KR20080112970A - 노광장치 및 디바이스의 제조방법 - Google Patents

노광장치 및 디바이스의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 노광장치는, 광원으로부터의 광으로 원판의 조명영역을 조명하는 조명광학계; 상기 원판의 패턴을 기판에 투영하는 투영광학계; 상기 원판을 유지하는 제 1 스테이지; 상기 기판을 유지하는 제 2 스테이지; 및 상기 조명영역 내에 있어서의 위치에 대한 상기 패턴의 투과율의 의존성에 의거해서, 상기 투영광학계의 결상특성의 변동을 감소시키도록 상기 제 1 스테이지, 상기 제 2 스테이지, 및 상기 투영광학계를 구성하는 광학소자 중의 적어도 하나의 구동을 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

노광장치 및 디바이스의 제조방법{EXPOSURE APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING DEVICE}
본 발명은 결상특성의 변동을 감소시킨 노광장치 및 디바이스의 제조방법에 관한 것이다.
종래, 극미세 패턴으로부터 형성되는 LSI 또는 VLSI 등의 반도체소자의 제조 공정은 마스크에 묘화된 회로패턴을 감광제가 도포된 기판("웨이퍼"로도 부름) 상에 노광함으로써 축소 및 인화하여 기판 상에 소정의 패턴을 형성하는 축소투영노광장치가 채택된다. 반도체소자의 실장밀도의 향상에 수반해서 한층 더 패턴의 미세화가 요구되고 있다. 레지스트 프로세스의 발전에 따라 노광장치에 대한 미세화에의 요구가 증대하고 있다.
노광장치의 해상력을 향상시키기 위해서 노광파장을 보다 단파장화하는 방법과 축소투영렌즈의 개구수(NA)를 증가시키는 방법이 있다. 이와 같이 해상력을 향상시키면, 축소투영렌즈의 초점심도가 감소된다. 따라서, 축소투영렌즈의 결상면(초점면)에 웨이퍼면을 포커싱하는 포커스 정밀도의 향상이 중요하다. 또, 투영 노광장치의 중요한 광학특성의 하나는 복수 공정에 의해 얻어진 각 패턴을 정확하게 얼라인먼트하는 얼라인먼트 정밀도이다. 이 얼라인먼트 정밀도에 영향을 주는 중요한 요소에는 축소투영렌즈의 배율오차가 있다. VLSI는 해마다 한층 더 미세한 패턴화의 경향이 강해짐에 따라, 얼라인먼트 정밀도의 향상에 대한 요구도 강해지고 있다. 따라서 축소투영렌즈의 배율을 소정의 값으로 유지하는 것은 매우 중요하다.
축소투영렌즈는 노광에너지의 일부를 흡수해서 이 흡수에 의해 발생되는 열에 기인해서 축소투영렌즈의 온도가 변화되어 축소투영렌즈의 굴절률 등의 광학특성의 변화를 초래하는 것이 알려져 있다. 장시간 축소투영렌즈에 노광광이 계속 조사되면, 축소투영렌즈의 결상특성(포커스, 배율, 및 비점수차와 왜곡수차 등의 파면수차 중 적어도 하나를 포함함)이 변동한다. 이에 의해, 포커스에러 또는 얼라인먼트에러가 무시할 수 없는 양만큼 발생할 수 있다. 이 환경하에서, 축소투영렌즈에 노광에너지를 조사할 때 발생하는 결상특성의 변동을 보정하는 방법이 제안되어 있다.
예를 들면, 일본국 특공소 63-16725호 공보의 출원인이, 축소투영렌즈에 노광에너지를 조사할 때 발생하는 결상특성의 변동량을, 노광량, 노광시간 및 비노광시간 등을 변수로 사용하는 모델식에 의해 연산하는 것을 제안하고 있다. 상기 연산 결과에 의거해서 투영광학계의 결상특성의 변동을 보정한다. 상술한 모델식은 축소투영렌즈에 고유한 결상특성마다의 계수를 가진다. 상기 계수를 측정함으로써 축소투영렌즈의 결상특성의 변동을 보정할 수 있다.
또, 조명 형상을 변화시킴으로써 특정의 패턴의 투영에 대해서 보다 뛰어난 해상력을 얻을 수 있는 노광장치가 제안되어 있다. 이러한 장치에서는, 노광조건 (예를 들면, 투영계의 개구수, 조명계의 개구수, 노광영역, 노광중심위치, 노광마스크)에 따라 축소투영렌즈의 동공면에 생성되는 광원분포가 변화한다. 그 때문에, 상기 노광조건마다 발생하는 결상특성의 변동량이 변화한다.
상기 환경하에서, 축소투영렌즈에 대해서 인가되는 에너지의 분포가 변화하는 경우에도 양호하게 결상특성의 변동을 조정하는 노광방법이 제안되어 있다. 예를 들면, 일본국 특허 제 2828226 호 공보에는, 조명광원분포의 각종 상태에 대응한 결상특성의 보정계수를 기억하고, 광원분포의 상태가 변경될 때는, 대응한 보정정보를 판독하고, 그 정보에 의거해서 보정하는 방법이 제안되어 있다. 조명광원분포의 각종 상태에 대응한 결상특성의 변동을 정확하게 보정하려면, 예를 들면, 동공면의 조명광원분포의 상태, 레티클의 투과율, 주사방향 및 주사방향에 수직인 방향의 노광면적의 크기, 주사속도, 노광량, 및 조사시간에 관한 정보로부터 중요한 노광조건의 설정에 최적인 보정계수를 산출할 필요가 있다.
중요한 노광조건의 설정에 최적인 보정계수를 산출할 필요가 있다. 이 때문에, 마스크의 투과율은 마스크의 투과율의 정보(예를 들면, 마스크의 투과율맵의 정보/마스크의 설계정보)와 마스크 상의 노광영역의 정보로부터 산출할 필요가 있다.
그러나, 종래 기술에서는 조명영역 내의 상높이에 기인한 투과율의 차이(패턴밀도의 차이)를 고려하고 있지 않다. 또, 마스크의 투과율의 정보와 조명영역의 정보로부터 조명영역 내에 있어서의 패턴의 밀도를 산출하는 경우에도, 종래 기술에서는 보정계의 기능이 불충분했다.
그러나, 요즈음은 노광장치의 정밀도의 향상의 요구에 충족하도록 보정계가 업그레이드되어 있다. 이에 의해, 조명영역 내에서 상높이에 의존하는 결상특성의 변동을 보정하는 것이 가능하게 되었다.
본 발명의 목적은 마스크에 형성된 패턴의 투과율의, 조명영역 내에 있어서의 위치에 대한 의존성에 기인하는, 결상 특성의 변동을 감소시킨 노광장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 광원으로부터의 광에 의해 원판의 조명영역을 조명하는 조명광학계; 상기 원판의 패턴을 기판에 투영하는 투영광학계; 상기 원판을 유지하는 제 1 스테이지; 상기 기판을 유지하는 제 2 스테이지; 및 상기 조명영역 내에 있어서의 위치에 대한 상기 패턴의 투과율의 의존성에 의거해서, 상기 투영광학계의 결상특성의 변동을 감소시키도록 상기 제 1 스테이지, 상기 제 2 스테이지, 및 상기 투영광학계를 구성하는 광학소자 중의 적어도 하나의 구동을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치를 제공한다.
본 발명의 다른 특징은 첨부도면을 참조한 다음의 전형적인 실시형태의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명에 의하면, 마스크에 형성된 패턴의 투과율의, 조명영역 내에 있어서의 위치에 대한 의존성에 기인하는, 결상특성의 변동을 감소시킨 노광장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 의한 노광장치에 있어서, 결상특성의 변동은 포커스, 배율수차, 왜곡수차, 비점수차, 구면수차, 팽이수차, 또는 그 외의 파면수차 중의 적어도 하나의 변동을 포함하고 있다. 파면수차는, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 잘 알려져 있는 바와 같이, 파면형상을 제르니케 다항식에서 전개한 각 항으로서 표현된다. 이들 파면수차를 총칭하여 "수차"라고 부르기도 한다.
[실시예 1]
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 주사형의 노광장치의 개략 구성을 나타낸다. 펄스레이저광원(101)은, 예를 들면, ArF 가스를 함유하고, 193nm파장의 원자외 영역의 레이저광속을 발광시킨다. 펄스레이저광원(1O1)에는 공진기를 구성하는 프런트미러, 예를 들면, 회절격자, 프리즘 등으로 이루어지고 노광파장영역을 협대화하는 파장영역 협대화모듈, 예를 들면, 분광기나 검출기 등으로 이루어지고 파장의 안정성, 스펙트럼폭을 모니터하는 모니터모듈, 및 셔터 등이 설치되어있다.
레이저제어장치(102)에 의해, 예를 들면, 펄스레이저 광원(101)에서의 가스 교환, 파장안정화, 및 방전전압의 제어를 행한다. 본 실시예에서는, 레이저제어장치(102)에 의해서만 단독으로 제어를 행하지 않고, 인터페이스 케이블을 개재하여 레이저제어장치(102)에 접속된 노광장치 전체의 주제어장치(103)로부터의 명령에 따라서 제어할 수 있다.
펄스레이저광원(101)으로부터 출사한 빔은 조명광학계(104)의 빔정형광학계를 개재하여 소망의 빔 형상으로 정형된 후, 옵티컬 인티그레이터에 입사되어 마스크(109)를 균일한 조도분포로 조명하기 위해서 다수의 2차 광원을 형성한다.
조명계의 개구조리개(105)의 개구부의 형상은 대략 원형상의 개구이며, 조명계 제어장치(108)에 의해 그 개구부의 직경, 결국은, 조명광학계(104)의 개구수를 소망한 값으로 설정할 수 있도록 되어 있다. 투영광학계로서의 투영광학계(110)의 개구수에 대한 조명광학계(104)의 개구수의 비의 값이 코히런스 팩터(σ값)이기 때문에, 조명계 제어장치(108)는 조명계의 개구조리개(105)를 제어함으로써 σ값을 설정할 수 있다.
조명광학계(104)의 광로 상에는 하프미러(106)가 삽입되어, 마스크(109)를 조명하는 노광광의 일부성분이 하프미러(106)에 의해 반사되고 추출된다. 하프미러(106)에 의해 반사된 광성분의 광로 상에는 자외광용의 포토센서(107)가 삽입되어 상기 노광광의 강도(노광에너지)에 대응한 출력을 발생한다.
포토센서(107)의 출력은 펄스레이저광원(101)의 펄스발광마다 적분을 실시하는 적분회로(도시하지 않음)에 의해 1 펄스 당의 노광에너지로 변환된다. 변환된 노광에너지는 조명계의 제어장치(108)를 개재하여 노광장치 전체를 제어하는 주제 어장치(103)에 입력된다.
원판으로서 기능하는 마스크(레티클)(109)에는 프린트되어야 하는 반도체소자의 회로의 패턴이 형성되어 있다. 조명광학계(104)에 의해 레이저광이 마스크(109) 상의 조명영역(노광슬릿)에 조사된다. 마스크(109)는 마스크 스테이지(도시하지 않음)에 의해 유지되어있다. 마스크 스테이지에 의해 마스크(109)를 이동시켜서 마스크(109)를 레이저광(조명영역)으로 주사함으로써 마스크(109) 상의 노광영역이 노광된다. 투영광학계(110)는 마스크(109)의 회로패턴상을 축소배율β(β는, 예를 들면, 1/4)로 축소하고 포토레지스트에 의해 도포된 감광기판으로 기능하는 웨이퍼(115) 상에 축소된 상을 결상해서 투영하도록 설정되어 있다. 마스크(109)에 형성된 패턴은 투영광학계(110)를 개재하여 기판으로 기능하는 웨이퍼(115) 상에 전사된다. 투영광학계(110)의 개구조리개(111)는 대략 원형상의 개구를 가지고, 투영광학계(110)의 동공면(레티클에 대한 푸리에 변환면) 상에 삽입되어 있다. 모터 등의 구동부(112)를 사용하여 개구조리개(111)의 개구직경을 제어함으로써, 개구조리개(111)의 개구수를 소망한 값으로 설정할 수 있다.
필드렌즈 구동장치(113)는 투영광학계(110)의 렌즈계의 하나의 구성요소인 필드를, 예를 들면, 공기압이나 압전소자 등을 사용해서 축소투영렌즈의 광축 상으로 이동시켜서, 축소투영렌즈의 각종 수차의 악화를 방지하고 만족할 만한 투영배율을 확보해서 왜곡오차를 감소시킨다. 투영렌즈 제어장치(114)는 투영광학계(110)의 광학소자를 제어한다.
기판을 유지하는 제 2 스테이지로서 기능하는 웨이퍼 스테이지(116)는 투영 광학계(110)의 광축 방향(Z방향)을 따라서 또한 이 방향으로 직교하는 평면(X-Y 평면) 상을 3 차원방향으로 이동할 수 있다. 웨이퍼 스테이지(116)와 웨이퍼스테이지에 고정된 이동미러(117) 사이의 거리를 레이저간섭계(118)에 의해 계측함으로써 X-Y평면 상의 웨이퍼 스테이지(116)의 위치가 검출된다. 노광장치의 주제어장치(103)의 제어하에 있는 스테이지 제어장치(120)는 레이저 간섭계(118)에 의해 웨이퍼스테이지(116)의 위치를 검출하고, 모터 등의 구동부(119)를 제어하여 웨이퍼스테이지(116)를 소정의 X-Y 평면상의 위치로 이동시킨다. 마스크 스테이지 제어장치, 스테이지 제어장치(120), 투영렌즈 제어장치(114), 및 주제어장치(103)는 투영광학계의 광학소자, 마스크를 유지하는 제 1 스테이지, 및 기판을 유지하는 제 2 스테이지의 구동을 제어하는 제어부를 구성한다.
투광광학계(121) 및 검출광학계(122)는 포커스면 검출부를 구성한다. 투광광학계(121)는 웨이퍼(115) 상의 포토레지스트를 노광시키지 않는 비노광광으로부터 형성된 복수개의 광속을 투광한다. 상기 광속은 웨이퍼(115) 상에 각각 집광되어 반사된다. 웨이퍼(115)에 의해 반사된 광속은 검출광학계(122)에 입사된다. 도시는 생략했지만, 검출광학계(122) 내에는 각 반사광속에 대응시켜 복수개의 위치 검출용의 수광소자가 삽입되어 있다. 각 위치검출용의 수광소자의 수광면과 웨이퍼(115) 상에서의 각 광속의 반사점이 결상광학계에 의해 대략 공역이 되도록 설정되어 있다. 투영광학계(110)의 광축방향에 있어서의 웨이퍼(115)면의 위치 시프트는 검출광학계(122) 내의 위치검출용 수광소자 상의 입사광속의 위치 시프트로서 계측된다.
본 실시예에 의한 노광에너지의 조사에 의한 투영광학계(110)의 수차변동의 모델식과 모델식을 정량화하기 위해서 사용하는 보정계수에 대해 설명한다.
도 2는 노광에 의한 투영광학계의 수차의 경시변화의 일례를 나타내고 있다. 횡축은 시간 t, 종축은 투영광학계(11O)의 소정의 상높이에 있어서의 수차의 변동량 ΔF를 나타내고 있다. 여기서 말하는 수차란, 예를 들면 포커스, 배율, 왜곡, 비점수차, 구면수차, 및 코마수차이다. 수차 변동량 ΔF은 일반적으로 상높이마다 특정값을 취한다. 투영광학계(11O)의 초기의 수차량을 FO로 나타낸다. 시간 tO에서 펄스레이저광원(1O1)으로부터 노광광을 수광할 때 투영광학계(110)에 의해 노광이 개시되면, 시간과 함께 수차량이 변동해서, 시간 t1에서 소정의 수차량 F1으로 안정된다. 그 후, 계속 노광광을 투영광학계(11O)에 조사하는 경우에도, 투영광학계(110)에 의해 흡수되어 열로 변환되는 에너지와 투영광학계(110)에 의해 방출되는 열에너지가 평형상태가 되기 때문에, 수차량은 F1로부터 변화하지 않는다. 시간 t2에서 노광을 정지하면, 수차량은 시간과 함께 원래 상태로 복귀되고, 시간 t3에서는 초기의 수차량 F0이 된다.
도 2의 시정수 TS1 및 TS2는 투영광학계(110)의 열전달 특성상의 시정수와 등가이다. 이들 시정수는 투영광학계(110)에 고유한 값이므로, 이들은 투영광학계(110)의 검사시에 장치 및 수차마다 취득된다.
도 2에서의 수차의 최대 변화량 F1의 산출 방법을 설명한다. 수차의 최대 변화량 F1은, K가 보정계수인 단위 광량(단위 노광에너지) 당의 수차의 변동량이고, Q가 실제 노광에너지를 결정하는 조건(예를 들면, 노광량, 주사속도, 및 노광영역 에 관한 정보)의 파라미터로부터 산출된 값일 때
F1 = K × Q ...(1)
으로 표현될 수 있다.
여기서, 어느 시각에 있어서의 수차량을 ΔFk로 한다. 그러면, 어느 시각의 ΔFk로부터 시간 Δt만큼 노광한 후의 수차량 ΔFk + 1는 최대 변화량 F1과 수차마다 보존된 시정수 TS1 및 TS2를 사용하여
ΔFk +1 = ΔFk + F1 × (1-exp(-Δt/ TS1)) ...(2)
으로 근사된다.
마찬가지로, 어느 시각의 ΔFk로부터 시간 Δt동안 노광을 행하지 않은 때의 수차량 ΔFk + 1는
ΔFk +1 = ΔFk × exp(-Δt/ TS2)) ...(3)
으로 근사된다.
도 2에 나타낸 투영광학계(110)의 수차의 조사변동특성을 나타내는 곡선을, 식(1), 식(2) 및 식(3)의 함수로 모델화하여 노광열의 발생에 기인하는 투영광학계의 수차의 변동을 예측한다. 단, 식(1), 식(2), 및 식(3)의 모델화 함수는 일례일 뿐이며, 다른 식을 사용해서 모델화해도 된다.
조명영역 및 패턴의 투과율의 위치에 대한 의존성에 따라서 노광시에 발생하는 결상특성의 변동을 보정하기 위해 필요한 보정계수 K는 노광조건마다 산출해야 할 필요가 있다. 이것은 왜냐하면 노광조건을 변화시키면, 투영광학계(110)에 입사 하는 광의 에너지밀도분포가 변화하고, 그 결과, 투영광학계의 수차의 변동량, 및 그 상높이에 대한 의존성이 변화하기 때문이다. 여기서 말하는 노광조건이란, 유효광원의 형상, 마스크 패턴, 및 마스크 상의 노광영역을 의미한다.
투영광학계에 입사하는 에너지 분포에 대응한 보정계수를 산출하기 위해서는, 마스크 상의 조명영역 및 패턴의 투과율의 위치에 대한 의존성을 고려해서, 투영광학계의 수차의 변동을 예측하기 위한 보정계수를 산출해서 보존하는 제 1 공정에 대해 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 마스크에는 노광패턴이 배치되어 있다. 일반적으로 패턴배치는 마스크 전체영역에 있어서 불균일하고, 패턴의 밀도, 즉, 패턴의 투과율은 편향이 존재한다. 이 때문에, 조사광의 에너지 분포가 마스크 전체면에 걸쳐서 균일한 경우에도, 패턴을 투과하는 광의 에너지 분포는 불균일하다. 이 에너지 분포의 편향은 주사에 의해 주사방향(이 경우에는 Y방향으로 함)으로 평균화되지만, 주사 방향에 수직인 방향(이 경우에는 X방향으로 함)에는 에너지 분포의 상높이의 차이로서 잔류한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 마스크의 일부를 차광 부재에 의해 차광해서 마스크의 노광영역을 제한하여 노광하는 경우가 존재한다. 이 경우에, 노광영역으로서결정된 마스크 범위에 의해, 상기의 에너지 분포의 상높이 차이가 영향을 받는다.
본 실시예에서는, 패턴 투과율의 분포 및 조명영역을 고려해서 보정계수를 산출하는 방법을 설명한다. 도 5는 보정계수를 산출하는 순서를 나타낸다. 주제어장치(103)의 제 1 산출부에 의해 보정계수의 산출을 행한다.
스텝 1에서, 제 1 산출부는 노광조건의 정보를 메모리에 기록한다. 정보는 노광마스크의 종류, 조명영역, 및 유효광원의 형상이다. 유효광원의 형상정보는 사전의 계측결과 및/또는 컴퓨터에 의한 시뮬레이션 결과에 의거하여 얻을 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시된 바와 같이, 동공면을 1O1×1O1의 영역으로 분할해서, 각 영역에 있어서의 광강도를 최대광강도의 값으로 규격화해서 생성한 동공면광강도 맵을 유효광원의 형상정보로서 사용한다.
스텝 2에서, 제 1 산출부는 도 7에 도시한 바와 같이 노광마스크의 투과율 정보(이후, 마스크 투과율 맵으로 칭함)를 판독한다. 이 정보는 마스크 전체면의 투영상의 광량을 적절한 계측조건하에서 계측하여 얻어진 매트릭스 형상의 광량데이터이다. 상기 장치에 의해 마스크마다 계측되고 보존된다. 본 실시예에서 마스크 투과율 맵은 X방향으로 8개의 데이터 점, Y방향으로 10개의 데이터 점에 의해 형성된 매트릭스 데이터가 사용되고 있지만, 임의의 영역에서, 임의의 점의 수로 취득해도 된다. 또 본 실시예에서는 노광장치에 의해 생성된 마스크 투과율 맵을 사용하고 있지만, 예를 들면, 마스크 설계정보(예를 들면 CAD정보)에 의거하여 마스크 투과율을 산출해도 된다. 마스크 투과율 맵의 정보 또는 마스크의 설계정보를 복수의 노광장치에 의해 사용하는 경우는, 상기 정보를 복수의 노광장치로 공통으로 사용할 수 있는 서버에 기억해도 된다.
스텝 3에서, 제 1의 연산 처리로서, 제 1 산출부는 조명영역을 X방향으로 복수의 영역으로 분할하고, 각각의 분할영역에 있어서의 마스크 투과율을 개별적으로 산출한다. 본 실시예에서는, 조명영역의 X방향의 길이는 26mm(마스크 상의 X방향의 조명영역의 길이를 웨이퍼 상의 조명길이로 환산한 때의 값)이다. 본 실시예는 도 8에 나타낸 바와 같이 조명영역을 각각 균등한 면적으로 8 분할해서 설명하지만, 분할영역의 수는 2 이상의 임의의 수이어도 된다. 분할영역은 투영광학계에 입사하는 노광광의 범위를 복수의 영역으로 분할함으로써 얻어진다. 분할영역(이하, 분할영역(n)으로 칭함. n은 실시예에 있어서는 1 내지 8 중의 하나인 영역의 번호임)에 있어서의 마스크 투과율은, 도 9와 도시된 바와 같이, 분할영역(n)에 따라서 주사되는 마스크영역의 투과율 데이터의 평균값으로서 산출된다.
(분할영역(n)의 마스크 투과율)=(Σ투과율 데이터)/(데이터 점수)
(단,Σ의 범위는 분할영역(n)을 따라 주사되는 마스크 영역만임)
스텝 4에서, 제 1 산출부는, 도 10에 도시된 바와 같이, 분할영역(n)에 있어서의 마스크 투과율을 정규화해서, 각각의 분할영역에 있어서의 마스크 투과율 rn를 산출한다.
스텝 5 및 6에서, 제 1 산출부가 노광영역의 정보에 의거하여 분할영역(n) 중의 노광면적비 gn를 산출하는 공정이다. 여기서 노광영역의 정보에는 노광영역의 X방향의 폭 w 및 노광영역의 중심의 X 상높이 xo가 포함된다. 이들 정보는 노광영역의 양단의 X좌표 xr, xl에 의해 치환하는 것이 가능하다. 노광영역의 Y방향의 폭은 여기에서는 고려되지 않고, 후술하는 산출공정에서, 주사거리로서 고려하게 된다.
gn의 값은 분할영역(n)과 특정한 한 세트의 노광 조건하에서의 조명영역에 포함되는, 분할영역(n)의 일부 간의 면적비로 주어진다. 즉, gn의 값은 이하와 같이 경우에 따라서 구할 수 있다.
분할영역(n)이 조명영역에 포함되는 경우: gn=1
분할영역(n)이 조명영역에 포함되지 않는경우: gn=O
분할영역(n)의 일부가 조명영역에 포함되는 경우: gn = (조명영역이 포함되는, 분할영역(n)의 일부의 면적 / 분할영역(n)의 면적). 도 11은 상기 계산 결과의 상세한 예를 나타낸다.
스텝 7에서, 제 1 산출부가 마스크 투과율의 정보와 노광 영역의 정보로부터 가중계수를 산출한다. 마스크 투과율로부터 산출된 rn과 노광영역의 정보로부터 산출한 gn의 곱으로 산출한 가중계수를 λn로 한다. 그러면, 계수λn는 분할영역(n)을 전파하는 광에너지량을 규격화함으로써 얻어진 값에 대응한다.
스텝 3 내지 7을 각각의 분할영역(n)에 대해서 반복하고(본 실시예에서는 8회), 각각의 분할영역(n)에 있어서의 가중계수(λn)를 산출해서 기억한다.
상기 산출된 분할영역마다의 가중계수(λn)를 사용해서, 수차의 함수:
Figure 112008044098669-PAT00001
...(4)
를 가중하고, 여기서, n는 분할영역의 번호, I는 동공면의 유효광원형상, C는 수차의 종류, x는 임의의 X-상높이를 나타낸다. 식 (4)은 분할영역(n)을 단위 노광량에 의해 유효광원형상(I)으로 노광했을 때에 투영광학계에 발생되는 결상특성으로서의 수차(C)에의 마스크 투과율 및 노광영역의 영향도를, 상높이(x)의 함수로서 나타낸 것이다. 즉, 수차의 함수는 투영광학계에 입사하는 노광광의 범위를 분할하여 얻어진 복수의 영역마다 결정된 마스크의 투과율 및 노광 영역의 결상특성에의 영향도를 의미한다. 상높이(x)는 분할영역(n) 내부의 상높이로 특히 한정되지 않는다. 이것은, 분할영역(n)에 입사한 광이 분할영역(n) 내의 상높이뿐만이 아니라, 분할영역(n) 외의 상높이에서의 수차의 변화를 일으킬 수 있는 것을 의미한다. 수차 함수 및 그 계수는 일반적으로, 예를 들면, 포커스의 함수가 상 시프트의 함수와 동일할 필요가 없고 수차(C)마다 다르다. 일반적으로, 상기 계수는 유효광원의 형상 (I)마다 다르다. 본 실시예에서는, 스텝 1에서 판독한 유효광원의 정보에 의거하여, 적절한 함수가 선택된다. 본 실시예에서는, 상높이에 대한 수차의 의존성은 X방향만을 함수로서 표현한다. 그러나, Y방향의 상높이에 대한 수차의 의존성에 의해 이후에 설명되는 수차보정을 고려할 필요가 있는 경우는, 수차 함수를
Figure 112008044098669-PAT00002
... (5)
로 확장해도 되며, 여기서 y는 임의의 Y-상높이를 나타낸다.
식 (4)로 주어진 수차의 함수는 계측결과 및/또는 시뮬레이션 결과에 의거하여 미리 산출한다. 그러나, 임의의 분할영역(n), 임의의 유효 광원의 형상(I), 임의의 상높이(x)에 있어서 식 (4)의 값을 산출하는 것은 어렵기 때문에, 수 종류의 n, I, x에 있어서 산출한 값을 적절하게 보간함으로써 식(4)을 결정해도 된다.
분할영역(n)의 중심에서의 상높이를 xon으로 놓고, 식(4)의 수차의 함수를
Figure 112008044098669-PAT00003
...(6)
으로 치환해서 분할영역 1 내지 8 모두에 대해, 수차의 함수 FI ,C(X, XOn)를 사용해도 된다.
상기 특정의 노광조건하에서의, 각각의 분할영역의 영향에 의한 수차(C)의 변화량은, 식 (4)의 함수에, 가중계수(λn)를 승산함으로써 산출할 수 있다. 이 계산은 가중계수(λn)가 상기 노광조건하에서 분할영역(n)에 입사하는 광량에 대응하하고, 일반적으로 알려져 있는 바와 같이 수차의 변화량이 입사광량에 비례하기 때문에 타당하다. 예를 들면, 포커스의 변동을 예측하는 상높이 좌표를 (0, 0), 상기 노광조건하에서의 유효광원의 형상을 I, 분할영역의 수를 8, 각 분할영역에 있어서 가중계수를 λn으로 상정한다. 그러면, 각각의 분할영역의 영향에 의한 수차의 변화량은,
λ1 × f1 I , Focus(0.O),λ2 × f2 I , Focus(O.O),‥‥, λ8×f8 I, Focus(O.O)
으로 나타낼 수 있다.
상기 노광조건하에서의 수차의 변화는 상기 분할영역의 영향에 의한 수차의 변화의 합으로서 산출된다. 상기한 예에서, 상기 노광조건하에서 상높이 좌표(0.0) 에 있어서의 포커스 변동의 보정계수는,
Figure 112008044098669-PAT00004
...(7)
의 식으로 주어지고, 이것이 식(1)에 있어서 K이다.
보정계수 K는, 패턴 내의 투과율의 분포의 정보 및 노광 영역의 정보 이외에도, 투영광학계의 동공면의 광강도분포정보, 주사속도, 및 노광시간 중의 적어도 1개에 대한 정보에 의거하여 산출할 수 있다.
이들 처리의 연산은 보정해야 하는 상높이 좌표의 수 및 보정해야 하는 수차의 수의 조합에 대해서 실행하고, 이에 의해 각각의 상 높이에 있어서의 각각의 수차의 보정계수를 산출한다.
복수의 노광조건에 공통으로 사용되는 보정계수는, 도 12에 도시된 바와 같이, 조사시간(또는 노광영역의 Y방향폭/주사속도)에 의해 각 노광조건하에서의 가중보정계수에 의해서 산출할 수 있다. 이 경우, 2세트의 노광조건에 사용되는 보정계수 K는 각각의 노광조건하에서 산출된 보정계수 K1 및 K2를 조사시간에 의해 가중평균한 결과이다.
노광조건이 변경되었을 경우, 이에 따라서 보정계수를 판독하고, 상기 노광조건하에서 수차의 변동량을 임의의 상높이에서 산출하고 예측하는 제 2 공정에 대해서 설명한다. 주제어장치(103)의 제 2 산출부는 산출된 보정계수 및 노광조건에 의거하여 투영광학계의 결상특성인 수차의 변동량을 산출한다.
투영광학계의 수차의 변동을 예측하는 계산은 1개 이상의 상높이로 계산을 한다. 상기 투영광학계의 수차의 변동의 계산은 노광시간(가열) 계산과 비노광시간(냉각)계산으로 구성된다. 전자는 식(2)에 의해 산출되고, 후자는 식(3)에 의해 산출된다.
식(2)에 사용된 F1값은 제 1공정에서 산출된 보정계수 K를 사용하여 산출된다. 보정계수 K는 제 1 공정에서 각 상높이 및 수차에 대해서 산출된다.
식(1)의 파라미터 Q는, 예를 들면, 노광시간, 노광량, 및 주사속도 중의 하나를 포함하고 있다. 상기 파라미터 Q를 상술한 보정계수와 조합함으로써 F1를 산출할 수 있다. 본 실시예에서는, 복수의 상높이에 대해 공통의 값을 상기 파라미터 Q로서 사용하고 있다.
도 13은 동일한 수차(예를 들면, 포커스)이어도, 노광영역, 또는 마스크의 패턴의 밀도가 변화해서, 보정계수 K가 변하기 때문에, 각 상높이에 대해 F1값이 변화하는 상태를 도시한 것이다. 본 실시예에서는 9개의 상높이에서 수차의 변동을 산출하고 있다.
도 14에 노광 순서를 나타낸다. 스텝 1에서 제 2 산출부는 현재 노광조건에 맞는 보정계수를 판독하고, 스텝 2에서 노광처리를 행한다. 보정계수를 산출했을 때의 노광조건(예를 들면, 노광량, 노광영역)이 실제로 노광했을 때의 노광조건과 다른 경우는, 수차의 식에 있어서 예측 오차가 발생된다. 스텝 3에서, 제 2 산출부가 그 오차를 보정한다. 다음에, 실제 노광조건에 최적인 보정계수를 설정한다.스텝 4에서, 제 2 산출부가 상기 보정계수를 사용해서 수차를 산출한다.
제 2 산출부는 각 노광조건에 대해서 산출된 보정계수와 실제 노광조건(Q)에 대해서 산출된 보정계수로부터 상높이마다의 수차의 최대 변동량(F1)을 산출한다. F1 값을 산출한 후, 제 2 산출부는 식(2) 및 (3)에 있어서 가열계산 및 냉각계산에 의해 각 상높이마다의 수차의 변동량 ΔF의 시간특성을 예측할 수 있다.
각 상높이에서 수차산출에 의해 산출된 수차의 변동량을 보정하는 방법을 설명한다. 제 2 공정에 있어서, 제 2 산출부는 제 1 산출부를 개재해서 제 1 공정에서 산출된 보정계수와 실제 노광조건으로부터 각 상높이에서의 수차의 변동량을 예측해서, 상기 수차변동량을 보정하도록 보정계의 위치를 산출한다. 투영광학계 및 기판 스테이지 등의 스테이지를 구동하는 구동계가 보정계를 구성한다. 제어부는 제 2 산출부에 의해 산출된 수차의 변동량을 감소하도록 보정계를 제어한다.
노광조건(예를들면, 노광영역 및 노광중심)하에서 최적인 패턴을 결상하도록 보정계의 위치를 산출하기 위해서는, 도 15에 도시된 바와 같이 노광영역 내에서 발생된 수차를 평균적으로 산출하는 방법을 이용할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이 복수의 상높이에서의 수차의 변동모델 시뮬레이션에 의거해서 임의의 상높이에 있어서의 임의의 수차의 변동량을 예측하고, 임의의 상높이에서의 임의의 수차변동을 가중함으로써 보정계의 위치를 산출하는 것도 가능하다. 도시하지는 않지만, 복수의 상높이에서의 수차의 변동 모델 시뮬레이션에 의거해서 임의의 상높이에 있어서의 임의의 수차의 변동량을 예측하고, 임의의 수차의 변동에 가중함으로써 보정계의 위치를 산출하는 것도 가능하다.
노광 직전의 보정계의 위치는 압력센서의 출력으로부터 투영광학계를 둘러싸는 환경기체의 기압이 결상투영계에 끼치는 영향, 및 노광 파라미터 또는 장치 파 라미터에 설정되어 있는 오프셋량을 고려하여 산출된다.
제어부에 의해 산출된 위치에 보정계를 구동시키는 방법을 설명한다. 본 실시예에 의한 투영광학계는 마스크 패턴을 한층 더 정확하게 결상하기 위해서, 렌즈, 미러 등의 광학소자를 소망한 방향으로 정밀하게 구동하는 광학소자의 구동장치가 실장되어 있다.
도 17은 본 실시예에 의한 투영광학계에 삽입된 광학계의 구동장치를 나타낸다. 이들 구동계는 일본국 특개 2007-206643호 공보에 나타나는 구동방식을 채택하고 있다. 이 구동방식에 의해 광학소자를 소망한 방향으로 구동할 수 있다. 예를 들면, 도 17의 17a는 렌즈 및 렌즈프레임을 제거한 광학계의 구동장치의 평면도이다. 도 17의 17b는 렌즈 및 렌즈프레임을 부착한 광학계의 구동장치의 평면도이다. 도 17의 17c는 광학계의 구동장치의 단면도이다. 도 17을 참조하면, 고정렌즈배럴(201)은 광학소자의 구동장치(210) 및 렌즈위치 검출기(202)를 고정하는 저면 평탄부(201a), 및 수직으로 인접한 다른 렌즈 유닛과 결합하기 위한 측벽 원통부 (201b)로 이루어져 있다.
광학소자구동장치(210)는 3조의 동일한 구동기구로부터 구성되어, 고정렌즈배럴(201)의 저면평탄부(201a)에 배치된다. 렌즈위치검출기(202)는 렌즈프레임의 광축방향변위 및 광축과 직교하는 반경방향 변위를 검출한다. 요구 정밀도에 따라서, 렌즈위치검출기(202)는, 예를 들면, 반도체 레이저를 사용한 간섭형측장기, 정전용량변위계, 리니어엔코더, 및 차동트랜스 변위계로부터 적절히 선택된다.
도 17의 17b는 렌즈와 렌즈프레임을 탑재한 상태를 도시한다. 렌즈(203)를 수납하는 렌즈프레임(204)에는 그 상부면 상의 6개의 부분에 돌출하고 있는 플랜지부를 가진다. 이들 3개소의 플랜지부는 광학소자구동장치(210)의 변위출력부에 렌즈프레임부착나사(205)를 사용해서 결합된다.
도 17의 17c을 참조하면서 설명하지만, 렌즈위치검출기(202)로서 레이저 간섭형 변위센서를 사용한다. 예를 들면, 렌즈(203)의 광축방향과 반경 방향으로 검출용 레이저빔을 투사한다. 반사광속 간의 간섭에 관한 정보에 의거하여 렌즈프레임(204)의 변위를 그 광축방향(Z방향) 및 반경방향에 있어서의 3개소(플랜지부 근방)에서 검출한다. 이상의 구성에 의해, 3조의 광학소자구동장치(210)를 동일한 양만 구동하면 렌즈(203)를 광축방향, 즉 도 17의 17c에 나타낸 Z축방향으로 병진구동할 수 있다.
3조의 광학소자구동장치(210)의 구동량에 소정량만큼의 차이를 형성함으로써, 도 17의 17b에 나타낸 θa 및 θb방향의 틸트구동이 가능하다. 렌즈위치검출기 (202)로부터의 광축방향의 출력을 이들 구동량에 피드백함으로써, 렌즈(203)의 병진 및 틸트 구동량을 정확하게 제어할 수 있다. 렌즈위치검출기(202)의 반경방향의 출력을 모니터함으로써, 렌즈(203)의 광축에 직교한 평면 내에서의 평행한 편심에 수반하는 상의 시프트량을 계산한다.
예를 들면, 웨이퍼 스테이지의 구동량이 이 계산결과를 고려함으로써 결정 되어 렌즈의 편심에 수반하는 마스크 상의 어떠한 얼라인먼트 오차도 해소한다. 상술한 투영광학계의 구동장치에 의해 광학소자를 틸트구동할 수 있고, 또한 Z방향 으로 광학소자를 구동시킴으로써 어떠한 수차도 보정하는 것이 가능하다. 이에 의 해, 예를 들면, 광축에 관하여 비대칭인 수차의 변동을 보정할 수 있다. 예를 들면, 포커스를 보정하기 위해서는, 투영광학계뿐만이 아니라, 마스크를 탑재하고 있는 구동부(마스크 스테이지), 또는 웨이퍼를 탑재하고 있는 구동부(웨이퍼 스테이지)를 Z방향으로 구동하거나 또는 이들을 틸트 구동해서 보정하는 방법도 이용할 수 있다.
[실시예 2]
도 5를 참조하면서, 상기 수차의 보정방법을 스텝 앤드 리피트형의 노광장치에 적용했을 경우의 실시예를 설명한다. 스텝 앤드 리피트형의 노광장치에서는 마스크를 레이저광속(조명영역)으로 주사하지 않기 때문에, 마스크 상의 조명영역은 노광영역과 동일하다. 도 5에 있어서의 스텝 1 및 스텝 2는 실시예 1과 마찬가지이다.
스텝 3을 설명한다. 우선, 연산처리 절차로서, 조명영역을, X방향 및/또는 Y방향으로 복수의 영역으로 분할하고, 각각의 분할영역에 있어서의 레티클 투과율을 개별적으로 산출한다. 본 실시예에서는, 조명영역의 X방향의 길이는 26mm(마스크 상의 X방향의 조명영역의 길이를 웨이퍼 상에서의 조명영역의 길이로 환산한 때의 값)이고, Y방향의 길이는 33mm(마스크 상의 Y방향의 조명영역의 길이를 웨이퍼 상에서의 조명영역의 길이로 환산한 때의 값)이다. 본 실시예에서는 조명영역을 X방향으로 4개의 직사각형 영역 및 Y방향으로 4개의 직사각형 영역, 즉 전체 16개의 직사각형의 영역으로 분할한 경우를 예시하고 있지만, 다른 방법에 의해 분할해도 되고, 각 분할되는 영역의 형상이 특히 직사각형으로 한정되지 않는다.
상기 분할영역(이하, 분할영역 n으로 부르고; n은 본 실시예에 있어서 1 내지 16 중 하나인 영역의 번호임)에 있어서 마스크 투과율은 분할영역(n)에 포함된 마스크 영역의 투과율 데이터의 평균값으로서
(분할영역(n)의 마스크 투과율) = (Σ투과율 데이터)/(데이터 점수)
로 산출된다. (단, Σ의 범위는 분할영역(n)에 포함된 마스크 영역만으로 정의됨)
스텝 4에서, 분할영역(n)에 있어서의 마스크 투과율을 정규화해서, 각각의 분할영역에 있어서의 마스크 투과율 rn을 산출한다.
스텝 5 및 6은 노광영역의 정보에 의거하여, 분할영역(n)의 노광 면적비 gn을 산출한다. 여기서 노광영역의 정보에는 노광영역의 X방향의 치수 wx, Y방향의 치수 wy, 및 노광영역의 중심의 X-상높이 Xo와 Y-상높이 yo가 포함된다. 이들 정보는 노광영역의 X방향 양단부의 X좌표 xr, x1, 및 Y방향 양단부의 Y좌표 yu, yd에 의해 치환이 가능하다.
gn의 값은 분할영역(n)과 특정한 한 세트의 노광조건하에서 조명영역에 포함되는, 분할영역(n)의 일부의 면적비로 주어진다. 즉, gn의 값은 경우 분류 다음과 같이 경우에 따라서 산출할 수 있다.
분할영역(n)이 조명영역에 포함될 때: gn=1
분할영역(n)이 조명영역에 포함되지 않을 때: gn=O
분할영역(n)의 일부가 조명영역에 포함될 때: gn = (조명영역에 포함되는, 분할영역(n)의 일부의 면적/분할영역(n)의 면적).
스텝 7에서는, 각 분할영역에 대한 가중계수를 산출한다. 마스크 투과율로부터 산출된 rn과 노광영역의 정보로부터 산출된 gn을 승산함으로써 산출한 가중계수를 λn로 상정한다. 다음에, 계수 λn는 분할영역(n)을 전파하는 광에너지의 양을 규격화한 값에 대응하고 있다. 스텝 3 내지 7을 각각의 분할영역(n)에 대해서 반복하고, 각각의 분할영역(n)에 있어서의 가중계수(λn)를 산출해서 기억한다.
상기 산출된 분할영역마다의 가중계수(λn)를 사용해서, 식 (5)로 주어진 수차의 함수를 가중한다. 여기서, n는 분할영역의 번호, I는 동공면의 유효광원의 형상, C는 수차의 종류, x 및 y는 임의의 X-상높이 및 Y-상높이이다. 식 (5)는 분할영역(n)이 유효광원의 형상(I)에 의해 단위 노광량의 노광을 실시했을 때에 투영광학계에 의해 발생되는, 결상 특성으로서의 수차(C)에의 마스크투과율 및 노광영역의 영향도를 상높이(x, y)의 함수로서 나타낸다. 상높이(x, y)는 분할영역(n) 내부의 상높이로 특히 한정되지 않는다. 이것은 분할영역(n)에 입사한 광이, 분할영역(n) 내부의 상높이뿐만이 아니라, 분할영역(n) 외부의 상높이에 있어서도 수차의 변화를 일으킬 수 있는 것을 의미한다. 수차의 식 및 그 계수는 일반적으로 수차(C)마다 다르고, 예를 들면, 포커스의 식 또는 상의 시프트의 식으로 될 수 있다. 일반적으로, 각 유효광원의 형상(I)에 대해서도 계수가 다르다. 본 실시예에서는, 스텝 1에 있어서 판독한 유효광원정보에 의거하여 적절한 함수를 선택한다.
수식 (5)에 의해 주어진 수차의 함수는 계측결과 및/또는 시뮬레이션 결과에 의거하여 미리 산출한다. 그러나, 임의의 분할영역(n), 임의의 유효광원의 형상(I), 임의의 상높이(x, y)에 대해서 식 (5)의 값을 산출하는 것은 어렵기 때문에, 수 종류의 n, I, (x, y)에 있어서 산출한 값을 사용하여 적절히 보간함으로써 식 (5)를 결정해도 된다.
분할영역(n)의 중심의 상높이를(xon, yon)으로 상정하면, 식 (5)의 수차의 함수는
Figure 112008044098669-PAT00005
...(8)
으로 치환되어 수차의 함수 FI ,C(x, xon, y, yon)는 분할영역 1 내지 16 모두에 대해서 사용해도 된다.
특정한 노광조건하에서의 각각의 분할영역의 영향에 의한 수차 발생량은, 상기 식 (5)의 함수에 상기의 가중계수(λn)를 승산함으로써 산출할 수 있다. 이 계산은, 가중계수(λn)가 상기 노광조건하에서 분할영역(n)에 입사하는 광량에 대응하고, 일반적으로 알려져 있는 바와 같이 수차 발생량이 입사광량에 비례하기 때문에 타당하다.
분할영역의 영향에 의한 수차 발생량의 합이 노광조건하에서의 수차 발생량이 된다. 상기한 예에서, 노광조건하에서 상높이 좌표(0.0, 0.0)에 있어서의 포커스 변동의 보정계수는 식 (1)에 있어서 K에 대응하는
Figure 112008044098669-PAT00006
...(9)
로 주어진다.
이들의 처리연산은 보정해야 하는 상높이 좌표의 수와 보정해야 하는 수차의 수의 조합에 대해서 행하고, 이에 의해 각 상높이 및 수차에 대한 보정계수를 산출한다.
[실시예 3]
본 실시예에서는, 도 18에 도시된 바와 같이, 복수의 상높이에서의 마스크의 투과율을 조합해서 임의의 상높이에 있어서의 마스크 투과율로서 사용한다. 이 경우, 복수의 상높이의 평균을 이용하거나 또는 노광영역에 의해 복수의 상높이의 가중평균을 산출할 수 있다.
식 (1)에서의 임의의 상높이에서 계산된 수차의 변동식을
ΔF = K × T / TO × Q ...(10)
의 식으로 치환한다고 상정한다. 여기서, T는 마스크 투과율이고, TO는 정규화된 마스크 투과율이다.
이 경우에도, 임의의 상높이에 있어서 마스크 패턴밀도의 차이에 의한 수차의 변동을 예측하는 것이 가능하다.
마스크의 투과율 정보로부터 임의의 상높이에 있어서의 마스크 투과율을 산출한다. 식(10)에서 산출된 값을 대입해서 ΔF를 산출한다. 임의의 상높이에 있어 서의 임의의 수차의 변동을 실제 노광에너지 조건, 노광시간, 및 비노광시간으로부터 산출하면, 임의의 상높이에 있어서의 임의의 수차의 변동을 예측할 수 있다.
실시예 1에서 설명한 바와 같이, 예측한 임의의 상높이에 있어서의 임의의 수차의 변동을, 예를 들면, 투영광학계 내의 광학소자를 Z방향 또는 틸트 방향으로 으로 구동시켜서 보정하는 방법이나, 마스크스테이지 또는 웨이퍼스테이지를 구동시켜 보정하는 방법이 있다.
디바이스(예를 들면, 반도체소자, 액정표시소자)는 상기한 노광장치를 사용해서 감광제를 도포한 기판을 방사에너지에 노광하는 공정, 노광공정에서 노광된 기판의 감광제를 현상하는 현상공정, 및 다른 공지의 공정에 의해 제조된다.
본 발명은 전형적인 실시예를 참조하면서 설명하였지만, 본 발명은 상기 개시된 전형적인 실시예로 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하 특허 청구범위는 이러한 모든 변경과 등가의 구성 및 기능을 망라하도록 최광의로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 노광장치의 개략도;
도 2는 축소투영렌즈의 수차의 조사변동의 특성을 나타내는 그래프;
도 3은 마스크의 패턴 배치의 일례를 나타내는 도면;
도 4는 마스크의 노광영역과 투영광학계의 조사영역의 관계를 나타낸 도면;
도 5는 보정계수를 산출하는 방법을 나타낸 흐름도;
도 6은 동공면의 광강도 분포도;
도 7은 마스크 투과율 맵을 나타낸 테이블;
도 8은 조명영역의 분할도면;
도 9는 분할된 조명영역의 마스크 투과율을 산출하는 수법을 나타낸 테이블;
도 10은 분할된 조명영역에 있어서의 정규화된 마스크 투과율을 나타낸 테이블;
도 11은 분할된 조명영역으로부터 가중계수를 산출하는 수법을 나타낸 테이블;
도 12는 노광시간의 가중방법을 나타내는 테이블;
도 13은 상높이와 수차의 변동량 간의 관계를 나타낸 그래프;
도 14는 노광처리를 나타낸 흐름도;
도 15는 보정위치를 산출하는 산출방법의 일례를 나타낸 그래프;
도 16은 보정위치를 산출하는 산출방법의 다른 예를 나타낸 그래프;
도 17은 투영계의 구동기구를 나타낸 평면도 및 단면도;.
도 18은 투과율맵 상높이와 수차 보정식을 나타내는 도면.
[도면의 주요부분의 간단한 설명]
101: 펄스레이저 광원 102: 레이저제어장치
103: 주제어장치 104: 조명광학계
105,111: 개구조리개 105: 하프미러
107: 포토센서 108: 조명계 제어장치
109: 마스크(레티클) 110: 투영광학계
112, 119: 구동부 113: 필드렌즈 구동장치
114: 투영렌즈 제어장치 115: 웨이퍼
116: 웨이퍼스테이지 117: 이동미러
118: 레이저간섭계 120: 스테이지의 제어장치
121: 투광광학계 122: 검출광학계

Claims (12)

  1. 광원으로부터의 광에 의해 원판의 조명영역을 조명하는 조명광학계;
    상기 원판의 패턴을 기판에 투영하는 투영광학계;
    상기 원판을 유지하는 제 1 스테이지;
    상기 기판을 유지하는 제 2 스테이지; 및
    상기 조명영역 내에 있어서의 위치에 대한 상기 패턴의 투과율의 의존성에 의거해서, 상기 투영광학계의 결상특성의 변동을 감소시키도록 상기 제 1 스테이지, 상기 제 2 스테이지, 및 상기 투영광학계를 구성하는 광학소자 중의 적어도 하나의 구동을 제어하는 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노광장치는 주사형 노광장치를 포함하고,
    상기 제어부는, 주사 방향과 수직인 방향에 있어서의 위치에 대한 상기 패턴의 투과율의 의존성에 의거해서, 상기 제 1 스테이지, 상기 제 2 스테이지, 및 상기 광학소자 중의 상기 적어도 하나의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 조명영역 내에 있어서의 상기 패턴의 투과율의 위치에 대한 의존성에 의거해서, 상높이에 대한 상기 투영광학계의 결상특성의 변동의 의존성을 감소시키도록 상기 제 1 스테이지, 상기 제 2 스테이지, 및 상기 광학소자 중의 상기 적어도 하나의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 패턴의 투과율의 상기 조명영역 내에 있어서의 위치에 대한 의존성에 따라서 상기 상높이에 대한 상기 결상특성의 변동의 의존성을 보정하기 위해 필요한 보정계수를 산출하고,
    상기 제어부는 노광조건 및 상기 산출된 보정계수에 의거해서 상기 상높이에 대한 상기 결상특성의 변동량의 의존성을 산출하고, 또한
    상기 제어부는 상기 산출된 상높이에 대한 상기 결상특성의 변동량의 의존성에 의거하여 상기 제 1 스테이지, 상기 제 2 스테이지, 및 상기 광학소자 중의 상기 적어도 하나의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 원판 내에 있어서의 상기 패턴의 투과율의 분포에 관한 정보와 상기 원판 상의 노광영역에 관한 정보에 의거해서 상기 보정계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 조명영역을 분할해서 얻어진 복수의 영역 각각에 대해서 결상특성에의 영향도와, 상기 투과율의 분포에 관한 정보 및 상기 노광영역에 관한 정보로부터 산출된 가중계수를 승산함으로써, 상기 보정계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 영향도는 상기 결상특성의 계측결과 및 시뮬레이션 결과에 의거해서 산출된 것을 특징으로 하는 노광장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴의 투과율에 관한 정보는 상기 노광장치에 의해 계측되거나 또는 상기 원판의 설계정보로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는, 유효광원의 정보, 상기 원판의 주사속도 및 노광시간 중 적어도 하나의 정보에 의거하여 상기 보정계수를 산출하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 노광조건은 노광량, 상기 원판의 주사속도, 노광시간, 및 비노광시간 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제 1 스테이지, 상기 제 2 스테이지, 및 상기 투영광학계를 구성하는 광학소자 중의 적어도 하나에 대해서 상기 투영광학계의 광축과 평행한 방향의 구동과 틸트구동 중의 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 기재된 노광장치를 사용하여 기판을 방사에너지에 노광하는 공정;
    상기 노광된 기판을 현상하는 공정; 및
    상기 현상된 기판을 처리하여 디바이스를 제조하는 공정
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스의 제조방법.
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