KR20030028826A - 노광방법 및 장치 - Google Patents

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KR20030028826A
KR20030028826A KR10-2003-7002843A KR20037002843A KR20030028826A KR 20030028826 A KR20030028826 A KR 20030028826A KR 20037002843 A KR20037002843 A KR 20037002843A KR 20030028826 A KR20030028826 A KR 20030028826A
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

더블 스테이지 방식의 노광장치를 소형화한 경우에도, 스루풋을 저하시키지 않고, 또한 그 노광장치의 2대의 가동 스테이지를 기계적으로 간섭시키지 않고 노광을 실행할 수 있는 노광방법 및 장치이다. 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 상의 웨이퍼 (W1) 의 4열째의 쇼트 영역 (SA17∼SA22) 에 주사노광을 실행하는 동안에, 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 상의 웨이퍼 (W2) 의 1열째의 쇼트 영역 (SB4∼SB1) (샘플 쇼트) 의 웨이퍼 마크의 위치검출을 실행하고, 웨이퍼 (W1) 상의 5열째의 쇼트 영역에 주사노광을 실행하는 동안에, 웨이퍼 (W2) 상의 5열째의 쇼트 영역 (2열째의 샘플 쇼트) 의 웨이퍼 마크의 위치검출을 실행한다. 이에 의해 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 가 비주사방향에 있어서 동일 방향으로 이동하기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 비주사방향의 간격을 좁게 하여 풋프린트를 작게 할 수 있다.

Description

노광방법 및 장치{EXPOSURE METHOD AND DEVICE}
기술분야
본 발명은 예컨대 반도체소자, 액정표시소자, 플라스마 디스플레이소자 또는 박막자기헤드 등의 디바이스를 제조하기 위한 리소그패피 공정에서 마스크 패턴을 기판상에 전사할 때에 사용되는 노광방법 및 노광장치에 관한 것으로, 특히 노광대상의 2장의 기판을 병렬로 위치결정할 수 있는 2대의 스테이지를 구비한 소위 더블 스테이지 (트윈 스테이지) 방식의 노광장치로 노광하는 경우에 바람직한 것이다.
배경기술
반도체소자 등을 제조할 때에 사용되는 일괄노광형 (스테퍼형) 또는 주사노광형 (스텝 앤드 스캔 방식) 의 노광장치에는 높은 노광정밀도가 요구되고 있다. 이 때문에 노광장치에 있어서, 마스크로서의 레티클을 위치결정하는 레티클 스테이지계 및 노광대상의 기판으로서의 웨이퍼를 2차원 이동하는 웨이퍼 스테이지계에는 각각 고정밀도한 위치결정 또는 고정밀도한 주사가 가능한 기구가 채택되고 있다.
또 해상도를 높이기 위해 최근에는 노광광원으로서 KrF 엑시머레이저 (파장 248㎚) 가 사용되게 되고, 게다가 더 단파장의 진공자외역의 ArF 엑시머 레이저 (파장 193㎚) 및 F2레이저 (파장 157㎚) 등의 사용도 검토되고 있다. 그러나 이들 자외레이저광원은 종래 주로 사용되었던 수은램프에 비해 대형이고 또한 고가임과 동시에, 그와 같은 단파장의 노광광 (노광빔) 하에서 높은 개구수가 얻어지는 투영광학계도 대형이고 또한 고가이다. 이와 같이 1대의 노광장치당 제조비용이 상승되고 있기 때문에, 코스트 퍼포먼스를 높이기 위해 최근에는 특히 1대의 노광장치의 스루풋을 가능한 한 크게 하는 것이 요구되고 있다.
이 요구에 대응하기 위해 1대의 투영광학계에 대해 웨이퍼 스테이지를 2대 설치한 소위 더블 스테이지 방식의 노광장치가 개발되고 있다. 이 더블 스테이지 방식에서는, 일방의 웨이퍼 스테이지상의 웨이퍼에 대해 노광을 실행할 때에, 타방의 웨이퍼 스테이지에서는 웨이퍼의 교환동작이나 웨이퍼의 얼라인먼트를 실행할 수 있기 때문에, 투영광학계측에서는 거의 연속적으로 노광을 실행할 수 있어, 전체적으로 스루풋을 높일 수 있다.
상기와 같이 실질적으로 노광 및 얼라인먼트를 병행으로 실행하여 노광공정의 스루풋을 높이기 위해 더블 스테이지 방식의 노광장치가 개발되고 있다. 그리고 종래의 더블 스테이지 방식의 노광장치는 노광 및 얼라인먼트를 서로 독립하여 실행하는 것을 상정하였다. 이 때문에 노광중인 웨이퍼 스테이지와 얼라인먼트중의 웨이퍼 스테이지가 기계적으로 간섭되지 않도록, 2대의 웨이퍼 스테이지가 탑재되는 베이스 부재는 넓게 설정되었다.
그러나 이와 같이 2대의 웨이퍼 스테이지가 설치되는 베이스 부재를 넓게 하면, 노광장치의 풋프린트 (설치면적) 가 커져 노광장치의 제조비용이 더욱 상승된다는 문제점이 있다. 또한 각 노광장치의 풋프린트가 커지면, 예컨대 반도체 디바이스 등의 제조라인에 설치할 수 있는 노광장치의 대수가 적어져, 그 제조라인전체로서의 스루풋을 별로 높일 수 없다는 문제점도 있다.
본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 더블 스테이지 방식의 노광장치를 사용하는 경우에, 2대의 가동 스테이지가 기계적으로 간섭되지 않도록 하는 것을 제1 목적으로 한다.
또 본 발명은 더블 스테이지 방식의 노광장치를 사용하는 경우에 노광공정의 스루풋을 높이는 것을 제2 목적으로 한다.
또한 본 발명은 더블 스테이지 방식의 노광장치를 소형화한 경우에도, 그 노광장치를 사용하여 노광공정의 스루풋을 저하시키지 않고, 2대의 가동 스테이지가 기계적으로 간섭되지 않도록 하는 것을 제3 목적으로 한다.
발명의 개시
본 발명에 의한 제1 노광방법은, 마스크 (R1) 의 패턴을 통해 제1 기판 (W1) 및 제2 기판 (W2) 을 순차적으로 노광하는 노광방법에 있어서, 그 제1 기판상의 복수 구획영역 (SAi) 을 그 마스크 패턴을 통해 순차적으로 노광하는 동안에, 그 제2 기판상의 복수 구획영역 (SBi) 에서 선택된 복수 구획영역 (SB1∼SB4, SB23∼SB26) 에 각각 부설된 위치맞춤용 마크 (WM) 의 위치를 검출함으로써 그 제2 기판의 위치맞춤을 실행할 때에, 그 제1 기판상의 그 복수 구획영역 (SAi) 의 노광순서에 따라, 그 제2 기판상의 그 선택된 복수 구획영역에 부설된 그 위치맞춤용 마크의 검출순서를 설정하는 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 그 제1 기판 및 제2 기판은, 더블 스테이지 (트윈 스테이지) 방식으로 병행하여 이동할 수 있다. 그리고 그 제1 기판상의복수 구획영역에 노광을 실행하기 위해, 그 제1 기판을 순차적으로 스텝 이동하는 것에 따라, 그 제2 기판측에서는, 일례로서 그 제1 기판과의 간격이 너무 좁아지지 않는 순서로, 그 복수의 위치맞춤용 마크의 위치를 검출한다. 이에 의해 2장의 기판, 나아가서는 이들 기판을 위치결정하기 위한 2대의 가동 스테이지의 기계적인 간섭 (접촉) 을 방지할 수 있다.
이 경우, 그 제1 기판에서 다음의 구획영역을 노광하기 위해, 그 제1 기판을 순차적으로 스텝 이동하는 방향에 따라, 그 제1 기판과 그 제2 기판이 소정 방향으로 소정 간격 이하로 근접하지 않도록, 그 제2 기판의 그 위치맞춤용 마크의 검출순서를 설정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하나의 방향 (소정 방향) 에 대해 2개의 기판이 소정 간격 이하로 근접하지 않도록 제어하는 방법은, 직교하는 2개의 방향중 어느 하나에서 2개의 기판이 소정 간격 이하로 근접하지 않도록 제어하는 방법에 비해 시퀀스를 단순화할 수 있어 제어가 용이해진다.
또 그 제2 기판을 예컨대 엔헨스트 글로벌 얼라인먼트 (EGA) 방식으로 위치맞춤을 실행하는 것으로 하면, 그 제2 기판상에서 계측대상으로 선택되는 구획영역의 수는, 구획영역의 전체수에 대해 1/3 정도 이하로 할 수 있음과 동시에, 각 위치맞춤용 마크의 검출시간은 각 구획영역의 노광시간과 동일한 정도 이하로 할 수 있다. 따라서 그 제1 기판의 노광시간에 비해 그 제2 기판의 위치맞춤에 필요한 시간은 1/3 정도 이하로 충분하게 되어, 노광 및 위치맞춤을 병행하여 실행하는 경우의 율속조건은 노광시간이 된다. 따라서 그 제1 기판의 노광시간이 최단이 되도록 그 노광순서를 설정하고, 그 제1 기판의 스텝 이동의 방향을 기준으로 하여, 그 제2 기판의 위치맞춤용 마크의 검출순서를 설정함으로써, 노광공정의 스루풋을 최대로 할 수 있다.
또 그 제1 기판이 그 소정 방향으로 스텝 이동할 때에, 그 제2 기판의 스텝 이동의 방향을 그 제1 기판의 스텝 이동의 방향에 실질적으로 맞추는 것이 바람직하다. 이와 같이 그 간격을 규정하는 소정 방향에 있어서, 그 제2 기판의 스텝 이동의 방향을 그 제1 기판에 추종시킴으로써, 그 제1 기판의 노광중심과 그 제2 기판의 검출중심의 간격을 가장 좁게 할 수 있다. 따라서 더블 스테이지 방식의 노광장치를 소형화할 수 있음과 동시에, 노광공정의 스루풋을 저하시키지 않고, 2대의 가동 스테이지를 기계적으로 간섭하지 않도록 할 수 있다.
또 그 마스크의 패턴을 통해 그 제1 기판상의 그 복수 구획영역을 노광할 때에, 일례로서 각각 그 마스크와 그 제1 기판이 그 소정 방향 (X방향) 에 교차하는 주사방향 (Y방향) 으로 동기하여 이동된다. 이것은 본 발명을 스텝 앤드 스캔 방식과 같은 주사노광방식으로 노광하는 경우에 적용하는 것을 의미한다. 주사노광의 방향을 그 최소간격이 규정되어 있는 방향 (소정방향) 에 직교하는 방향으로 함으로써, 주사노광시에 2개의 가동 스테이지가 기계적으로 간섭될 우려가 없어져 안전성이 향상된다.
다음에 본 발명의 제2 노광방법은, 마스크 (R1) 의 패턴을 통해 제1 기판 (W1) 및 제2 기판 (W2) 을 순차적으로 노광하는 노광방법에 있어서, 그 제1 기판상의 복수 구획영역 (SAi) 을 그 마스크 패턴을 통해 순차적으로 노광하는 동안에, 그 제2 기판상의 복수 구획영역 (SBi) 에서 선택된 복수 구획영역 (SB1∼SB4, SB23∼SB26) 에 각각 부설된 위치맞춤용 마크 (WM) 의 위치를 검출함으로써 그 제2 기판의 위치맞춤을 실행하기 위해, 그 제1 기판상의 그 복수 구획영역의 노광순서와, 그 제2 기판상의 그 선택된 복수 구획영역에 부설된 위치맞춤용 마크의 검출순서를 정하는 제1 공정 (스텝201, 202) 과, 이와 같이 정해진 노광순서 및 검출순서에 의거하여 미리 가상적으로 그 제1 기판 및 제2 기판의 스텝 이동을 병렬로 실시하는 제2 공정 (스텝203) 을 갖는 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 이들 2개의 기판은 더블 스테이지 방식으로 구동할 수 있다. 이 때에 실제로 2개의 가동 스테이지를 구동하기 전에 가상적으로, 예컨대 컴퓨터의 프로그램상에서 그 제1 기판을 노광할 때의 스텝 이동과, 그 제2 기판의 위치맞춤을 실행할 때의 스텝 이동이 실행되기 때문에, 그 2개의 기판, 나아가서는 그 2개의 가동 스테이지의 간격이 너무 가까워질 때에는, 예컨대 그 제2 기판의 스텝 이동의 순서를 변경함으로써, 더블 스테이지 방식의 노광장치를 사용하는 경우에, 2대의 가동 스테이지가 기계적으로 간섭되지 않도록 할 수 있다.
이 경우, 그 제1 공정에 있어서, 그 제1 기판의 전체의 노광시간이 실질적으로 최단이 되도록 그 제1 기판의 노광순서를 정하고, 이 정해진 노광순서에 의거하여, 그 제1 기판과 그 제2 기판이 소정 방향으로 소정 간격 이하로 근접하지 않도록 그 제2 기판의 위치맞춤용 마크의 검출순서를 정하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 그 제2 기판의 위치맞춤 시간보다도 그 제1 기판의 노광시간이 율속조건이기 때문에, 그 제1 기판의 노광시간을 최단으로 함으로써 스루풋이 최대가 된다.
또 그 제2 공정에 있어서, 가상적으로 그 제1 기판 및 그 제2 기판의 스텝이동을 실행한 결과, 그 제1 기판과 그 제2 기판이 소정 방향으로 소정 간격 이하로 근접하는 경우에는, 일례로서 그 제2 기판의 그 위치맞춤용 마크의 검출순서 및 검출타이밍의 적어도 일방이 조정된다. 이에 의해 실제 노광시의 기계적인 간섭이 방지된다.
다음으로 본 발명의 제3 노광방법은, 제1 및 제2 스테이지 (40A, 40B) 의 이동을 스케쥴링하고, 이와 같이 스케쥴링된 타이밍에 대해 소정의 허용범위를 초과한 타이밍으로 그 이동이 실행되었을 때에, 충돌방지를 최우선으로 하여 적어도 일방의 스테이지의 이동을 조정하는 것이다. 이와 같은 노광방법에 의하면, 더블 스테이지 방식의 노광장치로 노광을 실행할 때에, 적어도 일방의 스테이지의 이동의 조정 (노광 파라미터의 재설정, 재스케쥴링, 스테이지의 퇴피 등) 을 실행함으로써, 2대의 스테이지 (가동 스테이지) 를 효율적으로 사용할 수 있음과 동시에, 이들의 기계적인 간섭을 방지할 수 있다.
이 경우, 노광우선으로 스테이지의 이동을 조정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 노광동작중의 스테이지의 동작을 우선시킴으로써, 노광공정의 스루풋의 저하를 억제할 수 있다.
또 본 발명의 제4 노광방법은, 제1 및 제 2 스테이지 (40A, 40B) 를 사용한 노광공정의 스루풋의 목표범위를 설정하여, 상기 노광공정의 실제 스루풋이 상기 목표범위를 초과했을 때에 노광 파라미터를 재설정하는 것이다. 이와 같은 노광방법에 의하면 더블 스테이지 방식으로 노광을 실행할 때에 높은 스루풋을 얻을 수 있다.
또 본 발명의 제5 노광방법은, 제1 및 제2 스테이지 (40A, 40B) 의 간격을 검출하고, 이와 같이 검출된 간격이 허용값 이하로 되었을 때에 노광 파라미터를 재설정하는 것이다. 이에 의해 노광공정의 스루풋을 저하시키지 않고, 2대의 가동 스테이지를 기계적으로 간섭하지 않도록 할 수 있다.
또 본 발명의 제6 노광방법은, 제1 및 제2 스테이지 (40A, 40B) 의 일방의 스테이지에서만 그 노광 시퀀스의 실행을 방해하는 이상이 검지되었을 때, 타방의 스테이지에 우선권을 넘기거나, 또는 타방의 스테이지가 우선권을 계속 유지하여, 타방의 스테이지에서만 노광 시퀀스를 속행하는 것이다. 이와 같은 노광방법에 의하면, 정상 스테이지측에서는 노광 시퀀스를 계속할 수 있기 때문에, 높은 스루풋을 얻을 수 있다.
다음으로 본 발명의 제1 노광장치는, 마스크 (R1) 의 패턴을 통해 제1 기판 (W1) 및 제2 기판 (W2) 을 순차적으로 노광하는 노광장치에 있어서, 그 제1 기판의 위치결정을 실행하는 제1 스테이지 (40A) 와, 그 제2 기판의 위치결정을 실행하는 제2 스테이지 (40B) 와, 그 제1 및 제2 스테이지에 지지된 기판상의 위치맞춤용 마크의 위치를 검출하는 마크검출계 (27A, 27B) 와, 그 제1 및 제2 스테이지의 동작을 제어하는 제어계 (63) 를 갖고, 그 2개의 스테이지의 일방의 스테이지상의 기판상의 복수 구획영역을 그 마스크 패턴을 통해 순차적으로 노광하는 동안에, 그 2개의 스테이지의 타방의 스테이지상의 기판상의 복수 구획영역에서 선택된 복수 구획영역에 각각 부설된 위치맞춤용 마크의 위치를 그 마크검출계를 통해 검출함으로써, 이 기판의 위치맞춤을 실행할 때에, 그 제어계는 그 일방의 스테이지상의 기판상의 복수 구획영역의 노광순서에 따라, 그 타방의 스테이지상의 기판상의 그 선택된 복수 구획영역에 부설된 위치맞춤용 마크의 검출순서를 설정하는 것이다.
이와 같은 노광장치에 의해 본 발명의 제1 노광방법을 사용할 수 있다. 이 경우, 그 제어계는, 그 일방의 스테이지상의 기판에서 다음의 구획영역을 노광하기 위해, 이 일방의 스테이지를 순차적으로 스텝 이동하는 방향에 따라, 그 2개의 스테이지가 소정 방향으로 소정 간격 이하로 근접하지 않도록, 그 타방의 스테이지상의 기판의 그 위치맞춤용 마크의 검출순서를 설정하는 것이 바람직하다.
또 본 발명의 제2 노광장치는, 그 제1 노광장치에 있어서, 그 제1 및 제2 스테이지의 그 소정 방향의 간격을 실질적으로 연속적으로 검출하는 간격검출계 (67) 를 설치하고, 이 간격검출계로 검출되는 간격이 소정의 허용값 이하로 되었을 때에, 그 제어계는 노광공정중의 그 스테이지의 동작을 우선하여 위치맞춤중인 그 스테이지를 대피시키는 것이다. 이와 같이 2개의 스테이지의 기계적인 간섭 등이 발생할 우려가 있을 때에, 위치맞춤중인 스테이지를 대피시킴으로써 노광공정을 어느 정도의 스루풋으로 계속할 수 있다.
또 그 제1 및 제2 스테이지상의 기판상의 각 구획영역을 그 마스크의 패턴을 통해 노광할 때에, 일례로서 그 기판과 그 마스크가 그 소정 방향에 교차하는 방향으로 동기하여 이동된다. 이것은 본 발명을 스탭 앤드 스캔 방식 등의 주사노광형 노광장치에 적용함과 동시에, 그 2개의 스테이지의 간격을 검출하는 방향 (소정 방향) 에 교차하도록 주사방향을 설정하는 것을 의미한다. 이에 의해 주사노광시의 각 스테이지의 움직임에 의해 2개의 스테이지가 기계적으로 간섭되는 것이 방지된다.
또 본 발명의 제3 노광장치는, 제1 및 제2 스테이지 (40A, 40B) 의 이동을 스케쥴링하고, 이와 같이 스케쥴링된 타이밍에 대해 소정의 허용범위를 초과한 타이밍으로 그 이동이 실행되었을 때에, 충돌방지를 최우선으로 하여 적어도 일방의 스테이지의 이동을 조정하는 것이다.
또 본 발명의 제4 노광장치는, 제1 및 제2 스테이지 (40A, 40B) 를 사용한 노광공정의 스루풋의 목표범위를 설정하고, 상기 노광공정의 실제 스루풋이 상기 목표범위에서 벗어났을 때에 노광 파라미터를 재설정하는 것이다.
또 본 발명의 제5 노광장치는, 제1 및 제2 스테이지 (40A, 40B) 의 간격을 검출하고, 이와 같이 검출된 간격이 허용값 이하로 되었을 때에 노광 파라미터를 재설정하는 것이다.
또 본 발명의 제6 노광장치는, 제1 및 제2 스테이지 (40A, 40B) 의 일방의 스테이지에서만 그 노광 시퀀스의 실행을 방해하는 이상이 검지되었을 때, 타방의 스테이지에 우선권을 넘기거나, 또는 타방의 스테이지가 우선권을 계속 유지하여, 타방의 스테이지에서만 노광 시퀀스를 속행하는 것이다. 이들 본 발명의 제3 ∼제6 노광장치에 의해 각각 본 발명의 제3∼제6 노광방법을 사용할 수 있다.
다음으로 본 발명의 디바이스 제조방법은, 본 발명의 어느 하나의 노광방법을 이용하여 마스크 패턴 (R1, R2) 을 워크 피스 (W1, W2) 상에 전사하는 공정을 포함하는 것이다. 본 발명에 의하면 더블 스테이지 방식에 의해 높은 스루풋으로 각종 디바이스를 제조할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도1은 본 발명의 실시형태의 일례의 투영노광장치를 나타낸 일부를 잘라낸 개략 구성도이다.
도2는 도1의 더블 스테이지 방식의 웨이퍼 스테이지계를 나타낸 일부를 잘라낸 평면도이다.
도3은 도1의 투영노광장치의 제어계를 나타낸 블록도이다.
도4는 도2의 더블 스테이지 방식의 웨이퍼 스테이지계의 노광순서 및 얼라인먼트 순서의 전반부를 나타낸 도면이다.
도5는 도2의 더블 스테이지 방식의 웨이퍼 스테이지계의 노광순서 및 얼라인먼트 순서의 후반부를 나타낸 도면이다.
도6은 그 실시형태의 노광공정의 일례를 나타낸 플로우차트이다.
도7은 그 실시형태의 노광 시퀀스중에서 2대의 웨이퍼 스테이지의 간격을 모니터하는 동작을 나타낸 플로우차트이다.
도8은 그 실시형태의 투영노광장치를 사용한 반도체 디바이스의 제조공정의 일례를 나타낸 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하 본 발명의 바람직한 실시형태의 일례에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 본 예는 스텝 앤드 스캔 방식으로 이루어지는 주사노광형 투영노광장치에 의해 노광을 실행하는 경우에 본 발명을 적용한 것이다.
도1은 본 예의 투영노광장치를 나타낸 일부를 잘라낸 구성도이고, 이 도1에있어서 일례로서 본 예의 투영노광장치의 대부분은 반도체 제조공장의 바닥 (1) 상의 클린룸내에 설치되고, 그 층 아래의 기계실의 준클린룸내에 그 투영노광장치의 노광광원 (도시생략) 이 설치되어 있다. 노광광원으로는 ArF 엑서레이저광원 (파장 193㎚) 이 사용되지만, 그 이외의 수은램프 (i선 등), KrF 엑시머 레이저 (파장 248㎚), F2레이저 (파장 157㎚), Kr2레이저 (파장 146㎚), YAG 레이저의 고조파발생장치 또는 반도체레이저의 고조파발생장치 등의 광원도 사용할 수 있다.
본 예와 같이 노광빔으로서 진공자외광을 사용하는 경우, 진공자외광은 통상의 대기중에 존재하는 산소, 수증기, 탄화수소계 가스 (이산화탄소 등), 유기물 및 할로겐화물 등의 흡광물질 (불순물) 에 의해 많이 흡수되기 때문에, 노광빔의 감쇠를 방지하기 위해서는, 이들 흡광물질의 기체의 농도를 노광빔의 광로상에서 평균적으로 10ppm∼100ppm 정도 이하로 억제하는 것이 바람직하다. 따라서 본 예에서는 그 노광빔의 광로상의 기체를 노광빔이 투과하는 기체, 즉 질소 (N2) 가스, 또는 헬륨 (He), 네온 (Ne), 아르곤 (Ar), 크립톤 (Kr), 크세논 (Xe) 또는 라돈 (Rn) 으로 이루어지는 희가스 등의 노광빔에 대해 고투과율로 화학적으로 안정됨과 동시에 흡광물질이 고도로 제거된 기체 (이하 「퍼지 가스」라고도 함) 로 치환하고 있다. 이 때문에 예컨대 바닥 (1) 층 아래의 기계실내에는 투영노광장치 및 이것에 부속하는 장치내의 복수의 기밀실에 대해 고순도의 퍼지 가스를 공급하고, 이들 기밀실을 흐른 기체를 회수하여 재이용하기 위한 퍼지 가스 공급장치의 본체부 (도시생략) 가 설치되어 있다.
도1에 있어서, 투영노광장치의 상부에 조명광학계 (IS) 를 수납하는 기밀성이 높은 조명계 서브 챔버 (19) 가 배치되어 있다. 조명광학계 (IS) 는 도시하지 않은 노광광원으로부터 사출된 노광빔으로서의 파장 193㎚의 펄스레이저광으로 이루어지는 노광광 (노광용 조명광 ; IL) 의 단면형상을 성형하는 빔 성형계와, 그 성형후의 노광광 (IL) 의 조명분포를 균일화하기 위한 1단 또는 2단의 옵티컬 인티그레이터 (플라이아이렌즈 또는 로드 인티그레이터) 와, 개구조리개와, 시야조리개와, 컨덴서렌즈계 등을 포함하여 구성되어 있고, 조명광학계 (IS) 로부터 사출된 노광광 (IL) 은 마스크로서의 레티클 (R1 (또는 R2)) 의 패턴면의 가늘고 긴 조명영역을 조명한다.
도1에 있어서, 그 노광광 (IL) 하에서 레티클 (R1 (또는 R2)) 의 조명영역내의 패턴의 이미지는, 투영계로서의 투영광학계 (PL) 를 통해 투영배율 β(β는 1/4배 또는 1/5배 등) 로 감광기판 (피노광기판) 으로서의 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 (wafer) (W1) (또는 W2) 상의 슬릿형상의 노광영역에 투영된다. 이 상태에서 레티클 (R1) 및 웨이퍼 (W1) 를 투영배율 β를 속도비로 하여 소정의 주사방향으로 동기 이동함으로써, 웨이퍼 (W1) 상의 각 쇼트영역에 레티클 (R1) 의 패턴 이미지가 전사된다. 또, 예컨대 웨이퍼 (W1) 에 계속해서 동일하게, 주사노광방식으로 웨이퍼 (W2) 상의 각 쇼트영역에도 레티클 (R1) 의 패턴 이미지가 전사된다. 웨이퍼 (W1 및 W2) 가 본 발명의 제1 기판 및 제2 기판에 대응하고 있고, 웨이퍼 (W1, W2) 는 예컨대 반도체 (실리콘 등) 또는 SOI (sillicon on in sulator) 등의 직경이 200㎜ 또는 300㎜ 등의 원판형상의 기판이다.
투영광학계 (PL) 로서는 예컨대 국제공개공보 (WO 00/39623) 에 개시되어 있는 바와 같이 1개의 광축을 따라 복수의 굴절렌즈와, 각각 광축의 근방에 개구를 갖는 2개의 오목면경을 배치하여 구성되는 직통형의 반사굴절계나, 1개의 광축을 따라 굴절렌즈를 배치하여 구성되는 직통형의 굴절계 등을 사용할 수 있다. 또한 투영광학계 (PL) 로서 광축이 횡방향으로 V자형으로 절곡되어 있는, 예컨대 일본 공개특허공보 2000-47114에 개시되어 있는 반사굴절계 등을 사용해도 된다. 이하 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 평행하게 Z축을 취하고, Z축에 수직인 평면 (본 예에서는 거의 수평면에 합치되어 있음) 내에서 주사노광시의 레티클 (R1, R2) 및 웨이퍼 (W1, W2) 의 주사방향 (즉 도1의 지면에 수직인 방향) 을 따라 Y축을 취하며, 주사방향에 직교하는 비주사방향 (즉 도1의 지면에 평행한 방향) 을 따라 X축을 취하여 설명한다.
여기에서 본 예의 레티클 (R1, R2) 을 지지하는 레티클 스테이지계, 투영광학계 (PL) 및 웨이퍼 (W1, W2) 를 지지하는 웨이퍼 스테이지계를 포함하는 노광 본체부의 전체 구성에 대해 설명한다. 즉, 바닥 (1) 상에 거의 정방형의 정점에 배치된 4개소의 방진대 (31 ; 3개소 등이어도 됨) 를 통해 강성이 큰 정반 (32) 이 설치되고, 정반 (32) 의 중앙부에 웨이퍼 베이스 (39) 가 설치되어 있다. 방진대 (방진 패드 ; 31) 는 에어댐퍼 또는 유압식 댐퍼 등의 대중량에 견디는 기계식 댐퍼와, 보이스 코일 모터 등의 액추에이터로 이루어지는 전자식 댐퍼를 포함하는 능동형 방진장치이다.
정반 (32) 의 상면에 거의 정방형의 정점에 위치하도록 4개의 컬럼 (33) 이고정되고, 4개의 컬럼 (33) 의 상면에 4개소의 방진대 (34) 를 통해, 중앙부에 노광광 (IL) 을 통과하는 개구가 형성된 지지판 (35) 이 고정되어 있다. 그 방진대 (34) 는 방진대 (31) 와 동일한 구성 (단, 내하중은 적음) 의 능동형의 방진장치로, 컬럼 (33) 및 방진대 (34) 그리고 방진대 (31) 를 거의 정삼각형의 정점에 위치하도록 3개소에 배치하도록 해도 된다. 또 지지판 (35) 상에 조명광학계 (IS) 가 수납된 조명계 서브 챔버 (19) 가 설치되어 있다.
도1에 있어서, 지지판 (35) 의 상면은 평면도가 매우 양호한 가이드면으로 마무리되고, 그 가이드면상에 레티클 스테이지 (24) 가 에어 베어링을 통해 원활하게 2차원적으로 슬라이딩 자유롭게 탑재되고, 레티클 스테이지 (24) 상에 레티클 (R1) 이 진공흡착 등에 의해 지지되어 있다. 레티클 스테이지 (24) 상의 레티클 (R1) 의 주사방향 (Y방향) 으로 인접하는 영역에 다른 레티클 (R2) 이 지지되어 있고, 예컨대 이중노광 등을 효율적으로 실행할 수 있도록 구성되어 있다. 이와 같이 본 예의 레티클 스테이지 (24) 는 더블 홀더 방식이지만, 각 레티클마다 가동 스테이지를 사용하는 더블 스테이지 방식을 채택해도 된다.
레티클 스테이지 (24) 는 예컨대 레티클 (R1, R2) 을 지지하는 미동(微動) 스테이지와, 이것을 둘러싸는 틀형상의 조동(粗動) 스테이지로 구성되어 있고, 후자의 조동 스테이지를 도시하지 않은 리니어 모터에 의해 Y방향 (주사방향) 으로 구동하고, 전자의 미동 스테이지는 예컨대 3개의 액추에이터에 의해 조동 스테이지에 대해 X방향, Y방향, 회전방향으로 미동시킴으로써, 레티클 (R1, R2) 을 +Y방향 또는 -Y방향으로 원하는 주사속도로 고정밀도로 구동함과 동시에 동기 오차를 보정할 수 있다. 이 때에 레티클 스테이지 (24) 는 도시하지 않은 이동부재를 사용하여 Y방향에 대해 운동량보존칙을 총족시키도록 구동되고, 주사노광시에 진동이 거의 발생하지 않도록 구성되어 있다. 또 레티클 스테이지 (24) 의 X방향의 위치정보를 검출하기 위해 레이저 간섭계로 이루어지는 X축의 레티클 간섭계 (25X) 가 배치되고, 레티클 스테이지 (24) 의 Y방향의 위치정보를 검출하기 위해 X방향으로 소정 간격으로 나누어진 2축의 Y축의 레티클 간섭계 (도시생략) 가 배치되어 있다.
본 예에서는 레티클 스테이지 (24), 이 구동장치 (도시생략), 레티클 간섭계 (25X) 등으로 레테클 스테이지계 (RST) 가 구성되고, 레티클 스테이지계 (RST) 는 기밀성이 높은 상자형상의 레티클실 (23 ; 제1 스테이지실) 로 덮여져 있고, 레티클실 (23) 의 상판의 중앙부에 노광광 (IL) 을 통과시키는 창부가 형성되어 있다. 그리고 레티클 간섭계 (25X) 등의 일부 (참조경을 포함하는 부분) 는 각각 레티클실 (23) 의 측면에 매립되어 있다. 레티클 간섭계 (25X) 등에 의해 레티클실 (23 ; 보다 정확하게는 레티클 간섭계 (25Y) 등의 참조경) 에 대한 레티클 스테이지 (24 ; 레티클 R1, R2) 의 위치관계, 즉 레티클 스테이지 (24) 의 X방향의 위치, Y방향의 위치가 1∼10㎚ 정도의 분해능으로 계측되고, 또한 레티클 스테이지 (24) 의 X축 둘레의 회전각 (피칭량), Y축 둘레의 회전각 (롤링량), 및 Z축 둘레의 회전각 (요잉량) 도 계측되고, 이들 계측값이 도3의 레티클 스테이지 제어계 (65) 로 공급되고 있다.
다음으로 도1에 있어서, 4개의 컬럼 (33) 의 거의 중간 높이의 4개소의 단차부에 방진대 (36) 를 통해 지지판 (37) 이 고정되고, 지지판 (37) 에 설치된 U자형의 절결부 (도시생략) 에 투영광학계 (PL) 가 플랜지부를 통해 설치되어 있다. 즉 투영광학계 (PL) 는 지지판 (37) 에 대해 +Y방향으로부터 반입반출할 수 있도록 지지되고 있다. 방진대 (36) 는 방진대 (31) 와 동일한 구성 (단, 내하중은 작음) 의 능동형의 방진장치로, 컬럼 (33) 을 3개소에 배치하는 경우에는, 방진대 (36) 도 3개소에 배치된다.
그리고 투영광학계 (PL) 의 하단부에는 링형성의 기준판 (59) 이 고정되고, 이 기준판 (59) 에 X방향으로 투영광학계 (PL) 를 끼우도록, 웨이퍼의 얼라인먼트를 실행하기 위한 오프 액시스 방식으로 화상처리방식의 얼라인먼트 센서 (27A 및 27B) 가 배치되어 있다. 도시하지 않지만 레티클 스테이지 (24) 의 상방에는, 레티클의 얼라인먼트를 실행하기 위해, 레티클 얼라인먼트 현미경이 배치되어 있다.
도3은 본 예의 스테이지계의 제어계를 나타내고, 이 도3에 있어서, 웨이퍼용의 얼라인먼트 센서 (27A, 27B) 의 촬상신호가 얼라인먼트 신호처리계 (75) 에 공급되고, 얼라인먼트 신호처리계 (75) 는 공급된 촬상신호를 처리하여 얼라인먼트 센서 (27A, 27B) 의 검출중심에 대한 피검 마크의 X방향, Y방향의 위치어긋남량을 구하고, 이 위치어긋남량을 주제어계 (63) 에 공급한다. 주제어계 (63) 는 컴퓨터로 구성되고 장치전체의 동작을 통괄제어한다.
도1로 되돌아가 지지판 (37) 의 상면의 -X방향의 단부에 레이저 간섭계로 구성되는 X축의 외부 레티클 간섭계 (55X) 가 설치되고, 외부 레티클 간섭계 (55X)로부터의 참조 빔 및 계측 빔이 간섭계 유닛 (54X) 을 통해, 각각 투영광학계 (PL) 의 X방향의 측면에 고정된 참조경 (53X) 및 레티클 간섭계 (25X) 의 배면에 고정된 코너큐브형의 이동경에 조사되고 있다. 외부 레티클 간섭계 (55X) 는 참조경 (53X) 을 기준으로 하여, 레티클실 (23 ; 레티클 간섭계 (25X)) 의 X방향으로의 변위량을 복수 축으로 예컨대 1∼10㎚ 정도의 분해능으로 계측한다. 도시생략하지만 투영광학계 (PL) 의 Y방향의 참조경을 기준으로 하여 Y축의 레티클 간섭계의 Y방향으로의 변위량을 복수 축으로 계측하는 Y축의 외부 레티클 간섭계도 설치되어 있고, 이들 계측값은 도3의 레티클 스테이지 제어계 (65) 에 공급되고 있다.
그 레티클 스테이지 제어계 (65) 는 레티클 간섭계 (25X) 등의 계측값에 외부 레티클 간섭계 (55X) 등의 계측값을 가산함으로서, 투영광학계 (PL) 를 기준으로 하는 레티클 스테이지 (24) 의 위치정보를 산출하고, 산출결과를 주제어계 (63) 에 공급한다. 레티클 스테이지 제어계 (65) 는 투영광학계 (PL) 를 기준으로 하는 레티클 스테이지 (24) 의 위치정보 및 주제어계 (63) 로부터의 제어정보에 의거하여 레티클 스테이지계 (RST) 의 동작을 제어한다. 주제어계 (63) 는 포스트 컴퓨터 (76) 와의 사이에서 정보 (노광공정의 진척정보 및 스루풋 등의 정보) 의 교환을 하고, 포스트 컴퓨터 (76) 는 예컨대 하나의 제조라인중의 복수의 장치의 동작을 통괄적으로 제어한다.
다음으로 도2는 도1의 웨이퍼 (W1, W2) 를 구동하는 더블 스테이지 방식 (또는 트윈 스테이지 방식이라고도 함) 의 웨이퍼 스테이지계 (WST) 를 나타내고, 도1 및 도2에 있어서, 정반 (32) 상에 고정된 웨이퍼 베이스 (39) 의 상면은 평면도가매우 양호한 가이드면에 가공되고, 이 가이드면에 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 및 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 가, 각각 에어 베어링을 통해 원활하게, 또한 X축 가이드부재 (41, 42) 및 Y축 가이드부재 (43A, 43B) 를 따라 2차원적으로 슬라이딩 자유롭게 탑재되고, 가동 스테이지로서의 웨이퍼 스테이지 (40A 및 40B) 상에 각각 웨이퍼 (W1 및 W2) 가 진공흡착 등에 의해 지지되어 있다. 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 는 각각 예컨대 리니어모터 방식에 의해 Y방향으로 연속이동함과 동시에 X방향 및 Y방향으로 스텝 이동한다. 이 때에 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 는 각각 Y축 가이드부재 (43A, 43B) 가 역방향으로 이동함으로써, Y방향에 대해 운동향보존칙을 충족시키도록 구동되어 주사노광시에 진동이 거의 발생하지 않도록 구성되어 있다.
또 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 내에는 각각 Z 레벨링기구 (시료대) 가 장착되고, 이 Z레벨링기구는 레벨링 및 포커싱을 실행하기 위해 웨이퍼 (W1, W2) 의 Z방향의 위치 (포커스위치) 및 2축의 둘레 (즉 X축 및 Y축 둘레) 의 경사각을 제어한다. 이와 같이 본 예의 웨이퍼 스테이지는 더블 스테이지 방식이다. 그리고 웨이퍼 스테이지 (40A 및 40B) 의 X방향의 위치정보를 검출하기 위해, 도1 에 나타낸 바와 같이 레이저 간섭계로 구성되는 X축의 웨이퍼 간섭계 (49AX 및 49BX) 가 대향하도록 배치되고, 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 Y방향의 위치정보를 검출하기 위해 도2에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 간섭계 (50AY) 를 중심으로 하여, X방향으로 소정 간격으로 3축의 Y축의 웨이퍼 간섭계 (50BY, 50AY, 50CY) 가 배치되어 있다.
웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX, 50AY∼50CY) 는 각각 내부의 참조경 (도시생략) 을 기준으로 하여 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향, Y방향의 위치를 1∼10㎚ 정도의 분해능으로 계측함과 동시에, 각각 복수 축의 간섭계를 구비하고 있고, 이들에 의해 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X축 둘레의 회전각 (피칭량), Y축 둘레의 회전각 (롤링량) 및 Z축 둘레의 회전각 (요잉량) 도 계측되고 있다.
본 예에서는 도2에 있어서, 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B), 이 구동장치 (X축 가이드부재 (41, 42), Y축 가이드부재 (43A, 43B 등)), 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX, 50AY∼50CY) 등으로 웨이퍼 스테이지계 (WST) 가 구성되고, 웨이퍼 스테이지계 (WST) 는 기밀성이 높은 상자형상의 웨이퍼실 (38 ; 제2 스테이지실) 로 덮여져 있고, 웨이퍼실 (38) 의 상판 중앙부의 개구에 투영광학계 (PL) 의 선단부가 꽂혀져 있다. 그리고 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX, 50AY∼50CY) 의 일부 (참조경을 포함하는 부분) 는 각각 웨이퍼실 (38) 의 측면에 매립되어 있고, 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX, 50AY∼50CY) 에 의해 웨이퍼실 (38) 에 대한 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B (웨이퍼 (W1, W2)) 의 위치관계, 즉 X방향, Y방향의 위치 및 피칭량, 롤링량, 요잉량이 계측되고, 이들 계측값이 도3의 웨이퍼 스테이지 제어계 (64) 내의 좌표계측계 (66) 에 공급되고 있다.
다음으로 도1에 있어서 지지판 (37) 저면의 ±X방향의 단부에 각각 레이저 간섭계로 구성되는 X축의 외부 웨이퍼 간섭계 (58AX 및 58BX) 가 설치되고, 외부 웨이퍼 간섭계 (58AX, 58BX) 는 간섭계 유닛 (57AX, 57BX) 을 통해 참조 빔 및 계측 빔을 각각 투영광학계 (PL) 의 X방향의 측면에 고정된 참조경 (56AX, 56BX) 및웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX) 의 배면에 고정된 코너 큐브형 이동경 (61AX, 61BX ; 도2 참조) 에 공급하고 있다.
외부 웨이퍼 간섭계 (58AX, 58BX) 는, 참조경 (56AX, 56BX) 을 기준으로 하여 각각 웨이퍼실 (38 ; 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX) 의 X방향으로의 변위량을 복수 축에서 예컨대 1∼10㎚ 정도의 분해능으로 계측한다. 동일하게 도3에 나타낸 바와 같이 Y축의 외부 웨이퍼 간섭계 (58Y) 도 설치되어 있고, 이 외부 웨이퍼 간섭계 (58Y) 는 도2에 나타낸 바와 같이 간섭계 유닛 (57Y) 을 통해 참조 빔을 투영광학계 (PL) 의 측면의 도시하지 않은 참조경에 공급함과 동시에, 계측 빔을 웨이퍼 간섭계 (50AY) 의 배면에 고정된 코너큐브형 이동경 (61AY) 에 공급한다. 그리고 외부 웨이퍼 간섭계 (58Y) 는 그 참조경을 기준으로 하여 웨이퍼실 (38 ; 웨이퍼 간섭계 (50AY)) 의 Y방향으로의 변위량을 복수 축에서 계측한다. 이들 계측값은 도3의 웨이퍼 스테이지 제어계 (64) 중의 좌표계측계 (66) 에 공급되고 있다.
도3에 있어서, 좌표계측계 (66) 는 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX, 50AY) 등의 계측값에 외부 웨이퍼 간섭계 (58AX, 58BX, 58Y) 등의 계측값을 가산함으로써, 투영광학계 (PL) 를 기준으로 하는 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 각각의 위치정보를 산출하고, 산출결과를 주제어계 (63) 및 구동계 (68) 에 공급한다. 구동계 (68) 는 그 위치정보 및 주제어계 (63) 로부터의 제어정보에 의거하여 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 웨이퍼실 (38) 내에 밀폐한 구조이면서, 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 투영광학계 (PL) 를 기준으로 하여 고정밀도로 구동할 수 있다.
또한 이미 설명한 바와 같이 레티클실 (23) 내의 레티클 스테이지 (24) 도 투영광학계 (PL) 를 기준으로 하여 고정밀도로 구동되고 있기 때문에, 본 예의 레티클실 (23) 내의 레티클 스테이지 (24) 와, 웨이퍼실 (38) 내의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 는 모두 투영광학계 (PL) 를 기준으로 하여, 즉 동일한 기준에 의거하여 상대적인 위치관계를 고정밀도로 유지하면서 구동된다. 이에 대해 레티클 (R1, R2) 의 패턴 이미지를 웨이퍼 (W1, W2) 상에 노광할 때에 높은 노광정밀도 (중첩정도, 전사충실도 등) 가 얻어진다. 또 본 예의 웨이퍼 스테이지계 (WST) 는 더블 스테이지 방식으로, 예컨대 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 측에서 웨이퍼 (W1) 에 대한 주사노광중에, 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 측에서 웨이퍼 (W2) 의 교환 및 얼라인먼트를 실시할 수 있기 때문에 높은 스루풋이 얻어진다.
또한 외부 레티클 간섭계 (55X) 등, 그리고 외부 웨이퍼 간섭계 (58AX) 등을 설치하지 않고, 기준판 (59) 에 각각의 간섭계를 설치하여, 레티클 간섭계 (25X) 등으로 직접 투영광학계 (PL) 를 기준으로 하여 레티클 스테이지 (24) 의 위치를 계측하고, 웨이퍼 간섭계 (49AX) 등으로 직접 투영광학계 (PL) 를 기준으로 하여 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 위치를 계측하는 것으로 해도 된다. 이 구성에서는 레티클실 (23) 및 웨이퍼실 (38) 의 구성이 복잡해지는 경향이 있지만, 좌표계측 시스템의 구성을 간소화할 수 있다.
다음으로 본 예에서는 좌표계측계 (66) 로 구해지는 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 위치정보를 간격검출계 (67) 에도 공급하고 있다. 간격검출계 (67) 는 그 위치정보에서 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향 (본 예에서는 비주사방향)의 간격을 산출하고, 이 산출된 간격이 미리 구해져 있는 허용값 이하로 되었는지를 소정의 샘플링 레이트 (예컨대 수㎑∼수10㎑ 정도) 로 상시 감시하고 있고, 그 간격이 허용값 이하로 되었을 때에 알람정보를 주제어계 (63) 에 출력한다. 이에 따라 주제어계 (63) 는, 구동계 (68) 에 대해 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 중의 일방의 웨이퍼 스테이지를 대피시키도록 제어정보를 출력한다. 본 예에서는 노광중인 웨이퍼 스테이지의 동작을 우선적으로 계속시키고, 얼라인먼트 또는 웨이퍼 교환중인 웨이퍼 스테이지를 대피시키도록 하고 있다. 이에 따라 구동계 (68) 는 지정된 웨이퍼 스테이지를 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 간격이 떨어지는 방향으로 대피시킨다. 이에 의해 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 동작의 타이밍 등이 빗나간 경우에도, 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 기계적인 간섭, 즉 접촉이 방지된다. 그 기계적인 간섭이나 스테이지 구동시에 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 가 서로 부여하는 진동 등의 영향은 「커플링」이라고도 말할 수 있다.
또 도2에 있어서, 웨이퍼실 (38) 의 -Y방향의 측면에, 기밀성이 높은 웨이퍼 로더실 (62) 이 설치되고, 웨이퍼 로더실 (62) 내에 웨이퍼 로더계 (WLD) 가 설치되어 있다. 웨이퍼 로더계 (WLD) 는 도시하지 않은 웨이퍼 카세트와 웨이퍼 스테이지계 (WST) 사이에서 웨이퍼의 수수(授受) 를 실행한다. 동일하게 도1에 있어서, 레티클실 (23) 의 바로 앞측 (-Y방향측) 에, 레티클 로더계가 수납된 레티클 로더실 (도시생략) 이 설치되어 있다.
또 본 예의 투영노광장치에서는 노광광 (IL) 으로서 진공자외광이 사용되고있기 때문에, 그 노광광 (IL) 의 투과율을 높여 웨이퍼 (W1, W2) 상에서의 조도를 높게 하여 높은 스루풋을 얻기 위해, 상기와 같이 그 노광광 (IL) 의 광로에는 고투과율의 퍼지 가스 (예컨대 질소가스, 또는 헬륨가스 등) 가 공급되고 있다. 즉 도1에 있어서 예컨대 층 아래의 퍼지 가스 공급장치 (도시생략) 로부터의 퍼지 가스가, 도시하지 않은 급기관을 통해 조명계 서브 챔버 (19), 레티클실 (23), 투영광학계 (PL) 의 내부 및 웨이퍼실 (38) 의 내부에 공급되고, 이들의 기밀실의 내부를 흘러 불순물을 함유한 퍼지 가스는 도시하지 않은 배기관을 통해 그 퍼지 가스 공급장치에 회수된다.
이 때에 조명계 서브 챔버 (19) 와 레티클실 (23) 사이의 공간, 레티클실 (23) 과 투영광학계 (PL) 의 상단부 사이의 공간 및 기준판 (59) 과 웨이퍼실 (38) 사이의 공간은, 각각 외기로부터 격리되도록 큰 가요성을 갖고, 또한 기체의 차단성이 높은 막형상의 연성 실드부재 (18B, 18C 및 18D) 에 의해 밀폐되어 있다. 이에 의해, 노광광원 (3) 으로부터의 피노광 기판으로서의 웨이퍼 (W1, W2) 까지의 노광광 (IL) 의 광로는 거의 완전히 밀폐되어 있게 된다.
또 연성 실드부재 (18A∼18D) 는 예컨대 가스배리어성이 높은 합성수지에 의해 형성되고, 각각 큰 가요성을 갖고 있기 때문에 인접하는 기밀실의 사이, 예컨대 조명계 서브 챔버 (19) 와 레티클실 (23) 사이, 레티클실 (23) 과 투영광학계 (PL) 사이 및 투영광학계 (PL) (기준판 (59)) 와 웨이퍼실 (38) 사이에서 서로 진동이 전달되지 않는다. 따라서 기밀성을 유지한 후에 진동의 영향이 경감되고 있다.
또한 본 예에서는 도2 에 있어서, 웨이퍼실 (38) 의 웨이퍼를 반입반출하기위한 2개소의 반송구 (52A, 52B) 와 웨이퍼 로더실 (62) 사이의 공간을 밀폐하도록 연성 시일드부재 (18F, 18G) 가 설치되고, 웨이퍼실 (38) 내에 공급된 퍼지 가스의 일부, 또는 거의 전부는 웨이퍼로더실 (62) 내에도 채워지고 있다. 동일하게 도1에 있어서 레티클실 (23) 과 도시하지 않은 레티클로더실 사이에도 연성 시일드부재 (도시생략) 가 설치되어 있다. 이 구성에 의해 웨이퍼 또는 레티클의 교환시에도 각각 웨이퍼실 (38) 및 레티클실 (23) 내에서의 퍼지 가스의 농도가 높게 유지된다.
다음으로 본 예의 더블 스테이지 방식의 웨이퍼 스테이지계 (WST) 의 구성에 대해 도2 및 도3을 참조하여 상세하게 설명한다.
도2에 있어서 웨이퍼 베이스 (39) 를 주사노광시의 주사방향 (SD ; Y방향) 으로 끼우도록, X축에 평행하게 1쌍의 X축 가이드부재 (41, 42) 가 배치되고, 이들 X축 가이드부재 (41, 42) 에 대해 에어패드를 통해 X방향으로 슬라이딩 자유롭게 제1 X축 슬라이더 (44A, 45A) 및 제2 X축 슬라이더 (44B, 45B) 가 탑재되어 있다. 그리고 제1 X축 슬라이더 (44A, 45A) 에 대해 에어패드를 통해 Y방향으로 슬라이딩 자유롭게 제1 Y축 가이드 (43A) 가 배치되고, 제2 X축 슬라이더 (44B, 45B) 에 대해 에어패드를 통해 Y방향으로 슬라이딩 자유롭게 제2 Y축 가이드 (43B) 가 배치되고, Y축 가이드 (43A, 43B) 에 대해 각각 에어패드를 통해 Y방향으로 슬라이딩 자유롭게 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 가 배치되고, 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 상에 웨이퍼 (W1, W2) 가 지지되어 있다.
또 도3에 있어서, 일방의 X축 가이드부재 (41) 에 설치된 고정자와 X축 슬라이더 (44A, 44B) 에 각각 설치된 가동자에 의해 리니어모터 (69A, 69B) 가 구성되고, 타방의 X축 가이드부재 (42) 에 설치된 고정자와 X축 슬라이더 (45A, 45B) 에 각각 설치된 가동자에 의해 리니어모터 (70A, 70B) 가 구성되어 있다. 이 경우, 구동계 (68) 의 제어하에서 제1 리니어모터 (69A, 70A) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (40A) 가 X방향으로 구동되고, 제2 리니어모터 (69B, 70B) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (40B) 가 X방향으로 구동된다.
이와 같이 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 X방향 (비주사방향) 으로 구동할 때에 X축 가이드부재 (41, 42) 에 작용하는 반력은, 예컨대 일본 공개특허공보 평8-166475호 (USP5,528,118)에 상세하게 기재되어 있는 바와 같이 도시하지 않은 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 도1의 바닥 (1 ; 대지) 으로 빠져나간다. 또한 이와 같이 반력을 바닥으로 빠지게 하는 방식 대신에, X축 가이드부재 (41, 42) 를 X방향으로 원활하게 이동할 수 있도록 지지하여, X방향에 대해서도 운동량보존칙을 충족시키도록 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 구동해도 된다.
또 Y축 가이드 (43A 및 43B) 에 대해 웨이퍼 스테이지 (40A 및 40B) 는 각각 리니어모터 (71A 및 71B) 에 의해 운동량보존칙을 충족시키도록 Y방향 (주사방향 SD) 으로 구동된다. 또한 X축 슬라이더 (44A 및 44B) 에 대해 각각 필요에 따라 Y축 가이드 (43A 및 43B) 의 Y방향의 위치를 조정하기 위해 리니어모터 (72 및 72B) 가 장착되어 있고, 리니어모터 (71A, 71B, 72A, 72B) 의 동작도 구동계 (68) 에 의해 제어되고 있다. 이 때에 X축 슬라이더 (44A 및 44B) 에 대한 Y축 가이드 (43A 및 43B) 의 Y방향의 위치를 예컨대 수㎛ 정도의 비교적 대략적인 분해능으로 검출하기 위해, 광학식 또는 정전용량식 등의 리니어 엔코더 (73A 및 73B) 가 배치되어 있고, 리니어 엔코더 (73A 및 73B)의 검출결과가 좌표계측계 (66) 를 통해 주제어계 (63) 에 공급되고 있다. 예컨대 주사노광중에 Y축 가이드 (43A 및 43B) 의 위치가 Y방향으로 점점 어긋난 경우에, 주제어계 (63) 는 구동계 (68) 및 리니어모터 (72A, 72B) 를 통해 Y축 가이드 (43A 및 43B) 의 위치를 Y방향의 중앙으로 되돌린다. 이에 의해 Y축 가이드 (43A 및 43B) 의 위치가 항상 구동가능 범위내에 유지된다.
도2로 되돌아가 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 의 +X방향측의 상면에 얼라인먼트 센서 (27A) 의 베이스라인 계측용 기준 마크 및 레티클 얼라인먼트용 기준마크 등이 형성된 기준 마크부재 (47A)가 고정되고, 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 의 -X 방향측의 상면에 얼라인먼트 센서 (27B) 의 베이스라인 계측용 기준마크 등이 형성된 기준 마크부재 (47B) 가 고정되어 있다.
여기에서 본 예의 웨이퍼 스테이지계 (WST) 의 계측 시스템내의 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX, 50AY∼50CY) 배치 등의 일례에 대해 상세하게 설명한다. 도2에 있어서 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 의 -X방향 및 +Y방향의 측면에 각각 X축의 이동경 (48AX) 및 Y축의 이동경 (48AY) 이 고정되고, 제2 웨이퍼 스테이지 (40B)의 +X방향 및 +Y방향의 측면에도 각각 X축의 이동경 (48BX) 및 Y축의 이동경 (48BY) 이 고정되어 있다. 또한 이와 같이 이동경 (48AX, 48AY) 등을 사용하는 대신에 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 측면을 경면가공하여 이 경면부에 계측용 레이저빔을 조사해도 된다.
이 경우, 본 예에서는 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX ; 노광중심) 과, 제1 얼라인먼트 센서 (27A) 의 광축 (검출중심) 과, 제2 얼라인먼트 센서 (27B) 의 광축 (검출중심) 은 X축에 평행한 직선 (이하 「최소오차축」이라고 함) 상에 배열되어 있다. 그리고 그 최소오차축상에서 -X방향 및 +X방향으로 대향하도록 X축의 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX) 가 설치되고, 제1 웨이퍼 간섭계 (49AX) 로부터의 2개의 계측 빔이 최소오차축을 따라 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 의 X축에 이동경 (48AX) 에 조사되고 있다. 이것과는 대칭으로 제2 웨이퍼 간섭계 (49BX) 로부터의 2개의 계측빔이 최소오차축을 따라 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 의 X축의 이동경 (48BX) 에 조사되고 있다. 이들 2개의 계측빔 이외에 실제로는 Z방향으로 떨어진 계측빔도 이동경 (48AX) 등에 조사되고 있고, 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX) 는 각각 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 위치, Z축 둘레의 회전각 (요잉량) 및 Y축 둘레의 회전각 (롤링량) 을 계측한다.
또 Y축 중앙의 웨이퍼 간섭계 (50AY) 로부터 광축 (AX) 를 통해 Y축에 평행한 2개의 계측빔이 웨이퍼 스테이지 (40A (또는 40B)) 의 Y축의 이동경 (48AY (또는 48BY)) 에 조사된다. 그 중앙의 웨이퍼 간섭계 (50AY) 는 Z방향으로도 2축 (도시생략) 의 Y방향의 위치, Z축 둘레의 회전각 (요잉량) 및 X축 둘레의 회전각 (피칭량) 을 계측할 수 있다. 또한 Y축의 양단의 웨이퍼 간섭계 (50BY, 50CY) 는 각각 얼라인먼트 센서 (27A, 27B) 의 검출중심을 지나 Y축에 평행한 계측빔을 얼라인먼트중의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 Y축의 이동경 (48AY, 48BY) 에 조사한다.
본 예에서는 투영광학계 (PL) 는 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 상의 웨이퍼 (W1, W2) 를 노광하는 경우에 공통으로 사용되지만, 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 상의 웨이퍼 (W1) 의 얼라인먼트시에는 -X방향의 얼라인먼트 센서 (27A) 가 사용되고, 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 상의 웨이퍼 (W2) 의 얼라인먼트시에는 +X방향의 얼라인먼트 센서 (27B) 가 사용된다. 또 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 위치계측용에는 각각 상시 X축의 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX) 가 사용된다. 그리고 투영광학계 (PL) 를 사용한 주사노광시의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 Y방향의 위치계측에는 중앙의 웨이퍼간섭계 (50AY) 의 계측값이 사용되고, 얼라인먼트 센서 (27A 또는 27B) 사용시의 웨이퍼 스테이지 (40A 또는 40B) 의 Y방향의 위치계측에는 각각 레이저 간섭계 (50BY 또는 50CY) 의 계측값이 사용된다.
이와 같이 본 예에서는, Y축의 웨이퍼 간섭계 (50AY∼50CY) 를 X방향 (비주사방향) 으로 복수개 설치함으로써, 노광시 및 얼라인먼트시에 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 Y축의 이동경 (48AY, 48BY) 에 어느 하나의 Y축의 계측빔이 조사되도록 되어 있다. 이 때문에 더블 스테이지 방식에서 개개의 웨이퍼 스테이지 40A, 40B) 를 소형화하여 고속 구동할 수 있음과 동시에, 각 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 위치를 고정밀도로 검출할 수 있는 이점이 있다.
또 예컨대 일방의 얼라인먼트 센서 (27A) 에 의한 얼라인먼트 후에 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 를 노광위치로 이동하는 경우나, 타방의 얼라인먼트 센서 (27B) 에 의한 얼라인먼트 후에 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 를 노광위치로 이동하는 경우에는, Y축의 양측의 웨이퍼 간섭계 (50BY, 50CY) 와 Y축 중앙의 웨이퍼 간섭계(50AY) 사이에서 계측값의 수수를 실행할 필요가 있다. 이 계측값의 수수는 일례로서 다음과 같이 실시된다. 즉, 예컨대 웨이퍼 스테이지 (40A) 상의 웨이퍼 (W1) 에 대해 얼라인먼트를 실행한 후에 노광을 실행하는 경우, 먼저 웨이퍼 스테이지 (40A)의 기준 마크부재 (47A) 를 얼라인먼트 센서 (27A)의 저면측에 이동하여 얼라인먼트를 실행하기 전에, 검출중심에 대한 소정의 기준마크의 Y방향으로의 위치어긋남량을 계측하고, 그 위치어긋남량을 웨이퍼 간섭계 (50BY) 의 Y좌표의 계측값에 프리세트한다.
다음에 웨이퍼 스테이지 (40A) 를 투영광학계 (PL) 의 저면측에 이동하여 주사노광을 실행하기 전에, 도1에 있어서 도시하지 않은 레티클 얼라인먼트 현미경에 의해 레티클 (R1 (또는 R2)) 의 소정의 레티클 마크를 관찰한 상태에서, 그 레티클 얼라인먼트 현미경의 시야내에 도2의 웨이퍼 스테이지 (40A) 의 기준 마크부재 (47A) 의 소정의 기준 마크를 이동하고, 그 레티클 마크의 이미지에 대한 그 기준 마크의 Y방향으로의 위치어긋남량을 계측한다. 그리고 그 위치어긋남향을 웨이퍼 간섭계 (50AY) 의 Y좌표의 계측값에 프리세트한다. 이와 같이 함으로써, 웨이퍼 스테이지 (40A ; 보다 정확하게는 기준마크부재 (47A) 의 소정의 기준마크) 의 Y좌표는, 얼라인먼트시에는 검출중심이 원점이 되고, 노광시에는 노광중심이 원점이 되기 때문에, 2개의 웨이퍼 간섭계 (50AY, 50BY) 사이에서 정확하게 계측값의 수수가 실행된 것으로 된다. 동일하게 타방의 웨이퍼 스테이지 (40B) 의 Y좌표계측용의 2개의 웨이퍼 간섭계 (50AY, 50CY) 에서도 정확하게 계측값의 수수를 실행할 수 있다.
또한 예컨대 웨이퍼 간섭계 (50AY, 50BY) 사이에서 Y좌표의 계측값을 수수하는 방법으로는, 상기 방법 외에, 도2에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 스테이지 40A) 의 이동경 (48AY) 의 X방향의 길이를 2개의 웨이퍼 간섭계 (50AY, 50BY) 의 광축의 간격보다 길게 해도 된다. 이 경우에는 일례로서 웨이퍼 간섭계 (49AX) 에 의해 계측되는 웨이퍼 스테이지 (40A) 의 요잉량이 0이 되는 상태에서, 다음의 웨이퍼 간섭계 (50BY) 의 계측값이 그때까지 사용되었던 웨이퍼 간섭계 (50AY) 의 계측값에 합치하도록, 다음의 웨이퍼 간섭계 (50BY) 의 계측값에 오프셋을 추가하면 된다. 또한 이동경 (48AY) 의 길이가 2개의 웨이퍼 간섭계 (50AY, 50BY) 의 광축의 간격보다도 짧은 경우에는, Y축의 웨이퍼 간섭계 (50AY 및 50BY) 사이에, 계측값을 수수하기 위한 다른 일축의 Y축의 웨이퍼 간섭계를 배치하도록 해도 된다. 이것은 웨이퍼 간섭계 (50AY, 50CY) 에 대해서도 동일하다.
한편 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X좌표는 각각 상기 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX) 에 의해 계측되고 있기 때문에, 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX) 사이에서 계측값의 수수를 실행할 필요는 없지만, 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 간격을 알 수 있도록 이들 계측값의 오프셋 조정을 실행할 필요가 있다. 따라서 일례로서 미리 일방의 기준마크부재 (47A) 중의 소정의 기준마크 및 타방의 기준마크부재 (47B) 중의 대응하는 기준마크를 각각 얼라인먼트 센서 (27A 및 27B) 의 검출중심에 합치시킨 상태에서, 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 외형 윤곽의 X방향의 간격 (SX1) 을 계측해 둔다. 그리고 예컨대 노광공정의 개시시에, 이들 기준마크를 각각 얼라인먼트 센서 (27A 및 27B) 의 검출중심에 거의 합치시킨 상태에서, 제1 X축의 웨이퍼 간섭계 (49AX) 의 계측값을 0으로 하여, 제2 X축의 웨이퍼 간섭계 (49BX) 의 계측값을 SX1로 함과 동시에, 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX) 에서는 각각 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 가 +X방향으로 이동할 때에 계측값이 증가하도록 계측방향을 설정해 둔다. 그 후의 노광공정에서는, 웨이퍼 간섭계 (49AX, 49BX) 의 X좌표의 계측값을 각각 XA1 및 XB1 으로 하면, 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 실제의 간격 LX 는 이하와 같이 2개의 계측값의 차분으로 표시된다.
LX = XB1-XA1 … (1)
따라서 도3의 간격검출계 (67) 는, (1) 식에 의거하여 높은 샘플링 그레이트로 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 간격 LX 를 계산할 수 있다.
또 본 예에서는 도2에 있어서, 이미 설명한 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 내의 일방이 노광 시퀀스를 실행하고 있는 동안, 타방은 웨이퍼 로더계와의 사이에서 웨이퍼 교환을 실행한 후, 웨이퍼 얼라인먼트 시퀀스를 실행한다. 이 때문에, 웨이퍼실 (38) 의 -Y 방향측에 소정 간격을 두고 기밀성이 높은 상자형상의 웨이퍼로더실 (62) 이 설치되고, 웨이퍼로더실 (62) 내에 그 웨이퍼로더계 (WLD) 가 수납되어 있다.
그리고 웨이퍼실 (38) 내에서 제1 웨이퍼 스테이지 (40A (웨이퍼 W1)) 는 노광후에 점선으로 나타낸 바와 같이 -X방향의 위치 LA1 으로 이동하고, 제2 웨이퍼 스테이지 (40B (웨이퍼 W2)) 는 노광후에 점선으로 나타낸 바와 같이 +X방향의 위치 LB1 으로 이동한다. 위치 LA1 및 LB1 은 로딩 및 언로딩용 위치이다.웨이퍼실 (38) 측면의 위치 LA1 및 LB1 의 근방에 슬릿형상의 반송구 (52A 및 52B) 가 형성되고, 이 반송구 (52A, 52B) 를 통해 웨이퍼 로더계 (WLD) 는 번갈아 위치 LA1 및 LB1 의 웨이퍼를 교환한다.
다음에 본 예의 더블 스테이지 방식의 투영노광장치를 사용하여 예컨대 1로트의 웨이퍼에 대해 노광을 하는 경우의 동작의 일례에 대해 도6 및 도7의 플로우차트를 참조하여 설명한다.
먼저 도6의 스텝 201 에 있어서, 도3의 주제어계 (63) 에 대해 오퍼레이터가 도시하지 않은 입력장치를 통해 노광기준 파라미터를 설정한다. 노광기준 파라미터의 일례는, 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 병행하여 사용하는 경우의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 간격의 허용값 LXmin, 1장의 웨이퍼상의 복수의 쇼트영역의 형상 (쇼트 사이즈), 그 쇼트영역의 배열 (쇼트 맵), 포토레지스트의 노광시간 (감도), 얼라인먼트시에 계측대상으로 하는 쇼트영역 (샘플 쇼트) 의 배열, 주사노광모드의 지정, 조명조건 (통상 조명시의 코히어런스 팩터 (σ값), 변형조명의 지정 등), 및 2중노광을 실행하는 경우의 레티클의 교환의 수순 등이다. 그 주사노광모드에는 각 쇼트영역에 대해 주사노광을 실행하는 경우의 웨이퍼의 주사방향을 일방향 (예컨대 +Y방향) 으로 한정하는 일방향 모드, 및 그 주사방향을 ±Y방향의 어느 것이나 스루풋이 높은 방향을 임의로 선택할 수 있는 완전 양방향 모드가 있다. 또 그 X방향의 간격의 허용값 LXmin는 주제어계 (63) 를 통해 도3의 간격검출계 (67) 내부의 기억부에 격납된다.
다음에 스텝 202에서 오퍼레이터가 주제어계 (63) 에 대해 노광 파라미터를 설정한다. 노광 파라미터의 일례는, 더블 스테이지 방식의 노광 모드 (웨이퍼 스테이지 (40A) 만의 사용, 웨이퍼 스테이지 (40B) 만의 사용, 또는 양방의 사용), 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 사용하는 경우의 우선순위, 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 사용하는 경우의 동작 타이밍 (또는 오버랩하는 동작), 후술하는 가상적인 스케쥴링을 하는 경우의 타이밍, 스루풋의 목표값, 및 얼라인먼트를 실행하는 경우의 계측할 수 없는 마크의 허용수 등이다. 그 동작 타이밍 (또는 오버랩하는 동작) 이란, 예컨대 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 에서 웨이퍼교환을 동시에 실행하도록 지정하거나, 또는 일방의 웨이퍼 스테이지에서 웨이퍼의 주사노광을 실행할 때에 타방의 웨이퍼 스테이지에서 웨이퍼의 얼라인먼트를 실행하도록 지정하는 것과 같이 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 에서 동시에 실행하는 동작의 대략적인 타이밍 (이하 「제1 타이밍」이라고 함) 을 의미한다. 또 가상적인 스케쥴링을 실행하는 경우의 타이밍의 일례는, 예컨대 초기상태에서의 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 위치관계등이다.
또 그 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 사용하는 경우의 우선순위란, 2대의 웨이퍼 스테이지가 기계적인 간섭이나 진동에 의한 영향 (커플링) 을 받을 우려가 있는 경우, 즉 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 간격이 상기 허용값 LXmin이하로 된 경우에, 일방의 웨이퍼 스테이지의 동작을 우선적으로 계속시켜, 타방의 웨이퍼 스테이지를 대피시키는 것으로 하고, 그 우선권이 부여되는 동작 (웨이퍼 스테이지) 의 순위를 의미한다. 그 우선순위의 일례에 있어서, 가장 높은 우선권이 부여되는 것은, 도2에 있어서, Y축의 중앙의 노광용의 웨이퍼 간섭계 (50AY) 에 의해 Y 좌표가 계측되고 있는 웨이퍼 스테이지, 즉 주사노광, 또는 레티클 얼라인먼트를 실행하고 있는 웨이퍼 스테이지이다. 따라서 통상의 노광 시퀀스에서는, 예컨대 도2의 상태에서 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 상의 웨이퍼 (W1) 의 노광이 종료된 후, 그 웨이퍼 스테이지 (40A) 를 위치 LA1 으로 이동시키고, 웨이퍼 (W2) 를 지지하는 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 를 투영광학계 (PL) 의 저면측에 이동시켰을 때에는, 우선권이 전자의 웨이퍼 스테이지 (40A) 로부터 후자의 웨이퍼 스테이지 (40B) 에 넘겨지게 된다.
다음에 스텝 203 에 있어서 주제어계 (63) 는, 더블 스테이지 방식의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B (트윈스테이지)) 를 효율적으로 구동하기 위해, 가상적인 스케쥴링을, 예컨대 GA (유전적 아르고리즘) 등의 최적화수법 등을 사용하여 실행한다. 이 스케쥴링은 전술한 각 파라미터 (노광준비 파라미터, 노광 파라미터) 중 스케쥴링을 실행하는데에 필요한 파라미터를 사용하는 것 이외에, 주제어계 (63) 내에 미리 기억되어 있는 각 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 각각의 스테이지 제어성능 (속도제어성능, 가속도제어성능 등) 의 정보도 사용되면서 실행된다. 이 가상적인 스케쥴링은, 후술하는 스텝 206의 실제의 노광 시퀀스에서의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 움직임을 컴퓨터의 프로그램상에서 가상적으로 실행하여, 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 사이에 기계적인 간섭이 발생하는지 여부를 확인시키는 동작으로, 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 구체적인 동작의 일례는 스텝 206 에서 설명한다. 또 이 가상적인 스케쥴링에 있어서, 상기 노광 파라미터중의 타이밍 (예컨대 초기상태에서의 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 위치관계) 를 사용한 경우에, 커플링이 발생할 우려가 있는 것이 판명되었을 때에는, 그 타이밍을 조정하여 가상적인 스케쥴링을 반복한다. 그리고 커플링이 발생할 우려가 없는 것이 확인되었을 때의 그 타이밍을, 실제의 노광 시퀀스에서의 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 타이밍 (이하 「제2 타이밍」이라고 함) 으로서 주제어계 (63) 내의 기억부에 기억시킨다.
또한 그 가상적인 스케쥴린에 있어서는, 주사노광중인 웨이퍼 스테이지의 동작을 우선시켜, 노광 파라미터로 설정되어 있는 스루풋의 목표값이 달성되도록, 쇼트사이의 스텝 이동의 타이밍 등을 설정한다. 또 그 가상적인 스케쥴링의 결과, 그 스루풋의 목표값보다도 낮은 스루풋이 얻어졌을 때에는, 최종적으로 얻어진 스루풋을 노광 파라미터로서 기억시킨다.
다음의 스텝 204 에서 주제어계 (63) 는, 노광전에 레티클 교환을 실시할지 여부를 확인하고, 레티클을 교환하지 않을 때에는 스텝 206으로 이행하고, 레티클을 교환하는 경우에는 스텝 205로 이행하여, 노광준비 시퀀스를 실행한다. 즉 도1에 있어서, 레티클 스테이지 (24) 상의 레티클을 실제의 노광으로 사용되는 레티클 (레티클 R1, R2라고 함) 로 교환한다. 또 실제로 사용되는 레티클에 따라 조명조건 및 노광광 (IL) 의 조도 등을 설정한 후, 스텝 206 으로 이행한다.
다음의 스텝 206 에 있어서, 주제어계 (63) 의 제어하에서 소정 매수 (여기에서는 1로트를 복수 조로 나눈 1장 또는 부수장) 의 웨이퍼에 대한 노광 시퀀스가더블 스테이지 방식으로 실행된다. 이 노광 시퀀스에서의 상기 제1 타이밍은, 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 일방의 스테이지에서 웨이퍼에 대한 주사노광을 실행하고 있는 동안에 타방의 스테이지에서는 웨이퍼의 얼라인먼트를 실행하는 것으로 한다. 또한 상기 제2 타이밍은 일례로서 일방의 스테이지에서 웨이퍼에 대한 주사노광을 개시하는 시점에서, 타방의 스테이지는 로딩 및 언로딩용 위치 (LA1, LB2) 에서 웨이퍼의 교환동작을 개시하는 것으로 한다.
또 도2에 있어서 노광대상의 1장째의 웨이퍼 (웨이퍼 (W1) 으로 함) 는, 위치 LA1에서 도시하지 않은 웨이퍼 로더계 (WLD) 에 의해 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 상에 탑재된 후, 웨이퍼 스테이지 (40A) 에 의해 얼라인먼트 센서 (27A) 의 하방으로 이동하여 웨이퍼 얼라인먼트가 실행된다. 그 후 웨이퍼 (W1) 는 웨이퍼 스테이지 (40A) 에 의해 투영광학계 (PL) 의 하방의 주사노광의 개시위치로 이동한다. 또한 이 때에 필요에 따라 레티클 얼라인먼트 및 Y축의 웨이퍼 간섭계 (50AY) 의 원점설정 (웨이퍼 간섭계 (50BY) 로부터의 계측값의 수수) 이 실행된다. 이와 같이 웨이퍼 (W1) 가 주사노광의 개시위치로 이동된 상태에서, 노광대상인 2장째의 웨이퍼 (웨이퍼 (W2) 라고 함) 는 위치 LB1 에서 도시하지 않은 웨이퍼 로더계 (WLD) 에 의해 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 상에 탑재된다. 그 후, 웨이퍼 (W1) 상에 각 쇼트영역에 대한 주사노광이 개시됨과 동시에, 웨이퍼 (W2) 의 얼라인먼트를 실행하기 위해 웨이퍼 스테이지 (40B) 는 얼라인먼트 센서 (27B) 의 하방으로 이동한다.
도4(A) 는 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 상의 웨이퍼 (W1) 에 주사노광을 실행하는 동안에, 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 상의 웨이퍼 (W2) 의 얼라인먼트를 실행하는 경우의 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 위치관계를 나타내고, 이 도4(A) 에서 1장째의 웨이퍼 (W1) 의 노광면은 X방향, Y방향을 소정 피치로 복수개 (도4(A) 에서는 26개) 의 쇼트영역 (SA1, SA2, …) 로 나뉘어지고, 각 쇼트영역 SAi (i=1, 2, …) 에 도2의 레티클 (R1 (또는 R2)) 의 패턴의 축소 이미지가 노광된다.
동일하게 2장째의 웨이퍼 (W2) 의 노광면도 X방향, Y방향으로 소정 피치로 복수개의 쇼트영역 (SB1, SB2, …) 으로 나누어지고, 각 쇼트영역 SBi (i=1, 2, …) 에 각각 위치맞춤용 마크로서의 2차원의 격자형상의 웨이퍼 마크 (WM) 가 형성되어 있다. 또한 2차원 마크로서는 격자형상의 2차원 마크에 한정되지 않고, 예컨대 박스형상의 라인마크나, 또는 박스의 4개각의 부분이 접속되어 있지 않은 4개의 라인마크 (세로 2개, 가로 2개의 라인마크) 이어도 된다. 1장째의 웨이퍼 (W1) 상의 쇼트영역 (SAi) 과 2장째의 웨이퍼 (W2) 상의 쇼트영역 (SBi) 과는 동일 형상 또한 동일 배열로 쇼트영역 (SAi 및 SBi) 에는 동일한 레티클의 패턴 이미지가 노광된다. 쇼트영역 (SAi 및 SBi) 이 본 발명의 구획영역에 대응한다. 또 웨이퍼 (W1) 상의 각 쇼트영역 (SAi) 에도 각각 웨이퍼 마크 (WM ; 도시생략) 이 형성되어 있고, 이 웨이퍼 마크의 위치에 의거하여 얼라인먼트가 실행되고 있다.
본 예의 웨이퍼 마크 (WM) 는 설명의 편의상 웨이퍼 (W2) 상의 각 쇼트영역 (SBi) 의 중앙부에 형성되어 있지만, 실제로는 웨이퍼 마크 (WM) 는 노광대상의 레이어에 있어서 회로패턴이 존재하지 않는 영역이면 어떠한 영역에도 형성할 수 있다. 또 웨이퍼 마크 (WM) 를 예컨대 각 쇼트영역간의 스트리트라인영역에 형성해도 된다. 또한 웨이퍼 마크 (WM) 로는 2차원 마크 외에 예컨대 X방향으로 소정 피치로 배열된 라인 앤드 스페이스 패턴으로 이루어지는 X축의 마크와, Y방향으로 소정 피치로 배열된 라인 앤드 스페이스 패턴으로 이루어지는 Y축의 마크를 사용해도 된다. 이 때에 X축의 마크 및 Y축의 마크는 각각 예컨대 인접하는 쇼트영역간의 X방향 및 Y방향의 스트리트 라인 영역과 같이 서로 떨어진 영역에 형성해도 된다.
또 본 예에서는 예컨대 일본 특허공보 평4-47968호에서 개시되어 있는 바와 같이 웨이퍼 (W2) 상으로부터 선택된 소정 개수의 계측대상의 쇼트영역 (샘플 쇼트) 에 부설된 웨이퍼 마크의 좌표위치를 계측하고, 이 계측결과를 통계처리하여 전체 쇼트영역 (SBi) 의 배열좌표를 산출하는 엔헨스트 글로벌 얼라인먼트 (EGA) 방식으로 웨이퍼 (W2) 의 얼라인먼트를 실행하는 것으로 한다. 이 때 상기 스텝 201 에서 설정된 노광준비 파라미터중의 샘플 쇼트의 배열은 도4(A) 의 웨이퍼 (W2) 상의 8개의 쇼트영역 (SB1∼SB4 및 SB23∼SB26) 인 것으로 한다. 본 예의 샘플 쇼트는 X축 (비주사방향) 에 평행하게 배치된 2열의 쇼트영역으로 구성되어 있다. 또한 샘플 쇼트의 개수는 통상은 3개 이상의 임의의 개수가 아니라, 그 샘플 쇼트의 배열은 웨이퍼상에 거의 균일한 것으로 간주할 수 있는 정도로 분포되어 있으면 된다.
이 경우 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 상의 웨이퍼 (W2) 가 위치 (LB1) 로부터얼라인먼트 센서 (27B) 의 하방으로 이동할 때까지의 동안에, 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 측에서는 투영광학계 (PL) 의 슬릿형상의 노광영역 (81) 이 웨이퍼 (W1) 상의 3열의 쇼트영역 (SA1∼SA16) 상을, 궤적 (82A) 으로 나타낸 바와 같이 주사방향 SD 를 따라 번갈아 +Y방향 및 -Y방향으로 이동하도록 주사노광이 실행된다 (보다 정확하게 말하면 웨이퍼 스테이지 (40B) 상에 웨이퍼 (W2) 를 투입하는 동작 (웨이퍼 교환동작) 을 실행하는 동안에, 웨이퍼 (W1) 상의 3열의 쇼트영역 (SA1∼SA16) 상으로의 주사노광이 실행되고, 그리고 웨이퍼 스테이지 (40B) 상으로의 웨이퍼 (W2) 의 투입후에 웨이퍼 스테이지 (40B) 가 위치 LB1 으로부터 얼라인먼트 센서 (27B) 의 하방으로 이동하는 동안에, 웨이퍼 스테이지 (40A) 는 웨이퍼 (W1) 의 쇼트영역 (SA16) 의 노광종료위치로부터 쇼트영역 (SA17) 의 노광개시위치로의 스텝 이동을 실행함). 이와 같이 인접하는 쇼트영역에 대해 번갈아 주사방향을 역전하는 방식으로는, 레티클 스테이지 (24) 측에서는 단순히 왕복운동을 실시하는 것만으로 되기 때문에 가장 높은 스루풋이 얻어진다. 또 각 쇼트간에서는 주사노광의 가속시 및 감속시에도 비주사방향으로의 스텝 이동을 실행하여 스텝 이동의 시간을 단축하기 위해, 궤적 82A로 나타낸 바와같이 노광영역 (81 ; 스텝 이동중에는 노광광은 조사되고 있지 않음) 이 웨이퍼 (W1) 에 대해 원호형상으로 이동하도록 웨이퍼 스테이지 (40A) 가 스텝 이동한다. 또한 실제로는 노광영역 (81) 은 정지하고 있고, 그것에 대해 웨이퍼 (W1 ; 웨이퍼 스테이지 (40A)) 가 이동하지만, 알기 쉽도록 궤적 82A는 노광영역 (81) 이 웨이퍼 (W1) 상을 이동하도록 표현하고 있다 (이하 동일).
또 본 예에서는 웨이퍼 (W1) 상의 쇼트영역 (SAi) 은 X방향 (비주사방향) 을 따라 복수열 (도4(A) 에서는 5열) 로 배열되어 있고, X방향을 따라 1열째, 2열째, 3열째 …의 쇼트영역 (SAi) 의 순서로 주사노광이 실행된다. 웨이퍼 스테이지 (40B) 상으로의 웨이퍼 (W2) 의 투입동작의 완료에 따라, 웨이퍼 스테이지 (40B) 는 위치 LB1 으로부터 얼라인먼트 센서 (27B) 의 하방으로 이동한다. 이 웨이퍼 스테이지 (40B) 의 이동에 동기하여, 웨이퍼 스테이지 (40A) 는 쇼트영역 (SA16) 의 노광완료위치로부터 4열째의 쇼트영역 (SA17)의 노광개시위치로의 -X방향, -Y방향의 스텝 이동을 실행한다. 그리고 2장째의 웨이퍼 (W2) 의 얼라인먼트가 개시되는 시점에서, 1장째의 웨이퍼 (W1) 는 노광영역 (81 ; 노광중심) 이 웨이퍼 (W1) 에 대해 가장 +X방향측에 오도록 위치결정되어 있고, 2장의 웨이퍼 (W2) 도, 얼라인먼트 센서 (27B) 의 검출중심이 웨이퍼 (W2) 상의 샘플 쇼트중에서 가장 +X방향측의 쇼트영역 (SB4) 의 웨이퍼 마크상에 오도록 위치결정되어 있다. 즉 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B ; 웨이퍼 (W1, W2)) 는 가동범위중에서 각각 비주사방향의 일방 (-X방향) 의 단부가 노광중심 및 검출중심이 되도록 위치결정되어 있다. 이 상태에서 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 간격이 가장 넓어지고 있다.
이 상태로부터 도4(B) 의 궤적 82B로 나타낸 바와 같이 노광영역 (81) 이 1장째의 웨이퍼 (W1) 상의 4열째의 6개의 쇼트영역 (SA17∼SA22) 을 번갈아 역방향으로 주사노광하고, 또한 쇼트간에서는 노광영역 (81) 이 -X방향측으로 이동하도록, 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 가 구동된다. 단, 실제로는 노광영역 (81) 은정지되어 있고, 웨이퍼 스테이지 (40A ; 웨이퍼 W1)) 측이 화살표 A1 으로 나타낸 바와 같이 +X방향으로 순차적으로 스텝 이동한다. 이 동작에 동기하여, 2장째의 웨이퍼 (W2) 상의 X방향을 다른 1열째의 샘플 쇼트로서의 4개의 쇼트영역 (SB4∼SB1) 의 웨이퍼마크의 위치를 검출하기 위해, 도4(B) 의 궤적 (83B) 으로 나타낸 바와 같이 얼라인먼트 센서 (27B) 의 검출중심이 웨이퍼 (W2) 상의 쇼트영역 (SB4∼SB1) 상을 -X방향으로 이동하도록, 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 가 구동된다. 이 경우에도 실제로는 얼라인먼트 센서 (27B) 는 정지되어 있고, 웨이퍼 스테이지 (40B ; 웨이퍼 (W2)) 측이 화살표 B1 으로 나타낸 바와 같이 +X방향으로 순차적으로 스텝 이동한다.
즉, 1장째의 웨이퍼 (W1) 상의 4열째의 6개의 쇼트영역 (SA1∼SA22) 에 대해 주사노광을 실행하기 위해, 웨이퍼 스테이지 (40A) 가 +X방향으로 스텝 이동하는 것에 동기하여, 2장째의 웨이퍼 (W2) 상의 1열째의 4개의 샘플 쇼트 (쇼트영역 (SB4∼SB1) 의 웨이퍼 마크의 위치를 검출하기 위해, 웨이퍼 스테이지 (40B) 가 비주사방향을 따라 동일한 방향인 +X방향으로 스텝 이동한다. 그 결과 1장째의 웨이퍼 (W1) 는 노광중심이 웨이퍼 (W1) 에 대해 가장 -X방향측으로 오도록, 또 2장의 웨이퍼 (W2) 도 얼라인먼트 센서 (27B) 의 검출중심이 웨이퍼 (W2) 에 대해 가장 -X방향측으로 오도록 위치결정되어 있다. 그리고 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B ; 웨이퍼 (W1, W2)) 는 가동범위중에서 각각 비주사방향의 타방 (+X방향) 의 단부가 노광중심 및 검출중심이 되도록 위치결정되어 있다. 도4(B) 의 상태에서, 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 간격 LX 은, 도4(A) 의상태보다도 2개의 쇼트영역분만큼 좁아지고, 주사노광중에서는 가장 좁아진다.
다음에 도5(A) 의 궤적 (82C) 으로 나타낸 바와 같이 노광영역 (81) 이 1장째의 웨이퍼 (W1) 상의 5열째의 선두 쇼트영역 (SA23) 의 바로 앞에 오도록, 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 가 -Y방향 및 -X방향 (화살표 2 의 방향) 으로 구동된다. 이 동작에 동기하여 도5(A) 의 궤적 (83C) 로 나타낸 바와 같이 얼라인먼트 센서 (27B) 의 검출중심이 웨이퍼 (W2) 상의 2열째의 샘플 쇼트의 선두 쇼트영역 (SB23) 의 웨이퍼 마크 (WM) 상에 오도록, 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 가 -Y방향 (화살표 2 의 방향) 으로 구동된다. 이에 대해, 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 간격은 1개의 쇼트영역분만큼 넓어진다.
그 상태로부터 도5(B) 의 궤적 (82D) 로 나타낸 바와 같이 노광영역 (81) 이 1장째의 웨이퍼 (W1) 상의 5열째의 쇼트영역 (SA23∼SA26) 을 주사노광하고, 또한 쇼트간에서 +X방향측으로 이동하도록, 제1 웨이퍼 스테이지 (40A)가 구동된다. 이 동작에 동기하여 도5(B) 의 궤적 (83D) 으로 나타낸 바와 같이 얼라인먼트 센서 (27B) 가 2장째의 웨이퍼 (W2) 상의 2열째의 샘플 쇼트 (4개의 쇼트영역 SB23∼SB26)의 웨이퍼 마크의 위치를 검출하도록, 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 가 구동된다. 즉 1장째의 웨이퍼 (W1) 상의 5열째의 4개의 쇼트영역 (SA23∼SA26) 에 대해 주사노광을 실행하기 위해, 웨이퍼 스테이지 (40A) 가 -X방향 (화살표 A3의 방향) 으로 스텝 이동하는 것에 동기하여, 2장째의 웨이퍼 (W2) 상의 2열째의 4개의 샘플 쇼트 (쇼트영역 (SB23∼SB26)) 의 웨이퍼 마크의 위치를 검출하기 위해, 웨이퍼 스테이지 (40B) 가 비주사방향을 따라 동일한 방향인 -X방향 (화살표 B3 방향) 으로 스텝 이동한다. 그 결과, 웨이퍼 (W1) 상의 전체 쇼트영역 (SAi) 에 대한 주사노광이 종료되고, 웨이퍼 (W2) 상의 전부의 샘플 쇼트 (웨이퍼 마크) 의 위치계측이 실행되어 얼라인먼트가 종료됨과 동시에, 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 간격은 도5(A) 의 상태와 동일한 간격으로 유지되어 있다.
이와 같이 주사노광 및 얼라인먼트를 병렬로 실행할 때에, 본 예에서는 주사노광에서 가장 높은 스루풋이 얻어지도록 웨이퍼 스테이지 (40A) 가 구동되고, 이 동작에 대해 X방향으로 소정 간격 이상의 간격을 두고 추종하도록 얼라인먼트중의 웨이퍼 스테이지 (40B) 가 구동된다. 따라서 주사노광으로서는 최대의 스루풋이 얻어짐과 동시에, 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 기계적인 간섭이 방지되고 있다.
그 후, 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 는, 도5(B) 의 상태로부터 웨이퍼 (W1) 가 도2의 위치 LA1 로 이동하도록 구동되고, 웨이퍼 (W1) 가 다음의 웨이퍼와 교환된다. 또 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 는 도5(B) 에서 웨이퍼 (W2) 가 얼라인먼트 센서 (27B)의 하방으로부터 투영광학계 (PL) 의 하방으로 이동하도록 구동된다. 그리고 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 를 노광용 스테이지, 제1 웨이퍼 스테이지 (40A)를 얼라인먼트용 스테이로 하여, 상기 도4 및 도5의 동작과 대칭으로 주사노광 및 얼라인먼트가 더블 스테이지 방식으로 실행된다. 이와 같이 하여 소정 매수의 웨이퍼에 대한 노광이 종료된다. 본 예에서는 일방의 웨이퍼 스테이지에서 노광을 실행하는 동안에, 타방의 웨이퍼 스테이지에서 얼라인먼트를 실행하기 때문에, 투영광학계 (PL) 에서는 대기시간없이 연속적으로 노광이 실행된다.따라서 노광공정의 스루풋을 대폭 올릴 수 있다.
또 본 예에서는 더블 스테이지 방식으로 일방의 스테이지 (웨이퍼 스테이지 (40A) 로 함) 에서 주사노광을 실시하는 동안에 타방의 스테이지 (웨이퍼 스테이지 (40B)) 에서 얼라인먼트를 실행할 때에, 도4 및 도5를 참조하여 설명한 바와 같이 비주사방향에 관해 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 스텝 이동의 방향을 동일하게 하고 있다. 그 결과 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 X방향의 간격 LX는 거의 똑같이 유지되고, 간격 LX가 좁아지는 것은 도4(B) 의 경우로 된다. 따라서 도4(B) 의 경우의 간격 LX가 상기 허용값 LXmin의 예컨대 1.5배∼2배 정도로 되도록, 투영광학계 (PL) 와 얼라인먼트 센서 (27B) 의 간격이 설정되어 있다. 이 때문에 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 서로 독립하여 X방향, Y방향으로 구동하는 방식과 비교하여, 본 예에서는 투영광학계 (PL) 와 얼라인먼트 센서 (27B ; 27A 도 동일) 와의 간격을 좁게 설정할 수 있고, 나아가서는 웨이퍼 스테이지 (39) 의 크기를 비주사방향에 대해 좁게 설정할 수 있다.
따라서 본 예의 투영노광장치는, 웨이퍼 스테이지계 (WST) 를 더블 스테이지 방식으로 구성하여, 노광공정의 스루풋을 대폭 높일 수 있음과 동시에, 노광장치 전체의 설치면적 (풋프린트) 를 작게 할 수 있다. 따라서 고정밀도한 가공을 필요로 하는 웨이퍼 베이스 (39) 나 X축 가이드부재 (41, 42) 등을 소형화할 수 있음과 동시에, 장치전체를 수납하는 챔버도 소형화할 수 있기 때문에, 노광장치의 제조비용을 저감할 수 있다. 또 예컨대 1개의 반도체 제조공장에 의해 많은 투영노광장치나 레지스트의 코터 디벨로퍼 등을 설치할 수 있게 되어, 반도체 제조설비의 비용을 전체적으로 저감할 수도 있게 된다.
도6의 스텝 206 에 이어서 동작은 스텝 207로 이행하여 미노광의 웨이퍼가 있는지 여부가 조사되고, 미노광의 웨이퍼가 없어졌을 때에 노광공정은 종료된다. 또 미노광의 웨이퍼가 있을 때에는, 동작은 스텝 208 로 이행하고, 도3의 주제어계 (63) 는 도2의 기준마크부재 (47A, 47B) 증의 소정의 기준마크를 사용하여 얼라인먼트 센서 (27A, 27B) 의 베이스 라인량 (검출중심과 노광중심의 거리) 의 체크를 실행한다. 또한 필요에 따라 투영광학계 (PL) 의 투과율의 계측 등도 실행한다. 이에 이어지는 스텝 209 에서 주제어계 (63) 는 스텝 206 에서의 소정 매수의 웨이퍼의 평균적인 노광 시퀀스 및 스루풋 (여기에서는 노광된 웨이퍼의 매수를 노광시간으로 나누어 얻어지는 단위시간당 처리매수)이 각각 실질적으로 스텝 203 에서 실행된 가상적인 스케쥴과 같았는지 여부를 조사한다.
그리고 노광 시퀀스 및 스루풋이 그 가상적인 스케쥴과 같았을 때에는, 스텝 206으로 되돌아가 소정 매수의 웨이퍼에 대한 노광을 반복하여 실행한다. 한편 스텝 209 에서 실제의 노광 시퀀스, 및 스루풋의 적어도 일방이 그 가상적인 스케쥴로부터 소정의 허용범위를 초과하여 벗어난 경우, 주제어계 (63) 의 동작은 스텝 210 으로 이행하여, 그 정보를 도3의 포스트 컴퓨터 (76) 로 송신할지의 여부를 판정한다. 이 때에, 일례로서 스루풋이 크게 저하되지 않은 경우에는 주제어계 (63) 는, 그 정보를 포스트 컴퓨터 (76) 에 공급하지 않고, 스텝 202로 이행하여 이미 설명한 노광 패턴 중의, 가상적인 스케쥴링을 실행하는 경우의 타이밍, 및 스루풋의 목표값의 재설정을, 스텝 206 에서 실재 노광이 실행되었을 때에 얻은 실측값 (전술한 파라미터의 일부) 도 감안하여 실행한다. 그 후에 가상적인 스케쥴링 (스텝 203) 및 노광 시퀀스 (스텝 206) 등이 실행된다.
구체적으로 스텝 206의 실제의 노광공정에 있어서, 예컨대 도4(A) 의 상태와는 달리, 제1 웨이퍼 스테이지 (40A) 가 웨이퍼 (W1) 의 3열째의 최초의 쇼트영역의 노광개시위치에 왔을 때에, 제2 웨이퍼 스테이지 (40B) 는 웨이퍼 (W2) 의 어느 하나의 샘플 쇼트를 검출할 수 있는 상태로 하는 것이 판명된 경우를 상정한다. 이 경우에는, 다음의 스텝 203 의 가상적인 스케쥴링에 있어서, 도4 및 도5의 동작 대신에, 웨이퍼 스테이지 (40A) 측에서 웨이퍼 (W1) 의 3열째의 쇼트영역 (SA11∼SA16) 에 주사노광을 실행하는 동안에, 웨이퍼 스테이지 (40B) 측에 웨이퍼 (W2) 의 1열째의 샘플 쇼트 (쇼트영역 (SB1∼SB4) 의 웨이퍼 마크의 위치검출을 실행한 후, 웨이퍼 스테이지 (40A) 측에서 웨이퍼 (W1) 의 4열째의 쇼트영역 (SA17∼SA22) 에 주사노광을 실시하는 동안에, 웨이퍼 스테이지 (40B) 측에서 웨이퍼 (W2) 의 2열째의 샘플 쇼트 (쇼트영역 SB26∼SB23) 의 웨이퍼 마크의 위치검출을 실행하도록 해도 된다. 이 동작에서도, 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 는 비주사방향으로 동일 방향으로 스텝 이동하기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 기계적인 간섭을 방지할 수 있다.
또한 이 동작에서는 통상은, 웨이퍼 스테이지 (40A) 측에서 웨이퍼 (W1) 의 5열째의 쇼트영역에 주사노광을 실행하고 있는 동안에, 웨이퍼 스테이지 (40B) 측은 대기시간으로 되기 때문에, 예컨대 어느 샘플 쇼트 (이하 「에러 쇼트」라고함) 의 웨이퍼 마크의 위치검출을 할 수 없었던 경우, 그 대기시간중에 그 에러쇼트의 웨이퍼 마크의 재검출을 실행하도록 해도 된다. 이에 의해 얼라인먼트 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다. 또 마크 계측대상의 샘플 쇼트가 충분한 수만큼 있는 경우, 그 에러 쇼트는 무시하도록 (스킵함) 해도 되고, 또는 다른 웨이퍼 마크의 검출을 실행하도록 해도 된다.
또 일례로서 스텝 210 에서 실선의 스루풋이 목표값에 대해 크게 저하되어 있는 경우에는, 스텝 211 로 이행하여 주제어계 (63) 는 그 실제의 노광 시퀀스 및 스루풋의 정보를 도3의 포스트 컴퓨터 (76) 에 송신한다 (포스트 컴퓨터 (76) 의 콜). 이에 따라 포스트 컴퓨터 (76) 는 예컨대 당해 제조라인의 가동을 일시정지시킴과 동시에, 그 정보를 오퍼레이터에게 제공하고, 그 오퍼레이터는 그 스루풋이 낮은 요인을 해석하여, 예컨대 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 조정 등을 실행한다. 그 후에 다시 스텝 (201) 부터 노광 시퀀스가 개시된다.
이와 같이 본 예에서는, 미리 가상적인 스케쥴링을 실행하여 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 동작 타이밍을 설정하고 있기 때문에, 실제의 노광 시퀀스 중에서 시행착오적으로 타이밍을 설정하는 방식에 비해, 단시간에 가장 높은 스루풋이 얻어지도록, 또한 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 가 기계적으로 간섭되지 않고, 더블 스테이지 방식의 노광 시퀀스를 최적화할 수 있다.
다음으로 본 예에서는 스텝 206의 실제의 노광 시퀀스 동작중에, 도7의 스텝 221에서 나타낸 바와 같이 도3의 웨이퍼 스테이지 제어계 (64) 중의 간격검출계 (67) 는 소정의 샘플링 레이트로 연속적으로 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의X방향의 간격 (LX) 이 상기 허용값 LXmin이하로 되었는지 여부를 체크하고 있다. 그리고 그 간격 (LX) 이 상기 허용값 LXmin이하로 되었을 때에는 동작은 스텝 222로 이행하고, 간격검출계 (67) 는 그 정보를 주제어계 (63) 에 공급하고, 이에 따라 주제어계 (63) 는 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 중에서 얼라인먼트 동작중의 웨이퍼 스테이지를, 그 간격 (LX) 이 떨어지는 방향으로, 예컨대 도2의 웨이퍼 교환용의 위치 LA1, LB1 측으로 퇴피시킨다. 이 때에도 주제어계 (63) 는 노광동작중의 웨이퍼 스테이지에는 노광동작을 계속시킨다.
그리고 노광동작용 웨이퍼 스테이지는 다음의 쇼트열의 노광을 계속하여 실행하지만, 그 노광동작용 웨이퍼 스테이지가 다음의 쇼트열에 대한 노광을 실행하고 있는 동안에, 양 웨이퍼 스테이지간에 간섭이 발생하지 않는 상태이면, 얼라인먼트 동작용의 웨이퍼 스테이지를 그 퇴피전의 쇼트위치로 되돌리고, 퇴피에 의해 중단된 얼라인먼트 계측용 쇼트에 대한 얼라인먼트 계측 동작을 실행한다. 그러나 만약에 양 웨이퍼 스테이지간에 간섭의 우려가 있는 경우에는, 노광동작중의 웨이퍼 스테이지가 다음의 쇼트열에 대한 노광을 실행하고 있는 동안은, 얼라인먼트 동작용 스테이지는 노광동작용 웨이퍼 스테이지와의 간섭 우려가 없어질 때까지 퇴피위치에서 대기시켜 놓고, 간섭 우려가 없어진 단계에서, 중단되었던 얼라인먼트 계측용 쇼트에 대한 재얼라인먼트 계측도 포함시켜 얼라인먼트 계측동작을 재현한다.
그리고 1장의 웨이퍼에 대한 노광이 종료된 후에는, 일례로서 동작은 도6의스텝 202로 되돌아가고, 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 기계적인 간섭이 발생하지 않도록 노광 파라미터의 재설정이 실행된다. 또한 그 외에 소정 매수분의 웨이퍼에 대해서는, 스텝 222 에서 노광에 사용된 웨이퍼 스테이지를 사용하여 얼라인먼트 및 노광을 실행하도록 해도 된다.
이와 같이 본 예에서는, 노광동작중에 연속적으로 간격검출계 (67) 가, 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 간격을 모니터하고 있고, 그 간격이 너무 좁아졌을 때에 얼라인먼트 동작중의 웨이퍼 스테이지를 대피시키고 있기 때문에, 노광공정의 스루풋의 저하를 최소한으로 억제하여, 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 기계적인 간섭을 피할 수 있다.
또한 상기 실시형태에 있어서, 2대의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 의 일방의 웨이퍼 스테이지에서만 그 노광 시퀀스의 수행을 방해하는 이상 (에러) 이 검지되었을 때에는 경고를 발함과 동시에, 필요에 따라 그 에러 내용을 예컨대 포스트 컴퓨터 (76) 나 오퍼레이터에게 송출해도 된다. 또한 그 일방의 웨이퍼 스테이지를, 타방의 웨이퍼 스테이지에 의한 노광동작의 방해가 되지 않도록 퇴피시킴과 동시에, 그 타방의 웨이퍼 스테이지만에 의한 노광동작을 계속시키도록 해도 된다. 또한 그 일방의 웨이퍼 스테이지에 의한 노광동작이 실행되고 있을 때에, 그 웨이퍼 스테이지측에서 그 이상이 검지되었을 때에는, 전술한 우선권이 타방의 웨이퍼 스테이지에 넘겨지게 된다. 또 그 일방의 웨이퍼 스테이지가 웨이퍼 교환 또는 웨이퍼 얼라인먼트 등의 비노광동작중에, 그 웨이퍼 스테이지측에서 이상이 검지되었을 때에는, 그 일방의 웨이퍼 스테이지에는 전술한 우선권이 없기 때문에, 타방의 웨이퍼 스테이지에 의한 노광동작이 종료되어도, 이 타방의 웨이퍼 스테이지는 계속하여 우선권을 유지하고, 이 타방의 웨이퍼 스테이지에 의해 웨이퍼 교환, 얼라인먼트 및 노광동작 등이 순차적으로 실행된다. 이에 의해 일방의 웨이퍼 스테이지에 관해 그 노광 시퀀스를 중단시키는 이상이 검지되어도, 타방의 웨이퍼 스테이지에 전술한 우선권이 부여되어 노광동작이 계속되고, 미리 설정된 노광 모드는 아니지만 노광동작이 자동복귀함으로써 연속적으로 노광을 계속하는 시퀀스가 실행된다.
여기에서 상기 노광 시퀀스의 수행을 방해하는 이상은 일례로서 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 중에 설치되어 포커스 방향 (Z방향) 의 위치 및 레벨링을 위한 경사각의 보정을 실행하기 위한 테이블 (Z 레벨링 테이블) 중의 액추에이터 등의 동작불량 및 각종 센서의 고장 등을 포함하고 있다. 특히 상기 실시형태와 같이 투영광학계 (PL) 를 사이에 끼워 2세트의 얼라인먼트 센서를 설치하고, 또한 이것에 대응하여 2세트의 웨이퍼 로더계를 설치하는 경우에는, 얼라인먼트 센서에 의한 웨이퍼 마크의 검출이 불가능해지거나, 또는 그 검출값이 이상해지거나, 얼라인먼트 센서에 설치되는 포토포커스 센서나 얼라인먼트 센서에 대응하여 설치되는 간섭계 등의 검출불량이 발생하거나, 또는 웨이퍼로더계의 동작불량이나 프리얼라인먼트 장치의 검출불량이 발생하기 때문에, 이들도 상기 이상에 포함된다.
또 그 타방의 웨이퍼 스테이지만에 의한 노광동작과 병행하여, 또는 그 노광동작과는 관계없이 오퍼레이터는 그 에러내용에 따라 그 처치를 검토하고, 예컨대 포스트 컴퓨터 (76) 를 통해 그 처치의 정보를 노광장치의 주제어계에 송출하여 재기동을 도모하도록 해도 된다. 또한 에러 내용에 따라서는 노광장치를 정지시켜 그 메인터넌스를 실행할 필요가 있고, 이 경우에는 정지명령이 그 노광장치의 주제어계에 송출된다. 이 때, 타방의 웨이퍼 스테이지에 의한 노광동작이 계속되고 있으면, 노광장치에서는 미리 설정된 프로그램 또는 오퍼레이터의 지시에 따라, 바로 노광동작을 정지시켜도 되지만, 예컨대 타방의 웨이퍼 스테이지상의 웨이퍼에 대한 노광이 종료된 시점, 또는 동일 로트내의 전체 웨이퍼에 대한 노광이 종료된 시점에서 노광동작을 정지하도록 해도 된다. 또 그 노광종작에는 피노광기판으로서의 웨이퍼의 노광뿐만 아니라, 그 전후의 동작, 예컨대 투영광학계를 통한 기준마크의 검출동작 (소위 레티클 얼라인먼트나 베이스 라인 체크 등) 이나 웨이퍼의 언로드 동작을 포함해도 된다. 특히 노광전의 동작에서는, 얼라인먼트 위치로부터 노광위치로의 이동시에서의 간섭계의 전환 (간섭계 스위치) 등을 포함해도 된다.
또한 상기 실시형태에서는 포스트 컴퓨터 (76) 를 통해 노광장치 (주제어계 (63)) 에 소정의 지령을 부여하는 것으로 하였으나, 노광장치에 설치되는 미니컴퓨터 등을 오퍼레이터가 조작하여 소정의 지령을 부여하도록 해도 된다. 또 예컨대 메인터넌스 등을 실행하는 서비스 회사의 작업원이, 노광장치의 가동상황을 휴대전화 (PHS등), 또는 인터넷 등을 통해 모니터하고, 이 결과에 따라 그 노광장치에 필요한 지령을 부여하여 그 노광장치의 원격조작을 실행하도록 해도 된다.
또 상기 실시형태에 있어서는, 예컨대 도2에 나타낸 바와 같이 얼라인먼트 센서 (27A, 27B) 가 2세트 배치되어 있으나, 일방의 얼라인먼트 센서 (27B) 를 생략하고 (얼라인먼트 센서 (27A) 만을 설치함), 투영광학계 (PL) 의 하방에서 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 구동하는 제1 구동계와, 얼라인먼트 센서 (27A) 의 하방에서 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 구동하는 제2 구동계를 배치하도록 해도 된다. 이 경우에는 그 제1 구동계에 의해 구동되는 웨이퍼 스테이지 (예컨대 40A) 상의 웨이퍼 (W1) 에 노광한 후, 웨이퍼 스테이지 (40B) 상의 웨이퍼 (W2) 에 노광을 실행할 때에는, 웨이퍼 스테이지 (40A) 와 웨이퍼 스테이지 (40B) 와의 교환을 실행하고, 그 제1 구동계에 의해 웨이퍼 스테이지 (40B) 를 구동하도록 한다. 이에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 풋프린트 (설치면적) 을 더욱 작게 할 수 있다.
또한 상기 실시형태에 있어서, 레티클 스테이지 (24) 의 이동에 의해 발생되는 반력은, 예컨대 일본 공개특허공보 평8-330224호 (USP 6020710) 에 기재되어 있는 바와 같이 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠지게 해도 된다.
다음으로 상기 실시형태의 투영노광장치를 사용한 반도체 디바이스의 제조공정의 일례에 대해 도8을 참조하여 설명한다.
도8은 반도체 디바이스의 제조공정의 일례를 나타내고, 이 도8 에 있어서, 먼저 실리콘 반도체 등으로 웨이퍼 (W) 가 제조된다. 그 후 웨이퍼 (W) 상에 포토레지스트를 도포하고 (스텝 S10), 다음의 스텝 S12에서 웨이퍼 (W) 를 예컨대 도2의 투영노광장치의 웨이퍼 스테이지 (40A) 상에 탑재하여, 레티클 (R1) 의 패턴 (부호 A로 표시함) 을 웨이퍼 (W) 상의 전부의 쇼트영역 (SE) 에 주사노광한다.다음에 스텝 S14에서 현상 및 에칭이나 이온주입 등을 실행함으로써, 웨이퍼 (W) 의 각 쇼트영역 (SE) 에 소정의 패턴이 형성된다.
다음에 스텝 S16에서 웨이퍼 (W) 상에 포토레지스트를 도포하고, 그 후 스텝 S18 에서 도1의 웨이퍼 스테이지 (40A) 상에 다시 웨이퍼 (W) 를 탑재하고, 레티클 (R2) 의 패턴 (부호 B로 표시함) 을 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역 (SE) 에 주사노광한다. 그리고 스텝 S20 에서 웨이퍼 (W) 의 현상 및 에칭이나 이온주입 등을 실행함으로써, 웨이퍼 (W) 의 각 쇼트영역에 소정의 패턴이 형성된다.
이상의 노광공정으로부터 패턴형성공정 (스텝 S16∼스텝 S20) 은, 원하는 반도체 디바이스를 제조하는데에 필요한 회수만큼 반복된다. 그리고 웨이퍼 (W) 상의 각 칩 (CP) 을 하나하나 잘라내는 타이밍공정 (스텝 S22) 이나 본딩공정 및 패키징공정 등 (스텝 S24) 을 거침으로써, 제품으로서의 반도체 디아비스 (SP) 가 제조된다.
또 상기 실시형태의 투영노광장치는, 복수의 렌즈로부터 구성되는 조명광학계, 투영광학계를 노광장치 본체에 장착하여 광학조정을 하여, 다수의 기계부품으로 구성되는 레티클 스테이지나 웨이퍼 스테이지를 노광장치 본체에 장착하여 배선이나 배관을 접속하고, 추가로 종합조정 (전기조정, 동작확인 등) 을 함으로써 제조할 수 있다. 또한 그 노광장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
또 상기 실시형태에서는 주사노광방식의 투영노광장치에 본 발명을 적용하였으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 스텝 앤드 리피트 방식 등의 일괄노광형 (정지노광형) 의 투영노광장치, 프록시미티방식의 노광장치, 또는 X선 등의 EUV 광을 노광빔으로 하는 노광장치나 전자선이나 이온빔 (에너지선) 을 광선 (에너지원) 으로 하는 하전입자선 노광장치이더라도 동일하게 적용할 수 있다.
또한 노광장치의 용도로서는 반도체 소자 제조용 노광장치에 한정되지 않고, 예컨대 각형의 유리 플레이트에 형성되는 액정표시소자, 또는 플라스마 디스플레이 등의 디스플레이 장치용 노광장치나, 촬상소자 (CCD 등) 마이크로머신, DNA 칩, 또는 박막자기헤드 등의 각종 디바이스를 제조하기 위한 노광장치에 넓게 적용할 수 있다. 또한 본 발명은 각종 디바이스의 마스크 패턴이 형성된 마스크 (포토마스크, 레티클 등) 을 포토리소그래피 공정을 사용하여 제조할 때의, 노광공정 (노광장치) 에도 적용할 수 있다.
또 웨이퍼 스테이지계나 레티클 스테이지계에 리니어모터를 사용하는 경우는, 에어베어링을 사용한 에어 부상형, 또는 자기부상형 등의 어느 방식으로 가동 스테이지를 유지해도 된다. 또 도1의 노광장치에서는, 투영광학계 (PL) 나 레티클 스테이지 (24) 등과 2개의 웨이퍼 스테이지 (40A, 40B) 를 정반 (32) 상에서 따로따로 배치하는 것으로 하였으나, 본 발명은 이와 같은 구성의 노광장치에 한정되지 않고, 투영광학계 (PL) 가 고정되는 지지판 (37) 에, 프레임 등을 통해 정반 (32) 을 일체적으로 설치한 노광장치, 환언하면 투영광학계 (PL) 와 정반 (32) 을 동일한 방진대 (36) 로 지지하도록 한 노광장치에도 적용할 수 있다. 즉 본 발명에 의한 노광장치는, 더블 스테이지 방식으로서 복수의 웨이퍼 스테이지를 구비한 노광장치이면, 그 이외에는 어떠한 구성이어도 상관없다.
또 상기 실시형태에 있어서, 예컨대 유전적 알고리즘 등을 사용하여, 얼라인먼트가 실행되는 웨이퍼 스테이지의 이동순서나 전술한 스케쥴을 결정해도 된다. 또한 기준 마크를 웨이퍼 홀더에 설치해도 된다.
또한 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 구성을 취할 수 있는 것은 물론이다. 또 명세서, 특허청구범위, 도면 및 요약을 포함하는 2000년 8월 29일부로 제출한 일본국 특허출원 2000-258539호의 전체 개시내용은 완전히 그대로 인용하여 본원에 삽입되어 있다.
산업상 이용 가능성
본 발명에 의하면, 더블 스테이지 방식의 노광장치를 사용하는 경우에, 2대의 가동 스테이지를 기계적으로 간섭하지 않도록 할 수 있다.
또 제1 기판상의 복수 구획영역의 노광순서에 따라, 제2 기판상의 선택된 복수 구획영역에 부설된 위치맞춤용 마크의 검출순서를 설정하는 경우에는, 2대의 가동 스테이지를 기계적으로 간섭하지 않는 범위에서 근접시켜 운용할 수 있기 때문에 노광장치의 설치면적을 작게 할 수 있다. 따라서 더블 스테이지 방식의 노광장치를 소형화한 경우에도, 그 노광장치를 사용하여, 노광공정의 스루풋을 저하시키지 않고, 2대의 가동 스테이지를 기계적으로 간섭하지 않도록 할 수 있다.
또 본 발명에 있어서, 2개의 스테이지의 스케쥴링을 실행하는 경우, 소정의 스루풋이 얻어지도록 노광 파라미터를 재설정하는 경우, 및 2개의 스테이지중의 노광중인 스테이지에 우선권을 부여하는 경우에는 노광공정의 스루풋을 높일 수 있다.

Claims (40)

  1. 마스크의 패턴을 통해 제1 기판 및 제2 기판을 순차적으로 노광하는 노광방법에 있어서,
    상기 제1 기판상의 복수의 구획영역을 상기 마스크의 패턴을 통해 순차적으로 노광하는 동안에, 상기 제2 기판상의 복수의 구획영역으로부터 선택된 복수의 구획영역에 각각 부설된 위치맞춤용 마크의 위치를 검출함으로써 상기 제2 기판의 위치맞춤을 행할 때에,
    상기 제1 기판상의 상기 복수의 구획영역의 노광순서에 따라,
    상기 제2 기판상의 상기 선택된 복수의 구획영역에 부설된 상기 위치맞춤용 마크의 검출순서를 설정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 기판에서 다음의 구획영역을 노광하기 위해, 상기 제1 기판을 순차적으로 스텝 이동시키는 방향에 따라,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 소정 방향으로 소정 간격 이하로 근접하지 않도록, 상기 제2 기판의 상기 위치맞춤용 마크의 검출순서를 설정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 기판이 상기 소정 방향으로 스텝 이동할 때에, 상기 제2 기판의 스텝 이동의 방향을 상기 제1 기판의 스텝 이동의 방향으로 실질적으로 맞추는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 마스크의 패턴을 통해 상기 제1 기판상의 상기 복수의 구획영역을 노광할 때에, 각각 상기 마스크와 상기 제1 기판을 상기 소정 방향에 교차하는 주사방향으로 동기하여 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  5. 마스크의 패턴을 통해 제1 기판 및 제2 기판을 순차적으로 노광하는 노광방법에 있어서,
    상기 제1 기판상의 복수의 구획영역을 상기 마스크의 패턴을 통해 순차적으로 노광하는 동안에, 상기 제2 기판상의 복수의 구획영역으로부터 선택된 복수의 구획영역에 각각 부설된 위치맞춤용 마크의 위치를 검출함으로써 상기 제2 기판의 위치맞춤을 행하기 위해,
    상기 제1 기판상의 복수의 구획영역의 노광순서와, 상기 제2 기판상의 상기 선택된 복수의 구획영역에 부설된 위치맞춤용 마크의 검출순서를 정하는 제1 공정과,
    상기 정해진 노광순서 및 검출순서에 의거하여 미리 가상적으로 상기 제1 기판 및 제2 기판의 스텝 이동을 병렬로 행하는 제2 공정을 갖는 것을 특징으로 하는노광방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 공정에 있어서, 상기 제1 기판의 전체 노광시간이 실질적으로 최단으로 되도록 상기 제1 기판의 노광순서를 정하고,
    상기 정해진 노광순서에 의거하여, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 소정 방향으로 소정 간격 이하로 근접하지 않도록 상기 제2 기판의 위치맞춤용 마크의 검출순서를 정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 공정에 있어서, 가상적으로 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 스텝 이동을 행한 결과, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판이 소정 방향으로 소정 간격 이하로 근접하는 경우에는,
    상기 제2 기판의 상기 위치맞춤용 마크의 검출순서 및 검출타이밍 중 적어도 일방을 조정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  8. 제1 및 제2 스테이지의 이동을 스케쥴링하고, 이와 같이 스케쥴링된 타이밍에 대해 소정의 허용범위를 초과한 타이밍으로 그 이동이 행해졌을 때에, 충돌방지를 최우선으로 하여 적어도 일방의 스테이지의 이동을 조정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    노광 우선으로 스테이지의 이동을 조정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지 중 일방의 스테이지만의 이동 타이밍이 상기 허용범위를 초과했을 때에, 타방의 스테이지에서만 일련의 처리를 계속하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지 중 일방의 스테이지만의 이동 타이밍이 상기 허용범위를 초과했을 때에, 양방의 스테이지에서 처리를 행하기 위해 노광 파라미터를 재설정하고, 그 재설정이 종료될 때까지는 타방의 스테이지에서만 일련의 처리를 속행하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제 2 스테이지를 사용한 노광 공정의 스루풋의 목표범위를 설정하고, 상기 노광공정의 실제의 스루풋이 상기 목표범위에서 벗어났을 때에, 노광 파라미터를 재설정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지의 간격을 검출하고, 이 검출되는 간격이 허용값 이하로 되었을 때에 노광 파라미터를 재설정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  14. 제1 및 제2 스테이지를 사용한 노광공정의 스루풋의 목표범위를 설정하고, 상기 노광공정의 실제 스루풋이 상기 목표범위를 초과했을 때에, 노광 파라미터를 재설정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지의 간격을 검출하고, 이 검출되는 간격이 허용값 이하로 되었을 때에 상기 노광 파라미터를 재설정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  16. 제1 및 제2 스테이지의 간격을 검출하고, 이 검출되는 간격이 허용값 이하로 되었을 때에 노광 파라미터를 재설정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  17. 제 13 항, 제 15 항 및 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출되는 간격이 상기 허용값 이하로 되었을 때에, 상기 2개의 스테이지 중 노광동작중인 스테이지에서는, 그 동작을 계속하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 검출되는 간격이 상기 허용값 이하로 되었을 때에, 상기 노광 파라미터의 재설정이 종료될 때까지, 일방의 스테이지에서만 일련의 처리를 계속하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  19. 제 8 항, 제 9 항 및 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    노광동작중의 스테이지가 우선권을 갖고, 타방의 스테이지가 퇴피하는 노광 시퀀스가 실행되는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  20. 제 8 항, 제 9 항 및 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지 중 일방의 스테이지에서만 그 노광 시퀀스의 실행을 방해하는 이상이 검지되었을 때, 타방의 스테이지에 우선권을 넘기거나, 혹은 타방의 스테이지가 우선권을 계속 유지하여, 타방의 스테이지에서만 노광 시퀀스를 속행하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  21. 제1 및 제2 스테이지 중 일방의 스테이지에서만 그 노광 시퀀스의 실행을 방해하는 이상이 검지되었을 때, 타방의 스테이지에 우선권을 넘기거나, 혹은 타방의 스테이지가 우선권을 계속 유지하여, 타방의 스테이지에서만 노광 시퀀스를 속행하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  22. 마스크의 패턴을 통해 제1 기판 및 제2 기판을 순차적으로 노광하는 노광장치에 있어서,
    상기 제1 기판의 위치결정을 행하는 제1 스테이지;
    상기 제2 기판의 위치결정을 행하는 제2 스테이지;
    상기 제1 및 제2 스테이지에 지지된 기판상의 위치맞춤용 마크의 위치를 검출하는 마크검출계; 및
    상기 제1 및 제2 스테이지의 동작을 제어하는 제어계를 갖고,
    상기 2개의 스테이지 중 일방의 스테이지상의 기판상의 복수의 구획영역을 상기 마스크의 패턴을 통해 순차적으로 노광하는 동안에, 상기 2개의 스테이지 중 타방의 스테이지상의 기판상의 복수의 구획영역으로부터 선택된 복수의 구획영역에 각각 부설된 위치맞춤용 마크의 위치를 상기 마크검출계를 통해 검출함으로써, 상기 기판의 위치맞춤을 실행할 때에,
    상기 제어계는, 상기 일방의 스테이지상의 기판상의 복수의 구획영역의 노광순서에 따라, 상기 타방의 스테이지상의 기판상의 상기 선택된 복수의 구획영역에 부설된 위치맞춤용 마크의 검출순서를 설정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제어계는, 상기 일방의 스테이지상의 기판에서 다음의 구획영역을 노광하기 위해, 상기 일방의 스테이지를 순차적으로 스텝 이동시키는 방향에 따라, 상기 2개의 스테이지가 소정 방향으로 소정 간격 이하로 근접하지 않도록, 상기 타방의 스테이지상의 기판의 상기 위치맞춤용 마크의 검출순서를 설정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지의 상기 소정 방향의 간격을 실질적으로 연속적으로 검출하는 간격검출계를 설치하고,
    상기 간격검출계에 의해 검출된 간격이 소정의 허용값 이하로 되었을 때에, 상기 제어계는, 노광공정중의 상기 스테이지의 동작을 우선하여, 위치맞춤중인 상기 스테이지를 대피시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  25. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지상의 기판상의 각 구획영역을 상기 마스크의 패턴을 통해 노광할 때에, 상기 기판과 상기 마스크를 상기 소정 방향에 교차하는 방향으로 동기하여 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  26. 제1 및 제 2 스테이지의 이동을 스케쥴링하고, 이와 같이 스케쥴링된 타이밍에 대해 소정의 허용범위를 초과한 타이밍으로 그 이동이 행해졌을 때에, 충돌방지를 최우선으로 하여 적어도 일방의 스테이지의 이동을 조정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    노광 우선으로 스테이지의 이동을 조정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  28. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지 중 일방의 스테이지만의 이동 타이밍이 상기 허용범위를 초과했을 때에, 타방의 스테이지에서만 일련의 처리를 계속하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  29. 제 26 항 또는 제 27 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지 중 일방의 스테이지만의 이동 타이밍이 상기 허용범위를 초과했을 때에, 양방의 스테이지에서 처리를 실행하기 위해 노광 파라미터를 재설정하고, 그 재설정이 종료될 때까지는 타방의 스테이지에서만 일련의 처리를 속행하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 제1 및 제 2 스테이지를 사용한 노광공정의 스루풋의 목표범위를 설정하고, 상기 노광공정의 실제 스루풋이 상기 목표범위에서 벗어났을 때에, 노광 파라미터를 재설정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  31. 제 26 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지의 간격을 검출하고, 이 검출되는 간격이 허용값 이하로 되었을 때에 노광 파라미터를 재설정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  32. 제1 및 제2 스테이지를 사용한 노광공정의 스루풋의 목표범위를 설정하고, 상기 노광공정의 실제 스루풋이 상기 목표범위를 초과했을 때에, 노광 파라미터를 재설정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지의 간격을 검출하고, 이 검출되는 간격이 허용값 이하로 되었을 때에 상기 노광 파라미터를 재설정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  34. 제1 및 제2 스테이지의 간격을 검출하고, 이 검출되는 간격이 허용값 이하로 되었을 때에 노광 파라미터를 재설정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  35. 제 31 항, 제 33 항 및 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출되는 간격이 상기 허용값 이하로 되었을 때에, 상기 2개의 스테이지 중 노광동작중인 스테이지에서는, 그 동작을 계속하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 검출되는 간격이 상기 허용값 이하로 되었을 때에, 상기 노광 파라미터의 재설정이 종료될 때까지, 일방의 스테이지에서만 일련의 처리를 계속하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  37. 제 26 항, 제 27 항 및 제 31 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    노광동작중의 스테이지가 우선권을 갖고, 타방의 스테이지가 퇴피하는 노광 시퀀스가 실행되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  38. 제 26 항, 제 27 항 및 제 31 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스테이지 중 일방의 스테이지에서만 그 노광 시퀀스의 실행을 방해하는 이상이 검지되었을 때, 타방의 스테이지에 우선권을 넘기거나, 혹은 타방의 스테이지가 우선권을 계속 유지하여, 타방의 스테이지에서만 노광 시퀀스를 속행하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  39. 제1 및 제2 스테이지의 일방의 스테이지에서만 그 노광 시퀀스의 실행을 방해하는 이상이 검지되었을 때, 타방의 스테이지에 우선권을 넘기거나, 혹은 타방의 스테이지가 우선권을 계속 유지하여, 타방의 스테이지에서만 노광 시퀀스를 속행하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  40. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 내지 제 9 항, 제 12 항 내지 제 16 항 및 제 21 항 중 어느 한 항에 기재된 노광방법을 이용하여 마스크 패턴을 워크 피스 상에 전사하는 공정을 포함하는 디바이스 제조방법.
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