KR20010034274A - 조도계 및 노광장치 - Google Patents

Abstract

수광개구부 (2a) 가 형성된 섀시와, 수광개구부 (2a) 에 대응시켜 섀시 (2) 내에 수광면 (3a) 이 설치된 수광소자 (3) 를 갖는 조도계 (7) 에 있어서, 섀시 (2) 에는 수광개구부 (2a) 로의 경사입사광 (Q) 를 차단하는 통형상부 (차광부 : 8) 가 설치된다.

Description

조도계 및 노광장치{ILLUMINATION METER AND EXPOSURE SYSTEM}

조도계는 계측 대상으로 되는 조명광의 광축상에 설치되어 이 조명광의 광강도 계측에 사용된다.

도 10 은 종래의 조도계를 나타낸 단면도이다.

도 10 에서, 조도계 (1) 는 섀시 (2) 와 수광소자 (3) 로 개략 구성되어 있다. 섀시 (2) 는 상면에 수광개구부 (2a) 가 형성된 케이스로, 토대 (4) 에 설치된다. 수광소자 (3) 는 수광개구부 (2a) 에 대응시켜 섀시 (2) 내에 수광면 (3a) 이 설치되고 다리 (3b) 를 사이에 두고 전기기판 (5) 에 부착된다. 또한, 전기기판 (5) 은 배선 (6) 을 통해 섀시 (2) 밖으로 접속되어 있다. 그리고, 수광소자 (3) 는 수광개구부 (2a) 로부터 입사된 조명광 (P) 을 받음으로써 그 광강도에 따른 신호를 전기기판 (5) 및 배선 (6) 을 통해 외부로 송신한다.

이러한 조도계를 구비한 것으로는 예컨대 스텝 앤드 리피트 방식의 축소 투영형 노광장치, 이른바 스테퍼 등을 들 수 있다. 이 스테퍼는 반도체소자나 액정디스플레이 등을 제조하기 위한 리소그래피공정에서 사용되는 것으로, 투영광학계를 통해 마스크인 레티클 패턴의 상을 포토레지스트가 도포된 기판 (웨이퍼 또는 유리판 등) 의 각 쇼트영역에 전사 노광하는 것이다.

이런 종류의 투영노광장치에서는 적정한 전사 노광을 하기 위해 노광광의 광강도를 관리할 필요가 있어 그래서 노광광의 광강도 계측을 전사 노광에 앞서 적절하게 실시하도록 하고 있다. 그리고, 조도계는 기판을 탑재한 스테이지에 설치되고, 이 스테이지를 평면방향으로 이동시킴으로써 노광광의 조사영역 내의 소정점에 배치되도록 하고 있다.

그런데, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 조도계 (1) 는, 조명광 (P) 의 광강도를 계측하는 경우, 조명광 (P) 의 조사위치에 수광개구부 (2a) 를 맞춰 설치된다. 그러나, 이 조도계 (1) 에서는 수광면 (3a) 으로의 광선 입사를 수광개구부 (2a) 로만 규제하기 때문에, 도 10 에 나타낸 바와 같이 계측 대상인 조명광 (P) 이외에 수광개구부 (2a) 에 대해 경사진 광축을 갖는 광학계, 예컨대 레티클 패턴이 전사되는 기판의 투영광학계의 광축방향 위치를 검출하는 위치검출계로부터 출사되는 경사입사광 (Q) 도 미광 (迷光) 으로서 수광개구부 (2a) 에 입사되어 이 미광을 수광면 (3a) 이 받게 된다. 이것은 수광소자 (3) 로부터의 출력에 조명광 (P) 이외의 경사입사광 (Q) 에 의한 영향도 가미되어 조명광 (P) 만의 정확한 광강도를 측정할 수 없다는 문제가 있다.

또 조명광 (P) 의 광강도가 높은 경우, 그 조사열에 의해 섀시 (2) 그리고 수광소자 (3 : 수광면 (3a)) 가 가열되며 이 열에 의해 수광소자 (3) 출력이 드리프트되어 정확한 광강도를 측정할 수 없다는 문제도 있다. 특히, 이런 종류의 조도계 (1) 는 조명광 (P) 이 섀시 (2) 표면에서 반사되어 정확한 광강도 계측을 저해하는 것을 저지하기 위해 섀시 (2) 의 외측 표면을 흑색 도장하는 경우가 있는데, 이 흑색 도장에 의해 조사열 영향을 잘 받아 상기 출력의 드리프트를 잘 발생시킨다.

이어서, 도 10 에 나타낸 종래의 조도계 (1) 가 상기 스테퍼 등의 투영노광장치에 사용됨으로써 발생하는 문제점은 다음과 같다.

먼저, 투영노광장치에서 조도계는 쇼트영역에 조사되는 노광광의 광강도를 측정하기 위해 설치되어 있으나, 이 쇼트영역에는 기판의 오토포커스나 레벨링을 위한 노광광 이외의 광선이 조사되고 있다. 따라서, 조도계로 노광광의 광강도를 계측할 때에 이들 오토포커스나 레벨링용 광선이 미광으로서 수광소자에 입사되어 노광광만의 정확한 광강도를 측정할 수 없다는 문제가 있다. 특히, 미세한 패턴의 전사 노광에는 노광광의 정확한 광강도를 계측하고 쇼트영역의 노광도즈를 포토레지스트 감도에 의한 적정값으로 제어하여 그 쇼트영역에 전사되는 패턴의 선폭이 제어되기 때문에, 최근 투영노광장치에서는 노광광의 정확한 광강도 계측이 요구되고 있다.

이어서, 최근 투영노광장치에서는 스루풋 향상을 위해 감광기판 상의 조도를 해마다 증가시키는 경향이 있다. 따라서, 조도계는 노광광의 광강도를 계측하는 경우에 강렬한 조사열을 받아 이 열에 의해 수광소자가 출력을 드리프트시키게 되어 계측 오차를 발생시키는 문제가 있다. 특히, 수은램프로부터의 i 선, g 선 등을 노광광으로서 사용하는 경우에 상기 조사열 문제가 현저해진다. 또, 노광광의 조도 증가에 따라 수광소자나 전기기판으로부터의 발열도 증가되고 이 열에 의해 기판을 탑재한 스테이지의 팽창이나 간섭계로의 공기 요동을 발생시켜 베이스라인드리프트를 발생시키게 된다.

본 발명은 이러한 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 경사입사광 등의 계측 대상의 광선 이외의 미광에 의한 영향이나 조사열에 의한 영향을 저감할 수 있는 조도계 및 이 조도계를 구비한 노광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

발명의 개시

제 1 항에 관한 발명은 수광개구부가 형성된 섀시와 수광개구부에 대응시켜 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자를 갖는 조도계에 있어서, 섀시에는 수광개구부로의 경사입사광을 차단하는 차광부가 설치되는 기술이 채택된다. 이 조도계는 차광부에 의해 수광개구부로의 경사입사광이 차단되기 때문에, 계측 대상인 조명광 이외의 미광을 차단하여 조명광의 정확한 광강도가 계측할 수 있게 된다.

제 2 항에 관한 발명은 수광개구부가 형성된 섀시와 수광개구부에 대응시켜 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자를 갖는 조도계에 있어서, 섀시에는 수광개구부측 표면과의 사이에 공극을 형성하고 또 수광개구부에 대응하는 개구부를 갖는 커버가 설치되는 기술이 적용된다. 이 조도계는 커버에 의해 수광개구부측 표면과의 사이에 공극이 형성되기 때문에, 이 공극에 의한 단열효과에 따라 조사열에 의한 수광면으로의 영향을 저감시키고 있다.

제 3 항에 관한 발명은 수광개구부가 형성된 섀시와 수광개구부에 대응시켜 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자를 갖는 조도계에 있어서, 섀시 내를 냉각하는 냉각수단이 설치되는 기술이 채택된다. 이 조도계는 냉각수단에 의해 섀시 내가 냉각되기 때문에, 조사열에 의한 수광면으로의 영향을 저감시키고 또 섀시 내에 수광소자나 전기기판이 설치되는 경우 이들로부터의 발열이 다른 곳으로 전달되는 것을 억제하고 있다.

제 4 항에 관한 발명은 제 3 항에 관한 조도계에 있어서, 냉각수단으로서 섀시 내를 흡인하는 흡인장치가 사용되는 기술이 적용된다. 이 흡인수단에 의해 섀시 내에는 외부공기가 도입되어 효율적으로 섀시 내부가 냉각된다.

제 5 항에 관한 발명은 노광광에 의해 마스크 패턴을 기판 상에 전사하는 노광장치에 있어서, 기판을 지지하는 스테이지에 설치되며 노광광을 입사시키는 수광개구부가 형성된 섀시와, 수광개구부에 대응시켜 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자와, 섀시에 설치되며 수광개구부로의 경사입사광을 차단하는 차광부를 구비하는 기술이 채택된다. 이 노광장치는 차광부에 의해 수광개구부로의 경사입사광을 차단하기 때문에, 계측 대상인 노광광 이외의 오토포커스나 레벨링용 광 (경사입사광) 을 차단하여 노광광의 정확한 광강도를 계측할 수 있게 된다.

제 6 항에 관한 발명은 노광광에 의해 마스크 패턴을 기판 상에 전사하는 노광장치에 있어서, 기판을 지지하는 스테이지에 설치되며 노광광을 입사시키는 수광개구부가 형성된 섀시와, 수광개구부에 대응시켜 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자와, 섀시에 설치되며 수광개구부측 표면과의 사이에 공극을 형성하고 또한 수광개구부에 대응하는 개구부를 갖는 커버를 구비하는 기술이 채택된다. 이 노광장치는 커버에 의해 수광개구부측 표면과의 사이에 공극이 형성되기 때문에, 이 공극에 의한 단열효과에 따라 노광광 등의 조사열에 의한 수광면으로의 영향을 저감시키고 있다.

제 7 항에 관한 발명은 노광광에 의해 마스크 패턴을 기판상에 전사하는 노광장치에 있어서, 기판을 지지하는 스테이지에 설치되며 노광광을 입사시키는 수광개구부가 형성된 섀시와, 수광개구부에 대응시켜 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자와, 섀시 내부를 냉각하는 냉각수단을 구비하는 기술이 채택된다. 이 노광장치는 냉각수단에 의해 섀시 내부가 냉각되기 때문에, 조사열에 의한 수광면으로의 영향을 저감시키고 또한 섀시 내부에 수광소자나 전기기판을 설치하는 경우 이들로부터의 발열이 기판을 탑재한 스테이지에 전달되는 것을 억제하고 있다.

제 8 항에 관한 발명은 노광광에 의해 마스크 패턴을 기판 상에 전사하는 노광장치에 있어서, 기판을 지지하는 스테이지에 수광면이 설치되며 노광광을 광검출하는 광검출기와, 노광광의 조사영역내에 투사되는 노광광 이외의 조명광이 광검출기에 의해 검출되는 것을 거의 저지하는 저지수단을 구비하는 기술이 채택된다. 이 노광장치는 저지수단에 의해 노광광 이외의 조명광이 광검출기로 검출되는 것을 저지하기 때문에, 광검출기로부터는 검출 대상인 노광광에 의거하여 검출 결과가 출력되게 된다.

본 발명은 조명광의 광강도를 계측하는 조도계 및 이 조도계를 구비한 노광장치에 관한 것으로, 특히 계측 대상으로 되는 조명광 이외의 경사입사광에 의한 영향이나 조명광에 의한 조사열의 영향을 저감할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 관한 조도계의 실시형태를 나타낸 단면도이다.

도 2 는 차광부를 구비한 조도계의 다른 실시형태를 나타낸 단면도이다.

도 3 은 커버를 구비한 조도계의 실시형태를 나타낸 사시도이다.

도 4 는 도 3 에 나타낸 조도계의 단면도이다.

도 5 는 도 3 에 나타낸 조도계의 열전달을 나타낸 사시도이다.

도 6 은 도 3 의 조도계에서의 수광소자로부터의 출력을 시간에 따라 기록한 그래프이다.

도 7 은 커버를 구비한 조도계의 다른 실시형태를 나타낸 단면도이다.

도 8 은 냉각수단을 구비한 조도계의 실시형태를 나타낸 사시도이다.

도 9 는 본 발명에 관한 노광장치를 나타낸 정면도이다.

도 10 은 종래의 조도계를 나타낸 단면도이다.

이하 본 발명의 실시형태에 의거하여 도 1 ∼ 도 9 를 참조하면서 설명한다. 한편, 도 1 ∼ 도 9 에서 도 10 에 나타낸 종래의 조도계 (1) 와 동일 부호를 붙인 것은 동일한 것이 사용된다.

도 1 은 본 발명에 관한 조도계의 실시형태를 나타낸 단면도이다.

도 1 에 나타낸 바와 같이 조도계 (7) 는 섀시 (2) 및 수광소자 (3) 를 구비하고 있다. 섀시 (2) 는 열전달이 양호한 금속제, 예컨대 알루미늄제의 케이스로 상면에 수광개구부 (2a) 가 형성되고 토대 (4) 에 설치된다. 수광소자 (3) 는 예컨대 핀포토다이오드로 수광개구부 (2a) 에 대응시켜 섀시 (2) 내에 수광면 (3a) 이 설치되고 다리 (3b) 를 사이에 두고 전기기판 (5) 에 부착된다. 또한, 전기기판 (5) 이 배선 (6) 을 통해 섀시 (2) 밖으로 접속되는 점은 도 9 에 나타낸 바와 동일하다.

또, 섀시 (2) 의 수광개구부 (2a) 가 있는 천정부 (2b) 표면에는 수광개구부 (2a) 를 둘러싸 기립한 통형상부 (차광부 : 8) 가 설치된다. 또한, 통형상부 (8) 는 섀시 (2) 와 마찬가지로 알루미늄 등으로 형성되어 있다. 이 통형상부 (8) 높이 및 내경은 계측 대상이 되는 조명광 (P) (그 개구수나 입사각 등) 과, 미광인 경사입사광 (Q) (섀시 (2) 상에서의 그 단면형상, 크기나 입사각 등) 에 의거하여 결정된다. 즉, 통형상부 (8) 는 도 1 에 나타낸 바와 같이 조명광 (P) 을 수광개구부 (2a) 에 입사시키는 한편, 경사입사광 (Q) 을 차단하도록 높이 및 내경이 결정된다.

도 1 에 나타낸 통형상부 (8) 형태는 후술하는 노광장치에서의 노광광의 광강도를 계측하기 위해 설정된 것으로, 수광개구부 (2a) 의 개구직경, 투영광학계의 개구수 (NA) 로부터 노광광이 통형상부 (8) 에 부딪히지 않도록 그리고 경사입사광 (Q) 이 수광개구부 (2a) 에 입사되지 않도록 설정된다. 또, 통형상부 (8) 형태는 도 1 의 것에 한정되지 않고 예컨대 상측쪽으로 확대되는 깔대기형상이어도 된다.

이렇게 수광소자 (3) 는 수광개구부 (2a) 로부터 입사된 조명광 (P) 을 받으면서도 통형상부 (8) 에 의해 경사입사광 (Q) 이 수광개구부 (2a) 로부터 입사되는 것을 저감하기 때문에 주로 조명광 (P) 의 광강도에 따른 신호를 전기기판 (5) 및 배선 (6) 을 통해 외부로 송신하게 된다.

또, 수광소자 (3) 는 섀시 (2) 내에 설치되는 데에 한정되지 않는다. 즉, 수광면 (3a) 이 섀시 (2) 내에 설치되면 되고, 예컨대 광파이버의 일단면 (수광면) 을 섀시 (2) 내에 설치함과 동시에 이 광파이버를 통해 섀시 (2) 밖의 수광소자 (3) 에 광을 전달시키도록 해도 된다. 이 경우 수광소자 (3) 가 접속되는 전기기판 (5) 도 섀시 (2) 밖에 설치되게 된다. 물론 광파이버와의 병용이나 단독으로 미러 등의 광학소자를 이용하여 노광광 (P) 을 섀시 (2) 밖으로 전송하도록 해도 된다.

도 2 는 차광부를 갖는 조도계의 다른 실시형태를 나타낸 단면도이다.

도 2 에 나타낸 바와 같이 조도계 (9) 는 섀시 (2) 의 천정부 (2b) 를 두께로 하고 천정부 (2b) 외측쪽으로 확대되는 수광개구부 (2a) 가 형성되어 있다. 이 경우 차광부로는 두께가 되는 천정부 (2b) 표면이나 수광개구부 (2a) 내면이 기능한다. 또, 도 2 에 나타낸 수광개구부 (2a) 형태는 도 1 에 나타낸 것과 마찬가지로 후술하는 노광장치에서의 노광광의 광강도를 계측하기 위해 설정된 것으로, 수광개구부 (2a) 의 하단 개구직경, 투영광학계의 NA 로부터 노광광이 천정부 (2b) 표면에 부딪히지 않도록 그리고 경사입사광 (Q) 이 수광소자 (3) 까지 도달하지 않도록 설정된다. 또한, 수광개구부 (2a) 형태는 도 2 의 것에 한정되지 않고 예컨대 내경이 변화되지 않는 것이어도 된다.

그리고, 계측 대상으로 되는 조명광 (예컨대 노광광 (P)) 과 그 이외의 조명광 (예컨대 경사입사광 (Q)) 의 파장이 다른 경우에는 차광부로서 예컨대 파장선택소자 (광학적 밴드패스필터) 에 의해 수광개구부 (2a) 를 형성하고, 계측 대상인 조명광은 이 파장선택소자를 통과시키고 한편 그 이외의 조명광은 통과를 규제하는 것으로 구성해도 된다. 그럼으로써 계측 대상 이외의 미광이 수광면 (3a) 에 입사되는 것을 규제할 수 있어 계측 대상의 정확한 광강도를 검출할 수 있다. 이 때 수광면 (3a) 을 둘러싼 프레임에 의해 파장선택소자를 지지하도록 구성하면 되는데, 수광면 (3a) 과 파장선택소자를 밀착시켜도 되고 또는 수광면 (3a) 으로부터 소정거리만큼 파장선택소자를 지지해도 된다. 또, 크롬 등의 차광재를 파장선택소자에 증착시켜 수광개구부 (2a) 를 형성하고 이 차광재에 흑색도장을 실시해두면 된다.

한편, 상술한 바와 같이 파장선택소자로 이루어진 수광개구부 (2a) 를 단독으로 사용하도록 해도 되고, 도 1 및 도 2 에 나타낸 조도계 (7,9) 로 각각 수광개구부 (2a) 를 파장선택소자로 형성하는, 즉 통형상부 (8 : 도 1) 또는 두께가 되는 천정부 (2b : 도 2) 와 파장선택소자를 병용하도록 해도 된다. 이 경우 통형상부 (8) 또는 천정부 (2b) 에 의해 수광부 (3a) 로 향하는 비계측 대상의 광 (경사입사광 (Q) 등) 을 완전히 커팅할 수 없어도 이 비계측 대상의 광이 수광면 (3a) 에 입사되는 것을 저지할 수 있다. 또, 수광소자 (3) 와는 별도로 파장선택소자를 설치하는 것 대신에 수광면 (3a) 에 파장선택성있는 박막을 피착하도록 구성해도 된다.

도 3 및 도 4 는 차광부를 구비한 조도계의 다른 실시형태를 나타내는데 도 3 은 사시도, 도 4 는 단면도이다.

도 3 및 도 4 에 나타낸 바와 같이 조도계 (10) 는 섀시 (2) 의 천정부 (2b) 에 다리 (11b) 를 사이에 두고 커버 (11) 가 설치되어 있다. 이 커버 (11) 는 천정부 (2b) 와의 사이에 공극 (12) 를 형성시키고 수광개구부 (2a) 에 대응하는 개구부 (11a) 가 형성되어 있다. 또한, 커버 (11) 는 섀시 (2) 와 마찬가지로 열전달이 양호한 예컨대 알루미늄 등으로 형성되어 있다.

그리고, 커버 (11) 는 조명광 (P) 이나 경사입사광 (Q) 의 조사열을 받아 가열되지만, 공극 (12) 에 의해 그 열은 천정부 (2b) 나아가서는 섀시 (2) 내의 수광소자 (3) 에 잘 전달되지 않는다. 또한, 커버 (11) 가 받은 조사열은 도 5 의 화살표로 나타낸 바와 같이 네 귀퉁이의 다리 (11b) 를 통해 섀시 (2) 측면에 열이 전달되고 이어서 토대 (4) 에 전달된다. 따라서, 수광소자 (3) 는 조명광 (P) 등으로부터 조사열 영향을 잘 받지 않지만 조명광 (P) 의 광강도 계측에서 출력의 드리프트가 억제되어 정확한 광강도를 측정할 수 있다.

또, 커버 (11) 는 도 4 에 나타낸 바와 같이 개구부 (11a) 의 개구직경과 공극 (12) 높이를 조정함으로써 차광부로서 기능한다. 즉, 도 4 에 나타낸 커버 (11) 형태는 후술하는 노광장치에서의 노광광의 광강도를 계측하기 위해 설정된 것으로, 수광개구부 (2a) 의 개구직경, 투영광학계의 NA 로부터 노광광이 커버 (11) 표면에 부딪히지 않도록 그리고 경사입사광 (Q) 이 수광개구부 (2a) 로부터 입사되지 않도록 설정된다.

도 6 은 도 3 의 조도계 (10) 및 도 10 의 조도계 (1) 에서 각각의 수광소자 (3) 로부터의 출력을 시간에 따라 기록한 그래프이다. 도 6 그래프에서 실선은 조도계 (10) 의 수광소자 (3) 로부터의 출력을 나타내고, 한편 점선은 도 10 에 나타낸 종래의 조도계 (1) 의 수광소자 (3) 로부터의 출력을 나타낸다. 이 그래프에서 조도계 (10) 는 조사열을 받았을 때에도 종래의 조도계 (1) 와 비교하여 수광소자 (3) 출력의 드리프트가 억제되었음을 알 수 있다.

도 7 은 커버를 구비한 조도계의 다른 실시형태를 나타낸 단면도로, 커버 (14) 가 직접 토대 (4) 에 설치된 점 이외에는 도 4 에 나타낸 조도계 (10) 와 동일한 구성이다.

도 7 에서 조도계 (13) 는 커버 (14) 가 섀시 (2) 를 덮도록 설치되어 섀시 (2) 사이에 공극 (15) 이 형성되어 있다. 따라서, 커버 (14) 가 받은 조사열은 커버 (14) 측면을 통해 직접 토대 (4) 에 전달되기 때문에, 섀시 (2) 로의 열전달을 한층 더 적게 하고 있다. 또한, 공극 (15) 에 의해 섀시 (2) 로의 열전달을 억제하는 점, 개구부 (14a) 가 수광개구부 (2a) 에 대응하여 형성되어 차광부로서 기능하는 점은 도 3 에 나타낸 바와 동일하다.

또, 도 4 및 도 7 에 나타낸 조도계 (10,13) 라도 각각 커버 (11,14) 의 개구부 (11a,14a) 또는 수광개구부 (2a) 를 파장선택소자로 형성해도 된다. 또한, 커버 (11,14) 또는 섀시 (2) 의 천정부와는 별도로 파장선택소자를 예컨대 수광면 (3a) 에 밀착시키거나 또는 수광면 (3a) 으로부터 소정 거리만큼 떨어뜨려 설치하도록 해도 되고 또는 수광면 (3a) 에 파장선택성있는 박막을 피착시켜도 된다.

도 8 은 냉각수단을 구비한 조도계의 실시형태를 나타낸 사시도이다.

도 8 에서 조도계 (16) 는 섀시 (2) 내를 냉각하는 냉각장치가 설치되어 있다. 냉각장치는 섀시 (2) 내부와 연이어 통하는 호스 (17) 단부에 접속된 흡인장치 (도시 생략) 가 사용되며, 섀시 (2) 내로부터 가열된 기체를 흡인함과 동시에 외부공기를 섀시 (2) 내에 삽입으로써 수광소자 (3) 나 전기기판 (5) 가열을 억제하고 있다. 또한, 외부공기 삽입을 효율적으로 하기 위해 섀시 (2) 에는 복수의 삽입구 (18) 가 형성되어 있다. 단, 냉각장치로는 도 8 에 나타낸 것에 한정되는 것이 아니라 예컨대 소정 온도로 설정된 냉매, 예컨대 플로리나 (상품명) 를 순환시키는 파이프를 섀시 (2) 내에 배치하고 이 냉매에 의해 섀시 (2) 내가 냉각되도록 해도 된다. 또는 온도 제어된 기체 (에어) 를 섀시 (2) 내에 공급하도록 해도 된다.

그리고, 도 8 에 나타낸 냉각장치는 도 1, 도 2, 도 4 및 도 7 에 나타낸 조도계 (7,9,10,13) 에 각각 적용할 수 있으나 도 7 에 나타낸 조도계 (13) 에서는 섀시 (2) 전체가 커버 (14) 로 덮여져 있기 때문에, 섀시 (2) 내에 외부공기를 삽입하기 위해 커버 (14) 에도 복수의 삽입구를 형성해두는 것이 바람직하다. 또, 도 4 및 도 7 에 나타낸 조도계 (10,13) 에서는 온도 제어된 기체를 섀시 (2) 내에 공급하는 것 대신에 또는 섀시 (2) 내에 공급함과 동시에 커버 (11,14) 와 섀시 (2) 사이에 형성되는 공극 (12,15) 에 그 온도 제어된 기체를 공급하도록 구성해도 된다.

이어서 본 발명에 관한 노광장치에 대해 설명한다.

도 9 는 노광장치의 개요를 나타낸 모식도이다. 이 노광장치는 스텝 앤드 리피트 방식의 축소 투영형 노광장치, 이른바 스테퍼이다. 웨이퍼스테이지 (WS) 는 기판인 웨이퍼 (W) 를 지지하는 도시되지 않은 웨이퍼홀더를 구비함과 동시에 도시되지 않은 정반 (定盤) 에 대해 X 방향 (예컨대 도 9 에서 좌우 방향) 으로 이동 가능한 X 스테이지와 Y 방향 (예컨대 도 9 에서 지면에 수직 방향) 으로 이동 가능한 Y 스테이지로 구성된다. 이들 X 스테이지 및 Y 스테이지는 구동장치 (19) 에 의해 각각 구동된다 (Y 스테이지의 구동장치는 도시 생략). 구동장치로는 리니어모터 등이 사용된다.

웨이퍼스테이지 (WS) 에는 이동경 (20) 이 설치됨과 동시에 토대 (21) 를 사이에 두고 조도계 (22) 가 설치된다. 또, 웨이퍼스테이지 (WS) 위치는 이동경 (20) 에 대향하여 설치된 레이저간섭계 (23) 에 의해 계측된다. 또한, 복수의 레이저간섭계 (23) 를 사용하여 웨이퍼스테이지 (WS) 의 복수 곳곳이 계측됨으로써 웨이퍼스테이지 (WS) 의 X 방향 위치, Y 방향 위치, Z 축 (도 9 에서 상하방향) 주위의 회전위치가 계측된다.

이어서, 웨이퍼 (W) 를 노광하는 노광광의 광로에 따라 설명한다.

광원 (24) 으로부터의 노광광은 미러 (25), 렌즈군 (26), 옵티컬인테그레이터 (도 9 에서는 플라이아이렌즈 : 27), 미러 (28), 콘덴서렌즈 (29) 를 지나 레티클 (R) 을 조명하고 투영광학계 (30) 를 통해 웨이퍼 (W) 에 도달한다. 광원 (24) 으로는 수은램프, KrF 엑시머레이저, ArF 엑시머레이저, F₂레이저 또는 YAG 레이저의 고주파 등이 사용된다. 또, 수은램프가 사용되는 경우에는 노광광으로서 사용되는 i 선이나 g 선을 꺼내기 위한 필터가 광로상에 설치된다. 또한, 옵티칼인테그레이터 (27) 와 컨덴서렌즈 (29) 사이에 배치된 개구 조리개, 시야 조리개 (레티클블라인드), 릴레이렌즈계 등은 도시 생략되어 있다.

마스크인 레티클 (R) 은 레티클스테이지 (RS) 에 지지된다. 레티클스테이지 (RS) 는 구동장치 (31) 에 의해 X 방향, Y 방향, Z 축 주위의 회전방향 (상동) 으로 이동 가능하여 레티클 (R) 위치를 미조정할 수 있다. 또, 레티클스테이지 (RS) 에는 이동경 (32) 이 설치되고 도시되지 않은 레이저간섭계에 의해 그 위치가 계측된다. 투영광학계 (30) 는 예컨대 1/4 또는 1/5 의 축소 배율을 가지며 그 광축 (L) 이 레티클 (R) 및 웨이퍼 (W) 와 각각 직교하고 있다.

또한, 이 노광장치는 레티클 (R) 패턴의 상을 웨이퍼 (W) 의 한 쇼트영역상에 결상시키기 위해 투영광학계 (30) 의 결상면과 웨이퍼 (W) 를 상대 이동시키는 오토포커스 기구를 구비하고 있다. 오토포커스 기구는 도 9 에 나타낸 바와 같이 AF 용 광원 (33) 과, AF 송광 광학계 (34) 와, 미러 (35,36) 와, 수광센서 (37) 를 구비하고, AF 용 광원 (33) 으로부터의 경사입사광을 웨이퍼 (W) 상에서 반사시켜 이 반사광을 수광센서 (37) 에서 받음과 동시에 수광센서 (37) 의 출력에 의거하여 투영광학계 (30) 의 결상면에 대한 웨이퍼스테이지 (WS) 의 Z 축 방향의 위치 조정을 실시하는 것이다.

도시되어 있지 않지만, 오토포커스 기구는 웨이퍼스테이지 (WS) 상에서 웨이퍼홀더 (도시 생략) 를 세 압전소자 (피에조 소자 등) 로 지지함과 동시에 그 압전소자의 구동량을 제어하여 웨이퍼홀더, 즉 웨이퍼 (W) 의 Z 축 방향 위치 및 투영광학계 (30) 의 결상면에 대한 경사를 조정하는 구동기구를 갖고 있다.

또, 도 9 의 AF 센서 (33 ∼ 37) 는 투영광학계 (30) 의 이미지필드, 즉 레티클 패턴의 투영영역 내의 복수 계측점에 각각 AF 빔을 투사하여 투영광학계 (30) 의 광축을 따른 Z 축 방향에 관한 각 계측점에서의 웨이퍼 (W) 위치를 검출하는 이른바 다점 AF 센서이다. 따라서, 복수 계측점의 각각에서의 웨이퍼 (W : 쇼트영역) 의 Z 축 방향 위치를 검출함으로써 투영광학계 (30) 의 결상면에 대한 쇼트영역 표면의 경사를 구할 수 있다. 오토포커스 기구는 상술한 오토포커스 동작과 함께 그 구한 경사에 따라 웨이퍼홀더를 구동시켜 투영광학계 (30) 의 결상면과 쇼트영역 표면을 거의 평행하게 설정하는 오토레벨링 동작도 실행한다.

또한, 다점 AF 센서 (33 ∼ 37) 대신에 투영광학계 (30) 의 광축 (L) 과 일치하도록 그 위치가 정해진 계측점 (1 점) 에만 AF 빔을 투사하는 AF 센서와 웨이퍼 (W) 의 쇼트영역의 거의 전면에 평행 광속을 투사하여 그 쇼트영역 표면의 평균적인 경사를 검출하는 레벨링센서를 조합하여 이용하도록 해도 된다. 레벨링센서로부터 출사되는 평행 광속도 AF 빔과 동일하게 경사입사광이다.

이어서, 이 노광장치 동작에 대해 간단히 설명하면 먼저 웨이퍼스테이지 (WS) 는 도시되지 않은 제어수단으로부터의 지령에 따라 이동하고 웨이퍼 (W) 의 소정 쇼트영역을 투영광학계 (30) 의 광축 (L : 레티클 패턴의 투영상) 에 맞춘다. 그 후 오토포커스나 레벨링 조정으로 웨이퍼 (W) 는 높이 및 경사가 조정된다. 그리고, 레티클 (R) 패턴의 상은 노광광에 의해 투영광학계 (30) 를 통해 웨이퍼 (W) 의 쇼트영역에 축소 투영되어 전사된다. 전사 후에는 웨이퍼스테이지 (WS) 를 이동시켜 레티크 패턴의 투영상을 다음 쇼트영역에 맞추고서 상기와 동일한 방법으로 다음 전사 노광이 이뤄진다. 이러한 웨이퍼스테이지 (WS) 의 스텝 이동과 투영 노광이 반복됨으로써 웨이퍼 (W) 에는 규칙적으로 배열되는 복수 패턴이 형성된다.

또, 이러한 스텝 앤드 리피트 방식의 노광장치 이외에 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광장치여도 된다. 최근에는 투영광학계 (30) 를 대형화시키지 않고 더 넓은 레티클 (R) 패턴을 웨이퍼 (W) 상에 전사하기 때문에 스텝 앤드 스캔 방식 등의 주사형 노광장치가 주목받고 있다. 이 노광장치는 레티클 (R) 을 투영광학계 (30) 의 광축 (L) 에 수직인 방향으로 주사하는 것과 동기하여 그것에 대응하는 방향 (예컨대 반대방향) 으로 웨이퍼 (W) 를 투영광학계 (30) 의 배율과 동일한 속도비로 주사하고 레티클 (R) 패턴의 상을 웨이퍼 (W) 의 각 쇼트영역에 차례로 전사하는 것이다.

또, 주사형 노광장치는 일본 공개특허공보 평4-196513 호 및 대응하는 미국 특허 제 5,473,410 호, 일본 공개특허공보 평6-232030 호 및 대응하는 미국 특허출원 제 187553 호 (출원일 1994년 1월 28일) 와 대응하는 유럽 특허 0614124 호 (공개번호) 에 개시되어 있고, 본 국제출원에서 지정된 지정국 또는 선택된 선택국의 국내법령이 허용하는 한에서 이들공보 및 미국 특허의 개시를 원용하여 본문에 기재된 일부로 한다.

한편, 도 9 에 나타낸 바와 같이 조도계 (22) 는 토대 (21) 를 사이에 두고 웨이퍼스테이지 (WS) 에 설치되어 있다. 이 조도계 (22) 는 도 1, 도 2, 도 3, 도 7, 및 도 8 에 나타낸 것이 사용되고, 토대 (21) 에 설치되며 수광개구부 (2a) 가 형성된 섀시 (2) 와 수광개구부 (2a) 에 대응시켜 섀시 (2) 내에 수광면 (3a) 이 설치된 수광소자 (3) 를 구비하고 있다. 또한, 조도계 (22) 는 그 수광개구부 (2a) 가 투영광학계 (30) 의 이미지필드 (레티클 패턴의 투영영역) 내의 소정점에 위치 결정되도록 이동되고, 그 소정점에서의 노광광 강도 (조도) 를 계측한다. 또, 이미지필드 (투영영역) 내의 복수점에 조도계 (22 : 수광개구부 (2a)) 를 순차적으로 배치하여 각 점에서의 노광광 강도를 계측함으로써 노광광의 강도분포 (조도 균일성) 및 노광광의 조사영역 폭 등도 구할 수 있다.

이때, 웨이퍼스테이지 (WS) 에는 노광광 이외의 오토포커스용이나 레벨링용 광선 (이하, AF 용 광선 등이라고 함) 도 조사되고 있으나, 예컨대 조도계로서 도 1 에 나타낸 조도계 (7) 가 사용되는 경우 비록 AF 빔의 조사 위치에서의 노광광 강도를 계측하는, 즉 AF 빔과 수광개구부 (2a) 가 일치하여도 노광광 이외의 AF 용 광선 등은 통형상부 (차광부 : 8) 에 의해 차단되기 때문에, 노광광의 정확한 광강도를 계측할 수 있다. 단, 이 통형상부 (8) 는 수광개구부 (2a) 의 개구직경, 투영광학계 (30) 의 NA 로부터 노광광이 통형상부 (8) 에 부딪히지 않도록 그리고 AF 용 광선 등이 수광개구부 (2a) 에 입사되지 않도록 설정된다.

마찬가지로 조도계로서 도 2 에 나타낸 조도계 (9) 가 사용될 때라도 노광광을 수광개구부 (2a) 에 입사시키는 한편, AF 용 광선은 두께가 되는 천정부 (2b) 표면 등에 의해 수광개구부 (2a) 로의 입사가 차단된다. 또, 계측 대상이 되는 노광광과 AF 용 광선 등은 파장이 다르기 때문에 차광부로서 예컨대 파장선택소자에 의해 수광개구부 (2a) 를 형성하고, 노광광은 이 파장선택소자를 통과하고 한편 AF 용 광선 등은 통과를 규제하도록 해도 된다.

이어서, 조도계로서 도 3 에 나타낸 조도계 (10) 가 사용된 경우에는 섀시 (2) 가 커버 (11) 에 의해 피복되고, 천정부 (2b) 와의 사이에 공극 (12) 이 형성되어 있다. 특히, 광원 (24) 으로서 수은램프가 사용되는 경우, 조도계 (22) 는 노광광 (i 선 등) 에 의해 강렬한 조사열을 받지만, 도 4 및 도 5 에 나타낸 바와 같이 이 조사열은 공극 (12) 의 단열효과에 따라 커버 (11) 의 다리 (11b) 로부터 섀시 (2) 측면으로 전달되어 토대 (21) 를 통해 웨이퍼스테이지 (WS) 에 전달된다. 그럼으로써 수광소자 (3) 나 전기기판 (5) 으로의 열전달이 억제되어 수광소자 (3) 출력의 드리프트 등을 회피할 수 있다.

또, 커버 (11) 의 개구부 (11a) 의 개구직경이나 공극 (12) 높이가 수광개구부 (2a) 의 개구직경, 투영광학계 (30) 의 NA 로부터 노광광이 통형상부 (8) 에 부딪히지 않도록 그리고 AF 용 광선 등이 수광개구부 (2a) 에 입사되지 않도록 설정됨으로써 커버 (11) 는 AF 용 광선 등을 차단하는 차광부로서 기능한다.

마찬가지로 조도계로서 도 7 에 나타낸 조도계 (13) 가 사용되는 경우, 노광광의 조사열은 공극 (15) 의 단열효과에 따라 커버 (14) 측면으로부터 토대 (21) 를 통해 웨이퍼스테이지 (WS) 에 전달된다. 따라서, 노광광의 조사열은 섀시 (2) 에 거의 전달되지 않아 수광소자 (3) 나 전기기판 (5) 으로의 열전달이 한층 더 억제된다. 또, 개구부 (13a) 가 AF 용 광선 등의 차광부로서 기능할 수 있는 점은 조도계 (10) 와 마찬가지다.

이어서, 조도계로서 도 8 에 나타낸 조도계 (16) 가 사용되는 경우, 도시되지 않은 흡인장치에 의해 호스 (17) 를 통해 섀시 (2) 내부가 흡인되고, 외부공기가 삽입구 (18) 등으로부터 삽입된다. 따라서, 노광광의 조사열에 의해 가열된 공기가 흡인장치에서 섀시 (2) 밖으로 배출되는 한편, 외부공기에 의해 수광소자 (3) 나 전기기판 (5) 의 냉각이 이뤄진다. 단, 냉각장치로서 소정의 냉매를 섀시 (2) 내에 순환시키는 구성을 이용해도 된다.

여기에서, 도 9 에는 도시되어 있지 않지만, 노광장치에는 웨이퍼스테이지 (WS) 에 설치된 기준마크나 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트마크를 검출하는 마크검출계 (얼라인먼트 광학계) 가 설치되어 있다. 이 마크검출계는 투영광학계 (30) 를 통한 TTL (스루 더 렌즈) 방식이나 투영광학계 (30) 와 별도로 설치된 광학계를 구비한 오프 액시스 방식이 있다. 그리고, 마크검출계에 의한 기준마크의 검출 결과 및 투영광학계 (3) 를 통한 기준마크와 레티클 (R) 상의 마크의 검출 결과로부터 그 마크검출계의 베이스라인량을 결정하고, 웨이퍼 (W) 를 중복 베이킹하는 경우에 마크검출계에 의한 얼라인먼트마크의 검출 결과와 이 베이스라인량에 의거하여 각 쇼트영역의 정확한 얼라인먼트를 실시하고 있다.

따라서, 조도계 (22) 로부터의 열이 웨이퍼스테이지 (WS) 에 전달되면, 웨이퍼스테이지 (WS) 가 팽창하거나 또는 이동경 (20) 부근의 공기 요동을 발생시켜 레이저간섭계 (23) 에 의한 웨이퍼스테이지 (WS) 의 위치계측 오차를 발생시킴으로써 베이스라인드리프트를 발생시키고 웨이퍼 (W) 를 중복 베이킹하는 경우에 각 쇼트영역이 정확히 얼라인먼트되지 않게 된다.

반면에, 상술한 도 8 에 나타낸 조도계 (16) 에 따르면, 냉각장치에 의해 섀시 (2) 내부 (수광소자 (3) 나 전기기판 (5)) 가 냉각되기 때문에, 웨이퍼스테이지 (WS) 로의 열전달을 억제하고 상기 베이스라인드리프트를 억제하여 각 쇼트영역을 정확히 얼라인먼트할 수 있게 된다.

한편, 조도계와 웨이퍼스테이지 (WS) 사이에 단열재를 추가로 설치하고 조도계로부터 웨이퍼스테이지 (WS) 로의 열전달에 의해 한층 더 억제하도록 해도 된다. 또, 도 1, 도 2, 도 4, 도 7 및 도 8 에 각각 나타낸 조도계로, 예컨대 섀시 (2) 의 내벽에 단열재를 설치하고 섀시 (2) 로부터 그 내부에 전달되는 열을 저감하도록 구성해도 된다.

또, 상기한 조도계에서 섀시 (2) 내에 수광소자 (3) 를 설치하는 구성이 채택되지만, 그것 대신에 광파이버 일단을 수광면으로서 섀시 (2) 내에 설치하고 수광소자 (3) 나 전기기판 (5) 을 웨이퍼스테이지 (WS) 에서 떨어진 위치에 배치하는 구성이어도 된다. 이 경우, 광파이버는 웨이퍼스테이지 (WS) 이동을 허용할 수 있도록 설정된다. 또, 광파이버 대신에 복수 광학소자 (렌즈, 미러 등) 를 이용하여 수광개구부 (2a) 를 통과한 노광광을 웨이퍼스테이지 (WS) 밖의 장치 고정부에 배치된 수광소자 (3) 에 전송하도록 구성하고 웨이퍼스테이지 (WS) 와 수광소자 (3) 사이의 기계적인 접속을 없애도록 해도 된다.

이어서, 노광장치에서 노광광을 광전 검출하는 광검출기의 수광면이 웨이퍼스테이지 (WS) 에 설치된 것에 대해서는 노광광의 조사영역 내에 투사되는 비계측 대상의 조명광이 광검출기에 의해 검출되는 것을 거의 저지하는 저지수단을 구비하고 있다. 이 광검출기로는 상술한 조도계 이외에 예컨대 조사량 모니터 촬상소자 (CCD, 라인센서) 등의 센서가 있다. 저지수단으로는 도 1 의 조도계 (7) 에 관한 통형상부 (8) 나 도 3 의 조도계 (10) 에 관한 커버 (11) 이외에 노광광의 파장 이외의 파장을 지닌 조명광 통과를 규제하는 파장선택소자를 이용할 수 있다. 또한, 저지수단에는 노광광의 조도나 조사량을 계측할 때에 노광광 이외의 조명광 (상기 AF 용 광선 등) 의 조사를 정지시키는 것 (예컨대 AF 용 광원 (33) 의 발광정지 등) 도 포함된다.

또, 도 9 에 나타낸 노광장치에서는 조도계 (22) 가 웨이퍼스테이지 (WS) 에 고정되어 있으나, 예컨대 복수대 노광장치에서 각각의 노광광 강도를 검출하여 비교하기 때문에, 작동자가 1 대의 조도계를 그 복수대 노광장치에 순차적으로 설치해가는 경우가 있으며 이 조도계는 웨이퍼스테이지에 대해 탈착할 수 있게 되어 있다. 이러한 조도계에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있어 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 조도계나 조사량 모니터 뿐 아니라 예컨대 투영광학계 (30) 의 결상 특성 (배율, 초점위치, 수차 등) 을 계측하기 때문에, 레티클 (R) 상의 마크를 노광광으로 조명하여 투영광학계에 의해 형성되는 마크상을 웨이퍼스테이지 상에 배치된 개구를 통해 광학검출기로 수광하는 검출시스템에 대해서도 적용할 수 있다. 이 검출시스템은 예컨대 일본 공개특허공보 평8-83753 호 및 대응하는 미국 특허 제 5,650,840 호에 개시되어 있으며, 본 국제출원에서 지정된 지정국 또는 선택된 선택국의 국내법령이 허용하는 한에서 이 공보 및 미국 특허의 개시를 원용하여 본문에 기재된 일부로 한다.

한편, 도 1 ∼ 도 8 에 나타낸 조도계의 각각은 각종 검출 장치나 측정 장치 등 조명광의 광강도 계측을 필요로 하는 각종 장치에 적용할 수 있다.

또한, 도 9 의 노광장치는 반도체소자 제조용을 나타내고 있으나, 그것에 한정되는 것이 아니라 액정디스플레이, 촬상소자 (CCD 등), 박막자기헤드 제조용이어도 된다. 액정 디스플레이 제조용으로는 웨이퍼스테이지 (WS) 는 판스테이지가 되고 이것에는 유리판이 지지된다. 또, 박막자기헤드 제조용으로는 반도체 웨이퍼 대신에 세라믹웨이퍼를 사용할 수 있다.

한편, 반도체소자 등을 제조하는 디바이스 제조용 노광장치에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 예컨대 원자외광 또는 진공 자외광을 이용하는 노광장치에서 제조하는 경우가 있으며 본 발명은 레티클 또는 마스크를 제조하는 포토리소그래피 공정에서 사용되는 노광장치에 대해서도 적용할 수 있다.

또, 노광용 조명광으로 레이저플라즈마 광원 또는 SOR 로부터 발생하는 연X선영역 (파장 5 ∼ 15 ㎚ 정도), 예컨대 파장 13.4 ㎚ 또는 11.5 ㎚ 의 EUV (Extreme Ultra Violet) 광을 사용하는 축소 투영형 노광장치 또는 경X선을 사용하는 프록시미티 방식의 노광장치 등에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 또, EUV 노광장치에서는 축소 투영광학계가 복수장 (3 ∼ 6 장 정도) 의 반사광학소자로만 이루어진 반사계이며 또한 레티클로서 반사형이 사용된다. EUV 광 또는 경X선을 검출하는 광검출기 (조도계 등) 에서는 예컨대 EUV 광 또는 경X선의 조사에 의해 형광을 발생시키는 물질을 수광면에 형성하고 그 형광을 수광하여 그 강도를 검출한다.

또, 도 9 의 노광장치에서는 노광용 조명광으로서 DFB 반도체 레이저 또는 파이버레이저로부터 발진되는 적외역 또는 가시역의 단일 파장 레이저를 예컨대 에르븀 (또는 에르븀(erbium)과 이트륨(yttrium) 양쪽) 이 도프된 파이버앰프로 증폭시키고 또 비선형 광학결정을 이용하여 자외광에 파장 변환된 고주파를 사용해도 된다.

또한, 도 9 의 노광장치에 탑재한 투영광학계 (30) 는 굴절계, 반사계 및 반사굴절계 중 어느것이나 된다. 반사굴절계로는 예컨대, 미국 특허 제 5788229 호에 개시되어 있는 바와 같이 복수의 굴절광학소자와 두 반사광학소자 (적어도 일측은 오목면경) 를 구부리지 않고 일직선으로 연장된 광축상에 배치된 광학계를 이용할 수 있다. 또, 본 국제출원에서 지정된 지정국 또는 선택된 선택국의 국내 법령이 허용하는 한에서 이 미국 특허의 개시를 원용하여 본문에 기재된 일부로 한다. 또한, 투영광학계를 구비한 노광장치뿐 아니라 프록시미티 방식의 노광장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

그런데, 복수의 광학소자가 경통내에 장착된 투영광학계와 다수의 광학소자 (옵티컬인테그레이터 등을 포함) 로 구성된 조명광학계의 적어도 일부와 가대 (架臺) 에 고정하고 베이스판 상에 배치되는 세개 또는 네개의 방진 패드를 구비한 방진장치에 의해 그 가대를 지지한다. 또한, 그 가대에 매달려 있는 베이스 상에 웨이퍼스테이지를 배치함과 동시에 레티클스테이지가 배치되는 베이스를 그 가대에 설치된 칼럼에 고정한다. 또, 도 1, 도 2, 도 4, 도 7 및 도 8 중 어느 하나에 나타낸 조도계를 웨이퍼스테이지 상에 고정함과 동시에 그 조도계에 배선이나 배관을 접속한다. 그리고, 조명광학계 및 투영광학계의 광학 조정을 각각 실시함과 동시에 다수의 기계 부품으로 이루어진 레티클스테이지나 웨이퍼스테이지에 배선이나 배관을 접속하고 그리고 종합 조정 (전기 조정, 동작 확인 등) 을 함으로써 도 9 에 나타낸 투영노광장치를 제조할 수 있다. 또한, 노광장치 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸 내에서 실시하는 것이 바람직하다.

또, 반도체 디바이스는 디바이스 기능, 성능 설계를 하는 스텝, 이 설계 스텝에 의거한 레티클을 제작하는 스텝, 실리콘 재료로부터 웨이퍼를 제작하는 스텝, 도 9 의 노광장치에 의해 레티클 패턴을 웨이퍼에 노광하는 스텝, 디바이스 조립 스텝 (다이싱 공정, 본딩 공정, 팩키지 공정을 포함), 검사 스텝 등을 거쳐 제조할 수 있다.

그리고, 상기 각 실시형태에서 나타낸 각 구성 부재의 모든 형상이나 조합 등은 일례로, 본 발명의 취지에서 이탈되지 않는 범위에서 설계 요구 등에 의거하여 여러 변경할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 제 1 항에 관한 조도계는 차광부에 의해 수광개구부로의 경사입사광부가 차단되기 때문에, 계측 대상인 조명광 이외의 미광을 차단하여 조명광의 정확한 광강도를 계측할 수 있다.

제 2 항에 관한 조도계는 커버에 의해 수광개구부측 표면과의 사이에 공극이 형성되기 때문에, 이 공극에 의한 단열효과에 따라 조사열에 의한 수광면 (수광소자나 전기기판을 포함) 으로의 영향을 저감시키고 수광소자 출력의 드리프트 등을 억제하여 조명광의 정확한 광강도를 계측할 수 있다.

제 3 항에 관한 조도계는 냉각수단에 의해 섀시 내가 냉각되기 때문에, 조사열에 의한 수광면으로의 영향을 저감시키고 또한 섀시 내에 수광소자나 전기기판이 설치되는 경우 이들로부터의 발열이 다른 데로 전달되는 것을 억제할 수 있다.

제 4 항에 관한 조도계는 냉각수단으로서 섀시 내를 흡인하는 흡인장치가 사용되기 때문에 섀시 내에서 가열된 기체는 흡인수단에 의해 외부로 방출됨과 동시에 섀시 내에는 외부공기가 도입되어 섀시 내를 효율적으로 냉각할 수 있다.

제 5 항에 관한 노광장치는 차광부에 의해 수광개구부로의 경사입사광을 차단하기 때문에, 계측 대상인 노광광 이외의 오토포커스나 레벨링용 광 (경사입사광) 을 차단부에서 차단하여 노광광의 정확한 광강도를 계측할 수 있다.

제 6 항에 관한 노광장치는 커버에 의해 수광개구부측 표면과의 사이에 공극이 형성되기 때문에, 이 공극에 의한 단열효과에 따라 노광광 등의 조사열에 의한 수광면 (수광소자나 전기기판을 포함) 으로의 영향을 저감시키고 수광소자 출력의 드리프트 등을 억제하여 노광광의 정확한 광강도를 계측할 수 있다.

제 7 항에 관한 노광장치는 냉각수단에 의해 섀시 내가 냉각되기 때문에, 노광광 등의 조사열에 의한 수광면으로의 영향을 저감시키고 또한 섀시 내에 수광소자나 전기기판을 설치하는 경우 이들로부터의 발열이 기판을 탑재한 스테이지에 전달되는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 수광소자나 전기기판으로부터의 발열에 의해 스테이지 팽창이나 간섭계로의 공기 요동을 억제하여 베이스라인드리프트를 회피할 수 있다.

제 8 항에 관한 노광장치는 저지수단에 의해 노광광 이외의 조명광이 광검출기로 검출되는 것을 저지하기 때문에, 광검출기로부터는 검출 대상인 노광광에 의거하여 검출 결과를 얻을 수 있다.

Claims (11)

1. 수광개구부가 형성된 섀시와 상기 수광개구부에 대응시켜 상기 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자를 갖는 조도계에 있어서,

   상기 섀시에는, 상기 수광개구부로의 경사입사광을 차단하는 차광부가 설치되는 것을 특징으로 하는 조도계.
2. 수광개구부가 형성된 섀시와 상기 수광개구부에 대응시켜 상기 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자를 갖는 조도계에 있어서,

   상기 섀시에는, 상기 수광개구부측 표면과의 사이에 공극을 형성하고 또한 이 수광개구부에 대응하는 개구부를 갖는 커버가 설치되는 것을 특징으로 하는 조도계.
3. 수광개구부가 형성된 섀시와 상기 수광개구부에 대응시켜 상기 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자를 갖는 조도계에 있어서,

   상기 섀시 내를 냉각하는 냉각수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 조도계.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 냉각수단으로서는, 상기 섀시 내를 흡인하는 흡인장치가 사용되는 것을 특징으로 하는 조도계.
5. 노광광에 의해 마스크 패턴을 기판상에 전사하는 노광장치에 있어서,

   상기 기판을 지지하는 스테이지에 설치되며 상기 노광광을 입사시키는 수광개구부가 형성된 섀시와, 상기 수광개구부에 대응시켜 상기 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자와, 상기 섀시에 설치되며 상기 수광개구부로의 경사입사광을 차단하는 차광부를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
6. 노광광에 의해 마스크 패턴을 기판상에 전사하는 노광장치에 있어서,

   상기 기판을 지지하는 스테이지에 설치되며 상기 노광광을 입사시키는 수광개구부가 형성된 섀시와, 상기 수광개구부에 대응시켜 상기 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자와, 상기 섀시에 설치되며 상기 수광개구부측 표면과의 사이에 공극을 형성하고 또한 이 수광개구부에 대응하는 개구부를 갖는 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
7. 노광광에 의해 마스크 패턴을 기판상에 전사하는 노광장치에 있어서,

   상기 기판을 지지하는 스테이지에 설치되며 상기 노광광을 입사시키는 수광개구부가 형성된 섀시와, 상기 수광개구부에 대응시켜 상기 섀시 내에 수광면이 설치된 수광소자와, 상기 섀시 내를 냉각하는 냉각수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
8. 노광광에 의해 마스크 패턴을 기판상에 전사하는 노광장치에 있어서,

   상기 기판을 지지하는 스테이지에 수광면이 설치되며 상기 노광광을 광전검출하는 광검출기와, 상기 노광광의 조사영역내에 투사되는 상기 노광광 이외의 조명광이 상기 광검출기에 의해 검출되는 것을 거의 저지하는 저지수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 노광광을 기판 상에 투사하는 투영광학계를 추가로 구비하고, 상기 광검출기는 상기 투영광학계의 상면 (像面) 에서 상기 기판을 지지하는 스테이지 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 투영광학계의 광축 방향에 관한 상기 기판의 위치정보를 검출하기 위해 상기 기판 상에 광빔을 조사함과 동시에 상기 기판에서 반사된 광빔을 수광하는 광학센서를 추가로 구비하고, 상기 저지수단은, 상기 광빔의 상기 광검출기로의 입사를 저지하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
11. 제 5 항 내지 제 10 항 중 어느 한항에 기재된 노광장치를 이용하여 디바이스 패턴을 워크피스 상에 전사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.