KR19980042558A - 투영 노광 장치 및 투영 노광 방법 - Google Patents

투영 노광 장치 및 투영 노광 방법

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Abstract

본 발명은 기판 스테이지의 제어 성능을 향상시킬 수 있는 투영 노광 장치를 제공하기 위한 것으로, 그 구성은, 이동 거울(24X, 24Y)의 길이(Lm)와, 투영 광학 시스템(PL)의 투영 중심과 마크 검출 시스템(AS)의 검출 중심의 중심간 거리(BL)와, 감광 기판의 직경(Dw) 사이에는, Lm＜Dw+2BL의 관계가 성립하도록 이동 거울의 길이가 정해져 있다. 이로 인해, 이동 거울의 길이 Lm＞Dw+2BL의 관계가 성립하도록 이동 거울의 길이가 정해져 있었던 종래의 노광장치에 비해, 이동 거울이 장착되는 기판 스테이지(18)의 소형 경량화를 도모할 수 있으며, 이것으로 인해 기판 스테이지(18)의 위치 제어 성능의 향상을 도모할 수 있게 된다.

Description

투영 노광 장치 및 투영 노광 방법
본 발명은, 투영 노광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 반도체 소자나 액정표시소자 등을 리소그래피 공정으로 제조할 때 이용되는 마스크 패턴을 투영 광학 시스템을 통해 감응기판 상에 노광하는 투영 노광 장치 및 노광방법에 관한 것이다.
가령, 반도체 소자, 액정표시소자, 촬상(撮像)소자(CDD) 또는 박막자기헤드 등의 마이크로디바이스를 제조하기 위한 리소그래피공정에서는, 전사용 패턴이 형성된 포토 마스크 또는 레티클(이하,「레티클」이라 총칭한다)의 상을, 투영 광학 시스템을 통해, 감광재(포토레지스트)가 도포된 웨이퍼 또는 유리판 등과 같은 기판(이하, 「웨이퍼」라 칭한다)상에 투영하는 투영 노광 장치가 사용되고 있다.
이러한 종류의 투영 노광 장치에 있어서, 노광에 앞서 레티클과 웨이퍼의 위치정렬(얼라인먼트)을 매우 정밀하게 실시할 필요가 있다. 이러한 얼라인먼트를 실시하기 위해, 웨이퍼상에는 이전공정인 포토그래피공정에서 형성(노광전사)된 위치 검출용 마크(얼라인먼트마크)가 설치되어 있고, 이러한 얼라인먼트마크의 위치를 검출함으로써, 웨이퍼(또는 웨이퍼상의 회로패턴)의 정확한 위치를 검출할 수 있다.
그런데, 이러한 얼라인먼트마크를 검출하는 얼라인먼트 현미경으로서는, 크게 투영렌즈를 통해 마크검출을 실시하는 온액시스방식과, 투영렌즈를 통하지 않고 마크를 검출하는 오프액시스 방식의 것이 있지만, 앞으로의 주류를 이루게 될 엑시머레이저광원을 이용한 투영 노광 장치에서는, 오프액시스방식의 얼라인먼트 현미경이 가장 적합하다. 이는, 투영렌즈는 노광에 대해 색수차(色收差)의 보정이 이루어지기 때문에, 온액시스인 경우, 얼라인먼트광이 집광될 수 없거나, 집광될 수 있다해도 색수차에 따른 오차가 매우 큰 데 비해, 오프액시스방식의 얼라인먼트 현미경은, 투영렌즈와는 별도로 설치되어 있기 때문에, 이러한 색수차를 고려하는 일 없이, 자유로운 광학설계가 가능하며, 각종의 얼라인먼트계가 사용될 수 있기 때문이다. 예를 들면, 위상차 현미경이나 미분간섭현미경 등도 사용할 수 있다.
도 10에는, 종래의 오프액시스방식의 얼라인먼트 현미경을 구비한 투영 노광 장치의 웨이퍼 테이블 근방에 대한 개략적인 평면도가 도시되어 있다. 상기 도 10에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)가 탑재된 기판 스테이지로서 기능하는 웨이퍼 테이블 위에는, Y축과 직교하는 반사면을 가지는 Y이동 거울(80Y)과, X축 방향과 직교하는 반사면을 가지는 X이동 거울(80X)이 설치되어 있다. 그리고, Y이동 거울(80Y)에 대해 도시가 생략된 Y축 간섭계(투영 광학 시스템(PL)의 투영 중심과 얼라인먼트 현미경(82)의 검출중심을 통과하는 Y축방향의 측장축(Y)간섭계 빔)에 의해 Y이동 거울(80Y)의 기준위치로부터의 Y축방향 변위가 계측되고, 이로써 웨이퍼 테이블의 Y좌표가 계측되도록 설계되어 있다. 한편, 웨이퍼 테이블의 X좌표 계측용 간섭계는, X이동 거울(80X)에 대해, 투영노광계의 투영 중심을 통과하는 X축방향의 측면길이축(Xe)의 간섭계 빔을 투사하는 노광용 X간섭계와, 얼라인먼트 현미경(82)의 검출중심을 통과하는 X축 방향의 측장축(Xa)의 간섭계 빔을 투사하는 얼라인먼트용 X간섭계가 설치되어 있다.
이와 같이, 웨이퍼 테이블의 위치계측용으로 간섭계가 3개 이상 설치되어 있는 것은, 얼라인먼트시에는 얼라인먼트용 간섭계(측장축 Xa, Y)로 웨이퍼 테이블을 위치결정하고, 노광시에는 노광용 간섭계(측장축 Xe, Y)로 노광의 위치를 결정함으로써, 웨이퍼테이블의 회전에 의한 아베(Abbe)오차가 발생하지 않도록 하여, 정확한 얼라인먼트계측과 노광이 수행되도록 하기 위한 것이다.
그런데, 투영 노광 장치의 웨이퍼 테이블의 위치를 관리하기 위한 간섭계로서는, 일반적으로 투와이맨그린(Twyman-Green)간섭계가 이용되고 있다. 상기 투웨이맨그린간섭계에서는, 팔길이(광로의 길이)가 변하지 않는 고정광로(도시를 생략한 고정거울에 대한 간섭계 빔의 광로)와, 팔길이가 이동 거울의 위치에 따라 변화하는 이동광로가 있으며, 이들 광로의 팔길이를 비교하여, 위치(고정거울과 이동 거울의 상대변위)를 측정하지만, 위치신호를 순차적으로 積算하여 위치를 구하기 때문에, 간섭계 빔이 단절되어 버리면(이동 거울에 도달하지 못하게 된다), 위치계측이 불가능해지기 때문에, 간섭계 빔이 단절되지 않도록 할 필요가 있었다. 따라서, 종래의 투영 노광 장치에서는, 웨이퍼(W)의 모든 면에 대하여, 얼라인먼트를 계측하고, 노광을 실시하기 위해, 웨이퍼 테이블위에 있는 길이방향의 이동 거울(도 10의 경우에는 X이동 거울(80X))의 길이(Lm)는, 웨이퍼직경을 Dw로 하고, Xe와 Xa의 간격을 BL로 하면, Dw + 2BL이상이 되지 않으면 안되었다. 즉, Lm Dw + 2BL과 같은 관계가 성립하도록, X이동 거울(80X)의 길이를 설정하는 작업이 필수불가결하였다.
또한, 시대의 변화와 함께 웨이퍼사이즈가 대형화되고, 최근에 와서는 300mm로 까지 되기에 이르렀다. 이로 인해, 이동 거울의 길이가 길어지고, 이로써 부착되는 웨이퍼 테이블도 필연적으로 대형화되고 있다.
더욱이, 오프액시스방식의 얼라인먼트계에서는, 얼라인먼트 현미경이 투영 광학 시스템의 외측에 설치되어 있기 때문에, 투영 광학 시스템의 고N.A.화, 필드의 대형화와 함께, 투영 광학 시스템의 직경이 커지고, 투영 광학 시스템과 얼라인먼트 현미경의 거리가 점점 멀어져 가는 것도, 이동 거울의 길이가 장대화되고, 웨이퍼 테이블이 대형화되는 요인이 되고 있다.
상기와 같은 각종 요인에 의한 웨이퍼 테이블(기판 스테이지)의 대형화가 지금은 큰 문제가 되고 있다. 즉, 기판 스테이지의 대형화, 중량화는 제어성의 악화, 스루풋 저하의 요인이 되고, 장치전체의 대형화, 중량화를 필연적으로 초래하기 때문이다.
이러한 상황하에서, 보다 고속으로 기판 스테이지의 이동을 제어할 수 있고, 보다 정밀한 위치결정을 실현하기 위해, 기판 스테이지를 소형화하는 기술의 개발이 요망되어 왔다.
본 발명의 목적은, 특히, 기판 스테이지의 제어성능을 향상시킬 수 있는 투영 노광 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 목적에 부가하여, 투영 광학 시스템을 통한 마스크패턴의 노광시에도, 마크 검출 시스템에 의해 감응기판위의 마크를 검출할 때에도, 기판 스테이지의 2차원 좌표위치를 정확히 관리할 수 있는 투영 노광 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은, 상기 목적과 함께, 기판 스테이지를 일정한 크기로 유지한 상태에서, 투영 광학 시스템의 고 N.A.화 및 필드의 대형화를 달성할 수 있는 투영 노광 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 또다른 목적은, 상기 목적과 함께, 이동 거울 및 기판 스테이지를 소형·경량화하여도 아무런 문제가 없고, 감응기판의 모든 면에 대하여 마크위치를 계측하고, 투영 광학 시스템을 통해 패턴을 노광할 수 있는 투영 노광 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 더욱이, 베이스라인의 안정성을 확보할 수 있는 투영 노광 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 이동 거울 및 이것이 탑재된 기판 스테이지의 소형·경량화가 가능한 투영 노광 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 기판 스테이지를 소형·경량화하여도 아무런 문제가 없으며, 감응기판의 모든 면에 대해 마크위치의 계측 및 투영 광학 시스템을 통한 패턴의 노광을 실시할 수 있는 투영노광방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 일 실시형태에 관계된 투영 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 장치인 웨이퍼 테이블 근방의 구성각부에 대한 개략적인 사시도이다.
도 3은 도1에 도시된 장치인 웨이퍼 테이블 근방의 구성각부에 대한 개략적인 평면도이다.
도 4(A)는 웨이퍼 테이블의 이동 범위내에서 측장축(Y)의 측장 빔이 최대가 되는 상태를 도시한 도면이고, (B)는 웨이퍼 테이블의 이동범위내에서 측장축(Y)의 측장 빔이 최소가 되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 주제어장치의 대(大)FM을 이용한 제 1 간섭계 리세트 상태를 설명하기 위한 도면으로서, (A)는 웨이퍼 테이블이 교환위치에 있는 상태를 나타낸 도면이고, (B)는 웨이퍼 테이블이 간섭계의 리세트 위치에 있는 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1의 기준판을 확대하여 나타낸 도면으로서, (A)는 대(大)FM을 나타낸 도면이고, (B)는 소(小)FM을 나타낸 도면이다.
도 7은 주제어장치의 소(小)FM을 이용한 제 2 간섭계 리세트상태를 설명하기 위한 도면으로서, (A)는 웨이퍼 테이블이 측장축(Xa) 간섭계의 리세트 위치에 있는 상태를 나타낸 도면이고, (B)는 웨이퍼 테이블이 측장축(Xe) 간섭계의 리세트 위치에 있는 상태를 나타낸 도면이다.
도 8은 얼라인먼트의 계측결과가 얻어지는 기준판위의 기준 마크와 웨이퍼위의 각 쇼트위치와의 상대위치관계를 시각적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 상기 실시형태의 변형례를 나타낸 도면으로서, Y축간섭계로서 요잉간섭계를 설치한 경우를 나타낸 도면이다.
도 10은 종래장치 웨이퍼 테이블 근방의 구성각부에 대한 개략적인 평면도이다.
본 발명은 마스크에 형성된 패턴의 상을 투영 광학 시스템을 통해 감응기판상에 노광하는 투영 노광 장치로서, 상기 감응기판을 탑재하여 2차원면 내부를 이동하는 기판 스테이지와; 상기 투영 광학 시스템과는 별도로 설치되고, 상기 기판 스테이지위 또는 상기 감응기판위의 마크를 검출하는 마크 검출 시스템과; 상기 기판 스테이지의 마크를 2차원 좌표위치를 관리하는 간섭계 시스템과; 상기 간섭계 시스템에 의해 기준위치로부터 변위가 계측되는 상기 기판 스테이지상의 이동 거울을 구비하고, 상기 이동 거울의 길이(Lm)와, 상기 투영 광학 시스템의 투영 중심과 상기 마크 검출 시스템의 검출중심의 각 중심간 거리(BL)와, 상기 감응 기판의 직경(Dw)간에는, LmDw+2BL의 관계가 성립하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 이동 거울의 길이(Lm)와 투영 광학 시스템의 투영 중심과 상기 마크 검출 시스템의 검출 중심과의 중심간 거리(BL), 그리고 감응기판의 직경(Dw)간의 사이에는, LmDw+2BL의 관계가 성립되기 때문에, LmDw+2BL의 관계가 성립되도록 이동 거울의 길이가 결정된 종래의 노광장치에 비해, 이동 거울이 부착되는 기판 스테이지의 소형·경량화를 도모할 수 있고 이로써 기판 스테이지의 위치에 대한 제어성능의 향상(구체적으로는 위치결정의 정밀도, 최고속도, 최고가속도의 향상등)을 도모할 수 있게 된다.
이러한 경우에 있어서, 간섭계 시스템은 상기 기판 스테이지의 2차원 좌표위치를 관리하는 것이라면 어떠한 측장축을 가지는 것이라도 좋지만, 청구 제 2항에 기재된 발명과 같이, 상기 간섭계 시스템이 상기 투영 광학 시스템의 투영 중심과 상기 마크 검출 시스템의 검출중심을 연결하는 방향인 제 1 축방향의 제 1 측장축과, 상기 제 1 측장축에 상기 투영 광학 시스템의 투영 중심에서 수직으로 교차하는 제 2 축방향의 제 2 측장축과, 상기 제 1 측장축에 상기 마크 검출 시스템의 검출중심에서 수직으로 교차하는 제 2 축방향의 제 3 측장축을 가지는 것이어도 좋다. 이러한 측장축을 가지는 간섭계 시스템에 따르면, 투영 광학 시스템을 통한 마스크패턴의 노광시에도, 마크 검출 시스템에 따른 감응기팥상의 마크검출시에도 소위 아베(Abbe)오차를 발생하는 일 없이, 기판 스테이지의 2차원좌표위치를 정확히 관리할 수 있다.
본 발명은, 또한, 상기 투영 광학 시스템의 투영영역내에서 상기 기판 스테이지상의 소정 기준점과 상기 투영 광학 시스템의 투영영역내의 소정 기준점과의 위치관계가 검출가능한 위치에 상기 기판 스테이지를 위치결정한 상태에서 상기 제 2 측장축의 간섭계를 리세트하고, 상기 기판 스테이지상의 기준점이, 상기 마크 검출 시스템의 검출영역내에 위치하도록 상기 기판 스테이지를 위치결정한 상태에서 상기 제 3측장축의 간섭계를 리세트하는 제어수단을 가지는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 제어수단에서는, 제 2측장축의 간섭계가 계측불가능하고, 제 3측장축의 간섭계가 유효한 동안에 그에 따른 계측치에 근거하여 상기 기판 스테이지상의 기준점이 제 1 측장축상에 위치하도록 기판 스테이지를 일단 이동시키고, 그 위치로부터 제 1측장축 간섭계에 의한 계측치에 근거하여 기판 스테이지의 이동을 재개하고, 상기 투영 광학 시스템의 투영영역내에서 상기 기판스티이지위의 소정 기준점과 상기 투영 광학 시스템의 투영영역내의 소정 기준점과의 위치관계가 검출가능한 위치(제 2측장축의 간섭계 리세트 장치)에 상기 기판 스테이지를 위치결정한 상태에서 상기 제 2측장축의 간섭계를 리세트한다.
한편, 제어수단에서는, 제 3 측장축의 간섭계가 계측불가능한 상태가 되었을 때, 제 2 측장축의 간섭계가 유효할 때 상기 계측치에 근거하여 상기 기판 스테이지상의 기준점이 제 1 측장축 상에 위치하도록 기판 스테이지를 일단 이동시키고, 그 위치로부터 제 1측장축의 간섭계의 계측치에 근거하여 기판 스테이지의 이동을 재개하고, 상기 기판 스테이지상의 기준점이 상기 마크 검출 시스템의 검출영역내에 위치하도록 상기 기판 스테이지를 소정 위치(제 3 측장축의 간섭계의 리세트 장치)로 위치 결정한 상태에서 상기 제 3 측장축의 간섭계를 리세트한다.
따라서, 간섭계의 리세트 위치로 기판 스테이지를 이동시킬 때, 제 2 측장축의 간섭계, 제 3 측장축의 간섭계가 모두 계측불가능한 상태가 되어도, 제 1 측장축의 간섭계의 계측치에 근거하여 기판 스테이지를 리세트 위치로 위치결정할 수 있기 때문에, 베이스라인량(BL)의 크기에 관계없이 기판 스테이지의 크기를 웨이퍼의 직경정도로 설정할 수 있게 된다. 따라서, 기판 스테이지의 크기를 일정하게 유지한 상태로, 해상력의 향상을 위한 투영 광학 시스템(PL)의 고 N.A화나 필드의 대형화를 용이하게 달성할 수 있게 된다.
또한, 제 2, 제 3 측장축의 간섭계중, 한쪽 간섭계의 리세트 위치로 기판 스테이지를 이동시키는 동안에, 다른쪽 간섭계가 계속 계측할 수 있으면, 다른쪽 간섭계와 제 1측장축의 간섭계의 계측치에 근거하여, 기판 스테이지를 한쪽 간섭계의 리세트 위치로 직접 위치결정하여도 물론 좋다.
이러한 경우에 있어서, 상기 투영 광학 시스템의 투영영역내에서 기준점은, 상기 마스크의 패턴상의 투영 중심으로서, 상기 마스크패턴상의 투영 중심과 상기 기판 스테이지상의 기준점과의 위치관계를 상기 마스크와 상기 투영 광학 시스템을 통해 검출하는 위치 검출 수단을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는, 투영 광학 시스템의 투영역내에서 기판 스테이지상의 소정 기준점과 마스크패턴상의 투영 중심과의 위치관계가 검출가능해지는 위치(제 2측장축의 간섭계의 리세트 위치)에 기판 스테이지를 위치결정하였을 때, 위치 검출 수단에 의해 제 2측장축의 간섭계의 리세트에 앞서, 마스크의 패턴상의 투영 중심과 기판 스테이지상의 기준점과의 위치관계를 마스크와 투영 광학 시스템을 통해 검출할 수 있다.
본 발명은, 또한, 상기 기판 스테이지상에 탑재되고, 제 1 기준 마크와 제 2 기준 마크가 소정 위치관계로 형성된 기준판과; 상기 기준판의 제 1 기준 마크가 상기 마크 검출 시스템의 검출영역내에 위치함과 동시에 상기 기준판의 제 2 기준 마크가 상기 투영 광학 시스템의 투영영역내의 소정 기준점과의 위치관계를 검출가능한 위치에 존재하도록 상기 기판 스테이지를 소정 위치(제 2측장축, 제 3측장축의 간섭계의 리세트 위치)에 위치결정한 상태에서, 상기 제 2 측장축의 간섭계 및 상기 제 3 측장축의 간섭계중 한 쪽 이상을 리세트하는 제어수단을 가지는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 제어수단에서는, 기준판의 제 1 기준 마크가 마그검출시스템의 검출영역내에 위치함과 동시에 기준판의 제 2 기준 마크가 투영 광학 시스템의 투영영역내의 소정 기준점과의 위치관계를 검출가능하게 위치하도록 기판 스테이지를 소정의 위치(제 2 측장축, 제 3측장축의 간섭계 리세트 장치)에 위치결정하고, 이러한 상태에서 상기 제 2 측장축의 간섭계 및 상기 제 3측장축의 간섭계 중 하나이상을 리세트한다.
즉, 제어수단에서는 제 2 측장축의 간섭계 및 제 3 측장축의 간섭계중 한쪽이 계측불가능해 졌을 때, 다른쪽 간섭계와 제 1측장축의 간섭계의 계측치에 근거하여, 상기 리세트 위치로 기판 스테이지를 위치결정하고, 상기 한 쪽 간섭계(또는 양쪽의 간섭계)를 리세트하므로, 제 2측장축의 간섭계 및 제 3측장축의 간섭계가 모두 계측불가능한 상태가 되지 않도록, 기판스티이지의 이동범위를 미리 결정하는 것만으로, 청구 제 1항에서 서술한 바와 같이 이동 거울 및 기판 스테이지를 소형·경량화하여도 아무런 문제가 발생하지 않고, 감응기판의 모든 면에 대해 마크위치계측 및 투영 광학 시스템을 통한 패턴의 노광을 실시할 수 있다.
또한, 이러한 경우, 미리 기준판위에, 투영 광학 시스템과 마크 검출 시스템의 위치관계와 동일한 관계로, 제 1 기준 마크와 제 2 기준 마크를 형성하여 두는 것이 전제된다.
이러한 경우에 있어서, 상기 투영 광학 시스템의 투영영역내의 기준점은, 상기 마스크의 패턴상의 투영 중심으로서, 상기 마스크의 패턴상의 투영 중심과 기준판의 제 2 기준 마크의 위치관계를 상기 마스크와 상기 투영 광학 시스템을 통해 검출하는 위치 검출 수단을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 상기한 리세트 위치에 기판 스테이지를 위치결정하였을 때, 위치 검출 수단에 의해, 제 2 측장축의 간섭계(또는 제 2 측장축 및 제 3 측장축의 간섭계)의 리세트에 앞서, 마스크의 패턴상의 투영 중심과 기준판의 제 2 기준 마크의 위치관계를 상기 마스크와 상기 투영 광학 시스템을 통해 검출할 수 있다.
투영 노광 장치에 있어서, 상기 제어수단은, 상기 기판 스테이지가 상기 소정 위치에 위치결정된 상태에서, 상기 마크 검출 시스템에 의한 검출과 상기 위치 검출 수단에 의한 검출을 동시에 실시하는 것이 보다 바람직하다. 따라서, 「동시에」란, 반드시 시간적으로 동시를 의미하는 것이 아니고, 기판 스테이지가 소정위치(리세트 위치)에 위치결정되어 정지된 상태를 의미한다.
이러한 경우에는, 소위 베이스라인계측을 기판 스테이지의 정지상태에서 실시할 수 있기 때문에 공기요동 등에 따른 간섭계 계측오차 등의 영향이 없게 되고, 오프액시스의 마크 검출 시스템에 있어서 가장 중요한 베이스라인량의 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명의 상기 제어수단은, 상기 마크 검출 시스템에 의해 감응기판상의 마크계측이 종료된 후에 상기 제 2 측장축의 간섭계를 리세트하는 한편, 상기 투영 광학 시스템을 통해 상기 감응기판상에 대해 노광이 종료된 후에 상기 제 3 측장축의 간섭계를 리세트하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, 투영 광학 시스템을 통한 감응기판상에 대하여 패턴을 노광할 때 제 3 측장축의 간섭계가 측정불가능한 상태가 된 경우에는, 그 노광종료후에 제 3 측장축의 간섭계를 리세트할 수 있는 한편, 마크 검출 시스템에 의한 감응기판상의 마크의 계측종료중간에 제 2 측장축의 간섭계가 계측불가능한 상태가 되었을 경우에는, 그 계측종료후에 제 2 측장축의 간섭계를 리세트할 수 있다. 따라서, 감응기판상의 마크를 계측하거나 노광할 때 아무런 문제가 발생하지 않으므로 노광시에 제 3 측장축의 간섭계가 측정불가능하거나 위치 검출용 마크의 계측중간에 제 2 측장축의 간섭계가 계측불가능한 상태가 되는 것을 허용할 수 있고, 그만큼, 이동 거울의 길이를 단축할 수 있게 되며, 구체적으로는 감응기판의 직경정도로 할 수 있게 된다.
본 발명은, 마스크에 형성된 패턴의 상을 투영 광학 시스템을 통해 감으기판상에 노광하는 투영노광방법으로서, 상기 감응기판을 탑재한 기판 스테이지위의 소정 기준점과 상기 기판 스테이지위에 탑재된 감응기판상의 얼라인먼트마크와의 위치관계를 검출하고; 상기 검출후에, 상기 기판 스테이지위의 소정 기준점을 상기 투영 광학 시스템의 투영영역내에 위치결정하여, 상기 투영 광학 시스템의 투영영역내의 소정 기준점에 대한 상기 기판 스테이지위의 소정 기준점의 위치어긋남과 상기 기판 스테이지의 좌표위치를 검출하고; 상기 검출된 위치관계, 상기 검출된 위치어긋남 및 상기 검출된 기판 스테이지의 좌표위치에 근거하여 상기 기판 스테이지를 이동제어하고, 상기 마스크의 패턴상과 상기 기판 스테이지에 탑재된 감응기판과의 위치정렬을 실시하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, ①기판 스테이지위의 소정 기준점과 감응 기판상의 얼라인먼트마크의 위치관계를 검출한 후, 기판 스테이지위의 소정 기준점을 투영 광학 시스템의 투영영역내에 위치결정하고, ②상기 투영 광학 시스템의 투영영역내의 소정 기준점에 대한 기판 스테이지위의 소정 기준점의 위치어긋남의 검출과 ③그 위치어긋남을 검출하였을 때의 기판 스테이지의 좌표위치 검출을 실시하고, 상기 ①∼③의 검출결과에 근거하여 기판 스테이지를 이동제어하고, 상기 마스크의 패턴상과 상기 기판 스테이지에 탑재된 감응기판과의 위치정렬을 실시한다. 따라서, ①의 기판 스테이지상의 소정 기준점과 감응기판상의 얼라인먼트마크와의 위치관계검출시에 기판 스테이지의 위치를 관리하는 간섭계(혹은 좌표시스템)와, ②,③의 위치어긋남검출 및 기판 스테이지의 좌표위치의 검출시 스테이지의 위치를 관리하는 간섭계(혹은 좌표시스템)가 동일하여도 상이하여도 아무런 문제가 없고, 마스크의 패턴상과 상기 기판 스테이지에 탑재된 감응기판과의 위치정렬을 고정밀도로 실시할 수 있다.
따라서, 가령 얼라인먼트마크를 검출하는 마크 검출 시스템으로서 오프액시스의 얼라인먼트계를 이용하는 경우, 투영 광학 시스템의 투영영역내의 소정 기준점(마스크의 패턴상의 투영 중심)과 얼라인먼트계의 검출중심과의 위치관계, 즉 베이스라인량의 계측이 불필요해지고, 결과적으로 투영 광학 시스템과 얼라인먼트계가 크게 분리되어도 아무런 문제가 없기 때문에, 베이스라인량에 관계없이 기판 스테이지의 크기를 설정할 수 있고, 기판 스테이지를 소형·경량화하여도 아무런 문제가 없고, 감응기판의 모든면에 대해 마크위치의 계측 및 투영 광학 시스템을 통한 패턴의 노광을 실시할 수 있다. 이러한 경우, 베이스라인량의 변동의 영향을 받는 일도 없다.
본 발명은, 또한 감응기판상의 복수의 쇼트영역의 각각에 마스크의 패턴 상을 투영 광학 시스템을 통해 노광하는 투영노광방법으로서, 상기 감응기판상의 복수의 쇼트영역내에서 선택된 몇몇 샘플쇼트영역의 위치 검출용 마크와 상기 감응기판이 탑재된 기판 스테이지상의 소정 기준점의 위치를 각각 검출하고; 상기 검출결과에 근거하여, 상기 감응기판상의 모든 쇼트영역과 상기 기판 스테이지상의 소정 기준점의 위치관계를 각각 연산하여 구하고; 상기 연산 이후에, 상기 기판 스테이지상의 소정 기준점을 상기 투영 광학 시스템의 투영 영역내로 위치결정하여, 상기 투영 광학 시스템에 의한 상기 마스크의 패턴상의 투영 중심에 대해 상기 기판 스테이지상의 소정 기준점의 위치어긋남과 상기 기판 스테이지의 좌표위치를 검출하고; 상기 연산된 위치관계, 상기 검출된 위치어긋남 및 상기 검출된 기판 스테이지의 좌표위치에 근거하여 상기 기판 스테이지이동제어하고, 상기 기판 스테이지에 탑재된 감응기판상의 쇼트영역의 각각과 상기 마스크의 패턴상의 위치정렬을 실시하는 것을 특징으로 한다.
이에 따르면, ① 기판 스테이지상의 소정 기준점과 감응기판위에 있는 샘플쇼트영역의 위치계측용 얼라인먼트마크의 위치를 각각 검출하고, 상기 검출결과에 따라, 상기 감응기판상의 모든 쇼트영역과 상기 기판 스테이지상의 소정 기준점의 위치관계를 각각 연산하여 구한 후, 기판 스테이지상의 소정 기준점을 투영 광학 시스템의 투영영역내에 위치결정하고, ②상기 투영 광학 시스템에 의한 마스크패턴상의 투영 중심에 대한 기판 스테이지상의 소정 기준점의 위치어긋남의 검출과 ③그 위치어긋남검출시의 기판 스테이지의 좌표위치를 검출하고, 상기 ①∼③의 검출결과에 따라 기판 스테이지를 이동제어하고, 상기 마스크의 패턴상과 상기 기판 스테이지에 탑재된 감응기판상의 각각의 쇼트영역의 위치정렬을 실시한다. 이러한 경우에도, 청구 제 9항에 기재된 발명의 경우와 마찬가지로, ①의 기판 스테이지상의 소정 기준점과 감응기판상의 얼라인먼트마크와의 위치관계검출시에 기판 스테이지의 위치를 관리하는 간섭계(혹은 좌표시스템)와, ②,③의 위치어긋남검출 및 기판 스테이지의 좌표위치의 검출시의 스테이지의 위치를 관리하는 간섭계(혹은 좌표시스템)가 동일하여도 상이하여도 아무런 문제가 없고, 마스크의 패턴상과 상기 기판 스테이지에 탑재된 감응기판위의 소정 쇼트영역에 대한 위치정렬을 고정밀도로 실시할 수 있다.
따라서, 베이스라인량에 관계없이 기판 스테이지의 크기를 설정할 수 있고, 기판 스테이지를 소형·경량화하여도 아무런 문제가 발생하지 않고, 감응기판의 모든면에 대해 마크위치계측, 투영 광학 시스템을 통한 패턴의 노광을 실시할 수 있다.
도 1 내지 도 8은 본 발명의 실시형태를 나타낸다.
도 1에는, 일실시형태에 관계된 투영 노광 장치(100)의 구성이 도시되어 있다. 상기 투영 노광 장치(100)는, 스텝·앤드·리피트 방식의 축소투영형 노광장치(소위 스텝퍼)이다.
상기 투영 노광 장치(100)는, 조명계(IOP)와, 마스크로서 기능하는 레티클(R)을 유지하기 위한 레티클스테이지(RST)와, 레티클(R)에 형성된 패턴상을 감응기판으로서의 웨이퍼(W)상에 투영하는 투영 광학 시스템(PL)와, 웨이퍼(W)를 유지하여 2차원평면(XY평면내)을 이동하는 XY스테이지(20)와, XY스테이지(20)를 구동시키는 구동계(22)와, CPU, ROM, RAM, I/O인터페이스등을 포함하여 구성되는 미니컴퓨터(또는 마이크로컴퓨터)로 이루어지고, 장치전체를 총괄제어하는 제어수단으로서의 주제어장치(28)를 구비하고 있다.
상기 조명계(IOP)는, 광원(수은 램프 또는 엑시멀레이져 등)과, 플라이아이렌즈, 릴레이렌즈, 콘덴서렌즈 등으로 이루어지는 조명광학계로 구성되어 있다. 상기 조명계(IOP)는, 광원으로부터의 노광용 조명광(IL)에 의해 레티클(R)의 하면(패턴형성면)의 패턴을 균일한 조도분포로 조명한다. 여기서, 노광용 조명광(IL)으로서는, 수은램프의 i선 등과 같은 휘선(輝線), 또는 KrF, ArF등의 엑시멀레이저 광 등이 이용된다.
레티클스테이지(RST)상에는 도시되지 않은 고정수단을 통해 레티클(R)이 고정되어 있고, 상기 레티클스테이지(RST)는, 도시를 생략한 구동계에 의해 X축 방향(도 1의 지면직교방향), Y축방향(도 1의 지면좌우방향) 및 θ방향(XY면 내의 회전방향)으로 미소한 구동이 가능하도록 설정되어 있다. 이로써, 상기 레티클스테이지(RST)는, 레티클(R)의 패턴 중심(레티클센서)이 투영 광학 시스템(PL)의 광축(Ae)과 거의 일치되는 상태에서 레티클(R)을 위치결정(레티클 얼라인먼트)할 수 있도록 되어 있다. 도 1에는, 상기 레티클 얼라인먼트가 수행된 상태가 도시되어 있다.
투영 광학 시스템(PL)는, 그 광축(Ae)이 레티클스테이지(RST)의 이동면에 직교하는 Z축 방향으로 되어 있고, 여기서는 양측 텔레센트릭에서, 소정 축소배율β(β는 예를 들면 1/5)을 가지는 것이 사용되고 있다. 이로 인해, 레티클(R)의 패턴과 웨이퍼(W)상의 쇼트영역의 위치정렬(얼라인먼트)이 수행된 상태에서, 조명광(IL)에 의해 레티클(R)이 균일한 조도로 조명되면, 패턴형성면의 패턴이 투영 광학 시스템(PL)에 의해 축소배율(β)로 축소되어, 포토레지스트가 도포된 웨이퍼(W)상에 투영되고, 웨이퍼(W)상의 각 쇼트영역에 패턴의 축소상이 형성된다.
상기 XY스테이지(20)는, 실제로는 도시가 생략된 베이스위를 Y축 방향으로 이동하는 Y스테이지와, 상기 Y스테이지위를 X축 방향으로 이동하는 X스테이지로 구성되어 있으나, 도 1에서는 이들이 대표적으로 XY스테이지(20)로서 도시되어 있다. 상기 XY스테이지(20)위에 기판 스테이지로서의 웨이퍼 테이블(18)이 탑재되고, 상기 웨이퍼 테이블(18)상에 도시가 생략된 웨이퍼홀더를 통해 진공흡착등의 방법을 통해 웨이퍼(W)가 유지되어 있다.
상기 웨이퍼 테이블(18)은, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼홀더와 일체적으로 Z축 방향으로 미소하게 구동될 수 있도록 되어 있고, Z스테이지라고도 불리운다. 상기 웨이퍼 테이블(18)의 XY2차원좌표위치가 이동 거울(24)을 통해 간섭계 시스템(26)에 의해 관리되고 있다.
여기서, 웨이퍼 테이블(18)상에는, 도 2에 도시된 바와 같이, X축에 직교하는 반사면을 가지는 X이동 거울(24X)과, Y축으로 직교하는 반사면을 가지는 Y이동 거울(24Y)이 설치되어 있고, 이들 이동 거울(24X, 24Y)에 레이저빔을 투사하여 그 반사광을 받아들임으로써, 각 이동 거울의 각각의 측장축 방향의 기준위치로부터 상대변위를 계측하는 X축 방향위치계측용으로 이용되는 2가지 레이저 간섭계(26Xe, 26Xa)와, Y축방향 변위 계측용으로 이용되는 레이저 간섭계(26Y)가 설치되어 있으나, 도 1에서는, 이들이 이동 거울(24), 간섭계 시스템(26)으로서 대표적으로 도시되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는 레이저간섭계(26Xe, 26Xa 및 26Y)에 의해 간섭계 시스템(26)이 구성되어 있다.
여기서, 레이저간섭계(26Y)의 측장축(Y)과 한 쪽 X축용 레이저간섭계(26Xe)의 측장축(Xe)은, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(Ae)중심(투영 중심)에서 수직으로 교차하고 있으며, 레이져간섭계(26Y)의 측장축(Y)과 다른 쪽 X축용 레이저 간섭계(26Xa)의 측장축(Xa)은, 후술하는 얼라인먼트센서(AS)의 광축(Aa)중심(검출중심과 일치)에서 수직으로 교차하고 있다. 이로써, 후술하는 바와 같이, 웨이퍼(W)상의 위치 검출용 마크(얼라인먼트마크)의 계측시에도, 웨이퍼(W)상에 대한 패턴의 노광시에도 웨이퍼 테이블(18)의 요잉(yawing) 등에 의한 아베(Abbe)오차의 영향을 받는 일이 없고, 각각의 계측축방향에서 웨이퍼 테이블(18)의 위치를 정확히 계측할 수 있도록 되어 있다.
본 실시형태에서는, 상기 3개의 간섭계로서, 도시가 생략된 고정거울에 대해 레퍼렌즈빔(도시생략)을 투사함과 동시에, 이동 거울에 대해 측장 빔을 투사하고, 이들 2개의 빔의 반사광이 하나로 중첩되어 간섭을 받는 간섭상태에 근거하여 고정거울에 대한 이동 거울의 변위를 계측하는 타입의 간섭계가 이용되고 있다. 또한, 측정의 정밀도를 향상시키기 위하여, 이들 간섭계로서, 2주파수의 헤테로다인 간섭계를 이용하는 것이 보다 바람직하다.
도 1로 되돌아가서, 간섭계 시스템(26)의 계측치는 주제어장치(28)에 공급되고, 주제어장치(28)에서는 상기 간섭계 시스템(26)의 계측치를 모니터링 하면서, 구동계(22)를 통해 XY스테이지(20)를 구동시킴으로써, 웨이퍼 테이블(18)이 위치결정된다. 이밖에, 도시가 생략된 포커스센서의 출력도 주제어장치(28)에 공급되므로, 주제어장치(28)에서는, 포커스센서의 출력에 근거하여 구동계(22)를 통해 웨이퍼 테이블(18)을 Z축 방향(포커스방향)으로 구동시킨다. 즉, 이와 같은 과정을 통해 웨이퍼 테이블(18)에 의해 웨이퍼(W)가 X,Y,Z의 3축 방향으로 위치결정된다.
또한, 웨이퍼 테이블(18)상에는, 그 표면이 웨이퍼(W)의 표면과 높이가 동일한 기준판(FP)이 고정되어 있다. 상기 기준판(FP)의 표면에는, 각종의 기준 마크가 형성되어 있다(이에 대한 구체적인 예에 대해서는, 후술한다).
또한, 본 실시형태에서는, 투영 광학 시스템(PL)의 측면에, 웨이퍼(W)에 형성된 위치 검출용 마크를 검출하는 마크 검출 시스템으로서 기능하는 오프액시스방식의 얼라인먼트센서(AS)가 설치되어 있다. 여기서, 웨이퍼(W)에는, 상위층까지의 노광, 프로세스처리에 의해 단차가 발생하고, 그 내부에는, 웨이퍼상의 각 쇼트영역의 위치를 측정하기 위한 위치 검출용 마크(얼라인먼트마크)도 포함되어 있으며, 상기 얼라인먼트마크를 얼라인먼트센서(AS)에 의해 계측하는 것이다.
얼라인먼트센서(AS)로서는, 여기에서는, USP.5,493,403에 개시된 바와 같이,화상처리방식의 소위 FIA(Field Image Alignment)계의 얼라인먼트센서가 이용되고 있다. 이에 따르면, 할로겐램프 등과 같이 넓은 영역에서 조명광을 발하는 도시되지 않은 광원으로부터 발광된 조명광이 도시를 생략한 대물렌즈를 통과한 후 웨이퍼(W)(또는 기준판FP)상에 조사되고, 상기 웨이퍼(W)표면의 도시가 생략된 웨이퍼마크영역으로부터의 반사광이 대물렌즈, 도시를 생략한 지표판을 순차적으로 투과하여 도시되지 않은 CCD 등과 같은 촬상면 위에 웨이퍼마크의 상 및 지표판상의 지표상이 결상(結像)된다. 이들 상의 광전변환신호가 신호처리유니트(16)내의 도시가 생략된 신호처리회로에 의해 처리되고, 도시되지 않은 연산회로에 의해 웨이퍼 마크와 지표의 상대 위치가 산출되며, 이 상대 위치가 주제어장치(28)에 전달된다. 주제어장치(28)에서는, 상기 상대위치와 간섭계 시스템(26)의 계측치에 근거하여 웨이퍼 (W)상의 얼라인먼트마크의 위치를 산출한다.
또한, 얼라인먼트센서로서는 FIA계에 한정되지 않고,USP.5,151,750에 개시된 바와 같이, LIA(Laser Interferometric Alignment)계나 LSA(Laser Step Alignment)계 등과 같은 다른 광얼라인먼트계는 물론, 위상차 현미경이나 미분 간섭 현미경 등과 같은 다른 광학장치나, 터널효과를 이용하여 시료표면의 원자레벨의 요철을 검출하는 STM(Scanning Tunnel Microscope:주사형 터널 현미경)이나 원자간력(인력이나 척력)을 이용하여 시료표면의 원자분자레벨의 요철을 검출하는 AFM(Atomic Force Microscope:원자간력현미경)등의 비광학장치 등을 사용할 수도 있다.
또한, 본 실시형태의 투영 노광 장치에서는, USP.5,243,195에 개시된 바와 같이, 레티클(R)의 상방에, 투영 광학 시스템(PL)를 통한 기준판(FP)상의 기준 마크의 상과 리트클(R)상의 마크를 동시에 관찰하기 위한 위치겸출수단으로서 기능하는 레티클 얼라인먼트 현미경(52A, 52B)이 설치되어 있다. 리트클얼라인먼트 현미경(52A, 52B)의 검출신호(S1, S2)는, 주제어장치(28)에 공급되도록 되어 있다. 이러한 경우, 레티클(R)로부터 검출된 검출광을 각각 레티클 얼라인먼트 현미경(52A, 52B)으로 인도하기 위한 편향거울(54A, 54B)이 해당되는 각 레티클 얼라인먼트 현미경(52A, 52B)과 일체로 유니트화되어, 한 쌍의 현미경유니트(56A, 56B)가 구성되어 있다. 이들 현미경유니트(56A, 56B)는, 노광시퀀스가 개시되면, 주제어장치(28)로부터 지령을 받아, 도시가 생략된 거울구동장치에 의해, 레티클패턴면에 도달하지 않는 위치까지 퇴피되도록 되어 있다.
그런데, 본 실시형태에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이동 거울(24X, 24Y)로서 웨이퍼(W)의 직경(Dw)보다 근소하게 긴 길이(Lm)의 것이 이용되고 있다.
이로 인해, 웨이퍼 테이블(18)의 이동범위내에서 간섭계(26Y)의 계측치가 최대(측장축(Y)의 측장 빔이 최대)가 되는 도 4(A)의 상태에서는, 측장축(Xe)의 측장 빔이 이동 거울(24X)에 도달하지 않게 되며, 간섭계(26Y)의 계측치가 최소(측장축(Y)의 측장 빔이 최소)가 되는 도 4(B)의 상태에서는, 측장축(Xa)의 측장 빔이 이동 거울(24X)에 도달하지 않게 된다. 또한, 여기에서 도 4(A)의 상태란, 웨이퍼(W)의 도 4(A)의 상측에 있는 윤곽선이 얼라인먼트센서(AS)의 검출중심에 도달할 때이며, 도 4(B)의 상태란, 도 4(B)의 하측에 있는 윤곽선이 투영 광학 시스템(PL)의 투영 중심에 도달할 때를 말한다.
이러한 경우, 종래와 동일한 간섭계에 의한 웨이퍼 테이블(18)의 위치관리를 실시하면, 전자에서는 노광시의 웨이퍼 테이블(18)의 위치제어가 곤란해지고, 후자에서는 얼라인먼트시의 웨이퍼 테이블(18)의 위치제어가 곤란해진다. 이와 같은 문제를 회피하기 위해, 본 실시형태에서는, 주제어장치(28)가 간섭계의 리세트 기능을 갖추고 있다. 상기 리세트 기능에 대해서는 후에 상세히 설명하도록 한다.
한편, 웨이퍼 테이블의 Y방향의 위치제어에는, 측장축(Y)의 측장 빔이 사용되고, 이동 거울(24Y)의 길이가 웨이퍼(W)의 직경이상의 길이라면, 투영 광학 시스템(PL)에 의한 노광범위와 얼라인먼트센서(AS)에 의한 얼라인먼트계측범위의 전범위에서 웨이퍼 테이블(18)의 위치를 관리(혹은 모니터)할 수 있으므로, 특별한 문제는 발생하지 않는다.
(간섭계의 제 1 리세트 기능)
다음으로 본 실시형태의 주제어장치(28)의 제어동작을 간섭계의 제 1 리세트 기능을 중심으로 설명한다.
상기 주제어장치(28)의 제 1 리세트 기능은, 웨이퍼 테이블(18)의 XY평면 내에서 이동할 때, 상기 측장축(Xe, Xa)의 측장 빔의 한쪽이 단절되고, 그 측장축을 가지는 간섭계가 계측불가능해졌을 때, 측장축(Y)의 간섭계(26Y)(본 간섭계의 측장 빔은 단절되는 일이 없다)와 다른 쪽 측장축의 간섭계의 계측치에 근거하여, 웨이퍼 테이블(18)을 소정의 리세트 위치로 위치결정하고, 그 리세트 위치에서 상기 한쪽 측장축의 간섭계를 리세트하는 기능이다.
웨이퍼 테이블(18)의 상면에는 상기한 바와 같이, 그 표면이 웨이퍼(W)표면과 거의 동일한 높이를 가지도록 설정된 기준판(FP)이 설치되어 있으나, 상기 기준판(FP)으로서, 여기에서는, 도 5(A),(B)에 도시된 것과 같은 대(大)FM으로 불리우는 기준판(FP1)를 사용하기로 한다. 상기 기준판(FP1)위에는, 도 6(A)에 도시된 바와 같이 폭방향의 중앙부에 길이방향으로 소정 간격(이러한 간격은, 투영 광학 시스템(PL)의 투영 중심과 얼라인먼트센서(AS)의 검출중심과의 중심간거리(BL)의 설계치와 일치)을 두고, 제 1 기준 마크로서의 얼라인먼트센서용 마크(30-1, 30-2)가 형성되어 있고, 마크(30-2)의 양측에 한 쌍의 제 2 기준 마크로서의 레티클현미경용 마크(32-1,32-2)가 좌우 대칭으로 형성되어 있는 것으로 한다.
즉, 기준판(FP1)상의 기준 마크(30-1,30-2) 및 기준 마크(32-1,32-2)는 서로 소정의 위치관계로 형성되어 있다.
① 웨이퍼 교환이 끝난 상태에서, 웨이퍼 테이블(18)이 예를 들어 도 5(A)에 도시된 위치에 있다고 가정하면, 이 상태에서는 측장축(Xe)의 측장 빔은 단절된 상태에 있는데, 측장축(Y)의 측장 빔은 단절되지 않고, 또한 측장축(Xa)의 측장 빔은 단절되어 있지 않으므로, 간섭계(26Y, 26Xa)의 계측값이 주제어장치(28)에 입력되어 있다. 따라서, 주제어장치(28)에서는 간섭계(26Y, 26Xa)의 계측값에 근거하여 이 때의 웨이퍼 테이블(18)의 X Y 2차원 좌표 위치를 인식할 수 있음과 동시에, 이 Y 좌표에 근거하여 측장축(Xe)의 측장 빔이 단절되어 있는 상태임을 정확하게 인식하고 있다. 단, 이 때 간섭계(26Xa)는 후술하는 바와 같이 리세트되어 있으며, 웨이퍼 테이블(18)은 (Xa, Y)좌표 시스템에서 관리되고 있다.
이 상태에서, 미국 특허 제 4,780,617호에 개시되어 있는 바와 같이, 얼라인먼트 계측(이하, 적절히 EGA계측이라고 함)이 이루어진다. 즉, 주제어장치(28)에서는 웨이퍼(W)상의 복수의 쇼트 영역내, 미리 정해진 특정한 샘플 쇼트의 위치 검출용 마크(얼라인먼트 마크)위치의 계측을, 간섭계(26Y, 26Xa)의 계측값을 모니터하면서 구동 시스템(22)을 통해서 웨이퍼 테이블(18)을 X Y 스테이지(20)와 일체적으로 순차 이동하여, 얼라인먼트 센서(AS)의 출력에 근거하여 (Xa, Y) 좌표 시스템상에서 행한다. 그리고, 이 계측한 각 샘플 쇼트의 웨이퍼 위치와 설계상의 쇼트 영역의 배열 데이터를 이용하여, 예를 들면 미국 특허 제 4,780,617호(일본국 특개소61-44429호 공보 등)에 개시되어 있는 바와 같은 최소 제곱법에 의한 통계 연산을 행하여, 웨이퍼상의 상기 복수 쇼트 영역의 전체 배열 데이터를 구한다. 단, 제 1 기준 마크(30-1)의 위치는, 얼라인먼트 계측에 앞서 간섭계(26Xa)를 리세트할 때에 기준 마크(30-1)를 얼라인먼트 센서(AS)로 검출함으로써 (Xa, Y)의 좌표 시스템상에서 계측되어 있으며, 계측 결과는 기준판(FP1)상의 제 1 기준 마크(30-1)를 기준으로 데이터로 변환된다.
② 상기 얼라인먼트 계측의 종료후(이 상태에서는, 간섭계(26Xe)의 간섭계 빔은 단절되어 있는 것으로 가정함), 노광 처리 시퀀스로 이행한다.
즉, 주제어장치(28)에서는, 간섭계(26Y, 26Xa)의 계측값을 모니터하면서, 미리 알고 있는 기준판(FP1)상의 기준 마크(30-1)가 얼라인먼트 센서(AS)의 검출 영역내에 위치하는 위치(리세트 위치)에 웨이퍼 테이블(18)을 위치 결정한다. 그 리세트 위치에 웨이퍼 테이블(18)이 위치 결정된 상태에서는, 도 5(B)에 도시된 바와 같이, 측장축(Xe)의 측장 빔은 X 이동 거울(24X)에 닿아 있으며, 또 기준판(FP1)상의 제 2 기준 마크(32-1, 32-2) 및 제 1 기준 마크(30-2)는 투영 광학 시스템(PL)의 투영 영역내에 위치하고 있다. 이것은, 상술한 바와 같이, 측장축(Xe, Xa)의 상호간 거리(BL)와 제 1 기준 마크(30-1, 30-2)간의 거리는 설계값상으로는 같게 설정되어 있기 때문이다.
이 상태에서, 주제어장치(28)에서는 레티클 얼라인먼트 현미경(52A, 52B)을 이용하여, 기준판(FP1)상의 마크(32-1, 32-2)의 투영 광학 시스템(PL)을 통한 상과, 각 마크에 각각 대응하는 레티클(R)상의 레티클 마크를 각각 동시에 관찰하고, 레티클 얼라인먼트 현미경(52A, 52B)의 검출 신호에 근거하여 마크(32-1, 32-2)와 각 마크에 대응하는 레티클 마크와의 위치 어긋남을 각각 검출한다. 이 검출, 즉 기준판(FP1)의 제 2 기준 마크(32-1, 32-2)와 투영 광학 시스템(PL)의 투영 중심(이것은 레티클(R)의 패턴상의 투영 중심과 거의 일치하고 있음)과의 위치관계의 검출이 가능한 순간에 측장축(Xe)의 간섭계(26Xe)를 리세트한다. 이와 같이 얼라인먼트 현미경(52A, 52B) 및 기준판(FP1)의 제 2 기준 마크(32-1, 32-2)를 사용하여 웨이퍼 테이블(18)의 위치가 검출되었을 때에 간섭계(26Xe)가 리세트된다. 즉, 투영 광학 시스템(PL)의 투영 중심에 대한 웨이퍼 테이블(18)의 위치가 검출되었을 때에 간섭계(26Xe)가 리세트된다. 여기에서, 리세트는 통상 간섭계(26Xe)의 계측값을 카운트하는 카운터의 카운트값을 제로로 함으로써 행해지는데, 제로에 한정하지 않고 그 밖의 사용하기 쉬운 값을 입력해도 된다.
이로 인해, 웨이퍼 테이블(18)의 위치가 좌표 시스템(Xe, Y)상에서 관리되게 된다.
또한, 주제어장치(28)에서는,상기 레티클 얼라인먼트 현미경(52A, 52B)에 의한 기준판(FP1)의 제 2 기준 마크(32-1, 32-2)와 투영 광학 시스템(PL)의 투영 중심과의 위치 관계의 검출과 병행하여, 얼라인먼트 센서(AS)에 의한 제 1 기준 마크(30-1)의 위치검출, 즉 얼라인먼트 센서(AS)의 검출 중심(지표 중심)과 제 1 기준 마크(30-1)의 상대 위치 관계의 검출도 행한다. 이것에 의해, 투영 광학 시스템(PL)에 의한 레티클 패턴상의 투영 중심(투영 광학 시스템(PL)의 투영 중심)과 얼라인먼트 센서(AS)의 검출 중심의 중심간 거리, 즉 베이스 라인량을 정확하게 얼라인먼트 직후에 잴 수 있고, 오프 액시스 얼라인먼트 방식에서 가장 중요한 베이스 라인의 안정화를 도모할 수 있다. 또, 웨이퍼 테이블(18)의 정지상태에서, 상기 베이스 라인 계측이 행해짐으로써, 간섭계의 공기 요동의 영향도 제거할 수 있다. 또, 상기 레티클 얼라인먼트 현미경(52A, 52B)과 얼라인먼트 센서(AS)에 의한 기준판(FP1)상의 기준 마크의 동시 검출의 결과에 의해 레티클(R)의 회전도 알 수 있다.
여기에서, 기준판(FP1)상의 제 1 기준 마크(30-2)는, 기준판(FP-1)의 웨이퍼 테이블(18)에의 부착 오차나 제조 오차에 의해 베이스 라인 측정시에 기준판(FP-1)이 회전되어 있었을 경우의 오차의 보정을 위해 형성되어 있는 것이다. 즉, 상술한 바와 같은 베이스 라인 측정후에, 주제어장치(28)에서는, 웨이퍼 테이블(18)을 +Y방향으로 이동시켜서 얼라인먼트 센서(AS)의 검출 영역내에 마크(30-2)를 위치 결정하고, 당해 얼라인먼트 센서(AS)의 검출 신호에 근거하여 마크(30-2)의 위치를 측정한다. 이 마크를 잴 때에는, 측장축(Xe)이 거울로부터 벗어나지 않을 것이 조건이 된다. 이 계측을 위한 상기 웨이퍼 테이블(18)의 이동시에 Xa나 Xe의 값이 변하지 않음에도 불구하고, 얼라인먼트 센서(AS)에서 검출된 30-1과 30-2의 X좌표가 다른 경우에는, 양자의 차에 근거하여 기준판(FP)의 회전 오차를 구해, 이 오차만큼 베이스 라인 등의 계측값을 보정한다.
또한, 기준판(FP1)상의 기준 마크의 동시 검출의 결과 구해진 레티클 회전량 만큼 레티클 회전 보정을 행해도 되지만, 앞서 말한 EGA 계측시에, 미국 특허 출원 제 08/569,400호(출원일: 1995년 12월 8일)에 개시되어 있는 바와 같이, 동일 쇼트내의 2점 이상을 측정하는, 소위 쇼트내 다점 EGA 계측(예를 들어, 일본국 특개평6-275496호 공보 등 참조)을 행해 두면, 각 쇼트의 회전이나 배율, 직교도 오차를 알 수 있으므로, 그 결과에 따라 레티클 스테이지(RST)와 일체적으로 레티클(R)을 회전시켜 보정하거나, 투영 광학 시스템(PL)의 배율을 도시하지 않은 배율 보정 기구에 의해 조정해도 된다. 이러한 경우의 배율 보정 기구로서는, 예를 들면 미국 특허 제 5,117,255호에 개시되어 있는 바와 같이, 투명 광학 시스템(PL)을 구성하는 특정한 렌즈 엘리먼트를 상하방향으로 구동하는 기구나, 특정한 렌즈 엘리먼트 상호간에 형성된 밀봉실의 내압을 조정하는 기구를 사용할 수 있다.
그리고, 주제어장치(28)에서는 상기 위치 어긋남 오차의 계측 효과와 먼저 산출한 제 1 기준 마크(30-1)를 기준으로 하는 쇼트 배열 데이터 및 베이스라인량(제 1 기준 마크(30-1)와 제 2 기준 마크(32-1, 32-2)의 상대적인 위치관계)에 근거하여, 간섭계(26Y, 26Xe)의 계측값을 모니터하면서 웨이퍼(W)상의 각 쇼트영역을 노광위치에 위치결정하고, 조명 광학 시스템내의 셔터를 개폐 제어하면서, 스텝 앤드 리피트 방식으로 레티클 패턴을 웨이퍼상에 순차적으로 노광시킨다.
이러한 과정을 통해, 웨이퍼(W)상의 전체 쇼트 영역에 대한 레티클 패턴의 노광이 종료되면, 도 5(A)에 도시되는 웨이퍼의 교환 위치에 웨이퍼 테이블(18)을 복귀시키거나, 이에 앞서 간섭계(26Xa)의 리세트가 다음과 같이 행해진다.
상기와 같은 경우에 있어서, 상기 웨이퍼(W)상으로 노광중일 때, 측장축(Xa)의 측장 빔이 이동 거울(24X)으로부터 벗어나는 경우가 있는데, 노광중에 웨이퍼 테이블(18)은, 좌표 시스템(Xe, Y)에서 위치 관리되고 있으므로, 주제어장치(28)에서는 미리 알고 있는 기준판(FP1)상의 제 2 기준 마크(32-1, 32-2)가 투영 광학 시스템(PL)의 투영 영역내에서 그 투영 중심(이것은 레티클(R)의 패턴상의 투명중심과 거의 일치함)과의 위치관계가 검출가능하게 되는 위치에 위치하도록 간섭계(26Y, 26Xe)의 계측값을 모니터하면서 웨이퍼 테이블(18)을 소정의 리세트 위치에 위치 결정한다. 그 리세트 위치에 웨이퍼 테이블(18)이 위치결정된 상태에서는, 도 5(B)에 도시된 바와 같이, 측장축(Xa)의 측장 빔은 X 이동 거울(24X)에 닿아 있으며, 또 기준판(FP1)상의 제 1 기준 마크(30-1)는 얼라인먼트 센서(AS)의 검출 영역내에 위치하고 있다. 이것은 상술한 바와 같이, 측장축(Xe, Xa)의 상호간 거리(BL)와 제 1 기준 마크(30-1, 30-2)간의 거리는 설계값으로는 같게 설정되어 있기 때문이다.
이 상태에서, 주제어장치(28)에서는 얼라인먼트 센서(AS)를 이용하여, 기준판(FP1)상의 마크(30-1)의 위치 검출을 행함과 동시에 간섭계(26Xa)를 리세트한다. 이와 같이 얼라인먼트 센서(AS) 및 기준판(FP1)의 기준 마크(30-1)를 사용하여 웨이퍼 테이블(18)의 위치가 검출되었을 때에 간섭계(26Xa)가 리세트된다. 즉, 얼라인먼트 센서(AS)의 검출중심에 대한 웨이퍼 테이블(18)의 위치가 검출되었을 때에 간섭계(26Xa)가 리세트된다. 또한, 기준판(FP1)의 기준 마크(30-1)의 위치가 좌표 시스템(Xa, Y)상에서 계측된다.
이로 인해, 웨이퍼 테이블(18)은, (Xa, Y)좌표 시스템에 의해 관리되게 된다. 그리고, 간섭계(26Xa)의 좌표 시스템(Xa, Y)상에서, 웨이퍼의 변환 및 얼라인먼트 계측이 행해진다.
간섭계의 제 2 리세트 기능
다음에, 본 실시형태에 있어서의 주제어장치(28)의 제어동작을, 간섭계의 제 2 리세트 기능을 중심으로 해서 설명한다.
상기 주제어장치(28)의 제 2 리세트 기능은, 웨이퍼 테이블(18)의 XY평면내의 이동시에, 상기 측장축(Xe, Xa)의 측장 빔의 어느 하나 또는 양방이 단절되고, 그 측장축을 갖는 간섭계가 계측이 불가능하게 되었을 때, 측장축(Y)의 간섭계(26Y)(이 간섭계의 측장 빔은 단절되지 않음)의 계측값에 근거하여, 웨이퍼 테이블(18)의 소정의 기준점이 각각의 리세트 위치에 위치하도록 웨이퍼 테이블(18)을 위치 결정하고, 그 리세트 위치에서 대응하는 측장축의 간섭계를 리세트하는 기능이다.
웨이퍼 테이블(18)의 상면에는 상술한 바와 같이, 그 표면이 웨이퍼(W)와 거의 동일한 높이가 되도록 설정된 기준판(FP)이 설치되어 있는데, 미국 특허 제 5,003,342 호에 개시되어 있는 바와 같이, 이 기준판(FP)으로서, 여기에서는 도 7(A) 및 도 7(B)에 도시된 바와 같은 소(小)FM이라고 불리우는 기준판(FP2)를 사용하도록 한다. 이 기준판(FP2)상에는, 도 6(B)에 도시된 바와 같이, 중심부에 얼라인먼트 센서용 기준 마크(30-3)가 형성되고, 마크(30-3)의 길이방향 양측에 한 쌍의 레티클 현미경용 기준 마크(32-3, 32-4)가 좌우 대칭으로 형성되어 있도록 한다. 기준판(FP2)상에서 기준 마크(30-3)와 기준 마크(32-3, 32-4)는 상호 소정의 위치관계로 형성되어 있다.
① 웨이퍼 교환이 종료된 상태에서는, 측장축(Xe)의 측장 빔이 단절된 상태에 있으나, 측장축(Y)의 측장 빔은 단절되지 않고, 또한 측장축(Xa)의 측장 빔은 단절되어 있지 않으므로, 간섭계(26Y, 26Xa)의 계측값이 주제어장치(28)에 입력되어 있다. 따라서, 주제어장치(28)에서는 간섭계(26Y, 26Xa)의 계측치에 근거하여 이때의 웨이퍼 테이블(18)의 XY2차원좌표위치를 인식할 수 있고, 상기 Y좌표에 근거하여 측장축(Xe)의 측장 빔이 단절되어 있는 상태인 것을 정확히 인식하고 있다. 단, 이 때 간섭계(26Xa)는 후술하는 바와 같이 리세트되어 있고, 웨이퍼 테이블(18)은 (Xa,Y)좌표시스템에서 관리된다.
이러한 상태에서, USP.4,780,617에 개시된 바와 같이, 얼라인먼트계측이 실시된다. 즉, 주제어장치(28)에서는 웨이퍼(W)상의 복수의 쇼트영역중, 미리 결정된 특정 샘플쇼트 위치 검출용 마크(얼라인먼트마크)위치의 계측을, 간섭계(26Y,26Xa)의 계측치를 모니터링하면서 구동계(22)를 통해 웨이퍼 테이블(18)을 XY스테이지(20)와 일체로 순차이동시켜, 얼라인먼트센서(AS)의 출력에 근거하여(Xa,Y)좌표시스템상에서 수행한다. 그리고, 계측한 각 샘플쇼트의 웨이퍼마크위치와 설계상의 쇼트영역의 배열데이터를 이용하여, USP.4,780,617(예를 들면 특허공개공보 1986-44429호 등)에 개시된 바와 같은 최소이승법(最小二乘法)에 의한 총계연산을 수행하여, 웨이퍼상의 상기 복수의 쇼트영역의 모든 배열데이타를 구한다. 단, 계산결과는, 기준판(FP2)상의 기준 마크(30-3)를 기준으로 하는 데이터로 변환하여 두는 것이 바람직하다. 이로써, 도 8의 각 화살표로 도시된 기준 마크(30-3)를 기준으로 하는 각 쇼트의 위치관계가 산출된다. 또한, 기준 마크(30-3)의 위치는, 얼라인먼트계측에 앞서 실시되며, 간섭계(26Xa)의 리세트시에 기준 마크(30-3)를 얼라인먼트센서(AS)로 검출함으로써, (Xa,Y)좌표시스템 상에서 계측되고 있다(이에 대해서는 후에 상세히 설명한다).
② 상기 얼라인먼트계측의 종료후(이러한 상태에서는, 간섭계(26Xe)의 간섭계 빔은 단절되어 있는 것으로 한다), 노광처리시퀀스로 이행한다.
즉, 주제어장치(28)에서는 간섭계(26Xa)의 계측치를 모니터링하면서 그 Xa좌표가 0이 될 때 까지 웨이퍼 테이블(18)을 도 2의 -X방향 또는 +X방향(이 방향은, 얼라인먼트계측의 종료위치의 설정에 따라 결정된다)으로 구동한다. 이로써, 기준판(FP2) 중심의 기준 마크(30-3)가 대략 측장축(Y)과 일치한 상태가 된다. 다음으로, 주제어장치(28)에서는, 미리 측정된 투영 광학 시스템(PL)의 Y좌표치(예를 들면 0)에 따라 간섭계(26Y)의 게측치를 모니터링하면서 웨이퍼 테이블(18)을 +Y방향으로 이동하여 기준판(FP2)을 투영 광학 시스템(PL)의 대략 수직하방(기준판상의 기준 마크(32-3, 32-4)과 투영 광학 시스템(PL)의 투영 중심의 상대위치를 검출할 수 있는 위치)으로 위치시키도록, 웨이퍼 테이블(18)을 소정위치(간섭계(26Xe)의 리세트 위치)로 위치결정한다. 이 때의 상태가 도 7(B)에 도시되어 있다.
이러한 상태에서, 주제어장치(28)에서는 레티클 얼라인먼트 현미경(52A, 52B)을 이용하여, 기준판(FP2)위의 마크(32-3, 32-4)의 투영 광학 시스템(PL)를 통한 상과, 각 마크에 각각 대응되는 레티클(R)위의 레티클마크를 각각 동시에 관찰하고, 레티클 얼라인먼트 현미경(52A, 52B)의 검출신호에 근거하여 마크(32-3, 32-4)와 각 마크에 대응되는 레티클마크의 위치어긋남을 각각 검출한다. 상기 검출, 즉 기준판(FP2)의 기준 마크(32-3,32-4)와 투영 광학 시스템(PL)의 투영 중심(이는 레티클(R)의 패턴상의 투영 중심과 거의 일치한다)과의 위치관계의 검출이 가능한 순간에 측장축(Xe)의 간섭계(26Xe)를 리세트한다. 이와 같이 얼라인먼트 현미경(52A,52B) 및 기준판(FP2)의 제 2 기준 마크(32-3,32-4)를 사용하여 웨이퍼 테이블(18)의 위치가 검출되었을 때 간섭계(26Xe)가 리세트된다. 즉, 투영 광학 시스템(PL)의 투영 중심에 대한 웨이퍼 테이블(18)의 위치가 검출된 상태에서 간섭계(26Xe)가 리세트된다. 여기서, 리세트은 통상적으로 간섭계(Xe)의 계측치를 산출하는 연산장치의 연산값을 0으로 함으로써 이루어지지만, 0에 한정되는 것은 아니고 그 밖의 사용하기 쉬운 값으로 입력하여도 좋다.
이로써, 웨이퍼 테이블(18)의 위치가 좌표시스템(Xe, Y)상에서 관리되어진다.
여기서, 도 7(B)의 경우에는, 간섭계(26e)의 리세트 위치에서는 간섭계(26Xa)의 간섭계 빔은 단절되기 때문에, 상기 웨이퍼 테이블(18)의 얼라인먼트계측종료위치로부터 간섭계(26Xe)의 리세트 위치로의 이동은, 간섭계(26Xa, 26Y)의 계측치에 근거하여 직선경로를 따라 실시되어도 좋다.
그러나, 가령, 측장축(Xe,Xa)간의 간격이 더욱 멀어지는 경우에는, 상기 웨이퍼 테이블(18)의 이동도중에 측장축(Xa)의 간섭계 빔은 절된되어 버리고(이 때, 측장축(Xe)의 간섭계 빔도 단절된다), 웨이퍼 테이블(18)의 위치제어가 불가능해지고 만다. 이에 반하여, 상기한 바와 같이 웨이퍼 테이블(18)을 -X방향 또는 +X방향으로 일단 이동시킨 후, +X방향으로 이동시키는 방법을 채용하면, 위치제어가 불가능한 상태가 발생하는 일이 없고, 간섭계(26Xe)를 미리 결정한 리세트 위치(기준판(FP2)이 투영 광학 시스템(PL)의 수직하방에 놓인 위치)에서 리세트할 수 있다.
따라서, 상기 제 2 간섭계의 리세트 기능에 따른 경우에는, 측장축(Xe,Xa)상호간의 거리(즉 베이스라인량(BL))는 아무리 길어도, 이동 거울(24X)의 길이를 웨이퍼(W)의 직경과 동일한 정도로 설정할 수 있다.
또한, 상기한 측장축(Xa,Xe)의 측장 빔이 모두 단절되었을 때의 웨이퍼 테이블(18)이 Y축방향으로 이동할 때는, XY스테이지(20)를 구성하는 X스테이지의 위치가 변화하지 않도록 하는 것이 바람직하고, 이를 위해, X간섭계의 사용이 불가능한 동안에는 X방향의 위치서보제어를 별도의 센서에 근거하여 수행하거나, X스테이지의 센서를 로크상태로 하면 된다.
그리고, 주제어장치(28)에서는 상기 위치어긋남오차의 계측결과와 앞서 산출한 기준 마크(30-3)를 기준으로 한 쇼트배열데이터 및 기준 마크(30-3)와 기준 마크(32-3,32-4)의 위치관계에 근거하여, 간섭계(26Y, 26Xe)의 계측치를 모니터링하면서 웨이퍼(W)상의 각 쇼트영역을 노광위치로 위치결정하며, 조명광학계내의 셔터를 개폐제어하면서, 스텝 앤드 리피트 방식으로 레티클패턴을 웨이퍼상에 순차적으로 노광한다.
이러한 과정을 통해 웨이퍼(W)상의 모든 쇼트영역에 대한 레티클패턴의 노광이 종료되면, 웨이퍼의 변환위치로 웨이퍼 테이블(18)이 되돌아오지만, 이에 앞서 간섭계(26Xa)의 리세트가 다음과 같이 실시된다.
상기와 같은 경우에 있어서, 상기 웨이퍼(W)상으로 노광중일 때, 측장축(Xa)의 측장 빔이 이동 거울(24X)로부터 이탈되는 경우가 있으나, 노광중에 웨이퍼 테이블(18)은, 좌표시스템(Xe,Y)에서 위치관리되고 있기 때문에, 주제어장치(28)에서는 노광이 종료된 후, Xe좌표가 0이 되는 위치까지 간섭계(26Xe)의 계측치를 모니터링하면서, 웨이퍼 테이블(18)을 이동시킨다. 즉, 간섭계(26Xe)의 계측치가, 간섭계(26Xe)를 리세트하였을 때의 Xe좌표치가 될 때 까지 웨이퍼 테이블(18)을 X방향으로 이동시킨다. 이로써, 기준판(FP2)의 기준 마크(30-3)가 대략 측장축(Y)위에 일치된 상태가 된다. 이어서, 주제어장치(28)에서는 미리 계측된 얼라인먼트센서(AS)의 검출중심의 Y좌표치에 따라 간섭계(26Y)의 계측치를 모니터링하면서 웨이퍼 테이블(18)을 -Y방향으로 이동시키고, 기준판(FP2)의 기준 마크(32-3)가 얼라인먼트센서(AS)의 검출영역내에 위치하는 소정의 위치(간섭계(26Xa)의 리세트 위치)에 웨이퍼 테이블(18)을 위치결정한다. 이러한 상태가 도 7(A)에 도시되어 있다.
상기 리세트 위치에 웨이퍼 테이블(18)의 위치가 결정된 상태에서는 도 7(A)에 도시된 바와 같이, 측장축(Xa)의 측장 빔은 X이동 거울(24X)에 도달하며, 또한, 기준판(FP2)위의 제 1 기준 마크(30-3)는 얼라인먼트센서(AS)의 검출영역내에 위치한다.
이러한 상태에서, 주제어장치(28)에서는 얼라인먼트센서(AS)를 이용하여, 기준판(FP2)상의 마크(30-3)의 위치를 검출함과 동시에 간섭계(26Xa)를 리세트한다. 이와 같이, 얼라인먼트센서(AS) 및 기준판(FP2)의 기준 마크(30-3)를 사용하여 웨이퍼 테이블(18)의 위치가 검출되었을 때 간섭계(26Xa)가 리세트된다. 즉, 얼라인먼트센서(AS)의 검출중심에 대한 웨이퍼 테이블(18)의 위치가 검출될 때 간섭계(26Xa)가 리세트된다. 또한, 기준판(FP2)의 기준 마크(30-3)의 위치가 좌표시스템(Xa,Y)상에서 계측된다.
이로써, 웨이퍼 테이블(18)은, (Xa, Y)좌표시스템에 의해 관리되게 된다. 그리고 간섭계(26Xa)의 좌표시스템(Xa,Y)상에서, 웨이퍼의 교환 및 얼라인먼트의 계측이 이루어진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 투영 노광 장치에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 이동 거울(24X, 24Y)로서 그 길이(Lm)가 (Dw+2BL)보다 작고 웨이퍼직경(Dw)보다 근소하게 긴 정도의 것이 사용되고 있기 때문에, 이동 거울로서 (Dw+2BL)보다 긴 것을 이용한 종래의 노광장치에 비해, 이동 거울이 부착되는 웨이퍼 테이블(18) 및 이것이 탑재된 XY스테이지(20)의 소형·경량화를 도모할 수 있고, 이로써 웨이퍼 테이블(18 및 XY스테이지 20)의 위치제어성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 장치전체의 소형화도 물론 가능해진다.
또한, 얼라인먼트센서(AS)에 의한 얼라인먼트계측이나 투영 광학 시스템(PL)에 의한 노광을 실시하기 위해, 논리상으로는, 이동 거울의 길이(Lm)가 웨이퍼직경(Dw)과 동일한 길이라면 충분하지만, 실제로 문제가 되는 것은 이동 거울 반사면의 양단부의 평면성을 양호하게 하기 위한 여유와, 빔의 직경을 고려할 필요가 있기 때문에 웨이퍼직경(Dw)보다 이동 거울의 길이를 약간 크게 할 필요가 있는 것이다.
또한, 상기 실시형태에 따르면, 주제어장치(28)는 간섭계를 얼라인먼트와 노광간의 타이밍에 따라 리세트하고, 간섭계의 제 1, 제 2 리세트 기능을 구비하고 있다는 점 때문에, 웨이퍼 테이블(18)이 웨이퍼 직경보다 약간 크며 대략 정방형임에도 불구하고, 얼라인먼트 마크의 계측, 노광등 어떠한 동작에도 지장을 받는 일이 없다.
특히, 앞서 설명한 기준판으로서 대(大)FM이라 불리우는 기준판(FP1)을 사용하는 주제어장치(28)의 간섭계 리세트동작에 따르면, 얼라인먼트계측 직후의 베이스라인을 계측할 수 있기 때문에, 오프 액시스 얼라인먼트 센서에 있어서 가장 중요한 베이스라인량의 안정성을 확보할 수 있고, 상기 베이스라인의 계측을 웨이퍼 테이블(18)이 정지된 상태에서 실시할 수 있기 때문에 공기 요동 등에 따른 간섭계 계측오차도 관계없다.
한편, 기준판으로서 소(小)FM으로 불리우는 기준판(FP2)을 사용하는 주제어장치(28)의 간섭계 리세트 동작에 따르면, 베이스라인량(BL)의 크기에 관계없이 웨이퍼 테이블(18)의 크기를 웨이퍼(W) 직경 정도로 설정할 수 있게 된다.
따라서, 웨이퍼 테이블(18)의 크기를 일정하게 유지한 상태에서, 해상력의 향상을 위한 투영 광학 시스템(PL)의 고 N.A.화나 필드의 대형화를 용이하게 달성할 수 있게 된다.
또한, USP.5,151,749에 개시된 바와 같이, 도 2의 Y축 간섭계(26Y)대신에, 도 9에 도시된 계측축(Y1,Y2)을 가지는 요잉간섭계를 설치하여도 좋다. 상기 요잉간섭계에 따르면, Y1축,Y2 축의 계측차를 축간 거리(Yy)로 분할함으로써, 웨이퍼 테이블(18)의 요잉량을 용이하게 구할 수 있고 동시에, Y1축,Y2 축의 계측치의 평균에 의해 도 2의 Y축 간섭계(26Y)에 상당하는 측장축(Ya)의 간섭계와 동일한 값을 가지는 웨이퍼 테이블(18)의 Y축 좌표계측을 수행할 수 있다. 마찬가지로, 요잉간섭계를 X축에도 부착하는 것도 고려되지만, X축에서는 측장축(Xa,Xe)이 모두 2개씩 설정하지 않으면 안되기 때문에 복잡해진다. 따라서, 도 9의 경우에는, 이동 거울(24X,24Y)이 직교도가 변하지 않는 것으로 하여 Y축측에만 요잉간섭계를 설치한 것이다. 단, 이동 거울(24X,24Y)의 직교도가 변할 때에는, X, Y모두 요잉간섭계를 가지거나, Xa,Xe,Y의 3개의 측장축의 측장 빔이 단절되어 있지 않은 상태의 관계를 기억하여 두고, 그 변화를 계측하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 기준판(FP1 또는 FP2)을 이용하여 얼라인먼트계측으로부터 노광동작으로 이행하는 타이밍에서, 간섭계의 리세트을 실시하는 경우에 대하여 설명하였으나, 기판 스테이지로서의 웨이퍼 테이블(18)위에 어떤 기준점을 정하고, 상기 기준점이 소정 리세트 위치에 위치하도록 웨이퍼 테이블(18)을 위치결정하고, 간섭계를 리세트하면 충분하다. 따라서, 상기 기준점으로서 웨이퍼(W)상의 1점, 예를 들면 몇몇 쇼트에 부설된 얼라인먼트마크를 결정하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 웨이퍼 테이블(18)위예 이동 거울(24X,24Y)을 고정한 경우에 대하여 설명하였으나, 그 대신에, 웨이퍼 테이블의 측면을 거울면처리하여 이동 거울로서 사용할 수도 있고, 이러한 경우에는, 웨이퍼 테이블(18)의 강성(剛性)의 강화를 도모할 수 있다. 상기 실시형태와 같이 웨이퍼 테이블의 소형화가 가능한 경우에는, 웨이퍼 테이블의 측면을 거울면처리하여 이동 거울로서 사용하는 것도 용이하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 소위 EGA 계측에 의해 웨이퍼(W)상의 쇼트영역의 배열좌표를 미리 구하고, 노광시에는 그 배열좌표에 따라, 웨이퍼 테이블의 스텝핑을 실시하는 방법을 채용한 경우에 대해 설명하였으나, 쇼트영역마다 얼라인먼트마크의 계측과 노광을 교대로 실시하는 경우에, 소(小)FM(FP2)을 이용할 경우에는 도 7(A),(B)에 도시된 리세트 위치에서의 간섭계의 리세트를 교대로 수행하면 된다. 또한, 이러한 경우에는, 도 8에 각 화살표로 도시된 것과 동일한 기준 마크(30-3)와 각 얼라인먼트마크의 위치관계를 얼라인먼트시에 계측하고, 그 결과를 이용하여 노광시에 레티클의 패턴상과 웨이퍼를 중첩시키면 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 주제어장치가 간섭계 리세트 기능을 가지는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명에 관계된 투영 노광 방법은 이러한 장치에 한정되는 것이 아니고, 동일 간섭계로 평상시 기판 스테이지의 위치관리를 수행하는 장치, 혹은 완전히 다른 간섭계로서 노광시와 얼라인먼트계측시에 기판 스테이지의 위치관리를 수행하는 장치중 어느 것이라도 적용될 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 본 발명이 스탭 앤드 리피트 방식의 투영 노광 장치에 적용된 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명의 적용범위는 이에 한정되지 않고, 본 발명은 예를 들면 스텝 앤드 스캔 방식의 투영 노광 장치에도 알맞게 적용할 수 있다. 상기 스텝 앤드 스캔 방식의 투영 노광 장치의 경우에는, 앞서 설명한 쇼트내 다점(EGA)에 의해, 직교도 오차 등이 결정된 경우에, U.S. Application Number 08/533,923 filed Sep.26,1995(예를 들면 특허공개공보 1995-57991호 등)에 개시된 바와 같이, 레티클스테이지와 웨이퍼스테이지의 상대주사각도를 변화시킴으로써 직교도 오차를 보정하여도 좋다.
더욱이, 본 발명은, 스텝퍼 등과 같은 광 노광장치에 한정되지 않고, 전자빔노광장치나 X선 노광장치에도 알맞게 적용할 수 있으며, 이러한 장치에 적용한 경우에도 기판 스테이지의 소형화에 따른 각종의 리세트, 예를 들면 스테이지의 제어성의 향상, 장치설치면적(소위 풋프린트)의 축소에 의한 크린룸의 비용절감 등의 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 청구 제 1항에 기재된 발명에 따르면, 기판 스테이지의 제어성능을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 청구 제 2항에 기재된 발명에 따르면, 상기 효과와 함께, 투영광학시스템을 통한 마스크패턴의 노광시에도 마크검출계에 의한 감응기판상의 마크검출시에도 기판 스테이지의 2차원 좌표위치를 정확히 관리할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 청구 제 3항 및 제 4항에 기재된 발명에 따르면, 청구 제 2항에 기재된 발명의 효과와 함께, 기판 스테이지를 일정한 크기로 유지한 상태로, 투영광학시스템의 고 N.A.화, 및 필드의 대형화를 달성할 수 있다는 우수한 효과가 있다.
또한, 청구 제 5항 및 제 6항에 기재된 발명에 따르면, 청구 제 2항에 기재된 발명의 효과와 함께, 이동거울 및 기판 스테이지를 소형·경량화하여도 아무런 문제가 발생하지 않고, 감응기판의 모든 면에 대하여 마크위치의 계측, 투영광학시스템을 통한 패턴의 노광을 실시할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 청구 제 7항에 기재된 발명에 따르면, 청구 제 6항에 기재된 발명의 효과와 함께, 베이스라인의 안정화를 확보할 수 있다는 우수한 효과가 있다.
또한, 청구 제 8항에 기재된 발명에 따르면, 청구 제 3항 또는 제 5항에 기재된 발명의 효과와 함께, 이동거울 및 이것이 탑재된 기판 스테이지의 소형·경량화가 가능하다는 효과가 있다.
또한, 청구 제 9항 및 제 10항에 기재된 발명에 따르면, 기판 스테이지를 소형·경량화하여도 아무런 문제가 없고, 감응기판의 모든 면에 대하여 위치계측, 투영광학시스템을 통한 패턴의 노광을 실시할 수 있는 투영노광방법이 제공된다.

Claims (27)

  1. 노광되는 패턴을 형성한 포토 마스크와,
    감응 기판과,
    상기 포토 마스크의 상기 패턴의 상을 상기 감응 기판에 노광시키는 투영 광학 시스템과,
    상기 감응 기판을 탑재하여 2차원 평면내를 이동하는 기판 스테이지와,
    상기 기판 스테이지상 또는 상기 감응 기판상에 형성되며, 상기 기판 스테이지 또는 상기 감응 기판의 2차원 좌표 위치를 나타내는 마크와,
    상기 투영 광학 시스템과는 별도로 설치되며, 상기 마크를 검출하여 상기 기판 스테이지 또는 상기 감응 기판의 2차원 좌표 위치를 검출하는 마크 검출 시스템과,
    상기 기판 스테이지의 2차원 좌표 위치를 관리하는 간섭계 시스템과,
    상기 기판 스테이지상에 설치되어, 상기 간섭계 시스템에 의해 기준 위치로부터의 변위량을 계측받는 이동 거울을 구비하며,
    상기 이동 거울의 길이를 Lm, 상기 투영 광학 시스템의 투영 중심과 상기 마크 검출 시스템의 검출 중심의 중심간 거리를 BL, 상기 감응 기판의 직경을 Dw라고 할 때, Lm＜Dw+2BL의 관계가 성립하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 간섭계 시스템은, 상기 투영 광학 시스템의 투영 중심과 상기 마크 검출 시스템의 검출 중심을 잇는 방향인 제 1 축방향의 제 1 측장축과, 상기 제 1 측장축에 상기 투영 광학 시스템의 투영 중심에서 수직으로 교차하는 제 2 축방향의 제 2 측장축과, 상기 제 1 측장축에 상기 마크 검출 시스템의 검출 중심에서 수직으로 교차하는 제 2 축방향의 제 3 측장축을 최소한 구비하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 투영 광학 시스템의 투영 영역내에서 상기 기판 스테이지상의 소정의 기준점과 상기 투영 광학 시스템의 투영 영역내의 소정의 기준점과의 위치 관계가 검출 가능하게 되는 위치에 상기 기판 스테이지를 위치 결정한 상태에서, 상기 제 2 측장축의 간섭계를 리세트하고, 상기 기판 스테이상의 기준점이 상기 마크 검출 시스템의 검출 영역내에 위치하도록 상기 기판 스테이지를 위치 결정한 상태에서, 상기 제 3 측장축의 간섭계를 리세트하는 제어수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 투영 광학 시스템의 투영 영역내의 기준점은, 상기 포토 마스크 패턴의 상의 투영 중심이며, 상기 포토 마스크 패턴의 상의 투영 중심과 상기 기판 스테이지상의 기준점과의 위치관계를 상기 포토 마스크와 상기 투영 광학 시스템을 통해 검출하는 위치 검출 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 마크 검출 시스템에 의한 상기 감응 기판상의 마크의 계측을 종료한 후에 상기 제 2 측장축의 간섭계를 리세트하고, 또한 상기 투영 광학 시스템을 통한 상기 감응기판상에 대한 노광이 종료된 후에 상기 제 3 측장축의 간섭계를 리세트하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 마크는 제 1 기준 마크와 제 2 기준 마크를 가지며, 상기 제 1 기준 마크와 상기 제 2 기준 마크는 상기 기판 스테이지상에 탑재된 기준판에 소정의 위치관계로 형성되고,
    상기 투영 노광 장치는, 또한 상기 제 1 기준 마크가 상기 마크 검출 시스템의 검출 영역내에 위치함과 동시에, 상기 기준판의 제 2 기준 마크가 상기 투영 광학 시스템의 투영 영역내의 소정의 기준점과의 위치관계를 검출가능하게 위치하도록, 상기 기판 스테이지를 소정의 위치에 위치결정하여, 이 상태에서 상기 제 2 측장축의 간섭계 및 상기 제 3 측장축의 간섭계의 적어도 한쪽을 리세트하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 투영 노광장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 투영 노광 시스템의 투영 영역내의 기준점은, 상기 포토 마스크 패턴의 상의 투영 중심이며,
    상기 투영 노광 장치는, 또한 상기 포토 마스크 패턴의 상의 투영 중심과 상기 기준판의 제 2 기준 마크의 위치관계를 상기 포토 마스크와 상기 투영 광학 시스템을 통해 검출하는 위치 검출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어수단은, 상기 기판 스테이지가 상기 소정의 위치에 위치결정된 상태에서, 상기 마크 검출 시스템에 의한 검출과, 상기 위치 검출 수단에 의한 검출을 동시에 행하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 마크 검출 시스템에 의한 상기 감응 기판상의 마크의 계측을 종료한 후에 상기 제 2 측장축의 간섭계를 리세트하고, 또한 투영 광학 시스템을 통해 상기 감응 기판으로의 노광 종료후에 상기 제 3 측장축의 간섭계를 리세트하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  10. 포토 마스크에 형성한 패턴의 상을 투영 광학 시스템을 통한 감응 기판상에 노광시키는 투영 노광 방법에 있어서,
    상기 감응 기판을 탑재하는 기판 스테이지상의 소정의 기준점과, 상기 기판 스테이지상에 탑재된 감응 기판상의 얼라인먼트 마크의 위치관계를 검출하는 제 1 공정과,
    상기 제 1 공정후에, 상기 기판 스테이지상의 소정의 기준점을 상기 투영 광학 시스템의 투영 영역내에 위치결정하고, 상기 투영 광학 시스템의 투영 영역내의 소정의 기준점에 대한 상기 기판 스테이지상의 소정의 기준점의 위치 어긋남과 상기 기판 스테이지의 좌표 위치를 검출하는 제 2 공정과,
    상기 제 1 공정에서 검출된 위치 검출 관계와, 상기 제 2 공정에서 검출된 상기 위치 어긋남 및 상기 기판 스테이지의 상기 좌표 위치에 근거하여 상기 기판 스테이지를 이동제어하고, 상기 포토 마크스 패턴의 상과 상기 기판 스테이지에 탑재된 상기 감응 기판과의 위치 정렬을 행하는 제 3 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 방법.
  11. 감응 기판상의 복수의 쇼트 영역의 각각에, 포토 마크스에 형성된 패턴의 상을, 투영 광학 시스템을 통해 노광시키는 투영 노광 방법에 있어서,
    상기 투영 노광 방법은,
    상기 감응 기판상의 상기 복수의 쇼트영역중에서 하나 또는 둘 이상의 샘플 쇼트영역을 선택하고, 선택된 상기 샘플 쇼트 영역의 위치 검출용 마크와 상기 감응 기판을 탑재한 기판 스테이지상의 소정의 기준점과의 위치를 각각 검출하는 제 1 공정과,
    상기 제 1 공정에 있어서의 검출 결과에 근거하여, 상기 감응 기판상의 전체 쇼트 영역과 상기 기판 스테이지상의 소정의 기준점과의 위치관계를 각각 연산으로 구하는 제 2 공정과,
    상기 제 2 공정에서의 연산후에, 상기 기판 스테이지상의 소정의 기준점을 상기 투영 광학 시스템의 투영 영역내에 위치결정하고, 상기 투영 광학 시스템에 의한 상기 포토 마스크 패턴의 상의 투영 중심에 대한 상기 기판 스테이지상의 소정의 기준점과의 위치 어긋남과, 상기 기판 스테이지의 좌표 위치를 검출하는 제 3 공정과,
    상기 제 2 공정에서 연산된 위치관계를, 상기 제 3 공정에서 검출된 위치 어긋남 및 상기 기판 스테이지의 좌표 위치에 근거하여, 상기 기판 스테이지를 이동 제어하고, 상기 기판 스테이지에 탑재된 상기 감응기판상의 쇼트영역의 각각과 상기 포토 마스크 패턴의 상과 위치 정렬을 행하는 제 4 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 방법.
  12. 마스크 패턴의 상을 기판상에 투영하기 위한 투영 광학 시스템과,
    상기 기판을 탑재하여 2차원 평면내를 이동가능한 기판 스테이지와,
    상기 기판 스테이지 또는 상기 기판 스테이지상에 탑재된 기판에 형성된 마크를 검출하는 마크 검출 시스템과,
    상기 투영 광학 시스템의 투영 중심과 상기 마크 검출 시스템의 검출 중심을 이어주는 방향에 대해 상기 기판 스테이지의 위치를 계측하기 위한 제 1 측장축과, 상기 제 1 측장축과 수직인 방향에 대해 상기 기판 스테이지의 위치를 계측하기 위한 제 2 측장축과, 상기 제 2 측장축에 대해 상기 제 1 측장축의 방향으로 소정 거리 떨어져서 배치되며, 상기 제 1 측장축과 수직인 방향에 대해 상기 기판 스테이지의 위치를 계측하기 위한 제 3 측장축을 구비하는 간섭계 시스템과,
    상기 투영 광학 시스템을 이용하여 상기 마스크 패턴의 상을 기판상에 전사할 때에 상기 제 1 측장축과 상기 제 2 측장축을 사용하여 상기 기판 스테이지의 이동을 제어하고, 상기 마크 검출 시스템에 의해 상기 마크를 검출할 때 상기 제 1 측장축과 상기 제 3 측장축을 사용하여 상기 기판 스테이지의 이동을 제어하는 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 측장축과 상기 제 2 측장축을 사용하고 있을 때 상기 제 3 측장축은 사용불가능하며, 상기 제 1 측장축과 상기 제 3 측장축을 사용하고 있을 때는 상기 제 2 측장축은 사용 불가능한 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어 시스템은, 상기 마크 검출 시스템에 의한 상기 마크의 검출이 종료된 후에 상기 제 2 측장축의 간섭계를 리세트하고, 상기 투영 광학 시스템을 이용하여 상기 패턴의 전사가 종료된 후에 상기 제 3 측장축의 간섭계를 리세트하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  15. 마스크 패턴의 상을 기판상에 투영하기 위한 투영 광학 시스템과,
    상기 기판을 탑재하여 2차원 평면내를 이동가능한 기판 스테이지와,
    상기 기판 스테이지 또는 상기 기판 스테이지상에 탑재된 기판에 형성된 마크를 검출하는 마크 검출 시스템과,
    상기 기판 스테이지의 위치를 계측하기 위해, 상기 투영 광학 시스템의 투영 중심과 상기 마크 검출 시스템의 검출 중심을 잇는 제 1 측장축과, 상기 투영 광학 시스템의 광축 중심에서 상기 제 1 측장축과 수직으로 교차하는 제 2 측장축과, 상기 마크 검출 시스템의 검출 중심에서 상기 제 1 측장축과 수직으로 교차하는 제 3 측장축을 구비하는 간섭계 시스템과,
    상기 마크 검출 시스템에 의해 상기 마크가 검출될 때에 상기 제 3 측장축의 간섭계를 리세트하는 제어시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  16. 마스크 패턴의 상을 기판상에 투영하기 위한 투영 광학 시스템과,
    상기 기판을 탑재하여 2차원 평면내를 이동가능한 기판 스테이지와,
    상기 기판 스테이지 또는 기판 스테이지상에 탑재된 기판에 형성된 마크를 검출하는 마크 검출 시스템과,
    상기 기판 스테이지의 위치를 계측하기 위해, 상기 투영 광학 시스템의 투영 중심과 상기 마크 검출 시스템의 검출 중심을 잇는 제 1 측장축과, 상기 투영 광학 시스템의 광축 중심에서 상기 제 1 측장축과 수직으로 교차하는 제 2 측장축과, 상기 마크 검출 시스템의 검출 중심에서 상기 제 1 측장축과 수직으로 교차하는 제 3 측장축을 구비하는 간섭계 시스템과,
    상기 투영 광학 시스템의 투영 영역내에 상기 마크가 있을 때에 상기 제 2 측장축의 간섭계를 리세트하는 제어 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 투영 광학 시스템을 통해 상기 마크를 검출하는 검출 시스템을 추가로 구비하고,
    상기 제어 시스템은 상기 검출 시스템에 의해 상기 투영 광학 시스템을 통해 상기 마크가 검출될 때에 상기 제 2 측장축의 간섭계를 리세트하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 장치.
  18. 마스크 패턴을 투영 광학 시스템을 통해 기판상에 전사하는 투영 노광 방법에 있어서,
    상기 기판을 재치하여 이동하는 기판 스테이지상의 마크를, 상기 마스크와 상기 기판을 위치 정렬하기 위한 검출기로 검출함으로써, 상기 검출기에 대한 상기 기판 스테이지의 위치 정보를 구하고,
    상기 검출기에 대한 상기 기판 스테이지의 위치 정보를 얻을 수 있을 때에 상기 기판 스테이지의 위치를 계측하기 위한 간섭계를 리세트하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지상의 마크는, 상기 기판 스테이지에 탑재된 기판상의 마크를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 검출기는, 상기 기판 스테이지상의 마크를, 상기 마스크와 상기 투영 광학 시스템을 통해 검출하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 방법.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 투영 노광 방법을 이용하여 제조한 반도체 디바이스.
  22. 마스크 패턴을 투영 광학 시스템을 통해 기판상에 전사하는 투영 노광 방법에 있어서,
    상기 기판을 재치하여 이동하는 기판 스테이지상의 마크를 상기 투영 광학 시스템을 통해 검출함으로써, 상기 투영 광학 시스템에 대한 상기 기판 스테이지의 위치 정보를 구하고,
    상기 투영 광학 시스템에 대한 상기 기판 스테이지의 위치정보를 구할 수 있을 때에 상기 기판 스테이지의 위치를 계측하기 위한 간섭계를 리세트하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 방법.
  23. 마스크 패턴을 기판상에 전사하는 투영 노광 방법에 있어서,
    상기 마스크와 상기 기판을 위치 정렬시키기 위한 검출기를 이용하여, 상기 기판을 재치하여 이동하는 기판 스테이지의 위치 정보를 구하고,
    상기 기판 스테이지의 위치 정보가 얻어질 때, 상기 기판 스테이지의 위치를 계측하기 위한 간섭계를 리세트하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 방법.
  24. 마스크 패턴을 기판상에 전사하는 투영 노광 방법에 있어서,
    상기 기판을 재치하여 이동하는 기판 스테이지상의 마크를 검출함으로써, 상기 기판 스테이지의 위치 정보를 구하고,
    상기 기판 스테이지의 위치 정보가 얻어질 때, 상기 기판 스테이지의 위치를 계측하기 위한 간섭계를 리세트하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 방법.
  25. 마스크에 형성된 패턴을 투영 노광 시스템을 통해서 기판상에 전사하는 투영 노광 방법에 있어서,
    상기 기판을 탑재하기 위한 기판 스테이지상의 소정의 기준점과 상기 기준 스테이지상에 탑재된 상기 기판상의 복수의 쇼트영역과의 상대적인 위치관계를 각각 검출하는 제 1 공정과,
    상기 제 1 공정후에, 상기 투영 광학 시스템을 통해 상기 기판상의 기준점을 검출하는 제 2 공정과,
    상기 제 1 공정 및 제 2 공정의 검출 결과에 의거하여, 상기 기판상의 각 쇼트영역을 상기 투영 광학 시스템에 대해 위치 정렬하는 제 3 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 투영 노광 방법을 이용하여 제조된 반도체 디바이스.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지상의 기준점은, 상기 기판 스테이지상에 탑재된 기판에 형성된 마크를 포함하는 것을 특징으로 하는 투영 노광 방법.
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1144263C (zh) * 1996-11-28 2004-03-31 株式会社尼康 曝光装置以及曝光方法
JPH10209039A (ja) 1997-01-27 1998-08-07 Nikon Corp 投影露光方法及び投影露光装置
US20030145353A1 (en) * 1997-05-07 2003-07-31 Lightner Jonathan E. Starch biosynthetic enzymes
JP3441966B2 (ja) * 1998-06-02 2003-09-02 キヤノン株式会社 走査型露光装置および方法、デバイス製造方法
TW554257B (en) * 2000-07-10 2003-09-21 Asml Netherlands Bv Lithographic projection apparatus and device manufacturing method
JP2002231622A (ja) * 2000-11-29 2002-08-16 Nikon Corp ステージ装置及び露光装置
WO2002073122A2 (en) * 2001-03-13 2002-09-19 Zygo Corporation Cyclic error reduction in average interferometric position measurements
US6987569B2 (en) * 2001-08-23 2006-01-17 Zygo Corporation Dynamic interferometer controlling direction of input beam
JP2003086492A (ja) * 2001-09-12 2003-03-20 Canon Inc 露光装置及びその制御方法並びにデバイスの製造方法
US6806961B2 (en) 2001-11-05 2004-10-19 Zygo Corporation Interferometric cyclic error compensation
JP2005512035A (ja) * 2001-12-03 2005-04-28 ザイゴ　コーポレーション 干渉計における非一様な気体混合の影響の補償
AU2003209139A1 (en) * 2002-02-12 2003-09-04 Zygo Corporation Method and apparatus to measure fiber optic pickup errors in interferometry systems
US6906784B2 (en) * 2002-03-04 2005-06-14 Zygo Corporation Spatial filtering in interferometry
US7616322B2 (en) * 2002-07-08 2009-11-10 Zygo Corporation Cyclic error compensation in interferometry systems
US7428685B2 (en) * 2002-07-08 2008-09-23 Zygo Corporation Cyclic error compensation in interferometry systems
AU2003247779A1 (en) 2002-07-08 2004-01-23 Zygo Corporation Cyclic error compensation in interferometry systems
US7262860B2 (en) * 2002-07-29 2007-08-28 Zygo Corporation Compensation for errors in off-axis interferometric measurements
US7274462B2 (en) * 2002-09-09 2007-09-25 Zygo Corporation In SITU measurement and compensation of errors due to imperfections in interferometer optics in displacement measuring interferometry systems
WO2004042319A2 (en) * 2002-11-04 2004-05-21 Zygo Corporation Compensation of refractivity perturbations in an intererometer path
US7075619B2 (en) * 2002-12-12 2006-07-11 Zygo Corporation In-process correction of stage mirror deformations during a photolithography exposure cycle
JP4311713B2 (ja) * 2003-03-10 2009-08-12 キヤノン株式会社 露光装置
US7327465B2 (en) * 2003-06-19 2008-02-05 Zygo Corporation Compensation for effects of beam misalignments in interferometer metrology systems
WO2004113826A2 (en) 2003-06-19 2004-12-29 Zygo Corporation Compensation for imperfections in a measurement object and for beam misalignments in plane mirror interferometers
WO2005045529A2 (en) * 2003-11-04 2005-05-19 Zygo Corporation Characterization and compensation of errors in multi-axis interferometry system
US7379190B2 (en) * 2004-01-05 2008-05-27 Zygo Corporation Stage alignment in lithography tools
JP4790632B2 (ja) * 2004-01-06 2011-10-12 ザイゴ コーポレーション 多軸干渉計ならびに多軸干渉計を用いる方法およびシステム
US7375823B2 (en) * 2004-04-22 2008-05-20 Zygo Corporation Interferometry systems and methods of using interferometry systems
WO2005106383A2 (en) * 2004-04-22 2005-11-10 Zygo Corporation Interferometry systems and methods of using interferometry systems
WO2006041984A2 (en) * 2004-10-06 2006-04-20 Zygo Corporation Error correction in interferometry systems
US7433049B2 (en) * 2005-03-18 2008-10-07 Zygo Corporation Multi-axis interferometer with procedure and data processing for mirror mapping
JP5089143B2 (ja) * 2006-11-20 2012-12-05 キヤノン株式会社 液浸露光装置
US7576868B2 (en) * 2007-06-08 2009-08-18 Zygo Corporation Cyclic error compensation in interferometry systems
JP6614880B2 (ja) * 2015-09-10 2019-12-04 キヤノン株式会社 リソグラフィ装置および物品の製造方法
JP6207671B1 (ja) * 2016-06-01 2017-10-04 キヤノン株式会社 パターン形成装置、基板配置方法及び物品の製造方法
US11720032B2 (en) * 2018-09-24 2023-08-08 Asml Netherlands B.V. Process tool and an inspection method

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61190546A (ja) * 1985-02-20 1986-08-25 Central Glass Co Ltd 光学用樹脂組成物
JPS63159459A (ja) * 1986-12-23 1988-07-02 Central Glass Co Ltd 樹脂組成物
JP2606285B2 (ja) * 1988-06-07 1997-04-30 株式会社ニコン 露光装置および位置合わせ方法
US5243195A (en) * 1991-04-25 1993-09-07 Nikon Corporation Projection exposure apparatus having an off-axis alignment system and method of alignment therefor
JP3282233B2 (ja) * 1992-08-18 2002-05-13 株式会社ニコン 距離測定装置、及びそれを用いた投影露光装置
JP3412704B2 (ja) * 1993-02-26 2003-06-03 株式会社ニコン 投影露光方法及び装置、並びに露光装置
JPH085848Y2 (ja) * 1993-04-06 1996-02-21 松本金属株式会社 キャスター
JPH07103713A (ja) * 1993-10-04 1995-04-18 Canon Inc 移動ステージ装置
JP3419960B2 (ja) * 1995-06-09 2003-06-23 康博 小池 屈折率分布型光学樹脂材料
JPH08334601A (ja) * 1995-06-09 1996-12-17 Yasuhiro Koike 屈折率分布型の光学樹脂材料
KR19980042190A (ko) * 1996-11-07 1998-08-17 요시다쇼이치로 위치검출용 마크, 마크 검출방법 및 그 장치, 및 노광장치

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Publication number Publication date
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EP0843221A3 (en) 1999-08-11
EP0843221A2 (en) 1998-05-20
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KR100517491B1 (ko) 2006-03-09

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