JP2009032748A - Exposure method and exposure device, and method for manufacturing device - Google Patents

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JP2009032748A JP2007192660A JP2007192660A JP2009032748A JP 2009032748 A JP2009032748 A JP 2009032748A JP 2007192660 A JP2007192660 A JP 2007192660A JP 2007192660 A JP2007192660 A JP 2007192660A JP 2009032748 A JP2009032748 A JP 2009032748A
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Yuichi Shibazaki
祐一 柴崎
有歩 金谷
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株式会社ニコン
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the characteristics of a plurality of mark detection systems precisely. <P>SOLUTION: The exposure device includes a wafer stage WST having an upper surface on which a pair of Y scales (gratings) 39Y<SB>1</SB>and 39Y<SB>2</SB>are arranged, an encoder system having a plurality of Y heads 67 and 68 of different position in the X axis direction and measuring the position of the wafer stage in the Y axis direction and the θz direction based on the measurements of the Y heads 68 and 67 facing the pair of Y scales 39Y<SB>1</SB>and 39Y<SB>2</SB>, respectively, a plurality of alignment systems AL1 ans AL2<SB>1</SB>-AL2<SB>4</SB>having different detection regions in the X axis direction, and a controller. Based on the measurements of the encoder system, the controller moves the wafer stage in the X axis direction while managing the position of the wafer stage WST in the Y axis direction and the θz direction and measures the characteristics of the plurality of alignment systems by detecting at least one mark existing on the wafer stage using the plurality of alignment systems, respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、半導体素子、液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程で用いられる露光方法及び露光装置、並びに前記露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus, and relates to a device manufacturing method, and more particularly, a semiconductor device, an exposure method and an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing a liquid crystal display element or the like, and device production using the exposure method a method for.

従来、半導体素子、液晶表示素子等のマイクロデバイス(電子デバイスなど)を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置(いわゆるステッパ)、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))などが、主として用いられている。 Conventionally, semiconductor devices, in a lithography process for manufacturing microdevices such as a liquid crystal display device (an electronic device), a reduction projection exposure apparatus by a step-and-repeat method (a so-called stepper), or a projection exposure step-and-scan method apparatus (so-called scanning stepper (also called a scanner)) are mainly used.

このようなステッパやスキャナ等では、被露光基板、例えばウエハを保持するステージの位置計測は、レーザ干渉計を用いて行われるのが、一般的であった。 In such a stepper or a scanner or the like, the substrate to be exposed, the position measurement of a stage that holds the example wafer, from being performed using a laser interferometer was common. しかるに、半導体素子の高集積化に伴う、パターンの微細化により、要求される性能が厳しくなり、例えば重ね合わせ誤差についてみると、総合的な重ね合わせ誤差の許容値が数nmのオーダーとなり、ステージの位置制御誤差の許容値もサブナノオーダー以下となり、今や、レーザ干渉計のビーム光路上の雰囲気の温度揺らぎ(空気揺らぎ)に起因する計測値の短期的な変動が無視できなくなってきた。 However, due to the high integration of semiconductor devices, the miniaturization of the pattern, required performance becomes severe, for example overlay looking at the error, the overall overlay becomes the allowable value of several nm order of the error, the stage tolerance of the position control error becomes less sub nanometer order, now, short-term fluctuations of the measurement values ​​due to temperature fluctuation of the atmosphere on the beam optical path of the laser interferometer (air fluctuations) can no longer be ignored.

そこで、最近では、干渉計に比べて空気揺らぎの影響を受け難い高分解能のエンコーダが注目されるようになっており、該エンコーダをウエハステージ等の位置計測に用いる露光装置の開発が行なわれている。 Therefore, recently, the interferometer being adapted to the encoder less susceptible high resolution effect of the air fluctuation is noted in comparison with, the development of an exposure apparatus using the encoder to the position measurement, such as a wafer stage is performed there.

しかしながら、エンコーダを用いる場合、干渉計と同程度の広範囲でのウエハステージの高精度な位置計測を可能とし、しかも装置全体のスループットを維持するためには、解決しなければならない問題は少なくない。 However, when using an encoder, it enables a highly accurate position measurement of the wafer stage in the interferometer and comparable extensively and then, moreover to maintain the throughput of the entire apparatus must solve problems not small. その1つとして、ウエハアライメントに際し、スループットを低下させることなく、アライメント精度を向上させることがある。 As one of them, when wafer alignment, without reducing the throughput, it is possible to improve the alignment accuracy.

本発明は、上述した事情の下になされたもので、第1の観点からすると、エネルギビームにより物体を露光して前記物体上にパターンを形成する露光方法であって、所定の平面内で物体を保持して移動する移動体上の一面に配置され、前記平面に平行な第1方向を周期方向とする格子を有する一対の第1グレーティングにそれぞれ対向する前記第2方向に関して位置が異なる複数の第1エンコーダヘッドの計測値に基づいて、前記移動体の前記第1方向及び前記平面内の回転方向の位置を管理しつつ、前記移動体を前記平面に平行で前記第1方向に直交する第2方向へ移動させ、前記第2方向に関して検出領域の位置が異なる複数のマーク検出系をそれぞれ用いて、前記移動体上に存在する少なくとも1つのマークを検出することで、前記複 The present invention has been made under the circumstances described above, to a first aspect, there is provided an exposure method for forming a pattern on the object by exposing the object with an energy beam, the object in a predetermined plane disposed on a surface of the movable body that moves holding the position with respect to the second direction respectively opposed to the pair of first grating different with grating whose periodic direction of the first direction parallel to said plane based on the measurement values ​​of the first encoder head, while managing the position of the rotational direction of the inner first direction and the plane of the movable body, the perpendicular to the movable body in the first direction parallel to said plane is moved in two directions, the position of the detection area with respect to the second direction using a plurality of different marks detection system, by detecting at least one mark is present on the movable body, the double のマーク検出系の特性測定を行なう特性測定工程を含む露光方法である。 Characteristic measurement step of performing a mark detection system characteristic measurement of an exposure method comprising.

これによれば、一対の第1グレーティングにそれぞれ対向する前記第2方向に関して位置が異なる複数の第1エンコーダヘッドの計測値に基づいて、移動体の第1方向及び平面内の回転方向の位置を高精度に管理しつつ、移動体を第2方向へ移動させ、第2方向に関して検出領域の位置が異なる複数のマーク検出系をそれぞれ用いて、移動体上に存在する少なくとも1つのマークを検出することで、複数のマーク検出系の特性測定を行なう。 According to this, based on the measurement values ​​of different first encoder head position with respect to said second direction opposite to the pair of first grating, the position in the rotational direction of the first direction and in the plane of the movable body while managing with high accuracy, by moving the movable body in the second direction, the position of the detection region is different mark detection system with respect to the second direction using respectively, detecting at least one mark is present on the mobile it is, performs characteristic measurement of a plurality of mark detection systems. これにより、移動体の第1方向及び回転方向の位置制御誤差を極力排除した状態で、マークの位置情報をマーク検出系毎に求めることができ、結果的に複数のマーク検出系の特性を精度良く計測することが可能になる。 Thus, in a state where the position control error was eliminated as much as possible in the first direction and the rotational direction of the moving body, it is possible to obtain the positional information of the mark for each mark detection system, resulting in accuracy characteristics of a plurality of mark detection systems well it is possible to measure.

本発明は、第2の観点からすると、本発明の露光方法を用いて物体上にパターンを形成する工程と;前記パターンが形成された物体を現像する工程と;を含むデバイス製造方法である。 The present invention is, to a second aspect, the process and of forming a pattern on an object using the exposure method of the present invention; a device manufacturing method comprising: step and developing the object on which the pattern has been formed.

本発明は、第3の観点からすると、エネルギビームにより物体を露光して前記物体上にパターンを形成する露光装置であって、所定の平面内で物体を保持して移動するとともに、その一面に前記平面に平行な第1方向を周期方向とする格子を有する一対の第1グレーティングが前記物体の載置領域を前記第1方向に直交する第2方向に挟んで配置された移動体と;前記第2方向に関して位置が異なる複数の第1ヘッドを有し、前記一対の第1グレーティングにそれぞれ対向する2つの前記第1ヘッドの計測値に基づいて、前記移動体の前記第1方向及び前記平面内の回転方向の位置を計測するエンコーダシステムと;前記第2方向に関して検出領域の位置が異なる複数のマーク検出系と;前記エンコーダシステムの計測結果に基づいて、前記 The present invention is, to a third aspect, there is provided an exposure apparatus that forms a pattern on the object by exposing the object with an energy beam, with holds and moves an object in a predetermined plane, on one surface thereof a moving body in which the first grating pair are disposed to sandwich a second direction perpendicular to mounting region of the object in the first direction having a grating whose periodic direction of the first direction parallel to said plane; said a plurality of first heads whose position differs with respect to the second direction, based on the measurement values ​​of two of the first head that faces each of the pair of first grating, the first direction and the plane of the movable body an encoder system that measures the position in the rotational direction of the inner; and a plurality of mark detection systems that different positions of the detection area with respect to said second direction; based on a measurement result of the encoder system, wherein 動体の前記第1方向及び前記平面内の回転方向の位置を管理しつつ、前記移動体を前記平面に平行で前記第1方向に直交する第2方向へ移動させ、前記複数のマーク検出系をそれぞれ用いて前記移動体上に存在する少なくとも1つのマークを検出することで、前記複数のマーク検出系の特性測定を行なう制御装置と;を備える露光装置である。 While controlling the position of the rotation direction of the first direction and the plane of the body, the movable body is moved in a second direction perpendicular to said first direction parallel to said plane, said plurality of mark detection system by detecting at least one mark is present on the movable body with each controller and performs a characteristic measurement of said plurality of mark detection systems; is an exposure apparatus comprising a.

これによれば、制御装置により、エンコーダシステムの計測結果に基づいて、移動体の第1方向及び平面内の回転方向の位置を管理しつつ、移動体を第2方向へ移動させ、複数のマーク検出系をそれぞれ用いて移動体上に存在する少なくとも1つのマークを順次検出することで、複数のマーク検出系の特性測定が行なわれる。 According to this, the control unit, based on the measurement results of the encoder system, while managing the position in the rotational direction of the first direction and in the plane of the movable body, moves the movable body in the second direction, a plurality of marks detection system by sequentially detecting at least one mark is present on the moving body using respectively, characteristic measurement of a plurality of mark detection systems is performed. これにより、移動体の第1方向及び回転方向の位置制御誤差を極力排除した状態で、マークの位置情報をマーク検出系毎に求めることができ、結果的に複数のマーク検出系の特性を精度良く計測することが可能になる。 Thus, in a state where the position control error was eliminated as much as possible in the first direction and the rotational direction of the moving body, it is possible to obtain the positional information of the mark for each mark detection system, resulting in accuracy characteristics of a plurality of mark detection systems well it is possible to measure.

以下、本発明の一実施形態について、図1〜図14に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1-14.

図1には、一実施形態の露光装置100の構成が概略的に示されている。 1 shows a configuration of an exposure apparatus 100 of an embodiment is shown schematically. 露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャナである。 Exposure apparatus 100 is a scanning exposure apparatus by a step-and-scan method, namely the so-called scanner. 後述するように本実施形態では、投影光学系PLが設けられており、以下においては、この投影光学系PLの光軸AXと平行な方向をZ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をY軸方向、Z軸及びY軸に直交する方向をX軸方向とし、X軸、Y軸、及びZ軸回りの回転(傾斜)方向をそれぞれθx、θy、及びθz方向として説明を行う。 In this embodiment, as described later, and the projection optical system PL is provided, in the following, a reticle and a direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL in the Z-axis direction, perpendicular to the plane in which direction Y-axis direction and the wafer are relatively scanned, the direction perpendicular to the Z-axis and Y-axis and X-axis direction, X-axis, Y-axis, and Z-axis of rotation (inclination) directions, respectively [theta] x, [theta] y, and it will be described as a θz direction.

露光装置100は、照明系10、該照明系10からの露光用照明光(以下、照明光、又は露光光と呼ぶ)ILにより照明されるレチクルRを保持するレチクルステージRST、レチクルRから射出された照明光ILをウエハW上に投射する投影光学系PLを含む投影ユニットPU、ウエハステージWST及び計測ステージMSTを有するステージ装置50、及びこれらの制御系等を含んでいる。 Exposure apparatus 100 is equipped with an illumination system 10, illumination light for exposure from the illumination system 10 (hereinafter, referred to as illumination light, or exposure light) reticle stage RST that holds a reticle R that is illuminated by IL, emitted from reticle R projection unit PU including a projection optical system PL and the illumination light IL is projected onto the wafer W, includes a stage device 50 having a wafer stage WST and measurement stage MST, and these control system and the like. ウエハステージWST上には、ウエハWが載置されている。 On the wafer stage WST, a wafer W is placed.

照明系10は、例えば特開2001−313250号公報(対応する米国特許出願公開第2003/0025890号明細書)などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、レチクルブラインド等(いずれも不図示)を有する照明光学系とを含む。 Illumination system 10, for example, Japanese as disclosed in, 2001-313250 JP (corresponding U.S. Patent Application Publication No. 2003/0025890 Pat), light source, an illuminance uniformity optical system containing an optical integrator or the like, a reticle blind and the like (none not shown) and an illumination optical system having a. この照明系10は、レチクルブラインド(マスキングシステム)で規定されたレチクルR上のスリット状の照明領域IARを照明光(露光光)ILによりほぼ均一な照度で照明する。 The illumination system 10 with a substantially uniform illuminance a slit-shaped illumination area IAR on reticle R that is defined by the reticle blind (masking system) by illumination light (exposure light) IL. ここで、照明光ILとしては、一例としてArFエキシマレーザ光(波長193nm)が用いられている。 In this case, as illumination light IL, ArF excimer laser beam (wavelength 193 nm) is used as an example. また、オプティカルインテグレータとしては、例えばフライアイレンズ、ロッドインテグレータ(内面反射型インテグレータ)あるいは回折光学素子などを用いることができる。 Further, as the optical integrator can be used, for example, a fly-eye lens, a rod integrator (internal reflection type integrator), a diffractive optical element or the like.

レチクルステージRST上には、回路パターンなどがそのパターン面(図1における下面)に形成されたレチクルRが、例えば真空吸着により固定されている。 On reticle stage RST, etc. whose pattern surface reticle R on which a circuit pattern is formed on the surface (lower surface in FIG. 1) is fixed, for example, by vacuum suction. レチクルステージRSTは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系11(図1では不図示、図6参照)によって、XY平面内で微少駆動可能であるとともに、走査方向(図1における紙面内左右方向であるY軸方向)に指定された走査速度で駆動可能となっている。 The reticle stage RST, for example, a reticle stage drive system 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6) including a linear motor or the like by, as well as a possible finely driven within the XY plane, the lateral direction of the page surface in the scanning direction (Fig. 1 has a drivable with a scanning speed is specified in the Y-axis direction) it is.

レチクルステージRSTの移動面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)は、レチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)116によって、移動鏡15(実際には、Y軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡(あるいは、レトロリフレクタ)とX軸方向に直交する反射面を有するX移動鏡とが設けられている)を介して、例えば0.25nm程度の分解能で常時検出される。 Location information of the mobile surface of the reticle stage RST (including rotation information in the θz direction), a reticle laser interferometer (hereinafter, "reticle interferometer") 116, movable mirror 15 (in practice, the Y-axis direction Y movable mirror having a reflection surface orthogonal to (or retroreflector) and via X movable mirror is provided) having a reflection surface orthogonal to the X-axis direction, for example, constantly detected at a resolution of about 0.25nm It is. レチクル干渉計116の計測値は、主制御装置20(図1では不図示、図6参照)に送られる。 The measurement values ​​of reticle interferometer 116 are sent to main controller 20 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6). 主制御装置20は、レチクル干渉計116の計測値に基づいてレチクルステージRSTのX軸方向、Y軸方向及びθz方向の位置を算出するとともに、この算出結果に基づいてレチクルステージ駆動系11を制御することで、レチクルステージRSTの位置(及び速度)を制御する。 The main controller 20, X-axis direction of the reticle stage RST based on the measurement values ​​of reticle interferometer 116, and calculates the position of the Y-axis direction and the θz direction, controls the reticle stage drive system 11 based on the calculated results doing, to control the position of reticle stage RST (and speed). なお、移動鏡15に代えて、レチクルステージRSTの端面を鏡面加工して反射面(移動鏡15の反射面に相当)を形成することとしても良い。 Incidentally, instead of movable mirror 15, the edge surface of reticle stage RST (equivalent to the reflection surface of movable mirror 15) mirror-finished by the reflecting surface may be formed. また、レチクル干渉計116はZ軸、θx及びθy方向の少なくとも1つに関するレチクルステージRSTの位置情報も計測可能としても良い。 Further, reticle interferometer 116 Z-axis, also may be capable of measuring position information of the reticle stage RST related to at least one of θx and θy directions.

投影ユニットPUは、レチクルステージRSTの図1における下方に配置されている。 Projection unit PU is placed below in Figure 1 of the reticle stage RST. 投影ユニットPUは、鏡筒40と、鏡筒40内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子を有する投影光学系PLとを含む。 Projection unit PU includes a barrel 40, and projection optical system PL having a plurality of optical elements held in a predetermined positional relation within barrel 40. 投影光学系PLとしては、例えばZ軸方向と平行な光軸AXに沿って配列される複数のレンズ(レンズエレメント)から成る屈折光学系が用いられている。 As projection optical system PL, for example a dioptric system that is composed of a Z-axis direction parallel to the optical axis a plurality of lenses arranged along the AX (lens elements) is used. 投影光学系PLは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率(例えば1/4倍、1/5倍又は1/8倍など)を有する。 Projection optical system PL has, for example, predetermined projection magnification (e.g. 1/4, 1/5-fold or 1/8, etc.) both-side telecentric. このため、照明系10からの照明光ILによって照明領域IARが照明されると、投影光学系PLの第1面(物体面)とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルRを通過した照明光ILにより、投影光学系PL(投影ユニットPU)を介してその照明領域IAR内のレチクルRの回路パターンの縮小像(回路パターンの一部の縮小像)が、その第2面(像面)側に配置される、表面にレジスト(感光剤)が塗布されたウエハW上の前記照明領域IARに共役な領域(以下、露光領域とも呼ぶ)IAに形成される。 Therefore, when the illumination area IAR with the illumination light IL from illumination system 10 is illuminated, illumination first plane (an object plane) and the pattern plane of the projection optical system PL has passed through reticle R which is placed substantially coincides with by light IL, the projection optical system PL reduced image of the circuit pattern of the reticle R within illumination area IAR, via (projection unit PU) (part of the reduced image of the circuit pattern), the second surface (image plane) are arranged on the side surface to resist (photosensitive agent) conjugate region in the illumination area IAR on wafer W coated (hereinafter, also referred to as exposure region) formed on IA. そして、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとの同期駆動によって、照明領域IAR(照明光IL)に対してレチクルを走査方向(Y軸方向)に相対移動させるとともに、露光領域(照明光IL)に対してウエハWを走査方向(Y軸方向)に相対移動させることで、ウエハW上の1つのショット領域(区画領域)の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルのパターンが転写される。 Then, the synchronous drive of reticle stage RST and wafer stage WST, causes relative movement of the reticle in the scanning direction (Y axis direction) with respect to illumination area IAR (illumination light IL), with respect to the exposure area (illumination light IL) causing relative movement of the wafer W in the scanning direction (Y axis direction) Te is, scanning exposure of one shot area on the wafer W (divided area) is performed, the pattern of the reticle is transferred onto the shot area. 即ち、本実施形態では照明系10、レチクル及び投影光学系PLによってウエハW上にパターンが生成され、照明光ILによるウエハW上の感応層(レジスト層)の露光によってウエハW上にそのパターンが形成される。 That is, the illumination system 10 in the present embodiment, the pattern is generated on wafer W by reticle, and projection optical system PL, the pattern on the wafer W by the exposure of the sensitive layer on the wafer W with illumination light IL (resist layer) It is formed.

なお、不図示ではあるが、投影ユニットPUは、防振機構を介して3本の支柱で支持される鏡筒定盤に搭載されている。 Incidentally, although not shown, projection unit PU is mounted on a barrel platform that is supported by three struts via a vibration isolation mechanism. ただし、これに限らず、例えば国際公開第2006/038952号パンフレットに開示されているように、投影ユニットPUの上方に配置される不図示のメインフレーム部材、あるいはレチクルステージRSTが配置されるベース部材などに対して投影ユニットPUを吊り下げ支持しても良い。 However, not limited thereto, for example as disclosed in WO 2006/038952 pamphlet, the base member (not shown) of the main frame member which is arranged above the projection unit PU or the reticle stage RST, is arranged It can be supported by suspension with projection unit PU against such.

本実施形態の露光装置100では、液浸法を適用した露光が行われるため、投影光学系PLの開口数NAが実質的に増大することに伴いレチクル側の開口が大きくなる。 In exposure apparatus 100 of the present embodiment, since exposure applying the liquid immersion method is performed, the numerical aperture NA of the projection optical system PL is the opening of the reticle-side with the substantial increase increases. そこで、ペッツヴァルの条件を満足させ、かつ投影光学系の大型化を避けるために、ミラーとレンズとを含んで構成される反射屈折系(カタディ・オプトリック系)を投影光学系として採用しても良い。 Therefore, to satisfy the condition of the Petzval and to avoid an increase in size of the projection optical system, employing configured catadioptric system (catodioptric system) as a projection optical system including mirrors and lenses good. また、ウエハWには感光層だけでなく、例えばウエハ又は感光層を保護する保護膜(トップコート膜)などを形成しても良い。 Further, the wafer W as well photosensitive layer, for example a protective film (topcoat film) that protects the wafer or the photosensitive layer, etc. may be formed.

また、本実施形態の露光装置100では、液浸法を適用した露光を行うため、投影光学系PLを構成する最も像面側(ウエハW側)の光学素子、ここではレンズ(以下、「先端レンズ」ともいう)191を保持する鏡筒40の下端部周囲を取り囲むように、局所液浸装置8の一部を構成するノズルユニット32が設けられている。 Further, in exposure apparatus 100 of the embodiment, in order to perform exposure applying the liquid immersion method, the optical element closest to the image plane side of the projection optical system PL (the wafer W side), wherein the lens (hereinafter, "tip so as to surround the lower end periphery of the barrel 40 for holding also referred) 191 and lens ", a nozzle unit 32 that constitutes a part of a local liquid immersion device 8 is provided. 本実施形態では、ノズルユニット32は、図1に示されるように、その下端面が先端レンズ191の下端面とほぼ面一に設定されている。 In this embodiment, the nozzle unit 32, as shown in FIG. 1, the lower end surface is set substantially flush with the lower end surface of tip lens 191. また、ノズルユニット32は、液体Lqの供給口及び回収口と、ウエハWが対向して配置され、かつ回収口が設けられる下面と、液体供給管31A及び液体回収管31Bとそれぞれ接続される供給流路及び回収流路とを備えている。 The nozzle unit 32 is supplied to a supply port and a recovery opening of liquid Lq, the wafer W is placed facing and a lower surface to which the recovery opening is arranged, it is connected to a liquid supply pipe 31A and liquid recovery pipe 31B and a flow path and recovery flow path. 液体供給管31Aと液体回収管31Bとは、図3に示されるように、平面視(上方から見て)でX軸方向及びY軸方向に対して45°傾斜し、投影ユニットPUの中心(投影光学系PLの光軸AX、本実施形態では前述の露光領域IAの中心とも一致)を通りかつY軸と平行な直線(基準軸)LVに関して対称な配置となっている。 Liquid supply pipe 31A and liquid recovery pipe 31B, as shown in FIG. 3, a plan view 45 ° inclined with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction (as viewed from above), the projection unit PU center ( the optical axis AX of the projection optical system PL, in the present embodiment has a symmetrical arrangement with respect to the center with through matching) and parallel to the Y axis linear (reference axis) LV of the aforementioned exposure area IA.

液体供給管31Aには、その一端が液体供給装置5(図1では不図示、図6参照)に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、液体回収管31Bには、その一端が液体回収装置6(図1では不図示、図6参照)に接続された不図示の回収管の他端が接続されている。 The liquid supply pipe 31A has one end the liquid supply device 5 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6) the other end of the supply pipe of the connected (not shown) is connected to, the liquid recovery pipe 31B are one end of the liquid recovery device 6 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6) is connected to the other end of the recovery pipe (not shown) connected to the.

液体供給装置5は、液体を供給するためのタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、並びに液体供給管31Aに対する液体の供給・停止を制御するためのバルブ等を含んでいる。 Liquid supply unit 5 includes a tank for supplying liquid, a compression pump, a temperature controller, and a valve for controlling supply and stop of the liquid to liquid supply pipe 31A. バルブとしては、例えば液体の供給・停止のみならず、流量の調整も可能となるように、流量制御弁を用いることが望ましい。 The valves, for example, not only the supply and stop of the liquid, so that also the adjustment of flow rate, it is preferable to use a flow control valve. 前記温度制御装置は、タンク内の液体の温度を、例えば露光装置が収納されているチャンバ(不図示)内の温度と同程度の温度に調整する。 The temperature controller adjusts the temperature of the liquid in the tank, for example, to a temperature comparable to the temperature in the chamber where the exposure apparatus is housed (not shown). なお、タンク、加圧ポンプ、温度制御装置、バルブなどは、そのすべてを露光装置100で備えている必要はなく、少なくとも一部を露光装置100が設置される工場などの設備で代替することもできる。 Incidentally, the tank, pressurizing pump, a temperature controller, such as a valve, that need not be equipped in the exposure apparatus 100 to all be substituted by the equipment of the factory or the like in which the exposure at least part apparatus 100 is installed it can.

液体回収装置6は、液体を回収するためのタンク及び吸引ポンプ、並びに液体回収管31Bを介した液体の回収・停止を制御するためのバルブ等を含んでいる。 Liquid recovery unit 6 includes a tank and a suction pump for recovering the liquid, and a valve for controlling the collection and stop of the liquid via liquid recovery pipe 31B. バルブとしては、液体供給装置5のバルブと同様に流量制御弁を用いることが望ましい。 The valve, it is desirable that like the valve of liquid supply unit 5 using the flow control valve. なお、タンク、吸引ポンプ、バルブなどは、そのすべてを露光装置100で備えている必要はなく、少なくとも一部を露光装置100が設置される工場などの設備で代替することもできる。 Incidentally, the tank, the suction pump, such as valves, all the not have to be equipped in the exposure apparatus 100 can also be substituted by the equipment of the factory or the like in which the exposure at least part apparatus 100 is installed.

本実施形態では、上記の液体として、ArFエキシマレーザ光(波長193nmの光)が透過する純水(以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する)を用いるものとする。 In the present embodiment, as the liquid, ArF excimer laser light (wavelength 193nm light) is pure water that transmits (hereinafter, except when particularly necessary, simply referred to as "water") shall be used. 純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できると共に、ウエハ上のフォトレジストや光学レンズ等に対する悪影響がない利点がある。 Pure water can be obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing plant or the like, that it has no adverse effects on the photoresist and optical lenses on the wafer or the like.

ArFエキシマレーザ光に対する水の屈折率nは、ほぼ1.44である。 Refractive index n of the water with respect to the ArF excimer laser light is around 1.44. この水の中では、照明光ILの波長は、193nm×1/n=約134nmに短波長化される。 In the water the wavelength of illumination light IL is shorter wavelength to 193nm × 1 / n = about 134 nm.

液体供給装置5及び液体回収装置6は、それぞれコントローラを具備しており、それぞれのコントローラは、主制御装置20によって制御される(図6参照)。 Liquid supply unit 5 and liquid recovery unit 6 is provided with a controller, respectively, each controller is controlled by main controller 20 (see FIG. 6). 液体供給装置5のコントローラは、主制御装置20からの指示に応じ、液体供給管31Aに接続されたバルブを所定開度で開き、液体供給管31A、供給流路、及び供給口を介して先端レンズ191とウエハWとの間に液体(水)を供給する。 The controller of liquid supply device 5, according to instructions from main controller 20, opens the valve connected to liquid supply pipe 31A to a predetermined degree, the liquid supply pipe 31A, the supply flow channel, and through the supply inlet apical supplying the liquid (water) between the lens 191 and the wafer W. また、このとき、液体回収装置6のコントローラは、主制御装置20からの指示に応じ、液体回収管31Bに接続されたバルブを所定開度で開き、回収口、回収流路、及び液体回収管31Bを介して、先端レンズ191とウエハWとの間から液体回収装置6(液体のタンク)の内部に液体(水)を回収する。 At this time, the controller of liquid recovery device 6, according to instructions from main controller 20, opens the valve connected to liquid recovery pipe 31B to a predetermined degree to recover the liquid recovery flow passage, and the liquid recovery pipe through 31B, the interior of the liquid recovery device from the space between tip lens 191 and wafer W 6 (liquid tank) to recover the liquid (water). このとき、主制御装置20は、先端レンズ191とウエハWとの間に供給される水の量と、回収される水の量とが常に等しくなるように、液体供給装置5のコントローラ、液体回収装置6のコントローラに対して指令を与える。 At this time, the main controller 20, the amount of water supplied to the space between tip lens 191 and the wafer W, so that the amount of water recovered is always equal, the controller of the liquid supply device 5, a liquid recovery It gives a command to the controller of the device 6. 従って、先端レンズ191とウエハWとの間に、一定量の液体(水)Lq(図1参照)が保持される。 Therefore, in the space between tip lens 191 and the wafer W, a quantity of liquid (water) Lq (refer to FIG. 1) it is held. この場合、先端レンズ191とウエハWとの間に保持された液体(水)Lqは、常に入れ替わっている。 In this case, liquid (water) Lq held in the space between tip lens 191 and wafer W is constantly replaced.

上記の説明から明らかなように、本実施形態では、ノズルユニット32、液体供給装置5、液体回収装置6、液体供給管31A及び液体回収管31B等を含み、局所液浸装置8が構成されている。 As apparent from the above description, in the present embodiment, the nozzle unit 32, liquid supply unit 5 includes a liquid recovery unit 6, liquid supply pipe 31A and liquid recovery pipe 31B, etc., it is configured local liquid immersion device 8 there. なお、局所液浸装置8の一部、例えば少なくともノズルユニット32は、投影ユニットPUを保持するメインフレーム(前述の鏡筒定盤を含む)に吊り下げ支持されても良いし、メインフレームとは別のフレーム部材に設けても良い。 A part of local liquid immersion device 8, for example, at least nozzle unit 32 to the main frame that holds projection unit PU may also be supported in a suspended state (including the barrel platform), and mainframe it may be provided in a separate frame member. あるいは、前述の如く投影ユニットPUが吊り下げ支持される場合は、投影ユニットPUと一体にノズルユニット32を吊り下げ支持しても良いが、本実施形態では投影ユニットPUとは独立に吊り下げ支持される計測フレームにノズルユニット32を設けている。 Alternatively, if it is supported in a suspended projection unit PU as described above, can be supported by suspension with the nozzle unit 32 integrally with projection unit PU, but in this embodiment a suspended state independently from projection unit PU support the nozzle unit 32 is arranged at the measurement frame being. この場合、投影ユニットPUを吊り下げ支持していなくても良い。 In this case, it may not be supported in a suspended projection unit PU.

なお、投影ユニットPU下方に計測ステージMSTが位置する場合にも、上記と同様に後述する計測テーブルと先端レンズ191との間に水を満たすことが可能である。 In the case where measurement stage MST is located below projection unit PU also, it is possible to meet the water between the measuring table and tip lens 191 to be described later in the same manner as described above.

なお、上記の説明では、一例として液体供給管(ノズル)と液体回収管(ノズル)とがそれぞれ1つずつ設けられているものとしたが、これに限らず、周囲の部材との関係を考慮しても配置が可能であれば、例えば、国際公開第99/49504号パンフレットに開示されるように、ノズルを多数有する構成を採用することとしても良い。 In the above description, it is assumed that the liquid supply pipe (nozzle) and the liquid recovery pipe (nozzle) are provided one each as an example, not limited to this, considering the relationship with the surrounding member place even if possible, for example, as disclosed in WO 99/49504, may be employed a configuration having multiple nozzles. 要は、投影光学系PLを構成する最下端の光学部材(先端レンズ)191とウエハWとの間に液体を供給することができるのであれば、その構成はいかなるものであっても良い。 In short, as long as the liquid can be supplied between the lowermost end of the optical member (tip lens) 191 and wafer W constituting the projection optical system PL, the configuration may be any one. 例えば、国際公開第2004/053955号パンフレットに開示されている液浸機構、あるいは欧州特許公開第1420298号公報に開示されている液浸機構なども本実施形態の露光装置に適用することができる。 For example, the liquid immersion mechanism has been disclosed in WO 2004/053955 pamphlet, or European well as the liquid immersion mechanism disclosed in Japanese Patent Publication No. 1420298 can be applied to the exposure apparatus of the embodiment.

図1に戻り、ステージ装置50は、ベース盤12の上方に配置されたウエハステージWST及び計測ステージMST、これらのステージWST,MSTの位置情報を計測する計測システム200(図6参照)、及びステージWST,MSTを駆動するステージ駆動系124(図6参照)などを備えている。 Returning to Figure 1, the stage apparatus 50, the wafer stage WST and measurement stage MST that are placed above a base board 12, these stages WST, (see FIG. 6) measurement system 200 that measures the position information of the MST, and a stage WST, and a like stage drive system 124 for driving the MST (see Fig. 6). 計測システム200は、図6に示されるように、干渉計システム118及びエンコーダシステム150などを含む。 Measurement system 200, as shown in FIG. 6, includes an interferometer system 118 and encoder system 150. 干渉計システム118は、図2に示されるように、ウエハステージWSTの位置計測用のY干渉計16、X干渉計126、127、128、並びに計測ステージMSTの位置計測用のY干渉計18及びY干渉計130等を含む。 Interferometer system 118, as shown in FIG. 2, Y interferometer 16 for position measurement of wafer stage WST, X interferometers 126, 127, 128 as well as for the position measurement of the measuring stage MST Y interferometer 18 and, including Y interferometer 130 and the like.

図1に戻り、ウエハステージWST,計測ステージMSTそれぞれの底面には、不図示の非接触軸受、例えば真空予圧型空気静圧軸受(以下、「エアパッド」と呼ぶ)が複数ヶ所に設けられており、これらのエアパッドからベース盤12の上面に向けて噴出された加圧空気の静圧により、ベース盤12の上方にウエハステージWST,計測ステージMSTが数μm程度のクリアランスを介して非接触で支持されている。 Returning to Figure 1, the wafer stage WST, the measurement stage MST bottom surface of each of the non-contact bearings, not shown, for example, a vacuum preload type hydrostatic air bearing (hereinafter, referred to as "air pads") is provided with a plurality places the support of these air pads by the static pressure of the pressurized air ejected toward the upper surface of the base plate 12, wafer stage WST above a base board 12, in a non-contact manner via a clearance of around several μm measurement stage MST It is. また、ステージWST,MSTは、リニアモータ等を含むステージ駆動系124(図6参照)によって、Y軸方向(図1における紙面内左右方向)及びX軸方向(図1における紙面直交方向)に独立して駆動可能である。 The stage WST, MST is by stage drive system 124 including a linear motor or the like (see FIG. 6), independently in the Y-axis direction (the lateral direction of the page surface in FIG. 1) and the X-axis direction (direction orthogonal to the surface in FIG. 1) to be driven.

ウエハステージWSTは、不図示のリニアモータ等によってXY平面内で駆動されるステージ本体91と、ステージ本体91上に不図示のZ・レベリング機構(例えばボイスコイルモータなど)を介して搭載され、ステージ本体91に対してZ軸方向、θx方向、及びθy方向に相対的に微小駆動されるウエハテーブルWTBとを含んでいる。 Wafer stage WST has a stage main body 91 which is driven in the XY plane by an unillustrated linear motor or the like, is mounted via a not shown Z · leveling mechanism (such as a voice coil motor, etc.) on the stage main body 91, the stage Z axis direction with respect to the main body 91, and a θx direction, and wafer table WTB that is relatively small driving the θy direction.

ウエハテーブルWTB上には、ウエハWを真空吸着等によって保持するウエハホルダ(不図示)が設けられている。 On wafer table WTB, a wafer holder that holds wafer W by vacuum suction or the like (not shown) is provided. ウエハホルダはウエハテーブルWTBと一体に形成しても良いが、本実施形態ではウエハホルダとウエハテーブルWTBとを別々に構成し、例えば真空吸着などによってウエハホルダをウエハテーブルWTBの凹部内に固定している。 The wafer holder may be formed integrally with wafer table WTB, but in the present embodiment constructed separately and wafer holder and wafer table WTB, for example, to fix the wafer holder such as by vacuum suction in the recess of the wafer table WTB. また、ウエハテーブルWTBの上面には、ウエハホルダ上に載置されるウエハWの表面とほぼ面一となる、液体Lqに対して撥液化処理された表面(撥液面)を有し、かつ外形(輪郭)が矩形でその中央部にウエハホルダ(ウエハの載置領域)よりも一回り大きな円形の開口が形成されたプレート(撥液板)28が設けられている。 Further, on the upper surface of wafer table WTB, a is substantially flush with the surface of wafer W is placed on the wafer holder has a liquid repellent treated surface (liquid repellent surface) with respect to the liquid Lq, and outer (outline) of the plate (liquid repellent plate) 28 that its center in the wafer holder of the larger slightly than the circular (wafer placement area) opening is formed in a rectangular is provided. プレート28は、低熱膨張率の材料、例えばガラス又はセラミックス(ショット社のゼロデュア(商品名)、Al あるいはTiCなど)から成り、その表面には、例えばフッ素樹脂材料、ポリ四フッ化エチレン(テフロン(登録商標))等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料あるいはシリコン系樹脂材料などにより撥液膜が形成される。 Plate 28 is made of a material with a low coefficient of thermal expansion, for example, a glass or ceramic (Schott AG of Zerodur (the brand name), Al 2 O 3 or the like, or TiC), and on the surface thereof, for example, fluorine resin materials, polytetrafluoroethylene (Teflon) fluorine-based resin material such as liquid repellent film is formed by an acrylic resin materials, or silicon series resin materials. さらにプレート28は、図4のウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)の平面図に示されるように、円形の開口を囲む、外形(輪郭)が矩形の第1撥液領域28aと、第1撥液領域28aの周囲に配置された矩形枠状(環状)の第2撥液領域28bとを有する。 Further plate 28, as shown in the plan view of wafer table WTB in FIG. 4 (wafer stage WST), surrounding the circular opening, and a first liquid repellent area 28a contour (outline) is rectangular, the first liquid repellent and a second liquid repellent area 28b of the disposed around the region 28a the rectangular frame (annular). 第1撥液領域28aは、例えば露光動作時、ウエハの表面からはみ出す液浸領域14の少なくとも一部が形成され、第2撥液領域28bは、後述のエンコーダシステムのためのスケールが形成される。 The first liquid repellent area 28a, for example, at the time of exposure operation, at least part of the immersion area 14 from the surface of the wafer is formed, the second liquid repellent area 28b, scales are formed for later encoder system . なお、プレート28はその表面の少なくとも一部がウエハの表面と面一でなくても良い、すなわち異なる高さであっても良い。 Incidentally, the plate 28 is at least part of the surface may not be flush with the surface of the wafer, i.e., may have a different height. また、プレート28は単一のプレートでも良いが、本実施形態では複数のプレート、例えば第1及び第2撥液領域28a、28bにそれぞれ対応する第1及び第2撥液板を組み合わせて構成する。 Further, the plate 28 may be a single plate, but in the present embodiment is configured by combining a plurality of plates, for example, first and second liquid repellent area 28a, the first and second liquid repellent plates that correspond to 28b . 本実施形態では、前述の如く液体Lqとして水を用いるので、以下では第1及び第2撥液領域28a、28bをそれぞれ第1及び第2撥水板28a、28bとも呼ぶ。 In the present embodiment, water is used as liquid Lq as is described above, in the following also referred to as first and second liquid repellent area 28a, 28b of the first and second water repellent plate 28a, respectively, 28b.

この場合、内側の第1撥水板28aには、露光光ILが照射されるのに対し、外側の第2撥水板28bには、露光光ILが殆ど照射されない。 In this case, the first water repellent plate 28a on the inner side, whereas the exposure light IL is irradiated on the outside of the second water repellent plate 28b, the exposure light IL is hardly irradiated. このことを考慮して、本実施形態では、第1撥水板28aの表面には、露光光IL(この場合、真空紫外域の光)に対する耐性が十分にある撥水コートが施された第1撥水領域が形成され、第2撥水板28bには、その表面に第1撥水領域に比べて露光光ILに対する耐性が劣る撥水コートが施された第2撥水領域が形成されている。 In consideration of this, the in the present embodiment, the surface of the first water repellent plate 28a, exposure light IL (in this case, light in the vacuum ultraviolet region) water repellent coating resistance to is sufficient is applied 1 repellent region is formed, the second water repellent plate 28b, the second water repellent area to which water repellent coat having resistance to exposure light IL inferior to the first water repellent area on its surface is formed ing. 一般にガラス板には、露光光IL(この場合、真空紫外域の光)に対する耐性が十分にある撥水コートを施し難いので、このように第1撥水板28aとその周囲の第2撥水板28bとの2部分に分離することは効果的である。 Generally the glass plate, exposure light IL (in this case, light in a vacuum ultraviolet region) so difficult to apply water repellent coat having resistance to is sufficient, the second water repellent surrounding this way the first water repellent plate 28a it is effective to separate the two parts of the plate 28b. なお、これに限らず、同一のプレートの上面に露光光ILに対する耐性が異なる2種類の撥水コートを施して、第1撥水領域、第2撥水領域を形成しても良い。 The invention is not limited thereto, it underwent the same plate top surface into two types that have different resistance to exposure light IL of the water repellent coating, a first water repellent area may also be a second water repellent area. また、第1及び第2撥水領域で撥水コートの種類が同一でも良い。 Further, kind of water repellent coat may be the same in the first and second water repellent areas. 例えば、同一のプレートに1つの撥水領域を形成するだけでも良い。 For example, it may only form one water repellent area on the same plate.

また、図4(A)から明らかなように、第1撥水板28aの+Y側の端部には、そのX軸方向の中央部に長方形の切り欠きが形成され、この切り欠きと第2撥水板28bとで囲まれる長方形の空間の内部(切り欠きの内部)に計測プレート30が埋め込まれている。 Moreover, as is clear from FIG. 4 (A), the end portion on the + Y side of first water repellent plate 28a, a rectangular cutout is formed in the center of the X-axis direction, the notch and the second measurement plate 30 in the interior (inside the cutout) of the rectangular space surrounded by the water repellent plate 28b is embedded. この計測プレート30の長手方向の中央(ウエハテーブルWTBのセンターラインLL上)には、基準マークFMが形成されるとともに、該基準マークのX軸方向の一側と他側に、基準マークの中心に関して対称な配置で一対の空間像計測スリットパターン(スリット状の計測用パターン)SLが形成されている。 In the longitudinal direction of the center of the measurement plate 30 (on a centerline LL of wafer table WTB), together with the reference mark FM is formed, on the one side and the other side of the X-axis direction of the reference marks, reference mark center a pair of aerial image measurement slit patterns (slit-shaped measurement patterns) SL are formed in a symmetrical arrangement with respect. 各空間像計測スリットパターンSLとしては、一例として、Y軸方向とX軸方向とに沿った辺を有するL字状のスリットパターン、あるいはX軸及びY軸方向にそれぞれ延びる2つの直線状のスリットパターンなどを用いることができる。 As each of aerial image measurement slit pattern SL, as an example, the Y-axis direction and the X-axis L-shaped slit pattern having sides along the direction or X-axis and Y-axis directions respectively extending the two linear slit, or the like can be used pattern.

そして、上記各空間像計測スリットパターンSL下方のウエハステージWSTの内部には、図4(B)に示されるように、対物レンズ、ミラー、リレーレンズなどを含む光学系が収納されたL字状の筐体36が、ウエハテーブルWTBからステージ本体91の内部の一部を貫通する状態で、一部埋め込み状態で取り付けられている。 And, inside each of aerial image measurement slit patterns SL below the wafer stage WST, as shown in FIG. 4 (B), an objective lens, a mirror, L-shape optical system is housed, including a relay lens housing 36, while passing through the portion from the wafer table WTB within the stage main body 91 is attached by some embedded state. 筐体36は、図示は省略されているが、上記一対の空間像計測スリットパターンSLに対応して一対設けられている。 Housing 36, although not shown, are provided a pair corresponding to the pair of aerial image measurement slit patterns SL.

上記筐体36内部の光学系は、空間像計測スリットパターンSLを透過した照明光ILを、L字状の経路に沿って導き、−Y方向に向けて射出する。 The housing 36 inside the optical system, the illumination light IL that has been transmitted through aerial image measurement slit pattern SL, along an L-shaped route and emits the light toward a -Y direction. なお、以下においては、便宜上、上記筐体36内部の光学系を筐体36と同一の符号を用いて送光系36と記述する。 In the following, for convenience, it referred to as an optical system 36 sending the inside housing 36 of the optical system by using the same reference code as housing 36.

さらに、第2撥水板28bの上面には、その4辺のそれぞれに沿って所定ピッチで多数の格子線が直接形成されている。 Moreover, on the upper surface of the second water repellent plate 28b, multiple grating lines are directly formed in a predetermined pitch along each of four sides. これをさらに詳述すると、第2撥水板28bのX軸方向一側と他側(図4における左右両側)の領域には、Yスケール39Y 1 ,39Y 2がそれぞれ形成され、Yスケール39Y 1 ,39Y 2はそれぞれ、例えばX軸方向を長手方向とする格子線38が所定ピッチでY軸に平行な方向(Y軸方向)に沿って形成される、Y軸方向を周期方向とする反射型の格子(例えば回折格子)によって構成されている。 More specifically, in areas in the area of the X-axis direction one side and the other side of the second water repellent plate 28b (both sides in the horizontal direction in FIG 4), Y scales 39Y 1, 39Y 2 are formed respectively, Y scales 39Y 1 each 39Y 2, for example the grating lines 38 to the X-axis direction is the longitudinal direction is formed along a direction parallel to the Y axis at a predetermined pitch (Y-axis direction), the reflection type in which the Y axis direction is the periodic direction It is constituted by a grating (e.g. diffraction grating).

同様に、第2撥水板28bのY軸方向一側と他側(図4における上下両側)の領域には、Yスケール39Y 1及び39Y 2に挟まれた状態でXスケール39X 1 ,39X 2がそれぞれ形成され、Xスケール39X 1 ,39X 2はそれぞれ、例えばY軸方向を長手方向とする格子線37が所定ピッチでX軸に平行な方向(X軸方向)に沿って形成される、X軸方向を周期方向とする反射型の格子(例えば回折格子)によって構成されている。 Similarly, the region of the Y-axis direction one side and the other side of the second water repellent plate 28b (both sides in the vertical direction in FIG. 4), Y scales 39Y 1 and X scale while being sandwiched 39Y 2 39X 1, 39X 2 There are formed respectively, each X scales 39X 1, 39X 2, for example the grating lines 37 to the Y-axis direction is the longitudinal direction is formed along a direction parallel (X-axis direction) in the X-axis at a predetermined pitch, X It is constituted by a reflective grating (e.g. diffraction grating) for the axial and periodic direction. 上記各スケールとしては、第2撥水板28bの表面に例えばホログラム等により反射型の回折格子RG(図8(A))が作成されたものが用いられている。 As each of the scale shown uses a diffraction grating RG reflective type, for example, by the hologram or the like the surface of second water repellent plate 28b (to FIG. 8 (A)) is created. この場合、各スケールには狭いスリット又は溝等から成る格子が目盛りとして所定間隔(ピッチ)で刻まれている。 In this case, that it is marked at a predetermined distance (pitch) as graduations has gratings made up of narrow slits, grooves or the like for each scale. 各スケールに用いられる回折格子の種類は限定されるものではなく、機械的に溝等が形成されたもののみならず、例えば、感光性樹脂に干渉縞を焼き付けて作成したものであっても良い。 Type of diffraction grating used for each scale is not limited, not only those mechanical groove or the like is formed, for example, may be that is created by exposing interference fringe on a photosensitive resin . 但し、各スケールは、例えば薄板状のガラスに上記回折格子の目盛りを、例えば138nm〜4μmの間のピッチ、例えば1μmピッチで刻んで作成されている。 However, each scale, for example the scale of the diffraction grating into a thin plate of glass, for example, the pitch between the 138Nm~4myuemu, are created carved in example 1μm pitch. これらスケールは前述の撥液膜(撥水膜)で覆われている。 These scales are covered with the above-mentioned liquid repellent film (water repellent film). なお、図4では、図示の便宜上から、格子のピッチは、実際のピッチに比べて格段に広く図示されている。 In FIG. 4, from the convenience of illustration, the pitch of the grating is much wider illustrated than the actual pitch. その他の図においても同様である。 The same applies to other figures.

このように、本実施形態では、第2撥水板28bそのものがスケールを構成するので、第2撥水板28bとして低熱膨張率のガラス板を用いることとしたものである。 Thus, in the present embodiment, since itself second water repellent plate 28b constitutes the scale, in which it was decided to use a glass plate of low thermal expansion as the second water repellent plate 28b. しかし、これに限らず、格子が形成された低熱膨張率のガラス板などから成るスケール部材を、局所的な伸縮が生じないように、例えば板ばね(又は真空吸着)等によりウエハテーブルWTBの上面に固定しても良く、この場合には、全面に同一の撥水コートが施された撥水板をプレート28に代えて用いても良い。 However, not limited to this, the scale member consisting of a glass plate with low thermal expansion which grating is formed, so as not to cause local expansion, for example, the upper surface of wafer table WTB by the leaf spring (or vacuum suction) or the like in may be fixed, in this case, may be used instead of the entire surface water repellent plate to which the same water repellent coat on the plate 28. あるいは、ウエハテーブルWTBを低熱膨張率の材料で形成することも可能であり、かかる場合には、一対のYスケールと一対のXスケールとは、そのウエハテーブルWTBの上面に直接形成しても良い。 Alternatively, it is also possible to form a wafer table WTB in the material of low thermal expansion, in such a case, the pair of Y scales and a pair of X scales may be directly formed on the upper surface of the wafer table WTB .

なお、回折格子を保護するために、撥水性をそなえた低熱膨張率のガラス板でカバーすることも有効である。 In order to protect the diffraction grating, it is also effective to cover a glass plate of low thermal expansion that has water repellency. ここで、ガラス板としては、厚さがウエハと同程度、例えば厚さ1mmのものを用いることができ、そのガラス板の表面がウエハ面と同じ高さ(面一)になるよう、ウエハテーブルWST上面に設置される。 Here, as the glass plate, the same level as the wafer thickness, for example, 1mm thick ones can be used, so that the surface of the glass plate is flush with the wafer surface (flush), wafer table It is installed in WST top.

なお、各スケールの端付近には、後述するエンコーダヘッドとスケール間の相対位置を決めるための、不図示の位置出しパターンがそれぞれ設けられている。 Incidentally, in the vicinity of the edge of each scale, for determining the relative position between the encoder head and a scale, which will be described later, positioning pattern (not shown) are respectively provided. この位置出しパターンは例えば反射率の異なる格子線から構成され、この位置出しパターン上をエンコーダヘッドが走査すると、エンコーダの出力信号の強度が変化する。 The positioning pattern is composed of different grid lines of e.g. reflectance, when the positioning pattern above encoder head scans, the intensity of the output signal of the encoder changes. そこで、予め閾値を定めておき、出力信号の強度がその閾値を超える位置を検出する。 Therefore, a threshold value is determined beforehand, the intensity of the output signal to detect the position exceeding the threshold value. この検出された位置を基準に、エンコーダヘッドとスケール間の相対位置を設定する。 Based on the detected position, it sets a relative position between the encoder head and the scale.

ウエハテーブルWTBの−Y端面,−X端面には、それぞれ鏡面加工が施され、図2に示される反射面17a,反射面17bが形成されている。 -Y edge surface of wafer table WTB, and the -X end surface, mirror-polishing is applied, respectively, the reflecting surface 17a as shown in FIG. 2, the reflecting surface 17b is formed. 干渉計システム118のY干渉計16、並びに3つのX干渉計126、127及び128(図1では、X干渉計126〜128は不図示、図2参照)は、これらの反射面17a、17bにそれぞれ干渉計ビーム(測長ビーム)を投射して、それぞれの反射光を受光することにより、各反射面の基準位置(例えば投影ユニットPUの側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする)からの変位、すなわちウエハステージWSTのXY平面内の位置情報を計測し、この計測値が主制御装置20に供給される。 Interferometer system Y interferometer 16 of 118, and three X interferometers 126, 127 and 128 (in FIG. 1, X interferometers 126 to 128 are not shown, see FIG. 2), these reflecting surfaces 17a, 17b, by projecting each interferometer beams (measurement beams), by receiving the respective reflected light, arranged fixed mirror to the side of the reference position (e.g. projection unit PU of each reflective surface, and wherein the reference plane displacement from), i.e. measuring the position information in the XY plane of wafer stage WST, the measured value is supplied to main controller 20. 本実施形態では、上記各干渉計として、一部(例えば干渉計128)を除いて、測長軸を複数有する多軸干渉計が用いられおり、Y干渉計16及びX干渉計126又は127のいずれかの計測値に基づいて、主制御装置20は、ウエハテーブルWTBのX,Y位置に加え、θx方向の回転情報(すなわちピッチング)、θy方向の回転情報(すなわちローリング)、及びθz方向の回転情報(すなわちヨーイング)も計測可能である。 In the present embodiment, as each interferometer, except a part (e.g., interferometer 128), multi-axis interferometer having a plurality of measurement axes are used, the Y interferometer 16 and X interferometer 126 or 127 based on one of the measurement values, main controller 20, the wafer table WTB X, in addition to the Y position, [theta] x direction rotation information (ie pitching), [theta] y direction of rotation information (i.e. rolling), and θz directions of rotation information (i.e. yawing) can also be measured. 但し、本実施形態では、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)は、主として、後述するエンコーダシステムによって計測され、干渉計16,126〜128の計測値は、そのエンコーダシステムの計測値の長期的変動(例えばスケールの経時的な変形などによる)を補正(較正)する場合などに補助的に用いられる。 However, in the present embodiment, the wafer stage WST (including θz direction rotation information) the position information within the XY plane (wafer table WTB) is mainly measured by encoder system (to be described later), the interferometer 16,126~128 measurements are used supplementarily in cases such as when long-term fluctuation (for example, scale temporal variations such as by a) a correction (calibration) of the measurement values ​​of the encoder system.

また、Y干渉計16は、ウエハ交換のため、後述するアンローディングポジション、及びローディングポジション付近においてウエハテーブルWTBのY位置等を計測するのに用いられる。 Further, Y interferometer 16 for wafer replacement, unloading position to be described later, and used to measure the Y position of wafer table WTB in the loading position near. また、アンローディングポジション、及びローディングポジション付近においてウエハテーブルWTBのX位置等を計測するのに干渉計128が用いられる。 Moreover, unloading position, and the loading position near interferometer 128 to measure the X position of wafer table WTB is used.

また、例えばローディング動作とアライメント動作との間、及び/又は露光動作とアンローディング動作との間におけるウエハステージWSTの移動においても、干渉計システム118の計測情報、すなわち5自由度の方向(X軸、Y軸、θx、θy及びθz方向)の位置情報の少なくとも1つが用いられる。 Further, for example, the loading operation and during the alignment operation, and / or also in movement of wafer stage WST between the exposure operation and the unloading operation, measurement information of interferometer system 118, i.e. 5 degrees of freedom of the direction (X-axis , Y-axis, [theta] x, at least one of θy and position information of the θz direction) is used. なお、干渉計システム118はその少なくとも一部(例えば、光学系など)が、投影ユニットPUを保持するメインフレームに設けられる、あるいは前述の如く吊り下げ支持される投影ユニットPUと一体に設けられても良いが、本実施形態では前述した計測フレームに設けられるものとする。 Incidentally, at least part of interferometer system 118 (such as an optical system) is provided at the main frame that holds projection unit PU, or provided integrally with projection unit PU that is supported in a suspended state as described above may, but in the present embodiment is to be arranged at the measurement frame described above.

なお、本実施形態では、ウエハステージWSTがXY平面内で自在に移動可能なステージ本体91と、ステージ本体91上に搭載され、ステージ本体91に対してZ軸方向、θx方向、及びθy方向に相対的に微小駆動可能なウエハテーブルWTBとを含むものとしたが、これに限らず、6自由度で移動可能な単一のステージをウエハステージWSTとして採用しても勿論良い。 In the present embodiment, the wafer stage WST is movable stage main body 91 freely in the XY plane, is mounted on stage main section 91, Z-axis direction with respect to stage main section 91, [theta] x direction, and the θy direction relatively but is intended to include a small drivable wafer table WTB, not limited thereto, may of course be adopted a single stage that is movable as a wafer stage WST in six degrees of freedom. また、反射面17a,反射面17bの代わりに、ウエハテーブルWTBに平面ミラーから成る移動鏡を設けても良い。 The reflecting surface 17a, instead of the reflecting surface 17b, may be provided a movable mirror consisting of a plane mirror to the wafer table WTB. さらに、投影ユニットPUに設けられる固定ミラーの反射面を基準面としてウエハステージWSTの位置情報を計測するものとしたが、その基準面を配置する位置は投影ユニットPUに限られるものでないし、必ずしも固定ミラーを用いてウエハステージWSTの位置情報を計測しなくても良い。 Further, it is assumed that measures positional information of wafer stage WST reflecting surface of the fixed mirror arranged in projection unit PU as a reference surface, to the position it is not limited to projection unit PU to place the reference surface, always it may not measure the positional information of wafer stage WST using the fixed mirror.

また、本実施形態では、干渉計システム118によって計測されるウエハステージWSTの位置情報が、後述の露光動作やアライメント動作などでは用いられず、主としてエンコーダシステムのキャリブレーション動作(すなわち、計測値の較正)などに用いられるものとしたが、干渉計システム118の計測情報(すなわち、5自由度の方向の位置情報の少なくとも1つ)を、例えば露光動作及び/又はアライメント動作などで用いても良い。 Further, in the present embodiment, positional information of wafer stage WST measured by interferometer system 118 is not used in the exposure operation and the alignment operation will be described later, mainly the calibration operation of the encoder system (i.e. calibration of measurement values ) was assumed to be used in such measurement information of the interferometer system 118 (i.e., at least one) of the position information of 5 degrees of freedom directions, it can be used in the exposure operation and / or the alignment operation. 本実施形態では、エンコーダシステムはウエハステージWSTの3自由度の方向、すなわちX軸、Y軸及びθz方向の位置情報を計測する。 In the present embodiment, the encoder system directions of three degrees of freedom of the wafer stage WST, i.e. X-axis, measures the position information of the Y-axis and θz directions. そこで、露光動作などにおいて、干渉計システム118の計測情報のうち、エンコーダシステムによるウエハステージWSTの位置情報の計測方向(X軸、Y軸及びθz方向)と異なる方向、例えばθx方向及び/又はθy方向に関する位置情報のみを用いても良いし、その異なる方向の位置情報に加えて、エンコーダシステムの計測方向と同じ方向(すなわち、X軸、Y軸及びθz方向の少なくとも1つ)に関する位置情報を用いても良い。 Therefore, the exposure operation and the like, of the measurement information of interferometer system 118, the measurement direction (X-axis, Y-axis and θz directions) of position information of wafer stage WST by the encoder system with different directions, for example θx direction and / or θy it may be used only position information related to the direction, in addition to the position information of the different directions, the same direction as the measurement direction of the encoder system (ie, X-axis, at least one Y-axis and θz directions) of position information about the it may also be used. また、干渉計システム118はウエハステージWSTのZ軸方向の位置情報を計測可能としても良い。 Further, interferometer system 118 is the position information in the Z-axis direction of wafer stage WST may be capable of measuring. この場合、露光動作などにおいてZ軸方向の位置情報を用いても良い。 In this case, it may be used positional information in the Z-axis direction in an exposure operation.

計測ステージMSTは、不図示のリニアモータ等によってXY平面内で駆動されるステージ本体92と、ステージ本体92上に搭載された計測テーブルMTBとを含んでいる。 Measurement stage MST includes stage main section 92 that is driven in the XY plane by a linear motor or the like (not shown), and a measurement table MTB mounted on stage main section 92. 計測テーブルMTBについても不図示のZ・レベリング機構を介してステージ本体92上に搭載されている。 Is mounted on stage main section 92 via a Z · leveling mechanism (not shown) also measuring table MTB. しかしながら、これに限らず、例えば、計測テーブルMTBを、ステージ本体92に対してX軸方向、Y軸方向及びθz方向に微動可能に構成したいわゆる粗微動構造の計測ステージMSTを採用しても良いし、あるいは、計測テーブルMTBをステージ本体92に固定し、その計測テーブルMTBを含むステージ本体92を6自由度方向に駆動可能な構成にしても良い。 However, not limited thereto, for example, the measuring table MTB, may be adopted measurement stage MST in the finely movable constructed the so-called coarse and fine movement structure with respect to the stage body 92 X-axis direction, the Y-axis direction and the θz direction and, alternatively, to secure the measuring table MTB to the stage main body 92, may be capable of driving constitutes the stage body 92 in directions of six degrees of freedom including the measuring table MTB.

なお、図6では、ウエハステージWSTのステージ本体91を駆動するリニアモータ等及びZ・レベリング機構、並びに計測ステージMSTのステージ本体92を駆動するリニアモータ等及びZ・レベリング機構を含んで、ステージ駆動系124として示されている。 In FIG. 6, a linear motor or the like and Z · leveling mechanism for driving the stage body 91 of the wafer stage WST, and include a linear motor etc., and Z · leveling mechanism for driving the stage body 92 of the measuring stage MST, a stage drive It is shown as a system 124.

計測テーブルMTB(及びステージ本体92)には、各種計測用部材が設けられている。 The measurement table MTB (and stage main section 92), various measurement members are arranged. この計測用部材としては、例えば、図2及び図5(A)に示されるように、投影光学系PLの像面上で照明光ILを受光するピンホール状の受光部を有する照度むらセンサ94、投影光学系PLにより投影されるパターンの空間像(投影像)を計測する空間像計測器96、及び例えば国際公開第03/065428号パンフレットなどに開示されているシャック−ハルトマン(Shack-Hartman)方式の波面収差計測器98などが採用されている。 As such measurement members, for example, as shown in FIGS. 2 and FIG. 5 (A), the uneven illuminance sensor 94 that has a pinhole-shaped light-receiving section that receives illumination light IL on an image plane of the projection optical system PL , the projected aerial image of a pattern projected by the optical system PL Shack are disclosed in, for example, aerial image measuring instrument 96, and for example, in International Publication No. 03/065428 pamphlet measuring the (projected image) - Hartmann (Shack-Hartman) such as wavefront aberration measuring instrument 98 of the method is employed. 波面収差計測器98としては、例えば国際公開第99/60361号パンフレット(対応欧州特許第1,079,223号)に開示されるものも用いることができる。 As wavefront aberration measuring instrument 98, can also be used, for example those disclosed in the pamphlet of International Publication No. 99/60361 (corresponding European Patent No. 1,079,223).

照度むらセンサ94としては、例えば特開昭57−117238号公報(対応する米国特許第4,465,368号明細書)などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。 The uneven illuminance sensor 94, can be used for example, JP 57-117238 discloses a similar to those disclosed (corresponding U.S. Pat. No. 4,465,368), etc. configuration. また、空間像計測器96としては、例えば特開2002−14005号公報(対応する米国特許出願公開第2002/0041377号明細書)などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。 Further, as aerial image measuring instrument 96, can be used for example, Japanese 2002-14005 JP similar to those disclosed in, (the corresponding U.S. Patent Application Publication No. 2002/0041377) configuration . なお、本実施形態では3つの計測用部材(94、96、98)を計測ステージMSTに設けるものとしたが、計測用部材の種類、及び/又は数などはこれに限られない。 In the present embodiment, it is assumed to provide three measurement members (94, 96, 98) to the measurement stage MST, the type of measurement members, and / or the number is not limited thereto. 計測用部材として、例えば投影光学系PLの透過率を計測する透過率計測器、及び/又は、前述の局所液浸装置8、例えばノズルユニット32(あるいは先端レンズ191)などを観察する計測器などを用いても良い。 As the measurement members, for example transmittance measuring device for measuring the transmittance of the projection optical system PL, and the / or local liquid immersion device 8 described above, for example, nozzle unit 32 (or tip lens 191) instrument for observing etc. it may also be used. さらに、計測用部材と異なる部材、例えばノズルユニット32、先端レンズ191などを清掃する清掃部材などを計測ステージMSTに搭載しても良い。 Furthermore, members different from the measurement members, for example, nozzle unit 32, and a cleaning member for cleaning the like tip lens 191 may be mounted on measurement stage MST.

本実施形態では、図5(A)からもわかるように、使用頻度の高いセンサ類、照度むらセンサ94及び空間像計測器96などは、計測ステージMSTのセンターラインCL(中心を通るY軸)上に配置されている。 In the present embodiment, as can be seen from FIG. 5 (A), (Y-axis passing through the center) the sensors that are frequently used such as irregular illuminance sensor 94 and aerial image measuring instrument 96, the center line CL of the measuring stage MST arranged on the upper. このため、本実施形態では、これらのセンサ類を用いた計測を、計測ステージMSTをX軸方向に移動させることなく、Y軸方向にのみ移動させて行うことができる。 Therefore, in the present embodiment, the measurement using these sensors, a measurement stage MST without moving in the X-axis direction can be performed by moving only in the Y-axis direction.

上記各センサに加え、例えば特開平11−16816号公報(対応する米国特許出願公開第2002/0061469号明細書)などに開示される、投影光学系PLの像面上で照明光ILを受光する所定面積の受光部を有する照度モニタを採用しても良く、この照度モニタもセンターライン上に配置することが望ましい。 In addition to the above sensors, for example, JP-A 11-16816 Patent Application (corresponding U.S. Patent Application Publication No. 2002/0061469 Pat) is disclosed in, for, receives illumination light IL on an image plane of the projection optical system PL may be employed illuminance monitor that has a light receiving portion having a predetermined area, it is desirable to place the illuminance monitor is also the center line.

なお、本実施形態では、投影光学系PLと液体(水)Lqとを介して露光光(照明光)ILによりウエハWを露光する液浸露光が行われるのに対応して、照明光ILを用いる計測に使用される上記の照度むらセンサ94(及び照度モニタ)、空間像計測器96、並びに波面収差計測器98では、投影光学系PL及び水を介して照明光ILを受光することとなる。 In the present embodiment, liquid immersion exposure for exposing the wafer W is performed by the exposure light (illumination light) IL via projection optical system PL and liquid (water) Lq, the illumination light IL accordingly irregular illuminance sensor 94 is used to measure the use (and the illuminance monitor), aerial image measuring instrument 96 and wavefront aberration measuring instrument 98, and thus that receives illumination light IL via projection optical system PL and the water . また、各センサは、例えば光学系などの一部だけが計測テーブルMTB(及びステージ本体92)に搭載されていても良いし、センサ全体を計測テーブルMTB(及びステージ本体92)に配置するようにしても良い。 Furthermore, each sensor, for example, to only a part of such an optical system may be mounted on measurement table MTB (and stage main section 92), so as to place the entire sensor in the measuring table MTB (and stage main section 92) and it may be.

計測ステージMSTのステージ本体92には、図5(B)に示されるように、その−Y側の端面に、枠状の取付部材42が固定されている。 To stage main section 92 of measurement stage MST, as shown in FIG. 5 (B), to the end surface on the -Y side, a frame-shaped attachment member 42 is fixed. また、ステージ本体92の−Y側の端面には、取付部材42の開口内部のX軸方向の中心位置近傍に、前述した一対の送光系36に対向し得る配置で、一対の受光系44が固定されている。 Further, the end surface on the -Y side of stage main section 92, the vicinity of the center position in the X-axis direction inside an opening of attachment member 42, in the placement capable of facing a pair of light-transmitting systems 36 described above, a pair of light receiving system 44 There has been fixed. 各受光系44は、リレーレンズなどの光学系と、受光素子、例えばフォトマルチプライヤチューブなどと、これらを収納する筐体とによって構成されている。 Each light receiving system 44 includes an optical system such as a relay lens, a light receiving element such as a photomultiplier tube, is constituted of a housing that houses them. 図4(B)及び図5(B)、並びにこれまでの説明からわかるように、本実施形態では、ウエハステージWSTと計測ステージMSTとが、Y軸方向に関して所定距離以内に近接した状態(接触状態を含む)では、計測プレート30の各空間像計測スリットパターンSLを透過した照明光ILが前述の各送光系36で案内され、各受光系44の受光素子で受光される。 Figure 4 (B) and FIG. 5 (B), the well as can be seen from the above description, in the present embodiment, the wafer stage WST and measurement stage MST, a state (contact close to within a predetermined distance in the Y-axis direction in including the state), illumination light IL that has been transmitted through each aerial image measurement slit pattern SL of measurement plate 30 is guided by each light-transmitting systems 36 described above, it is received by the light receiving element of the light receiving system 44. すなわち、計測プレート30、送光系36及び受光系44によって、前述した特開2002−14005号公報(対応する米国特許出願公開第2002/0041377号明細書)などに開示されるものと同様の、空間像計測装置45(図6参照)が構成される。 That is, measurement plate 30, the light transmitting system 36 and receiving system 44, similar to those disclosed in, JP-2002-14005 mentioned above (corresponding US Patent Application Publication No. 2002/0041377), aerial image measuring device 45 (see FIG. 6) is formed.

取付部材42の上には、断面矩形の棒状部材から成るフィデューシャルバー(以下、「FDバー」と略述する)46がX軸方向に延設されている。 On attachment member 42, fiducial bars consisting rectangular cross section of the rod-shaped member (hereinafter, shortly referred to as "FD bar") 46 is extended in the X-axis direction. このFDバー46は、フルキネマティックマウント構造によって、計測ステージMST上にキネマティックに支持されている。 The FD bar 46 by a full-kinematic mount structure and is kinematically supported on measurement stage MST.

FDバー46は、原器(計測基準)となるため、低熱膨張率の光学ガラスセラミックス、例えば、ショット社のゼロデュア(商品名)などがその素材として採用されている。 FD bar 46 serves as a prototype standard (measurement standard), a low coefficient of thermal expansion of optical glass ceramics, for example, Schott AG of Zerodur (the brand name) is adopted as the material. このFDバー46の上面(表面)は、いわゆる基準平面板と同程度にその平坦度が高く設定されている。 The upper surface of FD bar 46 (the surface), the flatness to the same extent as a so-called datum plane plate is set high. また、FDバー46の長手方向の一側と他側の端部近傍には、図5(A)に示されるように、Y軸方向を周期方向とする基準格子(例えば回折格子)52がそれぞれ形成されている。 Further, the end portion in the longitudinal direction of the one side and the other side of the FD bar 46, as shown in FIG. 5 (A), the reference grating (e.g. diffraction grating) for the Y-axis direction as the periodic direction 52 respectively It is formed. この一対の基準格子52は、所定距離Lを隔ててFDバー46のX軸方向の中心、すなわち前述のセンターラインCLに関して対称な配置で形成されている。 The pair of reference gratings 52 are formed in a symmetrical arrangement with respect to a predetermined distance X axis direction of the center of FD bar 46 at a L, that the aforementioned center line CL.

また、このFDバー46の上面には、図5(A)に示されるような配置で複数の基準マークMが形成されている。 Further, on the upper surface of the FD bar 46, a plurality of reference marks M in an arrangement as shown in FIG. 5 (A) is formed. この複数の基準マークMは、同一ピッチでY軸方向に関して3行の配列で形成され、各行の配列がX軸方向に関して互いに所定距離だけずれて形成されている。 The plurality of reference marks M are formed in three-row arrays in the Y-axis direction at the same pitch, the sequence of each row are formed shifted from each other by a predetermined distance in the X-axis direction. 各基準マークMとしては、後述するプライマリアライメント系、セカンダリアライメント系によって検出可能な寸法の2次元マークが用いられている。 As each of reference marks M, a primary alignment system to be described later, the two-dimensional mark having a size that can be detected are used by secondary alignment system. 基準マークMはその形状(構成)が前述の基準マークFMと異なっても良いが、本実施形態では基準マークMと基準マークFMとは同一の構成であり、かつウエハWのアライメントマークとも同一の構成となっている。 Reference mark M is the shape (configuration) may be different from the above-mentioned reference mark FM, a reference mark M and fiducial mark FM this embodiment has the same structure, and the same with the alignment mark of the wafer W and it has a configuration. なお、本実施形態ではFDバー46の表面、及び計測テーブルMTB(前述の計測用部材を含んでも良い)の表面もそれぞれ撥液膜(撥水膜)で覆われている。 Incidentally, it covered with the surface of FD bar 46 in this embodiment, and measurement table MTB surfaces also liquid repellent film (described above also may include a measurement members) (water repellent film).

計測テーブルMTBの+Y端面、−X端面にも前述したウエハテーブルWTBと同様の反射面19a、19bが形成されている(図2及び図5(A)参照)。 + Y edge surface of measurement table MTB, -X end similar reflecting surface and the wafer table WTB as described above to surface 19a, 19b are formed (see FIGS. 2 and 5 (A)). 干渉計システム118のY干渉計18、X干渉計130(図1では、X干渉計130は不図示、図2参照)は、これらの反射面19a、19bに、図2に示されるように、干渉計ビーム(測長ビーム)を投射して、それぞれの反射光を受光することにより、各反射面の基準位置からの変位、すなわち計測ステージMSTの位置情報(例えば、少なくともX軸及びY軸方向の位置情報とθz方向の回転情報とを含む)を計測し、この計測値が主制御装置20に供給される。 Y interferometer 18, X interferometer 130 of the interferometer system 118 (in FIG. 1, X interferometer 130 is not shown, see FIG. 2), these reflecting surfaces 19a, to 19b, as shown in FIG. 2, an interferometer beam (measurement beam) is projected, by receiving the respective reflected light, the displacement from the reference position of each reflective surface, i.e., position information of measurement stage MST (e.g., at least X-axis and Y-axis directions the position and an information and θz direction of rotation information) is measured, the measured value is supplied to main controller 20.

本実施形態の露光装置100では、図1では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、図3に示されるように、前述の基準軸LV上で、その光軸AXから−Y側に所定距離隔てた位置に検出中心を有するプライマリアライメント系AL1が配置されている。 In exposure apparatus 100 of the present embodiment, although shown from the viewpoint of avoiding intricacy of the drawing in FIG. 1 is omitted, in practice, as shown in FIG. 3, on the above-mentioned reference axis LV, the optical axis primary alignment system AL1 is disposed with a detection center at a predetermined distance apart positions on the -Y side from AX. プライマリアライメント系AL1は、支持部材54を介して不図示のメインフレームの下面に固定されている。 Primary alignment system AL1 is fixed to the lower surface of a main frame (not shown) via a support member 54. プライマリアライメント系AL1を挟んで、X軸方向の一側と他側には、基準軸LVに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2と、AL2 3 ,AL2 4とがそれぞれ設けられている。 Across the primary alignment system AL1, on one side and the other side in the X axis direction, the secondary alignment systems AL2 1, AL2 2 whose detection centers are substantially symmetrically placed with respect to reference axis LV, and the AL2 3, AL2 4 It is provided, respectively. すなわち、5つのアライメント系AL1,AL2 1 〜AL2 4はその検出中心がX軸方向に関して異なる位置に配置されている、すなわちX軸方向に沿って配置されている。 That is, five alignment systems AL1, AL2 1 AL24 4 are placed so that their detection centers are placed at different positions in the X-axis direction, i.e., along the X-axis direction.

各セカンダリアライメント系AL2 n (n=1〜4)は、セカンダリアライメント系AL2 4について代表的に示されるように、回転中心Oを中心として図3における時計回り及び反時計回りに所定角度範囲で回動可能なアーム56 n (n=1〜4)の先端(回動端)に固定されている。 Each secondary alignment system AL2 n (n = 1~4), as representatively shown by secondary alignment system AL2 4, times in a predetermined angle range in clockwise and counter-clockwise in FIG. 3 around the rotation center O is fixed to the distal end of the rotatably arm 56 n (n = 1~4) (Kaidotan). 本実施形態では、各セカンダリアライメント系AL2 nはその一部(例えば、アライメント光を検出領域に照射し、かつ検出領域内の対象マークから発生する光を受光素子に導く光学系を少なくとも含む)がアーム56 nに固定され、残りの一部は投影ユニットPUを保持するメインフレームに設けられる。 In the present embodiment, each secondary alignment system AL2 n part (e.g., including at least an optical system for guiding the light irradiating the alignment light to a detection region, and generated from the target mark within the detection area to the light receiving element) is fixed to the arm 56 n, the remaining section is arranged at the main frame that holds projection unit PU. セカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4はそれぞれ、回転中心Oを中心として回動することで、X位置が調整される。 Each secondary alignment systems AL2 1, AL2 2, AL2 3 , AL2 4 , by rotating about the rotation center O, X position is adjusted. すなわち、セカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4はその検出領域(又は検出中心)が独立にX軸方向に可動である。 That is, secondary alignment systems AL2 1, AL2 2, AL2 3 , AL2 4 is the detection areas (or the detection centers) independently movable in the X-axis direction. 従って、プライマリアライメント系AL1及びセカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4はX軸方向に関してその検出領域の相対位置が調整可能となっている。 Accordingly, the primary alignment system AL1 and secondary alignment systems AL2 1, AL2 2, AL2 3 , AL2 4 are the relative positions of the detection areas of the X-axis direction can be adjusted. なお、本実施形態では、アームの回動によりセカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4のX位置が調整されるものとしたが、これに限らず、セカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4をX軸方向に往復駆動する駆動機構を設けても良い。 In the present embodiment, secondary alignment systems AL2 1 by the rotation of the arm, AL2 2, but AL2 3, AL2 4 in the X position is assumed to be adjusted is not limited to this, secondary alignment systems AL2 1, AL2 2, AL2 3, AL2 4 may be provided a drive mechanism for reciprocating in the X-axis direction. また、セカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4の少なくとも1つをX軸方向だけでなくY軸方向にも可動として良い。 Furthermore, the secondary alignment systems AL2 1, AL2 2, AL2 3 , AL2 4 good at least one as a movable also in the Y-axis direction as well as X-axis direction. なお、各セカンダリアライメント系AL2 nはその一部がアーム56 nによって移動されるので、不図示のセンサ、例えば干渉計、あるいはエンコーダなどによって、アーム56 nに固定されるその一部の位置情報が計測可能となっている。 Since each secondary alignment system AL2 n part is moved by arm 56 n, a sensor (not shown), such as by an interferometer or an encoder, and a part of the location information that is fixed to arm 56 n It is measured. このセンサは、セカンダリアライメント系AL2 nのX軸方向の位置情報を計測するだけでも良いが、他の方向、例えばY軸方向、及び/又は回転方向(θx及びθy方向の少なくとも一方を含む)の位置情報も計測可能として良い。 The sensor may only measure position information in the X-axis direction of secondary alignment system AL2 n, the other direction, for example, the Y-axis direction and / or rotation direction (including at least one of the θx and θy directions) position information also may be possible to measure.

各アーム56 nの上面には、差動排気型のエアベアリングから成るバキュームパッド58 n (n=1〜4)が設けられている。 On the upper surface of each arm 56 n, a vacuum pad 58 n (n = 1~4) is provided composed of a differential evacuation type air bearing. また、アーム56 nは、例えばモータ等を含む回転駆動機構60 n (n=1〜4、図3では不図示、図6参照)によって、主制御装置20の指示に応じて回動可能である。 The arm 56 n, for example rotation drive mechanism 60 n including a motor or the like (n = 1 to 4, not shown in FIG. 3, see FIG. 6) by a pivotable in response to an instruction of the main control unit 20 . 主制御装置20は、アーム56 nの回転調整後に、各バキュームパッド58 nを作動させて各アーム56 nを不図示のメインフレームに吸着固定する。 The main controller 20, the arm 56 after n rotational adjustment of adsorbs fixed to the main frame (not shown) the arms 56 n by actuating each vacuum pad 58 n. これにより、各アーム56 nの回転角度調整後の状態、すなわち、プライマリアライメント系AL1及び4つのセカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4の所望の位置関係が維持される。 Thereby, the state after rotation angle adjustment of each arm 56 n, i.e., a desired positional relation between primary alignment system AL1 and four secondary alignment systems AL2 1 AL24 4 is maintained.

なお、メインフレームのアーム56 nに対向する部分が磁性体であるならば、バキュームパッド58に代えて電磁石を採用しても良い。 Incidentally, if the portion facing the arm 56 n of the main frame is a magnetic body, an electromagnet may also be employed instead of vacuum pad 58.

本実施形態では、プライマリアライメント系AL1及び4つのセカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4のそれぞれとして、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標(各アライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン)の像とを撮像素子(CCD等)を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系が用いられている。 In the embodiment, as each of primary alignment system AL1 and four secondary alignment systems AL2 1 AL24 4, and irradiates the target mark broadband detection light beam for example does not sensitize the resist on the wafer, the reflected light from the target mark capturing the image of the image and not shown of the index of the target mark formed on the light receiving surface (target pattern on an index plate provided in each alignment system) using an imaging device (CCD etc.), their FIA (Field image Alignment) system by an image processing method for outputting an imaging signal is used. プライマリアライメント系AL1及び4つのセカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4のそれぞれからの撮像信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して図6の主制御装置20に供給されるようになっている。 The imaging signal from each of primary alignment system AL1 and four secondary alignment systems AL2 1 AL24 4 is sent to the main controller 20 in FIG. 6, via an alignment signal processing system (not shown).

なお、上記各アライメント系としては、FIA系に限らず、例えばコヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象マークから発生する2つの回折光(例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光)を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。 As the above-mentioned alignment systems is not limited to the FIA ​​system, for example, by irradiating a coherent detection light to a subject mark and detects a scattered light or diffracted light generated from the subject mark or generated from the subject mark 2 One of the diffracted light (e.g. diffracted lights of the same order or diffracted lights being diffracted in the same direction) be used alone or in combination as needed alignment and detects an interference is of course possible. また、本実施形態では、5つのアライメント系AL1、AL2 1 〜AL2 4は、支持部材54を介して投影ユニットPUを保持するメインフレームの下面に固定されるものとしたが、これに限らず、例えば前述した計測フレームに設けても良い。 Further, in the present embodiment, five alignment systems AL1, AL2 1 AL24 4 has been assumed to be fixed to the lower surface of the main frame that holds projection unit PU via the support member 54 is not limited thereto, for example, it may be arranged at the measurement frame described above.

さらに、本実施形態の露光装置100では、レチクルRの上方に、例えば特開平7−176468号公報等に開示される、露光波長の光を用いたTTR(Through The Reticle)アライメント系から成る一対のレチクルアライメント検出系13A,13B(図1では不図示、図6参照)が設けられ、該レチクルアライメント検出系13A,13Bの検出信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して主制御装置20に供給される。 Further, in exposure apparatus 100 of the present embodiment, above the reticle R, for example as disclosed in JP-A 7-176468 Patent Publication, using light of exposure wavelength TTR (Through The Reticle) a pair consisting of the alignment system the reticle alignment detection systems 13A, 13B (not shown in FIG. 1, see FIG. 6) is provided, the reticle alignment detection systems 13A, the detection signal of 13B is a main controller 20 via an alignment signal processing system (not shown) It is supplied.

本実施形態の露光装置100では、図3に示されるように、前述したノズルユニット32の周囲を四方から囲む状態で、エンコーダシステムの4つのヘッドユニット62A〜62Dが配置されている。 In exposure apparatus 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, in a state of surrounding nozzle unit 32 described above from four directions, the four head units 62A~62D of the encoder system are placed. これらのヘッドユニット62A〜62Dは、図3等では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、支持部材を介して前述した投影ユニットPUを保持するメインフレームに吊り下げ状態で固定されている。 These head units 62A~62D is that shown from the viewpoint of avoiding intricacy of the drawing in FIG. 3 or the like are omitted, in fact, via a support member suspended from the main frame that holds projection unit PU described above It is fixed in the state.

ヘッドユニット62A及び62Cは、図3に示されるように、X軸方向の位置が異なる複数(ここでは5つ)のYヘッド65 i 、64 i (i=1〜5)をそれぞれ備えている。 Head units 62A and 62C, as shown in FIG. 3 (here five) more the position of the X-axis direction is different comprises Y heads 65 i of, 64 i and (i = 1 to 5), respectively. より詳細には、ヘッドユニット62A及び62Cは、それぞれ、X軸方向に沿って投影光学系PLの光軸AXを通りかつX軸と平行な直線(基準軸)LH上に間隔WDで配置された複数(ここでは4つ)のYヘッド65 2 〜65 5 ,64 1 〜64 4と、これら4つのYヘッドの投影光学系PL側に距離WD離れ、かつ基準軸LHから−Y方向に所定距離離れた液浸ユニット32の−Y側の位置に配置された1つのYヘッド65 1 ,64 5とを備えている。 More particularly, head units 62A and 62C are disposed, respectively, through the optical axis AX of the projection optical system PL along the X-axis direction and X-axis and a straight line parallel (reference axis) intervals on LH WD multiple and Y heads 65 2-65 5, 64 1-64 4 (here four), four distance WD spaced projection optical system PL side of the Y head, and a predetermined distance in the -Y direction from the reference axis LH and a single Y heads 65 1, 64 5 which is arranged on the -Y side of the position distant immersion unit 32.

ヘッドユニット62Aは、前述のYスケール39Y 1を用いて、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のY軸方向の位置(Y位置)を計測する多眼(ここでは、5眼)のYリニアエンコーダ(以下、適宜「Yエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する)70A(図6参照)を構成する。 Head unit 62A uses the Y scales 39Y 1 described above, a multiple lens that measures the position in the Y-axis direction of wafer stage WST (wafer table WTB) and (Y position) (here, 5 eyes) Y linear encoder ( hereinafter, shortly referred to as "Y encoder" or an "encoder") constituting 70A (see FIG. 6). 同様に、ヘッドユニット62Cは、前述のYスケール39Y 2を用いて、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のY位置を計測する多眼(ここでは、5眼)のYエンコーダ70C(図6参照)を構成する。 Similarly, head unit 62C uses the Y scales 39Y 2 described above, a multiple lens that measures the Y position of wafer stage WST (wafer table WTB) (in this case, 5 eyes) of Y encoder 70C (refer to FIG. 6) constitute a. ここで、ヘッドユニット62A及び62Cがそれぞれ備える5つのYヘッド65及び64(すなわち、計測ビーム)のX軸方向の間隔WDは、Yスケール39Y 1 ,39Y 2のX軸方向の幅(より正確には、格子線38の長さ)より僅かに狭く設定されている。 Here, five Y heads 65 and 64 of head units 62A and 62C are each equipped (i.e., measurement beams) distance WD in the X-axis direction is, Y scales 39Y 1, 39Y 2 in the X-axis direction width (more precisely , the length of the grating lines 38) than is set slightly narrower.

ヘッドユニット62Bは、図3に示されるように、液浸ユニット32(投影ユニットPU)の+Y側に配置され、上記基準軸LV上にY軸方向に沿って間隔WDで配置された複数、ここでは4個のXヘッド66を備えている。 Head unit 62B, as shown in FIG. 3, is placed on the + Y side of liquid immersion unit 32 (projection unit PU), a plurality are arranged at distance WD along the Y-axis direction on the reference axis LV, wherein in includes four X heads 66. また、ヘッドユニット62Dは、液浸ユニット32(投影ユニットPU)を介してヘッドユニット62Bとは反対側のプライマリアライメント系AL1の−Y側に配置され、上記基準軸LV上に間隔WDで配置された複数、ここでは4個のXヘッド66を備えている。 Further, head unit 62D is arranged on the -Y side of the opposite side of the primary alignment system AL1 and head unit 62B via the immersion unit 32 (projection unit PU), it is arranged at distance WD on reference axis LV a plurality, here comprises four X heads 66. ヘッドユニット62Bは、前述のXスケール39X 1を用いて、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のX軸方向の位置(X位置)を計測する、多眼(ここでは、4眼)のXリニアエンコーダ(以下、適宜「Xエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する)70B(図6参照)を構成する。 Head unit 62B uses the X scales 39X 1 described above, to measure the wafer stage WST X-axis direction position of the (wafer table WTB) (X position), multiview (four-lens, in this case) X linear encoder (hereinafter, shortly referred to as "X encoder" or "encoder") constituting the 70B (see FIG. 6). また、ヘッドユニット62Dは、前述のXスケール39X 2を用いて、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のX位置を計測する多眼(ここでは、4眼)のXリニアエンコーダ70D(図6参照)を構成する。 Further, head unit 62D uses the X scale 39X 2 described above, wafer stage WST multiview that measures the X-position of (wafer table WTB) (four-lens, in this case) X linear encoder 70D (refer to FIG. 6) constitute a.

ここでヘッドユニット62B,62Dがそれぞれ備える隣接するXヘッド66(計測ビーム)の間隔WDは、前述のXスケール39X 1 ,39X 2のY軸方向の幅(より正確には、格子線37の長さ)よりも狭く設定されている。 Here distance WD of X heads 66 head units 62B, 62D are adjacent comprise respectively (measurement beams) is, in the above-mentioned X scales 39X 1, 39X 2 in the Y-axis direction of the width (more precisely, the length of the grid line 37 is set narrower than is). またヘッドユニット62Bの最も−Y側のXヘッド66とヘッドユニット62Dの最も+Y側のXヘッド66との間隔は、ウエハステージWSTのY軸方向の移動により、その2つのXヘッド間で切り換え(つなぎ)が可能となるように、ウエハテーブルWTBのY軸方向の幅よりも僅かに狭く設定されている。 The distance between the X heads 66 and X heads 66 on the most + Y side of the head unit 62D on the most -Y side of the head unit 62B is the movement of the Y-axis direction of wafer stage WST, switching between the two X heads ( tie) so that it is possible, it is set slightly narrower than the width of the Y-axis direction of wafer table WTB.

本実施形態では、さらに、ヘッドユニット62C、62Aの−Y側に所定距離隔てて、ヘッドユニット62E、62Fが、それぞれ設けられている。 In the present embodiment, furthermore, the head unit 62C, a predetermined distance away on the -Y side of 62A, the head unit 62E, 62F are provided respectively. ヘッドユニット62E及び62Fは、図3等では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、支持部材を介して、前述した投影ユニットPUを保持するメインフレームに吊り下げ状態で固定されている。 Head unit 62E and 62F, although the illustrated from the viewpoint of avoiding intricacy of the drawing in FIG. 3 or the like are omitted, in fact, via a support member, suspended to the main frame that holds projection unit PU described above state It is in is fixed. なお、ヘッドユニット62E、62F及び前述のヘッドユニット62A〜62Dは、例えば投影ユニットPUが吊り下げ支持される場合は投影ユニットPUと一体に吊り下げ支持しても良いし、あるいは前述した計測フレームに設けても良い。 The head unit 62E, 62F and the aforementioned head unit 62A~62D, for example in the case projection unit PU is supported in a suspended can be supported by suspension integrally with projection unit PU, or the measurement frame described above it may be provided.

ヘッドユニット62Eは、X軸方向の位置が異なる4つのYヘッド67を備えている。 Head unit 62E, the position of the X-axis direction is provided with four different Y heads 67. より詳細には、ヘッドユニット62Eは、セカンダリアライメント系AL2 1の−X側にX軸に平行な直線上に前述の間隔WDとほぼ同一間隔で配置された3つのYヘッド67と、最も内側(+X側)のYヘッド67から+X側に所定距離(WDより幾分短い距離)離れ、かつセカンダリアライメント系AL2 1の+Y側に所定距離離れた位置に配置された1つのYヘッド67とを備えている。 More specifically, the head unit 62E has three Y heads 67 that are arranged at substantially the same distance as distance WD described above on a straight line parallel to the X-axis on the -X side of secondary alignment system AL2 1, innermost ( + somewhat shorter distance than the predetermined distance (WD from Y head 67 on the + X side of the X side)) apart, and one disposed in a position at a predetermined distance in the secondary alignment systems AL2 1 on the + Y side and a Y head 67 ing.

ヘッドユニット62Fは、前述の基準軸LVに関して、ヘッドユニット62Eと対称であり、上記4つのYヘッド67と基準軸LVに関して対称に配置された4つのYヘッド68を備えている。 Head unit 62F with respect foregoing reference axis LV, a head unit 62E symmetrical includes four Y heads 68 which are arranged symmetrically with respect to the four Y heads 67 and the reference axis LV. 後述するアライメント動作の際などには、Yスケール39Y 2 ,39Y 1にYヘッド67,68が少なくとも各1つそれぞれ対向し、このYヘッド67,68(すなわち、これらYヘッド67,68によって構成されるYエンコーダ70C、70A)によってウエハステージWSTのY位置(及びθz回転)が計測される。 The case of an alignment operation and the like to be described later, Y scales 39Y 2, 39Y 1 Y heads 67 and 68 facing at least the one respectively, the Y heads 67 and 68 (i.e., is configured by these Y heads 67 and 68 that Y encoders 70C, Y position of wafer stage WST by 70A) (and θz rotation) is measured.

また、本実施形態では、後述するセカンダリアライメント系のベースライン計測時(Sec‐BCHK(インターバル))などに、セカンダリアライメント系AL2 1 、AL2 4にX軸方向で隣接するYヘッド67、68が、FDバー46の一対の基準格子52とそれぞれ対向し、その一対の基準格子52と対向するYヘッド67,68によって、FDバー46のY位置が、それぞれの基準格子52の位置で計測される。 Further, in the present embodiment, such as during baseline measurement of secondary alignment systems (to be described later) (Sec-BCHK (interval)), the Y heads 67 and 68 adjacent the X-axis direction of secondary alignment systems AL2 1, AL2 4, respectively face the pair of reference gratings 52 of FD bar 46, the Y heads 67 and 68 opposing the pair of reference gratings 52, Y position of FD bar 46 is measured at the position of each of reference gratings 52. 以下では、一対の基準格子52にそれぞれ対向するYヘッド67,68によって構成されるエンコーダをYリニアエンコーダ(適宜、「Yエンコーダ」又は「エンコーダ」とも略述する)70E,70F(図6参照)と呼ぶ。 In the following, the encoders configured by Y heads 67 and 68 respectively facing the pair of reference gratings 52 Y linear encoder (also shortly referred to as a "Y encoder" or an "encoder") 70E, 70F (see FIG. 6) the call.

上述した6つのリニアエンコーダ70A〜70Fの計測値は、主制御装置20に供給され、主制御装置20は、リニアエンコーダ70A〜70Dのうちの3つの計測値に基づいて、ウエハテーブルWTBのXY平面内の位置を制御するとともに、リニアエンコーダ70E,70Fの計測値に基づいて、FDバー46のθz方向の回転を制御する。 Measurement values ​​of six linear encoders 70A~70F described above, are supplied to main controller 20, the main controller 20, based on three measurements of the linear encoder 7OA to 7OD, XY plane of wafer table WTB It controls the position of the inner, linear encoders 70E, based on the measurement values ​​of 70F, to control the rotation of the θz direction of FD bar.

なお、図3では、計測ステージMSTの図示が省略されるとともに、その計測ステージMSTと先端レンズ191との間に保持される水Lqで形成される液浸領域が符号14で示されている。 In FIG. 3, the illustration of the measuring stage MST is omitted, the liquid immersion area formed by water Lq held between the measurement stage MST and tip lens 191 is shown by reference numeral 14. また、図3において、符号UPは、ウエハテーブルWTB上のウエハのアンロードが行われるアンローディングポジションを示し、符号LPはウエハテーブルWTB上へのウエハのロードが行われるローディングポジションを示す。 Further, in FIG. 3, reference code UP indicates an unloading position where a wafer unloading on wafer table WTB is performed, a reference code LP indicates a loading position where a wafer is loaded on wafer table WTB. 本実施形態では、アンロードポジションUPと、ローディングポジションLPとは、基準軸LVに関して対称に設定されている。 In the present embodiment, the unload position UP, the loading position LP, are set symmetrically with respect to reference axis LV. なお、アンロードポジションUPとローディングポジションLPとを同一位置としても良い。 It should be noted, it may be the unloading position UP and loading position LP as the same position.

図6には、露光装置100の制御系の主要な構成が示されている。 Figure 6 is a main configuration of a control system of the exposure apparatus 100 is shown. この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ(又はワークステーション)から成る主制御装置20を中心として構成されている。 The control system is mainly configured of main controller 20 composed of a microcomputer (or workstation) that performs overall control of the entire device. なお、図6においては、前述した照度むらセンサ94、空間像計測器96及び波面収差計測器98などの計測ステージMSTに設けられた各種センサが、纏めてセンサ群99として示されている。 In FIG. 6, the uneven illuminance sensor 94 described above, various sensors provided in the measurement stage MST, such as aerial image measuring instrument 96 and wavefront aberration measuring instrument 98 is shown as a sensor group 99 together.

本実施形態の露光装置100では、前述したようなウエハテーブルWTB上のXスケール、Yスケールの配置及び前述したようなXヘッド、Yヘッドの配置を採用したことから、図7(A)及び図7(B)などに例示されるように、ウエハステージWSTの有効ストローク範囲(すなわち、本実施形態では、アライメント及び露光動作のために移動する範囲)では、必ず、Yスケール39Y 1 ,39Y 2と、Yヘッド65,64(ヘッドユニット62A,62C)又はYヘッド68,67(ヘッドユニット62F,62E)とがそれぞれ対向し、かつXスケール39X 1 、39X 2のいずれか一方にXヘッド66(ヘッドユニット62B又は62D)が対向するようになっている。 In exposure apparatus 100 of the present embodiment, since adopting X scale on wafer table WTB as described above, Y scales arrangement and X head as described above, the arrangement of the Y head, FIG. 7 (A) and FIG. 7 (B) as illustrated in the like, the effective stroke range of wafer stage WST (i.e., in the present embodiment, the range is moved for alignment and exposure operation), the always the Y scales 39Y 1, 39Y 2 , Y heads 65 and 64 (head units 62A, 62C) or Y heads 68 and 67 (head units 62F, 62E) and is opposed to each other and X scales 39X 1, 39X 2 in either one X head 66 (the head unit 62B or 62D) is adapted to face. なお、図7(A)及び図7(B)中では、対応するXスケール又はYスケールに対向したヘッドが実線の丸で囲んで示されている。 Incidentally, in FIG. 7 (A) and FIG. 7 (B), the head which face the corresponding X scales or Y scales are indicated circled by a solid line.

主制御装置20は、前述のウエハステージWSTの有効ストローク範囲では、エンコーダ70A〜70Dのうちの3つの計測値に基づいて、ステージ駆動系124を構成する各モータを制御することで、ウエハステージWSTのXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)を、高精度に制御することができる。 The main controller 20, the effective stroke range of the above wafer stage WST, based on three measurements of the encoders 7OA to 7OD, by controlling each motor constituting stage drive system 124, wafer stage WST the position information within the XY plane (including rotation information in the θz direction) can be controlled with high accuracy. エンコーダ70A〜70Dの計測値が受ける空気揺らぎの影響は、干渉計と比べた場合には無視できるほど小さいので、空気揺らぎに起因する計測の短期安定性は、干渉計に比べて格段に良い。 The influence of air fluctuations measurement values ​​of the encoder 70A~70D receives Since negligibly small when compared with the interferometer, the short-term stability of the measurement due to the air fluctuation is much better compared to the interferometer.

また、主制御装置20は、図7(A)中に白抜き矢印で示されるようにウエハステージWSTをX軸方向に駆動する際、そのウエハステージWSTのY軸方向の位置を計測するYヘッド65、64を、同図中に矢印e 1で示されるように、隣のYヘッド65、64に順次切り換える。 Further, main controller 20, when driving the wafer stage WST as is shown by the outlined arrow in FIG. 7 (A) in the X axis direction, Y head for measuring the position of the Y-axis direction of the wafer stage WST the 65 and 64, as indicated by arrows e 1 in the figure, sequentially switched to adjacent Y heads 65 and 64. 例えば実線の丸で囲まれるYヘッド64 2から点線の丸で囲まれるYヘッド64 3へ切り換える。 For example switching from Y heads 64 2 surrounded by the circle in a solid line to Y head 64 3 surrounded by a dotted circle. すなわち、本実施形態では、このYヘッド65、64の切り換え(つなぎ)を円滑に行うために、前述の如く、ヘッドユニット62A,62Cが備える隣接するYヘッド65,64の間隔WDを、Yスケール39Y 1 ,39Y 2のX軸方向の幅よりも狭く設定したものである。 That is, in this embodiment, in order to perform the switching of the Y heads 65 and 64 (joint) smoothly, as described above, the head unit 62A, the distance WD between adjacent Y heads 65 and 64 which 62C comprises, Y scales 39Y 1, is obtained by set narrower than the X-axis direction width of the 39Y 2.

また、後述するSec-BCHK(ロット先頭)の際に、主制御装置20は、ウエハステージWSTをX軸方向に駆動する際に、ウエハステージWSTのY軸方向の位置を計測するYヘッド67、68を、上記と同様に、隣のYヘッド67、68に順次切り換える。 In addition, when the later-described Sec-BCHK (beginning of lot), the main controller 20, when driving the wafer stage WST in the X-axis direction, Y head 67 that measures the Y-axis direction position of the wafer stage WST, 68, in the same manner as described above, sequentially switched to adjacent Y heads 67 and 68.

また、本実施形態では、前述の如く、ヘッドユニット62B,62Dが備える隣接するXヘッド66の間隔WDは、前述のXスケール39X 1 ,39X 2のY軸方向の幅よりも狭く設定されているので、上述と同様に、主制御装置20は、図7(B)中に白抜き矢印で示されるようにウエハステージWSTをY軸方向に駆動する際、そのウエハステージWSTのX軸方向の位置を計測するXヘッド66を、同図中に矢印e 2で示されるように、順次隣のXヘッド66に切り換える(例えば実線の丸で囲まれるXヘッド66 5から点線の丸で囲まれるXヘッド66 6へ切り換える)。 Further, in the present embodiment, as described above, distance WD of X heads 66 that are adjacent with the head unit 62B, 62D is is set smaller than the X scales 39X 1, 39X 2 in the Y-axis direction of the width of the above since, similarly to the above, the main controller 20, when driving the wafer stage WST as is shown by the outlined arrow in FIG. 7 (B) in the Y-axis direction, the position of the X-axis direction of the wafer stage WST the X heads 66 measure the, as indicated by the arrow e 2 in the drawing are sequentially switched to X head 66 of the next (e.g. X head surrounded from X heads 66 5 surrounded by the circle in a solid line by a dotted circle 66 is switched to 6).

次に、エンコーダ70A〜70Fの構成等について、図8(A)に拡大して示されるYエンコーダ70Cを代表的に採り上げて説明する。 Next, the configuration of the encoder 70A to 70F, typically taken up by describing the Y encoder 70C shown enlarged in FIG. 8 (A). この図8(A)では、Yスケール39Y 2に検出光(計測ビーム)を照射するヘッドユニット62Cの1つのYヘッド64を示している。 In the FIG. 8 (A), the shows one Y head 64 of head unit 62C that irradiates a detection light (measurement beam) to Y scale 39Y 2.

Yヘッド64は、大別すると、照射系64a、光学系64b、及び受光系64cの3部分から構成されている。 Y head 64 is mainly, and a third portion of an irradiation system 64a, an optical system 64b, and the light receiving system 64c.

照射系64aは、レーザ光LBをY軸及びZ軸に対して45°を成す方向に射出する光源、例えば半導体レーザLDと、該半導体レーザLDから射出されるレーザビームLBの光路上に配置されたレンズL1とを含む。 Irradiation system 64a is disposed a laser beam LB light source that emits in the direction forming an 45 ° to the Y-axis and Z-axis, for example, a semiconductor laser LD, the optical path of the laser beam LB emitted from the semiconductor laser LD and a lens L1 has.

光学系64bは、その分離面がXZ平面と平行である偏光ビームスプリッタPBS、一対の反射ミラーR1a,R1b、レンズL2a,L2b、四分の一波長板(以下、λ/4板と記述する)WP1a,WP1b、及び反射ミラーR2a,R2b等を備えている。 The optical system 64b includes (described hereinafter, the lambda / 4 plate) whose separation plane polarization beam splitter PBS is parallel to the XZ plane, a pair of reflection mirrors R1a, R1b, lenses L2a, L2b, quarter-wave plate WP1a, WP1b, and reflection mirrors R2a, and a R2b like.

前記受光系64cは、偏光子(検光子)及び光検出器等を含む。 The light receiving system 64c includes a polarizer (analyzer) and a photodetector or the like.

このYエンコーダ70Cにおいて、半導体レーザLDから射出されたレーザビームLBはレンズL1を介して偏光ビームスプリッタPBSに入射し、偏光分離されて2つのビームLB 1 、LB 2となる。 In this Y encoder 70C, laser beam LB emitted from semiconductor laser LD is incident on polarization beam splitter PBS via lens L1, 2 two beams LB 1 are polarization separation, the LB 2. 偏光ビームスプリッタPBSを透過したビームLB 1は反射ミラーR1aを介してYスケール39Y 1に形成された反射型回折格子RGに到達し、偏光ビームスプリッタPBSで反射されたビームLB 2は反射ミラーR1bを介して反射型回折格子RGに到達する。 Beam LB 1 having been transmitted through polarization beam splitter PBS reaches the Y scales 39Y 1 which is formed on the reflection type diffraction grating RG via reflection mirror R1a, beam LB 2 reflected off polarization beam splitter PBS is a reflection mirror R1b through and reaches the reflection type diffraction grating RG by. なお、ここで「偏光分離」とは、入射ビームをP偏光成分とS偏光成分に分離することを意味する。 Incidentally, "split by polarization" means the splitting of an incident beam into a P-polarization component and S polarization component.

ビームLB 1 、LB 2の照射によって回折格子RGから発生する所定次数の回折ビーム、例えば1次回折ビームはそれぞれ、レンズL2b、L2aを介してλ/4板WP1b、WP1aにより円偏光に変換された後、反射ミラーR2b、R2aにより反射されて再度λ/4板WP1b、WP1aを通り、往路と同じ光路を逆方向に辿って偏光ビームスプリッタPBSに達する。 Beam LB 1, respectively predetermined order diffracted beams that are generated from diffraction grating RG due to irradiation of LB 2, for example, first-order diffracted beam, a lens L2b, through L2a lambda / 4 plate WP1b, was converted into circularly polarized light by WP1a after, reflection mirrors R2b, again lambda / 4 plate WP1b is reflected by R2a, through WP1a, reach polarization beam splitter PBS by tracing the same optical path in the reversed direction.

偏光ビームスプリッタPBSに達した2つのビームは、各々その偏光方向が元の方向に対して90度回転している。 Two beams that have reached polarization beam splitter PBS, each of the polarization directions of rotation of 90 degrees with respect to the original direction. このため、先に偏光ビームスプリッタPBSを透過したビームLB 1の1次回折ビームは、偏光ビームスプリッタPBSで反射されて受光系64cに入射するとともに、先に偏光ビームスプリッタPBSで反射されたビームLB 2の1次回折ビームは、偏光ビームスプリッタPBSを透過してビームLB 1の1次回折ビームと同軸に合成されて受光系64cに入射する。 Therefore, the first-order diffraction beam of beam LB 1 having been transmitted through polarization beam splitter PBS earlier is configured to enter the light receiving system 64c is reflected by the polarizing beam splitter PBS, the beam LB reflected by the polarization beam splitter PBS earlier 2 of the first-order diffracted beams are synthesized through polarization beam splitter PBS first order diffracted beam is coaxial with the beam LB 1 and is incident on photodetection system 64c.

そして、上記2つの1次回折ビームは、受光系64cの内部で、検光子によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。 Then, the two first-order diffracted beams, inside photodetection system 64c, the polarization direction aligned by the analyzer, and interfere with each other becomes interference light, the interference light is detected by the light detector, the interference light It is converted into an electric signal corresponding to the intensity.

上記の説明からわかるように、Yエンコーダ70Cでは、干渉させる2つのビームの光路長が極短くかつほぼ等しいため、空気揺らぎの影響がほとんど無視できる。 As can be seen from the above description, Y in encoder 70C, since the optical path lengths of two beams to interfere extremely short and substantially equal, almost negligible the influence of air fluctuation. そして、Yスケール39Y 2 (すなわちウエハステージWST)が計測方向(この場合、Y軸方向)に移動すると、2つのビームそれぞれの位相が変化して干渉光の強度が変化する。 Then, Y scales 39Y 2 (i.e. wafer stage WST) (in this case, Y-axis direction) when moved to the intensity of the two beams each phase is changed interference light changes. この干渉光の強度の変化が、受光系64cによって検出され、その強度変化に応じた位置情報がYエンコーダ70Cの計測値として出力される。 Change in intensity of the interference light is detected by photodetection system 64c, the position information corresponding to the intensity change is output as the measurement value of Y encoder 70C. その他のエンコーダ70A,70B,70D等も、エンコーダ70Cと同様にして構成されている。 Other encoders 70A, 70B, even 70D, etc., are constructed in the same manner as the encoder 70C. 各エンコーダとしては、分解能が、例えば0.1nm程度のものが用いられている。 As each encoder, resolution, for example, of about 0.1nm is used. なお、本実施形態のエンコーダでは、図8(B)に示されるように、検出光として格子RGの周期方向に長く延びる断面形状のレーザビームLBを用いても良い。 In the encoder of this embodiment, as shown in FIG. 8 (B), it may be used a laser beam LB of a sectional shape that is elongated in the periodic direction of the grating RG as a detection light. 図8(B)では、格子RGと比較してビームLBを誇張して大きく図示されている。 In FIG. 8 (B), the is larger exaggerated beam LB as compared to the grating RG.

次に、主としてロットのウエハに対する処理を開始する直前(ロット先頭)に行われる、セカンダリアライメント系AL2 n (n=1〜4)のベースライン計測動作について説明する。 Next, mainly takes place immediately before (beginning of lot) to begin processing for the lot of wafers, the baseline measurement operation of secondary alignment system AL2 n (n = 1 to 4) will be described. ここで、セカンダリアライメント系AL2 nのベースラインとは、プライマリアライメント系AL1(の検出中心)を基準とする各セカンダリアライメント系AL2 n (の検出中心)の相対位置を意味する。 Here, the baseline of secondary alignment system AL2 n, means the relative position of each secondary alignment system AL2 n relative to the primary alignment system AL1 (detection center of) (detection center of). なお、セカンダリアライメント系AL2 n (n=1〜4)は、例えばロット内のウエハのショットマップデータに応じて、前述の回転駆動機構60 nにより駆動されてX軸方向の位置が設定されているものとする。 Incidentally, secondary alignment system AL2 n (n = 1~4), for example in accordance with the wafer shot map data in the lot, the position of the drive has been X-axis direction is set by the rotational driving mechanism 60 n mentioned above and things.

a. a. ロット先頭に行われるセカンダリアライメント系のベースライン計測(以下、適宜Sec-BCHK(ロット先頭)とも呼ぶ)に際しては、主制御装置20は、まず、図9(A)に示されるように、ロット先頭のウエハW(プロセスウエハ)上の特定のアライメントマークをプライマリアライメント系AL1で検出し(図9(A)中の星マーク参照)、その検出結果とその検出時のエンコーダ70A、70C、70Dの計測値とを対応付けてメモリに格納する。 Secondary alignment systems baseline measurement of which is performed beginning of lot (hereinafter, appropriately Sec-BCHK (also referred to as a beginning of lot)) as the time, the main control unit 20 is first shown in FIG. 9 (A), the beginning of lot detecting the specific alignment mark on wafer W (process wafer) at the primary alignment system AL1 (refer to the star mark in FIG. 9 (a)), the detection result and the detection time of the encoder 70A, 70C, measurement of 70D It is stored in the memory in association with the value. この図9(A)の状態では、ウエハテーブルWTBのXY平面内の位置は、Yスケール39Y 1 ,39Y 2に対向する黒丸で囲まれている2つのYヘッド68,67(エンコーダ70A,70C)と、Xスケール39X 2に対向する黒丸で囲まれているXヘッド66(エンコーダ70D)と、に基づいて、主制御装置20によって制御されている。 In the state of FIG. 9 (A), the position of the XY plane of wafer table WTB is, Y scales 39Y 1, 39Y 2 two enclosed in a black circle facing the Y heads 68 and 67 (encoders 70A, 70C) When an X head 66 that is surrounded by a black circle facing X scale 39X 2 (encoders 70D), on the basis, are controlled by the main controller 20.

b. b. 次に、主制御装置20は、ウエハステージWSTを−X方向に所定距離移動し、図9(B)で示されるように、上記の特定のアライメントマークを、セカンダリアライメント系AL2 1で検出し(図9(B)中の星マーク参照)、その検出結果とその検出時のエンコーダ70A、70C、70Dの計測値とを対応付けてメモリに格納する。 Next, the main controller 20 moves wafer stage WST to a predetermined distance in the -X direction, as shown in FIG. 9 (B), the specific alignment mark above was detected by secondary alignment system AL2 1 ( 9 refer to the star mark in (B)), and stores the detection result and the detection time of the encoder 70A, 70C, in the memory in association with the measurement value of 70D. この図9(B)の状態では、ウエハテーブルWTBのXY平面内の位置は、Yスケール39Y 1 ,39Y 2に対向する黒丸で囲まれている2つのYヘッド68,67(エンコーダ70A,70C)と、Xスケール39X 2に対向する黒丸で囲まれているXヘッド66(エンコーダ70D)と、に基づいて制御されている。 FIG. 9 in the state of (B), the position within the XY plane of wafer table WTB is, Y scales 39Y 1, 39Y 2 two Y heads surrounded 2 by black circles opposed to 68 and 67 (encoders 70A, 70C) When, X X heads 66 to the scale 39X 2 are surrounded by black circles facing the (encoder 70D), it is controlled on the basis of.

c. c. 同様にして、主制御装置20は、ウエハステージWSTを+X方向に順次移動して上記の特定のアライメントマークを、残りのセカンダリアライメント系AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4で順次検出し、その検出結果と検出時のエンコーダ70A、70C、70Dの計測値とを、順次対応付けてメモリに格納する。 Similarly, main controller 20 moves wafer stage WST + X direction by sequentially moving the specific alignment mark above sequentially detects the remaining secondary alignment systems AL2 2, AL2 3, AL2 4 , the detection result and upon detection of the encoder 70A, 70C, and measurement value of 70D, and stores sequentially associated with memory.

d. d. そして、主制御装置20は、上記a. Then, the main controller 20, the a. の処理結果と上記b. Of processing results and the above-mentioned b. 又はc. Or c. の処理結果とに基づいて、各セカンダリアライメント系AL2 nのベースラインをそれぞれ算出する。 Based on the processing result and to calculate the baseline of each secondary alignment system AL2 n, respectively.

このように、ロット先頭のウエハW(プロセスウエハ)を用いて、そのウエハW上の同一のアライメントマークをプライマリアライメント系AL1と各セカンダリアライメント系AL2 nとで検出することで、各セカンダリアライメント系AL2 nのベースラインを求めることから、この処理により、結果的に、プロセスに起因するアライメント系間の検出オフセットの差も補正される。 Thus, by using the lot top of the wafer W (process wafer), by detecting in the same alignment mark on the wafer W with primary alignment system AL1 and each secondary alignment system AL2 n, each secondary alignment system AL2 since obtaining the n baseline, this process, as a result, the difference in detection offset among the alignment systems caused by the process is also corrected.

本実施形態では、ヘッドユニット62E,62Fが、X軸方向の位置が異なる4つのYヘッド67,68をそれぞれ備えているので、上記の各セカンダリアライメント系AL2 nのベースラインを計測する際に、プライマリアライメント系AL1は勿論、セカンダリアライメント系AL2 nのいずれを用いて、ウエハ上の特定アライメントマークを検出する場合であっても、その検出時のウエハステージWSTのY位置及びθz回転を、Yスケール39Y 1 ,39Y 2に対向するYヘッド68,67(エンコーダ70A,70C)の計測値に基づいて計測、管理することができる。 In this embodiment, the head unit 62E, 62F is, since the position of the X-axis direction is provided with different four Y heads 67 and 68 a, when measuring the baseline of each secondary alignment system AL2 n above, primary alignment system AL1, of course, using either of secondary alignment system AL2 n, even when detecting the specific alignment mark on the wafer, the Y position and θz rotation of wafer stage WST during the detection, Y scales 39Y 1, Y heads 68 and 67 (encoders 70A, 70C) opposed to 39Y 2 measurement based on the measurement values of, it can be managed. また、このとき、ウエハステージWSTのX位置は、Xスケール39X 2に対向するXヘッド66(エンコーダ70D)の計測値に基づいて計測・管理することができる。 At this time, X position of wafer stage WST can be measured, managed based on the measurement values of X head 66 facing X scale 39X 2 (encoders 70D).

なお、ウエハのアライメントマークの代わりに、ウエハステージWST又は計測ステージMST上の基準マークを用いて、セカンダリアライメント系AL2 nのベースライン計測を行っても良い。 Instead of the alignment mark of the wafer, using a reference mark on the wafer stage WST or measurement stage MST, and be subjected to baseline measurement of secondary alignment system AL2 n. この場合、プライマリアライメント系AL1のベースライン計測で用いられる計測プレート30の基準マークFMを兼用する、すなわち基準マークFMをセカンダリアライメント系AL2 nでそれぞれ検出しても良い。 In this case, also serves as a reference mark FM of measurement plate 30 used in the baseline measurement of primary alignment system AL1, i.e. may be detected, respectively the reference mark FM by secondary alignment system AL2 n. あるいは、例えば、セカンダリアライメント系AL2 nと同じ位置関係でn個の基準マークをウエハステージWST又は計測ステージMSTに設け、セカンダリアライメント系AL2 nによる基準マークの検出をほぼ同時に実行可能としても良い。 Alternatively, for example, it provided the n reference mark at the same position relationship as the secondary alignment system AL2 n wafer stage WST or measurement stage MST, substantially may be executed simultaneously with detection of the reference mark by secondary alignment system AL2 n. この基準マークとして、例えばFDバー46の基準マークMを用いても良い。 As the reference mark may be used, for example the reference mark M of the FD bar 46. さらに、プライマリアライメント系AL1のベースライン計測用の基準マークFMに対して所定の位置関係で、セカンダリアライメント系AL2 nのベースライン計測用の基準マークをウエハステージWSTに設け、プライマリアライメント系AL1による基準マークFMの検出とほぼ同時に、セカンダリアライメント系AL2 nによる基準マークの検出を実行可能としても良い。 Further, in a predetermined positional relationship with a reference mark FM for baseline measurement of primary alignment system AL1, provided reference marks for baseline measurement of secondary alignment system AL2 n in the wafer stage WST, the reference by primary alignment system AL1 mark FM detection and substantially simultaneously, may be capable of executing the detection of the reference mark by secondary alignment system AL2 n. この場合、セカンダリアライメント系AL2 nのベースライン計測用の基準マークは1つでも良いが、複数、例えばセカンダリアライメント系AL2 nと同数設けても良い。 In this case, the reference marks for baseline measurement of secondary alignment system AL2 n may be one, more, for example, may be provided the same number as the secondary alignment system AL2 n. また、本実施形態ではプライマリアライメント系AL1及びセカンダリアライメント系AL2 nがそれぞれ2次元マーク(X、Yマーク)を検出可能であるので、セカンダリアライメント系AL2 nのベースライン計測時に2次元マークを用いることで、セカンダリアライメント系AL2 nのX軸及びY軸方向のベースラインを同時に求めることができる。 Moreover, since the primary alignment system AL1 and secondary alignment system AL2 n in this embodiment is capable of detecting two-dimensional marks each (X, Y marks), the use of two-dimensional marks at the time of baseline measurement of secondary alignment system AL2 n in, it is possible to obtain X-axis of the secondary alignment system AL2 n and the Y-axis direction of the base line at the same time. 本実施形態では、基準マークFM、M及びウエハのアライメントマークは、例えばX軸及びY軸方向にそれぞれ複数本のラインマークが周期的に配列される1次元のXマーク及びYマークを含む。 In the present embodiment, the alignment mark of the reference mark FM, M and wafer includes, for example, one-dimensional X mark and Y mark line mark in the X-axis and each of a plurality of the Y-axis direction are periodically arranged.

次に、本実施形態の露光装置100における、ウエハステージWSTと計測ステージMSTとを用いた並行処理動作について、図10〜図14に基づいて説明する。 Then, in the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the parallel processing operation using wafer stage WST and measurement stage MST, will be described with reference to FIGS. 10 14. なお、以下の動作中、主制御装置20によって、局所液浸装置8の液体供給装置5及び液体回収装置6の各バルブの開閉制御が前述したようにして行われ、投影光学系PLの先端レンズ191の射出面側には常時水が満たされている。 In the following during operation, the main controller 20, conducted close control of each valve of liquid supply unit 5 and liquid recovery unit 6 of local liquid immersion device 8 is as described above, the projection optical system PL of tip lens 191 on the exit surface side of the are met at all times water. しかし、以下では、説明を分かり易くするため、液体供給装置5及び液体回収装置6の制御に関する説明は省略する。 However, in the following, for ease of description, description will be omitted regarding control of liquid supply unit 5 and liquid recovery unit 6. また、以後の動作説明は、多数の図面を用いて行うが、図面毎に同一の部材に符号が付されていたり、付されていなかったりしている。 Also, the description of the operation of the later, is performed using a number of figures, or have code attached to the same members in each drawing, and may not yet been issued. すなわち、図面毎に、記載している符号が異なっているが、それら図面は符号の有無に関わらず、同一構成である。 That is, for each drawing, but the code is different, which describes, they drawings or without sign, the same configuration. これまでに説明に用いた、各図面についても同様である。 Used in the description so far, it is the same for each drawing.

図10には、ウエハステージWST上に載置されたウエハWに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われている状態が示されている。 Figure 10 shows a state where exposure by the step-and-scan method of wafer W mounted on wafer stage WST is performed is shown. この露光は、開始前に行われるウエハアライメント(EGA:Enhanced Global Alignment)等の結果に基づいて、ウエハW上の各ショット領域の露光のための走査開始位置(加速開始位置)へウエハステージWSTを移動するショット間移動と、各ショット領域に対してレチクルRに形成されたパターンを走査露光方式で転写する走査露光と、を繰り返すことにより行われる。 This exposure, wafer alignment is performed before the start: based on (EGA Enhanced Global Alignment) etc. result, the scanning start position for exposure of each shot area on the wafer W to (acceleration starting position) of the wafer stage WST is performed by repeating the movement between shots of moving, and scanning exposure for transferring a pattern formed on the reticle R to each shot area by a scanning exposure method, a. また、露光は、ウエハW上の−Y側に位置するショット領域から+Y側に位置するショット領域の順で行われる。 The exposure is performed in order of the shot area located from the shot area + Y side located on the -Y side on wafer W.

上述の露光中、主制御装置20により、ウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)のXY面内の位置(θz方向の回転を含む)は、2つのYエンコーダ70A,70Cと、2つのXエンコーダ70B,70Dの一方との合計3つのエンコーダの計測結果に基づいて制御されている。 During exposure of the above, the main controller 20 (including the rotation in the θz direction) position of the XY plane of wafer stage WST (wafer table WTB), the two Y encoders 70A, and 70C, two X encoders 70B, the sum of one of the 70D 3 one based on encoder measurement results are controlled. ここで、2つのXエンコーダ70B,70Dは、Xスケール39X 1 ,39X 2のそれぞれに対向する2つのXヘッド66によって構成され、2つのYエンコーダ70A,70Cは、Yスケール39Y 1 ,39Y 2のそれぞれに対向するYヘッド65、64により構成される。 In this case, the two X encoders 70B, 70D is constituted by the X scales 39X 1, two X heads 66 facing the respective 39X 2, two Y encoders 70A, 70C is the Y scales 39Y 1, 39Y 2 composed of Y heads 65 and 64 that face each. また、主制御装置20により、ウエハテーブルWTBのθy回転(ローリング)及びθx回転(ピッチング)は、前述のX干渉計126及びY干渉計16計測値に基づいて管理されている。 Further, the main controller 20, [theta] y rotation of the surface position of wafer table WTB (rolling) and θx rotation (pitching) is managed based on the X-interferometer 126 and Y interferometer 16 measurements mentioned above. なお、ウエハテーブルWTBのZ軸方向の位置(Z位置)、θy回転(ローリング)及びθx回転(ピッチング)の少なくとも1つ、例えばZ位置及びθy回転をその他のセンサ、例えばウエハテーブルWTBの上面のZ位置を検出するセンサによって計測しても良い。 The position of the Z-axis direction of wafer table WTB (Z position), at least one of the θy rotation (rolling) and θx rotation (pitching), for example, the Z position and the θy rotation other sensors, for example, the upper surface of wafer table WTB a sensor for detecting the Z position may be measured. いずれにしても、この露光中のウエハテーブルWTBのZ軸方向の位置,θy回転及びθx回転の制御(ウエハWのフォーカス・レベリング制御)は、主制御装置20により、ウエハW表面の面位置情報を検出する不図示の面位置検出系を用いたリアルタイムの面位置検出の結果に基づいて行われる。 Anyway, Z-axis direction position of the wafer table WTB in the exposure, (focus leveling control of wafer W) control of θy rotation and θx rotation, the main controller 20, surface position information of wafer W surface It is performed based on real-time surface position of the detection results using the surface position detecting system (not shown) for detecting a. なお、主制御装置20は、露光中にウエハテーブルWTBの面位置を不図示の面位置センサを用いて検出しつつ、事前に計測したウエハの面位置情報の計測結果に基づいて、ウエハWのフォーカス・レベリング制御を行っても良い。 The main controller 20 while detecting the surface position of wafer table WTB using the surface position sensor (not shown) during exposure, based on the measurement results of the surface position information of wafer measured in advance, of the wafer W it may be subjected to focus-leveling control.

図10に示される、ウエハステージWSTの位置では、Xスケール39X 1にはXヘッド66 5 (図中に丸で囲んで示されている)が対向するが、Xスケール39X 2に対向するXヘッド66はない。 Shown in FIG. 10, X head at the position of the wafer stage WST, the X scales 39X 1 is X head 66 5 (shown circled in the drawing) is opposed, facing X scale 39X 2 66 is not. そのため、主制御装置20は、1つのXエンコーダ70Bと2つのYエンコーダ70A,70Cを用いて、ウエハステージWSTの位置(X,Y,θz)制御を実行している。 Therefore, the main controller 20, running one X encoder 70B and two Y encoders 70A, using a 70C, the position of wafer stage WST (X, Y, [theta] z) controls. ここで、図10に示される位置からウエハステージWSTが−Y方向に移動すると、Xヘッド66 5はXスケール39X 1から外れ(対向しなくなり)、代わりにXヘッド66 4 (図中に破線の丸で囲んで示されている)がXスケール39X 2に対向する。 In this case, when wafer stage WST moves from the position shown in FIG. 10 moves in the -Y direction, the X heads 66 5 (no longer faces) off the X scales 39X 1, instead X head 66 4 (the dashed line in FIG. shown circled) faces X scale 39X 2. そこで、主制御装置20は、1つのXエンコーダ70Dと2つのYエンコーダ70A,70Cを用いるステージ制御に切り換える。 Therefore, main controller 20 uses one X encoder 70D and two Y encoders 70A, it switched to the stage control using 70C.

このように、主制御装置20は、ウエハステージWSTの位置座標に応じて、使用するエンコーダを絶えず切り換えて、ステージ制御を実行している。 Thus, the main controller 20, according to the position coordinates of the wafer stage WST, constantly switching the encoder to be used, running stage control.

なお、上述のエンコーダシステムを用いたウエハステージWSTの位置計測と独立に、干渉計システム118を用いたウエハステージWSTの位置(X,Y,Z,θx,θy,θz)計測が、常時、行われている。 Incidentally, independently of the position measurement of wafer stage WST using the above encoder system, the position of wafer stage WST using the interferometer system 118 (X, Y, Z, θx, θy, θz) are measured constantly, the line are we. 例えば、X干渉計126,127,及び128は、ウエハステージWSTのY位置に応じて、いずれか1つが使用される。 For example, X interferometers 126, 127 and 128, depending on the Y position of wafer stage WST, one is used. 露光中は、図10に示されるように、X干渉計126が使用される。 During exposure, as shown in FIG. 10, X interferometer 126 is used. 例えば、干渉計システム118によるウエハステージWSTのX,Y,θz方向の計測結果は、補助的に、ウエハステージWSTの位置制御に利用される。 For example, X of wafer stage WST by interferometer system 118, Y, [theta] z direction of the measurement results, supplementary, is used for position control of wafer stage WST.

ウエハWの露光が終了すると、主制御装置20は、ウエハステージWSTをアンロードポジションUPに向けて駆動する。 When the exposure of the wafer W is completed, main controller 20 drives wafer stage WST toward unloading position UP. その際、露光中には互いに離れていたウエハステージWSTと計測ステージMSTとが、接触或いは300μm程度の離間距離を挟んで近接して、スクラム状態に移行する。 At that time, during the exposure the wafer stage WST was away from each other and measurement stage MST, close across the distance of about contact or 300 [mu] m, the process proceeds to scrum state. ここで、計測テーブルMTB上のFDバー46の−Y側面とウエハテーブルWTBの+Y側面とが接触或いは近接する。 Here, the + Y side surface on the -Y side and the wafer table WTB of FD bar 46 on the measurement table MTB are in contact or close proximity. このスクラム状態を保って、両ステージWST,MSTが−Y方向に移動することにより、投影ユニットPUの下に形成される液浸領域14は、計測ステージMST上に移動する(例えば図11、図12参照)。 Keeping the scrum state, both stages WST, by MST is moved in the -Y direction, the liquid immersion area 14 formed under projection unit PU moves on measurement stage MST (e.g. FIG. 11, FIG. reference 12).

ウエハステージWSTが、スクラム状態に移行後、更に−Y方向へ移動して有効ストローク領域(ウエハステージが露光及びウエハアライメント時に移動する領域)から外れると、エンコーダ70A〜70Dを構成する全てのXヘッド、Yヘッドが、ウエハテーブルWTB上の対応するスケールから外れる。 Wafer stage WST, after the transition to the scrum state, deviates from the effective stroke area further moved in the -Y direction (area wafer stage moves at the time of exposure and wafer alignment), all X heads constituting the encoder 70A~70D , Y head is disengaged from the corresponding scale on wafer table WTB. そのため、エンコーダ70A〜70Dの計測結果に基づくステージ制御が不可能になる。 Therefore, it becomes impossible to stage control based on the measurement results of the encoder 7OA to 7OD. その直前に、主制御装置20は、干渉計システム118の計測結果に基づくステージ制御に切り換える。 Immediately before, the main controller 20 switches the stage control based on the measurement results of interferometer system 118. ここで、3つのX干渉計126,127,128のうちX干渉計128が使用される。 Here, X interferometer 128 of the three X interferometers 126, 127, 128 are used.

その後、図11に示されるように、ウエハステージWSTは、計測ステージMSTとのスクラム状態を解除し、アンロードポジションUPに移動する。 Thereafter, as shown in FIG. 11, the wafer stage WST releases the scrum state with measurement stage MST, is moved to the unloading position UP. 移動後、主制御装置20は、ウエハテーブルWTB上のウエハWをアンロードする。 After the movement, the main control device 20, to unload the wafer W on the wafer table WTB. そして、図12に示されるように、ウエハステージWSTを+X方向に駆動してローディングポジションLPに移動させ、ウエハテーブルWTB上に次のウエハWをロードする。 Then, as shown in FIG. 12, the wafer stage WST + X direction by driving to loading position LP, to load the next wafer W onto wafer table WTB.

これらの動作と平行して、主制御装置20は、計測ステージMSTに支持されたFDバー46のXY面内での位置調整と、4つのセカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4のベースライン計測と、を行うSec-BCHK(インターバル)を実行する。 In parallel with these operations, the main controller 20, the position adjustment in the XY plane of FD bar 46 which is supported on measurement stage MST, a baseline measurement of four secondary alignment systems AL2 1 AL24 4, to run the Sec-BCHK (interval) to perform. ここで、XY面内の位置(θz回転)を計測するために、Yヘッド67 3 ,68 2とYヘッド67 3 ,68 2のそれぞれが対向する計測ステージMTB上の一対の基準格子52とから構成されるYエンコーダ70E,70Fが使用される。 Here, in order to measure the position in the XY plane ([theta] z rotation), the Y heads 67 3, 68 2 and Y head 67 3, 68 2, respectively are opposed measurement stage MTB on the pair of reference gratings 52 constituted Y encoders 70E, 70F are used. ここで、θz回転以外の成分、すなわち、X軸、Y軸方向の成分についてのエンコーダによる計測制御について行わないのは、複数のアライメント系間で次に述べる計測の際に時間的な同期を取ることで、結果的にステージ制御誤差をキャンセルすることができるからである。 Here, components other than the θz rotation, i.e., X-axis, not done for encoder by the measurement control of the component in the Y-axis direction is synchronized temporal upon described below measurement among a plurality of alignment systems it is, is because it is possible to cancel the results in stage control error.

次に、主制御装置20は、図13に示されるように、ウエハステージWSTを駆動し、計測プレート30上の基準マークFMをプライマリアライメント系AL1の検出視野内に位置決めし、アライメント系AL1,AL2 1 〜AL2 4のベースライン計測の基準位置を決定するPri-BCHKの前半の処理を行う。 Next, main controller 20, as shown in FIG. 13, drives the wafer stage WST, and positions reference mark FM on measurement plate 30 within a detection field of primary alignment system AL1, alignment systems AL1, AL2 performing 1 ~AL2 4 Pri-BCHK former processing of the determining the reference position of the baseline measurement of.

このとき、図13に示されるように、2つのYヘッド68 2 ,67 3と1つのXヘッド66(図中に丸で囲んで示されている)が、それぞれYスケール39Y 1 ,39Y 2とXスケール39X 2に対向するようになる。 At this time, as shown in FIG. 13, and two Y heads 68 2, 67 3 one X head 66 (shown circled in the drawing), respectively Y scales 39Y 1, 39Y 2 It comes to face the X scale 39X 2. そこで、主制御装置20は、干渉計システム118からエンコーダシステム150(エンコーダ70A,70C,70D)を用いたステージ制御へ切り換える。 Therefore, main controller 20 switches from the interferometer system 118 encoder system 150 (encoders 70A, 70C, 70D) to the stage control using. 干渉計システム118は、再び補助的に使用される。 Interferometer system 118 is used secondarily again. なお、3つのX干渉計126,127,128のうちX干渉計127が使用される。 Incidentally, X interferometer 127 of the three X interferometers 126, 127, 128 are used.

その後、主制御装置20は、プライマリアライメント系AL1とセカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4を用いて、ウエハアライメント(EGA)を実行する(図14中の星マーク参照)。 Then, main controller 20 uses the primary alignment system AL1 and secondary alignment systems AL2 1 AL24 4, executes a wafer alignment (EGA) (refer to the star mark in FIG. 14).

なお、本実施形態では、図14に示されるウエハアライメントを開始するまでに、ウエハステージWSTと計測ステージMSTはスクラム状態へ移行している。 In the present embodiment, before starting the wafer alignment shown in Figure 14, the wafer stage WST and measurement stage MST has shifted to scrum state. 主制御装置20は、スクラム状態を保ちながら、両ステージWST,MSTを+Y方向に駆動する。 The main controller 20, while maintaining the scrum state, driving both stages WST, the MST + Y direction. その後、液浸領域14の水は、計測テーブルMTB上からウエハテーブルWTB上に移動する。 Thereafter, the water of the immersion area 14 is moved from the measurement table MTB on the wafer table WTB.

ウエハアライメント(EGA)と並行して、主制御装置20は、空間像計測装置45を用いたウエハテーブルWTBのXY位置に対する投影像の強度分布を計測するPri-BCHK後半の処理を実行する。 In parallel with the wafer alignment (EGA), the main controller 20 executes the Pri-BCHK second half process of measuring the intensity distribution of the projection image with respect to the XY position of wafer table WTB using aerial image measuring device 45.

以上の作業が終了すると、主制御装置20は、両ステージWST,MSTのスクラム状態を解除する。 When the above operation is completed, main controller 20 releases both stages WST, the scrum state of MST. そして、図10に示されるように、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行い、新しいウエハW上にレチクルパターンを転写する。 Then, as shown in FIG. 10, exposure of the step-and-scan method to transfer the reticle pattern onto the new wafer W. 以降、同様の動作が繰り返し実行される。 Thereafter, similar operation is repeatedly performed.

以上、説明したように、本実施形態の露光装置100によると、計測システム200に含まれる、エンコーダシステム150は、X軸方向に関して位置が異なる、プライマリアライメント系AL1、及びセカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4の検出領域の両外側にそれぞれ配置され、ヘッドユニット62E,62Fの一部をそれぞれ構成するX軸方向に関して位置が異なる4つのYヘッド67,68を有している。 As described above, according to exposure apparatus 100 of the present embodiment, included in the measurement system 200, the encoder system 150, the position in the X-axis direction are different, the primary alignment system AL1, and secondary alignment systems AL2 1 AL24 are respectively disposed on both outer sides of the fourth detection area, the head unit 62E, the position in the X-axis direction respectively constituting a part of the 62F has four different Y heads 67 and 68. そして、主制御装置20は、アライメントの際などに、一対のYスケール39Y 1 ,39Y 2とそれぞれ対向するYヘッド68,67(Yリニアエンコーダ70A,70C)の計測値に基づいて、ウエハステージWSTのY軸方向の位置情報(及びθz方向の位置情報)を計測する。 Then, main controller 20, such as during alignment, a pair of Y scales 39Y 1, 39Y 2 and Y heads 68 and 67 respectively facing (Y linear encoders 70A, 70C) based on the measurement values of wafer stage WST position information of the Y-axis direction (and the θz direction position information) to measure.

このため、例えば前述のSec-BCHK(ロット先頭)に際し、主制御装置20は、ウエハステージWSTに保持されたウエハW上の特定のアライメントマーク(又はウエハステージWST上の基準マークFM)を、プライマリアライメント系AL1、及びセカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4のそれぞれで検出するために、ウエハステージWSTをX軸方向に移動させる場合などにも、少なくともウエハステージWSTのY軸方向の位置及びθz方向の回転を、計測の短期安定性が良好なYリニアエンコーダ70A,70Cの計測結果に基づいて高精度に計測し、この計測結果に基づいてウエハステージWSTのY軸方向の位置及びθz方向の回転を高精度に制御することができる。 Thus, for example, upon the aforementioned Sec-BCHK (beginning of lot), the main controller 20, a specific alignment mark on wafer W held on the wafer stage WST (or the reference mark FM on the wafer stage WST), the primary in order to detect the respective alignment systems AL1, and secondary alignment systems AL2 1 AL24 4, even in a case of moving the wafer stage WST in the X-axis direction, at least wafer stage WST Y-axis direction position and the θz directions rotation, short-term stability good Y linear encoders 70A measurement, precise measurement based on 70C of the measurement result, the rotational position and θz direction of the Y-axis direction of wafer stage WST based on the measurement result it can be controlled with high accuracy. 従って、主制御装置20は、アライメント系AL1、AL2 1 〜AL2 4それぞれの検出結果と、その検出時のYリニアエンコーダ70A,70Cの計測値とに基づいて、そのマーク(特定のアライメントマーク(又はウエハステージWST上の基準マークFM))のY軸方向に関する位置情報を、精度良く求めることが可能になる。 Accordingly, the main controller 20, and the alignment systems AL1, AL2 1 AL24 4 of each detection result, the detection time of the Y linear encoders 70A, based on the 70C measurements, the mark (specific alignment mark (or the positional information about the Y-axis direction of the reference mark FM)) on wafer stage WST, it is possible to determine accurately. また、Sec-BCHKの際のウエハステージWSTのX軸方向の位置は、Xスケール39X 2に対向するXヘッド66(エンコーダ70D)によって計測されている。 The position of the X-axis direction of wafer stage WST during Sec-BCHK is measured by X head 66 facing X scale 39X 2 (encoders 70D). 従って、セカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4のベースライン(X軸方向及びY軸方向)を、ロット先頭毎に、高精度に求めることができる。 Therefore, it is possible to obtain the secondary alignment systems AL2 1 AL24 4 Baseline (X-axis direction and the Y-axis direction), for each lot top with high accuracy.

また、本実施形態では、所定のインターバル(ここではウエハ交換毎)に行なわれるSec‐BCHK(インターバル)の処理により、セカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4のベースライン(X軸方向及びY軸方向)が計測される。 Further, in the present embodiment, the processing of the Sec-BCHK performed in (interval) (each wafer interchangeably herein) a predetermined interval, secondary alignment systems AL2 1 AL24 4 Baseline (X-axis direction and the Y-axis direction) There is measured.

そして、このようにして得られた最新のベースラインと、ウエハアライメント(EGA)の結果とに基づいて、ウエハW上の各ショット領域の露光のための走査開始位置(加速開始位置)へウエハステージWSTが移動されるショット間移動動作と、レチクルRに形成されたパターンを走査露光方式で各ショット領域に転写する走査露光動作とを繰り返すことにより、レチクルRのパターンをウエハW上の複数のショット領域に精度(重ね合わせ精度)良く転写することが可能になる。 And thus the latest baseline thus obtained, based on the results of wafer alignment (EGA), the wafer stage to the scan starting position for exposure of each shot area on the wafer W (acceleration starting position) and shot-transfer operations WST is moved, by repeating the scanning exposure operation to be transferred to each shot area a pattern formed on the reticle R in the scanning exposure method, a plurality of shots on the wafer W to the pattern of the reticle R it is possible to transfer accuracy (overlay accuracy) well region.

また、本実施形態によると、露光の際に、4つのリニアエンコーダ70A〜70Dの内の3つによってウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)の位置情報が計測される。 Further, according to this embodiment, during exposure, the position information of wafer table WTB (wafer stage WST) is measured by three of the four linear encoders 7OA to 7OD. ここで、リニアエンコーダ70A〜70Dは、ウエハテーブルWTB上に配置され且つY軸、X軸にそれぞれ平行な方向を周期方向とする格子を有する複数のグレーティング(すなわちYスケール39Y 1 ,39Y 2又はXスケール39X 1 ,39X 2 )と、スケール39Y 1 ,39Y 2 ,39X 1 ,39X 2が対向して配置される複数のヘッド(Yヘッド65、64又はXヘッド66)とを含む反射型のエンコーダである。 Here, the linear encoder 70A~70D is and Y-axis are arranged on wafer table WTB, a plurality of gratings having a grating whose periodic direction parallel to the direction in the X-axis (i.e. Y scales 39Y 1, 39Y 2, or X the scale 39X 1, 39X 2), a plurality of heads (Y heads 65 and 64 or X heads 66 scales 39Y 1, 39Y 2, 39X 1 , 39X 2 are placed facing) and a reflective-type encoder comprising is there. このため、リニアエンコーダ70A〜70Dは、各ヘッドから対向するスケール(グレーティング)に照射されるビームの光路長がY干渉計18及びX干渉計130に比べて格段短いので、空気揺らぎの影響を受け難く、Y干渉計18及びX干渉計130に比べて計測値の短期安定性が優れている。 Therefore, the linear encoder 70A~70D Since the optical path length of the beam irradiated on the scale (grating) opposite from each head is much shorter than the Y interferometer 18 and X interferometer 130, the influence of air fluctuation hard, short term stability of the measurement values ​​in comparison with the Y interferometer 18 and X interferometer 130 is superior. 従って、ウエハを保持するウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)を安定して位置制御することが可能となる。 Therefore, the wafer table WTB which holds the wafer (wafer stage WST) can be controlled stably positioned.

また、本実施形態の露光装置10によると、ヘッドユニット62E,62Fがそれぞれ備える各4つのYヘッド67,68のうち、最も内側に位置するYヘッド67,68が、Y軸方向に関して、他のYヘッドと位置が異なる。 Further, according to exposure apparatus 10 of the present embodiment, the head unit 62E, 62F is among the four Y heads 67 and 68 provided respectively, the Y heads 67 and 68 located at the innermost, the Y-axis direction, the other Y head and the position is different. これにより、その最も内側に位置するYヘッド67,68を、アライメント系AL1、AL2 1 〜AL2 4の周囲の空きスペースに配置する、すなわち、アライメント系AL1、AL2 1 〜AL2 4の配置に合わせて配置することが可能になる。 Thus, the Y heads 67 and 68 positioned on its innermost and placed alignment systems AL1, AL2 1 AL24 around the 4 empty space, i.e., in accordance with the arrangement of the alignment systems AL1, AL2 1 AL24 4 it is possible to arrange.

また、ヘッドユニット62E、62Fがそれぞれ備える各4つのYヘッド67、68のX軸方向の間隔は、Yスケール39Y 1 ,39Y 2のX軸方向の幅(より正確には、格子線38の長さ)より狭いので、ウエハステージWSTがX軸方向に移動する際に、その移動に伴って、ウエハステージWSTのX軸方向位置計測に用いられるYヘッドが、隣のYヘッドに支障なく切り換えられる。 The head unit 62E, the interval in the X-axis direction of each of the four Y heads 67 and 68 62F is provided respectively, Y scales 39Y 1, 39Y 2 in the X-axis direction width (more precisely, the length of the grid lines 38 since smaller than is), when the wafer stage WST moves in the X-axis direction, with the movement, the X-axis direction position Y head used for measurement of wafer stage WST is switched without any trouble next Y heads . これにより、上記Sec-BCHKの際などに、Yスケール39Y 2 ,39Y 1にYヘッド67,68が少なくとも各1つそれぞれ対向し、このYヘッド67,68(すなわち、これらYヘッド67,68によって構成されるYエンコーダ70C、70A)によってウエハステージWSTのY位置(及びθz回転)が計測される。 Thus, such as during the Sec-BCHK, the Y scales 39Y 2, Y heads 67 and 68 facing at least the one respectively 39Y 1, the Y heads 67 and 68 (i.e., they Y heads 67 and 68 constituted Y encoders 70C, 70A) Y position of wafer stage WST (and θz rotation) is measured by.

また、主制御装置20は、アライメント系AL1、AL2 1 〜AL2 4による、ウエハW上のアライメントマークの検出時に、ヘッドユニット62E、62Fの各4つのYヘッド67、68の中から一対のYスケール39Y 2 ,39Y 1にそれぞれ対向するYヘッド67、68を各1つ選択するとともに、ヘッドユニット62B、62Dの複数のXヘッド66の中から対応するXスケール(Xスケール39Y 1 ,39Y 2のうちの所定の一方)に対向する1つのXヘッド66を選択し、選択された2つのYヘッドの計測値と、選択されたXヘッドの計測値とに基づいて、ウエハステージWSTのXY平面内の位置及び回転(θz回転)を制御する。 Further, main controller 20, by the alignment systems AL1, AL2 1 AL24 4, when detection of the alignment mark on the wafer W, a pair of Y scales from the head unit 62E, each of the four Y heads 62F 67 and 68 the Y heads 67 and 68 39Y 2, respectively opposite to 39Y 1 with selecting each one, of the X scales (X scales 39Y 1, 39Y 2 corresponding from within the head units 62B, the plurality of X heads 66 of 62D of selecting one of X heads 66 facing a predetermined one), the measurement values ​​of two Y heads selected, based on the measurement values ​​of X head that is selected, in the XY plane of wafer stage WST position and to control the rotation ([theta] z rotation).

また、本実施形態の露光装置では、上述の説明から明らかなように、エンコーダシステムの計測値に基づくウエハステージWSTのXY平面内の位置のサーボ制御開始から露光終了まで、上記サーボ制御が可能な範囲内でウエハステージWSTが移動するようなシーケンスが採用されている。 Further, in the exposure apparatus of the present embodiment, as apparent from the above description, to the end of exposure from the servo control start position in the XY plane of wafer stage WST based on the measurement values ​​of the encoder system, capable of the servo control sequence as wafer stage WST moves within the range is employed. 例えば、前述のSec-BCHK(ロット先頭)に際し、アライメント系AL2 1 ,AL2 4のいずれによって検出する場合にも、ウエハステージWSTが上記のサーボ制御が可能な範囲外に出ることがないようなウエハW上のアライメントマークを検出対象の特定のアライメントマークとして選択することが望ましい。 For example, when the aforementioned Sec-BCHK (beginning of lot), alignment systems AL2 1, AL2 even if detected by any of 4, such as wafer stage WST never go out of range of possible servo control of the wafer it is desirable to select the alignment marks on W as a specific alignment mark to be detected.

なお、上記実施形態では、複数のアライメント系AL2 1 〜AL2 4 (マーク検出系)の特性測定として、Sec-BCHK(ロット先頭)の処理を例示したが、本発明がこれに限定されるものではない。 In the above embodiment, as the characteristic measurement of the plurality of alignment systems AL2 1 AL24 4 (mark detection system) has been described by way of processing of Sec-BCHK (beginning of lot), in which the present invention is not limited thereto Absent. 要は、主制御装置20により行われる、エンコーダシステム150のエンコーダ70A,70Cの計測結果に基づいて、ウエハステージWSTのY軸方向及びθz方向の位置を管理しつつ、ウエハステージWSTをX軸方向へ移動させ、複数のマーク検出系(アライメント系AL1、AL21〜AL24のうちの少なくとも2つ)をそれぞれ用いてウエハステージWST上の少なくとも1つの基準マーク又はウエハW上の少なくとも1つのアライメントマークを検出することで行われる、上記複数のマーク検出系の特性測定であれば、如何なる測定でも構わない。 In short, it is performed by main controller 20, the encoder 70A of the encoder system 150, based on 70C of the measurement result, while managing the position of the Y-axis direction and the θz direction of wafer stage WST, X-axis direction of the wafer stage WST is moved to a plurality of mark detection systems detect (alignment systems AL1, at least two of AL21~AL24) at least one alignment mark on at least one reference mark or the wafer W on wafer stage WST using respectively It carried out by, if characteristic measurement of said plurality of mark detection systems, but may be any measurement. 例えば、ウエハW上の同一マークを、アライメント系AL1、AL21〜AL24のうちの少なくとも2つで、ウエハテーブルWTBをZ軸方向にステップ移動させつつ、順次検出することで、アライメント系の収差等に起因するマーク位置の検出誤差(TIS:Tool Induce shift)のフォーカス依存性を求めるなどしても良い。 For example, the same marks on the wafer W, the alignment systems AL1, at least 2 Tsude of AL21~AL24, wafer table WTB while stepping movement in the Z axis direction, by sequentially detecting, the aberration of the alignment system detection error caused by mark position: may be such as obtaining the focus dependence of the (TIS Tool Induce shift).

なお、上記実施形態では、ヘッドユニット62E,62Fが、それぞれ各4つのYヘッドを備える場合について説明したが、これに限らず、複数のマーク検出系(上記実施形態では、アライメント系AL1、AL2 1 〜AL2 4 )の両外側に、Yヘッドがそれぞれ複数あれば良い。 In the above embodiment, the head unit 62E, but 62F has described the case where each comprising a respective four of Y heads, besides this, a plurality of mark detection systems (in the above embodiment, alignment systems AL1, AL2 1 on both outer sides of AL24 4), Y head may if more, respectively. 具体的には複数のマーク検出系のそれぞれで、ウエハW上の特定のアライメントマークを検出する際に、一対のYスケール39X 1 、39X 2に、Yヘッド68、67が少なくとも各1つ対向できれば良い。 Specifically at each of the plurality of mark detection systems, when detecting the specific alignment mark on the wafer W, a pair of Y scales 39X 1, 39X 2, if Y heads 68 and 67 are able to at least the one face good. また、上記実施形態では、複数のマーク検出系の両外側のそれぞれ複数のYヘッドのうち、最も内側に位置するYヘッドのY位置を、他のYヘッドと異ならせる場合について説明したが、これに限らず、どのYヘッドのY位置を異ならせても良い。 In the above embodiment, among the plurality of Y heads of both the outer plurality of mark detection systems, the Y position of the Y head located innermost, the description has been given of the case made different from other Y heads, which not limited to, may be varied Y position of which Y heads. 要は、空きスペースに応じて、任意のYヘッドのY位置を、他のYヘッドのY位置と異ならせれば良い。 In short, in accordance with the free space, the Y position of an arbitrary Y head, may be made different with the Y position of the other Y heads. あるいは、複数のマーク検出系の両外側に十分な空きスペースがある場合には、全てのYヘッドを同一のY位置に配置しても良い。 Alternatively, if there is enough free space on both outer sides of the plurality of mark detection systems may be arranged all the Y heads on the same Y position.

また、マーク検出系(アライメント系)の数も5つに限られるものではなく、第2方向(上記実施形態ではX軸方向)に関して検出領域の位置が異なるマーク検出系が2つ以上あれば良く、その数は問わない。 Further, the number of mark detection system (alignment system) is also not limited to five, may be any second direction mark detection system the position of the detection area are different with respect to (X-axis direction in the above embodiment) more than one , the number does not matter.

なお、上記実施形態ではノズルユニット32の下面と投影光学系PLの先端光学素子の下端面とがほぼ面一であるものとしたが、これに限らず、例えばノズルユニット32の下面を、先端光学素子の射出面よりも投影光学系PLの像面(すなわちウエハ)の近くに配置しても良い。 In the above embodiment it was assumed and the lower end surface of the tip optical element of the lower surface and the projection optical system PL of the nozzle unit 32 is substantially flush, but for example, the lower surface of nozzle unit 32, tip optical than the exit surface of the element may be positioned close to the image plane of the projection optical system PL (i.e. wafer). すなわち、局所液浸装置8は上述の構造に限られず、例えば、欧州特許公開第1420298号公報、国際公開第2004/055803号パンフレット、国際公開第2004/057590号パンフレット、国際公開第2005/029559号パンフレット(対応米国特許公開第2006/0231206号)、国際公開第2004/086468号パンフレット(対応米国特許公開第2005/0280791号)、特開2004−289126号公報(対応米国特許第6,952,253号)などに記載されているものを用いることができる。 That is, local liquid immersion unit 8 is not limited to the configuration described above, for example, European Patent Publication No. 1420298 discloses, WO 2004/055803 pamphlet, WO 2004/057590 pamphlet, WO 2005/029559 Brochures (corresponding U.S. Patent Publication No. 2006/0231206), International Publication No. 2004/086468 (corresponding to United States Patent Publication No. 2005/0280791), JP 2004-289126 JP (corresponding U.S. Pat. No. 6,952,253 No.) can be used those described in the like. また、例えば国際公開第2004/019128号パンフレット(対応米国特許公開第2005/0248856号)に開示されているように、先端光学素子の像面側の光路に加えて、先端光学素子の物体面側の光路も液体で満たすようにしても良い。 Further, for example, International Publication No. WO 2004/019128, as disclosed in (corresponding U.S. Patent Publication No. 2005/0248856), the optical path on the image plane side of the tip optical element, the object plane side of the tip optical element optical path may be filled with liquid. さらに、先端光学素子の表面の一部(少なくとも液体との接触面を含む)又は全部に、親液性及び/又は溶解防止機能を有する薄膜を形成しても良い。 Furthermore, (including at least a contact surface with liquid) portion of the surface of the tip optical element or the whole, it may be formed a thin film having a lyophilic and / or dissolution preventing function. なお、石英は液体との親和性が高く、かつ溶解防止膜も不要であるが、蛍石は少なくとも溶解防止膜を形成することが好ましい。 Incidentally, quartz has a high affinity for liquid, and also needs no dissolution preventing film, fluorite it is preferable to form at least the anti-dissolution film.

なお、上記実施形態では、液体として純水(水)を用いるものとしたが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。 In the above embodiment, it is assumed that using pure water (water) as a liquid, the present invention is not limited to this of course. 液体としては、化学的に安定で、照明光ILの透過率が高く安全な液体、例えばフッ素系不活性液体を使用しても良い。 The liquid, a chemically stable, having high transmittance safe liquid of the illumination light IL, may be used, such as a fluorine-containing inert liquid. このフッ素系不活性液体としては、例えばフロリナート(米国スリーエム社の商品名)が使用できる。 As the fluorine-containing inert liquid, for example, Fluorinert (the brand name of 3M United States) can be used. このフッ素系不活性液体は冷却効果の点でも優れている。 The fluorine-based inert liquid is also excellent from the point of cooling effect. また、液体として、照明光ILに対する屈折率が、純水(屈折率は1.44程度)よりも高い、例えば1.5以上の液体を用いても良い。 Further, as a liquid, the refractive index to illumination light IL, pure water (refractive index about 1.44) higher than, for example, may be used 1.5 or more liquids. この液体としては、例えば、屈折率が約1.50のイソプロパノール、屈折率が約1.61のグリセロール(グリセリン)といったC−H結合あるいはO−H結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体(有機溶剤)、あるいは屈折率が約1.60のデカリン(Decalin: Decahydronaphthalene)などが挙げられる。 As this type of liquid, for example, about 1.50 isopropanol refractive index, a predetermined liquid having a refractive index has a C-H binding or O-H binding such as about 1.61 glycerol (glycerine), hexane, heptane, decane predetermined liquids (organic solvents), a refractive index of about 1.60 decalin (decalin: decahydronaphthalene), and the like. あるいは、これら液体のうち任意の2種類以上の液体が混合されたものであっても良いし、純水にこれら液体の少なくとも1つが添加(混合)されたものであっても良い。 Alternatively, to any two or more liquids of the foregoing liquids or may be mixed, or may be at least one of these liquids to be added (mixed) in pure water. あるいは、液体としては、純水に、H 、Cs 、K 、Cl 、SO 2− 、PO 2−等の塩基又は酸を添加(混合)したものであっても良い。 Alternatively, as the liquid, pure water, H +, Cs +, K +, Cl -, SO 4 2-, or may be obtained by addition of a base or acid of PO 4 2-like (mixing). 更には、純水にAl酸化物等の微粒子を添加(混合)したものであっても良い。 Moreover, a liquid obtained by adding (mixing) particles of Al oxide or the like in pure water. これら液体は、ArFエキシマレーザ光を透過可能である。 These liquids can transmit ArF excimer laser light. また、液体としては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少なく、投影光学系(先端の光学部材)、及び/又はウエハの表面に塗布されている感光材(又は保護膜(トップコート膜)あるいは反射防止膜など)に対して安定なものであることが好ましい。 Further, as the liquid, the absorption coefficient of light is small, less temperature dependency, the projection optical system (tip optical member) and / or a photosensitive agent is coated on the surface of the wafer (or a protective film (topcoat film ) or it is preferable that stable to the antireflection film, etc.). また、F 2レーザを光源とする場合は、フォンブリンオイルを選択すれば良い。 In the case of the light source an F 2 laser may be selected Fomblin oil. さらに、液体としては、純水よりも照明光ILに対する屈折率が高い液体、例えば屈折率が1.6〜1.8程度のものを使用しても良い。 Further, as the liquid, a liquid having a higher refractive index to illumination light IL than that of pure water, for example, the refractive index may be used of about 1.6 to 1.8. 液体として、超臨界流体を用いることも可能である。 As a liquid, it is also possible to use a supercritical fluid. また、投影光学系PLの先端光学素子を、例えば石英(シリカ)、あるいは、フッ化カルシウム(蛍石)、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成しても良いし、石英や蛍石よりも屈折率が高い(例えば1.6以上)材料で形成しても良い。 Further, the tip optical element of projection optical system PL, for example, quartz (silica), or calcium fluoride (fluorite), barium fluoride, strontium fluoride, lithium fluoride, and fluoride compounds such as sodium fluoride may be formed of a single crystal material, a higher refractive index than quartz or fluorite (e.g. 1.6 or more) may be formed of a material. 屈折率が1.6以上の材料としては、例えば、国際公開第2005/059617号パンフレットに開示される、サファイア、二酸化ゲルマニウム等、あるいは、国際公開第2005/059618号パンフレットに開示される、塩化カリウム(屈折率は約1.75)等を用いることができる。 The refractive index of 1.6 or more materials, for example, as disclosed in WO 2005/059617 pamphlet, sapphire, germanium dioxide, or the like, are disclosed in International Publication No. 2005/059618 pamphlet, potassium chloride (refractive index of about 1.75) or the like can be used.

また、上記実施形態で、回収された液体を再利用するようにしても良く、この場合は回収された液体から不純物を除去するフィルタを液体回収装置、又は回収管等に設けておくことが望ましい。 Further, in the above embodiment, may be reused recovered liquid, it is desirable to provide a filter for removing impurities in this case from the collected liquid liquid recovery unit, a recovery pipe or the like .

なお、上記実施形態では、露光装置が液浸型の露光装置である場合について説明したが、これに限られるものではなく、液体(水)を介さずにウエハWの露光を行うドライタイプの露光装置にも採用することができる。 In the above embodiment, the exposure apparatus although been described is a liquid immersion type exposure apparatus is not limited thereto, exposure of dry type that performs exposure of wafer W without liquid (water) it can be adopted to a device.

また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。 In the above embodiment, the case has been described where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method is not limited thereto, the present invention is applied to a static exposure apparatus such as a stepper and it may be. ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置をエンコーダで計測することにより、同様に、空気揺らぎに起因する位置計測誤差の発生を殆ど零にすることができ、このエンコーダの計測値に基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。 Even with the stepper or the like, by measuring the position of a stage on which an object subject to exposure is mounted by encoders, it is likewise possible to the generation of position measurement error caused by air fluctuations almost zero, the encoder of based on the measurement values, it is possible to position the stage with high precision, it is possible to transfer to result in highly precise reticle pattern on the object with. また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明は適用することができる。 Also, a reduction projection exposure apparatus by a step-and-stitch method that synthesizes a shot area and a shot area, an exposure apparatus by a proximity method, or the present invention such as a mirror projection aligner can be applied. さらに、例えば特開平10−163099号公報及び特開平10−214783号公報(対応米国特許第6,590,634号)、特表2000−505958号公報(対応米国特許第5,969,441号)、米国特許第6,208,407号などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。 Furthermore, for example, Japanese Patent Publication and Japanese Patent 10-214783 discloses (corresponding U.S. Pat. No. 6,590,634) No. 10-163099, JP-T-2000-505958 (corresponding U.S. Pat. No. 5,969,441) , as disclosed in U.S. Patent No. 6,208,407, the present invention can also be applied to a multi-stage type exposure apparatus equipped with a plurality of wafer stages.

また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系PLは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。 Further, to the projection optical system in the exposure apparatus of the above embodiments may be either an equal magnifying system or a magnifying not only a reduction system, the projection optical system PL is not only a dioptric system, but also may be either a catoptric system or a catadioptric system and, the projected image may be either an inverted image or an upright image. さらに、投影光学系PLを介して照明光ILが照射される露光領域IAは、投影光学系PLの視野内で光軸AXを含むオンアクシス領域であるが、例えば国際公開第2004/107011号パンフレットに開示されるように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも1回形成する光学系(反射系又は反屈系)がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系と同様に、その露光領域は光軸AXを含まないオフアクシス領域でも良い。 Moreover, exposure area IA to which illumination light IL is irradiated via projection optical system PL is the on-axis area that includes optical axis AX within the field of projection optical system PL, for example, WO 2004/107011 pamphlet as disclosed, having a plurality of reflecting surfaces and an optical system for forming an intermediate image at least once (reflection system or anti 屈系) is provided in a part, and has a single optical axis, Like the catadioptric system of a so-called in-line type, the exposure area may be off-axis region not including the optical axis AX. また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。 Further, the illumination area and exposure area described above are the shape is assumed to be rectangular, not limited to this, for example an arc, trapezoidal or parallelogram or the like.

なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ArFエキシマレーザに限らず、KrFエキシマレーザ(出力波長248nm)、F 2レーザ(出力波長157nm)、Ar 2レーザ(出力波長126nm)、Kr 2レーザ(出力波長146nm)などのパルスレーザ光源、g線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。 The light source of the exposure apparatus in the embodiment above is not limited to the ArF excimer laser, KrF excimer laser (output wavelength 248 nm), F 2 laser (output wavelength 157 nm), Ar 2 laser (output wavelength 126 nm), Kr 2 laser ( output wavelength 146 nm) pulse laser light source such as, g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm) can also be used such as high pressure mercury lamp that generates an emission line such as a. また、YAGレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。 It is also possible to use a YAG laser harmonic generator. この他、例えば国際公開第1999/46835号パンフレット(対応米国特許7,023,610号)に開示されているように、真空紫外光としてDFB半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。 In addition, for example, WO 1999/46835 pamphlet as disclosed in (corresponding U.S. Pat. No. 7,023,610), infrared region oscillated from the DFB semiconductor laser or fiber laser as vacuum ultraviolet light, or visible a single-wavelength laser beam in the range, for example, erbium (or both erbium and ytterbium) is a fiber amplifier doped with, it may be used harmonic by converting the wavelength into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal.

また、上記実施形態では、露光装置の照明光ILとしては波長100nm以上の光に限らず、波長100nm未満の光を用いても良いことはいうまでもない。 In the above embodiment, the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to the above wavelength 100nm light, it may of course be used with light having a wavelength less than 100nm. 例えば、近年、70nm以下のパターンを露光するために、SORやプラズマレーザを光源として、軟X線領域(例えば5〜15nmの波長域)のEUV(Extreme Ultraviolet)光を発生させるとともに、その露光波長(例えば13.5nm)の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたEUV露光装置の開発が行われている。 For example, in recent years, in order to expose a pattern equal to or less than 70nm, the SOR or a plasma laser as a light source to generate an EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray range (e.g. a wavelength range of 5 to 15 nm), the exposure wavelength (e.g., 13.5 nm) All reflection reduction optical system designed under the and development of EUV exposure apparatus using a reflective mask is performed. この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも本発明を好適に適用することができる。 In this apparatus, the arrangement in which scanning exposure is performed by synchronously scanning a mask and a wafer using a circular arc illumination can be considered, can be suitably applied to the present invention in such a device. この他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。 In addition, even an exposure apparatus that uses charged particle beams such as an electron beam or an ion beam, the present invention is applicable.

また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型マスク(レチクル)を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第6,778,257号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク(可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子(空間光変調器)の一種であるDMD(Digital Micro-mirror Device)などを含む)を用いても良い。 Further, in the above-described embodiment, a light transmitting type mask is used to form a predetermined light shielding pattern on a transparent substrate (or a phase pattern or a light attenuation pattern) (reticle), in place of the reticle, for example U.S. as disclosed in Patent No. 6,778,257 publication, based on electronic data of the pattern to be exposed, transmission pattern or reflection pattern, or an electronic mask (variable shaped mask to form a light emission pattern, the active mask or also called image generator, for example, may be used non-emission type image display device including DMD (Digital Micro-mirror device) which is a kind of (spatial light modulator)).

また、例えば国際公開第2001/035168号パンフレットに開示されているように、干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置(リソグラフィシステム)にも本発明を適用することができる。 Also, as disclosed in WO 2001/035168 pamphlet, by forming interference fringes on the wafer, an exposure apparatus that forms line-and-space patterns on a wafer (lithography system) it is possible to apply the present invention.

さらに、例えば特表2004−519850号公報(対応米国特許第6,611,316号)に開示されているように、2つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、1回のスキャン露光によってウエハ上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。 Furthermore, for example, as disclosed in JP-T 2004-519850 Patent Publication (corresponding U.S. Pat. No. 6,611,316), two of the reticle pattern synthesized on a wafer through a projection optical system, a single an exposure apparatus for substantially simultaneously double exposure of one shot area on the wafer by scanning exposure can be applied to the present invention.

なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体(エネルギビームが照射される露光対象の物体)はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。 The above embodiment in the object to be formed a pattern (an object subject to exposure to which an energy beam is irradiated) is not limited to a wafer, a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank, other objects But good.

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置、有機EL、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD等)、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。 The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for manufacturing semiconductor, for example, an exposure apparatus for transferring a liquid crystal display device pattern onto a rectangular glass plate, an organic EL, thin-film magnetic heads, imaging devices ( CCD, etc.), can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing micromachines, DNA chips, and the like. また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。 In addition to micro devices such as semiconductor devices, optical exposure apparatus, EUV exposure apparatus, X-ray exposure apparatus, and in order to produce a reticle or mask used in an electron beam exposure device, a glass substrate or a silicon wafer, etc. also the present invention can be applied to an exposure apparatus for transferring a circuit pattern.

半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置(パターン形成装置)によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、デバイス組み立てステップ(ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む)、検査ステップ等を経て製造される。 Electronic devices such as semiconductor devices are steps that designs the functions and performance of the device, the step of fabricating a reticle based on the designing step, a step of fabricating a wafer of silicon material, the exposure apparatus of the embodiment described above (the pattern forming apparatus ) by the step of transferring the pattern of a reticle onto a wafer, a device assembly step (dicing, bonding, including packaging step), and an inspection step or the like. この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。 In this case, in the lithography step, the above embodiments are described above exposure method using the exposure apparatus of execution because the device pattern is formed on the wafer can be produced with good productivity high integration of the device.

以上説明したように、本発明のパターン形成装置は、ウエハ等の物体上にパターンを形成するのに適している。 As described above, the pattern forming apparatus of the present invention is suitable for forming a pattern on an object such as a wafer. また、本発明のデバイス製造方法は、半導体素子などの電子デバイスを製造するのに適している。 Further, the device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing electron devices such as semiconductor devices.

一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 Is a diagram schematically showing the arrangement of an exposure apparatus according to an embodiment. 図1のステージ装置を示す平面図である。 Is a plan view showing a stage apparatus of FIG. 図1の露光装置が備えるエンコーダ、アライメント系などの配置を示す平面図である。 Figure 1 of the exposure apparatus encoder provided is a plan view showing the arrangement of such an alignment system. 図4(A)はウエハステージを示す平面図、図4(B)はウエハステージWSTを示す一部断面した概略側面図である。 FIG. 4 (A) a plan view showing a wafer stage, FIG. 4 (B) is a schematic side view partially sectioned and showing a wafer stage WST. 図5(A)は計測ステージを示す平面図、図5(B)は計測ステージを示す一部断面した概略側面図である。 FIG. 5 (A) a plan view showing a measurement stage, Figure 5 (B) is a schematic side view partially in section showing a measurement stage. 一実施形態に係る露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。 Is a block diagram showing the main configuration of a control system of the exposure apparatus according to an embodiment. 図7(A)及び図7(B)は、複数のヘッドをそれぞれ含む複数のエンコーダによるウエハテーブルのXY平面内の位置計測及びヘッドの切り換え(つなぎ)について説明するための図である。 FIGS. 7 (A) and 7 (B) is a diagram for explaining position measurement and the head switching in the XY plane of wafer table by a plurality of encoders including a plurality of heads respectively (tie). 図8(A)は、エンコーダの構成の一例を示す図、図8(B)は、検出光として格子RGの周期方向に長く延びる断面形状のレーザビームLBが用いられた場合を示す図である。 FIG. 8 (A) shows an example of a configuration of an encoder, and FIG. 8 (B) is a diagram showing a case where the laser beam LB sectional shape that is elongated in the periodic direction of the grating RG as a detection light is used . 図9(A)及び図9(B)は、ロット先頭に行われる、セカンダリアライメント系のベースライン計測動作について説明する FIGS. 9 (A) and 9 FIG. 9 (B) is carried out in the lot top described baseline measurement operation of secondary alignment systems 露光時におけるエンコーダ及び干渉計によるウエハステージの位置計測を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the position measurement of the wafer stage by the encoder and the interferometer during exposure. ウエハのアンローディング時における干渉計によるウエハステージの位置計測を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the position measurement of the wafer stage by the interferometer during unloading of the wafer. ウエハのローディング時における干渉計によるウエハステージの位置計測を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the position measurement of the wafer stage by the interferometer at the time of loading the wafer. 干渉計によるステージサーボ制御からエンコーダによるステージサーボ制御への切り換え時における、ウエハステージとエンコーダヘッドの配置を示す図である。 When switching to stage servo control by the encoder from the stage servo control by interferometer is a diagram showing the arrangement of a wafer stage and an encoder head. ウエハアライメント時におけるエンコーダ及び干渉計によるウエハステージの位置計測を説明するための図である。 It is a diagram for explaining the position measurement of the wafer stage by the encoder and the interferometer during the wafer alignment.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

8…局所液浸装置、39X 1 ,39X 2 …Xスケール、39Y 1 ,39Y 2 …Yスケール、62A〜62F…ヘッドユニット、64…Yヘッド、65…Yヘッド、66…Xヘッド、67…Yヘッド、68…Yヘッド、70A…Yエンコーダ、70C…Yエンコーダ、100…露光装置、150…エンコーダシステム、PL…投影光学系、AL1…プライマリアライメント系、AL2 1 〜AL2 4 …セカンダリアライメント系、W…ウエハ、WST…ウエハステージ。 8 ... local liquid immersion apparatus, 39X 1, 39X 2 ... X scales, 39Y 1, 39Y 2 ... Y scales, 62a to 62f ... head unit, 64 ... Y head, 65 ... Y head, 66 ... X head, 67 ... Y head, 68 ... Y heads, 70A ... Y encoders, 70C ... Y encoder 100 ... exposure apparatus, 150 ... encoder system, PL ... projection optical system, AL1 ... primary alignment system, AL2 1 AL24 4 ... secondary alignment systems, W ... wafer, WST ... wafer stage.

Claims (21)

  1. エネルギビームにより物体を露光して前記物体上にパターンを形成する露光方法であって、 An exposure method for forming a pattern on the object by exposing the object with an energy beam,
    所定の平面内で物体を保持して移動する移動体上の一面に配置され、前記平面に平行な第1方向を周期方向とする格子を有する一対の第1グレーティングにそれぞれ対向する前記第2方向に関して位置が異なる複数の第1エンコーダヘッドの計測値に基づいて、前記移動体の前記第1方向及び前記平面内の回転方向の位置を管理しつつ、前記移動体を前記平面に平行で前記第1方向に直交する第2方向へ移動させ、前記第2方向に関して検出領域の位置が異なる複数のマーク検出系をそれぞれ用いて、前記移動体上に存在する少なくとも1つのマークを検出することで、前記複数のマーク検出系の特性測定を行なう特性測定工程を含む露光方法。 Disposed on a surface of the movable body that moves holding the object within a predetermined plane, said second direction respectively opposed to the pair of first grating having a grating whose periodic direction of the first direction parallel to said plane position based on the measurement values ​​of different first encoder head with respect to, while managing the position of the rotational direction of the inner first direction and the plane of the movable body, said parallel the movable body in said plane first is moved in a second direction perpendicular to the one direction, using a plurality of mark detection systems that different positions of the detection area with respect to the second direction, respectively, by detecting at least one mark is present on the movable body, the exposure method comprising characteristic measurement step of performing a characteristic measurement of said plurality of mark detection systems.
  2. 前記特性測定工程では、前記移動体の前記一面に配置され、前記第2方向を周期方向とする格子を有する第2グレーティングに対向する第2エンコーダヘッドの計測値に基づいて、前記移動体の前記第2方向の位置が管理される請求項1に記載の露光方法。 In said characteristic measuring step, the is disposed on the one surface of the movable body, said second direction based on the measurement values ​​of the second encoder head that faces the second grating having a grating whose periodic direction, said movable body the exposure method according to claim 1 in which the second direction positions are managed.
  3. 請求項1又は2に記載の露光方法を用いて物体上にパターンを形成する工程と; Forming a pattern on an object using the exposure method according to claim 1 or 2;
    前記パターンが形成された物体を現像する工程と;を含むデバイス製造方法。 Process and developing the object on which the pattern has been formed; a device manufacturing method comprising the.
  4. エネルギビームにより物体を露光して前記物体上にパターンを形成する露光装置であって、 An exposure apparatus that forms a pattern on said exposes an object object with an energy beam,
    所定の平面内で物体を保持して移動するとともに、その一面に前記平面に平行な第1方向を周期方向とする格子を有する一対の第1グレーティングが前記物体の載置領域を前記第1方向に直交する第2方向に挟んで配置された移動体と; With holds and moves an object in a predetermined plane, the first direction placement area first grating pair of the object having a grating whose periodic direction of the first direction parallel to the plane on one surface thereof a moving member disposed across in a second direction perpendicular to the;
    前記第2方向に関して位置が異なる複数の第1ヘッドを有し、前記一対の第1グレーティングにそれぞれ対向する2つの前記第1ヘッドの計測値に基づいて、前記移動体の前記第1方向及び前記平面内の回転方向の位置を計測するエンコーダシステムと; The second has a plurality of first heads at different positions with respect to the direction, based on the measurement values ​​of two of the first head that faces each of the pair of first grating, the first direction and the said moving body an encoder system that measures the position in the rotational direction in the plane;
    前記第2方向に関して検出領域の位置が異なる複数のマーク検出系と; Position of the detection region and a different mark detecting system with respect to said second direction;
    前記エンコーダシステムの計測結果に基づいて、前記移動体の前記第1方向及び前記平面内の回転方向の位置を管理しつつ、前記移動体を前記平面に平行で前記第1方向に直交する第2方向へ移動させ、前記複数のマーク検出系をそれぞれ用いて前記移動体上に存在する少なくとも1つのマークを検出することで、前記複数のマーク検出系の特性測定を行なう制御装置と;を備える露光装置。 Based on a measurement result of the encoder system, while managing the position of the rotation direction of the first direction and the plane of the movable body, a second orthogonal to the movable body in the first direction parallel to said plane is moved in a direction, the plurality of mark detection system by detecting at least one mark is present on the moving body using respectively, and a control unit performs a characteristic measurement of said plurality of mark detecting systems; exposure comprising apparatus.
  5. 前記移動体の前記一面には、前記第2方向を周期方向とする格子を有する第2グレーティングが少なくとも1つ設けられ、 Wherein the one surface of the movable body, a second grating having a grating that said second direction a periodic direction is provided at least one,
    前記エンコーダシステムは、少なくとも1つの第2ヘッドをさらに有し、前記第2グレーティングに対向する前記第2ヘッドの計測値に基づいて、前記移動体の前記第2方向の位置をさらに計測する請求項4に記載の露光装置。 The encoder system further comprises at least one second head, the claims based on the measurement values ​​of the second head that faces the second grating, further measures the position of the second direction of the movable body An apparatus according to 4.
  6. 前記制御装置は、前記特性測定に際し、前記エンコーダシステムの計測結果に基づいて、前記移動体の前記第2方向の位置をさらに管理する請求項5に記載の露光装置。 Wherein the controller, when the characteristic measurement, on the basis of the encoder system of the measurement results, the exposure apparatus according to claim 5, further manages the position of the second direction of the movable body.
  7. 前記複数の第1ヘッドは、前記複数の検出領域の両外側にそれぞれ複数配置された、第1、第2のヘッド群に分離されている請求項5又は6に記載の露光装置。 Wherein the plurality of first heads, said a plurality of respectively disposed on both outer sides of the plurality of detection regions, the first exposure apparatus according to claim 5 or 6 is separated into a second head group.
  8. 前記第1,第2のヘッド群は、それぞれ、前記第1方向に関して他の第1ヘッドと位置が異なる第1ヘッドを少なくとも1つ含む請求項7に記載の露光装置。 It said first, second head groups, respectively, an exposure apparatus according to the other first first head head and different positions with respect to the first direction to at least one containing claim 7.
  9. 前記第1、第2のヘッド群それぞれに含まれる前記複数の第1ヘッドのうち、最も内側に位置する第1ヘッドが、前記第1方向に関して、他の第1ヘッドと位置が異なる請求項8に記載の露光装置。 The first, of the plurality of first heads included in each second head group, the first head located on the innermost side, with respect to the first direction, claim position and the other first head differs 8 the exposure apparatus according to.
  10. 前記第1,第2のヘッド群それぞれが有する前記複数の第1ヘッドは、前記第2方向に関して前記第1グレーティングの幅よりも狭い間隔で配置されている請求項7〜9のいずれか一項に記載の露光装置。 The first, the plurality of first heads each second head unit has the any one of claims 7 to 9 which are arranged at narrower intervals than the width of the first grating with respect to the second direction the exposure apparatus according to.
  11. 前記複数のマーク検出系は、前記検出領域の位置が固定の第1マーク検出系と、少なくとも前記第2方向に関して前記検出領域の位置が調整可能な第2マーク検出系とを含む請求項7〜10のいずれか一項に記載の露光装置。 Wherein the plurality of mark detection systems, claims 7 to the position of the detection region comprises a first mark detection system fixed, and at least a second mark detection system the position of the detection region is adjustable with respect to the second direction An apparatus according to any one of 10.
  12. 前記複数のマーク検出系は、前記第1マーク検出系の検出中心に関して対称に検出中心が設定可能な少なくとも1対の前記第2マーク検出系を含む請求項11に記載の露光装置。 Wherein the plurality of mark detecting systems, the exposure apparatus of claim 11 including said second mark detection system at least one pair of detection centers symmetrically settable with respect to the detection center of the first mark detecting system.
  13. 前記複数の検出領域の前記第1方向の一側に配置された光学部材をさらに備える請求項5〜12のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to any one of claims 5-12, further comprising an optical member disposed on a side of the first direction of the plurality of detection areas.
  14. 前記エンコーダシステムは、前記第2ヘッドを複数有し、該複数の第2ヘッドは、前記第1方向に関して位置が異なる請求項13に記載の露光装置。 The encoder system, the second has a plurality of heads, second heads and the plurality of exposure apparatus according to claim 13 in which different positions with respect to the first direction.
  15. 前記複数の第2ヘッドは、前記光学部材の中心近傍を通る第1方向の直線である基準線に沿って配置されている請求項14に記載の露光装置。 The plurality of second heads, an exposure apparatus according to a first direction of claim 14 along the reference line is located is a straight line passing through the center vicinity of the optical member.
  16. 前記複数の第2ヘッドは、前記基準線上で、前記光学部材の前記第1方向の一側と前記前記複数の検出領域の第1方向の他側とに配置され、それぞれ複数の第2ヘッドを含む第3、第4のヘッド群に分離され、 It said plurality of second heads are in the reference line, the disposed and the other side a first direction of the one side and the plurality of detection areas in the first direction of the optical member, a plurality of second heads third, it is separated into a fourth group of head including,
    前記移動体の前記一面には、前記第2グレーティングが前記物体の載置領域を挟んで前記第1方向に離れて一対配置されている請求項15に記載の露光装置。 Wherein the one surface of the movable body, the exposure apparatus according to claim 15, wherein the second grating is a pair spaced apart in the first direction across the mounting region of the object.
  17. 前記第3、第4のヘッド群それぞれに属する複数の第2ヘッドは、前記第1方向に関して前記第2グレーティングの幅より狭い間隔で配置されている請求項16に露光装置。 It said third plurality of second heads belonging to each of the first four groups of heads, an exposure apparatus in claim 16 which is closely spaced from the width of the second grating with respect to the first direction.
  18. 前記エンコーダシステムは、前記光学部材を挟んで、前記第2方向の一側と他側に配置され、前記第2方向に関して位置が異なる複数の第1ヘッドをそれぞれ含む第5、第6のヘッド群をさらに含み、前記一対の第1グレーティングにそれぞれ対向する前記第5、第6のヘッド群にそれぞれ属する各1つのヘッドの計測値に基づいて、前記移動体の前記第1方向及び前記平面内の回転方向の位置を計測する請求項13〜17のいずれか一項に記載の露光装置。 The encoder system, across the optical member, wherein one side of the second direction and disposed on the other side, the fifth, the head group of the 6 each including the second plurality of first heads whose position varies with respect to the direction further comprising a, the fifth facing each to the pair of first grating, based on the measurement values ​​of each one head belonging respectively to the head group of the sixth, in the first direction and the plane of the movable body the exposure apparatus according to any one of claims 13 to 17 for measuring the position in the rotational direction.
  19. 前記第5、第6のヘッド群それぞれに含まれる前記複数の第1ヘッドのうち、最も前記光学部材の中心に近い側に位置する第1ヘッドが、前記第1方向に関して、他の第1ヘッドと位置が異なる請求項18に記載の露光装置。 The fifth, of the plurality of first heads included in each sixth head group, most the first head located closer to the center of the optical member, wherein with respect to the first direction, the other of the first head an exposure device according to positions different claims 18.
  20. 前記第5、第6のヘッド群それぞれの複数の第1ヘッドは、前記第2方向に関して前記第1グレーティングの幅より狭い間隔で配置されている請求項18又は19に記載の露光装置。 It said fifth, sixth first head head group of each of the plurality of the exposure apparatus according to claim 18 or 19 are arranged at the narrower intervals than the width of the first grating with respect to the second direction.
  21. 前記光学系と前記物体の間を液体で満たして液浸領域を形成する液浸システムを、さらに備える請求項13〜20のいずれか一項に記載の露光装置。 The exposure apparatus according to any one of the immersion system that forms a liquid immersion area meets optical system and between the object with liquid, according to claim further comprising 13-20.
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