JP5077744B2 - Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents
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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, an exposure apparatus, and a device manufacturing method, and more particularly, an exposure method and an exposure apparatus used in a lithography process for manufacturing a semiconductor element, a liquid crystal display element, and the like, and a device manufacturing using the exposure method Regarding the method.
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, in a lithography process for manufacturing microdevices (electronic devices, etc.) such as semiconductor elements and liquid crystal display elements, a step-and-repeat type reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) or a step-and-scan type projection exposure is used. An apparatus (a so-called scanning stepper (also called a scanner)) or the like is 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。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。 In such a stepper or scanner, the position of a substrate to be exposed, for example, a stage that holds a wafer, is generally measured using a laser interferometer. However, the required performance becomes severe due to the miniaturization of the pattern accompanying the high integration of the semiconductor element. For example, regarding the overlay error, the overall tolerance of the overlay error is on the order of several nanometers. The permissible value of the position control error is less than sub-nano order, and now, short-term fluctuations in measured values due to temperature fluctuations (air fluctuations) of the atmosphere on the beam optical path of the laser interferometer 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, high-resolution encoders that are less susceptible to air fluctuations than interferometers have attracted attention, and an exposure apparatus that uses the encoders to measure the position of a wafer stage or the like has been developed. Yes.
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。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。 However, when an encoder is used, there are a number of problems that need to be solved in order to enable highly accurate position measurement of the wafer stage over a wide range similar to that of an interferometer and to maintain the throughput of the entire apparatus. One of them is to improve the alignment accuracy without reducing the throughput during wafer alignment.
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1方向に直交する第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である。 The present invention has been made under the circumstances described above. From a first viewpoint, the present invention is an exposure method in which an object is exposed by an energy beam to form a pattern on the object, and the object is formed within a predetermined plane. A second direction orthogonal to the first direction, which is disposed on one surface of a moving body that holds and moves, and has a pair of first gratings each having a grating having a first direction parallel to the plane as a periodic direction position based on the measurement values of different first encoder head with respect to the while managing the position of the rotation direction of the first direction and the plane of the movable body, before parallel to the moving body in said plane Stories is moved in the second direction, 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 Characteristic measurement step of performing a mark detection system characteristic measurement of a 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。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。
According to this, the position with respect to the second direction based on the measurement values of different first encoder head you respectively opposed 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 moving with high accuracy, the moving body is moved in the second direction, and at least one mark existing on the moving body is detected by using a plurality of mark detection systems in which the positions of the detection areas are different in the second direction. Thus, the characteristics of the plurality of mark detection systems are measured. As a result, the position information of the mark can be obtained for each mark detection system with the position control error in the first direction and the rotation direction of the moving body eliminated as much as possible. As a result, the characteristics of the plurality of mark detection systems can be accurately obtained. It becomes possible to measure well.
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。 From a second viewpoint, the present invention is a device manufacturing method including a step of forming a pattern on an object using the exposure method of the present invention; and a step of developing the object on which the pattern is 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;を備える露光装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that exposes an object with an energy beam to form a pattern on the object, moves the object while holding the object in a predetermined plane, A moving body in which a pair of first gratings each having a grating whose periodic direction is a first direction parallel to the plane is disposed with a placement region of the object sandwiched in a second direction orthogonal to the first direction; The plurality of first heads having different positions with respect to the second direction, and the first direction and the plane of the moving body based on the measurement values of the two first heads respectively facing the pair of first gratings An encoder system for measuring a position in the rotational direction of the plurality of mark detection systems, wherein a plurality of mark detection systems differ in the position of the detection region with respect to the second direction; and based on a measurement result of the encoder system, While managing the position of the moving body in the first direction and the rotational direction in the plane, the moving body is moved in a second direction parallel to the plane and orthogonal to the first direction, and the plurality of mark detection systems And a control device that measures the characteristics of the plurality of mark detection systems by detecting at least one mark that is present on the moving body.
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。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。 According to this, the control device moves the moving body in the second direction while managing the position of the moving body in the first direction and the rotational direction in the plane based on the measurement result of the encoder system, and a plurality of marks. Characteristic measurement of a plurality of mark detection systems is performed by sequentially detecting at least one mark present on the moving body using each detection system. As a result, the position information of the mark can be obtained for each mark detection system in a state in which the position control error in the first direction and the rotation direction of the moving body is eliminated as much as possible. It becomes possible to measure well.
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。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.
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。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。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。
FIG. 1 schematically shows a configuration of an
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。ウエハステージWST上には、ウエハWが載置されている。
The
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。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。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。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。
The
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。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。 On reticle stage RST, reticle R on which a circuit pattern or the like is formed on its pattern surface (the lower surface in FIG. 1) is fixed, for example, by vacuum suction. The reticle stage RST can be slightly driven in the XY plane by a reticle stage drive system 11 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 6) including a linear motor, for example, and also in the scanning direction (left and right direction in FIG. 1). Can be driven at a scanning speed designated in the Y-axis direction).
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。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。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。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。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。
Position information within the moving plane of reticle stage RST (including rotation information in the θz direction) is transferred by reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 116 to moving mirror 15 (actually in the Y-axis direction). Through a Y-moving mirror (or retro reflector) having an orthogonal reflecting surface and an X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X-axis direction), detection is always performed with a resolution of, for example, about 0.25 nm. Is done. The measurement value of
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。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。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。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。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。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。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。
Projection unit PU is arranged below reticle stage RST in FIG. The projection unit PU includes a
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。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。 Although not shown, the projection unit PU is mounted on a lens barrel surface plate supported by three support columns via a vibration isolation mechanism. However, the present invention is not limited to this. For example, as disclosed in the pamphlet of International Publication No. 2006/038952, a main frame member (not shown) disposed above the projection unit PU or a base member on which the reticle stage RST is disposed. For example, the projection unit PU may be supported by being suspended.
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。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。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。
In the
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。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。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。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。
Further, in the
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 other end of the supply pipe (not shown) whose one end is connected to the liquid supply device 5 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6) is 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。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。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。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。
The liquid supply device 5 includes a tank for supplying liquid, a pressure pump, a temperature control device, a valve for controlling supply / stop of the liquid to the
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。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。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。
The liquid recovery device 6 includes a tank and a suction pump for recovering the liquid, a valve for controlling recovery / stop of the liquid via the
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。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。 In this embodiment, pure water that transmits ArF excimer laser light (light having a wavelength of 193 nm) (hereinafter, simply referred to as “water” unless otherwise required) is used as the liquid. Pure water can be easily obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing factory or the like, and has an advantage that it does not adversely affect the photoresist, optical lens, etc. on the wafer.
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。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。 The refractive index n of water with respect to ArF excimer laser light is approximately 1.44. In this water, the wavelength of the illumination light IL is shortened to 193 nm × 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)。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。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。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。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。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。
Each of the liquid supply device 5 and the liquid recovery device 6 includes a controller, and each controller is controlled by the main controller 20 (see FIG. 6). The controller of the liquid supply apparatus 5 opens a valve connected to the
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。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。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。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。
As is apparent from the above description, in this embodiment, the local
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。
Even when the measurement stage MST is positioned below the projection unit PU, it is possible to fill water between a measurement table (to be described later) and the
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。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。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。 In the above description, one liquid supply pipe (nozzle) and one liquid recovery pipe (nozzle) are provided as an example. However, the present invention is not limited to this, and the relationship with surrounding members is considered. However, if the arrangement is possible, for example, as disclosed in International Publication No. 99/49504, a configuration having a large number of nozzles may be employed. In short, as long as the liquid can be supplied between the lowermost optical member (tip lens) 191 constituting the projection optical system PL and the wafer W, any configuration may be used. For example, an immersion mechanism disclosed in International Publication No. 2004/053955 pamphlet or an immersion mechanism disclosed in European Patent Publication No. 1420298 can be applied to the exposure apparatus of this 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。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。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。
Returning to FIG. 1, the
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。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。
Returning to FIG. 1, non-contact bearings (not shown), for example, vacuum preload type aerostatic bearings (hereinafter referred to as “air pads”) are provided at a plurality of locations on the bottom surfaces of wafer stage WST and measurement stage MST. The wafer stage WST and the measurement stage MST are supported in a non-contact manner above the
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 is mounted on
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。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。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。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)、Al2O3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。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。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。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。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。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。
On wafer table WTB, a wafer holder (not shown) for holding wafer W by vacuum suction or the like is provided. Although the wafer holder may be formed integrally with wafer table WTB, in this embodiment, the wafer holder and wafer table WTB are separately configured, and the wafer holder is fixed in the recess of wafer table WTB by, for example, vacuum suction. In addition, the upper surface of wafer table WTB has a surface (liquid repellent surface) that has been made liquid repellent with respect to liquid Lq and is substantially flush with the surface of wafer W placed on wafer holder, and has an outer shape. A plate (liquid repellent plate) 28 having a rectangular (contour) and a circular opening that is slightly larger than the wafer holder (wafer mounting region) is provided at the center thereof. The
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。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。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。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。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。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。
In this case, the inner first
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。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。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 is clear from FIG. 4A, a rectangular notch is formed at the center of the first
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。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。
The wafer stage WST below each aerial image measurement slit pattern SL has an L shape in which an optical system including an objective lens, a mirror, a relay lens, and the like is housed as shown in FIG. 4B. The
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。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。
The optical system inside the
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。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39Y1,39Y2がそれぞれ形成され、Yスケール39Y1,39Y2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。
Furthermore, a large number of grid lines are directly formed on the upper surface of the second
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39Y1及び39Y2に挟まれた状態でXスケール39X1,39X2がそれぞれ形成され、Xスケール39X1,39X2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。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。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。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。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。これらスケールは前述の撥液膜(撥水膜)で覆われている。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。その他の図においても同様である。
Similarly, the X scales 39X 1 and 39X 2 are sandwiched between the Y scales 39Y 1 and 39Y 2 in the region on one side and the other side (upper and lower sides in FIG. 4) of the second
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。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。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。
Thus, in this embodiment, since the second
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。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。 In order to protect the diffraction grating, it is also effective to cover it with a glass plate having a low thermal expansion coefficient having water repellency. Here, as the glass plate, a glass plate having the same thickness as the wafer, for example, a thickness of 1 mm can be used, and the wafer table so that the surface of the glass plate is the same height (level) as the wafer surface. Installed on top of WST.
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。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。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。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。 A positioning pattern (not shown) for determining a relative position between an encoder head and a scale, which will be described later, is provided near the end of each scale. This positioning pattern is composed of, for example, grid lines having different reflectivities. When the encoder head scans the positioning pattern, the intensity of the output signal of the encoder changes. Therefore, a threshold is set in advance, and a position where the intensity of the output signal exceeds the threshold is detected. Based on the detected position, a relative position between the encoder head and the scale is set.
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。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。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。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。
The -Y end surface and -X end surface of wafer table WTB are mirror-finished to form reflecting
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。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。
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。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。
In addition, for example, in the movement of wafer stage WST between the loading operation and the alignment operation and / or between the exposure operation and the unloading operation, the measurement information of
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。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。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。
In the present embodiment, wafer stage WST is mounted on stage
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。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。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。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。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。
Further, in the present embodiment, the position information of wafer stage WST measured by
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。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。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。
The measurement stage MST includes a stage
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。
6 includes a linear motor and the Z / leveling mechanism for driving the
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。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。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。
Various measurement members are provided on the measurement table MTB (and the stage main body 92). As this measuring member, for example, as shown in FIGS. 2 and 5A, an
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。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。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。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。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。
As the
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。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。
In this embodiment, as can be seen from FIG. 5A, the frequently used sensors, the
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 sensors described above, illumination light IL is received on the image plane of the projection optical system PL disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-16816 (corresponding US Patent Application Publication No. 2002/0061469). An illuminance monitor having a light receiving portion with a predetermined area may be adopted, and it is desirable that this illuminance monitor is also arranged on 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。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。
In the present embodiment, the illumination light IL is applied in response to the immersion exposure that exposes the wafer W with the exposure light (illumination light) IL via the projection optical system PL and the liquid (water) Lq. The illuminance unevenness sensor 94 (and the illuminance monitor), the aerial
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。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。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。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。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。
As shown in FIG. 5B, a frame-shaped
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。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。
On the mounting
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。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。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。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。
Since the
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。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。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。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。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。
A plurality of reference marks M are formed on the upper surface of the
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)。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。
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。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。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AL21,AL22と、AL23,AL24とがそれぞれ設けられている。すなわち、5つのアライメント系AL1,AL21〜AL24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。
In the
各セカンダリアライメント系AL2n(n=1〜4)は、セカンダリアライメント系AL24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56n(n=1〜4)の先端(回動端)に固定されている。本実施形態では、各セカンダリアライメント系AL2n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56n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。セカンダリアライメント系AL21,AL22,AL23,AL24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。すなわち、セカンダリアライメント系AL21,AL22,AL23,AL24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。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AL21,AL22,AL23,AL24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。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AL21,AL22,AL23,AL24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AL21,AL22,AL23,AL24をX軸方向に往復駆動する駆動機構を設けても良い。また、セカンダリアライメント系AL21,AL22,AL23,AL24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。なお、各セカンダリアライメント系AL2nはその一部がアーム56n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56n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。このセンサは、セカンダリアライメント系AL2n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。 Each secondary alignment system AL2 n (n = 1 to 4) rotates in a predetermined angle range clockwise and counterclockwise in FIG. 3 around the rotation center O as representatively shown for the secondary alignment system AL2 4 . The movable arm 56 n (n = 1 to 4) is fixed to the tip (rotating end). In the present embodiment, each secondary alignment system AL2 n includes a part thereof (for example, at least an optical system that irradiates the detection region with the alignment light and guides the light generated from the target mark in the detection region to the light receiving element). It is fixed to the arm 56 n and the remaining part is provided on the main frame that holds the projection unit PU. The secondary alignment systems AL2 1 , AL2 2 , AL2 3 , AL2 4 are each rotated about the rotation center O to adjust the X position. That is, the secondary alignment systems AL2 1 , AL2 2 , AL2 3 , AL2 4 have their detection areas (or detection centers) independently movable in the X-axis direction. Therefore, the primary alignment system AL1 and the secondary alignment systems AL2 1 , AL2 2 , AL2 3 , AL2 4 can adjust the relative positions of their detection areas in the X-axis direction. 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 with a driving mechanism that reciprocates in the X-axis direction. Further, at least one of the secondary alignment systems AL2 1 , AL2 2 , AL2 3 , AL2 4 may be movable not only in the X axis direction but also in the Y axis direction. 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 Measurement is possible. This sensor may only measure the positional information of the secondary alignment system AL2 n in the X-axis direction, but in other directions, for example, the Y-axis direction and / or the rotational direction (including at least one of the θx and θy directions). The position information may be measurable.
各アーム56n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58n(n=1〜4)が設けられている。また、アーム56nは、例えばモータ等を含む回転駆動機構60n(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。主制御装置20は、アーム56nの回転調整後に、各バキュームパッド58nを作動させて各アーム56nを不図示のメインフレームに吸着固定する。これにより、各アーム56n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AL21〜AL24の所望の位置関係が維持される。
A vacuum pad 58 n (n = 1 to 4) made of a differential exhaust type air bearing is provided on the upper surface of each arm 56 n . Further, the arm 56 n can be rotated in accordance with an instruction from the
なお、メインフレームのアーム56n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。 If the portion of the main frame facing the arm 56 n is a magnetic material, an electromagnet may be used instead of the 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AL21〜AL24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。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AL21〜AL24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。
In the present embodiment, as each of the primary alignment system AL1 and the four secondary alignment systems AL2 1 to AL2 4 , for example, a broadband detection light beam that does not expose the resist on the wafer is irradiated to the target mark, and the reflected light from the target mark The target mark image formed on the light receiving surface and the image of the index (not shown) (the index pattern on the index plate provided in each alignment system) are imaged using an image sensor (CCD, etc.) An image processing type FIA (Field Image Alignment) system that outputs the image pickup signal is used. Imaging signals from each of the primary alignment system AL1 and the four secondary alignment systems AL2 1 to AL2 4 are supplied to the
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。また、本実施形態では、5つのアライメント系AL1、AL21〜AL24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。
The alignment system is not limited to the FIA system. For example, the target mark is irradiated with coherent detection light to detect scattered light or diffracted light generated from the target mark, or 2 generated from the target mark. Of course, it is possible to use an alignment sensor that detects two diffracted lights (for example, diffracted lights of the same order or diffracted in the same direction) by interference alone or in appropriate combination. In the present embodiment, the five alignment systems AL1, AL2 1 to AL2 4 are fixed to the lower surface of the main frame holding the projection unit PU via the
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。
Furthermore, in the
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。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。
In the
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65i、64i(i=1〜5)をそれぞれ備えている。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652〜655,641〜644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651,645とを備えている。
As shown in FIG. 3, each of the
ヘッドユニット62Aは、前述のYスケール39Y1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。同様に、ヘッドユニット62Cは、前述のYスケール39Y2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。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39Y1,39Y2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。
The
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。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。ヘッドユニット62Bは、前述のXスケール39X1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。また、ヘッドユニット62Dは、前述のXスケール39X2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。
As shown in FIG. 3, the
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39X1,39X2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。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。
Here, the interval WD between the adjacent X heads 66 (measurement beams) included in the
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。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。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。
In the present embodiment,
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。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AL21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AL21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。
The
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。後述するアライメント動作の際などには、Yスケール39Y2,39Y1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
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AL21、AL24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。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 this embodiment, the Y heads 67 and 68 adjacent to the secondary alignment systems AL2 1 and AL2 4 in the X-axis direction at the time of baseline measurement (Sec-BCHK (interval)) of the secondary alignment system described later, The Y positions of the
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。
The measured values of the six
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。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。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。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。
In FIG. 3, the measurement stage MST is not shown, and a liquid immersion region formed by the water Lq held between the measurement stage MST and the
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。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。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。
FIG. 6 shows the main configuration of the control system of the
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39Y1,39Y2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39X1、39X2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。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。
Since the
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。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。
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e1で示されるように、隣のYヘッド65、64に順次切り換える。例えば実線の丸で囲まれるYヘッド642から点線の丸で囲まれるYヘッド643へ切り換える。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39Y1,39Y2のX軸方向の幅よりも狭く設定したものである。
Further,
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。
Further, at the time of Sec-BCHK (lot head), which will be described later,
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39X1,39X2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e2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665から点線の丸で囲まれるXヘッド666へ切り換える)。
In the present embodiment, as described above, the interval WD between the adjacent X heads 66 included in the
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。この図8(A)では、Yスケール39Y2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。
Next, the configuration and the like of the
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。
The
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。
The
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
前記受光系64cは、偏光子(検光子)及び光検出器等を含む。
The
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LB1、LB2となる。偏光ビームスプリッタPBSを透過したビームLB1は反射ミラーR1aを介してYスケール39Y1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LB2は反射ミラーR1bを介して反射型回折格子RGに到達する。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。
In this
ビームLB1、LB2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。 A diffracted beam of a predetermined order generated from the diffraction grating RG by irradiation of the beams LB 1 and LB 2 , for example, a first-order diffracted beam is converted into circularly polarized light by the λ / 4 plates WP1b and WP1a via the lenses L2b and L2a, respectively. Thereafter, the light is reflected by the reflection mirrors R2b and R2a, passes through the λ / 4 plates WP1b and WP1a again, follows the same optical path as the forward path in the reverse direction, and reaches the polarization beam splitter PBS.
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。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LB1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LB2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LB1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。
The polarization directions of the two beams that have reached the polarization beam splitter PBS are each rotated by 90 degrees with respect to the original direction. For this reason, the first-order diffracted beam of the beam LB 1 that has passed through the polarizing beam splitter PBS first is reflected by the polarizing beam splitter PBS and enters the
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。
The two first-order diffracted beams are aligned in the polarization direction by the analyzer inside the
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。そして、Yスケール39Y2(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。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。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。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。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。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。
As can be seen from the above description, in the Y encoder 70C, since the optical path lengths of the two beams to be interfered are extremely short and almost equal, the influence of air fluctuation can be almost ignored. When the Y scale 39Y 2 (that is, the wafer stage WST) moves in the measurement direction (in this case, the Y-axis direction), the phases of the two beams change and the intensity of the interference light changes. The change in the intensity of the interference light is detected by the
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AL2n(n=1〜4)のベースライン計測動作について説明する。ここで、セカンダリアライメント系AL2n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AL2n(の検出中心)の相対位置を意味する。なお、セカンダリアライメント系AL2n(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60n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。
Next, the baseline measurement operation of the secondary alignment system AL2 n (n = 1 to 4) performed mainly immediately before the start of the processing on the lot wafers (the lot head) will be described. 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). Note that the secondary alignment system AL2 n (n = 1 to 4) is driven by the
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。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39Y1,39Y2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39X2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。
a. In the baseline measurement of the secondary alignment system performed at the beginning of the lot (hereinafter also referred to as Sec-BCHK (lot beginning) as appropriate), the
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AL21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。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39Y1,39Y2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39X2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。
b. Next,
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AL22,AL23,AL24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。
c. Similarly,
d.そして、主制御装置20は、上記a.の処理結果と上記b.又は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AL2nのベースラインをそれぞれ算出する。
d. Then, the
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AL2nとで検出することで、各セカンダリアライメント系AL2n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 wafer W (process wafer) at the head of the lot and detecting the same alignment mark on the wafer W by the primary alignment system AL1 and each secondary alignment system AL2 n , each secondary alignment system AL2 is detected. Since the baseline of n is obtained, this process eventually corrects the difference in detection offset between the alignment systems caused by the process.
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AL2n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AL2n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39Y1,39Y2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。また、このとき、ウエハステージWSTのX位置は、Xスケール39X2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。
In the present embodiment, since the
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AL2nのベースライン計測を行っても良い。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AL2nでそれぞれ検出しても良い。あるいは、例えば、セカンダリアライメント系AL2n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AL2n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。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。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AL2n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AL2nによる基準マークの検出を実行可能としても良い。この場合、セカンダリアライメント系AL2n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AL2nと同数設けても良い。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AL2n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AL2n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AL2n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。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。
Note that the baseline measurement of the secondary alignment system AL2 n may be performed using a reference mark on wafer stage WST or measurement stage MST instead of the wafer alignment mark. In this case, the reference mark FM of the
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。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。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。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。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。これまでに説明に用いた、各図面についても同様である。
Next, a parallel processing operation using wafer stage WST and measurement stage MST in
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。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。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。 FIG. 10 shows a state in which step-and-scan exposure is performed on wafer W placed on wafer stage WST. In this exposure, wafer stage WST is moved to the scanning start position (acceleration start position) for exposure of each shot area on wafer W based on the result of wafer alignment (EGA: Enhanced Global Alignment) performed before the start. It is performed by repeating the movement between the moving shots and the scanning exposure in which the pattern formed on the reticle R is transferred to each shot area by the scanning exposure method. Further, the exposure is performed in order from the shot area located on the −Y side on the wafer W to the shot area located on the + Y side.
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。ここで、2つのXエンコーダ70B,70Dは、Xスケール39X1,39X2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39Y1,39Y2のそれぞれに対向するYヘッド65、64により構成される。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。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。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。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。
During the exposure described above,
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39X1にはXヘッド665(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39X2に対向するXヘッド66はない。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。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665はXスケール39X1から外れ(対向しなくなり)、代わりにXヘッド664(図中に破線の丸で囲んで示されている)がXスケール39X2に対向する。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。
At the position of wafer stage WST shown in FIG. 10, X head 66 5 (shown in a circle in the figure) faces
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,
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。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。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。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。
Note that the position (X, Y, Z, θx, θy, θz) measurement of wafer stage WST using
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。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。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。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)。
When exposure of wafer W is completed,
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。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。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。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。
After wafer stage WST moves to the scrum state and further moves in the -Y direction and moves out of the effective stroke area (area where the wafer stage moves during exposure and wafer alignment), all X
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。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。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。
Thereafter, as shown in FIG. 11, wafer stage WST releases the scrum state with measurement stage MST and moves to unload position UP. After the movement,
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AL21〜AL24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。ここで、XY面内の位置(θz回転)を計測するために、Yヘッド673,682とYヘッド673,682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。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。
In parallel with these operations,
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,AL21〜AL24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, as shown in FIG. 13,
このとき、図13に示されるように、2つのYヘッド682,673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39Y1,39Y2とXスケール39X2に対向するようになる。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。干渉計システム118は、再び補助的に使用される。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。
At this time, as shown in FIG. 13, two Y heads 68 2 and 67 3 and one X head 66 (indicated by circles in the figure) are respectively connected to Y scales 39Y 1 and 39Y 2 . It comes to face the
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AL21〜AL24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)。
Thereafter,
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。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。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。
In the present embodiment, wafer stage WST and measurement stage MST are in the scrum state before the wafer alignment shown in FIG. 14 is started.
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 wafer alignment (EGA),
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。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。以降、同様の動作が繰り返し実行される。
When the above operations are completed,
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AL21〜AL24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。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39Y1,39Y2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。
As described above, according to the
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AL21〜AL24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。従って、主制御装置20は、アライメント系AL1、AL21〜AL24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。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39X2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。従って、セカンダリアライメント系AL21〜AL24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。
For this reason, for example, at the time of the above-described Sec-BCHK (lot head),
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AL21〜AL24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 base lines (X-axis direction and Y-axis direction) of the secondary alignment systems AL2 1 to AL2 4 are obtained by processing of Sec-BCHK (interval) performed at a predetermined interval (here, every wafer exchange). 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。 Then, based on the latest baseline obtained in this way and the result of wafer alignment (EGA), the wafer stage is moved to the scanning start position (acceleration start position) for exposure of each shot area on the wafer W. By repeating the movement operation between shots in which the WST is moved and the scanning exposure operation in which the pattern formed on the reticle R is transferred to each shot area by the scanning exposure method, the pattern of the reticle R is transferred to a plurality of shots on the wafer W. It becomes possible to transfer to the area with high accuracy (overlay accuracy).
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。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39Y1,39Y2又はXスケール39X1,39X2)と、スケール39Y1,39Y2,39X1,39X2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。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。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。
According to the present embodiment, the position information of wafer table WTB (wafer stage WST) is measured by three of the four
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。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、AL21〜AL24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、AL21〜AL24の配置に合わせて配置することが可能になる。
Further, according to the
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39Y1,39Y2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。これにより、上記Sec-BCHKの際などに、Yスケール39Y2,39Y1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。
Further, the distance in the X-axis direction between each of the four Y heads 67 and 68 provided in the
また、主制御装置20は、アライメント系AL1、AL21〜AL24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39Y2,39Y1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39Y1,39Y2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,
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。例えば、前述のSec-BCHK(ロット先頭)に際し、アライメント系AL21,AL24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。 In addition, as is apparent from the above description, the exposure apparatus of the present embodiment can perform the servo control from the start of servo control of the position of the wafer stage WST in the XY plane based on the measurement value of the encoder system to the end of exposure. A sequence is adopted in which wafer stage WST moves within the range. For example, in the case of the above-described Sec-BCHK (lot head), the wafer stage WST does not go out of the above-described range where the servo control can be performed, regardless of whether the alignment system AL2 1 or AL2 4 is used for detection. It is desirable to select an alignment mark 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AL21〜AL24(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。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。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。
In the above embodiment, the Sec-BCHK (lot head) process is exemplified as the characteristic measurement of the plurality of alignment systems AL2 1 to AL2 4 (mark detection system). However, the present invention is not limited to this. Absent. In short, the wafer stage WST is moved in the X-axis direction while managing the positions of the wafer stage WST in the Y-axis direction and the θz direction based on the measurement results of the
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、AL21〜AL24)の両外側に、Yヘッドがそれぞれ複数あれば良い。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39X1、39X2に、Yヘッド68、67が少なくとも各1つ対向できれば良い。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。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。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。
In the above embodiment, the case where each of the
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。 Also, the number of mark detection systems (alignment systems) is not limited to five, and it is sufficient if there are two or more mark detection systems having different detection area positions in the second direction (X-axis direction in the above embodiment). Any number is acceptable.
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。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。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。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。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。
In the above embodiment, the lower surface of the
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。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。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。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。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。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。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。あるいは、液体としては、純水に、H+、Cs+、K+、Cl−、SO4 2−、PO4 2−等の塩基又は酸を添加(混合)したものであっても良い。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。これら液体は、ArFエキシマレーザ光を透過可能である。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。また、F2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。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。液体として、超臨界流体を用いることも可能である。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。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。 In the above embodiment, pure water (water) is used as the liquid. However, the present invention is not limited to this. As the liquid, a safe liquid that is chemically stable and has a high transmittance of the illumination light IL, such as a fluorine-based inert liquid, may be used. As this fluorinated inert liquid, for example, Fluorinert (trade name of 3M, USA) can be used. This fluorine-based inert liquid is also excellent in terms of cooling effect. Further, a liquid having a refractive index higher than that of pure water (refractive index of about 1.44), for example, 1.5 or more may be used as the liquid. Examples of the liquid include predetermined liquids having C—H bonds or O—H bonds such as isopropanol having a refractive index of about 1.50 and glycerol (glycerin) having a refractive index of about 1.61, hexane, heptane, decane, and the like. Or a predetermined liquid (organic solvent) or decalin (Decalin: Decahydronaphthalene) having a refractive index of about 1.60. Alternatively, any two or more of these liquids may be mixed, or at least one of these liquids may be added (mixed) to pure water. Alternatively, the liquid may be one obtained by adding (mixing) a base or an acid such as H + , Cs + , K + , Cl − , SO 4 2− or PO 4 2− to pure water. Further, pure water may be added (mixed) with fine particles such as Al oxide. These liquids can transmit ArF excimer laser light. As the liquid, the light absorption coefficient is small, the temperature dependency is small, and the projection optical system (tip optical member) and / or the photosensitive material (or protective film (topcoat film) coated on the wafer surface is used. ) Or an antireflection film) is preferable. Further, when the F 2 laser is used as the light source, fomblin oil may be selected. Furthermore, as the liquid, a liquid having a higher refractive index with respect to the illumination light IL than that of pure water, for example, a liquid having a refractive index of about 1.6 to 1.8 may be used. It is also possible to use a supercritical fluid as the liquid. Further, the leading optical element of the projection optical system PL is made of, for example, quartz (silica) or a fluoride compound such as calcium fluoride (fluorite), barium fluoride, strontium fluoride, lithium fluoride, and sodium fluoride. A single crystal material may be used, or a material having a higher refractive index than quartz or fluorite (for example, 1.6 or more) may be used. Examples of the material having a refractive index of 1.6 or more include sapphire, germanium dioxide and the like disclosed in International Publication No. 2005/059617, or potassium chloride disclosed in International Publication No. 2005/059618. (Refractive index is 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。 In the above embodiment, the recovered liquid may be reused. In this case, it is desirable to provide a filter for removing impurities from the recovered liquid in the liquid recovery device or the recovery pipe. .
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 case where the exposure apparatus is an immersion type exposure apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and a dry type exposure that exposes the wafer W without using liquid (water). It can also be employed in devices.
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。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。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。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。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a stationary exposure apparatus such as a stepper. May be. Even in the case of a stepper, etc., by measuring the position of the stage on which the object to be exposed is mounted with an encoder, the occurrence of position measurement errors due to air fluctuations can be made almost zero. Based on the measured value, the stage can be positioned with high accuracy, and as a result, a highly accurate reticle pattern can be transferred onto the object. The present invention can also be applied to a step-and-stitch reduction projection exposure apparatus, a proximity exposure apparatus, or a mirror projection aligner that synthesizes a shot area and a shot area. Further, for example, JP-A-10-163099 and JP-A-10-214783 (corresponding US Pat. No. 6,590,634), JP 2000-505958 (corresponding US Pat. No. 5,969,441). As disclosed in US Pat. No. 6,208,407 and the like, the present invention can also be applied to a multi-stage type exposure apparatus having 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。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。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。 In addition, the projection optical system in the exposure apparatus of the above embodiment may be not only a reduction system but also an equal magnification and an enlargement system, and the projection optical system PL may be not only a refraction system but also a reflection system or a catadioptric system. The projected image may be either an inverted image or an erect image. Further, the exposure area IA irradiated with the illumination light IL through the projection optical system PL is an on-axis area including the optical axis AX within the field of the projection optical system PL. For example, International Publication No. 2004/107011 pamphlet. An optical system having a plurality of reflecting surfaces and forming an intermediate image at least once (a reflecting system or a reflex system) is provided in a part thereof, and has a single optical axis. Similar to the so-called inline catadioptric system, the exposure area may be an off-axis area that does not include the optical axis AX. In addition, the illumination area and the exposure area described above are rectangular in shape, but the shape is not limited to this, and may be, for example, an arc, a trapezoid, or a parallelogram.
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)、F2レーザ(出力波長157nm)、Ar2レーザ(出力波長126nm)、Kr2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。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。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。
The light source of the exposure apparatus of the above embodiment is not limited to the ArF excimer laser, but is a KrF excimer laser (output wavelength 248 nm), F 2 laser (output wavelength 157 nm), Ar 2 laser (
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。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。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。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 the above embodiment, it is needless to say that the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to light having a wavelength of 100 nm or more, and light having a wavelength of less than 100 nm may be used. For example, in recent years, in order to expose a pattern of 70 nm or less, EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm) is generated using an SOR or a plasma laser as a light source, and its exposure wavelength Development of an EUV exposure apparatus using an all-reflection reduction optical system designed under (for example, 13.5 nm) and a reflective mask is underway. In this apparatus, since a configuration in which scanning exposure is performed by synchronously scanning the mask and the wafer using arc illumination is conceivable, the present invention can also be suitably applied to such an apparatus. In addition, the present invention can be applied to an exposure apparatus using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam.
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。 In the above-described embodiment, a light transmission mask (reticle) in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used. Instead of this reticle, For example, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257, based on electronic data of a pattern to be exposed, an electronic mask (variable molding mask, active pattern) that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern is disclosed. Also called a mask or an image generator, for example, a DMD (Digital Micro-mirror Device) which is a kind of non-light emitting image display element (spatial light modulator) may be used.
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。 Further, as disclosed in, for example, International Publication No. 2001/035168, an exposure apparatus (lithography system) that forms line and space patterns on a wafer by forming interference fringes on the wafer. The present invention can be applied.
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。 Further, as disclosed in, for example, Japanese translations of PCT publication No. 2004-51850 (corresponding US Pat. No. 6,611,316), two reticle patterns are synthesized on a wafer via a projection optical system, and The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of one shot area on a wafer almost simultaneously by scanning exposure.
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。 Note that the object on which the pattern is to be formed in the above embodiment (the object to be exposed to the energy beam) is not limited to the wafer, but other objects such as a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. But it ’s okay.
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。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。 The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing. For example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern onto a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor ( CCDs, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers 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。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。 An electronic device such as a semiconductor element includes a step of designing a function / performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the exposure apparatus (pattern forming apparatus) of the above-described embodiment. ) Through a step of transferring a reticle pattern to a wafer, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like. In this case, in the lithography step, the exposure method described above is executed using the exposure apparatus of the above embodiment, and a device pattern is formed on the wafer. Therefore, a highly integrated device can be manufactured with high productivity.
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。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。 As described above, the pattern forming apparatus of the present invention is suitable for forming a pattern on an object such as a wafer. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element.
8…局所液浸装置、39X1,39X2…Xスケール、39Y1,39Y2…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、AL21〜AL24…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,
Claims (21)
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1方向に直交する第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。 An exposure method for exposing an object with an energy beam to form a pattern on the object,
The first direction that is disposed on one surface of a moving body that moves while holding an object in a predetermined plane, and that faces a pair of first gratings each having a grating having a first direction parallel to the plane as a periodic direction Based on the measurement values of a plurality of first encoder heads whose positions are different with respect to a second direction orthogonal to the first direction, the position of the movable body in the first direction and the rotational direction in the plane is managed while the movable body is move Previous Stories second direction parallel to the plane, 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 An exposure method including a characteristic measurement step of measuring characteristics of the plurality of mark detection systems.
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。 Forming a pattern on the object using the exposure method according to claim 1;
And developing the object on which the pattern is formed.
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。 An exposure apparatus that exposes an object with an energy beam to form a pattern on the object,
A pair of first gratings that move while holding an object in a predetermined plane and have a grating whose periodic direction is a first direction parallel to the plane on one surface of the object are placed in the first direction. A moving body arranged in a second direction orthogonal to
A plurality of first heads having different positions with respect to the second direction, and based on the measurement values of the two first heads respectively facing the pair of first gratings, An encoder system for measuring a position in a rotational direction in a plane;
A plurality of mark detection systems in which positions of detection areas are different with respect to the second direction;
Based on the measurement result of the encoder system, the movable body is parallel to the plane and orthogonal to the first direction while managing the position of the movable body in the first direction and the rotational direction in the plane. And a control device that measures the characteristics of the plurality of mark detection systems by detecting at least one mark existing on the moving body using each of the plurality of mark detection systems. apparatus.
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。 At least one second grating having a grating whose periodic direction is the second direction is provided on the one surface of the moving body,
The encoder system further includes at least one second head, and further measures a position of the movable body in the second direction based on a measurement value of the second head facing the second grating. 4. The exposure apparatus according to 4.
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。 The plurality of second heads are disposed on the reference line on one side of the optical member in the first direction and on the other side of the plurality of detection regions in the first direction, and each of the plurality of second heads is disposed on the reference line. Separated into third and fourth head groups,
The exposure apparatus according to claim 15, wherein a pair of the second gratings are disposed on the one surface of the movable body so as to be separated from each other in the first direction with the placement area of the object interposed therebetween.
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