KR101943250B1 - 플렉시블 기판을 로드하는 장치 및 리소그래피 장치 - Google Patents

플렉시블 기판을 로드하는 장치 및 리소그래피 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101943250B1
KR101943250B1 KR1020177023349A KR20177023349A KR101943250B1 KR 101943250 B1 KR101943250 B1 KR 101943250B1 KR 1020177023349 A KR1020177023349 A KR 1020177023349A KR 20177023349 A KR20177023349 A KR 20177023349A KR 101943250 B1 KR101943250 B1 KR 101943250B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
measurement
substrate
stage
exposure
Prior art date
Application number
KR1020177023349A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170100052A (ko
Inventor
유이치 시바자키
Original Assignee
가부시키가이샤 니콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 니콘 filed Critical 가부시키가이샤 니콘
Publication of KR20170100052A publication Critical patent/KR20170100052A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101943250B1 publication Critical patent/KR101943250B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/707—Chucks, e.g. chucking or un-chucking operations or structural details
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2041—Exposure; Apparatus therefor in the presence of a fluid, e.g. immersion; using fluid cooling means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70133—Measurement of illumination distribution, in pupil plane or field plane
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G03F7/70725—Stages control
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
    • G03F7/7075—Handling workpieces outside exposure position, e.g. SMIF box
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices

Abstract

반송 시스템은, 탑재된 웨이퍼 (W) 를 유지하고 소정 평면을 따라 이동할 수 있는 미동 스테이지 (WFS), 비접촉식으로 상방으로부터 웨이퍼를 유지하고 수직으로 이동할 수 있는 척 메인 섹션 (130), 및 미동 스테이지 상에 척 메인 섹션에 의해 유지된 웨이퍼를 하방으로부터 지지할 수 있고 수직으로 이동가능한 수직 이동 핀들 (140) 을 구비한다. 그리고, 제어기는, 웨이퍼에 대한 척 메인 섹션에 의한 유지 상태 및 웨이퍼에 대한 수직 이동 핀들에 의한 지지 상태를 유지하면서 웨이퍼의 하부 면이 미동 스테이지와 접촉하게 될 때까지 척 메인 섹션 및 수직 이동 핀들을 하향 구동하고, 유지 상태 및 지지 상태를 해제한다.

Description

플렉시블 기판을 로드하는 장치 및 리소그래피 장치{APPARATUS FOR LOADING A FLEXIBLE SUBSTRATE AND A LITHOGRAPHY APPARATUS}
본 발명은 반송 방법들, 노광 (exposure) 방법들, 반송 시스템들 및 노광 장치들, 및 디바이스 제조 방법들에 관한 것이고, 보다 구체적으로는, 박판 형상의 물체가 유지 디바이스로 반송되는 반송 방법, 그 반송 방법을 이용하는 노광 방법, 박판 형상의 물체를 반송하는 반송 시스템, 반송 시스템이 구비된 노광 장치, 및 그 노광 방법 및 그 노광 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
종래, (집적 회로와 같은) 반도체 디바이스 및 액정 디스플레이 디바이스들과 같은 전자 디바이스들 (마이크로디바이스들) 을 제조하기 위한 리소그래피 공정에서, 스텝-앤드-리피트 (step-and-repeat) 방식에 기초한 투영 노광 장치 (소위 스테퍼 (stepper)), 또는 스텝-앤드-스캔 (step-and-scan) 방식에 기초한 투영 노광 장치 (소위 스캐닝 스테퍼 (scanning stepper) (스캐너라고도 불린다)) 가 주로 사용된다.
이들 유형들의 노광 장치들에서 사용되는 노광 대상의 웨이퍼, 유리 플레이트 등과 같은 기판은 점점 (예를 들어, 웨이퍼의 경우에 매 10년 마다) 더 대형화되고 있다. 300mm 의 직경을 갖는 300-mm 웨이퍼가 현재 주류이지만, 450mm 의 직경을 갖는 450mm 웨이퍼 시대의 도래도 머지않았다. 450mm 웨이퍼들로의 천이가 발생할 때, 단일 웨이퍼로부터 나오는 다이들 (칩들) 의 수는 300mm 웨이퍼로부터의 칩들의 수보다 2 배 이상이 되고, 이는 비용을 감소시키는데 기여한다. 또한, 에너지, 물, 및 다른 자원의 효율적인 사용을 통해 모든 자원 사용의 비용이 감소될 것이 기대된다.
하지만, 웨이퍼의 두께가 반드시 웨이퍼의 사이즈에 비례하지는 않기 때문에, 450mm 웨이퍼의 강도는 300mm 웨이퍼보다 훨씬 더 약하다. 따라서, 예를 들어, 웨이퍼 캐리지의 경우에서와 같이, 아무런 변경 없이 현재의 300mm 웨이퍼와 유사한 수단을 채용하는 것은 불충분한 것으로 생각되었다. 따라서, 본 발명자는, 450mm 웨이퍼의 경우에도 채용될 수 있는 반송 방법 등의 제안을 이전에 하였었고, 여기서는, 물체가 반송 부재에 의해 상방으로부터 비접촉식으로 유지되었고, 유지 디바이스로 반송되었다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
하지만, 추가적인 연구들에 따라, 웨이퍼를 비접촉식으로 유지하기 위해 특허문헌 1 에서도 개시된 베르누이 척 (Bernoulli chuck) 을 이용하는 경우에, 현재의 300mm 웨이퍼의 경우에도 위치 편차가 때로는 웨이퍼의 반입 시에 허용가능한 범위를 초과하였다. 따라서, 450mm 웨이퍼에서, 위치 편차는 훨씬 더 커질 것으로 예상될 수 있고, 이는 나중에 수행되는 얼라인먼트 (alignment) 측정 (웨이퍼 상의 마크들의 위치 측정) 을 더욱 어렵게 만든다.
또한, 반도체 디바이스들은 점점 더 정세해지고 있고, 따라서, 노광 장치에서 높은 분해능 (resolution) 이 요구된다. 분해능을 향상시키기 위한 수단으로서, 노광 광의 파장을 짧게 하는 것 및 투영 광학계의 개구수를 증가시키는 것 (보다 높은 NA) 이 고려될 수 있다. 투영 광학계의 실질적인 개구 수를 가능한 한 많이 증가시키기 위해, 투영 광학계 및 액체를 통해 웨이퍼를 노광하는 액침 (liquid immersion) 노광 장치의 다양한 제안들이 이루어졌다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조). 특허문헌 2 에서는, 단기간에 웨이퍼 얼라인먼트 (마크 검출) 동작 및 표면 위치 정보 (포커스 정보) 의 검출 동작을 수행하는 것을 주목적으로 하는 노광 장치 및 노광 방법이 개시된다.
하지만, 웨이퍼의 사이즈가 450mm 로 되는 경우, 예를 들어 특허문헌 2 에 개시된 종래 예에 관련된 노광 장치 및 노광 방법이 아무런 변경들 없이 채용되는 경우 스루풋 (throughput) 이 충분하지 않은 상황이 예상될 수도 있고, 스루풋이 더 향상될 수 있는 노광 장치의 출현이 기대되었다.
[특허문헌 1] 미국 공개특허공보 제 2010/0297562 호 [특허문헌 2] 미국 공개특허공보 제 2008/0088843 호
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 박판 형상의 물체가 유지 디바이스 상의 영역으로 반입되는 제 1 반송 방법이 제공되고, 이 방법은: 물체가 유지 디바이스 위의 영역에서 흡인 부재에 의해 상방으로부터 비접촉식으로 유지되는 동안, 수직으로 이동할 수 있는 지지 부재에 의해 하방으로부터 물체를 지지하는 단계; 및 흡인 부재에 의한 물체의 유지 상태 및 지지 부재에 의한 지지 상태를 유지하면서 물체의 하부면이 유지 디바이스와 접촉하게 될 때까지 흡인 부재 및 지지 부재를 하향 구동하고, 물체의 하부면이 유지 디바이스와 접촉하게 되는 지점에서 물체에 대한 지지 부재에 의한 지지 및 흡인 부재에 의한 유지를 해제하는 단계를 포함한다.
이 방법에 따르면, 물체는, 높은 평탄도가 유지된 상태에서, 어떤 물체 위치 편차도 없이 (양호한 재현성으로) 유지 디바이스 상의 영역으로 반입될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 상기 설명된 제 1 반송 방법에 의해 박판 형상의 물체를 유지 디바이스 상의 영역으로 반입하는 단계; 및 반입 후에 유지 디바이스에 의해 유지된 물체를 에너지 빔으로 노광하고, 물체 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 제 1 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 상기 설명된 제 1 노광 방법에 따라 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 박판 형상의 물체가 유지 디바이스 상의 영역으로 반입되는 제 2 반송 방법이 제공되고, 이 방법은: 제 1 지지 부재와는 상이한 제 2 지지 부재가 물체를 접촉식으로 지지하는 동안, 제 1 지지 부재로 유지 디바이스 위의 영역에서 비접촉식으로 상방으로부터 물체를 지지하는 단계; 제 1 및 제 2 지지 부재들에 의해 지지된 물체의 하부면이 유지 디바이스와 접촉하게 될 때까지 제 1 및 제 2 지지 부재들 및 유지 디바이스를 상대적으로 이동시키는 단계; 및 하부면이 유지 디바이스와 접촉하는 물체를 유지 디바이스로 유지하는 단계를 포함한다.
이 방법에 따르면, 물체는, 높은 평탄도가 유지된 상태에서, 어떤 물체 위치 편차도 없이 (양호한 재현성으로) 유지 디바이스 상의 영역으로 반입될 수 있다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 상기 설명된 제 2 반송 방법에 의해 박판 형상의 물체를 유지 디바이스 상의 영역으로 반입하는 단계; 및 반입 후에 유지 디바이스에 의해 유지된 물체를 에너지 빔으로 노광하고, 물체 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 제 2 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 6 양태에 따르면, 상기 설명된 제 2 노광 방법에 따라 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이제공된다.
본 발명의 제 7 양태에 따르면, 박판 형상의 물체가 유지 디바이스 상의 영역으로 반입되는 제 3 반송 방법이 제공되고, 이 방법은: 제 1 지지 부재에 의해 비접촉식으로 지지되는 물체의 변형이 억제되도록, 제 1 지지 부재에 의해 비접촉식으로 상방으로부터 지지되는 물체의 적어도 일부를 수직 방향으로 변위시키는 단계; 및 변형이 억제되는 물체가 유지 디바이스에 의해 유지되도록, 제 1 지지 부재와 유지 디바이스를 수직 방향으로 상대적으로 이동시키는 단계를 포함한다.
이 방법에 따르면, 물체는, 높은 평탄도가 유지된 상태에서, 유지 디바이스 상의 영역으로 반입될 수 있다.
본 발명의 제 8 양태에 따르면, 상기 설명된 제 3 반송 방법에 의해 박판 형상의 물체를 유지 디바이스 상의 영역으로 반입하는 단계; 및 반입 후에 유지 디바이스에 의해 유지된 물체를 에너지 빔으로 노광하고, 물체 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 제 3 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 9 양태에 따르면, 상기 설명된 제 3 노광 방법에 따라 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 10 양태에 따르면, 박판 형상의 물체가 유지 디바이스 상의 영역으로 반입되는 제 4 반송 방법이 제공되고, 이 방법은: 유지 디바이스 위에서 제 1 지지 부재에 의해 비접촉식으로 상방으로부터 지지된 물체의 하부면이 유지 디바이스와 접촉하게 되도록, 제 1 지지 부재와 유지 디바이스를 상대적으로 이동시키는 단계; 하부면이 유지 디바이스와 접촉하는 물체의 적어도 일부에 대해 제 1 지지 부재에 의해 상방으로부터 하향력을 인가하는 단계; 및 하향력이 인가되는 물체를 유지 디바이스에 의해 유지하는 단계를 포함한다.
이 방법에 따르면, 물체는, 높은 평탄도가 유지된 상태에서, 유지 디바이스 상의 영역으로 반입될 수 있다.
본 발명의 제 11 양태에 따르면, 상기 설명된 제 4 반송 방법에 의해 박판 형상의 물체를 유지 디바이스 상의 영역으로 반입하는 단계; 및 반입 후에 유지 디바이스에 의해 유지된 물체를 에너지 빔으로 노광하고, 물체 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 제 4 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 12 양태에 따르면, 제 4 노광 방법에 따라 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 13 양태에 따르면, 박판 형상의 물체가 반송되는 반송 시스템이 제공되고, 이 시스템은: 탑재된 물체를 유지하고 소정 평면을 따라 이동가능한 유지 디바이스; 유지 디바이스의 이동 평면 상의 제 1 위치 위에서 비접촉식으로 상방으로부터 물체를 유지하고 수직으로 이동가능한 흡인 부재; 및 유지 디바이스가 제 1 위치에 위치될 때 흡인 부재에 의해 유지된 물체를 하방으로부터 지지할 수 있고 수직으로 이동가능한, 유지 디바이스에 제공된 지지 부재를 포함하고, 흡인 부재에 의한 물체의 유지 상태 및 지지 부재에 의한 물체의 지지 상태가 유지되는 동안, 물체의 하부면이 유지 디바이스와 접촉하게 될 때까지 흡인 부재 및 지지 부재가 하향 구동되고, 물체의 하부면이 유지 디바이스와 접촉하게 되는 지점에서 지지 부재에 의한 지지 및 유지 부재에 의한 유지가 해제된다.
이 방법에 따르면, 물체는, 높은 평탄도가 유지된 상태에서, 어떤 물체 위치 편차도 없이 (양호한 재현성으로) 유지 디바이스 상의 영역으로 반입될 수 있다.
본 발명의 제 14 양태에 따르면, 박판 형상의 물체를 에너지 빔으로 노광하고 물체 상에 패턴을 형성하는 제 1 노광 장치가 제공되고, 이 장치는: 소정 평면에 실질적으로 평행한 면에 제공된 측정 평면을 갖는 유지 디바이스를 갖는 상기 설명된 반송 시스템; 소정 평면을 따라 상대적으로 이동가능한 유지 디바이스를 지지하는, 소정 평면을 따라 이동가능한 가동체; 측정 평면 상에 적어도 하나의 측정 빔을 조사하고 측정 평면으로부터의 측정 빔의 복귀 광을 수광함으로써 유지 디바이스의 적어도 소정 평면 내에서의 위치 정보를 측정하는 측정 시스템; 및 측정 시스템에 의해 측정된 위치 정보에 기초하여, 유지 디바이스를 단독으로 또는 가동체와 일체로 구동하는 구동 시스템을 포함한다.
이 장치에 따르면, 구동 시스템은 측정 시스템에 의해 측정된 위치 정보에 기초하여, 유지 디바이스를 단독으로 또는 가동체와 일체로 구동하고, 높은 평탄도가 유지된 상태에서 유지 디바이스 상의 영역으로 반입된 물체에 대해 노광이 수행된다. 따라서, 높은 정밀도로 물체의 노광이 가능하게 된다.
본 발명의 제 15 양태에 따르면, 상기 설명된 제 1 노광 장치를 사용하여 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 16 양태에 따르면, 물체가 광학계와 액체를 통한 에너지 빔에 의해 노광되는 제 5 노광 방법이 제공되고, 이 방법은: 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동가능한 가동체에 의해 유지된 물체를, 노광 스테이션에서 광학계와 액체를 통해 노광하는 단계; 및 노광 전에, 물체를 유지하는 가동체를, 가동체가 액체와 접촉하지 않도록 하면서, 노광 스테이션에서 제 1 축에 평행한 제 1 방향에서의 일측 상에서 멀리 위치한 로딩 위치로부터 노광 스테이션을 향해 이동시키고, 이동 동안 제 2 축에 평행한 제 2 방향에서 검출 영역들의 위치가 상이한 복수의 마크 검출 시스템들에 의해 물체 상의 복수의 마크들을 검출하는 단계를 포함한다.
이 방법에 따르면, 가동체는, 마크 검출을 위한 이동 경로를 포함하는, 로딩 위치로부터 노광 스테이션으로의 이동 경로에서, 전술한 종래 예에 관련된 노광 방법보다 더 높은 가속도로 더 높은 속도에서 이동을 수행할 수 있다.
본 발명의 제 17 양태에 따르면, 상기 설명된 제 5 노광 방법을 이용하여 물체는 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 제 6 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 18 양태에 따르면, 광학계와 액체를 통한 에너지 빔에 의해 물체를 노광하는 제 2 노광 장치가 제공되고, 이 노광 장치는: 물체를 유지하고, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동가능한 제 1 가동체; 액침 영역을 형성하기 위해 광학계 바로 아래에 액체를 공급하는 액침 부재를 가지고, 액침 영역의 액체를 통해 제 1 가동체에 의해 유지된 물체 상에 노광을 수행하는 노광 섹션; 및 측정 섹션으로서, 노광 섹션에 대하여 제 1 축에 평행한 제 1 방향에서의 일측 상에 위치된 측정 섹션 내에 복수의 마크 검출 시스템들이 배치되고, 측정 섹션의 검출 영역들의 제 2 축에 평행한 제 2 방향에서의 위치들은 상이하고, 물체 상의 복수의 마크들의 검출은 복수의 마크 검출 시스템들에 의해 수행되는, 상기 측정 섹션을 포함하고, 제 1 가동체가 측정 섹션의 제 1 축 방향에서의 일측 상에 설정된 로딩 위치로부터 노광 섹션을 향해 이동될 때, 복수의 마크들의 검출이 완료될 때까지 제 1 가동체의 어느 부분도 액침 영역과 접촉하지 않도록, 광학계와 복수의 마크 검출 시스템들 사이에 제 1 방향에서의 위치 관계가 설정되고, 물체 상의 마크들의 검출은 복수의 마크 검출 시스템들에 의해 이동 경로 상의 도중에서 수행된다.
이 장치에 따르면, 제 1 가동체는, 마크 검출을 위한 이동 경로를 포함하는, 로딩 위치로부터 노광 스테이션으로의 이동 경로에서, 전술한 종래 예에 관련된 노광 방법보다 더 높은 가속도로 더 높은 속도에서 이동을 수행할 수 있다.
본 발명의 제 19 양태에 따르면, 제 2 노광 장치를 사용하여 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 20 양태에 따르면, 광학계를 통한 에너지 빔에 의해 물체가 노광되는 제 6 노광 방법이 제공되고, 이 방법은: 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동할 수 있는 가동체에 의해 유지된 물체를, 노광 스테이션에서 광학계를 통해 노광하는 단계; 노광 전에, 물체를 유지하는 가동체를, 노광 스테이션에서 제 1 축에 평행한 제 1 방향에서의 일측 상에서 멀리 위치한 로딩 위치로부터 노광 스테이션을 향해 이동시키고, 이동 동안 광학계의 제 1 방향에서의 일측 상에 검출 영역이 배치된 마크 검출 시스템에 의해 물체 상의 복수의 마크들을 검출하는 단계; 및 마크 검출 시스템의 검출 영역과 노광 스테이션 사이에 설정된 언로딩 위치에서 가동체 상의 영역으로부터 노광된 물체를 반출하는 단계를 포함한다.
이 방법에 따르면, 물체를 유지하는 가동체는 로딩 위치로부터 노광 스테이션으로 제 1 방향을 따라 이동되고, 이동 중에, 물체 상의 복수의 마크들이 마크 검출 시스템에 의해 검출된다. 그리고, 가동체에 의해 유지된 물체가 노광 스테이션에서 노광된 후에, 가동체가 제 1 방향을 따라 노광 스테이션으로부터 로딩 위치로 복귀하기 전에, 노광된 물체는 이동 경로의 길을 따라 설정된 언로딩 위치에서 가동체 상의 영역으로부터 반출된다. 따라서, 가동체 상의 영역으로 물체의 반입 (로딩), 물체 상의 마크들의 검출, 물체의 노광, 노광된 물체의 가동체 상의 영역으로부터의 반출 (언로딩) 의 일련의 프로세싱이, 가동체가 노광 스테이션에 대해 제 1 방향에서 멀리 위치한 로딩 위치로부터 노광 스테이션까지 전후로 이동하는 동안, 단시간 내에 효율적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 제 21 양태에 따르면, 상기 설명된 제 6 노광 방법을 이용하여 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 22 양태에 따르면, 광학계를 통한 에너지 빔에 의해 물체를 노광하는 제 3 노광 장치가 제공되고, 이 장치는: 물체를 유지하고, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동가능한 가동체; 광학계를 가지고, 가동체에 의해 유지된 물체에 대해 노광을 수행하는 노광 섹션; 측정 섹션으로서, 노광 섹션에 대하여 제 1 축에 평행한 제 1 방향에서의 일측 상에 위치된 복수의 마크 검출 시스템들을 가지고, 측정 섹션의 검출 영역들은 광학계의 제 1 방향에서의 일측에 배치되며, 복수의 검출 시스템들은 물체 상의 복수의 마크들의 검출을 수행하는, 상기 측정 섹션; 측정 섹션에서 제 1 방향의 일측에 설정된 로딩 위치로서, 로딩 위치에서 가동체 상의 영역으로 물체의 반입이 수행되는, 상기 로딩 위치; 및 측정 섹션과 노광 섹션 사이에서 설정된 언로딩 위치로서, 언로딩 위치에서 물체 상의 영역으로부터 물체의 반출이 수행되는, 상기 언로딩 위치를 포함한다.
이 장치에 따르면, 물체를 유지하는 가동체는 로딩 위치로부터 노광 섹션으로 제 1 방향을 따라 이동되고, 이동 중에, 물체 상의 복수의 마크들이 이동 경로 상에 위치한 측정 섹션에서 마크 검출 시스템에 의해 검출된다. 그리고, 가동체에 의해 유지된 물체가 노광 섹션에서 노광된 후에, 가동체가 제 1 방향을 따라 노광 섹션으로부터 로딩 위치로 복귀하기 전에, 노광된 물체는 노광 섹션에서부터 측정 섹션까지의 가동체의 이동 경로의 길을 따라 설정된 언로딩 위치에서 가동체 상의 영역으로부터 반출된다. 따라서, 가동체 상의 영역으로 물체의 반입 (로딩), 물체 상의 마크들의 검출, 물체의 노광, 노광된 물체의 가동체 상의 영역으로부터의 반출 (언로딩) 의 일련의 프로세싱이, 가동체가 노광 스테이션에 대해 제 1 방향에서 멀리 위치한 로딩 위치로부터 노광 스테이션까지 전후로 이동하는 동안, 단시간 내에 효율적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 제 23 양태에 따르면, 상기 설명된 제 3 노광 장치를 사용하여 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 24 양태에 따르면, 광학계를 통한 에너지 빔에 의해 물체가 노광되는 제 7 노광 방법이 제공되고, 이 방법은: 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동할 수 있는 가동체에 의해 유지된 물체를, 노광 스테이션에서 광학계를 통해 노광하는 단계; 노광 전에, 물체를 유지하는 가동체를, 노광 스테이션에서 제 1 축에 평행한 제 1 방향에서의 일측 상에서 멀리 위치한 로딩 위치로부터 노광 스테이션을 향해 이동시키는 단계; 및 노광 스테이션과 로딩 위치 사이에 설정된 언로딩 위치에서 가동체 상의 영역으로부터 노광된 물체를 반출하는 단계를 포함하고, 노광 시에, 가동체에 의해 유지된 물체의 노광이 가동체와 소정 경로를 따라서 함께 이동되면서 언로딩 위치로부터 먼 소정의 제 1 영역에서부터 시작하고, 제 1 영역에 가까운 영역은 마지막에 노광된다.
*
*이 방법에 따르면, 노광 스테이션에서, 가동체에 의해 유지된 물체가 가동체와 함께 소정 경로를 따라 이동되는 동안, 언로딩 위치로부터 먼 소정의 제 1 영역 상에서 노광이 시작되고, 그 제 1 영역 부근의 영역에서 마지막으로 노광된다. 즉, 물체의 노광 시, 물체 (가동체) 는 노광 시작 포인트 및 노광 종료 포인트에서 노광 물체의 이동 경로에서 언로딩 위치에 가장 가깝게 위치된다. 따라서, 노광 종료 후에, 노광된 물체가 언로딩 위치로 이동되고 가동체로부터 언로딩된 후에, 가동체는 실질적으로 최단시간 내에 로딩 위치로 복귀할 수 있다. 가동체가 노광 스테이션으로부터 로딩 위치로 복귀하는 동안의 가동체의 이동 경로 상에서, 노광된 물체의 언로딩이 빨리 수행될 수 있다.
본 발명의 제 25 양태에 따르면, 상기 설명된 제 7 노광 방법을 이용하여 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 26 양태에 따르면, 광학계를 통한 에너지 빔에 의해 물체를 노광하는 제 4 노광 장치가 제공되고, 이 장치는: 물체를 유지하고, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동가능한 가동체; 광학계를 가지고, 가동체에 의해 유지된 물체에 대해 노광을 수행하는 노광 섹션; 노광 스테이션에서 제 1 축에 평행한 제 1 방향의 일측에 설정된 로딩 위치로서, 로딩 위치에서 가동체 상의 영역으로 물체의 반입이 수행되는, 상기 로딩 위치; 및 노광 스테이션과 로딩 위치 사이에서 설정된 언로딩 위치로서, 언로딩 위치에서 물체 상의 영역으로부터 물체의 반출이 수행되는, 상기 언로딩 위치를 포함하고, 노광 스테이션에서, 가동체에 의해 유지된 물체의 노광이 가동체와 소정 경로를 따라서 함께 이동되면서 언로딩 위치로부터 먼 소정의 제 1 영역에서부터 시작하고, 제 1 영역에 가까운 영역은 마지막에 노광된다.
이 장치에 따르면, 노광 섹션에서, 가동체에 의해 유지된 물체가 가동체와 함께 소정 경로를 따라 이동되는 동안, 언로딩 위치로부터 먼 소정의 제 1 영역 상에서 노광이 시작되고, 그 제 1 영역 부근의 영역에서 마지막으로 노광된다. 즉, 물체의 노광 시, 물체 (가동체) 는 노광 시작 포인트 및 노광 종료 포인트에서 노광 물체의 이동 경로에서 언로딩 위치에 가장 가깝게 위치된다. 따라서, 노광 종료 후에, 노광된 물체가 언로딩 위치로 이동되고 가동체로부터 언로딩된 후에, 가동체는 실질적으로 최단시간 내에 로딩 위치로 복귀할 수 있다. 가동체가 노광 스테이션으로부터 로딩 위치로 복귀하는 동안의 가동체의 이동 경로 상에서, 노광된 물체의 언로딩이 빨리 수행될 수 있다.
본 발명의 제 27 양태에 따르면, 상기 설명된 제 4 노광 장치를 사용하여 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 28 양태에 따르면, 광학계를 통해 기판을 노광하는 제 5 노광 장치가 제공되고, 이 장치는: 기판이 위에 탑재되는 유지 부재를 갖는 기판 스테이지; 기판을 상방으로부터 비접촉식으로 지지하는 제 1 지지 부재, 및 기판을 접촉식으로 지지하는, 제 1 지지 부재와는 상이한 제 2 지지 부재를 갖는 반송 디바이스; 및 제 1 및 제 2 지지 부재들에 의해 지지된 기판이 유지 부재로 전달되도록, 제 1 및 제 2 지지 부재들과 유지 부재를 적어도 수직 방향으로 상대적으로 이동시키는 구동기를 포함한다.
본 발명의 제 29 양태에 따르면, 상기 설명된 제 5 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 30 양태에 따르면, 광학계를 통해 기판을 노광하는 제 6 노광 장치가 제공되고, 이 노광 장치는: 기판이 위에 탑재되는 유지 부재를 갖는 기판 스테이지; 기판을 상방으로부터 비접촉식으로 지지하는 제 1 지지 부재를 갖는 반송 디바이스; 제 1 지지 부재에 의해 지지된 기판의 적어도 일부를 수직 방향으로 변위시키는 변위 디바이스; 및 제 1 지지 부재에 의해 지지된 기판이 유지 부재로 전달되도록, 제 1 지지 부재와 유지 부재를 적어도 수직 방향으로 상대적으로 이동시키는 구동기를 포함하고, 유지 부재에 의한 기판의 유지 전에, 변위 디바이스에 의한 기판의 변위가 수행된다.
본 발명의 제 31 양태에 따르면, 상기 설명된 제 6 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 32 양태에 따르면, 광학계를 통해 기판을 노광하는 제 7 노광 장치가 제공되고, 이 노광 장치는: 기판이 위에 탑재되는 유지 부재를 갖는 기판 스테이지; 기판을 상방으로부터 비접촉식으로 지지하는 제 1 지지 부재를 갖는 반송 디바이스; 제 1 지지 부재에 의해 지지된 기판이 유지 부재로 전달되도록, 제 1 지지 부재와 유지 부재를 적어도 수직 방향으로 상대적으로 이동시키는 구동기; 및 유지 부재로 전달된 기판의 적어도 일부에 제 1 지지 부재에 의해 상방으로부터 하향력이 인가되도록, 제 1 지지 부재를 제어하는 제어기를 포함하고, 하향력이 인가되는 기판이 유지 부재에 의해 유지된다.
본 발명의 제 33 양태에 따르면, 상기 설명된 제 7 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1 은 일 실시형태에 관련된 노광 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 2(A) 는 도 1 에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 나타내는 평면도이고, 도 2(B) 는 -Y 방향에서 보았을 때의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 도 (정면도) 이다.
도 3(A) 는 -Y 방향에서 보았을 때의 도 1 에서의 측정 스테이지 (MST) 의 도 (정면도) 이고, 도 3(B) 는 +X 방향에서 보았을 때의 측정 스테이지 (MST) 의 도 (측면도) 이며, 도 3(C) 는 측정 스테이지 (MST) 를 나타내는 평면도이다.
도 4 는, 도 1 에서의 노광 장치가 구비하고 있는 제 1 및 제 4 상부 측 인코더 시스템, 얼라인먼트 시스템들, 다점 AF 시스템 등의, 투영 광학계를 기준으로 한 배치를 나타내는 도이다.
도 5 는 도 4 에서의 제 1 및 제 4 상부 측 인코더 시스템에서 헤드들의 구체적인 배치를 설명하기 위해 사용된 도이다.
도 6(A) 는 척 유닛의 (-Y 방향에서 보았을 때의) 개략적 정면도이고, 도 6(B) 는 척 유닛의 개략적 평면도이다.
도 7 은 도 1 에서의 제 1 후방 측 인코더 시스템의 개략적 구조를 설명하기 위해 사용된 도이다.
도 8(A) 는 제 2 후방 측 인코더 시스템의 측정 아암의 팁을 나타내는 투시도이고, 도 8(B) 는 도 8(A) 에서의 측정 아암의 팁을 타나내는 평면도이다.
도 9(A) 는 도 1 에서의 제 1 후방 측 인코더 시스템의 개략적 구조를 설명하기 위해 사용된 도이고, 도 9(B) 는 제 2 후방 측 인코더 시스템의 측정 아암의 팁을 나타내는 투시도이다.
도 10(A) 및 도 10(B) 는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 을 이용하여 수행되는 6 자유도의 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 측정 및 XYZ 그리드들의 차분 측정을 설명하기 위해 사용된 도들이다.
도 11(A) 내지 도 11(C) 는 차분 측정에 의해 ΔX 맵이 획득되는 상황을 설명하기 위해 사용된 도이다.
도 12(A) 및 도 12(B) 는 ΔY 맵 및 ΔZ 맵 각각의 예들이다.
도 13(A) 는 제 1 상부측 인코더 시스템과 제 1 후방 측 인코더 시스템에 의해 현재 수행되는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 측정 프로세싱의 상황을 나타내는 도이고, 도 13(B) 는 스위칭 섹션이 제 1 모드로 설정될 때 상기 설명된 위치 측정에 의해 획득될 수 있는 복합 위치 신호의 예를 나타내는 도이다.
도 14(A) 및 도 14(B) 는 제 1 상부측 인코더 시스템의 좌표계의 리프레시를 설명하기 위한 도들이다.
도 15 는 언로딩 디바이스의 구조를 설명하기 위해 사용된 도이다.
도 16 은 일 실시형태에 관련된 노광 장치의 제어 시스템을 주로 구성하는 주제어기의 입력/출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 17 은 도 16 에서의 제 1 및 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템의 구체적인 구조의 예를 나타내는 도이다.
도 18 은 도 16 에서의 스위칭 섹션 (150A) 의 구조의 일예를 나타내는 블록도이다.
도 19 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (1 번) 이다.
도 20(A) 내지 도 20(D) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하고, 웨이퍼 스테이지 상으로의 로딩 동작의 절차를 설명하기 위해 사용된 도 (2 번) 이다.
도 21 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (3 번) 이다.
도 22 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (4 번) 이다.
도 23 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (5 번) 이다.
도 24 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (6 번) 이다.
도 25 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (7 번) 이다.
도 26(A) 내지 도 26(D) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하고, 다음 웨이퍼를 척 유닛 아래의 영역으로 반입하는 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (8 번) 이다.
도 27 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (9 번) 이다.
도 28 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하고, 트래버스 체킹을 설명하기 위해 사용된 도 (10 번) 이다.
도 29 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (11 번) 이다.
도 30 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (12 번) 이다.
도 31 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (13 번) 이다.
도 32 (A) 내지 도 32(D) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하고, 대기 위치에서 대기하고 있는 웨이퍼를 웨이퍼 반송 시스템의 전달 위치로 반송하는 절차를 설명하기 위해 사용된 도들 (14 번) 이다.
도 33 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (15 번) 이다.
도 34 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (16 번) 이다.
도 35 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (17 번) 이다.
도 36(A) 내지 도 36(D) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하고, 웨이퍼 스테이지의 상방으로부터 노광된 웨이퍼를 언로딩하는 절차를 설명하기 위해 사용된 도 (18 번) 이다.
도 37 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하기 위해 사용된 도 (19 번) 이다.
도 38(A) 내지 도 38(E) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작을 설명하고, 언로딩 위치로부터 대기 위치로의 웨이퍼의 반송 절차를 설명하기 위해 사용된 도 (20 번) 이다.
도 39 는, 간섭계 시스템으로 이루어진 측정 스테이지 위치 측정 시스템 대신에, 인코더 시스템으로 이루어진 측정 테이블의 위치를 측정하는 측정 시스템이 사용될 때의 변형예를 설명하기 위해 사용된 도이다.
이하, 도 1 내지 도 38(E) 를 참조하여 실시형태가 실명될 것이다.
도 1 은 일 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 의 구조를 개략적으로 나타낸다. 이 노광 장치 (100) 는 스텝-앤드-스캔 방법을 이용하는 투영 노광 장치, 소위 스캐너이다. 나중에 설명되는 바와 같이, 본 실시형태에서, 투영 광학계 (PL) 가 제공되고, 이하, 이 투영 광학계 (PL) 의 광학 축 (AX) 에 평행한 방향을 Z-축 방향 (Z 방향) 이라고 칭하고, 그 Z-방향에 직교하는 평면 내에서 레티클 및 웨이퍼가 상대적으로 스캔되는 방향을 Y-축 방향 (Y 방향) 이라고 칭하며, 그 Z-축 및 Y-축에 직교하는 방향을 X-축 방향 (X 방향) 이라고 칭하고, X-축, Y-축, 및 Z-축 주위로의 회전 (경사) 방향들을 각각 θx, θy, 및 θz 방향이라고 칭하여 설명이 이루어질 것이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 노광 장치 (100) 는, 베이스 보드 (12) 상에 +Y 측에 에지 부근에 배치된 노광 스테이션 (200), 베이스 보드 (12) 상에 -Y 측에 에지 부근에 배치된 측정 스테이션 (300), 베이스 보드 (12) 상에서 XY-평면 내에서 2차원적으로 독립적으로 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST), 이들 섹션들 (sections) 에 대한 제어 시스템, 및 기타를 구비한다. 이하의 설명에서, 편의를 위해, 노광 섹션 (200) 및 측정 섹션 (300) 의 장소들을 각각 나타내기 위한 용어들로서, 노광 섹션 및 측정 섹션과 동일한 참조 부호들을 사용하여, 노광 스테이션 (200) 및 측정 스테이션 (300) 이라고 지칭될 것이다.
베이스 보드 (12) 는 방진 메커니즘 (vibration-proof mechanism) (도시 생략) 에 의해 플로어 (floor) 면 상에 실질적으로 수평으로 (XY-평면에 평행하게) 지지된다. 베이스 보드 (12) 는 평탄한 외관을 갖는 부재 (member) 로 이루어진다. 덧붙여 말하자면, 도 1 에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 노광 스테이션 (200) 에 위치되고, 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) (보다 구체적으로, 나중에 설명될 웨이퍼 테이블 (WTB)) 상에 유지된다. 또한, 측정 스테이지 (MST) 는 노광 스테이션 (200) 내에 또는 부근에 위치된다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이용한 웨이퍼 (W) 의 노광 동작 동안, 측정 스테이지 (MST) 는, 투영 광학계 (PL) 아래에서 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 접촉하지 않도록, 투영 광학계 (PL) 아래의 영역으로부터 먼 소정의 위치 (철수 위치 또는 대기 위치) 에 위치된다. 또한, 웨이퍼 (W) 의 노광 동작이 완료되기 전에, 측정 스테이지 (MST) 는 투영 광학계 (PL) 아래에서 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 접근하도록 상대적으로 이동되고, 노광이 가장 마지막으로 완료되는 시점에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 는 근접 (접촉) 하게 되도록 위치된다. 또한, 서로 근접한 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 는 투영 광학계 (PL) 에 대해 이동되고, 측정 스테이지 (MST) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 대신에 투영 광학계 (PL) 에 대향하도록 배치된다. 덧붙여 말하자면, 근접한 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 위치시키기 위한 상대적 이동의 적어도 일부는, 웨이퍼 (W) 의 노광 동작 후에 수행될 수 있다.
노광 섹션 (200) 은 조명 시스템 (10), 레티클 스테이지 (RST), 투영 유닛 (PU), 국소 액침 디바이스 (8) 등을 구비한다.
예를 들어 미국 특허공개공보 제 2003/0025890 호에 개시된 바와 같은 조명 시스템 (10) 은 광원; 및 옵티컬 인티그레이터 (optical integrator) 등을 포함하는 조명 등화 광학계, 및 레티클 블라인드 등 (모두 미도시) 을 갖는 조명 광학계를 포함한다. 조명 시스템 (10) 은 실질적으로 균일한 조도의 조명 광 (노광 광) (IL) 으로 레티클 블라인드 (마스킹 시스템이라고도 불린다) 에 의해 설정된 (한정된) 레티클 (R) 상에 슬릿-형상의 조명 영역 (IAR) 을 조명한다. 여기서, 조명 광 (IL) 으로서, 일예로서, ArF 엑시머 레이저 빔 (파장 193nm) 이 사용된다.
레티클 스테이지 (RST) 상에, 회로 패턴 등이 패턴 면 (도 1 에서의 하부 면) 에 형성된 레티클 (R) 이 예를 들어 진공 척킹에 의해 고정된다. 레티클 스테이지 (RST) 는, 예를 들어 리니어 모터 (linear motor) 등을 포함하는 레티클 스테이지 구동 시스템 (11) (도 1 에는 미도시, 도 16 참조) 에 의해, XY-평면 내에서 미세하게 구동가능하고, 또한, 소정의 스캐닝 속도로 스캐닝 방향 (도 1 에서의 지면의 옆쪽 방향인 Y-축 방향) 으로 구동가능하다.
레티클 스테이지 (RST) 의 (θz 방향에서의 회전 정보를 포함하는) XY-평면 내의 위치 정보는, 레티클 스테이지 (RST) 에 고정된 가동 미러 (15) (Y-축 방향에 직교하는 반사 면을 갖는 Y 가동 미러 (또는 역반사체) 및 X-축 방향에 직교하는 반사 면을 갖는 X 가동 미러가 실제로 제공된다) 를 통해 레티클 레이저 간섭계 (이하, "레티클 간섭계" 라고 칭함) (13) 를 이용하여, 예를 들어 0.25nm 정도의 해상도로 항상 검출된다. 레티클 간섭계 (13) 의 측정 값들은 주제어기 (20) (도 1 에는 미도시, 도 16 참조) 로 전송된다. 덧붙여 말하자면, 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 정보는 레티클 간섭계 (13) 대신에 예를 들어 미국 특허 제 7,839,485 호 등에 개시된 인코더 시스템을 이용하여 측정될 수 있다. 이 경우에, 위에 격자가 형성된 격자 부재 (스케일 플레이트 또는 그리드 플레이트) 및 인코더 헤드 중 일방이 레티클 스테이지 (RST) 의 하면측에 제공될 수 있고 타방이 레티클 스테이지 (RST) 의 아래에 배치될 수 있으며, 또는, 격자 섹션 및 인코더 헤드 중 일방이 레티클 스테이지 (RST) 의 상면측에 제공될 수 있고 타방이 레티클 스테이지 (RST) 의 위에 배치될 수 있다. 또한, 레티클 스테이지 (RST) 는 나중에 설명될 웨이퍼 스테이지 (WST) 에서와 같이 조/미동 구조를 가질 수 있다.
투영 유닛 (PU) 은 도 1 에서의 레티클 스테이지 (RST) 아래에 배치된다. 투영 유닛 (PU) 은, 투영 유닛의 외곽 주변 부분에 제공된 플랜지 (flange) 섹션 (FLG) 을 통해, 미도시의 지지 부재에 의해 수평으로 지지된 메인 프레임 (BD) (메트롤로지 (metrology) 프레임) 에 의해 지지된다. 메인 프레임 (BD) 은, 조명 광학계 또는 레티클 스테이지 (RST) 의 적어도 일부가 설치되고 본 실시형태에서 진동 격리 메커니즘들 (vibration isolation mechanisms) 의 각각을 통해 설치면 (예를 들어 플로어 면 등) 상에 배치된 복수의 (예를 들어, 3 개 또는 4 개의) 지지 부재들 (미도시) 에 의해 지지되는 노광 장치 (100) 의 메인 섹션 프레임의 일부를 구성한다. 덧붙여 말하자면, 설치면 상에, 나중에 설명될 베이스 보드 (12) 등이 배치된다. 또한, 진동 격리 메커니즘은 각 지지 부재와 메인 프레임 (BD) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 예를 들어 PCT 국제 공개공보 제 2006/038592 호에 개시된 바와 같이, 투영 유닛 (PU) 은 투영 유닛 (PU) 위에 배치된 메인 섹션 프레임의 일부에 대해 매달리는 방식으로 지지될 수 있다.
투영 유닛 (PU) 은 배럴 (barrel; 40), 및 배럴 (40) 내에 유지된 투영 광학계 (PL)를 포함한다. 투영 광학계 (PL) 로서, 예를 들어, Z-축에 평행한 광학 축 (AX) 을 따라 배치된 복수의 광학 엘리먼트들 (렌즈 엘리먼트들) 로 이루어진 굴절계가 사용된다. 투영 광학계 (PL) 는 예를 들어 양측 텔레센트릭이고, 소정의 배율 (예를 들어, 1/4, 1/5, 또는 1/8 등) 을 갖는다. 따라서, 레티클 (R) 상의 조명 영역 (IAR) 이 조명 시스템 (10) 으로부터의 조명 광 (IL) 에 의해 조명될 때, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 평면 (물체 평면) 과 패턴 면이 실질적으로 일치하도록 배치된 레티클 (R) 을 통과하는 조명 광 (IL) 에 의해, 레티클 (R) 의 조명 영역 (IAR) 내의 회로 패턴의 축소된 이미지 (회로 패턴의 부분의 축소된 이미지) 가, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 평면 (이미지 평면) 측에 배치되고 그 표면이 레지스트 (감광제) 로 코팅된, 웨이퍼 (W) 상의, 조명 영역 (IAR) 에 대해 공액인, 영역 (IA) (이하, 노광 영역이라고도 지칭된다) 에, 투영 광학계 (PL) (투영 유닛 (PU)) 을 통해 형성된다. 그리고, 레티클 스테이지 (RST) 및 웨이퍼 스테이지 (WST) (보다 정확하게는 웨이퍼 (W) 를 유지하는 나중에 설명될 미동 스테이지 (WFS)) 를 동시에 구동함으로써, 레티클 (R) 은 조명 영역 (IAR) (조명 광 (IL)) 에 대해 스캐닝 방향 (Y-축 방향) 에서 상대적으로 이동되는 한편, 웨이퍼 (W) 는 노광 영역 (IA) (조명 광 (IL)) 에 대해 스캐닝 방향 (Y-축 방향) 으로 상대적으로 이동되며, 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역 (shot area) (분할된 영역) 의 스캐닝 노광이 수행되어 쇼트 영역 상에 레티클 (R) 의 패턴을 전사한다. 즉, 본 실시형태에서, 레티클 (R) 의 패턴은 조명 시스템 (10) 및 투영 광학계 (PL) 를 이용하여 웨이퍼 (W) 상에 생성되고, 웨이퍼 (W) 상의 감광층 (레지스트 층) 을 조명 광 (IL) 으로 노광함으로써 웨이퍼 (W) 상에 패턴이 형성된다.
액침 방법에 기초하여 노광을 수행하는 노광 장치 (100) 에 대응하는 국소 액침 디바이스 (local liquid immersion device; 8) 가 제공된다. 국소 액침 디바이스 (8) 는 액체 공급 디바이스 (5), 액체 회수 디바이스 (6) (양자 모두 도 1 에는 미도시, 도 16 참조), 및 노즐 (nozzle) 유닛 (32) 등을 포함한다. 도 1 에 도시된 바와 같이 노즐 유닛 (32) 은, 미도시의 지지 부재를 통해 투영 유닛 (PU) 등을 지지하는 메인 프레임 (BD) 에 의해 현수 (suspension) 에 의해 지지되고, 이미지 평면 측 (웨이퍼 (W) 측) 에 가장 가까운 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 광학 엘리먼트, 이 경우에, 렌즈 (이하, "팁 렌즈" 또는 "종단 렌즈" 라고도 칭함) (191) 를 유지하는 배럴 (40) 의 하단 섹션의 주변부를 둘러싼다. 노즐 유닛 (32) 은 액체 (Lq) 의 공급 포트 및 회수 포트, 웨이퍼 (W) 가 대향하고 회수 포트가 제공되는 하부 면, 액체 공급 파이프 (31A) 및 액체 회수 파이프 (31B) (양자 모두 도 1 에는 미도시, 도 4 참조) 및 파이프들에 각각 연결된 공급 통로 및 회수 통로를 구비한다. 액체 공급 파이프 (31A) 는 미도시의 공급 파이프의 타단에 연결되고 그것의 일단은 액체 공급 디바이스 (5) (도 1 에는 미도시, 도 16 참조) 에 연결되며, 액체 회수 파이프 (31B) 는 미도시의 액체 회수 파이프의 타단에 연결되고 그것의 일단은 액체 회수 디바이스 (6) (도 1 에는 미도시, 도 16 참조) 에 연결된다. 또한, 노즐 유닛 (32) 은 내부에 공급 통로 및 회수 통로를 가지고, 액체 공급 파이프 (31A) 및 액체 회수 파이프 (31B) 는 공급 통로 및 회수 통로를 통해 공급 포트 및 회수 포트에 각각 연결된다. 또한, 노즐 유닛 (32) 은 개구 섹션을 가지고, 이를 통해, 투영 광학계 (PL) 로부터 방출된 조명 광 (IL) 이 그것의 하부 면 상에서 통과하고, 회수 포트는 개구 섹션의 주변부에 배치된다. 본 실시형태에서, 공급 포트는 팁 렌즈들을 둘러싸는 노즐 유닛 (32) 의 내부 측 면 상에 제공되는 한편, 그 공급 포트와는 상이한 다른 공급 포트는 노즐 유닛 (32) 의 개구 섹션에 대해 회수 포트의 내부 측의 하부 면 측에 제공딜 수 있다.
본 실시형태에서, 주제어기 (20) 는 액체 공급 디바이스 (5) (도 16 참조) 를 제어하고, 액체 공급 파이프 (31A) 및 노즐 유닛 (32) 을 통해 팁 렌즈 (191) 와 웨이퍼 (W) 사이의 공간에 액체를 공급하며, 또한, 액체 회수 디바이스 (6) (도 16 참조) 를 제어하고, 노즐 유닛 (32) 및 액체 회수 파이프 (31B) 를 통해 팁 렌즈 (191) 와 웨이퍼 (W) 사이로부터 액체를 회수한다. 이 동작 시에, 주제어기 (20) 는, 공급되는 액체의 양과 회수되는 액체의 양이 항상 동등하도록 액체 공급 디바이스 (5) 및 액체 회수 디바이스 (6) 를 제어한다. 따라서, 고정된 양의 액체 (Lq) (도 1 참조) 가 팁 렌즈 (191) 와 웨이퍼 (W) 사이에 항상 대체되고 유지된다. 국소 액침 디바이스 (8) 는 노즐 유닛 (32) 을 통해 공급된 액체 (Lq) 에 의해 투영 광학계 (PL) 아래에 액침 영역을 형성하고, 뿐만 아니라, 노즐 유닛 (32) 을 통해 액침 영역으로부터 액체를 회수하고 웨이퍼 (W) 의 일부에서만 액체 (Lq) 를 유지하고, 또는 다르게 말하면, 투영 광학계 (PL) 에 대향하여 배치된 웨이퍼 스테이지 (WST) (미동 스테이지 (WFS)) 의 상부 면 상에 액체 (Lq) 를 한정함으로써, 또는 결과적으로, 웨이퍼 (W) 의 표면보다 작은 로컬 영역 내에 액체를 한정함으로써 액침 영역을 형성할 수 있다. 따라서, 노즐 유닛 (32) 은 또한 액침 부재, 액침 공간 형성 부재, 액체 한정 부재, 액체 격납 부재 등으로도 지칭될 수 있다. 본 실시형태에서, 상기 액체로서, ArF 엑시머 레이저 빔 (193nm 의 파장을 갖는 광) 을 투과하는 순수가 사용된다. 덧붙여 말하자면, ArF 엑시머 레이저 빔에 대한 순수의 굴절률 n 은 약 1.44 이고, 순수에서, 조명 광 (IL) 의 파장은 193nm×1/n = 134nm 정도로 단축된다.
본 실시형태에서, 노즐 유닛 (32) 은 메인 프레임 (BD) 에 의해 매달리는 방식으로 지지되는 한편, 노즐 유닛 (32) 은 예를 들어 메인 프레임 (BD) 과 상이한 전술된 설치 면에 배치된 프레임 부재와 같은, 메인 프레임 (BD) 과 상이한 프레임 부재에 제공될 수 있다. 이는 진동이 노즐 유닛 (32) 으로부터 투영 광학계 (PL) 로 이동하는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 또한, 노즐 유닛 (32) 의 일부는, 액체 (Lq) 와 접촉하는 노즐 유닛 (32) 의 하부면 측 (액침 영역의 인터페이스) 에서, 이동가능할 수 있고, 노즐 유닛 (32) 의 일부는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 노즐 유닛 (32) 사이의 상대 속도가 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 시에 작게 되도록 이동될 수 있다. 이는, 특히 웨이퍼 (W) 의 노광 동작 동안, 액체 (Lq) 의 일부가 액침 영역으로부터 분리되는 것 및 액체가 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 상부 면에 또는 웨이퍼 (W) 의 표면에 남는 것을 억제 또는 방지할 수 있다. 이 경우에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 동안, 노즐 유닛 (32) 의 일부는 일정하게 이동될 수 있고, 또는, 노즐 유닛 (32) 의 일부는 노광 동작의 일부에서, 예를 들어 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 스텝핑 동작 등에서만 이동될 수 있다. 또한, 노즐 유닛 (32) 의 일부는, 예를 들어 회수 포트 및 하부 면의 적어도 일부를 갖는 가동 유닛, 또는, 액체와 접촉하는 하부 면을 갖는, 노즐 유닛 (32) 에 대해 상대적으로 이동가능한 플레이트일 수 있다.
이러한 섹션들 외에, 노광 섹션 (200) 은, 메인 프레임 (BD) 으로부터 지지 부재 (72A) 를 통해 실질적으로 캔틸레버 상태로 지지된 (에지 부근에서 지지된) 측정 아암 (arm) (71A) 을 갖는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A), 및 나중에 설명될 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) (도 1 에는 미도시, 도 16 등 참조) 을 포함하는 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 을 구비한다. 하지만, 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 은, 편의를 위해, 나중에 설명될 미동 스테이지의 설명 후에 설명될 것이다.
측정 섹션 (300) 은, 메인 프레임 (BD) 에 제공된 얼라인먼트 (alignment) 디바이스 (99), 메인 프레임 (BD) 에 제공된 다초점 검출 시스템 (이하, 다점 AF 시스템이라 약칭함) (90a, 90b) (도 1 에는 미도시, 도 16 등 참조), 및, 메인 프레임 (BD) 으로부터 지지 부재 (72B) 를 통해 실질적으로 캔틸레버 상태로 지지된 (에지 부근에서 지지된) 측정 아암 (71B) 을 갖는 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B)), 및 나중에 설명될 제 2 상부 측 인코더 시스템 (도 1 에는 미도시, 도 16 등 참조) 을 포함하는 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 을 구비한다. 또한, 얼라인먼트 디바이스 (99) 의 부근에는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 척 유닛 (120) 이 제공된다. 덧붙여 말하자면, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 은, 편의를 위해, 나중에 설명될 미동 스테이지의 설명 후에 설명될 것이다. 또한, 얼라인먼트 디바이스 (99) 는 또한, 얼라인먼트 검출 시스템 또는 마크 검출 시스템으로도 지칭된다.
얼라인먼트 디바이스 (99) 는 도 4 에 도시된 5 개의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24) 을 포함한다. 이를 자세히 설명하기 위해, 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 프라이머리 (primary) 얼라인먼트 시스템 (AL1) 은, 검출 센터가 광학 축 (AX) 으로부터 -Y 측으로 먼 소정 거리의 위치에 위치한 상태에서, 투영 유닛 (PU) 의 센터 (투영 광학계 (PL) 의 광학 축 (AX), 또한 본 실시형태에서 이전에 설명된 노광 영역 (IA) 의 센터와도 일치) 를 통과하고 또한 Y-축에 평행한 직선 (이하, 기준 축이라고 지칭함) (LV) 상에 배치된다. 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1) 을 사이에 둔 상태에서 X-축 방향에서의 일측과 타측 상에, 세컨더리 (secondary) 얼라인먼트 시스템들 (AL21 및 AL22, 및 AL23 및 AL24) 이 검출 센터들이 기준 축 (LV) 에 대해 실질적으로 대칭으로 배치된 상태로 각각 제공된다. 즉, 5 개의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24) 의 검출 센터들은 X-축 방향을 따라 배치된다. 5 개의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24) 의 각각으로서, 예를 들어, 물체 마크로부터의 반사 광에 의해 수광 면 상에 형성된 물체 마크의 이미지 및 미도시의 인덱스 (index) 의 이미지 (각 얼라인먼트 시스템 내에 제공된 인덱스 플레이트 상의 인덱스 패턴) 가 (CCD 와 같은) 촬상 디바이스를 이용하여 촬상되고 촬상 신호들이 출력되도록, 물체 마크 상으로 웨이퍼 상의 레지스트를 노광하지 않는 브로드밴드 (broadband) 검출 빔을 조사하는 이미지 프로세싱 방법을 채용하는 FIA (Field Image Alignment) 시스템이 사용된다. 5 개의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24) 로부터의 촬상 신호들은 주제어기 (20) (도 16 참조) 에 공급된다. 덧붙여 말하자면, 얼라인먼트 디바이스 (99) 의 상세한 구조는 예를 들어 미국 공개특허공보 제 2009/0233234 호에 개시된다. 또한, 얼라인먼트 시스템들 (AL1 및 AL21 내지 AL24) 은 각각 그 촬상 방법에 제한되지 않고, 예를 들어, 코히어런트 (coherent) 측정 광을 얼라인먼트 마크 (회절 격자) 상에 조사하고 마크로부터 생성된 회절된 광을 검출하는 방법을 채용할 수 있다.
도 4 및 도 5 에서 도시된 다점 AF 시스템으로서, 송광 시스템 (90a) 및 수광 시스템 (90b) 으로 이루어진, 사입사 방법을 채용하는 다점 AF 시스템이 제공된다. 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 과 유사한 구조는 예를 들어 미국 특허 제 5,448,332 호 등에 개시된다. 본 실시형태에서, 일예로서, 송광 시스템 (90a) 및 수광 시스템 (90b) 은, 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1) 의 검출 센터를 통과하고 X-축에 평행한 직선 (기준 축) (LA) 의 +Y 측 상에 동일하게 떨어진 거리의 위치들에 기준 축 (LV) 에 대해 대칭으로 배치된다. 송광 시스템 (90a) 및 수광 시스템 (90b) 사이의 X-축 방향에서의 간격은 나중에 설명될 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 제공되는 스케일들 (scales) (391 및 392) (도 2(A) 참조) 의 쌍 사이의 간격보다 더 넓게 설정된다.
다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 복수의 검출 포인트들은 검출 대상인 면 상에 X-축 방향을 따라서 소정 간격으로 배치된다. 본 실시형태에서, 예를 들어, 검출 포인트들은 1 행 M 열 (M 은 검출 포인트들의 총 수) 또는 2 행 N 열 (N 은 검출 포인트들의 총 수의 1/2) 의 매트릭스의 형상으로 배치된다. 도 4 및 도 5 에서, 검출 빔들이 조사되는 복수의 검출 포인트들은 개별적으로 도시되지 않고, 송광 시스템 (90a) 과 수광 시스템 (90b) 사이의 X-축 방향으로 길게 연장된 검출 영역 (AF) 으로서 도시된다. 이 검출 영역 (AF) 의 X-축 방향의 길이는 웨이퍼 (W) 의 직경과 동일한 레벨로 설정되기 때문에, Z-축 방향에서의 웨이퍼 (W) 의 실질적으로 전체 면의 위치 정보 (면 위치 정보) 는 Y-축 방향에서 웨이퍼 (W) 를 단순히 한번 스캐닝함으로써 측정될 수 있다. 또한, Y-축 방향에 관하여, 이 검출 영역 (AF) 은 투영 광학계 (PL) (노광 영역 (IA)) 와 얼라인먼트 시스템들 (AL1, AL21, AL22, AL23, 및 AL24) 의 검출 영역 사이에 배치되기 때문에, 다점 AF 시스템과 얼라인먼트 시스템들이 동시에 검출 동작들을 수행하는 것이 가능하다.
덧붙여 말하자면, 복수의 검출 포인트들이 1 행 M 열 또는 2 행 N 열 방식으로 배열되지만, 행들 및/또는 열들의 수는 이에 한정되지 않는다. 하지만, 행들의 수가 2 이상인 경우에, 검출 포인트들의 위치를 상이한 행들에서 X-축 방향으로 상이하게 배열하는 것이 바람직하다. 또한, 복수의 검출 포인트들이 X-축 방향을 따라서 배치되지만, 이러한 배열 외에, 복수의 검출 포인트들의 전부 또는 일부가 Y-축 방향에 관해 상이한 위치들에 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 검출 포인트들은 X-축 및 Y-축 양자 모두에 교차하는 방향을 따라 배치될 수 있다. 즉, 적어도 X-축 방향에서의 위치만이 복수의 검출 포인트들에 대해 상이하면 된다. 또한, 본 실시형태에서, 검출 빔은 복수의 검출 포인트들에 조사되지만, 예를 들어, 검출 빔은 완전히 검출 영역 (AF) 상에 조사될 수 있다. 또한, 검출 영역 (AF) 의 X-축 방향에서의 길이는 웨이퍼 (W) 의 직경과 동일한 레벨일 필요는 없다.
도 1 및 도 2(B) 등으로부터 알 수 있는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 조동 (coarse movement) 스테이지 (WCS), 및 (예를 들어, 보이스 코일 모터 및 EI 코어 중 적어도 하나를 포함하는) 액츄에이터 (actuator) 를 통해 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 비접촉 상태로 지지되고 조동 스테이지 (WCS) 에 대해 상대적으로 이동할 수 있는 미동 (fine movement) 스테이지를 갖는다. 조동 스테이지 (WCS) 에, 도시되지는 않았지만, 베이스 보드 (12) 의 +X 측 (또는 -X 측) 상에 분리되어 제공된 가이드 면 상에 배치된 튜브 캐리어 (tube carrier) 가, 파이핑 및 배선이 통합된 튜브를 통해 연결된다. 튜브 캐리어는 예를 들어, 전력 (전류), 냉매, 압축 공기, 진공 등과 같은 가용 파워를 튜브를 통해 조동 스테이지 (WCS) 에 공급한다. 또한, 조동 스테이지 (WCS) 에 공급된 가용 파워 (예를 들어, 진공 등) 의 일부는 미동 스테이지 (WFS) 에 공급된다. 튜브 캐리어는 예를 들어 리니어 모터 등을 통해 주제어기 (20) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 따라 Y-축 방향으로 구동된다. Y-축 방향에서 튜브 캐리어의 구동은 튜브 캐리어가 허용가능한 범위 내에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 따르는 한, Y-축 방향에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 반드시 엄격하게 따를 필요는 없다. 또한, 튜브 캐리어는 베이스 보드 (12) 상에 배치될 수 있고, 이 경우에, 튜브 캐리어는 조동 스테이지 (WCS) 를 구동하는 나중에 설명될 평면 모터 (planar motor) 에 의해 구동될 수 있다. 덧붙여 말하자면, 튜브 캐리어는 또한 케이블 캐리어, 또는 팔로워 (follower) 로도 불릴 수 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 조/미동 구조를 반드시 가질 필요는 없다.
웨이퍼 스테이지 (WST) (조동 스테이지 (WCS)) 는 X-축 및 Y-축 방향들에서 소정의 스트로크들 (strokes) 로 구동되고, 또한, 나중에 설명될 평면 모터를 포함하는 조동 스테이지 구동 시스템 (51A) (도 16 참조) 에 의해 θz 방향으로 미세하게 구동된다. 또한, 미동 스테이지 (WFS) 는 조동 스테이지 (WCS) 에 대해 전술된 액츄에이터를 포함하는 미동 스테이지 구동 시스템 (52A) (도 16 참조) 에 의해 6 자유도의 방향들로 (X-축, Y-축, Z-축, θx, θy, 및 θz 방향들의 각각으로) 구동된다. 덧붙여 말하자면, 조동 스테이지 (WCS) 는 나중에 설명될 평면 모터에 의해 6 자유도의 방향으로 구동될 수 있다.
웨이퍼 스테이지 (WST) (조동 스테이지 (WCS)) 의 (θz 방향에서의 회전 정보를 포함하는) 적어도 XY-평면 내에서의 위치 정보는 간섭계 시스템으로 이루어진 웨이퍼 스테이지 위치 측정 시스템 (16A) (도 1 및 도 16 참조) 에 의해 측정된다. 또한, 노광 스테이션 (200) 에서 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 지지되는 미동 스테이지 (WFS) 의 6 자유도의 방향들에서의 위치 정보는 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) (도 1 참조) 에 의해 측정된다. 덧붙여 말하자면, 웨이퍼 스테이지 위치 측정 시스템 (16A) 은 반드시 제공될 필요는 없다. 이 경우에, 노광 스테이션 (200) 에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 6 자유도의 방향들에서의 위치 정보는 오직 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 으로만 측정될 수 있다.
또한, 조동 스테이지 (WCS) 가 측정 스테이션 (300) 에 있을 때, 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 지지되는 미동 스테이지 (WFS) 의 6 자유도 방향들에서의 위치 정보는 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) (도 1 참조) 에 의해 측정된다.
또한, 측정 스테이션 (300) 내에서, 나중에 설명될 포커스 맵핑 (focus mapping) 등을 수행할 때, 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 정보는 또한 나중에 설명될 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 및 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 에 의해 측정된다. 실시형태에서, Y 방향에서의 위치는 전술한 바와 같이 다점 AF 시스템의 검출 포인트 및 얼라인먼트 디바이스 (99) 의 검출 센터에 따라 상이하기 때문에, 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 및 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 은 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 으로부터 분리되어 제공된다. 따라서, 얼라인먼트 디바이스 (99) 에 의한 웨이퍼 (W) 등의 마크 검출에서, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 은 적어도 Y 방향에 대해 얼라인먼트 디바이스 (99) 의 검출 센터와 실질적으로 동일한 위치에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보를 측정할 수 있고, 다점 AF 시스템에 의해 웨이퍼 (W) 등의 Z 방향에서의 위치 정보의 측정에서, 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 및 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 은 적어도 Y 방향에 대해 다점 AF 시스템의 검출 포인트와 실질적으로 동일한 위치에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보를 측정할 수 있다.
덧붙여 말하자면, Y 방향에서의 위치 정보가 실질적으로 동일한 경우에, 또는, Y 방향에서의 이격이 얼라인먼트 디바이스 (99) 의 검출 센터 및 다점 AF 시스템의 검출 포인트에 있어서 작은 경우에, 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 및 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 은 반드시 제공될 필요는 없다. 이 경우, 다점 AF 시스템의 측정 동작에서도, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 이 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 얼라인먼트 디바이스 (99) 의 검출 센터 및 다점 AF 시스템의 검출 포인트에 있어서 위치들이 상이한 경우에도, 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 및 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 이 제공되지 않고 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 만이 사용된 경우에, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 은, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보가 Y 방향에서 얼라인먼트 디바이스 (99) 의 검출 센터와 다점 AF 시스템의 검출 포인트 사이에서 예를 들어 센터에서 측정되도록 배치될 수 있다.
*
*또한, 노광 스테이션 (200) 과 측정 스테이션 (300) 사이, 즉, 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 과 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 범위들 사이에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 정보는 나중에 설명될 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) (도 16 참조) 에 의해 측정된다. 덧붙여 말하자면, 웨이퍼 스테이지의 위치 정보가 더 이상 제 1 및 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A 및 110B) 에 의해 측정될 수 없는 범위에서, 또는 다르게 말하면, 전술된 측정 범위 밖에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보를 측정하기 위한 측정 디바이스는 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) 에 한정되지 않고, 예를 들어 간섭계 시스템, 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) 과 상이한 검출 방법 및/또는 구조를 갖는 인코더 시스템 등과 같은 다른 측정 디바이스들이 또한 사용될 수 있다.
또한, XY-평면 내에서의 측정 스테이지 (MST) 의 위치 정보는 간섭계 시스템으로 이루어진 측정 스테이지 위치 측정 시스템 (16B) (도 1 및 도 16 참조) 에 의해 측정된다. 덧붙여 말하자면, 측정 스테이지 (MST) 의 위치 정보를 측정하기 위한 측정 디바이스는 간섭계 시스템에 한정되지 아니하고, 예를 들어 (나중에 설명될 제 5 상부 측 인코더 시스템을 포함하는) 인코더 시스템과 같은 다른 측정 디바이스들이 또한 사용될 수 있다.
웨이퍼 스테이지 위치 측정 시스템 (16A), 측정 스테이지 위치 측정 시스템 (16B), 및 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) 의 측정 값들 (위치 정보) 은, 조동 스테이지 (WCS), 측정 스테이지 (MST), 및 미동 스테이지 (WFS) 각각의 위치 제어를 위해, 주제어기 (20) (도 16 참조) 에 공급된다. 또한, 제 1 및 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A 및 110B), 및 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 및 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 의 측정 결과들은, 조동 스테이지 (WCS), 측정 스테이지 (MST), 및 미동 스테이지 (WFS) 각각의 위치 제어를 위해, 나중에 설명될 스위칭 섹션들 (150A 내지 150C) 각각을 통해 주제어기 (20) (도 16 참조) 에 공급된다.
이제, 상기 설명된 다양한 측정 시스템들을 포함하는, 스테이지 시스템들의 구조 등의 상세들이 설명될 것이다. 우선, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 설명될 것이다.
조동 스테이지 (WCS) 는, 도 2(B) 에 도시된 바와 같이, 조동 슬라이더 (slider) 섹션 (91), 한 쌍의 측벽 섹션들 (92a 및 92b), 및 한 쌍의 고정자 (stator) 섹션들 (93a 및 93b) 을 구비한다. 조동 슬라이더 섹션 (91) 은 직사각형 플레이트 (plate) 형상의 부재로 이루어지고, 그것의 평면시 (planar view) 에서 (+Z 방향에서 보았을 때) X-축 방향에서의 길이는 Y-축 방향에서의 길이보다 약간 더 길다. 한 쌍의 측벽 섹션들 (92a 및 92b) 은 각각 길이 방향이 Y-축 방향인 직사각형 플레이트 형상의 부재로 이루어지고, YZ-평면에 평행한 상태에서 조동 슬라이더 섹션 (91) 의 길이 방향에서의 일단 및 타단에서 각각 상부 면들에 각각 고정된다. 한 쌍의 고정자 섹션들 (93a 및 93b) 은 측벽 섹션들 (92a 및 92b) 의 상부 면들의 각각 상에서 Y-축 방향을 따른 센터에서 센터를 향해 대향하여 고정된다. 조동 스테이지 (WCS) 는 전체로서 상부 면 상에 X-축 방향의 센터에서 및 Y-축 방향에서의 양측 면들에서 개구들을 갖는 짧은 직육면체 형상을 갖는다. 즉, 조동 스테이지 (WCS) 에서, 공간이 Y-축 방향으로 침투된 내부에 형성된다. 측정 아암들 (71A 및 71B) 이 나중에 설명될 노광 시, 얼라인먼트 시 등에 이 공간 내로 삽입된다. 덧붙여 말하자면, 측벽 섹션들 (92a 및 92b) 의 Y-축 방향에서의 길이는 고정자 섹션들 (93a 및 93b) 과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 측벽 섹션들 (92a 및 92b) 은 조동 슬라이더 섹션 (91) 의 길이 방향에서의 일측 및 타측의 상부 면 상에 Y-축 방향을 따른 센터에서만 제공될 수 있다. 또한, 조동 스테이지 (WCS) 는 오직 미동 스테이지 (WFS) 를 지지하면서 가동이어야 하고, 메인 섹션, 가동체 (movable body), 또는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 가동체라고 또한 지칭될 수 있다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 베이스 보드 (12) 내부에, 행 방향 및 열 방향으로 기능하는 XY 2차원 방향들로 매트릭스의 형상으로 배치된 복수의 코일들 (17) 을 포함하는 코일 유닛이 수용된다. 덧붙여 말하자면, 베이스 보드 (12) 는 그것의 표면이 XY 평면과 실질적으로 평행하도록 투영 광학계 (PL) 아래에 배치된다.
코일 유닛들에 대응하여, 조동 스테이지 (WCS) 의 바닥 면에, 또는 다르게 말하면, 조동 슬라이더 섹션 (91) 의 바닥 면에, 도 2(B) 에 도시된 바와 같이, 행 방향 및 열 방향으로 기능하는 XY 2차원 방향들로 매트릭스의 형상으로 배치된 복수의 영구 자석들 (18) 로 이루어진 마그넷 (magnet) 유닛이 제공된다. 마그넷 유닛은 베이스 보드 (12) 의 코일 유닛과 함께 예를 들어 미국 특허 제 5,196745 호 등에 개시된 것들과 같은 전자기적으로 (로렌츠력 (Lorentz force)) 구동되는 평면 모터로 이루어지는 조동 스테이지 구동 시스템 (91A) (도 16 참조) 을 구성한다. 코일 유닛을 구성하는 각 코일 (17) 에 공급되는 전류의 크기 및 방향은 주 제어기 (20) 에 의해 제어된다.
상기 설명된 마그넷 유닛의 부근에서 조동 슬라이더 섹션 (91) 의 바닥 면에, 복수의 에어 베어링들 (94) 이 고정된다. 조동 스테이지 (WCS) 는 소정의 클리어런스 갭 (clearance gap) (클리어런스, 갭), 예를 들어 수 μm 정도의 클리어런스 갭을 통해 복수의 에어 베어링들 (94) 에 의해 베이스 보드 (12) 위에 부상하여 지지되고, 조동 스테이지 구동 시스템 (51A) 에 의해 X-축 방향, Y-축 방향, 및 θz 방향으로 구동된다.
덧붙여 말하자면, 조동 스테이지 구동 시스템 (51A) 은 전자기적으로 (로렌츠력) 구동되는 평면 모터에 한정되지 않고, 예를 들어, 가변 릴럭턴스 (reluctance) 구동 방법을 채용하는 평면 모터가 또한 사용될 수 있다. 이 외에도, 조동 스테이지 구동 시스템 (51A) 은 자기 부상형 평면 모터를 이용하여 구성될 수 있고, 이 평면 모터로, 조동 스테이지 (WCS) 는 6 자유도의 방향들로 구동될 수 있다. 이 경우에, 에어 베어링들은 조동 슬라이더 섹션 (91) 의 바닥 면에 제공될 필요가 없다.
한 쌍의 고정자 섹션들 (93a 및 93b) 은 각각 외부 형상이 플레이트인 부재로 만들어지고, 미동 스테이지 (WFS) 를 구동하기 위해 사용되는 복수의 코일들로 이루어지는 코일 유닛들 (CUa 및 CUb) 이 내부에 수용된다. 코일 유닛들 (CUa 및 CUb) 을 구성하는 각 코일에 공급되는 전류의 크기 및 방향은 주제어기 (20) 에 의해 제어된다.
미동 스테이지 (WFS) 는, 도 2(B) 에 도시된 바와 같이, 메인 섹션 (81), 메인 섹션 (81) 의 길이 방향에서 일 에지 및 타 에지에 각각 고정된 한 쌍의 가동자 (mover) 섹션들 (82a 및 82b), 및 메인 섹션 (81) 의 상부 면에 일체적으로 고정된 평면시로 직사각형 형상을 갖는 플레이트 부재로 이루어진 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 구비한다.
메인 섹션 (81) 은 길이 방향이 평면시로 X-축 방향인 팔각형 플레이트로 이루어진다. 메인 섹션 (81) 의 하부 면에, 예를 들어 평면시로 메인 섹션 (81) 보다 약간 더 큰 직사각형 형상 또는 팔각형 형상과 같은 소정의 형상 및 소정의 두께의 플레이트 형상 부재로 이루어진 스케일 플레이트 (83) 가 배치되고 (웨이퍼 (W) 표면에 평행하게) 수평으로 고정된다. 적어도 웨이퍼 (W) 보다 약간 더 큰 영역에서의 스케일 플레이트 (83) 의 하부 면에, 2차원 격자 (이하, 간단히 격자라고 칭함) (RG) 가 제공된다. 격자 (RG) 는 주기 방향이 X-방향인 반사형 회절 격자 (X 회절 격자) 및 주기 방향이 Y-축 방향인 반사형 회절 격자 (Y 회절 격자) 를 포함한다. X 회절 격자 및 Y 회절 격자의 격자 라인들의 피치 (pitch) 는 예를 들어 1μm 로 설정된다.
메인 섹션 (81) 및 스케일 플레이트 (83) 는 바람직하게는 예를 들어 열 팽창 계수가 동일하거나 대략 동일한 재료로 형성되고, 그 재료는 바람직하게는 낮은 열 팽창 계수를 갖는 재료이다. 또한, 격자 (RG) 의 표면은 예를 들어 광에 대한 투과도 및 낮은 열 팽창 계수를 갖는 투명 재료로 이루어진 커버 유리와 같은 보호 부재에 의해 커버되어 보호될 수 있다. 덧붙여 말하자면, 격자 (RG) 는, 격자 (RG) 가 2 개의 상이한 방향들로 주기적으로 배열되는 한, 임의의 구조를 채용할 수도 있고, 그 주기적 방향들은 X 방향 및 Y 방향과 일치할 필요는 없고, 예를 들어 그 주기적 방향들은 X 방향 및 Y 방향에 대해 45 도 회전되는 등일 수도 있다.
본 실시형태에서, 미동 스테이지 (WFS) 가 메인 섹션 (81) 및 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 갖는 한편, 예를 들어, 웨이퍼 테이블 (WTB) 은 제공된 메인 섹션 (81) 없이 전술한 액츄에이터에 의해 구동될 수 있다. 또한, 미동 스테이지 (WFS) 는 그것의 상부 면의 일부 상에 웨이퍼 (W) 의 탑재 영역을 가지기만 하면 되고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 유지 섹션 (holding section), 테이블, 또는 이동 섹션으로 지칭될 수 있다.
한 쌍의 가동자 섹션들 (82a 및 82b) 은 각각 YZ 섹션이 메인 섹션 (81) 의 X-축 방향에서의 일단 및 타단에 각각 고정된 직사각형 프레임 형상인 하우징 (housing) 을 갖는다. 이하, 편의를 위해, 이들 하우징들은 가동자 섹션들 (82a 및 82b) 과 동일한 참조 부호들을 이용하여 하우징들 (82a 및 82b) 로서 표현될 것이다.
하우징 (82a) 은 Y-축 방향으로 길게 연장된 직사각형 YZ 형상을 가지고, 그것의 Y-축 방향에서의 사이즈 (길이) 및 Z-축 방향에서의 사이즈 (높이) 는 양자 모두 고정자 섹션 (93a) 보다 약간 더 크다. 하우징 (82a) 의 공간 내로, 조동 스테이지 (WCS) 의 고정자 섹션 (93a) 의 -X 측 상의 에지가 비접촉식으로 삽입된다. 상부 벽 섹션 (82a1) 및 바닥 벽 섹션 (82a2) 에서의 하우징 (82a) 내부에, 마그넷 유닛들 (MUa1 및 MUa2) 이 제공된다.
가동자 섹션 (82b) 은 가동자 섹션 (82a) 에 대해 수평으로 대칭이면서 유사하게 구성된다. 하우징 (가동자 섹션) (82b) 의 공간 내로, 조동 스테이지 (WCS) 의 고정자 섹션 (93b) 의 +X 측 상의 에지가 비접촉식으로 삽입된다. 상부 벽 섹션 (82b1) 및 바닥 벽 섹션 (82b2) 에서의 하우징 (82b) 내부에, 마그넷 유닛들 (MUa1 및 MUa2) 과 유사하게 구성된 마그넷 유닛들 (MUb1 및 MUb2) 이 제공된다.
상기 설명된 코일 유닛들 (CUa 및 CUb) 은 마그넷 유닛들 (MUa1 과 MUa2, 및 MUb1 과 MUb2) 에 각각 대응하는 고정자 섹션들 (93a 및 93b) 각각 내부에 수용된다. 마그넷 유닛들 (MUa1 과 MUa2, 및 MUb1 과 MUb2), 및 코일 유닛들 (CUa 및 CUb) 의 구조들은 예를 들어 미국 공개특허공보 제 2010/0073652 호, 미국 공개특허공보 제 2010/0073653 호에 자세히 개시된다.
본 실시형태에서, 전술한, 가동자 섹션 (82a) 이 갖는 한 쌍의 마그넷 유닛들 (MUa1 및 MUa2) 및 고정자 섹션 (93a) 이 갖는 코일 유닛 (CUa), 및 가동자 섹션 (82b) 이 갖는 한 쌍의 마그넷 유닛들 (MUb1 및 MUb2) 및 고정자 섹션 (93b) 이 갖는 코일 유닛 (CUb) 을 포함하는 미동 스테이지 구동 시스템 (52A) (도 16 참조) 이 구성되고, 조동 스테이지 (WCS) 에 대해 부상에 의해 미접촉 상태로 미동 스테이지 (WFS) 를 지지하며, 또한, 상기 설명된 미국 공개특허공보 제 2010/0073652 호, 미국 공개특허공보 제 2010/0073653 호와 유사하게 미동 스테이지 (WFS) 를 6 자유도의 방향들로 비접촉식으로 구동한다.
덧붙여 말하자면, 조동 스테이지 구동 시스템 (51A) (도 16 참조) 으로서 자기 부상형 평면 모터를 이용하는 경우에, 미동 스테이지 (WFS) 가 평면 모터에 의해 조동 스테이지 (WCS) 와 일체로 Z-축, θx, 및 θy 방향들의 각각으로 미세하게 구동될 수 있기 때문에, 미동 스테이지 구동 시스템 (52A) 은 미동 스테이지 (WFS) 가 X-축, Y-축, 및 θz 방향들로, 즉, XY-평면 내의 3 자유도의 방향들로 구동가능한 구조를 채용할 수 있다. 이 외에도, 예를 들어, 조동 스테이지 (WCS) 의 한 쌍의 측벽 섹션들 (92a 및 92b) 의 각각에, 전자석들이 쌍으로 제공될 수 있고, 이들 각각은 미동 스테이지 (WFS) 의 팔각형 형상의 경사 측 섹션에 대향하고, 미동 스테이지 (WFS) 에서, 자성체 부재가 각 전자석에 대향하여 제공될 수 있다. 이것은 미동 스테이지 (WFS) 가 전자석의 자기력에 의해 XY-평면 내에서 구동되도록 허용하기 때문에, 가동자 섹션들 (82a 및 82b) 및 고정자 섹션들 (93a 및 93b) 은 한 쌍의 Y-축 리니어 모터들을 구성할 수 있다.
웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 면의 센터에, 웨이퍼 (W) 를 진공 척킹 등에 의해 유지하는 웨이퍼 홀더 (미도시) 가 제공된다. 웨이퍼 홀더 (holder) 는 웨이퍼 테이블 (WTB) 과 일체로 형성될 수 있고, 또는, 예를 들어 정전 척 메커니즘, 클램프 메커니즘 등을 통해, 또는 접착 등에 의해, 웨이퍼 테이블 (WTB) 에 고정될 수 있다. 여기서, 도 2(B) 등에서 도면들에서는 생략되었지만, 메인 섹션에서, 웨이퍼 테이블 (WTB) 및 웨이퍼 홀더에 제공된 홀들을 통해 수직으로 이동가능한 복수의 예를 들어 3 개의 수직 이동 핀들 (140) (도 6(A) 참조) 이 제공된다. 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 은, 그들의 상부 면들이 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 상부 면 위의 제 1 위치와, 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 상부 면 아래의 제 2 위치 사이에서 수직으로 이동하도록 수직으로 이동가능하다. 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 은 구동기 (142) (도 16 참조) 를 통해 주 제어기 (20) 에 의해 구동된다.
웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 면 상의 웨이퍼 홀더 (웨이퍼의 탑재 영역) 외부에, 도 2(A) 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 홀더보다 약간 더 큰 원형 개구가 센터에 형성되고, 직사각형 외형 (윤곽) 을 갖는 플레이트 (발액 플레이트) (28) 가 제공된다. 플레이트 (28) 는 예를 들어 유리 또는 세라믹스 (예를 들어, 쇼트 AG (Schott AG), Al2O3 또는 TiC 등의 제로뒤르 (Zerodur) (제품명)) 와 같은 낮은 열 팽창 계수를 갖는 재료로 이루어지고, 그것의 표면 상에, 액체 (Lq) 에 대한 발액 처리가 적용된다. 구체적으로, 발액 필름은 예를 들어 플루오로수지 재료 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 (테플론 (Teflon) (등록 상표)) 과 같은 플루오린계 수지 재료, 아크릴계 수지 재료, 실리콘계 수지 재료 등으로 형성된다. 덧붙여 말하자면, 플레이트 (28) 는, 그것의 전체 면 (또는 그 면의 일부) 이 웨이퍼 (W) 의 표면과 실질적으로 공면 (flush) 이도록 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 면에 대해 고정된다.
플레이트 (28) 는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X-축 방향에서의 센터에 위치되고, 직사각형의 외형 (윤곽) 및 센터에 형성된 원형 개구를 갖는 제 1 발액 영역 (28a), 및, 직사각형 형상을 가지며 X-축 방향으로 사이에 제 1 발액 영역 (28a) 을 가지고 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 +X 측 에지 및 -X 측 에지 상에 위치된 한 쌍의 제 2 발액 영역들 (28b) 을 갖는다. 덧붙여 말하자면, 본 실시형태에서, 이전에 설명된 바와 같이 액체 (Lq) 로서 물이 사용되기 때문에, 이하, 제 1 발액 영역 (28a) 및 제 2 발액 영역 (28b) 은 제 1 발수 플레이트 (28a) 및 제 2 발수 플레이트 (28b) 로서 각각 지칭될 것이다.
제 1 발수 플레이트 (28a) 의 +Y 측의 에지의 부근에, 측정 플레이트 (30) 가 제공된다. 이 측정 플레이트 (30) 에서, 기준 마크 (fiducial mark; FM) 가 센터에 제공되고, 한 쌍의 에어리얼 (aerial) 이미지 측정 슬릿 패턴들 (슬릿 형상의 측정 패턴들) (SL) 이 기준 마크 (FM) 를 사이에 두고 제공된다. 그리고, 각 에어리얼 이미지 측정 슬릿 패턴 (SL) 에 대응하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 외부에 슬릿 패턴들 (나중에 설명될 측정 스테이지 (MST) 에 제공된 수광 시스템) 을 통과하는 조명 광 (IL) 을 가이드하는 송광 시스템 (미도시) 이 제공된다. 측정 플레이트 (30) 는 예를 들어 웨이퍼 홀더가 배치되는 개구와는 상이한 플레이트 (28) 의 개구 내에 배치되고, 측정 플레이트 (30) 와 플레이트 (28) 사이의 갭은, 액체가 시일 부재 (seal member) 등에 의해 웨이퍼 테이블 (WTB) 내로 흐르지 않도록 차단된다. 또한, 측정 플레이트 (30) 는 그것의 표면이 플레이트 (28) 의 표면과 실질적으로 공면이 되도록 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 제공된다. 덧붙여 말하자면, 슬릿 패턴 (SL) 과는 상이한 적어도 하나의 개구 섹션 (송광 섹션) 이 측정 플레이트 (30) 상에 형성될 수 있고, 센서로 투영 광학계 (PL) 및 액체를 통해 개구 섹션을 통과하는 조명 광 (IL) 을 검출함으로써, 예를 들어, (파면 수차 등을 포함하는) 투영 광학계 (PL) 의 광학적 특성들 및/또는 (광량, 전술한 노광 영역 (IA) 내의 조도 분포 등을 포함하는) 조명 광 (IL) 의 특성들이 측정될 수 있다.
한 쌍의 제 2 발수 플레이트들 (28b) 상에, 제 1 내지 제 4 상부 측 인코더 시스템들 (80A 내지 80D) 에 대해 스케일들 (391 및 392) 이 각각 형성된다. 이것을 자세히 설명하기 위해, 스케일들 (391 및 392) 은 각각, 예를 들어, 주기 방향이 Y-축 방향인 회절 격자 및 주기 방향이 X-축 방향인 회절 격자의 조합인 반사형 2차원 회절 격자에 의해 구성된다. 2차원 회절 격자의 그리드 라인들의 피치는 Y-축 방향 및 X-축 방향 양자 모두에 대해 예를 들어 1μm 로 설정된다. 또한, 한 쌍의 제 2 발수 플레이트들 (28b) 은 각각 스케일들 (2차원 격자들) (391 및 392) 을 가지기 때문에, 제 2 발수 플레이트들은 격자 부재, 스케일 플레이트, 또는 그리드 플레이트로서 지칭되며, 예를 들어, 2차원 격자가 낮은 열 팽창 계수를 갖는 유리 플레이트의 표면 상에 형성되고, 발액 필름이 2차원 격자를 커버하도록 형성된다. 덧붙여 말하자면, 도 2(A) 에서, 도면들에서의 편의를 위해, 격자의 피치는 실제 피치보다 더 크게 도시된다. 이는 다른 도면들에서도 역시 동일하다. 또한, 2차원 격자는, 격자가 2 개의 상이한 방향들에서 주기적으로 배열되는 한 임의의 구조를 가질 수 있고, 주기적 방향들은 X 방향 및 Y 방향과 일치할 필요는 없고, 예를 들어, 그 주기적 방향은 X 방향 및 Y 방향에 대해 45도 만큼 회전될 수 있다.
덧붙여 말하자면, 한 쌍의 제 2 발수 플레이트들 (28b) 의 회절 격자를 보호하기 위해, 발수성을 갖는 낮은 열 팽창 계수의 유리 플레이트로 회절 격자를 커버하는 것이 또한 효과적이다. 여기서, 유리 플레이트로서, 예를 들어 1mm 두께를 갖는 플레이트와 같은, 웨이퍼와 동일한 레벨의 두께를 갖는 플레이트가 사용될 수 있고, 일예로서, 플레이트는, 유리 플레이트의 표면이 웨이퍼 표면과 동일한 높이 (면 위치 (surface position)) 이도록, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 면 상에 설치된다. 또한, 한 쌍의 제 2 발수 플레이트들 (28b) 은, 적어도 웨이퍼 (W) 의 노광 동작 동안 전술한 액침 영역의 액체와 한 쌍의 제 2 발수 플레이트들 (28b) 이 접촉하지 않는 정도까지 웨이퍼 (W) 로부터 멀리 배치되고, 한 쌍의 제 2 발수 플레이트들 (28b) 의 표면은 발액성일 필요는 없다. 즉, 한 쌍의 제 2 발수 플레이트들 (28b) 은 각각 단순히 위에 스케일 (2차원 격자) 이 형성된 격자 부재일 수 있다.
본 실시형태에서, 플레이트 (28) 가 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 제공되지만, 플레이트 (28) 는 제공지 않아도 된다. 이 경우에, 웨이퍼 홀더가 배치되는 오목 부분이 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 면에 제공될 수 있고, 예를 들어, 표면이 발액성이 아닌 전술한 한 쌍의 격자 부재들이 오목부를 사이에 두고 X 방향으로 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이 격자 부재들의 쌍은, 격자 부재들의 쌍이 액침 영역의 액체와 접촉하지 않을 정도까지 오목부로부터 떨어져 배치되어야 한다. 또한, 오목부는, 오목부 내에 웨이퍼 홀더에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 의 표면이 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 면과 실질적으로 공면이 되도록 형성될 수 있다. 덧붙여 말하자면, (오목부를 둘러싸는 주변 영역을 적어도 포함하는) 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 면의 전체 또는 부분은 발액성일 수 있다. 또한, 위에 스케일들 (2차원 격자) (391 및 392) 이 형성된 한 쌍의 격자 부재들이 오목부에 근접하여 배치되는 경우에, 전술한 한 쌍의 제 2 발수 플레이트들 (28) 이, 표면이 발액성이 아닌 격자 부재들의 쌍 대신에 사용될 수 있다.
덧붙여 말하자면, 제 2 발수 플레이트들 (28b) 의 스케일들의 에지 부근에, 미도시의 위치결정 패턴들이 각각 제공되어, 나중에 설명될 인코더 헤드와 스케일들 사이의 상대적인 위치를 결정하기 위해 사용된다. 이 위치결정 패턴은 예를 들어 상이한 반사도를 갖는 그리드 라인들로 구성되고, 인코더 헤드가 이 위치결정 패턴을 스캔할 때, 인코더의 출력 신호의 강도가 변화한다. 따라서, 임계 값이 사전에 결정되고, 출력 신호의 강도가 임계 값을 초과하는 위치가 검출된다. 인코더 헤드와 스케일 사이의 상대적인 위치는 기준으로서 기능하는 검출된 위치로 설정된다. 또한, 전술한 바와 같이, 본 실시형태에서, 미동 스테이지 (WFS) 가 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 구비하기 때문에, 이하의 설명에서는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 포함하는 미동 스테이지 (WFS) 는 또한 웨이퍼 테이블 (WTB) 로서 기술될 것이다.
다음으로, 순서 밖이지만, 척 유닛 (chuck unit) (120) 이 설명될 것이다. 척 유닛 (120) 은, 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 웨이퍼를 로딩 (loading) 하기 전에 그것의 로딩 위치 위에서 아직 노광되지 않은 웨이퍼를 유지 (hold) 하기 위해서, 그리고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 웨이퍼를 로딩하기 위해 사용된다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 척 유닛 (120) 은 미도시의 진동 격리 부재를 통해 메인 프레임 (BD) 의 하부 면에 고정된 구동 섹션 (122), 및 구동 섹션 (122) 에 의해 수직으로 이동되는 척 메인 섹션 (130) 을 구비한다. 도 6(A) 는 (-Y 방향에서 보았을 때) 척 유닛 (120) 의 정면도를 개략적으로 나타내고, 도 6(B) 는 척 유닛 (120) 의 평면도를 각각 개략적으로 나타낸다. 구동 섹션 (122) 은 모터를 통합하고 있고, 도 6(A) 에서 도시된 바와 같이 수직 방향 (Z-축 방향) 으로 수직 이동 샤프트 (shaft) (122a) 를 통해 척 메인 섹션 (130) 을 구동한다.
척 메인 섹션 (130) 은, 소정의 두께를 가지고 상부 면이 수직 이동 샤프트 (122a) 의 하단부에 고정된, 평면시로 원형인 플레이트 형상 부재로 이루어진 냉각 플레이트 (123), 상부 면이 냉각 플레이트 (123) 의 하부 면에 고정된 베르누이 척 (또는 플로트 (float) 척이라고도 불림) (124) 등을 구비한다.
냉각 플레이트 (123) 는 웨이퍼의 온도를 소정의 온도로 제어하기 위해 사용되고, 예를 들어, 웨이퍼는 플레이트 내부에 제공되는 파이핑 등, 및 그 파이핑에 흐르는 온도가 소정 온도로 제어되는 액체에 의해 소정의 온도로 제어된다. 냉각 플레이트 (123) 의 X-축 방향의 양 단부들 상에, 한 쌍의 가이드 섹션들 (125) 이 제공된다. 한 쌍의 가이드 섹션들 (125) 의 각각에, 수직 방향으로 이어지는 스루 홀 (through hole) 로 이루어진 가이드 홀 (125a) 이 형성된다.
가이드 섹션들 (125) 의 일방에 형성된 가이드 홀 (125a) 내부에, 수직 방향으로 연장되는 샤프트 (126) 가 소정 간격으로 형성되어 삽입된다. 샤프트 (126) 의 상부 단부는 가이드 섹션 (125) 위에 노출되고, 수직 이동 회전 구동 섹션 (127) 에 연결된다. 수직 이동 회전 구동 섹션 (127) 은 미도시의 부착 부재를 통해 메인 프레임 (BD) 에 부착된다. 샤프트 (126) 의 하부 단부는 가이드 섹션들 (125) 의 아래에 노출되고, (도 6(A) 에서 X-축 방향으로 연장되는) XY-평면 내의 단축 방향으로 연장되는 지지 플레이트 (128) 는 그것의 하부 단부 면에 고정된다. 덧붙여 말하자면, 먼지가 발생되는 것을 방지하기 위해, 가이드 홀 (125a) 의 내부 원주 면 상의 복수의 장소들에 에어 베어링과 같은 비접촉식 베어링을 배치하는 것이 바람직하다. 지지 플레이트 (128) 의 길이 방향에서의 일단부 부근의 상부 면이 샤프트 (126) 에 고정된다. 지지 플레이트 (128) 의 길이 방향에서의 타단부는, 베르누이 척 (124) 의 외주부에 대향하는 제 1 회전 위치와, 베르누이 척 (124) 에 대향하는 제 2 회전 위치 사이에서 θz 방향으로 수직 이동 회전 구동 섹션 (127) 에 의해 회전 방향으로 구동되고, 소정의 스트로크들로 역시 수직 방향으로 구동된다.
수직 이동 회전 구동 섹션 (127), 샤프트 (126), 및 지지 플레이트 (128) 가 또한, 상기 설명과 유사한 장소 및 구조로, 다른 가이드 섹션 (125) 측에 제공된다.
베르누이 척 (124) 은 냉각 플레이트 (123) 와 실질적으로 동일한 사이즈이지만 냉각 플레이트 (123) 보다 훨씬 더 얇은 플레이트 형상 부재로 이루어진다. 베르누이 척 (124) 의 외주면 상의 3 개의 장소들에, 예를 들어 CCD 등과 같은 촬상 디바이스 (129) 가 매립된 상태로 부착된다 (도 6(A) 등에서, 촬상 디바이스들 중 오직 하나만이 대표로 도시된다). 3 개의 촬상 디바이스들 (129) 중 하나는 웨이퍼 (W) 의 센터가 베르누이 척 (124) 의 센터와 실질적으로 일치하는 상태로 웨이퍼 (W) 의 노치 (notch) (V-형상의 컷, 미도시) 에 대향하는 위치에 배치되고, 나머지 2 개의 촬상 디바이스들 (129) 은 각각, 웨이퍼 (W) 의 센터가 베르누이 척 (124) 의 센터와 실질적으로 일치하는 상태에서 웨이퍼 (W) 의 외주부의 일부에 대향하는 위치에 배치된다. 또한, 베르누이 척 (124) 에서, 예를 들어, 정전 용량 센서로 이루어지는 미도시의 갭 센서가 제공되고, 그것의 출력이 주제어기 (20) 에 공급된다.
베르누이 척은, 분출되는 유체 (예를 들어, 공기) 의 유동 속도를 국부적으로 증가시키기 위해 베르누이 효과를 이용하고 대상물을 비접촉식으로 고정 (이하 또한 적절하게 지지, 유지, 또는 흡인이라고 칭함) 하는 잘 알려진 척이다. 여기서, 베르누이 효과는, 유체 기구 등에 가해지는 유체의 유동 속도가 증가할 때 유체의 압력이 감소하는 베르누이의 이론 (원리) 의 효과를 지칭한다. 베르누이 척에서, 유지 상태 (흡인/부상 상태) 는 흡인 (고정) 되는 대상물의 무게, 및 척으로부터 분출되는 유체의 유동 속도에 따라 결정된다. 즉, 대상물의 사이즈가 알려진 경우에, 유지될 대상물과 유지 시의 척 사이의 갭의 사이즈는 척으로부터 분출되는 유체의 유동 속도에 따라 결정된다. 본 실시형태에서, 베르누이 척 (124) 은 웨이퍼 (W) 를 흡인 (지지 또는 유지) 하기 위해 사용된다. Z-축 방향, 및 θx 및 θy 방향들에서의 웨이퍼의 이동은 베르누이 척 (124) 에 의한 흡인에 의해 유지되는 웨이퍼에 의해 제한되는 한편, X-축 방향, Y-축 방향, 및 θz 방향에서의 이동은, 웨이퍼가 베르누이 척 (124) 에 의해 흡인 (지지 또는 유지) 되는 상태에서, 한 쌍의 플레이트들 (128) 의 하부 면 (이면) 상의 외주 부근의 2 개의 장소들에서 접촉하여 하방으로부터지지될 때 발생하는 마찰력에 의해 제한된다.
덧붙여 말하자면, 사용되는 척은 베르누이 효과를 이용하는 척에 제한되지 않고, 베르누이 효과를 이용함이 없이 비접촉식으로 웨이퍼를 유지하는 척이 또한 사용될 수 있다. 본 실시형태에서, 이러한 척들은 (일반적으로 지칭되는) 베르누이 척으로서 포함된다.
상기 설명된 촬상 디바이스 (129) 의 촬상 신호들은 신호 처리 시스템 (116) (도 16 참조) 으로 전송되고, 예를 들어 미국 특허 제 6,624,433 호 등에 개시된 방법을 이용함으로써, 신호 처리 시스템 (116) 은 (노치와 같은) 컷을 포함하는 주변부에서 웨이퍼의 3 개의 장소들을 검출하고, X-축 방향 및 Y-축 방향에서의 웨이퍼 (W) 의 위치 편차 (deviation) 및 회전 (θz 회전) 오차들를 획득한다. 그리고, 위치 편차 및 회전 오차들의 정보는 주제어기 (20) (도 16 참조) 에 공급된다. 본 실시형태에서, 베르누이 척 (124) 에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 의 위치 측정을 수행하기 위해 사전-얼라인먼트 디바이스로서 3 개의 촬상 디바이스 (129) 가 사용되지만, 사전-얼라인먼트 디바이스는 촬상 디바이스들에 한정되지 않고, 예를 들어 광량 센서 등과 같은 다른 센서들이 또한 사용될 수 있다. 또한, 사전-얼라인먼트 디바이스가 베르누이 척 (124) 에 제공되지만, 예를 들어, 사전-얼라인먼트 디바이스를 구성하는 광-방출 섹션 및 수광 섹션 중 하나가 베르누이 척 (124) 에 제공될 수 있고, 다른 것은 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 또는 메인 프레임 (BD) 등에 제공될 수 있다. 또한, 예를 들어 광원 및/또는 센서 (검출기) 등과 같은 광-방출 섹션 및 수광 섹션의 적어도 일부는 베르누이 척 (124) 이 아니라 예를 들어 메인 섹션 프레임 등에서와 같은 다른 장소들에 제공될 수 있다.
척 유닛 (120) 의 구동 섹션 (122), 베르누이 척 (124), 한 쌍의 수직 이동 회전 구동 섹션 (127) 등은 주제어기 (20) (도 16 참조) 에 의해 제어된다. 척 유닛 (120) 을 이용하여 주제어기 (20) 에 의해 수행되는 각 동작은 상세한 설명에서 나중에 설명될 것이다.
다음으로, 측정 스테이지 (MST) 가 설명될 것이다. 도 3(A), 도 3(B), 및 도 3(C) 는 측정 스테이지 (MST) 의 (-Y 방향에서 보았을 때의) 정면도, (-X 방향에서 보았을 때의) 측면도, 및 (+Z 방향에서 보았을 때의) 평면도를 각각 나타낸다. 이들 도 3(A) 내지 도 3(C) 에서 도시된 바와 같이, 측정 스테이지 (MST) 는 (+Z 방향에서 보았을 때) 평면시로 X-축 방향이 길이 방향이고 직사각형 형상을 갖는 슬라이더 섹션 (60), 슬라이더 섹션 (60) 의 상부 면 상의 +X 측의 단부에 고정된 직육면체 부재로 이루어진 지지 섹션 (62), 및 직사각형 형상을 가지고 지지 섹션 (62) 에 캔틸레버 방식으로 지지된 측정 테이블 (MTB) 을 구비하고, 측정 테이블 구동 시스템 (52B) (도 16 참조) 을 통해, 예를 들어, 6 자유도의 방향들로 (또는 XY-평면 내의 3 개의 자유도의 방향들로) 미세하게 구동된다.
슬라이더 섹션 (60) 의 바닥 면에, 비록 도시되지 않았지만, 복수의 영구 자석들로 이루어진 마그넷 유닛이 제공되고, 이는 베이스 보드 (12) 의 코일 유닛 (코일 (17)) 과 함께, 전자기적으로 (로렌츠력) 구동되는 평면 모터로 이루어지는 측정 스테이지 구동 시스템 (51B) (도 16 참조) 을 구성한다. 슬라이더 섹션 (60) 의 바닥 면에, 상기 설명된 마그넷 유닛의 주변부에, 복수의 에어 베어링들 (미도시) 이 고정된다. 측정 스테이지 (MST) 는 예를 들어 수 μm 정도의 클리어런스 갭과 같은 소정의 클리어런스 갭 (갭, 클리어런스) 을 통해 상기 설명된 에어 베어링들에 의해 베이스 보드 (12) 위에 부상에 의해 지지되고, 측정 스테이지 구동 시스템 (51B) 에 의해 X-축 방향 및 Y-축 방향으로 구동된다. 덧붙여 말하자면, 조동 스테이지 구동 시스템 (51A) 및 측정 스테이지 구동 시스템 (51B) 은 동일한 코일 유닛을 공유하지만, 본 실시형태에서 편의를 위해, 조동 스테이지 구동 시스템 (51A) 및 측정 스테이지 구동 시스템 (51B) 을 별도로 보여주는 개념이 채용된다. 실제로, 코일 유닛에서 상이한 코일들 (17) 이 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 각각의 구동을 위해 사용되기 때문에, 이러한 개념은 어떤 문제들도 야기하지 않는다. 덧붙여 말하자면, 측정 스테이지 (MST) 는 공기 부상 방식을 채용하지만, 예를 들어, 측정 스테이지 (MST) 는 자기 부상 방식을 채용할 수 있다.
측정 테이블 (MTB) 에서, 다양한 측정 부재들이 제공된다. 이러한 측정 부재들로서, 예를 들어, 도 3(C) 에 도시된 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 이미지 평면 상에 조명 광 (IL) 을 수광하는 핀-홀 형상의 수광 섹션을 갖는 조도 불균일 센서 (95), 투영 광학계 (PL) 에 의해 투영되는 패턴의 에어리얼 이미지 (투영 이미지) 를 측정하는 에어리얼 이미지 측정 기구 (96), 예를 들어 국제 공개공보 제 03/065428 호 등에 상세들이 개시된 샤크-하트만 (Shack-Hartmann) 방법을 채용하는 파면 수차 측정 기구 (97), 투영 광학계 (PL) 의 이미지 평면 상에 조명 광 (IL) 을 수광하는 소정 영역의 수광 섹션을 갖는 조도 모니터 (98) 등이 제공된다.
조도 불균일 센서 (95) 로서, 예를 들어 미국 특허 제 4,465,368 호 등에 개시된 것과 유사한 구조를 갖는 센서가 사용될 수 있다. 또한, 에어리얼 이미지 측정 기구 (96) 로서, 미국 공개특허공보 제 2002/0041377 호 등에 개시된 것과 유사한 구조를 갖는 기구가 사용될 수 있다. 파면 수차 측정 기구 (97) 로서, 예를 들어 국제 공개공보 제 99/60361 호 (EP 특허 제 1079223 호에 대응) 에 개시된 것이 사용될 수 있다. 조도 모니터 (98) 로서, 예를 들어 미국 공개특허공보 제 2002/0061469 호 등에 개시된 것과 유사한 구조를 갖는 모니터가 사용될 수 있다.
또한, 측정 테이블 (MTB) 에서, 전술한 한 쌍의 송광 시스템들 (미도시) 에 대향할 수 있는 배치로, 한 쌍의 수광 시스템들 (미도시) 이 제공된다. 본 실시형태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 가 Y-축 방향에서 소정 거리 내에 근접한 상태 (접촉 상태를 포함) 에서, 각각의 송광 시스템 (미도시) 이 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 측정 플레이트 (30) 의 각 에어리얼 이미지 측정 슬릿 패턴 (SL) 을 통과한 조명 광 (IL) 을 가이드하고, 측정 스테이지 (MST) 내의 각 수광 시스템 (미도시) 의 광검출 엘리먼트가 광을 수광하는 에어리얼 이미지 측정 디바이스 (45) (도 16 참조) 가 구성된다.
덧붙여 말하자면, 본 실시형태에서, 측정 테이블 (MTB) 에 4 개의 측정 부재들 (95, 96, 97, 및 98) 이 제공되었지만, 측정 부재들의 유형 및/또는 수는 이에 한정되지 않는다. 측정 부재들로서, 예를 들어, 투과도 측정 기구, 및/또는 예를 들어 노즐 유닛 (32) (또는 팁 렌즈 (191)) 등과 같은, 전술한 국소 액침 디바이스 (8) 를 관측하는 측정 기구 등이 또한 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어 노즐 유닛 (32), 팁 렌즈 (191) 등을 세정하기 위해 사용된 클리닝 부재와 같은 측정 부재와 상이한 부재가 또한 측정 스테이지 (MST) 에 설치될 수 있다.
덧붙여 말하자면, 본 실시형태에서, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (물) (Lq) 를 통해 노광 광 (조명 광) (IL) 에 의해 웨이퍼 (W) 의 액침 노광을 수행하는 것에 대응하여, 조명 광 (IL) 을 이용한 측정에서 사용되는 상기 설명된 조도 불균일 센서 (95), 에어리얼 이미지 측정 기구 (96), 파면 수차 측정 기구 (97), 및 조도 모니터 (98) 에서, 조명 광 (IL) 이 투영 광학계 (PL) 및 물을 통해 수신된다. 또한, 각 센서는, 예를 들어 투영 광학계를 통해 조명 광을 수광하는 수광 면 (수광 섹션) 과 같은 센서의 일부 및 측정 테이블 (MTB) 에 배치된 광학계의 일부를 가질 수 있고, 또는, 전체 센서가 측정 테이블 (MTB) 에 배치될 수 있다.
측정 테이블 (MTB) 의 상부 면에, 발액막 (발수막) 으로 표면이 덮인 투명 부재로 이루어진 플레이트 (63) 가 고정된다. 플레이트 (63) 는 전술한 플레이트 (28) 와 유사한 재료로 만들어진다. 측정 테이블 (MTB) 의 하부 면 (-Z 측의 면) 에는, 전술한 격자 (RG) 와 유사한 격자 (RGa) 가 제공된다.
덧붙여 말하자면, 자기 부상형 평면 모터를 이용하여 측정 스테이지 구동 시스템 (51B) 이 구성된 경우에, 측정 스테이지는 예를 들어 6 자유도의 방향들로 이동가능한 독립형 스테이지일 수 있다. 또한, 플레이트 (63) 는 반드시 측정 테이블 (MTB) 상에 제공되어야 하는 것은 아니다. 이 경우에, 측정 테이블 (MTB) 의 상부 면에, 전술한 복수의 센서들의 수광면들 (송광 섹션들) 이 각각 배치된 복수의 개구들이 형성되어야 하고, 예를 들어, 수광면들을 포함하는 센서들의 적어도 일부는, 개구 내의 수광면들이 측정 테이블 (MTB) 의 상부 면과 실질적으로 공면이 되도록 측정 테이블 (MTB) 상에 제공될 수 있다.
XY-평면 내에서의 측정 테이블 (MTB) 의 위치 정보는, 웨이퍼 스테이지 위치 측정 시스템 (16A) 과 유사한 간섭계 시스템으로 이루어진 측정 스테이지 위치 측정 시스템 (16B) (도 1 및 도 16 참조) 을 이용하여, 주제어기 (20) 에 의해 측정된다.
측정 스테이지 (MST) 는 -X 측으로부터 측정 아암 (71A) 과 끼워맞춤될 수 있고, 끼워진 상태에서, 측정 테이블 (MTB) 은 측정 아암 (71A) 의 바로 위에 위치된다. 이 지점에서, 측정 테이블 (MTB) 의 위치 정보는, 나중에 설명될 측정 아암 (71A) 이 갖는 격자 (RGa) 상에 측정 빔을 조사하는 복수의 인코더 헤드들 (encoder heads) 에 의해 측정된다.
또한, 측정 테이블 (MTB) 은, 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 지지되는 웨이퍼 테이블 (WTB) (미동 스테이지 (WFS)) 에/와 +Y 측으로부터 예를 들어 300μm 정도 의 거리만큼 근접하거나 접촉할 수 있고, 근접 또는 접촉 상태에서, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 면과 함께 완전히 평탄하게 보이는 면 (예를 들어, 도 27 참조) 을 형성한다. 측정 테이블 (MTB) (측정 스테이지 (MST)) 은 측정 스테이지 구동 시스템 (51B) 을 통해 주제어기 (20) 에 의해 구동되고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 과 액침 영역 (액체 (Lq)) 의 전달 (delivery) 을 수행한다. 즉, 투영 광학계 (PL) 아래에 형성된 액침 공간을 설정하는 가장자리 (경계) 의 일부는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 면과 측정 테이블 (MTB) 의 상부 면 중 일방으로부터 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 면과 측정 테이블 (MTB) 의 상부 면 중 타방으로 스위칭된다. 덧붙여 말하자면, 측정 테이블 (MTB) 과 웨이퍼 테이블 (WTB) 사이의 액침 영역 (액체 (Lq)) 의 전달은 나중에 추가로 설명될 것이다.
다음으로, 노광 스테이션 (200) 에 위치된 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 이동가능하게 유지된 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 정보를 측정하기 위해 사용되는 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) (도 16 참조) 의 구조가 설명될 것이다.
제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 의 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 투영 광학계 (PL) 아래에 배치된 상태에서 조동 스테이지 (WCS) 내부에 제공된 공간 내로 삽입되는 측정 아암 (71A) 을 구비한다.
측정 아암 (71A) 은, 도 7 에 도시된 바와 같이, 지지 부재 (72A) 를 통해 캔틸레버 상태로 메인 프레임 (BD) 에 의해 지지된 아암 부재 (711), 및 아암 부재 (711) 내부에 수용된 나중에 설명될 인코더 헤드 (광학계의 적어도 일부) 를 갖는다. 즉, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 (광학계의 적어도 일부를 포함하는) 헤드 섹션은, 헤드 섹션이 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 격자 (RG) 보다 낮게 배치되도록, 측정 아암 (71A) 의 아암 부재 (711) 및 지지 부재 (72A) 를 포함하는 측정 부재 (지지 부재 또는 메트롤로지 아암이라고도 지칭됨) 에 의해 지지된다. 이는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 측정 빔이 하방으로부터 격자 (RG) 상에 조사되는 것을 허용한다. 아암 부재 (711) 는, 도 8(A) 에 확대 도시된 바와 같이, 길이 방향이 Y-축 방향인 직사각형 단면을 갖는 중공 (hollow) 기둥 부재로 이루어진다. 아암 부재 (711) 의 폭 방향 (X-축 방향) 에서의 사이즈는 예를 들어 도 19 에 도시된 바와 같이 베이스 단부 부근에서 가장 넓고, 그 폭은, 베이스 단부로부터, 길이 방향에서 센터로부터 약간 베이스 단부 쪽으로의 위치로 팁 단부 측을 향할수록 점점 더 좁아지며, 그 폭은, 길이 방향에서의 센터로부터 약간 베이스 단부로의 위치로부터 팁 단부까지 실질적으로 일정하다. 본 실시형태에서, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 헤드 섹션이 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 격자 (RG) 와 베이스 보드 (12) 의 표면 사이에 배치되는 동안, 예를 들어, 헤드 섹션은 베이스 보드 (12) 아래에 위치할 수 있다.
아암 부재 (711) 는 낮은 열 팽창 계수를 갖는 재료, 바람직하게는, 제로 팽창 재료 (예를 들어, 쇼트 AG 의 제로뒤르 (제품명) 등) 로 이루어지고, 팁 단부에, 도 7 에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 100Hz 정도의 특정 공진 주파수를 갖는 질량 댐퍼 (mass damper) (다이내믹 질량 댐퍼라고도 불림) (69) 가 제공된다. 여기서, 질량 댐퍼는 예를 들어 스프링 및 웨이트 (weight) 를 갖는 구조의 추와 같은 탄성 부재이고, 이것이 부착될 때, 구조 (이 경우에, 아암 부재 (711)) 에 외부에서 진동이 인가되는 경우에, 진동 주파수가 질량 댐퍼의 공진과 동일한 경우, 웨이트는 공진 진동하고, 대안적으로는, 구조 (이 경우에, 아암 부재 (711)) 의 진동 에너지를 흡수한다. 이것은 구조 (이 경우에, 아암 부재 (711)) 의 특정 주파수의 진동을 감소시킬 수 있다. 덧붙여 말하자면, 아암 부재 (711) 의 진동은 질량 댐퍼 외에 진동 억제 부재에 의해 억제 또는 방지될 수 있다. 또한, 이 진동 억제 부재는, 아암 부재 (711) 의 진동으로 인해 발생하는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 측정 오차들을 보상하는 보상 디바이스 중 하나이고, 나중에 설명될 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 은 또한 보상 디바이스 중 하나이다.
아암 부재 (711) 는 중공이고 넓은 베이스 단부를 가지기 때문에 높은 강성을 가지고, 평면시의 형상이 전술한 방식으로 설정되기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 투영 광학계 (PL) 아래에 배치된 상태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가, 아암 부재 (711) 의 팁이 조동 스테이지 (WCS) 의 공간 내로 삽입된 상태에서 이동하고, 이 이동 시에, 이 구조는 아암 부재 (711) 가 스테이지의 이동을 방해하지 못하게 할 수 있다. 또한, 나중에 설명될 인코더 헤드 사이에 광 (측정 빔) 을 보내기 위해 사용되는, 송광 측 (광원 측) 및 수광 측 (검출 측) 등의 광섬유는, 아암 부재 (711) 의 중공 공간 내부를 통해 이어진다. 덧붙여 말하자면, 아암 부재 (711) 는, 예를 들어, 오직 광섬유가 통과하는 부분이 중공이고 다른 부분들은 고형물인 부재로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 투영 광학계 (PL) 의 아래에 위치된 상태에서, 측정 아암 (71A) 의 아암 부재 (711) 의 팁은 조동 스테이지 (WCS) 내의 공간 내로 삽입되고, 도 1 및 도 7 에 도시된 바와 같이, 그것의 상부 면은 미동 스테이지 (WFS) 의 하부 면 (보다 정확하게는, 메인 섹션 (81) 의 하부 면) 에 제공된 격자 (RG) (도 1 및 도 7 에는 미도시, 도 2(B) 등 참조) 에 대향한다. 아암 부재 (711) 의 상부 면은, 소정의 클리어런스 갭 (갭, 클리어런스), 예를 들어, 수 mm 정도의 클리어런스가 미동 스테이지 (WFS) 의 하부 면과 형성된 상태에서, 미동 스테이지 (WFS) 의 하부 면에 대해 실질적으로 평행하게 배치된다.
제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 은, 도 17 에 도시된 바와 같이, X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들의 각각에서 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 각각 측정하는 한 쌍의 3차원 인코더들 (73a 및 73b), X-축 및 Z-축 방향들에서 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 측정하는 XZ 인코더 (73c), 및 Y-축 및 Z-축 방향들에서 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 측정하는 YZ 인코더 (73d) 를 포함한다.
XZ 인코더 (73c) 및 YZ 인코더 (73d) 는, 측정 아암 (71A) 의 아암 부재에 각각 수용된, 측정 방향이 X-축 및 Z-축 방향들인 2차원 헤드, 및 측정 방향이 Y-축 및 Z-축 방향들인 2차원 헤드를 각각 구비한다. 이하, 편의를 위해, XZ 인코더 (73c) 및 YZ 인코더 (73d) 가 각각 갖는 2차원 헤드들은 인코더들의 각각과 동일한 참조 부호를 이용하여, XZ 헤드 (73c) 및 YZ 헤드 (73d) 로서 기술될 것이다. 이러한 XZ 헤드 (73c) 및 YZ 헤드 (73d) 의 각각으로서, 예를 들어 미국 특허 제 7,561,280 호에 개시된 변위 측정 센서와 유사한 구조를 갖는 인코더 헤드 (이하, 적절하게 헤드라고 약칭함) 가 사용될 수 있다. 또한, 한 쌍의 3차원 인코더들 (73a 및 73b) 은, 측정 아암 (71A) 의 아암 부재 (711) 내부에 각각 수용된, 측정 방향이 X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들인 3차원 헤드를 구비한다. 이하, 편의를 위해, 3차원 인코더들 (73a 및 73b) 이 각각 갖는 3차원 헤드들이, 인코더들의 각각과 동일한 참조 부호들을 이용하여, 3차원 헤드들 (73a 및 73b) 로서 기술될 것이다. 3차원 헤드들 (73a 및 73b) 로서, 예를 들어, 헤드들의 각각의 측정 포인트 (검출 포인트) 가 동일 포인트에 있고, X-축 방향, Y-축 방향, 및 Z-축 방향에서의 측정이 또한 가능하도록 XZ 헤드 (73c) 및 YZ 헤드 (73d) 를 결합하여 구성된 3차원 헤드가 이용될 수 있다.
도 8(A) 는 아암 부재 (711) 의 팁의 투시도를 나타내고, 도 8(B) 는 +Z 방향에서 보았을 때 아암 부재 (711) 의 팁의 상부 면의 평면도를 나타낸다. 도 8(A) 및 도 8(B)에서 도시된 바와 같이, 한 쌍의 3차원 헤드들 (73a 및 73b) 은 아암 부재 (711) 의 센터 라인 (CL) 에 대칭인 위치에 배치된다. 3차원 헤드들 (73a) 중 하나는, 센터 라인 (CL) 으로부터 소정 거리 떨어진 Y-축 방향에 평행한 직선 (LY1) 으로부터 동등한 거리 (거리 a 로 지칭) 의 위치들에서, X-축 방향에 대해 평행한 직선 (LX1) 상에 있는 2 개의 포인트들 (도 8(B) 에서의 백색 원들 참조) 로부터 격자 (RG) 상에 측정 빔들 (LBxa1 및 LBxa2) 을 조사한다. 또한, 3차원 헤드 (73a) 는 직선 (LX1)으로부터 거리 a 의, 직선 (LY1) 상의 위치들에 있는 2 개의 포인트들로부터 격자 (RG) 상에 측정 빔들 (LBya1 및 LBya2) 을 조사한다. 측정 빔들 (LBxa1 및 LBxa2) 은 격자 (RG) 상에 동일한 조사 포인트 상에 조사되고, 또한, 측정 빔들 (LBya1 및 LBya2) 은 또한 그 조사 포인트 상에 조사된다. 본 실시형태에서, 측정 빔들 (LBxa1 및 LBxa2) 및 측정 빔들 (LBya1 및 LBya2) 의 조사 포인트, 또는 다르게 말하면, 3차원 헤드 (73a) 의 검출 포인트 (도 8(B) 에서의 참조 부호 DP1 참조) 는 웨이퍼 (W) 상에 조사되는 조명 광 (IL) 의 조사 영역 (노광 영역) (IA) (도 1 참조) 의 센터인 노광 위치와 일치한다. 여기서, 직선 (LY1) 은 전술한 기준 축 (LV) 과 일치한다.
3차원 헤드 (73b) 는 거리 a 만큼 센터 라인 (CL) 에 관하여 직선 (LY1) 에 대해 대칭인 직선 (LY2) 으로부터 떨어진 위치들에서 직선 (LX1) 상에 위치한 2 개의 포인트들 (도 8(B) 에서의 백색 원들 참조) 로부터 격자 (RG) 상에 측정 빔들 (LBxb1 및 LBxb2) 을 조사한다. 또한, 3차원 헤드 (73b) 는 거리 a 만큼 직선 (LX1) 으로부터 떨어진 위치들에서 직선 (LY2) 상에 위치한 2 개의 포인트들로부터 격자 (RG) 상에 측정 빔들 (LByb1 및 LByb2) 을 조사한다. 측정 빔들 (LBxb1 및 LBxb2) 은 격자 (RG) 상의 동일 조사 포인트에 조사되고, 또한, 측정 빔들 (LByb1 및 LByb2) 은 또한 그 조사 포인트에 조사된다. 측정 빔들 (LBxb1 및 LBxb2) 및 측정 빔들 (LByb1 및 LByb2) 의 조사 포인트, 즉, 3차원 헤드 (73b) 의 검출 포인트 (도 8(B) 에서의 참조 부호 DP2 참조) 는 노광 위치의 -X 측에 대해 소정 거리 떨어진 포인트이다.
XZ 헤드 (73c) 는 3차원 헤드 (73a) 의 +Y 측에 대해 소정 거리 떨어진 위치에 배치된다. XZ 헤드 (73c) 는, 도 8(B) 에 도시된 바와 같이, X-축에 대해 평행하고 직선 (LX1) 의 +Y 측으로 소정 거리에 위치된 직선 (LX2) 상이고, 직선 (LY1) 으로부터 거리 a 만큼 각각 떨어진 위치들에서의 2 개의 포인트들 (도 8(B) 에서의 백색 원들 참조) 로부터 격자 (RG) 상의 공통 조사 포인트 상에 도 8(A) 에서 점선들로 각각 도시된 측정 빔들 (LBxc1 및 LBxc2) 을 조사한다. 측정 빔들 (LBxc1 및 LBxc2) 의 조사 포인트, 즉, XZ 헤드 (73c) 의 검출 포인트는 도 8(B) 에서 참조 부호 DP3 로 도시된다.
YZ 헤드 (73d) 는 3차원 헤드 (73b) 의 +Y 측에 대해 소정 거리 떨어진 위치에 배치된다. YZ 헤드 (73d) 는, 도 8(B) 에 도시된 바와 같이, 직선 (LY2) 상에 배치되고, 직선 (LX2) 으로부터 거리 a 만큼 각각 떨어진 위치들에서의 2 개의 포인트들 (도 8(B) 에서의 백색 원들 참조) 로부터 격자 (RG) 상의 공통 조사 포인트 상에 도 8(A) 에서 점선들로 각각 도시된 측정 빔들 (LByc1 및 LByc2) 을 조사한다. 측정 빔들 (LByc1 및 LByc2) 의 조사 포인트, 즉, YZ 헤드 (73d) 의 검출 포인트는 도 8(B) 에서 참조 부호 DP4 로 도시된다.
제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 에서, 3차원 인코더들 (73a 및 73b) 은, 격자 (RG) 의 X 회절 격자 및 Y 회절 격자를 이용하여 X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 측정하는 한 쌍의 3차원 헤드들 (73a 및 73b) 에 의해 각각 구성되고, XZ 인코더 (73c) 는 격자 (RG) 의 X 회절 격자를 이용하여 X-축 및 Z-축 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 측정하는 XZ 헤드 (73c) 에 의해 구성되며, YZ 인코더 (73d) 는 격자 (RG) 의 Y 회절 격자를 이용하여 Y-축 및 Z-축 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 측정하는 YZ 헤드 (73d) 에 의해 구성된다.
제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 인코더들 (73a, 73b, 73c, 및 73d) 의 출력은 나중에 설명될 스위칭 섹션 (150A) (도 16, 도 17 등 참조) 을 통해 주제어기 (20) 로 공급된다.
이제, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 출력이 스위칭 섹션 (150A) 을 통해 주제어기 (20) 로 공급될 때, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 을 이용하여 6 자유도 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치의 측정, 및 주제어기 (20) 에 의해 수행되는 XYZ 그리드들의 차분 (difference) 의 측정이 도 10(A) 내지 도 12(B) 에 기초하여 설명될 것이다.
여기서, 전제로서, 도 10(A) 에 도시된 바와 같이, 3차원 인코더들 (73a 및 73b) 의 측정 값들은 각각 (X1, Y1, Z1) 및 (X2, Y2, Z2) 이고, XZ 인코더 (73c) 의 측정 값들은 (X3, Z3) 이며, YZ 인코더 (73d) 의 측정 값들은 (Y3, Z4) 인 것으로 한다.
본 실시형태에서, 일예로서, 도 10(B) 에서 검게 칠한 것으로 나타낸 바와 같이, X1, Y1, Y2, Z1, Z2, 및 Z3 는 6 자유도의 방향들에서의 (X-축, Y-축, Z-축, θx, θy, 및 θz 방향들의 각각에서의) 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 측정을 위해 이용된다. 구체적으로, 주제어기 (20) 는, X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 계산하기 위해 X1, Y1, 및 Z1 을 이용하고, θz 방향에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 계산하기 위해 Y1 및 Y2 를 이용하며, θy 방향에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 계산하기 위해 Z1 및 Z2 를 이용하고, θx 방향에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 계산하기 위해 Z1 및 Z3 를 이용한다.
여기서, 본 실시형태에서, 3차원 헤드 (73a) 의 검출 포인트 (DP1) 가 노광 위치와 일치하기 때문에, 검출 포인트들 (DP1) 에서의 X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 측정하기 위해, X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치가 X1, Y1, 및 Z1 을 이용하여 계산된다. 따라서, 예를 들어, 노광 위치가 한 쌍의 3차원 헤드들 (73a 및 73b) 의 검출 포인트들 (DP1 및 DP2) 의 센터에서의 포인트와 일치하는 경우에, 주제어기 (20) 는 X1 및 X2 의 평균 값, Y1 및 Y2 의 평균 값, 및 Z1 및 Z2 의 평균 값에 기초하여, X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 획득할 수 있다.
*또한, 전술한 6 자유도의 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 측정과 동시에, 주제어기 (20) 는 아래에 설명된 차분 (difference) 을 수행하고, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계의 X, Y, 및 Z 그리드들 (그리드 오차들) 을 획득한다. 즉, 도 10(B) 및 도 11(A) 에 도시된 바와 같이, 주제어기 (20) 는 X1 및 X2 를 이용하여 X 그리드의 X 위치에 대응하는 편차 ΔX/δx 를 획득하고, 그리고, 도 10(B) 및 도 11(B) 에 도시된 바와 같이, X1 및 X3 를 이용하여 X 그리드의 Y 위치에 대응하는 편차 ΔX/δy 를 획득한다. 이러한 동작에 의해, 도 11(C) 에 도시된 바와 같은 ΔX 맵이 획득될 수 있다.
유사하게, 도 10(B) 에 도시된 바와 같이, 주제어기 (20) 는 Y2 및 Y3 를 이용하여 Y 그리드의 Y 위치에 대응하는 편차 ΔY/δy 를 획득하고, Z3 및 Z4 를 이용하여 Z 그리드의 X 위치에 대응하는 편차 ΔZ/δx 를 획득하며, Z2 및 Z4 를 이용하여 Z 그리드의 Y 위치에 대응하는 편차 ΔZ/δy 를 획득한다. 또한, 주제어기 (20) 는 Y1 및 Y2 를 이용하여 Y 그리드의 X 위치에 대응하는 편차 ΔY/δx 를 획득하는 한편, 이러한 동작에 의해, θz 방향에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치가 X1 및 X3 를 이용하여 계산된다. 이러한 동작에 의해, 도 12(A) 및 도 12(B) 에 각각 도시된 바와 같이 ΔY 맵 및 ΔZ 맵이 획득될 수 있다.
상기 설명된 6 자유도 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 측정과 동시에, 주제어기 (20) 는, 소정의 샘플링 간격으로, 상기 설명된 차분 측정을 반복적으로 수행하고, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계의 그리드 오차들의 업데이트를 수행한다. 이하, 그리드 오차들의 이러한 업데이트는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계의 리프레시로 불릴 것이다.
따라서, 본 실시형태에서, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 을 사용함으로써, 주제어기 (20) 는, 미동 스테이지 (WFS) 상에 탑재된 웨이퍼 (W) 의 복수의 쇼트 영역들 상으로 레티클 (R) 의 패턴을 전사할 때, 노광 위치 바로 아래의 XY-평면 (미동 스테이지 (WFS) 의 후방 측) 내의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 정보의 측정을 항상 수행할 수 있다.
이 경우에, 상기 설명된 헤드들 (73a 내지 73d) 에 있어서, 공기 중에서의 측정 빔들의 광학적 경로들은 매우 짧고 실질적으로 동일하기 때문에, 공기 변동의 영향은 실제로 무시될 수 있다. 따라서, 6 자유도 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 정보는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 에 의해 높은 정밀도로 측정될 수 있다. 또한, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 에 따른 X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 격자 상의 실질적인 검출 포인트들 각각은 노광 영역 (IA) 의 센터 (노광 위치) 와 일치하기 때문에, 소위 아베 오차 (Abbe error) 의 생성은 실제로 무시될 수 있는 정도까지 억제될 수 있다. 따라서, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 을 사용함으로써, 주제어기 (20) 는 X-축 방향, Y-축 방향, 및 Z-축 방향에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 아베 오차들 없이 높은 정밀도로 측정할 수 있다. 덧붙여 말하자면, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 은 웨이퍼 테이블 (WTB) (또는 웨이퍼 스테이지 (WST)) 의 6 자유도의 방향들에서의 위치 정보를 측정하도록만 만들어질 수 있는 한편, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 은, 본 실시형태에서와 같이, 6 자유도의 방향들에서의 위치 정보의 측정을 위해 필요한 복수의 측정 빔들 외에 적어도 다른 측점 빔을 이용하여 웨이퍼 테이블 (WTB) (또는 웨이퍼 스테이지 (WST)) 의 위치 정보를 측정하도록 바람직하게 만들어질 수 있다.
다음으로, 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 의 일부를 구성하는 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 구조 등이 설명될 것이다. 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 은 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 과 동시에 6 자유도 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 정보를 측정할 수 있다.
노광 장치 (100) 에서, 도 4 에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 헤드 섹션들 (62A 및 62C) 이 투영 유닛 (PU) (노즐 유닛 (32)) 의 +X 측 및 -X 측 상에 각각 배치된다. 나중에 설명될 헤드 섹션들 (62A 및 62C) 은 각각 복수의 헤드들을 포함하고, 이들 헤드들은 지지 부재를 통해 매달린 상태로 메인 프레임 (BD) (도 4 에는 미도시, 도 1 등 참조) 에 고정된다.
*헤드 섹션들 (62A 및 62C) 은, 도 4 에 도시된 바와 같이, 각각 4 개의 헤드들을 갖는 4-스핀들 헤드들 (651 내지 654) 및 4-스핀들 헤드들 (641 내지 644) 을 구비한다. 4-스핀들 헤드들 (651 내지 654) 의 각 하우징들의 내부에는, 도 5 에 도시된 바와 같이, X-축 및 Z-축 방향들이 측정 방향들인 XZ 헤드들 (65X1 내지 65X4), 및 Y-축 및 Z-축 방향들이 측정 방향들인 YZ 헤드들 (65Y1 내지 65Y4) 이 수용된다. 유사하게, 4-스핀들 헤드들 (641 내지 644) 의 각 하우징들의 내부에는, XZ 헤드들 (64X1 내지 64X4), 및 YZ 헤드들 (64Y1 내지 64Y4) 이 수용된다. XZ 헤드들 (65X1 내지 65X4 및 64X1 내지 64X4), 및 YZ 헤드들 (65Y1 내지 65Y4 및 64Y1 내지 64Y4) 의 각각으로서, 예를 들어, 미국 특허 제 7,561,280 호에 개시된 변위 측정 센서 헤드와 유사한 구조를 갖는 인코더 헤드가 사용될 수 있다.
XZ 헤드들 (65X1 내지 65X4 및 64X1 내지 64X4) (보다 정확하게는, XZ 헤드들 (65X1 내지 65X4 및 64X1 내지 64X4) 에 의해 생성된 측정 빔의 스케일들 (391 및 392) 상의 조사 포인트들) 은, 투영 광학계 (PL) 의 광학 축 (AX) (본 실시형태에서, 또한 전술된 노광 영역 (IA) 의 센터와 일치) 을 통과하고 X-축에 또한 평행한 직선 (이하, 기준 축이라고 불림) (LH) 상에 소정 간격 (WD) 으로 배치된다. 또한, YZ 헤드들 (65Y1 내지 65Y4 및 64Y1 내지 64Y4) (보다 정확하게는, YZ 헤드들 (65Y1 내지 65Y4 및 64Y1 내지 64Y4) 에 의해 생성된 측정 빔의 스케일들 (391 및 392) 상의 조사 포인트들) 은, 기준 축 (LH) 에 평행하고 또한 -Y 측에 대해 기준 축 (LH) 으로부터 소정 거리 떨어진 직선 (LH1) 상에, XZ 헤드들 (65X1 내지 65X4 및 64X1 내지 64X4) 에 대응하는 동일한 X 위치들에 배치된다. 이하, XZ 헤드들 (65X1 내지 65X4 및 64X1 내지 64X4), 및 YZ 헤드들 (65Y1 내지 65Y4 및 64Y1 내지 64Y4) 은 또한 필요에 따라 XZ 헤드들 (65X 및 64X) 및 YZ 헤드들 (65Y 및 64Y) 로 각각 표현될 것이다. 덧붙여 말하자면, 기준 축 (LH) 은 전술된 직선 (LX1) 과 일치한다.
헤드 섹션들 (62A 및 62C) 은, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X-축 방향에서의 위치 (X 위치) 및 Z-축 방향에서의 위치 (Z 위치) 을 측정하는 다중 렌즈 (이 경우에 4-렌즈) XZ 리니어 인코더를 구성하기 위해, 그리고, Y-축 방향에서의 위치 (Y 위치) 및 Z 위치를 측정하는 다중 렌즈 (이 경우에 4-렌즈) YZ 리니어 인코더를 구성하기 위해, 스케일들 (391 및 392) 을 각각 이용한다. 이하, 편의를 위해, 이들 인코더들은, XZ 헤드들 (65X 및 64X), 및 YZ 헤드들 (65Y 및 64Y) 과 각각 동일한 참조 부호들을 이용하여, XZ 리니어 인코더들 (65X 및 64X), 및 YZ 리니어 인코더들 (65Y 및 64Y) 로서 표현될 것이다.
본 실시형태에서, XZ 리니어 인코더 (65X) 및 YZ 리니어 인코더 (65Y) 는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X-축, Y-축, Z-축, 및 θx 방향들의 각각에 관련된 위치 정보를 측정하는 다중 렌즈 (이 경우에 4-렌즈) 4-스핀들 인코더 (65) 를 구성한다 (도 17 참조). 유사하게, XZ 리니어 인코더 (64X) 및 YZ 리니어 인코더 (64Y) 는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X-축, Y-축, Z-축, 및 θx 방향들의 각각에 관련된 위치 정보를 측정하는 다중 렌즈 (이 경우에 4-렌즈) 4-스핀들 인코더 (64) 를 구성한다 (도 17 참조).
여기서, 헤드 섹션들 (62A 및 62C) 이 구비하는, 4 개의 XZ 헤드들 (65X 및 64X) (보다 정확하게는, XZ 헤드들 (65X 및 64X) 에 의해 생성된 측정 빔들의 스케일들 (391 및 392) 상의 조사 포인트들) 및 4 개의 YZ 헤드들 (65Y 및 64Y) (보다 정확하게는, YZ 헤드들 (65Y 및 64Y) 에 의해 생성된 측정 빔들의 스케일들 상의 조사 포인트들) 의 X-축 방향에서의 간격 (WD) 은, X-축 방향에서의 스케일들 (391 및 392) 의 폭보다 좁게 설정된다. 따라서, 노광 등 시에, 4 개의 XZ 헤드들 (65X 및 64X) 및 YZ 헤드들 (65Y 및 64Y) 의 각각의 적어도 하나의 헤드 각각은 대응하는 스케일들 (391 및 392) 에 항상 대향한다 (측정 빔을 조사한다). 여기서, 스케일의 폭은 회절 격자의 폭 (또는 형성된 면적), 또는 보다 정확하게는, 헤드를 이용하여 위치 측정이 가능한 범위를 지칭한다.
따라서, 4-스핀들 인코더 (65) 및 4-스핀들 인코더 (64) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 노광 스테이션 (200) 에 있는 경우에, 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 지지되는 미동 스테이지 (WFS) 의 6 자유도의 방향들에서의 위치 정보를 측정하는 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 을 구성한다.
제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 을 구성하는 각 인코더의 측정 값들은 스위칭 섹션 (150A) (도 16 및 도 17 등 참조) 을 통해 주제어기 (20) 에 공급된다.
또한, 비록 도면들에서는 생략되었지만, 주제어기 (20) 가 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 X-축 방향으로 구동할 때, 주제어기 (20) 는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보를 측정하는 XZ 헤드들 (65X 및 64X) 및 YZ 헤드들 (65Y 및 64Y) 을 인접한 XZ 헤드들 (65X 및 64X) 및 YZ 헤드들 (65Y 및 64Y) 로 순차적으로 스위칭한다. 즉, 이러한 XZ 헤드들 및 YZ 헤드들의 이 스위칭 (조인트) 을 부드럽게 수행하기 위해, 헤드 섹션들 (62A 및 62C) 내에 포함된 인접한 XZ 헤드들 및 YZ 헤드들의 간격 (WD) 은 X-축 방향에서 스케일들 (391 및 392) 의 폭보다 더 작게 설정된다.
지금까지의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시형태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 노광 스테이션 (200) 에 위치되는 경우에, 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 지지되는 미동 스테이지 (WFS) 의 6 자유도의 방향들에서의 위치 정보는, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 을 이용하여 동시에 측정될 수 있다.
하지만, 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 및 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 각각은 다음과 같은 장점 및 단점을 갖는다.
제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 은, 측정 신호의 (극히 낮은 주파수 대역에서의 성분을 포함하는) 정적 성분에서의 진동이 플레이트 (28) 의 변형 및 헤드들 (65X, 64X, 65Y, 및 64Y) 의 드리프트 (drift) 등과 같은 장기 (long-term) 진동으로 인해 크고, 낮은 강성 및 큰 진폭을 갖는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 장소가 관찰되기 때문에, 주파수 특성에 있어서 불리한 점을 갖는 단점을 가지는 반면, 보디의 진동에 의한 영향이 작고, 인코더 시스템은 극히 낮은 주파수 대역을 제외하고는 측정 기만 (measurement deception) 을 작게 유지하는 장점을 갖는다.
한편, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 은, 격자 (RG) 의 변형 및 헤드들 (73a 내지 73d) 의 드리프트 등과 같은 적은 장기 진동이 존재하기 때문에, 측정 신호의 정적 성분에서의 신뢰도가 높고 또한 미동 스테이지 (WFS) 의 높은 강성 부분이 고주파수 대역에서 관찰된다는 주파수 특성에서의 이점을 갖는 장점을 가지는 한편, 측정 아암 (71A) (아암 부재 (711)) 이 캔틸레비 상태로 지지되어 구성되고 아암의 길이가 500mm 이상이기 때문에, 인코더 시스템은 100Hz 내지 400Hz 의 대역에서 배경 진동 (보디의 진동) 에 의해 심각하게 영향을 받는 단점을 갖는다.
따라서, 본 실시형태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 나중에 설명될 노광 시간을 포함하여 노광 스테이션 (200) 에 위치될 때, 도 13(A) 에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 은, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 제어가 보다 높은 신뢰도를 갖는 위치 정보에 기초하여 수행되도록, 미동 스테이지 (WFS) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 위치 정보의 측정을 동시에 수행한다. 따라서, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 은 스위칭 섹션 (150A) (도 16, 도 17 등 참조) 을 통해 주제어기 (20) 에 연결된다.
도 18 은 스위칭 섹션 (150A) 의 구체적인 구성의 일예를 나타낸다. 스위칭 섹션 (150A) 은 2 개의 선택기 스위치 섹션들 (158a 및 158b), 및 복합 필터 섹션 (160) 을 구비하고, 여기서, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 출력 신호 (FB) 는 선택기 스위치 섹션 (158a) 의 하나의 출력 단자 a 를 통해 출력되고, 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 출력 신호 (FT) 는 선택기 스위치 섹션 (158b) 의 하나의 출력 단자 d 를 통해 입력되며, 복합 위치 신호 (FH) 는 주제어기 (20) 로 출력된다.
선택기 스위치 섹션 (158a) 은 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 에 연결된 입력 단자 (미도시) 및 3 개의 출력 단자들 (a, b, 및 c) 을 가지고, 입력 단자와 3 개의 출력 단자들 (a, b, 및 c) 사이의 스위칭 및 연결을 수행한다. 이 경우에, 출력 단자 b 는 주제어기 (20) 에 연결되고, 출력단자 c 는 어디에도 연결되지 않은 단자이다 (이하, 개방 단자라고 칭함).
선택기 스위치 섹션 (158b) 은 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 에 연결된 입력 단자 (미도시) 및 3 개의 출력 단자들 (d, e, 및 f) 을 가지고, 입력 단자와 3 개의 출력 단자들 (d, e, 및 f) 사이의 스위칭 및 연결을 수행한다. 이 경우에, 출력 단자 e 는 주제어기 (20) 에 연결되고, 출력단자 f 는 개방 단자이다.
선택기 스위치 섹션들 (158a 및 158b) 에서의 스위칭은 주제어기 (20) 로부터의 도 18 에서 파선으로 도시된 스위칭 신호 (또는 선택 신호) 의 입력에 의해 수행된다. 주제어기 (20) 는, 소정의 프로세싱 알고리즘에 따라, 또는 외부로부터의 명령들로부터, 선택기 스위치 섹션들 (158a 및 158b) 에 스위칭 신호 (또는 선택 신호) 를 입력한다.
본 실시형태에서, 스위칭 섹션 (150A) 은 주제어기 (20) 에 의해 다음 4 개의 상태들로 선택적으로 설정된다.
스위칭 섹션 (150A) 은, 선택기 스위치 섹션 (158a) 의 입력 단자가 출력 단자 a 에 연결되고, 선택기 스위치 섹션 (158b) 의 입력 단자가 출력 단자 d 에 각각 연결되는 제 1 상태로 설정된다. 이 제 1 상태에서, 나중에 설명되는 바와 같이, 스위칭 섹션 (150A) 은 복합 위치 신호 (FH) 를 주제어기 (20) 로 출력한다.
스위칭 섹션 (150A) 은, 선택기 스위치 섹션 (158a) 의 입력 단자가 출력 단자 b 에 연결되고, 선택기 스위치 섹션 (158b) 의 입력 단자가 출력 단자 e 에 각각 연결되는 제 2 상태로 설정된다. 이 제 2 상태에서, 스위칭 섹션 (150A) 은 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 출력 신호 (FB), 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 출력 신호 (FT) 를 주제어기 (20) 로 출력한다.
스위칭 섹션 (150A) 은, 선택기 스위치 섹션 (158a) 의 입력 단자가 출력 단자 b 에 연결되고, 선택기 스위치 섹션 (158b) 의 입력 단자가 개방 단자 f 에 각각 연결되는 제 3 상태로 설정된다. 이 제 3 상태에서, 스위칭 섹션 (150A) 은 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 출력 신호 (FB) 만을 주제어기 (20) 로 출력한다.
스위칭 섹션 (150A) 은, 선택기 스위치 섹션 (158a) 의 입력 단자가 개방 단자 c 에 연결되고, 선택기 스위치 섹션 (158b) 의 입력 단자가 출력 단자 e 에 각각 연결되는 제 4 상태로 설정된다. 이 제 4 상태에서, 스위칭 섹션 (150A) 은 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 출력 신호 (FT) 만을 주제어기 (20) 로 출력한다.
이하, 편의를 위해, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 상태들은 스위칭 섹션 (150A) 의 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 모드들로 불릴 것이다. 즉, 스위칭 섹션 (150A) 은 주제어기 (20) 에 대한 출력의 4 개의 모드들을 선택적으로 설정하는 모드 설정 섹션이다.
스위칭 섹션 (150A)이, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 출력 신호 (FB) 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 출력 신호 (FT) 가 입력들로서 기능하는, 상기 설명된 제 1 모드로 설정될 때, 복합 필터 섹션 (160) 은 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 제어를 위해 사용되는 복합 위치 신호 (FH) 를 주제어기 (20) 로 출력한다.
복합 필터 섹션 (160) 은, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 출력 신호 (FB) 가 입력되는, 컷오프 주파수가 fc1 인 저역 통과 필터 (Lfc1) 및 컷오프 주파수가 fc2 (>fc1) 인 고역 통과 필터 (Hfc2) 를 가지고 2 개의 필터들 (Lfc1 및 Hfc2) 의 각각을 통과한 신호들의 가산 신호를 출력하는 제 1 필터 섹션 (160a), 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 출력 신호 (FT) 가 입력되는, 컷오프 주파수가 fc1 인 고역 통과 필터 (Hfc1) 및 컷오프 주파수가 fc2 (>fc1) 인 저역 통과 필터 (Lfc2) 를 가지고 2 개의 필터들 (Hfc1 및 Lfc2) 의 각각을 통과한 신호들의 가산 신호를 출력하는 제 2 필터 섹션 (160b) 을 구비한다. 복합 필터 섹션 (160) 은 제 1 필터 섹션 (160a) 의 출력 및 제 2 필터 섹션 (160b) 의 출력의 가산 신호를 복합 위치 신호 (FH) 로서 주제어기 (20) 에 출력한다.
여기서, 컷오프 주파수 fc1 는, 예를 들어, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 에 영향을 미치는 배경 진동의 주파수 대역 100Hz 내지 400Hz 의 하한 주파수 100Hz 보다 약간 더 낮은 주파수, 예를 들어, 50Hz 와 같은 주파수로 설정된다. 또한, 컷오프 주파수 fc2 는, 예를 들어, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 에 영향을 미치는 배경 진동의 주파수 대역 100Hz 내지 400Hz 의 상한 주파수 400Hz 보다 약간 더 높은 주파수, 예를 들어, 500Hz 와 같은 주파수로 설정된다.
컷오프 주파수 fc1 및 fc2 를 상기 설명된 방식으로 설정하는 경우에, 복합 필터 섹션 (160) 으로부터, 도 13(B) 에서 실선에 의해 도시된 바와 같이, 50Hz 보다 낮은 저-주파수 영역에서의, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 출력 신호 (위치의 측정 결과들), 50Hz 보다 높고 500Hz 보다 낮은 중간주파수 대역에서의, 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 출력 신호 (위치의 측정 결과들), 및 500Hz 보다 높은 고-주파수 영역에서의, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 출력 신호 (위치의 측정 결과들) 는, 각각 복합 위치 신호 (FH) 로서 출력된다.
이러한 설정에 의해, 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 이 플레이트 변형 및 헤드 드리프트에 의해 영향을 받는 것으로 인해 측정 값들의 신뢰도가 감소하는 저-주파수 영역에서의, 이러한 이슈들 (issues) 에 영향을 받지 않고 높은 신뢰도를 갖는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 측정 값들, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 이 배경 진동에 의해 영향을 받는 것으로 인해 측정 값들의 신뢰도가 감소하는 중간주파수 영역에서의, 이러한 진동에 영향을 받지 않고 높은 신뢰도를 갖는 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 측정 값들, 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 이 강성이 낮고 진폭이 높은 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 장소를 관찰하기 때문에 주파수 특성에서 단점이 존재하는 고-주파수 영역에서의, 주파수 특성에서 이점을 갖는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 측정 값들은, XY-평면 내에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치의 측정 결과들로서 주제어기 (20) 에 각각 출력된다. 따라서, 주제어기 (20) 는, 항상 높은 신뢰도를 갖는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 측정 값들에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 노광 스테이션 (200) 에 있을 때 미동 스테이지 (WFS) (의 위치를 제어) 를 구동할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시형태에서, 스위칭 섹션 (150A) 이 제 1 모드로 설정될 때, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 제어는, 주파수 대역에 따라, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 측정 정보 (측정 신호) 를 스위칭함으로써 수행되고, 그 결과로서, 보다 높은 신뢰도로 측정 정보에 기초하여 위치 제어가 수행된다. 덧붙여 말하자면, 예를 들어, 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 이 고-주파수 영역에서 주파수 특성에서의 불리한 점을 야기하지 않는 경우에, 컷오프 주파수 fc2 는 설정되지 않아도 된다. 이 경우에, 컷오프 주파수 fc1 의 저역 통과 필터 및 고역 통과 필터를 이용하여, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 출력 신호들의 복합 위치 신호를 합성하는 제 1 회로 섹션만이 제공되면 된다.
또한, 스위칭 섹션 (150A) 이, 예를 들어, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 측정 정보의 신뢰도가 명백하게 보다 높은 경우에, 또는 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 측정 정보의 신뢰도가 명백하게 보다 높은 경우에, 제 3 모드로 또는 제 4 모드로 설정된다.
또한, 스위칭 섹션 (150A) 은, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 측정 정보 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 측정 정보 양자 모두가 취해져야 하는 경우에, 제 2 모드로 설정된다.
한편, 상기 설명된 바와 같이, 본 실시형태에서, 스위칭 섹션 (150A) 이 제 1 모드로 설정될 때, 미동 스테이지 (WFS) 의 구동 (위치 제어) 이 중간주파수 영역에서 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 측정 값들에 기초하여 수행되기 때문에, 한 쌍의 스케일들 (391 및 392) 의 2 차원 격자에 의해 설정되는 좌표계의 업데이트가 수행되는 것, 즉, 한 쌍의 스케일들 (391 및 392) 의 그리드 (그리드 오차) 의 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 좌표계의 업데이트 (이하, 리프레시라고 함) 가 수행되는 것이 바람직하다.
따라서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 예를 들어 노광 등의 동안 노광 스테이션 (200) 에 있을 때, 주제어기 (20) 는 아래에 설명되는 방식으로 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 좌표계의 리프레시를 수행한다.
본 실시형태에서 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계와 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 4-스핀들 헤드들 (651 내지 654 및 641 내지 644) 사이의 관계는 도 14(A) 에 도시된 바와 같이 표현될 수 있다. 여기서, R1, R2, R3, 및 R4 는 4-스핀들 헤드들 (651, 652, 653, 및 654) 과 각각 동등하고, L1, L2, L3, 및 L4 는 4-스핀들 헤드들 (641, 642, 643, 및 644) 과 각각 동등하다.
참조 부호 Cti (i = 1, 2, 3, 4) 는 Li 및 Ri 에 의해 매달린 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계를 나타내고, 즉, Ri 및 Li 가 스케일들 (391 및 392) 을 각각 관찰할 때 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 노광 위치 바로 아래의 3차원 인코더 (73a) 에 의해 관찰되는 2차원 격자 (RG) 상의 영역에 대응하는 부분 좌표계를 나타낸다. 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 전체 좌표계의 센터로부터 R1, R2, R3, 및 R4 까지의 거리는 각각 D1, D2, D3, 및 D4 로 표현되고, Di+D(5-i)=W 일 때, Cti 의 그리드 왜곡 Δi(xi, yi) 은 아래의 식 (1) 에서와 같이 표현될 수 있다. 여기서, Δ 는 x, y, 및 z 성분들을 갖는 3차원 벡터이다.
Figure 112017080988757-pat00001
식 (1) 에서 (xi, yi) 가 (x, y) 로 일반화되고 변형될 때, 다음 식 (1)' 이 얻어질 수 있다.
Figure 112017080988757-pat00002
1, 2, 3, 4 를 식 (1)' 의 i 내로 치환활 때, 다음 식 (2) 내지 식 (5) 가 얻어질 수 있다.
Figure 112017080988757-pat00003
Figure 112017080988757-pat00004
식들 (2) 및 (5) 의 합과 차로부터, 2 개의 식들이 얻어지고, 이 2 개의 식들을 풂으로써, 다음과 같은 2 개의 식들이 얻어질 수 있다.
Figure 112017080988757-pat00005
유사하게, 식들 (3) 및 (4) 의 합과 차로부터, 2 개의 식들이 얻어지고, 이 2 개의 식들을 풂으로써, 다음과 같은 2 개의 식들이 얻어질 수 있다.
Figure 112017080988757-pat00006
따라서, Cti 의 그리드 왜곡 Δi(xi, yi) 으로부터, 도 14(B) 에 도시된 바와 같은 스케일들 (392 및 391) 의 그리드 왜곡 ΔL(t, s), ΔR(t, s) 이 얻어질 수 있다.
주제어기 (20) 는, 예를 들어, 소정 간격으로 각 웨이퍼의 노광 동안 적어도 한 번 상기 설명된 원리에 따라 스케일들 (392 및 391) 의 그리드 왜곡 ΔL(t, s), ΔR(t, s) 을 획득하고 업데이트한다. 즉, 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 스케일의 그리드를 그리드가 업데이트된 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계에 대해 비교하고 조정함으로써, 그리드가 업데이트된다. 즉, 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 좌표계를 리프레시하는 것이 상기 설명된 방식으로 수행된다.
하지만, 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 좌표계를 리프레시 시에, 주제어기 (20) 는 (X-축, Y-축, Z-축, θx, θy, 및 θz 방향들의 각각에서의) 6 자유도 방향들에서의 좌표계의 오프셋에 관해 상기 설명된 비교 및 조정 및 업데이트를 수행하지 않고, 어떤 변화들도 없이 그 정보를 저장한다. 그 이유는, 측정 아암 (71A) 이 기계적 장기 안정성이 결여되는 것과 같은 이유들로 인해, 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계는 6 자유도의 방향들에서 장기 안정성을 가지지 못하고, 상부 측 인코더 시스템 (80A) 좌표계가 보다 신뢰가능하기 때문이고, 또한, 예를 들어, θx, θy, 및 θz 방향들에서의 위치 측정을 위해 사용된 복수의 헤드들의 검출 포인트들 사이의 간격이 작기 때문이다. 따라서, 상기 설명된 리프레시 프로세싱은 후방/상부 차분으로부터 상기 설명된 6 자유도의 방향들에서의 오프셋을 제거한 후에 수행된다. 상기 설명된 6 자유도들에서의 오프셋 성분은 나중에 설명될 포스트 스트림 프로세싱에서 사용될 것이다.
다음으로, 측정 스테이션 (300) 에 위치된 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 이동가능하게 유지된 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 정보를 측정하기 위해 사용되는 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) (도 16 참조) 의 구조가 설명될 것이다.
제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 은, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 얼라인먼트 디바이스 (99) (얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24)) 아래에 배치된 상태에서 조동 스테이지 (WCS) 내부에 제공된 공간 내로 삽입되는 측정 아암 (71B) (도 1 참조) 을 구비한다.
측정 아암 (71B) 은, 도 9(A) 에 도시된 바와 같이, 지지 부재 (72B) 를 통해 메인 프레임 (BD) 에 의해 지지된 아암 부재 (712), 및 아암 부재 (712) 내부에 수용된 나중에 설명될 인코더 헤드 (광학계) 를 갖는다. 측정 아암 (71B) 에서, 아암 부재 (712) 의 길이는 이전에 설명된 아암 부재 (711) 보다 더 길지만, 전체로서, 측정 아암 (71B) 은 이전에 설명된 측정 아암 (71A) 에 대해 대체로 대칭인 구성이다.
전술한 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 얼라인먼트 디바이스 (99) (얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24)) 아래에 위치된 상태에서, 도 9(A) 에 도시된 바와 같이, 측정 아암 (71B) 의 아암 부재 (712) 의 팁은 조동 스테이지 (WCS) 의 공간 내로 삽입되고, 그것의 상부 면은 미동 스테이지 (WFS) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 하부 면 (보다 정확하게는, 메인 섹션 (81) 의 하부 면) 에 제공된 격자 (RG) (도 1 및 도 7 에는 미도시, 도 2(B) 등 참조) 에 대향한다. 아암 부재 (712) 의 상부 면은, 예를 들어, 수 mm 정도의 클리어런스와 같은 소정의 클리어런스 갭 (갭, 클리어런스) 이 미동 스테이지 (WFS) 의 하부 면과 형성된 상태에서, 미동 스테이지 (WFS) 의 하부 면에 대해 거의 평행하게 배치된다.
제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 은, 전술한 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 과 유사하게, 도 17 에 도시된 바와 같이, X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 각각 측정하는 한 쌍의 3차원 인코더들 (75a 및 75b), X-축 및 Z-축 방향들에서 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 측정하는 XZ 인코더 (75c), 및 Y-축 및 Z-축 방향들에서 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 측정하는 YZ 인코더 (75d) 를 포함한다.
XZ 인코더 (75c) 및 YZ 인코더 (75d) 는, 아암 부재 (712) 에 각각 수용된, 측정 방향이 X-축 및 Z-축 방향인 2차원 헤드, 및 측정 방향이 Y-축 및 Z-축 방향인 2차원 헤드를 각각 구비한다. 이하, 편의를 위해, XZ 인코더 (75c) 및 YZ 인코더 (75d) 가 각각 구비하는 2차원 헤드들은 인코더들의 각각과 동일한 참조 부호를 이용하여, XZ 헤드 (75c) 및 YZ 헤드 (75d) 로서 기술될 것이다. 3차원 인코더들 (75a 및 75b) 은, 측정 방향이 X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들인 3차원 헤드를 구비한다. 이하, 편의를 위해, 3차원 인코더들 (75a 및 75b) 이 각각 구비하는 3차원 헤드들이, 인코더들의 각각과 동일한 참조 부호들을 이용하여, 3차원 헤드들 (75a 및 75b) 로서 표현될 것이다. 2차원 헤드들 (75c 및 75d), 및 3차원 헤드들 (75a 및 75b) 로서, 상기 설명된 2차원 헤드들 (73c 및 73d), 및 3차원 헤드들 (73a 및 73b) 과 유사한 구조를 갖는 헤드들이 사용될 수 있다.
도 9(B) 는 측정 아암 (71B) 의 팁의 투시도를 나타낸다. 도 9(B) 에 도시된 바와 같이, 3차원 헤드들 (75a 및 75b) 및 2차원 헤드들 (75c 및 75d) 은 아암 부재 (712) 내부에, 전술한 3차원 헤드들 (73a 및 73b) 및 2차원 헤드들 (73c 및 73d) 에 대해 대칭이지만 유사한 위치적 관계로 배치된다. 3차원 헤드들 (75a) 의 하나의 검출 센터는 얼라인먼트 위치와, 즉, 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1) 의 검출 센터와 일치한다.
제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 인코더들 (73a 및 73b, 및 73c 및 73d) 의 출력은, 전술한 스위칭 섹션 (150A) 과 유사한 구성인 스위칭 섹션 (150B) (도 16, 도 17 등 참조) 을 통해 주제어기 (20) 에 공급된다.
예를 들어 나중에 설명될 웨이퍼 얼라인먼트 시에 등과 같이, 측정 스테이션 (300) 에 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 위치될 때, 주제어기 (20) 는, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 헤드들 (75a 내지 75d) 에 의해 총 10 자유도의 측정 값들에 기초하여, 소정의 샘플링 간격으로 상기 설명된 바와 같은 차분 측정을 동시에 수행하면서, 상기 설명된 바와 같이 6 자유도의 방향들에서 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 측정을 반복적으로 수행함으로써 제 2 후방 측 인코더 시스템의 좌표계의 리프레시를 수행한다. 이전 설명은, 전술된 노광 위치가 얼라인먼트 위치로 대체되는 경우, 어떤 변화들도 없이 이 경우의 위치 측정 및 차분 측정에 적용될 수 있다.
덧붙여 말하자면, 본 실시형태에서, 3차원 헤드 (75a) 의 검출 포인트가 얼라인먼트 위치와 일치하고, X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치는 검출 포인트에서 측정되기 때문에, X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치는 3차원 헤드 (75a) 의 측정 값들을 이용하여 계산된다. 이와 상이하게, 얼라인먼트 위치가 한 쌍의 3차원 헤드들 (75a 및 75b) 의 검출 포인트들의 센터에서의 포인트와 일치하는 경우 등에서, 주제어기 (20) 는, X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들의 각각에서의 한 쌍의 3차원 헤드들 (75a 및 75b) 의 측정 값들의 평균 값에 기초하여, X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 획득할 수 있다.
제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 에 의한 X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 격자 (RG) 상의 실질적인 검출 포인트들은 각각 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1) 의 검출 센터 (얼라인먼트 위치) 와 일치하기 때문에, 소위 아베 오차의 발생이 실질적으로 무시될 수 있는 정도로 억제된다. 따라서, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 을 사용함으로써, 주제어기 (20) 는 아베 오차 없이 높은 정밀도로 X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치를 측정할 수 있다.
다음으로, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 일부를 구성하는 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 의 구조 등이 설명될 것이다. 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 은 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 과 동시에 6 자유도 방향들에서의 미동 스테이지 (WFS) 의 위치 정보를 측정할 수 있다.
노광 장치 (100) 에서, 도 4 에 도시된 바와 같이, 헤드 섹션들 (62C 및 62A) 의 각각의 -Y 측에 및 얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24) 와 동일한 Y 위치에서, 헤드 섹션들 (62E 및 62F) 이 각각 배치된다. 헤드 섹션들 (62E 및 62F) 은, 나중에 설명되는 바와 같이, 각각 복수의 헤드들을 포함하고, 이들 헤드들은 지지 부재를 통해 매달린 상태로 메인 프레임 (BD) 에 고정된다.
헤드 섹션들 (62E 및 62F) 은, 도 4 에 도시된 바와 같이, 각각 4 개의 4-스핀들 헤드들 (681 내지 684, 및 671 내지 674) 을 구비한다. 4-스핀들 헤드들 (681 내지 684) 의 각 하우징들의 내부에는, 도 5 에 도시된 바와 같이, 전술된 4-스핀들 헤드들 (651 내지 654) 등과 유사하게, XZ 헤드들 (68X1 내지 68X4) 및 YZ 헤드들 (68Y1 내지 68Y3) 이 수용된다. 유사하게, 4-스핀들 헤드들 (671 내지 674) 의 각 하우징들의 내부에는, XZ 헤드들 (67X1 내지 67X4) 및 YZ 헤드들 (67Y1 내지 67Y4) 이 수용된다. XZ 헤드들 (68X1 내지 68X4 및 67X1 내지 67X4) 및 YZ 헤드들 (68Y1 내지 68Y3 및 67Y1 내지 67Y4) 의 각각으로서, 예를 들어, 미국 특허 제 7,561,280 호에 개시된 변위 측정 센서 헤드와 유사한 구조를 갖는 인코더 헤드가 사용될 수 있다.
XZ 헤드들 (67X1 내지 67X3 및 68X2 내지 68X4) (보다 정확하게는, XZ 헤드들 (67X1 내지 67X3 및 68X2 내지 68X4) 에 의해 생성된 측정 빔들의 스케일들 (391 및 392) 상의 조사 포인트들) 은 각각 XZ 헤드들 (64X1 내지 64X3 및 65X2 내지 65X4) 과 거의 동일한 X 위치에, 전술된 기준 축 (LA) 을 따라 배치된다.
YZ 헤드들 (67Y1 내지 67Y3 및 68Y2 내지 68Y4) (보다 정확하게는, YZ 헤드들 (67Y1 내지 67Y3 및 68Y2 내지 68Y4) 에 의해 생성된 측정 빔들의 스케일들 (391 및 392) 상의 조사 포인트들) 은 각각 대응하는 XZ 헤드들 (67X1 내지 67X3 및 68X2 내지 68X4) 과 거의 동일한 X 위치에, 기준 축 (LA) 에 평행하고 기준 축으로부터 -Y 측으로 거리를 둔 직선 (LA1) 상에 배치된다.
또한, 나머지 XZ 헤드들 (67X4 및 68X1) 및 YZ 헤드들 (67Y4 및 68Y1) 은, 기준 축 (LA) 및 직선 (LA1) 으로부터 동일한 거리만큼 -Y 방향으로 시프트된, 세컨더리 얼라인먼트 시스템들 (AL21 및 AL24) 의 각각의 검출 센터의 -Y 측 상에 XZ 헤드들 (64X4 및 65X1) 의 각각과 거의 동일한 X 위치에 배치된다. 이하, 필요에 따라, XZ 헤드들 (68X1 내지 68X4 및 67X1 내지 67X4) YZ 헤드들 (68Y1 내지 68Y4 및 67Y1 내지 67Y4) 은 또한 각각 XZ 헤드들 (68X 및 67X), 및 YZ 헤드들 (68Y 및 67Y) 로서 표현될 것이다.
헤드 섹션들 (62F 및 62E) 은 각각 스케일들 (391 및 392) 을 사용하고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X 위치 및 Z 위치를 측정하는 다중-렌즈 (이 경우에 4-렌즈) XZ 리니어 인코더, 및 Y 위치 및 Z 위치를 측정하는 다중-렌즈 (이 경우에 4-렌즈) YZ 리니어 인코더를 구성한다. 이하, 편의를 위해, 이들 인코더들은, XZ 헤드들 (68X 및 67X), 및 YZ 헤드들 (68Y 및 67Y) 과 각각 동일한 참조 부호들을 사용하여, XZ 리니어 인코더들 (68X 및 67X) 및 YZ 리니어 인코더들 (68Y 및 67Y) (도 17 참조) 로서 표현될 것이다.
본 실시형태에서, XZ 리니어 인코더 (68X) 및 YZ 리니어 인코더 (68Y) 는 X-축, Y-축, Z-축, 및 θx 방향들의 각 방향에 관련된 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보를 측정하는 다중-렌즈 (이 경우에 4-렌즈) 4-스핀들 인코더 (68) 를 구성한다 (도 17 참조). 유사하게, XZ 리니어 인코더 (67X) 및 YZ 리니어 인코더 (67Y) 는 X-축, Y-축, Z-축, 및 θx 방향들의 각 방향에 관련된 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보를 측정하는 다중-렌즈 (이 경우에 4-렌즈) 4-스핀들 인코더 (67) 를 구성한다 (도 17 참조).
여기서, 전술한 것과 유사한 이유들로, 얼라인먼트 계측 시 등에, 4 개의 XZ 헤드들 (68X 및 67X) 및 YZ 헤드들 (68Y 및 67Y) 의 각 적어도 하나의 헤드는 대응하는 스케일들 (391 및 392) 에 항상 대향한다 (계측 빔을 조사한다). 따라서, 4-스핀들 인코더 (68) 및 4-스핀들 인코더 (67) 는, 웨이퍼 스테이지 (WFS) 가 측정 스테이션 (300) 에 있는 경우에, 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 지지되는 미동 스테이지 (WFS) 의 6 자유도 방향들에서의 위치 정보를 측정하는 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 을 구성한다.
제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 을 구성하는 각각의 인코더의 측정 값들은 스위칭 섹션 (150B) (도 16, 도 17 등 참조) 을 통해 주제어기 (20) 에 공급된다.
지금까지의 설명으로부터 명백해지는 바와 같이, 본 실시형태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 측정 스테이션 (300) 에 있는 경우에, 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 지지되는 미동 스테이지 (WFS) 의 6 자유도의 방향들에서의 위치 정보는 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 및 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 에 의해 동시에 측정될 수 있다.
또한, 스위칭 섹션 (150B) 은 스위칭 섹션 (150A) 과 유사하게 주제어기 (20) 에 의해 설정되는 제 1 모드 내지 제 4 모드를 갖는다. 그리고, 제 1, 제 3, 또는 제 4 모드가 설정되는 경우에, 설정된 모드에 따라, 복합 필터 섹션 (160) 은 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 및 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 의 측정 값들로부터 주제어기 (20) 에 보다 높은 신뢰도의 측정 값들을 공급하고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 구동 (위치 제어) 은, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 측정 스테이션 (300) 에 있을 때의 측정 값들에 기초하여 수행된다.
또한, 주제어기 (20) 는, 전술한 바와 같이, 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 의 스케일의 그리드를, 그리드가 업데이트된 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계와 비교하고 조정함으로써, 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 의 좌표계의 리프레시를 수행한다.
덧붙여 말하자면, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 및 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 에 대해, 지금까지의 설명 외에, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 에 관한 이전의 설명 또한 어떤 변경들 없이 적용될 수 있다.
이제, 비록 설명이 순서에서 벗어나지만, Y-축, Z-축, θy, 및 θz 방향들의 각각에서의 미동 스테이지 (WFS) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 위치 측정 시에, 필요할 때, 나중에 설정될 포커스 맵핑 시에 사용되는 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) (도 16 참조) 이 설명될 것이다.
측정 아암 (71B) 의 아암 부재 (712) 에는, 도 9(B) 에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 YZ 헤드들 (77a 및 77b) 이, 3차원 헤드들 (75a 및 75b) 의 검출 센터들로부터 +Y 측으로 동일한 거리만큼 떨어져 설정된 포인트들이 각각 YZ 헤드들의 쌍의 검출 센터들로서 기능하도록, 아암 부재 (712) 의 내부에 추가로 배치된다. +X 측 상의 YZ 헤드 (77a) 의 검출 센터는 AF 센터, 또는 다르게 말하면, 전술한 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 검출 센터와 일치한다. 이 YZ 헤드들 (77a 및 77b) 의 쌍은 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 을 구성한다.
제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 의 출력은 전술한 스위칭 섹션 (150A) 과 유사한 방식으로 구성된 스위칭 섹션 (150C) (도 16, 도 17 등 참조) 을 통해 주제어기 (20) 에 공급된다. 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 의 출력이 스위칭 섹션 (150C) 을 통해 주제어기 (20) 에 공급될 때, 주제어기 (20) 는 YZ 헤드 (77a) 에 의해 측정된 Y-축 및 Z-축 방향들에서의 위치 정보에 기초하여 미동 스테이지 (WFS) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 Y 위치 및 Z 위치를 획득하고, YZ 헤드들 (77a 및 77b) 의 쌍에 의해 측정된 Y-축 방향 및 Z-축 방향에서의 위치 정보에 기초하여 미동 스테이지 (WFS) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 θz 방향 (θz 회전) 에서의 위치 및 θy 방향 (θy 회전) 에서의 위치를 획득한다.
덧붙여 말하자면, 얼라인먼트 센터가 3차원 헤드들 (75a 및 75b) 의 쌍의 검출 포인트들의 센터와 일치하는 경우에, AF 센터는 YZ 헤드들 (77a 및 77b) 의 쌍의 검출 포인트들의 센터와 일치하도록 설정된다. 따라서, 이 경우에, 주제어기 (20) 는 YZ 헤드들 (77a 및 77b) 의 쌍에 의해 측정된 Y-축 및 Z-축 방향들에서의 위치 정보의 평균 값으로부터 미동 스테이지 (WFS) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 Y 위치 및 Z 위치를 획득한다.
덧붙여 말하자면, 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 에 있어서, 헤드들의 위치 및 수에서 일부 차이가 존재하지만, 지금까지의 설명 외에, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 에 대한 이전의 설명이 기본적으로 적용될 수 있다.
본 실시형태에서, 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 에 대응하여, 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 이 또한 제공된다 (도 16 참조). 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 은, 도 4 에 도시된 바와 같이, 기준 축 (LV) 에 대해 대칭으로 배치된 한 쌍의 4-스핀들 헤드들 (661 및 662) 을 포함한다. 4-스핀들 헤드들 (661 및 662) 의 쌍은 4-스핀들 헤드 (683) 의 +Y 측으로의 위치 및 4-스핀들 헤드들 (672) 의 +Y 측으로의 위치에 각각 배치되고, 지지 부재를 통해 매달린 상태로 메인 프레임 (BD) 에 고정된다. 4-스핀들 헤드들 (661 및 662) 의 쌍은, 도 5 에 도시된 바와 같이, 전술한 4-스핀들 헤드들 (64i, 65i, 67i, 및 68i) 와 유사하게, Y-축 방향을 따라 배치된 검출 포인트들을 갖는, XZ 헤드들 (66X1 및 66X2) 및 YZ 헤드들 (66Y1 및 66Y2) 을 각각 포함한다. 4-스핀들 헤드들 (661 및 662) 의 쌍이 각각 갖는 XZ 헤드들 (66X1 및 66X2) 의 검출 포인트들의 Y 위치는 AF 빔의 검출 센터의 (직선 (LA2) 상의) Y 위치와 일치한다. 또한, XZ 헤드 (66X2) 의 검출 포인트의 X 위치는 XZ 헤드 (67X2) 의 검출 포인트의 약간 +X 측에 위치되고, XZ 헤드 (66X1) 의 검출 포인트의 X 위치는 XZ 헤드 (68X3) 의 검출 포인트의 약간 -X 측에 위치된다. 4-스핀들 헤드들 (661 및 662) 의 쌍은, 스케일들 (391 및 392) 을 각각 이용하여 X-축, Y-축, Z-축, 및 θx 방향들의 각각에서의 웨이퍼테이블 (WTB) 의 위치 정보를 측정하는 4-스핀들 인코더들의 쌍을 구성한다. 이 4-스핀들 인코더들의 쌍은 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 을 구성한다.
제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 을 구성하는 각 인코더의 측정 값들은 스위칭 섹션 (150A) 과 유사하게 구성된 스위칭 섹션 (150C) (도 16, 도 17 등 참조) 을 통해 주제어기 (20) 에 공급된다.
본 실시형태에서, 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 및 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 에 의해, 웨이퍼 테이블 (미동 스테이지 (WFS)) 의 4 자유도의 방향들 (Y-축, Z-축, θz 및 θy 방향들의 각각) 에 관련된 위치 정보가 동시에 측정될 수 있다.
또한, 스위칭 섹션 (150C) 은, 스위칭 섹션 (150A) 과 유사하게, 주제어기 (20) 에 의해 설정되는 제 1 모드 내지 제 4 모드를 갖는다. 그리고, 제 1, 제 3, 또는 제 4 모드가 설정되는 경우에, 설정된 모드에 따라, 복합 필터 섹션 (160) 은 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 및 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 의 측정 값들로부터 주제어기 (20) 에 보다 높은 신뢰도의 측정 값들을 공급한다.
하지만, 나중에 설명될 포커스 맵핑 시에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 측정 스테이션 (300) 에 있고 웨이퍼 얼라인먼트 측정이 포커스 맵핑과 동시에 수행되며, 이 얼라인먼트 측정이 완료될 때까지, 주제어기 (20) 는 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 전술된 복합 위치 신호에 기초하여 미동 스테이지 (WFS) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 6 자유도의 방향들에서의 위치에 대한 서보 제어 (servo control) 를 수행하고, 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 및 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 의 측정 값들이 포커스 맵핑에 대한 측정 데이터로서 주로 사용된다. 그리고, 웨이퍼 얼라인먼트 측정이 완료된 후에, 웨이퍼 테이블이 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 범위 밖으로 이동하고 포커스 맵핑이 완료될 때까지, 주제어기 (20) 는 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 및/또는 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 의 측정 값들에 기초하여 미동 스테이지 (WFS) 의 구동 (서보 제어) 을 수행한다.
본 실시형태에서, 더욱이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 포커스 맵핑의 종료 위치로부터 노광 스테이션 (200) 으로 이동할 때, 이 이동 동안 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 6 자유도의 방향들에서의 위치를 측정하도록 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) 이 제공된다 (도 16 참조). 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) 은, 도 4 에 도시된 바와 같이, Y-방향에서 헤드 섹션 (62A) 과 헤드 섹션 (62F) 사이의 중간 위치에 X-축 방향 및 Y-축 방향으로 시프트되어 배치된다. 3차원 헤드들 (791 및 792) 의 쌍은 지지 부재를 통해 매달린 상태로 메인 프레임 (BD) 에 고정된다. 3차원 헤드들 (791 및 792) 의 쌍은, 도 5 에 도시된 바와 같이, Y-축 방향 선 상에 배치된 XZ 헤드들 (79X1 및 79X2) 및 Y 헤드들 (79Y1 및 79Y2) 을 각각 포함한다. Y 헤드들 (79Y1 및 79Y2) 은 측정 방향이 Y-축 방향인 1차원 헤드들이다. 이 경우에, XZ 헤드들 (79X1 및 79X2) 의 X 위치들은 XZ 헤드들 (68X2 및 66X1) 과 각각 동일한 위치들에 설정된다. Y 헤드들 (79Y1 및 79Y2) 의 각각으로서, 예를 들어 미국 공개특허공보 제 2008/0088843 호 등에 개시된 것과 같은 차분 간섭형 인코더 헤드가 사용될 수 있다.
3 차원 헤드들 (791 및 792) 의 쌍은, 양자 모두 스케일 (391) 을 이용하여, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X-축, Y-축, 및 Z-축 방향들에서의 위치 정보를 측정하는 한 쌍의 3차원 인코더들 (79A 및 79B) 을 구성한다 (도 16 참조). 이 3차원 인코더들 (79A 및 79B) 의 쌍의 측정 값들은 주제어기 (20) 에 공급된다. 3 차원 헤드들 (791 및 792) 의 쌍은, X-축 방향에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 센터 위치가 기준 축 (LV) 과 일치할 때, 동일한 스케일 (391) 을 이용하여 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 6 자유도의 방향들에서의 위치를 측정할 수 있다. 3차원 인코더들 (79A 및 79B) 의 쌍은 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) 을 구성한다.
덧붙여 말하자면, 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) 에 있어서, 비록 헤드들의 위치 및 수에서 일부 차이가 있지만, 지금까지의 설명 외에, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (80A) 에 대한 이전에 이루어진 설명이 기본적으로 적용될 수 있다.
본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서, 도 4 에 도시된 바와 같이, 기준 축 (LV) 상의 3차원 헤드 (791) 의 XZ 헤드 (79X1) 와 거의 동일한 Y 위치에서, 기준 축 (LV) 상의 노광 위치와 얼라인먼트 위치 사이의 소정 위치에 언로딩 (unloading) 위치 (UP1) 가 설정되고, 언로딩 위치 (UP1) 로부터 -X 측으로 떨어진 소정 거리의 위치에서, 대기 위치 (UP2) 가 설정된다. 또한, 기준 축 (LV) 상의 얼라인먼트 위치의 -Y 측 상에, 로딩 위치 (LP) 가 설정된다.
언로딩 위치 (UP1), 대기 위치 (UP2), 및 부근 영역에서, 도 15 에 도시된 바와 같이, 언로딩 디바이스 (170) 가 배치된다. 언로딩 디바이스 (170) 는 메인 프레인 (BD) 의 주변부에서 메인 프레임 (BD) 으로부터 진동적으로 분리되어 배치되고, 예를 들어, 미도시의 지지 부재에 의해 플로어 면 상에 지지된 평면시로 직사각형 프레임 형상을 갖는 프레임 (FL) 에 부착된다.
언로딩 디바이스 (170) 는 프레임 (FL) 의 하부 면 (-Z 측의 면) 에 고정되고, 예를 들어 Y-축 방향에 대해 소정 각도 α (α 는 예를 들어 10도보다 작은 소정 각도이다) 를 형성하는 방향으로 연장된 제 1 아암 (171), X-축 방향으로 연장되고 길이 방향의 일 단부에서의 에지 면이 제 1 아암 (171) 의 길이 방향에서의 일 단부 (+Y 측 단부) 에서 측 면 (+X 측 면) 에 고정되는 제 2 아암 (172), 그 제 2 아암 (172) 의 길이 방향을 따라 이동가능한 제 1 언로딩 슬라이더 (170A), 및 제 1 아암 (171) 의 길이 방향을 따라 이동가능한 제 2 언로딩 슬라이더 (170B) 를 구비한다.
제 1 아암 (171) 은, 길이 방향에서의 일 단부가 Y-축 방향에서의 센터에 가까운 -X 측에서 프레임 (FL) 의 측 단면을 바라보고, 길이 방향에서의 타 단부가 -Y 측의 단부에서 -X 측의 프레임 (FL) 의 측 단면을 바라보는 상태에서, 프레임 (FL) 의 하부 면에 대향하도록 배치된 막대 형상 부재로 이루어진다. 제 1 아암 (171) 은 그것의 전체 상부 면 또는 그 상부 면의 복수의 지점들이 프레임 (FL) 의 하부 면에 고정된다. 제 1 아암 (171) 의 하부 면 (이면) 에, 미도시의 가이드가 길이 방향을 따라서 제공되고, 미도시의 고정자가 가이드에 평행하게 배치된다.
제 2 아암 (172) 은 제 1 아암 (171) 과 거의 동일한 길이를 갖는 막대 형상 부재로 이루어진다. 제 2 아암 (172) 은, 제 1 아암 (171) 에 대해 XY-평면 내에서 (90도 - α) 의 각도가 형성된 상태에서, 제 1 아암 (171) 의 길이 방향에서의 일 단부 (+Y 측 단부) 에서 측 면 (+X 측 면) 에 고정된다. 제 2 아암 (172) 의 하부 면 (이면) 에, 제 1 아암 (171) 과 유사하게, 미도시의 가이드가 길이 방향을 따라서 제공되고, 미도시의 고정자가 가이드에 평행하게 배치된다.
제 1 언로딩 슬라이더 (170A) 는, 제 2 아암 (172) 의 이면에 전술한 가이드를 따라 이동가능하게 제공된 제 1 슬라이드 부재 (173), 및 제 1 슬라이드 부재 (173) 의 아래에 배치되고 제 1 슬라이드 부재 (173) 에 제공된 수직 이동 구동 섹션 (176) (예를 들어, 도 36(A) 참조) 에 의해 수직으로 이동되는 평면시로 X 형상을 갖는 웨이퍼 잡기 (grasping) 부재 (174) 를 구비한다. 제 1 슬라이드 부재 (173) 에서, 제 2 아암 (172) 에 배치된 전술한 고정자와 함께 제 1 슬라이더를 구동하기 위한 리니어 모터를 구성하는 가동자가 통합된다.
웨이퍼 잡기 부재 (174) 는, 도 15 에 도시된 바와 같이, 평면시로 X 형상으로 결합된 한 쌍의 막대 형상 부재들로 이루어진 메인 섹션 (174a), 및 메인 섹션 (174a) 의 4 개의 팁들에 각각 부착된 4 개의 잡기 부재들 (174b) 을 구비한다.
메인 섹션 (174a) 을 구성하는 길이 방향에서 막대 형상 부재들의 쌍의 사이즈는 웨이퍼 (W) 의 직경보다 약간 더 길고, 막대 형상 부재들의 쌍은, 막대들이 길이 방향의 센터에서 소정 각도로 교차하도록 배치된다. 메인 섹션 (174a) 에 있어서, 막대 형상 부재들의 쌍의 교차 부분이 수직 이동 구동 섹션 (176) 의 구동 샤프트의 하부 면에 고정된다.
여기서, 메인 섹션 (174a) 의 막대 형상 부재들의 쌍에 있어서, 4 개의 잡기 부재들 (174b) 만이 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼 (W) 를 잡아야 하기 때문에, 막대 형상 부재들 중 하나의 상부 면 (또는 하부 면) 상의 센터에 홈 (groove) 이 형성될 수 있고, 그리고, 그 홈에 다른 막대 형상 부재를 삽입함으로써, 양 막대들은, 막대 형상 부재들의 각각의 상부 면 (또는 하부 면) 의 높이가 동일하게 되도록 고정되거나, 막대 형상 부재들 중 하나의 하부 면이 다른 막대 형상 부재에 고정될 수 있다. 막대 형상 부재들의 쌍의 높이가 상이한 위치에서 막대 형상 부재들의 쌍을 연결하는 경우에 (예를 들어, 다른 막대 형상 부재가 막대 형상 부재들 중 하나의 하부 면에 고정되는 경우에), 막대 형상 부재들 중 하나의 양 단부들에 제공된 잡기 부재들 (174b) 의 Z-축 방향에서의 길이를 조정함으로써, 또는, 막대 형상 부재들 중 하나의 양 단부들이 다른 막대 형상 부재의 양 단부들과 동일한 높이를 가지도록 조정되도록 위로 돌출 (또는 아래로 돌출) 한 형상을 갖는 부재를 이용함으로써 등에 의해, 4 개의 잡기 부재들 (174b) 의 하부 단부의 Z-축 방향 위치를 매칭시키는 것이 바람직하다.
4 개의 잡기 부재들 (174b) 의 각각은 웨이퍼의 이면을 지지할 수 있는 하부 단부에서 제공된 집게 (claw) 섹션을 갖는다. 4 개의 잡기 부재들 (174b) 의 각각은, 미도시의 구동 메커니즘을 통해 부재들의 각각이 부착된 막대 형상 부재를 따라 이동 및 슬라이딩될 수 있다. 즉, 4 개의 잡기 부재들 (174b) 은 개방 또는 폐쇄될 수 있다 (도 36(C) 참조).
본 실시형태에서, 제 1 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180A) (도 16 참조) 은, 전술한 제 1 슬라이더를 구동하기 위한 리니어 모터, 수직 이동 구동 섹션 (176), 및 잡기 부재들 (174b) 을 개방 및 폐쇄하기 위한 전술한 구동 메커니즘을 포함하여 구성된다.
제 2 언로딩 슬라이더 (170B) 는, 제 1 아암 (171) 의 이면에 전술한 가이드를 따라 이동가능하게 제공된 제 2 슬라이드 부재 (175), 및 제 2 슬라이드 부재 (175) 의 아래에 배치되고 제 2 슬라이드 부재 (175) 에 제공된 수직 이동 구동 섹션 (179) (예를 들어, 도 32(A) 참조) 에 의해 수직으로 이동 및 Z-축 주위로 회전 구동되는 Y 형상 유지 섹션 (177) 을 구비한다. 제 2 슬라이드 부재 (175) 에서, 제 1 아암 (171) 에 배치된 전술한 고정자와 함께 제 2 슬라이더를 구동하기 위한 리니어 모터를 구성하는 가동자가 통합된다.
Y 형상 유지 섹션 (177) 은, 도 15 에 도시된 바와 같이, 평면시로 Y 형상을 갖는 박판 부재로 이루어지고, 그것의 상부 면에, 웨이퍼 (W) 가 진공 척킹에 의한 흡인 (또는 정전 흡인) 에 의해 유지되는 미도시의 흡인 섹션 (suction section) 을 갖는다. Y 형상 유지 섹션 (177) 의 XY-평면 내의 사이즈는 웨이퍼 (W) 보다 약간 더 작고, 웨이퍼 (W) 가 흡인 섹션 위에 유지된 상태에서, Y 형상의 팁 (즉, 팁-스플릿 (tip-split) 섹션) 이 웨이퍼 (W) 의 외주부에 맞춰진다. Y 형상 유지 섹션 (177) 의 Y 형상 팁의 대향 측 상의 단부는 수직 이동 회전 구동 섹션 (179) 의 구동 샤프트의 하부 단부에 고정된다.
본 실시형태에서, 제 2 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180B) (도 16 참조) 은 전술한 제 2 슬라이더를 구동하기 위한 리니어 모터, 및 수직 이동 회전 구동 섹션 (179) 을 포함하여 구성된다.
제 1 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180A) 및 제 2 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180B) 은 주제어기 (20) 에 의해 제어된다 (도 16 참조). 덧붙여 말하자면, 언로딩 디바이스는 전술한 구조에 한정되지 않고, 웨이퍼 (W) 를 유지하여 이동가능하다면 임의의 구조일 수도 있다. 또한, 웨이퍼 (W) 의 언로딩 위치는 또한 투영 광학계 (PL) 와 얼라인먼트 디바이스 (99) 사이의 위치에 한정되지 않고, 예를 들어, 나중에 설명될 제 2 실시형태로서 얼라인먼트 디바이스 (99) 에 대해 투영 광학계 (PL) 의 대향 측에서 언로딩이 수행될 수 있다.
도 16 은 노광 장치 (100) 의 제어 시스템을 주로 구성하고 각 구성 부분들에 대한 전체적인 제어를 갖는 주제어기 (20) 의 입력/출력 관계를 나타내는 블록도이다. 주제어기 (20) 는 워크스테이션 (또는 마이크로컴퓨터) 등을 포함하고, 노광 장치 (100) 를 구성하는 섹션들의 각각에 대한 전체적인 제어를 갖는다. 도 17 은 도 16 에서의 제 1 및 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템들 (110A 및 110B) 의 구체적인 구성의 일예를 나타낸다. 또한, 도 18 은 도 16 에서의 스위칭 섹션 (150A) 의 구성의 일예를 나타낸다.
다음으로, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를 이용한 동시 처리 동작이 도 19 내지 도 37 을 참조하여 설명될 것이다. 덧붙여 말하자면, 이하의 동작에서, 주제어기 (20) 는 전술한 바와 같이 국소 액침 디바이스 (8) 의 액체 공급 디바이스 (5) 및 액체 회수 디바이스 (6) 의 제어를 수행하고, 투영 광학계 (PL) 의 팁 렌즈 (191) 아래의 공간에는 항상 물이 채워진다. 하지만, 아래의 설명에서, 간단한 설명을 위해, 액체 공급 디바이스 (5) 및 액체 회수 디바이스 (6) 에 관련된 제어에 관한 설명은 생략될 것이다. 또한, 도면들의 번호는 이하의 동작에 대한 설명에서 사용될 것이고, 동일 부재는 도면들의 각각에 적용된 참조 부호를 가질 수도 있고 또는 가지지 않을 수도 있다. 즉, 도면들의 각각에 대해 써진 참조 부호는 상이할 수도 있지만, 이들 도면들은 참조 부호들의 이용가능성에 상관 없이 동일한 구조를 나타낸다. 지금까지의 설명에서 사용된 도면들에 대해서도 이는 동일하다. 또한, 도 19 에 뒤따르는 도면들에서, 측정 스테이지 (MST) 가 간단히 도시된다.
또한, 제 1 내지 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70A 내지 70C) 및 제 1 내지 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80A 내지 80D), 다점 AF 시스템, 얼라인먼트 시스템 등이 사용될 때 또는 그들의 사용 좀 전에, 그들의 상태는 오프 상태에서 온 상태로 설정되지만, 이 시점에 관한 설명은 이하의 동작을 설명할 때 생략될 것이다.
또한, 전제로서, 스위칭 섹션들 (150A 및 150B) 은, 일예로서, 양자 모두 제 1 모드로 설정되고, 스위칭 섹션 (150C) 은, 일예로서, 제 2 모드로 설정된다. 보다 구체적으로, 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 으로부터, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 복합 위치 신호 (FH) 에 대응하는 측정 값들 (이하, 특별히 필요한 경우를 제외하고는, 이 값들은 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 의 측정 값들로서 지칭될 것이다) 이, 그리고, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 으로부터, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 및 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 의 복합 위치 신호 (FH) 에 대응하는 측정 값들 (이하, 특별히 필요한 경우를 제외하고는, 이 값들은 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 값들로서 지칭될 것이다) 이, 주제어기 (20) 로 출력된다. 또한, 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 및 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 으로부터, 출력 신호들 (측정 값들) 이 각각 주제어기 (20) 로 출력된다.
도 19 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩 위치 (LP) 에 있고, 측정 스테이지 (MST) 가 투영 광학계 (PL) 바로 아래에 있는 상태를 나타낸다. 이 시점에서, 측정 아암 (71B) 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 공간 내로 삽입되고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 이면 (격자 (RG)) 은 측정 아암 (71B) 에 대향한다. 이 로딩 위치 (LP) 에서, 아직 노광되지 않은 새로운 웨이퍼 (W) (여기서, 일예로서, 그 웨이퍼는 로트 (lot) (1 로트는 웨이퍼들의 25 또는 50 슬라이스들을 포함) 의 중간에 있는 웨이퍼일 것이다) 가 아래 설명된 순서로 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 로딩된다.
이 시점에서, 이전 웨이퍼에 대해 나중에 설명될 스트림 프로세싱 (stream processing) 이 완료된 후에, 아직 노광되지 않은 웨이퍼 (W) 는 노광이 시작되기 전의 시점에서 로딩 위치 (LP) 에서 전술된 척 유닛 (120) 에 의해 이미 지지되고, 이 지지 상태가 유지된다. 구체적으로, 도 20(A) 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 (W) 는, 로딩 위치 (LP) 에서 소정 높이 위치에 있는 베르누이 척 (124) 에 의해 소정 거리 (갭) 를 유지하면서 비접촉 방식으로 흡인 (유지 또는 지지) 되고, 그것의 이면의 외주부에서의 2 개의 지점들은 지지 플레이트들 (128) 의 쌍에 의해 하방으로부터 접촉 방식으로 지지되며, 이는 6 자유도의 방향들에서의 이동을 제한한다. 또한, 웨이퍼 (W) 의 온도는 냉각 플레이트 (123) 에 의해 소정 온도, 예를 들어, 23℃ 로 제어된다.
주제어기 (20) 는, 우선, 도 20(B) 에 도시된 바와 같이, 전술한 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 을 구동기 (142) 를 통해 위쪽으로 구동한다. 그리고, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 이 베르누이 척 (124) 에 의해 지지되는 웨이퍼 (W) 의 이면과 접촉하게 될 때, 수직 이동 핀들 (140) 의 상향 (upward) 구동은 중단되는 한편 접촉 상태는 유지된다. 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 의 상부 단부 표면이 이동 범위 내에서 상부 단부 표면의 가장낮은 단부 위치로서 기능하는 제 2 위치 외의 위치에 있을 때, 수직 이동 핀들 (140) 은 미도시의 스프링들에 의해 +Z 으로 일정한 힘에 의해 눌러진다.
다음으로, 주제어기 (20) 는, 지지 플레이트들 (128) 의 쌍을 수직 이동 회전 구동 섹션 (127) 의 쌍을 통해 약간 아래쪽으로 구동하고 지지 플레이트들 (128) 의 쌍을 웨이퍼 (W) 의 이면으로부터 분리하며, 지지 플레이트들 (128) 의 쌍을 제 2 회전 위치에 위치시키기 위해 도 20(C) 에 도시된 바와 같이 소정 각도로 지지 플레이트들 (128) 의 쌍을 회전시킨다. 상기 설명된 지지 플레이트들 (128) 의 쌍의 웨이퍼 (W) 의 이면으로부터의 분리에 의해, 새로운 웨이퍼 (W) 가, 웨이퍼가 지지 플레이트 (128) 에 의해 지지되는 상태로부터 웨이퍼가 수직 이동 핀들 (140) 에 의해 지지되는 상태로 이동하였다. 덧붙여 말하자면, 베르누이 척 (124) 은 이 상태에서도 역시 웨이퍼 (W) 의 흡인 (유지 또는 지지) 을 계속하고, 그리고, 베르누이 척 (124) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인 (유지 또는 지지) 및 수직 이동 핀들 (140) 의 하방으로부터의 지지로 인한 마찰력에 의해, 웨이퍼 (W) 의 이동이 6 자유도의 방향들에서 제한된다. 또한, 냉각 플레이트 (123) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 온도 제어 또한 계속된다.
다음으로, 주제어기 (20) 는, 도 20(D) 에 도시된 바와 같이, 구동 섹션 (122) 및 수직 이동 회전 구동 섹션들 (127) 의 쌍을 제어하고, 척 메인 섹션 (130) 및 다음으로, 주제어기 (20) 는, 도 20(D) 에 도시된 바와 같이, 구동 섹션 (122) 및 수직 이동 회전 구동 섹션들 (127) 의 쌍을 제어하고, 척 메인 섹션 (130) 및 지지 플레이트들 (128) 의 쌍을 아래쪽으로 구동한다. 이 경우에, 전술한 스프링들의 힘에 의한 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 에 대한 상향력 (upward force) 은 웨이퍼 (W) 에 압력으로서 작용된다. 따라서, 척 메인 섹션 (130) 이 하향 (downward) 구동되는 것에 의해, 웨이퍼 (W) 는 아래쪽으로 푸시 (push) 되고, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 을 그 압력에 저항하여 아래쪽으로 푸시한다. 즉, 상기 설명된 방식으로, 웨이퍼 (W) 는, 베르누이 척 (124) 에 대해 소정의 갭을 유지하면서, 척 메인 섹션 (130) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 과 함께 아래쪽으로 구동된다. 그리고, 웨이퍼 (W) 의 이면이 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 와 접촉하게 될 때, 주제어기 (20) 는 베르누이 척 (124) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인 (유지 또는 지지) 을 해제하고, 웨이퍼 홀더가 흡인에 의해 웨이퍼 (W) 를 유지하게 한다. 이것은 웨이퍼 (W) 가 발생하는 휨이 실질적으로 억제 또는 방지되면서 웨이퍼 홀더에 의해 유지되는 것을 허용한다. 즉, 베르누이 척 (124) 은, 반송 기능, 및 전술한 온도 제어 기능 및 사전-얼라인먼트 기능 뿐만 아니라, 휨 (bending) 보정 (교정) 기능도 구비한다. 웨이퍼 홀더에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 가 평탄해지기 때문에, 이 휨 보정 기능은 또한 평탄화 기능이라고도 불릴 수 있다. 덧붙여 말하자면, 베르누이 척 (124) 에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 가 임의의 휨 없이 실질적으로 평평하게 유지되면서, 예를 들어, 베르누이 척 (124) 이 유지된 웨이퍼 (W) 의 적어도 일부에 휨이 생성된 상태에서 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 홀더로 전달함으로써, 결과적으로, 웨이퍼 홀더에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 의 휨이 억제 또는 방지될 수 있다. 또한, 베르누이 척 (124) 에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 의 표면의 일부 또는 전체 면의 Z 방향에서의 위치 정보 또는 휨 정보를 검출하기 위한 검출 디바이스 (예를 들어, 전술한 갭 센서 등) 가 제공될 수 있고, 주제어기 (20) 는 이러한 검출 결과들을 이용하여, 휨 없이, 또는 휨이 베르누이 척 (124) 에 의해 웨이퍼의 적어도 일부에 생성된 상태로, 베르누이 척 (124) 에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 를 평평하게 유지할 수 있다. 또한, 베르누이 척 (124) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인 해제는, 예를 들어, 웨이퍼 (W) 의 휨의 교정 (평탄화) 을 위해, 웨이퍼 홀더에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인이 시작되기 전에 수행될 수 있는 한편, 흡인 해제는, 웨이퍼 홀더에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인의 시작과 동시에 또는 흡인의 시작 후에 수행될 수 있다. 또한, 주제어기 (20) 는, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 지지를 해제하는 것과 동시에 웨이퍼 홀더에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인 유지를 시작할 수 있거나, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 지지를 해제하기 전에 웨이퍼 홀더에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인 유지를 시작할 수 있다.
여기서, 베르누이 척 (124) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인 (유지 또는 지지) 을 해제하기 전에, 주제어기 (20) 는 이면 (하부 면) 이 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 에 대해 가압하는 (와 접촉하는) 웨이퍼 (W) 의 일부에 대해 또는 전부에 대해 척 메인 섹션 (130) 에 의해 상방으로부터 하향력 (downward force) 을 인가할 수 있다. 여기서, 하향력은 중력 외의 힘을 지칭한다. 이 하향력을 인가하는 수단으로서, 예를 들어, 베르누이 척 (124) 으로부터 분출되는 가스의 유동 체적 및/또는 유동 속도를 증가시키는 것, 또는, 척 메인 섹션 (130) 이 하향 구동될 때 소정 갭으로부터 웨이퍼 (W) 의 표면과 베르누이 척 (124) 의 하부 면 사이의 갭 (간격) 을 좁히는 것이 고려될 수 있다. 어느 경우에도, 웨이퍼 (W) 의 웨이퍼 홀더에 의한 흡인 유지는 하향력이 인가된 후에, 또는 하향력이 웨이퍼 (W) 에 인가되고 있는 동안 수행되어야 한다. 이것은 웨이퍼 홀더에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 에서 휨이 발생하는 것을 실질적으로 억제 또는 방지한다.
또한, 주제어기 (20) 는, 웨이퍼 홀더에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인 유지가 시간 지연 (time lag) 을 갖고 수행되도록, 예를 들어, 주변부로부터 센터를 향해 시간 지연을 갖고 시작하거나, 일 측으로부터 그것의 대향 측으로 시간 지연을 갖고 시작하도록, 웨이퍼 홀더에 의한 흡인 상태를 제어할 수 있다. 특히 후자의 경우에, 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 는 θx 방향 및/또는 θy 방향으로 경사질 수 있다. 베르누이 척 (124) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 휨 보정과 결합된 웨이퍼 홀더에 의한 웨이퍼 (W) 의 이러한 흡인 유지를 수행하는 것에 의해, 웨이퍼 (W) 는 휨이 실질적으로 억제 또는 방지되면서 웨이퍼 홀더에 의해 유지된다.
본 실시형태에서, 척 메인 섹션 (130) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 이 상기 설명된 방식으로 아래쪽으로 구동되는 동안, 촬상 디바이스 (129) 의 촬상 신호들이 신호 처리 시스템 (116) (도 16 참조) 으로 전송되고, 웨이퍼 (W) 의 위치 편차 및 회전 오차들에 관한 정보가 주제어기 (20) 로 공급된다 (도 16 참조). 덧붙여 말하자면, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 은 베르누이 척 (124) (척 메인 섹션 (130)) 과 동기하여 아래쪽으로 구동될 수 있고, 또는, 베르누이 척 (124) 과의 동기 없이 하향 구동될 수 있다. 특히 후자의 경우에, 주제어기 (20)는, 웨이퍼 (W) 가 평평해지도록, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 의 하강 속도와 척 메인 섹션 (130) 의 하강 속도를 다르게 할 수 있다. 이 경우에, 예를 들어, 전술한 갭 센서가 베르누이 척 (124) 의 복수의 지점들에 배치될 수 있고, 주제어기 (20) 는, 복수의 갭 센서들을 이용하여 웨이퍼 (W) 의 변형된 상태 (예를 들어, 웨이퍼가 위로 또는 아래로 튀어나왔는지 등) 를 검출할 수 있고, 그 검출의 결과들에 따라, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 의 하강 속도와 척 메인 섹션 (130) 의 하강 속도를 다르게 할 수 있다.
본 실시형태에서, 도 20(A) 로부터 알수 있는 바와 같이, 수직 이동 핀들 (140) 이 소정의 양만큼 상향 구동된 상태는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 로딩 위치 (LP) 로 복귀하는 시점에서 유지되기 때문에, 웨이퍼 로딩은, 수직 이동 핀들 (140) 이 웨이퍼 홀더의 내부에 수용되는 때보다 단시간 내에 수행될 수 있다. 도 19 는 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 웨이퍼 (W) 가 로딩된 상태를 나타낸다.
본 실시형태에서, 도 19 에 도시된 바와 같이, 로딩 위치 (LP) 는, 측정 플레이트 (30) 상의 기준 마크 (FM) 가 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1) 의 필드 (검출 영역) 내에 위치되는 위치 (다르게 말하면, 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1) 의 베이스 라인 측정 (Pri-BCHK) 의 제 1 절반 프로세싱 위치) 에 설정된다.
여기서, Pri-BCHK 의 제 1 절반 프로세싱 (half processing) 은 이하 설명되는 프로세싱을 지칭한다. 즉, 주제어기 (20) 는 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1) 으로 전술한 측정 플레이트 (30) 의 센터에 위치한 기준 마크 (FM) 를 검출 (관측) 하고, 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1) 의 검출 결과들을 검출 포인트에서 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 값들과 대응하도록 만들고, 그 정보를 메모리에 저장한다.
본 실시형태에서, Pri-BCHK 의 제 1 절반 프로세싱은 웨이퍼 (W) 의 로딩 동작의 적어도 일부와 동시에 수행된다.
이 시점에서, 측정 스테이지 (MST) 는, 측정 테이블 (MTB) 의 이면 (격자 (RGa)) 이 측정 아암 (71A) 에 대향하는 상태에서 측정 아암 (71A) 과 끼워맞춰진다. 또한, 액체 (Lq) 에 의한 액침 영역 (14) 이 측정 테이블 (MTB) 과 투영 광학계 (PL) 사이에 형성된다.
또한, 이 시점에서, 이미 노광된 웨이퍼 (W0 로 지칭) 는 대기 위치 (UL2) 의 소정의 높이 위치에서 제 2 언로딩 슬라이더 (170B) 의 Y 형상 유지 섹션 (177) 에 의해 유지된다. 이 웨이퍼 (W0) 의 대기 상태는, 다음 웨이퍼 (W) 의 노광이 시작되고 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 대기 위치 (UL2) 아래로부터 철수하는 상태에 도달할 때까지 유지된다.
다음으로, 주제어기 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 위치 측정 시스템 (16A) 의 측정 값들에 기초하여 조동 스테이지 (WCS) 를 구동하고, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 값들에 기초하여 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치에 대한 서보 제어를 수행하는 동안 로딩 위치 (LP) 로부터 노광 스테이션 (200) 을 향한 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 +Y 방향에서의 이동 동작을 시작한다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 +Y 방향에서의 이 이동은, 우선, 예를 들어, 3 개의 제 1 얼라인먼트 쇼트 영역에 배열된 얼라인먼트 마크들 (이하, 제 1 얼라인먼트 마크라고 약칭함) 이 검출되는 위치를 향한 이동과 함께 시작한다. 이 포인트에서, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 값들에 기초하여, 6 자유도의 방향들에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치에 대한 서보 제어가 수행된다. 덧붙여 말하자면, 조동 스테이지 (WCS) 가, 노광 스테이션 (200), 측정 스테이션 (300), 또는 사이의 임의의 영역들에서 웨이퍼 스테이지 위치 측정 시스템 (16A) 에 의해 측정된 위치 정보에 기초하여 XY-평면 내에서 구동되는 동안, 이 포인트에 관한 설명은 생략될 것이다.
그 다음, +Y 방향을 향한 이동 동안, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 도 21 에 도시된 위치, 즉, 송광 시스템 (90a) 으로부터의 검출 빔이 측정 플레이트 (30) 상에 조사되는 위치에 도달할 때, 주제어기 (20) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 정지시키고, 포커스 교정 (focus calibration) 의 제 1 절반 프로세싱을 수행하기 시작한다.
즉, 주제어기 (20) 가 전술한 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 의 XZ 헤드들 (66X1 및 66X2) 의 쌍에 의해 검출된 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X-축 방향에서의 일측 및 타측 상의 단부에서 표면 위치 정보 (스케일들 (391 및 392) 의 Z 위치 정보) 를 검출하고, 이러한 정보로부터 획득된 기준 평면을 기준으로 하여, 주제어기 (20) 는 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 을 이용하여, 전술한 측정 플레이트 (30) 의 표면의 표면 위치 정보를 검출한다. 이 검출로부터, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 센터 라인이 전술한 기준 축 (LV) 과 일치하는 상태에서 XZ 헤드들 (66X1 및 66X2) 의 쌍의 측정 값들 (웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X-축 방향에서의 일측과 타측의 단부에서의 표면 위치 정보) 과, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 측정 플레이트 (30) 의 표면 상의 검출 포인트 (복수의 검출 포인트들 중에서 센터에 위치하거나 센터 부근에 위치한 검출 포인트) 에서의 검출 결과들 (표면 위치 정보) 사이의 관계가 획득된다.
또한, 본 실시형태에서, 상기 설명된 포커스 교정의 제 1 절반 프로세싱이 수행되는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치가 3 개의 얼라인먼트 마크들을 검출하는 프로세싱이 수행되는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치와 일치하기 때문에, 주제어기 (20) 는, 포커스 교정의 제 1 절반 프로세싱과 함께, 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1), 및 세컨더리 얼라인먼트 시스템들 (AL22 및 AL23) 을 이용하여 3 개의 제 1 얼라인먼트 마크들 (도 21 에서의 별모양 마크들 참조) 을 거의 동시에 그리고 개별적으로 검출하고, 그 다음, 상기 설명된 3 개의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, AL22, 및 AL23) 의 검출 결과들을, 검출 시의 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 값들과 연관시키며, 그 정보를 미도시의 메모리에 저장한다. 덧붙여 말하자면, 이 경우의 제 1 얼라인먼트 마크들의 동시 검출은, 복수의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, AL21 내지 AL24) 과 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 탑재된 웨이퍼 (W) 사이의 Z-축 방향 (포커스 방향) 에서의 상대적인 위치 관계를 변경하면서, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 Z 위치를 변화시키는 것에 의해 수행된다. 아래 설명되는 제 2 및 후속하는 얼라인먼트 쇼트 영역들로부터 각 얼라인먼트 쇼트 영역에 배열된 얼라인먼트 마크들의 검출도 유사한 방식으로 수행된다.
덧붙여 말하자면, 포커스 교정의 제 1 절반 프로세싱이 수행되는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치가, 제 1 얼라인먼트 마크의 검출의 프로세싱이 수행되는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치와 일치하는 경우에, 주제어기 (20) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 그 프로세싱의 각각이 수행되는 위치에 도달하는 순서에 따라 이들 프로세싱을 순차적으로 수행할 수 있다.
다음으로, 주제어기 (20) 는 +Y 방향으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 (예를 들어, 5 개의 제 2 얼라인먼트 쇼트 영역들 (이하, 제 2 얼라인먼트 마크들이라 약칭함) 이 검출되는 위치를 향한 스텝 이동) 을 시작한다.
그 다음, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 더 +Y 방향으로 이동하여 도 22 에 도시된 위치에 도달할 때, 주제어기 (20) 는 5 개의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, AL21 내지 AL24) (도 22 에서의 별모양 마크들 참조) 을 이용하여 5 개의 제 2 얼라인먼트 마크들을 거의 동시에 그리고 개별적으로 검출하고, 그 다음, 상기 설명된 5 개의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, AL21 내지 AL24) 의 검출 결과들을, 검출 시에 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 값들과 연관시켜, 그 정보를 미도시의 메모리에 저장한다.
또한, 본 실시형태에서, 도 22 에 도시된 바와 같이, 제 2 얼라인먼트 마크들을 검출하기 위한 이 위치에서, 송광 시스템 (90a) 으로부터의 검출 빔이 웨이퍼 (W) 를 때리기 시작한다. 그리고 그 다음, 제 2 얼라인먼트 마크들의 검출 후에, 주제어기 (20) 는 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 의 4-스핀들 헤드들 (661 및 662) 및 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 을 이용하여 포커스 맵핑을 시작한다.
이제, 본 실시형태와 관련된 노광 장치 (100) 에서 수행되는 포커스 맵핑이 설명될 것이다. 이 포커스 맵핑에서, 주제어기 (20) 는, 도 22 에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 스케일들 (391 및 392) 에 각각 대향하는 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 의 4-스핀들 헤드들 (661 및 662) 의 측정 값들에 기초하여, XY-평면 내에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치를 제어한다. 도 22 에 도시된 이러한 상태에서, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 센터 (웨이퍼 (W) 의 센터와 실질적으로 일치) 를 통과하는 Y-축에 평행한 직선 (센터 라인) 은 기준 축 (LV) 과 일치한다.
그리고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 +Y 방향을 향해 진행하고 있는 동안, 주제어기 (20) 는 2 개의 4-스핀들 헤드들 (661 및 662) 의 각각에 의해 측정된 웨이퍼 테이블 (WTB) 표면 (플레이트 (28) 표면) 의 X-축 방향에서의 양 단부들 (제 2 발수 플레이트들 (28b) 의 쌍) 의 Y-축 및 Z-축 방향들에 관련된 위치 정보, 및 소정의 샘플링 간격으로 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 에 의해 검출된 복수의 검출 포인트들에서 웨이퍼 (W) 표면의 Z-축 방향에 관련된 위치 정보 (표면 위치 정보) 를 취하고, 취해진 Y-축 및 Z-축 방향들에 관련된 위치 정보와 Z-축 방향에 관련된 위치 정보가 서로 대응하도록 만들고, 그 다음, 그 정보를 미도시의 메모리에 저장한다.
그 다음, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 검출 빔이 웨이퍼 (W) 를 떠날 때, 주제어기 (20) 는 상기 설명된 샘플링을 완료하고, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 각 검출 포인트에 대한 표면 위치 정보를, 동시에 취해진 2 개의 4-스핀들 헤드들 (661 및 662) 의 각각에 의해 측정된 Z-축 방향에 관련된 위치 정보를 기준으로 이용하는 데이터로 변환한다.
이것을 더 자세히 설명하면, 4-스핀들 헤드들 중 하나 (662) 의 Z 위치의 측정 값들에 기초하여, 플레이트 (28) 의 -X 측 에지 부근의 영역 (스케일 (392) 이 위에 형성된 제 2 발수 플레이트 (28b)) 상의 소정의 포인트 (다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 복수의 검출 포인트들의 배열과 실질적으로 동일한 X-축 상의 포인트에 대응: 이하, 이 포인트를 좌측 측정 포인트라고 칭함) 에서의 표면 위치 정보가 획득된다. 또한, 다른 4-스핀들 헤드 (661) 의 Z 위치의 측정 값들에 기초하여, 플레이트 (28) 의 +X 측 에지 부근의 영역 (스케일 (391) 이 위에 형성된 제 2 발수 플레이트 (28b)) 상의 소정의 포인트 (다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 복수의 검출 포인트들의 배열과 실질적으로 동일한 X-축 상의 포인트에 대응: 이하, 이 포인트를 우측 측정 포인트라고 칭함) 에서의 표면 위치 정보가 획득된다. 그 다음, 주제어기 (20) 는, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 각 검출 포인트에서의 표면 위치 정보를, 좌측 측정 포인트의 표면 위치와 우측 측정 포인트의 표면 위치를 연결함으로써 형성된 직선 (이하 테이블 표면 기준 라인이라고 칭함) 을 기준으로 이용하는 표면 위치 데이터로 변환한다. 주제어기 (20) 는 샘플링 시에 취해진 정보의 모두에 대해 이러한 변환을 수행한다.
여기서, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에서, 상기 설명된 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 에 의한 측정과 동시에, Y-축 방향, Z-축 방향, 및 θy 방향 (및 θz 방향) 에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) (미동 스테이지 (WFS)) 의 위치 정보의 측정이 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 에 의해 가능하다. 따라서, 상기 설명된 2 개의 4-스핀들 헤드들 (661 및 662) 의 각각에 의해 측정된 웨이퍼 테이블 (WTB) 표면 (플레이트 (28) 의 표면) 의 X-축 방향에서의 양 단부들 상에서 Y-축 및 Z-축 방향들에 관련된 위치 정보, 및 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 에 의해 검출된 복수의 검출 포인트들에서 웨이퍼 (W) 표면의 Z-축 방향에 관련된 위치 정보 (표면 위치 정보) 를 취하는 것과 동일한 시점에서, 주제어기 (20) 는 또한 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 에 의해 측정된 상기 설명된 방향들 (Y, Z, 및 θy (및 θz)) 의 각각에서의 위치에 관련된 측정 값들을 취한다. 그 다음, 주제어기 (20) 는, 동시에 취해진, 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 의 측정 정보로부터 획득된 테이블 표면 기준 라인의 데이터 (Z, θy) 와, 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 의 측정 정보 (Z, θy) 사이의 관계를 획득한다. 이것은, 테이블 표면 기준 라인을 기준으로 이용하는 상기 설명된 표면 위치 데이터가, 상기 설명된 테이블 표면 기준 라인에 대응하고 이면 측정에 의해 획득된 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 Z 위치 및 θy 회전에 의해 결정되는 기준 라인 (이하, 편의를 위해 이면 측정 기준 라인이라고 칭함) 을 이용하는 표면 위치 데이터로 변환되는 것을 허용한다.
상기 설명된 방식으로 사전에 상기 설명된 변환 데이터를 획득함으로써, 예를 들어, 노광 등의 시에, 웨이퍼 테이블 (WTB) 표면 (스케일 (392) 이 위에 형성되는 제 2 발수 플레이트 (28b) 상의 포인트, 및 스케일 (391) 이 위에 형성되는 제 2 발수 플레이트 (28b) 상의 포인트) 이 상기 설명된 XZ 헤드들 (64X 및 65X) 로 측정되고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 XY-평면에 대한 Z 위치 및 경사 (주로 θy 회전)) 가 계산된다. 상기 설명된 표면 위치 데이터 (테이블 표면 기준 라인을 기준으로 이용하는 표면 위치 데이터) 및 계산된 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 XY-평면에 대한 Z 위치 및 경사를 이용함으로써, 웨이퍼 (W) 표면의 표면 위치 정보를 실제로 획득함이 없이, 웨이퍼 (W) 의 표면 위치 제어를 수행하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 다점 AF 시스템이 투영 광학계 (PL) 로부터 거리를 둔 위치에 배치될 때 아무런 문제가 없기 때문에, 본 실시형태의 포커스 맵핑은, 노광 장치의 작업 거리 (노광 시에 투영 광학계 (PL) 와 웨이퍼 (W) 사이의 간격) 가 작을 때에도 적절하게 적용될 수 있다.
지금까지의 설명은 웨이퍼 테이블 (WTB) 표면 상에 불균일이 없다는 전제에 기초한다. 하지만, 실제로, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 표면, 즉, 스케일 (392) 이 위에 형성된 제 2 발수 플레이트 (28b) 의 표면, 스케일 (391) 이 위에 형성된 제 2 발수 플레이트 (28b) 의 표면 등은 고르지 못하다. 하지만, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 표면이 이와 같이 고르지 못한 경우에도, 웨이퍼 (W) 의 경선 (meridian) (Y-축 에 평행한 웨이퍼 센터를 통과하는 직선) 상의 포인트들에서, 표면 위치 제어는 극히 높은 정밀도로 가능하다.
그 이유는, 노광 등의 시에 (웨이퍼 스테이지 (WST) 가 +Y 방향으로 이동하고 있는 동안) 포커스 맵핑이 수행될 때 웨이퍼 (W) 의 경선 상에 위치된 쇼트 영역은, 포커스 맵핑 시와 비교할 때 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 이 X-축 방향으로 이동됨이 없이, (투영 광학계 (PL) 아래) 노광 위치에 배치되기 때문이다. 경선 상의 쇼트 영역이 노광 위치에 도달할 때, XZ 헤드 (66X2) 와 실질적으로 동일한 X 위치에 검출 포인트가 배치된 XZ 헤드 (64X2) 및 XZ 헤드 (66X1) 와 실질적으로 동일한 X 위치에 검출 포인트가 배치된 XZ 헤드 (65X3) 는, 포커스 맵핑 시에 XZ 헤드 (66X1) 및 XZ 헤드 (66X2) 의 각각에 의해 표면 위치 정보가 검출되었던 웨이퍼 테이블 (WTB) 상의 포인트와 실질적으로 동일한 포인트에서 표면 위치 정보를 검출하게 된다. 즉, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 에 의해 표면 위치 정보를 검출할 때 기준으로서 기능하는, XZ 헤드들의 쌍에 의해 측정된 기준 면 (Y-축 방향에서 테이블 표면 기준 라인을 연속적으로 연결함으로써 형성된 면) 은 포커스 맵핑 시 및 노광 시와 동일하게 된다. 따라서, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 표면이 고르지 못하거나 굴곡을 갖는 경우에도, 경선 상의 쇼트 영역이 노광될 때, 노광 시에 웨이퍼의 포커스 제어는 불균일 및 굴곡을 고려함이 없이 수행될 수 있기 때문에, 포커스 맵핑 시에 획득된 Z 위치를 임의의 변경들 없이 Z 위치로서 사용하여, 높은 정밀도로 포커스 제어가 수행될 수 있다.
유사하게, 경선 상의 쇼트 영역이 노광 위치에 도달할 때, YZ 헤드 (77a) 의 검출 포인트와 동일한 Y-축에 평행한 직선 (기준 축 (LV)) 상에 검출 포인트가 설정되는 3차원 헤드 (73a), 및 YZ 헤드 (77b) 의 검출 포인트와 동일한 Y-축에 평행한 직선 상에 검출 포인트가 설정되는 3차원 헤드 (73b) 가, YZ 헤드 및 YZ 헤드 각각이 포커스 맵핑 시에 표면 위치 정보를 검출하였던 격자 (RG) 상의 포인트와 동일한 포인트에서 Z 위치를 검출하게 되고, 그 검출 결과들에 기초하여, Z 및 θy 의 계산이 수행되게 된다. 즉, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 을 이용하여 표면 위치 정보를 검출할 때 기준으로서 기능하는, Y-축 방향에서 상기 설명된 이면 측정 기준 라인을 연속적으로 연결함으로써 형성된 표면 (이하, 이면 측정 기준 면이라고 칭함) 은, 포커스 맵핑 및 노광 시와 동일한 포인트에서의 Z 위치의 측정 값들에 기초하여 계산되게 된다.
경선 상의 쇼트 영역 이외의 쇼트 영역을 노광할 때, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 표면 상에 불균일 및 굴곡이 없는 경우에, 상기 설명된 경선 상의 쇼트 영역의 노광에서와 동일한 레벨 정도의 포커스 제어 정확성이 확보될 수 있는 반면, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 표면 상에 불균일, 굴곡 등이 존재하는 경우에, 포커스 제어 정확도는 나중에 설명될 트래버스 체킹 (traverse checking) 의 정확도에 의존한다.
덧붙여 말하자면, 본 실시형태에서, 송광 시스템 (90a) 으로부터의 검출 빔은 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 제 2 얼라인먼트 마크들을 검출하기 위한 위치에 도달할 때 웨이퍼 (W) 를 때리기 시작하기 때문에, 포커스 맵핑 또한 이 위치에서 시작하게 되었다. 하지만, 송광 시스템 (90a) 으로부터의 검출 빔이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 제 2 얼라인먼트 마크들을 검출하기 위한 위치에 도달하기 전에 또는 그 후에, 웨이퍼 (W) 를 때리기 시작하는 경우에, 검출 빔이 웨이퍼 (W) 를 때리기 시작하는 시점에서, 제 2 얼라인먼트 마크를 검출하기 전에 또는 그 후에 포커스 맵핑이 시작될 수 있다.
설명은 이제 동시 동작을 설명하는 것으로 돌아간다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 상기 설명된 포커스 맵핑을 위해 +Y 방향으로 이동하고, 도 23 에 도시된 위치에 도달할 때, 주제어기 (20) 는 그 위치에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 정지시킨다. 그 다음, 예를 들어, 5 개의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24) 을 이용하여, 주제어기 (20) 는 5 개의 제 3 얼라인먼트 쇼트 영역들에 배열된 얼라인먼트 마크들 (이하, 제 3 얼라인먼트 마크들이라고 약칭함) (도 23 에서의 별모양 마크들 참조) 을 거의 동시에 그리고 개별적으로 검출하고, 상기 설명된 5 개의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24) 의 검출 결과들을 그 검출 시에 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 값들과 연관시키고, 그 정보를 미도시의 메모리에 저장한다.
다음으로, 주제어기 (20) 는, 예를 들어, 3 개의 제 4 얼라인먼트 쇼트 영역들에 제공된 얼라인먼트 마크들 (이하, 제 4 얼라인먼트 마크들이라고 약칭함) 을 검출하기 위한 위치를 향해, +Y 방향으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동시키기 시작한다. 이 시점에서, 포커스 맵핑은 계속되고 있다.
그 다음, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 도 24 에 도시된 위치에 도달할 때, 주제어기 (20) 는 즉시 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 정지시키고, 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1), 및 세컨더리 얼라인먼트 시스템들 (AL22 및 AL23) 을 이용하여, 웨이퍼 (W) 상의 3 개의 제 4 얼라인먼트 마크들 (도 24 에서의 별모양 마크들 참조) 을 검출하며, 상기 3 개의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, AL22, 및 AL23) 의 검출 결과들을 그 검출 시에 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 값들과 연관시키고, 그 정보를 미도시의 메모리에 저장한다.
그 다음, 주제어기 (20) 는, 상기 설명된 방식으로 획득된 총 16 개의 얼라인먼트 마크들의 검출 결과들 및 대응하는 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 값들을 이용하여, 예를 들어 미국 특허 제 4,780,617 호에 개시된 EGA 방법에 기초하여 통계적 계산을 수행하고, EGA 파라미터 (X 오프셋, Y 오프셋, 직교도, 웨이퍼 회전, 웨이퍼 X 스케일링, 웨이퍼 Y 스케일링 등) 를 계산한다.
상기 설명된 웨이퍼 얼라인먼트 (적어도 4 개의 얼라인먼트 마크들의 위치 측정까지의 프로세싱) 가 완료된 후에, 주제어기 (20) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 도 27 에 도시된 위치로, 즉, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 측정 스테이지 (MST) 가 접촉하는, 또는 예를 들어, Y-축 방향에서 사이에 300μm 정도의 이격 거리로 서로 접근한 상태 (이하, 접촉 또는 근접 상태라고 칭함) 의 시작 위치로 이동시킨다. 이 이동은, 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 액체와 접촉하게 되지 않는 상태에서, +Y 방향으로 한번 긴 스트로크들로 고속으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동시키는 주제어기 (20) 에 의해 수행된다. 또한, 이 이동 동안, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 범위로부터 멀리 이동하기 때문에, 이 전에, 주제어기 (20) 는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치의 서보 제어를 위해 사용되는 측정 시스템을 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 으로부터 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) 으로 스위칭한다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 가 상기 설명된 바와 같이 +Y 방향으로 긴 스트로크들로 고속으로 이동되기 시작한 직후에, 주제어기 (20) 는 포커스 맵핑을 계속한다. 그 다음, 도 25 에 도시된 바와 같이, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 으로부터의 검출 빔이 웨이퍼 (W) 표면으로부터 멀리 이동할 때, 주제어기 (20) 는 포커스 맵핑을 완료한다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 가 +Y 방향에서 직선으로 이동되는 동안 얼라인먼트 측정 및 포커스 맵핑이 수행되는 상기 설명된 프로세싱 (이하 스트림 프로세싱이라고 칭함) 동안, 상기 설명된 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계 리프레시 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 좌표계 리프레시와 유사한 방식으로, 주제어기 (20) 는 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계 리프레시 및 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 의 좌표계 리프레시를 수행한다.
이제, 얼라인먼트 등의 시에, 측정 스테이션 (300) 에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 자세 (posture) 는 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 에 의해 제어된다. 하지만, 이전에 설명된 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 과 동일한 이유들로, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계의 6 자유도 방향들에서의 장기 안정성은 기대될 수 없다. 하지만, θy 방향에서의 위치 (롤링 (rolling) 양) 및 θz 방향에서의 위치 (요잉 (yawing) 양) 의 글로벌 변화는 얼라인먼트 측정의 결과들에 영향을 미친다. 따라서, 상기 설명된 바와 같이 +Y 방향으로 긴 스트로크들로 고속으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 동안 스트림 프로세싱이 완료된 시점에서, 주제어기 (20) 는 아래 설명될 포스트 (post) 스트림 프로세싱을 시작하고, 이 포스트 스트림 프로세싱을 이용한 얼라인먼트 계산 (EGA 파라미터를 이용한 웨이퍼 상의 쇼트 영역들의 전부의 어레이 좌표들의 계산), 및 포커스 맵핑 결과들에 포함된 이면 측정 기준 면의 보정을 수행한다.
여기서, 포스트 스트림 프로세싱은, EGA 결과들 및 포커스 맵핑의 결과들에 포함된 아래 설명될 오차 인자 파라미터들 a. 내지 c. 가 d. 에서 아래 설명될 θy, θz, 및 X-축 방향 스케일링에서의 오프셋으로 대체되는 계산 프로세싱을 지칭한다.
a. 글로벌 θy 오프셋: 포커스 맵핑 결과에 포함된 제 3 후방 측 인코더 시스템 (70C) 을 이용한 이면 측정에 의해 획득된 웨이퍼 테이블의 θy 방향에서의 위치 (θy 회전 양)
b. 글로벌 θz 오프셋: EGA 파라미터에 포함된 직교 정도/웨이퍼 회전
c. 글로벌 X-축 방향 스케일링 오프셋: EGA 파라미터에 포함된 웨이퍼의 X-축 방향 스케일링
d. 스트리밍 프로세싱 동안 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 및 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 에 의해 관측된 모든 데이터의 평균으로부터 계산된 θy, θz 및 X-축 방향 스케일링 오프셋
여기서, X-축 방향 스케일링에서, 얼라인먼트 측정에 사용되는 XZ 헤드들 (67X2 및 68X2) 또는 XZ 헤드들 (67X3 및 68X3) 사이의 거리 (축 간격) 는 변하지 않는 것으로 고려되고, 이를 기준으로 하여, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계에 대해 비교되고 조정된 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 의 스케일들 (391 및 392) 의 격자 간격은 XZ 헤드들 (67X2 및 68X2 또는 67X3 및 68X3) 에 의해 측정되고, 상기 설명된 기준에 대한 격자 간격의 배율을 X-축 방향 스케일링인 것으로 한다.
상기 설명된 방식으로 수행된 포스트 스트림 프로세싱에 의해, 결과적으로, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 자세는 스케일들 (391 및 392) 상의 특정 포인트의 측정 결과들을 이용하여 재설정되지 않고, 스케일들 (391 및 392) 의 전체 표면의 측정 결과들의 평균으로부터 획득된 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 평균화된 자세가 얼라인먼트 계산 (EGA 파라미터들의 웨이퍼의 직교 정도/웨이퍼 회전 및 X-축 방향 스케일링이 상기 d. 에서 설명된 θz 및 X-축 방향 스케일링으로 대체된 EGA 계산 식을 이용한 웨이퍼 상의 모든 쇼트 영역들의 어레이 좌표들의 계산) 을 위해 사용될 것이다. 이 얼라인먼트 계산의 결과들은, 평균화 효과로 인해, 스케일들 (391 및 392) 상의 하나의 특정 포인트에서의 측정 결과들을 이용하여 자세를 재설정하는 경우보다 더욱 신뢰할만하다.
스트리밍 프로세싱에서 상부 측 인코더 시스템만을 이용하여 θz 방향 및 θy 방향의 위치 측정을 수행하지 않는 이유들은 아래의 e. 내지 h. 에서 설명된다.
e. 오직 상부 측 인코더만이 사용되는 경우, 얼라인먼트 (및 포커스 맵핑) 은 상부 측 인코더 시스템에 의해 수행되는 반면, 노광은 주로 후방 측 인코더 시스템에 의해 수행되고, 양 시스템들에 대한 기준들은 (비록 비교되고 조정되지만) 완전히 분리될 것이다.
f. 후방 측 인코더 시스템을 좁은 스트립 (strip) 형상 부분 (3차원 헤드들 (75a 및 75b) 의 검출 포인트들의 X-축 방향에서의 간격과 같은 폭의 스트립 형상 부분) 에서만이라도 얼라인먼트를 위해 또한 사용하는 것이 더 나을 것으로 생각된다.
g. 후방 측 인코더 시스템의 좌표계를 리프레시하는 프로세싱에서 정확도가 기대될 수 있다. 결과적으로, 정확한 그리드 및 평탄한 평면이 항상 유지될 수 있다. 이 경우에, 좁은 스트립 형상 부분의 측정에서도, θy 및 θz 오프셋들이 제거될 수 있는 한, 후방 측 인코더 시스템이 기준으로서 기능하여야 한다.
h. 상부 측 인코더 시스템이 후방 측 인코더 시스템의 정보를 반영함에도 불구하고, 정확도는 완전하지 않다.
다음으로, 트래버스 체킹이 설명될 것이다. 우선, 트래버스 체킹을 요하는 주 인자인 스트림 프로세싱에 고유한 오차 인자가 설명될 것이다.
스트림 프로세싱에서, 상기 설명으로부터 명백해지는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 Y-축에 평행한 직선 상에서 이동하기 때문에, X-축 방향에서 상이한 포인트들에서의 웨이퍼 테이블 (미동 스테이지 (WFS)) 의 위치 정보 (X, Y, Z) 는 획득될 수 없다. 따라서, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계를 리프레시함에 있어서도, 상기 설명된 ΔX/δx, ΔY/δy, 및 ΔZ/δx 는 획득될 수 없다. 즉, 노광 시에, 상기 설명된 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계를 리프레시함으로써 좌표계가 실시간으로 전체적으로 업데이트되고, 그리드 오차가 그 전체 좌표계에서 실시간으로 보정되지만, 얼라인먼트 시에, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계의 리프레시가 수행되는 경우에도, 좌표계는 웨이퍼의 X-축 방향에서 센터를 통과하는 Y-축 방향에서 직선 상에서만 업데이트되고, 그 결과로서, 그리드 오차는 그 직선 상에서만 실시간으로 보정된다. 그 결과로서, 얼라인먼트 시에 웨이퍼 스테이지의 위치를 제어하는 얼라인먼트시 좌표계와, 노광 시에 웨이퍼 스테이지의 위치를 제어하는 노광시 좌표계 사이에 오차가 발생한다. 즉, 이것은 스트림 프로세싱에 고유한 오차 인자이다.
따라서, 주제어기 (20) 는, 로트에서의 25 또는 50 개의 웨이퍼들이 프로세싱되는 동안, 사전에 결정된 빈도로 (필요한 빈도로), 아래 설명된 트래버스 체킹을 수행한다.
트래버스 체킹 시에, 상기 설명된 스트림 프로세싱 동안, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 예를 들어 도 28 에 도시된 바와 같은 Y-축 방향에서의 위치에 도달할 때, 주제어기 (20) 는, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 측정 값들에 기초하여, 6 자유도의 방향들에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치를 제어하고, 소정 범위 내에서 (센터가 기준 축 (LV) 에 있는 소정 폭 (스케일들 (391 및 392) 의 폭 및 얼라인먼트 시스템들 (AL21 및 AL24) 의 상호 검출 영역들 사이의 거리보다 더 큰 폭) 내에서 X-축 방향으로 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 센터 라인이 이동하는 범위 내에서) X-축 방향으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 스테핑 (stepping) 및 구동하는 한편, 5 개의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24) 을 이용하여, 순차적으로 웨이퍼 (W) 의 센터 부근에 위치된 동일한 얼라인먼트 마크를 측정한다. 또한, 상기 설명된 X-축 방향에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 동안, 주제어기 (20) 는, 소정의 샘플링 간격들로, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 제 2 발수 플레이트들 (28b) 의 쌍의 표면 영역 (스케일들 (391 및 392) 의 표면) 의 표면 위치 정보를 검출하는 한 쌍의 XZ 헤드들 (66X1 및 66X2) 의 측정 값들, 및 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 에 의한 웨이퍼 (W) 의 표면 위치 정보의 검출 값들을 동시에 취한다.
이러한 트래버스 체킹에 의해, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 좌표계 (제 2 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 좌표계 및 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계) 사이의 관계, 및 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 및 얼라인먼트 시스템들 (AL1 및 AL21 내지 AL24) 이 교정될 수 있다. 구체적으로, 상세들은 아래에 나타난다.
A. 상기 설명된 소정 범위 내에서 X-축 방향으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동시킴으로써, 웨이퍼 테이블 (WTB) (미동 스테이지 (WFS)) 의 X-축 방향에서 상이한 포인트들에서의 위치 정보 (X, Y, Z) 가 획득될 수 있고, 또한, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계를 리프레시함에 있어, 상기 설명된 ΔX/δx, ΔY/δy, 및 ΔZ/δx 를 획득하는 것이 가능하게 되고, 그 결과로서, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계를 리프레시한 결과들, 및 그 리프레시에 기초한 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 의 좌표계의 리프레시의 결과들이 더 양호한 정확도를 가질 것이다.
B. 전술한 바와 같이 웨이퍼 (W) 의 센터 부근에 위치된 동일한 얼라인먼트 마크를 측정함으로써, 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1) 의 검출 센터와 세컨더리 얼라인먼트 시스템들 (AL21 내지 AL24) 의 검출 센터, 또는 다르게 말하면, 세컨더리 얼라인먼트 시스템들 (AL21 내지 AL24) 의 베이스 라인 사이의 위치 관계가 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 좌표계 상에서 획득된다.
C. 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 각 검출 포인트의 표면 위치 정보와, 동시에 취해진 XZ 헤드들 (66X1 및 66X2) 의 쌍의 측정 값들 (표면 위치 정보) 사이의 관계가 상이한 샘플링 타이밍에서 획득되고, 획득된 복수의 관계들로부터, 스케일들 (391 및 392) 의 표면의 X-축 방향에서의 불균일성이 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 의 좌표계 상에서 획득된다. 하지만, 스케일들 (391 및 392) 의 표면의 X-축 방향에서의 불균일성을 정확하게 획득하기 위해, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 에서 센서들 사이의 오프셋이 사전에 조정되어야 한다.
그 다음, 주제어기 (20) 는, 나중에 설명될 노광 시에, 스케일 표면의 X-축 방향에서의 불균일 정보 등을 정확한 양으로 추가하면서 웨이퍼 (W) 의 포커스 제어를 수행함과 함께, 상기 설명된 세컨더리 얼라인먼트 시스템들 (AL21 내지 AL24) 의 베이스 라인을 이용하여 노광 위치로의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 포지셔닝 (positioning) 을 수행한다.
즉, 본 실시형태에서, 주제어기 (20) 는, 상기 설명된 방식으로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 X-축 방향으로 실제로 이동시킴으로써, 스트림 프로세싱에서 발생하는 웨이퍼의 위치 오차를 보정한다.
전술한 포스트 스트림 프로세싱과 함께, 도 25 에서 파선 화살표로 도시된 바와 같이, 상기 설명된 척 유닛 (120) 아래의 위치로 다음 웨이퍼 (웨이퍼 (W1) 로 지칭함) 를 반송하는 동작이 아래 설명된 순서로 수행된다.
웨이퍼 반입 시작의 전제로서, 도 25 에 도시된 바와 같이, 노광 전의 웨이퍼 (W) 가 탑재된 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 로딩 위치 (LP) 로부터 완전히 멀리 떨어진 위치 (로딩 위치 (LP) 의 +Y 측의 위치) 에 있어야 한다. 또한, 이 시점에서, 지지 플레이트들 (128) 의 쌍은 도 26(A) 에 도시된 바와 같이, 상기 설명된 제 2 회전 위치에 있다.
우선, 주제어기 (20) 는 웨이퍼 반송 아암 (132) 을 구동하고, 외부 디바이스로부터의 새로운 (노광 전의) 웨이퍼 (W1) 를, 로딩 위치 (LP) 에 위치된 베르누이 척 (124) 아래의 구동 샤프트들 (126) 의 쌍 사이의 공간 (도 26(A) 참조) 으로 반송한다.
다음으로, 주제어기 (20) 는 척 유닛 (120) 의 구동 섹션 (122) 및 웨이퍼 반송 아암 (132) 을 제어하고, 베르누이 척 (124) 과 새로운 웨이퍼 (W1) 사이의 거리가 예를 들어 수 μm 정도 등과 같이 소정 거리로 설정되도록, 척 메인 섹션 (130) 과 웨이퍼 반송 아암 (132) 중 적어도 하나를 Z-축 방향으로 구동한다 (도 26(A) 에서의 윤곽 화살표 참조). 이 시점에서, 베르누이 척 (124) 과 새로운 웨이퍼 (W1) 사이의 거리는 상기 설명된 미도시의 갭 센서에 의해 측정된다.
베르누이 척 (124) 과 새로운 웨이퍼 (W1) 가 소정 거리만큼 거리를 둘 때, 주제어기 (20) 는, 도 26(B) 에 도시된 바와 같이, 베르누이 척 (124) 과 새로운 웨이퍼 (W1) 사이에 그 소정 거리 (갭) 를 유지하도록 베르누이 척 (124) 으로부터 분출되는 공기의 유동 속도를 조정한다. 이것은 베르누이 척 (124) 이 수 μm 정도의 소정의 클리어런스 갭 (갭, 클리어런스) 를 통해 상방으로부터 (from above) 비접촉식으로 흡인에 의해 웨이퍼 (W1) 를 유지하는 것을 허용한다. 베르누이 척 (124) 이 흡인에 의해 웨이퍼 (W1) 를 유지할 때, 웨이퍼 (W1) 의 온도는 냉각 플레이트 (123) 를 통해 소정의 온도로 조정된다.
웨이퍼 (W1) 가 베르누이 척 (124) 에 의해 흡인에 의해 유지될 때, 주제어기 (20) 는, 도 26(C) 에 도시된 바와 같이, 수직 이동 회전 구동 섹션들 (127) 의 쌍을 통해 제 1 회전 위치로 샤프트 (126) 와 함께 일체로 지지 플레이트들 (128) 의 쌍을 회전시키고, 또한, 척 메인 섹션 (130) 및 지지 플레이트들 (128) 의 쌍이 서로 접근하는 방향으로 구동되고 지지 플레이트들 (128) 의 쌍이 웨이퍼 (W1) 의 이면과 접촉하게 되어 지지하도록, 척 메인 섹션 (130) 및 지지 플레이트들 (128) 의 쌍을 Z-축 방향으로 소정 양 만큼 상대적으로 구동한다.
그 다음, 주제어기 (20) 는, 도 26(D) 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 (W1) 로부터 웨이퍼 반송 아암 (132) 을 분리시키고, 웨이퍼 반송 아암 (132) 을 로딩 위치 (LP) 로부터 철수시킨다. 이 시점에서, 웨이퍼 (W1) 의 6 자유도의 방향들에서의 이동은 베르누이 척 (124) 및 지지 플레이트들 (128) 의 쌍에 의해 제한된다. 덧붙여 말하자면, 웨이퍼 (W1) 및 웨이퍼 (W1) 와 접촉하게 되는 지지 플레이트들 (128) 의 쌍으로부터의 웨이퍼 반송 아암 (132) 의 분리는 순서로 역일 수 있다. 어느 경우에도, 웨이퍼 (W1) 의 지지 상태는, 이전 웨이퍼 (W) 의 노광이 완료되고 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩 위치 (LP) 로 복귀하며 웨이퍼 (W1) 의 로딩이 시작할 때까지, 유지된다.
설명은 동시 처리 동작을 설명하는 것으로 다시 되돌아 간다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 전술한 바와 같이 +Y 방향으로 긴 스트로크들로 고속으로 이동하고, 도 27 에 도시된 위치에 도달할 때, 측정 스테이지 (MST) 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 접촉하거나 근접 상태가 되도록 이동한다. 이 접촉 또는 근접 상태에서, 측정 테이블 (MTB) 의 -Y 측 상의 단부 및 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 +Y 측 상의 단부는 서로 접촉 또는 접근하게 된다. 주제어기 (20) 는 양 스테이지들 (WST 및 MST) 을 접촉 또는 근접 상태를 유지하면서 +Y 방향으로 구동한다. 이러한 이동으로, 액침 영역 (14) 의 물은 측정 테이블 (MTB) 상의 영역으로부터 웨이퍼 테이블 (WTB) 상의 영역으로 이동한다.
그 다음, 양 스테이지들 (WST 및 MST) 은, 측정 플레이트 (30) 가 투영 광학계 (PL) 바로 아래에 배치되는 도 29 에 도시된 위치에 도달할 때, 주제어기 (20) 는 양 스테이지들 (WST 및 MST) 을 정지시키고, Pri-BCHK 의 제 2 절반 프로세싱 및 포커스 교정의 제 2 절반 프로세싱을 수행한다.
여기서, Pri-BCHK 의 제 2 절반 프로세싱은, 투영 광학계 (PL) 에 의해 투영된 레티클 (R) (또는 레티클 스테이지 (RST) 상의 미도시의 마크 플레이트) 상의 측정 마크들의 쌍의 투영 이미지들 (에어리얼 이미지들) 이 측정 플레이트 (30) 를 포함하는 전술한 에어리얼 이미지 측정 디바이스 (45) 를 사용하여 측정되는 프로세싱을 지칭한다. 이 경우에, 예를 들어 미국 공개특허공보 제 2002/0041377 호에 개시된 방법과 유사하게, 에어리얼 이미지 측정 슬릿 패턴들 (SL) 의 쌍을 이용한 슬릿 스캔 방법의 에어리얼 이미지 측정 동작에 의해, 측정 마크들의 쌍의 에어리얼 이미지가 각각 측정되고, 그 측정 결과들 (웨이퍼 테이블 (WTB) 의 XY 위치에 대응하는 에어리얼 이미지 강도) 은 메모리에 저장된다. 이 Pri-BCHK 의 제 2 절반 프로세싱 시에, XY-평면 내의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치는, 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 의 측정 값들에 기초하여 측정되고 제어된다.
또한, 포커스 교정의 제 2 절반 프로세싱은, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X-축 방향에서의 일측 및 타측 상의 단부들에서의 표면 위치 정보를 측정하는 XZ 헤드들 (65X2 및 64X3) 의 쌍에 의해 측정된 표면 위치 정보를 이용하여 투영 광학계 (PL) 의 광학 축 방향에서의 측정 플레이트 (30) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 위치 (Z 위치) 를 제어하고 또한 측정 결과들에 기초하여 투영 광학계 (PL) 의 최선의 포커스 위치를 측정하면서, 에어리얼 이미지 측정 디바이스 (45) 를 이용하여 슬릿 스캔 방법에 의해 레티클 (R) 상의 측정 마크들의 에어리얼 이미지들을 측정하는 프로세싱을 지칭한다.
이 프로세싱 시에, 액침 영역 (14) 이 투영 광학계 (PL) 와 측정 플레이트 (30) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 사이에 형성되기 때문에, 상기 설명된 에어리얼 이미지들의 측정은 투영 광학계 (PL) 및 액체 (Lq) 를 통해 수행된다. 또한, 에어리얼 이미지 측정 디바이스 (45) 의 측정 플레이트 (30) 등은 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 상에 탑재되고, 광 검출 엘리먼트 등이 측정 스테이지 (MST) 상에 탑재되기 때문에, 상기 설명된 에어리얼 이미지들의 측정은, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 가 서로 접촉 또는 근접한 상태에서 수행된다.
상기 설명된 측정에 따르면, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 센터 라인이 기준 축 (LV) 과 일치하는 상태에서 XZ 헤드들 (65X2 및 64X3) 의 쌍의 측정 값들 (즉, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X-축 방향에서의 일측과 타측의 단부들에서의 표면 위치 정보) 이 획득된다. 이러한 측정 값들은 투영 광학계 (PL) 의 최선의 포커스 위치에 대응한다.
상기 설명된 Pri-BCHK 의 제 2 절반 프로세싱 및 포커스 교정의 제 2 절반 프로세싱이 수행된 후에, 주제어기 (20) 는, 상기 설명된 Pri-BCHK 의 제 1 절반 프로세싱 및 Pri-BCHK 의 제 2 절반 프로세싱의 결과들에 기초하여, 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1) 의 베이스 라인을 계산한다. 또한, 이와 함께, 주제어기 (20) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 센터 라인이 상기 설명된 포커스 교정의 제 1 절반 프로세싱에서 획득된 기준 축 (LV) 과 일치하는 상태에서 XZ 헤드들 (66X1 및 66X2) 의 쌍의 측정 값들 (웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X-축 방향에서의 일측과 타측 상의 단부들에서의 표면 위치 정보) 과, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 측정 플레이트 (30) 의 표면 상의 검출 포인트 (복수의 검출 포인트들 중 센터에 위치되거나 센터 부근에 위치된 검출 포인트) 의 검출 결과들 사이의 관계, 및 상기 설명된 제 2 절반 프로세싱에서 획득된 투영 광학계 (PL) 의 최선의 포커스 위치에 대응하는, 기준 축 (LV) 과 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 센터 라인이 일치하는 상태에서 XZ 헤드들 (65X2 및 64X3) 의 쌍의 측정 값들 (즉, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X-축 방향에서의 일측과 타측 상의 단부들에서의 표면 위치 정보) 에 기초하여, 상기 설명된 광학적 방법을 이용하여 오프셋이 제로가 되도록, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 대표적인 검출 포인트들에서 오프셋을 획득함으로써, 다점 AF 시스템의 검출 원점을 조정한다.
이 경우에, 스루풋을 향상시키는 관점에서, 상기 설명된 Pri-BCHK 의 제 2 절반 프로세싱 및 포커스 교정의 제 2 절반 프로세싱 중 오직 하나만이 수행될 수도 있고, 동작은 프로세싱의 양자를 수행함이 없이 다음 프로세싱으로 넘어갈 수 있다. 의당, Pri-BCHK 의 제 2 절반 프로세싱이 수행되지 않는 경우에, 전술한 Pri-BCHK 의 제 1 절반 프로세싱은 수행되지 않아도 된다.
지금까지의 동작이 완료된 때에, 주제어기 (20) 는, 도 30 에 도시된 바와 같이, 측정 스테이지 (MST) 를 +X 방향으로 그리고 또한 +Y 방향으로 구동하고, 양 스테이지들 (WST 및 MST) 의 접촉 또는 근접 상태를 해제한다.
그 다음, 주제어기 (20) 는 스텝-앤드-스캔 방법에 의해 노광을 수행하고, 레티클 패턴을 새로운 웨이퍼 (W) 상으로 전사한다. 이 노광 동작은, 주제어기 (20) 에 의해, 사전에 수행되었던 웨이퍼 얼라인먼트 (EGA) 의 결과들 (얼라인먼트 계산으로서 전술한 스케일들 (391 및 392) 의 전체 표면의 측정 결과들을 평균화하는 것으로부터 획득된 평균화된 자세를 이용하여 계산된 웨이퍼 상의 모든 쇼트 영역의 어레이 좌표들) 및 얼라인먼트 시스템 (AL1 및 AL21 내지 AL24) 의 마지막 베이스 라인 등에 기초하여, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역의 노광을 위해 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 스캐닝 시작 위치 (가속 시작 위치) 로 이동되는 쇼트들 사이의 이동, 및 레티클 (R) 상에 형성된 패턴이 각 쇼트 영역에 스캐닝 노광 방법에 의해 전사되는 스캐닝 노광을 반복함으로써, 수행된다. 덧붙여 말하자면, 상기 설명된 노광 동작은 팁 렌즈 (191) 와 웨이퍼 (W) 사이에 액체 (물) (Lq) 가 유지된 상태에서 수행된다.
또한, 본 실시형태에서, 일예로서, 제일 먼저 노광될 제 1 쇼트 영역은 웨이퍼 (W) 의 +Y 에지에서의 -X 측 절반 상에 위치한 쇼트 영역으로 결정되기 때문에, 우선, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 가속 시작 위치로 이동하도록, 도 30 에서 검은 화살표에 의해 도시된 바와 같이 +X 방향으로 그리고 또한 +Y 방향으로 이동된다.
그리고, 도 31 에서 검은 화살표에 의해 도시된 경로를 따라서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 +Y 측에서의 쇼트 영역으로부터 웨이퍼의 -X 측 절반 상의 -Y 측 웨이퍼에서의 쇼트 영역으로 이동시키면서 노광이 수행된다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 가 상기 설명된 웨이퍼 (W) 의 -X 측 절반의 노광을 위해 도 31 에서 검은 화살표에 의해 도시된 경로를 따라 +Y 방향으로 이동할 때, 대기 위치 (UP2) 에서 노광된 웨이퍼 (W0) 를 유지하는 제 2 언로딩 슬라이더 (170B) 의 Y 형상 유지 섹션 (177) 이 하향 구동될 때 웨이퍼 스테이지 (WST) 와의 간섭의 위험이 제거된다. 따라서, 주제어기 (20) 는, 이 시점에서, 도 32(A) 에서 도시된 바와 같이, 아래 설명되는 절차로 웨이퍼 반송 시스템으로의 전달을 위해 전달 위치 (delivery position) 으로 Y 형상 유지 섹션 (177) 에 의해 유지된 웨이퍼 (W0) 를 반송한다.
즉, 주제어기 (20) 가 도 32(B) 에서 검은 화살표에 의해 도시된 바와 같이 제 2 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180B) 을 통해 소정 양만큼 아래쪽으로 웨이퍼 (W0) 를 유지하는 Y 형상 유지 섹션 (177) 을 구동한 후에, 주제어기 (20) 는 도 32(C) 에서 검은 화살표에 의해 도시된 바와 같이 제 1 아암 (171) 을 따라 -Y 방향으로 Y 형상 유지 섹션 (177) 을 구동한다 (도 31 에서의 윤곽 화살표 참조). 웨이퍼 (W0) 가 이러한 구동 동안 도 31 에서 파선에 의해 도시된 위치에 도달할 때, 웨이퍼 (W0) 가 상승될 때 헤드 섹션 (62E) 등과의 간섭의 위험이 제거된다. 따라서, 이 시점 후에, 주제어기 (20) 는, 제 2 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180B) 을 통해, 도 32(D) 에서 2 개의 검은 화살표들에 의해 도시된 바와 같이 소정 양만큼 위쪽으로 웨이퍼 (W0) 를 유지하는 Y 형상 유지 섹션 (177) 을 구동하면서, 웨이퍼 반송 시스템에의 전달을 위해 웨이퍼 (W0) 를 전달 위치로 이동시킨다. 상기 설명된 방식으로, 웨이퍼 (W0) 는 웨이퍼 반송 시스템에의 전달을 위해 전달 위치로 반송된다.
상기 설명된 전달 위치로의 웨이퍼 (W0) 의 반송과 함께, 주제어기 (20) 는, 도 33 및 도 34 에서 검은 화살표들에 의해 도시된 경로들을 따라 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동시키면서, 웨이퍼 (W) 의 +X 측 절반을 -Y 측에서의 쇼트 영역에서부터 +Y 측에서의 쇼트 영역까지 순서대로 노광한다. 이 이동에 의해, 웨이퍼 (W) 상의 모든 쇼트 영역들의 노광이 완료되는 시점에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 노광 시작 전에 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 있었던 위치와 실질적으로 동일한 위치로 복귀한다.
본 실시형태에서, 쇼트 영역들의 상기 설명된 노광 순서가 채용되었지만, 동일 사이즈의 웨이퍼가 동일 쇼트 맵에 따라 노광되는 경우에 노광을 위해 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동하는 경로의 총 길이는, 예를 들어 미국 공개특허공보 제 2008/0088843 호 등에 개시된 종래의 액침 스캐너 등과 많이 상이하지 않다.
상기 설명된 노광 동안, 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 의 측정 값들, 즉, 스케일들 (391 및 392) 에 각각 대향하는 4-스핀들 헤드들 (65 및 64) 의 측정 값들, 또는 즉, 상기 설명된 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 에 의해 측정된 6 자유도의 방향들에서의 위치 정보의 측정 값들 (위치의 측정 값들), 및 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 에 의해 측정된 6 자유도의 방향들에서의 위치 정보의 측정 값들 (위치의 측정 값들), 중에서, 더 높은 신뢰도의 측정 값이 상기 설명된 복합 위치 신호로서 주제어기 (20) 에 공급되고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치의 서보 제어는 그 복합 위치 신호로부터 획득된 6 자유도 방향들에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보에 기초하여 수행된다. 또한, 이 노광 동안 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 Z-축 방향, θy 회전, 및 θx 회전 에서의 위치의 제어 (웨이퍼 (W) 의 포커스-레벨링 (focus-leveling) 제어) 는, 사전에 수행된 전술한 포커스 맵핑의 결과들 (기준으로서 포스트 스트림 프로세싱 결과들에 따라 보정된 이면 측정 기준 면을 이용한 표면 위치 정보 또는 기준으로서 스케일 기준 면을 이용한 표면 위치 정보) 에 기초하여 수행된다.
또한, 노광 동안, 주제어기 (20) 는 소정의 샘플링 간격으로 중복 (redundant) 축의 측정 값들을 이용한 차분 측정에 따라 상기 설명된 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계의 리프레시를 수행하고, 스케일들 (391 및 392) 의 그리드들을 리프레시를 마친 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계에 대해 비교하고 조정함으로써 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 적어도 한 번의 좌표계의 리프레시를 수행한다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 가 상기 설명된 스텝-앤드-스캔 방법에 의한 노광 동작 동안 X-축 방향으로 이동할 때, 이 이동과 함께, 전술한 헤드들의 스위칭 (복수의 헤드들 사이에서의 측정 값들의 승계) 이 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 에서 수행된다. 설명된 바와 같이, 주제어기 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 좌표에 따라, 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 사용되는 인코더들의 적절한 스위칭에 의해 스테이지 제어를 실행한다.
전술한 웨이퍼의 +X 측 절반 상의 쇼트 영역들의 노광과 함께, 전달 위치로 반송된 노광을 마친 웨이퍼 (W0) 는 미도시의 반송 로봇에 의해 장치 박으로 반송되도록 웨이퍼 반송 시스템 (미도시) 으로 전달된다.
웨이퍼 (W) 의 노광이 완료될 때, 주제어기 (20) 는, 노광 동안 거리가 떨어져 있던 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 측정 스테이지 (MST) 를, 측정 스테이지 위치 측정 시스템 (16B) 의 측정 값들에 기초하여, 도 34 에서 윤곽 화살표에 의해 도시된 바와 같이 XY-평면 내에서 측정 스테이지 (MST) 를 구동함으로써, 전술한 접촉 또는 근접 상태로 이동시킨다. 접촉 또는 근접 상태로의 이러한 시프트 (shift) 동안, 측정 스테이지 (MST) 는 측정 아암 (71A) 과 측방으로 (laterally) (수평으로) 맞물린다. 측정 아암 (71A) 이 측정 스테이지 (MST) 와 측방으로 맞물리는 것을 허용하기 위해, 측정 스테이지 (MST) 의 측정 테이블 (MTB) 은 캔틸레버 상태로 슬라이더 섹션 (60) 상에서 지지 섹션 (62) 상에 지지된다.
그리고, 주제어기 (20) 는, 도 35 에 도시된 바와 같이, 전술한 접촉 또는 근접 상태를 유지하면서 -Y 방향으로 양 스테이지들 (WST 및 MST) 을 이동시킨다. 이것은 투영 유닛 (PU) 아래에 형성된 액침 영역 (14) (액체 (Lq)) 을 웨이퍼 테이블 (WTB) 상의 영역으로부터 측정 테이블 (MTB) 상의 영역으로 이동 (전달) 한다.
상기 설명된 액침 영역 (14) (액체 (Lq)) 의 웨이퍼 테이블 (WTB) 상의 영역으로부터 측정 스테이지 (MST) 상의 영역으로의 전달이 완료되는 시점에서, 주제어기 (20) 는, 측정 테이블 구동 시스템 (52B) (도 16 참조) 을 통해, 측정 테이블 (MTB) 의 이면에 제공된 격자 (RGa) 를 이용하는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 측정 값들에 기초하여 측정 스테이지 (MST) 의 위치를 제어할 수 있다. 따라서, 주제어기 (20) 는, 6 자유도의 방향들에서 측정 테이블 (MTB) 의 위치를 제어하면서, 필요한 측정 동작들을 수행할 수 있다.
전술한 접촉 또는 근접 상태로의 이동 후에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 액침 영역 (14) (액체 (Lq)) 의 웨이퍼 테이블 (WTB) 상의 영역으로부터 측정 테이블 (MTB) 상의 영역으로의 이동 완료 바로 전에 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 의 측정 범위로부터 멀리 이동하고, 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 및 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70A) 에 의한 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 측정은 수행될 수 없다. 이 바로 전에, 주제어기 (20) 는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 서보 제어를 위해 사용된 위치 측정 시스템을 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 으로부터 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) (3차원 헤드들 (791 및 792)) 으로 스위칭한다.
그 다음, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 주제어기 (20) 에 의해 언로딩 위치 (UP1) 를 향해 구동된다. 따라서, 전술된 접촉 또는 근접 상태가 해제된 후에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 언로딩 위치 (UP1) 로 이동한다. 이 이동이 액체 (Lq) 가 웨이퍼 테이블 (WTB) 상의 영역과 접촉함이 없이 수행되기 때문에, 이 이동은 예를 들어 단시간 내에 2 개의 스텝들에서의 가속과 같이 높은 가속도로 수행될 수 있다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 언로딩 위치 (UP1) 에 도달할 때, 주제어기 (20) 는 노광된 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 스테이지 (WST) 로부터 다음 순서로 언로딩한다.
즉, 주제어기 (20) 가 노광 완료된 웨이퍼 (W) 의 웨이퍼 홀더에 의한 흡인을 해제한 후에, 주제어기 (20) 는 도 36(A) 에서 검은 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 을 소정 양만큼 위쪽으로 구동하여 웨이퍼 (W) 를 들어올린다. 이 시점에서의 3 개의 수직 이동 핀들의 위치는 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩 위치 (LP) 에 도달하고 다음 웨이퍼의 로딩이 시작할 때까지 유지된다.
다음으로, 주제어기 (20) 는, 도 36(B) 에서 윤곽 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 제 1 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180A) 을 통해 소정 양만큼 아래쪽으로 제 1 언로딩 슬라이더 (170A) 의 웨이퍼 잡기 부재 (174) 를 구동한다. 이것은, 웨이퍼 잡기 부재 (174) 의 메인 섹션 (174a) 이 웨이퍼 (W) 로부터 소정 거리의 위치에 접근하게 만든다. 이 포인트에서, 웨이퍼 잡기 부재 (174) 의 4 개의 잡기 부재들 (174b) 이 열린다. 따라서, 도 36(C) 에서 검은 화살표들에 의해 도시된 바와 같이, 주제어기 (20) 는 제 1 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180A) 을 통해 4 개의 잡기 부재들 (174b) 을 닫고, 도 36(D) 에서 윤곽 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 웨이퍼 잡기 부재 (174) 를 소정 높이의 위치까지 위쪽으로 구동한다. 이러한 동작에 의해, 웨이퍼 잡기 부재 (174) 의 4 개의 잡기 부재들 (174b) 은, 웨이퍼 (W) 의 이면의 외주부 상의 4 개 지점들이 하방으로부터 지지된 상태에서, 웨이퍼 (W) 를 들어올린다. 이는 웨이퍼 (W) 의 언로딩을 완료시킨다.
다음으로, 도 37 에 도시된 바와 같이, 주제어기 (20) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 로딩 위치 (LP) 를 향해 긴 스텝들로 직선에서 고속으로 구동한다. 이 구동 동안, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 측정 범위로부터 멀리 이동하기 때문에, 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) 에 의한 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 측정은 더 이상 수행될 수 없다. 따라서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) 의 측정 범위로부터 멀리 이동하기 전에, 주제어기 (20) 는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 서보 제어를 위해 사용되는 위치 측정 시스템을 제 4 상부 측 인코더 시스템 (80D) 으로부터 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 으로 스위칭한다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 의 로딩 위치 (LP) 로의 이동과 함께, 주제어기 (20) 는, 윤곽 화살표에 의해 도 37 에서 통상적으로 도시된 바와 같이, 언로딩 위치 (UP1) 의 소정 높이의 위치에서 제 1 언로딩 슬라이더 (170A) 의 웨이퍼 잡기 부재 (174) 에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 를 대기 위치 (UP2) 로 이동시킨다. 이 이동은 다음과 같은 절차로 주제어기 (20) 에 의해 수행된다.
즉, 도 38(A) 에서 검은 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 주제어기 (20) 는, 제 2 아암 (172) 을 따라 웨이퍼 잡기 부재 (174) 에 의해 웨이퍼 (W) 를 유지하는 제 1 언로딩 슬라이더 (170A) 를 제 1 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180A) 을 통해, 대기 위치 (UP2) 에서 이동 위치 하한 부근의 Y 형상 유지 섹션 (177) 바로 위로 이동시킨다. 그리고, 도 38(B) 에서 검은 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 주제어기 (20) 는, 예를 들어, 웨이퍼 (W) 의 이면이 Y 형상 유지 섹션 (177) 의 흡인 섹션과 접촉하게 될 때까지, 제 1 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180A) 을 통해, 웨이퍼 (W) 를 유지하는 웨이퍼 잡기 부재 (174) 를 하향 구동한다. 또는, 주제어기 (20) 는, 예를 들어, Y 형상 유지 섹션 (177) 의 흡인 섹션이 웨이퍼 잡기 부재 (174) 에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 이면과 접촉하게 될 때까지, 제 2 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180B) 을 통해, Y 형상 유지 섹션 (177) 을 상향 구동할 수 있다.
그 다음, 웨이퍼 (W) 의 이면이 Y 형상 유지 섹션 (177) 의 흡인 섹션과 접촉하게 될 때, 주제어기 (20) 는 도 38(C) 에서 검은 화살표에 의해 도시된 바와 같이 제 1 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180A) 을 통해 4 개의 잡기 부재들 (174b) 을 열고, 그리고 또한, 도 38(D) 에서 검은 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 웨이퍼 잡기 부재 (174) 를 소정 양만큼 상향 구동한다. 이러한 동작에 의해, 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 잡기 부재 (174) 로부터 Y 형상 유지 섹션 (177) 으로 전달된다.
이 후에, 주제어기 (20) 는, 도 38(E) 에서 검은 화살표에 의해 도시된 바와 같이 제 1 언로딩 슬라이더 (170A) (웨이퍼 얼라인먼트 부재 (174)) 를 제 1 언로딩 슬라이더 구동 시스템 (180A) 을 통해 언로딩 위치 (UP1) 로 복귀시키고, 도 38(E) 에서 윤곽 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 하방으로부터 흡인에 의해 웨이퍼 (W) 를 유지하는 Y 형상 유지 섹션 (177) 을 대기 위치 (UP2) 에서 소정 높이의 위치로 위쪽으로 구동한다. 대기 위치 (UP2) 에서 소정 높이의 위치에서 Y 형상 유지 섹션 (177) 에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 의 상태는, 다음 웨이퍼의 노광이 시작될 때까지 유지되고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 대기 위치 (UP2) 아래로부터 철수된 상태로 이동한다.
이것은 웨이퍼에 대해 수행되는 일련의 프로세싱 (프로세싱의 한 사이클) 을 완료시키고, 이하, 유사한 동작이 반복적으로 수행된다.
본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 는, 탑재된 웨이퍼를 유지하고, 미도시의 웨이퍼 홀더를 가지고 XY 평면을 따라 이동가능한 미동 스테이지 (WFS), 로딩 위치 (LP) 위에서 비접촉식으로 상방으로부터 웨이퍼를 유지하여 수직으로 이동할 수 있는 척 메인 섹션 (130) 을 갖는 척 유닛 (120), 및 미동 스테이지 (WFS) 에 제공되고 웨이퍼를 하방으로부터 지지하면서 수직으로 이동할 수 있는 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 을 구비한다. 또한, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 로 하방으로부터 웨이퍼를 지지하기 전에, 척 유닛 (120) 은, 상부 면 부분을 제외한 웨이퍼의 일부 (예를 들어, 하부 면 (이면) 의 일부) 와 접촉하게 됨으로써, 척 메인 섹션 (130) (베르누이 척 (124)) 에 의해 상방으로부터 비접촉식으로 유지된 웨이퍼를 유지하는 지지 플레이트들 (128) 의 쌍을 구비한다.
웨이퍼를 웨이퍼 테이블 (WTB) 상으로 로딩하기 전에, 주제어기 (20) 는, 로딩 위치 (LP) 위에서 척 메인 섹션 (130) (베르누이 척 (124)) 에 의해 상방으로부터 비접촉식으로 웨이퍼를 유지하면서, 지지 플레이트들 (128) 의 쌍이 웨이퍼의 하부 면 (이면) 의 일부와 접촉하게 만든다. 이는 6 자유도의 방향들에서의 웨이퍼의 이동을 제한한다. 그리고, 척 유닛 (120) 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩 위치 (LP) 로 복귀할 때까지 이 상태를 유지한다.
그 다음, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩 위치 (LP) 로 복귀할 때, 주제어기 (20) 는 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 에 의해 하방으로부터 척 메인 섹션 (130) (베르누이 척 (124)) 에 의해 유지된 웨이퍼를 지지하고, 그리고 또한, 웨이퍼와 접촉하는 지지 플레이트들 (128) 의 쌍의 유지를 해제한다. 그 다음, 척 메인 섹션 (130) (베르누이 척 (124)) 에 의한 웨이퍼의 유지 상태 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 에 의한 웨이퍼의 지지 상태를 유지하면서, 주제어기 (20) 는, 웨이퍼의 하부 면이 미동 스테이지 (WFS) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 상에 미도시의 웨이퍼 홀더 (진공 척 등) 와 접촉하게 될 때까지 척 메인 섹션 (130) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 을 아래쪽으로 즉시 구동하고, 웨이퍼의 하부 면이 웨이퍼 홀더 (진공 척 등) 와 접촉하게 되는 지점에서, 척 메인 섹션 (130) (베르누이 척 (124)) 에 의한 웨이퍼의 유지 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 에 의한 웨이퍼의 지지를 해제한다.
따라서, 노광 장치 (100) 에 따르면, 웨이퍼는 높은 평탄도를 유지한 상태에서 위치적 편차 없이 (양호한 재현성으로) 웨이퍼 테이블 (WTB) 상으로 전달될 수 있다. 또한, 주제어기 (20) 는 웨이퍼의 노광 시에 전술한 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 에 의해 측정된 위치 정보에 기초하여 미동 스테이지 (WFS) 를 구동한다. 따라서, 높은 평탄도를 유지한 상태에서 미동 스테이지 (WFS) 상의 영역으로 어떤 위치적 편차 없이 전달된 웨이퍼에 대해 높은 정밀도로 노광이 수행될 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에 따르면, 척 메인 섹션 (130) 은, 웨이퍼를 비접촉식으로 유지하는 베르누이 척 (124) 및 웨이퍼의 온도를 제어하는 냉각 플레이트 (123) 를 포함하고, 웨이퍼의 온도는, 척 메인 섹션 (130) 이 웨이퍼의 유지를 해제할 때까지 목표 온도로 제어된다. 이것은, 목표 온도로의 웨이퍼의 제어된 상태가 웨이퍼 테이블 (WTB) 상의 웨이퍼의 반송이 완료될 때까지 계속되는 것을 허용한다.
또한, 노광 장치 (100) 는, 웨이퍼의 위치적 정보 (센터 위치 (편차) 및 회전 위치 (편차)) 를 측정할 수 있는 3 개의 촬상 디바이스들 및 신호 처리 시스템 (116) 을 포함하는, 척 메인 섹션 (130) 에 제공된 측정 시스템을 구비하고, 3 개의 촬상 디바이스들 및 신호 처리 시스템 (116) 을 포함하는 측정 시스템은, 웨이퍼의 하부 면이 웨이퍼 홀더 (진공 척 등) 와 접촉하게 될 때까지 척 메인 섹션 (130) 이 하향 구동되는 동안 웨이퍼의 위치적 정보를 측정한다. 이것은, 웨이퍼가 웨이퍼 테이블 (WTB) 상으로 로딩되는 순간에도 웨이퍼의 위치적 편차 및 회전 오차가 측정될 수 있도록 허용하고, 그리고, 이 측정 정보를 웨이퍼의 위치의 보정 정보로서 부가함으로써, 주제어기 (20) 는 얼라인먼트시 및/또는 노광시에 웨이퍼 (W) 의 보다 높은 정확도의 위치 제어 (포지셔닝을 포함) 를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에 따르면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 측정 스테이션 (300) 의 Y-축 방향에서의 일측 (-Y 측) 상에 설정된 로딩 위치 (LP) 로부터 노광 스테이션 (200) 을 향해 +Y 방향으로 이동되고, 웨이퍼 상의 복수 (예를 들어, 16) 의 얼라인먼트 마크들의 검출이 복수의 얼라인먼트 시스템들 (ALG1, 및 ALG21 내지 ALG24) 에 의해 이동 경로 동안 수행될 때, 투영 광학계 (PL) 와 복수의 얼라인먼트 시스템들 (ALG1, 및 ALG21 내지 ALG24) 사이의 Y-축 방향에서의 위치 관계는, 복수의 마크들의 검출이 완료될 때까지 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 어느 부분들도 액침 영역 (14) 에 접근하지 않도록 설정된다. 또한, 상기 설명된 얼라인먼트 측정에 추가하여, 전술한 포커스 맵핑을 포함하는 전술한 스트림 프로세싱이 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 액체와 접촉하지 않으면서 수행되기 때문에, 스트림 프로세싱은 높은 속도 및 높은 가속도로 웨이퍼 테이블 (WTB) (웨이퍼 스테이지 (WST)) 를 이동시키면서 수행될 수 있다.
또한, 언로딩 위치 (UP1) 는 노광 위치와 얼라인먼트 위치 사이에 설정되기 때문에, 노광 완료된 웨이퍼는 노광이 완료된 후에 웨이퍼 테이블 (WTB) 로부터 즉시 언로딩될 수 있고, 그 다음, 웨이퍼 테이블 (WTB) 은 로딩 위치 (LP) 로 복귀할 수 있다. 또한, 노광이 완료된 후에, 웨이퍼 테이블 (WTB) 은, 액침 영역 (14) (액체 (Lq)) 을 측정 테이블 (MTB) 로 전달한 후에, 액체와 접촉하게 됨이 없이, 언로딩 위치 (UP1) 로, 그 다음, 로딩 위치 (LP) 로 복귀한다. 따라서, 이 포인트에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 이동은 높은 속도 및 높은 가속도로 수행될 수 있다. 또한, 로딩 위치 (LP) 는 노광 위치와 얼라인먼트 위치를 연결하는 직선 상에 설정되고, 또한, Pri-BCHK 의 제 1 절반 프로세싱이 이 위치에서 수행되기 때문에, 스트림 프로세싱은 웨이퍼가 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 로딩된 직후에 시작될 수 있다.
또한, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역들의 노광의 순서는 +X 측 절반 (또는 -X 측 절반) 상에서 -Y 측에서의 쇼트 영역으로부터 +Y 측에서의 쇼트 영역으로의 순서이기 때문에, -X 측 절반 (또는 +X 측 절반) 상의 +Y 측에서 -Y 측으로 쇼트 영역이 노광된 후에, 노광이 완료되고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 은 언로딩 위치 (UP1) 에 가장 가까운 위치에 위치된다. 따라서, 노광이 완료된 후에, 웨이퍼 테이블 (WTB) 은 최단시간 내에 언로딩 위치 (UP1) 로 이동될 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에 따르면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 노광 스테이션 (200) 에 있을 때 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 6 자유도의 방향들에서 이동가능하게 유지된 웨이퍼 테이블 (WTB) (미동 스테이지 (WFS)) 의 위치를 측정하는 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 은, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 이면 (-Z 측의 면) 에 제공된 격자 (RG) 상에 하방으로부터 측정 빔을 조사하고 격자 (RG) 로부터의 측정 빔의 복귀 광 (반사된 및 회절된 광) 을 수광함으로써 6 자유도의 방향들에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보를 측정하는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 을 구비하고, 또한, 헤드 섹션들 (62A 및 62C) 을 가지고 그 헤드 섹션들 (62A 및 62C) 로부터 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 제공된 스케일들 (391 및 392) 의 쌍 (2차원 격자들) 에 측정 빔을 조사함으로써 6 자유도의 방향들에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보를 측정하는 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 을 구비한다. 그리고, 전술한 스위칭 섹션 (150A) 이 제 1 모드로 설정되는 경우에, 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 예를 들어 노광 시와 같이, 노광 스테이션 (200) 내의 소정의 범위 외의 영역에서 이동할 때, 주제어기 (20) 는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 에 따른 위치 정보 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 에 따른 위치 정보 밖의, 보다 높은 신뢰도를 갖는 위치 정보에 기초하여 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 구동한다. 이 구동은 조동 스테이지 구동 시스템 (51A) 을 통해 조동 스테이지 (WCS) 를 구동하고 미동 스테이지 구동 시스템 (52A) 를 통해 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 서보-구동하는 주제어기 (20) 에 의해 수행된다.
또한, 본 실시형태에서, 스위칭 섹션 (150A) 을 제 1 모드로 설정함으로써, 주제어기 (20) 는, 전술한 복합 위치 신호 (FH) 에 대응하는 위치 정보에 기초하여 상기 설명된 소정 범위 내에서 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 구동하고, 이는, 결과적으로, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 에 따른 위치 정보 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 에 따른 위치 정보의 보다 높은 신뢰도를 갖는 위치 정보에 기초하여 상기 설명된 소정 범위 내에서 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 구동될 수 있도록 허용한다. 따라서, 높은 신뢰도를 갖는 위치 정보에 항상 기초하여, 상기 설명된 노광 스테이션 (200) 에서 소정의 범위 내에서 양호한 정밀도로 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 구동하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에 따르면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 측정 스테이션 (300) 에 있을 때 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 6 자유도의 방향들에서 이동가능하게 유지된 웨이퍼 테이블 (WTB) (미동 스테이지 (WFS)) 의 위치를 측정하는 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 은, 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 측정 스테이션 (300) 내에서 소정 범위 (예를 들어 노광 스테이션 (200) 에서의 전술된 소정 범위에 대응하는 측정 스테이션 (300) 에서의 범위와 같이, 적어도, 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 전술한 스트림 프로세싱 및 트래버스 체킹을 위해 이동하는 범위를 포함하는, 측정 스테이션 (300) 내에서의 범위) 에서 이동할 때 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 이면 (-Z 측의 면) 에 제공된 격자 (RG) 상에 하방으로부터 측정 빔을 조사함으로써, 6 자유도의 방향들에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보를 측정하는 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 을 구비하고, 이 장치는 또한, 메인 프레임 (BD) 에 제공된 헤드 섹션들 (62F 및 62E) 을 가지고 그 헤드 섹션들 (62F 및 62E) 로부터 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 제공된 스케일들 (391 및 392) 의 쌍 (2차원 격자) 에 측정 빔을 조사함으로써, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 에 의한 위치 정보의 측정과 동시에, 6 자유도의 방향들에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보를 측정할 수 있는 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 을 구비한다. 그리고, 전술한 스위칭 섹션 (150B) 이 제 1 모드로 설정되는 경우에, 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 예를 들어 얼라인먼트 시와 같이, 측정 스테이션 (300) 내의 전술한 소정 범위에서 이동할 때, 주제어기 (20) 는 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 에 따른 위치 정보 및 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 에 따른 위치 정보 밖의, 보다 높은 신뢰도를 갖는 위치 정보에 기초하여 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 서보-구동한다.
또한, 본 실시형태에서, 스위칭 섹션 (150B) 을 제 1 모드로 설정함으로써, 주제어기 (20) 는, 전술한 복합 위치 신호 (FH) 에 대응하는 위치 정보에 기초하여 상기 설명된 소정 범위 내에서 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 구동하고, 이는, 결과적으로, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 에 따른 위치 정보 및 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 에 따른 위치 정보의 보다 높은 신뢰도를 갖는 위치 정보에 기초하여 상기 설명된 소정 범위 내에서 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 구동될 수 있도록 허용한다. 따라서, 높은 신뢰도를 갖는 위치 정보에 항상 기초하여, 상기 설명된 측정 스테이션 (300) 에서 소정의 범위 내에서 양호한 정밀도로 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 구동하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시형태에 관련된 노광 장치에 따르면, 주제어기 (20) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 노광 시 등에 전술한 노광 스테이션 (200) 에서 소정 범위 내에서 이동할 때 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계의 리프레시 프로세싱을 소정 간격으로 반복적으로 수행하고, 그리드 오차가 항상 보정되는 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계 상의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치를 제어하면서 웨이퍼 (W) 의 노광이 수행된다. 또한, 주제어기 (20) 는, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 에 상호 대응하는 부분 좌표계들 사이의 관계로부터 수정된 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계의 그리드에 기초하여, 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 좌표계의 그리드 왜곡이 역으로 계산되고 수정되는 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 좌표계의 리프레시를 수행한다.
또한, 스트림 프로세싱 시에, 주제어기 (20) 는, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계의 리프레시 프로세싱을 소정 간격으로 반복적으로 수행하고, 그리드 오차가 항상 보정되는 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계 상에서 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치가 제어되는 동안 얼라인먼트 측정 및 포커스 맵핑이 수행된다. 또한, 주제어기 (20) 는, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계의 그리드에 기초하여, 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 의 좌표계의 그리드 왜곡이 역으로 계산되고 수정되는 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 의 좌표계의 리프레시를 유사하게 수행한다.
덧붙여 말하자면, 고차 요소를 포함하는 높은 정확도로 상기 설명된 제 1 및 제 2 후방 측 인코더 시스템들 (70A 및 70B) 의 좌표계의 리프레시를 수행하기 위해, 마크들이 정확한 위치 관계로 배치될 수 있고 표면 평탄도가 극히 높은 기준 웨이퍼가 준비될 수 있으며, 이 기준 웨이퍼가 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 탑재될 수 있으며, 웨이퍼 테이블 (WTB) 은, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 을 이용하여 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치를 측정하면서, 프라이머리 얼라인머트 시스템 (AL1) 으로 기준 웨이퍼의 마크들을 측정하고 또한 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 을 이용하여 기준 웨이퍼의 불균일을 측정하도록, XY-평면 내에서 이동될 수 있으며, 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 좌표계의 측정 (보정), 즉, 격자 (RG) 의 고차 요소를 포함하는 측정 (보정) 이 수행될 수 있다. 이 측정은, 디바이스를 기동할 때 적어도 한 번, 이론적으로, 웨이퍼의 전체 면에 대해서가 아니라 웨이퍼 상의 영역의 일부에 대해서 수행될 수 있다. 이는 측정이 리프레시를 받는 격자 (RG) 의 그리드의 고차 요소의 데이터를 획득하기 위해 수행되기 때문이고, 나머지 영역은 전술한 리프레시를 수행함으로써 보정될 수 있는 것으로 고려된다.
또한, 주제어기 (20) 는 전술한 트래버스 체킹을 수행하고, 이 트래버스 체킹에서는, 스트림 프로세싱에 고유한 오차 인자에 기초한 노광 시의 좌표계와 얼라인먼트 시의 좌표계 사이의 오차들이 사전에 결정된 빈도 (필요에 따른 빈도) 로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 X-축 방향으로 실제로 이동시키면서 보정된다.
또한, 웨이퍼 얼라인먼트 결과 (EGA 결과들) 및 포커스 맵핑 결과에 포함된 오차 인자 파라미터를, 스트리밍 프로세싱 동안 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 및 제 3 상부 측 인코더 시스템 (80C) 에 의해 관측되는 모든 데이터의 평균으로부터 계산되는 대응하는 파라미터로 대체하기 위한 계산 프로세싱, 즉 전술한 포스트 스트림 프로세싱이 수행된다.
지금까지의 설명으로부터 명백해지는 바와 같이, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에 따르면, 얼라인먼트 및 포커스 맵핑의 고도로 정확한 결과들에 기초하여, 스텝-앤드-스캔 방법의 웨이퍼 (W) 에 대한 액침 노광에 의해 고 분해능 및 양호한 중첩 (overlay) 정확도로 노광이 수행된다. 또한, 노광 대상인 웨이퍼 (W) 가 예를 들어 450mm 웨이퍼인 경우에도, 높은 스루풋이 유지될 수 있다. 구체적으로, 노광 장치 (100) 에서, 전술한 미국 공개특허공보 제 2008/0088843 호 등에 개시된 바와 같은 액침 스캐너를 이용하여 300mm 웨이퍼에 대한 노광 처리와 동일 또는 더 높은 스루풋으로 450mm 웨이퍼에 대한 노광 프로세싱을 달성하는 것이 가능하다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 실시형태에서, 척 유닛 (120) 이 전술한 바와 같이 구성되었기 때문에, 예를 들어 이전 웨이퍼의 노광 동안, 노광과 동시에 다음 웨이퍼를 로딩 위치 (LP) 위에서 대기하도록 하고 웨이퍼의 온도를 제어함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩 위치 (LP) 로 복귀할 때 온도가 제어된 웨이퍼가,즉시 웨이퍼 테이블 (WTB) 상으로 로딩될 수 있다. 하지만, 척 유닛 (120) 의 구조는 전술한 구조에 한정되지 않는다. 즉, 척 유닛 (120) (베르누이 척 (124)) 은, 예를 들어, 반송 기능만을 가질 수 있고, 또는, 반송 기능에 추가하여, 온도 제어 기능, 사전-얼라인먼트 기능, 및 휨 보정 (평탄화 기능) 중 적어도 하나를 가질 수 있으며, 그리고 그것의 구조는 척 유닛 (120) (베르누이 척 (124)) 에 부가될 기능들의 유형 또는 수에 따라 결정될 수 있고, 반송 기능을 포함하는 4 개의 기능들을 달성하기 위한 구조는 전술한 것들에 한정되지 않는다. 예를 들어, 이전 웨이퍼의 노광과 동시에 다음 웨이퍼가 로딩 위치 (LP) 위에 대기하고 있지 않는 것과 같은 경우에는, 대기 동안 척 메인 섹션 (130) 에 의해 비접촉식으로 유지된 상태에서 웨이퍼의 XY 평면 내에서 위치적 편차를 방지하기 위한 상기 설명된 지지 플레이트들 (128) 의 쌍과 같은 유지 부재들은 반드시 제공될 필요는 없다. 또한, 척 메인 섹션 (130) 은 반드시 냉각 플레이트 (123) 등과 같은 온도 제어 부재를 가질 필요는 없다. 예를 들어, 이전 웨이퍼의 노광과 동시에 다음 웨이퍼가 로딩 위치 (LP) 위에서 대기하고 있지 않는 경우에, 로딩이 시작되기 바로 전까지 로딩 위치 외의 다른 장소에 설치된 냉각 플레이트 상에서 웨이퍼의 온도를 제어하는 것으로 충분한 경우가 고려될 수도 있다. 또한, 로딩 후에 웨이퍼의 얼라인먼트가 수행될 수 있는 한, 웨이퍼가 척 메인 섹션 (130) 에 의해 유지되고 있는 동안 웨이퍼의 위치 정보를 측정하기 위한 측정 시스템이 반드시 제공되어야 하는 것은 아니다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서, 척 메인 섹션 (130) 은 냉각 플레이트 (123) 와 실질적으로 동일한 사이즈를 갖는 플레이트 형상의 부재로 이루어진 베르누이 척 (124) 을 가지지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 베르누이 척 (124) 대신에, 척 메인 섹션 (130) 은 냉각 플레이트 (123) 의 하부 면에 바로 또는 플레이트 부재를 통해 부착된 복수의 베르누이 컵들을 가질 수 있다. 이 경우에, 복수의 베르누이 컵들은 냉각 플레이트 (123) 의 전체 면에 또는 적어도 센터에 및 주변부에 분포되는 것이 바람직하고, 또한, 주제어기 (20) 가 개별적으로 또는 각 그룹에 대해 (예를 들어, 센터에서의 및 주변부에서의 각 그룹에 대해) 유체 (예를 들어, 공기) 의 분출, 정지, 유동 체적 및/또는 유동 속도 등을 조정할 수 있는 것이 바람직하다. 노광 장치가 상기 설명된 구조를 갖는 척 메인 섹션 (130) 을 갖는 척 유닛 (120) 을 구비하는 경우에, 척 메인 섹션 (130) 의 복수의 베르누이 컵들의 적어도 일부로부터 분출되는 유체의 유동 체적 및/또는 유동 속도는, 척 메인 섹션 (130) 에 의해 상방으로부터 비접촉식으로 지지된 웨이퍼 (W) 의 변형이 억제되도록, 웨이퍼 (W) 가 로딩 위치에서 대기하고 있을 때나 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 상으로 웨이퍼 (W) 의 반입시에, 수직 방향으로 비접촉식으로 지지된 웨이퍼 (W) 의 적어도 일부를 변위시키기 위해 웨이퍼 (W) 의 보통 지지 상태와는 상이하게 이루어질 수 있다. 의당, 척 메인 섹션 (130) 이 상기 설명된 실시형태에서와 같이 단일 베르누이 척 (124) 을 갖는 경우에도 또한, 웨이퍼 (W) 의 변형을 억제하기 위해, 베르누이 척 (124) 으로부터 불어나오는 유체의 유동 속도 등은 웨이퍼 (W) 의 정상 지지 상태와는 상이하도록 이루어질 수 있다. 어쨋든, 이러한 경우들에서, 변형이 억제되는 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 에 의해 유지되는 것이다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 실시형태에서, 주제어기 (20) 는, 척 메인 섹션 (130) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 에 의해 상방으로부터 그리고 아래에서 비접촉 또는 접촉 상태로 지지되는 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 상으로 탑재될 때 척 메인 섹션 (130) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 을 하향 구동한다. 하지만, 본 실시형태는 이에 한정되지 아니하고, 주제어기 (20) 는, 척 메인 섹션 (130) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 에 대해 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 을 상향 구동할 수 있고, 또는, 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 을 상향 구동하는 한편 척 메인 섹션 (130) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 을 하향 구동할 수 있다. 요는, 주제어기 (20) 는, 척 메인 섹션 (130) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 에 의해 상방으로부터 그리고 아래에서 지지된 웨이퍼 (W) 의 하부 면이 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 하부 면과 접촉하게 될 때까지, 척 메인 섹션 (130) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 을 Z-축 방향으로 상대적으로 이동시켜야 한다는 것이다. 이 경우에, 주제어기 (20) 는, 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 와 접촉하게 될 때까지 척 메인 섹션 (130) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 과 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 Z-축 방향에서의 상대적 이동을 수행하여야 하는 것은 아니고, 그 상대적 이동은 접촉하게 되기 바로 전에 정지될 수 있고, 그 다음, 오직 척 메인 섹션 (130) 의 제어만에 의해, 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 상으로 전달될 수 있다.
또한, 주제어기 (20) 는, 지지 부재들 중 일방 및 지지 부재들 중 타방에 대해 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 를 상대적으로 이동시키면서, 척 메인 섹션 (130) (제 1 지지 부재) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (제 2 지지 부재) 의 지지 부재들 중 일방에 의한 웨이퍼 (W) 의 지지를 해제하고 또한 지지 부재들 중 타방으로 웨이퍼 (W) 를 지지함으로써, 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 와 웨이퍼 (W) 사이의 위치적 관계를 시프트할 수 있다, 즉, 웨이퍼 (W) 가 전환될 수 있다. 특히, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 로 웨이퍼 (W) 를 전환하는 경우에, 웨이퍼 (W) 는 흡인이 해제되는 동안 전환되어야 하고, 그 다음, 흡인이 다시 수행된다. 또한, 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 와 웨이퍼 (W) 사이의 상대적인 위치 관계는, 척 메인 섹션 (130), 3 개의 수직 이동 핀들 (140), 및 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 중 적어도 하나를 이동시킴으로써 조정될 수 있다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서, 주제어기 (20) 는, 웨이퍼 (W) 가 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 에 의해 지지되기 전에, 3 개의 촬상 디바이스들 (129) 을 이용하여 척 메인 섹션 (130) 에 의해 비접촉식으로 지지된 웨이퍼 (W) 의 X-축 방향 및 Y-축 방향에서의 위치적 편차 및 회전 (θz 회전) 오차를 검출할 수 있다. 이 경우에, (회전을 포함하는) XY 평면 내에서의 척 메인 섹션 (130) 의 위치가 구동 섹션 (122) 에 의해 조정가능한 구조를 채용하는 경우에, XY 평면 내의 웨이퍼 (W) 의 (회전을 포함하는) 위치는 검출된 위치적 편차 및 회전 오차들에 따라 조정될 수 있다. 또는, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 이 웨이퍼 테이블 (WTB) 에 대해 XY 평면 내에서 이동가능한 구조가 채용될 수 있고, 주제어기 (20) 는, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 을 통해, 검출된 위치적 편차 및 회전 오차들에 따라 XY 평면 내에서의 웨이퍼 (W) 의 (회전을 포함하는) 위치를 조정할 수 있다. 설명된 방식으로, 주제어기 (20) 는, 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 에 의해 지지되기 전에 웨이퍼 (W) 의 위치를 미세하게 조정한다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서는, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 이 구동기 (142) 와 일체로 수직으로 이동할 수 있는 경우가 설명되었다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 은 수직으로 독립적으로 이동할 수 있다. 이러한 경우에, 전술한 바와 같이 척 메인 섹션 (130) 및 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 에 의해 상방으로부터 그리고 아래에서 비접촉 또는 접촉 상태로 지지된 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 상으로 탑재할 때, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 의 수직 이동의 타이밍을 상이하게 함으로써, 척 메인 섹션 (130) 으로부터 웨이퍼 (W) 의 전체 표면에 균일한 누르는 힘이 인가되는 경우에도, 웨이퍼 홀더 척에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인 유지가 시간 지연 (time lag) 을 가지고 일측으로부터 타측을 향해 시작하도록 만들어질 수 있다. 또는, 3 개의 수직 이동 핀들 (140) 의 +Z 방향으로 미는 누르는 힘 (작용력 (activating force)) 이 각각 개별적으로 조정될 수 있는 구조가 채용될 수 있다. 또한, 이 경우에, 웨이퍼 홀더 척에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인 유지는, 척 메인 섹션 (130) 으로부터 웨이퍼 (W) 의 전체 표면에 균일한 누르는 힘이 인가되는 경우에도, 웨이퍼 홀더 척에 의한 웨이퍼 (W) 의 흡인 유지가 시간 지연을 가지고 일측으로부터 타측을 향해 시작하도록 만들어질 수 있다. 어느 경우에도, 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 는 θx 및/또는 θy 방향들로 경사지지 않아도 된다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 실시형태에서, 웨이퍼 (W) 를 접촉하여 지지할 수 있는 3 개의 수직 이동 핀들 대신에, 예를 들어, 척 메인 섹션 (130) 과 함께 웨이퍼 (W) 를 지지할 수 있고 수직으로 이동가능한 하나 또는 다른 복수의 지지 부재들이 제공될 수 있다. 이 복수의 지지 부재들은, 웨이퍼 (W) 의 측면의 일부가 지지될 수 있는 구조를 가질 수 있고, 또는, 측면들로부터 (및/또는 하방으로부터) 복수의 지점들에서 외주부에서 개방 및 폐쇄 방식으로 웨이퍼 (W) 가 지지될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 이 지지 부재는 척 유닛 (120) (베르누이 척 (124)) 내에 제공될 수 있다. 또한, 척 메인 섹션 (130) 이 갖는 웨이퍼 (W) 를 비접촉식으로 지지하는 부재는 베르누이 척에 한정되지 않고, 웨이퍼 (W) 가 비접촉식으로 지지될 수 있는 한 임의의 부재일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 베르누이 척 (또는 베르누이 컵) 대신에 또는 이와 함께, 진공 예압형 에어 베어링이 또한 사용될 수 있다.
상기 설명된 실시형태에서, 주제어기 (20) 는, 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 테이블 (WTB)) 에 의해 유지된 웨이퍼 (W) 가 실질적으로 평탄화되거나 웨이퍼 (W) 의 휨이 제어 또는 방지될 수 있도록, 웨이퍼 (W) 에 대한 척 메인 섹션 (130) (의 척 부재) 의 반발력 및 당기는 힘 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서는, 구동 섹션 (122) 을 미도시의 진동 격리 부재를 통해 메인 프레임 (BD) 의 하부 면에 고정함으로써, 척 메인 섹션 (130) 이 메인 프레임 (BD) 에 대해 진동적으로 격리되는 경우가 일예로서 주어졌다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 예를 들어, 구동 섹션 (122) 을 미도시의 지지 부재를 통해 프레임 (FL) 에 부착함으로써, 척 메인 섹션 (130) 이 메인 프레임 (BD) 에 대해 진동적으로 격리될 수 있다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서는, 얼라인먼트 측정 및 포커스 맵핑을 포함하는 스트림 프로세싱이, 액체 (Lq) 가 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 어떤 부분과도 접촉하게 되지 않는 상태에서 수행되는 경우가 설명되었다. 하지만, 얼라인먼트 측정이 완료되는 시점에 전술한 접촉 또는 근접 상태로 이동하는 웨이퍼 테이블 (WTB) 및 측정 테이블 (MTB) 의 시퀀스가 고려될 수 있고, 이 경우에, 예를 들어, 얼라인먼트 측정이 완료된 시점에 포커스 맵핑이 아직 완료되지 않을 때, 포커스 맵핑의 나머지 동작은 양 테이블들 (WTB 및 MTB) 의 접촉 또는 근접 상태가 유지되고 있는 동안 수행될 수 있다. 이러한 경우에도, 액체 (Lq) 가 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 어떤 부분과도 접촉하게 되지 않는 상태에서 얼라인먼트 측정이 수행될 수 있기 때문에, 얼라인먼트 측정 시의 웨이퍼 테이블 (WTB) (웨이퍼 스테이지 (WST)) 의 스텝 이동은, 상세들이 미국 공개특허공보 제 2008/0088843 호 등에 개시된 전술한 액침 스캐너의 경우보다 단시간 내에 수행될 수 있다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서는, Y 축 방향에서 투영 광학계 (PL) 와 측정 스테이션 (300) (프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1)) 을 연결하는 직선 상에 언로딩 위치 (UP1) 가 위치되고 언로딩 위치 (UP1) 의 -X 측에 대기 위치 (UP2) 가 설정되는 경우가 설명되었다. 하지만, 액체 (Lq) 가 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 어느 부분과도 접촉하게 되지 않는 상태에서 얼라인먼트 측정이 수행되는 경우에, 언로딩 위치는 상기 설명된 위치적 관계를 만족하는 위치에 반드시 설정되어야 할 필요는 없다.
또한, 상기 실시형태에서 설명된 언로딩 디바이스 (170) 의 구조는 단지 예일 뿐이다. 예를 들어, 플레이트 형상의 지지 부재들은, 그 부재들이 헤드 섹션들 등과 간섭하지 않는 상태에서 프레임 (FL) 의 X 축 방향에서 일측의 하면에 그리고 타측의 하면에 설치될 수 있고, 그리고, 수직으로 이동할 수 있는 전술된 웨이퍼 잡기 부재 (174) 와 유사한 구조를 갖는 부재로 이루어지는 제 1 언로딩 슬라이더가 그 지지 부재들 위의 영역에서 언로딩 위치 (UP1) 의 위치에서 제공될 수 있으며, 제 2 언로딩 슬라이더는 로봇 아암 등에 의해 구성될 수 있다. 이 경우에, 제 1 언로딩 슬라이더가 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 수직 이동 핀들 (140) 로부터 웨이퍼를 받은 후에, 제 1 언로딩 슬라이더는 상향 구동된다. 그 다음, 제 2 언로딩 슬라이더가 언로딩 위치 (UP1) 에서 제 1 언로딩 슬라이더로부터 웨이퍼를 받고, 그 다음, 전술한 대기 위치 (UP2) 에서 대기하게 되거나 반송 시스템으로 전달 위치로 반송된다. 후자의 경우에, 대기 위치 (UP2) 는 설정되지 않아도 된다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서, 검출 영역들이 측정 스테이션 (300) 에서 X-축 방향을 따라 배치되는 복수의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24) 이 제공되는 경우가 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 복수의 얼라인먼트 시스템들 (AL1, 및 AL21 내지 AL24)의 검출 영역들의 위치는 X-축 방향에서뿐만이 아니라 Y-축 방향에서도 상이할 수 있다. 또는, 측정 스테이션 (300) 은 오직 하나의 마크 검출 시스템을 제공받을 수도 있다. 이러한 경우에도, 로딩 위치, 측정 스테이션, 언로딩 위치, 및 노광 스테이션이 상기 설명된 실시형태와 유사한 위치적 관계를 갖는 경우, 예를 들어, 웨이퍼 (W) 를 유지하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 로딩 위치로부터 노광 스테이션을 향해 Y-축 방향을 따라서 이동되고, 이 이동 동안, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 마크들은 이동 경로 상에 위치하는 측정 스테이션 (300) 에서 마크 검출 시스템에 의해 검출된다. 그 다음, 노광 스테이션 (200) 에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 의해 유지된 웨이퍼를 노광한 후에, 노광 완료된 웨이퍼는, 웨이퍼 스테이지가 Y-축 방향을 따라 노광 스테이션 (200) 으로부터 로딩 위치로 복귀하기 전에, 노광 스테이션 (200) 으로부터 측정 스테이션 (300) 으로의 이동 경로의 도중에 설정된 언로딩 위치에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 위의 영역으로부터 반출될 수 있다. 이 경우에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 영역으로의 웨이퍼의 반입 (로딩), 웨이퍼 상의 마크들의 검출, 웨이퍼의 노광, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 영역으로부터 노광 완료된 웨이퍼의 반출 (언로딩)의 일련의 프로세싱은, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 Y-축 방향에서 멀리 위치된 로딩 위치와 노광 스테이션 사이에서 전후로 이동하고 있는 동안, 단시간 내에 효과적으로 수행될 수 있다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 실시형태에서, -X 측 절반 (또는 +X 측 절반) 상에서 +Y 측으로부터 -Y 측으로의 쇼트 영역들의 순서로 노광이 수행된 후에, 웨이퍼 (W) 상의 +X 측 절반 (또는 -X 측 절반) 상에서 -Y 측으로부터 +Y 측으로의 쇼트 영역들의 순서로 노광이 수행되는 경우의 예가 주어졌지만, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역들의 노광 순서는 이에 한정되지 아니한다. 노광이 완료된 후에 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 언로딩 위치로 단시간에 이동되지 않아도 되는 경우에는, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역들은 예를 들어 미국 공개특허공보 제 2008/0088843 호 등에 개시된 바와 같이, 종래의 액침 스캐너와 유사한 순서로 노광될 수 있다. 또는, 노광이 완료된 후에 언로딩 위치 (UP1) 로 최단시간 내에 이동하는 경우에도, 노광의 순서는 상기 설명된 실시형태에 한정되지 아니한다. 요는, 웨이퍼 상의 복수의 쇼트 영역들 중에서, 언로딩 위치로부터 먼 소정의 제 1 쇼트 영역에서 노광이 시작되고 마지막으로 노광되는 쇼트가 그 제 1 쇼트 영역 부근의 쇼트 영역인 한, 노광의 임의의 순서가 채용될수 있다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서, 상황에 따라 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 과 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 사이에 측정 정보 (위치 정보) 를 스위칭하는 경우에서도, 스위칭 방법은, 물론, 상기 실시형태에서 설명된 방법에 한정되지 아니한다. 예를 들어 50Hz 내지 500Hz 의 주파수 대역에서, 특히 100Hz 내지 400Hz 의 적어도 일부에서와 같이, 측정 아암 (71A) 의 헤드들 (73a 내지 73d) (아암 부재 (711)) 의 진동에 의해, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 신뢰도가 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 의 것보다 낮은 주파수 대역에서, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 구동 제어를 위해 적어도 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 에 의해 측정되는 위치 정보를 주제어기 (20) 가 이용하는 것이 바람직하다. 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 과 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 에 의한 측정 정보 (위치 정보) 의 스위칭의 기준은 출력 신호의 주파수 대역에 한정되지 아니한다. 또한, 상기 설명된 실시형태에 따르면, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 측정은 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 에 의해 동시에 가능하기 때문에, 오직 하나의 인코더 시스템만을 이용하거나 시스템들의 양자 모두를 이용하는 등의 때와 같이 양호 및 나쁜 포인트들에 따라 다양한 사용이 가능하게 된다. 요는, 주제어기 (20) 는, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 중 적어도 일방에 의해 측정된 위치 정보에 기초하여, 조동 스테이지 구동 시스템 (51A) 및/또는 미동 스테이지 구동 시스템 (52A) 에 의한 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 구동을 제어하여야 한다는 것이다. 덧붙여 말하자면, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 을 구성하는 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 및 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 에 대해서도 상기 설명된 바와 동일하게 말해질 수 있다.
복합 제어 (스위칭 섹션들 (150A, 150B, 및 150C) 의 제 1 모드) 에서, 상부 측 인코더 시스템과 후방 측 인코더 시스템은 진동에 따라 스위칭되었지만, 또는 보다 구체적으로, 동일한 컷 오프 주파수를 갖는 저역 통과 필터 및 고역 통과 필터를 이용하여 스위칭되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 예를 들어, 상부 측 인코더 시스템의 출력 신호와 후방 측 인코더 시스템의 출력 신호의 가중되고 가산된 신호인 복합 위치 신호가 또한 사용될 수 있다. 또한, 상부 측 인코더 시스템과 후방 측 인코더 시스템은 진동 이외의 원인에 따라 별도로 사용될 수 있고, 또는 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110A) 에서, 예를 들어, 스캐닝 노광 동안, 오직 후방 측 인코더 시스템 (70A) 만이 사용될 수 있다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서, 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템 (110B) 은 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 및 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 을 구비하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 측정 스테이션 (300) 에서 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치를 측정하기 위한 측정 시스템은 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 또는 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 중 어느 일방, 또는 완전히 상이한 구조를 갖는 인코더 시스템, 또는 간섭계 시스템 등을 가질 수 있다. 물론, 오직 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 만인 경우에, 전술한 비교 및 조정에 의한 제 2 상부 측 인코더 시스템 (80B) 의 좌표계의 리프레시는 수행되지 않는다. 유사하게, 노광 스테이션 (200) 에서 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치를 측정하는 측정 시스템은 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 또는 제 1 상부 측 인코더 시스템 (80A) 중 어느 일방, 또는 완전히 상이한 구조를 갖는 인코더 시스템, 또는 간섭계 시스템 등을 가질 수 있다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 실시형태에서, 제 1 및 제 2 후방 측 인코더 시스템들 (70A 및 70B) 이, 인코더 시스템의 광학계의 적어도 일부만이 거기 내부에 통합되는 아암 부재들 (711 및 712) 을 각각 갖는 측정 아암 (71A 및 71B) 을 구비한 경우가 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 예를 들어, 측정 아암으로서, 측정 빔이 격자 (RG) 에 대향하는 섹션으로부터 조사될 수 있는 한, 예를 들어, 광원 또는 광검출기 등이 아암 부재의 팁에 통합될 수 있다. 이 경우에, 전술한 광섬유는 아암 부재의 내부에 배열되지 않아도 된다. 또한, 아암 부재는 임의의 외형 및 단면 형상을 가질 수 있고, 또한 댐핑 부재를 반드시 가질 필요는 없다. 또한, 제 1 및 제 2 후방 측 인코더 시스템들 (70A 및 70B) 은, 광원 및/또는 광검출기가 아암 부재들 (711 및 712) 에 제공되는 경우에도, 아암 부재들 (711 및 712) 의 내부를 사용하지 않아도 된다.
또한, 제 1 및 제 2 후방 측 인코더 시스템들 (70A 및 70B) 은, 격자 (RG) 에 적어도 하나의 측정 빔을 조사하고 그 측정 빔의 격자 (RG) 로부터의 광 (반사된 및 회절된 광) 을 수광하고 헤드의 출력에 기초하여 미동 스테이지 (WFS) 의 적어도 XY-평면 내에서의 위치 정보를 측정할 수 있는, 조동 스테이지 (WCS) 의 공간 내에 격자 (RG) 에 대향하여 배치된 헤드를 시스템들이 가지는 한, 반드시 측정 아암을 가질 필요는 없다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서, 제 1 및 제 2 후방 측 인코더 시스템들 (70A 및 70B) 각각은 2 개의 3차원 헤드들, XZ 헤드들 및 YZ 헤드들을 갖는 경우의 예가 나타났지만, 물론 헤드들의 결합 및 배치는 이에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 중복 축의 측정 값들을 이용하여 좌표계의 리프레시를 수행하는 경우에도, 제 1 및 제 2 후방 측 인코더 시스템들 (70A 및 70B) 에 의해 측정될 수 있는 자유도는 10 자유도로 설정되지 않아도 되고, 예를 들어 8 자유도와 같이 7 이상의 자유도일 수 있다. 예를 들어, 시스템들은 2 개의 3차원 헤드들, 및 XZ 헤드 및 YZ 헤드 중 오직 하나만을 가질 수 있다. 이 경우에, 헤드들의 배치, 구조 등은 상기 설명된 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 은, 6 자유도의 방향들에서 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보를 측정하기 위해 격자 (RG) 상에 복수의 측정 빔을 조사할 수 있고, 또한, 이들 복수의 측정 빔들과는 상이한 적어도 다른 측정 빔, 다르게 말하면, 6 자유도의 방향들에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보를 측정하기 위해 사용되는 복수의 측정 빔들이 격자 (RG) 상에 조사된다. 이러한 경우에, 주제어기 (20) 는, 상이한 측정 빔에 따라 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 2 후방 측 인코더 시스템들 (70B) 에 의해 측정된 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보를 이용하여 전술한 바와 같이 좌표계의 리프레시를 수행할 수 있고, 또는 다르게 말하면, 격자 (RG) 에 의해 야기된 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 및 제 2 후방 측 인코더 시스템 (70B) 의 측정 오차들에 대해 보상하는 정보를 업데이트할 수 있다.
또한, 예를 들어, 전술한 중복 축의 측정 값들을 이용한 좌표계의 리프레시가 수행되지 않는 경우, 제 1 및 제 2 후방측 인코더 시스템들 (70A 및 70B) 은 6 자유도의 방향들에서만 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 위치 정보를 측정할 수 있는 헤드들의 결합 및 배치를 채용할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 후방측 인코더 시스템들 (70A 및 70B) 은 각각 오직 2 개의 3차원 헤드들을 가질 수 있다. 이 경우에, 2 개의 3차원 헤드들이 상기 실시형태에서와 유사하게 배치되는 경우, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 θx 방향을 제외한 5 자유도의 방향들에서의 위치 정보가 측정될 수 있다. 또한, 2 개의 3차원 헤드들이 X-축 방향 및 Y-축 방향으로 서로 시프트되어 배치되는 경우, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 6 자유도의 방향들에서의 위치 정보가 측정될 수 있다. 이 외에, 제 1 및 제 2 후방측 인코더 시스템들 (70A 및 70B) 은 각각 X-축 방향으로 배치된, 한 쌍의 XY 헤드들만을 가질 수 있다. 이 경우에, XY 평면 내에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 6 자유도의 방향들에서의 위치 정보의 측정이 가능하게 된다. 또한, 제 1 및 제 2 후방측 인코더 시스템들 (70A 및 70B) 은 X 헤드 및/또는 Y 헤드 외에 Z 헤드를 구비하는 헤드 섹션 (광학계) 을 채용할 수 있다.
상기 설명된 실시형태에서, 격자 (RG) 는 미동 스테이지 (WFS) 의 하부 면 (이면) 에 배치되기 때문에, 미동 스테이지 (WFS) 는 그것의 무게를 감소시키기 위해 중공 구조로 될 수 있고, 파이핑, 배선 등이 또한 내부에 배치될 수 있다. 그 이유는, 인코더 헤드로부터 조사된 측정 빔은 미동 스테이지 (WFS) 내부로 진행하지 않고, 미동 스테이지 (WFS) 는 광이 전송될 수 있는 고형물 부재 (solid member) 가 아니어도 되기 때문이다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 미동 스테이지 (WFS) 가 광이 전송될 수 있는 고형물 부재인 경우에, 격자는 미동 스테이지의 상부 면, 즉 웨이퍼에 대향하는 면 상에 배치될 수 있고, 또는, 격자는 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 홀더 상에 형성될 수 있다. 후자의 경우, 웨이퍼 홀더가 노광 동안 확장하거나 미동 스테이지들에 대한 로딩 위치가 벗어나는 경우에도, 이러한 이동이 뒤따를 수 있고, 웨이퍼 홀더 (웨이퍼) 의 위치가 측정될 수 있다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서 제 1 내지 제 4 상부 측 인코더 시스템들 (80A 내지 80D) 의 구조는 상기 실시형태에서 설명된 것들에 한정되지 아니한다. 예를 들어, 제 1 내지 제 4 상부 측 인코더 시스템들 (80A 내지 80D) 의 적어도 일부는, 예를 들어, 미국 공개특허공보 제 2006/0227309 호 등에 개시된 바와 같은 구조를 갖는 인코더 시스템을 채용할 수 있고, 이 인코더 시스템에서는, 복수의 인코더 헤드 섹션들 (각 인코더 헤드 섹션은 예를 들어 전술한 4-스핀들 헤드들과 유사하게 구성될 수 있다) 이 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 제공되고, 이들 헤드들에 대향하여, 격자 섹션 (예를 들어, 2차원 격자 또는 2차원으로 배치된 1차원 격자 섹션) 이 웨이퍼 테이블 (WTB) 외부에 제공될 수 있다. 이 경우에, 복수의 인코더 헤드 섹션들은 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 4 개의 팁들 (코너들) 에 각각 배치될 수 있고, 또는, 인코더 헤드 섹션들의 쌍은 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 사이에 두고, 센터 (웨이퍼 홀더의 센터) 에서 교차하는 2 개의 대각선들 상에 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 외부에 각각 배치될 수 있다. 또한, 격자 섹션에 있어서, 예를 들어, 각각 2차원 격자들이 형성된 4 개의 격자 플레이트들이 (플레이트와 같은) 고정 부재에 부착될 수 있고, 그 고정 부재는, 4 개의 격자 플레이트들이 투영 광학계 (PL) (또는 노즐 유닛 (32)) 의 주변부에 배치되도록 만곡부 (flexure) 를 포함하는 지지 부재에 의해 메인 프레임 (BD) 에 의해 매달리는 방식으로 지지될 수 있다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 실시형태에서, 미동 스테이지 (WFS) 는 6 자유도의 방향들 모두에서 구동가능하지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 미동 스테이지 (WFS) 는 XY-평면에 평행한 2차원 평면 내에서 적어도 3 자유도의 방향들에서 구동되기만 하면 된다. 이 경우에, 미동 스테이지 (WFS) 가 노광 스테이션 (200) 내의 소정 범위 (미동 스테이지 (WFS) 가 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 유지된 웨이퍼 (W) 의 노광을 위해 이동하는 범위를 적어도 포함하는 노광 스테이션 (200) 내의 범위) 에서 이동할 때, 주제어기 (20) 는, 예를 들어 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 복수의 헤드들에 따른 측정 정보에 기초하여, 미동 스테이지 (WFS) 의 2차원 평면 내의 3 자유도를 포함하는 n 자유도 (n≥3) 의 방향들에서의 위치를 제어하면서 미동 스테이지 (WFS) 를 구동할 수 있고, 그리고, n 자유도로 미동 스테이지 (WFS) 를 구동할 때 이용되는 위치 정보의 일부인 소정의 측정 방향에 관련된 위치 정보와, 이와는 상이한, 소정의 측정 방향에서 6 자유도로 미동 스테이지 (WFS) 를 구동할 때 이용되지 않는 중복 위치 정보인 위치 정보 사이의 차이에 기초하여, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계의 소정 측정 방향에 관련된 그리드 오차를 업데이트할 수 있다. 이 경우에, 미동 스테이지 (WFS) 의 위치가 미동 스테이지 (WFS) 의 X-축, Y-축, 및 θz 방향의 각각에서 측정될 수 있고, 제 1 후방 측 인코더 시스템 (70A) 의 좌표계의 X-축, Y-축, 및 Z-축의 적어도 하나의 방향에서의 그리드 오차가 중복 축의 측정 값들을 이용하여 수정될 수 있는 한, 전술한 헤드들 (73a 내지 73d) 의 전부가 제공되어야 하는 것은 아니다.
또한, 미동 스테이지 구동 시스템 (52A) 은 상기 설명된 이동 마그넷형 시스템에 한정되지 아니하고, 또한 이동 코일형 시스템일 수 있다. 또한, 미동 스테이지 (WFS) 는 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 접촉식으로 지지될 수 있다. 따라서, 조동 스테이지 (WCS) 에 대해 미동 스테이지 (WFS) 를 구동하는 미동 스테이지 구동 시스템은, 예를 들어, 회전형 모터 및 볼 스프링 (또는 피드 스크류) 의 결합일 수 있다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 실시형태에서, 웨이퍼 스테이지 위치 측정 시스템 (16A) 으로서, 간섭계 시스템 대신에, 중간 위치 측정 시스템 (121) 과 유사한 홀 (Hall) 엘리먼트 센서, 또는 인코더 시스템 등이 사용될 수 있다. 즉, 상기 설명된 제 1 실시형태에서, 간섭계 시스템들은 제공될 필요가 없다. 이 경우에, 조동 스테이지 (WCS) 와 미동 스테이지 (WFS) 의 상대적인 위치 정보를 측정하는 측정 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 제 1 실시형태에서, 노광 스테이션 (200) 과 측정 스테이션 (300) 사이에 설정된 언로딩 위치 (UP1) 및 대기 위치 (UP2) 대신에, 오직 언로딩 위치만이 예를 들어 로딩 위치 (LP) 와 동일한 Y 위치를 갖는 위치와 같은 로딩 위치 (LP) 의 부근에 설정될 수 있고, -X 측으로 소정 거리만큼 떨어져 설정된다. 이 경우에, 언로딩 위치는 로딩 위치 (LP) 와 동일한 위치에 설정될 수 있다. 또한, 로딩 위치 (LP) 는 상기 설명된 측정 플레이트 (30) 의 기준 마크 (FM) 가 위치되는 프라이머리 얼라인먼트 시스템 (AL1) 의 필드 (검출 영역) 내의 위치에 한정되지 않고, 예를 들어, 기준 축 (LV) 에 대해 언로딩 위치에 대칭인 위치와 같이 부근에서의 위치일 수 있다. 또한, 얼라인먼트 시스템으로서, 단일 얼라인먼트 시스템이 사용될 수 있고, 그리고 이 경우에, 언로딩 위치는 단일 얼라인먼트 시스템에 대해 -Y 측에 위치될 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서, 측정 스테이지 (MST) 의 위치를 측정하는 측정 스테이지 위치 측정 시스템 (16B) 으로서, 간섭계 시스템 대신에, 홀 엘리먼트 센서 또는 인코더 시스템이 사용될 수 있다. 후자의 경우에, 예를 들어, 도 39 에 도시된 바와 같이, 2차원 격자 (RG2) 가 측정 테이블 (MTB) 의 상부 면에 제공될 수 있고, 그리고, 2차원 격자 (RG2) 에 대향하여, 예를 들어 XZ 헤드 및 YZ 헤드의 결합으로 이루어지는 4-스핀들 헤드와 같은 복수의 인코더 헤드들이, 측정 스테이지 (MST) 의 이동 경로를 따라서, 지지 부재를 통해 메인 프레임 (BD) 에 복수의 쌍들로 배치될 수 있다. 도 39 에서, 한 쌍의 4-스핀들 헤드들 (1661 및 1662), 한 쌍의 4-스핀들 헤드들 (1663 및 1664), 및 한 쌍의 4-스핀들 헤드들 (1665 및 1666) 이 측정 스테이지 (MST) 의 이동 경로를 따라서 배치된다. 이들 헤드들 및 2차원 격자 (RG2) 는 함께 제 5 상부 측 인코더 시스템으로서 지칭될 수 있고, 도 39 에 도시된 헤드들의 배치 (위치) 를 변경함으로써, 또는, 적어도 하나의 헤드를 부가함으로써, 측정 스테이지 (MST) 의 위치 정보는 전술한 스크럼 (scrum) 동작 동안 제 5 상부 측 인코더 시스템에 의해 측정될 수 있다. 이 경우에, 측정 스테이지 (MST) 의 위치를 직접 측정하는 측정 스테이지 위치 측정 시스템 (16B) 은 제공되지 않아도 된다. 이 경우에, 측정 스테이지 (MST) 의 슬라이더 섹션 (60) 및 지지 섹션 (62) 과 측정 테이블 (MTB) 사이의 상대적인 위치 정보를 측정하는 측정 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 제 1 및 제 2 실시형태들에서, 각 후방 측 인코더 시스템의 헤드 섹션 등의 구조는 전술한 것들에 한정되지 아니하고, 임의의 구조를 채용할 수 있다. 또한, 각 상부 측 인코더 시스템에서의 헤드들의 배치 및 수는 임의적일 수 있다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 실시형태에서, 액침형 노광 장치가 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 노광 장치는 측정 빔이 액체 (물) 를 통과함이 없이 노광을 수행하는 건식 노광 장치일 수 있다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서, 측정 스테이션 (300) 과 노광 스테이션 (200) 사이에서 전후로 이동하는 조동 스테이지 (WCS) 에 의해 지지된 하나의 미동 스테이지를 갖는 구조를 노광 장치가 갖는 경우가 설명되었지만, 노광 장치는 2 개의 미동 스테이지들을 가질 수도 있다. 이 경우에, 2 개의 미동 스테이지들이 2 개의 조동 스테이지들 사이에서 스위칭될 수 있는 구조가 부가될 수도 있고, 2 개의 미동 스테이지들은 교대로 측정 스테이션 (300) 과 노광 스테이션 (200) 사이에서 전후로 이동될 수 있다. 또는, 3 개 이상의 미동 스테이지들이 사용될 수 있다. 이러한 구조들은, 미동 스테이지 (WFS) 중 하나 상에서의 웨이퍼에 대한 노광 프로세싱 및 다른 미동 스테이지 (WFS) 를 이용한 상기 설명된 스트림 프로세싱의 동시 처리를 허용한다. 이 경우에, 2 개의 조동 스테이지들 중 하나는 오직 노광 스테이션 (200) 에서만 이동가능하도록 될 수 있고, 2 개의 조동 스테이지들 중 다른 것은 오직 측정 스테이션 (300) 에서만 이동가능하도록 될 수 있다.
이 외에, 측정 스테이지 (MST) 대신에, 예를 들어, 미국 특허 제 6,341,007 호, 및 미국 특허 제 6,262,796 호 등에 개시된 바와 같이, 다른 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 제공될 수 있다. 이 경우에, 조동 스테이지 (WCS) 를, 측정 아암 (71A) 과 측방으로 맞물리는 형상이 되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이것은, 웨이퍼 스테이지들 중 하나 상에서의 웨이퍼에 대한 노광 프로세싱 및 다른 웨이퍼 스테이지를 이용한 상기 설명된 스트림 프로세싱의 동시 처리를 허용한다.
또는, 다른 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 제공될 수 있다. 그것은 측정 스테이지 (MST) 그리고 2 개의 웨이퍼 스테이지들이 제공될 수 있다. 이 경우에도 역시, 미동 스테이지 (WFS) 중 하나 상에서의 웨이퍼에 대한 노광 처리 및 다른 미동 스테이지 (WFS) 를 이용한 상기 설명된 스트림 프로세싱의 동시 처리가 가능하게 된다. 또한, 다른 미동 스테이지 (WFS) 상에서의 웨이퍼의 노광이 시작되기까지, 미동 스테이지들 (WFS) 중 하나 상에서의 웨이퍼에 대한 노광 동작이 완료된 후에, 측정 테이블 (MTB) 과 투영 광학계 (PL) 사이에 액체 (Lq) 를 유지하면서 측정 테이블 (MTB) 상의 측정 부재들을 이용하여 다양한 측정들을 수행하는 것이 가능하게 된다. 이 경우에, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 및 웨이퍼 스테이지 (WST2) 중 일방으로부터 웨이퍼 스테이지 (WST1) 및 웨이퍼 스테이지 (WST2) 중 타방으로의 스위칭 동안 측정 스테이지 (MST) 의 복수의 측정 부재들 (센서들) 을 이용한 모든 측정 동작들이 수행되어야 하는 것은 아니고, 예를 들어, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 로부터 웨이퍼 스테이지 (WST2) 로의 스위칭 동안 복수의 측정들의 일부가 수행될 수 있고, 나머지 측정들은 웨이퍼 스테이지 (WST2) 로부터 웨이퍼 스테이지 (WST1) 로의 스위칭 동안 수행될 수 있다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서, 측정 스테이지 (MST) 는 전술한 다양한 측정 부재들 (센서들) 을 반드시 가질 필요는 없고, 단순히 투영 광학계 (PL) 아래에 액침 영역을 유지하기 위해 웨이퍼 스테이지 대신에 사용될 수도 있다. 이 경우에, 전술한 다양한 측정 부재들 (센서들) 의 적어도 일부가 웨이퍼 스테이지에 제공되어야 한다.
이 외에, 측정 스테이지 (MST) 대신에, 웨이퍼 테이블 (WTB) 로/로부터 액침 영역을 전달할 수 있고 투영 광학계 (PL) 와 액침 영역의 액체를 유지할 수 있는 플레이트 부재, 또는 예를 들어 미국 공개특허공보 제 2010/0159403 호에 개시된 보조 스테이지와 유사한 스테이지가 제공될 수 있다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 실시형태에서는, 노광 장치가 스캐닝 스테퍼인 경우가 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 상기 설명된 실시형태는 스테퍼와 같은 정지형 노광 장치에도 또한 적용될 수 있다. 또한, 상기 설명된 실시형태는, 쇼트 영역과 쇼트 영역이 합성되는 스텝-앤드-스티치 방법을 채용하는 축소 투영 노광 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서의 노광 장치에서의 투영 광학계는 축소계에 한정되지 않고, 또한 등배계 또는 확대계일 수 있고, 투영 광학계 (PL) 는 굴절계에 한정되지 않고, 또한 반사계 또는 반사굴절계일 수 있으며, 투영 이미지는 도립 이미지 또는 정립 이미지 중 어느 일방일 수 있다.
또한, 조명 광 (IL) 은 ArF 엑시머 레이저 빔 (파장 193nm) 에 한정되지 않고, 또한, KrF 엑시머 레이저 빔 (파장 248nm) 과 같은 극자외광, 또는 F2 레이저 빔 (파장 157nm) 과 같은 진공-자외광일 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 7,023,610 호에 개시된 바와 같이, 진공-자외광으로서, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀 및 이터븀 양자) 로 도프된 파이버 증폭기에 의해 증폭되는 파이버 증폭기 또는 DFB 반도체 레이저에 의해 방출되는 적외 또는 가시 범위 내의 단일 파장 레이저 빔이고 그 파장이 비선형 광학 결정을 이용하여 진공-자외선으로 변환되는 고조파가 사용될 수 있다.
또한, 상기 설명된 실시형태에서, 물론 노광 장치의 조명 광 (IL) 은 100nm 이상의 파장을 갖는 광에 한정되지 않고, 100nm 미만의 파장을 갖는 광 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 실시형태는 소프트 X-레이 범위 (예를 들어, 5 내지 15nm 의 파장 범위) 에서의 EUV 광을 사용하는 EUV (극자외선) 노광 장치에 적합하게 적용될 수 있다. 또한, 상기 실시형태는 또한, 전자 빔 또는 이온 빔과 같은 하전 입자 빔들을 이용하는 노광 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서, 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴 또는 감광 패턴) 이 투광 기판 상에 형성된 투광형 마스크 (레티클) 가 사용되었지만, 이 레티클 대신에, 예를 들어, 미국 특허 제 6,778,257 호에 개시된 바와 같이, 투광 패턴, 반사 패턴, 또는 방사 패턴이 노광될 패턴의 전자적 데이터에 따라 위에 형성되는 전자 마스크 (이는 가변 성형 마스크, 활성 마스크 또는 이미지 생성기라고도 불리고, 예를 들어, 비방사형 이미지 디스플레이 엘리먼트 (공간 광 변조기) 등의 타입인 DMD (디지털 마이크로-미러 디바이스) 를 포함한다) 가 또한 사용될 수 있다. 이러한 가변 성형 마스크를 이용하는 경우에, 웨이퍼 또는 유리 플레이트 등이 위에 탑재된 스테이지는 가변 성형 마스크에 대해 스캐닝되기 때문에, 전술한 제 1 및 제 2 미동 스테이지 위치 측정 시스템들 (110A 및 110B) 을 이용하여 이 스테이지의 위치를 측정함으로써, 상기 설명된 실시형태와 동등한 효과가 획득될 수 있다.
또한, 예를 들어 PCT 국제공개공보 제 2001/035168 호에 개시된 바와 같이, 상기 설명된 실시형태는 또한, 웨이퍼 (W) 상에 간섭 무늬를 형성함으로써 웨이퍼 (W) 상에 라인-앤드-스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 적용될 수 있다.
또한, 예를 들어, 미국 특허 제 6,611,316 호에 개시된 바와 같이, 상기 설명된 실시형태는 또한, 투영 광학계를 통해 웨이퍼 상에 2 개의 레티클 패턴들을 합성하고, 그리고 스캐닝 노광을 한 번 수행함으로써, 웨이퍼 상에 거의 동시에 하나의 쇼트 영역의 이중 노광을 수행하는 노광 장치에도 적용될 수 있다.
덧붙여 말하자면, 상기 설명된 실시형태에서, 위에 패턴이 형성되는 물체 (에너지 빔이 위에 조사되는 노광 대상 물체) 는 웨이퍼에 한정되지 아니하고, 유리 플레이트, 세라믹 기판, 필름 부재, 또는 마스크 블랭크 등과 같은 다른 물체일 수도 있다.
또한, 노광 장치의 사용은 반도체 디바이스들을 생산하기 위해 사용되는 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어, 노광 장치는 사각형 형상의 유리 플레이트 상에 액정 디스플레이 디바이스 패턴을 전사하기 위해 사용되는 액정 디스플레이용 노광 장치, 또는 유기 EL, 박막 자기 헤드, (CCD 와 같은) 촬상 디바이스, 마이크로머신, DNA 칩 등을 제조하기 위해 사용되는 노광 장치에도 널리 적용될 수 있다. 또한, 상기 설명된 실시형태는, 반도체 디바이스들과 같은 마이크로디바이스들을 생산하기 위한 노광 장치 뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X-레이 노광 장치, 및 전자 빔 노광 장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 상에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 적용될 수 있다.
반도체 디바이스들과 같은 전자 디바이스들은 다음과 같은 단계들을 통해 제조된다: 디바이스의 기능/성능 설계가 수행되는 단계, 설계 단계에 기초한 레티클이 제조되는 단계, 실리콘 재료로부터 웨이퍼가 제조되는 단계, 전술한 실시형태에 관련된 노광 장치 (패턴 형성 장치) 및 거기에 관련된 노광 방법에 의해 웨이퍼 상으로 마스크 (레티클) 의 패턴이 전사되는 리소그래피 단계, 노광된 웨이퍼가 현상되는 현상 단계, 레지스트가 남은 영역 외의 영역의 노광된 부재가 에칭에 의해 제거되는 단계, 에칭이 완료되었을 때 더 이상 필요하지 않은 레지스트가 제거되는 레지스트 제거 단계, (다이싱 프로세스, 본딩 프로세스, 및 패키지 프로세스를 포함하는) 디바이스 조립 단계, 검사 단계 등. 이 경우에, 리소그래피 단계에서, 상기 설명된 실시형태에서의 노광 장치를 이용하여 전술한 노광 방법을 실행함으로써 웨이퍼 상에 디바이스 패턴이 형성되기 때문에, 고집적 디바이스들이 양호한 생산성으로 생산될 수 있다. 또한, 상기 실시형태의 노광 장치 (패턴 형성 장치) 는, 소정의 기계적 정확도, 전기적 정확도 및 광학적 정확도를 유지하도록, 본 출원의 청구항들에 기재된 각각의 구성요소들을 포함하는 다양한 시스템들을 조립함으로써 제조된다. 이들 다양한 종류들의 정확도를 확보하기 위해, 조립 전 및 후에, 다양한 광학계들에 대한 광학적 정확도를 달성하기 위한 조정, 다양한 기계적 시스템들에 대한 기계적 정확도를 달성하기 위한 조정, 및 다양한 전기적 시스템들에 대한 전기적 정확도를 달성하기 위한 조정이 수행된다. 다양한 시스템들의 노광 장치 내로의 조립 공정은 다양한 유형들의 서브시스템들 중에서 기계적 연결, 전기적 회로들의 전기적 연결, 압력 회로들의 파이핑 연결 등을 포함한다. 물론, 개별 서브 시스템의 조립 공정은 노광 장치 내로 다양한 서브시스템들을 조립하는 공정 전에 수행된다. 노광 장치 내로 다양한 서브시스템들을 조립하는 공정이 완료될 때, 전체적 조정이 수행되고 전체 노광 장치로서의 다양한 종류들의 정확도가 확보된다. 덧붙여 말하자면, 노광 장치를 만드는 것은 온도, 청정도 등이 제어되는 클린 룸에서 바람직하게 수행된다.
덧붙여 말하자면, 노광 장치 등과 관련하여 지금까지의 설명에서 인용된 PCT 국제공개공보, 미국 공개특허공보 및 미국 특허들은 각각 참조에 의해 본원에 통합된다.

Claims (18)

  1. 광학계를 통하여 조명광으로 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    상기 광학계를 지지하는 메트롤로지 프레임과,
    상기 광학계가 배치되는 노광 스테이션과 상이한 계측 스테이션 내에서 상기 메트롤로지 프레임에 지지되고, 상기 기판의 마크를 검출하는 검출계와,
    상기 광학계 및 상기 검출계의 하방에 배치되고, 상기 기판을 유지하는 홀더를 가지는 스테이지와,
    상기 기판을 그 표면측으로부터 비접촉으로 지지가능한 제 1 지지부재를 가지고, 상기 계측 스테이션에 설정된 로딩 포지션에 상기 기판을 반송하는 반송계와,
    상기 제 1 지지부재에 의해 비접촉으로 지지되는 기판을, 그 이면측으로부터 지지가능하게 상기 제 1 지지부재와는 독립하여 상하동(上下動) 가능한 제 2 지지부재와,
    상기 스테이지가 배치되는 상기 로딩 포지션에 있어서, 적어도 연직 방향에 관하여 상기 제 1 지지부재와 상기 제 2 지지부재와 상기 홀더를 상대 이동하는 구동 장치와,
    상기 제 1 지지부재를 통하여 상기 반송계로부터 상기 홀더에 상기 기판이 반송되도록 상기 반송계 및 상기 구동 장치를 제어하는 컨트롤러를 구비하는, 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송계에 의해 상기 기판의 변형 제어, 온도 조정 및 프리얼라인먼트 중 적어도 하나가 수행되는, 노광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판에 대한 상기 제 1 지지부재의 척력과 인력 중 적어도 일방을 제어하여, 상기 기판의 변형이 제어되는, 노광 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 지지부재는, 상기 기판을 비접촉으로 유지하는 척 부재와, 상기 기판의 온도 조정 부재를 포함하고,
    상기 기판은, 상기 척 부재에 의해 비접촉으로 지지되면서 상기 온도 조정 부재에 의해 온도가 조정되는, 노광 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 척 부재는, 베르누이 효과를 이용하는 베르누이 척을 포함하는, 노광 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판의 위치 정보를 계측하는 계측계를 더 구비하고,
    상기 홀더에 의해 상기 기판이 지지되기 전에, 상기 계측계에 의해 상기 기판의 위치 정보가 계측되는, 노광 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 계측계에 의해 계측되는 상기 기판의 위치 정보에 기초하여 상기 기판과 상기 홀더의 상대적인 위치 관계가 조정되는, 노광 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반송계는, 상기 제 1 지지부재에 의해 비접촉으로 지지되는 기판을 그 표면과 상이한 부분에서 접촉 유지하는 유지 부재를 가지는, 노광 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 반송계는, 상기 스테이지의 상방 및 상기 제 1 지지부재의 하방에 상기 기판을 반송하는 반송 부재를 가지는, 노광 장치.
  10. 광학계를 통하여 조명광으로 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
    상기 기판을 유지하는 홀더를 가지는 스테이지를, 상기 광학계가 배치되는 노광 스테이션과 상이한 계측 스테이션에 설정되는 로딩 포지션에 배치하는 것과,
    상기 스테이션의 상방에 있어서 제 1 지지부재에 의해 상기 기판을 그 표면측으로부터 비접촉으로 지지하는 것과,
    상기 제 1 지지부재에 의해 비접촉으로 지지되는 상기 기판을, 그 이면측으로부터 상기 제 1 지지부재와는 독립하여 상하동(上下動) 가능한 제 2 지지부재에 의해 지지하는 것과,
    상기 기판을 상기 홀더에 반송하기 위해 상기 제 1 지지부재와 상기 제 2 지지부재와 상기 홀더를 적어도 연직 방향에 관하여 상대 이동하는 것과,
    상기 계측 스테이션 내에서 상기 광학계를 지지하는 메트롤로지 프레임에 지지되는 검출계에 의해, 상기 반송된 기판의 마크를 검출하는 것을 포함하는, 노광 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 지지부재를 가지는 상기 기판의 반송계에 의해, 상기 기판의 변형 제어, 온도 조정 및 프리얼라인먼트 중 적어도 하나가 수행되는, 노광 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판에 대한 상기 제 1 지지부재의 척력과 인력 중 적어도 일방을 제어하여, 상기 기판의 변형이 제어되는, 노광 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 제 1 지지부재에 의해 비접촉으로 지지되면서 온도가 조정되는, 노광 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 홀더에 의해 상기 기판이 유지되기 전, 상기 기판의 위치 정보가 계측되는 동시에, 상기 계측되는 위치 정보에 기초하여 상기 기판과 상기 홀더의 상대적인 위치 관계가 조정되는, 노광 방법.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 지지부재에 의해 비접촉으로 지지되는 기판은 그 표면과 상이한 부분에서 접촉 유지되는, 노광 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판은, 상기 제 1 지지부재와 상이한 반송 부재에 의해, 상기 스테이지의 상방 및 상기 지지 부재의 하방에 반송되는, 노광 방법.
  17. 디바이스 제조 방법으로서,
    제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법에 의해 기판을 노광하는 것과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  18. 삭제
KR1020177023349A 2011-12-29 2012-12-28 플렉시블 기판을 로드하는 장치 및 리소그래피 장치 KR101943250B1 (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161581314P 2011-12-29 2011-12-29
US201161581347P 2011-12-29 2011-12-29
US61/581,347 2011-12-29
US61/581,314 2011-12-29
US13/727,281 US9360772B2 (en) 2011-12-29 2012-12-26 Carrier method, exposure method, carrier system and exposure apparatus, and device manufacturing method
US13/727,281 2012-12-26
PCT/JP2012/084311 WO2013100203A2 (en) 2011-12-29 2012-12-28 Carrier method, exposure method, carrier system and exposure apparatus, and device manufacturing method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167035854A Division KR101925197B1 (ko) 2011-12-29 2012-12-28 플렉시블 기판을 로드하는 장치 및 리소그래피 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170100052A KR20170100052A (ko) 2017-09-01
KR101943250B1 true KR101943250B1 (ko) 2019-01-28

Family

ID=47631675

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167035854A KR101925197B1 (ko) 2011-12-29 2012-12-28 플렉시블 기판을 로드하는 장치 및 리소그래피 장치
KR1020147021218A KR101925171B1 (ko) 2011-12-29 2012-12-28 플렉시블 기판을 로드하는 장치 및 리소그래피 장치
KR1020177023349A KR101943250B1 (ko) 2011-12-29 2012-12-28 플렉시블 기판을 로드하는 장치 및 리소그래피 장치

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167035854A KR101925197B1 (ko) 2011-12-29 2012-12-28 플렉시블 기판을 로드하는 장치 및 리소그래피 장치
KR1020147021218A KR101925171B1 (ko) 2011-12-29 2012-12-28 플렉시블 기판을 로드하는 장치 및 리소그래피 장치

Country Status (6)

Country Link
US (3) US9360772B2 (ko)
JP (2) JP6300725B2 (ko)
KR (3) KR101925197B1 (ko)
CN (3) CN106919001A (ko)
TW (2) TWI592764B (ko)
WO (1) WO2013100203A2 (ko)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5273118B2 (ja) * 2010-10-04 2013-08-28 村田機械株式会社 搬送車及び搬送システム
JP5750926B2 (ja) * 2011-02-15 2015-07-22 村田機械株式会社 天井搬送車
NL2009533A (en) * 2011-10-27 2013-05-07 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method.
US9360772B2 (en) * 2011-12-29 2016-06-07 Nikon Corporation Carrier method, exposure method, carrier system and exposure apparatus, and device manufacturing method
JP5778054B2 (ja) * 2012-02-13 2015-09-16 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 基板処理装置、および、基板処理方法
US9772564B2 (en) * 2012-11-12 2017-09-26 Nikon Corporation Exposure apparatus and exposure method, and device manufacturing method
JP6130703B2 (ja) * 2013-04-01 2017-05-17 キヤノン株式会社 ホルダ、ステージ装置、リソグラフィ装置及び物品の製造方法
JP6286024B2 (ja) * 2014-03-07 2018-02-28 富士フイルム株式会社 トランジスタの製造方法
JP6429989B2 (ja) 2014-08-15 2018-11-28 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置及び方法
US10539886B2 (en) 2014-11-17 2020-01-21 Asml Netherlands B.V. Pellicle attachment apparatus
US20180015614A1 (en) * 2015-02-04 2018-01-18 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Robot shakes automatically adjusting device and method of automatically adjusting shakes of robot
EP3264179B1 (en) * 2015-02-23 2023-12-27 Nikon Corporation Measurement device, lithography system, exposure apparatus, device manufacturing method, control method and overlay measurement method
JP6543061B2 (ja) * 2015-03-20 2019-07-10 株式会社オーク製作所 基板矯正治具を用いる露光装置、及び基板矯正治具
US9553010B2 (en) 2015-06-25 2017-01-24 Coreflow Ltd. Wafer gripper with non-contact support platform
CN113900361B (zh) * 2015-09-30 2024-02-09 株式会社尼康 曝光装置及曝光方法、以及平面显示器制造方法
CN113267964B (zh) 2015-09-30 2023-05-23 株式会社尼康 曝光装置及曝光方法、以及平面显示器制造方法
KR20180058734A (ko) * 2015-09-30 2018-06-01 가부시키가이샤 니콘 노광 장치, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 디바이스 제조 방법, 및 노광 방법
US20180258519A1 (en) * 2015-10-25 2018-09-13 Applied Materials, Inc. Apparatus for vacuum deposition on a substrate and method for masking the substrate during vacuum deposition
US9978631B2 (en) * 2015-12-31 2018-05-22 Beijing Naura Microelectronics Equipment Co., Ltd. Wafer pick-and-place method and system
CN109154782B (zh) 2016-05-25 2021-06-01 Asml荷兰有限公司 光刻装置
JP6710603B2 (ja) * 2016-08-05 2020-06-17 東京エレクトロン株式会社 基板載置方法及び基板載置装置
KR102181121B1 (ko) * 2016-09-20 2020-11-20 주식회사 원익아이피에스 기판 이송 장치 및 기판 이송 장치의 제어 방법
KR102472753B1 (ko) * 2016-09-30 2022-11-30 가부시키가이샤 니콘 이동체 장치, 이동 방법, 노광 장치, 노광 방법, 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 그리고 디바이스 제조 방법
CN106311772A (zh) * 2016-10-17 2017-01-11 山西太钢不锈钢股份有限公司 一种立卷机及其使用方法
NL2020344A (en) * 2017-02-03 2018-08-14 Asml Netherlands Bv Exposure apparatus
CN110546572B (zh) * 2017-03-31 2023-01-10 株式会社尼康 曝光装置、曝光方法、平板显示器以及器件制造方法
CN110869855A (zh) 2017-07-14 2020-03-06 Asml荷兰有限公司 量测设备和衬底平台输送装置系统
JP6743791B2 (ja) * 2017-09-20 2020-08-19 株式会社安川電機 ロボットシステムおよびワークの製造方法
JP6900284B2 (ja) * 2017-09-27 2021-07-07 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 描画装置および描画方法
JP7131334B2 (ja) * 2018-11-29 2022-09-06 株式会社安川電機 基板支持装置、基板搬送ロボットおよびアライナ装置
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
TWI809251B (zh) * 2019-03-08 2023-07-21 日商東京威力科創股份有限公司 基板處理裝置及基板處理方法
US11209373B2 (en) 2019-06-21 2021-12-28 Kla Corporation Six degree of freedom workpiece stage
CN111332788B (zh) * 2020-03-12 2021-08-03 徐州谷阳新能源科技有限公司 一种镀膜自动化设备取片定位方法
JP7418924B2 (ja) 2020-05-13 2024-01-22 株式会社ディスコ 保持機構
CN113917800B (zh) * 2021-10-12 2023-12-08 哈尔滨工业大学 光刻机用高动态超精密多动子工件台

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110123913A1 (en) * 2009-11-19 2011-05-26 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposing method, and device fabricating method

Family Cites Families (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57117238A (en) 1981-01-14 1982-07-21 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Exposing and baking device for manufacturing integrated circuit with illuminometer
US4780617A (en) 1984-08-09 1988-10-25 Nippon Kogaku K.K. Method for successive alignment of chip patterns on a substrate
JPS6144436A (ja) * 1984-08-09 1986-03-04 Canon Inc 半導体ウエハ搬送装置
JPS61140432A (ja) * 1984-12-11 1986-06-27 Shinko Denki Kk ウエハ−等の保持装置
JPS6281725A (ja) * 1985-10-07 1987-04-15 Nec Corp 半導体ウエハ−チヤツク治具
JPH0281041U (ko) * 1988-12-12 1990-06-22
US5196745A (en) 1991-08-16 1993-03-23 Massachusetts Institute Of Technology Magnetic positioning device
JPH05102287A (ja) * 1991-10-02 1993-04-23 Hitachi Ltd 板状物搬送装置
KR100300618B1 (ko) 1992-12-25 2001-11-22 오노 시게오 노광방법,노광장치,및그장치를사용하는디바이스제조방법
US6624433B2 (en) 1994-02-22 2003-09-23 Nikon Corporation Method and apparatus for positioning substrate and the like
JPH07270122A (ja) 1994-03-30 1995-10-20 Canon Inc 変位検出装置、該変位検出装置を備えた露光装置およびデバイスの製造方法
CN1244021C (zh) 1996-11-28 2006-03-01 株式会社尼康 光刻装置和曝光方法
US6262796B1 (en) 1997-03-10 2001-07-17 Asm Lithography B.V. Positioning device having two object holders
JPH1116816A (ja) 1997-06-25 1999-01-22 Nikon Corp 投影露光装置、該装置を用いた露光方法、及び該装置を用いた回路デバイスの製造方法
KR20010032714A (ko) 1997-12-03 2001-04-25 오노 시게오 기판 반송방법 및 기판 반송장치, 이것을 구비한 노광장치및 이 노광장치를 이용한 디바이스 제조방법
CN100578876C (zh) 1998-03-11 2010-01-06 株式会社尼康 紫外激光装置以及使用该紫外激光装置的曝光装置和曝光方法
WO1999060361A1 (fr) 1998-05-19 1999-11-25 Nikon Corporation Instrument et procede de mesure d'aberrations, appareil et procede de sensibilisation par projection incorporant cet instrument, et procede de fabrication de dispositifs associe
US6242718B1 (en) * 1999-11-04 2001-06-05 Asm America, Inc. Wafer holder
WO2001035168A1 (en) 1999-11-10 2001-05-17 Massachusetts Institute Of Technology Interference lithography utilizing phase-locked scanning beams
JP4249869B2 (ja) * 1999-12-22 2009-04-08 株式会社オーク製作所 基板搬送装置
TW546699B (en) 2000-02-25 2003-08-11 Nikon Corp Exposure apparatus and exposure method capable of controlling illumination distribution
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
US6631935B1 (en) * 2000-08-04 2003-10-14 Tru-Si Technologies, Inc. Detection and handling of semiconductor wafer and wafer-like objects
EP1364257A1 (en) 2001-02-27 2003-11-26 ASML US, Inc. Simultaneous imaging of two reticles
TW529172B (en) 2001-07-24 2003-04-21 Asml Netherlands Bv Imaging apparatus
JP4415674B2 (ja) 2002-01-29 2010-02-17 株式会社ニコン 像形成状態調整システム、露光方法及び露光装置、並びにプログラム及び情報記録媒体
JP2004083180A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Sharp Corp シート状基板の搬送装置及び搬送方法
SG115602A1 (en) * 2003-01-09 2005-10-28 Disco Corp Conveying device for a plate-like workpiece
JP2004235622A (ja) * 2003-01-09 2004-08-19 Disco Abrasive Syst Ltd 板状物の搬送装置
JP2004296777A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Oki Electric Ind Co Ltd ワーク吸着装置及びワーク吸着方法
EP1794650A4 (en) 2004-09-30 2008-09-10 Nikon Corp OPTICAL PROJECTION DEVICE AND EXPOSURE DEVICE
US7515281B2 (en) 2005-04-08 2009-04-07 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
CN100409424C (zh) * 2005-04-26 2008-08-06 大日本网目版制造株式会社 基板处理装置
US7576835B2 (en) * 2005-07-06 2009-08-18 Asml Netherlands B.V. Substrate handler, lithographic apparatus and device manufacturing method
CN101356623B (zh) 2006-01-19 2012-05-09 株式会社尼康 移动体驱动方法及移动体驱动系统、图案形成方法及图案形成装置、曝光方法及曝光装置、以及元件制造方法
SG178791A1 (en) 2006-02-21 2012-03-29 Nikon Corp Pattern forming apparatus, mark detecting apparatus, exposure apparatus, pattern forming method, exposure method and device manufacturing method
JP4642787B2 (ja) * 2006-05-09 2011-03-02 東京エレクトロン株式会社 基板搬送装置及び縦型熱処理装置
KR101391025B1 (ko) 2006-09-29 2014-04-30 가부시키가이샤 니콘 이동체 시스템, 패턴 형성 장치, 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법
WO2008056735A1 (fr) 2006-11-09 2008-05-15 Nikon Corporation Unité de support, système de détection de position et système d'exposition, procédé de déplacement, procédé de détection de position, procédé d'exposition, procédé d'ajustement du système de détection, et procédé de prod
JP4607910B2 (ja) * 2007-01-16 2011-01-05 東京エレクトロン株式会社 基板搬送装置及び縦型熱処理装置
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
JP2008227386A (ja) * 2007-03-15 2008-09-25 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 基板処理装置
KR20080088843A (ko) 2007-03-30 2008-10-06 주식회사 신라공업 자동차용 벨트풀리의 제조방법
JP5354382B2 (ja) * 2007-08-10 2013-11-27 株式会社ニコン 基板貼り合わせ装置及び基板貼り合わせ方法、並びに積層半導体装置の製造方法
JP4850811B2 (ja) * 2007-11-06 2012-01-11 東京エレクトロン株式会社 載置台、処理装置および処理システム
US8325325B2 (en) 2008-09-22 2012-12-04 Nikon Corporation Movable body apparatus, movable body drive method, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US8994923B2 (en) 2008-09-22 2015-03-31 Nikon Corporation Movable body apparatus, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
NL2003577A (en) * 2008-10-31 2010-05-04 Asml Netherlands Bv Calibration method and lithographic apparatus for calibrating an optimum take over height of a substrate.
US8760629B2 (en) * 2008-12-19 2014-06-24 Nikon Corporation Exposure apparatus including positional measurement system of movable body, exposure method of exposing object including measuring positional information of movable body, and device manufacturing method that includes exposure method of exposing object, including measuring positional information of movable body
US8902402B2 (en) 2008-12-19 2014-12-02 Nikon Corporation Movable body apparatus, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP4565520B1 (ja) * 2009-04-14 2010-10-20 智雄 松下 板状体の搬送装置
US8970820B2 (en) * 2009-05-20 2015-03-03 Nikon Corporation Object exchange method, exposure method, carrier system, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP5743437B2 (ja) * 2009-07-09 2015-07-01 キヤノン株式会社 露光装置、露光方法、搬送方法及びデバイスの製造方法
JP2011061130A (ja) * 2009-09-14 2011-03-24 Nikon Corp 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
US20110085150A1 (en) 2009-09-30 2011-04-14 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US20110164238A1 (en) * 2009-12-02 2011-07-07 Nikon Corporation Exposure apparatus and device fabricating method
CN106876311B (zh) * 2010-02-17 2021-01-05 株式会社尼康 搬送装置、搬送方法、曝光装置、以及元件制造方法
JP4582820B1 (ja) * 2010-06-08 2010-11-17 智雄 松下 基板入替装置
US9360772B2 (en) * 2011-12-29 2016-06-07 Nikon Corporation Carrier method, exposure method, carrier system and exposure apparatus, and device manufacturing method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110123913A1 (en) * 2009-11-19 2011-05-26 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposing method, and device fabricating method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017062490A (ja) 2017-03-30
JP6478166B2 (ja) 2019-03-06
US20130177857A1 (en) 2013-07-11
TWI592764B (zh) 2017-07-21
WO2013100203A3 (en) 2014-04-17
CN106919002A (zh) 2017-07-04
TWI641920B (zh) 2018-11-21
KR20140119715A (ko) 2014-10-10
KR20160150649A (ko) 2016-12-30
WO2013100203A2 (en) 2013-07-04
TW201341965A (zh) 2013-10-16
KR101925171B1 (ko) 2018-12-04
US9360772B2 (en) 2016-06-07
CN104024942A (zh) 2014-09-03
US20160259254A1 (en) 2016-09-08
US9835958B2 (en) 2017-12-05
KR20170100052A (ko) 2017-09-01
TW201734673A (zh) 2017-10-01
US10268126B2 (en) 2019-04-23
JP6300725B2 (ja) 2018-03-28
KR101925197B1 (ko) 2018-12-04
CN104024942B (zh) 2016-10-05
JP2015504236A (ja) 2015-02-05
US20180059554A1 (en) 2018-03-01
CN106919001A (zh) 2017-07-04
CN106919002B (zh) 2018-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101943250B1 (ko) 플렉시블 기판을 로드하는 장치 및 리소그래피 장치
KR101698249B1 (ko) 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법
JP6423797B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP5804301B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
KR102027589B1 (ko) 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
JP2013506973A (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
KR20120037943A (ko) 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법
KR102130964B1 (ko) 노광 장치 및 디바이스 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant