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KR100521704B1 - 스테이지장치, 주사형 노광장치 및 방법, 그리고 이것으로제조된 디바이스 - Google Patents

스테이지장치, 주사형 노광장치 및 방법, 그리고 이것으로제조된 디바이스 Download PDF

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KR100521704B1
KR100521704B1 KR10-2000-7002815A KR20007002815A KR100521704B1 KR 100521704 B1 KR100521704 B1 KR 100521704B1 KR 20007002815 A KR20007002815 A KR 20007002815A KR 100521704 B1 KR100521704 B1 KR 100521704B1
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KR
South Korea
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mask
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movable body
scanning exposure
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니시겐지
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

Y 축방향의 스테이지 (WST) 의 위치를 간섭계 (76Y) 에 의해 직접 계측하고, X 축 방향에 대해서는, 다른 방향으로부터 스테이지 (WST) 의 위치를 계측하는 제 1, 제 3 간섭계 (76X1, 76X2) 의 계측값에 기초하여 연산에 의해 스테이지 (WST) 의 위치를 구한다. 제 1 내지 제 3 반사면 (60a, 60b, 60c) 을 삼각형상으로 배치함으로써, 스테이지 (WST) 로서 삼각형상의 것을 사용하는 것이 가능하게 되므로, 종래의 직사각형의 스테이지에 비하여 스테이지를 소형, 경량화할 수 있다. 또한 기판상의 복수의 쇼트 영역 (S1, S2) 에 순차적으로 마스크의 패턴을 전사하는 경우, 쇼트 (S2) 의 프리스캔과 쇼트 (S2) 로의 스텝핑 동작을 병행하여 행함으로써 스루풋을 향상시킬 수 있다.

Description

스테이지장치, 주사형 노광장치 및 방법, 그리고 이것으로 제조된 디바이스{STAGE APPARATUS, A SCANNING ALIGNER AND A SCANNING EXPOSURE METHOD, AND A DEVICE MANUFACTURING THEREBY}
본 발명은 반도체회로소자나 액정표시소자 등의 회로디바이스를 리소그래피공정으로 제조할 때에 사용되는 주사형 노광장치 및 주사노광방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 9 인치 이상의 대형마스크를 사용한 주사노광에 적합한 주사형 노광장치 및 노광방법 그리고 이것으로 제조된 디바이스에 관한 것이다.
특히, 본 발명은, 후술하는 발명의 공통된 목적하에서, 대체로 다음의 5개의 개념을 포함한다. 제 1 개념은, 대형 패턴 또는 구획된 복수의 패턴을 갖는 마스크와 기판과 동기이동하여, 대형 패턴을 기판상에 연결하거나 또는 상기 복수의 패턴을 기판의 동일한 영역에 중첩시켜 전사하는 주사노광방법 및 장치에 관한 것이고, 제 2 개념은, 스테이지의 이동방향에 대하여 경사지게 연달아 있는 반사경과 그것에 측장(測長)빔을 송광하는 간섭계를 갖는 스테이지장치, 예를 들면 삼각형상의 스테이지 및 이를 포함하는 주사노광장치에 관한 것이고, 제 3 개념은, 정반(定盤) 상에, 제 2 가동체 및 제 1 가동체를 각각 부상시켜 지지하는 편하중방지 스테이지장치 및 이를 포함하는 주사노광장치에 관한 것이며, 제 4 개념은, 마스크와 기판을 동기하여 이동하는 주사노광에 있어서, 기판상에 구획된 어느 영역을 주사노광한 후로 다음의 구획영역을 주사노광할 때에, 주사방향과 직교하는 방향에 있어서의 기판의 스텝이동 (스텝핑) 과 주사방향에 있어서의 기판의 스캐닝이동의 타이밍제어에 관한 것이고, 제 5 개념은, 주사노광에 있어서 마스크와 기판을 동기시키기 위한 셋팅시간을 단축하기 위해 마스크 또는 기판이동시의 가속도를 제어하는 것에 관한 것이다. 이들 개념의 구체적인 설명을, 본서의 「발명을 실시하기 위한 최량의 형태」란의 서두에 기재하였다.
현재, 반도체 디바이스의 제조현장에서는, 파장 365 ㎚ 의 수은램프의 i선을 조명광으로 한 축소투영노광장치, 소위 스텝퍼를 사용하여 최소선폭이 0.3 ∼ 0.35 ㎛ 정도의 회로 디바이스 (64M(메가) 비트의 D-RAM등) 를 양산제조하고 있다. 동시에, 256 M비트, 1G(기가)비트 D-RAM 정도의 집적도를 갖고, 최소선폭이 0.25 ㎛ 이하의 차세대의 회로디바이스를 양산제조하기 위한 노광장치의 도입이 시작되고 있다.
그 차세대의 회로디바이스 제조용의 노광장치로서, KrF 엑시머 레이저광원으로부터의 파장 248 ㎚ 의 자외펄스레이저광, 또는 ArF 엑시머 레이저광원으로부터의 파장 193 ㎚ 의 자외펄스레이저광을 조명광으로 하고, 회로패턴이 묘획된 마스크 또는 레티클 (이하, 「레티클」 이라 총칭함) 과 감응기판으로서의 웨이퍼를 축소투영광학계의 투영시야에 대하여 상대적으로 1차원 주사함으로써, 웨이퍼상의 하나의 쇼트영역내에 레티클의 회로패턴전체를 전사하는 주사노광동작과, 쇼트간 스텝핑동작을 반복하는, 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광장치가 유력시되고 있다.
이와 같은 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광장치로서는, 굴절광학소자 (렌즈소자) 와 반사광학소자 (오목면경 등) 로 구성되는 축소투영광학계를 탑재한 파킨엘마사의 마이크라·스캔 노광장치가, 최초로 제품화되어 시판되고 있다. 이 마이크라·스캔 노광장치는, 예를들면 1989년의 SPIE,Vol.1088의 p424∼433에 상세하게 설명되어 있는 바와 같이, 원호 슬릿형상으로 제한된 실효투영영역을 통하여 레티클 패턴의 일부를 웨이퍼상에 투영하면서, 레티클과 웨이퍼를 투영배율 (1/4 축소) 에 따른 속도비로 상대이동시킴으로써, 웨이퍼상의 쇼트영역을 노광하는 것이다.
또, 스텝 앤드 스캔 방식의 투영노광방식으로서, 엑시머 레이저광을 조명광으로 하고, 원형의 투영시야를 갖는 축소투영광학계의 실효투영영역을 다각형 (육각형) 으로 제한하고, 그 실효투영영역의 비주사방향의 양단을 부분적으로 오버랩시키는 방법, 소위 스캔 & 스티칭법을 조합한 것이, 예를 들면 일본공개특허공보 평2-229423호 및 이에 대응하는 미국특허 제4,924,257호에 개시되어 있다. 또, 그와 같은 주사노광방식을 채용한 투영노광장치는, 예를 들면, 일본공개특허공보 평4-196513호 및 이에 대응하는 미국특허 제 5,473,410 호, 일본공개특허공보 평4-277612호 및 이에 대응하는 미국특허 제 5,194,893호, 일본공개특허공보 평4-307720호 및 이에 대응하는 미국특허 제 5,506,684호 등에도 개시되어 있다.
상술한 바와 같은 종래의 주사형 노광장치에서는, 6인치 이하의 레티클이 사용되고 있고, 디바이스 룰도 0.2 ㎛L/S (라인·앤드·스페이스) 이상이었기 때문에, 1/4 의 투영배율을 갖는 투영광학계를 통하여 주사노광을 행하였다.
그러나, 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 노광장치에서는, 노광은 레티클 스테이지 및 웨이퍼 스테이지를 소정의 주사속도로 이동시키면서 행하기 때문에, 노광개시전에 프리스캔 (목표속도(노광시의 주사속도)까지의 가속＋가속종료후에 속도가 소정의 오차범위에서 목표속도에 수속(收束)되기까지의 셋팅동작) 이 필요하다. 또, 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광장치에서는, 웨이퍼 상의 복수의 쇼트영역 (이하, 적당히 「쇼트」 라 함) 에 레티클의 패턴을 순차적으로 전사하는 경우, 스루풋향상을 위해, 통상적으로 레티클을 번갈아 스캔 (왕복스캔) 시킴으로써, 순차적으로 다음 쇼트에 대한 노광을 행한다. 이 때문에, 하나의 쇼트에 대한 레티클 패턴의 전사가 종료된 후, 노광개시전의 프리스캔시의 이동거리와 동일한 거리만큼, 노광종료시점으로부터 다시 레티클을 이동하여, 레티클을 다음 쇼트노광을 위한 주사개시위치까지 되돌리는 동작 (오버스캔) 이 필요하다. 따라서, 스탭 앤드 리피트방식 등의 일괄 노광장치의 쇼트사이즈와 동등한 크기의 쇼트영역을 노광하는 경우, 주사노광 (스캔노광) 전후의 상기 프리스캔 및 오버스캔을 위해, 일괄노광장치에 비하여 스루풋이 저하될 가능성이 있다.
주사형 노광장치에서는, 프리스캔 및 오버스캔에 추가로, 웨이퍼의 노광영역을 다음의 쇼트 (상기 하나의 쇼트의 비주사방향에 인접하는 다른 쇼트) 로 이동하는 동작, 소위, 스텝핑도 필요하게 된다.
이와 같은 웨이퍼의 쇼트간의 이동동작은, 종래, 다음의 ① ∼ ③ 의 절차로 행하여졌다. ① 노광종료후에 웨이퍼 스테이지 (기판 스테이지) 를 다음 쇼트의 주사개시위치와 동일한 주사방향의 좌표위치로 일단 이동후, ② 다음 쇼트의 주사개시위치까지 비주사방향으로 스텝핑하고, ③ 다음 쇼트의 노광을 위한 주사를 개시한다. 따라서, 웨이퍼는, U 자의 경로를 따라 이동되었다.
그러나, 노광장치에 있어 스루풋 (처리능력) 의 향상은 가장 중요한 과제의 하나이고, 이를 달성하기위해 주사노광시의 레티클의 가감속도가 예를 들면 0.5G→4G, 최고속도도 350 ㎜/s→1500㎜/s 와 같이 커지고 있고, 이에 따라 웨이퍼 스테이지의 주사노광시의 가감속도, 최고속도도 투영배율 1/n 에 비례한 크기로 된다. 이 때문에, 노광의 전후에 필요하게 되는, 프리스캔시 및 오버스캔시의 이동거리도 이에 따라 늘릴 필요가 있다. 그러나, 프리스캔시 및 오버스캔시의 이동거리에 있어서는 주사노광은 행해지고 있지않고, 이 거리가 늘어남으로써 오히려 스루풋을 악화시키는 문제점이 있엇다.
상술한 종래의 주사형 노광장치에서는, 웨이퍼측의 스테이지로서 2차원 평면 (XY 평면) 내를 이동하는 사각형의 XY 스테이지가 사용되었다. 그리고, 이 XY 스테이지의 XY 좌표계상의 위치계측은, XY 스테이지의 직교하는 2 변을 따라 형성된 반사면 (이동경이라고도 함) 에 대하여, 수직으로 측장빔을 각각 조사하는 간섭계를 사용하여 실시되었다. 근년의 웨이퍼 사이즈는 8 인치에서 12, 14, 16 인치와 같이 대형화되는 경향에 있고, 이에 따라, 이를 지지하는 웨이퍼 스테이지의 대형화, 중량화되는 경향에 있다. 상술의 프리스캔시 및 오버스캔시의 이동거리의 증가에 따라서도 간섭계 측장축이 이동경 반사면에서 어긋나지 않도록 할 필요가 있기때문에, 이동경이 대형화되고, 이에 따라 웨이퍼 스테이지가 필연적으로 대형화, 중량화되는 경향이 있다. 이와 같은 웨이퍼 스테이지의 대형화, 중량화는, 필연적으로 웨이퍼 스테이지의 위치제어 응답성을 악화시키고, 이 때문에, 셋팅시간이 길어져, 본래 스루풋을 향상시키려는 관점에서 가감속도, 최고속도를 증가시켰음에도 불구하고 결과적으로 오히려 스루풋을 악화시킨다는 문제점도 있었다.
또한, 웨이퍼 스테이지의 위치제어정밀도를 향상시키려는 관점에서 스테이지의 회전을 계측하기 때문에, 간섭계의 측장축을 복수화하고, 2 축 이상의 측장축을 갖는 간섭계가 웨이퍼 스테이지의 위치제어작용으로 사용되게 되었다. 또, 웨이퍼 스테이지의 회전에 따라 간섭계 측장에 지장이 발생하지 않도록 소위 더블패스화가 행해지고 있다. 이들의 간섭계 측장축의 복수화나 더블패스화는, 모두 이동경길이의 연장에 필연적으로 이어져, 점점 스테이지가 대형화, 중량화되는 경향이 있다. 또, 웨이퍼 스테이지의 대형화는 스테이지 이동면적의 증가, 나아가서는 장치설치면적의 증가 (풋프린트의 증가) 등의 문제점을 초래할 우려가 있었다. 상기와 같은 스테이지의 대형화에 따른 문제점은, 노광장치에 한정되지않고 위치결정용의 이동스테이지를 구비한 장치나 기기이면, 동일하게 발생할 수 있다.
또, 근년에 있어서의 디바이스 룰은 0.2 ㎛L/s 이하이고, 이와 같은 패턴을 웨이퍼상에 충분한 정밀도로 전사하기 위해서는, 조명광원으로서 KrF 엑시머 레이저 또는 ArF 엑시머 레이저가 사용된다. 그러나, 디바이스 룰은, 앞으로 더욱 작아지는 것이 확실하고, 그와 같은 디바이스 룰에 대응가능한 차세대 노광장치의 후보로서 X선 노광장치, EB 노광장치 (전자선노광장치) 등이 고안되어 있으나, 기술적 장애의 높이, 광노광장치에 비하여 스루풋이 현저하게 낮은 것 등의 문제로 도입하기 어려운 배경이 있다.
또한, 디바이스에 있어서도, 평탄화기술이 도입되게 되어, 패턴단차나 래지스트두께가 매우 얇아지고 있기 때문에, 동일 웨이퍼에 2 회 노광을 행함으로써 초점심도를 증가시키는 이중노광법을 KrF 또는 ArF 노광장치에 사용하여, 0.1 ㎛L/S 까지 노광하려고 하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 이중노광법은, 복수의 레티클을 사용하여 노광처리를 복수회 행할 필요가 있기 때문에, 종래의 장치에 비하여 노광처리에 필요로 하는 시간이 배이상으로 되어, 스루풋이 대폭적으로 열화되는 문제점이 있다.
이 반면, 이중노광법을 KrF 또는 ArF 노광장치에 사용하여, 0.1 ㎛L/S 까지의 노광을 실현하는 것이, 256M 비트 ∼ 4G 비트의 DRAM 의 양산을 목적으로 하는 차세대기 개발의 유력한 선택사항인 것은 의심할 여지가 없고, 이를 위해 장애가 되는 이중노광법의 최대의 결점인 스루풋의 향상을 위해 신기술의 개발이 급무이다.
도 29a 에는, 투영광학계 (PL) 의 유효 필드내의 직사각형의 조명 슬릿부 (ST) (사선부) 의 길이방향 슬릿길이와 레티클 (R6) 의 비주사방향 패턴길이가 거의 동일한 종래의 주사형 노광장치의 레티클 스테이지 (RST') 의 평면도가 나타나 있다. 이 장치에서는, 레티클 스테이지 (RST') 의 주사방향 (화살표Y방향) 에 직교하는 비주사방향의 일단에는, 평면경으로 이루어지는 이동경 (158) 이 주사방향을 따라 연이어 설치되어 있고, 주사방향의 일단(一端) 중앙부에는, 코너큐브로 이루어지는 이동경 (159) 이 설치되어 있다. 그리고, 이동경 (158) 에 2 축의 측장빔 (RIX) 을 조사하여 그 반사광을 수광하는 간섭계 (157X) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST') 의 비주사방향의 위치가 계측되고, 이동경 (159) 에 측장빔 (RIY) 을 조명하여 그 반사광을 수광하는 간섭계 (157Y) 에 의해 레티클 스테이지 (RST') 의 주사방향의 위치가 계측되도록 되어 있다. 이 경우, 주사방향 (스캔방향) 의 위치계측용의 이동경 (159) 으로서, 코너큐브가 사용되고, 간섭계 (157Y) 로부터 이동경 (159)에 조사된 측장빔 (RIY) 은 이동경 (159), 반사경 (160), 이동경 (159) 에서 순차적으로 반사되고, 그 이동경 (159) 으로부터의 복귀광이 입사광로와 거의 동일한 광로를 반대방향으로 되돌리는 소위 더블패스구성이 채용되고 있다. 이것은, 레티클 스테이지 (RST') 에 면내의 회전이 있어도 주사방향에 대해서는 정확한 측장이 가능하도록 하기위해서이다. 이 경우, 주사방향에 대해서는, 간섭계 (157Y) 로부터의 출사광의 광로와 복귀광의 광로가 거의 어긋나지 않는다. 즉, 반사경 (160) 상에서는 변위 (=2×L×θ) 가 발생하지만, 동일 광로를 되돌아가기 때문에 L 이 길어도 수광면에서의 레퍼런스 광속과 복귀광속이 어긋나는 일은 없다. 또, 비주사방향에 대해서는 측장빔 (RIX) 의 거리 (L1) 를 매우 짧게 함으로써, 복귀광속과 레퍼런스 광속의 어긋남량 (2Lθ) 을 소정 이하로 할 수 있다.
그러나, 앞에 설명한 krF 엑시머 레이저 또는 ArF 엑시머 레이저를 노광광원으로 하는 주사형 노광장치에서 이중노광법을 사용하여 0.1 ㎛L/S 까지의 노광 (이하, 적당히 「차세대노광」 이라 함) 을 실현하고, 그 때의 스루풋을 향상시키기 위한 유력한 수단으로서, 앞에 서술한 9 인치 레티클을 이용한 대면적 노광을 위한 스티칭 기술이나, DOF 향상을 위한 이중노광을 행하는 것을 생각할 수 있다. 즉, 이와 같은 경우에는, 레티클을 교환하는 시간이 필요없기 때문에, 종래의 노광장치를 사용한 스티칭이나 이중노광방법에 비하여 스루풋의 향상을 도모할 수 있는 것으로 생각된다.
도 29b 에는, 9 인치 레티클 (R9) 을 사용하여 상기 차세대노광을 실현하는 경우를 상정한 레티클 스테이지 (RST) 의 평면도가 나타나 있다. 이 도 29b 에서는, 스티칭이나 이중노광을 위해, 상기 9 인치 레티클 (R9) 의 패턴영역 (P) 을 비주사방향으로 인접하는 100 ㎜ ×200 ㎜ 의 면적을 갖는 분할패턴영역 (P1, P2) 으로 분할한 상태가 나타나 있다. 각각의 분할패턴영역 (P1, P2) 의 비주사방향의 길이와 투영광학계 (PL) 의 유효 필드내의 직사각형 조명슬릿부 (st;사선부) 의 길이방향 슬릿길이가 거의 동일해지고 있다. 이 도 29b 에서는, 비주사방향의 위치계측용의 이동경 (반사면;158X) 만이 아니라, 각각의 분할패턴영역 (P1, P2) 의 노광을 실시하기 위해, 레티클 스테이지 (RST) 가 비주사방향으로도 이동할 필요가 있기 때문에, 주사방향의 위치계측용의 이동경 (158Y') 도 평면경으로 되어 있다.
그러나, 이 도 29b 의 경우에는, 웨이퍼의 회전각도에 따라 레티클 스테이지 (RST) 를 회전시키거나, 레티클 (R9) 을 레티클 스테이지 (RST) 에 탑재후, 회전방향보정을 레티클 스테이지 (RST) 측에서 행하는 경우, 간섭계 (157X, 157Y) 로부터의 측장빔 (RIX, RIY) 이 이동경 (158X), 이동경 (158Y') 의 어느것에 대해서도 수직으로 조사하지 않게 되어, 레티클 스테이지 (RST) 의 위치계측이, 부정확 또는 곤란해질 우려가 있다는 문제점이 있었다. 즉, 도 29b 의 경우에는, 주사방향, 비주사방향의 어느 이동경도 평면경이 사용되고 있고, 또, 종래장치와 비교하여 레티클 스테이지 (RST) 의 이동거리 (스트로크) 가 길어지는 만큼, 측장빔 (RIX, RIY) 의 길이 (L2, L3) 가 길어져, 이동경 (158X), 이동경 (158Y') 으로부터의 반사광 (복귀광) 이 크게 경사질 우려가 있기 때문이다. 이와 같은 경우, 빔폭〈측장빔의 광축의 수광면에서의 변위 (=2×L2×θ), 빔폭〈측장빔의 광축의 수광면에서의 변위 (=2×L3×θ) 로 되어, 레티클 스테이지 (RST)측에서 회전제어를 행하는 것은 곤란해진다.
또, 평면경은 그 길이가 길어지면, 정밀하게 가공하기 위해서는, 대단한 노력과 시간이 걸려 비용상승의 요인으로도 되었다.
본 발명은, 이상과 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 달성된 것으로, 그 제 1 목적은 미세패턴을 사용한 고정밀도의 노광을 고스루풋으로 실현할 수 있는 주사형 노광장치 및 주사노광방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 2 목적은, 다중노광에 적합한 주사형 노광장치 및 주사노광방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 3 목적은, 스테이지의 소형·경량화를 도모할 수 있는 스테이지 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 4 목적은, 소형경량화된 스테이지를 구비한 노광장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 5 목적은, 노광장치의 스테이지를 소형경량화할 수 있는 노광방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 6 목적은, 신규인 주사형 노광장치를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제 7 목적은, 본 발명의 노광장치 및 노광방법을 사용하여 마이크로 디바이스를 제공하는 것에 있다.
발명의 개시
본 발명의 제 A 태양에 따른 주사형 노광장치는, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여, 상기 마스크의 패턴을 투영광학계 (PL) 를 통하여 상기 기판에 전사하는 주사형 노광장치로서, 상기 투영광학계의 물체면측에 배치되는 마스크 스테이지 (RST) 와; 상기 투영광학계의 이미지면측에 배치되는 기판 스테이지 (WST) 와; 상기 마스크 스테이지에 설치되어, 상기 마스크가 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배치되는 복수의 코너큐브 (31Y1, 31Y2, 31Y3) 와; 상기 제 1 방향을 따라 측장빔 (IY) 을 상기 마스크 스테이지를 향하여 조사함과 동시에, 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향의 위치에 따라 선택되는 상기 복수의 코너큐브의 하나에서 반사되는 측장빔을 수광하는 제 1 간섭계 (30Y) 를 구비한다.
이 노광장치에 의하면, 마스크 스테이지에 마스크가 동기이동되는 제 1 방향 (주사방향) 과 직교하는 제 2 방향 (비주사방향) 을 따라 복수의 코너큐브가 배치되고, 제 1 방향을 따라 측장빔을 마스크 스테이지를 향하여 조사함과 동시에, 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치에 따라 선택되는 복수의 코너큐브의 하나에서 반사되는 측장빔을 수광하는 제 1 간섭계를 구비하고 있기 때문에, 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치에 따라 선택되는 복수의 코너큐브의 하나로 부터의 반사광에 근거하여 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치를 제 1 간섭계로 관리하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치가 복수의 미러의 어느 하나가 선택되는 위치에 있으면, 제 1 간섭계로 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치를 관리하면서 마스크 스테이지와 동기하여 기판 스테이지를 제 1 방향으로 이동시킴으로써 마스크의 패턴을 투영광학계를 통하여 기판상에 전사하는 것이 가능해져, 마스크를 교환하는 일 없이, 마스크상의 복수의 부분영역 또는 마스크상의 복수 영역의 패턴을 투영광학계를 통하여 기판상에 전사하는 것이 가능해진다. 또, 이 경우, 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치는 제 1 간섭계로부터 측장빔이 조사되는 코너큐브를 통하여 계측되므로, 마스크 스테이지와 기판 스테이지와의 제 1 방향으로의 동기이동에 앞서 (또는 그 동기이동 중에), 종래와 마찬가지로 마스크 스테이지를 회전제어하여도, 코너큐브로부터의 복귀광속은 고정경측으로부터의 참조광속과 항상 겹치기때문에, 정확하게 주사노광중의 마스크 스테이지의 제 1 방향 (주사방향) 의 위치관리가 가능해진다. 따라서, 대형 마스크를 사용함으로써 대면적의 노광을 스티칭으로 실현하여 스루풋의 향상을 도모할 수 있고, 또, 마스크 스테이지의 회전제어를 행함으로써 고정밀도의 노광이 가능해진다. 또, 이중노광 등의 다중노광을 행하는 경우에도, 마스크 교환이 불필요한 점으로부터도 스루풋의 향상, 초점심도의 향상에 의한 노광정밀도의 향상이 가능해진다.
본 국제출원에 있어서, 용어 「코너큐브」 란, 적어도 2 개의 반사면을 갖고, 그 2 개의 반사면이 이루는 각도가 서로 직각으로 정해진 반사부재를 의미하고, 「코너 리플렉터」 또는 「코너큐브 리플렉터」 라고도 한다. 본 출원인은, 일본공개특허공보 소62-150106호 (및 이에 대응하는 미국특허출원) 에 코너큐브를 사용한 노광장치를 개시하고 있고, 지정국의 국내법령이 허락하는 범위에서 이들의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
제 A 의 태양의 주사형 노광장치에 있어서, 상기 마스크 (R) 의 패턴을 상기 기판 (W) 에 전사하기 위해, 상기 마스크 스테이지 (RST) 를 상기 제 1 방향을 따라 적어도 1 회 왕복시킴과 동시에, 상기 왕복이동의 사이에 상기 마스크 스테이지를 상기 제 2 방향을 따라 이동시키는 구동제어계 (33, 80) 를 추가로 구비하고, 상기 복수의 코너큐브 (31Y1, 31Y2, 31Y3) 내의 2 개는, 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향의 이동량에 따른 거리만큼 떨어져 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 마스크의 패턴을 기판에 전사하기 위해, 구동제어계에 의해, 마스크 스테이지가 제 1 방향을 따라 적어도 1 회 왕복됨과 동시에, 그 왕복이동의 사이에 마스크 스테이지가 제 2 방향을 따라 이동되지만, 이 이동량에 따른 거리만큼 제 2 방향으로 떨어져 복수의 코너큐브 중의 2 개가 배치되어 있으므로, 이동의 전후 어느 위치에 있어서도 제 1 간섭계에 의한 마스크 스테이지의 위치관리가 확실하게 행해지고, 마스크 스테이지의 1 회의 왕복이동의 사이에 마스크상의 다른 영역의 패턴을 기판상의 동일영역 또는 다른 영역에 전사하는 것이 가능해진다. 이 경우도 마스크의 교환이 불필요하다. 또한, 2 개의 코너큐브의 제 2 방향의 간격은, 마스크 스테이지의 제 2 방향의 이동량과 동일할 필요는 없고, 그 마스크 스테이지의 이동전후에서 그 2 개의 코너큐브에 각각 제 1 간섭계의 측장빔이 조사되는 거리이면 된다.
본 발명의 제 B 태양에 따른 노광장치는, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기하여 제 1 방향으로 상대이동하면서, 상기 마스크에 형성된 패턴을 투영광학계 (PL) 를 통하여 상기 기판상에 전사하는 주사형 노광장치로서, 상기 마스크를 지지하여 2차원 이동가능한 마스크 스테이지 (RST) 와; 상대 기판을 지지하여 상기 제 1 방향으로 이동가능한 기판 스테이지 (WST) 와; 상기 마스크 스테이지에 형성되어, 상기 제 1 방향으로 신장되는 제 1 반사면 (84a) 와; 상기 마스크 스테이지에 형성되어, 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 소정간격으로 배치된 복수의 코너큐브 (31Y1, 31Y2, 31Y3) 와; 상기 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치에 따라, 상기 복수의 코너큐브의 하나에 상기 제 1 방향의 측장빔 (IY) 을 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써 상기 마스크 스테이지의 상기 제 1 방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계 (30Y) 와; 상기 제 1 반사면에 상기 제 2 방향의 측장빔 (IX1) 을 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향의 위치를 계측하는 제 2 간섭계 (30X1)를 구비한다.
제 B 태양의 장치에 의하면, 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치가 제 2 간섭계로 계측되고, 이 위치에 따라 제 1 간섭계로부터 복수의 코너큐브의 하나에 제 1 방향의 측장빔이 조사되고, 그 반사광을 수광함으로써 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치가 제 1 간섭계에 의해 계측된다. 따라서, 마스크를 교환하지 않고, 마스크상의 복수의 부분영역 또는 마스크상의 복수영역의 패턴을 투영광학계를 통하여 기판상에 전사하는 것이 가능해지고, 주사노광중의 마스크 스테이지의 제 1 방향 (주사방향) 의 정확한 위치관리가 가능해진다. 따라서, 대형 마스크를 사용하는 스티칭에 의해 대면적인 노광을 실현하여 스루풋의 향상을 도모할 수 있고, 또, 마스크 스테이지의 회전제어를 햄함으로써 고정밀도의 노광이 가능해진다. 또, 이중노광 등의 다중노광을 행하는 경우에도, 마스크교환이 불필요한 점에서도 스루풋의 햐상, 초점심도의 향상에 의한 노광정밀도의 향상이 가능해진다.
여기에서, 「제 2 방향으로 소정간격으로 배치된」이란, 복수의 코너큐브가 제 2 방향의 동일직선 상에 소정간격으로 배열되어 있는 경우 뿐만아니라, 복수의 코너큐브의 제 2 방향에 있어서의 위치좌표성분이 서로 다른 경우도 포함하는 것을 의미한다. 예를 들면, 2 개의 코너큐브의 위치를, 제 1 방향으로서의 X 축 및 제 2 방향으로서의 Y 축에 의한 X-Y 좌표 (X1-Y1), (X2-Y2) 로 각각 나타냈을 때에, X1≠X2 이면 충분하고, Y1=Y2 또는 Y1≠Y2 이어도 상관없다. 또, 소정간격이란, 미리 정한 임의의 간격이어도 된다. 즉, 마스크 스테이지가 직사각형이고 2 개의 코너큐브가 제 2 방향으로 연달아 있는 스테이지측면에 배치되어 있어도 되고, 또는 일방의 코너큐브가 스테이지측면에 배치되고, 타방이 스테이지면내에 배치되어 있어도 된다.
복수의 코너큐브의 배치는, 여러가지를 생각할 수 있으나, 상기 복수의 코너큐브 (31Y1, 31Y2) 는, 상기 마스크상에 제 2 방향을 따라 배치된 복수영역 (P1, P2) 의 각각에 대응하여 설치되어 있어도 된다. 이와 같은 경우에는, 어느 영역의 패턴을 전사할 때에도, 그 영역에 대응하는 코너큐브를 사용하여 제 1 간섭계에 의해 확실하게 마스크 스테이지의 제 1 위치의 관리를 정확하게 행하는 것이 가능하다.
이 경우에 있어서, 상기 복수의 코너큐브는, 상기 마스크의 제 2 방향의 중앙부에 배치된 코너큐브 (31Y3) 를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 마스크상에 단일 패턴영역이 형성된 통상의 마스크 (레티클) 를 사용한 통상 노광, 마스크상에 복수의 패턴영역이 배치된 미스크를 사용한 이중노광 등의 다중노광이나 스티칭의 어느 것에도 적합하고, 또한 다중노광을 마스크교환없이 실현할 수 있다.
제 B 태양에 따르는 장치에 있어서, 상기 마스크 스테이지 (RST) 의 제 2 방향의 위치정보에 따라 상기 제 1 간섭계 (30Y) 를 리세트하는 리세트장치 (33) 를 추가로 구비하여도 된다. 이와 같은 경우에는, 마스크 스테이지의 제 2 방향의 이동중에 제 1 간섭계의 측장축이 어느 하나의 코너큐브에 닿은 순간에 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치정보에 따라 상기 제 1 간섭계를 리세트하는 것이 가능해진다. 여기에서, 리세트란, 간섭계의 계측값을 반드시 영점으로 되돌리는 것을 의미하지 않고, 영 이외의 소정의 값으로 되돌려도 되는 것을 의미한다.
제 B 태양에 따른 장치에 있어서, 상기 제 2 간섭계 (30X1) 의 반대측으로부터 상기 마스크 스테이지 (RST) 에 상기 제 2 방향의 측장빔 (IX2) 을 조사하는 제 3 간섭계 (30X2) 가 추가로 설치되고, 상기 마스크 스테이지가 상기 제 3 간섭계로부터의 측장빔이 조사되는 상기 제 1 반사면 (84a) 과 평행인 제 2 반사면 (84b) 를 추가로 갖고, 상기 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치를, 상기 제 2 및 제 3 간섭계의 계측값의 적어도 일방에 근거하여 연산하는 연산장치 (33) 를 추가로 구비하고 있는 것이 보다 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 연산장치에 의해, 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치가 제 2 및 제 3 의 간섭계의 계측값의 적어도 일방에 근거하여 연산되므로, 연산장치에서는, 제 2, 제 3 의 간섭계 중, 각각의 반사면까지의 측장빔이 보다 짧아지는 쪽의 게측값을 사용하여 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치를 연산할 수 있어, 마스크 스테이지의 회전이 계측값에 부여하는 영향이 적어지고, 제 2 방향에 대해서도 마스크 스테이지의 위치를 보다 정확하게 구할 수 있다. 또, 연산장치에서는, 제 2, 제 3 의 간섭계로부터 각각의 반사면까지의 측장빔의 길이가 거의 동일한 경우에는, 제 2, 제 3 의 간섭계의 차이의 1/2에 근거하여 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치를 구함으로써, 평균화효과에 의해 정확하게 구할 수 있게 된다.
또한, 상기 연산장치 (33) 는, 상기 마스크 스테이지 (RST) 의 제 2 방향의 위치정보의 일종인 상기 투영광학계 (PL) 의 투영시야에 대향하여 위치하는 상기 마스크 (R) 상의 영역 (P1, P2) 의 정보에 따라, 상기 제 2 및 제 3 의 간섭계의 계측값의 일방 또는 양방에 근거하여 상기 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치를 구하도록 하여도 된다.
제 A 및 B 의 태양에 있어서, 상기 기판 스테이지 (WST) 상에 소정의 기준마크 (Mr1, Mr2) 를 배치하고, 상기 마스크 스테이지 (RST) 의 제 2 방향의 위치에 따라 상기 제 1 간섭계 (30Y) 를 리세트하기 위해, 상기 기준마크를 사용하여 상기 마스크 (R) 와 상기 기판 스테이지 (WST) 와의 위치관계를 계측하는 계측장치 (50, 110) 를 추가로 구비하여도 된다. 이와 같은 경우에는, 계측장치에 의해 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치에 따라 제 1 간섭계를 리세트할 때에, 기준마크를 사용하여 마스크와 기판 스테이지와의 위치관계가 계측되므로, 마스크상의 다른 영역을 노광하기 위해 마스크 스테이지를 제 2 방향으로 이동하여도 마스크와 기판의 중첩 정밀도가 악화되는 문제점이 없다.
제 A 및 B 의 태양의 장치에 있어서, 상기 투영광학계 (PL) 를 지지하는 제 1 가대(架臺) (16) 와; 상기 마스크 스테이지 (RST) 가 배치되는 제 2 가대 (26, 28) 와; 상기 제 1 가대를 지지하는 진동방지장치 (20) 와; 상기 진동방지장치가 배치되는 바닥 위에 설치됨과 동시에, 상기 마스크 스테이지의 이동에 따라 발생하는 반력에 따른 힘을 상기 마스크 스테이지 또는 상기 제 2 가대에 부여하는 액츄에이터 (74R, 74L) 를 갖는 프레임 (72) 을 추가로 구비하고 있어도 된다. 이와 같은 경우에는, 마스크 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력에 따른 힘이 액츄에이터에 의해 마스크 스테이지 또는 제 2 가대에 부여되므로, 마스크 스테이지의 가감속시의 진동이 제 2 가대를 통하여 제 1 가대로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 진동방지장치가 탑재되는 베이스 플레이트와; 상기 베이스 플레이트와 상기 프레임을 접속하는 탄성체를 추가로 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 탄성체에 의해 제 1 가대와 프레임과의 상호간에서 진동이 전달되는 것을 방지할 수 있기때문이다.
또, 제 A 및 B 의 태양의 장치에 있어서, 상기 제 1 간섭계 (30Y) 의 측장빔은, 그 연장선이 상기 투영광학계 (PL) 의 광축과 엇갈리는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치를 소위 아베(Abbe)의 오차없이 정확하게 계측할 수 있기 때문이다.
제 B 태양의 장치에 있어서, 상기 제 2 간섭계 (30X1) 는, 상기 제 2 방향을 따라 2 개의 측장빔 (IX11, IX12) 을 상기 제 1 반사면 (84a) 에 조사하고, 상기 2 개의 측장빔의 하나는 그 연장선이 상기 투영광학계 (PL) 의 광축과 엇갈리는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 그 연장선이 상기 투영광학계의 광축과 엇갈리는 쪽의 측장빔에 의해 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치를 소위 아베의 오차없이 정확하게 계측할 수 있어, 2 개의 측장빔에 의해 독립하여 위치계측을 행하여, 이들의 결과에 근거하여 마스크 스테이지의 회전을 계측하는 것이 가능해진다.
또, 제 B 태양의 장치에 있어서, 제 1 반사면 (84a) 은 마스크 스테이지상에 평면경으로 이루어지는 이동경을 설치하여 그 반사면을 이용하여도 물론 되지만, 상기 제 1 반사면 (84a) 은, 상기 마스크 스테이지 (RST) 의 측면에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 그 만큼 마스크 스테이지를 경량화할 수 있기때문이다.
본 발명의 제 C 태양에 따른 방법은, 마스크 (R) 를 지지하는 마스크 스테이지 (RST) 와 기판 (W) 을 지지하는 기판 스테이지 (WST) 를 동기하여 소정의 제 1 방향으로 상대이동시키면서, 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 기판에 전사하는 주사노광방법으로, 상기 마스크 스테이지에 상기 제 1 방향을 따라 연달아 설치된 제 1 반사면 (84a) 에 측장빔 (IX1) 을 조사하여 그 반사광을 수광하여 상기 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치를 관리함과 동시에, 상기 마스크 스테이지에 형성된 제 1 코너큐브 (31Y1) 에 측장빔 (IY) 를 조사하여 그 반사광을 수광하여 상기 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치를 관리하면서, 상기 마스크상의 제 1 영역 (P1) 의 패턴을 상기 기판상의 소정영역에 전사하는 제 1 주사노광공정과; 상기 제 1 반사면에 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광하여 상기 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치를 관리함과 동시에, 상기 마스크 스테이지에 형성된 상기 제1 코너큐브와는 다른 제 2 코너큐브 (31Y2) 에 측장빔 (IY) 을 조사하여 그 반사광을 수광하여 상기 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치를 관리하면서, 상기 마스크상의 상기 제 1 영역의 제 2 방향에 인접된 제 2 영역 (P2) 의 패턴을 상기 기판상의 상기 소정영역에 전사하는 제 2 주사노광공정을 포함한다.
이와 같은 방법에 의하면, 제 1 주사노광공정에서는, 제 1 반사면으로부터의 측장빔의 반사광에 근거하여 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치를 관리하고, 제 1 코너큐브로부터의 측장빔의 반사광에 근거하여 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치를 관리하면서, 마스크상의 제 1 영역의 패턴이 기판상의 소정영역에 전사된다. 이 때문에, 마스크 스테이지에 회전 등이 존재하여도 제 1 주사노광공정에서의 마스크 스테이지의 위치관리는 정확하게 행하여진다. 그리고, 제 2 주사노광공정에서는, 제 1 반사면으로부터의 측장빔의 반사광에 근거하여 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치를 관리하고, 제 1 코너큐브와는 다른 제 2 코너큐브로부터의 측장빔의 반사광에 근거하여 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치를 관리하면서, 마스크상의 제 1 영역의 제 2 방향에 인접된 제 2 영역의 패턴이 기판상의 상기 소정영역에 전사된다. 이 때문에, 마스크 스테이지에 회전 등이 존재하여도 제 2 주사노광공정에서의 마스크 스테이지의 위치관리는 정확하게 행하여진다. 따라서, 마스크교환을 행하지않고 대형마스크를 이용함으로써 스티칭이나 이중노광을 실현하는 경우에도 스루풋의 향상을 도모할 수 있고, 또, 마스크 스테이지의 회전제어에 의한 중첩정밀도의 향상, 초점심도의 향상에 의한 노광정밀도의 향상이 가능해진다.
본 발명의 제 D 태양에 의한 방법은, 마스크 (R) 과 기판 (W) 을 동기이동하여, 상기 마스크의 패턴을 투영광학계 (PL) 를 통하여 상기 기판에 전사하는 주사형 노광장치를 제조하는 방법으로서,
투영광학계 (PL) 를 설치하고;
상기 투영광학계의 물체면측에 배치되는 마스크 스테이지 (RST) 를 설치하고;
상기 투영광학계의 이미지면측에 배치되는 기판 스테이지 (WST) 를 설치하고;
상기 마스크 스테이지에, 상기 마스크가 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배치되는 복수의 코너큐브 (31Y1, 31Y2, 31Y3) 를 설치하고;
상기 제 1 방향을 따라 측장빔 (IY) 을 상기 마스크 스테이지를 향하여 조사함과 동시에, 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향의 위치에 따라 선택되는 상기 복수의 코너큐브의 하나에서 반사되는 측장빔을 수광하는 제 1 간섭계 (30Y) 를 설치하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이 방법에 있어서, 상기 마스크 (R) 의 패턴을 상기 기판 (W) 에 전사하기 위해, 상기 마스크 스테이지 (RST) 를 상기 제 1 방향을 따라 적어도 1 회 왕복시킴과 동시에, 상기 왕복이동의 사이에 상기 마스크 스테이지를 상기 제 2 방향을 따라 이동시키는 구동제어계 (33, 80) 를 추가로 설치하고, 상기 복수의 코너큐브 (31Y1, 31Y2, 31Y3) 중의 2 개는, 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향의 이동량에 따른 거리만큼 떨어져 배치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 E 태양에 의한 방법은, 마스크 (R) 과 기판 (W) 을 동기하여 제 1 방향으로 상대이동하면서, 상기 마스크에 형성된 패턴을 투영광학계 (PL) 를 통하여 상기 기판상에 전사하는 주사형 노광장치를 제조하는 방법으로서,
투영광학계 (PL) 를 설치하고;
상기 마스크를 지지하여 2 차원 이동가능한 마스크 스테이지 (RST) 를 설치하고;
상기 기판을 지지하여 상기 제 1 방향으로 이동가능한 기판 스테이지 (WST) 를 설치하고;
상기 마스크 스테이지에, 상기 제 1 방향으로 신장되는 제 1 반사면 (84a) 을 설치하고;
상기 마스크 스테이지에, 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 소정간격으로 배치된 복수의 코너큐브 (31Y1, 31Y2, 31Y3) 를 설치하고;
상기 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치에 따라, 상기 복수의 코너큐브의 하나에 상기 제 1 방향의 측장빔 (IY) 을 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써 상기 마스크 스테이지의 상기 제 1 방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계 (30Y) 를 설치하고;
상기 제 1 반사면에 상기 제 2 방향의 측장빔 (IX1) 을 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향의 위치를 계측하는 제 2 간섭계 (30X1) 를 설치하는 것을 포함하는 방법이 제공된다. 이 방법에 있어서, 상기 복수의 코너큐브는, 상기 마스크상에 제 2 방향을 따라 배치된 복수영역의 각각에 대응하여 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 F 태양에 의한 방법은, 마스크 (R) 을 제 1 방향으로 왕복이동하여, 상기 마스크상의 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 나열되는 제 1 및 제 2 영역 (P1 및 P2) 을 각각 조명광으로 조사함과 동시에, 상기 마스크의 이동에 동기하여 기판 (W) 을 이동함으로써, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판상에 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 마스크상의 제 1 영역 (P1) 을 상기 조명광으로 조사하기 위해, 상기 마스크를 지지하는 마스크 스테이지 (RST) 에 설치되는 제 1 미러 (31Y1) 에 측장빔을 조사하는 간섭계 (30Y) 의 출력에 근거하여 상기 마스크 스테이지를 상기 제 1 방향으로 구동하고, 상기 마스크상의 제 2 영역 (P2) 을 상기 조명광으로 조사하기 위해, 상기 마스크 스테이지에 설치되는 제 1 미러와 다른 제 2 미러 (31Y2) 에 상기 간섭계의 측장빔을 조사하면서 상기 마스크 스테이지를 상기 제 1 방향으로 구동하는 것을 특징으로 한다.
제 F 태양의 방법에 의하면, 마스크상의 제 1 영역을 조명광으로 조사할 때에는, 마스크를 지지하는 마스크 스테이지에 설치되는 제 1 미러에 측장빔을 조사하는 간섭계의 출력에 근거하여 마스크 스테이지를 제 1 방향으로 구동하고, 마스크상의 제 2 영역을 조명광으로 조사할 때에는, 마스크 스테이지에 설치되는 제 1 미러와 다른 제 2 미러에 간섭계의 측장빔을 조사하면서 마스크 스테이지를 상기 제 1 방향으로 구동한다. 이와 같이, 제 1 영역의 전사시에서도, 제 2 영역의 전사시에서도 동일한 간섭계에 의해 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치를 관리하면서 마스크 스테이지가 제 1 방향으로 구동되고, 마스크 스테이지와 동기하여 기판이 구동됨으로써, 마스크상의 제 1 영역과 제 2 영역이 기판상에 전사된다. 본 발명에 의하면, 마스크 스테이지의 제 1 방향 (주사방향) 의 위치를 계측하기 위한 미러로서 단일의 긴 반사면 (평면경) 이 아니라, 짧은 반사면 (평면경 등) 을 사용할 수 있으므로, 그 만큼 비용의 저감이 가능해진다. 이 경우, 제 1 미러, 제 2 미러로서 코너큐브를 사용하여도 된다. 이와 같은 경우에는, 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치는 간섭계로부터 측장빔이 조사되는 코너큐브를 통하여 계측되므로, 마스크 스테이지와 기판 스테이지와의 제 1 방향으로의 동기이동에 앞서 (또는 그 동기이동중에), 종래와 동일하게 마스크 스테이지를 회전제어하여도, 코너큐브로부터의 복귀광속은 고정경측으로부터의 참조광속과 항상 겹치기 때문에, 정확하게 주사노광중의 마스크 스테이지의 제 1 방향 (주사방향) 의 위치관리가 가능해진다. 따라서, 대형마스크를 사용함으로써 스티칭에 의한 대면적노광이나 이중노광 등의 다중노광을 실현하여 스루풋의 향상을 도모할 수 있고, 또, 마스크 스테이지의 회전제어를 행함으로써 높은 정밀도의 노광이 가능해진다.
제 F 의 태양의 방법에 있어서, 상기 마스크 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 이 전사되는 상기 기판 (W) 상의 구획영역 (예를 들면 S1) 에, 상기 마스크상의 제 2 영역 (P2) 를 중첩시켜 전사하여, 상기 제 1 영역내의 제 1 패턴과 상기 제 2 영역내의 제 2 패턴의 합성패턴을 상기 구획영역에 형성하도록 하여도 된다. 이와 같은 경우에는, 마스크교환을 하는 일 없이, 이중노광을 실현할 수 있어, 스루풋의 향상, 초점심도의 향상에 의한 노광정밀도의 향상이 가능해진다.
또, 제 F 태양의 방법에 있어서, 상기 기판 (W) 상의 복수의 구획영역 (S1, S2, S3, …) 에 상기 마스크 (R) 의 패턴을 순차적으로 전사하기 위해, 상기 마스크상의 제 1 영역 (P1) 을 상기 복수의 구획영역에 순차적으로 전사하고, 또한 상기 마스크를 상기 제 2 방향으로 이동한 후에, 상기 마스크상의 제 2 영역 (P2) 을 상기 복수의 구획영역에 순차적으로 전사하도록 하여도 된다. 이 경우에 있어서, 상기 마스크 (R) 상의 제 2 영역 (P2) 을 상기 복수의 구획영역 (S1, S2, S3, …) 에 전사하기 전에, 상기 조명광의 강도분포, 즉 조명광을 사출하는 조명원 (예를 들면 2 차광원) 의 형상과 크기의 적어도 일방을 변경하여도 된다. 이와 같은 경우에는, 마스크상의 제 1 영역의 패턴과 제 2 영역의 패턴의 노광에 적합한 조명조건이 다른 경우에도, 각각의 패턴에 맞춰 적절한 조명조건을 설정할 수 있으므로, 더욱 노광정밀도가 향상된다.
제 F 태양의 방법에 있어서, 상기 마스크 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 을 상기 조명광으로 조사한 후의 상기 마스크 스테이지 (RST) 의 감속중 (또는 마스크 스테이지의 제 1 방향의 속도성분이 영으로 되기 전) 에, 상기 마스크 스테이지를 상기 제 1 방향에 대하여 경사지게 이동하여도 된다. 이와 같이 하면, 제 1 영역내의 패턴의 전사에 이어서 제 2 영역내의 패턴을 기판상에 전사할 때에, 마스크 스테이지가 U 자 형상의 경로가 아니고, 이것보다 짧은 경로를 따라 이동되므로, 이동시간의 단축에 의해 스루풋의 향상이 가능해진다.
제 F 태양의 방법에 있어서, 상기 마스크 (R) 상의 제 2 영역 (P2) 을 상기 조명광으로 조사하기 전에, 상기 마스크상의 제 2 영역이 상기 조명광에 가까워지도록, 상기 마스크 스테이지 (RST)를 상기 제 1 및 제 2 방향과 교차하는 방향으로 가속시켜도 된다. 또는, 마스크 스테이지의 제 2 방향으로의 스텝핑 동작이 종료하기 전, 또는 마스크상의 제 1 영역 (P1) 을 조명광으로 조사한 후의 마스크 스테이지의 제 2 방향의 속도성분이 영으로 되기 전에, 마스크 스테이지의 제 1 방향으로의 가속을 개시하도록 하여도 된다. 또한, 스루풋의 점에서 마스크 스테이지의 이동궤적이 포물선형상 (또는 U자형상) 이 되도록 그 이동을 제어하는 것이 바람직하다.
제 F 태양의 방법에 있어서, 상기 마스크 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 으로의 상기 조명광의 조사와, 상기 마스크상의 제 2 영역 (P2) 으로의 상기 조명광의 조사와의 사이에서, 상기 마스크 스테이지 (RST) 를 정지시키는 일 없이 구동하는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 마스크 스테이지가 정지하는 일이 없으므로, 마스크 스테이지의 이동에 필요한 시간은 거의 최단이 된다.
제 F 태양의 방법에 있어서, 상기 마스크 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 을 상기 기판 (W) 상의 제 1 구획영역에 전사하는 제 1 주사노광과, 상기 마스크상의 제 2 영역 (P2) 을 상기 기판상의 상기 제 1 구획영역과 인접하는 제 2 구획영역에 전사하는 제 2 주사노광과의 사이에서, 상기 기판을 지지하는 기판 스테이지 (WST) 를 정지시키는 일 없이 구동하는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 기판 스테이지의 이동궤적은 반드시 최단 (예를 들면 V 자형상) 으로는 되지않지만, 기판 스테이지가 정지하는 일이 없으므로, 기판 스테이지의 인접영역간의 이동 (스텝핑) 에 필요한 시간이 대체로 최단으로 되기 때문이다. 특히, 스티칭에 있어서, 마스크 스테이지가 정지하는 일 없이, 또한 기판 스테이지가 정지하는 일 없이 구동되는 경우에는, 제 1 주사노광의 종료부터 제 2 주사노광의 개시까지 사이의 시간이 최단이 된다.
제 F 태양의 방법에 있어서, 상기 제 2 주사노광전에, 상기 기판 스테이지 (WST) 를 상기 제 1 및 제 2 방향과 교차하는 방향으로 가속시키는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 제 1 및 제 2 방향에 대하여 경사지게 나아가면서 기판 스테이지가 가속된다.
제 F 태양의 방법에 있어서, 상기 마스크는, 상기 제 2 방향을 따라 배열되는 제 1 및 제 2 마스크를 포함하고, 상기 제 1 마스크는 상기 제 1 영역내의 제 1 패턴이 형성되고, 상기 제 2 마스크는 상기 제 2 영역내의 제 2 패턴이 형성되어 있어도 된다. 즉, 마스크 스테이지상에는, 복수의 마스크가 탑재되어 있어도 된다. 복수의 마스크이더라도 각각의 마스크의 패턴을 순차적으로 기판상에 전사하는 경우에는, 상술한 각 발명의 작용을 그대로 나타내기 때문이다.
본 발명의 제 G 태양에 따르는 방법은, 마스크 (R) 를 제 1 방향으로 왕복이동하여, 상기 마스크상의 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 나열되는 제 1 및 제 2 영역 (P1 및 P2) 을 각각 조명광으로 조사함과 동시에, 상기 마스크의 이동에 동기하여 기판 (W) 을 이동함으로써, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판상에 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 마스크상의 제 1 영역으로의 상기 조명광의 조사와, 상기 마스크상의 제 2 영역으로의 상기 조명광의 조사와의 사이에서, 상기 마스크를 정지시키는 일 없이 이동하는 것을 특징으로 한다. 이것에 의하면, 마스크의 이동궤적은, 반드시 최단이 되지않지만, 마스크가 정지하는 일이 없으므로, 마스크상의 제 1 영역의 패턴의 전사종료부터 제 2 영역의 패턴의 전사개시까지의 마스크의 이동시간이 대략 최단이 된다.
본 발명의 제 H 태양에 의한 방법은, 기판 (W) 상에 회로패턴을 전사하는 주사노광방법으로서, 상기 회로패턴의 제 1 및 제 2 분해패턴을 갖는 마스크를 제 1 방향으로 이동하여, 상기 제 1 분해패턴을 조명광으로 조사함과 동시에, 상기 마스크의 이동에 동기하여 상기 기판을 이동하고, 상기 기판상의 구획영역 (예를 들면 S1) 에 상기 제 1 분해패턴을 전사하는 제 1 공정과; 상기 제 1 방향을 따라 상기 마스크를 상기 제 1 공정과는 반대방향으로 이동하여, 상기 제 2 분해패턴을 상기 조명광으로 조사함과 동시에, 상기 마스크의 이동에 동기하여 상기 기판을 이동하고, 상기 구획영역에 상기 제 2 분해패턴을 전사하는 제 2 공정을 포함한다. 이에 의하면, 마스크의 1 왕복 동안에, 기판을 1왕복시키는 것만으로, 마스크상의 제 1 분해패턴과 제 2 분해패턴이 기판상의 동일한 구획영역에 중첩하여 전사되는 이중노광을 실현할 수 있고, 결과적으로 제 1 분해패턴과 제 2 분해패턴으로 이루어지는 회로패턴이 정밀하게 전사되게 된다.
이 경우에 있어서, 상기 제 1 공정과 상기 제 2 공정의 사이에서, 상기 마스크는, 상기 제 1 방향 및 이와 직교하는 제 2 방향의 속도성분의 적어도 일방이 영으로 되지않도록 이동되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 I 태양에 의하면, 기판 (W) 을 지지하여 2차원 평면내를 이동하는 제 1 가동체 (WST) 와; 상기 제 1 가동체 (WST) 에 설치되어, 상기 2 차원 평면내에서 소정의 제 1 축 (Y축) 및 이것에 직교하는 제 2 축 (X 축) 으로 교차하는 방향을 따라 신장되는 제 1 반사면 (60a) 과; 상기 제 1 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 제 1 가동체의 제 3 축방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계 (76X1) 와; 상기 제 1 간섭계의 계측값에 근거하여 상기 제 1 가동체의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 직교 좌표계상의 위치좌표를 연산하는 연산장치 (78) 를 구비하는 스테이지장치가 제공된다.
본 발명의 스테이지장치에 의하면, 제 1 가동체에 2 차원 평면내에서 소정의 제 1 축 및 이것에 직교하는 제 2 축과 교차하는 방향을 따라 신장되는 제 1 반사면이 설치되어 있고, 제 1 간섭계에서는 이 제 1 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 제 1 가동체의 상기 측장빔의 방향인 제 3 축방향의 위치를 계측한다. 예를 들면, 최초로 제 1 간섭계의 측장빔을 제 1 반사면에 조사했을 때에 간섭계를 리세트하여, 이 때의 스테이지 위치를 제 1 축 (Y축) 및 제 2 축 (X축) 으로 규정되는 직교좌표계의 원점위치 (0,0) 으로 정한다. 스테이지가 이동한 후의 위치 (X, Y) 는, 제 1 간섭계로 계측된 제 3 축방향의 이동거리와, 제 1 반사면이 제 1 축 또는 제 2 축과 교차하는 각도로부터 산출할 수 있다. 즉, 연산장치에 의해, 제 1 간섭계의 계측값만을 사용하여 제 1 가동체의 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 직교좌표계상의 위치좌표를 연산하는 것이 가능해진다. 제 1 가동체상에는, 상기 직교좌표계상의 좌표축에 교차하는 방향의 제 1 반사면만을 설치하면 충분하므로, 직교좌표계상의 직교축방향을 따라 가동체상에 각각 반사경을 설치하고 또한 직교축방향의 가동체의 위치를 복수의 간섭계를 사용하여 각각 계측하였던 종래예에 비하여, 간섭계 및 반사면의 수를 줄여, 간단한 구성의 스테이지 장치를 실현할 수 있다. 또, 기판의 위치계측, 나아가서는 위치제어도 단순하게 할 수 있게 된다. 또, 반사면의 배치의 자유도가 향상되고, 그 결과로서 기판지지하는 제 1 가동체 형상의 설계의 자유도가 향상된다. 그 결과, 제 1 가동체로서 정방형 또는 장방형상 등의 직사각형의 스테이지를 사용할 필요가 없어져, 예를 들면 이와 같은 직사각형의 스테이지상에 경사지게 반사면을 배치한 경우에는, 그 반사면에서 외측의 부분을 제거하는 것이 가능해진다. 따라서, 제 1 가동체, 즉 기판을 지지하여 2차원 이동하는 스테이지를 소형화 및 경량화하는 것이 가능해진다.
이 경우에 있어서, 상기 제 1 가동체 (WST) 에 설치되고, 상기 제 2 축방향으로 신장되는 제 2 반사면 (60b) 과; 상기 제 2 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 제 1 가동체의 상기 제 1 축방향의 위치를 계측하는 제 2 간섭계 (76Y) 를 추가로 구비하고, 상기 연산장치 (78) 가, 상기 제 1 간섭계의 계측값에 근거하여 상기 제 1 가동체의 상기 제 2 축방향의 위치좌표를 연산하도록 하여도 된다. 예를 들면, 제 1 가동체의 제 1 축방향의 위치를 제 2 간섭계로 계측하고, 제 1 가동체의 제 2 축방향의 위치는 제 1 간섭계 및 연산기를 사용하여 구할 수 있다. 이 경우에는, 제 2 반사면은, 반드시 제 1 축에 직교하여 배치할 필요가 있으나, 제 1 반사면의 배치는 어느 정도 자유도가 있어, 제 1 가동체, 즉 기판을 지지하여 2 차원 이동하는 스테이지를 소형화하는 것이 가능해진다.
상기 연산장치 (78) 가, 상기 제 1 간섭계 (76X1) 의 계측값과 상기 제 2 간섭계 (76Y) 의 계측값의 양자에 근거하여 상기 제 1 가동체 (WST) 의 상기 제 1 축방향의 위치 및 상기 제 2 축방향의 위치의 적어도 일방을 연산하도록 하여도 된다. 이와 같이 하면, 상기 제 2 간섭계 (76Y) 의 계측값에 의해 상기 제 1 축방향의 계측을 행하고, 그 결과와 제 1 간섭계 (76X1) 의 제 1 축방향 계측결과와의 차이를 구하여, 그에 따라 상기 제 1 간섭계 (76X1) 에 의한 상기 제 2 축방향의 계측오차를 보정할 수 있다. 이로써 스테이지의 소형화를 행하면서, 상기 제 1 및 제 2 축방향의 계측을 정밀하게 행할 수 있다.
또, 상기 제 1 가동체 (WST) 에 설치되고, 상기 제 2 차원 평면내에서 상기 제 1 축 및 이에 직교하는 제 2 축과 교차하고, 또한 상기 제 1 반사면과는 다른 방향으로 신장되는 제 3 반사면 (60c) 과; 상기 제 3 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 제 1 가동체의 제 4 축방향의 위치를 계측하는 제 3 간섭계 (76X2) 를 추가로 구비하고, 상기 연산장치 (78) 가, 상기 제 1 및 제 3 간섭계의 계측값에 근거하여 상기 제 1 가동체의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 스테이지좌표계상의 상기 제 2 축방향의 위치를 연산하도록 하여도 된다.
즉, 제 1 가동체의 제 1 축방향의 위치를, 제 2 간섭계를 사용하여 계측하고, 제 2 축방향의 위치는, 제 1 축과는 다른 방향으로부터 제 1 가동체의 각각의 방향의 위치를 계측하는 제 1, 제 3 의 간섭계의 계측값에 근거하여 연산으로 구할 수 있다. 제 1, 제 2 및 제 3 의 반사면은, 삼각형상으로 배치할 수 있고, 그 결과, 제 1 가동체 자체도 삼각형상으로 형상화하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 종래의 직사각형의 스테이지에 비하여 제 1 가동체를 높은 강성을 유지하면서, 상당히 소형화 및 경량화할 수 있다.
스테이지장치에 있어서, 상기 제 1 간섭계 (76X1) 는, 2 개의 측장축의 측장빔을, 상기 제 1 반사면 (60a) 에, 상기 2 차원 평면과 직교하는 방향으로 서로 떨어지도록 조사하고, 각각의 반사광을 수광함으로써 각 측장축마다 상기 제 1 가동체의 제 3 축방향의 위치를 계측하고, 상기 연산장치 (78) 는, 상기 제 1 간섭계의 상기 계측값에 근거하여 상기 제 1 가동체 (WST) 의 상기 2차원 평면에 대한 경사도 산출하도록 하여도 된다.
또, 스테이지 장치에 있어서, 상기 제 1 간섭계 (76X1) 는, 상기 2 차원 평면과 평행인 방향으로 떨어진 2 개의 측장축의 측장빔을 상기 제 1 반사면 (60a) 에 조사하고, 각각의 반사광을 수광함으로써 각 측장축마다 상기 제 1 가동체의 제 3 축방향의 위치를 계측하고, 상기 연산장치 (78) 는, 상기 제 1 간섭계의 상기 계측값에 근거하여 상기 제 1 가동체 (WST) 의 상기 2 차원 평면내에서의 회전도 산출하도록 하여도 된다.
또, 스테이지 장치에 있어서, 상기 제 2 간섭계 (76Y) 는, 3 개의 측장축의 측장빔을, 상기 제 2 반사면에, 상기 제 2 반사면 (60b) 으로의 입사점이 제 2 반사면상에서 동일직선상에 배열되지 않도록 조사하고, 각각의 반사광을 수광함으로써 각 측장축마다 상기 제 1 가동체 (WST) 의 상기 제 1 축방향의 위치를 계측하고, 상기 연산장치 (78) 는, 상기 제 2 간섭계의 상기 계측값에 근거하여 상기 제 1 가동체의 상기 2 차원 평면내에서의 회전 및 상기 제 1 가동체의 상기 2 차원 평면에 대한 경사도 산출하도록 하여도 된다.
또, 스테이지 장치에 있어서, 제 1 가동체상에 반사경을 배치하고, 그 반사면을 상기 제 1 반사면으로 하여도 되지만, 상기 제 1 반사면 (60a) 은, 상기 제 1 가동체 (WST) 의 단면 또는 측벽에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 제 1 가동체를 더욱 경량화할 수 있고, 또, 기판과 수직방향에 있어서의 제 1 가동체의 폭을 좁게 할 수 있기 때문이다. 또한, 상기 제 1 가동체 (WST) 는 대략 삼각형상이고, 상기 제 2 반사면 (60b) 은, 상기 제 1 가동체의 단면에 형성되어 있어도 된다.
스테이지 장치에 있어서, 상기 제 1 가동체가 대략 삼각형상을 갖는 경우에, 3 개의 코너 중의 적어도 하나의 코너 부근에, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 의 간섭계의 적어도 하나의 출력에 따라 상기 2 차원 평면에 수직인 방향으로 구동하는 구동장치를 추가로 구비하고 있어도 된다. 이와 같은 경우에는, 구동장치에 의해 제1, 제 2 및 제 3 의 간섭계의 적어도 하나의 출력에 따라, 제 1 가동체의 각 정각근방의 소정의 3 점 중의 적어도 1 점이 2 차원 평면에 수직인 방향으로 구동된다. 즉, 제 1 가동체 (기판) 는 2 차원 평면에 대하는 경사가 조정되게 된다. 이 때에, 제 1 가동체의 중심위치로부터 먼 3 개의 정점(頂点)부근을 구동하여 경사조정이 이루어지므로, 높은 제어응답 (틸트구동제어응답) 을 얻을 수 있다.
스테이지장치에 있어서, 상기 각 간섭계 (76X1, 76Y, 76X2) 가, 대응하는 반사면 (60a, 60b, 60c) 에, 3 측장축의 측장빔을, 입사점이 동일직선상에 배열되지 않도록 각각 조사하고, 각각의 반사광을 수광하여 각 측장축마다, 상기 제 1 가동체 (WST) 의 각 측장축의 방향의 위치를 계측하고, 상기 연산장치 (78) 가 상기 제 1, 제 2 및 제 3 중의 간섭계의 임의의 어느 하나, 또는 임의의 2 개 또는 3 개의 간섭계의 각 측장축의 계측값을 사용하여 상기 제 1 가동체 (WST) 의 상기 2 차원 평면내의 회전 및 상기 2 차원 평면에 대하는 경사를 연산하도록 하여도 된다.
이 경우에 있어서, 상기 제 1 가동체 (WST) 가, 상기 2 차원 평면내에서 이동하는 제 2 플레이트 (52) 와, 이 제 2 플레이트 (52) 상에 탑재된 레벨링 구동기구 (58) 와, 이 레벨링 구동기구에 의해 지지되어 상기 기판 (W) 을 지지하는 제 1 플레이트 (TB) 를 갖고, 상기 제 1 플레이트 (TB) 에 상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면이 설치되고, 상기 레벨링 구동기구 (58) 가, 상기 제 1 플레이트를 상기 제 1, 제 2 및 제 3 의 간섭계의 측장축의 각각의 대략 연장선상의 다른 3 점에서 지지함과 동시에 각 지지점에서 상기 2 차원 평면에 수직인 방향으로 독립하여 구동가능한 3 개의 액츄에이터 (ZACX1, ZACY, ZACX2) 를 포함하여, 상기 연산장치 (78) 가, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 의 간섭계의 계측값을 사용하여 상기 제 1 반사면, 제 2 반사면, 제 3 반사면의 상기 2 차원평면에 대하는 경사를 각각 연산하고, 상기 연산장치의 검산결과에 따라 상기 3 개의 액츄에이터를 제어하는 액츄에이터 제어장치 (56) 를 추가로 구비하여도 된다. 이러한 경우에는, 각각의 간섭계에 의해 계측된 대응하는 반사면의 틸트각도에 따라 액츄에이터를 독립하여 제어할 수 있기 때문에, 확실한 경사조정이 효율적으로 가능해진다. 이 경우에 있어서, 상기 제 1 플레이트 (TB) 가 정삼각형상인 경우에는, 상기 3 개의 액츄에이터는 제 1 플레이트의 정삼각형상의 정점근방에 각각 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 높은 틸트 구동제어응답을 얻을 수 있다.
또, 스테이지 장치에 있어서, 정반 (22) 과; 상기 제 1 가동체 (WST) 가 그 상부에 배치됨과 동시에, 상기 정반상에 배치되고, 또한 상기 정반, 및 상기 제 1 가동체의 각각에 대하여 상대이동이 가능한 제 2 가동체 (38) 를 추가로 구비하고, 상기 제 1 가동체의 이동에 의해 발생하는 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성하여도 된다. 이와 같이 하면 제 1 가동체의 중심이동에 의한 편하중을 제 2 가동체의 중심이동에 의해 소멸시키는 것이 가능해지므로, 스테이지 장치전체의 중심을 소정위치에 유지할 수 있기 때문이다.
이 경우에 있어서, 상기 정반 (22) 상에 설치된 상기 제 2 가동체 (38) 를 소정의 응답주파수로 구동가능한 구동계 (44) 와; 상기 구동계를 통하여 수 ㎐ 이하의 응답주파수로 상기 제 2 가동체를 위치제어하는 제어장치 (78) 를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 정반이 경사진 때 등에도, 제 2 가동체가 그 자체 무게에 의해 아무렇게나 이동하지 않도록, 상기의 수 ㎐ 이하의 응답주파수로 위치제어하는 것이 가능해지기 때문이다.
본 발명의 제 J 태양에 의하면, 마스크에 형성된 패턴을 기판상에 전사하여 기판을 노광하는 주사형 노광장치에 있어서,
기판을 지지하여 2 차원 평면내를 이동하는 기판 스테이지 (WST) 와, 상기 기판 스테이지에 설치되어, 상기 2 차원 평면내에서 소정의 제 1 축 및 이것에 직교하는 제 2 축과 교차하는 방향을 따라 신장되는 제 1 반사면과, 상기 제 1 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 기판 스테이지의 제 3 축방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계와, 상기 제 1 간섭계의 계측값에 근거하여 상기 기판 스테이지 (WST) 의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 직교좌표계상의 위치좌표를 연산하는 연산장치를 갖는 스테이지장치와;
마스크 (R) 를 지지하는 마스크 스테이지 (RST) 와; 상기 마스크 스테이지 (RST) 와 상기 스테이지장치를 구성하는 기판 스테이지 (WST) 를 동기하여 상기 제 1 축방향 (Y 방향) 을 따라 상대이동시키는 스테이지 제어계 (33, 78, 80) 를 구비하는 주사형 노광장치가 제공된다. 상기 스테이지 제어계에 의한 상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지와의 상대이동시에 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 기판 스테이지상의 기판 (W) 에 전사하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 상기와 같이, 기판 스테이지로서 종래의 직사각형의 스테이지에 비하여 상당히 소형의 삼각형상의 것을 사용하는 것이 가능해지므로, 기판 스테이지의 위치제어응답성이 향상되고, 스테이지 제어계에 의한 제 1 축방향의 상대이동시에 마스크 스테이지와 기판 스테이지와의 동기셋팅시간이 단축되어 결과적으로 스루풋이 향상된다.
제 J 의 태양에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 간섭계 (76X1 및 76X2) 는, 각각 2 개의 측장축을 갖는 간섭계이고, 상기 마스크 (R) 및 상기 기판 (W) 의 각각과 직교하는 광축을 갖는 투영광학계 (PL) 와, 상기 투영광학계와는 개별로 설치된 얼라인먼트 광학계 (ALG) 를 추가로 구비하는 경우에는, 상기 제 1 및 제 3 간섭계의 각각의 1 측장축 (RIX11, RTX21) 의 연장된 교점은 상기 투영광학계 중심과 거의 일치하고, 각각 남은 측장축 (RIX12, RIX22) 의 연장된 교점은 상기 얼라인먼트 광학계중심과 대략 일치하도록 상기 제 1 및 제 3 간섭계의 각 측장축이 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 노광시 및 얼라인먼트시의 어느 때에나 소위 아베오차가 없는 상태로 기판의 위치관리가 가능해져, 중첩정밀도가 향상되기 때문이다.
또, 제 J 태양의 주사형 노광장치에 있어서, 상기 기판 (W) 의 주변영역의 주사노광시에 상기 제 1, 제 2 및 제 3 의 간섭계 (76RIX1, RIY, RIX2) 의 각 측장축이, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면 (60a, 60b, 60c) 중의 대응하는 반사면으로부터 어느것도 어긋나는 일이 없도록, 노광시의 상기 기판 스테이지 (WST) 의 가속도, 최고속도 및 셋팅시간이 결정되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 기판 스테이지의 3 개의 측면의 범위내에 반사면을 설정할 수 있으므로, 기판 스테이지의 균형이 양호해져 그 강성을 높이는 것이 가능하기 때문이다.
또, 제 J 태양의 주사형 노광장치에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 의 간섭계 (76RIX1, RIY, RIX2) 의 각 측장축이, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면 (60a, 60b, 60c) 중의 대응하는 반사면으로부터 어느것도 어긋나는 일이 없는 상기 기판 스테이지 (WST) 상의 소정의 위치에, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계의 계측값을 이용하여 노광처리에 관련되는 소정의 계측을 행하기 위한 기판마크 (FM) 및 센서 (KES) 가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 기준마크를 사용한 예를 들면 베이스라인계측이나, 센서를 사용한 예를 들면 결상특성계측, 조사량계측을 위해, 반사면을 연장할 필요가 없으므로, 이것도 기판 스테이지의 경량화에 이어지기 때문이다.
또, 제 J 태양의 주사형 노광장치에 있어서, 상기 각 간섭계가, 각각의 반사면상에서 동일직선상에 없는 3 축의 측장빔을 대응하는 반사면에 각각 조사하고, 각각의 반사광을 수광하여 각 측장축마다, 상기 기판 스테이지의 각 측장축의 방향의 위치를 계측하고,
상기 연산장치가 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계 중의 임의의 어느 하나, 또는 임의의 2 개 또는 3 개의 간섭계의 각 측장축의 계측값을 사용하여 상기 기판 스테이지의 상기 2 차원 평면내의 회전 및 상기 2 차원 평면에 대하는 경사를 연산할 수 있다. 또는, 상기 기판 스테이지가, 상기 2 차원 평면내에서 이동하는 제 2 플레이트와, 이 제 2 플레이트상에 탑재된 레벨링 구동기구와, 이 레벨링 구동기구에 의해 지지되어 상기 기판을 지지하는 제 1 플레이트를 갖고, 상기 제 1 플레이트에 상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면이 설치되고,
상기 레벨링 구동기구가, 상기 제 1 플레이트를 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계의 측장축의 각각의 대략 연장선상의 다른 3점으로 지지함과 동시에 각 지지점으로 상기 2 차원 평면에 수직인 방향으로 독립하여 구동가능한 3 개의 액츄에이터를 포함하고,
상기 연산장치가, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계의 계측값을 이용하여 상기 제 1 반사면, 제 2 반사면, 제 3 반사면의 상기 2 차원 평면에 대한 경사를 각각 연산하고,
상기 연산장치의 연산결과에 따라 상기 3 개의 액츄에이터를 제어하는 액츄에이터 제어장치를 추가로 구비할 수 있다. 이들의 경우에 있어서, 상기 마스크 스테이지 (RST) 가 상기 2 차원 평면내에서 회전가능한 경우에는, 상기 연산장치 (78) 가, 상기 제 2 간섭계 (RIY) 의 계측값에 근거하여 상기 기판 스테이지 (WST) 의 상기 2 차원 평면내의 회전 어긋남량을 연산하고, 상기 스테이지제어계 (33, 78, 80) 가, 상기 회전 어긋남량이 보정되도록 상기 마스크 스테이지를 회전제어하도록 하여도 된다. 이와 같이 하면, 기판 스테이지측에 회전제어기구를 지지할 필요가 없어지므로, 그 만큼 스테이지장치의 경량화가 가능해진다.
제 J 태양의 주사형 노광장치에 있어서, 또한, 정반과; 상기 기판 스테이지가 그 상부에 배치됨과 동시에, 상기 정반상에 배치되고, 또한 상기 정반 및 상기 기판 스테이지의 각각에 대하여 상대이동이 가능한 제 2 가동체와; 상기 정반상에 설치된 상기 제 2 가동체를 소정의 응답주파수로 구동가능한 구동계와; 상기 구동계를 통하여 수 ㎐ 이하의 응답주파수로 상기 제 2 가동체를 위치제어하는 제어장치를 추가로 구비하고, 상기 기판 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 기판 스테이지 (WST) 의 중량이 상기 제 2 가동체 (38) 의 중량의 1/9 이하이고, 상기 제어장치 (78) 가, 노광 또는 얼라인먼트전의 상기 제 2 가동체의 응답주파수와, 그 이외의 응답주파수를 가변으로 할 수 있는 것에 의하면, 기판 스테이지의 위치제어정밀도를 필요로 하는 노광 또는 얼라인먼트일 때에는 기판 스테이지의 가감속시의 응답할 수 없는 정도로 제 2 가동체의 응답주파수를 낮게 하면, 기판 스테이지의 중심이동에 의한 편하중을 제 2 가동체의 중심이동에 의해 소멸시킬 수 있고, 또한 이 때 그 제 2 가동체가 반대방향으로 이동하는 거리를 1/10 이하로 할 수 있고, 상기의 노광 및 얼라인먼트 이외의 구동동작시에는 제 2 가동체의 응답주파수를 높게 함으로써 이 위치제어가 가능해져, 결과적으로 풋프린트를 작게 할 수 있다. 또한, 이 경우에 있어서, 상기 제 2 가동체 (38) 의 2 차원 위치를 모니터하는 위치계측장치 (45) 를 추가로 구비하고, 상기 제어장치 (78) 는, 노광 및 얼라인먼트 이외의 상기 기판 스테이지 (WST) 의 이동시에 상기 위치계측장치의 계측결과에 근거하여 상기 제 2 가동체의 위치를 소정의 위치로 보정하도록 하여도 된다.
본 발명의 제 σ의 태양에 의하면, 에너지빔이 투사된 영역에 대하여, 패턴이 형성된 마스크와 감응기판을 동기하여 이동함으로써 감응기판을 상기 패턴으로 폭로하는 주사폭로장치로서,
상기 마스크를 올려놓고 이동가능한 마스크 스테이지와;
상기 감응기판을 올려놓고 이동가능한 기판 스테이지로서, 기판 스테이지의 측벽이 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 반사면을 갖고, 제 1 ∼ 제 3 반사면 또는 이들의 연장선이 삼각형을 형성하고 있는 기판 스테이지와;
제 1 ∼ 제 3 반사면에 각각 측장빔을 송광하는 간섭계 시스템을 구비하는 주사노광장치가 제공된다. 제 1 ∼ 제 3 반사면을 형성하는 삼각형은 정삼각형으로 할 수 있다. 에너지빔은, 가시광, 자외선, X 선과 같은 임의의 파장의 광 또는 전자파, 전자 등의 입자선을 사용할 수 있다.
본 발명의 제 K 의 태양에 의하면, 정반 (22) 과; 상기 정반 (22) 에 대하여 상대이동이 가능함과 동시에 기판을 지지하는 제 1 가동체 (WST) 와; 상기 제 1 가동체가 그 상부에 배치됨과 동시에, 상기 정반상에 배치되고, 또한 상기 정반과 상기 제 1 가동체와의 각각에 대하여 상대이동하는 제 2 가동체 (38) 와; 상기 제 2 가동체에 설치되어, 상기 제 1 가동체를 2 차원 평면내에서 이동하는 구동장치 (42) 를 구비하고, 상기 제 1 가동체의 이동에 의해 발생하는 반력에 따라 상기 제 2 이동체가 이동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지장치가 제공된다.
제 K 태양의 스테이지장치에 의하면, 제 1 가동체의 중심이동에 의한 편하중을 제 2 가동체의 중심이동에 의해 소멸시키는 것이 가능해지므로, 스테이지장치 전체의 중심을 소정위치에 유지할 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 구동장치 (42) 는, 상기 제 2 가동체상에서 상기 제 1 가동체를 구동하는 리니어 액츄에이터를 갖고, 상기 제 1 가동체 (WST) 및 상기 제 2 가동체 (38) 는 각각 상기 제 2 가동체 및 상기 정반상에서 비접촉지지되어 있어도 된다.
또, 제 K 태양의 스테이지장치에 있어서, 상기 제 1 가동체 (WST) 는, 상기 2 차원 평면상에서 직교하는 제 1 및 제 2 축의 각각과 교차하는 방향으로 신장되는 제 1 반사면 (60a) 과, 상기 제 2 축방향으로 신장되는 제 2 반사면 (60b) 과, 상기 제 1 축에 관하여 상기 제 1 반사면과 대략 대칭으로 배치된 제 3 반사면 (60c) 을 갖고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면에 각각 측장빔을 조사하는 3 개의 간섭계 (76X1, 76X2, 76Y) 를 추가로 구비하고 있어도 된다. 이와 같은 경우에는, 2 등변 삼각형상의 제 1 가동체를 채용할 수 있으므로, 종래의 기판 스테이지에 비교하여 그 소형화가 가능하다.
또, 제 K 태양의 스테이지 장치에 있어서, 상기 제 1 가동체 (WST) 는, 상기 기판 (W) 이 놓인 제 1 플레이트 (TB) 와, 상기 제 1 플레이트를 상기 2 차원 평면과 수직인 방향으로 이동하고, 또한 상기 2 차원 평면내에 대하여 상대적으로 경사지는 구동기구 (58) 와; 상기 구동기구가 놓인 제 2 플레이트를 갖고 있어도 된다.
제 K 태양의 스테이지장치에 있어서, 제 1 가동체는, 본 발명의 제 2 실시형태에 나타낸 바와 같이, 복수의 가동부 (WST1, WST2) 를 포함할 수 있다. 이와 같이, 제 2 가동체상에 복수의 가동부가 배치됨으로써, 구동장치에 의해 어느 하나의 가동부가 구동된 경우에는, 그 구동력의 반력에 의해 제 2 가동체가 이동하여, 가동부의 중심이동에 의한 편하중을 제 2 가동체의 중심이동에 의해 소멸시킬 수 있어, 결과적으로 스테이지장치 전체의 중심을 소정위치에 유지할 수 있다. 동일하게, 구동장치에 의해 가동부가 복수 동시에 구동된 경우에는, 그 구동력의 합력에 대응하는 반력에 의해 복수의 가동부의 중심이동에 의한 편하중을 제 2 가동체의 중심이동에 의해 소멸되도록 제 2 가동체가 이동하고, 결과적으로 스테이지장치 전체의 중심을 소정위치에 유지할 수 있다. 따라서, 어느 가동부의 동작이 다른 가동부에 외란으로 작용하는 일이 없도록 가동부끼리의 동작의 조정을 행할 필요가 없어지므로, 제어부담이 경감됨과 동시에, 각 가동부의 위치제어성을 함께 높게 유지할 수 있다.
또, 제 K 태양의 스테이지 장치에 있어서, 상기 제 1 가동체 (WST) 의 질량은 상기 제 2 가동체 (38) 의 질량의 대략 1/9 이하이고, 상기 정반 (22) 상에서 상기 제 2 가동체를 저응답주파수로 구동하는 제 2 구동장치 (44, 78) 를 추가로 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 제 1 가동체의 중심이동에 의한 편하중은 제 2 가동체의 중심이동에 의해 소멸될 수 있고, 또한 이 때 그 제 2 가동체가 반대방향으로 이동하는 거리를 1/10 이하로 할 수 있으며, 또, 제 2 가동체는 제 1 가동체의 가감속시의 반력에 대하여 응답할 수 없는 정도의 낮은 응답주파수로 제 2 구동장치에 의해 정반상에서 구동되므로, 제 1 가동체의 움직임에 영향을 주지않고 제 2 가동체를 구동하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 L 태양에 의하면, 제 K 태양에 따른 스테이지장치를 구비하는 주사형 노광장치로서, 마스크 (R) 를 지지하는 마스크 스테이지 (RST) 와; 상기 마스크 (R) 및 상기 기판 (W) 의 각각과 직교하는 광축을 갖는 투영광학계 (PL) 와; 상기 투영광학계를 지지함과 동시에, 상기 정반 (22) 이 현가되는 제 1 가대 (16) 와; 상기 제 1 가대를 지지하는 진동방지장치 (20) 를 구비하고, 상기 마스크 스테이지와 상기 스테이지장치에 의해 상기 마스크와 상기 기판을 동기이동하여, 상기 마스크의 패턴을 상기 투영광학계를 통하여 상기 기판상에 전사하는 것을 특징으로 하는 노광장치가 제공된다. 이것에 의하면, 상기 마스크패턴의 전사시 등의 기판의 제 1 가동체의 중심이동에 의한 편하중은 제 2 가동체의 중심이동에 의해 소멸될 수 있고, 이로써 진동방지장치의 부하를 경감시킴과 동시에, 편하중에 의한 제 1 가대부의 변형을 최소한으로 억제할 수 있게되어, 결과적으로 마스크와 기판의 위치결정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이 주사형 노광장치의 경우에 있어서, 상기 마스크 스테이지가 놓인 제 2 가대 (26, 28) 와; 상기 진동방지장치 (20) 가 배치되는 바닥 위에 설치됨과 동시에, 상기 마스크 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력에 따른 힘을 상기 마스크 스테이지 또는 상기 제 2 가대에 부여하는 액츄에이터를 갖는 프레임 (72) 를 추가로 구비하고 있어도 된다. 이와 같은 경우에는, 마스크 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력에 따른 힘이 액츄에이터에 의해 마스크 스테이지 또는 제 2 가대에 부여되므로, 마스크 스테이지의 가감속시의 진동이 제 2 가대를 통하여 제 1 가대에 전달되는 것을 방지할 수 있다. 또, 여기에서는 마스크 스테이지를 이동하는 액츄에이터와 상기 제 2 가대에 부여하는 액츄에이터를 겸용하여도 된다. 이 경우에 있어서, 상기 진동방지장치 (20) 가 놓인 베이스 플레이트 (BS) 와; 상기 베이스 플레이트와 상기 프레임 (72) 을 접속하는 탄성체 (70) 를 추가로 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 탄성체에 의해 제 1 가대와 프레임의 상호간에서 진동이 전달되는 것을 방지할 수 있기 때문이다.
제 L 태양의 노광장치에 있어서, 상기 제 1 가동체 (WST) 는, 상기 2 차원 평면상에서 상기 기판 (W) 의 주사방향, 및 이것과 직교하는 비주사방향의 각각과 교차하는 방향을 따라 신장되는 제 1 반사면 (70a) 과 상기 비주사방향을 따라 신장되는 제 2 반사면 (70b) 과, 상기 주사방향에 관하여 상기 제 1 반사면과 대략 대칭으로 배치되는 제 3 반사면 (70c) 을 갖고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면에 각각 측장빔을 조사하는 3 세트의 간섭계 (76X1, 76X2, 76X3) 을 구비하고 있어도 된다. 이와 같은 경우에는, 이등변삼각형상의 제 1 가동체를 채용할 수 있으므로, 종래의 기판 스테이지에 비교하여 그 소형화가 가능하기 때문에, 풋프린트를 보다 더욱 작게 할 수 있고, 제 1 가동체의 위치제어응답성의 향상에 의해 마스크와 기판의 동기셋팅시간의 단축화 및 이것에 의한 스루풋의 향상이 가능하다. 이 경우, 위치결정 정밀도의 향상으로 중첩 정밀도가 향상된다.
또, 제 L 태양의 노광장치에 있어서, 상기 정반 (22) 에 대한 상기 제 2 가동체 (38) 의 상대위치를 계측하는 위치계측장치 (45) 와; 상기 기판 (W) 의 노광동작 및 얼라인먼트 동작 이외에서는, 상기 위치계측장치의 출력에 근거하여, 상기 제 2 가동체를 상기 정반상의 소정점에 위치결정하는 제 2 구동장치 (44, 78) 를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같은 경우에는, 제 2 구동장치가 기판의 노광동작 및 얼라인먼트 동작이외에는, 위치계측장치의 출력에 근거하여, 제 2 가동체를 정반상의 소정점에 위치결정하므로, 결과적으로 풋프린트를 보다 작게 하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 M 태양에 의하면, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여, 상기 마스크 (R) 의 패턴을 상기 기판상에 전사하는 주사형 노광장치로서, 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향 및 이것에 직교하는 제 2 방향과 각각 교차하는 방향을 따라 신장되는 제 1 반사면 (60a) 과, 상기 제 2 방향을 따라 신장되는 제 2 반사면 (60b) 을 갖고, 상기 기판을 탑재하는 기판 스테이지 (WST) 와; 상기 제 1 및 제 2 반사면에 각각 측장빔을 조사하는 제 1, 제 2 간섭계 (76X1, 76X2) 를 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치가 제공된다.
제 M 태양의 노광장치에 있어서, 상기 마스크 및 상기 기판의 각각과 대략 직교하는 광축을 갖는 투영광학계 (PL) 를 추가로 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 간섭계는 각각 측장축이 상기 투영광학계의 광축으로 교차하도록 배치되어 있어도 된다. 이 경우에 있어서, 상기 기판상의 마크에 광빔을 조사하는 오프액시스·얼라인먼트 센서 (ALG) 를 추가로 구비하고, 상기 제 1 간섭계 (76X1) 는, 상기 투영광학계 (PL) 의 광축과 교차하는 제 1 측장축 (RIX11) 과, 상기 오프액시스·얼라인먼트센서의 검출중심과 교차하는 제 2 측장축 (RIX12) 을 갖고 있어도 된다.
또, 이 경우에 있어서, 상기 제 2 간섭계 (76Y) 는, 제 2 방향으로 떨어진 2 개의 측장빔을 상기 제 2 반사면 (60b) 에 조사하고, 상기 오프액시스·얼라인먼트센서 (ALG) 의 검출중심은, 상기 2 개의 측장빔에 의해 규정되고, 또한 상기 투영광학계 (PL) 의 광축을 통하는 상기 제 2 간섭계의 측장축상에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 또, 이 경우에 있어서, 상기 기판 스테이지 (WST) 는, 상기 제 1 방향에 관하여 상기 제 1 반사면 (60a) 와 대략 대칭으로 배치되는 제 3 반사면 (60c) 을 갖고, 상기 제 3 반사면에 측장빔을 조사하는 제 3 간섭계 (76X2) 를 추가로 구비하고 있어도 된다. 이와 같은 경우, 상기 제 3 간섭계 (76X2) 는, 상기 투영광학계의 광축과 교차하는 제 3 측장축 (RIX21) 과, 상기 오프액시스·얼라인먼트센서의 검출중심과 교차하는 제 4 측장축 (RIX22) 을 갖고 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 N 태양에 의하면, 마스크 (R) 와 감응기판 (W) 을 동기이동시킴으로써, 상기 마스크의 패턴을 상기 감응기판상에 전사하는 노광방법으로, 상기 감응기판 (W) 의 상기 동기이동방향 및 이에 직교하는 비주사방향 중, 적어도 비주사방향에 대해서는, 상기 비주사방향과 다른 방향의 측장빔을 사용하여 위치제어하면서 노광동작을 행하는 것을 특징으로 하는 노광방법이 제공된다. 이에 의하면, 적어도 비주사방향에 대해서는, 이것과 다른 방향의 측장빔을 사용하여 위치제어가 행해진다. 즉, 주사방향에 대하여 경사지게 교차하는 방향의 측장빔을 사용하여 비주사방향의 위치제어가 행해지므로, 상기 측장빔에 직교하는 방향의 반사면을 구비한 스테이지이면 어떠한 형상의 스테이지라도 감응기판의 스테이지로서 채용하는 것이 가능하고, 정방형 또는 장방형상 등의 직사각형의 스테이지를 사용할 필요가 없어, 스테이지 형상의 설계의 자유도가 향상되어, 결과적으로 감응기판의 스테이지를 소형화하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 O 태양에 의하면, 스테이지장치의 제조방법으로서,
기판을 지지하여 2 차원 평면내를 이동하는 제 1 가동체를 설치하고;
상기 제 1 가동체에, 상기 2 차원 평면내에서 소정의 제 1 축 및 이것에 직교하는 제 2 축과 교차하는 방향을 따라 신장되는 제 1 반사면을 설치하고;
상기 제 1 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 제 1 가동체의 제 3 축방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계를 설치하고;
상기 제 1 간섭계의 계측값에 근거하여 상기 제 1 가동체의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 직교좌표계상의 좌표위치를 연산하는 연산장치를 설치하는 것을 포함하는 스테이지장치의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 제 P 태양에 의하면, 마스크에 형성된 패턴을 기판상에 전사하여 기판을 노광하는 주사형 노광장치의 제조방법으로서,
기판을 지지하여 2 차원 평면내를 이동하는 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지에 설치되어, 상기 2 차원 평면내에서 소정의 제 1 축 및 이것에 직교하는 제 2 축과 교차하는 방향을 따라 신장되는 제 1 반사면과, 상기 제 1 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 기판 스테이지의 제 3 축방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계와, 상기 제 1 간섭계의 계측값에 근거하여 상기 기판 스테이지의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 직교좌표계상의 위치좌표를 연산하는 연산장치와 각각 설치함으로써 스테이지장치를 제조하고; 또한,
마스크를 지지하는 마스크 스테이지를 설치하고;
상기 마스크 스테이지와 기판 스테이지를 동기하여 상기 제 1 축방향을 따라 상대이동시키는 스테이지제어계를 설치하는 것을 포함하고;
여기에, 주사형 노광장치는, 상기 스테이지제어계에 의한 상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지와의 상대이동시에 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 기판 스테이지상의 기판에 전사하는, 주사형 노광장치의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 제 Q 의 태양에 의하면, 스테이지 장치의 제조방법으로서,
정반을 설치하고;
상기 정반에 대하여 상대이동이 가능함과 동시에 기판을 지지하는 제 1 가동체를 설치하고;
상기 제 1 가동체가 그 상부에 배치되고, 또한 상기 정반과 상기 제 1 가동체와의 각각에 대하여 상대이동하는 제 2 가동체를 상기 정반상에 배치하고;
상기 제 1 가동체를 2 차원 평면내에서 이동하는 구동장치를 상기 제 2 가동체에 설치하는 것을 포함하고,
여기에, 스테이지장치는 상기 제 1 가동체의 이동에 의해 발생하는 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성되어 있는 스테이지장치의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 제 R 태양에 의하면, 주사형 노광장치의 제조방법으로서,
정반과; 상기 정반에 대하여 상대이동이 가능함과 동시에 기판을 지지하는 제 1 가동체와; 상기 제 1 가동체가 그 상부에 배치됨과 동시에, 상기 정반상에 배치되고, 또한 상기 정반과 상기 제 1 가동체의 각각에 대하여 상대이동하는 제 2 가동체와; 상기 제 2 가동체에 설치되며, 상기 제 1 가동체를 2 차원 평면내에서 이동하는 구동장치를 각각 설치함으로써 상기 제 1 가동체의 이동에 의해 발생하는 반력에 따라 상기 제 2 이동체가 이동하도록 구성되어 있는 스테이지장치를 제조하고; 또한
마스크를 지지하는 마스크 스테이지를 설치하고;
상기 마스크 및 상기 기판의 각각과 직교하는 광축을 갖는 투영광학계를 설치하고;
상기 투영광학계를 지지함과 동시에 상기 정반이 현가되는 제 1 가대를 설치하고; 상기 제 1 가대를 지지하는 진동방지장치를 설치하는 것을 포함하고,
여기에 주사형 노광장치는 상기 마스크 스테이지와 상기 스테이지장치에 의해 상기 마스크와 상기 기판을 동기이동하여 상기 마스크의 패턴을 상기 투영광학계를 통해 상기 기판상에 전사하는 주사형 노광장치의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 제 S 태양에 따르면, 마스크와 기판을 동기이동하여 상기 마스크의 패턴을 상기 기판상에 전사하는 주사형 노광장치의 제조방법으로서,
상기 기판을 놓은 기판 스테이지를 설치하고,
상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향 및 이것에 직교하는 제 2 방향과 각각 교차하는 방향을 따라 연장되는 제 1 반사면과, 상기 제 2 방향을 따라 연장되는 제 2 반사면을 상기 기판 스테이지에 설치하고;
상기 제 1 및 제 2 반사면에 각각 측장빔을 조사하는 제 1, 제 2 간섭계를 설치하는 것을 포함하는 주사형 노광장치의 제조방법이 제공된다.
본 발명의 제 T 태양에 따르면, 마스크 (R) 와 감응기판 (W) 을 동기이동시킴으로써, 상기 감응기판 (W) 상의 복수의 쇼트영역 (S1,S2 등) 에 상기 마스크의 패턴을 순차 전사하는 주사형 노광장치로서, 상기 감응기판 (W) 을 지지하여 2 차원 평면내를 이동하는 기판 스테이지 (WST) 와; 상기 마스크를 지지하여 이동가능한 마스크 스테이지 (RST) 와; 상기 기판 스테이지의 노광종료후의 다음 쇼트노광을 위한 조주(助走)동작과 다음 쇼트노광을 위한 비주사방향으로의 스텝핑동작이 동시병행적으로 실시되고, 또한 상기 비주사방향으로의 스텝핑동작이 다음 쇼트노광전의 상기 양스테이지의 동기셋팅기간전에 종료하도록 상기 양스테이지를 제어하는 스테이지 제어계 (33,78,80) 를 구비하고 있는 주사형 노광장치가 제공된다.
이에 의하면, 감응기판상의 복수의 쇼트영역에 순차 마스크의 패턴을 전사할 때에 스테이지 제어계에서는 어느 한 쇼트의 주사노광 종료후에 기판 스테이지의 노광종료후의 다음 쇼트노광을 위한 조주동작 (쇼트를 주사노광하는 노광시간 전후의 프리스캔, 오버스캔) 과 다음 쇼트노광을 위한 비주사방향으로의 스텝핑동작이 동시병행적으로 실시되고, 또한 비주사방향으로의 스텝핑동작이 다음 쇼트노광전의 양스테이지의 동기셋팅기간전에 종료하도록 양스테이지를 제어한다. 따라서, 기판 스테이지의 주사방향에 대한 조주동작과 비주사방향에 대한 다음쇼트 (비주사방향의 인접쇼트) 에 대한 스텝핑동작이 동시병행적으로 실시되어 상기 ① ∼ ③ 의 동작으로 이루어지는 종래의 기판 스테이지의 쇼트간의 이동제어에 비하여 이동시간이 짧아진다. 물론, 종래에도 주사방향 이동스테이지와 비주사방향 이동스테이지로 이루어지는 2 단구조의 기판 스테이지라면, 상기한 ① 과 ② 의 동작은 동시병행적으로 실시할 수는 있으나, 이 경우 스텝핑이 종료한 시점에서는 다음 쇼트의 주사는 아직 개시되어 있지 않기 때문에, 스텝핑동작이 다음 쇼트노광전의 양스테이지의 동기셋팅기간전에 종료하는, 다시 말하면 스텝핑이 종료한 시점에서는 ③ 의 동작이 이미 개시되어 가속기간이 종료되어 있는 만큼, 본 발명쪽이 스루풋이 향상됨은 분명하다. 또한 본 발명에 의하면, 스텝핑이 다음 쇼트노광전의 마스크 스테이지와 기판 스테이지의 동기셋팅기간전에 종료하기 때문에, 동기셋팅기간에서는 양스테이지의 등속동기제어에만 전념할 수 있으므로 셋팅시간이 길어지는 일도 없다.
제 T 태양의 노광장치에 있어서, 상기 스테이지 제어계 (33,78,80) 는 이전 쇼트노광후의 상기 마스크 스테이지 (RST) 의 등속이동시간과 감속시간으로 이루어지는 오버스캔시에 대응하는 상기 기판 스테이지 (WST) 의 비주사방향의 가속도가 다음 쇼트의 노광개시전의 상기 마스크 스테이지 (마스크 스테이지) 의 프리스캔시에 대응하는 부분의 비주사방향의 감속도보다 절대치가 커지도록 상기 양스테이지를 제어하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 경우에는, 스텝핑시의 고가속시에 발생하는 노광장치 본체의 흔들림 (진동) 등이 감속 동안에 감쇄하기 때문에, 스텝핑이 종료한 시점, 즉 마스크 스테이지와 기판 스테이지의 동기셋팅기간전에는 상기 진동을 완전히 감쇄시킬 수 있으며, 그 만큼 제어성이 개선되며 셋팅시간이 단축되어 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 제 U 태양에 따르면, 기판 (W) 상의 복수의 구획영역 (S1,S2) 에 마스크 (R) 의 패턴을 순차 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 마스크와 상기 기판을 동기이동하여 상기 복수의 구획영역의 1 개 (S1) 를 주사노광하고, 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 관하여 상기 1 개의 구획영역과 인접하는 다른 구획영역 (S2) 을 주사노광하기 위하여, 상기 1 개의 구획영역 (S1) 의 주사노광 종료후의 상기 기판의 상기 제 2 방향으로의 스텝핑동작이 종료하기 전에 상기 기판의 상기 제 1 방향으로의 가속을 개시하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
이에 의하면, 마스크와 기판을 동기이동하여 복수의 구획영역의 1 개가 주사노광된 후, 제 1 방향 (주사방향) 과 직교하는 제 2 방향 (비주사방향) 에 관하여 1 개의 구획영역과 인접하는 별도의 구획영역을 주사노광하기 위하여 1 개의 구획영역의 주사노광 종료후의 기판의 제 2 방향으로의 스텝핑동작이 실시되는데, 이 스텝핑동작이 종료하기 전에 기판의 제 1 방향으로의 가속이 개시된다. 즉, 1 개의 구획영역의 노광종료후에 상기 1 개의 구획영역의 비주사방향의 인접하는 별도의 구획영역으로의 이동이 개시되는데, 그 도중에서 주사방향에 대한 기판의 가속이 개시되기 때문에, 상기 비주사방향의 인접하는 별도의 구획영역으로의 이동시간에 인접영역의 노광을 위한 주사방향 가속시간을 적어도 일부 오버랩시킬 수 있어, 인접하는 별도의 구획영역의 노광을 위한 비주사방향으로의 스텝핑동작이 종료되고 나서 인접영역의 노광을 위한 주사방향의 가속이 개시되는 종래예에 비하여 스루풋을 향상시킬 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 기판 (W) 은 상기 별도의 구획영역 (S2) 의 주사노광전에 상기 가속에 의해 상기 제 1 및 제 2 방향에 대하여 비스듬하게 이동되고, 또한 상기 제 1 방향의 이동속도가 상기 기판의 감도특성에 따른 속도로 설정되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는 별도의 구획영역 (S2) 의 주사노광전에 제 1 방향의 이동속도가 기판의 감도특성에 따른 속도로 설정되기 때문에, 노광중에는 그 속도를 유지하여 마스크를 동기제어하면 되므로 제어가 용이해진다. 또한, 조기주사노광방법에 있어서, 상기 1 개의 구획영역 (S1) 의 주사노광 종료후에 상기 별도의 구획영역을 주사노광하기 위하여 필요한 조주거리만큼 상기 기판이 상기 제 1 방향으로 멀어질 때까지 상기 기판을 제 1 방향에 대해서는 감속시키면서 상기 제 2 방향으로 이동시켜도 된다.
또한, 상기 주사형 노광장치에 있어서, 상기 기판 (W) 은 상기 1 개의 구획영역 (S1) 의 주사노광과 상기 별도의 구획영역 (S2) 의 주사노광 사이에서 상기 제 1 방향의 속도성분과 상기 제 2 방향의 속도성분 중 적어도 일측이 0 으로 되지 않도록 이동되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는, 1 개의 구획영역 (S1) 의 주사노광과 상기 별도의 구획영역 (S2) 의 주사노광 사이에서 기판은 정지하는 일 없이 이동이 이루어지므로 그 만큼 스루풋이 향상되기 때문이다.
또한, 상기 주사형 노광장치에 있어서, 상기 기판 (W) 은 상기 1 개의 구획영역 (S1) 의 주사노광과 상기 별도의 구획영역 (S2) 의 주사노광 사이에서 상기 제 1 방향의 이동속도가 0 이 되는 상기 제 2 방향의 위치가 상기 1 개의 구획영역보다 상기 별도의 구획영역에 가까와지도록 이동되도록 하여도 된다. 이러한 경우에는, 1 개의 구획영역의 주사노광과 상기 별도의 구획영역 (S2) 의 주사노광 사이에서 기판은 정지되는 일 없이 이동이 이루어지므로, 그만큼 스루풋이 향상되기 때문이다.
또한, 상기 주사형 노광장치에 있어서, 상기 기판 (W) 은 상기 1 개의 구획영역 (S1) 의 주사노광과 상기 별도의 구획영역 (S2) 의 주사노광 사이에서 상기 제 1 방향의 이동속도가 0 이 되는 상기 제 2 방향의 위치가 상기 1 개의 구획영역보다 상기 별도의 구획영역에 가까와지도록 이동되도록 하여도 된다. 이러한 경우에는, 1 개의 구획영역의 주사노광과 별도의 구획영역의 주사노광 사이의 기판의 비주사방향의 가속도와 감속도가 동일한 경우라도, 반드시 별도의 구획영역의 주사노광 개시전의 어느 일정시간전에는 비주사방향의 속도가 제로로 되어 있기 때문에, 별도의 구획영역의 주사노광 개시전 일정시간의 시점에서는 비주사방향의 이동이 종료한다. 따라서, 1 개의 구획영역의 주사노광과 별도의 구획영역의 주사노광 사이의 기판의 비주사방향의 가속후의 감속도를 크게 할 필요가 없으며, 별도의 구획영역의 주사노광 개시시점에서 이 영향이 남는 일이 없으므로 동기셋팅시간이 불필요하게 길어지는 일이 없다.
본 발명의 제 V 태양에 따르면, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 거의 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역 (S1) 과 제 2 구획영역 (S2) 을 각각 상기 마스크의 패턴으로 주사노광하는 방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역의 주사노광 종료후에 상기 기판의 제 1 방향의 이동속도가 0 으로 될 때까지 상기 기판을 감속시키면서 상기 제 2 방향으로 이동하고, 또한 상기 제 2 구획영역의 주사노광전에 상기 기판을 상기 제 1 방향으로 가속시키면서 상기 제 2 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이에 의하면, 상기 제 1 구획영역의 주사노광 종료후에 기판은 포물선형상의 경로를 따라 이동되기 때문에, 최단거리에 가까운 경로로 기판이 이동되며, 그만큼 스루풋의 향상이 가능해진다.
본 발명의 제 W 태양에 따르면, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여 상기 기판 (W) 이 동기이동되는 제 1 방향과 거의 직교하는 제 2 방향으로 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역 (S1) 과 제 2 구획영역 (S2) 으로 각각 상기 마스크의 패턴을 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역 (S1) 의 주사노광후에 상기 기판을 그 이동궤적이 거의 포물선형상으로 되도록 이동한 후, 상기 마스크의 패턴으로 상기 제 2 구획영역 (S2) 을 주사노광하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이에 의하면, 제 1 구획영역의 주사노광후, 제 2 구획영역의 주사노광의 개시전에 기판을 그 이동궤적이 거의 포물선형상으로 되도록 이동하기 때문에, 이 이동의 종료부분에서는 기판은 거의 제 1 방향을 따라 이동되어, 주사개시후에 기판의 비주사방향의 속도성분이 주사노광에 영향을 미치는 일이 없다.
이 경우에 있어서, 상기 마스크 (R) 는 상기 기판 (W) 의 상기 2 방향의 속도성분이 0 으로 되기 전에 가속이 개시되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는, 마스크는 기판의 제 2 방향의 속도성분이 0 으로 되기 전에 가속이 개시되기 때문에, 기판의 제 2 방향의 속도성분이 0 으로 되고 나서 마스크의 가속이 개시되는 경우에 비하여 마스크와 기판이 등속동기상태로 될 때까지의 시간이 단축되며, 그 만큼 스루풋의 향상이 가능하기 때문이다.
본 발명의 제 X 태양에 따르면, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 거의 직교하는 제 2 방향으로 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역 (S1) 과 제 2 구획영역 (S2) 으로 각각 상기 마스크의 패턴을 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역 (S1) 의 주사노광 종료후의 상기 기판의 감속중 및 상기 제 2 구획영역의 주사노광전의 상기 기판의 가속중에 상기 기판을 상기 제 1 및 제 2 방향과 교차하는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이에 의하면, 제 1 구획영역의 주사노광 종료후의 기판의 감속중 및 제 2 구획영역의 주사노광전의 기판의 가속중에 기판을 제 1 및 제 2 방향과 교차하는 방향으로 이동하기 때문에, 결과적으로 기판의 이동궤적은 종래의 U 자 경로에 비하여 짧아져서 최단거리에 가까운 경로로 기판이 이동되며, 그 만큼 스루풋의 향상이 가능해진다.
그리고, 이 경우 기판의 이동궤적은 V 자형상이어도 되지만, 제 1 구획영역의 주사노광과 제 2 구획영역의 주사노광의 사이에서 정지하는 일 없이 이동하여 그 궤적을 포물선형상 (또는 U 자형상) 으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 기판의 이동궤적은 최단으로 되지 않지만, 기판이 정지하는 일이 없으므로, 오버스캔, 스텝핑 및 프리스캔의 총소요시간 (쇼트사이에서의 기판의 이동시간) 은 가장 짧아진다.
본 발명의 제 Y 태양에 따르면, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여 상기 기판 (W) 이 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역 (S1) 과 제 2 구획영역 (S2) 에 상기 마스크의 패턴을 순차 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역 (S1) 의 주사노광 종료후, 상기 기판의 상기 제 2 방향의 위치가 상기 제 2 구획영역 (S2) 의 상기 제 2 방향의 위치와 일치하기 전에 상기 제 2 구획영역의 주사노광을 위한 상기 기판의 가속을 개시하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이에 의하면, 제 1 구획영역의 주사노광 종료후, 제 2 구획영역을 향해 제 2 방향에 대한 기판의 이동이 개시되는데, 그 도중에 제 2 구획영역의 주사노광을 위한 기판의 제 1 방향에 대한 기판의 가속이 개시되기 때문에, 제 2 구획영역의 주사노광을 위한 제 2 방향의 기판의 이동이 종료되고 나서 제 2 구획영역의 주사노광을 위한 가속이 개시되는 경우에 비하여 스루풋을 향상시킬 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 제 1 구획영역 (S1) 의 주사노광 종료후, 상기 기판 (W) 의 상기 제 1 방향의 속도성분이 0 으로 되기 전에 상기 기판을 상기 제 1 방향에 대하여 비스듬하게 이동하고, 또한 상기 기판의 가속개시직후에는 상기 제 1 및 제 2 방향의 각 속도성분이 0 으로 되지 않도록 상기 기판을 이동하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 Z 태양에 따르면, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역 (S1) 과 제 2 구획영역 (S2) 으로 상기 마스크의 패턴을 순차 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역 (S1) 의 주사노광 종료후의 상기 기판 (W) 의 상기 제 2 방향의 속도성분이 0 으로 되기 전에 상기 제 2 구획영역의 주사노광을 위한 상기 기판의 가속을 개시하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이에 의하면, 제 1 구획영역의 주사노광 종료후, 제 2 구획영역을 향해 제 2 방향에 대한 기판의 이동이 실시되는데, 이 이동이 종료하여 기판의 제 2 방향의 속도성분이 0 으로 되기 전에 제 2 구획영역의 주사노광을 위한 기판의 가속이 개시되기 때문에, 제 2 구획영역의 조사노광을 위한 제 2 방향의 기판의 이동이 종료되고 나서 제 2 구획영역의 주사노광을 위한 가속이 개시되는 경우에 비하여 스루풋을 향상시킬 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 기판 (W) 은 상기 제 1 방향에 관하여 가속되고 또한 상기 제 2 방향에 관하여 감속되는 것, 즉 기판의 제 2 방향으로의 감속중에 제 1 방향으로의 가속이 제 2 구획영역의 주사노광전에 실시되는 것이 바람직하다.
상기 제 Z 태양의 방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역의 주사노광 종료후의 상기 기판의 상기 제 1 방향의 속도성분이 0 으로 되기 전에 상기 기판의 상기 제 2 방향으로의 가속을 개시하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 α태양에 따르면, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역 (S1) 과 제 2 구획영역 (S2) 으로 상기 마스크의 패턴을 순차 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역 (S1) 의 주사노광 종료후에 상기 기판의 상기 제 1 방향의 속도성분이 0 으로 되는 상기 기판의 상기 제 2 방향의 위치를 상기 제 2 구획영역의 상기 제 2 방향의 위치보다 상기 제 1 구획영역측으로 하고, 또한 상기 제 2 구획영역을 주사노광하기 위하여 상기 제 1 및 제 2 방향에 대하여 비스듬하게 상기 기판을 이동하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이에 의하면, 상기 제 1 구획영역의 주사노광 종료후의 기판의 이동궤적은 종래의 U 자 경로에 비하여 짧아져서 최단거리에 가까운 경로로 기판이 이동되며, 그 만큼 스루풋의 향상이 가능해진다. 그리고, 이 경우 기판의 이동궤적은 V 자형상이어도 되지만, 제 1 구획영역의 주사노광과 제 2 구획영역의 주사노광의 사이에서 정지하는 일 없이 이동하여 그 궤적을 포물선형상 (또는 U 자형상) 으로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 β태양에 따르면, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역 (S1) 과 제 2 구획영역 (S2) 으로 상기 마스크의 패턴을 순차 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역 (S1) 의 제 1 주사노광과 상기 제 2 구획영역 (S2) 의 제 2 주사노광에서 상기 기판을 반대방향으로 이동하기 위하여, 상기 제 1 주사노광 종료후에 상기 기판의 상기 제 1 방향의 속도성분을 0 으로 하고 또한 상기 제 2 주사노광에 앞서 상기 제 1 및 제 2 방향의 각 속도성분이 0 으로 되지 않도록 상기 기판을 가속하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이에 의하면, 기판은 제 2 주사노광에 앞서 곡선형상 (또는 직선형상) 의 경로를 따라 제 1 및 제 2 방향에 대하여 비스듬하게 이동된다.
본 발명의 제 γ태양에 따르면, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역 (S1) 과 제 2 구획영역 (S2) 으로 상기 마스크의 패턴을 순차 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역 (S1) 의 제 1 주사노광과 상기 제 2 구획영역의 제 2 주사노광 동안, 상기 제 1 주사노광 종료후의 상기 제 1 방향의 속도성분이 0 으로 되는 상기 기판의 상기 제 2 방향의 위치가, 상기 제 1 구획영역의 상기 제 2 방향의 위치와 상기 제 2 구획영역의 상기 제 2 방향의 위치 사이로 되도록 상기 기판을 이동하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이에 의하면, 제 1 주사노광이 종료하면, 기판의 제 1 방향의 속도를 감속하면서 제 2 방향으로의 이동이 실시되며, 이 때 기판의 제 1 방향의 속도성분이 0 으로 되는 기판의 제 2 방향의 위치가, 제 1 구획영역의 제 2 방향의 위치와 제 2 구획영역의 제 2 방향의 위치 사이로 되도록 기판이 이동된다. 따라서, 제 1 주사노광이 종료하면, 기판은 곡선형상 (또는 직선형상) 의 경로를 따라 제 1 및 제 2 방향에 대하여 비스듬하게 이동된다.
본 발명의 제 δ태양에 따르면, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역 (S1) 과 제 2 구획영역 (S2) 으로 상기 마스크의 패턴을 순차 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역 (S1) 의 제 1 주사노광과 상기 제 2 구획영역 (S2) 의 제 2 주사노광 사이의 상기 기판의 이동궤적이 거의 포물선형상으로 되도록, 상기 제 1 주사노광후의 상기 기판의 감속중 및 상기 제 2 주사노광전의 상기 기판의 가속중, 상기 제 2 방향의 속도성분을 0 으로 하는 일 없이 상기 기판을 이동하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이에 의하면, 제 1 구획영역의 제 1 주사노광과 상기 제 2 구획영역의 제 2 주사노광 사이의 기판의 이동궤적이 거의 포물선형상으로 되고 또한 제 2 방향의 속도성분을 0 으로 하는 일 없이 기판이 이동되기 때문에, 기판이 정지하는 일없이 오버스캔, 스텝핑 및 프리스캔의 총소요시간 (쇼트사이에서의 기판의 이동시간) 은 거의 최단으로 된다.
이 경우에 있어서, 상기 제 1 주사노광의 종료직후 및 상기 제 2 주사노광의 개시직후에는 상기 기판 (W) 의 상기 제 2 방향의 속도성분을 거의 0 으로 하여도 된다.
본 발명의 ζ태양에 따르면, 마스크 (R) 와 기판 (W) 을 동기이동하여 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역 (S1) 과 제 2 구획영역 (S2) 으로 상기 마스크의 패턴을 순차 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역 (S1) 의 제 1 주사노광과 상기 제 2 구획영역 (S2) 의 제 2 주사노광 동안, 상기 제 1 주사노광 종료후의 상기 기판의 상기 제 1 방향의 속도성분이 0 으로 되기 전에 상기 기판의 상기 제 2 방향으로의 가속을 개시하고 또한 상기 기판의 상기 제 2 방향의 속도성분이 0 으로 되기 전에 상기 기판의 상기 제 1 방향으로의 가속을 개시하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이에 의하면, 제 1 구획영역의 제 1 주사노광과 제 2 구획영역의 제 2 주사노광 사이의 기판의 이동궤적은 U 자형상 혹은 그에 가까운 경로로 된다. 이 경우에 있어서, 상기 기판의 상기 제 1 방향으로의 가속은 상기 제 2 방향에 관한 상기 기판의 감속중에 개시되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기판 (W) 의 상기 제 2 방향으로의 가속은 상기 제 1 주사노광 종료후의 상기 기판의 감속중에 개시되는 것이 바람직하다.
상기 제 Ⅴ 태양 ∼ 제 ζ태양에 있어서, 상기 기판은 상기 제 1 구획영역의 주사노광과 상기 제 2 구획영역의 주사노광 사이에서 정지되는 일 없이 이동되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제 η태양에 따르면, 기판 (W) 상의 구획영역마다 마스크 (R) 와 상기 기판을 동기이동하여 상기 기판상의 복수의 구획영역 (S1,S2,S3,…) 에 상기 마스크의 패턴을 순차 전사하는 스텝 앤드 스캔방식의 주사노광방법에 있어서, 상기 마스크의 왕복이동에 의해 상기 마스크의 패턴이 전사되는 상기 기판상의 2 개의 구획영역의 주사노광 사이에서 상기 기판을 정지하는 일 없이 이동하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다. 이에 의하면, 기판상의 순차 마스크의 패턴이 전사되는 2 개의 구획영역 (통상은 인접영역) 의 주사노광 사이에서 기판이 정지하는 일이 없기 때문에, 그 부분에 관해서는 스루풋이 보다 향상된다.
이 경우에 있어서, 상기 기판 (W) 은 상기 마스크 (R) 의 패턴을 전사해야 할 상기 기판상의 마지막 구획영역의 주사노광이 종료할 때까지 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향 및 이것과 직교하는 제 2 방향 중 적어도 일측의 속도성분이 0 으로 되지 않도록 이동되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는 결과적으로 복수구획영역의 모두에 스텝 앤드 스캔방식의 주사노광이 실시되는 동안 기판이 정지하는 일이 없으므로 스루풋이 가장 향상된다.
본 발명의 μ태양에 따르면, 마스크의 패턴을 기판상에 전사하는 노광장치로서, 정반과; 상기 정반에 대하여 상대이동이 가능함과 동시에 기판을 각각 지지하는 적어도 2 개의 제 1 가동체와; 상기 각 제 1 가동체가 그 상부에 배치됨과 동시에 상기 정반상에 배치되며 또한 상기 정반 및 상기 각 제 1 가동체의 각각에 대하여 상대이동하는 제 2 가동체와; 상기 제 2 가동체에 설치되며, 상기 각 제 1 가동체를 2 차원 평면내에서 구동하는 구동장치를 구비하고,
상기 각 제 1 가동체의 구동시의 반력에 따라 상기 제 2 가동체를 이동하고,
상기 마스크의 패턴이 전사되는 기판이 상기 각 제 1 가동체에 지지되는 것을 특징으로 하는 노광장치가 제공된다. 이 노광장치에 있어서, 상기 각 제 1 가동체의 질량은 상기 제 2 가동체 질량의 거의 1/9 이하로 할 수 있고, 상기 정반상에서의 상기 제 2 가동체를 저응답 주파수로 구동하는 제 2 구동장치를 더욱 구비할 수 있다. 또한, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 투영하는 투영광학계를 더욱 구비하는 경우에는, 상기 구동장치가 상기 각 제 1 가동체에 각각 지지된 기판에 상기 마스크의 패턴을 전사할 때에 그 패턴전사의 대상인 기판을 지지하는 상기 제 1 가동체를 상기 마스크와 동기하여 상기 투영광학계에 대하여 주사방향으로 구동하여도 된다.
본 발명의 제 ι태양에 따르면, 마스크와 기판을 동기이동하여 상기 기판상의 1 또는 2 이상의 구획영역에 상기 마스크의 패턴을 전사하는 주사노광방법에 있어서, 상기 각 구획영역에 대한 주사노광시에 상기 마스크와 상기 기판의 동기이동에 앞서 상기 마스크 및 상기 기판 중 적어도 일측을 그 가속도가 서서히 0 으로 수속하는 가속도 변화곡선에 의거하여 상기 동기이동방향을 따라 가속하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
이에 의하면, 각 구획영역에 대한 주사노광시에 마스크와 기판의 동기이동에 앞서 마스크 및 기판 중 적어도 일측이 그 가속도가 서서히 0 으로 수속하는 가속도 변화곡선에 의거하여 동기이동방향을 따라 가속되기 때문에, 일정가속도로 목표주사속도로 가속하는 경우와 같이 가속종료시점에서 가속도가 불연속하게, 즉 급격하게 변화하는 일이 없다. 따라서, 이 가속도의 급격한 변화에 기인하는 마스크 및 기판 중 적어도 일측의 고주파진동을 억제할 수 있으므로, 목표위치 (이것은 당연히 시간적으로 변화함) 에 대한 위치오차를 빠르게 허용범위내에 수속시킬 수 있으며, 결과적으로 마스크와 기판의 동기조정시간을 단축할 수 있다.
여기서, 마스크 및 기판을 상기와 같은 가속도 변화곡선에 의거하여 동기이동방향을 따라 가속하는 경우가 셋팅시간을 가장 단축할 수 있으나, 통상 주사형 노광장치에 있어서는 마스크 (마스크 스테이지) 및 기판 (기판 스테이지) 의 소정 일측 최고가속도 등이 제약조건으로 되어 있기 때문에, 이 제약조건으로 되어 있는 측에 상기 가속방법을 채택하면, 충분한 효과를 얻을 수 있다.
이 경우에 있어서, 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역과 제 2 구획영역에 상기 마스크의 패턴을 순차 전사할 때에는, 상기 제 1 구획영역의 주사노광 종료후의 상기 기판의 제 1 방향의 감속중 및 상기 제 2 구획영역의 주사노광전의 상기 기판의 제 1 방향의 가속중에 상기 기판을 상기 제 1 및 제 2 방향과 교차하는 방향으로 이동하도록 하여도 된다. 이러한 경우에는 결과적으로 최단거리에 가까운 경로로 기판이 이동되기 때문에, 상기 셋팅시간의 단축과 함께 스루풋을 한층 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 κ태양에 의하면, 마스크와 기판을 동기이동하여 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역과 제 2 구획영역으로 상기 마스크의 패턴을 순차 전사하는 주사노광방법에 있어서, 적어도 상기 제 1 구획영역에 대한 주사노광시에 상기 마스크 및 상기 기판 중 적어도 일측을 상기 마스크와 상기 기판의 동기이동에 앞서 그 가속도가 서서히 0 에 수속하는 가속도 변화곡선에 의거하여 상기 제 1 방향을 따라 가속함과 동시에 상기 동기이동의 종료후에 일정감속도로 상기 제 1 방향을 따라 감속하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
이에 의하면, 제 1 구획영역에 대한 주사노광시에 마스크 및 기판 중 적어도 일측을 마스크와 기판의 동기이동에 앞서 그 가속도가 서서히 0 에 수속하는 가속도 변화곡선에 의거하여 제 1 방향을 따라 가속함과 동시에 상기 동기이동의 종료후에 일정 감속도로 상기 제 1 방향을 따라 감속한다. 따라서, 일정 가속도로 목표주사속도로 가속하는 경우와 같이 가속도가 급격하게 변화하는 일이 없기 때문에, 마스크 및 기판 중 적어도 일측의 위치오차를 신속하게 허용범위내로 수속시키며, 결과적으로 마스크와 기판의 동기셋팅시간을 단축할 수 있음에 더하여, 동기이동 종료후의 감속시에는 일정 감속도 (통상 최대가속도에 대응하는 감속도) 로 감속하기 때문에, 가속시와 대칭인 가속도 곡선에 의거하여 감속이 실시되는 경우에 비하여 감속에 필요한 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 적어도 제 1 구획영역에 대한 주사노광시에는 마스크 및 기판 중 적어도 일측에 대해서는 가속개시부터 감속종료까지의 총토탈시간을 보다 단축할 수 있다.
이 경우에도 마스크 (마스크 스테이지) 및 기판 (기판 스테이지) 중 양자 혹은 적어도 제약조건으로 되어 있는 측에 상기 가속도 제어방법을 채택하면, 충분한 효과를 얻을 수 있다. 상기 방법에 있어서, 상기 제 1 구획영역의 주사노광 종료후의 상기 기판의 제 1 방향의 감속중 및 상기 제 2 구획영역의 주사노광전의 상기 기판의 제 1 방향의 가속중에 상기 기판을 상기 제 1 및 제 2 방향과 교차하는 방향으로 이동하도록 하여도 된다. 이러한 경우에는, 결과적으로 최단거리에 가까운 경로로 기판이 이동되기 때문에, 상기 동기셋팅시간 및 감속시간의 단축과 함께 스루풋을 한층 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제 λ태양에 따르면, 에너지선이 조사되는 영역에 대하여 마스크와 기판을 동기이동하여 상기 기판상에 상기 마스크의 패턴을 전사하는 주사노광방법에 있어서,
마스크 및 기판을 가속하면서 이동을 개시하고,
마스크 및 기판 중 일측 가속도를 연속적으로 저하시키면서 마스크 및 기판을 등속도에 이르게 하고, 상기 마스크 및 기판이 등속도로 이동하고 있을 때에 주사노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 주사노광벙법이 제공된다. 상기 마스크 및 기판이 등속도로 이동한 후에 마스크 및 기판 중 일측을 일정 감속도로 감속할 수 있다.
본 발명의 제 ν태양에 따르면, 마스크와 감응기판을 동기이동시킴으로써, 상기 감응기판상의 복수의 쇼트영역에 상기 마스크의 패턴을 순차 전사하는 주사형 노광장치의 제조방법으로서,
상기 감응기판을 지지하여 2 차원 평면내를 이동하는 기판 스테이지를 설치하고;
상기 마스크를 지지하여 이동가능한 마스크 스테이지를 설치하고; 상기 기판 스테이지의 노광종료후의 다음 쇼트노광을 위한 조주동작과 다음 쇼트노광을 위한 비주사방향으로의 스텝핑동작이 동시병행적으로 실시되고, 또한 상기 비주사방향으로의 스텝핑동작이 다음 쇼트노광전의 상기 양스테이지의 동기셋팅시간전에 종료하도록 상기 양스테이지를 제어하는 스테이지 제어계를 설치하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치의 제조방법이 제공된다.
그리고 본 발명의 π태양에 따르면, 제 C, F, G 및 H 중 어느 한 태양에 따른 노광방법을 사용하여 제조된 반도체소자나 액정기판 등의 마이크로 디바이스가 제공된다.
그리고 본 발명의 제 ρ태양에 따르면, 제 N, U, V, W, X, Y, Z, α, β, γ, δ, ζ, η, ι및 κ중 어느 한 태양에 따른 노광방법을 사용하여 제조된 반도체소자나 액정기판 등의 마이크로 디바이스가 제공된다.
도 1 은 본 발명의 일실시형태의 주사형 노광장치를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 주사형 노광장치의 내부구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3 은 리액션 액츄에이터 및 리액션 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 는 레티클 베이스 정반 근방의 평면도이고, 도 4b 는 도 4a 의 화살표 B 방향에서 본 레티클 베이스 정반 근방의 측면도이다.
도 5 는 도 2 의 레이저 간섭계 시스템을 보다 상세하게 설명하기 위한 도면으로서, 도 5a 는 레이저 간섭계 시스템을 구성하는 3 개의 간섭계로부터의 간섭계 빔을 기판테이블 (TB) 과 함께 나타내는 평면도이고, 도 5b 는 제 2 간섭계로부터의 간섭계 빔을 상기 간섭계를 구성하는 일부의 광학계와 함께 보다 상세하게 나타내는 도면이고, 도 5c 는 제 2 간섭계로부터의 측장빔 (RIY1) (또는 RIY2) 과 측장빔 (RIY3) 의 위치관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은 기판테이블상에 부착된 공간이미지 검출기의 구성과 이와 관련한 신호처리계의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7 은 가동형 정반의 역할 및 그 제어방법에 대하여 설명하기 위한 도면으로서, 도 7a 는 정반 부근의 개략평면도, 도 7b 는 도 7a 의 화살표 A 방향에서 본 개략정면도이다.
도 8a 는 9 인치 레티클의 일례를 나타내는 평면도이고, 도 8b 는 9 인치 레티클의 다른 일례를 나타내는 평면도이다.
도 9 는 레티클 얼라인먼트 및 베이스라인 계측을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 는 투영광학계의 유효필드에 내접하는 웨이퍼상의 슬릿형상의 조사영역과 쇼트영역 (S1) 의 관계를 나타내는 평면도이고, 도 10b 는 스테이지 이동시간과 스테이지속도의 관계를 나타내는 선도이고, 도 10c 는 웨이퍼 주변의 쇼트영역 (S) 을 노광하는 경우의 웨이퍼 주변쇼트 (S) 와 이동경장 연장분의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 의 쇼트 (S1,S2,S3) 를 순차 노광하는 경우의 웨이퍼상 조명슬릿 (ST) 의 중심 (P) 이 각 쇼트상을 통과하는 궤적을 나타내는 도면이고, 도 11b 는 도 11a 의 경우의 웨이퍼 스테이지의 스캔방향의 속도와 시간의 관계를 나타내는 선도이고, 도 11c 는 이에 대응한 비스캔방향의 속도와 시간의 관계를 나타내는 선도이다.
도 12 는 웨이퍼 (W) 를 교환하기 위한 로딩포지션에 웨이퍼 스테이지가 위치할 때의 가동형 정반근방의 평면도이다.
도 13 은 얼라인먼트 계측시의 웨이퍼 스테이지의 이동상태를 나타내는 가동형 정반 근방의 평면도이다.
도 14 는 노광개시시의 위치에 웨이퍼 스테이지가 위치할 때의 가동형 정반 근방의 평면도이다.
도 15 는 제 1 영역의 노광종료시의 위치에 웨이퍼 스테이지가 위치할 때의 가동형 정반 근방의 평면도이다.
도 16a 는 변칙적인 이중노광을 실시할 때의 레티클 (R) (레티클 스테이지 (RST) 의 이동기재를 나타내는 도면이고, 도 16b 는 변칙적인 이중노광에 최적인 레티클상의 제 1 영역과 제 2 영역의 패턴의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17 은 본 실시형태의 효과를 설명하기 위한 도면으로서, 간섭계 다축화 및 프리스캔, 오버스캔에 기인하는 이동경 거리악화분이 있어도 본 실시형태의 웨이퍼 스테이지가 종래의 사각형형상 스테이지에 비하여 소형으로 할 수 있음을 나타내는 도면이다.
도 18a 는 투영광학계를 반사굴절광학계로 한 일례를 나타내는 도면이고, 도 18b 는 투영광학계를 반사굴절광학계로 한 그 외의 예를 나타내는 도면이다.
도 19a 는 투영배율을 1/4 배로 하여 (레티클 가속도 (Ar), 셋팅시간 (t2)) = ( 3G, 22ms), (4G, 36ms), (4G, 22ms) 의 3 조건에서 레티클 스캔 최고속도 (Vr) 를 변화시켰을 때에 필요한 웨이퍼측 이동경의 연장거리를 나타내는 도표이고, 도 19b 는 도 19a 와 동일한 조건하에서 레티클 스캔 최고속도 (Vr) 를 변화시켰을 때에 웨이퍼 1 장 노광하는 동안의 시간을 나타내는 도표이다.
도 20a 는 도 19a 에 대응하는 그래프를 횡축을 레티클 스캔 최고속도, 종축을 이동경의 연장거리로 하여 나타내는 도면이고, 도 20b 는 도 19b 에 대응하는 그래프를 횡축을 레티클 스캔 최고속도, 종축을 웨이퍼 1 장 노광하는 동안의 시간으로 하여 나타내는 도면이다.
도 21 은 제 2 실시형태의 노광장치의 개략구성을 나타내는 도면이다.
도 22 는 2 개의 웨이퍼 스테이지와 레티클 스테이지와 투영광학계와 얼라인먼트계의 위치관계를 나타내는 사시도이다.
도 23 은 도 21 의 장치에 있어서의 정반 근방을 나타내는 개략평면도이다.
도 24 는 2 개의 웨이퍼 스테이지를 사용하여 웨이퍼교환·얼라인먼트 시퀀스와 노광시퀀스가 실시되고 있는 상태를 나타내는 평면도이다.
도 25 는 도 24 의 웨이퍼교환·얼라인먼트 시퀀스와 노광시퀀스의 전환을 실시한 상태를 나타내는 도면이다.
도 26 은 제 2 실시형태의 변형예를 나타내는 개략평면도로서, 2 개의 삼각형상의 웨이퍼 스테이지를 제 1 가동체로서 사용한 예이다.
도 27a 는 제 1 가속도 제어방법을 채택한 경우의 레티클 스테이지의 주사방향의 속도지령치의 시간변화를 나타내는 선도, 도 27b 는 도 11b 에 대응하는 레티클 스테이지의 주사방향의 속도지령치의 시간변화를 나타내는 선도, 도 27c 는 제 2 가속도 제어방법을 채택한 경우의 레티클 스테이지의 주사방향의 속도지령치의 시간변화를 나타내는 선도이다.
도 28a 및 도 28b 는 도 27a 및 도 27b 에 각각 대응하여 셋팅시간 (Ts) 근방의 레티클 스테이지의 목표위치에 대한 위치오차의 시간변화를 나타내는 선도이다.
도 29 는 9 인치 레티클을 사용한 경우의 레티클 스테이지의 평면도로서, 도 29a 는 종래예의 레티클 스테이지의 평면도이고, 도 29b 는 발명이 해결하고자 하는 과제를 설명하는 도면이다.
본 국제출원에 포함되는 발명개념은 상술한 본 발명의 목적을 달성하는 상에서 공통되며, 상술한 바와 같이 대략 다음 5 개의 개념으로 분류할 수 있다. 그러나, 이들 분류는 본 명세서 및 청구범위에 개시한 발명군의 개요를 이해하기 위한 목적이며, 이들 분류에 의해 청구항 및 발명의 태양의 범위가 한정해석되는 것은 아니다.
제 1 개념은 대형 패턴 또는 구획된 복수의 패턴을 갖는 마스크와 기판을 동기이동하여 대형 패턴을 기판상에 서로 연결하거나 혹은 상기 복수의 패턴을 기판의 동일 에리어에 겹쳐서 전사하는 주사노광방법 및 장치에 관한 개념으로서, 마스크 스테이지의 이동방법, 위치제어를 위하여 사용되는 반사경의 구조 및 배치, 이중노광법 등에 주요 특징을 갖는다. 제 1 개념의 특징은, 예컨대 본 발명의 상기 A ∼ H 및 π태양에 나타난다.
제 2 개념은 스테이지의 이동방향에 대하여 비스듬하게 연장되는 반사경과 이것으로 측장빔을 송광하는 간섭계를 갖는 스테이지장치에 관한 개념으로서, 반사경의 부착위치, 스테이지장치의 형상 및 구조, 측장빔의 조사방법, 스테이지장치를 구비한 주사노광장치, 상기한 바와 같이 하여 측장빔을 조사함으로써 스테이지의 위치를 제어하는 주사노광방법, 스테이지 및 주사노광장치의 제조방법 등에 특징을 갖는다. 제 2 개념의 특징은, 예컨대 본 발명의 제 I, J, M, N, O, P, S, ρ및 σ태양에 나타난다.
제 3 개념은 정반상에 제 2 가동체 및 제 1 가동체를 각각 부상시켜 지지하는 편하중방지 스테이지장치 및 이것을 포함하는 노광장치에 관한 개념으로서, 제 1 가동체의 이동에 의해 발생하는 반력을 이용한 제 2 가동체의 이동, 제 1 및 제 2 가동체의 중량비, 진동방지장치, 제 1 가동체 및 제 2 가동체의 구조, 이 스테이지장치를 기판 스테이지로서 사용하는 노광장치, 스테이지장치 및 노광장치의 제조방법 등에 특징을 갖는다. 제 3 개념의 특징은, 예컨대 본 발명의 제 K, L, Q, R 및 μ태양에 나타난다.
제 4 개념은 마스크와 기판을 동기하여 이동하는 주사노광에 있어서, 기판상에 구획되는 어느 한 영역을 주사노광한 후에 다음 구획영역을 주사노광할 때에 주사방향과 직교하는 방향에 있어서의 기판의 스텝이동 (스텝핑) 과 주사방향에 있어서의 기판의 스캐닝이동의 타이밍제어에 관한 개념으로서, 특히 이동의 타이밍과 주사노광의 개시 또는 종료의 타이밍의 관계, 기판의 이동궤적, 스텝핑이동 및 스태닝이동의 관계에 특징을 갖는다. 제 4 개념의 특징은, 예컨대 본 발명의 제 T ∼ Z 및 α, β, γ, δ, ζ, η및 ρ태양에 나타난다.
제 5 개념은 주사노광에 있어서, 마스크와 기판을 동기시키기 위한 셋팅시간을 단축하기 위하여 마스크 또는 기판이동시의 가속도를 제어하는 개념에 관한 것으로서, 기판 스테이지의 가속도를 연속적으로 감소시키면서 등속도에 도달하게 하는 가속방법, 일정 감속도로 감속하는 방법에 특징을 갖는다. 제 5 개념의 특징은, 예컨대 본 발명의 제 ι, κ, λ및 ρ태양에 나타난다.
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 ∼ 도 20 에 의거하여 설명한다. 본 명세서의 구성을 이해하기 쉽게 하기 위하여 상기 제 1 ∼ 제 5 개념이 주로 나타나 있는 개소에는 적절히 제목을 붙여 설명한다. 단, 그 제목이 부여된 개소에 의해 발명개념의 설명을 구속하는 것은 전혀 아니다.
[제 1 실시형태]
제 1 실시형태에서는 제 1 ∼ 제 4 개념이 구체화되어 있다. 도 1 에는 본 발명의 일실시형태의 주사형 노광장치 (10) 의 사시도가 나타나고, 도 2 에는 그 내부구성이 개략적으로 나타나 있다. 이 주사형 노광장치 (10) 는 반도체소자를 제조하는 리소그래피장치로서 현재 주류를 이루고 있는 스텝 앤드 스캔방식에 의해 노광동작을 실시하는 투영노광장치이다. 이 주사형 노광장치 (10) 는 마스크로서의 레티클 (R) (도 2 참조) 에 묘화된 회로패턴의 일부의 이미지를 투영광학계 (PL) 를 통해 기판으로서의 웨이퍼 (W) 상에 투영하면서 레티클과 웨이퍼 (W) 를 투영광학계 (PL) 의 시야에 대하여 1 차원 방향 (여기에서는 Y 방향) 으로 상대주사함으로써, 레티클 (R) 의 회로패턴 전체를 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트영역의 각각에 스텝 앤드 스캔방식으로 전사하는 것이다.
이 주사형 노광장치 (10) 는 도 1 에 나타나는 바와 같이 엑시머 레이저 광원 (11) 과, 노광장치 본체 (12) 와, 이들을 통괄제어하는 주제어시스템으로서의 제어래크 (14) 로 구성되어 있다. 엑시머 레이저 광원 (11) 은 통상 노광장치 본체 (12) 가 설치되는 초크린룸에서 격리된 별도의 방 (크린도가 낮은 서비스룸) 에 설치된다. 또한, 노광장치 본체 (12) 는 통상 초크린룸내에 설치되며, 내부공간이 고도로 방진(防塵)됨과 동시에 고정밀도의 온도제어가 이루어진 인바이어런먼트·챔버에 수납되어 있는데, 도 1 에서는 이 챔버내에 수납된 본체구조만이 개략적으로 나타나 있다.
이어서, 이들 도 1 및 도 2 에 의거하여 엑시머 레이저 광원 (11), 노광장치 본체 (12) 및 제어래크 (14) 의 구성에 대하여 설명한다.
상기 엑시머 레이저 광원 (11) 은 조작패널 (11A) 을 구비하고 있다. 또한, 엑시머 레이저 광원 (11) 에는 상기 조작패널 (11A) 과 인터페이스되는 제어용 컴퓨터 (11B) (도 1 에서는 도시생략, 도 2 참조) 가 내장되며, 이 제어용 컴퓨터 (11B) 는 통상의 노광동작 동안에는 노광장치 제어용 미니컴퓨터로 이루어지는 주제어장치 (50) 의 지령에 응답하여 엑시머 레이저 광원 (11) 의 펄스발광을 제어한다.
엑시머 레이저 광원 (11) 은 노광광원으로서 사용되는 것이기 때문에, 예컨대 파장 248 ㎚ 의 KrF 엑시머 레이저광 혹은 파장 193 ㎚ 의 ArF 엑시머 레이저광을 펄스발광한다. 여기서, 엑시머 레이저 광원 (11) 으로부터의 자외역의 펄스레이저광을 노광용 조명광으로서 사용하는 것은 256 M비트 ∼4 G비트 정도이상의 반도체메모리소자 (D-RAM) 상당의 집적도와 미세도를 갖는 마이크로 회로디바이스의 대량생산제조에 필요한 최소선폭 0.25 ∼ 0.10 ㎛ 정도의 패턴해상력을 얻기 위함이다.
상기 펄스 레이저광 (엑시머 레이저광) 의 파장폭은, 노광장치의 조명계나 투영광학계 (PL) 를 구성하는 각종 굴절광학소자에 기인한 색수차가 허용범위내로 되도록 협대화되어 있다. 협대화해야 할 중심파장의 절대치나 협대화 폭 (0.2 pm ∼ 300 pm 사이) 의 값은, 상기 조작패널 (11A) 상에 표시됨과 동시에 필요에 따라 조작패널 (11A) 을 통해 미조정할 수 있도록 되어 있다. 또한, 조작패널 (11A) 로부터는 펄스발광의 모드 (대표적으로는 자려발진, 외부트리거발진, 메인티넌스용 발진의 3 가지 모드) 를 설정할 수 있다. 엑시머 레이저를 광원으로 하는 노광장치의 예에 대해서는, 제 1 실시형태에서 이미 설명하였으므로 그 설명을 참조하기 바란다.
상기 노광장치 본체 (12) 는 제 1 가대로서의 가대부 (16), 레티클 스테이지 (RST), 조명광학계 (18), 투영광학계 (PL), 결상특성 조정장치 (이하,「LC/MAC 계」라 함), 스테이지장치 (1), 웨이퍼 반송로봇 (19) 및 얼라인먼트계 등을 구비하고 있다.
이것을 더욱 상세하게 설명하면, 도 1 에 나타나는 바와 같이 가대부 (제 1 가대) (16) 는 바닥면상에 4 개의 진동방지장치 (20) 를 통해 지지되어 있다. 각 진동방지장치 (20) 는 노광장치 본체 (12) 의 자체 무게를 도시하지 않은 에어실린더 (진동방지패드) 를 통해 지지함과 동시에 노광장치 본체 (12) 전체의 기울기, Z 방향의 변위 및 노광장치 본체 전체의 도 1 에 있어서의 X, Y 방향의 변위를 도시하지 않은 제어계에 의한 피드백제어나 피드포워드제어에 의해 액티브로 보정하기 위한 액츄에이터와 각종 센서류를 구비하고 있다. 이러한 종류의 액티브 진동방지장치에 대해서는 예컨대 일본 공개특허공보 평9-74061 호 및 대응하는 미국특허출원 제 707216 호 (1996년 9월 3일 출원) 에 개시되어 있으며, 지정국의 국내법령이 허용하는 한도에서 이들의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
가대부 (16) 는 바닥면에 평행한 정반 (22) 과 이 정반 (22) 에 대향하여 상측에 설치된 지지판부 (24) 를 구비하며, 그 형상은 내부를 공동으로 한 상자형상으로 되어 있다. 지지판부 (24) 는 중앙에 원형의 개구부가 형성된 직사각형의 판형상부재로 이루어지며, 이 중앙 개구부내에 투영광학계 (PL) 가 당해 지지판부 (24) 에 직교한 상태로 삽입되어 있다. 그리고, 이 투영광학계 (PL) 는 그 외주부의 일부에 설치된 플랜지부를 통해 지지판부 (24) 에 지지되어 있다.
지지판부 (24) 의 상면에는 투영광학계 (PL) 를 둘러싸도록 4 개의 다리부 (26) 가 세워 설치되어 있다. 이들 4 개의 다리부 (26) 상부에는, 당해 4 개의 다리부 (26) 에 지지됨과 동시에 이들의 상단을 서로 접속하는 레티클 베이스 정반 (28) 이 설치되어 있다. 이들 4 개의 다리부 (26) 와 레티클 베이스 정반 (28) 에 의해 제 2 칼럼 (제 2 가대) 이 구성되어 있다. 또한, 지지판부 (24) 의 상면에는 도 1 에서는 도시가 생략되어 있으나, 실제로는 도 3 에 나타나는 바와 같은 제 2 칼럼과는 다른 제 1 프레임 (40) 이 세워 설치되어 있으며, 이 제 1 프레임 (40) 에 조명광학계 (18) 의 일부 (사출단부의 근방) 가 지지되어 있다. 이 제 1 프레임 (40) 의 조명광학계 (18) 의 사출단부에 대향하는 부분에는 개구부 (40a) 가 형성되어 있다.
레티클 베이스 정반 (28) 의 중앙부에는 개구 (28a) (도 2 참조) 가 형성되어 있다. 이 개구 (28a) 에 대향하여 조명광학계 (18) 의 사출단부가 배치되어 있다. 또한, 레티클 베이스 정반 (28) 상에는 대형 마스크로서 9 인치 사이즈의 레티클 (R) 을 진공 및 정전흡착 등에 의해 흡착지지하여 XY 2 차원 평면내를 자유롭게 이동하는 레티클 스테이지 (RST) 가 배치되어 있다. 그리고, 도 2 에는 X 방향 (제 2 축방향 또는 제 2 방향), Y 방향 (제 1 축방향 또는 제 1 방향) 및 Z 방향을 나타내고 있다. 이 레티클 스테이지 (RST) 상의 도시하지 않은 정전척 등에 의한 흡착의 강도는 4G 레벨의 가속도가 작용하여도 레티클 (R) 에 횡시프트 등이 발생하지 않는 정도의 강도로 되어 있다.
본 실시형태에서는 레티클 스테이지 (RST) 는 자기부상형 2 차원 평면모터에 의해 구동되도록 이루어져 있다. 단, 도 2 에 있어서는 도시 및 설명의 편의상 이 자기부상형 2 차원 평면모터가 구동계 (29) 로서 도시되어 있다. 그리고, 레티클 스테이지의 구동계는 보이스 코일모터, 피에조모터 등의 임의의 구동계를 사용할 수 있다. 이 경우, 레티클 스테이지 (RST) 는 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 둘레의 회전방향 (θ방향) 으로도 구동계 (29) 에 의해 미소구동이 가능한 구성으로 되어 있다. 그리고, 레티클 스테이지 (RST) 의 위치계측시스템은 본 실시형태의 특징적 구성부분이기 때문에, 이에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
상기 조명광학계 (18) 는 도 1 에 나타나는 바와 같이 빔수광계 (32) 를 그 배면부에 수납하고, 이 빔수광계 (32) 와 이것에 접속된 차광성의 관 (34) 으로 이루어지는 BMU (빔 매칭 유닛) 를 통해 엑시머 레이저 광원 (11) 에 접속되어 있다. BMU 를 구성하는 빔수광계 (32) 내에는 관 (34) 을 통해 안내된 엑시머 레이저 광원 (11) 으로부터의 엑시머 레이저광이 조명광학계 (18) 의 광축에 대하여 항상 소정 위치관계로 입사하도록 엑시머 레이저광의 조명광학계 (18) 로의 입사위치나 입사각도를 최적으로 조정하는 복수의 가동반사경 (도시생략) 이 설치되어 있다.
조명광학계 (18) 는 도 2 에 나타나는 바와 같이 가변감광기 (18A), 빔정형광학계 (18B), 제 1 플라이아이렌즈계 (18C), 진동미러 (18D), 집광렌즈계 (18E), 조명 NA 보정판 (18F), 제 2 플라이아이렌즈계 (18G), 조명계 개구 조리개판 (18H), 빔스플리터 (18J), 제 1 릴레이렌즈 (18K), 고정 레티클 블라인드 (18L), 가동 레티클 블라인드 (18M), 제 2 릴레이렌즈 (18N), 조명텔레센 보정판 (경사가능한 석영의 평행평판) (18P), 미러 (18Q) 및 주콘덴서렌즈계 (18R) 등을 구비하고 있다. 여기서, 이 조명광학계 (18) 의 상기 구성각부에 대하여 설명한다.
가변감광기 (18A) 는 엑시머 레이저광의 펄스마다의 평균에너지를 조정하기 위한 것으로서, 예컨대 감광율이 다른 복수의 광학필터를 전환가능하게 구성하여 감광율을 단계적으로 변경하는 것이나, 투광율이 연속적으로 변화하는 2 장의 광학필터의 겹침상태를 조정함으로써 감광율을 연속적으로 가변으로 하는 것이 사용된다. 이 가변감광기 (18A) 를 구성하는 광학필터는 주제어장치 (50) 에 의해 제어되는 구동기구 (35) 에 의해 구동된다.
빔정형광학계 (18B) 는 가변감광기 (18A) 에 의해 소정 피크강도로 조정된 엑시머 레이저광의 단면형상을 상기 엑시머 레이저광의 광로 후방에 설치된 후술하는 더블플라이아이렌즈계의 입사단을 구성하는 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 의 입사단의 전체 형상과 상사로 되도록 정형하여 상기 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 에 효율적으로 입사시키는 것으로서, 예컨대 실린더렌즈나 빔익스팬더 (모두 도시생략) 등으로 구성된다.
상기 더블플라이아이렌즈계는 조명광의 강도분포를 일률화하기 위한 것으로서, 빔정형광학계 (18B) 후방의 엑시머 레이저광의 광로상에 순차 배치된 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 와, 집광렌즈 (18E) 와, 제 2 플라이아이렌즈계 (18G) 로 구성된다. 이 경우, 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 와 집광렌즈 (18E) 사이에는 피조사면 (레티클면 또는 웨이퍼면) 에 발생하는 간섭줄무늬나 미약한 스페클을 평활화하기 위한 진동미러 (18D) 가 배치되어 있다. 이 진동미러 (18D) 의 진동 (편향각) 은 구동계 (36) 를 통해 주제어장치 (50) 에 의해 제어되도록 이루어져 있다.
제 2 플라이아이렌즈계 (18G) 의 입사단측에는 조명광의 피조사면에 있어서의 개구수의 방향성 (조명 NA 차) 을 조정하는 조명 NA 보정판 (18F) 이 배치되어 있다.
본 실시형태와 같은 더블플라이아이렌즈계와 진동미러 (18D) 를 조합한 구성에 대해서는, 예컨대 일본 공개특허공보 평1-235289 호 및 이에 대응하는 미국특허 제 5,307,207 호 그리고 공개특허공보 평7-142354 호 및 이에 대응하는 미국특허 제 5,534,970 호에 상세하게 개시되어 있으며, 지정국의 국내법령이 허용하는 한에서 이들의 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
상기 제 2 플라이아이렌즈계 (18G) 의 사출면의 근방에 원판상 부재로 이루어지는 조명계 개구조리개판 (18H) 이 배치되어 있다. 이 조명계 개구조리개판 (18H) 에는 거의 등각도 간격으로, 예컨대 통상의 원형개구로 이루어지는 개구조리개, 작은 원형개구로 이루어지며 코히어런시 팩터인 σ값을 작게 하기 위한 개구조리개 (소 σ조리개), 윤대조명용 윤대형상의 개구 조리개 (윤대 조리개) 및 변형광원법용에 예컨대 4 개의 개구를 편심시켜 배치하여 이루어지는 변형 개구조리개 등이 배치되어 있다. 이 조명계 개구조리개판 (18H) 은 주제어장치 (50) 에 의해 제어되는 도시하지 않은 모터 등에 의해 회전되도록 이루어져 있으며, 이에 의해 어느 한 개구조리개가 펄스조명광의 광로상에 선택적으로 설정되어 쾰러 (Koehler) 조명에 있어서의 광원면 형상이 윤대, 소원형, 대원형 혹은 사각형으로 제한된다.
조명계 개구조리개판 (18H) 후방의 펄스조명광의 광로상에 반사율이 크고 투과율이 작은 빔 스플리터 (18J) 가 배치되며, 그리고 그 후방의 광로상에 고정 레티클 블라인드 (18L) 및 가동 레티클 블라인드 (18M) 를 개재시켜 제 1 릴레이 렌즈 (18K) 및 제 2 릴레이 렌즈 (18N) 로 이루어지는 릴레이 광학계가 배치되어 있다.
고정 레티클 블라인드 (18L) 는 레티클 (R) 의 패턴면에 대한 공역면에서 약간 디포커스한 면에 배치되며, 레티클 (R) 상의 조명영역을 규정하는 소정 형상의 개구부가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 이 개구부가 주사노광시의 레티클 (R) 의 이동방향 (Y 방향) 과 직교한 X 방향으로 직선적으로 신장된 슬릿형상 또는 직사각형상으로 형성되어 있는 것으로 한다.
또한, 고정 레티클 블라인드 (18L) 의 근방에 주사방향의 위치 및 폭이 가변의 개구부를 갖는 가동 레티클 블라인드 (18M) 가 배치되어 조사노광의 개시시 및 종료시에 그 가동 레티클 블라인드 (18M) 를 통해 조명영역을 더욱 제한함으로써, 불필요한 부분의 노광이 방지되도록 이루어져 있다. 이 가동 레티클 블라인드 (18M) 는 구동계 (42) 를 통해 주제어장치 (50) 에 의해 제어된다.
릴레이광학계를 구성하는 제 2 릴레이렌즈 (18N) 의 출구부분에는 조명텔레센 보정판 (18P) 이 배치되어 있으며, 그 후방의 펄스조명광의 광로상에는 제 2 릴레이렌즈 (18N) 및 조명텔레센 보정판 (18P) 을 통과한 펄스조명광을 레티클 (R) 을 향해 반사하는 미러 (18Q) 가 배치되며, 이 미러 (18Q) 후방의 펄스조명광의 광로상에 주콘덴서렌즈계 (18R) 가 배치되어 있다.
여기서, 상술한 바와 같이 구성된 조명광학계 (18) 의 작용을 간단히 설명한다. 엑시머 레이저 광원 (11) 으로부터의 엑시머 레이저광이 관 (34), 빔 수광계 (32) 를 통해 조명광학계 (18) 내로 입사하면, 이 엑시머 레이저광은 가변감광기 (18A) 에 의해 소정 피크강도로 조정된 후에 빔 정형광학계 (18B) 로 입사한다.
그리고, 이 엑시머 레이저광은 빔 정형광학계 (18B) 로 후방의 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 로 효율적으로 입사하도록 그 단면형상이 정형된다. 이어서, 이 엑시머 레이저광이 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 로 입사하면, 제 1 플라이아이렌즈계 (18C) 의 출사단측에 다수의 2 차광원이 형성된다. 이들 다수의 점광원의 각각으로부터 발산하는 자외펄스광은 진동미러 (18D), 집광렌즈계 (18E), 조명 NA 보정판 (18F) 를 통해 제 2 플라이아이렌즈계 (18G) 로 입사한다. 그럼으로써, 제 2 플라이아이렌즈계 (18G) 의 출사단에 다수의 미소한 광원 이미지를 소정 형상의 영역내에 일률분포시킨 개개의 광원 이미지로 이루어지는 다수의 2 차광원이 형성된다. 이 다수의 2 차광원에서 출사된 펄스자외광은 조명계 개구조리개판 (18H) 상의 어느 한 개구조리개를 통과한 후, 반사율이 크고 투과율이 작은 빔 스플리터 (18J) 에 도달한다.
이 빔 스플리터 (18J) 로 반사된 노광광으로서의 펄스자외광은 제 1 릴레이렌즈 (18K) 에 의해 고정 레티클 블라인드 (18L) 의 개구부를 일률적인 강도분포로 조명한다. 단, 그 강도분포에는 엑시머 레이저 광원 (11) 으로부터의 자외펄스광의 가간섭성에 의존한 간섭줄무늬나 미약한 스페클이 수 % 정도의 콘트라스트로 중첩할 수 있다. 따라서, 웨이퍼면상에는 간섭줄무늬나 미약한 스페클로 인한 노광량 불균일이 발생할 수 있는데, 이 노광량 불균일은 앞에 예로 든 일본 공개특허공보 평7-142354 호와 같이 주사노광시의 레티클 (R) 이나 웨이퍼 (W) 의 이동과 자외펄스광의 발진에 동기시켜 진동미러 (18D) 를 흔듦으로써 평활화된다.
이와 같이 고정하여 레티클 블라인드 (18L) 의 개구부를 통과한 자외펄스광은 가동 레티클 블라인드 (18M) 를 통과한 후, 제 2 릴레이 렌즈 (18N) 및 조명텔레센 보정판 (18P) 을 통과하여 미러 (18Q) 에 의해 광로가 수직하측으로 꺽여 구부러진 후, 주콘덴서렌즈계 (18R) 를 거쳐 레티클 스테이지 (RST) 상에 지지된 레티클 (R) 상의 소정 조명영역 (X 방향으로 직선적으로 신장된 슬릿형상 또는 직사각형상의 조명영역) 을 균일한 조도분포로 설명한다. 여기서, 레티클 (R) 로 조사되는 직사각형 슬릿형상의 조명광은 도 1 중의 투영광학계 (PL) 의 원형투영시야의 중앙에 X 방향 (비주사방향) 으로 가늘고 길게 연장되도록 설정되며, 그 조명광의 Y 방향 (주사방향) 의 폭은 거의 일정하게 설정되어 있다.
한편, 빔 스플리터 (18J) 를 투과한 펄스조명광은 도시하지 않은 집광렌즈를 통해 광전변환소자로 이루어지는 인테그레이터 센서 (46) 로 입사하고, 여기에서 광전변환된다. 그리고, 이 인테그레이터 센서 (46) 의 광전변환신호가 후술하는 피크홀드회로 및 A/D 변환기를 통해 주제어장치 (50) 로 공급된다. 인테그레이터 센서 (46) 로서는 예컨대 원자외역에서 감도가 있으며, 또한 엑시머 레이저 광원 (11) 의 펄스발광을 검출하기 위하여 높은 응답주파수를 갖는 PIN 형 포토다이오드 등을 사용할 수 있다. 이 인테그레이터 센서 (46) 의 출력과 웨이퍼 (W) 표면상에서의 펄스자외광의 조도 (노광량) 의 상관관계는 미리 구해져서 주제어장치 (50) 내의 메모리에 기억되어 있다.
상기 투영광학계 (PL) 로서는 여기에서는 물체면 (레티클 (R)) 측과 이미지면 (웨이퍼 (W)) 측의 양측이 텔레센트릭으로 원형의 투영시야를 갖고, 석영이나 형석을 광학초재로 한 굴절광학소자 (렌즈소자) 만으로 이루어지는 1/4 (또는 1/5) 축소배율의 굴절광학계가 사용되고 있다. 그리고, 레티클 (R) 상의 회로패턴영역중 펄스자외광에 의해 조명된 부분으로부터의 결상광속이 투영광학계 (PL) 를 통해 후술하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 홀더에 정전흡착 (또는 진공흡착) 된 웨이퍼 (W) 상의 레지스트층에 1/4 또는 1/5 로 축소되어 투영된다.
그리고, 투영광학계 (PL) 를 일본 공개특허공보 평3-282527 호 및 대응하는 미국특허 제 5,220,454 호에 개시되어 있는 바와 같이 굴절광학소자와 반사광학소자 (오목면경이나 빔 스플리터 등) 를 조합한, 소위 카터디옵트릭계로서도 좋음은 물론이다. 지정국의 국내법령이 허용하는 한도에서 이들 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
제 1 개념의 설명
이어서, 도 4 를 참조하면서 레티클 스테이지 (RST) 의 위치계측시스템에 대하여 상세하게 설명한다. 도 4a 에는 레티클 베이스 정반 (28) 근방의 평면도가 나타나고, 도 4b 에는 화살표 B 방향에서 본 레티클 베이스 정반 (28) 근방의 측면도가 나타나 있다.
도 4a 에 나타나는 바와 같이 투영광학계 (PL) 의 시야 (ST) (레티클 블라인드로 규정되는 최대한의 슬릿형상 조명영역과 일치) 는 100 ㎜ ×32 ㎜ (웨이퍼 (W) 상에 투영되는 시야의 4 배) 밖에 없으며, 9 인치 레티클 (R) 상에 비주사방향 (X 방향) 으로 인접한 제 1 영역 (P1), 제 2 영역 (P2) (이들은 모두 100 ㎜ ×200 ㎜) 또는 점선으로 나타나는 중심영역 (P3) (100 ㎜ ×200 ㎜) 중 어느 1 개의 영역만 1 회의 스캔노광으로 노광할 수 있다.
이들 영역 (P1,P2,P3) 의 모든 노광 (웨이퍼 (W) 상의 패턴의 전사) 을 실시하기 위해서는, 레티클 스테이지 (RST) 를 도 4a 에 나타나는 영역 (P1) 의 노광위치를 기준으로 하여 50 ㎜ (점선으로 나타나는 중심영역 (P3) 의 경우) 또는 100 ㎜ (영역 (P2) 의 경우) 만 비스캔방향으로 시프트할 필요가 있다.
따라서, 레티클 스테이지 (RST) 의 Y 방향의 일단측 (도 4a 에 있어서의 하단측) 측면에는 영역 (P2,P3,P1) 의 각각에 대응하여 제 1 미러로서의 제 1 코터큐브 (31Y1), 제 2 미러로서의 제 2 코너큐브 (31Y2), 제 3 코터큐브 (31Y3) 가 설치되어 있다. 이 경우, 3 개의 코너큐브 (31Y1,31Y2,31Y3) 는 50 ㎜ 간격으로 X 방향을 따라 배치되어 있는데, 이것에 한정되지 않으며 미리 설정된 간격 (통상, 이 간격은 레티클 스테이지 (RST) 상의 레티클의 패턴배치에 따라 정해짐) 이라면 어떠한 간격이어도 된다.
레티클 베이스 정반 (28) 상에는 도 4a 에 나타나는 바와 같이, 상기 3 개의 코너큐브 (31Y1,31Y2,31Y3) 중 어느 1 개에 Y 방향의 측장빔 (IY) 을 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계로서의 레티클 Y 간섭계 (30Y) 가 고정되어 있다. 이 경우, 주사방향 (Y 방향) 의 위치계측용 이동경으로서 코너큐브 (31Y1,31Y2,31Y3) 가 사용된다. 예컨대, 도 4a 에 나타나 있는 비주사방향 (X 방향) 위치에 레티클 스테이지 (RST) 가 존재하고 있는 상태에서는 간섭계 (30Y) 에서 레티클 스테이지 (RST) 를 향해 조사된 측장빔 (IY) 은 코너큐브 (31Y1), 반사경 (82), 코너큐브 (31Y1) 로 순차 반사되며, 그 코너큐브 (31Y1) 로부터의 복귀광이 입사광로와 거의 동일한 광로를 반대방향으로 되돌린다 (소위, 더블패스구성). 따라서, 레티클 스테이지 (RST) 가 각도 θ만큼 회전하였다 하더라도 반사광은 확실하게 간섭계 (30) 로 되돌아갈 수 있으므로, 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향에 있어서의 위치를 정확하게 측정할 수 있다. 이 경우, 레티클 Y 간섭계 (30Y) 의 측장축 (코너큐브 (31Y1) 에 대한 입사광과 복귀광의 중심위치) 은 투영광학계 (PL) 의 광축중심과 교차하도록 위치되어 있다. 또한, 레티클 Y 간섭계 (30Y) 로부터의 측장빔 (IY) 의 Z 방향의 위치는 레티클 (R) 의 하면 (패턴형성면) 과 일치하고 있다. 따라서, 레티클 (R) 의 주사방향의 위치는 아베의 오차없이 정확하게 계측된다.
레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 (Y 방향) 을 따른 2 개의 측면은 경면가공이 실시되어 Y 방향으로 연장되는 제 1 반사면 (84a), 제 2 반사면 (82b) 이 형성되어 있다. 이들 반사면에 대향하여 레티클 정반 (28) 상의 비주사방향 (X 방향) 의 양단부에는 제 2 간섭계로서의 레티클 X 간섭계 (30X1), 제 3 간섭계로서의 레티클 X 간섭계 (30X2) 가 각각 설치되어 있다. 이들 레티클 X 간섭계 (30X1,30X2) 로서는 모두 2 개의 측장빔 (측장빔 (IX11,IX12) 및 측장빔 (IX21,IX22) 을 제 1, 제 2 반사면 (84a,84b) 으로 조사하는 2 축 간섭계가 사용되고 있다. 이들 레티클 X 간섭계 (30X1,30X2) 의 측장축 (각 2 개의 측장빔의 중심위치) 은 투영광학계 (PL) 의 광축중심과 교차하도록 되어 있다. 또한, 이들 레티클 X 간섭계 (30X1,30X2) 로부터의 측장빔 (IY) 의 Z 방향의 위치는 레티클 (R) 의 하면 (패턴형성면) 과 일치하고 있다 (도 4b 참조). 따라서, 비주사방향의 레티클 스테이지 (RST) 의 위치도 아베의 오차없이 정확하게 계측된다.
이어서, 상기와 같이 구성된 레티클 스테이지 (RST) 의 위치계측시스템의 동작을 설명한다.
(a) 우선, 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 의 패턴을 웨이퍼 (W) 상에 전사하는 주사노광의 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 도 4a 에 나타나는 바와 같이 일측 레티클 X 간섭계 (30X1) 에서 측장빔 (IX11,IX12) 을 레티클 스테이지 (RST) 의 제 1 반사면 (84a) 으로 조사하고, 각각의 반사광을 수광함으로써 각각의 측장빔 (IX11,IX12) 의 조사위치에서의 제 1 반사면 (84a) 의 X 방향위치를 계측 (측장) 하고, 그 계측값 (X1,X2) 의 평균치에 의해 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향의 위치가 구해진다. 이 평균치의 연산은 레티클 X 간섭계 (30X1) 로부터의 출력이 입력되는 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) (도 2 참조) 에 의해 구해진다. 이 경우, 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) 에서는 X1, X2 의 차에 의거하여 레티클 스테이지 (RST) 의 θ회전을 구할 수 있게 되어 있다. 한편, 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향의 위치는 레티클 Y 간섭계 (30Y) 가 제 1 코너큐브 (31Y1) 에 측장빔 (IY) 을 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써 계측된다.
(b) 또한, 레티클 (R) 상의 제 2 영역 (P2) 의 패턴을 웨이퍼 (W) 상에 전사하는 주사노광의 경우에는, 레티클 스테이지 (RST) 가 구동계 (29) 에 의해 도 4a 의 상태에서 100 ㎜ 만큼 +X 방향으로 구동된 상태에서 주사노광이 실시된다. 이 경우, 타측 레티클 X 간섭계 (30X2) 로부터 측장빔 (IX21,IX22) 을 레티클 스테이지 (RST) 의 제 2 반사면 (84b) 으로 조사하고, 각각의 반사광을 수광함으로써 각각의 측장빔 (IX21,IX22) 의 조사위치에서의 제 2 반사면 (84b) 의 X 방향위치를 계측 (측장) 한다. 그 계측값 (X3,X4) 의 평균치에 의해 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향의 위치가 상술한 바와 마찬가지로 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) 에 의해 구해진다. 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) 에서는 마찬가지로 X3, X4 의 차에 의거하여 레티클 스테이지 (RST) 의 θ회전을 구할 수 있다. 한편, 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향의 위치는 레티클 Y 간섭계 (30Y) 가 제 2 코너큐브 (31Y2) 에 측장빔 (IY) 을 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써 계측된다.
(c) 또한, 레티클 (R) 상의 제 3 영역 (P3) 의 패턴을 웨이퍼 (W) 상에 전사하는 주사노광의 경우에는, 레티클 스테이지 (RST) 가 구동계 (29) 에 의해 도 4a 의 상태에서 50 ㎜ 만큼 +X 방향으로 구동된 상태에서 주사노광이 실시된다. 이 경우, 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향의 위치는 레티클 X 간섭계 (30X1,30X2) 를 사용하여 계측된다. 즉, 상기 (a), (b) 의 레티클 X 간섭계 (30X1,30X2) 에 의한 레티클 스테이지 (RST) 의 계측을 동시에 실시한다. 그리고, 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) 에서는 레티클 X 간섭계 (30X1,30X2) 의 계측값, X1, X2, X3, X4 를 사용하여 다음 식에 의해 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향의 위치를 구한다.
X = [{(X1+X2)/2} - {(X3+X4)/2}]/2
또한, 이 경우 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) 에서는 레티클 스테이지 (RST) 의 회전을 구하는 경우에는, 측장빔 (X11,X12) 의 간격, 측장빔 (X21,X22) 의 간격을 L 로 하여 다음 식의 연산에 의해 구한다.
θ = {(X1-X2)/L + (X4-X3)/L}/2
한편, 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향의 위치는 레티클 Y 간섭계 (30Y) 가 제 3 코너큐브 (31Y3) 에 측장빔 (IY) 을 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써 계측된다.
지금까지의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는 레티클 (R) 의 패턴을 웨이퍼 (W) 상에 전사하는 주사노광시에는 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향의 위치가 제 1, 제 2 및 제 3 코너큐브 (31Y1,31Y2,31Y3) 중 어느 1 개를 사용하여 계측되기 때문에, 레티클 스테이지 (RST) 의 θ회전 (혹은 회전오차) 등이 있어도 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향의 위치를 정확하게 계측할 수 있다. 또한, 측장빔의 대향하는 반사면까지의 거리가 짧아지는 측의 레티클 X 간섭계의 계측값을 사용하여 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향의 위치가 결정된다. 그리고, 레티클 스테이지 (RST) 의 θ회전이 미소한 한, 제 1, 제 2 반사면 (84a,84b) 이 평면미러이어도 계측불능상태에 빠지는 일이 없어진다.
상술한 바와 같이 본 실시형태에서는 3 개의 코너큐브 (30Y1,30Y2,30Y3), 제 1, 제 2 반사면 (84a,84b) 으로 이루어지는 이동경과, 레티클 Y 간섭계 (30Y), 2 개의 레티클 X 간섭계 (30X1,30X2) 에 의해 레티클 스테이지 (RST) 의 위치계측시스템이 구성되는데, 도 2 에 있어서는 이들이 대표적으로 레티클 레이저 간섭계 (30), 이동경 (31) 으로서 나타나 있다.
본 실시형태에서는 상기한 바와 같이 하여 레티클 레이저 간섭계 (30) 의 계측값에 의거하여 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) 에 의해 레티클 스테이지 (RST) 의 X, Y, θ방향이 위치계측이 각각 실시된다. 그리고, 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) 는 기본적으로는 간섭계 (30) 에서 출력되는 위치정보 (혹은 속도정보) 가 지령치 (목표위치, 목표속도) 와 일치하도록 레티클 스테이지 (RST) 를 이동시키는 구동계 (자기부상형 2 차원 평면모터) (29) 를 제어한다.
그리고 리셋장치로서 기능하는 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) 가 레티클 X 간섭계 (30X1,30X2) 의 계측값을 모니터하면서 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향의 위치에 따라 레티클 Y 간섭계 (30Y) 를 리셋하도록 되어 있다. 여기서 간섭계의 리셋이란, 간섭계의 계측값의 소정 값으로 되돌아가는 것을 의미하며, 반드시 영점으로 되돌아가는 것을 의미하지 않는다.
그런데, 주사방향의 대상이 되는 패턴영역을 전환할 때에는 레티클 스테이지 (RST) 를 비주사방향 (X 방향) 으로 이동시킬 필요가 있는데, 그 도중에서 레티클 Y 간섭계 (30Y) 로부터의 측장빔 (IY) 가 어떤 코너큐브에도 닿지 않게 되므로, 레티클 Y 간섭계 (30Y) 에 의한 위치계측이 불가피한 상태로 된다. 따라서, 본 실시형태에서는 간섭계의 계측이 불가능한 동안 러프하게 레티클위치를 모니터하는 센서 (도시생략) 를 별도로 설치하고 있다. 이 센서로서는, 예컨대 레티클 스테이지 (RST) 의 반사면 (84a) (또는 84b) 의 하반분에 소정 피치의 격자마크를 형성하고, 이 격자마크에 대하여 도시하지 않은 광원계로부터 진동수가 약간 다른 1 쌍의 광속을 매우 작은 입사각으로 대칭인 방향에서 투사하고, 그 격자마크가 형성된 면상에 Y 축방향으로 소정 속도로 이동하는 간섭줄무늬를 발생시키고, 그 격자마크로부터 X 축방향으로 발생하는 회절광의 합성광속을 수광하여 그 합성광속의 광전변환신호의 위상변화에 의거해서 레티클 스테이지 (RST) 의 위치를 계측하는 헤테로다인방식의 센서를 사용할 수 있다. 이 센서는, 예컨대 일본 공개특허공보 평5-40184 호에 개시되어 있으며, 이 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
이 경우, 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) 에서는 다음으로 주사노광의 대상이 되는 레티클 (R) 상의 영역 (P1,P2,P3 중 소정 영역) 에 대응하는 코너큐브 (31Y) 에 레티클 Y 간섭계 (30Y) 로부터의 측장빔 (IY) 이 닿게 된 직후에 레티클 Y 간섭계 (30Y) 를 리셋하도록 하여도 되지만, 본 실시형태에서는 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향의 이동중에 레티클 스테이지 (RST) 가 미소하게 주사방향 (Y 방향) 으로 위치어긋남을 일으키거나 혹은 θ회전할 우려가 있음을 고려하여 이 간섭계의 리셋에 앞서 후술하는 레티클 얼라인먼트 및 베이스라인계측을 실시하도록 되어 있다.
그리고, 비주사방향에는 레티클 X 간섭계 (30X1,30X2) 로부터의 측장빔이 항상 제 1 반사면, 제 2 반사면에 닿아 있기 때문에, 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) 에서는 어느 일측의 간섭계의 계측값 또는 양자의 계측값을 필요에 따라 선택하면 된다. 즉, 레티클 스테이지 컨트롤러 (33) 는 투영광학계 (PL) 의 투영시야내에 존재하는 마스크상의 영역 (P1,P2 또는 P3) 의 위치정보에 의거하여 레티클 간섭계 (30X1,30X2) 의 계측값을 선택하여 사용한다.
그리고, 본 실시형태의 주사형 노광장치 (10) 에서는 도 1 및 도 2 에서는 도시를 생략하였으나, 실제로는 주사노광시에 질량 (Rm) 의 레티클 스테이지 (RST) 의 등속이동 전후의 프리스캔시, 오버스캔시에 발생하는 가감속도 (Ar) 에 따라 질량 (Rm) 의 레티클 스테이지 (RST) 로부터 레티클 베이스 정반 (28) 에 작용하는 반력 (-Ar ×Rm) 이 지주 (26) 를 통해 가대부 (16) 로 전달되지 않도록 하기 위하여 리액션 액츄에이터 (74) 가 설치되어 있다.
이 리액션 액츄에이터 (74) 는 도 3 에 나타나는 바와 같이 가대부 (16) 를 지지하는 베이스판 (BS) 에 대하여 탄성체 (70) 로 러프하게 위치결정된 리액션 프레임 (72) 에 의해 지지되어 있으며, 레티클 스테이지 (RST), 레티클 베이스 정반 (28) 등의 중량에 의해 결정되는 중심부와 거의 동일한 높이에 배치되어 있다.
리액션 액츄에이터 (74) 로서는 실제로는 도 4a 에 나타나는 바와 같이 비주사방향의 양측에 1 쌍의 리액션 액츄에이터 (74L,74R) 가 설치되어 있으나, 도 3 에서는 이들이 대표적으로 리액션 액츄에이터 (74) 로서 나타나 있다. 이 리액션 액츄에이터 (74) 는 레티클 스테이지 (RST) 의 가감속시에 상기 중심의 횡시프트 및 회전을 캔슬하도록 반력과 반대의 힘을 레티클 베이스 정반 (28) 에 부여하도록 도시하지 않은 제어장치에 의해 제어되도록 이루어져 있으며, 그럼으로써 레티클 가감속시의 진동이 지주 (26) 를 통해 가대부 (16) 로 전달되지 않도록 되어 있다. 이러한 리액션 액츄에이터는 본 실시형태와 같이 자기부상형 2 차원 리니어 액츄에이터 등을 사용할 경우에는, 이송나사방식의 레티클 스테이지를 사용하는 경우보다 그 필요성 및 효과가 높다고 할 수 있다. 리액션 액츄에이터 (74) 는 여기에서는 일례로서 보이스코일모터를 사용하여 구성되어 있다. 단, 본 실시형태와 같이 자기부상형 2 차원 평면모터에 의해 레티클 스테이지 (RST) 의 구동계가 구성되어 있는 경우에는, 그 평면모터를 구성하는 코일의 일부를 고정자로서 공용하는 리니어 액츄에이터에 의해 리액션 액츄에이터를 구성하고, 레티클 스테이지를 이동하는 구동계 (액츄에이터) 와 상기 제 2 가대에 힘을 부여하는 액츄에이터의 일부구성요소를 겸용하여도 된다.
상기 LC/MAC 계는 투영광학계 (PL) 의 각종 광학특성 (결상성능) 을 미세조정하는 것으로서, 본 실시형태에서는 도 2 에 나타나는 바와 같이 투영광학계 (PL) 내의 물체면에 가까운 위치에 설치되며 광축방향으로의 미소이동 및 광축직교면에 대한 미소경사가 가능한 텔레센부 렌즈계 (G2) 와 이 렌즈계 (G2) 를 광축방향 (경사를 포함함) 으로 미동시키는 구동기구 (96) 로 이루어지는 MAC 와, 투영광학계 (PL) 내의 외기에 대하여 밀봉된 특정 공기간격실 (밀봉실) 내의 기체압력을 파이프 (94) 를 통해 예컨대 ±20 mmHg 정도의 범위내에서 가감압함으로써 투영 이미지의 결상배율을 미세조정하는 렌즈컨트롤러 (102) 를 포함하여 구성되어 있다. 상기 MAC 는 투영 이미지의 배율 또는 디스토션 (등방적인 왜곡수차 또는 술통형, 핀쿠션, 사다리꼴 등의 비등방적인 왜곡수차 등) 을 조정할 수 있다.
이 경우, 렌즈컨트롤러 (102) 는 렌즈계 (G2) 의 구동기구 (96) 에 대한 제어계로도 이루어져 있으며, 렌즈계 (G2) 의 구동에 의해 투영 이미지의 배율을 변경할 것인지 투영광학계 (PL) 내의 밀봉실의 압력제어에 의해 투영 이미지의 배율을 변경할 것인지를 전환 제어하거나 혹은 병용제어한다. 렌즈컨트롤러 (102) 도 주제어장치 (50) 의 관리하에 놓여 있다.
단, 파장 193 ㎚ 의 ArF 엑시머 레이저 광원을 조명광으로 한 경우에는, 조명광로내와 투영광학계 (PL) 의 경통내가 질소가스나 헬륨가스로 치환되기 때문에, 투영광학계 (PL) 내의 특정 공기간격실내의 굴절률을 변경하기 어려우므로 이 공기간격실내의 압력을 가감압하는 기구를 생략하여도 된다.
또한 투영광학계 (PL) 내의 상면에 가까운 위치에는, 투영되는 이미지 중 특히 상고(像高)가 큰 부분 (투영시야내의 주변에 가까운 부분) 에 발생하기 쉬운 어스·코마수차를 저감시키기 위한 어스·코마수차 보정판 (G3) 이 포함되어 있다.
그리고, 본 실시형태에서는 원형시야내의 실효적인 이미지 투영영역 (고정 레티클 블라인드 (18L) 의 개구부로 규정) 에 형성되는 투영 이미지에 포함되는 랜덤한 디스토션성분을 유효하게 저감시키기 위한 이미지 일그러짐 보정판 (G1) 이 투영광학계 (PL) 의 렌즈계 (G2) 와 레티클 (R) 사이에 배치되어 있다. 이 보정판 (G1) 은 수밀리정도의 두께를 갖는 평행한 석영판의 표면을 국소적으로 연마하고, 그 연마부분을 통과하는 결상광속을 미소하게 편향시키는 것이다. 이와 같은 보정판 (G1) 의 제조법의 일례는 일본 공개특허공보 평8-203805 호 및 대응하는 미국특허출원 제 581016 호 (1996년 1월 3일 출원) 에 상세하게 개시되어 있으며, 본 실시형태에서도 기본적으로는 그 공보에 개시된 수법을 응용하는 것으로 한다. 지정국의 국내법령이 허용하는 한도에서 이들 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
제 2 개념의 설명 - (Ⅰ)
이어서, 본 발명에 따른 스테이지장치 (1) 에 대하여 설명한다. 이 스테이지장치 (1) 는 도 1 및 도 2 에 나타나는 바와 같이 상기 가대부 (제 1 가대 또는 제 1 칼럼) (16) 를 구성하는 정반 (22) 과, 이 정반 (22) 상에 XY 면내에서 상대이동가능하게 지지된 제 2 가동체로서의 가동형 정반 (38) 과, 이 가동형 정반 (38) 상에 XY 면내에서 상기 가동형 정반 (38) 에 대하여 상대이동가능하게 지지된 기판 스테이지로서의 웨이퍼 스테이지 (WST) (제 1 가동체) 를 구비하고 있다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 는 투영광학계 (PL) 하방에서 가동형 정반 (38) 상에 설치된 구동장치로서의 제 1 평면자기부상형 리니어 액츄에이터 (42) (도 7b 참조) 에 의해 부상지지됨과 동시에 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 직교하는 XY 2 차원 평면내에서 자유롭게 구동되도록 이루어져 있다. 또한, 가동형 정반 (38) 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 마찬가지로 정반 (22) 상에 설치된 제 2 평면자기부상형 리니어 액츄에이터 (44) (도 5b 참조) 에 의해 부상지지됨과 동시에 XY 2 차원 평면내에서 자유롭게 구동되도록 이루어져 있다. 그리고, 도 2 에 있어서는 도시의 편의상 상기 평면자기부상형 리니어 액츄에이터 (42,44) 를 합하여 구동계 (48) 로서 도시하고 있다. 이 구동계 (48), 즉 평면자기부상형 리니어 액츄에이터 (42,44) 는 웨이퍼 스테이지 컨트롤러 (78) 에 의해 제어되도록 이루어져 있다. 그리고, 가동형 정반 (38) 의 제어방법, 역할 등에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
상기 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 가동형 정반 (38) 상을 XY 2 차원 평면내에서 자유롭게 이동가능한 제 2 플레이트로서의 이동스테이지 (52) 와, 이 이동스테이지 (52) 상에 탑재된 레벨링 구동기구 (58) 와, 이 레벨링 구동기구 (58) 에 의해 지지되며 웨이퍼 (W) 를 지지하는 제 1 플레이트로서의 기판테이블 (TB) 을 구비하고 있다.
이동스테이지 (52) 는, 본 실시형태에서는 정삼각형상으로 형성되며, 그 일단면이 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향인 Y 축방향 (제 1 축방향) 에 직교하는 방향으로 가동형 정반 (38) 상에 배치되어 있다.
상기 기판테이블 (TB) 은, 이동스테이지 (52) 와 완전히 동일한 형상의 정삼각형상으로 형성되며, 평면시로 보아 이동테이블 (52) 에 겹치는 상태로 레벨링 구동기구 (58) 를 구성하는 3 개의 액츄에이터 (ZAC) 에 지지되어 있다. 이 기판테이블 (TB) 상에는 거의 원형의 웨이퍼 홀더 (54) 가 설치되어 있으며 (도 5c 참조), 이 웨이퍼 홀더 (54) 에 웨이퍼 (W) 가 정전흡착되고 평탄화 교정되어 지지되어 있다. 이 웨이퍼 홀더 (54) 는 웨이퍼 (W) 노광시의 열축적으로 인한 팽창변형을 억제하기 위하여 온도제어되어 있다.
상기 레벨링 구동기구 (58) 는 기판테이블 (TB) 을 정삼각형의 3 개의 정점 근방에서 각각 지지함과 동시에 각 지지점에서 XY 평면에 수직인 Z 방향으로 독립하여 구동 가능한 3 개의 액츄에이터 (피에조, 보이스 코일 모터 등) (ZACX1, ZACX2, ZACY) (도 5a 참조) 와, 이들 3 개의 액츄에이터 (ZACX1, ZACX2, ZACY) 를 독립적으로 제어함으로써 기판테이블 (TB) 을 광축 (AX) 방향 (Z 방향) 으로 미동함과 동시에 XY 평면에 대해 기울이는 액츄에이터 제어장치 (56) 에 의해 구성된다. 액츄에이터 제어장치 (56) 에 대한 구동 지령은 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에서 출력된다.
도 2 에서는 도시가 생략되어 있으나, 투영광학계 (PL) 의 결상면과 웨이퍼 (W) 표면과의 Z 방향의 편차 (포커스 오차) 와 경사 (레벨링 오차) 를 검출하는 포커스·레벨링 센서가 투영광학계 (PL) 의 근방에 설치되고, 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 는 그 센서로부터의 포커스 오차 신호와 레벨링 오차 신호에 응답하여 액츄에이터 제어장치 (56)에 구동 지령을 출력한다. 이러한 포커스·레벨링 검출계의 일례가 일본 공개특허공보 평7-201699호 및 대응 미국특허 제5473424호에 개시되어 있고, 지정국의 국내 법령이 허락하는 한 이들 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
웨이퍼 스테이지 (WST), 즉 기판테이블 (TB) 의 도 5a 의 각 간섭계 빔 방향의 위치는 도 2 에 도시된 레이저 간섭계 시스템 (76) 에 의해 순차 계측되어 그 위치 정보가 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 보내진다. 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 는 소정의 연산에 의해 XY 좌표 위치를 구하고, 이 구한 좌표 위치와 위치 결정해야할 목표 위치 정보에 근거하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동시키기 위한 지령 신호를 구동계 (48) 에 출력한다.
여기서, 도 5a ∼ 5c 를 사용하여 상기 레이저 간섭계 시스템 (76) 의 구체적인 구성에 대해 상술한다.
도 5a 에는 레이저 간섭계 시스템 (76) 을 구성하는 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계 (76X1, 76Y, 76X2) 및 이들 3 개의 간섭계로부터의 간섭계 빔 (RIX1, RIY, RIX2) 이 기판테이블 (TB) 과 함께 평면도로 도시되어 있다.
이 도 5a 에서 알 수 있는 바와 같이, 본 실시형태에서는 기판테이블 (TB) 이 평면에서 보았을 때 정삼각 형상으로 형성되고, 이 3 개의 측면은 각각 경면(鏡面) 가공되어 제 1, 제 2 및 제 3 의 반사면 (60a,60b,60c) 이 형성되어 있다. 그리고, 제 2 간섭계 (76Y) 는 주사 방향인 Y 축 방향 (제 1 축 방향) 의 간섭계 빔 (RIY) 을 제 2 반사면 (60a) 에 수직으로 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써 기판테이블 (TB) 의 Y 축 방향 위치 (혹은 속도) 를 계측하도록 되어 있다. 또, 제 1 간섭계 (76X1) 는 Y 축 방향에 대해 소정 각도 θ1 (θ1 은 여기서 -60。) 기울어진 방향의 간섭계 빔 (RIX1) 을 제 1 반사면 (60a) 에 수직으로 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써 간섭계 빔 (RIX1) 의 방향인 제 3 축 방향의 위치 (혹은 속도) 를 계측하도록 되어 있다. 마찬가지로, 제 3 의 간섭계 (76X2) 는 Y 축 방향에 대해 소정 각도 θ2 (θ2 는 여기서는 +60。) 기울어진 방향의 간섭계 빔 (RIX2) 을 제 3 반사면 (60c) 에 수직으로 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써 간섭계 빔 (RIX2) 의 방향인 제 4 축 방향의 위치 (혹은 속도) 를 계측하도록 되어 있다.
그런데, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 이동과 기판테이블 (TB) 의 미동에 의해 XY 면내에서 발생할 수 있는 미소 회전 오차 (요잉 성분도 포함) 가 노광정밀도에 악영향을 끼치는 것을 고려하여, 본 실시형태에서는 레이저 간섭계 시스템 (76) 을 구성하는 각 간섭계로서 복수축의 간섭계를 사용하고 있다.
도 5b 에서는 제 2 간섭계 (76Y) 로부터의 간섭계 빔 (RIY) 이 이 간섭계를 구성하는 일부 광학계와 함께 보다 상세하게 도시되어 있다. 이 도 5b 에 도시된 바와 같이, 기판테이블 (TB) 의 제 2 반사면 (60b) 에는 간섭계 (76Y) 로부터 사출된 평면에서 보아 2 축의 측장빔인 제 1, 제 2 측장빔 (RIY1, RIY2) 이 조사되어 있다. 이들 측장빔 (RIY1, RIY2) 은 동일 수평면상에서 X 방향으로 소정 거리만큼 떨어져서 제 2 반사면 (60b) 에 수직으로 조사되어 있다. 이들 측장빔 (RIY1, RIY2) 은 도시되지 않은 광원에서 사출되어 직선 편광의 입사광속으로서 각각 편광 빔 스플리터 (62A,62B) 를 투과한 후, λ/4 판 (64A,64B) 을 통해 원(圓)편광으로 되어 제 2 반사면 (60b) 을 조사한다. 이 복귀광은 다시 λ/4 판 (64A,64B) 을 투과한 다음, 입사광속의 편광 방향과 직교한 직선 편광의 출사광속으로 되어, 편광 빔 스플리터 (62A,62B) 에서 각각 반사되고, 코너 큐브부 (66A,66B) 에 입사된다. 여기서, 코너 큐브의 3 면에서 반사된 광속은 다시 편광 빔 스플리터 (62A,62B), λ/4 판 (64A,64B) 을 투과하고, 원편광이 되어 제 2 반사면 (60b) 에 도달한다. 그리고, 그 반사광이 λ/4 판 (64A,64B) 을 통과할 때에 맨 처음과 같은 편광 방향의 직선 편광으로 되어 편광 빔 스플리터 (62A,62B) 를 통과한 후, 입사광속과 평행하게 간섭계 본체측으로 돌아오도록 되어 있다. 즉, 각 측장빔 (RIY1,RIY2) 에 의한 계측은 소위 더블패스 구성에 의해 행해지도록 되어 있다.
상기 복귀광속은, 간섭계 본체부 내에서 도시하지 않은 고정거울로부터의 참조 빔의 복귀광속과 중복되고, 이들 중복광속의 간섭줄무늬를 카운트함으로써 통상의 배의 정밀도로 기판테이블 (TB) 의 제 2 반사면 (60b) 의 도 5b 중에서 일점쇄선으로 도시된 축 Y1, Y2 상의 위치를 각각 독립적으로 계측 가능하게 되어 있다. 또, 이들의 측장빔 (RIY1,RIY2) 에 의한 계측값의 차에 근거하여 기판테이블 (TB) 의 회전을 구할 수 있다.
그러나, 회전계측이 가능한 것만으로는, 특히 본 실시형태와 같이 기판테이블 측면을 경면 가공하여 이동경으로 하는 구성의 경우에는 충분하지 않다. 이러한 경우에는 간섭계로부터의 측장빔을 웨이퍼 (W) 표면과 동일한 높이로 설정할 수 없기 때문이다. 이러한 점을 고려하여, 도 5c 에 도시된 바와 같이 제 2 간섭계 (76Y) 로부터는 측장빔 (RIY1 또는 RIY2) 의 조사위치로부터 XY 평면에 직교하는 면 방향 (하향) 으로 소정 거리 떨어진 위치에 조사되는 제 3 측장빔 (RIY3) 이 조사되고 있다. 따라서, 측장빔 (RIY1 또는 RIY2) 과 측장빔 (RIY3) 과의 차에 근거하여 기판테이블 (TB) 의 XY 면에 대한 경사를 구할 수 있다.
이러한 의미에서, 측장빔 (RIY1 또는 RIY2) 의 조사위치에서 각각 XY 평면에 직교하는 면 방향 (하향) 에 소정 거리 떨어진 위치에 제 3 측장빔, 제 4 측장빔을 각각 조사하도록 할 수도 있다. 즉, 기판테이블 (TB) 의 XY 면내의 회전 및 XY 면내에 대한 경사를 구할 수 있도록, 제 2 반사면 (60b) 상에서 동일 직선형상에 없는 적어도 3 개의 측장빔을 간섭계 (76Y) 로부터 제 2 반사면에 조사하는 구성이 바람직하다. 또한, 당연한 것이지만, 계측정밀도의 향상을 위해서 제 3, 제 4 의 측장빔에 의한 계측도 소위 더블패스 구성인 것이 바람직하다.
기타 간섭계 (76X1,76X2) 도 상기 간섭계 (76Y) 와 마찬가지로 3 개의 측장빔을 제 1 반사면 (60a), 제 3 반사면 (60c) 에 조사하고, 각각의 반사광을 수광함으로써 제 1 반사면, 제 3 반사면의 각 측장빔의 조사 포인트의 각 측장빔 방향의 위치를 각각 독립적으로 계측하도록 되어 있다. 도 5a 에서는, 간섭계 (76X1,76X2,76Y) 로부터 각각 3 개 (또는 4 개) 의 측장빔이 대표적으로 간섭계 빔 (RIX1,RIX2,RIY) 으로서 도시되어 있는 것이다.
이 경우, 도 5a 에 도시된 바와 같이 정삼각 형상의 기판테이블 (TB) 의 각 측면의 반사면 (60a,60b,60c) 에 간섭계 (76X1,76Y,76X2) 가 적어도 3 개의 측장빔으로 이루어지는 간섭계 광속을 수직으로 조사하고, 각 간섭계 광속의 대향하는 위치로서 기판테이블 (TB) 의 각 정점 부근에 틸트, Z 방향을 구동하기 위한 액츄에이터 (ZACX1,ZACY,ZACX2) 가 배치되어 있다. 이로 인해, 각각의 간섭계에 의해 계측된 대응하는 반사면의 틸트 각도에 따라서 액츄에이터 (ZACX1,ZACY,ZACX2) 를 독립적으로 제어할 수 있기 때문에 고효율로 확실하게 기판테이블 (TB) 의 경사 조정을 행할 수 있고, 또 기판테이블 (TB) 의 중심에서 가장 먼 위치에 있는 액츄에이터 (ZACX1,ZACY,ZACX2) 를 구동 제어하기 때문에 높은 틸트 구동 제어 응답을 얻을 수 있는 구성으로 되어 있다.
도 2 로 되돌아가서, 기판테이블 (TB) 의 일부에는 투영광학계 (PL) 를 통하여 투영되는 틸트 (R) 상의 테스트 패턴 이미지나 얼라이먼트 마크 이미지를 광전 검출하기 위한 공간이미지 검출기 (KES) 가 고정되어 있다. 이 공간이미지 검출기 (KES) 는 그 표면이 웨이퍼 (W) 의 표면의 높이 위치와 거의 동일하게 되도록 설치되어 있다. 단 실제로는, 기판테이블 (TB) 을 Z 방향의 전 이동 스트로크 (예를 들면 1mm) 의 중심으로 설정했을 때, 투영광학계 (PL) 의 결상면과 공간이미지 검출기 (KES) 의 표면이 합치하도록 설정되어 있다.
공간이미지 검출기 (KES)는, 노광량 계측, 조도 불균일 계측 및 결상 특성 계측 등에 사용되는 것이다. 여기서, 공간이미지 검출기 (KES) 의 구성 및 이것을 이용한 결상 특성 계측에 대해서 상세하게 설명한다. 도 6 에는, 도 2 중의 기판테이블 (TB) 상에 설치된 공간이미지 검출기 (KES) 의 구성과 이에 관련된 신호 처리계의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.
이 도 6 에 있어서. 공간이미지 검출기 (KES) 는 기판테이블 (TB) 상의 웨이퍼 (W) 의 표면과 거의 동일한 높이 (예를 들면 ±1mm 정도의 범위) 가 되도록 설치된 차광판 (140), 그 차광판 (140) 의 소정 위치에 형성된 수십 ㎛ ∼ 수백 ㎛ 정도의 직사각형 개구 (나이프 에지 개구) (141), 개구 (141) 을 투과한 투영광학계 (PL) 로부터의 결상광속을 커다란 NA (개구수) 로 입사하는 석영의 광 파이프 (142) 및 광 파이프 (142) 에 의해 거의 손실없이 전송되는 결상광속의 광량을 광전 검출하는 반도체 수광소자 (실리콘 포토 다이오드, PIN 포토 다이오드 등) (143) 등을 갖추고 있다.
본 실시형태와 같이 노광용 조명광을 엑시머레이저 광원 (11) 으로부터 얻을 경우, 공간이미지 검출기 (KES) 의 수광소자 (143) 로부터의 광전 신호는 엑시머레이저 광원 (11) 의 펄스 발광에 응답한 펄스 파형으로 된다. 즉, 투영광학계 (PL) 의 물체면에 설치된 도시되지 않은 테스트 레티클상의 한 물점에서의 이미지 광로를 MLe 로 하면, 그 이미지 광로 (MLe) 가 공간이미지 검출기 (KES) 의 직사각형 개구 (141) 에 합치하도록 기판테이블 (TB) (즉, 웨이퍼 스테이지 (WST)) 을 X,Y 방향으로 위치 결정한 상태에서 도 2 중의 엑시머레이저 광원 (11) 을 펄스 발광시키면, 수광 소자 (143) 로부터의 광전 신호도 시간폭이 10 ∼ 20 ns 정도인 펄스 파형이 된다.
이를 고려하여, 본 실시형태에서는 공간이미지 검출기 (KES) 의 신호 처리계 내에 수광 소자 (143) 로부터의 광전 신호를 입력하고 증폭시킴과 동시에 전술한 레이저 간섭계 시스템 (76) 의 레시버 (76E) 로 만들어진 10 nm 마다의 계수용 펄스 신호에 응답하여 샘플 동작과 홀드 동작을 교대로 행하는 샘플 홀드 회로 (이하 「S/H 회로」라고 한다) (150A) 가 설치되어 있다. 이밖에도, 상기 신호 처리계내에서는 S/H 회로 (150A) 의 출력을 디지털값으로 변환하는 A-D 변환기 (152A) 와 이 디지털값을 기억하는 파형 메모리 회로 (RAM) (153A) 와, 파형 해석용 컴퓨터 (154) 를 갖추고 있다. 또, 이 경우 RAM 153A 의 어드레스 카운터로서 레이저 간섭계 시스템 (76) 에서 보내오는 10 nm 마다의 계수용 펄스 신호를 계수하는 업다운 카운터 (151) 가 설치되어 있다.
본 실시형태에서는 엑시머레이저 광원 (11) 의 제어용 컴퓨터 (11B) (도 2 참조) 는 레이저 간섭계 시스템 (76) 으로부터의 계측값에 기초하여 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에서 연산되고, 후술하는 동기제어계 (80), 주제어장치 (50) 에 보내지는 좌표 위치 정보에 따라서 펄스 발광의 트리거를 행한다. 즉, 본 실시형태에서는 엑시머레이저 광원 (11) 의 펄스 발광이 기판테이블 (TB) 의 좌표 위치에 따라 행해지고, 그 펄스 발광에 동기하여 S/H 회로 (150A) 가 수광 소자 (143) 로부터의 펄스 신호 파형의 피크치를 홀드하도록 되어 있다. 그리고, 이 S/H 회로 (150A) 에서 홀드된 피크치는 A-D 변환기 (152A) 에 의해 디지털값으로 변환되고, 그 디지털값은 파형 메모리 회로 (RAM) (153A) 에 기억된다. RAM (153A) 의 기억 동작시의 번지 (어드레스) 는 상기 업다운 카운터 (151) 에 의해 만들어지고, 기판테이블 (TB) 의 위치와 RAM (153A) 의 기억 동작시의 번지 (어드레스) 가 근본적으로 대응된다.
그런데, 엑시머레이저 광원 (11) 로부터의 펄스 광의 피크 강도는 각 펄스 마다 수 % 정도의 변동이 있다. 거기서, 그 변동에 의한 이미지 계측 정밀도의 열화를 방지하기 위해, 본 실시형태의 신호 처리 회로내에는 도 6 에 도시된 바와 같이 전술한 조명광학계 내에 설치된 강도 검출용의 광전 검출기 (인테그레이터 센서) (46) 로부터의 광전 신호 (펄스 파형) 가 입력되는 S/H 회로 (150B) (이것은 상기 S/H 회로 (150A) 와 동일한 기능을 갖는다) 와, 이 S/H 회로 (150B) 의 출력을 디지털값으로 변환하는 A-D 변환기 (152B) 와, 그 디지털값을 기억하는 파형 메모리 회로 (RAM)(153B) (기억 동작시의 어드레스 생성은 RAM 153A 와 공통) 가 설치되어 있다.
이로써 기판테이블 (TB) 의 위치와 RAM (153B) 의 기억 동작시의 번지 (어드레스) 가 일양(一樣)적으로 대응된 상태에서, 엑시머레이저 광원 (11) 으로부터의 각 펄스 광의 피크 강도가 RAM (153B) 에 기억된다.
이상과 같이 각 RAM (153A, 153B) 에 기억된 디지털 파형은 파형 해석용의 컴퓨터 (CPU) (154) 에 판독되고, RAM (153A) 에 기억된 이미지 강도에 따른 계측 파형이 RAM (153B) 에 기억된 조명 펄스광의 강도 흔들림 파형으로 규격화 (나눗셈) 된다. 규격화된 계측 파형은 파형 해석용 컴퓨터 (154) 내의 메모리에 일시적으로 유지됨과 동시에, 계측해야할 이미지 강도의 중심 위치가 각종 파형 처리 프로그램에 의해 구해진다.
본 실시형태에서는 공간이미지 검출기 (KES) 의 개구 (141) 의 에지를 사용하여 테스트 레티클 상의 테스트 패턴 이미지를 검출하기 때문에, 파형 해석용 컴퓨터 (154) 에 의해 해석되는 이미지의 중심 위치는, 테스트 패턴 이미지의 중심과 개구 (141) 의 에지가 XY 면내에서 합치하는 경우에 레이저 간섭계 시스템 (76) 에 의해 계측되는 기판테이블 (TB) (웨이퍼 스테이지 (14)) 의 좌표 위치로서 구해진다.
이렇게 해석된 테스트 패턴 이미지의 중심 위치의 정보는 주제어장치 (50) 에 보내지고, 주제어장치 (50) 는 테스트 레티클 상의 복수점 (예를 들면 이상 격자점) 에 형성된 테스트 패턴의 각 투영 이미지의 위치를 순차 계측하기 위한 동작을 엑시머레이저 광원 (11) 의 제어용 컴퓨터 (11B), 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 및 파형 해석용 컴퓨터 (154) 에 지시한다.
상기와 같이 하여 공간이미지 검출기 (KES) 에 의해 투영광학계 (PL) 의 결상 성능과 조명광학계의 조명 특성을 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 도 2 중에 도시된 각종 광학 요소와 기구를 조정할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 기판테이블 (TB) 상에는 그 표면이 웨이퍼 (W) 의 표면의 높이 위치와 거의 동일하게 되도록 한 기준 마크판 (FM) 이 설치되어 있다 (도 7a 참조). 이 기준 마크판 (FM) 의 표면에는 후술하는 각종 얼라이먼트계에 의해 검출 가능한 기준 마크가 형성되고 (이에 대해서는 후술한다), 이들 기준 마크는 각 얼라이먼트계의 검출 중심점의 체크 (칼리브레이션(calibration)), 이들 검출 중심점 간의 베이스라인 길이의 계측, 레티클 (R) 의 웨이퍼 좌표계에 대한 위치 체크, 또는 레티클 (R) 의 패턴면과 공역의 최량 결상면의 Z 방향의 위치 체크 등을 위해 사용된다. 또한, 상기 기준 마크는 전술한 KES 의 표면에 형성하면, 동일 기준판에서 X, Y, Z 틸트 방향의 칼리브레이션이 가능해지기 때문에 각 기준판에 대응한 누적 오차를 줄일 수 있다. 기준 마크판 (FM) 을 사용한 레티클 얼라이먼트, 베이스라인 계측에 대해서는 후술한다.
도 1 에 도시된 웨이퍼 반송 로봇 (19) 은 도시하지 않은 웨이퍼 재치(載置)부로부터 웨이퍼 스테이지 (WST) 까지 웨이퍼 (W) 을 반송하는 웨이퍼 반송계의 일부를 구성하는 것으로, 소정의 로딩 위치 (수수 위치) 로 이동해 온 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 홀더와의 사이에서 웨이퍼 (W) 의 수수를 행하는 로봇 암 (웨이퍼 로드/언로드 암) (21) 을 갖추고 있다.
본 실시형태의 주사형 노광장치 (10) 에서는 얼라이먼트계로서 투영광학계 (PL) 를 사이에 두지 않고 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역마다 형성된 얼라이먼트 마크나 기준 마크판 (FM) 상의 기준 마크를 광학적으로 검출하는 오프액시스·얼라이먼트 센서 (얼라이먼트 광학계) 가 설치되어 있다. 이 얼라이먼트 광학계 (ALG) 는 도 2 에 도시된 바와 같이 투영광학계 (PL) 의 측방에 배치되어 있다. 이 얼라이먼트 광학계 (ALG) 는 웨이퍼 (W) 상의 레지스트층에 대해 비감광성의 조명광 (일양조명 또는 스폿 조명) 을 대물렌즈를 통해 조사하고, 얼라이먼트 마크와 기준 마크로부터의 반사광을 대물렌즈를 통해 광전적으로 검출한다. 광전 검출된 마크 검출 신호는 신호 처리 회로 (68) 에 입력되지만, 이 신호 처리 회로 (68) 에는 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78), 동기제어계 (80) 및 주제어장치 (50) 를 사이에 두고 레이저 간섭계 시스템 (76) 의 계측값이 입력되고 있다. 그리고, 신호 처리 회로 (68) 는 상기 광전 검출된 마크 검출 신호를 소정의 앨고리리즘하에서 파형 처리하고, 이 처리 결과와 레이저 간섭계 시스템 (76) 의 계측값에 근거하여 마크의 중심이 얼라이먼트 광학계 (ALG) 내의 검출 중심 (지표 마크, 촬상면상의 기준화소, 수광 슬릿, 혹은 스폿광 등)과 합치하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 좌표 위치 (쇼트 얼라이먼트 위치), 혹은 검출 중심에 대한 웨이퍼 마크, 기준 마크의 위치 어긋남량을 구하도록 되어 있다. 이 구해진 얼라이먼트 위치 또는 위치 어긋남량의 정보는 주제어장치 (50) 에 보내어지고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 얼라이먼트시의 위치 결정, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역에 대한 주사 노광의 개시 위치의 설정 등에 사용된다.
본 실시형태의 주사형 노광장치 (10) 에서는, 도 2 에 도시된 바와 같이 레티클 스테이지 (RST) 의 상방에 레티클 얼라이먼트를 행하기 위한 레티클 현미경 (110) 이 설치되어 있다. 레티클 현미경 (110) 은 실제로는 비주사 방향을 따라 소정 간격으로 2 개씩 배치되어 있으나, 도 2 에서는 지면(紙面) 안쪽의 레티클 현미경 (110) 이 바로 앞쪽의 레티클 현미경 (110) 의 그늘에 가려져 있기 때문에, 1 개밖에 도시되어 있지 않다.
또한, 본 실시형태의 주사형 노광장치 (10) 에서는 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 동기 이동시키기 위한 동기제어계 (80) 가 제어계내에 설치되어 있다. 이 동기제어계 (80) 는, 특히 주사 노광시에 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 동기 제어시킬 때에 레티클 스테이지 콘트롤러 (33) 에 의한 구동계 (29) 의 제어와 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 의한 구동계 (48) 의 제어를 상호 연동시키기 때문에, 레티클 레이저 간섭계 (30), 간섭계 시스템 (76) 에서 계측되는 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 의 각 위치와 각 속도 상태를 실시간으로 모니터하고, 이들의 상호 관계가 소정의 것으로 되도록 관리한다. 이 동기제어계 (80) 는 주제어장치 (50) 로부터의 각종 명령과 파라미터에 의해 제어된다.
다음에서, 도 1 에 도시된 제어 랙 (14) 의 구성에 대해 설명한다.
제어 랙 (14) 은 노광장치 본체 (12) 각부의 유닛 (엑시머레이저 광원 (11), 조명광학계 (18), 레티클 스테이지 (RST), 웨이퍼 스테이지 (WST), 반송 로봇 (19) 등) 의 각각을 개별적으로 제어하는 분산형 시스템으로 구축되고, 각 유닛 제어용의 프로세서 보드의 복수를 수납하는 프로세서 보드 랙부 (104), 각 프로세서 보드를 통괄적으로 제어하는 주제어장치 (미니컴퓨터)(50, 도 2 참조) 를 수납하는 랙부, 그리고 오퍼레이터와의 맨 머쉰 인터페이스용 조작 패널 (106), 및 디스플레이 (108) 등을 수납하는 랙부를 쌓아올린 싱글 랙 구성으로 되어 있다. 이 제어 랙 (14) 에 의해 노광장치 본체 (12) 의 전체적인 동작이 관리된다.
프로세서 보드 랙부 (104) 내의 각 프로세서 보드에는 마이크로 프로세서 등의 유닛측 컴퓨터가 설치되고, 이들 유닛측 컴퓨터가 주제어장치 (미니 컴퓨터) (50) 와 연휴(連携)함으로써 복수개의 웨이퍼의 일련의 노광 처리가 실행된다.
이 일련의 노광 처리의 전체적인 시퀀스는 주제어장치 (50) 내의 도시하지 않은 메모리에 기억된 소정의 프로세스 프로그램에 의해 통괄 제어된다.
프로세스 프로그램은 오퍼레이터가 작성한 노광처리 파일명 하에서 노광해야할 웨이퍼에 관한 정보 (처리 매수, 쇼트 사이즈, 쇼트 배열 데이터, 얼라이먼트 마크 배치 데이터, 얼라이먼트 조건 등), 사용하는 레티클에 관한 정보 (패턴의 종류별 데이터, 각 마크의 배치 데이터, 회로 패턴 영역의 사이즈 등), 그리고 노광 조건에 관한 정보 (노광량, 포커스 오프셋량, 주사속도의 오프셋량, 투영배율 오프셋량, 각종 수차와 이미지 일그러짐의 보정량, 조명계의 δ값과 조명광 NA 등의 설정, 투영광학계의 NA 값 설정 등) 를 파라미터군의 팩키지로서 기억하는 것이다.
주제어장치 (50) 는 실행 지시된 프로세스 프로그램을 해독하여 웨이퍼의 노광 처리에 필요한 각 구성요소의 동작을 대응하는 유닛측 컴퓨터에 명령하고 차례로 지령해 간다. 이 때, 각 유닛측 컴퓨터는 하나의 명령을 정상 종료하면 이 내용의 스테이터스를 주제어장치 (50) 에 송출하고, 이를 받은 주제어장치 (50) 는 유닛측 컴퓨터에 대해 다음 명령을 보낸다.
이러한 일련의 동작 중에서, 예를 들면 웨이퍼 교환의 명령이 주제어장치 (50) 로부터 송출되면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 제어 유닛인 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 와 웨이퍼 반송 로봇 (19) 의 제어 유닛이 협동하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 암 (21)(웨이퍼 (W)) 이 도 1 과 같은 위치 관계로 설정된다.
또한, 주제어장치 (50) 내의 메모리에는 복수의 유틸리티 소프트웨어가 격납되어 있다. 이 소프트웨어의 대표적인 것은 ① 투영광학계와 조명광학계의 광학 특성을 자동적으로 계측하고, 투영 이미지의 질 (디스토션 특성, 어스 코머 특성, 텔레센 특성, 조명 개구수 특성 등) 을 평가하기 위한 계측 프로그램, ② 평가된 투영 이미지의 질에 따른 각종 보정 처리를 실시하기 위한 보정 프로그램의 2 종류이다.
제 3 개념의 설명
다음에서, 가동형 정반 (38) 의 역할 및 그 제어 방법에 대해, 도 7a, 7b 를 참조하면서 설명한다. 도 7a 에는 정반 (22) 부근의 개략평면도가 도시되고, 도 7b 에는 도 7a 의 화살표 A 방향에서 본 개략정면도가 도시되어 있다. 도 7a 에는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 화살표 B 의 거리만큼 이동했을 때의 가속도에 의한 가동형 정반 (38) 으로의 반력에 의한 가동형 정반 (38) 의 이동 거리가 화살표 C 로 도시되어 있다.
가동형 정반 (38) 의 윗면에는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 하면에 설치된 도시하지 않은 영구 자석과 함께 평면 자기부상형 리니어 액츄에이터 (42) 를 구성하는 복수의 코일 (도시 생략) 이 XY 2 차원 방향으로 온통 둘러쳐져 있다. 그리고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 평면 자기부상형 리니어 액츄에이터 (42) 에 의해 가동형 정반 (38) 의 상방에 부상 지지됨과 동시에, 상기 코일에 흐르는 전류를 제어함으로써 임의의 2 차원 방향으로 구동되는 구성으로 되어 있다.
마찬가지로, 정반 (22) 의 윗면에는 가동형 정반 (38) 의 하면에 설치된 도시되지 않은 영구 자석과 함께 평면 자기부상형 리니어 액츄에이터 (44) 를 구성하는 복수의 코일 (도시 생략) 이 XY 2 차원 방향으로 둘러쳐져 있다. 그리고, 가동형 정반 (38) 은 평면 자기부상형 리니어 액츄에이터 (44) 에 의해 정반 (22) 의 상방에 부상 지지됨과 동시에 상기 코일에 흐르는 전류를 제어함으로써 임의의 2 차원 방향으로 구동되는 구성으로 되어 있다.
이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 가동형 정반 (38), 가동형 정반 (38) 과 정반 (22) 은 각각 비접촉이기 때문에 각각의 사이의 마찰이 매우 작게 되어 있으므로, 웨이퍼 스테이지 (WST), 가동형 정반 (38) 을 포함하는 계 전체로서 운동량 보존법칙이 성립한다.
따라서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 질량을 m, 가동형 정반 (38) 의 질량을 M 으로 하고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 가동형 정반 (38) 에 대해 속도 v 로 이동하면, 운동량 보존법칙으로부터 가동형 정반 (38) 은 이것과 반대 방향으로 V = mv / (M+m) 의 속도로 정반 (22) 에 대해 이동하게 된다. 그런데, 가속도는 가속의 시간 미분이기 때문에 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 가속도 a 로 이동하는 경우 (힘 F = ma 가 작용한 경우), 가동형 정반 (38) 은 힘 F 의 반력에 의해 역방향으로 A = ma / (M+m) 의 가속도를 받게 된다.
이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 가동형 정반 (38) 상에 올려져 있기 때문에, 이 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 정반 (22) 에 대해 v ×{1-m / (M+m)} 의 속도, 따라서 a ×{1-m / (M+m)} 의 가속도로 이동한다. 이 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 질량 m (중량 mg) 와 가동형 정반 (38) 의 질량 M (중량 Mg) 이 비슷하면 소망의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가속도, 최고 속도를 얻을 수 없게 된다. 또한, 이동 거리는 속도에 비례하기 때문에 가동형 정반 (38) 의 이동량이 커져 풋프린트가 악화하게 된다.
예를 들면, m:M = 1:4 라고 하면, 12 인치 웨이퍼 전면 노광을 위해 300 mm 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동하고 싶은 경우, 상기 식 V = mv / (M+m) 으로부터 300 mm 의 5 분의 1인 60 mm 분의 가동형 정반 (38) 의 스트로크를 확보하는 것이 필요하게 된다.
여기서, 본 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 가속도, 최고 속도, 풋프린트의 악화를 한자리수 이하로 억제하기 위해, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 질량 m 과 가동형 정반 (38) 의 질량 M 의 비가 m:M = 1:9 이하가 되도록, 즉 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 중량이 가동형 정반 (38) 중량의 1/9 이하가 되도록 설정하고 있다.
또한, 가동형 정반 (38) 의 필요 스트로크를 작게 하기 위해서, 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에서는 가동형 정반 (38) 구동용의 평면 자기부상형 리니어 액츄에이터 (44) 에 대한 제어 응답 주파수를 노광, 얼라이먼트시와 기타 시기에서 가변할 수 있도록 하고 있다.
이에 대해 더욱 상세하게 서술한다. 노광시에는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 레티클 스테이지 (RST) 가 동기하여 이동하지만, 가동형 정반 (38) 구동용 평면 자기부상형 리니어 액츄에이터 (44) 의 제어 응답 주파수를 수 Hz 로 조정하여 사용하면, 수 Hz 로 제어되는 웨이퍼 스테이지 (WST) 구동용의 평면 자기부상형 리니어 액츄에이터 (44) 의 가동형 정반 (38) 에 대한 반력에는 거의 따라갈 수 없고, 운동량 보존법칙으로부터 가동형 정반 (38) 이 자유롭게 운동하고 그 반력을 흡수해 버려 그 반력의 영향이 외부에 미치지 않는다.
또한, 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에서는 레티클 스테이지 (RST) 의 위치와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 변화로 노광장치 본체 (12) 가 전체적으로 기울어진 경우에 평면 자기부상형 리니어 액츄에이터 (44) 의 제어 응답을 수 Hz 로 제어함으로써, 그 기울어진 방향으로 가동형 정반 (38) 이 이동하는 저주파수 위치 어긋남을 방지하도록 되어 있다.
또한, m:M = 1:9 로 설정하여도, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 300 mm 풀로 이동하면 가동형 정반 (38) 도 30 mm 정도 반대방향으로 움직이지만, 쇼트 노광간의 비스캔 방향 스텝핑 길이는 기껏 30 mm 정도이므로, 그 때의 가동형 정반 (38) 의 이동은 3 mm 정도이다. 여기서, 본 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 가 스캔 노광 후의 동기 제어성능에 영향을 미치지 않는 웨이퍼 스테이지 감속시 (비스캔 방향 스텝핑 가속시) 에 가동형 정반 (38) 구동용의 평면 자기부상형 리니어 액츄에이터 (44) 의 스텝핑과 동방향 응답 주파수를 수 Hz 로 올리고, 가동형 정반 (38) 의 정반 (22) 에 대한 XY 방향의 상대 이동의 위치를 검출하는 위치 계측 장치로서의 리니어 엔코더 (45) (도 7b 참조) 를 사용한 피드백 제어에 의해, 가동형 정반 (38) 이 스텝핑 전의 원래 위치로 되돌아가게 제어하도록 되어 있다. 이로 인해, 가동형 정반 (38) 의 이동량을 작게 할 수 있고 (도 7a 중의 가상선 38' 참조), 또한 그 사이 가동형 정반 (38) 과 정반 (22) 이 고정 상태라고 생각할 수 있으므로, 웨이퍼 가속도, 최고 속도도 10 % 향상시킬 수 있다.
이러한 제어 방법은 이것 이외의 얼라이먼트 사이에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동이나, 웨이퍼를 교환할 때의 로딩 위치로의 이동시에도 동일하게 적용할 수 있다.
또한, 가대부 (16) 를 지지하는 진동방지장치 (20) 에는, 상(床)진동 등의 고주파 진동 방지를 위한 에어 패드 및 그에 수반하는 저주파 진동 제거를 위한 리니어 액츄에이터가 탑재되어 있으나, 레티클 스테이지 (RST), 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치에 의해 약간 장치가 기울어지는 경우가 있다. 이 경우, 진동방지장치 (20) 를 구성하는 상기 리니어 액츄에이터에 소정의 전압을 계속 가해 기울어짐을 수정할 필요가 있으나, 항상 액츄에이터에 부하를 가하기 때문에 액츄에이터 등의 부품의 수명을 단축시키는 일이 된다. 이러한 경우에, 본 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 가 상기와 같이 하여 가동형 정반 (38) 을 소정량 이동시키고, 장치 전체의 중심을 교정함으로써 장치 기울어짐을 수정하며 리니어 액츄에이터에 부하가 걸리지 않도록 할 수 있고, 액츄에이터 등의 부품의 수명을 늘릴 수 있게 된다.
상기와 같은 여러가지 연구에 의해 본 실시형태에서는 가동형 정반 (38) 의 형상 및 그 이동 범위를 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 형상과 이동 범위에 따라 도 7a 중의 실선 및 가상선으로 각각 도시한 정점이 없는 삼각 형상 (팔각 형상) 으로 하고 있다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스캔 방향 (주사 방향) 은 도 7a 중의 지면 상하 방향이다. 본 실시형태에서는 정반 (22) 을 거의 정방형으로 형성하고, 이것을 지지하는 4 개의 진동방지장치 (20) 를 강성을 올리기 위해 4 각형으로 배치하고 있으나, 스페이스를 유효하게 살리기 위해서는 정반 (22) 의 형상을 도 7a 중의 가상선 (38') 으로 도시된 것과 동일한 형상으로 하고, 진동방지장치 (20) 를 도 7a 중의 점선 (20') 으로 도시한 것과 같은 3 점 배치로 할 수도 있다. 이로 인해, 분명히 풋프린트를 개선할 수 있게 된다. 단, 이 경우에는 진동방지장치의 강성을 올리는 것이 필요하다.
다음으로, 주사 노광에 앞서 행해지는 레티클 얼라이먼트 및 베이스라인 계측에 대해 도 8 및 도 9 를 사용하여 설명한다.
도 8a 에는 레티클 스테이지 (RST) 상에 유지된 9 인치 사이즈의 레티클 (R) 의 평면도가 도시되어 있다. 이 도 8a 에 도시된 바와 같이, 레티클 (R) 에는 패턴 영역 (P) 을 구획하는 차광대 (EB) 의 Y 방향의 일단측에 X 방향을 따라서 3 개의 레티클 얼라이먼트 마크 (MR1, MR2, Mr3) 가 형성되어 있다.
한편, 기준 마크판 (FM) 상에는 도 9 에 도시된 바와 같이, 제 1 기준 마크 (Mr1, Mr2) 와 제 2 기준 마크 (Mw) 가 소정의 위치 관계로 형성되어 있다. 여기서, 예를 들면 레티클 (R) 상의 영역 (P1) 의 주사 노광에 앞서 레티클 얼라이먼트 및 베이스라인 계측을 다음과 같이 행한다.
즉, 주제어장치 (50) 에서는, 레티클 스테이지 콘트롤러 (33) 를 사이에 두고 2 개의 레티클 현미경 (110) 으로 레티클 얼라이먼트 마크 (MR1, MR2) 를 동시에 계측 가능한 위치까지 레티클 스테이지를 이동함과 동시에, 기준 마크판 (FM) 상의 제 1 기준 마크 (Mr1, Mr2) 를 레티클 얼라이먼트 마크 (MR1, MR2) 와 동시에 2 개의 레티클 현미경 (110) 으로 계측 가능한 위치까지 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 를 사이에 두고 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동한다, 이 때의 2 개의 레티클 현미경 (110) 과 기준 마크판 (FM) 및 얼라이먼트 센서 (ALG) 의 상대 위치 관계가 도 9 에 도시되어 있다. 이 경우, 도 9 에서도 알 수 있듯이, 얼라이먼트 센서 (ALG) 에 의해 제 2 기준 마크 (Mw) 가 계측된다. 즉, 이러한 위치 관계에서 기준 마크판 (FM) 상에 제 1 기준 마크 (Mr1, Mr2) 와 제 2 기준 마크 (Mw) 가 형성되고, 2 개의 레티클 현미경 (110) 과 얼라이먼트 센서 (ALG) 와의 위치 관계가 결정되어 있다.
그리고, 주제어장치 (50) 는, 도 9 의 상태에서 얼라이먼트 센서 (ALG) 를 사용하여 제 2 기준 마크 (Mw) 에 대한 얼라이먼트 센서 (ALG) 의 지표 Ma 의 중심의 위치 (△W) 를 계측하고, 이것과 거의 동시에 2 개의 레티클 현미경 (110) 을 사용하여 제 1 기준 마크 (Mr1, Mr2) 에 대한 레티클 얼라이먼트 마크 (MR1, MR2) 의 위치 (△R) 을 계측한다.
이 경우, 제 1 기준 마크 (Mr1, Mr2) 에서 제 2 기준 마크 (Mw) 까지의 거리 L 는 기지의 사실이므로, 레티클 얼라이먼트 마크 (MR1, MR2) 로 대표되는 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 의 투영 위치로부터 얼라이먼트 센서 (ALG) 의 검출 중심 (즉, 지표 Ma 의 중심) 까지의 거리, 즉, 베이스라인량 (BL) 을 구할 수 있다. 도 9 에서 알 수 있듯이, 이 구하는 베이스라인량 (BL) 은 각 양의 부호 (화살표 방향) 를 고려하여 다음식으로 부여된다.
BL = L + ΔW - ΔR
여기서, 주제어장치 (50) 에서는 상기 ΔW, ΔR 의 계측 후, 상기 식의 연산을 행하여 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 의 투영 위치와 얼라이먼트 센서 (ALG) 의 검출 중심 (즉, 지표 Ma 의 중심) 까지의 거리 (상대 위치 관계) 를 연산한다.
상기와 완전히 동일한 방법으로, 레티클 (R) 상의 영역 (P2) 의 주사 노광에 앞서 레티클 얼라이먼트 및 베이스라인 계측이 행해진다. 단, 이 경우에는 레티클 얼라이먼트 마크 (Mr2, Mr3) 가 레티클 얼라이먼트에 사용된다.
또한, 도 8b 에서 도시된 바와 같이, 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 과 제 2 영역 (P2) 의 경계에 차광대 (EB) 가 존재하는 경우에는, 레티클 얼라이먼트 마크 (MR4, MR5, MR6) 를 각각 영역 (P1, P2) 의 길이 방향의 중앙부의 차광대 (EB) 상에 설치할 수도 있다. 마찬가지로, 패턴 영역 내에 레티클 얼라이먼트 마크를 설치하여도 지장이 없는 경우에는, 그 영역내에 레티클 얼라이먼트 마크를 설치할 수도 있다.
지금까지의 설명에서 알 수 있듯이, 본 실시형태에서는 제 2 가동체로서의 가동형 정반 (38) 을 소정의 응답 주파수에서 구동 가능한 구동계가 평면 자기부상형 리니어 액츄에이터 (44) 로 구성되고, 이 구동계를 사이에 두고 수 Hz 이하의 응답 주파수로 가동형 정반 (38) 을 위치 제어하는 제어 장치가 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 의해 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 평면 자기부상형 리니어 액츄에이터 (44) 와 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 의해, 정반 (22) 상에서 가동형 정반 (38) 을 저응답 주파수로 구동하고, 또한 웨이퍼 (W) 의 노광 동작, 및 얼라이먼트 동작 이외에서는 위치 계측 장치 (리니어 엔코더 (45)) 의 출력에 기초하여 가동형 정반 (38) 을 정반 (22) 의 소정점에 위치 결정하는 제 2 구동 장치가 구성되어 있다.
제 4 개념의 설명
다음으로, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 주사 방향 (Y 방향) 으로 상대 이동시키는 스테이지 제어계 (웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78), 레티클 스테이지 콘트롤러 (33), 동기제어계 (80)) 에 의해 행해지는 1 개의 쇼트 영역의 1 회의 노광시의 웨이퍼 스테이지의 기본적인 주사 순서에 대해 도 10 을 참조하면서 간단하게 설명한다.
도 10a 에는, 투영광학계 (PL) 의 유효 필드 (PL') 에 내접하는 웨이퍼 상의 슬릿 형상의 조명 영역 (레티클 (R) 상의 조명 영역과 공역의 영역; 이하 「조명 슬릿」이라고 한다) (ST) 와 하나의 구획 영역으로서의 쇼트 영역 (S1) 과의 관계가 평면도로 도시되고, 도 10b 에는 스테이지 이동 시간 t 과 스테이지 속도 Vy 의 관계가 도시되어 있다. 또한, 실제로는 쇼트 영역 (S1) 이 조명 슬릿 (ST) 에 대해 화살표 Y 의 반대 방향으로 이동함으로써 노광이 행해지지만, 여기서는 도 10b 의 스테이지 이동 시간과 스테이지 속도의 관계표가 대응하기 때문에, 웨이퍼 상 조명 슬릿 (ST) 이 쇼트 영역 (S1) 에 대해 이동하도록 도시되어 있다.
우선, 기본적 (일반적인) 주사 순서로서는, 쇼트 영역 (S1) 의 쇼트단으로부터 소정량 떨어진 위치에 조명 슬릿 (ST) 의 중심 (P) 이 위치 결정되고 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가속이 개시된다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 소정의 속도에 가까워진 시점에서 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 의 동기 제어가 개시된다. 이 웨이퍼 스테이지의 가속 개시 시점에서 동기 제어의 개시 시점까지의 시간 t1 을 가속 시간이라고 부른다. 동기 제어 개시후, 웨이퍼와 레티클의 변위 오차가 소정 관계로 되기까지 레티클 스테이지 (RST) 에 의한 추종 제어가 행해지고, 노광이 개시된다. 이 동기 제어 개시후 노광 개시까지의 시간 t2 을 셋팅(整定) 시간이라고 부른다.
상기 가속 개시로부터 노광 개시까지의 시간 (t1 + t2) 이 프리스캔 시간으로 불린다. 가속 시간 t1 에서의 평균 가속도를 a, 셋팅시간을 t2 로 하면, 프리스캔 시에서의 이동 거리는 (1/2)·a·t12 + a·t1·t2 로 표현된다.
또한, 등속 이동에 의해 노광이 행해지는 노광 시간 t3 은 쇼트 길이를 L, 조명 슬릿 (ST) 의 주사 방향의 폭을 w 으로 한 경우, t3 = (L + w)/(a·t1) 이 되고, 이동 거리는 L + w 로 된다.
이 t3 의 종료 시점에서 쇼트 영역 (S1) 에 대한 레티클 패턴의 전사는 종료되지만, 스루풋 향상을 위해, 스텝 앤드 스캔 방식에서는 통상 레티클 (R) 을 상호 스캔 (왕복 스캔) 시킴으로써 순서적으로 다음의 쇼트에 대한 노광을 행하기 때문에, 상기 프리스캔에서의 이동 거리와 동일한 거리만큼 노광 종료 시점에서 다시 레티클 (R) 을 이동하여 레티클 (R) 을 다음 쇼트 노광을 위한 주사 개시 위치까지 되돌리는 (따라서, 이에 대응하여, 웨이퍼 (W) 도 주사 방향으로 이동시킨다) 것이 필요하다. 이를 위한 시간이 등속도 오버스캔 시간 t4, 감속 오버스캔 시간 t5 이고, 대체로 (t4 + t5) 가 오버스캔 시간이다. 이 오버스캔 시간에 있어서의 이동 거리는 감속 오버스캔 시간 t5 에 있어서의 감속도를 b 로 하면 -(1/2)·b·t52 - b·t5·t4 가 되고, 이 거리가 (1/2)·a·t12 + a·t1·t2 가 되도록 t4, t5, 감속도 b 가 설정된다.
일반 제어계에서는 a = -b 이기 때문에, t1 = t5, t2 = t4 로 설정하는 것이 가장 용이한 제어 방법이 된다. 이렇게, 스캔 노광에서는 등속 동기 스캔을 행하기 위해 프리스캔 거리 및 오버스캔 거리가 필요하고, 웨이퍼 주변 쇼트를 노광하는 경우라도 프리스캔 및 오버스캔 시의 사이에서 간섭계 광속이 반사면 (이동경) 으로부터 벗어나서는 안된다. 그 때문에, 반사면을 그만큼 길게 해 둘 필요가 있다.
다음으로, 도 10c 를 사용하여 본 실시형태에 있어서 기판테이블 (TB) 의 각 반사면 길이의 설정에 대해서 설명한다. 도 10c 에는 웨이퍼 스테이지 (WST) (기판테이블 (TB)) 가 화살표 Y 방향으로 스캔함으로써 웨이퍼 주변의 쇼트 영역 (S) 을 노광할 경우의 웨이퍼 주변 쇼트 (S) 와 이동경 길이 연장분 (L0, L1 + L2, L3) 의 관계가 도시되어 있다. 이 도 10c 에서, 간섭계 빔 (RX1,RX2) 의 연장선이 웨이퍼 (W) 외주와 교차할 때의 반사면 (60a, 60c) 의 길이가 최저 필요한 반사면의 길이가 된다. 이에 쇼트 (S) 가 웨이퍼 (W) 외주에 결여된 상태에서 노광 가능할 때의 결여분 가상 쇼트 길이를 L3, 전술한 프리스캔 및 오버스캔에 필요한 거리를 L1 + L2, 간섭계 빔을 XY 면내에서 2 개의 측장빔으로 했을 경우의 이 2 개의 측장빔의 중심 위치 (점선부) 와 각 측장빔의 중심까지의 거리와 각 빔 반경과 소정 마진과의 총합을 L0 으로 하면, 반사면의 연장분은 L0 + L1 + L2 + L3 가 되고, 그 값이 기판테이블 (TB) 의 삼각형의 정점보다도 작아지도록 반사면의 길이가 설정되어 있다. 이로 인해, 스캔 노광시에 반사면에서 측장빔이 빗나가는 문제점을 방지하고 있다. 단, 웨이퍼 외주에서의 쇼트는 쇼트 길이 (L) 만큼 완전히 노광할 필요가 없기 때문에, 웨이퍼 상에서 노광되는 부분만을 노광하도록 제어함으로써 이동경의 연장분을 L0 + L1 + L2 로 할수도 있다.
제 2 개념의 설명 (Ⅱ)
하나의 쇼트 영역의 노광시의 웨이퍼 스테이지의 기본적인 주사 순서는 앞에서 설명한 바와 같으나, 인접한 복수의 쇼트 영역에서 순차적으로 레티클 패턴을 노광하는 경우의 웨이퍼 스테이지 (WST) (기판테이블 (TB)) 의 이동 제어 방법에 대해서 다음에서 상술한다. 여기서는, 일례로서 도 11a 에 도시된 인접한 쇼트 (S1,S2,S3) 을 순차적으로 노광하는 경우에 대해 설명한다.
도 11a 는 쇼트 (S1,S2,S3) 를 순차적으로 노광하는 경우의 웨이퍼상 조명 슬릿 (ST) 의 중심 (P) 이 각 쇼트상을 통과하는 궤적을 도시한 것이다. 이 도 11a 에서 알 수 있듯이, 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 및 동기제어계 (80) 에서는 스캔 방향 (Y 방향) 으로의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 프리스캔 및 오버스캔과 비스캔 방향 (X 방향) 으로의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스텝핑을 동일한 타이밍으로 행하고 있다. 이로 인해, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 쇼트 간의 이동 거리를 단축하고, 따라서 이에 필요한 이동 시간을 단축하여 스루풋의 향상을 꾀한다.
그런데, 상술한 바와 같이, 프리스캔 시간에는 레티클 (R) 을 웨이퍼 (W) 에 완전히 추종시키기 위한 셋팅 시간 (t2) 이 포함되기 때문에, 비스캔 방향에 관한 가감속 제어는 가능한 한 셋팅 시간 (t2) 의 개시 시점보다 빨리 종료하고 있는 것이 바람직하다. 이를 실현하기 위해, 본 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 및 동기제어계 (80) 에서는 노광 종료에 이어지는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스캔 방향에서의 등속 오버스캔 시간 (t4) 의 사이에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 비스캔 방향에서의 스텝핑을 개시하는 것으로 하고 있고, 그 등속 오버스캔 시간 t4 분 만큼 빨리 비스캔 방향으로 발생하는 가감속 제어를 종료하는 제어를 행한다. 도 11b 에는, 이 경우의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스캔 방향의 속도 (Vy) 와 시간의 관계가 도시되고, 도 11c 에는 이에 대응한 비스캔 방향의 속도 (Vx) 와 시간의 관계가 도시되어 있다. 이 웨이퍼 스테이지의 이동 제어 방법에 따르면, 셋팅 시간 (t2) 동안에는 비스캔 방향의 제어가 불필요하고, 스캔 방향의 동기 제어만을 행하면 된다.
여기서, 스텝핑 방향을 X 축, 스캔 방향을 Y 축으로 하고, 쇼트 (S1) 의 노광시 스캔 속도를 - VY, 스텝핑시 최고 속도를 VX 로 한 경우에 대해서 시간 배분을 각 축에 대해 구체적으로 생각하기로 한다.
우선, 스캔 방향에 대해 생각하면, 쇼트 (S1) 의 노광이 종료하여 등속 오버스캔 시간 (t4) 후에 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 감속 (도 11a 중의 -Y 방향으로 속도를 가질 때의 +Y 방향의 가속) 을 개시한다. 이 때의 감속도를 ay 로 하면 도 11a 중의 점 O (0,0) 을 기준점으로 하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 시간 t4 동안에 - VY·t4 만큼 스캔 방향으로 진행하고, 그 후는 시간 t4 경과시의 시점을 시간의 기준점으로 하여 - VY·t + (1/2)·ay·t2 와 같이 변화하고, - VY·t + (1/2)·ay·t2 = - VY·t ·(1/2) 를 만족하는 시점, 즉 t = ty5 = VY / ay (도 11b 참조) 로 된 시점에서 다른 구획 영역으로서의 쇼트 (S2) 에 대한 프리스캔이 개시되는 분지점 (B) (도 11a 참조) 이 된다. 이 후 가속 기간은 가속 개시점을 시간의 기준으로 하여 1 / 2·ay·t2 의 궤적을 취하고, ty1 = VY / ay 가 되기까지 가속을 계속하고, 그 후 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 의 동기 제어 기간으로서의 t2 를 거쳐 노광이 개시된다. 노광 시간 t3 은 t3 = (쇼트 길이 Ly + 조명 슬릿 폭 w) / VY 으로 표현된다.
다음으로 스텝핑 방향을 생각하면, 쇼트 (S1) 의 노광의 종료 후 바로 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 가속을 개시한다. 가속도를 ax 로 하면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 좌표는 도 11a 중의 점 0 을 기준점으로 하여 (1/2)·ax·t2 로 되고, t = tx 5 = VX / ax (도 11c 참조) 에서 최고 속도에 달한다. 여기서, 스텝핑 길이 Lx ≤ax·tx 52 의 경우는 tx 5 = (Lx / ax) 의 시점에서 감속 (+X 방향으로 속도를 가질 때의 -X 방향의 가속) 을 개시한다. 그 후 감속 기간은 감속 시점을 시간의 기준점으로 하여 ax·tx 5·t - (1/2)·ax·t2 와 같이 변화하고, ax·tx 5·t - (1/2)·ax·t2 = (1/2)·ax·tx 5·t 로 된 시점, 즉 감속 개시점으로부터 시간 (tx1) 을 경과하는 시점까지 감속하여 정지한다.
즉, 스캔 방향은 도 11b 에 도시된 바와 같이, 이전 쇼트의 노광 종료 시점으로부터 t4 + ty5 + ty1 + t2 에서 다음 쇼트의 노광을 개시하지만, 스텝핑 방향으로는 도 11c 에 도시된 바와 같이, 이전 쇼트의 노광 종료 시점으로부터 t×5 + t4 + t×1 의 시점에서는 가감속이 종료되어 있고, 이로부터 ty1 = tx1, ty5 = tx5 로 했을 경우, 상술한 바와 같이 t2 = t4 인 것을 고려하면 스캔 방향의 셋팅 시간 (t2) 에 있어서의 동기 제어 개시로부터 t4 만큼 빨리 스텝핑 동작이 종료되는 것을 알 수 있다. 이 때 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 궤적은 포물선 형상이 된다. 실제의 포물선은 y = x2 또는 y = √x 로 표현되지만, 여기서는 t 를 제거하면 x2 와 √x 가 포함되는 함수가 되므로, 편의상 포물선 형상이란 이들 함수도 포함하는 것을 표현하고 있다.
이것을 다른 표현으로 하면, 스캔 방향의 속도가 제로로 되는 점, 즉 감속이 종료하여 다음 쇼트의 노광을 위한 가속이 개시되는 점인 도 11a 의 B 점 (Bx,By) 의 X 좌표 Bx 가 쇼트 S1 과 S2 의 경계보다 S2 근처가 되도록 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스캔 방향의 오버스캔 및 프리스캔 동작에 병행하여, 비스캔 방향의 스텝핑 동작이 행해지도록 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 및 동기제어계 (80) 가 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X,Y 각각 방향의 이동을 제어하도록 되어 있는 것이다.
또한, 지금까지의 설명에서는 스텝핑시의 가속도를 ±ax 로 하고 있으나, 가속시의 ax 에 대해 감속시의 가속도를 -bx 로 하고, ｜-bx｜< ax 가 되는 조건으로 설정하면, 스텝핑 시간은 오래 걸리지만 가속 자체를 작게 억제할 수 있기 때문에 장치 진동 자체도 작게 억제할 수 있는 효과가 있다.
상기의 설명에서는 스텝핑 길이 Lx ≤ax·tx52 의 경우를 설명했으나, Lx > ax·tx52 의 경우, tx6 = (Lx - ax·tx52 ) / VX 를 만족하는 시간 t×6 만큼 최고 속도 VX 로 주사 후에 감속 동작에 들어가도록 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 방향 위치를 제어하면 된다. 단, 어느 경우라도 t4 + ty5 + ty1 ≥tx5 + tx6 + t ×1 이 되도록 가속도 ax, 최고 속도 VX 를 설정하는 것이 중요하다. 이렇게 하면, 스텝핑 시간은 전부 프리스캔 및 오버스캔과 병행 동작되게 되어 스루풋이 향상된다.
즉, 상기의 도 11a ∼ 11c 를 사용하여 설명한 웨이퍼 스테이지 (WST) (기판테이블 (TB)) 의 이동 제어 방법을 채용한 주사 노광 방법에 의하면, 레티클 ( R) 과 웨이퍼 (W) 를 주사 방향인 Y 방향 (제 1 방향) 으로 동기 이동하고, 쇼트 ( S1) 가 주사 노광된 후 X 방향 (비주사 방향) 에 관한, 쇼트 (S1) 에 인접하는 쇼트 (S2) 의 위치에 웨이퍼 (W) 가 도달하기 전에 (쇼트 간의 비주사 방향의 스텝핑 종료하기 전의 감속중에) 웨이퍼 (W) 의 주사 방향의 가속이 개시되고, 레티클 (R) 의 패턴으로 쇼트 (S2) 가 주사 노광된다. 다시말하면, 쇼트 (S1) 의 노광 종료후에 쇼트 (S2) 로의 이동이 개시되지만, 이 도중에서 주사 방향에 대해서의 웨이퍼의 가속이 개시되므로, 쇼트 (S2) 로의 비주사 방향의 이동 시간에 이 쇼트 (S2) 의 노광을 위한 주사 방향 가속 시간을 완전히 오버 랩시킬 수 있고, 쇼트 (S2) 의 위치에 웨이퍼 (W) 가 도달하고 나서 쇼트 (S2) 의 노광을 위한 주사 방향의 가속이 개시되는 종래예에 비해 스루풋을 향상시킬 수 있음이 명백하다.
또한, 도 11 의 경우에는, 웨이퍼 (W) 의 비주사 방향으로의 가속은 쇼트 (S1) 의 주사 노광 종료 후의 주사 방향의 등속 이동시에 개시되고 있으나, 이것은 주사 방향의 셋팅 시간 (t2) 에서의 동기 제어 개시보다 t4 만큼 빨리 스텝핑 동작이 종료하는 것을 의도하여 이렇게 한 것으로, 이에 한하지 않고 웨이퍼 (W) 의 비주사 방향으로의 가속을 웨이퍼 (W) 의 감속 중에 개시하도록 할 수도 있다.
이 경우에 있어서, 웨이퍼 (W) 는 쇼트 (S2) 의 주사 노광 전에 주사 방향과 교차하는 방향을 따라 가속되고 주사 방향의 이동 속도가 웨이퍼 (W) 의 감도 특성에 따른 속도로 설정되어 있으므로, 노광 중에는 그 속도를 유지하여 레티클을 동기 제어하면 되는 것으로, 제어가 용이하다.
또한, 도 11b, 11c 에서 알 수 있듯이, 웨이퍼 (W) 는 쇼트 (S1) 의 주사 노광과 쇼트 (S2) 의 주사 노광의 사이에서, 주사 방향의 이동 속도와 비주사 방향의 이동 속도 중 적어도 어느 한쪽이 제로가 되지 않도록 이동되기 때문에, 쇼트 (S1) 의 주사 노광과 쇼트 (S2) 의 주사 노광과의 사이에서 정지하지 않고 이동이 행해져 그만큼 스루 풋이 향상한다.
또한, 도 11a 에서 알 수 있듯이, 웨이퍼 (W) 는 쇼트 (S1) 의 주사 노광과 쇼트 (S2) 의 주사 노광의 사이에서 주사 방향의 이동 속도가 제로가 되는 B 점의 X 방향의 위치가 쇼트 (S1) 보다도 쇼트 (S2) 에 가까와지도록 이동되어 있는 것으로부터, 상기와 같이 쇼트 (S1) 와 쇼트 (S2) 사이의 웨이퍼 (W) 의 비주사 방향의 가속도와 감속도가 동일한 경우라도, 반드시 쇼트 (S2) 노광의 개시전에 임의의 일정 시간 (상기의 예에서는 t2) 전에는 비주사 방향의 속도가 제로로 되어 있다. 따라서, 쇼트 (S1) 의 주사 노광과 쇼트 (S2) 의 주사 노광의 사이의 웨이퍼 (W) 의 비주사 방향의 가속후의 감속도를 크게 할 필요가 없고, 노광 개시 시점에서 이 영향이 남는 일 없이 동기셋팅시간이 불필요하게 길어지는 일이 없다.
단, 웨이퍼 (W) 는 쇼트 (S1) 의 주사 노광과 쇼트 (S2) 의 주사 노광의 사이에서, 도 11a 에 도시된 바와 같은 이동 궤적으로 이동시킬 필요가 없고, 예를 들면, 쇼트 (S1) 의 주사 노광 종료후에 웨이퍼 (W) 의 주사 방향의 속도 성분이 영이 되는 웨이퍼의 비주사 방향 위치 (B 점의 X 방향의 위치) 를 쇼트 (S2) 의 X 방향 위치보다도 쇼트 (S1) 측으로 하고, 또한 쇼트 (S2) 를 주사 노광하기 위해 주사 방향 및 비주사 방향에 대해 비스듬히 웨이퍼 (W) 를 이동할 수도 있다. 혹은, 쇼트 (S1) 의 주사 노광과 쇼트 (S2) 의 주사 노광의 사이에서, 쇼트 (S1) 의 주사 노광 종료 후의 주사 방향의 속도 성분이 영이 되는 웨이퍼 (W) 의 비주사 방향 위치 (B 점의 X 방향의 위치) 가 쇼트 (S1) 의 비주사 방향의 위치와 쇼트 (S2) 의 비주사 방향의 위치와의 사이가 되도록 웨이퍼 (W) 를 이동시킬 수도 있다. 이들의 경우에는, 쇼트 (S1) 의 주사 노광이 종료하면 웨이퍼 (W) 는 주사 방향 속도를 감속하면서 비주사 방향으로의 이동이 행해지고, 기판은 곡선형상 (또는 직선형상) 의 경로를 따라 주사 방향 및 비주사 방향에 대해 비스듬히 이동된다. 따라서, 쇼트 (S1) 의 주사 노광 종료 후의 웨이퍼 (W) 의 이동 궤적은 종래의 U 자 경로에 비해 짧아지고, 최단 거리에 가까운 경로로 기판이 이동되어 그만큼 스루풋의 향상이 가능하게 된다. 또한, 이 경우 웨이퍼 (W) 의 이동 궤적은 V 자형일 수도 있으나, 쇼트 (S1) 의 주사 노광과 쇼트 (S2) 의 주사 노광의 사이에서 웨이퍼 (W) 를 정지시키지 않고 이동하여 그 궤적을 포물선 형상 (또는 U 자형상) 으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 도 11a, (도 11c 참조) 에서 알 수 있듯이, 쇼트 (S1) 의 주사 노광 후에 주사 방향 및 비주사 방향과 교차하는 방향으로 웨이퍼 (W) 를 가속후, 소정 시간 (t2 + α) 주사 방향으로 정속 이동한 후에 노광을 개시하기 때문에, 기판의 비주사 방향의 속도 성분이 주사 노광에 영향을 주는 일이 없다.
또, 이 경우, 웨이퍼 (W) 의 주사 방향 및 비주사 방향과 교차하는 방향으로의 이동 중에, 다시 말해 웨이퍼 (W) 의 비주사 방향의 속도 성분이 영이 되기 전에, 레티클 (R) 의 가속이 개시되기 때문에, 웨이퍼가 정속 이동으로 옮기고 나서 레티클 (R) 의 가속이 개시되는 경우에 비해 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 가 등속 동기 상태가 되기까지의 시간이 단축되어, 그만큼 스루풋의 향상이 가능하다. 또한, 상기의 가속도, 감속도 (음의 가속도) 는 동작 중의 평균 가속도를 가리키고, 가속도를 원활하게 행하기 위한 가감속 맵 제어에 있어서도 본 실시형태와 동등한 효과가 있는 것은 물론이다.
다음에서, 상술한 프리스캔과 오버스캔에 관련하여 필요하게 되는 웨이퍼 스테이지 비주사 방향 계측용 반사면 (이동경)의 연장 거리와 웨이퍼 한장을 노광할 때 필요한 시간과의, 스캔 속도에 대한 관계에 대해서 설명한다.
도 19a, 19b 에는, 상술한 t4 + ty5 + ty1 ≥t ×5 + (t ×6) + t ×1 의 경우에 슬릿 폭 8 mm, 쇼트 길이 33 mm, 쇼트 폭 25 mm, 쇼트 수 65 (12 인치 웨이퍼로 33 ×25 의 쇼트 사이즈에서 얻어지는 웨이퍼 쇼트 수), 하나의 쇼트를 노광하는데 필요한 레이저 펄스의 최소 펄스 수 32, 노광용 펄스 레이저의 변조 주파수 1 k ∼ 2 kHz 가변 제어, 간섭계 빔 직경 5 mm, 더블 패스 간섭계 간격 19 mm, 요잉 계측용 간섭계 간격 35 mm 으로 했을 때의, 종래의 4 각형 스테이지를 사용한 스텝 앤드 스캔 방식의 투영 노광장치의 실측 데이터가 도시되어 있다. 이 중, 도 19a 는 투영 배율을 1/4 배로 하고, (레티클 가속도 Ar, 셋팅 시간 t2) = (3G, 22ms), (4G, 36ms), (4G, 22ms) 의 3 조건에서 레티클 스캔 최고 속도 Vr 를 변화시켰을 때에 필요한 웨이퍼측 이동경의 연장 거리를 나타내고, 도 19b 는 도 19a 와 같은 조건하에서 레티클 스캔 최고 속도 Vr 를 변화시켰을 때에 웨이퍼 한장을 노광하는 동안의 시간을 나타내고 있다.
도 20a 에는, 도 19a 에 대응하는 그래프의 횡축을 레티클 스캔 최고 속도, 종축을 이동경의 연장 거리로 나타내고, 도 20b 에는, 도 19b 에 대응하는 그래프의 횡축을 레티클 스캔 최고 속도, 종축을 웨이퍼 한장을 노광하는 동안의 시간으로 나타내고 있다 (웨이퍼 가속도, 속도는 레티클 조건에 투영 배율을 곱한 것임).
이들 도 19, 도 20 에서 알 수 있듯이, 예를 들면 (4G, 36ms) 의 조건에서는 Vr 을 변화시킨 경우, Vr 을 1600 ∼ 2000 mm/s 의 범위까지 증가하면 노광 시간 16.5 초/웨이퍼가 되어 스루풋이 향상한다. 그러나, 1600 mm/s 이상의 Vr 에서는 노광 시간은 그 이상 단축되지 않는다. 한편, 속도 Vr 이 1600 에서 2000 mm/s 로 증가하면 이동경 연장 거리가 증가하고, 2000 mm/s 에서는 61 mm 로도 된다. 즉, 노광 소요 시간은 Vr 이 1500 mm/s 일 때와 2000 mm/s 일 때를 비교하여도 불과 0.2 초밖에 차이가 없고, 기타 웨이퍼 교환 시간, 얼라이먼트 시간을 1.5 초로 했을 경우에도 시간당의 웨이퍼 처리 매수는 3600/(16.7 + 15) = 114.28 매/시간, 3600/(16.5 + 15) = 113.56 매/시간으로, 1 매 정도의 차밖에 없다. 이에 대해, 동일한 조건에서의 이동경의 연장분의 차는 61.0 - 41.1 = 19.9 mm (한쪽방향) 이 되고, 한변이 300 mm 인 4 각형 스테이지를 생각하면 스테이지 면적의 증가분, 즉 중량의 증가분은 19.9 ×2/300 로 약 13 % 로도 되어 제어성에 커다란 영향이 있다. 따라서, 스캔시 가속도 Ar/4 (웨이퍼측 가속도로 ay) 와 스캔 속도 Vr/4 (웨이퍼측 속도로 VY) 는 ty1 + t2 + t3 + t4 + ty5 가 가장 작게 될 때의 조건 (ty1 = ty5, t2 = t4, ay 를 고정으로 한다), 즉 VY /ay + t2 + (Ly + w) / VY 의 극소점에 의해 결정되는 웨이퍼 속도 조건에 대해, 스루풋 열화가 1 % 이내로 억제될 수 있는 곳까지 속도 조건을 떨어뜨려 설정하는 것이 웨이퍼 스테이지 제어성의 관점에서는 효율이 좋다.
예를 들면, (4G, 36ms), (4G, 22ms) 의 조건을 비교하여 보면, 웨이퍼 스테이지 제어성이 저하된 것에 의한 셋팅 시간의 악화가 스루풋을 훨씬 악화시키고 있음을 확인할 수 있다.
이상은 종래의 4 각형 스테이지에 대한 것이지만, 이에 비하면 영향의 정도에는 차가 있으나 본 실시형태의 정삼각 형상의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 경우에도 동일한 사실을 인정할 수 있고, 상기와 동일한 관점에서 속도 조건을 설정하는 것이 바람직하다.
다음에서, 도 12 를 사용하면 도 2 의 간섭계 시스템을 구성하는 제 1, 제 2 및 제 3 의 간섭계 (76X1,76Y,76X2) 의 측장빔의 장치 중에서의 배치 및 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 의한 기판테이블 (TB) 의 X,Y 위치 및 회전의 연산 방법 등에 대해서 상술한다. 도 12 는 웨이퍼 (W) 를 교환하기 위한 로딩 포지션에 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 위치하는 가동형 정반 (38) 근방의 평면도이다.
도 12 에 도시된 바와 같이, XY 좌표계 (스테이지 좌표계) 상에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치를 모니터하기 위한 간섭계 (76X1,76Y,76X2) 는 평면에서 보아 각각 측장빔을 2 개 가지고, 이들 각 2 개의 측장빔은 요잉 계측용으로 각각의 2 개의 독립한 광속으로서 기판테이블 (TB) 의 3 개의 반사면 (60a,60b,60c) 을 조사하고 있다 (또한, 경사 방향 계측용의 간섭계 측장빔은 도시가 생략되어 있다).
제 1, 제 3 의 간섭계 (76X1,76X2) 로부터 각각 사출되는 한쪽의 측장빔 (제 1 측장축 RIX11, 제 3 측장축 RIX21 의 측장빔) 의 연장선 및 제 2 간섭계 (76Y) 로부터 사출되어 있는 2 개의 측장빔의 중심선의 연장선이 교차하는 위치에 투영광학계 (PL) 의 광축이 위치하고 있고, 또한 간섭계 (76X1,76X2) 로부터 각각 사출되어 있는 남은 측장빔 (제 2 측장축 RIX12, 제 4 측장축 RIX22 의 측장빔) 의 연장선이 교차하는 위치로서, 제 2 간섭계 (76Y) 로부터 사출되어 있는 2 개의 측장빔의 중심선의 연장선이 교차하는 위치에 얼라이먼트 광학계 (ALG) 의 검출 중심이 위치하고 있다.
이 경우, 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에서는 항상 간섭계 (76Y) 로부터 사출되는 2 개의 측장빔에 의한 Y 축 방향 위치의 계측값 y1 , y2 의 평균치 (y1 + y2)/2 를 기판테이블 (TB) 의 Y 위치로서 산출한다. 즉, 간섭계 (76Y) 의 실질적인 측장축은 투영광학계 (PL) 의 광축 및 얼라이먼트 광학계 (ALG) 의 검출 중심을 통과하는 Y 축이다. 이 간섭계 (76Y) 로부터 사출되는 2 개의 측장빔은 어떠한 경우에도, 즉, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 어떤 X 방향 위치에 있어서도 기판테이블 (TB) 의 제 2 반사면 (60b) 으로부터 빗나가는 일이 없도록 되어 있다. 또항, 기판테이블 (TB) 회전 (요잉) 은 간섭계 (76X1,76X2,76Y) 중 임의의 각 2 개의 계측값을 사용하여도 구할 수 있으나, 후술하는 바와 같이 얼라이먼트 시에 간섭계 (76X1,76X2) 의 측장빔의 하나가 기판테이블 반사면으로부터 빗나갈 가능성이 있기 때문에, 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에서는 기판테이블 (TB) 의 회전도 간섭계 (76Y) 로부터 사출되는 2 개의 측장빔에 의한 Y 축 방향 위치의 계측값의 y1, y2 의 차에 기초하여 연산하도록 되어 있다. 또한, 간섭계 (76X1,76X2,76Y) 각각의 계측값에 기초하여 각각 회전을 요구받는 경우에는, 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에서는 각각 구한 회전량 중 임의의 하나, 혹은 임의의 2 개 또는 3 개의 가산 평균에 위해 회전을 구하도록 할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에서는 제 1 간섭계 (76X1) 는 Y 축 방향에 대해 소정 각도 (θ1: θ1 은 여기서는 - 60。) 기울어진 방향의 간섭계 빔 (RIX1) 을 제 1 반사면 (60a) 에 수직으로 조사하고, 제 3 간섭계 (76X2) 는 Y 축 방향에 대해 소정 각도 (θ2: θ2 은 여기서는 + 60。) 기울어진 방향의 간섭계 빔 (RIX2) 을 제 3 반사면 (60c) 에 수직으로 조사한다.
따라서, 간섭계 빔 (RIX1) 의 반사광에 기초하여 계측되는 계측값을 X1, 간섭계 빔 (RIX2) 에 기초하여 계측되는 계측값을 X2 라고 하면, 다음 식 (1) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 좌표 위치를 구할 수 있다.
X = {(X1 / sin θ1) - (X2 / sin θ2)} ×(1/2) …(1)
이 경우, 간섭계 빔 (RIX1 과 RIX2) 은 Y 축에 관하여 대칭 방향으로 되어 있기 때문에 sin θ1 = sin θ2 = sin θ이므로,
X = {(X1 - X2 ) / (2sin θ)} …(1)'
에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 좌표 위치를 구할 수 있다.
단, 소위 아베의 오차가 생기지 않도록 하는 것이 중요하기 때문에, 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에서는 노광시에 간섭계 (76X1,76X2) 로부터 투영광학계 (PL) 의 광축을 향해 각각 사출되는 제 1, 제 3 측장축의 측장빔의 계측값을 사용하여 상기 식 (1)' 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 위치를 연산하고, 얼라이먼트 시에는 간섭계 (76X1,76X2) 로부터 얼라이먼트 광학계 (ALG) 의 검출 중심을 향해 각각 사출되는 제 2, 제 4 측장축의 측장빔의 계측값을 사용하여, 상기 식 (1)' 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 위치를 연산하도록 되어 있다.
단, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주사 방향에 대해, 제 1, 제 3 반사면 (60a, 60c) 의 경사가 미리 정해진 각도 (θ1 + 90。), (θ1 - 90。) 로 각각 되도록 설정할 필요가 있다. 미리 제 1, 제 3 반사면 (60a, 60c) 의 경사가 이렇게 되도록 조정하고, 그 후 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 기준 마크판 (FM) 을 사용한 레티클 얼라이먼트시에 θ1 및 θ2 의 잔류 경사차를 계측하고, 그 차만큼에 기초하여 상기 식 (1) 또는 (1)' 에서 구한 X 를 보정하여 안정된 스테이지 위치의 계측을 행할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 경우, 종래의 2 방향 간섭계와는 달리 상호 120。 씩 떨어진 회전 위치에 각 간섭계 광속이 있기 때문에, 한쪽 방향에서 간섭계 광로용 공조를 행하면, 적어도 1 곳에 있는 간섭계 광속은 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 그림자에 가려 공조가 어려워진다. 이 때문에, 3 곳의 간섭계 광속 중 적어도 2 곳에 대해 독립적으로 공조를 행하는 에어디퓨저(air diffuser)를 설치하여, 3 곳의 간섭계 광속에 대해 막힘없이 온조된 기체를 송풍할 수 있는 구성으로 되어 있다. 이 송풍 방법으로는 간섭계측에서 스테이지를 향해 송풍하는 광속 평행 공조 방법과 광속의 위에서 아래를 향해 송풍하는 광속 직교 공조 방법이 있으나, 열원의 위치에 따라 열원이 바람 아래에 오도록 각 축 독립적으로 공조 방법을 선택하면 된다.
<제 1 노광 방법>
다음으로, 본 실시형태의 주사형 노광장치 (10) 에 있어서의 웨이퍼 교환에서 노광 종료까지의 동작을 도 4a 및 도 8a 에 도시된 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 내의 제 1 패턴을 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역 S1, S2 …으로 순차적으로 전사한 후, 제 2 영역 (P2) 내의 제 2 패턴을 상기 쇼트 영역 S1, S2 …에 겹쳐서 전사하는 이중 노광의 경우를 예로 들어, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 관한 동작을 중심으로 하여 도 12 ∼ 도 15 를 참조하면서 설명한다.
도 12 에 도시된 웨이퍼 로딩 위치에서는 간섭계 시스템 (76) 의 모든 간섭계로부터의 모든 측장빔이 기판테이블 (TB) 의 각각의 반사면에 조사되도록 설계되어 있다. 이것은, 웨이퍼 교환과 동시에 도 9 와의 관계로 설명한 것과 같은 레티클의 얼라이먼트 및 베이스라인 계측을 실행하기 위해서이다. 즉, 도 12 에 도시된 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치에 있어서, 기준 마크판 (FM) 이 기판테이블 (TB) 의 삼각형 정점부의 일단에 배치되어 있기 때문에, 기준 마크판 (FM) 상의 제 1 기준 마크 (Mr1, Mr2) 를 투영광학계 (PL) 내를 투과하는 노광광을 사용하는 상기 한쌍의 레티클 현미경 (110) 으로 관찰함과 동시에 제 2 기준 마크 (Mw) 를 얼라이먼트 광학계 (오프액시스·얼라이먼트 센서) (ALG) 에 의해 관찰할 수 있다. 이 관측시에 측장빔에 의해 스테이지 위치를 계측할 수 있도록 측장 축이 기판테이블 (TB) 의 각각의 반사면으로부터 빗나가지 않도록 되어 있다. 이로써 웨이퍼 교환시에 ① 전술한 레티클 얼라이먼트 및 베이스라인 계측, ② 제 2 영역 (P2) 의 노광 종료후, 제 1 영역의 노광을 위한 레티클 (Y) 간섭계 (30Y) 의 리셋 동작, ③ 언로드되는 노광 완료된 웨이퍼의 노광시에 반사면 (이동경) 로부터 그 측장빔이 빗나간 얼라이먼트 광학계 (ALG) 용 간섭계의 리셋 동작을 동시에 행할 수 있도록 되어 있다. 또한, 이 레티클 얼라이먼트, 베이스라인 계측에 일본 공개특허공보 평7-176468호에 개시되는 퀵 얼라이먼트 모드를 사용할 수도 있다. 지정국의 국내 법령이 허락하는 한 그 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다. 도 12 에는 웨이퍼 (W) 상의 1 회의 스캔으로 노광 가능한 쇼트를 실선의 사각틀로 기입하고 있고, 사각틀의 파선은 프리스캔, 오버스캔에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동해야 하는 위치를 나타내고 있다.
상기 웨이퍼 교환, 간섭계 리셋, 레티클 얼라이먼트 및 베이스라인 계측이 종료된 시점에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 예를 들면, 도 13 의 웨이퍼 (W) 상에 기입된 화살표 (→) 에 따른 순서로 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트에 형성된 얼라이먼트 마크를 얼라이먼트 광학계 (ALG) 로 검출함과 동시에, 각 마크 검출 위치에서의 얼라이먼트 광학계용의 간섭계 측장축의 계측값을 사용하여 대표적인 복수의 마크의 위치를 계측하는 EGA (엔한스트·글로벌·얼라이먼트) 계측이 행해진다. EGA 계측은, 예를 들면 일본 공개특허공보 소61-44429호 및 이에 대응하는 미국 특허 제4780617호에 개시되어 있다. 지정국의 국내 법령이 허락하는 한 이들 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다. 이 경우의 얼라이먼트 마크의 계측 순서는 일례로 다음과 같이 결정된다.
즉, 로딩 위치, 총 노광 쇼트행이 짝수행인지 홀수행인지 등의 요소를 감안하여 가장 스루풋이 높은 완전 교호 스캔에서의 이중 노광을 행하는 것을 전제로, 기준 마크판 (FM) 에서의 계측 후, 그 위치에 가까운 쇼트로부터 얼라이먼트가 개시되어 노광 개시 쇼트 위치에 가까운 위치에서 얼라이먼트가 종료하는 효율이 좋은 (처리 시간이 빠른) 얼라이먼트 마크의 계측 순서를 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에서 결정하는 것이다.
상기 계측 순서에 따른 EGA 계측이 종료하면, 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 계측에 사용되는 간섭계의 측장축이 노광용 간섭계 광축 (측장빔 (RIX11), 측장빔 (RIX12) 에 의한 제 1 및 제 3 측장축) 으로 전환된 후, 웨이퍼 (W) 상의 복수 쇼트 영역에 대한 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 의 전사를 위한 스텝 앤드 스캔 방식의 노광이 개시된다. 이 경우, 도 14 에도 도시된 바와 같이, 총 노광행이 짝수행이기 때문에 왼쪽 아래에서부터 노광이 개시되고, 순차적으로 교호 스캔 노광이 행해진다. 최초 1 행이 좌 →우의 순서로 노광되면 다음 행은 우 →좌로 교호 스텝핑이 행해져서, 최종적으로는 도 15 와 같이 왼쪽위의 노광이 종료된 시점에서 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 의 전사를 위한 주사 노광 (제 1 주사 노광) 이 종료된다.
다음으로, 레티클 (R) 상의 제 2 영역 (P2) 의 전사를 위한 준비 동작이 행해진다. 이 준비 동작으로는, 먼저 설명한 ① ∼ ③ 과 동일한 동작, 즉 전술한 레티클 얼라이먼트 및 베이스라인 계측, 제 1 영역 (P2) 의 노광 종료 후, 제 2 영역의 노광을 위한 레티클 Y 간섭계 (30Y) 의 리셋 동작, 및 필요한 경우에는 제 1 영역 노광시에 반사면 (이동경) 로부터 그 측장빔이 빗나간 얼라이먼트 광학계 (ALG) 용의 간섭계의 리셋 동작에 덧붙여 조명 조건의 변경 등이 포함되어 있다.
여기서 조명 조건의 변경은, 예를 들면 제 1 영역 (P1) 내의 패턴이 L/S 밀집 패턴이고 제 2 영역의 패턴이 컨택트 홀 또는 독립 패턴 등인 경우에는, 각각 패턴에서 최적의 조명 조건이 상이하므로, 도 2 조명계 개구 조리개 판 (18H) 를 회전시켜, 예를 들면 윤대(輪帶) 조명 조건에서 조명계 (N.A) 가 작아지는 작은 δ조명 조건으로 하는 것 등에 의해 행해진다. 즉, 이 조명 조건의 변경이란, 레티클 (R) 을 조사하는 슬릿 형상 조명광 (조명 빔) 의 강도 분포, 바꿔말하면 그 조명광을 사출하는 조명원 (플라이아이 렌즈에 의해 형성되는 2 차 광원) 의 형상과 크기 중 적어도 하나를 변경하는 것을 의미한다. 이로 인해, 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 의 패턴과 제 2 영역 (P2) 의 패턴의 노광에 적합한 조명 조건이 상이한 경우에, 각각의 패턴에 맞춰 적절한 조명 조건을 설정하여 한층 노광 정밀도를 향상시킬 수 있게 된다.
이어서, 앞서 계측한 EGA 계측의 결과를 사용하여, 상기 제 1 주사 노광시와 반대의 경로로 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동을 행하면서, 제 2 영역 (P2) 의 패턴 회전을 위한 스텝 앤드 스캔 방식의 주사 노광을 행한다. 이로 인해, 웨이퍼 (W) 상의 이미 제 1 영역 (P1) 의 제 1 패턴이 전사되어 있는 모든 쇼트 영역에 제 2 영역 (P2) 의 제 2 패턴이 겹쳐져서 전사 (중복 인화) 된다. 그리고, 최후의 쇼트 (즉, 쇼트 (S1)) 의 노광이 종료하면, 도 12 의 웨이퍼 교환 위치까지 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동하고, 그 이후에는 다음 웨이퍼에 대해 동일한 동작이 반복된다. 상기 교호 스캔시에 레티클 스테이지 (RST) 는 주사 방향의 왕복 이동을 반복할 뿐이지만, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 대해서는 전술한 효율이 좋은 스텝핑 제어가 행해지는 것은 도 14 및 도 15 로부터 알 수 있는 바와 같다.
상기 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 를 동기 이동하고, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역 (S1, S2, S3 …)에 레티클 (R) 의 패턴을 순차 전사하는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사 노광 방법에 있어서, 레티클 (R) 의 왕복 이동에 의해 레티클 (R) 의 패턴이 전사되는 웨이퍼 (W) 상의 임의의 2 개의 쇼트 영역, 예를 들면 쇼트 (S1, S2) 의 주사 노광 사이에서 웨이퍼 (W) 를 정지하지 않고 이동하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 웨이퍼 (W) 상의 순차 레티클 (R) 의 패턴이 전사되는 인접 영역, 예를 들면 쇼트 (S1, S2) 의 주사 노광 사이에서 웨이퍼 (W) 를 정지하지 않기 때문에, 그 부분에 관해서는 보다 한층 스루풋이 향상하기 때문이다.
이러한 의미로부터, 웨이퍼 (W) 는 레티클 (R) 의 패턴을 전사해야할 웨이퍼 (W) 상의 최후의 쇼트 영역의 주사 노광이 종료하기까지, 웨이퍼 (W) 의 주사 방향 및 비주사 방향의 적어도 한쪽의 속도 성분이 영이 되지 않도록 이동되는 것이 보다 바람직하다. 이러한 경우에는 결과적으로 복수 쇼트 영역의 전부에 스텝 앤드 스캔 방식의 주사 노광이 행해지는 동안 웨이퍼가 정지하는 일이 없으므로 가장 스루풋이 향상하기 때문이다. 또한, 본 실시형태에서는 레티클 상의 제 1 영역의 각 쇼트로의 전사와 제 2 영역의 각 쇼트로의 전사의 사이에서 조명 조건을 변경하는 것으로 했으나, 이 레티클 상의 제 1 영역과 제 2 영역의 패턴에 의해서는 그 조명 조건을 변경하지 않고, 예를 들면 투영광학계 (PL) 의 개구수만을 변경하는 것만으로도 상관없고, 혹은 조명 조건과 투영광학계 (PL) 의 개구수의 양쪽을 변경하도록 해도 좋다.
<제 2 노광 방법>
본 실시형태의 주사형 노광장치 (10) 에 있어서의 통상의 이중 노광 동작의 흐름은 상술한 바와 같으나, 이에 한하지 않고 다음과 같은 변칙적인 이중 노광도 가능하다. 즉, 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 의 제 1 패턴과 제 2 영역 (P2) 의 제 2 패턴을 순차적으로 동일 쇼트 영역 (S1) 에 겹쳐서 전사하고, 이어서 다음의 쇼트 영역 (S2) 에 전과 반대의 순서로 제 2 영역 (P2) 의 제 2 패턴, 제 1 영역 (P1) 의 제 1 패턴을 겹쳐 노광한다고 하는 이중 노광의 경우이다.
이 경우, 동일 쇼트 영역 (S) 의 노광 사이에는, 전과 반대로 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 주사 방향 (Y 방향) 에 대해 왕복 이동을 행하는 동안에 레티클 스테이지 (RST) 는 전술한 통상의 이중 노광의 경우에 인접하는 쇼트 영역 (S1) 과 (S2) 를 노광하는 동안의 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 동일한 경로를 따라 왕복 이동한다. 도 16a 에는, 이 경우의 레티클 (R) (레티클 스테이지 (RST)) 의 이동 궤적 (T) 이 도시되어 있다. 또한, 실제로는 레티클 (R) 이 조명 슬릿 (ST) 에 대해 궤적 (T) 과는 반대로 이동함으로써 노광이 행해지는 것이지만, 여기서는 설명의 편의상 레티클 (R) 상을 조명 슬릿 (ST) (중심 (Q)) 이 레티클 (R) 에 대해 이동하도록 도시되어 있다. 이 궤적 (T) 에 따른 이동은 도 11b, 11c 에서 설명한 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 제어와 마찬가지로 레티클 스테이지 (RST) 의 주사 방향, 비주사 방향의 속도 제어를 행함으로써 달성된다.
또한, 노광 대상이 되는 레티클 (R) 상의 영역을 제 1 영역 (P1) 에서 제 2 영역 (P2) (혹은 그 반대) 으로 전환할 때에, 앞서 설명한 바와 같이 레티클 Y 간섭계 (30Y) 가 계측 불능 상태에 빠지지만, 이 변칙적인 이중 노광시에는 미리 실험적으로 제 1 영역 (P1) 에서 제 2 영역 (P2) (혹은 그 반대) 로 전환할 때의 각각의 경우의 레티클 스테이지의 주사 방향 위치의 변화를 계측하고, 이를 보정 데이터로서 메모리에 기억해 둔다. 그리고, 실제 노광시에는 영역 전환 전의 레티클 Y 간섭계 (30Y) 의 계측값을 기억하고, 영역 전환 후에 레티클 Y 간섭계 (30Y) 를 리셋한 순간의 레티클 스테이지 (RST) 의 Y 좌표를 상기 영역 전환전의 레티클 Y 간섭계 (30Y) 의 계측값과 상기 보정치에서 구해지는 값으로서 주사 방향의 위치 계측을 행하도록 하고 있다.
여기서 설명한 변칙적인 이중 노광은, 예를 들면 도 16b 에 도시된 바와 같이 제 1 영역 (P1) 에 소정 피치 (예를 들면 2 ㎛) 의 Y 방향 L/S 패턴이 형성되고, 제 2 영역 (P2) 에 이를 1/2 피치 Y 방향으로 비켜나게한 동일 피치의 Y 방향 L/S 패턴이 형성되어 있는 경우의 이중 노광에 적절하다. 이 변칙적인 이중 노광에서는 제 1 영역의 패턴 전사와 제 2 영역의 패턴 전사와의 사이에서 조명 조건의 변경을 행할 필요가 없어 변경에 의한 스루풋의 저하가 없기 때문이다. 도 16b 의 경우, 웨이퍼 (W) 상에는 최종적으로 투영광학계 (PL) 의 축소 배율을 1/4 로 하면 0.25 ㎛ 의 L/S 패턴이 형성된다. 또한, 본 방법에서는 레티클 (R) 상의 제 1 패턴과 제 2 패턴을 순차적으로 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역 (S1) 에 전사한 후, 다음 쇼트 영역 (S2) 에 전과 반대의 순서로 제 2 패턴과 제 1 패턴을 전사하는 것이나, 레티클 (R) 상의 제 2 영역 (P2) 을 조명광으로 조사한 후에 이동 궤적이 포물선 형상이 되도록 레티클 스테이지 (RST) 의 이동을 제어하고, 2 개의 쇼트 영역의 주사 노광 사이에서 레티클 스테이지 (RST) 를 정지하지 않고 구동할 수도 있다. 이로 인해, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역에 대해 레티클 (R) 상의 제 1 패턴과 제 2 패턴이 동일 순서로 전사됨과 동시에, 웨이퍼 (W) 상의 최후 쇼트 영역의 주사 노광이 종료하기까지 레티클 스테이지 (RST) 가 정지하지 않고 구동되게 된다. 또한, 전술한 제 1 노광 방법과 마찬가지로 인접하는 2 개의 쇼트 영역간에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 궤적이 포물선 형상이 되도록 그 이동을 제어하고, 2 개의 쇼트 사이에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 정지하지 않고 구동하도록 할 수도 있다.
<제 3 노광 방법>
그 밖의 본 실시형태의 주사형 노광장치 (10) 에 의하면, 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1), 제 2 영역 (P2) 의 패턴을 웨이퍼 (W) 상의 비주사 방향의 인접 영역에 각각 전사하는 연결 노광 (스티칭 노광) 도 가능하다. 이 경우에는, 전술한 통상의 이중 노광 (제 1 노광 방법) 시의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 제어와, 변칙적인 이중 노광 방법 (제 2 노광 방법) 시의 레티클 스테이지 (RST) 의 이동 제어를 동시에, 그리고 동기시켜 행함으로써 달성된다. 이 경우에는 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1), 제 2 영역 (P2) 의 패턴이 연결된 커다란 면적의 패턴이 웨이퍼 (W) 상에 형성된다.
상기 제 2, 제 3 노광 방법에 있어서, 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 을 조명광으로 조사한 후의 레티클 스테이지 (RST) 의 감속 중, 또는 레티클 스테이지 (RST) 의 주사 방향 (Y 방향) 의 속도 성분이 영이 되기 전에, 레티클 스테이지 (RST) 를 주사 방향에 대해 비스듬히 이동할 수도 있다. 이렇게 하면, 제 1 영역 내의 패턴의 전사에 이어 제 2 영역 내의 패턴을 웨이퍼 (W) 상에 전사함에 있어서, 레티클 스테이지 (RST) 가 U 자 형상의 경로가 아니라 이보다 짧은 경로를 따라 이동되기 때문에 이동 시간의 단축에 의해 스루풋의 향상이 가능해 진다.
또한, 레티클 (R) 상의 제 2 영역 (P2) 을 조명광으로 조사하기 전에, 레티클 (R) 상의 제 2 영역 (P2) 이 조명광에 가까와지도록 레티클 스테이지 (RST) 를 주사 방향 및 비주사 방향과 교차하는 방향으로 가속시킬 수도 있다. 또는, 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사 방향 (X 방향) 으로의 스텝핑 동작이 종료하기 전, 혹은 레티클 (R) 상의 제 1 영역을 조명광으로 조사한 후의 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사 방향의 속도 성분이 영이 되기 전에 레티클 스테이지 (RST) 의 주사 방향으로의 가속을 개시하도록 할 수도 있다. 스루풋의 면에서 보아 레티클 스테이지 (RST) 의 이동 궤적이 포물선 형상 (또는 U 자형) 이 되도록 그 이동을 제어하는 것이 바람직하다.
또한 상기 제 2, 제 3 의 노광 방법에 있어서, 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 으로의 조명광의 조사와 레티클 (R) 상의 제 2 영역 (P2) 으로의 조명광의 조사의 사이에서 레티클 스테이지 (RST) 를 정지시키지 않고 구동하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에는 레티클 스테이지 (RST) 가 정지하지 않기 때문에, 레티클 스테이지 (RST) 의 이동에 필요한 시간이 거의 최단 시간으로 된다.
상기 제 3 노광 방법에 있어서는, 레티클 (R) 상의 제 1 영역 (P1) 을 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역 (S1) 으로 전사하는 제 1 주사 노광과 레티클 (R) 상의 제 2 영역 (P2) 을 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역 (S2) 으로 전사하는 제 2 주사 노광과의 사이에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 정지시키지 않고 구동하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 궤적이 반드시 최단으로 되지는 않지만, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 정지하지 않기 때문에 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 인접 영역간의 이동 (스텝핑) 에 필요한 시간이 거의 최단 시간으로 되기 때문이다. 특히 스티칭에 있어서, 레티클 스테이지 (RST) 가 정지하지 않고, 또 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 정지하지 않고 구동되는 경우에는 제 1 주사 노광 종료로부터 제 2 주사 노광의 개시까지의 시간이 최단이 된다. 그리고, 제 2 주사 노광 전에 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 주사 방향 및 비주사 방향과 교차하는 방향으로 가속시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 주사 방향 및 비주사 방향에 대해 비스듬히 진행하면서 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 가속된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 관한 주사형 노광장치 (10) 에 의하면, 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향 위치가 간섭계 (30X1, 30X2) 의 적어도 일측에 의해 계측되고, 그 위치에 따라 간섭계 (30Y) 로부터 3개의 코너큐브 (31Y1, 31Y2, 31Y3) 중 하나에 주사방향의 측장빔 (IY) 이 조사되며 그 반사광을 수광함으로써 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 위치가 간섭계 (30Y) 로 계측되고, 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 위치를 간섭계 (30Y) 로 관리할 수 있게 된다. 따라서, 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향 위치가 코너큐브 중 어느 하나가 선택되는 위치에 있으면, 간섭계 (30Y) 로 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 위치를 관리하면서 레티클 스테이지 (RST) 와 동기하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 주사방향으로 이동시킴으로써, 레티클 (R) 패턴을 투영광학계 (PL) 을 통해 웨이퍼 (W) 위에 전사할 수 있게 되고, 레티클 (R) 을 교환하지 않고 레티클 (R) 위의 복수 부분 영역 또는 레티클 (R) 위의 복수 영역 패턴을 투영광학계 (PL) 를 통해 웨이퍼 (W) 위에 전사할 수 있게 된다.
또, 이 경우 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 위치는 간섭계 (30Y) 에서 측장빔 (IY) 이 조사되는 코너큐브를 통해 계측되기 때문에, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주사방향의 동기 이동에 앞서 (또는 그 동기 이동중에), 종래와 마찬가지로 레티클 스테이지 (RST) 를 회전 제어하여도 코너큐브로부터의 복귀광속은 고정경측으로부터의 참조광속과 항상 겹치기 때문에, 정확히 주사노광중의 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 위치를 관리할 수 있게 된다. 따라서, 레티클 (R) 을 교환하지 않고 레티클 (R) 위의 복수 부분 영역 또는 레티클 (R) 위의 복수 영역 패턴을 투영광학계 (PL) 를 통해 웨이퍼 (W) 위에 전사할 수 있게 되고, 주사노광중의 레티클 스테이지 (RST) 의 제 1 방향 (주사방향) 의 정확한 위치를 관리할 수 있게 된다. 따라서, 대형 레티클을 사용하는 스티칭으로 대면적인 노광을 실현시켜 스루풋 향상을 도모할 수 있고, 또한 레티클 스테이지 (RST) 의 회전 제어를 함으로써 고정밀도 노광이 가능해진다. 또, 2중 노광을 하는 경우에도 레티클 교환이 불필요하다는 점에서도 스루풋 향상, 초점 심도 향상에 의한 노광 정밀도의 향상이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는 코너큐브 (31Y1, 31Y2, 31Y3) 는 레티클 (R) 위의 영역 (P1, P2, P3) 각각에 대응하여 형성되어 있기 때문에, 어떤 영역 패턴을 전사할 때에도 그 영역에 대응한 코너큐브를 사용하여 간섭계 (30Y) 로 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 위치를 확실하고 정확히 관리할 수 있다. 또, 코너큐브 (31Y3) 는 레티클 (R) 의 비주사방향 중앙부에 배치되어 있기 때문에, 통상적인 레티클을 사용한 통상 노광, 레티클 (R) 위에 복수 패턴 영역이 배치된 레티클을 사용한 2중 노광 등의 다중 노광, 스티칭 노광 중 어느것에나 대응할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향 위치 정보에 따라 간섭계 (30Y) 를 리셋팅하는 기능을 레티클 스테이지컨트롤러 (33) 가 갖고 있기 때문에, 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향 이동 중에 간섭계 (30Y) 의 측장축이 어떤 코너큐브에 닿은 순간에 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향 위치 정보에 따라 간섭계 (30Y) 를 리셋팅할 수 있다.
그리고, 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향 양측면에 제 1 반사면 (84a), 제 2 반사면 (84b) 이 형성되고 이들에 대향하여 간섭계 (30X1, 30X2) 가 설치되고, 레티클 스테이지컨트롤러 (33) 가 간섭계 (30X1, 30X2) 중 각각의 반사면까지의 측장빔이 더 짧아지는 쪽의 계측기를 사용하여 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향 위치를 연산한다. 따라서, 레티클 스테이지 (RST) 회전이 계측값에 미치는 영향이 작아져 비주사방향에 대해서도 레티클 스테이지 (RST) 위치를 보다 정확히 구할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 위에 기준마크판 (FM) 이 배치되고 레티클 스테이지 (RST) 의 비주사방향 위치에 따라 간섭계 (30Y) 를 리셋팅하기 위해, 주제어장치 (50) 가 레티클 현미경 (110), 얼라인먼트 광학계 (ALG) 의 각각에 의해 기준마크판 (FM) 위의 기준마크를 계측함으로써 레티클 (R) 과 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 관계를 계측하게 되기 때문에, 통상 노광, 통상적인 2중 노광시에 레티클 (R) 위의 다른 영역을 노광시키기 위해 레티클 스테이지 (RST) 를 비주사방향으로 이동시켜도 레티클과 웨이퍼 (W) 의 중첩 정밀도가 악화되는 문제가 없다.
또한, 본 실시형태에서는 레티클 스테이지 (RST) 의 이동으로 생기는 반력에 따른 힘을 레티클 스테이지 (RST) 또는 제 2 가대 (26,28) 에 부여되는 액츄에이터 (74R,74L) 를 갖는 프레임 (72) 을 구비하고 있어, 레티클 스테이지 (RST) 의 이동으로 생기는 반력에 따른 힘이 액츄에이터 (74R,74L) 에 의해 레티클 스테이지 (RST) 또는 제 2 가대에 부여되기 때문에, 레티클 스테이지 (RST) 의 가감속시의 진동이 제 2 가대를 통해 가대부 (16) 에 전해지는 것을 방지할 수 있다.
또, 상기 제 2, 제 3 노광방법의 경우, 레티클 (R) 패턴을 웨이퍼 (W) 에 전사하기 위해 구동제어계 (그것은 스테이지 제어계를 구성한 레티클 스테이지컨트롤러 (33), 동기제어계 (80) 로 구성된다) 에 의해 레티클 스테이지 (RST) 가 주사방향을 따라 적어도 1 회 왕복됨과 동시에 그 왕복이동 사이에 레티클 스테이지 (RST) 가 비주사방향을 따라 이동되지만, 그 이동량에 따른 거리만큼 비주사방향으로 떨어져 두개의 코너큐브 (31Y1, 31Y2) 가 배치되어 있기 때문에, 이동 전후 어느 위치에서도 간섭계 (30Y) 에 의한 레티클 스테이지 (RST) 위치를 확실히 관리할 수 있으며, 레티클 스테이지 (RST) 의 1 회 왕복이동 사이에 레티클 (R) 위의 다른 영역 패턴을 웨이퍼 (W) 위의 동일 영역 또는 다른 영역에 전사할 수 있게 된다. 이 경우에도 레티클 교환이 불필요하다.
또, 본 실시형태의 주사형 노광장치 (10) 에 의하면, 상기 제 1 노광방법, 제 3 노광방법 또는 통상적인 주사노광을 하는 경우, 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 의 노광전의 웨이퍼 조주 (가속시간) 에 의한 프리스캔 및 웨이퍼의 노광후의 등속이동 시간과 감속 시간에 의한 오버스캔과 동기하여 다음 쇼트를 노광하기 위한 웨이퍼의 비주사방향 (비스캔방향) 으로 스텝핑하고, 비스캔방향으로의 스텝핑 동작이 웨이퍼프리스캔에서 노광동작으로 옮겨질때까지의 셋팅시간 전에는 종료되는 것으로 하였기 때문에, 주사노광 전후의 프리스캔, 오버스캔 시간을 옆 쇼트에 스텝핑하는 스텝핑 시간에 완전히 오버랩시킬 수 있어, 프리스캔, 오버스캔 동작과 옆 쇼트에 스텝핑하는 스텝핑 동작이 따로따로 이루어진 종래예에 비하여 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또한, 셋팅시간에는 스캔방향의 웨이퍼와 레티클의 동기 제어만 하면 되기 때문에 결과적으로 셋팅시간을 단축할 수 있어 그 만큼 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다.
또, 본 실시형태에서는 웨이퍼의 노광후의 등속이동 시간과 감속 시간에 의한 오버스캔에 대응하는 부분의 비스캔방향 가속도가 웨이퍼 조주 (감속 시간) 에 의한 프리스캔에 대응하는 부분의 비스캔방향 음의 가속도보다 절대값이 커지는 제어도 가능하기 때문에, 고가속에 의한 보디 진동 등을 동기 제어하기 위한 셋팅시간 전에는 완전히 감퇴되어 그 만큼 제어성이 좋아지고 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시형태에 관한 주사형 노광장치 (10) 및 스테이지장치 (1) 에 의하면, 노광시에 웨이퍼 (W) 의 비주사방향 위치를 주사방향인 Y 축에 대해 각각 θ1, θ2 각도를 이루는 두 다른 방향에 광축을 갖는 제 1 및 제 3 간섭계 (76X1, 76X2) 의 계측값에 기초하여 연산으로 구하고, 웨이퍼 (W) 의 주사방향 위치는 Y 축 방향의 측장축을 갖는 제 2 간섭계 (76Y) 로 측장을 하도록 하였기 때문에, 기준 테이블 (TB) (따라서 웨이퍼 스테이지 (WST)) 의 형상을 삼각형상 (상기 실시형태에서는 정삼각형상) 으로 할 수 있게 된다. 그럼으로써 도 17 에 나타낸 와 같이 종래의 사각형 형상의 스테이지 (st3) 에 비해 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 경량화를 도모할 수 있다. 스테이지의 경량화는 장래 웨이퍼 스테이지의 가감속이 커져도 또는 최고 속도가 상승된 경우에 한층 더 유리해진다. 또, 삼각형상의 스테이지에서는 풋프린트가 작아짐과 동시에 스루풋을 향상시킬 수도 있다. 도 17 은 간섭계 다축화 및 프리스캔, 오버스캔에 의해 도면 중에 화살표시 (→) 로 표시된 간섭계 광축이 벗어나지 않도록 하기 위한 이동경 보충 거리분 (Dx, Dy) 으로 사각형 형상 스테이지 (st3) 가 웨이퍼를 유지하기 위해 필요 최저한의 크기의 사각형 형상 스테이지 (st1) 에 비해 현저히 커진 반면에, 본 실시형태의 웨이퍼 스테이지 (WST) 에서는 동일한 Dx, Dy 의 보충 거리분이 있어도 스테이지 형상은 사각형 형상 스테이지 (st3) 에 비해 훨씬 작은 것이어도 되는 것을 나타내고 있다.
또한, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주사방향 위치를 계측하는 제 2 간섭계 (76Y) 의 계측값에 기초하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 요잉을 산출하도록 하였기 때문에, 그 요잉량을 노광시의 웨이퍼 스테이지 회전오차로서 레티클 (R) 을 지지하는 레티클 스테이지측에서 보정할 수 있어 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 회전 제어 기구가 불필요해지고 그 만큼 웨이퍼 스테이지를 경량화시킬 수 있다.
또, 제 1 및 제 3 간섭계 (76X1, 76X2) 의 각각의 1 광축 (측장빔 (RIX11) (제 1 측장축), 축장 빔 (RIX21) (제 3 측장축)) 이 연장된 교점은 투영광학계 (PL) 의 광축과 일치하고, 각각 타측의 광축 (측장빔 (RIX12) (제 2 측장축), 측장빔 (RIX22) (제 4 측장축)) 이 연장된 교점은 얼라인먼트 광학계 (ALG) 의 검출 중심과 일치시키기 때문에, 노광시 및 얼라인먼트시에도 아베 오차가 없는 스테이지 위치의 계측이 가능해져 중첩 정밀도가 향상된다.
또한, 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계 (76X1, 76X2, 76Y) 는 웨이퍼 (W) 를 지지하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 각각 다른 측면에 형성된 반사면 (60a, 60b, 60c) 과의 거리를 측정하고, 웨이퍼 스테이지 주변의 노광시에 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 의 상대 주사시에 웨이퍼 조주, 등속이동까지의 셋팅시간에 의한 프리스캔 거리 및 웨이퍼 (W) 의 노광후의 등속이동 시간 및 감속 시간에 의한 오버스캔 거리에 의해 각 간섭계 광축이 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 각각 다른 반사면 (60a, 60b, 60c) 에서 벗어나지 않도록 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가속도 및 최고 속도, 셋팅시간을 결정하기로 하였기 때문에, 여분으로 반사면을 연장할 필요는 없다. 따라서, 웨이퍼 스테이지 (기판 테이블 (TB)) 의 세개의 측면의 범위내에 반사면을 설정할 수 있어, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 밸런스가 좋아지고 스테이지 강성을 높일 수 있게 되어 그 결과 웨이퍼 스테이지의 포커스, 틸트 제어 응답을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계 (76X1, 76X2, 76Y) 의 광축이 상기 웨이퍼 스테이지의 각각 다른 반사면 (60a, 60b, 60c) 에서 벗어나지 않는 웨이퍼 스테이지상의 위치에 베이스라인 계측, 결상특성계측, 조사량 계측을 하는 기준마크판 (FM) 및 공간이미지 검출기 (KES) 를 배치하는 것으로 하였기 때문에, 기준마크판 (FM) 및 공간이미지 검출기 (KES) 에 의한 계측을 위해 이동경 (또는 반사면) 을 연장할 필요가 없어지는 경우도 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 경량화로 이어진다.
또, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동시키기 위한 구동계가 설치된 가동형 정반 (38) 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동시 가감속에 따른 반력에 따라 이동하도록 구성하였기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 중심 이동에 따른 편하중을 가동형 정반 (38) 의 중심이동에 따라 취소할 수 있게 되며 그럼으로써 진동방지장치 (20) 의 부하를 경감할 수 있음과 동시에 편하중에 의한 보디 변형을 최소한으로 억제할 수 있게 되어 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 의 위치결정 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 가동형 정반 (38) 은 수 Hz 의 응답 주파수에서 구동 제어 가능하며, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동시의 가감속시에는 그 반력을 없애도록 구동 제어하고, 또 스테이지 자세 (편하중) 에 의해 가동형 정반 (38) 이 임의 방향으로 이동하지 않도록 상기 응답 주파수에서 제어할 수도 있어 레티클 위치의 가변이나 환경 변화에 따른 편하중의 방지가 가능해진다.
그리고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 중량이 가동형 정반 (38) 중량의 1/9 이하가 되도록 설정되어 있기 때문에, 가동형 정반 (38) 이 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동시 가감속에 따른 반력에 따라 이동되는 거리가 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 거리의 1/10 이하가 되고 가동형 정반 (38) 의 필요 이동 범위를 작게 설정할 수 있다.
또, 위치 제어 정밀도를 필요로 하는 노광 및 얼라인먼트 전의 가동형 정반 (38) 의 응답주파수와 그 이외의 응답주파수를 가변으로 하고 가동형 정반 (38) 은 2 방향 위치가 리니어엔코더 (45) 로 모니터되어 있으며, 위치 제어 정밀도를 필요로 하는 노광 및 얼라인먼트 이외의 구동 동작시에 가동형 정반 (38) 의 위치를 소정의 위치로 보정하는 것으로 하였기 때문에, 웨이퍼 가감속시의 반작용으로 가동형 정반 (38) 이 역방향으로 이동되는 거리를 1 자리 이상 적게 할 수 있다. 즉, 노광 및 얼라인먼트시에 고정밀도로 제어할 수 있는데다 그밖의 조건에서 가동형 정반 (38) 위치를 임의 위치로 다시 설정할 수 있게 되어 풋프린트를 작게 할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 위치를 계측하기 위한 미러로서 코너큐브를 사용하는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명에 관한 주사노광방법의 실현을 위해서는 이것에 한정되지 않고 짧은 반사면 (평면경 등) 을 사용해도 된다. 이 경우에는 종래의 평면 미러에 비해 그 제작이 쉽기 때문에 그 만큼 비용을 저감할 수 있게 된다.
또, 상기 실시형태에서는 레티클 (R) 위에 제 1 영역, 제 2 영역 두 영역이 존재하는 2중 노광용 레티클에 대해 설명하였으나, 이것에 한정되지 않고 보다 작은 직경인 투영광학계 (PL) 를 사용하여 레티클 (R) 위에 3 개 이상의 가늘고 긴 영역 (또는 분할영역) 이 존재하는 경우라도 본 발명은 마찬가지로 적용시킬 수 있다는 것은 말할 나위 없다.
그리고, 상기 실시형태에서는 레티클 스테이지 (RST) 위에 단일한 레티클 (R) 이 지지된 경우에 대해 설명하였으나, 예컨대 비주사방향을 따라 레티클 (R1 과 R2) 을 배열하고, 레티클 (R1) 에는 제 1 영역 (P1) 내의 제 1 패턴이 형성되고 레티클 (R2) 에는 제 2 영역 (P2) 내의 제 2 패턴이 형성되어 있어도 된다. 복수의 레티클이어도 각각의 레티클 패턴을 순차적으로 웨이퍼 (W) 위에 전사하는 경우에는 상술한 실시형태의 작용을 그대로 한다.
또, 상기 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 방법을 도 11a ∼ 도 11c 를 이용하여 상세하게 설명하였으나, 물론 본 발명이 이것에 한정되지 않는 다. 앞의 설명 중과 동일한 부호로 다른 예를 설명하면, 쇼트 (S1) 의 주사노광 종료후에 웨이퍼 (W) 의 주사방향의 이동 속도가 0 이 될 때 까지 웨이퍼 (W) 를 감속시키면서 주사방향과 교차하는 방향으로 이동시키고 또 쇼트 (S2) 의 주사노광전에 웨이퍼 (W) 를 가속시키면서 주사방향과 교차하는 방향으로 이동시켜도 된다. 이렇게 하면 쇼트 (S1) 의 주사노광 종료후에 웨이퍼 (W) 는 V 자형 경로를 따라 이동되기 때문에, 최단거리에 가까운 경로에서 웨이퍼 (W) 가 이동되고 그 만큼 스루풋 향상이 가능해진다. 또는, 쇼트 (S1) 의 주사노광 종료후의 웨이퍼 (W) 의 감속중 및 쇼트 (S2) 의 주사노광전의 웨이퍼 (W) 의 가속중에 웨이퍼 (W) 를 주사방향 및 비주사방향과 교차하는 방향으로 이동시켜도 된다. 이러한 경우에도 결과적으로 웨이퍼 (W) 는 V 자형 경로를 따라 이동되기 때문에, 최단거리에 가까운 경로에서 웨이퍼 (W) 가 이동되어 그 만큼 스루풋 향상이 가능해진다.
이들 경우에도 웨이퍼 (W) 는 쇼트 (S1) 의 주사노광과 쇼트 (S2) 의 주사노광 사이에서 정지하지 않고 이동되는 것이 바람직하다는 것은 말할 나위 없다.
또한, 상기 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 로서 정삼각형상의 스테이를 채택하고 이것에 맞춰 3 개 다른 방향에서 각각 웨이퍼 스테이지 (WST) 위치를 계측하는 3 개의 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계 (76X1, 76Y 및 76X2) 로 이루어진 간섭계 시스템 (76) 을 채택한 경우에 대해 설명하였으나, 이것은 본 발명의 목적인 스루풋 향상을 더 효과적으로 달성하고자 하는 관점에서 이렇게 한 것으로, 물론 본 발명이 이것에 한정되지 않는다. 즉, 통상적인 정방형, 장방형의 웨이퍼 스테이지라도 본 발명은 상기 실시형태와 마찬가지로 적합하게 적용시킬 수 있으며 스루풋 향상이라는 효과는 정도 차이가 있을지언정 충분히 얻을 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동 스테이지 (52), 레벨링 구동기구, 기판 테이블 (TB) 등을 구비한 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이것에 한정되지 않고 예컨대 단순한 판형 부재를 기판 스테이지로서 사용해도 상관없다. 이러한 판형 부재라도 이른바 2 차원 평면 모터 (Z 구동 코일을 구비한 것) 등을 사용하면 XY 평면에 대한 경사구동, Z 방향 구동은 가능하기 때문이다.
또한, 상기 실시형태에서는 제 1 가동체로서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 제 1, 제 2 및 제 3 반사면 (60a, 60b, 60c) 모두를 구비하고, 그것에 대응하여 간섭계도 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계를 구비한 스테이지 장치 (1) 및 그것을 포함한 주사형 노광장치 (10) 에 대해 설명하였으나, 물론 본 발명이 이것에 한정되지 않고, 제 1 가동체는 제 1 반사면만 또는 제 3 반사면만, 이들 중 어느 하나와 제 2 반사면을 구비하고 있어도 되고, 그것에 대응하여 제 1 간섭계만, 제 3 간섭계만 혹은 이들 중 어느 하나와 제 2 간섭계를 구비하고 있어도 된다.
예컨대, 제 1 가동체가 주사방향 (제 1 축 방향) 및 비주사방향 (제 2 축 방향) 이 교차하는 제 1 반사면만 구비하고 있는 경우를 상기 실시형태의 부호를 사용하여 설명하면, 비주사방향에 대해서는 제 1 간섭계의 계측값 (X1) 을 사용하고 X=X1/｜sinθ1｜, 주사방향에 대해서는 Y=X1/｜cosθ1｜ 에 의해 제 1 가동체의 (X, Y) 좌표 위치를 산출할 수 있어, 연산장치로서의 웨이퍼 스테이지컨트롤러 (78) 가 이와 같은 계산을 하면 된다.
또, 예컨대 제 1 가동체가 주사방향 (제 1 축 방향) 및 비주사방향 (제 2 축 방향) 과 교차하는 제 1 반사면과 비주사방향의 제 2 반사면을 구비하고 있는 경우에는 연산장치로서의 웨이퍼 스테이지 콘트롤러 (78) 가 비주사방향에 대해서는 X=X1/｜sinθ1｜의 연산을 하여 주사방향에 대해서는 제 2 간섭계의 계측값을 그대로 사용하면 된다.
또한, 상기 실시형태에서는 제 1 가동체로서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동 스테이지 (52), 레벨링 구동기구, 기판 테이블 (TB) 등을 구비한 경우에 대해서 설명하였으나, 본 발명이 이것에 한정되지 않고, 예컨대 단순한 판형 부재를 제 1 가동체로서 사용해도 상관없다. 이러한 판형 부재라도 이른바 2 차원 평면 모터 등을 사용하면 XY 평면에 대한 경사구동, Z 방향 구동은 가능하기 때문이다. 이 경우에 제 1 가동체가 삼각형상인 경우에는 XY 평면에 대한 경사구동을 할 때에는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계 (76X1, 76Y, 76X2) 의 적어도 하나의 출력에 따라 XY 평면에 수직인 방향으로 구동하도록 구동장치로서의 2 차원 평면 모터를 구성하는 코일 내의 제 1 가동체의 각 정각 근방의 소정의 3 점 중 적어도 1 점에 대응한 코일에 의해 Z 방향의 구동력을 부여하도록 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면 중심 위치에서 먼 3 개의 정점 부근을 구동시켜 경사 조정이 이루어지기 때문에, 이 때 높은 제어응답 (틸트 구동 제어응답) 을 얻을 수 있기 때문이다.
또한, 상기 실시형태에서는 제 1, 제 2 및 제 3 반사면 (60a, 60b, 60c) 모두를 기판 테이블 (TB) 의 측면에 경면 가공으로 형성하는 경우에 대해서 설명하였으나, 본 발명이 이것에 한정되지 않고, 어느 하나가 임의의 하나 또는 두개를 평면경으로 이루어진 이동경의 반사면으로 구성해도 상관없다는 것은 물론이다.
또, 상기 실시형태에서는 제 1 간섭계로서의 레티클 (Y) 간섭계 (30Y), 제 2, 제 3 간섭계로서의 레티클 (X) 간섭계 (30X1, 30X2) 가 모두 제 2 가대상에 설치된 경우에 대해 설명하였으나, 이것에 한정되지 않고 이들 간섭계의 적어도 하나를 도 3 에 나타낸 바와 같은 제 1 프레임 (40) 과 같은 다른 프레임에 설치해도 된다.
그리고, 상기 실시형태에서는 투영광학계 (PL) 로서 석영이나 형석을 광학 초재 (硝材) 로 한 굴절광학소자 (렌즈) 만으로 구성된 축소투영렌즈를 사용하는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이것에 한정되지 않고 그 밖의 타입의 투영광학계라도 매우 동일하게 적용시킬 수 있다. 그래서, 도 18 를 참조하면서 그 밖의 타입의 투영광학계에 대해 간단히 설명한다.
도 18a 는 굴절광학소자 (렌즈계 : GS1 ∼ GS4), 오목면경 (MRs), 빔스플리터 (PBS) 를 조합시킨 축소투영광학계로, 그 계의 특징은 레티클 (R) 에서의 결상광속을 큰 빔스플리터 (PBS) 를 통해 오목면경 (MRs) 에서 반사시켜 다시 빔스플리터 (PBS) 로 복귀하고, 굴절렌즈계 (GS4) 에서 축소율을 작동시켜 투영 이미지면 (PF3 : 웨이퍼 (W)) 위에 결상한다는 점으로, 상세하게는 일본 공개특허공보 평3-282527 호 및 미국 특허 제 5220454 호에 개시되어 있으며, 지정국의 국내 법령이 허용되는 한에서 이들 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
도 18b 는 굴절광학소자 (렌즈계 : GS1 ∼ GS4), 작은 미러 (MRa), 오목면경 (MRs) 을 조합한 축소 투영광학계로, 그 계의 특징은 레티클 (R) 에서의 결상광속을 렌즈계 (GS1, GS2), 오목면경 (MRs) 으로 이루어진 거의 등배의 제 1 결상계 (PL1), 편심배치의 작은 미러 (MRa), 그리고 렌즈계 (GS3, GS4) 로 구성되어 거의 원하는 축소율을 갖는 제 2 결상계 (PL2) 를 통해 투영 이미지면 (PF3 : 웨이퍼 (W)) 위에 결상한다는 점으로, 상세하게는 일본 공개특허공보 평8-304705 호 및 대응하는 미국 특허 제 5691802 호에 개시되어 있으며, 지정국의 국내 법령이 허용된는 한에서 이들 개시를 원용하여 본문 기재의 일부로 한다.
또한, 상기 실시형태에서는 얼라인먼트 광학계로서 오프액시스 ·얼라인먼트센서 (ALG) 를 이용하는 경우에 대해 설명하였으나, 그것에 한정되지 않고 TTL (스루 ·더 ·렌즈) 타입 등의 온액시스 ·얼라인먼트 광학계를 사용하여도 물론 된다. 이러한 경우에는 간섭계 (76Y) 와 마찬가지로 간섭계 (76X1, 76X2) 에서 사출되는 두 광속 (측장빔) 의 중심선의 연장선이 교차하는 위치에 투영광학계 (PL) 의 광축이 위치하도록 하고, 3 군데 모두 2 축 광속으로 계측한 결과 차이분의 평균값으로 웨이퍼 스테이지요잉을 결정하면 요잉 계측 정밀도가 1/√3 으로 향상된다.
또, 상기 실시형태에서는 더블플라이아이렌즈계를 사용하는 것으로 하였으나, 하나의 플라이아이렌즈 (또는 로드형 인테그레이터) 만 사용해도 되고, 또는 플라이아이렌즈와 로드형 인테그레이터를 조합시켜 사용해도 된다. 상기 로드형 인테그레이터가 배치되는 조사 광학계에서는 그 σ 값의 변경이나 윤대 조명 등의 변형 조명을 실현하기 위해 예컨대 로드형 인테그레이터보다도 광원측에 배치되는 적어도 하나의 광학소자 (렌즈엘리먼트) 를 이동 또는 교환하여 로드형 인테그레이터의 입사면상에서 조명광의 강도분포를 변경하면 된다.
또한, 노광용 조명광으로서 KrF 엑시머레이저나 ArF 엑시머레이저 이외에 예컨대 파장 157 ㎚ 의 F2 엑시머레이저를 사용하도록 해도 된다. F2 엑시머레이저를 광원으로 하는 주사형 노광장치에서는 투영광학계로서 반사굴절광학계가 채택됨과 동시에, 조명광학계나 투영광학계에 사용되는 광학소자 (렌즈엘리먼트) 나 레티클은 모두 형석으로 이루어지고, 또 조명광학계나 투영광학계 내의 공기는 헬륨가스로 치환된다. 또, 엑시머레이저 대신에 예컨대 파장 248 ㎚, 193 ㎚ 및 157 ㎚ 중 어느 하나에 발진 스펙트럼을 구비한 YAG 레이저 등의 고체 레이저의 고주파를 사용하도록 해도 된다.
그리고, 상기 실시형태에서는 100 ㎚ 이상의 파장의 엑시머레이저광을 노광용 조명광으로서 사용하는 경우에 대해서 설명하였으나, 물론 본 발명이 이것에 한정되지 않는다. 예컨대, 최근 100 ㎚ 또는 70 ㎚ 이하의 패턴을 노광시키기 위해 SOR 이나 플라즈마레이저를 광원으로 하고 노광파장 13.5 ∼ 6 ㎚ 사이의 EUV (Extreme Ultra Violet) 광, 반사축소 광학계 및 반사형 레티클을 사용한 EUV 노광장치의 개발이 이루어지고 있다. 상기 장치에서는 원호 조명을 사용하여 레티클과 웨이퍼를 동기 주사하여 스캔 노광하는 구성을 생각할 수 있어, 이러한 장치도 본 발명의 적용 범위에 포함된다. 또, 상기 실시형태에서는 EUV 노광장치가 수납되는 챔버내가 진공이 되는 것을 상정하여 스테이지의 구동계를 자기 부상형 리니어 액츄에이터로 하고 척계에도 정전흡착방식을 사용하는 등의 연구를 하고 있으나, 노광파장이 100 ㎚ 이상의 노광장치에서는 에어플로우에 의한 스테이지 구동계나 흡착에 진공을 사용해도 상관없다.
그런데, 본 발명자는 주로 2중 노광시의 스루풋을 향상시키고자 하는 관점에서 웨이퍼 스테이지 (기판 스테이지) 를 두개 구비하고, 일측의 웨이퍼 스테이지 위의 웨이퍼에 대한 노광동작 중에 타측의 웨이퍼 스테이지 위에서 웨이퍼 교환, 얼라인먼트 등의 다른 동작을 병행하여 실시되는 노광장치를 앞에서 제안하였다 (일본 공개특허공보 평10-163097 호, 동 10-163098 호 및 대응하는 국제 공개 W098/24115 참조). 이들 공보에 기재된 노광장치는 2중 노광이 아니라 통상적인 노광에 사용하면 2중 노광의 경우보다 더 스루풋이 향상되는 것은 명확하다. 또, 이들 공보에 기재된 노광장치에 상기 제 1 실시형태에서 설명한 주사노광방법을 채택하면, 통상 노광 및 2중 노광의 어느 한 경우라도 한층 더 스루풋 향상을 도모할 수 있다. 일본 공개특허공보 평10-163097 호, 동 10-163098 호 및 대응하는 국제 공개 W098/24115 호를 채택하여 본문 기재의 일부로 한다.
그러나, 이러한 경우에는 일본 공개특허공보 평10-163098 호에 기재된 바와 같이 일측의 웨이퍼 스테이지측과 타측의 웨이퍼 스테이지측의 동작을 서로 영향을 미치지 않는 동작끼리 동기시켜 실시하는 등의 제어상의 연구에 더하여 상기 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같은 웨이퍼 스테이지를 제어해야하기 때문에, 스테이지 제어계의 제어 프로그램이 매우 복잡해진다. 이러한 문제를 개선하기 위해 이루어진 것이 다음 제 2 실시형태이다.
[제 2 실시형태]
이어서, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 21 ∼ 도 25 에 기초하여 설명한다. 이 제 2 실시형태에서는 특히 본 발명의 제 2 ∼ 5 의 개념이 개시되어 있다.
도 21 에는 제 2 실시형태에 관한 노광장치 (110) 의 개략 구성이 도시되어 있다. 여기에서, 상술한 제 1 실시형태와 동일하거나 또는 동등한 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용함과 동시에 그 설명을 간략하게 하거나 또는 생략하는 것으로 한다. 상기 노광장치 (110) 는 이른바 스텝 앤드 스캔 방식의 주사노광형 투영노광장치이다.
상기 노광장치 (110) 는 기판으로서의 웨이퍼 (W1, W2) 를 각각 지지하여 독립적으로 2 차원 방향으로 이동하는 제 1 가동체로서의 두 정방형의 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 를 구비한 스테이지 장치 (101), 이 스테이지 장치 (101) 의 상측에 배치된 투영노광계 (PL), 투영노광계 (PL) 상측에서 마스크로서의 레티클 (R) 을 주로 소정의 주사방향, 여기에서는 Y 축 방향 (도 21 의 지면 직교방향) 으로 구동하는 레티클 구동기구, 레티클 (R) 을 상측에서 조명하는 조명광학계 (18) 및 이들 각 부를 제어하는 제어계 등을 구비하고 있다.
상기 스테이지 장치 (101) 는 상기 가대부 (제 1 컬럼 : 16) 을 구성하는 정반 (22) 과 이 정반 (22) 위에 XY 면내에서 상대 이동 가능하게 지지된 제 2 가동체로서의 장방형의 가동형 정반 (138) 과 이 가동형 정반 (138) 위에 XY 면내에서 상기 가동형 정반 (138) 에 대해 상대 이동 가능하게 지지된 상기 두개의 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 와 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 위치를 계측하는 간섭계 시스템을 구비하고 있다. 가동형 정반 (138) 으로는 상술한 제 1 실시형태의 가동형 정반 (38) 과 동일한 구성이 사용되고 있다. 또, 상기 가동형 정반 (138) 의 역할 등에 대해서는 더 후술하겠다.
웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 는 투영광학계 (PL) 하측에서 가동형 정반 (138) 위에 설치된 구동장치로서의 평면자기 부상형 리니어 액츄에이터 (42a, 42b) 에 의해 각각 부상 지지됨과 동시에 투영광학계 (PL) 의 광축 (AX) 와 직교하는 XY 2 차원 평면내에서 서로 독립적으로 구동되도록 되어 있다. 또한, 가동형 정반 (138) 은 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 와 마찬가지로 정반 (22) 위에 설치된 제 2 구동장치로서의 평면 자기 부상형 리니어액츄에이터 (44) 에 의해 부상 지지됨과 동시에 XY 2 차원 평면내에서 자유롭게 구동되도록 되어 있다. 또, 평면 자기 부상형 리니어액츄에이터 (42a, 42b, 44) 는 도 21 의 스테이지 제어장치 (160) 에 의해 제어되도록 되어 있다.
상기 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 위에는 도시되지 않은 웨이퍼홀더를 통해 웨이퍼 (W1, W2) 가 정전 흡착 또는 진공 흡착 등으로 고정되어 있다. 웨이퍼홀더는 도시되지 않은 Z ·θ 구동기구에 의해 XY 평면에 직교한 Z 축 방향 및 θ방향 (Z 축 회전의 회전방향) 에 미소 구동되도록 되어 있다. 또, 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 윗면에는 여러 기준마크가 형성된 기준마크판 (FM1, FM2) 이 웨이퍼 (W1, W2) 와 각각 거의 동일한 높이가 되도록 설치되어 있다. 이들 기준마크판 (FM1, FM2) 은 예컨대 각 웨이퍼 스테이지의 기준위치를 검출할 때에 사용된다.
또, 도 22 에 나타낸 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 X 축 방향 일측면 (도 21 의 좌측면) (120) 과 Y 축 방향 일측면 (도 21 의 지면 안쪽면) (121) 은 경면 마무리가 이루어진 반사면이 되고, 마찬가지로 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 X 축 방향 타측면 (도 21 의 우측면) (122) 과 Y 축 방향 일측면 (123) 은 경면 마무리가 이루어진 반사면이 된다. 이들 반사면에 후술한 간섭계 시스템을 구성한 각 측장축 (BI1X, BI2X 등) 의 간섭계 빔이 투사되고, 그 반사광을 각 간섭계에서 수광함으로써 각 반사면의 기준위치 (일반적으로는 투영광학계 측면이나 얼라인먼트 광학계의 측면에 고정 미러를 배치하고 그것을 기준면으로 함) 로부터의 변위를 계측하고, 그럼으로써 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 2 차원 위치가 각각 계측되도록 되어 있다. 또, 간섭계 시스템의 측장축 구성에 대해서는 뒤에서 상술하겠다.
투영광학계 (PL) 의 X 축 방향의 양측에는 도 21 에 나타낸 바와 같이 동일한 기능을 갖는 오프액시스 (off-axis) 방식의 얼라인먼트계 (124a, 124b) 가 투영광학계 (PL) 의 광축 중심 (레티클 패턴 이미지의 투영 중심과 일치) 보다 각각 동일한 거리만큼 떨어진 위치에 설치되어 있다. 이들 얼라인먼트계 (124a, 124b) 는 LSA (Laser Step Alignment) 계, FIA (Filed Image Alignment) 계, LIA (Laser Interferometric Alignment) 계 3 종류의 얼라인먼트센서를 가지고 있으며, 기준마크판상의 기준마크 및 웨이퍼상의 얼라인먼트마크의 X, Y 2 차원 방향의 위치 계측을 할 수 있다.
여기에서, LSA 계는 레이저광을 마크에 조사하여 회절, 산란된 광을 이용하여 마크 위치를 계측하는 가장 범용성있는 센서로, 종래부터 폭넓은 프로세스웨이퍼에 사용된다. FIA 계는 할로겐램프 등의 프로드밴드 (광대역) 광으로 마크를 조명하고 이 마크 화상을 화상 처리함으로써 마크 위치를 계측하는 센서로, 알루미층이나 웨이퍼 표면의 비대칭 마크에 유효하게 사용된다. 그리고, LIA 계는 회절 격자형 마크에 주파수를 약간 바꾼 레이저광을 2 방향에서 조사하고 발생된 2 개의 회절광을 간섭시켜 그 위상에서 마크의 위치정보를 검출하는 센서로, 저단차나 표면이 거친 웨이퍼에 유효하게 사용된다.
본 제 2 실시형태에서는 이들 3 종류의 얼라인먼트센서를 적절하게 목적에 따라 나눠 사용하고 웨이퍼상의 3 점의 1 차원 마크의 위치를 검출하여 웨이퍼의 개략 위치계를 실시하는 이른바 서치얼라인먼트나 웨이퍼상의 각 쇼트영역의 정확한 위치 계측을 하는 파인얼라인먼트 등을 하도록 되어 있다.
이 경우 얼라인먼트계 (124a) 는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 위에 지지된 웨이퍼 (W1) 위의 얼라인먼트마크 및 기준마크판 (FM1) 위에 형성된 기준마크의 위치 계측 등에 사용된다. 또, 얼라인먼트계 (124b) 는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 위에 지지된 웨이퍼 (2) 위의 얼라인먼트마크 및 기준마크판 (FM2) 위에 형성된 기준마크의 위치 계측 등에 사용된다.
이들 얼라인먼트계 (124a, 124b) 를 구성하는 각 얼라인먼트센서로부터의 정보는 얼라인먼트 제어장치 (180) 에 의해 A/D 변환되고 디지털화된 파형신호를 연산관리하여 마크 위치가 검출된다. 그 결과가 주제어장치 (190) 로 보내지고 주제어장치 (190) 로부터 그 결과에 따라 스테이지 제어장치 (160) 에 대해 노광시의 동기 위치 보정 등이 지시되도록 되어 있다.
또, 도시는 생략되어 있지만 투영광학계 (PL), 얼라인먼트계 (124a, 124b) 의 각각에는 상기 일본 공개특허공보 평10-163098 호에 개시된 바와 같은 초점맞춤위치를 조정하기 위한 오토포커스/오토리벨링 (AF/AL) 계측기구가 설치되어 있다.
이어서, 레티클 구동기구에 대해 도 21 및 도 22 에 기초하여 설명한다.
상기 레티클 구동기구는 레티클베이스 정반 (28) 위를 레티클 (R) 을 지지하여 XY 2 차원 방향으로 이동할 수 있는 레티클 스테이지 (RST) 와 이 레티클 스테이지 (RST) 를 구동시키는 도시되지 않은 리니어모터 등으로 이루어진 구동계 (29) 와 레티클 스테이지 (RST) 에 고정된 이동경 (31) 을 통해 레티클 스테이지 (RST) 위치를 계측하는 레티클레이저간섭계 (30) 를 구비하고 있다.
이것을 더 상술하면 레티클 스테이지 (RST) 에는 도 22 에 나타낸 바와 같이 2 장의 레티클 (R1, R2) 이 스캔방향 (Y 축 방향) 으로 직렬로 설치할 수 있도록 되어 있으며, 이 레티클 스테이지 (RST) 는 도시되지 않은 에어베어링 등을 통해 레티클베이스 정반 (28) 위에 부상 지지되고 구동계 (29) 에 의해 X 축 방향의 미소 구동, θ방향의 미소 회전 및 Y 축 방향의 주사 구동이 이루어지도록 되어 있다. 또, 구동계 (29) 는 리니어모터를 구동원으로 하는 기구이지만, 도 21 에서는 도시의 편의상 및 설명의 편의상에서 단순한 블록으로 나타내고 있다. 따라서, 레티클 스테이지 (RST) 위의 레티클 (R1, R2) 이 예컨대 2중 노광시에 선택적으로 사용되고 어느 레티클에 대해서도 웨이퍼측과 동기 스캔할 수 있는 구성으로 되어 있다.
레티클 스테이지 (RST) 위에는 X 축 방향의 타측 단부에 레티클 스테이지 (RST) 와 동일한 소재 (예컨대 세라믹 등) 으로 이루어진 평행 평판 이동경 (31X) 이 Y 축 방향으로 연달아 설치되어 있고, 이 이동경 (31X) 의 X 축 방향의 타측면에는 경면 가공으로 반사면이 형성되어 있다. 상기 이동경 (31X) 의 반사면쪽으로 측장축 (BI6X) 로 표시되는 간섭계 (도시 생략) 로부터의 간섭계 빔이 조사되고, 그 간섭계에서는 그 반사광을 수광하여 기준면에 대한 상대 변위를 계측함으로써 레티클 스테이지 (RST) 위치를 계측하고 있다. 여기에서, 상기 측장축 (BI6X) 을 갖는 간섭계는 실제로는 독립적으로 계측할 수 있는 2 개의 간섭계 광축을 가지고 있으며, 레티클 스테이지의 X 축 방향의 위치 계측과 요잉량의 계측이 가능해진다. 상기 측장축 (BI6X) 을 갖는 간섭계의 계측값은 후술한 웨이퍼 스테이지측의 측장축 (BI1X, BI2X) 을 갖는 간섭계 (116, 118) 로부터의 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 요잉 정보나 위치 정보에 기초하여 레티클과 웨이퍼의 상대 회전 (회전 오차) 을 취소하는 방향으로 레티클 스테이지 (RST) 를 회전 제어하거나 X 방향 동기 제어를 하기 위해 사용된다.
한편, 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 (스캔방향) 인 Y 축 방향의 타측 (도 21 의 지면 바로 앞측) 에는 1 쌍의 코너큐브미러 (31y1 , 31y2 ) 가 설치되어 있다. 그리고, 도시되지 않은 1 쌍의 더블패스 간섭계에서 이들의 코너큐브미러 (31y1 , 31y2 ) 에 대해 도 22 에 측장축 (BI7Y, BI8Y) 으로 표시된 간섭계 빔이 조사되고, 레티클베이스 정반 (28) 위의 반사면으로 코너큐브미러 (31y1 , 31y2 ) 로부터 복귀되고, 거기서 반사된 각각의 반사광이 동일 광로를 복귀하고 각각의 더블패스 간섭계에서 수광되고, 각각의 코너큐브미러 (31y1 , 31y2 ) 의 기준위치 (레퍼런스 위치에서 상기 레티클베이스 정반 (28) 위의 반사면) 으로부터의 상대 변위가 계측된다. 그리고, 이들 더블패스 간섭계의 계측값이 도 21 의 스테이지 제어장치 (160) 에 공급되고, 그 평균값에 기초하여 레티클 스테이지 (RST) 의 Y 축 방향 위치가 계측된다. 상기 Y 축 방향 위치의 정보는 웨이퍼측의 측장축 (BI3Y) 을 갖는 간섭계의 계측값에 기초한 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST1 또는 WST2) 의 상대위치의 산출 및 그것에 기초한 주사노광시의 주사방향 (Y 축 방향) 의 레티클과 웨이퍼의 동기 제어에 사용된다.
이렇게 본 제 2 실시형태에서는 측장축 (BI6X) 으로 표시된 간섭계 및 측장축 (BI7Y, BI8Y) 으로 표시된 1 쌍의 더블패스 간섭계의 합계 3 개의 간섭계로 도 21 에 나타낸 레티클레이저 간섭계 (30) 이 구성되어 있다.
이어서, 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 위치를 관리하는 간섭계 시스템에 대해 도 21 ∼ 도 23 을 참조하면서 설명한다.
이들 도면에 나타낸 바와 같이 투영광학계 (PL) 의 투영중심과 얼라인먼트계 (124a, 124b) 의 각각의 검출중심을 통하는 X 축을 따라 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 X 축 방향 일측면에는 도 21 의 간섭계 (116) 로부터의 측장축 (BI1X) 으로 표시된 간섭계 빔이 조사되고 마찬가지로 X 축을 따라 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 X 축 방향의 타측면에는 도 21 의 간섭계 (118) 로부터의 측장축 (BI2X) 으로 표시된 간섭계 빔이 조사되어 있다. 그리고, 간섭계 (116, 118) 에서는 이들의 반사광을 수광함으로써 각 반사면의 기준위치로부터의 상대 변위를 계측하고 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 X 축 방향 위치를 계측하도록 되어 있다.
여기에서, 간섭계 (116, 118) 는 도 22 에 나타낸 바와 같이 각 3 개의 광축을 갖는 3 축 간섭계로, 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 X 축 방향의 계측 이외에 틸트 계측 및 θ계측이 가능해진다. 이 경우 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 θ회전을 하는 도시되지 않은 θ스테이지 및 Z 축 방향의 미소 구동 및 경사 구동을 하는 도시되지 않은 Z ·레벨링스테이지는 실제로는 반사면 (120 ∼ 123) 하에 있어, 웨이퍼 스테이지의 틸트 제어시의 구동량은 모두 이들의 간섭계 (116, 118) 로 모니터할 수 있다.
또, 측장축 (BI1X, BI2X) 의 각 간섭계 빔은 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 이동 범위 전역에서 항상 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 에 닿도록 되어 있으며, 따라서 X 축 방향에 대해서는 투영광학계 (PL) 를 사용한 노광시 얼라인먼트계 (124a, 124b) 의 사용시 등 어느 때에도 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 위치는 측장축 (BI1X, BI2X) 의 계측값에 기초하여 관리된다.
또한, 도 22 및 도 23 에 나타낸 바와 같이 투영광학계 (PL) 의 투영중심에서 X 축과 수직으로 교차하는 측장축 (BI3Y) 을 갖는 간섭계 (132) 와 얼라인먼트계 (124a, 124b) 의 각각의 검출중심에서 X 축과 각각 수직으로 교차하는 측장축 (BI4Y, BI5Y) 을 각각 갖는 간섭계 (131, 133) 가 설치되어 있다.
본 실시형태의 경우, 투영광학계 (PL) 를 사용한 노광시의 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 Y 축 방향 위치 계측에는 투영광학계 (PL) 의 투영중심, 즉 광축 (AX) 을 통과하는 측장축 (BI3Y) 의 간섭계 (132) 의 계측값이 사용되고, 얼라인먼트계 (124a) 의 사용시의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 Y 방향 위치 계측에는 얼라인먼트계 (124a) 의 검출중심, 즉 광축 (SX) 을 통과하는 측장축 (BI4Y) 의 간섭계 (131) 의 계측값이 사용되며, 얼라인먼트계 (124b) 사용시의 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 Y 방향 위치 계측에는 얼라인먼트계 (124b) 의 검출중심, 즉 광축 (SX) 을 통과하는 측장축 (BI5Y) 의 간섭계 (133) 의 계측값이 사용된다.
따라서, 각 사용조건으로 Y 축 방향의 간섭계 측장축이 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 반사면에서 벗어나는 경우가 있는데, 적어도 하나의 측장축, 즉 측장축 (BI1X, BI2X) 은 각각의 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 반사면에서 벗어나는 일이 없어 사용되는 간섭계 광축이 반사면상에 들어간 적절한 위치에서 Y 측의 간섭계를 리셋팅할 수 있다.
또한, 상기 Y 계측용의 측장축 (BI3Y, BI4Y, BI5Y) 의 각 간섭계 (132, 131, 133) 는 각 2 개의 광축을 갖는 2 축 간섭계로, 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 Y 축 방향의 계측 이외에는 틸트 계측이 가능해진다. 본 실시형태에서는 간섭계 (116, 118, 131, 132, 133) 의 합계 5 개의 간섭계로 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 2 차원 좌표 위치를 관리하는 간섭계 시스템이 구성되어 있다.
또, 도 21 에 나타낸 주제어장치 (190) 에는 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 이동을 관리하기 위한 조건식 (예컨대, 간섭화 조건) 등이 기억된 메모리 (191) 이 설치되어 있다.
또한, 본 제 2 실시형태에서는 후술하는 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 중 일측이 노광 시퀀스를 실행하고 있는 동안 타측은 웨이퍼 교환, 웨이퍼얼라인먼트시퀀스를 실행하지만, 이 때에 양 스테이지끼리 간섭하지 않도록 각 간섭계의 출력값에 기초하여 주제어장치 (190) 의 지령에 따라 스테이지 제어장치 (160) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 이동이 관리되고 있다.
이어서, 가동형 정반 (138) 의 역할 및 그 제어방법 등에 대해 간단하게 설명한다. 그 가동형 정반 (138) 도 기본적으로는 상술한 제 1 실시형태의 가동형 정반 (38) 와 동등한 역할을 가지며 스테이지 제어장치 (160) 에 의해 동일한 방법으로 제어된다.
즉, 가동형 정반 (138) 상면에는 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 하면에 설치된 도시되지 않은 영구자석과 함께 평면 자기 부상형 리니어 액츄에이터 (42a, 42b) 를 구성하는 복수의 코일 (도시 생략) 이 XY 2 차원 방향으로 둘러쳐져 있다. 그리고, 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 는 평면 자기 부상형 리니어액츄에이터 (42a, 42b) 에 의해 가동형 정반 (138) 상측에 부상 지지됨과 동시에 상기 코일 중 각 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 가 대향하는 부분의 코일에 흐르는 전류를 제어함으로써 임의의 2 차원 방향으로 독립적으로 구동되는 구성으로 되어 있다.
가동형 정반 (138) 은 제 1 실시형태의 가동형 정반 (38) 과 동일한 방법으로 하여 평면 자기 부상형 리니어액츄에이터 (44) 에 의해 정반 (22) 상측에 부상 지지됨과 동시에 상기 코일에 흐르는 전류를 제어함으로써 임의의 2 차원 방향으로 구동되는 구성으로 되어 있다.
이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 와 가동형 정반 (138), 가동형 정반 (138) 와 정반 (22) 은 각각 접촉하지 않기 때문에 각각의 사이의 마찰이 매우 작아진 결과, 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2), 가동형 정반 (138) 을 포함한 계 전체로서 운동량 보존법칙이 성립한다. 즉, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 일측이 이동하는 경우에는, 상기 제 1 실시형태와 완전히 동일하며, 웨이퍼 스테이지 (WST1 와 WST2) 가 동시에 이동하는 경우에는, 이들 스테이지의 구동력 합력에 대한 반력으로 가동형 정반 (138) 이 이동하기 때문이다.
본 제 2 실시형태에서도 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 웨이퍼 스테이지 가속도, 최고속도, 풋프린트의 악화를 1 자리 이하로 억제하기 위해, 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 질량 (m) 과 가동형 정반 (138) 의 질량 (M) 의 비가 m:M = 1:9 이하가 되도록, 즉 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 중량이 가동형 정반 (138) 중량의 1/9 이하가 되도록 설정되어 있다.
또한, 가동형 정반 (138) 의 필요 스트로크를 작게 하기 위해, 스테이지 제어장치 (160) 에서는 가동형 정반 (138) 구동용 평면 자기 부상형 리니어액츄에이터 (44) 에 대한 제어응답을 노광, 얼라인먼트시와 그 밖의 때에서 가변하도록 되어 있다.
따라서, 노광시에는 웨이퍼 스테이지 (WST1 또는 WST2) 와 레티클 스테이지 (RST) 가 동기하여 이동하지만, 가동형 정반 (138) 구동용 평면 자기 부상형 리니어액츄에이터 (44) 의 제어응답을 수 Hz 로 제어하면 수십 Hz 로 제어되는 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 구동용 평면 자기 부상형 리니어액츄에이터 (42a, 42b) 의 가동형 정반 (138) 에 대한 반력에는 거의 추종할 수 없으며, 운동량 보존법칙에서 가동형 정반 (138) 이 자유롭게 운동하여 그 반력을 흡수해버려 그 반력 영향이 외부로 미치지 않는다.
또, 스테이지 제어장치 (160) 에서는 레티클 스테이지 (RST) 위치나 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 위치의 변화로 노광장치 본체 (12) 가 전체적으로 기울어진 경우에, 평면 자기 부상형 리니어액츄에이터 (44) 의 제어응답을 수 Hz 로 제어함으로써, 그 경사방향으로 가동형 정반 (138) 이 이동하는 저주파 위치 어긋남을 방지하게 된다.
또한, 본 실시형태에서도 가동형 정반 (138) 의 정반 (22) 에 대한 XY 방향의 상대 이동의 위치를 검출하는 위치계측장치로서의 리니어엔코더 (45) (도 21 참조) 를 사용한 피드백 제어에 의해 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 소정의 타이밍에서 스테이지 제어장치 (160) 가 가동형 정반 (138) 구동용 평면 자기 부상형 리니어액츄에이터 (44) 의 응답 주파수를 수십 Hz 로 올리는 등의 동작으로 가동형 정반 (138) 의 이동량을 작게 하 (거의 소정의 위치로 유지함) 도록 되어 있다.
상기 제어계는 장치 전체를 통괄적으로 제어하는 주제어장치 (190) 를 중심으로 이 주제어장치 (190) 의 배하에 있는 노광량 제어장치 (170) 및 스테이지 제어장치 (160) 등으로 구성되어 있다.
여기에서, 제어계의 상기 구성 각 부의 동작을 중심으로 본 실시형태의 노광장치 (110) 의 노광시의 동작에 대해 설명한다.
노광량 제어장치 (170) 는 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W1 또는 W2) 의 동기 주사가 개시되기에 앞서 도시되지 않은 셔터 구동부를 통해 조명광학계 (18) 내의 도시되지 않은 셔터를 오픈한다.
그 후, 스테이지 제어장치 (160) 에 의해 주제어장치 (190) 의 지시에 따라 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W1 또는 W2), 즉 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST1 또는 WST2) 의 동기 주사 (스캔 제어) 가 개시된다. 이 동기 주사는 상술한 간섭계 시스템의 측장축 (BI3Y) 과 측장축 (BI1X 또는 BI2X) 및 레티클레이저간섭계 (30) 의 측장축 (BI7Y, BI8Y) 과 측장축 (BI6X) 의 계측값을 모니터하면서 스테이지 제어장치 (160) 에 의해 레티클 구동부 (29) 및 웨이퍼 스테이지의 구동계 (평면 자기 부상형 리니어액츄에이터 (42a 또는 42b)) 를 제어함으로써 이루어진다.
그리고, 양쪽 스테이지가 소정의 허용 오차 이내로 등속도 제어된 시점에서 노광량 제어장치 (170) 에서는 엑시머레이저의 펄스 발광을 개시시킨다. 그럼으로써, 조명광학계 (18) 로부터의 조명광으로 그 하면에 패턴이 크롬 증착된 레티클 (R) 의 상기 직사각형의 조명영역 (IA) 이 조명되고, 그 조명영역 내의 패턴 이미지가 투영광학계 (PL) 에 의해 1/4 (또는 1/5) 배로 축소되며, 그 표면에 포토레지스트가 도포된 웨이퍼 (W1 또는 W2) 위에 투영 노광된다. 여기에서 도 22 에서 알 수 있듯이 레티클 (R) 위의 패턴 영역에 비해 조명영역 (IA) 의 주사방향의 슬릿폭은 좁고 상기와 같이 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W1 또는 W2) 를 동기 주사함으로써 패턴 전면의 이미지가 웨이퍼상의 쇼트영역에 순차적으로 형성된다.
여기에서, 상술한 펄스 발광의 개시와 함께 노광량 제어장치 (170) 는 진동미러 (18D) 를 구동시키고 레티클 (R) 위의 패턴영역이 완전히 조명영영역 (IA) (도 22 참조) 을 통과할 때까지, 즉 패턴 전면의 이미지가 웨이퍼 위의 쇼트영역에 형성될 때까지 연속적으로 그 제어를 함으로써 두 플라이아이렌즈에서 발생되는 간섭무늬 불균일을 저감시킨다.
또, 상기 주사 노광중에 쇼트에지부에서의 레티클상의 차광영역보다도 밖으로 조명광이 누설되지 않도록 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 의 스캔과 동기하여 가동 블라인드 (18M) 가 구동계 (43) 에 의해 구동 제어되어 있으며, 이들 일련된 동기 동작이 스테이지 제어장치 (160) 에 의해 관리되고 있다.
상술한 주사노광 (스캔 노광) 중 일본 공개특허공보 평10-163098 호에 개시된 바와 같이 레지스트 감도에 대응한 적산 노광량이 되도록 주제어장치 (190) 또는 노광량 제어장치 (170) 에서는 조사 에너지나 발진 주파수의 가변량에 대해 모두 연산을 하고 광원부내에 설치된 감광 시스템을 제어함으로써 조사 에너지나 발진주파수를 가변시키거나 셔터나 진동미러를 제어하거나 하도록 구성되어 있다.
또한, 주제어장치 (190) 에서는 예컨대 스캔 노광시에 동기 주사를 하는 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지의 이동 개시 위치 (동기 위치) 를 보정하는 경우, 각 스테이지를 이동 제어하는 스테이지 제어장치 (160) 에 대해 보정량에 따른 스테이지 위치의 보정을 지시한다.
또, 본 실시형태의 노광장치 (110) 에서는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와의 사이에서 웨이퍼 교환을 하는 제 1 반송 시스템과 웨이퍼 스테이지 (WST2) 와의 사이에서 웨이퍼 교환을 하는 제 2 반송 시스템이 설치되어 있다.
제 1 반송 시스템은 도 24 에 나타낸 바와 같이 좌측 웨이퍼로딩 위치에 있는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와의 사이에서 후술하는 바와 같이 웨이퍼 교환을 한다. 이 제 1 반송 시스템은 Y 축 방향으로 연장된 제 1 로딩가이드 (182), 이 로딩가이드 (182) 를 따라 이동하는 제 1 슬라이더 (186) 및 제 2 슬라이더 (187), 제 1 슬라이더 (186) 에 부착된 제 1 언로드아암 (184), 제 2 슬라이더 (187) 에 부착된 제 1 로드아암 (188) 을 포함하여 구성된 제 1 웨이퍼로더와 웨이퍼 스테이지 (WST1) 위에 설치된 3 개의 상하 운동 부재로 이루어진 제 1 센터업 (181) 으로 구성된다.
여기에서, 상기 제 1 반송 시스템에 의한 웨이퍼 교환 동작에 대해 간단하게 설명한다. 여기에서는 도 24 에 나타낸 바와 같이, 좌측의 웨이퍼로딩 위치에 있는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 위에 있는 웨이퍼 (W1') 와 제 1 웨이퍼로더에 의해 반송되어온 웨이퍼 (W1) 가 교환되는 경우에 대해 설명한다.
먼저, 주제어장치 (190) 에서는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 위의 도시되지 않은 웨이퍼홀더의 진공을 도시되지 않은 스위치를 통해 오프하여 웨이퍼 (W1') 의 흡착을 해제시킨다.
이어서, 주제어장치 (190) 에서는 도시되지 않은 센터업 구동계를 통해 센터업 (181) 을 소정량 상승 구동한다. 그럼으로써 웨이퍼 (W1') 가 소정 위치까지 올라간다. 그 상태에서 주제어장치 (190) 에서는 도시되지 않은 웨이퍼로더 제어장치에 제 1 언로드아암 (184) 의 이동을 지시한다. 그럼으로써, 웨이퍼로더 제어장치에 의해 제 1 슬라이더 (186) 가 구동 제어되고 제 1 언로드아암 (184) 이 로딩가이드 (182) 를 따라 웨이퍼 스테이지 (WST1) 위까지 이동시켜 웨이퍼 (W1') 바로 아래에 위치한다.
그 상태에서 주제어장치 (190) 에서는 센터업 (181) 을 소정 위치까지 하강 구동시킨다. 이 센터업 (181) 의 하강 도중에 웨이퍼 (W1') 가 제 1 언로드아암 (184) 에 수수되기 때문에, 주제어장치 (190) 에서는 웨이퍼로더 제어장치에 제 1 언로드아암 (184) 의 진공 개시를 지시한다. 그럼으로써, 제 1 언로드아암 (184) 에 웨이퍼 (W1') 가 흡착 지지된다.
이어서, 주제어장치 (190) 에서는 웨이퍼로더 제어장치에 제 1 언로드아암 (184) 의 퇴피와 제 1 로드아암 (188) 의 이동 개시를 지시한다. 그럼으로써, 제 1 슬라이더 (186) 와 일체적으로 제 1 언로드아암 (184) 이 도 24 의 -Y 방향으로 이동을 개시함과 동시에 제 2 슬라이더 (187) 가 웨이퍼 (W1) 를 지지한 제 1 로드아암 (188) 과 일체적으로 +Y 축 방향으로 이동을 개시한다. 그리고, 제 1 로드아암 (188) 이 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상측으로 왔을 때에 웨이퍼로더 제어장치에 의해 제 2 슬라이더 (187) 가 정지됨과 동시에 제 1 로드아암 (188) 의 진공이 해제된다.
그 상태에서 주제어장치 (190) 에서는 센터업 (181) 을 상승 구동시키고 센터업 (181) 에 의해 웨이퍼 (W1) 를 하측에서 들어올린다. 이어서, 주제어장치 (190) 에서는 웨이더로더 제어장치에 로드아암의 퇴피를 지시한다. 그럼으로써, 제 2 슬라이더 (187) 가 제 1 로드아암 (188) 과 일체적으로 -Y 방향으로 이동을 개시하여 제 1 로드아암 (188) 의 퇴피가 이루어진다. 이 제 1 로드아암 (188) 의 퇴피 개시와 동시에 주제어장치 (190) 에서는 센터업 (181) 의 하강 구동을 개시하여 웨이퍼 (W1) 를 웨이퍼 스테이지 (WST1) 위의 도시되지 않은 웨이퍼홀더에 얹어놓고 당해 웨이퍼홀더의 진공을 온으로 한다. 그럼으로써 웨이퍼 교환의 일련된 시퀀스가 종료된다.
제 2 반송 시스템은 동일하게 도 25 에 나타낸 바와 같이 우측 웨이퍼로딩 위치에 있는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 와의 사이에서 상술한 바와 같이 동일한 방법으로 웨이퍼 교환을 한다. 이 제 2 반송 시스템은 Y 축 방향으로 연장된 제 2 로딩가이드 (192), 이 제 2 로딩가이드 (192) 를 따라 이동하는 제 3 슬라이더 (196) 및 제 4 슬라이더 (200), 제 3 슬라이더 (196) 에 부착된 제 2 언로드아암 (194), 제 4 슬라이더 (200) 에 부착된 제 2 로드아암 (198) 등을 포함하여 구성된 제 2 웨이퍼로더와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 위에 설치된 도시되지 않은 제 2 센터업으로 구성된다.
이어서, 도 24 및 도 25 에 기초하여 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 에 의한 병행 처리에 대해 설명한다.
도 24 에는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 위의 웨이퍼 (W2) 를 투영광학계 (PL) 를 통해 노광동작을 하는 동안에 좌측 로딩 위치에서 상술한 바와 같이 하여 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와 제 1 반송 시스템 사이에서 웨이퍼 교환이 이루어지는 상태의 평면도가 나타나 있다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 위에서는 웨이퍼 교환에 이어서 후술하는 바와 같이 하여 얼라인먼트 동작이 이루어진다. 또, 도 24 에서 노광 동작중의 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치 제어는 간섭계 시스템의 측장축 (BI2X, BI3Y) 의 계측값에 기초하여 이루어지고, 웨이퍼 교환과 얼라인먼트 동작이 이루어지는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치 제어는 간섭계 시스템의 측장축 (BI1X, BI4Y) 의 계측값에 기초하여 이루어진다.
상기 도 24 에 나타낸 좌측 로딩 위치에서는 얼라인먼트계 (124a) 바로 아래에 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 기준마크판 (FM1) 위의 기준마크가 오는 배치로 되어 있다. 따라서, 주제어장치 (190) 에서는 얼라인먼트계 (124a) 에 의해 기준마크판 (FM1) 위의 기준마크를 계측하기 이전에 간섭계 시스템의 측장축 (BI4Y) 의 간섭계를 리셋팅하고 있다.
상술한 웨이퍼 교환, 간섭계의 리셋팅에 이어서 서치얼라인먼트가 이루어진다. 그 웨이퍼 교환후에 이루어지는 서치얼라인먼트란, 웨이퍼 (W1) 의 반송중에 이루어지는 프리얼라인먼트만으로는 위치 오차가 크기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 위에서 다시 이루어지는 프리얼라인먼트이다. 구체적으로는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 위에 얹혀있는 웨이퍼 (W1) 위에 형성된 3 개의 서치얼라인먼트마크 (도시 생략) 위치를 얼라인먼트계 (124a) 의 LSA 계의 센서 등을 사용하여 계측하고 그 계측 결과에 기초하여 웨이퍼 (W1) 의 X, Y, θ방향 위치를 맞춘다. 이 서치얼라인먼트시, 각 부의 동작은 주제어장치 (190) 에 의해 제어된다.
상기 서치얼라인먼트 종료후, 웨이퍼 (W1) 위의 각 쇼트영역의 배열을 여기에서는 EGA 를 사용하여 구한 파인얼라인먼트가 이루어진다. 구체적으로는 간섭계 시스템 (측장축 (BI1X, BI4Y)) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST1) 위치를 관리하면서 설계상의 쇼트 배열 데이터 (얼라인먼트마크 위치 데이터) 를 기초로 웨이퍼 스테이지 (WST1) 을 순차적으로 이동시키면서 웨이퍼 (W1) 위의 소정의 샘플쇼트의 얼라인먼트마크 위치를 얼라인먼트계 (124a) 의 FIA 계의 센서 등으로 계측하고, 이 계측 결과와 쇼트 배열의 설계 좌표 데이터에 기초하여 최소 자승법에 의한 통계 연산으로 모든 쇼트 배열 데이터를 연산한다. 또한, 상기 EGA 시의 각 부의 동작은 주제어장치 (190) 에 의해 제어되고, 상기 연산은 주제어장치 (190) 에 의해 이루어진다. 그리고, 상기 연산 결과는 기준마크판 (FM1) 의 기준마크 위치를 기준으로 하는 좌표계로 변환시켜두는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 경우, 상술한 바와 같이 얼라인먼트계 (124a) 에 의한 계측시에, 노광시와 동일한 AF/AL 기구의 계측, 제어에 의한 오토포커스/오토레벨링을 실행하면서 얼라인먼트마크 위치가 계측되며, 얼라인먼트시와 노광시 사이에 스테이지 자세에 의한 오프세트 (오차) 를 발생시키지 않도록 할 수 있다.
웨이퍼 스테이지 (WST1) 측에서 상기 웨이퍼 교환, 얼라인먼트 동작이 이루어지는 동안에 웨이퍼 스테이지 (WST2) 측에서는 2 장의 레티클 (R1, R2) 을 사용하며 노광조건을 바꾸면서 연속적으로 스텝 앤드 스캔방식으로 2중 노광이 이루어진다.
구체적으로는 상술한 웨이퍼 (W1) 측과 동일한 방법으로 사전에 EGA 에 의한 파인얼라인먼트가 이루어져, 그 결과 얻은 웨이퍼 (W2) 위의 쇼트 배열 데이터 (기준마크판 (FM2) 위의 기준마크를 기준으로 함) 에 기초하여 순차적으로 웨이퍼 (W2) 의 인접 쇼트로의 쇼트간 이동 (스텝핑) 동작이 이루어지고, 웨이퍼 (W2) 위의 각 쇼트영역에 대해 순차적으로 상술한 스캔 노광이 이루어진다. 상기 쇼트간 이동 동작시에 상술한 제 1 실시형태 중에서 도 11a ∼ 도 11c 을 사용하여 설명한 것과 동일한 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 이동 제어가 이루어진다.
이러한 웨이퍼 (W2) 위의 전체 쇼트영역에 대한 노광이 레티클 변환후에도 연속적으로 이루어진다. 구체적인 2중 노광의 노광순서로는 예컨대 웨이퍼 (W1) 의 각 쇼트영역을 레티클 (R2) 을 사용하여 순차적으로 스캔 노광을 한 후, 레티클 스테이지 (RST) 를 주사방향으로 소정량 이동시켜 레티클 (R1) 을 노광위치에 설정한 후, 상기와 반대 순서로 스캔 노광을 한다. 이 때, 레티클 (R2) 과 레티클 (R1) 에서는 노광조건 (AF/AL, 노광량) 이나 투과율이 다르기 때문에, 레티클얼라인먼트시에 각각의 조건을 계측하여 그 결과에 따라 조건 변경을 해야한다.
상기 웨이퍼 (W2) 의 2중 노광중의 각 부의 동작도 주제어장치 (190) 에 의해 제어된다.
상술한 도 24 에 나타낸 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 위에서 병행하여 실시되는 노광 시퀀스와 웨이퍼 교환 ·얼라인먼트시퀀스는 이미 종료된 웨이퍼 스테이지가 대기 상태로 되고, 양쪽 동작이 종료된 시점에서 도 25 에 나타낸 위치까지 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 가 이동 제어된다. 그리고, 노광 시퀀스가 종료된 웨이퍼 스테이지 (WST2) 위의 웨이퍼 (W2) 는 우측 로딩포지션에서 웨이퍼 교환이 이루어지고, 얼라인먼트시퀀스가 종료된 웨이퍼 스테이지 (WST1) 위의 웨이퍼 (W1) 는 투영광학계 (PL) 하에서 노광 시퀀스가 이루어진다.
도 25 에 나타낸 우측 로딩포지션에서는 우측 로딩포지션과 동일하게 얼라인먼트계 (124b) 아래에 기준마크판 (FM2) 위의 기준마크가 오도록 배치되어 있으며, 상술한 웨이퍼 교환 동작과 얼라인먼트시퀀스가 실행되는 경우가 있다. 물론, 간섭계 시스템의 측장축 (BI5Y) 의 간섭계의 리셋팅 동작은 얼라인먼트계 (124b) 에 의한 기준마크판 (FM2) 위의 마크검출에 앞서 실행되고 있다.
또, 상기 일련된 병행 처리 동작 과정에서 실시되는 주제어장치 (190) 에 의한 간섭계의 리셋팅 동작은, 상기 일본 공개특허공보 평10-163098 호에 개시된 동작과 완전히 동일하며 공지되어 있기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
본 실시형태와 같이 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 를 사용하여 다른 동작을 동시 병행 처리하는 경우, 일측 스테이지에서 이루어지는 동작이 타측의 스테이지 동작에 영향 (외란) 을 미칠 가능성이 있다. 이러한 경우, 상기 일본 공개특허공보 평10-163098 호에 기재된 노광장치에서는 상기 공보의 도 11 ∼ 도 13 및 그 설명부분에 개시된 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 위에서 실시된 동작의 타이밍 조정을 하였기 때문에 제어 동작이 복잡하였다.
반면에, 본 실시형태에서는 상술한 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 가 가동형 정반 (138) 을 통해 정반 (22) 위에 배치되어 있기 때문에, 평면 자지 부상형 리니어액츄에이터 (42a 또는 42b) 에 의해 어느 한 웨이퍼 스테이지 (WST1 또는 WST2) 가 구동된 경우에는, 그 구동력의 반력으로 가동형 정반 (138) 이 이동하여 웨이퍼 스테이지 (WST1 또는 WST2) 의 중심 이동에 의한 편하중을 가동형 정반 (138) 의 중심 이동에 의해 취소할 수 있으며, 결과적으로 스테이지 장치 (101) 전체의 중심을 소정 위치에 지지할 수 있을 뿐아니라 평면 자기 부상형 리니어액츄에이터 (42a, 42b) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 가 동시에 구동된 경우에는, 그 구동력의 합력에 대응한 반력으로 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 중심 이동에 의한 편하중을 가동형 정반 (138) 의 중심 이동에 의해 취소하도록 이 가동형 정반 (138) 이 이동하고 결과적으로 스테이지 장치 (101) 전체의 중심을 소정 위치에 지지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 일측 동작이 타측에 외란으로서 작용하지 않도록 웨이퍼 스테이지끼리의 동작을 조정할 필요가 없어지므로, 제어 부담이 경감됨과 동시에 각 웨이퍼 스테이지의 위치 제어성을 함께 높게 유지할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 복수장의 레티클 (R) 을 사용하여 2중 노광을 하는 경우, 고해상도와 DOF (초점 심도) 의 향상 효과를 얻을 수 있다. 그러나, 상기 2중 노광법은 노광공정을 적어도 두번 반복해야하기 때문에, 종래의 노광장치에서는 노광시간이 길어져 대폭 스루풋이 저하된다는 문제가 있었다. 반면에, 본 제 2 실시형태에서는 일측의 웨이퍼 스테이지 위의 노광동작과 타측의 웨이퍼 스테이지 위의 얼라인먼트, 웨이퍼 교환 동작 등의 동시 병행 처리로 스루풋을 대폭 개선할 수 있어, 스루풋을 저하시키지 않고 고해상도와 DOF 의 향상 효과를 얻을 수 있다.
또, 상기 일본 공개특허공보 평10-163098 호에도 개시된 바와 같이, 더블웨이퍼 스테이지를 구비한 노광장치에서는 예컨대 각 처리시간을 T1 (웨이퍼 교환 시간), T2 (서치얼라인먼트 시간), T3 (파인얼라인먼트 시간), T4 (1 회의 노광시간) 으로 한 경우에, T1, T2, T3 와 T4 를 병행 처리하면서 2중 노광을 하는 경우에는, 8 인치 웨이퍼의 경우, 노광시간이 커 이 노광시간이 제약 조건이 되어 전체의 스루풋이 결정되지만, 본 제 2 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 의 쇼트간 이동 시간의 단축으로 이 노광시간 (T4) 의 단축이 가능하여 통상적인 1중 노광과 거의 동등한 높은 스루풋에 의한 2중 노광을 실현할 수 있다.
그리고, 상기 제 2 실시형태에서는 본 발명에 관한 스테이지 장치를 2중 노광법으로 웨이퍼를 노광하는 장치에 적용한 경우에 대해 설명하였으나, 동일한 기술인 스티칭에도 적용할 수 있으며, 이 경우에는 일측의 웨이퍼 스테이지측에서 2 장의 레티클로 2 회 노광을 하는 동안에 독립적으로 가동할 수 있는 타측의 웨이퍼 스테이지측에서 웨이퍼 교환과 웨이퍼얼라인먼트를 병행하여 실시함으로써, 통상적인 노광장치에 의한 스티칭보다도 높은 스루풋을 얻을 수 있다.
그러나, 본 발명에 관한 스테이지 장치의 적용 범위가 이것에 한정되지 않고 1중 노광법으로 노광하는 경우에도 본 발명은 적절하게 적용할 수 있다.
또, 상기 제 2 실시형태에서는 얼라인먼트 동작 및 웨이퍼 교환 동작과 노광동작을 병행 처리하는 경우에 대해 서술하였으나, 이것에 한정되지 않고 예컨대 베이스라인척 (BCHK), 웨이퍼 교환이 이루어질 때에 실시되는 칼리브레이션 등의 시퀀스에 대해서도 동일하게 노광동작과 병행 처리하도록 해도 된다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 로서 정방형 웨이퍼 스테이지를 사용하는 노광장치에 대해 설명하였으나, 이것에 한정되지 않고 예컨대 도 26 에 나타낸 바와 같이 제 1 실시형태와 동일한 삼각형 웨이퍼 스테이지 (WST3, WST4) 를 정반 (22) 위의 가동형 정반 (138) 위에 배치해도 된다. 상기 도 26 장치에서는 웨이퍼 스테이지 (WST3, WST4) 위치를 계측하는 간섭계 시스템을 상기 도에 나타낸 바와 같이 투영광학계 (PL), 얼라인먼트 광학계 (124a, 124b) 중심에서 교차되는 XY 축에 대해 소정 각도 경사진 측장축을 갖는 각 1 쌍, 합계 6 개의 간섭계 (211, 212, 213, 214, 215, 216) 로 구성하면 된다.
그리고, 상기 제 2 실시형태에서는 스테이지 장치 (101) 를 구성하는 제 1 가동체로서의 웨이퍼 스테이지 (WST1, WST2) 가 평면 자기 부상형 리니어액츄에이터에 의해 구동되는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명에 관한 스테이지 장치가 이것에 한정되지 않고 각 제 1 가동체를 구동하는 구동장치는 통상적인 리니어모터 등이어도 상관없다.
또, 상기 제 2 실시형태에서는 스텝 앤드 스캔 방식으로 주사노광을 하는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명에 관한 스테이지 장치의 적용 범위가 이것에 한정되지 않고 스텝 앤드 리피트 방식에 의한 정지노광을 하는 스텝퍼 등의 투영노광장치나 투영광학계를 사용하지 않고 마스크와 기판을 밀접시켜 마스크 패턴을 기판에 전사하는 프록시미티 노광장치나 EB 노광장치나 X 선 노광장치 등이어도 동일하게 적용시킬 수 있는 것은 물론이다.
또한, 상기 실시형태 중 설명에서는 도 11b, 도 11c 를 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 쇼트간 이동시의 이동 궤적을 도 11a 와 같은 U 자형으로 설정하는 경우의 속도 제어방법에 대해 설명하고, 이 때에 웨이퍼 스테이지 (WST) (및 레티클 스테이지 (RST)) 를 주사방향에 대해 일정 가속도로 목표 주사속도 (스캔 속도) 까지 가속시키고 목표 주사속도에서의 주사노광이 종료된 후, 일정 가속도 (일정 감속도) 에서 감속되는 경우에 대해 설명하였으나 (도 10b, 도 11b 참조), 주사방향에 관한 레티클 스테이지 (RST), 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가속도 제어방법을 변경함으로써 스루풋을 더 향상시킬 수 있다.
이하, 상기 제 1 실시형태의 주사형 노광장치 (10) 를 사용하여 (a) 에 나타낸 인접한 쇼트 (S1, S2, S3) 를 교호 스캔에 의해 순차적으로 노광할 때의 스테이지 제어계에 의한 스테이지의 가속도 제어방법에 대해 도 27 및 도 28 에 기초하여 설명한다.
제 5 개념의 설명
주사형 노광장치 (10) 에서는 레티클 스테이지 (RST) 를 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 4 배 (또는 5 배) 의 목표 주사속도로 주사할 필요가 있기 때문에, 레티클 스테이지의 가속 능력이 제약 조건이 되는 것으로 생각할 수 있어 여기에서는 레티클 스테이지 (RST) 의 가속도 제어를 중심으로 설명한다.
도 27a 에는 본 발명의 주사노광방법에서의 상기 각 쇼트에 대한 주사노광시에 제 1 가속도 제어방법을 채택한 경우의 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 (Y 방향) 의 속도 지령값의 시간 변화가 나타나 있다. 또, 도 27b 에는 앞에서 설명한 도 11b 에 대응한 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 (Y 방향) 의 속도 지령값의 시간 변화가 비교예로서 나타나 있다. 또한, 도 27c 에는 상기 각 쇼트에 대한 주사노광시에 제 2 가속도 제어방법을 채택한 경우 레티클 스테이지 (RST) 의 주사방향 (Y 방향) 의 속도 지령값의 시간 변화가 비교예로서 나타나 있다. 이들 도면에서 횡축은 시간을 나타내고 종축은 레티클 스테이지의 Y 방향의 속도 지령값 (Vry ) 을 나타낸다.
또, 이하 설명에서는 0 에서 목표 주사속도 (Vr) 까지의 가속시간을 Ta, 레티클과 웨이퍼의 동기셋팅시간을 Ts, 노광시간을 Te, 조정시간, 즉 등속오버스캔시간을 Tw, 목표 주사속도 (Vr) 에서 0 까지의 감속 시간을 Td 으로 한다.
제 1 가속도 제어방법에서는 도 27a 에 나타낸 바와 같이 도 2 의 구동계 (29) 를 구성하는 리니어모터의 발생 가능한 최고 추진력에 의한 최고 가속도에 의한 등가속도 제어가 아니라 그 가속도가 서서히 0 에 수속되는 가속도 변화 곡선에 기초하여 레티클 스테이지 (RST) 를 동기 이동 방향 (Y 방향) 으로 속도 0 에서 목표 주사속도 (Vr) 까지 가속시킨다. 여기에서, 상기 가속도 변화 곡선으로는 2 차 곡선 (포물선) 이나 고차 곡선이 사용된다.
상기 제 1 가속도 제어방법에 의하면, 각 쇼트에 대한 주사노광시에 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 의 동기 이동에 앞서 레티클 (R) 이 그 가속도가 서서히 0 에 수속하는 가속도 변화 곡선에 기초하여 Y 방향을 따라 가속되기 때문에, 도 27b 에 나타낸 바와 같이 일정 가속도로 목표 주사속도 (Vr) 로 가속되는 경우와 같이 가속 종료 시점에서 가속도가 불연속적으로, 즉 급격히 변화되지 않는다.
도 28a, 도 28b 에는 도 27a, 도 27b 에 각각 대응하여 셋팅시간 Ts 근방의 레티클 스테이지 (RST) 의 목표 위치에 대한 위치 오차의 시간 변화가 나타나 있다. 또, 목표 위치는 당연히 시간적으로 변화되지만, 도 28a, 도 28b 에는 각 시점의 목표 위치 (도면 중의 0) 를 기준으로 하는 위치 오차가 나타나 있다. 이들 도 28a, 도 28b 를 비교하면 알 수 있듯이 상기 제 1 가속도 제어방법에 의하면 도 27b 의 경우와 비교하여 목표 위치에 대한 위치 오차를 신속하게 허용 범위내에 수속시킬 수 있음을 알 수 있다. 그것은 상기 가속도의 급격한 변화에서 기인하는 레티클 스테이지 (RST) 의 고주파 진동을 억제할 수 있기 때문이다. 이 경우 그 가속능력이 제약 조건이 되는 쪽의 스테이지인 레티클 스테이지 (RST) 의 목표 위치, 따라서 목표 주사속도로의 신속한 수속을 실현할 수 있어, 결과적으로 레티클 (R) (레티클 스테이지 (RST)) 과 웨이퍼 (W) (웨이퍼 스테이지 (WST)) 의 동기셋팅시간 (Ts) 을 단축시킬 수 있는 것은 분명하다 (도 27a, 도 27b 참조).
또, 상기 제 1 가속도 제어방법을 채택하면, 가속시간 (Ta) 그 자체는 일정 가속도에 의한 가속의 경우에 비해 길어지는 경향이 있으나, 동기셋팅시간 Ts 의 단축은 가속시간의 증가를 보충해도 여유있고, 도 27a, 도 27b 를 비교하면 알 수 있듯이 프리스캔시간 (Ta+Ts) 은 상기 제 1 가속도 제어방법을 채택한 경우가 Δt1 만큼 짧아진다. 상술한 바와 같이 동기셋팅시간 Ts 과 등속 오버스캔시간을 Tw 는 동일 시간으로 설정되기 때문에, 등속 오버스캔시간 Tw 도 도 27a 쪽이 짧아지고 제어가 매우 쉬운 가속측과 감속측의 속도 변화를 좌우 대칭으로 설정한 도 27a 와 같은 경우에는 1 쇼트의 노광을 위한 레티클 스테이지 (RST) 의 가속 개시에서 감속 종료까지의 총 토탈시간을 2Δt1 만큼 단축할 수 있어 그 만큼 스루풋을 향상시킬 수 있다.
상기 제 1 가속도 제어방법으로는 제어방법이 매우 간단하기 때문에, 가속측과 감속측의 속도 변화를 좌우 대칭으로 설정하는 경우에 대해서 설명하였으나, 감속 종료시에는 레티클과 웨이퍼의 동기 제어를 위한 셋팅시간은 없기 때문에 감속시에는 가속도를 급격히 변화시켜도 아무런 지장은 없다.
그래서, 제 2 가속도 제어방법으로는 그 점을 착안하여 도 27c 에 나타낸 바와 같이 감속시에만 레티클 스테이지 (RST) 를 최고 가속도에 대응하는 일정한 가속도 (음의 가속도) 로 감속하는 것으로 한 것이다. 이 경우 도 27a 의 제 1 가속도 제어방법의 경우와 비교하면, 등속 오버스캔시간 Tw 은 길어지지만 감속 시간 Td 이 매우 짧아지기 때문에, 토탈 오버스캔 시간 (Tw+Td) 은 제 1 가속도 제어방법에 비해도 시간 (Δt2) 만큼 짧아짐을 알 수 있다 (도 27a, 도 27c 참조). 따라서, 쇼트 (S1, S2, S3) 에 대한 주사노광시에는 레티클 (R) 의 가속 개시부터 감속 종료까지의 총 토탈 시간을 더 단축시킬 수 있다. 여기에서, 도 27a 와 도 27c 의 경사선부의 면적이 동일해지도록 하면, 레티클 스테이지 (RST) 를 다음 쇼트의 주사개시 위치에 바르게 정지시킬 수 있다.
상술한 제 1, 제 2 가속도 제어방법은 웨이퍼 스테이지측에도 동일하게 적용할 수 있어 레티클 스테이지와 웨이퍼 스테이지 양쪽에 상기 제 1, 제 2 가속도 제어방법을 적용하는 것이 스루풋 향상이라는 점에서는 가장 바람직하다.
또, 도 11a 에 나타낸 쇼트 (S1) 에 대한 주사노광과 쇼트 (S2) 에 대한 주사노광 사이에서 상기 도에 나타낸 바와 같은 U 자형 (또는 V 자형) 의 이동 궤적을 따라 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동시킬 때의 주사방향 (Y 방향) 의 가속도 제어에 상기 제 1, 제 2 가속도 제어방법을 채택해도 된다. 예컨대, 제 1 가속도 제어방법을 채택한 경우에는 결과적으로 최단거리를 가까운 경로로 웨이퍼 (W) 가 이동되기 때문에, 상기 셋팅시간의 단축과 함께 스루풋을 한층 더 향상시킬 수 있다. 또한, 제 2 가속도 제어방법을 채택한 경우에는 감속 시간도 더 단축할 수 있어 스루풋을 한층 더 향상시킬 수 있다.
상기 제 1, 제 2 가속도 제어는 각 쇼트의 주사노광시, 간섭계 계측값 등에 기초하여 소정의 연산으로 가속도의 제어량을 구하여 실시할 수도 있으나, 소정의 가속도 제어 맵을 미리 준비하고 그 가속도 제어 맵을 사용하여 시간을 기준으로 실행해도 된다.
또, 상술한 제 1, 제 2 가속도 제어방법은 상술한 제 2 실시형태의 노광장치 (110) 에도 동일하게 적용시킬 수 있어 마찬가지로 스루풋 향상의 효과를 얻을 수 있다는 것은 말할 나위 없다.
그리고, 상기 제 1, 제 2 실시형태에서는 본 발명이 반도체 제조용 노광장치에 적용된 경우에 대해 설명하였으나, 이것에 한정되지 않고 본 발명은 예컨대 각형 유리판에 액정표시소자 패턴을 노광시키는 액정용 노광장치나 박막자기헤드를 세라믹웨이퍼에 전사한 노광장치에 촬상소자 (CCD 등) 를 제조하기 위한 노광장치에 적용할 수 있으며, 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해 원자외 (DUV) 광, 진공자외 (VUV) 광 등을 노광광으로서 사용하는 경우에는 석영유리, 불소가 도핑된 석영유리 또는 형석에 적용할 수 있고, 그리고 연X선 영역의 EUV (Extreme Ultra Violet) 광, 경X선, 전자선 등을 노광광으로서 사용하는 경우에는 실리콘웨이퍼 등에 회로패턴을 전사하는 노광장치에도 널리 적용시킬 수 있다.
또, 상기 각 실시형태의 노광장치의 노광용 조명광은 KrF 엑시머레이저광 (248 ㎚), ArF 엑시머레이저광 (193 ㎚) 에 한정되지 않고, F2 레이저광 (157 ㎚) 은 물론 g 선 (436 ㎚), i 선 (365 ㎚), X 선이나 전자선 등의 하중입자선을 사용할 수 있다. 예컨대, 전자선을 사용하는 경우에는 전자총으로서 열전자 방사형의 랜턴헥사보라이트 (LaB6 ), 탄탈 (Ta) 을 사용할 수 있다.
또한, 레티클과 웨이퍼를 거의 정지시킨 상태에서 투영광학계를 통해 레티클 패턴을 웨이퍼에 전사하는 스텝 앤드 리피트 방식의 투영노광장치 (스텝퍼), 미러프로젝션 ·얼라이너, 프록시미티 방식의 노광장치 (예컨대, X 선이 조사되는 원호형 조명영역에 대해 마스크와 웨이퍼를 일체로 상대 이동하는 주사형 X 선 노광장치) 등에도 본 발명을 적용시킬 수 있다. 또, 포토리소그래피 공정에서 사용되는 노광장치 이외의 각종 장치, 예컨대 레이저리페어 장치, 검사장치 등에도 적용시킬 수 있다.
그리고, 투영광학계는 축소계뿐아니라 등배계를 사용해도 된다. 단, 투영광학계의 초재는 조명광으로 나눠 사용할 필요가 있어 엑시머레이저 등의 원자외선을 사용하는 경우에는 초재로서 석영이나 형석 등의 원자외선을 투과하는 재료를 사용하며, F2 레이저나 X 선을 사용하는 경우에는 반사굴절계 또는 반사계의 광학계로 하고(레티클도 반사형 타입을 사용함), 또한 전자선을 사용하는 경우에는 광학계로서 전자렌즈 및 편향기로 이루어진 전자광학계를 사용하면 된다. 또, 전자선이 통과하는 광로는 진공상태로 할 수 있다는 것은 말할 나위 없다.
또, 복수의 렌즈로 구성된 조명광학계, 투영광학계를 노광장치 본체에 장착하고 광학조정을 함과 동시에 다수의 기계부품으로 이루어진 레티클 스테이지나 웨이퍼 스테이지를 노광장치 본체에 부착시켜 배선이나 배관을 접속시키고, 또 총합 조정 (전기조정, 동작확인 등) 을 함으로써 상기 각 실시형태의 노광장치를 제조할 수 있다. 또한, 노광장치 제조는 온도 및 크리닝도 등이 관리된 크리닝룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 반도체 디바이스는 디바이스 기능, 성능을 설계하는 단계, 그 설계 단계에 기초한 레티클을 제작하는 단계, 실리콘 재료에서 웨이퍼를 제작하는 단계, 상술한 실시형태의 노광장치에 의해 레티클 패턴을 웨이퍼에 전사하는 단계, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 팩키지 공정을 포함), 검사 단계 등을 거쳐 제조된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 관한 주사형 노광장치 및 주사노광방법에 의하면, 기판상의 하나의 구획영역의 노광 종료부터 다른 구획영역의 노광 개시까지 기판 (기판 스테이지) 의 이동방법의 여러 연구에 의해 스루풋 향상을 도모할 수 있다. 또한, 본 발명에 관한 스테이지 장치에 의하면, 제어 부담을 경감시킬 수 있음과 동시에 기판을 지지하는 각 제 1 구동체의 위치 제어성을 함께 높게 유지할 수 있다. 그리고, 스테이지 장치 그 자체를 소형 경량화시킬 수 있어 주사노광장치의 기판 스테이지에 적합하고, 특히 9 인치 이상의 대형 웨이퍼를 노광시키는 주사노광장치에 매우 유용하다.

Claims (292)

  1. 마스크와 기판을 동기이동하고 상기 마스크의 패턴을 투영광학계를 통하여 상기 기판에 전사하는 주사형 노광장치로서,
    상기 투영광학계의 물체면측에 배치되는 마스크 스테이지;
    상기 투영광학계의 이미지면측에 배치되는 기판 스테이지;
    상기 마스크 스테이지에 형성되며 상기 마스크가 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배치되는 복수의 코너 큐브; 및
    상기 제 1 방향을 따라 측장빔을 상기 마스크 스테이지를 향하여 조사함과 동시에 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향 위치에 따라 선택되는 상기 복수의 코너 큐브 중 하나에 의해 반사되는 측장빔을 수광하는 제 1 간섭계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 전사하기 위해 상기 마스크 스테이지를 상기 제 1 방향을 따라 적어도 1 회 왕복시킴과 동시에 상기 왕복 이동 동안에 상기 마스크 스테이지를 상기 제 2 방향을 따라 이동시키는 구동제어계를 더 구비하며,
    상기 복수의 코너 큐브 중 2 개는 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향의 이동량에 따른 거리만큼 떨어져 배치되는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지상에 소정의 기준마크를 배치하고,
    상기 마스크 스테이지의 제 2 방향 위치에 따라 상기 제 1 간섭계를 리셋하기 위해 상기 기준마크를 이용하여 상기 마스크와 상기 기판 스테이지와의 위치관계를 계측하는 계측장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투영광학계를 지지하는 제 1 가대;
    상기 마스크 스테이지가 배치되는 제 2 가대;
    상기 제 1 가대를 지지하는 진동방지장치; 및
    상기 진동방지장치가 배치되는 바닥상에 형성됨과 동시에 상기 마스크 스테이지의 이동에 의해 생기는 반력에 따른 힘을 상기 마스크 스테이지 또는 상기 제 2 가대에 부여하는 액츄에이터를 갖는 프레임을 더 구비한 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 간섭계의 측장빔은 그 연장선이 상기 투영광학계의 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  6. 마스크와 기판을 동기하여 소정의 제 1 방향으로 상대이동시키면서 상기 마스크에 형성된 패턴을 투영광학계를 통하여 상기 기판상에 전사하는 주사형 노광장치로서,
    상기 마스크를 유지하여 2 차원 이동가능한 마스크 스테이지;
    상기 기판을 유지하여 상기 제 1 방향으로 이동가능한 기판 스테이지;
    상기 마스크 스테이지에 형성되어 상기 제 1 방향으로 연장되는 제 1 반사면;
    상기 마스크 스테이지에 형성되어 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 소정 간격으로 배치된 복수의 코너 큐브;
    상기 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치에 따라 상기 복수의 코너 큐브 중 하나에 상기 제 1 방향의 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 마스크 스테이지의 상기 제 1 방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계; 및
    상기 제 1 반사면에 상기 제 2 방향의 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향의 위치를 계측하는 제 2 간섭계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 코너 큐브는 상기 마스크상에 제 2 방향을 따라 배치된 복수 영역 각각에 대응하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 코너 큐브는 상기 마스크의 제 2 방향 중앙부에 배치된 코너 큐브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 마스크 스테이지의 제 2 방향 위치정보에 따라 상기 제 1 간섭계를 리셋하는 리셋장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  10. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 간섭계의 반대측에서 상기 마스크 스테이지에 상기 제 2 방향의 측장빔을 조사하는 제 3 간섭계가 더 설치되고,
    상기 마스크 스테이지가 상기 제 3 간섭계에서의 측장빔이 조사되는 상기 제 1 반사면과 평행한 제 2 반사면을 더 구비하고,
    상기 마스크 스테이지의 제 2 방향 위치를 상기 제 2 및 제 3 간섭계의 계측값 중 적어도 한 쪽에 기초하여 연산하는 연산장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 연산장치는 상기 마스크 스테이지의 제 2 방향 위치정보의 일종인 상기 투영광학계의 투영시야에 대향하여 위치하는 상기 마스크 상의 영역 정보에 따라 상기 제 2 및 제 3 간섭계의 계측값 중 한 쪽 또는 양 쪽에 기초하여 상기 마스크 스테이지의 제 2 방향 위치를 구하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  12. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지상에 소정의 기준마크를 배치하고,
    상기 마스크 스테이지의 제 2 방향 위치에 따라 상기 제 1 간섭계를 리셋하기 위해 상기 기준마크를 이용하여 상기 마스크와 상기 기판 스테이지와의 위치관계를 계측하는 계측장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지상에 소정의 기준마크를 배치하고,
    상기 마스크 스테이지의 제 2 방향 위치에 따라 상기 제 1 간섭계를 리셋하기 위해 상기 기준마크를 이용하여 상기 마스크와 상기 기판 스테이지와의 위치관계를 계측하는 계측장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  14. 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투영광학계를 지지하는 제 1 가대;
    상기 마스크 스테이지가 배치되는 제 2 가대;
    상기 제 1 가대를 지지하는 진동방지장치;
    상기 진동방지장치가 배치되는 바닥상에 형성됨과 동시에 상기 마스크 스테이지의 이동에 의해 생기는 반력에 따른 힘을 상기 마스크 스테이지 또는 상기 제 2 가대에 부여하는 액츄에이터를 갖는 프레임을 더 구비한 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 투영광학계를 지지하는 제 1 가대;
    상기 마스크 스테이지가 배치되는 제 2 가대;
    상기 제 1 가대를 지지하는 진동방지장치;
    상기 진동방지장치가 배치되는 바닥상에 형성됨과 동시에 상기 마스크 스테이지의 이동에 의해 생기는 반력에 따른 힘을 상기 마스크 스테이지 또는 상기 제 2 가대에 부여하는 액츄에이터를 갖는 프레임을 더 구비한 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  16. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 간섭계의 측장빔은 그 연장선이 상기 투영광학계의 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 간섭계의 측장빔은 그 연장선이 상기 투영광학계의 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 간섭계의 측장빔은 그 연장선이 상기 투영광학계의 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  19. 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 간섭계는 상기 제 2 방향을 따라 2 개의 측장빔을 상기 제 1 반사면에 조사하고, 상기 2 개의 측장빔 중 하나는 그 연장선이 상기 투영광학계의 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  20. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 반사면은 상기 마스크 스테이지의 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  21. 제 10 항에 있어서, 상기 제 1 반사면은 상기 마스크 스테이지의 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  22. 제 12 항에 있어서, 상기 제 1 반사면은 상기 마스크 스테이지의 측면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  23. 마스크를 유지하는 마스크 스테이지와 기판을 유지하는 기판 스테이지를 동기하여 소정의 제 1 방향으로 상대이동시키면서 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 기판에 전사하는 주사노광방법으로서,
    상기 마스크 스테이지에 상기 제 1 방향을 따라 연이어 설치된 제 1 반사면에 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광하여 상기 마스크 스테이지의 제 2 방향의 위치를 관리하고, 동시에 상기 마스크 스테이지에 형성된 제 1 코너 큐브에 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광하여 상기 마스크 스테이지의 제 1 방향의 위치를 관리하면서 상기 마스크상의 제 1 영역의 패턴을 상기 기판상의 소정 영역에 전사하는 제 1 주사노광공정;
    상기 제 1 반사면에 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광하여 상기 마스크 스테이지의 제 2 방향 위치를 관리함과 동시에, 상기 마스크 스테이지에 형성된 상기 제 1 코너 큐브와는 다른 제 2 코너 큐브에 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광하여 상기 마스크 스테이지의 제 1 방향 위치를 관리하면서 상기 마스크상의 상기 제 1 영역의 제 2 방향에 인접한 제 2 영역의 패턴을 상기 기판상의 상기 소정 영역에 전사하는 제 2 주사노광공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 제 1 영역의 패턴과 제 2 영역의 패턴을 기판상에 중첩시켜 노광하여 소정의 회로 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  25. 제 23 항에 있어서, 제 1 코너 큐브가 제 1 영역의 패턴에 대응하는 마스크 스테이지 위치에 형성되고, 제 2 코너 큐브가 제 2 영역의 패턴에 대응하는 마스크 스테이지 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  26. 마스크와 기판을 동기이동하여 상기 마스크의 패턴을 투영광학계를 통하여 상기 기판에 전사하는 주사형 노광장치를 제조하는 방법으로서,
    투영광학계를 형성하고;
    상기 투영광학계의 물체면측에 배치되는 마스크 스테이지를 형성하고;
    상기 투영광학계의 이미지면측에 배치되는 기판 스테이지를 형성하고;
    상기 마스크 스테이지에 상기 마스크가 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배치되는 복수의 코너 큐브를 형성하고;
    상기 제 1 방향을 따라 측장빔을 상기 마스크 스테이지 쪽으로 조사함과 동시에 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향 위치에 따라 선택되는 상기 복수의 코너 큐브 중 하나로 반사되는 측장빔을 수광하는 제 1 간섭계를 형성하는 것을 포함하는 제조방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 전사하기 위해 상기 마스크 스테이지를 상기 제 1 방향을 따라 적어도 1 회 왕복시킴과 동시에 상기 왕복 이동 동안 상기 마스크 스테이지를 상기 제 2 방향을 따라 이동시키는 구동제어계를 더 형성하고, 상기 복수의 코너 큐브 중 2 개는 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향의 이동량에 따른 거리만큼 떨어져 배치하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
  28. 마스크와 기판을 동기하여 제 1 방향으로 상대이동하면서 상기 마스크에 형성된 패턴을 투영광학계를 통하여 상기 기판상에 전사하는 주사형 노광장치를 제조하는 방법으로서,
    투영광학계를 형성하고;
    상기 마스크를 유지하여 2 차원 이동가능한 마스크 스테이지를 형성하고;
    상기 기판을 유지하여 상기 제 1 방향으로 이동가능한 기판 스테이지를 형성하고;
    상기 마스크 스테이지에 상기 제 1 방향으로 연장되는 제 1 반사면을 형성하고;
    상기 마스크 스테이지에 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 소정 간격으로 배치된 복수의 코너 큐브를 형성하고;
    상기 마스크 스테이지의 제 2 방향 위치에 따라 상기 복수의 코너 큐브 중 하나에 상기 제 1 방향의 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광하여 상기 마스크 스테이지의 상기 제 1 방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계를 형성하고;
    상기 제 1 반사면에 상기 제 2 방향의 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광하여 상기 마스크 스테이지의 상기 제 2 방향의 위치를 계측하는 제 2 간섭계를 형성하는 것을 포함하는 제조방법.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 복수의 코너 큐브는 상기 마스크상에 제 2 방향을 따라 배치된 복수 영역의 각각에 대응하여 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 28 항에 있어서, 추가로 상기 제 2 간섭계의 반사측에서 상기 마스크 스테이지에 상기 제 2 방향의 측장빔을 조사하는 제 3 간섭계를 형성하고;
    상기 마스크 스테이지에 상기 제 3 간섭계에서의 측장빔이 조사되는 상기 제 1 반사면과 평행한 제 2 반사면을 형성하고;
    상기 마스크 스테이지의 제 2 방향 위치를 상기 제 2 및 제 3 간섭계의 계측값 중 적어도 한 쪽에 기초하여 연산하는 연산장치를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 마스크를 제 1 방향으로 왕복 이동하여 상기 마스크상의 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 제 1 및 제 2 영역을 각각 조명광으로 조사함과 동시에 상기 마스크의 이동에 동기하여 기판을 이동함으로써 상기 마스크의 패턴을 상기 기판상에 전사하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 마스크상의 제 1 영역을 상기 조명광으로 조사하기 위해 상기 마스크를 지지하는 마스크 스테이지에 형성되는 제 1 미러에 측장빔을 조사하는 간섭계의 출력에 기초하여 상기 마스크 스테이지를 상기 제 1 방향으로 구동하고,
    상기 마스크상의 제 2 영역을 상기 조명광으로 조사하기 위해 상기 마스크 스테이지에 형성되는 제 1 미러와 다른 제 2 미러에 상기 간섭계의 측장빔을 조사하면서 상기 마스크 스테이지를 상기 제 1 방향으로 구동하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 마스크상의 제 1 영역이 전사되는 상기 기판상의 구획 영역에 상기 마스크상의 제 2 영역을 중첩하여 전사하고, 상기 제 1 영역 내에 제 1 패턴과 상기 제 영역 내의 제 2 패턴과의 합성 패턴을 상기 구획 영역에 형성하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  33. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서, 상기 기판상의 복수 구획 영역에 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하기 위해, 상기 마스크상의 제 1 영역을 상기 복수의 구획 영역에 순차적으로 전사하고 또 상기 마스크를 상기 제 2 방향으로 이동시킨 후에 상기 마스크상의 제 2 영역을 상기 복수 구획 영역에 순차적으로 전사하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 마스크상의 제 2 영역을 상기 복수 구획 영역에 전사하기 전에 상기 조명광의 강도분포를 변경하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  35. 제 31 항에 있어서, 상기 마스크상의 제 1 영역을 상기 조명광으로 조사한 후의 상기 마스크 스테이지의 감속중에 상기 마스크 스테이지를 상기 제 1 방향에 대하여 비스듬히 이동하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  36. 제 31 항 또는 제 35 항에 있어서, 상기 마스크상의 제 2 영역을 상기 조명광으로 조사하기 전에 상기 마스크상의 제 2 영역이 상기 조명광에 가까워지도록 상기 마스크 스테이지를 상기 제 1 및 제 2 방향과 교차하는 방향으로 가속시키는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  37. 제 31 항 또는 제 35 항에 있어서, 상기 마스크상의 제 1 영역으로의 상기 조명광의 조사와 상기 마스크상의 제 2 영역으로의 상기 조명광의 조사 사이에 상기 마스크 스테이지를 정지시키지 않고 구동하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  38. 제 36 항에 있어서, 상기 마스크상의 제 1 영역으로의 상기 조명광의 조사와 상기 마스크상의 제 2 영역으로의 상기 조명광의 조사 사이에 상기 마스크 스테이지를 정지시키지 않고 구동하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  39. 제 31 항 또는 제 35 항에 있어서, 상기 마스크상의 제 1 영역을 상기 기판상의 제 1 구획 영역에 전사하는 제 1 주사노광과 상기 마스크상의 제 2 영역을 상기 기판상의 상기 제 1 구획 영역과 인접하는 제 2 구획 영역에 전사하는 제 2 주사노광 사이에 상기 기판을 유지하는 기판 스테이지를 정지시키지 않고 구동하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  40. 제 36 항에 있어서, 상기 마스크상의 제 1 영역을 상기 기판상의 제 1 구획 영역에 전사하는 제 1 주사노광과 상기 마스크상의 제 2 영역을 상기 기판상의 상기 제 1 구획 영역과 인접하는 제 2 구획 영역에 전사하는 제 2 주사노광 사이에 상기 기판을 유지하는 기판 스테이지를 정지시키지 않고 구동하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  41. 제 40 항에 있어서, 상기 제 2 주사노광 전에 상기 기판 스테이지를 상기 제 1 및 제 2 방향과 교차하는 방향으로 가속시키는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  42. 제 31 항에 있어서, 상기 마스크는 상기 제 2 방향을 따라 배열되는 제 1 및 제 2 마스크를 포함하고, 상기 제 1 마스크에는 상기 제 1 영역 내의 제 1 패턴이 형성되며, 상기 제 2 마스크에는 상기 제 2 영역 내의 제 2 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  43. 제 35 항에 있어서, 상기 마스크는 상기 제 2 방향을 따라 배열되는 제 1 및 제 2 마스크를 포함하고, 상기 제 1 마스크에는 상기 제 1 영역 내의 제 1 패턴이 형성되며, 상기 제 2 마스크에는 상기 제 2 영역 내의 제 2 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  44. 제 40 항에 있어서, 상기 마스크는 상기 제 2 방향을 따라 배열되는 제 1 및 제 2 마스크를 포함하고, 상기 제 1 마스크에는 상기 제 1 영역 내의 제 1 패턴이 형성되며, 상기 제 2 마스크에는 상기 제 2 영역 내의 제 2 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  45. 제 31 항에 있어서, 제 1 및 제 2 미러가 코너 큐브인 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  46. 마스크를 제 1 방향으로 왕복 이동하여 상기 마스크상의 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 제 1 및 제 2 영역을 각각 조명광으로 조사함과 동시에 상기 마스크의 이동에 동기하여 기판을 이동함으로써 상기 마스크의 패턴을 상기 기판상에 전사하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 마스크상의 제 1 영역으로의 상기 조명광의 조사와 상기 마스크상의 제 2 영역으로의 상기 조명광의 조사 사이에 상기 마스크를 정지시키지 않고 이동하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  47. 기판상에 회로 패턴을 전사하는 주사노광방법으로서,
    상기 회로 패턴의 제 1 및 제 2 분해 패턴을 갖는 마스크를 제 1 방향으로 이동시키고 상기 제 1 분해 패턴을 조명광으로 조사함과 동시에 상기 마스크의 이동에 동기하여 상기 기판을 이동시켜 상기 기판상의 구획 영역에 상기 제 1 분해 패턴을 전사하는 제 1 공정;
    상기 제 1 방향을 따라 상기 마스크를 상기 제 1 공정과는 반대방향으로 이동시키고 상기 제 2 분해 패턴을 상기 조명광으로 조사함과 동시에 상기 마스크의 이동에 동기하여 상기 기판을 이동시켜 상기 구획 영역에 상기 제 2 분해 패턴을 전사하는 제 2 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  48. 제 47 항에 있어서, 상기 제 1 공정과 상기 제 2 공정 사이에서 상기 마스크는 상기 제 1 방향 및 이것과 직교하는 제 2 방향의 속도성분 중 적어도 한 쪽이 0 이 되지 않도록 이동되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  49. 기판을 유지하여 2 차원 평면 내를 이동하는 제 1 가동체;
    상기 제 1 가동체에 형성되며 상기 2 차원 평면 내에서 소정의 제 1 축 및 이것과 직교하는 제 2 축과 교차하는 방향을 따라 연장되는 제 1 반사면;
    상기 제 1 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광함으로써 상기 제 1 가동체의 제 3 축 방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계; 및
    상기 제 1 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 제 1 가동체의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 직교좌표계상의 위치좌표를 연산하는 연산장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 제 1 가동체에 형성되며 상기 제 2 축 방향으로 연장되는 제 2 반사면;
    상기 제 2 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광함으로써 상기 제 1 가동체의 상기 제 1 축방향의 위치를 계측하는 제 2 간섭계를 더 구비하고,
    상기 연산장치가 상기 제 1 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 제 1 가동체의 상기 제 2 축방향의 위치좌표를 연산하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  51. 제 49 항에 있어서, 상기 연산장치가 상기 제 1 간섭계의 계측값과 상기 제 2 간섭계의 계측값 양자에 기초하여 상기 제 1 가동체의 상기 제 1 축 방향의 위치 및 상기 제 2 축 방향의 위치 중 적어도 한 쪽을 연산하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  52. 제 49 항에 있어서,
    상기 제 1 가동체에 형성되며 상기 2 차원 평면 내에서 상기 제 1 축 및 이것과 직교하는 제 2 축과 교차하고 상기 제 1 반사면과는 다른 방향으로 연장되는 제 3 반사면; 및
    상기 제 3 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하고 이 반사광을 수광함으로써 상기 제 1 가동체의 제 4 축 방향의 위치를 계측하는 제 3 간섭계를 더 구비하고,
    상기 연산장치가 상기 제 1 및 제 3 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 제 1 가동체의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 스테이지 좌표계상의 상기 제 2 축 방향의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  53. 제 49 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 간섭계는 상기 제 1 반사면에 2 개의 측장축을 갖는 측장빔을 상기 2 차원 평면과 직교하는 방향으로 떨어지게 조사하여 각 반사광을 수광함으로써 각 측장축마다 상기 제 1 가동체의 제 3 축 방향의 위치를 계측하고,
    상기 연산장치는 상기 제 1 간섭계의 상기 계측값에 기초하여 상기 제 1 가동체의 상기 2 차원 평면에 대한 경사도 산출하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  54. 제 49 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 간섭계는 상기 제 2 차원 평면과 평행한 방향으로 떨어진 2 개의 측장축의 측장빔을 상기 제 1 반사면에 조사하여 각 반사광을 수광함으로써 각 측장축마다 상기 제 1 가동체의 제 3 축 방향의 위치를 계측하고,
    상기 연산장치는 상기 제 1 간섭계의 상기 계측값에 기초하여 상기 제 1 가동체의 상기 2 차원 평면 내에서의 회전도 산출하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  55. 제 53 항에 있어서, 상기 제 1 간섭계는 상기 제 2 차원 평면과 평행한 방향으로 떨어진 2 개의 측장축의 측장빔을 상기 제 1 반사면에 조사하여 각 반사광을 수광함으로써 각 측장축마다 상기 제 1 가동체의 제 3 축 방향의 위치를 계측하고,
    상기 연산장치는 상기 제 1 간섭계의 상기 계측값에 기초하여 상기 제 1 가동체의 상기 2 차원 평면 내에서의 회전도 산출하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  56. 제 50 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 간섭계는 3 개의 측장축의 측장빔을, 상기 제 2 반사면에, 상기 제 2 반사면으로의 입사점이 제 2 반사면상에서 동일 직선상에 배열되지 않도록 상기 조사하고, 각각의 반사광을 수광함으로써 각 측장축마다 상기 제 1 가동체의 제 1 축 방향의 위치를 계측하고,
    상기 연산장치는 상기 제 2 간섭계의 상기 계측치에 기초하여 상기 제 1 가동체의 상기 2 차원 평면 내에서의 회전 및 상기 제 1 가동체의 상기 2 차원 평면에 대한 경사도 산출하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  57. 제 49 항에 있어서, 상기 제 1 반사면은 상기 제 1 가동체의 단면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  58. 제 53 항에 있어서, 상기 제 1 반사면은 상기 제 1 가동체의 단면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  59. 제 56 항에 있어서, 상기 제 1 반사면은 상기 제 1 가동체의 단면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  60. 제 50 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 가동체는 대략 삼각형이고, 상기 제 2 반사면은 상기 제 1 가동체의 단면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  61. 제 56 항에 있어서, 상기 제 1 가동체는 대략 삼각형이고, 상기 제 2 반사면은 상기 제 1 가동체의 단면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  62. 제 60 항에 있어서, 상기 대략 삼각형인 제 1 가동체의 코너 세 곳 중 적어도 한 코너 부근에 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계 중 적어도 하나의 출력에 따라 상기 2 차원 평면에 수직인 방향으로 구동하는 구동장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  63. 제 61 항에 있어서, 상기 대략 삼각형인 제 1 가동체의 코너 세 곳 중 적어도 한 코너 부근에 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계 중 적어도 하나의 출력에 따라 상기 2 차원 평면에 수직인 방향으로 구동하는 구동장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  64. 제 52 항에 있어서, 상기 각 간섭계가 3 개의 측장축을 갖는 측장빔을 그 입사점이 반사면상에서 동일 직선형상으로 배열되지 않도록 대응하는 반사면상에 각각 조사하여 각 반사광을 수광하고 각 측장축마다 상기 제 1 가동체의 각 측장축 방향의 위치를 계측하고,
    상기 연산장치가 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계 중 하나, 또는 임의의 2 개 또는 3 개의 간섭계의 각 측장축의 계측값을 이용하여 상기 제 1 가동체의 상기 2 차원 평면내의 회전 및 상기 2 차원 평면에 대한 경사를 연산하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  65. 제 64 항에 있어서,
    상기 제 1 가동체가 상기 제 2 차원 평면 내에서 이동하는 제 2 플레이트, 이 제 2 플레이트 상에 탑재된 레벨링 구동기구 및 이 레벨링 구동기구에 의해 지지되어 상기 기판을 유지하는 제 1 플레이트를 구비하고,
    상기 제 1 플레이트에 상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면이 형성되고,
    상기 레벨링 구동기구는 상기 제 1 플레이트를 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계의 측장축 각각의 대략 연장선 상의 다른 3 점에서 지지함과 동시에 각 지지점에서 상기 2 차원 평면에 수직인 방향으로 독립적으로 구동가능한 3 개의 액츄에이터를 포함하고,
    상기 연산장치는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계의 계측값을 이용하여 상기 제 1 반사면, 제 2 반사면, 제 3 반사면의 상기 2 차원 평면에 대한 경사를 각각 연산하고,
    상기 연산장치의 연산결과에 따라 상기 3 개의 액츄에이터를 제어하는 액츄에이터 제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  66. 제 49 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,
    정반; 및
    상기 제 1 가동체가 그 상부에 배치됨과 동시에 상기 정반상에 배치되며 상기 정반 및 상기 제 1 가동체 각각에 대하여 상대이동이 가능한 제 2 가동체를 더 구비하고,
    상기 제 1 가동체의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  67. 제 53 항에 있어서,
    정반; 및
    상기 제 1 가동체가 그 상부에 배치됨과 동시에 상기 정반상에 배치되며 상기 정반 및 상기 제 1 가동체 각각에 대하여 상대이동이 가능한 제 2 가동체를 더 구비하고,
    상기 제 1 가동체의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  68. 제 57 항, 제 64 항, 및 제 65 항 중 어느 한 항에 있어서,
    정반; 및
    상기 제 1 가동체가 그 상부에 배치됨과 동시에 상기 정반상에 배치되며 상기 정반 및 상기 제 1 가동체 각각에 대하여 상대이동이 가능한 제 2 가동체를 더 구비하고,
    상기 제 1 가동체의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  69. 제 66 항에 있어서,
    상기 정반상에 형성된 상기 제 2 가동체를 소정 응답주파수로 구동할 수 있는 구동계; 및
    상기 구동계를 통하여 수 ㎐ 이하의 응답주파수로 상기 제 2 가동체를 위치제어하는 제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  70. 제 67 항에 있어서,
    상기 정반상에 형성된 상기 제 2 가동체를 소정 응답주파수로 구동할 수 있는 구동계; 및
    상기 구동계를 통하여 수 ㎐ 이하의 응답주파수로 상기 제 2 가동체를 위치제어하는 제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  71. 제 68 항에 있어서,
    상기 정반상에 형성된 상기 제 2 가동체를 소정 응답주파수로 구동할 수 있는 구동계; 및
    상기 구동계를 통하여 수 ㎐ 이하의 응답주파수로 상기 제 2 가동체를 위치제어하는 제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  72. 마스크에 형성된 패턴을 기판상에 전사하여 기판을 노광하는 주사형 노광장치에 있어서,
    기판을 유지하여 2 차원 평면 내를 이동하는 기판 스테이지, 상기 기판 스테이지에 형성되며 상기 2 차원 평면 내에서 소정의 제 1 축 및 이것과 직교하는 제 2 축과 교차하는 방향을 따라 연장되는 제 1 반사면, 상기 제 1 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광함으로써 상기 기판 스테이지의 제 3 축 방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계, 및 상기 제 1 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 기판 스테이지의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 직교좌표계상의 위치좌표를 연산하는 연산장치를 구비하는 스테이지 장치;
    마스크를 유지하는 마스크 스테이지; 및
    상기 마스크 스테이지와 기판 스테이지를 동기하여 상기 제 1 축방향을 따라 상대이동시키는 스테이지 제어계를 구비하고,
    상기 스테이지 제어계에 의한 상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지의 상대이동시에 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 기판 스테이지상의 기판에 전사하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  73. 제 72 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지에 형성되며 상기 제 2 축방향으로 연장되는 제 2 반사면;
    상기 제 2 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광함으로써 상기 기판 스테이지의 상기 제 1 축방향의 위치를 계측하는 제 2 간섭계를 더 구비하고,
    상기 연산장치가 상기 제 1 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 기판 스테이지의 상기 제 2 축방향의 위치 좌표를 연산하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  74. 제 73 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지에 형성되며 상기 2 차원 평면 내에서 상기 제 1 축 및 이것과 직교하는 제 2 축과 교차하고, 또 상기 제 1 반사면과는 다른 방향으로 연장되는 제 3 반사면;
    상기 제 3 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광함으로써 상기 기판 스테이지의 제 4 축방향의 위치를 계측하는 제 3 간섭계를 더 구비하고,
    상기 연산장치가 상기 제 1 및 제 3 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 기판 스테이지의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 스테이지 좌표계상의 상기 제 2 축방향의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  75. 제 74 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 3 간섭계는 각각 2 축 간섭계이고,
    상기 마스크 및 상기 기판 각각과 직교하는 광축을 갖는 투영광학계, 및
    상기 투영광학계와는 별개로 형성된 얼라인먼트 광학계를 더 구비하고,
    상기 제 1 및 제 3 간섭계 각각의 1 측장축이 연장된 교점은 상기 투영광학계 중심과 거의 일치하고, 각 나머지 측장축이 연장된 교점은 상기 얼라인먼트 광학계 중심과 거의 일치하도록 상기 제 1 및 제 3 간섭계의 각 측장축이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  76. 제 74 항 또는 제 75 항에 있어서, 상기 기판 주변 영역의 주사노광시에 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계의 각 측장축이 상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면 중 대응하는 반사면에서 어느 것도 벗어나지 않도록 노광시의 상기 기판 스테이지 가속도, 최고속도 및 셋팅 시간이 결정되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  77. 제 74 항 또는 제 75 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계의 각 측장축이 상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면 중 대응하는 반사면에서 어느 것도 벗어나지 않는 상기 기판 스테이지상의 소정 위치에 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계의 계측값을 이용하여 노광처리에 관련되는 소정 계측을 실시하기 위한 기준 마크 및 센서가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  78. 제 74 항에 있어서, 상기 각 간섭계가 각 반사면상에서 동일 직선상에 없는 3 축의 측장빔을 대응하는 반사면에 각각 조사하고 각 반사광을 수광하여 각 측장축마다 상기 기판 스테이지의 각 측장축의 방향 위치를 계측하고,
    상기 연산장치가 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계 중 임의의 어느 하나, 또는 임의의 2 개 또는 3 개의 간섭계의 각 측장축의 계측값을 이용하여 상기 기판 스테이지의 상기 2 차원 평면내의 회전 및 상기 2 차원 평면에 대한 경사를 연산하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  79. 제 74 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지가 상기 2 차원 평면 내에서 이동하는 제 2 플레이트, 이 제 2 플레이트 상에 탑재된 레벨링 구동기구 및 이 레벨링 구동기구에 의해 지지되어 상기 기판을 유지하는 제 1 플레이트를 구비하고,
    상기 제 1 플레이트에 상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면이 형성되고,
    상기 레벨링 구동기구는 상기 제 1 플레이트를 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계의 측장축 각각의 대략 연장선 상의 다른 3 점에서 지지함과 동시에 각 지지점에서 상기 2 차원 평면에 수직인 방향으로 독립적으로 구동가능한 3 개의 액츄에이터를 포함하고,
    상기 연산장치는 상기 제 1, 제 2 및 제 3 간섭계의 계측값을 이용하여 상기 제 1 반사면, 제 2 반사면, 제 3 반사면의 상기 2 차원 평면에 대한 경사를 각각 연산하고,
    상기 연산장치의 연산결과에 따라 상기 3 개의 액츄에이터를 제어하는 액츄에이터 제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  80. 제 78 항 또는 제 79 항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지가 상기 2 차원 면내에서 회전운동 가능하고, 상기 연산장치가 상기 제 2 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 기판 스테이지의 상기 2 차원 평면내의 회전 어긋남량을 연산하고,
    상기 스테이지 제어계가 상기 회전 어긋남량이 보정되도록 상기 마스크 스테이지를 회전제어하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  81. 제 72 항에 있어서,
    추가로 정반;
    상기 기판 스테이지가 그 상부에 배치됨과 동시에 상기 정반상에 배치되며 상기 정반 및 상기 기판 스테이지 각각에 대하여 상대이동이 가능한 제 2 가동체;
    상기 정반상에 형성된 상기 제 2 가동체를 소정 응답주파수로 구동가능한 구동계; 및
    상기 구동계를 통하여 수 ㎐ 이하의 응답주파수로 상기 제 2 가동체를 위치제어하는 제어장치를 더 구비하고, 상기 기판 스테이지의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  82. 제 81 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지의 중량이 상기 제 2 가동체 중량의 1/9 이하이고,
    상기 제어장치가 노광 또는 얼라인먼트 전의 상기 제 2 가동체의 응답주파수와 그 이외의 응답주파수를 가변으로 한 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  83. 제 82 항에 있어서,
    상기 제 2 가동체의 2 차원 위치를 모니터하는 위치계측장치를 더 구비하고,
    상기 제어장치는 노광 및 얼라인먼트 이외의 상기 기판 스테이지의 이동시에 상기 위치계측장치의 계측결과에 기초하여 상기 제 2 가동체의 위치를 소정 위치로 보정하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  84. 제 75 항에 있어서,
    제 1, 제 2 및 제 3 간섭계의 광속로를 온도 조정하기 위해 온도 조정된 기체를 공급하는 장치를 적어도 2 개 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  85. 제 72 항에 있어서,
    상기 제 1 반사면은 상기 기판 스테이지의 단면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  86. 제 85 항에 있어서,
    기판 스테이지가 그 단면에 적어도 3 개의 반사면을 구비하고, 그 3 개의 반사면 중 하나가 상기 제 1 반사면인 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  87. 제 85 항에 있어서,
    상기 스테이지 제어계가 스루풋 뿐만 아니라 제 1 반사면의 연재 길이에 기초하여 마스크 및 기판의 주사속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  88. 제 72 항에 있어서,
    추가로, 상기 마스크와 기판이 이동되는 방향을 따라 상기 마스크 스테이지에 부착된 복수의 코너 큐브, 및 상기 복수의 코너 큐브 중 하나에 송광하여 그곳에서 나온 반사광을 수광하는 간섭계 시스템을 구비하는 주사형 노광장치.
  89. 에너지 빔이 투사된 영역에 대하여 패턴이 형성된 마스크와 감응기판을 동기하여 이동함으로써 감응기판을 상기 패턴으로 폭로하는 주사형 폭로장치로서,
    상기 마스크를 올려서 이동가능한 마스크 스테이지;
    상기 감응기판을 올려서 이동가능한 기판 스테이지로서, 기판 스테이지의 측벽이 적어도 제 1, 제 2 및 제 3 반사면을 구비하며, 제 1 ∼제 3 반사면 또는 그들의 연장선이 삼각형을 형성하고 있는 기판 스테이지; 및
    제 1 ∼제 3 반사면에 각각 측장빔을 송광하는 간섭계 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  90. 제 89 항에 있어서, 상기 삼각형이 정삼각형인 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  91. 제 89 항에 있어서, 제 1 내지 제 3 반사면 중 한 반사면이 주사방향 또는 그것과 직교하는 방향을 따라 연재하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  92. 제 89 항에 있어서, 마스크 스테이지가 스테이지의 측부에 복수의 코너 큐브를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  93. 제 89 항 내지 제 92 항 중 어느 한 항에 있어서,
    추가로, 정반 및 그 위에 부상하여 지지되는 가동 정반을 구비하고, 상기 기판 스테이지가 주사방향으로 이동할 때에 생기는 반력에 따라 가동 정반이 이동하도록 기판 스테이지가 가동 정반상에 부상하여 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  94. 제 93 항에 있어서, 상기 기판 스테이지는 각각 기판을 유지하는 복수의 삼각 스테이지로 구성되는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  95. 정반;
    상기 정반에 대하여 상대이동이 가능함과 동시에 기판을 유지하는 제 1 가동체와;
    상기 제 1 가동체가 그 상부에 배치됨과 동시에 상기 정반 상에 배치되며 상기 정반과 상기 제 1 가동체의 각각에 대하여 상대이동하는 제 2 가동체와;
    상기 제 1 가동체를 2차원평면내에서 이동하는 구동장치를 구비하고,
    상기 제 1 가동체의 질량을 상기 제 2 가동체의 질량의 거의 1/9 이하로 설정하고, 또한 상기 제 1 가동체의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  96. 제 95 항에 있어서, 상기 구동장치는 상기 제 2 가동체상에서 상기 제 1 가동체를 구동하는 리니어 액츄에이터를 구비하고,
    상기 제 1 가동체 및 상기 제 2 가동체는 각각 상기 제 2 가동체 및 상기 정반상에서 비접촉 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  97. 제 95 항에 있어서,
    상기 제 1 가동체는 상기 2 차원 평면상에서 직교하는 제 1 및 제 2 축 각각과 교차하는 방향으로 연장되는 제 1 반사면, 상기 제 2 축방향으로 연장되는 제 2 반사면, 및 상기 제 1 축에 관해 상기 제 1 반사면과 대략 대칭으로 배치된 제 3 반사면을 구비하고,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면에 각각 측장빔을 조사하는 3 개의 간섭계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  98. 제 95 항 내지 제 97 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 가동체는 상기 기판이 놓인 제 1 플레이트, 상기 제 1 플레이트를 상기 2 차원 평면과 수직인 방향으로 이동시키고 상기 2 차원 평면에 대하여 상대적으로 기울이는 구동기구; 및
    상기 구동기구가 놓인 제 2 플레이트를 갖는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  99. 제 95 항 내지 제 97 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 가동체는 복수의 가동부로 구성되고, 각 가동부가 제 2 가동체상에 배치되며, 상기 구동장치는 각 가동부를 2 차원 평면내에서 구동하여 각 가동부 구동시의 반력에 따라 제 2 가동체가 이동하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  100. 제 98 항에 있어서, 제 1 가동체는 복수의 가동부로 구성되고, 각 가동부가 제 2 가동체상에 배치되며, 상기 구동장치는 각 가동부를 2 차원 평면내에서 구동하여 각 가동부 구동시의 반력에 따라 제 2 가동체가 이동하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  101. 제 95 항 내지 제 97 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정반상에서 상기 제 2 가동체를 저응답주파수로 구동하는 제 2 구동장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  102. 제 98 항에 있어서,
    상기 정반상에서 상기 제 2 가동체를 저응답주파수로 구동하는 제 2 구동장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  103. 제 99 항에 있어서,
    상기 정반상에서 상기 제 2 가동체를 저응답주파수로 구동하는 제 2 구동장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  104. 제 49 항 또는 제 95 항에 기재된 스테이지 장치를 구비하며, 상기 스테이지 장치에 유지되는 감광기판에 마스크의 패턴을 전사하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  105. 제 95 항에 기재된 스테이지 장치를 구비하며, 상기 제 1 가동체에 유지되는 감광기판에 마스크의 패턴을 전사하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  106. 제 105 항에 있어서, 상기 정반상에서 제 2 가동체를 구동하는 제 2 구동장치, 및 상기 감광기판의 노광동작을 포함하는 복수의 동작으로 상기 제 2 구동장치의 제어응답을 가변으로 하는 제어장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  107. 제 106 항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 제 1 가동체 이동후에 상기 제 2 구동장치로 상기 제 2 가동체를 이동시키고, 상기 제 1 가동체의 이동시보다도 상기 제 2 가동체의 이동시에 상기 제 2 구동장치의 응답주파수를 높이는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  108. 정반; 상기 정반에 대하여 상대이동이 가능함과 동시에 기판을 유지하는 제 1 가동체; 상기 제 1 가동체가 그 상부에 배치됨과 동시에, 상기 정반 상에 배치되며 상기 정반과 상기 제 1 가동체의 각각에 대하여 상대이동하는 제 2 가동체; 및 상기 제 1 가동체를 2 차원 평면내에서 이동하는 구동장치를 구비하며, 상기 제 1 가동체의 질량이 상기 제 2 가동체의 질량의 거의 1/9 이하가 되도록 설정되고, 또한 상기 제 1 가동체의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성되어 있는 스테이지 장치;
    마스크를 유지하는 마스크 스테이지;
    상기 마스크 및 상기 기판 각각과 직교하는 광축을 갖는 투영광학계;
    상기 투영광학계를 지지함과 동시에 상기 정반이 현가되는 제 1 가대; 및
    상기 제 1 가대를 지지하는 진동방지장치를 구비하며,
    상기 마스크 스테이지와 상기 스테이지 장치에 의해 상기 마스크와 상기 기판을 동기이동하고 상기 마스크의 패턴을 상기 투영광학계를 통하여 상기 기판 상에 전사하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  109. 제 108 항에 있어서,
    상기 마스크 스테이지가 놓인 제 2 가대; 및
    상기 진동방지장치가 배치되는 바닥상에 형성됨과 동시에 상기 마스크 스테이지의 이동에 의해 생기는 반력에 따른 힘을 상기 마스크 스테이지 또는 상기 제 2 가대에 공급하는 액츄에이터를 갖는 프레임을 더 구비한 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  110. 제 109 항에 있어서,
    상기 진동방지장치가 놓인 베이스 플레이트; 및
    상기 베이스 플레이트와 상기 프레임을 접속하는 탄성체를 더 구비한 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  111. 제 108 항 내지 제 110 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 가동체는 상기 2 차원 평면상에서 상기 기판의 주사방향 및 이것과 직교하는 비주사방향 각각과 교차하는 방향을 따라 연장되는 제 1 반사면, 상기 비주사방향을 따라 연장되는 제 2 반사면, 및 상기 주사방향에 관해 상기 제 1 반사면과 대략 대칭으로 배치되는 제 3 반사면을 갖고,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 반사면에 각각 측장빔을 조사하는 3 세트의 간섭계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  112. 제 108 항 내지 제 110 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정반에 대한 상기 제 2 가동체의 상대위치를 검출하는 위치계측장치;
    상기 기판의 노광동작 및 얼라인먼트동작 이외에서는 상기 위치계측장치의 출력에 기초하여 상기 제 2 가동체를 상기 정반상의 소정 점에 위치 결정하는 제 2 구동장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  113. 제 108 항 내지 제 110 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 가동체는 복수의 가동부로 구성되고 각 가동부가 제 2 가동체상에 배치되며, 상기 구동장치는 각 가동부를 2 차원 평면내에서 구동하여 각 가동부의 구동시의 반력에 따라 제 2 가동체가 이동하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  114. 제 111 항에 있어서,
    상기 정반에 대한 상기 제 2 가동체의 상대위치를 검출하는 위치계측장치;
    상기 기판의 노광동작 및 얼라인먼트동작 이외에서는 상기 위치계측장치의 출력에 기초하여 상기 제 2 가동체를 상기 정반상의 소정 점에 위치 결정하는 제 2 구동장치를 더 구비한 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  115. 제 108 항에 있어서, 제 1 가동체가 기판 스테이지인 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  116. 제 108 항에 있어서,
    추가로, 상기 마스크가 이동되는 방향과 교차하는 방향을 따라 상기 마스크 스테이지에 부착된 복수의 코너큐브와, 상기 복수의 코너큐브의 하나에 송광하여 그곳에서 나온 반사광을 수광하는 간섭계 시스템을 구비하는 주사형 노광장치.
  117. 마스크의 패턴을 기판상에 전사하는 노광장치로서,
    정반;
    상기 정반에 대하여 상대이동이 가능함과 동시에 상기 마스크의 패턴이 전사되는 기판을 각각 유지하는 적어도 2 개의 제 1 가동체;
    상기 각 제 1 가동체가 그 상부에 배치됨과 동시에 상기 정반 상에 배치되고 상기 정반 및 상기 각 제 1 가동체의 각각에 대하여 상대이동하는 제 2 가동체;
    상기 각 제 1 가동체를 2 차원 평면내에서 이동하는 구동장치를 구비하며,
    상기 각 제 1 가동체의 질량을 상기 제 2 가동체의 질량의 거의 1/9 이하로 설정하고, 또한 상기 각 제 1 가동체 구동시의 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  118. 제 117 항에 있어서,
    상기 정반상에서 상기 제 2 가동체를 저응답주파수로 구동하는 제 2 구동장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  119. 제 118 항에 있어서,
    상기 마스크의 패턴을 상기 기판에 투영하는 투영광학계를 더 구비하고,
    상기 구동장치는 상기 각 제 1 가동체에 각각 유지된 기판에 상기 마스크의 패턴을 전사할 때 그 패턴전사의 대상인 기판을 유지하는 상기 제 1 가동체를 상기 마스크와 동기하여 상기 투영광학계에 대해 주사방향으로 구동하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  120. 마스크와 기판을 동기이동하고 상기 마스크의 패턴을 상기 기판상에 전사하는 주사형 노광장치로서,
    상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향 및 이것에 직교하는 제 2 방향과 각각 교차하는 방향을 따라 연장되는 제 1 반사면 및 상기 제 2 방향을 따라 연장되는 제 2 반사면을 구비하며 상기 기판을 놓는 기판 스테이지; 및
    상기 제 1 및 제 2 반사면에 각각 측장빔을 조사하는 제 1, 제 2 간섭계를 구비한 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  121. 제 120 항에 있어서,
    상기 마스크 및 상기 기판 각각과 대략 직교하는 광축을 갖는 투영광학계를 더 구비하고,
    상기 제 1 및 제 2 간섭계는 각각 측장축이 상기 투영광학계의 광축으로 교차하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  122. 제 121 항에 있어서,
    상기 기판상의 마크에 광 빔을 조사하는 오프 액시스·얼라인먼트 센서를 더 구비하고,
    상기 제 1 간섭계는 상기 투영광학계의 광축과 교차하는 제 1 측장축과 상기 오프 액시스·얼라인먼트 센서의 검출중심과 교차하는 제 2 측장축을 갖는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  123. 제 122 항에 있어서,
    상기 제 2 간섭계는 제 2 방향으로 떨어진 2 개의 측장빔을 상기 제 2 반사면에 조사하고,
    상기 오프 액시스·얼라인먼트 센서의 검출중심은 상기 2 개의 측장빔에 의해 규정되며, 또한 상기 투영광학계의 광축을 지나는 상기 제 2 간섭계의 측장축 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  124. 제 123 항에 있어서,
    상기 기판 스테이지는 상기 제 1 방향에 관해서 상기 제 1 반사면과 대략 대칭으로 배치되는 제 3 반사면을 가지며,
    상기 제 3 반사면에 측장빔을 조사하는 제 3 간섭계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  125. 제 124 항에 있어서,
    싱기 제 3 간섭계는 상기 투영광학계의 광축과 교차하는 제 3 측장축과 상기 오프 액시스·얼라인먼트 센서의 검출중심과 교차하는 제 4 측장축을 갖는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  126. 제 120 항에 있어서,
    추가로, 마스크 스테이지와, 마스크가 이동되는 방향과 교차하는 방향을 따라 마스크 스테이지에 부착된 복수의 코너 큐브와, 상기 복수의 코너 큐브 중 하나에 송광하여 그곳에서 나온 반사광을 수광하는 간섭계 시스템을 구비하는 주사형 노광장치.
  127. 마스크와 감응기판을 동기이동시킴으로써 상기 마스크의 패턴을 상기 감응기판 상에 전사하는 노광방법으로서,
    상기 감응기판의 상기 동기이동방향 및 이것에 직교하는 비주사방향중, 적어도 비주사방향에 관해서는 상기 비주사방향과 다른 방향의 제 1 측장빔을 이용하여 위치제어하면서 노광동작을 실시하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  128. 제 127 항에 있어서, 상기 동기이동방향과 대략 평행한 제 2 측장빔을 이용하여 상기 동기이동방향에서의 상기 감광기판의 위치제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  129. 마스크의 패턴을 감광기판상에 전사하는 노광방법에 있어서,
    상기 감광기판상의 제 1 영역으로의 상기 패턴의 전사와 상기 감광기판상에서 상기 제 1 영역에 인접하는 제 2 영역으로의 상기 패턴의 전사 사이에서 상기 제 1 및 제 2 영역이 배열되는 제 1 방향 및 이것에 직교하는 제 2 방향과 다른 방향의 측장빔을 이용하여 상기 감광기판의 위치제어를 하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  130. 제 129 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 영역에 각각 상기 패턴을 전사하기 위해 상기 제 2 방향을 따라 상기 마스크와 상기 감광기판을 동기이동하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  131. 제 129 항 또는 제 130 항에 있어서, 상기 제 1 방향으로의 상기 감광기판의 이동에서의 가속시와 감속시에 가속도의 크기를 다르게 한 것을 특징으로 하는 노광방법.
  132. 스테이지 장치의 제조방법으로서,
    기판을 유지하여 2 차원 평면내를 이동하는 제 1 가동체를 형성하고;
    상기 제 1 가동체에 상기 2 차원 평면내에서 소정의 제 1 축 및 이것에 직교하는 제 2 축과 교차하는 방향을 따라 연장되는 제 1 반사면을 형성하고;
    상기 제 1 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 제 1 가동체의 제 3 축방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계를 형성하고;
    상기 제 1 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 제 1 가동체의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 직교좌표계상의 위치좌표를 연산하는 연산장치를 형성하는 것을 포함하는 스테이지 장치의 제조방법.
  133. 제 132 항에 있어서,
    추가로 상기 제 1 가동체에 상기 제 2 축방향으로 연장되는 제 2 반사면을 형성하고;
    상기 제 2 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 제 1 가동체의 상기 제 1 축방향의 위치를 계측하는 제 2 간섭계를 형성하고;
    상기 연산장치는 상기 제 1 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 제 1 가동체의 상기 제 2 축방향의 위치좌표를 연산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  134. 제 133 항에 있어서,
    상기 제 1 가동체에 상기 2 차원 평면내에서 상기 제 1 축 및 이것에 직교하는 제 2 축과 교차하고 상기 제 1 반사면과는 다른 방향으로 연장되는 제 3 반사면을 형성하고;
    상기 제 3 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하여 그 반사광을 수광함으로써 상기 제 1 가동체의 제 4 축방향의 위치를 계측하는 제 3 간섭계를 형성하고;
    상기 연산장치는 상기 제 1 및 제 3 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 제 1 가동체의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 스테이지 좌표계상의 상기 제 2 축방향의 위치를 연산하는 것을 특징으로 하는 방법.
  135. 마스크에 형성된 패턴을 기판상에 전사하여 기판을 노광하는 주사형 노광장치의 제조방법으로서,
    기판을 유지하여 2 차원 평면내를 이동하는 기판 스테이지, 상기 기판 스테이지에 형성되며 상기 2 차원 평면내에서 소정의 제 1 축 및 이것에 직교하는 제 2 축과 교차하는 방향을 따라 연장되는 제 1 반사면, 상기 제 1 반사면에 수직으로 측장빔을 조사하고 그 반사광을 수광함으로써 상기 기판 스테이지의 제 3 축방향의 위치를 계측하는 제 1 간섭계, 및 상기 제 1 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 기판 스테이지의 상기 제 1 축 및 제 2 축으로 규정되는 직교좌표계상의 위치좌표를 연산하는 연산장치를 각각 형성함으로써 스테이지 장치를 제조하고; 또,
    마스크를 유지하는 마스크 스테이지를 형성하고;
    상기 마스크 스테이지와 기판 스테이지를 동기하여 상기 제 1 축방향을 따라 상대이동시키는 스테이지 제어계를 형성하는 것을 포함하며;
    여기에, 주사형 노광장치는 상기 스테이지 제어계에 의한 상기 마스크 스테이지와 상기 기판 스테이지의 상대이동시에 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 기판 스테이지상의 기판에 전사하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치의 제조방법.
  136. 스테이지 장치의 제조방법으로서,
    정반을 형성하고;
    상기 정반에 대하여 상대이동이 가능함과 동시에 기판을 유지하는 제 1 가동체를 형성하고;
    상기 제 1 가동체가 그 상부에 배치되고 또 상기 정반과 상기 제 1 가동체 각각에 대하여 상대이동하는 제 2 가동체를 상기 정반상에 배치하고;
    상기 제 1 가동체를 2 차원 평면내에서 이동시키는 구동장치를 형성하는 것을 포함하며,
    여기서, 스테이지 장치는 상기 제 1 가동체의 질량을 상기 제 2 가동체의 질량의 거의 1/9 이하로 설정하고, 또한 상기 제 1 가동체의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치의 제조방법.
  137. 주사형 노광장치의 제조방법으로서,
    정반; 상기 정반에 대하여 상대이동이 가능함과 동시에 기판을 유지하는 제 1 가동체; 상기 제 1 가동체가 그 상부에 배치됨과 동시에 상기 정반 상에 배치되고 상기 정반과 상기 제 1 가동체 각각에 대하여 상대이동하는 제 2 가동체; 상기 제 1 가동체를 2 차원 평면내에서 이동시키는 구동장치를 각각 형성함과 동시에, 상기 제 1 가동체의 질량을 상기 제 2 가동체의 질량의 거의 1/9 이하가 되도록 설정함으로써 상기 제 1 가동체의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 제 2 가동체가 이동하도록 구성되어 있는 스테이지 장치를 제조하고; 또,
    마스크를 유지하는 마스크 스테이지를 형성하고;
    상기 마스크 및 상기 기판 각각과 직교하는 광축을 갖는 투영광학계를 형성하고;
    상기 투영광학계를 지지함과 동시에 상기 정반이 현가되는 제 1 가대를 형성하고;
    상기 제 1 가대를 지지하는 진동방지장치를 형성하는 것을 포함하며,
    여기서, 주사형 노광장치는 상기 마스크 스테이지와 상기 스테이지 장치에 의해 상기 마스크와 상기 기판을 동기이동하여 상기 마스크의 패턴을 상기 투영광학계를 통하여 상기 기판상에 전사하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치의 제조방법.
  138. 마스크와 기판을 동기이동하고 상기 마스크의 패턴을 상기 기판상에 전사하는 주사형 노광장치의 제조방법으로서,
    상기 기판을 올려놓는 기판 스테이지를 형성하고,
    상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향 및 이것에 직교하는 제 2 방향과 각각 교차하는 방향을 따라 연장되는 제 1 반사면과 상기 제 2 방향을 따라 연장되는 제 2 반사면을 상기 기판 스테이지에 형성하고;
    상기 제 1 및 제 2 반사면에 각각 측장빔을 조사하는 제 1, 제 2 간섭계를 형성하는 것을 포함하는 주사형 노광장치의 제조방법.
  139. 마스크와 감응기판을 동기이동시킴으로써 상기 감응기판상의 복수의 쇼트영역에 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 주사형 노광장치로서,
    상기 감응기판을 유지하여 2 차원 평면내를 이동하는 기판 스테이지;
    상기 마스크를 유지하여 이동가능한 마스크 스테이지; 및
    상기 기판 스테이지 노광종료 후의 다음 쇼트노광을 위한 조주동작과 다음 쇼트노광을 위한 비주사방향으로의 스텝핑동작이 동시병행적으로 실시되고, 또 상기 비주사방향으로의 스텝핑동작이 다음 쇼트노광 전의 상기 양 스테이지의 동기셋팅기간 전에 종료하도록 상기 양 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  140. 제 139 항에 있어서, 상기 스테이지 제어계는 이전 쇼트노광 후의 상기 마스크 스테이지의 등속이동시간과 감속시간으로 이루어지는 오버스캔시에 대응하는 상기 기판 스테이지 비주사방향의 가속도가 다음 쇼트의 노광개시전의 상기 마스크 스테이지의 프리스캔시에 대응하는 부분의 상기 기판 스테이지 비주사방향의 감속도보다 절대치가 커지도록 상기 양 스테이지를 제어하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  141. 기판상의 복수의 구획영역에 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 마스크와 상기 기판을 동기이동하고 상기 복수의 구획영역 중 하나를 주사노광하고,
    상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 관하여 상기 하나의 구획영역과 인접하는 별도의 구획영역을 주사노광하기 위해 상기 하나의 구획영역의 주사노광종료후의 상기 기판의 상기 제 2 방향으로의 스텝핑동작이 종료하기 전에 상기 기판의 상기 제 1 방향으로의 가속을 개시함과 동시에, 상기 별도의 구획영역의 주사노광전의 상기 마스크와 상기 기판과의 동기셋팅시간전에 스텝핑동작을 종료하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  142. 제 141 항에 있어서, 상기 기판은 상기 별도 구획영역의 주사노광 전에 상기 가속에 의해 상기 제 1 및 제 2 방향에 대하여 비스듬히 이동되며, 또 상기 제 1 방향의 이동속도가 상기 기판의 감도특성에 따른 속도로 설정되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  143. 제 141 항에 있어서, 상기 하나의 구획영역의 주사노광종료 후에 상기 별도 구획영역을 주사노광하기 위해 필요한 조주거리만큼 상기 기판이 상기 제 1 방향으로 떨어질 때까지 상기 기판을 상기 제 1 방향에 관해서는 감속시키면서 상기 제 2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  144. 제 142 항에 있어서, 상기 하나의 구획영역의 주사노광종료 후에 상기 별도 구획영역을 주사노광하기 위해 필요한 조주거리만큼 상기 기판이 상기 제 1 방향으로 떨어질 때까지 상기 기판을 상기 제 1 방향에 관해서는 감속시키면서 상기 제 2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  145. 제 141 항 내지 제 144 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 상기 하나의 구획영역의 주사노광과 상기 별도 구획영역의 주사노광 사이에서 상기 제 1 방향의 속도성분과 상기 제 2 방향의 속도성분 중 적어도 한 쪽이 0 이 되지 않도록 이동되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  146. 제 141 항 내지 제 144 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 상기 하나의 구획영역의 주사노광과 상기 별도 구획영역의 주사노광 사이에서 상기 제 1 방향의 이동속도가 0 이 되는 상기 제 2 방향의 위치가 상기 하나의 구획영역보다도 상기 별도 구획영역에 가까워지도록 이동되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  147. 제 145 항에 있어서, 상기 기판은 상기 하나의 구획영역의 주사노광과 상기 별도 구획영역의 주사노광 사이에서 상기 제 1 방향의 이동속도가 0 이 되는 상기 제 2 방향의 위치가 상기 하나의 구획영역보다도 상기 별도 구획영역에 가까워지도록 이동되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  148. 제 141 항에 있어서, 상기 하나의 구획영역의 주사노광종료 후에 상기 기판의 제 1 방향의 이동속도가 0 이 될 때까지 상기 기판을 감속시키면서 상기 제 2 방향으로 이동시키고 또 상기 별도의 구획영역의 주사노광전에 상기 기판을 상기 제 1 방향으로 가속시키면서 상기 제 2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  149. 제 148 항에 있어서, 상기 기판은 상기 하나의 구획영역의 주사노광과 상기 별도의 구획영역의 주사노광 사이에서 정지하는 일없이 이동되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  150. 제 148 항에 있어서, 상기 하나의 구획영역의 주사노광과 상기 별도의 구획영역의 주사노광사이에서, 상기 기판을 그 이동궤적이 대략 포물선이 되도록 이동하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  151. 제 141 항 내지 제 144 항 및 제 148 항 내지 제 150 항중 어느 한항에 있어서, 상기 마스크는 상기 기판의 상기 제 2 방향의 속도성분이 0 이 되기 전에 가속이 시작되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  152. 제 141 항 내지 제 144 항 및제 148 항 내지 제 150 항중 어느 한항에 있어서, 상기 하나의 구획영역의 주사노광과 상기 별도의 구획영역의 주사노광사이에서, 상기 기판을 상기 제 2 방향으로 이동할때, 상기 기판의 가속시와 감속시에서 그 가속도의 절대값을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
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  159. 마스크와 기판을 동기이동하고, 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역과 제 2 구획영역에 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 1 구획영역의 주사노광종료후의 상기 기판의 상기 제 2 방향의 속도성분이 0 이 되기 전에 상기 제 2 구획영역의 주사노광을 위한 상기 기판의 가속과 상기 마스크의 가속을 시작하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  160. 제 159 항에 있어서, 상기 기판은 상기 제 1 방향에 관해 가속되고 또 상기 제 2 방향에 관해 감속되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  161. 제 159 항 또는 제 160 항에 있어서, 상기 제 1 구획영역의 주사노광종료 후의 상기 기판의 상기 제 1 방향의 속도성분이 0 이 되기 전에 상기 기판의 상기 제 2 방향으로의 가속을 시작하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  162. 제 159 항에 있어서, 상기 기판은 상기 제 1 구획영역의 주사노광과 상기 제 2 구획영역의 주사노광 사이에서 정지하는 일없이 이동되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  163. 제 159 항 또는 제 160 항에 있어서,
    상기 제 1 구획영역의 주사노광종료후에 상기 기판의 상기 제 1 방향의 속도성분이 0 이 되는 상기 기판의 상기 제 2 방향의 위치를 상기 제 2 구획영역의 상기 제 2 방향의 위치보다도 상기 제 1 구획영역측으로 하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
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  172. 마스크와 기판을 동기이동하고, 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역과 제 2 구획영역에 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 1 구획영역의 제 1 주사노광과 상기 제 2 구획영역의 제 2 주사노광 사이, 상기 제 1 주사노광종료 후의 상기 기판의 상기 제 1 방향의 속도성분이 0 이 되기 전에 상기 기판의 상기 제 2 방향으로의 가속을 시작하고, 또 상기 기판의 상기 제 2 방향의 속도성분이 0 이 되기 전에 상기 기판의 상기 제 1 방향으로의 가속과 상기 마스크의 가속을 시작하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  173. 제 172 항에 있어서, 상기 기판의 상기 제 1 방향으로의 가속은 상기 제 2 방향에 관한 상기 기판의 감속중에 개시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  174. 제 172 항에 있어서, 상기 기판의 상기 제 2 방향으로의 가속은 상기 제 1 주사노광종료후의 상기 기판의 감속중에 개시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  175. 제 173 항에 있어서, 상기 기판의 상기 제 2 방향으로의 가속은 상기 제 1 주사노광종료 후의 상기 기판의 감속중에 개시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  176. 제 172 항 내지 제 175 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 상기 제 1 구획영역의 주사노광과 상기 제 2 구획영역의 주사노광 사이에서 정지하는 일없이 이동되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  177. 제 172 항 내지 제 175 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 마스크의 왕복이동에 의해 상기 제 1 및 제 2 구획영역의 주사노광을 행하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  178. 제 141 항 내지 제 144 항, 제 148 항 내지 제 150 항, 제 159 항, 제 160 항, 제 172 항 내지 제 175 항중 어느 한항에 있어서, 상기 기판은 상기 마스크의 패턴을 전사해야 할 상기 기판상의 마지막 구획영역의 주사노광이 종료할 때까지 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향 및 그것과 직교하는 제 2 방향의 적어도 한 쪽의 속도성분이 0 이 되지 않도록 이동되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  179. 마스크와 기판을 동기이동하고, 상기 기판상의 1 또는 2 이상의 구획영역에 상기 마스크의 패턴을 전사하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 각 구획영역에 대한 주사노광을 할 때에, 상기 마스크와 상기 기판의 동기이동에 앞서 상기 마스크 및 상기 기판 중 적어도 하나를 그 가속도가 서서히 0 으로 수속되는 가속도 변화곡선에 기초하여 상기 동기이동방향을 따라 가속하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  180. 제 179 항에 있어서,
    상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역과 제 2 구획영역에 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사할 때에,
    상기 제 1 구획영역의 주사노광종료 후의 상기 기판의 제 1 방향의 감속중 및 상기 제 2 구획영역의 주사노광 전의 상기 기판의 제 1 방향의 가속중에 상기 기판을 상기 제 1 및 제 2 방향과 교차하는 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  181. 마스크와 기판을 동기이동하고, 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향을 따라 배열되는 상기 기판상의 제 1 구획영역과 제 2 구획영역에 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 주사노광방법에 있어서,
    적어도 상기 제 1 구획영역에 대한 주사노광을 할 때, 상기 마스크 및 상기 기판 중 적어도 하나를 상기 마스크와 상기 기판의 동기이동에 앞서 그 가속도가 서서히 0 으로 수속되는 가속도 변화곡선에 기초하여 상기 제 1 방향을 따라 가속함과 동시에, 상기 동기이동의 종료 후에 일정 감속도로 상기 제 1 방향을 따라 감속하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  182. 제 181 항에 있어서, 상기 제 1 구획영역의 주사노광종료 후의 상기 기판의 제 1 방향의 감속중 및 상기 제 2 구획영역의 주사노광 전의 상기 기판의 제 1 방향의 가속중에 상기 기판을 상기 제 1 및 제 2 방향과 교차하는 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  183. 에너지선이 조사되는 영역에 대하여 마스크와 기판을 동기하여 이동시켜 상기 기판상에 상기 마스크의 패턴을 전사하는 주사노광방법에 있어서,
    마스크 및 기판을 가속하면서 이동을 개시하고,
    마스크 및 기판 중 하나의 가속도를 연속적으로 저하시키면서 마스크 및 기판을 등속도가 되게 하고,
    상기 마스크 및 기판이 등속도로 이동하고 있을 때 주사노광을 실행하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  184. 제 183 항에 있어서, 상기 마스크 및 기판이 등속도로 이동한 후에 마스크 및 기판 중 하나를 일정한 감속도로 감속하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  185. 마스크와 감응기판을 동기이동시킴으로써 상기 감응기판상의 복수의 쇼트영역에 상기 마스크의 패턴을 순차적으로 전사하는 주사형 노광장치의 제조방법으로서,
    상기 감응기판을 유지하여 2 차원 평면내를 이동하는 기판 스테이지를 형성하고;
    상기 마스크를 유지하여 이동가능한 마스크 스테이지를 형성하고;
    상기 기판 스테이지의 노광종료 후의 다음 쇼트노광을 위한 조주동작과 다음 쇼트노광을 위한 비주사방향으로의 스텝핑동작이 동시병행적으로 실시되고, 또 상기 비주사방향으로의 스텝핑동작이 다음 쇼트노광 전의 상기 양 스테이지의 동기셋팅시간 전에 종료하도록 상기 양 스테이지를 제어하는 스테이지 제어계를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치의 제조방법.
  186. 제 49 항 또는 제 95 항에 기재된 스테이지 장치를 구비한 리소그래피장치.
  187. 제 186 항에 있어서, 제 1 가동체에 유지되는 감광기판을 조명빔으로 노광하는 노광 시스템을 구비한 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
  188. 제 187 항에 있어서, 상기 노광 시스템은 상기 조명빔을 마스크에 조사하는 조명계와 상기 조명빔을 상기 감광기판상에 투사하는 투영계를 포함하는 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
  189. 제 187 항에 있어서, 상기 조명빔은 원자외선, 진공자외선, X 선 및 하전입자선으로 이루어지는 군에서 선택된 1 종인 것을 특징으로 하는 리소그래피장치.
  190. 제 23 항, 제 31 항, 제 46 항 및 제 47 항 중 어느 한 항에 기재된 노광방법을 이용하여 제조된 마이크로 디바이스.
  191. 제 127 항, 제 141 항, 제 148 항, 제 150 항, 제 159 항, 제 172 항, 제 179 항, 및 제 181 항 중 어느 한 항에 기재된 노광방법을 이용하여 제조된 마이크로 디바이스.
  192. 패턴이 형성된 마스크와 기판을 제 1 방향으로 동기이동하여 상기 기판상의 복수의 구획영역에 각각 패턴을 전사하는 주사노광방법으로서, 그 패턴이 적어도 제 1 및 제 2 패턴을 포함하고, 제 1 및 제 2 패턴이 각 구획 영역의 다른 영역에 전사되는 주사노광방법에 있어서,
    상기 복수의 구획영역에 대하여 각 구획영역의 일부에 상기 제 1 패턴을 스텝 앤드 스캔방식으로 전사하고, 제 1 패턴을 복수의 구획영역에 전사한 후에, 상기 마스크를 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 이동하고, 상기 복수의 구획영역에 대하여 각 구획영역의 별도의 부분에 상기 제 2 패턴을 스텝 앤드 스켄 방식으로 전사하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  193. 기판상의 복수의 구획영역의 각각에 적어도 제 1 및 제 2 패턴을 각각 스텝 앤드 스캔방식으로 전사하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 복수의 구획영역에 제 1 패턴을 전사할때의 상기 복수의 구획영역의 주사노광순서를 상기 복수의 구획영역에 제 2 패턴을 전사할때의 상기 복수의 구획영역의 주사노광순서와 다르게 하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  194. 제 193 항에 있어서, 상기 제 1 패턴의 전사시와 상기 제 2 패턴의 전사시에서 상기 기판의 이동경로를 반대로 하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  195. 제 193 항 또는 제 194 항에 있어서, 상기 기판상의 구획영역에 상기 적어도 제 1 및 제 2 패턴을 중첩시켜 전사하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  196. 제 193 항 또는 제 194 항에 있어서, 상기 기판상의 구획영역내에서 상기 적어도 제 1 및 제 2 패턴의 전사위치를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  197. 제 193 항 또는 제 194 항에 있어서, 상기 기판은 상기 제 1 패턴, 또는 상기 제 2 패턴이 상기 복수의 구획영역 모두로 전사될때까지, 상기 구횡영역의 주사노광시에 상기 기판이 이동되는 제 1 방향 및 이것을 직교하는 제 2 방향의 양방에서 그 속도성분이 0이 되지 않도록 이동되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  198. 제 197 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 방향중, 적어도 제 2 방향에 관해서는, 상기 제 2 방향과 다른 방향의 제 1 측장빔을 이용하여 상기 기판의 위치제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  199. 제 198 항에 있어서, 상기 제 1 방향과 거의 평행한 제 2 측장빔을 이용하여 상기 제 1 방향에 있어서의 상기 기판의 위치제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  200. 제 199 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 방향과 교차하고, 또한 상기 제 1 측장빔과 다른 방향의 제 3 측장빔을 이용하여 상기 기판의 위치제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  201. 마스크와 기판을 동기이동하여, 상기 마스크의 패턴을 상기 기판상에 전사하는 주사형 노광장치로서,
    상기 마스크가 동기이동되는 제 1 방향을 따라 신장하고, 또한 상기 마스크를 끼워 형성된 제 1 및 제 2 반사면을 갖는 마스크 스테이지와,
    상기 제 1 및 제 2 반사면과 각각 직교하는 측장빔을 갖는 제 1 및 제 2 간섭계와,
    상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 관하여, 상기 제 1 및 제 2 간섭계의 적어도 한쪽의 계측값에 의거하여 상기 마스크 스테이지를 구동하는 구동장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  202. 제 201 항에 있어서, 상기 기판을 유지하고, 서로 연장방향이 예각으로 교차하도록 배치된 제 3 및 제 4 반사면을 갖는 기판 스테이지와,
    상기 제 3 및 제 4 반사면과 각각 직교하는 측장축을 갖는 제 3 및 제 4 간섭계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  203. 제 202 항에 있어서, 상기 제 3 및 제 4 반사면의 한쪽은 상기 기판의 동기이동방향 및 이것과 직교하는 방향의 양방과 교차하는 방향을 따라 연이어 설치된 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  204. 제 201 항에 있어서, 상기 기판을 유지하고, 상기 기판의 동기이동방향과 예각으로 교차하는 방향을 따라 신장하는 측장용 제 1 기준면을 갖는 기판 스테이지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  205. 제 204 항에 있어서, 상기 측장용 제 1 기준면은 그 연장방향에 관하여 상기 기판의 주사노광동작에 있어서의 상기 기판 스테이지의 이동범위의 대략 전역에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  206. 제 205 항에 있어서, 상기 기판 스테이지는 상기 제 2 방향으로 신장하는 측장용 제 2 기준면을 갖는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  207. 제 204 항 내지 제 206 항중 어느 한항에 있어서, 상기 기판 스테이지는 상기 제 1 및 제 2 방향의 양방과 교차하고, 또한 상기 측장용 제 1 기준면과 다른 방향의 측장용 제 3 기준면을 갖는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  208. 제 127 항 또는 제 128 항에 있어서, 상기 제 1 측장빔을 이용한 상기 감응기판의 상기 비주사방향의 위치제어시에 상기 감응기판을 유지하는 제 1 가동체에 대한 상기 제 1 측장빔이 조사되는 반사면의 형성오차를 이용하여 상기 마스크와 감응기판과의 비주사방향의 상대위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  209. 제 208 항에 있어서, 상기 반사면의 형성오차를 이용하여 상기 감응기판의 상기 비주사방향의 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  210. 제 209 항에 있어서, 상기 반사면은 상기 제 1 측장빔과 직교하고, 상기 형성오차는 상기 동기이동방향 또는 상기 비주사방향에 대한 상기 반사면의 경사오차를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  211. 제 127 항 또는 제 128 항에 있어서, 상기 동기이동방향 및 상기 비주사방향과 직교하고, 또한 상기 제 1 측장빔과 다른 방향의 제 3 측장빔을 이용하여 상기 감응기판의 위치제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  212. 제 211 항에 있어서, 상기 비주사방향에 관한 상기 감응기판의 위치제어시에 상기 제 1 측장빔과 상기 제 3 측장빔을 이용하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  213. 제 127 항 또는 제 128 항에 있어서, 상기 비주사방향으로의 상기 감응기판의 이동에 있어서의 가속시와 감속시에서 가속도의 크기를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  214. 제 213 항에 있어서, 상기 감속시의 가속도의 크기를 상기 가속시보다 작게 하는 것을 특징으로 하는 노광방법.
  215. 마스크와 감응기판을 동기이동시켜서, 상기 마스크의 패턴을 상기 감응기판상에 전사하는 주사형 노광장치로서,
    상기 감응기판을 유지함과 동시에, 상기 감응기판이 동기이동되는 제 1 방향 및 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향의 양방과 교차하는 방향을 따라 신장되는 제 1 반사면을 갖는 기판 스테이지와,
    상기 제 1 반사면과 거의 직교하는 측장빔을 갖는 제 1 간섭계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  216. 마스크와 감응기판을 동기이동시켜서, 상기 마스크의 패턴을 상기 감응기판상에 전사하는 주사형 노광장치로서,
    상기 감응기판을 유지함과 동시에, 상기 감응기판이 동기이동되는 제 1 방향과 예각으로 교차하는 방향을 따라 신장된 제 1 반사면을 갖는 기판 스테이지와,
    상기 제 1 반사면과 거의 직교하는 측장축을 갖는 제 1 간섭계를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  217. 제 215 항 또는 제 216 항에 있어서, 상기 제 1 반사면은 상기 감응기판의 주사노광동작중에 상기 제 1 간섭계의 측장빔이 실질적으로 벗어나지 않도록 그 연장방향에 관한 상기 기판 스테이지의 이동범위의 거의 전역에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  218. 제 217 항에 있어서, 상기 마스크의 패턴이 상기 감응기판상의 복수의 부분영역에 스텝 앤드 스캔방식으로 전사되도록 상기 기판 스테이지를 구동하는 구동장치를 더 구비하고,
    상기 부분영역의 주사노광에 있어서의 상기 제 1 방향으로의 상기 기판 스테이지의 이동중에는 상기 측장빔이 상기 제 1 반사면으로부터 벗어나지 않는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  219. 제 215 항 또는 제 216 항에 있어서, 상기 제 1 반사면은 그 연장방향에 관한 길이가 상기 감응기판상의 노광범위보다도 실질적으로 길게 정해져 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  220. 제 219 항에 있어서, 상기 노광범위는 상기 감응기판상에서 상기 마스크의 패턴이 전사될 모든 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  221. 제 215 항 또는 제 216 항에 있어서, 상기 제 1 간섭계의 계측값에 의거하여, 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 이동을 제어하는 제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  222. 제 215 항 또는 제 216 항에 있어서, 상기 기판 스테이지는 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 신장되는 제 2 반사면을 갖고,
    상기 제 2 반사면과 거의 직교하는 측장축을 갖는 제 2 간섭계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  223. 제 222 항에 있어서, 상기 제 1 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 제 2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 이동을 제어하고, 또한 상기 제 2 간섭계의 계측값에 기초하여 상기 제 1 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 이동을 제어하는 제어 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  224. 제 222 항에 있어서, 상기 기판 스테이지는 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향과 교차하고, 또한 상기 제 1 반사면의 연장방향과 다른 방향을 따라 신장되는 제 3 반사면을 갖고,
    상기 제 3 반사면과 거의 직교하는 측장축을 갖는 제 3 간섭계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  225. 제 215 항 또는 제 216 항에 있어서, 상기 기판 스테이지는 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향과 교차하고, 또한 상기 제 1 반사면의 연장방향과 다른 방향을 따라 신장되는 제 3 반사면을 갖고,
    상기 제 3 반사면과 거의 직교하는 측장축을 갖는 제 3 간섭계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  226. 제 225 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 반사면은 그 연장방향의 교차각이 예각이 되고, 그것에 의해 제 1 및 제 3 반사면을 경사면으로서 포함하는 사다리꼴이 구획되고, 그 사다리꼴내에 상기 감응기판이 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  227. 제 226 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 반사면은 상기 제 1 방향에 관하여 대략 대칭으로 배치된 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  228. 제 226 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 간섭계의 적어도 한쪽의 계측값에 의거하여 상기 제 2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 이동을 제어하는 제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  229. 제 224 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 반사면은 상기 감응기판을 둘러싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  230. 제 224 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 간섭계의 적어도 한쪽의 계측값에 의거하여 상기 제 2 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 이동을 제어하고, 상기 제 2 간섭계의 계측값에 의거하여 상기 제 1 방향에 관한 상기 기판 스테이지의 이동을 제어하는 제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  231. 제 215 항 또는 제 216 항에 있어서, 상기 마스크의 패턴 이미지를 상기 감응기판상에 투영하는 투영광학계를 더 구비하고, 상기 제 1 간섭계의 측장축이 상기 투영광학계의 광축과 교차하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  232. 제 231 항에 있어서, 상기 감응기판상의 마스크를 검출하는 오프액시스 얼라인먼트계를 더 구비하고, 상기 제 1 간섭계는 상기 오프액시스 얼라인먼트계의 검출중심을 통한, 상기 측장축과 대략 평행인 별도의 측장축을 갖고, 상기 측장축방향에 관한 2개의 위치정보를 출력하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  233. 제 224 항에 있어서, 상기 마스크의 패턴 이미지를 상기 감응기판상에 투영하는 투영광학계를 더 구비하고, 상기 제 1 및 제 3 간섭계의 측장축은 상기 투영광학계의 광축으로 교차하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  234. 제 222 항에 있어서, 상기 마스크의 패턴 이미지를 상기 감응기판상에 투영하는 투영광학계를 더 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 간섭계의 측장축은 상기 투영광학계의 광축으로 교차하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  235. 제 234 항에 있어서, 상기 제 2 간섭계는 상기 투영광학계의 광축으로 상기 제 1 간섭계의 측장축과 교차하는 측장축과 대략 평행인 별도의 측장축을 갖는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  236. 마스크와 감응기판을 동기이동시켜, 상기 마스크의 패턴을 상기 감응기판상에 전사하는 주사형 노광장치로서,
    상기 감응기판을 유지하는 기판 스테이지로서, 기판 스테이지가 적어도 제 1 및 제 2 측장용 기준면을 갖고, 제 1 및 제 2 측장용 기준면이 연장하는 방향이 서로 예각으로 교차하도록 제 1 및 제 2 측장용 기준면이 기판 스테이지상에 배치되어 있는 기판 스테이지와,
    상기 동기이동시에 제 1 방향을 따라 상기 기판 스테이지를 구동하는 구동장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  237. 제 236 항에 있어서, 상기 제 1 방향은 상기 제 1 및 제 2 측장용 기준면의 하나와 대략 직교하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  238. 제 236 항에 있어서, 상기 제 1 방향은 상기 제 1 및 제 2 측장용 기준면의 양방과 직교하지 않는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  239. 제 238 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 측장용 기준면은 상기 제 1 방향에 관하여 대략 대칭으로 배치된 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  240. 마스크와 감응기판을 동기이동시켜, 상기 마스크의 패턴을 상기 감응기판상에 전사하는 주사형 노광장치로서,
    상기 감응기판을 유지하고, 삼각형상으로 배치된 제 1, 제 2 및 제 3 측장용 기준면을 갖는 기판 스테이지와,
    상기 동기이동시에 상기 3 개의 기준면과 교차하는 제 1 방향을 따라 상기 기판 스테이지를 구동하는 구동장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  241. 제 240 항에 있어서, 상기 3개의 기준면중 하나는 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  242. 제 215 항, 제 216 항, 제 236 항, 및 제 240 항중 어느 한항에 있어서, 상기 기판 스테이지는 상기 감응기판을 유지하고, 상기 제 1 반사면 또는 상기 제 1 측장용 기준면이 그 단면에 형성된 대략 삼각형상의 가동체와, 상기 가동체의 3개의 정부(頂部)부근에 각각 배치된 3개의 액츄에이터를 갖는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  243. 제 242 항에 있어서, 상기 기판 스테이지가 배치된 제 1 정반과,
    상기 기판 스테이지를 상기 제 1 정반에 대하여 적어도 3 자유도로 구동하는 제 1 평면자기부상형 리니어 액츄에이터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형노광장치.
  244. 제 243 항에 있어서, 상기 제 1 정반이 배치된 제 2 정반과,
    상기 제 1 정반을 상기 제 2 정반에 대하여 상대구동가능한 제 2 평면자기부상형 리니어 액츄에이터를 더 구비하고,
    상기 기판 스테이지의 이동에 따라 상기 제 1 정반을 상기 제 2 정반에 대하여 상대이동하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  245. 제 242 항에 있어서, 상기 가동체가 배치된 제 1 정반과,
    상기 가동체를 상기 제 1 정반에 대하여 6 자유도로 구동하는 제 1 평면자기부상형 리니어 액츄에이터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  246. 제 245 항에 있어서, 상기 제 1 정반이 배치된 제 2 정반과,
    상기 제 1 정반을 상기 제 2 정반에 대하여 상대구동가능한 제 2 평면자기부상형 리니어 액츄에이터를 더 구비하고,
    상기 가동체의 이동에 따라 상기 제 1 정반을 상기 제 2 정반에 대하여 상대이동하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  247. 마스크와 기판을 동기이동하여 상기 마스크의 패턴을 기판상에 전사하는 주사형 노광장치로서,
    정반과,
    상기 정반에 대하여 상대이동이 가능함과 동시에 상기 기판을 유지하는 제 1 가동체와,
    상기 제 1 가동체가 그 상부에 배치됨과 동시에, 상기 정반상에 배치되고 또한 상기 정반과 상기 제 1 가동체의 각각에 대하여 상대이동하는 제 2 가동체와,
    상기 제 2 가동체를 구동하는 구동계와,
    상기 구동계의 제어응답을 상기 기판의 주사노광동작을 포함하는 복수의 동작으로 각각 가변하는 제어장치를 구비하는 주사형 노광장치.
  248. 제 247 항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 주사노광후에 있어서의 상기 제 1 가동체의 비주사방향에 관한 이동시에 상기 정반에 대한 상기 제 2 가동체의 상대위치가 대략 유지되도록 상기 구동계의 제어응답을 설정하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  249. 제 248 항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 주사노광후에 있어서의 상기 제 1 가동체의 비주사방향에 관한 이동시에 상기 구동계의 응답 주파수를 상기 주사노광시보다 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  250. 제 159 항, 제 160 항, 제 172 항 내지 제 175 항중 어느 한항에 있어서, 상기 제 1 구획영역의 주사노광과 상기 제 2 구획영역의 주사노광사이에서 상기 기판을 상기 제 2 방향으로 이동할 때, 상기 기판의 가속시와 감속시에서 가속도의 절대값을 다르게 하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  251. 마스크와 기판을 동기이동시켜, 상기 기판이 동기이동되는 제 1 방향과 거의 직교하는 제 2 방향으로 배열된 상기 기판상의 제 1 및 제 2 구획영역에 각각 상기 마스크의 패턴을 전사하는 주사노광방법에 있어서,
    상기 제 1 구획영역의 제 1 주사노광과 상기 제 2 구획영역의 제 2 주사노광사이에서 상기 기판을 상기 제 2 방향으로 이동할때 상기 기판의 가속시보다 감속시에서 그 가속도의 절대값을 작게 하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  252. 제 251 항에 있어서, 상기 제 1 주사노광후에 상기 기판의 제 1 방향의 감속중에 상기 기판의 상기 제 2 방향의 가속을 개시하고, 상기 제 2 주사노광전에 상기 기판의 제 1 방향의 가속중에 상기 기판의 제 2 방향의 감속을 개시하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  253. 제 251 항 또는 252 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 제 1 주사노광과 상기 제 2 주사노광의 사이에서 정지하지 않고 이동되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  254. 제 253 항에 있어서, 상기 기판은 상기 제 1 방향의 속도성분이 0이 되기전후에 상기 제 2 방향의 가감속이 각각 개시되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  255. 삭제
  256. 제 251 항 또는 제 252 항에 있어서, 상기 제 2 구획영역의 주사노광에 앞서 상기 마스크와 상기 기판의 동기셋팅전에, 상기 기판의 상기 제 2 방향의 속도성분을 대략 0 으로 하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  257. 제 251 항 또는 제 252 항에 있어서, 상기 기판은 상기 마스크의 패턴을 전사해야할 상기 기판상의 모든 구획영역의 주사노광이 종료할때까지 상기 제 1 및 제 2 방향의 양방에서 그 속도성분이 동시에 0이 되지 않도록 이동되는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  258. 기판상에 인접하여 배치되는 제 1 및 제 2 구획영역의 각각에 마스크의 패턴을 전사하는 노광장치로서,
    상기 기판을 유지하는 기판 스테이지와,
    상기 제 1 구획영역에 대한 제 1 노광과 제 2 구획영역에 대한 제 2 노광사이에서 상기 기판 스테이지를 이동할때, 상기 기판 스테이지의 가속시보다 감속시에 그 가속도의 절대값을 작게 하는 구동장치를 구비하는 노광장치.
  259. 제 258 항에 있어서, 상기 기판 스테이지는 복수 형성되고, 상기 구동장치는 상기 가속시보다 상기 감속시에 그 가속도를 작게 하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  260. 마스크의 패턴을 기판상에 전사하는 노광장치로서,
    제 1 정반과; 상기 제 1 정반상에 배치되어 기판을 각각 유지하는 복수의 기판 스테이지와;
    상기 제 1 정반이 배치된 제 2 정반과;
    상기 복수의 기판 스테이지의 적어도 하나의 이동에 의한 중심위치변동을 억제하도록 상기 제 2 정반에 대하여 상기 제 1 정반을 상대이동가능하게 지지하는 지지부재를 구비하는 노광장치.
  261. 제 260 항에 있어서, 상기 복수의 기판 스테이지중 제 1 기판 스테이지는 상기 기판이 스텝 앤드 리피트방식 또는 스텝 앤드 스캔방식으로 노광되도록 이동되고,
    상기 지지장치는 상기 제 1 정반을 상기 제 2 정반에 대하여 상대이동가능하게 지지하는 평면자기부상형 리니어 액츄에이터를 갖는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  262. 제 261 항에 있어서, 상기 제 1 기판 스테이지상의 기판의 노광동작중, 상기 제 1 기판 스테이지와 다른 제 2 기판 스테이지는 노광동작이외의 동작이 실행되도록 구동되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  263. 제 262 항에 있어서, 상기 기판상의 마크를 검출하는 얼라인먼트계를 더 구비하고,
    제 2 기판 스테이지에서는 상기 얼라인먼트계에 의한 마크 검출, 또는 상기 기판의 로드 또는 언로드가 실행되는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  264. 제 260 항 내지 제 263 항중 어느 한항에 있어서, 상기 마스크와 상기 기판을 동기이동하여 상기 패턴을 상기 기판상에 전사하기 위하여, 상기 마스크를 유지하는 마스크 스테이지를 더 구비하고, 상기 마스크 스테이지는 상기 동기이동되는 방향을 따라 복수의 마스크를 유지가능한 것을 특징으로 하는 노광장치.
  265. 제 260 항에 있어서, 상기 복수의 기판 스테이지중의 하나에 유지되는 기판상의 복수의 영역에 상기 패턴을 스텝 앤드 스캔 방식으로 전사할 때, 상기 하나의 기판 스테이지의 스캔 동작과 스텝 동작의 한쪽을 정지하기 전에 다른쪽의 동작을 개시하도록 기판 스테이지를 제어하는 제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  266. 제 265 항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 스텝동작에 있어서의 상기 하나의 기판 스테이지의 가속시보다 감속시에 그 가속도의 절대값을 작게 하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  267. 제 265 항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 스캔동작에 있어서의 상기 하나의 기판 스테이지를 그 가속도가 서서히 0으로 수속하는 가속도 변화곡선에 의거하여 가속하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  268. 제 260 항에 있어서, 상기 복수의 기판 스테이지중 하나에 유지되는 기판상의 복수의 영역에 상기 패턴을 스텝 앤드 스캔 방식으로 전사할 때, 상기 하나의 기판 스테이지의 스텝 동작에 있어서의 가속시보다 감속시에 그 가속도의 절대값을 작게 하는 제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  269. 제 268 항에 있어서, 상기 제어장치는 상기 하나의 기판 스테이지를 스캔동작에 있어서의 가속도가 서서히 0 으로 수속하는 가속도 변화곡선에 의거하여 이동하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  270. 제 260 항에 있어서, 상기 복수의 기판 스테이지중의 하나에 유지된 기판상의 복수의 영역에 상기 패턴을 스텝 앤드 스캔 방식으로 전사할 때, 상기 하나의 기판 스테이지를 스캔 동작에 있어서의 가속도를 서서히 0으로 수속하는 가속도 변화곡선에 의거하여 이동하는 제어장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  271. 제 95 항에 기재된 스테이지 장치를 구비하고, 상기 제 1 가동체에 유지되는 감응기판상의 복수의 영역에 마스크의 패턴을 스텝 앤드 스캔 방식으로 전사할 때, 상기 제 1 가동체의 스캔 동작과 스텝 동작중 한쪽을 정지하기 전에 다른쪽의 동작을 개시하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  272. 제 117 항에 있어서, 상기 적어도 2개의 제 1 가동체의 하나에 유지되는 감응기판상의 복수의 영역에 마스크의 패턴을 스텝 앤드 스캔 방식으로 전사할때, 상기 하나의 제 1 가동체의 스캔 동작과 스텝 동작중 한쪽을 정지하기 전에 다른쪽의 동작을 개시하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  273. 제 139 항에 있어서, 상기 기판 스테이지는 복수의 스테이지를 갖고, 상기 복수의 스테이지의 각각이 상기 기판에 대한 상기 패턴의 전사에 이용되는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  274. 제 139 항 또는 제 273 항에 있어서, 상기 기판 스테이지의 이동에 의한 진동 또는 중심위치 변동을 억제하도록, 상기 기판 스테이지에 대하여 상대이동가능한 가동체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 주사형 노광장치.
  275. 제 141 항, 제 159 항, 제 172 항중 어느 한항에 있어서, 상기 제 2 방향에 관하여 상기 기판의 가속시보다 감속시에 그 가속도의 절대값을 작게 하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  276. 제 275 항에 있어서, 상기 마스크 및 상기 기판의 적어도 한쪽을 그 가속도가 서서히 0으로 수속하는 가속도 변화곡선에 의거하여 상기 제 1 방향으로 가속하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  277. 제 275 항에 있어서, 상기 기판의 이동에 의한 진동 또는 중심위치 변동을 억제하도록, 상기 기판을 유지하는 제 1 가동체에 대하여 제 2 가동체를 상대이동하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  278. 제 275 항에 있어서, 복수의 가동체로서 각각 상기 기판을 유지하는 가동체를 이용하여, 복수의 기판에 대하여 상기 패턴의 전사를 각각 실시하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  279. 제 141 항, 제 159 항, 제 172 항, 제 251 항중 어느 한항에 있어서, 상기 마스크 및 상기 기판의 적어도 한쪽을 그 가속도가 서서히 0 으로 수속하는 가속도 변화곡선에 의거하여 상기 제 1 방향으로 가속하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  280. 제 279 항에 있어서, 상기 기판을 유지하는 제 1 가동체와 제 1 가동체에 대하여 상대이동하는 제 2 가동체를 이용하여, 상기 기판의 이동에 의한 진동 또는 중심위치 변동을 억제하도록, 제 1 가동체에 대하여 제 2 가동체를 상대이동하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  281. 제 279 항에 있어서, 상기 기판을 유지하는 복수의 제 1 가동체를 이용하여, 복수의 기판의 각각에 상기 패턴의 전사를 실시하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  282. 제 141 항, 제 159 항, 제 172 항, 제 251 항중 어느 한항에 있어서, 상기 기판의 이동에 의한 진동 또는 중심위치변동을 억제하도록, 상기 기판을 유지하는 제 1 가동체에 대하여 제 2 가동체를 상대이동하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  283. 제 282 항에 있어서, 상기 기판을 유지하는 복수의 제 1 가동체를 이용하여 복수의 기판에 대한 상기 패턴의 전사를 실시하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  284. 제 141 항, 제 159 항, 제 172 항, 제 251 항중 어느 한항에 있어서, 상기 기판을 유지하는 복수의 제 1 가동체를 이용하여 복수의 기판에 대한 상기 패턴의 전사를 실시하는 것을 특징으로 하는 주사노광방법.
  285. 기판을 유지하며 또 소정의 2 차원 평면 내를 이동가능한 제 1 가동체; 및
    상기 제 1 가동체의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 제 1 가동체와의 사이에서 운동량 보존법칙을 만족하도록 이동하는 제 2 가동체를 구비하고,
    상기 제 1 가동체의 질량이 상기 제 2 가동체의 질량의 거의 1/9 이하인 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  286. 제 285 항에 있어서, 상기 스테이지 장치는, 추가로 상기 제 2 가동체상에 2 차원 방향으로 둘러쳐져서 배치되어 있음과 동시에, 상기 제 1 가동체를 상기 제 2 가동체에 대해 비접촉으로 이동시키는 제 1 평면 자기 부상형 리니어 액추에이터; 및 상기 제 2 가동체를 안내하는 안내면상에서 2차원 방향으로 둘러쳐져서 배치되어 있음과 동시에, 상기 제 1 가동체의 이동에 의한 반력에 따라 상기 제 2 가동체를 상기 안내면에 대해 비접촉으로 이동시키는 제 2 평면 자기 부상형 리니어 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  287. 마스크상에 형성된 패턴의 이미지를 기판상에 전사하는 노광장치로서,
    상기 마스크를 유지하는 마스크 스테이지;
    제 286 항에 기재된 스테이지 장치; 및
    상기 스테이지 장치상에 유지된 상기 기판상에 상기 마스크상의 패턴을 투영 전사하는 투영계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  288. 기판을 유지하며 또 소정의 2 차원 평면 내를 각각 이동가능한 복수의 제 1 가동체; 및
    상기 각 제 1 가동체의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 복수의 제 1 가동체와의 사이에서 운동량 보존법칙을 만족하도록 이동하는 제 2 가동체를 구비하고,
    상기 복수의 제 1 가동체 각각의 질량은 상기 제 2 가동체의 질량의 거의 1/9 이하인 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  289. 제 288 항에 있어서, 상기 스테이지 장치는, 추가로 상기 제 2 가동체상에 2 차원 방향으로 둘러쳐져서 배치되어 있음과 동시에, 상기 복수의 제 1 가동체를 상기 제 2 가동체에 대해 비접촉으로 이동시키는 제 1 평면 자기 부상형 리니어 액추에이터; 및 상기 제 2 가동체를 안내하는 안내면상에서 2차원 방향으로 둘러쳐져서 배치되어 있음과 동시에, 상기 각 제 1 가동체의 이동에 의한 반력에 따라 상기 제 2 가동체를 상기 안내면에 대해 비접촉으로 이동시키는 제 2 평면 자기 부상형 리니어 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  290. 마스크상에 형성된 패턴의 이미지를 기판상에 전사하는 노광장치로서,
    상기 마스크를 유지하는 마스크 스테이지;
    제 289 항에 기재된 스테이지 장치; 및
    상기 스테이지 장치상에 유지된 상기 기판상에 상기 마스크상의 패턴을 투영 전사하는 투영계를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
  291. 물체를 유지하며 또 소정의 2 차원 평면 내를 이동가능한 제 1 가동체; 및
    상기 제 1 가동체의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 제 1 가동체와의 사이에서 운동량 보존법칙을 만족하도록 이동하는 제 2 가동체를 구비하고,
    상기 제 1 가동체의 질량은 상기 제 2 가동체의 질량의 거의 1/9 이하인 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
  292. 물체를 유지하며 또 소정의 2 차원 평면 내를 각각 이동가능한 복수의 제 1 가동체; 및
    상기 각 제 1 가동체의 이동에 의해 생기는 반력에 따라 상기 복수의 제 1 가동체와의 사이에서 운동량 보존법칙을 만족하도록 이동하는 제 2 가동체를 구비하고,
    상기 복수의 제 1 가동체의 각각의 질량은 제 2 가동체의 질량의 거의 1/9 이하인 것을 특징으로 하는 스테이지 장치.
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