KR20030095338A - 노광장치 및 스테이지 장치, 그리고 디바이스 제조방법 - Google Patents
노광장치 및 스테이지 장치, 그리고 디바이스 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030095338A KR20030095338A KR10-2003-0037036A KR20030037036A KR20030095338A KR 20030095338 A KR20030095338 A KR 20030095338A KR 20030037036 A KR20030037036 A KR 20030037036A KR 20030095338 A KR20030095338 A KR 20030095338A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- stage
- exposure
- wafer
- scanning direction
- stages
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 30
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 76
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 138
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 117
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 claims description 91
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 85
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 73
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 20
- 238000001459 lithography Methods 0.000 claims description 8
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 148
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 8
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 abstract description 7
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 460
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 108
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 72
- JUJBNYBVVQSIOU-UHFFFAOYSA-M sodium;4-[2-(4-iodophenyl)-3-(4-nitrophenyl)tetrazol-2-ium-5-yl]benzene-1,3-disulfonate Chemical compound [Na+].C1=CC([N+](=O)[O-])=CC=C1N1[N+](C=2C=CC(I)=CC=2)=NC(C=2C(=CC(=CC=2)S([O-])(=O)=O)S([O-])(=O)=O)=N1 JUJBNYBVVQSIOU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 58
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 43
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 42
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 28
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 22
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 21
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 18
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 15
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 14
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 230000002124 endocrine Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 7
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 6
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 5
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 5
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 3
- 108091008695 photoreceptors Proteins 0.000 description 3
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 1
- 238000000018 DNA microarray Methods 0.000 description 1
- 240000006829 Ficus sundaica Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000532784 Thelia <leafhopper> Species 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000013138 pruning Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
- G03F7/70725—Stages control
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
다른 노광 성능을 손상시키지 않고 스루풋 향상을 도모한다.
제어장치 (50) 에 의해 웨이퍼 (W) 상의 1 개의 구획영역에 대한 노광종료후로부터 다음 구획영역의 노광을 위해 스테이지 제어계 (80,33,78) 에 의해 스테이지 (RST) 와 스테이지 (WST) 의 주사방향에 대한 감속이 개시될 때까지의 기간에, 다음 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보가 스테이지 제어계로 보내진다. 이로써, 다음 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를 스테이지 제어계가 상위 장치로부터 수취하기 때문에 양 스테이지를 가속전에 일단 정지시킬 필요가 없어 그 정지시간이 없는 만큼 스루풋 향상이 가능해진다. 이 경우, 특별히 지장이 생기지 않으므로 다른 노광 성능을 손상시키지 않는다.
Description
본 발명은 노광장치 및 스테이지장치 그리고 디바이스 제조방법에 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 반도체소자, 액정표시소자 등의 전자디바이스를 제조하는 리소그래피 공정에서 사용되는 노광장치, 이 노광장치에서의 노광대상인 물체를 유지하고 2 차원 이동하는 스테이지로서 바람직한 스테이지장치 및, 상기 노광장치를 사용하는 디바이스 제조방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조현장에서는 종래, 파장 365㎚ 의 수은램프의 i 선을 조명광으로 한 축소 투영노광장치, 소위 스테퍼를 사용하여 최소 선폭이 0.3 내지 0.35㎛ 정도의 회로디바이스 (64M (메가) 비트의 D-RAM 등) 를 양산 제조하였다. 그 후, 반도체소자는 해마다 고집적화되고, 그에 대응하여 보다 해상력이 높은 노광장치가 개발 실용화되어, 현재는 KrF 엑시머 레이저로부터의 파장 248㎚ 의 자외 펄스레이저광, 또는 ArF 엑시머 레이저로부터의 파장 193㎚ 의 자외 펄스레이저광을 조명광으로 하고, 회로패턴이 묘화된 마스크 또는 레티클 (이하,「레티클」이라고 총칭함) 과 감광물체로서의 웨이퍼를 축소 투영광학계의 투영시야에 대해 상대적으로 1 차원 주사함으로써, 웨이퍼 상의 1 개의 쇼트영역내에 레티클의 회로패턴 전체를 전사하는 주사노광동작과 쇼트간 스테핑동작을 반복하는 스텝 앤드 스캔방식의 주사형 노광장치 (스캐너, 또는 스캐닝 스테퍼라고도 함) 가 주류를 이루고 있다. 이 종류의 스캐닝 스테퍼에 의하면 256M (메가) 비트 D-RAM 클래스의 집적도를 갖고, 최소 선폭이 0.25㎛ 인 회로디바이스의 양산이 가능하다. 또한, 현재 1G (기가) 비트 이상의 차세대 회로디바이스를 양산 제조하기 위한 노광장치의 개발도 이루어지고 있다.
그런데, 스텝 앤드 스캔방식의 주사형 노광장치에서는 웨이퍼 상의 복수 쇼트영역 (이하, 적절하게「쇼트」라고 함) 에 레티클의 패턴을 순차적으로 전사할 때, 스루풋 향상을 위해 통상 레티클을 서로 스캔 (왕복 스캔) 시킴으로써 순차적으로 다음 쇼트에 대한 노광을 실행한다. 이로 인해, 1 개의 쇼트에 대한 레티클패턴의 전사가 종료된 후, 노광개시전의 프리스캔시 (목표속도 (노광시의 주사속도) 까지의 가속시간＋가속종료후에 속도가 소정 오차범위에서 목표속도에 수렴될 때까지의 정정시간) 의 이동거리와 동일한 거리만큼 노광종료시점으로부터 추가로 레티클을 이동하여 레티클을 다음 쇼트노광을 위한 주사개시위치까지 복귀시키는 동작 (오버 스캔) 이 필요하며, 이에 대응하여 웨이퍼를 다음 쇼트 (상기 1 개의 쇼트의 비주사방향에 인접하는 다른 쇼트) 에 스테핑시키는 동작에 부가하여 주사방향으로 이동시키는 동작도 필요해진다.
이러한 웨이퍼의 쇼트간 이동동작은, 종래는 다음 (1) 내지 (3) 의 순서로 실행되어 왔다. (1) 노광종료후에 웨이퍼 스테이지 (기판 스테이지) 를 다음쇼트의 주사개시위치와 동일한 주사방향의 좌표위치로 일단 이동후, (2) 다음 쇼트의 주사개시위치까지 비주사방향으로 스테핑하고, (3) 다음 쇼트의 노광을 위한 주사를 개시한다. 따라서, 웨이퍼는 거의 ㄷ 자의 경로를 따라 이동되었다. 이와 같은 경로를 채택한 이유 중 하나는, 상기 (1) 과 (2) 사이, 또는 (2) 와 (3) 사이, 또는 상기 (2) 의 동작중에 다음 쇼트의 노광을 위해 필요로 되는 제어정보 (제어 파라미터의 설정정보를 포함함) 를 상위 장치로부터 스테이지를 제어하는 스테이지 제어유닛 (동기 제어유닛을 포함함) 에 전송한 것을 들 수 있다. 여기에서, 상기 제어정보로는 예컨대 레티클 스테이지, 웨이퍼 스테이지의 위치제어에 관련되는 정보, 예컨대 노광에 앞서 실행되는 예컨대 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트에 의해 얻어지는 EGA 파라미터 (X, Y 방향의 오프셋 (Ox,Oy), 직교도 (w), 회전 (θ), X, Y 방향의 배율 (스케일링) (rx,ry)) 의 설정값 (이것은 노광시 웨이퍼의 위치를 결정하기 위한 데이터가 됨) 및, 노광시 양 스테이지의 위치에 관련된 보정파라미터 (예컨대, 레티클 스테이지 또는 웨이퍼 스테이지측의 이동경의 경사정보) 및, 노광량 제어에 관한 데이터, 예컨대 엑시머 레이저의 펄스 에너지밀도, 펄스 발광수 등의 데이터, 나아가서는 설정된 노광 시퀀스데이터 등이 포함된다. 또, 경우에 따라서는 스테이지 이동시 각 기구부의 에러정보 등도 포함된다.
그런데, 노광장치에 있어서 스루풋 (처리능력) 향상은 가장 중요한 과제의 하나로, 이것을 달성하는 필요에 의해 주사노광시 레티클의 가감 속도가 예컨대 0.5G →4G, 최고 속도도 350㎜/s →1500㎜/s 와 같이 크게 되어 있고, 이에 따라웨이퍼 스테이지의 주사노광시 가감 속도, 최고 속도도 투영배율에 비례한 값으로 되어 있다. 이로 인해, 노광전후에 필요한 프리스캔시 및 오버스캔시의 이동거리도 이에 따라 늘릴 필요가 있다.
이로 인해, 본래 스루풋을 향상시키고자 하는 관점에서 가감 속도, 최고 속도를 증가시켰음에도 불구하고 결과적으로 오히려 스루풋을 악화시킬 우려가 있었다.
이와 같은 배경하에서 장치의 기타 성능을 유지하면서, 결과적으로 스루풋 향상을 도모할 수 있는 새로운 노광장치의 개발이 급선무가 되었다.
그런데, 전술한 프리스캔 및 오버스캔동작과 전술한 웨이퍼 스테이지의 쇼트간 스테핑동작과의 병행처리 및 웨이퍼 스테이지의 이동거리 단축 중 적어도 한쪽을 실현하면 스루풋 향상이 가능할 것으로 생각된다.
그러나, 안이하게 상기 병행처리를 실행하는 시퀀스나 상기 이동거리가 짧아지는 이동경로를 채택하면, 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지의 동기정밀도가 악화되어 충분한 정밀도의 노광이 곤란해지거나 노광전의 양 스테이지의 동기정정시간이 오히려 증가하거나, 또는 전술한 제어정보의 전송이 곤란해지는 등의 우려가 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은 다른 장치 성능을 손상시키지 않고 스루풋 향상을 도모할 수 있는 노광장치를 제공하는 것에 있다.
또, 본 발명의 제 2 목적은 스루풋 향상과 함께 스테이지 구동계의 사용전력을 억제할 수 있는 스테이지장치를 제공하는 것에 있다.
또, 본 발명의 제 3 목적은 디바이스의 생산성 향상을 도모할 수 있는 디바이스 제조방법을 제공하는 것에 있다.
도 1 은 제 1 실시형태의 노광장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2(A) 는 투영광학계의 유효 필드에 내접하는 웨이퍼 상의 슬릿형상의 조명영역과 쇼트영역 (S) 의 관계를 나타낸 평면도, 도 2(B) 는 스테이지 이동시간과 스테이지 속도의 관계를 나타낸 선도이다.
도 3 은 도 1 의 주제어장치 (50) 의 처리 알고리즘을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4 는 제 1 실시형태의 노광장치로 웨이퍼 (W) 상의 복수 쇼트영역에 대한 노광을 실행할 때의 조명 슬릿 중심의 이동궤적을 나타낸 도면이다.
도 5(A) 는 쇼트 (S1,S2,S3) 를 순차적으로 노광하는 경우의 웨이퍼 상의 조명 슬릿 (ST) 의 중심 (P) 이 각 쇼트 상을 통과하는 궤적을 나타내는 도면으로, 도 5(B) 는 스테이지 이동시간과 스테이지 속도의 관계를 나타낸 선도이다.
도 6(A) 는 제 1 모드의 이동동작에서의 웨이퍼 스테이지의 저크곡선을 나타낸 도면, 도 6(B) 는 제 1 모드의 이동동작에서의 웨이퍼 스테이지의 가속도곡선을 나타낸 도면, 도 6(C) 는 제 1 모드의 이동동작에서의 웨이퍼 스테이지의 속도곡선을 나타내는 도면, 도 6(D) 는 제 1 모드의 이동동작에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 변위곡선을 나타낸 도면이다.
도 7(A) 는 종래의 노광장치 (종래 장치) 에서의 웨이퍼 스테이지의 저크곡선을 나타내는 도면, 도 7(B) 는 종래 장치에서의 웨이퍼 스테이지의 가속도곡선을 나타내는 도면, 도 7(C) 는 종래 장치에서의 웨이퍼 스테이지의 속도곡선을 나타내는 도면, 도 7(D) 는 종래 장치에서의 웨이퍼 스테이지의 변위곡선을 나타내는 도면이다.
도 8(A) 는 제 2 모드의 이동동작에서의 웨이퍼 스테이지의 저크곡선을 나타내는 도면, 도 8(B) 는 제 2 모드의 이동동작에서의 웨이퍼 스테이지의 가속도곡선을 나타내는 도면, 도 8(C) 는 제 2 모드의 이동동작에서의 웨이퍼 스테이지의 속도곡선을 나타내는 도면, 도 8(D) 는 제 2 모드의 이동동작에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 변위곡선을 나타내는 도면이다.
도 9(A) 는 제 1 스캔 가속 제어방법에서의 웨이퍼 스테이지의 주사방향으로의 저크곡선, 도 9(B) 는 웨이퍼 스테이지의 주사방향으로의 가속도곡선, 도 9(C) 는 웨이퍼 스테이지의 주사방향으로의 속도곡선, 도 9(D) 는 웨이퍼 스테이지의 주사방향으로의 변위곡선이다.
도 10(A) 는 제 2 스캔 가속 제어방법에서의 웨이퍼 스테이지의 주사방향으로의 저크곡선, 도 10(B) 는 웨이퍼 스테이지의 주사방향으로의 가속도곡선, 도 10(C) 는 웨이퍼 스테이지의 주사방향으로의 변위곡선이다.
도 11 은 제 2 실시형태의 노광장치의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 12 는 2 개의 웨이퍼 스테이지와 레티클 스테이지와 투영광학계와 얼라인먼트 검출계의 위치관계를 나타낸 사시도이다.
도 13 은 도 11 의 장치에서의 정반 근방을 나타낸 개략 평면도이다.
도 14 는 2 개의 웨이퍼 스테이지를 사용하여 웨이퍼 교환ㆍ얼라인먼트 시퀀스와 노광 시퀀스가 실행되고 있는 상태를 나타낸 평면도이다.
도 15 는 도 14 의 웨이퍼 교환ㆍ얼라인먼트 시퀀스와 노광 시퀀스의 전환을 실행한 상태를 나타낸 도면이다.
도 16 은 디바이스 제조방법의 실시형태를 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 17 은 도 16 의 단계 204 의 구체예를 나타낸 플로우 차트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 노광장치
33: 레티클 스테이지 컨트롤러 (스테이지 제어계의 일부)
66: 동기 제어계 (스테이지 제어계의 일부)
78: 웨이퍼 스테이지 컨트롤러 (스테이지 제어계의 일부)
80: 동기 제어계 (스테이지 제어계의 일부)
101: 스테이지장치
110: 노광장치
160: 스테이지 제어장치 (스테이지 제어계)
190: 주제어장치 (제어장치)
W: 웨이퍼 (물체)
R: 레티클 (마스크)
WST: 웨이퍼 스테이지 (물체 스테이지)
WST1,WST2: 웨이퍼 스테이지 (물체 스테이지)
RST: 레티클 스테이지 (마스크 스테이지)
청구항 1 에 기재된 발명은, 마스크 (R) 와 물체 (W) 를 소정의 주사방향으로 동기이동시켜, 상기 물체 상의 복수의 구획영역에 상기 마스크 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서, 상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지 (RST) 와; 상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지 (WST) 와; 상기 양 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계 (80,33,78) 와; 상기 1 개의 구획영역에 대한 늦어도 노광종료후로부터, 다음 구획영역의 노광을 위해 상기 스테이지 제어계에 의해 상기 양 스테이지의 상기 주사방향으로의 감속이 개시될 때까지의 기간에, 적어도 다음 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를 상기 스테이지 제어계로 보내는 제어장치 (50) 를 구비하는 노광장치이다.
이에 의하면, 제어장치에 의해 물체 상의 1 개의 구획영역에 대한 늦어도 노광종료후로부터, 다음 구획영역의 노광을 위해 스테이지 제어계에 의해 상기 양 스테이지 (마스크 스테이지와 물체 스테이지) 의 주사방향으로의 감속이 개시될 때까지의 기간에, 적어도 다음 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보가 스테이지 제어계로 보내지도록 되어 있다. 이로써, 물체 상의 1 개의 구획영역에 대한 늦어도 노광종료후로부터, 다음 구획영역의 노광을 위한 양 스테이지의 동기정정기간까지 동안에, 양 스테이지를 정지시키지 않는 스테이지 제어계에 의한 양 스테이지의 제어시퀀스를 채택할 수 있게 된다. 즉, 적어도 다음 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를 스테이지 제어계가 상위 장치로부터 수취하기 때문에 양 스테이지를 가속전에 일단 정지시킬 필요가 없어져 그 정지시간이 없는 만큼 스루풋 향상이 가능해진다. 이 경우, 특별히 지장이 생기지 않으므로 다른 장치 성능을 손상시키지 않는다. 또, 이 경우, 스테이지 제어계는 상기 주사방향으로의 감속시로부터 양 스테이지의 동기 제어동작을 개시할 수도 있다.
이 경우에, 청구항 2 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 스테이지 제어계는 상기 다음 구획영역의 노광전의 상기 양 스테이지의 동기정정기간전까지, 상기 설정정보에 따른 양 스테이지의 위치설정을 종료하는 것으로 할 수 있다. 이러한 경우에는 상기 노광전의 양 스테이지의 동기정정시의 정정시간 단축이 가능해지므로, 스루풋을 한층 향상시킬 수 있게 된다.
청구항 3 에 기재된 발명은, 마스크 (R) 와 물체 (W) 를 소정 주사방향으로 동기이동하고, 상기 물체 상의 복수 구획영역에 상기 마스크 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서, 상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지 (RST) 와; 상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지 (WST) 와; 상기 양 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계 (80,33,78) 와; 상기 물체 상의 상기 주사방향과 직교하는 비주사방향의 임의의 행내의 최종 구획영역의 노광종료후, 다른 행의 최초 구획영역의 노광을 위해 상기스테이지 제어계에 의해 상기 양 스테이지의 이동제어가 실행되는 동안, 상기 다음 행내의 복수 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를 상기 스테이지 제어계로 보내는 제어장치 (50) 를 구비하는 노광장치이다.
여기에서,「양 스테이지의 이동제어」란, 적어도 한쪽 스테이지에 대한 정지제어도 포함하는 개념이다.
이에 의하면, 제어장치에 의해 물체 상의 비주사방향의 임의의 행내의 최종 구획영역의 노광종료후, 다른 행의 최초 구획영역의 노광을 위해 상기 스테이지 제어계에 의해 양 스테이지의 이동제어가 실행되는 동안, 다음 행내의 복수 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보가 스테이지 제어계로 보내진다. 이로써, 전술한 물체 상의 1 개의 구획영역에 대한 노광종료후로부터 양 스테이지의 감속개시까지의 시간이 짧고, 그 사이에 다음 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보의 전송이 곤란한 경우라도, 상기 노광종료후로부터 다음 구획영역의 노광을 위한 양 스테이지의 동기정정기간까지 동안에, 양 스테이지를 정지시키지 않는 스테이지 제어계에 의한 양 스테이지의 제어시퀀스를 채택할 수 있게 된다. 따라서, 양 스테이지를 가속전에 일단 정지시킬 필요가 없어져 그 정지시간이 없는 만큼 스루풋 향상이 가능해진다. 이 경우, 특별히 지장이 생기지 않으므로 다른 장치 성능을 손상시키지 않는다. 또, 이 경우도, 스테이지 제어계는 상기 주사방향으로의 감속시로부터 양 스테이지의 동기 제어동작을 개시할 수도 있다.
이 경우에, 청구항 4 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 스테이지 제어계는상기 다음 행의 구획영역마다 노광개시전의 상기 양 스테이지의 동기정정기간전까지, 상기 설정정보에 따른 양 스테이지의 위치설정을 종료하는 것으로 할 수 있다. 이러한 경우에는 다음 행의 구획영역마다 노광개시전의 양 스테이지의 동기정정시의 정정시간 단축이 가능해지므로, 스루풋을 한층 향상시킬 수 있게 된다.
청구항 5 에 기재된 발명은, 마스크 (R) 와 물체 (W) 를 소정 주사방향으로 동기이동하고, 상기 물체 상의 복수 구획영역에 상기 마스크 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서, 상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지 (RST) 와; 상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지 (WST) 와; 상기 양 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계 (80,33,78) 와; 상기 물체 상의 상기 복수 구획영역 전부를 노광하기 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를, 상기 물체 상의 각 구획영역의 소정 점과의 위치맞춤에 사용되는 배열정보의 검출동작의 종료후, 첫번째 구획영역의 노광이 개시될 때까지 동안에, 상기 스테이지 제어계로 보내는 제어장치 (50) 를 구비하는 노광장치이다.
이에 의하면, 제어장치에 의해 물체 상의 복수 구획영역 전부를 노광하기 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보가 물체 상의 각 구획영역의 소정 점과의 위치맞춤에 사용되는 배열정보의 검출동작의 종료후, 첫번째 구획영역의 노광이 개시될 때까지 동안에 스테이지 제어계로 보내진다. 이로써, 첫번째 구획영역의 노광이 개시된 후의 노광처리기간중에는 전술한 제어 파라미터의 설정정보의 전송처리가 불필요해져 물체 상의 첫번째 구획영역에 대한 노광개시로부터 최종 구획영역에대한 노광종료까지 동안, 양 스테이지를 정지시키지 않는 스테이지 제어계에 의한 양 스테이지의 제어시퀀스를 채택할 수 있게 된다. 따라서, 스루풋 향상을 도모할 수 있다. 이 경우, 특별히 지장이 생기지 않으므로 다른 장치 성능을 손상시키지 않는다.
이 경우에, 청구항 6 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 스테이지 제어계는 상기 물체 상의 구획영역마다 노광전의 상기 양 스테이지의 동기정정기간전까지, 상기 설정정보에 따른 양 스테이지의 위치설정을 종료하는 것으로 할 수 있다. 이러한 경우에는 물체 상의 구획영역마다 노광개시전의 양 스테이지의 동기정정시의 정정시간 단축이 가능해지므로, 스루풋을 한층 향상시킬 수 있게 된다.
상기 청구항 1 내지 6 에 기재된 각 노광장치에서, 청구항 7 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 제어 파라미터는 노광에 앞서 계측된 상기 구획영역의 배열에 관련된 파라미터를 포함하고, 상기 설정정보는 소정 스테이지좌표계에 대한 구획영역의 배열오차에 의해 생기는 구획영역간 이동량의 보정값을 고려한 정보를 포함하는 것으로 할수 있다.
이 경우에, 청구항 8 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 구획영역의 배열오차는 상기 물체의 회전 오차, 상기 물체의 이동을 규정하는 스테이지좌표계의 직교도오차, 상기 물체의 스테이지좌표계 상의 오프셋, 상기 물체의 배율오차 중 적어도 하나를 포함하는 것으로 할 수 있다.
청구항 9 에 기재된 발명은, 마스크 (R) 와 물체 (W) 를 소정 주사방향으로 동기이동하고, 상기 물체 상의 복수 구획영역에 상기 마스크 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서, 상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지 (RST) 와; 상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지 (WST) 와; 상기 양 스테이지를 제어하는 동시에, 상기 물체 상의 1 개의 구획영역에 대한 노광종료후에, 상기 양 스테이지가 상기 주사방향으로 감속될 때, 다음 구획영역의 노광을 위한 상기 양 스테이지의 동기 제어를 개시하는 스테이지 제어계를 구비하는 노광장치이다.
이에 의하면, 상기 양 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계가 물체 상의 1 개의 구획영역에 대한 노광종료후에, 양 스테이지를 주사방향으로 감속할 때, 다음 구획영역의 노광을 위한 양 스테이지의 동기 제어를 개시한다. 이로써, 예컨대 양 스테이지의 감속종료후에 즉시 동기 제어를 개시하는 경우에 비해서도 한층 빠른 시점에서 노광개시전의 양 스테이지의 동기정정이 완료되어 동기정정시간 단축에 의한 스루풋 향상이 가능해진다. 이 경우, 특별히 지장이 생기지 않으므로 다른 장치 성능을 손상시키지 않는다.
청구항 10 에 기재된 발명은, 마스크 (R) 와 물체 (W) 를 소정 주사방향으로 동기이동하고, 상기 물체 상의 복수 구획영역에 상기 마스크 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서, 상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지 (RST) 와; 상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지 (WST) 와; 상기 양 스테이지를 제어하는 동시에, 상기 주사방향과 직교하는 비주사방향의 동일 행내의 구획영역간에서 상기 양 스테이지를 상기 주사방향으로 감속후에 가속하는 조주동작 (助走動作) 시에 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 상기 물체 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계 (80,33,78) 를 구비하는 노광장치이다.
이에 의하면, 상기 양 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계에 의해, 주사방향과 직교하는 비주사방향의 동일 행내의 구획영역간에서 양 스테이지가 주사방향으로 감속후에 가속되는 조주동작시에 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 상기 물체 스테이지가 제어된다. 즉, 이 경우 물체 스테이지의 가속도곡선은 사다리꼴형상으로 되기 때문에, 속도 변화가 일정해져 속도 0 의 기간이 없고 또한 소위 상호 스캔이 가능해져, 이로써 상기 조주동작에 필요한 시간 단축이 가능해진다. 또, 이 경우, 전술한 저크곡선의 피크 (가속도의 시간변화율인 요동 (저크) 의 절대값의 최대값) 를 억제할 수 있게 되는 점에서, 물체 스테이지의 가속도의 평균값에 대한 최대 가속도의 비를 작게 할 수 있는 동시에, 가속도의 급감하는 변화 및 그 빈도를 억제할 수 있다. 따라서, 스루풋 향상과 함께, 물체 스테이지의 구동계, 예컨대 리니어 모터 등의 사용전력을 억제하는 것도 가능해진다. 이 경우, 특별히 지장이 생기지 않으므로 다른 장치 성능을 손상시키지 않는다.
이 경우에 청구항 11 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선은 다른 형상인 것으로 할 수 있다.
이 경우에, 청구항 12 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 스테이지 제어계는 상기 구획영역에 대한 노광종료후의 상기 감속개시전에 상기 양 스테이지가 등속이동되는 후정정기간을 노광개시전의 상기 양 스테이지의 동기정정기간보다 길게 설정하는 동시에, 구획영역에 대한 노광종료후의 저크곡선의 피크를 노광개시전의 저크곡선의 피크보다 크게 설정하는 것으로 할 수 있다. 이러한 경우에는 양 스테이지의 가속종료위치를 소정 목표위치와 일치시키고, 또한 그 가속종료위치에서의 제어지연 및 그에 기인하는 양 스테이지의 동기오차를 억제할 수 있어 노광전의 동기정정시간을 단축시킬 수 있게 된다.
상기 청구항 10 에 기재된 노광장치에서, 청구항 13 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선은 동일 형상인 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 10 내지 13 에 기재된 각 노광장치에서, 청구항 14 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 스테이지 제어계는 상기 비주사방향이 다른 행의 구획영역간에서의 상기 조주동작시에는, 4 극화된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 상기 물체 스테이지를 제어하는 것으로 할 수 있다.
이 경우에, 청구항 15 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 4 극화된 저크곡선은 적어도 2 극이 다른 형상인 것으로 할 수 있다.
상기 청구항 10 내지 15 에 기재된 각 노광장치에서, 청구항 16 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 스테이지 제어계는 상기 양 스테이지의 상기 주사방향으로의 상기 구획영역간의 상기 조주동작과 병행하여 적어도 2 극이 다른 형상으로, 합계 4 극화된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 상기 물체 스테이지를 상기 비주사방향으로 이동시키는 구획영역간의 이동동작을 실행하는 것으로 할 수 있다.
청구항 17 에 기재된 발명은, 마스크 (R) 와 물체 (W) 를 소정 주사방향으로 동기이동하고, 상기 물체 상의 복수 구획영역에 상기 마스크 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서, 상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지 (RST) 와; 상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지 (WST) 와; 상기 양 스테이지를 제어하는 동시에, 상기 주사방향과 직교하는 비주사방향의 동일 행내의 구획영역간에서는 1 개의 구획영역에 대한 노광종료후에 상기 양 스테이지를 상기 주사방향으로 등속이동하는 후정정기간을 상기 노광종료후의 감속개시전에 확보하고, 다른 행간에서의 이동시에는 1 개의 구획영역에 대한 노광종료 직후에 상기 양 스테이지의 감속동작을 개시하는 스테이지 제어계 (80,33,78) 를 구비하는 노광장치이다.
이에 의하면, 스테이지 제어계가 상기 주사방향과 직교하는 비주사방향의 동일 행내의 구획영역간에서는 1 개의 구획영역에 대한 노광종료후에 상기 양 스테이지를 상기 주사방향으로 등속이동하는 후정정기간을 상기 노광종료후의 감속개시전에 확보하는 한편, 다른 행간에서의 이동시에는 상기 1 개의 구획영역에 대한 노광종료 직후에 상기 양 스테이지의 감속동작을 개시하도록 되어 있다. 이로써, 다른 행간에서의 이동시에 상기 후정정기간이 없는 만큼 스루풋 향상이 가능해진다. 이 경우, 특별히 지장이 생기지 않으므로 다른 장치 성능을 손상시키지 않는다.
상기 청구항 1 내지 17 에 기재된 각 노광장치에서, 청구항 18 에 기재된 노광장치와 같이, 상기 스테이지 제어계는 상기 물체 상의 1 개의 구획영역에 대한 노광종료후에, 다음 구획영역의 노광을 위해 상기 양 스테이지가 상기 주사방향으로 감속후에 가속되는 조주동작과 상기 물체 스테이지가 상기 주사방향과 직교하는비주사방향으로 이동하는 구획영역간의 이동동작이 동시 병행적으로 실행되고, 또한 상기 물체 스테이지의 상기 비주사방향으로의 이동동작이 상기 다음 구획영역의 노광전의 상기 양 스테이지의 동기정정기간전에 종료되도록, 상기 양 스테이지를 제어하는 것으로 할 수 있다. 이러한 경우에는, 물체 상의 1 개의 구획영역에 대한 노광종료후에 다음 구획영역의 노광을 위해 상기 양 스테이지가 상기 주사방향으로 감속후에 가속되는 조주동작과 물체 스테이지가 비주사방향으로 이동하는 구획영역간의 이동동작을 적어도 일부 오버랩시킬 수 있으므로, 물체 스테이지의 비주사방향으로의 상기 구획영역간의 이동동작 종료후에 양 스테이지의 주사방향으로의 가속동작을 개시하는 경우 등에 비해 스루풋 향상이 가능해진다. 또, 양 스테이지의 주사방향으로의 조주동작이 종료된 시점에서는 물체 스테이지의 비주사방향으로의 상기 구획영역간의 이동동작이 종료되어 있으므로, 스테이지 제어계는 동기정정기간에서는 양 스테이지의 동기정정에만 전념할 수 있어 정정시간 단축도 가능하다.
청구항 19 에 기재된 발명은, 물체 (W) 를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 스테이지 (WST) 와; 상기 스테이지가 소정 제 1 축 방향으로 감속후에 가속되는 제 1 축 방향 이동동작과 상기 제 1 축 방향과 직교하는 제 2 축 방향으로 이동하는 제 2 축 방향 이동동작이 동시 병행적으로 실행되도록 상기 스테이지를 제어하는 동시에, 상기 제 1 축 방향 이동동작시에 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 상기 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계 (80,78) 를 구비하는 스테이지장치이다.
이것에 의해, 스테이지 제어계에 의해 스테이지가 제 1 축 방향으로 감속후에 가속되는 제 1 축 방향 이동동작과 제 1 축 방향과 직교하는 제 2 축 방향으로 이동하는 제 2 축 방향 이동동작이 동시 병행적으로 실행되고, 스테이지는 U 자형상 또는 V 자형상의 궤적을 따라 이동한다. 이 때, 스테이지는 제 1 축 방향 이동동작시에는 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 제어된다. 이 경우 스테이지의 가속도곡선은 사다리꼴형상으로 되기 때문에, 속도 변화가 일정해져 속도 0 의 기간이 없고, 이로써 제 1 축 방향 이동동작에 필요한 시간 단축이 가능해진다. 또, 이 경우, 전술한 저크곡선의 피크를 억제할 수 있게 되는 점에서, 스테이지의 가속도의 평균값에 대한 최대 가속도의 비를 작게 할 수 있는 동시에, 가속도의 급감하는 변화 및 그 빈도를 억제할 수 있다. 따라서, 스루풋 향상과 함께, 물체 스테이지의 구동계, 예컨대 리니어 모터 등의 사용전력을 억제하는 것도 가능해진다.
이 경우에, 청구항 20 에 기재된 스테이지장치와 같이, 상기 스테이지 제어계는 상기 제 2 축 방향 이동동작시에는 적어도 2 극이 다른 형상으로, 합계 4 극화된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 상기 스테이지를 제어하는 것으로 할 수 있다.
청구항 21 에 기재된 발명은, 리소그래피 공정을 포함하는 디바이스 제조방법으로서, 상기 리소그래피 공정에서는 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 기재된 노광장치를 사용하여 노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법이다.
발명의 실시형태
《제 1 실시형태》
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 내지 도 10(D) 에 기초하여 설명한다.
도 1 에는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 노광장치 (10) 의 전체 구성을 개략적으로 나타내고 있다. 이 노광장치 (10) 는 반도체소자를 제조하는 리소그래피장치로서 현재 주류를 이루고 있는 스탭 앤드 스캔방식에 의해 노광동작을 실행하는 투영노광장치이다. 이 노광장치 (10) 는 마스크로서의 레티클 (R) 에 형성된 회로패턴의 일부 이미지를 투영광학계 (PL) 를 통하여 물체로서의 웨이퍼 (W) 상에 투영하면서, 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 를 투영광학계 (PL) 의 시야에 대해 1 차원방향 (여기에서는 도 1 에서의 지면내 좌우방향인 Y축 방향으로 함) 으로 상대 주사함으로써, 레티클 (R) 의 회로패턴 전체를 웨이퍼 (W) 상의 복수 쇼트영역 (이하, 적절하게「쇼트」라고 약술함) 의 각각에 스탭 앤드 스캔방식으로 전사하는 것이다.
이 노광장치 (10) 는 광원 (11), 노광장치 본체 (12) 및 이들 제어계를 구비하고 있다.
상기 광원 (11) 은 노광용 광원으로, 예컨대 출력파장 248㎚ 의 KrF 엑시머 레이저, 또는 출력파장 193㎚ 의 ArF 엑시머 레이저 등의 펄스광원이 사용된다. 여기에서, 광원 (11) 으로부터의 자외역 펄스레이저광 (이하, 적절하게「엑시머 레이저광」,「펄스 조명광」또는「펄스 자외광」이라고도 함) 을 노광용 조명광으로 사용하는 것은, 256M 내지 4Gbit 클래스 이상의 반도체메모리소자 (D-RAM) 상당의집적도와 미세도를 갖는 마이크로 회로디바이스의 양산 제조에 필요로 되는 최소 선폭 0.25 내지 0.10㎛ 정도의 패턴해상력을 얻기 위해서이다. 따라서, 광원 (11) 으로서 F2레이저 등의 진공자외역 펄스레이저광을 출력하는 레이저광원을 사용해도 된다.
광원 (11) 은 통상 노광장치 본체 (12) 가 설치되는 초클린룸으로부터 격리된 다른 룸 (클린도가 낮은 서비스룸) 등에 설치된다. 또, 노광장치 본체 (12) 는 내부 공간이 고도로 방진되는 동시에, 고정밀도한 온도제어가 이루어진 인바이어러멘털 챔버 (13) 내부에 수용되고 초클린룸내에 설치되어 있다.
상기 광원 (11) 은 도시하지 않은 조작패널과, 이 조작패널과 인터페이스되는 제어용 컴퓨터 (11A) 를 구비하고, 이 제어용 컴퓨터 (11A) 는 통상적인 노광동작 동안은 후술하는 주제어장치 (50) 의 지령에 응답하여 광원 (11) 의 펄스 발광을 제어한다.
광원 (11) 으로부터의 펄스레이저광 (엑시머 레이저광) 의 파장폭 (스펙트럼 반치폭) 은 후술하는 조명광학계나 투영광학계를 구성하는 각종 굴절광학소자에 기인한 색수차가 허용범위내가 되도록 협대역화되어 있다. 협대역화하기 위한 중심파장의 절대값이나 협대역화 폭 (0.2pm 내지 300pm 사이) 의 값은, 상기 조작패널 상에 표시되는 동시에 필요에 따라 조작패널로부터 미조정할 수 있도록 되어 있다. 또 조작패널로부터는 펄스 발광 모드 (대표적으로는 자려 발진, 외부 트리거 발진, 메인터넌스용 발진의 3 개 모드) 를 설정할 수 있다.
엑시머 레이저를 광원으로 하는 스탭 앤드 스캔방식의 노광장치의 일례는, 예컨대 일본 공개특허공보 평2-229423호, 동 공보 평6-132195호, 동 공보 평7-142354호 등에 개시되어 있다. 따라서, 도 1 의 노광장치 (10) 에서도 상기 각 특허공개공보에 개시된 기초기술을 그대로 또는 부분적으로 변경하여 적용할 수 있다.
상기 노광장치 본체 (12) 는 조명광학계 (18) (18A 내지 18R), 레티클 스테이지 (RST), 투영광학계 (PL), 결상특성 보정장치, 스테이지장치, 웨이퍼반송계 및 얼라인먼트계 등을 구비하고 있다.
상기 조명광학계 (18) 는 BMU (빔 매칭 유닛) 라고 불리우는 광축 조정용 광학계를 일부에 포함하는 송광광학계를 통하여 광원 (11) 에 접속되어 있다. 상기 송광광학계는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 일단이 광원 (11) 에 접속되고 타단이 챔버 (13) 내부에 도입된 차광성 관 (34) 과, 이 관 (34) 의 타단에 접속된 빔 수광계 (32) 를 구비하고 있다. 이 빔 수광계 (32) 내에는 관 (34) 을 통하여 안내된 광원 (11) 으로부터의 엑시머 레이저광이, 다음에 설명하는 조명광학계의 광축에 대해 항상 소정 위치관계로 입사되도록 엑시머 레이저광의 조명광학계로의 입사위치나 입사각도를 최적으로 조정하는 복수 가동반사경 (도시하지 않음) 이 형성되어 있다.
상기 조명광학계 (18) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 가변감광기 (18A), 빔 정형 광학계 (18B), 제 1 플라이아이렌즈계 (18C), 진동미러 (18D), 집광렌즈계 (18E), 조명 NA 보정판 (18F), 제 2 플라이아이렌즈계 (18G), 조명계 개구 스로틀판 (18H), 빔 스플리터 (18J), 제 1 릴레이렌즈 (18K), 고정 레티클 블라인드 (18L), 가동 레티클 블라인드 (18M), 제 2 릴레이렌즈 (18N), 조명텔레센 보정판 (경사가능한 석영의 평행 평판) (18P), 미러 (18Q) 및, 주콘덴서 렌즈계 (18R) 등을 구비하고 있다. 여기에서, 이 조명광학계 (18) 의 상기 구성 각 부에 대해 설명한다.
가변감광기 (18A) 는 엑시머 레이저광의 펄스마다 평균에너지를 조정하기 위한 것으로, 예컨대 감광률이 다른 복수 광학필터를 전환가능하게 구성하여 감광률을 단계적으로 변경하는 것이나, 투과율이 연속적으로 변화하는 2 장의 광학필터의 겹침상태를 조정함으로써 감광률을 연속적으로 가변으로 하는 것이 사용된다. 이 가변감광기 (18A) 를 구성하는 광학필터는 주제어장치 (50) 에 의해 제어되는 구동기구 (35) 에 의해 구동된다.
빔 정형 광학계 (18B) 는 가변감광기 (18A) 에 의해 소정 피크강도로 조정된 엑시머 레이저광의 단면형상을 이 엑시머 레이저광의 광로 후방에 형성된 후술하는 더블 플라이아이렌즈계 입사단을 구성하는 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 입사단의 전체 형상과 유사해지도록 정형하여 이 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 에 효율적으로 입사시키는 것으로, 예컨대 실린더렌즈나 빔익스팬더 (모두 도시 생략) 등으로 구성된다.
상기 더블 플라이아이렌즈계는 조명광의 강도분포를 일정하게 하기 위한 것으로, 빔 정형 광학계 (18B) 후방의 엑시머 레이저광의 광로 상에 순차적으로 배치된 제 1 플라이아이렌즈계 (18C), 집광렌즈 (18E) 및 제 2 플라이아이렌즈계 (18G)로 구성된다. 이 경우, 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 와 집광렌즈 (18E) 사이에는 피조사면 (레티클면 또는 웨이퍼면) 에 생기는 간섭줄무늬나 미약한 스페클을 평활화시키기 위한 진동미러 (18D) 가 배치되어 있다. 이 진동미러 (18D) 의 진동 (편향각) 은 구동계 (36) 를 통하여 주제어장치 (50) 에 의해 제어되도록 되어 있다.
제 2 플라이아이렌즈계 (18G) 의 입사단측에는 조명광의 피조사면에서의 개구수의 방향성 (조명 NA 차) 을 조정하는 조명 NA 보정판 (18F) 이 배치되어 있다.
본 실시형태와 같은 더블 플라이아이렌즈계와 진동미러 (18D) 를 조합한 구성에 대해서는 예컨대 일본 공개특허공보 평1-235289호, 동 공보 평7-142354호 등에 상세하게 개시되어 있다.
상기 제 2 플라이아이렌즈계 (18G) 의 사출측 초점면 근방에 원판형상부재로 이루어지는 조명계 개구 스로틀판 (18H) 이 배치되어 있다. 이 조명계 개구 스로틀판 (18H) 에는 거의 등각도 간격으로, 예컨대 통상적인 원형 개구로 이루어지는 개구 스로틀, 작은 원형 개구로 이루어지고 코히어런스 팩터인 σ값을 작게 하기 위한 개구 스로틀, 윤대조명용 윤대형상의 개구 스로틀 및, 변형 광원법용에 예컨대 4 개의 개구를 편심 배치하여 이루어지는 변경 개구 스로틀 등이 배치되어 있다. 이 조명계 개구 스로틀판 (18H) 은 주제어장치 (50) 에 의해 제어되는 도시하지 않은 모터 등에 의해 회전되도록 되어 있고, 이로써 어느 한 개구 스로틀이 펄스 조명광의 광로 상에 선택적으로 설정되어 켈러조명에서의 광원면형상이 윤대, 소원형, 대원형, 또는 망사형 등으로 제한된다.
조명계 개구 스로틀판 (18H) 후방의 펄스 조명광의 광로 상에 반사율이 크고 투과율이 작은 빔 스플리터 (18J) 가 배치되고, 또한 이 후방의 광로 상에 고정 레티클 블라인드 (18L) 및 가동 레티클 블라인드 (18M) 를 개재시켜 제 1 릴레이렌즈 (18) 및 제 2 릴레인렌즈 (18N) 로 이루어지는 릴레이광학계가 배치되어 있다.
고정 레티클 블라인드 (18L) 는 레티클 (R) 패턴면에 대한 공액면으로부터 약간 디포커스된 면에 배치되고, 레티클 (R) 상의 조명영역을 규정하는 소정 형상의 개구부가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 이 개구부가 주사노광시 레티클 (R) 의 이동방향 (Y축 방향) 과 직교한 X축 방향으로 직선적으로 신장된 슬릿형상 또는 직사각형상으로 형성되어 있는 것으로 한다.
또, 고정 레티클 블라인드 (18L) 근방에 주사방향으로 대응하는 방향의 위치 및 폭이 가변 개구부를 갖는 가동 레티클 블라인드 (18M) 가 배치되고, 주사노광의 개시시 및 종료시에 그 가동 레티클 블라인드 (18M) 를 통하여 조명영역을 더욱 제한함으로써 불필요한 부분의 노광이 방지되도록 되어 있다. 이 가동 레티클 블라인드 (18M) 는 구동계 (43) 를 통하여 주제어장치 (50) 에 의해 제어된다.
상기 릴레이 광학계를 구성하는 제 2 릴레이렌즈 (18N) 의 출구 부분에는 조명텔레센 보정판 (18P) 이 배치되어 있고, 또한 그 후방의 펄스 조명광의 광로 상에는 제 2 릴레이렌즈 (18N) 및 조명텔레센 보정판 (18P) 을 통과한 펄스 조명광을 레티클 (R) 을 향해 반사시키는 미러 (18Q) 가 배치되고, 이 미러 (18Q) 후방의 펄스 조명광의 광로 상에 주콘덴서 렌즈계 (18R) 가 배치되어 있다.
이렇게 하여 구성된 조명광학계 (18) 의 작용을 간단히 설명하면 광원 (11)으로부터의 엑시머 레이저광이 관 (34), 빔 수광계 (32) 를 통해 조명광학계안으로 입사되면 이 엑시머 레이저광은 가변감광기 (18A) 에 의해 소정 피크강도로 조정된 후, 빔 정형 광학계 (18B) 에 입사된다. 그리고, 이 엑시머 레이저광은 빔 정형 광학계 (18B) 에 의해 후방의 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 에 효율적으로 입사되도록 그 단면형상이 정형된다. 이어서, 이 엑시머 레이저광이 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 에 입사되면 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 의 사출측 초점면에 다수의 점광원 (광원 이미지) 으로 이루어지는 면광원, 즉 2 차 광원이 형성된다. 이 2 차 광원 (다수의 점광원의 각각) 으로부터 발산되는 펄스 자외광은 진동미러 (18D), 집광렌즈계 (18E), 조명 NA 보정판 (18F) 을 통해 제 2 플라이아이렌즈계 (18G) 에 입사된다. 그럼으로써, 제 2 플라이아이렌즈계 (18G) 의 사출측 초점면에 다수의 미소한 광원 이미지를 소정 형상의 영역내에 고르게 분포시킨 개개의 광원 이미지로 이루어지는 3 차 광원이 형성된다. 이 3 차 광원에서 사출된 펄스 자외광은 조명계 개구 스로틀판 (18H) 상의 어느 한 개구 스로틀을 통과한 후, 반사율이 크고 투과율이 작은 빔 스플리터 (18J) 에 도달한다.
이 빔 스플리터 (18F) 에서 반사된 노광광으로서의 펄스 자외광은 제 1 릴레이렌즈 (18K) 에 의해 고정된 레티클 블라인드 (18L) 의 개구부를 고른 강도분포로 조명한다. 단, 그 강도분포에는 광원 (11) 으로부터의 펄스 자외광의 가 (可) 간섭성에 의존한 간섭줄무늬나 미약한 스페클이 수% 정도의 콘트라스트로 중첩될 수 있다. 따라서, 웨이퍼면 상에는 간섭줄무늬나 미약한 스페클에 의한 노광량 불균일이 발생될 수 있지만, 그 노광량 불균일은 앞서 언급한 일본 공개특허공보평7-142354호와 같이 주사노광시의 레티클 (R) 이나 웨이퍼 (W) 의 이동과 펄스 자외광의 발진에 동기시켜 진동미러 (18D) 를 진동시킴으로써 평활화된다.
이렇게 고정 레티클 블라인드 (18L) 의 개구부를 통과한 펄스 자외광은 가동 레티클 블라인드 (18M) 를 통과한 후, 제 2 릴레이렌즈 (18N) 및 조명텔레센 보정판 (18P) 을 통과하여 미러 (18Q) 에 의해 광로가 수직 하방으로 절곡된 후, 주콘덴서 렌즈계 (18R) 를 거쳐 레티클 스테이지 (RST) 상에 유지된 레티클 (R) 상의 소정 조명영역 (X축 방향으로 직선적으로 연장된 슬릿형상 또는 직사각형상의 조명영역) 을 균일한 조도분포로 조명한다. 여기서, 레티클 (R) 에 조사되는 직사각형 슬릿형상의 조명광은 도 1 중의 투영광학계 (PL) 의 원형 투영시야의 중앙에 X축 방향 (비주사방향) 으로 가늘고 길게 연장되도록 설정되고, 그 조명광의 Y축 방향 (주사방향) 의 폭은 거의 일정하게 설정되어 있다.
한편, 빔 스플리터 (18J) 를 투과한 펄스 조명광은 도시하지 않은 집광렌즈를 통해 광전변환소자로 이루어지는 인테그레이터 센서 (46) 에 입사되고, 여기서 광전변환된다. 그리고, 이 인테그레이터 센서 (46) 의 광전변환신호가 도시하지 않은 피크홀드회로 및 A/D 변환기를 통해 주제어장치 (50) 에 공급된다. 인테그레이터 센서 (46) 로서는 예컨대 원자외역에서 감도가 있고, 또한 광원 (11) 의 펄스 발광을 검출하기 위해 높은 응답주파수를 갖는 PIN 형 포토다이오드 등을 사용할 수 있다. 이 인테그레이터 센서 (46) 의 출력과, 웨이퍼 (W) 의 표면 상에서의 펄스 자외광의 조도 (노광량) 의 상관계수는 미리 구해져 주제어장치 (50) 내의 메모리에 기억되어 있다.
상기 레티클 스테이지 (RST) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 주콘덴서 렌즈계 (18R) 의 하방에 배치된 레티클 베이스 정반 (28) 의 상방에 배치되어 있다. 이 레티클 베이스 정반 (28) 의 상면에는 도시하지 않은 가이드가 주사방향 (Y축 방향, 제 1 축 방향) 을 따라 연장되어 있다. 또한, 레티클 베이스 정반 (28) 의 중앙부에는 개구 (28a) 가 형성되어 있다.
레티클 베이스 정반 (28) 상에는 레티클 (R) 을 흡착유지하여 도시하지 않은 가이드를 따라 Y 방향으로 이동하는 상기 레티클 스테이지 (RST) 가 배치되어 있다. 이 레티클 스테이지 (RST) 는 실제로는 레티클 구동계 (29) 를 구성하는 리니어 모터 등에 의해 구동되고, 레티클 베이스 정반 (28) 상을 Y축 방향으로 큰 스트로크로 직선이동하는 레티클 조동 스테이지와, 이 레티클 조동 스테이지에 대해 X축 방향 (제 2 축 방향), Y축 방향 및 θz 방향 (Z 축 방향의 회전방향) 에 보이스코일모터 (VCM), 피에조소자 등에 의해 미소 구동이 가능한 레티클 미동 스테이지를 포함하여 구성되어 있다. 레티클 미동 스테이지 상에 상기 레티클 (R) 이 흡착지지되어 있다. 이렇게 레티클 스테이지 (RST) 는 2 개의 스테이지를 포함하여 구성되지만, 이하에서는 레티클 구동계 (29) 에 의해 Y축 방향을 따라 크게 구동됨과 동시에, X, Y 및 θz 방향을 미소 구동되는 단일 스테이지에 대하여 설명한다.
레티클 스테이지 (RST) 상에는 레티클 레이저 간섭계 (30; 이하,「레티클 간섭계」라고 함) 로부터의 레이저빔을 반사시키는 이동경 (31) 이 고정되어 있고, 레티클 스테이지 (RST) 의 이동면내의 위치는 레티클 간섭계 (30) 에 의해, 예컨대0.5 내지 1㎚ 정도의 분해능으로 항상 검출된다. 여기서, 실제로는 레티클 스테이지 (RST) 상에는 Y축 방향과 직교하는 반사면을 갖는 이동경과 X축 방향과 직교하는 반사면을 갖는 이동경이 설치되고, 이들 이동경에 대응하여 레티클 Y 간섭계와 레티클 X 간섭계가 설치되어 있는데, 도 1 에서는 이들이 대표적으로 이동경 (31), 레티클 간섭계 (30) 로서 나타나 있다. 또 예컨대 레티클 스테이지 (RST) 의 단면을 경면가공하여 반사면 (이동경 (31) 의 반사면에 상당) 을 형성해도 된다. 또한, 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 (본 실시형태에서는 Y축 방향) 의 위치검출에 이용되는 X축 방향으로 연장된 반사면 대신에, 적어도 1 개의 코너큐브형 미러를 사용해도 된다. 여기서, 레티클 Y 간섭계와 레티클 X 간섭계의 일방, 예컨대 레티클 Y 간섭계는 측장 축을 2 축 갖는 2 축 간섭계이고, 이 레티클 Y 간섭계의 계측값에 기초하여 레티클 스테이지 (RST) 의 Y 위치에 더불어 θz 방향의 회전도 계측할 수 있게 되어 있다.
레티클 간섭계 (30) 에 의해 계측되는 레티클 스테이지 (RST; 즉 레티클 (R)) 의 위치정보 (또는 속도정보) 는 레티클 스테이지 콘트롤러 (33) 에 보내진다. 레티클 스테이지 콘트롤러 (33) 는 기본적으로는 레티클 간섭계 (30) 에서 출력되는 위치정보 (또는 속도정보) 가 지령값 (목표위치, 목표속도) 과 일치하도록 레티클 스테이지 (RST) 를 구동하는 레티클 구동계 (29) 를 제어한다.
상기 투영광학계 (PL) 로는 여기서는 물체면 (레티클 (R)) 측과 이미지면 (웨이퍼 (W)) 측의 양방이 텔레센트릭하고 원형의 투영시야를 갖고, 석영이나 형석을 광학초재로 한 굴절광학소자 (렌즈소자) 만으로 이루어지는 1/4 (또는 1/5) 축소배율의 굴절광학계가 사용되고 있다. 이 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 의 방향이 Z축 방향으로 되어 있다. 이 경우, 레티클 (R) 상의 회로패턴영역 중 펄스 자외광에 의해 조명된 부분으로부터의 결상광속이 투영광학계 (PL) 를 통해 후술하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼홀더에 정전흡착된 웨이퍼 (W) 상의 레지스트층에 1/4 또는 1/5 로 축소되어 투영된다.
또, 투영광학계 (PL) 를 일본 공개특허공보 평3-282527호에 개시되어 있는 바와 같이 굴절광학소자와 반사광학소자 (오목면경이나 빔 스플리터 등) 를 조합한 소위 카타디옵트릭계로 해도 된다.
상기 결상특성 보정장치는 투영광학계 (PL) 의 각종 광학특성 (결상성능) 을 미조정하는 것으로, 본 실시형태에서는 투영광학계 (PL) 내의 물체면에 가까운 위치에 설치되어 광축 (AX) 방향으로의 미소 이동 및 광축 (AX) 과 직교하는 면에 대한 미소경사가 가능한 텔레센부 렌즈계 (G2) 와 이 렌즈계 (G2) 를 광축 (AX) 방향 (경사 포함) 으로 이동시키는 구동기구 (96) 로 이루어지는 MAC 와, 이 MAC (즉 구동기구 (96)) 를 제어하는 결상특성 보정콘트롤러 (102) 를 구비하고 있다. 이 결상특성 보정장치에 따르면 투영 이미지의 배율 또는 디스토션 (등방적인 왜곡수차, 또는 배럴형, 실패형, 사다리꼴 등의 비등방적인 왜곡수차 등) 을 조정할 수 있다. 결상특성 보정콘트롤러 (102) 도 주제어장치 (50) 의 관리하에 있다. 또 주제어장치 (50) 또는 결상특성 보정콘트롤러 (102) 가 광원 (11) 으로부터의 엑시머 레이저광의 파장의 시프트량을 제어함으로써, 투영광학계 (PL) 의 결상성능을 조정하게 해도 된다.
또한, 투영광학계 (PL) 내의 이미지면에 가까운 위치에는 투영되는 이미지 중 특히 이미지고 (高) 가 큰 부분 (투영시야내의 주변에 가까운 부분) 에 발생되기 쉬운 비점수차, 코마수차를 저감시키기 위한 수차보정판 (G3) 이 배치되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는 원형시야내의 실효적인 이미지 투영영역 (고정 레티클 블라인드 (18L) 의 개구부로 규정) 에 형성되는 투영이미지에 포함되는 랜덤한 디스토션 성분을 유효하게 저감시키기 위한 이미지 변형 보정판 (G1) 이 투영광학계 (PL) 의 렌즈계 (G2) 와 레티클 (R) 사이에 배치되어 있다. 이 보정판 (G1) 은 수 밀리 정도의 두께를 갖는 평행한 석영판의 표면을 국소적으로 연마하고, 그 연마부분을 통과하는 결상광속을 미소하게 편향시키는 것이다. 이러한 보정판 (G1) 의 제작방법의 일례는 일본 공개특허공보 평8-203805호 등에 상세하게 개시되어 있고, 본 실시형태에서도 기본적으로는 그 공보에 기재된 수법을 응용한다.
이어서, 스테이지장치에 대해 설명한다. 이 스테이지장치는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 도시하지 않은 가대부를 구성하는 정반 (22) 과, 이 정반 (22) 상에 배치되어 XY 면내에서 이동가능한 물체 스테이지로서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구비하고 있다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 는 그 저면에 형성된 도시하지 않은 기체정압베어링에 의해 정반 (22) 의 상면에 대해 예컨대 수 ㎛ 정도의 클리어런스를 통해 부상지지되고 X 리니어 모터 및 Y 리니어 모터, 또는 평면 모터 등에 의해 XY 2 차원 평면내에서 자유롭게 구동되도록 되어 있다. 또 도 1 에서는 도시의 편의상, 상기 리니어 모터 등의 액추에이터가 구동계 (48) 로서 도시되어 있다. 이 구동계 (48; 즉 상기 X 리니어 모터 및 Y 리니어 모터 등) 는 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 의해 제어되도록 되어 있다.
상기 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 정반 (22) 상을 XY 평면내에서 자유롭게 이동가능한 이동스테이지 (52) 와, 이 이동스테이지 (52) 상에 탑재된 구동기구로서의 레벨링 구동기구 (58) 와, 이 레벨링 구동기구 (58) 에 의해 지지되어 웨이퍼 (W) 를 지지하는 웨이퍼 테이블 (TB) 을 구비하고 있다. 이동스테이지 (52) 는 평면에서 봤을 때 (상방에서 보아) 직사각형상으로 형성되어 있다.
상기 웨이퍼 테이블 (TB) 은 이동테이블 (52) 상에 탑재된 레벨링 구동기구 (58) 를 구성하는 3 개의 액추에이터 (ZAC) 에 지지되어 있다. 웨이퍼 테이블 (TB) 상에는 대략 원형의 도시하지 않은 웨이퍼홀더가 설치되어 있고, 이 웨이퍼홀더에 웨이퍼 (W) 가 정전흡착되고, 평탄화 교정되어 지지되어 있다. 이 웨이퍼홀더는 웨이퍼 (W) 의 노광시의 열축적에 의한 팽창변형을 억제하기 위해 온도제어되어 있다.
상기 레벨링 구동기구 (58) 는 웨이퍼 테이블 (TB) 을 정삼각형의 3 개의 정점 근방에서 각각 지지함과 동시에 각 지지점에서 XY 평면에 수직인 Z축 방향으로 독립하여 구동가능한 3 개의 액추에이터 (ZAC; 피에조, 보이스 코일 모터 등) 와 이들 3 개의 액추에이터 (ZAC) 를 독립하여 제어함으로써 웨이퍼 테이블 (TB) 을광축 (AX) 의 방향 (Z축 방향) 으로 미동함과 동시에, XY 평면에 대해 경사시키는 액추에이터 제어장치 (56) 에 의해 구성된다. 액추에이터 제어장치 (56) 에 대한 구동지령은 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에서 출력된다.
또 도 1 에서는 도시가 생략되어 있지만, 투영광학계 (PL) 의 결상면과 웨이퍼 (W) 표면의 Z축 방향의 편차 (포커스 오차) 나 경사 (레벨링 오차) 를 검출하는 포커스ㆍ레벨링 검출계가 투영광학계 (PL) 의 근방에 형성되고, 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 는 포커스ㆍ레벨링 검출계로부터의 포커스 오차 신호나 레벨링 오차 신호에 응답하여 액추에이터 제어장치 (56) 에 구동지령을 출력한다. 이러한 포커스ㆍ레벨링 검출계의 일례는 일본 공개특허공보 평7-201699호 등에 상세히 개시되어 있다. 또 이 포커스ㆍ레벨링 검출계의 출력은 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 를 통해 동기 제어계 (80) 및 이것을 통해 주제어장치 (50) 에도 공급되도록 되어 있다.
상기 웨이퍼 테이블 (TB) 의 위치는 레이저 간섭계 시스템 (76) 에 의해 순차적으로 계측되고 있다. 이것을 더욱 상세히 설명하면 웨이퍼 테이블 (TB) 의 －Y 측 및 ＋X 측의 각 단면에는 경면가공이 실시되어 반사면이 각각 형성되어 있다. 그리고, 이들 반사면에 레이저 간섭계 시스템 (76) 을 구성하는 Y 레이저 간섭계, X 레이저 간섭계로부터의 레이저빔이 각각 투사되고, 각각의 반사광이 이들 간섭계에 의해 개별적으로 수광되어 웨이퍼 테이블 (TB) 의 Y축 방향의 위치, X축 방향의 위치가 각각 계측되고 있다. 이렇게 레이저 간섭계는 복수개 설치되어 있지만, 도 1 에서는 이들이 대표적으로 레이저 간섭계 시스템 (76) 으로 나타나 있다. 또 웨이퍼 테이블 (TB) 에 형성된 전술한 각 반사면 대신에 평면미러로 이루어지는 이동경을 설치해도 된다.
또한, 상기 X 레이저 간섭계 및 Y 레이저 간섭계는 측장 (測長) 축을 복수개 갖는 다축간섭계이고, 웨이퍼 테이블 (TB) 의 X, Y 위치 이외에, 회전 (요잉 (Z축 방향의 회전인 θz 회전), 피칭 (X축 방향의 회전인 θx 회전), 롤링 (Y축 방향의 회전인 θy 회전)) 도 계측가능하게 되어 있다. 따라서, 이하의 설명에서는 레이저 간섭계 시스템 (76) 에 의해 웨이퍼 테이블 (TB) 의 X, Y, θz, θy, θx 의 5 자유도 방향의 위치가 계측되는 것으로 한다. 또한 다축간섭계는 45°기울여 웨이퍼 테이블 (TB) 에 설치되는 반사면을 통해, 투영광학계 (PL) 가 탑재된 가대 (도시하지 않음) 에 설치되는 반사면에 레이저빔을 조사하고, 투영광학계 (PL) 의 광축 방향 (Z축 방향) 에 관한 상대위치정보를 검출하도록 해도 된다.
또 웨이퍼 테이블 (TB) 의 Z축 방향의 미소 구동 및 경사 구동을 실행하는 레베링 구동기구 (58) 는 실제로는 전술한 반사면의 아래에 있으므로, 웨이퍼 테이블 (TB) 의 틸트제어시의 구동량은 모두 레이저 간섭계 시스템 (76) 에 의해 모니터할 수 있다.
상기 레이저 간섭계 시스템 (76) 에 의해 계측되는 웨이퍼 테이블 (TB) (즉 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치정보는 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 보내진다. 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 는 소정 연산에 의해 XY 좌표위치를 구하고, 이 구해진 좌표위치와 위치결정해야 할 목표위치정보에 기초하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동시키기 위한 지령신호를 구동계 (48) 에 출력한다.
상기 웨이퍼 테이블 (TB) 상에는 그 표면이 웨이퍼 (W) 표면의 높이위치와 거의 동일해지도록 된 기준마크판 (FM) 이 형성되어 있다. 이 기준마크판 (FM) 표면에는 후술하는 각종 얼라인먼트 검출계에 의해 검출가능한 기준마크가 형성되고, 이들 기준마크는 각 얼라인먼트 검출계의 검출중심점의 체크 (캐리브레이션), 이들 검출중심점간의 베이스라인의 계측, 레티클 (R) 의 웨이퍼 좌표계에 대한 위치체크, 또는 레티클 (R) 의 패턴면과 공액인 최량결상면의 Z방향의 위치체크 등을 위해 사용된다.
상기 웨이퍼 반송계는 도시하지 않은 웨이퍼 보관부와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 사이에서 웨이퍼 (W) 를 반송한다. 이 웨이퍼 반송계는 소정 로딩위치 (수수위치) 로 이동되어 온 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼홀더와의 사이에서 웨이퍼 (W) 의 수수를 실행하는 로봇 암 (웨이퍼로드/언로드 암) 을 구비하고 있다.
본 실시형태의 노광장치 (10) 에서는 얼라인먼트계로서 투영광학계 (PL) 를 거치지 않고 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역에 형성된 얼라인먼트 마크나, 기준마크판 (FM) 상의 기준마크를 광학적으로 검출하는 오프액시스ㆍ얼라인먼트 검출계 (ALG) 가 사용되고 있다. 이 얼라인먼트 검출계 (ALG) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 투영광학계 (PL) 의 측방에 배치되어 있다. 이 얼라인먼트 검출계 (ALG) 는 웨이퍼 (W) 상의 레지스트층에 대해 비감광성 조명광 (확산 조명 또는 스폿 조명) 을 대물렌즈를 통해 조사하고, 얼라인먼트 마크나 기준마크로부터의 반사광을 대물렌즈를 통해 광전적으로 검출한다. 광전검출된 마크검출신호는 신호처리회로 (68) 에 입력되지만, 이 신호처리회로 (68) 에는 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78), 동기 제어계 (80) 및 주제어장치 (50) 를 통해 레이저 간섭계 시스템 (76) 의 계측값이 입력되어 있다. 그리고, 신호처리회로 (68) 는 상기 광전검출된 마크검출신호를 소정 알고리즘 하에서 파형처리하고, 이 처리결과와 레이저 간섭계 시스템 (76) 의 계측값에 기초하여 마크의 중심이 얼라인먼트 검출계 (ALC) 내의 검출중심 (지표마크, 촬상면 상의 기준화소, 수광슬릿, 또는 스폿광 등) 과 합치하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 좌표위치 (쇼트 얼라인먼트 위치), 또는 검출중심에 대한 웨이퍼마크, 기준마크의 위치어긋남량을 구하도록 되어 있다. 그 구해진 쇼트 얼라인먼트 위치 또는 위치어긋남량의 정보는 주제어장치 (50) 에 보내지고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 얼라인먼트시의 위치결정, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역에 대한 노광을 위한 주사개시위치 (또는 가속개시위치) 의 설정 등에 사용된다.
또한, 본 실시형태의 노광장치 (10) 에서는 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 동기이동시키기 위한 동기 제어계 (80) 가 제어계내에 설치되어 있다. 이 동기 제어계 (80) 는 특히 주사노광시에 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 동기이동시킬 때에, 레티클 스테이지 콘트롤러 (33) 에 의한 구동계 (29) 의 제어와 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 의한 구동계 (48) 의 제어를 상호 연동시키기 위해, 레티클 간섭계 (30), 레이저 간섭계 시스템 (76) 으로 계측되는 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 의 각 위치나 각 속도의 상태를 실시간으로 모니터하고, 이들 상호 관계가 소정의 것으로 되도록 관리한다. 그동기 제어계 (80) 는 주제어장치 (50) 로부터의 각종 커맨드나 파라미터의 설정정보에 의해 제어된다. 이렇게 본 실시형태에서는 동기 제어계 (80), 레티클 스테이지 콘트롤러 (33) 및 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 의해 양 스테이지 (RST,WST) 를 제어하는 스테이지 제어계가 구성되어 있다.
본 실시형태의 노광장치 (10) 에서는 상기 제어계는 실제로는 상기 서술한 광원 (11) 및 노광장치 본체 (12) 각 부의 유닛 (조명광학계, 레티클 스테이지 (RST), 웨이퍼 스테이지 (WST), 웨이퍼 반송계 등) 의 각각을 개별적으로 제어하는 복수 유닛측 컴퓨터 (마이크로세서 등) 와, 이들 유닛측 컴퓨터를 통괄적으로 제어하는 워크스테이션 등으로 이루어지는 제어장치로서의 주제어장치 (50) 를 구비한 분산형 시스템으로 구축되어 있다.
본 실시형태에서는 상기 복수 유닛측 컴퓨터가 주제어장치 (50) 와 제휴함으로써, 복수장의 웨이퍼에 대한 일련의 노광처리가 실행된다. 그 일련의 노광처리의 전체적인 시퀀스는 주제어장치 (50) 에 의해 도시하지 않은 메모리에 기억된 프로세스 프로그램으로 불리는 소정 노광조건의 설정파일에 따라 통괄제어된다.
프로세스 프로그램은 오퍼레이터가 작성한 노광처리 파일명하에서, 노광해야 할 웨이퍼에 관한 정보 (처리 매수, 쇼트사이즈, 쇼트배열데이터, 얼라인먼트 마크 배치데이터, 얼라인먼트 조건 등), 사용하는 레티클에 관한 정보 (패턴의 종별 데이터, 각 마크의 배치데이터, 회로패턴영역의 사이즈 등), 그리고 노광조건에 관한 정보 (노광량, 포커스 오프셋량, 주사속도의 오프셋량, 투영배율 오프셋량, 각종 수차나 이미지 변형의 보정량, 조명광학계의 개구수나 코히어런스 팩터 σ값 등의설정값, 투영광학계의 개구수의 설정값 등) 를 파라미터군의 패키지로서 기억하는 것이다.
주제어장치 (50) 는 실행지시된 프로세스 프로그램을 해독하여 웨이퍼의 노광처리에 필요한 각 구성요소의 동작을, 대응하는 유닛측 컴퓨터에 커맨드로서 차례로 지령해 나간다. 이 때, 각 유닛측 컴퓨터는 하나의 커맨드를 정상종료하면 그 취지의 스태터스를 주제어장치 (50) 에 송출하고, 이를 받은 주제어장치 (50) 는 유닛측 컴퓨터에 대해 다음의 커맨드를 송출하도록 되어 있다.
이어서, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 주사방향 (Y축 방향) 으로 상대이동시키는 스테이지 제어계 (웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78), 레티클 스테이지 콘트롤러 (33), 동기 제어계 (80)) 에 의해 실행되는 1 개의 쇼트영역의 노광시의 웨이퍼 스테이지의 기본적인 주사 순서에 대해 도 2(A) 및 도 2(B) 를 참조하면서 간단히 설명한다.
도 2(A) 에는 투영광학계 (PL) 의 유효필드 (PL') 에 내접하는 웨이퍼 상의 슬릿형상의 조명영역 (ST; 레티클 (R) 상의 조명영영과 공액인 영역; 이하,「조명슬릿」이라고 함) 과 1 개의 구획영역으로서의 쇼트영역 (S) 의 관계가 평면도로 나타나 있고, 도 2(B) 에는 스테이지 이동시간과 스테이지 속도의 관계가 나타나 있다. 또 실제로는 쇼트영역 (S) 이 조명슬릿 (ST) 에 대해 화살표 Y 의 반대방향으로 이동함으로써 노광이 실행되지만, 도 2(A) 에서는 도 2(B) 의 스테이지 이동시간과 스테이지 속도의 관계표와 대응시키기 위해, 웨이퍼 상 조명슬릿 (ST) 이 쇼트영역 (S) 에 대해 이동하도록 나타나 있다.
먼저, 기본적 (일반적인) 주사 순서로는 쇼트영역 (S) 의 단부로부터 소정량 떨어진 위치에 조명슬릿 (ST) 의 중심 (P) 이 위치하게 되고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가속이 개시된다. 이 때, 동시에 레티클 스테이지 (RST) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 반대방향 또한 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가속도의 투영배율의 역수배의 가속도로 가속이 개시된다. 그리고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 레티클 스테이지 (RST) 가 소정 속도에 근접한 시점에서, 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 의 동기 제어가 개시된다. 이 양 스테이지 (WST,RST) 의 가속개시시점에서 동기 제어의 개시시점까지의 시간 T1을 가속시간이라 한다. 동기 제어개시후, 웨이퍼와 레티클의 변위오차가 소정 관계로 될 때까지 레티클 스테이지 (RST) 에 의한 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 대한 추종제어가 실행되어 노광이 개시된다. 이 동기 제어개시후, 노광개시까지의 시간 T2을 정정시간이라고 한다.
상기 가속개시에서 노광개시까지의 시간 (T1＋T2) 이 프리스캔시간이라 불린다. 가속시간 T1에서의 평균가속도를 a, 정정시간을 T2라 하면 프리스캔시의 이동거리는 (1/2)ㆍaㆍT1 2＋aㆍT1ㆍT2로 표현된다.
또한, 등속이동에 의해 노광이 실행되는 노광시간 T3은 쇼트길이 L, 조명슬릿 (ST) 의 주사방향의 폭을 w 라 하였을 때, T3＝(L＋w)/(aㆍT1) 이 되고, 이동거리는 L＋w 가 된다.
이 노광시간 T3 의 종료시점에서 쇼트영역 (S) 에 대한 레티클패턴의 전사는 종료되지만, 스루풋 향상을 위해 스텝 앤드 스캔방식에서는 통상 레티클 (R) 을 번갈아 스캔 (왕복 스캔) 시킴으로써, 순차적으로 다음의 쇼트에 대한 노광을 실행하므로, 상기 프리스캔에서의 이동거리와 동일한 거리만큼, 노광종료시점으로부터 더욱 레티클 (R) 을 이동시켜 레티클 (R) 을 다음 쇼트노광을 위한 조사개시위치까지 되돌릴 필요가 있다. 이 때, 웨이퍼 (웨이퍼 스테이지) 는 레티클 (레티클 스테이지) 에 대응하여 주사방향으로 이동되게 된다. 이를 위한 시간이 등속도 오버스캔시간 (후정정시간) T4, 감속 오버스캔시간 T5이고, 대체로 (T4＋T5) 가 오버스캔시간이다. 이 오버스캔시간에서의 이동거리는 감속 오버스캔시간 T5에서의 감속도를 b 라 하면 －(1/2)ㆍbㆍT5 2－bㆍT5ㆍT4가 되고, 이 거리가 (1/2)ㆍaㆍT1 2＋aㆍT1ㆍT2가 되도록 T4, T5, 및 감속도 b 가 설정된다.
일반적인 제어계에서는 a＝－b 이므로, T1＝T5, T2＝T4로 설정하는 것이 가장 쉬운 제어법이 된다.
이어서, 본 실시형태의 노광장치 (10) 에 의해, 레티클 (R) 의 패턴을 웨이퍼 (W) 상의 복수 쇼트영역에 순차적으로 전사할 때의 동작에 대해 주제어장치 (50; 보다 정확하게는 주제어장치 (50) 내의 CPU) 의 처리 알고리즘을 나타내는 도 3 의 흐름도를 중심으로, 또한 적절히 다른 도면을 참조하면서 설명한다. 여기서는 도 4 에 나타내는 바와 같은 복수 (예컨대 76 개) 의 쇼트영역에 대해 동 도면에 나타내는 바와 같은 경로로 노광을 실행하는 경우에 대해 설명한다. 여기서, 도 4 중의 경로는 전술한 조명슬릿 (ST) 의 중심 (P) 이 각 쇼트 상을 통과하는 궤적을 나타내고, 이 궤적 중의 실선부는 각 쇼트의 노광시의 조명슬릿 (ST) 의 중심 (P; 이하「점 P」라고도 함) 의 경로를 나타내고, 점선부는 비주사방향의 동일 행내의 인접쇼트간에서의 점 P 의 이동궤적을 나타내고, 일점쇄선부는 다른 행간에서의 점 P 의 이동궤적을 나타낸다. 또 실제로는 점 P 가 고정이고 웨이퍼 (W) 가 이동하는 것이지만, 도 4 에서는 설명을 쉽게 하기 위해 웨이퍼 (W) 상을 점 P (조명슬릿 (ST) 의 중심) 가 이동하는 것처럼 도시되어 있다.
먼저, 도 3 의 흐름도의 처리에 앞서 주제어장치 (50) 에 의해 각 유닛컴퓨터를 통해 도시하지 않은 레티클 현미경, 웨이퍼 테이블 (TB) 상의 기준마크판 (FM), 및 얼라인먼트 검출계 (ALG) 를 이용한 레티클 얼라인먼트, 얼라인먼트 검출계 (ALG) 의 베이스라인 계측, 및 웨이퍼 얼라인먼트 (EGA 등) 등의 준비작업이 실행된다.
또 상기 레티클 얼라인먼트, 베이스라인 계측 등에 대해서는 예컨대 일본 공개특호공보 평7-176468호 등에 상세히 개시되어 있고, 또한 EGA 에 대해서는 일본 공개특호공보 소61-44429호에 상세히 개시되어 있어 공지이므로 상세한 설명은 생략한다.
이러한 준비작업이 종료되면 도 3 의 흐름도가 시작된다.
먼저, 단계 102 에서 노광대상의 쇼트가 속하는 행의 번호를 나타내는 카운터 n 및 행내의 쇼트번호를 나타내는 카운터 m 을 모두 1 로 초기화한다 (1←m, 1←n).
다음 단계 104 에서 웨이퍼 상의 퍼스트쇼트, 즉 1행째의 1번째 쇼트의 노광에 필요한 각종 설정정보를 동기 제어계 (80) 에 전송한다. 여기서, 각종 설정정보에는 전술한 레티클 스테이지, 웨이퍼 스테이지의 위치제어에 관련되는 제어정보, 예컨대 노광에 앞서 실행되는 예컨대 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트에 의해 얻어지는 EGA 파라미터 (X, Y 방향의 오프셋 (Ox,Oy), 직교도 (w), 회전 (θ), X, Y 방향의 배율 (스케일링) (rx, ry)) 의 설정값 (이는 노광시의 웨이퍼의 위치를 결정하기 위한 데이터가 됨), 및 노광시의 양 스테이지의 위치에 관련된 보정 파라미터 (예컨대 레티클 스테이지 (또는 웨이퍼 스테이지) 측의 이동경의 경사정보), 그리고 노광량제어에 관련되는 데이터, 예컨대 엑시머 레이저의 펄스 에너지밀도, 펄스 발광수 등의 데이터, 나아가서는 설정된 노광 시퀀스데이터 등이 포함된다. 또한 경우에 따라서는 스테이지 이동시의 각 기구부의 에러정보 등도 포함된다.
다음 단계 106 에서는 동기 제어계 (80) 에 대해 레티클 스테이지 (RST) 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동을 지시한다.
상기 주제어장치 (50) 로부터의 지시에 기초하여 동기 제어계 (80) 에서는 웨이퍼 (W) 상의 퍼스트쇼트의 노광을 위한 주사개시위치 (가속개시위치) 에 웨이퍼 (W) 를 이동시키기 위해 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 지시를 부여한다. 그럼으로써 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 의해 웨이퍼 구동계 (48) 를 통해 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 상기 가속개시위치로 이동된다. 이어서, 동기 제어계 (80) 에서는 간섭계 시스템 (76) 및 레티클 간섭계 (30) 의 계측값을 모니터하면서 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78), 레티클 스테이지 콘트롤러 (33) 를 각각 통해 전술한 레티클 구동계 (29) 및 웨이퍼 구동계 (48) 를 제어하고, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y축 방향의 상대주사를 개시한다.
이 때, 주제어장치 (50) 는 단계 108 에서, 양 스테이지 (RST,WST) 의 목표주사속도로의 가속이 종료되는 것을 기다린다. 그리고, 양 스테이지 (RST,WST) 의 가속이 종료되면 광원 (11) 의 발광을 개시한다.
이 광원 (11) 의 발광개시와 거의 동시에, 동기 제어계 (80) 에서는 양 스테이지 (RST,WST) 의 노광전 동기 정정동작을 개시한다.
이렇게 양 스테이지 (RST,WST) 의 동기정정이 완료되어 노광이 개시되기에 앞서, 광원 (11) 의 발광은 개시되어 있지만, 주제어장치 (50) 에 의해 레티클 간섭계 (30) 의 계측값에 기초하여 레티클 스테이지 (RST) 와 동기하여 가동 레티클 블라인드 (18M) 의 소정 블레이드의 이동이 제어되고, 레티클 (R) 의 패턴영역 외의 여분 부분이 노광되는 것이 방지되고 있는 것은 통상의 스캐닝 스테퍼와 동일하다.
그리고, 양 스테이지 (RST,WST) 가 등속동기상태에 도달하면 조명광학계 (18) 로부터의 자외펄스광에 의해 레티클 (R) 의 패턴영역이 조명되기 시작하고, 전술한 주사노광이 개시된다.
동기 제어계 (80) 는 특히 상기 주사노광시에는 레티클 스테이지 (RST) 의 Y축 방향의 이동속도 Vr 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y축 방향의 이동속도 Vw (＝Vy) 가 투영광학계 (PL) 의 투영배율 (1/4 배 또는 1/5 배) 에 따른 속도비로유지되도록 동기 제어를 한다.
그리고, 레티클 (R) 의 패턴영역이 다른 영역이 자외펄스광으로 순차적으로 조명되고, 패턴영역 전체면에 대한 조명이 완료됨으로써, 웨이퍼 (W) 상의 퍼스트쇼트의 주사노광이 종료된다. 그럼으로써, 레티클 (R) 의 패턴이 투영광학계 (PL) 를 통해 퍼스트쇼트에 축소전사된다.
상기 주사노광중, 주제어장치 (50) 는 단계 112 에서 노광이 종료되는 것을 기다린다.
그리고, 상기한 바와 같이 하여 퍼스트쇼트의 주사노광이 종료되면 단계 112 에서의 판단이 긍정되고, 단계 114 로 진행하여 레이저광의 조사를 정지시킨다. 이 조사정지는 광원 (11) 의 발광 자체를 정지시켜도 되고, 광원 (11) 내의 도시하지 않은 셔터를 폐쇄해도 된다.
다음 단계 116 에서는 카운터 m 을 참조하여 그 카운터값 m 이 제 n 행째 (여기서는 제 1 행째) 의 마지막 쇼트번호인지의 여부를 예컨대 쇼트맵에 기초하여 판단한다. 여기서는 m＝1 이므로, 여기서의 판단은 부정되고, 단계 118 로 진행하여 카운터 m 을 1 인크리먼트한 후, 단계 120 으로 진행하고, 제 n 행째 제 m 번째의 쇼트 (여기서는 제 1 행째 제 2 번째의 쇼트, 즉 세컨드쇼트) 의 노광에 필요한 각종 설정정보를 동기 제어유닛 (80) 에 전송한다. 이 각종 설정정보의 전송은 동기 제어계 (80) 에 의해 노광종료직후의 주사방향으로의 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 레티클 스테이지 (RST) 의 등속 오버스캔 (후정정) 동작이 실행중인 동안에 실행된다. 따라서, 동기 제어계 (80) 에서는 송출되어 온 각종 설정정보를무리없이 수취하여 내부메모리에 기억시킬 수 있다.
상기 설정정보의 전송후, 주제어장치 (50) 에서는 단계 122 에서 제 1 모드의 양 스테이지 (RST,WST) 의 이동 (이하,「제 1 모드의 이동」이라 약칭함) 을 동기 제어계 (80) 에 지시한 후, 단계 108 로 되돌아가 양 스테이지 (RST,WST) 의 목표주사속도로의 가속이 종료되는 것을 기다린다.
이 단계 108 의 대기 상태 동안, 동기 제어계 (80) 에 의해 제 1 모드의 이동동작이 실행된다. 이하, 이 제 1 모드의 이동동작에 대해 상세히 서술한다.
〈제 1 모드의 이동동작〉
여기서는 일례로서 도 5 에 나타내는 바와 같은 동일 행에 위치하는 인접쇼트, 퍼스트쇼트 (S1), 세컨드쇼트 (S2) 를 순차적으로 노광하는 경우의, 쇼트간에서의 양 스테이지의 이동동작에 대해 설명한다.
도 6(A) 에는 이 제 1 모드의 작동동작에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주사방향 (Y축 방향) 에 관한 저크곡선 Jy(t) 가 실선으로 표시되고, 비주사방향 (X축 방향) 에 관한 저크곡선 Jx(t) 가 점선으로 표시된다. 여기서, 저크란 가속도가 변화되는 비율, 즉 위치의 시간에 따른 3 계 미분을 의미한다.
또한, 도 6(B) 에는 도 6(A) 에 대응하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주사방향으로의 가속도곡선 Ay(t) 가 실선으로 표시되고, 비주사방향으로의 가속도곡선 Ax(t) 가 점선으로 표시되어 있다. 또한, 도 6(C) 에는 도 6(A) 및 도 6(B) 에대응하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주사방향으로의 속도곡선 Vy(t) 이 실선으로 표시되고, 비주사방향으로의 속도곡선 Vx(t) 가 점선으로 표시된다. 또 도 6(D) 에는 도 6(A) 내지 도 6(C) 에 대응하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주사방향으로의 변위곡선 Py(t) 가 실선으로 표시되고, 비주사방향으로의 변위곡선 Px(t) 가 점선으로 표시되어 있다. 또한, 이들 도 6(A) 내지 도 6(D) 에서, 횡축은 시간 (t) 을 나타낸다.
또 이 제 1 모드의 이동동작에서는 레티클 스테이지 (RST) 는 상기 저크곡선 Jy(t), 가속도곡선 Ay(t), 속도곡선 Vy(t) 및 변위곡선 Py(t) 의 투영배율의 역수 배의 크기의 각 시간변화곡선에 따라 이동하므로 상세한 설명은 생략한다.
여기서, 본 실시형태에서는 실제로는 도 6(A) 의 저크곡선에 기초하여 속도 또는 위치의 지령값이 동기 제어계 (80) 에 의해 생성되고, 이 지령값에 따라 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 의해 구동계 (48) 를 통해 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 제어되지만, 이하에서는 이해를 쉽게 하기 위해 도 6(C) 의 속도곡선을 중심으로 적절한 다른 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 주사방향 (스캔방향) 에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이 하여 쇼트 S1의 노광이 종료된 시점 t1(이 때 점 P 는 도 5 중의 점 A 의 위치에 있음) 으로부터 등속 오버스캔시간 T4를 경과한 시점 t2(＝t1＋T4) 에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 감속 (도 5 중의 ＋Y 방향으로 속도를 가질 때의 －Y 방향의 가속) 을 개시한다. 감속개시후, 그 감속도가 서서히 커져 (－Y 방향의 가속도가 그 절대값이 커져) 소정 일정값 (－Aa) 으로 되고, 그 후 일정시간 ΔT, 그 일정값을 유지한다 (도 6(B) 참조). 단, 감속개시시점 t2부터 시간 Ty5사이가 감속시간이다.
이 때, 도 5 중의 점 A (O,Ay) 를 기준점으로 하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 도 6(C) 에 나타내는 바와 같이, 노광종료시점 t1으로부터 시간 T4사이 일정속도 Vscan로 ＋Y 방향으로 진행하고, 그 후는 시간 T4경과시점 t2를 시간의 기준점으로 하여 도 6(C) 의 속도곡선 Vy(t) 에 따른 속도로 시간 Ty5만큼 더욱 ＋Y 방향으로 진행한다. 이 시간 Ty5가 경과한 시점 t3에서, 다른 구획영역으로서의 쇼트 S2에 대한 프리스캔이 개시되는 분기점 B (Bx,By) 가 된다 (도 5 참조).
그 후, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 가속개시점 t3을 시간의 기준으로 하여 －Y 방향으로 속도곡선 Vy(t) 에 따른 속도로 시간 Ty1동안 가속된다.
상기 시간 (Ty5＋Ty1) 동안 저크곡선 Jy(t) 는 도 6(A) 에 나타내는 바와 같이, 중앙부에 저크＝0 의 구간을 사이에 둔 하측 볼록의 산형 (골) 과 상측 볼록의 산형이 존재하는 형상의 곡선, 즉 2 극화된 부호가 반전된 곡선으로 되어 있다.
즉, 제 1 모드의 이동동작에서는 이러한 저크곡선 Jy(t) 룰, 어느 쇼트에 대한 노광의 종료후, 다음 쇼트에 대한 노광을 위한 동기정정기간 (T2) 전까지의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주사방향으로의 조주동작시의 지령값의 기본이 되므로, 대응하는 기간에서는 가속도곡선 Ay(t) 가 도 6(B) 에 실선으로 나타내는 사다리꼴로 되어 있다. 따라서, 이 조주기간에 관해서는 이 기간 중의 최고 감속도 (최대 순간감속도), 또는 최고 가속도 (최대 순간가속도) 의 절대값 Aymax＝Aa 와, 평균가속도의 절대값 Ayave사이에는
Ayave＜Aymax＝Aa＜2Ayave
의 관계가 성립한다.
한편, 도 7(A) 내지 도 7(D) 에는 도 6(A) 내지 도 6(D) 에 대응하여, 종래의 노광장치에서의 웨이퍼 스테이지의 저크곡선, 가속도곡선, 속도곡선, 변위곡선 (이들 도면에서 횡축은 시간임) 이 비교예로서 나타나 있다. 도 7(A) 를 보면 상기 웨이퍼 스테이지의 주사방향으로의 조주동작이 실행되는 기간에, 저크곡선으로서 4 극화된 저크곡선이 사용되고 있음을 알 수 있다. 따라서, 가속도곡선이 대응하는 기간에서는 도 7(B) 중에 실선으로 표시되는 바와 같은 대략 삼각형상으로 되어 있다. 따라서, 이 조주기간에 관해서는 최고 가속도 (최대 순간가속도) 또는 최대 감속도 (최대 순간감속도) 의 절대값 Aymax와, 평균가속도의 절대값 Ayave사이에는
Aymax≒Ayave
의 관계가 성립하였다.
이에 따라, 본 실시형태의 노광장치 (10) 에서는 최대 가속도 (또는 최대 감속도) 의 절대값에 대한 평균가속도 (또는 평균감속도) 의 절대값의 비율이 향상되는, 바꿔 말하면 최대 가속도 (또는 최대 감속도) 를 억제할 수 있게 되고, 그럼으로써, 그 가속 (또는 감속) 시에 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동하는 리니어 모터 등의 액추에이터 또는 그 구동앰프 등의 소형화, 및 소비전력의 저감에 의한 발열억제 등이 가능해졌다. 레티클 스테이지 (RST) 측에서도 이와 동일한 효과가 얻어지고, 또한 레티클 스테이지 (RST) 측에서는 저크의 변동 (급격한 변화나 그 변화의 빈도) 이 억제되므로, 레티클 (R) 의 어긋남의 발생도 효과적으로 억제할 수 있다.
상기와 같이 가속이 실행되고, 도 6(B) 중에 나타내는 시점 t4가 되면 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 목표주사속도인 －Vscan(여기서 부호는 －Y 방향의 속도라는 의미임) 에 도달하고, 그 후 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 의 동기 제어기간으로서의 시간 T2를 거쳐 노광이 개시된다. 노광시간 T3은 T3＝(쇼트길이 Ly ＋ 조명슬릿폭 w)/Vscan으로 표현된다.
이어서 비주사방향 (비스캔방향) 의 이동동작 (쇼트간 스테핑동작) 을 설명한다. 도 6(C) 에 나타내는 바와 같이, 쇼트 S1의 노광이 종료된 시점 t1에서 바로 속도곡선 Vx(t) 에 따라 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 －X 방향으로의 가속이 개시된다. 그리고, 가속개시로부터 시간 Tx5가 경과된 시점에서 최고속도인－Vxmac(여기서 부호는 －X 방향의 속도인 것을 의미함) 에 도달한다. 이 때, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 좌표는 －Bx 이고, 점 P 는 도 5 중의 점 B (Bx,By) 에 있다. 이어서, 그 시점부터 속도곡선 Vx(t) 에 따라 감속 (－X 방향으로 속도를 가질 때의 ＋X 방향의 가속) 을 개시한다. 그리고, 감속개시시점 (가속종료시점) 으로부터 시간 Tx1이 경과하면 감속이 종료되어 속도 0 이 된다 (즉 비스캔방향으로의 이동을 정지함). 이 때, 웨이퍼 스테이지의 X 좌표는 －Lx (Lx 는 스테핑 길이임) 로 되어 있고, P 점은 도 5 중의 점 C (Lx,Cy) 에 도달하여 있다.
즉, 스캔방향으로는 도 6(C) 에 나타내는 바와 같이, 이전 쇼트의 노광종료시점 t1으로부터 시간 (T4＋Ty5＋Ty1) 이 경과된 시점 t4에서 다음 쇼트의 노광을 위한 가속이 종료되지만, 비스캔방향으로는 도 6(C) 에 나타내는 바와 같이, 이전 쇼트의 노광종료시점 t1으로부터 시간 (Tx5＋Tx1) 이 경과된 시점 에서는 가감속이 종료되어 있고, 그럼으로써 만일 Ty1＝Tx1또한 Ty5＝Tx5가 성립된다면 스캔방향의 정정시간 T2에서의 동기 제어개시보다 T4만큼 빨리 스테핑동작이 종료됨을 알 수 있다. 이 때 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 궤적은 도 5 에 나타내는 바와 같이 포물선 형상이 된다.
상기 서술한 스캔방향의 정정시간에서의 동기 제어개시보다 비스캔방향의 스테핑동작이 빨리 종료된다는 것은, 스캔방향의 속도가 제로로 되는 점, 즉 감속이종료되어 다음 쇼트의 노광을 위한 가속이 개시되는 점인 도 5 의 B 점 (Bx,By) 의 X 좌표 Bx 가 쇼트 S1과 S2의 경계로부터 S2근방이 되도록 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스캔방향의 오버스캔 및 프리스캔동작에 병행하여 비스캔방향의 이동동작 (스테핑동작) 이 실행되도록 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 및 동기 제어계 (80) 가 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X, Y 각각의 방향의 이동을 제어하도록 되어 있다는 것이다.
상기 비주사방향의 스테핑시의 저크곡선 Jx(t) 는 도 6(A) 에 점선으로 나타내는 바와 같이 다른 형상으로 서로 역방향의 저크곡선이 2 세트 포함되고, 합계로 4 극화된 저크곡선으로 되고 있고 또 이 저크곡선에는 저크가 0인 구간이 포함되어 있지 않다. 즉, 이 경우, 도 6(B) 및 도 6(C) 에서도 알 수 있듯이 비주사방향으로는 가속도 Ax및 속도 Vx가 항상 변화하고 있어, 비주사방향으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 항상 이동하고 있다. 바꾸어 말하면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 도중에서 정지하지 않고 스캔방향의 조주동작고 병행하여 스테핑동작을 한다.
따라서, 거의 최단시간 동안에 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 쇼트간 이동동작 (주사방향 및 비주사방향을 포함함) 이 가능해져 스루풋 향상이 가능해진다.
그런데, 전술한 바와 같이 프리스캔시간에는 레티클 (R) 을 웨이퍼 (W) 에 완전히 추종시키기 위한 정정시간 T2가 포함되기 때문에 비스캔방향으로의 가감속 제어는 되도록 정정시간 T2의 개시시점보다 일찍 종료되는 것이 바람직하다. 이것을 실현하기 위해서 본 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 컨트롤러 (78) 및 동기 제어계 (80) 로서는 도 6(C) 에서도 알 수 있듯이, 노광종료에 계속되는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스캔방향에서의 등속 오버스캔시간 T4동안에 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 비스캔방향에서의 이동동작을 개시하는 것으로 하고 있고, 그 등속 오버스캔시간 T4분만큼 일찍 비스캔방향에서 발생되는 가감속제어를 종료하는 제어를 하고 있다. 즉, 비주사방향의 스테핑은 주사방향의 동기 제어의 개시보다 먼저 종료되므로, 동기 제어계 (80) 에서는 정정시간 T2동안에는 스캔방향의 동기 제어에만 전념할 수 있다. 이와 함께 동기 제어시에 비주사방향의 감속 영향이 거의 없기 때문에 동기정정시간 T2의 단축 및 이에 대응하여 등속 오버스캔시간 (후정정기간) T4의 단축도 가능하므로, 이 점에서도 스루풋 향상이 가능하다.
도 3 의 설명으로 돌아가, 위에서 설명한 제 1 모드의 이동동작이 실행되는 동안 주제어장치 (50) 에서는 전술한 바와 같이 단계 108 에서 양 스테이지 (RST,WST) 의 가속이 종료되는 것을 기다리고 있다. 그리고, 상기 제 1 모드의 이동동작이 종료되면, 단계 108 의 판단이 긍정되어, 이후 단계 110→112→114→116→118→120→122→108 의 루프에서의 처리 (판단을 포함함) 를 단계 116 에서 판단이 긍정될 때까지 반복한다. 그럼으로써, 제 n 행째의 제 2 번째의 쇼트(이 경우 제 1 행째의 제 2 번째의 쇼트 (세컨드 쇼트) 부터 제 n 행째 (이 경우 제 1 행째) 의 마지막 쇼트의 각각에 대하여 교대 스캔으로 주사노광이각각 실행되어 이들 쇼트에 대하여 레티클 (R) 의 패턴이 순차적으로 전사된다.
이와 같이 하여 제 1 행째의 마지막 쇼트에 대한 주사노광이 종료되면, 단계 116 에서의 판단이 긍정되어 단계 124 로 이행된다.
단계 124 에서는 카운터 m 을 1 로 초기화하는 동시에 카운터 n 을 1 인크리먼트한다 (m←1, n←n+ 1).
다음 단계 126 에서는 카운터 n 을 참조하여 그 카운트값 n 이 최종 행 번호 N 보다 큰지의 여부를 판단한다. 이 경우, n= 2 이므로 이 단계 126 에서의 판단은 부정되고, 단계 128 로 진행되어 n 행째 (이 경우 2 행째) 의 제 1 번째의 쇼트의 노광에 필요한 각종 설정정보를 동기 제어계 (80) 에 전송한 후, 단계 130 로 진행되어 제 2 모드의 양 스테이지 (RST,WST) 의 이동 (이하,「제 2 모드의 이동」이라고 함) 을 동기 제어계 (80) 에 지시한 후, 단계 108 로 돌아가 양 스테이지 (RST,WST) 의 목표주사속도로의 가속이 종료되는 것을 기다린다. 이 단계 108 의 대기 상태 동안 동기 제어계 (80) 에 의해 제 2 모드의 이동동작이 실행된다. 이하, 이 제 2 모드의 이동동작에 대해서 설명한다.
<제 2 모드의 이동동작>
이 제 2 모드의 이동동작은 도 4 중에 일점쇄선으로 나타내는, 다른 행간에 있어서의 점 P 의 이동궤적에 대응하는 최종 행 이외의 행 (비주사방향으로 배열되는 복수 쇼트로 이루어지는 행) 내의 최종 쇼트 (편의상「쇼트 A」라고 함) 의 노광종료후, 다른 행 (다음 행) 의 최초 쇼트 (편의상「쇼트 B」라고 함) 의 노광개시전에 실행되는 양 스테이지의 이동동작이다.
이 다른 행간의 이동동작에서는 웨이퍼의 스캔노광전의 가속조건과 레티클의 스캔전의 가속조건을 합칠 필요가 있기 때문에 웨이퍼 스테이지는 노광개시에 앞서 비스캔방향뿐아니라 스캔방향으로도 일단 정지시킬 필요가 있다.
이 때문에 상기 쇼트 A, B 사이에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주사방향으로의 이동동작의 시퀀스로는, 쇼트 A 의 노광후의 등속 오버스캔 (후정정)→쇼트 A 의 노광을 위한 주사개시위치에 대응하는 위치 (노광후의 감속종료위치) 까지 이동→쇼트 B 의 노광을 위한 주사개시위치 (가속개시위치) 까지의 이동→그 가속개시위치에서 정지→가속→노광전의 동기정정의 순서가 통상 채택된다. 이 경우, 전술한 종래의 주사방향으로의 구획영역간의 조주동작과 동일하게 저크곡선이 4 극화된다.
단, 본 실시형태의 제 2 모드의 이동동작에서는 상기 쇼트 A 의 노광후의 후정정기간을 없애고 있다. 이하, 그 이유를 설명한다.
도 8(A) 내지 도 8(D) 에는 상기 쇼트 A 와 쇼트 B 와 동일한 다른 행의 쇼트간에서 이전 쇼트의 노광후의 감속이 종료된 시점 이후의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주사방향으로의 저크곡선 Jy(t), 가속도곡선 Ay(t), 속도곡선 Vy(t), 변위곡선 Py(t) 가, 시간을 가로축으로 하여 각각 표시되어 있다.
도 8(A) 에서 알 수 있듯이 이 제 2 모드의 이동동작에서는 이동개시 직후의 2 극화된 부호가 반전된 1 세트의 저크곡선을 구성하는, ＋측으로 볼록한 저크곡선과 －측으로 볼록한 저크곡선 사이에 시간 T0에서 저크가 0 인 구간이 형성되고, 이동종료 직전의 2 극화된 부호가 반전된 1 세트의 저크곡선을 구성하는 －측으로 볼록한 저크곡선과 ＋측으로 볼록한 저크곡선 사이에 시간 T0에서 저크가 0 인 구간이 형성되어 있다. 이 때문에 각 세트의 저크곡선에 대응하는 가속도곡선은 도 8(B) 와 같은 사다리꼴형상의 곡선으로 이루어져 있고, 전술한 바와 같이 최대 가속도 (의 절대값) 가 억제된 형상으로 되어 있다. 그럼으로써, 다른 행의 쇼트간에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동 동작할 때에 가속시에 필요한 전력을 억제할 수 있다.
이 경우, 의식적으로 최대 가속도의 절대값 Amax를 억제하고 가속도가 일정한 시간 T0를 2 지점 확보하고 있기 때문에 주사방향의 조주에 필요한 시간이 필요 이상으로 길어지지 않도록 전술한 후정정기간을 없앤 것이다.
이와 같이 해도 스루풋에 대한 악영향은 거의 없다. 실질적으로 도 4 를 보더라도 알 수 있듯이 가령 쇼트수가 76 쇼트 있다 하더라도 상기 행간의 이동시퀀스를 사용하는 지점은 9 지점에 불과하기 때문이다.
또, 레티클 스테이지 (RST) 는 전술한 쇼트 A 에 대한 노광후의 감속종료위치까지 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동한 시점에서, 주사개시위치로의 이동을 종료할 수 있기 때문에 이 경우에는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 쇼트 B 노광전의 가속이 개시될 때까지 정지되어 있으면 된다.
또, 도 8(A) 내지 도 8(D) 에서는 도시가 생략되어 있지만, 상기 정지기간 후에 전술한 도 6(A) 내지 도 6(D) 와 동일하게 하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가속이 개시되고, 이것과 동기하여 레티클 스테이지 (RST) 의 가속이 개시된다.
도 3 의 설명으로 돌아가 동기 제어계 (80) 에 의해 전술한 제 2 모드의 이동동작이 실행되는 동안 주제어장치 (50) 에서는 전술한 바와 같이 단계 108 에서 양 스테이지 (RST,WST) 의 가속이 종료되는 것을 기다리고 있다. 그리고, 상기 제 2 모드의 이동동작이 종료되면 단계 108 의 판단이 긍정되고, 이후 제 2 행째의 제 1 번째의 쇼트부터 최종 행 (제 N 행) 의 마지막 쇼트 SM에 대한 노광이 종료될 때까지 상기 단계 108 이하의 처리가 반복된다.
이와 같이 하여 웨이퍼 (W) 상의 쇼트의 주사노광과 쇼트간의 스테핑동작이 완전 교대 스캔으로 반복적으로 실행되어 웨이퍼 (W) 상의 최종 쇼트인 쇼트 SM에 대한 레티클 (R) 의 패턴 전사가 종료되면, 단계 126 에서의 판단이 긍정되어 본 루틴의 일련 처리를 종료시킨다.
본 실시형태의 경우, 도 4 에 나타낸 바와 같은 경로에서 순차적으로 교대에 스캔노광이 실행된다. 이 경우, 총 노광 행이 짝수 행이므로 도 4 의 왼쪽 아래의 쇼트 S1에서 노광이 개시되어 최초 1 행이 왼쪽→오른쪽의 순서대로 노광되면, 다음 행은 오른쪽→왼쪽으로 스테핑이 교대로 실행되어 최종적으로 왼쪽 위의 쇼트 SM의 노광이 종료된 시점에서 소정 웨이퍼 교환위치까지 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동하는 동작을 반복한다는 시퀀스가 된다. 상기 교대 스캔시에 동일 행간의 인접 쇼트간에서는 전술한 효율적인 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 쇼트간 이동제어가 실행된다.
a. 이상 상세하게 설명한 바와 같이 본 실시형태의 노광장치 (1O) 에 의하면, 주제어장치 (50) 에 의해 웨이퍼 (W) 상의 1 개의 쇼트영역에 대한 노광종료후부터 다음 쇼트영역의 노광을 위해 스테이지 제어계에 의해 상기 양 스테이지 (RST,WST) 의 주사방향으로의 감속이 개시될 때까지의 기간에 다음 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보가 스테이지 제어계를 구성하는 동기 제어계 (80) 에 전송되도록 되어 있다 (도 3 의 단계 120,128 참조). 이로써 웨이퍼 상의 1 개의 쇼트영역에 대한 노광종료후부터 다음 쇼트영역의 노광을 위한 양 스테이지 (RST,WST) 의 동기정정기간까지 동안에 양 스테이지 (RST,WST) 를 정지시키지 않는 스테이지 제어계 (80,33,78) 에 의한 양 스테이지의 제어시퀀스를 채택하는 것이 가능해진다. 즉, 다음 쇼트영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를 스테이지 제어계가 상위 장치로부터 수취하기 위해서, 양 스테이지를 가속 전에 일단 정지시킬 필요가 없어지므로 그 정지시간이 없는 만큼 스루풋 향상이 가능해진다. 이 경우에 동기 제어계 (80) 자체로 항상 샘플링이 가능한 레티클 간섭계 (30), 레이저 간섭계 시스템 (76) 및 전술한 포커스ㆍ레벨링검출계로부터의 정보 이외의 필요한 정보는 모두 상기 타이밍에서 전송된다. 물론, 동기 제어계 (80) 의 처리속도의 향상에 따라 이동경 경사 등의 정보에 의해 필요한 보정값을 연산하는 기능을 동기 제어계 (80) 측에 갖게 하는 것도 가능하지만, 동기 제어를 위해 필요한 응답속도도 고속화시키므로, 캐리브레이션이나 초기설정정보, 사용자의 설정정보 등으로 스테이지 제어에 사용되는 파라미터의 설정정보는 모두 주제어장치 (50 ; 상위 유닛) 에서 미리 연산처리하여 스테이지 제어나 노광정보와 동일하게 동기 제어에 관련된 파라미터의 설정정보는 행렬식으로 가장 고속 처리할 수 있는 상태로 한 후 동기 제어계 (80) 에 수수하도록 하는 것이 고속 처리의 실현을 위해서는 바람직하다.
또한, 본 실시형태의 노광장치 (10) 에서는, 상술과 같이, 다음의 쇼트 영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를, 웨이퍼상의 1개의 쇼트 영역에 대한 노광종료후로부터, 동기 제어계 (80) 로 보내도록 구성되어 있다. 그러나, 하드 구성상 가능하다면 (예를 들어 동기 제어계의 처리속도가 일단으로 고속임 등), 상기 설정정보의 송신을, 웨이퍼상의 1개의 쇼트 영역에 대한 노광종료후로부터가 아니고, 그 노광동작이 행해지고 있는 도중에라도 행하도록 하여도 좋다 (노광중에 설정정보의 송신을 개시하도록 해도 좋다). 또한 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 상기와 같이 하드 구성상 가능하다면, 임의의 타이밍 [예를 들어 상기 1개의 쇼트 영역에 대한 노광전의 동기 제어 동작중 (전정정중;前整定中)] 에 상기 설정정보의 송신을 개시하도록 해도 좋다. 또한 상술과 같이 노광중, 또는 동기제어동작중에 정보송신을 개시하는 경우에는, 다음의 쇼트 영역에 대한 설정정보만이 아니라, 다음의 쇼트 영역 이후의 복수의 쇼트 영역의 노광을 위해 필요한 제어 파리미터의 설정정보도 송신하도록 구성하는 것이 바람직하다.
b. 또한, 본 실시형태의 노광장치 (10) 에 의하면, 스테이지 제어계 (80,33,78) 는 웨이퍼 (W) 상의 1 개의 쇼트영역에 대한 노광종료후에 양 스테이지 (RST,WST) 를 주사방향으로 감속할 때에 다음 쇼트영역의 노광을 위한 양 스테이지의 동기 제어를 개시한다. 이 때문에 예컨대 양 스테이지의 감속종료후에 바로동기 제어를 개시하는 경우와 비교하더라도, 한층 더 빠른 시점에서 노광개시전의 양 스테이지의 동기정정이 완료되어 동기정정기간의 단축에 의한 스루풋 향상이 가능해진다.
c. 또한, 본 실시형태의 노광장치 (10) 에 의하면, 스테이지 제어계 (80,33,78) 는 다음 쇼트영역의 노광전의 양 스테이지 (RST,WST) 의 동기정정기간 전까지 상기 설정정보에 따른 양 스테이지 (RST,WST) 의 위치설정을 종료할 수 있다. 이 때문에 노광전의 양 스테이지 (RST,WST) 의 동기 정정시의 정정시간 (동기정정기간) 의 단축이 가능해지므로 스루풋을 한층 더 향상시키는 것이 가능해진다.
d. 또한, 본 실시형태의 노광장치 (10) 에 의하면, 도 6(A) 내지 도 6(D) 를 보면 알 수 있듯이 스테이지 제어계 (80,33,78) 에 의해 주사방향과 직교하는 비주사방향의 동일 행내의 쇼트영역간에서 양 스테이지 (RST,WST) 가 주사방향으로 감속 후에 가속되는 조주동작시에 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선에 따른 지령값에 따라 웨이퍼 스테이지 (WST) (및 레티클 스테이지 (RST) 가 제어된다. 즉, 이 경우의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가속도곡선은 도 6(B) 에 나타낸 바와 같은 사다리꼴형상이 되기 때문에 도 6(C) 와 같이 속도 변화가 일정해져, 속도가 0 인 기간이 없고 더구나 소위 교대 스캔이 가능해짐으로써, 상기 조주동작에 필요한 시간 단축이 가능해진다. 또한, 이 경우, 도 6(A) 와 같이 저크곡선의 피크 (가속도의 시간변화율인 약동 (저크) 의 절대값의 최대값) 를 억제할 수 있게 되기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가속도의 평균값에 대한 최대 가속도의 비를 작게할 수 있는 동시에 가속도의 급격한 감소 변화 및 그 빈도를 억제할 수 있다. 따라서, 스루풋 향상과 함께 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 구동계, 예컨대 리니어 모터 등의 사용전력을 억제할 수 있게 된다.
e. 또한, 본 실시형태의 노광장치 (10) 에 의하면, 주제어장치 (50) 로부터의 지시에 따라 스테이지 제어계 (80,33,70) 가 주사방향과 직교하는 비주사방향의 동일 행내의 쇼트영역간에서는 1 개의 쇼트영역에 대한 노광종료후에 양 스테이지를 주사방향으로 등속 이동시키는 후정정기간 (등속 오버스캔기간) 을 노광종료후의 감속개시전에 확보하고 (도 6(C) 중의 T4참조), 다른 행간에서 이동할 때에는 1 개의 쇼트영역에 대한 노광종료 직후에 양 스테이지의 감속동작을 개시하도록 되어 있다 (도 8(B) 참조). 이 때문에 다른 행간에서 이동할 때에 후정정기간이 없는 만큼 스루풋 향상이 가능해진다.
f. 또한, 본 실시형태의 노광장치 (10) 에 의하면, 스테이지 제어계 (80,33,70) 는 도 6(C) 에서도 알 수 있듯이 웨이퍼 (W) 상의 1 개의 쇼트영역에 대한 노광종료후에 다음 쇼트영역의 노광을 위해 양 스테이지 (RST,WST) 가 주사방향으로 감속 후에 가속되는 조주동작과 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 주사방향과 직교하는 비주사방향으로 이동하는 쇼트영역간의 이동동작과 동시 병행적으로 실행되고, 또한 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 비주사방향으로의 이동동작이 다음 쇼트영역의 노광전의 양 스테이지 (RST,WST) 의 동기정정기간 전에 종료되도록 양 스테이지를 제어한다. 이 때문에 웨이퍼 (W) 상의 1 개 쇼트영역에 대한 노광종료후에 다음 쇼트영역의 노광을 위해 양 스테이지가 주사방향으로 감속 후에 가속되는 조주동작과 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 비주사방향으로 이동하는 쇼트영역간의 이동동작을 적어도 일부 오버랩시킬 수 있으므로, 웨이퍼 스테이지의 비주사방향으로의 쇼트영역간의 이동동작 종료후에 양 스테이지의 주사방향으로의 가속동작을 개시하는 경우 등과 비교하여 스루풋 향상이 가능해진다. 또한, 이 경우, 스테이지 제어계는 동기정정기간에는 양 스테이지의 동기정정에만 전념할 수 있어 정정시간의 단축도 가능해진다.
또한, 본 실시형태에 관한 스테이지장치, 즉 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 그 구동계 그리고 그 제어계 (80,78) 에 착안하면, 스테이지 제어계 (80,78) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 Y축 방향 (제 1 축 방향) 에 관해 감속 후에 가속되는 Y축 방향 이동동작과 Y축 방향과 직교하는 X축 방향 (제 2 축 방향) 에 관해 이동하는 제 2 축 방향 이동동작이 동시 병행적으로 실행되어, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 U 자형상 또는 V 자형상의 궤적을 따라 이동한다. 이 때, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 도 6(A) 에서도 알 수 있듯이 Y축 방향 이동동작시에는 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선에 따른 지령값에 따라 제어된다. 이 경우 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가속도곡선은 사다리꼴형상이 되기 때문에 (도 6(B) 참조), 속도 변화가 일정해져 속도가 0 인 기간이 없고(도 6(C) 참조), 그럼으로써 Y축 방향 이동동작에 필요한 시간 단축이 가능해진다. 또한, 이 경우 저크곡선의 피크를 억제할 수 있기 때문에 웨이퍼 스테이지의 가속도의 평균값에 대한 최대 가속도의 비를 작게 할 수 있는 동시에 가속도의 급격한 감소 변화 및 그 빈도를 억제할 수 있다. 따라서, 스루풋 향상과 함께 웨이퍼 스테이지의 구동계, 예컨대 리니어 모터 등의 사용전력을 억제할 수도 있게 된다. 이 경우, 상기 스테이지 제어계는 X축 방향 이동동작시에는 적어도 2 극이 다른 형상으로, 합계로 4 극화되어 있는 저크곡선에 따른 지령값에 따라 웨이퍼 스테이지를 제어한다 (도 6(A) 참조).
또, 상기 실시형태에서는 주제어장치 (50) 가 웨이퍼 (W) 상의 쇼트영역을 노광할 때마다 다음 쇼트영역의 노광을 위해 필요한 각종 설정정보 (제어 파라미터의 설정정보를 포함함) 를 동기 제어계 (80) 에 전송하는 경우에 대해 설명했는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 상기 실시형태의 노광장치 (10) 에서, 예컨대 도 3 의 단계 128 대신에 도 8(B) 에 나타낸 바와 같이 가속도가 0 인 비교적 긴 구간을 갖는 행간의 이동 (반환의 주변쇼트) 시에 다음 행내에 존재하는 모든 쇼트의 노광에 필요한 전술한 각종 설정정보를, 주제어장치 (50) 가 모두 1 코맨드로 동기 제어계 (80) 에 전송하는 (수수하는) 처리를 하는 처리단계를 채택하는 것으로 할 수도 있다. 이러한 경우에는 주제어장치 (50) 에 의해 웨이퍼 (W) 상에서의 비주사방향의 임의의 행내의 최종 쇼트영역의 노광종료후, 별도 행의 최초 쇼트영역의 노광을 위해, 스테이지 제어계 (80,33,78) 에 의해 양 스테이지 (RST,WST) 의 이동제어가 실행되는 동안에 다음 행내의 복수 쇼트영역의 노광을 위해 필요한 각종 설정정보 (제어 파라미터의 설정정보를 포함함) 가 스테이지 제어계 (더욱 정확하게는 동기 제어계 (80)) 에 전송된다.
이 때문에 웨이퍼 (W) 상의 1 개의 쇼트영역에 대한 노광종료후부터 양 스테이지의 감속개시까지의 시간이 짧고, 그 사이에 다음 구획영역의 노광을 위해 필요한제어 파라미터의 설정정보의 전송이 어려운 경우라도, 노광종료후부터 다음 쇼트영역의 노광을 위한 양 스테이지의 동기정정기간까지 동안에 양 스테이지를 정지시키지 않는 스테이지 제어계에 의한 양 스테이지의 제어시퀀스를 채택할 수 있게 된다. 따라서, 양 스테이지를 가속 전에 일단 정지시킬 필요가 없어지므로 그 정지시간이 없는 만큼 스루풋 향상이 가능해진다. 또한, 이 경우에도, 스테이지 제어계는 상기 주사방향으로의 감속때부터 양 스테이지의 동기 제어동작을 개시하는 것도 가능하다.
전술한 행간의 이동 (반환의 주변쇼트) 시에 다음 행내에 존재하는 모든 쇼트의 노광에 필요한 전술한 각종 설정정보를, 주제어장치 (50) 가 모두 1 코맨드로 동기 제어계 (80) 에 전송하는 경우에도, 동기 제어계 (80) 자체로 항상 샘플링이 가능한 레티클 간섭계 (30), 레이저 간섭계 시스템 (76) 및 전술한 포커스ㆍ레벨링 검출계에서의 정보 이외의 필요한 정보는 모두 상기 타이밍에서 전송하는 것으로 하고, 동기 제어에 관련된 파라미터의 설정정보는 행렬식으로 최대한 고속 처리할 수 있는 상태로 한 후 동기 제어계 (80) 에 수수하도록 하는 것이 고속 처리 실현을 위해서는 바람직하다. 또한, 스테이지 제어계는 다음 행의 쇼트영역마다에서의 노광개시전의 양 스테이지의 동기정정기간 전까지 상기 설정정보에 따른 양 스테이지의 위치설정을 종료하는 것이 전술한 바와 같은 이유에서 바람직하다.
그 밖에 상기 실시형태의 노광장치 (10) 에서 동기 제어계 (80) 가 갖는 메모리에 여유가 있는 경우는, 주제어장치 (50) 는 웨이퍼 (W) 상의 복수 (예컨대 76 개) 의 쇼트영역 전체를 노광하기 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를, 웨이퍼 상의 각 쇼트영역의 소정 점과의 위치맞춤에 사용되는 배열정보의 검출동작, 예컨대 전술한 웨이퍼 얼라인먼트의 종료후 퍼스트쇼트의 노광이 개시될 때까지 동안에 동기 제어계 (80) 에 전송하는 것으로 할 수도 있다. 이 경우에는 전술한 도 3 의 단계 120, 128 의 처리가 불필요해진다. 또한, 이 경우, 퍼스트쇼트의 노광이 개시된 후의 노광처리 기간 중에는 전술한 제어 파라미터의 설정정보의 전송처리가 불필요해지므로, 웨이퍼 (W) 상의 퍼스트쇼트에 대한 노광개시시부터 최종 쇼트에 대한 노광종료까지 동안 양 스테이지를 정지시키지 않는 스테이지 제어계에 의한 양 스테이지의 제어시퀀스를 채택하는 것이 가능해져 스루풋 향상이 가능해진다. 또한, 스테이지 제어계는 쇼트영역마다에서의 노광개시전의 양 스테이지의 동기정정기간 전까지 상기 설정정보에 따른 양 스테이지의 위치설정을 종료하는 것이 전술한 바와 같은 이유에서 바람직하다.
또, 동기 제어계 (동기 제어유닛: 80) 의 처리속도가 한층 더 고속이면, 전술한 정보의 수수를, 동기 제어계 (80) 에 의한 양 스테이지의 동기 제어동작과 병행하여 실행할 수도 있다. 따라서, 지금까지 설명한 어느 한 타이밍에서 전술한 정보의 수수를 주제어장치 (50) 와 동기 제어계 (80) 사이에서 실행할지의 선택은 동기 제어계의 메모리 용량이나 고속 처리의 능력 또는 동기 제어계의 설계 용이성 등을 종합적으로 판단하여 결정하면 된다.
또, 상기 실시형태의 노광장치 (10) 에서는 전술한 제어 파라미터의 설정정보의 전송처리상의 연구에 추가로 특히 양 스테이지의 제어에 관해 전술한 b. 내지 f. 와 같은 여러 가지 연구를 동시에 실행하고 있는데, 물론 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 즉, 상기 a. 및 b. 내지 f. 와 같은 여러 가지 연구 중 어느 하나를 단독으로 또는 임의로 조합하여 실행하는 것으로 할 수도 있다.
또, 상기 실시형태에서는 웨이퍼 (W) 의 비주사방향으로의 가속은 1 개 쇼트의 주사노광종료후의 주사방향의 등속이동시에 개시되는데 이것에 한정되지 않고, 웨이퍼 (W) 의 비주사방향으로의 가속을 웨이퍼 (W) 의 감속 중에 개시하도록 할 수도 있다. 이 경우, 웨이퍼 (W) 는 다음 쇼트의 주사노광전에 주사방향과 교차하는 방향에 따라 가속되어, 주사방향의 이동속도가 웨이퍼 (W) 의 감도 특성에 따른 속도로 설정되어 있으므로, 노광중에는 그 속도를 유지하여 레티클을 동기 제어하면 되므로 제어가 쉽다.
또, 상기 실시형태의 노광장치 (10) 에서 실행되는 웨이퍼 (W) 상의 복수 쇼트영역 (S1,S2,‥‥) 에 레티클 (R) 의 패턴을 순차적으로 전사하는 스텝 앤드 스캔방식의 주사노광방법에서, 레티클 (R) 의 왕복이동에 의해 레티클 (R) 의 패턴이 전사되는 웨이퍼 (W) 상의 임의의 2 개의 쇼트영역, 예컨대 쇼트 S1, S2의 주사노광 사이에서 웨이퍼 (W) 를 정지시키지 않고 이동시키는 것이 바람직하다. 이 경우에는 웨이퍼 (W) 상에 순차적으로 레티클 (R) 의 패턴이 전사되는 인접영역 예컨대 쇼트 S1, S2의 주사노광 사이에서 웨이퍼 (W) 가 정지하지 않으므로, 그 부분에 관해서는 스루풋이 더욱 향상되기 때문이다. 이런 의미에서 보면, 웨이퍼 (W) 는 레티클 (R) 패턴을 전사해야 하는 웨이퍼 (W) 상의 마지막 쇼트영역의 주사노광이 종료될 때까지 웨이퍼 (W) 의 주사방향 및 비주사방향의 적어도 일측 속도성분이 0 이 되지 않도록 이동되는 것이 보다 바람직하다. 이러한 경우에는 결과적으로 복수 쇼트영역 전체에 스텝 앤드 스캔방식의 주사노광이 실행되는 동안 웨이퍼가 정지되지 않으므로 스루풋이 가장 향상되기 때문이다.
그런데, 예컨대 도 6(A) 및 도 6(B) 등에서도 알 수 있는 바와 같이 쇼트 사이를 이동할 때에 웨이퍼 스테이지 및 레티클 스테이지의 주사방향으로는 스캔속도, 가속시간을 고정시키더라도, 저크내분비 (가속시간 (또는 감속시간)에 대한 저크가 0 이 아닌 시간의 비율) 를 변경하면, 최대 순간가속도는 그에 따라 변화된다.
이러한 점에 착안하여 본 발명자들은 쇼트 사이를 이동할 때의 주사방향으로의 스테이지의 저크, 가속도, 속도 및 변위곡선을 정식화하였다. 이하, 이에 대해 설명한다.
먼저, 최초에 상기 실시형태의 제 1 모드의 이동동작과 동일한 감속과 가속의 프로파일이 대칭형을 이루고 있는 경우 (이하,「제 1 스캔 가속제어방법」이라고 함) 에 대해 설명한다. 이 경우 웨이퍼 스테이지의 주사방향으로의 저크곡선, 가속도곡선, 속도곡선 및 변위곡선이 도 9(A) 내지 도 9(D) 에 각각 표시되어 있다.
입력변수로서 스캔속도 V〔m/s〕, 가속시간 T〔s〕, 저크내분비 R 을 지정하기로 한다.
단, 가속시간 T 나 저크내분비 R 대신에 최대 순간가속도 A 를 지정할 수도 있다.
이 경우, A, V, T, R 의 관계는 다음식 (1), (2) 에 의해 부여된다.
이 경우의 내부 변수는 제 1 절점 시각 T1, 제 2 절점 시각 T2및, 저크의 최대값 (전반) J1로, 각각 다음 식 (3), (4), (5) 로 표시된다.
이 경우, 식 (4) 에 의해 저크내분비 R 은 R=T2/T 이다.
이 경우 각 구간의 저크, 가속도, 속도, 변위는 이하와 같다.
제 1 구간 (0≤t≤T1)
제 2 구간 (T1≤t≤T2)
제 3 구간 (T2≤t≤T)
제 4 구간 (T≤t≤2T)
이 제 1 스캔 가속제어방법에 의하면, 전술한 바와 같이 감속완료로부터 가속개시 동안에 스캔축 정지시간이 없어 스루풋 향상이 가능한 동시에, 평균가속도에 대해 최대 순간가속도를 2 배 이하로 억제할 수 있고, 이로 인해 액추에이터나 앰프의 소형화 및, 그 설계의 자유도 향상이 가능해진다. 또, 이 경우, 레티클 스테이지측에서는 이들에 추가로 레티클의 위치어긋남도 효과적으로 억제할 수 있다.
다음에, 감속과 가속의 프로파일이 배대칭인 경우 (이하,「제 2 스캔 가속제어방법」이라고 함) 에 대해 설명한다. 이 경우 웨이퍼 스테이지의 주사방향으로의 저크곡선, 가속도곡선, 속도곡선 및, 변위곡선이 도 10A 내지 도 10D 에 각각 나타나 있다.
이 경우, 입력변수로서 스캔속도 V[m/s], 감속시간 TD[s], 가속시간 TA[s], 감속 저크내분비 RD및, 가속 저크내분비 RA를 지정하기로 한다.
단, 감속시간 TD, 가속시간 TA, 저크내분비 RD, RA대신에 최대 순간가속도 (A) 를 지정할 수도 있다.
이 경우, A, V, TA, TD, RA, RD의 관계는 다음 식 (22), (23), (24) 로 부여된다.
이 경우의 내부 변수는 감속 저크내분비 RD, 감속 스트로크 LD[m], 가속 스트로크 LA[m], 등속시간 TO[s], 제 1 절점 시각 T1, 제 2 절점 시각 T2, 감속종료 가속개시시각 T3, 제 4 절점 시각 T4, 제 5 절점 시각 T5, 가속종료시각 T', 감속개시로부터의 경과시간 ts[s], 가속종료까지의 나머지 시간 tR[s], 저크최대값 (감속시) J1[m/s3] 및, 저크최대값 (가속시) J2[m/s3] 으로, 각각 다음 식 (25) 내지 (38) 로 표시된다.
이 경우 감속 저크내분비 RD는 RD=(T2-T0)/(T3-T0), 가속 저크내분비 RA=(T'-T4)/(T'-T3) 이다.
이 경우 각 구간의 저크, 가속도, 속도, 변위는 이하와 같다.
제 1 구간 (0≤t≤T0)
제 2 구간 (T0≤t≤T1)
제 3 구간 (T1≤t≤T2)
제 4 구간 (T2≤t≤T3)
제 5 구간 (T3≤t≤T4)
제 6 구간 (T4≤t≤T5)
제 7 구간 (T5≤t≤T'(=T6))
이상과 같이 정식화되는 제 2 스캔 가속제어방법은 가속도곡선 Acc(t) 는 도 10(B) 에 나타내는 바와 같이 산이 1 개의 사다리꼴형상이고, 또한 도 10(A) 에 나타낸 저크곡선이 2 극화된 부호가 반전된 것으로 되어 있고, 이런 점은 전술한 제 1 스캔 가속제어방법과 동일하다. 단, 감속과 가속의 프로파일은 비대칭이다.즉, 감속영역과 가속영역의 저크곡선의 형상은 서로 다르다. 이 경우, 감속영역에서는 스루풋에 배려하여 큰 저크에서 감속하고, 노광 직전의 가속영역에서는 그 이후의 동기정정기간의 단축을 고려하여 저크를 작게 억제하고 있다. 단, 가속영역과 감속영역에서 저크가 다름으로써, 감속영역에서의 스트로크 (변위에 상당) 와 가속영역에서의 스트로크에 차이가 생기지 않도록, 즉 교대 스캔시의 주사개시위치와 주사종료위치가 일치하도록 감속개시 직전의 등속 오버스캔시간 T0를 길게 설정하여 조정을 도모하고 있다. 이 때문에 양 스테이지의 가속종료위치를 소정 목표위치에 일치시키고, 또한 그 가속종료위치에서의 제어 지연 및 그것에서 기인되는 양 스테이지의 동기오차를 억제할 수 있으므로, 노광전의 동기정정시간을 단축할 수 있게 된다.
따라서, 전술한 제 1 실시형태의 노광장치 (10) 에서, 제 1 모드의 이동동작시의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스캔방향제어, 레티클 스테이지 (RST) 의 스캔방향제어에 이 제 2 스캔 가속제어방법을 적용하는 것으로 할 수도 있다. 이와 같이 하면, 노광전의 저크의 최대값이 억제되므로, 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지의 동기정밀도가 향상되는 동시에 동기정정시간의 단축에 의한 스루풋 향상도 가능하다. 또한, 등속 오버스캔시간을 길게 설정할 수 있으므로, 전술한 주제어장치 (50) 로부터의 동기 제어계 (80) 에 대한 각종 설정정보의 전송시간을 길게 확보할 수 있다. 이 때문에 상기 제 1 실시형태와 비교하더라도 보다 많은 정보를 전송할 수 있게 되고, 이들 정보에 따라 한층 더 고정밀도로 레티클과 웨이퍼의 동기 제어를 실행할 수 있게 된다.
또, 전술한 제 1 스캔 가속제어방법 및 제 2 스캔 가속제어방법 어느 방법을 채택하는 경우에도, 스테이지 제어계는 비주사방향이 다른 행의 구획영역간에서 상기 조주 동작할 때에는 4 극화되어 있는 저크곡선에 따른 지령값에 따라 웨이퍼 스테이지를 제어하는 것으로 할 수 있다. 이 경우에 상기 4 극화되어 있는 저크곡선은 적어도 2 극이 다른 형상인 것으로 할 수 있다.
또한, 지금까지 설명한 각종 방법에 의한 양 스테이지의 제어에 관해 상기 스테이지 제어계는 상기 양 스테이지의 상기 쇼트영역간의 상기 조주동작과 병행하여 적어도 2 극이 다른 형상으로. 합계로 4 극화되어 있는 저크곡선에 따른 지령값에 따라 웨이퍼 스테이지를 비주사방향으로 이동시키는 쇼트영역간의 이동동작을 실행할 수 있다.
그런데, 본원의 발명자 (니시) 는 주로 이중 노광시의 스루풋을 향상키고자 하는 관점에서, 웨이퍼 스테이지 (기판 스테이지) 를 2 개 구비하여 일측 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼에 대한 노광동작 중에 타측 웨이퍼 스테이지 상에서 웨이퍼 교환, 얼라인먼트 등의 다른 동작을 병행하여 실행하는 노광장치를 앞서 제안하였다 (일본 공개특허공보 평10-163097호, 일본 공개특허공보 평10-163098호 등 참조). 이들 공보에 기재된 노광장치는 이중 노광이 아니고, 통상적인 노광에 사용하면, 이중 노광의 경우보다 스루풋이 더욱 향상되는 것은 분명하다. 또한, 이들 공보에 기재된 노광장치에 상기 제 1 실시형태에서 설명한 주사노광방법을 채택하면, 통상적인 노광 및 이중 노광 중 어느 경우라도 스루풋 향상을 한층더 도모할 수 있다.
그런데, 주제어장치 (50) 등의 상위유닛으로부터 동기 제어계 (80) 등에 전송되는 설정정보에는 전술한 바와 같이 스테이지 이동시의 각 기구부의 에러 제어에 관한 정보도 포함시킬 수 있다. 이러한 에러 제어에 관한 정보 등의 정보를 보다 적극적으로 유효하게 이용하는 것을 목적으로 하는 것이 다음 제 2 실시형태이다.
《제 2 실시형태》
다음에 본 발명의 제 2 실시형태를 도 11 내지 도 15 에 따라 설명한다.
도 11 에는 제 2 실시형태에 관한 노광장치 (110) 의 개략구성이 나타나 있다. 여기서, 전술한 제 1 실시형태와 동일하거나 동등한 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하는 동시에 그 설명을 간략하게 하거나 생략하기로 한다. 이 노광장치 (110) 는 소위 스텝 앤드 스캔방식의 주사노광형 투영노광장치이다.
이 노광장치 (110) 는 물체로서의 웨이퍼 (W1,W2) 를 각각 유지하여 독립적으로 2 차원 방향으로 이동하는 물체 스테이지로서의 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 를 구비한 스테이지장치 (101), 이 스테이지장치 (101) 상방에 배치된 투영광학계 (PL) , 투영광학계 (PL) 상방에서 마스크로서의 레티클 (R1 (또는 R2)) 을 주로 소정 주사방향, 여기에서는 Y축 방향 (도 11 의 지면 직교방향) 으로 구동하는 레티클 구동기구, 레티클 (R1 (또는 R2)) 를 상방으로부터 조명하는 조명광학계 (18) 및 이들 각 부를 제어하는 제어계 등을 구비하고 있다.
상기 스테이지장치 (101) 는 도시되지 않은 가대부를 구성하는 정반 (22) 과이 정반 (22) 상에 배치되며 XY 면내에서 이동이 가능한 상기 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 와 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 위치를 계측하는 간섭계 시스템을 구비하고 있다.
웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 는 각각의 저면에 형성된 도시되지 않은 기체정압 베어링에 의해 정반 (22) 상면에 대하여 예컨대 수 ㎛ 정도 클리어런스를 사이에 두고 각각 부상 지지되어, X 리니어 모터 및 Y 리니어 모터 또는 평면 모터 등의 액츄에이터를 포함하는 웨이퍼 스테이지 구동계에 의해 XY 2 차원 평면내에서 독립적으로 자유롭게 구동되도록 되어 있다. 웨이퍼 스테이지 구동계는 도 11 의 스테이지 제어장치 (160) 에 의해 제어되도록 되어 있다.
상기 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 상에는 도시되지 않은 웨이퍼홀더를 통해 웨이퍼 (W1,W2) 가 정전흡착 또는 진공흡착 등에 의해 고정되어 있다. 웨이퍼홀더는 전술한 레벨링기구 (58) 와 동일한 도시되지 않은 레벨링구동기구에 의해 XY 평면과 직교하는 Z축 방향 및 XY 면에 대한 경사방향에 미소 구동되도록 되어 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 상면에는 각종 기준마크가 형성된 기준마크판 (FM1,FM2) 이 웨이퍼 (W1,W2) 와 각각 거의 같은 높이가 되도록 설치되어 있다. 이들 기준마크판 (FM1,FM2) 은 예컨대 각 웨이퍼 스테이지의 기준위치를 검출할 때에 사용된다.
또한, 도 12 에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 X축 방향의 일측 면 (도 11 의 좌측 면: 120) 과 Y축 방향의 일측 면 (도 11 의 지면 안쪽 면: 121) 은 경면이 마무리된 반사면으로 되어 있고, 동일하게 웨이퍼 스테이지 (WST2)의 X축 방향의 타측 면 (도 11 의 우측 면: 122) 과 Y축 방향의 일측 면 (123) 은 경면이 마무리된 반사면으로 되어 있다. 이들 반사면에 후술하는 간섭계 시스템을 구성하는 각 측장 축 (BI1X,BI2X 등) 의 간섭계 빔이 투사되고, 그 반사광을 각 간섭계에서 수광함으로써 각 반사면의 기준위치 (일반적으로는 투영광학계 측면이나 얼라인먼트 검출계 측면에 고정미러를 배치하고, 그곳을 기준면으로 함) 부터의 변위를 계측함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 2 차원 위치가 각각 계측되도록 되어 있다. 또, 간섭계 시스템의 측장 축 구성에 대해서는 이후에 상세하게 서술한다.
투영광학계 (PL) 의 X축 방향 양측에는 도 11 에 나타낸 바와 같이 같은 기능을 가진 오프-액시스 (off-axis) 방식의 얼라인먼트 검출계 (124a,124b) 가 투영광학계 (PL) 의 광축중심 (레티클패턴 이미지의 투영중심과 일치) 으로부터 각각 동일거리만큼 떨어진 위치에 설치되어 있다. 이들 얼라인먼트 검출계 (124a,124b) 는 LSA (Laser Step Alignment) 계, FIA (Filed Image Alignment) 계, L I A (Laser Interferometric Alignment ) 계의 3 종류의 얼라인먼트 센서를 갖고 있고, 기준마크판 상의 기준마크 및 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크의 X, Y 2 차원 방향의 위치를 계측할 수 있다.
여기서, LSA 계는 레이저광을 마크에 조사하여 회절ㆍ산란된 광을 이용하여 마크위치를 계측하는 가장 범용성이 있는 센서이고, 종래부터 폭넓은 프로세스웨이퍼에 사용된다. FIA 계는 할로겐램프 등의 브로드밴드 (광대역) 광으로 마크를 조명하여 이 마크화상을 화상처리함으로써 마크위치를 계측하는 센서로, 알루미늄층이나 웨이퍼 표면의 비대칭마크에 유효하게 사용된다. 또한, LIA 계는 회절격자 형상의 마크에 주파수를 약간 바꾼 레이저광을 두 방향에서 조사하여 발생한 2 개의 회절광을 간섭시켜, 그 위상으로부터 마크의 위치정보를 검출하는 센서로, 저단차나 표면이 거친 웨이퍼에 유효하게 사용된다.
본 제 2 실시형태에서는 이들 3 종류의 얼라인먼트 센서를, 적절한 목적에 따라 사용, 웨이퍼 상에 있는 3 점의 1 차원 마크의 위치를 검출하여 웨이퍼의 개략 위치를 계측하는 소위 서치얼라인먼트나 웨이퍼 상의 각 쇼트영역의 정확한 위치를 계측하는 파인 얼라인먼트 등을 실행하도록 되어 있다.
이 경우, 얼라인먼트 검출계 (124a) 는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에 유지된 웨이퍼 (W1) 상의 얼라인먼트 마크 및 기준마크판 (FM1) 상에 형성된 기준마크의 위치계측 등에 사용된다. 또한, 얼라인먼트 검출계 (124b) 는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에 유지된 웨이퍼 (W2) 상의 얼라인먼트 마크 및 기준마크판 (FM2) 상에 형성된 기준마크의 위치계측 등에 사용된다.
이들 얼라인먼트 검출계 (124a,124b) 를 구성하는 각 얼라인먼트 센서로부터의 정보는 얼라인먼트 제어장치 (180) 에 의해 A/D 변환되어, 디지털화된 파형신호를 연산 처리하여 마크위치가 검출된다. 그 결과가 주제어장치 (190) 에 전송되고, 주제어장치 (190) 로부터 그 결과에 따라 스테이지 제어장치 (160) 에 대하여 노광시의 동기위치보정 등이 지시되도록 되어 있다.
또한, 도시는 생략되어 있는데, 투영광학계 (PL), 얼라인먼트 검출계 (124a,124b) 의 각각에는 상기 일본 공개특허공보 평10-163098호에 개시되는 바와같은 초점맞춤위치를 조사하기 위한 오토포커스/오토레벨링 (AF/AL) 계측기구가 형성되어 있다.
다음에 레티클 구동기구에 대해 도 11 및 도 12 에 따라 설명한다.
이 레티클 구동기구는 레티클 베이스 정반 (28) 상을 레티클 (R1,R2) 을 유지하여 XY 2 차원 방향으로 이동이 가능한 레티클 스테이지 (RST) 와 이 레티클 스테이지 (RST) 를 구동하는 도시되지 않은 리니어 모터 등으로 이루어지는 구동계 (29) 와 레티클 스테이지 (RST) 에 고정된 이동경 (31) 을 통해 레티클 스테이지 (RST) 의 위치를 계측하는 레티클 레이저 간섭계 (30) 를 구비하고 있다.
이것을 더욱 상세하게 서술하면, 레티클 스테이지 (RST) 에는 도 12 에 나타내낸 바와 같이 2 개의 레티클 (R1,R2) 이 스캔방향 (Y축 방향) 으로 직렬로 설치할 수 있도록 되어 있고, 이 레티클 스테이지 (RST) 는 도시되지 않은 기체정압 베어링 등을 통해 레티클 베이스 정반 (28) 상에 부상 지지되고 구동계 (29) 에 의해 X축 방향의 미소 구동, θz 방향의 미소 회전 및 Y축 방향의 주사 구동이 이루어지도록 되어 있다. 또, 구동계 (29) 는 리니어 모터를 구동원으로 하는 기구이지만, 도 11 에서는 도시 편의상 및 설명 편의상 단순한 블록으로 도시되어 있다. 이 경우, 레티클 스테이지 (RST) 상의 레티클 (R1,R2) 이 예컨대 이중 노광시에 선택적으로 사용되어, 어느 레티클에 대해서도 웨이퍼측과 동기 스캔할 수 있는 구성으로 되어 있다.
레티클 스테이지 (RST) 상에는 X축 방향의 타측 단부에 레티클 스테이지 (RST) 와 같은 소재 (예컨대 세라믹 등) 로 이루어지는 평행 평판 이동경 (31x) 이Y축 방향으로 연장되어 있고, 이 이동경 (31x) 의 X축 방향의 타측 면에는 경면가공에 의해 반사면이 형성되어 있다. 이 이동경 (31x) 의 반사면으로 향하여 측장 축 (BI6X) 으로 표시되는 간섭계 (도시 생략) 로부터의 간섭계 빔이 조사되어, 이 간섭계에서는 그 반사광을 수광하여 기준면에 대한 상대변위를 계측함으로써 레티클 스테이지 (RST) 의 위치를 계측하고 있다. 여기서, 이 측장 축 (BI6X) 을 갖는 간섭계는 실제로는 독립적으로 계측할 수 있는 2 개의 간섭계광축을 갖고 있고, 레티클 스테이지의 X축 방향의 위치계측과 요잉량의 계측이 가능해진다. 이 측장 축 (BI6X) 을 갖는 간섭계의 계측값은 후술하는 웨이퍼 스테이지측의 측장 축 (BI1X, BI2X) 을 갖는 간섭계 (116,118) 로부터의 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 요잉정보나 X 위치정보에 따라 레티클과 웨이퍼의 상대회전 (회전 오차) 을 없애는 방향으로 레티클 스테이지 (RST) 를 회전 제어하거나 X 방향축 동기 제어를 실행하기 위해서 사용된다.
한편, 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 (스캔방향) 인 Y축 방향의 타측 (도 11 의 지면 앞측) 에는 한 쌍의 코너큐브미러 (31y1,31y2) 가 설치되어 있다. 그리고, 도시되지 않은 1 쌍의 더블 패스 간섭계로부터 이들의 코너큐브미러 (31y1,31y2) 에 대하여 도 12 에 측장 축 (BI7Y,BI8Y) 으로 표시되는 간섭계 빔이 조사되고, 레티클 베이스 정반 (28) 상의 반사면에 코너큐브미러 (31y1,31y2) 로부터 복귀되고, 그곳에서 반사된 각각의 반사광이 동일 광로를 복귀하여 각각의 더블 패스 간섭계에서 수광되고, 각각의 코너큐브미러 (31y1,31y2) 의 기준위치 (레퍼런스 위치에서 상기 레티클 베이스 정반 (28) 상의 반사면) 로부터의 상대변위가 계측된다. 그리고, 이들 더블 패스 간섭계의 계측값이 도 11 의 스테이지 제어장치 (160) 에 공급되어, 그 평균값에 따라 레티클 스테이지 (RST) 의 Y축 방향의 위치가 계측된다. 이 Y축 방향 위치의 정보는 웨이퍼측의 측장 축 (BI3Y) 을 갖는 간섭계의 계측값에 기초하는 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST1 또는 WST2) 의 상대위치의 산출 및 이에 기초하는 주사노광시의 주사방향 (Y축 방향) 의 레티클과 웨이퍼의 동기 제어에 사용된다.
이와 같이 본 제 2 실시형태에서는 측장 축 (BI6X) 으로 표시된 간섭계 및 측장 축 (BI7Y,BI8Y) 으로 표시된 한 쌍의 더블 패스 간섭계의 합계 3 개의 간섭계에 의해 도 11 에 나타낸 레티클 레이저 간섭계 (30) 가 구성되어 있다.
다음에 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 위치를 관리하는 간섭계 시스템에 대해 도 11 내지 도 13 을 참조하면서 설명한다.
이들 도면에 나타낸 바와 같이 투영광학계 (PL) 의 투영중심과 얼라인먼트 검출계 (124a,124b) 각각의 검출중심을 통과하는 X축을 따라 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 X축 방향의 일측 면에는 도 11 의 간섭계 (116) 로부터의 측장 축 (BIlX) 으로 나타낸 간섭계 빔이 조사되고, 동일하게 X축을 따라 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 X축 방향의 타측 면에는 도 11 의 간섭계 (118) 로부터의 측장 축 (BI2X) 으로 표시되는 간섭계 빔이 조사되고 있다. 그리고, 간섭계 (116,118) 에서는 이들 반사광을 수광함으로써 각 반사면의 기준위치로부터의 상대변위를 계측하여 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 X축 방향 위치를 계측하도록 되어 있다.
여기서, 간섭계 (116,118) 는 도 12 에 나타낸 바와 같이 각 3 개의 광축을 갖는 3축 간섭계이고, 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 X축 방향의 계측 이외에 틸트계측 및 θz 회전의 계측이 가능하게 되어 있다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 Z축 방향의 미소 구동 및 경사 구동을 실행하는 도시되지 않은 레벨링 구동기구는 실제로는 반사면 (120 내지 123) 의 아래에 있으므로, 웨이퍼 스테이지의 틸트 제어시의 구동량은 전부 이들 간섭계 (116,118) 에 의해 모니터할 수 있다.
또한 측장 축 (BI1X,BI2X) 의 각 간섭계 빔은 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 이동범위 전역에서 항상 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 에 닿도록 되어 있고, 따라서 X축 방향에 대해서는 투영광학계 (PL) 를 사용한 노광시, 얼라인먼트 검출계 (124a,124b) 의 사용시 등 어느 때에나 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 위치는 측장 축 (BI1X,BI2X) 의 계측값에 의거하여 관리된다.
또 도12 및 도13 에 나타나는 바와 같이 투영광학계 (PL) 의 투영중심에서 X축과 수직으로 교차하는 측장 축 (BI3Y) 을 갖는 간섭계 (132) 와, 얼라인먼트 검출계 (124a,124b) 의 각각의 검출중심에서 X축과 각각 수직으로 교차하는 측장 축 (BI4Y,BI5Y) 을 각각 갖는 간섭계 (131,133) 가 설치되어 있다.
본 실시형태의 경우, 투영광학계 (PL) 를 사용한 노광시의 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 Y축 방향 위치 계측에는 투영광학계 (PL) 의 투영중심, 즉 광축 (AX) 을 통과하는 측장 축 (BI3Y) 의 간섭계 (132) 의 계측값이 사용되고, 얼라인먼트 검출계 (124a) 사용시의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 Y축 방향 위치 계측에는얼라인먼트 검출계 (124a) 의 검출중심, 즉 광축 (SX) 을 통과하는 측장 축 (BI4Y) 의 간섭계 (131) 의 계측값이 사용되며, 얼라인먼트 검출계 (124b) 사용시의 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 Y 방향 위치 계측에는 얼라인먼트 검출계 (124b) 의 검출중심, 즉 광축 (SX) 을 통과하는 측장 축 (BI5Y) 의 간섭계 (133) 의 계측값이 사용된다.
따라서 각 사용조건에 따라 Y축 방향의 간섭계 측장 축이 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 반사면에서 어긋나게 되는데, 적어도 하나의 측장 축, 즉 측장 축 (BI1X,BI2X) 은 각각 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 반사면에서 어긋나는 일이 없으므로, 사용하는 간섭계 광축이 반사면 상으로 들어간 적절한 위치에서 Y측 간섭계의 리셋을 실행할 수 있다.
또한 상기 Y 계측용 측장 축 (BI3Y,BI4Y,BI5Y) 의 각 간섭계 (132,131,133) 는 각 2 개의 광축을 갖는 2 축 간섭계로서, 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 Y축 방향의 계측 이외에 틸트를 계측할 수 있도록 되어 있다. 본 실시형태에서는 간섭계 (116,118,131,132,133) 의 합계 5 개의 간섭계에 의해, 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 2 차원 좌표위치를 관리하는 간섭계 시스템이 구성되어 있다.
또한 도 11 에 나타나는 주제어장치 (190) 에는 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 이동을 관리하기 위한 조건식 (예를 들어 간섭화조건) 등이 기억된 메모리 (191) 가 설치되어 있다.
또 제 2 실시형태에서는 후술하는 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 내의 일방이 노광 시퀀스를 실행하고 있는 동안, 타방은 웨이퍼 교환, 웨이퍼 얼라인먼트 시퀀스를 실행하는데, 이 때에 양 스테이지끼리 간섭하지 않도록, 각 간섭계의 출력값에 의거하여 주제어장치 (190) 의 지령에 따라 스테이지 제어장치 (160) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 이동이 관리되고 있다.
상기 제어계는 장치 전체를 통괄 제어하는 주제어장치 (190) 를 중심으로, 이 주제어장치 (190) 의 산하에 있는 노광량 제어장치 (170) 및 스테이지 제어장치 (160) 등으로 구성되어 있다.
여기에서 제어계의 상기 구성의 각 부의 동작을 중심으로 본 실시형태의 노광장치 (110) 의 노광시의 동작에 대해 설명한다.
먼저 스테이지 제어장치 (160) 에 의해 주제어장치 (190) 의 지시에 따라 레티클 (R1 (또는 R2)) 과 웨이퍼 (W1 (또는 W2)), 즉 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST1 (또는 WST2)) 의 동기주사 (스캔제어) 가 개시된다. 이 동기주사는 상기 서술한 간섭계 시스템의 측장 축 (BI3Y) 과 측장 축 (BI1X 또는 BI2X) 및 레티클 레이저 간섭계 (30) 의 측장 축 (BI7Y,BI8Y) 과 측장 축 (BI6X) 의 계측값을 모니터하면서, 스테이지 제어장치 (160) 에 의해 레티클 구동부 (29) 및 웨이퍼 스테이지의 구동계를 제어함으로써 실행된다.
그리고 양 스테이지가 소정 허용오차 이내에 등속도 제어된 시점에서, 노광량 제어장치 (170) 에서는 광원 (11) 의 펄스 발광을 개시시킨다. 이에 의해 조명광학계 (18) 로부터의 조명광에 의해 그 하면에 패턴이 크롬 증착된 레티클 (R1 (또는 R2)) 의 상기 직사각형의 조명영역 (IA) 이 조명되고, 그 조명영역 내의 패턴의 이미지가 투영광학계 (PL) 에 의해 1/4 (또는 1/5) 배로 축소되어, 그 표면에 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 (W1 (또는 W2)) 상에 투영되고, 그 축소 이미지 (부분 등립 이미지) 이 웨이퍼 상에 형성된다. 여기에서 도 12 로부터도 명확한 바와 같이 레티클 (R1 (또는 R2)) 상의 패턴영역에 비하여 조명영역 (IA) 의 주사방향의 슬릿폭은 좁고, 상기와 같이 레티클 (R1 (또는 R2)) 과 웨이퍼 (W1 (또는 W2)) 를 동기주사함으로써, 패턴 전체면의 이미지가 웨이퍼 상의 쇼트영역에 순차적으로 형성된다.
여기에서 상기 서술한 펄스 발광의 개시와 동시에 노광량 제어장치 (170) 는 진동미러 (18D) 를 구동시켜 레티클 (R1 (또는 R2)) 상의 패턴영역이 완전히 조명영역 (IA (도 2 참조)) 을 통과할 때까지, 즉 패턴 전체면의 이미지가 웨이퍼 상의 쇼트영역에 형성될 때까지 연속하여 이 제어를 실행함으로써 2 개의 얼라인먼트계에서 발생하는 간섭줄무늬의 편차를 저감한다.
또 상기 주사노광중에 쇼트 에지부에서의 레티클 (R1 (또는 R2)) 상의 차광영역보다도 밖으로 조명광이 누설되지 않도록, 레티클 (R1 (또는 R2)) 과 웨이퍼 (W1 (또는 W2)) 의 스캔과 동기하여 가동 블라인드 (18M) 가 구동계 (43) 에 의해 구동제어되고 있고, 이들 일련의 동기동작이 스테이지 제어장치 (160) 에 의해 관리되고 있다.
상기 서술한 주사노광 (스캔노광) 중, 일본 공개특허공보 평10-163098호에 개시되는 바와 같이 레지스트감도에 대응한 적산노광량이 되도록 주제어장치 (190) 또는 노광량 제어장치 (170) 에서는 조사에너지나 발진주파수의 가변량에 대해 전부 연산을 실행하고, 광원 (11) 내에 설치된 감광 시스템을 제어함으로써 조사에너지나 발진주파수를 가변시키거나 광원 (11) 내의 셔터나 진동미러를 제어하도록 구성되어 있다.
또한 본 실시형태의 노광장치 (110) 에서는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와의 사이에서 웨이퍼의 교환을 실행하는 제 1 반송 시스템과, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 와의 사이에서 웨이퍼 교환을 실행하는 제 2 반송 시스템이 설치되어 있다.
제 1 반송 시스템은 도 14 에 나타나는 바와 같이 좌측의 웨이퍼 로딩 위치에 있는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와의 사이에서 후술하는 바와 같이 하여 웨이퍼 교환을 실행한다. 이 제 1 반송 시스템은 Y축 방향으로 연장되는 제 1 로딩가이드 (182), 이 로딩가이드 (182) 를 따라 이동하는 제 1 슬라이더 (186) 및 제 2 슬라이더 (187), 제 1 슬라이더 (186) 에 장착된 제 1 언로드 아암 (184), 제 2 슬라이더 (187) 에 장착된 제 1 로드암 (188) 등을 포함하여 구성되는 제 1 웨이퍼 로더와, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에 설치된 3 개의 상하동 부재로 이루어지는 제 1 센터 업 (181) 으로 구성된다.
여기에서 이 제 1 반송 시스템에 의한 웨이퍼 교환의 동작에 대해 간단하게 설명한다.
여기에서는 도 14 에 나타나는 바와 같이 좌측의 웨이퍼 로딩 위치에 있는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에 있는 웨이퍼 (W1') 와 제 1 웨이퍼 로더에 의해 반송되어 온 웨이퍼 (W1) 가 교환되는 경우에 대해 설명한다.
먼저 주제어장치 (190) 에서는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상의 도시하지 않은 웨이퍼 홀더의 버큠을 도시하지 않은 스위치를 통해 오프하여 웨이퍼 (W1') 의 흡착을 해제한다.
다음에 주제어장치 (190) 에서는 도시하지 않은 센터 업 구동계를 통해 센터 업 (181) 을 소정량 상승 구동시킨다. 이에 의해 웨이퍼 (W1') 가 소정 위치까지 들어올려진다. 이 상태에서 주제어장치 (190) 에서는 도시하지 않은 웨이퍼 로더 제어장치에 제 1 언로드 아암 (184) 의 이동을 지시한다. 이에 의해 웨이퍼 로더 제어장치에 의해 제 1 슬라이더 (186) 가 구동제어되고, 제 1 언로드 아암 (184) 이 로딩가이드 (182) 를 따라 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상까지 이동하여 웨이퍼 (W1') 의 바로 아래에 위치한다.
이 상태에서 주제어장치 (190) 에서는 센터 업 (181) 을 소정 위치까지 하강 구동시킨다. 이 센터 업 (181) 의 하강 도중에서 웨이퍼 (W1') 가 제 1 언로드 아암 (184) 에 수수되므로, 주제어장치 (190) 에서는 웨이퍼 로더 제어장치에 제 1 언로드 아암 (184) 의 버큠개시를 지시한다. 이에 의해 제 1 언로드 아암 (184) 에 웨이퍼 (W1') 가 흡착지지된다.
다음에 주제어장치 (190) 에서는 웨이퍼 로더 제어장치에 제 1 언로드 아암 (184) 의 퇴피와 제 1 로드아암 (188) 의 이동개시를 지시한다. 이에 의해 제 1 슬라이더 (186) 와 일체적으로 제 1 언로드 아암 (184) 이 도 14 의 Y 방향으로 이동을 개시함과 동시에 제 2 슬라이더 (187) 가 웨이퍼 (W1) 를 지지한 제 1 로드아암 (188) 과 일체적으로 ＋Y 방향으로 이동을 개시한다. 그리고 제 1 로드아암 (188) 이 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 상방으로 왔을 때, 웨이퍼 로더 제어장치에 의해 제 2 슬라이더 (187) 가 정지됨과 동시에 제 1 로드아암 (188) 의 버큠이해제된다.
이 상태에서 주제어장치 (190) 에서는 센터 업 (181) 을 상승 구동시켜 센터 업 (181) 에 의해 웨이퍼 (W1) 를 하방으로부터 들어올리게 한다. 이어서 주제어장치 (190) 에서는 웨이퍼 로더 제어장치에 로드 아암의 퇴피를 지시한다. 이에 의해 제 2 슬라이더 (187) 가 제 1 로드아암 (188) 과 일체적으로 －Y 방향으로 이동을 개시하여 제 1 로드아암 (188) 의 퇴피가 실행된다. 이 제 1 로드아암 (188) 의 퇴피 개시와 동시에 주제어장치 (190) 에서는 센터 업 (181) 의 하강 구동을 개시하여 웨이퍼 (W1) 를 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상의 도시하지 않은 웨이퍼 홀더에 탑재시켜 당해 웨이퍼 홀더의 버큠을 온으로 한다. 이에 의해 웨이퍼 교환의 일련의 시퀀스가 종료된다.
제 2 반송 시스템은 마찬가지로 도 15 에 나타나는 바와 같이 우측의 웨이퍼 로딩 위치에 있는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 와의 사이에서 상기 서술한 것과 동일하게 하여 웨이퍼 교환을 실행한다. 이 제 2 반송 시스템은, Y축 방향으로 연장되는 제 2 로딩가이드 (192), 이 제 2 로딩가이드 (192) 를 따라 이동하는 제 3 슬라이더 (196) 및 제 4 슬라이더 (200), 제 3 슬라이더 (196) 에 장착된 제 2 언로드 아암 (194), 제 4 슬라이더 (200) 에 장착된 제 2 로드아암 (198) 등을 포함하여 구성되는 제 2 웨이퍼 로더와, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에 설치된 도시하지 않은 제 2 센터 업으로 구성된다.
다음으로 도 14 및 도 15 에 의거하여 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 에 의한 병행처리에 대해 설명한다.
도 14 에는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상의 웨이퍼 (W2) 를 투영광학계 (PL) 를 통해 노광동작을 실행하고 있는 동안에, 좌측 로딩 위치에서 상기 서술한 바와 같이 하여 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와 제 1 반송 시스템의 사이에서 웨이퍼의 교환이 실행되고 있는 상태의 평면도가 나타나 있다. 이 경우 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에서는 웨이퍼 교환 이후 후술하는 바와 같이 얼라인먼트 동작이 실행된다. 또한 도 14 에서 노광동작 중의 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치제어는, 간섭계 시스템의 측장 축 (BI2X,BI3Y) 의 계측값에 의거하여 실행되고, 웨이퍼 교환과 얼라인먼트 동작이 실행되는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치제어는, 간섭계 시스템의 측장 축 (BI1X,BI4Y) 의 계측값에 의거하여 실행된다.
이 도 14 에 나타나는 좌측의 로딩 위치에서는 얼라인먼트 검출계 (124a) 의 바로 아래에 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 기준마크판 (FM1) 상의 기준마크가 오는 배치로 되어 있다. 이 때문에 주제어장치 (190) 에서는 얼라인먼트 검출계 (124a) 에 의해 기준마크판 (FM1) 상의 기준마크를 계측하기 이전에, 간섭계 시스템의 측장 축 (BI4Y) 의 간섭계 (131) 의 리셋을 실시하고 있다.
상기 서술한 웨이퍼 교환, 간섭계 (131) 의 리셋에 계속해서 서치 얼라인먼트가 실행된다. 그 웨이퍼 교환후에 실행되는 서치 얼라인먼트란 웨이퍼 (W1) 의 반송중에 이루어지는 프리 얼라인먼트만으로는 위치오차가 크기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에서 다시 실행되는 프리 얼라인먼트를 말한다. 구체적으로는 스테이지 (WST1) 상에 탑재된 웨이퍼 (W1) 상에 형성된 3 개의 서치 얼라인먼트 마크 (도시생략) 의 위치를 얼라인먼트 검출계 (124a) 의 LSA계의 센서 등을 사용하여 계측하고, 그 계측결과에 의거하여 웨이퍼 (W1) 의 X, Y, θ방향의 위치를 맞춘다. 이 서치 얼라인먼트시의 각 부의 동작은 주제어장치 (190) 에 의해 제어된다.
이 서치 얼라인먼트의 종료후, 웨이퍼 (W1) 의 각 쇼트영역의 배열좌표를 구하는 EGA 방식의 웨이퍼 얼라인먼트 (파인 얼라인먼트) 가 실행된다. 구체적으로는 간섭계 시스템 (측장 축 (BI1X,BI4Y)) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치를 관리하면서, 설계상의 쇼트 배열데이터 (얼라인먼트 마크 위치데이터) 를 모두, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 를 순차적으로 이동시키면서, 웨이퍼 (W1) 상의 소정 샘플 쇼트의 얼라인먼트 마크 위치를 얼라인먼트 검출계 (124a) 의 FIA 계의 센서 등으로 계측하고, 이 계측결과와 쇼트 배열의 설계 좌표데이터에 의거하여 최소자승법에 의한 통계연산에 의해 모든 쇼트 배열데이터를 연산한다. 또한 이 EGA 시의 각 부의 동작은 주제어장치 (190) 에 의해 제어되고, 상기 연산은 주제어장치 (190) 에 의해 실행된다. 또한 이 연산결과는 기준마크판 (FM1) 의 기준마크 위치를 기준으로 하는 좌표계로 변환시켜 두는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 경우, 얼라인먼트 검출계 (124a) 에 의한 계측시에, 노광시와 동일한 AF/AL 기구의 계측, 제어에 의한 오토 포커스/오토 레벨링을 실행하면서 얼라인먼트 마크의 위치계측이 실행되고, 얼라인먼트시와 노광시 사이에 스테이지의 자세에 의한 오프셋 (오차) 을 발생시키지 않도록 할 수 있다.
웨이퍼 스테이지 (WST1) 측에서 상기 웨이퍼 교환, 얼라인먼트 동작이 실행되고 있는 동안에, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 측에서는 2 장의 레티클 (R1,R2) 을 사용하여 노광조건을 변경하면서 연속하여 스텝 앤드 스캔방식에 의해 이중노광이 실행된다.
구체적으로는 상기 서술한 웨이퍼 (W1) 측과 동일하게 하여, 사전에 EGA 방식의 얼라인먼트 마크가 실행되고 있고, 그 결과 얻어진 웨이퍼 (W2) 상의 쇼트 배열데이터 (기준마크판 (FM2) 상의 기준마크를 기준으로 함) 에 의거하여, 순차적으로 웨이퍼 (W2) 의 인접 쇼트로의 쇼트간 이동 (스테핑) 동작이 실행되고, 웨이퍼 (W2) 상의 각 쇼트영역에 대해 순차적으로 상기 서술한 스캔노광이 실행된다. 상기 쇼트간 이동동작시에 상기 서술한 제 1 실시형태중에서 설명한 것과 동일한 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 이동제어가 실행된다. 또 본 제 2 실시형태에서도 웨이퍼 상의 쇼트영역의 노광시의 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지의 동기 제어를 위해 필요한 각종 설정정보 (제어 파라미터의 설정정보를 포함함) 는, 상기 서술한 제 1 실시형태에서 설명한 것과 동일하게, 각 쇼트영역에 대한 노광종료 직후의 등속 오버 스캔시간 중에 쇼트영역마다, 또는 다른 행의 쇼트간의 이동동작중에 다음 행의 1 행분마다, 주제어장치 (190) 로부터 스테이지 제어장치 (160) 로 전송되도록 되어 있다. 이 경우도 스테이지 제어장치 (160) 로 항상 샘플링이 가능한 레티클 간섭계 (30), 레이저 간섭계 시스템 및 상기 서술한 AF/AL 계측기구로부터의 정보 이외에 필요한 정보는 전부, 상기 타이밍으로 주제어장치 (190) 가 전송되는 것으로 하고, 동기 제어에 관련된 파라미터의 설정정보는 행렬식으로 하여 최대한 고속 처리할 수 있는 상태로 한 후 스테이지 제어장치 (160) 에 수수하도록 하는 것이 고속 처리의 실현을 위해서는 바람직하다. 또 스테이지 제어장치(160) 는 쇼트마다에 있어서의 노광개시전의 양 스테이지의 동기정정시간의 이전까지, 상기 설정정보에 따른 양 스테이지의 위치설정을 종료하는 것이 동기정정시간의 단축 및 스루풋 향상을 위해서는 바람직하다.
상기 서술한 바와 같은 웨이퍼 (W2) 상의 전체 쇼트영역에 대한 노광이 레티클 교환후에도 연속하여 실행된다. 구체적인 이중노광의 노광순서로는 예를 들어 웨이퍼 (W1) 의 각 쇼트영역을 레티클 (R2) 를 사용하여 순차적으로 스캔노광을 실행한 후, 레티클 스테이지 (RST) 를 주사방향으로 소정량 이동하여 레티클 (R1) 을 노광위치에 설정한 후, 상기와 반대의 순서로 스캔노광을 실행한다. 이 때 레티클 (R2) 과 레티클 (R1) 에서는 노광조건 (AF/AL, 노광량) 이나 투과율이 다르므로, 레티클 얼라인먼트시에 각각의 조건을 계측하고, 그 결과에 따라 조건을 변경할 필요가 있다.
이 웨이퍼 (W2) 의 이중노광중의 각 부의 주제어장치 (190) 에 의해 제어된다.
상기 서술한 도 14 에 나타낸 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 상에서 병행하여 실행되는 노광 시퀀스와 웨이퍼 교환ㆍ얼라인먼트 시퀀스는 먼저 종료된 웨이퍼 스테이지가 대기상태로 되고, 양방의 동작이 종료된 시점에서 도 15 에 나타낸 위치까지 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 가 이동제어된다. 그리고 노광 시퀀스가 종료된 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상의 웨이퍼 (W2) 는 우측 로딩 포지션에서 웨이퍼 교환이 이루어지고, 얼라인먼트 시퀀스가 종료된 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상의 웨이퍼 (W1) 는 투영광학계 (PL) 하에서 노광 시퀀스가 실행된다.
도 15 에 나타나는 우측 로딩 포지션에서는 좌축 로딩 포지션과 동일하게 얼라인먼트 검출계 (124b) 의 아래에 기준마크판 (FM2) 상의 기준마크가 오도록 배치되어 있고, 상기 서술한 웨이퍼 교환동작과 얼라인먼트 시퀀스가 실행되게 된다. 물론, 간섭계 시스템의 측장 축 (BI5Y) 의 간섭계의 리셋동작은, 얼라인먼트 검출계 (124b) 에 의한 기준마크판 (FM2) 상의 마크검출에 앞서 실행되고 있다.
또한 상기 일련의 병행처리동작의 과정에서 실행되는 주제어장치 (190) 에 의한 간섭계의 리셋동작은, 상기 일본 공개특허공보 평10-163098호에 개시되는 동작과 완전히 동일하고, 공지되어 있기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
이상 설명한 바와 같이 본 제 2 실시형태의 노광장치 (110) 에 의하면, 각 웨이퍼에 대한 노광을 실행하기 위한 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향의 이동동작과 병행하여 실행되는, 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 쇼트간 이동동작시에, 상기 서술한 제 1 실시형태중에서 설명한 것과 동일한 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 이동제어가 실행되므로, 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 의 쇼트간 이동시간의 단축에 의해 고스루풋에 의한 이중노광을 실현할 수 있다. 이 이유는 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-163098호에도 개시되는 바와 같이 더블 웨이퍼 스테이지를 구비한 노광장치에서는 예를 들어 각 처리시간을 T1 (웨이퍼 교환시간), T2 (서치 얼라인먼트 시간), T3 (파인 얼라인먼트 시간), T4 (1 회의 노광시간) 로 한 경우에, T1, T2, T3 과 T4 를 병렬 처리하면서 이중노광을 실행하는 경우에는, 8 인치 웨이퍼의 경우 노광시간이 크기 때문에 이 노광시간이 제약조건이 되어 전체의 스루풋이 결정되지만, 본 제 2 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지(WST1,WST2) 의 쇼트간 이동시간의 단축에 의해 노광시간 (T4) 의 단축이 가능하기 때문이다.
또 본 제 2 실시형태에서는 복수 장의 레티클 (R1,R2) 을 사용하여 이중노광을 실행하는 경우, 고해상도와 DOF (초점심도) 의 향상효과가 얻어진다. 또 본 제 2 실시형태에서는 일방의 웨이퍼 스테이지 상의 노광동작과, 타방의 웨이퍼 스테이지 상의 얼라인먼트, 웨이퍼 교환동작 등의 동시 병행처리에 의해 스루풋을 대폭 개선할 수 있기 때문에, 스루풋을 저하시키지 않고 고해상도와 DOF의 향상효과를 얻을 수 있다.
물론 본 제 2 실시형태의 노광장치 (110) 에서는 이중노광이 아닌 통상의 노광을 실행하는 경우에는, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동등한 효과를 얻을 수 있는 것 외에, 2 개의 웨이퍼 스테이지 상의 동시 병행처리에 의해 스루풋을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 제 2 실시형태와 같이 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 를 사용하여 다른 동작을 동시 병행처리하는 경우, 일방의 스테이지에서 실행되는 동작이 타방의 스테이지의 동작에 영향 (외란) 을 줄 가능성이 있다. 이와 같은 경우, 상기 일본 공개특허공보 평10-163098호의 도 11 내지 도 13 및 그 설명부분에 개시되는 바와 같은 2 개의 스테이지 (WST1,WST2) 상에서 실행되는 동작의 타이밍을 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들어 2 개의 웨이퍼 스테이지의 가감속 타이밍의 조정을 도모하고, 예를 들어 일방의 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼에 대한 주사노광중에, 타방의 웨이퍼 스테이지 상에서는 웨이퍼의 얼라인먼트 계측 동작을 실행하는 등으로, 서로 영향을 주지 않는 (또는 영향이 적은) 동작끼리를 병행하여 실행하는 등이다.
설명의 순서가 뒤바뀌었는데, 본 제 2 실시형태의 노광장치 (110) 에서는 웨이퍼 스테이지 (WST1,WST2) 끼리의 충돌을 회피하기 위해 다음과 같은 연구가 이루어지고 있다.
즉 주제어장치 (190) 로부터의 스테이지 제어장치 (160) 에 대해 특히 1 행분마다 또는 웨이퍼 1 장분마다의 제어정보를 전송하는 경우에는, 그 전송되는 정보 중에는 스테이지 이동시의 각 기구부의 에러에 관한 정보 (에러 검지를 위해, 또는 그 대처를 위한 정보) 나, 예를 들어 양 웨이퍼 스테이지의 예상 위치 좌표 등도 포함하는 것으로 되어 있다. 따라서 상기 서술한 병행처리동작 중에, 얼라인먼트가 실행되고 있는 일방의 웨이퍼 스테이지에 노광이 실행되고 있는 타방의 웨이퍼 스테이지의 이동범위내에서 정지하는 어느 하나의 에러가 발생한 경우 등에, 스테이지 제어장치 (160) 에서는, 상기 일방의 웨이퍼 스테이지와 상기 타방의 웨이퍼 스테이지가 충돌하지 않도록, 양자의 거리가 소정 거리 이내로 된 단계에서 타방의 웨이퍼 스테이지를 긴급 정지시킬 수 있다.
또한 상기 제 2 실시형태에서는 본 발명에 관련되는 스테이지장치를 이중노광법을 사용하여 웨이퍼의 노광을 실행하는 장치에 적용한 경우에 대해 설명하였으나, 동일한 기술인 스티칭에도 적용할 수 있고, 이 경우에는 일방의 웨이퍼 스테이지측에서 2 장의 레티클로 2회 노광을 실행하는 동안에, 독립하여 가동할 수 있는 타방의 웨이퍼 스테이지측에서 웨이퍼 교환과 웨이퍼 얼라인먼트를 병행하여 실시함으로써, 통상의 노광장치에 의한 스티칭보다도 높은 스루풋이 얻어진다.
그러나 본 발명에 관련되는 스테이지장치의 적용범위가 이것에 한정되지 않고, 일중노광법에 의해 노광하는 경우에도 본 발명은 바람직하게 적용할 수 있다.
또 상기 제 2 실시형태에서는 얼라인먼트 동작 및 웨이퍼 교환동작과, 노광동작을 병행처리하는 경우에 대해 서술하였으나 이것에 한정하지 않고, 예를 들어 베이스라인체크 (BCHK), 웨이퍼 교환이 실행될 때마다 실행하는 캐리브레이션 등의 시퀀스에 대해서도 동일하게 노광동작과 병행처리하도록 해도 된다.
또한 상기 각 실시형태에서는 노광용 조명광으로서 파장이 100㎚ 이상인 자외광, 구체적으로는 KrF 엑시머 레이저광, ArF 엑시머 레이저광 또는 F2레이저광 (파장 157㎚) 등을 사용하는 경우에 대해 설명하였으나 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 g 선, i 선 등의 KrF 엑시머 레이저와 동일한 원자외역에 속하는 원자외 (DUV) 광 등을 사용할 수도 있다. 또한 YAG 레이저의 고조파 등을 사용해도 된다.
또한 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일파장 레이저를, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 파이버 앰프로 증폭하고, 비선형 광학결정을 사용하여 자외광으로 파장변환된 고조파를 사용해도 된다. 또한 단일파장 발진레이저로서는 예를 들어 이테르븀ㆍ도프ㆍ파이버 레이저를 사용할 수 있다.
또 상기 각 실시형태의 노광장치에 있어서, 노광용 조명광으로서는 파장 100㎚ 이상의 광에 한정되지 않고, 파장 100㎚ 미만의 광을 사용해도 되는 것은 물론이다. 예를 들어 최근 70㎚ 이하의 패턴을 노광하기 위해, SOR 이나 플라스마 레이저를 광원으로 하여, 연 X 선 영역 (예를 들어 5 내지 15㎚의 파장역) 의 EUV (Extreme Ultraviolet) 광을 발생시킴과 동시에, 그 노광파장 (예를 들어 13.5㎚) 하에서 설계된 전반사 축소광학계 및 반사형 마스크를 사용한 EUV 노광장치의 개발이 실행되고 있다. 이 장치에 있어서는 원호 조명을 사용하여 마스크와 웨이퍼를 동기주사하여 스캔노광하는 구성을 생각할 수 있으므로, 이와 같은 장치도 본 발명의 적용범위에 포함되는 것이다.
또 전자선 또는 이온빔 등의 하전 입자선을 사용하는 노광장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 예를 들어 전자선 노광장치로서, 예를 들어 마스크상에서 서로 분리된 250㎚ 각 정도의 다수의 서브필드에 회로패턴을 분해하여 형성하고, 마스크 상에서 전자선을 제 1 방향으로 순차적으로 시프트시킴과 동시에, 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 마스크를 이동하는 것에 동기하여, 분해 패턴을 축소 투영하는 전자광학계에 대해 웨이퍼를 상대 이동하고, 웨이퍼 상에서 분해 패턴의 축소 이미지를 서로 연결하여 합성 패턴을 형성하는 마스크 투영방식의 노광장치를 사용할 수 있다.
그러나 상기 각 실시형태에서는 스텝 앤드 스캔방식의 축소 투영노광장치 (스캐닝 스테퍼) 에 본 발명이 적용된 경우에 대해 설명하였으나, 예를 들어 미러 프로젝션 얼라이너, 프록시미티방식의 노광장치 (예를 들어 X 선이 조사되는 원호형상 조명영역에 대해 마스크와 웨이퍼를 일체적으로 상대 이동하는 주사형의 X 선노광장치) 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또 투영광학계는 축소계뿐만 아니라 등배계, 또는 확대계 (예를 들어 액정 디스플레이 제조용 노광장치 등) 를 사용해도 된다. 또한 투영광학계는 굴절계, 반사계 및 반사굴절계 중 어느 것이어도 된다. 또한 노광용 조명광의 파장에 의해 광학소자 (특히 굴절소자) 에 사용가능한 초재나 코팅재의 종류가 제한되고, 또한 초재마다 그 제조가능한 최대구경도 다르므로, 노광장치의 사양으로부터 결정되는 노광파장이나 그 파장폭 (협대폭) 및 투영광학계의 필드사이즈나 개구 수 등을 고려하여 굴절계, 반사계 및 반사굴절계 중 어느 하나를 선택하게 된다.
일반적으로 노광파장이 190㎚ 정도 이상이면 초재로서 합성석영과 형석을 사용할 수 있으므로, 반사계 및 반사굴절계는 말할 필요도 없고 굴절계도 비교적 용이하게 채택할 수 있다. 또 파장이 200㎚ 정도 이하인 진공자외광에서는, 그 협대역화된 파장폭에 따라서는 굴절계도 사용할 수 있으나, 특히 파장이 190㎚ 정도 이하에서는, 초재로서 석영 이외에 적당한 것이 없고 또한 파장의 협대화도 곤란해지는 점에서, 반사계 또는 반사굴절계를 채택하는 것이 유리하다. 또한 EUV 광에서는 복수 장 (예를 들어 3 내지 6장 정도) 의 반사소자만으로 이루어지는 반사계가 채택된다. 또한 전자선 노광장치에서는 전자렌즈 및 편향기로 이루어지는 전자광학계가 사용된다. 또 진공자외역의 노광용 조명광에서는 그 감쇠를 저감하는 기체 (예를 들어 질소, 헬륨 등의 불활성 가스) 로 광로를 채우거나, 또는 그 광로를 진공으로 하고, EUV광, 또는 전자선에서는 그 광로를 진공으로 한다.
또한 본 발명은 반도체소자의 제조에 사용되는 노광장치뿐만 아니라, 각형의유리플레이트 상에 액정표시소자 패턴을 전사하는 액정용 노광장치나, 플라스마 디스플레이나 유기 EL 소자 등의 표시장치, 박막 자기헤드, 촬상소자 (CCD 등), 마이크로머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광장치, 나아가서는 마스크 또는 레티클의 제조에 사용되는 노광장치 등에도 널리 적용할 수 있다. 또 반도체소자 등의 마이크로 디바이스 뿐만 아니라 광노광장치, EUV 노광장치, 프록시미티방식의 X 선 노광장치 및 전자선 노광장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해, 유리 기판 또는 규소 웨이퍼 등에 회로패턴을 전사하는 노광장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 여기에서 광노광장치 (DUV 광이나 VUV 광) 등을 사용하는 노광장치에서는 일반적으로 투과형 레티클이 사용되고, 레티클 기판으로는 석영유리, 불소가 도프된 석영 유리, 형석 또는 수정 등이 사용된다. 또 EUV 노광장치에서는 반사형 마스크가 사용되고, 프록시미티방식의 X 선 노광장치, 또는 마스크 투영방식의 전자선 노광장치 등에서는 투과형 마스크 (스텐실 마스크, 멤브레인 마스크) 가 사용되고, 마스크 기판으로는 규소 웨이퍼 등이 사용된다.
또 본 발명에 관련되는 스테이지장치는 상기 서술한 노광장치를 비롯한 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스의 제조공정에서 사용되는 리소그래피 장치뿐만 아니라 예를 들어 레이저 리페어 장치, 검사장치 등에도 적용할 수 있다. 또한 마이크로 디바이스의 제조공정에서 사용되는 각종 장치 이외에도 본 발명을 적용할 수 있다.
《디바이스 제조방법》
다음에 상기 서술한 각 실시형태의 노광장치를 리소그래피 공정에서 사용한디바이스 제조방법의 실시형태에 대해 설명한다.
도 16 에는 디바이스 (IC 나 LSI 등의 반도체 칩, 액정패널, CCD, 박막 자기헤드, 마이크로머신 등) 의 제조예의 플로우 차트가 나타나 있다. 도16에 나타나는 바와 같이 먼저 단계 201 (설계 단계) 에서 디바이스의 기능ㆍ성능설계 (예를 들어 반도체 디바이스의 회로설계 등) 를 실행하고, 그 기능을 실현하기 위한 패턴설계를 실행한다. 계속해서 단계 202 (마스크 제작 단계) 에 있어서, 설계한 회로패턴을 형성한 마스크를 제작한다. 한편 단계 203 (웨이퍼 제조 단계) 에 있어서 규소 등의 재료를 사용하여 웨이퍼를 제조한다.
다음에 단계 204 (웨이퍼 처리 단계) 에 있어서 단계 201 내지 단계 203 에서 준비한 마스크와 웨이퍼를 사용하여 후술하는 바와 같이 리소그래피 기술 등에 의해 웨이퍼 상에 실제의 회로 등을 형성한다. 이어서 단계 205 (디바이스 조립 단계) 에서 단계 204 에서 처리된 웨이퍼를 사용하여 디바이스 조립을 실행한다. 이 단계 205 에는 다이싱 공정, 본딩 공정 및 패키징 공정 (칩 봉입) 등의 공정이 필요에 따라 포함된다.
마지막에 단계 206 (검사 단계) 에서 단계 205 에서 작성된 디바이스의 동작 확인 테스트, 내구 테스트 등의 검사를 실행한다. 이러한 공정을 거친 후에 디바이스가 완성되고, 이것이 출하된다.
도 17 에는 반도체 디바이스에서의 상기 단계 204 의 상세한 플로우 예가 나타나 있다. 도 17 에서 단계 211 (산화 단계) 에서는 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 단계 212 (CVD 단계) 에서는 웨이퍼 표면에 절연막을 형성한다. 단계 213 (전극형성 단계) 에서는 웨이퍼 상에 전극을 증착에 의해 형성한다. 단계 214 (이온 주입 단계) 에서는 웨이퍼에 이온을 주입한다. 이상의 단계 211 내지 단계 214 각각은 웨이퍼 처리의 각 단계의 전처리 공정을 구성하고 있고, 각 단계에서 필요한 처리에 따라 선택되어 실행된다.
웨이퍼 프로세스의 각 단계에서 상기 서술한 전처리 공정이 종료되면, 이하와 같이 하여 후처리 공정이 실행된다. 이 후처리 공정에서는 먼저 단계 215 (레지스트 형성 단계) 에서 웨이퍼에 감광제를 도포한다. 계속해서 단계 216 (노광 단계) 에서 위에서 설명한 리소그래피 시스템 (노광장치) 및 노광방법에 의해 마스크의 회로패턴을 웨이퍼에 전사한다. 다음에 단계 217 (현상 단계) 에서는 노광된 웨이퍼를 현상하고, 단계 218 (에칭 단계) 에서 레지스트가 잔존되어 있는 부분 이외의 부분의 노출부재를 에칭에 의해 제거한다. 그리고 단계 219 (레지스트 제거 단계) 에서 에칭이 끝나 필요없게 된 레지스트를 제거한다.
이들 전처리 공정과 후처리 공정을 반복함으로써 웨이퍼 상에 다중으로 회로 패턴이 형성된다.
이상 설명한 본 실시형태의 디바이스 제조방법을 사용하면, 노광공정 (단계 216) 에서 상기 각 실시형태의 노광처리가 사용되므로, 높은 스루풋으로 레티클의 패턴을 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트영역에 전사할 수 있다. 그 결과 고집적도의 디바이스의 생산성 (수율을 포함) 을 향상시킬 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 노광장치에 의하면, 다른 장치 성능을 손상시키지 않고, 스루풋 향상을 억제할 수 있다는 우수한 효과가 있다.
또 본 발명의 디바이스 장치에 의하면 스루풋 향상과 함께 스테이지 구동계의 사용전력을 억제할 수 있다는 효과가 있다.
또 본 발명의 디바이스 제조방법에 의하면, 디바이스의 생산성의 향상을 도모할 수 있다는 효과가 있다.
Claims (27)
- 마스크와 물체를 소정의 주사방향으로 동기이동시켜, 상기 물체 상의 복수의 구획영역으로 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서,상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지;상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지;상기 양 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계; 및상기 1 개의 구획영역에 대한 늦어도 노광종료후로부터, 다음의 구획영역의 노광을 위해, 상기 스테이지 제어계에 의해 상기 양 스테이지의 상기 주사방향에 관한 감속이 개시될 때까지의 기간에, 적어도 다음의 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를 상기 스테이지 제어계로 보내는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제어장치는, 상기 1개의 구획영역에 대한 노광을 행하고 있을 때에도, 상기 설정정보를 상기 스테이지 제어계로 보내는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 제어장치는, 상기 1개의 구획영역에 대한 노광을 행하고 있을 때부터상기 설정정보를 보내는 경우에는, 다음 및 그 이후의 복수의 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를 보내는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 스테이지 제어계는, 상기 다음의 구획영역의 노광전의 상기 양 스테이지의 동기 정정(整定) 기간전까지, 상기 설정정보에 따른 양 스테이지의 위치설정을 종료하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 마스크와 물체를 소정의 주사방향으로 동기이동시켜, 상기 물체 상의 복수 구획영역으로 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서,상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지;상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지;상기 양 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계; 및상기 물체 상에서의 상기 주사방향과 직교하는 비주사방향의 임의의 행 중의 최종 구획영역의 노광종료후, 다른 행의 최초 구획영역의 노광을 위해, 상기 스테이지 제어계에 의해 상기 양 스테이지의 이동제어가 행해지는 동안에, 상기 다음의 행 중의 복수의 구획영역의 노광을 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를 상기 스테이지 제어계로 보내는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 스테이지 제어계는, 상기 다음 행의 구획영역마다 노광개시전의 상기 양 스테이지의 동기 정정 기간전까지, 상기 설정정보에 따른 양 스테이지의 위치설정을 종료하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 마스크와 물체를 소정의 주사방향으로 동기이동시켜, 상기 물체 상의 복수 구획영역으로 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서,상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지;상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지;상기 양 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계; 및상기 물체 상의 상기 복수의 구획영역 전부를 노광하기 위해 필요한 제어 파라미터의 설정정보를, 상기 물체 상의 각 구획영역의 소정점과의 위치맞춤에 사용되는 배열정보의 검출동작의 종료후, 첫번째 구획영역의 노광이 개시될 때까지의 동안에, 상기 스테이지 제어계로 보내는 제어장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 스테이지 제어계는, 상기 물체 상의 구획영역마다, 노광전의 상기 양 스테이지의 동기 정정 기간전까지, 상기 설정정보에 따른 양 스테이지의 위치설정을 종료하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제어 파라미터는, 노광에 앞서 계측된 상기 구획영역의 배열에 관련된 파라미터를 포함하고, 상기 설정정보는, 소정의 스테이지 좌표계에 대한 구획영역의 배열오차에 의해 생기는 구획영역간 이동량의 보정값을 고려한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 구획영역의 배열오차는, 상기 물체의 회전오차, 상기 물체의 이동을 규정하는 스테이지 좌표계의 직교도 오차, 상기 물체의 스테이지 좌표계 상에서의 오프셋, 상기 물체의 배율오차 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 마스크와 물체를 소정의 주사방향으로 동기이동시켜, 상기 물체 상의 복수의 구획영역으로 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서,상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지; 및상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지;상기 양 스테이지를 제어하는 동시에, 상기 물체 상의 1 개의 구획영역에 대한 노광종료후에, 상기 양 스테이지가 상기 주사방향에 관하여 감속될 때, 다음의 구획영역의 노광을 위한 상기 양 스테이지의 동기 제어를 개시하는 스테이지 제어계를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 마스크와 물체를 소정의 주사방향으로 동기이동시켜, 상기 물체 상의 복수의 구획영역으로 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서,상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지;상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지; 및상기 양 스테이지를 제어하는 동시에, 상기 주사방향과 직교하는 비주사방향의 동일 행 중의 구획영역간에서 상기 양 스테이지를 상기 주사방향으로 감속후에 가속하는 조주(助走)동작시에, 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 상기 물체 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선은 상이한 형상인 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 13 항에 있어서,상기 스테이지 제어계는, 상기 구획영역에 대한 노광종료후의 상기 감속개시전에 상기 양 스테이지가 등속이동되는 후정정기간을, 노광개시전의 상기 양 스테이지의 동기 정정 기간보다 길게 설정하는 동시에, 구획영역에 대한 노광종료후의 저크곡선의 피크를 노광개시전의 저크곡선의 피크보다 크게 설정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선은 동일 형상인 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 스테이지 제어계는, 상기 비주사방향이 상이한 행의 구획영역간에서의 상기 조주동작시에는, 4 극화된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 상기 물체 스테이지를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 4 극화된 저크곡선은 적어도 2 극이 상이한 형상인 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 12 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 스테이지 제어계는, 상기 양 스테이지의 상기 주사방향으로의 상기 구획영역간의 상기 조주동작과 병행하여, 적어도 2 극이 상이한 형상이고 합계 4 극화된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 상기 물체 스테이지를 상기 비주사방향으로 이동시키는 구획영역간의 이동동작을 행하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 마스크와 물체를 소정의 주사방향으로 동기이동시켜, 상기 물체 상의 복수의 구획영역으로 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서,상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지;상기 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지; 및상기 양 스테이지를 제어하는 동시에, 상기 주사방향과 직교하는 비주사방향의 동일 행 중의 구획영역 사이에서는, 1 개의 구획영역에 대한 노광종료후에 상기 양 스테이지를 상기 주사방향으로 등속이동시키는 후정정기간을 상기 노광종료후의 감속개시전에 확보하고, 상이한 행간에서의 이동시에는, 1 개의 구획영역에 대한 노광종료 직후에 상기 양 스테이지의 감속동작을 개시하는 스테이지 제어계를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 스테이지 제어계는, 상기 물체 상의 1 개의 구획영역에 대한 노광종료후에, 다음의 구획영역의 노광을 위해, 상기 양 스테이지가 상기 주사방향으로 감속후에 가속되는 조주동작과 상기 물체 스테이지가 상기 주사방향과 직교하는 비주사방향으로 이동하는 구획영역간의 이동동작이 동시 병행적으로 행해지고, 또한 상기 물체 스테이지의 상기 비주사방향으로의 이동동작이 상기 다음의 구획영역의 노광전의 상기 양 스테이지의 동기 정정 기간전에 종료되도록, 상기 양 스테이지를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 물체를 유지하고 2 차원 평면내를 이동가능한 스테이지; 및상기 스테이지가 소정의 제 1 축방향으로 감속후에 가속되는 제 1 축방향 이동동작과 상기 제 1 축방향과 직교하는 제 2 축방향으로 이동하는 제 2 축방향 이동동작이 동시병행적으로 행해지도록 상기 스테이지를 제어하는 동시에, 상기 제 1 축방향 이동동작시에, 2 극화된 부호가 반전된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 상기 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
- 제 21 항에 있어서,상기 스테이지 제어계는, 상기 제 2 축방향 이동동작시에는, 적어도 2 극이 상이한 형상이고, 합계 4 극화된 저크곡선에 따른 지령값에 기초하여 상기 스테이지를 제어하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
- 리소그래피 공정을 포함하는 디바이스 제조방법으로서,상기 리소그래피 공정에서는, 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 기재된 노광장치를 사용하여 노광을 행하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
- 마스크와 물체를 소정의 주사방향으로 동기이동시켜, 상기 물체상의 복수의 구획영역으로 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 노광장치로서,상기 마스크를 유지하고 적어도 상기 주사방향으로 이동가능한 마스크 스테이지;상기 물체를 유지하고 2차원 평면내를 이동가능한 물체 스테이지; 및상기 양 스테이지의 이동을 제어하는 스테이지 제어계를 구비하고,상기 스테이지 제어계는, 상기 주사방향과 직교하는 비주사방향의 동일 행 중의 구획영역간에서는, 상기 주사방향의 이동동작과 상기 비주사방향의 이동동작의 동시병행적인 이동동작을, 1개의 구획영역에 대한 노광종료후에 상기 양 스테이지를 상기 주사방향으로 등속이동시키는 후정정 기간 동안에 상기 물체 스테이지에 개시시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 24 항에 있어서,상기 스테이지 제어계는, 상기 물체 스테이지에, 상기 동시병행적인 이동동작을, 다음의 구획영역에 대한 노광전의 상기 양 스테이지의 동기 정정 기간의 개시전까지 실행시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 25 항에 있어서,상기 스테이지 제어계는, 상기 동기 정정 기간의 개시전까지, 상기 비주사방향의 이동동작을 종료하도록 상기 물체 스테이지를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
- 제 26 항에 있어서,상기 스테이지 제어계는, 상기 물체 스테이지에, 상기 동시병행적인 이동동작을, 상기 1개의 구획영역에 대한 노광종료직후로부터 개시시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002167998 | 2002-06-10 | ||
| JPJP-P-2002-00167998 | 2002-06-10 | ||
| JP2003157410A JP2004072076A (ja) | 2002-06-10 | 2003-06-03 | 露光装置及びステージ装置、並びにデバイス製造方法 |
| JPJP-P-2003-00157410 | 2003-06-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20030095338A true KR20030095338A (ko) | 2003-12-18 |
Family
ID=29586041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0037036A KR20030095338A (ko) | 2002-06-10 | 2003-06-10 | 노광장치 및 스테이지 장치, 그리고 디바이스 제조방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7068350B2 (ko) |
| EP (1) | EP1372037A2 (ko) |
| JP (1) | JP2004072076A (ko) |
| KR (1) | KR20030095338A (ko) |
| CN (1) | CN1470945A (ko) |
| SG (1) | SG118190A1 (ko) |
| TW (1) | TW200402089A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101392986B1 (ko) * | 2012-08-29 | 2014-05-12 | 레이저앤피직스 주식회사 | 스캐너 제어 장치 및 방법 |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002134396A (ja) * | 2000-10-25 | 2002-05-10 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法および半導体パターン自動調節装置 |
| JP2004247487A (ja) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Canon Inc | 走査露光装置 |
| US7245047B2 (en) * | 2003-05-01 | 2007-07-17 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| KR20190002749A (ko) * | 2003-07-28 | 2019-01-08 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광 장치 및 디바이스 제조 방법, 그리고 노광 장치의 제어 방법 |
| US7016019B2 (en) | 2003-12-16 | 2006-03-21 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP4636807B2 (ja) * | 2004-03-18 | 2011-02-23 | キヤノン株式会社 | 基板保持装置およびそれを用いた露光装置 |
| US7508488B2 (en) * | 2004-10-13 | 2009-03-24 | Carl Zeiss Smt Ag | Projection exposure system and method of manufacturing a miniaturized device |
| TWI553703B (zh) * | 2004-11-18 | 2016-10-11 | 尼康股份有限公司 | A position measuring method, a position control method, a measuring method, a loading method, an exposure method and an exposure apparatus, and a device manufacturing method |
| TWI457193B (zh) * | 2006-03-02 | 2014-10-21 | Sumitomo Heavy Industries | Stage device |
| JP5158464B2 (ja) * | 2006-09-01 | 2013-03-06 | 株式会社ニコン | 露光装置及び露光方法 |
| US8054450B2 (en) * | 2007-05-02 | 2011-11-08 | University Of Maryland | Stepper system for ultra-high resolution photolithography using photolithographic mask exhibiting enhanced light transmission due to utilizing sub-wavelength aperture arrays |
| US8953141B2 (en) * | 2007-12-21 | 2015-02-10 | Asml Netherlands B.V. | Immersion lithographic apparatus and device manufacturing method with asymmetric acceleration profile of substrate table to maintain meniscus of immersion liquid |
| JP5607316B2 (ja) * | 2008-09-05 | 2014-10-15 | キヤノン株式会社 | 露光装置及びデバイスの製造方法 |
| JP5155785B2 (ja) * | 2008-09-09 | 2013-03-06 | 富士機械製造株式会社 | 作動制御方法および対回路基板作業装置 |
| JP5269548B2 (ja) * | 2008-10-31 | 2013-08-21 | 株式会社日立国際電気 | 基板処理装置及び基板処理装置の基板搬送方法 |
| US8633901B2 (en) * | 2009-01-30 | 2014-01-21 | Blackberry Limited | Handheld electronic device having a touchscreen and a method of using a touchscreen of a handheld electronic device |
| US8607057B2 (en) * | 2009-05-15 | 2013-12-10 | Microsoft Corporation | Secure outsourced aggregation with one-way chains |
| CN102081307B (zh) * | 2009-11-26 | 2013-06-19 | 上海微电子装备有限公司 | 光刻机曝光剂量控制方法 |
| JP5581851B2 (ja) * | 2009-12-25 | 2014-09-03 | ソニー株式会社 | ステージ制御装置、ステージ制御方法、ステージ制御プログラム及び顕微鏡 |
| JP5674195B2 (ja) * | 2010-01-14 | 2015-02-25 | Ｎｓｋテクノロジー株式会社 | 露光装置及び露光方法 |
| US8712575B2 (en) * | 2010-03-26 | 2014-04-29 | Memc Electronic Materials, Inc. | Hydrostatic pad pressure modulation in a simultaneous double side wafer grinder |
| CN102955368B (zh) * | 2011-08-22 | 2015-09-30 | 上海微电子装备有限公司 | 一种步进光刻设备及光刻曝光方法 |
| JP5701201B2 (ja) * | 2011-12-19 | 2015-04-15 | 株式会社Ｓｅｎ | イオン注入方法及びイオン注入装置 |
| CN103186055B (zh) * | 2011-12-31 | 2016-04-20 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 光刻机及其扫描曝光方法 |
| JP5739837B2 (ja) * | 2012-05-22 | 2015-06-24 | キヤノン株式会社 | 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 |
| CN105093836B (zh) * | 2014-05-06 | 2017-08-29 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | Euv光刻装置及其曝光方法 |
| JP6383177B2 (ja) * | 2014-05-13 | 2018-08-29 | キヤノン株式会社 | 露光装置及びその制御方法、並びにデバイスの製造方法 |
| WO2016005117A1 (en) * | 2014-07-08 | 2016-01-14 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and method |
| TWI532348B (zh) * | 2014-08-26 | 2016-05-01 | 鴻海精密工業股份有限公司 | 降低峰值平均功率比的方法及裝置 |
| JP6659290B2 (ja) * | 2015-09-30 | 2020-03-04 | 株式会社日立ハイテクサイエンス | 試料位置合わせ方法および荷電粒子ビーム装置 |
| TWI609235B (zh) * | 2015-11-09 | 2017-12-21 | 艾斯邁科技股份有限公司 | 光罩檢測裝置及其方法 |
| US10295911B2 (en) | 2016-05-19 | 2019-05-21 | Nikon Corporation | Extreme ultraviolet lithography system that utilizes pattern stitching |
| US10712671B2 (en) | 2016-05-19 | 2020-07-14 | Nikon Corporation | Dense line extreme ultraviolet lithography system with distortion matching |
| US11067900B2 (en) | 2016-05-19 | 2021-07-20 | Nikon Corporation | Dense line extreme ultraviolet lithography system with distortion matching |
| CN109690416B (zh) * | 2016-06-20 | 2021-12-21 | 株式会社尼康 | 具有畸变匹配的密集线极紫外光刻系统 |
| TWI734799B (zh) * | 2016-06-20 | 2021-08-01 | 日商尼康股份有限公司 | 具有失真匹配的密集線極紫外光微影系統以及將圖案轉移至工件上的方法 |
| CN107666546B (zh) * | 2016-07-29 | 2020-01-07 | 广州康昕瑞基因健康科技有限公司 | 图像拍摄对位方法和系统 |
| US10527956B2 (en) | 2017-03-24 | 2020-01-07 | Nikon Corporation | Temperature controlled heat transfer frame for pellicle |
| CN110536048A (zh) * | 2018-05-25 | 2019-12-03 | 上海翌视信息技术有限公司 | 一种具有偏置构成的相机 |
| JP7105627B2 (ja) * | 2018-06-15 | 2022-07-25 | キヤノン株式会社 | 露光方法、露光装置、および物品の製造方法 |
| CN113520594B (zh) * | 2021-05-31 | 2023-08-08 | 浙江大学 | 一种双光路3d成像模组的装配方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08293459A (ja) * | 1995-04-21 | 1996-11-05 | Nikon Corp | ステージ駆動制御方法及びその装置 |
| DE69610691T2 (de) | 1996-01-08 | 2001-05-03 | Canon Kk | Belichtungsverfahren und Belichtungsvorrichtung |
| KR100521704B1 (ko) * | 1997-09-19 | 2005-10-14 | 가부시키가이샤 니콘 | 스테이지장치, 주사형 노광장치 및 방법, 그리고 이것으로제조된 디바이스 |
| US6320345B1 (en) * | 1998-03-05 | 2001-11-20 | Nikon Corporation | Command trajectory for driving a stage with minimal vibration |
| JP3271758B2 (ja) | 1999-03-31 | 2002-04-08 | 株式会社ニコン | 走査露光方法、走査型露光装置、及び前記方法を用いるデバイス製造方法 |
| US6285438B1 (en) * | 1999-05-19 | 2001-09-04 | Nikon Corporation | Scanning exposure method with reduced time between scans |
| AU3271801A (en) | 1999-11-30 | 2001-06-12 | Silicon Valley Group, Inc. | Dual-stage lithography apparatus and method |
| JP2001230183A (ja) | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Nikon Corp | 走査露光装置、走査露光方法及びデバイス製造方法 |
| JP2002025886A (ja) | 2000-07-03 | 2002-01-25 | Canon Inc | ステップ＆スキャン式投影露光装置、その保守方法並びに同装置を用いた半導体デバイス製造方法および半導体製造工場 |
| JP2002050559A (ja) * | 2000-08-01 | 2002-02-15 | Canon Inc | 露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法 |
| JP2002110526A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-12 | Canon Inc | 走査露光方法及び走査露光装置 |
-
2003
- 2003-06-03 JP JP2003157410A patent/JP2004072076A/ja active Pending
- 2003-06-09 US US10/456,485 patent/US7068350B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-06-10 TW TW092115643A patent/TW200402089A/zh unknown
- 2003-06-10 KR KR10-2003-0037036A patent/KR20030095338A/ko not_active Application Discontinuation
- 2003-06-10 SG SG200303677A patent/SG118190A1/en unknown
- 2003-06-10 CN CNA031413153A patent/CN1470945A/zh active Pending
- 2003-06-10 EP EP03253652A patent/EP1372037A2/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101392986B1 (ko) * | 2012-08-29 | 2014-05-12 | 레이저앤피직스 주식회사 | 스캐너 제어 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7068350B2 (en) | 2006-06-27 |
| TW200402089A (en) | 2004-02-01 |
| US20050024610A1 (en) | 2005-02-03 |
| EP1372037A2 (en) | 2003-12-17 |
| SG118190A1 (en) | 2006-01-27 |
| CN1470945A (zh) | 2004-01-28 |
| JP2004072076A (ja) | 2004-03-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20030095338A (ko) | 노광장치 및 스테이지 장치, 그리고 디바이스 제조방법 | |
| KR100521704B1 (ko) | 스테이지장치, 주사형 노광장치 및 방법, 그리고 이것으로제조된 디바이스 | |
| JP6429047B2 (ja) | 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 | |
| US6894763B2 (en) | Exposure apparatus and methods utilizing plural mask and object stages movable in opposite directions, and methods of producing devices using the same | |
| TWI534408B (zh) | Position measuring system, exposure apparatus, position measuring method, exposure method and component manufacturing method, and measuring tool and measuring method | |
| JP4029183B2 (ja) | 投影露光装置及び投影露光方法 | |
| JP4905452B2 (ja) | 露光装置及び露光方法並びにデバイスの製造方法 | |
| JP3984428B2 (ja) | リソグラフィ投影装置、マスクテーブル及びデバイス製造方法 | |
| JP4029180B2 (ja) | 投影露光装置及び投影露光方法 | |
| KR20010033118A (ko) | 스테이지 장치 및 노광장치 | |
| WO2000014779A1 (fr) | Appareil et procede d'exposition, dispositif et procede de production dudit appareil | |
| US20050151947A1 (en) | Position measuring method, position control method, exposure method and exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JP2000106340A (ja) | 露光装置及び走査露光方法、並びにステージ装置 | |
| US6641981B1 (en) | Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JPH11224854A (ja) | 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 | |
| JPH10284393A (ja) | 露光装置およびデバイス製造方法 | |
| JP4029360B2 (ja) | 投影露光装置及び投影露光方法並びに走査露光方法 | |
| JPH11214302A (ja) | 走査型露光装置及び走査露光方法 | |
| JP2004311639A (ja) | 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 | |
| JPH11168063A (ja) | ステージ装置、走査型露光装置及び露光方法 | |
| WO2005001913A1 (ja) | ステージ制御装置及び方法並びに露光装置及び方法 | |
| KR100945707B1 (ko) | 스테이지장치와 홀더, 및 주사형 노광장치 그리고 노광장치 | |
| JP2005064373A (ja) | 露光装置 | |
| JP2006203001A (ja) | 露光方法及び装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |