KR20180030431A - 노광 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

노광 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마스크와 기판을 주사하면서 기판을 노광함으로써 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 노광 장치를 제공하며, 상기 노광 장치는 기판을 보유지지하여 이동하도록 구성되는 스테이지와, 상기 스테이지의 이동을 제어하도록 구성되는 제어 유닛과, 상기 스테이지에 보유지지된 상기 기판의 샷 영역이 상기 샷 영역에 대한 노광이 행하여지는 노광 영역에 도달하기 전에 상기 샷 영역의 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제1 계측 유닛과, 상기 제1 계측 유닛에 앞서 상기 샷 영역의 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제2 계측 유닛을 포함한다.

Description

노광 장치 및 물품 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은, 노광 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
포토리소그래피 기술을 사용해서 반도체 디바이스 등을 제조할 때에, 마스크와 기판을 주사하면서 마스크의 패턴을 기판에 전사하는 스텝 앤드 스캔 노광 장치(스캐너)가 사용되고 있다. 이러한 노광 장치에서, 기판 스테이지에 의해 보유지지된 기판의 표면 위치(높이 방향 위치)를 계측하는 복수의 계측 유닛을 제공해야 하는 것이 일본 특허 공개 공보 제2014-165284호에 제안되어 있다. 일본 특허 공개 공보 제2014-165284호는, 노광 슬릿의 투영 위치로부터 주사 방향으로 이격된 위치를 계측하는 제1 계측 유닛(앞 판독 센서)과, 제1 계측 유닛의 것보다 노광 슬릿의 투영 위치로부터 더 이격된 위치를 계측하는 제2 계측 유닛(보다 앞 판독 센서)을 포함하는 노광 장치를 개시하고 있다.
주사 노광에서, 기판의 노광 대상 영역의 최적 노광 위치에의 끼움은, 제2 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 기판 스테이지를 구동하는 제1 구동과, 제1 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 기판 스테이지를 구동하는 제2 구동에 의해 실행된다. 최적 노광 위치란, 적절한 높이 방향의 위치이며, 노광 슬릿(상 면)의 베스트 포커스 위치 및 당해 베스트 포커스 위치에 대하여 허용 초점 심도의 범위 내의 위치이다.
노광 장치의 생산성을 향상시키기 위해서, 주사 노광 시의 기판 스테이지의 주사 속도를 증가시켜 노광에 요구되는 시간을 짧게 하는 것이 생각된다. 이 경우, 기판의 표면 위치의 계측과 기판의 노광의 개시 사이의 시간이 감소되기 때문에, 기판의 노광 대상 영역의 최적 노광 위치에의 끼움에 요하는 시간을 감쇠시킬 필요가 있다.
한편, 최근에는, NAND 플래시 메모리의 대용량화 및 비트 비용 저감을 실현하기 위해서, 기판 상에 메모리 셀을 적층하는 기술이 제안되고 있다. 단, 메모리 셀을 적층함으로써, 기판의 평탄도가 저하되거나, 평탄도 불균일이 발생한다. 결과적으로, 기판의 노광 대상 영역의 최적 노광 위치에의 끼움에 요하는 기판 스테이지의 구동량이 커지는 경향이 있다.
따라서, 기판의 노광 대상 영역의 최적 노광 위치에의 끼움에서는, 종래보다도 단시간에 또한 큰 구동량으로 기판 스테이지를 구동할 필요가 있다. 그러나, 이와 같이 기판 스테이지의 구동을 제어하면, 기판 스테이지가 충분히 응답할 수 없고, 제어 편차가 커진다. 제어 편차가 기판의 노광을 개시하는 시점에서 수렴하고 있지 않은 경우(즉, 제어 편차가 허용 범위에 들어가지 않고 있을 경우), 디포커스에 의한 노광 불량을 야기하는 원인이 된다.
본 발명은, 기판 스테이지의 기판 높이 방향으로의 구동의 제어에 유리한 노광 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 마스크와 기판을 주사하면서 상기 기판을 노광함으로써 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 전사하는 노광 장치가 제공되며, 상기 장치는, 상기 기판을 보유지지하여 이동하도록 구성되는 스테이지와; 상기 스테이지의 이동을 제어하도록 구성되는 제어 유닛과; 상기 스테이지에 보유지지된 상기 기판의 샷 영역이 해당 샷 영역에 대한 노광이 행하여지는 노광 영역에 도달하기 전에, 상기 샷 영역의 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제1 계측 유닛과; 상기 제1 계측 유닛에 앞서 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제2 계측 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은, 상기 제2 계측 유닛이 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치를 계측한 후 및 상기 샷 영역이 상기 노광 영역에 도달할 때까지, 상기 제2 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 상기 기판을 상기 높이 방향으로 구동하는 제1 구동과, 상기 제1 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 상기 기판을 상기 높이 방향으로 구동하는 제2 구동을 행하도록 상기 스테이지를 제어하고, 상기 제1 구동에서의 상기 스테이지의 상기 높이 방향으로의 구동량을, 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 최종 목표 위치와 상기 제2 계측 유닛에 의해 계측되는 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치 사이의 차분에 대응하는 거리의 절반보다 크게 한다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 양태에 따른 노광 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는, 계측 유닛이 기판의 샷 영역에 형성되는 계측점과 노광 슬릿 사이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는, 계측 유닛에 의한 샷 영역의 계측 대상 개소의 높이 방향의 위치의 계측을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는, 노광 처리에서의 샷 영역의 계측 대상 개소의 높이의 계측을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 종래 기술에서의 기판 스테이지의 구동에 관한 제어를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는, 종래 기술에서의 기판 스테이지의 구동에 관한 제어를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 7a 및 도 7b는, 본 실시형태에 따른 기판 스테이지의 구동에 관한 제어를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 8은, 본 실시형태에 따른 기판 스테이지의 구동에 관한 제어를 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는, 본 실시형태에 따른 기판 스테이지의 구동에 관한 제어를 설명하기 위한 타이밍 차트이다.
도 10은, 도 1에 도시하는 노광 장치에서의 노광 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은, 기판의 복수의 샷 영역의 배열의 일례를 도시하는 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부의 도면을 참고하여 이하에서 설명한다. 동일한 참조 부호는 도면 전체를 통해 동일한 부재를 나타내며, 그에 대한 반복적인 설명은 주어지지 않는다.
도 1은, 본 발명의 일 양태에 따른 노광 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 노광 장치(100)는, 마스크(102)와 기판(104)을 주사하면서 마스크(102)의 패턴을 기판(104)에 전사한다. 일 실시형태에서는, 노광 장치(100)는, 직사각형 또는 원호의 슬릿 형상의 노광 영역을 사용하고, 마스크(102)와 기판(104)을 상대적으로 고속으로 주사하여 대 화각에서 고정밀도로 노광하는 스텝 앤드 스캔 노광 장치(스캐너)이다. 노광 장치(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 투영 광학계(101)와, 마스크 스테이지(103)와, 기판 스테이지(105)와, 조명 광학계(106)와, 주제어 유닛(127)과, 계측 유닛(MU)을 포함한다.
투영 광학계(101)의 광축(AX)과 평행한 방향으로 Z축을 정의하고, 투영 광학계(101)의 상 면은 Z축 방향에 대해 수직이다. 마스크(102)는, 마스크 스테이지(103)에 보유지지된다. 마스크(102)의 패턴은, 투영 광학계(101)의 배율(예를 들어, 1/4, 1/2, 또는 1/5)로 투영되어, 투영 광학계(101)의 상 면에 상을 형성한다.
기판(104)은, 예를 들어 그 표면에 레지스트(감광제)가 도포된 웨이퍼이다. 기판(104)에는, 전번의 노광 처리에서 형성된 동일한 패턴 구조를 갖는 복수의 샷 영역이 배열되어 있다. 기판 스테이지(105)는, 기판(104)을 보유지지하여 이동하는 스테이지이며, 기판(104)을 흡착(고정)하는 척을 갖는다. 또한, 기판 스테이지(105)는, X축 방향 및 Y축 방향으로 수평 이동 가능한 X-Y 스테이지, 및 투영 광학계(101)의 광축(AX)과 평행한 Z축 방향(기판(104)의 높이 방향)으로 이동 가능한 Z 스테이지를 포함한다. 또한, 기판 스테이지(105)는, X축 및 Y축의 주위로 회전 가능한 레벨링 스테이지 및 Z축 주위에 회전 가능한 회전 스테이지도 포함한다. 그러므로, 기판 스테이지(105)는, 마스크(102)의 패턴 상을 기판(104)의 샷 영역에 일치시키기 위한 6축 구동계를 구성하고 있다. 기판 스테이지(105)의 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향의 위치는, 기판 스테이지(105)에 배치된 바 미러(123)와, 간섭계(124)에 의해 항상 계측되고 있다.
계측 유닛(MU)은, 기판(104)의 표면 위치(높이 방향의 위치) 및 기울기를 계측하는 기능을 갖는다. 본 실시형태에서는, 계측 유닛(MU)은 기판 스테이지(105)에 보유지지된 기판(104)의 샷 영역의 계측 대상 개소의 높이 방향의 위치를 계측한다. 계측 유닛(MU)은, 2개의 광원(110), 2개의 콜리메이터 렌즈(111), 2개의 슬릿 부재(112), 2개의 투광측 광학계(113), 2개의 투광측 미러(114), 2개의 수광측 미러(115), 2개의 수광측 광학계(116), 2개의 스토퍼 조리개(117), 2개의 보정 광학계(118), 및 2개의 광전 변환기(119)를 포함한다. 계측 유닛(MU)은, 1개의 광원(110), 1개의 콜리메이터 렌즈(111), 1개의 슬릿 부재(112), 1개의 투광측 광학계(113), 1개의 투광측 미러(114), 1개의 수광측 미러(115), 1개의 수광측 광학계(116), 1개의 스토퍼 조리개(117), 1개의 보정 광학계(118), 및 1개의 광전 변환기(119)를 각각 포함하는 제1 계측 유닛 및 제2 계측 유닛을 포함한다. 제1 계측 유닛과 제2 계측 유닛은 계측 대상의 X-Y 평면 내의 위치가 상이하다. 제1 계측 유닛은 노광 슬릿의 투영 위치로부터 주사 방향으로 이격된 위치를 계측한다. 제2 계측 유닛은 제1 계측 유닛의 것보다 노광 슬릿의 투영 위치로부터 더 이격된 위치를 계측한다. 즉, 제2 계측 유닛은, 제1 계측 유닛에 앞서 노광 대상의 샷 영역의 Z축 방향의 높이를 계측한다. 계측 유닛(MU)의 계측 결과에 기초하여, 후술하는 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 제어가 행하여진다. 상기 제어 시에, 제1 계측 유닛과 제2 계측 유닛은 후술하는 스위치(SW1)에 의해 전환되어 사용된다.
각각의 광원(110)은, 램프 또는 발광 다이오드 등을 포함한다. 각각의 콜리메이터 렌즈(111)는, 광원(110) 중 대응하는 것에 의해 방출되는 광을 단면의 강도 분포가 거의 균일한 평행광으로 변환한다. 각각의 슬릿 부재(112)는, 한 쌍의 프리즘(프리즘 형상의 부재)을 그들의 경사면이 서로 대향하도록 접합하여 구성된다. 이러한 접합면에는, 복수의 개구(본 실시형태에서는, 15개의 핀 홀)가 크롬 등으로 이루어진 차광막을 사용해서 형성된다. 각각의 투광측 광학계(113)는, 양측 텔레센트릭계이며, 슬릿 부재(112)의 대응하는 것의 15개의 핀 홀을 통과한 빔을 투광측 미러(114)의 대응하는 것을 개재하여 기판(104)의 샷 영역의 15개의 계측 대상 개소에 안내한다.
투광측 광학계(113)에 대하여, 핀 홀이 형성된 평면(접합면)과 기판(104)의 표면을 포함하는 평면은 샤인 프루프(shine proof)의 조건을 충족하도록 설정되어 있다. 본 실시형태에서, 각각의 투광측 광학계(113)로부터의 광의 기판(104)에의 입사각(광축(AX)에 의해 형성되는 각)(Φ)은 70° 이상이다. 각각의 투광측 광학계(113)를 통과한 15개의 빔은 기판 상의 독립한 계측 대상 개소에 입사해서 결상한다. 각각의 투광측 광학계(113)로부터의 광은, 기판 상의 15개의 계측 대상 개소가 독립하여 관찰될 수 있도록, X축 방향으로부터 X-Y 평면 내에서 θ°(예를 들어, 22.5°) 회전한 방향으로부터 기판에 입사한다.
각각의 수광측 광학계(116)는 양측 텔레센트릭계이다. 기판(104)의 각각의 계측 대상 개소에 의해 반사된 15개의 빔(반사 빔)은, 수광측 미러(115)의 대응하는 것을 개재하여 수광측 광학계(116)에 입사한다. 각각의 스토퍼 조리개(117)는, 수광측 광학계(116)의 대응하는 것에 배치되고, 15개의 계측 대상 개소에 대하여 공통으로 설정된다. 스토퍼 조리개(117)는, 기판(104)에 형성되어 있는 패턴에 의해 발생하는 높은 차원인 회절광(노이즈 광)을 차단한다.
수광측 광학계(116)를 통과한 빔의 광축은 서로 평행하다. 각각의 보정 광학계(118)는, 15개의 보정 렌즈를 포함하고, 수광측 광학계(116) 중 대응하는 것을 통과한 15개의 빔을, 광전 변환기(119)의 대응하는 것의 광전 변환면(수광면)에 대하여 동일한 크기를 갖는 스폿 광으로 형성한다. 본 실시형태에서, 수광측 광학계(116), 스토퍼 조리개(117) 및 보정 광학계(118)는, 기판 상의 각 계측 대상 개소와 광전 변환기(119)의 광전 변환면이 서로 공액이 되도록 경사 보정을 행하고 있다. 따라서, 기판 상의 각 계측 대상 개소의 국소적인 기울기에 기인하는 각각의 광전 변환면에서의 핀홀 상의 위치 변화는 없다. 각 계측 대상 개소의 광축(AX)과 평행한 방향에서의 높이의 변화에 따라, 광전 변환면에서 핀 홀 상이 변화한다. 각각의 광전 변환기(119)는, 예를 들어 15개의 1차원 CCD 라인 센서로 구성된다. 그러나, 대신에 복수의 2차원 센서를 배치해도 된다.
상술한 바와 같이, 마스크(102)는, 마스크 스테이지(103)에 보유지지된다. 마스크 스테이지(103)는, 투영 광학계(101)의 광축(AX)에 수직인 면 내에서, X축 방향(화살표(103a)에 의해 나타낸 방향)으로 일정 속도로 주사된다. 이때, 마스크 스테이지(103)는, 마스크 스테이지(103)의 Y축 방향의 위치가 항상 목표 위치를 유지하도록 주사(보정 구동)된다. 마스크 스테이지(103)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치는, 마스크 스테이지(103)에 배치된 바 미러(120)와, 간섭계(121)에 의해 항상 계측되고 있다.
조명 광학계(106)는, 엑시머 레이저 등의 펄스 광을 발생하는 광원으로부터의 광을 사용하여 마스크(102)를 조명한다. 조명 광학계(106)는, 빔 정형 광학계, 옵티컬 인터그레이터, 콜리메이터 렌즈, 미러 및 마스킹 블레이드 등을 포함한다. 조명 광학계(106)는 원자외 영역의 펄스 광을 효율적으로 투과 또는 반사한다. 빔 정형 광학계는, 입사광의 단면 형상(치수)을 미리정해진 형상으로 정형한다. 옵티컬 인터그레이터는, 광의 배광 특성을 균일하게 하고 마스크(102)를 균일한 조도에서 조명한다. 마스킹 블레이드는, 칩 사이즈에 대응하는 직사각형의 조명 영역을 규정한다. 이 조명 영역에서 부분 조명된 마스크(102)의 패턴은 투영 광학계(101)를 개재하여 기판(104)에 투영된다.
주제어 유닛(127)은, CPU, 메모리 등을 포함하고, 노광 장치(100)의 각 유닛을 통괄적으로 제어한다. 주제어 유닛(127)은, 마스크(102)의 패턴으로부터의 광을 기판(104)의 미리정해진 영역에 결상시키기 위해서, 마스크(102)를 보유지지하는 마스크 스테이지(103) 및 기판(104)을 보유지지하는 기판 스테이지(105)를 제어한다. 예를 들어, 주제어 유닛(127)은, 마스크 스테이지(103)와 기판 스테이지(105)를 개재하여 마스크(102) 및 기판(104)의 X-Y 평면 내의 위치(X축 방향 및 Y축 방향의 위치 및 Z축에 대한 회전), 및 Z축 방향의 그들의 위치(X축 및 Y축에 대한 회전)을 조정한다. 주제어 유닛(127)은, 마스크 스테이지(103)와 기판 스테이지(105)를 투영 광학계(101)에 대하여 동기시켜서 주사한다. 상술한 바와 같이, 주제어 유닛(127)은, 기판 스테이지(105)에 의해 기판(104)을 주사하면서 기판(104)의 샷 영역 각각을 노광 영역에서 노광하는 노광 처리를 제어한다.
마스크 스테이지(103)를 화살표(103a)의 방향으로 주사할 경우, 기판 스테이지(105)는, 화살표(105a)로 나타낸 방향으로, 투영 광학계(101)의 배율(축소 배율)만큼 보정한 속도로 주사한다. 마스크 스테이지(103)의 주사 속도는, 조명 광학계(106)에서의 마스킹 블레이드의 주사 방향의 폭 및 기판(104)의 표면에 도포된 레지스트의 감도에 기초하여, 생산성이 유리해지도록 결정된다.
마스크(102)의 패턴은 마스크 스테이지(103), 기판 스테이지(105) 및 기판 스테이지(105)에 대한 기판(104) 상의 각 샷 영역의 위치에 기초하여 X-Y 평면 내에서 행하여진다. 마스크 스테이지(103) 및 기판 스테이지(105)의 위치는, 상술한 바와 같이, 각각 간섭계(121 및 124)에 의해 계측된다. 기판 스테이지(105)에 대한 기판(104) 상의 각 샷 영역의 위치는, 얼라인먼트 현미경(도시하지 않음)에서 기판 스테이지(105)에 제공된 마크의 위치 및 기판(104)에 형성된 얼라인먼트 마크의 위치를 검출함으로써 얻어진다.
마스크(102)의 패턴의 Z축 방향의 위치 정렬, 즉 투영 광학계(101)의 상 면에의 위치 정렬은, 계측 유닛(MU)의 계측 결과에 기초하여, 기판 스테이지(105)(에 포함되는 레벨링 스테이지)를 제어함으로써 실현된다.
도 2는, 계측 유닛(MU)이 기판(104)의 샷 영역(201)에 형성하는 계측점(203 내지 217)과, 노광 슬릿(202) 사이의 관계를 도시하는 도면이다. 노광 슬릿(202)은, 도 2에 파선으로 나타내는 직사각형의 노광 영역이다. 즉, 노광 영역은 노광 슬릿(202)이 투영되는 X-Y 평면 내의 영역이다. 노광 슬릿(202)의 X-Y 평면 내에서의 위치는, 투영 광학계(101)의 최종 렌즈와 대향하는 위치이다. 계측점(203, 204, 및 205)은 노광 슬릿(202)에 형성된 계측점이다. 계측점(206, 207 및 208) 및 계측점(212, 213, 및 214)은, 노광 슬릿(202)으로부터 거리 Lp1만큼 이격된 위치에 형성된 계측점이다. 계측점(209, 210 및 211) 및 계측점(215, 216 및 217)은, 노광 슬릿(202)으로부터 거리 Lp2만큼 이격된 위치에 형성된 계측점이다. 거리 Lp1과 Lp2은 Lp1 < Lp2의 관계를 갖는다.
본 실시형태에서, 계측점(206, 207 및 208) 및 계측점(212, 213 및 214)은 계측 유닛(MU)의 제1 계측 유닛의 계측점이다. 계측점(209, 210 및 211) 및 계측점(215, 216 및 217)은, 계측 유닛(MU)의 제2 계측 유닛의 계측점이다. 제1 계측 유닛은, 노광 처리에서, 샷 영역(201)이 노광 슬릿(202)에 도달하기 전에, 기판 스테이지(105)에 보유지지된 기판(104)의 샷 영역(201)의 계측 대상 개소의 높이 방향의 위치를 계측한다. 제2 계측 유닛은, 노광 처리에서, 제1 계측 유닛에 앞서 기판(104)의 샷 영역(201)의 계측 대상 개소의 높이 방향의 위치를 계측한다.
주제어 유닛(127)은, 노광 슬릿(202)과 각 계측점(203 내지 217) 사이의 거리 및 기판 스테이지(105)의 주사 방향 및 주사 속도에 기초하여, 계측 유닛(MU)에 의한 각 계측점(203 내지 217)의 계측 타이밍을 제어할 수 있다. 계측점(203, 206, 209, 212 및 215)은, 동일한 X 좌표 위치에 형성된다. 계측점(204, 207, 210, 213 및 216)은, 동일한 X 좌표 위치에 형성된다. 또한, 계측점(205, 208, 211, 214 및 217)은, 동일한 X 좌표 위치에 형성된다. 예를 들어, 기판 스테이지(105)를 Y축 방향으로 주사할 경우에는, 각 계측점(203 내지 217)의 계측 타이밍을 조정함으로써, 샷 영역(201)의 동일한 좌표 위치를 다른 계측점에서 계측할 수 있다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하여, 계측 유닛(MU)에 의한 샷 영역(301)의 계측 대상 개소의 높이 방향의 위치 계측에 대해서 설명한다. 도 3a에서, 계측 대상 개소(302, 303 및 304)는, 샷 영역(301)에서 계측될 위치를 나타낸다. 샷 영역(301)의 계측 대상 개소는, 샷 영역(301)의 전체 높이 방향의 위치를 계측하기 위해서, Y축 방향에 대하여 복수 개소 존재한다. 단, 도 3a에서는, 간략화를 위해서, 계측 대상 개소(302, 303 및 304) 만을 나타내고 있다.
예를 들어, 도 3a에 도시한 바와 같이, 기판 스테이지(105)를 화살표 F로 나타내는 방향으로 주사하여, 샷 영역(301)의 계측 대상 개소(302)의 높이 방향의 위치를 계측하는 경우를 살펴본다. 도 3b에 나타내는 상태에서, 주제어 유닛(127)은, 계측 유닛(MU)이 계측점(209)에서 계측 대상 개소(302)의 높이 방향의 위치를 계측하도록, 계측 타이밍을 제어한다. 미리정해진 시간이 경과하고, 도 3c에 나타내는 상태에서, 주제어 유닛(127)은, 계측 유닛(MU)이 계측점(206)에서 계측 대상 개소(302)의 높이 방향의 위치를 계측하도록, 계측 타이밍을 제어한다. 또한, 미리정해진 시간이 경과하고, 도 3d에 나타내는 상태에서, 주제어 유닛(127)은, 계측 유닛(MU)이 계측점(203)에서 계측 대상 개소(302)의 높이 방향의 위치를 계측하도록, 계측 타이밍을 제어한다.
마찬가지로, 기판 스테이지(105)를 화살표 F로 나타내는 방향으로 주사하여, 샷 영역(301)의 계측 대상 개소(303)의 높이 방향의 위치를 계측하는 경우를 살펴본다. 도 3b에 나타내는 상태에서, 주제어 유닛(127)은, 계측 유닛(MU)이 계측점(210)에서 계측 대상 개소(303)의 높이 방향의 위치를 계측하도록, 계측 타이밍을 제어한다. 일정 시간이 경과하고, 도 3c에 나타내는 상태에서, 주제어 유닛(127)은, 계측 유닛(MU)이 계측점(207)에서 계측 대상 개소(303)의 높이 방향의 위치를 계측하도록, 계측 타이밍을 제어한다. 또한, 미리정해진 시간이 경과하고, 도 3d에 나타내는 상태에서, 주제어 유닛(127)은, 계측 유닛(MU)이 계측점(204)에서 계측 대상 개소(303)의 높이 방향의 위치를 계측하도록, 계측 타이밍을 제어한다.
마찬가지로, 기판 스테이지(105)를 화살표 F로 나타내는 방향으로 주사하여, 샷 영역(301)의 계측 대상 개소(304)의 높이 방향의 위치를 계측하는 경우를 검토한다. 도 3b에 나타내는 상태에서, 주제어 유닛(127)은, 계측 유닛(MU)이 계측점(211)에서 계측 대상 개소(304)의 높이 방향의 위치를 계측하도록, 계측 타이밍을 제어한다. 미리정해진 시간이 경과하고, 도 3c에 나타내는 상태에서, 주제어 유닛(127)은, 계측 유닛(MU)이 계측점(208)에서 계측 대상 개소(304)의 높이 방향의 위치를 계측하도록, 계측 타이밍을 제어한다. 또한, 미리정해진 시간이 경과하고, 도 3d에 나타내는 상태에서, 주제어 유닛(127)은, 계측 유닛(MU)이 계측점(205)에서 계측 대상 개소(304)의 높이 방향의 위치를 계측하도록, 계측 타이밍을 제어한다.
주제어 유닛(127)은, 기판 스테이지(105)를 주사하는 방향(이동 방향)에 따라, 샷 영역(301)의 계측 대상 개소의 높이 방향의 위치 계측에 사용하는 계측점을 전환한다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 기판 스테이지(105)를 화살표 F로 나타내는 방향으로 주사할 경우, 계측점(206 내지 211)에서 샷 영역(201)의 계측 대상 개소의 높이를 계측한다. 한편, 기판 스테이지(105)를 화살표 R로 나타내는 방향으로 주사할 경우, 계측점(212 내지 217)에서 샷 영역(201)의 계측 대상 개소의 높이 방향의 위치를 계측한다. 주제어 유닛(127)은, 이들의 계측 결과에 기초하여, 샷 영역(201)의 계측 대상 개소를 포함하는 노광 대상 영역의 높이 방향의 위치(Z축 방향의 위치)를 산출한다. 그리고, 주제어 유닛(127)은, 노광 대상 영역이 노광 슬릿(202)에 도달할 때까지, 노광 대상 영역이 최적 노광 위치(최종 목표 위치)에 위치하도록, 기판 스테이지(105)를 Z축 방향(기판(104)의 높이 방향)으로 이동시킨다. 최적 노광 위치란, 마스크(102)의 패턴의 상 면, 즉 투영 광학계(101)의 상 면 위치(베스트 포커스 위치)이다. 단, 최적 노광 위치란, 투영 광학계(101)의 상 면의 위치에 완전히 일치하는 위치를 의미하는 것이 아니고, 허용 초점 심도의 범위 내를 포함하는 것이다.
도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 기판(104)을 노광하는 노광 처리에서의 샷 영역의 계측 대상 개소의 높이 방향의 위치 계측에 대해서 구체적으로 설명한다. 도 4a 내지 도 4c는, 노광 슬릿(202), 계측점(203 내지 211), 샷 영역(401, 402 및 403), 계측 대상 개소(404, 405 및 406) 및 기판 스테이지(105)의 궤적을 도시하는 도면이다. 샷 영역(402)의 계측 대상 개소는, 샷 영역(402)의 전체 높이 방향의 위치를 계측하기 위해서, Y축 방향에 대하여 복수 개소 존재한다. 단, 도 4a 내지 도 4c에서는, 간략화를 위해서, 계측 대상 개소(404, 405 및 406) 만을 나타내고 있다. 도 4a 내지 도 4c에서, 샷 영역(401)은 노광 처리가 행하여진 샷 영역이다. 샷 영역(402)은, 샷 영역(401)의 다음에 노광 처리를 행하는 샷 영역이다. 샷 영역(403)은, 샷 영역(402)의 다음에 노광 처리를 행하는 샷 영역이다. 도 4a 내지 도 4c에서, 파선으로 나타내는 화살표는, X-Y 평면에서의 기판 스테이지(105)의 궤적이다.
도 4a에 도시한 바와 같이, 샷 영역(401)의 노광 처리가 종료하면, 기판 스테이지(105)는, Y축 방향으로 감속하면서 X축 방향으로 이동하고, 다음에 노광 처리를 행하는 샷 영역(402)으로 이동한다. 기판 스테이지(105)가 Y축 방향으로의 가속 개시점에 도달하면(즉, X축 방향으로의 이동이 종료하면), 기판 스테이지를 화살표 F로 나타내는 방향으로 가속 및 이동시킨다.
도 4b에 도시한 바와 같이, 계측점(209 내지 211)이 샷 영역(402)의 계측 대상 개소(404 내지 406)에 도달하면, 계측점(209 내지 211)에서 계측 대상 개소(404 내지 406)의 높이 방향의 위치를 각각 계측한다. 주제어 유닛(127)은, 계측점(209 내지 211)의 계측 결과(계측 대상 개소(404 내지 406)의 높이 방향의 위치)에 기초하여, 노광 대상 영역을 최적 노광 위치에 위치시키기 위한 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량(목표값)을 구한다. 주제어 유닛(127)은, 이러한 목표값에 기초하여, 기판 스테이지(105)(레벨링 스테이지)에 의해 기판(104)을 Z축 방향으로 구동하는 제1 구동을 개시한다. 기판 스테이지(105)의 속도(주사 속도)가 목표 속도가 되면, 기판 스테이지(105)는 노광 슬릿(202)이 샷 영역(402)을 통과할 때까지 등속에서의 이동을 계속한다.
도 4c에 도시한 바와 같이, 계측점(206 내지 208)이 샷 영역(402)의 계측 대상 개소(404 내지 406)에 도달하면, 계측점(206 내지 208)에서 계측 대상 개소(404 내지 406)의 높이 방향의 위치를 계측한다. 주제어 유닛(127)은, 계측점(206 내지 208)의 계측 결과(계측 대상 개소(404 내지 406)의 높이 방향의 위치)에 기초하여, 노광 대상 영역을 최적 노광 위치에 위치시키기 위한 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량(목표값)을 구한다. 주제어 유닛(127)은, 이러한 목표값에 기초하여, 기판 스테이지(105)(레벨링 스테이지)에 의해 기판(104)을 Z축 방향으로 구동하는 제2 구동을 개시한다.
상술한 바와 같이, 주제어 유닛(127)은, 노광 처리에서, 제1 구동과 제2 구동에 의해, 기판(104)의 샷 영역(402)이 노광 슬릿(202)에 도달할 때까지, 기판(104)의 Z축 방향의 위치가 최적 노광 위치로 되도록 기판 스테이지(105)를 제어한다. 제1 구동이란, 상술한 바와 같이, 계측점(209 내지 211)(제2 계측 유닛)의 계측 결과에 기초하여 기판 스테이지(105)에 의해 기판(104)을 Z 축 방향으로 구동하는 것을 나타낸다. 제2 구동이란, 상술한 바와 같이, 계측점(206 내지 208)(제1 계측 유닛)의 계측 결과에 기초하여 기판 스테이지(105)에 의해 기판(104)을 Z축 방향으로 구동하는 것을 나타낸다.
이제, 도 5, 도 6a 및 도 6b를 참조하여, 종래 기술에서의 기판(104)의 Z축 방향의 위치를 최적 노광 위치에 위치시키기 위한 기판 스테이지(105)의 구동에 관한 제어에 대해서 설명한다. 도 5는, 기판 스테이지(105)의 구동에 관한 제어계를 도시하는 개략 블록도이다. 여기서는 PID(Proportional-Integral-Differential) 제어를 적용한 예를 설명한다. 상기 제어계는, PID 제어기(501)와, 필터(502)와, 기판 스테이지(105)의 제한된 구동량(503)을 포함한다.
도 5에서, 기판 스테이지(105)의 초기 위치란, 기판(104)의 Z축 방향의 위치를 최적 노광 위치에 위치시키기 위한 기판 스테이지(105)의 제1 구동 또는 제2 구동을 개시하기 전의 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치이다. 스위치(SW1)는, 기판(104)의 샷 영역의 계측 대상 개소의 높이 방향의 위치의 계측에 사용하는 계측 유닛(MU)의 계측점을 전환하는 스위치이다. 예를 들어, 도 4b에 나타내는 제1 구동에서는, 제2 계측 유닛인 계측점(209 내지 211)의 계측 결과에 기초하여 기판 스테이지(105)가 구동(제어)되도록, 스위치(SW1)를 전환한다. 도 4c에 나타내는 제2 구동에서는, 제1 계측 유닛인 계측점(206 내지 208)의 계측 결과에 기초하여 기판 스테이지(105)가 구동(제어)되도록, 스위치(SW1)를 전환한다. PID 제어기(501)는, 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동을 제어하도록 구성되는 제어기이며, P 게인(비례 게인)과, D 게인(미분 게인)과, I 게인(적분 게인)을 포함한다. 필터(502)로부터 입력되는 기판 스테이지(105)의 구동량이 제한된 구동량(503) 이하인 경우에는, 그대로의 구동량이 출력된다. 한편, 필터(502)로부터 입력되는 기판 스테이지(105)의 구동량이 제한된 구동량(503)보다 큰 경우에는, 기판 스테이지(105)의 구동량으로서 제한된 구동량(503)이 출력된다.
종래 기술에서는, 최적 노광 위치, 기판 스테이지(105)의 초기 위치 및 계측 유닛(MU)의 계측 결과에 기초하여, 최적 노광 위치로부터의 기판 스테이지(105)(기판(104))의 어긋남량을 구한다. 이와 같이 하여 구한 어긋남량에 대하여, PID 제어기(501)의 각 게인, 필터(502)(예를 들어, 저역 통과 필터 처리의 컷오프 주파수), 기판 스테이지(105)의 제한된 구동량(503)을 적용함으로써, 기판 스테이지(105)의 구동에 관한 목표값을 구한다. 간섭계(124)로부터 얻어지는 기판 스테이지(105)의 위치(현재 위치)를 기판 스테이지(105)의 구동에 관한 목표값에 피드백하면서, 기판(104)의 Z축 방향의 위치가 최적 노광 위치에 위치하도록 기판 스테이지(105)를 구동한다.
그리고, 종래 기술에서는, 샷 영역(402)의 계측 대상 개소(도시하지 않음)의 높이 방향의 위치를 순차 계측한다. 노광 슬릿(202)이 샷 영역(402)에 도달하면, 조명 광학계(106)를 개재하여 광원으로부터의 광으로 마스크(102)를 조명하고, 계측 유닛(MU)에 의한 계측과 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동을 순차 행하면서, 샷 영역(402)을 노광한다. 노광 슬릿(202)이 샷 영역(402)을 통과하면, 샷 영역(403)의 노광을 위한 처리를 개시하고, 기판 스테이지(105)를 Y축 방향에 감속하면서 X축 방향으로 구동하고, 계속해서 기판 스테이지(105)를 Y 축 방향으로 가속한다.
도 6a는, 종래 기술에서, 기판 스테이지(105)가 도 4a 내지 도 4c에 나타내는 궤적을 따라 이동한 경우에서의 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치와 시간 사이의 관계를 도시하는 타이밍 차트이다. 도 6a에서는, 종축은 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치를 나타내고, 횡축은 시간(시각)을 나타내고 있다.
도 6a에서, 시각 t0은 제1 구동을 개시하는 시각이며, 시각 t1은 제1 구동이 종료되는 시각이다. 시각 t2는 제2 구동을 개시하는 시각이며, 시각 t3은 제2 구동이 종료하는 시각이다. 시각 t4는 노광 슬릿(202)이 샷 영역(402)에 도달하는 시각이다. Ztarget는 최적 노광 위치이다. Zlimit 1은, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 제한된 구동량, 즉 제1 구동에서 허용되는 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량이다. 제1 구동에서는, 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량이 Zlimit 1에 수렴되도록, 기판 스테이지(105)의 구동량이 제한된다. Zlimit 2는, 제2 구동에서의 기판 스테이지(105)의 제한된 구동량, 즉 제2 구동에서 허용되는 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량이다. 제2 구동에서는, 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량이 Zlimit 2에 수렴되도록, 기판 스테이지(105)의 구동량이 제한된다.
제1 구동에 요하는 시간(dt01)(시각 t0로부터 시각 t1까지)과 제2 구동에 요하는 시간(dt23)(시각 t2로부터 시각 t3까지)은 dt01=dt23의 관계를 갖는다. 제1 구동에서의 제한된 구동량(Zlimit 1)과 제2 구동에서의 제한된 구동량(Zlimit 2)은 Zlimit 1=Zlimit 2의 관계를 갖는다.
도 6b는, 도 6a에 나타내는 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치와 시간 사이의 관계에 대하여 기판 스테이지(105)의 제어 편차를 추가한 타이밍 차트이다. 도 6b는, 각 시각에서의 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 목표 위치(601)와 실제 기판 스테이지(105)의 위치 사이의 차분, 즉 Z축 방향의 제어 편차(602)를 나타내고 있다. 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 목표 위치(601)와 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 실제 위치가 일치하는 경우, 기판 스테이지(105)의 제어 편차(602)는 0이 된다.
도 6b를 참조하면, 제1 구동을 개시하는 시각 t0의 직후에서는, 목표 위치(601)의 변화량이 크고, 제어 편차(602)의 변화량도 크다. 제1 구동이 종료하는 시각 t1에 근접함에 따라서, 목표 위치(601)의 변화량이 감소하며, 제어 편차(602)의 변화량도 감소한다. 그러나, 제2 구동을 개시하는 시각 t2을 지나면, 목표 위치(601)의 변화량 및 제어 편차(602)는 다시 커진다. 제2 구동이 종료하는 시각 t3에 근접함에 따라서, 목표 위치(601)의 변화량이 감소하고, 제어 편차(602)의 변화량도 감소하고, 제어 편차(602)는 0에 수렴해 간다. 그러나, 기판 스테이지(105)의 응답성을 초과하는 구동량(제한된 구동량을 초과하는 구동량)으로 기판 스테이지(105)를 구동시키면, 기판 스테이지(105)의 제어 편차가 증가한다. 예를 들어, 노광 슬릿(202)이 샷 영역(402)에 도달하는 시각 t4에서, 제어 편차(602)는 0에 수렴되지 않고 많이 잔존하고 있다. 이것은, 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치가 최적 노광 위치로부터 어긋나 있는 상태인 것을 의미한다. 따라서, 이러한 제어 편차(602)가 많이 잔존하는 시각 t4에서 샷 영역(402)의 노광을 개시하면, 디포커스에 의한 해상 불량을 야기하는 원인이 된다.
이를 방지하기 위해서, 본 실시형태에서는, 주제어 유닛(127)에서, 제1 구동에서의 제어 파라미터와, 제2 구동에서의 제어 파라미터를 변경하고, 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동을 제어한다. 더 구체적으로는, 후술하는 바와 같이, 주제어 유닛(127)은, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량이, 최적 노광 위치와 제2 계측 유닛의 계측점(209 내지 211)에서 계측된 계측 대상 개소의 Z축 방향의 위치 사이의 차분에 대응하는 거리의 절반보다 커지도록 한다.
도 7a, 도 7b 및 도 8을 참조하여, 본 실시형태에서의 기판(104)의 Z축 방향의 위치를 최적 노광 위치에 위치시키기 위한 기판 스테이지(105)의 구동에 관한 제어에 대해서 설명한다. 도 7a는, 본 실시형태에서, 기판 스테이지(105)가 도 4a 내지 도 4c에 나타내는 궤적에서 이동한 경우에서의 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치와 시간 사이의 관계를 도시하는 타이밍 차트이다. 도 7a에서는, 종축은 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치를 나타내고, 횡축은 시간을 나타내고 있다.
도 7a에서, 시각 t0은, 제1 구동을 개시하는 시각이며, 시각 t1'은 제1 구동이 종료하는 시각이다. 시각 t2는 제2 구동을 개시하는 시각이며, 시각 t3'은 제2 구동이 종료하는 시각이다. 시각 t4는, 노광 슬릿(202)이 샷 영역(402)에 도달하는 시각이다. 즉, 시각 t4로부터 노광 대상의 샷 영역에의 노광을 개시하기 때문에, 시각 t4까지 기판 스테이지(105)의 제어 편차가 허용값 이하로 수렴하고 있는 것이 바람직하다. Ztarget는 최적 노광 위치이다. Zlimit 1'은, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 제한된 구동량, 즉 제1 구동에서 허용되는 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량이다. 주제어 유닛(127)은, 제1 구동에서, 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량이 Zlimit 1'에 수렴되도록, 기판 스테이지(105)의 구동량을 제한한다. Zlimit 2'는, 제2 구동에서의 기판 스테이지(105)의 제한된 구동량, 즉 제2 구동에서 허용되는 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량이다. 주제어 유닛(127)은, 제2 구동에서, 기판 스테이지(105)의 Z 축 방향에의 구동량이 Zlimit 2'에 수렴되도록, 기판 스테이지(105)의 구동량을 제한한다.
도 7a에 나타내는 Ztarget는 도 6a에 나타내는 Ztarget와 동량이다. 도 7a에 나타내는 시각 t0로부터 시각 t4까지의 시간은, 도 6a에 나타내는 시각 t0로부터 시각 t4까지의 시간과 동일하다. 따라서, 도 7a 및 도 6a는, 기판(104)의 Z축 방향의 위치를 최적 노광 위치에 위치시키기 위한 기판 스테이지(105)의 구동 제어를 개시하고 나서 노광을 개시할 때까지의 시간 및 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량이 동일하다.
도 7a에서는, 제1 구동에 요하는 시간(dt01')(시각 t0로부터 시각 t1'까지)과 제2 구동에 요하는 시간(dt23')(시각 t2로부터 시각 t3'까지)은 dt01' < dt23'의 관계를 갖는다. 제1 구동에서의 제한된 구동량(Zlimit 1')과 제2 구동에서의 제한된 구동량(Zlimit 2')은 Zlimit 1' > Zlimit 2'의 관계를 갖는다. 상술한 바와 같이, 주제어 유닛(127)은, 제1 구동에 요하는 시간을 제2 구동에 요하는 시간보다 짧게 하고, 제1 구동에서의 제한된 구동량(Zlimit 1')을 제2 구동에서의 제한된 구동량(Zlimit 2')보다 크게 한다.
도 7b는, 도 7a에 나타내는 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치와 시간 사이의 관계에 대하여, 기판 스테이지(105)의 제어 편차를 추가한 타이밍 차트이다. 도 7b는, 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 목표 위치(701)에 대한 제어 편차(702)를 나타내고 있다. 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 목표 위치(701)와 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 실제 위치가 일치하는 경우, 기판 스테이지(105)의 제어 편차(702)는 0이 된다.
도 7b를 참조하면, 제1 구동을 개시하는 시각 t0의 직후에서는, 목표 위치(701)의 변화량이 크고, 제어 편차(702)의 변화량도 크다. 제1 구동이 종료하는 시각 t1'에 근접함에 따라서, 목표 위치(701)의 변화량은 감소하지만, 기판 스테이지(105)를 단시간에서 크게 구동하고 있기 때문에, 제어 편차(702)의 변화량은 큰 상태로 유지된다. 제2 구동을 개시하는 시각 t2의 직후에서는, 목표 위치(701)의 변화량이 작기 때문에, 제2 구동에 의해 새롭게 발생하는 제어 편차(702)도 작아진다. 따라서, 시각 t1'로부터의 제어 편차(702)는, 제1 구동에 의해 발생한 제어 편차가 지배적이 된다. 한편, 시각 t1'로부터 시각 t4까지의 시간은, 도 6a 및 도 6b에 나타내는 시각 t1으로부터 시각 t4까지의 시간보다 길이다. 이에 의해, 제어 편차(702)는 0으로 계속해서 수렴하고 시각 t4에서 0에 수렴한다. 이것은, 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치가 최적 노광 위치에 일치하고 있는 상태인 것을 의미한다. 따라서, 시각 t4에서 샷 영역(402)의 노광을 개시해도, 디포커스에 의한 해상 불량은 발생하지 않는다.
제1 구동에 요하는 시간(dt01')(시각 t0로부터 시각 t1'까지) > 제2 구동에 요하는 시간(dt23')(시각 t2로부터 시각 t3'까지)을 충족하도록 제어 파라미터를 설정해도 된다. 이에 의해, 제2 구동의 종료와 노광의 개시 사이의 정정 시간(settling time)을 길게 확보할 수 있기 때문에, 노광을 개시하는 시각에서의 제어 편차를 저감할 수 있다.
도 8은, 본 실시형태(주제어 유닛(127))에서의 기판 스테이지(105)의 구동에 관한 제어계를 도시하는 개략 블록도이다. 종래 기술과 마찬가지로, PID제어를 적용한 예를 설명한다. 제어계는, 제1 PID 제어기(801)와, 제1 필터(802)와, 기판 스테이지(105)의 제1 제한된 구동량(803)과, 제2 PID 제어기(804)와, 제2 필터(805)와, 기판 스테이지(105)의 제2 제한된 구동량(806)을 포함한다.
도 8에서, 기판 스테이지(105)의 초기 위치란, 기판(104)의 Z축 방향의 위치를 최적 노광 위치에 위치시키기 위한 기판 스테이지(105)의 제1 구동 또는 제2 구동을 개시하기 전의 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치이다. 스위치(SW1)는, 기판(104)의 샷 영역의 계측 대상 개소의 높이 방향의 위치 계측에 사용하는 계측 유닛(MU)의 계측점을 전환하는 스위치이다. 예를 들어, 도 4b에 나타내는 제1 구동에서는, 제2 계측 유닛인 계측점(209 내지 211)의 계측 결과에 기초하여 기판 스테이지(105)가 구동(제어)되도록, 스위치(SW1)를 전환한다. 도 4c에 나타내는 제2 구동에서는, 제1 계측 유닛인 계측점(206 내지 208)의 계측 결과에 기초하여 기판 스테이지(105)가 구동(제어)되도록, 스위치(SW1)를 전환한다. 제1 PID 제어기(801)는, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동을 제어하도록 구성되는 제어기이며, 제1 P 게인(비례 게인)과, 제1 D 게인(미분 게인)과, 제1 I 게인(적분 게인)을 포함한다. 제1 필터(802)는, 제1 구동에서의 필터(예를 들어, 저역 통과 필터 처리의 컷오프 주파수)이다. 제1 제한된 구동량(803)은, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 제한된 구동량(본 실시형태에서는, Zlimit 1') 이다. 제2 PID 제어기(804)는, 제2 구동에서의 기판 스테이지(105)의 Z 축 방향에의 구동을 제어하도록 구성되는 제어기이며, 제1 P 게인과 다른 제2 P 게인과, 제1 D 게인과 다른 제2 D 게인과, 제1 I 게인과 다른 제2 I 게인을 포함한다. 제2 필터(805)는, 제2 구동에서의 필터(예를 들어, 저역 통과 필터 처리의 컷오프 주파수)이다. 제2 제한된 구동량(806)은, 제2 구동에서의 기판 스테이지(105)의 제한된 구동량(본 실시형태에서는, Zlimit 2')이다. 스위치(SW2)는, 제1 구동과 제2 구동 사이에서 사용하는 PID 제어기, 필터 및 제한된 구동량을 전환하는 스위치이다. 예를 들어, 도 4b에 나타내는 제1 구동에서는, 제1 PID 제어기(801), 제1 필터(802) 및 제1 제한된 구동량(803)이 사용되도록, 스위치(SW2)를 전환한다. 도 4c에 나타내는 제2 구동에서는, 제2 PID 제어기(804), 제2 필터(805) 및 제2 제한된 구동량(806)이 사용되도록, 스위치(SW2)를 전환한다.
제1 구동에서, 제1 필터(802)로부터 입력되는 기판 스테이지(105)의 구동량이 제1 제한된 구동량(803) 이하인 경우에는, 그대로의 구동량이 출력된다. 한편, 제1 구동에서, 제1 필터(802)로부터 입력되는 기판 스테이지(105)의 구동량이 제1 제한된 구동량(803)보다 큰 경우에는, 기판 스테이지(105)의 구동량으로서 제1 제한된 구동량(803)이 출력된다. 마찬가지로, 제2 구동에서, 제2 필터(805)로부터 입력되는 기판 스테이지(105)의 구동량이 제2 제한된 구동량(806) 이하인 경우에는, 그대로의 구동량이 출력된다. 한편, 제2 구동에서, 제2 필터(805)로부터 입력되는 기판 스테이지(105)의 구동량이 제2 제한된 구동량(806)보다 큰 경우에는, 기판 스테이지(105)의 구동량으로서 제2 제한된 구동량(806)이 출력된다.
주제어 유닛(127)은, 최적 노광 위치, 기판 스테이지(105)의 초기 위치 및 계측 유닛(MU)의 계측 결과에 기초하여, 최적 노광 위치로부터의 기판 스테이지(105)(기판(104))의 어긋남량을 구한다. 제1 구동에서는, 이와 같이 하여 구한 어긋남량에 대하여, 제1 PID 제어기(801)의 각 게인, 제1 필터(802), 및 제1 제한된 구동량(803)을 적용함으로써, 기판 스테이지(105)의 구동에 관한 목표값을 구한다. 제2 구동에서는, 이와 같이 하여 구한 어긋남량에 대하여, 제2 PID 제어기(804)의 각 게인, 제2 필터(805), 및 제2 제한된 구동량(806)을 적용함으로써, 기판 스테이지(105)의 구동에 관한 목표값을 구한다. 간섭계(124)로부터 얻어지는 기판 스테이지(105)의 위치(현재 위치)를 기판 스테이지(105)의 구동에 관한 목표값에 피드백하면서, 제1 구동과 제2 구동에 의해, 기판(104)의 Z축 방향의 위치를 최적 노광 위치에 위치시킨다.
본 실시형태에 따르면, 기판(104)의 Z축 방향의 위치를 최적 노광 위치에 위치시키기 위해서, 단시간에, 그리고 큰 구동량으로 기판 스테이지(105)를 구동해야 하는 경우에도, 노광 개시에서의 기판 스테이지(105)의 제어 편차를 억제할 수 있다. 따라서, 노광 장치(100)는 디포커스에 의한 해상 불량을 저감할 수 있다.
제1 구동과 제2 구동 사이에서 변경되는 제어 파라미터는 게인이어도 된다. 제1 구동에서의 제1 PID 제어기(801)의 D 게인을 제2 구동에서의 제2 PID 제어기(804)의 D 게인보다 높게 함으로써, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 응답성을 높인다. 제1 구동에서의 제1 PID 제어기(801)의 I 게인을 제2 구동에서의 제2 PID 제어기(804)의 적분 게인보다 작게 함으로써, 제2 구동에서의 정상 상태 편차를 억제한다. 상술한 바와 같이, 제1 구동과 제2 구동에서 게인을 변경함으로써, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량을, 제2 구동에서의 것보다 크게 할 수 있다. 이에 의해, 노광 개시에서의 기판 스테이지(105)의 제어 편차를 억제하고, 디포커스에 의한 해상 불량을 저감할 수 있다.
제1 구동과 제2 구동 사이에서 변경되는 제어 파라미터는, 저역 통과 필터 처리의 컷오프 주파수(필터 상수)이어도 된다. 예를 들어, 제1 필터(802) 및 제2 필터(805) 각각을 사용하여, 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동을 제어하기 위한 제어 데이터를 생성할 경우를 검토한다. 이 경우, 최적 노광 위치와 제2 계측 유닛의 계측 결과 사이의 제1 차분 데이터 및 최적 노광 위치와 제1 계측 유닛의 계측 결과 사이의 제2 차분 데이터 각각에 대하여 컷오프 주파수를 갖는 저역 통과 필터 처리를 실시하게 된다. 이때, 제1 차분 데이터에 실시하는 저역 통과 필터 처리의 컷오프 주파수를 제2 차분 데이터의 것보다 높게 한다. 더 구체적으로는, 제1 구동에서 사용하는 제1 필터(802)의 컷오프 주파수를 높고 설정함으로써, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 응답성을 높인다. 제2 구동에서 사용하는 제2 필터(805)의 컷오프 주파수를 낮게 설정함으로써, 제2 구동에서의 제어 편차의 증가를 억제한다. 상술한 바와 같이, 제1 구동과 제2 구동에서 저역 통과 필터 처리의 컷오프 주파수를 변경함으로써, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량을 제2 구동에서의 것보다 크게 할 수 있다. 이에 의해, 노광 개시에서의 기판 스테이지(105)의 제어 편차를 억제하고, 디포커스에 의한 해상 불량을 저감할 수 있다.
제1 구동과 제2 구동에서 변경되는 제어 파라미터는, Z축 방향의 위치에 대한 기판 스테이지(105)의 궤적을 구할 때의 보간에 사용하는 함수의 종류이어도 된다. 도 9는, Z축 방향의 위치에 대한 기판 스테이지(105)의 궤적을 도시하는 타이밍 차트이다. 도 9에서는, 종축은 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치를 나타내고, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 시각 t5는 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동을 개시하는 시각이다. 시각 t6은, 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동이 종료하는 시각이다. 예를 들어, 기판(104)의 Z축 방향의 위치를 최적 노광 위치에 위치시키기 위한 기판 스테이지(105)의 구동 목표값을 구하는 때에, 제1 구동에서는, 그 구동량의 변화량이 급준한 궤적(901)이 되도록 보간을 행하고, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 응답성을 높인다. 예를 들어, 제1 구동에서는, 시각 t5로부터의 시간에 대하여 선형 함수에서 보간을 행한다. 제2 구동에서는, 기판 스테이지(105)의 구동량의 변화량이 온화한 궤적(902)이 되도록 보간을 행하고, 제2 구동에서의 기판 스테이지(105)의 제어 편차의 증가를 억제한다. 예를 들어, 제2 구동에서는, 시각 t6로부터의 시간에 대하여 포화 함수(루트 함수 등)에서 보간을 행한다. 즉, 제1 구동에서의 시간에 대한 기판 스테이지(105)의 구동량의 변화량의 최댓값을 제2 구동에서의 것보다 크게 한다. 상술한 바와 같이, 제1 구동과 제2 구동에서 기판 스테이지(105)의 궤적을 구할 때의 보간에 사용하는 함수의 종류를 변경한다. 이에 의해, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량을 제2 구동에서의 것보다 크게 할 수 있다. 따라서, 노광 개시에서의 기판 스테이지(105)의 제어 편차를 억제하고, 디포커스에 의한 해상 불량을 저감할 수 있다.
기판 스테이지(105)의 Z축 방향에 대한 응답성은, X축에 대한 회전, Y축에 대한 회전, 및 Z축 방향의 위치에서 상이할 수 있다. 이러한 경우에는, 제1 구동과 제2 구동에서 변경되는 제어 파라미터는, X축에 대한 회전, Y축에 대한 회전, 및 Z축 방향의 위치에 대하여 변경될 수 있다.
제1 구동과 제2 구동 사이에서 변경되는 제어 파라미터는 상술한 파라미터를 자유롭게 조합할 수 있다. 본 실시형태에서는, 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 구동 및 제2 구동 각각에 대하여, PID 제어기 및 필터를 제공한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 1개의 PID 제어기 및 1개의 필터에 대하여, 제1 구동과 제2 구동 사이에서 제어 파라미터를 변경하도록 구성해도 된다.
도 10을 참조하여, 노광 장치(100)에서의 동작, 즉 노광 처리에 대해서 설명한다. 노광 처리는, 상술한 바와 같이, 주제어 유닛(127)이 노광 장치(100)의 각 유닛을 통괄적으로 제어함으로써 행하여진다.
단계 S1002에서, 노광 장치(100)에 기판(104)을 반입한다. 더 구체적으로는, 기판(104)을 반송 핸드(도시하지 않음)에 의해 반송하고, 기판 스테이지(105)에 보유지지시킨다.
단계 S1004에서, 글로벌 얼라인먼트(global alignment)를 위한 프리 얼라인먼트(사전 계측 및 보정)를 행한다. 더 구체적으로는, 글로벌 얼라인먼트에서 사용하는 고배율 시야 얼라인먼트 현미경(도시하지 않음)의 계측 범위에 기판(104) 위의 얼라인먼트 마크가 들어오도록, 저배율 시야 얼라인먼트 현미경(도시하지 않음)을 사용해서 기판(104)의 회전 오차 등의 어긋남량을 계측하고 보정한다.
단계 S1006에서, 글로벌 틸트를 행한다. 더 구체적으로는, 도 11에 도시한 바와 같이, 기판(104)의 복수의 샷 영역 중 샘플 샷 영역(1101)의 높이 방향의 위치를 계측 유닛(MU)에 의해 계측한다. 계측 유닛(MU)에 의해 계측된 샘플 샷 영역(1101)의 높이 방향의 위치에 기초하여, 기판(104)의 전체적인 기울기를 산출해서 보정한다.
단계 S1008에서, 노광 중(마스크 스테이지(103) 및 기판 스테이지(105)의 주사 중)에서의 기판(104)의 높이 방향의 위치 계측을 위한 사전 조정을 행한다. 사전 조정은, 예를 들어 각각의 계측 유닛(MU)의 광원(110)의 광량 조정, 기판(104)의 샷 영역에서의 패턴 단차의 기억 등을 포함한다. 사전 조정은, 계측점(203 내지 217)을 포함하는 계측 유닛(MU)에 대하여 행하여진다.
단계 S1010에서, 투영 광학계(101)를 조정한다. 더 구체적으로는, 기판 스테이지(105)에 배치된 광량 센서 및 기준 마크(도시하지 않음) 및 마스크 스테이지(103)에 배치된 기준 플레이트(도시하지 않음)를 사용하여, 투영 광학계(101)의 기울기, 상면 만곡(curvature of field) 등을 구한다. 예를 들어, 기판 스테이지(105)를 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 주사했을 때의 노광 광의 광량 변화를, 기판 스테이지(105)에 배치된 광량 센서로 계측한다. 노광 광의 광량 변화에 기초하여, 기준 플레이트에 대한 기준 마크의 어긋남량을 구해서 투영 광학계(101)를 조정한다.
단계 S1012에서, 글로벌 얼라인먼트를 행한다. 더 구체적으로는, 고배율 시야 얼라인먼트 현미경을 사용해서 기판(104)의 얼라인먼트 마크를 계측하고, 기판(104)의 전체 어긋남량 및 각 샷 영역에서 공통인 어긋남량을 구한다. 얼라인먼트 마크를 고정밀도로 계측하기 위해서는, 얼라인먼트 마크의 콘트라스트가 베스트 콘트라스트가 되는 위치(베스트 콘트라스트 위치)에 얼라인먼트 마크가 위치하고 있어야 한다. 베스트 콘트라스트 위치의 계측에는, 계측 유닛(MU) 및 얼라인먼트 현미경을 사용하면 된다. 예를 들어, 미리정해진 높이(Z축 방향의 위치)에 기판 스테이지(105)를 구동하고, 얼라인먼트 현미경에서 콘트라스트를 계측하며, 계측 유닛(MU)에서 기판(104)의 Z축 방향의 위치를 계측한다. 이 처리를 반복한다. 이때, 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 각 위치에 대응하는 콘트라스트 계측 결과와 기판(104)의 Z축 방향의 위치 계측 결과를 서로 연관지어 보존한다. 그리고, 복수의 콘트라스트의 계측 결과에 기초하여, 콘트라스트가 가장 높아지는 기판 스테이지(105)의 Z축 방향의 위치를 구해서 베스트 콘트라스트 위치로 한다.
단계 S1014에서, 기판(104)의 노광 대상 샷 영역을 노광한다. 더 구체적으로는, 계측 유닛(MU)에 의해 노광 대상 샷 영역의 계측 대상 개소의 높이 방향의 위치를 계측하고, 기판 스테이지(105)에 의해 기판(104)의 Z축 방향의 위치를 최적 노광 위치에 위치시키면서 노광 대상 샷 영역을 노광한다. 기판(104)의 Z축 방향의 위치를 최적 노광 위치에 위치시키기 위한 기판 스테이지(105)의 구동은, 상술한 바와 같이, 제1 구동과 제2 구동에 의해 행하여진다. 이때, 제1 구동에서의 기판 스테이지(105)의 Z축 방향으로의 구동량이, 최적 노광 위치와 제2 계측 유닛의 계측점(209 내지 211)에서 계측된 계측 대상 개소의 Z축 방향의 위치 사이의 차분에 대응하는 거리의 절반보다 커지도록 한다.
단계 S1016에서, 노광 장치(100)로부터 기판(104)을 반출한다. 더 구체적으로는, 노광된 기판(104)을, 반송 핸드(도시하지 않음)에 의해 기판 스테이지(105)로부터 수취해서 노광 장치(100)의 외부로 반송한다.
본 발명의 실시형태에 따른 물품의 제조 방법은, 예를 들어 디바이스(반도체 디바이스, 자기 기억 매체, 액정 표시 소자 등) 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 상기 제조 방법은, 노광 장치(100)를 사용하여, 감광제가 도포된 기판을 노광하는 단계와, 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함한다. 이러한 제조 방법은 또한 다른 주지의 단계(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 물품의 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능, 품질, 생산성 및 생산 비용 중 적어도 1개에서 유리하다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않는다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 마스크와 기판을 주사하면서 상기 기판을 노광함으로써 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 전사하는 노광 장치이며,
    상기 기판을 보유지지하여 이동하도록 구성되는 스테이지와;
    상기 스테이지의 이동을 제어하도록 구성되는 제어 유닛과;
    상기 스테이지에 보유지지된 상기 기판의 샷 영역이 상기 샷 영역에 대한 노광이 행하여지는 노광 영역에 도달하기 전에, 상기 샷 영역의 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제1 계측 유닛과;
    상기 제1 계측 유닛에 앞서 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제2 계측 유닛을 포함하며,
    상기 제어 유닛은,
    상기 제2 계측 유닛이 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치를 계측한 후 및 상기 샷 영역이 상기 노광 영역에 도달할 때까지, 상기 제2 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 상기 기판을 상기 높이 방향으로 구동하는 제1 구동과, 상기 제1 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 상기 기판을 상기 높이 방향으로 구동하는 제2 구동을 행하도록 상기 스테이지를 제어하고,
    상기 제1 구동에서의 상기 스테이지의 상기 높이 방향으로의 구동량을, 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 최종 목표 위치와 상기 제2 계측 유닛에 의해 계측되는 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치 사이의 차분에 대응하는 거리의 절반보다 크게 하는, 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 제1 구동에 요하는 시간을 상기 제2 구동에 요하는 시간보다 짧게 하고, 상기 제1 구동에서 허용되는 상기 스테이지의 상기 높이 방향으로의 구동량을 상기 제2 구동에서 허용되는 상기 스테이지의 상기 높이 방향으로의 구동량보다 크게 하는, 노광 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 스테이지의 상기 높이 방향으로의 구동을 제어하도록 구성되는 PID 제어기를 포함하며,
    상기 제1 구동에서의 상기 PID 제어기의 미분 게인을 상기 제2 구동에서의 상기 PID 제어기의 미분 게인보다 크게 하는, 노광 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 구동에서의 상기 PID 제어기의 적분 게인을 상기 제2 구동에서의 상기 PID 제어기의 적분 게인보다 작게 하는, 노광 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 최종 목표 위치와 상기 제2 계측 유닛에 의해 계측된 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치 사이의 제1 차분 데이터 및 상기 최종 목표 위치와 상기 제1 계측 유닛에 의해 계측된 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치 사이의 제2 차분 데이터의 각각에 대하여 컷오프 주파수를 갖는 저역 통과 필터 처리를 실시하여, 상기 스테이지의 상기 높이 방향으로의 구동을 제어하기 위한 제어 데이터를 생성하고,
    상기 제1 차분 데이터에 실시하는 저역 통과 필터 처리의 컷오프 주파수를 상기 제2 차분 데이터에 실시하는 저역 통과 필터 처리의 컷오프 주파수보다 높게 하는, 노광 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 제1 구동에서의 시간에 대한 상기 스테이지의 구동량의 변화량의 최대값을 상기 제2 구동에서의 시간에 대한 상기 스테이지의 구동량의 변화량의 최대값보다 크게 하는, 노광 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 투영하도록 구성되는 투영 광학계를 더 포함하며,
    상기 투영 광학계의 상 면의 위치를 상기 최종 목표 위치로 하는, 노광 장치.
  8. 마스크와 기판을 주사하면서 상기 기판을 노광함으로써 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 전사하는 노광 장치이며,
    상기 기판을 보유지지하여 이동하도록 구성되는 스테이지와;
    상기 스테이지의 이동을 제어하도록 구성되는 제어 유닛과;
    상기 스테이지에 보유지지된 상기 기판의 샷 영역이 상기 샷 영역에 대한 노광이 행하여지는 노광 영역에 도달하기 전에, 상기 샷 영역의 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제1 계측 유닛과;
    상기 제1 계측 유닛에 앞서 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제2 계측 유닛을 포함하며,
    상기 제어 유닛은,
    상기 제2 계측 유닛이 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치를 계측한 후 및 상기 샷 영역이 상기 노광 영역에 도달할 때까지, 상기 제2 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 상기 기판을 상기 높이 방향으로 구동하는 제1 구동과, 상기 제1 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 상기 기판을 상기 높이 방향으로 구동하는 제2 구동을 행하도록 상기 스테이지를 제어하고,
    상기 제1 구동 및 상기 제2 구동에서 제어 파라미터가 상이한, 노광 장치.
  9. 물품 제조 방법이며,
    노광 장치를 사용하여 기판에 패턴을 형성하는 단계와;
    노광된 상기 기판을 현상하여 상기 물품을 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 노광 장치는, 마스크와 상기 기판을 주사하면서 상기 기판을 노광함으로써 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 전사하고,
    상기 기판을 보유지지하여 이동하도록 구성되는 스테이지와;
    상기 스테이지의 이동을 제어하도록 구성되는 제어 유닛과;
    상기 스테이지에 보유지지된 상기 기판의 샷 영역이 상기 샷 영역에 대한 노광이 행하여지는 노광 영역에 도달하기 전에, 상기 샷 영역의 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제1 계측 유닛과;
    상기 제1 계측 유닛에 앞서 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제2 계측 유닛을 포함하며,
    상기 제어 유닛은,
    상기 제2 계측 유닛이 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치를 계측한 후 및 상기 샷 영역이 상기 노광 영역에 도달할 때까지, 상기 제2 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 상기 기판을 상기 높이 방향으로 구동하는 제1 구동과, 상기 제1 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 상기 기판을 상기 높이 방향으로 구동하는 제2 구동을 행하도록 상기 스테이지를 제어하고,
    상기 제1 구동에서의 상기 스테이지의 상기 높이 방향으로의 구동량을, 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 최종 목표 위치와 상기 제2 계측 유닛에 의해 계측되는 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치 사이의 차분에 대응하는 거리의 절반보다 크게 하는, 물품 제조 방법.
  10. 물품 제조 방법이며,
    노광 장치를 사용하여 기판에 패턴을 형성하는 단계와;
    노광된 상기 기판을 현상하여 상기 물품을 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 노광 장치는, 마스크와 상기 기판을 주사하면서 상기 기판을 노광함으로써 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 전사하고,
    상기 기판을 보유지지하여 이동하도록 구성되는 스테이지와;
    상기 스테이지의 이동을 제어하도록 구성되는 제어 유닛과;
    상기 스테이지에 보유지지된 상기 기판의 샷 영역이 상기 샷 영역에 대한 노광이 행하여지는 노광 영역에 도달하기 전에, 상기 샷 영역의 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제1 계측 유닛과;
    상기 제1 계측 유닛에 앞서 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치를 계측하도록 구성되는 제2 계측 유닛을 포함하며,
    상기 제어 유닛은,
    상기 제2 계측 유닛이 상기 샷 영역의 상기 높이 방향의 위치를 계측한 후 및 상기 샷 영역이 상기 노광 영역에 도달할 때까지, 상기 제2 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 상기 기판을 상기 높이 방향으로 구동하는 제1 구동과, 상기 제1 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여 상기 기판을 상기 높이 방향으로 구동하는 제2 구동을 행하도록 상기 스테이지를 제어하고,
    상기 제1 구동 및 상기 제2 구동에서 제어 파라미터가 상이한, 물품 제조 방법.
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