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KR100263325B1 - Ligjt-exposing method - Google Patents

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KR100263325B1
KR100263325B1 KR1019970082082A KR19970082082A KR100263325B1 KR 100263325 B1 KR100263325 B1 KR 100263325B1 KR 1019970082082 A KR1019970082082 A KR 1019970082082A KR 19970082082 A KR19970082082 A KR 19970082082A KR 100263325 B1 KR100263325 B1 KR 100263325B1
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area
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김용래
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이중구
삼성테크윈주식회사
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    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
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    • HELECTRICITY
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Abstract

PURPOSE: An exposure method is provided to be capable of performing an exposure work by inputting a virtual optical axis. CONSTITUTION: An exposure method sets a virtual optical axis at a location separated by a distance that a reticle stage can be moved in one direction from an actual optical axis(501) set at the center of the reticle. When the total area of the reticle(500) is divided, if the center of a given selected area matches to the actual optical axis when the reticle stage is moved, exposure is performed using the optical axis set at the center of the reticle. On the other side, when the total area of the reticle(500) is divided, if the center of a given selected area(540) does not match to the actual optical axis when the reticle stage is moved, exposure is performed by matching the center of the given area to a virtual optical axes(510,520).

Description

가상 광축을 이용한 노광 방법Exposure method using a virtual optical axis

본 발명은 가상 광축을 이용한 노광 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노광 장치에 중심 광축과 가상 광축의 위치를 동시에 입력하여 노광 부위에 따라서상이한 광축을 이용하여 노광을 수행하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure method using a virtual optical axis, and more particularly, to a method of performing exposure using a different optical axis according to an exposure site by simultaneously inputting positions of a central optical axis and a virtual optical axis to an exposure apparatus.

일반적으로 컴퓨터 및 각종 전자 제품에 적용되는 반도체 소자나, 화상 표시소자로서 부각되고 있는 액정 표시 소자 및, 플라즈마 디스플레이 소자, 전자 부품이 실장되는 회로 기판, 필터, 박막 기술을 이용한 부품등의 제작에는 미세한 패턴을 형성하기 위하여 사진 식각법이 사용되고 있다. 이러한 사진 식각법은 레티클(reticle) 또는 마스크의 패턴을 기판에 형성된 감광막에 전사할 수 있도록 노광 장치가 필수적으로 사용된다.In general, semiconductor devices applied to computers and various electronic products, liquid crystal display devices emerging as image display devices, plasma display devices, circuit boards on which electronic components are mounted, filters, components using thin film technology, and the like are fine. Photolithography is used to form patterns. In such photolithography, an exposure apparatus is essentially used to transfer a pattern of a reticle or a mask to a photosensitive film formed on a substrate.

도 1에는 일반적인 노광 과정을 수행하는 노광 장치의 개략적인 구성도가 도시되어 있다. 도 1에 도시된 노광 장치는 예를 들면 반도체 메모리 소자의 회로 패턴 또는 액정 표시 소자의 회로 패턴을 형성하는데 사용될 수 있는 노광 장치이다.1 illustrates a schematic configuration diagram of an exposure apparatus that performs a general exposure process. The exposure apparatus shown in FIG. 1 is, for example, an exposure apparatus that can be used to form a circuit pattern of a semiconductor memory element or a circuit pattern of a liquid crystal display element.

노광 장치에는 소정 패턴이 형성된 레티클 또는 마스크가 배치되는 레티클 스테이지와, 레티클의 패턴이 노광에 의해 전사될 기판이 안착되는 플레이트 스테이지와, 상기 레티클 스테이지와 플레이트 스테이지 사이 투영 광학계 및, 상기 레티클 스테이지의 상부에 설치되는 조명 광학계등이 포함된다.The exposure apparatus includes a reticle stage on which a reticle or mask having a predetermined pattern is disposed, a plate stage on which a substrate on which a pattern of the reticle is to be transferred is mounted, a projection optical system between the reticle stage and the plate stage, and an upper portion of the reticle stage. It includes an illumination optical system installed in the.

도면을 참조하면, 조명 광학계는 반사경(11a)에 의해 집속된 비임을 발생시킬 수 있는 광원(11)과, 상기 광원(11)으로부터 조사된 비임중 특정 파장의 비임을 반사하는 다이크로 미러(dichroic mirror, 12)와, 특정 파장의 비임을 콘덴서 렌즈(13)의 방향으로 반사시키는 반사 미러(14)와, 상기 반사 미러(14)와 다이크로 미러(12) 사이에서 다이크로 미러(12)로부터 비임 경로상에 순차적으로 설치되는 필터(15), 플라이 아이 렌즈(fly-eye lenz,16) 및 셔터(17)를 포함한다. 그리고 상기 콘덴서 렌즈(13)의 수직 하부에는 레티클(500)이 지지되는 레티클 스테이지(18)가 구비되며, 상기 레티클 스테이지(18)의 하부에는 기판(600)이 장착되는 플레이트 스테이지(19)가 구비된다. 상기 레티클 스테이지(18)에는 상기 레티클의 정렬을 위한 정렬 광학계(100)가 구비된다. 또한 상기 플레이트 스테이지(19)와 인접한 측에는 상기 투영 광학계(300)에 의해 기판에 조사된 비임의 정확한 결상을 위하여 자동 초점 제어 장치(200)가 구비된다.Referring to the drawings, the illumination optical system is a dichroic reflecting a light source 11 capable of generating a beam focused by the reflector 11a and a beam having a specific wavelength among the beams irradiated from the light source 11. mirror 12, a reflection mirror 14 for reflecting a beam of a specific wavelength in the direction of the condenser lens 13, and from the dichroic mirror 12 between the reflection mirror 14 and the dichro mirror 12; A filter 15, a fly-eye lens 16 and a shutter 17, which are sequentially installed on the beam path, are included. A reticle stage 18 on which the reticle 500 is supported is provided at a vertical lower portion of the condenser lens 13, and a plate stage 19 on which a substrate 600 is mounted is provided at a lower portion of the reticle stage 18. do. The reticle stage 18 is provided with an alignment optical system 100 for alignment of the reticle. In addition, the auto focus control device 200 is provided on the side adjacent to the plate stage 19 for accurate imaging of the beam irradiated onto the substrate by the projection optical system 300.

상술한 바와 같이 구성된 노광 장치는 상기 광원(11)으로부터 조사된 후 다이크로 미러(12)에 의해 반사된 특정 파장의 비임이 플라이 아이 렌즈(16)를 통하여 레티클(500)에 투사된 후, 투영 광학계(300)를 통하여 기판(600)에 조사된다. 기판에는 감광 물질이 도포되어 있으며, 따라서 기판에 조사된 빛은 감광 물질을 감광시킨다.In the exposure apparatus configured as described above, a beam of a specific wavelength reflected by the dichroic mirror 12 after being irradiated from the light source 11 is projected onto the reticle 500 through the fly's eye lens 16 and then projected. The substrate 600 is irradiated through the optical system 300. The substrate is coated with a photosensitive material, and thus light irradiated onto the substrate exposes the photosensitive material.

위와 같은 노광 장치를 이용한 기판의 노광 작업에서는 통상적으로 레티클(500)의 중심에 해당하는 지점에 광축(501)을 설정하여 노광을 수행하게 된다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 레티클(500)의 중심에 설정된 광축(501)의 위치를 입력하고, 노광될 면적의 중심을 광축(501)과 일치시킨 상태에서 노광을 수행하게 된다. 이처럼 노광 면적의 중심과 광축(501)을 일치시키는 것은 노광시에 발생하는 상의 왜곡(distortion)을 방지하기 위해서 필요하다.In the exposure operation of the substrate using the exposure apparatus as described above, the exposure is usually performed by setting the optical axis 501 at a point corresponding to the center of the reticle 500. In more detail, the position of the optical axis 501 set at the center of the reticle 500 is input, and the exposure is performed while the center of the area to be exposed is coincided with the optical axis 501. As such, matching the center of the exposure area with the optical axis 501 is necessary to prevent distortion of an image generated during exposure.

한편, 반도체 웨이퍼를 노광시킬 경우에는 웨이퍼의 반도체 하나의 면적이 매우 작기 때문에 스테이지(18)의 평면 운동에 무관하게 노광될 수 있지만, 액정 표시 장치의 기판 전극 패턴을 노광시킬 경우, 기판이 대형화 될수록 노광 면적이 상대적으로 대형이므로, 레티클의 전체 면적을 구분하여 반복적인 노광 작업을 수행하여야 한다. 즉, 반도체 웨이퍼의 반도체 하나의 노광에서는 레티클 스테이지(18)의 운동이 실질적으로 불필요하지만 액정 표시 장치용 기판의 노광에 있어서는 레티클 스테이지(18)와 플레이트 스테이지(19)가 몇번에 걸쳐 평면 운동을 하여야 한다. 예를 들면, 레티클의 면적은 150 X 150 mm 이고, 반도체 하나의 면적은 대략 10 X 20 mm 이므로 레티클의 평면 운동 없이 노광이 가능하다. 이는 레티클의 광학적 보증 영역이 중심으로부터 직경 140 mm 를 형성하는 원 안에 형성되므로 노광 작업의 신뢰성이 보장되기 때문이다. 그러나 13.3 인치형 액정 표시 장치의 기판의 면적은 대략 400 X 300 mm 에 근접하므로, 이를 노광하기 위해서는 레티클의 평면 운동과 함께 수회에 걸친 작업이 필요하다. 다른 방법으로써 레티클 자체의 대형화를 시도할 수 있을지라도, 레티클의 대형화는 보증 영역의 확대가 용이하지 않으므로 한계 상황이 있다. 따라서 통상의 레티클을 평면 운동시킴으로써 사용상의 효율을 높여야만 한다.On the other hand, when exposing a semiconductor wafer, since the area of one semiconductor of the wafer is very small, it can be exposed regardless of the planar motion of the stage 18. However, when the substrate electrode pattern of the liquid crystal display is exposed, the larger the substrate is, Since the exposure area is relatively large, it is necessary to distinguish the entire area of the reticle and perform repeated exposure operations. That is, the movement of the reticle stage 18 is substantially unnecessary in the exposure of one semiconductor of the semiconductor wafer, but the reticle stage 18 and the plate stage 19 must perform the plane movement several times in the exposure of the substrate for the liquid crystal display device. do. For example, since the area of the reticle is 150 X 150 mm and the area of one semiconductor is approximately 10 X 20 mm, exposure is possible without planar motion of the reticle. This is because the optical guarantee region of the reticle is formed in a circle forming 140 mm in diameter from the center, thereby ensuring the reliability of the exposure operation. However, since the area of the substrate of the 13.3-inch type liquid crystal display device is close to approximately 400 X 300 mm, several times of work are required together with the plane motion of the reticle. Although the reticle itself can be enlarged by another method, the reticle has a limited situation because the enlargement of the reticle is not easy. Therefore, it is necessary to increase the efficiency of use by planar movement of the conventional reticle.

도 2에 도시된 것은 레티클(500)을 평면 상태로 도시한 평면도이다. 도면을 참조하면, 레티클(500)의 중심에 해당되는 지점에서, 노광 작업이 수행되는 광축(501)이 설정되며, 노광시에는 레티클(500)의 분할된 몇개의 면적의 중심이 스테이지(18, 도 1)의 평면 운동에 의해 광축(501)의 위치에 일치하도록 이송되어 노광이 수행된다. 실제의 노광 장치에서 레티클(500)은 X 축 방향으로 충분히 이송될 수 있지만, Y 축 방향으로는 이송이 제한되며, 예를 들면 영문자 d 로 표시된 거리로 레티클(500)의 이송이 제한된다. 따라서, 레티클(500) 상의 임의로 선택된 면적의 중심이 광축(501)에 일치할 수 있도록 이송될 수 없다면, 해당 면적은 광학계의 보증 영역에서 노광될 수 없다. 즉, 레티클(500)상에서 분할된 면적의 중심은 d 의 거리내에 있어야만 한다.2 is a plan view showing the reticle 500 in a planar state. Referring to the drawings, at the point corresponding to the center of the reticle 500, the optical axis 501 on which the exposure operation is performed is set, and during exposure, the center of several divided areas of the reticle 500 is set to the stage 18, The exposure is carried out by being transported to coincide with the position of the optical axis 501 by the planar motion of FIG. 1). In the actual exposure apparatus, the reticle 500 can be sufficiently transported in the X axis direction, but the transport is limited in the Y axis direction, for example, the transport of the reticle 500 is limited to the distance indicated by the letter d. Thus, if the center of the arbitrarily selected area on the reticle 500 cannot be transferred to coincide with the optical axis 501, the area cannot be exposed in the guaranteed area of the optical system. That is, the center of the divided area on the reticle 500 must be within the distance of d.

예를 들면, 도면 번호 502 로 표시된 부분과 같이 레티클(500)의 중심으로부터 Y 축 방향으로 이격된 부분은 그 중심(503)이 광축(501)으로부터 d 의 거리내에 있지 않으므로, 면적(502)의 중심(503)은 광축(501)에 일치할 수 없게 된다. 이는 레티클(500)의 임의 부분에 위치한 면적(502)이 노광 위치에 도달되도록 구동될 수 없다는 것을 의미하며, 따라서 스테이지 이송 장치(18)의 이송 거리가 확장되지 않는한 면적(502)에 대한 광학계 보증 영역에서의 노광 작업이 불가능하다는 것을 의미한다.For example, a portion spaced in the Y axis direction from the center of the reticle 500, such as the portion indicated by reference numeral 502, has an area of 502 because its center 503 is not within a distance of d from the optical axis 501. The center 503 may not coincide with the optical axis 501. This means that the area 502 located in any part of the reticle 500 cannot be driven to reach the exposure position, and thus the optical system with respect to the area 502 unless the transport distance of the stage transport device 18 is extended. It means that the exposure operation in the warranty area is impossible.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 개선된 노광 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an improved exposure method.

본 발명의 다른 목적은 가상의 광축을 입력하여 노광 작업을 수행할 수 있는 노광 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an exposure method capable of performing an exposure operation by inputting a virtual optical axis.

도 1은 일반적인 노광 장치에 대한 개략적인 구성도.1 is a schematic configuration diagram of a general exposure apparatus.

도 2는 종래 기술의 노광 방법을 설명하기 위한 레티클의 평면도.2 is a plan view of a reticle for explaining a conventional exposure method.

도 3은 본 발명의 노광 방법을 설명하기 위한 레티클의 평면도.3 is a plan view of a reticle for explaining the exposure method of the present invention.

도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따라서 노광 작업을 수행하는 것을 설명하기 위한 레티클의 평면도.4A, 4B, 5A, and 5B are plan views of reticles for explaining performing an exposure operation in accordance with the present invention.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명><Brief Description of Major Codes in Drawings>

11. 광원 12.14. 미러11.Light Source 12.14. mirror

13. 콘덴서 렌즈 17. 셔터13. Condenser Lens 17. Shutter

18. 레티클 스테이지 19. 플레이트 스테이지18. Reticle Stage 19. Plate Stage

500. 레티클 501. 광축500. Reticle 501. Optical Axis

502.530.540. 임의 면적502.530.540. Arbitrary area

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 레티클의 중심에 설정된 실제의 광축으로부터, 레티클 스테이지가 일방향에서 이송 가능한 거리만큼 이격된 지점에 가상의 광축을 설정하는 단계, 레티클의 전체 면적을 분할하여 임의로 선택된 면적의 중심이 상기 레티클 스테이지의 이송시에 상기 실제 광축과 일치하면, 레티클의 중심에 설정된 광축을 이용하여 노광을 수행하는 단계 및, 레티클의 전체 면적을 분할하여 임의로 선택된 면적의 중심이 상기 레티클 스테이지의 이송시에 상기 실제 광축과 일치하지 않으며, 상기 가상의 광축에 상기 임의 면적의 중심을 일치시켜서 노광을 수행하는 단계를 구비하는 노광 방법이 제공된다.In order to achieve the above object, according to the present invention, the step of setting the virtual optical axis at a point separated from the actual optical axis set in the center of the reticle by a distance that can be transported in one direction, by dividing the entire area of the reticle If the center of the randomly selected area coincides with the actual optical axis during the transfer of the reticle stage, performing exposure using the optical axis set at the center of the reticle; and dividing the entire area of the reticle by the center of the randomly selected area. An exposure method is provided, which does not coincide with the actual optical axis at the time of transport of the reticle stage, and performs exposure by matching the center of the arbitrary area to the virtual optical axis.

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에 도시된 것은 도 2에 도시된 것과 마찬가지로 레티클 스테이지(18, 도 2)에 설치되는 레티클에 대한 평면도이다. 레티클(500)의 중심 위치에는 노광시의 광축(501)이 설정된다.3 is a plan view of the reticle installed in the reticle stage 18 (FIG. 2) as shown in FIG. The optical axis 501 at the time of exposure is set in the center position of the reticle 500.

본 발명에 따른 노광 방법을 수행할 수 있도록, 가상의 광축(510,520)이 레티클(500)의 소정 위치에 대응되는 지점에 설정되어 이것이 제어 데이타로서 입력된다. 가상의 광축(510,520)은 실제의 광축(501)으로부터 Y 축 방향에서의 이송 거리인 d 만큼 이격되는 지점에 위치하는 것이 바람직스럽다. 따라서 도면에 도시된 바와 같이, 가상의 광축(510,520) 사이의 거리는 2d 이다.In order to perform the exposure method according to the present invention, virtual optical axes 510 and 520 are set at a point corresponding to a predetermined position of the reticle 500 and are input as control data. The virtual optical axes 510 and 520 are preferably located at a point spaced apart from the actual optical axis 501 by d, which is a transport distance in the Y axis direction. Thus, as shown in the figure, the distance between the virtual optical axes 510 and 520 is 2d.

도 4a 및 도 4b 에는 실제의 광축을 이용하여 임의 면적을 노광하는 방법이 도시되어 있다. 이것은 임의 면적의 중심이 레티클의 중심에 설정된 광축과 일치할 수 있는 경우에 해당한다.4A and 4B show a method of exposing an arbitrary area using an actual optical axis. This corresponds to the case where the center of any area can coincide with the optical axis set at the center of the reticle.

도면을 참조하면, 레티클(500)의 임의 면적(530)의 중심은 광축(501)으로부터 레티클(500)의 Y 축 방향 이송 가능 범위인 d 의 거리 이내에 있다. 이러한 경우에는 종래와 같이 면적(530)의 중심을 광축(501)에 일치시키고(도 3b) 노광을 실시하면 된다.Referring to the drawings, the center of an arbitrary area 530 of the reticle 500 is within a distance of d, which is a Y-axis transferable range of the reticle 500 from the optical axis 501. In this case, the center of the area 530 coincides with the optical axis 501 as in the related art (FIG. 3B), and exposure may be performed.

도 5a 및 도 5b 에는 가상의 광축을 이용하여 임의 면적을 노광하는 방법이 도시되어 있다. 이것은 임의 면적의 중심이 레티클의 중심에 설정된 광축과 일치할 수 없는 경우에 해당한다.5A and 5B illustrate a method of exposing an arbitrary area using a virtual optical axis. This corresponds to the case where the center of the arbitrary area cannot coincide with the optical axis set at the center of the reticle.

도 4a를 참조하면, 레티클(500)의 임의 면적(540)의 중심은 광축(501)으로부터 레티클(500)의 Y 축 방향 이송 가능 범위인 d 의 거리 이내에 있지 않다는 것을 알 수 있다. 이와 같은 경우에는 미리 입력된 가상의 광축(510,520)을 이용하여 노광을 수행한다. 즉, 도 4b에 도시된 바와 같이, 임의 면적(540)에 대한 노광은 면적(540)의 중심이 가상의 광축(520)에 일치되도록 스테이지(18, 도 1)를 이송시킨후에 수행된다. 이와 같은 방법으로써, 비록 임의 면적의 중심이 스테이지(18)의 이송 제한때문에 광축(501)과 일치할 수 없다 할지라도, 레티클(500)의 전체 면적에 대한 노광 작업의 제어가 가능해지며, 그에 따라 전체 면적에 대한 노광 작업이 가능해진다.Referring to FIG. 4A, it can be seen that the center of the arbitrary area 540 of the reticle 500 is not within a distance of d, which is the Y axis transferable range of the reticle 500 from the optical axis 501. In this case, exposure is performed using the virtual optical axes 510 and 520 that are input in advance. That is, as shown in FIG. 4B, exposure to an arbitrary area 540 is performed after moving the stage 18 (FIG. 1) such that the center of the area 540 coincides with the virtual optical axis 520. In this way, although the center of an arbitrary area cannot coincide with the optical axis 501 due to the transport limitation of the stage 18, it becomes possible to control the exposure operation for the entire area of the reticle 500, and accordingly The exposure work with respect to the whole area becomes possible.

본 발명에 따른 노광 방법은 레티클의 이송 가능 영역에 상관없이 레티클의 전체 면적을 이용하여 노광할 수 있다는 장점을 가진다. 이러한 노광 방법은 특히 액정 표시 장치의 기판 회로 패턴을 노광하는 경우와 같이 대형 면적의 노광에 유리하게 적용될 수 있다.The exposure method according to the present invention has the advantage that it can be exposed using the entire area of the reticle regardless of the transportable area of the reticle. Such an exposure method can be advantageously applied to large area exposure, such as when exposing a substrate circuit pattern of a liquid crystal display device.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the accompanying drawings, it is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Could be. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.

Claims (1)

레티클의 중심에 설정된 실제의 광축으로부터, 레티클 스테이지가 일방향에서 이송 가능한 거리만큼 이격된 지점에 가상의 광축을 설정하는 단계,Setting a virtual optical axis at a point spaced apart from the actual optical axis set at the center of the reticle by a distance that can be transported in one direction, 레티클의 전체 면적을 분할하여 임의로 선택된 면적의 중심이 상기 레티클 스테이지의 이송시에 상기 실제 광축과 일치하면, 레티클의 중심에 설정된 광축을 이용하여 노광을 수행하는 단계 및,Dividing the entire area of the reticle and performing exposure using the optical axis set at the center of the reticle if the center of the arbitrarily selected area coincides with the actual optical axis during the transfer of the reticle stage; 레티클의 전체 면적을 분할하여 임의로 선택된 면적의 중심이 상기 레티클 스테이지의 이송시에 상기 실제 광축과 일치하지 않으며, 상기 가상의 광축에 상기 임의 면적의 중심을 일치시켜서 노광을 수행하는 단계를 구비하는 노광 방법.Dividing the entire area of the reticle so that the center of the arbitrarily selected area does not coincide with the actual optical axis during transfer of the reticle stage, and performing exposure by matching the center of the arbitrary area to the virtual optical axis. Way.
KR1019970082082A 1997-12-31 1997-12-31 Ligjt-exposing method KR100263325B1 (en)

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