KR20220138803A - 노광 장치, 노광 방법 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

노광 장치, 노광 방법 및 물품의 제조 방법 Download PDF

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KR20220138803A KR1020220033669A KR20220033669A KR20220138803A KR 20220138803 A KR20220138803 A KR 20220138803A KR 1020220033669 A KR1020220033669 A KR 1020220033669A KR 20220033669 A KR20220033669 A KR 20220033669A KR 20220138803 A KR20220138803 A KR 20220138803A
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Abstract

원판과 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 상기 기판을 노광하는 노광 장치로서, 상기 원판을 보유하는 원판 스테이지의 위치를 계측해서 제1계측값을 취득하는 제1계측부와, 상기 기판을 보유하는 기판 스테이지의 위치를 계측해서 제2계측값을 취득하는 제2계측부와, 상기 원판 스테이지와 상기 기판 스테이지를 상기 주사 방향으로 동기시켜서 구동시켜 있는 기간에 있어서의 상기 원판 스테이지와 상기 기판 스테이지와의 동기 오차를 연산하는 연산부와, 상기 기판상의 노광해야 할 영역의 단위가 되는 각 구획 영역내에서, 상기 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역과, 상기 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역을 결정하는 결정부와, 상기 동기 오차에 따른 처리를 행하는 처리부를, 가지고, 상기 연산부는, 상기 기판상의 각 구획 영역에 대해서, 상기 평가 영역을 노광하고 있는 기간에 상기 제1계측부 및 상기 제2계측부의 각각에서 취득되는 상기 제1계측값 및 상기 제2계측값에 근거해서 상기 동기 오차를 연산하는 것을 특징으로 하는 노광 장치를 제공한다.

Description

노광 장치, 노광 방법 및 물품의 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 노광 장치, 노광 방법 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 등의 디바이스를 제조하는 포토리소그래피 공정에서는, 일반적으로, 원판(레티클 또는 마스크)을 조명하고, 원판의 패턴을 기판(웨이퍼)에 투영하는 노광 장치가 사용하고 있다.
일본 특허공개평 11-67655호 공보에는, 기판을 보유하는 기판 스테이지와, 기판 스테이지의 위치에 관한 물리량을 계측하는 제1계측부와, 원판을 보유하는 원판 스테이지와, 원판 스테이지의 위치에 관한 물리량을 계측하는 제2계측부를, 가지는 노광 장치가 개시되어 있다. 일본 특허공개평 11-67655호 공보에 개시된 노광 장치에서는, 기판 스테이지 및 원판 스테이지의 상대 구동중에 제1계측부 및 제2계측부의 각각의 계측값을 모니터 하고, 그 모니터 결과에 근거해서 기판 스테이지와 원판 스테이지와의 동기 오차를 구한다. 그리고, 기판 스테이지와 원판 스테이지와의 동기 오차로부터, 기판상에 전사되는 패턴의 위치 어긋남을 평가하고 있다.
일본 특허공개 2010-251788호 공보에는, 원판의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계의 광축의 방향에 관해서, 기판 스테이지에 보유된 기판의 위치(높이 방향의 위치)를 계측하는 위치 계측부를 가지는 노광 장치가 개시되어 있다. 일본 특허공개 2010-251788호 공보에 개시된 노광 장치에서는, 위치 계측부의 계측결과에 근거해서 기판 스테이지를 투영 광학계의 광축에 직교하는 방향으로 구동(소위, 포커스·레벨링 구동)할 때에, 미리 정해진 제한 값(구동량)을 초과하지 않도록, 기판 스테이지의 구동을 제어한다. 이때, 이러한 제한 값을 기판 스테이지의 속도 등에 근거해서 결정함으로써, 기판 스테이지의 과도한 구동에 기인하는, 기판상에 전사되는 패턴의 정밀도(전사 정밀도)의 저하가 억제된다.
노광 장치에 있어서는, 생산성(수율)을 향상시키기 위해서, 기판의 주변에 위치하는, 노광해야 할 영역의 단위가 되는 구획 영역(숏 영역)에 대해서도 노광을 행하는 것이 요구되고 있다. 기판의 주변에 위치하는 구획 영역은, 칩이 구성되는 칩 영역과, 칩이 구성되지 않는 비칩 영역(기판 에지에 접하는 영역 또는 기판외의 영역)이, 혼재하고 있는 경우가 많다. 그래서, 종래 기술에서는, 구획 영역 중 칩 영역에 대해서만 높이 위치를 계측하고, 그 계측값에 근거하여 포커스·레벨링 구동의 목표값을 생성함으로써, 칩 영역의 표면위치를 투영 광학계의 상면(像面)에 맞추고 있다.
그렇지만, 기판의 주변에 위치하는 구획 영역에서는, 이물의 부착이나 레지스트(감광제)의 도포 얼룩에 기인하여, 표면의 평탄도가 저하하기 쉽다. 평탄도가 저하하고 있는 영역에 대한 포커스·레벨링 구동은, 기판 스테이지의 구동량이 커지기(즉, 과도한 구동이 되기) 때문에, 포커스·레벨링 추종 오차를 초래할 뿐만 아니라, 기판 스테이지와 원판 스테이지와의 동기 오차로 이어진다. 특히, 칩 영역과 비칩 영역과의 경계부근에서의 평탄도가 저하하고 있는 경우, 기판 스테이지와 원판 스테이지와의 동기 오차가 저하하는 경향에 있다. 기판 스테이지와 원판 스테이지와의 동기 오차를 저감하기 위해서, 포커스·레벨링 구동에 있어서의 구동량을 제한하는 것도 생각되지만, 이 경우, 포커스·레벨링 추종 오차가 발생하여, 디포커스에 의한 해상불량을 야기할 가능성이 있다.
본 발명은, 생산성의 점에서 유리한 노광 장치를 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 측면으로서의 노광 장치는, 원판과 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 상기 기판을 노광하는 노광 장치로서, 상기 원판을 보유하는 원판 스테이지의 위치를 계측해서 제1계측값을 취득하는 제1계측부와, 상기 기판을 보유하는 기판 스테이지의 위치를 계측해서 제2계측값을 취득하는 제2계측부와, 상기 원판 스테이지와 상기 기판 스테이지를 상기 주사 방향으로 동기시켜서 구동시켜 있는 기간에 있어서의 상기 원판 스테이지와 상기 기판 스테이지와의 동기 오차를 연산하는 연산부와, 상기 기판상의 노광해야 할 영역의 단위가 되는 각 구획 영역내에서, 상기 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역과, 상기 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역을 결정하는 결정부와, 상기 동기 오차에 따른 처리를 행하는 처리부를, 가지고, 상기 연산부는, 상기 기판상의 각 구획 영역에 대해서, 상기 평가 영역을 노광하고 있는 기간에 상기 제1계측부 및 상기 제2계측부의 각각에서 취득되는 상기 제1계측값 및 상기 제2계측값에 근거해서 상기 동기 오차를 연산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 추가의 목적 또는 기타의 측면은, 이하, 첨부 도면을 참조하여 설명되는 실시 형태에 의해 밝혀질 것이다.
본 발명에 의하면, 예를 들면, 생산성의 점에서 유리한 노광 장치를 제공할 수 있다.
도1은, 본 발명의 일 측면으로서의 노광 장치의 구성을 도시한 개략도다.
도2는, 원판 스테이지와 기판 스테이지와의 동기 오차를 연산하는 연산 처리를 설명하기 위한 도다.
도3은, 계측부가 기판의 구획 영역에 형성하는 계측점과, 노광 슬릿과의 관계를 도시한 도면이다.
도4a 및 도4b는, 기판상의 구획 영역을 설명하기 위한 도다.
도5는, 노광 처리 및 노광 처리에 있어서의 포커스·레벨링 구동을 설명하기 위한 도다.
도6a는, 노광 처리 및 노광 처리에 있어서의 포커스·레벨링 구동을 설명하기 위한 도다.
도6b는, 노광 처리 및 노광 처리에 있어서의 포커스·레벨링 구동을 설명하기 위한 도다.
도6c는, 노광 처리 및 노광 처리에 있어서의 포커스·레벨링 구동을 설명하기 위한 도다.
도6d는, 노광 처리 및 노광 처리에 있어서의 포커스·레벨링 구동을 설명하기 위한 도다.
도7a 내지 도7d는, 포커스·레벨링 구동에 있어서의 기판 스테이지의 구동을 상세히 설명하기 위한 도다.
도8a 및 도8b는, 노광 처리 및 노광 처리에 있어서의 포커스·레벨링 구동을 설명하기 위한 도다.
도9는, 도1에 도시한 노광 장치에 있어서의 노광 처리를 설명하기 위한 흐름도다.
도10은, 기판의 복수의 구획 영역의 배열의 일례를 도시한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 특허청구의 범위에 관계되는 발명을 한정하는 것이 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이것들의 복수의 특징의 모두가 발명에 필수적인 것이라고는 할 수 없고, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합되어도 좋다. 더욱, 첨부 도면에 있어서는, 동일 혹은 같은 구성에 동일한 참조 번호를 첨부하여, 중복된 설명은 생략한다.
도1은, 본 발명의 일 측면으로서의 노광 장치 100의 구성을 도시한 개략도다. 노광 장치 100은, 원판 102와 기판 104를 주사 방향으로 이동시키면서 원판 102를 조명하여, 기판상에 원판 102의 패턴을 전사한다. 본 실시 형태에서는, 노광 장치 100은, 노광 영역을 직사각형 또는 원호의 슬릿 형상으로 하여, 원판 102와 기판 104를 상대적으로 고속으로 이동시켜서 대화각에서 고정밀도로 노광하는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 장치(스캐너)이다.
노광 장치 100은, 도1에 도시한 바와 같이, 투영 광학계 101과, 원판 스테이지 103과, 기판 스테이지 105와, 조명 광학계 106과, 주 제어부 127과, 계측부ＭＵ를 가진다. 도1에 도시한 바와 같이, 투영 광학계 101의 광축ＡＸ와 평행한 방향으로 Z축을 정의하고, Z축에 직교하는 방향으로 X축 및 Y축을 정의한다. 투영 광학계 101의 상면은, Z방향과 수직한 관계에 있다.
원판 102는, 원판 스테이지 103에 보유된다. 원판 102의 패턴은, 투영 광학계 101의 배율(예를 들면, 1/4, 1/2, 1/5)로 투영되어, 투영 광학계 101의 상면에 상을 형성한다.
기판 104는, 예를 들면, 그의 표면에 레지스트(감광제)가 도포된 웨이퍼다. 기판 104에는, 앞의 노광 처리로 형성된 동일한 패턴 구조를 가지는 복수의 숏 영역이 배열되어 있다.
기판 스테이지 105는, 기판 104를 보유하여 이동하는 스테이지다. 기판 스테이지 105는, 기판 104를 흡착(고정)하는 척을 포함한다. 또한, 기판 스테이지 105는, X방향 및 Y방향의 각각에 수평이동가능한 ＸＹ스테이지나 투영 광학계 101의 광축ＡＸ와 평행한 Ｚ방향(기판 104의 높이 방향)으로 이동가능한 Ｚ스테이지를 포함한다. 더욱, 기판 스테이지 105는, X축 및 Y축의 주위에 회전가능한 레벨링 스테이지나 Z축의 주위에 회전가능한 회전 스테이지도 포함한다. 이렇게, 기판 스테이지 105는, 원판 102의 패턴의 상을 기판 104의 숏 영역에 일치시키기 위한 6축 구동계를 구성하고 있다. 기판 스테이지 105의 X방향, Y방향 및 Z방향의 위치는, 기판 스테이지 105에 배치된 바 미러 123과, 간섭계 124에 의해 항상 계측되고 있다.
계측부ＭＵ는, 기판 104의 표면위치(높이 방향의 위치) 및 기울기를 계측하는 기능을 가진다. 계측부ＭＵ는, 본 실시 형태에서는, 기판 스테이지 105에 보유된 기판 104의 노광해야 할 영역의 단위가 되는 구획 영역(숏 영역)의 계측대상 개소의 표면위치(높이 방향의 위치)를 계측한다. 계측부ＭＵ는, 예를 들면, 광원 110과, 콜리메이터 렌즈 111과, 슬릿 부재 112와, 투광측 광학계 113과, 투광측 미러 114를 포함한다. 또한, 계측부ＭＵ는, 예를 들면, 수광측 미러 115와, 수광측 광학계 116과, 스토퍼 조리개 117과, 보정광학계 118과, 광전변환 소자 119를 포함한다.
광원 110은, 램프 또는 발광 다이오드 등을 포함한다. 콜리메이터 렌즈 111은, 광원 110으로부터의 광을, 단면의 강도분포가 거의 균일한 평행 광으로 변환한다. 슬릿 부재 112는, 한 쌍의 프리즘(프리즘 형상의 부재)을 서로의 사면이 상대하도록 접합해서 구성되고, 이러한 접합면에는, 복수의 개구(예를 들면, 9개의 핀홀)가 크롬 등의 차광막을 사용하여 형성되어 있다. 투광측 광학계 113은, 양측 텔레센트릭계이며, 슬릿 부재 112의 복수의 개구를 통과한 광의 각각을, 투광측 미러 114를 통하여, 기판 104의 구획 영역의 복수의 계측대상 개소에 도광한다.
투광측 광학계 113에 대하여, 개구가 형성된 평면(접합면)과, 기판 104의 표면을 포함하는 평면은, 샤인 프루프의 조건을 충족시키도록 설정되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 투광측 광학계 113으로부터 기판 104에의 광의 입사각(광축ＡＸ와 이루는 각) Φ는, 70도이상이다. 투광측 광학계 113을 통과한 복수(예를 들면, 9개)의 광은, 기판상의 서로 독립한 각 계측대상 개소에 입사하여 결상한다. 또한, 투광측 광학계 113으로부터의 광은, 기판상의 복수(예를 들면, 9개)의 계측대상 개소가 서로 독립해서 관찰가능하도록, X방향으로부터 ＸＹ평면내에서 θ도(예를 들면, 22.5도) 회전한 방향으로부터 입사한다.
수광측 광학계 116은, 양측 텔레센트릭계다. 기판 104의 각 계측대상 개소에서 반사된 복수의 광(반사광)은, 수광측 미러 115를 통하여, 수광측 광학계 116에 입사한다. 스토퍼 조리개 117은, 수광측 광학계 116의 내부에 배치되어, 기판상의 복수의 계측대상 개소에 대하여 공통으로 설치되어 있다. 스토퍼 조리개 117은, 기판 104에 형성되어 있는 패턴에 의해 발생하는 고차의 회절광(노이즈 광)을 차단한다.
수광측 광학계 116을 통과한 복수의 광은, 그의 광축이 서로 평행해져 있다. 보정광학계 118은, 복수(예를 들면, 9개)의 보정 렌즈를 포함하고, 수광측 광학계 116을 통과한 복수의 광을, 광전변환 소자 119의 광전변환면(수광면)에 대하여, 서로 동일한 크기를 가지는 스폿 광으로서 재결상 한다. 또한, 수광측 광학계 116, 스토퍼 조리개 117 및 보정광학계 118은, 기판상의 각 계측대상 개소와 광전변환 소자 119의 광전변환면이 서로 공역이 되도록 기울기 보정을 행하고 있다. 따라서, 기판상의 각 계측대상 개소의 국소적인 기울기에 기인하는 광전변환면에서의 개구상(핀홀 상)의 위치의 변화는 없고, 각 계측대상 개소의 높이(광축ＡＸ와 평행한 방향에 있어서의 위치)의 변화에 따라서, 광전변환면에서 개구상이 변화한다. 여기에서, 광전변환 소자 119는, 예를 들면, 복수(예를 들면, 9개)의 1차원ＣＣＤ라인 센서로 구성되지만, 2차원 센서를 복수 배치하여 구성해도 좋다.
노광 장치 100에 있어서, 원판 102는, 상술한 것 같이, 원판 스테이지 103에 보유되어 있다. 원판 스테이지 103은, 투영 광학계 101의 광축ＡＸ에 직교하는 면내에서, Y방향(화살표 103a의 방향)으로 일정 속도로 구동된다. 이때, 원판 스테이지 103은, 원판 스테이지 103의 X방향의 위치가 항상 목표위치를 유지하도록 보정구동된다. 원판 스테이지 103의 X방향 및 Y방향의 위치는, 원판 스테이지 103에 배치된 바 미러 120과, 간섭계 121에 의해, 항상 계측되어 있다.
조명 광학계 106은, 엑시머 레이저 등의 펄스 광을 발생하는 광원으로부터의 광을 사용하여, 원판 102를 조명한다. 조명 광학계 106은, 빔정형 광학계, 옵티컬 인터그레이터, 콜리메이터 렌즈, 미러 및 마스킹 블레이드 등을 포함하여, 원자외 영역의 펄스 광을 효율적으로 투과 또는 반사한다. 빔정형 광학계는, 입사 광의 단면형상(치수)을 미리 정해진 형상으로 정형한다. 옵티컬 인터그레이터는, 광의 배광특성을 균일하게 해서 원판 102를 균일한 조도로 조명한다. 마스킹 블레이드는, 칩 사이즈에 대응하는 직사각형의 조명 영역을 규정한다. 이러한 조명 영역에서 부분 조명된 원판 102의 패턴은, 투영 광학계 101을 통하여, 기판 104에 투영된다.
주 제어부 127은, 예를 들면, ＣＰＵ나 메모리 등을 포함하는 컴퓨터(정보처리 장치)로 구성되어, 기억부 등에 기억된 프로그램에 따라서 노광 장치 100의 각 부를 총괄적으로 제어한다. 주 제어부 127은, 원판 102의 패턴으로부터의 광을 기판 104의 소정영역에 결상시키기 위해서, 원판 102를 보유하는 원판 스테이지 103이나 기판 104를 보유하는 기판 스테이지 105를 제어한다. 예를 들면, 주 제어부 127은, 원판 스테이지 103이나 기판 스테이지 105를 통하여, 원판 102나 기판 104의 ＸＹ면내의 위치(X방향 및 Y방향의 위치, 및, Z축에 대한 회전)나 Z방향의 위치(X축 및 Y축의 각각에 대한 회전)를 조정한다. 또한, 주 제어부 127은, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105를, 투영 광학계 101에 대하여 동기시켜서 구동한다. 이렇게, 주 제어부 127은, 원판 스테이지 103 및 기판 스테이지 105에 의해 원판 102 및 기판 104를 주사하면서, 기판 104의 구획 영역의 각각을 노광 영역에 있어서 노광하는 노광 처리(주사 노광)를 제어한다.
상술한 것 같이, 원판 스테이지 103을 화살표 103a의 방향으로 구동(주사)하는 경우, 기판 스테이지 105는, 화살표 105a의 방향으로, 투영 광학계 101의 배율(축소 배율)만큼 보정한 속도로 구동(주사)된다. 원판 스테이지 103을 구동하는 속도는, 조명 광학계 106에 있어서의 마스킹 블레이드의 주사 방향의 폭, 및, 기판 104의 표면에 도포된 레지스트의 감도에 근거하여, 생산성이 유리해지도록 결정된다.
원판 102의 패턴에 대한 기판 104의 ＸＹ면내에서의 위치 맞춤(얼라인먼트)은, 원판 스테이지 103의 위치, 기판 스테이지 105의 위치, 및, 기판 스테이지 105에 대한 기판 104(각 구획 영역)의 위치에 근거해서 행해진다. 원판 스테이지 103의 위치 및 기판 스테이지 105의 위치의 각각은, 상술한 것 같이, 간섭계 121 및 124에 의해 계측된다. 바꾸어 말하면, 간섭계 121은, 원판 스테이지 103의 위치를 계측해서 제1계측값을 취득하는 제1계측부로서 기능하고, 간섭계 124는, 기판 스테이지 105의 위치를 계측해서 제2계측값을 취득하는 제2계측부로서 기능한다. 기판 스테이지 105에 대한 기판 104의 위치는, 얼라인먼트 광학계(도시되지 않음)에 의해 기판 스테이지 105에 설치된 기준 마크 및 기판 104에 설치된 얼라인먼트 마크를 검출함으로써 얻어진다.
원판 102의 패턴에 대한 기판 104의 Ｚ방향의 위치 맞춤, 즉, 투영 광학계 101의 상면에의 기판 104의 위치 맞춤은, 계측부ＭＵ의 계측결과에 근거하여, 기판 스테이지 105(에 포함되는 레벨링 스테이지)를 제어함으로써 실현된다.
또한, 주 제어부 127은, 본 실시 형태에서는, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105를 주사 방향으로 동기시켜서 구동시켜 있는 기간에 있어서의 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 연산하는 연산부로서 기능한다. 도2를 참조하여, 주 제어부 127에 의한 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 연산하는 연산 처리에 대해서 구체적으로 설명한다. 주 제어부 127은, 도2에 도시한 바와 같이, 원판 스테이지 103의 제어 편차, 및, 기판 스테이지 105의 제어 편차로부터, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 연산한다. 구체적으로는, 우선, 원판 스테이지 103에 관해서, 주 제어부 127은, 원판 스테이지 103의 목표위치와, 간섭계 121로 취득되는 원판 스테이지 103의 위치에 관한 제1계측값과의 차분, 즉, 원판 스테이지 103의 제어 편차를 구한다. 마찬가지로, 기판 스테이지 105에 관해서, 주 제어부 127은, 기판 스테이지 105의 목표위치와, 간섭계 124로 취득되는 기판 스테이지 105의 위치에 관한 제2계측값과의 차분, 즉, 기판 스테이지 105의 제어 편차를 구한다. 그리고, 주 제어부 127은, 원판 스테이지 103의 제어 편차와, 기판 스테이지 105의 제어 편차와의 차분을, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차라고 한다. 또한, 기판 104의 어떤 1점을 노광 슬릿(노광 영역)이 통과하는 동안의 동기 오차의 평균값(이동 평균ＭＡ)을, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차로 하여도 좋다. 또한, 기판 104의 어떤 1점을 노광 슬릿(노광 영역)이 통과하는 동안의 동기 오차의 표준편차(이동 표준편차ＭＳＤ)를, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차로 하여도 좋다.
도3은, 계측부ＭＵ가 기판 104의 구획 영역 301에 형성하는 계측점 303 내지 311과, 노광 슬릿 302와의 관계를 도시한 도면이다. 노광 슬릿 302는, 도3에 파선으로 나타내는 직사각형의 노광 영역이다. 바꾸어 말하면, 노광 영역은, 노광 슬릿 302가 투영되는 ＸＹ평면내의 영역이다. 계측점 303, 304 및 305는, 노광 슬릿 302에 형성된 계측점이다. 계측점 306, 307 및 308, 및, 계측점 309, 310 및 311은, 계측점 303, 304 및 305의 각각으로부터 거리Ｌｐ만큼 떨어진 위치에 형성된 계측점이다.
주 제어부 127은, 기판 스테이지 105를 구동하는 방향(주사 방향)에 따라서, 구획 영역 301의 계측대상 개소의 표면위치(높이 방향의 위치)의 계측에 사용하는 계측점을 바꾼다. 예를 들면, 도3을 참조하건대, 기판 스테이지 105를 화살표F에 나타내는 방향으로 구동하는 경우, 계측점 306 내지 308에 있어서 구획 영역 301의 계측대상 개소의 표면위치를 계측한다. 한편, 기판 스테이지 105를 화살표R에 나타내는 방향으로 구동하는 경우, 계측점 309 내지 311에 있어서 구획 영역 301의 계측대상 개소의 표면위치를 계측한다. 주 제어부 127은, 이것들의 계측결과에 근거하여, 구획 영역 301의 계측대상 개소를 포함하는 노광 대상영역의 표면위치(Z방향의 위치)를 산출한다. 그리고, 주 제어부 127은, 노광 대상영역이 노광 슬릿 302에 도달할 때까지, 노광 대상영역이 최적 노광위치(목표위치)에 위치하도록, 기판 스테이지 105를 Z방향(기판 104의 높이 방향)으로 구동하는, 소위, 포커스·레벨링 구동을 행한다. 여기에서, 최적 노광위치란, 원판 102의 패턴의 결상면, 즉, 투영 광학계 101의 상면의 위치(베스트 포커스 위치)다. 단, 최적 노광위치란, 투영 광학계 101의 상면의 위치에 완전히 일치하는 위치를 의미하는 것이 아니고, 허용 초점심도의 범위내를 포함하는 것이다.
여기에서, 도4a 및 도4b를 참조하여, 기판상의 구획 영역R에 대해서 상세히 설명한다. 기판상의 구획 영역R은, 도4a에 도시한 바와 같이, X방향으로 3개, Y방향으로 4개, 합계 12개의 칩 영역(칩이 구성되는 영역)을 포함한다. 도4b는, 기판의 주변에 위치하여, 도4a에 도시한 구획 영역R과 동일한 칩 배열을 가지는 구획 영역ＲＲ을 도시하고 있다. 구획 영역ＲＲ은, 칩이 구성되는 칩 영역ＣＲ과, 칩이 구성되지 않는 비칩 영역ＮＲ을 포함한다. 비칩 영역ＮＲ은, 기판 에지ＳＥ에 접하는 영역이나 기판외의 영역에 상당한다. 칩 영역ＣＲ과 비칩 영역ＮＲ이 혼재하는 구획 영역ＲＲ에 대한 포커스·레벨링 구동에서는, 칩 영역ＣＲ의 표면위치만을 계측부ＭＵ에서 계측한다. 이것은, 포커스·레벨링 구동에 있어서, 비칩 영역ＮＲ에 영향이 주어지지 않고, 칩 영역ＣＲ의 표면위치를 투영 광학계 101의 상면의 위치인 최적 노광위치에 맞추기 위해서다.
이하, 도5, 도6a 내지 도6d, 도7a 내지 도7d 및 도8을 참조하여, 노광 장치 100에 의한 노광 처리, 및, 이러한 노광 처리에 있어서의 포커스·레벨링 구동에 대해서 구체적으로 설명한다.
도5는, 기판 에지 501과, 기판 에지 501의 근방에 위치하는 2개의 구획 영역 510 및 520을 도시하고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 구획 영역 510을 노광할 때는, 기판 스테이지 105를 화살표F에 나타내는 방향으로 구동하고, 구획 영역 520을 노광할 때는, 기판 스테이지 105를 화살표R에 나타내는 방향으로 구동한다. 구획 영역 510은, X방향으로 3개, Y방향으로 3개, 합계 9개의 칩 영역 510A를 포함한다. 구획 영역 520은, 칩 영역 520A와, 비칩 영역 520B를 포함한다. 또한, 구획 영역 510에는, 계측부ＭＵ에 의해 표면위치를 계측해야 할 개소로서, 각 칩 영역에 대응하여, 계측대상 개소 511, 512 및 513이 존재한다. 마찬가지로, 구획 영역 520에는, 계측부ＭＵ에 의해 표면위치를 계측해야 할 개소로서, 각 칩 영역 또는 각 비칩 영역에 대응하여, 계측대상 개소 521, 522 및 523이 존재한다. 또한, 도5에 있어서, ○로 나타내는 계측대상 개소는, 계측부ＭＵ에 의해 표면위치를 계측가능한 계측대상 개소이며, ×로 나타내는 계측대상 개소는, 계측부ＭＵ에서 표면위치를 계측 불가능한(혹은, 계측하지 않는) 계측대상 개소다. 칩 영역 520A와 비칩 영역 520B가 혼재하는 구획 영역 520에서는, 상술한 것 같이, 칩 영역 520A만, 즉, 칩 영역 520A에 존재하는 계측대상 개소 522의 일부 및 계측대상 개소 523을 계측부ＭＵ에서 계측한다. 또한, 구획 영역 510 및 520의 각각에는, 그것들의 전체의 표면위치를 계측하기 위해서, Y방향에 대하여 복수의 계측대상 개소가 존재하지만, 도5에서는, 간략화하여, 계측대상 개소 511, 512, 513, 521, 522 및 523만을 도시하고 있다.
도6a 내지 도6d는, 기판 에지 501과, 구획 영역 510 및 520의 각각에 존재하는 계측대상 개소 511 내지 513, 및, 521 내지 523과, 노광 슬릿 302와, 계측부ＭＵ의 계측점 303 내지 311과의 위치 관계를 도시하고 있다. 도6a를 참조하건대, 구획 영역 510은, 이제부터 노광하는(노광 처리의 대상이 되는) 영역이며, 구획 영역 520은, 구획 영역 510의 다음에 노광하는 영역이다. 구획 영역 510의 앞에 노광하는 구획 영역(도시되지 않음)에 대한 노광 처리가 종료하면, 구획 영역 510이 투영 광학계 101의 아래로 향하도록, 기판 스테이지 105를 구동한다. 그리고, 기판 스테이지 105가 가속 개시점에 도달하면, 기판 스테이지 105를 화살표F의 방향으로 가속한다.
도6b는, 계측부ＭＵ의 계측점 306 내지 308이 구획 영역 510의 계측대상 개소 511에 도달한 상태를 도시하고 있다. 우선, 계측부ＭＵ의 계측점 306 내지 308이 구획 영역 510의 계측대상 개소 511에 도달하면, 계측점 306 내지 308의 각각에 있어서 계측대상 개소 511의 각각의 표면위치를 계측해서 제3계측값을 취득한다. 바꾸어 말하면, 계측부ＭＵ는, 기판상의 구획 영역의 높이 방향의 위치를 계측해서 제3계측값을 취득하는 제3계측부로서 기능한다. 이렇게 하여 얻어진 제3계측값에 근거하여, 주 제어부 127은, 포커스·레벨링 구동을 실시한다. 예를 들면, 계측대상 개소 511을 포함하는 노광 대상영역을 최적 노광위치에 위치시키기 위한 포커스·레벨링 구동에 있어서의 기판 스테이지 105의 목표위치를 결정하고, 기판 스테이지 105를 Z방향, 회전 방향 및 틸트 방향으로 구동한다. 이러한 포커스·레벨링 구동을, 계측부ＭＵ의 계측점 306 내지 308이 구획 영역 510의 계측대상 개소 512 및 513의 각각에 도달하는 타이밍으로 되풀이한다. 또한, 노광 슬릿 302의 일부의 영역이 구획 영역 510에 도달하면, 광원의 발광을 개시하고, 구획 영역 510의 노광을 개시한다. 그리고, 노광 슬릿 302의 모든 영역이 구획 영역 510의 밖으로 도달하면, 광원의 발광을 정지하고, 구획 영역 510의 노광을 종료한다. 이때, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차는, 종래 기술에서는, 광원의 발광을 개시하고나서 정지할 때까지의 기간에 있어서의 원판 스테이지 103의 제어 편차 및 기판 스테이지 105의 제어 편차에 근거해서 연산된다.
구획 영역 510에 대한 노광 처리가 종료하면, 구획 영역 520이 투영 광학계 101의 아래를 향하도록, 기판 스테이지 105를 Y방향으로 감속시키면서 X방향으로 구동한다. 그리고, 기판 스테이지 105가 가속 개시점에 도달하면, 기판 스테이지 105를 화살표R의 방향으로 가속한다.
도6c는, 계측부ＭＵ의 계측점 309 내지 311이 구획 영역 520의 계측대상 개소 521에 도달한 상태를 도시하고 있다. 구획 영역 520에 있어서, 계측대상 개소 521이 존재하는 영역은, 비칩 영역 520B이기 때문에, 계측대상 개소 511에 대해서는, 그 표면위치를 계측하지 않는다(계측할 수 없다). 따라서, 계측부ＭＵ의 계측점 309 내지 311이 구획 영역 520의 계측대상 개소 521에 도달해도, 포커스·레벨링 구동을 실시하지 않는다. 단, 노광 슬릿 302의 일부의 영역이 구획 영역 520에 도달하면, 광원의 발광을 개시하고, 구획 영역 520의 노광을 개시한다.
도6d는, 계측부ＭＵ의 계측점 309 내지 311이 구획 영역 520의 계측대상 개소 522에 도달한 상태를 도시하고 있다. 계측대상 개소 522이 존재하는 영역은, 칩 영역 520A와 비칩 영역 520B가 혼재하는 영역이다. 따라서, 계측부ＭＵ의 계측점 309 내지 311이 구획 영역 520의 계측대상 개소 522에 도달하면, 계측점 309 및 310의 각각에서, 칩 영역 520A에 존재하는 계측대상 개소 522의 각각의 표면위치를 계측해서 제3계측값을 취득한다. 한편, 비칩 영역 520B에 존재하는(계측점 311이 위치하는) 계측대상 개소 522에 대해서는, 그 표면위치를 계측하지 않는다. 이렇게 하여, 계측점 309 및 310에서 얻어진 제3계측값에 근거하여, 주 제어부 127은, 포커스·레벨링 구동을 실시한다. 계측부ＭＵ의 계측점 309 내지 311이 구획 영역 520의 계측대상 개소 523에 도달하면, 계측점 309 내지 311의 각각에 있어서 계측대상 개소 523의 각각의 표면위치를 계측해서 제3계측값을 취득한다. 이렇게 하여 얻어진 제3계측값에 근거하여, 주 제어부 127은, 포커스·레벨링 구동을 실시한다. 또한, 노광 슬릿 302의 일부의 영역이 구획 영역 520에 도달하면, 광원의 발광을 개시하고, 구획 영역 520의 노광을 개시한다. 그리고, 노광 슬릿 302의 모든 영역이 구획 영역 520의 밖으로 도달하면, 광원의 발광을 정지하고, 구획 영역 520의 노광을 종료한다.
도7a 내지 도7d를 참조하여, 포커스·레벨링 구동에 있어서의 기판 스테이지 105의 구동에 대해서 상세히 설명한다. 도7a는, 구획 영역 510에 대한 포커스·레벨링 구동시(도6b)의 기판 스테이지 105의 구동궤적 및 제어 편차를 도시하고 있다. 도7b는, 구획 영역 510에 대한 포커스·레벨링 구동시의 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 도시하고 있다. 도7c는, 구획 영역 520에 대한 포커스·레벨링 구동시(도6c, 도6d)의 기판 스테이지 105의 구동궤적 및 제어 편차를 도시하고 있다. 도7d는, 구획 영역 520에 대한 포커스·레벨링 구동시의 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 도시하고 있다.
도7a 내지 도7d에 있어서, 시각t0은, 기판 스테이지 105의 구동(높이 방향, 회전 방향, 틸트 방향)을 개시하는 시각이다. 도7a 및 도7b에 있어서, 시각t1은, 노광 슬릿 302의 일부가 구획 영역 510에 도달하고, 광원의 발광을 개시해서 구획 영역 510의 노광을 개시하는 시각이다. 마찬가지로, 도7c 및 도7d에 있어서, 시각t2는, 노광 슬릿 302의 일부가 구획 영역 520에 도달하고, 광원의 발광을 개시해서 구획 영역 520의 노광을 개시하는 시각이다. 도7a 및 도7b에 있어서, 시각t3은, 노광 슬릿 302의 모든 영역이 구획 영역 510의 밖으로 도달하고, 광원의 발광을 정지해서 구획 영역 510의 노광을 종료하는 시각이다. 마찬가지로, 도7c 및 도7d에 있어서, 시각t4는, 노광 슬릿 302의 모든 영역이 구획 영역 520의 밖으로 도달하고, 광원의 발광을 정지해서 구획 영역 520의 노광을 종료하는 시각이다. 도7a 및 도7c에 있어서, 종축Ｚｐｏｓｉｔｉｏｎ은, 기판 스테이지 105의 Ｚ방향(높이 방향)의 위치를 나타내고, 종축Ｚｅｒｒｏｒ는, 기판 스테이지 105의 Ｚ방향의 목표위치에 대한 제어 편차를 나타내고 있다. 또한, Ｚｔａｒｇｅｔ는, 포커스·레벨링 구동에 있어서의 기판 스테이지 105의 목표위치(Z방향)를 나타내고 있다. 도7b 및 도7d에 있어서, 종축Ｚｓｙｎｃ은, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 나타내고 있다. 또한, 도7a 내지 도7d에 있어서, 횡축은, 시간을 나타내고 있다. 또한, 601은, 기판 스테이지 105의 구동궤적을 나타내고, 602는, 기판 스테이지 105의 제어 편차를 나타내고 있다. 603은, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 나타내고, 604는, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차의 역치를 나타내고 있다.
도7a를 참조하건대, 구획 영역 510에 대한 포커스·레벨링 구동에 관해서는, 기판 스테이지 105의 구동을 개시하는 시각t0의 근방에서는, 기판 스테이지 105의 구동량이 크고, 기판 스테이지 105의 제어 편차도 커지고 있다. 시각t0으로부터 시간이 경과함에 따라서, 기판 스테이지 105의 구동량이 저감하여, 기판 스테이지 105의 제어 편차도 저감해간다. 구획 영역 510의 노광을 개시하는 시각t1에서는, 기판 스테이지 105의 구동량이 거의 제로가 되고, 기판 스테이지 105의 제어 편차도 제로 근방에 수속하고 있다. 이렇게, 구획 영역 510의 노광을 개시하는 시각t1보다도 전에 포커스·레벨링 구동이 완료하고 있으면, 시각t1에서의 기판 스테이지 105의 제어 편차가 작아진다.
도7b에는, 구획 영역 510의 노광을 개시하고나서 종료할 때까지의 기간에 있어서의 원판 스테이지 103의 제어 편차 및 기판 스테이지 105의 제어 편차로부터 연산되는, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 도시하고 있다. 구체적으로는, 시각t1과 시각t3과의 사이의 기간에 대한 원판 스테이지 103의 제어 편차 및 기판 스테이지 105의 제어 편차에 근거하여, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 연산한다. 도7b를 참조하건대, 시각t1으로부터 시각t3까지의 기간에 있어서, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차는, 역치의 범위내에 들어가 있다.
도7c를 참조하건대, 구획 영역 520에 대한 포커스·레벨링 구동에 관해서는, 기판 스테이지 105의 구동을 개시하는 시각t0의 근방에서는, 기판 스테이지 105의 구동량이 크고, 기판 스테이지 105의 제어 편차도 커지고 있다. 시각t0으로부터 시간이 경과함에 따라서, 기판 스테이지 105의 구동량이 저감하여, 기판 스테이지 105의 제어 편차도 저감해간다. 단, 구획 영역 520의 노광을 개시하는 시각t2에서는, 기판 스테이지 105의 구동량이 제로 근방에 수속하고 있지 않기 때문에, 기판 스테이지 105의 제어 편차도 충분히 수속하지 않고 있다. 이렇게, 구획 영역 520의 노광을 개시하는 시각t2보다도 전에 포커스·레벨링 구동이 완료하지 않고 있으면, 시각t2에서의 기판 스테이지 105의 제어 편차가 커진다.
도7d에는, 구획 영역 520의 노광을 개시하고나서 종료할 때까지의 기간에 있어서의 원판 스테이지 103의 제어 편차 및 기판 스테이지 105의 제어 편차로부터 연산되는, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 도시하고 있다. 구체적으로는, 시각t2와 시각t4와의 사이의 기간에 대한 원판 스테이지 103의 제어 편차 및 기판 스테이지 105의 제어 편차에 근거하여, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 연산한다. 도7d를 참조하건대, 시각t2로부터 시각t3까지의 기간의 일부에 있어서, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차가 역치를 초과하고 있다.
도7d에 도시한 바와 같이, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차가 역치를 초과하고 있는 경우, 주 제어부 127은, 통지부 128을 통하여, 기판상의 구획 영역 520에 이상이 발생하고 있는 것을 통지한다. 이렇게, 주 제어부 127은, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차에 따른 처리를 행하는 처리부로서 기능한다. 또한, 통지부 128은, 이상이 발생하고 있는 구획 영역을 화상으로 표시하는 표시장치나 이상이 발생하고 있는 구획 영역을 소리로 출력하는 출력 장치 등을 포함한다. 또한, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차에 따른 처리는, 상술한 것 같이, 동기 오차가 역치를 초과하고 있는 구획 영역을 통지하는 처리에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차에 따른 처리로서, 동기 오차가 역치를 초과하고 있는 구획 영역을 포함하는 기판 104를 리워크 기판으로 하는 처리 등을 포함해도 좋다.
여기에서, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 저감하기 위한 수법으로서, 포커스·레벨링 구동에 있어서의 기판 스테이지 105의 구동량을 제한하는 것이 생각된다. 상술한 것 같이, 포커스·레벨링 구동에 있어서의 기판 스테이지 105의 구동량과 기판 스테이지 105의 제어 편차와의 사이에는 상관 관계가 있기 때문에, 기판 스테이지 105의 구동량을 제한함으로써, 기판 스테이지 105의 제어 편차는 저감한다. 단, 포커스·레벨링 추종 오차가 발생하고, 디포커스에 의한 해상불량을 야기할 가능성이 있다.
또한, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 저감하기 위한 다른 수법으로서, 원판 스테이지 103 및 기판 스테이지 105의 주사 속도를 느리게 하는 것도 생각된다. 원판 스테이지 103 및 기판 스테이지 105의 주사 속도를 느리게 하면, 포커스·레벨링 구동을 개시하고나서 노광을 개시할 때까지의 시간이 증가하기 때문에, 노광을 개시하는 시점에서의 기판 스테이지 105의 제어 편차는 저감한다. 단, 노광이 종료할 때까지의 시간도 증가하여, 생산성이 저하한다.
그래서, 본 실시 형태에서는, 기판상의 1개의 구획 영역내에서, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 연산하는 영역(연산 영역)과, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 연산하지 않는 영역(비연산 영역)을 설치한다(정의한다). 바꾸어 말하면, 기판상의 1개의 구획 영역내에서, 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역과, 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역을 결정하는 결정부로서 주 제어부 127을 기능시킨다.
도8a는, 본 실시 형태에 있어서, 구획 영역 520에 대한 포커스·레벨링 구동시(도6c, 도6d)의 기판 스테이지 105의 구동궤적 및 제어 편차를 도시하고 있다. 도8b는, 본 실시 형태에 있어서, 구획 영역 520에 대한 포커스·레벨링 구동시의 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 도시하고 있다. 도8a 및 도8b에 있어서, 횡축은, 시간을 나타내고 있다. 시각t0은, 기판 스테이지 105의 구동(높이 방향, 회전 방향, 틸트 방향)을 개시하는 시각이다. 시각t2는, 노광 슬릿 302의 일부가 구획 영역 520에 도달하고, 광원의 발광을 개시하여 구획 영역 520의 노광을 개시하는 시각이다. 시각t31은, 노광 슬릿 302의 일부가 구획 영역 520의 칩 영역 520A에 도달하는 시각이다. 시각t4는, 노광 슬릿 302의 모든 영역이 구획 영역 520의 밖으로 도달하고, 광원의 발광을 정지하여 구획 영역 520의 노광을 종료하는 시각이다. 종축Ｚｐｏｓｉｔｉｏｎ은, 기판 스테이지 105의 Ｚ방향(높이 방향)의 위치를 나타내고, 종축Ｚｅｒｒｏｒ는, 기판 스테이지 105의 Ｚ방향의 목표위치에 대한 제어 편차를 나타내고 있다. 종축Ｚｓｙｎｃ은, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 나타내고 있다. 또한, Ｚｔａｒｇｅｔ는, 포커스·레벨링 구동에 있어서의 기판 스테이지 105의 목표위치(Z방향)를 나타내고 있다.
본 실시 형태에서는, 주 제어부 127은, 시각t31을 경계로 하여, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역으로서 연산 영역과, 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역으로서 비연산 영역을 결정한다. 시각t31보다도 앞, 상세하게는, 시각t2로부터 시각t31까지의 기간은, 구획 영역 520 중 비칩 영역 520B를 노광하고 있는 기간이다. 이러한 칩이 구성되지 않는 영역, 다시 말해, 비칩 영역 520B를, 본 실시 형태에서는, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 연산하지 않는 영역(비연산 영역) 605로 정의한다. 한편, 시각t31보다도 뒤, 상세하게는, 시각t31로부터 시각t4까지의 기간은, 구획 영역 520 중 칩 영역 520을 노광하고 있는 기간이다. 이러한 칩이 구성되는 영역, 다시 말해, 칩 영역 520A를, 본 실시 형태에서는, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 연산하는 영역(연산 영역) 606으로 정의한다. 상술한 것 같이, 포커스·레벨링 구동에 있어서는, 구획 영역 중 칩이 구성되는 영역인 칩 영역을 최적 노광 위치에 맞춘다. 따라서, 주 제어부 127은, 시각t31에 있어서, 기판 스테이지 105의 Ｚ방향의 위치가 목표위치Ｚｔａｒｇｅｔ가 되도록, 포커스·레벨링 구동에 있어서의 기판 스테이지 105의 목표값을 생성하여, 기판 스테이지 105를 구동한다.
도8a를 참조하건대, 시각t2로부터 시각t31까지의 기간은, 기판 스테이지 105의 구동량이 제로 근방에 수속하고 있지 않기 때문에, 기판 스테이지 105의 제어 편차도 충분히 수속하지 않고 있다. 따라서, 시각t2로부터 시각t31까지의 기간에 있어서는, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차가 역치를 초과한다. 단, 시각t2로부터 시각t31까지의 기간에서는, 구획 영역 520의 비칩 영역 520B를 노광하는 기간이며, 칩 영역 520A에서의 해상불량을 야기하는 요인으로는 안된다. 따라서, 시각t2로부터 시각t31까지의 기간에서는, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 구할 필요는 없고, 비칩 영역 520B를 비연산 영역 605로 하여도 조금도 문제 없다. 시각t31로부터 시각t4까지의 기간은, 기판 스테이지 105의 구동량이 거의 제로가 되고, 기판 스테이지 105의 제어 편차도 제로 근방에 수속하고 있다. 따라서, 시각t31로부터 시각t4까지의 기간에서는, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차는, 역치의 범위내에 들어가 있다. 시각t31로부터 시각t4까지의 기간에서는, 구획 영역 520의 칩 영역 520A를 노광하는 기간이기 때문에, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 구할 필요가 있다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 칩 영역 520A를 연산 영역 606으로 하여서, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 연산한다. 그리고, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차가 역치를 초과하고 있는 경우, 상술한 것 같이, 주 제어부 127은, 통지부 128을 통하여, 기판상의 구획 영역 520에 이상이 발생하고 있는 것을 통지한다.
또한, 기판상의 각 구획 영역의 칩 영역(및 비칩 영역 중 적어도 한쪽의 영역)을 특정할 때는, 입력부 129를 통해 입력되는 각 구획 영역내의 칩 영역을 나타내는 칩 영역정보를 사용하면 좋다. 예를 들면, 칩 영역정보는, 도4b에 도시한 바와 같이, 구획 영역R에 있어서 칩 영역ＣＲ와 비칩 영역ＮＲ을 나타내는 정보로서 입력부 129에 입력된다. 또한, 칩 영역정보 대신에, 기판상의 구획 영역에 구성되는 칩의 배열을 나타내는 설계 정보에 근거하여, 각 구획 영역의 칩 영역(및 비칩 영역 중 적어도 한쪽의 영역)을 특정하는 것도 가능하다.
도7a 내지 도7d, 도8a 및 도8b에서는, 기판 스테이지 105의 Ｚ방향(높이 방향)의 목표위치에 대한 제어 편차 및 동기 오차에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 기판 스테이지 105의 X방향이나 Y방향의 목표위치에 대한 제어 편차 및 동기 오차에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 기판 스테이지 105의 회전이나 틸트의 목표위치에 대한 제어 편차 및 동기 오차에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기판상의 구획 영역내의 비칩 영역을 노광하고 있는 기간에 대해서는, 원판 스테이지 103의 위치나 기판 스테이지 105의 위치를 간섭계 121 및 124로 계측하지 않고 있다. 따라서, 비칩 영역을 노광하고 있는 기간에 대해서는, 간섭계 121 및 124의 각각에서 제1계측값 및 제2계측값을 취득할 수 없기 때문에, 주 제어부 127은, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차를 연산할 수 없다. 따라서, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105를 주사 방향으로 동기시켜서 구동시켜 있는 기간에 있어서의 동기 오차로서, 칩 영역을 노광하고 있는 기간에 간섭계 121 및 124의 각각에서 취득된 제1계측값 및 제2계측값에 근거하여 동기 오차를 연산한다. 또한, 비칩 영역을 노광하고 있는 기간에 대해서도 원판 스테이지 103의 위치나 기판 스테이지 105의 위치를 간섭계 121 및 124로 계측하여, 동기 오차를 연산할 때는, 이것들의 계측값을 사용하지 않도록 해도 좋다. 또한, 비칩 영역을 노광하고 있는 기간에 대해서도 동기 오차를 연산해도 좋다. 그리고, 동기 오차가 역치를 초과하고 있는 것인가 아닌가를 판정(평가)할 때는, 이러한 동기 오차 중, 기판상의 구획 영역내에서 주목해야 할 주목 영역(예를 들면, 칩 영역)을 노광하고 있는 기간에 있어서의 동기 오차를 추출하도록 해도 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는, 기판상의 구획 영역내에서, 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역과 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역을, 칩 영역인지 비칩 영역인지에 따라서 정의하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 포커스·레벨링 구동에 있어서 기판 스테이지 105를 구동할 때의 구동량에 근거하여, 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역과 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역을 정의해도 좋다.
예를 들면, 도6a 내지 도6d, 도8a 및 도8b를 참조하건대, 시각t31보다도 앞의 기간에 있어서의 포커스·레벨링 구동에서는, 기판 스테이지 105를 구동할 때의 구동량이 크다. 이러한 포커스·레벨링 구동에 있어서 기판 스테이지 105를 구동할 때의 구동량이 미리 정해진 구동량이상이 되는 기판상의 영역을, 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역(비연산 영역)으로 한다. 이것은, 시각t2로부터 시각t31까지의 기간은, 상술한 것 같이, 칩이 구성되지 않는 비칩 영역 520B를 노광하고 있는 기간이기 때문이다. 한편, 시각t31로부터 시각t4까지의 기간에 있어서의 포커스·레벨링 구동에서는, 기판 스테이지 105를 구동할 때의 구동량이 작다. 이러한 포커스·레벨링 구동에 있어서 기판 스테이지 105를 구동할 때의 구동량이 미리 정해진 구동량미만이 되는 기판상의 영역을, 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역(연산 영역)으로 한다. 이것은, 시각t31로부터 시각t4까지의 기간은, 상술한 것 같이, 칩이 구성되는 칩 영역 520A를 노광하고 있는 기간이기 때문이다.
또한, 기판상의 각 구획 영역내의 평탄도(를 나타내는 정보)에 근거하고, 포커스·레벨링 구동에 있어서 기판 스테이지 105를 구동할 때의 구동량에 근거하여, 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역과 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역을 정의해도 좋다. 기판상의 각 구획 영역내에 있어서는, 상술한 것 같이, 칩이 구성되는 영역과, 칩이 구성되지 않는 영역에서, 그 평탄도가 상이하다. 따라서, 기판상의 각 구획 영역내의 평탄도로부터 칩이 구성되는 칩 영역(또는 칩이 구성되지 않는 비칩 영역)을 추정하여, 칩 영역을 평가 영역으로 하고, 칩 영역을 제외한 영역(비칩 영역)을 비평가 영역으로 한다.
본 실시 형태와 같이, 기판상의 구획 영역내에서 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역과 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역을 정의함으로써, 비칩 영역 등의 불필요한 영역에 있어서의 동기 오차를 제외하고, 동기 오차를 평가할 수 있다. 이에 따라, 비칩 영역 등의 불필요한 영역에 있어서의 동기 오차에 영향이 주어져서 구획 영역에 이상이 발생하고 있다고 평가하는 것이 저감되기 때문에, 노광 장치 100에 있어서의 생산성(수율)을 향상시킬 수 있다.
도9를 참조하여, 노광 장치 100에 있어서의 동작, 즉, 노광 처리에 대해서 설명한다. 이러한 노광 처리는, 상술한 것 같이, 주 제어부 127이 노광 장치 100의 각 부를 총괄적으로 제어하는 것으로 행해진다.
S1에 있어서, 노광 장치 100에 기판 104를 반입한다. 구체적으로는, 반송 핸드(도시되지 않음)에 의해 기판 104를 반송하고, 이러한 기판을 기판 스테이지 105에 보유시킨다.
S2에 있어서, 글로벌 얼라인먼트를 위한 프리얼라인먼트(사전계측 및 보정)를 행한다. 구체적으로는, 글로벌 얼라인먼트에서 사용하는 고배시야 얼라인먼트 광학계(도시되지 않음)의 계측범위에 기판 104 위의 얼라인먼트 마크가 들어가도록, 저배시야 얼라인먼트 광학계(도시되지 않음)를 사용하여 기판 104의 회전 오차등의 어긋남량을 계측해서 보정한다.
S3에 있어서, 글로벌 틸트를 행한다. 구체적으로는, 도10에 도시한 바와 같이, 기판 104의 복수의 구획 영역 중 샘플 영역 901의 표면위치(높이 방향의 위치)를 계측부ＭＵ에 의해 계측한다. 그리고, 계측부ＭＵ에 의해 계측된 샘플 영역 901의 표면위치에 근거하여, 기판 104의 전체적인 기울기를 산출해서 보정한다.
S4에 있어서, 노광중(원판 스테이지 103이나 기판 스테이지 105의 구동중)에 있어서의 기판 104의 표면위치의 계측을 위한 사전조정을 행한다. 사전조정은, 예를 들면, 계측부ＭＵ의 광원 110의 광량의 조정이나 기판 104의 구획 영역에 있어서의 패턴 단차의 기억 등을 포함한다.
S5에 있어서, 투영 광학계 101의 조정을 행한다. 구체적으로는, 기판 스테이지 105에 배치된 광량 센서 및 기준 마크(도시되지 않음)나 원판 스테이지 103에 배치된 기준 플레이트(도시되지 않음)를 사용하여, 투영 광학계 101의 기울기나 상면 만곡 등을 구한다. 예를 들면, 기판 스테이지 105를 X방향, Y방향 및 Z방향으로 구동했을 때의 노광 광의 광량의 변화를, 기판 스테이지 105에 배치된 광량 센서로 계측한다. 그리고, 노광 광의 광량의 변화에 근거하여, 기준 플레이트에 대한 기준 마크의 어긋남량을 구해서 투영 광학계 101을 조정한다.
S6에 있어서, 글로벌 얼라인먼트를 행한다. 구체적으로는, 고배시야 얼라인먼트 광학계를 사용해서 기판 104의 얼라인먼트 마크를 검출하고, 기판 104의 전체의 어긋남량 및 각 구획 영역에서 공통의 어긋남량을 구한다. 얼라인먼트 마크를 고정밀도로 검출하기 위해서는, 얼라인먼트 마크의 콘트라스트가 베스트 콘트라스트가 되는 위치(베스트 콘트라스트 위치)에 얼라인먼트 마크가 위치하지 않고 있으면 안된다. 베스트 콘트라스트 위치의 계측에는, 계측부ＭＵ 및 얼라인먼트 광학계를 사용하면 좋다. 예를 들면, 미리 정해진 높이(Z방향의 위치)에 기판 스테이지 105를 구동하고, 얼라인먼트 광학계에서 콘트라스트를 계측함과 아울러, 계측부ＭＵ에서 기판 104의 Ｚ방향의 위치를 계측하는 것을 되풀이한다. 이때, 기판 스테이지 105의 Ｚ방향의 각 위치에 따른 콘트라스트의 계측결과와 기판 104의 Ｚ방향의 위치의 계측결과를 대응시켜 보존한다. 그리고, 복수의 콘트라스트의 계측결과에 근거하여, 콘트라스트가 가장 높아지는 기판 스테이지 105의 Ｚ방향의 위치를 구해서 베스트 콘트라스트 위치로 한다.
S7에 있어서, 기판 104의 각 구획 영역의 노광을 행한다. 구체적으로는, 상술한 것 같이, 포커스·레벨링 구동을 실시하면서, 기판 104의 노광 대상의 구획 영역을 노광한다. 이때, 상술한 것 같이, 기판상의 구획 영역내에서 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역과 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역을 정의한다. 그리고, 원판 스테이지 103과 기판 스테이지 105와의 동기 오차로서, 비칩 영역 등의 불필요한 영역에 있어서의 동기 오차를 제외하고, 칩 영역에 있어서의 동기 오차를 평가한다.
S8에 있어서, 노광 장치 100으로부터 기판 104를 반출한다. 구체적으로는, 노광된 기판 104를, 반송 핸드(도시되지 않음)에 의해 기판 스테이지 105로부터 받아서 노광 장치 100의 외부에 반송한다.
본 실시 형태에 있어서의 노광 처리에 의하면, 기판상의 구획 영역내의 비칩 영역 등의 불필요한 영역에 있어서의 동기 오차에 영향이 주어져서 구획 영역에 이상이 발생하고 있다고 평가하는 것을 저감할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 있어서의 물품의 제조 방법은, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이, 액정표시 소자, 반도체 소자, ＭＥＭＳ등의 물품을 제조하는 데 적합하다. 이러한 제조 방법은, 상술한 노광 장치 100을 사용하여 감광제가 도포된 기판을 노광하는 공정과, 노광된 감광제를 현상하는 공정을 포함한다. 또한, 현상된 감광제 패턴을 마스크로 하여서 기판에 대하여 에칭 공정이나 이온 주입 공정 등을 행하여, 기판상에 회로 패턴이 형성된다. 이것들의 노광, 현상, 에칭 등의 공정을 되풀이하여, 기판상에 복수의 층으로 이루어진 회로 패턴을 형성한다. 후공정에서, 회로 패턴이 형성된 기판에 대하여 다이싱(가공)을 행하여, 칩의 마운팅, 본딩, 검사 공정을 행한다. 또한, 이러한 제조 방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 레지스트 박리 등)을 포함할 수 있다. 본 실시 형태에 있어서의 물품의 제조 방법은, 종래와 비교하여, 물품의 성능, 품질, 생산성 및 생산 가격의 적어도 1개에 있어서 유리하다.
발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것이 아니고, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 여러 가지의 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 밝히기 위해서 청구항을 첨부한다.

Claims (15)

  1. 원판과 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 상기 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 원판을 보유하는 원판 스테이지의 위치를 계측해서 제1계측값을 취득하는 제1계측부와,
    상기 기판을 보유하는 기판 스테이지의 위치를 계측해서 제2계측값을 취득하는 제2계측부와,
    상기 원판 스테이지와 상기 기판 스테이지를 상기 주사 방향으로 동기시켜서 구동시켜 있는 기간에 있어서의 상기 원판 스테이지와 상기 기판 스테이지와의 동기 오차를 연산하는 연산부와,
    상기 기판상의 노광해야 할 영역의 단위가 되는 각 구획 영역내에서, 상기 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역과, 상기 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역을 결정하는 결정부와,
    상기 동기 오차에 따른 처리를 행하는 처리부를, 가지고,
    상기 연산부는, 상기 기판상의 각 구획 영역에 대해서, 상기 평가 영역을 노광하고 있는 기간에 상기 제1계측부 및 상기 제2계측부의 각각에서 취득되는 상기 제1계측값 및 상기 제2계측값에 근거해서 상기 동기 오차를 연산하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 처리로서, 상기 연산부에서 연산된 상기 평가 영역에 대한 상기 동기 오차가 역치를 초과하고 있는 구획 영역을 통지하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 처리로서, 상기 연산부에서 연산된 상기 평가 영역에 대한 상기 동기 오차가 역치를 초과하고 있는 구획 영역을 포함하는 기판을 리워크 기판으로 하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판상의 각 구획 영역에 대해서, 구획 영역내의 칩 영역을 나타내는 칩 영역정보를 입력하는 입력부를 더욱 가지고,
    상기 결정부는, 상기 입력부에 입력된 상기 칩 영역정보에 근거하여, 상기 칩 영역을 상기 평가 영역으로서 결정하고, 상기 구획 영역내의 상기 칩 영역을 제외한 영역을 상기 비평가 영역으로서 결정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정부는, 상기 기판상의 각 구획 영역에 구성되는 칩의 배열을 나타내는 설계 정보에 근거하여, 구획 영역내의 칩 영역을 상기 평가 영역으로서 결정하고, 상기 구획 영역내의 상기 칩 영역을 제외한 영역을 상기 비평가 영역으로서 결정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정부는, 상기 기판상의 각 구획 영역내의 평탄도를 나타내는 정보에 근거하여, 구획 영역내에서 칩 영역이라고 추정되는 영역을 상기 평가 영역으로서 결정하고, 상기 구획 영역내의 칩 영역이라고 추정되는 영역을 제외한 영역을 상기 비평가 영역으로서 결정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지에 보유된 상기 기판상의 구획 영역이 상기 구획 영역에 대한 노광이 행해지는 노광 영역에 도달하기 전에, 상기 구획 영역의 높이 방향의 위치를 계측해서 제3계측값을 취득하는 제3계측부를 더욱 가지고,
    상기 결정부는, 상기 제3계측값에 근거해서 결정되는, 상기 구획 영역이 상기 노광 영역에 도달할 때까지 상기 기판 스테이지에 보유된 상기 기판의 높이 방향의 위치가 목표위치가 되도록 상기 기판 스테이지를 구동할 때의 구동량에 근거하여, 상기 평가 영역과, 상기 비평가 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 결정부는, 상기 기판상의 구획 영역내에서, 상기 구동량이 미리 정해진 구동량미만이 되는 영역을 상기 평가 영역으로서 결정하고, 상기 구동량이 상기 미리 정해진 구동량이상이 되는 영역을 상기 비평가 영역으로서 결정하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산부는, 상기 제1계측부에서 취득된 상기 제1계측값 및 상기 제2계측부에서 취득된 상기 제2계측값으로부터, 상기 평가 영역을 노광하고 있는 기간에 취득된 상기 제1계측값 및 상기 제2계측값을 추출하고, 상기 동기 오차를 연산하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1계측부는, 상기 평가 영역을 노광하고 있는 기간에 있어서 상기 원판 스테이지의 위치를 계측해서 상기 제1계측값을 취득하고, 상기 비평가 영역을 노광하고 있는 기간에는 상기 원판 스테이지의 위치를 계측하지 않고,
    상기 제2계측부는, 상기 평가 영역을 노광하고 있는 기간에 있어서 상기 기판 스테이지의 위치를 계측해서 상기 제2계측값을 취득하고, 상기 비평가 영역을 노광하고 있는 기간에는 상기 기판 스테이지의 위치를 계측하지 않는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  11. 원판과 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 상기 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 원판을 보유하는 원판 스테이지의 위치를 계측해서 제1계측값을 취득하는 제1계측부와,
    상기 기판을 보유하는 기판 스테이지의 위치를 계측해서 제2계측값을 취득하는 제2계측부와,
    상기 원판 스테이지와 상기 기판 스테이지를 상기 주사 방향으로 동기시켜서 구동시켜 있는 기간에 상기 제1계측부 및 상기 제2계측부의 각각에서 취득되는 상기 제1계측값 및 상기 제2계측값에 근거하여, 상기 원판 스테이지와 상기 기판 스테이지와의 동기 오차를 연산하는 연산부와,
    상기 연산부에서 연산된 상기 동기 오차 중, 상기 기판상의 노광해야 할 영역의 단위가 되는 각 구획 영역내에서 주목해야 할 주목 영역을 노광하고 있는 기간에 있어서의 동기 오차에 따른 처리를 행하는 처리부를,
    가지는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
  12. 원판과 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 상기 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 원판을 보유하는 원판 스테이지와 상기 기판을 보유하는 기판 스테이지를 상기 주사 방향으로 동기시켜서 구동시켜 있는 기간에 있어서의 상기 원판 스테이지와 상기 기판 스테이지와의 동기 오차를 연산하는 제1공정과,
    상기 기판상의 노광해야 할 영역의 단위가 되는 각 구획 영역내에서, 상기 동기 오차를 평가해야 할 평가 영역과, 상기 동기 오차를 평가하지 않는 비평가 영역을 결정하는 제2공정과,
    상기 동기 오차에 따른 처리를 행하는 제3공정을,
    가지고,
    상기 제1공정에서는, 상기 기판상의 각 구획 영역에 대해서, 상기 평가 영역을 노광하고 있는 기간에 상기 원판 스테이지의 위치를 계측해서 취득되는 제1계측값 및 상기 기판 스테이지의 위치를 계측해서 취득되는 제2계측값에 근거해서 상기 동기 오차를 연산하는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  13. 원판과 기판을 주사 방향으로 이동시키면서 상기 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 원판을 보유하는 원판 스테이지와 상기 기판을 보유하는 기판 스테이지를 상기 주사 방향으로 동기시켜서 구동시켜 있는 기간에 상기 원판 스테이지의 위치를 계측해서 취득되는 제1계측값 및 상기 기판 스테이지의 위치를 계측해서 취득되는 제2계측값에 근거하여, 상기 원판 스테이지와 상기 기판 스테이지와의 동기 오차를 연산하는 제1공정과,
    상기 제1공정에서 연산된 상기 동기 오차 중, 상기 기판상의 노광해야 할 영역의 단위가 되는 각 구획 영역내에서 주목해야 할 주목 영역을 노광하고 있는 기간에 있어서의 동기 오차에 따른 처리를 행하는 제2공정을,
    가지는 것을 특징으로 하는 노광 방법.
  14. 청구항 1에 기재된 노광 장치를 사용해서 기판을 노광하는 공정과,
    노광한 상기 기판을 현상하는 공정과,
    현상된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 공정을,
    가지는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
  15. 청구항 11에 기재된 노광 장치를 사용해서 기판을 노광하는 공정과,
    노광한 상기 기판을 현상하는 공정과,
    현상된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 공정을,
    가지는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
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