KR20020063798A - 노광방법 및 노광장치 - Google Patents

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KR20020063798A
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마치노가츠야
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

본 발명은 큰 평면도를 갖는 대형 기판에 대하여, 높은 생산성으로 정밀도 좋게 노광 처리를 행할 수 있는 노광방법 및 노광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여, 투영 광학계(PL)에 의해 마스크(M)의 패턴을 기판(P)에 노광하는 노광장치(EX)는 기판(P)의 평면도를 검출하는 검출장치(6)를 구비하고 있으며, 제어장치(CONT)는 검출장치(6)의 검출결과에 기초하여 기판(P)에 대한 투영 영역의 크기를 소정의 크기로 설정한다. 투영 영역의 크기의 설정은, 마스크(Ma∼Md)에 대한 조명 영역의 크기를 블라인드부(B)로 설정함으로써 행해진다.

Description

노광방법 및 노광장치{EXPOSING METHOD AND EXPOSING APPARATUS}
본 발명은 노광방법 및 노광장치에 관한 것이다.
퍼스널 컴퓨터나 텔레비젼 수상기 등의 표시 소자로서 많이 이용되어온 액정 디스플레이를 제조할 때에, 마스크와 감광제가 도포된 유리 기판과를 정지한 상태에서 마스크에 노광빛을 조사하고, 이 마스크에 형성되어 있는 패턴의 상(像)을 투영 광학계를 거쳐서 유리 기판 상에 전사하고, 유리 기판을 차례차례 스텝 이동시켜 패턴을 이어 맞춤으로써 대화면을 형성하는 스텝·앤드·리피트형의 노광장치가 이용되고 있다.
그런데, 최근의 패턴의 미세화의 요망에 수반하여, 노광장치에 이용되는 투영 광학계의 개구수 NA는 크게 설정되어 있지만, 개구수 NA가 커지면 투영 광학계의 초점 심도(深度)는 kλ/NA2(k는 정수, λ은 파장)의 관계로부터 얕게 된다. 따라서, 액정 디스플레이를 제조할 때에 이용되는 유리 기판의 표면(노광 처리면)은투영 광학계의 초점 심도내에 모이도록 작은 평면도를 갖고 있지 않으면 안된다. 그러나, 유리 기판은 일반적으로 유리 압연으로 제조되기 때문에, 소망하는 평면도를 얻기가 곤란하다.
이와 같이, 유리 기판 표면의 노광 영역 모두를 투영 광학계의 초점 심도내에 한번에 모아 노광 처리하는 것은 곤란하므로, 종래에는 유리 기판 상의 노광 처리면이 투영 광학계의 초점 심도내에 모이는 것처럼 예측하면서 유리 기판 상의 노광 영역을 복수의 소영역으로 분할하고, 이 분할 영역의 각각에 대해 노광 처리를 행하고, 이들 분할 영역에 형성된 분할 패턴을 유리 기판 상에서 이어 맞추는 것에 의해 소정의 패턴을 형성하고 있었다. 구체적으로는, 먼저 유리 기판 상의 분할 영역의 각각이 투영 광학계의 초점 심도내에 모이는 것처럼 예측해 분할 영역의 크기를 각각 설정하고, 이 설정한 분할 영역에 따른 분할 패턴을 갖는 마스크를 각각 설계·제작한다. 그 다음에, 이들 마스크를 이용해 시험적으로 유리 기판에 대하여 노광 처리를 행한다. 그리고, 유리 기판의 평면도에 의해 유리 기판의 분할 영역이 투영 광학계의 초점 심도내에 모이지 않은 것에 기인하는 불량 패턴이 형성되면, 이 분할 영역이 초점 심도내에 모이도록 분할 영역의 크기를 재차 다시 설정하고, 이 재차 다시 설정한 분할 영역에 따른 마스크를 새롭게 다시 제작하고, 재차 노광 처리를 행함으로써 노광 영역 모두에 있어서 패턴이 소정의 정밀도를 갖도록 하고 있었다.
그러나, 이러한 방법에서는 대(大)노광 영역을 예측에 의거해 복수의 소(小)노광 영역으로 분할하고, 노광 처리를 행하므로, 시험적인 노광 처리를 행하지 않으면 안되어, 생산성이나 작업 효율이 나빴다. 게다가, 시험적으로 노광 처리를 행한 뒤, 분할 영역이 투영 광학계의 초점 심도내에 모여져 있지 않으면, 초점 심도내에 모이도록 새롭게 분할 영역의 크기를 예측해 다시 설정하고, 이 분할 영역에 따른 분할 패턴을 갖는 마스크도 새롭게 다시 제작하지 않으면 안되기 때문에, 매우 효율이 나빴다.
본 발명은 이러한 사정에 비추어 이루어진 것으로써, 큰 평면도를 갖는 대형 기판에 대하여 높은 생산성 그리고 양호한 작업 효율로 정밀도 좋게 노광 처리를 행할 수 있는 노광방법 및 노광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 노광장치의 일 실시형태를 나타내는 전체 개략 구성도.
도 2는 블라인드부를 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 노광방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 플로우차트.
도 4는 본 발명의 노광방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 플로우차트.
도 5는 본 발명의 노광방법의 제1 실시형태를 설명하기 위한 도면.
도 6은 기판의 평면도를 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 노광방법의 제2 실시형태를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 노광방법의 다른 실시형태를 설명하기 위한 도면.
도 9는 반도체 장치의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우차트.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※
6: 초점 검출계(검출장치)
B: 블라인드부(설정장치)
Bg: 유리 블라인드(설정장치)
CONT: 제어장치(검출장치, 설정장치, 노광 제어부)
M: 마스크
Ma∼Mf: 분할 마스크(설정장치)
P: 유리 기판(기판)
PA: 패턴
PAa∼PAf: 분할 패턴
PL: 투영 광학계
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태로 나타내는 도 1∼도 9에 대응한 이하의 구성을 채용하고 있다.
본 발명의 노광방법은, 투영 광학계(PL)에 의해 패턴(PA)을 기판(P)에 노광하는 노광방법에 있어서, 기판(P)의 평면도를 검출하고, 이 검출 결과에 의거해 기판(P)에 대한 투영 영역의 크기를 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 노광장치는, 투영 광학계(PL)에 의해 패턴(PA)을 기판(P)에 노광하는 노광장치(EX)에 있어서, 기판(P)의 평면도를 검출하는 검출장치(6, CONT)와, 이 검출장치(6, CONT)의 검출 결과에 의거해 기판(P)에 대한 투영 영역의 크기를 설정하는 설정장치(CONT, M, B)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판(P)의 평면도를 검출하고, 이 검출 결과에 의거해 기판(P)에 대한 투영 영역의 크기를 설정하므로, 예를 들면 설정한 투영 영역에 대응하는 기판(P)의 노광 처리면을 효율 좋게 투영 광학계(PL)의 초점 심도내에 모을 수 있다. 이와 같이, 평면도에 따른 최적의 투영 영역을 효율 좋게 설정할 수 있으므로, 높은 생산성을 실현할 수 있는 동시에, 정밀도가 좋은 노광 처리를 효율 좋게 행할 수 있다.
(제1 실시형태)
이하, 본 발명의 노광방법 및 노광장치의 제1 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 노광장치의 전체 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 노광장치(EX)는 광원(1)으로부터의 광속을 마스크 스테이지(MST)에 보유 지지된 마스크(M)(Ma∼Md)에 조명하는 조명 광학계(IL)와, 이 조명 광학계(IL)내에 배치되어 노광빛(EL)을 통과시키는 개구의 면적을 조정하여 이 노광빛(EL)에 의한 마스크(M)(Ma∼Md)의 조명 범위를 규정하는 블라인드부(설정장치)(B)와, 노광빛(EL)으로 조명된 마스크(M)(Ma∼Md)의 패턴(PA)(PAa∼PAd)의 상을 각형(角形)의 유리 기판(기판)(P)상에 투영하는 투영 광학계(PL)를 구비하고 있다. 노광장치(EX) 전체의 동작은 제어장치(설정장치, 노광 제어부)(CONT)의 지시에 의거해서 행해진다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 노광장치(EX)는 마스크(M)와 기판(P)을 정지한 상태에서 마스크(M)의 패턴을 노광하고, 기판(P)을 차례차례 스텝 이동시키는 스텝·앤드·리피트형의 노광장치이다. 여기서, 본 실시형태에 있어서는, 기판(P)상에 소정의 패턴을 전사할 때에, 이 소정의 패턴을 복수의 부분으로 분할해 각각의 분할 패턴(PAa∼PAd)을 복수의 마스크(Ma∼Md)의 각각에 형성하고, 이들마스크(Ma∼Md)를 교환하면서 분할 패턴(PAa∼PAd)을 기판(P)에서 이어 맞추는(화면 이음을 하는) 것에 의해 하나의 합성 패턴을 형성하는 것이다.
광원(1)은 예를 들면 g선(436nm), h선(405nm), i선(365nm), 및 더욱 미세한 영역에서는 발진 파장 193nm의 ArF 레이저 엑시머 레이저, 발진 파장 157nm의 불소 레이저(F2레이저), 발진 파장 146nm의 크립톤다이머 레이저(Kr2레이저), 발진 파장 126nm의 아르곤다이머 레이저(Ar2레이저) 등에 의해 구성된다.
광원(1)으로부터 출사된 노광빛(EL)은 타원거울(2)에 의해서 집광되고, 조명 광학계(IL)의 접힘 미러(3a)를 반사하여 조명 광학계(IL)를 구성하는 광학 유니트(IU)에 입사한다. 광학 유니트(IU)는 릴레이 렌즈, 노광빛(EL)을 균일화하기 위한 옵티컬 인테그레이터, 노광빛(EL)을 옵티컬 인테그레이터에 입사시키는 인풋(input) 렌즈, 옵티컬 인테그레이터로부터 사출한 노광빛(EL)을 마스크(M) 상에 집광하기 위한 릴레이 렌즈, 콘덴서 렌즈 등의 복수의 렌즈(광학 소자)를 가지고 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 패턴(PAa∼PAd)을 각각 구비한 마스크(Ma∼Md)는 마스크 교환기(7)에 탑재되어 있다. 마스크 교환기(7)는 마스크 스테이지(MST)의 상방에 이동 가능하게 배치되어 있으며, 마스크 스테이지(MST)에 대하여 마스크(Ma∼Md)의 각각을 로드·언로드할 수 있게 되어 있다.
마스크 교환기(7)에 탑재되어야 할 마스크(M)는 마스크 라이브러리(미도시)에 수용되어 있다. 마스크 라이브러리내의 마스크(M)를 마스크 교환기(7)에 탑재하는데는, 마스크 라이브러리로부터 도시하지 않은 로더에 의해 마스크(M)를 마스크 스테이지(MST)에 로드하고, 마스크 교환기(7)가 마스크 스테이지(MST)상의 마스크(M)를 수취함으로써, 마스크(M)가 마스크 교환기(7)에 탑재된다. 한편, 마스크 교환기(7)에 탑재되어 있는 마스크(M)를 마스크 라이브러리내로 되돌리는데는, 마스크 교환기(7)로부터 마스크(M)를 마스크 스테이지(MST)에 로드하고, 마스크 스테이지(MST) 상의 마스크(M)를 상기 도시하지 않은 로더에 의해 마스크 라이브러리로 되돌린다.
광학 유니트(IU)로부터 사출된 노광빛(EL)은 접힘 미러(3b)에서 반사하여, 2차원 방향(XY 방향)으로 이동 가능한 마스크 스테이지(MST) 상의 마스크(M)(Ma∼Md)에 입사한다. 게다가, 마스크(M)를 투과한 노광빛(EL)은 투영 광학계(PL)에 입사하고, 이 투영 광학계(PL)를 구성하는 복수의 렌즈(광학 소자)를 투과해 기판(P)에 입사하여, 마스크(M)의 패턴의 상을 기판(P) 표면에 형성한다.
기판(P)은 그 표면에 감광제가 도포되어 있고, 기판 홀더(PH)에 보유 지지되고 있다. 기판(P)을 보유 지지하는 기판 홀더(PH)는 기판 스테이지(PST) 상에 설치되어 있다. 기판 스테이지(PST)는 XYZ 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있는 동시에, Z축 둘레에 회전 가능하게 설치되어 있다. 게다가, 노광빛(EL)의 광축(AX)에 대하여 경사 방향으로도 이동 가능하게 되어 있어, 기판(P)를 지지했을 때, 기판(P)의 레벨링 조정을 할 수 있도록 되어 있다.
기판 스테이지(PST)의 XY 평면내에서의 위치는 레이저 간섭계(5)로 검출되고 있다. 한편, 기판 스테이지(PST)의 Z 방향의 위치는 투광계(6a)와 수광계(6b)를구비한 초점 검출계(검출장치)(6)로 검출된다. 이들 레이저 간섭계(5) 및 초점 검출계(6)의 검출 결과는 제어장치(CONT)에 출력되고, 기판 스테이지(PST)는 제어장치(CONT)의 지시에 의거해서 구동 기구(PSTD)를 거쳐 이동된다. 그리고, 초점 검출계(6)는 기판 홀더(PH)에 보유 지지되는 기판(P)의 표면(노광 처리면)의 위치를 검출하고, 이 기판(P)의 위치에 관한 정보를 제어장치(CONT)에 출력하게 되어 있다. 제어장치(CONT)는 노광 처리를 행하기 전에, 초점 검출계(6)에 의한 기판(P)의 표면 위치의 검출 결과에 근거하여 기판(P)의 표면 위치가 투영 광학계(PL)의 초점 위치와 합치하도록 구동 기구(PSTD)를 거쳐 기판 스테이지(PST)를 이동한다.
또한, 투영 광학계(PL)의 결상 위치에 기판(P)을 맞출 때에, 초점 검출계(6)는 반드시 기판(P)상의 투영 광학계(PL)의 투영 영역의 중심 위치를 검출할 필요는 없다. 예를 들면, 도 3(b)에 나타내는 4장의 마스크(Ma∼Md)의 패턴을 기판(P)상에서 이어 맞추어 노광하는 경우에는, 초점 검출계(6)는 기판(P)상에서 이어 맞춤이 행해지는 위치(도 5의 마스크(Ma∼Md)의 ×부분의 투영 위치)를 검출하여, 그 검출 결과의 평균 위치가 투영 광학계(PL)의 결상 위치에 맞도록 해도 된다. 이에 따라, 기판(P)상의 이어 맞춤부분의 선폭 변화가 적고 고품질의 액정 디바이스를 제조할 수 있다.
게다가, 초점 검출계(검출장치)(6)는 기판(P) 표면의 복수의 위치를 검출하고, 이 검출 결과를 제어장치(CONT)에 출력한다. 제어장치(CONT)는 기판(P) 표면의 복수의 위치 정보에 의거하여 기판(P)의 평면도를 구할 수 있게 되어 있다. 즉, 기판(P) 표면의 복수의 위치를 검출 가능한 초점 검출계(6)와, 이 검출 결과에 의거해 기판(P)의 평면도를 구하는 제어장치(CONT)에 의해서, 기판(P)의 평면도를 검출하는 검출장치가 구성되어 있다.
조명 광학계(IL)내에 배치되어 있는 블라인드부(설정장치)(B)는 노광빛(EL)에 의한 마스크(M)에 대한 조명 범위를 조정하는 것으로써, 조명 범위의 크기를 소정의 크기로 설정하는 것에 의해 기판(P)에 대한 투영 광학계(PL)의 투영 영역의 크기를 설정하는 것이다.
도 2a에 도시한 바와 같이, 블라인드부(B)는 광원측 블라인드(B1)와 투영 광학계측 블라인드(B2)를 구비하고 있다. 블라인드(B1, B2)는 각각 일체로 설치된 유리 블라인드(Bg)와 노멀 블라인드(Bn)를 구비하고 있다. 유리 블라인드(Bg)는 화면 이음(중복 노광)을 행하는 노광 처리시에 이용되고, 노멀 블라인드(Bn)는 화면 이음을 행하지 않는 노광 처리시에 이용된다. 광원측 블라인드(B1), 투영 광학계측 블라인드(B2)는 제어장치(CONT)의 지시에 의해 구동하는 구동 기구(D)에 의해서, 도 2중의 Y 방향(노광빛(EL)의 광축(AX)과 교차하는 방향)으로 이동 가능하게 되어 있고, 노광 처리시에 있어서, 유리 블라인드(Bg)와 노멀 블라인드(Bn)를 바꿀 때에는 각각의 블라인드(B1, B2)(블라인드부(B) 전체)를 도 2중의 Y 방향으로 이동시킨다.
노멀 블라인드(Bn)는 개구부(14)를 갖고 있으며, 그 주위는 차광부(16)로 되어 있다. 개구부(14)에는 도시하지 않은 나이프 에지가 설치되어 있다. 그리고, 광원측 블라인드(B1) 및 투영 광학계측 블라인드(B2)를 구동 기구(D)에 의해서 이동시켜, 각각의 개구부(14)를 조합함으로써 형성되는 노광빛(EL)이 통과하는 개구의 크기를 변화시키는 것에 의해, 마스크(M)에 대한 노광빛(EL)의 조명 범위가 조정된다.
유리 블라인드(Bg)는 투명한 유리 기판으로 구성되는 광투과부(15a)를 가지고 있다. 광투과부(15a)의 주위는 차광부(16)로 되어 있다. 또, 광투과부(15a)와 차광부(16)의 경계, 즉 유리 기판으로 이루어지는 광투과부(15a)의 단부에는 크롬 등의 차광성 부재의 밀도를 변화시키면서 증착한 감광부(減光部)(15b)가 설치되어 있다. 감광부(15b)에 있어서의 크롬막은 노광장치(EX)의 해상 한계 이하의 크기의 도트 형상으로 하여 유리 기판에 대하여 증착되어 있고, 이 도트 형상의 크롬막의 밀도를 광투과부(15a)로부터 차광부(16)로 향함에 따라 커지도록 설정함으로써 감광부(15b)의 감광율을 변화시키고 있다.
화면 이음을 행할 때의 마스크(M)에 대한 노광빛(EL)의 조명 범위의 설정은 도 2b에 도시한 바와 같이, 광원측 블라인드(B1) 및 투영 광학계측 블라인드(B2)의 각 유리 블라인드(Bg, Bg)를 소정량 조합함으로써 행한다. 즉, 광원측 블라인드(B1) 및 투영 광학계측 블라인드(B2)를 구동 기구(D)에 의해서 이동하고, 각각의 광투과부(15a)를 소정량 조합하는 것에 의해 형성되는 노광빛(EL)이 투과하는 투과부의 크기를 조정함으로써, 마스크(M)에 대한 노광빛(EL)의 조명 범위가 조정된다. 그리고, 감광부(15b)에 대응하는 기판(P)에서의 감광 영역을 중합하도록 노광하는 것에 의해, 합성 패턴의 모든 영역에 있어서 노광량을 균일하게 할 수 있다. 또한, 감광부(15b)는 도 2중의 상하 부분에 설치되어 있고 옆의 부분에는 설치되어 있지 않지만, 노광 처리를 행할 때에, 광원측 혹은 투영 광학계측의 적어도한쪽의 유리 블라인드(Bg)를 횡방향(Y 방향)으로 이동시키면서 노광하는 것에 의해 광량 분포가 생겨, 투영 영역에 감광 영역이 형성되므로, 이 감광 영역을 기판(P)에서 중합함으로써 합성 패턴의 모든 영역에 있어서 노광량을 균일하게 할 수 있다.
유리 블라인드(Bg)의 감광부(15b)는 증착에 의해서 형성되어 있어, 광량 분포의 조정을 분자 레벨에서 정밀도 좋게 행할 수 있으므로, 화면 이음(중복 노광)을 행할 때에, 합성 패턴의 모든 영역에 있어서의 노광량의 균일화를 정밀도 좋게 행할 수 있다. 따라서, 예를 들어 동일한 부분 패턴이 반복해 형성되어 있는 반복 패턴(픽셀 패턴)의 중합을 정밀도 좋게 행할 수 있다.
다음에, 제어장치(CONT)에 의해 마스크(M)에 형성된 패턴을 기판(P)에 노광하는 방법에 대하여 도 3, 도 4를 참조하면서 설명한다.
처음에, 제어장치(CONT)는 기판(P)의 노광 영역을 투영 광학계(PL)의 초점 심도내에 모으기 위해 투영 영역의 최적화를 행할지의 여부, 즉 노광 영역에 대하여 일괄해서 노광 처리할지, 혹은 노광 영역을 분할하여 분할 영역마다 노광 처리할지를 판별한다. 이것은, 이제부터 노광 처리되려고 하는 패턴이 소정의 정밀도를 필요로 하는 패턴인가의 여부에 따라 판단된다. 예를 들면, 드라이버가 조립되는 패턴이나 컨택트 홀 패턴 등 소정의 해상도가 필요한 패턴이면 최적화를 행한다(YES)고 판단하고, 절연층 등 소정의 해상도가 아니어도 허용되는 패턴이면 최적화를 행하지 않는다(NO)고 판단한다(스텝 S1).
제어장치(CONT)는 스텝 S1에 있어서 최적화를 행한다(YES)고 판단한 경우에,소정의 해상도를 필요로 하는 패턴을 노광할 때에 기판(P)의 평면도에 관한 데이터가 필요하므로, 데이터의 취득을 개시한다(스텝 S2).
한편, 제어장치(CONT)는 스텝 S1에 있어서 최적화를 행하지 않는다(NO)고 판단한 경우에, 통상의 노광 동작을 개시한다(스텝 S14).
다음에, 제어장치(CONT)는 기판(P)의 평면도의 검출을 행할지 여부를 판별한다(스텝 S3).
제어장치(CONT)는 스텝 S3에 있어서 기판(P)의 평면도의 검출을 행한다(YES)고 판단한 경우, 노광 처리되어야 할 기판(P)을 기판 스테이지(PST)에 로드한다(스텝 S4).
이어서, 제어장치(CONT)는 초점 검출계(검출장치)(6)를 제어해서 기판(P)의 모든 노광 영역(기판(P)의 표면 전체면)에 있어서의 복수점의 위치에 관한 정보를 검출한다. 제어장치(CONT)는 검출장치(6)의 검출 결과에 의거하여 기판(P)의 평면도를 구한다(스텝 S5).
또한, 검출장치(6)는 기판(P)의 전체면(전체 노광 영역)에 대하여 격자모양으로 위치 검출을 행한다.
한편, 제어장치(CONT)는 스텝 S3에 있어서 기판(P)의 평면도의 검출을 행하지 않는다(NO)고 판단한 경우에, 이 제어장치(CONT)에 접속한 기억장치에 기판(P)의 평면도에 관한 정보를 요구한다(스텝 S6).
여기서, 기억장치에는 검출장치(6)와는 다른 평면도 검출장치에 의해서 검출된 기판(P)의 평면도에 관한 정보가 기억되어 있다. 이 다른 평면도 검출장치로서는 예를 들면, 노광장치(EX)에 인접하는 코타·디벨로퍼 내에 설치된 평면도 검출장치가 있다. 이 코타·디벨로퍼 내의 평면도 검출장치는 현상 처리후의 기판(P)의 평면도를 검출하는 것이지만, 일반적으로 유리 기판으로 이루어지는 기판(P)의 1로트 마다의 형상은 거의 동일하므로, 현상 처리후의 기판(P)의 평면도의 검출 데이터를 이용할 수 있다.
제어장치(CONT)는 기억장치에 기억되어 있는 평면도에 관한 데이터를 수령한다(스텝 S7).
제어장치(CONT)는 스텝 S5 혹은 스텝 S7에 있어서 기판(P)의 평면도에 관한 정보를 취득하면, 이 평면도를 가진 기판(P)에 대하여 노광 처리를 행해서 좋을지 어떨지를 판단한다. 구체적으로는, 투영 광학계(PL)의 초점 심도와 평면도와의 차(DEL)를 기판(P)의 전체 노광 영역에 대하여 구하고, 이 차(DEL)가 소정값(δ)보다 큰지 어떤지를 판별한다(스텝 S8).
여기서, 소정값(δ)은 미리 설정되어 있는 허용값으로써, 투영 광학계(PL)의 초점 심도내에 기판(P)의 노광 처리면을 모을 수 있을지 어떨지에 영향을 주는 요인 중, 기판(P)의 평면도 이외의 요인을 수치화한 것이다. 구체적으로는, 기판(P)상의 감광제(感光劑)의 불균일성이나, 기판 홀더(PH)의 평면도, 오토포커스 정밀도, 오토포커스와 투영 광학계(PL)와의 동(同)초점 오차, 광학계의 상면 만곡 등으로써, 전술한 차(DEL)가 소정값(δ) 이상이면, 투영 광학계(PL)의 초점 심도에 대하여 기판(P)의 평면도는 허용되는 값이 된다.
제어장치(CONT)는 이 차(DEL)가 소정값(δ)보다 크면 통상의 노광 처리 동작으로(스텝 S14), 그리고 차(DEL)가 소정값(δ)보다 작으면 이 차가 소정값(δ)보다 큰 조건을 만족하는 바와 같은 투영 영역을 구하기 위해 스텝 S9로 진행한다.
또한, 평면도는 양호하지만 기판(P)이 전체적으로 경사져 있는 바와 같은 경우가 있다.
이 때문에, 제어장치(CONT)는 스텝 S8에 있어서 기판(P) 전체의 레벨링 보정이 필요할지 어떨지를 판단한다. 구체적으로는, 기판 홀더(PH)의 평면을 a1x+b1y+c1z+d1=O으로 하고, 기판(P)의 평면도의 데이터로부터 근사되는 기판(P)의 평면을 a2x+b2y+c2z+d2=O으로 한다. 여기서, 기판 스테이지(PST)의 레벨링(틸팅)각을 θ라고 하면,
(수식 1)
을 만족할 때에, 제어장치(CONT)는 기판(P)의 레벨링 보정을 행하여 스텝 S14로 진행한다.
또한, 제어장치(CONT)는 상기 식을 만족하지 않는 경우나, 평면도의 측정 데이터로부터 근사되는 기판의 평면도를 얻을 수 없는 경우에 스텝 S9에 있어서, 기판(P) 전체의 레벨링 보정은 행하지 않고 노광 영역(예를 들면, 44mm×44mm)마다에 근사 평면을 산출해 레벨링 보정을 행한다.
또, 제어장치(CONT)는 노광 영역마다의 근사 평면을 산출하는 경우에, 국소적으로 평면도가 나쁜 특이점(x3, y3, z3)을 빼고 산출한다.
제어장치(CONT)는 스텝 S9에 있어서 레벨링 보정이 행해진 노광 영역의 근사 평면 a2'x+b2'y+c2'z+d2'=O에 대한 특이점(x3, y3, z3)의 거리(H)를 다음 식에 의해 산출한다.
(수식 2)
제어장치(CONT)는 투영 광학계(PL)의 초점 심도와 산출된 거리(H)와의 차인 DEL과 소정값(δ)을 비교하여, 차(DEL)가 큰 경우에 스텝 S10으로 진행한다.
제어장치(CONT)는 차(DEL)가 소정값(δ)보다 작은 경우에 노광 영역을 차례차례 작게 해가고(최종적으로는 10mm×10mm 정도가 될 때까지), 차(DEL)가 소정값(δ)보다 크게 되는 노광 영역을 설정하여, 스텝 S10으로 진행한다.
제어장치(CONT)는 차(DEL)가 소정값(δ) 이상으로 되는 바와 같은 투영 영역의 크기를 구하면, 이 구해진 크기를 갖는 투영 영역을 얻기 위한 처리를 행할지 어떨지를 판별한다. 구체적으로는, 복수의 분할 패턴을 기판(P)에서 이어 맞추어 기판(P)에 소정의 패턴을 노광할 때에, 스텝 S9에서 구한 투영 영역의 크기에 따른 분할 패턴을 갖는 복수의 마스크(M)로 변경할지 어떨지를 판별한다(스텝 S10).
제어장치(CONT)는 스텝 S10에서 마스크(M)를 변경한다(YES)고 판단하면, 스텝 S9에서 구한 투영 영역의 크기에 따른 분할 패턴을 갖는 마스크(M)를 선택하고,이들 마스크(M)를 마스크 교환기(7)에 탑재시키는 동시에, 소정의 분할 패턴을 구비한 마스크(M)를 마스크 스테이지(MST)에 로드한다(스텝 S11).
예를 들면, 도 5(a)에 나타내는 바와 같은 마스크(M)에 형성된 패턴(PA)을 기판(P)에 노광하고 싶은 경우에 있어서, 패턴(PA)을 도 5(b)에 나타내는 바와 같은 4개의 분할 패턴(PAa∼PAd)에 의해서 형성하고, 분할 패턴(PAa∼PAd)의 각각이 형성된 마스크(Ma∼Md)를 이용해 노광 처리를 행할 예정이었던 것이, 기판(P)의 평면도를 검출한 결과, 이 평면도가 도 6a에 도시한 바와 같이 큰(나쁜) 것이었던 경우에는, 투영 영역을 작게 다시 설정하지 않아서는 이 투영 영역에 대응한 기판(P)의 노광 처리면을 투영 광학계(PL)의 초점 심도내에 모을 수가 없다. 따라서, 작은 투영 영역에서 노광 처리를 행하기 위해서, 도 5 (c)에 나타내는 바와 같이, 패턴(PA)을 예를 들면 6개의 분할 패턴(PAa∼PAf)으로 하는 것에 의해서 각각의 분할 패턴을 작게 하고, 이 분할 패턴(PAa∼PAf)의 각각을 갖는 마스크(Ma∼Mf)를 이용해 노광 처리를 행한다. 이를 위해, 제어장치(노광 제어부)(CONT)는 마스크 교환기(7)에 보유 지지되고 있던 마스크(Ma∼Md)를 마스크(Ma∼Mf)로 변경하도록 지시한다. 그리고, 이들 마스크(Ma∼Md)를 마스크 교환기(7)로부터 언로드하고, 마스크(Ma∼Mf)를 마스크 교환기(7)에 로드한다.
한편, 검출장치(6)에 의해, 기판(P)의 평면도가 도 6b에 나타내는 바와 같이 작은(좋은) 것이라고 검출된 경우에는, 도 5(b)의 4개의 분할 패턴(PAa∼PAd)과 같은 큰 투영 영역을 형성하는 분할 패턴이라도, 이 투영 영역에 대응한 기판(P)의 노광 처리면을 투영 광학계(PL)의 초점 심도내에 모으는 것이 가능하므로마스크(Ma∼Md)는 교환되지 않고, 통상의 노광 처리 동작이 행해진다.
또한, 기판(P)의 평면도가 도 6b에 나타낸 것보다도 더 작은(좋은) 것인 경우에는, 패턴(PA)을 큰 분할 패턴에 의해서 노광 처리하기가 가능해지므로, 예를 들면 마스크 교환기(7)에 보유 지지되고 있는 4개의 분할 마스크(Ma∼Md)를 도 5 (d)에 나타내는 바와 같은 큰 분할 패턴(PAa, PAb)을 갖는 2개의 마스크(Ma, Mb)로 교환하는 것도 물론 가능하다.
제어장치(CONT)는 스텝 S10에 있어서 마스크(M)를 변경하지 않는다(NO)고 판단한 경우에는, 그 때의 투영 영역내에 있어서 투영 광학계(PL)의 초점 심도내에 기판(P)의 노광 처리면이 모이지 않으므로, 초점 심도 오버의 경고를 낸다(스텝 S15).
제어장치(CONT)는 스텝 S15의 다음에, 소정의 처리를 계속할지 어떨지를 판별한다(스텝 S16).
제어장치(CONT)는 처리를 계속하지 않는다(NO)고 판단한 경우에는, 일련의 소정의 처리를 종료한다.
제어장치(CONT)는 스텝 S11에 있어서 로드된 마스크(M)가 적정 마스크인지 어떤지를 판별한다(스텝 S12).
이 적정 마스크라 함은, 예를 들면 동일한 부분 패턴이 반복해 형성되어 있는 반복 패턴을 가지고 있는 것이다. 반복 패턴을 가지고 있으면, 용이하고 정밀도 좋게 화면 이음을 행할 수 있다.
제어장치(CONT)는 스텝 S12에 있어서 적정 마스크이다(YES)로 판단한 경우,즉 반복 패턴을 가지고 있는 마스크라고 판단한 경우, 블라인드부(B)의 설정을 행한다(스텝 S13).
즉, 화면 이음을 행하기 위해서 블라인드부(B) 중의 유리 블라인드(Bg)를 최적으로 설정하고, 분할 패턴(PAa∼PAd)(PAa∼PAf)의 주변부를 이어 맞추도록 기판(P)에 노광하고, 전체로서 소정의 패턴(PA)을 기판(P)에 형성한다.
한편, 제어장치(CONT)는 스텝 S12에 있어서 적정 마스크가 아니다(NO)로 판단한 경우, 적정 마스크 없음의 경고를 행한다(스텝 S17).
제어장치(CONT)는 적정 마스크 없음의 경고를 행한 후, 처리를 계속할지 어떨지의 판별을 행한다(스텝 S16).
이 때, 투영 영역에 대응한 기판(P)의 노광 처리면이 초점 심도내에 있어서 더욱 최적 위치(예를 들면 초점 심도내의 중앙값)가 되도록, 각 분할 패턴(PAa∼PAd)(PAa∼PAf)의 각각을 유리 블라인드(Bg)에 의해서 더욱 분할하여 노광해도 좋다. 즉, 예를 들면 1개의 분할 패턴(PAa)에 대한 노광빛의 조명 영역을 유리 블라인드(Bg)에서 더욱 소영역으로 분할하고, 이들 소영역을 기판(P)에서 이어 맞추도록 해도 좋다.
이와 같이, 패턴이 동일한 부분 패턴을 반복해 형성되는 반복 패턴(픽셀 패턴)을 가지고 있으면 유리 블라인드(Bg)를 사용할 수 있으므로, 적절한 분할 영역을 설정하고 각 투영 영역에 대응하는 기판(P)의 노광 처리면을 투영 광학계(PL)의 초점 심도내에 모을 수 있다. 즉, 반복 패턴이라면 패턴의 어느 부분에서나 사용하는 것도 가능하므로, 기판(P)이 넓은 범위에서 소망하는 평면도를 가지고 있으면마스크(M)(분할 패턴)에 대한 조명 영역을 넓게 설정할 수 있다. 한편, 기판(P)에 있어서 소망하는 평면도를 갖는 범위가 좁으면 마스크(M)(분할 패턴)에 대한 조명 영역을 좁게 설정하면 된다.
제어장치(CONT)는 스텝 S16에 있어서 처리를 계속한다고 판단한 경우, 즉 마스크 교환기(7)에 탑재된 마스크(M)를 이용해 처리를 계속하고 싶은 경우에, 스텝 S13으로 진행하여, 유리 블라인드(Bg)를 설정한다. 즉, 스텝 S10에 있어서, 제어장치(CONT)는 투영 영역에 대응한 기판(P)의 노광 처리면이 투영 광학계(PL)의 초점 심도내에 모이지 않는다고 판단한 마스크(M)를 교환하지 않았으므로, 소망하는 투영 영역보다는 큰 투영 영역을 형성해 버리는 패턴(분할 패턴)을 가진 마스크(M)가 마스크 교환기(7)(마스크 스테이지(MST))에 보유 지지되고 있는 것으로 된다. 따라서, 이 소망하는 패턴보다 큰 패턴을 갖는 마스크(M)에 대하여 유리 블라인드(Bg)에 의해서 투영 영역을 제어하는 것에 의해, 소망하는 투영 영역(작은 투영 영역)을 만들어 낼 수 있다.
즉, 분할 패턴(PAa∼PAd)(PAa∼PAf) 중, 예를 들면 1개의 분할 패턴(PAa)에 대하여 유리 블라인드(Bg)로 조명 영역을 분할하는 것에 의해서 분할 패턴(PAa)을 더욱 분할한다.
이상 설명한 바와 같이, 기판(P)의 평면도를 검출하고, 이 검출 결과에 의거해 기판(P)에 대한 투영 영역의 크기를 설정함으로써, 정밀도 좋은 노광 처리를 효율적으로 행할 수 있다. 즉, 종래에는 기판의 평면도를 검출하지 않고, 기판(P)의 평면도의 최악값을 예측하고, 이 예측에 근거해 분할 패턴을 갖는 마스크를 제작하고, 이 마스크를 이용해 시험적으로 노광 처리 및 현상 처리를 행하고, 기판(P)의 평면도에 기인해 기판(P)의 노광 처리면이 투영 광학계(PL)의 초점 심도내에 들어가지 않았던 경우(형성된 패턴의 해상도가 소정 정밀도 이하였던 경우), 마스크의 분할 패턴을 더욱 작은 것으로 다시 만들어 재차 노광 처리를 행한다고 하는 효율이 나쁜 작업을 행하고 있었다. 그렇지만, 본 발명과 같이 기판(P)의 평면도를 검출하고, 이 검출 결과에 의거해 투영 영역의 크기를 설정하고, 노광 처리를 행하도록 했으므로, 종래와 같은 마스크의 재제작이나 시험적인 노광·현상 처리가 불필요하게 된다. 따라서, 처리량(throughput)은 향상되고, 높은 생산성으로 정밀도 좋은 노광 처리를 효율 좋게 행할 수 있다.
그리고, 투영 광학계(PL)의 초점 심도에 따라 투영 영역의 크기를 설정하게 했으므로, 초점 심도가 큰 투영 광학계(PL)를 이용했을 때에는 큰 투영 영역에서 노광 처리가 가능해지고, 적은 노광 처리 회수, 적은 매수의 마스크로 노광 처리가 행해지므로, 저비용으로 효율 좋은 노광 처리가 실현된다. 한편, 초점 심도가 작은 투영 광학계(PL)를 이용했을 때에는 작은 투영 영역으로 정밀도 좋은 노광 처리를 행할 수 있다. 그리고, 기판(P)의 노광 처리면이 투영 광학계(PL)의 초점 심도내에 들어가도록 기판(P)의 평면도에 따라 투영 영역의 크기를 크게 하거나 작게 하거나 하는 조정을 자동적으로 행하는 것에 의해서, 기판(P)의 모든 노광 영역에 있어서 고정밀도의 패턴을 형성할 수 있다. 이와 같이, 평면도에 따른 최적의 투영 영역을 효율 좋게 설정할 수 있으므로, 높은 생산성을 실현할 수 있는 동시에, 정밀도 좋은 노광 처리를 효율 좋게 행할 수 있다.
패턴을 복수의 분할 패턴에 의해서 형성하고, 이 복수의 분할 패턴을 기판(P)에서 이어 맞추어 이 기판(P)에 패턴을 노광하게 했으므로, 각각 소망하는 평면도를 갖는 투영 영역에 대하여 각각 분할 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 전체로서 고정밀도의 패턴을 형성할 수 있다.
복수의 분할 패턴은 복수의 마스크에 각각 형성되어 있으므로, 이들 마스크를 교환하면서 노광 처리하는 것에 의해, 작업성 좋게 노광 처리할 수 있다.
이 때, 패턴은 동일한 부분 패턴이 반복해 형성되어 있는 반복 패턴을 가지고 있으므로, 화면 이음을 행할 때에, 이어 맞춤부분의 패턴의 위치 맞춤을 고정밀도로 행하지 않아도, 이어 맞춤부와 이어 맞춤부 이외의 부분과의 패턴의 형상을 어느 위치에 있어서도 용이하게 동일하게 할 수 있다. 게다가, 이 경우, 이어 맞춤 처리를 유리 블라인드(Bg)를 이용해 정밀도 좋고 용이하게 행할 수 있다.
(제2 실시형태)
다음에, 본 발명의 노광방법 및 노광장치의 제2 실시형태에 대하여 설명한다. 여기서, 전술한 제1 실시형태와 동일 또는 동등의 구성 부분에 대하여는 동일한 부호를 사용하는 동시에 그 설명을 간략 또는 생략하는 것으로 한다.
제1 실시형태에 있어서는 복수의 분할 패턴을 복수의 마스크에 각각 형성하고, 각각의 마스크에 노광빛을 조사해서, 이들 복수의 분할 패턴의 상을 기판(P)에서 이어 맞추도록 하여 기판(P)상에 소정의 패턴을 노광하는 구성이었지만, 제2 실시형태에 있어서는 사용하는 마스크(M)는 소정의 패턴을 구비한 1매의 마스크뿐이며, 블라인드부(설정장치)(B)에 의해 마스크(M)에 대한 노광빛의 조명 영역을 복수로 분할하여 투영 영역을 변경함으로써, 마스크에 형성되어 있는 패턴을 복수로 분할하고, 각각의 분할 패턴을 기판(P)에서 이어 맞추어 기판(P)에 패턴을 노광한다.
도 7(a)에 나타내는 바와 같은 마스크(M)에 형성된 패턴(PA)을 기판(P)에 노광할 때, 기판(P)의 평면도를 검출하고 이 검출 결과에 의거해 기판(P)에 대한 투영 영역의 크기를 도 7(b)와 같은 4개의 분할 패턴(분할 영역)(PAa∼PAd)에 설정했다고 하자. 이 경우, 블라인드부(B)의 유리 블라인드(Bg)를 조합하여 마스크(M)에 대한 노광빛(EL)의 조명 영역을 복수로 분할하는 것에 의해, 마스크(M)에 형성되어 있는 패턴(PA)을 복수의 분할 패턴(PAa∼PAd)으로 하고, 이들 복수의 분할 패턴(PAa∼PAd)을 기판(P)에서 이어 맞출 수 있다.
즉, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 블라인드부(B)(유리 블라인드(Bg))를 조정하여 마스크(M)에 대한 조명 영역을 설정하고, 분할 영역(PAa∼PAd)에 노광빛(EL)을 차례차례 조사한다. 이 때, 인접하는 분할 패턴의 이어 맞춤부를 유리 블라인드(Bg)의 감광부(15b)에 의한 감광 영역끼리가 중합하도록 조정하는 것에 의해, 노광 영역 전체의 노광량을 균일화할 수 있다.
기판(P)의 평면도가 큰(나쁜) 혹은 투영 광학계(PL)의 초점 심도가 작고, 각 투영 영역에 대응하는 기판(P)의 노광 처리면을 투영 광학계(PL)의 초점 심도내에 모으기 위해서 투영 영역의 크기를 작게(분할 패턴의 분할 수를 많게) 해야 할 때는, 도 7 (c)에 나타내는 바와 같이 유리 블라인드(Bg)의 중합량을 조정하여, 패턴(PA)을 예를 들면 6개의 분할 패턴(분할 영역)(PAa∼PAf)으로 한다. 그리고, 기판(P)의 평면도가 작은(좋은) 혹은 투영 광학계(PL)의 초점 심도가 큰 경우에는,투영 영역의 크기를 크게 할 수 있으므로, 도 7 (d)에 나타내는 바와 같이 유리 블라인드(Bg)를 조정하여, 패턴(PA)을 예를 들면 2개의 분할 패턴(분할 영역)(PAa, PAb)으로 한다.
이렇게 해서, 유리 블라인드(Bg)를 조정하는 것에 의해, 1개의 마스크(M)에 대한 노광빛(EL)의 조명 영역의 크기를 임의로 설정할 수 있다. 그리고, 이 조명 영역의 크기를 조정함으로써 기판(P)에서의 투영 영역의 크기를 임의로 설정할 수 있다. 이렇게 해서 설정한 투영 영역에 따른 패턴을 기판(P)에서 이어 맞추는 것에 의해서, 기판(P)에 소정의 패턴을 형성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 소정의 패턴(PA)을 복수의 분할 패턴에 의해서 형성할 때, 소정의 패턴(PA)에 대한 노광빛(EL)의 조명 영역의 크기를 설정해 투영 영역의 크기를 설정하는 것에 의해, 이 투영 영역의 크기에 따른 분할 패턴을 형성할 수 있다. 그리고, 본 실시형태와 같이, 분할 패턴을 형성할 때에 블라인드부(B)(유리 블라인드(Bg))를 이용함으로써 사용하는 마스크의 매수를 적게 할 수 있다. 게다가, 패턴이 동일한 부분 패턴이 반복해 형성되어 있는 반복 패턴이면, 임의의 위치로부터 분할 영역을 설정할 수 있다.
이상, 제1 및 제2 실시형태에서 설명한 바와 같이, 소정의 패턴(PA)을 갖는 마스크(M)를 이용해서 이 패턴(PA)을 유리 블라인드(Bg)로 분할하면서 노광 처리를 행해도 좋고, 작은 복수의 분할 패턴(PAa∼PAd)(PAa∼PAf)을 각각 갖는 마스크(Ma∼Md)(Ma∼Mf)를 이용해 노광 처리를 행해도 좋다. 나아가서는, 분할 패턴을 갖는 마스크(Ma∼Mf)와 유리 블라인드(Bg)를 병용하고, 분할 패턴(PAa∼PAf)을 더욱 분할하는 것도 가능하다.
또한, 동일한 부분 패턴이 반복해 형성되어 있는 반복 패턴(픽셀 패턴)이면, 예를 들어 도 5(b)에 나타낸 분할 패턴(PAa) 중의 반복 패턴 부분을 이용해서, 분할 패턴(PAb)이 노광되어야 할 기판(P)상의 영역에 대하여 유리 블라인드(Bg)를 이용해 분할 패턴(PAa)의 반복 패턴 부분을 노광해도 좋다. 즉, 도 5에 있어서는 4매(또는 6매)의 마스크를 이용해 반복 패턴을 노광하고 있지만, 반복 패턴이라면 1매의 마스크를 이용해 유리 블라인드(Bg)를 조정하면서 노광하는 것에 의해 넓은 범위의 노광 영역을 노광할 수 있다. 이 경우, 주변부 패턴(배선 패턴)을 1매의 마스크로 형성하는 것은 불가능하지만, 픽셀 패턴 부분은 반복 패턴이므로 1매의 마스크로 대응할 수 있다.
게다가, 도 8a에 나타내는 바와 같은 배선 패턴(주변부 패턴)(PA1)과 픽셀 패턴(반복 패턴)(PA2)과를 구비한 패턴을 노광하고 싶은 경우, 도 8b에 나타내는 바와 같이 배선 패턴(PA1)의 각부를 구비한 마스크(M1, M3)와, 형성된 패턴의 대부분이 픽셀 패턴(PA2)인 마스크(M2)를 준비해 두고, 픽셀 패턴(PA2)을 노광하고 싶을 때에는 마스크(M2)를 이용해 투영 광학계(PL)의 초점 심도에 따른 투영 영역의 크기의 설정을 유리 블라인드(Bg)에 의해서 행하면서 노광 처리하는 것에 의해, 픽셀 패턴(PA2)을 형성할 때에 마스크(M2)는 교환될 필요가 없어지므로, 작업성 좋게 노광 처리를 행할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는 노광 처리에 이용되는 마스크(M)는 마스크 교환기(7)로부터 마스크 스테이지(MST)에 로드되고 노광되지만, 마스크스테이지(MST)를 설치하지 않고 마스크 교환기(7)를 XY 방향으로 이동해서 소정의 마스크(M)(Ma∼Md)(Mf))를 노광빛(EL)의 광로상에 배치하고, 마스크 교환기(7)에 탑재한 채로 노광하는 구성으로 하는 것도 가능하다.
또, 본 실시형태의 노광장치로서, 마스크(M)와 기판(P)을 동기 이동하여 마스크(M)의 패턴(PA)을 노광하는 주사형의 노광장치에도 적용할 수 있다.
노광장치의 용도로서는 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 노광하는 액정용의 노광장치로 한정되지 않고, 예를 들면 웨이퍼에 패턴을 노광하는 반도체 제조용의 노광장치나 박막 자기 헤드를 제조하기 위한 노광장치에도 넓게 적용할 수 있다.
투영 광학계(PL)의 배율은 등배계(等倍系)뿐 아니라, 축소계 및 확대계의 어느 것이라도 좋다.
투영 광학계(PL)로서는, 엑시머 레이저 등의 원자외선을 이용하는 경우는 초재(硝材)로서 석영이나 형석 등의 원자외선을 투과하는 재료를 이용하고, F2레이저나 X선을 이용하는 경우는 반사 굴절계 또는 굴절계의 광학계로 하고(마스크도 반사형 타입의 것을 사용함), 또 전자선을 이용하는 경우에는 광학계로서 전자 렌즈 및 편향기로 이루어지는 전자 광학계를 이용하면 좋다. 또한, 전자선이 통과하는 광로는 진공 상태로 하는 것은 말할 필요도 없다.
기판 스테이지(PST)나 마스크 스테이지(MST)에 리니어 모터를 이용하는 경우는 에어 베어링을 이용한 에어 부상형 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 이용한 자기부상형의 어느 쪽을 이용해도 좋다. 그리고, 스테이지는 가이드를 따라 이동하는 타입이라도 좋고, 가이드를 마련하지 않은 가이드리스 타입이라도 좋다.
스테이지의 구동장치로서 평면 모터를 사용하는 경우, 자석 유니트(영구자석)와 전기자 유니트의 어느 한 쪽을 스테이지에 접속하고, 자석 유니트와 전기자 유니트의 다른 쪽을 스테이지의 이동면측(베이스)에 마련하면 좋다.
기판 스테이지(PST)의 이동에 의해 발생하는 반력은, 일본국 특개평8-166475호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 이용하여 기계적으로 플로어(floor)(또는 대지)에 도피될 수도 좋다. 본 발명은 이러한 구조를 구비한 노광장치에 있어서도 적용 가능하다.
마스크 스테이지(MST)의 이동에 의해 발생하는 반력은, 일본국 특개평8-330224호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 프레임 부재를 이용하여 기계적으로 플로어에 도피될 수도 있다. 본 발명은 이러한 구조를 구비한 노광장치에 있어서도 적용 가능하다.
이상과 같이, 본원 실시형태의 노광장치는 본원 특허 청구의 범위에 열거된 각 구성요소를 포함하는 각종 서브시스템을 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 이 조립의 전후에는, 각종 광학계에 대하여는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대하여는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대하여는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 각종 서브시스템으로부터 노광장치로의 조립 공정은 각종 서브시스템 상호간의, 기계적 접속,전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브시스템으로부터 노광장치로의 조립 공정 전에, 각 서브시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브시스템의 노광장치로의 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 행해져, 노광장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광장치의 제조는 온도 및 청결도 등이 관리된 클린룸에서 행하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스는 도 9에 나타내는 바와 같이 디바이스의 기능·성능 설계를 행하는 스텝 201, 이 설계 스텝에 근거한 마스크(레티클)를 제작하는 스텝 202, 디바이스의 기재가 되는 기판(웨이퍼, 유리 플레이트)을 제조하는 스텝 203, 전술한 실시형태의 노광장치에 의해 레티클의 패턴을 웨이퍼에 노광하는 웨이퍼 처리 스텝 204, 디바이스 조립 스텝(다이싱 공정, 본딩 공정, 패키징 공정을 포함함) 205, 검사 스텝 206 등을 거쳐 제조된다.
본 발명의 노광방법 및 노광장치는 이하와 같은 효과를 갖는 것이다.
청구항 1에 기재의 노광방법 및 청구항 7에 기재의 노광장치에 의하면, 기판의 평면도를 검출하고, 이 검출 결과에 의거해 기판에 대한 투영 영역의 크기를 설정하는 것에 의해, 정밀도 좋은 노광 처리를 효율 좋게 행할 수 있다. 게다가, 종래와 같은 마스크의 재제작이나 시험적인 노광·현상 처리를 필요로 하지 않을 수 있으므로, 높은 생산성으로 정밀도 좋은 노광 처리를 효율 좋게 행할 수 있다.
청구항 2에 기재의 노광방법 및 청구항 8에 기재의 노광장치에 의하면, 투영 영역의 크기의 설정은 투영 광학계의 초점 심도에 따라 설정되므로, 예를 들면 초점 심도가 큰 투영 광학계를 이용했을 때에는 큰 투영 영역에서 노광 처리가 가능해져, 적은 노광 처리 회수, 적은 매수의 마스크로 노광 처리를 행할 수 있어, 저비용으로 효율 좋은 노광 처리를 실현할 수 있다. 한편, 초점 심도가 작은 투영 광학계를 이용했을 때에는 작은 투영 영역에서 정밀도 좋은 노광 처리를 행할 수 있다. 이와 같이, 평면도에 따른 최적의 투영 영역을 효율 좋게 설정할 수 있으므로, 높은 생산성을 실현 할 수 있는 동시에, 정밀도 좋은 노광 처리를 효율 좋게 행할 수 있다.
청구항 3에 기재의 노광방법 및 청구항 9에 기재의 노광장치에 의하면, 패턴은 복수의 분할 패턴으로부터 형성되고, 이 복수의 분할 패턴을 기판에서 이어 맞추어 이 기판에 패턴을 노광하게 했으므로, 각각 소망하는 평면도를 갖는 투영 영역에 대하여 각각 분할 패턴을 형성할 수 있다. 따라서, 전체로서 고정밀도의 패턴을 형성할 수 있다.
청구항 4에 기재의 노광방법에 의하면, 복수의 분할 패턴은 복수의 마스크에 각각 형성되어 있으므로, 이들 마스크를 교환하면서 노광 처리하는 것에 의해 작업성 좋게 노광 처리할 수 있다.
청구항 5에 기재의 노광방법에 의하면, 패턴은 동일한 부분 패턴이 반복해 형성되어 있는 반복 패턴을 가지고 있으므로, 화면 이음을 행할 때에, 이어 맞춤부분의 패턴의 위치 맞춤을 고정밀도로 행하지 않아도, 이어 맞춤부와 이어 맞춤부 이외의 부분과의 패턴의 형상을 어느 위치에 있어서도 용이하게 동일하게 할 수 있다.
청구항 6에 기재의 노광방법에 의하면, 기판 상에서 이어 맞춤이 행해지는 위치에 대하여 투영 광학계의 결상 위치를 맞추므로, 이어 맞춤부의 선폭을 균일하게 할 수 있다. 투영 영역의 중심으로 대해 투영 광학계의 결상 위치를 맞추면, 이어 맞춤부가 투영 영역의 주변이 되어 투영 광학계의 수차를 받게 되어 버리지만, 청구항 6의 노광방법에서는 이어 맞춤부가 투영 광학계의 수차의 영향을 받기 어려워진다는 효과를 가지고 있다.

Claims (9)

  1. 투영 광학계에 의해 패턴을 기판에 노광하는 노광방법에 있어서,
    상기 기판의 평면도를 검출하고,
    상기 검출 결과에 의거해 상기 기판에 대한 투영 영역의 크기를 설정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투영 영역의 크기의 설정은 상기 투영 광학계의 초점 심도에 따라 설정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 패턴은 복수의 분할 패턴에 의해 형성되고,
    상기 복수의 분할 패턴을 상기 기판에서 이어 맞추어 상기 기판에 상기 패턴을 노광하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 분할 패턴은 복수의 마스크에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패턴은 동일한 부분 패턴이 반복하여 형성되어 있는 반복 패턴을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  6. 제3항 내지 제6항 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 상에서 상기 이어 맞춤이 행해지는 위치를 검출하고, 상기 검출 결과에 따라 상기 기판을 상기 투영 광학계의 결상 위치에 위치 맞춤하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  7. 투영 광학계에 의해 패턴을 기판에 노광하는 노광장치에 있어서,
    상기 기판의 평면도를 검출하는 검출장치와,
    상기 검출장치의 검출 결과에 기초하여 상기 기판에 대한 투영 영역의 크기를 설정하는 설정장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 설정장치는 상기 투영 광학계의 초점 심도에 따라 상기 투영 영역의 크기를 설정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 패턴은 복수의 분할 패턴에 의해 형성되어 있고,
    상기 복수의 분할 패턴을 상기 기판에서 이어 맞추어 상기 기판에 상기 패턴을 노광하는 노광 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
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