KR102437083B1 - 보조 노광 장치 및 노광량 분포 취득 방법 - Google Patents

보조 노광 장치 및 노광량 분포 취득 방법 Download PDF

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Abstract

기판 위에 도포된 레지스트막에 대하여, 마스크의 패턴을 전사하는 통상의 노광 처리와는 별도로, 자외광을 조사하는 보조 노광을 행하는 경우에 있어서, 보다 확실하게 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성을 높인다.
보조 노광 장치(123)는, 웨이퍼 W 위에 도포된 레지스트막에 마스크의 패턴을 전사하는 노광 처리와는 별도로, 레이저광원(135)으로부터의 소정의 파장의 광을 웨이퍼 위의 레지스트막에 조사하는 보조 노광을 행한다. 보조 노광 장치(123)는, 레이저광원(135)으로부터의 광을 웨이퍼 W를 향하여 반사하는 제1 전반사 미러(141)와, 해당 제1 전반사 미러(141)에 반사된 후에 웨이퍼 W에 반사된 광을 반사하는 제2 전반사 미러(142)와, 제2 전반사 미러(142)에 반사된 광을 수광하는 수광부를 갖는 촬상 장치(143)를 구비한다.

Description

보조 노광 장치 및 노광량 분포 취득 방법{ASSIST EXPOSURE APPARATUS AND METHOD OF OBTAINING EXPOSURE DISTRIBUTION}
본 발명은 기판 위에 도포된 레지스트막에 대하여, 마스크의 패턴을 전사하는 통상의 노광 처리와는 별도로, 자외선을 조사하는 보조 노광을 행하는 보조 노광 장치 및 보조 노광 시의 노광량 분포를 취득하는 노광량 분포 취득 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 제조 프로세스에 있어서의 포토리소그래피 공정에서는, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼) 등의 기판 위에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 처리, 레지스트막에 소정의 패턴을 노광하는 노광 처리, 노광된 레지스트막을 현상하는 현상 처리 등이 순차 행하여진다. 이에 의해 웨이퍼 위에 소정의 레지스트 패턴이 형성된다. 이들 일련의 처리는, 웨이퍼를 처리하는 각종 처리 장치나 웨이퍼를 반송하는 반송 기구 등을 탑재한 기판 처리 시스템 및 노광 장치에 의해 행하여진다.
노광 장치에서는, 예를 들어 웨이퍼 위의 35㎜×25㎜의 영역을, 광원과 N㎜×25㎜(N은 예를 들어 1 내지 3)의 슬릿으로 형성한 가늘고 긴 빔을 주사하여 노광한다.
그런데, 포토리소그래피에 의한 패턴의 미세화가 진행됨에 따라, 현상 처리 후의 웨이퍼 위에 얻어지는 레지스트 패턴의 선폭을 균일하게 하는 것이 곤란해지고 있어, 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성이 큰 과제로 되고 있다.
그래서, 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성을 높이기 위하여, 종래는, 상술한 슬릿을 사용한 노광에 있어서, 노광 샷마다 균일한 광을 정해진 시간만큼 노광하고 있었다. 여기서 노광 샷이란, 슬릿을 사용하여 주사하는 경우이며 해당 슬릿을 개재시켜 복수회 노광함으로써 웨이퍼 전체를 노광하는 경우에 슬릿을 통한 1회의 노광에 의해 조사되는 영역을 의미한다. 또한, 각 노광 샷은 인접하는 노광 샷과 일부 중복된다.
그러나, 최근들어 미세화가 더 진행되어, 노광 샷 내에서의 선폭의 변동 문제가 현저해지고 있다. 이 대책으로서, 노광 샷마다 노광량을 조정하는 방식이 채용되고 있다.
단, 이 방식은, N㎜×25㎜의 슬릿을 사용하여 노광하기 때문에, 슬릿을 주사시키는 방향으로는 노광량을 변화시킬 수 있지만, 하나의 노광 샷 내에서는 노광량을 변화시킬 수는 없다. 또한, 슬릿의 주사 방향의 폭도 수㎜ 정도로 커, 주사 방향의 노광량의 조정도 충분하지 않기 때문에, 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성의 관점에 있어서 개선의 여지가 있었다.
이러한 배경을 근거로 하여, 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성을 향상시키는 방법으로서 이하와 같은 것을 생각할 수 있다. 즉, 마스크의 패턴을 전사하는 통상의 노광 처리와는 별도로, 해당 통상의 노광 처리에 사용하는 빔보다 소직경의 빔을 사용하여 웨이퍼 상면의 구분된 조사 구역 각각을 노광함으로써 웨이퍼 전체의 노광(보조 노광)을 행하여, 예를 들어 통상의 노광 처리와 보조 노광 처리에 의한 합계의 노광량이 원하는 분포가 되도록 하는 방법이다(특허문헌 1 내지 3 참조).
그러나, 상술한 바와 같이, 보조 노광 시의 광원의 출력을 조정해도, 광원부터 웨이퍼 상면의 구분된 조사 구역 각각에 이르기까지의 광로는 상이하기 때문에, 각 구역에서 원하는 노광량을 얻지 못하는 경우가 있다.
이 점에 관하여, 특허문헌 1의 보조 노광 장치는, 일정한 장치 가동 시일마다 또는 일정한 월일마다, 웨이퍼의 상면과 동일 위치에 조도계를 이동시키고, 해당 조도계로 보조 노광 위치의 조도를 계측하여, 해당 계측 결과와 광 출력의 명령값의 관계를 취득하고 있다. 그로 인해, 실제의 노광량을 원하는 노광량에 접근시킬 수 있다.
일본 특허 공개 제2013-186191호 공보 미국 특허 출원 공개 제2015/146178호 명세서 미국 특허 출원 공개 제2015/147164호 명세서
그러나, 특허문헌 1의 보조 노광 장치에서는, 상술한 바와 같이 보조 노광 위치에 있어서의 조도의 계측이 행하여지는 것은 일정한 장치 가동 시일마다 또는 일정한 월일마다이며, 바꾸어 말하면, 계측 간격이 넓다. 따라서, 계측과 계측 사이에, 장치 환경이 변화되거나 함으로써, 광원부터 웨이퍼 상면의 각각의 조사 구역까지의 광로의 상태가 변화하여, 광 출력의 명령값에 대한 조도 즉 노광량으로서 원하는 것을 얻지 못하게 되어, 그 결과, 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성이 낮아지는 경우가 있다.
또한, 특허문헌 2, 3은 이 점에 관하여 개시하는 것은 아니다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 기판 위에 도포된 레지스트막에 대하여, 마스크의 패턴을 전사하는 통상의 노광 처리와는 별도로, 자외광을 조사하는 보조 노광을 행하는 경우에 있어서, 보다 확실하게 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성을 높이는 것을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판 위에 도포된 레지스트막에 마스크의 패턴을 전사하는 노광 처리와는 별도로, 광원으로부터의 소정의 파장의 광을 상기 기판 위의 레지스트막에 조사하는 보조 노광 장치이며, 상기 광원으로부터의 상기 광을 상기 기판을 향하여 반사하는 제1 반사 부재와, 기판에 반사된 후의 광을 수광하는 수광부를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 제1 반사 부재에 반사되고 상기 기판에 반사된 광을 반사하는 제2 반사 부재를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 수광부에서의 수광 결과에 기초하여, 상기 기판 위의 레지스트막에의 노광량의 분포를 취득하는 취득부를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 기판을 소정의 방향으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 광원으로부터의 상기 광을 상기 제1 반사 부재를 향하여 반사하는 폴리곤 미러를 구비하고, 상기 이동 기구에 의해 상기 기판을 이동시킴으로써, 상기 폴리곤 미러로 반사하고 상기 제1 반사 부재로 반사한 광으로, 상기 기판을 상기 소정의 방향으로 주사하고, 상기 폴리곤 미러를 회전시킴으로써, 당해 폴리곤 미러로 반사하고 상기 제1 반사 부재로 반사한 광으로, 상기 기판을 상기 소정의 방향과 직교하는 방향으로 주사하는 것이 바람직하다.
상기 제1 반사 부재는, 해당 제1 반사 부재에 의해 반사된 광이 상기 기판에 대하여 수직이 아닌 각도로 입사하도록 설치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 수광부는, 라인 센서인 것이 바람직하다.
상기 수광부는, 자외선에 대하여 감도를 갖는 것이 바람직하다.
다른 관점에 의한 본 발명에 따르면, 기판 위에 도포된 레지스트막에 마스크의 패턴을 전사하는 노광 처리와는 별도로 행하여지는 보조 노광 처리에 있어서의, 상기 기판 위의 레지스트막에 대한 노광량의 분포를 취득하는 노광량 분포 취득 방법이며, 상기 보조 노광 처리에 있어서, 소정의 파장의 광을 출사하는 상기 광원으로부터의 상기 광을 제1 반사 부재에 의해 상기 기판을 향하여 반사시키고, 기판에 반사된 후의 광을 수광부에 수광시키고, 해당 수광부에서의 수광 결과에 기초하여, 상기 기판 위의 레지스트막에 대한 노광량의 분포를 취득하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 제1 반사 부재에 반사되고 상기 기판에 반사된 광을 제2 반사 부재에 의해 반사시켜 수광부에 수광시키고, 해당 수광 결과에 기초하여, 상기 기판 위의 레지스트막에 대한 노광량의 분포를 취득하는 것이 바람직하다.
상기 보조 노광 처리에 있어서, 상기 기판을 소정의 방향으로 이동시키는 이동 기구에 의해 상기 기판을 이동시킴과 함께, 상기 광원으로부터의 상기 광을 상기 제1 반사 부재를 향하여 반사하는 폴리곤 미러를 회전시키고, 상기 폴리곤 미러로 반사하고 상기 제1 반사 부재로 반사한 광을 상기 수광부로 수광시키고, 해당 수광 결과에 기초하여, 상기 기판 위의 레지스트막에 대한 노광량의 분포를 취득하는 것이 바람직하다.
상기 제1 반사 부재에 의해 반사된 광이 상기 기판에 대하여 수직이 아닌 각도로 입사하도록 당해 제1 반사 부재로 반사시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 보다 확실하게 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 정면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기판 처리 시스템의 구성의 개략을 도시하는 배면도이다.
도 4는 도 1의 보조 노광 장치의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도이다.
도 5는 도 1의 보조 노광 장치의 구성의 개략을 도시하는 종단면도이다.
도 6은 보조 노광 처리의 일례를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 7은 보조 노광 처리 중의 보조 노광 장치 내의 모습을 도시하는 도면이다.
도 8은 보조 노광 처리 중의 보조 노광 장치 내의 모습을 도시하는 다른 도면이다.
도 9는 보조 노광 처리 중의 보조 노광 장치 내의 모습을 도시하는 다른 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 보조 노광 장치의 구성의 개략을 설명하는 도면이다.
도 11은 도 10의 보조 노광 장치가 갖는 다중 반사 방지판의 일례를 설명하는 도면이다.
도 12는 다중 반사 방지판의 다른 예를 설명하는 도면이다.
(제1 실시 형태)
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 보조 노광 장치를 포함하는 노광 스테이션을 탑재한 기판 처리 시스템(1)의 구성의 개략을 도시하는 설명도이다. 도 2 및 도 3은 각각 기판 처리 시스템(1)의 내부 구성의 개략을 모식적으로 도시하는 정면도와 배면도이다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 있어서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
기판 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이 복수매의 웨이퍼 W를 수용한 카세트 C가 반출입되는 카세트 스테이션(10)과, 웨이퍼 W에 소정의 처리를 실시하는 복수의 각종 처리 장치를 구비한 처리 스테이션(11)과, 처리 스테이션(11)에 인접하는 노광 스테이션(12) 사이에서 웨이퍼 W의 수수를 행하는 인터페이스 스테이션(13)을 일체로 접속한 구성을 갖고 있다.
카세트 스테이션(10)에는, 카세트 적재대(20)가 설치되어 있다. 카세트 적재대(20)에는, 기판 처리 시스템(1)의 외부에 대하여 카세트 C를 반출입할 때에 카세트 C를 적재하는 카세트 적재판(21)이 복수 설치되어 있다.
카세트 스테이션(10)에는, 도 1에 도시한 바와 같이 X 방향으로 연장되는 반송로(22) 위에서 이동 가능한 웨이퍼 반송 장치(23)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(23)는, 상하 방향 및 연직축 주위(θ 방향)로도 이동 가능하며, 각 카세트 적재판(21) 위의 카세트 C와, 후술하는 처리 스테이션(11)의 제3 블록 G3의 수수 장치 사이에서 웨이퍼 W를 반송할 수 있다.
처리 스테이션(11)에는, 각종 장치를 구비한 복수, 예를 들어 4개의 블록 G1, G2, G3, G4가 설치되어 있다. 예를 들어 처리 스테이션(11)의 정면측(도 1의 X 방향 부방향측)에는, 제1 블록 G1이 설치되고, 처리 스테이션(11)의 배면측(도 1의 X 방향 정방향측)에는, 제2 블록 G2가 설치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(11)의 카세트 스테이션(10)측(도 1의 Y 방향 부방향측)에는, 제3 블록 G3이 설치되고, 처리 스테이션(11)의 인터페이스 스테이션(13)측(도 1의 Y 방향 정방향측)에는, 제4 블록 G4가 설치되어 있다.
예를 들어 제1 블록 G1에는, 도 2에 도시한 바와 같이 복수의 액 처리 장치, 예를 들어 웨이퍼 W를 현상 처리하는 현상 처리 장치(30), 웨이퍼 W의 레지스트막의 하층에 반사 방지막(이하 「하부 반사 방지막」이라고 한다)을 형성하는 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 웨이퍼 W에 레지스트액을 도포하여 레지스트막을 형성하는 레지스트 도포 장치(32), 웨이퍼 W의 레지스트막의 상층에 반사 방지막(이하 「상부 반사 방지막」이라고 한다)을 형성하는 상부 반사 방지막 형성 장치(33)가 아래부터 이 순으로 배치되어 있다.
예를 들어 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)는, 각각 수평 방향으로 3개 배열하여 배치되어 있다. 또한, 이들 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)의 수나 배치는, 임의로 선택할 수 있다.
이들 현상 처리 장치(30), 하부 반사 방지막 형성 장치(31), 레지스트 도포 장치(32), 상부 반사 방지막 형성 장치(33)와 같은 액 처리 장치에서는, 예를 들어 웨이퍼 W 위에 소정의 처리액을 도포하는 스핀 코팅이 행하여진다. 스핀 코팅에서는, 예를 들어 도포 노즐로부터 웨이퍼 W 위에 처리액을 토출함과 함께, 웨이퍼 W를 회전시켜, 처리액을 웨이퍼 W의 표면에 확산시킨다.
예를 들어 제2 블록 G2에는, 도 3에 도시한 바와 같이 웨이퍼 W의 가열이나 냉각과 같은 열 처리를 행하는 열 처리 장치(40)나, 레지스트액과 웨이퍼 W의 정착성을 높이기 위한 어드비젼 장치(41), 웨이퍼 W의 외주부를 노광하는 주변 노광 장치(42)가 상하 방향과 수평 방향으로 배열하여 설치되어 있다. 이들 열 처리 장치(40), 어드비젼 장치(41), 주변 노광 장치(42)의 수나 배치에 대해서도, 임의로 선택할 수 있다.
예를 들어 제3 블록 G3에는, 복수의 수수 장치(50, 51, 52, 53, 54, 55, 56)가 아래부터 순서대로 설치되어 있다. 또한, 제4 블록 G4에는, 복수의 수수 장치(60, 61, 62)가 아래부터 순서대로 설치되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 제1 블록 G1 내지 제4 블록 G4에 둘러싸인 영역에는, 웨이퍼 반송 영역 D가 형성되어 있다. 웨이퍼 반송 영역 D에는, 예를 들어 Y 방향, X 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖는 웨이퍼 반송 장치(70)가 복수 배치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(70)는, 웨이퍼 반송 영역 D 내에서 이동하여, 주위의 제1 블록 G1, 제2 블록 G2, 제3 블록 G3 및 제4 블록 G4 내의 소정의 장치에 웨이퍼 W를 반송할 수 있다.
또한, 웨이퍼 반송 영역 D에는, 제3 블록 G3과 제4 블록 G4 사이에서 직선적으로 웨이퍼 W를 반송하는 셔틀 반송 장치(80)가 설치되어 있다.
셔틀 반송 장치(80)는, 예를 들어 도 3의 Y 방향으로 직선적으로 이동 가능하게 되어 있다. 셔틀 반송 장치(80)는, 웨이퍼 W를 지지한 상태에서 Y 방향으로 이동하여, 제3 블록 G3의 수수 장치(52)와 제4 블록 G4의 수수 장치(62) 사이에서 웨이퍼 W를 반송할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이 제3 블록 G3의 X 방향 정방향측의 옆에는 웨이퍼 반송 장치(100)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 예를 들어 X 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(100)는, 웨이퍼 W를 지지한 상태에서 상하로 이동하여, 제3 블록 G3 내의 각 수수 장치에 웨이퍼 W를 반송할 수 있다.
인터페이스 스테이션(13)에는 웨이퍼 반송 장치(110)와 수수 장치(111)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(110)는, 예를 들어 Y 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(110)는, 예를 들어 반송 아암에 웨이퍼 W를 지지하고, 제4 블록 G4 내의 각 수수 장치, 수수 장치(111) 및 노광 스테이션(12)의 수수 장치(121)와의 사이에서 웨이퍼 W를 반송할 수 있다.
노광 스테이션(12)은, 웨이퍼 반송 장치(120)와 수수 장치(121)와 노광 장치(122)와 보조 노광 장치(123)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 장치(120)는, 예를 들어 X 방향, Y 방향, θ 방향 및 상하 방향으로 이동 가능한 반송 아암을 갖고 있다. 웨이퍼 반송 장치(120)는, 예를 들어 반송 아암에 웨이퍼 W를 지지하고, 수수 장치(121), 노광 장치(122) 및 보조 노광 장치(123)와의 사이에서 웨이퍼 W를 반송할 수 있다.
노광 장치(122)는, 웨이퍼 W 위의 레지스트에 포토마스크의 패턴을 전사하는 통상의 노광(이하, 본 노광)을 행하는 노광 장치이다.
보조 노광 장치(123)는, 노광 장치(122)에 의한 노광 처리와는 별도로, 소정의 파장(예를 들어 267㎚)의 자외광을 웨이퍼 위의 레지스트막에 조사하는 보조 노광을 행한다. 보조 노광 장치(123)에 의한 보조 노광에 의해 현상 처리 후에 얻어지는 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
이상의 기판 처리 시스템(1)에는, 도 1에 도시한 바와 같이 제어부(200)가 설치되어 있다. 제어부(200)는, 예를 들어 컴퓨터이며, 프로그램 저장부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 프로그램 저장부에는, 기판 처리 시스템(1)에 있어서의 웨이퍼 W의 처리나 반송, 웨이퍼 W의 통상의 노광, 웨이퍼의 보조 노광 등을 실행하는 프로그램이 저장되어 있다. 또한, 상기 프로그램은, 예를 들어 컴퓨터 판독 가능한 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 광자기 디스크(MO), 메모리 카드 등의 컴퓨터에 판독 가능한 기억 매체 H에 기록되어 있던 것이며, 그 기억 매체 H로부터 제어부(200)에 인스톨된 것이어도 된다.
이상과 같이 구성된 기판 처리 시스템(1)을 사용하여 행하여지는 웨이퍼 W의 처리 방법에 있어서는, 먼저, 복수의 웨이퍼 W를 수납한 카세트 C가, 카세트 스테이션(10)에 반입된다. 카세트 C 내의 웨이퍼 W는, 웨이퍼 반송 장치(23)에 의해, 제2 블록 G2의 열 처리 장치(40)에 반송되어, 온도 조절 처리된다. 그 후, 웨이퍼 W는, 제1 블록 G1의 하부 반사 방지막 형성 장치(31)에 반송되어, 웨이퍼 W 위에 하부 반사 방지막이 형성된다. 그 후, 웨이퍼 W는 제2 블록 G2의 열 처리 장치(40)에 반송되고, 가열 처리되어, 온도 조절된다.
다음에 웨이퍼 W는 어드비젼 장치(41)에 반송되어, 어드비젼 처리된다. 그 후 웨이퍼 W는, 제1 블록 G1의 레지스트 도포 장치(32)에 반송되어, 웨이퍼 W 위에 레지스트막이 형성된다.
웨이퍼 W에 레지스트막이 형성되면, 다음에 웨이퍼 W는, 제1 블록 G1의 상부 반사 방지막 형성 장치(33)에 반송되어, 웨이퍼 W 위에 상부 반사 방지막이 형성된다. 그 후, 웨이퍼 W는 제2 블록 G2의 열 처리 장치(40)에 반송되어, 가열 처리가 행하여진다. 그 후, 웨이퍼 W는 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 주변 노광 장치(42)에 반송되어, 주변 노광 처리된다.
주변 노광 후, 웨이퍼 W는 주변 노광 장치(42)로부터 제4 블록 G4의 수수 장치(62)에 반송된다. 그 후 웨이퍼 W는 인터페이스 스테이션(13)의 웨이퍼 반송 장치(110)에 의해 노광 스테이션(12)에 반송된다.
노광 스테이션(12) 내에 반송된 웨이퍼 W는, 노광 스테이션(12) 내의 웨이퍼 반송 장치(120)에 의해, 노광 장치(122)에 반송되어, 웨이퍼 W 위의 레지스트막에 대하여 본 노광이 행하여진다. 계속해서, 웨이퍼 W는 보조 노광 장치(123)에 반송되어, 웨이퍼 W 위의 레지스트막에 대하여 보조 노광이 행하여진다.
노광 스테이션(12)에서의 노광 후, 웨이퍼 W는 웨이퍼 반송 장치(110)에 의해 노광 스테이션(12)으로부터 제4 블록 G4의 수수 장치(60)로 반송된다. 그 후, 웨이퍼 W는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열 처리 장치(40)에 반송되어, 노광 후 베이크 처리된다. 그 후, 웨이퍼 W는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 현상 처리 장치(30)에 반송되어, 현상된다. 현상 종료 후, 웨이퍼 W는, 웨이퍼 반송 장치(70)에 의해 열 처리 장치(40)에 반송되어, 포스트베이크 처리된다.
그 후 웨이퍼 W는, 카세트 스테이션(10)의 카세트 C에 반송된다. 이와 같이 하여, 일련의 포토리소그래피 공정이 종료된다.
또한, 이상의 예에서는, 노광 장치(122)에 의한 본 노광 후에 보조 노광 장치(123)에 의한 보조 노광을 행하기로 하였지만, 보조 노광은 본 노광 전에 행해도 된다. 또한, 노광 전 베이크 처리를 행하는 경우는, 노광 전 베이크 처리 후에 보조 노광을 행해도 되고, 노광 전 베이크 처리 전에 보조 노광을 행해도 된다.
계속해서, 보조 노광 장치(123)에 대하여 설명한다. 도 4 및 도 5는 각각 보조 노광 장치(123)의 구성의 개략을 도시하는 횡단면도 및 종단면도이며, 도 5에서는, 후술하는 레이저광원(135)과 미러(136 내지 138)의 도시를 생략하고 있다.
보조 노광 장치(123)는, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 하우징(130)을 갖는다. 하우징(130)의 측면에는, 웨이퍼 W를 반출입하는, 도시하지 않은 반출입구가 형성되어 있다. 하우징(130)의 내부에는, 웨이퍼 W를 흡착 보유 지지하는 웨이퍼 척(131)이 설치되어 있다. 웨이퍼 척(131)은, 수평한 상면을 갖고, 당해 상면에는, 예를 들어 웨이퍼 W를 흡인하는 흡인구(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 이 흡인구로부터의 흡인에 의해, 웨이퍼 W를 웨이퍼 척(131) 위에 흡착 보유 지지할 수 있다.
웨이퍼 척(131)에는, 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명에 관한 「이동 기구」로서의 척 구동부(132)가 설치되어 있다. 하우징(130)의 저면에는 하우징(130) 내의 일단측(도 5 중의 X 방향 부방향측)부터 타단측(도 5 중의 X 방향 정방향측)까지 연신되는 가이드 레일(133)이 설치되어 있다. 척 구동부(132)는 가이드 레일(133) 위에 설치되어 있다.
척 구동부(132)에는, 예를 들어 모터(도시하지 않음)가 내장되어 있고, 웨이퍼 척(131)을 회전시킴과 함께, 가이드 레일(133)을 따라 이동 가능하게 구성되어 있다. 척 구동부(132)가 상술한 바와 같이 이동 가능하게 구성됨으로써, 주변 노광 장치(42)의 외부와의 사이에서 웨이퍼 W의 수수를 행하는 수수 위치 P1과 웨이퍼 W에 대하여 보조 노광 처리를 행하는 보조 노광 위치 P2 사이에서 웨이퍼를 이동시킬 수 있고, 또한 보조 노광 처리 중에 소정의 방향(X 방향)으로 웨이퍼 W를 이동시킬 수 있다.
하우징(130)의 내부에는, 척 구동부(132) 등에 의해 X 방향(주 주사 방향)으로 반송되는 웨이퍼 W 위의 레지스트에 소정의 파장의 자외광을 조사하는 주사 노광 유닛(134)이 설치되어 있다. 주사 노광 유닛(134)은, 웨이퍼 W에 소정 피치로 형성된 노광 구역에 자외광 빔을 조사한다. 하나의 노광 구역에 조사하는 광 빔의 단위를 「샷」으로 하면, 주사 노광 유닛(134)은, 1샷의 광 빔을 단속적으로 조사하는 것이며, 1샷마다 조사 위치를 어긋나게 함으로써, 웨이퍼 W 위의 레지스트에 주 주사 방향과 직교하는 방향(Y 방향)으로 광 빔을 주사한다. 또한, 웨이퍼 W의 직경이 300㎜인 경우, 상기 노광 구역은 예를 들어 0.5㎜ 피치로 형성되고, 광 빔의 직경은 1.4㎜이다.
주사 노광 유닛(134)은, 레이저광원(135), 미러(136 내지 138)와, 폴리곤 미러(139), fθ 렌즈(140) 및 제1 전반사 미러(141)를 갖고, 이들 주사 노광 유닛(134)의 구성 부재는 웨이퍼 척(131)에 보유 지지된 웨이퍼 W보다 상방에 위치한다.
레이저광원(135)은, 대략 평행 광속으로 된 광을, 구체적으로는 자외광 레이저 빔을 단속적으로 출사하는 광원이며, X 방향 부방향측을 향하여 광을 출사한다. 이 레이저광원(135)은, 하우징(130)에 있어서의 Y 방향 정방향측의 단부이며 X 방향 정방향측의 단부에 배치되어 있다.
미러(136)는 레이저광원(135)으로부터의 광을 Y 방향 부방향측을 향하여 반사하고, 미러(137)는 미러(136)에 의해 반사된 광을 X 방향 정방향측을 향하여 반사한다. 미러(138)는 미러(137)에 의해 반사된 광을, Y 방향 정방향측을 향하여, 즉 폴리곤 미러(139)를 향하여 반사한다. 또한, 예를 들어 미러(136)와 미러(137) 사이의 광로에, 레이저광원(135)으로부터의 광의 상태를 조정하는 빔 컨디셔널을 설치해도 된다.
폴리곤 미러(139)는, 반사면이 다각 형상으로 배치되고 해당 다각형의 중심을 회전축으로 하여 고속 회전할 수 있도록 한 광 편향기이며, 미러(138)에 의해 반사된 광을 fθ 렌즈(140)를 향하여 순차 각도를 바꾸어 반사한다. 이 폴리곤 미러(139)에 대해서는, 도시하지 않은 폴리곤 미러 구동 수단이 설치되어 있고, 폴리곤 미러(139)는 상기 구동 수단에 의해 소정 속도로 회전된다.
fθ 렌즈(140)는, 해당 fθ 렌즈(140)를 투과한 후의 광의 진행 방향을 해당 fθ 렌즈(140)에 입사하기 전의 것으로부터 변경하는 것이며, 폴리곤 미러(139)에 의해 반사된 광의 진행 방향을 소정 방향(Y 방향 부방향)측으로 변경한다.
제1 전반사 미러(141)는, 폴리곤 미러(139)에 의해 순차 각도를 바꾸어 반사되는 fθ 렌즈(140)를 투과한 광을, 웨이퍼 척(131)에 보유 지지된 웨이퍼 W의 표면을 향하여 반사하는 것이며, 폴리곤 미러(139)에 의해 반사된 광에 의한 웨이퍼 W의 Y 방향의 주사를 가능하게 하는 것이다.
또한, 제1 전반사 미러(141)는, 본 발명에 관한 「제1 반사 부재」의 일례이며, 해당 미러(141)에 의해 반사된 광이 웨이퍼 W에 대하여 수직이 아닌 각도로 입사하도록 설치되어 있다. 또한, 제1 전반사 미러(141)의 Y 방향의 치수는 웨이퍼 W의 직경과 동일하거나 또는 그것보다 약간 크고, X 방향의 치수는, 해당 미러(141)에 의해 반사되고 다시 웨이퍼 W에 의해 반사된 광이 당해 미러(141)에 입사하지 않는 크기이다.
또한, 하우징(130)의 내부에는, 제2 전반사 미러(142)와, 촬상 장치(143)가 주사 노광 유닛(134)보다 상방에 설치되어 있다.
제2 전반사 미러(142)는, 본 발명에 관한 「제2 반사 부재」의 일례이며, 제1 전반사 미러(141)에 반사되고 다시 웨이퍼 W에 의해 반사된 광을, X축 방향 정방향을 향하여, 즉, 촬상 장치(143)의 방향을 향하여 반사한다. 이와 같이, 기판에 의해 반사된 광의 진행 방향에 있어서 집광이나 수광이 어려운 경우는, 기판에 의해 반사된 광을 수광부를 향하여 유도하기 위한 반사판을 설치하면 된다.
촬상 장치(143)는, 제2 전반사 미러(142)에 의해 반사된 광을 수광하여, 웨이퍼 W의 노광 상태를 촬상하는 것이다.
이 촬상 장치(143)는, 도시하지 않은 수광부와 렌즈를 갖는다. 촬상 장치(143)에 있어서, 수광부는, 예를 들어 라인 센서로 구성되고, 보조 노광 처리를 저해하지 않고 광을 수광하기 위하여, 기판에 반사된 후의 광을 수광하는 위치에 있다. 본 실시 형태에서는, 수광부는, 제2 전반사 미러(142)에 의해 반사된 광을 수광하고, 또한, 렌즈는 제2 전반사 미러(142)에 의해 반사된 광을 상기 수광부에 집광하는 것이다.
하우징(130)의 내부이며 보조 노광 위치 P2에는, 위치 검출 센서(144)가 설치되어 있다. 위치 검출 센서(144)는, 예를 들어 CCD 카메라(도시하지 않음)를 갖고, 보조 노광 위치 P2에 있어서, 웨이퍼 척(131)에 보유 지지된 웨이퍼 W의 중심으로부터의 편심량이나, 웨이퍼 W의 노치부 N의 위치를 검출한다. 보조 노광 장치(123)에서는, 위치 검출 센서(144)에 의해 노치부 N의 위치를 검출하면서, 척 구동부(132)에 의해 웨이퍼 척(131)을 회전시켜, 웨이퍼 W의 노치부 N의 위치를 조정할 수 있다.
보조 노광 장치(123)의 상술한 구성 부분 중 척 구동부(132), 레이저광원(135), 폴리곤 미러 구동 수단, 촬상 장치(143) 등은 제어부(200)와 접속되어 있고, 제어부(200)에 의해 그 동작이 제어된다.
이어서, 이상과 같이 구성된 보조 노광 장치(123)를 사용하여 행하여지는 보조 노광 처리에 대하여 설명한다. 도 6은 보조 노광 처리의 일례를 설명하기 위한 타이밍 차트이다. 도 7 내지 도 9는 보조 노광 처리 중의 보조 노광 장치(123) 내의 모습을 도시하는 도면이다. 또한, 이하에서는, 보조 노광을 행할 때에 보조 노광 장치(123) 내에 앞의 웨이퍼 W가 남아 있는 예로 설명한다.
(스텝 1: 웨이퍼 반출입)
웨이퍼 W에 대하여 보조 노광 처리를 행할 때는, 먼저 웨이퍼 반송 장치(120)의 아암(ARM1)이 보조 노광 장치(123) 내에 삽입되고, 수수 위치 P1에 있는 웨이퍼 척(131)에 흡착되기 전의 웨이퍼 W가 보유 지지된다. 그것과 함께, 웨이퍼 척(131)에 접속된 펌프(Chuck VAC)에 의한 흡착 동작이 OFF가 된다. 그리고, 앞의 웨이퍼 W를 보유 지지한 아암이 상하로 움직여, 해당 아암이 보조 노광 장치(123)로부터 뽑아 내어짐으로써 앞의 웨이퍼 W가 꺼내진다. 계속해서, 보조 노광 대상의 웨이퍼 W를 보유 지지한 다른 아암(ARM2)이 보조 노광 장치(123) 내에 삽입되고, 해당 아암이 상하로 움직여, 보조 노광 대상의 웨이퍼 W가 웨이퍼 척(131)에 적재된다. 그 후, 상기 펌프에 의한 흡착 동작이 ON이 됨으로써, 보조 노광 대상의 웨이퍼 W가 흡착되어, 해당 웨이퍼 W가 웨이퍼 척(131)에 보유 지지되고, 도 7에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 W의 수수 위치 P1에서의 수수가 완료된다. 웨이퍼 W의 수수 완료 후, 아암이 보조 노광 장치(123)로부터 뽑아 내어진다.
(스텝 2: 노광 준비)
상기 스텝 1과 후술하는 스텝 3 및 스텝 4와 병행하여, 제어부(200)는, 보조 노광용의 데이터를 로드하고, 해당 데이터에 기초하여, 레이저광원(135)을 구동하기 위한 데이터 즉 웨이퍼 W 위의 노광 구역마다의 조도의 데이터를 산출하여 결정한다. 보조 노광용의 데이터는 예를 들어 과거의 보조 노광 결과 등에 기초하여 정해지며, 제어부(200)의 도시하지 않은 기억부에 미리 기억되어 있다. 또한, 실제의 웨이퍼 W의 노광 구역의 피치는 상술한 바와 같이 예를 들어 0.5㎜이지만, 보조 노광용의 데이터 내에 있어서의 웨이퍼 W의 노광 구역은 그것보다 크게 하는데, 예를 들어 3.5㎜ 피치로 해도 되고, 바꾸어 말하면, 실제의 웨이퍼 W에 있어서 소정의 범위에 있는 노광 구역에 대해서는 공통된 조도 데이터를 사용해도 된다.
(스텝 3: 웨이퍼 W의 X축 방향으로의 이동)
스텝 1에 있어서, 수수 위치 P1의 웨이퍼 척(131)에 웨이퍼 W가 보유 지지된 후, 척 구동부(132)에 의해 웨이퍼 척(131), 즉 웨이퍼 W가 도 8에 도시하는 바와 같이 보조 노광 위치 P2로 이동된다.
(스텝 4: 얼라인먼트)
웨이퍼 W가 보조 노광 위치 P2로 이동되면, 척 구동부(132)에 의해 웨이퍼 W가 회전되어, 위치 검출 센서(144)에 의해 웨이퍼 W의 노치부 N의 위치가 검출된다. 그리고, 제어부(200)가, 위치 검출 센서(144)에서의 검출 결과에 기초하여, 웨이퍼 척(131)에 보유 지지된 웨이퍼 W의 중심 웨이퍼 척(131)의 중심으로부터의 편심량 및 편심 방향을 산출한다.
(스텝 5: 데이터 보정)
제어부(200)는, 스텝 2에서 산출한 레이저광원(135)의 구동 데이터를, 스텝 4에서 산출한 웨이퍼 W의 상기 편심량 및 편심 방향에 기초하여 보정한다. 또한, 레이저광원(135)의 구동 데이터는, 레이저광원(135)을 제어하는 도시하지 않은 레이저 제어 수단에 입력되는 데이터이다.
(스텝 6: 노광 개시각 맞춤)
스텝 5 후 또는 스텝 5와 병행하여, 척 구동부(132)에 의해 웨이퍼 척(131)이 회전되어, 해당 웨이퍼 척(131)에 보유 지지된 웨이퍼 W의 노치부 N의 위치가, 가이드 레일(133)이 연장되는 방향으로부터 소정의 각도 어긋나게 된다.
(스텝 7: X축 방향 노광 개시 위치 정렬)
스텝 6과 병행하여, 척 구동부(132)에 의해 웨이퍼 척(131)이 X축 방향으로 이동되어, 웨이퍼 W의 기준이 되는 위치(예를 들어 중심)가 X축 방향에 관하여 소정 위치가 되게 된다.
(스텝 8: 노광 처리)
스텝 6 및 스텝 7의 위치 정렬 후, 보조 노광이 행하여진다. 구체적으로는, 스텝 5에서 보정된 데이터에 기초하여 레이저광원(135)이 구동됨과 함께, 폴리곤 미러(139)가 회전됨으로써, 레이저광원(135)으로부터 출사된 후 폴리곤 미러(139)에 의해 반사되고 이어서 제1 전반사 미러(141)에 의해 반사된 광으로, 웨이퍼 W를 Y 방향으로 주사한다. 또한, 척 구동부(132)에 의해 웨이퍼 척(131), 즉 웨이퍼 W가 도 9에 도시하는 바와 같이 X 방향으로 이동됨으로써, 레이저광원(135)으로부터 출사되어 폴리곤 미러(139)에 의해 반사되고 제1 전반사 미러(141)에 의해 반사된 광으로, 웨이퍼 W가 X 방향으로 주사된다.
(스텝 9: 노광 위치 촬상)
스텝 8과 병행하여, 제1 전반사 미러(141)에 의해 반사되고 웨이퍼 W에 의해 반사된 광이 촬상 장치(143)에 의해 수광되고, 이에 의해 제1 전반사 미러(141)에 의해 반사된 광으로 노광된 웨이퍼 W 위의 영역이, 제2 전반사 미러(142)를 개재시켜 촬상 장치(143)에 의해 촬상된다. 이 촬상 시, 촬상 장치(143)의 라인 센서는, 보다 구체적으로는, 해당 라인 센서의 화소 노광 시간은, 레이저광원(135)의 발광 타이밍을 제어하는 펄스 신호와, 폴리곤 미러(139)의 회전 각도를 나타내는 인코더 신호와 동기된다. 또한, 촬상 장치(143)의 라인 센서는, 보다 구체적으로는 당해 라인 센서에 있어서의 촬상 주기는, 척 구동부(132)의 위치 즉 웨이퍼 W의 X 방향의 위치를 나타내는 인코더 신호와 동기된다.
(스텝 10: 반출 위치 이동)
스텝 8의 보조 노광이 완료되면, 척 구동부(132)에 의해 웨이퍼 척(131), 즉 웨이퍼 W가 수수 위치 P1로 이동된다.
(스텝 11: 송출각 맞춤)
스텝 10과 병행하여, 척 구동부(132)에 의해 웨이퍼 W가 소정 각도 회전된다. 이에 의해, 보조 노광 장치(123)로부터 웨이퍼 W를 지정 각도로 송출할 수 있다.
보조 노광 장치(123)에서는 상술한 바와 같이 보조 노광 처리를 행하고 있기 때문에, 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 보조 노광 장치(123)에서는, 웨이퍼 W에 조사되어 해당 웨이퍼 W로부터 반사한 광을 촬상 장치(143)의 수광부로 수광하고 있다. 따라서, 조사 영역마다 해당 조사 영역에 조사된 실제의 광의 조도를 검지할 수 있다.
또한, 웨이퍼 W에 조사되어 해당 웨이퍼 W로부터 반사한 광을 촬상 장치(143)의 수광부로 수광하고 있기 때문에, 해당 수광 결과에 기초하여, 웨이퍼 W 위의 레지스트막에 대한 노광량의 분포를 취득할 수 있다. 보다 구체적으로는, 웨이퍼 W의 노광 위치를 촬상 장치(143)의 라인 센서로 촬상하고 있기 때문에, 라인 센서에서의 촬상 결과를 제어부(200)에서 합성함으로써, 웨이퍼 W 위의 레지스트막에 대한 노광량의 분포를 취득할 수 있다. 또한, 노광량의 분포의 취득, 즉 촬상 결과의 합성은 제어부(200)가 아니고 촬상 장치(143) 내의 제어부에서 행해도 되고, 바꾸어 말하면, 제어부(200)와 촬상 장치(143)의 어느 것에 의해 본 발명에 관한 「취득부」를 구성할 수 있다.
또한, 보조 노광 장치(123)에 의하면, 웨이퍼 W 위의 레지스트막에 대한 노광량의 분포를 취득하고 있기 때문에, 예를 들어 상술한 스텝 2에 있어서, 노광량의 분포의 정보에 기초하여 레이저광원(135)의 구동 데이터를 산출함으로써, 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성을 보다 확실하게 향상시킬 수 있다.
또한, 일련의 보조 노광 처리의 종료 후에, 스텝 2에 있어서 로드한 보조 노광용의 데이터를 노광량의 분포의 정보에 기초하여 보정하고, 해당 보정된 보조 노광용의 데이터를 기억하고, 다음 보조 노광 처리 시에는, 스텝 2에 있어서, 보정된 보조 노광용의 데이터를 판독하고, 이것에 기초하여, 레이저광원(135)의 구동 데이터를 산출해도 된다. 이 경우도, 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성을 보다 확실하게 원하는 것으로 할 수 있다.
또한, 보조 노광 장치(123)에 의하면, 웨이퍼 W에 조사되어 해당 웨이퍼 W로부터 반사한 광을 촬상 장치(143)의 수광부로 수광하고 있기 때문에, 보조 노광 시의 노광량이 부족한지 여부를 판별할 수 있다. 판별의 결과, 노광량이 부족한 경우는, 재차, 보조 노광 장치(123)에 의해 보조 노광을 다시 행해도 된다. 다시 보조 노광 시의 노광량은, 전의 보조 노광에 있어서의 노광량을 고려한 후 결정된다.
이상의 예에서는, 웨이퍼 W에 대한 Y 방향의 광의 주사는, 폴리곤 미러(139)를 회전시킴으로써 행하고 있었지만, 갈바노 미러의 미러 부분의 각도를 변화시킴으로써 행해도 된다. 또한, 웨이퍼 W에 대한 X 방향의 광의 주사는, 웨이퍼를 X 방향으로 이동시킴으로써 행하고 있었지만, 갈바노 미러의 미러 부분의 각도를 변화시킴으로써 행해도 된다.
또한, 본 실시 형태에 관한 보조 노광 장치는, 레지스트 재료로서 광 증감 화학 증폭형 레지스트 재료를 사용하는 경우에도 적용할 수 있다. 광 증감 화학 증폭형 레지스트 재료를 사용하는 경우, 레지스트막의 소정 개소에 전리 방사선 또는 400㎚ 이하의 파장을 갖는 비전리 방사선을 조사하는 패턴 노광 공정과, 상기 패턴 노광 공정 후의 상기 레지스트 재료막에, 패턴 노광 공정에 있어서의 비전리 방사선의 파장보다도 장파장을 갖는 비전리 방사선을 조사하는 별도의 노광 공정이 있다. 해당 다른 노광 공정에 본 실시 형태에 관한 보조 노광 장치에 의한 노광 처리를 적용해도 된다.
(제2 실시 형태)
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 보조 노광 장치의 구성의 개략을 설명하는 도면이다.
도 10의 보조 노광 장치(123)는, 다중 반사 방지판(150)을 갖는다. 다중 반사 방지판(150)은, 기판 W에 조사되어 난반사된 광이, 제1 전반사 미러(141) 및/또는 제2 전반사 미러(142)에 의해 다시 반사되어 기판으로 되돌아오는 것을 방지하는 다중 반사 방지재이다.
도 11은 다중 반사 방지판(150)을 설명하는 도면이며, 다중 반사 방지판(150)만 단면으로 도시하고 있다.
다중 반사 방지판(150)은, 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같이, 폴리곤 미러(139)(도 5 참조)에 반사되고 제1 전반사 미러(141)에 반사되어 웨이퍼 W를 향하는 광이 통과하는 제1 슬릿(151)과, 제1 전반사 미러(141)에 의해 반사되고 웨이퍼 W에 의해 경면 반사된 광이 통과하는 제2 슬릿(152)을 갖는다.
또한, 다중 반사 방지판(150)은, 광을 흡수하는 재료 등으로 형성된다.
이러한 다중 반사 방지판(150)을 설치함으로써 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성을 보다 확실하게 향상시킬 수 있다.
도 12는 다중 반사 방지판의 다른 예를 설명하는 도면이다.
도 12의 예에서는, 제1과 제2의 2개의 다중 반사 방지판(161, 162)을 포함하고, 제1과 제2 다중 반사 방지판(161, 162)은 각각 소정의 방향으로부터의 광만을 투과하는 부재로 이루어진다.
제1 다중 반사 방지판(161)은, 폴리곤 미러(139)(도 5 참조)에 반사되고 제1 전반사 미러(141)에 반사되어 웨이퍼 W를 향하는 광이 통과하는 광을 투과한다. 이 제1 다중 반사 방지판(161)은, 해당 판(161)을 투과하여 웨이퍼 W에 경면 반사되어 제2 전반사 미러(142)를 향하는 광을 차단하지 않으며 또한 웨이퍼 W에 난반사되어 제1 전반사 미러(141)를 향하는 광을 차단하도록 배치된다.
제2 다중 반사 방지판(162)은, 웨이퍼 W에 반사되어 제2 전반사 미러(142)를 향하는 광을 투과한다. 이 제2 다중 반사 방지판(162)은, 해당 판(162)을 투과하여 제2 전반사 미러(142), 예를 들어 해당 미러(142)의 단부에 의해 반사되어 웨이퍼 W를 향하는 광을 차단하도록 배치된다.
이러한 제1 및 제2 다중 반사 방지판(161, 162)을 설치함으로써 레지스트 패턴의 선폭의 면내 균일성을 보다 확실하게 향상시킬 수 있다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면 특허 청구 범위에 기재된 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 명백하고, 이들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.
<산업상 이용가능성>
본 발명은 기판 위에 레지스트막을 노광하는 기술에 유용하다.
1: 기판 처리 시스템
12: 노광 스테이션
122: 노광 장치
123: 보조 노광 장치
130: 하우징
131: 웨이퍼 척
132: 척 구동부
133: 가이드 레일
134: 주사 노광 유닛
135: 레이저광원
136 내지 138: 미러
139: 폴리곤 미러
140: fθ 렌즈
141: 제1 전반사 미러
142: 제2 전반사 미러
143: 촬상 장치
144: 위치 검출 센서
200: 제어부

Claims (13)

  1. 기판 위에 도포된 레지스트막에 마스크의 패턴을 전사하는 노광 처리와는 별도로, 광원으로부터의 소정의 파장의 광을 상기 기판 위의 레지스트막에 조사하는 보조 노광 장치이며,
    상기 기판을 소정의 방향으로 이동시키는 이동 기구와,
    소정의 속도로 회전함으로써 상기 광원으로부터의 광을 순차적으로 각도를 바꾸어 반사하는 폴리곤 미러와,
    상기 기판의 직경과 동일하거나 또는 상기 직경보다 큰 치수를 가지며, 상기 폴리곤 미러로부터의 상기 광을 상기 기판을 향해 반사함으로써, 상기 광으로 상기 기판을 상기 소정의 방향과 직교하는 방향으로 주사하는 제1 반사 부재와,
    상기 기판 위를 상기 직교하는 방향으로 주사되고 해당 기판에 반사된 후의 광을 수광하는 수광부와,
    상기 제1 반사 부재에서 반사된 광으로 상기 기판을 상기 직교하는 방향으로 주사 중에 상기 수광부에서 수광된 결과에 기초하여, 상기 제1 반사 부재에서 반사된 광으로 주사했을 때의 상기 기판 상의 레지스트막에 대한 노광량 분포를 취득하는 취득부와,
    상기 기판의 상기 직교하는 방향에 관한 노광 구역 별로 상기 광원의 조도를 나타내는 구동 데이터에 따라, 상기 광원으로부터의 상기 광을 제어하는 제어부를 갖추고,
    상기 취득부는, 상기 이동 기구에 의해 상기 기판을 이동시키면서 상기 폴리곤 미러를 회전시킴으로써, 상기 폴리곤 미러로 반사하여 상기 제1 반사 부재로 반사된 상기 광으로 상기 기판을 상기 소정의 방향 및 상기 직교하는 방향으로 주사하는 보조 노광을 1회 하는 기간에 있어서, 상기 수광부에서 수광된 수광 결과를 합성함으로써 상기 보조 노광의 상기 기판의 상기 노광량 분포를 취득하고,
    상기 제어부는 상기 취득부에 의해 취득된 상기 보조 노광에 있어서의 상기 기판의 상기 노광량의 분포에 따라 다음 번 상기 보조 노광에 이용하는 상기 구동 데이터를 보정하고,
    상기 수광부는 1개의 라인 센서이고, 상기 폴리곤 미러는 1개인 것을 특징으로 하는 보조 노광 장치.
  2. 기판 위에 도포된 레지스트막에 마스크의 패턴을 전사하는 노광 처리와는 별도로, 광원으로부터의 소정의 파장의 광을 척 위에 재치된 상기 기판 위의 레지스트막의 소정의 노광 구역 별로 순차적으로 조사하는 보조 노광 장치이며,
    상기 광원으로부터의 상기 광을 상기 기판을 향하여 반사하는 제1 반사 부재와,
    기판에 반사된 후의 광을 수광하는 수광부와,
    미리 기억되어 있는 보조 노광용 데이터를 기초로 결정되는 상기 노광 구역 별 상기 광의 조도를, 상기 척에 대한 편심량 및 편심 방향에 기초하여 보정하는 제어부를 갖추는 것을 특징으로 하는 보조 노광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 반사 부재에 반사되고 상기 기판에 반사된 광을 반사하는 제2 반사 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 보조 노광 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 수광부에서의 수광 결과에 기초하여, 상기 기판 위의 레지스트막에의 노광량의 분포를 취득하는 취득부를 구비하는 것을 특징으로 하는 보조 노광 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 기판을 소정의 방향으로 이동시키는 이동 기구와,
    상기 광원으로부터의 상기 광을 상기 제1 반사 부재를 향하여 반사하는 폴리곤 미러를 구비하고,
    상기 이동 기구에 의해 상기 기판을 이동시킴으로써, 상기 폴리곤 미러로 반사하고 상기 제1 반사 부재로 반사한 광으로, 상기 기판을 상기 소정의 방향으로 주사하고,
    상기 폴리곤 미러를 회전시킴으로써, 당해 폴리곤 미러로 반사하고 상기 제1 반사 부재로 반사한 광으로, 상기 기판을 상기 소정의 방향과 직교하는 방향으로 주사하는 것을 특징으로 하는 보조 노광 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 반사 부재는, 해당 제1 반사 부재에 의해 반사된 광이 상기 기판에 대하여 수직이 아닌 각도로 입사하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 보조 노광 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수광부는, 자외선에 대하여 감도를 갖는 것을 특징으로 하는 보조 노광 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 제1 반사 부재 및 상기 제2 반사 부재와, 상기 기판과의 사이에 설치되어, 상기 제1 반사 부재에서 상기 기판으로 향하는 광 및 상기 기판에서 상기 제2 반사 부재로 향하는 광을 통과시키는 슬릿을 갖춘 다중 반사 방지재를 더 포함하는 보조 노광 장치.
  9. 기판 위에 도포된 레지스트막에 마스크의 패턴을 전사하는 노광 처리와는 별도로 행하여지는 보조 노광 처리에 있어서의, 상기 기판 위의 레지스트막에 대한 노광량의 분포를 취득하는 노광량 분포 취득 방법이며,
    상기 보조 노광 처리에서 상기 기판을 소정의 방향으로 이동시키면서 폴리곤 미러를 소정의 속도로 회전시켜, 광원으로부터의 소정의 파장의 광을 상기 폴리곤 미러에 의해 순차적으로 각도를 바꾸어 반사시켜, 상기 폴리곤 미러에서 반사된 광을 상기 기판의 직경과 동일하거나 또는 상기 직경보다 큰 치수를 갖는 제1 반사 부재에 의해 상기 기판을 향해 반사시킴으로써,
    상기 폴리곤 미러로 반사되어 상기 제1 반사 부재로 반사한 상기 광으로 상기 기판을 상기 소정의 방향 및 상기 소정의 방향과 직교하는 방향으로 주사하는 보조 노광을 실시하고, 상기 기판 위를 상기 직교하는 방향으로 주사되고 상기 기판에 반사된 후의 광을 수광부에 수광시키고,
    상기 주사 중에 상기 수광부에서 수광된 결과에 기초하여, 상기 제1 반사 부재에서 반사된 광으로 주사했을 때의 상기 기판 상의 레지스트막에 대한 상기 노광량 분포를 취득하는 공정과,
    상기 기판의 상기 직교하는 방향에 관한 노광 구역 별로 상기 광원의 조도를 나타내는 구동 데이터에 따라, 상기 광원으로부터의 상기 광을 제어하는 공정을 포함하고,
    상기 노광량 분포를 취득하는 공정은 상기 보조 노광을 1회 하는 기간에 있어서, 상기 수광부에서 수광된 수광 결과를 합성함으로써 상기 보조 노광의 상기 기판의 상기 노광량 분포를 취득하고,
    상기 보조 노광에 있어서의 상기 기판의 상기 노광량 분포의 취득 결과에 따라 다음 번 상기 보조 노광에 이용하는 상기 구동 데이터를 보정하는 공정을 포함하고,
    상기 수광부는 1개의 라인 센서이고, 상기 폴리곤 미러는 1개인 것을 특징으로 하는 노광량 분포 취득 방법.
  10. 기판 위에 도포된 레지스트막에 마스크의 패턴을 전사하는 노광 처리와는 별도로 행하여지는 보조 노광 처리에 있어서의, 척 위에 재치된 기판 위의 레지스트막의 소정의 노광 구역 별로 노광량의 분포를 취득하는 노광량 분포 취득 방법이며,
    상기 보조 노광 처리에 있어서, 소정의 파장의 광을 출사하는 광원으로부터의 상기 광을 제1 반사 부재에 의해 상기 기판을 향하여 반사시키고,
    기판에 반사된 후의 광을 수광부에 수광시키고,
    해당 수광부에서의 수광 결과에 기초하여, 상기 기판 위의 레지스트막에 대한 노광량의 분포를 취득하고,
    미리 기억되어 있는 보조 노광용 데이터를 기초로 결정되는 상기 노광 구역 별 상기 광의 조도를, 상기 척에 대한 편심량 및 편심 방향에 기초하여 보정하는 것을 특징으로 하는 노광량 분포 취득 방법.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 반사 부재에 반사되고 상기 기판에 반사된 광을 제2 반사 부재에 의해 반사시켜 수광부에 수광시키는 것을 특징으로 하는 노광량 분포 취득 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 보조 노광 처리에 있어서, 상기 기판을 소정의 방향으로 이동시키는 이동 기구에 의해 상기 기판을 이동시킴과 함께, 상기 광원으로부터의 상기 광을 상기 제1 반사 부재를 향하여 반사하는 폴리곤 미러를 회전시키고,
    상기 폴리곤 미러로 반사하고 상기 제1 반사 부재로 반사한 광을 상기 수광부로 수광시키고,
    해당 수광 결과에 기초하여, 상기 기판 위의 레지스트막에 대한 노광량의 분포를 취득하는 것을 특징으로 하는 노광량 분포 취득 방법.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 반사 부재에 의해 반사된 광이 상기 기판에 대하여 수직이 아닌 각도로 입사하도록 당해 제1 반사 부재로 반사시키는 것을 특징으로 하는 노광량 분포 취득 방법.
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