JPWO2007097350A1 - POSITION MEASURING DEVICE AND POSITION MEASURING METHOD, MOBILE BODY DRIVING SYSTEM, MOBILE BODY DRIVING METHOD, PATTERN FORMING APPARATUS, PATTERN FORMING METHOD, EXPOSURE APPARATUS AND EXPOSURE METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD - Google Patents
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Abstract
ウエハ(W)を取り囲んでウエハステージ(WST)に固定されている4つの移動スケール(44A〜44D)と、各移動スケールに対応し、その長手方向の長さのほうが、それに直交する方向の長さよりも実質的に長い光をそれぞれ射出するヘッドユニット(46A〜46D)とを有するリニアエンコーダ(50A〜50D)を備える。そして、各エンコーダの計測結果に基づいて、ウエハステージ(WST)のXY面内の位置情報を算出する。これにより、大型化を招くことなく、移動体の位置を精度良く計測することができる。 Four moving scales (44A to 44D) that surround the wafer (W) and are fixed to the wafer stage (WST), and corresponding to each moving scale, the length in the longitudinal direction is the length in the direction perpendicular thereto. Linear encoders (50A to 50D) having head units (46A to 46D) that respectively emit substantially longer light. Then, based on the measurement result of each encoder, position information in the XY plane of the wafer stage (WST) is calculated. Thereby, the position of the moving body can be accurately measured without causing an increase in size.
Description
本発明は、位置計測装置及び位置計測方法、移動体駆動システム及び移動体駆動方法、パターン形成装置及びパターン形成方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、移動体の位置情報を計測する位置計測装置及び位置計測方法、移動体を所定の平面内で駆動する移動体駆動システム及び移動体駆動方法、該移動体駆動システムを具備するパターン形成装置及び移動体駆動方法を用いるパターン形成方法、位置計測装置を具備する露光装置及び位置計測方法を用いる露光方法、並びに該パターン形成装置又はパターン形成方法を用いるデバイス製造方法に関する。 The present invention relates to a position measuring apparatus and position measuring method, a moving body driving system and a moving body driving method, a pattern forming apparatus and a pattern forming method, an exposure apparatus and an exposure method, and a device manufacturing method. A position measuring device and a position measuring method for measuring position information, a moving body driving system and a moving body driving method for driving a moving body in a predetermined plane, and a pattern forming apparatus and a moving body driving method including the moving body driving system The present invention relates to a pattern forming method to be used, an exposure apparatus having a position measuring apparatus, an exposure method using the position measuring method, and a device manufacturing method using the pattern forming apparatus or the pattern forming method.
従来、半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイス(マイクロデバイス)の製造におけ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)、又はステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))などが比較的多く用いられている。 Conventionally, in the lithography process in the manufacture of electronic devices (microdevices) such as semiconductor elements and liquid crystal display elements, step-and-repeat reduction projection exposure apparatuses (so-called steppers) or step-and-scan scanning projections are used. An exposure apparatus (a so-called scanning stepper (also called a scanner)) or the like is used relatively often.
この種の露光装置では、例えばウエハ又はガラスプレート等の被露光基板(以下、ウエハと総称する)上の複数のショット領域にレチクル(又はマスク)のパターンを転写するために、ウエハを保持するウエハステージはXY2次元方向に例えばリニアモータ等により駆動される。ウエハステージの位置計測は、長期に渡って計測値の安定性が良好で、高分解能なレーザ干渉計を用いて行われるのが、一般的である。 In this type of exposure apparatus, for example, a wafer that holds a wafer in order to transfer a reticle (or mask) pattern to a plurality of shot areas on a substrate to be exposed (hereinafter referred to as a wafer) such as a wafer or a glass plate. The stage is driven in, for example, a linear motor in the XY two-dimensional direction. Measurement of the position of the wafer stage is generally performed using a high-resolution laser interferometer with stable measurement values over a long period of time.
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、より高精度なステージの位置制御が要求されるようになり、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に起因する計測値の短期的な変動が無視できなくなりつつある。 However, due to the miniaturization of patterns accompanying higher integration of semiconductor elements, more precise position control of the stage is required, and now it is caused by temperature fluctuations in the atmosphere on the beam optical path of the laser interferometer. Short-term fluctuations in measured values are no longer negligible.
一方、最近では、位置計測装置の一種であるエンコーダとして、計測分解能が、レーザ干渉計と同程度以上のものが出現している(例えば特許文献1、特許文献2(特に従来技術の記載)等参照)。 On the other hand, recently, encoders that are a kind of position measuring apparatus have appeared that have a measurement resolution equal to or higher than that of a laser interferometer (for example, Patent Document 1, Patent Document 2 (especially, description of prior art), etc. reference).
しかしながら、露光装置のウエハステージにエンコーダを用いようとすると、ウエハステージにおける露光位置から遠く離れた位置に設置するのが通常であった(例えば、特許文献2参照)。このため、ウエハステージの外形が大きくなってしまうという不都合があった。 However, when an encoder is used for the wafer stage of the exposure apparatus, it is usually installed at a position far from the exposure position on the wafer stage (see, for example, Patent Document 2). For this reason, there is a disadvantage that the outer shape of the wafer stage becomes large.
本発明は、上述の事情の下になされたもので、第1の観点からすると、所定の平面内で移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測装置であって、前記移動体上に配置されるとともに前記平面内の第1軸に平行な方向を周期方向とする第1のグレーティングと;前記平面内で第1軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを前記第1のグレーティングに照射する第1照射系と、前記第1のグレーティングからの光を受光する第1の受光素子とを含む第1軸エンコーダヘッドと;前記第1の受光素子からの光電変換信号に基づいて、前記移動体の前記第1軸に平行な方向に関する位置情報を算出する演算装置と;を備える第1の位置計測装置である。 The present invention has been made under the circumstances described above. From a first viewpoint, the present invention is a position measuring device that measures position information of a movable body that is movable within a predetermined plane, and is provided on the movable body. A first grating arranged and having a periodic direction in a direction parallel to the first axis in the plane; and a light beam extending substantially elongated in a direction perpendicular to the first axis in the plane. A first axis encoder head including a first irradiation system for irradiating the grating and a first light receiving element for receiving light from the first grating; based on a photoelectric conversion signal from the first light receiving element; And a calculation device that calculates position information relating to a direction parallel to the first axis of the movable body.
これによれば、例えば第1軸エンコーダヘッドを移動体上の第1のグレーティングに対向して配置することができるので、光ビームの光路を短くすることができ、しかも移動体上の所望の位置にグレーティングを配置しても移動体の第1軸に平行な方向(以下、第1軸方向と略述する)に関する位置情報を得ることができる。従って、移動体の小型化が可能であるとともに、レーザ干渉計と異なり、実質的に揺らぎ(屈折率変化)の影響などを受けることなく、移動体の第1軸方向に関する位置情報を得ることができる。 According to this, for example, since the first axis encoder head can be arranged to face the first grating on the moving body, the optical path of the light beam can be shortened, and the desired position on the moving body can be achieved. Even if the grating is disposed on the substrate, position information relating to a direction parallel to the first axis of the movable body (hereinafter abbreviated as the first axis direction) can be obtained. Accordingly, it is possible to reduce the size of the moving body, and unlike the laser interferometer, it is possible to obtain position information regarding the first axis direction of the moving body without being substantially affected by fluctuation (refractive index change). it can.
この場合において、移動体が、第1軸に交差する方向、例えば第1軸に直交する方向に移動しても、第1照射系から前記平面内で第1軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームが移動体上の第1のグレーティングに照射される。これにより、移動体の移動に影響を受けることなく、移動体の第1軸方向に関する位置情報を得ることができる。 In this case, even if the moving body moves in a direction intersecting the first axis, for example, in a direction orthogonal to the first axis, the moving body substantially extends in the direction orthogonal to the first axis in the plane from the first irradiation system. An elongated light beam is applied to the first grating on the moving body. Thereby, the position information regarding the first axis direction of the moving body can be obtained without being affected by the movement of the moving body.
本発明は、第2の観点からすると、所定の平面内で第1及び第2軸に平行な方向に移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測装置であって、前記移動体上で前記第1軸に平行な方向に周期的に配置される第1グレーティングと;前記平面内で前記第1軸と交差し、かつ前記第2軸に平行な方向に関して前記第1グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを前記第1グレーティングに照射する第1エンコーダヘッドと;を備える第2の位置計測装置である。 From a second point of view, the present invention is a position measuring device that measures position information of a movable body that is movable in a direction parallel to the first and second axes within a predetermined plane, on the movable body. A first grating periodically disposed in a direction parallel to the first axis; at least as much as the first grating in a direction intersecting the first axis in the plane and parallel to the second axis And a first encoder head that irradiates the first grating with a light beam extending in a length of.
これによれば、例えば第1エンコーダヘッドを移動体上の第1グレーティングに対向して配置することができるので、光ビームの光路を短くすることができ、しかも移動体が第2軸に平行な方向に関して第1グレーティングの長さと同程度移動しても移動体の第1軸に平行な方向に関する位置情報を得ることができる。従って、移動体の小型化が可能であるとともに、レーザ干渉計と異なり、実質的に揺らぎ(屈折率変化)の影響などを受けることなく、移動体の第1軸に平行な方向に関する位置情報を得ることができる。 According to this, for example, the first encoder head can be arranged to face the first grating on the moving body, so that the optical path of the light beam can be shortened, and the moving body is parallel to the second axis. Even if it moves about the same direction as the length of the first grating with respect to the direction, it is possible to obtain position information about the direction parallel to the first axis of the moving body. Therefore, it is possible to reduce the size of the moving body, and unlike the laser interferometer, the position information regarding the direction parallel to the first axis of the moving body can be obtained without being substantially affected by fluctuation (refractive index change). Obtainable.
本発明は、第3の観点からすると、本発明の第1、第2の位置計測装置のいずれかと;前記位置計測装置の計測結果に基づいて、前記移動体を前記平面内で駆動する駆動装置と;を備える移動体駆動システムである。 According to a third aspect of the present invention, either one of the first and second position measuring devices of the present invention; and a driving device that drives the movable body in the plane based on a measurement result of the position measuring device. And a moving body drive system.
これによれば、本発明の第1、第2の位置計測装置のいずれかを備えているため、移動体の第1軸方向の位置を精度良く計測することができ、この計測結果に基づいて、駆動装置により移動体が前記平面内で駆動される。従って、移動体を平面内で少なくとも第1軸方向に精度良く駆動することが可能となる。 According to this, since any one of the first and second position measuring devices of the present invention is provided, the position of the moving body in the first axis direction can be accurately measured, and based on this measurement result The moving body is driven in the plane by the driving device. Therefore, it becomes possible to drive the moving body with high accuracy in at least the first axis direction in the plane.
本発明は、第4の観点からすると、物体が前記移動体に載置される本発明の移動体駆動システムと;前記物体上に形成するパターンを生成する生成装置と;を含む第1のパターン形成装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a first pattern including: a moving body drive system according to the present invention in which an object is placed on the moving body; and a generation device that generates a pattern formed on the object. Forming device.
これによれば、本発明の移動体駆動システムにより精度良く駆動される物体上にパターン生成装置で生成されたパターンが形成される。これにより、物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。 According to this, the pattern generated by the pattern generation device is formed on the object driven with high accuracy by the moving body drive system of the present invention. This makes it possible to form a pattern on the object with high accuracy.
本発明は、物体を保持する移動体と;前記移動体の位置情報を計測する本発明の第1、第2の位置計測装置のいずれかと;前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と;を備え、前記位置計測装置を用いて前記移動体を移動させる第2のパターン形成装置である。 The present invention relates to a moving body that holds an object; one of the first and second position measuring devices of the present invention that measures position information of the moving body; and a pattern generation device that generates a pattern on the object; And a second pattern forming apparatus that moves the movable body using the position measuring apparatus.
これによれば、例えばパターン生成装置が物体上にパターンを生成する際に、本発明の第1、第2の位置計測装置のいずれかを用いて物体を保持する移動体が移動される。 According to this, for example, when the pattern generation device generates a pattern on the object, the moving body that holds the object is moved using either the first or second position measurement device of the present invention.
本発明は、第5の観点からすると、本発明の第1、第2のパターン形成装置のいずれか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前記物体に処理を施す工程と;を含むデバイス製造方法である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a step of forming a pattern on an object using either the first or second pattern forming apparatus of the present invention; and processing the object on which the pattern is formed. And a step of applying the device.
本発明は、第6の観点からすると、物体を露光する露光装置であって、前記物体を保持する移動体と、前記移動体の位置情報を計測する本発明の第1、第2の位置計測装置のいずれかと、を備える露光装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus that exposes an object, the moving body that holds the object, and the first and second position measurements of the present invention that measure position information of the moving body. An exposure apparatus comprising any one of the apparatuses.
これによれば、例えば物体の露光の際に、本発明の第1、第2の位置計測装置のいずれかを用いて物体を保持する移動体の位置情報が計測される。 According to this, for example, when the object is exposed, the position information of the moving body that holds the object is measured using either the first or second position measuring device of the present invention.
本発明は、第7の観点からすると、所定の平面内で移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測方法であって、前記平面内の第1軸に平行な方向を周期方向として前記移動体上に配置された第1のグレーティングに、前記平面内で第1軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを照射し、前記第1のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第1軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程を含む第1の位置計測方法である。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a position measurement method for measuring position information of a movable body movable in a predetermined plane, wherein the direction parallel to the first axis in the plane is the periodic direction. Irradiating the first grating disposed on the moving body with a light beam extending substantially elongated in a direction perpendicular to the first axis in the plane, receiving light from the first grating, It is a 1st position measuring method including the process of measuring the positional information regarding the direction parallel to the said 1st axis | shaft of a moving body.
これによれば、例えば移動体上に配置された第1のグレーティングに、対向する方向から光ビームを照射する構成を採用することができるので、光ビームの光路を短くすることができ、しかも移動体上の所望の位置にグレーティングを配置しても移動体の第1軸方向に関する位置情報を得ることができる。従って、移動体の小型化が可能であるとともに、レーザ干渉計と異なり、実質的に揺らぎ(屈折率変化)の影響などを受けることなく、移動体の第1軸方向に関する位置情報を得ることができる。 According to this, for example, it is possible to employ a configuration in which the first grating disposed on the moving body is irradiated with the light beam from the facing direction, so that the optical path of the light beam can be shortened and moved. Even if the grating is arranged at a desired position on the body, position information regarding the first axis direction of the moving body can be obtained. Accordingly, it is possible to reduce the size of the moving body, and unlike the laser interferometer, it is possible to obtain position information regarding the first axis direction of the moving body without being substantially affected by fluctuation (refractive index change). it can.
この場合において、移動体が、第1軸に交差する方向、例えば第1軸に直交する方向に移動しても、前記平面内で第1軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームが移動体上の第1のグレーティングに照射される。これにより、移動体の移動に影響を受けることなく、移動体の第1軸方向に関する位置情報を得ることができる。 In this case, even if the moving body moves in a direction intersecting the first axis, for example, in a direction perpendicular to the first axis, a light beam extending substantially elongated in the direction perpendicular to the first axis in the plane is generated. The first grating on the moving body is irradiated. Thereby, the position information regarding the first axis direction of the moving body can be obtained without being affected by the movement of the moving body.
本発明は、第8の観点からすると、所定の平面内で第1及び第2軸に平行な方向に移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測方法であって、前記平面内で前記第1軸と交差し、かつ前記第2軸に平行な方向に関して前記第1グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを、前記移動体上で前記第1軸に平行な方向に周期的に配置される第1グレーティングに照射し、前記第1のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第1軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程を含む第2の位置計測方法である。 From an eighth aspect, the present invention is a position measurement method for measuring position information of a movable body movable in a direction parallel to the first and second axes within a predetermined plane, A light beam that intersects the first axis and extends in a direction that is at least as long as the first grating in a direction parallel to the second axis is periodically formed in a direction parallel to the first axis on the moving body. Irradiating the first grating disposed on the first grating, receiving light from the first grating, and measuring position information relating to a direction parallel to the first axis of the movable body. Is the method.
これによれば、例えば移動体上の第1グレーティングに、対向する方向から光ビームを照射することができるので、光ビームの光路を短くすることができ、しかも移動体が第2軸に平行な方向に関して第1グレーティングの長さと同程度移動しても移動体の第1軸に平行な方向に関する位置情報を得ることができる。従って、移動体の小型化が可能であるとともに、レーザ干渉計と異なり、実質的に揺らぎ(屈折率変化)の影響などを受けることなく、移動体の第1軸に平行な方向に関する位置情報を得ることができる。 According to this, for example, the first grating on the moving body can be irradiated with the light beam from the opposite direction, so that the optical path of the light beam can be shortened, and the moving body is parallel to the second axis. Even if it moves about the same direction as the length of the first grating with respect to the direction, it is possible to obtain position information about the direction parallel to the first axis of the moving body. Therefore, it is possible to reduce the size of the moving body, and unlike the laser interferometer, the position information regarding the direction parallel to the first axis of the moving body can be obtained without being substantially affected by fluctuation (refractive index change). Obtainable.
本発明は、第9の観点からすると、本発明の第1、第2の位置計測方法のいずれかを用いて移動体の位置情報を計測する工程と;計測された位置情報に基づいて、前記移動体を前記平面内で駆動する工程と;を含む、移動体駆動方法である。 From a ninth aspect, the present invention provides a step of measuring the position information of the moving body using either the first or second position measurement method of the present invention; based on the measured position information, Driving the moving body within the plane.
これによれば、本発明の第1、第2の位置計測方法のいずれかを用いて移動体の位置情報を計測するので、移動体の第1軸方向の位置を精度良く計測することができ、計測された位置情報に基づいて、移動体が前記平面内で駆動される。従って、移動体を平面内で少なくとも第1軸に平行な方向に精度良く駆動することが可能となる。 According to this, since the position information of the moving body is measured using either the first or second position measuring method of the present invention, the position of the moving body in the first axis direction can be accurately measured. Based on the measured position information, the moving body is driven in the plane. Therefore, it becomes possible to drive the moving body with high accuracy in a direction parallel to at least the first axis in the plane.
本発明は、第10の観点からすると、本発明の移動体駆動方法を用いて、物体が載置される移動体を駆動する工程と;前記物体上にパターンを生成する工程と;を含む第1のパターン形成方法である。 From a tenth aspect, the present invention includes a step of driving a moving body on which an object is placed using the moving body driving method of the present invention; and a step of generating a pattern on the object. 1 is a pattern forming method.
これによれば、本発明の移動体駆動方法を用いて精度良く駆動される物体上にパターンが生成される。これにより、物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。 According to this, a pattern is generated on an object driven with high accuracy using the moving body driving method of the present invention. This makes it possible to form a pattern on the object with high accuracy.
本発明は、第11の観点からすると、物体上にパターンを形成するパターン形成方法であって、前記物体上にパターンを生成する際に、本発明の第1、第2の位置計測方法のいずれかを用いて、前記物体を保持する移動体の位置情報を計測する工程を含む第2のパターン形成方法である。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method for forming a pattern on an object. When the pattern is generated on the object, any one of the first and second position measuring methods of the present invention is used. This is a second pattern forming method including a step of measuring position information of the moving body that holds the object using the method.
これによれば、例えば物体上にパターンを生成する際に、本発明の第1、第2の位置計測方法のいずれかを用いて物体を保持する移動体の位置情報が計測される。 According to this, for example, when generating a pattern on an object, the position information of the moving body holding the object is measured using either the first or second position measurement method of the present invention.
本発明は、第12の観点からすると、本発明の第1、第2のパターン形成方法のいずれか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前記物体に処理を施す工程と;を含むデバイス製造方法である。 According to a twelfth aspect of the present invention, a process of forming a pattern on an object using any one of the first and second pattern forming methods of the present invention; and processing the object on which the pattern is formed. And a step of applying the device.
本発明は、第13の観点からすると、物体を露光する露光方法であって、本発明の第1、第2の位置計測方法のいずれかを用いて、前記物体を保持する移動体の位置情報を計測する工程を含む露光方法である。 According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided an exposure method for exposing an object, the position information of a moving body that holds the object using either the first or second position measurement method of the present invention. It is the exposure method including the process of measuring.
これによれば、例えば物体の露光の際に、本発明の第1、第2の位置計測方法のいずれかを用いて物体を保持する移動体の位置情報が計測される。 According to this, for example, when the object is exposed, the position information of the moving body that holds the object is measured using either the first or second position measuring method of the present invention.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図6に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1には、一実施形態に係る露光装置100の概略構成が示されている。この露光装置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、いわゆるスキャニング・ステッパである。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(図1における紙面内左右方向)をY軸方向、Z軸及びY軸に直交する方向(図1における紙面直交方向)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 shows a schematic configuration of an
露光装置100は、光源及び照明光学系を含み、照明光(露光光)ILによりレチクルRを照明する照明系10、レチクルRを保持するレチクルステージRST、投影ユニットPU、ウエハWが載置されるウエハステージWSTを含むウエハステージ装置12、レチクルステージRST及び投影ユニットPUなどが搭載されたボディBD、及びこれらの制御系等を備えている。
The
照明系10は、不図示の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上でX軸方向に延びるスリット状の照明領域を、照明光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。
The
レチクルステージRSTは、後述する第2コラム34の天板を構成するレチクルベース36上に、その底面に設けられた不図示のエアベアリングなどによって、例えば数μm程度のクリアランスを介して支持されている。
Reticle stage RST is supported on a
レチクルステージRSTは、ここでは、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により、投影光学系PLの光軸AXに垂直なXY平面内で2次元的に(X軸方向、Y軸方向及びθz方向に)微少駆動可能であるとともに、走査方向(Y軸方向)に指定された速度で走査駆動可能である。なお、レチクルステージRSTは、例えば特開平8−130179号公報(対応米国特許第6,721,034号明細書)に開示される粗微動構造としても良く、その構造は本実施形態(図1など)に限定されるものではない。
Here, the reticle stage RST is two-dimensionally (X-axis direction, Y-axis direction and θz) in an XY plane perpendicular to the optical axis AX of the projection optical system PL by a reticle
レチクルステージRSTの位置情報は、図1に示される、レチクルYレーザ干渉計(以下、「レチクルY干渉計」という)16y等を含むレチクル干渉計システムによって、計測されている。レチクル干渉計システムは、実際には図6に示されるように、レチクルY干渉計16yと、レチクルX干渉計16xとを備えている。
Position information of reticle stage RST is measured by a reticle interferometer system including a reticle Y laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle Y interferometer”) 16 y shown in FIG. As shown in FIG. 6, the reticle interferometer system actually includes a
レチクルY干渉計16yは、投影ユニットPUの鏡筒40の側面に固定された固定鏡14(図1参照)を基準として、レチクルステージRSTのY位置を、移動鏡(平面鏡又はレトロリフレクタなど)15を介して、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出する。なお、レチクルY干渉計16yはその少なくとも一部(例えば、光源を除く光学ユニット)が、例えばレチクルベース36に固定されている。また、レチクルX干渉計16xは、レチクルステージRSTに固定された(又は形成された)Y軸方向に延びて形成される反射面に、測定ビームを照射し、その反射面のX位置を、レチクルステージRSTのX位置として、鏡筒40の側面に固定された固定鏡(不図示)を基準として計測する。なお、レチクル干渉計システムは、必ずしも鏡筒40に設けられる固定鏡を用いてレチクルステージRSTの位置情報を計測しなくても良い。
The
レチクルX干渉計16xからX位置情報及びレチクルY干渉計16yからのY位置情報は、主制御装置20に送られている(図6参照)。
The X position information from the
投影ユニットPUは、レチクルステージRSTの図1における下方でボディBDの一部に保持されている。このボディBDは、クリーンルームの床面F上に設置された、例えばフレームキャスタFC上に設けられた第1コラム32と、この第1コラム32の上に固定された第2コラム34とを備えている。
Projection unit PU is held by a part of body BD below reticle stage RST in FIG. The body BD includes a
フレームキャスタFCは、床面F上に水平に置かれたベースプレートBSと、該ベースプレートBS上に固定された複数本、例えば3本(又は4本)の脚部39(但し、図1における紙面奥側の脚部は図示省略)とを備えている。 The frame caster FC includes a base plate BS placed horizontally on the floor surface F, and a plurality of, for example, three (or four) leg portions 39 (provided on the back of the page in FIG. 1) fixed on the base plate BS. The leg portion on the side is not shown).
第1コラム32は、上記複数本の脚部39それぞれの上端に個別に固定された複数、例えば3つ(又は4つ)の第1の防振機構56によって、ほぼ水平に支持された鏡筒定盤(メインフレーム)38を備えている。
The
鏡筒定盤38には、そのほぼ中央部に不図示の円形開口が形成され、この円形開口内に投影ユニットPUが上方から挿入され、投影ユニットPUはその外周部に設けられたフランジFLGを介して保持されている。鏡筒定盤38の上面には、投影ユニットPUを取り囲む位置に、複数本、例えば3本の脚41(但し、図1における紙面奥側の脚は図示省略)の一端(下端)が固定されている。これらの脚41それぞれの他端(上端)面は、ほぼ同一の水平面上にあり、これらの脚41に前述のレチクルベース36が固定されている。このようにして、複数本の脚41によってレチクルベース36が水平に支持されている。すなわち、レチクルベース36とこれを支持する複数本の脚41とによって第2コラム34が構成されている。レチクルベース36には、その中央部に照明光ILの通路となる開口36aが形成されている。なお、第2コラム34(すなわち、少なくともレチクルベース36)は、防振機構を介して第1コラム32に配置しても良いし、あるいは第1コラム32とは独立にしてベースプレートBSに設置しても良い。
The lens
投影ユニットPUは、円筒状でフランジFLGが設けられた鏡筒40と、該鏡筒40に保持された複数の光学素子から成る投影光学系PLとを含む。本実施形態では、投影ユニットPUを鏡筒定盤38に載置するものとしたが、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、あるいはレチクルベース36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。
The projection unit PU includes a
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枚のレンズ(レンズエレメント)を含む屈折光学系が用いられている。この投影光学系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倍又は1/5倍)を有する。このため、照明系10からの照明光ILによって前述の照明領域が照明されると、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を介してその照明領域内のレチクル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上の前記照明領域に共役な領域(露光領域)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(照明光IL)に対してレチクルRを走査方向(Y軸方向)に相対移動するとともに、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)に相対移動することで、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。すなわち、本実施形態では照明系10、レチクルR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。
As the projection optical system PL, for example, a refractive optical system including a plurality of lenses (lens elements) arranged along an optical axis AX parallel to the Z-axis direction is used. This projection optical system PL is, for example, both-side telecentric and has a predetermined projection magnification (for example, 1/4 or 1/5). For this reason, when the above-mentioned illumination area is illuminated by the illumination light IL from the
ウエハステージ装置12は、前記ベースプレートBS上に複数(例えば3つ)の第2の防振機構(図示省略)によってほぼ水平に支持されたステージベース71、該ステージベース71の上方に配置されたウエハステージWST、該ウエハステージWSTを駆動するウエハステージ駆動系27等を備えている。
The
ステージベース71は、定盤とも呼ばれる板状部材からなり、その上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージWSTの移動の際のガイド面とされている。
ウエハステージWSTは、例えばリニアモータ、ボイスコイルモータ等を含むウエハステージ駆動系27によって、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向及びθz方向の6自由度方向に駆動される。
Wafer stage WST is driven by a wafer
なお、ウエハステージWSTとして、例えばリニアモータ等により少なくともX軸方向、Y軸方向、及びθz方向に駆動されるウエハステージ本体と、該ウエハステージ本体上でボイスコイルモータなどにより少なくともZ軸方向、θx方向、θy方向に微小駆動されるウエハテーブルとを備えた構造を採用しても良い。 As wafer stage WST, for example, a wafer stage main body driven in at least the X-axis direction, the Y-axis direction, and the θz direction by a linear motor or the like, and at least the Z-axis direction by the voice coil motor on the wafer stage main body, θx A structure including a wafer table that is finely driven in the direction and θy direction may be employed.
ウエハステージWST上に、不図示のウエハホルダを介してウエハWが載置され、ウエハWは、例えば真空吸着(又は静電吸着)によって固定されている。 Wafer W is placed on wafer stage WST via a wafer holder (not shown), and wafer W is fixed by, for example, vacuum chucking (or electrostatic chucking).
また、ウエハステージWSTのXY平面(移動面)内の位置情報は、図1に示される、ヘッドユニット46B、46C、46D及び移動スケール44B、44C、44Dなどを含むエンコーダシステムと、ウエハレーザ干渉計システム(以下、「ウエハ干渉計システム」という)18とによってそれぞれ計測可能に構成されている。以下、ウエハステージWST用のエンコーダシステム、及びウエハ干渉計システム18の構成等について詳述する。
The position information of wafer stage WST in the XY plane (moving plane) includes an encoder system including
ウエハステージWSTの上面には、図2に示されるように、ウエハWを取り囲んで4つの移動スケール44A〜44Dが固定されている。これを更に詳述すると、移動スケール44A〜44Dは、同一素材(例えばセラミックス、又は低熱膨張のガラスなど)から成り、その表面に長手方向を周期方向とする反射型の回折格子が形成されている。この回折格子は、例えば4μm〜138nmの間のピッチ、本実施形態では1μmピッチで形成されている。なお、図2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。
On the upper surface of wafer stage WST, four moving
移動スケール44A及び44Cは、長手方向が図2におけるY軸方向と一致し、ウエハステージWST(移動鏡17X,17Yを除いて考える)の中心を通る、Y軸方向に平行な中心線に関して対称に配置され、移動スケール44A,44Cに形成された各回折格子も、その中心線に関して対称の配置となっている。これらの移動スケール44A、44Cは、回折格子がY軸方向に周期的に配列されているので、ウエハステージWSTのY軸方向の位置計測に用いられる。
The moving scales 44A and 44C are symmetrical with respect to a center line parallel to the Y-axis direction, the longitudinal direction of which coincides with the Y-axis direction in FIG. 2 and passes through the center of wafer stage WST (considered except for moving
また、移動スケール44B及び44Dは、長手方向が図2におけるX軸方向と一致し、ウエハステージWST(移動鏡17X,17Yを除いて考える)の中心を通る、X軸方向に平行な中心線に関して対称に配置され、移動スケール44B,44Dに形成された各回折格子も、その中心線に関して対称の配置となっている。これらの移動スケール44B、44Dは、回折格子がX軸方向に周期的に配列されているので、ウエハステージWSTのX軸方向の位置計測に用いられる。
Further, the moving
なお、図1においては、ウエハWが、移動スケール44Cの上方に露出した状態が示されているが、これは便宜上このようにしたもので、実際には、移動スケール44A〜44Dの上面はウエハWの上面とほぼ同一高さ、若しくは上方に位置している。
FIG. 1 shows a state in which the wafer W is exposed above the moving
一方、図1及び図2からわかるように、投影ユニットPUの最下端部の周囲を四方から囲む状態で、4つのエンコーダヘッドユニット(以下、「ヘッドユニット」と略述する)46A〜46Dが、それぞれ対応する移動スケール44A〜44Dと交差して配置されている。ヘッドユニット46A〜46D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、支持部材を介して鏡筒定盤38に吊り下げ状態で固定されている。
On the other hand, as can be seen from FIGS. 1 and 2, four encoder head units (hereinafter abbreviated as “head units”) 46 </ b> A to 46 </ b> D in a state of surrounding the bottom end of the projection unit PU from four directions, Each is arranged so as to intersect with the corresponding moving
ヘッドユニット46A、46Cは、投影ユニットPUの−X側、+X側にそれぞれ、対応する移動スケール44A、44Cの長手方向(図2におけるY軸方向)と直交するX軸方向を長手方向として、かつ投影光学系PLの光軸AXに関して対称に配置されている。また、ヘッドユニット46B、46Dは、投影ユニットPUの+Y側、−Y側にそれぞれ、対応する移動スケール44B、44Dの長手方向(図2におけるX軸方向)と直交するY軸方向を長手方向として、かつ投影光学系PLの光軸AXに関して対称に配置されている。
The
ヘッドユニット46A〜46Dのそれぞれは、同様な構成及び作用を有している。そこで、ヘッドユニット46Aについて代表的に説明する。
Each of the
ヘッドユニット46Aは、一例として図3(A)及び図3(B)に示されるように、その長手方向に沿って所定間隔(例えば、ほぼ隙間がないピッチ)で配置された複数の光源48(光源群)を有する光源ユニット47、受光素子PD、及び3個の固定側の回折格子、すなわち第1ないし第3のインデックススケール49a〜49cを有している。
As shown in FIGS. 3A and 3B as an example, the
各光源48は、それぞれほぼ鉛直下方(−Z方向)に向けて、例えば波長850nmのレーザ光を射出する。従って、本実施形態では、一例として図4(A)及び図4(B)に示されるように、光源ユニット47からは、実質的にX軸方向に細長く延びる光ビームBmが、ほぼ鉛直下方に向けて射出される。なお、光源48としては、例えばレーザダイオード(半導体レーザ)などが用いられる。
Each
第1のインデックススケール49aは、光源ユニット47の下方(−Z側)に配置され、Y軸方向を周期方向とする例えば4μm〜138nmの間のピッチ、一例として0.98μm(1μmとは僅かに異なる)ピッチの回折格子がその長手方向(X軸方向)のほぼ全範囲に形成されたプレートから成る透過型の位相格子である。このため、光源ユニット47から射出された光ビームBmが、インデックススケール49aに照射されると、その光ビームBmの複数の回折光が発生する。図5(A)には、それらの回折光のうち、第1のインデックススケール49aで発生した+1次回折光Ba1と−1次回折光Ba2とが示されている。
The
第2のインデックススケール49bは、Y軸方向を周期方向とする例えば0.49μmピッチ(インデックススケール49aの半分のピッチ)の回折格子がその長手方向(X軸方向)のほぼ全範囲に形成されたプレートから成る透過型の位相格子である。このインデックススケール49bは、インデックススケール49aで発生した+1次回折光Ba1が入射可能な位置に配置されている。また、第3のインデックススケール49cは、インデックススケール49bと同様の回折格子が形成されたプレートから成る透過型の位相格子であり、インデックススケール49aで発生した−1次回折光Ba2が入射可能な位置に配置されている。
In the
インデックススケール49bは、インデックススケール49aで発生した+1次回折光Ba1を回折して−1次回折光Bbを生成し、この−1次回折光Bbは移動スケール44Aに向かう。また、インデックススケール49cは、インデックススケール49aで発生した−1次回折光Ba2を回折して+1次回折光を生成し、この+1次回折光は移動スケール44Aに向かう。
The
ここで、インデックススケール49bで生成された−1次回折光と、インデックススケール49cで生成された+1次回折光とは、移動スケール44A上の同一位置(領域)に入射する。図5(B)には、図5(A)を+Y側から見た側面図が示されている。
Here, the −1st order diffracted light generated by the
移動スケール44Aの表面には、前述の如く、Y軸方向を周期方向とする反射型回折格子が形成されている。この移動スケール44Aは、インデックススケール49bで生成した−1次回折光を回折して+1次回折光を生成し、第3のインデックススケール49cで生成した+1次回折光を回折して−1次回折光を生成する。そして、これらの回折光は、互いに干渉した状態で、移動スケール44Aの上方(インデックススケール49aの下方)に位置する受光素子PDで受光される。
As described above, the reflective diffraction grating having the Y-axis direction as the periodic direction is formed on the surface of the moving
この場合、前述の如く、インデックススケール49aの格子ピッチと移動スケール44Aの格子ピッチとは、互いに僅かに異なるので、一例として図5(C)に示されるように、バーニヤ縞を受光素子面に発生させることができる。この場合に、一例として図5(D)に示されるように、受光素子PDを2つの部分受光素子(PDa、PDb)からなる2分割受光素子とすることにより、例えば部分受光素子PDaからsin波状の信号が出力され、部分受光素子PDbからcos波状の信号が出力される。すなわち、2相正弦波を得ることができる。なお、2相正弦波を得る方法には、例えば、柳尾、渡辺:「最近の光電エンコーダ技術と応用」、光学技術コンタクト、Vol19.No5(以下、便宜上「柳尾文献」という)、に記載されているように、種々の方法があり、いずれの方法を用いても良い。
In this case, as described above, the grating pitch of the
なお、インデックススケール49aと移動スケール44Aとの格子ピッチは、必ずしも僅かに異ならせる必要は無く、例えばインデックススケール49aと移動スケール44Aとの格子ピッチを同一(例えば1μm)にしても良い。この場合、インデックススケール49b,49cの格子ピッチは、例えば0.5μmとしても良い。いずれにしても、受光素子PD(必ずしも2分割受光素子でなくても良い)で受光した干渉光の光電変換信号がエンコーダヘッド46Aの出力信号として主制御装置20に供給される。
Note that the grating pitch of the
主制御装置20は、例えば、上記柳尾文献に記載されている方法、あるいはその他の公知の手法を用いて、受光素子PDからの出力信号に基づいて得られる、互いに90°位相が異なる2つの周期的な信号(例えばsin波、cos波)を検出し、2つの信号の振幅と位相との関係から、エンコーダヘッド46Aと移動スケール44Aとの相対位置関係及び両者の相対的な運動方向を算出する。すなわち、主制御装置20は、受光素子PDの出力信号に基づいて、移動スケール44A(ウエハステージWST)のY軸方向に関する位置情報を算出する。このように、本実施形態では、ヘッドユニット46Aと移動スケール44Aとによって、ウエハステージWSTのY軸方向の位置情報(移動量及び移動方向)を計測するYリニアエンコーダ(以下、適宜「エンコーダ」と略述する)50A(図2、図6参照)が構成されている。
The
同様に、ヘッドユニット46Bは、移動スケール44Bとともに、ウエハステージWSTのX軸方向の位置情報(移動量及び移動方向)を計測するXリニアエンコーダ(以下、適宜「エンコーダ」と略述する)50B(図2、図6参照)を構成する。また、ヘッドユニット46Cは、移動スケール44Cとともに、ウエハステージWSTのY軸方向の(移動量及び移動方向)を計測するYリニアエンコーダ50C(図2、図6参照)を構成する。また、ヘッドユニット46Dは、移動スケール44Dとともに、ウエハステージWSTのX軸方向の(移動量及び移動方向)を計測するXリニアエンコーダ50D(図2、図6参照)を構成する。これらエンコーダ50B〜50Dの出力信号は、主制御装置20に供給されている。主制御装置20は、Yリニアエンコーダ50A、50Cと、Xリニアエンコーダ50B、50Dとの少なくとも一方の出力信号に基づいて、ウエハステージWSTのY軸方向、及び/又はX軸方向に関する位置情報に加え、θz方向に関する位置情報、すなわちZ軸回りの回転情報(ヨーイング)をも算出する。なお、本実施形態では4つのヘッドユニット46A〜46Dを鏡筒定盤38に吊り下げ支持するものとしたが、図1の露光装置100が前述の如くメインフレーム部材又はレチクルベース36に対して投影ユニットPUを吊り下げ支持する構成である場合、例えば投影ユニットPUと一体にヘッドユニット46A〜46Dを吊り下げ支持しても良いし、あるいは投影ユニットPUとは独立にメインフレーム部材又はレチクルベース36から吊り下げ支持される計測フレームに4つのヘッドユニット46A〜46Dを設けても良い。後者では、投影ユニットPUを吊り下げ支持していなくても良い。
Similarly, the
また、ウエハステージWSTのXY平面内の位置情報は、図1に示されるように、ウエハステージWSTに固定された移動鏡17に測長ビームを照射するウエハレーザ干渉計システム(以下、「ウエハ干渉計システム」という)18によって、例えば0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。ウエハ干渉計システム18は、その少なくとも一部(例えば、光源を除く光学ユニット)が、鏡筒定盤38に吊り下げ状態で固定されている。なお、ウエハ干渉計システム18の少なくとも一部を、投影ユニットPUと一体に吊り下げ支持しても良いし、あるいは前述の計測フレームに設けても良い。
As shown in FIG. 1, the position information of wafer stage WST in the XY plane is obtained by a wafer laser interferometer system (hereinafter referred to as “wafer interferometer”) that irradiates a moving
ここで、ウエハステージWST上には、実際には、図2に示されるように、走査方向であるY軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡17Yと、非走査方向であるX軸方向に直交する反射面を有するX移動鏡17Xとが設けられているが、図1では、これらが代表的に移動鏡17として示されている。
Here, on wafer stage WST, actually, as shown in FIG. 2, Y
ウエハ干渉計システム18は、図2に示されるように、ウエハY干渉計18Yと、2つのウエハX干渉計18X1及び18X2との3つの干渉計を含む。このうち、ウエハY干渉計(以下、「Y干渉計」と略述する)18Yとしては、図2に示されるように、投影光学系PLの光軸AX(前述の露光領域の中心)及び不図示のアライメント系の検出中心を通るY軸に平行な軸(中心軸)に関して対称な2つの測長軸を含む複数の測長軸を有する多軸干渉計が用いられている。Y干渉計18Yは、図2に示されるように、投影光学系PLの投影中心(光軸AX、図1参照)を通るY軸に平行な直線から同一距離−X側,+X側に離れたY軸方向の測長軸に沿って2本の測定ビームを移動鏡17Yにそれぞれ投射し、それぞれの反射光を受光することで、測定ビームの照射点におけるウエハステージWSTのY軸方向の位置情報を、投影光学系PLの鏡筒の側面に固定されたY固定鏡の反射面を基準として検出している。また、このY干渉計は、ウエハステージWSTのθx方向の回転情報(ピッチング)及びθz方向の回転情報(ヨーイング)をも計測する。
ウエハX干渉計18X1は、投影光学系PLの光軸AXを通るX軸に平行な軸(中心軸)に関して対称な2つの測長軸に沿って測定ビームを移動鏡17Xに対して照射する。このウエハX干渉計18X1は、投影ユニットPUの鏡筒40の側面に固定されたX固定鏡の反射面を基準とする移動鏡17Xの反射面の位置情報をウエハステージWSTのX位置として計測する。また、このX干渉計18X1は、ウエハステージWSTのθy方向の回転情報(ローリング)も計測する。Wafer X interferometer 18X 1 irradiates
ウエハX干渉計18X2は、不図示のアライメント系の検出中心を通る、X軸に平行な測長軸に沿って測定ビームを移動鏡17Xに対して照射し、アライメント系の側面に固定された固定鏡の反射面を基準とする移動鏡17Xの反射面の位置情報をウエハステージWSTのX位置として計測する。Wafer X interferometer 18X 2 irradiates measurement beam to
なお、図1では、X干渉計18X1,18X2及びY干渉計18Yが代表的にウエハ干渉計システム18として示され、X軸方向位置計測用の固定鏡とY軸方向位置計測用の固定鏡とが代表的に固定鏡57として図示されている。また、アライメント系及びこれに固定された固定鏡は図示が省略されている。In FIG. 1, the X interferometers 18X 1 and 18X 2 and the
本実施形態では、ウエハX干渉計18X1とウエハY干渉計18Yとは、ウエハの露光動作時に用いられるエンコーダシステムのキャリブレーションに用いられるとともに、ウエハX干渉計18X2とウエハY干渉計18Yとは、アライメント系によるマーク検出時に用いられる。なお、ウエハX干渉計18X2を、ウエハX干渉計18X1と同様に多軸干渉計によって構成し、ウエハステージWSTのX位置の他、回転情報(ヨーイング及びローリング)を計測できるようにしても良い。また、例えば、移動鏡17X,17Yに代えて、ウエハステージWSTの端面を鏡面加工して反射面(移動鏡17X,17Yの反射面に相当)を形成しても良い。さらに、ウエハ干渉計システム18は必ずしも投影ユニットPU及びアライメント系に設けられる固定鏡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 this embodiment, the wafer X interferometer 18X 1 and
ウエハY干渉計18Y、ウエハX干渉計18X1及びウエハX干渉計18X2の計測結果は、主制御装置20に供給される。
図6には、本実施形態の露光装置100のウエハステージ制御に関連する制御系が一部省略してブロック図にて示されている。この図6の制御系は、CPU(中央演算処理装置)、ROM(リード・オンリ・メモリ)、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等から成るいわゆるマイクロコンピュータ(又はワークステーション)を含み、装置全体を統括して制御する主制御装置20を中心として構成されている。
FIG. 6 is a block diagram with a part of a control system related to wafer stage control of the
上述のようにして構成された露光装置100では、例えば特開昭61−44429号公報及び対応する米国特許第4,780,617号明細書などに開示されているEGA(エンハンスド・グローバル・アライメント)方式などで行われるウエハアライメント動作時には、上述の如く、ウエハ干渉計システム18の計測値に基づいて、ウエハステージWSTの位置が主制御装置20によって管理され、ウエハアライメント動作時以外、例えば露光動作時などには、エンコーダ50A〜50Dの計測結果に基づいて、ウエハステージWSTの位置が主制御装置20によって管理される。なお、ウエハアライメント動作時にもエンコーダ50A〜50Dの計測値に基づいてウエハステージWSTの位置を管理しても良い。また、エンコーダ50A〜50Dの計測値に基づいてウエハステージWSTの位置を管理する場合、ウエハ干渉計システム18の少なくとも1つの計測値(例えば、Z軸、θx及びθy方向の位置情報)を併用しても良い。
In the
従って、本実施形態では、ウエハアライメント動作終了後、露光開始前までの間で、ウエハステージのXY平面内の位置計測に用いる位置計測系を、ウエハ干渉計システム18(すなわち、ウエハY干渉計18Y及びウエハX干渉計18X2)からエンコーダ50A〜50Dへ切り替える、位置計測系の切り換え動作が、主制御装置20によって所定の手順で行われる。Therefore, in this embodiment, the position measurement system used for position measurement in the XY plane of the wafer stage after the end of the wafer alignment operation and before the start of exposure is the wafer interferometer system 18 (that is, the
本実施形態の露光装置100では、通常のスキャニング・ステッパと同様に、レチクルアライメント系、ウエハステージWST上の基準マーク板及びアライメント系(いずれも不図示)などを用いて、レチクルアライメント(レチクル座標系とウエハ座標系との対応付けを含む)及びアライメント系のベースライン計測などの一連の作業が行われる。これらの一連の作業中のレチクルステージRST、ウエハステージWSTの位置制御は、干渉計16y及び16x、並びに干渉計18X1,18X2,18Yの計測値に基づいて行われる。なお、レチクルアライメント、あるいはベースライン計測などでも、前述したエンコーダの計測値のみ、又は干渉計とエンコーダの両方の計測値に基づいてレチクルステージRST、ウエハステージWSTの位置制御を行っても良い。In
次いで、主制御装置20により、不図示のウエハローダ(搬送装置)を用いてウエハステージWST上のウエハ交換(ウエハステージWST上にウエハがない場合は、ウエハのロード)が行われ、そのウエハに対するアライメント系を用いた、例えばEGA方式のウエハアライメントが行われる。このウエハアライメントにより、アライメント座標系上におけるウエハ上の複数のショット領域の配列座標(すなわち、X軸、Y軸方向の位置情報)が求められる。
Next,
その後、位置計測系の切り替えが行われ、主制御装置20により、EGA方式にて求めたウエハ上の各ショット領域の位置情報、先に計測したベースライン及びエンコーダ50A〜50Dの計測値に基づいてウエハステージWSTの位置を管理し、かつ干渉計16y及び16xの計測値に基づいてレチクルステージRSTの位置を管理しつつ、通常のスキャニング・ステッパと同様の手順で、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、レチクルRのパターンがウエハ上の複数のショット領域にそれぞれ転写される。
Thereafter, the position measurement system is switched, and the
以上説明したように、本実施形態によると、エンコーダ50A〜50Dのヘッドユニット46A〜46Dは、真上からウエハステージWST上の移動スケール44A〜44Dに光ビームを照射するので、その光ビームの光路長をレーザ干渉計の測長ビームの光路長に比べて格段短くすることができる。また、ヘッドユニットが、真上から移動スケールに光ビームを照射するので、移動スケール44A〜44Dが、ウエハWの近傍に該ウエハWを取り囲む配置を採用することができる。従って、ウエハステージWSTの小型化が可能であるとともに、レーザ干渉計と異なり、実質的に揺らぎ(屈折率変化)の影響などを受けることなく、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)を精度良く求めることができる。
As described above, according to this embodiment, the
また、ウエハステージWSTが、Y軸に交差する方向、例えばX軸方向に移動しても、ヘッドユニット46A,46Cの照射系からX軸方向に実質的に細長く延びる光ビームがウエハステージWST上の移動スケール44A、44Cにそれぞれ照射されるので、主制御装置20は、ヘッドユニット46A,46C(エンコーダ50A、50C)の出力信号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方向の回転情報)を求めることができる。同様に、ウエハステージWSTが、X軸に交差する方向、例えばY軸方向に移動しても、ヘッドユニット46B,46Dの照射系からY軸方向に実質的に細長く延びる光ビームがウエハステージWST上の移動スケール44B、44Dにそれぞれ照射されるので、主制御装置20は、ヘッドユニット46B,46D(エンコーダ50B、50D)の出力信号に基づいてウエハステージWSTのX軸方向の位置情報(及びθz回転情報)を求めることができる。
Even if wafer stage WST moves in a direction intersecting the Y axis, for example, in the X axis direction, a light beam that extends substantially in the X axis direction from the irradiation system of
また、本実施形態では、また、波長850nmの光源を用いて、ピッチがほぼ1μmの回折格子を有するインデックススケール49a及び移動スケール44A〜44D、並びにピッチがこれらの1/2のインデックススケール49b,49cを用いて、前述のような反射式の3格子エンコーダ(回折干渉方式)を構成しているので、レーザ干渉計と同程度、ないしは、より高い分解能で、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)を精度良く計測することが可能になる。このように、移動スケール44A〜44D(グレーティング)の周期(格子ピッチ)を光ビームの波長を考慮して適切に定めることで、レーザ干渉計と同程度の分解能での計測が可能となる。
In the present embodiment, an
また、本実施形態によると、少なくとも露光時には、前述の如く、エンコーダ50A〜50Dを用いて、ウエハステージWSTのXY平面内の位置情報を精度良く求めることができる。従って、主制御装置20は、この計測結果に基づいて、ウエハステージ駆動系27を介してウエハステージWSTをXY平面内で精度良く駆動することが可能となる。
Further, according to the present embodiment, at least during exposure, position information of wafer stage WST in the XY plane can be obtained with high
また、本実施形態によると、レチクルステージRSTとウエハステージWSTとを、Y軸方向に同期移動することで、照明系10、レチクルR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、そのパターンでウエハW上の感応層(レジスト層)が露光される。これにより、ウエハW上に精度良くパターンを形成することが可能になる。
Further, according to the present embodiment, the pattern is generated on the wafer W by the
なお、本実施形態では、上記各ヘッドユニットが、光源ユニット47の複数の光源48(光源群)により、実質的にX軸方向、又はY軸方向に細長く延びる光ビームBmを形成する場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えばシリンドリカルレンズ(ビームエクスパンダ)などの光学素子を用いて、単一の光源から射出されるレーザ光を整形することで、実質的にX軸方向、又はY軸方向に細長く延びる光ビームを形成することとしても良いし、複数の光源から射出されるレーザ光を1つまたは複数のシリンドリカルレンズなどでそれぞれ整形し、この整形した複数のレーザ光を繋いで実質的にX軸方向、又はY軸方向に細長く延びる光ビームを形成することとしても良い。前者では、光源ユニット47の光源が1つで済み、後者では、光源ユニット47はその長手方向に複数の光源が離散的に配置され、図3(B)と比べて光源の数が少なくて済む。
In the present embodiment, the case where each of the head units forms a light beam Bm that extends substantially in the X-axis direction or the Y-axis direction by a plurality of light sources 48 (light source group) of the
あるいは、前記ヘッドユニット46Aに代えて、一例として図7に示されるように、光源48と、該光源48から射出された光ビーム(レーザ光)を、XZ平面(Z軸とX軸とを含む面)内で、所定角度範囲で偏向することで、XY平面内で光ビームをX軸方向に走査するための偏向光学素子50(例えば、ガルバノミラー)と、前記受光素子PDとを有するヘッドユニットを、用いても良い。すなわち、この走査される光ビームにより、実質的にX軸方向に細長く延びる光ビームを形成することとしても良い。この場合、一例として図8(A)に示されるように、受光素子PDから出力される信号は間歇的になるが、光ビームのスキャン周波数がウエハステージWSTの移動に比べて充分に速ければ、ピークホールドなどの手法でエンコーダ信号Seを復元できる(図8(B)参照)。
Alternatively, instead of the
その他のヘッドユニット46B〜46Dについても、図8(A)と同様の構成を採用し、走査される光ビームにより、実質的にX軸方向、又はY軸方向に細長く延びる光ビームを形成することとしても良い。実質的にY軸方向に細長く延びる光ビームを形成する場合、光源48から射出された光ビーム(レーザ光)を、YZ平面(Z軸とY軸とを含む面)内で、所定角度範囲で偏向することで、XY平面内で光ビームをY軸方向に走査することは勿論である。なお、XY平面内で光ビームをX軸、又はY軸方向に走査するヘッドユニットを採用する場合、XY平面内での光ビームの断面形状は、例えばスポット状、あるいは走査される方向に延びるライン状などでも良い。
For the
要は、前記ヘッドユニット46A〜46Dにおける計測方向に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームが、各ヘッドユニットから射出されれば良い。
In short, a light beam that extends substantially in a direction orthogonal to the measurement direction in the
また、上記実施形態では、前記ヘッドユニットの受光素子PDが1個の受光素子の場合について説明したが、これに限らず、複数の受光素子を各ヘッドユニットの長手方向に配置しても良い。この場合に、複数の受光素子を並列接続しても良い。また、複数の受光素子をウエハステージWSTの位置に応じて切り替えて用いても良い。 In the above embodiment, the case where the light receiving element PD of the head unit is a single light receiving element has been described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of light receiving elements may be arranged in the longitudinal direction of each head unit. In this case, a plurality of light receiving elements may be connected in parallel. Further, a plurality of light receiving elements may be used by switching according to the position of wafer stage WST.
また、上記実施形態では、エンコーダ50A〜50Dとして、3格子の回折干渉式のエンコーダを用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば、上記実施形態のエンコーダにおける、インデックススケール49b,49cの代わりに、2枚の反射ミラーを備えたエンコーダ、あるいは、インデックススケール49aの代わりにビームスプリッタなどの光学素子で光源からの光を分岐するエンコーダなどを用いても良い。あるいは、例えば、特開2005−114406号公報などに開示されるような、光反射ブロックを備えたエンコーダなどを用いても良い。
In the above-described embodiment, the case where a three-grating diffraction interference type encoder is used as the
なお、上記実施形態では、Y軸方向位置の計測に用いられる一対の移動スケール44A,44Cと、X軸方向位置の計測に用いられる一対の移動スケール44B,44Dとが、ウエハステージWST上に設けられ、これに対応して、一対のヘッドユニット46A、46Cが投影光学系PLのX軸方向の一側と他側に配置され、一対のヘッドユニット46B、46Dが投影光学系PLのY軸方向の一側と他側に配置される場合について例示した。しかしながら、これに限らず、Y軸方向位置の計測用の移動スケール44A,44C及びX軸方向位置計測用の移動スケール44B,44Dのうち、少なくとも一方が、一対でなく1つのみ、ウエハステージWST上に設けられていても良いし、あるいは、一対のヘッドユニット46A、46C及び一対のヘッドユニット46B、46Dのうち、少なくとも一方が、一対でなく1つのみ設けられていても良い。また、移動スケールの延設方向及びヘッドユニットの延設方向は、上記実施形態のX軸方向、Y軸方向のような直交方向に限定されるものではない。
In the above embodiment, a pair of moving
また、上記実施形態では、移動スケール44A〜44Dは、例えばセラミックス又は低熱膨張のガラスからなる板状部材の表面に反射型の回折格子が形成されるものとしたが、例えばウエハステージWSTの上面に直接、反射型の回折格子を形成しても良い。さらに、ヘッドユニット46A〜46Dからの光ビームBmが透過可能な保護部材(例えば、薄膜またはガラス板など)で反射型の回折格子を覆い、回折格子の損傷などを防止しても良い。また、上記実施形態ではXY平面とほぼ平行なウエハステージWSTの上面に反射型の回折格子を設けるものとしたが、例えばウエハステージWSTの下面に反射型の回折格子を設けても良い。この場合、ヘッドユニット46A〜46DはウエハステージWSTの下面が対向する、例えばステージベース71に配置される。さらに、上記実施形態ではウエハステージWSTを水平面内で移動させるものとしたが、水平面と交差する平面(例えば、ZX平面など)内で移動させても良い。また、レチクルステージRSTが2次元移動する場合、前述のエンコーダシステムと同様の構成のエンコーダシステムを設けてレチクルステージRSTの位置情報を計測しても良い。
In the above-described embodiment, the moving
なお、上記実施形態ではウエハ干渉計システム18が5自由度の方向(X軸、Y軸、θx、θy及びθz方向)に関してウエハステージWSTの位置情報を計測可能であるものとしたが、Z軸方向の位置情報をも計測可能として良い。この場合、少なくとも露光動作時に、前述のエンコーダシステムの計測値とウエハ干渉計システム18の計測値(少なくともZ軸方向の位置情報を含む)とを用いてウエハステージWSTの位置制御を行っても良い。このウエハ干渉計システム18は、例えば特開2000−323404号公報(対応米国特許第7,116,401号明細書)、特表2001−513267号公報(対応米国特許第6,208,407号明細書)などに開示されているように、XY平面に対して所定角度(例えば45度)傾斜した反射面をウエハステージWSTの側面に設け、この反射面を介して測定ビームを、例えば鏡筒定盤38あるいは前述の計測フレームなどに設けられる反射面に照射することで、ウエハステージWSTのZ軸方向の位置情報を計測する。このウエハ干渉計システム18では、複数の測定ビームを用いることで、Z軸方向に加えてθx方向及び/又はθy方向の位置情報も計測可能となる。この場合、ウエハステージWSTの移動鏡17に照射されるθx方向及び/又はθy方向の位置情報を計測するための測定ビームは用いなくても良い。
In the above-described embodiment, the
また、例えば特開平10−214783号公報及び対応する米国特許第6,341,007号明細書、並びに国際公開第98/40791号パンフレット及び対応する米国特許第6,262,796号明細書などに開示されているように、2つのウエハステージを用いて露光動作と計測動作(例えば、アライメント系によるマーク検出など)とをほぼ並行して実行可能なツインウエハステージ方式の露光装置でも、前述のエンコーダシステム(図2)を用いて各ウエハステージの位置制御を行うことが可能である。ここで、露光動作時だけでなく計測動作時でも、各ヘッドユニットの配置、長さなどを適切に設定することで、前述のエンコーダシステム(図2)をそのまま用いて各ウエハステージの位置制御を行うことが可能であるが、前述したヘッドユニット(46A〜46D)とは別に、その計測動作中に使用可能なヘッドユニットを設けても良い。例えば、アライメント系を中心として十字状に配置される4つのヘッドユニットを設け、上記計測動作時にはこれらヘッドユニットと対応の移動スケール(46A〜46D)とによって各ウエハステージWSTの位置情報を計測するようにしても良い。ツインウエハステージ方式の露光装置では、2つのウエハステージにそれぞれ2つ又は4つの移動スケール(図2)が設けられるとともに、一方のウエハステージに載置されたウエハの露光動作が終了すると、その一方のウエハステージとの交換で、計測位置にてマーク検出などが行われた次のウエハを載置する他方のウエハステージが露光位置に配置される。また、露光動作と並行して行われる計測動作は、アライメント系によるウエハなどのマークの検出に限られるものでなく、その代わりに、あるいはそれと組み合わせて、例えばウエハの面情報(段差情報など)の検出などを行っても良い。 Further, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-214783 and corresponding US Pat. No. 6,341,007, International Publication No. 98/40791 pamphlet and corresponding US Pat. No. 6,262,796, etc. As disclosed, even in a twin wafer stage type exposure apparatus that can execute an exposure operation and a measurement operation (for example, mark detection by an alignment system) substantially in parallel using two wafer stages, the encoder described above is used. It is possible to control the position of each wafer stage using the system (FIG. 2). Here, not only during the exposure operation but also during the measurement operation, by appropriately setting the arrangement and length of each head unit, the position control of each wafer stage can be performed using the encoder system (FIG. 2) as it is. Although possible, a head unit that can be used during the measurement operation may be provided separately from the head units (46A to 46D) described above. For example, four head units arranged in a cross shape with the alignment system as the center are provided, and the position information of each wafer stage WST is measured by these head units and the corresponding movement scales (46A to 46D) during the measurement operation. Anyway. In the exposure apparatus of the twin wafer stage system, two or four moving scales (FIG. 2) are provided on the two wafer stages, respectively, and when the exposure operation of the wafer placed on one of the wafer stages is finished, By exchanging with the wafer stage, the other wafer stage on which the next wafer on which the mark detection or the like has been performed at the measurement position is placed is placed at the exposure position. Further, the measurement operation performed in parallel with the exposure operation is not limited to the detection of a mark such as a wafer by the alignment system, but instead of or in combination with it, for example, wafer surface information (step information, etc.) Detection or the like may be performed.
また、上記実施形態では、例えば国際公開第2005/074014号パンフレット、国際公開第1999/23692号パンフレット、米国特許第6,897,963号明細書などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材(基準マーク、センサなど)を有する計測ステージを設け、ウエハの交換動作時などにウエハステージとの交換で計測ステージを投影光学系PLの直下に配置し、露光装置の特性(例えば、投影光学系の結像特性(波面収差など)、照明光ILの偏光特性など)を計測するものとしても良い。この場合、計測ステージにも移動スケールを配置し、前述のエンコーダシステムを用いて計測ステージの位置制御を行うようにしても良い。また、ウエハステージに載置したウエハの露光動作中、計測ステージはウエハステージと干渉しない所定位置に退避しており、この退避位置と露光位置との間で移動されることになる。このため、その退避位置においても、あるいはその退避位置と露光位置との一方から他方への移動中にも、ウエハステージと同様に、計測ステージの移動範囲をも考慮し、エンコーダシステムによる位置計測が不能となって計測ステージの位置制御が切れることがないように各ヘッドユニットの配置、長さなどを設定する、あるいはそれらヘッドユニットとは別のヘッドユニットを設けることが好ましい。又は、その退避位置で、又はその移動中にエンコーダシステムによる計測ステージの位置制御が切れるときは、エンコーダシステムとは別の計測装置(例えば干渉計、エンコーダなど)を用いて計測ステージの位置制御を行うことが好ましい。 In the above embodiment, as disclosed in, for example, International Publication No. 2005/074014, International Publication No. 1999/23692, US Pat. No. 6,897,963, etc. Separately, a measurement stage having measurement members (reference marks, sensors, etc.) is provided, and the measurement stage is disposed immediately below the projection optical system PL by exchanging with the wafer stage during the exchange operation of the wafer, and the characteristics of the exposure apparatus (for example, The imaging characteristics (wavefront aberration, etc.) of the projection optical system, the polarization characteristics of the illumination light IL, etc.) may be measured. In this case, a moving scale may be arranged on the measurement stage, and the position of the measurement stage may be controlled using the encoder system described above. Further, during the exposure operation of the wafer placed on the wafer stage, the measurement stage is retracted to a predetermined position that does not interfere with the wafer stage, and is moved between the retracted position and the exposure position. Therefore, even at the retracted position or during the movement from one of the retracted position and the exposure position to the other, the position measurement by the encoder system is performed in consideration of the moving range of the measurement stage in the same manner as the wafer stage. It is preferable to set the arrangement, length, etc. of each head unit so that the position control of the measurement stage is not interrupted due to this, or to provide a head unit different from these head units. Alternatively, when the position control of the measurement stage by the encoder system is cut off at the retracted position or during the movement, the position control of the measurement stage is performed using a measurement device (for example, an interferometer, an encoder, etc.) different from the encoder system. Preferably it is done.
また、上記実施形態では、スキャニング・ステッパ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、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(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、干渉計を用いてそのステージの位置を計測する場合と異なり、空気揺らぎなど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。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the scanning stepper 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 step-and-repeat projection exposure apparatus (stepper). May be applied. Even if it is a stepper, etc., the position of the stage on which the object to be exposed is mounted is measured by an encoder, which is different from measuring the position of the stage using an interferometer. The generation of errors can be made almost zero. The present invention can also be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus, a proximity type exposure apparatus, or a mirror projection aligner that synthesizes a shot area and a shot area.
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系PL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、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(反射系又は反射屈折系)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 PL in the exposure apparatus of the above embodiment may be not only a reduction system but also any of the same magnification and enlargement system, not only a refraction system, but also any of a reflection system and a catadioptric system, The projected image may be an inverted image or an erect image. Further, the exposure area irradiated with the illumination light IL via 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, in the pamphlet of International Publication No. 2004/107011 As disclosed, an optical system (a reflective system or a catadioptric system) having a plurality of reflecting surfaces and forming an intermediate image at least once is provided in a part thereof, and has a single optical axis. Similar to the in-line 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.
また、照明光ILは、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)に限らず、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの遠紫外光、又はF2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光であっても良い。真空紫外光として、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号明細書)に開示されているように、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 illumination light IL is not limited to ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), but is far ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm). Also good. As the vacuum ultraviolet light, for example, as disclosed in WO 1999/46835 (corresponding to US Pat. No. 7,023,610), an infrared region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser, or visible For example, a single-wavelength laser light having a wavelength in the range may be amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium) and converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal.
また、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又は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。 Needless to say, 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.
さらに、例えば国際公開第99/49504号パンフレット、国際公開第2004/053955号パンフレット(対応米国特許出願公開第2005/0252506号明細書)、米国特許第6,952,253号明細書、欧州特許出願公開第1420298号明細書、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、米国特許出願公開第2006/0231206号明細書、米国特許出願公開第2005/0280791号明細書などに開示される、投影光学系PLとウエハとの間に液体(例えば純水など)が満たされる液浸露光装置などにも本発明を適用することができる。かかる場合には、例えば、図9に示されるように、ウエハステージWST(又はウエハテーブルWTB)の上面に設けられる撥液板WRPを、例えば低熱膨張率のガラスにし、そのガラスにスケールパターン(回折格子)を直接形成しても良い。あるいは、ウエハテーブルをガラスとして回折格子を形成しても良い。なお、上記実施形態の移動スケール(図2)を有するウエハステージ(又は計測ステージ)を備える液浸型露光装置では、その移動スケールの表面に撥液膜を形成しておくことが好ましい。 Further, for example, WO99 / 49504 pamphlet, WO2004 / 053955 pamphlet (corresponding US Patent Application Publication No. 2005/0252506), US Pat. No. 6,952,253, European Patent Application. In the publication No. 1420298 specification, the international publication No. 2004/055803 pamphlet, the international publication No. 2004/057590 pamphlet, the US patent application publication No. 2006/0231206, the US patent application publication No. 2005/0280791 etc. The present invention can also be applied to a disclosed immersion exposure apparatus in which a liquid (for example, pure water) is filled between the projection optical system PL and the wafer. In such a case, for example, as shown in FIG. 9, a liquid repellent plate WRP provided on the upper surface of wafer stage WST (or wafer table WTB) is made of, for example, a glass having a low thermal expansion coefficient, and a scale pattern (diffraction) is formed on the glass. (Lattice) may be formed directly. Alternatively, the diffraction grating may be formed using glass as the wafer table. In the immersion exposure apparatus including the wafer stage (or measurement stage) having the moving scale (FIG. 2) of the above embodiment, it is preferable to form a liquid repellent film on the surface of the moving scale.
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号明細書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。かかる可変成形マスクを用いる場合には、ウエハ又はガラスプレート等が搭載されるステージが、可変成形マスクに対して走査されるので、そのステージの位置をエンコーダを用いて計測するようにすれば良い。 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, an electronic mask (variable shaping mask, which forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257. For example, a non-light emitting image display element (spatial light modulator) including a DMD (Digital Micro-mirror Device) may be used. When such a variable molding mask is used, the stage on which the wafer or glass plate is mounted is scanned with respect to the variable molding mask, and the position of the stage may be measured using an encoder.
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W上に形成することによって、ウエハW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。さらに、例えば特表2004−519850号公報(対応米国特許第6,611,316号明細書)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回の走査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など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 pamphlet, an exposure apparatus (lithography system) that forms line and space patterns on the wafer W by forming interference fringes on the wafer W. The present invention can also be applied to. 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. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that double exposes one shot area on a wafer almost simultaneously by multiple scanning exposures.
なお、上記実施形態及び変形例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なく、ガラスプレート、セラミック基板、マスクブランクス、あるいはフィルム部材など他の物体でも良い。また、その物体の形状は円形のみならず、矩形など他の形状でも良い。 Note that the object on which the pattern is to be formed (the object to be exposed to which the energy beam is irradiated) in the above embodiment and the modification is not limited to the wafer, but may be a glass plate, a ceramic substrate, a mask blank, or a film member. It may be an object. Further, the shape of the object is not limited to a circle but may be other shapes such as a rectangle.
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, and electron beam exposure apparatuses, glass substrates, silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
本発明のパターン形成装置は、エネルギビームによる露光によって物体にパターンを形成する露光装置に限らず、物体が移動体に載置される本発明の移動体駆動システムと、物体上にパターンを生成するパターン生成装置とを備えていれば良い。例えば、特開2004−130312号公報などに開示される,インクジェットヘッド群と同様のインクジェット式の機能性液体付与装置を備えた素子製造装置と同様のパターン生成装置を備えたパターン形成装置にも本発明は適用可能である。上記公開公報に開示されるインクジェットヘッド群は、所定の機能性液体(例えば金属含有液体、感光材料など)をノズル(吐出口)から吐出して基板(例えばPET、ガラス、シリコン、紙など)に付与するインクジェットヘッドを複数有している。従って、移動体駆動システムを構成する位置計測装置で計測された位置情報に基づいて移動体の位置を精度良く制御しつつ、その移動体上に載置された物体上に、上記のパターン生成装置によりパターンを生成することで、その物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。 The pattern forming apparatus of the present invention is not limited to an exposure apparatus that forms a pattern on an object by exposure with an energy beam, and generates the pattern on the object by the moving body driving system of the present invention in which the object is placed on the moving body. What is necessary is just to provide a pattern generation apparatus. For example, the present invention is also applied to a pattern forming apparatus provided with a pattern generating apparatus similar to an element manufacturing apparatus provided with an ink jet type functional liquid applying apparatus similar to the ink jet head group disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-130312. The invention is applicable. The inkjet head group disclosed in the above publication discloses a predetermined functional liquid (for example, a metal-containing liquid, a photosensitive material, etc.) discharged from a nozzle (discharge port) onto a substrate (for example, PET, glass, silicon, paper, etc.). A plurality of inkjet heads to be applied are provided. Therefore, the pattern generation device described above is formed on the object placed on the moving body while accurately controlling the position of the moving body based on the position information measured by the position measuring device constituting the moving body drive system. By generating a pattern by the above, it becomes possible to form a pattern on the object with high accuracy.
なお、本発明は、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置(例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他)、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボンディング装置等の移動ステージを備えた装置にも広く適用できる。 The present invention is not limited to an exposure apparatus, and other substrate processing apparatuses (for example, a laser repair apparatus, a substrate inspection apparatus, etc.), or a moving stage such as a sample positioning apparatus or a wire bonding apparatus in other precision machines. It can be widely applied to devices equipped.
なお、本国際出願で指定した指定国(又は選択した選択国)の国内法令が許す限りにおいて、上述した各種の公報、国際公開パンフレット、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書における開示を援用して、本明細書の記載の一部とする。 As long as the national laws of the designated country (or selected selected country) designated in this international application allow, the disclosures in the above-mentioned various publications, international publication pamphlets, US patent application publication specifications and US patent specifications are incorporated. As a part of the description of this specification.
なお、半導体デバイスは、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、上記実施形態の露光装置100でレチクルに形成されたパターンの投影光学系PLによる像、あるいは例えば電子マスク(可変成形マスク)を含むパターン生成装置で発生したパターンで物体(ウエハなど)を露光し、その露光後の物体を現像するソグラフィステップ、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が用いられるので、高集積度のデバイスを歩留り良く製造することができる。
The semiconductor device was formed on the reticle by the step of designing the function / performance of the device, the step of manufacturing a reticle based on this design step, the step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the
また、上記実施形態の露光装置(パターン形成装置)は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。 Further, the exposure apparatus (pattern forming apparatus) of the above embodiment maintains various mechanical subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.
以上説明したように、本発明の位置計測装置及び位置計測方法は、移動体の位置を計測するのに適している。また、本発明の移動体駆動システム及び移動体駆動方法は、移動体を2次元面内で駆動するのに適している。また、本発明のパターン形成装置及びパターン形成方法は、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、マイクロデバイス(電子デバイス)の製造に適している。 As described above, the position measuring device and the position measuring method of the present invention are suitable for measuring the position of a moving body. Moreover, the moving body drive system and the moving body drive method of the present invention are suitable for driving a moving body in a two-dimensional plane. The pattern forming apparatus and the pattern forming method of the present invention are suitable for forming a pattern on an object. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing a micro device (electronic device).
Claims (43)
前記移動体上に配置されるとともに前記平面内の第1軸に平行な方向を周期方向とする第1のグレーティングと;
前記平面内で第1軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを前記第1のグレーティングに照射する第1照射系と、前記第1のグレーティングからの光を受光し、前記移動体の前記第1軸に平行な方向に関する位置情報を含む信号を出力する第1の受光素子とを含む第1軸エンコーダヘッドと;を備える位置計測装置。A position measuring device that measures position information of a movable body movable within a predetermined plane,
A first grating disposed on the movable body and having a direction parallel to the first axis in the plane as a periodic direction;
A first irradiation system for irradiating the first grating with a light beam extending substantially elongated in a direction perpendicular to the first axis in the plane; and receiving light from the first grating; And a first axis encoder head including a first light receiving element that outputs a signal including position information relating to a direction parallel to the first axis.
前記移動体上に配置されるとともに前記平面内で前記第1軸に交差する第2軸に平行な方向を周期方向とする第2のグレーティングと;
前記平面内で第2軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを前記第2のグレーティングに照射する第2照射系と、前記第2のグレーティングからの光を受光し、前記移動体の前記第2軸に平行な方向に関する位置情報を含む信号を出力する第2の受光素子とを含む第2軸エンコーダヘッドと;をさらに備える位置計測装置。The position measuring device according to claim 1,
A second grating disposed on the movable body and having a periodic direction in a direction parallel to a second axis intersecting the first axis in the plane;
A second irradiation system for irradiating the second grating with a light beam extending substantially elongated in a direction perpendicular to the second axis in the plane; and receiving light from the second grating; And a second axis encoder head including a second light receiving element that outputs a signal including position information relating to a direction parallel to the second axis.
前記第2照射系から前記第2のグレーティングに照射される光ビームは、前記平面に直交する第3軸と前記平面内で前記第2軸に直交する軸とを含む面内で、所定角度範囲で偏向される光である位置計測装置。The position measuring device according to claim 2,
The light beam applied to the second grating from the second irradiation system has a predetermined angular range within a plane including a third axis orthogonal to the plane and an axis orthogonal to the second axis in the plane. Position measuring device that is light deflected by the.
前記第1照射系から前記第1のグレーティングに照射される光ビームは、前記平面に直交する第3軸と前記平面内で前記第1軸に直交する軸とを含む面内で、所定角度範囲で偏向される光である位置計測装置。In the position measuring device according to any one of claims 1 to 3,
The light beam applied to the first grating from the first irradiation system has a predetermined angular range within a plane including a third axis orthogonal to the plane and an axis orthogonal to the first axis in the plane. Position measuring device that is light deflected by the.
前記第1のグレーティング及び第2のグレーティングの少なくとも一方は、前記移動体上に所定間隔を隔てて一対配置され、
前記少なくとも一方のグレーティングに対応して、前記第1、第2軸エンコーダヘッドの少なくとも一方は、一対設けられている位置計測装置。In the position measuring device according to any one of claims 1 to 4,
A pair of at least one of the first grating and the second grating is disposed on the movable body at a predetermined interval,
A position measuring device in which at least one of the first and second axis encoder heads is provided as a pair corresponding to the at least one grating.
前記第1、第2軸エンコーダヘッドのうち、一対設けられたエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記移動体の前記平面内の回転情報を算出する演算装置をさらに備える位置計測装置。In the position measuring device according to any one of claims 1 to 5,
A position measurement device further comprising an arithmetic device that calculates rotation information in the plane of the movable body based on outputs of a pair of encoder heads of the first and second axis encoder heads.
前記移動体上で前記第1軸に平行な方向に周期的に配置される第1グレーティングと;
前記平面内で前記第1軸と交差し、かつ前記第2軸に平行な方向に関して前記第1グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを前記第1グレーティングに照射する第1エンコーダヘッドと;を備える位置計測装置。A position measuring device that measures position information of a movable body that is movable in a direction parallel to the first and second axes within a predetermined plane,
A first grating periodically disposed in a direction parallel to the first axis on the movable body;
A first encoder head that irradiates the first grating with a light beam that intersects the first axis in the plane and extends in a direction that is at least as long as the first grating in a direction parallel to the second axis; A position measuring device.
前記第1エンコーダヘッドは、前記移動体の前記第2軸に平行な方向への移動に応じて前記第1グレーティングからの光を異なる位置で検出する受光部を含む位置計測装置。In the position measuring device according to claim 7,
The first encoder head includes a light receiving unit that detects light from the first grating at different positions according to movement of the movable body in a direction parallel to the second axis.
前記第1エンコーダヘッドは、前記第2軸に平行な方向に関して前記光ビームを移動する位置計測装置。In the position measuring device according to claim 7 or 8,
The first encoder head is a position measurement device that moves the light beam in a direction parallel to the second axis.
前記第1グレーティングは、前記平面と実質的に平行な前記移動体の一面に設けられ、前記第1エンコーダヘッドは、前記移動体の一面と対向するように設けられる位置計測装置。In the position measuring device according to any one of claims 7 to 9,
The first grating is provided on one surface of the moving body substantially parallel to the plane, and the first encoder head is provided so as to face one surface of the moving body.
前記第1グレーティングは、前記移動体上で前記第2軸に平行な方向に関して離れて一対設けられ、前記第1エンコーダヘッドは、前記一対の第1グレーティングに対応して一対設けられる位置計測装置。In the position measuring device according to any one of claims 7 to 10,
A pair of the first gratings are provided apart from each other in a direction parallel to the second axis on the movable body, and a pair of the first encoder heads are provided corresponding to the pair of first gratings.
前記移動体上で前記第2軸に平行な方向に周期的に配置される第2グレーティングと、
前記平面内で前記第2軸と交差し、かつ前記第1軸に平行な方向に関して前記第2グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを前記第2グレーティングに照射する第2エンコーダヘッドと、をさらに備える位置計測装置。In the position measuring device according to any one of claims 7 to 11,
A second grating periodically disposed in a direction parallel to the second axis on the moving body;
A second encoder head that irradiates the second grating with a light beam that intersects the second axis in the plane and extends in a direction that is at least as long as the second grating in a direction parallel to the first axis; And a position measuring device.
前記第2エンコーダヘッドは、前記移動体の前記第1軸に平行な方向への移動に応じて前記第2グレーティングからの光を異なる位置で検出する受光部を含む位置計測装置。In the position measuring device according to claim 12,
The second encoder head includes a light receiving unit that detects light from the second grating at different positions according to movement of the movable body in a direction parallel to the first axis.
前記第2エンコーダヘッドは、前記第1軸に平行な方向に関して前記光ビームを移動する位置計測装置。In the position measuring device according to claim 12 or 13,
The second encoder head is a position measurement device that moves the light beam in a direction parallel to the first axis.
前記第2グレーティングは、前記平面と実質的に平行な前記移動体の一面に設けられ、前記第2エンコーダヘッドは、前記移動体の一面と対向するように設けられる位置計測装置。In the position measuring device according to any one of claims 12 to 14,
The second grating is provided on one surface of the moving body substantially parallel to the plane, and the second encoder head is provided so as to face one surface of the moving body.
前記第2グレーティングは、前記移動体上で前記第1軸に平行な方向に関して離れて一対設けられ、前記第2エンコーダヘッドは、前記一対の第1グレーティングに対応して一対設けられる位置計測装置。In the position measuring device according to any one of claims 12 to 15,
A pair of the second gratings are provided apart from each other in a direction parallel to the first axis on the moving body, and a pair of the second encoder heads are provided corresponding to the pair of first gratings.
前記位置計測装置の計測結果に基づいて、前記移動体を前記平面内で駆動する駆動装置と;を備える移動体駆動システム。A position measuring device according to any one of claims 1 to 16;
And a driving device that drives the moving body in the plane based on a measurement result of the position measuring device.
前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と;を含むパターン形成装置。The moving body drive system according to claim 17, wherein an object is placed on the moving body;
A pattern generating device for generating a pattern on the object.
前記移動体の位置情報を計測する請求項1〜16のいずれか一項に記載の位置計測装置と;
前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と;を備え、
前記位置計測装置を用いて前記移動体を移動させるパターン形成装置。A moving body that holds the object;
The position measuring device according to any one of claims 1 to 16, which measures position information of the moving body;
A pattern generation device for generating a pattern on the object,
The pattern formation apparatus which moves the said mobile body using the said position measuring device.
前記パターン生成装置は、前記物体をエネルギビームにより露光することで前記パターンを生成するパターン形成装置。The pattern forming apparatus according to claim 18 or 19,
The pattern generation apparatus generates the pattern by exposing the object with an energy beam.
前記パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と;を含むデバイス製造方法。Forming a pattern on an object using the pattern forming apparatus according to claim 18;
And a step of processing the object on which the pattern is formed.
前記物体を保持する移動体と、
前記移動体の位置情報を計測する請求項1〜16のいずれか一項に記載の位置計測装置と、を備える露光装置。An exposure apparatus that exposes an object,
A moving body that holds the object;
An exposure apparatus comprising: the position measuring device according to claim 1 that measures position information of the moving body.
前記平面内の第1軸に平行な方向を周期方向として前記移動体上に配置された第1のグレーティングに、前記平面内で第1軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを照射し、前記第1のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第1軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程を含む位置計測方法。A position measurement method for measuring position information of a movable body movable within a predetermined plane,
Irradiating the first grating disposed on the movable body with a direction parallel to the first axis in the plane as a periodic direction is substantially elongated in a direction perpendicular to the first axis in the plane. A position measuring method including a step of receiving light from the first grating and measuring position information related to a direction parallel to the first axis of the moving body.
前記平面内で前記第1軸に交差する第2軸に平行な方向を周期方向として前記移動体上に配置された第2のグレーティングに、前記平面内で第2軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを照射し、前記第2のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第2軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程をさらに含む位置計測方法。The position measurement method according to claim 23, wherein
A second grating disposed on the movable body with a direction parallel to the second axis intersecting the first axis in the plane as a periodic direction is substantially in a direction perpendicular to the second axis in the plane. A position measuring method further comprising: irradiating a light beam extending in an elongated manner, receiving light from the second grating, and measuring position information relating to a direction parallel to the second axis of the movable body.
前記第2のグレーティングに照射される光ビームは、前記平面に直交する第3軸と前記平面内で前記第2軸に直交する軸とを含む面内で、所定角度範囲で偏向される光である位置計測方法。The position measurement method according to claim 24, wherein
The light beam applied to the second grating is light that is deflected in a predetermined angle range within a plane including a third axis orthogonal to the plane and an axis orthogonal to the second axis in the plane. A position measurement method.
前記第1のグレーティングに照射される光ビームは、前記平面に直交する第3軸と前記平面内で前記第1軸に直交する軸とを含む面内で、所定角度範囲で偏向される光である位置計測方法。In the position measuring method according to any one of claims 23 to 25,
The light beam applied to the first grating is light that is deflected within a predetermined angle range in a plane including a third axis orthogonal to the plane and an axis orthogonal to the first axis in the plane. A position measurement method.
前記第1のグレーティング及び第2のグレーティングの少なくとも一方は、前記移動体上に所定間隔を隔てて一対配置され、
前記一対配置された前記少なくとも一方のグレーティングにそれぞれ前記光ビームを照射し、前記一対配置された前記少なくとも一方のグレーティングからの光をそれぞれ受光して、前記移動体の前記平面内の回転情報を算出する工程をさらに含む位置計測方法。In the position measurement method according to any one of claims 23 to 26,
A pair of at least one of the first grating and the second grating is disposed on the movable body at a predetermined interval,
The at least one grating disposed in the pair is irradiated with the light beam, and the light from the at least one grating disposed in the pair is received, and rotation information in the plane of the movable body is calculated. A position measurement method further including a step of performing.
前記平面内で前記第1軸と交差し、かつ前記第2軸に平行な方向に関して前記第1グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを、前記移動体上で前記第1軸に平行な方向に周期的に配置される第1グレーティングに照射し、前記第1のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第1軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程を含む位置計測方法。A position measurement method for measuring position information of a movable body movable in a direction parallel to the first and second axes within a predetermined plane,
A light beam that intersects with the first axis in the plane and extends with a length equal to or greater than the first grating in a direction parallel to the second axis is parallel to the first axis on the movable body. Irradiating a first grating periodically arranged in a certain direction, receiving light from the first grating, and measuring position information related to a direction parallel to the first axis of the movable body. Position measurement method.
前記移動体の前記第2軸に平行な方向への移動に応じて前記第1グレーティングからの光を異なる位置で検出する位置計測方法。The position measurement method according to claim 28, wherein
A position measurement method for detecting light from the first grating at different positions in accordance with movement of the moving body in a direction parallel to the second axis.
前記第2軸に平行な方向に関して前記光ビームを移動する位置計測方法。The position measurement method according to claim 28 or 29,
A position measurement method for moving the light beam in a direction parallel to the second axis.
前記第1グレーティングは、前記平面と実質的に平行な前記移動体の一面に設けられ、前記光ビームは、前記移動体の一面と対向する方向から照射される位置計測方法。In the position measuring method according to any one of claims 28 to 30,
The position measurement method in which the first grating is provided on one surface of the moving body substantially parallel to the plane, and the light beam is irradiated from a direction facing the one surface of the moving body.
前記第1グレーティングは、前記移動体上で前記第2軸に平行な方向に関して離れて一対設けられ、前記一対の第1グレーティングにそれぞれ前記光ビームを照射し、前記一対の第1グレーティングからの光をそれぞれ受光する位置計測方法。The position measurement method according to any one of claims 28 to 31,
A pair of the first gratings are provided apart from each other in a direction parallel to the second axis on the movable body, and the pair of first gratings are respectively irradiated with the light beam, and light from the pair of first gratings is provided. Position measurement method for receiving light respectively.
前記平面内で前記第2軸と交差し、かつ前記第1軸に平行な方向に関して前記第2グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを、前記移動体上で前記第2軸に平行な方向に周期的に配置される第2グレーティングに照射し、前記第2のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第2軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程をさらに含む位置計測方法。The position measurement method according to any one of claims 28 to 32,
A light beam that intersects with the second axis in the plane and extends with a length equal to or greater than that of the second grating in a direction parallel to the first axis is parallel to the second axis on the movable body. Irradiating a second grating periodically arranged in a certain direction, receiving light from the second grating, and measuring positional information in a direction parallel to the second axis of the movable body Including position measurement method.
前記移動体の前記第1軸に平行な方向への移動に応じて前記第2グレーティングからの光を異なる位置で検出する位置計測方法。The position measurement method according to claim 33,
A position measurement method for detecting light from the second grating at different positions in accordance with movement of the moving body in a direction parallel to the first axis.
前記第1軸に平行な方向に関して前記第2グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを、前記第1軸に平行な方向に関して移動する位置計測方法。The position measurement method according to claim 33 or 34,
A position measuring method in which a light beam extending at a length equal to or greater than that of the second grating in a direction parallel to the first axis is moved in a direction parallel to the first axis.
前記第2グレーティングは、前記平面と実質的に平行な前記移動体の一面に設けられ、前記第2エンコーダヘッドは、前記移動体の一面と対向する方向から照射される位置計測方法。In the position measurement method according to any one of claims 33 to 35,
The second grating is provided on one surface of the moving body substantially parallel to the plane, and the second encoder head is irradiated from a direction facing the one surface of the moving body.
前記第2グレーティングは、前記移動体上で前記第1軸に平行な方向に関して離れて一対設けられ、前記一対の第2グレーティングにそれぞれ前記光ビームを照射し、前記一対の第2グレーティングからの光をそれぞれ受光する位置計測方法。In the position measuring method according to any one of claims 33 to 36,
A pair of the second gratings are provided apart from each other in a direction parallel to the first axis on the movable body, and the light beams are emitted from the pair of second gratings by irradiating the pair of second gratings with the light beam, respectively. Position measurement method for receiving light respectively.
計測された位置情報に基づいて、前記移動体を前記平面内で駆動する工程と;を含む、移動体駆動方法。A step of measuring position information of the moving body using the position measurement method according to any one of claims 23 to 37;
And a step of driving the moving body in the plane based on the measured position information.
前記物体上にパターンを生成する工程と;を含むパターン形成方法。A step of driving a moving body on which an object is placed using the moving body driving method according to claim 38;
Generating a pattern on the object.
前記物体上にパターンを生成する際に、請求項23〜37のいずれか一項に記載の位置計測方法を用いて、前記物体を保持する移動体の位置情報を計測する工程を含むパターン形成方法。A pattern forming method for forming a pattern on an object,
38. A pattern forming method including a step of measuring position information of a moving body that holds the object using the position measuring method according to any one of claims 23 to 37 when generating a pattern on the object. .
前記パターンの生成は、前記物体をエネルギビームにより露光することで行われるパターン形成方法。The pattern forming method according to claim 39 or 40,
The pattern is generated by exposing the object with an energy beam.
前記パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と;を含むデバイス製造方法。Forming a pattern on the object using the pattern forming method according to claim 41;
And a step of processing the object on which the pattern is formed.
請求項23〜37のいずれか一項に記載の位置計測方法を用いて、前記物体を保持する移動体の位置情報を計測する工程を含む露光方法。An exposure method for exposing an object,
An exposure method including a step of measuring position information of a moving body that holds the object using the position measurement method according to any one of claims 23 to 37.
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