KR101376415B1 - 이동체 장치, 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법 - Google Patents

이동체 장치, 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

웨이퍼 스테이지 (WST) 의 측면에 이동 격자 (30X) 가 형성되고, 그 이동 격자에 대해 광원 (22) 으로부터 광을 조사하여, 광원과의 사이의 위치 관계가 고정인 고정 스케일 (24A, 24B) 및 인덱스 스케일 (26) 에 의해 이동 격자에서 발생하는 회절광이 간섭되어 검출기 (28) 에 의해 그 간섭된 광이 검출된다. 이 경우, 이동 격자가 웨이퍼 스테이지의 측면에 형성되어 있으므로, 웨이퍼 스테이지 전체의 대형화를 억제할 수 있다. 또, 간섭은 매우 근접한 광로를 통과하는 복수의 회절광 (예를 들어 ±1 차 회절광) 사이에 발생하므로, 종래의 간섭계에 비하여 주변 분위기의 요동에 의한 영향이 적어지고, 이로써, 고정밀도의 이동체의 위치 정보 계측을 할 수 있게 된다.
Figure R1020087024310
노광 장치, 노광 방법, 이동체 장치, 회절광, 간섭계

Description

이동체 장치, 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법{APPARATUS WITH MOBILE BODY, EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
기술분야
본 발명은 이동체 장치, 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법과 관련되어, 더욱 상세하게는 이동면 내의 적어도 1 축 방향으로 이동하는 이동체를 구비하는 이동체 장치, 그 이동체 장치를 구비하는 노광 장치 및 물체를 노광하여 패턴을 형성하는 노광 방법, 그리고 상기 노광 방법을 사용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
배경기술
종래, 반도체 소자, 액정 표시 소자 등의 마이크로 디바이스 (전자 디바이스) 를 제조할 때에, 리소그래피 공정에서는 스텝ㆍ앤드ㆍ리피트 방식의 축소 투영 노광 장치 (이른바 스텝퍼), 또는 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 주사형 투영 노광 장치 (이른바 스캐닝ㆍ스텝퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등이 비교적 많이 이용되고 있다.
이런 종류의 노광 장치에서는, 웨이퍼 또는 유리 플레이트 등의 기판 (이하, 「웨이퍼」라고 총칭한다) 상의 복수의 쇼트 영역에 레티클 (또는 마스크) 패턴을 전사하기 위해서, 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 스테이지는 XY 이차원 방향으로 예를 들어 리니어 모터 등에 의해 구동된다. 특히, 스캐닝ㆍ스텝퍼의 경우, 웨이퍼 스테이지뿐만 아니라, 레티클을 유지하는 레티클 스테이지도 리니어 모터 등에 의해 주사 방향으로 소정 스트로크로 구동된다. 레티클 스테이지 및 웨이퍼 스테이지의 위치 계측은, 장기에 걸쳐 계측의 안정성이 양호하고, 고분해능 레이저 간섭계를 이용하여 실시되는 것이 일반적이다.
그런데, 반도체 소자의 고집적화에 수반하는 패턴의 미세화에 의해, 보다 고정밀도의 스테이지의 위치 제어성이 요구되게 되어, 지금은 레이저 간섭계의 빔 광 로상의 분위기의 온도 요동에서 기인하는 계측식의 단기적인 변동을 무시할 수 없게 되어 있다.
한편, 최근에는 위치 계측 장치의 일종인 인코더로서, 계측 분해능이 레이저 간섭계와 동일한 정도 이상의 것이 출현되고 있고, 노광 장치 내에 있어서 인코더 (리니어 스케일과 측장 장치를 포함한다) 를 웨이퍼 스테이지의 위치 계측에 사용하는 기술도 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조).
그런데, 상기 특허 문헌 1 에 기재된 인코더 등에서는, 리니어 스케일을 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼 탑재 위치에서 (노광광이 실제로 조사되는 위치에서) 멀리 떨어진 위치에 설치할 필요가 있었기 때문에, 계측시에 아베 오차가 발생함과 함께, 웨이퍼 스테이지 전체의 외형이 커질 우려가 있었다.
특허 문헌 : 일본 공개특허공보 2004-101362호
발명의 개시
과제를 해결하는 위한 수단
본 발명은, 상기 서술한 사정 하에 이루어진 것으로서, 제 1 관점으로 하면, 이동면 내의 적어도 1 축 방향으로 이동하는 이동체와 ; 상기 이동체의 상기 이동면에 교차하는 소정 면 상의 이동 격자에 광을 조사하는 광원과, 상기 광원과의 사이의 위치 관계가 고정되고, 상기 이동 격자에서 발생하는 복수의 회절광을 간섭시키는 광학계와, 상기 간섭한 광을 검출하는 검출기를 갖는 계측 장치를 구비하는 제 1 이동체 장치이다.
이것에 의하면, 이동체의 이동면에 교차하는 소정 면에 이동 격자가 형성되고, 그 이동 격자에 대해 계측 장치의 광원으로부터 광이 조사되고, 광원과의 사이의 위치 관계가 고정인 광학계에 의해 이동 격자에서 발생하는 복수의 회절광이 간섭되어, 검출기에 의해 그 간섭된 광이 검출된다. 이 경우, 이동 격자가 이동체의 일부인 소정 면에 형성되어 있음으로써, 이동체 전체의 대형화를 억제할 수 있다. 또, 간섭은 매우 근접한 광로를 통과하는 복수의 회절광 (예를 들어 ±1 차 회절광) 사이에서 발생하므로, 종래의 간섭계에 비하여 주변 분위기의 요동에 의한 영향이 적어지고, 이로써, 고정밀도로 이동체의 위치 정보를 계측할 수 있게 된다. 또, 간섭계와 동일하게, 계측 장치의 광원으로부터 조사되는 광의 광축을, 계측의 기준이 되는 기준점 상을 통과하도록 설정할 수 있고, 이로써 아베 오차가 없는 계측을 할 수 있게 된다. 그러나, 아베 오차가 없는 계측으로 한정되는 것이 아닌 것은 물론이다.
본 발명은 제 2 관점으로 하면, 이동면 내의 적어도 1 축 방향으로 이동하고, 그 일부에 상기 이동면에 교차하는 반사면을 갖는 이동체와 ; 상기 반사면에 광을 조사하는 광원과, 상기 광원과의 사이의 위치 관계가 고정되고, 상기 1 축 방 향을 주기 방향으로 하는 일차원 격자를 갖고, 상기 반사면에 있어서 반사한 광이 입사되는 고정 스케일과, 상기 일차원 격자에서 발생하는 복수의 회절광을 간섭시키는 광학계와, 상기 간섭한 광을 검출하는 검출기를 갖는 계측 장치를 구비하는 제 2 이동체 장치이다.
이것에 의하면, 계측 장치의 광원으로부터 이동체의 반사면에 광이 조사되고, 그 반사면에서 반사한 광이, 광원과의 사이의 위치 관계가 고정이 된 고정 스케일의 일차원 격자에 입사한다. 그리고, 일차원 격자에서 발생하는 복수의 회절광이 광학계에 의해 간섭되어, 그 간섭된 광이 검출기에 의해 검출된다. 이와 같이 이동체에 형성된 반사면을 통하여 일차원 격자를 사용한 이동체의 위치 계측을 실시할 수 있으므로, 이동체에 일차원 격자를 형성할 필요가 없고, 이동체의 대형화를 억제할 수 있게 된다. 또, 고정 스케일에서 발생하는 복수의 회절광을 근접시켜 광학계로 유도할 수 있으므로, 종래의 간섭계에 비하여 주변 분위기의 요동에 의한 영향이 적기 때문에, 고정밀도로 이동체의 위치 정보를 계측할 수 있게 된다. 또, 간섭계와 동일하게, 계측 장치의 광원으로부터 조사되는 광의 광축을 계측의 기준이 되는 기준점 상을 통과하도록 설정할 수 있다.
본 발명은, 제 3 관점으로 하면, 이동면 내의 적어도 1 축 방향으로 이동하는 이동체와 ; 상기 이동체에 형성된 상기 이동면에 교차하는 면을 따라 배열된 이동 격자에 광을 조사함과 함께, 상기 이동 격자를 통과한 광을 검출함으로써, 상기 이동체의 위치를 계측하는 계측 장치를 구비하는 제 3 이동체 장치이다.
이것에 의하면, 이동체에 형성되는 이동 격자가 이동면에 교차하는 면을 따 라 배열되어 있기 때문에, 종래의 간섭계에 비하여 주변 분위기의 요동에 의한 영향이 적다. 이 때문에, 고정밀도로 이동체의 위치 정보의 계측을 할 수 있게 된다. 또, 이동체 전체의 대형화를 억제할 수 있다.
본 발명은, 제 4 관점으로 하면, 이동면 내의 적어도 1 축에 평행한 방향으로 이동하는 이동체와 ; 상기 이동체의 상기 이동면에 교차하는 소정 면 상의 이동 격자에 광을 조사하는 광원과 ; 상기 광원과의 사이의 위치 관계가 고정되고, 상기 이동 격자에서 회절된 광을 회절 또는 반사하여, 상기 이동 격자로 되돌리는 고정 광학 소자와, 상기 이동 격자를 재차 통과하여 간섭된 광을 검출하는 검출기를 갖는 계측 장치를 구비하는 제 4 이동체 장치이다.
이것에 의하면, 계측 장치의 광원으로부터 이동체의 이동면에 교차하는 소정 면 상의 이동 격자에 광이 조사되고, 그 이동 격자에서 회절된 광이 고정 광학 소자에 입사된다. 이 고정 광학 소자에 입사된 광은, 고정 광학 소자에서 회절 또는 반사되어 이동 격자로 되돌아와, 이동 격자에서 간섭된 광이 검출기에서 검출된다. 이 경우, 이동체의 일부인 소정 면에 이동 격자가 형성되어 있기 때문에 이동체 전체의 대형화를 억제할 수 있다. 또, 간섭은, 고정 광학 소자와 이동 격자 사이에서 발생하므로, 종래의 간섭계에 비하여 주변 분위기의 요동에 의한 영향이 적어지고, 이로써 고정밀도로 이동체의 위치 정보를 계측할 수 있게 된다. 또한, 간섭계와 동일하게 계측 장치의 광원으로부터 조사되는 광의 광축이, 계측의 기준이 되는 기준점 상을 통과하도록 설정할 수 있다.
본 발명은, 제 5 관점으로 하면, 소정의 평면 내의 서로 직교하는 제 1 및 제 2 방향으로 이동하고, 상기 평면과 예각으로 교차하고 또한 회절 격자가 형성되는 반사면을 갖는 이동체와 ; 상기 평면과 거의 평행하게 상기 제 1 방향으로 연장 설치되고, 또한 상기 반사면이 그 일부와 대향하는 고정 광학 소자를 포함하며, 상기 제 1 방향을 따라 상기 반사면에 광빔을 조사함과 함께, 상기 반사면으로부터 발생하여 상기 고정 광학 소자 및 상기 반사면에서 반사되는 회절빔을 간섭시켜 검출하고, 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 장치를 구비하는 제 5 이동체 장치이다.
이것에 의하면, 계측 장치는 소정의 평면과 거의 평행하게 제 1 방향으로 연장 설치되고 또한 회절 격자를 갖는 고정 스케일을 포함하며, 이동체의 반사면을 통하여 고정 스케일에 광빔을 조사함과 함께, 고정 스케일로부터 발생하는 복수의 회절빔을 간섭시켜 검출하고, 이동체의 위치 정보를 계측한다. 이 때문에, 이동체에 격자를 형성할 필요가 없고, 이동체의 대형화를 억제할 수 있게 된다. 또, 종래의 간섭계에 비하여 주변 분위기의 요동에 의한 영향이 적기 때문에, 고정밀도로 이동체의 위치 정보를 계측할 수 있게 된다.
본 발명은, 제 6 관점으로 하면, 소정의 평면 내의 서로 직교하는 제 1 및 제 2 방향으로 이동하는 이동체와 ; 상기 평면과 거의 평행하게 상기 제 1 방향으로 연장 설치되고 또한 회절 격자를 갖는 고정 스케일을 포함하며, 상기 이동체의 반사면을 통하여 상기 고정 스케일에 광빔을 조사함과 함께, 상기 고정 스케일로부터 발생하는 복수의 회절빔을 간섭시켜 검출하고, 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 장치를 구비하는 제 6 이동체 장치이다.
이것에 의하면, 계측 장치는 소정의 평면과 거의 평행하게 제 1 방향으로 연장 설치되고 또한 회절 격자를 갖는 고정 스케일을 포함하며, 이동체의 반사면을 통하여 고정 스케일에 광빔을 조사함과 함께, 고정 스케일로부터 발생하는 복수의 회절빔을 간섭시켜 검출하고, 이동체의 위치 정보를 계측한다. 이 때문에, 이동체에 격자를 형성할 필요가 없고, 이동체의 대형화를 억제할 수 있게 된다. 또, 종래의 간섭계에 비하여 주변 분위기의 요동에 의한 영향이 적기 때문에, 고정밀도로 이동체의 위치 정보를 계측할 수 있게 된다.
본 발명은, 제 7 관점으로 하면, 소정의 평면 내의 서로 직교하는 제 1 및 제 2 방향으로 이동하여, 상기 제 2 방향을 따라 연장 설치되고, 상기 제 1 방향과 평행하고 또한 상기 평면과 직교하는 면내에서 상기 평면과 예각으로 교차하는 제 1 반사면과, 상기 제 1 방향을 따라 연장 설치되고, 상기 제 2 방향과 평행하고 또한 상기 평면과 직교하는 면내에서 상기 평면과 예각으로 교차하는 제 2 반사면을 갖는 이동체와 ; 상기 평면과 거의 평행하고 또한 상기 제 1 및 제 2 방향으로 각각 연장 설치되는 제 1 및 제 2 반사 부재를 포함하며, 상기 제 1 반사면에 제 1 광빔을 조사함과 함께, 상기 제 1 반사 부재 및 상기 제 1 반사면에서 반사하는 복수의 제 1 회절빔을 간섭시켜 검출하고, 상기 제 2 반사면에 제 2 광빔을 조사함과 함께, 상기 제 2 반사 부재 및 상기 제 2 반사면에서 반사하는 복수의 제 2 회절빔을 간섭시켜 검출하고, 상기 이동체의 상기 제 1 및 제 2 방향의 위치 정보를 계측하는 계측 장치를 구비하고, 상기 제 1 반사면 및 상기 제 1 반사 부재의 적어도 일방, 및 상기 2 반사면 및 상기 제 2 반사부재의 적어도 일방에 회절 격자가 형성 되는 제 7 이동체 장치이다.
이것에 의하면, 계측 장치에 의해 종래의 간섭계에 비하여 주변 분위기의 요동에 의한 영향이 적은, 고정밀도로 이동체의 제 1 및 제 2 방향의 위치 정보의 계측할 수 있게 된다. 또, 제 1 반사면 및 제 1 반사 부재의 적어도 일방, 및 2 반사면 및 제 2 반사 부재의 적어도 일방에 회절 격자가 형성되므로, 이동체 전체의 대형화를 억제할 수 있다.
본 발명은, 제 8 관점으로 하면, 물체를 노광하여 패턴을 형성하는 노광 장치로서, 상기 물체를 유지시켜 이동하는 이동체를 포함하는 본 발명의 제 1 ∼ 제 7 이동체 장치 중 어느 하나를 구비하는 제 1 노광 장치이다.
이것에 의하면, 상기 각 이동체 장치에 포함되는 이동체가, 물체를 유지시켜 이동하기 때문에, 물체를 노광하여 패턴을 형성할 때에, 고정밀하고 또한 고가속도에서의 물체의 이동을 할 수 있게 되고, 이로써, 고정밀한 노광을 고스루풋으로 실시할 수 있게 된다.
본 발명은, 제 9 관점으로 하면, 마스크에 형성된 패턴을 물체 상에 전사하는 노광 장치로서, 상기 마스크 및 상기 물체가 적어도 일방을 유지시켜 이동하는 이동체를 포함하는 본 발명의 제 1 ∼ 제 7 이동체 장치 중 어느 하나를 구비하는 제 2 노광 장치이다.
이것에 의하면, 상기 각 이동체 장치에 포함되는 이동체에 의해, 마스크 및 물체의 적어도 일방이 유지되어 구동된다. 이 때문에, 마스크에 형성된 패턴을 물체 상에 전사할 때에, 고정밀하고 또한 고가속도에서의 마스크 및 물체의 적어도 일방의 이동을 할 수 있고, 이로써, 고정밀의 노광을 고스루풋으로 실시할 수 있게 된다.
본 발명은 제 10 관점으로 하면, 물체를 노광하고 그 물체 상에 패턴을 형성하는 노광 방법으로서, 상기 물체를 유지시켜 이동면을 따라 이동하는 이동체의 상기 이동면에 교차하는 소정 면에 광을 조사하고, 그 소정 면과 상기 소정 면에 대해 소정의 위치 관계로 된 이동 격자를 통과한 광을 이용하여 상기 이동체의 위치를 계측하고, 상기 계측 결과에 기초하여 상기 이동체를 이동하면서 상기 물체를 노광하는 제 1 노광 방법이다.
이것에 의하면, 물체를 유지시켜 이동하는 이동체의, 이동면에 교차하는 소정 면 및 그 소정 면에 대해 소정의 위치 관계로 된 이동 격자를 개재시켜 이동체의 위치를 계측하기 때문에, 종래의 간섭계에 비하여 주변 분위기의 요동의 영향이 작다. 또, 이동체에 별도 계측용의 부재를 형성할 필요가 없고, 이동체 전체의 대형화가 억제된다. 이로써, 이동체의 고정밀하게 위치 결정 및 고가속도화를 할 수 있게 되고, 고스루풋이고 또한 고정밀한 노광을 실현할 수 있게 된다.
본 발명은, 제 11 관점으로 하면, 노광광으로 물체를 노광하는 노광 방법으로서, 상기 물체를 소정의 평면 내의 서로 직교하는 제 1 및 제 2 방향으로 이동시킴과 함께, 상기 평면과 예각으로 교차하고 또한 회절 격자가 형성되는 반사면을 갖는 이동체에서 유지시키고, 상기 제 1 방향을 따라 상기 반사면에 광빔을 조사함과 함께, 상기 반사면으로부터 발생하여, 상기 평면과 거의 평행하게 상기 제 1 방향으로 연장 설치되는 고정 광학 소자 및 상기 반사면에서 반사되는 회절빔을 간섭 시켜 검출하여, 상기 이동체의 위치 정보를 계측하고, 상기 위치 정보에 기초하여 상기 이동체를 이동시키는 제 2 노광 방법이다.
이것에 의하면, 이동체의 고정밀한 위치 결정 및 고가속도화를 할 수 있게 되고, 고스루풋이고 또한 고정밀한 노광을 실현할 수 있게 된다.
본 발명은, 제 12 관점으로 하면, 노광광으로 물체를 노광하는 노광 방법으로서, 상기 물체를, 소정의 평면 내의 서로 직교하는 제 1 및 제 2 방향으로 이동하는 이동체에서 유지시키고, 상기 이동체의 반사면을 통하여, 상기 평면과 거의 평행하게 상기 제 1 방향으로 연장 설치되고 또한 회절 격자를 갖는 고정 스케일에 광빔을 조사함과 함께, 상기 고정 스케일로부터 발생하는 복수의 회절빔을 검출하여, 상기 이동체의 위치 정보를 계측하고, 상기 위치 정보에 기초하여 상기 이동체를 이동시키는 제 3 노광 방법이다.
이것에 의하면, 이동체의 고정도인 위치 결정 및 고가속도화를 할 수 있게 되고, 고스루풋이고 또한 고정밀한 노광을 실현할 수 있게 된다.
또, 리소그래피 공정에 있어서, 본 발명의 제 1 ∼ 제 3 노광 방법 중 어느 하나를 이용하여 물체를 노광하고, 그 물체 상에 패턴을 형성하여 그 패턴이 형성된 물체에 처리 (예를 들어 현상, 에칭 등) 를 실시함으로써, 고집적도인 마이크로 디바이스의 생산성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은, 또 다른 관점으로 하면, 본 발명의 제 1 ∼ 제 3 노광 방법 중 어느 하나를 사용하는 디바이스 제조 방법이라고도 할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 는 웨이퍼 스테이지 및 인코더를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 도 2 의 인코더 (20X) 를 나타내는 평면도이다.
도 4(A) 는 제 2 실시형태에 관련된 인코더를 설명하기 위한 사시도이고, 도 4(B) 는, 도 4(A) 의 반사면 (134) 근방을 +X 방향에서 본 상태를 나타내는 도면이다.
도 5(A) 는 제 3 실시형태의 인코더를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5(B) 는 도 5(A) 의 인코더의 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 5(C) 및 도 5(D) 는 도 5(A) 의 고정 스케일의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 6(A) 는, 제 3 실시형태의 변형예 (그 1) 를 나타내는 사시도이고, 도 6(B) 는, 제 3 실시형태의 변형예 (그 2) 를 나타내는 사시도이다.
도 7(A) ∼ 도 7(C) 는 제 4 실시형태에 있어서의, 웨이퍼 스테이지의 Z 축 방향에 관한 위치 계측의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 8(A) ∼ 도 8(C) 는 제 4 실시형태에 있어서의 웨이퍼 스테이지의 Y 축 방향에 관한 위치 계측의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9(A), 도 9(B) 는 반사면 (134) 의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 10 은 6 자유도 계측을 실시하기 위한 인코더의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
《제 1 실시형태》
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 ∼ 도 3 에 기초하여 설명한다.
도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 의 개략적인 구성이 나타나 있다. 노광 장치 (10) 는, 스텝퍼 등의 일괄 노광형 투영 노광 장치이다. 후술하는 바와 같이 본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 가 형성되어 있고, 이하에서는, 이 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 평행한 방향을 Z 축 방향, 이것에 직교하는 면내에서 도 1 에 있어서의 지면 (紙面) 내 좌우 방향을 Y 축 방향, Z 축 및 Y 축으로 직교하는 방향 (도 1 에 있어서의 지면 직교 방향) 을 X 축 방향으로 하고, X 축, Y 축, 및 Z 축둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로 하여 설명을 실시한다.
노광 장치 (10) 는, 조명 유닛 (IOP), 레티클 (R) 을 유지하는 레티클 홀더 (RH), 투영 광학계 (PL), 웨이퍼 (W) 를 유지하여 소정의 평면 (본 실시형태에서는, 서로 직교하는 X 축 및 Y 축을 포함하는 XY 평면) 을 따라 이차원 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 포함하는 스테이지 장치 (50), 및 이들의 제어계 등을 포함하고 있다.
조명 유닛 (IOP) 은, 광원 및 조명 광학계를 포함하며, 그 내부에 배치된 시야 조리개 (마스킹 블레이드 또는 레티클 블라인드라고도 불린다) 로 규정되는 직사각형 (예를 들어, 정사각형) 의 조명 영역에 조명광 (IL) 을 조사하여, 회로 패턴이 형성된 레티클 (R) 을 균일한 조도로 조명한다. 조명광 (IL) 으로서는, 예를 들어 초고압 수은 램프로부터의 자외역의 휘선 (파장 436㎚ 인 g 선, 파장 365㎚ 인 i 선 등) 이 사용되는 것으로 한다. 단, 그것들 대신에, KrF 엑시머 레이저 광 (파장 248㎚), 또는 ArF 엑시머 레이저 광 (파장 193㎚) 혹은 F2 레이저 광 (파장 157㎚) 등의 진공 자외광을 사용하는 것으로 해도 된다.
레티클 홀더 (RH) 는 조명 유닛 (IOP) 의 하방에 배치되어 있다. 레티클 홀더 (RH) 는, 실제로는 투영 광학계 (PL) 의 상면에 탑재되어 있다 (단, 도 1 에서는 도시의 편의상, 레티클 홀더 (RH) 와 투영 광학계 (PL) 가 이간되어 나타나 있다). 구체적으로는, 레티클 홀더 (RH) 는 투영 광학계 (PL) 의 상면에 고정된 베이스 상에서, 레티클 (R) 을 유지하여 도시하지 않은 제어 장치에 의해 X 축 방향, Y 축 방향, θz 방향으로 미소 구동할 수 있게 되어 있다. 또한, 레티클 홀더 (RH) 는 단순히 레티클 (R) 을 유지할 만큼의 기능을 갖도록 구성하고, 레티클 (R) 의 구동은 실시하지 않게 해도 된다. 또, 레티클 홀더 (RH) 와 투영 광학계 (PL) 를 분리하여 배치해도 된다.
레티클 (R) 의 일부에는, 1 쌍의 얼라이먼트 마크 (도시하지 않음) 가 형성되어 있다. 본 제 1 실시형태에서는, 도시하지 않은 제어 장치가, 노광전에 이 1 쌍의 얼라이먼트 마크와 이것에 대응하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 기준 마크를 레티클 얼라이먼트계를 사용하여 계측하고, 그 계측 결과를 이용하여 예를 들어 레티클 홀더 (RH) 를 미소 구동 레티클 (R) 의 위치 결정 (레티클 얼라이먼트) 을 실시한다.
투영 광학계 (PL) 로서는, 예를 들어, Z 축 방향과 평행한 광축 (AX) 을 따 라 배열되는 복수의 렌즈 (렌즈 엘리먼트) 로 이루어지는 굴절 광학계가 이용되고 있는다. 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어, 양측 텔레센트릭에서 소정의 투영 배율 (예를 들어 1/4 혹은 1/5) 을 갖는다. 이 때문에, 조명 유닛 (IOP) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 조명 영역이 조명되면, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 면 (물체면) 과, 패턴면이 거의 일치하여 배치되는 레티클 (R) 을 통과한 조명광 (IL) 에 의해 투영 광학계 (PL) 를 통하여 그 조명 영역 내의 레티클의 회로 패턴의 축소 이미지가 그 제 2 면 (이미지면) 측에 배치되고, 표면에 레지스트 (감광제) 가 도포된 웨이퍼 (W) 상의 상기 조명 영역에 공액인 영역 (노광 영역) 에 형성된다.
투영 광학계 (PL) 의 근방에는, 웨이퍼 (W) 상의 얼라이먼트 마크 또는 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 기준 마크를 검출하기 위한 얼라이먼트계 (ALG) 가 형성되어 있다. 이 얼라이먼트계 (ALG) 로서는, 예를 들어 화상 처리 방식의 센서를 사용할 수 있으며 화상 처리 방식의 센서는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평4-65603호 및 이것에 대응하는 미국 특허 제5,493,403호 명세서 등에 개시되어 있다. 얼라이먼트계 (ALG) 에 의한 검출 결과는 도시하지 않은 제어 장치로 보내진다.
스테이지 장치 (50) 는, 도시하지 않은 웨이퍼 홀더를 통하여 웨이퍼 (W) 를 유지하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동하는 웨이퍼 스테이지 구동계 (124) 등을 구비하고 있다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 투영 광학계 (PL) 의 도 1 에 있어서의 하방에 배치되고, 그 저면에 형성된 기체 정압 베어링, 예를 들어 에어 베어링에 의해, 도시하지 않은 베이스의 상면의 상방에 비접촉으로 지지되고 있다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 예를 들어 리니어 모터 및 보이스 코일 모터 등을 포함하는 웨이퍼 스테이지 구동계 (124) 에 의해 XY 평면 (이동면) 내의 X 축 방향 및 Y 축 방향으로 소정 스트로크로 구동됨과 함께, XY 평면에 직교하는 Z 축 방향 및 회전 방향 (θx 방향, θy 방향 및 θz 방향) 으로 미소 구동된다.
상기와 같이, 본 제 1 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 6 자유도로 구동할 수 있는 단일 스테이지인 것으로 했는데, 이것에 한정되지 않고, XY 평면 내에서 자유롭게 이동할 수 있는 XY 스테이지와, 그 XY 스테이지 상에서 적어도 Z, θx, θy 방향의 3 자유도 방향으로 구동되는 테이블에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구성해도 물론 된다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보는, 도 1 에 나타내는 리니어 인코더 시스템 (20) 에 의해 항상 검출되어 도시하지 않은 제어 장치로 보내진다.
이것을 더욱 상세히 서술하면, 리니어 인코더 시스템 (20) 은 도 2 에 나타내는 바와 같은 이른바 3 격자 간섭 인코더로 이루어지는 X 인코더 (20X), 및 YZ 인코더 (20YZ) 를 포함하고 있다.
X 인코더 (20X) 는, 도 2 및 인코더 (20X) 의 평면도인 도 3 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 -Y 측의 면에 형성된 이동 격자 (30X) 에 대해, 광을 조사하는 광원 (22) 과, 광원 (22) 사이의 위치 관계가 고정되고, 이동 격자 (30X) 에서 발생하는 회절광을 집광시키는 고정 스케일 (24A, 24B) 과, 고정 스케일 (24A, 24B) 에서 집광된 회절광을 간섭시키는 인덱스 스케일 (26) 과, 인덱스 스케일 (26) 에서 간섭한 광을 검출하는 검출기 (28) 를 포함하고 있다.
광원 (22) 은, 예를 들어 코히런트한 광, 예를 들어 파장 (λ) (=850㎚) 의 레이저 광을 도 1 에서의 -Y 방향에서 +Y 방향을 향하여 사출한다. 이 경우, 광원 (22) 으로부터 사출되는 레이저 광의 광축이 투영 광학계 (PL) 의 투영 중심 (본 실시형태에서는 광축 (AX) 과 일치) 을 통과하도록 광원 (22) 의 위치가 설정되어 있다.
이동 격자 (30X) 는, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자이다. 이 이동 격자 (30X) 에서는 입사한 광에 기초하여, 차수가 상이한 복수의 회절광을 발생시킨다. 도 2 에서는 그들 회절광 중, 이동 격자 (30X) 에서 발생한 ±1 차 회절광이 나타나 있다.
고정 스케일 (24A, 24B) 은, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자가 형성된 플레이트로 이루어지는 투과형 위상 격자로서, 광원 (22) 보다 -Y 측에 배치되어 있다. 또, 인덱스 스케일 (26) 은, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자가 형성된 플레이트로 이루어지는 투과형 위상 격자로서, 고정 스케일 (24A, 24B) 보다 -Y 측에 배치되어 있다.
고정 스케일 (24A) 은, 이동 격자 (30X) 에서 발생한 -1 차 회절광을 회절시켜 +1 차 회절광을 생성하고, 이 +1 차 회절광은 인덱스 스케일 (26) 을 향한다. 또, 고정 스케일 (24B) 은 이동 격자 (30X) 에서 발생한 +1 차 회절광을 회절시켜 -1 차 회절광을 생성하고, 이 -1 차 회절광은 인덱스 스케일 (26) 을 향한다.
여기에서, 고정 스케일 (24A, 24B) 에서 생성된 ±1 차 회절광은, 인덱스 스케일 (26) 상의 동일 위치에서 서로 중첩된다. 즉, ±1 차 회절광이 인덱스 스 케일 (26) 상에서 간섭한다.
본 실시형태에서는, 광원 (22) 으로부터 사출되는 레이저 광의 파장과 이동 격자 (30X) 의 피치에 기초하여, 이동 격자 (30X) 에서 발생하는 각 회절광의 회절 각도가 결정된다. 또, 레이저 광의 파장과 고정 스케일 (24A, 24B) 의 피치에 따라, 고정 스케일 (24A, 24B) 에서 발생한 ±1 차 회절광의 회절 각도 (즉, 이동 격자 (30X) 에서 발생한 ±1 차 회절광의 외관 상의 굴절 각도) 가 결정되기 때문에, 레이저 광의 파장, 이동 격자 (30X) 의 피치 및 고정 스케일 (24A, 24B) 의 피치를 적절히 설정할 필요가 있다. 예를 들어, 상기 서술한 바와 같이 이동 격자 (30X) 에 있어서 발생하는 ±1 차 회절광을 계측에 사용하는 경우, 인덱스 스케일 (26) 상의 간섭 무늬의 명암 주기는 이동 격자 (30X) 의 배열 주기의 2 배가 되지만, 그 간섭 무늬의 명암 주기와, 근소하게 피치가 상이한 인덱스 스케일 (26) 을 사용한 경우에는 검출기 (28) 상에 정현파장의 광량 분포를 만들어 낼 수 있다.
이 광량 분포는, 이동 격자 (30X) 의 X 축 방향의 이동에 수반하여 변화하므로, 이 변화를 검출기 (28) 를 이용하여 검출함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 방향에 관한 위치 정보를 계측할 수 있다.
또한, 상기를 대신하여, 인덱스 스케일 (26) 을 Y 축을 중심으로 하여 미소량 회전시켜 무아레 무늬를 발생시키고, 그 무아레 무늬를 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 계측을 실시할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서는 이동 격자 (30X) 의 피치를 성기게 함으로써 회절 각도를 작게 할 수 있다. 이로써, 이동 격자 (30X) 를 광원 (22) 및 고정 스케일 (24A, 24B) 로부터 비교적 떨어진 위치에 배치할 수 있다. 또, 이동 격자 (30X) 로부터 발생하는 ±1 차 회절광을 근접시킨 상태에서 고정 스케일 (24A, 24B) 로 유도할 수 있게 된다.
또, 광원 (22) 으로부터 사출되는 레이저 광의 광속의 굵기 및/또는 고정 스케일 (24A, 24B), 인덱스 스케일 (26) 의 면적을 적절히 설정함으로써, 이동 격자 (30X) 까지의 거리가 변화한 경우에도, 고정밀도로 계측을 실시할 수 있다. 즉, 본 실시형태와 같은 간섭형의 인코더를 채용함으로써, 인코더 (20X) 로부터 이동 격자 (30X) 까지의 거리 (통상「스탠드 오프」라고 부른다) 의 변화 허용량을 크게 할 수 있다.
YZ 인코더 (20YZ) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 +X 측의 면에 형성된 이동 격자 (30YZ) 에 대해, 광을 조사하는 광원 (42) 과, 광원 (42) 사이의 위치 관계가 고정되고, 이동 격자 (30YZ) 에서 발생하는 회절광을 집광시키는 고정 스케일 (44A, 44B 및 44C, 44D) 과, 고정 스케일 (44A, 44B) 및 고정 스케일 (44C, 44D) 의 각각에서 집광된 회절광을 간섭시키는 인덱스 스케일 (46) 과, 인덱스 스케일 (46) 에서 간섭한 광을 검출하는 검출기 (48) 를 포함하고 있다. 이동 격자 (30YZ) 는, Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자와, Z 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자가 조합된 이차원 격자이다. 또, 광원 (42) 로부터 사출되는 레이저 광의 광축이 투영 광학계 (PL) 의 투영 중심 (본 실시형태에서는 광축 (AX) 과 일치) 을 통과하도록 광원 (42) 의 위치 (및 자세) 가 설정되어 있다.
고정 스케일 (44A, 44B) 은, 상기 서술한 고정 스케일 (24A, 24B) 과 동일하게, Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자가 형성된 플레이트로 이루어지는 투과형 위상 격자이다. 한편, 고정 스케일 (44C, 44D) 은, Z 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자가 형성된 플레이트로 이루어지는 투과형 위상 격자이다. 인덱스 스케일 (46) 은, Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자 및 Z 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자가 형성된 투과형 이차원 격자이다. 또, 검출기 (48) 는 예를 들어 4 분할 검출기 또는 CCD 를 포함하고 있다.
고정 스케일 (44A) 은, 이동 격자 (30YZ) 의 Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자에서 발생한 -1 차 회절광을 회절시켜 +1 차 회절광을 생성하고, 이 +1 차 회절광은 인덱스 스케일 (46) 을 향한다. 또, 고정 스케일 (44B) 은, 이동 격자 (30YZ) 의 Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자에서 발생한 +1 차 회절광을 회절시켜 -1 차 회절광을 생성하고, 이 -1 차 회절광은 인덱스 스케일 (46) 을 향한다.
여기에서, 고정 스케일 (44A, 44B) 에서 생성된 ±1 차 회절광은, 인덱스 스케일 (46) 상의 동일 위치에서 서로 중첩된다. 즉, ±1 차 회절광이 인덱스 스케일 (46) 상에서 간섭한다.
한편, 고정 스케일 (44C) 은, 이동 격자 (30YZ) 의 Z 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자에서 발생한 -1 차 회절광을 회절시켜 +1 차 회절광을 생성하고, 이 +1 차 회절광은 인덱스 스케일 (46) 을 향한다. 또, 고정 스케일 (44D) 은, 이동 격자 (30YZ) 의 Z 축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자에서 발생한 +1 차 회절광을 회절시켜 -1 차 회절광을 생성하고, 이 -1 차 회절광은 인덱스 스케일 (46) 을 향한다.
여기에서, 고정 스케일 (44C, 44D) 에서 생성된 ±1 차 회절광은, 인덱스 스케일 (46) 상의 동일 위치에서 서로 중첩된다. 즉, ±1 차 회절광이 인덱스 스케일 (46) 상에서 간섭된다.
이 경우에 있어서도, 상기 서술한 X 인코더 (20X) 와 동일하게, 광원 (42) 으로부터 사출되는 레이저 광의 파장과, 이동 격자 (30YZ) 의 피치에 기초하여, 이동 격자 (30YZ) 의 각 격자에서 발생하는 회절광의 회절 각도가 결정되고, 또, 레이저 광의 파장과 고정 스케일 (44A ∼ 44D) 의 피치를 적절히 결정함으로써 이동 격자 (30YZ) 에서 발생한 ±1 차 회절광의 외관 상의 굴절 각도가 결정된다.
여기에서, YZ 인코더 (20YZ) 에 있어서는, 검출기 (48) 상에 이차원적인 모양 (체크 무늬) 이 나타난다. 이 이차원적인 모양은, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향 위치 및 Z 축 방향 위치에 따라 변화므로, 이 변화를 검출기 (48) 의 적어도 일부를 구성하는 4 분할 소자 또는 CCD 등에 의해 측정함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향 및 Z 축 방향의 위치를 계측할 수 있다.
또한, YZ 인코더 (20YZ) 에 있어서도, 인덱스 스케일 (46) 을 X 축을 중심으로 하여 미소량 회전시켜 무아레 무늬를 발생시켜, 그 무아레 무늬를 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 계측에 사용하는 것으로 해도 된다.
상기와 같이 구성되는 본 제 1 실시형태의 노광 장치에서는, 통상적인 스텝퍼와 동일하게, 도시하지 않은 제어 장치의 지시 하, 레티클 얼라이먼트 및 웨이퍼 얼라이먼트계 (ALG) 의 베이스 라인 계측, 그리고 예를 들어 일본 공개특허공보 소61-44429호 (대응하는 미국 특허 제4,780,617호 명세서) 등에 개시되는 인핸스드ㆍ글로벌ㆍ얼라이먼트 (EGA) 등의 웨이퍼 얼라이먼트가 실시되고, 그 후, 웨이퍼 얼라이먼트 결과에 기초하여, 웨이퍼 상의 쇼트 영역을 투영 광학계 (PL) 의 패턴의 투영 영역 (노광 영역) 에 위치 결정하여 노광하는 것을 반복하는, 이른바 스텝ㆍ앤드ㆍ리피트 방식의 노광이 실시되어 레티클 (R) 의 패턴이 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역에 순차 전사된다. 이들 동작을 실시하는 동안, 도시하지 않은 제어 장치는 상기 서술한 인코더 (20X, 20YZ) 의 계측 결과에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 구동계 (124) 를 통하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 측면에 이동 격자 (30X) (30YZ) 가 형성되고, 그 이동 격자 (30X) (30YZ) 에 대해, 광원 (22) (42) 로부터 광을 조사하고, 광원 (22) (42) 사이의 위치 관계가 고정인 고정 스케일 (24A, 24B) (44A ∼ 44D) 및 인덱스 스케일 (26) (46) 에 의해 이동 격자 (30X) (30YZ) 에서 발생하는 회절광이 간섭되어 검출기 (28) (48) 에 의해 그 간섭된 광이 검출된다. 이 경우, 이동 격자 (30X) (30YZ) 가 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 측면에 형성되어 있음으로써, 종래의 간섭계와 동일하게 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 측면을 사용한 계측을 실시할 수 있으므로, 광원 (22) 으로부터 조사되는 광의 광축이 투영 광학계 (PL) 의 광축 상을 통과하도록 설정할 수 있고, 이로써, 아베 오차 없이 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 계측을 실시할 수 있다. 또, 본 실시형태와 같은 인코더에서는, 간섭은 ±1 차 회절광이라는 매우 근접한 광로 를 통과하는 광 사이에서 발생하므로, 이동경과 고정경으로 나누어진 전혀 다른 광로를 통과하는 광의 간섭을 사용하는 간섭계에 비하여 주변 분위기의 온도 요동 (굴절률의 변동) 에 의한 영향, 예를 들어 빔 광로상의 분위기의 온도 요동에서 기인하는 계측치의 단기적인 변동에 의한 영향 등을 저감시킬 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주변에 이동 격자를 별도 형성할 필요가 없기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 전체의 대형화를 억제할 수 있고, 이로써 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 고정밀한 위치 결정 및 고가속도화를 도모할 수 있게 된다. 따라서, 고정밀도로 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 계측, 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 고정밀한 위치 결정 및 고가속도화, 나아가서는 고스루풋이고 또한 고정밀한 노광을 실현할 수 있게 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 방향, Y 축 방향 및 Z 축 방향의 위치를 인코더를 사용하여 계측하는 것으로 했는데, 이것에 한정되지 않고, 적어도 1 축 방향만을 인코더를 사용하여 계측하는 것으로 해도 된다. 이 경우, 그 밖의 방향을 레이저 간섭계 등의 다른 계측 장치를 사용하여 계측하는 것으로 할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 축 방향의 위치를 웨이퍼 표면의 Z 위치를 검출하는 다점 초점 위치 검출계를 사용하여 계측하는 것으로 해도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 6 자유도 방향으로 이동 할 수 있게 되어 있으므로, 인코더 (20X 및 20YZ) 를 복수 형성함으로써, 6 자유도 방향의 계측을 실시하는 것으로 해도 된다. 또, 인코더 (20X) 에 대해서 도, 2 축 방향의 계측을 할 수 있도록, 인코더 (20YZ) 와 동일한 구성을 채용하는 것으로 해도 된다.
《제 2 실시형태》
다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해, 도 4(A), 도 4(B) 에 기초하여 설명한다. 여기에서, 상기 서술한 제 1 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 간략하게 하거나, 혹은 생략하는 것으로 한다.
도 4(A) 에는, 제 1 실시형태의 도 2 에 대응하는 사시도가 나타나 있다. 이 도 4(A) 에 나타내는 바와 같이, 본 제 2 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 -Y 측 단부에, 반사면 (134) 이 형성되어 있고, 또, 인코더 본체 (20Y') 의 구성이 제 1 실시형태의 인코더 (20X) 와는 상이한 것으로 되어 있다. 반사면 (134) 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 -Y 단부에 형성된 XY 평면에 대해 45°경사진 면에, 예를 들어 알루미늄 등을 증착하여 형성되어 있다. 즉, 반사면 (134) 은 YZ 평면 내에서 XY 평면과 예각으로 교차한다. 또, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 상방에는, XY 평면과 거의 평행하게 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 판상의 제 1 고정 스케일 (135) 이 형성되어 있다. 이 제 1 고정 스케일 (135) 은, Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴 (예를 들어, 회절 격자) 이 형성된 반사형 스케일로서, 예를 들어, 투영 광학계 (PL) 를 지지하는 도시하지 않은 지지 정반의 하면에 고정되어 있다. 제 1 고정 스케일 (135) 은, 그 하면측 (-Z 측) 에 회절 격자를 갖기 때문에, 고정 격자 혹은 격자 부재 등이라고도 부를 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, Y 축 방향을 따라 반사면 (134) 에 입사하는 레이저 광은 그 광축이 투영 광학계 (PL) 의 투영 중심을 통과하도록 X 축 방향의 위치가 설정되고, 제 1 고정 스케일 (135) 은 X 축 방향에 관해서 그 중심이 반사면 (134) 에 입사되는 레이저 광의 광축과 거의 동일한 위치에 설정되어 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 가 탑재되는 지지 정반은, 각각 방진기구가 형성된 3 개의 지주로 지지되는데, 예를 들어 국제 공개 제2006/038952호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 상방에 배치되는 도시하지 않은 메인 프레임 부재 등에 대해 그 지지 정반을 매달아 지지해도 된다. 또, 제 1 고정 스케일 (135) 은 그 지지 정반이 아니라 다른 프레임 부재, 예를 들어 메인 프레임 부재에 매달아 지지되는 계측 프레임 등에 설치해도 된다. 이 경우, 지지 정반 (즉 투영 광학계 (PL)) 은 메인 프레임 부재에 매달아 지지되지 않아도 된다.
인코더 본체 (20Y') 는, 전체적으로는 상기 서술한 제 1 실시형태의 인코더 (20X) 와 거의 동일하게 구성되어 있는데, 제 2 고정 스케일 (124A, 124B) 이 광원 (22) 으로부터 -Y 방향 또한 +Z 방향 또는 -Z 방향에 떨어진 위치에 배치되어 있는 점, 제 2 고정 스케일 (124A, 124B) 의 패턴 (예를 들어, 투과형 위상 격자) 이 Z 축 방향을 주기 방향으로 하는 점 및 인덱스 스케일 (126) 의 패턴 (예를 들어, 투과형 위상 격자) 이 Z 축 방향을 주기 방향으로 하는 점이 상이하다.
이 인코더 본체 (20Y') 에서는, 반사면 (134) 에 대해 광원 (22) 으로부터의 광이 Y 축 방향을 따라 조사되고, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 반사면 (134) 에 있어서 +Z 방향을 향하여 반사되어 제 1 고정 스케일 (135) 에 입사한다. 이 고정 스케일 (135) 은, 입사한 광에 기초하여 차수가 상이한 복수의 회절광을 발생시킨다. 도 4(A), 도 4(B) 에서는, 그들 회절광 중, 제 1 고정 스케일 (135) 에서 발생한 ±1 차 회절광이 나타나 있다.
이들 ±1 차 회절광은, 반사면 (134) 에 입사하고, 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, 반사면 (134) 에서 반사 (입사각과 동일한 반사각으로 반사) 된 후, 제 1 실시형태와 동일하게, 제 2 고정 스케일 (124A, 124B) 및 인덱스 스케일 (126) 을 통하여 검출기 (28) 에 입사한다.
이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향의 이동에 수반하여, 제 1 고정 스케일 (135) 에 대한 광원 (22) 으로부터의 광의 입사 위치가 변화하기 때문에, 검출기 (28) 에서 검출되는 광량 분포가 변화한다. 따라서, 이 광량 분포의 변화를 검출기 (28) 에서 검출함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향에 관한 위치 정보를 계측할 수 있게 된다. 본 실시형태에서는, 인코더 본체 (20Y') 와, 제 1 고정 스케일 (135) 을 적어도 포함하여 인코더가 구성되어 있다.
또한, 도 4(A) 에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향의 위치 계측을 실시하는 인코더 본체 (20Y') 만을 도시했는데, 이것에 한정되지 않고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 +X 측 단부 (또는 -X 측 단부) 에 반사면 (134) 과 동일한 반사면을 형성함과 함께, X 축 방향 계측용 제 1 고정 스케일을 형성하고, 이들에 대응하여 인코더 본체 (20Y') 와 동일한 X 축 방향 계측용 인코더 본체를 형성함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 방향의 위치 계측을 실시하는 것으로 해도 된다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 측 단부에 형성 반사면은 ZX 평면 내에서 XY 평면과 예각 (예를 들어 45°) 에서 교차하고, X 축 방향 계측용의 제 1 고정 스케일은 X 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴을 갖고, XY 평면과 거의 평행하게 X 축 방향을 길이 방향으로 하여 형성된다. 또, 2 개의 반사면에 각각 입사하는 레이저 광의 광축이, 예를 들어 투영 광학계 (PL) 의 투영 중심에서 직교하도록 배치해도 된다. 또, X 축 방향의 위치 계측에 사용하는 계측 장치로서 인코더를 채용하는데 대신하여, 예를 들어 간섭계 등의 다른 계측 장치를 채용하는 것으로 해도 된다. 또, X 축 방향의 위치 계측을 본 실시형태의 인코더 본체를 이용하여 실시하고, Y 축 방향의 위치 계측을 인코더 이외의 계측 장치에서 계측해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 2 실시형태에 의하면 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 형성된 반사면 (134) 을 통하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 와는 별도로 형성된 제 1 고정 스케일 (135) 을 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 계측을 실시하므로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 스케일을 형성할 필요가 없고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 대형화를 억제할 수 있다. 또, 제 1 고정 스케일 (135) 로부터 발생하는 ±1 차 회절광을 근접시켜 제 2 고정 스케일 (124A, 124B) 에 유도할 수 있으므로 고정밀도로 위치 계측을 실현할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 반사면 (134) 을 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향 위치를 계측하는 인코더 본체 (20Y') 를 1 개만 형성하는 것으로 했는데, 이것에 한정되지 않고 Y 축 방향 위치를 계측하는 인코더 본체를 X 축 방향으로 소정 거리 거리를 두고 2 개 형성하는 것으로 해도 된다. 이 경우, 2 개의 인코더 본체로부터 조사되는 광의 광축이, X 축 방향에 관해서 투영 광학계 (PL) 의 광축으로부터 등거리의 위치를 통과하도록 함으로써 각 인코더 본체의 계측 결과를 평균화함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향 위치를 아베 오차 없이 계측할 수 있고, 또, 각 인코더 본체의 계측 결과의 차분을 취함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 축둘레의 회전을 계측할 수 있다. 또, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 +Y 측 단부에 반사면을 형성하고, 또한 Y 축 방향 계측용 인코더 본체를 Y 축 방향에 관해서 투영 광학계 (PL) 의 양측에 배치해도 된다. 마찬가지로, X 축 방향 계측용 인코더 본체를 투영 광학계 (PL) 의 양측에 배치해도 된다. 또한, 제 1 고정 스케일 (135) 을 반사형이 아니라 투과형으로 해도 된다.
《제 3 실시형태》
다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태에 대해, 도 5(A), 도 5(B) 에 기초하여 설명한다. 여기에서, 상기 서술한 제 2 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 간략하게 하고, 혹은 생략하는 것으로 한다.
도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 본 제 3 실시형태에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 반사면 (134) 에 X 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴 (예를 들어, 회절 격자) 이 형성되고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 상방에는, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴 (예를 들어, 회절 격자) 이 형성되고, XY 평면과 거의 평행하게 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 고정 스케일 (135') 이 형성되고, 또한 인코더 본체 (20X') 의 구성이 상기 제 1, 제 2 실시형태와 상이하다.
고정 스케일 (135') 은, 반사형 스케일로서 제 2 실시형태와 동일하게, 투영 광학계 (PL) 를 지지하는 도시하지 않은 지지 정반의 하면에 고정되어 있다. 한편, 인코더 본체 (20X') 는, 광원 (22) 과, 그 광원 (22) 의 +Y 측에 형성된 빔 스플리터 (29) 와, 그 빔 스플리터 (29) 의 하방 (-Z 측) 에 형성된 검출기 (28) 를 포함하고 있다.
도 5(B) 에는, 본 제 3 실시형태의 인코더의 원리도가 나타나 있다. 여기에서, 도 5(A) 의 인코더에서는, 반사면 (134) 에 패턴이 형성된 구성을 채용하고 있는데, 도 5(B) 에서는 설명의 편의상, 도 5(A) 의 반사면 (134) 이 이것과 실질적으로 등가인 투과형의 스케일 (134') 로 치환되어 있다.
이 도 5(B) 에 나타내는 바와 같이, 본 제 3 실시형태의 인코더 본체 (20X') 에서는, 광원 (22) 으로부터 사출되는 레이저 광은, 빔 스플리터 (29) 를 투과하여 투과형 스케일 (134') (반사면 (134)) 에 입사한다. 그리고, 스케일 (134') (반사면 (134) 상에 형성된 패턴 (회절 격자) 에서 복수 차수의 회절광이 생성된다 (또한, 도 5(A), 도 5(B) 에서는, 그 중의 ±1 차 회절광만이 나타나 있다). 그리고, 고정 스케일 (135') 에서는, 스케일 (134') (반사면 (134)) 상에 형성된 패턴에서 발생한 -1 차 회절광을 더욱 회절시켜 +1 차 회절광을 생성하고, 또, 스케일 (134') (반사면 (134)) 상에 형성된 패턴에서 발생한 +1 차 회절광을 더욱 회절시켜 -1 차 회절광을 생성한다. 고정 스케일 (135') 에서 생성된 ±1 차 회절광은 재차 스케일 (134') (반사면 (134)) 을 향하고, 스케일 (134') (반사면 (134)) 상의 동일 위치에서 서로 중첩되어 간섭한다. 또한, 회절 격자를 갖는 고정 스케일 (135') 대신에, 도 5(C) 에 나타내는 바와 같은 반사 미러 (135a, 135b), 혹은, 도 5(D) 에 나타내는 바와 같은 프리즘 (135c) 등의 고정 광학 소자를 사용하는 것으로 해도 된다. 고정 광학 소자로서 반사 미러 (135a, 135b) 혹은 프리즘 (135c) 을 사용하는 경우, 고정 스케일 (135') 과 동일하게, 반사 미러 혹은 프리즘은 Y 축 방향으로 연장 설치된다.
그리고, 스케일 (134') (반사면 (134)) 에서 간섭한 간섭광은, 빔 스플리터 (29) 에서 검출기 (28) 를 향하여 절곡되고, 검출기 (28) 에서 수광된다.
검출기 (28) 에서는, 간섭광의 광량 분포를 검출함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 방향의 위치 정보를 계측할 수 있다. 지금까지의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 제 3 실시형태에서는 고정 스케일 (135') 과, 인코더 본체 (20X') 를 적어도 포함하여 인코더가 구성되어 있다.
또한, 본 제 3 실시형태에 있어서도, 고정 스케일 (135') 의 패턴과, 반사면 (134) 상의 패턴을 미소 각도 회전시킴으로써 무아레 무늬를 발생시키고, 그 무아레 무늬에 의한 광량 분포를 검출함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 방향의 위치 정보를 계측하도록 해도 된다.
본 제 3 실시형태의 인코더에서는 제 1, 제 2 실시형태의 인코더와 비교하여, 본 광원 (22) 및 검출기 (28) 로부터 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이간되어도, 그 사이의 공기 요동 등의 영향을 더욱 받기 어려운 구성으로 되어 있다. 이것은, 상기 간섭이 반사면 (135) 과, 고정 스케일 (135') 사이에서 발생하고, 광원 (22) 및 검출기 (28) 와 반사면 (134) 사이의 광로는 기본적으로 간섭 상태에 영향을 주지 않기 때문이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 3 실시형태에 의하면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 형성된 반사면 (134) 상의 패턴, 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 와는 별도로 형성된 고정 스케일 (135') 을 사용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 계측을 실시하므로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 외부 부착에 의해 스케일을 형성할 필요가 없고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 대형화를 억제할 수 있다. 또, 본 실시형태에 있어서도 종래의 간섭계에 비하여 공기 요동 등의 영향을 받기 어렵기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 계측을 실시할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 있어서도 고스루풋이고 고정밀한 노광을 실현할 수 있다.
또한, 상기 제 3 실시형태에서는, X 축 방향의 위치 정보만을 계측하는 것으로 했는데, 이것에 한정되지 않고, 도 6(A) 에 나타나는 바와 같은 구성을 채용할 수도 있다. 즉, 본 예에서는, 도 6(A) 에 나타내는 바와 같이, 고정 스케일 (135) 대신에, 제 1 고정 스케일 (235) 을 형성하고 인코더 본체 (20XY) 를 채용하는 것으로 한다. 제 1 고정 스케일 (235) 에는, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴 (이하, 「X 패턴」이라고 부른다) (92a, 92b) 와, 그 X 패턴 (92a, 92b) 에 끼워진 상태인, Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴 (이하 「Y 패턴」이라고 부른다) (94) 가 형성되어 있다.
이 경우, Y 패턴 (94) 은, 반사면 (134) 상의 패턴에 의해 생성되는 복수의 회절광 중 0 차 광 (0 차 회절광, 이 경우 정반사광) 이 입사하는 위치에 배치되 고, X 패턴 (92a, 92b) 은, +1 차 회절광 및 -1 차 회절광의 각각이 입사할 수 있는 위치에 배치되어 있다.
한편, 인코더 본체 (20XY) 는, 도 5(A) 의 인코더 본체 (20X') 와, 제 2 실시형태의 인코더 본체 (20Y') (도 4(A) 참조) 를 조합한 구성을 갖고 있으며, 구체적으로는, 광원 (22) 과, 빔 스플리터 (29) 와, 검출기 (28) 와, 제 2 고정 스케일 (224A, 224B) 과, 인덱스 스케일 (226) 과, 검출기 (228) 를 구비하고 있다.
이와 같이 하여 구성된 인코더 본체 (20XY) 에서는, X 축 방향의 위치에 관해서는 상기 제 3 실시형태의 인코더 본체 (도 5(A) 의 인코더 본체) (20X') 에 의한 계측과 동일하게 하여 계측할 수 있다. 또, Y 축 방향의 위치에 관해서는, 반사면 (134) 에서 발생하는 0 차 광을 사용하는 것으로 하고 있으므로 (도 6(A) 에서는 Y 축 방향의 계측에 사용하는 광이 일점 쇄선으로 나타나 있다), 상기 제 2 실시형태의 인코더 본체 (도 4(A) 의 인코더 본체) (20Y') 와 동일하게 하여 계측을 실시할 수 있다.
이러한 도 6(A) 에 나타나는 인코더를 사용함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 방향의 위치 및 Y 축 방향의 위치를 계측할 수 있고, 또한, 상기 제 3 실시형태와 동일하게, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 외부 부착에 의해 이동 스케일을 형성하지 않아도 되므로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 전체의 대형화를 억제할 수 있다. 또, 간섭계에 비하여 공기 요동 등의 영향이 받기 어렵고, 고정밀도로 위치 계측할 수 있게 된다.
또한, 상기 제 3 실시형태에서는, 도 6(B) 에 나타내는 바와 같은 구성 (고 정 스케일 (335) 과, 인코더 본체 (20XY') 를 적어도 포함하는 인코더) 을 채용할 수도 있다.
이 도 6(B) 에서는, 도 6(A) 와 달리, 반사면 (134) 에 2 차원 격자형 패턴을 형성함과 함께, 고정 스케일 (235) 대신에, 고정 스케일 (335) 을 형성하는 것으로 하고 있다. 이 고정 스케일 (335) 에는 격자형 이차원 패턴이 형성되어 있고, 이들 2 차원 패턴을 사용함으로써, XY 이차원 방향의 위치를 계측할 수 있다. 이 경우, 검출기 (28) 로서는, 제 1 실시형태의 검출기 (48) (도 2 참조) 과 동일하게, 예를 들어 4 분할 소자 또는 CCD 등을 사용함으로써, 검출기 (28) 상에 나타나는 이차원적인 모양을 검출한다. 이 이차원적인 모양의 변화를 검출함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 평면 내의 위치를 계측할 수 있다.
또한, 도 5(A) 에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 -Y 측 단부의 X 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴을 갖는 반사면 (134) 과, 고정 스케일 (135') 과, 인코더 본체 (20X') 를 사용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 방향의 위치 계측을 실시하는 것으로 했는데, 이것에 한정되지 않고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 +X 측 단부 (또는 -X 측 단부) 에 Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴을 갖는 반사면 (134) 과 동일한 반사면을 형성함과 함께, Y 축 방향 계측용 고정 스케일을 형성하여 이들에 대응하여 인코더 본체 (20X') 와 동일한 Y 축 방향 계측용의 인코더 본체를 형성함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향의 위치 계측을 실시하는 것으로 해도 된다.
동일하게, 도 6(A) 의 예에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 +X 측 단부 (또는 -X 측 단부) 에 Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴을 갖는 반사면 (134) 과 동일한 반사면을 형성함과 함께, 고정 스케일 (235) 과 동일한 고정 스케일을 X 축 방향을 길이 방향으로 하여 배치하고, 인코더 본체 (20XY) 와 동일한 인코더 본체를 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 +X 측 단부 (또는 -X 측 단부) 의 반사면에 대향하여 배치해도 된다. 동일하게, 도 6(B) 의 예에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 +X 측 단부 (또는 -X 측 단부) 에 2 차원 격자형 패턴이 형성된 반사면 (134) 과 동일한 반사면을 형성함과 함께, 고정 스케일 (335) 과 동일한 고정 스케일을 X 축 방향을 길이 방향으로 하여 배치하고, 인코더 본체 (20XY') 를 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 +X 측 단부 (또는 -X 측 단부) 의 반사면에 대향하여 배치해도 된다.
이 밖에, 도 5(A), 도 6(A) 및 도 6(B) 에서 각각 나타내는 구성인 3 개의 인코더 중에 임의의 2 개를 조합하여, 그 일방을 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 측에, 타방을 Y 측에 배치해도 된다.
《제 4 실시형태》
다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태에 대해 도 7(A) ∼ 도 8(C) 에 기초하여 설명한다.
본 제 4 실시형태에서는, 상기 서술한 도 6(A) 의 인코더 본체 (20XY) 및 상기 서술한 제 2 실시형태의 제 1 고정 스케일 (135) 을 사용하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 축 방향의 위치 정보도 계측하는 것이다. 또한, 제 1 고정 스케일 (135) 에는 상기 서술한 제 1 고정 스케일 (235) 에 형성된 패턴 (94) 과 동일한 Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴 (이하, 편의상 패턴 (94) 으로 기술한다) 이 형성되어 있으므로, 인코더 본체 (20XY) 및 제 1 고정 스케일 (235) (패턴 (94) 부분) 을 사용하고 있는 것으로 생각할 수도 있다.
본 제 4 실시형태에서는, 광원 (22) 으로부터 각도가 상이한 2 개의 레이저 광 (L1, L2) (도 7(B) 참조) 을 반사면 (134) 에 조사하고, 이들 2 개의 레이저 광 (L1, L2) 에 의한 계측 결과를 이용하여 Z 축 방향 및 Y 축 방향의 위치 정보를 계측한다.
도 7(A) ∼ 도 7(C) 에는, 제 1 고정 스케일 (135) 과, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 -Y 단부 (반사면 (134)) 근방이 간략하게 나타나 있다. 이들 도면에서는 도 7(A), 도 7(B), 도 7(C) 의 순서로 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 위치가 - 측에서 + 측으로 변화되고 있는 상태가 나타나 있다. 또한, 도 7(A) 과 도 7(C) 에서는 도 7(B) 상태가 점선으로 나타나 있다.
이들 중의 도 7(B) 에 나타내는 바와 같이, 광원으로부터의 각도가 상이한 2 개의 레이저 광 (L1 와 L2) 이 반사면 (134) 에 조사되면, 레이저 광 (L1, L2) 은 각각 반사면 (134) 에서 입사각과 동일한 반사각으로 반사하고, 제 1 고정 스케일 (135) 의 패턴 (94) 에 입사한다. 이 때, 각 레이저 광이 제 1 고정 스케일 (135) 의 패턴 (94) 에 입사한 위치가 각각 점 (A), 점 (B) 로서 나타내고 있다. 도시하지 않지만, 입사한 레이저 광은 각각 점 (A), 점 (B) 에서 Y 축 방향으로 회절되어 도 6(A) 의 일점 쇄선과 동일한 광로를 통과하여, 개별적으로 준비된 검출기 (편의상, 검출기 (228A, 228B) 라고 기술한다) 에 각각 입사한다. 또한, 제 2 고정 스케일 (224A, 224B) 과, 인덱스 스케일 (226) 은 레이저 광 (L1, L2) 에서 공용해도 된다.
여기에서, 검출기 (228A, 228B) 에서는, 점 (A), 점 (B) 의 위치에 따른 계측 결과를 얻을 수 있다. 이 경우, 도 7(A) ∼ 도 7(C) 을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 도 7(B) 의 점 (AB) 사이와 도 7(A) 의 점 (A'B') 사이는, 점 (A'B') 사이 쪽이 넓어지고, 도 7(B) 의 점 (AB) 사이와 도 7(C) 의 점 (A"B") 사이는, 점 (A"B") 사이 쪽이 좁아진다. 따라서, 각 점 사이의 거리가 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 축 방향의 위치에 관계하고 있으므로, 레이저 광 (L1) 에 의한 계측 결과를 Ma, 레이저 광 (L2) 에 의한 계측 결과를 Mb 로 하면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 축 방향에 관한 위치 (Pz) 는, k 를 계수 (그 계수 (k) 는, 레이저 광 (L1, L2) 의 각도 등으로 결정된다) 로서 다음 식 (1) 과 같이 나타낼 수 있다.
Pz=k (Ma-Mb) … (1)
본 실시형태에서는, 상기 식 (1) 을 사용함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 축 방향의 위치를 산출하고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 제어를 실시하는 것으로 하고 있다.
한편, 도 8(A) ∼ 도 8(C) 에는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향에 관한 위치가 각각 상이한 상태가 나타나 있다. 도 8(B) 에는, 상기 서술한 도 7(B) 와 동일한 상태가 나타나고, 도 8(A) 에는, 도 8(B) 의 Y 위치를 기준으로 하여 (도 8(B) 상태가 점선으로 나타나 있다), -Y 측에 어긋난 상태가 나타나고, 도 8(C) 에는, 도 8(B) 의 Y 위치를 기준으로 하여 (도 8(B) 상태가 점선에서 나타나 있다), +Y 측에 어긋난 상태가 나타나 있다.
여기에서, 검출기 (228A, 228B) 에서는, 점 (A, B) (점A', A" 또는 B', B") 의 위치에 따른 계측 결과를 얻을 수 있다. 이 경우, 도 8(A) ∼ 도 8(C) 를 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 도 8(A) 의 점 (A', B') 는, 점 (A), 점 (B) 로부터 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동거리와 동일 거리만큼 -Y 측으로 이동하고 있고, 도 8(C) 의 점 (A", B") 는, 점 (A), 점 (B) 로부터 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동거리와 동일 거리만큼 +Y 측으로 이동하고 있다. 따라서, 레이저 광 (L1) 에 의한 계측 결과를 Ma, 레이저 광 (L2) 에 의한 계측 결과를 Mb 로 하면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향에 관한 위치 (Py) 는 다음 식 (2) 와 같이 나타낼 수 있다.
Py= (Ma+Mb) /2… (2)
본 실시형태에서는, 상기 식 (2) 를 사용함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향의 위치를 산출하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 제어를 실시하는 것으로 하고 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면 도 6(A) 의 인코더와 동일한 구성의 인코더를 채용하여, 2 개의 레이저 광 (L1, L2) 을 이용하여 계측하고, 그 계측 결과와, 상기식 (1), 식 (2) 를 사용함으로써, Y 축 및 Z 축 방향의 위치를 계측할 수 있다. 이로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 주변에 형성하는 고정 스케일의 수를 늘리지 않고 계측을 실시할 수 있다. 또한, 2 개의 광을 사용하는 대신에, 각도가 상이한 반사면을 준비하여 동일하게 Y, Z 축 방향의 위치 정보를 계측하는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 제 4 실시형태에서는, 도 6(A) 의 인코더와 동일한 구성을 이용하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향 및 Z 축 방향에 관한 위치를 계측하는 것으로 했는데, 이것에 한정되지 않고, 그 밖의 실시형태의 구성 (예를 들어, 도 4(A) 또는 도 6(B) 의 구성) 을 이용하여, 상기 제 4 실시형태와 동일한 방법에 의해 Y 축 방향 및 Z 축 방향에 관한 위치 계측을 실시해도 된다.
또한, 상기 제 4 실시형태에서 설명한 각도가 상이한 2 개의 레이저 광 (L1, L2) 을 사용하는 인코더를 2 개, Y 축 방향에 관해서 투영 광학계의 일측과 타측에 각각 배치하고, 그 2 개의 인코더에서 계측되는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 축 방향의 위치 정보로부터, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 틸트 정보 (θx 방향의 회전 정보) 를 계측해도 된다. 동일하게, 상기 제 4 실시형태에서 설명한 각도가 상이한 2 개의 레이저 광 (L1, L2) 을 사용하는 인코더를 2 개, X 축 방향에 관해서 투영 광학계의 일측과 타측에 각각 배치하고, 그 2 개의 인코더에서 계측되는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 축 방향의 위치 정보로부터, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 틸트 정보 (θy 방향의 회전 정보) 를 계측해도 된다. 혹은, 투영 광학계의 +X 측, -X 측, +Y 측 및 -Y 측의 적어도 1 개의 방향에, 상기 제 4 실시형태에서 설명한 각도가 상이한 2 개의 레이저 광 (L1, L2) 을 사용하는 인코더를 2 개 배치해도 된다. 물론, 상기 각 경우에 있어서, 각도가 상이한 2 개의 레이저 광 (L1, L2) 을 사용하는 인코더를 사용하는 대신에, 각도가 상이한 반사면을 각각 준비해도 된다.
또한, 상기 제 2 ∼ 제 4 실시형태 및 변형예에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 단부에 XY 평면에 대해 45°경사진 반사면을 형성하는 경우에 대해 설명는데, 이것에 한정되지 않고, 도 9 에 나타내는 바와 같은 구성을 채용할 수도 있다. 즉, 도 9(A) 에 나타내는 바와 같은, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 2 조의 반사면 (25a, 25b) 을 형성함으로써, 45°경사진 반사면과 동등한 기능을 갖게 할 수도 있다. 이렇게 함으로써, 각각의 반사면에 X 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴, Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 패턴을 따로 따로 형성할 수 있다. 이로써, 패턴의 생산ㆍ설계상의 자유도를 증가하게 된다.
또한, 반사면 (25a, 25b) 대신에, 도 9(B) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 프리즘 (25) 을 형성하는 것으로 해도 된다. 이 경우, 반사면뿐만 아니라, 투과면 (25c, 25d) 의 적어도 일방에 패턴을 형성할 수도 있다. 이와 같은 프리즘 (25) 을 채용함으로써, 입출사광과, 프리즘의 회전 불감성을 이용하여, 순수하게 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 평행 이동을 계측할 수 있다는 이점도 있다.
또한, 상기 각 실시형태 및 변형예에 관련된 인코더는, 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 2 개의 도 6(B) 의 인코더 본체 (20XY') 와, 제 4 실시형태에서 설명한 2 축 방향의 계측이 가능한 인코더 (도 7(A) ∼ 도 8(C) 참조) 를 사용함으로써, X, Y, Z, θx, θy, θz 방향을 동시에 계측할 수 있게 된다. 이 경우, 2 개의 인코더 본체 (20XY') 로부터 조사되는 광의 광축이, 투영 광학계 (PL) 의 광축으로부터 등거리의 위치를 통과하도록 함으로써, 아베 오차 없이 고정밀도로 계측할 수 있게 된다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, ±1 차 회절광을 이용하여 계측을 실시하는 것으로 했는데, 이것에 한정되지 않고, ±2 차, 3 차…, n 차 회절광을 사용하여 계측을 실시하는 것으로 해도 된다.
또, 상기 각 실시형태 및 변형예에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 측면에 대향하여 광원 (22, 42) 을 배치하는 것으로 했는데, 예를 들어 광원을 웨이퍼 스테이지 (WST) 로부터 떨어뜨려 배치하여, 광원으로부터 사출되는 레이저 광을 광학부재 (예를 들어, 광 파이버, 및/또는 미러 등) 를 이용하여 전송하는 것으로 해도 된다. 또한, 복수의 인코더 본체가 형성되는 경우, 1 개의 광원으로부터의 레이저 광을 복수로 분기하여 각 인코더 본체에 유도하도록 해도 된다.
또한, 상기 각 실시형태 및 변형예에서는, 상기 서술한 인코더 본체의 적어도 일부 (예를 들어, 광원을 제외한다) 를, 예를 들어 투영 광학계 (PL) 가 탑재되는 지지 정반, 혹은 상기 서술한 계측 프레임 등에 형성해도 된다. 또, 상기 각 실시형태 및 변형예에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 반사면에 직접, 1 차원 및/또는 2 차원의 주기적인 패턴 (회절 격자 등) 을 형성해도 되고, 예를 들어 저열팽창률 재료 (세라믹스 등) 로 구성되는 판상 부재에 주기적인 패턴을 형성하고, 이 판상 부재를 웨이퍼 스테이지에 고정시키는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 계측에 인코더를 사용한 경우에 대해 설명했는데, 이것에 한정되지 않고, 레티클 홀더 (RH) 의 계측에 사용할 수도 있다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서, 조명광 (IL) 으로서, 예를 들어 국제 공 개 제1999/46835호 팜플렛 (대응하는 미국 특허 7,023,610호 명세서) 에 개시되어 있는 바와 같이, DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저 광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 파이버 앰프에서 증폭하여, 비선형 광학 결정을 사용하여 자외광으로 파장 변환된 고조파를 이용해도 된다.
또, 투영 광학계는 축소계뿐만 아니라 등배 및 확대계 중 어느 것이어도 된다. 투영 광학계는 굴절계뿐만 아니라, 반사계 및 반사 굴절계 중 어느 것이어도 되고, 그 투영 이미지는 도립 이미지 및 정립 이미지 중 어느 것이어도 된다. 또한, 투영 광학계 (PL) 를 통과하여 조명광 (IL) 이 조사되는 노광 영역은, 투영 광학계 (PL) 의 시야 내에서 광축 (AX) 을 포함하는 온 액시스 영역인데, 예를 들어 국제 공개 제2004/107011호 팜플렛에 개시된 바와 같이, 복수의 반사면을 갖고 또한 중간 이미지를 적어도 1 회 형성하는 광학계 (반사계 또는 반굴계) 가 그 일부에 형성되고, 또한 단일의 광축을 갖는, 이른바 인라인형 반사 굴절계와 동일하게 그 노광 영역은 광축 (AX) 을 포함하지 않는 오프 액시스 영역이어도 된다. 이 경우, 노광 영역의 중심, 즉 투영 광학계 (PL) 의 투영 중심은 광축 (AX) 과 상이하다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 본 발명이 스텝ㆍ앤드ㆍ리피트 방식의 노광 장치 (이른바 스텝퍼) 에 적용되었을 경우에 대해 설명했는데, 이것에 한정되지 않고, 본 발명은 스텝ㆍ앤드ㆍ스캔 방식의 주사형 노광 장치에 적용할 수도 있다. 이 경우, 레티클을 유지하여 적어도 1 축 방향으로 이동할 수 있는 레티클 스테이 지의 위치를 계측하는 데, 상기 각 실시형태의 인코더를 사용할 수도 있다. 이 인코더가 도 5(A) 등에 나타낸 고정 스케일 (135, 135', 235, 335) 을 구비하는 경우, 그 고정 스케일을 레티클 스테이지에 대해 그 상방 및 하방 중 어느 하나에 배치해도 된다. 또한, 본 발명은, 스텝ㆍ앤드ㆍ스티치 방식의 노광 장치, 프록시미티 방식의 노광 장치, 미러 프로젝션ㆍ얼라이너 등에도 바람직하게 적용할 수 있다.
이 밖에, 예를 들어 국제 공개 제2004/053955호 팜플렛 등에 개시되는, 투영 광학계와 웨이퍼 사이에 액체가 채워지는 액침형 노광 장치 등에도 본 발명을 적용 해도 된다. 이 액침형 노광 장치에서는, 웨이퍼 스테이지의 반사면 (134 등) 을 예를 들어 발액성 커버 부재 (예를 들어, 글래스 플레이트, 혹은 박막 등) 로 덮어도 되고, 액체가 반사면에 도달하는 것을 저지하는 부재 (예를 들어 홈부 등) 를 웨이퍼 스테이지의 상면에 설치해도 된다. 또, 원자외역 또는 진공 자외역 등의 노광용 조명광을 사용하는 노광 장치뿐만 아니라, 예를 들어 EUV 광 또는 X선, 혹은 전자선 또는 이온 빔 등의 하전입자선을 사용하는 노광 장치 등이어도, 본 발명을 적용할 수는 있다.
또한, 상기 각 실시형태의 노광 장치는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-163099호 및 일본 공개특허공보 평10-214783호 (대응하는 미국 특허 제6,590,634호 명세서), 및 국제 공개 제98/40791호 팜플렛 등에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 웨이퍼 스테이지를 이용하여 노광 동작과 계측 동작 (예를 들어, 얼라이먼트계에 의한 마크 검출 등) 병행하여 실행할 수 있는 트윈ㆍ웨이퍼 스테이지 타입이어 도 된다. 또한, 상기 실시형태의 노광 장치는, 예를 들어 국제 공개 제2005/074014호 팜플렛 등에 개시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지와는 별도로 계측 부재 (예를 들어, 기준 마크 및/또는 센서 등) 를 포함하는 계측 스테이지를 구비하는 것이어도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에 있어서는, 광 투과성의 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴ㆍ감광 패턴) 을 형성한 광 투과형 마스크를 사용했는데, 이 마스크 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (또는 가변 성형 마스크, 예를 들어 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광 변조기라고도 불린다) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 등을 포함한다) 를 이용해도 된다. 또, 예를 들어 국제 공개 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 웨이퍼 상에 형성함으로써, 웨이퍼 상에 디바이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 예를 들어 일본 공표특허공보 2004-519850호 (대응하는 미국 특허 제 6,611,316호 명세서) 에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 레티클 패턴을 투영 광학계를 통하여 웨이퍼 상에서 합성하고, 1 회의 스캔 노광에 의해 웨이퍼 상의 하나의 쇼트 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 물체 상에 패턴을 형성하는 장치는, 상기 서술한 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에 한정되지 않고, 예를 들어 잉크젯 방식으로 물체 상에 패턴을 형성하는 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 본 발명은, 반도체 디바이스 제조용 노광 장치에 대한 적용에 한정되지 않고, 예를 들어, 각형 유리 플레이트에 형성되는 액정 표시 소자, 혹은 플라스마디스플레이 등의 디스플레이 장치용 노광 장치, 촬상 소자 (CCD 등), 마이크로 머신, 유기 EL, 박막 자기 헤드, 및 DNA 칩 등의 각종 디바이스를 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은, 각종 디바이스의 마스크 패턴이 형성된 마스크 (포토마스크, 레티클 등) 를 리소그래피 공정을 사용하여 제조하는 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이상과 같이, 상기 각 실시형태에서 에너지 빔이 조사되는 노광 대상 물체는 웨이퍼에 한정되는 것이 아니라, 유리 플레이트, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크스 등 다른 물체에서도 양호하다.
또, 상기 각 실시형태의 노광 장치 (패턴 형성 장치) 는, 본원 청구의 범위에서 예로 든 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 이 조립 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실시된다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에 대한 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 실시되어 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린 룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 본 국제 출원의 지정국 (또는 선택국) 의 일본 내 법령이 허락하는 한 에 있어서, 상기 실시형태에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제 공개 팜플렛, 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
반도체 디바이스는, 디바이스의 기능ㆍ성능 설계를 실시하는 단계, 이 단계 에 기초하여 레티클을 제조하는 단계, 실리콘 재료로부터 웨이퍼를 형성하는 단계, 상기 각 실시형태의 노광 장치에 의해 레티클의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 스텝, 그 패턴이 전사된 (형성된) 웨이퍼를 현상하는 스텝, 현상 후의 웨이퍼에 에칭을 실시하여 레지스트가 잔존되어 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 제거함으로써 회로 패턴을 형성하는 스텝, 에칭이 완료되어 불필요해진 레지스트를 제거하는 단계, 디바이스 조립 스텝 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함한다) 및 검사 단계 등을 거쳐 제조된다.
산업상이용가능성
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 이동체 장치는 이동면 내의 적어도 1 축 방향으로 이동체를 구동하는 데 적합하다. 또, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법은 물체를 노광하여 패턴을 형성하는 데 적합하다. 또, 본 발명의 디바이 스 제조 방법은 마이크로 디바이스의 제조에 적합하다.

Claims (54)

  1. 소정의 평면 내의 서로 직교하는 제 1 및 제 2 방향으로 이동하는 이동체와;
    상기 평면과 평행하게 상기 제 1 방향으로 연장 설치되고 또한 회절 격자를 갖는 고정 스케일을 포함하고, 상기 이동체의 반사면을 통하여 상기 고정 스케일에 광빔을 조사함과 함께, 상기 고정 스케일로부터 발생하는 복수의 회절빔을 간섭시켜 검출하고, 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 장치를 구비하는, 이동체 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절 격자는, 반사형의 1 차원 격자 또는 2 차원 격자를 포함하는, 이동체 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 회절 격자는, 적어도 상기 제 1 방향으로 주기적이고, 상기 이동체의 상기 제 1 방향의 위치 정보가 계측되는, 이동체 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 회절 격자는, 적어도 상기 제 2 방향으로 주기적이고, 상기 이동체의 상기 제 2 방향의 위치 정보가 계측되는, 이동체 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 회절 격자는, 상기 제 1 방향을 주기 방향으로 하는 1 차원의 제 1 격자와, 상기 제 2 방향을 주기 방향으로 하는 1 차원의 제 2 격자를 포함하고, 상기 이동체의 상기 제 1 및 제 2 방향의 위치 정보가 계측되는, 이동체 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 고정 스케일은, 상기 제 2 방향에 관해서 상기 제 1 격자의 양측에 상기 제 2 격자가 배치되고, 상기 계측 장치는, 상기 제 2 격자의 각각으로부터 발생하는 회절빔을 간섭시켜 검출하고, 상기 이동체의 상기 제 2 방향의 위치 정보를 계측하는, 이동체 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 회절 격자는, 상기 제 1 및 제 2 방향으로 주기적인 2 차원 격자를 포함하고, 상기 이동체의 상기 제 1 및 제 2 방향의 위치 정보가 계측되는, 이동체 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사면은, 상기 광빔을 복수회 반사하는 복수의 반사부를 가지며,
    상기 복수의 반사부는, 상기 제 1 방향을 따라 조사되는 상기 광빔을 반사하는 제 1 반사부와, 상기 광빔이 하방으로부터 상기 고정 스케일에 조사되도록 상기 제 1 반사부에서 반사되는 상기 광빔을 반사하는 제 2 반사부를 포함하는, 이동체 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 반사면은 반사형 격자를 가지며,
    상기 계측 장치는, 상기 제 1 방향을 따라 상기 광빔을 상기 반사면에 조사함과 함께, 상기 반사면을 통하여 하방으로부터 상기 고정 스케일에 상기 광빔을 조사하는, 이동체 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 고정 스케일로부터 발생하는 복수의 회절광을 간섭시키는 광학계와, 간섭된 상기 회절광을 검출하는 검출기를 갖는, 이동체 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 반사면을 통하여 상기 복수의 회절빔을 검출하는, 이동체 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 제 1 방향을 따라 상기 광빔을 상기 반사면에 조사하고, 상기 고정 스케일은, 상기 제 2 방향에 관해서 위치가 상기 광빔과 동일한, 이동체 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 반사면은, 상기 제 1 방향과 평행하고 또한 상기 평면과 직교하는 면내에서 상기 평면과 예각으로 교차하는 제 1 면을 포함하는, 이동체 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 이동체는, 상기 반사면이 상기 제 2 방향을 따라 연장 설치되는, 이동체 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 광빔의 조사에 의해 상기 고정 스케일로부터 상이한 방향으로 발생하는 회절빔을 간섭시켜 검출하는, 이동체 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 회절 격자의 주기 방향에 관해서 위치를 상이하게 하여 복수의 광빔을 상기 고정 스케일에 조사하는, 이동체 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 복수의 광빔 중 쌍을 이루는 2 개의 광빔의 조사에 의해 상기 고정 스케일로부터 발생하는 회절빔을 간섭시켜 검출하는, 이동체 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 이동체는, 상기 반사면에 회절 격자가 형성되고, 상기 복수의 광빔은, 상기 반사면의 회절 격자로부터 상이한 방향으로 발생하는 빔을 포함하는, 이동체 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 반사면의 회절 격자는 그 주기 방향이 상기 고정 스케일의 회절 격자와 동일한, 이동체 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 반사면의 회절 격자는, 적어도 상기 제 2 방향으로 주기적인, 이동체 장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 반사면의 회절 격자는, 상기 제 1 및 제 2 방향으로 주기적인 2 차원 격자를 포함하는, 이동체 장치.
  22. 제 16 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 복수의 광빔을 상이한 방향으로부터 상기 반사면에 조사하여, 상기 고정 스케일에서의 위치를 상이하게 하는, 이동체 장치.
  23. 제 11 항에 있어서,
    상기 반사면은, 상기 제 1 방향을 따라 연장 설치되고, 상기 제 2 방향과 평행하고 또한 상기 평면과 직교하는 면내에서 상기 평면과 예각으로 교차하는 제 2 면을 포함하고,
    상기 계측 장치는, 상기 평면과 평행하게 상기 제 2 방향으로 연장 설치되고 또한 회절 격자를 갖는, 상기 고정 스케일과는 다른 고정 스케일을 포함하며, 상기 제 2 면을 통하여 상기 다른 고정 스케일에 광빔을 조사함과 함께, 상기 다른 고정 스케일로부터 발생하여 상기 제 2 면에서 반사되는 복수의 회절빔을 간섭시켜 검출하는, 이동체 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 제 2 방향을 따라 광빔을 상기 제 2 면에 조사하고, 상기 다른 고정 스케일은, 상기 제 1 방향에 관해서 위치가 광빔과 동일한, 이동체 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 다른 고정 스케일은, 상기 제 1 및 제 2 방향의 적어도 일방에 관해서 주기적인 회절 격자를 포함하는, 이동체 장치.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 회절 격자의 주기 방향에 관해서 위치를 다르게 하여 복수의 광빔을 상기 다른 고정 스케일에 조사하는, 이동체 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 이동체는, 상기 제 2 면에 회절 격자가 형성되고, 상기 복수의 광빔은, 상기 제 2 면의 회절 격자로부터 상이한 방향으로 발생하는 빔을 포함하는, 이동체 장치.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 복수의 광빔을 상이한 방향으로부터 상기 제 2 면에 조사하고, 상기 다른 고정 스케일에서의 위치를 다르게 하는, 이동체 장치.
  29. 제 11 항에 있어서,
    상기 계측 장치에 의한 계측 결과를 이용하여, 상기 이동체의 위치를 제어하는 제어 장치를 추가로 구비하는, 이동체 장치.
  30. 물체를 노광하여 패턴을 형성하는 노광 장치로서,
    상기 물체를 유지시켜 이동하는 이동체를 포함하는 제 29 항에 기재된 이동체 장치를 구비하는, 노광 장치.
  31. 마스크에 형성된 패턴을 물체 상에 전사하는 노광 장치로서,
    상기 마스크 및 상기 물체의 적어도 일방을 유지시켜 이동하는 이동체를 포함하는 제 29 항에 기재된 이동체 장치를 구비하는, 노광 장치.
  32. 제 30 항에 기재된 노광 장치를 이용하여 물체를 노광하는 것과,
    상기 노광된 물체를 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  33. 투영 광학계를 통하여 조명광으로 물체를 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 투영 광학계의 광축과 수직인 소정의 평면 내에서 서로 직교하는 제 1 및 제 2 방향으로 가동으로 상기 물체를 유지하는 스테이지를 이동하는 것과,
    상기 평면과 평행하게 상기 제 1 방향으로 연장 설치되고 또한 회절 격자를 갖는 고정 스케일에 대해, 상기 스테이지의 반사면을 통하여 광빔을 조사함과 함께, 상기 고정 스케일로부터 발생하는 복수의 회절빔을 간섭시켜 검출하는 계측 장치에 의해 상기 스테이지의 위치 정보를 계측하는 것과,
    상기 계측되는 위치 정보에 기초하여 상기 스테이지의 구동을 제어하는 것을 포함하는, 노광 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 회절 격자는, 반사형의 1 차원 격자 또는 2 차원 격자를 포함하고,
    상기 복수의 회절빔은, 상기 반사면을 통하여 검출되는, 노광 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 광빔은, 상기 제 1 방향을 따라 조사되어 상기 스테이지에서 복수회 반사됨과 함께, 상기 고정 스케일에 대해 하방으로부터 조사되는, 노광 방법.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 반사면은 반사형 격자를 가지며,
    상기 광빔은, 상기 제 1 방향을 따라 상기 반사면에 조사함과 함께, 상기 반사면을 통하여 하방으로부터 상기 고정 스케일에 조사되는, 노광 방법.
  37. 제 34 항에 있어서,
    상기 복수의 회절광은, 광학계로 간섭되어 검출되는, 노광 방법.
  38. 제 33 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 물체를 노광하는 것과,
    상기 노광된 물체를 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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