KR20070088467A - 투영 광학계, 노광 장치, 노광 시스템 및 노광 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 면(M)의 상(像)을 제2 면(P) 상(上)에 형성하는 투영 광학계(PL)에 있어서, 입사면 및 사출면이 평면을 가지고, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면이 소정의 제1 쇄기각을 갖는 적어도 하나의 제1 쇄기 프리즘(4)을 구비하고, 상기 제1 면(M)의 법선 방향을 Z축 방향, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면의 교선의 방향을 X축 방향, 상기 Z축 방향 및 상기 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향으로 했을 때, 상기 제1 쇄기 프리즘(4)은 거의 상기 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성된다.

Description

투영 광학계, 노광 장치, 노광 시스템 및 노광 방법{PROJECTION OPTICAL SYSTEM, EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE SYSTEM, AND EXPOSURE METHOD}

본 발명은 반도체 소자, 박막 자기 헤드 등의 마이크로 디바이스나 액정 표시 소자 등의 플랫·패널·디스플레이를 리소그래피 공정으로 제조하기 위한 노광 장치에 이용되는 투영 광학계, 상기 투영 광학계를 구비한 노광 장치, 상기 노광 장치를 구비한 노광 시스템 및 상기 노광 장치를 이용한 노광 방법에 관한 것이다.

마이크로 디바이스의 하나인 반도체 소자 또는 플랫·패널·디스플레이의 하나인 액정 표시 소자를 제조하는 경우에 있어서, 마스크(레티클, 포토마스크 등)의 패턴을 투영 광학계를 통해 포토레지스트 등의 감광제가 도포된 기판(글래스 플레이트, 반도체 웨이퍼 등) 상에 투영 노광하는 투영 노광 장치가 이용되고 있다.

반도체 소자 등의 마이크로 디바이스를 제조할 때에는, 반도체 웨이퍼 등의 기판 상에 복수층의 패턴이 형성된다. 이 경우에, 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 노광 장치(스캐너)를 이용하여 마스크 스테이지와 기판 스테이지를 동기 주사하면서 기판 상에 마스크의 초미세한 패턴을 연속적으로 전사함으로써, 일부의 층(예컨대 하층)의 패턴을 기판 상에 형성하여, 스텝·앤드·리피트 방식의 일괄 노광형 투영 노광 장치(스테퍼)를 이용하여, 초미세한 패턴이 형성된 기판 상에 마스크의 약간 거친 패턴을 거듭 전사함으로써 일부의 층(예컨대 상층)의 패턴을 기판 상에 형성하는 것이 행해지고 있다(예컨대, 일본 특허 공개 평 제2001-51193호 공보 및 이에 대응하는 미국 특허제6,600,550호 공보 참조).

그런데, 주사형 노광 장치에 의해, 하층의 직사각형 형상의 패턴을 기판 상에 전사할 때에, 마스크 스테이지의 주사 방향과 기판 스테이지의 주사 방향에 어긋남이 발생한 경우, 직사각형 형상의 패턴이 아닌 평행사변형 형상의 패턴이 기판 상에 형성된다. 이 평행사변형 형상의 패턴이 형성된 기판 상에, 일괄 노광형 투영 노광 장치에 의해 상층의 직사각형 형상의 패턴이 거듭 전사된 경우, 패턴의 중합에 어긋남이 발생한다.

본 발명의 목적은 패턴을 중합시켜 노광을 고정밀도로 행하는 일이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 형태에서는, 제1 면의 상(像)을 제2 면 상(上)에 형성하는 투영 광학계로서, 입사면 및 사출면이 평면을 가지고, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면이 소정의 제1 쇄기각을 갖는 적어도 하나의 제1 쇄기 프리즘을 구비하고, 상기 제1 면의 법선 방향을 Z축 방향, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면과의 교선의 방향을 X축 방향, 상기 Z축 방향 및 상기 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향으로 했을 때, 상기 제1 쇄기 프리즘은 거의 상기 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2 형태에서는, 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치로서, 거의 직사각형 형상의 시야 영역 내의 상기 소정의 패턴의 상을 상기 감광성 기판 상의 노광 영역 내에 형성하는 대물 광학계와, 상기 노광 영역 내에 형성되는 상기 상을 평행사변형 형상으로 변형시키는 변형 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제3 형태에서는, 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치로서, 상기 감광성 기판 상에 형성되는 상기 소정의 패턴상을 변형시키는 상 변형 수단과, 상기 상 변형 수단에 의해 변형된 상기 소정의 패턴상과 상기 감광성 기판을 상대적으로 회전시키는 회전 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제4 형태에서는, 제1 형태의 투영 광학계를 이용하여, 상기 제1 면에 배치되는 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 투영하는 투영 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제5 형태는 노광 시스템으로서, 제1 패턴 형성 수단 상의 제1 패턴 영역의 전체의 상을 감광성 기판 상에 형성하는 제1 투영 수단을 구비하며, 상기 제1 패턴 형성 수단 상의 상기 제1 패턴 영역을 상기 감광성 기판 상의 소정의 구획 영역에 일괄적으로 정지 노광하는 제1 노광 장치와, 제2 패턴 형성 수단 상의 제2 패턴 영역의 일부의 영역 내의 패턴상을 상기 감광성 기판 상에 형성하는 제2 투영 수단을 구비하고, 상기 패턴상 및 상기 감광성 기판을 상대 이동시키면서, 상기 제2 패턴 형성 수단 상의 상기 제2 패턴 영역 내의 패턴을 상기 감광성 기판 상의 상기 소정의 구획 영역 내에 주사 노광하는 제2 노광 장치를 구비하며, 상기 제1 노광 장치는 제3 또는 제4 형태의 노광 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제6 형태는 노광 방법으로서, 제3 또는 제4 형태의 노광 장치를 이용하여, 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제7 형태는 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 방법으로서, 상기 감광성 기판 상에 형성되는 상기 소정의 패턴상을 변형시키는 상 변형 공정과, 상기 상 변형 공정에 의해 변형된 상기 소정의 패턴상과 상기 감광성 기판을 상대적으로 회전시키는 회전 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제8 형태는 노광 방법으로서, 제1 패턴 형성 수단 상의 제1 패턴 영역 전체의 패턴의 상을 감광성 기판 상의 소정의 구획 영역에, 상기 제1 패턴 형성 수단 및 상기 감광성 기판을 정지시킨 상태로 일괄 노광하는 제1 노광 공정과, 제2 패턴 형성 수단 상의 제2 패턴 영역의 일부의 영역 내의 패턴의 상을 상기 감광성 기판 상의 상기 소정의 구획 영역 내에, 상기 제2 패턴 영역 내의 상기 패턴의 상 및 상기 감광성 기판을 상대 이동시키면서 주사 노광하는 제2 노광 공정을 포함하고, 상기 제1 노광 공정은 상기 감광성 기판 상에 형성되는 상기 제1 패턴 영역 전체의 패턴의 상을 변형시키는 상 변형 공정과, 상기 상 변형 공정에 의해 변형된 제1 패턴 영역 전체의 패턴의 상과 상기 감광성 기판을 상대적으로 회전시키는 회전 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제9 형태는, 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 방법으로서, 거의 직사각형 형상의 시야 영역 내의 상기 소정의 패턴의 상을 상기 감광성 기판 상의 노광 영역 내에 형성하는 상 형성 공정과, 상기 노광 영역 내에 형성되는 상기 상을 평행사변형 형상으로 변형시키는 변형 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제10 형태는, 노광 방법으로서, 제1 패턴 형성 수단 상의 제1 패턴 영역 전체의 패턴의 상을 감광성 기판 상의 소정의 구획 영역에, 상기 제1 패턴 형성 수단 및 상기 감광성 기판을 정지시킨 상태로 일괄 노광하는 제1 노광 공정과, 제2 패턴 형성 수단 상의 제2 패턴 영역의 일부의 영역 내의 패턴의 상을 상기 감광성 기판 상의 상기 소정의 구획 영역 내에, 상기 제2 패턴 영역 내의 상기 패턴의 상 및 상기 감광성 기판을 상대 이동시키면서 주사 노광하는 제2 노광 공정을 포함하며, 상기 소정의 구획 영역은 거의 직사각형 형상이고, 상기 제1 노광 공정은 거의 직사각형 형상의 시야 영역 내의 상기 소정의 패턴의 상을 상기 감광성 기판 상의 노광 영역 내에 형성하는 상 형성 공정과, 상기 노광 영역 내에 형성되는 상기 상을 평행사변형 형상으로 변형시키는 변형 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 형태에 따른 투영 광학계에 의하면, 제1 쇄기 프리즘을 Y축 방향을 축으로서 회전시킴으로써, 제2 면 상에 이미 형성되어 있는 아래의 레이어의 패턴의 형상에 맞추어 제1 면의 패턴의 형상을 변화시킬 수 있다. 따라서, 매우 용이한 수단에 의해 패턴의 중합 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 형태에 따른 노광 장치에 의하면, 감광성 기판 상에 이미 형성되어 있는 아래의 레이어의 패턴의 형상에 맞추어 감광성 기판 상에 형성되는 소정의 패턴의 상을 평행사변형 형상으로 변형시킬 수 있으므로, 패턴의 중합 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제3 형태에 따른 노광 장치에 의하면, 감광성 기판 상에 이미 형성되어 있는 아래의 레이어의 패턴의 형상에 맞추어 감광성 기판 상에 형성되는 소정의 패턴의 상을 변형 및 회전시킬 수 있으므로, 패턴의 중합 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제4 형태에 따른 노광 장치에 의하면, 제1 쇄기 프리즘을 Y축 방향을 축으로서 회전시킴으로써, 감광성 기판 상에 이미 형성되어 있는 아래의 레이어의 패턴의 형상에 맞추어 소정의 패턴의 형상을 변형시킬 수 있는 투영 광학계를 이용하여 노광을 행하므로, 패턴의 중합 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제5 형태에 따른 노광 시스템에 의하면, 제1 노광 장치가 제2 노광 장치에 의해 노광된 패턴의 영역에 맞추어 감광성 기판 상에 형성되는 소정의 패턴의 영역을 변형 및 회전시킬 수 있는 수단을 구비하고 있으므로, 패턴의 중합 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 노광 방법에 의하면, 감광성 기판 상에 이미 형성되어 있는 아래의 레이어의 패턴의 형상에 맞추어 감광성 기판 상에 형성되는 소정의 패턴의 상을 변형시키므로, 패턴의 중합 정밀도를 향상시키는 수 있고, 양호한 노광을 행할 수 있다.

도 1은 이 실시형태에 따른 노광 시스템의 개략 구성을 도시한 도면.

도 2는 이 실시형태에 따른 투영 노광 장치의 개략 구성을 도시한 도면.

도 3은 이 실시형태에 따른 쇄기 프리즘의 구성을 도시한 도면.

도 4는 플레이트에 형성되어 있는 아래의 레이어의 패턴 형상에 대해 설명하기 위한 도면.

도 5는 이 실시형태에 따른 투영 노광 장치를 이용한 패턴의 중합 오차의 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도.

도 6A는 이 실시형태에 따른 쇄기 프리즘이 Y축 방향을 축으로서 회전했을 때의 상태를 설명하기 위한 도면.

도 6B는 이 실시형태에 따른 쇄기 프리즘이 Y축 방향을 축으로서 회전했을 때의 상태를 설명하기 위한 도면.

도 7A는 이 실시형태에 따른 쇄기 프리즘이 Y축 방향을 축으로서 회전했을 때의 상태를 설명하기 위한 도면.

도 7B는 이 실시형태에 따른 쇄기 프리즘이 Y축 방향을 축으로서 회전했을 때의 상태를 설명하기 위한 도면.

도 8은 이 실시형태에 따른 쇄기 프리즘이 Y축 방향을 축으로서 회전했을 때의 패턴 형상에 대해 설명하기 위한 도면.

도 9A는 이 실시형태에 따른 쇄기 프리즘이 Y축 방향을 축으로서 회전했을 때의 상태를 설명하기 위한 도면.

도 9B는 이 실시형태에 따른 쇄기 프리즘이 Y축 방향을 축으로서 회전했을 때의 상태를 설명하기 위한 도면.

도 10은 이 실시형태의 변형예에 따른 쇄기 프리즘의 구성을 도시한 도면.

도 11은 이 실시형태의 변형예에 따른 변형 수단(상 변형 수단)의 구성을 도시한 도면.

도 12는 본 발명의 실시형태에 따른 마이크로 디바이스로서의 반도체 디바이스의 제조 방법을 도시하는 흐름도.

도 13은 본 발명의 실시형태에 따른 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자의 제조 방법을 도시하는 흐름도.

도 14는 실시예에 따른 투영 광학계의 렌즈 구성을 도시한 도면.

도 15는 실시예에 따른 쇄기 프리즘이 Y축 방향을 축으로서 회전한 때에 형성되는 패턴상의 형상을 설명하기 위한 도면.

도 16은 실시예에 따른 패턴상을 회전시켰을 때의 상태를 도시한 도면.

도 17은 실시예에 따른 투영 광학계의 메리디오날(meridional) 방향 및 사지탈(sagittal) 방향에 있어서의 가로 수차를 도시하는 가로 수차도.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 따른 노광 시스템에 대해 설명한다. 도 1은 이 실시형태에 따른 노광 시스템의 개략 구성을 도시한 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 이 실시형태에 따른 노광 시스템은 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 노광 장치(제2 노광 장치)(1A) 및 스텝·앤드·리피트 방식의 투영 노광 장치(제1 노광 장치)(1B)를 구비하고 있다.

주사형 노광 장치(1A)는 도시되어 있지는 않지만, 노광광으로 소정의 패턴(제2 패턴)이 형성되고 있는 마스크(제2 패턴 형성 수단)를 조명하는 조명 광학계, 이 조명 광학계보다 조명된 마스크의 패턴상을, 예컨대 감광성 재료가 도포된 반도체 웨이퍼 등의 기판(P)(도 2 참조) 상에 형성하는 투영 광학계(제2 투영 수단) 등을 구비하고 있다. 투영 광학계는 마스크 상에 형성되어 있는 패턴의 영역(제2 패턴 영역)의 일부의 영역 내의 패턴상을 기판(P) 상의 소정의 구획 영역 내에 형성한다. 주사형 노광 장치(스캐너)(1A)는 마스크를 재치(載置)하는 마스크 스테이지(나아가서는 마스크의 패턴상) 및 기판(P)을 재치하는 기판 스테이지[나아가서는 기판(P)]를 상대 이동하면서 투영 광학계를 통해 마스크의 패턴을 기판(P) 상의 소정의 영역 내에 주사 노광한다.

마스크 스테이지 및 기판 스테이지의 위치는, 각각 마스크측 레이저 간섭계 및 기판측 레이저 간섭계에 의해 계측되고, 제어되어 있다. 또한, 주사형 노광 장치(1A)는 주사형 노광 장치(1A)의 주사 노광의 제어를 행하는 제어부(3)를 구비하고 있다. 제어부(3)에는 마스크 스테이지의 주사 방향 및 주사 방향과 직교하는 방향(이하, 비주사 방향이라고 함)에 있어서의 위치를 계측하는 마스크측 레이저 간섭계가 접속되어 있고, 마스크측 레이저 간섭계는 계측한 마스크 스테이지의 주사 방향 및 비주사 방향에 있어서의 위치를 제어부(3)에 대해 출력한다. 또한, 제어부(3)에는 기판 스테이지의 주사 방향 및 비주사 방향에 있어서의 위치를 계측하는 기판측 레이저 간섭계가 접속되어 있고, 기판측 레이저 간섭계는 계측한 기판 스테이지의 주사 방향 및 비주사 방향에 있어서의 위치를 제어부(3)에 대해 출력한다.

도 2는 도 1에 도시하는 투영 노광 장치(1B)의 개략 구성을 도시한 도면이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 투영 노광 장치(1B)는 도시하지 않은 광원으로부터 사출되는 노광광에 의해 소정의 패턴(제1 패턴)이 형성되어 있는 마스크(제1 패턴 형성 수단)(M)을 조명하는 조명 광학계(IL), 조명 광학계(IL)에 의해 조명된 마스크(M)의 패턴상을 기판(P) 상에 형성하는 투영 광학계(제1 투영 수단)(PL)를 구비하고 있다. 투영 광학계(PL)는 마스크(M) 상의 패턴 영역(제1 패턴 영역)의 전체의 상을 기판(P) 상의 소정의 구획 영역에 형성한다. 투영 노광 장치(스테퍼)(1B)는 마스크 스테이지(MST) 상에 재치되어 있는 마스크(제1 면)(M)의 패턴을 투영 광학계(PL)를 통해 기판 스테이지(PST) 상에 적재되어 있는 플레이트(제2 면, 감광성 기판)(P) 상의 소정의 영역에 일괄적으로 정지 노광한다. 즉, 기판(P)을 정지한 상태로 마스크(M)의 패턴(소정의 패턴)을 기판(P) 상에 투영 노광한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 마스크(M) 면의 법선 방향을 Z축 방향, 후술하는 쇄기 프리즘(4)의 입사면(4a)과 사출면(4b)의 교선의 방향을 X축 방향, Z축 방향 및 X축 방향으로 직교하는 방향을 Y축 방향으로 한다.

조명 광학계(IL)는 도시하지 않은 광원을 구비하고 있으며, 광원에는 예컨대 노광에 필요한 파장인 g 선(436㎚), h 선(405 ㎚), i 선(365 ㎚)의 노광광을 공급하는 수은 램프 등이 이용된다. 광원으로부터 사출된 광속은 도시하지 않은 라이트 가이드, 라이트 가이드로부터 사출한 광속을 균일한 조도 분포를 갖는 광속으로 변환하는 도시하지 않은 옵티컬 인터그레이터, 옵티컬 인터그레이터로부터 사출한 광속을 직사각형 형상(장방형 형상)으로 정형하기 위한 개구를 갖는 도시하지 않은 블라인드부, 블라인드부를 통과한 광속을 마스크(M) 상에 결상하는 도시하지 않은 콘덴서 렌즈 등을 통해, 마스크(M)를 직사각형 형상의 조명 영역에서 조명한다.

마스크(M)가 재치되어 있는 마스크 스테이지(MST)는 X축 방향, Y축 방향으로 이동 가능 및 Z축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되어 있다. 마스크(M)에 형성되어 있는 패턴을 통과한 광속은 투영 광학계(PL)가 구비한 쇄기 프리즘(제2 쇄기 프리즘)(2), 쇄기 프리즘(제1 쇄기 프리즘)(4)을 통과한다. 이 실시형태에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 쇄기 프리즘(2, 4)은 투영 광학계(PL)의 거의 텔리센트릭인 광로 중의 가장 마스크(M) 측에 배치되어 있다. 도 3은 쇄기 프리즘(2, 4)의 구성을 도시한 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 쇄기 프리즘(2)의 입사면(2a) 및 사출면(2b)은 평면을 가지고, 입사면(2a)의 평면과 사출면(2b)은 쇄기각(소정의 제2 쇄기각)(θ1)을 갖고 있다.

이 실시형태에 있어서는, 쇄기 프리즘(2)은 입사면(2a)의 평면과 사출면(2b)의 평면의 교선의 방향이 X축 방향이 되도록 배치되어 있다. 또한, 쇄기 프리즘(2)은, 후술하는 X축 회전 구동부(11)를 구동시킴으로써 거의 X축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되어 있고, 후술하는 Y축 회전 구동부(13)를 구동시킴으로써 거의 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되어 있다.

쇄기 프리즘(4)의 입사면(4a) 및 사출면(4b)은 평면을 가지고, 입사면(4a)의 평면과 사출면(4b)은 쇄기각(θ1)과 거의 동일한 쇄기각(소정의 제1 쇄기각)(θ2)을 갖고 있다. 이 실시형태에 있어서는, 쇄기 프리즘(4)은 입사면(4a)의 평면과 사출면(4b)의 평면의 교선의 방향이 X축 방향이 되도록 배치되어 있고, 쇄기 프리즘(2)의 쇄기각(θ1)과 쇄기 프리즘(4)의 쇄기각(θ2)이 거의 반대 방향을 향하도록 배치되어 있다. 또한, 쇄기 프리즘(4)은 후술하는 X축 회전 구동부(12)를 구동 시킴으로써 거의 X축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되어 있고, 후술하는 Y축 회전 구동부(14)를 구동시킴으로써 거의 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되어 있다. 또한, 쇄기 프리즘(4)을 거의 X축 방향을 축으로서 회전시켰을 때의 쇄기 프리즘(4)의 배치 상태의 예를 도 3의 파선부에서 도시하고 있다.

쇄기 프리즘(2) 및 쇄기 프리즘(4)의 적어도 하나를 X축 방향을 축으로서 회전시킴으로써, 투영 광학계(PL)의 Y축 방향에 있어서의 투영 배율을 조정할 수 있다. 또한, 쇄기 프리즘(2) 및 쇄기 프리즘(4) 중 적어도 하나를 Y축 방향을 축으로서 회전시킴으로써, 투영 광학계(PL)의 X축 방향 및 Y축 방향에 있어서의 투영 위치를 시프트시킬 수 있다. 즉, 투영 광학계(PL)의 광축(Z축)과 직교하는 면[기판(P)면] 내에서 비대칭적으로 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴상을 변형시킬 수 있다(상 변형 수단).

쇄기 프리즘(4)으로부터 사출한 광속은 투영 광학계(PL)가 구비하는 대물 광학계로서의 투영 렌즈군(5)을 통과하여 기판(P) 상의 투영 영역(제1 패턴 영역)에 도달하여, 기판(P) 상에 마스크(M)의 패턴의 전체의 축소상을 형성한다(투영 수단). 이 때, 기판(P) 상에 결상되는 마스크(M)의 패턴은 직사각형 형상이며, 전술의 X축 방향과 직사각형 형상의 길이 방향이 평행이며, 전술의 Y축 방향과 직사각형 형상의 짧은 방향이 평행이다. 또한, 기판(P)이 재치되어 있는 기판 스테이지(PST)는 X축 방향, Y축 방향으로 이동 가능 및 Z축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되어 있다. 기판 스테이지(PST)를 Z축 방향을 축으로서 회전시킴으로써, 마스크(M)의 패턴상과 기판(P)을 상대적으로 회전시킬 수 있다(회전 수단). 또한, 기판 스테 이지(PST)를 Z축 주위로 회전시키는 대신에, 마스크 스테이지(MST)를 Z축 방향을 축으로서 회전시켜도 좋고, 기판 스테이지(PST) 및 마스크 스테이지(MST)의 쌍방을 Z축 주위로 회전시켜도 좋다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(6)에는, X축 회전 구동부(11)가 접속되어 있고, X축 회전 구동부(11)는 제어부(6)로부터의 제어 신호에 기초하여 쇄기 프리즘(2)을 X축 방향을 축으로서 회전시킨다. 또한, 제어부(6)에는 Y축 회전 구동부(13)가 접속되어 있고, Y축 회전 구동부(13)는 제어부(6)로부터의 제어 신호에 기초하여 쇄기 프리즘(2)을 Y축 방향을 축으로서 회전시킨다.

또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 제어부(6)에는, X축 회전 구동부(12)가 접속되어 있고, X축 회전 구동부(12)는 제어부(6)로부터의 제어 신호에 기초하여 쇄기 프리즘(4)을 X축 방향을 축으로서 회전시킨다. 또한, 제어부(6)에는 Y 축 회전 구동부(14)가 접속되어 있고, Y축 회전 구동부(14)는 제어부(6)로부터의 제어 신호에 기초하여 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 회전시킨다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 제어부(6)에는 마스크 스테이지 구동부(8)가 접속되어 있고, 마스크 스테이지 구동부(8)는 제어부(6)로부터의 제어 신호에 기초하여 마스크 스테이지(MST)를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동, 또는 Z축 방향을 축으로서 회전시킨다. 또한, 제어부(6)에는 기판 스테이지 구동부(10)가 접속되어 있고, 기판 스테이지 구동부(10)는 제어부(6)로부터의 제어 신호에 기초하여 기판 스테이지(PST)를 X축 방향 또는 Y축 방향으로 이동, 또는 Z축 방향을 축으로서 회전시킨다.

또한, 투영 광학계(PL)의 경통의 측면에는, 오프·액세스 방식의 얼라이먼트 검출계(AL)가 부착되어 있으며, 제어부(6)는 이 얼라이먼트 검출계(AL)로부터의 정보와 기판측 레이저 간섭계의 계측치에 기초하여, 기판(P) 상에 설치된 얼라이먼트 마크의 위치를 검출한다. 그리고, 제어부(6)는 검출된 얼라이먼트 마크의 위치로부터 주사형 노광 장치(1A)에서 주사 노광된 패턴(아래의 레이어의 패턴)의 형상(영역)을 산출한다.

예컨대, 1로트의 기판 상에 일례로서 제2 층 째의 패턴을 전사하는 경우를 생각한다. 전제 조건으로서, 각 기판(P)에는 주사형 노광 장치(1A)를 이용하여, 예컨대 얼라이먼트 마크를 포함하는 제1 층 째의 패턴이 전사된 복수의 쇼트 영역(제2 패턴 영역)이 이미 형성되어 있는 것으로 한다. 이 실시형태에서는, 얼라이먼트 마크로서, X축 방향과 Y축 방향의 위치를 각각 동시에 검출할 수 있는 2차원 마크가 쇼트 영역(제2 패턴 영역)마다 복수(바람직하게는 4개씩)형성되어 있는 것으로 한다.

그리고, 예컨대 로트 선두의 기판의 각 쇼트 영역에 설치된 모든 얼라이먼트 마크의 위치를 얼라이먼트 검출계(AL)와 기판측 레이저 간섭계를 이용하여 검출한다. 제어부(6)는 검출한 각 얼라이먼트 마크의 위치 정보에 기초하여, 소위 쇼트 내 다점(EGA)(인핸스드·글로벌·얼라이먼트)의 연산을 행하여, 기판(P)의 XY 방향의 스케일링[기판(P)의 선형 신축], 기판(P)의 회전 오차, 기판(P)의 XY 방향의 오프셋, 스테이지 좌표계의 직교도 오차, 쇼트 영역의 XY 방향의 스케일링(쇼트 영역의 선형 신축), 쇼트 영역의 회전 오차, 쇼트 영역의 직교도 오차를 구한다. 또한, 이러한 쇼트내 다점(EGA) 방식에 있어서는, 예컨대 일본 특허 공개 제2003-59809호 공보에 개시되어 있다. 여기서, 쇼트내 다점(EGA) 방식을 이용하여 구한 쇼트 영역의 직교도 오차가 전술의 주사 노광된 패턴(제1 층 째의 레이어의 패턴)의 형상(영역)에 대응하고 있다.

제어부(6)는 주사형 노광 장치(1A)의 제어부(3)로부터 출력되는 주사형 노광 장치(1A)가 구비하는 마스크측 레이저 간섭계 및 기판측 레이저 간섭계에 의해 계측된 마스크 스테이지 및 기판 스테이지의 위치 정보에 기초하여, 주사형 노광 장치(1A)에서 주사 노광된 패턴(아래의 레이어의 패턴)의 형상(영역)을 산출한다.

제어부(6)는 산출된 주사형 노광 장치(1A)에서 주사 노광된 패턴의 형상에 기초하여, 쇄기 프리즘(4)의 Y축 방향을 축으로 하는 회전량을 산출한다. 그리고, 제어부(6)는 산출된 회전량에 기초하여 Y축 회전 구동부(14)에 제어 신호를 출력하고, Y축 회전 구동부(14)를 구동시킴으로써 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 회전시킨다.

또한, 제어부(6)는 쇄기 프리즘(4)의 Y축 방향을 축으로 하는 회전량에 기초하여, 마스크 스테이지(MST) 또는 기판 스테이지(PST)의 Z축 방향을 축으로 하는 회전량을 산출한다. 제어부(6)는 산출된 회전량에 기초하여 마스크 스테이지 구동부(8) 또는 기판 스테이지 구동부(10)에 제어 신호를 출력하며, 마스크 스테이지 구동부(8) 또는 기판 스테이지 구동부(10)를 구동시킴으로써 마스크 스테이지(MST)(마스크(M)) 또는 기판 스테이지(PST)[기판(P)]를 Z축 방향을 축으로서 회전시킨다.

또한, 제어부(6)는 기판(P)의 열에 의한 신축 등에 의해 변화되는 투영 영역의 Y축 방향에 있어서의 배율을 보정하기 위한 쇄기 프리즘(2) 또는 쇄기 프리즘(4)의 X축 방향을 축으로 하는 회전량을 산출하여, 산출된 회전량에 기초하여 X축 회전 구동부(11) 또는 X축 회전 구동부(12)에 제어 신호를 출력하여, X축 회전 구동부(11) 또는 X축 회전 구동부(12)를 구동시킴으로써 쇄기 프리즘(2) 또는 쇄기 프리즘(4)을 X축 방향을 축으로서 회전시켜, 투영 영역의 Y축 방향에 있어서의 배율의 보정도 행한다.

다음으로, 이 실시형태에 따른 노광 시스템을 이용하여, 기판(P) 상에 형성되는 패턴의 중합 오차를 보정하는 방법에 대해 설명한다. 즉, 주사형 노광 장치(1A)에 있어서 기판(P) 상에 주사 노광되는 미세한 패턴(아래의 레이어의 패턴)과, 투영 노광 장치(1B)에서 기판(P) 상에 일괄 노광되는 약간 거친 패턴(위의 레이어의 패턴)의 중합 오차를 보정하는 방법에 대해 설명한다.

우선, 주사형 노광 장치(1A)에 의해 아래의 레이어의 패턴이 기판(P) 상에 주사 노광된다(제2 노광 공정). 예컨대 주사형 노광 장치(1A)에서 마스크 스테이지의 주사 방향과 기판 스테이지의 주사 방향에 어긋남이 생긴 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 직사각형 형상(장방형 형상)의 패턴(P1)이 아닌 평행사변형 형상의 패턴(P2)이 기판(P) 상에 형성된다. 이 평행사변형 형상의 패턴(P2)이 형성된 기판(P) 상에, 투영 노광 장치(1B)에 의해 위의 레이어의 패턴인 마스크(M)의 직사각형 형상(장방형 형상)의 패턴이 거듭 전사된 경우, 패턴이 중합에 어긋남이 생긴다. 따라서, 이 평행사변형 형상의 패턴(P2)의 형상(영역)에 맞추어 마스크(M)의 패턴을 변형시킬 필요가 있다.

도 5는, 이 실시형태에 따른 중합 오차의 보정 방법에 대해 설명하기 위한 흐름도이다. 우선, 제어부(6)는 제1 층 째의 레이어의 패턴이 노광된 기판(P) 상의 얼라이먼트 마크의 위치를 검출하여, 이 검출 결과에 기초하여 각 쇼트 영역(제2 패턴 영역)의 직교도 오차[아래(제1 층 째)의 레이어의 패턴 형상]을 구한다(단계 S10).

다음으로, 제어부(6)는 산출된 아래의 레이어의 패턴의 형상에 기초하여, 쇄기 프리즘(4)의 Y축 방향을 축으로 하는 회전량을 산출한다(단계 S11). 제어부(6)는 단계 S11에 있어서 산출된 쇄기 프리즘(4)의 회전량에 기초하여 Y축 회전 구동부(14)에 제어 신호를 출력하고, Y축 회전 구동부(14)를 구동시킴으로써 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 회전시킨다(단계 S12). 즉, 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴상을 변형시킨다(상 변형 공정).

쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 회전시킴으로써, 투영 광학계(PL)의 Y축 방향에 있어서의 투영 위치가 시프트된다. 도 6A는 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 시계 방향으로 미소량 회전시켰을 때의 -X 방향측으로부터 본 경우의 쇄기 프리즘(2, 4)의 위치를 도시한 도면, 도 6B는 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 시계 방향으로 미소량 회전시켰을 때의 +X 방향측으로부터 본 경우의 쇄기 프리즘(2, 4)의 위치를 도시한 도면이다. 도 6A에 도시한 바와 같이 가장 -X 방향측을 통과하는 노광광은 Y축 방향으로 t1시프트되어, 도 6B에 도시한 바와 같이 가장 +X 방향측을 통과하는 노광광은 Y축 방향으로 t2시프트된다.

또한, 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 회전시킴으로써, 투영 광학계(PL)의 X축 방향에 있어서의 투영 위치도 시프트된다. 도 7A는 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 시계 방향으로 미소량 회전시켰을 때의 -Y 방향측으로부터 본 경우의 쇄기 프리즘(2, 4)의 위치를 도시한 도면, 도 7B는 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 시계 방향으로 미소량 회전시켰을 때의 +Y 방향측으로부터 본 경우의 쇄기 프리즘(2, 4)의 위치를 도시한 도면이다. 도 7A에 도시한 바와 같이 가장 -Y 방향측을 통과하는 노광광은 X축 방향으로 s1 시프트되어, 도 7B에 도시한 바와 같이 가장 +Y 방향측을 통과하는 노광광은 X축 방향으로 s2 시프트된다.

즉, 도 8에 도시한 바와 같이, 쇄기 프리즘(4)을 회전시키지 않는 경우에 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴 P3이 직사각형 형상(정방형 형상)인 경우, 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 시계 방향으로 미소량 회전시킨 경우에 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴 P4은 평행사변형 형상이 된다. 여기서, 도 8에 도시한 바와 같이, 패턴 P4의 평행사변형의 한쪽의 대각선과 평행한 방향(제1 방향)(L1)은 패턴 P3의 직사각형 형상의 변(L11, L12)과는 상이한 방향이며, 제1 방향(L1)의 방향에서의 변형량(Δq)과 패턴 P4의 평행사변형의 다른쪽의 대각선과 평행한 방향(제1 방향과 교차하는 제2 방향)(L2)에서의 변형량(Δr)과는 상이하다.

다음으로, 제어부(6)는 단계 S12에 있어서 회전된 쇄기 프리즘(4)의 Y축 방향을 축으로 하는 회전량에 기초하여, 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴의 회전량, 즉 마스크 스테이지(MST) 또는 기판 스테이지(PST)의 Z축 방향을 축으로 하는 회전량을 산출한다(단계 S13).

즉, 도 8에 도시한 바와 같이, 쇄기 프리즘(4)을 회전시키지 않는 경우에 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴 P3이 직사각형 형상(장방형 형상)인 경우, 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 시계 방향으로 미소량 회전시킨 경우에 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴 P4은 평행사변형 형상이 되고, 도 4에 도시하는 이전층의 패턴(P2)과는 Z축 방향을 축으로 하는 회전 방향의 위치에 어긋남이 있다. 또한, 도 8에 도시하는 Δt는 Y축 방향에 있어서의 변형량으로서, 도 6에 도시하는 t1와 t2의 차의 절대치(│t1-t2│), Δs는 X축 방향에 있어서의 변형량으로서, 도 7에 도시하는 s1와 s2의 차의 절대치(│s1-s2│)이다.

여기서, 도 9A 및 도 9B에 도시한 바와 같이, 쇄기 프리즘(4)의 쇄기각(θ2)의 크기를 θ, Y축 회전각의 크기를 β, 도 4에 도시하는 직사각형 형상 P1의 X 방향의 길이를 A(길이 방향), 장방형 형상 P1의 Y 방향의 길이를 B(짧은 방향)으로 했을 때, 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 미소량 회전시켰을 때의 쇄기 프리즘(2)과 쇄기 프리즘(4) 사이의 두께(기체층의 두께)의 차(d)와, 쇄기각에 의한 쇄기 프리즘(4)의 두께의 차(u)와는, 이하와 같이 된다.

d= Atanβ

u= Btanθ

또한, 쇄기 프리즘(2, 4)을 구성하는 글래스 부재의 굴절율을 n으로 했을 때, t1과 t2의 차의 절대치(Δt)와, s1와 s2의 차의 절대치(Δs)와는, 이하와 같이 된다.

Δt= (n-1) dsinθ

Δs= (n-1/n) usinβ

여기서, 쇄기각 θ 및 Y축 회전각β이 충분히 작다고 가정하면,

Δt/Δs= n(A/B)

이 된다.

이 t1와 t2의 차의 절대치(Δt)와 s1과 s2의 차의 절대치(Δs)의 비에 기초하여, 제어부(6)는 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴의 회전량, 즉 마스크 스테이지(MST) 또는 기판 스테이지(PST)의 Z축 방향을 축으로 하는 회전량을 산출한다.

다음으로, 제어부(6)는 단계 S13에 있어서 산출된 회전량에 기초하여 마스크 스테이지 구동부(8) 또는 기판 스테이지 구동부(10)에 제어 신호를 출력하고, 마스크 스테이지 구동부(8) 또는 기판 스테이지 구동부(10)를 구동시킴으로써 마스크 스테이지(MST)[마스크(M)] 또는 기판 스테이지(PST)[기판(P)]를 Z축 방향을 축으로서 회전시킨다(단계 S14).

단계 S14에 있어서 마스크 스테이지(MST) 또는 기판 스테이지(PST)를 Z축 방향을 축으로서 회전시킴으로써, 마스크(M)의 패턴상과 기판(P)이 상대적으로 회전되어 (회전 공정), 도 4에 도시하는 이전층의 패턴(P2)과 도 8에 도시하는 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴 P4이 거의 일치한다. 이와 같이, 투영 노광 장치(1B)는 주사형 노광 장치(1A)에 의해 주사 노광된 패턴 형상에 맞추어, 마스크(M)의 패턴을 변형시켜 기판(P) 상에 노광한다(제1 노광 공정).

이 실시형태에 따른 노광 시스템(투영 노광 장치)에 의하면, 쇄기 프리즘(4) 을 Y축 방향을 축으로서 회전시킬 수 있으므로, 기판(P) 상에 이미 형성되어 있는 아래의 레이어의 패턴의 형상(예컨대, 평행사변형)에 맞추어 마스크(M)의 패턴의 형상(예컨대, 직사각형)을 변형시킬 수 있다. 즉, 마스크(M)의 장방형 형상의 패턴을 평행사변형 형상의 패턴으로 변형시킬 수 있다. 따라서, 기존의 투영 영역의 배율 조정을 행하기 위한 쇄기 프리즘을 이용하여, 패턴의 중합 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 쇄기 프리즘은 Y축 방향을 축으로서 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전 가능하게 구성되어 있으므로, 아래의 레이어의 패턴을 노광할 때의 + 방향 및 - 방향의 양쪽의 주사 방향의 어긋남에 대해 대응할 수 있다. 또한, 이 실시형태에 따른 노광 시스템(투영 노광 장치)에 의하면, 기판(P) 상에 이미 형성되어 있는 아래의 복수의 레이어 중, 소정의 방향을 하나 아래의 레이어(이전층)에 맞추어, 그것과 거의 직교하는 방향을 두개 아래의 레이어(전전층)에 맞추는 것도 할 수 있게 된다.

또한, 이 실시형태에 따른 투영 노광 장치에 있어서는, 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 회전 구동시킴으로써 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴상을 변형시키고 있지만, 쇄기 프리즘(2)을 Y축 방향을 축으로서 회전 구동시킴으로써 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴상을 변형시키도록 하여도 좋다. 또한, 쇄기 프리즘(2) 및 쇄기 프리즘(4)을 Y축 방향을 축으로서 회전 구동시킴으로써 기판(P) 상에 형성되는 마스크(M)의 패턴상을 변형시키도록 하여도 좋다.

또한, 이 실시형태에 따른 투영 노광 장치에 있어서는, 쇄기 프리즘(2) 및 쇄기 프리즘(4)이 X축 방향 및 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되어 있지 만, 쇄기 프리즘(2) 또는 쇄기 프리즘(4)이 X축 방향 및 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되도록 하여도 좋다. 또한, 쇄기 프리즘(2)이 X축 방향 또는 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되고, 쇄기 프리즘(4)이 Y축 방향 또는 X축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되도록 하여도 좋다. 또한, 쇄기 프리즘(2)이 X축 방향 및 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되고, 쇄기 프리즘(4)이 X축 방향 또는 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되도록 하여도 좋고, 쇄기 프리즘(2)이 X축 방향 또는 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되며, 쇄기 프리즘(4)이 X축 방향 및 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되도록 하여도 좋다.

또한, 이 실시형태에 따른 투영 노광 장치에 있어서는, 2개의 쇄기 프리즘(2, 4)을 구비하고 있지만, 적어도 1개의 쇄기 프리즘을 구비하도록 하면 좋다.

또한, 이 실시형태에 따른 투영 노광 장치에 있어서는, 쇄기 프리즘(2, 4)이 투영 광학계(PL)의 거의 텔리센트릭인 광로 중의 가장 마스크(M)면측에 배치되어 있지만, 쇄기 프리즘(2, 4)이 투영 광학계(PL)의 거의 텔리센트릭인 광로 중에 있어 마스크(M) 면측에 배치되어 있으면, 마스크(M)와 쇄기 프리즘(2, 4)의 사이, 또는 쇄기 프리즘(2, 4) 사이에 다른 광학 부재를 개재시켜도 좋다.

또한, 이 실시형태에 따른 투영 노광 장치에 있어서는, 마스크 스테이지 또는 기판 스테이지를 Z축 방향을 축으로서 회전시킴으로써, 플레이트 상에 형성되는 패턴상을 회전시키고 있지만, 투영 광학계에 상회전 기구를 구비하고, 그 상회전 기구를 이용하여 플레이트 상에 형성되는 패턴상을 회전시키도록 하여도 좋다.

이러한 상 회전 기구로서는, 예컨대 제형(梯形) 프리즘(Dove prism)이나, 3 장 거울의 이미지 로테이터 등을 이용할 수 있다. 또한, 예컨대 일본 특허 제3666606호 공보 및 이에 대응하는 미국 특허 제5,614,988호 공보에 개시되는 투영 광학계나, 국제 특허 공개 제 WO 99/45580호 팜플렛 및 이에 대응하는 미국 특허 제6,583,856호 공보에 개시되는 투영 광학계, 혹은 국제 특허 공개 제 WO 01/65296호 팜플렛 및 이에 대응하는 미국 특허 공개 제2003/0011755호 공보에 개시되는 투영 광학계를 이용하는 경우에는, 광로가 구부러진 거울을 예컨대 마스크면 법선 방향 또는 기판면 법선 방향을 축으로서 회전시킴으로써, 플레이트 상에 형성되는 패턴상을 회전시킬 수 있다.

또한, 전술의 실시형태에 있어서, 도 10에 도시한 바와 같이 제1 쇄기 프리즘(2) 및 제2 쇄기 프리즘(4)을 Z축 주위로 회전시키는 Z축 회전 구동부(15)를 설치하여도 좋다. 제1 쇄기 프리즘(2) 및 제2 쇄기 프리즘(4)을 Z축 주위로 회전시킨 후에, Y축 회전 구동부(13)에 의해 쇄기 프리즘(2)을 회전시키면, XY 평면 내에서 Y축과 소정 각도(γ)만큼 회전한 회전축(R)을 중심으로 하여 쇄기 프리즘(2)이 회전한다. 또한, 도 10에서는 이해를 쉽게 하기 위해, 쇄기 프리즘(2, 4)의 회전 동작 전의 상태를 이점 쇄선으로 나타내고 있다. 이 구성에 의해, 마스크 스테이지 또는 기판 스테이지를 Z축 방향을 축으로서 회전시키지 않고, 마스크(M)의 장방형 형상의 패턴을 평행사변형 형상의 패턴으로 변형시킬 수 있다. 또한, 쇄기 프리즘(2, 4)의 Z축 주위의 회전 동작과 마스크 스테이지 또는 기판 스테이지의 Z축 주위의 회전 동작을 조합하여도 좋다.

또한, 전술의 실시형태의 제1 쇄기 프리즘(2) 및 제2 쇄기 프리즘(4) 대신 에, 도 11에 도시한 바와 같이, XY 평면 내에 평행 평면판(24)을 설치하여, 비틀림 구동부(16)를 이용하여, 이 평행 평면판(24)을 XY 평면 내에서 Y축과 소정 각도(ε)만큼 회전한 회전축(Q)[비틀림 축(Q)]을 중심으로 하여 비틀리도록 변형시켜도 좋다. 또한, 도 11에서는 이해를 쉽게 하기 위해, 평행 평면판(24)의 비틀기 동작 전의 상태를 이점 쇄선으로 도시하고 있다. 이 구성에 의해, 마스크 스테이지 또는 기판 스테이지를 Z축 방향을 축으로서 회전시키지 않고, 마스크(M)의 직사각형 형상의 패턴을 평행사변형 형상의 패턴으로 변형시킬 수 있다. 또한, 비틀림 축(Q)을 X축 또는 Y축과 평행하게 설정하는 경우에는, 평행 평면판(24)의 비틀기 변형 동작과 병행하여, 마스크 스테이지 또는 기판 스테이지를 Z축 방향을 축으로서 회전시키면 좋다.

또한, 제1 쇄기 프리즘(2) 및 제2 쇄기 프리즘(4) 대신에, Z축 주위의 상대적인 회전 각도를 제어할 수 있는 한 쌍의 토릭(toric) 렌즈를 설치하여도 좋다. 이 때, 이 토릭 렌즈 쌍을 투영 렌즈군(5) 내에 설치하여도 좋다.

또한, 이 실시형태에 따른 노광 시스템에 있어서는, 마스크에 형성된 패턴을 플레이트 상에 노광하는 주사형 노광 장치 및 투영 노광 장치를 구비하고 있지만, 패턴 제너레이터에 의해 형성되는 패턴을 플레이트 상에 노광하는 주사형 노광 장치 또는 투영 노광 장치를 구비하도록 하여도 좋다.

또한, 이 실시형태에 따른 노광 시스템에 있어서는, 일괄 노광형 투영 노광 장치(1B)의 얼라이먼트 검출계(AL)을 이용하여, 주사형 투영 노광 장치(1A)에 의해 전사된 패턴 형상을 구하고 있었지만, 주사형 투영 노광 장치(1A)로부터 마스크 스 테이지 및 기판 스테이지의 위치 정보를 취득하여, 이 위치 정보에 기초하여 주사형 투영 노광 장치(1A)에 의해 전사된 패턴 형상을 산출하여도 좋다. 이 때, 일괄 노광형 투영 노광 장치(1B)의 제어부(6)는 주사형 투영 노광 장치(1A)의 제어부(3)로부터 출력되는 주사형 투영 노광 장치(1A)가 구비하는 마스크측 레이저 간섭계 및 기판측 레이저 간섭계에 의해 계측된 마스크 스테이지 및 기판 스테이지의 시계열적인 위치 정보를 취득하고, 이 정보에 기초하여, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지가 어떻게 주사되었는지, 나아가서는 마스크 및 기판이 어떻게 주사되었는지를 요구하며, 주사형 투영 노광 장치(1A)에 의해 주사 노광된 패턴(제1 층 째의 패턴)의 형상(영역)을 산출하는 것이 된다.

전술의 실시형태에 따른 노광 시스템에서는, 조명 광학계(IL)에 의해 레티클(마스크)을 조명하여, 투영 광학계(PL)를 이용하여 마스크에 형성된 전사용의 패턴을 감광성 기판(웨이퍼)에 노광함으로써, 마이크로 디바이스(반도체 소자, 촬상 소자, 액정 표시 소자, 박막 자기 헤드 등)을 제조할 수 있다. 이하, 전술의 실시형태에 따른 노광 시스템을 이용하여 감광성 기판으로서 웨이퍼 등에 소정의 회로 패턴을 형성함으로써, 마이크로 디바이스로서의 반도체 디바이스를 얻을 때의 방법의 일례에 대해 도 12의 흐름도를 참조하여 설명한다.

우선, 도 12의 단계 S301에 있어서, 1로트의 웨이퍼 상에 금속막이 증착된다. 다음 단계 S302에 있어서, 그 1로트의 웨이퍼 상의 금속막 상에 포토레지스트가 도포된다. 그 후, 단계 S303에 있어서, 우선 주사형 노광 장치(스캐너)(1A)를 이용하여, 마스크 상의 패턴상이 투영 광학계(PL)를 통해 그 1로트의 웨이퍼 상의 각 쇼트 영역에 주사 노광된다. 그 후, 단계 S304에 있어서, 그 1로트의 웨이퍼 상의 포토레지스트의 현상이 행해진 후, 단계 S305에 있어서, 그 1로트의 웨이퍼 상에서 레지스트 패턴을 마스크로서 에칭을 행함으로써, 마스크 상의 패턴에 대응하는 회로 패턴이 각 웨이퍼 상의 각 쇼트 영역에 형성된다.

그 후, 투영 노광 장치(1B)를 이용하여, 단계 S301∼단계 S305의 동작을 반복함으로써 위의 레이어의 회로 패턴의 형성 등이 더 행해짐에 따라, 반도체 소자 등의 디바이스가 제조된다. 이 때, 투영 노광 장치(1B)에 의해 노광을 행하기 전에, 주사형 노광 장치(1A)에 의해 형성된 아래의 레이어의 패턴 형상에 맞추어, 투영 노광 장치(1B)에 의해 웨이퍼 상에 형성되는 패턴 형상의 보정이 행해진다. 전술의 마이크로 디바이스 제조 방법에 의하면, 전술의 실시형태에 따른 노광 시스템(투영 노광 장치)을 이용하여 위의 레이어의 회로 패턴의 노광을 행하기 위해, 웨이퍼 상에 형성되는 패턴의 중합의 오차를 고정밀도로 보정할 수 있어, 양호한 마이크로 디바이스를 얻을 수 있다.

또한, 단계 S301∼단계 S305에서는, 웨이퍼 상에 금속을 증착하여, 그 금속막 상에 레지스트를 도포, 그리고 노광, 현상, 에칭의 각 공정을 행하고 있지만, 이들의 공정에 앞서, 웨이퍼 상에 실리콘의 산화막을 형성 후, 그 실리콘의 산화막 상에 레지스트를 도포, 그리고 노광, 현상, 에칭 등의 각 공정을 행하더라도 좋은 것은 물론이다.

또한, 전술의 실시형태에 따른 노광 시스템에서는, 플레이트(글래스 기판) 상에 소정의 패턴(회로 패턴, 전극 패턴 등)을 형성함으로써, 마이크로 디바이스로 서의 액정 표시 소자를 얻을 수도 있다. 이하, 도 13의 흐름도를 참조하여, 이 때의 방법의 일례에 대해 설명한다. 도 13에 있어서, 패턴 형성 공정 S401에서는, 주사형 노광 장치(스캐너)(1A) 및 투영 노광 장치(스테퍼)(1B)를 이용하여 마스크의 미세한 패턴 및 약간 거친 패턴 등을 감광성 기판(레지스트가 도포된 글래스 기판 등)에 중합시켜 전사 노광하는, 소위 광 리소그래피 공정이 실행된다. 이 때, 투영 노광 장치(1B)에 의해 노광을 행하기 전에, 주사형 노광 장치(1A)에 의해 형성된 아래의 레이어의 패턴의 형상에 맞추어, 투영 노광 장치(1B) 에서 노광되는 플레이트 상에 형성되는 패턴의 형상의 보정이 행해진다.

이 광 리소그래피 공정에 의해, 감광성 기판 상에는 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 후, 노광된 기판은 현상 공정, 에칭 공정, 레지스트 박리 공정 등의 각 공정을 거침으로써, 기판 상에 소정의 패턴이 형성되어, 다음 컬러 필터 형성 공정 S402로 이행한다.

다음으로, 컬러 필터 형성 공정 S402에서는, R(Red), G(Green), B(Blue)에 대응한 3개의 도트의 조가 매트릭스형으로 다수 배열되거나, 또는 R, G, B의 3 라인의 스트라이프의 필터의 조를 복수 수평 주사선 방향으로 배열되거나 한 컬러 필터를 형성한다. 그리고, 컬러 필터 형성 공정 S402의 후에, 셀 조립 공정 S403이 실행된다. 셀 조립 공정 S403에서는, 패턴 형성 공정 S401로써 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판 및 컬러 필터 형성 공정 S402로써 얻어진 컬러 필터 등을 이용하여 액정 패널(액정 셀)을 조립한다. 셀 조립 공정 S403에는, 예컨대, 패턴 형성 공정 S401로써 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판과 컬러 필터 형성 공정 S402로써 얻어진 컬러 필터 사이에 액정을 주입하여, 액정 패널(액정 셀)을 제조한다.

그 후, 모듈 조립 공정 S404에서, 조립할 수 있었던 액정 패널(액정 셀)의 표시 동작을 행하게 하는 전기 회로, 백라이트 광 등의 각 부품을 부착하여 액정 표시 소자로서 완성시킨다. 전술의 액정 표시 소자의 제조 방법에 의하면, 전술의 실시형태에 따른 노광 시스템(투영 노광 장치)를 이용하여 노광을 행하기 위해, 플레이트 상에 형성되는 패턴의 중합의 오차를 고정밀도로 보정할 수 있고, 양호한 반도체 디바이스를 얻을 수 있다.

실시예에 따른 노광 시스템의 구성은 도 1에 도시하는 전술의 실시형태에 따른 노광 시스템의 구성과 동일하므로, 실시예에 따른 노광 시스템의 설명에는, 전술의 실시형태에 따른 노광 시스템의 설명에서 이용한 부호를 이용한다. 또한, 이 실시예에 따른 투영 노광 장치(1B)에 있어서는, 노광 광원으로서 KrF 엑시머 레이저를 사용하고, 32 x 26 ㎜ 필드에 대해 양호하게 수차가 보정되어 있다.

도 14는 이 실시예에 따른 투영 노광 장치(1B)가 구비하는 투영 광학계(PL)의 렌즈 구성을 도시한 도면이다. 도 14에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 투영 광학계(PL)는 마스크(M) 측(제1 면측)으로부터 순차적으로, 마스크(M)측으로 XY 평면에 평행한 면 및 기판(P)측(제2 면측)에 1°의 쇄기각을 갖는 평행한 면을 향했던 쇄기 프리즘(2), 마스크(M) 측에 1°의 쇄기각을 갖는 평행한 면 및 기판(P)측에 XY 평면으로 평행한 면을 향했던 쇄기 프리즘(4)을 구비하고 있다.

또한, 양 볼록 렌즈(L3), 기판(P)측에 비구면형으로 형성된 오목면을 향한 마이너스 메니스커스 렌즈(L4), 기판(P)측에 비구면형으로 형성된 오목면을 갖는 양오목 렌즈(L5), 마스크(M) 측에 오목면을 향한 마이너스 메니스커스 렌즈(L6), 마스크(M) 측에 비구면형으로 형성된 오목면을 향한 플러스 메니스커스 렌즈(L7), 양 볼록 렌즈(L8), 마스크(M) 측에 오목면을 향한 플러스 메니스커스 렌즈(L9), 양 볼록 렌즈(L10), 마스크(M) 측에 볼록면을 향한 플러스 메니스커스 렌즈(L11), 기판(P)측에 비구면형으로 형성된 오목면을 향한 플러스 메니스커스 렌즈(L12), 마스크(M) 측에 비구면형으로 형성된 오목면을 갖는 양 오목 렌즈(L13), 양 오목 렌즈(L14), 기판(P)측에 비구면형으로 형성된 오목면을 갖는 양 오목 렌즈(L15), 마스크(M) 측에 비구면형으로 형성된 오목면을 향한 플러스 메니스커스 렌즈(L16), 마스크(M) 측에 오목면을 향한 플러스 메니스커스 렌즈(L17), 마스크(M) 측에 오목면을 향한 플러스 메니스커스 렌즈(L18), 양 볼록 렌즈(L19), 개구 조임(AS), 마스크(M) 측에 볼록면을 향한 마이너스 메니스커스 렌즈(L20), 양 볼록 렌즈(L21), 마스크(M) 측에 볼록면을 향한 플러스 메니스커스 렌즈(L22), 마스크(M) 측에 볼록면을 향한 플러스 메니스커스 렌즈(L23), 기판(P)측에 비구면형으로 형성된 오목면을 향한 플러스 메니스커스 렌즈(L24), 마스크(M) 측에 볼록면을 향한 마이너스 메니스커스 렌즈(L25), 마스크(M) 측에 볼록면을 향한 플러스 메니스커스 렌즈(L26), 평행 평면판(L27)을 구비하고 있다.

또한, 이 실시예에 따른 투영 광학계(PL)의 제원(諸元)의 값을 도시한다. 이 제원에 있어서는, NA는 개구수를 나타내고 있다. 또한, 이 실시예에 따른 투영 광학계(PL)의 광학 부재 제원을 표 1에 나타낸다. 표 1의 광학 부재 제원에 있어서 는, 제1 컬럼의 면 번호는 물체측부터의 광선 진행 방향을 따른 면의 순서, 제2 컬럼은 각 면의 곡률 반경(mm), 제3 컬럼은 각 면의 축상 간격, 즉 면 간격(㎜), 제4 컬럼은 편심도, 제5 컬럼은 광학 부재의 초재(글래스 이름), 제6 컬럼은 비고를 각각 나타내고 있다.

또한, 이 실시예에 따른 투영 광학계(PL)에 이용되고 있는 비구면형의 렌즈면을 갖는 렌즈의 비구면 계수를 표 2에 나타낸다. 표 2에 있어서는, 제1 컬럼의 비구면 번호는 표 1의 광학 부재 제원의 제2 컬럼(곡률 반경)에 도시하는 비구면 번호와 대응하고 있다. 제2 컬럼은 각 비구면의 중심 곡률 CURV(1/㎜), 제3 컬럼은 원추 계수(K)와 12차의 비구면 계수, 제4 컬럼은 4차와 14차의 비구면 계수, 제5 컬럼은 6차와 16차의 비구면 계수, 제6 컬럼은 8차와 18차의 비구면 계수, 제7 컬럼은 10차와 20차의 비구면 계수를 각각 나타내고 있다.

또한, 이 실시예에 있어서는, 비구면은 투영 광학계(PL)의 광축에 수직인 방향의 높이를 Y로 하여, 비구면의 정점에 있어서의 접평면으로부터 높이(Y)에 있어서의 비구면 상의 위치까지의 투영 광학계(PL)의 광축을 따라 거리(새그량)을 Z로 하며, 중심곡률을 CURV로 하고, 원추 계수를 K로 하며, 4차의 비구면 계수를 A, 6차의 비구면 계수를 B, 8차의 비구면 계수를 C, 10차의 비구면 계수를 D, 12차의 비구면 계수를 E, 14차의 비구면 계수를 F, 16차의 비구면 계수를 G, 18차의 비구면 계수를 H, 20차의 비구면 계수를 J로 했을 때, 이하의 [수학식 1]로 나타내어진다.

(제원)

상측 NA :0.79

노광 영역 : 32 x 25 ㎜의 장방형 영역(최대 상 높이 20.3 ㎜)

결상 배율 : 1/4배

중심 파장 : 248.0 ㎚

석영 글래스(SiO₂) 굴절율 : 1.50839

[표 1]

[표 2]

쇄기 프리즘(2, 4)은 중심 두께 7 ㎜, 쇄기각(θ) 1°이며, 쇄기 프리즘(제1 쇄기 프리즘)(2)을 Y축 방향을 축으로서 30초 회전(β)시킨 경우의 기판(P) 상에 형성되는 패턴상 P5을 도 15에 도시한다. 또한, 도 15에 도시하는 P6은 쇄기 프리즘(2)을 회전시키지 않는 경우에 기판(P) 상에 형성되는 패턴상을 나타내고 있다. 또한, 도 15에 도시하는 패턴상 P5의 위치를 나타내는 복수의 (x, y) 좌표는 패턴상 P6으로부터의 변형량을 나타내며, 단위는 ㎚이다.

여기서, 도 15에 도시하는 Δt와 Δs를 비교하면, Δt:Δs= 1.9:1.0로 되었다. 다음으로, 패턴상 P5[기판 스테이지(PST)]를 시계 방향으로 0.85 μrad 회전시킨 경우의 기판(P) 상에 형성되는 패턴상 P5을 도 16에 도시한다. 또한, 도 15와 동일하게, 도 16에 도시한 패턴상 P5의 위치를 나타내는 복수의(x, y) 좌표는 패턴상 P6으로부터의 변형량을 나타내며, 단위는 ㎚이다.

주사형 노광 장치(1A)에 있어서 이전층의 패턴을 노광했을 때에 68 ㎚(± 34 ㎚)의 주사 방향에 있어서의 어긋남이 발생하며, 직사각형 형상의 패턴이 노광되지 않고 평행사변형 형상의 패턴이 노광된 경우에, 이전층의 평행사변형 형상의 패턴의 형상과의 중첩 어긋남이 0.3 ㎚ 이하가 되도록, 투영 노광 장치(1B)에 있어서 노광하는 패턴의 형상을 도 14에 도시한 바와 같이 보정할 수 있다. 즉, 패턴상 P5의 형상을 주사형 노광 장치(1A)에 의해 노광된 이전층의 평행사변형 형상의 패턴상의 형상과 거의 일치시킬 수 있다.

또한, 도 17은 이 실시예에 따른 투영 광학계(PL)의 메리디오날 방향 및 사지탈 방향에 있어서의 가로 수차를 도시하는 가로 수차도이며, Y는 상 높이를 나타내고 있다. 도 17의 가로 수차도에 도시한 바와 같이, 이 실시예에 따른 투영 광학계(PL)는, 파면 수차의 변동량은 5 mλ RMS이하이며, 상면 변동도 5 ㎚ 이하이다.

이 실시예에 따른 투영 광학계에 의하면, 수차 발생은 미량이며 결상 성능의 열화도 없고, 쇄기 프리즘을 Y축 방향을 축으로서 회전시킴으로써 패턴의 중합 오차를 심플하면서 고정밀도로 보정할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 투영 광학계, 노광 장치, 노광 시스템 및 노광 방법은 박막 자기 헤드 등의 마이크로 디바이스나 액정 표시 소자 등의 플랫·패널·디스플레이를 리소그래피 공정에서 고정밀도로 제조하는 데 적합하다.

Claims (40)

1. 제1 면의 상(像)을 제2 면 상(上)에 형성하는 투영 광학계에 있어서,

   입사면 및 사출면이 평면을 가지고, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면이 소정의 제1 쇄기각을 갖는 제1 쇄기 프리즘을 구비하고,

   상기 제1 면의 법선 방향을 Z축 방향, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면의 교선의 방향을 X축 방향, 상기 Z축 방향 및 상기 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향으로 했을 때, 상기 제1 쇄기 프리즘은 거의 상기 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 쇄기 프리즘의 근방에 배치되고, 입사면 및 사출면이 평면을 가지고, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면이 소정의 제2 쇄기각을 갖는 제2 쇄기 프리즘을 구비하며,

   상기 제2 쇄기 프리즘의 상기 제2 쇄기각은 상기 제1 쇄기 프리즘의 상기 제1 쇄기각과 거의 동일하며, 상기 제1 쇄기 프리즘과 상기 제2 쇄기 프리즘은 쇄기각의 방향이 거의 반대 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 쇄기 프리즘은 거의 상기 X축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
4. 제2항에 있어서, 상기 제2 쇄기 프리즘은 거의 상기 X축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 쇄기 프리즘과 상기 제2 쇄기 프리즘은 거의 상기 Y축 방향을 축으로 한 회전 방향에 관한 각도 관계가 변경 가능한 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1 쇄기 프리즘과 상기 제2 쇄기 프리즘은 거의 상기 X축 방향을 축으로 한 회전 방향에 관한 각도 관계가 변경 가능한 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 쇄기 프리즘은 거의 텔리센트릭한 광로 중에 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 면 상에 형성되는 상기 제1 면의 상은 축소상이며,

   상기 제1 쇄기 프리즘은 상기 투영 광학계의 광로 중의 상기 제1 면측에 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
9. 제8항에 있어서, 상기 제1 쇄기 프리즘은 상기 투영 광학계의 광로 중의 가장 상기 제1 면측에 배치되는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 면 상에 결상되는 상기 제1 면의 패턴은 직사각형 형상이며,

    상기 X축 방향과 상기 직사각형 형상의 길이 방향이 평행이며, 상기 Y축 방향과 상기 직사각형 형상의 짧은 방향이 평행인 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 면 상에 결상되는 상기 제1 면의 패턴은 직사각형 형상이며,

    상기 X축 방향과 상기 직사각형 형상의 길이 방향은 소정의 각도를 이루고, 상기 Y축 방향과 상기 직사각형 형상의 짧은 방향은 상기 소정의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 투영 광학계.
12. 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치에 있어서,

    거의 직사각형 형상의 시야 영역 내의 상기 소정의 패턴의 상을 상기 감광성 기판 상의 노광 영역 내에 형성하는 대물 광학계와,

    상기 노광 영역 내에 형성되는 상기 상을 평행사변형으로 변형시키는 변형 수단

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 변형 수단은 상기 감광성 기판 상에 형성되는 상기 소정의 패턴의 상을 변형시키는 상 변형 수단과,

    상기 상 변형 수단에 의해 변형된 상기 소정의 패턴의 상과 상기 감광성 기판을 상대적으로 회전시키는 회전 수단

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 상 변형 수단은 상기 대물 광학계의 광축과 직교하는 면 내에서 비대칭적으로 상기 소정의 패턴의 상을 변형시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 상 변형 수단은 상기 광축과 직교하는 면 내에서의 제1 방향에서의 변형량과, 상기 면 내에서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서의 변형량이 상이하도록, 상기 소정의 패턴의 상을 변형시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1 방향은 상기 거의 직사각형 형상의 시야 영역의 변과는 상이한 방향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상 변형 수단은 입사면 및 사출면이 평면을 가지고, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면이 소정의 제1 쇄기각을 갖는 제1 쇄기 프리즘을 포함하며,

    상기 소정의 패턴이 위치하는 제1 면의 법선 방향을 Z축 방향, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면과의 교선의 방향을 X축 방향, 상기 Z축 방향 및 상기 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향으로 했을 때, 상기 제1 쇄기 프리즘은 거의 상기 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 제1 쇄기 프리즘의 근방에 배치되고, 입사면 및 사출면이 평면을 가지고, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면이 소정의 제2 쇄기각을 갖는 제2 쇄기 프리즘을 포함하며,

    상기 제2 쇄기 프리즘의 상기 제2 쇄기각은 상기 제1 쇄기 프리즘의 상기 제1 쇄기각과 거의 동일하며, 상기 제1 쇄기 프리즘과 상기 제2 쇄기 프리즘은 쇄기각의 방향이 거의 반대 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
19. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 수단은 상기 소정의 패턴 또는 상기 감광성 기판을 회전시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
20. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 수단은 상기 대물 광학계의 적어도 일부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 대물 광학계는 광로가 절곡된 거울을 포함하며,

    상기 회전 수단은 상기 광로가 절곡된 거울을 회전시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
22. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 수단은 상기 상 변형 수단을 회전시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
23. 제12항에 있어서, 상기 변형 수단은 입사면 및 사출면이 평면을 가지고, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면이 소정의 제1 쇄기각을 갖는 제1 쇄기 프리즘을 구비하고,

    상기 제1 면의 법선 방향을 Z축 방향, 상기 입사면의 평면과 상기 사출면의 평면과의 교선의 방향을 X축 방향, 상기 Z축 방향 및 상기 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향으로 했을 때,

    상기 X축 방향 및 상기 Y축 방향은 상기 직사각형 형상의 변의 방향과는 소정의 각도를 이루고,

    상기 제1 쇄기 프리즘은 거의 상기 Y축 방향을 축으로서 회전 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
24. 제12항에 있어서, 상기 변형 수단은 입사면 및 사출면이 거의 평면인 평행 평면판과, 상기 평행 평면판을 소정의 비틀림 축 주위로 비틀도록 변형시키는 비틀림 구동부를 포함하며,

    상기 비틀림 축은 상기 소정의 패턴이 위치하는 제1 면과 평행한 면 내에 있고, 상기 직사각형 형상의 변의 방향의 어느 방향과도 비평행한 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
25. 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 장치에 있어서,

    상기 감광성 기판 상에 형성되는 상기 소정의 패턴의 상을 변형시키는 상 변형 수단과,

    상기 상 변형 수단에 의해 변형된 상기 소정의 패턴의 상과 상기 감광성 기판을 상대적으로 회전시키는 회전 수단

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
26. 제25항에 있어서, 상기 상 변형 수단은 상기 소정의 패턴의 상을 형성하는 대물 광학계의 광축과 직교하는 면 내에서 비대칭적으로 상기 소정의 패턴의 상을 변형시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
27. 제26항에 있어서, 상기 상 변형 수단은 상기 광축과 직교하는 면 내에서의 제1 방향에서의 변형량과, 상기 면 내에서 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향에서의 변형량이 상이하도록, 상기 소정의 패턴의 상을 변형시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
28. 제27항에 있어서, 상기 감광성 기판 상에 형성되는 상기 소정의 패턴의 상의 영역은 거의 직사각형 형상이며, 상기 제1 방향은 상기 거의 직사각형 형상의 영역의 변과는 상이한 방향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
29. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 수단은 상기 소정의 패턴 또는 상기 감광성 기판을 회전시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
30. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 수단은 상기 대물 광학계의 적어도 일부를 회전시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
31. 제30항에 있어서, 상기 대물 광학계는 광로가 절곡된 거울을 포함하며,

    상기 회전 수단은 상기 광로가 절곡된 거울을 회전시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
32. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 수단은 상기 상 변형 수단을 회전시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
33. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재한 투영 광학계를 이용하여, 상기 제1 면에 배치되는 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 투영하는 투영 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
34. 제12항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감광성 기판을 정지한 상태로 상기 소정의 패턴을 상기 감광성 기판 상에 투영하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
35. 제1 패턴 형성 수단 상의 제1 패턴 영역의 전체의 상(像)을 감광성 기판 상(上)에 형성하는 제1 투영 수단을 포함하고, 상기 제1 패턴 형성 수단 상의 상기 제1 패턴 영역을 상기 감광성 기판 상의 소정의 구획 영역에 일괄적으로 정지 노광하는 제1 노광 장치와,

    제2 패턴 형성 수단 상의 제2 패턴 영역의 일부의 영역 내의 패턴상을 상기 감광성 기판 상에 형성하는 제2 투영 수단을 포함하고, 상기 패턴상 및 상기 감광성 기판을 상대 이동시키면서, 상기 제2 패턴 형성 수단 상의 상기 제2 패턴 영역 내의 패턴을 상기 감광성 기판 상의 상기 소정의 구획 영역 내에 주사 노광하는 제2 노광 장치를 포함하며,

    상기 제1 노광 장치는, 제12항 내지 제34항 중 어느 한 항에 기재한 노광 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 시스템.
36. 제12항 내지 제34항 중 어느 한 항에 기재한 노광 장치를 이용하여, 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
37. 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 방법에 있어서,

    상기 감광성 기판 상에 형성되는 상기 소정의 패턴의 상을 변형시키는 상 변형 단계와,

    상기 상 변형 단계에 의해 변형된 상기 소정의 패턴의 상과 상기 감광성 기판을 상대적으로 회전시키는 회전 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
38. 제1 패턴 형성 수단 상의 제1 패턴 영역 전체의 패턴의 상을 감광성 기판 상의 소정의 구획 영역에, 상기 제1 패턴 형성 수단 및 상기 감광성 기판을 정지시킨 상태로 일괄 노광하는 제1 노광 단계와,

    제2 패턴 형성 수단 상의 제2 패턴 영역의 일부의 영역 내의 패턴의 상을 상기 감광성 기판 상의 상기 소정의 구획 영역 내에, 상기 제2 패턴 영역 내의 상기 패턴의 상 및 상기 감광성 기판을 상대 이동시키면서 주사 노광하는 제2 노광 단계

    를 포함하고,

    상기 제1 노광 단계는,

    상기 감광성 기판 상에 형성되는 상기 제1 패턴 영역 전체의 패턴의 상을 변형시키는 상 변형 단계와,

    상기 상 변형 단계에 의해 변형된 제1 패턴 영역 전체의 패턴의 상과 상기 감광성 기판을 상대적으로 회전시키는 회전 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
39. 소정의 패턴을 감광성 기판 상에 노광하는 노광 방법에 있어서,

    거의 직사각형 형상의 시야 영역 내의 상기 소정의 패턴의 상을 상기 감광성 기판 상의 노광 영역 내에 형성하는 상 형성 단계와,

    상기 노광 영역 내에 형성되는 상기 상을 평행사변형 형상으로 변형시키는 변형 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
40. 제1 패턴 형성 수단 상의 제1 패턴 영역 전체의 패턴의 상을 감광성 기판 상의 소정의 구획 영역에, 상기 제1 패턴 형성 수단 및 상기 감광성 기판을 정지시킨 상태로 일괄 노광하는 제1 노광 단계와,

    제2 패턴 형성 수단 상의 제2 패턴 영역의 일부의 영역 내의 패턴의 상을 상기 감광성 기판 상의 상기 소정의 구획 영역 내에, 상기 제2 패턴 영역 내의 상기 패턴의 상 및 상기 감광성 기판을 상대 이동시키면서 주사 노광하는 제2 노광 단계

    를 포함하고,

    상기 소정의 구획 영역은 거의 직사각형 형상이며,

    상기 제1 노광 단계는,

    거의 직사각형 형상의 시야 영역 내의 상기 소정의 패턴의 상을 상기 감광성 기판 상의 노광 영역 내에 형성하는 상 형성 단계와,

    상기 노광 영역 내에 형성되는 상기 상을 평행사변형 형상으로 변형시키는 변형 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.

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