KR101670640B1 - 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

스테이지 (RST) 를 구동하는 4 개 Y 리니어 모터 (36 ∼ 39) 가, 4 개의 고정자부 (36 ∼ 39) 와 6 개의 가동자부 (24 ∼ 29) 를 포함한다. 여기서, 가동자부 (25) 는 Y 리니어 모터 (36, 37) 에, 가동자부 (28) 는 Y 리니어 모터 (38, 39) 에 의해 공용되고 있다. 이 때문에, 레티클 스테이지 장치의 가동부 (레티클 스테이지 (RST)) 가 경량화되어, 그 고가속도화가 가능해진다. 또, 가동자 (30A, 30B) 각각의 Z 축 방향 중앙에 위치하는 가동자부 (25, 28) 는, 레티클 스테이지 (RST) 의 중립면에 일치하고 있다.

Description

이동체 장치, 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법{MOVING BODY APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 이동체 장치, 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 물체를 유지하여 2 차원 평면 내의 제 1 축에 평행한 방향으로 이동 가능한 이동체를 포함하는 이동체 장치, 그 이동체 장치를 구비하고, 반도체 소자, 액정 표시 소자 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치 및 그 노광 방법, 상기 노광 장치 또는 노광 방법을 이용하여 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 소자, 액정 표시 소자 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서, 마스크 또는 레티클 (이하, 「레티클」이라고 총칭한다) 에 형성된 패턴을, 투영 광학계를 통해 웨이퍼 또는 유리 플레이트 등의 피노광 물체 (이하, 「웨이퍼」라고 총칭한다) 상에 축소 전사하는 투영 노광 장치가 주로 이용되고 있다. 투영 노광 장치로서는, 스텝·앤드·리피트 방식의 축소 투영 노광 장치 (이른바 스텝퍼) 및 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치 (이른바 스캐닝·스텝퍼) 가 비교적 많이 사용되고 있다.
최근에는, 조명광에 대해 소정 주사 방향 (스캔 방향) 으로 동기 이동하여, 레티클에 형성된 패턴을 광학계를 통해 웨이퍼 상에 전사하는 스캐닝·스텝퍼 등의 주사형 노광 장치가 주류를 이루고 있다.
스캐닝·스텝퍼 등의 주사형 노광 장치에서는, 웨이퍼측에 추가로, 레티클측에도, 레티클을 구동하는 구동 장치가 필요하다. 최근의 주사형 노광 장치에서는, 레티클측의 구동 장치로서, 레티클 정반 상에 에어 베어링 등에 의해 부상 지지된 레티클 스테이지를, 예를 들어 리니어 모터에 의해 주사 방향으로 소정 스트로크 범위에서 구동함과 함께, 주사 방향 및 비주사 방향으로 미소 구동하는 레티클 스테이지 장치가 채용되어 있다.
그런데, 스캐닝·스텝퍼 등은, 마이크로 디바이스의 양산에 사용되는 것이기 때문에, 스루풋의 향상이 필연적으로 요청된다. 이 때문에, 최근의 레티클 스테이지 장치에서는, 레티클 스테이지의 비주사 방향의 양측에 상하 1 쌍의 주사 방향 구동용의 리니어 모터를 형성하고, 이들 2 쌍의 리니어 모터에 의해 레티클 스테이지를 그 중심을 포함하는 중립면을 구동면으로 하여 주사 방향으로 구동하는 레티클 스테이지 장치가 이용되고 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이 특허문헌 1 에 개시되는 레티클 스테이지 장치에서는, 레티클 스테이지의 비주사 방향의 일측의 한 쌍의 리니어 모터 사이에 비주사 방향 구동용의 리니어 모터가 형성되고, 비주사 방향의 일측의 한 쌍의 리니어 모터 사이에 연장부가 형성되고, 그 연장부에 간섭계용의 미러가 고정되어 있었다. 이 특허문헌 1 에 개시되는 레티클 스테이지 장치에서는, 고가속도화 및 고속화를 실현할 수 있음과 함께, 중심 구동에 의해 피칭 모멘트의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
그러나, 노광 장치에는, 스루풋의 새로운 향상이 요구되어 있고, 이것을 실현하기 위해서, 주사형 노광 장치에서는, 레티클 스테이지의 추가적인 고가속도화를 실현할 필요가 있다. 게다가 노광 장치에는, 레티클의 패턴 (의 이미지) 을 이미지 흐림 등을 수반하지 않고, 웨이퍼 등의 기판 상에 충실히 정확하게 전사 (형성) 할 수 있을 것도 요구된다.
그러나, 반도체 소자 등의 디바이스 룰 (실용 최소선 폭) 은 점차 미세화되고, 이에 수반하여, 레티클의 자중 변형 등에서 기인되는 패턴면의 변형이, 디포커스, 패턴의 이미지의 디스토션 등을 초래하여, 이들이 원하는 노광 정밀도 (중첩 정밀도를 포함) 를 달성하기 위한 장해가 되고 있다.
또, 투영 노광 장치에서는, 집적 회로의 미세화에 대응하여 고해상도를 실현하기 위해, 그 노광 파장을 보다 단파장측으로 시프트해 왔다. 현재, 그 파장은 KrF 엑시머 레이저의 248 ㎚, 또는 이보다 단파장의 진공 자외역에 속하는 ArF 엑시머 레이저의 193 ㎚ 가 주류가 되어 있다. 그런데, ArF 리소그래피에 있어서, 레티클의 헤이즈 (흐림) 결함이, 그 생산성이나 생산 비용에 심각한 영향을 미치기에 이르러, 큰 문제가 되어 왔다.
노광 장치에서, 레티클 상의 헤이즈 형성을 포괄적으로 억제하는, 효과적인 대책을 실현하는 방법으로서, 헤이즈 생성 반응 가속 물질인 수분을, 예를 들어 ppm 오더 이하에서 제거하기 위해서, 레티클을 둘러싸는 공간을 클린 드라이 에어 그 밖의 퍼지 가스로 퍼지하는 것이 실시된다.
그리고 수분이 ppm 오더 이하에서 제거되기 때문에, 퍼지 공간 내는, 매우 정전기가 발생하기 쉬운 상태가 된다. 노광 장치 내에 있어서 출납이 많은 것의 대표적으로 레티클이 있다. 이 때문에, 레티클 및 이것을 재치하는 스테이지 및 레티클의 반송용 핸드 등은 전기적으로 절연되어 발생한 정전하의 도피처가 없는 플로팅 상태가 된다. 발생한 정전하에 의해 레티클 상의 패턴이 이른바 ESD (정전기에 의한 파괴) 에 의해 장해를 받기 쉽게 되어 있다. 일반적으로 실리콘 산화막의 내압은, 0.1 V/A 로 일컬어지고, 최근의 산화막은 수 Å 까지 박막화되어 있다. 이 때문에 패턴 파괴는, 1 V 이하의 전압에서도 발생할 가능성이 있어, 충분한 정전기 대책이 필요하다. 또, 예를 들어 레티클 상에 발생한 정전하는, 컨태미네이션이라 불리는 오염물을 흡인하여, 이 컨태미네이션이 노광의 방해물이 된다.
상기와 같이, 자외선 특히 ArF 엑시머 레이저광을 이용한 노광 장치에 있어서는, ArF 엑시머 레이저광의 파장에 있어서의 물에 의한 흡수가 크기 때문에, 충분한 투과율을 얻기 위해서는 물농도를 저감시키고, 이 농도를 엄밀하게 제어하기 위해, 발생된 정전하에 의해 레티클 상의 패턴이 이른바 ESD (정전기에 의한 파괴) 에 의해 장해를 받기 쉽게 되어 있다.
그 한편, 노광 장치는, 반도체 디바이스 등의 양산에 사용되는 것이기 때문에, 고스루풋일 것이 필연적으로 요청된다.
일본 공개특허공보 2008-166614호
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 물체를 유지하여 2 차원 평면 내의 제 1 축에 평행한 방향으로 이동 가능한 이동체와 ; 상기 이동체의 상기 2 차원 평면 내에서 상기 제 1 축에 수직인 제 2 축에 평행한 방향의 양측에 형성된 제 1, 제 2 가동자와, 그 제 1, 제 2 가동자의 각각의 사이에서 전자기 상호 작용을 실시하여 상기 이동체를 적어도 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 구동하는 구동력을 각각 발생시키는 제 1, 제 2 고정자를 포함하는 구동계를 구비하고, 상기 제 1, 제 2 가동자의 적어도 일방의 특정 가동자가, 상기 2 차원 평면에 직교하는 제 3 축에 평행한 방향에 관해서 소정 간격으로 배치된 3 개의 가동자부를 포함하고, 상기 제 1, 제 2 고정자 중, 상기 특정 가동자에 대응하는 고정자가, 상기 제 3 축에 평행한 방향의 중앙에 위치하는 가동자부를 공용하는 1 쌍의 고정자부를 포함하는 이동체 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 특정 가동자에 대응하는 고정자에서는, 3 개의 가동자부 중, 제 3 축에 평행한 방향에 관해서 중앙과 그 일측에 위치하는 2 개의 가동자부와 1 쌍의 고정자부의 일방에 의해, 이동체를 제 1 축에 평행한 방향으로 구동하는 하나의 전자기력 구동 장치가 구성되고, 제 3 축에 평행한 방향에 관해서 중앙과 그 타측에 위치하는 2 개의 가동자부와 1 쌍의 고정자부의 타방에 의해, 이동체를 제 1 축에 평행한 방향으로 구동하는 다른 하나의 전자기력 구동 장치가 구성된다. 따라서, 이들 2 개의 전자기력 구동 장치에 의해 고출력으로 이동체를 제 1 축에 평행한 방향으로 구동할 수 있다. 이것에 추가로 제 1 축에 평행한 방향의 중앙에 위치하는 가동자부를, 상기의 2 개의 전자기력 구동 장치에서 공용하므로, 2 개의 전자기력 구동 장치가 전혀 별개인 경우에 비해, 이동체 장치의 전체를 경량화하는 것이 가능해진다. 이로써, 이동체 및 이것에 유지된 물체의 추가적인 고가속도화 및 위치 제어성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 마스크에 형성된 패턴을 피노광 물체 상에 전사하는 노광 장치로서, 상기 물체로서 상기 마스크가 상기 이동체 상에 재치된 본 발명의 이동체 장치를 구비하는 제 1 노광 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 마스크를 이동체 장치에 의해 고정밀도로 구동하는 것이 가능해지므로, 주사 노광에 의해, 고정밀도로 마스크에 형성된 패턴을 피노광 물체 상에 양호한 정밀도로 전사하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 마스크와 피노광 물체를 소정 방향으로 동기 이동하여 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 피노광 물체에 전사하는 노광 장치로서, 정반과 ; 상기 마스크를 유지하고, 상기 정반 상에서 상기 소정 방향에 대응하는 제 1 축에 평행한 방향으로 소정 스트로크로 이동하는 슬라이더와 ; 상기 마스크를 조명광에 의해 조명하는 조명계와 ; 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서 상기 조명광의 조사 영역을 포함하는 소정 범위에 상기 슬라이더가 있을 때 상기 슬라이더의 위치 정보를 구하는 제 1 계측계와 ; 상기 조명광의 조사 영역의 상기 제 1 축에 평행한 방향의 일측에 위치하는 상기 마스크의 반송로 상에서 상기 정반 상에 형성되고, 상기 슬라이더 상에 재치된 상기 마스크가 띤 정전기를 제거하는 제전 (除電) 장치를 구비하는 제 2 노광 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 조명광의 조사 영역의 제 1 축에 평행한 방향의 일측에 위치하는 마스크의 반송로 상에서 정반 상에 형성되고, 슬라이더 상에 재치된 마스크가 띤 정전기를 제거하는 제전 장치를 구비하고 있다. 이 때문에, 제전 장치에 의해, 슬라이더 상에 재치된 마스크가 띤 정전기가, 마스크의 반송로 상에서, 바꾸어 말하면 조명광의 조사 영역에 마스크를 유지한 슬라이더가 이동하기 전에 제거된다. 또, 이 경우, 제전 장치는, 정반측으로부터 마스크가 띤 정전기를 제거한다. 따라서, 스루풋을 저하시키지 않고, 효율적인 마스크의 제전이 가능해진다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 패턴이 형성된 마스크를 조명광에 의해 조명하면서, 상기 마스크와 피노광 물체를 소정 방향으로 동기 이동하여 상기 패턴을 투영 광학계를 통해 상기 피노광 물체 상에 전사하는 노광 장치로서, 상기 마스크를 유지하여 상기 소정 방향에 대응하는 제 1 축에 평행한 방향으로 상기 투영 광학계의 실질적인 광축에 직교하는 2 차원 평면 상을 이동하는 이동체와 ; 상기 투영 광학계로부터 상기 제 1 축에 평행한 방향의 일측으로 이간된 위치에 그 계측 영역을 갖고, 상기 이동체에 유지되는 상기 마스크의 패턴면의 상기 광축에 평행한 방향에 관한 제 1 면 위치 정보를 상기 계측 영역의 내부의 제 1 계측점에서 계측하는 면 위치 계측계와 ; 상기 계측 영역과 소정 위치 관계에 있는 제 2 계측점에서 상기 이동체의 상기 광축에 평행한 방향에 관한 제 2 면 위치 정보를 계측하는 제 1 계측계와 ; 상기 투영 광학에 의해 상기 물체 상에 투영되는, 상기 패턴면 상의 영역에 대응하는 상기 조명광의 조사 영역에 대하여, 상기 계측 영역과 상기 제 2 계측점의 위치 관계와 동일한 위치 관계에 있는 제 3 계측점에서 상기 이동체의 상기 광축에 평행한 방향에 관한 제 3 면 위치 정보를 계측하는 제 2 계측계와 ; 상기 면 위치 계측계, 상기 제 1 계측계, 및 상기 제 2 계측계에 의한 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체의 위치를 제어하는 제어계를 구비하는 제 3 노광 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 제어계는, 미리 면 위치 계측계와 제 1 계측계를 이용하여 제 2 면 위치 정보를 기준으로 하는 제 1 면 위치 정보를 취득해 두고, 노광시에, 제 2 계측계를 이용하여 제 3 면 위치 정보를 취득하면서, 미리 취득한 제 2 면 위치 정보를 기준으로 하는 제 1 면 위치 정보를 이용하여, 마스크를 유지하는 이동체의 투영 광학계의 실질적인 광축에 평행한 방향에 관한 면 위치를 제어하는 것이 가능해진다. 이로써, 마스크에 형성된 패턴을, 디포커스에 의한 노광 불량의 발생을 억제하면서 투영 광학계를 통해 피노광 물체 상에 정확하게 전사하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 패턴이 형성된 마스크를 조명광에 의해 조명하면서, 상기 마스크와 피노광 물체를 소정 방향으로 동기 이동하여 상기 패턴을 투영 광학계를 통해 상기 피노광 물체 상에 전사하는 노광 장치로서, 상기 마스크를 유지하여 상기 소정 방향에 대응하는 제 1 축에 평행한 방향으로 소정의 2 차원 평면 상을 이동하는 이동체와 ; 상기 2 차원 평면 내에서 상기 제 1 축에 수직인 제 2 축에 평행한 방향에 관한 상기 이동체의 양 측부에 고정된 1 쌍의 가동자와, 그 1 쌍의 가동자의 각각에 걸어맞추는 1 쌍의 고정자를 갖고, 상기 가동자와 상기 고정자 사이에서 발생하는 구동력을 상기 이동체에 작용시켜, 상기 이동체를, 상기 제 1 축에 평행과 평행한 방향으로 구동함과 함께 변형시키는 구동계와 ; 상기 2 차원 평면 내의 복수의 계측점에 있어서의 상기 이동체의 위치 정보를 광학적 수법에 의해 구함과 함께, 상기 복수의 계측점 중 상기 제 2 축에 평행한 방향에 관해서 서로 이간되는 적어도 3 개의 계측점에 있어서의 상기 위치 정보를 이용하여 상기 이동체의 형상 정보를 구하는 계측계를 구비하는 제 4 노광 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 계측계에 의해, 2 차원 평면 내의 복수의 계측점에 있어서의 이동체의 위치 정보가 광학적 수법에 의해 구해짐과 함께, 상기 복수의 계측점 중 제 2 축에 평행한 방향에 관해서 서로 이간되는 적어도 3 개의 계측점에 있어서의 위치 정보를 이용하여 이동체의 형상 정보가 구해진다. 그리고, 구동계에 의해, 구해진 형상 정보에 기초하여 이동체를 변형시키는 것이 가능해진다. 이로써, 예를 들어, 이동체에 유지된 마스크의 패턴면이 이상적인 평면이 되도록, 구동계가 이동체를 변형시키는 것이 가능해진다. 따라서, 마스크의 패턴을, 양호한 정밀도로, 피노광 물체에 전사하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 6 양태에 의하면, 본 발명의 제 1 ∼ 제 4 노광 장치의 어느 것을 이용하여 피노광 물체 상에 패턴을 형성하는 (전사하는) 것과 ; 상기 패턴이 형성 (전사) 된 상기 피노광 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 7 양태에 의하면, 패턴이 형성된 마스크를 조명광에 의해 조명하면서, 상기 마스크와 물체를 소정 방향으로 동기 이동하여 상기 패턴을 투영 광학계를 통해 상기 물체 상에 전사하는 노광 방법으로서,
상기 물체에 동기하여 상기 마스크를 유지하는 이동체를 상기 소정 방향에 대응하는 제 1 축에 평행한 방향으로 상기 투영 광학계의 실질적인 광축에 직교하는 2 차원 평면 상에서 이동시키면서, 상기 투영 광학계로부터 상기 제 1 축에 평행한 방향의 일측으로 이간된 계측 영역의 내부의 제 1 계측점에서 상기 이동체에 유지되는 상기 마스크의 패턴면의 상기 광축에 평행한 방향에 관한 제 1 면 위치 정보를 구함과 함께, 상기 계측 영역과 소정 위치 관계에 있는 제 2 계측점에서 상기 이동체의 상기 광축에 평행한 방향에 관한 제 2 면 위치 정보를 구하는 것과 ; 상기 물체와 상기 이동체의 동기 이동을 속행시키면서, 상기 패턴을 상기 조명광으로 조사하여 상기 투영 광학에 의해 상기 물체 상에 투영할 때, 상기 조명광의 조사 영역에 대하여, 상기 계측 영역과 상기 제 2 계측점의 위치 관계와 동일한 위치 관계에 있는 제 3 계측점에서 상기 이동체의 상기 투영 광학계의 상기 광축에 평행한 방향에 관한 제 3 면 위치 정보를 계측하고, 그 계측 결과와, 상기 제 1 면 위치 정보와 상기 제 2 면 위치 정보의 관계에 기초하여, 상기 이동체의 상기 광축에 평행한 방향에 관한 위치를 제어하는 것을 포함하는 제 1 노광 방법이 제공된다.
이것에 의하면, 미리 제 2 면 위치 정보를 기준으로 하는 제 1 면 위치 정보를 계측 (취득) 해 두고, 물체와 이동체의 동기 이동을 속행시키면서, 패턴을 조명광으로 조사하여 투영 광학에 의해 물체 상에 투영할 때에 (주사 노광시에), 제 3 면 위치 정보를 계측 (취득) 하면서, 미리 취득한 제 2 면 위치 정보를 기준으로 하는 제 1 면 위치 정보를 이용하여, 마스크를 유지하는 이동체의 투영 광학계의 실질적인 광축에 평행한 방향에 관한 면 위치를 제어하는 것이 가능해진다. 이로써, 마스크에 형성된 패턴을, 디포커스에 의한 노광 불량의 발생을 억제하면서 투영 광학계를 통해 물체 상에 정확하게 전사하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 8 양태에 의하면, 마스크와 물체를 소정 방향으로 동기 이동하여 상기 마스크에 형성된 패턴을 상기 물체 상에 전사하는 노광 방법으로서,
상기 마스크를 유지하여, 정반 상에서 상기 소정 방향에 대응하는 제 1 축에 평행한 방향으로 소정 스트로크로 이동하는 슬라이더가, 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서, 상기 마스크에 조사되는 조명광의 조사 영역을 포함하는 소정 범위에 있을 때 상기 슬라이더의 위치 정보를 구하는 것과 ;
상기 조명광의 조사 영역의 상기 제 1 축에 평행한 방향의 일측에 위치하는 상기 마스크의 반송로 상에서 상기 정반 상에 형성된 제전 장치를 이용하여, 상기 슬라이더 상에 재치된 상기 마스크가 띤 정전기를 제거하는 것을 포함하는 제 2 노광 방법이 제공된다.
이것에 의하면, 조명광의 조사 영역의 제 1 축에 평행한 방향의 일측에 위치하는 마스크의 반송로 상에서 정반 상에 형성된 제전 장치를 사용하여, 슬라이더 상에 재치된 마스크가 띤 정전기를 제거한다. 이 때문에, 제전 장치에 의해, 슬라이더 상에 재치된 마스크가 띤 정전기가, 마스크의 반송로 상에서, 바꾸어 말하면 조명광의 조사 영역에 마스크를 유지한 슬라이더가 이동하기 전에 제거된다. 또, 이 경우, 제전 장치는, 정반측으로부터 마스크가 띤 정전기를 제거한다. 따라서, 스루풋을 저하시키지 않고, 효율적인 마스크의 제전이 가능해진다.
본 발명의 제 9 양태에 의하면, 본 발명의 제 1 및 제 2 노광 방법의 어느 것을 이용하여 물체 상에 패턴을 형성하는 것과 ; 상기 패턴이 형성된 상기 물체를 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1 은 제 1 실시형태의 노광 장치를 나타내는 개략도이다.
도 2 는 레티클 스테이지 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 도 2 의 레티클 스테이지와 카운터 매스를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4 의 (A) 는 레티클 스테이지의 구성을 나타내는 평면도, 도 4 의 (B) 는 도 4 의 (A) 의 B-B 선을 따라 단면한 레티클 스테이지 장치의 종단면도이다.
도 5 는 레티클 인코더 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은 도 1 의 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 7 은 제 2 실시형태의 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 8 의 (A) 는, 제 2 실시형태의 노광 장치의 레티클 스테이지 장치를 나타내는 평면도, 도 8 의 (B) 는 도 8 의 (A) 의 B-B 선을 따라 단면한 레티클 스테이지 장치의 종단면도이다.
도 9 의 (A) 는, 제 2 실시형태의 노광 장치의 레티클 스테이지 장치 근방을 나타내는 평면도, 도 9 의 (B) 는 도 9 의 (A) 의 B-B 선을 따라 단면한 레티클 스테이지 장치 근방의 종단면도이다.
도 10 은 제 2 실시형태의 노광 장치의 레티클 인코더 시스템 및 래비린스 시일의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11 은 제 2 실시형태의 노광 장치에 있어서의 동작의 흐름을 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 12 는 제 2 실시형태의 노광 장치에 있어서의 동작의 흐름을 설명하기 위한 도면 (그 2) 이다.
도 13 은 제 3 실시형태의 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 14 의 (A) 는 레티클 AF 센서의 배치를 나타내는 평면도, 도 14 의 (B) 는 도 14 의 (A) 상태로부터 레티클 스테이지가 +Y 방향으로 소정 거리 이동했을 때의 레티클 스테이지 장치 근방의 구성 부분의 종단면도이다.
도 15 의 (A) 및 도 15 의 (B) 는 레티클 AF 센서의 구성을 설명하기 위한 도면, 도 15 의 (C) 는 포커스 맵의 작성 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 16 은 제 4 실시형태의 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 17 은 제 4 실시형태의 레티클 스테이지 장치의 종단면도이다.
도 18 의 (A) 는 제 4 실시형태의 레티클 인코더 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면, 도 18 의 (B) 는 레티클 스테이지 상에 재치된 레티클을 변형시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
《제 1 실시형태》
이하, 제 1 실시형태를 도 1 ∼ 도 6 에 기초하여 설명한다.
도 1 에는, 제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 노광 장치 (100) 는, 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 이른바 스캐닝·스텝퍼 (스캐너라고도 불린다) 이다. 후술하는 바와 같이 본 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 가 형성되어 있고, 이하에 있어서는, 이 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 평행한 방향을 Z 축 방향, 이것에 직교하는 면 내에서 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 가 상대 주사되는 방향을 Y 축 방향, Z 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 X 축 방향으로 하고, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로 하여 설명을 실시한다.
노광 장치 (100) 는, 조명 유닛 (IOP), 레티클 (R) 을 유지하여 XY 평면에 평행한 면 내에서 이동하는 레티클 스테이지 (RST) 를 포함하는 레티클 스테이지 장치 (20), 투영 광학계 (PL), 웨이퍼 (W) 를 XY 2 차원 방향으로 구동하는 웨이퍼 스테이지 (WST), 및 이들 제어계, 그리고 레티클 스테이지 장치 (20) 및 투영 광학계 (PL) 를 유지하는 컬럼 (34) 등을 구비하고 있다.
조명 유닛 (IOP) 은, 광원 및 조명 광학계를 포함하고, 그 내부에 배치된 시야 조리개 (마스킹 블레이드 또는 레티클 블라인드라고도 불린다) 에 의해 규정되는 직사각형 또는 원호 형상의 조명 영역에 조명광 (노광광) (IL) 을 조사하고, 회로 패턴이 형성된 레티클 (R) 을 균일한 조도로 조명한다. 조명 유닛 (IOP) 과 동일한 조명계는, 예를 들어 미국 특허 제5,534,970호 명세서 등에 개시되어 있다. 여기서는, 일례로서 조명광 (IL) 으로서, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚) 이 사용되는 것으로 한다. 또, 조명 광학계 내부에 배치된 빔 스플리터에 의해 조명광 (IL) 의 일부가 취출되어, 인터그레이터 센서라고도 불리는 파워 모니터로부터의 조도 신호가, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 에 부여되어 있다.
레티클 스테이지 장치 (20) 는, 조명 유닛 (IOP) 의 하방에 소정 간격을 두고 거의 평행하게 배치된 레티클 스테이지 정반 (RBS), 그 레티클 스테이지 정반 (RBS) 상에 배치된 레티클 스테이지 (RST), 그 레티클 스테이지 (RST) 를 둘러싸는 상태에서 레티클 스테이지 정반 (RBS) 상에 배치된 프레임 형상 부재로 이루어지는 카운터 매스 (18), 및 레티클 스테이지 (RST) 를 구동하는 레티클 스테이지 구동계 (340) (도 6 참조) 등을 구비하고 있다.
레티클 스테이지 정반 (RBS) 은, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 컬럼 (34) 의 천판부 (32a) 상에 복수 (예를 들어 3 개) 의 방진 유닛 (14) (도 1 에 있어서의 지면 안측의 방진 유닛은 도시 생략) 을 통하여 대략 수평으로 지지되어 있다. 레티클 스테이지 정반 (RBS) 상에, 레티클 스테이지 (RST) 가 배치되어, 레티클 스테이지 (RST) 상에 레티클 (R) 이 유지되어 있다. 또한, 레티클 스테이지 장치 (20) 의 구체적인 구성 등에 대해서는 후에 더욱 상세하게 서술한다.
투영 광학계 (PL) 로서는, 예를 들어, Z 축 방향과 평행한 광축 (AX) 을 따라 배열된 복수의 광학 소자 (렌즈 엘리먼트) 로 이루어지는 굴절 광학계가 이용되고 있다. 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어, 양측 텔레센트릭으로 소정 투영 배율 (예를 들어 1/4 혹은 1/5) 을 갖는다. 이 때문에, 조명 유닛 (IOP) 으로부터의 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 이미지 (회로 패턴의 일부의 투영 이미지) 가, 투영 광학계 (PL) 의 제 2 면 (이미지면) 측에 배치되어, 표면에 레지스트 (감응제) 가 도포된 웨이퍼 (W) 상의 조명 영역에 공액인 영역 (노광 영역) 에 형성된다.
그리고, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 동기 구동에 의해, 조명 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 레티클 (R) 을 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동함과 함께, 노광 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 웨이퍼 (W) 를 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동함으로써, 웨이퍼 (W) 상의 하나의 샷 영역 (구획 영역) 의 주사 노광이 실시되어, 그 샷 영역에 레티클 (R) 의 패턴이 전사된다. 즉, 본 실시형태에서는, 조명 유닛 (IOP) 및 투영 광학계 (PL) 에 의해, 웨이퍼 (W) 상에 레티클 (R) 의 패턴이 생성되고, 조명광 (IL) 에 의한 웨이퍼 (W) 상의 감응층 (레지스트층) 의 노광에 의해 웨이퍼 (W) 상에 그 패턴이 형성된다.
투영 광학계 (PL) 의 경통의 높이 방향의 거의 중앙에, 플랜지 (FLG) 가 형성되어 있다.
컬럼 (34) 은, 플로어면 (F) 에 그 하단부가 고정된 복수 (예를 들어 3 개) 의 다리부 (32b) (도 1 에 있어서의 지면 안측의 다리부는 도시 생략) 와, 3 개의 다리부 (32b) 에 의해 대략 수평으로 지지된 천판부 (32a) 를 포함하고 있다. 천판부 (32a) 의 중앙부에는, 상하 방향 (Z 축 방향) 으로 관통한 개구 (34a) 가 형성되어 있다. 개구 (34a) 내에 투영 광학계 (PL) 의 상단부가 삽입되어 있다.
천판부 (32a) 의 하면측에 일단이 고정된 3 개의 매달음 지지 기구 (137) (단 지면 안측의 매달음 지지 기구는 도시 생략) 의 타단이 플랜지 (FLG) 에 접속되고, 이로써 투영 광학계 (PL) 가 천판부 (32a) 에 매달려 지지되어 있다. 3 개의 매달음 지지 기구 (137) 의 각각은, 예를 들어 유 (柔) 구조의 연결 부재인 코일 스프링 (136) 과 와이어 (135) 를 포함한다. 코일 스프링 (136) 은, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (Z 축) 에 수직인 방향에는 진자와 같이 진동하기 때문에, 투영 광학계 (PL) 의 광축에 수직인 방향의 제진 (除振) 성능 (플로어의 진동이 투영 광학계 (PL) 로 전달되는 것을 방지하는 성능) 을 가지고 있다. 또, 광축에 평행한 방향에 관해서도, 높은 제진 성능을 가지고 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 는 매달려 지지되지 않고, 예를 들어 플랜지 (FLG) 를 통하여 컬럼 (34) 의 다리부 (32b) 에서 지지해도 된다. 또, 투영 광학계 (PL) 는 플랜지 (FLG) 를 통하여, 예를 들어 경통 정반 혹은 메트롤로지 프레임 등으로 불리는 지지 부재 (프레임 부재) 에 재치되어, 이 지지 부재를 천판부 (32a) 에 매달아 지지하거나, 혹은 컬럼 (34) 의 다리부 (32b) 에서 지지해도 된다.
또, 컬럼 (34) 의 각 다리부 (32b) 의 Z 축 방향에 관한 중앙부 근방에는 볼록부 (134a) 가 내측에 돌설되어 각 볼록부 (134a) 와 투영 광학계 (PL) 의 플랜지 (FLG) 의 외주부 사이에는, 구동계 (440) 가 형성되어 있다. 구동계 (440) 는, 예를 들어 투영 광학계 (PL) 를 경통의 반경 방향으로 구동하는 보이스 코일 모터와, 투영 광학계 (PL) 를 광축 방향 (Z 축 방향) 으로 구동하는 보이스 코일 모터를 포함하고 있다. 3 개의 다리부 (32b) 에 형성된 3 개의 구동계 (440) 에 의해 투영 광학계 (PL) 를 6 자유도 방향으로 변위시킬 수 있다.
투영 광학계 (PL) 의 플랜지 (FLG) 에는, 투영 광학계 (PL) 의 6 자유도 방향의 가속도를 검출하기 위한 가속도 센서 (234) (도 1 에서는 도시 생략, 도 6 참조) 가 형성되어 있고, 가속도 센서 (234) 에서 검출되는 가속도 정보에 기초하여, 주제어 장치 (50) (도 1 에서는 도시 생략, 도 6 참조) 가, 투영 광학계 (PL) 가 컬럼 (34) 및 플로어면 (F) 에 대해 정지된 상태가 되도록 구동계 (440) 의 보이스 코일 모터의 구동을 제어한다. 또한, 가속도 센서 대신에 진동 센서 또는 변위 센서 등, 다른 센서를 이용해도 된다.
투영 광학계 (PL) 의 플랜지 (FLG) 의 하면으로부터는, 링 형상의 계측 마운트 (51) 가 복수 (여기서는 예를 들어 3 개) 의 지지 부재 (53) (단, 지면 안측의 지지 부재는 도시 생략) 를 통하여 매달려 지지되어 있다. 3 개의 지지 부재 (53) 는, 실제로는, 그 양 단부에 지지 부재 (53) 의 길이 방향 이외의 5 자유도 방향의 변위가 가능한 플렉서부를 갖는 링크 부재를 포함하여 구성되고, 계측 마운트 (51) 와 플랜지 (FLG) 사이에 응력이 거의 발생하지 않고 계측 마운트 (51) 를 지지할 수 있게 되어 있다.
계측 마운트 (51) 에는, 웨이퍼 간섭계 (58), 마크 검출계로서의 웨이퍼 얼라인먼트계 (이하, 얼라인먼트계라고 칭한다) (ALG) (도 1 에서는 도시 생략, 도 6 참조), 및 도시 생략된 다점 초점 위치 검출계 등이 유지되어 있다. 얼라인먼트계 (ALG) 로서는, 예를 들어 미국 특허 제5,721,605호 명세서 등에 개시되는 화상 처리 방식의 FIA 계를 사용할 수 있다. 또, 다점 초점 위치 검출계로서는, 예를 들어 미국 특허 제5,448,332호 명세서 등에 개시되는 다점 초점 위치 검출계를 사용할 수 있다. 또한, 전술한 지지 부재 (메트롤로지 프레임 등으로 불린다) 에 투영 광학계 (PL) 를 재치하는 경우에는, 계측 마운트 (51) 를 형성하지 않고, 웨이퍼 간섭계 (58) 나 웨이퍼 얼라인먼트계 (ALG) 등을 전술한 지지 부재로 유지해도 된다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 투영 광학계 (PL) 의 하방에 수평하게 배치된 스테이지 정반 (BS) 의 상면에, 그 저면에 형성된 에어 베어링 등을 통하여 부상 지지되어 있다.
여기서, 스테이지 정반 (BS) 은, 직접적으로 플로어면 (F) 상에 고정되어 있고, 그 +Z 측의 면 (상면) 은, 그 평탄도가 매우 높아지도록 가공되어 있고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 기준면 (가이드면) 으로 되어 있다. 또한, 스테이지 정반 (BS) 은 복수의 방진 기구를 통하여 플로어면 (F) 상에 재치해도 된다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 웨이퍼 홀더 (125) 를 통하여 웨이퍼 (W) 를 진공 흡착 등에 의해 유지하고, 주제어 장치 (50) 에 의해, 웨이퍼 스테이지 구동계 (122) (도 1 에서는 도시 생략, 도 6 참조) 를 통하여, 스테이지 정반 (BS) 의 상면을 따라 XY 평면 내에서 자유롭게 구동되게 되어 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지 구동계 (122) 로서, 예를 들어 평면 모터를 이용해도 되고, 이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 자기력으로 스테이지 정반 (BS) 상에서 부상 지지해도 된다.
다음으로, 레티클 스테이지 장치 (20) 및 그 근방의 구성 부분에 대해 더욱 상세하게 서술한다.
도 2 에는 레티클 스테이지 장치 (20) 의 외관이 사시도로 나타나 있다. 레티클 스테이지 정반 (RBS) 은, 평면에서 보았을 때 (상방에서 보았을 때) 대략 직사각형의 판상 부재로 이루어지고, 그 중앙부에는, 조명광 (IL) 의 통로가 되는 개구 (RBSa) (도 1 및 도 4 의 (B) 등 참조) 가 형성되어 있다. 개구 (RBSa) 는, 전술한 천판부 (32a) 의 개구 (34a) 와 Z 축 방향으로 연통된 상태로 되어 있다. 또, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 상면의, 중심으로부터 -X 방향 및 +X 방향으로 등거리 떨어진 위치에는, 볼록 형상 부분 (RBSb, RBSc) (도 4 의 (B) 참조) 이 Y 축 방향으로 연장 형성되어 있다. 볼록 형상 부분 (RBSb, RBSc) 의 상면 (+Z 측의 면) 은, 평탄도가 매우 높아지도록 가공되어, 레티클 스테이지 (RST) 의 이동시의 가이드면이 형성되어 있다.
또, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 상면의 외주부 근방에는, 도시 생략하지만, 소정 간격으로 복수의 에어 패드가 고정되어 있다. 이들 복수의 에어 패드 상에 카운터 매스 (18) 가 배치되어 있다. 이들 복수의 에어 패드의 일부, 예를 들어 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 4 구석에 있는 에어 패드는, 카운터 매스 (18) 를 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 상면 (+Z 측의 면) 위에서 비접촉으로 지지하고 있다. 나머지 에어 패드는, 진공 흡인력과 불어내는 압력의 밸런스의 조정이 가능하여, 카운터 매스 (18) 의 하면과 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 상면 사이를 소정 간격으로 유지하고 있다.
레티클 스테이지 정반 (RBS) 과 천판부 (32a) 사이에 형성된 도 1 에 나타내는 복수 (예를 들어 3 개) 의 방진 유닛 (14) 은, 각각이 에어 댐퍼 또는 유압식의 댐퍼 등의 기계식의 댐퍼를 포함하고 있다. 이 방진 유닛 (14) 에 의해, 예를 들어 에어 댐퍼 또는 유압식의 댐퍼에 의해 비교적 고주파의 진동이 레티클 스테이지 (RST) 로 전달되는 것을 회피할 수 있다. 또, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 과 천판부 (32a) 사이에는, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 에 X 축 방향의 구동력을 작용시키는 X 보이스 코일 모터 (66X), Y 축 방향의 구동력을 작용시키는 Y 보이스 코일 모터 (66Y), 및 Z 축 방향의 구동력을 작용시키는 Z 보이스 코일 모터 (66Z) (모두 도 2 에서는 도시 생략, 도 6 참조) 가 형성되어 있다.
이들 보이스 코일 모터로서는, 예를 들어, X 보이스 코일 모터 (66X) 와 Y 보이스 코일 모터 (66Y) 중 적어도 일방을 2 개, Z 보이스 코일 모터 (66Z) 를 3 개 형성할 수 있다. 즉, X 보이스 코일 모터 (66X) 와 Y 보이스 코일 모터 (66Y) 중 적어도 일방을 2 개 형성함으로써, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 을 X 축 방향 및 Y 축 방향뿐만 아니라, θz 방향으로도 미소 구동하는 것이 가능하고, 또, Z 보이스 코일 모터 (66Z) 를 3 개 형성함으로써, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 을 Z 축 방향뿐만 아니라, θx 방향 및 θy 방향으로도 미소 이동하는 것이 가능하다. 따라서, 보이스 코일 모터 (66X, 66Y, 66Z) 에 의해, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 을 6 자유도 방향으로 미소 구동하는 것이 가능하다. 또한, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 위치는, 정반 간섭계 (240) 나 Z 인코더 (81) (모두 도 6 참조) 에 의해 투영 광학계 (PL) 를 기준으로 하여 계측된다.
여기서, 예를 들어 3 개의 Z 보이스 코일 모터 (66Z) 는, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 과 천판부 (32a) 사이의 일직선 상에 없는 3 지점에 형성되어 있다. 이 3 개의 Z 보이스 코일 모터 (66Z) 에 추가로, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 과 천판부 (32a) 사이에, 변형 억제 부재 (예를 들어 보이스 코일 모터 등) 를 복수 배치해도 된다. 이와 같이 하면, Z 보이스 코일 모터 (66Z) 만에 의해, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 을 Z 축 방향, θx 방향, θy 방향으로 구동한 (변위시킨) 경우에, Z 보이스 코일 모터 (66Z) 의 추력의 작용점끼리가 떨어져 있는 것에서 기인하여 레티클 스테이지 정반 (RBS) 에 휨 혹은 비틀림이 발생하는 경우에도, 주제어 장치 (50) 가, 3 개의 Z 보이스 코일 모터 (66Z) 의 발생 추력에 따라, 그 복수의 변형 억제 부재가 발생하는 추력을 제어 (추력 분배) 함으로써, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 을, 그 변형이 최대한 억제된 상태에서 Z, θx, θy 방향으로 구동하는 (변위시키는) 것이 가능해진다.
레티클 스테이지 (RST) 는, 도 2 및 도 4 의 (A) 에 나타내는 바와 같이, 레티클 스테이지 본체 (22) 와, 레티클 스테이지 본체 (22) 의 X 축 방향의 양 단부에 고정된 1 쌍의 가동자 (30A, 30B) 를 가지고 있다.
레티클 스테이지 본체 (22) 는, 평면에서 보았을 때 (상방에서 보았을 때) 직사각형의 판형상부 (220) 와, 판형상부 (220) 의 ±X 단에 각각 고정된 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 직육면체 형상의 에어 슬라이더부 (221, 222) 를 가지고 있다. 여기서, 판형상부 (220) 의 거의 중앙에는, 조명광 (IL) 의 통로가 되는 개구 (22a) (도 4 의 (B) 참조) 가 형성되어 있다.
판형상부 (220) 상면의 개구 (22a) 의 X 축 방향의 양측의 부분에는, 레티클 (R) 의 이면을 흡착 유지하는 1 쌍의 배큠 척 (95, 96) 이 배치되어 있다.
또, 판형상부 (220) 상면의 개구 (22a) 의 -Y 측의 부분에는, 1 쌍의 스토퍼 (위치 결정 부재) (93, 94) 가, X 축 방향에 관해서 소정 거리 (레티클 (R) 의 X 축 방향에 관한 폭보다 약간 짧은 거리) 떨어져 배치되어 고정되어 있다. 이들 스토퍼 (93, 94) 는, 레티클 (R) 의 -Y 측의 단면 (측면) 에 맞닿아 그 레티클 (R) 을 위치 결정한다.
또, 판형상부 (220) 상면의 개구 (22a) 의 +Y 측의 부분에는, 1 쌍의 회전 운동 아암으로 이루어지는 클램퍼 (가압 부재) (91, 92) 가 장착되어 있다. 클램퍼 (91, 92) 는, 각각 스토퍼 (93, 94) 와 세트를 이루어, 레티클 (R) 을 Y 축 방향의 일측과 타측으로부터 협지하는 클램프 장치를 각각 구성한다.
일방의 클램퍼 (91) 는, X 축 방향을 길이 방향으로 하고, 그 -X 단을 지점 (회전 중심) 으로 하여 회전 운동 가능하게 판형상부 (220) 에 장착되어 있다. 또, 이 클램퍼 (91) 의 -Y 측의 면의 +X 단부에는, 스토퍼 (93) 에 대향하여 거의 반구 형상의 볼록부가 형성되어 있다. 그리고, 이 클램퍼 (91) 는, 그 볼록부가 레티클 (R) 의 +Y 측의 단면에 압접하도록, 도시 생략된 태엽 스프링 등으로 이루어지는 탄성 지지 부재에 의해 시계 방향으로 항상 탄성 지지되어 있다. 타방의 클램퍼 (92) 는, 좌우 대칭이지만, 클램퍼 (91) 와 동일하게 구성되어 있다.
레티클 (R) 은, 개구 (22a) 를 상방으로부터 막은 상태에서, 판형상부 (220) (레티클 스테이지 (RST)) 상에 재치되어 있다. 그리고, 레티클 (R) 은, 그 -Y 측의 면이 스토퍼 (93, 94) 에 접촉하여 위치 결정되고, 클램퍼 (91, 92) 에 의해 +Y 측의 면에 소정 가압력이 가해져 고정된다. 레티클 (R) 은, 이와 같이 하여 클램퍼 (91, 92) 및 스토퍼 (93, 94) 에 의해 고정된 후, 배큠 척 (95, 96) 에 의해, 그 하면의 X 축 방향 양 단부가 흡착된다. 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 (RST) 상으로부터 언로드하는 경우에는, 흡착을 해제한 후, 클램퍼 (91, 92) 를 탄성 지지력으로 저항하고, 레티클 (R) 로부터 떼어 놓아, 예를 들어 상방으로부터 흡반 등으로 레티클 (R) 의 상면 (패턴면과 반대측의 면) 을 흡착하여 들어 올린다. 혹은, 레티클 (R) 의 패턴 영역의 외부를 후크 등으로 걸어 들어 올린다. 혹은 후술하는 제 2 실시형태와 같이 레티클 (R) 을 상하 이동 부재로 일방으로부터 일단 들어 올려 상하 이동 부재로부터 반송 아암에 건네주거나 해도 된다. 또한, 클램퍼 (91, 92) 를 항상 탄성 지지하는 구성으로 바꾸어, 액추에이터 (예를 들어 모터 혹은 에어 실린더 등) 에 의해, 클램퍼 (91, 92) 의 반구 형상 볼록부가, 레티클 (R) 에 맞닿는 제 1 위치와, 레티클 (R) 로부터 이간되는 제 2 위치로 전환 가능한 구성을 채용해도 된다. 또, 회전 운동식에 한정하지 않고, 슬라이드식의 클램퍼를 사용할 수도 있다.
그 밖에, 판형상부 (220) 상에는, 각종 계측 부재가 형성되어 있다. 예를 들어, 판형상부 (220) 의 개구 (22a) 의 ±Y 측에는, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형의 개구가 각각 형성되어 있다. 이들 개구를 상방으로부터 막은 상태에서, 공간 이미지 계측용 기준 마크가 형성된 레티클 피듀셜 마크판 (이하, 「레티클 마크판」으로 약술한다) (LF1, LF2) 이, 레티클 (R) 과 나란하게 배치되어, 판형상부 (220) 에 고정되어 있다. 이 레티클 마크판 (LF1, LF2) 을, 레티클 (R) 과 동재질의 유리 소재, 예를 들어 합성 석영이나 반디석, 불화리튬 그 밖의 불화물 결정 등으로 구성되어 있다. 레티클 마크판의 상세한 것에 대해서는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2002/0041377호 명세서 등에 개시되어 있다.
본 실시형태에서는, 도 4 의 (B) 로부터 알 수 있는 바와 같이, 레티클 (R) 은, 그 패턴면 (하면) 이 레티클 스테이지 본체 (22) (레티클 스테이지 (RST)) 의 중립면 (레티클 스테이지 본체 (22) 의 중심을 통과하는 XY 평면에 평행한 면) 에 대략 일치하는 상태에서 지지된다.
에어 슬라이더부 (221, 222) 는, 도 4 의 (A) 에 에어 슬라이더부 (221) 에 대해, 그 상면의 일부를 파단하여 나타내는 바와 같이, 그 내부에 강도를 유지하기 위한 격자 형상의 리브가 형성되고, 이 격자 형상의 리브에 의해 그 내부 공간이 구획된 중공 부재로 이루어진다. 바꾸어 말하면, 에어 슬라이더부 (221, 222) 는, 경량화를 도모하기 위해, 리브부만이 남도록 내측 부분을 깍아낸 직육면체 형상의 부재로 이루어진다.
에어 슬라이더부 (221, 222) 의 저면의 X 축 방향의 외측 절반부, 즉 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같이 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 전술한 볼록 형상 부분 (RBSc, RBSb) 에 대향하는 부분에는, 급기홈과 그 급기홈의 X 축 방향 양측의 한 쌍의 배기홈 (모두 도시 생략) 이, Y 축 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있다. 급기홈은, Y 축 방향으로 연장 형성되는 간구 (幹溝) 와, 그 간구의 X 축 방향 양측으로 연통 상태가 되고, 또한 Y 축 방향으로 소정 간격으로 형성된 T 자 형상의 복수의 표면 드로잉 홈을 가지고 있다. 급기홈과 1 쌍의 배기홈의 각각의 적어도 일부에 대향하여 레티클 스테이지 정반 (RBS) 에는, 볼록 형상 부분 (RBSc, RBSb) 의 상면에, 급기구와 1 쌍의 배기구가 각각 형성되어 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 이른바 정반 급기 타입의 차동 배기형 기체 정압 베어링이 사용되고 있다. 정반 급기 타입의 차동 배기형 기체 정압 베어링의 상세 내용은, 예를 들어 미국 특허 제7,489,389호 명세서 등에 상세하게 개시되어 있다.
본 실시형태에서는, 급기구를 통하여 공급되고 표면 드로잉 홈으로부터 볼록 형상 부분 (RBSc, RBSb) 의 상면에 분출된 가압 기체의 정압과, 레티클 스테이지 (RST) 전체의 자중의 밸런스에 의해, 볼록 형상 부분 (RBSc, RBSb) 위에 수 미크론 정도의 클리어런스 (간격/갭) 를 통하여, 레티클 스테이지 (RST) 가 비접촉으로 부상 지지된다. 여기서, 가압 기체로서는, 클린 드라이 에어 (CDA), 질소, 또는 헬륨 등의 희가스 등이 사용된다.
1 쌍의 가동자 (30A, 30B) 의 각각은, 도 3, 도 4 의 (A) 및 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 에어 슬라이더부 (221) 의 +X 측의 면, 에어 슬라이더부 (222) 의 -X 측의 면에 고정되어 있다.
일방의 가동자 (30A) 는, Z 축 방향으로 소정 간격으로 서로 평행하게 배치된 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 3 개의 가동자부 (24, 25, 26) 를 포함한다. 여기서, 3 개의 가동자부 (24, 25, 26) 는 레티클 스테이지 본체 (22) 의 중립면 (중심을 따라, XY 평면에 평행한 면) 을 기준으로 하여 상하 대칭으로 배치되어 있고, 중앙에 위치하는 가동자부의 중립면이, 레티클 스테이지 본체 (22) 의 중립면에 일치하고 있다.
가동자부 (24, 25, 26) 각각에는, 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향을 따라 소정 간격으로 배열된 복수의 영구 자석을 갖는 자석 유닛이 내장되어 있다. 이하에서는, 이들 자석 유닛을, 대응하는 가동자부와 동일한 부호를 이용하여 자석 유닛 (24, 25, 26) 으로도 표기한다. 자석 유닛 (24, 25, 26) 의 각각에는, Y 축 방향에 관해서 인접하는 영구 자석끼리의 극성이, 교대로 역극성이 되도록, 복수의 영구 자석이 배치되어 있다. 또, 자석 유닛 (24, 25, 26) 의 내부에 배치되어, 상하 방향 (Z 축 방향) 에 관하여 인접하는 영구 자석끼리는, 서로 동일 극성으로 되어 있다.
자석 유닛 (24, 25, 26) 중, 자석 유닛 (25) 에는, 도 4 의 (A) 및 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향의 중앙부에 돌출부 (250) 가 형성되어 있다. 돌출부 (250) 내에 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 하나의 영구 자석 (25X) 이 수용되어 있다.
타방의 가동자 (30B) 는, 3 개의 가동자부 (27, 28, 29) 를 포함하고, 가동자 (30A) 와 좌우 대칭이지만 동일하게 구성되어 있다. 따라서, 가동자부 (27, 28, 29) 각각에는, Y 축 방향을 따라 배열된 복수의 영구 자석을 갖는 자석 유닛이 내장된다 (도 4 의 (B) 참조). 가동자부 (27, 28, 29), 즉 자석 유닛 (27, 28, 29) 중, 자석 유닛 (28) 에는, Y 축 방향의 중앙부에 돌출부 (280) 가 형성되고, 그 돌출부 (280) 내에 Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 하나의 영구 자석 (28X) 이 수용되어 있다 (도 4 의 (A) 및 도 4 의 (B) 참조).
가동자 (30A, 30B) 의 각각은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 고정자 (40A, 40B) 에 걸어맞춰진다.
일방의 고정자 (40A) 는, 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, Z 축 방향으로 소정 간격 떨어져 평행하게 배치된 1 쌍의 고정자부 (36, 37) 를 포함한다. 고정자부 (36, 37) 는, 도 2 등에 나타내는 바와 같이, 그 길이 방향 (Y 축 방향) 양 단부가 카운터 매스 (18) 의 +Y 측의 내면 및 -Y 측의 내면에 고정 지지됨과 함께, 그 길이 방향에 직교하는 방향 (X 축 방향) 의 일단부 (+X 단부) 가 카운터 매스 (18) 의 X 축 방향의 일측의 내면 (-X 측의 내면) 에 고정 지지되어 있다.
고정자부 (36, 37) 의 내부에는, 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 각각 Y 축 방향을 따라 배열된 복수의 전기자 코일을 포함하는 전기자 유닛이 내장되어 있다. 이하에서는, 이들 전기자 유닛을, 대응하는 고정자부와 동일한 부호를 이용하여 전기자 유닛 (36, 37) 으로도 표기한다.
여기서, 자석 유닛 (24, 25, 26) 의 각각의 내부에서, Y 축 방향에 관해서 인접하는 2 개의 영구 자석 (편의상, 제 1 및 제 2 자석이라고 부른다) 에 하나의 전기자 코일 (제 1 코일이라고 부른다) 의 Y 축 방향의 양 변부 (코일부) 가 동시에 대향했을 때, 그 제 1 코일에 Y 축 방향의 일측과 타측에서 인접하는 1 쌍의 전기자 코일 (편의상, 제 2, 제 3 코일이라고 부른다) 은, 제 1 및 제 2 자석에 Y 축 방향의 일측과 타측에서 인접하는 영구 자석 (제 3, 제 4 자석이라고 부른다) 에 그 중앙의 공간 (또는 코어) 이 각각 대향하도록, 고정자부 (36, 37) 의 내부의 전기자 코일의 Y 축 방향의 간격이 정해져 있다.
또, 고정자부 (36, 37) 의 내부에는, 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, +X 측의 단부에 Y 축 방향으로 폭이 좁고 긴 직사각형의 단일 코일 (36X, 37X) 이 수용되어 있다.
타방의 고정자 (40B) 는, 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 1 쌍의 고정자부 (38, 39) (전기자 유닛 (38, 39) 으로도 표기한다) 를 포함하고, 고정자 (40A) 와 좌우 대칭이지만, 동일하게 구성되어 있다. 고정자부 (38, 39) 의 내부에는, 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, -X 측의 단부에 Y 축 방향으로 폭이 좁고 긴 직사각형의 단일 코일 (38X, 39X) 이 수용되어 있다.
본 실시형태에서는, 4 개의 전기자 유닛 (36 ∼ 39) 과 6 개의 자석 유닛 (24 ∼ 29) 으로부터, 4 세트의 Y 리니어 모터가 구성된다. 보다 상세하게는, 자석 유닛 (24, 25) 과 이들에 상면 및 하면이 대향하는 전기자 유닛 (36) 에 의해, 무빙 마그넷형의 Y 리니어 모터 (이하에서는, 그 고정자부를 구성하는 전기자 유닛과 동일한 부호를 이용하여 Y 리니어 모터 (36) 로 표기한다) 가 구성된다. 동일하게, 자석 유닛 (25, 26) 과 이들에 상면 및 하면이 대향하는 전기자 유닛 (37) 에 의해, 무빙 마그넷형의 Y 리니어 모터 (이하에서는, 그 고정자부를 구성하는 전기자 유닛과 동일한 부호를 이용하여 Y 리니어 모터 (37) 로 표기한다) 가 구성된다. 즉, 자석 유닛 (가동자부) (25) 은, 상하 1 세트의 Y 리니어 모터 (36, 37) 에 의해 공용된다.
동일하게, 자석 유닛 (27, 28) 과 이들에 상면 및 하면이 대향하는 전기자 유닛 (38) 에 의해, 무빙 마그넷형의 Y 리니어 모터 (이하에서는, 그 고정자부를 구성하는 전기자 유닛과 동일한 부호를 이용하여 Y 리니어 모터 (38) 로 표기한다) 가 구성된다. 동일하게, 자석 유닛 (28, 29) 과 이들에 상면 및 하면이 대향하는 전기자 유닛 (39) 에 의해, 무빙 마그넷형의 Y 리니어 모터 (이하에서는, 그 고정자부를 구성하는 전기자 유닛과 동일한 부호를 이용하여 Y 리니어 모터 (39) 로 표기한다) 가 구성된다. 즉, 자석 유닛 (가동자부) (28) 은, 상하 1 세트의 Y 리니어 모터 (38, 39) 에 의해 공용된다.
그리고, 이들 2 세트, 합계 4 개의 Y 리니어 모터 (36, 37, 38, 39) 의 각각 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 를, Y 축 방향 및 θz 방향으로 구동하는 제 1 구동계 (340a) (도 6 참조) 가 구성된다.
제 1 구동계 (340a) 에서는, 고정자 (40A, 40B) 의 전기자 유닛 (36 ∼ 39) 에 속하는 복수의 전기자 코일 중, 대응하는 자석 유닛 (가동자부) 의 영구 자석에 대향하는 전기자 코일 (1 개 걸러의 전기자 코일) 에 동등 (크기, 방향이 동일한) 전류를 공급함으로써, 가동자부 (24 ∼ 29) 의 각각에 동등한 Y 축 방향의 구동력이 작용한다. 이로써, 레티클 스테이지 (RST) 를 Y 축 방향으로 병진 (竝進) 구동할 수 있다. 여기서, 가동자부 (24 ∼ 29) 가 레티클 스테이지 (RST) 의 중립면을 기준으로 하여 대칭으로 배치되어 있기 때문에, 레티클 스테이지 (RST) 에 피칭 모멘트가 거의 작용하지 않는다. 또, 이 경우에, 전기자 유닛 (36, 37) 에 속하는 전기자 코일과 전기자 유닛 (38, 39) 에 속하는 전기자 코일에 공급하는 전류의 크기를 서로 다르게 함으로써, 레티클 스테이지 (RST) 를 Z 축 둘레의 회전 방향 (θz 방향) 으로 미소 구동할 수도 있다.
또한, 전기자 유닛 (36, 37) 에 속하는 복수의 전기자 코일 중, 중앙의 공간 (또는 코어부) 이 대응하는 자석 유닛 (가동자부) 의 영구 자석에 대향하는 전기자 코일을 대상으로 하여, 그 대상이 되는 전기자 코일에 대해, 전기자 유닛 (36) 측과 전기자 유닛 (37) 측에 역방향의 전류를 공급함으로써, 가동자 (30A) 를 고정자 (40A) 에 대해, +Z 방향, 또는 -Z 방향으로 미소 구동할 수도 있다. +Z 방향, -Z 방향은, 공급되는 전류의 방향에 따라 정해진다. 동일하게, 전기자 유닛 (38, 39) 에 속하는 복수의 전기자 코일 중, 중앙의 공간 (또는 코어부) 이 대응하는 자석 유닛 (가동자부) 의 영구 자석에 대향하는 전기자 코일을 대상으로 하고, 그 대상이 되는 전기자 코일에 대해, 전기자 유닛 (38) 측과 전기자 유닛 (39) 측에 역방향의 전류를 공급함으로써, 가동자 (30B) 를 고정자 (40B) 에 대해, +Z 방향, 또는 -Z 방향으로 미소 구동할 수도 있다. 따라서, 제 1 구동계 (340a) 에서는, 레티클 스테이지 (RST) 를 Z 축 방향, θy 방향 (Y 축 둘레의 회전 방향) 으로 미소 구동할 수도 있다. 또, 예를 들어, 가동자 (30A) 를 고정자 (40A) 에 대해, +Z 방향, 또는 -Z 방향으로 미소 구동할 때에, 동일한 전기자 유닛에 속하는 전기자 코일에 공급하는 전류의 크기 (또는 방향) 를, 전기자 코일의 Y 축 방향의 위치에 따라 다르게 함으로써, 가동자 (30A) 를 θx 방향 (X 축 둘레의 회전 방향) 으로 미소 구동할 수도 있다. 마찬가지로, 가동자 (30B) 를 θx 방향으로 미소 구동할 수도 있다.
또, 코일 (36X, 37X), 및 이들에 상하의 자극면이 대향하는 영구 자석 (25X) 을 포함하고, X 보이스 코일 모터 (이하에서는, 그 가동자부를 구성하는 영구 자석과 동일한 부호를 이용하여 X 보이스 코일 모터 (25X) 로 표기한다) 가 구성된다. 마찬가지로, 코일 (38X, 39X), 및 이들에 상하의 자극면이 대향하는 영구 자석 (28X) 을 포함하고, X 보이스 코일 모터 (이하에서는, 그 가동자부를 구성하는 영구 자석과 동일한 부호를 이용하여 X 보이스 코일 모터 (28X) 로 표기한다) 가 구성된다.
그리고, 이들 X 보이스 코일 모터 (25X, 28X) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 를, X 축 방향으로 구동하는 제 2 구동계 (340b) (도 6 참조) 가 구성된다.
상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 제 2 구동계 (340b) 에서는, 가동자부 (영구 자석) (25X, 28X) 는 레티클 스테이지 (RST) 의 중립면 상에 배치되어 있기 때문에, 레티클 스테이지 (RST) 에 롤링 모멘트가 거의 작용하지 않는다.
본 실시형태에서는, 레티클 스테이지 구동계 (340) 가, 제 1 구동계 (340a) 와 제 2 구동계 (340b) 를 포함하여 구성되어 있다.
에어 슬라이더부 (221, 222) 의 저면에는, 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 각각 그레이팅 (RG1, RG2) 이 Y 축 방향의 거의 전체 길이에 걸쳐 연접되어 있다 (도 5 참조). 그레이팅 (RG1, RG2) 의 각각의 표면에는, X 축 방향 및 Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 반사형의 2 차원 회절 격자가 형성되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 레티클 스테이지는 상기 서술한 구성에 한하지 않고, 예를 들어, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 을 천판부 (32a) 상에 (방진 유닛을 통하여) 고정으로 하고, 그 위를 이동하는 조 (粗) 미동 스테이지에 의해 레티클 스테이지를 구성해도 된다. 이 경우의 조미동 스테이지로서는, X 축, Y 축, 및 θz 의 각 방향으로 이동하는 조동 스테이지와, 그 조동 스테이지 상에 배치되고, 레티클 (R) 을 유지하여 6 자유도 방향으로 미동 가능한 미동 스테이지에 의해 구성해도 된다. 이 경우, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 위치 계측이 불필요해진다.
투영 광학계 (PL) 의 최상면에는, 도 5 에 나타내는 바와 같은 중앙에 직사각형의 개구 (PLa) 가 형성된 평면에서 보았을 때 육각형의 상면 부재 (60) 가 고정되어 있다 (도 4 의 (B) 참조). 개구 (PLa) 는, 레티클 (R) 의 패턴면을 투과하여, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 개구 (RBSa) 를 투과한 조명광 (IL) 의 광로 (통로) 가 된다. 상면 부재 (60) 의 상면의 X 축 방향의 양 단부 (개구 (PLa) 의 양측) 에 각 3 개의 인코더 헤드 (72, 73, 74, 및 77, 78, 79) 가 고정되어 있다. 인코더 헤드 (72, 77) 는 개구 (PLa) 의 +Y 측의 모서리부 근방에, 인코더 헤드 (74, 79) 는 -Y 측의 모서리부 근방에, 인코더 헤드 (73, 78) 는 개구 (PLa) 의 중심 (즉 투영 광학계 (PL) 의 광축) 과 동일한 Y 위치에 배치되어 있다.
각 3 개의 인코더 헤드 (72, 73, 74, 및 77, 78, 79) 는, 각각 전술한 그레이팅 (RG1, RG2) 에 대향하고 있다.
본 실시형태에서는, 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 로서, 그레이팅 (계측면) 에 평행한 1 방향 (그레이팅의 1 주기 방향) 과 계측면에 수직인 방향의 2 방향을 계측 방향으로 하는 2 차원 인코더 헤드가 채용되어 있다. 이러한 헤드의 일례는, 예를 들어 미국 특허 제7,561,280호 명세서 등에 개시되어 있다.
여기서, 4 개의 인코더 헤드 (72, 74, 77, 79) 는 Y 축 방향과 Z 축 방향을 계측 방향으로 하고, 2 개의 인코더 헤드 (73, 78) 는 X 축 방향과 Z 축 방향을 계측 방향으로 한다.
인코더 헤드 (72, 73, 74) 는, 도 4 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 개구 (RBSa) 를 통하여, 레티클 스테이지 (RST) (에어 슬라이더부 (221)) 의 저면의 그레이팅 (RG1) 에 계측 빔을 하방으로부터 조사하고, 그레이팅 (RG1) 에 의해 발생하는 복수의 회절광을 수광하여, 각각의 계측 방향에 관한 그레이팅 (RG1) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다).
여기서, 그레이팅 (RG1, RG2) 은 X 축 방향과 Y 축 방향의 양 방향을 주기 방향으로 하기 때문에, 코히런트인 계측 빔을 조사하는 (입사시키는) 것에 의해, X 축 방향과 Y 축 방향의 양 방향에 복수의 각도 (회절각) 로 회절광이 발생한다. 그래서, 인코더 헤드 (72, 74) 는, Y 축 방향에 발생하는 복수의 회절광을 수광하여, 각각의 계측 빔의 조사점을 계측점으로 하여, Y 축 방향과 Z 축 방향에 대한 그레이팅 (RG1) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다).
인코더 헤드 (73) 는, X 축 방향에 발생하는 복수의 회절광을 수광하고, 계측 빔의 조사점을 계측점으로 하여, X 축 방향과 Z 축 방향에 대한 그레이팅 (RG1) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다).
인코더 헤드 (72, 73, 74) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 의 X 축 방향, Y 축 방향, 및 Z 축 방향에 관한 위치 정보를 구하여 (계측하여), 계측 자유도가 6 자유도인 제 1 인코더 시스템 (71) (도 6 참조) 이 구성되어 있다. 제 1 인코더 시스템 (71) (인코더 헤드 (72, 73, 74)) 의 계측 정보는, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 로 보내지게 된다.
인코더 헤드 (77, 78, 79) 는, 상기 서술한 인코더 헤드 (72, 73, 74) 와 동일하게, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 개구 (RBSa) 를 통하여, 레티클 스테이지 (RST) (에어 슬라이더부 (222)) 의 저면의 그레이팅 (RG2) 에 계측 빔을 하방으로부터 조사하고, 그레이팅 (RG2) 에 의해 발생하는 복수의 회절광을 수광하여, 각각의 계측 방향에 관한 그레이팅 (RG2) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다).
여기서, 인코더 헤드 (77, 79) 는, Y 축 방향에 발생하는 복수의 회절광을 수광하여, 각각의 계측 빔의 조사점을 계측점으로 하여, Y 축 방향과 Z 축 방향에 대한 그레이팅 (RG2) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다). 인코더 헤드 (78) 는, X 축 방향에 발생하는 복수의 회절광을 수광하고, 계측 빔의 조사점을 계측점으로 하여, X 축 방향과 Z 축 방향에 대한 그레이팅 (RG2) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다).
인코더 헤드 (77, 78, 79) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 의 X 축 방향, Y 축 방향, 및 Z 축 방향에 관한 위치 정보를 구하고 (계측하고), 계측 자유도가 6 자유도인 제 2 인코더 시스템 (76) (도 6 참조) 이 구성되어 있다.
제 2 인코더 시스템 (76) (인코더 헤드 (77, 78, 79)) 의 계측 정보는, 주제어 장치 (50) (도 6 참조) 로 보내진다.
주제어 장치 (50) 는, 제 1 및 제 2 인코더 시스템 (71, 76) (인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79)) 의 계측 정보에 기초하여, 투영 광학계 (PL) 의 중심 (광축) 을 기준으로 하는 레티클 스테이지 (RST) 의 6 자유도 방향, 즉, X 축 방향, Y 축 방향, Z 축 방향, θx 방향, θy 방향, 및 θz 방향에 관한 위치 정보를 구한다 (산출한다). 제 1 및 제 2 인코더 시스템 (71, 76) 을 포함하여, 레티클 인코더 시스템 (70) 이 구성되어 있다 (도 6 참조).
여기서, 본 실시형태의 레티클 인코더 시스템 (70) 은, 6 개의 2 차원 인코더 헤드를 구비하고 있기 때문에 12 개의 계측 정보가 얻어진다. 그래서, 주제어 장치 (50) 는, 예를 들어, 인코더 헤드 (72, 74) 에서 계측된 Y 축 방향의 위치의 계측치의 평균으로부터 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221) 의 Y 위치 (Y1) 를 구하고, 인코더 헤드 (73) 에서 계측된 X 축 방향의 위치의 계측치로부터 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221) 의 X 위치 (X1) 를 구한다. 마찬가지로, 주제어 장치 (50) 는, 인코더 헤드 (77, 79) 에서 계측된 Y 축 방향의 위치의 계측치의 평균으로부터 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222) 의 Y 위치 (Y2) 를 구하고, 인코더 헤드 (78) 에서 계측된 X 축 방향의 위치의 계측치로부터 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222) 의 X 위치 (X2) 를 구한다. 또한, 주제어 장치 (50) 는, Y1 과 Y2 의 평균 및 차로부터, 각각 레티클 스테이지 (RST) 의 Y 위치 및 θz 위치 (θz 방향의 회전량, 즉 요잉량) 를 구하고, X1 과 X2 의 평균으로부터 레티클 스테이지 (RST) 의 X 위치를 구한다.
또, 주제어 장치 (50) 는, 인코더 헤드 (73, 78) 에서 계측된 Z 축 방향의 위치의 계측치의 평균 및 차로부터, 각각 레티클 스테이지 (RST) 의 Z 위치 및 θy 위치 (θy 방향의 회전량, 즉 롤링량) 를 구한다. 또, 인코더 헤드 (72, 74 와 77, 79) 에서 각각 계측된 Z 축 방향의 위치의 계측치의 차로부터 에어 슬라이더부 (221 과 222) 의 θx 위치 (θx1, θx2) 를 구하고, θx1 과 θx2 의 평균으로부터 레티클 스테이지 (RST) 의 θx 위치 (θx 방향의 회전량, 즉 피칭량) 를 구한다. 여기서, 레티클 스테이지 (RST) 의 X, Y, Z, θx 위치는, 인코더 시스템 (70) 에서 계측된 상기 서술한 각 방향의 2 개의 계측치를 평균하여 구하지 않고, 어느 것의 계측치를 그대로 이용해도 된다.
주제어 장치 (50) 는, 상기 서술한 바와 같이 하여 구한 레티클 스테이지 (RST) 의 6 자유도 방향에 대한 위치 정보에 기초하여, 전술한 레티클 스테이지 구동계 (340) 를 통하여, 레티클 스테이지 (RST) 를 구동 (제어) 한다.
도 6 에는, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치 (50) 의 입출력 관계가 블록도로 나타나 있다. 주제어 장치 (50) 는, CPU (중앙 연산 처리 장치), ROM (리드·온리·메모리), RAM (랜덤·액세스·메모리) 등으로 이루어지는 이른바 마이크로 컴퓨터 (또는 워크스테이션) 를 포함하고, 장치 전체를 통괄하여 제어한다.
다음으로, 상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 노광 장치 (100) 에 의한 노광 동작의 흐름에 대해 간단하게 설명한다.
먼저, 주제어 장치 (50) 의 관리 하, 도시 생략된 레티클 로더에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 상으로의 레티클 (R) 의 로드, 및 도시 생략된 웨이퍼 로더에 의해, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상으로의 웨이퍼 (W) 의 로드가 실시되고, 또한 얼라인먼트계 (ALG) (도 6 참조) 및 레티클 얼라인먼트계 (도시 생략) 등을 이용하여, 예를 들어 미국 특허 제5,646,413호 명세서 등에 개시되는 소정 순서에 따라 레티클 얼라인먼트, 얼라인먼트계 (ALG) 의 베이스라인 계측 등의 준비 작업이 실시된다. 또한, 레티클 얼라인먼트계 대신에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 형성된 도시 생략된 공간 이미지 계측기를 이용하여 레티클 얼라인먼트를 실시해도 된다.
그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해, 얼라인먼트계 (ALG) 를 사용하여, 예를 들어 미국 특허 제4,780,617호 명세서 등에 개시되어 있는 EGA (인헨스드·글로벌·얼라인먼트) 등의 웨이퍼 얼라인먼트가 실행되어, 웨이퍼 얼라인먼트의 종료 후, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시된다. 이 노광 동작은 종래부터 실시되고 있던 스텝·앤드·스캔 방식과 동일하므로 그 설명은 생략하기로 한다.
이 노광 동작에 있어서, 주제어 장치 (50) 의 관리 하, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 레티클 스테이지 (RST) 가 Y 축 방향으로 상대 구동된다. 그 때, 주제어 장치 (50) 는, 레티클 인코더 시스템 (70) 의 계측 결과에 기초하여, 레티클 스테이지 구동계 (340) (Y 리니어 모터 (36, 37, 38, 39) 및 X 보이스 코일 모터 (25X, 28X)) 를 제어하여, 레티클 스테이지 (RST) 를 구동한다.
또, 주제어 장치 (50) 는, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 이 소정 상태를 유지하도록, 정반 간섭계 (240) 의 계측 결과에 기초하여 상기 서술한 X 보이스 코일 모터 (66X), Y 보이스 코일 모터 (66Y) 를 제어함과 함께, Z 인코더 (81) 의 계측 결과에 기초하여 Z 보이스 코일 모터 (66Z) 를 제어하여 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 Z 방향 및 θx, θy 방향에 관한 위치를 조정함으로써, 간접적으로 레티클 (R) 의 Z 방향 및 θx, θy 방향에 관한 위치를 조정한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 가 구비하는 레티클 스테이지 장치 (20) 에 의하면, 카운터 매스 (18) 에 고정된 고정자 (40A) 와 대응하는 가동자 (30A) 에서는, 3 개의 자석 유닛 (가동자부) 중, Z 축 방향에 관해서 중앙에 위치하는 자석 유닛 (가동자부) (25) 및 그 +Z 측에 위치하는 자석 유닛 (가동자부) (24) 과, 전기자 유닛 (고정자부) (36) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 를 Y 축 방향으로 구동하는 Y 리니어 모터 (36) 가 구성된다. 또, 고정자 (40A) 와 대응하는 가동자 (30A) 에서는, 자석 유닛 (가동자부) (25) 및 그 -Z 측에 위치하는 자석 유닛 (가동자부) (26) 과, 전기자 유닛 (고정자부) (37) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 를 Y 축 방향으로 구동하는 Y 리니어 모터 (37) 가 구성된다.
또, 카운터 매스 (18) 에 고정된 고정자 (40B) 와 대응하는 가동자 (30B) 에서는, 3 개의 자석 유닛 (가동자부) 중, Z 축 방향에 관해서 중앙에 위치하는 자석 유닛 (가동자부) (28) 및 그 +Z 측에 위치하는 자석 유닛 (가동자부) (27) 과, 전기자 유닛 (고정자부) (38) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 를 Y 축 방향으로 구동하는 Y 리니어 모터 (38) 가 구성된다. 또, 고정자 (40B) 와 대응하는 가동자 (30B) 에서는, 자석 유닛 (가동자부) (28) 및 그 -Z 측에 위치하는 자석 유닛 (가동자부) (29) 과, 전기자 유닛 (고정자부) (39) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 를 Y 축 방향으로 구동하는 Y 리니어 모터 (39) 가 구성된다. 따라서, 이들 2 쌍의 Y 리니어 모터 (36, 37, 38, 39) 에 의해 고출력으로 레티클 스테이지 (RST) 를 Y 축에 평행한 방향으로 구동할 수 있다.
또, 레티클 스테이지 장치 (20) 에 의하면, 자석 유닛 (가동자부) (25) 을 Y 리니어 모터 (36, 37) 에 의해 공용하고, 자석 유닛 (가동자부) (28) 을 Y 리니어 모터 (38, 39) 에 의해 공용하므로, 각 쌍의 Y 리니어 모터 (36, 37), Y 리니어 모터 (38, 39) 가 완전히 별개인 경우에 비해, 레티클 스테이지 장치 (20) 의 가동부를 경량화하는 것이 가능해진다. 이로써, 레티클 스테이지 (RST) 및 이것에 유지된 레티클 (R) 의 추가적인 고가속도화 및 위치 제어성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시형태의 레티클 스테이지 장치 (20) 에 의하면, 투영 광학계 (PL) 에 설치된 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 를 이용하여, 레티클 스테이지 (RST) (에어 슬라이더부 (221, 222)) 의 저면에 형성된 그레이팅 (RG1, RG2) 에 그 바로 아래로부터 계측 빔을 조사하여, 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 정보를 구하는 (계측하는) 레티클 인코더 시스템 (70) 이 채용되어 있다. 이 구성의 위치 계측 시스템을 채용함으로써, 고정밀한 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 계측이 가능해진다. 이것에 추가로 레티클 스테이지 (RST) 에 간섭계용의 반사면을 형성할 필요가 없어지므로, 중립면 높이의 위치에, 전술한 자석 유닛 (가동자부) (25, 28) 을 배치하는 것이 가능해지고, 결과적으로, 상기 서술한 구성의 레티클 스테이지 구동계 (340) 를 채용하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 의하면, 레티클 (R) 을 레티클 스테이지 장치 (20) 에 의해 고정밀도로 구동하는 것이 가능해지므로, 주사 노광에 의해, 고정밀도로 레티클 (R) 에 형성된 패턴을 웨이퍼 (W) 상에 양호한 정밀도로 전사하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 실시형태에서는, 가동자 (30A) 와 고정자 (40A) 를 포함하는 레티클 스테이지 (RST) 의 +X 측의 구동계와, 가동자 (30B) 와 고정자 (40B) 를 포함하는 레티클 스테이지 (RST) 의 -X 측의 구동계의 양자에서, Y 축 방향에 관해서 대칭이지만 동일한 구성을 채용했는데, 이것에 한하지 않고, 적어도 일방의 구동계에서 Z 축 방향의 중앙에 위치하는 가동자부 (상기 실시형태에서는 자석 유닛) 를 상하 1 쌍의 고정자부 (상기 실시형태에서 전기자 유닛) 가 공용하는 구성 (이하, 본 발명에 관련된 가동자부 공용의 구성이라고 부른다) 을 채용해도 된다. 일방의 구동계에서만, 본 발명에 관련된 가동자부 공용의 구성을 채용하는 경우에는, 이동체의 제 2 축에 평행한 방향에 관한 타방의 구동계측의 단면에 반사면을 형성하고, 간섭계에 의해 이동체의 제 2 축 방향에 관한 위치를 계측하는 것으로 해도 된다.
《제 2 실시형태》
다음으로, 제 2 실시형태에 대해, 도 7 ∼ 도 12 에 기초하여 설명한다. 여기서, 전술한 제 1 실시형태와 동일하거나 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 간략 혹은 생략한다.
도 7 에는, 본 제 2 실시형태의 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치 (50) 의 입출력 관계가 블록도로 나타나 있다. 도 7 과 도 6 을 비교하면 명백한 바와 같이, 본 제 2 실시형태의 노광 장치에서는, 주제어 장치 (50) 에, 전술한 제 1 실시형태와 동일한 구성 부분이 접속됨과 함께, 보조 인코더 시스템 (87), 온도 조정 장치 컨트롤러 (280), 구동부 (46), X 선 이오나이저 (42) 가 추가로 접속되어 있다. 이하에서는, 이들 보조 인코더 시스템 (87), 온도 조정 장치 컨트롤러 (280), 구동부 (46), X 선 이오나이저 (42) 를 포함하여, 전술한 제 1 실시형태와의 차이점을 중심으로 하여 설명한다.
본 제 2 실시형태의 노광 장치에서는, 도 9 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 조명 유닛 (IOP) 의 하단 (사출단) 에 위치하는 광 투과창 부재 (예를 들어, 유리판 또는 렌즈 등) 를 조명 유닛 (IOP) 의 하우징에 고정시키기 위한 고리형의 고정 부재 (90) 의 하방에, 퍼지 커버 (80) 가 형성되어 있다. 퍼지 커버 (80) 는, 평면에서 보았을 때 X 축 방향으로 폭이 좁고 긴 직사각형의 통형상부 (821) 와, 통형상부 (821) 의 상단부에 형성된 플랜지부 (822) 와 통형상부 (821) 의 하단으로부터 +Y 방향 및 -Y 방향으로 각각 연장된 1 쌍의 플레이트부 (823, 824) 를 가지고 있다.
플랜지부 (822) 는, 그 상면이, 고정 부재 (90) 의 하면에 고정되어 있다. 통형상부 (821) 는, 조명 유닛 (IOP) 으로부터의 사출되는 조명광 (IL) 의 조사 영역을 둘러싸고 있다. 통형상부 (821) 의 X 축 방향의 길이는, 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221, 222) 의 외부 가장자리 사이의 X 축 방향에 관한 거리보다 약간 길게 설정되어 있다.
플레이트부 (823) 는, 통형상부 (821) 의 +Y 측의 하단으로부터 +Y 측을 향해 연장 형성되는 XY 평면에 평행한 플레이트 형상의 부분이다. 이 플레이트부 (823) 의 하면에, 박판 형상의 근접 냉각 디바이스 (110A) 가 고정되어 있다. 근접 냉각 디바이스 (110A) 의 하면은, 레티클 스테이지 (RST) 의 상단면보다 약간 높은 위치에 위치하고 있다.
플레이트부 (824) 는, 통형상부 (821) 의 -Y 측의 하단으로부터 -Y 측을 향해 연장 형성되는 XY 평면에 평행한 플레이트 형상의 부분이다. 이 플레이트부 (824) 의 하면에, 박판 형상의 근접 냉각 디바이스 (110B) 가 고정되어 있다. 근접 냉각 디바이스 (110B) 의 하면은, 근접 냉각 디바이스 (110A) 의 하면과 동일한 XY 평면 상에 위치하고 있다.
또, 레티클 스테이지 (RST) 의 +Y 측의 단부에는, 그 상단과 선단을 덮는 측면에서 보았을 때 L 자 형상의 단부 커버 (231) 가 장착되어 있다. 마찬가지로, 레티클 스테이지 (RST) 의 -Y 측의 단부에는, 그 상단과 선단을 덮는 측면에서 보았을 때 L 자 형상의 단부 커버 (232) 가 장착되어 있다.
이 경우, 단부 커버 (231) 는, 에어 슬라이더부 (221, 222) 의 +Y 측의 단면 및 상면의 +Y 단부를 덮고, 단부 커버 (232) 는, 에어 슬라이더부 (221, 222) 의 -Y 측의 단면 및 상면의 -Y 단부를 덮는다. 이 때문에, 레티클 (R) 의 재치된 공간은, 전후좌우의 사방을, 단부 커버 (231, 232) 및 에어 슬라이더부 (221, 222) 에 의해 둘러싸고 있다.
근접 냉각 디바이스 (110A) 의 하면과 단부 커버 (231) 사이, 및 근접 냉각 디바이스 (110B) 의 하면과 단부 커버 (232) 사이에는, 각각 소정 클리어런스 (극간/간격/간극 (갭)/공간 거리), 예를 들어 수 ㎛ ∼ 수 ㎜ (최대라도 3 ㎜) 의 클리어런스 (극간/간격/간극 (갭)/공간 거리) 가 형성되어 있다.
근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 의 X 축 방향의 길이는, 통형상부 (821) 의 X 축 방향의 길이와 동일한 정도 또는 약간 짧게 설정되어 있다. 또, 근접 냉각 디바이스 (110A) 는, 레티클 스테이지 (RST) 의 주사 노광시의 Y 축 방향에 관한 이동 범위 내에서는, 그 위치에 관계없이, 그 하면이 단부 커버 (231) 에 대해 적어도 일부 대향할 수 있도록, 그 Y 축 방향의 길이 및 설치 위치가 설정되어 있다. 마찬가지로, 근접 냉각 디바이스 (110B) 는, 레티클 스테이지 (RST) 의 주사 노광시의 Y 축 방향에 관한 이동 범위 내에서는, 그 위치에 관계없이, 그 하면이 단부 커버 (232) 에 대해 적어도 일부 대향할 수 있도록, 그 Y 축 방향의 길이 및 설치 위치가 설정되어 있다.
이상과 같이 하여, 본 실시형태에서는, 퍼지 커버 (80) 와, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 와, 단부 커버 (231, 232) 와, 에어 슬라이더부 (221, 222) 와, 레티클 (R) 에 의해, 거의 기밀 상태의 공간 (181) 이 형성되어 있다. 이 공간 (181) 내에, 퍼지 가스로서, 예를 들어 습도가 1 ％ 이하인 클린 드라이 에어 (CDA) 가, 도시 생략된 공급구로부터 공급되고, 도시 생략된 배기구를 통하여 외부에 배기되어 있다. 즉, 공간 (181) 의 내부 가스 (공기) 가, CDA 로 퍼지되어 있다. CDA 는, 레티클 (마스크) 의 헤이즈 생성 반응 가속 물질인 수증기를 함유하는 비율이, 통상적인 공기에 비해 극단적으로 작다. 공간 (181) 은, 거의 기밀 상태의 퍼지실로 되어 있다. 이하에서는, 이 공간을 제 1 퍼지 공간 (181) 이라고 부른다. 여기서, 제 1 퍼지 공간 (181) 은, 그 내부의 습도의 제어 정밀도를 소정 레벨로 유지할 수 있는 상태, 예를 들어 습도는 1 ％ 의 CDA 로 그 내부를 퍼지한 경우에, 그 습도를 2 ％ 정도로는 유지할 수 있는 정도의 기밀 상태로 되어 있다. 또, 제 1 퍼지 공간 (181) 은, 수증기의 존재에서 기인되는 그 공간 (181) 에 접하는 조명 유닛의 렌즈 등의 광학 부재의 흐림의 발생을 억제할 수 있는, 예를 들어 노광에 지장을 주지 않을 정도로 억제할 수 있는 정도의 기밀 상태로 되어 있다.
근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 는, 도시 생략된 냉각 배관의 내부를 통과하는 냉매와의 열교환에 의해 냉각되게 되어 있다. 이 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 의 온도는, 도시 생략된 온도 센서에 의해 모니터되고, 그 온도 신호는 온도 조정 장치 컨트롤러 (280) (도 7 참조) 로 전달되어, 후술하는 바와 같이 하여 목표치로 제어되게 되어 있다. 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 의 온도 제어는, 상기 냉매의 온도를 바꿈으로써도 달성할 수 있고, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 와 냉매 사이에, 도시 생략된 반도체 페르체 소자를 설치하고, 이것에 흐르게 하는 전류를 제어함으로써, 능동적으로 전열량을 제어함으로써도 달성 가능하다. 후자의 경우에는, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 의 온도 제어의 응답이 빨라진다는 이점이 있다. 본 제 2 실시형태에서는, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 는, 레티클 (R) 및 레티클 스테이지 (RST) 에 비접촉으로, 그것들의 냉각을 실시한다. 즉, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 에 의해 레티클 (R) (및 레티클 스테이지 (RST)) 이 복사 전열에 의해 냉각된다.
또, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 과 투영 광학계 (PL) 사이는, 도 8 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 비접촉 시일의 일종인 래비린스 시일 (LB) 을 통하여 시일되어 있다. 또한, 도 8 에서는, 레티클 스테이지 (RST) 를 구동하는 리니어 모터 (30A, 40A 및 40A, 40B), 그리고 카운터 매스 (18) 등의 도시는 생략되어 있다 (도 5 참조).
도 8 에 나타나는 래비린스 시일 (LB) 은, 개구 (RBSa) 의 주위를 둘러싸는 상태에서, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 과 투영 광학계 (PL) 사이에 장착되어 있다. 이 경우, 래비린스 시일 (LB) 은, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 하면에 개구 (RBSa) 의 주위를 둘러싸는 상태에서 그 상단이 고정된 고리형의 상부재와, 그 상부재에 비접촉으로 걸어맞추어, 상면 부재 (60) 를 둘러싸는 상태에서 그 하면이 투영 광학계 (PL) 의 상면에 고정된 하부재를 가지고 있다. 상부재는, -Z 방향에서 보았을 때 동심이고 또한 다중의 돌기부를 갖고, 하부재는, 상부재보다 약간 외측에 위치하여, 상부재에 비접촉으로 걸어맞추는 +Z 방향에서 보았을 때 동심이고 또한 다중의 돌기부를 갖는다 (도 10 참조). 단, 2 개의 돌기부는, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 이 미소 구동되어도, 서로 접촉하지 않고, 항상 비접촉으로 걸어맞춘다.
이 때문에, 본 제 2 실시형태의 노광 장치에서는, 도 8, 도 9 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 레티클 (R) 및 레티클 스테이지 본체 (22) 와, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 개구 (RBSa) 의 내벽면과, 투영 광학계 (PL) 의 상면과, 래비린스 시일 (LB) 로 구획된 거의 기밀 상태의 공간 (182) 이 형성되어 있다. 이 공간 (182) 의 내부에 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 개구 (RBSa) 의 내벽면의 일부에 형성된 분출구 (192) (도 8 참조) 로부터 CDA 가 공급되어, 도시 생략된 배기구를 통하여 외부에 배기되어 있다. 즉, 공간 (182) 의 내부 가스 (공기) 가, CDA 로 퍼지되어 있다. 공간 (182) 은, 거의 기밀 상태의 퍼지실로 되어 있다. 이하에서는, 이 공간을 제 2 퍼지 공간 (182) 이라고 부른다. 제 2 퍼지 공간 (182) 도, 전술한 제 1 퍼지 공간 (181) 과 동일한 정도의 기밀 상태로 설정되어 있다.
또한, 본 제 2 실시형태에서는, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 개구 (RBSa) 내에 위치하는 제 2 인코더 시스템 (76) (인코더 헤드 (77, 78, 79)) 으로부터 +Y 방향으로 소정 거리 떨어진 레티클 스테이지 정반 (RBS) 상면에는, 도 9 의 (A) 및 도 9 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 소정 깊이의 직사각형의 오목부 (RBSd) 가, 볼록 형상 부분 (RBSb, RBSc) 에 인접하여 형성되어 있다. 오목부 (RBSd) 내부의 +X 측의 단부에는, 전술한 인코더 헤드 (77, 78, 79) 와 동일한 Y 축 방향의 직선 상에 1 쌍의 인코더 헤드 (83, 84) 가 배치되어 있다. 또, 오목부 (RBSd) 내부의 -X 측의 단부에는, 1 쌍의 인코더 헤드 (83, 84) 에 대칭인 배치로, 1 쌍의 인코더 헤드 (85, 86) 가 배치되어 있다. 인코더 헤드 (85, 86) 는, 전술한 인코더 헤드 (72, 73, 74) 와 동일한 Y 축 방향의 직선 상에 배치되어 있다.
인코더 헤드 (83, 84, 85, 86) 로서, 전술한 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 와 동일한 2 차원 인코더 헤드가 사용되고 있다. 여기서, 2 개의 인코더 헤드 (83, 85) 는 Y 축 방향과 Z 축 방향을 계측 방향으로 하고, 2 개의 인코더 헤드 (84, 86) 는 X 축 방향과 Z 축 방향을 계측 방향으로 한다.
인코더 헤드 (85, 86) 는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 레티클 스테이지 (RST) (에어 슬라이더부 (222)) 의 저면의 그레이팅 (RG2) 에 계측 빔을 하방으로부터 조사하고, 그레이팅 (RG2) 에 의해 발생하는 복수의 회절광을 수광하여, 각각의 계측 방향에 관한 그레이팅 (RG2) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다).
인코더 헤드 (83, 84) 는, 상기 서술한 인코더 헤드 (85, 86) 와 동일하게, 레티클 스테이지 (RST) (에어 슬라이더부 (221)) 의 저면의 그레이팅 (RG1) 에 계측 빔을 하방으로부터 조사하고, 그레이팅 (RG1) 에 의해 발생하는 복수의 회절광을 수광하여, 각각의 계측 방향에 관한 그레이팅 (RG1) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다). 인코더 헤드 (83, 84, 85, 86) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 가, 제 1 인코더 시스템 (71), 제 2 인코더 시스템 (76) 의 적어도 일부의 인코더 헤드의 계측 범위로부터 +Y 방향으로 벗어났을 때의 레티클 스테이지 (RST) 의 위치의 계측을 실시하는 보조 인코더 시스템 (87) 이 구성되어 있다. 보조 인코더 시스템 (87) 의 각 인코더 헤드의 계측 정보는, 주제어 장치 (50) (도 7 참조) 로 보내진다.
또, 오목부 (RBSd) 내부의 중앙부에는, 도 9 의 (A) 및 도 9 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보았을 때 X 축 방향으로 폭이 좁고 긴 직사각형의 X 선 이오나이저 (42) 가, 그 헤드를 상방을 향하여 고정되어 있다. 이 X 선 이오나이저 (42) 로서는, 일례로서 이온 생성 방식 (광 전리 : Photoionization) 을 이용한 광 이온화 시스템이 사용되고 있다. 이 광 이온화 시스템은, 이온 생성 밸런스가 균등하기 때문에, 역대전을 일으키지 않고, 대전체 근방의 분자를 이온화시켜 제전하기 때문에, 제전 효율이 매우 높다. 또, 먼지, 전자기 노이즈, 오존 등이 발생하지 않는다. X 선 이오나이저 (42) 는, 온·오프를 포함하여 주제어 장치 (50) 에 의해 제어된다 (도 7 참조).
또한, 오목부 (RBSd) 내부에는, 도 9 의 (A) 및 도 9 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, X 선 이오나이저 (42) 를 사이에 두는 Y 축 방향의 양 단부에, 각 1 쌍의 상하 이동 부재 (44) 가 형성되어 있다. 각 상하 이동 부재 (44) 는, 구동부 (46) 에 의해 Z 축 방향으로 구동된다. 이들 4 개의 상하 이동 부재 (44) 는, 레티클 스테이지 (RST) 가 바로 위에 왔을 때, 레티클 스테이지 본체 (22) 의 판형상부 (220) 에 형성된 개구 (22a) 를 통하여, 그 상부에 출몰 가능해지는 동일한 위치 관계로, 배치되어 있다. 또, 4 개의 상하 이동 부재 (44) 는, 레티클 스테이지 본체 (22) 에 재치된 레티클 (R) 의 패턴 영역의 Y 축 방향의 양 외측에 대향하는 위치에 각각 배치되어 있다. 따라서, 레티클 (R) 을 유지한 레티클 스테이지 (RST) 가 4 개의 상하 이동 부재 (44) 의 바로 위에 왔을 때, 전술한 배큠 척 (95, 96) 에 의한 레티클 (R) 의 흡착이 해제되어, 클램퍼 (91, 92) 에 의한 레티클 (R) 의 고정이 해제된 상태에서, 4 개의 상하 이동 부재 (44) 가 상승 구동됨으로써, 그 레티클 (R) 이, 레티클 스테이지 본체 (22) 의 상방으로 들어 올려진다. 4 개의 상하 이동 부재 (44) 의 구동부 (46) 는, 주제어 장치 (50) 에 의해 제어된다 (도 7 참조).
또한, 본 제 2 실시형태에서는, 도 9 의 (A) 및 도 9 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 평면에서 보았을 때 U 자 형상의 반송 아암 (140) 이, 레티클 (R) 의 반송 경로 내에 형성되어 있다. 이 반송 아암 (140) 은, 도시 생략된 구동계에 의해 Y 축 방향으로 왕복 구동된다. 이 반송 아암 (140) 과, 4 개의 상하 이동 부재 (44) 사이에서, 후술하는 바와 같이 하여, 레티클 (R) 의 주고받음이 이루어진다. 반송 아암 (140) 의 구동계 (도시 생략) 도, 주제어 장치 (50) 에 의해 제어된다.
본 실시형태에서는, 반송 아암 (140) 의 이동 경로를 포함하는 레티클 (R) 의 반송로의 적어도 하류측 (조명 유닛 (IOP) 에 가까운 쪽) 의 부분은, 도 11 에 나타내는 바와 같이 커버 (150) 로 덮여, 그 내부가 클린 드라이 에어 (CDA) 로 퍼지되는 퍼지 공간 (183) 으로 되어 있다.
본 제 2 실시형태의 노광 장치는, 그 밖의 부분의 구성은, 전술한 제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 와 동일하게 되어 있다.
다음으로, 상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 본 제 2 실시형태의 노광 장치에 의한 동작의 흐름에 대해 간단하게 설명한다.
먼저, 주제어 장치 (50) 에 의해, 다음과 같이 하여, 레티클 스테이지 (RST) 상으로의 레티클 (R) 의 로드가 실시된다.
도 11 에 나타내는 바와 같이, 주제어 장치 (50) 에 의해 반송 아암 (140) 의 구동계 (도시 생략) 가 제어되고, 레티클 (R) 을 유지한 반송 아암 (140) 이, 퍼지 공간 (183) 내를 경유하여, 레티클 교환 위치에 대기하고 있는 레티클 스테이지 (RST) 의 상방을 향하여 -Y 방향으로 진행된다. 이 이동 중에 반송 아암 (140) 및 레티클 (R) 의 주위의 공기가 CDA 로 퍼지된다. 이로써, 반송 중에 레티클 (R) 에 헤이즈가 발생하는 것이 효과적으로 억제되고 있다.
상기의 반송 아암 (140) 의 이동과 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해 구동부 (46) 를 통하여 4 개의 상하 이동 부재 (44) 가 도 7 에 나타나는 위치까지 상승 구동된다. 그리고, 레티클 (R) 을 유지한 반송 아암 (140) 이, 레티클 스테이지 본체 (22) 의 바로 위까지 오면, 주제어 장치 (50) 는, 그 위치에서 반송 아암 (140) 을 정지시킴과 함께, 4 개의 상하 이동 부재 (44) 를 더욱 상승 구동한다. 이 4 개의 상하 이동 부재 (44) 의 상승 도중에, 레티클 (R) 은, 반송 아암 (140) 으로부터 4 개의 상하 이동 부재 (44) 에 건네져, 4 개의 상하 이동 부재 (44) 는 더욱 상승하여 정지된다.
다음으로, 주제어 장치 (50) 는, 반송 아암 (140) 을, 원래의 위치로 되돌리기 위해 +Y 방향의 구동을 개시한다. 그리고, 반송 아암 (140) 이, 레티클 스테이지 (RST) 상방으로부터 퇴피하면, 주제어 장치 (50) 는, 4 개의 상하 이동 부재 (44) 를 하강 구동한다. 이로써, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 4 개의 상하 이동 부재 (44) 에 지지된 레티클 (R) 이 레티클 스테이지 (RST) (레티클 스테이지 본체 (22)) 에 로드된다. 그리고, 레티클 (R) 이 레티클 스테이지 본체 (22) 에 재치됨과 동시 또는 그 직전에, 주제어 장치 (50) 는, X 선 이오나이저 (42) 를 기동하여 레티클 (R) 의 제전, 즉 레티클 (R) 이 띤 정전기의 제거를 개시한다.
여기서, 본 제 2 실시형태에서는, 반송 중인 레티클 (R) 의 헤이즈의 발생을 억제하기 위해, 반송로의 공간을 CDA 로 퍼지하고 있으므로, 레티클 (R) 의 반송 아암 (140) 으로부터 상하 이동 부재 (44) 에 대한 주고받음시에는, 분위기의 습도가 낮아, 박리 대전에 의한 정전기가 발생하기 쉽게 되어 있다. 이 때문에, 레티클 (R) 의 반송 아암 (140) 으로부터 상하 이동 부재 (44) 에 대한 주고받음의 직후에 레티클 (R) 의 제전을 실시하는 것은, 실로 유익하다. 또, 본 제 2 실시형태에서는, 레티클 (R) 의 패턴면측으로부터 이온 생성 방식에서 제전이 실시되므로, 효율적인 제전이 가능하다.
상기 서술한 제전과 병행하여, 주제어 장치 (50) 에 의해, 배큠 척 (95, 96) 을 사용한 레티클 (R) 의 흡착, 상하 이동 부재 (44) 의 하강 구동, 인코더 헤드 (83 ∼ 86) 를 사용한 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 계측이 실시된다.
그리고, 주제어 장치 (50) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 가 -Y 방향으로 소정 거리 구동되고, 레티클 인코더 시스템 (70) 의 일부의 인코더 헤드와, 인코더 헤드 (83 ∼ 86) 를 사용한 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 계측이 가능해지면, 인코더 헤드 (83 ∼ 86) 의 계측치와 레티클 인코더 시스템 (70) 에 의한 계측치의 연결을 실시하여, 소정 위치에서 정지된다.
상기의 일련의 레티클 로드 동작과 병행하여, 도시 생략된 웨이퍼 로더에 의해, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상으로의 웨이퍼 (W) 의 로드가 실시된다. 그리고, 주제어 장치 (50) 에 의해, 전술한 제 1 실시형태와 동일하게, 레티클 얼라인먼트, 얼라인먼트계 (ALG) 의 베이스라인 계측 등의 준비 작업, EGA (인헨스드·글로벌·얼라인먼트) 등의 웨이퍼 얼라인먼트, 및 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시된다.
이 노광 동작에 있어서, 주제어 장치 (50) 의 관리 하, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 레티클 스테이지 (RST) 가 Y 축 방향으로 상대 구동되는데, 그 때에는, 주제어 장치 (50) 는, 레티클 인코더 시스템 (70) 의 계측 결과에 기초하여, 레티클 스테이지 구동계 (340) 를 제어하여, 레티클 스테이지 (RST) 를 구동한다. 이 때, 레티클 스테이지 (RST) 가, Y 축 방향에 관해서 소정 범위 내에서 왕복 이동하는데, 이 이동에 의해, 퍼지 공간 (182) 은 물론, 퍼지 공간 (181) 에 있어서도, 그 기밀 상태가 유지되어 CDA 퍼지가 효과적으로 실시된다. 또, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작에서는, 레티클 스테이지 (RST) 가 Y 축 방향에 관해서 왕복 이동 동작을 반복하는데, 이 때, 온도 조정 장치 컨트롤러 (280) 에 의해, Y 축 방향으로 떨어져 형성된 1 쌍의 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 를 통하여, 효율적으로, 레티클 (R) 및 레티클 스테이지 (RST) 가 복사 전열에 의해 냉각된다.
주제어 장치 (50) 는, 전술한 파워 모니터 (인터그레이터 센서) 로부터의 조도 신호에 기초하여 노광 시간 비율 (셔터 개폐의 듀티비) 을 연산하고, 이 연산 결과와 이미 알려진 조도와, 레티클 (R) 의 패턴 개구율, 반사율 등의 데이터에 기초하여 노광 에너지를 산출하여, 이 산출 결과에 기초하여 레티클 (R) 에 부여할 수 있는 열량 (Q) 을 예측한다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 이 열량 (Q) 이, 복사 냉각시에 레티클 (R) 로부터 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 에 부여할 수 있는 열량 (Q) 에 일치하도록, 소정 수식을 이용하여 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 의 온도 목표치를 결정하고, 온도 조정 장치 컨트롤러 (280) 에 지령값을 전한다. 이로써, 온도 조정 장치 컨트롤러 (280) 에 의해 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 의 온도가 제어되어, 레티클 (R) 의 온도가 소정 범위가 되도록 조정된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 2 실시형태의 노광 장치에 의하면, 전술한 제 1 실시형태와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이것에 추가로, 본 제 2 실시형태의 노광 장치에 의하면, 이하와 같은 여러 가지의 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 제 2 실시형태의 노광 장치는, 조명광 (IL) 의 조사 영역의 Y 축 방향의 일측 (+Y 측) 에 위치하는 레티클 (R) 의 반송로 상에서 레티클 스테이지 정반 (RBS) 상에 배치된 X 선 이오나이저 (42) 를 구비하고 있다. 이 때문에, X 선 이오나이저 (42) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 상에 재치된 레티클 (R) 이 띤 정전기가, 레티클의 반송로 상에서, 바꾸어 말하면 조명광 (IL) 의 조사 영역에 레티클 (R) 을 유지한 레티클 스테이지 (RST) 가 이동하기 전에 제거된다. 또, 이 경우, X 선 이오나이저 (42) 는, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 측 (레티클 (R) 의 패턴면측으로부터) 으로부터 레티클 (R) 이 띤 정전기를 제거한다. 따라서, 스루풋을 저하시키지 않고, 효율적인 레티클의 제전이 가능해진다.
또, 본 제 2 실시형태의 노광 장치는, 조명 유닛 (IOP) 과 레티클 (R) 사이의 조명광 (IL) 을 차단하지 않는 영역에, 레티클 스테이지 (RST) 및 레티클 (R) 의 +Z 측 (조명 유닛 (IOP) 측) 의 일면에 소정 클리어런스 (극간/간격/간극 (갭)/공간 거리) 를 통하여 대향하여 배치된, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 를 구비하고 있다. 그리고, 조명 유닛 (IOP) 과 투영 광학계 (PL) 사이의 조명광 (IL) 의 광로를 포함하는 공간 (181) 이 퍼지 가스, 예를 들어 CDA 로 퍼지되는 제 1 퍼지 공간이 됨과 함께, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 가 제 1 퍼지 공간 (181) 을 바깥 공기에 대해 격리하는 격벽을 겸하고 있다. 이 때문에, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 에 의해, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작 중에 레티클 스테이지 (RST) 에 유지된 레티클 (R) 의 온도 제어 (냉각) 를 실시할 수 있다. 특히, 본 실시형태에서는, 조명 영역에 대해 Y 축 방향의 양측에 배치된 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 를 구비하고 있으므로, 레티클 (R) 의 온도 분포도 제어하는, 예를 들어 레티클 (R) 의 전체면이 균일한 온도가 되도록 제어하는 것도 가능해진다.
또, 레티클 스테이지 (RST), 보다 정확하게는 단부 커버 (231, 232) 와 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 사이의 클리어런스 (극간/간격/간극 (갭)/공간 거리) 를, 가스의 유통을 거의 저지하는 미소한 치수로 설정함으로써, 퍼지 커버 (80) 와, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 와, 레티클 스테이지 (RST) 및/또는 레티클 (R) 로 둘러싸이는 거의 기밀 상태의 상기 제 1 퍼지 공간 (181) 을 만들어 낼 수 있다. 즉, 레티클 (R) 을 유지하는 레티클 스테이지 (RST) 를, 큰 기밀형의 차폐 용기로 둘러쌀 필요가 없어진다. 또, 상기의 거의 기밀 상태의 공간이, 퍼지 가스로 퍼지되는 제 1 퍼지 공간 (181) 으로 되어 있으므로, 퍼지 가스의 특성에 따른 여러 가지의 장점이 발생한다. 예를 들어, 퍼지 가스로서 CDA 를 사용하는 경우에는, 레티클 (R) 의 헤이즈를 효과적으로 방지할 수 있다. 또한. 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 가 제 1 퍼지 공간 (181) 을 바깥 공기에 대해 격리하는 격벽 부재의 일부를 겸하고 있으므로, 이 점에서도, 퍼지가 실시되는 공간을, 장치를 필요 이상으로 대형화하지 않고 확보할 수 있다.
본 제 2 실시형태의 노광 장치에서는, 상기 서술한 바와 같이, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작 중에 레티클 스테이지 (RST) 에 유지된 레티클 (R) 의 온도 제어 (냉각) 를 실시할 수 있으므로, 스루풋의 저하를 초래하지 않고, 레티클의 열팽창에서 기인되는 패턴의 변형의 발생을 억제할 수 있어, 결과적으로 중첩 정밀도의 향상이 기대된다. 또, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 에 의해 복사 전열을 이용하여 레티클 (R) 의 냉각이 실시되므로, 파티클 (이른바 먼지) 이 감겨 올라가, 그 파티클의 레티클에 대한 부착 등의 회로 소자의 불량의 발생 등을 억제할 수 있다. 이것에 추가로, 레티클 (R) 의 헤이즈를 효과적으로 방지할 수 있으므로, 레티클 상에 성장한 헤이즈가 웨이퍼에 전사됨으로써 발생하는 패턴 결함 및 CD (Critical Dimension) 의 변화의 발생을 미연에 저지하는 것이 가능해진다. 또, 이들 결함을 방지하기 위해, 레티클의 검사를 빈번하게 실시할 필요가 없기 때문에, 결과적으로 생산성의 저하의 방지, 나아가서는 생산성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 레티클 스테이지 (RST) 가, 본체부 (22) 와, 그 본체부 (22) 의 X 축 방향의 양 단부에 고정되어, Y 축 방향의 길이가 본체부 (22) 보다 긴 1 쌍의 에어 슬라이더부 (221, 222) 를 가지고 있는 것을 감안하여, 단부 커버 (231, 232) 를 사용하여 에어 슬라이더부 (221, 222) 의 +Y 단과 -Y 단을 둘러싸는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 이것에 한하지 않고, 레티클 스테이지 (RST) 가 전후좌우의 사방의 측벽에서, 레티클 (R) 을 둘러싸는 구조이면, 단부 커버는 반드시 형성할 필요가 없다. 요점은, 1 쌍의 커버 부재 (상기 제 2 실시형태 중의 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 가 이것에 상당) 가 레티클 스테이지의 상면에 소정 클리어런스 (극간/간격/간극 (갭)/공간 거리) 를 통하여 대향함으로써, 레티클 (R) 의 상방 또한 조명 유닛 (IOP) 의 하방에, 거의 기밀 상태의 공간을 형성할 수 있으면 된다. 또한, 1 쌍의 커버 부재는, 근접 냉각 디바이스일 필요는 없고, 레티클 스테이지의 상면에 소정 클리어런스 (극간/간격/간극 (갭)/공간 거리) 를 통하여 대향할 수 있는 소정 면적의 평면을 갖는 부재이면 된다. 이 부재는, 전체면이 평면인 부재일 필요는 없고, 주사 노광시의 레티클 스테이지의 이동을 방해하지 않고, 또한 그 이동시에, 레티클 스테이지 (RST) 사이의 기밀성이, 거의 유지되는 X 축 방향의 길이의 평면부가 있으면 충분하다. 즉, 그 평면부의 X 축 방향의 외측의 부분은, 하방 또는 상방으로 절곡되거나, 혹은 돌출되거나 하고 있어도 상관없다.
또, 상기 제 2 실시형태에서는, 제 1 퍼지 공간 (181) 및 제 2 퍼지 공간 (182), 그리고 커버 (150) 의 내부의 퍼지 공간 (183) 이, 모두 습도가 1 ％ 이하의 CDA 로 퍼지되는 경우에 대해 설명했는데, 습도 10 ％ 이하의 CDA 를 퍼지 가스로서 사용할 수 있다. 또, 이것에 한하지 않고, 퍼지 공간 (181, 182, 183) 중 하나 또는 2 개로, 사용하는 퍼지 가스의 종류를 다른 퍼지 공간과 상이하게 해도 된다. 또, 퍼지 가스로서는, CDA 와 같이 수증기를 함유하는 비율이 통상적인 공기에 비해 작은 가스를 사용해도 되는데, 이것에 한하지 않고, 헤이즈 원인 물질, 예를 들어 황산암모늄 또는 탄산암모늄, 탄화수소, 카르복실산, 시아눌산, 또는 다른 탄소를 함유하는 분자 등의 분자 형상 오염 물질을 함유하지 않고, 또한 조명광 (IL) 을 거의 흡수하지 않는, 질소나 헬륨 등의 희가스를, 퍼지 가스로서 이용해도 된다.
또한, 제 2 실시형태에서는, 반드시, 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 정보를 계측하는 계측 시스템은, 인코더 시스템에 한하지 않고, 간섭계 시스템 등의 다른 계측 시스템이어도 된다. 또, X 선 이오나이저 (42) 등의 제전 장치를 반드시 병용하지 않아도 된다. 또, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 가, 퍼지 공간의 격벽을 겸할 필요는 없고, 레티클 스테이지 상부 공간의 CDA 등의 가스 퍼지와 병용하지 않아도 되고, 반송 아암 (140) 의 이동 경로를 포함하는 레티클 (R) 의 반송로를 CDA 에 의한 퍼지 공간으로 하지 않아도 된다. 요점은, 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템, 제전 장치, 냉각 디바이스, 레티클 스테이지 상부 공간의 CDA 등의 가스 퍼지, 및 레티클 반송 중의 CDA 퍼지를, 단독으로 실시해도 되고, 임의로 적어도 2 개을 조합하여 채용해도 된다.
또, 상기 제 2 실시형태에서는, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 가, 조명 영역, 조명광 (IL) 의 조사 영역의 Y 축 방향의 양측에 형성되는 경우에 대해 설명했는데, 편측에만 형성해도 된다. 또, 근접 냉각 디바이스 (110A, 110B) 의 냉각면의 크기는, 레티클과 동등해도 되고, 그 패턴 영역과 동등해도 된다. 비노광 동작 중 (예를 들어 웨이퍼 교환 중 등) 에서는, 레티클 스테이지 (RST) 를 이동시켜, 레티클 (R) 을 일방의 근접 냉각 디바이스와 대향시켜 냉각을 실시할 수 있다. 또, 이 경우에는, 근접 냉각 디바이스와 레티클 (R) 이 접촉하거나 할 우려가 없기 때문에, 노광시보다 양자를 근접시켜 냉각을 실시해도 된다.
또한, 냉각 디바이스에 의해 레티클을 냉각 (온도 조정) 시킴으로써, 레티클의 열팽창 변형의 방지뿐만 아니라, 그 변형에 수반하는 패턴면의 Z 축 방향에 대한 변위도 방지할 수 있다.
《제 3 실시형태》
다음으로, 제 3 실시형태에 대해, 도 13 ∼ 도 15 의 (C) 에 기초하여 설명한다. 여기서, 전술한 제 1 실시형태와 동일 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 간략 혹은 생략한다.
도 13 에는, 본 제 3 실시형태의 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치 (50) 의 입출력 관계가 블록도로 나타나 있다. 도 13 과 도 6 을 비교하면 명백한 바와 같이, 본 제 3 실시형태의 노광 장치에서는, 주제어 장치 (50) 에, 전술한 제 1 실시형태와 동일한 구성 부분이 접속됨과 함께, 레티클 AF 센서 (130) 와 보조 인코더 시스템 (170) 이, 추가로 접속되어 있다. 이하에서는, 이들 레티클 AF 센서 (130) 및 보조 인코더 시스템 (170) 을 포함하여, 전술한 제 1 실시형태와의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 14 의 (A) 및 도 14 의 (B) 에는, 레티클 AF 센서 (130) 및 보조 인코더 시스템 (170) 의 구성 (각 구성 부분의 배치를 포함하는) 이, 평면도 및 측면도에서 각각 나타나 있다.
레티클 AF 센서 (130) 는, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 개구 (RBSa) 의 +Y 측에 형성된 오목부 (RBSd) 의 내부에 배치된 5 개의 Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 를 구비하고 있다. Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 는, 레티클 스테이지 (RST) 상에 재치된 레티클 (R) 의 패턴면 (-Z 측면) 에 대향할 수 있도록, 그 헤드의 사출단을 +Z 측을 향하여 설치되어 있다. Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 는, 주사 방향 (Y 축 방향) 에 수직인 비주사 방향 (X 축 방향) 으로 일직선 상에 등간격으로 배열되어 있다. 여기서, Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 의 중심에 위치하는 Z 간섭계 (1303) 의 X 위치는, 레티클 스테이지 (RST) (즉 레티클 스테이지 (RST) 에 재치되는 레티클 (R)) 의 X 축 방향의 중심과 거의 일치하고 있다. 또, Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 의 배열 거리 (가장 -X 측에 위치하는 Z 간섭계 (1301) 와 가장 +X 측에 위치하는 Z 간섭계 (1305) 의 이간 거리) 는, 레티클 스테이지 (RST) (레티클 스테이지 본체 (22)) 에 형성된 개구 (22a) 의 X 축 방향의 폭보다 약간 짧고, 조명광 (IL) 에 의해 조명되는 레티클 (R) 의 조명 영역의 X 축 방향의 폭과 거의 동등하다.
Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 로서, 예를 들어 국제 공개 제2007/087301호에 개시되어 있는 간섭계 시스템을 채용할 수 있다. Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 의 각각은, 개구 (22a) 를 통하여, 레티클 (R) 의 패턴면에 계측 빔을 조사하고, 패턴면으로부터의 반사 빔을 수광함으로써, 계측 빔의 조사점에 있어서의 패턴면의 면 위치 (Z 축 방향의 위치) 를 계측한다.
레티클 AF 센서 (130) (Z 간섭계 (1301 ∼ 1305)) 의 계측 정보는, 주제어 장치 (50) (도 13 참조) 로 보내진다. 주제어 장치 (50) 는, 레티클 AF 센서 (130) 의 계측 정보로부터, 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치 분포 (이른바 포커스 맵) 를 구한다. 포커스 맵을 작성하기 위한 포커스 맵핑의 상세 내용에 대해서는 후술한다.
보조 인코더 시스템 (170) (도 13 참조) 은, AF 맵핑시의 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 정보의 취득 (계측) 에 사용된다. 보조 인코더 시스템 (170) 은, 제 3 및 제 4 레티클 인코더 시스템 (이하, 제 3 및 제 4 인코더 시스템이라고 부른다) (171, 176) 을 구비하고 있다 (도 13 참조).
도 15 의 (A) 에는, 제 3 및 제 4 인코더 시스템 (171, 176) 이 구비하는 인코더 헤드 (172, 173, 174, 177, 178, 179) 와, 인코더 헤드 (172 ∼ 174, 177 ∼ 179) 각각의 계측 대상인 그레이팅 (RG1, RG2) (레티클 스테이지 (RST)) 의 배치 (위치 관계) 가 나타나 있다.
인코더 헤드 (172 ∼ 174, 177 ∼ 179) 는, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 오목부 (RBSd) 내에 설치되어 있다. 여기서, 레티클 AF 센서 (130) (Z 간섭계 (1301 ∼ 1305)) 의 +X 측에 3 개의 인코더 헤드 (172 ∼ 174) 가, -X 측에 나머지의 3 개의 인코더 헤드 (177 ∼ 179) 가 배치되어 있다. 인코더 헤드 (173, 178) 는 레티클 AF 센서 (130) (Z 간섭계 (1301 ∼ 1305)) 와 동일한 Y 위치에 배치되어 있다.
인코더 헤드 (172 ∼ 174, 177 ∼ 179) 사이의 X 축 방향의 이간 거리는, 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221, 222) 의 저면에 형성된 그레이팅 (RG1, RG2) 의 X 축 방향의 이간 거리와 거의 동등하다. 따라서, 레티클 스테이지 (RST) 가 Y 축 방향에 관해서 소정 계측 가능 범위에 있을 때, 인코더 헤드 (172 ∼ 174) 가 그레이팅 (RG1) 에 대향함과 함께, 인코더 헤드 (177 ∼ 179) 가 그레이팅 (RG2) 에 대향한다.
인코더 헤드 (172 ∼ 174, 177 ∼ 179) 로서, 전술한 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 와 동일한 2 차원 인코더 헤드가 채용되어 있다. 여기서, 4 개의 인코더 헤드 (172, 174, 177, 179) 는 Y 축 방향과 Z 축 방향을 계측 방향으로 하고, 2 개의 인코더 헤드 (173, 178) 는 X 축 방향과 Z 축 방향을 계측 방향으로 한다.
제 3 인코더 시스템 (171) 이 구비하는 인코더 헤드 (172 ∼ 174) 는, 레티클 스테이지 (RST) (에어 슬라이더부 (221)) 의 저면에 형성된 그레이팅 (RG1) 에 계측 빔을 조사한다. 이로써, 그레이팅 (RG1) 으로부터 복수의 회절 빔이 발생한다. 인코더 헤드 (172, 174) 는, 그레이팅 (RG1) 에 의해 YZ 면 내에서 (Y 축 방향으로) 발생하는 복수의 회절광을 수광하여, 각각의 계측 빔의 조사점을 계측점으로 하여, Y 축 방향 및 Z 축 방향에 관한 그레이팅 (RG1) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221)) 의 위치를 계측한다. 인코더 헤드 (173) 는, XZ 면 내에서 (X 축 방향으로) 발생하는 복수의 회절광을 수광하고, 계측 빔의 조사점을 계측점으로 하여, X 축 방향 및 Z 축 방향에 관한 그레이팅 (RG1) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221)) 의 위치를 계측한다.
제 4 인코더 시스템 (176) 이 구비하는 인코더 헤드 (177 ∼ 179) 는, 상기 서술한 인코더 헤드 (172 ∼ 174) 와 동일하게, 레티클 스테이지 (RST) (에어 슬라이더부 (222)) 의 저면에 형성된 그레이팅 (RG2) 에 계측 빔을 조사한다. 이로써, 그레이팅 (RG2) 으로부터 발생하는 복수의 회절광을, 인코더 헤드 (177, 179), 및 인코더 헤드 (178) 가, 인코더 헤드 (172, 174), 및 인코더 헤드 (173) 와 동일하게 하여, 각각 수광한다. 그리고, 인코더 헤드 (177, 179), 및 인코더 헤드 (178) 는, 각각의 계측 빔의 조사점을 계측점으로 하여, Y 축 방향과 Z 축 방향에 대한 그레이팅 (RG2) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222)) 의 위치, 및 X 축 방향과 Z 축 방향에 대한 그레이팅 (RG2) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222)) 의 위치를 계측한다.
제 3 및 제 4 인코더 시스템 (171, 176) (인코더 헤드 (172 ∼ 174, 177 ∼ 179)) 의 계측 정보는, 주제어 장치 (50) (도 13 참조) 로 보내진다.
주제어 장치 (50) 는, 제 3 및 제 4 인코더 시스템 (171, 176) (인코더 헤드 (172 ∼ 174, 177 ∼ 179)) 의 계측 정보에 기초하여, 레티클 스테이지 (RST) 의 6 자유도 (X, Y, Z, θx, θy, θz) 방향에 대한 위치를 구한다.
여기서, 인코더 헤드 (172 ∼ 174, 177 ∼ 179) 의 레티클 AF 센서 (130) 의 중심 (Z 간섭계 (1303) 의 계측점 (계측 빔의 조사점)) 에 대한 위치 관계는, 레티클 인코더 시스템 (70) 이 구비하는 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 의 투영 광학계 (PL) 의 광축에 대한 위치 관계와 동등하다. 그래서, 주제어 장치 (50) 는, 앞과 동일하게, 적어도 AF 맵핑 동작에 있어서는 보조 인코더 시스템 (170) (인코더 헤드 (172 ∼ 174, 177 ∼ 179)) 의 계측 정보로부터, 레티클 스테이지 (RST) 의 6 자유도 방향에 대한 위치를 구한다.
본 제 3 실시형태의 노광 장치는, 그 밖의 부분의 구성은, 전술한 제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 와 동일하게 되어 있다.
다음으로, 본 제 3 실시형태의 노광 장치에 있어서 행해지는 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치 분포 (포커스 맵) 의 작성을 위한 포커스 맵핑에 대해 설명한다.
포커스 맵핑에 앞서, 주제어 장치 (50) 는, 레티클 인코더 시스템 (70) 의 계측 정보에 기초하여 레티클 스테이지 구동계 (340) 를 제어하고, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 상의 레티클 AF 센서 (130) 의 상방에 판형상부 (220) 가 위치하도록, 레티클 스테이지 (RST) 를 Y 축 방향으로 이동시킨다. 레티클 스테이지 (RST) 의 이동에 의해, 인코더 헤드 (177 ∼ 179, 172 ∼ 174) 의 계측 빔의 조사점이 그레이팅 (RG2) (RG1) 상에 위치하게 된다. 그래서, 주제어 장치 (50) 는, 보조 인코더 시스템 (170) 을 이용하여 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다). 이 경우에 있어서, 직전의 레티클 스테이지 (RST) 의 위치를 레티클 인코더 시스템 (70) 으로 계측하고 있던 경우에는, 그 레티클 인코더 시스템 (70) 을 사용한 위치 계측으로부터 보조 인코더 시스템 (170) 을 사용한 위치 계측으로 전환하게 된다.
레티클 스테이지 (RST) 가 레티클 AF 센서 (130) 상으로 이동하면, 주제어 장치 (50) 는, 도 15 의 (A) 에 나타내는 바와 같이, 레티클 스테이지 (RST) 를 -Y 방향 (도 15 의 (A) 중의 화살표 방향) 의 주사 (스캔) 를 개시한다. 또한 주사 개시 후, 주제어 장치 (50) 는, 레티클 스테이지 (RST) 가 -Y 방향으로 이동하여, 레티클 AF 센서 (130) (Z 간섭계 (1301 ∼ 1305)) 의 측장 빔의 조사점이 레티클 스테이지 (RST) 상에 재치된 레티클 (R) 의 패턴면 내로 들어가기까지, 레티클 AF 센서 (130) (Z 간섭계 (1301 ∼ 1305)) 를 작동시킨다 (ON 으로 한다). 이로써, 도 15 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 의 측장 빔이 레티클 (R) 의 패턴면 상에 조사되게 된다.
레티클 스테이지 (RST) 의 주사 (스캔) 중, 주제어 장치 (50) 는, 소정 샘플링 간격으로, 보조 인코더 시스템 (170) 이 구비하는 인코더 헤드 (173, 178) 에 의해 계측되는 그레이팅 (RG1, RG2) 의 면 위치 정보 (Z 축 방향의 위치 정보) 와, 레티클 AF 센서 (130) (Z 간섭계 (1301 ∼ 1305)) 에 의해 계측되는 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치 정보 (Z 축 방향의 위치 정보) 를, 보조 인코더 시스템 (170) 에 의해 계측되는 레티클 스테이지 (RST) 의 XY 위치 정보에 대응하여 수집 (샘플링) 한다. 주제어 장치 (50) 는, 수집한 계측 정보를, 메모리 (도시 생략) 에 축차 기록한다.
Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 의 측장 빔의 조사점이 레티클 (R) 의 패턴면으로부터 벗어나면, 주제어 장치 (50) 는, 상기 서술한 샘플링을 종료한다.
주제어 장치 (50) 는, 위에서 수집한 계측 정보를 기초로, 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치 분포 (포커스 맵) 를 작성한다. 여기서, 포커스 맵은, 레티클 AF 센서 (130) (Z 간섭계 (1301 ∼ 1305)) 에 의해 계측된 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치 정보를 인코더 헤드 (173, 178) 에 의해 계측된 그레이팅 (RG1, RG2) 의 면 위치 정보를 기준으로 하는 면 위치 정보로 변환함으로써 작성된다.
상세하게 서술하면, 주제어 장치 (50) 는, 도 15 의 (C) 에 나타내는 바와 같이, 인코더 헤드 (173) 에 의해 계측된 그레이팅 (RG1) 의 면 위치, 즉 인코더 헤드 (173) 의 계측 빔의 조사점 (제 1 기준점 (P1)) 에 있어서의 그레이팅 (RG1) 의 면 위치의 계측 결과와, 인코더 헤드 (178) 에 의해 계측된 그레이팅 (RG2) 의 면 위치 정보, 즉 인코더 헤드 (178) 의 계측 빔의 조사점 (제 2 기준점 (P2)) 에 있어서의 그레이팅 (RG2) 의 면 위치의 계측 결과를 연결하는 직선 (도 15 의 (C) 중의 파선) 으로부터, 면 위치의 기준을 정한다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 의 각각의 계측 결과를, 면 위치의 기준으로부터의 벗어남으로서의 면 위치 데이터 (Z1 ∼ Z5) 로 변환한다.
주제어 장치 (50) 는, 상기 서술한 변환을, 수집한 모든 면 위치 정보에 따라 실시한다. 또한 주제어 장치 (50) 는, 변환한 면 위치 데이터 (Z1 ∼ Z5) 를, 보조 인코더 시스템 (170) 에 의해 계측된 레티클 스테이지 (RST) 의 XY 위치 정보를 이용하여, 대응하는 Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 의 측장 빔의 패턴면 상에서의 조사점의 위치의 함수로서 편집한다. 여기서, 면 위치 데이터 (Z1 ∼ Z5) 는, 패턴면 상의 유한 개의 이산점에 대해 구해져 있다. 그래서, 필요에 따라, 구해진 면 위치 데이터 (Z1 ∼ Z5) 를 보완하여, 패턴면 상의 위치에 대한 연속 함수로 변환하는 것으로 해도 된다. 이로써, 레티클 (R) 의 패턴면의 포커스 맵이 작성된다.
상기 서술한 바와 같이 하여 작성된 포커스 맵은, 예를 들어, 노광시에 이용된다. 주제어 장치 (50) 는, 레티클 인코더 시스템 (70) 이 구비하는 인코더 헤드 (73, 78) 를 이용하여, 제 1 및 제 2 기준점 (P1, P2) 에 있어서의 레티클 스테이지 (RST) 의 Z 위치 (레티클 스테이지 (RST) 에 형성된 그레이팅 (RG1, RG2) 의 면 위치) 을 계측한다. 주제어 장치 (50) 는, 이들 결과를 이용하여, 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치의 기준을 구한다. 이 기준을 포커스 맵에 적용함으로써, 그 포커스 맵을, 레티클 스테이지 (RST) 상에 재치된 레티클 (R) 의 패턴면의 포커스 맵으로서 이용하는 것이 가능해진다. 주제어 장치 (50) 는, 기준을 적용한 포커스 맵을 기초로 하여 레티클 스테이지 구동계 (340) 를 통하여 레티클 스테이지 (RST) 의 Z 위치, 경사 (θx 및 θy) 를 제어함으로써, 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치 (Z 위치, 경사 (θx 및 θy)) 를 제어한다. 이로써, 패턴면에 형성된 패턴을 투영 광학계 (PL) 를 통하여 웨이퍼 (W) 상에 정확하게 전사하는 것이 가능해진다.
또한, 주사 노광을 위해서 레티클 스테이지 (RST) 를 구동하는 것 (레티클 스테이지 (RST) 에 구동력을 가하는 것) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 상에 재치된 레티클 (R) 이 변형되는 경우가 있다. 여기서, 레티클 (R) 의 변형이 상기 서술한 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치 분포 (즉 요철) 와 비교하여 무시할 수 없는 경우, 레티클 (R) 의 변형도 고려하여 포커스 맵핑을 실시할 필요가 있다. 그 경우, 주제어 장치 (50) 는, 포커스 맵핑시, 주사 노광시와 동일한 구동력으로 레티클 스테이지 (RST) 를 구동한다. 또, 주제어 장치 (50) 는, 주사 방향 (+Y 방향 (플러스 스캔) 및 -Y 방향 (마이너스 스캔)) 마다 포커스 맵을 작성한다. 혹은, 구동력, 주사 방향 등을 포함하는 복수의 구동 조건마다 포커스 맵을 작성한다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 주사 노광시와 동일한 조건에서 작성된 포커스 맵을 기초로 하여, 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치를 제어한다.
또한, 레티클 (R) 의 변형과 레티클 스테이지 (RST) 의 구동력의 관계를 미리 계측하고, 그 결과와 포커스 맵을 기초로 하여, 레티클 스테이지 (RST) 에 적당한 구동력을 가하여 구동함으로써 레티클 (R) 의 변형을 해소할 수도 있다.
또, 레티클 스테이지 (RST) 의 피칭 (X 축 둘레의 회전) (θx) 에 의해 레티클 AF 센서 (130) (Z 간섭계 (1301 ∼ 1305)) 의 계측 결과 (즉 포커스 맵) 가 바뀌는 경우 (변화를 무시할 수 없는 경우), 주제어 장치 (50) 는, 포커스 맵의 피칭 보정을 실시한다. 구체적으로는, 주제어 장치 (50) 는, 포커스 맵핑시, 보조 인코더 시스템 (170) 이 구비하는 인코더 헤드 (172, 174, 177, 179) 를 이용하여 레티클 스테이지 (RST) 의 피칭 (θx) 을 계측하고, 그 결과를 기초로 하여 레티클 스테이지 구동계 (340) 를 제어함으로써 주사 노광시에 있어서의 레티클 스테이지 (RST) 의 피칭 (θx) 을 유지한다. 혹은, 주제어 장치 (50) 는, 포커스 맵핑시, 레티클 스테이지 (RST) 의 피칭 (θx) 을 계측하고, 그 계측 결과를 레티클 AF 센서 (130) (Z 간섭계 (1301 ∼ 1305)) 에 의해 계측되는 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치 정보와 함께 샘플링한다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 면 위치 정보를 변환할 때에, 피칭 (θx) 의 계측 결과를 이용하여 주사 노광시에 있어서의 피칭 (θx) 을 기준으로 하는 면 위치 정보로 보정한다. 보정된 면 위치 정보를 기초로, 포커스 맵이 작성된다.
본 제 3 실시형태의 노광 장치에서는, 전술한 제 1 실시형태의 노광 장치 (100) 와 동일하게, 주제어 장치 (50) 의 관리 하, 레티클 스테이지 (RST) 상으로의 레티클 (R) 의 로드, 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 상으로의 웨이퍼 (W) 의 로드가 실시됨과 함께, 상기 서술한 레티클 (R) 의 포커스 맵핑 동작 등이, 준비 작업으로서 실시된다. 그리고, 이것에 계속해서 레티클 얼라인먼트, 얼라인먼트계 (ALG) 의 베이스라인 계측이 준비 작업으로서 실시된다. 그 후, 주제어 장치 (50) 에 의해, EGA 등의 웨이퍼 얼라인먼트가 실행된 후, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시된다.
상기의 노광 동작에 있어서, 주제어 장치 (50) 의 관리 하, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 레티클 스테이지 (RST) 가 Y 축 방향으로 상대 구동되는데, 그 때, 주제어 장치 (50) 는, 전술한 바와 같이, 먼저 작성한 레티클 (R) 의 포커스 맵을 기초로 하여 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치를 제어한다. 또, 주제어 장치 (50) 는, 전술한 바와 같이, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 이 소정 상태를 유지하도록, 정반 간섭계 (240) 의 계측 결과에 기초하여 상기 서술한 X 보이스 코일 모터 (66X), Y 보이스 코일 모터 (66Y) 를 제어함과 함께, Z 인코더 (81) 의 계측 결과에 기초하여 Z 보이스 코일 모터 (66Z) 를 제어하여, 간접적으로 레티클 (R) 의 Z 방향 및 θx, θy 방향에 관한 위치를 조정한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 3 실시형태의 노광 장치에 의하면, 전술한 제 1 실시형태와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이것에 추가로 본 제 3 실시형태의 노광 장치에 의하면, 이하와 같은 여러 가지의 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 제 3 실시형태의 노광 장치에 의하면, 보조 인코더 시스템 (170) 이 구비하는 인코더 헤드 (172 ∼ 174, 177 ∼ 179) 는, 레티클 AF 센서 (130) 의 중심에 대한 XY 평면 내에 있어서의 위치 관계가, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 대한 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 의 XY 평면 내에 있어서의 위치 관계와 동일해지는 배치로, 오목부 (RBSd) 의 내부에 배치되어 있다. 이 때문에, 주제어 장치 (50) 는, 노광에 앞서 (미리) 인코더 헤드 (173, 178) 에 의해 계측된 그레이팅 (RG1, RG2) 의 면 위치, 즉 인코더 헤드 (173, 178) 의 계측 빔의 조사점을 제 1 및 제 2 기준점 (P1, P2) 으로 하고, 이들 제 1 및 제 2 기준점 (P1, P2) 의 면 위치 정보를 기준으로 하는 레티클 (R) 의 면 위치 정보 (Z 위치의 분포의 정보, 즉 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치 분포 (포커스 맵)) 를 취득해 둔다. 그리고, 노광시에, 주제어 장치 (50) 는, 레티클 인코더 시스템 (70) 이 구비하는 인코더 헤드 (73, 78) 를 이용하여, 제 1 및 제 2 기준점 (P1, P2) 에 있어서의 레티클 스테이지 (RST) 의 Z 위치 (레티클 스테이지 (RST) 에 형성된 그레이팅 (RG1, RG2) 의 면 위치 (Z 위치)) 를 계측하고, 이들 계측 결과를 이용하여, 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치의 기준을 구한다. 이 기준을 포커스 맵에 적용함으로써, 그 포커스 맵을, 레티클 스테이지 (RST) 상에 재치된 레티클 (R) 의 패턴면의 포커스 맵으로서 이용하는 것이 가능해진다. 주제어 장치 (50) 는, 기준을 적용한 포커스 맵을 기초로 하여 레티클 스테이지 구동계 (340) 를 통하여 레티클 스테이지 (RST) 의 Z 위치, 경사 (θx 및 θy) 를 제어함으로써, 레티클 (R) 의 패턴면의 면 위치 (Z 위치, 경사 (θx 및 θy)) 를 제어한다. 이로써, 레티클 (R) 에 형성된 패턴을, 디포커스에 의한 노광 불량의 발생을 억제하면서 투영 광학계 (PL) 를 통하여 웨이퍼 (W) 상에 정확하게 전사하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 제 3 실시형태에 있어서, 인코더 헤드 (172 ∼ 174) 에 의해 계측된 그레이팅 (RG1) 의 면 위치 (Z 위치) 의 평균을, 제 1 기준점 (P1) 에 있어서의 면 위치로 하고, 인코더 헤드 (177 ∼ 179) 에 의해 계측된 그레이팅 (RG1) 의 면 위치 (Z 위치) 의 평균을, 제 2 기준점 (P2) 에 있어서의 면 위치로 하여 포커스 맵의 면 위치의 기준을 구하는 것으로 해도 된다.
또, 상기 제 3 실시형태에 있어서, 레티클 스테이지 (RST) 에 대한 레티클의 반입 및 레티클 스테이지 (RST) 로부터의 레티클의 반출을 실시하는, 로딩 포지션이, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 +Y 측의 단부 근방에 있을 때에는, 그 로딩 포지션에서 레티클 스테이지 (RST) 에 로드된 레티클의 포커스 맵핑을, 전술한 바와 동일한 순서로, 레티클 스테이지 (RST) 를 투영 광학계 (PL) 의 상방으로 이동시키는 데에 앞서, 또는 병행하여 실시하는 것으로 해도 된다.
또한, 상기 제 3 실시형태에서는, 레티클 AF 센서 (130) 가, Z 간섭계 (1301 ∼ 1305) 를 구비하고 있는 경우에 대해 설명했는데, 이것에 한하지 않고, 레티클 AF 센서 (130) 는, 간섭계 이외의 다른 센서에 의해 구성해도 된다. 또, 전술한 제 2 실시형태에서 설명한 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템, 제전 장치, 냉각 디바이스, 레티클 스테이지 상부 공간의 CDA 등의 가스 퍼지, 및 레티클 반송 중의 CDA 퍼지의 적어도 일부의 구성을 병용해도 된다.
《제 4 실시형태》
다음으로, 제 4 실시형태에 대해, 도 16 ∼ 도 18 의 (B) 에 기초하여, 설명한다. 여기서, 전술한 제 1, 제 3 실시형태와 동일하거나 혹은 동등한 구성 부분에 대해서는, 동일한 부호를 사용함과 함께 그 설명을 간략 혹은 생략한다.
도 16 에는, 본 제 4 실시형태의 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치 (50) 의 입출력 관계가 블록도로 나타나 있다. 도 16 과 전술한 도 13 을 비교하면 명백한 바와 같이, 본 제 4 실시형태의 노광 장치에서는, 제 3 실시형태에 관련된 레티클 인코더 시스템 (70) 대신에, 레티클 인코더 시스템 (70A) 이 형성되어 있다. 이하에서는, 레티클 인코더 시스템 (70A) 을 포함하여, 전술한 제 3 실시형태와의 차이점을 중심으로 설명한다.
본 제 4 실시형태의 노광 장치에서는, 제 1, 제 3 실시형태와 동일하게, 도 17 및 도 18 의 (A) 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 최상면에, 레티클 (R) 의 패턴면을 투과하여, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 개구 (RBSa) 를 투과 한 조명광 (IL) 의 광로 (통로) 가 되는 직사각형의 개구 (PLa) 가, 그 중앙에 형성된 평면에서 보았을 때 육각형의 상면 부재 (60) 가, 고정되어 있다.
도 18 의 (A) 에 나타내는 바와 같이, 상면 부재 (60) 의 상면의 X 축 방향의 양 단부 (개구 (PLa) 의 양측) 에는, 각각 3 행 2 열의 매트릭스 형상으로 배치된 각 6 개의 인코더 헤드 (72, 73, 74, 720, 730, 740 및 77, 78, 79, 770, 780, 790) 가 고정되어 있다. 이 중, 인코더 헤드 (72, 77) 는 개구 (PLa) 의 +Y 측의 모서리부 근방에, 인코더 헤드 (74, 79) 는 -Y 측의 모서리부 근방에, 인코더 헤드 (73, 78) 는 개구 (PLa) 의 중심 (즉 투영 광학계 (PL) 의 광축) 과 동일한 Y 위치에 배치되어 있다.
인코더 헤드 (720, 730, 740) 는, 각각 인코더 헤드 (72, 73, 74) 와 동일한 Y 위치에, +X 측에 등거리 떨어져 배치되어 있다. 인코더 헤드 (770, 780, 790) 는, 각각 인코더 헤드 (77, 78, 79) 와 동일한 Y 위치에, -X 측에 등거리 떨어져 배치되어 있다.
그레이팅 (RG1, RG2) 은, 전술한 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 상방에 배치되는 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221, 222) 의 저면에 형성되어 있다. 여기서, 인코더 헤드 (72 ∼ 74) 와 인코더 헤드 (77 ∼ 79) 의 X 축 방향의 이간 거리는, 그레이팅 (RG1) 과 그레이팅 (RG2) 의 X 축 방향의 이간 거리에 거의 동일하게 설정되어 있다. 이 때문에, 인코더 헤드 (72 ∼ 74) 가 그레이팅 (RG1) 에 대향함과 동시에, 인코더 헤드 (77 ∼ 79) 가 그레이팅 (RG2) 에 대향하게 되어 있다 (예를 들어 도 17 참조).
또, 그레이팅 (RG1) 의 X 축 방향의 폭은, 인코더 헤드 (72 ∼ 74) 와 인코더 헤드 (720 ∼ 740) 사이의 이간 거리보다 크다. 마찬가지로, 그레이팅 (RG2) 의 X 축 방향의 폭은, 인코더 헤드 (77 ∼ 79) 와 인코더 헤드 (770 ∼ 790) 사이의 이간 거리보다 크다. 따라서, 인코더 헤드 (72 ∼ 74) 와 함께 인코더 헤드 (720 ∼ 740) 가 그레이팅 (RG1) 에 대향한다. 동시에, 인코더 헤드 (77 ∼ 79) 와 함께 인코더 헤드 (770 ∼ 790) 가 그레이팅 (RG2) 에 대향한다.
여기서, 4 개의 인코더 헤드 (72, 74, 77, 79) 는 Y 축 방향과 Z 축 방향을 계측 방향으로 하고, 2 개의 인코더 헤드 (73, 78) 는 X 축 방향과 Z 축 방향을 계측 방향으로 한다. 또, 인코더 헤드 (720 ∼ 740, 770 ∼ 790) 로서 적어도 계측면 (그레이팅 (RG1, RG2)) 에 수직인 방향 (Z 축 방향) 을 계측 방향으로 하는 인코더 헤드가 채용된다. 본 실시형태에서는, 인코더 헤드 (720 ∼ 740, 770 ∼ 790) 로서 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 와 동일한 2 차원 인코더 헤드가 채용되어 있는 것으로 한다.
인코더 헤드 (72, 73, 74, 720, 730, 740) 는, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 개구 (RBSa) 를 통하여, 레티클 스테이지 (RST) (에어 슬라이더부 (221)) 의 저면의 그레이팅 (RG1) 에 계측 빔을 하방으로부터 조사하고, 그레이팅 (RG1) 에 의해 발생하는 복수의 회절광을 수광하여, 각각의 계측 방향에 관한 그레이팅 (RG1) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다).
여기서, 그레이팅 (RG1, RG2) 은 X 축 방향과 Y 축 방향의 양 방향을 주기 방향으로 하기 때문에, 코히런트인 계측 빔을 조사하는 (입사시키는) 것에 의해, X 축 방향과 Y 축 방향의 양 방향에 복수의 각도 (회절각) 에서 회절광이 발생한다. 그래서, 인코더 헤드 (72, 74, 720, 740) 는, Y 축 방향에 발생하는 복수의 회절광을 수광하여, 각각의 계측 빔의 조사점을 계측점으로 하여, Y 축 방향과 Z 축 방향에 대한 그레이팅 (RG1) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다).
인코더 헤드 (73, 730) 는, X 축 방향에 발생하는 복수의 회절광을 수광하고, 계측 빔의 조사점을 계측점으로 하여, X 축 방향과 Z 축 방향에 대한 그레이팅 (RG1) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다).
본 실시형태에서는, 6 개의 인코더 헤드 (72, 73, 74, 720, 730, 740) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 의 X 축 방향, Y 축 방향, 및 Z 축 방향에 관한 위치 정보를 구하는 (계측하는), 계측 자유도가 6 자유도인 제 1 인코더 시스템 (71A) (도 16 참조) 이 구성되어 있다. 제 1 인코더 시스템 (71A) (인코더 헤드 (72, 73, 74, 720, 730, 740)) 의 계측 정보는, 주제어 장치 (50) (도 16 참조) 로 보내지고 있다.
6 개의 인코더 헤드 (77, 78, 79, 770, 780, 790) 는, 상기 서술한 인코더 헤드 (72, 73, 74, 720, 730, 740) 와 동일하게, 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 개구 (RBSa) 를 통하여, 레티클 스테이지 (RST) (에어 슬라이더부 (222)) 의 저면의 그레이팅 (RG2) 에 계측 빔을 하방으로부터 조사하고, 그레이팅 (RG2) 에 의해 발생하는 복수의 회절광을 수광하여, 각각의 계측 방향에 관한 그레이팅 (RG2) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다).
여기서, 인코더 헤드 (77, 79, 770, 790) 는, Y 축 방향에 발생하는 복수의 회절광을 수광하여, 각각의 계측 빔의 조사점을 계측점으로 하여, Y 축 방향과 Z 축 방향에 대한 그레이팅 (RG2) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다). 인코더 헤드 (78, 780) 는, X 축 방향에 발생하는 복수의 회절광을 수광하고, 계측 빔의 조사점을 계측점으로 하여, X 축 방향과 Z 축 방향에 대한 그레이팅 (RG2) (즉 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222)) 의 위치 정보를 구한다 (계측한다).
본 실시형태에서는, 6 개의 인코더 헤드 (77, 78, 79, 770, 780, 790) 에 의해, 레티클 스테이지 (RST) 의 X 축 방향, Y 축 방향, 및 Z 축 방향에 관한 위치 정보를 구하고 (계측하고), 계측 자유도가 6 자유도인 제 2 인코더 시스템 (76A) (도 16 참조) 이 구성되어 있다.
제 2 인코더 시스템 (76A) (인코더 헤드 (77, 78, 79, 770, 780, 790)) 의 계측 정보는, 주제어 장치 (50) (도 16 참조) 로 보내진다.
주제어 장치 (50) 는, 제 1 및 제 2 인코더 시스템 (71A, 76A) (인코더 헤드 (72 ∼ 74, 720 ∼ 740, 77 ∼ 79, 770 ∼ 790)) 의 계측 정보에 기초하여, 투영 광학계 (PL) 의 중심 (광축) 을 기준으로 하는 레티클 스테이지 (RST) 의 6 자유도 방향, 즉, X 축 방향, Y 축 방향, Z 축 방향, θx 방향, θy 방향, 및 θz 방향에 관한 위치 정보를 구한다 (산출한다). 제 1 및 제 2 인코더 시스템 (71A, 76A) 을 포함하여, 레티클 인코더 시스템 (70A) 이 구성되어 있다 (도 16 참조).
여기서, 본 제 4 실시형태의 레티클 인코더 시스템 (70A) 은, 전술한 제 1 실시형태와 동일하게, 2 차원 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 를 구비하고 있기 때문에 전체 12 개의 계측 정보가 얻어진다. 그래서, 주제어 장치 (50) 는, 인코더 헤드 (72, 74, 및 73) 의 계측치를 각각 이용하여, 전술한 제 1 실시형태와 동일하게 하여, 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (221) 의 Y 위치 (Y1), 및 X 위치 (X1) 를 구한다. 또, 주제어 장치 (50) 는, 인코더 헤드 (77, 79, 및 78) 의 계측치를 각각 이용하여, 전술한 제 1 실시형태와 동일하게 하여, 레티클 스테이지 (RST) 의 에어 슬라이더부 (222) 의 Y 위치 (Y2), 및 X 위치 (X2) 를 구한다. 또한 주제어 장치 (50) 는, Y1 과 Y2 의 평균 및 차로부터, 각각 레티클 스테이지 (RST) 의 Y 위치 및 θz 위치 (θz 방향의 회전량, 즉 요잉량) 를 구하고, X1 과 X2 의 평균으로부터 레티클 스테이지 (RST) 의 X 위치를 구한다.
또, 주제어 장치 (50) 는, 인코더 헤드 (73, 78) 에서 계측된 Z 축 방향의 위치의 계측치의 평균 및 차로부터, 각각 레티클 스테이지 (RST) 의 Z 위치 및 θy위치 (θy 방향의 회전량, 즉 롤링량) 를 구한다. 또, 인코더 헤드 (72, 74 와 77, 79) 에서 각각 계측된 Z 축 방향의 위치의 계측치의 차로부터 에어 슬라이더부 (221 과 222) 의 θx 위치 (θx1, θx2) 를 구하고, θx1 과 θx2 의 평균으로부터 레티클 스테이지 (RST) 의 θx 위치 (θx 방향의 회전량, 즉 피칭량) 를 구한다. 여기서, 레티클 스테이지 (RST) 의 Z 위치는, 인코더 헤드 (73, 78) 에서 계측된 X, Y, Z, θx 위치는, 상기 서술한 바와 같은 방향의 2 개의 계측치를 평균하여 구하지 않고, 어느 것의 계측치를 그대로 이용해도 된다.
또한, 본 실시형태의 레티클 인코더 시스템 (70A) 은, 6 개의 2 차원 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 에 추가로, 2 차원 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 각각의 X 축 방향의 외측에 위치하는 다른 6 개의 2 차원 인코더 헤드 (720 ∼ 740, 770 ∼ 790) 도 구비하고 있으므로, 추가의 12 자유도의 계측 정보 (위치 정보) 가 얻어진다. 그래서, 주제어 장치 (50) 는, 예를 들어, 인코더 헤드 (73, 730, 78, 780) 에 의한 계측 정보 (Z 축 방향에 관한 위치 정보) 를 이용하여, 레티클 스테이지 (RST) 의 X 축 방향에 관한 굴곡 (휨) 을 구한다. 또한, 레티클 스테이지 (RST) 의 굴곡 (휨) 은, X 축 방향으로 서로 이간되는 3 개의 인코더 헤드에 의한 계측 정보 (계측된 위치 정보) 로부터 구할 수 있다. 또한, 이하에서는, 인코더 헤드에 의한 계측 정보를, 계측 결과라고도 부른다.
주제어 장치 (50) 는, 마찬가지로, 인코더 헤드 (72, 720, 77, 770) 의 계측 결과 및 인코더 헤드 (74, 740, 79, 790) 의 계측 결과의 각각으로부터도, 레티클 스테이지 (RST) 의 X 축 방향에 관한 굴곡 (휨) 을 구하여, 구해진 3 개의 굴곡 (휨) 의 정보로부터 Y 축 방향에 관한 레티클 스테이지 (RST) 의 비틀림을 구할 수도 있다.
또, 주제어 장치 (50) 는, 인코더 헤드 (720, 740 (770, 790)) 의 계측 결과의 차로부터 에어 슬라이더부 (221) (에어 슬라이더부 (222)) 의 경사 (θx (θx10 (θx20))) 를 구하여, 전술한 θx1 과 θx2 와 합하여 θx10, θx20 (혹은 θx1 과 θx2 와 θx10, θx20 의 일방) 으로부터 X 축 방향에 관한 레티클 스테이지 (RST) 의 비틀림을 구할 수도 있다.
주제어 장치 (50) 는, 상기 서술한 바와 같이 하여 구한 레티클 스테이지 (RST) 의 6 자유도 방향에 관한 위치 정보 및 레티클 스테이지 (RST) 의 굴곡 및 비틀림을 포함하는 형상 정보에 기초하여, 레티클 스테이지 구동계 (340) 를 통하여, 레티클 스테이지 (RST) 를 구동 (제어) 한다.
본 제 4 실시형태의 노광 장치는, 그 밖의 부분의 구성은, 전술한 제 3 실시형태의 노광 장치와 동일하게 되어 있다.
여기서, 본 제 4 실시형태의 노광 장치에서, 주제어 장치 (50) 에 의해, 레티클 인코더 시스템 (70A) 에 의해 계측되는 레티클 스테이지 (RST) 의 형상 (계측 결과) 에 기초하여 행해지는 레티클 (R) 의 적극 변형 (다른 말로 하면, 휨 보정) 에 대해 간단하게 설명한다.
즉, 주제어 장치 (50) 는, 레티클 스테이지 구동계 (340) 를 통하여 레티클 스테이지 (RST) 를 변형시킴으로써, 레티클 스테이지 (RST) 에 유지된 레티클 (R) 의 패턴면의 형상을 변경 (조정) 한다. 주제어 장치 (50) 는, 예를 들어 도 18 의 (B) 에 나타내는 바와 같이, 레티클 스테이지 (RST) 를 -Z 방향으로 미소 구동하는, 상세하게 서술하면, 카운터 매스 (18) 에 고정된 고정자부 (36 ∼ 39) 에 대해 레티클 스테이지 (RST) 의 단부에 고정된 가동자부 (24 ∼ 29) 를, 도 18 의 (B) 중의 흰색 화살표로 나타내는 바와 같이, -Z 방향으로 미소 구동한다. 이로써, 레티클 스테이지 (RST) 를 비접촉 지지하는 레티클 스테이지 정반 (RBS) 의 볼록 형상 부분 (RBSc, RBSb) 을 각각 지지점으로 하여, 레티클 스테이지 본체 (22) 의 -X 측 단부, +X 측 단부로 반시계 방향, 시계 방향의 굽힘 모멘트가 작용하여, 이로써 레티클 스테이지 본체 (22) 상에 유지된 레티클 (R) 의 중앙이, 도 18 의 (B) 중의 검은색 화살표로 나타내는 바와 같이 +Z 방향으로 들어 올려져 그 패턴면이 +Z 측이 볼록 형상이 되도록 구부러진다 (휜다).
또, 반대로, 고정자부 (36 ∼ 39) 에 대해 레티클 스테이지 (RST) 의 단부에 고정된 가동자부 (24 ∼ 29) 를, +Z 방향으로 미소 구동함으로써, 레티클 스테이지 본체 (22) 및 그 위에 재치된 레티클 (R) 의 패턴면이 -Z 측이 볼록 형상이 되도록 구부러진다 (휜다). 주제어 장치 (50) 는, 포커스 맵과 레티클 인코더 시스템 (70A) 에 의한 레티클 스테이지 (RST) 의 형상 (휨) 의 계측 결과에 기초하여, 레티클 스테이지 (RST) 를 Z 축 방향으로 구동 제어함으로써, 레티클 (R) 의 패턴면의 형상 (휨) 을 제어한다. 이로써, 패턴면에 형성된 패턴을 투영 광학계 (PL) 를 통하여 웨이퍼 (W) 상에 정확하게 전사하는 것이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 제 4 실시형태의 노광 장치에 의하면, 전술한 제 3 실시형태와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 이것에 추가로, 본 제 4 실시형태의 노광 장치에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.
즉, 본 제 4 실시형태의 노광 장치에 의하면, 주제어 장치 (50) 는, 레티클 인코더 시스템 (70A) 에 의해 계측되는 레티클 스테이지 (RST) 의 형상 (계측 결과) 에 기초하여, 레티클 스테이지 구동계 (340) 를 이용하여 레티클 스테이지 (RST) 를 변형시킴으로써, 레티클 스테이지 (RST) 에 유지되는 레티클 (R) 의 패턴면을 변형시킨다. 이 때문에, 주제어 장치 (50) 는, 계측된 레티클 스테이지 (RST) 의 형상에 따른 원하는 형상으로 레티클 (R) 의 패턴면을 변형시킬 수 있고, 예를 들어 레티클 (R) 의 패턴면을 XY 평면에 평행한 이상적인 평면으로 변형시킬 수도 있다. 이로써, 레티클 (R) 에 형성된 패턴을, 패턴면의 변형에서 기인되는 패턴 이미지의 왜곡 및 디포커스 등에 의한 노광 불량의 발생을 억제하면서, 투영 광학계 (PL) 를 통하여 웨이퍼 (W) 상에 양호한 정밀도로 (정확하게) 전사하는 것이 가능해진다.
또한, 본 제 4 실시형태의 노광 장치에 의하면, 레티클 인코더 시스템 (70A) 에 의해 레티클 스테이지 (RST) 의 휨뿐만 아니라 비틀림도 계측할 수 있다. 그래서, 비틀림도 고려하여, 레티클 스테이지 (RST) 를 변형하는 것으로 해도 된다. 또, 레티클 인코더 시스템 (70A) 이 구비하는 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 는, 각각 인코더 헤드 (720 ∼ 740, 770 ∼ 790) 와 쌍을 이룬다. 그래서, 쌍을 이루는 각 2 개의 인코더 헤드의 계측 결과의 평균을 이용하여, 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 정보를 산출할 수도 있다.
또한, 본 제 4 실시형태의 노광 장치가, 투영 광학계 (PL) 에 의한 패턴의 투영 이미지의 형성 상태를 보정하는 보정 장치를 구비하고 있는 경우에는, 주제어 장치 (50) 는, 그 보정 장치의 보정 능력을 고려하여, 레티클 스테이지 (RST) 를 변형시키는 것으로 해도 된다. 즉, 주제어 장치 (50) 는, 변형 후의 패턴면의 패턴의 투영 이미지의 디스토션 등을 보정 장치로 보정이 가능해지도록 레티클 스테이지 (RST) 를 통하여 레티클 (R) 을 변형시키는 것으로 해도 된다.
또, 본 제 4 실시형태의 노광 장치에 의하면, 레티클 인코더 시스템 (70A) 은 합계로 12 개의 2 차원 인코더 헤드를 구비하고 있기 때문에, 레티클 스테이지 (RST) 의 형상으로서 휨뿐만 아니라 비틀림도 계측할 수 있다. 여기서, 레티클 스테이지 (RST) 의 형상으로서 휨만을 고려하는 경우에는, 예를 들어 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 계측용으로 사용하는 인코더 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 와, 2 개의 인코더 헤드 (730, 780) 를 구비하고 있으면 된다.
또한, 상기 제 4 실시형태는, 설명을 간단하게 하기 위해, 제 3 실시형태의 변형예로서 설명했는데, 제 3 실시형태의 특징적인 구성 (AF 센서 등) 과의 병용은 반드시 전제가 아니고, 제 4 실시형태의 추가 인코더를, 제 1 또는 제 2 실시형태와 조합해도 된다.
또, 제 4 실시형태에서는, 레티클 인코더 시스템 (70A) 에 의해 계측되는 레티클 스테이지 (RST) 의 형상 (계측 결과) 에 기초하여 행해지는 레티클 (R) 의 적극 변형이, 레티클의 휨 보정에 사용되는 경우에 대해 설명했는데, 이 레티클 (R) 의 적극 변형을, 노광 동작시의 웨이퍼의 오토포커스 제어를 위해서 병용해도 된다.
또한, 상기 제 1 ∼ 제 4 각 실시형태에 관련된 레티클 인코더 시스템 (70 또는 70A) 은, 6 개의 2 차원 인코더 헤드를 구비하고 있기 때문에 전체 12 개의 계측 결과가 얻어진다. 그래서, 전술한 레티클 스테이지 (RST) 의 6 자유도 (X, Y, Z, θx, θy, θz) 방향의 위치에 한하지 않고, 예를 들어, 중심을 통과하는 X 축에 평행한 축 둘레의 레티클 스테이지 (RST) 의 비틀림, 에어 슬라이더부 (221), 에어 슬라이더부 (222) 의 Y 축 방향에 대한 휨 등을 계측할 수도 있다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 제 1 구동계 (340a) 를 구성하는 가동자부의 일부에 제 2 구동계 (340b) 를 구성하는 영구 자석이 형성된 경우에 대해 예시했는데, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또, 이동체 장치에서는, 상기 실시형태의 제 2 구동계 (340b) 에 대응하는 구성 부분은 반드시 형성되어 있지 않아도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 레티클 스테이지 (RST) (이동체) 에 그레이팅 (RG1, RG2) 이 각각 형성된 면 (계측면) 이 배치되고, 레티클 스테이지 (RST) 의 외부에 복수의 헤드 (72 ∼ 74, 77 ∼ 79) 가 배치된 경우에 대해 설명했는데, 이것에 한정되는 것은 아니다. 상기 각 실시형태에서는, 이동체의 외부에 배치된, 2 차원 평면 (이동체의 이동면) 에 평행한 계측면에, 이동면에 직교하는 축에 평행한 계측 빔을 조사하여, 계측면으로부터의 광을 수광하는 복수의 헤드가 이동체에 배치되어 있어도 된다. 또, 인코더 헤드는, 2 차원 헤드 (2DOF 센서) 에 한하지 않고, 1 차원 헤드 (1DOF 센서) 또는 X 축, Y 축 및 Z 축 방향의 3 방향을 계측 방향으로 하는 3 차원 헤드 (3DOF 센서) 여도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 레티클 스테이지 (RST) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 레티클 인코더 시스템에 의해 구하는 (계측하는) 경우에 대해 예시했는데, 이것에 한하지 않고, 인코더 시스템 대신에, 혹은 인코더 시스템과 함께, 간섭계 시스템을 이용하여 계측해도 된다.
또, 상기 제 1 ∼ 제 4 실시형태 중, 임의의 2 개 이상의 실시형태를 조합해도 된다. 이 경우, 각 실시형태의 모든 구성은 아니고 그 일부만을 다른 실시형태와 조합해도 된다.
또한, 상기 각 실시형태에서는, 노광 장치가, 액체 (물) 를 통하지 않고 웨이퍼 (W) 의 노광을 실시하는 드라이 타입의 노광 장치인 경우에 대해 설명했는데, 이것에 한하지 않고, 예를 들어 국제 공개 제99/49504호, 유럽 특허 출원 공개 제1,420,298호 명세서, 국제 공개 제2004/055803호, 미국 특허 제6,952,253호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학계와 웨이퍼 사이에 조명광의 광로를 포함하는 액침 공간을 형성하고, 투영 광학계 및 액침 공간의 액체를 통하여 조명광으로 웨이퍼를 노광하는 노광 장치에도 상기 각 실시형태를 적용할 수 있다. 또, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2008/0088843호 명세서 등에 개시되는, 액침 노광 장치 등에도, 상기 실시형태를 적용할 수 있다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 노광 장치가, 스텝·앤드·스캔 방식 등의 주사형 노광 장치인 경우에 대해 설명했는데, 이것에 한하지 않고, 샷 영역과 샷 영역을 합성하는 스텝·앤드·스티치 방식의 축소 투영 노광 장치, 프록시미티 방식의 노광 장치, 또는 미러 프로젝션·얼라이너 등에도 상기 각 실시형태는 적용할 수 있다. 또한, 예를 들어 미국 특허 제6,590,634호 명세서, 미국 특허 제5,969,441호 명세서, 미국 특허 제6,208,407호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 복수의 웨이퍼 스테이지를 구비한 멀티 스테이지형의 노광 장치에도 상기 각 실시형태를 적용할 수 있다. 또, 예를 들어 국제 공개 제2005/074014호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지와는 별도로, 계측 부재 (예를 들어, 기준 마크, 및/또는 센서 등) 를 포함하는 계측 스테이지를 구비하는 노광 장치에도 상기 각 실시형태는 적용이 가능하다.
또, 상기 각 실시형태의 노광 장치에 있어서의 투영 광학계의 배율은 축소계 뿐만 아니라 등배 및 확대계의 어느 것이어도 되고, 투영 광학계는 굴절계뿐만 아니라, 반사계 및 반사 굴절계의 어느 것이어도 되며, 그 투영 이미지는 도립상 및 정립상의 어느 것이어도 된다.
또, 조명광 (IL) 으로서는, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚) 에 한하지 않고, F2 레이저광 (파장 157 ㎚) 등의 다른 진공 자외광은 물론, KrF 엑시머 레이저광 (파장 248 ㎚) 등의 원자외광, 혹은 초고압 수은 램프로부터의 자외역의 휘선 (파장 436 ㎚ 의 g 선, 파장 365 ㎚ 의 i 선 등) 을 사용하는 것도 가능하다. 또, 진공 자외광으로서는, 예를 들어 미국 특허 제7,023,610호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, DFB 반도체 레이저 또는 화이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도핑된 화이버 앰프로 증폭하여, 비선형 광학 결정을 이용하여 자외역에 파장 변환된 고조파를 이용해도 된다.
또, 상기 각 실시형태에서는, 노광 장치의 조명광 (IL) 으로서는 파장 100 ㎚ 이상의 광에 한하지 않고, 파장 100 ㎚ 미만의 광을 이용해도 되는 것은 말할 필요도 없다. 예를 들어, 최근, 70 ㎚ 이하의 패턴을 노광하기 위해서, SOR 또는 플라즈마 레이저를 광원으로서, 연 (軟) X 선 영역 (예를 들어 5 ∼ 15 ㎚ 의 파장역) 의 EUV (Extreme Ultraviolet) 광을 발생시킴과 함께, 그 노광 파장 (예를 들어 13.5 ㎚) 아래에서 설계된 올 반사 축소 광학계, 및 반사형 마스크를 사용한 EUV 노광 장치의 개발이 실시되고 있다. 이 장치에 있어서는, 원호 조명을 이용하여 마스크와 웨이퍼를 동기 주사하여 스캔 노광하는 구성을 생각할 수 있으므로, 이러한 장치에도 상기 각 실시형태를 바람직하게 적용할 수 있다. 이 외에, 전자선 또는 이온 빔 등의 하전 입자선을 사용하는 노광 장치에도, 상기 각 실시형태는 적용할 수 있다.
또, 국제 공개 제2001/035168호에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 웨이퍼 상에 형성함으로써, 웨이퍼 상에 라인·앤드·스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 상기 각 실시형태를 적용할 수 있다.
또한, 예를 들어 미국 특허 제6,611,316호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 레티클 패턴을 투영 광학계를 통해 웨이퍼 상에서 합성하고, 1 회의 스캔 노광에 의해 웨이퍼 위의 하나의 샷 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 상기 각 실시형태를 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서 패턴을 형성해야 할 물체 (에너지 빔이 조사되는 노광 대상의 물체) 는 웨이퍼에 한한 것이 아니고, 유리 플레이트, 세라믹 기판, 혹은 마스크 블랭크스 등, 다른 물체여도 된다.
또, 상기 실시형태의 노광 장치는, 본원 청구의 범위에서 거론된 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 소정 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록, 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 이 조립의 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, 지금까지의 설명에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제 공개 공보, 미국 특허 출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재된 일부로 한다.
반도체 소자 등의 전자 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 단계, 이 설계 단계에 기초한 레티클을 제작하는 단계, 실리콘 재료로부터 웨이퍼를 제작하는 단계, 전술한 각 실시형태의 노광 장치 (패턴 형성 장치) 및 그 노광 방법에 의해 마스크 (레티클) 의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 리소그래피 단계, 노광된 웨이퍼를 현상하는 현상 단계, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 단계, 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 단계, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함), 검사 단계 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 단계에서, 상기 각 실시형태의 노광 장치를 사용하여 전술한 노광 방법이 실행되어, 웨이퍼 상에 디바이스 패턴이 형성되므로, 고집적도의 디바이스를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명의 이동체 장치는, 이동체 및 이것에 유지된 물체를 고가속으로 구동하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법은, 피노광 물체 상에 패턴을 전사하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로 디바이스의 제조에 적합하다.

Claims (33)

  1. 조명광으로 마스크를 조명하는 조명 광학계와, 상기 마스크의 패턴 이미지를 기판 상에 투영하는 투영 광학계를 갖고, 상기 조명광에 대하여 상기 마스크와 상기 기판을 각각 상대 이동하여 상기 기판을 주사 노광하는 노광 장치로서,
    상기 투영 광학계를 지지하는 메트롤로지 프레임과, 상기 투영 광학계의 상방에 배치되고, 상기 조명광이 통과하는 개구를 갖는 정반을 갖는 보디 기구와,
    상기 조명광이 통과하는 개구 내에서 상기 마스크를 유지하는 척 부재를 갖고, 상기 정반 상에 배치됨과 함께, 상기 주사 노광에 있어서 상기 마스크가 이동되는, 상기 투영 광학계의 광축과 직교하는 소정 면내의 제 1 방향에 관해서 이동 가능한 슬라이더와,
    상기 슬라이더를 구동하는 모터를 갖고, 상기 정반 상에서 상기 슬라이더를 이동하는 구동계와,
    상기 소정 면내에서 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 관해서 서로 떨어져 배치되는 복수의 헤드를 갖고, 상기 슬라이더의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템과,
    상기 인코더 시스템에 의해 계측되는 위치 정보에 기초하여 상기 구동계를 제어하는 컨트롤러와,
    상기 조명 광학계와 상기 슬라이더 사이에서 상기 조명광의 광로를 포함하는 제 1 공간을 형성하기 위한 격벽 부재를 구비하고,
    상기 격벽 부재는, 상기 광로를 둘러싸는 통형상부와, 상기 통형상부의 하단측에 배치되고, 상기 통형상부에 대하여 상기 제 1 방향의 일측과 타측으로 각각 연장 형성되는 1 쌍의 판형상부를 갖고,
    상기 1 쌍의 판형상부는 각각, 상기 주사 노광에 있어서 그 하방에서 이동되는 상기 슬라이더의 상면과 대향 가능한 하면을 갖고, 상기 하면이 상기 소정 면과 실질적으로 평행이 되도록 배치되고,
    상기 주사 노광에 있어서, 상기 격벽 부재, 상기 슬라이더, 및 상기 마스크에 의해 상기 제 1 공간이 기밀하게 형성되도록, 상기 슬라이더는 그 상면이 상기 1 쌍의 판형상부의 하면과 근접하면서 이동되는, 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬라이더는, 상기 제 1 방향의 일단측과 타단측에 각각 상면을 갖는 커버 부재를 갖고,
    상기 주사 노광에 있어서, 상기 슬라이더는, 상기 커버 부재의 상면이 상기 1 쌍의 판형상부의 하면과 근접하면서 이동되는, 노광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 통형상부는 상단측이 상기 조명 광학계에 접속되고,
    상기 제 1 공간 내는 습도가 10 ％ 이하의 가스가 공급되는 퍼지 공간인, 노광 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 공간은 습도가 1 ％ 이하의 클린 드라이 에어가 공급되는 퍼지 공간인, 노광 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 투영 광학계와 상기 슬라이더 사이에서 상기 조명광의 광로를 포함하는 제 2 공간을 형성하기 위한 제 2 격벽 부재를 추가로 구비하고,
    상기 제 2 공간은, 상기 제 2 격벽 부재, 상기 정반, 상기 슬라이더, 및 상기 마스크에 의해 기밀하게 형성되는, 노광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 격벽 부재는 상단측이 상기 정반에 접속되고, 하단측이 상기 투영 광학계에 접속되고,
    상기 제 2 공간은 습도가 1 ％ 이하의 클린 드라이 에어가 공급되는 퍼지 공간인, 노광 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 조명광의 광로에 대하여 상기 제 1 방향의 일측에 설정되고, 상기 구동계에 의해 상기 슬라이더가 배치되는 교환 위치에 마스크를 반송하는 반송계와,
    상기 교환 위치를 포함하는, 상기 반송계에 의한 상기 마스크의 반송로 중 적어도 일부를 제 3 공간으로서 기밀하게 형성하기 위한 제 3 격벽 부재를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명광의 광로에 대하여 상기 제 1 방향의 일측에 설정되고, 상기 구동계에 의해 상기 슬라이더가 배치되는 교환 위치에 마스크를 반송하는 반송계와,
    상기 조명광에 의한 상기 마스크의 조명 영역으로 이동될 때까지의 상기 마스크의 반송로 상에 배치되고, 상기 마스크의 정전기를 제거하는 제전 장치를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 교환 위치에 배치되는 상기 슬라이더의 위치 정보는 상기 인코더 시스템에 의해 계측되는, 노광 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인코더 시스템은, 상기 복수의 헤드가 상기 투영 광학계의 상단측에 형성됨과 함께, 상기 슬라이더의 하면측에 배치되고, 반사형 격자가 형성되는 계측면에 대하여 그 하방으로부터, 상기 정반의 개구를 통하여 상기 복수의 헤드로부터 각각 계측 빔을 조사하는, 노광 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 계측면은, 상기 제 2 방향에 관해서 상기 슬라이더의 개구의 양측에 배치되고, 각각 상기 제 1 방향으로 연장 형성됨과 함께, 상기 슬라이더에 유지되는 마스크의 하면보다 낮게 배치되도록 상기 슬라이더에 형성되는, 노광 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 계측면은 2 차원 격자가 형성되고,
    상기 인코더 시스템은, 상기 제 1, 제 2 방향을 포함하는 6 자유도 방향에 관한 상기 슬라이더의 위치 정보를 계측하는, 노광 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 헤드는 각각, 상기 계측면과 평행한 1 방향과, 상기 계측면과 수직인 1 방향의 2 방향에 대하여 상기 슬라이더의 위치 정보를 계측 가능한 2 차원 헤드인, 노광 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 투영 광학계의 상단측에 배치되고, 상기 복수의 헤드가 형성되는 고정 부재를 추가로 구비하고,
    상기 복수의 헤드는 각각, 상기 정반의 개구 내에 배치되도록 상기 고정 부재에 형성되는, 노광 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정반 상에 배치되고, 상기 슬라이더를 둘러싸는 프레임 형상의 카운터 매스를 추가로 구비하고,
    상기 모터는, 상기 제 2 방향에 관해서 상기 슬라이더의 개구를 사이에 두고 배치되는 1 쌍의 가동자와, 상기 카운터 매스에 배치되는 1 쌍의 고정자를 갖고, 상기 제 1 방향을 포함하는 복수의 방향에 관해서 상기 슬라이더를 이동 가능한, 노광 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 슬라이더 및 상기 카운터 매스는 각각 상기 정반 상에서 부상 지지되는, 노광 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동계는, 상기 제 2 방향에 관해서 상기 슬라이더를 이동 가능한, 상기 모터와 상이한 모터를 갖는, 노광 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 모터에 의해 상기 슬라이더에 유지되는 마스크를 변형 가능한, 노광 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 척 부재는, 상기 슬라이더의 개구 내에서 상기 제 2 방향으로 떨어져 배치되고, 각각 상기 마스크의 하면을 유지하는 1 쌍의 배큠 척을 갖고,
    상기 슬라이더는, 상기 마스크를 복수 점에서 가압하는 고정 장치를 갖고,
    상기 마스크는, 상기 1 쌍의 배큠 척과 상기 고정 장치에 의해 상기 슬라이더에 유지되는, 노광 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크에 대하여 하방으로부터 복수의 계측 빔을 조사하고, 상기 제 1, 제 2 방향과 직교하는 제 3 방향에 관한 상기 마스크의 위치 정보를 검출하는 검출계를 추가로 구비하고,
    상기 검출계에 의한 상기 마스크의 검출 동작에 있어서, 상기 인코더 시스템에 의해 상기 슬라이더의 위치 정보가 계측되는, 노광 장치.
  21. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정반은, 복수의 방진 유닛을 통하여 형성되고,
    상기 복수의 방진 유닛에 의해 지지되는 상기 정반을 구동하는 복수의 액추에이터를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  22. 조명광으로 마스크를 조명하는 조명 광학계와, 상기 마스크의 패턴 이미지를 기판 상에 투영하는 투영 광학계를 갖고, 상기 조명광에 대하여 상기 마스크와 상기 기판을 각각 상대 이동하여 상기 기판을 주사 노광하는 노광 장치로서,
    상기 투영 광학계를 지지하는 메트롤로지 프레임과, 상기 투영 광학계의 상방에 배치되고, 상기 조명광이 통과하는 개구를 갖는 정반을 갖는 보디 기구와,
    상기 조명광이 통과하는 개구 내에서 상기 마스크를 유지하는 척 부재를 갖고, 상기 정반 상에 배치됨과 함께, 상기 주사 노광에 있어서 상기 마스크가 이동되는, 상기 투영 광학계의 광축과 직교하는 소정 면내의 제 1 방향에 관해서 이동 가능한 슬라이더와,
    상기 슬라이더를 구동하는 모터를 갖고, 상기 정반 상에서 상기 슬라이더를 이동하는 구동계와,
    상기 소정 면내에서 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향에 관해서 서로 떨어져 배치되는 복수의 헤드를 갖고, 상기 슬라이더의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템과,
    상기 인코더 시스템에 의해 계측되는 위치 정보에 기초하여 상기 구동계를 제어하는 컨트롤러를 구비하고,
    상기 인코더 시스템은, 상기 복수의 헤드가 상기 투영 광학계의 상단측에 형성됨과 함께, 상기 슬라이더의 하면측에 배치되고, 반사형 2 차원 격자가 형성되는 계측면에 대하여 그 하방으로부터, 상기 정반의 개구를 통하여 상기 복수의 헤드로부터 각각 계측 빔을 조사하는 것과 함께, 상기 제 1, 제 2 방향을 포함하는 6 자유도 방향에 관한 상기 슬라이더의 위치 정보를 계측하는, 노광 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 계측면은, 상기 제 2 방향에 관해서 상기 슬라이더의 개구의 양측에 배치되고, 각각 상기 제 1 방향으로 연장 형성됨과 함께, 상기 슬라이더에 유지되는 마스크의 하면보다 낮게 배치되도록 상기 슬라이더에 형성되는, 노광 장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 헤드는 각각, 상기 계측면과 평행한 1 방향과, 상기 계측면과 수직인 1 방향의 2 방향에 대하여 상기 슬라이더의 위치 정보를 계측 가능한 2 차원 헤드인, 노광 장치.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 투영 광학계의 상단측에 배치되고, 상기 복수의 헤드가 형성되는 고정 부재를 추가로 구비하고,
    상기 복수의 헤드는 각각, 상기 정반의 개구 내에 배치되도록 상기 고정 부재에 형성되는, 노광 장치.
  26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정반 상에 배치되고, 상기 슬라이더를 둘러싸는 프레임 형상의 카운터 매스를 추가로 구비하고,
    상기 모터는, 상기 제 2 방향에 관해서 상기 슬라이더의 개구를 사이에 두고 배치되는 1 쌍의 가동자와, 상기 카운터 매스에 배치되는 1 쌍의 고정자를 갖고, 상기 제 1 방향을 포함하는 복수의 방향에 관해서 상기 슬라이더를 이동 가능한, 노광 장치.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 슬라이더 및 상기 카운터 매스는 각각 상기 정반 상에서 부상 지지되는, 노광 장치.
  28. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 모터에 의해 상기 슬라이더에 유지되는 마스크를 변형 가능한, 노광 장치.
  29. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 척 부재는, 상기 슬라이더의 개구 내에서 상기 제 2 방향으로 떨어져 배치되고, 각각 상기 마스크의 하면을 유지하는 1 쌍의 배큠 척을 갖고,
    상기 슬라이더는, 상기 마스크를 복수 점에서 가압하는 고정 장치를 갖고,
    상기 마스크는, 상기 1 쌍의 배큠 척과 상기 고정 장치에 의해 상기 슬라이더에 유지되는, 노광 장치.
  30. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마스크에 대하여 하방으로부터 복수의 계측 빔을 조사하고, 상기 제 1, 제 2 방향과 직교하는 제 3 방향에 관한 상기 마스크의 위치 정보를 검출하는 검출계를 추가로 구비하고,
    상기 검출계에 의한 상기 마스크의 검출 동작에 있어서, 상기 인코더 시스템에 의해 상기 슬라이더의 위치 정보가 계측되는, 노광 장치.
  31. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정반은, 복수의 방진 유닛을 통하여 형성되고,
    상기 복수의 방진 유닛에 의해 지지되는 상기 정반을 구동하는 복수의 액추에이터를 추가로 구비하는, 노광 장치.
  32. 제 1 항 내지 제 7 항, 및 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 것과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  33. 삭제
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG149819A1 (en) * 2004-09-30 2009-02-27 Nikon Corp Projection optical device and exposure apparatus
JP5667568B2 (ja) * 2009-08-07 2015-02-12 株式会社ニコン 移動体装置、露光装置、及びデバイス製造方法
US8093565B2 (en) * 2010-01-28 2012-01-10 The United States of America as represented by the Adminstrator of the National Aeromautics and Space Administration Wind and temperature spectrometer with crossed small-deflection energy analyzer
NL2006804A (en) * 2010-06-24 2011-12-28 Asml Netherlands Bv Measurement system, method and lithographic apparatus.
JP2012089768A (ja) * 2010-10-22 2012-05-10 Nikon Corp 露光装置及びデバイス製造方法
WO2012115002A1 (ja) * 2011-02-22 2012-08-30 株式会社ニコン 保持装置、露光装置、及びデバイスの製造方法
US9268216B2 (en) * 2011-09-09 2016-02-23 Mapper Lithography Ip B.V. Projection system with flexible coupling
US9513568B2 (en) * 2012-07-06 2016-12-06 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus
JP5840584B2 (ja) * 2012-09-06 2016-01-06 株式会社東芝 露光装置、露光方法および半導体装置の製造方法
JP6132917B2 (ja) * 2012-09-18 2017-05-24 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． ステージシステム、ステージシステムを備えるリソグラフィ装置
WO2014048654A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Asml Holding N.V. Quantitative reticle distortion measurement system
US9678433B2 (en) * 2012-10-02 2017-06-13 Nikon Corporation Exposure apparatus and exposure method, and device manufacturing method
KR102502727B1 (ko) * 2015-11-09 2023-02-23 삼성전자주식회사 레티클 및 그를 포함하는 노광 장치
US10018920B2 (en) * 2016-03-04 2018-07-10 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Lithography patterning with a gas phase resist
JP6867015B2 (ja) * 2017-03-27 2021-04-28 株式会社日立ハイテクサイエンス 自動加工装置
JP7022621B2 (ja) * 2018-03-08 2022-02-18 キヤノン株式会社 制振装置、リソグラフィ装置、および物品の製造方法
US10794863B1 (en) * 2018-04-16 2020-10-06 Nrd Llc Ionizer monitoring system and ion sensor
CN109521649A (zh) * 2018-10-22 2019-03-26 中国科学技术大学 一种用于二维材料定点转移和对准光刻的一体化系统
CN111380464B (zh) * 2018-12-28 2021-05-07 上海微电子装备（集团）股份有限公司 一种光栅尺的安装装置、安装方法、光栅测量系统及光刻机
CN110764370B (zh) * 2019-10-08 2021-11-02 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 曝光机

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002093626A1 (fr) 2001-05-16 2002-11-21 Nikon Corporation Procede et dispositif d'alignement, procede et systeme d'acheminement de substrat
US20080088843A1 (en) 2006-02-21 2008-04-17 Nikon Corporation Pattern forming apparatus, mark detecting apparatus, exposure apparatus, pattern forming method, exposure method, and device manufacturing method
JP2008166614A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Nikon Corp 移動体装置、露光装置、計測方法及び露光方法、並びにデバイス製造方法

Family Cites Families (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4780617A (en) 1984-08-09 1988-10-25 Nippon Kogaku K.K. Method for successive alignment of chip patterns on a substrate
KR100300618B1 (ko) 1992-12-25 2001-11-22 오노 시게오 노광방법,노광장치,및그장치를사용하는디바이스제조방법
JP3412704B2 (ja) 1993-02-26 2003-06-03 株式会社ニコン 投影露光方法及び装置、並びに露光装置
US5534970A (en) 1993-06-11 1996-07-09 Nikon Corporation Scanning exposure apparatus
US5721605A (en) 1994-03-29 1998-02-24 Nikon Corporation Alignment device and method with focus detection system
JPH0992613A (ja) * 1995-09-21 1997-04-04 Nikon Corp 温調装置及び走査型露光装置
JPH09102450A (ja) * 1995-10-04 1997-04-15 Hitachi Ltd 露光装置
JP3815750B2 (ja) * 1995-10-09 2006-08-30 キヤノン株式会社 ステージ装置、ならびに前記ステージ装置を用いた露光装置およびデバイス製造方法
US20030179354A1 (en) 1996-03-22 2003-09-25 Nikon Corporation Mask-holding apparatus for a light exposure apparatus and related scanning-exposure method
JPH1055953A (ja) * 1996-08-08 1998-02-24 Canon Inc 走査ステージ装置およびこれを用いた露光装置
EP0951054B1 (en) 1996-11-28 2008-08-13 Nikon Corporation Aligner and method for exposure
JPH10163103A (ja) * 1996-12-02 1998-06-19 Nikon Corp 露光方法及び露光装置
WO1998028665A1 (en) 1996-12-24 1998-07-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. Two-dimensionally balanced positioning device with two object holders, and lithographic device provided with such a positioning device
US6208407B1 (en) 1997-12-22 2001-03-27 Asm Lithography B.V. Method and apparatus for repetitively projecting a mask pattern on a substrate, using a time-saving height measurement
WO1999046835A1 (fr) 1998-03-11 1999-09-16 Nikon Corporation Dispositif a laser ultraviolet et appareil d'exposition comportant un tel dispositif a laser ultraviolet
WO1999049504A1 (fr) 1998-03-26 1999-09-30 Nikon Corporation Procede et systeme d'exposition par projection
JPH11307425A (ja) * 1998-04-22 1999-11-05 Nikon Corp マスクの受け渡し方法、及び該方法を使用する露光装置
WO2001035168A1 (en) 1999-11-10 2001-05-17 Massachusetts Institute Of Technology Interference lithography utilizing phase-locked scanning beams
TW504605B (en) 1999-12-03 2002-10-01 Asm Lithography Bv Lithographic projection apparatus, method of manufacturing a device using the same, the device and mask
JP2001308003A (ja) * 2000-02-15 2001-11-02 Nikon Corp 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
JP2001284217A (ja) * 2000-03-30 2001-10-12 Canon Inc 露光装置
US20020041377A1 (en) 2000-04-25 2002-04-11 Nikon Corporation Aerial image measurement method and unit, optical properties measurement method and unit, adjustment method of projection optical system, exposure method and apparatus, making method of exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2001358056A (ja) * 2000-06-15 2001-12-26 Canon Inc 露光装置
JP2002151400A (ja) * 2000-11-15 2002-05-24 Canon Inc 露光装置、その保守方法並びに同装置を用いた半導体デバイス製造方法及び半導体製造工場
JPWO2002041375A1 (ja) * 2000-11-15 2004-03-25 株式会社ニコン 搬送方法及びその装置、露光方法及びその装置、並びにデバイスの製造方法
JP4714403B2 (ja) 2001-02-27 2011-06-29 エーエスエムエル ユーエス，インコーポレイテッド デュアルレチクルイメージを露光する方法および装置
JP2002373854A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Canon Inc 露光装置
JP2003068620A (ja) 2001-08-28 2003-03-07 Sendai Nikon:Kk 露光装置
TWI222668B (en) * 2001-12-21 2004-10-21 Nikon Corp Gas purging method and exposure system, and device production method
EP1396757A3 (en) * 2002-09-06 2008-12-17 ASML Holding N.V. Reticle focus measurement system and method using multiple interferometric beams
US6934005B2 (en) 2002-09-06 2005-08-23 Asml Holding N.V. Reticle focus measurement method using multiple interferometric beams
KR20040024516A (ko) * 2002-09-13 2004-03-20 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치 및 디바이스 제조방법
JP3984898B2 (ja) * 2002-09-18 2007-10-03 キヤノン株式会社 露光装置
EP1420298B1 (en) 2002-11-12 2013-02-20 ASML Netherlands B.V. Lithographic apparatus
JP3977324B2 (ja) 2002-11-12 2007-09-19 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置
WO2004055803A1 (en) 2002-12-13 2004-07-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Liquid removal in a method and device for irradiating spots on a layer
JP2004221436A (ja) * 2003-01-16 2004-08-05 Canon Inc 露光装置
TWI338323B (en) * 2003-02-17 2011-03-01 Nikon Corp Stage device, exposure device and manufacguring method of devices
JP2004311746A (ja) * 2003-04-08 2004-11-04 Nikon Corp 露光装置及び露光方法
TWI338912B (en) * 2003-05-12 2011-03-11 Nikon Corp Stage device and exposing device
JP2004349285A (ja) * 2003-05-20 2004-12-09 Nikon Corp ステージ装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法
JP2004354656A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Nikon Corp 光洗浄装置及び光洗浄方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
US7025498B2 (en) * 2003-05-30 2006-04-11 Asml Holding N.V. System and method of measuring thermal expansion
KR101087516B1 (ko) 2003-06-04 2011-11-28 가부시키가이샤 니콘 스테이지 장치, 고정 방법, 노광 장치, 노광 방법, 및디바이스의 제조 방법
JP4590846B2 (ja) 2003-09-01 2010-12-01 株式会社ニコン 磁気浮上式ステージ装置及び露光装置
WO2005036618A1 (ja) * 2003-10-08 2005-04-21 Nikon Corporation ステージ装置及び露光装置
US7589822B2 (en) 2004-02-02 2009-09-15 Nikon Corporation Stage drive method and stage unit, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2005340513A (ja) * 2004-05-27 2005-12-08 Nikon Corp フィルタ装置及び露光装置
JP2006005114A (ja) 2004-06-17 2006-01-05 Sendai Nikon:Kk 搬送方法及び搬送装置、並びに露光装置
US20080236997A1 (en) * 2004-08-24 2008-10-02 Nikon Corporation Stage Apparatus and Exposing Apparatus
US9804508B2 (en) * 2004-10-01 2017-10-31 Nikon Corporation Linear motor, stage apparatus, and exposure apparatus
JP2006114650A (ja) * 2004-10-14 2006-04-27 Canon Inc 露光装置、走査露光装置、デバイス製造方法、原版のクリーニング方法、および原版
JP2006178318A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Nsk Ltd 露光装置
JP4667140B2 (ja) * 2005-06-30 2011-04-06 キヤノン株式会社 露光装置およびデバイス製造方法
JP2007093546A (ja) 2005-09-30 2007-04-12 Nikon Corp エンコーダシステム、ステージ装置及び露光装置
EP2857902B1 (en) 2006-01-19 2016-04-20 Nikon Corporation Immersion exposure apparatus, immersion exposure method, and device fabricating method
JP5558005B2 (ja) 2006-01-23 2014-07-23 ザイゴ コーポレーション 物体をモニタする干渉計システム
US20070291261A1 (en) 2006-04-14 2007-12-20 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP2008078377A (ja) * 2006-09-21 2008-04-03 Canon Inc ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法
US7561280B2 (en) 2007-03-15 2009-07-14 Agilent Technologies, Inc. Displacement measurement sensor head and system having measurement sub-beams comprising zeroth order and first order diffraction components
US8749753B2 (en) * 2007-04-27 2014-06-10 Nikon Corporation Movable body apparatus, exposure apparatus and optical system unit, and device manufacturing method
JP5058667B2 (ja) * 2007-04-27 2012-10-24 キヤノン株式会社 露光装置およびデバイス製造方法
JP5169492B2 (ja) * 2007-05-30 2013-03-27 株式会社ニコン 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP5170824B2 (ja) * 2007-08-24 2013-03-27 株式会社ニコン 露光装置及びデバイス製造方法
WO2009125867A1 (ja) * 2008-04-11 2009-10-15 株式会社ニコン ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法
US20110032495A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP5667568B2 (ja) * 2009-08-07 2015-02-12 株式会社ニコン 移動体装置、露光装置、及びデバイス製造方法
US8988655B2 (en) * 2010-09-07 2015-03-24 Nikon Corporation Exposure apparatus, movable body apparatus, flat-panel display manufacturing method, and device manufacturing method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002093626A1 (fr) 2001-05-16 2002-11-21 Nikon Corporation Procede et dispositif d'alignement, procede et systeme d'acheminement de substrat
US20080088843A1 (en) 2006-02-21 2008-04-17 Nikon Corporation Pattern forming apparatus, mark detecting apparatus, exposure apparatus, pattern forming method, exposure method, and device manufacturing method
JP2008166614A (ja) * 2006-12-28 2008-07-17 Nikon Corp 移動体装置、露光装置、計測方法及び露光方法、並びにデバイス製造方法

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