KR20100081927A - 노광 장치 및 노광 장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법 - Google Patents

노광 장치 및 노광 장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법 Download PDF

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KR20100081927A
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오사무 야스노베
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명의 노광 장치는 광원으로부터의 광을 원판에 조명하며 원판의 패턴을 투영 광학계를 통해서 기판 상에 투영하여 노광하는 노광 장치이고, 노광 장치는 광원과 투영 광학계 사이의 틈을 통과하는 광을 차단하는 제1 셔터와, 제1 셔터의 개폐를 제어하는 제어 장치를 포함한다. 제어 장치는, 제1 원판을 사용하는 노광 동작이 완료된 후에 제1 원판을 제2 원판으로 교체하는 동안, 투영 광학계의 온도가 제2 원판을 통해서 미리 얻어진 투영 광학계의 포화 온도에 더 가깝게 접근하도록 제1 셔터를 제어한다.
노광 장치, 원판, 셔터, 투영 광학계, 포화 온도, 제어 장치

Description

노광 장치 및 노광 장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법 {EXPOSURE APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING DEVICE USING SAME}
본 발명은 노광 장치와, 노광 장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
액정 디스플레이 디바이스에 사용되는 TFT 기판 및 컬러 필터 기판과, 유기 EL 디바이스에 사용되는 기판 등의 제조는 노광 장치를 사용하여 포토리소그래피 기술에 따라 유리 기판 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 최근, 이들 디스플레이 패널의 제조 기술은 미세화와 대형화가 진행되고 있다. 이와 관련하여, 대형의 노광 기술이 크게 향상되었다. 특히, 생산성의 향상이 필수적이고 높은 조도의 노광 및 기판의 처리 속도는 급격히 향상했다.
종래, 노광 장치는 광원으로부터 방출되는 노광광의 차광 및 투영을 제어하는 셔터라 칭하는 차광 유닛을 갖는다. 차광 유닛은 소자 제작에 적합한 광의 노광으로 노광을 수행하는 것을 제어한다. 제어된 노광광은 이어서 원판(즉, 포토마스크: 이후 간단히 "마스크"라 칭함) 상에 묘화된 패턴 또는 투영 광학계를 통해 기판 상으로 패턴상(pattern image)을 노광한다. 또한, 노광 장치에 의해 수행되 는 노광 처리는 기판의 실제 노광을 수행하는 노광 단계와, 노광 장치로 기판을 반입하는 반입 단계와, 마스크에 대해 기판을 위치결정하는 위치 결정 단계와, 노광 장치로부터 기판을 반출하는 반출 단계를 포함한다. 차광 유닛은 노광이 노광 단계 이외의 단계에서 수행되지 않도록 노광광을 차단하고 투영 광학계 상에 조사되지 않도록 노광광을 제어한다.
일본 특허 공개 제2001-351850호에 개시된 노광 장치는 차광 유닛을 갖는 반도체 제조 장치이다. 대량의 광의 조사를 받는 차광 유닛을 냉각시킴으로써, 공기의 요동에 의해 야기되는, 단기간 동안의 조도의 변화 및 불균일한 조도가 제거된다. 그러나, 하나의 위치에 제공되는 셔터를 갖는 노광 장치에서, 투영 광학계 내의 온도는 노광광의 에너지에 의해 증가된다. 투영 광학계의 열변형 및 분위기 내의 열분포는 이 온도 증가로 인해 발생하여, 해상 성능 및 왜곡의 원치않는 변화를 초래한다.
상기의 관점에서, 일본 특허 공개 제H03-222405호에 개시된 노광 장치는 투영 광학계를 가로질러 2개의 셔터를 포함한다. 이들 2개의 셔터의 개폐를 제어함으로써, 투영 렌즈의 온도가 일정하게 유지된다. 그러나, 이하에 설명될 도 2에 도시된 바와 같이, 투영 렌즈의 포화 온도는 항상 일정하지는 않고, 각각의 로트에 대해, 즉 각각의 마스크의 교환에 대해 변화한다. 이는 마스크의 투과율에 의해 야기된다고 여겨진다. 따라서, 일본 특허 공개 제H03-222405호에 개시된 노광 방 법에서, 투영 렌즈의 온도가 각각의 마스크의 교환에 대해 포화 온도에 도달하는데 긴 대기 시간을 필요로 하게 되어, 노광의 개시 전에 대기 시간이 더 길어진다.
이러한 배경의 관점에서, 본 발명은 광원으로부터의 광을 원판에 조명하며 원판의 패턴을 투영 광학계를 통해서 기판 상에 투영하는 노광 장치를 제공하고, 노광 장치는 광원과 투영 광학계 사이의 틈을 통과하는 광을 차단하는 제1 셔터와, 제1 셔터의 개폐를 제어하는 제어 장치를 포함하고, 제어 장치는, 제1 원판을 사용하는 노광 동작이 완료된 후에 제1 원판을 제2 원판으로 교체하는 동안, 투영 광학계의 온도가 제2 원판을 통해서 미리 얻어진 투영 광학계의 포화 온도에 더 가깝게 접근하도록 제1 셔터를 제어한다. 본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.
본 발명의 디바이스 제조 방법은 종래의 디바이스 제조 방법과 비교하여, 디바이스의 성능, 품질, 생산성 및 제조 비용 중 적어도 하나에 있어서 장점을 갖는다.
이후에, 본 발명을 수행하기 위한 최선의 모드가 첨부 도면을 참조하여 이제 설명될 것이다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이 다. 노광 장치에 대한 노광 방법의 예는 렌즈 또는 미러를 사용하여 기판 상에 마스크(원판)의 패턴을 투영하고 노광하는 투영 방법과, 마스크와 기판 사이에 미세한 간극을 제공함으로써 기판 상에 마스크의 패턴을 전사하는 프록시미티(proximity) 방법을 포함한다. 일반적으로, 프록시미티 방법과 비교되는, 투영 방법은 매우 정확한 패턴 해상 성능과, 기판의 배율 보정 등을 갖고, 생산에 적합하다. 따라서, 본 실시예에서는, 유리 기판에 대한 반사식 투영 광학계를 사용하는 투영식 노광 장치라는 가정에 기초하여 설명될 것이다.
노광 장치(10)는 광원(1)과, 마스크(M)가 장착될 마스크 스테이지(3)와, 투영 광학계(4)와, 기판(P)이 장착될 기판 스테이지(5)를 갖는 조명 광학계(2)를 포함한다. 노광 장치(10)는 마스크(M) 상에 형성되는 패턴(예를 들면, TFT 회로)을 포토레지스트가 도포되는 기판(P) 상에 투영하고 전사한다. 이하의 도면 전체에서, 설명을 위해, Z축은 노광 장치(10)를 구성하는 투영 광학계(4)의 광축에 평행하게 취해지고, Y축은 Z축과 직교하는 평면에서 주사 노광 동안 마스크(M) 및 기판(P)의 주사 방향으로 취해지고, X축은 Y축과 직교하는 비주사 방향으로 취해진다.
광원(1)은 광선(L)(노광광)을 방출하고, 초고압 수은 램프 등으로 구성된다. 광선(L)은 반사 미러(2a)에 의해 조명 광학계(2) 상으로 반사된다. 조명 광학계(2)는 입사 광선(L)을 마스크(M) 상으로 집광하는 광학 소자(미도시됨)를 포함한다. 마스크 스테이지(3)는 장착된 마스크(M)를 유지하고 X 및 Y 방향으로 이동가능한 스테이지 디바이스이다. 편광 특성이 투영 광학계(4) 내부에 배치되는 반사 미러(6)에 의해 변화되면서, 투영 광학계(4)는 마스크(M)의 조명 영역에 묘화되는 패턴상을 기판(P) 상으로 결상한다. 또한, 투영 광학계(4)는 조명 광학계(2)와 마스크(M) 사이에 배치되고, 편광 특성 광학 소자가 제공되는 얼라인먼트 스코프(7)로부터 얼라인먼트 마크를 조명하는 조명광을 기판(P) 상으로 결상한다. 기판 스테이지(5)는 장착된 기판(P)을 유지하고 3차원으로, 즉, X방향, Y방향 및 Z방향으로 이동가능한 스테이지 디바이스이다. 기판 스테이지(5)는 기판 스테이지(5)의 위치를 검출하는 가동한 미러(미도시됨)를 포함한다. 이 경우에, 레이저광은 레이저 간섭계(미도시됨), 즉 위치결정 장치로부터 가동한 미러로 방출되어서, 반사광과 입사광 사이의 간섭에 기초하여 기판 스테이지(5)[기판(P)]의 위치를 검출한다.
다음에, 본 발명의 일 특징으로서 차광 유닛의 구성이 설명될 것이다. 노광 장치(10)는 노광광을 차단할 수 있는 2개의 차광 유닛, 즉 제1 셔터(SH1) 및 제2 셔터(SH2)와, 제1 셔터(SH1) 및 제2 셔터(SH2)의 개폐를 제어하는 제어 유닛(미도시됨)을 포함한다.
제1 셔터(SH1)는 조명 광학계(2)와 얼라인먼트 스코프(7) 사이에 배치되는 차광 유닛이고, 평판 형상의 슬라이드 셔터 또는 노광광이 통과하는 창을 갖는 디스크 형상의 회전 셔터로 구성된다. 제1 셔터(SH1)의 재료는 그것이 통상의 금속이라면, 특별히 제한되지 않는다. 제1 셔터(SH1)가 "개방" 상태인 경우에, 광선(L)은 통과하고, 노광광은 마스크(M)와 투영 광학계(4) 상으로 조사된다. 한편, 제1 셔터(SH1)가 "폐쇄" 상태인 경우에, 광선(L)은 차단되어서, 노광광은 마스크(M)와 투영 광학계(4) 상으로 조사되지 않는다. 제1 셔터(SH1)의 설치 위치는 광원(1)으로부터 마스크(M)까지 노광광 조사를 차단할 수 있는 한, 조명 광학계(2)와 얼라인먼트 스코프(7) 사이의 간격에 제한되지 않는다.
제2 셔터(SH2)는 투영 광학계(4)와 기판(P) 사이에 배치되고, 평판 형상의 슬라이드 셔터 또는 노광광이 통과하는 창을 갖는 디스크 형상의 회전 셔터로 구성된다. 제2 셔터(SH2)의 재료는 그것이 통상의 금속이라면, 특별히 제한되지 않는다. 반사면은 투영 광학계(4)로부터 노광광을 반사하도록 제2 셔터(SH2)의 투영 광학계(4)와 대향하는 대향면 상에 형성된다. 반사면은 셔터를 구성하는 미러피니쉬드(mirror-finished) 금속면 또는 반사판이 대향면 상에 설치되는 면일 수도 있다. 제1 셔터(SH1)가 "개방" 상태이고, 제2 셔터(SH2)가 "개방" 상태인 경우에, 노광광은 투영 광학계(4)를 통과하여 기판(P) 상으로 조사된다. 한편, 제2 셔터(SH2)가 "폐쇄" 상태인 경우에, 노광광은 투영 광학계(4)를 통과하지만, 기판(P) 상으로 조사하지 않는다.
다음에, 차광 유닛의 동작이 종래의 투영 광학계 내의 온도 변화와 비교하여 설명될 것이다. 도 2는 종래의 노광 장치에 따른 투영 광학계 내의 온도 변화의 일례를 도시하는 도면이다. 도 2에서, 노광 처리 시간은 수평축 상에 표시되고 투영 광학계 내의 온도는 수직축 상에 표시된다. 도 2는 복수의 유리 기판이 각각의 3개 로트, 즉, 로트 A, 로트 B 및 로트 C에 대해 노광 처리를 받는 경우를 도시한다. 마스크(M)의 노광광 투과율이 로트 A와 로트 C에 대해서는 50%인 반면, 로트 B에 대해서는 30%라고 가정한다.
우선, 투영 광학계 내의 온도는 제1 기판에 대한 노광 처리 개시 전에, 실온 또는 노광 장치 내에서 제어된 온도이다. 로트 A에 대한 노광 처리가 복수의 기판에 대해 반복됨에 따라, 투영 광학계 내의 온도는 노광광의 에너지로 인해 증가한다. 이 온도 증가는 노광광의 에너지로 인해 증가하는 온도가 투영 광학계 상으로 노광광을 조사하지 않는 단계(예를 들면, 기판 내부 또는 외부에서 수행되는 단계 또는 기판을 위치결정하는 단계)에서 자연 냉각에 의해 또는 냉각 기구를 이용한 강제 냉각에 의해 평형이 되는 포화 온도에 도달할 때까지 계속된다. 바꾸어 말하면, 로트 A에 있어서, 투영 광학계 내의 온도는 제1 기판과 최종 기판의 노광 동안 크게 변동한다. 따라서, 패턴 베이킹(pattern-baking) 정밀도의 변동이 투영 광학계의 열변형 또는 분위기 내의 열분포의 차이에 따라 발생하여, 해상 성능의 변화를 초래한다.
다음에, 로트 A의 완료 후에, 로트 B가 개시되기 전에 시간 간격이 있는 경우에, 투영 광학계 내의 온도는 자연 냉각 또는 냉각 기구에 의한 강제 냉각으로 인해 감소된다. 바꾸어 말하면, 로트 B에 있어서도, 투영 광학계의 열변형 또는 분위기 내의 열분포의 차이가 발생하고, 그로 인해 패턴 베이킹 정밀도의 변화가 발생하여, 해상 성능의 변화를 초래한다. 도 2에서, 로트 B의 완료 후에, 로트 C에 대한 투영 광학계 내의 온도는, 로트 B에서 감소된 포화 온도가 로트 A의 포화 온도와 같아지도록 증가되는 것을 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 온도 변화와 비교하여 본 발명의 노광 장치에 따른 투영 광학계 내의 온도 변화의 일례를 도시하는 도면이다. 노광 장치(10)는 2개의 셔터와 마스크(M)의 노광광 투과율에 기초하여 미리 얻어진 투영 광학계의 포화 온 도를 이용한다.
제어 유닛은 투영 광학계(4)의 온도가 마스크(M)의 노광광 투과율에 기초하여 미리 얻어진 투영 광학계의 포화 온도에 가깝도록 로트 A 내지 로트 C에 대한 노광 처리의 개시 전에, 미리결정된 시간 동안 제2 셔터(SH2)를 폐쇄하고, 제1 셔터(SH1)를 개방하도록 제어한다. 이러한 구성으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 투영 광학계(4)의 온도는 단기간 내에 미리결정된 포화 온도(이 경우에, 도면에서 로트 A의 포화 온도)의 수준까지 증가된다. 다음에, 제어 유닛은 로트 A와 로트 B 사이의 미리결정된 시간 동안, 즉 노광 장치에 의한 노광 처리 중단 동안 제2 셔터(SH2)를 폐쇄하고, 제1 셔터(SH1)를 개방하도록 제어한다. 이러한 구성으로, 투영 광학계(4)의 온도는 미리결정된 포화 온도(이 경우에, 도면에서 로트 B의 포화 온도)의 수준에서 일정하게 유지된다. 또한, 제어 유닛은 로트 B 및 로트 C 동안에도 동일한 방식으로 셔터를 제어한다. 여기서, 제어 유닛을 제어하는 것은 예를 들면, 제1 셔터(SH1)의 개폐가 노광 처리의 경우에서와 동일한 간격으로 수행되도록 설정된다. 제1 셔터(SH1)의 개방 시간이 설정될 포화 온도에 따라 적절하게 조정될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 포화 온도는 소정 범위의 온도이다.
이 경우에, 제2 셔터(SH2)의 투영 광학계(4)와 대향하는 대향면이 반사면이기 때문에, 투영 광학계(4)로부터 조사되는 노광광은 투영 광학계(4)로 효율적으로 반사될 수 있다. 이러한 구성으로, 투영 광학계(4) 내의 온도는 단기간 내에 미리결정된 포화 온도로 설정될 수 있다. 또한, 로트 A에 대한 노광 처리의 개시 전에, 광원(1)으로부터 발산하는 광량(light intensity)을 증가시키는 것은 단기간 동안 투영 광학계(4)를 미리결정된 포화 온도로 만들 수 있게 한다. 또한, 로트 A와 로트 B 사이에서, 장치의 냉각 유닛(미도시됨)의 냉각 능력을 향상시키는 것은 단기간의 내에 투영 광학계(4)를 미리결정된 포화 온도로 만들 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 로트 사이의 투영 광학계(4) 내의 온도의 제어 시간을 단축시킴으로써, 노광 개시 전에 대기 시간이 보다 단축될 수 있다.
이하, 본 실시예의 노광 장치(10)가 종래의 노광 장치와 비교해서, 노광의 개시 전에, 대기 시간을 단축시킬 수 있는 이유가 설명될 것이다. 본 실시예에서, 각각의 로트에 대한 투영 광학계(4)의 포화 온도는 미리 얻어진다. 따라서, 예를 들면, 로트 A와 로트 B 사이에서의 투영 광학계(4)의 온도 제어가 수행되는 경우에, 제1 셔터(SH1)는, 투영 광학계(4)의 온도가 로트 B의 포화 온도 근처에 도달할 때까지, 폐쇄된 상태로 유지된다. 투영 광학계(4)의 온도가 포화 온도의 근처에 도달하는 경우에, 제1 셔터(SH1)는 개방되어 노광을 개시한다. 한편, 일본 특허 공개 공보 제H03-222405호에 개시된 방법에서, 로트 B의 포화 온도는 공지되지 않았기 때문에, 제1 셔터(SH1)의 개폐는, 투영 광학계(4)의 온도를 로트 B의 포화 온도에 가깝게 만들도록 제어되면서, 투영 광학계(4)의 온도가 점차 감소되어야만 한다. 다르게는, 제1 셔터(SH1)가 폐쇄된 상태로 유지되면서 투영 광학계(4)의 온도가 포화 온도 아래로 떨어진 후에, 제1 셔터(SH1)는 이어서 투영 광학계(4)의 온도를 포화 온도에 가깝게 만들도록 개방된다. 따라서, 본 실시예의 방법과 비교해서, 이러한 방법은 노광을 개시하기에 너무 많은 시간이 소요된다. 본 실시예에서, 예를 들면, 로트 B와 로트 C 사이에서 투영 광학계(4)의 온도 제어가 수행되는 경우에, 노광은 투영 광학계(4)의 온도가 포화 온도에 도달하자마자 개시될 수 있다. 대조적으로, 일본 특허 공개 공보 제H03-222405호에 개시된 방법에서, 투영 광학계(4) 상으로의 노광광의 충분히 긴 조사 후에, 투영 광학계(4)의 온도가 포화 온도에 완전히 도달한 경우에, 노광이 개시되어야 한다. 따라서, 본 실시예의 방법과 비교해서, 이러한 방법은 노광을 개시하기에 너무 많은 시간이 소요된다.
상술된 바와 같이, 본 실시예의 노광 장치는 종래의 노광 장치와 비교해서 노광의 개시 전에 대기 시간을 단축시킬 수 있다.
(제2 실시예)
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 노광 장치의 구성을 도시한 개략도이다. 도 4에서, 도 1에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호로 나타내고 그 설명은 생략할 것이다. 본 실시예의 노광 장치(20)는 투영 광학계(4) 내에 제공되어 그 내부의 온도를 측정하는 온도계(온도 측정 유닛)(21a, 21b, 21c)를 포함한다. 온도계(21a 내지 21c)는 투영 광학계(4) 내의 각각의 벽면에 제공되고, 제1 셔터(SH1)와 제2 셔텨(SH2)를 제어하는 제어 유닛(미도시됨)에 접속된다.
본 발명의 노광 장치(20)에 따른 투영 광학계 내의 온도 변화의 일례가 도 3을 참조하여 설명될 것이다. 우선, 로트 A에 대한 노광 처리의 개시 전에 마스크 스테이지(3)는 마스크(M)를 노광광이 조사되지 않은 위치까지 집어넣는다. 다음에, 제어 유닛은 투영 광학계(4)의 온도를 로트 A에 대한 처리로부터 예상되는 포화 온도의 근처까지 증가시키도록 미리결정된 시간 동안 제2 셔터(SH2)를 폐쇄하고 제1 셔터(SH1)를 개방한다. 이 때, 제어 유닛은 투영 광학계(4) 내의 온도가 로트 A에 대한 노광 처리로부터 예상되는 포화 온도의 근처에 있는지 여부를 온도계(21a 내지 21c)로 확인하고, 온도계(21a 내지 21c)의 측정 결과에 기초하여 제1 셔터(SH1)의 개폐를 제어한다. 로트 B에 있어서, 로트 B에 대한 노광 처리로부터 예상되는 포화 온도가 로트 A에 대한 노광 처리로부터 예상되는 포화 온도보다 낮은 경우에, 제어 유닛은 투영 광학계(4) 내의 온도를 예상되는 포화 온도 근처까지 감소시키도록 제1 셔터(SH1)를 폐쇄한다.
이러한 방식으로, 본 발명의 노광 장치(20)에 따르면, 로트 A 내지 로트 C에 대한 노광 처리의 개시 전에 투영 광학계(4) 내의 온도는 노광 처리로부터 투영 광학계(4) 상에 노광광을 개별적으로 조사함으로써 미리결정된 범위 내에서 보다 효율적으로 제어되어, 투영 광학계(4) 내의 온도는 통상의 노광 처리 동안 일정하다.
(제3 실시예)
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이다. 도 5에서, 도 1에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 도면 부호로 나타내고 그 설명은 생략할 것이다. 본 실시예의 노광 장치(30)는 마스크(M)를 통과하는 노광광의 광량 측정 데이터를 측정하도록 구성되는 광량 측정 유닛(31)과, 광량 측정 유닛(31)으로 측정된 측정 결과에 기초하여 마스크(M)의 투과율 정보를 연산하도록 구성되는 연산 유닛(32)을 포함한다.
광량 측정 유닛(31)은 마스크 스테이지(3) 근처에 제공되고, 노광 장치(30)가 노광 처리를 개시하기 전에 미리 마스크(M)를 통과하는 노광광의 광량 측정 데이터를 측정한다. 본 실시예의 광량 측정 데이터는 노광광의 광의 노광을 지칭한 다. 광량 측정 유닛(31)에 있어서, 예를 들면, 가동한 스테이지 상에 제공되는 마이크로포어(micropore)를 갖는 광검출기가 채용될 수도 있지만, 측정 방법은 특별히 제한되지 않는다.
연산 유닛(32)은 통상의 컴퓨터로 구성되고, 광량 측정 유닛(31)과, 제1 셔터(SH1) 및 제2 셔터(SH2)를 제어하는 제어 유닛(미도시됨)에 접속된다. 연산 유닛(32)은 노광화각(exposure field angle) 또는 노광 시간 중 적어도 하나의 변수 뿐만아니라, 광량 측정 데이터에 기초하여 투과율 정보를 연산할 수도 있다. 노광화각은 1번의 주사에 의해 노광되는 영역의 범주를 지칭하고, JOB에 설정되는 변수이다. 노광 시간은 노광화각, 레지스트 도즈(resist dose) 등에 의해 결정되는 변수이다. 노광 시간은 노광화각과 레지스트 감도에 따라 변할 수도 있다. 본 실시예에 따른 노광화각은 수동으로 조작되는 투과율 측정에 의해 측정된다. 노광 시간은 제1 셔터(SH1)가 개방 상태에 있는 동안의 시간이다.
본 발명의 노광 장치(30)에 따른 투영 광학계 내의 온도 변화의 일례가 도 3을 참조하여 설명될 것이다. 우선, 연산 유닛(32)은 로트 A에 대한 노광 처리의 개시 전에 마스크(M)의 투과율을 연산한다. 제어 유닛은 투과율 정보에 기초하여 로트 A와 열평형에 도달하는 투영 광학계(4) 내의 포화 온도를 예측하고, 제2 셔터는 투영 광학계(4) 내의 온도가 예상된 포화 온도에 도달하도록 폐쇄되면서, 제1 셔터(SH1)의 개방 시간을 제어한다. 로트 B와 로트 C의 온도 제어에 있어서, 제어 유닛은 투과율 정보에 기초하여 제1 셔터(SH1)를 제어한다.
이러한 방식으로, 본 발명의 노광 장치(30)에 따르면, 로트 A 내지 로트 C에 대해 노광 처리의 개시 전에 투영 광학계(4) 내의 온도는 노광 처리로부터 투영 광학계(4) 상으로 노광광을 개별적으로 조사함으로써 미리결정된 범위 내에서 보다 효율적으로 제어되어, 투영 광학계(4) 내의 온도는 통상의 노광 처리 동안 일정하다.
(디바이스 제조 방법)
다음에, 본 발명의 일실시예로서 디바이스(반도체 디바이스, 액정 디스플레이 디바이스 등)를 제조하는 방법이 설명된다. 반도체 디바이스는 집적 회로가 웨이퍼 상에 형성되는 프론트엔드(front-end) 프로세스와, 집적 회로 칩이 프론트엔드 프로세스에서 형성되는 웨이퍼 상의 집적 회로로부터의 제품으로서 완료되는 백엔드(back-end) 프로세스를 통해 제조된다. 프론트엔드 프로세스는 본 발명의 상술된 노광 장치를 사용하여 광에 포토레지스트로 도포된 웨이퍼를 노광하는 단계와, 노광된 웨이퍼를 현상하는 단계를 포함한다. 백엔드 프로세스는 조립 단계(다이싱 및 본딩)와 패키징 단계(봉입)를 포함한다. 액정 디스플레이 디바이스는 투명한 전극이 형성되는 프로세스를 통해 제조된다. 복수의 투명한 전극을 형성하는 프로세스는 상부에 포토레지스트가 적층되는 투명한 도전막으로 유리 기판을 도포하는 단계와, 상술된 노광 장치를 사용하여 광에 상부에 포토레지스트가 도포된 유리 기판을 노광하는 단계와, 노광된 유리 기판을 현상하는 단계를 포함한다. 이 실시예의 디바이스 제조 방법은 종래의 디바이스 제조 방법과 비교하여, 디바이스의 성능, 품질, 생산성 및 제조 비용 중 적어도 하나에 있어서 장점을 갖는다.
본 발명의 실시예들이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예들에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 이하의 청구 범위의 범주는 모든 변형과 등가의 구성 및 기능을 포함하도록 광의의 해석을 허용해야 한다.
본 출원은 2009년 1월 6일자로 출원된 일본 특허 출원 제2009-001015호와, 2009년 10월 1일자로 출원된 제2009-229734호에 대한 우선권을 주장하고, 그 전체가 본 명세서에서 참조로서 인용된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노광 장치의 구성을 도시한 개략도.
도 2는 종래의 노광 장치에 따른 투영 광학계 내의 온도 변화의 일례를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 노광 장치에 따른 투영 광학계 내의 온도 변화의 일례를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 노광 장치의 구성을 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노광 장치의 구성을 도시한 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 광원
2: 조명 광학계
3: 마스크 스테이지
4: 투영 광학계
5: 기판 스테이지
6: 반사 미러
7: 얼라인먼트 스코프
10: 노광 장치

Claims (9)

  1. 광원으로부터의 광을 원판에 조명하며 상기 원판의 패턴을 투영 광학계를 통해서 기판 상에 투영하여 노광하는 노광 장치이며,
    상기 노광 장치는,
    상기 광원과 상기 투영 광학계 사이의 틈을 통과하는 광을 차단하는 제1 셔터와,
    상기 제1 셔터의 개폐를 제어하는 제어 장치를 포함하고,
    상기 제어 장치는, 제1 원판을 사용하는 노광 동작이 완료된 후에 제1 원판을 제2 원판으로 교체하는 동안, 상기 투영 광학계의 온도가 상기 제2 원판을 통해서 미리 얻어진 상기 투영 광학계의 포화 온도에 더 가깝게 접근하도록 상기 제1 셔터를 제어하는 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 원판을 통해서 얻어진 상기 투영 광학계의 포화 온도는 상기 제2 원판의 노광광 투과율에 기초하여 계산되는 노광 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 원판을 통과하는 노광광의 광량(light intensity)을 측정하도록 구성되는 광량 측정 유닛과, 상기 광량 측정 유닛에 의해 얻어진 측정 결과에 기초하여 상기 제2 원판의 노광광 투과율을 계산하도록 구성되는 연산 유닛을 더 포함하는 노광 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 연산 유닛은 노광 필드 각도(exposure field angle) 또는 노광 시간 중 적어도 하나의 변수와, 상기 광량 측정 유닛에 의해 얻어진 측정 결과에 기초하여 상기 노광광 투과율을 계산하는 노광 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 투영 광학계와 상기 기판 사이의 틈을 통과하는 광을 차단하는 제2 셔터를 더 포함하고, 상기 제어 장치는 상기 제1 원판을 상기 제2 원판으로 교체하는 동안 상기 제2 셔터를 폐쇄하는 노광 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2 셔터의, 상기 투영 광학계에 대향하는 대향면은 상기 투영 광학계로부터 나오는 광을 반사하는 반사면인 노광 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 투영 광학계 내의 온도를 측정하도록 구성되는 온도 측정 유닛을 더 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 온도 측정 유닛에 의해 얻어진 측정 결과와 상기 투영 광학계의 포화 온도에 기초하여, 상기 제1 셔터의 개폐를 제어하는 노광 장치.
  8. 디바이스를 제조하는 방법이며,
    광원으로부터의 광을 원판에 조명하며 상기 원판의 패턴을 투영 광학계를 통해서 기판 상에 투영하여 노광하는 노광 장치를 사용하여, 기판을 노광하는 단계로 서, 상기 노광 장치는 상기 광원과 상기 투영 광학계 사이의 틈을 통과하는 광을 차단하는 제1 셔터와, 상기 제1 셔터의 개폐를 제어하는 제어 장치를 포함하고, 상기 제어 장치는, 제1 원판을 사용하는 노광 동작이 완료된 후에 제1 원판을 제2 원판으로 교체하는 동안, 상기 투영 광학계의 온도가 상기 제2 원판을 통해서 미리 얻어진 상기 투영 광학계의 포화 온도에 더 가깝게 접근하도록 상기 제1 셔터를 제어하는, 기판 노광 단계와,
    상기 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스를 제조하는 방법.
  9. 광원으로부터의 광을 원판에 조명하며 상기 원판의 패턴을 투영 광학계를 통해서 기판 상에 투영하여 노광하는 노광 장치를 사용하여 디바이스를 제조하는 방법이며,
    상기 방법은,
    제1 원판을 통해서 상기 기판을 노광하는 단계와,
    제2 원판을 통해서 얻어진 상기 투영 광학계의 포화 온도의 정보를 취득하는 단계와,
    상기 제1 원판을 사용하여 노광하는 상기 단계가 완료된 후에 상기 제1 원판을 상기 제2 원판으로 교체하는 단계로서, 상기 제1 원판을 상기 제2 원판으로 교체하는 동안, 상기 광원으로부터 상기 투영 광학계로 방출되는 광량을 제어함으로써, 상기 투영 광학계의 온도가 상기 제2 원판을 통해서 미리 얻어진 상기 투영 광학계의 포화 온도에 더 가깝게 접근하도록 하는 교체 단계와,
    상기 제2 원판을 통해서 상기 기판을 노광하는 단계와,
    상기 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스를 제조하는 방법.
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