KR102549056B1 - 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법 - Google Patents

노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법 Download PDF

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Abstract

투영 광학계 (30) 를 통해서 기판 (P) 에 조명광 (IL) 을 조사하고, 기판 (P) 에 대하여 투영 광학계 (PL) 를 상대 구동시켜 주사 노광하는 액정 노광 장치 (10) 는, 기판 (P) 에 형성된 마크 (Mk) 의 마크 검출을 실시하는 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 과, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 을 구동하는 제 1 구동계와, 투영 광학계 (40) 를 구동하는 제 2 구동계와, 투영 광학계 (40) 의 구동보다 먼저 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 을 구동하도록 제 1 및 제 2 구동계를 제어하는 제어 장치를 구비한다. 이에 따라 노광 처리에 필요한 택트 타임을 억제할 수 있다.

Description

노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법{EXPOSURE DEVICE, METHOD FOR PRODUCING FLAT PANEL DISPLAY, METHOD FOR PRODUCING DEVICE, AND EXPOSURE METHOD}
본 발명은 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법에 관련되며, 더욱 상세하게는, 물체에 대하여 에너지 빔을 소정의 주사 방향으로 주사하는 주사 노광에 의해, 소정의 패턴을 물체 상에 형성하는 노광 장치 및 방법, 그리고 상기 노광 장치 또는 방법을 포함하는 플랫 패널 디스플레이 또는 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 액정 표시 소자, 반도체 소자 (집적 회로 등) 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 마스크 또는 레티클 (이하, 「마스크」 라고 총칭한다) 에 형성된 패턴을 에너지 빔을 사용하여 유리 플레이트 또는 웨이퍼 (이하, 「기판」 이라고 총칭한다) 상에 전사하는 노광 장치가 이용되고 있다.
이런 종류의 노광 장치로는, 마스크와 기판을 실질적으로 정지 (靜止) 시킨 상태에서, 노광용 조명광 (에너지 빔) 을 소정의 주사 방향으로 주사함으로써 기판 상에 소정의 패턴을 형성하는 빔 스캔식의 주사 노광 장치가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
상기 특허문헌 1 에 기재된 노광 장치에서는, 기판 상의 노광 대상 영역과 마스크의 위치 오차를 보정하기 위해서, 투영 광학계를 노광시의 주사 방향과 역방향으로 이동시키면서 투영 광학계를 통해서 얼라인먼트 현미경에 의해 기판 상 및 마스크 상의 마크의 계측 (얼라인먼트 계측) 을 실시하고, 그 계측 결과에 기초하여 기판과 마스크의 위치 오차를 보정하고 있다. 여기서, 기판 상의 얼라인먼트 마크가 투영 광학계를 통해서 계측되기 때문에, 얼라인먼트 동작과 노광 동작은 순차 (시리얼로) 실행되고, 기판 전체의 노광 처리에 걸리는 처리 시간 (택트 타임) 을 억제하는 것이 곤란하였다.
일본 공개특허공보 2000-12422호
본 발명은, 상기 서술한 사정하에 이루어진 것으로, 제 1 관점에서 보면, 투영 광학계를 통해서 물체에 조명광을 조사하고, 상기 물체에 대하여 상기 투영 광학계를 상대 구동시켜 주사 노광하는 노광 장치로서, 상기 물체에 형성된 마크의 마크 검출을 실시하는 마크 검출부와, 상기 마크 검출부를 구동하는 제 1 구동계와, 상기 투영 광학계를 구동하는 제 2 구동계와, 상기 투영 광학계의 구동보다 먼저 상기 마크 검출부를 구동하도록 상기 제 1 및 제 2 구동계를 제어하는 제어 장치를 구비하는 노광 장치이다.
본 발명은, 제 2 관점에서 보면, 본 발명의 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이다.
본 발명은, 제 3 관점에서 보면, 본 발명의 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이다.
본 발명은, 제 4 관점에서 보면, 투영 광학계를 통해서 물체에 조명광을 조사하고, 상기 물체에 대하여 상기 투영 광학계를 상대 구동시켜 주사 노광하는 노광 방법으로서, 상기 물체에 형성된 마크의 마크 검출을 마크 검출부를 사용하여 실시하는 것과, 상기 마크 검출부를 제 1 구동계를 사용하여 구동하는 것과, 상기 투영 광학계를 제 2 구동계를 사용하여 구동하는 것과, 상기 투영 광학계의 구동보다 먼저 상기 마크 검출부를 구동하도록 상기 제 1 및 제 2 구동계를 제어하는 것을 포함하는 노광 방법이다.
본 발명은, 제 5 관점에서 보면, 본 발명의 노광 방법을 이용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법이다.
본 발명은, 제 6 관점에서 보면, 본 발명의 노광 방법을 이용하여 상기 물체를 노광하는 것과, 노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이다.
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 개념도이다.
도 2 는, 도 1 의 액정 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 3 은, 투영계 본체 및 얼라인먼트 현미경의 계측계의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4(a) ∼ 도 4(d) 는, 노광 동작시에 있어서의 액정 노광 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 ∼ 그 4) 이다.
도 5(a) ∼ 도 5(d) 는, 노광 동작시에 있어서의 액정 노광 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 5 ∼ 그 8) 이다.
도 6(a) ∼ 도 6(c) 는, 노광 동작시에 있어서의 액정 노광 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 9 ∼ 그 11) 이다.
도 7(a) ∼ 도 7(c) 는, 노광 동작시에 있어서의 액정 노광 장치의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 12 ∼ 그 15) 이다.
도 8(a) ∼ 도 8(d) 는, 제 2 실시형태에 관련된 얼라인먼트계의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 ∼ 그 4) 이다.
도 9(a) 및 도 9(b) 는, 제 3 실시형태에 관련된 얼라인먼트계 및 투영 광학계의 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 10 은, 투영 광학계 및 얼라인먼트계의 구동계의 변형예 (그 1) 를 나타내는 도면이다.
도 11 은, 투영 광학계 및 얼라인먼트계의 구동계의 변형예 (그 2) 를 나타내는 도면이다.
도 12 는, 액정 노광 장치에 있어서의 모듈 교환의 개념도이다.
《제 1 실시형태》
이하, 제 1 실시형태에 대해, 도 1 ∼ 도 7(c) 를 사용하여 설명한다.
도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 액정 노광 장치 (10) 의 개념도가 도시되어 있다. 액정 노광 장치 (10) 는, 예를 들어 액정 표시 장치 (플랫 패널 디스플레이) 등에 사용되는 사각형 (각형 (角型)) 의 유리 기판 (P) (이하, 간단히 기판 (P) 이라고 칭한다) 을 노광 대상물로 하는 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 소위 스캐너이다.
액정 노광 장치 (10) 는, 노광용의 에너지 빔인 조명광 (IL) 을 조사하는 조명계 (20) 와, 투영 광학계 (40) 를 갖고 있다. 이하, 조명계 (20) 로부터 투영 광학계 (40) 를 통해서 기판 (P) 에 조사되는 조명광 (IL) 의 광축과 평행한 방향을 Z 축 방향이라고 칭함과 함께, Z 축에 직교하는 평면 내에 서로 직교하는 X 축 및 Y 축을 설정하여 설명을 실시한다. 또, 본 실시형태의 좌표계에 있어서, Y 축은, 중력 방향에 실질적으로 평행한 것으로 한다. 따라서, XZ 평면은, 수평면에 실질적으로 평행하다. 또, Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 θz 방향으로서 설명한다.
여기서, 본 실시형태에서는, 1 매의 기판 (P) 상에 복수의 노광 대상 영역 (적절히, 구획 영역 또는 쇼트 영역이라고 칭하여 설명한다) 이 설정되고, 이들 복수의 쇼트 영역에 순차 마스크 패턴이 전사된다. 또한, 본 실시형태에서는, 기판 (P) 상에 4 개의 구획 영역이 설정되어 있는 경우 (소위 4 면 나누기의 경우) 에 대해 설명하지만, 구획 영역의 수는, 이것에 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하다.
또, 액정 노광 장치 (10) 에서는, 소위 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시되지만, 스캔 노광 동작시에는, 마스크 (M) 및 기판 (P) 이 실질적으로 정지 상태가 되고, 조명계 (20) 및 투영 광학계 (40) (조명광 (IL)) 가 마스크 (M) 및 기판 (P) 에 대하여 각각 X 축 방향 (적절히, 주사 방향이라고 칭한다) 으로 장스트로크로 상대 이동한다 (도 1 의 백색 화살표 참조). 이에 대해, 노광 대상의 구획 영역을 변경하기 위한 스텝 동작시에는, 마스크 (M) 가 X 축 방향으로 소정의 스트로크로 스텝 이동하고, 기판 (P) 이 Y 축 방향으로 소정의 스트로크로 스텝 이동한다 (각각 도 1 의 흑색 화살표 참조).
도 2 에는, 액정 노광 장치 (10) 의 구성 각 부를 통괄 제어하는 주제어 장치 (90) 의 입출력 관계를 나타내는 블록도가 도시되어 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 액정 노광 장치 (10) 는, 조명계 (20), 마스크 스테이지 장치 (30), 투영 광학계 (40), 기판 스테이지 장치 (50), 얼라인먼트계 (60) 등을 구비하고 있다.
조명계 (20) 는, 조명광 (IL) (도 1 참조) 의 광원 (예를 들어, 수은 램프) 등을 포함하는 조명계 본체 (22) 를 구비하고 있다. 스캔 노광 동작시에 있어서, 주제어 장치 (90) 는, 예를 들어 리니어 모터 등을 포함하는 구동계 (24) 를 제어함으로써, 조명계 본체 (22) 를 X 축 방향으로 소정의 장스트로크로 스캔 구동한다. 주제어 장치 (90) 는, 예를 들어 리니어 인코더 등을 포함하는 계측계 (26) 를 통해서 조명계 본체 (22) 의 X 축 방향의 위치 정보를 구하고, 그 위치 정보에 기초하여 조명계 본체 (22) 의 위치 제어를 실시한다. 본 실시형태에 있어서, 조명광 (IL) 으로는, 예를 들어 g 선, h 선, i 선 등이 사용된다.
마스크 스테이지 장치 (30) 는, 마스크 (M) 를 유지하는 스테이지 본체 (32) 를 구비하고 있다. 스테이지 본체 (32) 는, 예를 들어 리니어 모터 등을 포함하는 구동계 (34) 에 의해 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 적절히 스텝 이동 가능하도록 구성되어 있다. X 축 방향에 관해서 노광 대상의 구획 영역을 변경하기 위한 스텝 동작시에 있어서, 주제어 장치 (90) 는, 구동계 (34) 를 제어함으로써, 스테이지 본체 (32) 를 X 축 방향으로 스텝 구동한다. 또, 후술하는 바와 같이, 노광 대상의 구획 영역 내에서 스캔 노광하는 영역 (위치) 을 Y 축 방향에 관해서 변경하기 위한 스텝 동작시에는, 주제어 장치 (90) 는, 구동계 (34) 를 제어함으로써, 스테이지 본체 (32) 를 Y 축 방향으로 스텝 구동한다. 구동계 (34) 는, 후술하는 얼라인먼트 동작시에 마스크 (M) 를 XY 평면 내의 3 자유도 (X, Y,θz) 방향으로 적절히 미소 구동하는 것도 가능하다. 마스크 (M) 의 위치 정보는, 예를 들어 리니어 인코더 등을 포함하는 계측계 (36) 에 의해 구해진다.
투영 광학계 (40) 는, 등배계로 기판 (P) (도 1 참조) 상에 마스크 패턴의 정립정상 (正立正像) 을 형성하는 광학계 등을 포함하는 투영계 본체 (42) 를 구비하고 있다. 투영계 본체 (42) 는, 기판 (P) 과 마스크 (M) 사이에 형성되는 공간 내에 배치되어 있다 (도 1 참조). 스캔 노광 동작시에 있어서, 주제어 장치 (90) 는, 예를 들어 리니어 모터 등을 포함하는 구동계 (44) 를 제어함으로써, 투영계 본체 (42) 를, 조명계 본체 (22) 와 동기하도록, X 축 방향으로 소정의 장스트로크로 스캔 구동한다. 주제어 장치 (90) 는, 예를 들어 리니어 인코더 등을 포함하는 계측계 (46) 를 통해서 투영계 본체 (42) 의 X 축 방향으로 위치 정보를 구하고, 그 위치 정보에 기초하여 투영계 본체 (42) 의 위치 제어를 실시한다.
도 1 로 되돌아와, 액정 노광 장치 (10) 에서는, 조명계 (20) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 마스크 (M) 상의 조명 영역 (IAM) 이 조명되면, 마스크 (M) 를 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (40) 를 통해서 그 조명 영역 (IAM) 내의 마스크 패턴의 투영 이미지 (부분 정립상) 가, 기판 (P) 상의 조명 영역 (IAM) 에 공액인 조명광 (IL) 의 조사 영역 (노광 영역 (IA)) 에 형성된다. 그리고, 마스크 (M) 및 기판 (P) 에 대하여, 조명광 (IL) (조명 영역 (IAM) 및 노광 영역 (IA)) 이 주사 방향으로 상대 이동함으로써 주사 노광 동작이 실시된다. 즉, 액정 노광 장치 (10) 에서는, 조명계 (20) 및 투영 광학계 (40) 에 의해 기판 (P) 상에 마스크 (M) 의 패턴이 생성되고, 조명광 (IL) 에 의한 기판 (P) 상의 감응층 (레지스트층) 의 노광에 의해 기판 (P) 상에 그 패턴이 형성된다.
여기서, 본 실시형태에 있어서, 조명계 (20) 에 의해 마스크 (M) 상에 생성되는 조명 영역 (IAM) 은, Y 축 방향으로 이간하는 1 쌍의 사각형의 영역을 포함한다. 하나의 사각형의 영역의 Y 축 방향의 길이는, 마스크 (M) 의 패턴면의 Y 축 방향의 길이 (즉, 기판 (P) 상에 설정되는 각 구획 영역의 Y 축 방향의 길이) 의, 예를 들어 1/4 로 설정되어 있다. 또, 1 쌍의 사각형의 영역간의 간격도, 마찬가지로 마스크 (M) 의 패턴면의 Y 축 방향의 길이의, 예를 들어 1/4 로 설정되어 있다. 따라서, 기판 (P) 상에 생성되는 노광 영역 (IA) 도, 마찬가지로 Y 축 방향으로 이간하는 1 쌍의 사각형의 영역을 포함한다. 본 실시형태에서는, 마스크 (M) 의 패턴을 기판 (P) 에 완전히 전사하기 위해서는, 하나의 구획 영역에 대하여, 2 회의 주사 노광 동작을 실시할 필요가 있지만, 조명계 본체 (22) 및 투영계 본체 (42) 를 소형화할 수 있는 메리트가 있다. 주사 노광 동작의 구체예에 대해서는, 후술한다.
기판 스테이지 장치 (50) 는, 기판 (P) 의 이면 (노광면과는 반대의 면) 을 유지하는 스테이지 본체 (52) 를 구비하고 있다. 도 2 로 되돌아와, Y 축 방향에 관해서 노광 대상의 구획 영역을 변경하기 위한 스텝 동작시에 있어서, 주제어 장치 (90) 는, 예를 들어 리니어 모터 등을 포함하는 구동계 (54) 를 제어함으로써, 스테이지 본체 (52) 를 Y 축 방향으로 스텝 구동한다. 구동계 (54) 는, 후술하는 기판 얼라인먼트 동작시에 기판 (P) 을 XY 평면 내의 3 자유도 (X, Y,θz) 방향으로 미소 구동하는 것도 가능하다. 기판 (P) (스테이지 본체 (52)) 의 위치 정보는, 예를 들어 리니어 인코더 등을 포함하는 계측계 (56) 에 의해 구해진다.
도 1 로 되돌아와, 얼라인먼트계 (60) 는, 예를 들어 2 개의 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 을 구비하고 있다. 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 은, 기판 (P) 과 마스크 (M) 사이에 형성되는 공간 내 (Z 축 방향에 관해서 기판 (P) 과 마스크 (M) 사이의 위치) 에 배치되어 있고, 기판 (P) 에 형성된 얼라인먼트 마크 (Mk) (이하, 간단히 마크 (Mk) 라고 칭한다), 및 마스크 (M) 에 형성된 마크 (도시하지 않음) 를 검출한다. 본 실시형태에 있어서, 마크 (Mk) 는, 각 구획 영역의 네 모퉁이부 근방 각각에 1 개 (1 개의 구획 영역에 대해, 예를 들어 4 개) 형성되어 있고, 마스크 (M) 의 마크는, 투영 광학계 (40) 를 통해서 마크 (Mk) 에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 마크 (Mk), 및 마스크 (M) 의 마크의 수, 및 위치에 대해서는, 이것에 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하다. 또, 각 도면에 있어서, 마크 (Mk) 는, 이해를 용이하게 하기 위해서, 실제보다 크게 도시되어 있다.
일방의 얼라인먼트 현미경 (62) 은, 투영계 본체 (42) 의 ＋X 측에 배치되고, 타방의 얼라인먼트 현미경 (64) 은, 투영계 본체 (42) 의 ―X 측에 배치되어 있다. 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 은, 각각 Y 축 방향으로 이간한 1 쌍의 검출 시야 (검출 영역) 를 갖고 있고, 하나의 구획 영역 내의 Y 축 방향으로 이간한, 예를 들어 2 개의 마크 (Mk) 를 동시에 검출할 수 있도록 되어 있다.
또, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 은, 마스크 (M) 에 형성된 마크와, 기판 (P) 에 형성된 마크 (Mk) 를 동시에 (바꾸어 말하면, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 의 위치를 바꾸지 않고) 검출하는 것이 가능하도록 되어 있다. 주제어 장치 (90) 는, 예를 들어 마스크 (M) 가 X 스텝 동작, 또는 기판 (P) 이 Y 스텝 동작을 실시할 때마다, 마스크 (M) 에 형성된 마크와 기판 (P) 에 형성된 마크 (Mk) 의 상대적인 위치 어긋남 정보를 구하고, 그 위치 어긋남을 보정하도록 (없애도록 또는 저감하도록) 기판 (P) 과 마스크 (M) 의 XY 평면을 따른 방향의 상대적인 위치 결정을 실시한다. 또한, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 은, 마스크 (M) 의 마크를 검출 (관찰) 하는 마스크 검출부와, 기판 (P) 의 마크 (Mk) 를 검출 (관찰) 하는 기판 검출부가, 공통의 케이싱 등에 의해 일체적으로 구성되어 있고, 그 공통의 케이싱을 통해서 구동계 (66) (도 2 참조) 에 의해 구동된다. 혹은, 마스크 검출부와 기판 검출부가 개별의 케이싱 등에 의해 구성되어 있어도 되고, 그 경우에는, 예를 들어 마스크 검출부와 기판 검출부가 실질적으로 공통의 구동계 (66) 에 의해 동등한 동작 특성을 갖고 이동할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
주제어 장치 (90) (도 2 참조) 는, 예를 들어 리니어 모터 등을 포함하는 구동계 (66) 를 제어함으로써, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 을, X 축 방향으로 소정의 장스트로크로 각각 독립적으로 구동한다. 또, 주제어 장치 (90) 는, 예를 들어 리니어 인코더 등을 포함하는 계측계 (68) 를 통해서 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 각각의 X 축 방향의 위치 정보를 구하고, 그 위치 정보에 기초하여 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 의 위치 제어를 각각 독립적으로 실시한다. 또, 투영계 본체 (42) 및 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 은, Y 축 방향의 위치가 거의 동일하고, 서로의 이동 가능 범위가 일부 중복하고 있다.
여기서, 얼라인먼트계 (60) 의 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 과, 상기 서술한 투영 광학계 (40) 의 투영계 본체 (42) 는, 물리적 (기계적) 으로 독립 (분리) 된 요소이며, 주제어 장치 (90) (도 2 참조) 에 의해 서로 독립적으로 구동 (속도 및 위치) 제어가 실시되지만, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 을 구동하는 구동계 (66) 와, 투영계 본체 (42) 를 구동하는 구동계 (44) 는, X 축 방향의 구동에 관해서, 예를 들어 리니어 모터, 리니어 가이드 등의 일부를 공용하고 있고, 얼라인먼트 현미경 (62, 64), 및 투영계 본체 (42) 의 구동 특성, 혹은 주제어 장치 (90) 에 의한 제어 특성이, 실질적으로 동등해지도록 구성되어 있다.
구체적으로 일례를 들면, 예를 들어 무빙 코일식의 리니어 모터에 의해 얼라인먼트 현미경 (62, 64), 투영계 본체 (42) 각각을 X 축 방향으로 구동하는 경우에는, 고정자인 자성체 (예를 들어, 영구 자석 등) 유닛이 상기 구동계 (66) 와 구동계 (44) 에서 공용된다. 이에 대해, 가동자인 코일 유닛은, 얼라인먼트 현미경 (62, 64), 투영계 본체 (42) 각각이 독립적으로 갖고 있고, 주제어 장치 (90) (도 2 참조) 는, 그 코일 유닛에 대한 전력 공급을 개별적으로 실시함으로써, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 의 X 축 방향으로의 구동 (속도 및 위치) 과, 투영계 본체 (42) 의 X 축 방향으로의 구동 (속도 및 위치) 을, 독립적으로 제어한다. 따라서, 주제어 장치 (90) 는, X 축 방향에 관한 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 과 투영계 본체 (42) 의 각각의 간격 (거리) 을, 가변으로 할 (임의로 변화시킬) 수 있다. 또, 주제어 장치 (90) 는, X 축 방향에 관해서, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 과투영계 본체 (42) 를, 각각 상이한 스피드로 이동시킬 수도 있다.
주제어 장치 (90) (도 2 참조) 는, 얼라인먼트 현미경 (62) (또는 얼라인먼트 현미경 (64)) 을 사용하여 기판 (P) 상에 형성된 복수의 마크 (Mk) 를 검출하고, 그 검출 결과 (복수의 마크 (Mk) 의 위치 정보) 에 기초하여, 공지된 인핸스드·글로벌·얼라인먼트 (EGA) 방식에 의해, 검출 대상의 마크 (Mk) 가 형성된 구획 영역의 배열 정보 (구획 영역의 위치 (좌표치), 형상 등에 관한 정보를 포함한다) 를 산출한다.
구체적으로는, 주사 노광 동작에 있어서, 투영계 본체 (42) 가 ＋X 방향으로 구동되는 경우, 주제어 장치 (90) (도 2 참조) 는, 그 주사 노광 동작에 앞서, 투영계 본체 (42) 의 ＋X 측에 배치된 얼라인먼트 현미경 (62) 을 사용하여 복수의 마크 (Mk) 의 위치 검출을 실시하여 노광 대상의 구획 영역의 배열 정보를 산출한다. 또, 주사 노광 동작에 있어서, 투영계 본체 (42) 가 ―X 방향으로 구동되는 경우에는, 그 주사 노광 동작에 앞서, 투영계 본체 (42) 의 ―X 측에 배치된 얼라인먼트 현미경 (64) 을 사용하여 복수의 마크 (Mk) 의 위치 검출을 실시하여 노광 대상의 구획 영역의 배열 정보를 산출한다. 주제어 장치 (90) 는, 산출한 배열 정보에 기초하여, 기판 (P) 의 XY 평면 내의 3 자유도 방향의 치밀한 위치 결정 (기판 얼라인먼트 동작) 을 실시하면서, 조명계 (20) 및 투영 광학계 (40) 를 적절히 제어하여, 대상의 구획 영역에 대한 주사 노광 동작 (마스크 패턴의 전사) 을 실시한다.
다음으로, 투영 광학계 (40) 가 갖는 투영계 본체 (42) 의 위치 정보를 구하기 위한 계측계 (46) (도 2 참조), 및 얼라인먼트계 (60) 가 갖는 얼라인먼트 현미경 (62) 의 위치 정보를 구하기 위한 계측계 (68) 의 구체적인 구성에 대해 설명한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 액정 노광 장치 (10) 는, 투영계 본체 (42) 를 주사 방향으로 안내하기 위한 가이드 (80) 를 갖고 있다. 가이드 (80) 는, 주사 방향으로 평행하게 연장되는 부재로 이루어진다. 가이드 (80) 는, 얼라인먼트 현미경 (62) 의 주사 방향으로의 이동을 안내하는 기능도 갖는다. 또, 도 3 에서는, 가이드 (80) 가 마스크 (M) 와 기판 (P) 사이에 도시되어 있지만, 실제로는, 가이드 (80) 는, Y 축 방향에 관해서 조명광 (IL) 의 광로를 피한 위치에 배치되어 있다.
가이드 (80) 에는, 적어도 주사 방향으로 평행한 방향 (X 축 방향) 을 주기 방향으로 하는 반사형의 회절 격자를 포함하는 스케일 (82) 이 고정되어 있다. 또, 투영계 본체 (42) 는, 스케일 (82) 에 대향하여 배치된 헤드 (84) 를 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 상기 스케일 (82) 과 헤드 (84) 에 의해, 투영계 본체 (42) 의 위치 정보를 구하기 위한 계측계 (46) (도 2 참조) 를 구성하는 인코더 시스템이 형성되어 있다. 또, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 은, 스케일 (82) 에 대향하여 배치된 헤드 (86) 를 각각 갖고 있다 (도 3 에 있어서, 얼라인먼트계 (64) 는 도시하지 않음). 본 실시형태에서는, 상기 스케일 (82) 과 헤드 (86) 에 의해, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 의 위치 정보를 구하기 위한 계측계 (68) (도 2 참조) 를 구성하는 인코더 시스템이 형성되어 있다. 여기서, 헤드 (84, 86) 는, 각각 스케일 (82) 에 대하여 인코더 계측용의 빔을 조사하고, 스케일 (82) 을 통한 빔 (스케일 (82) 에 의한 반사 빔) 을 수광하여, 그 수광 결과에 기초하여 스케일 (82) 에 대한 상대적인 위치 정보를 출력 가능하도록 되어 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 있어서, 스케일 (82) 은, 투영계 본체 (42) 의 위치 정보를 구하기 위한 계측계 (46) (도 2 참조) 를 구성하고, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 의 위치 정보를 구하기 위한 계측계 (68) (도 2 참조) 를 구성한다. 즉, 투영계 본체 (42) 와 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 은, 스케일 (82) 에 형성된 회절 격자에 의해 설정되는 공통의 좌표계 (측장축 (測長軸)) 에 기초하여 위치 제어가 실시된다. 또한, 투영계 본체 (42) 를 구동하기 위한 구동계 (44) (도 2 참조), 및 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 을 구동하기 위한 구동계 (66) (도 2 참조) 는, 요소가 일부 공통이어도 되고, 완전히 독립된 요소에 의해 구성되어 있어도 된다.
또한, 상기 계측계 (46, 68) (각각 도 2 참조) 를 구성하는 인코더 시스템은, 측장축이, 예를 들어 X 축 방향 (주사 방향) 뿐인 리니어 (1DOF) 인코더 시스템이어도 되고, 보다 많은 측장축을 가져도 된다. 예를 들어, 헤드 (84, 86) 를 Y 축 방향으로 소정 간격으로 복수 배치함으로써, 투영계 본체 (42), 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 의 θz 방향의 회전량을 구해도 된다. 또, 스케일 (82) 에 XY 2 차원 회절 격자를 형성하고, X, Y, θz 방향의 3 자유도 방향으로 측장축을 갖는 3DOF 인코더 시스템으로 해도 된다. 또한, 헤드 (84, 86) 로서, 회절 격자의 주기 방향과 아울러 스케일면에 직교하는 방향의 측장이 가능한 공지된 2 차원 헤드를 복수 사용함으로써, 투영계 본체 (42), 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 의 6 자유도 방향의 위치 정보를 구해도 된다.
다음으로, 주사 노광 동작시에 있어서의 액정 노광 장치 (10) 의 동작의 일례를, 도 4(a) ∼ 도 7(c) 를 사용하여 설명한다. 이하의 노광 동작 (얼라인먼트 계측 동작을 포함한다) 은, 주제어 장치 (90) (도 4(a) ∼ 도 7(c) 에서는 도시하지 않음. 도 2 참조) 의 관리하에서 실시된다.
본 실시형태에 있어서, 노광 순서가 최초인 구획 영역 (이하, 제 1 쇼트 영역 (S1) 이라고 칭한다) 은, 기판 (P) 의 ―X 측 또한 ―Y 측에 설정되어 있다. 또, 기판 (P) 상의 구획 영역에 붙은 S2 ∼ S4 의 부호는, 각각 노광 순서가 2 ∼ 4 번째의 쇼트 영역인 것을 나타낸다.
도 4(a) 에 나타내는 바와 같이, 노광 개시 전에 있어서, 투영계 본체 (42) 및 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 각각은, 평면에서 보아 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 ―X 측에 설정된 초기 위치에 배치된다. 이 때, 투영계 본체 (42) 와 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 은, X 축 방향에 관해서 서로 근접하여 배치되어 있다. 또, 얼라인먼트 현미경 (62) 의 검출 시야의 Y 축 방향의 위치와, 제 1 및 제 4 쇼트 영역 (S1, S4) 내에 형성된 마크 (Mk) 의 Y 축 방향의 위치가 거의 일치하고 있다.
이어서, 주제어 장치 (90) 는, 도 4(b) 에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트 현미경 (62) 을 ＋X 방향으로 구동하여, 제 1 쇼트 영역 (S1) 내에 형성된, 예를 들어 4 개의 마크 (Mk) 중, ―X 측의 단부 (端部) 근방에 형성된, 예를 들어 2 개의 마크 (Mk) 를 검출 (도 4(b) 에 있어서의 굵은 선의 동그라미 표시 참조. 이하 동일) 한다. 또, 주제어 장치 (90) 는, 도 4(c) 에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트 현미경 (62) 을 더욱 ＋X 방향으로 구동하여, 제 1 쇼트 영역 (S1) 내에 형성된, 예를 들어 4 개의 마크 (Mk) 중, ＋X 측의 단부 근방에 형성된, 예를 들어 2 개의 마크 (Mk) 를 검출한다. 또한, 도 4(b) 에서는, 투영계 본체 (42) 는, 정지되어 있지만, 얼라인먼트 현미경 (62) 이 제 1 쇼트 영역 (S1) 내의 마크 (Mk) 의 검출을 개시한 후로서, 그 마크 (Mk) 의 검출을 한창 실시하고 있을 때, 예를 들어 ―X 측의 마크 (Mk) 를 검출하고 나서 ＋X 측의 마크 (Mk) 까지 한창 이동하고 있을 때 (더 구체적으로는, ＋X 측의 마크 (Mk) 를 검출하기 직전) 에, 투영계 본체 (42) 가 가속을 개시해도 된다.
주제어 장치 (90) 는, 상기 제 1 쇼트 영역 (S1) 내에 형성된, 예를 들어 4 개의 마크 (Mk) 의 검출 결과 (위치 정보) 에 기초하여, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 배열 정보를 구한다. 주제어 장치 (90) 는, 도 4(d) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 그 배열 정보에 기초하여 기판 (P) 의 XY 평면 내의 3 자유도 방향의 정밀한 위치 결정 (기판 얼라인먼트 동작) 을 실시하면서, 투영계 본체 (42) 와 조명계 (20) 의 조명계 본체 (22) (도 4(d) 에서는 도시하지 않음. 도 1 참조) 를 동기하여 ＋X 방향으로 구동하여, 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 대한 1 회째의 주사 노광을 실시한다.
또, 주제어 장치 (90) 는, 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 대한 1 회째의 주사 노광 동작의 개시와 병행하여, 얼라인먼트 현미경 (62) 을 사용하여 제 4 쇼트 영역 (S4) (제 1 쇼트 영역 (S1) 의 ＋X 측의 구획 영역) 내에 형성된, 예를 들어 4 개의 마크 (Mk) 중, ―X 측의 단부 근방에 형성된, 예를 들어 2 개의 마크 (Mk) 를 검출한다.
주제어 장치 (90) 는, 새롭게 취득한 제 4 쇼트 영역 (S4) 내의, 예를 들어 2 개의 마크 (Mk) 의 검출 결과와, 이 이전에 취득한 (도시하지 않는 메모리 장치내에 축적된) 제 1 쇼트 영역 (S1) 내의, 예를 들어 4 개의 마크의 검출 결과에 기초하여 EGA 계산함으로써 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 배열 정보를 갱신해도 된다. 주제어 장치 (90) 는, 이 갱신된 배열 정보에 기초하여 적절히 기판 (P) 의 XY 평면 내의 3 자유도 방향의 정밀한 위치 결정을 실시하면서, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 주사 노광 동작을 속행할 수 있다. 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 배열 정보를 구하기 위해서 제 4 쇼트 영역 (S4) 내의 마크 위치 정보를 이용함으로써, 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 형성된 4 개의 마크 (Mk) 에만 기초하여 배열 정보를 구하는 것보다도, 넓은 범위에 걸친 통계적인 경향을 고려한 배열 정보를 구할 수 있어, 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 관한 얼라인먼트 정밀도의 향상이 가능해진다.
또, 주제어 장치 (90) 는, 도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 투영계 본체 (42) 를 ＋X 방향으로 구동하여 주사 노광 동작을 실시하면서, 또한 얼라인먼트 현미경 (62) 을 ＋X 방향으로 구동하여, 제 4 쇼트 영역 (S4) 내에 형성된, 예를 들어 4 개의 마크 (Mk) 중, ＋X 측의 단부 근방에 형성된, 예를 들어 2 개의 마크 (Mk) 를 검출한다. 주제어 장치 (90) 는, 새롭게 취득한 제 4 쇼트 영역 (S4) 내의, 예를 들어 2 개의 마크 (Mk) 의 검출 결과와, 이 이전에 취득한 마크 (Mk) (본 예에서는, 제 1 쇼트 영역 (S1) 내의, 예를 들어 4 개의 마크 (Mk), 및 제 4 쇼트 영역 (S4) 내의, 예를 들어 2 개의 마크 (Mk)) 의 검출 결과에 기초하여 EGA 계산함으로써 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 배열 정보를 갱신해도 된다. 주제어 장치 (90) 는, 이 갱신된 배열 정보에 기초하여 기판 (P) 의 XY 평면 내의 3 자유도 방향의 정밀한 위치 결정을 실시하면서, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 주사 노광 동작을 속행할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 투영계 본체 (42) 에 대하여 주사 방향의 전방 (＋X 방향) 에 배치된 얼라인먼트 현미경 (62) 을 사용하여, 노광 영역 (IA) (조명광 (IL)) 보다 주사 방향의 전방 (＋X 방향) 에 형성된 마크 (Mk) 를 검출하는 동작과, 투영계 본체 (42) 를 ＋X 방향으로 주사시키는 주사 노광 동작 중 적어도 일부를 동시에 (병행하여) 실행할 수 있다. 이에 따라, 얼라인먼트 동작과 주사 노광 동작을 포함하는 일련의 동작에 걸리는 시간의 단축화가 가능해진다. 또, 주제어 장치 (90) 는, 예를 들어 상이한 위치에 형성된 마크 (Mk) 를 순차 계측할 때마다 EGA 계산을 적절히 실시하고, 노광 대상의 구획 영역의 배열 정보를 갱신할 수 있다. 이에 따라, 노광 대상의 구획 영역의 얼라인먼트 정밀도의 향상이 가능해진다.
또, 주제어 장치 (90) 는, 주사 노광 동작을 위해서 투영계 본체 (42) 를 ＋X 방향으로 구동할 때, 투영계 본체 (42) 에 대하여 주사 방향의 후방 (―X 방향) 에 배치된 얼라인먼트 현미경 (64) 을, 투영계 본체 (42) 에 추종하도록 ＋X 방향으로 구동한다 (도 5(a) 및 도 5(b) 참조). 이 때, 주제어 장치 (90) 는, 얼라인먼트 현미경 (64) 을 사용하여, 노광 영역 (IA) (조명광 (IL)) 보다 주사 방향의 후방 (―X 방향) 에 형성된 마크 (Mk) 를 검출하고, 이 검출 결과를 EGA 계산에 이용해도 된다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, 마스크 (M) 상에 생성되는 조명 영역 (IAM) (도 1 참조), 및 기판 (P) 상에 생성되는 노광 영역 (IA) 은, Y 축 방향으로 이간하는 1 쌍의 사각형의 영역이므로, 1 회의 주사 노광 동작에 의해 기판 (P) 에 전사되는 마스크 (M) 의 패턴 이미지는, Y 축 방향으로 이간한 1 쌍의 X 축 방향으로 연장되는 띠 형상의 영역 (하나의 구획 영역의 전체 면적 중 절반의 면적) 내에 형성된다.
이어서, 주제어 장치 (90) 는, 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 2 회째 (귀로) 의 주사 노광 동작을 위해서, 기판 (P) 및 마스크 (M) 를 ―Y 방향으로 스텝 이동시킨다 (도 5(b) 의 흑색 화살표 참조). 이 때의 기판 (P) 의 스텝 이동량은, 하나의 구획 영역의 Y 축 방향의 길이의, 예를 들어 1/4 길이이다. 또, 이 경우, 기판 (P) 과 마스크 (M) 의 ―Y 방향으로의 스텝 이동에 있어서, 기판 (P) 과 마스크 (M) 의 상대적인 위치 관계를 변화시키지 않도록 (혹은, 그 상대 위치 관계를 보정 가능하도록) 스텝 이동시키는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 2 회째의 주사 노광 동작은, 도 5(c) 에 나타내는 바와 같이, 투영계 본체 (42) 를 ―X 방향으로 이동시켜 실시한다. 주제어 장치 (90) 는, 얼라인먼트 현미경 (64) 을 ―X 방향으로 구동하여, 제 1 쇼트 영역 (S1) 내에 형성된, 예를 들어 ＋X 측의 단부 근방에 형성된 마크 (Mk) (도시하지 않음) 를 검출한다. 주제어 장치 (90) 는, 이 얼라인먼트 현미경 (64) 의 검출 결과 및 상기 서술한 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 배열 정보에 기초하여 기판 (P) 의 XY 평면 내의 3 자유도 방향의 정밀한 위치 결정을 실시하면서, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 2 회째의 주사 노광 동작을 실시한다. 이에 따라, 도 5(d) 에 나타내는 바와 같이, 1 회째의 주사 노광 동작에 의해 전사된 마스크 패턴과, 2 회째의 주사 노광 동작에 의해 전사된 마스크 패턴이 제 1 쇼트 영역 (S1) 내에서 서로 연결되고, 마스크 (M) 의 패턴의 전체가 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 전사된다. 또한, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 2 회째의 주사 노광에 대응하는 얼라인먼트 동작에서는, 마스크 (M) 의 마크와 기판 (P) 의 마크 (Mk) 의 각 2 점의 마크 (＋X 측의 마크) 에 기초하여 XY 평면 내의 3 자유도 (X, Y,θz) 방향의 위치 어긋남을 계측하는 것만으로 좋기 때문에, 1 회째의 얼라인먼트 동작에 비해 얼라인먼트에 걸리는 시간을 실질적으로 짧게 할 수 있다.
제 1 쇼트 영역 (S1) 에 대한 주사 노광이 종료하면, 주제어 장치 (90) 는, 제 2 쇼트 영역 (S2) (제 1 쇼트 영역 (S1) 의 ＋Y 측의 구획 영역) 에 대한 주사 노광 동작을 위해서, 기판 (P) 을 ―Y 방향으로 스텝 이동시킨 후, 상기 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 대한 주사 노광 동작과 동일한 순서로 제 2 쇼트 영역 (S2) 에 대한 주사 노광을 실시한다.
즉, 제 2 쇼트 영역 (S2) 에 대한 1 회째의 주사 노광 동작에서는, 도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트 현미경 (62) 에 의해 검출된 제 2 쇼트 영역 (S2), 및 제 3 쇼트 영역 (S3) (제 2 쇼트 영역 (S2) 의 ＋X 측의 구획 영역) 내의 마크 (Mk) 의 검출 결과에 기초하여 제 2 쇼트 영역 (S2) 의 배열 정보가 구해지고, 이 배열 정보에 기초하여 기판 (P) 의 XY 평면 내의 3 자유도 방향의 정밀한 위치 결정이 실시된다. 이 중, 제 3 쇼트 영역 (S3) 내의 마크 (Mk) 의 검출 동작 (및 배열 정보의 갱신) 은, 제 2 쇼트 영역 (S2) 에 대한 주사 노광 동작과 적어도 일부를 병행하여 실시된다. 또, 주제어 장치 (90) 는, 기판 (P) 및 마스크 (M) 를 ―Y 방향으로 스텝 이동시킨 후, 얼라인먼트 현미경 (64) 에 의해, 예를 들어 ＋X 측의 단부 근방에 형성된 제 2 쇼트 영역 (S2) 내의 마크 (Mk) (도시하지 않음) 를 검출한다. 주제어 장치 (90) 는, 이 얼라인먼트 현미경 (64) 의 검출 결과와 제 2 쇼트 영역 (S2) 의 배열 정보에 기초하여 기판 (P) 의 XY 평면 내의 3 자유도 방향의 정밀한 위치 결정을 실시하면서, 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 투영계 본체 (42) 를 ―X 방향으로 이동시키면서, 제 2 쇼트 영역 (S2) 에 대한 2 회째의 주사 노광 동작을 실시한다.
제 2 쇼트 영역 (S2) 에 대한 주사 노광이 종료하면, 주제어 장치 (90) 는, 마스크 (M) (도 1 참조) 를 ＋X 방향으로 스텝 이동시킴으로써, 마스크 (M) 와 기판 (P) 상의 제 3 쇼트 영역 (S3) 을 대향시킨다. 주제어 장치 (90) 는, 얼라인먼트 현미경 (62) 에 의해, 예를 들어 제 3 쇼트 영역 (S3) 내의 ―X 측의 단부 근방에 형성된 마크 (Mk) 를 검출한다. 주제어 장치 (90) 는, 이 상태에서, 도 6(c) 에 나타내는 바와 같이, 투영계 본체 (42) 를 ＋X 방향으로 이동시키면서, 제 3 쇼트 영역 (S3) 에 대한 1 회째의 주사 노광 동작을 실시한다. 이 때의 얼라인먼트 (기판 (P) 의 정밀한 위치 결정) 제어는, 제 3 쇼트 영역 (S3) 의 배열 정보 및 얼라인먼트 현미경 (62) 의 검출 결과에 따라 실시된다. 제 3 쇼트 영역 (S3) 의 배열 정보는, 제 2 쇼트 영역 (S2) 을 노광할 때에 구한 제 2 및 제 3 쇼트 영역 (S2, S3) 내의 마크 (Mk) 위치에 기초하여 계산되어 있고, 얼라인먼트 현미경 (62) 에서는, 제 3 쇼트 영역 (S3) 과 마스크 (M) 를 대향 배치시킨 상태의, 마스크 (M) 의 마크와 기판 (P) 의 마크 (Mk) 의 각 2 점의 마크에 기초하여 XY 평면 내의 3 자유도 (X, Y,θz) 방향의 위치 어긋남을 계측하는 것만이어도 된다. 이 때문에, 제 2 쇼트 영역 (S2) 의 얼라인먼트에 비해 제 3 쇼트 영역 (S3) 의 얼라인먼트에 걸리는 시간을 실질적으로 짧게 할 수 있다.
이 후, 주제어 장치 (90) 는, 제 3 쇼트 영역 (S3) 에 대한 2 회째의 주사 노광 동작을 위해서, 도 7(a) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 및 마스크 (M) 를 ＋Y 방향으로 스텝 이동시킨다. 이에 따라, 얼라인먼트 현미경 (64) 의 검출 시야의 Y 축 방향의 위치와, 제 2 및 제 3 쇼트 영역 (S2, S3) 내에 형성된 마크 (Mk) 의 Y 축 방향의 위치가 거의 일치한다.
주제어 장치 (90) 는, 상기 서술한 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 대한 1 회째의 주사 노광 동작과 동일한 순서 (단, 마크 (Mk) 의 검출에 사용하는 얼라인먼트 현미경이 상이하다) 로, 제 3 쇼트 영역 (S3) 에 대한 2 회째의 주사 노광 동작을 실시한다. 즉, 주제어 장치 (90) 는, 제 3 쇼트 영역 (S3) 에 대한 2 회째의 주사 노광 동작에서는, 도 7(b) 에 나타내는 바와 같이, 투영계 본체 (42) 에 선행하여 얼라인먼트 현미경 (64) 이 제 3 쇼트 영역 (S3) 내에 형성된, 예를 들어 4 개의 마크 (Mk) 를 검출하고, 이 검출 결과에 따라, 주제어 장치 (90) 는, 제 3 쇼트 영역 (S3) 의 배열 정보를 갱신한다. 주제어 장치 (90) 는, 이 갱신된 배열 정보에 기초하여 기판 (P) 의 XY 평면 내의 3 자유도 방향의 정밀한 위치 결정을 실시하면서, 제 3 쇼트 영역 (S3) 에 대한 주사 노광 동작을 실시한다. 또, 이 주사 노광 동작과 병행하여, 얼라인먼트 현미경 (64) 은, 도 7(c) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 쇼트 영역 (S2) 내에 형성된, 예를 들어 4 개의 마크 (Mk) 를 검출한다. 주제어 장치 (90) 는, 새롭게 취득한 마크 (Mk) 의 위치 정보에 기초하여, 제 3 쇼트 영역 (S3) 의 배열 정보를 갱신하면서, 병행하여 제 3 쇼트 영역 (S3) 에 대한 2 회째의 주사 노광 동작을 실시한다.
이하, 도시하지 않지만, 주제어 장치 (90) 는, 기판 (P) 의 Y 스텝 동작을 적절히 실시하면서, 제 4 쇼트 영역 (S4) 에 대한 주사 노광을 실시한다. 이 제 4 쇼트 영역 (S4) 에 대한 주사 노광 동작은, 제 3 쇼트 영역 (S3) 에 대한 주사 노광 동작과 대체로 동일하므로 설명을 생략한다.
또한, 제 3 및 제 4 쇼트 영역 (S3, S4) 에 대한 주사 노광 동작시에 있어서, 얼라인먼트 현미경 (64) 과 아울러 얼라인먼트 현미경 (62) 에 의해 마크 (Mk) 의 검출을 실시하고, 이들 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 의 출력을 이용하여 구획 영역의 배열 정보를 갱신해도 된다. 또, 제 2 쇼트 영역 (S2) 이후의 구획 영역을 노광하기 위해서, 당해 구획 영역의 배열 정보를 구할 때, 그 이전의 구획 영역을 노광할 때에 구한 마크 (Mk) 의 위치 정보를 이용해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 제 4 쇼트 영역 (S4) 의 배열 정보를 구할 때, 주제어 장치 (90) 는, 제 1 및 제 4 쇼트 영역 (S1, S4) 내의 마크 (Mk) 의 위치 정보를 이용하지만, 이것과 아울러, 이전에 구한 제 2 및 제 3 쇼트 영역 (S2, S3) 내의 마크 (Mk) 의 위치 정보를 이용해도 된다.
이상 설명한 본 실시형태에 의하면, 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 이 투영계 본체 (42) 에 독립적으로 주사 방향으로 이동하므로, 주사 노광 동작과 얼라인먼트 동작 중 적어도 일부를 동시에 (병행하여) 실시할 수 있다. 따라서, 얼라인먼트 동작과 주사 노광 동작을 포함하는 일련의 동작에 걸리는 시간, 즉, 기판 (P) 의 노광 처리에 걸리는 일련의 처리 시간 (택트 타임) 의 단축화가 가능해진다.
또, 주사 방향에 관해서 투영계 본체 (42) 의 일측 및 타측 각각에 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 이 배치되어 있으므로, 주사 노광 동작시의 주사 방향 (왕로 주사와 귀로 주사) 에 상관없이, 얼라인먼트 동작과 주사 노광 동작을 포함하는 일련의 동작에 걸리는 시간의 단축화가 가능해진다.
《제 2 실시형태》
다음으로 제 2 실시형태에 관련된 액정 노광 장치에 대해, 도 8(a) ∼ 도 8(d) 를 사용하여 설명한다. 제 2 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성은, 얼라인먼트계의 구성 및 동작이 상이한 점을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하므로, 이하, 차이점에 대해서만 설명하고, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기 제 1 실시형태에서는, 투영계 본체 (42) 에 대하여 스캔 방향의 전후 (＋X 측 및 ―X 측) 에, 각각 얼라인먼트 현미경 (62, 64) (도 1 참조) 이 배치된 데 반해, 본 제 2 실시형태에서는, 도 8(a) 에 나타내는 바와 같이, 투영계 본체 (42) 의 ＋X 측에만 얼라인먼트 현미경 (162) 이 설치되어 있다.
또, 상기 제 1 실시형태의 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 이 Y 축 방향으로 이간한 1 쌍의 검출 시야를 갖고 있었던 (도 4(b) 등 참조) 데 반해, 얼라인먼트 현미경 (162) 은, Y 축 방향으로 이간한, 예를 들어 4 개의 검출 시야를 갖고 있다. 얼라인먼트 현미경 (162) 이 갖는, 예를 들어 4 개의 검출 시야는, Y 축 방향으로 인접하는, 예를 들어 2 개의 구획 영역에 걸쳐 형성된 마크 (Mk) 를 동시 검출 가능하게 되도록, 서로의 간격이 설정되어 있다.
본 제 2 실시형태에 있어서, 주제어 장치 (90) (도 2 참조) 는, 도 8(b) 및 도 8(c) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 주사 노광 동작에 앞서, 얼라인먼트 현미경 (162) 을 ＋X 방향으로 구동하면서, 기판 (P) 에 형성된, 예를 들어 합계 16 개의 마크 (Mk) 의 검출을 실시하고, 이 마크 (Mk) 의 검출 결과에 기초하여 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 배열 정보를 구하고, 그 배열 정보에 따라 기판 (P) 의 정밀 위치 제어를 실시하면서, 도 8(d) 에 나타내는 바와 같이, 투영계 본체 (42) 를 ＋X 방향으로 구동하여 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 주사 노광 동작을 실시한다.
본 제 2 실시형태에서는, 얼라인먼트 현미경 (162) 이 Y 축 방향으로, 예를 들어 4 개의 검출 시야를 갖고 있으므로, 얼라인먼트 현미경 (62) 을 ＋X 방향으로 1 회 이동시킴으로써, 기판 (P) 의 보다 광범위한 장소에 형성된 마크 (Mk) (이 제 2 실시형태에서는 모든 마크 (Mk)) 를 검출할 수 있다. 따라서, 제 1 실시형태에 비해, 기판 (P) 의 노광 처리에 걸리는 일련의 처리 시간 (택트 타임) 의 한층더 단축화가 가능해진다.
본 제 2 실시형태에 있어서도, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 기판 (P) 의 Y 스텝 동작, 및/또는 마스크 (M) (도 1 참조) 의 X 스텝 동작을 실시함으로써 노광 대상의 구획 영역의 이동을 실시한다. 또한, 본 제 2 실시형태에서는, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 주사 노광 전에, 기판 (P) 에 형성된 모든 마크 (Mk) 를 검출하기 때문에, 제 2 쇼트 영역 (S2) 이후의 주사 노광시에, 재차 EGA 계산을 실시하지 않아도 된다. 또한, 제 2 쇼트 영역 (S2) 이후의 주사 노광시에, 재차 얼라인먼트 계측 (EGA 계산) 을 실시하여 각 구획 영역의 배열 정보를 갱신해도 된다.
《제 3 실시형태》
다음으로 제 3 실시형태에 관련된 액정 노광 장치에 대해, 도 9(a) 및 도 9(b) 를 사용하여 설명한다. 제 3 실시형태에 관련된 액정 노광 장치의 구성은, 얼라인먼트계 및 투영 광학계의 구성 및 동작이 상이한 점을 제외하고, 상기 제 1 실시형태와 동일하므로, 이하, 차이점에 대해서만 설명하고, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.
상기 제 1 실시형태에 있어서, 얼라인먼트계 (60) 는, 투영계 본체 (42) 의 주사 방향의 전후 (＋X 측 및 ―X 측) 에 얼라인먼트 현미경 (62, 64) 을 갖고 있었던 데 반해, 본 제 3 실시형태에서는, 투영계 본체 (42) 의 ＋X 측에만 얼라인먼트 현미경 (62) 이 설치되어 있는 점이 상이하다.
본 제 3 실시형태에 있어서, 주제어 장치 (90) (도 2 참조) 에서는, 기판 (P) 을 투영계 본체 (42) 에 대하여 Y 스텝시킬 때에, 얼라인먼트 현미경 (62) 과 투영계 본체 (42) 를 소정의 초기 위치에 복귀시킨다. 구체적으로 설명하면, 예를 들어 도 9(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 주사 노광 동작이 종료하면, 주제어 장치 (90) 는, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 도 9(b) 에 나타내는 바와 같이, 기판 (P) 을 ―Y 방향으로 Y 스텝 동작시킨다 (도 9(b) 의 흑색 화살표 참조).
또, 주제어 장치 (90) 는, 상기 기판 (P) 의 ―Y 방향으로의 Y 스텝 동작과 병행하여, 얼라인먼트 현미경 (62) 과 투영계 본체 (42) 를, 각각 ―X 방향으로 구동하여, 초기 위치 (도 4(a) 참조) 에 복귀시킨다 (도 9(b) 의 백색 화살표 참조). 본 실시형태에 있어서, 얼라인먼트 현미경 (62) 및 투영계 본체 (42) 의 초기 위치란, 각각의 이동 가능 범위의 ―X 측의 단부 근방이다. 이 후, 주제어 장치 (90) 는, 얼라인먼트 현미경 (62) 및 투영계 본체 (42) 를 각각 ＋X 방향으로 구동함으로써, 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 대한 2 회째의 주사 노광 동작을 실시한다. 또한, 이 2 회째의 주사 노광 동작에 앞서, 얼라인먼트 현미경 (62) 에 의해, 기판 (P) 에 형성된 마크 (Mk) 의 검출 동작을 실시하고, 그 출력에 따라, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 배열 정보를 갱신해도 된다.
본 제 3 실시형태에 의하면, 얼라인먼트 현미경 (62) 이 1 개이더라도 상기 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 이상 설명한 제 1 ∼ 제 3 각 실시형태의 구성은, 적절히 변경이 가능하다. 예를 들어, 상기 제 2 실시형태에 있어서, 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로, 주사 방향에 관해서 투영계 본체 (42) 의 양측 (＋X 측 및 ―X 측) 에 얼라인먼트 현미경 (162) 을 배치해도 된다. 이 경우, 주사 방향이 ―X 방향이더라도 투영계 본체 (42) 의 이동에 앞서 얼라인먼트 계측을 실시하는 것이 가능해진다.
또, 상기 제 1 실시형태에서는, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 모든 마크 (Mk) 의 검출이 종료한 후에, 그 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 주사 노광 동작을 개시했지만, 이것에 한정되지 않고, 제 1 쇼트 영역 (S1) 내에 형성된 복수의 마크 (Mk) 의 계측 중에 그 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 주사 노광 동작을 개시해도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 얼라인먼트 계측 동작과 주사 노광 동작이 단일의 기판 (P) 에 대하여 병행하여 실시되었지만, 이것에 한정되지 않고, 기판 (P) 을, 예를 들어 2 매 준비하고, 일방의 기판 (P) 의 주사 노광을 실시하면서, 타방의 기판 (P) 의 얼라인먼트 계측을 실시해도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 주사 노광 후, 그 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 ＋Y (상) 측에 설정된 제 2 쇼트 영역 (S2) 의 주사 노광을 실시했지만, 이것에 한정되지 않고, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 주사 노광의 다음에 제 4 쇼트 영역 (S4) 의 주사 노광을 실시해도 된다. 이 경우, 예를 들어 제 1 쇼트 영역 (S1) 에 대향하는 마스크와, 제 4 쇼트 영역 (S4) 에 대응하는 마스크 (합계 2 매의 마스크) 를 사용함으로써, 제 1 및 제 4 쇼트 영역 (S1, S4) 을 연속해서 주사 노광할 수 있다. 또, 제 1 쇼트 영역 (S1) 의 주사 노광 후에 마스크 (M) 를 ＋X 방향으로 스텝 이동시켜 제 4 쇼트 영역 (S4) 의 주사 노광을 실시해도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 마크 (Mk) 는, 각 구획 영역 (제 1 ∼ 제 4 쇼트 영역 (S1 ∼ S4)) 내에 형성되었지만, 이것에 한정되지 않고, 인접하는 구획 영역간의 영역 (소위 스크라이브라인) 내에 형성되어 있어도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, Y 축 방향으로 이간한 1 쌍의 조명 영역 (IAM), 노광 영역 (IA) 을 각각 마스크 (M), 기판 (P) 상에 생성했지만 (도 1 참조), 조명 영역 (IAM), 및 노광 영역 (IA) 의 형상, 길이는, 이것에 한정되지 않고 적절히 변경 가능하다. 예를 들어, 조명 영역 (IAM), 노광 영역 (IA) 의 Y 축 방향의 길이는, 각각 마스크 (M) 의 패턴면, 기판 (P) 상의 하나의 구획 영역의 Y 축 방향의 길이와 같아도 된다. 이 경우, 각 구획 영역에 대하여 1 회의 주사 노광 동작으로 마스크 패턴의 전사가 종료한다. 혹은, 조명 영역 (IAM), 노광 영역 (IA) 은, Y 축 방향의 길이가 각각 마스크 (M) 의 패턴면, 기판 (P) 상의 하나의 구획 영역의 Y 축 방향의 길이의 절반인 하나의 영역이어도 된다. 이 경우에는, 상기 실시형태와 마찬가지로, 하나의 구획 영역에 대하여 2 회의 주사 노광 동작을 실시할 필요가 있다.
또, 상기 실시형태와 같이, 하나의 마스크 패턴을 구획 영역에 형성하기 위해서, 투영계 본체 (42) 를 왕복시켜 이어맞춤 노광을 실시하는 경우, 서로 상이한 검출 시야를 갖는 왕로용 및 귀로용의 얼라인먼트 현미경을 주사 방향 (X 방향) 에 관해서 투영계 본체 (42) 의 전후에 배치해도 된다.이 경우, 예를 들어 왕로용 (1 회째의 노광 동작용) 의 얼라인먼트 현미경에 의해, 구획 영역의 네 모퉁이의 마크 (Mk) 를 검출하고, 귀로용 (2 회째의 노광 동작용) 의 얼라인먼트 현미경에 의해, 이음부 근방의 마크 (Mk) 를 검출해도 된다. 여기서, 이음부란, 왕로의 주사 노광으로 노광된 영역 (패턴이 전사된 영역) 과 귀로의 주사 노광으로 노광된 영역 (패턴이 전사된 영역) 의 맞이은 부분을 의미한다. 이음부 근방의 마크 (Mk) 로는, 미리 기판에 마크 (Mk) 를 형성해도 되고, 노광이 끝난 패턴을 마크 (Mk) 로 해도 된다. 상기 각 실시형태에서는, 투영계 본체 (42) 를 ＋X 방향으로 구동하여 주사 노광 동작을 실시하는 경우, 왕로용의 얼라인먼트 현미경은 얼라인먼트 현미경 (62), 귀로용의 얼라인먼트 현미경은 얼라인먼트 현미경 (64) 이다. 또, 투영계 본체 (42) 를 ―X 방향으로 구동하여 주사 노광 동작을 실시하는 경우, 왕로용의 얼라인먼트 현미경은 얼라인먼트 현미경 (64), 귀로용의 얼라인먼트 현미경은 얼라인먼트 현미경 (62) 이다.
또, 상기 실시형태 (및 제 1, 제 2 변형예) 에서는, 조명계 (20) 의 조명계 본체 (22) 를 구동하기 위한 구동계 (24), 마스크 스테이지 장치 (30) 의 스테이지 본체 (32) 를 구동하기 위한 구동계 (34), 투영 광학계 (40) 의 투영 광학계 본체 (42) 를 구동하기 위한 구동계 (44), 기판 스테이지 장치 (50) 의 스테이지 본체 (52) 를 구동하기 위한 구동계 (54), 및 얼라인먼트계 (60) 의 얼라인먼트 현미경 (62) 을 구동하기 위한 구동계 (66) (각각 도 2 참조) 가, 각각 리니어 모터를 포함하는 경우에 대해 설명했지만, 상기 조명계 본체 (22), 스테이지 본체 (32), 투영 광학계 본체 (42), 스테이지 본체 (52), 및 얼라인먼트 현미경 (62) 을 구동하기 위한 액추에이터의 종류는, 이것에 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하고, 예를 들어 이송 나사 (볼 나사) 장치, 벨트 구동 장치 등의 각종 액추에이터를 적절히 사용하는 것이 가능하다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 투영계 본체 (42) 와 얼라인먼트 현미경 (62) 이, 스캔 방향으로의 구동계의 일부 (예를 들어, 리니어 모터, 가이드 등) 를 공용했지만, 투영계 본체 (42) 와 얼라인먼트 현미경 (62) 을 개별적으로 구동할 수 있으면 이것에 한정되지 않고, 얼라인먼트 현미경 (62) 을 구동하기 위한 구동계 (66) 와, 투영 광학계 (40) 의 투영계 본체 (42) 를 구동하기 위한 구동계 (44) 가, 완전히 독립되어 구성되어 있어도 된다. 즉, 도 10 에 나타내는 노광 장치 (10A) 와 같이, 투영 광학계 (40A) 가 갖는 투영 광학계 본체 (42) 와, 얼라인먼트계 (60A) 가 갖는 얼라인먼트 현미경 (62) 을, Y 위치가 서로 중복하지 않도록 배치함으로써, 얼라인먼트 현미경 (62) 을 구동하기 위한 구동계 (66) (예를 들어, 리니어 모터, 가이드 등을 포함한다) 와, 투영계 본체 (42) 를 구동하기 위한 구동계 (44) (예를 들어, 리니어 모터, 가이드 등을 포함한다) 를, 완전히 독립된 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 노광 대상의 구획 영역의 주사 노광 동작의 개시 전에, 기판 (P) 을 Y 축 방향으로 스텝 이동 (왕복 이동) 시킴으로써, 그 구획 영역의 얼라인먼트 계측을 실시한다. 또, 도 11 에 나타내는 노광 장치 (10B) 와 같이, 투영 광학계 (40B) 가 갖는 투영 광학계 본체 (42) 를 구동하기 위한 구동계 (44) (예를 들어, 리니어 모터, 가이드 등을 포함한다) 와, 얼라인먼트계 (60B) 가 갖는 얼라인먼트 현미경 (62) 을 구동하기 위한 구동계 (66) (예를 들어, 리니어 모터, 가이드 등을 포함한다) 의 Y 위치를 중복하지 않도록 배치함으로써, 구동계 (44) 와 구동계 (66) 를, 완전히 독립된 구성으로 할 수도 있다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 조명계 (20) 의 조명계 본체 (22) 의 위치 계측을 실시하기 위한 계측계 (26), 마스크 스테이지 장치 (30) 의 스테이지 본체 (32) 의 위치 계측을 실시하기 위한 계측계 (36), 투영 광학계 (40) 의 투영 광학계 본체 (42) 의 위치 계측을 실시하기 위한 계측계 (46), 기판 스테이지 장치 (50) 의 스테이지 본체 (52) 의 위치 계측을 실시하기 위한 계측계 (56), 및 얼라인먼트계 (60) 의 얼라인먼트 현미경 (62) 의 위치 계측을 실시하기 위한 계측계 (68) (각각 도 2 참조) 가, 각각 리니어 인코더를 포함하는 경우에 대해 설명했지만, 상기 조명계 본체 (22), 스테이지 본체 (32), 투영계 투영 광학계 본체 (42), 스테이지 본체 (52), 및 얼라인먼트 현미경 (62) 의 위치 계측을 실시하기 위한 계측 시스템의 종류는, 이것에 한정되지 않고, 적절히 변경이 가능하고, 예를 들어 광 간섭계, 혹은 리니어 인코더와 광 간섭계를 병용한 계측계 등의 각종 계측 시스템을 적절히 사용하는 것이 가능하다.
여기서, 조명계 (20), 마스크 스테이지 장치 (30), 투영 광학계 (40), 기판 스테이지 장치 (50), 얼라인먼트계 (60) 는, 모듈화되어 있어도 된다. 조명계 (20) 는 조명계 모듈 (12M), 마스크 스테이지 장치 (30) 는 마스크 스테이지 모듈 (14M), 투영 광학계 (40) 는 투영 광학계 모듈 (16M), 기판 스테이지 장치 (50) 는 기판 스테이지 모듈 (18M), 얼라인먼트계 (60) 는 얼라인먼트계 모듈 (20M) 이라고 칭한다. 이하, 적절히 「각 모듈 (12M ∼ 20M)」 이라고 칭하지만, 대응하는 가대 (架臺) (28A ∼ 28E) 상에 재치 (載置) 됨으로써, 서로 물리적으로 독립적으로 배치되어 있다.
따라서, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 액정 노광 장치 (10) 에서는, 상기 각 모듈 (12M ∼ 20M) (도 12 에서는, 일례로서 기판 스테이지 모듈 (18M)) 중 임의 (1 개 혹은 복수) 모듈을, 다른 모듈로부터 독립하여 교환할 수 있다. 이 때, 교환 대상의 모듈은, 그 모듈을 지지하는 가대 (28A ∼ 28E) (도 12 에서는, 가대 (28E)) 와 일체적으로 교환된다.
상기 각 모듈 (12M ∼ 20M) 의 교환 동작시에 있어서, 교환 대상이 되는 각 모듈 (12M ∼ 20M) (및 그 모듈을 지지하는 가대 (28A ∼ 28E)) 은, 플로어 (26) 면을 따라 X 축 방향으로 이동한다. 이 때문에, 가대 (28A ∼ 28E) 에는, 예를 들어 플로어 (26) 상을 용이하게 이동 가능하게 되도록, 예를 들어 차륜 혹은 에어캐스터 장치 등을 설치하면 좋다. 이와 같이, 본 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 에서는, 각 모듈 (12M ∼ 20M) 중, 임의의 모듈을 개별적으로 다른 모듈로부터 용이하게 분리할 수 있기 때문에, 메인터넌스성이 우수하다. 또한, 도 12 에서는, 기판 스테이지 모듈 (18M) 이 가대 (28E) 와 함께, 다른 요소 (투영 광학계 모듈 (16M) 등) 에 대하여 ＋X 방향 (지면 안측) 으로 이동함으로써, 다른 요소로부터 분리되는 양태가 도시되어 있지만, 이동 대상의 모듈 (및 가대) 의 이동 방향은, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 ―X 방향 (지면 앞쪽) 이어도 되고, ＋Y 방향 (지면 상방) 이어도 된다. 또, 각 가대 (28A ∼ 28E) 의 플로어 (26) 상에 있어서의 설치 후의 위치 재현성을 확보하기 위한 위치 결정 장치를 설치해도 된다. 그 위치 결정 장치는, 각 가대 (28A ∼ 28E) 에 설치되어도 되고, 각 가대 (28A ∼ 28E) 에 형성된 부재와 플로어 (26) 에 형성된 부재의 협동에 의해, 각 가대 (28A ∼ 28E) 의 설치 위치가 재현되도록 구성해도 된다.
또, 본 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 는, 상기 각 모듈 (12M ∼ 20M) 을 독립적으로 분리할 수 있는 구성이기 때문에, 각 모듈 (12M ∼ 20M) 을 개별적으로 업그레이드 할 수도 있다. 또한, 업그레이드란, 예를 들어 노광 대상의 기판 (P) 의 대형화 등에 대응하기 위한 업그레이드 외에, 기판 (P) 의 크기는 동일하지만, 각 모듈 (12M ∼ 20M) 을 보다 성능이 향상된 것으로 교환하는 경우도 포함한다.
여기서, 예를 들어 기판 (P) 이 대형화하는 경우, 기판 (P) 의 면적 (본 실시형태에서는, X 축 및 Y 축 방향의 치수) 이 커질 뿐, 통상적으로 기판 (P) 의 두께 (Z 축 방향의 치수) 는, 실질적으로 변화하지 않는다. 따라서, 예를 들어 기판 (P) 의 대형화에 대응하여 액정 노광 장치 (10) 의 기판 스테이지 모듈 (18M) 을 업그레이드 하는 경우, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 모듈 (18M) 대신에, 새롭게 삽입되는 기판 스테이지 모듈 (18AM), 및 기판 스테이지 모듈 (18AM) 을 지지하는 가대 (28G) 는, X 축 및/또는 Y 축 방향의 치수가 바뀌지만, Z 축 방향의 치수는, 실질적으로 변화하지 않는다. 마찬가지로, 마스크 스테이지 모듈 (14M) 도, 마스크 (M) 의 대형화에 따른 업그레이드에 의해, Z 축 방향의 치수가 실질적으로 변화하지 않는다.
또, 예를 들어 조명 영역 (IAM), 노광 영역 (IA) (각각 도 1 등 참조) 을 확대하기 위해서는, 조명계 모듈 (12M) 이 갖는 조명 광학계의 수, 투영 광학계 모듈 (16M) 이 갖는 투영 렌즈 모듈의 수를 늘림으로써, 조명계 모듈 (12M), 투영 광학계 모듈 (16M) 각각을 업그레이드 할 수 있다. 업그레이드 후의 조명계 모듈, 투영 광학계 모듈 (각각 도시하지 않음) 은, 업그레이드 전에 비해 X 축 및/또는 Y 축 방향의 치수가 바뀔 뿐, Z 축 방향의 치수는, 실질적으로 변화하지 않는다.
이 때문에, 본 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 에서는, 각 모듈 (12M ∼ 20M) 을 지지하는 가대 (28A ∼ 28E), 및 업그레이드 후의 각 모듈 각각을 지지하는 가대 (도 12 에 나타내는 기판 스테이지 모듈 (18AM) 을 지지하는 가대 (28G) 참조) 는, Z 축 방향의 치수가 정척화 (定尺化) 되어 있다. 여기서, 정척화란, 교환 전의 가대와 교환 후의 가대에서, Z 축 방향의 치수가 공통인 것, 즉 기능이 동일한 모듈을 지지하는 가대의 Z 축 방향의 치수가 대체로 일정한 것을 의미한다. 이와 같이, 본 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 에서는, 각 가대 (28A ∼ 28E) 의 Z 축 방향 치수가 정척화되어 있기 때문에, 각 모듈을 설계할 때의 시간 단축을 도모하는 것이 가능해진다.
또, 액정 노광 장치 (10) 는, 기판 (P) 의 노광면, 및 마스크 (M) 의 패턴면 각각이 중력 방향으로 평행 (소위 세로 두기 배치) 이므로, 조명계 모듈 (12M), 마스크 스테이지 모듈 (14M), 투영 광학계 모듈 (16M), 및 기판 스테이지 모듈 (18M) 의 각 모듈을, 플로어 (26) 면 상에 직렬적으로 설치할 수 있다. 이와 같이, 상기 각 모듈에는, 상호 자중이 작용하지 않기 때문에, 예를 들어 상기 각 모듈에 상당하는, 기판 스테이지 장치, 투영 광학계, 마스크 스테이지 장치, 및 조명계가 중력 방향으로 겹쳐져 배치된 종래의 노광 장치와 같이, 각 요소를 지지하는 고강성의 메인 프레임 (보디) 을 형성할 필요가 없다. 또, 구조가 간단하므로, 장치의 설치 (고정) 공사, 각 모듈 (12M ∼ 20M) 의 메인터넌스 작업, 교환 작업 등을 용이하게 또한 단시간에 실시할 수 있다. 또, 상기 각 모듈이 플로어 (26) 면을 따라 배치되는 구성이므로, 장치 전체의 높이를 낮게 할 수 있다. 이에 따라, 상기 각 모듈을 수용하는 챔버를 소형화 할 수 있고, 비용 저감을 도모함과 함께, 설치 공기 (工期) 를 단축할 수 있다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 조명계 (20) 에서 사용되는 광원, 및 그 광원으로부터 조사되는 조명광 (IL) 의 파장은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저 광 (파장 193 ㎚), KrF 엑시머 레이저 광 (파장 248 ㎚) 등의 자외광이나, F2 레이저 광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 광원을 포함하는 조명계 본체 (22) 가 주사 방향으로 구동되었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 일본 공개특허공보 2000-12422호에 개시되는 노광 장치와 마찬가지로, 광원을 고정으로 하고, 조명광 (IL) 만이 주사 방향으로 주사되도록 해도 된다.
또, 조명 영역 (IAM), 노광 영역 (IA) 은, 상기 실시형태에서는 Y 축 방향으로 연장되는 띠 형상으로 형성되었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 미국 특허 제5,729,331호 명세서에 개시되는 바와 같이, 지그재그 형상으로 배치된 복수의 영역을 조합해도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 마스크 (M) 및 기판 (P) 이, 수평면에 직교하도록 배치 (소위 세로 두기 배치) 되었지만, 이것에 한정되지 않고, 마스크 (M) 및 기판 (P) 은, 수평면에 평행하게 배치되어도 된다. 이 경우, 조명광 (IL) 의 광축은, 중력 방향과 거의 평행하게 된다.
또 주사 노광 동작시에 얼라인먼트 계측의 결과에 따라 기판 (P) 의 XY 평면 내의 정밀한 위치 결정을 실시했지만, 이것과 아울러, 주사 노광 동작 전에 (혹은 주사 노광 동작과 병행하여) 기판 (P) 의 면 위치 정보를 구하고, 주사 노광 동작 중에 기판 (P) 의 면 위치 제어 (소위 오토포커스 제어) 를 실시해도 된다.
또, 노광 장치의 용도로는, 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용의 노광 장치에 한정되는 일 없이, 예를 들어 유기 EL (Electro-Luminescence) 패널 제조용의 노광 장치, 반도체 제조용의 노광 장치, 박막 자기 헤드, 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스 뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해서, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또, 노광 대상이 되는 물체는 유리 플레이트에 한정되지 않고, 예를 들어 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크스 등, 다른 물체여도 된다. 또, 노광 대상물이 플랫 패널 디스플레이용의 기판인 경우, 그 기판의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 필름상 (가요성을 갖는 시트상의 부재) 의 것도 포함된다. 또한, 본 실시형태의 노광 장치는, 한 변의 길이, 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 기판이 노광 대상물인 경우에 특히 유효하다. 또, 노광 대상의 기판이 가요성을 갖는 시트상인 경우에는, 그 시트가 롤상으로 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 스테이지 장치의 스텝 동작에 상관없이, 롤을 회전시킴 (권취함) 으로써, 용이하게 조명 영역 (조명광) 에 대하여 노광 대상의 구획 영역을 변경할 (스텝 이동시킬) 수 있다.
액정 표시 소자 (혹은 반도체 소자) 등의 전자 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 스텝, 이 설계 스텝에 기초한 마스크 (혹은 레티클) 를 제조하는 스텝, 유리 기판 (혹은 웨이퍼) 을 제조하는 스텝, 상기 서술한 각 실시형태의 노광 장치, 및 그 노광 방법에 의해 마스크 (레티클) 의 패턴을 유리 기판에 전사하는 리소그래피 스텝, 노광된 유리 기판을 현상하는 현상 스텝, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 스텝, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 스텝, 디바이스 조립 스텝, 검사 스텝 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 스텝에서, 상기 실시형태의 노광 장치를 사용하여 전술한 노광 방법이 실행되고, 유리 기판 상에 디바이스 패턴이 형성되므로, 고집적도의 디바이스를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.
산업상 이용가능성
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 노광 장치 및 방법은, 물체를 주사 노광하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 생산에 적합하다. 또, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로 디바이스의 생산에 적합하다.
10 : 액정 노광 장치
20 : 조명계
30 : 마스크 스테이지 장치
40 : 투영 광학계
50 : 기판 스테이지 장치
60 : 얼라인먼트계
M : 마스크
P : 기판

Claims (37)

  1. 물체에 대해 투영 광학계를 주사 방향으로 이동시키면서 상기 투영 광학계를 통해서 상기 물체에 광을 조사하여 상기 물체를 주사 노광하는 노광 장치로서,
    상기 주사 방향에 관해서 상기 투영 광학계의 일방측에 형성되고, 상기 주사 방향에 관해서 상기 물체의 상이한 위치에 형성된 제 1 마크 및 제 2 마크를 검출하는 마크 검출 장치와,
    상기 투영 광학계 및 상기 마크 검출 장치를 상기 주사 방향을 따라 이동시키는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 물체의 제 1 구획 영역의 근방에 배치된 상기 제 1 마크를 검출 가능한 제 1 위치와, 상기 주사 방향에 관해서 상기 물체의 상기 제 1 구획 영역과 늘어서는 제 2 구획 영역의 근방에 배치된 상기 제 2 마크를 검출 가능한 제 2 위치의 각각에 상기 마크 검출 장치를 이동시키고,
    상기 마크 검출 장치에 의한 상기 제 1 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 제 1 구획 영역에 대해 상기 투영 광학계를 이동시키고,
    상기 마크 검출 장치에 의한 상기 제 2 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 제 2 구획 영역에 대해 상기 투영 광학계를 이동시키는, 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 마크 검출 장치에 의한 상기 물체에 형성된 마크의 적어도 일부의 검출이 완료한 후에, 상기 투영 광학계를 이동시키는 노광 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주사 방향에 관해서 상기 투영 광학계의 타방측에 형성된 제 2 검출 장치를 추가로 갖고,
    상기 제어 장치는,
    상기 타방측으로부터 상기 일방측으로의 상기 주사 노광에 있어서, 상기 마크 검출 장치에 의한 상기 물체에 형성된 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 투영 광학계를 이동시키고,
    상기 일방측으로부터 상기 타방측으로의 상기 주사 노광에 있어서, 상기 제 2 검출 장치에 의한 상기 물체에 형성된 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 투영 광학계를 이동시키는 노광 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 2 구획 영역에 대한 상기 일방측으로부터 상기 타방측으로의 상기 주사 노광을 실시하기 전에, 상기 제 2 마크를 검출 가능한 위치로 상기 제 2 검출 장치를 이동시키는 노광 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 타방측으로부터 일방측으로의 상기 주사 노광에 있어서, 상기 마크 검출 장치 및 상기 투영 광학계를 상기 타방측으로부터 상기 일방측으로 이동시키면서, 상기 제 2 검출 장치를 상기 타방측으로부터 상기 일방측으로 이동시키는 노광 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마크 검출 장치에 의한 상기 물체에 형성된 마크의 검출을 포함하는 마크 검출 동작과 적어도 일부 병행하여, 상기 주사 노광을 포함하는 주사 노광 동작을 하는 노광 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 마크 검출 동작은, 상기 마크 검출 장치가 상기 마크 검출을 실시하는 위치로 이동하는 동작을 포함하고,
    상기 주사 노광 동작은, 상기 주사 노광의 개시 전에 상기 투영 광학계가 이동하는 동작을 포함하는 노광 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 마크 검출 동작 및 상기 주사 노광 동작 중 적어도 일방의 동작 중에, 상기 투영 광학계의 이동 속도와 상기 마크 검출 장치의 이동 속도를 상이하게 하는 노광 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 마크 검출 장치의 이동 속도는, 상기 마크 검출 동작만을 실시할 때보다 상기 주사 노광 동작과 병렬하여 상기 마크 검출 동작을 실시할 때의 쪽이 느린 노광 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마크 검출 장치는, 상기 주사 방향에 교차하는 방향에 관해서, 상기 광이 조사되는 영역의 길이보다 상기 물체 상에 형성된 복수의 마크간의 거리가 긴 마크를 검출 가능한 노광 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 물체는, 상기 주사 방향에 교차하는 방향으로 늘어서서 형성된 제 3 및 제 4 구획 영역을 갖고,
    상기 마크 검출 장치는, 상기 주사 방향에 교차하는 방향에 관해서, 상기 제 3 구획 영역의 근방에 배치된 제 3 마크와 상기 제 4 구획 영역의 근방에 배치된 제 4 마크를 동시에 검출 가능한 노광 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 3 구획 영역으로부터 제 4 구획 영역으로 상기 노광 동작을 실시하는 영역을 변경하는 경우에, 상기 물체와 상기 투영 광학계를 상기 주사 방향에 교차하는 방향으로 상대 이동시키고, 상기 상대 이동과 병행하여, 상기 마크 검출 장치와 상기 투영 광학계를 검출 개시 위치로 이동시키는 노광 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 투영 광학계의 광축이 수평면에 평행이고,
    상기 물체는, 상기 광이 조사되는 노광면이 상기 수평면에 대하여 직교한 상태로 배치되는 노광 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 마크 검출 장치와 상기 투영 광학계는, 서로 분리 가능하게 배치되는 노광 장치.
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이 장치에 사용되는 기판인 노광 장치.
  16. 15 항에 있어서,
    상기 기판은, 적어도 한 변의 길이 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인, 노광 장치.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
    노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
    노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.
  19. 물체에 대해 투영 광학계를 주사 방향으로 이동시키면서 상기 투영 광학계를 통해서 상기 물체에 광을 조사하여 상기 물체를 주사 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 주사 방향에 관해서 상기 투영 광학계의 일방측에 형성된 마크 검출 장치를 사용하여, 상기 주사 방향에 관해서 상기 물체의 상이한 위치에 형성된 제 1 마크 및 제 2 마크를 검출하는 것,
    상기 투영 광학계 및 상기 마크 검출 장치를 상기 주사 방향을 따라 이동시키는 것,
    상기 물체의 제 1 구획 영역의 근방에 배치된 상기 제 1 마크를 검출 가능한 제 1 위치와, 상기 주사 방향에 관해서 상기 물체의 상기 제 1 구획 영역과 늘어서는 제 2 구획 영역의 근방에 배치된 상기 제 2 마크를 검출 가능한 제 2 위치의 각각에 상기 마크 검출 장치를 이동시키는 것,
    상기 마크 검출 장치에 의한 상기 제 1 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 제 1 구획 영역에 대해 상기 투영 광학계를 이동시키는 것,
    상기 마크 검출 장치에 의한 상기 제 2 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 제 2 구획 영역에 대해 상기 투영 광학계를 이동시키는 것을 포함하는 노광 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 마크 검출 장치에 의한 상기 물체에 형성된 마크의 적어도 일부의 검출이 완료한 후에, 상기 투영 광학계를 이동시키는 노광 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 주사 방향에 관해서 상기 투영 광학계의 타방측으로부터 상기 일방측으로의 상기 주사 노광에 있어서, 상기 마크 검출 장치에 의한 상기 물체에 형성된 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 투영 광학계를 이동시키고,
    상기 일방측으로부터 상기 타방측으로의 상기 주사 노광에 있어서, 상기 주사 방향에 관해서 상기 투영 광학계의 상기 타방측에 형성된 제 2 검출 장치에 의한 상기 물체에 형성된 마크 검출 결과에 기초하여 상기 투영 광학계를 이동시키는 노광 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 2 구획 영역에 대한 상기 일방측으로부터 상기 타방측으로의 상기 주사 노광을 실시하기 전에, 상기 제 2 마크를 검출 가능한 위치로 상기 제 2 검출 장치를 이동시키는 노광 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 타방측으로부터 일방측으로의 상기 주사 노광에 있어서, 상기 마크 검출 장치 및 상기 투영 광학계를 상기 타방측으로부터 상기 일방측으로 이동시키면서, 상기 제 2 검출 장치를 상기 타방측으로부터 상기 일방측으로 이동시키는 노광 방법.
  24. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 물체에 형성된 마크의 검출을 포함하는 마크 검출 동작과 적어도 일부 병행하여, 상기 주사 노광을 포함하는 주사 노광 동작을 하는 노광 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 마크 검출 동작은, 상기 마크 검출 장치가 상기 마크 검출 동작을 실시하는 위치로 이동하는 동작을 포함하고,
    상기 주사 노광 동작은, 상기 주사 노광의 개시 전에 상기 투영 광학계가 이동하는 동작을 포함하는 노광 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 마크 검출 동작 및 상기 주사 노광 동작 중 적어도 일방의 동작 중에, 상기 투영 광학계의 이동 속도와 상기 마크 검출 장치의 이동 속도를 상이하게 하는 노광 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 마크 검출 장치의 이동 속도는, 상기 마크 검출 동작만을 실시할 때보다 상기 주사 노광 동작과 병렬하여 상기 마크 검출 동작을 실시할 때의 쪽이 느린 노광 방법.
  28. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 마크 검출 장치는, 상기 주사 방향에 교차하는 방향에 관해서, 상기 광이 조사되는 영역의 길이보다 상기 물체 상에 형성된 복수의 마크간의 거리가 긴 마크를 검출 가능한 노광 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 물체는, 상기 주사 방향에 교차하는 방향으로 늘어서서 형성된 제 3 및 제 4 구획 영역을 갖고,
    상기 마크 검출 장치는, 상기 주사 방향에 교차하는 방향에 관해서, 상기 제 3 구획 영역의 근방에 배치된 제 3 마크와 상기 제 4 구획 영역의 근방에 배치된 제 4 마크를 동시에 검출 가능한 노광 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 3 구획 영역으로부터 제 4 구획 영역으로 상기 노광 동작을 실시하는 영역을 변경하는 경우에, 상기 물체와 상기 투영 광학계를 상기 주사 방향에 교차하는 방향으로 상대 이동시키고, 상기 상대 이동과 병행하여, 상기 마크 검출 장치와 상기 투영 광학계를 검출 개시 위치로 이동시키는 노광 방법.
  31. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 투영 광학계의 광축이 수평면에 평행이고,
    상기 물체는, 상기 광이 조사되는 노광면이 상기 수평면에 대하여 직교한 상태로 배치되는 노광 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 마크 검출 장치와 상기 투영 광학계는, 서로 분리 가능하게 배치되는 노광 방법.
  33. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이 장치에 사용되는 기판인 노광 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 기판은, 적어도 한 변의 길이 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상인 노광 방법.
  35. 제 19 항 또는 제 20 항에 기재된 노광 방법을 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
    노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법.
  36. 제 19 항 또는 제 20 항에 기재된 노광 방법을 사용하여 상기 물체를 노광하는 것과,
    노광된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법.
  37. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 제 1 구획 영역에 대해 상기 일방측으로부터 타방측으로의 상기 주사 노광이 실시되는 동안, 상기 마크 검출 장치가 상기 제 2 마크를 검출하도록 상기 마크 검출 장치를 상기 일방측으로부터 상기 타방측으로 이동시키는, 노광 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6926596B2 (ja) * 2017-03-31 2021-08-25 ウシオ電機株式会社 露光装置および露光方法
JP6762640B1 (ja) * 2020-07-06 2020-09-30 株式会社 ベアック 露光装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107596A (ja) 2008-10-28 2010-05-13 Canon Inc 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JP2010114347A (ja) * 2008-11-10 2010-05-20 Ushio Inc 露光装置
JP2013242488A (ja) 2012-05-22 2013-12-05 Nikon Corp 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
JP2013257409A (ja) * 2012-06-12 2013-12-26 San Ei Giken Inc 露光装置、露光方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3477838B2 (ja) * 1993-11-11 2003-12-10 株式会社ニコン 走査型露光装置及び露光方法
US5530516A (en) * 1994-10-04 1996-06-25 Tamarack Scientific Co., Inc. Large-area projection exposure system
JPH09251952A (ja) * 1996-03-14 1997-09-22 Nikon Corp 露光装置及び露光方法
JP4110606B2 (ja) * 1998-02-12 2008-07-02 株式会社ニコン 走査型露光装置および露光方法
JP2000012422A (ja) * 1998-06-18 2000-01-14 Nikon Corp 露光装置
US6538720B2 (en) * 2001-02-28 2003-03-25 Silicon Valley Group, Inc. Lithographic tool with dual isolation system and method for configuring the same
TWI463532B (zh) * 2003-06-19 2014-12-01 尼康股份有限公司 An exposure apparatus, an exposure method, and an element manufacturing method
US7589822B2 (en) * 2004-02-02 2009-09-15 Nikon Corporation Stage drive method and stage unit, exposure apparatus, and device manufacturing method
CN101261306B (zh) * 2008-04-14 2010-12-08 无锡市易控系统工程有限公司 全自动晶圆测试方法及实现该测试方法的设备
KR101356679B1 (ko) * 2008-09-22 2014-01-28 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치, 프로그램가능한 패터닝 디바이스 및 리소그래피 방법
JP2010103394A (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 Pre-Tech Co Ltd 基板保持方法、基板保持治具及び洗浄装置
JP2010192744A (ja) * 2009-02-19 2010-09-02 Canon Inc 露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法
JP2010205867A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Canon Inc 位置検出装置及び露光装置
US8514395B2 (en) * 2009-08-25 2013-08-20 Nikon Corporation Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
CN103858208B (zh) * 2011-08-10 2016-08-24 株式会社V技术 曝光装置用的对准装置以及对准标记
JP6286813B2 (ja) * 2012-03-26 2018-03-07 株式会社ニコン 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
JP6131607B2 (ja) * 2013-01-21 2017-05-24 株式会社ニコン 露光方法、露光装置及びデバイス製造方法
JP2014222292A (ja) * 2013-05-13 2014-11-27 株式会社ブイ・テクノロジー 露光装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010107596A (ja) 2008-10-28 2010-05-13 Canon Inc 反射型投影光学系、露光装置及びデバイス製造方法
JP2010114347A (ja) * 2008-11-10 2010-05-20 Ushio Inc 露光装置
JP2013242488A (ja) 2012-05-22 2013-12-05 Nikon Corp 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
JP2013257409A (ja) * 2012-06-12 2013-12-26 San Ei Giken Inc 露光装置、露光方法

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