KR20110004365A - 노광방법 및 장치, 및 디바이스 제조방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 마스크에 형성된 패턴을 이어붙여 전사하는 경우의 이음 오차의 발생을 억제할 수 있는 노광장치이다. 본 발명에 관한 노광장치는 패턴이 형성된 복수의 마스크(M1 ~ M7)를 지지하는 마스크 스테이지(MST)와, 플레이트(PT)가 놓이는 플레이트 스테이지와, 마스크(M1 ~ M7) 중 제어대상의 마스크를 마스크 스테이지(MST)에 대해서 개별적으로 움직여 마스크(M1 ~ M7)의 상대배치를 제어하는 제어장치와, 상대배치가 제어된 마스크(M1 ~ M7)의 패턴을 통하여 플레이트(PT)에 노광광을 조사하는 조명장치(IU)를 구비한다.

Description

노광방법 및 장치, 및 디바이스 제조방법{EXPOSURE METHOD AND DEVICE, AND METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE}
본 발명은 복수의 마스크에 형성된 패턴을 통하여 물체를 노광(露光)하는 노광기술 및 그 노광기술을 이용하는 디바이스 제조기술에 관한 것이다.
예를 들면, 반도체소자 또는 액정표시소자 등의 디바이스(전자디바이스, 마이크로 디바이스)를 제조할 때에 마스크(레티클(reticle), 포토마스크 등)의 패턴을 투영광학계를 통하여 레지스터가 도포된 플레이트(유리플레이트 또는 반도체웨이퍼 등)상에 투영하는 투영노광장치가 사용되고 있다. 예를 들면 액정표시소자 제조용의 플레이트는 점점 대형화하여, 근래에는 2㎡를 넘는 플레이트가 사용되게 되고 있다. 이와 같은 플레이트에 대해서 예를 들면 등배(等倍)의 투영광학계를 사용하는 것으로 하면, 마스크도 대형화한다. 마스크의 비용은 마스크 기판의 평면도를 유지할 필요도 있고, 또, 대면적이 되는 만큼 제조공정이 복잡화하기 때문에, 대형화할수록 높아진다. 또한, 예를 들면 액정표시소자의 박막(薄膜) 트랜지스터부를 형성하기 위해서는 통상 4 ~ 5층 만큼의 마스크가 필요하게 되어 있어 다대(多大)한 비용을 필요로 하고 있었다.
그래서, 예를 들면 주사(走査)방향으로 2열로 나누어서 배치되고, 주사방향과 직교하는 방향(이하, 비(非)주사방향이라고 칭함.)에 인접하여 배치된 확대배율을 가지는 복수의 부분투영광학계로 이루어지는 확대계 멀티렌즈를 이용함으로써, 플레이트에 비하여 마스크의 패턴을 작게 한 주사형의 투영노광장치(주사형 노광장치)가 제안되고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 종래의 확대계 멀티렌즈를 구비한 주사형 노광장치에서는 마스크의 패턴이 각 부분투영광학계에 대응하여 복수의 패턴영역에 단책(短冊)모양(조편(條片)모양)으로 분할되고, 각 패턴영역 내의 패턴의 투영상이 1회의 주사노광에 의해서 플레이트상에 비주사방향으로 이어붙여 전사(轉寫)된다.
특허문헌 1 : 일본국 특개평11-265848호 공보
그런데, 상술과 같은 확대계 멀티렌즈를 구비한 주사형 노광장치에서는 분할된 각 패턴영역 사이에 서로 배치오차가 생겼을 경우, 플레이트상에 이어붙여 전사되는 패턴에서 그 배치오차에 기인하는 이어 붙임의 오차(이하, 이음 오차라고 칭함.)가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여, 복수의 마스크에 형성된 패턴을 플레이트(기판)상에 이어붙여 전사하는 경우의 이음 오차의 발생을 억제할 수 있는 노광방법 및 장치, 및 디바이스 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 노광방법은, 패턴이 형성된 복수의 마스크를 제1 스테이지상에 지지하는 지지공정과, 상기 복수의 마스크 중 적어도 1개의 제어대상 마스크를 상기 제1 스테이지에 대해서 개별적으로 움직여 이 복수의 마스크의 상대배치를 제어하는 제어공정과, 상기 상대배치가 제어된 상기 복수의 마스크의 상기 패턴을 통해 제2 스테이지에 놓인 물체를 노광하는 노광공정을 포함하는 것이다.
또, 본 발명에 따른 노광장치는, 패턴이 형성된 복수의 마스크를 지지하는 제1 스테이지와, 물체가 놓이는 제2 스테이지와, 상기 복수의 마스크 중 적어도 1개의 제어대상 마스크를 상기 제1 스테이지에 대해서 개별적으로 움직여 이 복수의 마스크의 상대배치를 제어하는 제어장치와, 상기 상대배치가 제어된 상기 복수의 마스크의 상기 패턴을 통하여 상기 물체에 노광광을 조사하는 조명계를 구비하는 것이다.
또, 본 발명에 따른 디바이스 제조방법은, 본 발명의 노광방법 또는 노광장치를 이용하여, 복수의 마스크의 패턴을 그 제2 스테이지에 놓인 감광기판에 전사하는 전사공정과, 그 패턴이 전사된 그 감광기판을 현상하여, 그 패턴에 대응하는 형상의 전사패턴층을 그 감광기판상에 형성하는 현상공정과, 그 전사패턴층을 통하여 그 감광기판을 가공하는 가공공정을 포함하는 것이다.
본 발명에 의하면, 패턴이 형성된 복수의 마스크 중 적어도 1개의 제어대상 마스크를 이 복수의 마스크를 지지하는 스테이지에 대해서 개별적으로 움직여, 이 복수의 마스크의 상대배치를 제어하고 있기 때문에, 이 복수의 마스크에 형성된 패턴을 기판 등의 물체상에 이어붙여 전사하는 경우의 이음 오차의 발생을 억제할 수 있어, 물체상에 고정밀도로 패턴을 전사할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 관한 투영노광장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 2개의 부분조명광학계 및 2개의 투영광학계 등의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3의 (A)는 마스크 스테이지(MST) 및 그 구동기구 등을 나타내는 사시도, 도 3의 (B)는 마스크 스테이지(MST)를 나타내는 사시도이다.
도 4의 (A)는 마스크 스테이지(MST)상의 액츄에이터계의 배열의 일례를 나타내는 평면도, 도 4의 (B)는 가압부(40B)를 나타내는 확대도, 도 4의 (C)는 액츄에이터(39B)를 나타내는 단면도, 도 4의 (D)는 도 4의 (A)의 IVD-IVD선에 따른 확대 단면도이다.
도 5는 마스크 스테이지(MST)를 가이드부재의 단부로 이동한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 6의 (A)는 마스크 스테이지(MST)상의 마스크(M1 ~ M7)의 배치를 나타내는 평면도, 도 6의 (B)는 플레이트 스테이지상의 플레이트(PT)를 나타내는 평면도이다.
도 7의 (A)는 주사노광 중의 플레이트(PT)를 나타내는 평면도, 도 7의 (B)는 주사노광 중의 마스크 스테이지(MST)를 나타내는 평면도, 도 7의 (C)는 주사노광 중의 마스크(M1)를 나타내는 평면도이다.
도 8은 제1 실시형태의 노광동작의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 9는 제1 실시형태의 변형예의 마스크(M1)의 구동기구를 나타내는 평면도이다.
도 10의 (A)는 제2 실시형태에서 캐리어(45)상에 마스크(M1 ~ M7)를 놓은 상태를 나타내는 사시도, 도 10의 (B)는 도 10의 (A)의 캐리어(45)를 마스크 스테이지(MST)상에 놓은 상태를 나타내는 사시도이다.
도 11의 (A)는 도 10의 (B)의 마스크 스테이지(MST)를 나타내는 평면도, 도 11의 (B)는 도 11의 (A)의 XIB-XIB선에 따른 확대 단면도이다.
도 12의 (A)는 제3 실시형태에 대해 캐리어(45)상에 마스크(M1 ~ M7)를 놓은 상태를 나타내는 사시도, 도 12의 (B)는 도 12의 (A)의 마스크(M1)를 나타내는 평면도, 도 12의 (C)는 도 12의 (A) 중의 가압부(40SB)를 나타내는 확대도, 도 12의 (D)는 도 12의 (A) 중의 액츄에이터(39SB)를 나타내는 확대도이다.
도 13은 제2 실시형태의 프리얼라이먼트 장치를 나타내는 사시도이다.
도 14의 (A)는 제4 실시형태의 캐리어(47A)를 나타내는 평면도, 도 14의 (B)는 캐리어(47A)상에 마스크(M1 ~ M7)를 놓은 상태를 나타내는 평면도, 도 14의 (C)는 캐리어(47A)를 반송하고 있는 상태를 나타내는 사시도이다.
도 15의 (A)는 도 14의 (C)의 캐리어(47A)가 놓인 마스크 스테이지(MST)를 나타내는 평면도, 도 15의 (B)는 도 15의 (A)의 XVB-XVB선에 따른 단면도이다.
도 16은 액정디바이스의 제조방법을 나타내는 플로우차트이다.
[제1 실시형태]
이하, 본 발명의 바람직한 제1 실시형태에 대해 도 1 ~ 도 8을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 실시형태의 스탭·앤드·스캔 방식의 투영노광장치(주사형 노광장치)(EX)의 개략 구성을 나타낸다. 도 1에서 투영노광장치(EX)는 노광광원(미도시)으로부터의 광으로 복수(도 1에서는 7개)의 소형의 마스크(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7)에 형성된 패턴을 조명하는 조명장치(IU)와, 마스크(M1 ~ M7)를 보유지지하여 이동하는 마스크 스테이지(MST)와, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 확대상을 각각 플레이트(PT)상에 투영하는 복수의 반사굴절형의 투영광학계(PL1 ~ PL7)를 포함하는 투영광학장치(PL)와, 플레이트(PT)를 보유지지하여 이동하는 플레이트 스테이지(PTST)(도 2 참조)와, 마스크 스테이지(MST) 및 플레이트 스테이지(PTST)를 구동하는 리니어모터 등을 포함하는 구동기구(미도시)와, 이 구동기구 등의 동작을 통괄적으로 제어하는 컴퓨터로 이루어지는 주제어계(57)를 구비하고 있다. 또한, 본 실시형태의 플레이트(PT)는 일례로서 포토레지스터(감광재료)가 도포된 1.9 × 2. 2㎡, 2. 2 × 2.4 ㎡, 2.4 × 2.8 ㎡, 또는 2.8 × 3. 2㎡ 등의 직사각형의 평판 모양의 액정표시소자 제조용의 유리플레이트이다.
이하에서는, 플레이트 스테이지(PTST)에서 플레이트(PT)가 놓이는 면(대략 플레이트(PT)의 표면에 평행한 면)상에서 직교하는 2방향에 X축 및 Y축을 취하고, 그 면에 수직으로 Z축을 취하며, Z축에 평행한 축의 주위의 회전방향을 θz방향으로 하여 설명한다. 본 실시형태에서는 일례로서 XY면이 수평면에 평행하게, -Z방향이 연직방향으로 설정된다. 또, 마스크(M1 ~ M7) 및 플레이트(PT)를 동기(同期)하여 이동하는 방향, 즉 마스크 스테이지(MST) 및 플레이트 스테이지(PTST)를 동기하여 이동시키는 방향(주사방향)을 X방향으로 설정하고 있다.
도 1에서, 예를 들면 초고압 수은램프로 이루어지는 노광광원(미도시)으로부터 사출한 광은 조명장치(IU) 내에서 타원거울(2) 및 다이크로익 미러(dichroic mirror)(3)에 의해서 반사되어 콜리메이트 렌즈(collimate lens)(4)에 입사한다. 타원거울(2)의 반사막 및 다이크로익 미러(3)의 반사막에 의해서 g선(파장 436㎚), h선(파장 405㎚) 및 i선(파장 365㎚)의 광을 포함하는 파장영역의 광이 취출되고, 취출된 광이 콜리메이트 렌즈(4)에 입사한다. 콜리메이트 렌즈(4)에서 평행광으로 된 조명광은 소정의 노광파장영역의 광만을 투과시키는 파장선택필터(5), 감광필터(6) 및 집광렌즈(7)를 통하여 라이트 가이드 파이버(8)의 입사구(8a)에 집광된다.
라이트 가이드 파이버(8)는 입사구(8a)와 7개의 사출구(이하, 사출구(8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 8g, 8h)라고 함.)를 구비하고 있다. 입사구(8a)에 입사한 조명광은 라이트 가이드 파이버(8)의 내부를 전파(傳播)한 후, 7개의 사출구(8b ~ 8h)에서 분할되어 사출하고, 마스크(M1 ~ M7)를 부분적으로 조명하는 7개의 부분조명광학계(이하, 부분조명광학계(IL1, IL2, IL3, IL4, IL5, IL6, IL7)라고 함.)에 각각 입사한다. 각 부분조명광학계(IL1 ~ IL7)를 통과한 조명광은 각각 마스크(M1 ~ M7)상의 대응하는 조명영역을 대략 균일하게 조명한다. 타원거울(2)로부터 부분조명광학계(IL1 ~ IL7)까지의 광학부재를 이용하여 조명장치(IU)가 구성되어 있다.
마스크(M1 ~ M7)상의 조명영역으로부터의 조명광은 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 일부의 상을 플레이트(PT)상에 각각 투영하는 7개의 투영광학계(이하, 투영광학계(PL1, PL2, PL3, PL4, PL5, PL6, PL7)라고 함.)의 각각에 입사한다. 투영광학계(부분투영광학계)(PL1 ~ PL7)는 각각 마스크(M1 ~ M7)의 패턴면(하면)의 패턴의 상을 플레이트(PT)상에 결상(結像)한다.
다음으로, 도 3의 (A)는 마스크 스테이지(MST) 및 그 구동기구 등을 나타내는 사시도, 도 3의 (B)는 마스크 스테이지(MST)를 나타내는 사시도이다. 도 3의 (A)에서 마스크 스테이지(MST)는 X축에 평행하게 도시하지 않은 컬럼(column)에 지지된 1쌍의 로드 모양의 가이드부재(59A, 59B)상에 진공예압형 기체베어링을 통하여 X방향 및 θz방향으로 이동 가능하게 놓여 있다. 또, 마스크 스테이지(MST)의 Y방향의 양단부에 고정된 이동자(60Aa 및 60Ba)와, 도시하지 않은 컬럼에 지지된 고정자(60Ab 및 60Bb)로부터 각각 가이드부재(59A, 59B)에 대해서 X방향으로 마스크 스테이지(MST)를 이동시키기 위한 1쌍의 리니어모터(60A 및 60B)가 구성되어 있다. 리니어모터(60A 및 60B)의 X방향의 구동량을 변화시키는 것에 의해서, 마스크 스테이지(MST)의 θz방향의 회전각을 소정 범위 내에서 제어하는 것도 가능하다.
또, 마스크 스테이지(MST)의 -X방향의 단부에 고정된 2개의 이동거울(55X1, 55X2)에 레이저 간섭계(56X1, 56Y2)로부터 계측용 빔이 조사되고, 마스크 스테이지(MST)의 -Y방향의 단부에 고정된 로드 모양의 이동거울(55Y)에 레이저 간섭계(56Y)로부터 계측용 빔이 조사되고 있다. 레이저 간섭계(56X1, 56X2 및 56Y)에 의해서, 예를 들면 투영광학장치(PL)를 지지하는 도시하지 않은 컬럼에 설치된 참조거울(미도시)을 기준으로 하여 마스크 스테이지(MST)의 X방향, Y방향의 위치 및 θz방향의 회전각이 계측되고 있다. 이 계측정보에 근거하여 주제어계(57) 내의 스테이지 제어부가 리니어모터(60A, 60B)를 통하여 마스크 스테이지(MST)의 X방향의 위치 및 속도 및 θz방향의 회전각을 제어한다.
또, 마스크 스테이지(MST)에는, 도 3의 (B)에 나타내는 바와 같이, 마스크(M1 ~ M7)를 통과한 조명광을 통과시키기 위한 7개의 직사각형의 개구(21)가 형성되어 있다. 또한, 마스크 스테이지(MST)상에는 각 개구(21)를 둘러싸도록 마스크 스테이지(MST)에 대해서 마스크(M1 ~ M7)를 서로 독립적으로 X방향, Y방향 및 θz방향으로 구동하기 위한 액츄에이터계(AC1, AC2, AC3, AC4, AC5, AC6, AC7)가 설치되어 있다. 마스크(M1 ~ M7)는 이 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)에 의해서, 마스크 스테이지(MST)에 대해서 개별적으로 구동된다.
도 4의 (A)는 도 3의 (A)의 마스크 스테이지(MST)상의 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)의 배열의 일례를 나타내는 평면도이며, 도 4의 (D)는 도 4의 (A)의 IVD-IVD선에 따른 확대 단면도이다. 도 4의 (A)에서 마스크(M1 ~ M7)는 각각 그 패턴영역(PA)이 개구(21)를 덮도록 마스크 스테이지(MST)상에서 진공예압형 기체베어링을 구성하는 4개소의 에어패드부(41A, 41B, 41C, 41D)에 의해서, X방향, Y방향의 이동 및 θz방향의 회전이 가능한 상태로 부상(浮上)하여 지지되어 있다.
즉, 도 4의 (D)에 나타내는 바와 같이, 마스크 스테이지(MST)의 에어패드부(41D)의 복수의 배기구멍(42A)이 통기구멍(42B) 및 도시하지 않은 가요성 배관을 통하여 진공펌프(43)에 연통하고, 복수의 급기(給氣)구멍(42C)이 통기구멍(42D) 및 도시하지 않은 가요성 배관을 통하여 가압원(44)에 연통하고 있다. 에어패드부(41D)의 급기구멍(42C)으로부터 가압공기 등을 불어 내는 가압과, 배기구멍(42A)으로부터 기체를 흡인(吸引)하는 진공예압을 병행하여 행함으로써, 에어패드부(41D)와 마스크(M1)와의 사이에 수㎛정도(예를 들면 5㎛정도)의 갭(g)이 유지된다. 다른 에어패드부(41A ~ 41C)도 이와 같이 구성되어 있다.
또한, 도 4의 (D)의 예에서는, 에어패드부(41D)는 마스크 스테이지(MST)의 상면으로부터 소정의 단차(段差)를 가지고 돌출해 있지만, 에어패드부(41A ~ 41D)의 상면을 마스크 스테이지(MST)의 다른 부분과 동일한 높이로 해도 된다.
또, 도 4의 (A)에서 액츄에이터계(AC1)는 마스크(M1)를 X방향으로 구동하는 액츄에이터(39A)와, X방향으로 떨어진 2개소에서 마스크(M1)를 Y방향으로 구동하는 2개의 액츄에이터(39B, 39C)와, 액츄에이터(39A 및 39B, 39C)에 대향하여 각각 마스크(M1)를 X방향 및 Y방향으로 가압하는 가압부(40A 및 40B, 40C)를 구비하고 있다. Y축의 액츄에이터(39B, 39C)의 구동량을 바꾸는 것으로 마스크(M1)의 θz방향의 회전각을 제어할 수 있다. 액츄에이터(39B, 39C)는 액츄에이터(39A)를 90° 회전하여 배치한 것이고, 가압부(40B, 40C)는 가압부(40A)를 90° 회전하여 배치한 것이다. 마스크(M1)의 착탈시에 액츄에이터계(AC1)의 각 선단부와 마스크(M1)와의 사이에 어느 정도의 틈새를 확보할 수 있도록 가압부(40A ~ 40C)의 선단부를 수시로 역방향으로 퇴피할 수 있도록 구성되어 있다.
다른 액츄에이터계(AC2 ~ AC7)도 액츄에이터계(AC1)와 실질적으로 동일한 구성이다. 단, 인접하는 2개의 액츄에이터계(예를 들면 AC1 및 AC2)는 Y축의 액츄에이터(39B, 39C)와, Y축의 가압부(40B, 40C)가 기계적으로 간섭하지 않도록 X방향의 위치가 어긋나 있다. 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)는 주제어계(57)의 제어하에 있는 액츄에이터 구동계(58)(도 4의 (B), (C) 참조)에 의해서 구동된다. 액츄에이터 구동계(58)로부터 액츄에이터(39A ~ 39C)에 공급하는 구동신호와, 대응하는 마스크(M1 ~ M7)의 이동량과의 관계는 미리 액츄에이터 구동계(58) 내의 기억부에 기억되어 있다. 주제어계(57)로부터 액츄에이터 구동계(58)에 대해서 마스크(M1 ~ M7)의 각각의 목표구동량의 정보가 공급되고, 그것에 따라 일례로서 액츄에이터 구동계(58)는 마스크(M1 ~ M7)가 대응하는 목표구동량만큼 구동되도록 개(開)루프제어로 액츄에이터(39A ~ 39C)를 구동한다. 또한, 마스크(M1 ~ M7)의 마스크 스테이지(MST)에 대한 변위를 검출하는 센서(정전(靜電)용량형의 갭센서 등)를 설치하고, 폐(閉)루프방식으로 액츄에이터(39A ~ 39C)를 구동하는 것도 가능하다.
대표적으로 액츄에이터(39B) 및 가압부(40B)의 구성예에 대해 도 4의 (C) 및 도 4의 (B)를 참조하여 설명한다.
도 4의 (B)에서 가압부(40B)는 마스크 스테이지(MST)에 고정되는 본체부(40a)와, 본체부(40a)에 대해서 삽탈(揷脫) 가능하게 지지된 자성재료로 이루어지는 이동부재(40c)와, 이동부재(40c)를 외측으로 가압하는 코일스프링(40d)과, 이동부재(40c)의 선단부에 회전 가능하게 설치되어 마스크(M1)에 직접 접촉하는 금속제의 구체(球體)(40e)를 포함하고 있다. 또한, 본체부(40a) 내에 조립된 코일(40b)에 액츄에이터 구동계(58)로부터 통전함으로써, 이동부재(40c)(구체(40e))를 본체부(40a) 측의 위치 B1으로 퇴피할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 가압부(40B)로서는 판스프링부재 등도 사용 가능하다.
한편, 도 4의 (C)에서 액츄에이터(39B)는 마스크 스테이지(MST)에 고정되어, 다수의 작은 피에조(piezo)소자(압전(壓電)소자)가 주위에 배열된 개구를 가지는 고정자(39a)와, 고정자(39a)의 개구 내에 삽탈 가능하게 배치된 이동자(39b)와, 이동자(39b)의 선단부에 회전 가능하게 설치되어 마스크(M1)에 직접 접촉하는 금속제의 구체(39c)를 포함하고 있다. 즉, 액츄에이터(39B)는 직동형의 피에조모터이며, 액츄에이터 구동계(58)로부터 고정자(39a) 내의 다수의 피에조소자를 구동함으로써, 이동자(39b)를 소망의 구동량만큼 이동할 수 있다. 또한, 피에조모터는 고정자(39a)에 구동전력을 공급하지 않는 상태에서는 이동자(39b)의 위치가 거기까지의 위치로 유지된다.
또, 도 4의 (A)에서 마스크(M1 ~ M7)의 패턴영역(PA)의 X방향(주사방향)의 근방에는 상호의 위치관계 및 플레이트(PT)상에 형성되어 있는 디바이스 패턴(2층째 이후에 노광하는 경우)과의 위치관계를 계측하기 위한 2쌍의 2차원의 얼라이먼트 마크(36A, 36B 및 37A, 37B)가 형성되어 있다.
도 1로 돌아와, 플레이트(PT)는 플레이트 홀더(미도시)를 통하여 플레이트 스테이지(PTST)(도 2 참조)상에 흡착유지되고, 플레이트 스테이지(PTST)에는 X축의 이동거울(50X) 및 Y축의 이동거울(50Y)이 설치되어 있다. X축의 레이저 간섭계(51X1, 51X2) 및 Y축의 레이저 간섭계(51Y1, 51Y2, 51Y3)로부터 이동거울(50X 및 50Y)에 계측용 빔이 조사되어 있다. 레이저 간섭계(51X1, 51X2 및 51Y1 ~ 51Y3)에 의해서, 예를 들면 투영광학장치(PL)를 지지하는 도시하지 않은 컬럼에 설치된 참조거울(미도시)을 기준으로 하여 플레이트 스테이지(PTST)의 X방향, Y방향의 위치 및 θz방향의 회전각이 계측되고 있다. 그 계측정보에 근거하여 주제어계(57) 내의 스테이지 제어부가 구동기구(미도시)를 통하여 플레이트 스테이지(PTST)(플레이트(PT))의 X방향, Y방향의 위치 및 속도 및 θz방향의 회전각을 제어한다.
상술의 부분조명광학계(IL1 ~ IL7) 중 -X방향 측의 제1열의 부분조명광학계(IL1, IL3, IL5, IL7)는 주사방향과 직교하는 비주사방향(Y방향)으로 소정간격을 가지고 배치되고, 부분조명광학계(IL1, IL3, IL5, IL7)에 대응하여 설치되어 있는 제1열의 투영광학계(PL1, PL3, PL5, PL7)도 마찬가지로 투영광학장치(PL) 내에서 비주사방향으로 소정간격을 가지고 배치되어 있다. 또, 제2열의 부분조명광학계(IL2, IL4, IL6)는 제1열에 대해서 +X방향 측에, 또한 비주사방향으로 소정간격을 가지고 배치되어 있고, 부분조명광학계(IL2, IL4, IL6)에 대응하여 설치되어 있는 제2열의 투영광학계(PL2, PL4, PL6)도 제1열에 대해서 +X방향으로, 또한 비주사방향으로 소정간격을 가지고 배치되어 있다.
제1열의 투영광학계(PL1, PL3, PL5, PL7)는 각각 마스크(M1 ~ M7)가 배치되는 제1 면상의 비주사방향에 평행한 직선을 따른 시야(V1, V3, V5, V7)를 가지고, 플레이트(PT)가 배치되는 제2 면상의 비주사방향에 평행한 직선을 따라서 소정간격으로 배열된 상야(像野)(투영영역)(I1, I3, I5, I7)에 상을 각각 형성한다. 또, 제2열의 투영광학계(PL2, PL4, PL6)는 각각 그 제1 면상의 비주사방향에 평행한 직선을 따른 시야(V2, V4, V6)를 가지며, 그 제2 면상의 비주사방향에 평행한 직선을 따라서 소정간격으로 배열된 상야(투영영역)(I2, I4, I6(I2, I4는 미도시))에 상을 각각 형성한다. 또한, 시야(V1 ~ V7)는 부분조명광학계(IL1 ~ IL7)에 의한 마스크(M1 ~ M7)상의 조명영역(조야(照野))이기도 하다.
제1열 및 제2열의 투영광학계의 사이에는 마스크(M1 ~ M7) 및 플레이트(PT)의 포커스 위치(Z방향의 위치)를 맞추기 위한 오토포커스계(52)와, 플레이트(PT)의 위치 맞춤을 행하기 위한 오프액시스(off axis)의 얼라이먼트계(54)가 배치되어 있다.
이하, 부분조명광학계(IL1 ~ IL7) 및 투영광학계(PL1 ~ PL7)의 구성에 대해 상세하게 설명한다. 투영광학계(PL1 ~ PL7)는 각각 마스크(M1 ~ M7)상에서의 시야(여기에서는 조명영역에 해당) 내의 확대상인 일차상을 플레이트(PT)상의 상야 내에 형성하는 반사굴절형의 투영광학계이며, 그 주사방향(X방향)에서의 확대배율이 +1배를 넘고, 또한 비주사방향(Y방향)에서의 확대배율은 -1을 밑돈다. 바꾸어 말하면, 투영광학계(PL1 ~ PL7)는 각각 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 주사방향으로 정립(正立)이며, 또한 비주사방향으로 도립(倒立)의 확대상을 플레이트(PT)상에 형성한다. 주사방향 및 비주사방향의 확대배율의 절대값은 일례로서 2.5 정도이다.
본 예에서는, 부분조명광학계(IL1 ~ IL7)는 동일 구성이다. 또, 제1열의 투영광학계(PL1, PL3, PL5, PL7)는 동일 구성이며, 제2열의 투영광학계(PL2, PL4, PL6)는 투영광학계(PL1)를 180° 회전한 구성이다. 이하에서는 대표적으로 제1열 및 제2열의 2개의 부분조명광학계(IL1, IL2) 및 2개의 투영광학계(PL1, PL2)의 구성에 대해 설명한다.
도 2는 도 1 중의 2개의 부분조명광학계(IL1, IL2) 및 이들에 대응하는 2개의 투영광학계(PL1, PL2)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에서 라이트 가이드 파이버(8)의 사출구(8b 및 8c)로부터 사출한 광속(光束)은 부분조명광학계(IL1 및 IL2)에 입사하여, 콜리메이트 렌즈(9b 및 9c)에 의해서 집광된다. 집광된 광속은 옵티컬 인테그레이터(optical integrator)인 플라이아이렌즈(fly eye lens)(10b 및 10c)에 입사하고, 플라이아이렌즈(10b 및 10c)의 뒤쪽 초점면에 형성된 다수의 이차 광원으로부터의 광속은 각각 콘덴서 렌즈(11b 및 11c)에 의해서 마스크(M1 및 M2)를 대략 균일하게 조명한다.
또, 투영광학계(PL1)는 오목면 반사경(CCMb)과, 마스크(M1)와 오목면 반사경(CCMb)과의 사이의 광로 중에 배치된 Z축에 평행한 광축(AX11)을 가지는 제1 렌즈군(G1b) 및 제2 렌즈군(G2b)과, 제2 렌즈군(G2b)으로부터 +Z방향으로 진행하는 광을 -X방향으로 광축(AX12)을 따라서 편향하는 제1 편향부재(FM1b)와, 그 -X방향으로 진행하는 광을 -Z방향으로 편향하는 제2 편향부재(FM2b)와, 제2 편향부재(FM2b)와 플레이트(PT)와의 사이의 광로 중에 배치되어, Z축에 평행한 광축(AX13)을 가지는 제3 렌즈군(G3b)을 구비하고 있다. 투영광학계(PL1)는 오목면 반사경(CCMb)을 이용한 축외(軸外, off-axis) 광학계이다.
투영광학계(PL1)에서 오목면 반사경(CCMb)의 반사면의 근방(동면(瞳面))에는 투영광학계(PL1)의 플레이트(PT) 측의 개구수를 결정하기 위한 개구조리개(ASb)가 구비되어 있고, 개구조리개(ASb)는 마스크(M1) 측 및 플레이트(PT) 측이 대략 텔레센트릭(telecentric)이 되도록 위치결정되어 있다.
또, 투영광학계(PL2)는 투영광학계(PL1)와 대칭으로, Z축에 평행한 광축(AX21)을 따라서 배치된 제1 렌즈군(G1c), 제2 렌즈군(G2c) 및 오목면 반사경(CCMc)과, Z축에 평행한 광축(AX23)을 가지는 제3 렌즈군(G3c)과, 제2 렌즈군(G2c)으로부터 +Z방향을 향하는 광속을 광축(AX22)을 따라서 +X방향으로 절곡하는 제1 편향부재(FM1c)와, 그 +X방향을 향하는 광속을 -Z방향으로 절곡하는 제2 편향부재(FM2c)와, 투영광학계(PL2)의 동면에 배치된 개구조리개(ASc)를 구비하고 있다.
또한, 투영광학계(PL1, PL2)에는 배율보정기구(미도시)가 설치되어 있다. 또한, 투영광학계(PL1, PL2)의 구성 및 배율은 임의이며, 투영광학계(PL1, PL2)를 예를 들면 굴절계로 구성해도 된다. 또, 투영광학계(PL1, PL2)로서 중간상을 형성하는 투영광학계를 사용해도 된다.
또, 투영광학계(PL1 및 PL2)는 제1 렌즈군(G1b 및 G1c)의 광축(AX11, AX21)의 X방향(주사방향)에서의 간격을 Dm으로 하고, 제3 렌즈군(G3b 및 G3c)의 광축(AX13, AX23)의 X방향에서의 간격을 Dp로 하며, 투영광학계(PL1 및 PL2)의 투영 배율을 β로 할 때, 다음과 같은 관계를 만족하고 있다.
Dp = Dm × |β| … (1)
도 6의 (A)는 도 1의 마스크 스테이지(MST)상의 마스크(M1 ~ M7)의 배치를 나타내는 평면도이다. 도 6의 (A)에 나타내는 바와 같이, 마스크(M1 ~ M7)는 Y방향(비주사방향)을 따라서 배치되어, 각각 도 1의 투영광학계(PL1 ~ PL7)의 사다리꼴 형상의 시야(V1 ~ V7)가 위치결정되는 패턴영역(PA)을 구비하고 있다. 시야(V1 ~ V7)가 사다리꼴 형상인 것은 이음 오차를 저감하기 위해서, 시야(V1 ~ V7)의 양단부의 패턴의 상을 플레이트(PT)상에 겹쳐 노광하기 때문이다. 이 때문에, 마스크(M2 ~ M6)의 패턴영역(PA)의 양단부에는 교호(交互)로 동일한 패턴이 형성되어 있다. 단, Y방향의 양단부의 시야(V1, V7)의 내측의 엣지부의 상은 겹쳐서 노광되지 않는 부분이기 때문에, 시야(V1, V7)의 내측은 X축에 평행한 직선 모양으로 되어 있다.
또한, 마스크(M1 ~ M7)상의 시야(V1, V2) 등을 규정하기 위해서, 일례로서, 도 2의 부분조명광학계(IL11, IL2) 중에 도시하지 않은 조명시야조리개 및 릴레이 광학계가 배치되어 있다.
도 6의 (B)는 플레이트 스테이지(PTST)상의 플레이트(PT)를 나타내는 평면도이다. 도 6의 (B)에서 플레이트(PT)상의 피노광영역(EP)은 Y방향의 경계부(EP12) 등이 겹치도록 X방향으로 가늘고 긴 7열의 부분피노광영역(EP1 ~ EP7)으로 나누어져 있다. 부분피노광영역(EP1 ~ EP7)상에는 각각 투영광학계(PL1 ~ PL7)의 상야(I1 ~ I7)가 설정되고, 주사노광에 의해서 마스크(M1 ~ M7)의 패턴영역(PA) 내의 패턴의 상이 Y방향으로 이어붙이면서 노광된다. 또, 플레이트(PT)의 피노광영역(EP)의 네 모퉁이의 근방에는 복수의 2차원의 얼라이먼트 마크(38A ~ 38D)가 형성되어 있다. 또한, 부분피노광영역(EP1 ~ EP7)마다 복수의 얼라이먼트 마크를 형성해도 된다. 또, 실제로는 플레이트(PT)상에는 복수의 피노광영역이 설정된다.
또, 도 6의 (A)의 제1열의 시야(V1, V3) 등의 중심을 잇는 Y축에 평행한 직선과, 제2열의 시야(V2, V4) 등의 중심을 잇는 Y축에 평행한 직선과의 X방향의 간격을 Lm으로 한다. 마찬가지로, 도 6의 (B)의 제1열의 상야(I1, I3) 등의 중심을 잇는 Y축에 평행한 직선과, 제2열의 상야(I2, I4) 등의 중심을 잇는 Y축에 평행한 직선과의 X방향의 간격을 Lp로 한다. 간격 Lm 및 Lp는 도 2의 간격 Dm 및 Dp보다도 크지만, 간격 Lm과 Lp와의 사이에도 식(1)과 동일한 이하의 같은 관계가 성립한다.
Lp = Lm × |β| … (2)
이 경우, 홀수번째의 마스크(M1, M3, M5, M7)의 패턴영역(PA)과 짝수번째의 마스크(M2, M4, M6)의 패턴영역(PA)을 X방향의 동일한 위치에 형성하여, 마스크 오프셋(MO)을 0으로 해 두어도 마스크(M1 ~ M7)의 투영상을 플레이트(PT)상에서 정확하게 이어 맞추어 노광할 수 있다.
또한, 예를 들면 제1열의 상야와 제2열의 상야와의 간격 Lp를 작게 하는 경우에는 식(1)의 관계가 성립하지 않게 된다. 이 경우에는 마스크 오프셋(MO)(= Lm - Lp / |β|)만큼, 홀수번째의 마스크(M1, M3) 등과 짝수번째의 마스크(M2, M4) 등과의 패턴영역을 X방향으로 조금 옮기면 된다.
또, 도 2의 플레이트 스테이지(PTST)의 -X방향의 단부에 설치된 광투과성의 기준부재(31)의 플레이트(PT) 표면과 동일한 높이의 표면에는 Y방향에 소정간격의 1쌍의 2차원의 기준마크(32A, 32B)(도 1 참조)가 합계로 4쌍(8개) 형성되어 있다. 기준부재(31)의 저면의 플레이트 스테이지(PTST) 내에는 대응하는 기준마크의 주위를 통과한 조명광을 수광하여 기준마크 등의 상을 촬상하는, 각각 결상렌즈(34)와 2차원의 촬상소자(35)를 구비하는 8개의 공간상계측계(33A ~ 33H)가 설치되어 있다. 촬상소자(35)의 촬상신호는 주제어계(57) 내의 얼라이먼트 제어부에 공급된다.
도 2 상태에서는 마스크(M1)의 얼라이먼트 마크(36A)의 투영광학계(PL1)에 의한 상이 기준부재(31)상에 형성되고, 얼라이먼트 마크(36A)의 상 및 기준마크(32A)의 상이 겹쳐 공간상계측계(33A)의 촬상소자(35)상에 형성된다. 얼라이먼트 제어부에서는 그 촬상신호를 처리하여, 기준마크(32A)에 대한 얼라이먼트 마크(36A)(또는 다른 얼라이먼트 마크)의 상의 X방향, Y방향의 위치어긋남량을 구한다. 마찬가지로 도 1의 다른 공간상계측계(33B ~ 33H)의 촬상신호로부터 기준마크(32B) 등에 대한 얼라이먼트 마크의 상의 X방향, Y방향의 위치어긋남량을 구할 수 있다.
또, 기준마크(32A, 32B) 등의 중심과, 플레이트용의 얼라이먼트계(54)의 검출중심과의 위치관계는 미리 구해져 얼라이먼트 제어부에 기억되어 있다.
또한, 도 5는 마스크 스테이지(MST)를 가이드부재(59A, 59B)의 +X방향의 단부로 이동한 상태를 나타낸다. 도 5에서 그 단부 근방에 마스크 라이브러리(62)가 설치되고, 마스크 라이브러리(62) 내에 마스크(M1)와 동일한 소형의 마스크(M8 ~ M14) 등이 격납되어 있다. 또, 마스크 라이브러리(62)와 가이드부재(59A, 59B)의 단부와의 사이에 마스크 로더(loader)계(61)가 배치되어 있다. 마스크 로더계(61)는 Y축에 평행한 가이드부재(61a)와, 가이드부재(61a)를 따라서 이동하는 다관절부(61b)와, 다관절부(61b)의 선단에서 마스크(M1) 등을 흡착유지하여 3차원적으로 이동하는 핸드부(61c)를 구비하고 있다.
이하, 본 실시형태의 투영노광장치(EX)에서 주사노광을 행하는 경우의 동작의 일례에 대해 도 8의 플로우차트를 참조하여 설명한다. 이 동작은 주제어계(57)에 의해서 제어된다. 초기상태에서는 마스크 스테이지(MST) 및 플레이트 스테이지(PTST)상에 마스크 및 플레이트는 로드되어 있지 않은 것으로 한다. 또한, 도 4의 (A)의 마스크 스테이지(MST)의 각 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)에서 가압부(40A ~ 40C)의 이동부재(40c)(구체(40e))는 본체부(40a) 측으로 퇴피하고, 액츄에이터(39A ~ 39C)의 이동자(39b)는 이동 스트로크 내의 가장 외측으로 이동해 있다. 이것에 의해서, 마스크(M1 ~ M7)를 용이하게 액츄에이터(39A ~ 39C)와 가압부(40A ~ 40C)와의 사이(액츄에이터계(AC1 ~ AC7)의 내측)에 설치할 수 있다. 또, 에어패드부(41A ~ 41D)의 흡인 및 가압동작은 정지되어 있다.
먼저, 도 8의 스텝 201에서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 마스크 스테이지(MST)를 가이드부재(59A, 59B)의 +X방향의 단부로 이동하여, 마스크 라이브러리(62)로부터 마스크 로더계(61)에 의해서 차례차례, 마스크(M1 ~ M7)를 마스크 스테이지(MST)상의 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)의 내측으로 반송한다. 이 때, 프리얼라이먼트계(미도시)에 의해서 마스크(M1 ~ M7)상의 얼라이먼트 마크(36A, 36B)(또는 37A, 37B)를 검출하여, 대략적인 얼라이먼트를 행해도 된다. 이 결과, 스텝 202에서 마스크 스테이지(MST)상에 마스크(M1 ~ M7)가 병렬로 놓여 있다. 이 상태에서 마스크 스테이지(MST)상의 모든 에어패드부(41A ~ 41D)에 대해 흡인 및 가압을 개시하여, 마스크 스테이지(MST)(에어패드부(41A ~ 41D)) 상에 수㎛의 갭을 두고 마스크(M1 ~ M7)를 이동 및 회전을 원활히 할 수 있는 상태에서 지지한다. 또, 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)에서 가압부(40A ~ 40C)의 구체(40e)를 마스크(M1 ~ M7)의 측면에 접촉시켜 마스크(M1 ~ M7)를 가압하고, 또한 액츄에이터(39A ~ 39C)의 이동자(39b)를 이동 스트로크의 중앙으로 이동한다. 이것에 의해서, 마스크(M1 ~ M7)는 액츄에이터계(AC1 ~ AC7) 내에서 X방향, Y방향의 이동 스트로크의 중앙에 보유지지된다.
다음의 스텝 203에서 마스크 스테이지(MST)를 -X방향으로 이동하여, 도 6의 (A)의 홀수번째의 마스크(M1, M3, M5, M7)의 얼라이먼트 마크(36A, 36B)상에 시야(V1, V3, V5, V7)(조명영역)를 설정하고, 부분조명광학계(IL1 ~ IL7)로부터 조명광을 조사한다. 또한, 플레이트 스테이지(PTST)를 구동하여, 도 6의 (B)의 홀수번째의 상야(I1, I3, I5, I7) 중에 도 1의 기준부재(31)의 4쌍의 기준마크(32A, 32B)를 이동하여, 공간상계측계(33A ~ 33H)에 의해서 4쌍의 기준마크(32A, 32B)와 마스크(M1, M3, M5, M7)의 얼라이먼트 마크(36A, 36B)의 상과의 X방향, Y방향의 위치어긋남량을 계측한다. 또한, 마스크 스테이지(MST)를 간격 Lm만큼 +X방향으로 이동하고, 짝수번째의 마스크(M2, M4, M6)의 얼라이먼트 마크(36A, 36B)상에 시야(V2, V4, V6)를 설정함과 아울러, 플레이트 스테이지(PTST)를 간격 Lp만큼 +X방향으로 이동하며, 짝수번째의 상야(I2, I4, I6) 중에 기준부재(31)의 내측의 6개의 기준마크를 이동한다. 그리고, 공간상계측계(33B ~ 33G)에 의해서, 이 6개의 기준마크(3쌍의 기준마크(32B, 32A))와 마스크(M2, M4, M6)의 얼라이먼트 마크(36A, 36B)의 상과의 X방향, Y방향의 위치어긋남량을 계측한다.
또한, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 X방향, Y방향의 스케일링(scaling)(선형신축(線形伸縮)) 및 직교도도 계측하는 경우에는, 마찬가지로 마스크(M1 ~ M7)의 +X방향의 얼라이먼트 마크(37A, 37B)의 상의 기준마크(32A, 32B)에 대한 위치어긋남량을 계측한다. 이들 위치어긋남량은 주제어계(57) 내의 얼라이먼트 제어부에서 구해진다. 또한 얼라이먼트 제어부에서는 이들 위치어긋남량의 정보로부터 도 6의 (A)의 마스크(M1 ~ M7)의 위치관계로서, 예를 들면 마스크(M1)를 기준으로 한 다른 마스크(M2 ~ M7)의 X방향, Y방향의 위치어긋남량(ΔXi, ΔYi)(i = 2 ~ 7) 및 θz방향의 회전각의 어긋남량(Δθi)을 구한다. 이 각 어긋남량은 마스크(M1 ~ M7)간의 상대적 배치오차에 상당한다. 또, 얼라이먼트 제어부에서는 +Y방향의 단부의 기준마크(32A, 32B)의 위치와 마스크(M1)의 얼라이먼트 마크(36A, 36B) 등의 상과의 위치관계의 정보도 구한다.
또, 그 얼라이먼트 제어부는 액츄에이터 구동계(58)에 대해서 그 위치어긋남량(ΔXi,ΔYi) 및 회전각의 어긋남량(Δθi)의 정보를 공급한다. 이에 따라, 액츄에이터 구동계(58)에서는 그 위치어긋남량(ΔXi,ΔYi) 및 회전각의 어긋남량(Δθi)을 상쇄하도록 액츄에이터계(AC2 ~ AC7)를 구동한다. 이것에 의해서, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴영역(PA) 내의 패턴은 마스크(M1 ~ M7)의 패턴을 1매의 대형의 마스크에 형성한 경우와 동일한 위치관계로 설정된다. 따라서, 소형의 복수의 마스크(M1 ~ M7)를 이용하여도 이 마스크(M1 ~ M7)의 패턴을 플레이트(PT)상에 이어붙여 전사하는 경우의 이음 오차의 발생을 억제할 수 있어, 플레이트(PT)상에 목표로 하는 패턴(이어붙인 일련의 패턴)을 고정밀도로 전사할 수 있다.
또, 마스크(M1 ~ M7)의 얼라이먼트 마크(37A, 37B)도 계측하여, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 X방향, Y방향의 스케일링 및 직교도도 계측한 경우, Y방향의 스케일링은 투영광학계(PL1 ~ PL7) 내의 배율보정기구에 의해서 보정할 수 있다. 또, X방향의 스케일링은 후술의 주사노광 중에 플레이트 스테이지(PTST)에 대한 마스크 스테이지(MST)의 주사속도를 초기의 목표값에 대해서 증감하는 것으로 보정할 수 있다. 또한, 도 7의 (C)에 나타내는 바와 같이, 직교도 오차(여기에서는 플레이트(PT)상의 패턴에 대한 오차)를 보정하여, 마스크(M1)의 패턴을 가상적으로 마스크(M1')의 패턴과 같이 변형시키는 경우에는, 시야(V1)에 대해서 마스크(M1)를 X방향으로 이동할 때에 마스크(M1)를 서서히 Y방향으로 시프트하면 된다. 이것은 다른 마스크(M2 ~ M7)에 대해서도 마찬가지이다.
다음의 스텝 204에서 플레이트 스테이지(PTST)상에 플레이트(PT)를 로드한다. 플레이트(PT)에는 미리 도시하지 않은 코터·디벨로퍼(coater·developer)에서 포토레지스터가 도포되어 있다. 다음의 스텝 205에서 얼라이먼트계(54)를 이용하여 플레이트(PT)상의 얼라이먼트 마크(38A ~ 38D)의 위치를 검출하고, 이 검출결과에 근거하여 주제어계(57) 내의 얼라이먼트 제어부에서 기준마크(32A, 32B) 등에 대한 플레이트(PT)의 피노광영역(EP)의 위치관계를 구한다. 이 동작(플레이트(PT)의 얼라이먼트)에 의해서, 마스크(M1 ~ M7)와 플레이트(PT)와의 사이의 상대적 배치오차로서 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 투영상과 플레이트(PT)의 피노광영역(EP) 등과의 위치관계의 오차(X방향, Y방향의 위치어긋남량 및 θz방향의 회전오차)를 구할 수 있다. 얼라이먼트 제어부는 이 위치어긋남량 및 회전오차의 정보를 액츄에이터 구동계(58)에 대해서 공급하고, 액츄에이터 구동계(58)는 이 공급된 위치어긋남량 및 회전오차를 상쇄하도록 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)를 구동할 수 있다.
또, 스텝 203의 마스크(M1 ~ M7)의 얼라이먼트의 결과와, 그 플레이트(PT)의 얼라이먼트의 결과를 이용하여, 일례로서 주제어계(57)에서는 플레이트 스테이지(PTST)(플레이트(PT))의 주사방향의 위치(X좌표)의 함수로서, 마스크 스테이지(MST)상의 마스크(M1 ~ M7)의 목표위치(회전각을 포함함)를 산출한다. 이 이후는 플레이트 스테이지(PTST)의 X좌표가 소정량씩 변화할 때마다, 마스크 측의 레이저 간섭계(56X1, 56X2, 56Y) 및 플레이트 측의 레이저 간섭계(51X1, 51X2, 51Y1 ~ 51Y3)의 계측값으로부터 마스크(M1 ~ M7)의 각 목표위치로부터의 어긋남량(마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 상과 플레이트(PT)(피노광영역(EP))와의 위치어긋남량 및 회전오차)가 동기(同期)오차로서 구해진다.
다음의 스텝 206에서 마스크 스테이지(MST)를 구동하여, 도 6의 (A)의 시야(V1 ~ V7)의 예를 들면 바로 앞에 마스크(M1 ~ M7)를 이동하고, 플레이트 스테이지(PTST)를 구동하여, 도 6의 (B)의 상야(I1 ~ I7)의 바로 앞에 플레이트(PT)의 피노광영역(EP)를 이동하며, 상기의 동기오차가 0이 되는 위치관계에서 마스크 스테이지(MST) 및/또는 플레이트 스테이지(PTST)를 구동한다. 이 이후는 투영광학계(PL1 ~ PL7)의 투영배율 β를 고려하여, 그 위치관계가 유지되도록 마스크 스테이지(MST) 및 플레이트 스테이지(PTST)를 동기하여 구동함으로써, 플레이트(PT)의 주사노광을 개시한다.
그리고, 시야(조명영역)(V1 ~ V7)로의 조명광의 조사를 개시하여, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 상을 투영광학계(PL1 ~ PL7)를 통하여 플레이트(PT)의 피노광영역(EP)상의 상야(I1 ~ I7)에 투영노광한 상태에서 마스크 스테이지(MST)를 화살표 SM1로 표시한 +X방향으로 속도 VM으로 이동함에 동기하여, 플레이트 스테이지(PTST)(플레이트(PT))를 화살표 SP1로 표시한 +X방향으로 속도 VM × |β|로 이동한다. 또한, 그와 같이 마스크 스테이지(MST) 및 플레이트 스테이지(PTST)를 동기 이동해도 상기의 동기오차가 어느 정도는 잔존하는 경우가 있다.
그래서, 이 주사노광 중에 스텝 207에 나타내는 바와 같이, 마스크 측의 레이저 간섭계(56X1, 56X2, 56Y) 및 플레이트 측의 레이저 간섭계(51X1, 51X2, 51Y1 ~ 51Y3)에 의해서, 상기의 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 상과 플레이트(PT)와의 위치어긋남량 및 회전오차인 동기오차의 계측을 계속해서 행한다. 그리고, 그 동기오차가 소정의 허용범위를 넘었을 경우에는, 그 오차를 보정하도록 도 6의 (A)의 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)를 구동하여, 마스크 스테이지(MST)에 대한 마스크(M1 ~ M7)의 X방향, Y방향의 위치 및 θz방향의 회전각을 개별적으로 다이나믹하게 보정한다. 본 실시형태에서는, 투영광학계(PL1 ~ PL7)는 확대배율이기 때문에, 마스크(M1 ~ M7)를 구동함으로써, 플레이트(PT)의 위치를 조정하는 경우에 비해, 적은 구동량으로 고속으로 동기오차를 보정할 수 있다.
그 동기오차의 보정방법의 일례에 대해 도 7의 (A) 및 (B)를 참조하여 설명한다. 도 7의 (A) 및 (B)는 각각 주사노광 중의 플레이트(PT) 및 마스크 스테이지(MST)를 나타낸다. 도 7의 (A)에 나타내는 바와 같이, 플레이트(PT)(피노광영역(EP))의 목표회전각에 대한 회전오차를 θ(rad)로 하고, 피노광영역(EP)의 중심을 통과해 X축에 평행한 직선으로부터 상야(I1)의 중심까지의 Y방향의 거리를 P1y로 한다. 이 때, 상야(I1)의 위치는 본래의 위치로부터 θ·P1y만큼 X방향으로 어긋난다. 이 대책으로서, 미리 주제어계(57)는 마스크(M1)에 관해서는 도 7의 (B)에 나타내는 바와 같이, 마스크 스테이지(MST)에 대한 회전각(플레이트 스테이지(PTST)의 X좌표에 따른 목표회전각)을 -θ로 설정해 둔다. 또한, 마스크(M1)의 X방향의 중심으로부터 시야(V1)의 중심까지의 거리를 Ma(x)로 하여, 마스크(M1)의 마스크 스테이지(MST)에 대한 X방향, Y방향의 이동량(ΔXM1, ΔYM1)(X방향, Y방향의 목표위치)을 근사적으로 다음과 같이 설정해 둔다.
ΔXM1 = -θ·P1y / |β| … (3)
ΔYM1 = θ·Ma(x) … (4)
다른 마스크(M2 ~ M7)에 대해서도 마찬가지로 목표위치의 설정(보정)을 행한다. 이것에 의해서, 주사노광 중의 동기오차를 높은 추종(追從)속도로 보정할 수 있다. 또한, 투영광학계(PL1 ~ PL7)의 투영상이 정립정상(正立正像)인 경우에는 마스크(M1 ~ M7)의 회전각은 θ이어도 된다.
피노광영역(EP)으로의 주사노광 종료 후에 조명광의 조사를 정지한다. 그리고, 플레이트(PT)상의 다른 피노광영역에도 노광하는 경우에는, 플레이트(PT)의 Y방향으로의 이동(스텝이동)을 행한 후, 예를 들면 마스크 스테이지(MST)를 도 6의 (A)의 화살표 SM2로 표시한 -X방향으로 이동시키고, 플레이트(PT)를 도 6의 (B)의 화살표 SP2로 표시한 -X방향으로 동기하여 이동시킴으로써, 주사노광을 행한다. 플레이트(PT)상의 모든 피노광영역으로의 주사노광 종료 후의 스텝 208에서 플레이트(PT)의 언로드(unload)를 한다. 언로드된 플레이트(PT)에는 도시하지 않은 코터·디벨로퍼에서 현상이 행해진다. 이 노광 및 현상공정은 후술의 스텝 S401의 패턴형성공정 및 스텝 S402의 칼라필터 형성공정의 일부이다.
그 후, 스텝 209에서 다음의 플레이트를 노광하는 경우에는, 동작은 스텝 204로 이행하여, 스텝 204 ~ 208까지의 노광동작이 반복된다. 스텝 209에서 노광대상의 플레이트가 없는 경우에는, 일례로서 스텝 210으로 이행하여, 마스크 스테이지(MST)의 마스크(M1 ~ M7)에 대한 에어패드부(41A ~ 41D)의 흡인 및 가압동작을 해제하여, 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)의 가압부(40A ~ 40C)의 구체(40e)를 본체부(40a) 측으로 퇴피한다. 이것에 의해서, 마스크(M1 ~ M7)를 마스크 스테이지(MST)로부터 용이하게 취출하는 것이 가능하게 된다. 다음의 스텝 211에서 마스크 스테이지(MST)를 도 5의 가이드부재(59A, 59B)의 단부로 이동한 후, 마스크 로더계(61)에 의해서 마스크 스테이지(MST)상의 마스크(M1 ~ M7)를 차례차례 언로드하여 마스크 라이브러리(62)에 격납하여, 노광이 종료한다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 전사대상의 패턴을 마스크(M1 ~ M7)로 분할하여 형성하고, 또한 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 상을 확대배율을 가지는 투영광학계(PL1 ~ PL7)를 통하여 플레이트(PT)상에 이어붙여 노광하고 있기 때문에, 투영광학계를 대형화하지 않고, 플레이트(PT)상에 대면적의 디바이스 패턴을 높은 쓰로우풋(throughput)으로 또한 고정밀도로 노광할 수 있다.
본 실시형태의 작용효과 등은 다음과 같다.
(1) 본 실시형태의 투영노광장치(EX)에 의한 노광방법은, 복수의 마스크(M1 ~ M7)를 마스크 스테이지(MST)상에 지지하는 스텝 202와, 마스크(M1 ~ M7)를 마스크 스테이지(MST)에 대해서 개별적으로 이동시켜 마스크(M1 ~ M7)의 상대적 위치 및 회전각을 제어하는 스텝 203과, 그 상대적 위치 및 회전각이 제어된 마스크(M1 ~ M7)의 패턴을 통해 플레이트 스테이지(PTST)에 놓인 플레이트(PT)를 노광하는 스텝 206, 207을 포함하고 있다.
또, 투영노광장치(EX)는 마스크(M1 ~ M7)를 지지하는 마스크 스테이지(MST)와, 플레이트(PT)가 놓이는 플레이트 스테이지(PTST)와, 마스크(M1 ~ M7)를 마스크 스테이지(MST)에 대해서 개별적으로 움직여 마스크(M1 ~ M7)의 상대적 위치 및 회전각을 제어하는 주제어계(57)를 포함하는 제어기구와, 그 상대적 위치 및 회전각이 제어된 마스크(M1 ~ M7)의 패턴을 통하여 플레이트(PT)에 조명광을 조사하는 조명장치(IU)를 구비하고 있다.
본 실시형태에 의하면, 플레이트(PT)상의 각 피노광영역에 노광되는 디바이스 패턴을 생성하기 위한 패턴을 분할하여 마스크(M1 ~ M7)에 형성함으로써, 개개의 마스크(M1 ~ M7)를 소형화할 수 있다. 따라서, 예를 들면 소형의 전자선묘화장치를 이용하여 마스크(M1 ~ M7)를 개별적으로 염가이고 또한 고정밀도로 제조할 수 있다. 또한, 스텝 203에서, 예를 들면 마스크(M1)를 기준으로 하여 마스크(M2 ~ M7)의 상대적 위치 및 회전각을 보정함으로써, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴간의 상대적 위치오차 및 회전오차(상대적 배치오차)를 저감할 수 있어, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴을 1매의 대형의 마스크에 형성했을 경우와 동일한 위치관계로 설정할 수 있다. 이 때문에, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴을 플레이트(PT)상에 이어붙여 전사하는 경우의 이음 오차의 발생을 억제할 수 있어, 플레이트(PT)상에 고정밀도로 디바이스 패턴을 전사할 수 있다.
또, 스텝 207에서 플레이트(PT)상의 피노광영역에 전(前) 공정에서 형성되어 있는 패턴과 마스크(M1 ~ M7)의 패턴과의 상대적 위치오차 및 회전오차(동기오차)를 저감하도록 마스크(M1 ~ M7)를 구동함으로써, 겹침 정밀도가 향상한다. 또한, 예를 들면 프리얼라이먼트 정밀도가 높은 경우에는 스텝 203을 생략해도 되고, 주사노광 중의 동기오차를 마스크 스테이지(MST) 및 플레이트 스테이지(PTST)의 동작만으로 보정 가능한 경우에는 스텝 207을 생략하는 것이 가능하다.
또, 본 실시형태에서는, 모든 마스크(M1 ~ M7)를 제어대상의 마스크로 하고 있다. 그렇지만, 예를 들면 도 1의 투영광학장치(PL)를 1열의 투영광학계(PL1, PL3, PL5, PL7)만으로 구성하고, 1회째의 주사노광으로 홀수번째의 마스크(M1, M3, M5, M7)의 패턴의 상을 플레이트(PT)상에 노광하며, 2회째의 주사노광으로 짝수번째의 마스크(M2, M4, M6)의 패턴의 상을 먼저 노광한 상에 Y방향으로 이어붙여 노광하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 1회째의 주사노광에서는 홀수번째의 마스크가 제어대상(액츄에이터계(AC1 ~ AC7)에 의한 구동대상)이 되고, 2회째의 주사노광에서는 짝수번째의 마스크가 제어대상이 된다.
또한, 예를 들면 1번째의 마스크(M1)의 위치 및 회전각은 마스크 스테이지(MST) 자체로 보정하고, 다른 마스크(M2 ~ M7)의 마스크 스테이지(MST)에 대한 위치 및 회전각을 액츄에이터계(AC2 ~ AC7)로 보정해도 된다. 이 경우에는, 마스크(M1)용의 액츄에이터계(AC1) 대신에, 단지 마스크(M1)의 위치결정을 행하는 부재를 설치해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는 마스크 스테이지(MST)상에 7개의 마스크(M1 ~ M7)가 놓이지만, 마스크 스테이지(MST)상에는 2개 이상의 임의의 수의 마스크를 놓아도 된다. 따라서, 제어대상의 마스크는 적어도 하나라도 된다.
(2) 또, 본 실시형태에서는, 마스크(M1 ~ M7)의 X방향, Y방향의 위치 및 θz방향의 회전각을 제어하고 있지만, 그 위치 및 회전각 중 적어도 한쪽만을 제어하여도 된다. 이것에 의해서, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 상대오차 및/또는 겹침 오차를 개선할 수 있다.
(3) 또, 스텝 203은 공간상계측계(33A ~ 33H)에 의해서 기준마크(32A, 32B) 등을 기준으로 하여 마스크(M1 ~ M7)의 얼라이먼트 마크(36A, 36B) 등의 위치관계를 계측하고, 이 계측결과로부터 마스크(M1)(마스크 스테이지(MST))에 대한 마스크(M2 ~ M7)의 상대적 위치 및 회전각(이 중 적어도 한쪽이라도 됨)을 구하는 공정과, 그 계측결과에 근거하여 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)에 의해서 마스크(M1 ~ M7)의 위치 및 회전각(이 중 적어도 한쪽이라도 됨)을 변화시키는 공정을 포함하고 있다.
이것에 의해서, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴간의 상대적 위치 및/또는 회전각의 오차를 고정밀도로 보정할 수 있다.
또한, 스텝 203에서는 공간상계측계(33A ~ 33H)에 의한 계측을 행하지 않고, 예를 들면 프리얼라이먼트계(미도시)에 의해서 미리 계측(취득)되어 있는 마스크(M1 ~ M7)의 얼라이먼트 마크(36A, 36B) 등의 위치관계 등에 근거하여, 마스크(M1 ~ M7)의 위치 등을 보정해도 된다.
또, 본 실시형태에서는, 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)의 액츄에이터(39A ~ 39C)로서 피에조모터가 사용되고 있지만, 피에조모터 외에 직동(直動)형의 초음파 모터 또는 보이스 코일 모터 등도 사용할 수 있다.
(4) 또, 스텝 207은 마스크 측의 레이저 간섭계(56X1, 56X2) 등 및 플레이트 측의 레이저 간섭계(51X1, 51X2) 등에 의해서, 플레이트(PT)상의 피노광영역(EP)과 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 상과의 상대적 위치 및 회전각의 오차(이 중 적어도 한쪽이라도 됨)를 구하는 공정과, 그 계측결과에 근거하여 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)에 의해서 마스크(M1 ~ M7)의 위치 및 회전각(이 중 적어도 한쪽이라도 됨)을 개별적으로 제어하는 공정을 포함하고 있다.
이것에 의해서, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 상을 플레이트(PT)의 피노광영역(EP)상에 높은 겹침 정밀도로 노광할 수 있다.
(5) 또, 본 실시형태에서는, 도 4의 (A)에 나타내는 바와 같이, 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)의 액츄에이터(39A ~ 39C)에 의해서 마스크(M1 ~ M7)를 직접 구동하고 있기 때문에, 예를 들면 마스크 스테이지(MST)상에 마스크(M1 ~ M7)가 놓이는 소형의 복수의 가동 스테이지를 마련하는 경우에 비해, 마스크 스테이지(MST)상에 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)를 배치하기 위한 스페이스를 충분히 확보할 수 있다.
또한, 도 9에 나타내는 바와 같이, 액츄에이터계(AC1)의 액츄에이터(39A ~ 39C) 및 가압부(40A ~ 40C)에 의한 마스크(M1)(다른 마스크(M2 ~ M7)도 마찬가지)의 외면의 접촉부에, 예를 들면 금속제의 스페이서(48)(완충부재)을 접착 등에 의해서 마련해도 좋다. 이것에 의해서, 마스크(M1 ~ M7)의 구동시에 마스크(M1 ~ M7)의 측면이 손상을 받을 우려가 없어진다.
(6) 또, 본 실시형태에서는, 마스크 스테이지(MST)(마스크(M1 ~ M7)) 및 플레이트 스테이지(PTST)(플레이트(PT))를 X방향으로 동기하여 이동시키면서, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 투영광학계(PL1 ~ PL7)에 의한 상으로 플레이트(PT)를 주사노광하고 있다. 따라서, 1회의 주사노광으로 효율적으로 마스크(M1 ~ M7)의 패턴을 플레이트(PT)상의 각 피노광영역(EP)에 전사할 수 있다.
또한, 예를 들면 도 4의 (A)에서 마스크(M1)의 패턴영역(PA)의 패턴을 1개의 투영광학계를 통하여 플레이트(PT)상에 일괄 노광한 후, 마스크 스테이지(MST) 및 플레이트(PT)를 Y방향으로 스텝이동하면서, 마스크(M2 ~ M7)의 패턴의 상을 차례차례 이어붙이면서 스텝·앤드·리피트 방식으로 플레이트(PT)상에 노광해도 된다.
[제2 실시형태]
본 발명의 제2 실시형태에 대해 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다. 본 실시형태의 투영노광장치는 도 1의 투영노광장치(EX)와 대략 동일하지만, 복수의 마스크(M1 ~ M7)를 개별적으로 마스크 스테이지(MST)상에 놓는 것이 아니라, 도 10의 (A)에 나타내는 바와 같이, 마스크(M1 ~ M7)를 직사각형의 평판 모양의 캐리어(45)에 놓은 상태에서 마스크 스테이지(MST)상에 놓는 점이 차이가 난다. 도 10의 (A), 도 10의 (B) 및 도 11의 (A), 도 11의 (B)에서, 도 3의 (A), 도 3의 (B) 및 도 4의 (A) ~ 도 4의 (D)에 대응하는 부분에는 동일 부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 10의 (A)는 캐리어(45)상에 마스크(M1 ~ M7)를 놓은 상태를 나타내고, 도 10의 (B)는 그 캐리어(45)를 마스크 스테이지(MST)상에 놓은 상태를 나타낸다. 도 10의 (A)에서 캐리어(45)상의 마스크(M1 ~ M7)의 주위에는 각각 액츄에이터(39A ~ 39C) 및 가압부(40A ~ 40C)를 포함하는 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)가 설치되어 있다. 캐리어(45)에는 액츄에이터(39A ~ 39C) 및 가압부(40A ~ 40C)를 구동하는 전력을 공급하기 위한 커넥터(46)가 설치되어 있다.
마스크(M1 ~ M7)는 처음으로 노광될 때에, 마스크 로더계(미도시)에 의해서 마스크 스테이지(MST)상의 캐리어(45)상에 병렬로 놓인다.
도 10의 (B)에서 마스크 스테이지(MST)상의 캐리어(45)의 커넥터(46)는 가요성의 케이블(70)을 통하여 액츄에이터 구동계(58)에 연결되고, 액츄에이터 구동계(58)는 도 4의 (A)의 예와 동일하게 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)를 통하여 마스크 스테이지(MST)에 대해서 마스크(M1 ~ M7)를 구동한다.
도 11의 (A)는 도 10의 (B)의 마스크 스테이지(MST)를 나타내는 평면도, 도 11의 (B)는 도 11의 (A)의 XIB-XIB선에 따른 확대 단면도이다. 도 11의 (A)에서 캐리어(45)에는 마스크(M1 ~ M7)의 패턴영역(PA)을 덮도록 개구(22)가 형성되고, 마스크 스테이지(MST)에는 개구(22)를 덮도록 개구(21)가 형성되어 있다. 또, 도 4의 (A)의 마스크 스테이지(MST)상의 에어패드부(41A ~ 41D)(본 실시형태에서는 흡착용으로 사용됨)에 대응하여, 캐리어(45)의 개구(22)의 주위에 진공예압형 기체베어링을 구성하는 4개소의 에어패드부(41E ~ 41H)가 형성되어 있다.
도 11의 (B)에서 마스크 스테이지(MST) 내의 통기구멍(42B)에 연통하는 배기구멍(42E)으로부터의 흡인에 의해서, 캐리어(45)는 마스크 스테이지(MST)의 에어패드부(41D)에 흡착유지된다. 또한, 캐리어(45)의 에어패드부(41H)에는 에어패드부(41D) 내의 배기구멍(42A) 및 급기구멍(42C)에 접속되도록 각각 배기구멍(42A1) 및 급기구멍(42C1)이 형성되어 있다. 다른 구성은 도 4의 (A)와 동일하며, 에어패드부(41H)로부터의 흡인 및 가압에 의해서, 마스크(M1)는 에어패드부(41H)로부터 갭(g)를 벌려 부상하여 보유지지된다. 따라서, 마스크(M1 ~ M7)는 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)에 의해서 캐리어(45)(마스크 스테이지(MST))에 대해서 X방향, Y방향, θz방향으로 원활히 구동할 수 있다.
본 실시형태의 작용효과 등은 다음과 같다.
(1) 본 실시형태에서, 마스크(M1 ~ M7)를 처음으로 사용할 때에는, 도 11의 (A)에 나타내는 바와 같이 마스크(M1 ~ M7)를 마스크 스테이지(MST)상의 캐리어(45)상의 액츄에이터계(AC1 ~ AC7) 내에 놓고, 에어패드부(41E ~ 41H)의 흡인 및 가압을 개시한다. 그 후, 도 8의 스텝 203에 대응하여, 플레이트 스테이지(PTST)상의 기준마크(32A, 32B) 등과 마스크(M1 ~ M7)의 얼라이먼트 마크(36A, 36B) 등의 상과의 위치어긋남량을 계측하며, 예를 들면 마스크(M1)(나아가서는 캐리어(45) 또는 마스크 스테이지(MST))를 기준으로 하여 다른 마스크(M2 ~ M7)의 상대위치 및 상대각도의 오차(또는 이들 중 적어도 한쪽)를 계측한다.
그 후, 그 오차를 보정하도록 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)를 통하여 캐리어(45)에 대한 마스크(M1 ~ M7)의 위치 및 회전각 중 적어도 한쪽을 변화시킴으로써, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴을 1매의 큰 마스크에 형성되어 있는 경우와 등가인 위치관계로 설정할 수 있다. 따라서, 플레이트(PT)상에 소망의 큰 디바이스 패턴을 고정밀도로 노광할 수 있다.
또한, 주사노광 중에 스텝 207에 대응하여, 레이저 간섭계를 통하여 계측되는 마스크(M1 ~ M7)의 패턴(마스크 스테이지(MST))의 상과 플레이트(PT)의 피노광영역(EP)(플레이트 스테이지(PTST))와의 위치어긋남량을 보정하도록 캐리어(45)상의 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)를 구동함으로써, 겹침 오차를 저감할 수 있다.
(2) 그 노광 후, 커넥터(46)로부터 케이블(70)을 떼어낸 후, 마스크(M1 ~ M7)는 캐리어(45)에 놓인 상태에서 마스크 로더계(미도시)에 의해서 마스크 스테이지(MST)와 마스크 라이브러리(미도시)와의 사이에서 반송되어, 캐리어(45)에 놓인 상태에서 마스크 라이브러리에 수납된다. 2회째 이후에 마스크(M1 ~ M7)를 사용할 때에는, 마스크(M1 ~ M7)는 캐리어(45)에 놓인 상태에서 마스크 로더계에 의해서 마스크 스테이지(MST)상에 놓인다.
이 때, 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)의 액츄에이터(39A ~ 39C)로서는 전력이 공급되지 않는 상태에서 작동위치를 대략 일정하게 유지하는 피에조모터(또는 초음파 모터, 소형 전동 마이크로미터 등이라도 됨)가 사용되고 있기 때문에, 캐리어(45)상에 병렬로 놓인 마스크(M1 ~ M7)의 상대위치 등은 마스크 스테이지(MST)로부터 마스크 라이브러리를 거쳐 마스크 스테이지(MST)로 돌아오는 동안 대략 일정한 관계로 유지된다. 따라서, 2회째 이후에, 마스크(M1 ~ M7)가 놓인 캐리어(45)를 마스크 스테이지(MST)상에 놓은 상태에서는 마스크(M1 ~ M7)의 상대위치 등이 그 전의 노광시에 설정된 상태(대략 마스크(M1 ~ M7)간의 상대위치오차 등이 보정된 상태)이기 때문에, 스텝 203에 대응하는 마스크 얼라이먼트 동작을 지극히 단시간에 실행할 수 있거나, 또는 스텝 203에 대응하는 동작을 생략하여, 노광시간을 단축할 수 있다. 또, 캐리어(45)를 이용하여 마스크(M1 ~ M7)를 일괄적으로 반송할 수 있기 때문에, 스텝 201에 대응하는 마스크(M1 ~ M7)의 반송시간을 단축할 수 있다.
(3) 또한, 본 실시형태에서, 스텝 203에 대응하는 공정에서는 캐리어(45)와 마스크 스테이지(MST)와의 상대위치 및 상대각도 중 적어도 한쪽을 계측하고, 이 계측결과에 근거하여 캐리어(45)의 마스크 스테이지(MST)에 대한 위치 및 회전각 중 적어도 한쪽을 변화시키도록 해도 된다. 이것은, 예를 들면 마스크 스테이지(MST)상에 설치되는 도시하지 않은 화상 처리형의 프리얼라이먼트계와 마스크 로더계를 이용하여 행할 수 있다.
[제3 실시형태]
본 발명의 제3 실시형태에 대해 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 제2 실시형태와 마찬가지로 도 12의 (A)에 나타내는 바와 같이, 캐리어(45)상에 마스크(M1 ~ M7)를 놓지만, 캐리어(45)상의 액츄에이터계(ACS1 ~ ACS7)가 제2 실시형태와는 달리 오퍼레이터에 의해서 메뉴얼로 구동되는 점이 차이가 난다. 이하, 도 12의 (A), 도 12의 (B) 및 도 13에서, 도 10의 (A), 도 10의 (B) 및 도 11의 (A), 도 11의 (B)에 대응하는 부분에는 동일 부호를 부여하여 그 상세한 설명을 생략한다.
도 12의 (A)는 캐리어(45)상에 마스크(M1 ~ M7)를 놓은 상태를 나타내고, 도 12의 (B)는 도 12의 (A)의 마스크(M1)를 나타낸다. 도 12의 (A)의 마스크(M1)용의 액츄에이터계(ACS1)는, 도 12의 (B)에 나타내는 바와 같이 마스크(M1)를 구동하는 수동의 3축의 액츄에이터(39SA ~ 39SC)와, 이들에 마스크(M1)를 가압하는 가압부(40SA ~ 40SC)를 구비하고 있다. 대표적으로 액츄에이터(39SAB)는, 도 12의 (D)에 나타내는 바와 같이 수동의 마이크로미터이며, 가압부(40SB)는, 도 12의 (C)에 나타내는 바와 같이 코일스프링식의 플런저이다. 다른 액츄에이터계(ACS2 ~ ACS7)도 동일하게 구성되어 있다.
또, 도 13은 본 실시형태에서 마스크 라이브러리(미도시)와 도 10의 (B)의 마스크 스테이지(MST)와의 사이에 배치되는 프리얼라이먼트 장치를 나타낸다. 도 13에서 X축, Y축, Z축으로 이루어지는 직교좌표계를 설정한다. 프리얼라이먼트 장치는 X축의 이동거울(64X1, 64X2) 및 Y축의 이동거울(64Y1)을 구비하고, 도시하지 않은 가이드부재를 따라서 X방향으로 이동하는 X스테이지(63)와, 그 베이스부재에 대해서 도시하지 않은 프레임을 통하여 Y축(X축에 직교하는 축)에 평행하게 가설된 Y축가이드(65)와, Y축의 이동거울(64Y2)를 구비하며, Y축가이드(65)를 따라서 Y방향으로 이동하는 촬상장치(66)와, 이동거울(64X1, 64X2)의 X방향의 위치 및 이동거울(64Y1, 64Y2)의 Y방향의 위치를 각각 계측하는 4축의 레이저 간섭계(미도시)와, 촬상장치(66)의 촬상신호를 처리하는 처리장치(미도시)를 포함하고 있다. X스테이지(63)상에 캐리어(45)가 흡착유지된다.
마스크(M1 ~ M7)를 처음으로 사용할 때에는, 마스크 로더계에 의해서 캐리어(45)상의 액츄에이터계(ACS1 ~ ACS7) 내에 마스크(M1 ~ M7)가 놓인다. 그 상태에서 캐리어(45)를 X스테이지(63)상에 놓고 흡착유지한 후, 마스크(M1 ~ M7)의 프리얼라이먼트를 행한다. 즉, X스테이지(63)를 X방향으로 구동하는 동작과, 촬상장치(66)를 Y축가이드(65)를 따라서 Y방향으로 구동하는 동작을 조합하여, 촬상장치(66)에 의해서 마스크(M1 ~ M7)의 얼라이먼트 마크(36A, 36B)(및/또는 37A, 37B)의 좌표를 계측한다. 그 후, 예를 들면 마스크(M1)(캐리어(45))를 기준으로 하여 다른 마스크(M2 ~ M7)의 X방향, Y방향의 위치어긋남량 및 Z축의 주위의 회전각(또는 이들 중 적어도 한쪽이라도 됨)을 구한다. 또한, 상기의 처리장치에서는 그 위치어긋남량 및 회전각을 상쇄하기 위한 도 12의 (A)의 액츄에이터계(ACS2 ~ ACS7)의 액츄에이터(39SA ~ 39SC)(마이크로미터)의 구동량을 구한다. 그 후, 오퍼레이터가 그 구해진 구동량만큼 액츄에이터(39SA ~ 39SC)를 수동으로 조작함으로써, 마스크(M1 ~ M7)의 상대적 위치어긋남량 및 회전각의 오차를 보정할 수 있다.
이와 같이 프리얼라이먼트가 행해진 캐리어(45)는 도시하지 않은 마스크 로더계에 의해서 도 10의 (B)의 마스크 스테이지(MST)상으로 반송된다. 이 때, 캐리어(45)상의 마스크(M1 ~ M7)는 프리얼라이먼트가 완료되어 있어, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴이 형성된 1매의 대형의 마스크로서 취급할 수 있다. 따라서, 마스크 스테이지(MST)상에서는, 예를 들면 양단의 마스크(M1 및 M7)의 얼라이먼트 마크의 상과 대응하는 플레이트 스테이지상의 기준마크와의 위치어긋남량을 검출하는 것만으로 마스크(M1 ~ M7)의 최종적인 얼라이먼트(파인(fine) 얼라이먼트)를 신속히 행할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 액츄에이터계(ACS1 ~ ACS7)는 메뉴얼 방식으로 구동되기 때문에, 노광 중에 마스크(M1 ~ M7)를 개별적으로 구동하는 동작은 실행되지 않는다. 이 때문에, 마스크(M1 ~ M7)의 캐리어(45)에 대한 보유지지는 단순한 진공흡착만이어도 되고, 가압을 행할 필요는 없다.
또, 노광 후에는, 마스크(M1 ~ M7)는 캐리어(45)에 놓인 상태에서 마스크 라이브러리로 반송되어 격납된다. 그 후, 마스크(M1 ~ M7)를 사용할 때에는, 프리얼라이먼트가 완료되어 있기 때문에, 마스크(M1 ~ M7)가 놓인 캐리어(45)를 그대로 마스크 스테이지(MST)상으로 반송하는 것만이어도 된다. 따라서, 마스크(M1 ~ M7)의 얼라이먼트를 신속히 행할 수 있다.
[제4 실시형태]
본 발명의 제4 실시형태에 대해 도 14 및 도 15를 참조하여 설명한다. 본 실시형태에서는, 제2 실시형태와 마찬가지로 도 14의 (A)에 나타내는 바와 같이, 캐리어(47A)상에 마스크(M1 ~ M7)를 놓고 반송하지만, 캐리어(47A)에는 액츄에이터계가 설치되지 않고, 제1 실시형태와 마찬가지로 마스크 스테이지(MST)상에 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)가 설치되어 있다. 이하, 도 15의 (A), 도 15의 (B)에서, 도 4의 (A), 도 4의 (D)에 대응하는 부분에는 동일 부호를 부여하여 그 상세한 설명을 생략한다.
도 14의 (A)는 본 실시형태의 캐리어(47A)를 나타내는 평면도, 도 14의 (B)는 캐리어(47A)상에 마스크(M1 ~ M7)를 놓은 상태를 나타내는 평면도, 도 14의 (C)는 마스크 로더계(61)에서 캐리어(47A)를 반송하고 있는 상태를 나타내는 사시도이다. 도 14의 (A)에서 직사각형의 평판 모양의 캐리어(47A)에는 마스크(M1 ~ M7)를 통과한 조명광을 통과시킴과 아울러, 위치 B2로 나타내는 바와 같이 4모퉁이 및 대향하는 긴 변의 중앙부에서 마스크(M1 ~ M7)를 보유지지할 수 있는 7개의 직사각형 모양의 개구(23)가 형성되어 있다. 개구(23)에는 마스크 스테이지(MST)상의 액츄에이터계(AC1 ~ AC7) 및 에어패드부(41A ~ 41D)를 통과할 수 있도록 절개부(23a ~ 23f)가 형성되어 있다.
또, 도 14의 (C)에서 마스크 라이브러리(62)에는 캐리어(47A)와 동일 형상으로 각각 7매의 마스크(MB1 ~ MB7, MC1 ~ MC7, MD1 ~ MD7)가 놓인 복수의 캐리어(47B ~ 47D)가 격납되어 있다. 마스크 라이브러리(62)에는 캐리어(47A)를 격납하는 스페이스도 마련되어 있다. 마스크 로더계(61)는 캐리어(47A ~ 47D)를 반송하기 위한 핸드부(61d)를 구비하고 있다.
마스크(M1 ~ M7)는, 처음은 예를 들면 개별적으로 마스크를 반송하는 마스크 로더계(미도시)에 의해서 캐리어(47A)상에 놓인다. 그 후, 마스크(M1 ~ M7)는 캐리어(47A)에 놓인 상태에서 마스크 라이브러리(62) 내에 격납된다. 마스크(M1 ~ M7)를 노광에 사용할 때에는, 마스크(M1 ~ M7)가 놓인 캐리어(47A)를 마스크 로더계(61)에 의해서 마스크 라이브러리(62)로부터 마스크 스테이지(MST)상으로 반송한다.
도 15의 (A)는 캐리어(47A)가 반송된 마스크 스테이지(MST)를 나타내는 평면도, 도 15의 (B)는 도 15의 (A)의 XVB-XVB선에 따른 단면도이다. 캐리어(47A)에 놓인 마스크(M1 ~ M7)를 마스크 스테이지(MST)로 건네 받을 때에는, 캐리어(47A)의 개구(23)의 절개부(23a ~ 23f)를 액츄에이터계(AC1 ~ AC7) 및 에어패드부(41A ~ 41D)가 통과하여, 에어패드부(41A ~ 41D)상에 마스크(M1 ~ M7)가 건네 받아진다. 이 때, 도 15의 (B)에 나타내는 바와 같이, 캐리어(47A)는 마스크(M1)(마스크(M2 ~ M7)에 대해서도 마찬가지)와 마스크 스테이지(MST)와의 사이의 공간으로 퇴피된다. 또한, 마스크 스테이지(MST)상에 2점쇄선으로 나타내는 홈부(25)를 형성해 두고, 홈부(25) 내에 캐리어(47A)를 매설하여 퇴피시켜도 된다.
이 결과, 마스크(M1 ~ M7)는 캐리어(47A)로부터 분리된 상태가 되기 때문에, 제1 실시형태와 마찬가지로 마스크 스테이지(MST)상의 액츄에이터계(AC1 ~ AC7)에 의해서 개별적으로 구동할 수 있다. 또, 노광 종료 후에는, 도 15의 (B)의 상태로부터 마스크 로더계에 의해서 캐리어(47A)를 Z방향으로 상승시킴으로써, 캐리어(47A)상에 마스크(M1 ~ M7)가 놓인다. 그 후, 마스크(M1 ~ M7)는 캐리어(47A)에 놓인 상태에서 마스크 라이브러리에 격납된다.
이상 설명한 실시형태의 투영노광장치(주사형 노광장치)를 이용하여, 기판(유리플레이트)상에 소정의 패턴(회로패턴, 전극패턴 등)을 형성함으로써, 액정표시소자 등의 액정디바이스를 제조할 수 있다. 이하, 도 16의 스텝 S401 ~ S404를 참조하여, 이 제조방법의 일례에 대해 설명한다.
도 16의 스텝 S401(패턴형성공정)에서는, 먼저, 노광대상의 기판상에 포토레지스터를 도포하여 감광기판을 준비하는 도포공정, 상기의 주사형 노광장치를 이용하여 액정표시소자용의 마스크의 패턴을 그 감광기판상에 전사노광하는 노광공정 및 그 감광기판을 현상하는 현상공정이 실행된다. 이 도포공정, 노광공정 및 현상공정을 포함하는 리소그래피 공정에 의해서, 그 기판상에 소정의 레지스터 패턴이 형성된다. 이 리소그래피 공정에 이어서, 그 레지스터 패턴을 가공용의 마스크로 한 에칭공정 및 레지스터 박리공정 등을 거쳐, 그 기판상에 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 리소그래피 공정 등은 그 기판상의 레이어 수에 따라 복수 회 실행된다.
그 다음의 스텝 S402(칼라필터 형성공정)에서는, 빨강 R, 초록 G, 파랑 B에 대응한 3개의 미세한 필터의 그룹을 매트릭스 모양으로 다수 배열하거나 또는 빨강 R, 초록 G, 파랑 B의 3개의 스트라이프 모양의 복수의 필터의 그룹을 수평 주사선 방향으로 배열함으로써 칼라필터를 형성한다. 그 다음의 스텝 S403(셀 조립공정)에서는, 예를 들면 스텝 S401에서 얻어진 소정 패턴을 가지는 기판과 스텝 S402에서 얻어진 칼라필터와의 사이에 액정을 주입하여, 액정패널(액정셀)을 제조한다.
그 후의 스텝 S404(모듈조립공정)에서는, 그와 같이 하여 조립된 액정패널(액정셀)에 표시동작을 행하게 하기 위한 전기회로 및 백라이트 등의 부품을 장착하여, 액정표시소자로서 완성시킨다. 상술의 액정표시소자의 제조방법에 의하면, 노광공정에서 사용하는 마스크(M1 ~ M7) 등의 제조비용을 저감할 수 있다. 또한, 노광 중에도 마스크(M1 ~ M7) 등을 구동함으로써 겹침 정밀도도 향상하기 때문에, 저비용이고 또한 고정밀도로 액정표시소자의 제조를 행할 수 있다.
또한, 본 발명은 액정표시소자의 제조 프로세스로의 적용에 한정되지 않고, 예를 들면, 플라스마 디스플레이 등의 디스플레이 장치의 제조 프로세스나, 촬상소자(CCD 등), 마이크로 머신, MEMS(Microelectromechanical Systems : 미소 전기 기계 시스템), 세라믹스 웨이퍼 등을 기판으로 하여 이용하는 박막자기헤드 및 반도체소자 등의 각종 디바이스의 제조 프로세스에도 넓게 적용할 수 있다.
또한, 상술의 실시형태에서는, 광원으로서 방전램프를 구비하고, 필요한 g선, h선 및 i선 등의 광을 선택하도록 하고 있었다. 그렇지만, 이것에 한정하지 않고, 노광광으로서 자외LED로부터의 광, KrF 엑시머 레이저(248㎚)나 ArF 엑시머 레이저(193㎚)로부터의 레이저광 또는 고체 레이저(반도체 레이저 등)의 고주파 등을 이용하는 경우라도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
또, 상술의 실시형태에서는, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴의 상을 투영광학계(PL1 ~ PL7)에 의해서 투영하는 투영노광장치에 본 발명을 적용하는 것으로서 설명했지만, 투영노광장치에 한정되지 않고, 프록시미티(proximity) 노광을 행하는 노광장치에도 적용할 수 있다.
또, 상술의 실시형태에서는, 패턴이 형성된 마스크(M1 ~ M7)로서 노광광을 투과시키는 투과형 마스크를 이용하는 것으로서 설명했지만, 노광광을 반사시키는 반사형 마스크를 이용할 수도 있다. 반사형 마스크로서는, 예를 들면 복수의 미소한 미러 엘리먼트에 의해서 패턴이 형성되는 DMD(Digital Micromirror Device 또는 Deformable Micromirror Device)를 이용할 수 있다.
또, 상술의 실시형태에서는, 마스크(M1 ~ M7)의 패턴을 전사하는 물체(패턴을 통하여 노광하는 물체)로서 유리플레이트 등의 플레이트(PT)를 이용하는 것으로서 설명했지만, 유리플레이트 등의 견고한 플레이트(기판)에 한정하지 않고, 유연한 필름 모양 혹은 시트 모양의 물체를 이용할 수도 있다.
또, 상기의 실시형태의 투영노광장치(EX)(노광장치)는 본원 청구의 범위에 거론된 스테이지(MST, PTST) 등의 각 구성요소를 포함하는 각종 서브시스템을 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립하는 것으로 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 이 조립의 전후에는 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 각종 서브시스템으로부터 노광장치로의 조립공정은 각종 서브시스템 상호의 기계적 접속, 전기회로의 배선접속, 기압회로의 배관접속 등이 포함된다. 이 각종 서브시스템으로부터 노광장치로의 조립공정의 전에 각 서브시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브시스템의 노광장치로의 조립공정이 종료되면, 종합 조정이 행해져 노광장치 전체적으로의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 행하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상술의 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 구성을 취할 수 있다. 또, 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약을 포함하는 2008년 4월 16 날짜 제출의 일본특허출원 제2008-107337의 모든 개시내용은 전부 그대로 인용하여 본원에 통합되어 있다.
M1 ~ M7 … 마스크, MST … 마스크 스테이지,
PL1 ~ PL7 … 투영광학계, PT … 플레이트,
PTST … 플레이트 스테이지, AC1 ~ AC7 … 액츄에이터계,
36A, 36B … 얼라이먼트 마크, 39A ~ 39C … 액츄에이터,
40A ~ 40C … 가압부, 41A ~ 41C … 에어패드부,
45 … 캐리어, 47A ~ 47D … 캐리어

Claims (33)

  1. 패턴이 형성된 복수의 마스크를 제1 스테이지상에 지지하는 지지공정과,
    상기 복수의 마스크 중 적어도 1개의 제어대상 마스크를 상기 제1 스테이지에 대해서 개별적으로 움직여 이 복수의 마스크의 상대배치를 제어하는 제어공정과,
    상기 상대배치가 제어된 상기 복수의 마스크의 상기 패턴을 통해 제2 스테이지에 놓인 물체를 노광하는 노광공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어공정은,
    상기 복수의 마스크간의 상대적 배치오차와, 상기 제어대상 마스크와 상기 물체와의 사이의 상대적 배치오차와의 적어도 한쪽을 계측하는 계측공정과,
    상기 계측공정의 계측결과에 근거하여 상기 제어대상 마스크를 상기 제1 스테이지에 대해서 움직이게 하는 구동공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지를 동기(同期)하여 이동시키는 동기이동공정을 포함하고,
    상기 제어공정은 상기 계측공정의 계측결과에 근거하여, 상기 제1 스테이지의 이동위치에 대응하는 상기 제어대상 마스크의 구동량을 설정하는 설정공정을 포함하며,
    상기 구동공정은 상기 제1 스테이지의 이동에 따라, 상기 설정공정에 의해서 설정된 상기 구동량에 근거하여 상기 제어대상 마스크를 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  4. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 계측공정은 상기 복수의 마스크에 형성된 각 계측마크와 상기 제2 스테이지에 형성된 기준마크와의 사이의 위치어긋남량을 계측하고, 이 위치어긋남량에 근거하여 상기 복수의 마스크간의 상대적 배치오차를 계측하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  5. 청구항 2 또는 3에 있어서,
    상기 계측공정은 상기 복수의 마스크에 형성된 각 계측마크의 좌표를 계측하고, 이 좌표에 근거하여 상기 복수의 마스크간의 상대적 배치오차를 계측하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  6. 청구항 2 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측공정은 상기 제어대상 마스크에 형성된 각 마스크상 마크와 상기 물체에 형성된 물체상 마크와의 사이의 위치어긋남량을 계측하고, 이 위치어긋남량에 근거하여 상기 제어대상 마스크와 상기 물체와의 사이의 상대적 배치오차를 계측하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  7. 청구항 2 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상대적 배치오차는 상대적 위치오차 및 회전오차 중 적어도 한쪽을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  8. 청구항 2 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지공정은 보유지지부재를 통하여 상기 복수의 마스크를 지지하고,
    상기 구동공정은 상기 제어대상 마스크를 상기 보유지지부재에 대해서 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  9. 청구항 2 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동공정은 상기 제어대상 마스크에 바깥에 설치된 부재를 통하여 이 제어대상 마스크를 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  10. 청구항 2 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동공정은 상기 제어대상 마스크의 위치 및 회전각 중 적어도 한쪽을 변화시키는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 마스크를 반송부재상에 놓고, 상기 복수의 마스크가 놓인 상기 반송부재를 상기 제1 스테이지상으로 반송하며, 상기 반송부재상의 상기 복수의 마스크를 상기 제1 스테이지로 건네 받고, 상기 복수의 마스크를 건네 받은 상기 반송부재를 상기 제1 스테이지의 퇴피부로 퇴피시키는 퇴피공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 복수의 마스크를 상기 보유지지부재상에 놓는 마스크 재치(載置)공정과,
    상기 복수의 마스크가 놓인 상기 보유지지부재를 상기 제1 스테이지상으로 반송하는 부재반송공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  13. 청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광공정은, 상기 복수의 마스크에 각각 대응하여 배치된 복수의 투영광학계를 통하여 상기 물체를 노광하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지를 동기하여 이동시키는 동기이동공정을 포함하고,
    상기 노광공정은 상기 동기이동공정 중에 상기 물체를 노광하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  15. 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 기재한 노광방법을 이용하여, 상기 복수의 마스크의 상기 패턴을 상기 제2 스테이지에 놓인 감광기판에 전사하는 전사공정과,
    상기 패턴이 전사된 상기 감광기판을 현상하고, 상기 패턴에 대응하는 형상의 전사패턴층을 상기 감광기판상에 형성하는 현상공정과,
    상기 전사패턴층을 통하여 상기 감광기판을 가공하는 가공공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
  16. 패턴이 형성된 복수의 마스크를 지지하는 제1 스테이지와,
    물체가 놓이는 제2 스테이지와,
    상기 복수의 마스크 중 적어도 1개의 제어대상 마스크를 상기 제1 스테이지에 대해서 개별적으로 움직여 이 복수의 마스크의 상대배치를 제어하는 제어장치와,
    상기 상대배치가 제어된 상기 복수의 마스크의 상기 패턴을 통하여 상기 물체에 노광광을 조사하는 조명계를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 복수의 마스크간의 상대적 배치오차와, 상기 제어대상 마스크와 상기 물체와의 사이의 상대적 배치오차와의 적어도 한쪽을 계측하는 계측장치와,
    상기 계측장치의 계측결과에 근거하여 상기 제어대상 마스크를 상기 제1 스테이지에 대해서 움직이게 하는 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지를 동기하여 이동시키는 스테이지 제어부를 구비하고,
    상기 제어장치는 상기 계측장치의 계측결과에 근거하여, 상기 제1 스테이지의 이동위치에 대응하는 상기 제어대상 마스크의 구동량을 설정하는 설정제어부를 포함하며,
    상기 구동장치는 상기 제1 스테이지의 이동에 수반하여, 상기 구동량에 근거하여 상기 제어대상 마스크를 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  19. 청구항 17 또는 18에 있어서,
    상기 계측장치는 상기 복수의 마스크에 형성된 각 계측마크와 상기 제2 스테이지에 형성된 기준마크와의 사이의 위치어긋남량을 계측하고, 이 위치어긋남량에 근거하여 상기 복수의 마스크간의 상대적 배치오차를 계측하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  20. 청구항 17 또는 18에 있어서,
    상기 계측장치는 상기 복수의 마스크에 형성된 각 계측마크의 좌표를 계측하고, 이 좌표에 근거하여 상기 복수의 마스크간의 상대적 배치오차를 계측하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  21. 청구항 17 내지 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측장치는 상기 제어대상 마스크에 형성된 각 마스크상 마크와 상기 물체에 형성된 물체상 마크와의 사이의 위치어긋남량을 계측하고, 이 위치어긋남량에 근거하여 상기 제어대상 마스크와 상기 물체와의 사이의 상대적 배치오차를 계측하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  22. 청구항 17 내지 21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상대적 배치오차는 상대적 위치오차 및 회전오차 중 적어도 한쪽을 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  23. 청구항 17 내지 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 스테이지는 보유지지부재를 통하여 상기 복수의 마스크를 지지하고,
    상기 구동장치는 상기 제어대상 마스크를 상기 보유지지부재에 대해서 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  24. 청구항 17 내지 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동장치는 상기 제어대상 마스크에 바깥에 설치된 부재를 통하여 이 제어대상 마스크를 움직이게 하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  25. 청구항 17 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동장치는 상기 제어대상 마스크의 위치 및 회전각 중 적어도 한쪽을 변화시키는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  26. 청구항 17 내지 25 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동장치는 전력이 공급되지 않는 상태에서 작동위치를 대략 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  27. 청구항 16 내지 26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 마스크가 놓인 반송부재를 상기 제1 스테이지상으로 반송하고, 상기 반송부재상의 상기 복수의 마스크를 상기 제1 스테이지의 마스크 지지부로 건네 받으며, 이 복수의 마스크를 건네 받은 상기 반송부재를 상기 제1 스테이지의 퇴피부로 퇴피시키는 반송장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 복수의 마스크가 놓인 상기 반송부재를 보관하는 보관부를 구비하고,
    상기 반송장치는 상기 보관부에 보관된 상기 반송부재를 상기 제1 스테이지상로 반송하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  29. 청구항 23에 있어서,
    상기 복수의 마스크가 놓인 상기 보유지지부재를 상기 제1 스테이지상으로 반송하는 반송장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  30. 청구항 16 내지 29 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 마스크에 대응하여 배치되고, 이 복수의 마스크의 상기 패턴의 상을 상기 물체상에 투영하는 복수의 투영광학계를 구비하며,
    상기 조명계는 상기 복수의 투영광학계를 통하여 상기 물체에 상기 노광광을 조사하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 투영광학계는 상기 패턴의 상을 확대하여 투영하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  32. 청구항 16 내지 31 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지를 동기하여 이동시키는 스테이지 제어부를 구비하고,
    상기 조명계는 상기 스테이지 제어부가 이동시키는 상기 제1 스테이지상의 상기 복수의 마스크의 상기 패턴을 통해, 이 제 1 스테이지에 동기하여 이동되는 상기 제2 스테이지상의 상기 물체에 노광광을 조사하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  33. 청구항 16 내지 32 중 어느 한 항에 기재한 노광장치를 이용하여, 상기 복수의 마스크의 상기 패턴을 상기 제2 스테이지에 놓인 감광기판에 전사하는 전사공정과,
    상기 패턴이 전사된 상기 감광기판을 현상하고, 상기 패턴에 대응하는 형상의 전사패턴층을 상기 감광기판상에 형성하는 현상공정과,
    상기 전사패턴층을 통하여 상기 감광기판을 가공하는 가공공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007201457A (ja) * 2005-12-28 2007-08-09 Nikon Corp 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP4984810B2 (ja) * 2006-02-16 2012-07-25 株式会社ニコン 露光方法、露光装置及びフォトマスク
KR20080102192A (ko) * 2006-02-16 2008-11-24 가부시키가이샤 니콘 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법

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