KR102009098B1

KR102009098B1 - 이동체의 제어 방법, 노광 방법, 디바이스 제조 방법, 이동체 장치, 및 노광 장치

Info

Publication number: KR102009098B1
Application number: KR1020177020376A
Authority: KR
Inventors: 아키히로 우에다
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2015-12-22
Publication date: 2019-08-08
Also published as: KR20190093704A; CN117631484A; US20170351188A1; KR20170097186A; EP3240020A4; TW201637119A; US10520839B2; JP6344623B2; US20190294061A1; WO2016104513A1; JP2018139010A; CN113093484A; JP7147738B2; CN107615473A; US11567419B2; KR20230073350A; KR102533302B1; US20230034966A1; US20210255555A1; US10036968B2

Abstract

이동체의 제어 방법은, XY 평면 내를 이동 가능한 이동체 (22) 를 Y 축 방향으로 이동시키면서, 그 이동체 (22) 에 재치된 웨이퍼 (W) 에 형성된 복수의 격자 마크 중 일부의 격자 마크에 대해 마크 검출계 (50) 로부터 조사되는 계측빔을 Y 축 방향으로 주사하면서 그 일부의 격자 마크를 검출하는 공정과, 일부의 격자 마크 상에 있어서의 계측빔의 조사 위치를 계측하는 공정과, 조사 위치의 계측 결과에 기초하여 X 축 방향에 관해서 계측빔과 이동체 (22) 를 상대적으로 이동시킴과 함께, 계측광을 Y 축 방향으로 주사하면서 다른 격자 마크를 검출하는 공정을 포함한다.

Description

이동체의 제어 방법, 노광 방법, 디바이스 제조 방법, 이동체 장치, 및 노광 장치{METHOD FOR CONTROLLING MOVING BODY, EXPOSURE METHOD, METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE, MOVING BODY APPARATUS, AND EXPOSURE APPARATUS}

본 발명은, 이동체의 제어 방법, 노광 방법, 디바이스 제조 방법, 이동체 장치, 및 노광 장치에 관련되고, 더욱 상세하게는 복수의 마크가 형성된 물체가 재치 (載置) 되는 이동체의 제어 방법, 상기 이동체의 제어 방법을 포함하는 노광 방법, 상기 노광 방법을 사용한 디바이스 제조 방법, 복수의 마크가 형성된 물체가 재치되는 이동체를 포함하는 이동체 장치, 및 상기 이동체 장치를 구비한 노광 장치에 관한 것이다.

종래, 반도체 소자 (집적 회로 등), 액정 표시 소자 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 스텝 앤드 스캔 방식의 투영 노광 장치 (이른바 스캐닝 스테퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등이 이용되고 있다.

이러한 종류의 노광 장치에서는, 예를 들어 웨이퍼 또는 유리 플레이트 (이하, 「웨이퍼」라고 총칭한다) 상에 복수층의 패턴이 중첩되어 형성되는 것으로부터, 웨이퍼 상에 이미 형성된 패턴과, 마스크 또는 레티클 (이하 「레티클」이라고 총칭한다) 이 갖는 패턴을 최적의 상대 위치 관계로 하기 위한 조작 (이른바 얼라인먼트) 이 실시되고 있다. 또, 이러한 종류의 얼라인먼트에서 사용되는 얼라인먼트 센서로는, 웨이퍼에 형성된 격자 마크에 대해 계측광을 주사하는 (웨이퍼 (W) 의 이동에 추종시킨다) 것에 의해 그 격자 마크의 검출을 신속히 실시하는 것이 가능한 것이 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

여기서, 중첩 정밀도를 향상시키기 위해서도 격자 마크의 위치 계측은, 많이 실시하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 웨이퍼 상에 설정된 전체 쇼트 영역의 격자 마크의 위치 계측을 정확 또한 고속으로 실시하는 것이 바람직하다.

미국 특허 제8,593,646호 명세서

제 1 양태에 의하면, 이동체를 제 1 축의 방향으로 이동시키면서, 상기 이동체에 재치된 물체에 형성된 복수의 마크 중 제 1 마크에 대해 마크 검출계로부터 조사되는 계측광을 상기 제 1 축의 방향으로 주사하면서 상기 제 1 마크를 검출하는 것과, 상기 제 1 마크와 상기 계측광의 위치 관계를 계측하는 것과, 계측한 상기 위치 관계에 기초하여, 상기 제 1 축과 교차하는 제 2 축의 방향에 관한 상기 계측광과 상기 이동체를 상대 위치를 조정하는 것을 포함하는 이동체의 제어 방법이 제공된다.

제 2 양태에 의하면, 제 1 양태에 관련된 이동체의 제어 방법에 의해 복수의 마크가 형성된 물체가 재치되는 상기 이동체를 제어하는 것과, 상기 복수의 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 이동체의 상기 2 차원 평면 내의 위치를 제어하면서, 그 물체에 에너지 빔을 사용하여 소정의 패턴을 형성하는 것을 포함하는 노광 방법이 제공된다.

제 3 양태에 의하면, 제 2 양태에 관련된 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.

제 4 양태에 의하면, 제 1 축 및 상기 제 1 축과 교차하는 제 2 축을 포함하는 2 차원 평면 내를 이동 가능한 이동체와, 상기 이동체에 재치된 물체에 형성된 복수의 마크에 대해 계측광을 상기 제 1 축의 방향으로 주사하는 마크 검출계와, 상기 이동체를 상기 제 1 축의 방향으로 이동시키면서, 상기 마크 검출계를 사용하여 상기 마크의 검출을 실시하는 제어계를 구비하고, 상기 제어계는, 상기 복수의 마크 중 제 1 마크를 검출함과 함께, 그 제 1 마크와 상기 계측광의 위치 관계를 계측하고, 계측한 상기 위치 관계에 기초하여 상기 제 1 축과 교차하는 제 2 축의 방향에 관한 상기 계측광과 상기 이동체를 상대 위치를 조정하는 이동체 장치가 제공된다.

제 5 양태에 의하면, 상기 이동체에 복수의 마크가 형성된 물체가 재치되는 제 4 양태에 관련된 이동체 장치와, 상기 복수의 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 2 차원 평면 내의 위치가 제어되는 상기 이동체에 재치된 상기 물체에, 에너지 빔을 사용하여 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 포함하는 노광 장치가 제공된다.

도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 의 (a) ∼ (c) 는, 웨이퍼 상에 형성된 격자 마크의 일례 (그 1 ∼ 그 3) 를 나타내는 도면이다.
도 3 은 도 1 의 노광 장치가 구비하는 얼라인먼트계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4 는 도 3 의 얼라인먼트계가 구비하는 판독 출력용 회절 격자의 평면도이다.
도 5 의 (a) 는, 도 3 의 얼라인먼트계가 구비하는 검출계의 출력에 기초하여 생성되는 파형의 일례를 나타내는 도면, (b) 는, (a) 의 파형의 가로축을 조정한 파형, (c) 는, 웨이퍼 상의 격자 마크의 위치를 구하는 방법의 개념도이다.
도 6 은 노광 장치의 제어계를 나타내는 블록도이다.
도 7 은 도 1 의 노광 장치를 사용한 노광 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 8 의 (a) ∼ (c) 는, 얼라인먼트 계측 동작 및 포커스 매핑 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 ∼ 그 3) 이다.
도 9 는 얼라인먼트 계측 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 10 은 얼라인먼트 계측 동작 시에 있어서의 웨이퍼 스테이지와 얼라인먼트계의 계측광의 상대 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 은 도 3 의 얼라인먼트계가 구비하는 가동 미러의 구동 신호의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12 의 (a) ∼ (d) 는, 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치에 있어서의 얼라인먼트 계측 동작을 설명하기 위한 도면 (그 1 ∼ 그 4) 이다.
도 13 은 제 2 실시형태에 있어서의 노광 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 14 는 제 2 실시형태에 있어서의 얼라인먼트 계측 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 15 의 (a) 는, 변형예에 관련된 얼라인먼트계로부터 격자 마크에 입사하는 계측광 및 회절광을 나타내는 도면, (b) 및 (c) 는, 대물 렌즈의 동공면 상에 있어서의 계측광 및 회절광의 위치를 나타내는 도면 (그 1 및 그 2) 이다.
도 16 은 얼라인먼트계의 검출계의 변형예를 나타내는 도면이다.

《제 1 실시형태》

이하, 제 1 실시형태에 대해, 도 1 ∼ 도 11 에 기초하여 설명한다.

도 1 에는, 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 의 구성이 개략적으로 나타내어져 있다. 노광 장치 (10) 는, 스텝 앤드 스캔 방식의 투영 노광 장치, 이른바 스캐너이다. 후술하는 바와 같이 본 실시형태에서는, 투영 광학계 (16b) 가 형성되어 있고, 이하에 있어서는, 이 투영 광학계 (16b) 의 광축 (AX) 과 평행한 방향을 Z 축 방향, 이것에 직교하는 면내에서 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 가 상대 주사되는 방향을 Y 축 방향, Z 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 X 축 방향으로 하고, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로 하여 설명을 실시한다.

노광 장치 (10) 는, 조명계 (12), 레티클 스테이지 (14), 투영 유닛 (16), 웨이퍼 스테이지 (22) 를 포함하는 웨이퍼 스테이지 장치 (20), 다점 초점 위치 계측계 (40), 얼라인먼트계 (50), 및 이들의 제어계 등을 구비하고 있다. 도 1 에 있어서는, 웨이퍼 스테이지 (22) 상에 웨이퍼 (W) 가 재치되어 있다.

조명계 (12) 는, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2003/0025890호 명세서 등에 개시된 바와 같이, 광원과, 옵티칼 인터그레이터를 갖는 조도 균일화 광학계, 및 레티클 블라인드 (모두 도시 생략) 를 갖는 조명 광학계를 포함한다. 조명계 (12) 는, 레티클 블라인드 (마스킹 시스템) 에서 설정 (제한) 된 레티클 (R) 상의 X 축 방향으로 긴 슬릿상의 조명 영역 (IAR) 을 조명광 (노광광)(IL) 에 의해 대략 균일한 조도로 조명한다. 조명광 (IL) 으로는, 예를 들어 ArF 엑시머 레이저 광 (파장 193 ㎚) 이 사용된다.

레티클 스테이지 (14) 상에는, 회로 패턴 등이 그 패턴면 (도 1 에 있어서의 하면) 에 형성된 레티클 (R) 이, 예를 들어 진공 흡착에 의해 고정되어 있다. 레티클 스테이지 (14) 는, 예를 들어 리니어 모터 등을 포함하는 레티클 스테이지 구동계 (32)(도 1 에서는 도시 생략, 도 6 참조) 에 의해, XY 평면 내에서 미소 구동 가능함과 함께, 주사 방향 (도 1 에 있어서의 지면 내 좌우 방향인 Y 축 방향) 으로 소정의 주사 속도로 구동 가능하게 되어 있다. 레티클 스테이지 (14) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θz 방향의 회전량 정보를 포함한다) 는, 예를 들어 간섭계 시스템 (혹은 인코더 시스템) 을 포함하는 레티클 스테이지 위치 계측계 (34) 에 의해, 예를 들어 0.5 ∼ 1 ㎚ 정도의 분해능으로 항상 계측된다. 레티클 스테이지 위치 계측계 (34) 의 계측값은, 주제어 장치 (30)(도 1 에서는 도시 생략, 도 6 참조) 로 보내진다. 주제어 장치 (30) 는, 레티클 스테이지 위치 계측계 (34) 의 계측값에 기초하여 레티클 스테이지 (14) 의 X 축 방향, Y 축 방향 및 θz 방향의 위치를 산출함과 함께, 이 산출 결과에 기초하여 레티클 스테이지 구동계 (32) 를 제어함으로써, 레티클 스테이지 (14) 의 위치 (및 속도) 를 제어한다. 또, 도 1 에서는 도시 생략하지만, 노광 장치 (10) 는, 레티클 (R) 상에 형성된 레티클 얼라인먼트 마크의 검출을 실시하기 위한 레티클 얼라인먼트계 (18)(도 6 참조) 를 구비하고 있다. 레티클 얼라인먼트계 (18) 로는, 예를 들어 미국 특허 제5,646,413호 명세서, 미국 특허 공개 제2002/0041377호 명세서 등에 개시된 구성의 얼라인먼트계를 사용할 수 있다.

투영 유닛 (16) 은, 레티클 스테이지 (14) 의 도 1 에 있어서의 하방에 배치되어 있다. 투영 유닛 (16) 은, 경통 (16a) 과, 경통 (16a) 내에 격납된 투영 광학계 (16b) 를 포함한다. 투영 광학계 (16b) 로는, 예를 들어 Z 축 방향과 평행한 광축 (AX) 을 따라 배열되는 복수의 광학 소자 (렌즈 엘리먼트) 로 이루어지는 굴절광학계가 이용되고 있다. 투영 광학계 (16b) 는, 예를 들어 양측 텔레센트릭이고, 소정의 투영 배율 (예를 들어 1/4, 1/5 또는 1/8 등) 을 갖는다. 이 때문에, 조명계 (12) 에 의해 레티클 (R) 상의 조명 영역 (IAR) 이 조명되면, 투영 광학계 (16b) 의 제 1 면 (물체면) 과 패턴면이 대략 일치하여 배치되는 레티클 (R) 을 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (16b)(투영 유닛 (16)) 를 개재하여 그 조명 영역 (IAR) 내의 레티클 (R) 의 회로 패턴의 축소상 (회로 패턴의 일부의 축소상) 이, 투영 광학계 (16b) 의 제 2 면 (상면 (像面)) 측에 배치되는, 표면에 레지스트 (감응제) 가 도포된 웨이퍼 (W) 상의 상기 조명 영역 (IAR) 에 공액된 영역 (이하, 노광 영역이라고도 부른다)(IA) 에 형성된다. 그리고, 레티클 스테이지 (14) 와 웨이퍼 스테이지 (22) 의 동기 구동에 의해, 조명 영역 (IAR)(조명광 (IL)) 에 대해 레티클 (R) 을 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동시킴과 함께, 노광 영역 (IA)(조명광 (IL)) 에 대해 웨이퍼 (W) 를 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동시킴으로써, 웨이퍼 (W) 상의 1 개의 쇼트 영역 (구획 영역) 의 주사 노광이 실시되고, 그 쇼트 영역에 레티클 (R) 의 패턴이 전사된다. 즉, 본 실시형태에서는 조명계 (12), 레티클 (R) 및 투영 광학계 (16b) 에 의해 웨이퍼 (W) 상에 패턴이 생성되고, 조명광 (IL) 에 의한 웨이퍼 (W) 상의 감응층 (레지스트층) 의 노광에 의해 웨이퍼 (W) 상에 그 패턴이 형성된다.

웨이퍼 스테이지 장치 (20) 는, 베이스반 (28) 의 상방에 배치된 웨이퍼 스테이지 (22) 를 구비하고 있다. 웨이퍼 스테이지 (22) 는, 스테이지 본체 (24) 와, 그 스테이지 본체 (24) 상에 탑재된 웨이퍼 테이블 (26) 을 포함한다. 스테이지 본체 (24) 는, 그 저면에 고정된 도시 생략한 비접촉 베어링, 예를 들어 에어 베어링에 의해, 수 ㎛ 정도의 클리어런스 (간극, 갭) 를 개재하여, 베이스반 (28) 상에 지지되어 있다. 스테이지 본체 (24) 는, 예를 들어 리니어 모터 (혹은 평면 모터) 를 포함하는 웨이퍼 스테이지 구동계 (36)(도 1 에서는 도시 생략, 도 6 참조) 에 의해, 베이스반 (28) 에 대해 수평면 내 3 자유도 (X, Y, θz) 방향으로 구동 가능하게 구성되어 있다. 웨이퍼 스테이지 구동계 (36) 는, 웨이퍼 테이블 (26) 을 스테이지 본체 (24) 에 대해 6 자유도 방향 (X, Y, Z, θx, θy, θz) 으로 미소 구동하는 미소 구동계를 포함한다. 웨이퍼 테이블 (26) 의 6 자유도 방향의 위치 정보는, 예를 들어 간섭계 시스템 (혹은 인코더 시스템) 을 포함하는 웨이퍼 스테이지 위치 계측계 (38) 에 의해 예를 들어 0.5 ∼ 1 ㎚ 정도의 분해능으로 항상 계측된다. 웨이퍼 스테이지 위치 계측계 (38) 의 계측값은, 주제어 장치 (30)(도 1 에서는 도시 생략, 도 6 참조) 로 보내진다. 주제어 장치 (30) 는, 웨이퍼 스테이지 위치 계측계 (38) 의 계측값에 기초하여 웨이퍼 테이블 (26) 의 6 자유도 방향의 위치를 산출함과 함께, 이 산출 결과에 기초하여 웨이퍼 스테이지 구동계 (36) 를 제어함으로써, 웨이퍼 테이블 (26) 의 위치 (및 속도) 를 제어한다. 주제어 장치 (30) 는, 웨이퍼 스테이지 위치 계측계 (38) 의 계측값에 기초하여, 스테이지 본체 (24) 의 XY 평면 내의 위치도 제어한다.

여기서, 웨이퍼 (W) 상의 각 쇼트 영역에는, 얼라인먼트계 (50) 에 의한 검출 대상으로서, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같은 격자 마크 (GM) 가 적어도 1 개 형성되어 있다. 또한, 격자 마크 (GM) 는, 실제로는 각 쇼트 영역의 스크라이브 라인 내에 형성되어 있다.

격자 마크 (GM) 는, 제 1 격자 마크 (GMa) 와 제 2 격자 마크 (GMb) 를 포함한다. 제 1 격자 마크 (GMa) 는, XY 평면 내에서 X 축에 대해 45°의 각도를 이루는 방향 (이하, 편의상 α 방향이라고 칭한다) 으로 연장되는 격자선이, XY 평면 내에서 α 방향에 직교하는 방향 (이하, 편의상 β 방향이라고 칭한다) 으로 소정 간격 (소정 피치) 으로 형성된, β 방향을 주기 방향으로 하는 반사형의 회절 격자로 이루어진다. 제 2 격자 마크 (GMb) 는, β 방향으로 연장되는 격자선이 α 방향으로 소정 간격 (소정 피치) 으로 형성된, α 방향을 주기 방향으로 하는 반사형의 회절 격자로 이루어진다. 제 1 격자 마크 (GMa) 와 제 2 격자 마크 (GMb) 는, Y 축 방향의 위치가 동일해지도록 X 축 방향으로 연속하여 (인접하여) 배치되어 있다. 또한, 도 2(a) 에서는, 도시의 편의상으로부터 격자의 피치는, 실제 피치에 비해 현격히 넓게 도시되어 있다. 그 밖의 도면에 있어서의 회절 격자도 동일하다. 또한, 제 1 격자 마크 (GMa) 의 피치와 제 2 격자 마크 (GMb) 의 피치는 동일해도 되고, 서로 상이해도 된다. 또, 도 2 에 있어서는, 제 1 격자 마크 (GMa) 와 제 2 격자 마크 (GMb) 가 접하고 있지만, 접하고 있지 않아도 된다.

도 1 로 돌아가, 다점 초점 위치 계측계 (40) 는, 예를 들어 미국 특허 제5,448,332호 명세서 등에 개시된 것과 동일한 구성의 웨이퍼 (W) 의 Z 축 방향의 위치 정보를 계측하는 사입사 (斜入射) 방식의 위치 계측 장치이다. 다점 초점 위치 계측계 (40) 는, 투영 유닛 (16) 의 -Y 측에 배치된 얼라인먼트계 (50) 의 더욱 -Y 측에 배치되어 있다. 다점 초점 위치 계측계 (40) 의 출력은, 후술하는 오토포커스 제어에 사용되는 점에서, 이하 다점 초점 위치 계측계 (40) 를 AF 계 (40) 라고 칭한다.

AF 계 (40) 는, 복수의 검출빔을 웨이퍼 (W) 표면에 대해 조사하는 조사계와, 그 복수의 검출빔의 웨이퍼 (W) 표면으로부터의 반사광을 수광하는 수광계 (모두 도시 생략) 를 구비하고 있다. AF 계 (40) 의 복수의 검출점 (검출빔의 조사점) 은, 도시는 생략되어 있지만, 피검면 상에서 X 축 방향을 따라 소정 간격으로 배치된다. 본 실시형태에서는, 예를 들어 1 행 M 열 (M 은 검출점의 총수) 또는 2 행 N 열 (N 은 검출점의 총수의 1/2) 의 매트릭스상으로 배치된다. 수광계의 출력은, 주제어 장치 (30)(도 6 참조) 에 공급된다. 주제어 장치 (30) 는, 수광계의 출력에 기초하여 상기 복수의 검출점에 있어서의 웨이퍼 (W) 표면의 Z 축 방향의 위치 정보 (면 위치 정보) 를 구한다. 본 실시형태에 있어서, AF 계 (40) 에 의한 면 위치 정보의 검출 영역 (복수의 검출점의 배치 영역) 은, 도 8(a) ∼ 도 8(c) 에 있어서 AF 계 (40) 와 동일한 부호를 붙이고 나타내는 바와 같이, X 축 방향으로 연장되는 띠상의 영역으로 설정되어 있다. 또, AF 계 (40) 에 의한 검출 영역의 X 축 방향의 길이는, 적어도 웨이퍼 (W) 상에 설정된 1 개의 쇼트 영역의 X 축 방향의 길이와 동등하게 설정되어 있다.

주제어 장치 (30) 는, 노광 동작에 앞서, AF 계 (40) 의 검출 영역에 대해 웨이퍼 (W) 를 Y 축 및/또는 X 축 방향으로 적절히 이동시키고, 그때의 AF 계 (40) 의 출력에 기초하여 웨이퍼 (W) 의 면 위치 정보를 구한다. 주제어 장치 (30) 는, 상기 면 위치 정보의 취득을 웨이퍼 (W) 상에 설정된 모든 쇼트 영역에 대해 실시하고, 그 결과를 웨이퍼 테이블 (26) 의 위치 정보와 관련지어, 포커스 매핑 정보로서 기억한다.

얼라인먼트계 (50) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 대물 렌즈 (62) 를 포함하는 대물 광학계 (60), 조사계 (70), 및 수광계 (80) 를 구비하고 있다.

조사계 (70) 는, 복수의 계측광 (L1, L2) 을 출사하는 광원 (72), 계측광 (L1, L2) 의 광로 상에 배치된 가동 미러 (74), 가동 미러 (74) 에 의해 반사된 계측광 (L1, L2) 의 일부를 웨이퍼 (W) 를 향하여 반사하고, 나머지를 투과시키는 하프 미러 (빔 스플리터)(76), 하프 미러 (76) 를 투과 (통과) 한 계측광 (L1, L2) 의 광로 상에 배치된 빔 위치 검출 센서 (78) 등을 구비하고 있다.

광원 (72) 은, 웨이퍼 (W)(도 1 참조) 에 도포된 레지스트를 감광시키지 않는 브로드 밴드인 파장의 한 쌍의 계측광 (L1, L2) 을 -Z 방향으로 출사한다. 또한, 도 3 에 있어서, 계측광 (L2) 의 광로는, 계측광 (L1) 의 광로에 대해 지면 안측에서 겹쳐져 있다. 본 제 1 실시형태에 있어서, 계측광 (L1, L2) 으로는, 예를 들어 백색광이 이용되고 있다.

가동 미러 (74) 로는, 본 실시형태에서는, 예를 들어 공지된 갈바노 미러가 이용되고 있다. 가동 미러 (74) 는, 계측광 (L1, L2) 을 반사하기 위한 반사면이 X 축에 평행한 축선 둘레로 회동 (회전) 가능하게 되어 있다. 가동 미러 (74) 의 회동 각도는, 주제어 장치 (30)(도 3 에서는 도시 생략, 도 6 참조) 에 의해 제어된다. 가동 미러 (74) 의 각도 제어에 대해서는, 추가로 후술한다. 또한, 계측광 (L1, L2) 의 반사각을 제어할 수 있으면, 갈바노 미러 이외의 광학 부재 (예를 들어 프리즘 등) 를 사용해도 된다.

하프 미러 (76) 는, 가동 미러 (74) 와는 상이하고, 위치 (반사면의 각도) 가 고정되어 있다. 가동 미러 (74) 의 반사면에서 반사된 계측광 (L1, L2) 의 일부는, 하프 미러 (76) 에 의해 광로가 -Z 방향으로 절곡된 후, 대물 렌즈 (62) 의 중앙부를 투과 (통과) 하여 웨이퍼 (W) 상에 형성된 격자 마크 (GM) 에 대략 수직으로 입사한다. 또한, 도 3 에 있어서는, 가동 미러 (74) 가 Z 축에 대해 45°의 각도로 경사져 있고, 가동 미러 (74) 로부터의 계측광 (L1, L2) 의 일부는, 하프 미러 (76) 에서 Z 축과 평행한 방향으로 반사된다. 또, 도 3 에 있어서는, 광원 (72) 과 대물 렌즈 (62) 사이의, 계측광 (L1, L2) 의 광로 상에는, 가동 미러 (74) 와 하프 미러 (76) 만이 배치되어 있지만, 가동 미러 (74) 가 Z 축에 대해 45°이외의 각도로 경사져 있는 경우에도, 대물 렌즈 (62) 로부터 사출되는 계측광 (L1, L2) 이 웨이퍼 (W) 상에 형성된 격자 마크 (GM) 에 대략 수직으로 입사하도록 조사계 (70) 가 구성된다. 이 경우, 광원 (72) 과 대물 렌즈 (62) 사이의, 계측광 (L1, L2) 의 광로 상에, 가동 미러 (74), 하프 미러 (76) 와는 상이한, 다른 적어도 1 개의 광학 부재가 배치되어 있어도 된다. 하프 미러 (76) 를 통과 (투과) 한 계측광 (L1, L2) 은, 렌즈 (77) 를 개재하여 빔 위치 검출 센서 (78) 에 입사한다. 빔 위치 검출 센서 (78) 는, 예를 들어 PD (Photo Detector) 어레이, 혹은 CCD (Charge Coupled Device) 등의 광전 변환 소자를 가지고 있고, 그 결상면은, 웨이퍼 (W) 표면과 공액인 면 상에 배치되어 있다.

여기서, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이, 광원 (72) 으로부터 출사된 계측광 (L1, L2) 중, 계측광 (L1) 은, 제 1 격자 마크 (GMa) 상에 조사되고, 계측광 (L2) 은, 제 2 격자 마크 (GMb) 상에 조사되도록, 계측광 (L1, L2) 의 간격이 설정되어 있다. 그리고, 얼라인먼트계 (50) 에서는, 가동 미러 (74) 의 반사면의 각도가 변경되면, 가동 미러 (74) 의 반사면의 각도에 따라 격자 마크 (GMa, GMb)(웨이퍼 (W)) 상에 있어서의 계측광 (L1, L2) 각각의 입사 (조사) 위치가, 스캔 방향 (Y 축 방향) 으로 변화한다 (도 2(a) 중의 백색 화살표 참조). 또, 계측광 (L1, L2) 의 격자 마크 (GM) 상의 위치 변화와 연동하여, 빔 위치 검출 센서 (78)(도 3 참조) 상에 있어서의 계측광 (L1, L2) 의 입사 위치도 변화한다. 빔 위치 검출 센서 (78) 의 출력은, 주제어 장치 (30)(도 2(a) 에서는 도시 생략, 도 6 참조) 에 공급된다. 주제어 장치 (30) 는, 빔 위치 검출 센서 (78) 의 출력에 기초하여, 웨이퍼 (W) 상에 있어서의 계측광 (L1, L2) 의 조사 위치 정보를 구할 수 있다.

여기서, 얼라인먼트계 (50) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 AF 계 (40) 보다 ＋Y 측에 배치되어 있는 것으로부터, 얼라인먼트계 (50) 의 검출 영역 (검출점) 은, 도 8(a) ∼ 도 8(c) 에 있어서 얼라인먼트계 (50) 와 동일한 부호를 붙이고 나타내는 바와 같이, AF 계 (40) 의 검출 영역에 대해 ＋Y 측에 배치된다. 단, 이것에 한정되지 않고, 이들 검출 영역은, Y 축 방향에 관해서 중복되어 있어도 된다.

대물 광학계 (60) 는, 대물 렌즈 (62), 검출기측 렌즈 (64), 및 격자판 (66) 을 구비하고 있다. 얼라인먼트계 (50) 에서는, 대물 광학계 (60) 의 바로 아래에 격자 마크 (GM) 가 위치한 상태에서, 제 1 격자 마크 (GMa)(도 2(a) 참조) 에 계측광 (L1) 이 조사되면, 제 1 격자 마크 (GMa) 로부터 발생한 계측광 (L1) 에 기초하는 복수의 (백색광에 포함되는 복수 파장의 광에 따른 복수의) ±1 차 회절광 (±L3) 이 대물 렌즈 (62) 에 입사한다. 마찬가지로, 제 2 격자 마크 (GMb)(도 2(a) 참조) 에 계측광 (L2) 이 조사되면, 제 2 격자 마크 (GMb) 로부터 발생한 계측광 (L2) 에 기초하는 복수의 ±1 차 회절광 (±L4) 이 대물 렌즈 (62) 에 입사한다. ±1 차 회절광 (±L3, ±L4) 은, 각각 대물 렌즈 (62) 에 의해 광로가 구부러지고, 대물 렌즈 (62) 의 상방에 배치된 검출기측 렌즈 (64) 에 입사한다. 검출기측 렌즈 (64) 는, ±1 차 회절광 (±L3, ±L4) 각각을, 그 검출기측 렌즈 (64) 의 상방에 배치된 격자판 (66) 상에 집광시킨다.

격자판 (66) 에는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향으로 연장되는 판독 출력용 회절 격자 (Ga, Gb) 가 형성되어 있다. 판독 출력용 회절 격자 (Ga) 는, 격자 마크 (GMa)(도 2(a) 참조) 에 대응하는, β 방향을 주기 방향으로 하는 투과형의 회절 격자이다. 판독 출력용 회절 격자 (Gb) 는, 격자 마크 (GMb)(도 2(a) 참조) 에 대응하는, α 방향을 주기 방향으로 하는 투과형의 회절 격자이다. 또한 본 실시형태에 있어서는, 판독 출력용 회절 격자 (Ga) 의 피치는, 격자 마크 (GMa) 의 피치와 실질적으로 동일해지도록 설정되어 있다. 또, 판독 출력용 회절 격자 (Gb) 의 피치는, 격자 마크 (GMb) 의 피치와 실질적으로 동일해지도록 설정되어 있다.

수광계 (80) 는, 검출기 (84), 및 후술하는 바와 같이 계측광 (L1, L2) 에 기초하는 회절광 (±L3, ±L4) 끼리의 간섭에 의해, 격자판 (66)(판독 출력용 회절 격자 (Ga, Gb)) 상에 결상되는 상 (간섭 무늬) 에 대응하는 광을 검출기 (84) 로 유도하는 광학계 (86) 등을 구비하고 있다.

판독 출력용 회절 격자 (Ga, Gb) 상에 결상한 상 (간섭 무늬) 에 대응하는 광은, 광학계 (86) 가 갖는 미러 (86a) 를 개재하여 검출기 (84) 로 유도된다. 본 실시형태의 얼라인먼트계 (50) 에서는, 계측광 (L1, L2) 으로서 백색광이 사용되는 것에 대응하여, 광학계 (86) 는, 분광 프리즘 (86b) 을 가지고 있다. 격자판 (66) 으로부터의 광은, 분광 프리즘 (86b) 을 개재하여, 예를 들어 청, 녹, 및 적의 각 색으로 분광된다. 검출기 (84) 는, 상기 각 색에 대응하여 독립적으로 형성된 포토디텍터 (PD1 ∼ PD3) 를 가지고 있다. 검출기 (84) 가 갖는 포토디텍터 (PD1 ∼ PD3) 각각의 출력은, 주제어 장치 (30)(도 3 에서는 도시 생략. 도 6 참조) 에 공급된다.

포토디텍터 (PD1 ∼ PD3) 각각의 출력으로부터는, 일례로서 도 5(a) 에 나타내는 바와 같은 파형의 신호 (간섭 신호) 가 얻어진다. 주제어 장치 (30)(도 6 참조) 는, 상기 신호의 위상으로부터, 격자 마크 (GMa, GMb) 각각의 위치를 연산에 의해 구한다. 즉, 본 실시형태의 노광 장치 (10)(도 1 참조) 에서는, 얼라인먼트계 (50) 와 주제어 장치 (30)(각각 도 6 참조) 에 의해, 웨이퍼 (W) 에 형성된 격자 마크 (GM) 의 위치 정보를 구하기 위한 얼라인먼트 장치가 구성되어 있다.

주제어 장치 (30)(도 6 참조) 는, 얼라인먼트계 (50) 를 사용하여 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시할 때, 도 3 중의 양쪽 화살표로 나타내는 바와 같이 격자 마크 (GM)(즉 웨이퍼 (W)) 를 얼라인먼트계 (50) 에 대해 Y 축 방향으로 구동하면서, 가동 미러 (74) 를 제어함으로써, 계측광 (L1, L2) 을, 격자 마크 (GM) 에 추종시켜 Y 축 방향으로 주사한다 (도 2(a) 참조). 이로써, 격자 마크 (GM) 와 격자판 (66) 이 Y 축 방향으로 상대 이동하므로, 계측광 (L1) 에 기초하는 회절광끼리의 간섭, 및 계측광 (L2) 에 기초하는 회절광끼리의 간섭에 의해, 격자판 (66) 이 갖는 판독 출력용 회절 격자 (Ga, Gb) 상에 각각 간섭 무늬가 결상한다 (형성된다). 격자판 (66) 상에 결상한 간섭 무늬는, 전술한 바와 같이 검출기 (84) 에 의해 검출된다. 검출기 (84) 의 출력은, 주제어 장치 (30) 에 공급된다. 또한, 도 5(a) 에 나타내는 파형은, 격자 마크 (GMa, GMb) 와 판독 출력용 회절 격자 (Ga, Gb)(도 4 참조) 의 상대 이동에 기초하여 생성되는 것이고, 격자 마크 (GMa, GMb) 상에 조사되는 계측광 (L1, L2) 의 위치와는 관계 없이 생성된다. 따라서, 격자 마크 (GMa, GMb)(즉 웨이퍼 스테이지 (22)) 의 이동과 계측광 (L1, L2) 의 주사는, 반드시 완전히 동기 (속도가 엄밀하게 일치) 하고 있지 않아도 된다.

여기서, 본 실시형태에서는, 격자 마크 (GM) 를 Y 축 방향으로 이동시키면서, 그 격자 마크 (GM) 에 추종하도록 계측빔의 조사점을 Y 축 방향으로 이동시키는 것으로부터, 이하에 설명하는 수법으로 격자 마크 (GM) 의 웨이퍼 (W) 상에서의 위치의 절대값을 구한다. 또한, 종래와 같은 얼라인먼트계 (50) 로부터 조사되는 계측빔의 조사점의 XY 평면 내의 위치가 고정인 경우에 있어서는, 얼라인먼트계의 출력 (도 5(a) 와 동일한 파형) 의 중심에 기초하여 격자 마크 (GM) 의 위치의 절대값을 구할 수 있다.

주제어 장치 (30) 는, 도 5(a) 에 나타나는 파형 (이하, 제 1 파형이라고 칭한다) 과는 별도로, 도 5(b) 에 나타내는 파형 (이하, 제 2 파형이라고 칭한다) 을 생성한다. 제 1 파형 및 제 2 파형으로 나타내는 신호는, 계측빔과 판독 출력용의 회절 격자 (Ga, Gb) 와 격자 마크 (GM) 의 콘볼루션에 의해 발생하는 신호이다. 여기서, 제 1 파형의 가로축이 웨이퍼 테이블 (26) 의 Y 좌표값인데 대해, 제 2 파형의 가로축은, 얼라인먼트계 (50) 의 빔 위치 검출 센서 (78) 와 웨이퍼 스테이지 위치 계측계 (38) 의 출력에 기초하여 구해지는, 계측빔의 Y 위치와 웨이퍼 테이블 (26) 의 Y 좌표값의 차이다. 즉, 제 1 파형 및 제 2 파형은, 모두 계측빔이 1 개의 격자 마크 (GM) 를 스캔 방향으로 횡단할 때에 출력되는 것이고, 가로축의 취득법이 서로 상이한 것이다. 이 중 제 1 파형은, 격자 마크 (GM) 에서 발생하는 소정 차수의 회절광, 예를 들어 ±1 차 회절광끼리의 간섭에 의해 판독 출력용의 회절 격자 (Ga 및 Gb) 상에 결상되는 간섭 무늬에 의해 얻어지는 주기 신호를 나타내고 있고, 강도가 일정해지는 소정의 기간 (도 5(a) 중의 음영진 범위) 은 계측빔 전체가 격자 마크 (GM) 내에 위치하는 (즉 계측빔의 일부가 격자 마크 (GM) 의 단부 (端部) 에 걸려 있지 않음) 것을 나타내는 것이다.

한편, 제 2 파형은, 계측빔의 빔 위치로부터 웨이퍼 스테이지의 위치를 뺌으로써, 격자 마크 (GM) 에 관한 어느 정도의 위치와 그 형상을 나타내고 있는 것이다. 구체적으로는, 이 제 2 파형의 포락선이 계측빔과 웨이퍼 상의 격자 마크 (GM) 의 겹침을 나타내고 있고, 이 포락선의 시점 (始點) 부터 종점까지가 격자 마크 (GM) 의 개략 위치와 형상을 나타내는 것이 된다. 또한, 제 2 파형의 포락선 중 시점과 종점의 중간점이, 격자 마크 (GM) 의 중앙을 나타내는 것이 된다.

주제어 장치 (30) 는, 제 2 파형의 중심 위치로부터 격자 마크의 대략의 위치 (러프 위치) 를 연산에 의해 구한다. 그 연산으로는, 예를 들어 제 2 파형의 신호 강도가 상승하는 에지 부분을 사용하여, 슬라이스법 등의 공지된 수법에 의해 구할 수 있다.

다음으로, 주제어 장치 (30) 는, 제 1 파형 (위상) 으로부터, 예를 들어 고속 푸리에 변환 등의 공지된 수법에 의해 마크 위치를 구한다. 이때, 주제어 장치 (30) 는, 계측빔이 완전히 격자 마크 (GM) 내에 있는 데이터 (도 5(a) 에 있어서의 음영진 범위 내의 데이터) 만을 사용한다.

도 5(c) 는, 격자 마크 (GM) 의 절대값의 계산 방법의 개념도이다. 도 5(c) 에 있어서, 세로축 방향으로 짧은 복수의 선 (단선) 은, 제 1 파형으로부터 상정되는 격자 마크 (GM) 의 위치를 의미하고, 이 복수의 단선의 각각이 도 5(a) 에 있어서의 제 1 파형의 피크에 대응한다. 또한, 도 5(c) 에서는, 후술하는 장선에 가까운 6 개의 단선이 대표적으로 기재되어 있지만, 실제는 이것보다 많은 단선이 나타난다. 또, 도 5(c) 에 있어서, 세로축 방향으로 1 개의 긴 선 (장선) 은, 제 2 파형으로부터 구해진 격자 마크 (GM) 의 러프 위치 (예를 들어 상기 서술한 격자 마크 (GM) 의 중앙의 위치) 를 의미하고, 이 장선 (격자 마크의 러프 위치) 에 대해 가장 가까운 단선 (마크 위치의 후보) 이, 웨이퍼 (W) 상의 격자 마크 (GM) 의 절대값 (격자 마크 (GM) 의 중앙에 관한 절대 위치) 이 된다.

또한, 본 실시형태에서는 얼라인먼트계 (50) 가 계측빔을 Y 축 방향으로 주사하는 것으로부터, 상기 수법에 의해 격자 마크 (GM) 의 Y 축 방향에 관한 절대값을 구할 수 있지만, X 축 방향에 관한 절대값을 구하기 위해서는, 예를 들어 웨이퍼 (W)(격자 마크 (GM)) 와 얼라인먼트계 (50) 를 X 축 방향으로 상대 이동시키면 된다 (후술하는 제 2 실시형태에 있어서도 동일).

구체적으로는, 계측빔과 격자 마크 (GM) 를 상대적으로 사행 (X 축 및 Y 축과 교차하는 방향 (예를 들어 X 축과 Y 축에 대해 ＋45°및 -45°의 각도가 되는 방향) 으로의 이동을 실시하는 것) 시키고 X 축 방향으로 계측빔을 주사하여 격자 마크 (GM) 의 에지 부분을 검출한다. 혹은, 1 회만 Y 축 방향과 마찬가지로 격자 마크 (GM) 의 에지 부분을 검출할 수 있도록 X 축 방향으로 계측빔과 격자 마크 (GM) 를 상대적으로 이동시키면 된다. 또한, 계측빔과 격자 마크 (GM) 를 상대적으로 사행시키고 X 축 방향으로 계측빔을 주사하여 격자 마크 (GM) 의 에지 부분을 검출하는 동작은, 예를 들어 후술하는 제 1 쇼트 영역에 형성되고 얼라인먼트계 (50) 가 최초로 계측하는 격자 마크 (GM)(1st 격자 마크) 를 대상으로 하여 실시해도 된다. 혹은, 1 회만 X 축 방향으로 계측빔을 주사하여 격자 마크 (GM) 의 에지 부분을 검출하는 동작에 대해, 예를 들어 후술하는 제 1 쇼트 영역에 형성되고 얼라인먼트계 (50) 가 최초로 계측하는 격자 마크 (GM)(1st 격자 마크) 를 대상으로 하여 실시해도 된다. 또한, 1 쌍의 격자 마크 (GMa, GMb) 의 주기 방향을 직교시키지 않고 약간 어긋나게 해도 된다.

다음으로, 도 1 의 노광 장치 (10) 를 사용한 노광 동작에 대해, 도 7 에 나타내는 플로우 차트를 사용하여 설명한다. 이하 설명하는 노광 동작은, 주제어 장치 (30)(도 6 참조) 의 관리가 기초로 실시된다.

주제어 장치 (30) 는, 스텝 S10 에서 노광 대상인 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 스테이지 (22)(각각 도 1 참조) 상에 로딩한다. 이때, 웨이퍼 스테이지 (22) 는, 베이스반 (28)(도 1 참조) 상에 있어서의 소정의 로딩 포지션에 위치 결정되어 있다.

웨이퍼 로딩이 종료하면, 주제어 장치 (30) 는, 다음의 스텝 S12 에 있어서 AF 계 (40), 및 얼라인먼트계 (50) 의 1 회째의 캘리브레이션 (교정) 을 실시한다. 본 실시형태에 있어서, 1 회째의 캘리브레이션은, 도 8(a) 에 나타내는 바와 같이 웨이퍼 스테이지 (22) 가 갖는 제 1 계측 마크 (피듀셜 마크)(WFM1) 를 사용하여 실시된다. 본 실시형태의 웨이퍼 스테이지 (22) 에 있어서, 웨이퍼 (W) 는, 웨이퍼 테이블 (26)(도 1 참조) 의 상면 중앙에 배치된 웨이퍼 홀더 (도시 생략) 에 유지되고, 제 1 계측 마크 (WFM1) 는 웨이퍼 테이블 (26) 의 상면에 있어서의 웨이퍼 홀더의 외측의 영역이고, ＋Y 측 또한 -X 측의 위치에 배치되어 있다. 또, 웨이퍼 테이블 (26) 의 상면에 있어서의 웨이퍼 홀더의 외측의 영역이고, -Y 측 또한 ＋X 측의 위치에는, 후술하는 2 회째의 캘리브레이션을 실시할 때에 사용되는 제 2 계측 마크 (WFM) 가 배치되어 있다.

제 1 및 제 2 계측 마크 (WFM1, WFM2) 상에는, AF 계 (40) 의 캘리브레이션을 실시하기 위한 기준면, 및 얼라인먼트계 (50) 의 캘리브레이션을 실시하기 위한 기준 마크가 각각 형성되어 있다 (각각 도시 생략). 제 1 및 제 2 계측 마크 (WFM1, WFM2) 의 구성은, 배치가 상이한 점을 제외하고 실질적으로 동일하다.

주제어 장치 (30) 는, 1 회째의 캘리브레이션 동작을 위해서, 웨이퍼 스테이지 (22) 를 구동하여, 제 1 계측 마크 (WFM1) 가 AF 계 (40), 및 얼라인먼트계 (50) 의 바로 아래에 위치하도록 위치 결정한다. 또한, 상기 로딩 포지션에 웨이퍼 스테이지 (22) 를 위치시킨 상태에서, AF 계 (40), 및 얼라인먼트계 (50) 의 바로 아래에 제 1 계측 마크 (WFM1) 가 위치하도록 로딩 포지션을 설정해도 된다.

본 스텝 S12 에 있어서의 캘리브레이션 동작에 있어서, 주제어 장치 (30) 는, 제 1 계측 마크 (WFM1) 상의 기준면을 사용하여 AF 계 (40) 의 캘리브레이션을 실시함과 함께, 얼라인먼트계 (50) 에 제 1 계측 마크 (WFM1) 상의 기준 마크를 계측시킨다. 그리고, 주제어 장치 (30) 는, 얼라인먼트계 (50) 의 출력과 웨이퍼 스테이지 위치 계측계 (38) 의 출력에 기초하여 얼라인먼트계 (50)(의 검출 중심) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 구한다. 얼라인먼트계 (50) 의 캘리브레이션을 실시하기 위한 기준 마크는, 웨이퍼 (W) 상에 형성되어 있는 격자 마크 (GM)(도 2(a) 참조) 와 실질적으로 동일하다.

1 회째의 캘리브레이션이 종료하면, 주제어 장치 (30) 는, 다음의 스텝 S14 에 있어서, 얼라인먼트 계측, 및 면 위치 계측을 개시한다. 이를 위해, 주제어 장치 (30) 는, 웨이퍼 스테이지 (22) 를 구동하여, 제 1 쇼트 영역이 AF 계 (40), 및 얼라인먼트계 (50) 의 바로 아래에 위치하도록 위치 결정한다. 여기서, 제 1 쇼트 영역이란, 검출 대상의 전체 쇼트 영역 중 최초로 얼라인먼트 계측, 및 면 위치 계측이 실시되는 쇼트 영역을 의미하고, 본 실시형태에 있어서는, 예를 들어 가장 -X 측에 배열된 복수의 쇼트 영역 중 가장 ＋Y 측의 쇼트 영역이다.

여기서, 본 실시형태에서는, AF 계 (40) 의 검출 영역이 얼라인먼트계 (50) 의 검출 영역에 대해 -Y 측에 배치되어 있는 것으로부터, 쇼트 영역 내에 형성된 격자 마크 (GM) 보다 먼저 그 쇼트 영역의 면 위치 정보가 구해진다. 그리고, 주제어 장치 (30) 는, 상기 면 위치 정보와, 미리 레이어마다 구해진 오프셋값에 기초하여 웨이퍼 테이블 (26) 의 Z 축 방향의 위치 및 자세 (θx 방향 및 θz 방향의 경사) 를 제어함으로써, 얼라인먼트계 (50) 의 대물 광학계 (60) 를 검출 대상의 격자 마크 (GM) 에 합초 (合焦) 시킨다. 본 실시형태에 있어서, 상기 오프셋값은, 얼라인먼트계 (50) 의 신호 강도 (간섭 무늬의 콘트라스트) 가 최대가 되도록 웨이퍼 테이블 (26) 의 위치 및 자세를 조정했을 때에 얻어지는 AF 계 (40) 의 계측값을 의미한다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 얼라인먼트계 (50) 에 의한 격자 마크 (GM) 의 검출 직전에 얻어진 웨이퍼 (W) 의 면 위치 정보를 사용하여, 대략 리얼 타임으로 웨이퍼 테이블 (26) 의 위치 및 자세의 제어가 실시된다. 또한, 격자 마크 (GM) 의 위치 계측과 병행하여, 위치 계측 대상의 격자 마크 (GM) 로부터의 광을 수광하고, 웨이퍼 (W) 의 면 위치를 검출하지 않아도 특별히 문제는 없다.

다음으로, 스텝 S14 에서 실시되는 얼라인먼트 동작을 도 9 의 플로우 차트에 기초하여 설명한다.

주제어 장치 (30) 는, 스텝 S30 에 있어서, 제 1 쇼트 영역 내에 형성된 격자 마크 (GM)(도 2(a) 참조) 를 얼라인먼트계 (50)(도 1 참조) 를 사용하여 계측한다. 또한, 제 1 쇼트 영역 내에 형성된 격자 마크 (GM) 를 「제 1 마크」라고도 칭한다. 여기서, 상기 스텝 S10 의 웨이퍼 로딩 시에 웨이퍼 (W) 가 웨이퍼 스테이지 (22) 상에 있어서의 소정의 설계상의 위치에 올바르게 재치되어 있지 않은 경우 (회전 어긋남이 있는 경우를 포함한다) 에는, 얼라인먼트계 (50) 가 격자 마크 (GM) 를 검출할 수 없다.

그래서, 주제어 장치 (30) 는, 제 1 쇼트 영역 내의 격자 마크 (GM) 를 검출할 수 없었던 경우 (스텝 S32 에서 아니오 판정) 에는, 스텝 S34 로 진행하고, 웨이퍼 (W) 의 서치 얼라인먼트 동작을 실시한다. 서치 얼라인먼트 동작은, 예를 들어 웨이퍼 (W) 의 외주 가장자리부에 형성된 절결, 혹은 웨이퍼 (W) 상에 형성된 서치 마크 (모두 도시 생략) 를 사용하여 실시되고, 주제어 장치 (30) 는, 그 서치 얼라인먼트 동작의 결과에 기초하여 웨이퍼 스테이지 (22) 의 위치 (θz 방향의 회전을 포함한다) 를 제어하고 스텝 S30 으로 돌아간다. 제 1 쇼트 영역 내의 격자 마크 (GM) 를 검출할 수 있었던 경우에는, 스텝 S36 으로 진행한다.

또한, 상기 스텝 S32 에 있어서, 웨이퍼 (W) 상의 제 1 쇼트 영역 내의 격자 마크 (GM) 를 검출할 수 없었던 경우 (스텝 S32 에서 아니오 판정), 당해 웨이퍼 (W) 를 리젝트해도 된다. 이 경우, 주제어 장치 (30) 는, 웨이퍼 스테이지 (22) 를 소정의 언로딩 포지션 (로딩 포지션과 공통이어도 된다) 으로 구동하고, 웨이퍼 (W) 를 웨이퍼 스테이지 (22) 로부터 분리함과 함께, 스텝 S10 으로 돌아가고, 그 웨이퍼 스테이지 (22) 상에 다른 웨이퍼를 재치한다.

또한, 스텝 S30 전에, 예를 들어 얼라인먼트계 (50) 를 사용하여 웨이퍼 (W) 상의 소정 (예를 들어 임의의 수 지점) 의 쇼트 영역 내의 격자 마크 (GM) 또는 상기 서치 마크의 위치를 러프하게 (스텝 S14 의 얼라인먼트 계측에 비해 개략적인 정밀도로) 계측해 두어도 된다 (「사전 계측 스텝」이라고 칭한다). 이 사전 처리에 의해, 웨이퍼 스테이지 (22) 에 로딩된 웨이퍼 (W) 의 위치 정보를, 보다 정밀도 양호하게 파악하는 것이 가능해지고, 상기 스텝 S32 에 있어서 웨이퍼 (W) 상의 제 1 쇼트 영역 내의 격자 마크 (GM) 가 검출되지 않는 사태를 억제할 수 있다. 또한, 이 사전 계측 스텝에 있어서의 격자 마크 (GM) 또는 서치 마크도, 상기 서술한 「제 1 마크」에 포함되는 것으로 해도 된다.

스텝 S36 에 있어서, 주제어 장치 (30) 는, 얼라인먼트계 (50) 의 출력에 기초하여, 상기 서술한 수법 (도 5(a) ∼ 도 5(c) 참조) 을 사용하여 격자 마크 (GM) 의 위치의 절대값을 구한다. 주제어 장치 (30) 는, 그 격자 마크 (GM) 의 위치 정보와, 상기 캘리브레이션 동작 (스텝 S12 참조) 으로 구한 얼라인먼트계 (50) 의 위치 정보에 기초하여, 얼라인먼트계 (50) 로부터 조사되는 계측빔의 X 축 방향에 관한 중심과, 격자 마크 (GM) 의 X 축 방향에 관한 중심의 어긋남량을 구한다.

여기서, 계측빔의 X 축 방향에 관한 중심과, 격자 마크 (GM) 의 X 축 방향에 관한 중심의 「어긋남량」은, 격자 마크 (GM) 에 있어서의 -Y 방향의 단부에서의 「어긋남량」으로서 구하는 것이 바람직하지만, 격자 마크 (GM) 의 Y 축 방향에 있어서의 임의의 위치에 있어서 구해도 된다. 예를 들어 격자 마크 (GM) 의 Y 축 방향에 있어서의 중앙 부근에서의 「어긋남량」으로서 구해도 된다. 또, 계측빔의 X 축 방향에 관한 중심과, 격자 마크 (GM) 의 X 축 방향에 관한 중심의 「어긋남량」은, 격자 마크 (GM) 에 있어서의 ＋Y 방향의 단부 (즉 계측빔이 격자 마크 (GM) 에 도달하는 시점) 로부터의 궤적이 고려되어도 된다.

이어서, 주제어 장치 (30) 는, 스텝 S36 에서 구한 결과 (어긋남량) 가 소정의 허용값보다 큰지 여부를 스텝 S38 에서 판정한다. 이 판정에 의해, 어긋남량이 허용값 이상 (스텝 S38 에서 아니오 판정) 이면, 스텝 S40 으로 진행한다. 이것에 대해, 어긋남량이 허용값 미만 (스텝 S38 에서 예 판정) 이면, 스텝 S42 로 진행한다.

스텝 S42 에 있어서, 주제어 장치 (30) 는, 상기 스텝 S36 에서 구한 어긋남량에 따라, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (22) 와 얼라인먼트계 (50) 로부터 조사되는 계측빔의 웨이퍼 (W) 상의 조사점을, X 축 방향으로 상대 이동시킴으로써, 계측빔의 격자 마크 (GM) 상에서의 조사점의 위치를 보정하면서, 2 번째의 검출 대상의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시한다. 또한, 2 번째 이후의 검출 대상의 복수의 격자 마크 (GM) 중 적어도 1 개가 본 실시형태에서는 「제 2 마크」에 대응한다. 또한, 도 10 에 있어서의 격자 마크 (GM) 는, 실제는 상기 서술한 도 2(a) 에 나타내는 격자 마크 (GM) 가 사용되지만, X 축과 Y 축에 직교하는 도 10 에서 나타내는 격자 마크 (GM) 를 사용해도 된다.

이 웨이퍼 스테이지 (22) 의 X 위치를 보정하는 제어는, 얼라인먼트계 (50) 로부터 출사되는 계측빔이, 2 번째 이후의 검출 대상의 격자 마크 (GM) 의 중심을 일치시키도록 하기 위해서 실시하는 것인 점에서, 이하 트랙킹 제어라고 칭한다. 여기서, 2 번째 검출 대상의 격자 마크 (GM) 는, 제 1 쇼트 영역 내에 형성되어 있어도 되고, 다른 쇼트 영역 내에 형성되어 있어도 된다. 또, 주제어 장치 (30) 는, 상기 스텝 S36 에서 구한 어긋남량에 따라, 2 번째 이후의 검출 대상의 격자 마크 (GM) 의 중심 위치를 추정해도 된다.

또한, 도 10 에서는, 웨이퍼 (W) 에 대해 계측빔이, -X 방향 및 -Y 방향, 계속해서 ＋X 방향 및 -Y 방향으로 이동함으로써 계측빔이 웨이퍼 (W) 에 대해 사행하도록 주사하는 것이 묘사되어 있지만, 본 실시형태에서는, 실제로는 웨이퍼 스테이지 (22) 가 계측빔 (얼라인먼트계 (50)) 에 대해 ＋X 방향 또는 -X 방향으로 미소 이동하면서, ＋Y 방향으로 이동한다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (22) 가 계측빔 (얼라인먼트계 (50)) 에 대해 X 축 방향으로 상대 이동하면 되기 때문에, 얼라인먼트계 (50) 를 X 축 방향으로 이동 가능하게 구성하고, Y 축 방향으로 이동하는 웨이퍼 (W) 에 대해, 계측빔이 ＋X 방향, 또는 -X 방향으로 미소 구동해도 되고, 웨이퍼 (W) 와 계측빔 (얼라인먼트계 (50)) 의 쌍방을 적절히 ＋X 방향, 또는 -X 방향으로 미소 구동해도 된다.

웨이퍼 스테이지 (22) 를 ＋Y 방향으로 구동함으로써 제 1 열째 (가장 -X 측의 열) 에 포함되는 복수의 쇼트 영역에 형성된 격자 마크 (GM) 의 위치 계측이 종료하면, 주제어 장치 (30) 는, 도 8(b) 에 화살표로 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (22) 를 얼라인먼트계 (50) 에 대해 -X 방향으로 1 쇼트 영역분 이동시킴과 함께, 웨이퍼 스테이지 (22) 를 -Y 방향으로 이동시키는 (Y 축 방향에 관해서 이동 방향을 반전시킨다) 것에 의해, 제 2 열째에 포함되는 복수의 쇼트 영역 각각에 형성된 격자 마크 (GM)(도 2(a) 참조) 의 위치 계측을 실시하는, 이하 웨이퍼 스테이지 (22) 의 -X 방향의 이동과 ＋Y 또는 -Y 방향으로의 이동을 적절히 전환하는 것에 의해, 모든 검출 대상의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시한다. 또한, X 축 방향, 및 Y 축 방향으로의 이동 횟수는, 웨이퍼 상에 설정된 쇼트 영역의 수 및 배치에 따라 적절히 변경할 수 있다.

여기서, 검출 결과의 평균화 (이른바 이동 평균) 에 의해 장치의 진동 영향을 저감할 수 있는 것으로부터, 격자 마크의 검출 시간은 보다 긴 것이 바람직하다. 이것에 대해, 본 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 를 얼라인먼트계 (50)(보다 상세하게는 얼라인먼트계 (50) 가 갖는 판독 출력용 회절 격자 (Ga, Gb)(도 4 참조)) 에 대해 상대 이동시키면서 격자 마크 (GM) 의 검출을 실시하는 것으로부터, 검출 시간을 길게 확보하는 것이 곤란해진다. 그래서, 웨이퍼 스테이지 (22) 를 Y 축 방향으로 구동하여 하나의 열에 포함되는 복수의 격자 마크의 위치 계측을 실시할 때, 주제어 장치 (30) 는, 웨이퍼 스테이지 (22) 의 속도를 이하와 같이 제어한다.

주제어 장치 (30) 는, 제 1 쇼트 영역 내의 격자 마크 (GM)(상기 위치 어긋남량을 구하기 위한 격자 마크 (GM)) 의 계측 속도 (웨이퍼 스테이지 (22) 의 이동 속도, 및 계측빔의 주사 속도) 를, 이후의 격자 마크 (GM) 의 계측 속도에 비해 느리게 한다. 예를 들어, 주제어 장치 (30) 는, 제 1 쇼트 영역 내의 격자 마크 (GM)(제 1 마크에 상당) 를 계측 후에 웨이퍼 스테이지 (22) 의 이동 속도를 증가시키는 제어를 실시한다. 보다 구체적으로는, 웨이퍼 스테이지 (22) 를 제 1 속도로 이동시키면서 제 1 쇼트 영역 내의 격자 마크 (GM) 를 계측한 후, ＋Y 측으로부터 차례로 배열된 검출 대상의 격자 마크 (GM)(제 2 마크에 상당) 의 계측 속도를, 서서히 빠르게 한다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (22) 를 제 1 속도로 이동시키면서 제 1 쇼트 영역 내의 격자 마크 (GM)(제 1 마크) 를 계측한 후, 웨이퍼 스테이지 (22) 의 이동 속도를 제 2 속도까지 증가시키고, 이후의 격자 마크 (GM)(제 2 마크) 를 계측해도 된다. 이로써, 상기 위치 어긋남량을 구하기 위한 격자 마크 (GM) 의 검출 시간을 길게 확보할 수 있고, 상기 위치 어긋남량을 보다 정확하게 구할 수 있음과 동시에, 웨이퍼 스테이지 (22) 가 움직이는 거리를 단축할 수 있으므로 계측 시간을 단축할 수 있다. 또한, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 제 1 열째의 쇼트 영역에 포함되는 검출 대상의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시할 때의 계측 속도를, 제 2 열째 이후의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시할 때의 계측 속도에 비해 느리게 해도 된다.

또, 각 열 내에 배열된 복수의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측 시에, 계측 순서가 마지막의 격자 마크 (GM)(혹은 마지막의 격자 마크 (GM) 를 포함하는 몇 개의 격자 마크 (GM)) 의 계측 속도를, 그 이전의 격자 마크 (GM) 의 계측 속도에 비해 느리게 해도 된다. 본 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이 격자 마크 (GM) 의 위치 계측 시에 웨이퍼 스테이지 (22) 의 ＋Y 방향으로의 이동과 -Y 방향으로의 이동을 전환하는 것으로부터, 그 전환 시에 반드시 웨이퍼 스테이지 (22) 를 Y 축 방향에 관해서 감속시킬 필요가 있다. 이것에 아울러, 각 열에 있어서의 계측 순서가 마지막의 격자 마크 (GM) 의 계측 속도를 느리게 함으로써, 그 격자 마크 (GM) 의 계측 정밀도를 향상시킬 수 있음과 동시에, 웨이퍼 스테이지 (22) 가 움직이는 거리를 단축할 수 있기 때문에 계측 시간을 단축할 수 있다.

주제어 장치 (30) 는, 최종열 (본 실시형태에서는, 가장 ＋X 측의 열) 에 포함되는 최종 쇼트 영역 (열의 수가 홀수인 경우에는, 가장 -Y 측의 쇼트 영역, 열의 수가 짝수인 경우에는, 가장 ＋Y 측의 쇼트 영역) 에 형성된 격자 마크 (GM) 의 위치 계측이 종료하면 (스텝 S44 에서 예 판정), 도 7 의 스텝 S16 으로 진행하고, 2 회째의 캘리브레이션을 실시한다. 2 회째의 캘리브레이션에서는, 주제어 장치 (30) 는, 웨이퍼 스테이지 (22) 를 적절히 구동하여, 도 8(c) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 계측 마크 (WFM2) 를 AF 계 (40), 및 얼라인먼트계 (50) 의 바로 아래에 위치시킨다. 이 후, 제 2 계측 마크 (WFM2) 를 사용하여 다점 초점 위치 계측계 (40), 및 얼라인먼트계 (50) 의 2 회째의 캘리브레이션을 실시한다.

또한, 상기 설명에서는, 스텝 S36 (도 9 참조) 에서 제 1 쇼트 영역의 격자 마크 (GM)(즉 1 점의 격자 마크 (GM)) 를 사용하여 어긋남량을 구하고, 그 결과에 기초하여 적절히 웨이퍼 스테이지 (22) 의 X 위치를 보정했지만 (스텝 S42, 및 도 10 참조), 이것에 한정되지 않고, 제 1 쇼트 영역을 포함하는 복수의 쇼트 영역의 격자 마크 (GM)(혹은 제 1 쇼트 영역 내의 복수의 격자 마크 (GM)) 의 위치를 계측하고, 그 결과에 기초하여 웨이퍼 스테이지 (22) 의 X 위치를 보정해도 된다. 이 경우, 예를 들어 격자 마크를 복수점 계측하고, 그 결과에 기초하여 연산에 의해 웨이퍼 스테이지 (22) 의 이동 궤적을 함수 (예를 들어 1 차 함수) 로서 구하면 된다.

또, 제 1 쇼트 영역의 위치는 적절히 변경이 가능하고, 반드시 가장 -X 측 또한 ＋Y 측의 쇼트 영역 (제 1 계측 마크 (WFM1) 의 근방의 쇼트 영역) 일 필요는 없고, 예를 들어 보다 웨이퍼 (W) 의 내측의 쇼트 영역의 격자 마크를 사용해도 된다. 또, 예를 들어 제 1 쇼트 영역 내의 격자 마크 (GM) 의 주위의 (예를 들어 소정의 반경 r 내에 포함된다) 복수의 격자 마크를 사용하여 연산에 의해, 웨이퍼 스테이지 (22) 의 이동 궤적을 함수 (예를 들어 1 차 함수) 로서 구해도 된다.

여기서, 상기 서술한 웨이퍼 (W) 상의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시할 때, 주제어 장치 (30) 는, 웨이퍼 스테이지 (22) 의 ＋Y 또는 -Y 방향으로의 구동과 연동하여 복수회 (1 개의 열에 포함되는 검출 대상 마크의 수에 따라) 얼라인먼트계 (50) 의 가동 미러 (74) 를 왕복시킨다. 이때, 주제어 장치 (30) 는, 도 11 에 나타내는 바와 같이 가동 미러 (74) 의 구동 파형이 거치상파상이 되도록 제어한다. 구체적으로는, 도 11 에 있어서 t₁ ∼ t₂ 사이, t₅ ∼ t₆ 사이에서는, 계측빔을 주사하기 위해서 가동 미러 (74) 를 구동하고, t₃ ∼ t₄ 사이, t₇ ∼ t₈ 사이에서는, 가동 미러 (74) 를 초기 위치로 되돌리기 위해서 구동한다. 이와 같이, 계측빔을 격자 마크 (GM) 에 동기하여 Y 축 방향으로 추종시킬 때의 가동 미러 (74) 의 속도에 비해, 가동 미러 (74) 를 되돌릴 때의 가동 미러 (74) 의 속도를 빠르게 한다. 이로써, 검출 대상의 격자 마크 (GM) 사이의 간격이 좁은 경우에도 대응할 수 있다.

2 회째의 캘리브레이션이 종료하면, 주제어 장치 (30) 는, 스텝 S18 로 진행하고, 스텝 S14 에서 취득한 AF 계 (40) 의 출력에 기초하여 각 쇼트 영역의 면 위치의 분포 정보를 구함과 함께, 얼라인먼트계 (50) 의 계측 결과에 기초하여 각 쇼트 영역의 배열 좌표를, 예를 들어 인핸스드 글로벌 얼라인먼트 (EGA) 등의 수법에 의해 연산에 의해 구한다. 주제어 장치 (30) 는, 상기 면 위치 정보, 및 EGA 연산의 결과에 따라 웨이퍼 스테이지 (22) 를 구동하면서, 각 쇼트 영역에 대해 스텝 앤드 스캔 방식의 노광 동작을 실시한다. 이 스텝 앤드 스캔 방식의 노광 동작은, 종래부터 실시되고 있는 것과 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하는 것으로 한다.

이상 설명한, 본 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 에 의하면, 최초의 격자 마크 (GM) 에 대한 얼라인먼트계 (50) 의 계측빔의 조사 위치의 어긋남에 따라, 이후의 격자 마크 (GM) 의 계측 시에 웨이퍼 스테이지 (22) 의 위치를 보정하므로, 검출 대상의 격자 마크 (GM) 의 위치 정보를 확실하게 구할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관련된 얼라인먼트계 (50) 는, 웨이퍼 (W)(웨이퍼 스테이지 (22)) 를 Y 축 방향으로 이동시키면서, 계측광 (L1, L2) 을 격자 마크 (GM)(각각 도 3 참조) 에 대해 Y 축 방향으로 주사하므로, 그 격자 마크 (GM) 의 위치 계측 동작을, 예를 들어 웨이퍼 스테이지 (22) 상에 웨이퍼 (W) 를 로드한 후에 실시되는, 웨이퍼 스테이지 (22) 의 노광 개시 위치로의 이동 동작과 병행하여 실시할 수 있다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지 (22) 의 이동 경로 상에 미리 얼라인먼트계 (50) 를 배치해 두면 좋다. 이로써, 얼라인먼트 계측 시간을 단축하여, 전체적인 스루풋을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에 관련된 얼라인먼트계 (50) 는, 스캔 방향으로 이동하는 웨이퍼 (W)(격자 마크 (GM)) 에 추종하도록 계측광을 주사하므로, 장시간의 계측이 가능해진다. 이 때문에, 이른바 출력의 이동 평균을 취하는 것이 가능하므로, 장치의 진동 영향을 저감할 수 있다. 또, 만일 얼라인먼트계의 수광계로서 화상 센서 (예를 들어 CCD 등) 를 사용하여 라인 앤드 스페이스상의 마크를 검출하는 경우, 스캔 방향으로 이동하는 웨이퍼 (W) 에 추종시켜 계측광을 주사하면, 스캔 방향으로 완전히 평행한 라인 이외의 상은 검출할 수 없다 (상이 깨진다). 이것에 대해, 본 실시형태에서는, 격자 마크 (GM) 로부터의 회절광을 간섭시킴으로써 그 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시하므로, 확실하게 마크 검출을 실시할 수 있다.

또, 본 실시형태에 관련된 얼라인먼트계 (50) 는, 검출기 (84) 로서 백색광인 계측광 (L1, L2) 에 대응하여, 예를 들어 3 개의 포토디텍터 (PD1 ∼ PD3)(각각 청색광, 녹색광, 적색광용) 를 가지고 있다. 이 때문에, 예를 들어 웨이퍼 얼라인먼트에 앞서 웨이퍼 (W) 상에 형성된 중첩 마크 (도시 생략) 를 백색광을 사용하여 검출하고, 간섭 무늬의 콘트라스트가 가장 높아지는 광의 색을 미리 구해 둠으로써, 상기 예를 들어 3 개의 포토디텍터 (PD1 ∼ PD3) 중 어느 출력을 웨이퍼 얼라인먼트에 사용하는 것이 최적인지를 결정할 수 있다.

《제 2 실시형태》

다음으로 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치에 대해 설명한다. 본 제 2 실시형태의 노광 장치는, 전술한 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 와는, 웨이퍼 스테이지 상의 계측 마크의 위치가 상이할 뿐이므로, 이하 상이점에 대해서만 설명하고, 제 1 실시형태와 동일한 구성, 및 기능을 갖는 요소에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일한 부호를 사용함과 함께, 그 설명을 생략한다.

전술한 제 1 실시형태에서는, 도 8(a) 등에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (22) 에, 예를 들어 2 개의 계측 마크 (WFM1, WFM2) 가 배치되어 있던 것에 대해, 도 12(a) ∼ 도 12(d) 에 나타내는 바와 같이, 본 제 2 실시형태에 관련된 웨이퍼 스테이지 (122) 에서는, 도시 생략한 웨이퍼 홀더 (도 12(a) ∼ 도 12(d) 에서는 웨이퍼 (W) 와 겹쳐져 있다) 의 ＋Y 측에 1 개의 계측 마크가 배치되어 있다. 이하, 본 제 2 실시형태에 있어서의 노광 동작에 대해 도 13 에 나타내는 플로우 차트를 사용하여 설명한다.

주제어 장치 (30) 는, 스텝 S50 에서 웨이퍼 스테이지 (122) 상에 웨이퍼 (W) 를 로드한다 (도 12(a) 참조). 상기 제 1 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 의 로드 직후에 캘리브레이션 동작이 실시된 데에 대해, 본 제 2 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 의 로드 후, 스텝 S52 로 진행하고, 웨이퍼 스테이지 (22) 를 XY 평면 내에서 적절히 구동하여, 검출 대상의 모든 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시한다.

본 제 2 실시형태에 있어서의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측 동작에 있어서도, 제 1 실시형태와 동일한 트랙킹 처리가 실시된다. 즉, 도 13 의 스텝 S52 의 구체예를 나타내는 도 14 의 플로우 차트에 나타내는 바와 같이, 스텝 S70 에서 제 1 쇼트의 격자 마크 (GM)(제 1 마크에 상당) 의 위치 계측이 실시되고, 그 결과 격자 마크 (GM) 의 검출을 할 수 없었던 경우 (스텝 S72 에서 아니오 판정) 에는, 스텝 S74 로 진행하여 서치 얼라인먼트 동작을 실시하고, 스텝 S70 으로 돌아가 제 1 쇼트의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 다시 한다. 이것에 대해, 제 1 쇼트의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시할 수 있었던 경우 (스텝 S72 에서 예 판정) 에는, 스텝 S76 으로 진행하고, 계측빔의 격자 마크 (GM) 상에 있어서의 위치 어긋남량을 구한다. 또, 스텝 S76 에서 구한 위치 어긋남량이 허용값 미만 (스텝 S78 에서 예 판정) 이면, 도 13 의 스텝 S54 로 진행한다. 이것에 대해, 위치 어긋남량이 허용값 이상이었던 경우 (스텝 S78 에서 아니오 판정) 에는, 스텝 S80 으로 진행하고, 제 1 쇼트의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 다시 한다.

도 13 으로 돌아가, 스텝 S54 에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로 도 10 에 나타내는 바와 같이 계측빔과 웨이퍼 (W) 를 X 축 방향 (상기 위치 어긋남을 없애는 방향) 으로 상대 이동시킴과 함께, 웨이퍼 (W) 를 Y 축 방향으로 구동한다. 얼라인먼트계 (50)(도 3 참조) 는, 웨이퍼 (W) 의 Y 축 방향으로의 이동에 추종하도록 계측빔을 웨이퍼 (W) 상에 조사하면서, 검출 대상의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시한다. 또, AF 계 (40) 를 사용한 웨이퍼 (W) 의 면 위치 계측 (포커스 매핑 동작) 도 병행하여 실시한다.

다음의 스텝 56 에 있어서, 주제어 장치 (30) 는, 상기 격자 마크 (GM) 의 위치 계측 동작과 병행하여 웨이퍼 스테이지 위치 계측계 (38) 의 출력에 기초하여, 얼라인먼트계 (50) 의 검출 영역과 계측 마크 (WFM) 의 XY 평면 내의 위치가 일치했는지 여부를 판단한다. 이 결과, 얼라인먼트계 (50) 의 검출 영역과 계측 마크 (WFM) 의 XY 평면 내의 위치가 일치하면, 스텝 S58 로 진행하고, 격자 마크 (GM) 의 위치 계측 동작, 및 포커스 매핑 동작을 중단한 후, 다음의 스텝 S60 에 있어서, AF 계 (40), 및 얼라인먼트계 (50) 의 캘리브레이션 동작을 실시한다.

그리고, 캘리브레이션 동작이 종료하면 스텝 S62 로 진행하고, 주제어 장치 (30) 는, 격자 마크 (GM) 의 위치 계측 동작, 및 포커스 매핑 동작을 재개한다. 그리고, 최종 쇼트의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측이 종료하면 (스텝 S64 에서 예 판정), 스텝 S66 에 있어서 스텝 앤드 스캔 방식의 노광 동작을 개시한다. 이상 설명한 본 제 2 실시형태에서도, 상기 제 1 실시형태와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 관련된 트랙킹 제어를 포함하는 웨이퍼 스테이지 (22), 및 그 제어 방법은, 적절히 변경할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 제 1 쇼트 영역의 격자 마크 (GM) 를 검출할 수 없는 경우 (스텝 S32, S72 에서 아니오 판정) 에는, 서치 얼라인먼트가 실시되었지만, 이것에 한정되지 않고, 웨이퍼 로딩 후 (스텝 S10 과 스텝 S14 사이의 어느 기간, 혹은 스텝 S50 과 스텝 S54 사이의 어느 기간) 에 서치 얼라인먼트를 반드시 실행해도 된다. 또, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 있어서, 상기 서술한 사전 계측 스텝을 반드시 실행하는 것으로 해도 된다.

또, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이 격자 마크 (GMa, GMb) 각각에 대응하는 계측광 (L1, L2) 이 조사되었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이 X 축 방향으로 연장되는 (폭넓은) 단일의 계측광 (L1) 을 격자 마크 (GMa, GMb) 에 조사해도 된다.

또, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 도 2(a) 에 나타내는 바와 같이 격자 마크 (GMa, GMb) 가 X 축 방향을 따라 배열되었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이 격자 마크 (GMa, GMb) 가 Y 축 방향을 따라 배열되어도 된다. 이 경우, 단일의 계측광 (L1) 을 격자 마크 (GMa, GMb) 의 차례 (혹은 그 반대) 로 주사함으로써, 격자 마크 (GM) 의 XY 평면 내의 위치를 구할 수 있다.

또, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에 있어서, 얼라인먼트계 (50) 로부터 출사 한 계측광 (L1, L2) 은, 격자 마크 (GM) 에 대해 수직으로 입사하는 구성이었지만, 이것에 한정되지 않고, 격자 마크 (GM) 에 대해 소정의 각도를 이루고 (즉 경사지게) 입사해도 된다. 예를 들어 도 15(a) 에 나타내는 바와 같이, 격자 피치 p 의 격자 마크 (GM) 에 대해 입사각 θ₁ 로 파장 λ 의 계측광 (L) 을 입사시킨 경우, 격자 마크 (GM) 로부터는 회절각 θ₂ 의 회절광 (L') 이 발생한다. 여기서, λ/p = sin(θ₁) ＋ sin(θ₂) 가 성립하는 것으로부터, 도 15(a) 에 나타내는 사입사 방식으로 함으로써, 개구수 NA 가 동일한 광학계라도, 계측광 (L) 을 격자 마크 (GM) 에 수직으로 입사시키는 경우에 비해, 보다 미세한 피치의 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시할 수 있다.

여기서, 상기 제 1 및 제 2 실시형태에서는, 격자 마크 (GM) 로부터의 한 쌍의 회절광을 간섭시킴으로써 격자 마크 (GM) 의 위치 계측을 실시하는 것으로부터, 도 15(a) 에 나타내는 사입사 방식을 사용하는 경우에도, 도 15(b) 에 나타내는 바와 같이, 격자 마크 (GM)(도 15(a) 참조) 의 직교 2 축 방향의 위치 계측을 실시하기 위해서, 합계로 4 방향으로부터 계측광 (L) 을 격자 마크 (GM) 에 조사한다. 여기서, 도 15(b) 는, 대물 렌즈 (62) 의 동공면에서의 상 (광의 방향) 을 나타내는 도면이다. 상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태의 격자 마크 (GM)(도 2(a) 참조) 는, X 축 및 Y 축으로, 예를 들어 45°의 방향을 이루는 α 또는 β 방향을 주기 방향으로 하기 때문에, 계측광 (L) 의 입사 방향, 및 회절광 (L') 의 출사 방향도 마찬가지로 α 또는 β 방향이 된다. 또한, 계측 대상의 격자 마크의 주기 방향은, X 축 및 Y 축에 평행한 방향이어도 되고, 이 경우에는 도 15(c) 에 나타내는 바와 같이 계측광 (L) 을 X 축 및 Y 축에 평행한 방향으로 입사시킨다. 이 경우, 회절광 (L') X 축 및 Y 축에 평행한 방향으로 출사한다.

또, 상기 제 1 실시형태의 얼라인먼트계 (50) 의 수광계 (80) 는, 분광 프리즘 (86b) 에 의해 백색광을 분광했지만, 이것에 한정되지 않고, 도 16 에 나타내는 검출계 (380) 와 같이, 복수의 분광 필터 (386) 를 사용하여 백색광을, 각 색 (예를 들어, 청, 녹, 황, 적, 적외광) 에 대응하여 배치된 포토디텍터 (PD1 ∼ PD5) 를 향하여 분광해도 된다.

또, 조명광 (IL) 은, ArF 엑시머 레이저 광 (파장 193 ㎚) 에 한정하지 않고, KrF 엑시머 레이저 광 (파장 248 ㎚) 등의 자외광, 혹은 F₂ 레이저 광 (파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다. 예를 들어 미국 특허 제7,023,610호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 진공 자외광으로서 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저 광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 파이버 앰프로 증폭하고, 비선형 광학 결정을 사용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 사용해도 된다. 또, 조명광 (IL) 의 파장은, 100 ㎚ 이상의 광에 한정하지 않고, 파장 100 ㎚ 미만의 광을 사용해도 되고, 예를 들어 연 X 선 영역 (예를 들어 5 ∼ 15 ㎚ 의 파장역) 의 EUV (Extreme Ultraviolet) 광을 사용하는 EUV 노광 장치에도 상기 실시형태를 적용할 수 있다. 그 외, 전자선 또는 이온 빔 등의 하전 입자선을 사용하는 노광 장치에도, 상기 실시형태는 적용할 수 있다.

또, 상기 각 실시형태의 노광 장치에 있어서의 투영 광학계는, 축소계뿐만 아니라 등배 및 확대계 중 어느 것이라도 되고, 투영 광학계 (16b) 는 굴절계뿐만 아니라, 반사계 및 반사 굴절계 중 어느 것이라도 되고, 그 투영상은 도립상 및 정립상 중 어느 것이라도 된다. 또, 상기 제 1 실시형태와 제 2 실시형태에서 각각 상세히 서술한 구성을, 임의로 조합하여 실시해도 된다.

또, 상기 각 실시형태에 있어서는, 광 투과성의 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광 투과형 마스크 (레티클) 를 사용했지만, 이 레티클 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 하는 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (가변 성형 마스크, 액티브 마스크, 혹은 이미지 제너레이터라고도 불리고, 예를 들어 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광 변조기) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 등을 포함한다) 를 사용해도 된다.

또, 노광 장치로는, 예를 들어 미국 특허 제8,004,650호 명세서에 개시된 바와 같은, 투영 광학계와 노광 대상 물체 (예를 들어 웨이퍼) 사이에 액체 (예를 들어 순수) 를 채운 상태에서 노광 동작을 실시하는, 이른바 액침 노광 장치에도 상기 각 실시형태는 적용할 수 있다.

또, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2010/0066992호 명세서에 개시된 바와 같은, 웨이퍼 스테이지를 2 개 구비한 노광 장치에도, 상기 각 실시형태는 적용할 수 있다.

또, 예를 들어 국제 공개 제2001/035168호에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 웨이퍼 (W) 상에 형성함으로써, 웨이퍼 (W) 상에 라인 앤드 스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 상기 각 실시형태를 적용할 수 있다. 또, 쇼트 영역과 쇼트 영역을 합성하는 스텝 앤드 스티치 방식의 축소 투영 노광 장치에도 상기 각 실시형태는 적용할 수 있다.

또, 예를 들어 미국 특허 제6,611,316호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 레티클 패턴을, 투영 광학계를 개재하여 웨이퍼 상에서 합성하고, 1 회의 스캔 노광에 의해 웨이퍼 상의 1 개의 쇼트 영역을 대략 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 상기 각 실시형태를 적용할 수 있다.

또, 상기 각 실시형태에서 패턴을 형성해야 하는 물체 (에너지 빔이 조사되는 노광 대상의 물체) 는 웨이퍼에 한정되는 것이 아니고, 유리 플레이트, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크 등 다른 물체라도 된다.

또, 노광 장치의 용도로는 반도체 제조용의 노광 장치로 한정되는 일 없이, 예를 들어 각형 (角型) 의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용 노광 장치, 또는 유기 EL, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD 등), 마이크로 머신 혹은 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 혹은 전자선 노광 장치 등에 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해서, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 상기 각 실시형태를 적용할 수 있다.

반도체 소자 등의 전자 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 스텝, 이 설계 스텝에 기초한 레티클을 제작하는 스텝, 실리콘 재료로부터 웨이퍼를 제작하는 스텝, 전술한 실시형태에 관련된 노광 장치 (패턴 형성 장치) 및 그 노광 방법에 의해 마스크 (레티클) 의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 리소그래피 스텝, 노광된 웨이퍼를 현상하는 현상 스텝, 레지스트가 잔존하고 있는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 스텝, 에칭이 완료되고 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 스텝, 디바이스 조립 스텝 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함한다), 검사 스텝 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 스텝에서, 상기 실시형태의 노광 장치를 사용하여 전술한 노광 방법이 실행되고, 웨이퍼 상에 디바이스 패턴이 형성되므로, 고집적도의 디바이스를 생산성 양호하게 제조할 수 있다.

또한, 지금까지의 기재에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제 공개, 미국 특허 출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.

산업상 이용가능성

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 이동체의 제어 방법은, 이동체에 재치된 물체에 형성된 복수의 마크를 검출하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 노광 방법 및 노광 장치는, 물체를 노광하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 마이크로 디바이스의 제조에 적합하다.

10 : 노광 장치
14 : 레티클 스테이지
20 : 웨이퍼 스테이지 장치
30 : 주제어 장치
40 : AF 계
50 : 얼라인먼트 센서
GM : 격자 마크
W : 웨이퍼

Claims

이동체를 제 1 축의 방향으로 이동시키면서, 상기 이동체에 재치된 물체에 형성된 복수의 마크 중 제 1 마크에 대해 마크 검출계로부터 조사되는 계측광을 상기 제 1 축의 방향으로 주사하면서 상기 제 1 마크를 검출하는 것과,
상기 제 1 마크와 상기 계측광의 위치 관계를 계측하는 것과,
계측한 상기 위치 관계에 기초하여, 상기 제 1 축과 교차하는 제 2 축의 방향에 관한 상기 계측광과 상기 이동체의 상대 위치를 조정하는 것을 포함하는, 이동체의 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 상대 위치를 조정하면서, 상기 계측광을 상기 제 1 축의 방향으로 주사하면서 상기 복수의 마크 중 상기 제 1 마크와 상이한 제 2 마크를 검출하는 것을 포함하는, 이동체의 제어 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 제 2 마크는, 상기 제 1 마크의 검출 이후에 검출되는 마크인, 이동체의 제어 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 마크의 중심과 상기 계측광의 조사 위치의 위치 어긋남량을 구하는 것을 추가로 포함하고,
상기 제 2 마크를 검출하는 것으로는, 상기 위치 어긋남량을 구하는 것으로 구한 상기 위치 어긋남량에 따라, 상기 이동체와 상기 계측광을 상기 위치 어긋남을 없애는 방향으로 상대 이동시키는, 이동체의 제어 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 마크의 중심과 상기 계측광의 조사 위치의 위치 어긋남량을 구하는 것을 추가로 포함하고,
상기 제 2 마크를 검출하는 것으로는, 상기 위치 어긋남량을 구하는 것으로 구한 상기 위치 어긋남량에 따라, 상기 이동체와 상기 계측광을 상기 위치 어긋남을 없애는 방향으로 상대 이동시키는, 이동체의 제어 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 제 2 마크를 검출하는 것으로는, 상기 제 1 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 제 2 마크의 중심 위치를 추정하는 것을 포함하는, 이동체의 제어 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 마크를 검출하는 것으로는, 상기 제 1 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 제 2 마크의 중심 위치를 추정하는 것을 포함하는, 이동체의 제어 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 제 2 마크를 검출하는 것으로는, 상기 제 1 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 제 2 마크의 중심 위치를 추정하는 것을 포함하는, 이동체의 제어 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 위치 어긋남량을 구하는 것으로 구한 상기 위치 어긋남량을 소정의 허용값과 비교하는 것을 추가로 포함하고,
상기 위치 어긋남량이 상기 허용값보다 큰 경우에는, 상기 제 1 마크를 검출하는 것을 재차 실시하는, 이동체의 제어 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 위치 어긋남량을 구하는 것으로 구한 상기 위치 어긋남량을 소정의 허용값과 비교하는 것을 추가로 포함하고,
상기 위치 어긋남량이 상기 허용값보다 큰 경우에는, 상기 제 1 마크를 검출하는 것을 재차 실시하는, 이동체의 제어 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 마크의 중심과 상기 계측광의 조사 위치의 위치 어긋남량을 구하는 것을 추가로 포함하고,
상기 위치 어긋남량을 구하는 것으로 구한 상기 위치 어긋남량을 소정의 허용값과 비교하는 것을 추가로 포함하고,
상기 위치 어긋남량이 상기 허용값보다 큰 경우에는, 상기 제 1 마크를 검출하는 것을 재차 실시하는, 이동체의 제어 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 위치 어긋남량을 구하는 것으로 구한 상기 위치 어긋남량을 소정의 허용값과 비교하는 것을 추가로 포함하고,
상기 위치 어긋남량이 상기 허용값보다 큰 경우에는, 상기 제 1 마크를 검출하는 것을 재차 실시하는, 이동체의 제어 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 위치 어긋남량을 구하는 것으로 구한 상기 위치 어긋남량을 소정의 허용값과 비교하는 것을 추가로 포함하고,
상기 위치 어긋남량이 상기 허용값보다 큰 경우에는, 상기 제 1 마크를 검출하는 것을 재차 실시하는, 이동체의 제어 방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 마크의 중심과 상기 계측광의 조사 위치의 위치 어긋남량을 구하는 것을 추가로 포함하고,
상기 제 1 마크에는, 2 개 이상의 마크가 포함되고,
상기 위치 어긋남량을 구하는 것으로는, 상기 2 개 이상의 마크 각각에 대해 상기 위치 어긋남량을 구하고,
상기 2 개 이상의 마크 각각에 대한 상기 위치 어긋남량에 기초하여 상기 이동체와 상기 계측광의 상대 위치의 조정을 실시하는, 이동체의 제어 방법.
제 14 항에 있어서,
상기 2 개 이상의 마크 각각에 대한 상기 위치 어긋남량에 기초하여, 상기 이동체의 이동 궤적을 산출하는, 이동체의 제어 방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동체 상에 있어서의 상기 물체의 상기 제 1 축 및 상기 제 2 축을 포함하는 2 차원 평면 내의 위치 정보를 구함과 함께, 상기 마크 검출계가 적어도 상기 제 1 마크를 검출 가능하도록 상기 이동체와 상기 계측광의 상대 위치를 조정하는 것을 추가로 포함하는, 이동체의 제어 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 마크를 검출하는 것으로 상기 마크 검출계가 상기 제 1 마크를 검출할 수 없는 경우에, 상기 이동체와 상기 계측광의 상대 위치의 조정이 실시되는, 이동체의 제어 방법.
제 16 항에 있어서,
상기 제 1 마크의 검출에 앞서, 상기 이동체와 상기 계측광의 상대 위치의 조정이 실시되는, 이동체의 제어 방법.
제 2 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 마크 및 상기 제 2 마크의 검출 동작 시에 상기 이동체를 소정의 이동 경로를 따라 이동시키는 것을 추가로 포함하고,
상기 제 1 마크는, 상기 복수의 마크 중 상기 이동체를 상기 이동 경로를 따라 이동시키는 경우에 최초로 검출 가능해지는 마크인, 이동체의 제어 방법.
제 2 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 마크에 상기 계측광이 조사될 때에 상기 이동체가 이동하는 속도는, 상기 제 2 마크에 상기 계측광이 조사될 때에 상기 이동체가 이동하는 속도보다 느린, 이동체의 제어 방법.
제 20 항에 있어서,
상기 이동체의 속도는, 상기 제 1 마크를 검출한 후에 증가하는, 이동체의 제어 방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
표면 위치 검출계를 사용하여 상기 물체의 표면의 면 위치 정보를 구하는 것을 추가로 포함하고,
구해진 상기 면 위치 정보와 미리 구해진 오프셋값에 기초하여 상기 물체의 면 위치가 제어되면서, 상기 복수의 마크가 검출되는, 이동체의 제어 방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이동체에 형성된 기준 지표를 사용하여 상기 마크 검출계의 교정을 실시하는 것을 추가로 포함하는, 이동체의 제어 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 이동체 상에 상기 물체를 재치하는 것을 추가로 포함하고,
상기 교정을 실시하는 것은, 상기 이동체 상에 물체를 재치한 후, 상기 복수의 마크를 검출하기 전에 실시되는, 이동체의 제어 방법.
제 24 항에 있어서,
상기 교정을 실시하는 것은, 상기 복수의 마크의 검출이 종료한 후에도 실시되는, 이동체의 제어 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 교정을 실시하는 것은, 상기 복수의 마크를 검출하는 것의 도중에 실시되는, 이동체의 제어 방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 이동체의 제어 방법에 의해 복수의 마크가 형성된 물체가 재치되는 상기 이동체를 제어하는 것과,
상기 복수의 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 이동체의 상기 제 1 축 및 상기 제 2 축을 포함하는 2 차원 평면 내의 위치를 제어하면서, 상기 물체에 에너지 빔을 조사하여 소정의 패턴을 형성하는 것을 포함하는, 노광 방법.
제 27 항에 기재된 노광 방법을 사용하여 기판을 노광하는 것과,
노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
제 1 축 및 상기 제 1 축과 교차하는 제 2 축을 포함하는 2 차원 평면 내를 이동 가능한 이동체와,
상기 이동체에 재치된 물체에 형성된 복수의 마크에 대해 계측광을 상기 제 1 축의 방향으로 주사하는 마크 검출계와,
상기 이동체를 상기 제 1 축의 방향으로 이동시키면서, 상기 마크 검출계를 사용하여 상기 마크의 검출을 실시하는 제어계를 구비하고,
상기 제어계는, 상기 복수의 마크 중 제 1 마크를 검출함과 함께, 그 제 1 마크와 상기 계측광의 위치 관계를 계측하고, 계측한 상기 위치 관계에 기초하여 상기 제 1 축과 교차하는 제 2 축의 방향에 관한 상기 계측광과 상기 이동체의 상대 위치를 조정하는, 이동체 장치.
제 29 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 상대 위치를 조정하고, 상기 계측광을 상기 제 1 축의 방향으로 주사하면서 상기 복수의 마크 중 상기 제 1 마크와 상이한 제 2 마크를 검출하는 제어를 실시하는, 이동체 장치.
제 30 항에 있어서,
상기 제 2 마크는, 상기 제 1 마크의 검출 이후에 검출되는 마크인, 이동체 장치.
제 30 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 제 1 마크의 중심과 상기 계측광의 조사 위치의 위치 어긋남량을 구하고, 상기 제 2 마크를 검출할 때에, 상기 위치 어긋남량에 따라 상기 이동체와 상기 계측광을 상기 위치 어긋남을 없애는 방향으로 상대 이동시키는, 이동체 장치.
제 31 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 제 1 마크의 중심과 상기 계측광의 조사 위치의 위치 어긋남량을 구하고, 상기 제 2 마크를 검출할 때에, 상기 위치 어긋남량에 따라 상기 이동체와 상기 계측광을 상기 위치 어긋남을 없애는 방향으로 상대 이동시키는, 이동체 장치.
제 31 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 제 1 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 제 2 마크의 중심 위치를 추정하는 것을 포함하는, 이동체 장치.
제 32 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 제 1 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 제 2 마크의 중심 위치를 추정하는 것을 포함하는, 이동체 장치.
제 33 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 제 1 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 제 2 마크의 중심 위치를 추정하는 것을 포함하는, 이동체 장치.
제 32 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 위치 어긋남량을 소정의 허용값과 비교하고, 상기 위치 어긋남량이 상기 허용값보다 큰 경우에는, 상기 제 1 마크를 재차 검출하는, 이동체 장치.
제 33 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 위치 어긋남량을 소정의 허용값과 비교하고, 상기 위치 어긋남량이 상기 허용값보다 큰 경우에는, 상기 제 1 마크를 재차 검출하는, 이동체 장치.
제 34 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 제 1 마크의 중심과 상기 계측광의 조사 위치의 위치 어긋남량을 구하고, 상기 제어계는, 상기 위치 어긋남량을 소정의 허용값과 비교하고, 상기 위치 어긋남량이 상기 허용값보다 큰 경우에는, 상기 제 1 마크를 재차 검출하는, 이동체 장치.
제 35 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 위치 어긋남량을 소정의 허용값과 비교하고, 상기 위치 어긋남량이 상기 허용값보다 큰 경우에는, 상기 제 1 마크를 재차 검출하는, 이동체 장치.
제 36 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 위치 어긋남량을 소정의 허용값과 비교하고, 상기 위치 어긋남량이 상기 허용값보다 큰 경우에는, 상기 제 1 마크를 재차 검출하는, 이동체 장치.
제 29 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 제 1 마크의 중심과 상기 계측광의 조사 위치의 위치 어긋남량을 구하고,
상기 제 1 마크에는, 2 개 이상의 마크가 포함되고,
상기 제어계는, 상기 2 개 이상의 마크 각각에 대해 상기 위치 어긋남량을 구하고, 그 2 개 이상의 마크 각각에 대한 상기 위치 어긋남량에 기초하여 상기 이동체와 상기 계측광의 상대 위치의 조정을 실시하는, 이동체 장치.
제 42 항에 있어서,
상기 2 개 이상의 마크 각각에 대한 상기 위치 어긋남량에 기초하여 상기 이동체의 이동 궤적을 산출하는, 이동체 장치.
제 29 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 이동체 상에 있어서의 상기 물체의 상기 제 1 축 및 상기 제 2 축을 포함하는 2 차원 평면 내의 위치 정보를 구함과 함께, 상기 마크 검출계가 적어도 상기 제 1 마크를 검출 가능하도록 상기 이동체와 상기 계측광의 상대 위치를 조정하는, 이동체 장치.
제 44 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 마크 검출계가 상기 제 1 마크를 검출할 수 없는 경우에 상기 이동체와 상기 계측광의 상대 위치의 조정을 실시하는, 이동체 장치.
제 44 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 제 1 마크의 검출에 앞서, 상기 이동체와 상기 계측광의 상대 위치의 조정을 실시하는, 이동체 장치.
제 30 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 제 1 마크 및 제 2 마크의 검출 동작 시에 상기 이동체를 소정의 이동 경로를 따라 이동시키고,
상기 제 1 마크는, 상기 복수의 마크 중, 상기 이동체를 상기 이동 경로를 따라 이동시키는 경우에 최초로 검출 가능해지는 마크인, 이동체 장치.
제 30 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 마크에 상기 계측광이 조사될 때에 상기 이동체가 이동하는 속도는, 상기 제 2 마크에 상기 계측광이 조사될 때에 상기 이동체가 이동하는 속도보다 느린, 이동체 장치.
제 48 항에 있어서,
상기 이동체의 속도는, 상기 제 1 마크를 검출한 후에 증가하는, 이동체 장치.
제 29 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물체 표면의 면 위치 정보를 구하는 표면 위치 검출계를 추가로 구비하고,
상기 제어계는, 구해진 상기 면 위치 정보와 미리 구해진 오프셋값에 기초하여 상기 물체의 면 위치를 제어하면서, 상기 복수의 마크를 검출하는 제어를 실시하는, 이동체 장치.
제 29 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 이동체에 형성된 기준 지표를 사용하여 상기 마크 검출계의 교정을 실시하는, 이동체 장치.
제 51 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 이동체 상에 물체가 재치된 후, 상기 복수의 마크를 검출하기 전에 상기 마크 검출계의 교정을 실시하는, 이동체 장치.
제 52 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 복수의 마크의 검출이 종료한 후에도 상기 마크 검출계의 교정을 실시하는, 이동체 장치.
제 51 항에 있어서,
상기 제어계는, 상기 복수의 마크를 검출하는 도중에 마크 검출계의 교정을 실시하는, 이동체 장치.
이동체에 복수의 마크가 형성된 물체가 재치되는 제 29 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 기재된 이동체 장치와,
상기 복수의 마크의 검출 결과에 기초하여 상기 2 차원 평면 내의 위치가 제어되는 상기 이동체에 재치된 상기 물체에, 에너지 빔을 조사하여 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치를 포함하는, 노광 장치.