KR20210033908A - 노광 방법, 노광 장치, 물품제조방법 및 반도체 디바이스의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
투영 광학계를 거쳐 기판을 노광하는 노광 동작을 행하는 노광 방법을 제공한다. 이 방법은, 상기 노광 동작이 행해지는 노광 기간에 있어서, 상기 노광 동작을 행하여서 생긴 수차를 보정하기 위해 상기 투영 광학계의 수차 보정을 실행하는 단계와, 상기 노광 기간에 이어지는, 상기 노광 동작이 행해지지 않는 비노광 기간에 있어서, 상기 투영 광학계의 수차를 계측하는 단계와, 상기 계측의 결과에 근거하여, 상기 투영 광학계의 상기 수차보정에 있어서의 보정잔차를 저감하도록 조정된 보정량을 사용하여, 상기 투영 광학계의 수차를 보정하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은, 노광 방법, 노광 장치, 물품제조방법, 및 반도체 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 물품의 제조에 있어서, 원판(레티클 또는 마스크)을 조명 광학계로 조명하고, 투영 광학계를 거쳐 원판 패턴을 기판에 투영해 기판을 노광하는 노광 장치가 사용된다. 투영 광학계의 결상특성은, 노광 광의 조사 동작에 따라 변경하므로, 노광 장치에 있어서는, 광학소자의 위치 및 자세의 제어에 의해 결상특성이 보정될 수 있다. 광학소자의 위치 및 자세의 제어에 의해 보정이 가능한 수차성분은 한정되어 있고, 비점수차등의 비회전 대칭한 결상특성은 보정할 수 없다.
일본특허 제5266641호에는, 사전에 광빔의 열흡수에 의해 발생한 비점수차량을 계측하고, 그 계측결과에 근거해 수차량을 추측하면서 보정하는 방법이 개시되어 있다.
그러나, 수차발생의 시간변동량은, 노광 광이외에도, 레티클 형상이나 노광 조건등의 차이에 따라서 변경할 수 있다. 이에 따라, 모든 노광 조건으로 수차량을 계측하고, 그 데이터를 기초로 보정량을 결정하면, 높은 보정 정밀도를 얻을 수 있다. 그렇지만, 이는, 실제의 장치 운용상에서는 곤란하다. 그러므로, 종래의 경우와 같이 사전 계측해서 구한 보정량을 사용할 때, 장기 운용에 따른 보정잔차가 누적해간다.
본 발명은, 장기간 동안 투영 광학계의 높은 보정 정밀도를 유지하는데 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 국면에서는, 투영 광학계를 거쳐 기판을 노광하는 노광 동작을 행하는 노광 방법을 제공하고, 이 방법은, 상기 노광 동작이 행해지는 노광 기간에 있어서, 상기 노광 동작을 행하여서 생긴 수차를 보정하기 위해 상기 투영 광학계의 수차 보정을 실행하는 단계; 상기 노광 기간에 이어지는, 상기 노광 동작이 행해지지 않는 비노광 기간에 있어서, 상기 투영 광학계의 수차를 계측하는 단계; 및 상기 계측의 결과에 근거하여, 상기 투영 광학계의 상기 수차보정에 있어서의 보정잔차를 저감하도록 조정된 보정량을 사용하여, 상기 투영 광학계의 수차를 보정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가의 특징들은, (첨부도면을 참조하여) 이하의 실시 형태들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도1은 실시 형태에 따른 노광 장치의 구성을 도시한 도면이고,
도2a 및 2b는 실시 형태에 있어서의 광학소자 및 온도조정부의 구성을 도시한 도면이고,
도3a 및 3b는 온도조정부에 의해 가열된 렌즈의 온도분포를 각기 도시한 도면이고,
도4는 주사 노광 장치의 투영 광학계를 통과하는 광빔의 강도 분포를 도시한 도면이고,
도5는 비점수차의 시간적 특성을 도시한 그래프이고,
도6은 비점수차의 보정량의 시간적 특성을 도시한 도면이고,
도7은 비점수차의 보정잔차의 축적을 설명하는 도면이고,
도8은 실시 형태에 있어서의 비점수차의 보정처리를 나타내는 흐름도이고,
도9는 실시 형태에 있어서의 비점수차의 보정처리의 효과를 설명하는 도면이고.
도10은 변형 예에 있어서의 비점수차의 보정처리를 나타내는 흐름도이고,
도11은 노광 장치의 운용에 따르는 비점수차의 변동을 설명하는 도면이다.
도2a 및 2b는 실시 형태에 있어서의 광학소자 및 온도조정부의 구성을 도시한 도면이고,
도3a 및 3b는 온도조정부에 의해 가열된 렌즈의 온도분포를 각기 도시한 도면이고,
도4는 주사 노광 장치의 투영 광학계를 통과하는 광빔의 강도 분포를 도시한 도면이고,
도5는 비점수차의 시간적 특성을 도시한 그래프이고,
도6은 비점수차의 보정량의 시간적 특성을 도시한 도면이고,
도7은 비점수차의 보정잔차의 축적을 설명하는 도면이고,
도8은 실시 형태에 있어서의 비점수차의 보정처리를 나타내는 흐름도이고,
도9는 실시 형태에 있어서의 비점수차의 보정처리의 효과를 설명하는 도면이고.
도10은 변형 예에 있어서의 비점수차의 보정처리를 나타내는 흐름도이고,
도11은 노광 장치의 운용에 따르는 비점수차의 변동을 설명하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세히 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 청구된 발명의 범위를 한정하려는 것이 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이러한 복수의 특징들 모두를 필요로 하는 발명에 한정하는 것이 아니고, 복수의 이러한 특징은 적절히 조합되어도 된다. 더욱, 첨부 도면에 있어서는, 동일 또는 유사한 구성에 동일한 참조 번호를 부여하고, 그의 중복된 설명은 생략한다.
도1은, 실시 형태에 따른 노광 장치의 구성을 도시한 도면이다. 노광 장치는, 개략적으로는, 투영 광학계(107)를 거쳐 기판(110)을 노광하는 노광 동작을 행한다. 본 명세서 및 도면에서는, 도1에 도시된 것 같이, 기판(110)이 배치되는 면과 평행한 면을 ＸＹ평면으로 하는 ＸＹＺ좌표계에 근거하여 방향을 나타낸다. 노광 장치는, 광원(102), 조명 광학계(104), 투영 광학계(107), 제어부(100), 및 온도제어부(111)를 구비하고 있다. 노광 동작에 있어서, 조명 광학계(104)는, 광원(102)으로부터의 광(노광 광)으로 원판(106)을 조명하고, 투영 광학계(107)에 의해 원판(106)의 패턴을 기판(110)에 투영하여, 기판(110)을 노광한다. 노광 장치는, 원판(106) 및 기판(110)을 정지시킨 상태로 기판(110)을 노광하는 노광 장치로서 형성되어도 좋고, 원판(106) 및 기판(110)을 주사하면서 기판(110)을 노광하는 노광 장치로서 형성되어도 좋다. 일반적으로, 기판(110)은 복수의 숏 영역을 가지고, 각 숏 영역에 대하여 노광 동작을 행한다.
광원(102)은, 예를 들면, 엑시머 레이저를 포함할 수 있지만, 다른 발광 디바이스도 포함할 수 있다. 엑시머 레이저는, 예를 들면, 파장이 248ｎｍ 또는 193ｎｍ인 광을 발생할 수 있지만, 다른 파장의 광도 발생할 수 있다. 투영 광학계(107)는, 광학소자(109)와, 광학소자(109)의 온도분포를 제어하는 온도조정부(108)를, 포함할 수 있다. 온도조정부(108)는, 광학소자(109)에 열 에너지를 주어 광학소자(109)의 굴절률 분포 및/또는 면형상을 변화시킴으로써 투영 광학계(107)의 광학특성의 변화를 저감시킬 수 있다. 온도조정부(108)에 의해 광학소자(109)에 준 열 에너지는, 정 및 부의 에너지를 포함할 수 있다. 광학소자(109)에 대하여 정의 에너지를 주는 것은, 광학소자(109)를 가열하는 것을 의미하고, 광학소자(109)에 대하여 부의 에너지를 주는 것은, 광학소자(109)를 냉각하는 것을 의미한다.
온도조정부(108)는, 광학소자(109)와 밀착하도록 배치되어도 좋고, 이 경우, 온도조정부(108)와 광학소자(109)와의 사이의 열 에너지의 전달이 효율적일 것이다. 혹은, 온도조정부(108)는, 광학소자(109)로부터 이격되어서 배치되어도 좋다. 이 구성은, 온도조정부(108)에 의해 광학소자(109)에 기계적인 힘이 주어지지 않는 점과, 온도조정부(108)에 의해 광학소자(109)에 스크래칭등의 손상이 주어지지 않는 점에서 유리하다.
온도조정부(108)를, 온도조정부(108)가 기판(110)에 대한 광의 조사를 방해하지 않도록, 광학소자(109)의 유효지름(광로)의 외측에 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 온도조정부(108)는, 광학소자(109)로서의 렌즈의 외부 엣지부분, 해당 렌즈의 표면 또는 이면에 배치될 수 있다. 혹은, 온도조정부(108)는, 투영 광학계(107)의 광학성능에 영향을 주지 않는 범위에서, 유효지름의 내측에 배치되어도 좋다. 이러한 배치의 예로서는, 예를 들면, 가는 전열선을 광학소자의 유효지름내에 배치하여도 되거나, 높은 광투과율을 가지는 열전도 소자를 광학소자의 유효지름내에 배치하여도 된다.
광학소자(109)의 외주에 온도조정부(108)를 배치할 경우, 광학소자(109)는, 투영 광학계(107)의 동공면 또는 그 근방에 배치될 수 있다. 단, 온도조정부(108)는, 투영 광학계(107)의 동공면으로부터 이격된 위치에 배치된 광학소자에 배치되어도 좋다. 온도제어부(111)는, 온도조정부(108)를 제어한다. 온도제어부(111)에 의해, 광학소자(109)에 준 열 에너지의 양 및 그 준 계속 시간이 제어되고, 이에 따라 광학소자(109)의 온도분포를 제어할 수 있다. 온도제어부(111)에서의 제어에 필요한 정보는, 미리, 실행되는 노광 조건하에서 열로 주어질 때의 광학소자(109)의 수차발생량을 계측함으로써 얻어진다. 제어부(100)는, 그 계측에 의해 얻어진 정보에 근거하여, 노광시에 광학소자(109)에 주는 열 에너지를 결정하고, 그 정보를 포함하는 지시를 온도제어부(111)에 전해준다. 온도제어부(111)는, 주어진 지시에 대응한 제어 값(전류량)을 사용하여 온도조정부(108)에 열 에너지를 준다.
제어부(100)는, 광원(102), 조명 광학계(104), 투영 광학계(107), 및 온도제어부(111)를 제어할 수 있다. 제어부(100)는, 예를 들면, ＦＰＧＡ(Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ의 생략.) 등의 ＰＬＤ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ의 생략.), 또는, ＡＳＩＣ(Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ의 생략.), 또는, 프로그램이 내장된 범용 또는 전용의 컴퓨터, 또는, 이것들의 전부 또는 일부의 조합에 의해 구성될 수 있다.
도2a 및 2b는, 광학소자(109) 및 온도조정부(108)의 구성 예를 도시하는 도면이다. 도2a는 광학소자(109)를 Z방향으로 위쪽에서 보았을 때의 평면도이고, 도2b는 도2a에 도시된 Ａ-A'선을 따라 자른 단면도다. 광학소자(109)는, 렌즈(201)를 포함할 수 있다. 온도조정부(108)는, 제1온도조정부(203)와 제2온도조정부(204)를 포함할 수 있다. 제1온도조정부(203)는 가열소자 203a와 가열소자 203b를 포함하고, 제2온도조정부(204)는 가열소자 204a와 가열소자 204b를 포함할 수 있다.
파선으로 그려진 원(202)은, 렌즈(201)의 유효 광빔 지름을 의미하고 있다. 이 유효 광빔 지름외에 있어서, 가열소자 203a와 가열소자 203b는, 렌즈(201)의 중심을 끼워서 Y방향을 따라서 대향하는 위치에 배치되고, 가열소자 204a와 가열소자 204b는, 렌즈(201)의 중심을 끼워서 X방향을 따라서 서로 대향하는 위치에 배치된다. 가열소자 203a, 203b, 204a, 204b의 각각은, 렌즈(201)의 원주의 4분의 1의 길이에 상당하는 원호형상을 가질 수 있다. 가열소자 203a, 203b, 204a, 204b의 각각은, 예를 들면 전열선을 포함하는 플렉시블 케이블로 형성되고, 전열선에 전류가 인가되는 것에 의해 발열하여, 렌즈(201)에 온도분포를 생기게 할 수 있다.
도2b에 도시한 바와 같이, 가열소자 203a, 203b, 204a, 204b는, 렌즈(201)의 평면부에 그로부터 10∼100μm만큼 이격되도록 배치될 수 있다. 가열소자 203a, 203b, 204a, 204b의 각각의 열은, 가열소자 203a, 203b, 204a, 204b의 각각과 렌즈(201)와의 사이의 매체(205)를 거쳐 렌즈(201)에 각각 전달될 수 있다. 매체(205)는, 예를 들면 공기나 질소등의 기체일 수 있다. 혹은, 가열소자 203a, 203b, 204a, 204b는 매체(205)를 거쳐 렌즈(201)와 대향할 필요는 없고, 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b의 각각은, 예를 들면, 높은 열전도성을 가지는 금속이 전열선을 사이에 둔 구조를 가져도 좋다.
도2b에 도시된 예에서는, 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b가 렌즈(201)의 평면부 위(조명 광학계(104)의 측면)에 배치되어 있다. 그렇지만, 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b는, 렌즈(201) 아래(기판(110)의 측면) 또는 렌즈(201)의 외부 엣지 부분에 배치되어도 좋다. 렌즈(201)는, 가열소자 204a, 204b, 203a, 203b에 의해 가열되는 피가열면(206)을 포함할 수 있다. 피가열면(206)은, 평면이여도 좋거나, 곡면이여도 좋다. 피가열면(206)은, 예를 들면, 꺼칠꺼칠한 면(반투명 글래스 형의 면)일 수 있다.
도3a에는, 제2온도제어부(204)에 의해 가열된 렌즈(201)의 온도분포가 예시되어 있다. 이때, 기판(110)의 표면에 있어서, 비점수차가 정의 방향으로 발생한다. 도3b에는, 제1온도제어부(203)에 의해 가열된 렌즈(201)의 온도분포가 예시되어 있다. 도3b에 도시된 온도분포는, 도3a에 도시된 온도분포에 대하여 역위상의 온도분포다. 도3b에 도시된 온도분포에 의해, 기판(110)의 표면에 있어서, 비점수차가 부의 방향으로 발생한다. 이렇게, 제1온도제어부(203) 및 제2온도제어부(204)에 의한 렌즈(201)의 가열에 의해, 정 및 부의 비점수차를 발생시킬 수 있다. 이러한 종류의 구성은, 펠티에 소자와 같은 소자를 사용해서 가열과 냉각과의 조합에 의해 정 및 부의 비점수차를 발생하는 구성과 비교하여, 온도조정부(108)의 구성을 단순화 할 수 있다는 점에서 유리하다.
여기에서, X방향으로 긴 슬릿형의 광빔(노광 광)에 대하여 원판(106) 및 기판(110)을 주사하는 주사 노광 장치를 생각한다. 이 경우, 노광 동작시에 투영 광학계(107)를 통과하는 광빔의 강도분포는, 도4의 해칭된 부분(401)에 도시된 것 같은 분포가 된다. 여기에서, 광빔의 흡수에 의해 발생한 렌즈(201)(광학소자 109)의 온도분포는, X방향과 Y방향으로 다르다. 이것이 투영 광학계(107)의 큰 비점수차를 발생시키는 원인이 될 수 있다.
따라서, 이 비점수차의 양을 저감하도록, 온도조정부(108)에 의해 렌즈(201)에 온도분포가 주어질 수 있다. 온도조정부(108)에 의해 발생한 비점수차와, 렌즈(201)가 광빔을 흡수할 때 발생한 비점수차는, 부호가 반대다. 그러므로, 렌즈(201)가 광빔의 흡수에 의해 생긴 비점수차는, 온도조정부(108)에 의해 생긴 비점수차에 의해 저감(보정)될 수 있다. 또한, 온도조정부(108)에 의해 생긴 비점수차의 변화의 시간적 특성이, 광빔의 흡수에 의해 생긴 비점수차의 변화의 시간적 특성과는 다른 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 각 가열소자 203a, 203b, 204a, 204b의 전열선에의 전류 인가의 제어에 의해 온도분포를 제어함으로써, 비점수차의 시간적 특성을 변화시키고, 고정밀도로 보정을 실행할 수 있다.
도5는, 비점수차의 시간적 특성을 도시하는 그래프다. 도5에 있어서, "노광 기간"이란, 노광 동작을 포함하는 기간을 말하고, "비노광 기간"이란, "노광 기간"의 뒤에 이어지는 노광 동작이 행해지지 않는 기간을 말한다. 제1의 예에 있어서, 노광 기간은, 1로트(예를 들면, 25매의 기판)에 있어서의 일련의 노광 동작의 기간이며, 비노광 기간은, 해당 로트에 있어서의 최후의 기판에 대한 노광 동작을 마치고나서 다음 로트의 최초의 기판에 대한 노광 동작이 시작될 때까지의 기간일 수 있다. 이 경우, 노광 기간은, 실제로는 노광이 행해지지 않는 숏과 숏의 사이의 각 기간과 각 기판 교환 기간도 포함한다. 그러한 기판 교환 기간동안의 수차의 변화가 무시될 수 있는 경우, 이 제1의 예가 적용될 수 있다. 제2의 예에 있어서, 노광 기간은, 1매의 기판에 있어서의 복수의 숏 영역에 대한 일련의 노광 동작의 기간이며, 비노광 기간은, 해당 기판에 있어서의 최후의 노광 동작을 마치고나서 다음 기판에 대한 노광 동작이 시작될 때까지의 기간(기판 교환 기간)일 수 있다. 제2의 예는, 기판 교환 기간에 있어서의 수차의 변화를 무시할 수 없을 경우에 적합하다. 제3의 예에 있어서는, 노광 기간은, 1개의 숏 영역에 대한 노광 동작의 기간이며, 비노광 기간은, 해당 숏 영역에 대한 노광 동작을 마치고나서 다음 숏 영역에 대한 노광 동작이 시작될 때까지의 기간(숏 이동 기간)일 수 있다. 제3의 예는, 숏 이동 기간에 있어서의 수차의 변화를 무시할 수 없을 경우에 적합하다. 제1∼제3의 예는, 1세트의 노광 동작의 수에 있어서 서로 다르지만, 이하의 설명에서는 공통의 사상으로서 이해될 수 있다.
특성 501은, 노광 기간에서는 노광 광으로부터의 입력된 열에 의해 비점수차가 증대하고, 비노광 기간에서는 방열에 의해 비점수차가 감소하는 것을 나타내고 있다. 이러한 비점수차를 보정하기 위해서는, 온도조정부(108)에 의한 렌즈의 가열에 의해 특성 501과는 시간축에 대해 대칭한 시간적 특성을 갖는 비점수차를 발생시키는 것이 이상적이다.
그러나, 특성 501은, 어떤 노광 조건하에서의 일례이며, 노광 조건(조명 모드, 레티클 투과율이나 화각등)이 변화되면, 이 특성은 특성 502, 503이나 504 등으로 변화될 수 있다. 그 때문에, 일부의 노광 조건하에서 비점수차의 시간적 특성을 사전에 계측해(예를 들면, 곡선 501∼504로 나타낸 특성 데이터를 얻는다), 각 계측 결과 데이터를 제어부(100)의 메모리에 보존해두고, 그 보존된 데이터를 이용하여 보정이 실행된다. 그렇지만, 모든 노광 조건하에서 사전에 데이터를 취득해 활용하는 것은 취득 시간이나 보존 데이터 용량의 관점에서 현실적이지 않다. 그러므로, 노광시의 노광 조건에 가까운 노광 조건하에서 사전에 얻어진 계측결과를 사용해서 비점수차를 보정한다.
제어부(100)는, 사전계측 데이터(특성 501∼504 중 하나의 데이터)로부터, 도6에 도시된 바와 같이, 비점수차의 특성(601)을 상쇄하는 비점수차의 보정량(602)을 결정한다. 그 후, 제어부(100)는, 그 보정량을 발생시키는데도 필요한 전류량의 지시를 온도제어부(111)에 전해주고, 온도조정부(108)는 비점수차의 보정을 실행한다.
그러나, 노광 조건이 사전계측 데이터(특성 501∼504 중 하나의 데이터)의 그것과는 완전히 같지 않을 경우, 비점수차의 보정잔차가 발생된다. 보정잔차는, 도7에 도시된 바와 같이, 노광 기간에서의 노광마다(숏마다) 축적된다. 이러한 노광 잔차의 축적량은 저감될 필요가 있다.
도8은, 실시 형태에 있어서의 비점수차의 보정처리를 나타내는 흐름도다. 보정처리는, 예를 들면 노광 장치의 설치 초기시에 실행되는 사전계측단계 S811과, 디바이스의 생산시(노광시)에 실행되는 생산 계측단계 S812를 포함한다.
사전계측단계 S811는, 미리, 투영 광학계(107)의 수차를 계측하는 단계(제1단계)다. 사전계측단계 S811에 있어서는, 우선, 단계 S801에서, 제어부(100)는, 복수의 노광 조건의 각각에서 비점수차의 특성을 계측한다. 단계 S802에서, 제어부(100)는, 계측에 의해 얻어진 특성 데이터를 메모리에 기억시킨다.
생산 계측단계 S812에 있어서는, 단계 S803에서, 제어부(100)는, 현재 설정된 노광 조건(노광 동작에 적용된 노광 조건)에 가까운 노광 조건하에서 얻어진 특성 데이터를 메모리로부터 선택해서 취득한다. 단계 S804에서, 제어부(100)는, 취득된 특성 데이터로부터 수차의 보정량을 결정한다. 제어부(100)는, 결정된 보정량에 대응하는 가열소자 203a, 203b, 204a, 204b에 준 전류값을 산출하고, 이 산출된 전류값을 지시 값으로서 온도제어부(111)에게 알려준다. 단계 S805에서, 온도제어부(111)는, 이 지시 값에 따라 가열소자 203a, 203b, 204a, 204b의 전열선에 인가된 전류를 제어해서 비점수차의 보정을 실행한다(제2단계).
이 보정에 의해 렌즈(201)의 상태가 조정된 후, 단계 S806에서, 제어부(100)는, 노광 동작(로트 처리)을 행한다. 그 로트 처리를 마치면, 단계 S807에서, 제어부(100)는, 다음에 처리해야 할 로트가 있는 것인가 아닌가(즉, 로트 처리 동작 사이인가 아닌가)를 판정한다. 다음에 처리해야 할 로트가 있을 경우, 처리는 단계 S808에 진행된다. 다음에 처리해야 할 로트가 없을 경우, 이 처리는 종료가 된다.
단계 S808∼S810은, 비노광 기간에서 실행된 처리다. 단계 S808에서, 제어부(100)는, 비점수차의 특성을 계측한다(제3단계). 이 계측에 의해 얻어진 특성 데이터는, 현 시점에 있어서의 실제의 비점수차의 특성을 반영하고 있다. 도11은, 도6에 도시된 비노광 기간과 그 비노광 기간 전후의 노광 기간의 부분을 도시한 확대도다. 도11에 있어서, 실선으로 나타낸 특성 601은, 단계 S803에서 취득한 특성 데이터(즉, 사전계측으로 얻어진 특성 데이터)를 나타내고 있다. 한편, 파선으로 나타낸 특성 601a는, 단계 S808에서의 계측에 의해 얻어진 특성 데이터를 나타내고 있다. 이렇게, 비점수차의 특성은, 노광 장치의 운용에 따라 사전계측시부터 변동하고 있다.
그러므로, 단계 S809에서, 제어부(100)는, 단계 S803에서 취득한 특성 데이터와 단계 S808에서 얻어진 특성 데이터와의 차분을 계산함에 의해, 보정잔차를 산출한다. 단계 S810에서, 제어부(100)는, 이 보정잔차가 저감되도록 보정량을 조정한다(제4단계). 제어부(100)는, 조정된 보정량에 대응하는 가열소자 203a, 203b, 204a, 204b에 주는 전류값을 산출하고, 이 산출된 전류값을 지시 값으로서 온도제어부(111)에게 알려준다. 이 지시 값은, 다음 노광 기간에 있어서의 보정량을 반영한다. 특성 602a는, 앞의 노광 기간에서의 보정량을 조정함으로써 보정량을 얻는 보정량의 특성의 예를 가리킨다. 단계 S805에서, 온도제어부(111)는, 그 지시 값에 따라 가열소자 203a, 203b, 204a, 204b의 전열선에 인가된 전류를 제어해서, 비점수차의 보정을 실행한다.
도10은, 도8의 흐름도의 변형 예를 도시하고 있다. 이 변형 예에서는, 사전계측단계에서 계측된 수차와 과거의 비노광 기간에 있어서의 수차계측(제3단계)에서 계측된 수차와의 비교에 근거하여, 다음 수차계측의 실행 타이밍을 조정한다. 도10에서는, 단계 S807에서 다음 로트가 있다고 판정되었을 경우에, 단계 S808의 비점수차의 특성의 계측(제3단계)을 실행할 것인가 아닌가를 판정하는 단계 S1001이 추가되어 있다.
예를 들면, 단계 S1001에서는, 제어부(100)는, 직전의 비노광 기간에 있어서, 단계 S809에서 계산된, 단계 S803에서 취득한 특성 데이터와 단계 S808에서 얻어진 특성 데이터와의 차분(이하, "수차변동"이라고 한다)과, 소정의 허용 값과를 비교한다. 수차변동이 허용 값을 초과한 경우, 처리는 단계 S808에 진행된다. 수차변동이 허용 값을 초과하지 않은 경우, 처리는 단계 S808에는 진행되지 않고, 단계 S806에 진행되어 다음 노광 동작을 행한다. 따라서, 필요한 경우만 보정잔차를 캔슬할 수 있어, 스루풋의 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 단계 S1001에서는, 과거의 복수의 비노광 기간의 수차변동을 사용해서 비점수차의 특성의 계측을 실행할 것인가 아닌가를 판정하여도 좋다. 예를 들면, 과거의 복수의 비노광 기간의 수차변동의 평균값이 허용 값을 초과했을 경우에, 단계 S808이 실행되어도 좋다. 혹은, 과거의 복수의 비노광 기간의 수차변동의 변화율이 역치를 초과했을 경우에, 단계 S808이 실행되어도 좋다.
이상 설명한 실시 형태에 의하면, 비노광 기간에 있어서, 비점수차의 보정잔차가 캔슬된다. 그러므로, 도9에 도시된 바와 같이, 장기 운용에 따르는 보정잔차의 축적량의 증대가 억제되므로, 장기간 동안 투영 광학계의 높은 보정 정밀도를 유지할 수 있다.
<물품제조방법의 실시 형태>
본 발명의 실시 형태에 따른 물품제조방법은, 예를 들면, 반도체 디바이스 등의 마이크로디바이스나, 미세구조를 갖는 소자등의 물품을 제조하는데 적합하다. 본 실시 형태의 물품제조방법은, 기판에 도포된 감광제에 상기한 노광 장치를 사용해서 잠상 패턴을 형성하는 단계(기판을 노광하는 단계)와, 이러한 단계에서 잠상 패턴이 형성된 기판을 현상하는 단계를 포함한다. 추가로, 이 제조 방법은, 다른 주지의 단계(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)를 포함한다. 본 실시 형태의 물품제조방법은, 종래의 방법보다 물품의 성능, 품질, 생산성 및 생산 코드 중 적어도 1개에 있어서 더 유리하다.
본 발명을 실시 형태들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 실시 형태들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형 및, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 폭 넓게 해석해야 한다.
Claims (12)
- 투영 광학계를 거쳐 기판을 노광하는 노광 동작을 행하는 노광 방법이며,
상기 노광 동작이 행해지는 노광 기간에 있어서, 상기 노광 동작을 행하여서 생긴 수차를 보정하기 위해 상기 투영 광학계의 수차 보정을 실행하는 단계;
상기 노광 기간에 이어지는, 상기 노광 동작이 행해지지 않는 비노광 기간에 있어서, 상기 투영 광학계의 수차를 계측하는 단계; 및
상기 계측의 결과에 근거하여, 상기 투영 광학계의 상기 수차보정에 있어서의 보정잔차를 저감하도록 조정된 보정량을 사용하여, 상기 투영 광학계의 수차를 보정하는 단계를 포함하는, 노광 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 노광 기간전에 상기 투영 광학계의 수차를 계측하는 것을 더 포함하는, 노광 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 노광 기간전에 상기 수차를 계측하는 것은, 복수의 노광 조건의 각각에서 생긴 상기 투영 광학계의 수차를 계측하는 것을 포함하고,
상기 노광 기간에 있어서의 상기 수차보정은, 상기 노광 동작에 적용된 노광 조건에 근거하여 상기 복수의 노광 조건으로부터 선택된 노광 조건하에서의 상기 노광 기간전에 실행된 상기 수차의 계측의 결과로부터 상기 보정량을 결정하는 것을 포함하는, 노광 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 노광 기간전의 상기 계측에 의해 얻어진 수차와 과거의 비노광 기간에 있어서의 계측에 의해 얻어진 수차와의 비교에 근거하여, 상기 비노광 기간에 있어서의 상기 계측의 실행 타이밍을 조정하는, 노광 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 노광 기간전의 상기 계측에 의해 얻어진 수차와 과거의 비노광 기간에 있어서의 상기 계측에 의해 얻어진 수차와의 차분이 허용 값을 초과한 경우에, 상기 비노광 기간에 있어서의 상기 계측을 실행하는, 노광 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 노광 기간전의 상기 계측에 의해 얻어진 수차와 과거의 복수의 비노광 기간에 있어서의 계측에 의해 얻어진 수차와의 차분의 평균이 허용 값을 초과한 경우에, 상기 비노광 기간에 있어서의 상기 계측을 실행하는, 노광 방법.
- 제 4 항에 있어서,
상기 노광 기간전의 상기 계측에 의해 얻어진 수차와 과거의 복수의 비노광 기간에 있어서의 계측에 의해 얻어진 수차와의 차분의 변화율이 역치를 초과한 경우에, 상기 비노광 기간에 있어서의 상기 계측을 실행하는, 노광 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 노광 기간에 있어서의 상기 수차보정은, 상기 투영 광학계의 광학소자의 온도분포를 제어함으로써 실행되는, 노광 방법.
- 투영 광학계를 거쳐 기판을 노광하는 노광 동작을 행하는 노광 장치이며,
상기 노광 동작이 행해지는 노광 기간에 있어서, 상기 노광 동작을 행하여서 생긴 수차를 보정하기 위해 상기 투영 광학계의 수차 보정을 실행하고,
상기 노광 동작이 행해지지 않는 상기 노광 기간에 이어지는 비노광 기간에 있어서, 상기 수차보정에 있어서의 보정잔차를 저감하도록, 상기 투영 광학계의 수차의 계측 결과에 근거해서 조정된 보정량을 사용하여 상기 투영 광학계의 수차를 보정하는, 노광 장치.
- 청구항 1에 기재된 노광 방법을 사용하여 기판을 노광하는 단계;
상기 노광된 기판을 현상하는 단계;
상기 현상된 기판을 처리하는 단계를 포함하여,
상기 처리된 기판으로부터 물품을 제조하는, 물품제조방법.
- 청구항 9에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 단계;
상기 노광된 기판을 현상하는 단계;
상기 현상된 기판을 처리하는 단계를 포함하여,
상기 처리된 기판으로부터 물품을 제조하는, 물품제조방법.
- 반도체 디바이스의 제조 방법이며,
투영 광학계를 거쳐 기판을 노광하는 단계; 및
상기 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하고,
상기 노광하는 단계는,
상기 노광 동작이 행해지는 노광 기간에 있어서, 상기 노광 동작을 행하여서 생긴 수차를 보정하기 위해 상기 투영 광학계의 수차 보정을 실행하는 것;
상기 노광 기간에 이어지는, 상기 노광 동작이 행해지지 않는 비노광 기간에 있어서, 상기 투영 광학계의 수차를 계측하는 것; 및
상기 계측의 결과에 근거하여, 상기 투영 광학계의 상기 수차보정에 있어서의 보정잔차를 저감하도록 조정된 보정량을 사용하여, 상기 투영 광학계의 수차를 보정하는 것을 포함하는, 반도체 디바이스의 제조 방법.
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