역을, 그 일부가 노광 처리마다 겹치도록 하는(즉, 투영 영역의 일부를 겹치면서 동일한 피치로 어긋나게 하는) 방법이다. 제1 방법과 제2 방법은, 다회 연속 노광을 실현하는 데 있어서 기능적으로 동일하기 때문에, 본 실시 형태에서는, 제2 방법을 예로 들어 설명한다.
노광 장치(1)는, 조명 광학계(10)와, 개구판(20)과, 결상 광학계(30)와, 마스크(40)를 보유 지지하여 이동하는 마스크 스테이지(도시 생략)와, 투영 광학계(50)와, 기판(60)을 보유 지지하여 이동하는 기판 스테이지(도시 생략)를 갖는다. 또한, 노광 장치(1)는 조정부(70)와, 취득부(80)와, 제어부(90)를 갖는다.
조명 광학계(10)는, 광원으로부터의 광을 사용하여, 마스크(40)를 조명하기 위한 광학계이다. 개구판(20)은, 조명 광학계(10)를 통과한 광으로부터 소정 형상을 갖는 광을 잘라내기 위한 개구이며, 본 실시 형태에서는, 투영 광학계(50)를 통하여 기판(60) 위에 형성되는 투영 영역을 규정하기 위한 개구(202)를 갖는다. 결상 광학계(30)는, 개구판(20)에 의해 잘라내어진 광(즉, 개구판(20)의 개구(202)를 통과한 광)을 마스크(40) 위에 결상시키기 위한 광학계이다. 마스크(40)는, 기판(60)에 전사해야 할 패턴(회로 패턴)을 갖고, 마스크 스테이지에 보유 지지되어 투영 광학계(50)의 물체면에 배치된다.
투영 광학계(50)는, 조명 광학계(10)에 의해 조명된 마스크(40)의 패턴(의 상)을 기판(60)에 투영하는 광학계이다. 투영 광학계(50)는, 본 실시 형태에서는, 경통(502)과, 경통(502)의 입사측 및 사출측에 각각 배치된 광학 박막(504a, 504b)과, 절곡 미러(506)와, 오목면 미러(508)와, 볼록면 미러(510)를 포함한다. 마스크(40)의 패턴에 의해 회절된 광은, 광학 박막(504a), 절곡 미러(506), 오목면 미러(508), 볼록면 미러(510), 오목면 미러(508), 절곡 미러(506), 광학 박막(504b)의 순으로 통과하여, 기판(60) 위에 결상된다. 노광 장치(1)는, 주사형의 노광 장치이기 때문에, 마스크(40)와 기판(60)을 주사 방향(Y축 방향)으로 주사함으로써, 마스크(40)의 패턴을 기판(60)에 전사한다.
기판(60)은, 마스크(40)의 패턴이 투영(전사)되는 기판이며, 기판 스테이지에 보유 지지되어 투영 광학계(50)의 상면에 배치된다. 기판(60)에는, 레지스트(감광제)가 도포되어 있다. 기판(60)은, 유리 플레이트(액정 패널), 웨이퍼, 그 밖의 기판을 포함한다.
조정부(70)는, 개구판(20)의 개구(202)의 일부를 차광하여, 투영 광학계(50)를 통하여 기판(60) 위에 형성되는 투영 영역의 주사 방향에 직교하는 방향(X축 방향)에 있어서의 단부의 형상을 조정한다. 조정부(70)의 구체적인 구성에 대해서는 후에 상세하게 설명한다.
취득부(80)는, 다회 연속 노광에 있어서, 투영 광학계(50)를 통하여 기판(60) 위에 형성되는 투영 영역이 중첩되는 겹침 영역의 주사 방향에 직교하는 방향(X축 방향)의 폭(이하, 「이음폭」이라 함)을 취득한다. 이음폭은, 일반적으로, 마스크(40)의 패턴(의 형상)에 따라서 결정된다. 따라서, 취득부(80)는, 예를 들어 노광 장치(1)에서 사용되는 마스크(40)와 이음폭의 대응 관계를 기억하는 기억부와, 마스크(40)를 식별하는 식별부와, 식별부의 식별 결과로부터 기억부에 기억된 대응 관계를 참조하여 이음폭을 결정하는 결정부로 구성된다. 단, 식별부 대신에, 유저가 노광 장치(1)에서 사용하는 마스크(40)를 입력하는 입력부를 사용하여 취득부(80)를 구성해도 된다. 또한, 유저가 이음폭을 직접 입력하는 입력부를 사용하여 취득부(80)를 구성해도 된다.
제어부(90)는, CPU나 메모리를 포함하고, 노광 장치(1)의 전체(노광 장치(1)의 각 부)를 제어한다. 바꾸어 말하면, 제어부(90)는, 마스크(40)의 패턴을 기판(60)에 전사하는, 즉, 기판(60)을 노광하는 노광 처리(본 실시 형태에서는, 다회 연속 노광)를 제어한다. 예를 들어, 제어부(90)는, 취득부(80)에서 취득된 이음폭에 기초하여, 기판(60) 위에 형성되는 조도 분포의 불균일이 저감되도록 투영 영역의 주사 방향에 직교하는 방향(X축 방향)에 있어서의 단부의 형상을 결정한다. 그리고, 제어부(90)는, 투영 광학계(50)를 통하여 기판(60) 위에 형성되는 투영 영역의 주사 방향에 직교하는 방향에 있어서의 단부면이 결정된 형상으로 되도록 조정부(70)를 제어한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하여, 본 실시 형태의 노광 장치(1)에 의한 노광 처리, 즉, 다회 연속 노광에 대하여 설명한다. 도 2a는 2회의 주사로(2개의 투영 영역을 연결하여) 마스크(40)의 패턴을 기판(60)에 전사하는 경우를 도시하고, 도 2b는 3회의 주사로(3개의 투영 영역을 연결하여) 마스크(40)의 패턴을 기판(60)에 전사하는 경우를 도시하고 있다. 또한, 이하에서는, 투영 광학계(50)를 통하여 기판(60) 위에 형성되는 투영 영역을 주사하거나, 혹은, 시프트한다고 설명하지만, 실제로는, 기판 스테이지(104)를 이동시키고 있다.
도 2a를 참조하면, 기판(60) 위의 전사 영역(60a)에는, 투영 광학계(50)를 통하여 투영 영역 PRA가 투영되고, 이러한 투영 영역 PRA를 주사 방향인 Y축 방향으로 주사한다. 단, 투영 영역 PRA의 X축 방향의 폭은, 기판(60)의 X축 방향의 폭보다도 작기 때문에, 투영 영역 PRA를 Y축 방향으로 주사하는 것만으로는, 기판(60)(전사 영역(60a)) 전체를 노광할 수 없다. 따라서, 투영 영역 RPA의 주사 외에, 투영 영역 PRA를 X축 방향으로 거리 α만큼 시프트시킨 투영 영역 PRB를 Y축 방향으로 주사함으로써, 기판(60) 전체를 노광한다.
마찬가지로, 도 2b를 참조하면, 기판(60) 위의 전사 영역(60a)에는, 투영 광학계(50)를 통하여 투영 영역 PRC가 투영되고, 이러한 투영 영역 PRC를 주사 방향인 Y축 방향으로 주사한다. 계속해서, 투영 영역 PRC를 X축 방향으로 거리 β만큼 시프트시킨 투영 영역 PRD를 Y축 방향으로 주사한다. 또한, 투영 영역 PRD를 X축 방향으로 거리 β만큼 시프트시킨 투영 영역 PRE를 Y축 방향으로 주사함으로써, 기판(60) 전체를 노광한다.
이와 같이, 투영 영역 PRA 및 PRB, 또는, 투영 영역 PRC 내지 PRE를, 그 일부를 중첩하면서 Y축 방향으로 주사함으로써, 기판(60) 위의 전사 영역(60a)에 마스크(40)의 패턴을 전사하는 것이 가능하게 된다.
또한, 투영 영역 PRA 및 PRB의 각각의 X축 방향의 폭(노광폭)은 동일하고, 투영 영역 PRC 내지 PRE의 각각의 노광폭은 동일하다. 이것은, 투영 영역 PRA 및 PRB, 또는, 투영 영역 PRC 내지 PRE를 Y축 방향으로 주사하였을 때에, 기판(60) 전체에 있어서의 조도(조사 에너지)를 일정하게 하기 위해서이다. 단, 투영 영역 PRA와 투영 영역 PRB의 겹침 영역 OR, 투영 영역 PRC와 투영 영역 PRD의 겹침 영역 및 투영 영역 PRD와 투영 영역 PRE의 겹침 영역에 있어서는, 이음폭을 Y축 방향으로 단계적으로 변화시키는 것이 필요하다.
도 3을 참조하여, 투영 영역이 중첩되는 겹침 영역의 이음폭을 Y축 방향으로 단계적으로 변화시키는 것의 필요성에 대하여 설명한다. 도 3에 있어서, IDA는, 투영 영역 PRA에 있어서의 조도 분포를 나타내고, IDB는, 투영 영역 PRB에 있어서의 조도 분포를 나타내고 있다. 조도 분포 IDA와 조도 분포 IDB가 서로 연결되면, 조도 분포 ID로 되어, 기판(60) 전체에서 균일한(즉, 조도 불균일이 없는) 조도 분포로 된다. 여기서, 도 2a에서는, 개구판(20)의 개구(202)가 원호 형상이기 때문에, 투영 영역 PRA의 X축 방향에 있어서의 단부 EPA의 형상 및 투영 영역 PRB의 X축 방향에 있어서의 단부 EPB의 형상은 곡선 형상으로 된다. 바꾸어 말하면, 제어부(90)는, 투영 영역 PRA 및 PRB의 각각의 단부 EPA 및 EPB의 형상을 곡선 형상으로 결정하고, 투영 영역 PRA 및 PRB의 각각의 단부 EPA 및 EPB의 형상이 곡선 형상으로 되도록 조정부(70)를 제어한다.
또한, 개구판(20)의 개구(202)가 원호 형상인 경우, 투영 영역의 X축 방향에 있어서의 단부의 곡선 형상을 정의하는 식 Y는, 이하의 수학식 1로 나타내어진다. 단, 도 4에 도시한 바와 같이, 원호 형상의 개구(202)에 대응하여 기판(60) 위에 투영되는 원호 형상의 투영 영역의 반경을 R, 이러한 투영 영역의 노광폭을 2V, 투영 영역의 Y축 방향에 있어서의 폭을 S, 겹침 영역의 이음폭을 T라 한다.
Figure 112013038719927-pat00001
여기서, 마스크(40)의 패턴과 다회 연속 노광의 관계에 대하여 설명한다. 마스크(40)의 패턴이, 이음폭을 좁게 하였다고 해도 조도 불균일을 발생시키지 않는 패턴이면, 투영 영역의 주사 시간에 관계되는 택트를 중시하여, 도 2a에 도시한 바와 같이, 2회의 주사로 마스크(40)의 패턴을 기판(60)에 전사해야 한다. 단, 마스크(40)의 패턴이, 이음폭을 넓게 하지 않으면 조도 불균일이 발생해 버리는 패턴(예를 들어, 좁은 선폭의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스의 패턴)인 경우도 생각된다. 이와 같은 경우에는, 도 2b에서 도시한 바와 같이, 이음폭을 넓게 하여, 3회의 주사로 마스크(40)의 패턴을 기판(60)에 전사해야 한다. 이에 의해, 마스크(40)의 패턴이 조도 불균일이 발생하기 쉬운 패턴이어도, 조도 불균일의 발생을 억제하면서, 마스크(40)의 패턴을 고정밀도로 기판(60)에 전사할 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하여, 조정부(70)의 구체적인 구성의 일례를 설명한다. 조정부(70)는, 예를 들어 개구판(20)에 배치된 차광판(702)과, 액추에이터(704)와, 로드(706)를 포함한다. 차광판(702)은, Z축 방향으로 두께를 갖는 박판이며, 형상을 가변으로 하는 단부면(702a)을 갖는다. 액추에이터(704)는, 신축 가능한 로드(706)를 통하여, 차광판(702)의 단부면(702a)에 힘을 가하는 기능을 갖는다. 액추에이터(704)는, 본 실시 형태에서는, 개구(202)의 Y축 방향에 있어서의 단부 중의 일단에 대응하는 단부면(702a)의 위치를 고정한 상태에서, 단부면(702a)의 형상(곡선 형상)을 변경한다. 구체적으로는, 각 액추에이터(704)가 차광판(702)의 단부면(702a)의 위치(즉, 로드(706)가 접속된 위치)를 개별로 변화시킨다. 이에 의해, 투영 영역의 X축 방향에 있어서의 단부의 형상을, 도 2a에 도시한 곡선 형상(도 5a)이나 도 2b에 도시한 곡선 형상(도 5b)으로 변경(제어)할 수 있다. 이때, 차광판(702)의 단부면(702a)에 의해 형성되는 곡선 형상이, 상술한 수학식 1로 나타내어지도록 한다.
도 6a 및 도 6b를 참조하여, 개구판(20)의 개구(202)가 사다리꼴 형상인 경우에 있어서의 다회 연속 노광에 대하여 설명한다. 도 6a는 2회의 주사로(2개의 투영 영역을 연결하여) 마스크(40)의 패턴을 기판(60)에 전사하는 경우를 도시하고, 도 6b는 3회의 주사로(3개의 투영 영역을 연결하여) 마스크(40)의 패턴을 기판(60)에 전사하는 경우를 도시하고 있다. 마스크(40)의 패턴이, 이음폭을 좁게 하였다고 해도 조도 불균일을 발생시키지 않는 패턴이면, 투영 영역의 주사 시간에 관계되는 택트를 중시하여, 도 6a에 도시한 바와 같이, 2회의 주사로 마스크(40)의 패턴을 기판(60)에 전사한다. 단, 마스크(40)의 패턴이, 이음폭을 넓게 하지 않으면 조도 불균일이 발생해 버리는 패턴인 경우에는, 도 6b에서 도시한 바와 같이, 이음폭을 넓게 하여, 3회의 주사로 마스크(40)의 패턴을 기판(60)에 전사한다. 여기에서는, 개구판(20)의 개구(202)를 사다리꼴 형상으로 하여, 조명 광학계(10)를 통과한 광으로부터 사다리꼴 형상을 갖는 광을 잘라내는 것으로 한다. 단, 도 7에 도시한 바와 같이, 개구판(20)의 개구(202)가 원호 형상이어도, 개구판(20)의 후단에, 사다리꼴 형상의 개구(202A)를 갖는 개구판(20A)을 더 배치함으로써 사다리꼴 형상을 갖는 광을 잘라내는 것이 가능하다.
도 6a를 참조하면, 기판(60) 위의 전사 영역(60a)에는, 투영 광학계(50)를 통하여 투영 영역 PRG가 투영되고, 이러한 투영 영역 PRG를 주사 방향인 Y축 방향으로 주사한다. 단, 투영 영역 PRG의 X축 방향의 폭은, 기판(60)의 X축 방향의 폭보다도 작기 때문에, 투영 영역 PRG를 Y축 방향으로 주사하는 것만으로는, 기판(60)(전사 영역(60a)) 전체를 노광할 수 없다. 따라서, 투영 영역 RPG의 주사 외에, 투영 영역 PRG를 X축 방향으로 거리 α'만큼 시프트시킨 투영 영역 PRH를 Y축 방향으로 주사함으로써, 기판(60) 전체를 노광한다.
마찬가지로, 도 6b를 참조하면, 기판(60) 위의 전사 영역(60a)에는, 투영 광학계(50)를 통하여 투영 영역 PRI가 투영되고, 이러한 투영 영역 PRI를 주사 방향인 Y축 방향으로 주사한다. 계속해서, 투영 영역 PRI를 X축 방향으로 거리 β'만큼 시프트시킨 투영 영역 PRJ를 Y축 방향으로 주사한다. 또한, 투영 영역 PRJ를 X축 방향으로 거리 β'만큼 시프트시킨 투영 영역 PRK를 Y축 방향으로 주사함으로써, 기판(60) 전체를 노광한다.
이와 같이, 투영 영역 PRG 및 PRH, 또는, 투영 영역 PRI 내지 PRK를, 그 일부를 중첩하면서 Y축 방향으로 주사함으로써, 기판(60) 위의 전사 영역(60a)에 마스크(40)의 패턴을 전사하는 것이 가능하게 된다.
또한, 투영 영역 PRG 및 PRH의 각각의 X축 방향의 폭(노광폭)은 동일하고, 투영 영역 PRI 내지 PRK의 각각의 노광폭은 동일하다. 여기서, 도 6a 및 도 6b에서는, 개구판(20)의 개구(202)가 사다리꼴 형상이기 때문에, 투영 영역 PRG 내지 PRK의 각각의 X축 방향에 있어서의 단부의 형상은 직선 형상으로 된다. 바꾸어 말하면, 제어부(90)는, 투영 영역 PRG 내지 PRK의 각각의 단부의 형상을 직선 형상으로 결정하고, 투영 영역 PRG 내지 PRK의 각각의 단부의 형상이 직선 형상으로 되도록 조정부(70)를 제어한다. 이것은, 개구판(20)의 개구(202)가 사다리꼴 형상인 경우, 투영 영역 PRG에 있어서의 조도 분포와 투영 영역 PRH에 있어서의 조도 분포가 서로 연결되면, 기판(60) 전체에서 균일한(즉, 조도 불균일이 없는) 조도 분포로 되기 때문이다. 마찬가지로, 투영 영역 PRI에 있어서의 조도 분포와, 투영 영역 PRJ에 있어서의 조도 분포와, 투영 영역 PRK에 있어서의 조도 분포가 서로 연결되면, 기판(60) 전체에서 균일한 조도 분포로 된다.
도 8a 및 도 8b를 참조하여, 개구판(20)의 개구(202)가 사다리꼴 형상인 경우에 있어서의 조정부(70)의 구체적인 구성의 일례를 설명한다. 조정부(70)는, 예를 들어 개구판(20)에 배치된 차광판(702)과, 액추에이터(704)와, 로드(706)를 포함한다. 차광판(702)은, Z축 방향으로 두께를 갖는 박판이며, 직선 형상의 단부면(702b)을 갖는다. 액추에이터(704)는, 신축 가능한 로드(706)를 통하여, 차광판(702)의 단부면(702b)에 힘을 가하는 기능을 갖는다. 액추에이터(704)는, 본 실시 형태에서는, 개구(202)의 Y축 방향에 있어서의 단부 중의 일단에 대응하는 단부면(702b)의 위치를 고정한 상태에서, 직선 형상의 단부면(702b)을 이동시킨다. 구체적으로는, 액추에이터(704)는, 개구(202)의 Y축 방향에 있어서의 단부 중의 일단에 대응하는 단부면(702b)의 위치를 회전축으로 하여, 직선 형상의 단부면(702b)을 회전시킨다. 이에 의해, 투영 영역의 X축 방향에 있어서의 단부의 형상을, 도 6a에 도시한 직선 형상(도 8a)이나 도 6b에 도시한 직선 형상(도 8b)으로 변경(제어)할 수 있다.
이와 같이, 노광 장치(1)는, 마스크(40)의 패턴(즉, 패턴에 따라서 결정되는 이음폭)에 따라서, 각 투영 영역의 Y축 방향의 단부의 형상을 제어(조정)할 수 있다. 따라서, 노광 장치(1)는, 조도 불균일의 발생을 억제하면서, 마스크(40)의 패턴을 고정밀도로 기판(60)에 전사하는 것이 가능하여, 높은 스루풋으로 경제성 좋게 고품위의 디바이스(반도체 집적 회로 소자, 액정 표시 소자 등)를 제공할 수 있다. 또한, 디바이스는, 노광 장치(1)를 사용하여 포토레지스트(감광제)가 도포된 기판(웨이퍼, 유리 플레이트 등)을 노광하는 공정과, 노광된 기판을 현상하는 공정과, 그 밖의 주지의 공정을 거침으로써 제조된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않는 것은 물론이고, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다. 본 실시 형태에서는, 투영 영역의 단부의 형상을 조정부에서 조정하고 있지만, 조정부에서 조정한 후의 투영 영역의 형상에 대응하는 형상의 개구를 갖는 개구판도 본 발명의 일측면을 구성한다. 예를 들어, 투영 영역을 원호 형상으로 규정하기 위한 개구이며, 그 단부의 형상이 곡선 형상인 개구를 갖는 개구판은, 본 발명의 일측면을 구성한다.
이제까지 본 발명은 예시된 실시예를 참조로 하여 기술하였지만, 본 발명은 기술된 예시적 실시예로 제한되는 것은 아니다. 이하 청구 범위의 범주는 그러한 모든 변형예와 균등 구조 및 기능들을 아우르는 넓은 의미로 보아야 한다.

Claims (10)

  1. 마스크의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계를 구비하고, 상기 투영 광학계를 통하여 상기 기판 위에 형성되는 투영 영역의 일부들이 제1 방향으로 중첩되도록, 상기 마스크와 상기 기판을 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 동기 이동시켜 상기 패턴을 상기 기판에 전사하는 노광 장치이며,
    상기 투영 영역을 규정하기 위한 개구를 갖는 개구판과,
    상기 개구의 일부를 차광하여 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 조정하는 조정부와,
    상기 기판에 대해 상기 투영 영역을 상기 제2 방향으로 복수회 주사하는 것에 의해 상기 투영 영역이 중첩되는 겹침 영역의 상기 제1 방향의 이음폭을 취득하는 취득부와,
    상기 취득부에서 취득된 이음폭에 기초하여, 상기 기판 위에 형성되는 조도 분포의 불균일이 저감되도록 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 결정하고, 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부가 당해 결정된 형상으로 되도록 상기 조정부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개구는, 원호 형상이고,
    상기 제어부는, 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 곡선 형상으로 결정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 원호 형상의 상기 개구에 대응하여 상기 기판 위에 규정되는 원호 형상의 상기 투영 영역의 반경을 R, 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 폭을 2V, 상기 투영 영역의 상기 제2 방향에 있어서의 폭을 S, 상기 취득부에서 취득된 이음폭을 T로 하면,
    상기 곡선 형상을 정의하는 식 Y는,
    Figure 112015103128410-pat00018
    로 나타내는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 조정부는,
    형상을 가변으로 하는 단부면을 갖는 차광판과,
    상기 원호 형상의 상기 개구의 상기 제1 방향에 있어서의 단부 중의 일단에 대응하는 상기 단부면의 위치를 고정한 상태에서, 상기 단부면의 형상을 변경하기 위한 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 개구는, 사다리꼴 형상이고,
    상기 제어부는, 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 직선 형상으로 결정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 조정부는,
    직선 형상의 단부면을 갖는 차광판과,
    상기 사다리꼴 형상의 상기 개구의 상기 제1 방향에 있어서의 단부 중의 일단에 대응하는 상기 단부면의 위치를 고정한 상태에서, 상기 단부면을 이동시키기 위한 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  7. 마스크의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계에 의해 상기 기판 위에 규정되는 투영 영역의 일부들이 제1 방향으로 중첩되도록, 상기 마스크와 상기 기판을 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 동기 이동시켜 상기 패턴을 상기 기판에 전사하는 노광 방법이며,
    상기 기판에 대해 상기 투영 영역을 상기 제2 방향으로 복수회 주사하는 것에 의해 상기 투영 영역이 중첩되는 겹침 영역의 상기 제1 방향의 이음폭을 취득하는 제1 단계와,
    상기 제1 단계에서 취득된 이음폭에 기초하여, 상기 기판 위에 형성되는 조도 분포의 불균일이 저감되도록 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 결정하고, 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부가 당해 결정된 형상으로 되도록 제어하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 단계와,
    노광한 상기 기판을 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조 방법.
  9. 마스크 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계를 구비하고, 상기 투영 광학계를 통하여 상기 기판 위에 형성되는 투영 영역의 일부들이 제1 방향으로 중첩되도록, 상기 마스크와 상기 기판을 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 동기 이동시켜 상기 패턴을 상기 기판에 전사하는 노광 장치이며,
    상기 투영 영역을 규정하기 위한 개구를 갖는 개구판과,
    상기 개구의 일부를 차광하여 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 조정하는 조정부와,
    상기 기판에 대해 상기 투영 영역을 상기 제2 방향으로 복수회 주사하는 것에 의해 상기 투영 영역이 중첩되는 겹침 영역의 상기 제1 방향의 이음폭을 취득하는 취득부와,
    상기 취득부에서 취득된 이음폭에 기초하여, 상기 제1 방향의 노광폭을 변화시키지 않고서 상기 기판 위에 형성되는 조도 분포의 불균일이 저감되도록 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 결정하고, 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부가 당해 결정된 형상으로 되도록 상기 조정부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  10. 마스크의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계에 의해 상기 기판 위에 규정되는 투영 영역의 일부들이 제1 방향으로 중첩되도록, 상기 마스크와 상기 기판을 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 동기 이동시켜 상기 패턴을 상기 기판에 전사하는 노광 방법이며,
    상기 기판에 대해 상기 투영 영역을 상기 제2 방향으로 복수회 주사하는 것에 의해 상기 투영 영역이 중첩되는 겹침 영역의 상기 제1 방향의 이음폭을 취득하는 제1 단계와,
    상기 제1 단계에서 취득된 이음폭에 기초하여, 상기 제1 방향의 노광폭을 변화시키지 않고서 상기 기판 위에 형성되는 조도 분포의 불균일이 저감되도록 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부의 형상을 결정하고, 상기 투영 영역의 상기 제1 방향에 있어서의 단부가 당해 결정된 형상으로 되도록 제어하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
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