KR20080096433A - 노광 장치 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

원판 및 기판의 주사를 수행하면서 상기 원판을 개재해서 상기 기판을 방사 에너지로 노광하는 노광 장치는, 상기 원판으로부터의 광을 상기 기판에 투영하는 투영 광학계; 상기 원판을 유지하여 이동되는 원판 스테이지; 상기 기판을 유지하여 이동되는 기판 스테이지; 상기 투영 광학계에 대면한 상기 기판의 표면의 위치를 상기 투영 광학계의 광축의 방향에 있어서 계측하는 계측 디바이스; 상기 원판 스테이지의 이동과 상기 기판 스테이지의 이동과 상기 계측 디바이스의 동작을 제어하는 프로세서; 및 상기 표면에 있어서의 상기 계측 디바이스에 의해 계측될 계측 부분에 관한 정보를 입력하는 입력 디바이스를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 정보에 의해 결정된 계측 부분에 관해서 상기 표면의 위치의 계측을 상기 계측 디바이스에 수행시키고, 상기 계측 후에 상기 주사를 개시시켜, 상기 계측에 의해 얻어진 상기 표면의 위치에 의거해서 상기 광축의 방향에 있어서 상기 주사 중에 상기 기판 스테이지를 이동시킨다.

Description

노광 장치 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 반도체 소자나 액정 소자 등의 디바이스를 제조하기 위한 노광 장치에 관한 것으로, 특히, 원판(레티클 또는 마스크라고도 칭함)과 기판을 투영 광학계의 광축을 횡단하는 주사 방향으로 주사시켜 기판을 노광하는 노광 장치에 관한 것이다.

웨이퍼 위에 회로 패턴을 전사하는 경우, 광학계로부터 방출된 광으로 집적회로 패턴을 가진 레티클을 조명하고, 조명된 패턴을 투영 광학계에 의해 웨이퍼 위에 투영한다. 이 처리 동안, 레티클 위의 패턴이 웨이퍼 위에 정밀하게 형성되도록 투영광학계의 포커스를 맞출(즉, 조정할) 필요가 있다.

그러나, 웨이퍼 위에 형성된 패턴에 따라서는, 노광 위치에서 포커스를 올바르게 계측할 수 없는 경우가 있다. 이러한 경우, 상기 장치가 1샷 노광 방식의 스테퍼이면, 노광 전에 노광 위치와는 다른 기판 위치에서의 포커스를 계측한다. 이 수법은 "시프트 포커스"라 칭한다. 그러나, 주사 노광 방식의 스캐너에서는, 기판을 주사하면서 포커스 계측과 기판의 노광을 수행하기 때문에, 스테퍼와 같은 시프 트 포커스 방법은 활용되지 않는다.

그 때문에, 종래 기술에서는, 계측점이 스크라이브 라인(scribe line) 위에 놓여 적절한 계측을 수행할 수 없는 경우가 있었다. 또, 특수한 사례로서, 웨이퍼가 웨이퍼 위에 칩과 함께 통상 형성되는 TEG(test element group)를 포함할 경우, 그의 노광 영역은 주사 방향(Y 방향)으로 레티클의 중심을 통과하는 선으로부터 상당히 떨어진 X 위치에 설정될 수 있거나(도 8a), Y폭이 짧은 그의 노광 영역은 레티클의 중심으로부터 Y방향으로 어긋난 위치에 설정될 수 있다(도 8b). 이들 경우, 노광용의 샷 영역 근방의 샷 영역의 포커스 계측 정보에 의거해서 포커스를 조정한다. 그러나, 어떤 경우에는, 상기 포커스 계측 정보에 의거해서 포커스를 정확하게 조정하지 못할 수도 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 경우에도 정확하게 포커스를 조정할 수 있는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 원판 및 기판의 주사를 수행하면서 상기 원판을 개재해서 상기 기판을 방사 에너지로 노광하는 노광 장치는, 상기 원판으로부터의 광을 상기 기판에 투영하는 투영 광학계; 상기 원판을 유지하여 이동되는 원판 스테이지; 상기 기판을 유지하여 이동되는 기판 스테이지; 상기 투영 광학계에 대면한 상기 기판의 표면의 위치를 상기 투영 광학계의 광축의 방향에 있어서 계측하는 계측 디바이스; 상기 원판 스테이지의 이동과 상기 기판 스테이지의 이동과 상기 계측 디바이스의 동작을 제어하는 프로세서; 및 상기 표면에 있어서의 상기 계측 디바이스에 의해 계측될 계측 부분에 관한 정보를 입력하는 입력 디바이스를 포함한다. 또, 상기 프로세서는 상기 정보에 의해 결정된 계측 부분에 관해서 상기 표면의 위치의 계측을 상기 계측 디바이스에 수행시키고, 상기 계측 후에 상기 주사를 개시시켜, 상기 계측에 의해 얻어진 상기 표면의 위치에 의거해서 상기 광축의 방향에 있어서 상기 주사 중에 상기 기판 스테이지를 이동시킨다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 디바이스를 제조하는 방법은 전술한 노광 장치를 이용해서 기판을 방사 에너지로 노광시키는 단계; 해당 노광된 기판을 현상하는 단계; 및 해당 디바이스를 제조하기 위해 상기 현상된 기판을 처리하는 단계를 포함한다.

본 발명의 추가의 특징 및 측면들은 첨부 도면을 참조한 이하의 예시적인 실시형태의 설명으로부터 명백해질 것이다.

명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부도면은, 본 발명의 전형적인 실시형태, 특징, 및 측면을 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

이상, 본 발명에 의하면, 정확하게 포커스를 조정할 수 있는 노광 장치를 제공할 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 각종 예시적인 실시형태, 특징 및 측면들을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 주사 노광 장치의 외관의 일례를 나타낸 사시도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 주사 노광 장치는 장치 본체의 환경 온도를 제어하는 온도 조절 챔버(101), 온도 조절 챔버(101)의 내부에 배치되어 장치 본체를 제어하는 데 이용되는 CPU(중앙 처리 장치)를 포함하는 엔지니어링 워크스테이션(EWS: engineering workstation) 본체(106) 및 장치에 대한 소정의 정보를 표시하는 EWS용 디스플레이(102)를 포함하고 있다. 또, 주사 노광 장치는 촬상부를 개재해서 얻어진 화상 정보를 표시하는 모니터 TV(105), 주사 노광 장치에 대해 소정의 입력을 행하기 위한 조작 패널(103) 및 EWS용 키보드(104)를 포함하는 콘솔 유닛을 포함하고 있다. 또, 주사 노광 장치는 온-오프(ON－OFF) 스위치(107), 비상 정지 스위치(108), 각종 스위치(109)(예를 들어, 마우스), LAN(local area network) 통신 케이블(110), 콘솔 유닛으로부터 발생된 열을 배출하는 데 사용되는 배기 덕트(111) 및 온도 조절 챔버(101)로부터의 공기를 배기하는 데 이용되는 배기 장치(112)를 포함한다. 주사 노광 장치의 본체는 온도 조절 챔버(101)의 내부에 설치된다.

전계발광(EL: electroluminescence) 디스플레이, 플라스마 디스플레이 또는 액정 디스플레이 등의 박형 플랫 타입 디스플레이를 포함하는 EWS용 디스플레이(102)는 온도 조절 챔버(101)의 앞면에 설치되고, LAN 통신 케이블(110)을 통해 EWS 본체(106)에 접속된다. 조작 패널(103), EWS 키보드(104) 및 모니터 TV(105)도 온도 조절 챔버(101)의 앞면에 설치되므로, 온도 조절 챔버(101)의 앞면으로부터 종래 장치에 대한 것과 유사한 콘솔 조작을 수행할 수 있다.

도 3은 도 1에 나타낸 주사 노광 장치의 전기 회로 구성을 나타낸 블록도이다. 도 3에 있어서, 중앙 처리 장치(CPU)(321)는 EWS 본체(106)에 내장된 본체 CPU이다. CPU(321)는 장치 전체를 제어하고, 마이크로 컴퓨터 또는 미니 컴퓨터 등의 중앙연산 처리장치를 포함한다. 또, CPU(321)는 웨이퍼 스테이지 구동장치(322), 축외(off-axis) 현미경의 부정합을 검출하는 얼라인먼트 검출계(323), 레티클 스테이지 구동장치(324), 조명계(325), 노광광으로서 사용되는 수은등의 셔터(도시 생략)나 레이저 빔을 제어하는 광원 제어부(326) 및 포커스 검출계(327)를 포함한다. 반송계(329)는 레티클 반송 장치(도시 생략) 및 웨이퍼 반송 장치(도시 생략)를 포함한다.

콘솔유닛(330)은 EWS 디스플레이(102) 및 EWS 키보드(104)를 포함한다. 콘솔 유닛(330)은 주사 노광 장치의 각종 작업 코멘드나 파라미터를 제공하는 데 이용된다. 즉, 콘솔 유닛(330)은 오퍼레이터와 주사 노광 장치 간에 정보를 교환하는 데 이용된다. 콘솔 CPU(331)와, 각종 작업의 파라미터 등을 기억하는 외부 메모리(332)도 구비되어 있다. 작업 파라미터에는, 사용될 마스크, 마스킹 블레이드의 개구, 노광량, 레이아웃 데이터 및 포커스 관련 파라미터 등의 파라미터가 포함된다. 또, 각 유닛은 도시되어 있지 않지만 CPU 및 메모리를 포함하고, 그의 CPU에 의해서 제어된다.

도 1은 도 3에 나타낸 주사 노광 장치의 구성예를 나타낸다. 도 3에 나타낸 조명계(325)에 있어서 엑시머 레이저 등의 광원부로부터 사출된 노광광은 제1콘덴서 렌즈군(2)을 통해서 슬릿(4)에 도달한다. 슬릿(4)은 노광광을 Z방향으로 7 ㎜ 정도의 치수를 가지는 슬릿 형상 빔으로 좁힌다. 또, 슬릿(4)은 Z축 방향으로 적분한 조도 레벨을 X축 방향의 소정 범위 내에 걸쳐서 균일하게 되도록 조정한다.

마스킹 블레이드(1)는 레티클 스테이지(원판 스테이지)(5)와 웨이퍼 스테이지(기판 스테이지)(16)를 주사 노광하면서 레티클(원판)(6) 위에 형성된 패턴의 화각(field angle)의 단부에 추종해서 이동한다. 마스킹 블레이드(1)는 레티클(6)의 패턴이 웨이퍼(기판(21))에 전사된 후 레티클 스테이지(5)가 감속하고 있는 동안에, 레티클(6)의 광투과부에 노광광이 조사되는 것을 방지해서 해당 노광광이 웨이퍼(21) 위에 투사되지 않도록 한다. 마스킹 블레이드(1)를 통과한 노광광은, 제2 콘덴서 렌즈군(3)을 통해서 레티클 스테이지(5) 위의 레티클(6)에 조사된다.

레티클(6)의 패턴을 통과한 노광광은 투영 렌즈(투영 광학계)(11)를 통해 웨이퍼(21) 표면 근방에 해당 패턴의 결상면을 형성한다. 투영 렌즈(11) 내에는,개구수(NA) 조리개(NA-diaphragm)(12)가 설치되어 있어 노광시의 조명 모드를 변경한다.

1차원 방향으로 이동 가능한 TTL(through the lens) 스코프(8)는 도 3에 나타낸 얼라인먼트 검출계(323)를 구성한다. 얼라인먼트 검출계(323)에서는, TTL 스코프(8)의 절대 위치 기준에 대해서 레티클(6) 위 및 웨이퍼(21) 위 또는 웨이퍼 스테이지(16)의 기준 마크 부재(19) 위에 형성된 레티클 얼라인먼트 마크의 X, Y, Z축 방향의 위치를 계측한다. 릴레이 렌즈(7)는 TTL 스코프(8)의 포커스를 조정하는 데 사용된다. 얼라인먼트 마크가 최상의 포커스에 있을 때의 릴레이 렌즈(7)의 위치를 참조함으로써, 검출 대상의 포커스(Z축 또는 광축 방향의 위치)를 계측할 수 있다.

도 1에서는 2개의 TTL 스코프(8)가 Y방향으로 배치되어 있지만, 실제로는 X방향에도 또 하나의 TTL 스코프가 배치되어 있다. 이 배치에 의해, 레티클 얼라인먼트 마크와 웨이퍼(21) 위 또는 웨이퍼 스테이지(16) 위의 기준 마크 부재(19) 간의 ωx방향 및 ωy방향의 기울기를 계측할 수 있다. 도 1에 나타낸 TTL 스코프(8)는 화각의 중심(Y축 방향)을 향해 구동가능하다.

레티클 스테이지(5)는 3개의 레티클 레이저 간섭계(10)에 의해서 X 및 Y방향뿐만 아니라 θ방향(Z축 둘레의 회전)으로 제어된다. 도 1에서는, 1개의 레티클 레이저 간섭계(10)만이 표시되어 있지만, 실제로는, Y축 방향으로 2개의 레티클 레이저 간섭계(10)가 배치되어 있고, X축 방향으로 1개의 레티클 레이저 간섭계(10)가 배치되어 있다. 레티클 스테이지(5)는 경통 지지부(13) 위에 배치된 가이드를 따라서 X, Y 및 θ방향으로 이동가능하다. 레티클 스테이지(5)는 Y축 방향으로 웨이퍼 스테이지(16)의 이동과 동기해서 긴 스트로크에 걸쳐서 이동하여 주사 노광을 수행할 수 있다. 한편, 레티클 스테이지(5)는 X 및 θ축 방향으로 작은 영역 내에서 이동한다. 그 이유는, X 및 θ축 방향의 제한된 이동이 레티클 스테이지(5)에 레티클(6)을 진공 흡착에 의해 유지한 경우 발생되는 위치 오차를 제거하는 데 충분하기 때문이다.

주사 노광 장치는, 레티클 스테이지(5)를 구동했을 때 발생된 반력이 베이스 플레이트(18)에 강고하게 연결되어 있는 반력 흡수 장치(도시 생략)에 의해 흡착되도록 구성되어 있다. 따라서, 경통 지지부(13)는 구동 반동에 의해 영향받지 않는다. 레티클 기준 플레이트(9)는 레티클 스테이지(5) 위에 탑재된다. TTL 스코프(8)에 의해서 관찰될 수 있는 마크는 레티클 기준 플레이트(9) 위에 형성되어 있다.

포커스 검출기(14)는 포커스를 검출한다. 레이저 다이오드 등의 발광소자로부터 사출되는 계측광을 경사지게 측정 대상물에 조사할 경우, 수광측의 반사광 스폿의 위치는 측정 대상물의 포커스 방향(투영 광학계의 광축의 방향)의 위치에 따라 변동한다. 따라서, 수광측의 반사광의 중심 위치(무게 중심 위치)를 계측함으로써, 계측광을 투사하는 웨이퍼 위의 점의 포커스치(포커스 방향에 있어서의 기판 면 위치)를 얻는다.

포커스 검출기(14)는, 웨이퍼 스테이지(기판 스테이지)(16) 위의 웨이퍼(21) 또는 기준 마크 부재(19)의 Z, ωx 및 ωy방향의 위치를, 투영 렌즈(11)를 통과시키는 일 없이 상기 마크의 유무에 관계없이 고속으로 계측한다. 포커스 검출기(14)는 레티클 스테이지(5)와 웨이퍼 스테이지(16)를 서로 동기 주사시키면서 노광 동안의 포커스(기판 면 위치)를 검출하는 데 이용된다. 포커스 검출기(14)는, 계측 정밀도의 장기 안정성을 보증하기 위해, TTL 스코프(8)에 의해서 계측된 웨이퍼 스테이지(16) 위의 기준 마크 부재(19)를 포커스 검출기(14)에 의해 계측된 기준 마크 부재(19)와 비교함으로써 자체 교정을 수행한다.

축외 스코프(20)는 단안 포커스 계측 기능과 X/Y방향 얼라인먼트 오차 계측 기능을 가지고 있다. 통상의 양산 작업에 있어서 웨이퍼(21)를 얼라인먼트하기 위해서, 이 축외 스코프(20)는 글로벌 틸트 계측 및 글로벌 얼라인먼트 계측을 수행한다. 글로벌 틸트 보정과 글로벌 얼라인먼트 보정은 웨이퍼(21) 위의 노광 영역이 투영 렌즈(11) 아래에 오는 위치로 웨이퍼 스테이지(16)를 스텝이동시킬 때에 동시에 수행된다.

경통 지지부(13)는 이 노광 장치의 고정밀 계측기를 설치하는 베이스로서 기능한다. 경통 지지부(13)는 바닥 위에 직접 설치된 베이스 플레이트(18) 위쪽으로 미소량 부상한 상태로 위치결정되고 있다. 포커스 검출기(14) 및 TTL 스코프(8)는 경통 지지부(13)에 고정되어 있으므로, 이들 계측기에 의해 얻어진 결과는 경통 지지부(13)로부터의 상대적인 거리를 나타낸다.

지지부-부재 간 레이저 간섭계(15)는 경통 지지부(13)와 스테이지 면판(17)과의 상대적인 위치 관계를 계측한다. 본 실시형태에 따르면, 웨이퍼 스테이지(16)는 지지부-부재 간 레이저 간섭계(15)에 의해 얻어진 계측 결과와 웨이퍼 스테이지(16) 위에 실장되어 있는 3축 Z센서(도시 생략)에 의해 얻어진 계측 결과의 합이 상위 순서에 의해 지정된 목표치와 일치하도록 제어된다. 이 동작에 의하면, 웨이퍼 스테이지(16) 위의 웨이퍼(21)가 경통 지지부(13)에 대해서 포커스 방향(즉, 광축 방향)에 있어서 상위 순서로부터 지정되는 목표치를 충족시키는 위치에 유지된다. 레티클 스테이지(5)의 경우와 마찬가지로, 웨이퍼 스테이지(16)는 3개의 웨이퍼 스테이지 간섭계(23)가 배치되어 있다. 웨이퍼 스테이지 간섭계(23)는 웨이퍼 스테이지(16)를 X, Y 및 θ 방향으로 제어하는 데 이용된다. 본 실시형태에서는, Y방향을 주사 방향이라 칭한다.

스테이지 면판(17)은 베이스 플레이트(18) 위에 경통 지지부(13)와 마찬가지로 약간 부상해서 위치 결정되어 있다. 스테이지 면판(17)은 바닥으로부터 베이스 플레이트(18)를 경유해서 웨이퍼 스테이지(16)에 전달되는 진동을 없애는 기능과 웨이퍼 스테이지(16)를 구동했을 때 발생되는 반력을 약화시키고 또한 베이스 플레이트(18)에 대해서 그 힘을 제거하는 기능을 가지고 있다. 웨이퍼 스테이지(16)는 스테이지 면판(17) 위에 약간 부상해서 탑재되어 있다.

레티클 포커스 계측기(22)는 레티클(6)의 패턴 형성면의 포커스 방향의 위치를 계측한다. 레티클(6)은 전술한 바와 같이 레티클 스테이지(5)에 진공 흡착에 의해 유지되어 있다. 또, 레티클 포커스 계측기(22)는 도 1의 지면에 대해서 수직 방향으로 배치된 복수의 계측점을 가진다. 레티클 포커스 계측기(22)는 포커스 검출기(14)와 마찬가지로 반사광의 중심 위치(무게 중심 위치)를 계측한다. 레티클 스테이지(5)가 Y방향으로 움직이면, 레티클 레이저 간섭계(10)에 의한 위치 계측이 가능해진다. 레티클 패턴 면의 포커스는 Y방향에 있어서의 임의의 위치에서 계측될 수 있다.

레티클 포커스 계측기(22)에 의해 얻어진 레티클면의 포커스 계측 정보는 기억장치(도시 생략)에 기억되어 웨이퍼(21)의 노광 처리 시에 주사 동작을 수행하는 웨이퍼 스테이지(16)의 포커스 및 틸트 방향의 목표 위치 궤도를 보정하는 데 이용된다.

도 4는 노광 샷 영역(401)이 노광광에 의해 주사 노광될 경우 해당 노광 샷 영역(401) 내의 포커스 계측점의 배치를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 실시형태에 따른 주사 노광 장치 본체에 고정된 노광 슬릿(501)의 샷 영역 위쪽의 위치와 포커스 계측점의 조사 위치를 나타낸다. 주사 노광 중에 웨이퍼(21)가 도 5의 지면에 대해서 아래쪽을 향해서 주사된 경우, 포커스 제어용 센서로서 채널(CH1, CH2, CH3, CH4, CH5, CH6)을 이용한다. 또, 역방향으로 웨이퍼를 주사할 경우에 대해서는, 채널(CH7, CH8, CH9) 및 채널(CH4, CH5, CH6)을 이용한다.

본 실시형태예 따른 주사 노광시의 주사 방향은 Y축 방향으로 하고, 웨이퍼 스테이지(16)는 XY 평면에 있어서 임의의 위치로 구동될 수 있는 것으로 가정한다. 또, 웨이퍼 스테이지(16)는 투영 렌즈(11)의 포커스 방향(Z방향)으로 미소량 구동될 수 있다.

각각의 주사 방향에 있어서의 센서(CH1, CH2, CH3) 및 센서(CH7, CH8, CH9)는 노광 슬릿이 웨이퍼 위의 노광 영역 위로 이동하기 전에 포커스를 계측할 수 있고, 따라서, 이것을 프레포커스 센서라 칭한다. 슬릿 위치에 배치된 포커스 센서인 채널(CH4, CH5, CH6)은 슬릿 센서라 칭한다.

각 채널은 복수의 포커스 계측 마크를 포함하고, 각 마크의 계측치의 평균치는 대응하는 채널의 포커스 계측치이다. 예를 들어, 프레포커스 센서(CH1, CH2, CH3)로부터는 3채널분의 포커스 계측치가 얻어진다. 프레포커스 센서 계측 위치에 있어서의 Z방향 및 ωy 방향의 좌표치(기판 면 위치)는 3개의 채널의 포커스 계측치 및 이들 채널 간의 공지의 거리로부터 계산된다. 상기 좌표치는 포커스 제어용의 데이터로서 이용될 수 있다. 슬릿 센서(CH4, CH5, CH6) 및 프레포커스 센서(CH7, CH8, CH9)의 계측치도 마찬가지로 얻어지며, 또 포커스 제어용의 데이터로서 이용된다.

또, 주사 노광 중의 포커스 계측은 각 샷에 대해 여러 번 수행된다. 도 4는 주사 노광 장치에 있어서의 표준 사이즈(예를 들어, 현재의 표준 규격은 26㎜ ×33㎜)를 가진 노광 샷 영역(401)에 있어서 4㎜ 피치로 포커스 계측점(P0) 내지 (P8)이 배치된 예를 나타낸다. 본 실시형태에 따르면, 프레포커스 센서와 슬릿 센서의 배치 스팬을 12㎜로 설정했으므로, 슬릿 센서는 프레포커스 센서에 의해 계측된 점을 3 사이클 지연시켜 계측한다.

채널(CH1) 내지 (CH9)의 포커스 계측광의 투광 스폿의 정확한 위치는 포커스 검출기(14) 내에 사용되는 프리즘 소자의 가공 치수 공차로 인해 설계치로부터 약 간 변위되어 있다. 이러한 변위는, 웨이퍼(노광 처리 대상) 위에서 지정된 샷(좌표)의 포커스를 제어하거나 해당 지정된 스폿을 노광하여 그 계측 스폿이 웨이퍼 위에 위치하는 지의 여부를 판단할 때 보정을 행함에 있어 반영된다.

도 4에 있어서, 웨이퍼를 위쪽에서 관찰한 경우, 노광 슬릿이 샷 영역을 통과하는 차례로 ＜P0＞ 내지 ＜P8＞과 같이 포커스 계측점을 규정하고 있다. 샷 영역이 웨이퍼(21) 둘레에 놓여 있는 경우는, 상기 판단에 의거해서, 웨이퍼 외부 영역 혹은 그 주변의 금지 영역에 위치하는 포커스 계측 단위(마크, 채널 혹은 점)는 무효화된다. 이와 같이 해서, 무효화된 계측 단위에 있어서 포커스는 계측되지 않게 된다.

　도 7은 프로세스를 거친 웨이퍼(21)의 패턴 오프셋을 계측하는 데 이용되는 샘플 샷(701) 내지 (708)의 배치의 일례를 나타내고 있다. 샷(704) 및 (708)은 프레얼라인먼트 계측용의 샘플 샷으로서도 이용된다. 패턴 오프셋 계측시, 상기 샘플 샷(701) 내지 (708)은 도 7의 지면에 대해서 수직방향으로 주사된다. 샘플 샷(701) 내지 (708)은 계측 순서에 필요한 총 시간이 최소화되는 바와 같은 순서로 계측된다.

다음에, 일반적인 포커스(및 틸트) 제어에 대해 설명한다. 도 6은 웨이퍼 위의 샷 영역, 포커스 계측기의 포커스 계측 채널(CH1) 내지 (CH9), 노광 슬릿(501) 및 주사 방향(화살표로 표시됨)을 나타내고 있다. 일반적인 포커스(및 틸트) 제어에 있어서, 포커스 계측은 주사 노광과 병행해서 실행된다.

도 4와 마찬가지로, 주사 노광이 수행되고, 그 주사 방향이 화살표로 표시된 방향인 경우, 노광 슬릿(501)이 노광 영역으로 이동하기 전에, 포커스 계측 채널(CH1) 내지 (CH3)은 샷 영역의 노광 영역의 포커스를 계측한다(도 6의 (PP)). 이때의 포커스 계측을 프레포커스 계측(PP)이라 칭한다.

프레포커스 계측(PP)에 의해서 얻어진 데이터에 의거해서, Z방향 및 ωy방향의 필요 구동량이 산출된다. 이어서, 슬릿 센서(CH4) 내지 (CH6)가 포커스 계측점에 도달하기 전에 점(PP)에서 계측된 포커스 및 틸트, 그리고 바람직한 목표값 간의 차이분을 제거하기 위해 기판면의 구동 프로파일이 생성된다. 상기 구동 프로파일은 점(PP)로부터 (P0)까지의 곡선이다. 이 구동 프로파일이 웨이퍼 스테이지(16)의 Z축 및 ωy축 방향에 있어서의 목표 궤도가 될 것이다.

웨이퍼 스테이지(16)가 Y축 방향으로 구동될 경우, 웨이퍼 면의 Z축 및 ωy축 방향에 있어서의 위치가 포커스 검출기(14)의 원점을 포함하는 평면과 평행인 것이 바람직하다. 그 경우, 주사 노광 위상(phase)이 도 6에 있어서의 점(P0)에 이르러 슬릿 센서에 의해 계측을 실시한 경우, 웨이퍼 면 위치가 바람직한 제어 목표치를 충족시키는 것을 확인할 수 있다. 본 실시형태에 따르면, 노광 처리 순서가 시작되기 전에, 교정 순서에 의해 포커스 검출기(14)의 원점 평면과 웨이퍼 스테이지(16)의 주행(원점 평면)을 평행화하는 조정이 행해지고 있다.

노광 위상이 점(P0)에 들어가면, 제어 논리는 슬릿 센서(CH4) 내지 (CH6)에 의한 웨이퍼 면의 계측 결과와 바람직한 제어 목표치 간의 차이분을 계산하고, 포커스 계측점(P1)의 계측이 시작되기 전에 상기 계산된 차이분을 해소하는 프로파일을 생성한다. 마찬가지 처리를 마지막 노광 샷인 계측점(P8)까지 반복한다.

계측 포인트(P0)에 대해서는, 계측점(P0)에서의 슬릿 센서에 의해 계측된 포커스는 점(PP)에서의 프레포커스 센서에 의해서 계측된 포커스 목표치로부터의 차이분이 해소되고 있으므로 "0"이다. 이 경우, 다음번의 구동에 있어서의 웨이퍼 스테이지의 포커스 목표치의 보정이 불필요하다고 판정한다. 그러나, 샷 표면은 경사져 있으므로, 센서가 다음의 계측점(P1)에 도달할 때까지, 포커스 목표치로부터의 편차가 발생할 수 있다. 상기 편차는 "샷 영역의 틸트에 대응하는 거리"×"포커스 계측 피치"에 의해 계산될 수 있다.

점(P2)에서는, 점(P1)에서 계측된 편차가 해소되는 양만큼 웨이퍼 스테이지가 구동되지만, 센서가 점(P1)으로부터 점(P2)으로 이동하는 동안에 새롭게 발생하는 편차는 해소되지 않는다. 이러한 문제에 대해서는, 일본국 공개특허 제2005-129674호에 샷 면을 트래킹하는 능력을 향상시키는 수법이 개시되어 있다.

그러나, 노광 영역이 짧은 X폭을 가지고 도 8a에 나타낸 바와 같이 레티클의 중심으로부터 X방향으로 떨어져 있는 경우, 또는 노광 영역이 짧은 Y폭을 가지고 도 8b에 나타낸 바와 같이 레티클의 중심으로부터 Y방향으로 떨어져 있는 경우, 적절한 포커스 계측은 얻어지지 않는다.

도 8a에서는, 통상 샷 패턴(802)이 레티클(6)의 중앙 부분에 배치되고, 짧은 X폭을 가진 TEG 패턴(801)이 레티클(6)의 중심으로부터 X방향으로 떨어져서 배치되어 있다. 또, 도 8b에서는, 짧은 Y폭을 가진 TEG 패턴(801)이 레티클(6)의 중심으로부터 Y방향으로 떨어져서 배치되어 있다.

도 8a의 (1)에 나타낸 바와 같이 레티클(6)의 중심으로부터 X방향으로 떨어 져서 배치된 짧은 X폭을 가진 TEG 패턴(801)을 노광광으로 노광할 경우, 포커스 계측 센서(804)는 노광 영역(803)에 존재하지 않을 것이다. 그 때문에, 웨이퍼 표면(805)에 단차(807)가 형성되어 있는 경우, 적절한 포커스 계측을 수행할 수 없다. 도 8a에 있어서, (806)은 TEG 패턴(801)을 노광 영역(803)에 노광하는 경우의 웨이퍼(21)의 X위치를 나타낸다.

또, 도 8b의 (1)에 나타낸 바와 같이 레티클(6)의 중심으로부터 X방향으로 떨어져서 배치된 짧은 Y폭을 가진 TEG 패턴(801)을 노광 영역(803)에 노광할 경우, 포커스 계측 센서(804) 사이의 영역에 노광 영역(803)이 위치할 수 있다. 이 경우, 포커스 계측점은 존재하지 않게 된다. 이들 경우, 도 8a의 (2) 및 도 8b의 (2)에 나타낸 바와 같이, 포커스 계측점을 화살표(808) 및 (809)로 표시된 점으로 시프트해서 계측한다. 그 후, 포커스 계측점은 노광 위치로 되돌리고 나서, 본 실시형태에 따라 노광을 수행한다.

이 처리를 도 10 및 도 11의 순서도를 참조해서 설명한다.

도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 웨이퍼 노광 순서의 일례를 나타낸 순서도이다. 웨이퍼 노광 수순의 처리는 콘솔 CPU(331), 본체 CPU(321) 또는 각 유닛에 의해 수행된다.

스텝 S1001에 있어서, 콘솔 CPU(331)는 오퍼레이터 혹은 온라인 호스트에 의해 지정된 작업을 개시한다. 스텝 S1002에서는, 콘솔 CPU(331)는 패턴 오프셋 데이터, 포커스 계측기의 광 조절치 및 얼라인먼트 마크의 최상의 포커스 위치를 비롯한 작업 의존의 계측 파라미터를 클리어한다.

다음에, 스텝 S1003에 있어서, 웨이퍼 스테이지에 웨이퍼(21)를 로딩하기 전에, 콘솔 CPU(331)는 웨이퍼(21)를 기계적으로 프레얼라인먼트한다. 이 기계적 프레얼라인먼트에서는, 웨이퍼(21)에 형성된 배향 플랫이나 노치(notch)를 기계적 프레얼라인먼트 시스템(도시 생략)에 의해 계측하여, 대략적으로 웨이퍼(21)의 회전 위치 및 중심 위치를 맞춘다.

스텝 S1004에서, 콘솔 CPU(331)는 반송 로봇(도시 생략)에 의해 웨이퍼(21)를 웨이퍼 스테이지(16)에 탑재한다. 그 다음에, 스텝 S1005 및 스텝 S1006에서, 도 7에 있어서의 샷(704) 또는 (708)과 같은 프레얼라인먼트 샘플 샷의 프레얼라인먼트 마크를 계측하는 프레얼라인먼트 계측 루프로 처리를 이행한다

스텝 S1007에서, 콘솔 CPU(331)는 처리하고자 하는 웨이퍼(21)가 첫번째 웨이퍼인지의 여부를 판정한다. 처리하고자 하는 웨이퍼(21)가 두번째 혹은 그 이후의 웨이퍼인 경우(스텝 S1007에서 "아니오"), 스텝 S1008 내지 스텝 S1014의 처리는 건너뛴다. 즉, 처리하고자 하는 웨이퍼(21)가 두번째 혹은 그 이후의 웨이퍼인 경우에는, 첫번째 웨이퍼로부터 얻어진 패턴 오프셋치 및 이미지 오토 포커스(Image　Auto　Focus) 계측치를 그 이후의 웨이퍼에 대해서 사용할 수 있으므로, 이러한 파라미터 계측 처리는 건너뛸 수 있다.

　스텝 S1008 및 스텝 S1009는 글로벌 틸트 계측 루프를 구성한다. 해당 글로벌 틸트 계측 루프에서는, 패턴 오프셋 계측 샘플 샷(701) 내지 (708)의 중심위치를 단안 렌즈, 즉, 슬릿 센서(CH5)만으로서 계측한다. 또, 샷 영역의 중심 위치(x좌표 및 y좌표)와 포커스(Z 좌표)의 계측 결과로 규정되는 위치로부터 최소 이 승 근사 평면(글로벌 틸트면이라고도 칭함)을 구한다.

스텝 S1010은 주사 포커스 광강도 제어순서이다. 스텝 S1010에서는, 상기 샷(701) 내지 (708) 중의 하나의 샷에 대해서 글로벌 틸트면에 웨이퍼(21)를 정렬시킨 상태에서 Y주사를 수행한다. 또, 주사 동안 계측된 광의 강도가 원하는 정밀도를 달성하도록 포커스 계측기의 투광측의 발광 강도를 조정한다.

스텝 S1011 및 스텝 S1012는 패턴 오프셋 계측 루프를 구성한다. 스텝 S1011 및 스텝 S1012에서는, 패턴 오프셋 계측 샘플 샷(701) 내지 (708)의 각각에 대해 소정의 주사 방향으로 패턴 오프셋을 계측한다. 웨이퍼 스테이지(16)의 Z축 방향, ωx축 방향 및 ωy축 방향의 목표치는, 전술한 글로벌 틸트면이 수평 방향 위치에 놓이도록 설정되어 고정된다.

스텝 S1013은 패턴 오프셋 보정 테이블 및 샷 근사면 계수를 계산하는 순서이다. 이 순서는 일본국 공개특허 제2005-129674호의 도 11을 참조해서 설명한 방법과 마찬가지 방법으로 수행된다.

스텝 S1014는 이미지 오토 포커스 계측 순서로, 여기에서는 복수의 얼라인먼트 계측 샘플 샷(도시 생략)에 있어서의 각 얼라인먼트 마크의 최상의 포커스 위치가 얻어진다.

스텝 S1015 및 스텝 S1016은 오토 얼라인먼트 계측 루프를 구성하며, 두번째 이후의 웨이퍼(21)의 얼라인먼트도 이 루프를 통해 계측된다.

스텝 S1017 및 스텝 S1018은 노광 처리 루프를 구성하며, 여기서는, 포커스를 제어(웨이퍼(21)의 피노광 샷 면을 패턴 결상면과 정렬되도록 구동)하면서 웨이 퍼(21)를 노광한다. 노광 처리 루프에 있어서는, 스텝 S1013에서 계산한 패턴 오프셋 보정 테이블 및 샷 근사 곡면 계수가 포커스 제어에 반영된다. 스텝 S1019에서, 노광을 끝낸 웨이퍼(21)가 언로딩되어, 반송계에 의해 회수되고, 다음의 현상 공정으로 보내진다. 스텝 S1020에서는, 작업에 의해 미리 지정된 매수의 웨이퍼(21)를 모두 처리한 경우, 스텝 S1021에서 작업을 종료한다.

다음에, 본 발명의 실시형태의 특징적인 측면에 대해 도 9, 도 11 및 도 12를 참조해서 설명한다. 이하에 설명하는 동작은 콘솔 CPU(331), 본체 CPU(321) 또는 포커스 검출계(327)에 의해 처리된다.

도 9는 시프트 포커스와 관련된 파라미터(정보)를 설정하는 GUI(graphical user interface) 화면이다. 이 GUI는 디스플레이(102) 및 키보드(104)(입력 디바이스)로 조작된다. 도 9에 있어서, 라벨(901)은 화면이 시프트 포커스용 파라미터를 입력하기 위한 것임을 나타낸다. 도 9에 나타낸 화면은 샷을 선택하고, 해당 샷용의 파라미터를 설정하는 화면이다.

특정 샷에 대한 시프트 포커스 모드는 시프트 포커스 모드 선택 다이얼로그 박스(902)를 이용해서 선택된다. 상기 시프트 포커스 모드 선택 다이얼로그 박스(902)로부터 "오프"(Off)(시프트 포커스 없음), "매뉴얼"(Manual)(시프트 위치의 수동 입력) 및 "오토"(Auto)(시프트 위치의 자동 계산)가 선택된다. 다이얼로그 박스(903)는 시프트 위치의 X 위치를 나타내고, 다이얼로그 박스(904)는 시프트 위치의 Y 위치를 나타낸다.

시프트 포커스 모드 선택 다이얼로그 박스(902)로부터 디폴트 설정치인 "오 프"가 선택된 경우, 그 샷 영역에 대해서는 시프트 포커스를 수행하지 않는다. 시프트 포커스 모드 선택 다이얼로그 박스(902)로부터 "매뉴얼"이 선택된 경우, 오퍼레이터는 다이얼로그 박스(903) 내의 시프트 위치의 X 위치(좌표) 및 다이얼로그 박스(904) 내의 시프트 위치의 Y 위치(좌표)로 들어간다. 시프트 포커스 모드 선택 다이얼로그 박스(902)로부터 "오토"가 선택된 경우, 콘솔 CPU(331)는 레티클(6)의 중심과 노광 영역 간의 위치 관계에 의거해서 시프트 위치를 자동적으로 계산하고, 시프트 위치의 X 및 Y 위치를 다이얼로그 박스(903) 및 (904)에 표시한다.

또, "오토"가 선택된 경우, 다이얼로그 박스(903), (904)만이 X 및 Y 위치를 표시하고, 오퍼레이터는 해당 박스 내의 어느 위치도 입력할 수 없게 된다. "오토" 모드에 있어서, 파라미터를 콘솔 유닛으로부터 본체로 보낼 경우, 다이얼로그 박스(903), (904)에 표시된 시프트 위치의 X 및 Y 위치는 콘솔 CPU(331)에 의해 재계산된다. 이것은 시프트 포커스 모드 다이얼로그 박스(902)로부터 시프트 포커스 모드가 선택된 후 다른 파라미터가 변경된 경우에, 얼라인먼트를 유지하기 위한 것이다. 도 9에 있어서, 시프트 포커스와 관련된 파라미터는 각 샷마다 설정되었지만, 해당 샷이 동일한 TEG에 있는 경우에는, 이러한 샷의 파라미터는 한번에 설정되어 있어도 된다.

도 11은 도 10의 스텝 S1017의 상세를 나타낸 순서도이다. 스텝 S1101에서는, 시프트 포커스 모드 다이얼로그 박스(902)가 "오프"인 경우(스텝 S1101에서 "아니오"), 처리는 스텝 S1105로 진행되어 통상의 노광을 수행한다. 시프트 포커스 모드 다이얼로그 박스(902)가 "매뉴얼" 또는 "오토"인 경우(스텝 S1101에서 "예"), 처리는 스텝 S1102로 진행되어 시프트 포커스를 사용한 노광을 수행한다. 스텝 S1105에서, 콘솔 CPU(331)는 위에서 도 6을 참조해서 설명한 통상의 포커스, 틸트 제어 및 노광 처리를 수행한다. 스텝 S1102에서는, 다이얼로그 박스(903), (904) 내에 X 및 Y 위치가 표시되는 시프트 위치에서 주사 포커스 계측을 수행한다. 이때, 타임 포커스 시프트 구동을 수행하지 않지만 스테이지를 주사하면서 포커스(면 위치)를 계측한다.

도 8a에 나타낸 예에 따르면, 콘솔 CPU(331)는, 위치 (1)에서 노광하기 전에, 노광 영역(803)에서 포커스를 계측할 수 있는 위치 (2)로 X방향으로 화살표(808)로 표시된 거리를 주행하도록 웨이퍼 스테이지를 시프트시키고, 주사 동안 포커스를 계측하지만 Z 및 틸트 구동을 계측하지 않는다. 노광 영역(803) 내의 포커스 계측점만이 통상 계측되므로, 노광 영역(803) 내의 마크만 유효하다. 도 8a에 나타낸 예에 따르면, 중심 채널이 단지 유효한 채널이므로, 중심 채널에 의해 포커스를 계측한다. 또, 콘솔 CPU(331)는, 도 8b의 경우에 있어서, 노광 영역(803)에서 포커스가 계측될 수 있는 위치(2)로 Y 방향으로 화살표(809)로 표시된 거리를 주행하도록 웨이퍼 스테이지를 시프트시키고, 주사 동안 포커스를 계측하지만 Z 및 틸트 구동을 계측하지 않는다.

스텝 S1103에서, 콘솔 CPU(331)는 스텝 S1102에서 얻어진 데이터의 이상치를 제거한다. 스텝 S1104에서, 콘솔 CPU(331)는 이상치를 제거한 데이터를 사용하여 최적 포커스치를 산출하고, 그 데이터를 사용해서 Z 및 틸트 구동을 수행하고, 그 영역의 노광을 수행한다.

전술한 예에 따르면, 도 8a의 (1) 및 도 8b의 (1)에 나타낸 위치에서 노광을 수행한다. 최적 포커스치의 산출시 당연히 샷 영역의 기울기로 인해 Z 및 ωy 축 방향의 계측치의 보정이 필요하다.

도 12는 시프트 포커스를 수행한 경우의 계측치와 노광시의 구동량의 일례를 나타낸 그래프이다.

도 12에 있어서, 도 8a에 나타낸 경우를 일례로서 취한다. 도 8a에서의 아래쪽 방향의 주사에 있어서, 센서군(CH1) 내지 (CH3) 및 센서군(CH4) 내지 (CH6)은 시프트된 샷 영역 내의 계측점(P0) 내지 (P4)에서 데이터를 계측하고, 해당 센서에 의해 각 계측점에 대한 계측 데이터가 얻어진다. 얻어진 계측 데이터는 직접 각 센서군마다의 계측 데이터의 Z 및 ωy 성분으로 변환된다. 단, 유효한 센서는 노광 영역(803) 위에 있는 센서(CH2) 및 (CH5)이다. 마찬가지로, 도 8a에 있어서의 위쪽 방향의 주사에 있어서, 센서군(CH7) 내지 (CH9) 및 센서군(CH4) 내지 (CH6)은 데이터를 계측하고, 해당 센서에 의해 각 계측점에 대한 계측 데이터가 얻어진다. 단, 유효한 센서는 노광 영역(803)에 있는 센서(CH8) 및 (CH5)이다. 시프트 포커스 계측시의 각 계측점에 대해 얻어진 포커스 계측 데이터는 도 12에 있어서 흰색 원(1201)으로 표시되어 있다

도 8a의 (2)의 노광 영역에서의 포커스 보정량(1201)을 도 8a의 (1)의 노광 영역(803)의 노광 위치로 이동시킴으로써, 샷 영역의 기울기로 인해 Z 및 ωy 축 방향의 값을 보정량(1202)으로 보정할 필요가 있다. 그리고, 도 8a의 (1)에 나타낸 위치에서 노광용의 웨이퍼 스테이지의 구동량은 예를 들어 이동 평균법에 의해 산출되고, (1203)으로 표시된다. 이것은 센서군(CH2)에 의해 얻어진 Z축 방향의 계측치의 일례에 의거하고 있지만, 이것은 다른 센서군 및 제어 축에 대해서도 마찬가지이다.

스테이지를 구동하면서 포커스(면 위치) 계측을 수행하지만 본 실시형태에 따르면 타임 시프트 포커스 구동은 수행되지 않는다. 그러나, 포커스(면 위치) 계측은 타임 시프트 포커스 구동과 동시에 스테이지를 주사하면서 수행해도 된다. 또, 타임 시프트 포커스 구동(포커스 제어)은 시프트 포커스 계측의 계측치와 주사 구동 포커스 계측의 계측치의 양쪽 모두에 의거해서 수행해도 된다. 이 경우, 계측치에 더해진 구동량은 본 실시형태의 포커스 계측량(1201)에 상당한다.

본 실시형태의 주사 노광 장치에 따르면, 레티클 패턴이 전사되는 영역으로 웨이퍼 스테이지를 이동시켜 해당 웨이퍼를 주사하면서 포커스를 계측함으로써 최적인 포커스치를 산출할 수 있다. 그리고, 이 최적인 포커스 정보를 사용해서 Z구동이나 틸트 구동하면서 노광 위치에서 주사 노광함으로써, 포커스 계측점이 스크라이브 라인 위에 놓이는 것을 방지할 수 있다. 또, TEG 등의 특수한 노광 영역의 포커스 계측을 정확하게 수행하여, 정확한 패터닝을 가능하게 할 수 있다.

도 13은 반도체 디바이스(예를 들어, 집적 회로(IC), 대규모 집적 회로(LSI), 액정 디스플레이(LCD) 및 전하결합형 디바이스(CCD))의 제조 방법의 예를 나타낸 순서도이다.

스텝 S1은 반도체 디바이스의 회로를 설계하는 회로설계 공정이다. 스텝 S2는 설계한 회로 패턴에 의거해서 마스크(원판 또는 레티클이라 칭함)를 제작하는 마스크 제작 공정이다. 스텝 S3은 실리콘 또는 이에 상당하는 재료로부터 웨이퍼(기판이라고도 칭함)를 제조하는 웨이퍼 제조 공정이다. 스텝 S3은 레티클 제조 공정일 수도 있다. 스텝 S4는 리소그래피 기술에 따라 노광 장치를 이용해서 상기에서 제작한 마스크에 의해 웨이퍼 위에 실제의 회로를 형성하는 "전 공정"이라고도 불리는 웨이퍼 프로세스이다. 스텝 S5는 스텝 S4에서 제작된 웨이퍼를 이용해서 반도체 칩을 형성하는 "후 공정"이라고도 칭할 수 있는 조립 공정이다. 이 후 공정은 어셈블리 공정(예를 들어, 다이싱, 본딩 등) 및 패키징 공정(칩 밀봉)을 포함한다. 스텝 S6은 스텝 S5에서 제작된 반도체 디바이스를 검사하는 검사 공정이다. 이 검사는 동작 확인 테스트 및 내구성 테스트를 포함한다. 스텝 S7은 상기 공정들을 거쳐 완성된 반도체 디바이스를 출하하는 출하 공정이다.

도 14는 상기 스텝 S4의 웨이퍼 프로세스를 설명하는 순서도이다. 스텝 S4의 웨이퍼 프로세스는 웨이퍼 표면을 산화시키는 산화 공정 S11, 웨이퍼의 표면에 절연막을 형성하는 화학적 증착(CVD) 스텝 S12 및 웨이퍼 위에 전극을 증착에 의해서 형성하는 전극 형성 스텝 S13을 포함한다. 또, 스텝 S4의 웨이퍼 프로세스는 웨이퍼에 이온을 주입하는 이온 주입 스텝 S14, 웨이퍼에 감광제를 도포하는 레지스트 처리 스텝 S15 및 상기 노광 장치를 이용해서 회로 패턴을 가진 마스크로 상기 레지스트 처리 스텝이 수행된 웨이퍼에 노광을 실시하는 노광 스텝 S16을 포함한다. 또한, 스텝 S4의 웨이퍼 프로세스는 노광 스텝 S16에서 노광한 웨이퍼를 현상하는 현상 스텝 S17, 상기 현상 스텝 S17에서 현상한 레지스트 상 이외의 부분을 없애는 에칭 스텝 S18 및 상기 에칭 스텝 S18 후에 남아 있는 불필요한 레지스트를 제거하는 레지스트 박리 스텝 S19을 포함한다. 상기 스텝을 반복하는 처리에 의해, 웨이퍼 위에 다중 회로 패턴을 형성할 수 있다.

이상 설명한 실시형태에 의하면, 포커스 계측점이 스크라이브 라인 위에 놓이는 것을 방지하여, 정확한 포커스 조정을 수행할 수 있다. 또, TEG 등의 특수한 노광 영역에 대해서도 정확한 포커스 조정을 수행할 수 있다.

이상, 본 발명은 예시적인 실시형태를 참조해서 설명하였지만, 본 발명은 이러한 개시된 예시적인 실시형태로 제한되는 것이 아님을 이해할 필요가 있다. 이하의 청구범위의 범주는 이러한 모든 변형, 등가 구성 및 기능을 망라하도록 최광의의 해석에 따르는 것으로 간주된다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 주사 노광 장치의 구성예를 나타낸 도면;

도 2는 도 1에 나타낸 주사 노광 장치의 외관을 나타낸 사시도;

도 3은 도 1에 나타낸 주사 노광 장치의 전기 회로 구성예를 나타낸 블록도;

도 4는 주사 노광 처리 중의 샷 영역 내 포커스 계측 위치 및 포커스 계측점의 배치를 나타낸 도면;

도 5는 도 1에 나타낸 주사 노광 장치의 본체에 고정된 노광 슬릿의 샷 영역 위에서의 위치와 포커스 계측점의 조사 위치를 나타낸 도면;

도 6은 주사 노광 전과 노광 동안의 포커스 계측 스폿, 노광 슬릿 및 노광 대상 샷 간의 위치 관계를 나타낸 도면;

도 7은 프로세스를 거친 웨이퍼의 패턴 오프셋을 계측하는 데 이용되는 샘플 샷의 배치의 일례를 나타낸 도면;

도 8a는 포커스 계측 위치를 X방향으로 시프트하는 일례를 나타낸 도면;

도 8b는 포커스 계측 위치를 Y방향으로 시프트하는 일례를 나타낸 도면;

도 9는 시프트 포커스 파라미터 설정 화면의 일례를 나타낸 도면;

도 10은 도 1에 예시된 주사 노광 장치의 웨이퍼 노광 순서의 일례를 나타낸 순서도;

도 11은 도 10에 나타낸 순서도에 있어서 기재된 샷 영역의 노광 프로세스의 상세를 나타낸 순서도;

도 12는 도 1에 나타낸 주사 노광 장치에 의해 시프트 포커스가 수행된 경우의 계측치와 노광시의 구동량의 일례를 나타낸 그래프;

도 13은 도 1에 나타낸 주사 노광 장치를 이용한 디바이스 제조 방법을 설명하는 순서도;

도 14는 웨이퍼 프로세스를 설명하는 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 마스킹 블레이드 5: 레티클 스테이지(원판 스테이지)

6: 레티클(원판) 10: 레티클 레이저 간섭계

11: 투영 렌즈(투영 광학계) 14: 포커스 검출기

16: 웨이퍼 스테이지(기판 스테이지)

20: 축외 스코프 21: 웨이퍼(기판)

22: 레티클 포커스 계측기

101: 온도 조절 챔버 102: EWS용 디스플레이

103: 조작 패널 104: EWS 키보드

105: 모니터 TV 106: EWS 본체

110: LAN 통신 케이블 321: 중앙 처리 장치(CPU)

323: 얼라인먼트 검출계

Claims (5)

1. 원판 및 기판의 주사를 수행하면서 상기 원판을 개재해서 상기 기판을 방사 에너지로 노광하는 노광 장치에 있어서,

   상기 원판으로부터의 광을 상기 기판에 투영하는 투영 광학계;

   상기 원판을 유지하여 이동되는 원판 스테이지;

   상기 기판을 유지하여 이동되는 기판 스테이지;

   상기 투영 광학계에 대면한 상기 기판의 표면의 위치를 상기 투영 광학계의 광축의 방향에 있어서 계측하는 계측 디바이스;

   상기 원판 스테이지의 이동과 상기 기판 스테이지의 이동과 상기 계측 디바이스의 동작을 제어하는 프로세서; 및

   상기 표면에 있어서의 상기 계측 디바이스에 의해 계측될 계측 부분에 관한 정보를 입력하는 입력 디바이스를 포함하되,

   상기 프로세서는 상기 정보에 의해 결정된 계측 부분에 관해서 상기 표면의 위치의 계측을 상기 계측 디바이스에 수행시키고, 상기 계측 후에 상기 주사를 개시시켜, 상기 계측에 의해 얻어진 상기 표면의 위치에 의거해서 상기 광축의 방향에 있어서 상기 주사 중에 상기 기판 스테이지를 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
2. 제1항에 있어서, 디스플레이를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 정보를 입력하는 데 이용되는 유저 인터페이스를 상기 디스플레이에 표시시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 표면의 위치의 계측을 상기 계측 디바이스에 상기 주사 중에 수행시키고, 상기 주사 중에 상기 계측에 의해 얻어진 상기 표면의 위치에 더욱 의거해서 상기 광축의 방향에 있어서 상기 주사 중에 상기 기판 스테이지를 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 정보에 의거해서 상기 계측 부분을 산출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
5. 원판 및 기판의 주사를 수행하면서 상기 원판을 개재해서 상기 기판을 방사 에너지로 노광하도록 구성된 노광 장치에서, 상기 원판으로부터의 광을 상기 기판에 투영하는 투영 광학계; 상기 원판을 유지하여 이동되는 원판 스테이지; 상기 기판을 유지하여 이동되는 기판 스테이지; 상기 투영 광학계에 대면한 상기 기판의 표면의 위치를 상기 투영 광학계의 광축의 방향에 있어서 계측하는 계측 디바이스; 상기 원판 스테이지의 이동과 상기 기판 스테이지의 이동과 상기 계측 디바이스의 동작을 제어하는 프로세서; 및 상기 표면에 있어서의 상기 계측 디바이스에 의해 계측될 계측 부분에 관한 정보를 입력하는 입력 디바이스를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 정보에 의해 결정된 계측 부분에 관해서 상기 표면의 위치의 계측을 상 기 계측 디바이스에 수행시키고, 상기 계측 후에 상기 주사를 개시시켜, 상기 계측에 의해 얻어진 상기 표면의 위치에 의거해서 상기 광축의 방향에 있어서 상기 주사 중에 상기 기판 스테이지를 이동시키는 것인 노광 장치를 이용해서 디바이스를 제조하는 방법에 있어서,

   상기 노광 장치를 이용해서 기판을 방사 에너지로 노광시키는 단계;

   해당 노광된 기판을 현상하는 단계; 및

   해당 디바이스를 제조하기 위해 상기 현상된 기판을 처리하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.

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