KR20080042701A - 액침 노광방법 및 액침 노광장치 - Google Patents

Abstract

액침 노광방법 및 노광장치에 있어서, 스테이지의 이동에 의해 액침액이 접촉하는 표면의 발액도 분포에 의거해, 스테이지의 이동 시간이 가장 짧은 경로를 산출해서, 그 경로를 따라 스테이지를 이동시킨다.

액침 노광, 투영 광학계, 스테이지 이동, 발액도

Description

액침 노광방법 및 액침 노광장치{LIQUID-IMMERSION EXPOSURE METHOD AND LIQUID-IMMERSION EXPOSURE APPARATUS}

본 발명은, 투영 광학계의 최종 렌즈 표면과 기판의 표면과의 사이를 액체에 침지하고, 투영 광학계 및 액체를 통해서 기판을 노광하는데 사용되는, 액침 노광방법 및 액침 노광장치에 관한 것이다.

레티클(마스크) 상의 회로패턴을 투영 광학계를 이용해서 노광에 의해 기판 등에 형성하는 투영 노광장치는 잘 알려져 있다. 근래에는, 고해상도를 갖는 경제적인 노광장치가 더욱더 요구되고 있다. 이러한 상황에 있어서, 고해상도의 요청에 응하기 위한 한 방법으로서 액침 노광이 주목받고 있다. 액침 노광에서는, 투영 광학계의 기판측의 매질을 액체로 사용하는 것에 의해, 투영 광학계의 개구수(NA)를 증가시킨다. 투영 광학계의 NA는 매질의 굴절률을 n로 하면, NA = n·sinθ로 표현된다. 따라서, 매질이 공기의 굴절률보다 높은 굴절률(n＞1)을 갖는 경우, NA를 n까지 크게 할 수가 있다. 이와 같이, 액침 노광에서는, NA를 크게 하면, R=k1(λ／NA)(k1은 프로세스 정수, λ는 광원의 파장)로 표현되는 노광장치의 해상도 R은 작 게 된다(즉, 고해상도화한다).

로컬 필(local fill) 방식이 제안되어 있다(재공표 특허 WO99/49504호 공보 참조). 이 로컬 필 방식에서는, 액침 노광에 있어서 투영 광학계의 최종 렌즈의 표면과 기판의 표면과의 사이의 광로 공간에 국소적으로 액체를 충전한다. 그렇지만, 로컬 필 방식에 있어서는, 투영 광학계의 최종 렌즈의 표면과 기판의 표면과의 사이의 좁은 간극에서 액체를 순환시키기 때문에, 액체의 공급 및 회수가 잘 되지 않는 경우가 있다. 결국은, 스테이지 이동시에 있어서 액체의 공급 및 회수가 잘 되지 않는다. 이것에 의해 이하와 같은 현상이 생기는 경우가 있다.

(1) 액체가 최종 렌즈 아래에 완전히 보유되지 못하고 주위에 비산한다. 그 결과, 기판상이나 스테이지에 설치된 예를 들면 측정 센서 상에 액체가 잔류해 버린다.

(2) 액체의 막 계면이 불안정하게 되어, 액체에 기포가 혼입한다.

이러한 현상에 의해, (1)에 있어서, 기판상에 액체가 잔류했을 경우에는, 프로세스상의 문제로 인해 노광 결함을 일으킬 가능성이 있다. 또, 측정 센서 상에 액체가 잔류했을 경우, 계측 오차가 생겨 노광 정밀도가 저하할 가능성이 있다. 게다가, (2)의 경우에는, 투영 광학계의 특성이 손상되어, 노광 정밀도가 더 저하한다. 이것에 의해, 노광 결함을 일으킬 가능성이 있다.

그러한 과제를 해결하기 위해서, 투영 광학계의 최종 렌즈의 표면과 기판의 표면과의 사이의 액체의 주위를 가스로 둘러싸, 액체를 봉입하는 방법이 제안되어 있다(일본국 공개특허공보 특개 2004－289126호 참조). 이 방법에 의하면, 투영 광 학계의 최종 렌즈와 기판의 표면과의 사이에 액체를 완전히 보유하지 못할 때, 주위에 액체가 비산하는 것을 최소화할 수 있다. 그렇지만, 일본국 공개특허공보 특개 2004－289126호의 구성의 유무에 관계없이, 기판이 소정의 거리를 이동할 때에 일정 속도 이상으로 이동시키면, 액체가 최종 렌즈 아래의 공간으로부터 주위로 비산한다. 게다가, 속도가 더 증가하면, 기판상이나 측정 센서 상에 액체가 잔류해 버린다. 즉, 어느 일정한 속도 이상으로 스테이지를 이동시켰을 경우, 기판 혹은 스테이지상의 측정 센서 상에 액체가 남게 된다. 이하, 액체가 최종 렌즈 아래의 공간으로부터 비산해 주위에 잔류하지 않는 스테이지의 최대의 이동 속도를 "한계 속도"라고 칭한다. 이 한계 속도는 기판의 이동거리에 의존하고, 이동거리가 길어지는 만큼, 한계 속도는 작아지는 경향이 있다는 것을 알고 있다. 게다가, 이동할 때에, 한계속도는 액체가 접촉하는 표면의 발액도(liquid repellency)에 의존하고, 발액도가 낮을수록, 한계 속도는 작아지는 경향이 있다는 것도 알고 있다. 즉, 한계 속도는 기판의 이동거리와 이동면의 발액도로 결정되는 파라미터이다.

액침 노광장치에서는, 액체를 최종 렌즈 아래에 보유하는 것이 우선되기 때문에, 이동 동작에서는 스테이지의 속도를 항상 한계 속도 이하로 억제할 필요가 있다. 이것에 의해, 특히 제 1 및 제 2 이동 동작을 포함하는 이하의 이동 동작시의 이동 시간이, 비액침 타입의 노광장치에 비해 매우 길어진다. 제 1 이동 동작은 최초의 노광 샷(shot)에의 노광 동작 직전의 이동 동작이며, 즉, 예를 들면 위치 결정 기준을 계측하는 계측 동작 후 최초의 노광 샷으로의 이동 동작이다. 또, 제 2 이동동작은 최종 노광 샷에 대한 노광 직후의 이동동작이며, 즉, 예를 들면 최종 렌즈 아래에서 이동하는 스테이지를 교환하기 위한 이동 동작이다. 이 이동동작 중에는, 다양한 파라미터를 계측하기 위한 이동 동작도 포함된다. 이러한 이동 동작은 노광 동작에 비해 비교적 긴 이동거리를 필요로 하는 것이 특징이다. 이러한 장거리 이동에서의 이동 시간이 길어져 버리는 것에 의해, 기판을 처리하는데 필요한 전체의 시간이 길어져, 결국은 장치 전체의 스루풋(throughput)을 저하시켜 버린다. 따라서, 액침 노광장치에서는, 비액침 타입의 노광장치에 비해, 스루풋을 높게 하는 것이 어렵다.

또, 다른 측면으로서 이하와 같은 과제가 있다. 즉, 기판상에 도포된 레지스트는, 순수한 물 등의 액체와 화학적으로 반응하기 쉽다. 경우에 따라서는, 노광 및 현상의 단계에서 레지스트에 결함이 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 기판상의 레지스터는 극력 액체와 접하지 않는 노광 프로세스가 바람직하다.

본 발명은, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결함으로써 스루풋의 개선 및/또는 노광 결함의 저감을 가져오는 액침 노광장치를 제공한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 측면에 따른 액침 노광방법은, 액체가 접촉하는 기판 및 해당 기판의 외주를 둘러싸도록 설치된 부재의 표면의 발액도 분포에 의거해, 스테이지의 이동 경로를 결정하는 스텝과, 해당 이동 경로에 따라 상기 스테이지를 이동시키는 스텝을 포함한다.

본 발명의 제 2 측면에 따른 액침 노광방법은, 액체가 접촉하는 영역에 따라 결정되는 스테이지의 한계 속도에 의거해, 스테이지의 이동 경로를 결정하는 스텝과, 해당 이동 경로에 따라 상기 스테이지를 이동시키는 스텝을 포함한다.

여기서, 이동 경로의 결정 시에는, 스테이지의 이동 시간이 가능한 한 짧아지도록 결정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 3 측면에 따른 액침 노광방법은, 기판의 노광 레이아웃을 작성하는 레이아웃 작성스텝과, 상기 레이아웃 작성스텝의 결과에 근거해, 기판을 탑재한 스테이지의 후보 이동 경로를 작성하는 경로 작성스텝과, 상기 스테이지가 후보 이동 경로에 따라 이동할 때의 이동거리를 산출하는 이동거리 산출스텝과, 상기 액체가 접촉하는 기판 및 해당 기판의 주위에 설치된 부재의 표면의 발액도 분포를 산출하는 분포 산출스텝과, 상기 경로 작성스텝, 상기 이동거리 산출스텝 및 분포 산출스텝의 결과에 근거해, 상기 후보 이동 경로 중에서 스테이지의 이동 시간이 상대적으로 짧은 경로를 결정하는 결정스텝과, 상기 결정스텝에서 결정한 경로에 따라 상기 스테이지를 이동시키는 이동스텝을 포함한다.

본 발명의 제 4 측면에 따른 액침 노광방법은, 비노광시에 액체를 공급한 상태로 스테이지를 이동시키는 액침 노광장치에 있어서 수행된다. 이 액침 노광방법은, 상기 액체가 접촉하는 영역의 중심을 상기 기판상으로부터 상기 기판 밖으로 퇴출시키는 제 1 스텝과, 상기 액체가 접촉하는 영역의 중심이 상기 기판상을 통과하지 않도록 상기 스테이지를 우회시키는 제 2 스텝을 포함한다.

본 발명의 제 5 측면에 따른 액침 노광방법은, 비노광시에 액체를 공급한 상 태로 스테이지를 이동시켜, 상기 액체를 스테이지로부터 다른 부재로 인도(引渡)하는 액침 노광장치에 있어서 수행된다. 이 액침 노광방법은, 액체가 기판의 최종 노광 샷 영역으로부터 기판 외부의 액체 인도부까지 이동할 경우에, 기판상을 통과하는 액체의 궤적의 면적이, 상기 최종 노광 샷 영역으로부터 상기 액체 인도부까지를 연결하는 직선을 액체가 통과했을 경우에 기판상을 통과하는 액체의 궤적의 면적보다 작도록, 상기 스테이지의 이동 경로를 결정하는 스텝을 포함한다.

본 발명의 제 6 측면에 따른 액침 노광방법은, 기판의 외주를 둘러싸도록 스테이지상에 설치된 부재를 포함하고, 비노광시에 액체를 액침 노광장치에 공급한 상태로 스테이지를 이동시키는 액침 노광장치에 있어서 수행된다. 이 액침 노광방법은 상기 액체가 접촉하는 영역이 기판의 외주부의 양측에 설치될 때에, 상기 기판의 중심으로부터 차광 부재의 차광 방향으로 연정하는 경로를 따라 상기 영역이 통과하도록, 상기 스테이지가 이동하는 스텝을 포함한다.

본 발명에 의하면, 액침 노광장치에 있어서의 스루풋이나 노광 결함이 개선된다.

본 발명의 그 외의 특징들은 첨부된 도면을 참조하면서 이하의 예시적인 실시 예의 설명으로부터 밝혀질 것이다.

이하, 첨부의 도면을 참조해 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

[제 1 실시 예]

이하, 첨부 도면을 참조해, 제 1 실시 예에 따른 노광장치를 설명한다. 덧붙여, 동일한 참조 부호에 알파벳을 부착한 것은, 알파벳이 없는 참조 부호로 총괄되는 것으로 한다.

도 1은, 제1 실시 예에 따른 액침 노광장치(1)의 구성 예를 나타내는 개략 단면도이다. 액침 노광장치(1)는, 투영 광학계(30)의 기판(40) 측에 있는 최종 렌즈(최종 광학 소자)와 기판(40)과의 사이에 공급되는 액체 L를 통해서 레티클(20) 상에 형성된 회로 패턴을 노광에 의해 기판(40)에 전사하는 액침형의 투영 노광장치이다. 이 노광방식으로서는, 스텝 앤드 리피트 방식 또는 스텝 앤드 스캔 방식의 어느 것을 채용해도 괜찮다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 액침 노광장치(1)는 조명장치(10), 마스킹 블레이드(15), 레티클(20)을 탑재하는 레티클 스테이지(25), 및 투영 광학계(30)를 포함한다. 또, 액침 노광장치(1)는 보조판(이하, 동면판이라고 부른다)(41)과, 기판(40) 및 보조판(41)을 탑재하고 있는 이동가능 웨이퍼 스테이지(45)를 포함한다. 보조판(41)은 기판(40)의 외주를 둘러싸도록 설치되고, 기판(40)을 가지며, 이 기판(40)과 대략 동일 높이의 면을 갖는다. 웨이퍼 스테이지(45)는 베이스(46)의 표면을 따라 이동 가능하다. 또, 액침 노광장치(1)는 스테이지의 위치를 계측하는 계측 유닛 50(계측 유닛 52, 54, 56, 58)과, 스테이지 제어부(60), 액침 제어부(70), 액체 공급/회수장치 100(액체 공급/회수장치 110, 140, 142, 160, 162)을 포함한다. 여기서, 도 1에서는, 동면판(41)은 웨이퍼 스테이지(45)와 별체 구조로 도시되어 있지만, 웨이퍼 스테이지(45)와 일체 구조이어도 상관없다.

스테이지 제어부(60)는, 간섭계 54 및 58과 반사경 52 및 56으로 구성되는 계측 유닛(50)의 출력에 근거해, 레티클 스테이지(25)와 웨이퍼 스테이지(45)의 구동을 제어한다. 액침 제어부(70)는, 웨이퍼 스테이지(45)의 현재 위치, 속도, 가속도, 목표 위치, 및 이동 방향 등의 정보를 스테이지 제어부(60)로부터 취득한다. 그리고, 액침 제어부(70)는 이러한 정보에 근거해, 액침 노광과 관련된 제어동작을 행한다. 예를 들면, 액침 제어부(70)는, 액체 L의 공급 및 회수의 전환, 액체 L의 공급 및 회수의 정지, 공급 및 회수하는 액체 L의 양 등을 제어하는 제어 지령을 액체 공급/회수장치(100)의 액체 공급장치(140) 및 액체 회수장치(160)에 준다. 그리고, 노즐(110)에서, 액체 L를 공급 및/또는 회수해, 최종 렌즈 아래에 액막을 유지한다.

다음에, 투영 광학계(30)의 최종 렌즈 아래로 이동하는 웨이퍼 스테이지를 교환할 때의 웨이퍼 스테이지의 움직임에 대해, 도 2 및 도 3을 이용해 설명한다. 도 2 및 도 3은, 2개의 웨이퍼 스테이지 WS1 및 WS2를 포함하고 계측 영역과 노광 영역에서 병렬 동작을 행할 수 있는 노광장치의 2개의 웨이퍼 스테이지 WS1 및 WS2의 이동을 설명하는 도면이다.

계측 영역에서는, 얼라인먼트 스코프(alignment scope;202)를 이용한 웨이퍼 40b와 웨이퍼 스테이지 45b와의 위치 관계의 계측, 포커스 스코프(201)를 이용한 웨이퍼 40b의 면 형상의 계측, 및 광축 방향의 포커스 동작의 계측을 수행한다. 한편, 노광 영역에서는, 웨이퍼 40a와 레티클(20)과의 위치 관계가 계측된 후에, 레티클 패턴이 웨이퍼 40a의 샷(즉, 다이 또는 다른 노광 사이트)마다 순차적인 노광 에 의해 전사된다.

도 2에서는, 노광 영역에서, 스테이지 45a(WS1)가 웨이퍼 40a의 위치 결정을 행하고 있고, 그것과 병행해 계측 영역에서는, 스테이지 45b(WS2)가 웨이퍼 40b의 위치 결정을 행하고 있다. 그리고, 웨이퍼 처리가 종료한 시점에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 스테이지 WS1가 스테이지 WS2에 인접하는 위치로 이동한다. 이때, 스테이지 WS1과 WS2는 0.1~1mm 정도의 미소한 간극을 유지한 상태로 이동해, 최종 렌즈 아래를 이동하는 스테이지 WS1가, 스테이지 WS2로 교환된다. 스테이지 WS1과 WS2가 인접하는 부분(즉, 액체를 스테이지 WS1로부터 스테이지 WS2로 인도하기 위한 인도부)의 주변에는 발액 처리가 행해져, 액침액은 스테이지 사이의 미소한 간극에 들어가지 않는다. 그 때문에, 최종 렌즈 아래에 액침액을 유지한 채로 스테이지 WS1와 스테이지 WS2의 교환을 행할 수 있다. 본 실시 예에서는, 2개의 웨이퍼 스테이지 상의 계측 영역과 노광 영역에서 병렬처리가 가능한 노광장치를 일례로 들고 있지만, 본 발명은 병렬 처리를 행하지 않는 노광장치에도 적용이 가능하여, 본 발명은 상술한 구성을 갖는 노광장치에 제한되는 것은 아니다.

다음에, 본 발명에 근거하는 스테이지 이동방법에 관해서 도 4 내지 8을 이용해 이하에 설명한다. 도 4는, 본 발명에 근거하는 스테이지 이동 스텝까지의 스텝의 플로차트를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 4의 플로차트에 따라 이들 스텝에 대해 설명한다.

우선, 스텝 S201에서는, 액체가 접촉할 수 있는 영역(이하, "액체 접촉 영역"이라고 부른다)의 발액도 분포를 산출해 둔다. 이 스텝 S201에서 산출되는 발액 도 분포의 일례를 도 5에 나타낸다.(도 1에 나타낸 반사경 56은 도 5의 반사경 56R, 56L, 56D, 56U로서 도시되어 있다. 반사경 56뿐 아니라, 반사경 55R, 55L, 55U, 55D도 도 5에 나타나 있다.)

도 5에 있어서, 액체 접촉 영역은, 해칭 표기된 동면판(41)의 상부 및 공으로 표기된 웨이퍼(40)의 상부이다. 통상, 액체의 막을 유지하기 위해서, 동면판(41)에 대해 발액 처리를 가해, 발액도가 높은 상태로 유지되고 있다. 웨이퍼(40)는, 프로세스에 의존해 다양한 발액도를 갖는다. 그렇지만, 일반적으로는, 발액도는 중간 정도로 동면판(41)보다 낮다. 즉, 도 5에서는, 높은 발액 영역(동면판(41)의 영역)과 중간 발액 영역(웨이퍼(40)의 영역)으로 구성된 발액도 분포가 도시되어 있다. 다음에, 스텝 S202에서는, 웨이퍼(기판) 상에 노광을 행하는 단위인 샷의 레이아웃을 결정한다. 이 레이아웃은, 노광에 의해 전사되는 회로패턴의 크기나, 1장의 웨이퍼 상의 샷의 수 등을 고려해 결정된다. 또, 이 스텝 S202에서, 어느 샷으로부터 어떠한 순서로 노광을 행하고, 최종적으로 어느 샷으로 노광을 종료할지도 결정된다.

그 후, 스텝 S203에서는, 각 이동동작의 이동 경로 후보가 임의의 수 작성된다. 특히, 최초의 샷을 노광하기 직전의 이동 동작이나, 최종 샷을 노광한 직후의 이동 동작은, 각 샷 간의 이동 동작에 비해, 이동거리도 길고 이동 경로의 자유도도 높다. 이 때문에, 이동 경로 후보가 복수일 가능성이 높다. 여기서, 이동 경로 후보는 설계자 등에 의해 작성되는 것뿐만 아니라, 일정한 계산 알고리즘에 의해 작성되는 것도 포함한다.

다음에, 스텝 S204에서는, 이동 경로 후보마다 대응하는 이동거리가 산출된다.

다음에, 스텝 S205에서는, 경로마다의 이동거리와, 최대의 스테이지 이동 속도, 즉 한계 속도를 산출한다. 이동 경로 표면의 발액도를 고려해, 액침액이 최종 렌즈 아래의 공간으로부터 비산해 주위에 잔류하지 않는 한계 속도의 산출 방법을 이하에 설명한다. 한계 속도는, 이동거리와 이동 경로 표면의 발액도에 의해 변화하고, 개념적으로는 도 6에 나타낸 것과 같은 관계를 나타낸다는 것을 알고 있다. 대략적으로 표현하면, 이동거리가 길어지면, 한계 속도는 작아지고, 발액도가 클수록 한계 속도가 커지는 경향이 있다. 도 6에 나타낸 관계에 근거해, 이동 경로 후보마다의 이동거리와 경로를 따른 발액도로부터 한계 속도가 산출된다.

게다가, 각 경로 후보의 이동거리 및 한계 속도로부터, 경로 후보마다의 이동 시간을 산출할 수 있어, 이들을 비교하는 것으로 최단 시간에 이동할 수 있는 경로가 결정된다(스텝 S206).

그 후, 스텝 S207에서는, 최단은 시간에 스텝 S201~S206에서 결정된 이동경로를 따라 스테이지가 이동된다.

이상, 본 발명에 따른 스테이지 이동 스텝까지의 스텝의 플로차트의 일례를 설명했다. 그렇지만, 본 발명을 수행하는 경우와 본 발명을 수행하지 않는 경우와의 차이를 명확하게 하기 위해, 도 10에 본 발명을 수행하지 않는 경우에 있어서의 스테이지 이동 스텝까지의 스텝의 플로차트를 나타낸다. 최초로, 스텝 S101에서, 스테이지의 최고속도를 설정한다. 통상은, X방향과 Y방향 각각의 최고속도를 설정 한다. 그 후, 스텝 S102에서는, 웨이퍼의 샷의 레이아웃을 결정한다. 그 후, 스텝 S103에서는, 샷 레이아웃으로부터 결정되는, 이동 개시점과 이동 종료점으로부터, 그리고 X 및 Y방향의 최고속도로부터 최단시간 경로를 산출한다. 그 다음, 스텝 S104에서는, 그 경로에서 스테이지 이동을 행한다.

도 10에 있어서의 플로차트에서 산출되는 최단시간 이동 경로의 일례로서는, 이동 개시점과 이동 종료점을 직선으로 연결함으로써 형성된 경로이다. 또, 다른 일례로서는, 스테이지가 X축 방향과 Y축 방향 양쪽으로 최고속도로 이동하는 구간과, X축 방향 혹은 Y축 방향의 어느 쪽이든 한편으로 스테이지가 최고속도로 이동하고, 다른 한편의 방향으로는 스테이지가 정지하고 있는 구간의 조합으로 형성되는 경로이다. 예를 들면, X축 방향과 Y축 방향의 최고속도가 같은 경우, 액침 영역의 궤적은 X축 방향에 대해서 ±45도 혹은 ±135도인 방향으로 연장되는 이동 궤적과, X축 방향 혹은 Y축 방향의 이동 궤적과의 조합으로 구성된다.

이러한 플로차트의 스텝에 의해 결정되는 이동 궤적의 일례가 도 7의 S11와 S12, 및 도 8의 S13와 S15로 예시된다.

도 10의 플로차트에서는, 이동 경로나 액체가 접촉하는 영역에 의존해 이동 가능한 스테이지의 속도의 설정이 변화하지 않는다고 하는 전제가 있다. 그 때문에, 이동 개시점과 이동 종료점이 결정된 시점에서, 경로 후보를 작성하는 일 없이, 최단시간 경로를 용이하게 역산하는 것이 가능하다. 한편, 도 4의 플로차트에서는, 발액도 분포에 의존해서, 이동 경로에 의해 이동 가능한 스테이지 속도가 크게 변화한다고 하는 조건이 추가되어 있기 때문에, 최단시간 이동 경로를 역산하는 것이 아니라, 이동 경로 후보로부터 최적의 이동 경로를 선택한다.

여기서, "스테이지의 최고속도"란, 주로 스테이지가 스스로 도달할 수 있는 최고속도를 의미하고, 전술의 "한계 속도"와는 의미가 다르다. 또, 이 스테이지의 최고속도는, 주로 구동계에 의해 정해진 파라미터이며, 적어도 발액도나 이동거리에 의해 변화하지 않는다.

이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 구체적인 이동 경로를 예로 들어 상세히 설명한다. 여기서, 도 7 및 도 8에 나타낸 실선 혹은 파선 화살표는, 투영 광학계(30)의 최종 렌즈에 있어서의 광축의 중심이 스테이지상(즉, 동면판(40) 및 기판(41))에 투영되었을 때 형성되는 대략적인 궤적을 나타낸다. 이 궤적은, 액체가 기판 및 동면판에 접촉하는 영역의 궤적이라고도 할 수 있다.

도 3과 같이 최종 렌즈 아래에서 이동하는 스테이지가 교환된 후, 도 7과 같이 액체가 보유된 영역(이하, "액침 영역"이라고 부른다)이 스테이지상에 궤적을 그린다. 즉, 도 7의 실선 화살표는, 도 1, 도 2, 도 3에 도시된 액침 노즐(110)의 거의 중심부의 이동 궤적을 나타내고 있다. 도 7은, 웨이퍼의 위치 결정 기준을 계측하기 위한 이동 동작에 의해 형성된 이동 궤적을 나타내고 있다. 스테이지 교환을 할 때에, 액침 영역은 동면판의 액침 영역이 통과하는 영역(즉, 도 7의 좌상의 돌기 부분, 이하, "액침 주고받음 영역"이라고 칭한다)으로부터 한편의 기준 마크(200L)로 이동해 계측을 행한다(S21). 그리고, 액침 영역은, 또 다른 한편의 기준 마크(200R)로 이동해(S22), 계측을 행함으로써, 위치 결정의 기준을 계측한다. 그 후, 도 8에 나타낸 바와 같이 웨이퍼상의 최초의 샷(예를 들면, 다이)으로 액침 영역이 이동한다(S23). 그리고, 각 샷에 의해 결정된 노광 순서로 샷 간을 이동한다(미도시, S24).

최종 샷의 노광이 종료한 후에는, 도 3에 나타낸 바와 같이 스테이지 교환 동작이 행해지기 때문에, 액침 영역이 액침 주고받음 영역으로 이동한다. 이하에, 이 이동 경로에 대해 구체적으로 설명한다.

도 10의 플로차트에 근거해 이동 경로를 결정하면, 도 8에 있어서의 S15에 의해 이동 경로가 정의된다. 이것에 대해서, 본 발명에 따른 도 4의 플로차트에 근거해 이동 경로를 결정하면, 예를 들면 도 8의 S25에 의해 이동 경로가 정의된다. 우선, 스텝 S201에서, 웨이퍼의 레이아웃이 결정된다. 그리고, 스텝 S202에서, 이동 동작 경로의 후보가 작성된다. 이동 동작 경로의 후보로서 예를 들면 경로 S15(혹은 제 1 후보 경로)와 웨이퍼상을 우회하는 경로 S25(혹은 제 2 후보 경로)가 있다. 각 경로 S15 및 S25의 이동거리도 산출된다. 예를 들면, 경로 S15의 이동거리가 350mm이며, 경로 S25의 이동거리가 450mm이다. 동시에, 미리 동면판(41)과 웨이퍼(40)의 발액도를 설정해, 도 5에 나타낸 액체 접촉 영역의 발액도 분포를 산출한다(S204). 이 예에서는, 웨이퍼(40)에서의 발액도는 중간 레벨이며, 동면판(41)에서의 발액도는 높은 레벨이라고 상정한다. 그 후, 경로 S15와 S25의 이동거리와 경로상의 발액도로부터, 이동 가능한 한계 속도를 도 6에 나타낸 관계에 근거해 산출한다. 예를 들면, 경로 S15는 대부분 웨이퍼(40)상을 통과하기 때문에, 발액도가 중간 레벨이므로, 이동거리가 350mm일 때는, 한계 속도가 대략 200mm/s정도이다. 한편, 경로 S25는, 모든 영역에서 동면판(41)상을 통과하기 때문에, 발액 도가 높은 레벨이므로, 예를 들면 이동거리가 450mm이어도, 한계 속도는 대략 450mm/s정도이다. 다음에, 스텝 S206에서, 각 경로 S15 및 S25의 이동거리와 한계 속도와의 관계로부터, 보다 짧은 시간에 이동 가능한 경로가 선택된다. 구체적으로는, 경로 S15에서의 이동 시간이 1.75s인 것에 반해, 경로 S25에서의 이동 시간은 1s이다. 따라서, 경로 S15에 있어서의 이동시간보다 경로 S25에서의 이동시간이 상당히 짧을 수 있다.

상기 설명에서는 제 1 후보 경로(S15)와 제 2 후보 경로(S25)를 작성하고, 그 경로 S15 및 S25 중 어느 한편을 선택하는 방법을 취했지만, 작성하는 후보 경로의 수는 2개 이상이어도 괜찮다.

또, 발액도 분포 또는 한계 속도에 의거해, 이동의 시점과 종점을 연결하는 직선을 따라 스테이지가 한계 속도로 이동했을 때의 이동 시간보다 이동시간이 짧아지도록, 이동 경로를 결정해도 괜찮다. 이 경우에는, 복수의 후보 경로를 작성하지 않아도 된다.

이 예에서는, 경로 S25에서 단시간에 이동할 수 있다고 판단되었다. 그렇지만, 조건에 따라서는, 각 경로의 이동거리 간의 차에 비해 한계 속도에는 큰 차이가 없다. 따라서, 상대적으로 보다 긴 경로 S25의 이동 시간이 길어져, 경로 S15가 최적의 경로라고 판단되는 경우도 있다. 그러나, 지금까지의 검토에 의하면, 웨이퍼 표면의 발액도가 동면판의 표면의 발액도보다 작은 경우, 대부분 (경로 S25과 같이) 웨이퍼상을 회피한 경로가 단시간에 이동 가능한 경로로서 결정된다. 상술한 바와 같이, 종래의 경로와 같이 웨이퍼(40)상을 횡단하는 경로에 비해, 웨이퍼(40) 상을 회피한 경로에 있어서의 이동 시간이, 발액도 등의 조건에 의존해서 단축된다. 그 외에도, 본 발명은 다른 효과도 제공한다. 웨이퍼(40)에 도포된 레지스트는, 순수한 물 등의 액침액과 화학적으로 반응하기 쉽다. 경우에 따라서는, 노광 및 현상의 단계에서 레지스트에 결함이 생기는 경우가 있다. 그 때문에, 웨이퍼(40)상의 레지스터는 액체와 접하지 않는 노광 프로세스가 바람직하다. 이 이유 때문에, 웨이퍼(40)상을 회피하는 경로는 노광 결함을 억제하는 의미에서 보면, 이 경로는 최적의 경로라고 말할 수 있다. 여기서, 이러한 노광 결함을 억제하는 것을 우선한 경로를 생각하는 것도 가능하다. 즉 일례로서, 액체 L이 웨이퍼(40)의 표면에 접촉하는 적산 면적을 최소화한 경로를 취하는 구성이 생각된다. 적산 면적이란, 액체 L이 접촉하는 면적을 시간 적분한 것이다. 또, 웨이퍼(40)의 표면상의 각 영역(노광 샷)에 대해서, 액체 L이 접촉하는 적산 면적의 균일성을 최대화하는 경로를 제공하는 구성도 생각할 수 있다. 즉, 종래의 경로는 노광 동작 직후에 웨이퍼(40)의 양쪽에 형성되는 경로여도 된다. 그러한 종래의 경로는 각 샷에 있어서의 액체 L이 접촉하는 적산 면적의 증대와, 분포 불균일의 발생 등의 문제를 일으킨다. 도 9는, 최종 샷(샷 번호 39) 노광 직후의 액침 영역의 중심의 이동 궤적을 나타낸 것이다. 이 이동 궤적은 노광 결함을 억제하는 것을 우선한 이동 궤적이다. 도 9에서의 점선은, 액침 영역의 중심이 웨이퍼(40)로부터 동면판(41) 내부로 이동할 때에, 액침 영역의 궤적이 웨이퍼의 중심으로부터 방사선상으로 연장되는 선을 따르고 있는 것을 설명한 선이다. 즉, 액침 영역의 수평면 단면이 원형인 경우에, 기하학적으로 액체 L이 접촉하는 적산 면적을 최소로 한 경로 S95를 도 9에 도시했 다. 이것에 의해, 종래의 노광 직후의 경로 S15보다, 액체 L이 웨이퍼(40)의 표면에 접촉하는 적산 면적을 줄일 수가 있고, 또 웨이퍼(40)의 각 영역의 적산 면적의 분포의 불균일을 줄일 수 있어, 노광 결함을 줄이는 것이 가능하다. 여기서, 도 9에서는, 액침 영역의 수평면 단면이 원형인 것을 전제로, 액침 영역의 궤적이 웨이퍼(40)의 중심으로부터 방사선상으로 연장된 선을 따라 이동했다. 그렇지만, 액침 영역의 수평면 단면이 원형이 아닌 경우에는, 반드시 도 9의 이동 경로가 최적이지 않다. 그 경우, 액침 영역이 웨이퍼에 접촉하는 적산 면적의 크기, 혹은 각 영역(각 노광 샷) 간의 분포를 고려해, 이동 경로를 결정하는 것이 바람직하다. 상술의 설명에서는, 적산 면적을 고려했지만, 액침 영역이 기판의 최종 샷 영역으로부터 인도(引渡)부까지 이동할 경우에 기판 상을 통과하는 액침 영역의 궤적의 면적을 고려해도 괜찮다. 덧붙여, 이 궤적의 면적이, 최종 샷 영역으로부터 인도부까지를 연결하는 직선을 액침 영역이 통과했을 경우에 기판상을 통과하는 액체의 궤적의 면적보다 작도록, 스테이지의 이동 경로를 결정해도 괜찮다. 또, 도 8은 액침 영역이 웨이퍼(40)상을 회피한 우회 경로를 통해서 스테이지가 이동하는 경우를 나타냈지만, 본 발명은, 액침 영역 모두가 웨이퍼(40)상에 제공되지 않은 경우에 한정되는 것은 아니다. 즉, 액침 영역의 일부가 웨이퍼(40)상에 제공되어 있어도, 액침 영역의 대부분이 동면판(41)과 접하고 있으면, 도 6과 같은 관계가 어느 정도 성립된다. 이 때문에, 역시 한계 속도는 증가하는 경향이 있다. 지금까지의 검토의 결과에 의하면, 액침 영역의 절반의 면적 이상이 동면판의 표면과 접하고 있으면, 웨이퍼(40)의 표면에만 액침 영역이 접하고 있는 상태보다, 분명하게 한계 속도가 높 다.

또, 설명의 편의상, 이동 한계 속도에 대해 경로 전체를 같은 속도로 이동하는 예에 대해 설명했지만, 경로를 몇 개의 영역으로 분할해서, 어떤 분할된 영역은 이동 속도를 올리고, 어떤 분할된 영역은 이동속도를 내리는 등의 이동을 행하는 것을 전제로 해도 상관없다. 도 6과 같은 관계가 이동 중의 속도를 가변으로 했을 경우도 포함해 파악되고 있으면, 보다 최적의 경로를 산출할 수가 있다. 즉, 여기서, 산출되는 경로는, 최적의 이동 궤적은 물론, 최적의 이동 중의 속도 프로파일에 의해서도 정의된다.

여기까지, 도 6을 이용해 본 발명에 따른 경로 산출의 플로차트를 설명했다. 그렇지만, 이 플로차트는 노광장치 내의 일부 혹은 모두를 온라인으로 통합해도 좋다. 또, 플로차트의 스텝의 적어도 일부를 오프라인으로 계산해 놓고, 스테이지의 이동에 이들 계산결과를 반영해도 상관없다. 예를 들면, 전술한 바와 같이, 최종 샷의 노광 직후의 경로는, 웨이퍼의 표면의 발액도가 동면판의 표면의 발액도보다 작은 경우, 항상 웨이퍼상을 회피한 경로 S25를 통과하도록 설정되어도 상관없다.

여기서, 도 10에 나타낸 플로차트에 근거하는 한, 경로 S25와 같은 경로는 취할 수 없다. 반대로, 본 발명의 플로차트에 근거하는 것으로, 처음으로 경로 S25와 같은 경로를 취하는 것이 실현 가능하다. 즉, 발액도 분포에 근거해, 스테이지가 이동의 개시점과 종료점을 연결하는 직선을 따라 이동했을 때의 이동 시간보다 스테이지의 이동시간이 짧아지도록, 이동 경로를 결정함으로써, 대체로 스루풋을 증가시킬 수가 있다.

이상과 같이 본 실시 예에서는, 액체가 접촉하는 기판, 및 기판의 외주를 둘러싸도록 설치된 부재의 표면의 발액도 분포에 의거해, 스테이지의 이동 경로를 결정한다. 그리고, 이 이동경로에 따라 스테이지를 이동시킨다. 이 방법에 의해, 노광장치의 스루풋을 증가시킬 수가 있다.

또, 발액도 분포를 결정하지 않고, 스테이지의 이동 경로를 결정할 수 있다. 즉, 액체가 접촉하는 영역에 따라 결정되는 한계 속도를 직접 결정해, 그 한계 속도에 따라 스테이지의 이동 경로를 결정함으로써, 이 이동 경로에 따라 스테이지를 이동시킬 수 있다.

게다가, 본 실시 예에서는, 액체가 접촉하는 영역의 중심을 기판상으로부터 기판 밖으로 퇴출시키고, 그 후, 액체가 접촉하는 영역의 중심이 기판상을 통과하지 않게 우회시키도록 한다. 이것에 의해, 노광 결함을 줄여서 수율을 향상시킬 수가 있다.

[제 2 실시 예]

제 2 실시 예에 대해 도 11~14를 이용해 설명한다. 우선은, 도 12를 이용하면서 구체적인 예를 들어 설명한다.

도 12는, 액침 영역이 이동 가능한 영역을 나타내는 도 5에 나타낸 것과는 다른 발액도 분포의 일례를 나타낸다. 도 5는, 2종류의 발액도, 즉 동면판(41)의 발액도와 웨이퍼(40)의 발액도를 갖는 분포도를 나타낸다. 그렇지만, 도 12는 3종류의 발액도, 즉 동면판(41)의 발액도, 웨이퍼(40)의 발액도, 및 친수 영역(42)의 발액도를 포함한 분포도를 나타낸다. 이 친수 영역(42)은, 동면판(41)상에 설치되 고, 웨이퍼(40)의 외주부에 근접해 위치되며, 발액도가 매우 낮다. 이 영역에 대해 미리 발액 처리를 가했다고 해도, 노광 광을 친수 영역(42)에 조사함으로써, 친수 상태(즉, 발액도의 저하)가 된다.

이것은, 마스킹 블레이드(15)(도 1에 도시)의 특성에 의한 것이다. 따라서, 친수 상태는 노광광의 조사 누설에 기인한다. 즉, 마스킹 블레이드(15)는, 노광 대상인 샷 이외의 영역에 노광광을 조사하지 않게 하기 위한 차광판의 역할을 하고 있고, 노광 동작에 동기해 차광판을 이동시켜 조정한다. 통상의 마스킹 블레이드(15)는, 도 12에 있어서의 X축 방향과 Y축 방향으로 차광 가능한 차광판으로 구성되는 것에 반해, 웨이퍼(40)는 원형이다. 그 때문에, 친수 영역(42)에 대응하는 노광광의 누설 영역을 제거할 수 없다. 이 노광광의 누설을 억제하기 위해, X축 및 Y축으로부터 45도의 각도로 차광 가능한 마스킹 블레이드를 추가하는 것도 생각할 수 있다. 그렇지만, 마스킹 블레이드의 구성이 매우 복잡하게 된다. 또한, 예를 들면, 신뢰성이 저하하고, 비용이 증가한다.

여기서, 웨이퍼(40)의 중심으로부터 마스킹 블레이드(15)의 차광 방향(여기에서는, X축 방향 또는 Y축 방향)을 향하는 경로 주변의 영역에 있어서의 친수 영역(42)이 상대적으로 작다는 것을 마스킹 블레이드(15)의 특성으로부터 알 수 있다. 그 때문에, 웨이퍼(40)의 외주부의 양측에 액침 영역을 형성할 때, 웨이퍼(40)의 중심으로부터 마스킹 블레이드(15)의 차광 방향으로 연장되는 경로를 따라 액침 영역이 이동하면, 친수 영역(42)의 영향을 저감하는 것이 가능하게 된다. 즉, 그러한 이동을 행하면, 친수 영역(42)의 낮은 발액도에 의해 도 6의 한계 속도가 매우 낮은 값으로 저하한다고 하는 문제를 제거할 있다. 여기서, "차광 방향"이란, 마스킹 블레이드의 이동과 함께 노광광을 차단하는 방향이며, 마스킹 블레이드의 이동 방향과는 구별된다. 도 13은, 이러한 생각에 근거해 웨이퍼(40)의 내측으로부터 동면판(41)으로 이동할 때에 있어서의 경로의 일례를 나타낸 도면이다. 도 10의 종래의 플로차트에 근거한 액침 영역의 경로의 일례는 경로 S35이다. 전술한 것과 같이 친수 영역(42)의 특성을 고려한 경로는 경로 S45 및 S55이다. 도 14는, 상술한 바와 같이, 동면판(41)상의 기준 마크 200R로부터 웨이퍼(40)의 내측으로 이동할 때에 있어서의 경로의 일례를 나타내고 있다. S33은 종래의 도 10의 플로차트에 근거하는 경로이며, S43 및 S53은 본 발명에 근거하는 경로이다. 여기서, 경로가 도 10에 나타낸 것과 같은 종래의 플로차트에 근거하는 한, 경로 S45, S55 및 S43, S53은 취할 수 없다. 반대로 본 발명의 플로차트에 근거하는 것으로, 처음으로 경로 S45, S55 및 S43, S53의 경로를 취할 수 있다는 것이 실현된다.

도 11은 제 2 실시 예에 있어서의 스테이지 이동 스텝까지의 스텝의 플로차트를 나타내고 있다.

우선, 스텝 S301에서, 웨이퍼(40)의 샷 레이아웃을 결정한다. 그리고, 스텝 S302에서는, 그 샷 레이아웃에 근거해, 마스킹 블레이드(15)의 구동 프로파일이 결정된다. 이 프로파일에 근거해, 동면판(41)에 대한 노광광의 누설 영역이 특정된다. 이 노광광의 누설 영역은 노광광의 조사의 적산치에 근거해 발액도가 변화한다. 예를 들면, 미리 발액 처리되어 있으면, 조사 적산치가 작은 경우, 발액도가 높게 유지되지만, 조사 적산치가 증가하는 경우에는, 발액도가 저하해, 친수 상태 가 된다. 그 때문에, 스텝 S304에서는, 노광광의 누설 영역의 조사 적산치를 산출한다. 스텝 S305에서는, 그 값에 근거해, 노광광의 누설 영역의 친수도를 산출한다. 그리고, 스텝 S306에서는, 노광광 누설 영역의 발액도와, 미리 설정되는 동면판의 발액도 및 웨이퍼상의 발액도에 근거해 발액도 분포가 작성된다. 그 후, 스텝 S307에서는, 각 이동 동작의 경로 후보를 작성하고, 스텝 S308에서는, 각 경로 후보의 이동거리를 산출한다. 다음에, 스텝 S309에서는, 각 이동 경로 후보의 이동거리와 발액도 정보에 근거해, 그리고, 도 6에 나타낸 관계에 근거해 이동 한계 속도를 산출한다. 그리고, 스텝 S310에서는, 각 이동 경로 후보의 이동 한계 속도와 이동거리에 근거해, 최단시간에 이동할 수 있는 경로를 선택한다. 그 후에, 스텝 S311에서는, 그 경로를 따라 스테이지를 이동시킨다.

도 11을 이용해 본 발명의 경로 산출의 플로차트에 대해 설명했다. 이 플로차트 모두를 노광장치 내에 온라인으로 통합해도 좋다. 또, 플로차트의 적어도 일부의 스텝을 오프라인으로 계산해 놓고, 스테이지 이동에 이 계산결과를 반영해도 상관없다. 예를 들면, 웨이퍼의 레이아웃의 구성이 변화해도, 노광광의 누설 영역이 거의 변함없다고 사전의 계산으로부터 밝혀지면, 온라인상에서는 항상 S45, S55, S43 혹은 S53의 경로를 통과하도록 스테이지를 설정해도 괜찮다.

[제 3 실시 예]

제 3의 실시 예에 대해, 도 15를 이용해 설명한다. 제 3 실시 예에서는, 제 1 및 제 2 실시 예를 조합한 경우에 있어서의 액침 영역의 이동 경로를 제공한다.

도 15는, 도 12에 나타낸 것과 같은 발액 분포를 갖고 있는 경우의, 제 26 샷의 하부 부근으로부터 액침 주고받음 영역으로 이동할 때의 이동 경로를 나타내고 있다. 파선으로 나타낸 경로 S65는, 도 10에 근거하는 종래의 플로차트에 따른 경로의 일례이다. 실선으로 나타낸 경로 S75 및 S85는, 도 4에 근거하는 본 발명의 플로차트에 따른 경로의 일례이다. 도 10의 종래의 플로차트에 의하면, 스테이지의 속도는 경로에 관계없이 최고속도로 설정되어 있다. 이 때문에, 최단 시간 경로의 일례로서는, 이동 개시점과 이동 종료점을 연결하는 직선으로 형성된 경로를 지나는 경로 S65와 같은 것이 있다. 그러나, 웨이퍼 표면의 발액도가 동면판의 발액도보다 낮기 때문에, 도 6에 나타낸 관계로부터 동면판보다 저속으로의 이동을 강요당한다는 것을 알 수 있다. 그 때문에, 웨이퍼상을 회피한 경로 S75 혹은 S85가 후보 경로가 된다. 웨이퍼의 발액도와 동면판의 발액도와의 차에 의한 경로 S75에서의 한계 속도의 증가 비율이, S65 및 S75 혹은 S85의 경로 거리의 비율보다 크면, S75가 단시간에 이동 가능한 경로가 된다. 예를 들면, S75의 거리와 S65의 거리와의 비가 1.5x이고, 발액도의 차에 의한 한계 속도 비가 2x이면, 경로 S75는 경로 S65을 통과하는데 걸리는 시간의 0.75x인 시간에서 이동 가능하다. 따라서, 경로 S75가 최적의 경로가 된다. 여기까지는, 동면판 전체의 발액도와 웨이퍼의 발액도와의 차에만 주목했다. 다음에는, 노광광의 조사 누설에 의해 발액도가 저하하는 부분(친수부)도 고려해, 최적의 경로를 더 결정한다. 즉, 경로 S75와 경로 S85 중 어느 것이 후보 경로가 되는지는 스테이지가 웨이퍼 외주부를 통과하는 방법에 의해 결정된다. 여기에서도, 도 6에 나타낸 관계로부터, 발액 저하부(친수부)를 피해 통과하는 편이 보다 고속으로 이동 가능하다. 따라서, 이동거리의 증가분도 고려 해, 최단 시간 경로를 선택한다. 이와 같이 여러 가지 조건으로 검토를 행하면, 웨이퍼의 발액도가 동면판의 발액도보다 작은 경우에는, 대부분의 경우 S75 혹은 S85의 경로가 최단 시간 경로가 된다. 그 때문에, 실제의 장치에서는, 매회 이러한 검토를 하고 나서 이동 경로를 결정하는 것이 아니라, 조건이 크게 변하지 않을 때 경로 S75 혹은 S85를 설정해도 상관없다.

여기서, 설명의 편의상, 경로를 S85 및 S86로 표현했다. 그렇지만, 이것은, 경로 S85의 종점에서의 정지를 반드시 의미하는 것이 아니다. 따라서, 경로 S85 및 S86 사이를 일정 속도로 접속 이동해도 상관없다. 여기서의 이동 경로는 이동 궤적뿐 아니라, 속도 프로파일에 의해서도 정의된다. 그 때문에, 경로 S85의 종점에서 이동이 정지하는 편이 경로 전체의 이동 시간이 짧은 것이면 정지하는 것이 좋다. 반대로, 이동이 정지하지 않고 경로 S86에 접속하는 편이 보다 이동 시간이 짧은 것이면, 정지하지 않고 이동하는 것이 바람직하다. 어쨌든, 도 6과 같은 관계를 어느 정도 상세하게 파악해 최적의 경로를 결정하는 데에는 차이가 있다.

[제 4 실시 예]

다음에, 도 16 및 도 17을 참조해, 상술의 액침 노광장치(1)를 이용한 디바이스의 제조방법을 설명한다. 도 16은, 디바이스(예를 들면, IC나 LSI 등의 반도체 칩, LCD, CCD 센서 등)의 제조방법을 설명하기 위한 플로차트이다. 여기에서는, 반도체 칩의 제조방법을 일례로서 설명한다. 스텝 S1에서는, 디바이스의 회로를 설계한다. 스텝 S2에서는, 설계한 회로 패턴을 형성한 레티클을 제작한다. 스텝 S3에서는, 실리콘 등의 재료를 이용해 웨이퍼를 제조한다. 스텝 S4(웨이퍼 프로세스)는, 전공정으로 불리며, 레티클과 웨이퍼를 이용해 본 발명에 다른 리소그라피 기술에 의해 웨이퍼상에 실제의 회로를 형성한다. 스텝 S5는, 후속 공정으로 불리며, 스텝 S4에서 작성된 웨이퍼를 이용해 반도체 칩화하는 공정이며, 조립(다이싱, 본딩), 패키징(칩 봉입) 등의 공정을 포함한다. 스텝 S6에서는, 스텝 S5에서 작성된 반도체 디바이스의 동작 확인 테스트, 내구성 테스트 등의 검사를 행한다. 그 후에, 스텝 S7에서는, 이 반도체 디바이스가 출하된다.

도 17은, 상술한 웨이퍼 프로세스의 상세한 플로차트이다. 스텝 S11에서는, 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝 S12(CVD(chemical-vapor deposition) 스텝)에서는, 웨이퍼의 표면에 절연막을 형성한다. 스텝 S13에서는, 웨이퍼상에 전극을 증착 등에 의해 형성한다. 스텝 S14에서는, 웨이퍼에 이온을 주입한다. 스텝 S15에서는, 웨이퍼에 감광제를 도포한다. 스텝 S16에서는, 액침 노광장치(1)에 의해 레티클 패턴을 웨이퍼에 노광한다. 스텝 S17에서는, 노광한 웨이퍼를 현상한다. 스텝 S18에서는, 현상한 레지스터 상 이외의 부분을 에칭한다. 스텝 S19에서는, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 웨이퍼로부터 제거한다. 이러한 스텝을 반복해 실시하는 것에 의해 웨이퍼상에 다중으로 회로 패턴이 형성된다. 이러한 디바이스 제조방법에 의하면, 종래의 디바이스보다 고품위의 디바이스를 제조할 수가 있다. 이와 같이, 액침 노광장치(1)를 사용하는 디바이스 제조방법, 및 그 방법을 수행한 결과 제조된 디바이스도 본 발명의 일 측면을 구성한다.

상기 설명에 있어서는, 발액도라는 용어를 사용했다. 액계 및 특정 기판 표면의 발액도의 계측의 예로서는 액적(drop of liquid)이 기판 표면상에 형성될 때 형성된 접촉각이 있다. 접촉각이 클수록 표면의 발액도도 크다. 예를 들면, 액체가 물인 경우, 접촉각이 90도보다 크면 기판 표면이 소수성이라고 말하고, 접촉각이 90도보다 작으면 친수성이라고 말한다. 주어진 액체/기판계에서 관측된 접촉각은 Young-Dupre 방정식에 의한 액체의 표면 장력 및 표면의 단위 면적당 부착력과 관련이 있다. 상술한 실시 예에 있어서는, 웨이퍼를 둘러싸는 동면판의 표면이, 기판보다 큰 소정의 액침액의 접촉각을 갖는 것이 유익하기 때문에, 동면판의 한계 속도는 웨이퍼보다 크다는 것은 명백하다.

요약하면, 본 발명은, 이동가능한 기판 스테이지를 갖는 스텝 앤드 스캔 또는 스텝 앤드 리피트 노광 수단으로 액침 포토리소그래피 공정을 최적화하는 방법을 제공하고, 이 방법은,

기판 및/또는 스테이지의 표면의 발액도가 위치의 함수로서 어떻게 변화하는가에 대한 정보를 제공하는 것과,

상기 기판에 대하여 필요한 노광의 레이아웃을 결정하는 것과,

상기 기판 스테이지가 이동 가능한 2개 이상의 후보 경로를 결정해 필요한 레이아웃을 노광하는 것과,

기판 및/또는 스테이지의 기저부의 발액도에 근거해, 각 후보 경로의 각 부에 대하여 스테이지가 이동 가능한 한계속도를 결정하는 것과,

필요한 레이아웃의 노광을 완료하는데 걸린 시간을 각 경로마다 산출하는 것과,

최단시간 걸리는 경로를 선택하는 것과,

선택된 경로를 따라 이동하도록 스테이지를 제어하는 것을 포함한다.

또, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시 형태에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없고, 그 요지의 범위 내에서 여러 가지의 변형 및 변경이 가능하다.

본 발명은 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않는다는 것을 알아야 한다. 아래의 청구항의 범주는 모든 변형, 등가 구성 및 기능을 포함하도록 가장 넓게 해석되어야 한다.

도 1은 액침 노광장치의 전체를 나타낸 도면이다.

도 2는 2개의 웨이퍼 스테이지에서 병렬처리가 가능한 노광장치에 있어서의 웨이퍼 스테이지의 개략도이다.

도 3은 2개의 웨이퍼 스테이지에서 병렬처리가 가능한 노광장치에 있어서의 웨이퍼 스테이지의 교환 순서를 나타낸 도면이다.

도 4는 제 1의 실시 예에 있어서의 스테이지 이동 스텝까지의 스텝의 플로차트다.

도 5는 제 1의 실시 예에 있어서의 발액도 분포를 나타낸 도면이다.

도 6은 이동거리, 발액도, 및 한계 속도의 관계를 개략적으로 나타내는 그래프이다.

도 7은 스테이지 이동 경로의 일례를 나타낸 도면이다.

도 8은 스테이지 이동 경로의 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.

도 9는 스테이지 이동 경로의 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.

도 10은 종래 기술에 따른 스테이지 이동 스텝까지의 스텝의 플로차트다.

도 11은 제 2의 실시 예에 있어서의 스테이지 이동 스텝까지의 스텝의 플로차트다.

도 12는 제 2의 실시 예에 있어서의 발액도 분포를 나타낸 도면이다.

도 13은 스테이지 이동 경로의 일례를 나타낸 도면이다.

도 14는 스테이지 이동 경로의 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.

도 15는 스테이지 이동 경로의 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.

도 16은 디바이스(IC나 LSI 등의 반도체 칩, LCD, CCD 등)의 제조방법을 설명하기 위한 플로차트다.

도 17은 도 16에 나타낸 스텝 S4의 웨이퍼 프로세스의 상세한 플로차트다.

Claims (23)

1. 액체가 접촉하는 기판 및 상기 기판의 외주를 둘러싸도록 설치된 부재의 표면의 발액도 분포에 의거해, 스테이지의 이동 경로를 결정하는 스텝과,

   상기 이동 경로에 따라 상기 스테이지를 이동시키는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이동 경로를 결정하는 스텝은, 제 1 후보 경로와 제 2 후보 경로를 작성하는 스텝과, 상기 제 1 및 제 2 후보 경로 중 이동 시간이 짧은 경로를 선택하는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스테이지의 이동 시간이, 이동의 시점과 종점을 연결하는 직선 상을 상기 스테이지가 이동할 때의 이동 시간보다 짧아지도록, 상기 이동 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 이동 경로를 결정하는 스텝은, 상기 발액도 분포에 의거해, 상기 스테이지의 한계 속도를 결정하는 스텝과, 상기 한계 속도에 의거해, 상기 스테이지의 이동 경로를 결정하는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 발액도 분포는 노광 적산 시간에 의거해 산출되는 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.　
6. 액체가 접촉하는 영역에 따른 스테이지의 한계 속도에 의거해, 상기 스테이지의 이동 경로를 결정하는 스텝과,

   상기 이동 경로에 따라 상기 스테이지를 이동시키는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 이동 경로를 결정하는 스텝은, 제 1 후보 경로와 제 2 후보 경로를 작 성하는 스텝과, 상기 제 1 후보 경로 및 상기 제 2 후보 경로 중 이동 시간이 짧은 경로를 선택하는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 스테이지의 이동 시간이, 이동의 시점과 종점을 연결하는 직선 상을 상기 스테이지가 이동할 때의 이동 시간보다 짧아지도록, 상기 이동 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   기판의 노광 레이아웃을 작성하는 스텝과,

   상기 노광 레이아웃에 의거해, 상기 스테이지가 이동하는 후보 경로를 복수 작성하는 스텝과,

   상기 스테이지가 각 후보 경로를 따라 이동했을 경우의 이동거리를 산출하는 스텝과,

   액체가 접촉하는 기판 및 상기 기판의 주위에 설치된 부재의 표면의 발액도 분포를 산출하는 스텝을 더 포함하고,

   상기 발액도 분포 및 상기 이동거리에 의거해, 상기 복수의 후보 경로 중에서 상기 스테이지의 이동 시간이 상대적으로 짧은 경로를 선택하는 것에 의해, 상 기 스테이지의 이동 경로를 결정하는 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 경로 선택에서는, 상기 복수의 후보 경로 중에서 스테이지의 이동 시간이 가장 짧은 경로를 선택하는 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
11. 제 9 항에 있어서,

    상기 분포 산출스텝에 있어서, 노광 적산량에 의거해 상기 발액도 분포를 산출하는 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
12. 비노광시에 액체를 공급한 상태로 스테이지를 이동시켜, 상기 액체를 상기 스테이지로부터 다른 부재로 인도하는 액침 노광장치에 있어서의 액침 노광방법으로서,

    액체가 기판의 최종 노광 샷 영역으로부터 상기 기판 밖의 액체 인도부까지 이동할 경우에, 상기 기판상을 통과하는 액체의 궤적의 면적이, 상기 최종 노광 샷 영역과 상기 액체 인도부를 연결하는 직선을 액체가 통과했을 때에 상기 기판상을 통과하는 액체의 궤적의 면적보다 작아지도록, 상기 스테이지의 이동 경로를 결정 하는 스텝과,

    상기 경로에 의거해 상기 스테이지를 이동시키는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 액체가 접촉하는 영역의 중심을, 상기 기판의 중심으로부터 방사상으로 연장된 가상선을 따라 이동시키도록, 상기 기판상으로부터 퇴출시키는 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 액체가 상기 기판의 표면과 접촉하지 않도록 상기 스테이지의 경로를 결정하는 스텝과,

    상기 경로에 의거해 상기 스테이지를 이동시키는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
15. 제 12 항에 있어서,

    상기 액체가 접촉하는 영역의 중심을 상기 기판으로부터 퇴출시키는 스텝과,

    상기 액체가 접촉하는 영역의 중심이 상기 기판상을 통과하지 않도록 상기 스테이지의 경로를 결정하는 스텝과,

    상기 경로에 의거해 상기 스테이지를 이동시키는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
16. 제 15 항에 있어서,

    상기 퇴출 스텝에서는, 상기 액체가 접촉하는 영역의 중심을, 상기 기판의 중심으로부터 방사상으로 연장된 가상선을 따라 이동시키도록 상기 기판으로부터 퇴출시키는 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
17. 기판의 외주를 둘러싸도록 스테이지 상에 설치된 부재를 포함하고, 비노광시에 액침 노광장치에 액체를 공급한 상태로 상기 스테이지를 이동시키는 액침 노광장치에 있어서의 액침 노광방법으로서,

    상기 액체가 접촉하는 영역이 상기 기판의 외주의 양측에 설치되었을 때에, 상기 기판의 중심으로부터 차광 부재의 차광 방향으로 연장된 경로를 따라 상기 영역이 통과하도록, 상기 스테이지의 이동 경로를 결정하는 스텝과,

    상기 이동 경로에 따라 상기 스테이지를 이동시키는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
18. 제 17 항에 있어서,

    상기 차광 방향은, 주사 방향과 이 주사 방향과 직교하는 방향에 대응하고, 노광시에 상기 스테이지가 주사방향으로 주사 및 구동되는 것을 특징으로 하는 액침 노광방법.
19. 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 기재된 액침 노광 방법을 이용해 기판을 노광하도록 구성된 노광장치로서, 레티클을 수용하도록 구성된 유닛, 투영 광학계, 기판을 수송하도록 구성된 이동가능 스테이지, 사용중인 상기 기판과 상기 투영 광학계 사이에 액침액을 유지하도록 구성된 유닛, 및 상기 스테이지의 이동을 제어하도록 구성된 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
20. 액체를 통해서 패턴을 기판에 노광에 의해 형성하는 액침 노광장치로서,

    상기 기판을 탑재해 이동하는 스테이지와,

    스테이지 제어부와,

    상기 기판에 패턴을 투영하는 투영 광학계와,

    상기 투영 광학계와 상기 스테이지와의 사이에 국소적으로 액체를 공급 및 회수하는 액체 공급 유닛을 구비하고,

    상기 스테이지상에서 액체가 접촉하는 영역에 대응하는 상기 스테이지의 한계속도에 의거해, 상기 스테이지의 이동 경로가 상기 스테이지 제어부에 의해 설정되고, 상기 한계속도가 상기 스테이지상의 영역의 위치에 의해 변화하는 것을 특징으로 하는 액침 노광장치.
21. 액체를 통해서 패턴을 기판에 노광에 의해 형성하는 액침 노광장치로서,

    상기 기판을 탑재해 이동하는 스테이지와,

    스테이지 제어부와,

    상기 기판에 패턴을 투영하는 투영 광학계와,

    상기 투영 광학계와 상기 스테이지와의 사이에 국소적으로 액체를 공급 및 회수하는 액체 공급 유닛을 구비하고,

    상기 스테이지가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하는 경우에 상기 기판상을 통과하는 액체의 궤적의 면적이, 상기 스테이지가 상기 제 1 위치에 있을 때 액체가 상기 스테이지상에서 접촉하는 영역과 상기 스테이지가 상기 제 2 위치에 있을 때 액체가 상기 스테이지상에서 접촉하는 영역을 연결하는 직선을 액체가 통과하는 경우에 상기 기판상을 통과하는 액체의 궤적의 면적보다 작아지도록, 상기 스테이지의 이동 경로가 상기 스테이지 제어부에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 액침 노광장치.
22. 제 21 항에 있어서,

    상기 스테이지가 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하는 경우에, 상기 스테이지가 상기 제 1 위치에 있을 때 액체가 상기 스테이지상에서 접촉하는 영역과 상기 스테이지가 상기 제 2 위치에 있을 때 액체가 상기 스테이지상에서 접촉하는 영역을 연결하는 직선상에 기판이 존재하는 경우에는, 액체가 상기 기판에 접촉하지 않도록 상기 스테이지의 이동 경로가 상기 스테이지 제어부에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 액침 노광장치.
23. 액체를 통해서 원판의 패턴을 기판에 형성하는 액침 노광장치로서,

    상기 기판을 탑재해 이동하는 스테이지와,

    스테이지 제어부와,

    상기 기판에 패턴을 투영하는 투영 광학계와,

    차광부재를 포함하고, 상기 차광 부재에 의해 일부가 차광된 빛을 상기 원판에 조사하는 조명 광학계와,

    상기 투영 광학계와 상기 스테이지와의 사이에 국소적으로 액체를 공급 및 회수하는 액체 공급 유닛을 구비하고,

    상기 스테이지의 이동에 의해, 상기 스테이지상에서 액체가 접촉하는 영역이 상기 기판으로부터 상기 기판 밖으로 통과하는 경우에, 상기 기판의 중심으로부터 상기 차광 부재의 차광 방향으로 연장된 경로를 따라 상기 영역이 통과하도록, 상기 스테이지의 이동 경로가 상기 스테이지 제어부에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 액침 노광장치.

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