KR20110026383A - 노광 장치, 노광 방법, 및 그것을 이용한 디바이스 제조 방법 - Google Patents

노광 장치, 노광 방법, 및 그것을 이용한 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20110026383A
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명의 노광 장치는, 형상 계측 유닛에 의해 계측되는 원판의 패턴면의 이면의 형상과 저장 유닛에 미리 저장된 원판의 패턴면의 이면의 형상에 관련된 계측 결과를 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 보정 유닛이 원판의 변형을 보정하게 하는 제어 유닛을 포함한다.

Description

노광 장치, 노광 방법, 및 그것을 이용한 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD USING SAME}
본 발명은, 노광 장치, 노광 방법, 및 그것을 이용한 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 노광 장치나 액정 노광 장치를 사용하는 리소그래피 기술을 이용하여 반도체나 액정 기판이 제조된다. 이들 노광 장치 각각은, 마스크, 레티클 등의 원판(이하, "마스크"라 칭함)을 마스크 스테이지에 탑재하고 주사 구동해서 기판을 노광한다. 노광 동안 마스크의 변형이나, 마스크 자체의 평탄도에 기인하여 노광 패턴의 해상력 열화가 발생할 수 있다. 마스크의 변형에 영향을 끼치는 요인의 예는, 마스크 자체의 무게에 기인하는 마스크의 휨, 마스크의 평탄도에 기인하는 마스크 스테이지에의 탑재 동안의 마스크의 변형, 마스크 스테이지의 마스크 척부의 평탄도, 노광 열 등의 온도 변화 등을 포함한다. 마스크의 변형에 대처하기 위해서, 예를 들어, 노광 장치가 소정의 마스크 보정 유닛을 사용해서 마스크의 변형을 보정하는 것이 생각된다. 반도체나 액정 기판의 제조 동안, 노광 장치는 연속적으로 동작한다. 그러므로, 마스크의 변형에 대한 보정 구동에 의해 마스크의 변형량이 미리 정해진 범위 내에서 항상 억제되는 것을 감시하고, 마스크의 변형량이 미리 정해진 범위 밖일 때는 보정량의 수정, 노광 동작의 정지 등의 조치를 취하는 것이 요망된다.
한편, 마스크에는, 일반적으로 노광용의 패턴이 마스크의 편면(마스크 스테이지 상에 탑재 시의 하면) 상에 묘화된다. 이하에서는, 패턴이 묘화된 면을 "패턴면"이라고 칭한다. 마스크의 변형량을 감시하기 위해서, 패턴면을 감시할 필요가 있다. 그리하여, 마스크면 계측계가 마스크의 패턴면에 검출광을 사입사시켜, 그 반사광을 이용해서 마스크의 변형량을 계측하는 시스템이 제안되어 있다. 일본공개특허 제2008-277579호에 개시된 노광 장치는, 투영 광학계의 광축 방향에서의 패턴면의 위치가 허용가능한 범위 내로 되도록, 마스크 상에 탑재된 보정판을 사용하여, 패턴면에 직교하는 방향으로 마스크에 힘을 인가해서 마스크의 휨을 보정한다.
여기서, 마스크의 패턴면은, 마스크의 하면 상에 형성되어 있으므로, 마스크면 계측계를 마스크의 하면 상에 제공할 필요가 있다. 그러나, 마스크 스테이지가 주사 방향으로 구동되므로, 마스크면 계측계가 마스크의 패턴면에 검출광을 사입사시켜, 그 반사광을 사용해서 마스크의 변형량을 계측하는 전술된 시스템에서는, 마스크의 하면 상에 마스크면 계측계를 제공하는 것이 어렵다. 또한, 노광 장치에 있어서의 마스크의 변형량을 감시하기 위해서 마스크의 패턴면의 형상을 계측할 때, 패턴이 묘화되어 있는 크롬부와 패턴이 묘화되어 있지 않은 유리부 간에 반사율의 차이에 기인하여, 계측 오차가 발생한다.
한편, 패턴이 형성되어 있지 않은 마스크의 상면(마스크의 패턴면의 이면)에 마스크면 계측계를 제공하고, 마스크면 계측계를 사용하여 마스크의 상면의 형상을 계측하고, 계측 결과에 기초하여 마스크의 변형을 보정하는 기술이 생각된다. 이 기술은, 마스크의 크롬부와 유리부 간의 반사율의 차이에 의해 야기된 계측 오차는 발생시키지 않으나, 마스크의 상하면 간의 평면 형상의 차이 및 두께의 변동에 기인하여, 고정밀도의 계측을 행하는 것이 어렵다. 따라서, 이 기술에 의해, 마스크의 변형량을 정밀하게 검출하는 것은 어렵다. 또한, 일본공개특허공보 제2008-277579호에 개시된, 마스크 상에 탑재된 보정판을 사용해서 마스크의 휨을 보정하는 노광 장치에서는, 보정판의 두께의 변동에 기인하여, 마스크의 형상의 계측 결과에 오차가 발생하기 쉽다.
상기의 관점에서, 본 발명은 마스크의 변형을 이전보다 더 정밀하게 보정할 수 있는 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 양태에 따르면, 원판에 광을 조명하는 조명 광학계; 조명된 원판으로부터의 광을 기판으로 유도하는 투영 광학계; 원판의 패턴의 합초 상태(focused state)를 검출하는 합초 상태 검출계; 원판의 패턴면의 이면의 형상을 계측하도록 구성된 형상 계측 유닛; 원판의 변형을 보정하도록 구성된 보정 유닛; 원판의 패턴이 합초된 상태에서 형상 계측 유닛에 의해 얻어진 원판의 패턴면의 이면의 형상에 관련된 계측 결과가 미리 저장되도록 구성된 저장 유닛; 및 형상 계측 유닛에 의해 계측되는 원판의 패턴면의 이면의 형상과 저장 유닛에 미리 저장된 원판의 패턴면의 이면의 형상에 관련된 계측 결과를 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 보정 유닛이 원판의 변형을 보정하게 하는 제어 유닛을 포함하는 노광 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 이전보다 더 정밀하게 마스크의 변형을 보정할 수 있는 노광 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 특징들은 첨부 도면들을 참조하여 하기의 예시적인 실시예들의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 노광 장치의 구성을 나타내는 개략도.
도 2는, 제1 실시예에 따른 마스크의 변형을 보정하기 위한 보정 처리를 나타내는 흐름도.
<제1 실시예>
도 1은, 본 실시예에 따른 노광 장치의 구성을 나타내는 개략도이다. 도 1에 도시된 노광 장치는, 조명 광학계(1), 마스크(2), 마스크 스테이지(3), 투영 광학계(4), 기판(5), 기판 스테이지(6), 마스크면 계측계(7), 보정판(8) 및 합초 검출 센서(focus detection sensor, 9)를 포함한다. 도 1에 도시된 노광 장치는, 계측값 처리부(10), 저장부(11), 연산부(12), 제어부(13), 압력 제어부(14) 및 배관(15)을 또한 포함한다. 도 1에 도시된 노광 장치는, 스텝-앤드-리피트 방식 또는 스텝-앤드-스캔 방식을 채용하여, 마스크 패턴(41), 즉 마스크(2) 상에 형성된 회로 패턴을 기판(5)에 노광하는 주사 투영 노광 장치라는 것에 유의한다.
조명 광학계(1)는, 광원부(도시 안됨)를 포함하고, 마스크(2)를 광원부로부터 방출된 광으로 조명하는 디바이스이다. 광원부에서, 광원은 예를 들어, 레이저를 사용한다. 사용 가능한 레이저는, 파장이 약 193nm인 ArF 엑시머 레이저, 파장이 약 248nm인 KrF 엑시머 레이저, 파장이 약 157nm인 F2 엑시머 레이저 등을 포함한다. 레이저의 유형은, 엑시머 레이저로 한정되지 않고, 예를 들어 YAG 레이저가 사용될 수도 있다. 레이저의 개수도 한정되지 않는다. 또한, 광원부에 레이저가 사용될 때, 레이저광원으로부터의 평행 광속을 원하는 빔 형상으로 성형하는 광 빔 성형 광학계, 또는 코히런트한 레이저를 인코히런트화하는 인코히런트 광학계를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 광원부에 사용 가능한 광원은, 레이저로 한정되지 않고, 수은 램프나 크세논 램프 등의 하나의 또는 복수의 램프가 사용될 수도 있다.
또한, 조명 광학계(1)는, 렌즈, 미러, 광 적분기(light integrator), 및 조리개 등을 포함한다. 일반적으로, 광학계는 집광 렌즈, 플라이 아이 렌즈, 개구 조리개, 집광 렌즈, 슬릿 및 결상 광학계의 순서로 정렬된다. 조명 광학계(1)는, 축상광(on-axis light) 또는 축외광(off-axis light) 둘 다를 위해 사용될 수 있다. 광 적분기는, 플라이 아이 렌즈들이나 2쌍의 원통형 렌즈 어레이판을 중첩하는 것에 의해 구성되는 적분기를 포함한다. 광 적분기는, 광학 로드(optical rod)나 회절 요소로 치환될 수 있다는 것에 유의한다. 또한, 개구 조리개는 원형 조리개, 변형 조명용의 윤대 조명 조리개, 및 4중극 조명 조리개 등으로서 구성된다.
마스크(2)는, 예를 들어 석영 유리로 만들어진 원판이다. 마스크(2) 상에는, 전사되어야 할 회로 패턴인 마스크 패턴(41)이 형성되어 있다. 또한, 원판 상에, 즉 마스크(2) 상에는, 마스크 기준 마크(42)가 제공된다. 마스크 기준 마크(42)는, 마스크(2)의 합초 상태를 검출하기 위한 제1 기준 마크이다. 복수개의 마스크 기준 마크(42)가, 결상 동안의 상 높이들이 상이한 위치들에 제공된다. 더 구체적으로는, 복수개의 마스크 기준 마크(42)가, 도 1에 도시된 Y 방향으로 배열되도록 제공된다. 마스크 스테이지(3)는, X 방향 및 Y 방향으로 이동가능한 스테이지이며, 마스크(2)(도시 안됨)를 유지하는 디바이스이다. 마스크 스테이지(3)에 제공되는 진공 척부(도시 안됨)는 마스크(2)를 흡착에 의해 유지한다.
투영 광학계(4)는, 조명 광학계(1)로부터의 노광광으로 조명된 마스크(2)로부터 반사된 광을 기판에 유도하는 디바이스이다. 기판의 노광 동안, 투영 광학계(4)는, 조명 광학계(1)로부터의 노광광으로 조명된 마스크(2)의 마스크 패턴(41)을, 미리 정해진 배율로 기판에 투영 노광한다. 예를 들어, 1/4 또는 1/5의 배율의 노광이 반도체 노광 장치를 사용하여 널리 행해지고, 등배율의 노광이 액정 노광 장치를 사용하여 널리 행해진다. 투영 광학계(4)로서, 복수의 광학 요소만으로 구성되는 광학계 또는 복수의 광학 요소와 적어도 하나의 요면경으로 구성되는 광학계(카타디옵트릭 광학계)가 채용가능하다. 대안적으로, 투영 광학계(4)로서, 복수의 광학 요소와 적어도 하나의 키노폼 등의 회절광학 요소로 구성되는 광학계나, 전체 미러형의 광학계 등도 채용가능하다. 기판(5)은 실리콘 웨이퍼 등의 피처리체이다. 그 표면에는 레지스트(포토레지스트)가 도포된다. 기판 스테이지(6)는, 기판(5)을 유지하는 스테이지이며, X, Y, 및 Z 방향으로 이동가능하다.
도 1에 도시된 노광 장치를 사용하여 기판(5)을 노광하는 동안, 마스크(2)로부터 방출된 회절광은, 투영 광학계(4)를 통과하여 기판(5) 상에 투영된다. 기판(5)은 마스크(2)와 공액 관계에 있다. 주사형의 투영 노광 장치의 경우에는, 마스크(2)와 기판(5)을 주사함으로써, 마스크 패턴(41)을 기판(5)에 전사한다. 스테퍼(스텝-앤드-리피트 방식의 노광 디바이스)의 경우에는, 마스크(2)와 기판(5)을 정지상태로 유지하면서 노광이 행하여진다. 본 실시예의 노광 방법은, 도 1에 도시된 노광 장치를 사용해서 기판(5)을 노광하는 단계를 포함한다.
마스크면 계측계(7)는, 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상을 계측하도록 구성된 형상 계측 유닛으로서 기능하는 디바이스이다. 마스크면 계측계(7)는, 예를 들어, 레이저 변위계나 사입사 광학계 등의 광학식 변위 계측계이다. 더 구체적으로, 마스크면 계측계(7)는 마스크(2)의 패턴면의 이면을 미리 정해진 검출광으로 조사하여, 그로부터의 반사광을 수광한다. 수광한 그 이면으로부터의 반사광에 기초하여, 마스크면 계측계(7)는, 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상, 즉, 이면의 수직 방향(Z 방향)에서의 위치를 계측한다. 본 실시예에서는, 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상을 계측하므로, 마스크(2) 상에 형성된 마스크 패턴(41)에 의해 야기된 계측 오차는 발생하지 않는다. 마스크 스테이지(3)가 도 1에 도시된 Y 방향으로 주사 구동됨으로써, 마스크면 계측계(7)가, 마스크(2)의 패턴면의 이면의 전체에 걸쳐 형성된 형상을 계측할 수 있다. 형상의 계측을 정밀히 행하기 위해서, 복수개의 마스크면 계측계(7)가 마스크(2) 상에 X 방향으로 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 예에서는, 복수개(3개)의 마스크면 계측계(7)가 X 방향으로 배치되어 있다. 노광 장치는, 복수개의 마스크면 계측계를 사용하여, 마스크(2)의 패턴면의 이면 상에 형성된 복수개의 형상 검출점에 대해서, 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상을 검출한다.
한편, 상술된 기판 스테이지(6) 상에는, 플레이트 기준 마크(71)와, 플레이트 기준 마크(71)를 투과한 광량을 검출하도록 구성된 광량 검출 유닛인 합초 검출 센서(9)가 제공되어 있다. 합초 검출 센서(9)는, 조명 광학계(1)로부터 조사되어, 마스크 기준 마크(42), 투영 광학계(4), 및 플레이트 기준 마크(71)를 투과한 광량을 검출한다. 플레이트 기준 마크(71)는, 마스크(2)의 합초 상태를 검출하기 위한 제2 기준 마크이다. 마스크(2) 상에 제공된 마스크 기준 마크(42)는 기판 스테이지(6) 상에 제공된 플레이트 기준 마크(71)와 동일하게 되도록 의도된다. 플레이트 기준 마크(71), 기판 스테이지(6), 합초 검출 센서(9), 및 합초 검출 센서(9)에 의해 검출된 광량의 검출 결과를 분석하도록 구성된 분석 유닛(도시 안됨)이, 마스크(2)의 합초 상태를 검출하는 합초 상태 검출계로서 기능한다. 마스크(2)의 합초 상태는, 마스크(2)가 초점이 맞을(in-focus) 때의 상태이다. 더 구체적으로는, 합초 상태 검출계의 분석 유닛은, 합초 검출 센서(9)에 의해 검출되는 광량이 최대가 될 때의 상태를, 마스크(2)의 합초 상태로서 검출한다. 마스크(2)의 합초 상태의 검출 처리에 대해서는 후술한다.
보정판(8)은, 마스크(2)의 패턴면의 이면 상에 탑재되는 판 부재이다. 보정판(8)은, 조명 광학계(1)로부터 방출된 광과 마스크면 계측계(7)로부터 방출된 검출광이 투과하는 투명 부재로 구성된다. 보정판(8)과 마스크(2) 사이에는, 밀폐 영역이 형성된다. 밀폐 영역 내에는 배관(15)이 연통한다. 압력 제어부(14)는, 배관(15)을 통한 흡기 등에 의해, 밀폐 영역의 압력을 조정하도록 구성된 압력 조정 유닛으로서 기능한다. 밀폐 영역의 압력이 조정됨으로써, 보정판(8)으로부터 마스크(2)까지 수직 방향(Z 방향)의 힘이 인가되어, 마스크(2)의 변형이 보정된다. 압력 제어부(14)는, 제어부(13)로부터 얻은 제어 신호에 따라서 압력 조정 처리를 실행한다. 즉, 보정판(8)과 압력 제어부(14)는 둘 다, 마스크(2)의 변형을 보정하도록 구성된 보정 유닛으로서 기능한다.
계측값 처리부(10)는, 마스크면 계측계(7)로부터 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상의 계측 결과를 수신하여 연산부(12)로 전달한다. 또한, 계측값 처리부(10)는, 마스크(2)의 합초 상태가 검출되었을 때 마스크면 계측계(7)에 의해 얻어진 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상에 관련된 계측 결과를 저장부(11)에 미리 저장한다. 저장부(11)는, 마스크(2)의 합초 상태가 검출되었을 때 마스크면 계측계(7)에 의해 얻어진 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상에 관련된 계측 결과를 미리 저장하도록 구성된 저장 유닛이다. 연산부(12)는, 저장부(11)에 미리 저장된 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상과 관련된 계측 결과와, 계측값 처리부(10)로부터 수신된 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상을 비교한다. 제어부(13)는, 연산부(12)에 의해 얻어진 비교 결과에 기초하여, 압력 제어부(14)에 제어 신호를 송신하여, 마스크(2)의 변형을 보정하기 위한 압력 조정 처리를 압력 제어부(14)가 실행하게 한다. 즉, 연산부(12)와 제어부(13)는, 마스크면 계측계(7)에 의해 계측되는 형상과 저장부(11)에 저장된 형상 계측 결과를 비교하고, 비교 결과에 기초하여, 보정 유닛이 마스크(2)의 변형을 보정하게 하도록 구성된 제어 유닛으로서 기능한다.
도 1에 도시된 노광 장치를 사용한 마스크(2)의 합초 상태의 검출 처리는, 예를 들어 이하와 같이 행하여진다. 노광 장치는, 마스크 기준 마크(42)가 노광 영역 내에서 미리 정해진 상 높이를 갖도록 마스크 스테이지(3)를 구동한다. 또한, 노광 장치는, 플레이트 기준 마크(71)가 마스크 기준 마크(42)의 결상 위치 근방에 배열되도록 기판 스테이지(6)를 구동한다. 이 상태에서, 노광 장치에 제공된 압력 제어부(14)가 압력값을 변동시켜서, 마스크(2)의 변형을 보정한다. 그 후, 합초 상태 검출계는, 각각의 압력 변동값에 대하여, 플레이트 기준 마크(71)를 투과한 광량을 검출한다. 합초 상태 검출계는, 검출된 광량이 최대일 때의 상태를 마스크(2)의 합초 상태로서 검출한다. 노광 장치의 미리 정해진 처리부(예를 들어, 압력 제어부(14))가, 마스크(2)의 합초 상태가 검출되었을 때의 압력값을, 마스크(2)의 상 높이에 대한 최적 압력값으로서 연산한다. 노광 장치는, 유사한 처리를 마스크 기준 마크(42)의 복수의 상 높이에 대해서 실행한다. 즉, 합초 상태 검출계는, 각각의 마스크 기준 마크(42)에 대해서, 플레이트 기준 마크(71)를 투과한 광량을 검출하고, 광량의 검출 결과에 기초하여 마스크(2)의 합초 상태를 검출한다. 노광 장치는, 각 상 높이에 대한 최적 압력값을 연산하여, 각 상 높이에 대한 최적 압력값들의 평균값을, 마스크(2)의 최적 압력값으로서 결정한다.
도 2는, 본 실시예에 따른 마스크의 변형을 보정하기 위한 보정 처리를 나타내는 흐름도이다. 우선, 도 1에 도시된 노광 장치의 합초 상태 검출계가, 합초 검출 센서(9)에 의해 검출된 광량의 검출 결과에 기초하여, 마스크(2)의 합초 상태를 검출한다(단계 S1). 다음에, 노광 장치가, 마스크(2)에 대한 최적 압력값을 결정한다(단계 S2). 계속해서, 압력 제어부(14)가 압력값을 단계 S2에서 결정된 최적 압력값으로 조정한 상태에서, 마스크면 계측계(7)가, 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상을 계측한다(단계 S3). 계속해서, 계측값 처리부(10)가, 단계 S3에서 얻어진 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상의 계측 결과를 저장부(11)에 저장하여 등록한다(단계 S4).
다음에, 연산부(12)가 변동 허용값을 설정한다(단계 S5). 변동 허용값은, 허용가능한 마스크(2)의 경시적 변형량이다. 다음에, 노광 장치의 기판 스테이지(6)가, 기판(5)을 반송해서 마스크(2)의 패턴면에 대향하는 위치에 배치한다(단계 S6). 다음에, 마스크면 계측계(7)가, 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상에 대한 계측 처리(노광 전의 형상 계측 처리)를 실행한다(단계 S7).
다음에, 연산부(12)가, 단계 S7에서 계측된 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상(제1 형상)과, 단계 S4에서 저장부(11)에 등록된 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상(제2 형상)을 비교한다. 다음에, 연산부(12)가, 제1 형상과 제2 형상 사이의 차이가 단계 S4에서 설정된 변동 허용값보다 작은지의 여부를 판단한다(단계 S8). 연산부(12)가, 제1 형상과 제2 형상 사이의 차이가 변동 허용값보다 작지 않다고 판단할 때(단계 S8에서 아니오), 제어부(13)는 압력 제어부(14)에 지시해서 압력을 조정시킨다(단계 S9). 단계 S9의 처리를 통해서, 마스크(2)의 변형이 보정된다. 연산부(12)가, 제1 형상과 제2 형상 사이의 차이가 변동 허용값보다 작다고 판단할 때(단계 S8에서 예), 노광 장치가 기판(5)을 노광한다(단계 S10). 노광 장치가 다음 기판(5)이 존재하는지의 여부를 판단한다(단계 S11). 노광 장치가 다음 기판(5)이 존재한다고 판단하는 경우, 처리는 단계 S7로 복귀한다. 노광 장치가 다음 기판(5)이 없다고 판단하는 경우, 처리를 종료한다.
도 2를 참조하여 설명한 제1 실시예의 노광 장치에 따르면, 하기의 효과가 얻어질 수 있다. 구체적으로, 노광 장치는 마스크(2)의 패턴면의 이면의 형상을 계측하므로, 제1 형상의 계측 결과와 제2 형상의 계측 결과의 양쪽에, 마스크(2)의 패턴면과 상기 패턴면의 이면 사이의 형상의 차이에 의해 야기된 계측 오차가 포함된다. 또한, 양쪽의 계측 결과에는, 마스크(2)의 두께의 변동, 및 마스크면 계측계(7)로부터 방출된 검출광이 보정판(8)을 투과함으로써 발생하는 보정판(8)의 두께의 변동에 의해 야기된 계측 오차가 포함되어 있다. 또한, 양쪽의 계측 결과에는, 마스크면 계측계(7)로부터 방출된 검출광이 보정판(8)을 투과함으로써 발생하는, 보정판(8)의 기울기에 의해 야기된 오차가 포함되어 있다. 또한, 제1 형상과 제2 형상 각각은 마스크(2)에 대한 압력값이 최적일 때 계측된 형상, 즉, 마스크(2)가 합초 상태인 때에 계측된 형상이므로, 제1 형상의 계측 결과와 제2 형상의 계측 결과의 양쪽에, 투영 광학계(4)의 광학적 오차가 포함된다. 따라서, 도 2에 도시된 단계 S8에서, 노광 장치가 제1 형상과 제2 형상 사이의 차이를 획득하는 것에 의해, 상기의 계측 오차를 배제한, 마스크(2)의 경시적 변형량이 검출된다. 노광 장치는, 검출된 경시적 변형량이 변동 허용값보다 작은지의 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 압력을 조정하여, 마스크(2)의 변형을 보정함으로써, 마스크(2)의 변형량을 미리 정해진 양 이내로 안정적으로 억제할 수 있다. 바꾸어 말하면, 본 실시예의 노광 장치에 따르면, 상술된 계측 오차를 배제한, 마스크(2)의 경시적 변형량이 얻어지므로, 변동 허용값을 종래의 값보다 작게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 노광 장치가 복수의 마스크(2)를 사용할 때, 각 마스크(2)에 대하여 변형량의 변동의 관리를 정밀하게 실행하여, 양호한 결상 상태를 유지할 수 있다.
(제2 실시예)
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 따른 노광 장치에 대해서 설명한다. 본 실시예의 노광 장치는, 도 1에 도시된 노광 장치에 제공된 합초 상태 검출계와는 상이한 합초 상태 검출계(도시 안됨)를 포함한다. 본 실시예의 노광 장치에 제공된 합초 상태 검출계는, 기판(5)의 노광 결과에 기초하여 마스크(2)의 합초 상태를 검출한다. 더 구체적으로는, 노광 장치가, 기판 스테이지를 하측 방향(도 1에 도시된 -Z 방향)으로 이동시키면서 기판을 노광하여, 노광 결과가 미리 정해진 조건을 만족하는 상태를 마스크(2)의 합초 상태로서 검출한다. 따라서, 본 실시예에서는, 도 2에 도시된 단계 1의 처리 대신에, 노광 장치가, 시험 노광을 실행하고, 시험 노광의 실행 결과에 기초하여, 마스크(2)의 합초 상태를 검출한다. 마스크(2)의 합초 상태가 검출된 후의 처리는, 도 2에 도시된 처리 흐름에 나타내어진 것과 동일하다.
(디바이스 제조 방법)
다음에, 본 발명의 실시예로서 디바이스(반도체 디바이스, 액정 디스플레이 디바이스 등) 제조 방법에 대해서 설명한다. 반도체 디바이스는, 웨이퍼 상에 집적 회로를 형성하는 전처리와, 전처리에서 형성된 웨이퍼 상의 집적 회로로부터 집적 회로 칩을 제품으로서 완성시키는 후처리에 의해 제조된다. 전처리는, 본 발명의 전술된 노광 장치를 사용해서 포토레지스트가 도포된 웨이퍼를 노광하는 단계와, 노광된 웨이퍼를 현상하는 단계를 포함한다. 후처리는 어셈블리 단계(다이싱 및 본딩), 및 패키징 단계(봉입)를 포함한다. 액정 디스플레이 디바이스는 투명 전극을 형성하는 처리에 의해 제조된다. 복수의 투명 전극을 형성하는 처리는, 투명 도전막이 피착된 유리 기판을 포토레지스트로 코팅하는 단계와, 전술된 노광 장치를 사용해서 포토레지스트로 코팅된 유리 기판을 노광하는 단계, 및 노광된 유리 기판을 현상하는 단계를 포함한다. 본 실시예의 디바이스 제조 방법은, 종래의 디바이스 제조 방법에 비하여, 디바이스 성능, 품질, 생산성 및 제조 비용 중 적어도 하나에서 이점을 가진다.
본 발명의 실시예들이 예시적인 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예들로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 하기의 청구항들의 범위는 그러한 변형과, 동등한 구조 및 기능을 모두 포괄하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.
본 출원은 2009년 9월 7일자로 출원된 일본특허출원 제2009-205442호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
1: 조명 광학계
2: 마스크
3: 마스크 스테이지
4: 투영 광학계
5: 기판

Claims (8)

  1. 노광 장치이며,
    원판을 광으로 조명하는 조명 광학계;
    상기 조명된 원판으로부터의 광을 기판으로 유도하는 투영 광학계;
    상기 원판의 패턴의 합초 상태(focused state)를 검출하는 합초 상태 검출계;
    상기 원판의 패턴면의 이면의 형상을 계측하도록 구성된 형상 계측 유닛;
    상기 원판의 변형을 보정하도록 구성된 보정 유닛;
    상기 원판의 패턴이 합초된 상태에서 상기 형상 계측 유닛에 의해 얻어진 상기 원판의 패턴면의 이면의 형상에 관련된 계측 결과가 미리 저장되도록 구성된 저장 유닛; 및
    상기 형상 계측 유닛에 의해 계측되는 상기 원판의 패턴면의 이면의 형상과, 상기 저장 유닛에 미리 저장된 상기 원판의 패턴면의 이면의 형상에 관련된 계측 결과를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 보정 유닛이 상기 원판의 변형을 보정하게 하도록 구성된 제어 유닛을 포함하는, 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정 유닛은, 상기 원판의 패턴면의 이면 상에 적재된 판 부재, 및 상기 원판과 상기 판 부재 사이에 형성되는 밀폐 영역의 압력을 조정하도록 구성된 압력 조정 유닛을 포함하는, 노광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 형상 계측 유닛은, 복수의 형상 검출 점에 대해 상기 원판의 패턴면의 이면의 형상을 검출하는, 노광 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 합초 상태 검출계는, 상기 기판을 유지하는 기판 스테이지와, 광량을 검출하도록 구성된 광량 검출 유닛을 포함하고, 상기 원판 상에 제1 기준 마크가 제공되고, 상기 기판 스테이지 상에 제2 기준 마크가 제공되고,
    상기 기판 스테이지는, 상기 제1 기준 마크의 결상 위치 근방에 상기 제2 기준 마크가 배치되도록 구동되고,
    상기 광량 검출 유닛은, 상기 제1 기준 마크의 결상 위치 근방에 상기 제2 기준 마크가 배치될 때, 상기 제2 기준 마크를 투과한 광량을 검출하여, 상기 광량의 검출 결과에 기초하여 상기 원판의 합초 상태를 검출하는, 노광 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    복수의 제1 기준 마크는, 결상 시의 상 높이들이 다른 위치들에 제공되고, 상기 합초 상태 검출계는, 각각의 상기 제1 기준 마크에 대해서, 상기 제2 기준 마크를 투과한 광량을 검출하여, 상기 광량의 검출 결과에 기초하여 상기 원판의 합초 상태를 검출하는, 노광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 합초 상태 검출계는, 상기 기판의 노광 결과에 기초하여, 상기 원판의 합초 상태를 검출하는, 노광 장치.
  7. 노광 방법이며,
    노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 단계를 포함하고,
    상기 노광 장치는,
    원판을 광으로 조명하는 조명 광학계;
    상기 조명된 원판으로부터의 광을 기판으로 유도하는 투영 광학계;
    상기 원판의 패턴의 합초 상태를 검출하는 합초 상태 검출계;
    상기 원판의 패턴면의 이면의 형상을 계측하도록 구성된 형상 계측 유닛;
    상기 원판의 변형을 보정하도록 구성된 보정 유닛;
    상기 원판의 패턴이 합초된 상태에서 상기 형상 계측 유닛에 의해 얻어진 상기 원판의 패턴면의 이면의 형상에 관련된 계측 결과가 미리 저장되도록 구성된 저장 유닛; 및
    상기 형상 계측 유닛에 의해 계측되는 상기 원판의 패턴면의 이면의 형상과, 상기 저장 유닛에 미리 저장된 상기 원판의 패턴면의 이면의 형상에 관련된 계측 결과를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 보정 유닛이 상기 원판의 변형을 보정하게 하도록 구성된 제어 유닛을 포함하는, 노광 방법.
  8. 디바이스 제조 방법이며,
    노광 장치를 사용해서 기판을 노광하는 단계; 및
    상기 기판을 현상하는 단계를 포함하고,
    상기 노광 장치는,
    원판을 광으로 조명하는 조명 광학계;
    상기 조명된 원판으로부터의 광을 기판으로 유도하는 투영 광학계;
    상기 원판의 패턴의 합초 상태를 검출하는 합초 상태 검출계;
    상기 원판의 패턴면의 이면의 형상을 계측하도록 구성된 형상 계측 유닛;
    상기 원판의 변형을 보정하도록 구성된 보정 유닛;
    상기 원판의 패턴이 합초된 상태에서 상기 형상 계측 유닛에 의해 얻어진 상기 원판의 패턴면의 이면의 형상에 관련된 계측 결과가 미리 저장되도록 구성된 저장 유닛; 및
    상기 형상 계측 유닛에 의해 계측되는 상기 원판의 패턴면의 이면의 형상과, 상기 저장 유닛에 미리 저장된 상기 원판의 패턴면의 이면의 형상에 관련된 계측 결과를 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여, 상기 보정 유닛이 상기 원판의 변형을 보정하게 하도록 구성된 제어 유닛을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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