KR20080066836A - 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

노광 장치(EX)는 기판(P)을 다중 노광하는 것이고, 기판(P)을 노광하는 제 1 스테이션(ST1)과, 제 1 스테이션(ST1)에서 노광된 기판(P)을 노광하는 제 2 스테이션(ST2)과, 제 1 스테이션(ST1)과 제 2 스테이션(ST2) 사이에서 기판(P)을 보지하여 이동시킬 수 있는 가동 부재(4, 5)와, 제 1 스테이션(ST1)에 배치되고, 기판(P)의 정렬 정보를 취득하는 제 1 검출계(9)를 구비하고 있다.

Description

노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 기판을 노광하는 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 2005년 11월 9일에 출원된 일본 특허 출원 제2005-324619호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
포토리소그래피 공정에서 이용되는 노광 장치에 있어서, 예컨대, 하기 특허 문헌 1에 개시되어 있는 것과 같은 기판을 다중 노광하는 노광 장치가 알려져 있다.
특허 문헌 1: 일본 공개 특허 공보 평10-214783호
(발명이 해결하고자 하는 과제)
다중 노광에 있어서, 각 노광마다 마스크를 교환하거나, 조명 조건 등을 변경하는 경우, 마스크를 교환하는 시간 및/또는 조명 조건 등을 변경하는 시간이 장시간에 걸치면, 노광 장치의 가동율이 저하하고, 스루풋이 저하할 가능성이 있다.
본 발명은 스루풋의 저하를 억제하고, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있는 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명은 실시예를 나타내는 각 도면에 대응된 이하의 구성을 채용하고 있다. 단, 각 요소에 부여한 참조 부호는 그 요소의 예시일 뿐, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 제 1 형태에 따르면, 다중 노광하기 위한 노광 장치로서, 제 1 스테이션(ST1)과, 제 2 스테이션(ST2)과, 기판(P)을 보지하고 적어도 제 1 스테이션(ST1)과 제 2 스테이션(ST2) 사이를 이동할 수 있는 제 1 가동 부재(4)와, 기판(P)을 보지하고 제 1 스테이션(ST1)과 제 2 스테이션(ST2) 사이를 이동할 수 있는 제 2 가동 부재(5)와, 제 1 스테이션(ST1)에 배치된 제 1 검출계(9)를 구비하고, 제 1 스테이션(ST1)에서, 제 1 가동 부재(4)에 보지된 기판(P)의 정렬 정보가 제 1 검출계(9)를 사용하여 취득되고, 제 1 스테이션(ST1)에서, 상기 정렬 정보에 근거하여 제 1 가동 부재(4)에 보지된 기판(P)이 노광되며, 제 1 스테이션(ST1)에서의 제 1 가동 부재(4)에 보지된 기판(P)의 노광의 적어도 일부와 병행하여, 제 2 스테이션(ST2)에서, 제 2 가동 부재(5)에 보지된 기판(P)이 노광되고, 제 1 스테이션(ST1)에서의 제 1 가동 부재(4)에 보지된 기판(P)의 노광과, 제 2 스테이션(ST2)에서의 제 2 가동 부재(5)에 보지된 기판(P)의 노광이 완료된 후에, 제 1 가동 부재(4)가 제 1 스테이션(ST1)으로부터 제 2 스테이션(ST2)으로 이동되고, 제 2 스테이션(ST2)에서, 상기 정렬 정보에 근거하여, 제 1 가동 부재(4)에 보지된 기판(P)이 노광되는 노광 장치(EX)가 제공된다.
본 발명의 제 1 형태에 따르면, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있다.
본 발명의 제 2 형태에 따르면, 상기 형태의 노광 장치(EX)를 이용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 2 형태에 따르면, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있는 노광 장치를 이용하여 장치를 제조할 수 있다.
본 발명의 제 3 형태에 따르면, 다중 노광하기 위한 노광 방법으로서, 제 1 스테이션(ST1)에서, 제 1 가동 부재(4)에 보지된 기판(P)의 정렬 정보를 취득하고; 제 1 스테이션(ST1)에서, 상기 정렬 정보에 근거하여, 제 1 가동 부재(4)에 보지된 기판(P)을 노광하며; 제 2 스테이션(ST2)에서, 제 1 스테이션(ST1)에서의 제 1 가동 부재(4)에 보지된 기판(P)의 노광의 적어도 일부와 병행하여, 제 2 가동 부재(5)에 보지된 기판(P)을 노광하고; 제 1 스테이션(ST1)에서의 제 1 가동 부재(4)에 보지된 기판(P)의 노광과, 제 2 스테이션(ST2)에서의 제 2 가동 부재(5)에 보지된 기판(P)의 노광이 완료된 후에, 제 1 스테이션(ST1)으로부터 제 2 스테이션(ST2)으로 제 1 가동 부재(4)를 이동하고, 상기 정렬 정보에 근거하여, 제 2 스테이션(ST2)에서 제 1 가동 부재(4)에 보지된 기판(P)을 노광하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 형태에 따르면, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있다.
본 발명의 제 4 형태에 따르면, 상기 형태의 노광 방법을 이용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 4 형태에 따르면, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있는 노광 방법을 이용하여 디바이스를 제조할 수 있다.
(발명의 효과)
본 발명에 따르면, 스루풋의 저하를 억제하고, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있어, 디바이스의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 노광 장치의 일 실시예를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 제 1 기판 스테이지 및 제 2 기판 스테이지를 위쪽으로부터 본 평면도이다.
도 3은 레이저 간섭 시스템의 일부를 나타내는 도면이다.
도 4는 액침 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제 1 스테이션에서 기판을 노광하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제 2 스테이션에서 기판을 노광하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 노광 장치의 기본적인 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 노광 장치의 기본적인 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 기판 스테이지의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 기판 스테이지의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 11은 기판 스테이지의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 12는 기판 스테이지의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 13은 기판 스테이지의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 14는 기판 스테이지의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 15는 기판 스테이지의 동작을 설명하기 위한 측면도이다.
도 16은 본 실시예에 관한 노광 장치의 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
도 17은 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
(부호의 설명)
1 : 액침 시스템 2 : 간섭 시스템
4 : 제 1 기판 스테이지 5 : 제 2 기판 스테이지
8 : 포커스·레벨링 검출계 9 : 마크 검출계
10 : 제어 장치 AM : 정렬 마크
EL : 노광광 EX : 노광 장치
FL1 : 최종 광학 소자 FL2 : 최종 광학 소자
H : 반송계 LQ : 액체
LR : 액침 영역 P : 기판
PD : 기판 스테이지 구동 장치
PL1 : 제 1 투영계 PL2 : 제 2 투영계
SP1 : 제 1 영역 SP2 : 제 2 영역
ST1 : 제 1 스테이션 ST2 : 제 2 스테이션
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 또, 이하의 설명에서는, XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대하여 설명한다. 그리고, 수평면 내에서의 소정 방향을 X축 방향, 수평면 내에서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 방향 및 Y축 방향의 각각에 직교하는 방향(즉, 연직 방향)을 Z축 방향으로 한다. 또한, X축, Y축 및 Z축에 대한 회전(경사) 방향을 각각, θX, θY 및 θZ 방향으로 한다.
도 1은 본 실시예에 관한 노광 장치(EX)를 나타내는 개략 구성도이다. 본 실시예의 노광 장치(EX)는 기판(P)을 다중 노광하는 노광 장치로서, 기판(P)을 노광하는 제 1 스테이션(ST1)과, 제 1 스테이션(ST1)에서 노광된 기판(P)을 노광하는 제 2 스테이션(ST2)과, 제 1 스테이션(ST1)에서 노광광(EL)을 기판(P)에 조사할 수 있는 제 1 영역(SP1)과, 제 2 스테이션(ST2)에서 노광광(EL)을 기판(P)에 조사할 수 있는 제 2 영역(SP2)을 포함하는 소정 영역 내에서 기판(P)을 보지하여 이동할 수 있는 제 1 기판 스테이지(4)와, 제 1 기판 스테이지(4)와는 독립하여 제 1 영역(SP1)과 제 2 영역(SP2)을 포함하는 소정 영역 내에서 기판(P)을 보지하여 이동할 수 있는 제 2 기판 스테이지(5)와, 제 1 스테이션(ST1)에 배치되고, 기판(P)의 정렬 정보를 취득하는 마크 검출계(9)와, 제 1 스테이션(ST1)에 배치되고, 기판(P) 표면의 면 정보를 취득하는 포커스·레벨링 검출계(8)와, 노광 장치(EX) 전체의 동작을 제어하는 제어 장치(10)를 구비하고 있다. 도 1에는, 제 1 기판 스테이지(4)가 제 2 스테이션(ST2)의 제 2 영역(SP2)에 배치되고, 제 2 기판 스테이지(5)가 제 1 스테이션(ST1)의 제 1 영역(SP1)에 배치되어 있는 상태가 표시되어 있다.
제 1 스테이션(ST1)은 마스크(M)를 보지하여 이동할 수 있는 제 1 마스크 스테이지(6)와, 제 1 마스크 스테이지(6)에 보지되어 있는 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명하는 제 1 조명계(IL1)와, 노광광(EL)으로 조명된 마스크(M)의 패턴 이미지를 기판(P) 상에 투영하는 제 1 투영계(PL1)를 구비하고 있다. 제 2 스테이션(ST2)은 마스크(M)를 보지하여 이동할 수 있는 제 2 마스크 스테이지(7)와, 제 2 마스크 스테이지(7)에 보지되어 있는 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명하는 제 2 조명계(IL2)와, 노광광(EL)으로 조명된 마스크(M)의 패턴 이미지를 기판(P) 상에 투영하는 제 2 투영계(PL2)를 구비하고 있다. 제 1 스테이션(ST1)과 제 2 스테이션(ST2)은 이격시켜 마련된다. 또한, 노광 장치(EX)는 각 스테이지의 위치 정보를 계측하는 레이저 간섭 시스템(2)을 구비하고 있다.
또, 여기서 말하는 기판은 반도체 웨이퍼 등의 기재 상에 감광재(포토 레지스트), 보호막 등의 막을 도포한 것을 포함한다. 마스크는 기판 상에 축소 투영되는 디바이스 패턴을 형성한 레티클을 포함한다. 또한, 본 실시예에 있어서는, 마스크로서 투과형 마스크를 이용하지만, 반사형 마스크를 이용하여도 좋다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 제 1 스테이션(ST1)에서는, 액체(LQ)를 거치지 않고서 기판(P)에 노광광(EL)을 조사하는 건식 노광이 실행되고, 제 2 스테이 션(ST2)에서는, 액체(LQ)를 거쳐 기판(P)에 노광광(EL)을 조사하는 액침 노광이 실행된다. 제 2 스테이션(ST2)에는, 제 2 투영계(PL2)의 이미지면 근방의 노광광(EL)의 광로 공간을 액체(LQ)로 채우기 위한 액침 시스템(1)의 적어도 일부가 마련된다. 본 실시예에 있어서는, 액체(LQ)로서, 물(순수(純水))이 이용된다.
제 1, 제 2 조명계(IL1, IL2)의 각각은 제 1, 제 2 마스크 스테이지(6, 7)의 각각에 보지된 마스크(M) 상의 소정의 조명 영역(IA1, IA2)을 균일한 조도 분포의 노광광(EL)으로 조명하는 것이다. 제 1, 제 2 조명계(IL1, IL2)로부터 사출되는 노광광(EL)으로는, 예컨대, 수은 램프로부터 사출되는 휘선(g선, h선, I선) 및 KrF 엑시머 레이저광(파장 248㎚) 등의 원자외광(DUV광), ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚) 및 F2 레이저광(파장 157㎚) 등의 진공 자외광(VUV 광) 등이 이용된다. 본 실시예에 있어서는 ArF 엑시머 레이저광이 이용된다.
제 1, 제 2 마스크 스테이지(6, 7)의 각각은, 리니어 모터 등의 액추에이터를 포함하는 마스크 스테이지 구동 장치에 의해, 마스크(M)를 보지한 상태로, X축, Y축 및 θZ 방향으로 이동 가능하다. 제 1, 제 2 마스크 스테이지(6, 7)(나아가서는 마스크(M))의 위치 정보는 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 계측된다. 레이저 간섭 시스템(2)은 제 1, 제 2 마스크 스테이지(6, 7) 상에 마련된 반사경(6K, 7K)을 이용하여, 제 1, 제 2 마스크 스테이지(6, 7) 각각의 위치 정보를 계측하는 레이저 간섭계(2Mx, 2My)를 갖고 있다. 레이저 간섭계(2Mx)는 X축 방향을 계측 축으로 하는 계측광을 반사경(6K, 7K)에 조사할 수 있고, 제 1, 제 2 마스크 스테이지(6, 7) 의 X축 방향에 관한 위치를 계측한다. 레이저 간섭계(2My)는 Y축 방향을 계측 축으로 하는 계측광을 반사경(6K, 7K)에 조사할 수 있고, 제 1, 제 2 마스크 스테이지(6, 7)의 Y축 방향에 관한 위치를 계측한다. 또한, 레이저 간섭계(2Mx) 및 레이저 간섭계(2My)의 적어도 한쪽을 복수 마련하여, X축 방향을 계측 축으로 하는 계측광 및 Y축 방향을 계측 축으로 하는 계측광의 적어도 한쪽을 복수 조사함으로써, 레이저 간섭 시스템(2)은 그 복수의 계측광을 이용하여, 제 1, 제 2 마스크 스테이지(6, 7)의 θZ 방향의 위치 정보를 계측할 수 있다. 제어 장치(10)는 레이저 간섭 시스템(2)의 계측 결과에 근거하여 마스크 스테이지 구동 장치를 제어하고, 제 1, 제 2 마스크 스테이지(6, 7) 각각에 보지되어 있는 마스크(M)의 위치 제어를 행한다.
또, 반사경은 평면 거울뿐만 아니라 코너 큐브(레토로 리플렉터)를 포함하는 것으로 하여도 좋고, 반사경을 마스크 스테이지에 고정하여 마련하는 대신, 예컨대, 마스크 스테이지의 단면(측면)을 경면 가공하여 반사면을 형성하여도 좋다. 또한, 마스크 스테이지는, 예컨대, 일본 공개 특허 공보 평8-130179호(대응 미국 특허 공보 제6,721,034호)에 개시되는 조미동(租微動) 가능한 구성으로 하여도 좋다.
제 1, 제 2 투영계(PL1, PL2)의 각각은 마스크(M)의 패턴 이미지를 소정의 투영 배율로 기판(P)에 투영하는 것으로서, 복수의 광학 소자를 갖고, 그들 광학 소자는 경통(PK)에 의해 보지되어 있다. 본 실시예의 제 1, 제 2 투영계(PL1, PL2)는 그 투영 배율이, 예컨대, 1/4, 1/5, 1/8 등의 축소계이며, 전술한 조명 영 역과 공역인 투영 영역에 마스크 패턴의 축소 이미지를 형성한다. 또, 제 1, 제 2 투영계(PL1, PL2)는 축소계, 등배계 및 확대계의 어느 것이라도 좋다. 또한, 제 1, 제 2 투영계(PL1, PL2)는 반사 광학 소자를 포함하지 않는 굴절계, 굴절 광학 소자를 포함하지 않는 반사계, 반사 광학 소자와 굴절 광학 소자를 포함하는 반사 굴절계의 어느 것이라도 좋다. 또한, 제 1, 제 2 투영계(PL1, PL2)는 도립상(倒立像)과 정입상(正立像)의 어느 것을 형성하여도 좋다.
다음에, 기판(P)을 보지하여 이동할 수 있는 기판 스테이지(4, 5)에 대하여, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는 기판 스테이지(4, 5)를 위쪽으로부터 본 평면도이다.
도 1 및 도 2에서, 제 1 기판 스테이지(4)는 스테이지 본체(4B)와, 스테이지 본체(4B) 상에 탑재된 제 1 기판 테이블(4T)과, 제 1 기판 테이블(4T)에 마련되고, 기판(P)을 보지하는 기판 홀더(4H)를 구비하고 있다. 기판 홀더(4H)는 제 1 기판 테이블(4T) 상에 마련된 오목부(4R)에 배치되어 있고, 제 1 기판 테이블(4T)의 오목부(4R) 주위의 상면(4F)은 기판 홀더(4H)에 보지된 기판(P)의 표면과 거의 같은 높이(일면)로 되는 평탄면으로 되어 있다. 또, 기판 홀더(4H)에 보지된 기판(P)의 표면과 제 1 기판 테이블(4T)의 상면(4F) 사이에 단차가 있어도 좋다.
제 2 기판 스테이지(5)는 제 1 기판 스테이지(4)와 동등한 구성을 갖고, 스테이지 본체(5B)와, 스테이지 본체(5B) 상에 탑재된 제 2 기판 테이블(5T)과, 제 2 기판 테이블(5T)에 마련되고, 기판(P)을 보지하는 기판 홀더(5H)를 구비하고 있다. 기판 홀더(5H)는 제 2 기판 테이블(5T) 상에 마련된 오목부(5R)에 배치되어 있고, 제 2 기판 테이블(5T)의 오목부(5R) 주위의 상면(5F)은 기판 홀더(5H)에 보지된 기판(P)의 표면과 거의 같은 높이(면일치)로 되는 평탄면으로 되어 있다. 또, 기판 홀더(5H)에 보지된 기판(P)의 표면과 제 2 기판 테이블(5T)의 상면(5F) 사이에 단차가 있어도 좋다.
또, 기판 테이블(4T, 5T)의 상면(4F, 5F)은 그 일부, 예컨대, 기판(P)을 둘러싸는 소정 영역만, 기판(P)의 표면과 거의 같은 높이로 하여도 좋다. 또한, 본 실시예에서는 기판 홀더(4H, 5H)와 기판 테이블(4T, 5T)을 개별적으로 구성하고, 예컨대, 진공 흡착 등에 의해 기판 홀더(4H, 5H)를 기판 테이블(4T, 5T)의 오목부에 고정하고 있지만, 기판 홀더(4H, 5H)를 기판 테이블(4T, 5T)과 일체적으로 형성하여도 좋다.
노광 장치(EX)는 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)를 구동하는 기판 스테이지 구동 장치(PD)를 구비하고 있다. 기판 스테이지 구동 장치(PD)는 스테이지 본체(4B, 5B)의 각각을, 베이스 부재(BP) 상에서 X축 방향, Y축 방향 및 θZ 방향으로 이동함으로써, 그 스테이지 본체(4B, 5B) 상에 탑재되어 있는 기판 테이블(4T, 5T)을 X축 방향, Y축 방향 및 θZ 방향으로 이동시킬 수 있는 제 1 구동계(PD1)와, 스테이지 본체(4B, 5B)에 대하여 기판 테이블(4T, 5T)을 Z축 방향, θX 방향 및 θY 방향으로 이동시킬 수 있는 제 2 구동계(PD2)를 구비하고 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 스테이지 본체(4B, 5B)의 각각은, 에어 베어링(4A, 5A)에 의해, 베이스 부재(BP)의 상면(가이드면)에 대하여 비접촉 지지되어 있다. 베이스 부재(BP)의 상면은 XY 평면과 거의 평행하며, 제 1 기판 스테이지(4)와 제 2 기판 스테이지(5)는 베이스 부재(BP) 상을 XY 평면을 따라 각각 독립적으로 이동 가능하다.
기판 스테이지 구동 장치(PD)의 제 1 구동계(PD1)는 리니어 모터 등의 액추에이터를 포함하고, 베이스 부재(BP) 상에 비접촉 지지되어 있는 스테이지 본체(4B, 5B)를 X축 방향, Y축 방향 및 θZ 방향으로 이동시킬 수 있다. 도 2에서, 제 1 구동계(PD1)는 리니어 모터(80, 81, 82, 83, 84, 85)를 구비하고 있다. 제 1 구동계(PD1)는 Y축 방향으로 연장하는 한 쌍의 Y축 리니어 가이드(91, 93)를 구비하고 있다. 한쪽의 Y축 리니어 가이드(91) 상에는, 2개의 슬라이더(90, 94)가 비접촉 상태로 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 마찬가지로, 다른 쪽의 Y축 리니어 가이드(93) 상에는, 2개의 슬라이더(92, 95)가 비접촉 상태로 Y축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 본 실시예에서는, 코일 유닛을 구비한 슬라이더(90, 94)와 자석 유닛을 구비한 Y축 리니어 가이드(91)에 의해, 무빙 코일형 Y축 리니어 모터(82, 84) 각각의 적어도 일부가 형성된다. 마찬가지로, 슬라이더(92, 95)와 Y축 리니어 가이드(93)에 의해, 무빙 코일형 Y축 리니어 모터(83, 85) 각각의 적어도 일부가 형성된다.
Y축 리니어 모터(82, 83)의 슬라이더(90, 92)는 X축 방향으로 연장하는 X축 리니어 가이드(87)의 길이 방향의 일단 및 타단의 각각에 고정되어 있다. 또한, Y축 리니어 모터(84, 85)의 슬라이더(94, 95)는 X축 방향으로 연장하는 X축 리니어 가이드(89)의 길이 방향의 일단 및 타단의 각각에 고정되어 있다. 따라서, X축 리니어 가이드(87)는 Y축 리니어 모터(82, 83)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하고, X축 리니어 가이드(89)는 Y축 리니어 모터(84, 85)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하다.
또한, 한쪽의 X축 리니어 가이드(87) 상에는, 슬라이더(86)가 비접촉 상태로 X축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 마찬가지로, 다른 쪽의 X축 리니어 가이드(89) 상에는, 슬라이더(88)가 비접촉 상태로 X축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다.
또한, 도 2에서, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 각각은, 예컨대, 일본 공개 특표 공보 제2000-511704호(대응 미국 특허 공보 제6,262,796호), 일본 공개 특허 공보 제2001-223159호(대응 미국 특허 공보 제6,498,350호) 등에 개시되어 있는 조인트 부재(96, 98)를 통해, 슬라이더(86, 88)에 릴리스 가능하게 접속되어 있다. 제 1 기판 스테이지(4)는 스테이지 본체(4B)의 -Y쪽의 측면에 마련된 제 1 조인트 부재(41)와, +Y쪽의 측면에 마련된 제 2 조인트 부재(42)를 구비하고 있다. 마찬가지로, 제 2 기판 스테이지(5)는 스테이지 본체(5B)의 -Y쪽의 측면에 마련된 제 3 조인트 부재(51)와, +Y쪽의 측면에 마련된 제 4 조인트 부재(52)를 구비하고 있다. 슬라이더(86)에 마련된 조인트 부재(96)는 스테이지 본체(4B, 5B)의 제 1, 제 3 조인트 부재(41, 51)의 각각과 교대로 접속되고, 슬라이더(88)에 마련된 조인트 부재(98)는 스테이지 본체(4B, 5B)의 제 2, 제 4 조인트 부재(42, 52)의 각각과 교대로 접속된다. 이들 조인트 부재를 통해, 슬라이더(86)는 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)와 교대로 접속되고, 슬라이더(88)는 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)와 교대로 접속된다.
그리고, 자석 유닛을 구비한 슬라이더(86)와 코일 유닛을 구비한 X축 리니어 가이드(87)에 의해, 무빙 마그네트형 X축 리니어 모터(80)의 적어도 일부가 형성되고, 자석 유닛을 구비한 슬라이더(88)와 코일 유닛을 구비한 X축 리니어 가이드(89)에 의해, 무빙 마그네트형 X축 리니어 모터(81)의 적어도 일부가 형성된다. 제어 장치(10)는 X축 리니어 모터(80, 81)를 구동함으로써, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 X축 방향의 위치를 제어할 수 있다.
또한, 제어 장치(10)는 한 쌍의 Y축 리니어 모터(82, 83)를 이용하여, X축 리니어 가이드(87)를 구동함으로써, 슬라이더(86)에 조인트 부재(96)를 통해 접속된 제 1 기판 스테이지(4) 또는 제 2 기판 스테이지(5)의 Y축 방향의 위치를 제어할 수 있다. 마찬가지로, 제어 장치(10)는 한 쌍의 Y축 리니어 모터(84, 85)를 이용하여, X축 리니어 가이드(89)를 구동함으로써, 슬라이더(88)에 조인트 부재(98)를 통해 접속된 제 1 기판 스테이지(4) 또는 제 2 기판 스테이지(5)의 Y축 방향의 위치를 제어할 수 있다. 또한, 제어 장치(10)는 한 쌍의 Y축 리니어 모터(82, 83) 각각의 구동량(추진력)을 약간 다르게 함으로써, 슬라이더(86)에 접속된 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 θZ 방향의 위치를 제어할 수 있다. 마찬가지로, 제어 장치(10)는 한 쌍의 Y축 리니어 모터(84, 85) 각각의 구동량(추진력)을 약간 다르게 함으로써, 슬라이더(88)에 접속된 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 θZ 방향의 위치를 제어할 수 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 스테이지 구동 장치(PD)의 제 2 구동계(PD2)는 스테이지 본체(4B, 5B)와 기판 테이블(4T, 5T) 사이에 개재된, 예컨대, 보이스 코일 모터 등의 액추에이터(4V, 5V)를 포함한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판 테이블(4T)은 적어도 3개의 액추에이터(4V)에 의해 스테이지 본체(4B) 상에 지지되어 있다. 액추에이터(4V)의 각각은 스테이지 본체(4B)에 대하여 기판 테이블(4T)을 Z축 방향으로 독립하여 이동시킬 수 있다. 제어 장치(10)는 3개의 액추에이터(4V) 각각의 구동량을 조정함으로써, 스테이지 본체(4B)에 대하여 기판 테이블(4T)을 Z축 방향, θX 방향 및 θY 방향으로 구동한다. 마찬가지로, 기판 테이블(5T)은 적어도 3개의 액추에이터(5V)에 의해 스테이지 본체(5B) 상에 지지되어 있고, 제어 장치(10)는 3개의 액추에이터(5V) 각각의 구동량을 조정함으로써, 스테이지 본체(5B)에 대하여 기판 테이블(5T)을 Z축 방향, θX 방향 및 θY 방향으로 이동시킬 수 있다.
이와 같이, 제 1, 제 2 구동계(PD1, PD2)를 포함하는 기판 스테이지 구동 장치(PD)는 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 기판 테이블(4T, 5T)의 각각을, X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ 방향의 6자유도의 방향으로 이동시킬 수 있다. 제어 장치(10)는, 기판 스테이지 구동 장치(PD)를 제어함으로써, 기판 테이블(4T, 5T)의 기판 홀더(4H, 5H)에 보지된 기판(P) 표면의 X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ 방향의 6자유도의 방향에 관한 위치를 제어할 수 있다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 베이스 부재(BP) 상에는, 제 1 영역(SP1) 및 제 2 영역(SP2)이 설정되어 있다. 제 1 영역(SP1)은 제 1 스테이션(ST1)에 설정되어 있고, 제 1 투영계(PL1)의 복수의 광학 소자 중, 제 1 투영계(PL1)의 이미지면에 가장 가까운 최종 광학 소자(FL1)의 하면과 대향하는 영역을 포함한다. 제 2 영역(SP2)은, 제 1 영역(SP1)과는 다른 영역으로서, 제 2 스테이션(ST2)에 설정되고 있고, 제 2 투영계(PL2)의 복수의 광학 소자 중, 제 2 투영계(PL2)의 이미지면에 가장 가까운 최종 광학 소자(FL2)의 하면과 대향하는 영역을 포함한다. 제어 장치(10)는 기판 스테이지 구동 장치(PD)(제 1 구동계(PD1))를 이용하여, 제 1 기판 스테이지(4) 및 제 2 기판 스테이지(5)의 각각을, 제 1 영역(SP1)과 제 2 영역(SP2)을 포함하는 베이스 부재(BP) 상의 소정 영역 내에서 이동시킬 수 있다. 즉, 제 1 기판 스테이지(4) 및 제 2 기판 스테이지(5)는 각각 제 1 스테이션(ST1)과 제 2 스테이션(ST2) 사이를 이동할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 기판 테이블(4T, 5T)의 각각에는, 최종 광학 소자(FL1, FL2)와 대향 가능한, 노광에 관한 계측을 행하는 계측 영역(74, 75)이 마련된다. 계측 영역(74)은 제 1 기판 스테이지(4)의 기판 테이블(4T) 상의 소정 위치에 마련된다. 본 실시예에 있어서는, 기판 테이블(4T)의 계측 영역(74)은 2개의 계측 영역(74A, 74B)을 갖고 있다. 또한, 계측 영역(75)은 제 2 기판 스테이지(5)의 기판 테이블(5T) 상의 소정 위치에 마련된다. 기판 테이블(5T)의 계측 영역(75)도 기판 테이블(4T)과 마찬가지로, 2개의 계측 영역(75A, 75B)을 갖고 있다. 그리고, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5) 상의 계측 영역(74, 75)의 각각에는, 예컨대, 일본 공개 특허 공보 제2002-158168호(대응 미국 특허 공보 제6,710,849호)에 개시되어 있는 바와 같이, 기준면(71), 기준 마크(기준 마스크)(72) 및 개구(73)가 마련되어 있고, 개구(73)의 아래(기판 테이블(4T, 5T)의 내부)에는, 개구(73)를 통과한 광을 수광할 수 있는 광 센서(70)의 적어도 일부가 마련된다.
다음에, 도 1 및 도 3을 참조하면서, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 위치 정보를 계측하는 레이저 간섭 시스템(2)의 일례에 대하여 설명한다. 레이저 간섭 시스템(2)은 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 기판 테이블(4T, 5T)의 소정 위치에 마련된 반사면(2Ka, 2Kb)을 이용하여, 기판 테이블(4T, 5T)의 X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ 방향의 6자유도의 방향에 관한 위치 정보를 계측할 수 있다.
레이저 간섭 시스템(2)은 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 기판 테이블(4T, 5T) 각각의 소정 위치에 마련된 반사면(2Ka, 2Kb)을 이용하여, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)(기판 테이블(4T, 5T))의 위치 정보를 계측하는 레이저 간섭계(2Px, 2Py, 2Pz)를 갖고 있다. 레이저 간섭계(2Px, 2Py, 2Pz)는 제 1 스테이션(ST1) 및 제 2 스테이션(ST2)의 각각에 마련되고, 제 1 스테이션(ST1)에 마련된 레이저 간섭계(2Px, 2Py, 2Pz)는 제 1 스테이션(ST1)에 존재하는 제 1 기판 스테이지(4)(또는 제 2 기판 스테이지(5))의 위치 정보를 계측하고, 제 2 스테이션(ST2)에 마련된 레이저 간섭계(2Px, 2Py, 2Pz)는 제 2 스테이션(ST2)에 존재하는 제 2 기판 스테이지(5)(또는 제 1 기판 스테이지(4))의 위치 정보를 계측한다.
레이저 간섭계(2Px)는 X축 방향을 계측 축으로 하는 계측광을 반사면(2Ka)에 조사할 수 있고, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 X축 방향에 관한 위치를 계측한다. 레이저 간섭계(2Py)는 Y축 방향을 계측 축으로 하는 계측광을 반사면(2Ka)에 조사할 수 있고, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 Y축 방향에 관한 위치를 계측한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 레이저 간섭계(2Pz)는 Z축 방향을 계측 축으로 하는 계측광을 반사면(2Kb)에 조사할 수 있고, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 Z축 방향에 관한 위치를 계측한다. 반사면(2Kb)은 위쪽을 향하도록 소정 각도(예컨대, 45도) 경사져 있고, 레이저 간섭계(2Pz)로부터 사출되어, 반사면(2Kb)에 조사된 계측광은 반사면(2Kb)에서 반사되어, 소정의 지지 프레임(FC)에 마련된 반사면(2Kc)에 조사된다. 그리고, 그 반사면(2Kc)에서 반사된 계측광은 기판 테이블(4T, 5T)의 반사면(2Kb)을 통과한 후, 레이저 간섭계(2Pz)에 수광된다. 레이저 간섭계(2Pz)는 그 수광된 계측광을 이용하여, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 Z축 방향의 위치 정보를 계측할 수 있다. 또, 기판 테이블(기판 스테이지)의 Z축 방향의 위치 정보를 계측할 수 있는 레이저 간섭계(Z 간섭계)에 관한 기술은, 예컨대, 일본 공개 특허 공보 제2000-323404호(대응 미국 특허 공보 제6,674,510호), 일본 공개 특표 공보 제2001-513267호(대응 미국 특허 공보 제6,208,407호) 등에 개시되어 있다.
또한, 레이저 간섭계(2Px) 및 레이저 간섭계(2Py)의 적어도 한쪽을 복수 마련하여, X축 방향을 계측 축으로 하는 계측광 및 Y축 방향을 계측 축으로 하는 계측광의 적어도 한쪽을 복수 조사함으로써, 레이저 간섭 시스템(2)은 그 복수의 계측광을 이용하여, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 θZ 방향의 위치 정보를 계측할 수 있다. 또한, 레이저 간섭계(2Pz)를 복수 마련하여, Z축 방향을 계측 축으로 하는 계측광을 복수 조사함으로써, 레이저 간섭 시스템(2)은 그 복수의 계측광을 이용하여, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 θX, θY 방향의 위치 정보를 계측할 수 있다.
그리고, 제어 장치(10)는, 레이저 간섭 시스템(2)의 계측 결과에 근거하여, 기판 스테이지 구동 장치(PD)를 구동하고, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 기판 테이블(4T, 5T)의 위치 제어를 제어함으로써, 기판 테이블(4T, 5T)의 기판 홀더(4H, 5H)에 보지되어 있는 기판(P)의 위치를 제어한다.
이하의 설명에 있어서는, 레이저 간섭계(2Px, 2Py, 2Pz)의 각각을, X 간섭계(2Px), Y 간섭계(2Py), Z 간섭계(2Pz)라고 적절히 부른다.
제 1 스테이션(ST1)에는, 기판(P)의 정렬 정보(X축, Y축 및 θZ 방향에 관한 위치 정보)를 취득하는 마크 검출계(9)가 배치되어 있다. 마크 검출계(9)는 액체(LQ)를 거치지 않고 검출광(La)을 기판(P)에 조사하여, 정렬 정보를 취득한다. 마크 검출계(9)는 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)에 보지된 기판(P) 상에 마련된 정렬 마크를 검출함으로써, 정렬 정보를 취득한다. 또한, 마크 검출계(9)는 계측 영역(74, 75)에 마련된 기준 마크(72)를 검출할 수 있다.
또한, 제 1 스테이션(ST1)에는, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)에 보지되어 있는 기판(P) 표면의 면 정보(Z축, θX 및 θY 방향에 관한 면 위치 정보)를 검출하는 포커스·레벨링 검출계(8)가 배치되어 있다. 포커스·레벨링 검출계(8)는 기판(P) 표면에 경사 방향으로부터 검출광(Lf)을 조사하는 투사계(8A)와, 기판(P) 표면에 조사되고, 그 기판(P)의 표면에서 반사된 검출광(Lf)을 수광할 수 있는 수광계(8B)를 구비하고 있다. 포커스·레벨링 검출계(8)는 제 1 스테이션(ST1)에 배치된 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)에 보지된 기판(P) 표면의 면 위치 정보를 검출 한다.
또한, 포커스·레벨링 검출계는 그 복수의 계측점에서 각각 기판의 Z축 방향의 위치 정보를 계측함으로써, 기판의 θX 및 θY 방향의 경사 정보(회전각)를 검출하는 것이다. 또한, 예컨대, 레이저 간섭계가 기판의 Z축, θX 및 θY 방향의 위치 정보를 계측할 수 있을 때는, 기판의 노광 동작 중에 그 Z축 방향의 위치 정보를 계측할 수 있도록 포커스·레벨링 검출계를 마련하지 않아도 좋고, 적어도 노광 동작 중에는 레이저 간섭계의 계측 결과를 이용하여 Z축, θX 및 θY 방향에 관한 기판(P)의 위치 제어를 행하도록 하여도 좋다.
또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 스테이션(ST1)의 근방에는, 기판(P)을 교환하기 위한 반송계(H)가 마련된다. 제어 장치(10)는 반송계(H)를 이용하여, 제 1 스테이션(ST1)의 기판 교환 위치(로딩 포지션)(RP)로 이동한 제 1 기판 스테이지(4)(또는 제 2 기판 스테이지(5)) 상으로부터 노광 처리된 기판(P)을 언로드(반출)함과 아울러, 노광 처리해야 하는 기판(P)을 제 1 기판 스테이지(4)(또는 제 2 기판 스테이지(5))에 로드(반입)하는 기판 교환 작업을 할 수 있다.
다음에, 도 4를 참조하면서 액침 시스템(1)에 대하여 설명한다. 상술한 바와 같이, 제 1 스테이션(ST1)에서는, 액체(LQ)를 거치지 않고 노광광(EL)이 기판(P)에 조사되고, 제 2 스테이션(ST2)에서는, 액체(LQ)를 통해 노광광(EL)이 기판(P)에 조사된다. 액침 시스템(1)은 제 2 투영계(PL2)의 최종 광학 소자(FL2)의 광 사출 쪽의 노광광(EL)의 광로 공간을 액체(LQ)로 채우기 위한 것으로서, 제 2 스테이션(ST2)에서는, 제 2 투영계(PL2) 및 액체(LQ)를 거쳐 노광광(EL)이 기판(P) 에 조사된다. 본 실시예에 있어서는, 액침 시스템(1)은 제 2 투영계(PL2)의 최종 광학 소자(FL2)의 하면과, 그 최종 광학 소자(FL2)의 하면과 대향하는 위치에 배치된 기판 스테이지(4, 5) 상의 기판(P) 표면과의 사이의 노광광(EL)의 광로 공간을 액체(LQ)로 채운다.
액침 시스템(1)은 최종 광학 소자(FL2)와 기판(P) 사이의 노광광(EL)의 광로의 근방에 마련되고, 그 광로에 대하여 액체(LQ)를 공급하기 위한 공급구(12) 및 액체(LQ)를 회수하기 위한 회수구(22)를 갖는 노즐 부재(30)와, 공급관(13) 및 노즐 부재(30)의 내부에 형성된 공급 유로(14)를 거쳐 공급구(12)에 액체(LQ)를 공급하는 액체 공급 장치(11)와, 노즐 부재(30)의 회수구(22)로부터 회수된 액체(LQ)를, 노즐 부재(30)의 내부에 형성된 회수 유로(24) 및 회수관(23)을 거쳐 회수하는 액체 회수 장치(21)를 구비하고 있다.
액침 시스템(1)의 동작은 제어 장치(10)로 제어된다. 제어 장치(10)는 액침 시스템(1)을 제어하여, 액체 공급 장치(11)에 의한 액체 공급 동작과 액체 회수 장치(21)에 의한 액체 회수 동작을 병행되어 실행함으로써, 최종 광학 소자(FL2)와 기판(P) 사이의 노광광(EL)의 광로 공간을 액체(LQ)로 채우도록, 기판(P) 상에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 형성한다. 또한, 본 실시예의 노광 장치(EX)는 최종 광학 소자(FL2)와 기판(P) 사이의 노광광(EL)의 광로에 채워진 액체(LQ)가, 제 2 투영계(PL2)의 투영 영역(AR2)을 포함하는 기판(P) 상의 일부 영역에, 투영 영역(AR2)보다 크고 또한 기판(P)보다 작은 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 국소적으로 형성하는 국소 액침 방식을 채용하고 있다. 노광 장치(EX)는 노광광(EL)의 광로 공간을 액체(LQ)로 채우는 것에 의해, 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 아울러 초점 심도를 실질적으로 넓혀 기판(P)을 노광할 수 있다.
또, 액침 영역(LR)은 기판(P) 상뿐만 아니라, 제 2 투영계(PL2)의 이미지면 쪽에서, 최종 광학 소자(FL2)와 대향하는 위치(바로 아래의 위치)에 배치된 물체 상, 예컨대, 제 1 기판 스테이지(4) 및 제 2 기판 스테이지(5)의 적어도 한쪽의 상면에 형성 가능하다.
또, 액침 시스템이, 예컨대, 일본 공개 특허 공보 제2004-289126호(대응 미국 특허 공보 제6,952,253호), 일본 공개 특허 공보 제2004-289128호(대응 미국 특허 공보 제7,075,616호)에 개시되어 있는 바와 같이, 최종 광학 소자를 둘러싸도록 마련되고, 최종 광학 소자의 광 사출 쪽의 광로를 포함하는 소정 공간을 액체(LQ)로 채우기 위한 밀봉 부재를 구비하고 있어도 좋다.
본 실시예에 있어서는, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)의 노광을 실행한 후, 제 2 스테이션(ST2)에서, 제 1 스테이션(ST1)에서 노광된 기판 스테이지(4(5)) 상의 기판(P)의 노광(다중 노광)을 실행한다. 즉, 제어 장치(10)는 제 1 스테이션(ST1)에서 노광된 기판(P)의 감광층을, 현상 공정 등을 거치지 않고, 제 2 스테이션(ST2)에서 재차 노광한다. 또한, 제어 장치(10)는 제 1 스테이션(ST1)에서의 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)의 노광의 적어도 일부와 병행하여, 제 2 스테이션(ST2)에서, 기판 스테이지(5(4))에 보지된 기판(P)의 노광을 실행한다.
또한, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 검출계(8, 9)를 이용하여, 기판(P)의 위치 정보(정렬 정보, 면 정보)를 취득하고, 그 취득한 위치 정보에 근거하여, 제 1 스테이션(ST1)에서의 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)의 노광을 실행한다. 또한, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서 취득된 위치 정보에 근거하여, 제 2 스테이션(ST2)에서의 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)의 노광을 실행한다. 즉, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 검출계(8, 9)를 사용하여 취득한 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)의 위치 정보에 근거하여, 제 1 스테이션(ST1)에서의 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)의 노광과, 제 2 스테이션(ST2)에서의 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)의 노광을 실행한다.
또한, 본 실시예에 있어서, 제어 장치(10)는 제 1 스테이션(ST1)에서의 노광을 제 1 노광 조건으로 실행하고, 제 2 스테이션(ST2)에서의 노광을 제 1 노광 조건과는 다른 제 2 노광 조건으로 실행한다. 제 1 및 제 2 노광 조건은 기판(P)의 이동 조건, 기판(P)에 대한 노광광(EL)의 조사 조건 및 노광광(EL)의 광로를 채우는 매체 조건의 적어도 하나를 포함한다. 또, 제 1 및 제 2 노광 조건은 그 전부가 다를 필요는 없고, 그 일부만 달라도 좋다.
물론, 제 1 스테이션에서 기판(P)에 투영되는 패턴과 제 2 스테이션에서 기판(P)에 투영되는 패턴이 다를 뿐, 제 1 노광 조건과 제 2 노광 조건은 동일하여도 좋다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 제 1 스테이션(ST1)에서는, 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P) 상에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 형성하지 않고서, 그 기판(P) 상에 노광광(EL)을 조사하는 건식 노광이 실행되고, 제 2 스테이 션(ST2)에서는, 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P) 상에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 형성하고, 그 기판(P) 상에 액체(LQ)를 거쳐 노광광(EL)을 조사하는 액침 노광이 실행된다. 즉, 제 1 스테이션(ST1)에서, 기판(P)의 노광 중에, 투영 광학계(PL1)와 기판(P) 사이의 노광광(EL)의 광로를 채우는 매체는 기체이며, 제 2 스테이션(ST2)에서, 기판(P)의 노광 중에, 투영 광학계(PL2)와 기판(P) 사이의 노광광(EL)의 광로를 채우는 매체는 액체(LQ)이다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 제 1 스테이션(ST1)에서는, 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)을 거의 정지시킨 상태로, 그 기판(P) 상의 각 샷 영역에 노광광(EL)이 조사되는, 소위, 정지 노광이 실행된다. 제 2 스테이션(ST2)에서는, 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)을 이동하면서, 그 기판(P) 상의 각 샷 영역에 노광광(EL)이 조사되는, 소위, 주사 노광이 실행된다.
또, 제 1 스테이션에서도 주사 노광을 실행하고, 제 2 스테이션에서 정지 노광을 실행하여도 좋다. 또한, 양쪽의 스테이션에서 정지 노광 또는 주사 노광을 실행하여도 좋다.
도 5는 제 1 스테이션(ST1)에서의 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)을 노광하는 동작을 설명하기 위한 평면도이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 기판(P) 상에는, 노광 대상 영역인 복수의 샷 영역(S1~S21)이 매트릭스 형상으로 설정되어 있다. 또한, 본 실시예의 기판(P) 상에는, 각 샷 영역(S1~S21)의 각각에 대응하도록 복수의 정렬 마크(AM)가 마련된다. 마크 검출계(9)는 기판(P) 상의 정렬 마크(AM)를 액체(LQ)를 거치지 않고 검출한다.
제 1 스테이션(ST1)에서는, 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P) 상에 액침 영역을 형성하지 않고, 제어 장치(10)는 제 1 마스크 스테이지(6)에 보지된 마스크(M)와 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)을 거의 정지한 상태로 마스크(M)의 패턴 이미지로 하나의 샷 영역을 일괄 노광하고, 다음 샷 영역을 노광하기 위해 기판(P)을 단계 이동시키는 스텝·엔드·리피트 방식으로, 기판(P) 상의 복수의 샷 영역(S1~S21)을 순차적으로 건식 노광한다. 제 1 스테이션(ST1)의 제 1 투영계(PL1)의 투영 영역(AR1)은 샷 영역(S1~S21)에 따른 형상과 크기를 갖고 있고, 도 5에서는 거의 정방형 형상으로 설정되어 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 기판(P) 상의 어느 샷 영역에 대한 노광광(EL)의 조사와, 기판(P) 상의 정렬 마크(AM)에 대한 마크 검출계(9)에 의한 검출광(La)의 조사 및 수광을 거의 동시에 실행할 수 있게 되어 있다. 기판(P) 상에서의 노광광(EL)의 조사 영역(투영 영역)(AR1)과, 마크 검출계(9)에 의한 검출광(La)의 조사 영역(AR3)의 위치 관계는 서로 조사를 방해하지 않도록 최적화되어 있고, 마크 검출계(9)는 제 1 스테이션(ST1)에서의 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)의 노광 중에도, 그 기판(P) 상의 정렬 마크(AM)를 검출할 수 있게 되어 있다.
또, 본 실시예의 검출계(9)는 투영 광학계(PL1)를 사용하지 않고 기판(P) 상의 정렬 마크(AM)를 검출하지만, 투영 광학계(PL1)의 적어도 일부의 광학 소자를 통과한 검출광(La)으로 기판(P) 상의 정렬 마크(AM)를 검출하여도 좋다.
도 6은 제 2 스테이션(ST2)에서의 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P)을 노광하는 동작을 설명하기 위한 평면도이다. 제 2 스테이션(ST2)에서는, 기판 스테이지(4(5))에 보지된 기판(P) 상에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 형성하고, 제어 장치(10)는 제 1 스테이션(ST1)에서 건식 노광된 후의 기판(P) 상의 복수의 샷 영역(S1~S21)을 순차적으로 액침 노광한다. 제 2 스테이션(ST2)에서는, 기판(P)의 샷 영역(S1~S21)의 각각을 노광할 때, 제어 장치(10)는, 도 6 중, 예컨대, 화살표 y1로 나타내는 바와 같이, 제 2 투영계(PL2)의 투영 영역(AR2) 및 그것을 덮는 액침 영역(LR)과 기판(P)을 상대적으로 이동하면서, 액침 영역(LR)의 액체(LQ)를 거쳐 기판(P) 상에 노광광(EL)을 조사한다. 제어 장치(10)는 제 2 투영계(PL2)의 투영 영역(AR2)(노광광(EL))이 기판(P)에 대하여 화살표 y1을 따라 이동하도록, 기판 스테이지(4(5))의 동작을 제어한다. 즉, 제 2 스테이션(ST2)에서는, 제어 장치(10)는 제 2 마스크 스테이지(7)에 보지되어 있는 마스크(M)와 기판 스테이지(4(5))에 보지되어 있는 기판(P)을 소정의 주사 방향(여기서는 Y축 방향)으로 동기 이동하면서 마스크(M)에 형성된 패턴 이미지로 하나 샷 영역을 노광하고, 다음에 샷 영역을 노광하기 위해 기판(P)을 단계 이동시키는 스텝·엔드·스캔 방식으로, 기판(P) 상의 복수의 샷 영역(S1~S21)을 순차적으로 액침 노광한다. 제 2 스테이션(ST2)의 제 2 투영계(PL2)의 투영 영역(AR2)은 샷 영역(S1~S21)보다 작게 형성되고, 도 6에서는 X축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형 형상(슬릿 형상)으로 설정되어 있다.
또한, 제 1, 제 2 스테이션(ST1, ST2)에서의 기판(P)에 대한 노광광(EL)의 조사 조건은, 예컨대, 제 1, 제 2 마스크 스테이지(6, 7)에 보지되어 있는 마스 크(M)나, 기판(P) 상에 형성하고자 하는 패턴 등에 따라 각각 최적화되어 있다.
또, 도 5 및 도 6에는, 제 1 기판 스테이지(4) 및 그 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)이 표시되어 있지만, 제 2 기판 스테이지(5) 및 그 제 2 기판 스테이지(5)에 보지된 기판(P)도 마찬가지이다.
다음에, 상술한 노광 장치(EX)를 이용하여 기판(P)을 노광하는 방법에 대하여 도 7 및 도 8의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 이하, 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)을 다중 노광하는 동작에 대하여 주로 설명한다.
제 1 스테이션(ST1)에서의 처리의 개시가 지령되면(단계 SA1), 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 기판 교환 위치(RP)에 제 1 기판 스테이지(4)를 배치하고, 반송계(H)를 이용하여, 그 제 1 기판 스테이지(4)에 노광 처리해야 할 기판(P)을 반입(로드)한다(단계 SA2).
그리고, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 위치 정보의 취득 동작을 시작한다. 한편, 제 2 스테이션(ST2)에는, 제 2 기판 스테이지(5)가 배치되어 있고, 제 1 스테이션(ST1)에서 노광 처리된 기판(P)의 노광이 시작된다.
제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 정렬 정보를 마크 검출계(9)를 사용하여 취득한다. 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 제 1 기판 스테이지(4)를 XY 방향으로 이동하고, 마크 검출계(9)의 검출 영역에, 제 1 기판 스테이지(4) 상의 계측 영역(74)을 배치한다. 그리고, 제어 장치(10)는, X 간섭계(2Px) 및 Y 간섭계(2Py)에서, 제 1 기판 스테이 지(4)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치 정보를 계측하면서, 마크 검출계(9)를 이용하여, 제 1 기판 스테이지(4) 상의 계측 영역(74)에 마련된 기준 마크(72)를 검출한다(단계 SA3). 마크 검출계(9)는 액체(LQ)를 거치지 않고, 검출광(La)을 계측 영역(74)에 조사함과 아울러, 계측 영역(74)으로부터의 광을 수광하여, 기준 마크(72)를 검출한다.
이에 따라, 제어 장치(10)는 레이저 간섭 시스템(2)(X, Y 간섭계(2Px, 2Py))에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 계측 영역(74) 상의 기준 마크(72)의 X축 방향 및 Y축 방향에 관한 위치 정보를 구할 수 있다. 또한, 마크 검출계(9)가 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 규정되는 좌표계 내에 검출 기준 위치를 갖고 있는 경우, 제어 장치(10)는 마크 검출계(9)의 검출 기준 위치와 기준 마크(72)의 위치 관계를 구할 수 있다.
또한, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, X 간섭계(2Px) 및 Y 간섭계(2Py)에서, 기판(P)을 보지한 제 1 기판 스테이지(4)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치 정보를 계측하면서, 마크 검출계(9)를 이용하여, 기판(P) 상의 복수의 샷 영역과 소정의 위치 관계로 그 기판(P) 상에 마련된 정렬 마크(AM)를 검출한다(단계 SA4). 마크 검출계(9)는 액체(LQ)를 거치지 않고, 검출광(La)을 기판(P)에 조사하여, 소정 개수(예컨대, 8개)의 정렬 마크(AM)를 검출한다.
이하의 설명에서는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 기판(P)의 노광 전에 마크 검출계(9)를 사용하여 정렬 마크(AM)를 검출함으로써 정렬 정보를 취득하는 동작을 적절히, 노광 전의 정렬 정보 취득 동작이라고 한다.
이에 따라, 제어 장치(10)는 레이저 간섭 시스템(2)(X, Y 간섭계(2Px, 2Py))에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 각 정렬 마크(AM)의 X축 방향 및 Y축 방향에 관한 위치 정보를 구할 수 있다.
제어 장치(10)는, 단계 SA4에서 구한 기판(P) 상의 각 정렬 마크(AM)의 위치 정보에 근거하여, 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 소정 기준 위치에 대한, 기판(P) 상의 복수의 샷 영역(S1~S21) 각각의 위치 정보를 연산 처리에 의해 구한다(단계 SA5). 기판(P) 상의 복수의 샷 영역(S1~S21) 각각의 위치 정보를 연산 처리에 의해 구할 때는, 예컨대, 일본 공개 특허 공보 소61-44429호에 개시되어 있는 바와 같이, 소위 EGA(Enhanced·Global·Alignment)법을 이용하여 구할 수 있다. 제어 장치(10)는 레이저 간섭 시스템(2)의 출력으로부터, 소정 기준 위치에 대하여, 기판(P) 상의 각 샷 영역(S1~S21)이 어디에 위치하고 있는지를 알 수 있다.
제어 장치(10)는 레이저 간섭 시스템(2)으로 제 1 기판 스테이지(4)의 위치 정보를 계측하면서, 계측 영역(74)에 마련된 광 센서(70)를 이용하여, 마스크(M)에 마련되는 정렬 마크의 투영 이미지(공간 이미지)를 검출한다(단계 SA6).
즉, 제어 장치(10)는 제 1 투영계(PL1)와 계측 영역(74)을 대향시키고, 마스크(M)에 마련되는 정렬 마크를 노광광(EL)으로 조명한다. 이에 따라, 마스크(M)에 마련되는 정렬 마크의 공간 이미지는 제 1 투영계(PL1)를 거쳐 계측 영역(74)에 투영되고, 제 1 기판 스테이지(4)의 계측 영역(74)에 마련되는 광 센서(70)는 마스크(M)에 마련되는 정렬 마크의 공간 이미지를, 액체(LQ)를 거치지 않고 계측할 수 있다. 제어 장치(10)는 레이저 간섭 시스템(2)(X, Y 간섭계(2Px, 2Py))에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 공간 이미지(투영 이미지)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치를, 계측 영역(74)에 마련된 광 센서(70)(개구(73))를 이용하여 구할 수 있다.
마스크(M) 상의 패턴과 정렬 마크는 소정의 위치 관계로 형성되어 있고, 계측 영역(74)에서의 기준 마크(72)와 개구(73)(광 센서)의 위치 관계도 이미 공지되어 있기 때문에, 제어 장치(10)는, 단계 SA6의 계측 결과에 근거하여, 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 소정 기준 위치와 마스크(M)의 패턴 투영 위치의 관계를 도출할 수 있다(단계 SA7).
또, 상술한 마크 검출계(9)에서의 기준 마크의 검출과, 마크 검출계(9)에서의 정렬 마크의 검출과, 공간 이미지 계측의 실행 순서는 도 7에 나타내는 것에 한정되는 것은 아니고, 적절히 교체할 수 있다.
제어 장치(10)는 단계 SA5에서 구한, 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 소정 기준 위치와 기판(P) 상의 각 샷 영역(S1~S21)의 위치 관계(소정 기준 위치에 대한 샷 영역(S1~S21)의 배열 정보) 및 단계 SA7에서 구한, 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 소정 기준 위치와 마스크(M)의 패턴 투영 위치의 관계에 근거하여, 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 기판(P) 상의 각 샷 영역과 마스크(M)의 패턴 투영 위치의 관계를 도출한다(단계 SA8).
그리고, 제어 장치(10)는, 단계 SA8에서 구한 기판(P) 상의 각 샷 영역(S1~S21)과 마스크(M)의 패턴 투영 위치의 관계에 근거하여, 제 1 구동계(PD1)를 제어하여, 기판(P)의 X축 방향, Y축 방향, θZ 방향의 위치를 제어함으로써, 마스크(M)의 패턴 이미지의 투영 위치와, 기판(P) 상의 샷 영역(S1~S21)의 각각을 위치 정렬하면서, 기판(P) 상의 각 샷 영역(S1~S21)을 순차적으로 노광한다(단계 SA9).
기판(P) 상의 샷 영역(S1~S21)의 각각을 노광할 때에는, 제어 장치(10)는 기판(P)의 면 정보를 포커스·레벨링 검출계(8)를 이용하여 검출하고, 제 1 투영계(PL1)의 이미지면과 기판(P) 표면의 위치 관계(Z축 방향, θX, θY 방향의 위치 관계)를 조정하면서, 마스크(M)의 패턴 이미지를 각 샷 영역(S1~S21)에 노광한다. 즉, 포커스·레벨링 검출계(8)는 제 1 스테이션(ST1)에서의 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 노광 중에, 기판(P)의 면 정보를 취득함과 아울러, 그 정보에 근거하여 제 1 투영계(PL1)의 이미지면과 기판(P) 표면의 위치 관계를 피드백 제어한다. 또, 본 실시예에 있어서, 제 1 투영계(PL1)의 이미지면과 기판(P) 표면의 위치 관계는 기판(P)을 움직이는 것에 따라 조정되지만, 그 이미지면을 움직여도 좋고, 양쪽을 움직여도 좋다.
이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 마크 검출계(9)를 사용하여 취득된 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 정렬 정보와, 제 1 스테이션(ST1)에서, 포커스·레벨링 검출계(8)를 사용하여 취득된 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 면 정보에 근거하여, 제 1 스테이션(ST1)에서의 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P) 상의 복수의 샷 영역(S1~S21)의 노광을 순차적으로 실행한다.
또한, 마크 검출계(9)는 제 1 스테이션(ST1)에서의 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 노광 중에도, 그 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 정렬 정보를 취득한다. 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이, 제 1 스테이션(ST1)에서는, 샷 영역에 대한 노광광(EL)의 조사와, 정렬 마크(AM)에 대한 마크 검출계(9)에 의한 검출광(La)의 조사가, 거의 동시에 실행 가능하게 되어 있다. 또한, 제 1 스테이션(ST1)에서는, 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)을 거의 정지시킨 상태로, 기판(P) 상에 노광광(EL)이 조사되기 때문에, 마크 검출계(9)에 의한 정렬 마크(AM)의 검출을 원활하게 실행할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 있어서, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서의 기판(P)의 노광 중에, 마크 검출계(9)를 이용하여, 기판(P) 상의 정렬 마크(AM)를 추가로 검출한다. 마크 검출계(9)는 액체(LQ)를 거치지 않고, 검출광(La)을 기판(P)에 조사하여, 소정 개수(예컨대, 5개)의 정렬 마크(AM)를 추가로 검출한다.
이하의 설명에 있어서는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 기판(P)의 노광 중에 마크 검출계(9)를 사용하여 정렬 마크(AM)를 검출함으로써 정렬 정보를 취득하는 동작을 적절히, 노광 중인 정렬 정보 취득 동작이라고 부른다.
본 실시예에 있어서는, 노광 전의 정렬 정보 취득 동작에 의해 8개의 정렬 마크(AM)가 검출되고, 노광 중인 정렬 정보 취득 동작에 따라 5개의 정렬 마크(AM)가 검출되므로, 제 1 스테이션(ST1)에서의 노광 후에는, 13개의 정렬 마크(AM)의 검출이 완료된다.
또한, 상술한 바와 같이, 제어 장치(10)는 제 1 스테이션(ST1)에서의 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 노광 중에, 포커스·레벨링 검출계(8)를 이 용하여, 그 기판(P)의 면 정보를 액체(LQ)를 거치지 않고 검출하고 있다. 제어 장치(10)는 X, Y 간섭계(2Px, 2Py)의 출력을 모니터링하면서, 제 1 기판 스테이지(4)를 XY 평면 내에서 이동하면서 기판(P) 표면의 면내(XY 평면 내)에 있어서의 복수의 검출점에서의 면 위치 정보를 포커스·레벨링 검출계(8)를 이용하여 검출하고 있기 때문에, 기판(P) 표면의 복수의 검출점의 위치 정보에 근거하여, 맵 데이터를 작성하고, 그 맵 데이터에 근거하여, 기판(P) 표면의 각 샷 영역의 근사 평면(근사 표면)을 구할 수 있다(단계 SA10).
제어 장치(10)는 포커스·레벨링 검출계(8)에 의한 기판(P) 표면의 면 정보의 검출 동작과 병행하여, Z 간섭계(2Pz)를 이용하여, 제 1 기판 스테이지(4)의 Z축 방향의 위치 정보를 계측한다. 또한, 제어 장치(10)는 소정의 타이밍(기판(P)의 노광 개시 전 및/또는 노광 종료 후)에 제 1 스테이션(ST1)에서, Z 간섭계(2Pz)에서, 제 1 기판 스테이지(4)의 Z축 방향의 위치 정보를 계측하면서, 포커스·레벨링 검출계(8)를 이용하여, 제 1 기판 스테이지(4) 상의 계측 영역(74)에 마련된 기준면(71)을 검출한다. 이에 따라, 제어 장치(10)는 포커스·레벨링 검출계(8)의 검출 결과와 Z 간섭계(2Pz)의 계측 결과를 관련지을 수 있다.
따라서, 제어 장치(10)는 레이저 간섭 시스템(2)(Z 간섭계(2Pz))에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 기판(P) 표면의 복수의 검출점에서의 면 위치 정보를 구할 수 있어, 기준면(71)을 기준으로 한, 기판(P) 표면의 각 샷 영역의 근사 평면을 구할 수 있다. 제어 장치(10)는 구한 기판(P)의 근사 평면을 기억한다.
제 1 스테이션(ST1)에서의 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 노광 과, 제 2 스테이션(ST2)에서의 제 2 기판 스테이지(5)에 보지된 기판(P)의 노광이 완료된 후(단계 SA11), 제어 장치(10)는 제 1 기판 스테이지(4)를 제 2 스테이션(ST2)으로 이동시킴과 아울러, 제 2 기판 스테이지(5)를 제 1 스테이션(ST2)으로 이동시킨다(단계 SA12).
제어 장치(10)는 노광 처리된 기판(P)을 보지한 제 2 기판 스테이지(5)를 제 2 스테이션(ST2)으로부터 제 1 스테이션(ST1)으로 이동시킨 후, 제 1 스테이션(ST1)에서, 제 2 기판 스테이지(5)로부터 다중 노광 후의 기판(P)을 반송계(H)를 이용하여 언로드한다. 또한, 제 1 스테이션(ST1)에서는, 반송계(H)에 의해, 노광 처리되어야 하는 기판(P)이 제 2 기판 스테이지(5)에 로드된다.
한편, 제어 장치(10)는 제 1 스테이션(ST1)에서 노광된 기판(P)을 보지한 제 1 기판 스테이지(4)를 제 2 스테이션(ST2)으로 이동하고, 제 2 스테이션(ST2)에서의 처리를 시작한다(단계 SA13).
제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서 취득된 정렬 정보에 근거하여, 기판(P) 상의 샷 영역(S1~S21)의 위치 정보의 재도출을 실행한다(단계 SA13). 즉, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 노광 전 및 노광 중에 취득된 정렬 정보에 근거하여, 기판(P) 상의 샷 영역(S1~S21)의 위치 정보의 재도출을 실행한다.
제어 장치(10)는, 상술한 노광 전의 정렬 정보 취득 동작 및 노광 중인 정렬 정보 취득 동작의 각각에서 검출한 13개의 정렬 마크(AM)의 위치 정보를 이용하여, 기판(P) 상의 복수의 샷 영역(S1~S21) 각각의 위치 정보를, 예컨대, EGA법에 근거 하는 연산 처리에 의해 재도출한다. 이에 따라, 제어 장치(10)는 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 소정 기준 위치에 대한, 제 2 스테이션(ST2)에서의 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P) 상의 복수의 샷 영역(S1~S21) 각각의 위치 정보를 구할 수 있다.
제어 장치(10)는 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 제 1 기판 스테이지(4)의 위치 정보를 계측하면서, 계측 영역(74)에 마련된 광 센서(70)를 이용하여, 마스크(M)에 마련되는 정렬 마크의 투영 이미지(공간 이미지)를 계측한다(단계 SA15).
제어 장치(10)는 제 2 투영계(PL2)와 계측 영역(74)을 대향시켜, 마스크(M)에 마련되는 정렬 마크를 노광광(EL)에서 조명한다. 여기서, 계측 영역(74) 상에는, 액침 시스템(1)에 의해 액체(LQ)의 액침 영역(LR)이 형성되고, 제 2 투영계(PL2)의 최종 광학 소자(FL2)와 계측 영역(74) 사이의 광로는 액체(LQ)로 채워진다. 마스크(M)에 마련되는 정렬 마크의 공간 이미지는 제 2 투영계(PL2) 및 액체(LQ)를 거쳐 계측 영역(74)에 투영되고, 제 1 기판 스테이지(4)의 계측 영역(74)에 마련되는 광 센서(70)는 마스크(M)에 마련되는 정렬 마크의 공간 이미지를 액체(LQ)를 거쳐 계측한다. 이에 따라, 제어 장치(10)는 레이저 간섭 시스템(2)(X, Y 간섭계(2Px, 2Py))에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 공간 이미지(투영 이미지)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치를, 계측 영역(74)에 마련된 광 센서(70)(개구(73))를 이용하여 구할 수 있다.
마스크(M) 상의 패턴과 정렬 마크는 소정의 위치 관계로 형성되어 있고, 계측 영역(74)에서의 기준 마크(72)와 개구(73)(광 센서)의 위치 관계도 이미 공지되 어 있기 때문에, 제어 장치(10)는, 단계 SA15의 계측 결과에 근거하여, 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 소정 기준 위치와 마스크(M)의 패턴 투영 위치의 관계를 도출할 수 있다(단계 SA16).
또, 상술한 샷 영역의 위치 관계의 재도출의 실행은 제 2 스테이션(ST2)에서의 처리 개시 전에 행하여도 좋고, 공간 이미지의 계측과 병행하여 실행하도록 하여도 좋다.
제어 장치(10)는 단계 SA14에서 구한, 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 소정 기준 위치와 기판(P) 상의 각 샷 영역(S1~S21)의 위치 관계(소정 기준 위치에 대한 샷 영역의 배열 정보), 및 단계 SA16에서 구한, 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 소정 기준 위치와 마스크(M)의 패턴 투영 위치의 관계에 근거하여, 레이저 간섭 시스템(2)에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 기판(P) 상의 각 샷 영역(S1~S21)과 마스크(M)의 패턴 투영 위치의 관계를 도출한다(단계 SA17).
여기서, 상술한 단계 SA15 등에서, 광 센서(70)를 이용하여 공간 이미지를 계측할 때, 제 2 투영계(PL2) 및 액체(LQ)를 거쳐 형성되는 이미지면과 기준면(71)이 거의 일치하도록 기판 테이블(4T)의 위치 및 자세가 제어된다. 이에 따라, Z 간섭계(2Pz)의 계측값과 제 2 투영계(PL2) 및 액체(LQ)를 거쳐 형성되는 이미지면과 기준면(71)의 관계가 규정되고, 제어 장치(10)는 단계 SA10에서 구해진 기판(P) 표면의 근사 평면과 Z 간섭계(2Pz)의 계측값과 제 2 투영계(PL2) 및 액체(LQ)를 거쳐 형성되는 이미지면의 관계를 결정할 수 있다.
제어 장치(10)는 단계 SA10에서 구한, 기판(P) 표면의 근사 평면, 및 제 2 투영계(PL2) 및 액체(LQ)를 거쳐 형성되는 이미지면과 관련되어 있는 Z 간섭계(2Pz)의 계측값에 근거해, 제 2 구동계(PD2)를 제어하여, 기판(P) 표면(노광면)의 위치를 조정함과 아울러, 단계 SA17에서 구한, 기판(P) 상의 각 샷 영역(S1~S21)과 마스크(M)의 패턴 투영 위치의 관계에 근거해, 제 1 구동계(PD1)를 제어하여, 기판(P)의 X축 방향, Y축 방향, θZ 방향의 위치를 조정하고, 기판(P) 상의 복수의 샷 영역(S1~S21)을 순차적으로 액침 노광한다(단계 SA18).
이와 같이, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 마크 검출계(9)를 사용하여, 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 노광 전 및 노광 중에 취득된 정렬 정보에 근거하여, 제 2 스테이션(ST2)에서의 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 노광을 실행한다. 또한, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 기판(P)의 노광 중에 포커스·레벨링 검출계(8)를 사용하여 취득된 기판(P)의 면 정보에 근거하여, 제 2 스테이션(ST2)에서의 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 노광을 실행한다.
제 2 스테이션(ST2)에서의 제 1 기판 스테이지(4) 상의 기판(P)에 대한 액침 노광이 종료된 후, 제어 장치(10)는 제 2 스테이션(ST2)의 제 1 기판 스테이지(4)를 제 1 스테이션(ST1)으로 이동시킨다(단계 SA20). 이것과 병행하여, 제 1 스테이션(ST1)에서 노광 처리를 끝낸 기판(P)을 보지한 제 2 기판 스테이지(5)가 제 2 스테이션(ST2)으로 이동된다. 제어 장치(10)는 제 1 스테이션(ST1)으로 이동된 제 1 기판 스테이지(4)에 보지되어 있는 노광 처리된 기판(P)을, 반송계(H)를 이용하 여 언로드한다(단계 SA21).
제어 장치(10)는 제 1 기판 스테이지(4)와 제 2 기판 스테이지(5)를 제 1 스테이션(ST1)과 제 2 스테이션(ST2) 사이에서 이동하고, 복수의 기판(P)을 순차적으로 다중 노광하는 동작을 반복한다.
다음에, 기판(P)을 다중 노광할 때의 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 동작에 대하여, 도 9 내지 도 14의 평면도 및 도 15의 측면도를 참조하면서 설명한다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 제 1 스테이션(ST1)에는 제 1 기판 스테이지(4)가 배치되고, 제 2 스테이션(ST2)에는 제 2 기판 스테이지(5)가 배치되어 있다. 제어 장치(10)는 제 1 스테이션(ST1)에서의 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 건식 노광과, 제 2 스테이션(ST2)에서의 제 2 기판 스테이지(5)에 보지된 기판(P)의 액침 노광의 적어도 일부를 병행하여 실행한다.
제 1 스테이션(ST1)에서의 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 노광과, 제 2 스테이션(ST2)에서의 제 2 기판 스테이지(5)에 보지된 기판(P)의 노광이 완료된 후, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(10)는 제 2 투영계(PL2)의 최종 광학 소자(FL2)와 제 2 기판 스테이지(5)를 대향시켜 최종 광학 소자(FL2)와 제 2 기판 스테이지(5) 사이에서 액체(LQ)를 보지한 상태로, 그 제 2 기판 스테이지(5)에 제 1 기판 스테이지(4)를 접근시킨다. 본 실시예에 있어서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판 스테이지(4)의 X축 방향으로 연장하는 -Y쪽의 단부와, 제 2 기판 스테이지(5)의 X축 방향으로 연장하는 +Y쪽의 단부를 접근시킨다.
제어 장치(10)는 스테이지 구동 장치(PD)를 이용하여, 제 1 기판 스테이지(4)와 제 2 기판 스테이지(5)의 위치 관계를 조정할 수 있고, 도 11 및 도 15에 나타내는 바와 같이, 제 2 투영계(PL2)의 바로 아래의 위치를 포함하는 소정의 영역 내에서, 제 1 기판 스테이지(4)의 상면(4F)과 제 2 기판 스테이지(5)의 상면(5F)을 접근 또는 접촉시킨 상태에서, 제 1 기판 스테이지(4)와 제 2 기판 스테이지(5)를 XY 방향으로 함께 이동시킴으로써, 액침 시스템(1)에 의해 형성된 액침 영역(LR)을 제 1 기판 스테이지(4)의 상면(4F)과 제 2 기판 스테이지(5)의 상면(5F) 사이에서 이동시킬 수 있다. 제어 장치(10)는 제 2 기판 스테이지(5) 상에 형성되어 있는 액침 영역(LR)을 제 1 기판 스테이지(4) 상으로 이동시킨다. 또한, 예컨대, 한쪽의 기판 스테이지(5)로부터 다른 쪽의 기판 스테이지(4)로 액침 영역을 이동시킬 때에, 적어도 한쪽의 기판 스테이지의 상면의 위치를 조정하여, 제 1 기판 스테이지(4)의 상면과 제 2 기판 스테이지(5)의 상면이 거의 일면으로 되는 것이 바람직하다.
다음에, 제어 장치(10)는 제 2 투영계(PL2)의 최종 광학 소자(FL2)와 제 1 기판 스테이지(4) 사이에서 액체(LQ)를 보지한 상태로, 레이저 간섭 시스템(2)을 이용하여, 제 1, 제 2 기판 스테이지(4, 5)의 위치 정보를 계측하면서, 제 1 기판 스테이지(4)와 제 2 기판 스테이지(5)를, 스위칭 동작을 행하기 위해 소정의 위치 관계로 한다. 본 실시예에 있어서는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(10)는 제 2 기판 스테이지(5)를 제 1 기판 스테이지(4)의 -X쪽에 배치한다. 제 1 기판 스테이지(4) 상에는 액침 영역(LR)이 계속 형성된다.
다음에, 도 13에 나타내는 바와 같이, 슬라이더(86)의 조인트 부재(96)와 제 2 기판 스테이지(5)의 제 3 조인트 부재(51)의 접속 및 슬라이더(88)의 조인트 부재(98)와 제 1 기판 스테이지(4)의 제 2 조인트 부재(42)의 접속이 해제되고, 제 2 기판 스테이지(5)가 제 4 조인트 부재(52) 및 조인트 부재(98)를 거쳐, 리니어 모터(81)의 슬라이더(88)에 접속됨과 아울러, 제 1 기판 스테이지(4)가 제 1 조인트 부재(41) 및 조인트 부재(96)를 거쳐, 리니어 모터(80)의 슬라이더(86)에 접속된다.
이와 같이, 제 2 기판 스테이지(5)에 접속되어 있던 리니어 모터(80)의 슬라이더(86)가 제 1 기판 스테이지(4)에 접속되고, 제 1 기판 스테이지(4)에 접속되어 있던 리니어 모터(81)의 슬라이더(88)가 제 2 기판 스테이지(5)에 접속되어, 스위칭 동작이 완료된다.
그리고, 도 14에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(10)는 기판 스테이지 구동 장치(PD)를 제어하여, 제 2 기판 스테이지(5)를 제 1 스테이션(ST1)의 제 1 영역(SP1)으로 이동함과 아울러, 제 1 기판 스테이지(4)를 제 2 스테이션(ST2)의 제 2 영역(SP2)의 소정 위치에 배치한다. 그리고, 제어 장치(10)는, 제 1 스테이션(ST1)에서 취득된 정렬 정보에 근거하여, 제 2 스테이션(ST2)에서의 제 1 기판 스테이지(4)에 보지된 기판(P)의 액침 노광을 실행한다. 제 1 스테이션(ST1)에서는, 제 2 기판 스테이지(5)로부터 다중 노광 후의 기판(P)이 반송계(H)에 의해 언로드된다.
이상 설명한 바와 같이, 기판(P)을 노광하는 제 1 스테이션(ST1)과, 제 1 스 테이션(ST1)에서 노광된 기판(P)을 노광하는 제 2 스테이션(ST2)을 마련했으므로, 기판(P)을 다중 노광할 때에도, 예컨대, 각 노광에서 마스크를 교환하거나, 조명 조건 등의 노광 조건을 변경하는 동작이 감소되기 때문에, 노광 장치(EX)의 가동율의 저하, 스루풋의 저하를 억제하고, 기판(P)을 효율적으로 다중 노광할 수 있다.
도 16의 (A)는 본 실시예에 대한 노광 장치(EX)의 제 1, 제 2 스테이션(ST1, ST2)의 각각에 있어서의 시퀀스를 모식적으로 나타내는 도면, 도 16의 (B)는 기판을 노광하는 스테이션을 하나만 구비한 노광 장치가 기판을 2중 노광하는 시퀀스를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 16의 (A)에 나타내는 바와 같이, 복수의 스테이션(ST1, ST2)에서 노광 동작을 병행하여 행함으로써, 노광 장치(EX)의 가동율의 저하, 스루풋의 저하를 억제할 수 있다. 한편, 도 16의 (B)에 나타내는 바와 같이, 하나의 스테이션에서 기판을 2중 노광하는 경우, 마스크를 교환하는 시간, 또는 조명 조건을 변경하는 시간이 필요하여, 노광 장치(EX)의 가동율 저하를 초래한다. 또한, 도 16의 (B)와 같이, 하나의 스테이션에서 기판을 2중 노광하는 경우, 한쪽의 노광에 액침법이 적용되면, 다른 쪽의 노광에서도 액침법이 적용되어야 한다. 이것은 다른 쪽의 노광이 낮은 해상도로 충분한 경우에도, 고해상도를 필요로 하는 한쪽의 노광에 투영 광학계(PL)의 개구수를 일치시킬 필요가 있기 때문이다. 따라서, 한쪽의 노광에 액침법이 적용되면, 다른 쪽이 보다 고속으로 동작 가능한 기체 중에서의 노광(소위, 건식 노광)으로 충분함에도 불구하고, 다른 쪽의 노광에도 보다 많은 동작 시간이 필요할 가능성이 있는 액침법을 적용해야만 한다. 본 실시예에 있어서는, 노광 장치(EX)에, 기판(P)을 노광하는 스테이션을 복수 마련했 으므로, 기판(P)을 효율적으로 다중 노광할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 마크 검출계(9)를 이용하여 정렬 정보를 취득하고, 포커스·레벨링 검출계(8)를 이용해 면 정보를 취득하며, 그들 취득한 정보에 근거하여, 제 1 스테이션(ST1)에서의 노광과 제 2 스테이션(ST2)에서의 노광을 행하고 있다. 이와 같이, 본 실시예에 있어서는, 기판(P)의 위치 정보를 취득하기 위한 동작이 억제되어, 스루풋의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 제 1 스테이션(ST1)에서는, 기판(P)의 노광 중에, 마크 검출계(9)를 이용하여 정렬 정보를 추가로 취득하거나, 포커스·레벨링 검출계(8)를 이용하여 면 정보를 취득하고 있어, 복수의 처리가 병행해서 행해지고 있기 때문에, 이것에 의해서도, 스루풋의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 제 1 스테이션(ST1)에서의 기판(P)의 노광 중에 정렬 정보를 추가로 취득하고, 그 추가의 정렬 정보를 부가하여, 제 2 스테이션(ST2)에서의 기판(P)의 정렬(위치 맞춤)을 실행하도록 하고 있으므로, 제 2 스테이션(ST2)에서의 기판(P)의 노광 처리를 보다 정밀도 좋게 실행할 수 있다. 이것은 제 2 스테이션(ST2)에서의 노광 처리의 정밀도(해상도)가 제 1 스테이션(ST1)에서의 노광 처리의 정밀도(해상도) 보다 높은 경우(제 1 스테이션보다 미세한 패턴의 이미지로 제 2 스테이션에서의 기판(P)의 노광을 실행하는 경우)에 효과적이다.
또한, 다중 노광에 있어서는, 서로 다른 패턴을 기판(P) 상에 노광하는 것이 일반적이지만, 각각의 노광에서, 반드시 동등한 노광 정밀도가 필요한 것으로는 한정되지 않는다. 기판(P)을 다중 노광하는 경우에 있어서, 예컨대, 1회째의 노광에 서의 해상도와 2회째의 노광에서의 해상도가 서로 다르거나, 1회째의 노광에서의 투영계의 광학 성능과 2회째의 노광에서의 투영계의 광학 성능이 서로 달라도 좋을 가능성이 있다. 예컨대, 1회째의 노광에서의 투영계의 개구수가, 2회째의 노광에서의 투영계의 개구수보다 적어도 좋을 가능성이 있다. 기판(P)을 노광하는 스테이션(투영계)이 하나인 경우에는, 예컨대, 개구수가 큰 투영계를 이용하여, 해상도가 비교적 낮더라도 허용되는 노광을 해 버린다고 하는 상황이 발생할 가능성이 있다. 본 실시예에 있어서는, 제 1, 제 2 스테이션(ST1, ST2)의 각각에, 목표 해상도에 따른 광학 성능(개구수)을 갖는 제 1, 제 2 투영계(PL1, PL2)를 마련할 수 있어, 장치 비용의 상승을 억제하고, 기판(P)을 효율적으로 노광할 수 있다.
상술한 실시예에 있어서는, 제 1 스테이션(ST1)에서의 노광에서 허용되는 해상도는 비교적 낮게, 비교적 작은 개구수의 제 1 투영계(PL1)를 이용하여, 초점 심도를 크게 한 상태로, 비교적 큰 투영 영역(AR1)에서, 스텝·엔드·리피트 방식으로 기판(P)의 복수의 샷 영역(S1~S21)의 각각을 단시간에 효율적으로 노광하고 있다. 한편, 제 2 스테이션(ST2)에서의 노광 시에 요구되는 해상도는 높고, 비교적 큰 개구수의 제 2 투영계(PL2)를 이용하여, 액침법에 근거해, 노광 파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시킴과 아울러 초점 심도를 실질적으로 넓힌 상태에서, 스텝·엔드·스캔 방식으로 기판(P)의 복수의 샷 영역(S1~S21)의 각각을 고정밀도로 노광하고 있다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 제 1 스테이션(ST1)과 제 2 스테이션(ST2)에서 기판(P)의 노광을 병행하여 행하고 있지만, 작은 개구수의 제 1 투영계(PL1) 를 이용한 제 1 스테이션(ST1)에서의 노광 시간 쪽이, 큰 개구수의 제 2 투영계(PL2)를 이용한 제 2 스테이션(ST2)에서의 노광 시간보다 짧아질 가능성이 높기 때문에, 제 1 스테이션(ST1)에서의 처리에 잉여 시간이 발생할 가능성이 있다. 본 실시예에서는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 기판(P)의 위치 정보(정렬 정보, 면 정보)를 취득하고 있고, 그 잉여 시간을 효과적으로 활용할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 제 2 스테이션(ST2)에서의 노광을 제 1 스테이션(ST1)에서의 노광보다 고해상도로 행하고 있지만, 그 제 2 스테이션(ST2)에서의 노광을 행하기 위한 기판(P) 상의 샷 영역(S1~S21)의 위치 정보를 구할 때, 노광 전의 정렬 정보 취득 동작에서 검출한 정렬 마크(AM)의 위치 정보와, 노광 중인 정렬 정보 취득 동작에서 검출한 정렬 마크(AM)의 위치 정보의 각각을 이용하고 있다. 즉, 제 1 스테이션(ST1)에서의 노광을 행하기 위한 기판(P) 상의 샷 영역(S1~S21)의 위치 정보를 구하기 위한 정렬 마크(AM)의 수보다 많은 수의 정렬 마크(AM)의 위치 정보에 근거하여, 제 2 스테이션(ST2)에서의 노광을 행하기 위한 기판(P) 상의 샷 영역(S1~S21)의 위치 정보를 구하고 있다. 즉, 제 2 스테이션(ST2)에서의 고밀도인 노광에 대응하기 위해, 보다 많은 정렬 마크(AM)의 위치 정보를 이용하여, 샷 영역(S1~S21)의 위치 정보를 고정밀도로 구하고 있다. 제 2 스테이션(ST2)에서의 노광을 행하기 위한 기판(P) 상의 샷 영역(S1~S21)의 위치 정보를 보다 고정밀도로 구함으로써, 제 2 스테이션(ST2)에서 고밀도인 노광 처리를 실행할 수 있다.
또, 상술한 실시예에 있어서는, 제 1 스테이션(ST1)에서의 기판(P)의 노광 중에, 기판(P)의 정렬 마크(AM)를 추가로 검출하고 있지만, 제 1 스테이션(ST1)에서의 기판(P)의 노광 후, 그 기판(P)을 제 2 스테이션(ST2)으로 이동하기 전에, 마크 검출계(9)를 이용하여, 기판(P)의 정렬 마크(AM)를 추가로 검출하도록 하여도 좋다.
또, 노광 전의 정렬 정보 취득 동작에서 검출한 정렬 마크의 위치 정보만으로, 제 2 스테이션(ST2)에서의 기판(P) 정렬을 소망 정밀도로 실행할 수 있는 경우에는, 노광 중인 정렬 정보 취득 동작을 생략하여도 좋다.
또한, 제 1 스테이션(ST1)에서 기판(P)의 노광 전에, 마크 검출계(9)에 의한 기판(P)의 정렬 마크의 검출뿐만 아니라, 포커스·레벨링 검출계(8)에 의한 기판(P)의 면 위치 정보의 취득 동작을 실행하도록 하여도 좋다.
또, 상술한 실시예에 있어서는, 도 15를 참조하여 설명한 바와 같이, 제 1 기판 스테이지(4)와 제 2 기판 스테이지(5)를 접근 또는 접촉시킨 상태로, 제 1 기판 스테이지(4)와 제 2 기판 스테이지(5)를 함께 이동함으로써, 액침 영역(LR)을 제 1 기판 스테이지(4)의 상면(4F)과 제 2 기판 스테이지(5)의 상면(5F) 사이에서 이동하고 있지만, 예컨대, 일본 공개 특허 공보 제2004-289128호(대응 미국 특허 공보 제7,075,616호)에 개시되어 있는 바와 같은 투영계의 최종 광학 소자와의 사이에서 액체(LQ)를 보지 가능한 캡 부재를 이용하여, 제 1 기판 스테이지(4)와 제 2 기판 스테이지(5) 사이에서 액침 영역을 이동시켜도 좋다.
또, 상술한 실시예에 있어서는, 제 1 스테이션(ST1)에서는, 액체(LQ)를 거치지 않고 노광광(EL)을 기판(P)에 조사하는 건식 노광이 실행되고, 제 2 스테이 션(ST2)에서는, 액체(LQ)를 거쳐 노광광(EL)을 기판(P) 상에 조사하는 액침 노광이 실행되지만, 제 1 스테이션(ST1) 및 제 2 스테이션(ST2)의 각각에서 건식 노광이 실행되어도 좋다. 또한, 제 1 스테이션(ST1) 및 제 2 스테이션(ST2)의 각각에서 액침 노광이 실행되어도 좋다. 제 1 스테이션(ST1) 및 제 2 스테이션(ST2)의 각각에서 액침 노광을 실행하는 경우에는, 예컨대, 제 1 스테이션(ST1)에서는 액체로서 물(순수)을 이용하고, 제 2 스테이션(ST2)에서는 액체로서 글리세롤(글리세린) 등의 물보다 높은 굴절율(예컨대, 노광광에 대한 굴절율이 1.6~1.8 정도)을 갖는 것을 이용하도록 하여도 좋다. 또한, 액체(LQ)로는, 물, 글리세롤 이외의 것이라도 좋다. 예컨대, 노광광(EL)의 광원이 F2 레이저인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과하지 않으므로, 액체(LQ)로는 F2 레이저광을 투과시킬 수 있는, 예컨대, 과불화폴리에테르(PFPE)나 불소계 오일 등의 불소계 유체더라도 좋다.
또는, 액체(LQ)로는, 예컨대, 굴절율이 약 1.5인 아이소프로판올, 굴절율이 약 1.61인 글리세롤(글리세린)과 같은 C-H 결합 또는 O-H 결합을 갖는 소정 액체, 헥세인, 헵테인, 데케인 등의 소정 액체(유기 용제), 데카린, 바이사이클로헥실 등의 소정 액체를 들 수 있다. 또는, 이들 소정 액체 중 임의의 2종류 이상의 액체가 혼합된 것이라도 좋고, 순수에 상기 소정 액체가 첨가(혼합)된 것이라도 좋다. 또는, 액체(LQ)로는, 순수에, H+, Cs+, K+, Cl-, SO4 2 -, PO4 2 - 등의 염기 또는 산을 첨가(혼합)한 것이라도 좋다. 또, 순수에 Al 산화물 등의 미립자를 첨가(혼합)한 것이라도 좋다. 이들 액체(LQ)는 ArF 엑시머 레이저광을 투과시킬 수 있다. 또한, 액체(LQ)로는, 광의 흡수 계수가 작고, 온도 의존성이 적으며, 투영 광학계(PL) 및/또는 기판(P)의 표면에 도포되어 있는 감광재(또는 보호막(탑 코팅막) 또는 반사 방지막 등)에 대하여 안정적인 것이 바람직하다.
또한, 최종 광학 소자(LS1, LS2)는, 예컨대, 석영(silica)으로 형성할 수 있다. 또는, 불화칼슘(형석), 불화바륨, 불화스트론튬, 불화리튬, 불화나트륨 및 BaLiF3 등의 불화 화합물의 단결정 재료로 형성되어도 좋다. 아울러, 최종 광학 소자는 루테튬알루미늄가넷(LuAG)으로 형성되어도 좋다. 아울러 불화나트륨 등의 불화 화합물의 단결정 재료로 형성되어도 좋다.
또한, 투영 광학계의 적어도 하나의 광학 소자를, 석영 및/또는 형석보다 굴절율이 높은(예컨대, 1.6 이상) 재료로 형성하여도 좋다. 예컨대, 국제 공개 특허 공보 제2005/059617호 팜플렛에 개시되어 있는 사파이어, 2산화 게르마늄 등, 또는, 국제 공개 특허 공보 제2005/059618호 팜플렛에 개시되어 있는 염화칼륨(굴절율 약 1.75) 등을 이용할 수 있다.
또, 상술한 실시예에 있어서, 제 2 스테이션(ST2)의 투영계는 선단의 광학 소자의 이미지면 쪽의 광로 공간을 액체로 채우고 있지만, 국제 공개 특허 공보 제2004/019128호 팜플렛(대응 미국 공개 특허 공보 제2005/0248856호)에 개시되어 있는 바와 같이, 선단의 광학 소자의 물체면 측의 광로도 액체로 채우는 투영계를 채용할 수도 있다.
또, 상기 실시예의 기판(P)으로는, 반도체 디바이스 제조용 반도체 웨이퍼뿐 만 아니라, 디스플레이 장치용 유리 기판이나, 박막 자기 헤드용 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에서 이용되는 마스크 또는 레티클의 원판(합성 석영, 실리콘웨이퍼) 등이 적용된다. 기판은 그 형상이 원형으로 한정되는 것이 아니라, 직사각형 등 다른 형상이라도 좋다.
또한, 노광 장치(EX)로는, 제 1 패턴과 기판(P)을 거의 정지한 상태에서 제 1 패턴의 축소 이미지를 투영계(예컨대, 1/8 축소 배율로 반사 소자를 포함하지 않는 굴절형 투영계)를 이용하여 기판(P) 상에 일괄 노광하는 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 이 경우, 그 후에, 제 2 패턴과 기판(P)을 거의 정지한 상태에서 제 2 패턴의 축소 이미지를 그 투영계를 이용해서, 제 1 패턴과 부분적으로 겹쳐 기판(P) 상에 일괄 노광하는 스티치 방식의 일괄 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 스티치 방식의 노광 장치로는, 기판(P) 상에서 적어도 2개의 패턴을 부분적으로 겹쳐 전사하여, 기판(P)을 순차 이동시키는 스텝·엔드·스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또, 상술한 실시예에 있어서는, 제 1 스테이션(ST1)에서, 스텝·엔드·리피트 방식으로 노광이 실행되고, 제 2 스테이션(ST2)에서, 스텝·엔드·스캔 방식으로 노광이 실행되고 있지만, 제 2 스테이션(ST2)에서, 스텝·엔드·리피트 방식으로 노광이 실행되고, 제 1 스테이션(ST1)에서, 스텝·엔드·스캔 방식으로 노광이 실행되어도 좋다. 또한, 제 1, 제 2 스테이션(ST1, ST2)의 양쪽에서, 스텝·엔드·리피트 방식으로 노광이 실행되어도 좋고, 스텝·엔드·스캔 방식으로 노광이 실행되어도 좋다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 기판(P)을 노광할 수 있는 스테이션이 2개인 경우를 예로 들어 설명했지만, 기판(P)을 노광할 수 있는 스테이션은 3개 이상의 임의의 복수라도 좋다. 또한, 기판(P)을 보지하여 이동할 수 있는 기판 스테이지도, 2개로 한정되지 않고, 3개 이상의 복수로 마련할 수 있다.
또한, 기판 스테이지에 부가하여, 기준 마크가 형성된 기준 부재나 각종 광전 센서를 탑재한 계측 스테이지가 마련되어도 좋다.
또한, 상기 실시예에 있어서의 노광 장치는 투영 광학계(복수의 투영 모듈)에 대하여 그 위쪽(+Z쪽)에 마스크가 배치되고, 그 아래쪽(-Z쪽)에 기판이 배치되는 것으로 했지만, 예컨대, 국제 공개 특허 공보 제2004/090956호 팜플렛(대응 미국 공개 특허 공보 2006/0023188A1)에 개시되어 있는 바와 같이, 연직 방향(Z축 방향)에 관해서 투영 광학계(복수의 투영 모듈)를 상하 반전시켜 마련하고, 그 위쪽(+Z쪽)에 기판을 배치하고, 그 아래쪽(-Z쪽)에 마스크를 배치하도록 하여도 좋다.
또, 상기 실시예에서는 간섭계 시스템을 이용하여 마스크 스테이지 및 기판 스테이지의 위치 정보를 계측하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 기판 스테이지의 상면에 마련되는 스케일(회절 격자)을 검출하는 인코더 시스템을 이용하여도 좋다. 이 경우, 간섭계 시스템과 인코더 시스템의 양쪽을 구비하는 하이브리드 시스템으로 하고, 간섭계 시스템의 계측 결과를 이용하여 인코더 시스템의 계측 결과를 교정(캘리브레이션)하는 것이 바람직하다. 또한, 간섭계 시스템과 인코더 시스템을 전환하여 이용하거나, 또는 그 양쪽을 이용하여, 기판 스테이지의 위치 제어를 행하도록 하여도 좋다.
또한, 상기 실시예에서는 투영 광학계를 구비한 노광 장치를 예로 들어 설명하였지만, 투영 광학계를 이용하지 않는 노광 장치 및 노광 방법에 본 발명을 적용할 수 있다. 투영 광학계를 이용하지 않는 경우에도, 노광광은 마스크 또는 렌즈 등의 광학 부재를 거쳐 기판에 조사되고, 그와 같은 광학 부재와 기판 사이의 소정 공간에 액침 영역이 형성된다.
노광 장치(EX)의 종류로는, 기판(P)에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용 노광 장치, 박막 자기 헤드, 촬상 소자(CCD), 마이크로머신, MEMS, DNA칩, 또는 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
또, 상술한 실시예에 있어서는, 광 투과성의 기판 상에 소정의 차광 패턴(또는 위상 패턴·감광 패턴)을 형성한 광 투과형 마스크를 이용했지만, 이 마스크대신, 예컨대, 미국 특허 공보 제6,778,257호에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 근거하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 또는 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크(가변 성형 마스크라고도 불리고, 예컨대, 비발광형 화상 표시 소자(공간 광 변조기)의 일종인 DMD(Digital Micro-mirror Device) 등을 포함함)를 이용하여도 좋다.
또한, 예컨대, 국제 공개 특허 공보 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 줄무늬를 기판(P) 상에 형성함으로써, 기판(P) 상에 라인·엔 드·스페이스 패턴을 노광하는 노광 장치(리소그래피 시스템)에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 예컨대, 일본 특허 공표 공보 제2004-519850호(대응 미국 특허 공보 제6,611,316호)에 개시되어 있는 바와 같이, 2개의 마스크 패턴을, 투영 광학계를 거쳐 기판 상에서 합성하고, 1회의 스캔 노광에 의해 기판 상의 하나의 샷 영역을 거의 동시에 2중 노광하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 법령에서 허용되는 한, 상기 실시예 및 변형예에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공개 공보 및 미국 특허 공보의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
이상과 같이, 상기 실시예의 노광 장치(EX)는 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 보지하도록 조립하는 것에 의해 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립의 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 각종 서브시스템으로부터 노광 장치에의 조립 공정은 각종 서브시스템 상호의, 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브시스템으로부터 노광 장치에의 조립 공정 전에, 각 서브시스템 각각의 조립 공정이 있는 것은 물론이다. 각종 서브시스템의 노광 장치에의 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 행해져, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또, 노광 장치의 제조는 온도 및 청정도 등이 관리된 크린룸에서 실행하는 것이 바람직하다.
반도체 장치 등의 마이크로 장치는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 마이크로 장치의 기능·성능 설계를 행하는 단계 201, 이 설계 단계에 근거한 마스크(레티클)를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 상술한 실시예의 노광 장치(EX)에 의해 마스크의 패턴을 기판에 노광하는 공정, 노광한 기판을 현상하는 공정, 현상한 기판의 가열(Cure) 및 에칭 공정 등의 기판 처리 프로세스를 포함하는 단계 204, 디바이스 조립 단계(다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함함) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.

Claims (18)

  1. 다중 노광을 위한 노광 장치로서,
    제 1 스테이션과,
    제 2 스테이션과,
    기판을 보지하고, 적어도 상기 제 1 스테이션과 상기 제 2 스테이션 사이를 이동할 수 있는 제 1 가동 부재와,
    기판을 보지하고, 적어도 제 1 스테이션과 제 2 스테이션 사이를 이동할 수 있는 제 2 가동 부재와,
    상기 제 1 스테이션에 배치된 제 1 검출계를 구비하고,
    상기 제 1 스테이션에서, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 정렬 정보가 상기 제 1 검출계를 사용하여 취득되고,
    상기 제 1 스테이션에서, 상기 정렬 정보에 근거하여, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판이 노광되고,
    상기 제 1 스테이션에서의 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 노광의 적어도 일부와 병행하여, 상기 제 2 스테이션에서, 상기 제 2 가동 부재에 보지된 기판이 노광되고,
    상기 제 1 스테이션에서의 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 노광과, 상기 제 2 스테이션에서의 상기 제 2 가동 부재에 보지된 기판의 노광이 완료된 후에, 상기 제 1 가동 부재가 상기 제 1 스테이션으로부터 상기 제 2 스테이션으로 이동되고,
    상기 제 2 스테이션에서, 상기 정렬 정보에 근거하여, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판이 노광되는
    노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이션에 배치된 제 2 검출계를 더 구비하고,
    상기 제 1 스테이션에서 상기 제 2 검출계를 사용하여 취득된 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 면 정보에 근거하여, 상기 제 1 스테이션 및 상기 제 2 스테이션에서 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판이 노광되는
    노광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 검출계는 상기 제 1 스테이션에서의 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 노광 중에 상기 면 정보를 취득하는
    노광 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 검출계는 상기 제 1 스테이션에서의 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 노광 중에도, 상기 제 1 검출계를 사용하여, 상기 제 1 가동 부재에 보 지된 기판의 정렬 정보를 취득하고,
    상기 노광 중에 취득된 정렬 정보에 근거하여, 상기 제 2 스테이션에서 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판이 노광되는
    노광 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이션과 상기 제 2 스테이션에서 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판에 대한 노광 조건이 서로 다른
    노광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 노광 조건은 상기 기판의 이동 조건, 상기 기판에 대한 노광 빔의 조사 조건 및 상기 노광 빔의 빔 경로를 채우는 매체 조건의 적어도 하나를 포함하는
    노광 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이션이나 상기 제 2 스테이션에서, 또는 양쪽에서, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판에, 상기 노광 빔이 액체를 거쳐 조사되는
    노광 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이션에서는, 상기 액체를 거치지 않고 상기 노광 빔이 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판에 조사되고,
    상기 제 2 스테이션에서는, 상기 액체를 거쳐 상기 노광 빔이 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판에 조사되는
    노광 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 스테이션에 배치되고, 상기 노광 빔을 사출하는 사출면이 상기 액체와 접촉하는 광학 부재를 더 구비하고,
    상기 제 1 스테이션에서의 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 노광과, 상기 제 2 스테이션에서의 상기 제 2 가동 부재에 보지된 기판의 노광이 완료된 후, 상기 제 2 스테이션에서의 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 노광이 시작되기까지의 동안, 상기 제 1 가동 부재와 상기 제 2 가동 부재의 적어도 한쪽을 상기 광학 부재와 대향시키고, 상기 광학 부재의 사출면 쪽의 광로 공간을 상기 액체로 계속 채우는
    노광 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 정렬 정보를 취득하기 위해, 상기 제 1 검출계는 액체를 거치지 않고 검출광을 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판에 조사하여, 상기 정렬 정보를 취득하는
    노광 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 검출계를 사용하여, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판 상의 정렬 마크를 검출함으로써, 상기 정렬 정보가 취득되는
    노광 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이션에서의 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 노광과, 상기 제 2 스테이션에서의 상기 제 2 가동 부재에 보지된 기판의 노광이 완료된 후에, 상기 제 2 가동 부재를 상기 제 2 스테이션으로부터 상기 제 1 스테이션으로 이동하고,
    상기 제 1 스테이션에서, 상기 제 2 가동 부재로부터 다중 노광 후의 기판을 언로드하는
    노광 장치.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용하여 기판의 다중 노광을 실행하는 것과;
    상기 다중 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는
    디바이스 제조 방법.
  14. 다중 노광하기 위한 노광 방법으로서,
    제 1 스테이션에서, 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 정렬 정보를 취득하고;
    상기 제 1 스테이션에서, 상기 정렬 정보에 근거하여, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판을 노광하고;
    제 2 스테이션에서, 상기 제 1 스테이션에서의 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 노광의 적어도 일부와 병행하여, 제 2 가동 부재에 보지된 기판을 노광하고;
    상기 제 1 스테이션에서의 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 노광과, 상기 제 2 스테이션에서의 제 2 가동 부재에 보지된 기판의 노광이 완료된 후에, 상기 제 1 스테이션으로부터 상기 제 2 스테이션으로 상기 제 1 가동 부재를 이동하고, 상기 정렬 정보에 근거하여, 상기 제 2 스테이션에서 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판을 노광하는
    노광 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이션에서의 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판의 노광 중에, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판 표면의 면 정보를 취득하고,
    상기 면 정보에 근거하여, 상기 제 1 스테이션 및 상기 제 2 스테이션에서, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판이 노광되는
    노광 방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이션에서는, 액체를 거치지 않고, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판에 노광 빔이 조사되고,
    상기 제 2 스테이션에서는, 액체를 거쳐, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판에 노광 빔이 조사되는
    노광 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 스테이션에서는, 실질적으로 정지된 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판에 노광 빔이 조사되고,
    상기 제 2 스테이션에서는, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판을 이동하면서, 상기 제 1 가동 부재에 보지된 기판에 노광 빔이 조사되는
    노광 방법.
  18. 청구항 14 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 기판의 다중 노광을 실행하는 것과,
    상기 다중 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는
    디바이스 제조 방법.
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