KR20080094573A - 노광장치, 그 제어방법 및 제조방법 - Google Patents

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Abstract

노광장치는, 투영 광학계를 지지하는 광학계 지지체와, 스테이지 정반과, 제 1의 에어리어에 있어서의 스테이지 위치를 계측하는 제 1의 간섭계와, 제 2의 에어리어에 있어서의 스테이지 위치를 계측하는 제 2의 간섭계와, 상기 제 1의 간섭계와 상기 제 2의 간섭계와의 사이에 삽입된 제 3의 간섭계와, 상기 광학계 지지체와 상기 스테이지 정반과의 사이의 갭을 계측하는 갭 센서와, 스와핑시에, 상기 제 3의 간섭계에 의해 취득된 계측결과를 이용해서 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 하나에 의해 취득된 계측결과를 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 다른 하나로 패스하고, 상기 패스된 계측결과를 상기 갭 센서에 의해 취득된 계측결과에 의거하여 보정하는 제어유닛을 구비한다.
Figure P1020080034519
노광장치, 투영 광학계, 광학계 지지체, 스테이지 정반, 간섭계

Description

노광장치, 그 제어방법 및 제조방법{EXPOSURE APPARATUS, METHOD OF CONTROLLING THE SAME, AND MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 반도체 제조 공정에 있어서 사용되는 노광장치에 관한 것으로, 특히, 원판에 형성된 노광 패턴을 기판 위에 투영해서 전사하는 투영 노광장치에 관한 것이다.
종래로부터, 반도체 제조 공정에 있어서 사용되는 노광장치는, 큰 가속도로 신속히 가감속하는 조동 스테이지와, 고정밀도로 기판을 위치 결정하는 미동 스테이지를 갖는 스테이지 장치를 구비하고 있다. 이러한 노광장치는, 얼라인먼트 대기 시간을 절약하고, 스루풋을 향상시키기 위해서, 얼라인먼트 계측 에어리어와 노광 에어리어와의 사이의 2개의 스테이지의 위치를 교체함으로써, 각각 얼라인먼트 계측과 노광을 병렬로 처리하고 있다. 이러한 처리는 스와프(swap)라고 부르고 있다.
일본국 공개특허공보 특개2005-353969A호는, 조동 스테이지의 위치를 계측하는 복수의 간섭계의 사이에 중개 간섭계를 설치하는 기술을 개시하고 있다. 스와프 전후에서 중개 간섭계는 한 편의 간섭계에 의해 취득된 계측 결과를 다른 한편의 간섭계로 패스함으로써, 노광 스테이션에서의 스테이지 장치의 위치결정 정밀도를 향상시키고 있다.
그렇지만, 일본국 공개특허공보 특개2005-353969A호의 기술에서는, 광학계 지지체와 스테이지 정반과의 사이의 거리를 측정하는 방법에 대해서는 기술하고 있지 않다. 그 때문에 스와프 동작 전후에서, 스테이지 정반의 변형이나 위치의 변화가 일어났다고 해도, 그러한 요인에 의한 스테이지의 미스얼라인먼트(misalignment)를 검출할 수 없다. 그 결과, 스와프 동작 후의 스테이지 장치의 위치결정 정밀도가 악화하여, 다시 얼라인먼트 등을 행할 필요가 있다. 그 결과, 웨이퍼 1장당의 처리 시간이 증가하게 된다.
본 발명은, 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 2개의 스테이지를 교체한 후에 있어서의 각 스테이지의 위치결정 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1의 측면에 따른 노광장치는, 투영 광학계를 지지하는 광학계 지지체와, 스테이지 정반과, 상기 스테이지 정반 상의 제 1의 에어리어와 제 2의 에어리어와의 사이를 이동가능한 제 1의 스테이지 및 제 2의 스테이지와, 상기 제 1의 에어리어에 있어서의 상기 스테이지 정반에 대한 스테이지 위치를 계측하는 제 1의 간섭계와, 상기 제 2의 에어리어에 있어서의 상기 스테이지 정반에 대한 스테 이지 위치를 계측하는 제 2의 간섭계와, 상기 제 1의 간섭계와 상기 제 2의 간섭계와의 사이에 삽입되고, 상기 스테이지 정반에 대한 스테이지 위치를 계측하며, 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 하나에 의해 취득된 계측 결과를 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 다른 하나로 패스하는 제 3의 간섭계와, 상기 광학계 지지체와 상기 스테이지 정반과의 사이의 갭을 계측하는 갭 센서와, 상기 제 1의 스테이지 및 상기 제 2의 스테이지가 상기 제 1의 에어리어와 상기 제 2의 에어리어와의 사이를 이동해서 교체될 때에, 상기 제 3의 간섭계에 의해 취득된 계측결과를 이용해서 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 하나에 의해 취득된 계측결과를 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 다른 하나로 패스하고, 패스된 계측결과를 상기 갭 센서에 의해 취득된 계측결과에 의거하여 보정하는 제어유닛을 구비한다.
본 발명의 제 2의 측면에 따른, 투영 광학계를 지지하는 광학계 지지체와, 스테이지 정반과, 상기 스테이지 정반 상의 제 1의 에어리어와 제 2의 에어리어와의 사이를 이동가능한 제 1의 스테이지 및 제 2의 스테이지와, 상기 제 1의 에어리어에 있어서의 상기 스테이지 정반에 대한 스테이지 위치를 계측하는 제 1의 간섭계와, 상기 제 2의 에어리어에 있어서의 상기 스테이지 정반에 대한 스테이지 위치를 계측하는 제 2의 간섭계와, 상기 제 1의 간섭계와 상기 제 2의 간섭계와의 사이에 삽입되고, 상기 스테이지 정반에 대한 스테이지 위치를 계측하며, 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 하나에 의해 취득된 계측결과를 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 다른 하나에 의해 취득된 계측결과로 패스하는 제 3의 간섭계를 구비하는 노광장치의 제어방법은, 상기 광학계 지지체와 상기 스테이지 정반과의 사이의 갭을 계측하는 스텝과, 상기 제 1의 스테이지 및 상기 제 2의 스테이지가 상기 제 1의 에어리어와 상기 제 2의 에어리어와의 사이를 이동해서 교체될 때에, 상기 제 3의 간섭계에 의해 취득된 계측결과를 이용해서 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 하나에 의해 취득된 계측결과를 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 다른 하나에 의해 취득된 계측결과로 패스하는 스텝과, 패스된 계측 결과를 상기 갭에 의거하여 보정하는 스텝을 포함한다.
본 발명의 제 3의 측면에 따른 디바이스의 제조방법은 상기에 기재된 노광장치를 이용해서 기판에 잠상 패턴을 형성하는 공정과, 상기 기판에 형성된 상기 잠상 패턴을 현상하는 공정을 포함한다.
본 발명에 의하면, 2개의 스테이지를 교체한 후에 있어서의 각 스테이지의 위치결정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 그 외의 특징들은 첨부도면을 참조하면서 이하의 예시적인 실시 예의 설명으로부터 밝혀질 것이다.
본 발명에서는, 2개의 스테이지가 이동할 수 있게 배치된 스테이지 정반의 위치를 광학계 지지체에 배치된 갭 센서(gap sensor)를 이용해 계측하고, 그 계측결과에 의거하여 각 스테이지의 위치를 보정할 수 있다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 노광장치에 대해서, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 노광장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1은, 본 실시 예에 따른 노광장치를 X방향에서 보았을 때의 구성을 나타낸다.
조명계 유닛(1)은, 광원으로부터의 노광 광을 정형하고, 이 노광 광을 노광 패턴이 묘화된 레티클 등의 원판(2)에 조사한다. 원판 스테이지(도면에 나타내지 않는다)는, 원판(2)을 홀드하고, 투영 광학계로서의 축소 노광계(3)의 축소 노광 배율비로, 기판(도면에 나타내지 않는다)에 대하여 원판(2)을 스캔한다. 축소 투영 렌즈 등의 축소 노광계(3)는, 원판(2)에 형성된 노광 패턴을 축소하여 기판에 투영한다. 스테이지 정반(4)은, 노광마다 축소 노광계(3)의 노광 위치에 대하여 기판을 순차 위치 결정한다. 원판(2)에 묘화된 노광 패턴을 축소 노광계(3)를 통해서 기판 위에 투영 전사하기 위해서, 기판 위에는 포토레지스트 등의 감광제가 도포되어 있다.
스테이지 정반(4)은, 기판 스테이지를 제 1의 에어리어로서의 얼라인먼트 계측 에어리어 A와 제 2의 에어리어로서의 노광 에어리어 B의 양쪽 에어리어에서 지지하는 동시에 가이드한다(이 양자에 대해서는 후술한다). 스테이지 정반(4)과 베이스 정반(23)과의 사이에는, 댐퍼(22)가 삽입되어 있다. 베이스 정반(23)으로부터의 외란은, 댐퍼(22)에 의해, 스테이지 정반(4)에 도달하기 전에 쇠퇴한다. 광학계 지지체(5)는, 축소 노광계(3) 및 (후술하는) 미동 간섭계 10, 11과 갭 센서 19, 20등을 지지한다. 광학계 지지체(5)는, 지지체(21)를 거쳐서 바닥면에 설치된 베이스 정반(23)에 의해 지지되어 있다. 지지체(21)와 광학계 지지체(5)와의 사이에는, 댐 퍼(22)가 삽입되어 있다. 또한, 지지체(21)와 베이스 정반(23)과의 사이에는, 댐퍼(22)가 삽입되어 있다. 베이스 정반(23)으로부터의 외란은, 댐퍼(22)에 의해, 광학계 지지체(5)에 도달하기 전에 쇠퇴한다. 또한, 스테이지 정반(4) 위에는, 얼라인먼트 계측 에어리어 A와 노광 에어리어 B와의 사이를 이동 가능한 제 1 스테이지 및 제 2 스테이지가 배치된다. 스테이지 정반(4)은, 얼라인먼트 계측 에어리어 A와 노광 에어리어 B와의 사이를 이동 가능한 제 1 및 제 2 스테이지를 교체(스와프)하고, 각 에어리어에서 얼라인먼트와 노광을 병렬로 처리한다. 제 1의 스테이지는, 예를 들면 조동 스테이지 13과, 이 조동 스테이지 13 위에 배치된 미동 스테이지 17로 구성된다. 제 2의 스테이지는, 예를 들면 조동 스테이지 12와 이 조동 스테이지 12 위에 배치된 미동 스테이지 16으로 구성된다.
얼라인먼트 스코프(6)는, 기판 및 미동 스테이지 상의 얼라인먼트 마크를 계측하고, 기판 내에서의 얼라인먼트 계측 및 원판(2)과 기판과의 사이의 얼라인먼트 계측을 행하기 위한 현미경이다.
스테이지 간섭계(8)는, 스테이지 정반(4)에 대한 조동 스테이지 13의 위치를 계측하는 제 1의 간섭계다. 스테이지 간섭계(7)는, 스테이지 정반(4)에 대한 조동 스테이지 12의 위치를 계측하는 제 2의 간섭계다. 이들 스테이지 간섭계 7, 8은, 도면에 나타내지 않은 간섭계도 포함하여, 최대 6자유도 방향의 계측을 행할 수 있다.
중개 간섭계(9)는, 스테이지 정반(4)에 대한 각 스테이지의 위치를 계측하기 위해서 얼라인먼트 계측 에어리어 A와 노광 에어리어 B와의 사이의 중간 위치 부근 에 설치된다. 중개 간섭계(9)는, 스와핑 시에 한 편의 조동 스테이지의 위치(각 간선계에 의해 취득된 계측결과)를 다른 한편의 조동 스테이지로 패스하는 제 3의 간섭계다. 중개 간섭계(9)는, 도면에 나타내지 않은 간섭계도 포함하여, 최대 6자유도 방향의 계측을 행할 수 있다.
미동 센서 14는, 조동 스테이지 12에 대한 미동 스테이지 16의 위치를 계측한다. 미동 센서 14는, 예를 들면 리니어 센서 또는 갭 센서로 구성된다. 미동 센서 14는 도면에 나타내지 않은 센서도 포함하여, 최대 6자유도 방향의 계측을 행할 수 있다. 미동 센서 15는, 조동 스테이지 13에 대한 미동 스테이지 17의 위치를 계측한다. 미동 센서 15는, 도면에 나타내지 않은 센서도 포함하여, 최대 6자유도 방향의 계측을 행할 수 있다.
미동 간섭계 10은, 광학계 지지체(5)에 대한 미동 스테이지 16의 위치를 계측한다. 미동 간섭계 10은 도면에 나타내지 않은 간섭계도 포함하여, 최대 6자유도 방향의 계측을 행한다. 미동 간섭계 11은 광학계 지지체(5)에 대한 미동 스테이지 17의 위치를 계측한다. 미동 간섭계 11은, 도면에 나타내지 않은 간섭계도 포함하여, 최대 6자유도 방향의 계측을 행한다.
갭 센서 19 및 20은, 광학계 지지체(5)에 고정되고, 광학계 지지체(5)에 대한 스테이지 정반(4)의 위치를 계측한다. 본 명세서에 있어서, 광학계 지지체(5)에 대한 스테이지 정반(4)의 위치는, 광학계 지지체(5)와 스테이지 정반(4)과의 사이의 갭(실제로는, 광학계 지지체(5)에 고정된 각 갭 센서와 스테이지 정반(4)과의 사이의 갭)을 의미한다.
갭 센서 19 및 20은, 도면에 나타내지 않은 센서도 포함하여, 최대 6자유도 방향의 계측을 행한다. 이러한 갭 센서로서는 간섭계보다도 소형 또 염가인 정전용량 센서를 이용하는 것이 바람직하다.
조동 스테이지 12는, (후술하는) 노광 에어리어 B 내의 기판에 대하여, 노광을 위한 위치 결정을 행한다.
스테이지 정반(4)의 상면에는, 스테이지 얼라인먼트 계측용의 기준 타겟으로서의 스테이지 기준 마크가 형성되어 있다. 또한, 원판(2)에는, 원판 기준 마크(미도시)가 형성되고, 기판(미도시)에는, 기판 기준 마크(미도시)가 형성되어 있다.
조도 센서(미도시)는, 미동 스테이지의 상면에 배치되고, 원판 기준 마크와 기판 기준 마크와의 사이의 거리를 캐리브레이션(calibration) 계측한다. 이 계측 결과는, 위치 보정에 사용된다.
제어유닛(100)은, 노광장치의 각부를 제어한다.
도 2는, 도 1에 나타낸 노광장치를 Y방향에서 보았을 때의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는, Z방향의 계측을 행하기 위한 구성을 중심으로 해서 도시하고 있다. 도 2에는 간략화하기 위해서, 일부의 구성이 도시되어 있지 않다.
Z계측용 미러 24a 및 24b는, 광학계 지지체(5)에 고정되고, 미동 스테이지 16, 17의 광학계 지지체(5)에 대한 Z방향에 있어서의 위치를 계측하기 위해서 사용된다.
미동 Z 간섭계 25a 및 25b는, 각각 2개의 계측 광 빔을 방출한다. 각 계측 광 빔은, 반사 미러(27) 및 Z 계측용 미러 24a 또는 24b에 의해 반사되고, 미동 Z 간섭계 25a 또는 25b로 되돌아온다. 이들 2개의 계측 광 빔에 의해 얻은 계측결과의 차분을 산출함으로써, 미동 스테이지 16, 17의 광학계 지지체(5)에 대한 Z방향에 있어서의 위치를 각각 계측할 수 있다.
조동 Z 센서 26a 및 26b는, 스테이지 정반(4)에 대한 조동 스테이지 12 및 13의 Z방향에 있어서의 위치를 계측한다.
도 3은, 도 1에 나타낸 노광장치를 Z방향에서 보았을 때의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3은, Z방향의 계측을 행하기 위한 구성을 중심으로 해서 도시하고 있다. 도 3에는 간략화하기 위해서, 일부의 구성이 도시되어 있지 않다.
우선, 얼라인먼트 계측 에어리어 A에 있어서의 계측에 관하여 설명한다. 얼라인먼트 계측 에어리어 A에는, 미동 Z 간섭계 25a, 25b 및 조동 Z 센서 26a, 26b, 26c가 배치되어 있다. 미동 Z 간섭계 25a 및 25b은, Y방향에 수직인 방향으로 배치된다. 미동 스테이지 17의 ωY 방향에 있어서의 위치는 미동 Z 간섭계 25a 및 25b에 의해 취득된 계측결과에 의거하여 산출된다. 조동 Z 센서 26a 및 26b는, Y방향에 수직인 방향으로 배치된다. 조동 스테이지 13(도 1을 참조)의 ωY 방향에 있어서의 위치는 조동 Z 센서 26a 및 26b에 의해 취득된 계측결과에 의거하여 산출된다. 조동 Z 센서 26b 및 26c는, X방향에 수직인 방향으로 배치된다. 조동 스테이지 13의 ωX 방향에 있어서의 위치는, 조동 Z 센서 26b 및 26c에 의해 취득된 계측결과에 의거하여 산출된다.
다음에, 노광 에어리어 B에 있어서의 계측에 관하여 설명한다. 노광 에어리어 B에는, 미동 Z 간섭계 25a', 25b', 및 조동 Z 센서 26a', 26b', 26c'가 배치되 어 있다. 미동 Z 간섭계 25a' 및 25b'는, Y방향에 수직인 방향으로 배치된다. 미동 스테이지 16의 ωY방향에 있어서의 위치는 미동 Z 간섭계 25a' 및 25b'에 의해 취득된 계측결과에 의거하여 산출된다. 조동 Z 센서 26a' 및 26b'는, Y방향에 수직인 방향으로 배치된다. 조동 스테이지 12(도 1을 참조)의 ωY방향에 있어서의 위치는 조동 Z 센서 26a' 및 26b'에 의해 취득된 계측결과에 의거하여 산출된다. 또한, 조동 Z 센서 26b' 및 26c'는, X방향에 수직인 방향으로 배치된다. 조동 스테이지 12의 ωX방향에 있어서의 위치는 조동 Z 센서 26b' 및 26c'에 의해 취득된 계측 결과에 의거하여 산출된다.
도 4는, 도 1에 나타낸 노광장치를 Z방향에서 보았을 때의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 4는, 갭 센서의 구성을 중심으로 해서 도시하고 있다. 도 4에는 간략화하기 위해서, 일부의 구성이 도시되어 있지 않다.
우선, 얼라인먼트 계측 에어리어 A에 있어서의 계측에 관하여 설명한다. 얼라인먼트 계측 에어리어 A에는, 갭 센서 20가 배치되어 있다. 갭 센서 20은, 스테이지 정반(4)과 광학계 지지체(5)와의 사이의 Z방향에 있어서의 갭을 계측한다. 갭 센서 20에 의해 취득된 계측결과를, (후술하는) 갭 센서 19d 및 19e의 적어도 하나에 의해 취득된 계측결과와 조합으로써, 스테이지 정반(4)의 ωX방향에 있어서의 위치가 산출된다.
다음에는, 노광 에어리어 B에 있어서의 계측에 관하여 설명한다. 노광 에어리어 B에는, 갭 센서 19a, 19b, 19c, 19d, 19e가 배치되어 있다. 갭 센서 19a는, 스테이지 정반(4)과 광학계 지지체(5)와의 사이의 X방향에 있어서의 갭을 계측한 다. 갭 센서 19b 및 19c는, 스테이지 정반(4)과 광학계 지지체(5)와의 사이의 Y방향에 있어서의 갭을 각각 계측한다. 갭 센서 19b 및 19c에 의해 취득된 계측결과에 의거하여, 스테이지 정반(4)의 ωZ 방향에 있어서의 위치가 산출된다. 갭 센서 19d 및 19e는, 스테이지 정반(4)과 광학계 지지체(5)와의 사이의 Z방향에 있어서의 갭을 각각 계측한다. 갭 센서 19d 및 19e에 의해 취득된 계측결과에 의거하여, 스테이지 정반(4)의 ωY방향에 있어서의 위치가 산출된다.
도 5는, 도 1에 나타낸 노광장치를 Z방향에서 보았을 때의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5는, 조동 스테이지의 X방향 및 Y방향의 계측을 행하기 위한 구성을 중심으로 해서 도시하고 있다. 도 5에는 간략화하기 위해서, 일부의 구성이 도시되어 있지 않다.
우선, 얼라인먼트 계측 에어리어 A에 있어서의 계측에 관하여 설명한다. 얼라인먼트 계측 에어리어 A에는, 중개 간섭계 8a와 스테이지 간섭계 8b, 8c, 51a 및 51b가 배치되어 있다. 중개 간섭계 8a 및 스테이지 간섭계 8b 및 8c는, 조동 스테이지 13의 Y방향에 있어서의 위치를 계측한다. 스와프 시에는, 조동 스테이지 13가 -X방향으로 시프트하여, 중개 간섭계 8a와 스테이지 간섭계 8b가 계측을 행한다. 중개 간섭계 8a 또는 스테이지 간섭계 8c에 의해 취득된 계측결과와 스테이지 간섭계 8b에 의해 취득된 계측결과에 의거하여, 조동 스테이지 13의 ωZ방향에 있어서의 위치가 산출된다. 스테이지 간섭계 51a 및 51b는, 조동 스테이지 13의 X방향에 있어서의 위치를 계측한다. 조동 스테이지 13가 -X방향으로 시프트할 경우에는, 스테이지 간섭계 51a가 계측을 행한다. 조동 스테이지 13가 +X방향으로 시프트할 경 우에는, 스테이지 간섭계 51b가 계측을 행한다.
다음에, 노광 에어리어 B에 있어서의 계측에 관하여 설명한다. 노광 에어리어 B에는, 스테이지 간섭계 7a, 7b, 51a', 51b' 및 중개 간섭계 7c가 배치되어 있다. 스테이지 간섭계 7a, 7b 및 중개 간섭계 7c는, 조동 스테이지 12의 Y방향에 있어서의 위치를 계측한다. 스와프 시에는, 조동 스테이지 12가 +X방향으로 시프트하여, 스테이지 간섭계 7b와 중개 간섭계 7c가 계측을 행한다. 스테이지 간섭계 7a 또는 중개 간섭계 7c에 의해 취득된 계측결과와 스테이지 간섭계 7b에 의해 취득된 계측결과에 의거하여, 조동 스테이지 12의 ωZ방향에 있어서의 위치가 산출된다. 스테이지 간섭계 51a' 및 51b'는, 조동 스테이지 12의 X방향에 있어서의 위치를 계측한다. 조동 스테이지 12가 -X방향으로 시프트할 경우에는, 스테이지 간섭계 51a'가 계측을 행한다. 조동 스테이지 12가 +X 방향으로 시프트할 경우에는, 스테이지 간섭계 51b'가 계측을 행한다.
얼라인먼트 계측 에어리어 A와 노광 에어리어 B와의 사이에는, 중개 간섭계 9a 및 9b이 배치되어 있다. 각 중개 간섭계 9a 및 9b는, 스와프 시에, 조동 스테이지 12 및 조동 스테이지 13의 한편의 위치를 조동 스테이지 12 및 조동 스테이지 13의 다른 한편으로 패스한다.
도 6은, 도 1에 나타낸 노광장치를 Z방향에서 보았을 때의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 6은, 미동 스테이지의 X방향 및 Y방향의 계측을 행하기 위한 구성을 중심으로 해서 도시하고 있다. 도 6에는 간략화하기 위해서, 일부의 구성이 도시되어 있지 않다.
우선, 얼라인먼트 계측 에어리어 A에 있어서의 계측에 관하여 설명한다. 얼라인먼트 계측 에어리어 A에는, 미동 간섭계 11a, 11b 및 61a, 61b가 배치되어 있다. 미동 간섭계 11a 및 11b는, 미동 스테이지 17의 Y방향에 있어서의 위치를 계측한다. 미동 간섭계 11a 및 11b에 의해 취득된 계측결과에 의거하여, 미동 스테이지 17의 ωX방향에 있어서의 위치가 산출된다. 미동 간섭계 61a 및 61b는, 미동 스테이지 17의 X방향에 있어서의 위치를 계측한다. 미동 간섭계 61a 및 61b에 의해 취득된 계측결과에 의거하여, 미동 스테이지 17의 ωZ방향에 있어서의 위치가 산출된다.
다음에, 노광 에어리어 B에 있어서의 계측에 관하여 설명한다. 노광 에어리어 B에는, 미동 간섭계 10a, 10b, 61a', 및 61b'가 배치되어 있다. 미동 간섭계 10a 및 10b는, 미동 스테이지 16의 Y방향에 있어서의 위치를 계측한다. 미동 간섭계 10a 및 10b에 의해 취득된 계측결과에 의거하여, 미동 스테이지 16의 ωX방향에 있어서의 위치가 산출된다. 미동 간섭계 61a' 및 61b'는, 미동 스테이지 16의 X방향에 있어서의 위치를 계측한다. 미동 간섭계 61a' 및 61b'에 의해 취득된 계측결과에 의거하여, 미동 스테이지 16의 ωZ방향에 있어서의 위치가 산출된다.
도 7은, 스와프 동작 시에 광학계 지지체(5)에 대한 미동 스테이지 16의 위치를 패스하는 방법을 나타내는 플로차트다. 도 7의 플로차트에 있어서의 처리는, 제어유닛(100)에 의해 제어된다.
스텝 S701에서는, 조동 스테이지 13에서의 얼라인먼트 계측이 완료한다.
스텝 S702에서는, 스테이지 정반(4)의 위치가 갭 센서 19, 20 등에 의해 계 측된다. 조동 스테이지 13의 위치는, 스테이지 간섭계(8)를 포함한 스테이지 간섭계(일부 미도시)에 의해 계측된다. 미동 스테이지 17의 위치는, 미동 센서 15를 포함한 미동 센서(일부 미도시)에 의해 계측된다. 이들 센서와 간섭계에 의해 취득된 위치 계측결과를 조합함으로써, 스와프 전에 있어서의, 광학계 지지체(5)에 대한 미동 스테이지 17의 간접적인 위치가 취득된다. 또한, 미동 스테이지 17의 위치는, 미동 간섭계 11 등의 미동 간섭계(일부 미도시)에 의해 계측된다. 이 동작에 따라, 스와프 전에 있어서의, 광학계 지지체(5)에 대한 미동 스테이지 17의 직접적인 위치가 취득된다. 직접적인 위치와 간접적인 위치의 차분을, 스와프 전의 오프셋량으로서 관리한다.
스텝 S703에서는, 조동 스테이지 13와 조동 스테이지 12가 스와프를 개시한다.
스텝 S704에서는, 조동 스테이지 13의 X방향에 있어서의 위치를 계측하기 위해 중개 간섭계(9)를 선택한다. 스와프 동작 중의 조동 스테이지 13의 위치는, 스테이지 간섭계 51a로부터 중개 간섭계 9a로 패스된다. 마찬가지로, 스와프 동작 중의 조동 스테이지 12의 위치는, 스테이지 간섭계 51b'로부터 중개 간섭계 9b로 패스된다. 또한, 스텝 S704에서는, 조동 스테이지 13의 Y방향에 있어서의 위치를 계측하기 위해 중개 간섭계 8a를 선택한다. 스와프 동작 중의 조동 스테이지 13의 위치는, 스테이지 간섭계 8b로부터 중개 간섭계 8a로 전달된다. 마찬가지로, 스와프 동작 중의 조동 스테이지 12의 위치는 스테이지 간섭계 7b로부터 중개 간섭계 7a로 패스된다.
스텝 S705에서는, 조동 스테이지 13의 X방향에 있어서의 위치를 계측하기 위해 노광 에어리어 B측의 간섭계를 선택한다. 스와프 동작 후의 조동 스테이지 13의 위치는, 중개 간섭계 9a로부터 스테이지 간섭계 51a'로 패스된다. 마찬가지로, 스와프 동작 후의 조동 스테이지 12의 위치는 중개 간섭계 9b로부터 스테이지 간섭계 51b로 패스된다. 또한, 스텝 S705에서는, 조동 스테이지 13의 Y방향에 있어서의 위치를 계측하기 위해 노광 에어리어 B측의 간섭계를 선택한다. 스와프 동작 후의 조동 스테이지 13의 위치는, 중개 간섭계 8a로부터 스테이지 간섭계 7a로 패스된다. 마찬가지로, 스와프 동작 후의 조동 스테이지 12의 위치는 중개 간섭계 7c로부터 스테이지 간섭계 8c로 패스된다.
스텝 S706에서는, 조동 스테이지 13와 미동 스테이지 17이 노광 에어리어 B측으로 이동하고, 조동 스테이지 12와 미동 스테이지 16은 얼라인먼트 에어리어 A측으로 이동한다. 이렇게 함으로써, 스와프 동작을 완료한다.
스텝 S707에서는, 갭 센서 19, 20 등의 갭 센서(일부 미도시)에 의해 스테이지 정반(4)의 위치가 계측된다.
스텝 S708에서는, 스텝 S707에서 얻은 계측결과에 의거하여, 스와프 동작 전후에 있어서의 스테이지 정반(4)의 위치 또는 변위(자세 변화량)를 산출한다. 미동 스테이지 17의 위치는, 미동 간섭계 10 등의 미동 간섭계(일부 미도시)에 의해 계측된다. 이 동작에 따라, 스와프 동작 후에 있어서의 광학계 지지체(5)에 대한 미동 스테이지 17의 직접적인 위치가 취득된다. 다만, 미동 간섭계는 스와프 중의 중개 계측을 행하지 않기 때문에, 스와프 전후의 계측결과는 서로 관련성이 없다. 조 동 스테이지 13의 위치는, 스테이지 간섭계(7) 등의 스테이지 간섭계(일부 미도시)에 의해 계측된다. 미동 스테이지 17의 위치는, 미동 센서 15 등의 미동 센서(일부 미도시)에 의해 계측된다. 이들 센서 및 간섭계에 의해 취득된 위치 계측결과를 조합함으로써, 스와프 후에 있어서의 광학계 지지체(5)에 대한 미동 스테이지 17의 간접적인 위치가 취득된다. 중개 간섭계(9) 등은, 스와프 전후의 간접적인 위치 계측계를 패스한다. 그 때문에, 스와프 전후에서의 간접적인 위치는 서로 관련성이 있다. 그리고, 스와프 전에 있어서의 직접 위치 계측과 간접 위치 계측 간의 오프셋량과, 스와프 전후에서의 간접 계측 결과의 변화량을 조합한다. 그렇게 함으로써, 스와프 동작 전후의 직접 위치 계측값을 서로 관련지을 수 있다.
상술한 바와 같이, 미동 스테이지 17의 직접적인 위치 계측과 간접적인 위치 계측을, 스와프 전후에서 행한다. 이렇게 함으로써, 다양한 간섭계에 의해 취득된 계측결과를 미동 간섭계 10으로 패스하는 것이 가능하게 된다.
스텝 S709에서는, 스텝 S708에서 패스된 계측결과에 의거하여, 노광 에어리어 B측으로 이동한 조동 스테이지 13 및 미동 스테이지 17의 위치 결정을 행한다.
스텝 S710에서는, 캘리브레이션 계측을 행한다. 스와프 동작 후의 스테이지의 위치결정 정밀도를 향상시키기 때문에, 캘리브레이션에 걸리는 시간이 대폭 단축된다.
스텝 S711에서는, 캘리브레이션 결과를 조동 스테이지 13 및 미동 스테이지 17의 위치 결정에 반영한다.
스텝 S712에서는, 미동 스테이지 17 위에 배치된 기판에 대하여 노광 처리를 행한다.
[응용 예]
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디바이스의 제조방법은 상기의 노광장치를 이용해 웨이퍼나 글래스 플레이트(glass plate) 등의 기판에 잠상 패턴을 형성하는 공정과, 기판에 형성된 상기 잠상 패턴을 현상하는 공정을 포함한다.
본 발명은, 예시적인 실시 예를 참조하면서 설명되었지만, 본 발명은 이들 예시적인 실시 예에 한정되는 것이 아니다. 이하의 특허청구범위는 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 다양한 변경 및 변형이 가능하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 노광장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 노광장치를 Y방향에서 보았을 때의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 노광장치를 Z방향에서 보았을 때의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 노광장치를 Z방향에서 보았을 때의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 노광장치를 Z방향에서 보았을 때의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 1의 노광장치를 Z방향에서 보았을 때의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 스와프 동작의 전후에서의 경통 지지 정반에 대한 미동 스테이지의 위치를 패스하는 방법을 나타내는 플로차트다.

Claims (5)

  1. 투영 광학계를 지지하는 광학계 지지체와,
    스테이지 정반과,
    상기 스테이지 정반 상의 제 1의 에어리어와 제 2의 에어리어와의 사이를 이동가능한 제 1의 스테이지 및 제 2의 스테이지와,
    상기 제 1의 에어리어에 있어서의 상기 스테이지 정반에 대한 스테이지 위치를 계측하는 제 1의 간섭계와,
    상기 제 2의 에어리어에 있어서의 상기 스테이지 정반에 대한 스테이지 위치를 계측하는 제 2의 간섭계와,
    상기 제 1의 간섭계와 상기 제 2의 간섭계와의 사이에 삽입되고, 상기 스테이지 정반에 대한 스테이지 위치를 계측하며, 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 하나에 의해 취득된 계측결과를 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 다른 하나로 패스하는 제 3의 간섭계와,
    상기 광학계 지지체와 상기 스테이지 정반과의 사이의 갭을 계측하는 갭 센서와,
    상기 제 1의 스테이지 및 상기 제 2의 스테이지가 상기 제 1의 에어리어와 상기 제 2의 에어리어와의 사이를 이동해서 스와프할 때에, 상기 제 3의 간섭계에 의해 취득된 계측결과를 이용해서 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 하나에 의해 취득된 계측결과를 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 다른 하나로 패스하고, 패스된 계측결과를 상기 갭 센서에 의해 취득된 계측결과에 의거하여 보정하는 제어유닛을 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1의 스테이지 및 상기 제 2의 스테이지의 각각은,
    조동 스테이지와,
    상기 조동 스테이지 위에 배치된 미동 스테이지와,
    상기 조동 스테이지에 대한 상기 미동 스테이지의 위치를 계측하는 계측유닛을 포함하고,
    상기 제 1의 간섭계, 상기 제 2의 간섭계 및 상기 제 3의 간섭계의 각각은, 상기 스테이지 정반에 대한 상기 조동 스테이지의 위치를 계측하고,
    상기 제어유닛은, 상기 제 1의 간섭계, 상기 제 2의 간섭계, 상기 제 3의 간섭계, 상기 계측유닛, 및 상기 갭 센서에 의해 취득된 계측결과에 의거하여 상기 미동 스테이지의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 갭 센서는, 정전용량 센서를 포함한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  4. 투영 광학계를 지지하는 광학계 지지체와, 스테이지 정반과, 상기 스테이지 정반 상의 제 1의 에어리어와 제 2의 에어리어와의 사이를 이동가능한 제 1의 스테이지 및 제 2의 스테이지와, 상기 제 1의 에어리어에 있어서의 상기 스테이지 정반에 대한 스테이지 위치를 계측하는 제 1의 간섭계와, 상기 제 2의 에어리어에 있어서의 상기 스테이지 정반에 대한 스테이지 위치를 계측하는 제 2의 간섭계와, 상기 제 1의 간섭계와 상기 제 2의 간섭계와의 사이에 삽입되고, 상기 스테이지 정반에 대한 스테이지 위치를 계측하며, 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 하나에 의해 취득된 계측결과를 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 다른 하나에 의해 취득된 계측결과로 패스하는 제 3의 간섭계를 구비하는 노광장치의 제어방법으로서,
    상기 광학계 지지체와 상기 스테이지 정반과의 사이의 갭을 계측하는 스텝과,
    상기 제 1의 스테이지 및 상기 제 2의 스테이지가 상기 제 1의 에어리어와 상기 제 2의 에어리어와의 사이를 이동해서 스와프할 때에, 상기 제 3의 간섭계에 의해 취득된 계측결과를 이용해서 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 하나에 의해 취득된 계측결과를 상기 제 1의 간섭계 및 상기 제 2의 간섭계 중의 다른 하나에 의해 취득된 계측결과로 패스하는 스텝과,
    패스된 계측결과를 상기 갭에 의거하여 보정하는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 노광장치의 제어방법.
  5. 청구항 1에 기재된 노광장치를 이용해서 기판에 잠상 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 기판에 형성된 상기 잠상 패턴을 현상하는 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조방법.
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