KR20080087784A

KR20080087784A - 패턴 형성 방법 및 패턴 형성 장치, 그리고 디바이스 제조방법

Info

Publication number: KR20080087784A
Application number: KR1020087011529A
Authority: KR
Inventors: 유이치 시바자키
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2008-10-01
Also published as: CN102681368B; JP5472331B2; KR101275416B1; TWI457977B; JP2012099850A; CN102681368A; JPWO2007077925A1; CN101300662A; TW200741813A; IL192123A0; WO2007077925A1; CN101300662B; EP1975981A1; JP5182557B2

Abstract

웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 웨이퍼 (W) 를 반입하는 로딩 위치에서 웨이퍼 (W) 에 대한 노광을 개시하는 노광 개시 위치까지 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동하는 동안에, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 적어도 일부를 이동시키면서, 그 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 이용하여, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 마크를 검출한다. 이로 인해, 마크 검출에 필요한 시간을 단축할 수 있기 때문에, 노광 공정 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다.

웨이퍼 스테이지, 노광 장치, 패턴 형성, 마스크

Description

패턴 형성 방법 및 패턴 형성 장치, 그리고 디바이스 제조 방법{PATTERN FORMATION METHOD, PATTERN FORMATION DEVICE, AND DEVICE FABRICATION METHOD}

기술분야

본 발명은 패턴 형성 방법 및 패턴 형성 장치, 그리고 디바이스 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법 및 패턴 형성 장치, 그리고 상기 패턴 형성 방법 및 패턴 형성 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

배경기술

반도체 소자, 액정 표시 소자 등의 마이크로 디바이스 (전자 디바이스) 를 제조하기 위한 리소그래피 공정에서는, 마스크 또는 레티클 (이하 「레티클」이라고 총칭한다) 에 형성된 패턴을 투영 광학계를 통하여 레지스트 등이 도포된 기판, 예를 들어, 웨이퍼 또는 유리 플레이트 등의 감광 물체 (이하, 「웨이퍼」라고 총칭한다) 상에 전사하는 노광 장치가 이용되고 있다.

반도체 소자 등은, 웨이퍼 상에 복수층의 패턴을 겹쳐서 형성된다. 이 때문에, 노광 장치에서는, 웨이퍼 상에 이미 형성된 패턴과, 레티클에 형성된 패턴을 최적의 상대 위치 관계로 하는 조작 (얼라인먼트) 이 필요하다. 이 얼라인먼트 방식으로서, EGA (Enhanced Global Alignment) 방식이 주로 이용되고 있다. 이 EGA 방식으로는, 웨이퍼 내의 특정한 복수의 쇼트 영역 (샘플 쇼트 영역 또는 얼라인먼트 쇼트 영역이라고도 한다) 을 미리 선택해 두고, 이들 샘플 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크 (샘플 마크) 의 위치 정보를 순차적으로 계측한다. 그리고, 이 계측 결과와 쇼트 영역의 설계상의 배열 정보를 이용하여, 최소 제곱법에 의한 통계 연산을 실시하여, 웨이퍼 상의 쇼트 영역의 배열 좌표를 구한다. 이 때문에, EGA 방식에서는, 고스루풋이며 각 쇼트 영역의 배열 좌표를 고정밀도로 구할 수 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

상기의 얼라인먼트에서는, 복수의 샘플 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크를 계측하기 위해서, 복수의 얼라인먼트 마크가 마크 검출계 (얼라인먼트 검출계) 의 검출 영역에 순차적으로 위치가 결정되는 경로를 따라, 웨이퍼를 이동할 필요가 있다. 종래, 웨이퍼 얼라인먼트 동작 (샘플 마크의 계측 동작) 은, 웨이퍼의 노광 개시에 앞서 실시되었으므로, 샘플 쇼트 영역의 수가 증가되면, 계측에 많은 시간을 필요로 하고, 노광 장치의 스루풋의 저하를 일으킬 우려가 있다.

이 때문에, 최근에는, 웨이퍼 스테이지를 2 개 준비하여, 일방의 웨이퍼 스테이지에서 노광을 실시하고 있는 동안에 타방의 웨이퍼 스테이지에서 얼라인먼트를 실시한다는, 병행 처리를 실행함으로써, 노광 공정 전체의 스루풋을 향상시키려고 하는, 이른바 트윈 스테이지 방식의 스테이지 장치가 개발되어, 노광 장치에 채용되고 있다. 그러나, 트윈 스테이지는 고가이기 때문에, 트윈 스테이지를 이용하지 않고, 얼라인먼트 동작에 의한 스루풋의 저하를 억제하는 기술의 출현이 요망되고 있다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 소61-44429호

발명의 개시

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은, 상기 서술한 사정하에 이루어진 것으로, 제 1 관점에서 보면, 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서, 상기 물체를 이동시키고 있는 동안에, 마크 검출계의 적어도 일부를 이동시키면서, 상기 물체 상의 마크를 검출하는 제 1 공정과; 상기 마크의 검출 결과를 이용하여, 상기 물체에 패턴을 형성하는 제 2 공정을 포함하는 제 1 패턴 형성 방법이다.

이것에 의하면, 물체를 이동시키고 있는 동안에, 마크 검출계의 적어도 일부를 이동시키면서, 물체 상의 마크를 검출한다. 따라서, 제 1 공정 및 제 2 공정을 포함하는 전체 공정의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다.

이 경우에 있어서, 마크의 검출은, 적어도 물체를, 그 물체를 유지하여 이동하는 이동체에 유지시키는 로딩 위치로부터 물체에 대한 패턴 형성을 개시하는 위치까지 이동체가 이동하는 동안에 실시되는 것으로 해도 되고, 적어도 물체에 대한 패턴 형성 개시 후 (적어도 패턴 형성 처리중 (예를 들어, 노광 처리중)) 에 실시되는 것으로 해도 된다.

본 발명은, 제 2 관점에서 보면, 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서, 상기 물체를 이동시키고 있는 동안에 마크 검출계의 검출 영역을 이동시키면서 상기 물체 상의 마크를 검출하는 제 1 공정과; 상기 마크의 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 패턴을 형성하는 제 2 공정을 포함하는 제 2 패턴 형성 방법이다.

이것에 의하면, 물체의 이동 중에 마크 검출계의 검출 영역을 이동시키면서 물체 상의 마크를 검출하기 때문에, 물체의 이동 중에 마크 검출을 실시함으로써, 마크의 검출에 필요한 시간의 단축, 나아가서는 전체 공정의 스루풋의 향상을 도모할 수 있게 된다.

본 발명은, 제 3 관점에서 보면, 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서, 상기 물체 상의 마크를 마크 검출계로 검출하고, 그 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 대한 패턴 형성을 개시함과 함께, 상기 패턴 형성 개시 후에도 상기 마크 검출계로 상기 물체 상의 마크를 검출하여, 상기 패턴 형성에 그 검출 결과를 이용하는 제 3 패턴 형성 방법이다.

이것에 의하면, 물체 상의 마크의 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 대한 패턴 형성을 개시한 후에도, 패턴 형성과 병행하여 물체 상의 마크를 검출하고, 그 검출 결과를 패턴 형성에 사용하기 때문에, 스루풋을 유지한 채, 검출하는 마크의 수를 증가시킬 수 있게 된다. 이로 인해, 스루풋을 유지한 채 고정밀도의 패턴 형성을 실현할 수 있게 된다.

본 발명은, 제 4 관점에서 보면, 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서, 상기 물체를 제 1 방향으로 이동시켜, 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 검출 영역을 갖는 복수의 마크 검출계로 각각, 상기 물체 상에서 상기 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출함과 함께, 상기 마크 검출계와 상이한 검출계에 의해 상기 물체의 면 형상에 관한 정보를 검출하고, 상기 2 개의 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 패턴을 형성하는 제 4 패턴 형성 방법이다.

이것에 의하면, 물체를 제 1 방향으로 이동시키면서, 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 검출 영역을 갖는 복수의 마크 검출계 각각으로, 물체 상에서 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출하기 때문에, 마크의 검출에 필요한 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 마크의 검출 결과와 물체의 면 형상에 관한 정보를 이용하여 물체에 패턴을 형성하기 때문에, 고정밀도의 패턴 형성을 실시할 수 있게 된다.

본 발명은, 제 5 관점에서 보면, 이동체에 유지된 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서, 적어도 일부가 이동 가능한 마크 검출계와; 상기 이동체의 이동 중에, 상기 마크 검출계에 의해 상기 물체 상의 마크가 검출되도록 상기 마크 검출계의 적어도 일부를 이동시키는 제어 장치를 구비하는 제 1 패턴 형성 장치이다.

이것에 의하면, 제어 장치가, 이동체의 이동 중에, 마크 검출계의 적어도 일부를 이동시키면서, 그 마크 검출계에 의해 물체 상의 마크를 검출한다. 따라서, 패턴 형성 공정 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다.

이 경우에 있어서, 제어 장치는, 마크의 검출이, 적어도 물체를 이동체에 유지시키는 로딩 위치로부터 물체의 노광 개시 위치까지 이동체가 이동하는 동안에 실시되도록, 마크 검출계의 적어도 일부의 이동을 제어하도록 해도 되고, 마크의 검출이, 적어도 물체에 대한 패턴 형성 개시 후 (적어도 패턴 형성 처리중 (예를 들어, 노광 처리중)) 에 실시되도록, 마크 검출계의 적어도 일부의 이동을 제어하는 것으로 해도 된다.

본 발명은, 제 6 관점에서 보면, 이동체에 유지된 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서, 적어도 일부가 이동 가능한 마크 검출계와; 상기 이동체의 이동 중에, 상기 마크 검출계에 의해 상기 물체 상의 마크가 검출되도록, 상기 마크 검출계의 검출 영역의 이동을 제어하는 제어 장치를 구비하는 제 2 패턴 형성 장치이다.

이것에 의하면, 제어 장치가, 이동체의 이동 중에 마크 검출계의 검출 영역을 이동시켜, 그 마크 검출계에 의해 물체 상의 마크를 검출하기 때문에, 이동체의 이동 중에 마크 검출을 실시함으로써, 마크의 검출에 필요한 시간의 단축, 나아가서는 패턴 형성 공정 전체의 스루풋의 향상을 도모할 수 있게 된다.

본 발명은, 제 7 관점에서 보면, 이동체에 유지된 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서, 상기 물체 상의 마크를 검출하는 마크 검출계와; 상기 마크 검출계를 사용한 상기 물체 상의 마크의 검출 및 상기 물체에 대한 패턴 형성을 제어하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 물체 상의 마크를 마크 검출계로 검출하고, 그 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 대한 패턴 형성을 개시함과 함께, 상기 패턴 형성 개시 후에도 상기 마크 검출계로 상기 물체 상의 마크를 검출하고, 상기 패턴 형성으로 그 검출 결과를 이용하는 제 3 패턴 형성 장치이다.

이것에 의하면, 제어 장치가, 물체 상의 마크의 검출 결과를 이용하여 물체에 대한 패턴 형성을 개시한 후에도, 패턴 형성과 병행하여 물체 상의 마크를 검출하고, 그 검출 결과를 이용하여 패턴 형성을 실시하기 때문에, 스루풋을 유지한 채, 검출하는 마크의 수를 증가시킬 수 있게 된다. 이로 인해, 스루풋을 유지 한 채 고정밀도의 패턴 형성을 실현할 수 있게 된다.

본 발명은, 제 8 관점에서 보면, 이동체에 유지된 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서, 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 검출 영역을 갖는 복수의 마크 검출계와; 상기 물체의 면 형상에 관한 정보를 검출하는 검출 장치와; 상기 이동체를 상기 제 1 방향으로 이동시키면서, 상기 복수의 마크 검출계 각각을 이용하여, 상기 물체 상에서 상기 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출함과 함께, 상기 검출 장치를 이용하여, 상기 물체의 면 형상에 관한 정보를 검출하고, 상기 2 개의 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 패턴을 형성하는 제어 장치를 구비하는 제 4 패턴 형성 장치이다.

이것에 의하면, 제어 장치가, 물체를 제 1 방향으로 이동시키면서, 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 검출 영역을 갖는 복수의 마크 검출계 각각을 이용하여, 물체 상에서 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출하기 때문에, 마크의 검출에 필요한 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 마크의 검출 결과와 물체의 면 형상에 관한 정보를 이용하여 물체에 패턴을 형성하기 때문에, 고정밀도의 패턴 형성을 실시할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제 1 ∼ 제 4 패턴 형성 방법, 본 발명의 제 1 ∼ 제 4 패턴 형성 장치를 이용하여 감응 물체 상에 패턴을 전사함으로써, 고집적도의 마이크로 디바이스의 생산성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 또 다른 관점에서 보면, 본 발명의 제 1 ∼ 제 4 패턴 형성 방법, 본 발명의 제 1 ∼ 제 4 패턴 형성 장치를 사용한 감응 물체 상으로의 패턴 전사 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법이라고도 할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치를 나타내는 개략도이다.

도 2 는 도 1 의 스테이지 장치를 나타내는 평면도이다.

도 3 은 얼라인먼트계 스테이지 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

도 4 는 얼라인먼트계 간섭계 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

도 5 는 얼라인먼트계 간섭계 시스템의 일부를 확대하여 나타내는 도면이다.

도 6 은 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치의 제어계를 나타내는 블럭도이다.

도 7(A), 도 7(B) 는 웨이퍼 스테이지와 계측 스테이지에 의한 병행 처리 동작을 설명하기 위한 제 1 도면이다.

도 8(A), 도 8(B) 는 웨이퍼 스테이지와 계측 스테이지에 의한 병행 처리 동작을 설명하기 위한 제 2 도면이다.

도 9(A), 도 9(B) 는 웨이퍼 스테이지와 계측 스테이지에 의한 병행 처리 동작을 설명하기 위한 제 3 도면이다.

도 10(A), 도 10(B) 는 웨이퍼 스테이지와 계측 스테이지에 의한 병행 처리 동작을 설명하기 위한 제 4 도면이다.

도 11 은 웨이퍼 스테이지와 얼라인먼트계의 이동 속도를 나타내는 그래프이다.

도 12(A), 도 12(B) 는 제 2 실시형태에 관련된 웨이퍼 스테이지와 계측 스 테이지에 의한 병행 처리 동작을 설명하기 위한 제 1 도면이다.

도 13(A), 도 13(B) 는 제 2 실시형태에 관련된 웨이퍼 스테이지와 계측 스테이지에 의한 병행 처리 동작을 설명하기 위한 제 2 도면이다.

도 14(A), 도 14(B) 는 제 2 실시형태에 관련된 웨이퍼 스테이지와 계측 스테이지에 의한 병행 처리 동작을 설명하기 위한 제 3 도면이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

(제 1 실시형태)

이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도 1 ∼ 도 11 에 기초하여 설명한다.

도 1 에는 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 이 노광 장치 (100) 는, 스텝·앤드·스캔 방식의 주사형 노광 장치, 즉 이른바 스캐너이다.

노광 장치 (100) 는, 노광용 조명광 (이하, 조명광 또는 노광광이라고 한다) (IL) 을 레티클 (R) 상의 조명 영역 (IAR) 에 조사하는 조명계 (ILS), 레티클 (R) 을 유지하는 레티클 스테이지 (RST), 레티클 (R) 로부터 사출된 조명광 (IL) 을 웨이퍼 (W) 상에 투사하는 투영 광학계 (PL) 를 포함하는 투영 유닛 (PU), 웨이퍼 (W) 가 탑재되는 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 노광을 위한 계측에 사용되는 계측 스테이지 (MST) 를 포함하는 스테이지 장치 (150), 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) (얼라인먼트계 (ALG2) 에 대해서는 도 3 참조), 그 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 2 차 원면 (XY 평면) 내에서 이동하는 액츄에이터로서의 구동 장치 (이하, 얼라인먼트계 스테이지 장치라고 한다) (160), 및 노광 장치 전체의 동작을 통괄 제어하는 제어 계로서의 주제어 장치 (50) (도 1 에는 도시하지 않음, 도 6 참조) 등을 포함한다. 이하에서는, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AL) 과 평행한 방향 (도 1 에서는 지면 내 상하 방향) 을 따라 Z 축을 취하고, Z 축에 수직인 평면 내에서 주사 노광시에 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 가 동기 이동되는 소정의 주사 방향 (도 1 에서는 지면 내 좌우 방향) 을 따라 Y 축을, 그 주사 방향에 직교하는 비주사 방향 (도 1 에서는 그 지면에 수직인 방향) 을 따라 X 축을 취하여 설명한다. 또한, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θx 방향, θy 방향, 및 θz 방향으로 한다.

또한, 노광 장치 (100) 는, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (Lq) 를 통하여 조명광 (IL) 으로 웨이퍼 (W) 를 노광하는 액침 노광 장치이다. 본 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 가 대향하여 배치되고, 또한 조명광 (IL) 을 사출하는 광학 부재, 즉, 투영 광학계 (PL) 의, 이미지면에 가장 가까이 배치되는 광학 소자 (이하에서는, 종단 광학 소자, 또는 최하단의 광학 소자라고도 한다) 와 웨이퍼 (W) 사이의 조명광 (IL) 의 광로를 포함하는 액침 공간에 액체 (Lq) 를 채우는 국소 액침 방식을 채용하여, 적어도 일부 (예를 들어, 노즐 유닛 등) 가 보디 (BD) 에 형성되는 액침 장치 (132) 를 구비한다. 액침 장치 (132) 는, 노즐 유닛을 통하여 액침 공간에 액체 (Lq) 를 공급하는 액체 공급 장치 (138), 및 노즐 유닛을 통하여 액침 공간의 액체 (Lq) 를 회수하는 액체 회수 장치 (139) (모두 도 1 에서는 도시하지 않음, 도 6 참조) 를 포함하고, 주제어 장치 (50) 에 의해 제어된다. 노즐 유닛은, 투영 광학계 (PL) 의 하단부를 둘러싸고, 내부에 액체의 유로를 갖는 고리형 부재이어도 되지만, 본 실시형태에서는 액체 공급 노즐 (131A), 및 액체 회수 노즐 (131B) 로 구성된다.

또한, 웨이퍼 (W) 상에서 매트릭스형으로 배열되는 복수의 쇼트 영역에는 각각 패턴이 형성되고, 또한 쇼트 영역마다 그 패턴과 소정의 위치 관계에서 얼라인먼트 마크도 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 얼라인먼트 마크는 2 차원 마크인, 예를 들어, X 축 및 Y 축 방향으로 각각 주기적으로 배열되는 2 개의 1 차원 패턴을 포함하고, 또한 웨이퍼 (W) 상에서 복수의 쇼트 영역을 구획하는 스트리트 라인 (스크라이브 라인) 에 형성되어 있다. 또, 웨이퍼 (W) 상의 쇼트 영역 (얼라인먼트 마크를 포함한다) 의 배열 정보는 쇼트 맵 데이터로서 주제어 장치 (50) 의 메모리에 저장되어 있다. 본 실시형태에서는 상기 서술한 EGA 방식을 채용하기 때문에, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역 중, 얼라인먼트 마크를 검출해야 할 쇼트 영역의 위치 및 개수 등에 관한 정보 (얼라인먼트 쇼트 데이터) 도 이미 주제어 장치 (50) 에 입력되어 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼 (W) 는, 직교하는 스트리트 라인이 각각 X 축 및 Y 축 방향과 거의 일치하고, 그 표면에 감광층 (포토레지스트층) 이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 발액성을 갖는 감광 재료를 이용해도 되고, 또는 감광층 상에 보호용 톱 코트 막을 형성해도 된다.

조명계 (ILS) 는, 광원 및 조명 광학계를 포함한다. 상기 광원으로는, 일례로서 ArF 엑시머 레이저 광원 (출력 파장 193㎚) 이 이용되고 있다. 또한, 조명 광학계는, 예를 들어, 소정의 위치 관계로 배치된, 빔 정형 광학계, 에너지 조조기 (粗調器), 옵티컬·인티그레이터 (유니포마이저, 또는 호모지나이저), 조명계 개구 조리개판, 빔 스플리터, 릴레이 렌즈, 레티클 블라인드, 광로 절곡용 미러 및 콘덴서 렌즈 (모두 도시하지 않음) 등을 포함한다. 또한, 조명계 (ILS) 의 구성, 각 광학 부재의 기능 등에 대해서는, 예를 들어, 국제 공개 제2002/103766호 팜플렛 (및 대응 미국 특허 출원 공개 제2003/0098959호 명세서) 에 개시되어 있다.

상기 레티클 스테이지 (RST) 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 (RST) 는, 예를 들어, 리니어 모터 등을 포함하는 레티클 스테이지 구동계 (55) 에 의해, 적어도 XY 평면 내에서 미소 구동 가능함과 함께, 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 지정된 주사 속도로 구동 가능하게 되어 있다.

레티클 스테이지 (RST) 의 위치 정보 (적어도 X 축 방향, Y 축 방향 및 θz 방향의 위치 정보를 포함한다) 는, 레티클 레이저 간섭계 (이하, 「레티클 간섭계」라고 한다) (53) 에 의해, 이동경 (65) (실제로는, Y 축 방향에 직교하는 반사면을 갖는 Y 이동경과 X 축 방향에 직교하는 반사면을 갖는 X 이동경이 형성되어 있다) 을 통하여, 예를 들어, 0.5 ∼ 1㎚ 정도의 분해능으로 항상 검출된다. 이 레티클 간섭계 (53) 의 계측값은 주제어 장치 (50) 에 보내지고, 주제어 장치 (50) 는, 이 레티클 간섭계 (53) 의 계측값에 기초하여 레티클 스테이지 구동계 (55) 를 통하여 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 (및 속도) 를 제어한다. 또한, 이동경 (65) 은 평면경뿐만 아니라 코너 큐브형 미러 (레트로 리플렉터) 를 포함하는 것으 로 해도 되고, 이동경 (65) 을 레티클 스테이지 (RST) 에 고정 설치하는 대신에, 예를 들어, 레티클 스테이지 (RST) 의 단면 (측면) 을 경면 가공하여 형성되는 반사면을 이용해도 된다.

상기 투영 유닛 (PU) 은, 도 1 에 있어서 레티클 스테이지 (RST) 의 하방에 배치되어 있고, 플로어면 (또는 베이스 플레이트 등) 상에 배치된 보디 (예를 들어, 방진 유닛이 각각 형성되는 3 개 또는 4 개의 지지 기둥으로 베이스 부재가 지지되는 유지 기구를 포함한다) (BD) 에 형성된 개구 (BDa) 에 삽입되어, 플랜지 (FLG) 를 통하여 보디 (BD) 에 의해 지지되고 있다. 투영 유닛 (PU) 은, 경통 (140) 과, 그 경통 (140) 내에 소정의 위치 관계로 복수의 광학 소자를 갖는 투영 광학계 (PL) 를 포함한다. 투영 광학계 (PL) 로는, 예를 들어, 광축 (AX) 을 따라 배열되는 복수의 렌즈 (렌즈 엘리먼트) 로 이루어지는 굴절 광학계가 이용되고 있다. 이 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어, 양측 텔레센트릭이고 소정의 투영 배율 (예를 들어, 1/4 배, 1/5 배 또는 1/8 배) 을 갖는다. 이 때문에, 조명계 (ILS) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 레티클 (R) 상의 조명 영역 (IAR) 이 조명되면, 이 레티클 (R) 을 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (PL) (투영 유닛 (PU)) 를 통하여 그 조명 영역 (IAR) 내의 레티클 (R) 의 회로 패턴의 축소 이미지 (회로 패턴의 일부의 축소 이미지) 가 표면에 레지스트가 도포된 웨이퍼 (W) 상의 상기 조명 영역 (IAR) 에 공액인 영역 (이하, 「노광 영역」또는 「투영 영역」이라고도 한다) (IA) 에 형성된다. 또한, 본 실시형태에서는 투영 유닛 (PU) 을 보디 (BD) 에 탑재하는 것으로 하였으나, 예를 들어, 국제 공개 제 2006/038952호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 도 1 중의 보디 (BD) 보다 상방 (+Z 측) 에 배치되는 메인 프레임에 대하여 투영 유닛 (PU) 을 매달아 지지해도 된다.

또한, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 적어도 주사 노광중, 액침 장치 (132) 에 접속된 의해, 투영 유닛 (PU) 을 통하여 조명광 (IL) 이 조사되는 노광 영역 (IA) 을 포함하는 웨이퍼 (W) 상의 일부에, 노광 영역 (IA) 보다 크고 또한 웨이퍼 (W) 보다 작은 액침 영역을 국소적으로 형성한다. 투영 유닛 (PU) 의 하단부 근방에는, 액침 장치 (132) 의 일부를 구성하는 노즐 유닛, 즉 액체 공급 노즐 (131A) 과, 액체 회수 노즐 (131B) 이 형성되어 있다.

상기 액체 공급 노즐 (131A) 에는, 그 일단이 액체 공급 장치 (138) (도 6 참조) 에 도시하지 않은 공급관의 타단이 접속되어 있다. 또한, 상기 액체 회수 노즐 (131B) 에는, 그 일단이 액체 회수 장치 (139) (도 6 참조) 에 접속된 도시하지 않은 회수관의 타단이 접속되어 있다.

주제어 장치 (50) 는, 액체 공급 노즐 (131A) 을 통하여 투영 광학계 (PL) 의 최하단의 광학 소자 (렌즈 등) 와 웨이퍼 (W) 사이에 액체 (예를 들어, 순수) (Lq) 를 공급함과 함께, 액체 회수 노즐 (131B) 을 통하여 액체 (Lq) 를 회수한다. 이 때, 주제어 장치 (50) 는, 액체 공급 노즐 (131A) 로부터 공급되는 액체 (Lq) 의 양과, 액체 회수 노즐 (131B) 을 통하여 회수되는 액체 (Lq) 의 양이 항상 동일해지도록, 액체 공급 장치 (138) 및 액체 회수 장치 (139) 를 제어하고 있다. 따라서, 웨이퍼 (W) 상에는, 일정량의 액체 (Lq) (도 1 참조) 가 유지된다. 이 경우, 웨이퍼 (W) 상에서 유지된 액체 (Lq) 는 항상 교환되고 있다.

또한, 투영 유닛 (PU) 하방에 계측 스테이지 (MST) 가 위치하는 경우에도, 상기와 동일하게 계측 테이블 (MTB) 과 투영 유닛 (PU) 사이에 액체 (Lq) 를 채우는, 즉 액침 영역을 형성할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 적어도 액침 장치 (132) 의 노즐 유닛을 보디 (BD) 에 형성하는 것으로 하였으나, 상기 서술한 바와 같이 노광 장치 (100) 가 메인 프레임에 대해 투영 유닛 (PU) 를 매달아 지지하는 구성인 경우, 예를 들어, 투영 유닛 (PU) 과는 독립적으로 그 메인 프레임으로부터 매달아 지지되는 프레임에 노즐 유닛을 형성해도 된다.

상기 스테이지 장치 (150) 는, 도 1, 및 스테이지 장치 (150) 의 평면도인 도 2 에 나타내는 바와 같이, 베이스반 (112) 상에 배치된 웨이퍼 스테이지 (WST), 및 예를 들어, 일본 공개특허공보 평11-135400호 (대응 국제 공개 제1999/23692호 팜플렛), 일본 공개특허공보 2000-164504호 (대응 미국 특허 제6,897,963호 명세서) 등에 개시되는, 계측용 부재 (기준 마크, 센서 등) 를 갖는 계측 스테이지 (MST) 와, 이들 스테이지 (WST) (웨이퍼 (W)), MST 의 위치 (위치 정보) 를 계측하는 간섭계 시스템 (118) (도 6 참조) 과, 스테이지 (WST, MST) 를 구동하는 스테이지 구동계 (124) (도 6 참조) 를 포함한다. 도시되어 있지 않지만, 베이스반 (112) 은, 예를 들어, 4 개의 방진 유닛을 통하여 플로어면 (또는 베이스 플레이트 등) 상에 배치되어 있다.

웨이퍼 스테이지 (WST) 및 계측 스테이지 (MST) 의 저면에는, 도시하지 않은 비접촉 베어링, 예를 들어, 에어 베어링 (에어 패드라고도 한다) 이 복수 지점에 형성되어 있고, 이들 에어 베어링에 의해, 웨이퍼 스테이지 (WST), 계측 스테이지 (MST) 가 베이스반 (112) 의 상면에 대해 수㎛ 정도의 클리어런스를 통하여 지지되고 있다. 또한, 각 스테이지 (WST, MST) 는, 스테이지 구동계 (124) 에 의해, XY 평면 내에서 서로 독립적으로 구동 (θz 회전을 포함한다) 되도록 되어 있다.

이것을 더욱 상세하게 서술하면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 상기 에어 베어링이 그 저면에 형성된 웨이퍼 스테이지 본체 (91) 와, 그 웨이퍼 스테이지 본체 (91) 상에 도시하지 않은 Z·틸트 기구 (예를 들어, 보이스 코일 모터 등의 액츄에이터를 포함하여 구성된다) 를 통하여 탑재되고, 웨이퍼 스테이지 본체 (91) 에 대해 Z 축 방향, θx 방향 및 θy 방향으로 미소 구동되는 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 포함하고 있다.

웨이퍼 테이블 (WTB) 상에는, 거의 직사각형이며, 그 중앙부에 웨이퍼 (W) 보다 약간 큰 내경의 원형 개구가 형성된 보조 플레이트 (발액 플레이트) (128) 가 형성되어 있다. 또한, 원형 개구의 내부에는, 웨이퍼 (W) 를 진공 흡착 등에 의해 유지하는 웨이퍼 홀더 (도시하지 않음) 가 형성되어 있다. 상기 보조 플레이트 (128) 는, 액체 (Lq) 에 대해 발액화 처리된 표면 (발액면) 을 갖고, 그 표면이 웨이퍼 홀더에 의해 흡착 유지된 웨이퍼 (W) 와 거의 면일 (面一) 하게 되도록 설정되어 있다. 또한, 보조 플레이트 (128) 는 저열팽창률의 재료, 예를 들어, 유리 또는 세라믹 (쇼트사의 제로듀어 (상품명), Al₂O₃ 또는 TiC 등) 으로 형성되고, 그 표면에는 예를 들어, 불소 수지 재료, 폴리 4불화 에틸렌 (테프론 (등록 상표)) 등의 불소계 수지 재료, 아크릴계 수지 재료, 또는 실리콘계 수지 재료 등에 의해 발액막이 형성된다.

상기 계측 스테이지 (MST) 는, 상기 에어 베어링이 그 저면에 형성된 계측 스테이지 본체 (92) 와, 그 계측 스테이지 본체 (92) 상에 도시하지 않은 Z·틸트 기구를 개재하여 탑재된 계측 테이블 (MTB) 을 포함하고 있다.

상기 계측 테이블 (MTB) (및 계측 스테이지 본체 (92)) 에는, 각종 계측용 부재가 형성되어 있다. 이 계측용 부재로는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평5-21314호 (대응하는 미국 특허 제5,243,195호 명세서) 등에 개시되는 복수의 기준 마크가 형성된 기준 마크 부재 (FM), 및 투영 광학계 (PL) 를 통하여 조명광 (IL) 을 수광하는 센서 등이 포함되어 있다. 본 실시형태에서는 이 센서로서 예를 들어, 일본 공개특허공보 평11-16816호 (대응 미국 특허 출원 공개 제2002/0061469호 명세서) 등에 개시되는 조도 (照度) 모니터, 예를 들어, 일본 공개특허공보 소57-117238호 (대응 미국 특허 제4,465,368호 명세서) 등에 개시되어 있는 조도 불균일 센서, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-14005호 (대응 미국 특허 출원 공개 제2002/0041377호 명세서) 등에 개시되는 공간 이미지 계측기, 및, 예를 들어, 국제 공개 제2003/065428호 팜플렛 등에 개시되는 쉑-하트만 (Shack-Hartman) 방식의 파면 수차 계측기의 적어도 1 개가 채용된다.

본 실시형태에는, 투영 광학계 (PL) 와 액체 (Lq) 를 통하여 조명광 (IL)에 의해 웨이퍼 (W) 를 노광하는 액침 노광이 실시되는 것에 대응하여, 조명광 (IL) 을 사용하는 계측에 사용되는 상기 센서는, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (Lq) 를 통 하여 조명광 (IL) 을 수광하게 된다. 또한, 각 센서는, 예를 들어, 광학계 등의 일부만이 계측 테이블 (MTB) (및 계측 스테이지 본체 (92)) 에 탑재되어 있어도 되고, 센서 전체가 계측 테이블 (MTB) (및 계측 스테이지 본체 (92)) 에 배치되어 있어도 된다. 또한, 본 실시형태에서는 계측 테이블 (MTB) (상기 서술한 계측용 부재를 포함해도 된다) 의 표면도 발액막 (발수막) 으로 덮여 있다.

다음으로, 스테이지 구동계 (124) 에 대하여 설명한다. 도 2 의 평면도에 나타내는 바와 같이, 베이스반 (112) 의 +X 측, -X 측에는, Y 축 방향으로 연장되는 1 쌍의 Y 축 고정자 (86, 87) 가 각각 배치되어 있다. 이들 Y 축 고정자 (86, 87) 는 그 내부에 복수의 코일을 갖는 전기자 유닛에 의해 구성되어 있다. 이들 Y 축 고정자 (86, 87) 에는, X 축 방향으로 연장되는 X 축 고정자 (80) 의 길이 방향의 일단과 타단에 각각 형성된 1 쌍의 Y 축 가동자 (82,83) 가 각각 걸어 맞춰져 있다. 또한, Y 축 고정자 (86, 87) 에는, X 축 방향으로 연장되는 X 축 고정자 (81) 의 길이 방향의 일단과 타단에 각각 형성된 1 쌍의 Y 축 가동자 (84, 85) 가 각각 걸어 맞춰져 있다. Y 축 가동자 (82, 84, 83, 85) 의 각각은, 복수의 영구 자석을 갖는 자극 유닛에 의해 구성되어 있다.

즉, Y 축 고정자 (86) 와 Y 축 가동자 (82), Y 축 고정자 (87) 와 Y 축 가동자 (83), Y 축 고정자 (86) 와 Y 축 가동자 (84), 및 Y 축 고정자 (87) 와 Y 축 가동자 (85) 에 의해, Y 축 가동자 (82 ∼ 85) 를 Y 축 방향으로 구동하는 무빙 마그넷형의 4 개의 Y 축 리니어 모터가 각각 구성되어 있다. 이하에서는, 상기 4 개의 Y 축 리니어 모터를 각각의 Y 축 가동자 (82 ∼ 85) 와 동일한 부호를 이용하 여, 적절히, Y 축 리니어 모터 (82 ∼ 85) 라고 부르기로 한다. 또한, Y 축 리니어 모터로는, 무빙 코일형 리니어 모터를 채용하는 것으로 해도 된다.

상기 4 개의 Y 축 리니어 모터 중, 2 개의 Y 축 리니어 모터 (82, 83) 에 의해, X 축 고정자 (80) 와 일체적으로 계측 스테이지 (MST) 가 Y 축 방향으로 구동되고, 나머지 2 개의 Y 축 리니어 모터 (84, 85) 에 의해, X 축 고정자 (81) 와 일체적으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 Y 축 방향으로 구동된다. 또한, 스테이지 (MST, WST) 는 각각 2 개의 Y 축 리니어 모터에 의해 θz 방향으로 미소 구동된다.

상기 X 축 고정자 (80, 81) 의 각각은, 예를 들어, X 축 방향을 따라 소정 간격으로 배치된 전기자 코일을 내장하는 전기자 유닛에 의해 구성되어 있다. X 축 고정자 (81) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구성하는 웨이퍼 스테이지 본체 (91) (도 1 참조) 에 형성된 도시하지 않은 개구에 삽입되어 있다. 웨이퍼 스테이지 본체 (91) 의 상기 개구의 내부에는, 예를 들어, 자극 유닛으로 이루어지는 도시하지 않은 X 축 가동자가 형성되어 있다. 즉, X 축 고정자 (81) 와 X 축 가동자에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 X 축 방향으로 구동하는 무빙 마그넷형의 X 축 리니어 모터가 구성되어 있다. 이하에서는, 적절히, 이 X 축 리니어 모터를 그 고정자인 X 축 고정자 (81) 와 동일한 부호를 이용하여, X 축 리니어 모터 (81) 라고 한다.

또한, X 축 고정자 (80) 는, 계측 스테이지 (MST) 를 구성하는 계측 스테이지 본체 (92) (도 1 참조) 에 형성된 도시하지 않은 개구에 삽입되어 있다. 이 계측 스테이지 본체 (92) 의 상기 개구의 내부에는, 자극 유닛으로 이루어지는 도 시하지 않은 X 축 가동자가 형성되어 있다. 즉, X 축 고정자 (80) 와 X 축 가동자에 의해, 계측 스테이지 (MST) 를 X 축 방향으로 구동하는 무빙 마그넷형의 X 축 리니어 모터가 구성되어 있다. 이하에서는, 적절히, 이 X 축 리니어 모터를 그 고정자인 X 축 고정자 (80) 와 동일한 부호를 이용하여, X 축 리니어 모터 (80) 라고 한다. 또한, X 축 리니어 모터 (80, 81) 로는, 무빙 코일형 리니어 모터를 채용하는 것으로 해도 된다.

본 실시형태에서는, Y 축 리니어 모터 (82 ∼ 85) 및 X 축 리니어 모터 (80, 81), 그리고 웨이퍼 스테이지 (WST), 계측 스테이지 (MST) 가 각각 갖는 Z·틸트 기구에 의해, 도 6 에 나타내는 스테이지 구동계 (124) 가 구성되어 있다. 이 스테이지 구동계 (124) 를 구성하는 상기 각 리니어 모터가, 도 6 에 나타내는 주제어 장치 (50) 에 의해 제어된다. 또한, 본 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 에 대해 계측 스테이지 (MST) 와 반대측 (+Y 측) 에 도시하지 않은 반송 장치 (웨이퍼 로더) 에 의해 웨이퍼 (W) 가 이송되는 로딩 위치 (WEP) 가 설정되어 있다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 이 로딩 위치 (WEP) 까지 이동하여 웨이퍼 (W) 를 탑재한 후, 투영 광학계 (PL) 의 바로 아래 (상기 서술한 노광 영역) 을 향하여 이동한다. 그리고, 웨이퍼 (W) 의 노광 처리가 종료된 후, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 언로딩 위치 (본 실시형태에서는 로딩 위치와 동일한 위치로 한다) 까지 이동하여, 노광 처리가 끝난 웨이퍼 (W) 의 언로드, 및 이어서 노광 처리해야 할 웨이퍼의 로드 (웨이퍼의 교환) 가 실시된다.

웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 (W)) 및 계측 스테이지 (MST) 의 위치 정보 는, 도 6 의 간섭계 시스템 (118) 에 의해, 웨이퍼 테이블 (WTB) 및 계측 테이블 (MTB) 의 측면 (경면 가공된 반사면) 을 통하여, 예를 들어, 0.5 ∼ 1㎚ 정도의 분해능으로 항상 검출된다. 간섭계 시스템 (118) 은, 도 2 에 나타내는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향의 위치 (θz 방향의 위치를 포함한다) 를 검출하기 위한 Y 간섭계 (16), 계측 스테이지 (MST) 의 Y 축 방향의 위치 (θz 방향의 위치를 포함한다) 를 검출하기 위한 Y 간섭계 (18), 각 스테이지의 X 축 방향의 위치를 검출하기 위한 X 간섭계 (24, 26), 및 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 Z 축 방향의 위치 (θx 방향 및 θy 방향의 위치를 포함한다) 를 검출하기 위한 Z 간섭계 (도시하지 않음) 등을 포함한다. 간섭계 시스템 (118) 의 계측값은, 주제어 장치 (50) 에 보내어지고, 주제어 장치 (50) 는, 이 간섭계 시스템 (118) 의 계측값에 기초하여 스테이지 구동계 (124) 를 통하여 각 스테이지 (WST, MST) (및 각 테이블 (WTB, MTB)) 의 위치 등을 제어한다. 또한, 각 테이블의 측면을 경면 가공하는 대신에, 각 테이블에 이동경을 형성하는 것으로 해도 된다. 또, 간섭계 시스템과 함께, 또는 이 대신에, 예를 들어, 리니어 인코더 등에 의해 각 스테이지의 위치를 검출하는 것으로 해도 된다.

또한, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에는, 상기 서술한 로딩 위치 (WEP) 와 웨이퍼 (W) 의 노광 개시 위치 사이에 각각 검출 영역을 갖고, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 수직인 소정 면 (XY 평면) 내에서 독립적으로 그 검출 영역의 위치가 가변인 오프·액시스 방식의 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 가 형성되어 있다. 이 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 는, 상기 소정면 내에서 검출 영역을 이동 시키기 위해서, 얼라인먼트계 스테이지 장치 (160) 에 의해 그 적어도 일부, 예를 들어, 광원을 제외한 일부 (대물 광학계 및 수광 소자 등을 포함한다) 가 가동으로 되고 있다. 따라서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 중에 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 일부를 각각 이동시킴으로써, 그 검출 영역이 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 마크 (웨이퍼 (W) 의 얼라인먼트 마크 등) 와 소정의 위치 관계로 이동하고, 이로 인해 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 중에 마크를 검출할 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 가 화상 처리 방식이기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 중에 마크가 검출 영역으로부터 벗어나지 않도록 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 일부를 이동한다. 이 때문에, 적어도 마크 검출 (촬상) 이 실시되는 소정 시간 동안은 마크와 검출 영역의 상대 속도가 거의 0 이 되도록 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 일부를 이동하는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시형태에서는 적어도 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 상기 서술한 로딩 위치 (WEP) 로부터 웨이퍼 (W) 의 노광 개시 위치까지 이동하는 동안에, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 에 의해 각각 웨이퍼 (W) 상의 복수의 얼라인먼트 마크의 검출이 실시되고, 웨이퍼 (W) 상에서 노광 처리해야 할 M 개의 쇼트 영역의 전부, 또는 그 일부 (예를 들어, 제 n 번째 (1 ≤ n ≤ M-1 인 정수) 까지의 쇼트 영역) 를 주사 노광하기 위해서, 그 검출된 복수의 마크의 위치 정보가 사용된다. 여기에서, 본 실시형태에서의 웨이퍼 (W) 의 노광 개시 위치는, 웨이퍼 (W) 상에서 최초로 노광 처리해야 할 제 1 번째의 쇼트 영역이 주사 개시 위치 (가속 개시 위치) 로 설정될 때의 웨이퍼 (W) (웨이퍼 스테이지 (WST)) 의 위치이다. 또한, 본 실시형태에서는 웨이퍼 (W) (제 1 쇼트 영역) 의 노광 개시 후에도 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 적어도 일방에 의한 마크 검출이 실시되고, 제 2 번째 이후의 쇼트 영역의 전부 또는 그 일부를 주사 노광하기 위해서, 그 검출된 마크의 위치 정보가 사용된다.

또, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 투영 유닛 (PU) 을 유지하는 보디 (BD) 에 면 형상 검출 장치 (125) (도 6 참조) 를 구비하도록 해도 된다. 이 면 형상 검출 장치 (125) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼 (W) 에 대해, 예를 들어, 웨이퍼 (W) 의 직경보다 긴 라인형의 빔을 경사 입사시키는 조사계와, 그 조사계에 의해 조사된 빔의 반사광을 수광하는 검출기, 예를 들어, 1 차원 CCD 센서 또는 라인 센서 등을 갖는 수광계를 포함한다. 여기에서, 조사계로부터 조사되는 라인형의 빔은, 실제로는, 복수의 점상 (또는 슬릿상) 의 레이저 광이 예를 들어, 상기 서술한 로딩 위치 (WEP) 와 노광 개시 위치 사이에서 X 축 방향에 관하여 떨어져 나열됨으로써 형성된 빔이며, 조사 영역은, 실제로는, 복수의 점상 빔의 조사 영역의 집합으로 되어 있다. 따라서, 공지된 다점 (多点) AF 계의 검출 원리와 동일한 원리로, 복수의 점상 조사 영역을 계측점으로 하여, 각 계측점에서의 웨이퍼 (W) 의 Z 위치 (웨이퍼 (W) 가 이동하는 소정면 (XY 평면) 과 수직인 Z 축 방향에 관한 위치 정보) 를 검출할 수 있다. 주제어 장치 (50) 에서는, 이 계측 결과에 기초하여, 웨이퍼 (W) 의 노광 대상면의 면 형상에 관한 정보를 검출할 수 있다.

따라서, 노광 개시 전 (예를 들어, 상기 서술한 로딩 위치 (WEP) 로부터 노 광 개시 위치까지의 이동시) 에, 이 면 형상 검출 장치 (125) 의 조사 영역에 대해 웨이퍼 (W) 를 상대적으로 이동하고, 주제어 장치 (50) 는, 간섭계 시스템 (118) 에 의한 계측값 (웨이퍼의 위치) 과 그 검출 장치 (125) 에 의한 검출 결과에 기초하여 웨이퍼 표면의 Z 위치 정보의 분포를 산출한다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는, 노광 동작시에, 상기 산출 결과에 기초하여, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 Z 축 방향에 관한 위치, 자세를 제어하는 것으로 하고 있다. 본 실시형태에서는, 면 형상 검출 장치 (125) 에 의한 웨이퍼의 Z 위치 정보의 검출 동작의 적어도 일부가 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 에 의한 마크 검출 동작 (후술) 과 병행하여 실시되기 때문에, 노광 개시 전의 Z 위치 정보의 검출에 의한 스루풋의 저하를 억제할 수 있게 되어 있다. 또한, 면 형상 검출 장치 (125) 의 조사 영역을 예를 들어, Y 축 방향에 관하여 노광 영역 (IA) (액체 (Lq) 의 액침 영역) 과 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 검출 영역 사이에서 X 축 방향과 거의 평행하게 배치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 로딩 위치 (WEP) 로부터 노광 개시 위치까지 이동하고 있는 동안에 Z 위치 정보의 검출 동작이 전부 실시되기 때문에, 노광 정밀도 및 스루풋 양방을 향상시킬 수 있다. 또, 상기 서술한 바와 같이 노광 장치 (100) 가 메인 프레임에 대해 투영 유닛 (PU) 을 매달아 지지하는 구성인 경우, 예를 들어, 투영 유닛 (PU) 과는 독립적으로 메인 프레임으로부터 매달아 지지되는 계측 프레임에, 면 형상 검출 장치 (125) 의 적어도 일부를 형성해도 된다.

상기 얼라인먼트계 스테이지 장치 (160) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 상기 보디 (BD) 와는 진동적으로 분리되어 형성된 프레임 (FR) 과, 그 프레임 (FR) 의 하면측에 형성된 정반 (BS1, BS2) (도 1 에서는 정반 (BS2) 은 도시하지 않음, 도 3 참조) 과, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 지지하고, 정반 (BS1, BS2) 의 각각의 하면을 이동 기준면으로 하여 X 축 및 Y 축 방향으로 이동하는 얼라인먼트계 스테이지 (AST1, AST2) (얼라인먼트계 스테이지 (AST2) 에 대해서는 도 3 참조) 를 포함한다.

상기 프레임 (FR) 은, 도시되어 있지는 않지만, 그 네 모퉁이부에서, 플로어면 (또는 베이스 플레이트 등) 으로부터 세워 설치된 4 개의 지지 기둥으로 지지되고 있다. 이 프레임 (FR) 은, YZ 단면이 역 U 자형의 부재로 이루어지고, 그 +Y 측 단부 및 -Y 측 단부에, 후술하는 얼라인먼트계 스테이지 (AST1, AST2) 를 구동하는 리니어 모터의 고정자가 고정되어 있다.

상기 정반 (BS1, BS2) 의 각각은, 그 하면 (-Z 측의 면) 의 평탄도가 매우 높게 가공된 판상 부재로 이루어지고, 프레임 (FR) 으로부터 복수 (예를 들어, 3 개) 의 방진 기구 (162) 를 통하여 매달아 지지되고 있다. 이 방진 기구 (162) 는, 예를 들어, 피스톤과 실린더를 갖고, 정반 (BS1) (또는 BS2) 의 자중을 피스톤과 실린더 사이에 형성된 기체실 내의 기체 압력을 이용하여 지지하는 지지 장치와, 그 지지 장치의 피스톤을 구동하는 보이스 코일 모터를 포함한다.

상기 얼라인먼트계 스테이지 (AST1) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, Y 축 방향으로 이동 가능한 Y 스테이지 (42) 와, 그 Y 스테이지 (42) 에 대해 X 축 방향으로 이동 가능한 X 스테이지 (40) 를 포함하고 있다.

상기 Y 스테이지 (42) 는, 평면에서 볼 때 (하방에서 볼 때) 대략 사다리꼴 형상을 갖고, 프레임 (FR) 에 고정된 Y 축 고정자 (46) 와, Y 스테이지 (42) 의 +X 측 단부에 고정된 Y 축 가동자 (48) 를 포함하는 Y 리니어 모터 (YLM1) 에 의해 Y 축을 따라 구동된다. 상기 X 스테이지 (40) 는, Y 스테이지 (42) 의 하면 (-Z 측면) 에 고정된 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 1 쌍의 X 축 고정자 (52A, 52B) 와, X 스테이지 (40) 의 +Y 측의 단부 및 -Y 측의 단부에 고정된 1 쌍의 X 축 가동자 (54A, 54B) 를 포함하는 1 쌍의 X 리니어 모터 (XLM1, XLM2) 에 의해, X 축을 따라 구동된다.

또한, 일방의 X 리니어 모터 (XLM2) 내에는, X 스테이지 (40) 에 Y 축 방향의 구동력을 작용시키는 보이스 코일 모터도 병설되어 있고, X 스테이지 (40) 를 Y 축 방향으로 미소 구동할 수 있게 되어 있다. 또, X 리니어 모터 (XLM1, XLM2) 의 X 축에 따른 구동력을 상이하게 함으로써, X 스테이지 (40) 를 θz 방향으로 회전 구동시킬 수 있게 되어 있다.

상기 얼라인먼트계 (ALG1) 는, 대물 렌즈 등을 포함하는 광학계, 및 촬상 소자 (예를 들어, CCD) 등을 포함하고 있다. 얼라인먼트계 (ALG1) 의 일부를 구성하는 CCD 주변에는 액체가 흐르는 배관이 형성되어, 그 배관을 흐르는 액체에 의해 CCD가 액냉된다. 이로 인해, 대물 렌즈 등을 포함하는 광학계에 CCD 를 접근시켜 배치할 수 있기 때문에, 얼라인먼트계 (ALG1) 를 소형화할 수 있게 되어 있다. 여기에서, 얼라인먼트계 (ALG1) 의 광원에 대해서는, 얼라인먼트계 스테이지에 의해 이동시키지 않고, 얼라인먼트계 스테이지의 외부에 형성하여, 광파이버 등으로 접속하는 것으로 하고 있다. 또한, 이에 한정되지 않고, 외부에 형성된 광원으로부터의 빔을 얼라인먼트계 (ALG1) 의 광학계에 전송하는 미러 등을 포함하는 릴레이 광학계를 이용해도 된다. 또한, 얼라인먼트계 (ALG1) 는 화상 처리 방식에 한정되지 않고, 기타, 각종 방식의 센서를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 코히런트 레이저 빔의 조사에 의해 얼라인먼트 마크로부터 발생하는 회절광을 검출하는 센서이어도 된다. 또, CCD 의 냉각 방식은 액냉에 한정되지 않고 공냉이어도 된다.

도 3 에 나타내는 바와 같이, Y 스테이지 (42) 와 X 스테이지 (40) 의 하면 (-Z 측면) 에는, 얼라인먼트계 간섭계 시스템 (69) (도 6 에만 도시) 을 구성하는 각종 광학 부재가 배치되어 있다. 본 실시형태의 간섭계 시스템 (69) 은 더블 패스 방식을 채용하여, 얼라인먼트계 스테이지 (AST1) (즉, 얼라인먼트계 (ALG1)) 의 X 축 및 Y 축 방향의 위치 정보와, θx, θy 및 θz 방향의 회전 정보를 계측하는 것이다.

이하, 얼라인먼트계 간섭계 시스템 (69) 에 대하여 도 4 에 기초하여 설명한다. 이 간섭계 시스템 (69) 은, 도 4 에 나타내는 센서 헤드부 (68), Y 스테이지 (42) 에 형성된 제 1, 제 2 절곡 미러부 (72, 73), X 스테이지 (40) 에 형성된 2 개의 광학 유닛 (74, 75), 및 X 고정경 (70X), Y 고정경 (70Y1) 등을 포함하고 있다. X 고정경 (70X) 은, +X 측 및 -X 측의 측면이 각각 경면 가공되어 반사면이 형성되고, Y 고정경 (70Y1) 은, -Y 측의 측면이 경면 가공되어 반사면이 형성되어 있다. 센서 헤드부 (68), X 고정경 (70X), 및 Y 고정경 (70Y1) 은, 투영 유닛 (PU) 을 지지하는 보디 (BD) 에 고정되어 있다. 또한, X 고정경 (70X) 은, 프레임 (FR) 의 일부에 형성된 개구부를 통하여 보디 (BD) 에 접속된 지지 부재 (77) (도 3 참조) 에 매달아 지지되고 있다.

상기 센서 헤드부 (68) 는, 그 내부에 광원, 광학계, 그리고 복수의 검광자 (편광자) 및 복수의 광전 변환 소자, 절곡 미러 등을 내장하고 있다.

상기 제 1 절곡 미러부 (72) 및 제 2 절곡 미러부 (73) 는, 각각 프리즘 (또는 미러) 을 포함하고 있다. 프리즘 (또는 미러) 은, XZ 면 및 YZ 면에 대해 45°의 각도를 이루는 반사면을 갖고 있다.

제 1 절곡 미러부 (72) 는, 센서 헤드부 (68) 로부터 출력된 빔 (BM1) (실제로는, 빔 (BM1) 은 상하 방향 (Z 축 방향) 으로 이간된 2 개의 빔으로 구성되지만, 설명의 번잡화를 피하기 위해, 이하의 설명에서는, 1 개인 것으로 설명한다) 을 반사하여, 상기 서술한 광학 유닛 (74) 에 입사시킨다. 또한, 제 2 절곡 미러부 (73) 는, 타방의 빔 (BM2) (실제로는, 빔 (BM2) 은 상하 방향 (Z 축 방향) 으로 이간된 2 개의 빔으로 구성 된다) 을 반사하여, 광학 유닛 (75) 에 입사시킨다.

상기 빔 (BM1) 이 입사되는 광학 유닛 (74) 은, 미러 (74a) 와, 그 미러 (74a) 의 +Y 측에 소정 간격을 두고 형성된 광학 부재 (74b) 를 포함한다.

광학 부재 (74b) 는, 도 5 에 확대되어 나타내는 바와 같이, 편광빔 스플리터 (PBS) (49a), 코너 큐브형 미러 (레트로 리플렉터) (49b), 4 분의 1 파장판 (λ/4 판) (49c, 49d), 및 참조 거울 (49e) 등이 일체화되어 구성되어 있다.

이 광학 부재 (74b) 에 의하면, 미러 (74a) 에서 반사된 빔 (BM1) 은, 편광 빔 스플리터 (49a) 에 입사된다. 그리고, 이 편광빔 스플리터 (49a) 에 입사된 빔 (BM1) 은, 그 내부의 다층막 등으로 이루어지는 분리면을 투과하는 P 편광 성분으로 이루어지는 참조빔 (RBX) 과, 분리면에서 반사되는 S 편광 성분으로 이루어지는 측정빔 (MBX) 으로 분리된다.

그리고, 상기 분리면에서 반사된 측정빔 (MBX) 은, λ/4 판 (49c) 을 투과하여 원편광으로 변환되어 고정경 (70X) 에서 반사된다.

상기 고정경 (70X) 에서 반사된 측정빔은, λ/4 판 (49c) 을 다시 투과하여 P 편광이 되고, 상기 분리면을 투과하여 코너 큐브형 미러 (49b) 에서 되돌려진다. 그리고, 이 되돌려진 측정빔 (MBX) 은, 상기 분리면 및 λ/4 판 (49c) 을 투과하여, 원편광이 되어 다시 고정경 (70X) 에서 반사되고, 이 반사된 측정빔은 λ/4 판 (49c) 를 투과하여 S 편광이 되어 상기 분리면에서 반사되고, 미러 (74a), 제 1 절곡 미러부 (72) 를 통하여, 센서 헤드부 (68) 로 되돌아온다.

한편, 상기 분리면을 투과한 참조빔 (P 편광 성분) 은, λ/4 판 (49d) 을 투과하여 원편광이 되고, 미러 (49e) 의 반사면에서 반사되어 λ/4 판 (49d) 을 다시 투과하여, S 편광이 되어 상기 분리면에서 반사되어, 코너 큐브형 미러 (49b) 에서 되돌려진다. 그리고, 이 되돌려진 참조빔은, 상기 분리면에서 다시 반사되어 λ/4 판 (49d) 를 투과하여, 원편광이 되어 미러 (49e) 에서 반사되고, 이 반사된 참조빔은 λ/4 판 (49d) 를 투과하여 P 편광이 되어 상기 분리면을 투과하여, 상기 서술한 측정빔의 복귀광 (S 편광) 과 동축에 합성되고, 미러 (74a), 및 제 1 절곡 미러부 (72) 에서 반사되어 센서 헤드부 (68) 내의 검출 유닛의 검광자를 통과한 다. 이로 인해, 그 검광자로부터 측정빔 (MBX) 과 참조빔 (RBX) 의 간섭광이 출력되어, 그 간섭광이 광전 변환 소자에 의해 수광되고, 고정경 (70X) 을 기준으로 한 얼라인먼트계 스테이지 (AST1) 의 X 축 방향의 위치 정보가 주제어 장치 (50) 에 보내어진다. 상기 서술한 바와 같이, 빔 (BM1) 은, Z 축 방향으로 이간된 2 개의 빔으로 구성되기 때문에, 주제어 장치 (50) 는 그 2 개의 빔에 의해 각각 얻어지는 X 축 방향의 위치 정보로부터, 얼라인먼트계 스테이지 (AST1) (얼라인먼트계 (ALG1)) 의 X 축 방향의 위치 정보뿐만이 아니라, θy 방향의 회전 정보 (롤링량) 도 검출한다.

상기 광학 유닛 (75) 은, 도 5 에 확대하여 나타내는 바와 같이, 광학 부재 (75a, 75b) 와, 절곡 미러 (75c, 75d) 를 포함하고 있다.

광학 부재 (75a) 는, 편광빔 스플리터 (51a) 와, 그 편광빔 스플리터 (51a) 의 +Y 측의 측면에 형성된 λ/4 판 (51c) 과, 하프 미러 (51b) 및 미러 (51d) 를 포함하고 있다. 광학 부재 (75b) 는, 편광빔 스플리터 (52a) 와, 그 편광빔 스플리터 (52a) 에 형성된 λ/4 판 (52c) 과, 미러 (52b), 미러 (52d) 를 포함하고 있다.

광학 부재 (75a) 에서는, 미러 (73) 에서 반사된 빔 (BM2) 이 하프 미러 (51b) 에 입사되고, 그 하프 미러 (51b) 에서 반사되는 제 1 빔 (BM2a) 과 그대로 진행되는 제 2 빔 (BM2b) 으로 분리된다.

제 1 빔 (BM2a) 은, 편광빔 스플리터 (51a) 의 분리면을 투과하는 P 편광 성분으로 이루어지는 측정빔과, 분리면에서 반사되는 S 편광 성분으로 이루어지는 참 조빔으로 분리된다.

상기 분리면을 투과한 측정빔은, λ/4 판 (51c) 을 투과하여 원편광이 되어 고정경 (70Y1) 에서 반사된 후, λ/4 판 (51c) 을 투과하여 S 편광이 되어 상기 분리면 및 미러 (51d) 에서 반사된다. 그리고, 이 반사된 측정빔은, λ/4 판 (51c) 을 투과하여 원편광이 되어 다시 고정경 (70Y1) 에서 반사된 후, λ/4 판 (51c) 을 투과하여 P 편광이 되어, 미러 (51d) 를 통하여 상기 분리면을 투과하여, 도 4 의 제 2 절곡 미러부 (73) 를 통하여 센서 헤드부 (68) 로 되돌아온다.

한편, 상기 분리면에서 반사된 참조빔은, 편광빔 스플리터 (51a) 에서 반사된 후, 제 2 절곡 미러 (73) 를 통하여 센서 헤드부 (68) 로 되돌아온다. 이 참조빔은, 측정빔의 복귀광 (P 편광) 과 동축에 합성되어, 센서 헤드부 (68) 내의 검출 유닛의 검광자를 통과한다. 이로 인해, 그 검광자로부터 측정빔과 참조빔의 간섭광이 출력되어, 그 간섭광이 광전 변환 소자에 의해 수광되고, 고정경 (70Y1) 을 기준으로 한 얼라인먼트계 스테이지 (AST1) 의 Y 축 방향의 위치 정보가 주제어 장치 (50) 에 보내어진다.

한편, 하프 미러 (51b) 를 투과한 제 2 빔 (BM2b) 은, 미러 (52b) 에서 반사되어, 편광빔 스플리터 (52a) 의 분리면을 투과하는 P 편광 성분으로 이루어지는 측정빔과, 분리면에서 반사되는 S 편광 성분으로 이루어지는 참조빔으로 분리된다.

상기 편광빔 스플리터 (52a) 를 투과한 측정빔은, λ/4 판 (52c) 을 투과하여 원편광이 되어 고정경 (70Y1) 에서 반사된 후, λ/4 판 (52c) 을 투과하여 S 편광이 되어 상기 분리면 및 미러 (52d) 에서 반사된다. 그리고, 이 반사된 측정 빔은, λ/4 판 (52c) 을 투과하여 원편광이 되어 다시 고정경 (70Y1) 에서 반사된 후, λ/4 판 (52c)을 투과하여 P 편광이 되어, 미러 (52d) 를 통하여 상기 분리면을 투과하여, 미러 (75c, 75d) 및 도 4 의 제 2 절곡 미러부 (73) 를 통하여 센서 헤드부 (68) 로 되돌아온다.

한편, 편광빔 스플리터 (52a) 에서 반사된 참조빔은, 미러 (75c, 75d) 및 제 2 절곡 미러 (73) 를 통하여 센서 헤드부 (68) 로 되돌아온다. 이 참조빔은, 측정빔의 복귀광 (P 편광) 과 동축에 합성되어, 센서 헤드부 (68) 내의 검출 유닛의 검광자를 통과한다. 이로 인해, 그 검광자로부터 측정빔과 참조빔의 간섭광이 출력되어, 그 간섭광이 광전 변환 소자에 의해 수광되고, 고정경 (70Y1) 을 기준으로 한 얼라인먼트계 스테이지 (AST1) 의 Y 축 방향의 위치 정보가 주제어 장치 (50) 에 보내어진다. 상기 서술한 바와 같이 빔 (BM2a, BM2b) 은 각각 Z 축 방향으로 이간된 2 개의 빔으로 구성되기 때문에, 주제어 장치 (50) 는 그 4 개의 빔에 의해 각각 얻어지는 Y 축 방향의 위치 정보로부터, 얼라인먼트계 스테이지 (AST1) (얼라인먼트계 (ALG1)) 의 Y 축 방향의 위치 정보뿐만이 아니라, θz 방향의 회전 정보 (요잉량), 및 θx 방향의 회전 정보 (피칭량) 도 검출한다.

도 3 으로 돌아와, 타방의 얼라인먼트계 (ALG2) 를 이동하는 얼라인먼트계 스테이지 (AST2) 도 좌우 대칭이기는 하지만, 얼라인먼트계 스테이지 (AST1) 와 동일한 구성으로 되어 있다.

즉, 얼라인먼트계 스테이지 (AST2) 는, Y 축 방향으로 이동 가능한 Y 스테이지 (142) 와, 그 Y 스테이지 (142) 에 대해 X 축 방향으로 이동 가능한 X 스테이지 (140) 를 포함하고 있다.

상기 Y 스테이지 (142) 는, 프레임 (FR) 에 고정된 Y 축 고정자 (146) 와, Y 스테이지 (142) 의 -X 측 단부에 고정된 Y 축 가동자 (148) 를 포함하는 Y 리니어 모터 (YLM2) 에 의해 Y 축 방향으로 구동되고, 상기 X 스테이지 (140) 는, Y 스테이지 (142) 의 하면 (-Z 측면) 에 고정된 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 1 쌍의 X 축 고정자 (152A, 152B) 와, X 스테이지 (140) 의 -Y 측 및 +Y 측 단면에 고정된 1 쌍의 X 축 가동자 (154A, 154B) 를 포함하는 1 쌍의 X 리니어 모터 (XLM3, XLM4) 에 의해, X 축 방향으로 구동 및 θz 방향으로 회전 구동된다. 또한, X 리니어 모터 (XLM4) 에는 상기 서술한 X 스테이지 (40) 와 동일하게 보이스 코일 모터가 병설되어, X 스테이지 (140) 를 Y 축 방향으로 미소 구동할 수 있게 되어 있다.

상기 얼라인먼트계 (ALG2) 는, 얼라인먼트계 (ALG1) 와 완전히 동일한 구성인 화상 처리 방식의 얼라인먼트계이므로, 여기에서는 그 설명을 생략한다.

또한, Y 스테이지 (142) 와 X 스테이지 (140) 의 하면 (-Z 측면) 에는, 얼라인먼트계 간섭계 시스템 (169) (도 6 에만 도시) 을 구성하는 각종 광학 부재가 배치되어 있다.

상기 얼라인먼트계 간섭계 시스템 (169) 은, 좌우 대칭이기는 하지만, 상기 서술한 얼라인먼트계 간섭계 시스템 (69) 과 동일한 구성, 기능을 갖고 있으며, 여기에서는 설명을 생략하지만, 센서 헤드부 (168) 와, X 스테이지 (140), Y 스테이지 (142) 상에 형성된 각종 광학 부재를 포함하고 있다. 본 실시형태의 간섭계 시스템 (169) 은, 보디 (BD) 에 형성된 고정경 (70X) (-X 측의 반사면) 및 고정경 (70Y2) (-Y 측의 반사면) 을 기준으로 하여, 얼라인먼트계 스테이지 (AST2) (얼라인먼트계 (ALG2)) 의 X 축 및 Y 축 방향의 위치 정보와, θx, θy 및 θz 방향의 회전 정보를 검출할 수 있게 되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는 정반 (BS1, BS2) 이 각각 방진 기구 (162) 를 개재하여 프레임 (FR) 에 지지되는 것으로 했는데, 예를 들어, 플로어면 (또는 베이스 플레이트 등) 상에 방진 기구 (162) 를 개재하여 프레임 (FR) 을 설치하고, 정반 (BS1, BS2) 은 프레임 (FR) 에 고정시키는 것만으로도 된다. 또, 본 실시형태에서는 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 및 스테이지 장치 (160) 를 프레임 (FR) 에 형성하고 있으나, 상기 서술한 바와 같이 노광 장치 (100) 가 메인 프레임에 대해 투영 유닛 (PU) 을 매달아 지지하는 구성인 경우, 예를 들어, 투영 유닛 (PU) 과 일체로 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 및 스테이지 장치 (160) 를 매달아 지지해도 되고, 또는 투영 유닛 (PU) 과는 독립적으로 메인 프레임으로부터 매달아 지지되는 계측 프레임에 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 및 스테이지 장치 (160) 를 설치해도 된다. 또한, 얼라인먼트계 간섭계 시스템 (69, 169) 의 적어도 일부를, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 와 함께 계측 프레임에 설치해도 된다. 또, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 와 상기 서술한 노즐 유닛을 동일한 계측 프레임에 설치해도 되고, 또는 상이한 계측 프레임에 설치해도 된다.

도 6 에는, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서의 제어계의 주요한 구성이 블럭도로 나타나 있다. 이 도 6 의 제어계는, CPU (중앙 연산 처리 장치), ROM (리드·온리·메모리), RAM (랜덤·액세스·메모리) 등으로 이루어지는 이른바 마 이크로 컴퓨터 (또는 워크스테이션) 를 포함하여 구성되고, 장치 전체를 통괄하여 제어하는 주제어 장치 (50) 를 중심으로 구성되어 있다.

다음으로, 상기와 같이 구성되는 노광 장치 (100) 에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 계측 스테이지 (MST) 를 사용한 병행 처리 동작에 대하여, 도 7(A) ∼ 도 11 에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 부의 제어는 주제어 장치 (50) 에 의해 이루어지는데, 설명의 번잡을 피하기 위해, 그 설명은 특별히 필요한 부분을 제외하고 생략하는 것으로 한다. 또한, 이하의 동작 중, 주제어 장치 (50) 에 의해, 액침 장치 (132) 의 액체의 공급 동작 및 회수 동작이 제어되고, 투영 광학계 (PL) 최하단의 광학 소자의 하측에는 항상 액체 (Lq) 의 액침 영역이 형성되어 있다.

또한, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 위치를 계측하는 얼라인먼트계 간섭계 시스템 (69, 169) 의 좌표계와, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치를 계측하는 간섭계 시스템 (118) 의 좌표계의 관계는, 예를 들어, 계측 스테이지 (MST) 상의 기준 마크 등을 이용하여 사전에 계측된 것으로 한다. 즉, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 에 의한 계측 스테이지 (MST) 의 기준 마크의 검출시에, 간섭계 시스템 (69, 169) 으로부터 얻어지는 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 위치와, 간섭계 시스템 (118) 으로부터 얻어지는 계측 스테이지 (MST) 의 위치에 기초하여, 그 관계 (바꿔 말하면, 간섭계 시스템 (118) 의 좌표계 상에서의 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 검출 중심의 위치) 를 구해 둔다. 본 실시형태에서는, 상기 관계, 상기 서술한 쇼트 맵 데이터 (얼라인먼트 쇼트 데이터를 포함한다), 및 간섭계 시스템 (69, 169, 118) 의 계측값에 기초하여 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 이동하여, 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트 마크의 검출을 실시한다. 또한, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 베이스 라인 (투영 광학계 (PL) 에 의한 레티클 패턴의 투영 위치와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 검출 중심의 위치 관계, 또는 거리) 의 계측도 이미 실시되고, 주제어 장치 (50) 는 그 계측시의 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 위치와 대응시켜 베이스 라인을 메모리에 저장되어 있는 것으로 한다. 이 베이스 라인 계측에서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평7-176468호 (대응 미국 특허 제5,646,413호 명세서) 등에 개시되는 도시하지 않은 레티클 얼라인먼트계, 및 계측 스테이지 (MST) 의 기준 마크 등이 사용된다.

도 7(A) 에는, 상기 서술한 로딩 위치에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼를 교환하고 있을 때의 스테이지 장치 (150) 상태가 나타나 있다. 이 때, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치는, X 간섭계 (24) 와 Y 간섭계 (16) 에 의해 계측되고 있다. 단, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에는, Y 간섭계 (16) 의 2 개의 빔 중 1개의 빔만이 닿는 상태로 되어 있다. 또한, 이 웨이퍼를 교환하는 동안, 계측 스테이지 (MST) 가 웨이퍼 스테이지 (WST) 대신에 투영 광학계 (PL) 의 바로 아래에 배치되어, 공간 이미지 계측, 파면 수차 계측 등의 각종 계측이 적절히 실시되고 있다.

이 상태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 웨이퍼 (W) 가 도시하지 않은 웨이퍼 교환 기구에 의해 교환되면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, +X 방향으로 이동한다. 이 이동하는 동안, Y 간섭계 (16) 의 2 개의 빔이 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 닿게 되므로, 간섭계 이음 (Y 간섭계 (16) 에서의 2 개의 계측값의 대응) 을 실행한다.

그 후, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 더욱 +X 방향으로 이동하여, 도 7(B) 로 나타내는 위치에 위치 결정된 단계에서, 웨이퍼 (W) 상에 형성된 얼라인먼트 마크의 제 1 회째의 검출 동작을 실행한다.

이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향에 관한 속도를 나타내는 그래프인 도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 1 회째의 검출 동작 (EGA1 로 나타내는 부분) 시에는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 정지되었고 (속도 0 이며), 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 도 소정의 위치에 위치 결정되어 정지되었다 (속도 0). 이로 인해, 웨이퍼 (W) 상의 1 조째의 얼라인먼트 마크가 각각 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 검출 영역 내에 설정되고, 간섭계 (16, 24)에 의해 계측되는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보와, 얼라인먼트계 간섭계 시스템 (69, 169) 에 의해 계측되는 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 위치 정보와, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 에 의해 검출되는 얼라인먼트 마크의 검출 중심으로부터의 편차량에 기초하여, 그 1 조째의 얼라인먼트 마크의 위치 정보 (좌표값) 가 각각 검출되도록 되어 있다.

또한, 상기 제 1 회째의 얼라인먼트 마크의 검출 동작 전에, 서치 얼라인먼트 마크를 사용한 서치 얼라인먼트를 실행하는 것으로 해도 된다.

다음으로, 상기 제 1 회째의 검출 동작이 종료된 단계에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 -Y 방향으로 가속을 개시한다. 또한, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 도 웨이퍼 스테이지 (WST) 보다 느린 가속도로, -Y 방향으로 동시에 가속을 개시함과 함께, 얼라인먼트계 (ALG1) 가 +X 방향, 얼라인먼트계 (ALG2) 가 -X 방향으로 이동을 개시한다. 그리고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계 (AlG1, ALG2) 의 각각의 속도가 소정 속도 (약 600㎜/s (도 11 참조)) 가 된 단계에서 등속 이동을 개시한다. 또한, 이 등속 이동 단계에서는, 이미 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 X 축 방향으로의 이동은 종료되고, 또한 도 8(A) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 상의 2 조째의 얼라인먼트 마크가 각각 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 검출 영역 내에 설정되어 있는 것으로 한다. 상기의 이동에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 가속도가 상이하기 때문에, 웨이퍼 (W) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 Y 축 방향에 관한 상대적인 위치 관계가 도 7(B) 의 경우와 비교하여 소정 거리 (도 11 의 면적 (S) 에 상당하는 거리) 변화하도록 되어 있다.

그리고, Y 축 방향에 관하여, 등속 이동을 개시한 후, 그 등속 이동을 계속 한 상태에서 제 2 회째의 얼라인먼트 마크의 검출 동작 (도 11 의 EGA2 상태) 을 실시한다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 는 속도가 일치하고 있기 때문에, 상대적인 속도는 0 이다. 따라서, 마크 검출을, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 가 정지되었을 때와 동일한 조건하에서 실시할 수 있다.

그 후, 상기 제 2 회째의 검출 동작이 종료된 단계에서, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 가 감속을 개시하고, 소정 시간 경과 후에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 감속을 개시한다. 그리고, 도 8(B) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이 지 (WST) 와 계측 스테이지 (MST) 가 가장 접근 (또는 접촉) 한 단계에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 속도가 0 이 되도록 한다. 또한, 상기 감속 중에, 얼라인먼트계 (ALG1) 가 +X 방향, 얼라인먼트계 (ALG2) 가 -X 방향으로 이동하고, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 는 그 검출 영역 내에 각각 웨이퍼 (W) 상의 3 조째의 얼라인먼트 마크가 설정되도록 위치 결정된다. 그리고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 가 정지된 상태에서 제 3 회째의 얼라인먼트 마크의 검출 동작 (도 11의 EGA3) 을 실행한다.

그리고, 제 3 회째의 검출 동작이 종료되면, 제 1 회째의 계측 동작과 제 2 회째의 계측 동작 사이와 동일하게 하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 가속을 개시한다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 계측 스테이지 (MST) 는 접촉된 (또는 미소 간격이 유지된) 상태에서 -Y 방향으로 구동된다 (즉, 계측 스테이지 (MST) 도 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 동일한 가속도로 가속된다). 또한, 이와 함께 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 도 +X, -X 방향으로 각각 약간 구동되어, 웨이퍼 (W) 상의 4 조째의 얼라인먼트 마크가 각각 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 검출 영역 내에 설정된다 (도 9(A)). 그리고, 웨이퍼 스테이지 (WST) (및 계측 스테이지 (MST)) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 가 동일한 속도가 된 단계에서, 제 4 회째의 얼라인먼트 마크의 검출 동작 (도 11 의 EGA4) 을 실행한다. 이 경우에도, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 상대 속도가 0 이므로, 각각이 정지되었을 때와 동일한 정밀도로 얼라인먼트를 실시할 수 있다.

그 후, 상기 제 4 회째의 검출 동작이 종료된 단계에서, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 감속을 개시하고, 그 후, 웨이퍼 스테이지 (WST) (계측 스테이지 (MST)) 의 감속을 개시한다. 또한, 이 감속 중에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 X 간섭계 (24, 26) 의 양방의 빔이 닿게 되므로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 속도가 0 이 된 단계에서 간섭계 이음 (X 간섭계 (24, 26) 의 계측값의 대응) 을 실행한다. 또한, 도 9(B) 에 나타내는 바와 같이, 감속 동작 중에, 액체 (Lq) 가 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에서 주고 받게 되고, 웨이퍼 (W) 상의 5 조째의 얼라인먼트 마크가 각각 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 검출 영역 내에 설정된다.

그리고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 속도가 0 이 된 단계에서, 제 5 회째의 얼라인먼트 마크의 검출 동작 (도 11 의 EGA5) 을 실행한다. 이상과 같이 하여, 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트 마크를 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 에 의해 10 개 검출할 수 있도록 되어 있다.

그 후, 도 10(A) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 웨이퍼 (W) 상의 제 1 번째의 쇼트 영역에 대한 노광을 실행하기 위한 노광 개시 위치로 이동하므로, 그 이동이 종료된 단계에서, 또는 그 이동 중에, 얼라인먼트계 (ALG2) 를 이용하여, 웨이퍼 (W) 중앙의 얼라인먼트 마크를 검출하는 것으로 한다.

이와 같이 하여 합계 11 개의 얼라인먼트 마크를 검출하면, 본 실시형태에서는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 소61-44429호 (및 대응 미국 특허 제4,780,617호 명세서) 에 개시되어 있는 EGA (Enhanced Global Alignment) 방식을 채용하고, 주제어 장치 (50) 는, 이 얼라인먼트 마크의 검출 결과 (간섭계 시스템 (118) 에 의해 규정되는 직교 좌표계 (XY) 상에서의 좌표값) 와 쇼트 영역의 설계상의 배열 정보를 이용하여, 최소 제곱법 등에 의한 통계 연산을 실시하여, 웨이퍼 (W) 상에서 노광 처리해야 할 쇼트 영역의 전부 또는 그 일부 (본 실시형태에서는 웨이퍼 (W) 의 -Y 측 절반분 (상부 절반) 의 쇼트 영역) 의 배열 좌표를 산출한다. 그리고, 이 산출된 배열 좌표에 기초하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동시킴으로써, 웨이퍼 (W) 의 -Y 측 절반분에 대한 노광 동작을 실시할 수 있게 되어 있다. 또한, 여기에서의 노광은, 종래와 동일한 스텝·앤드·스캔 방식의 노광이 실시되기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 이 -Y 측 절반분의 쇼트 영역의 노광 동작 중, 상기와 동일하게 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 이동하면서, 웨이퍼 (W) 의 +Y 측 절반분 (하부 절반분) 에 존재하는 얼라인먼트 마크를 검출한다. 이 경우, -Y측 반분의 쇼트 영역의 노광을 실시하고 있는 동안에, 예를 들어, 8 개의 얼라인먼트 마크를 검출하는 것으로 한다. 그리고, 주제어 장치 (50) 는 그 검출된 얼라인먼트 마크의 위치 정보 (좌표값) 를 이용하여, EGA 방식에 의해 웨이퍼 (W) 의 +Y 측 절반분 (하부 절반분) 의 쇼트 영역의 배열 정보를 산출한다.

그 후, -Y 측 절반분의 쇼트 영역의 노광이 종료된 단계에서, +Y 측 절반분의 쇼트 영역의, EGA 방식에 의한 얼라인먼트 (쇼트 영역의 배열 정보의 산출) 이 종료되게 되므로, -Y 측 절반분의 쇼트 영역에 대한 노광 동작이 모두 종료된 후, +Y 측 절반분의 쇼트 영역에 대한 노광 동작을 개시하는 것으로 하고 있다.

이상과 같이 하여, 웨이퍼 (W) 전체에 대한 노광이 종료된 단계에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 상기 서술한 로딩 위치 (WEP) 까지 이동함과 함께, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동에 추종하여 계측 스테이지 (MST) 가 이동하여 액체 (Lq) 가 주고 받게 된다. 그리고, 웨이퍼의 교환이 이루어지고, 이어서 노광 처리해야 할 웨이퍼를 탑재한 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 도 7(B) 중의 위치로 이동할 때까지, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 도 7(B) 중에 도시된 초기 위치로 되돌려, 다음 웨이퍼에 대한 처리를 실행한다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 제 1 실시형태에 의하면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩 위치 (도 7(A) 에 나타내는 위치) 로부터 노광 개시 위치 (도 10(A) 에 나타내는 위치) 까지 이동하는 동안에, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 일부를 이동시키면서, 그 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 이용하여, 웨이퍼 상의 마크를 검출한다. 이 때문에, 종래와 같이, 마크 검출을 위한 시간을 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩 위치에서부터 노광 개시 위치로 이동하는 시간과는 별도로 형성할 필요가 없다. 따라서, 웨이퍼의 노광 처리에 필요한 시간을 단축할 수 있어, 노광 공정 전체에 있어서의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 종래에 비해 많은 얼라인먼트 마크를 계측할 수 있으므로, 고정밀도의 얼라인먼트를 할 수 있고, 고정밀도의 노광을 실시할 수 있게 된다.

또한, 본 제 1 실시형태에 의하면, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 적어도 일부가 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 추종된 상태 (상기 서술한 검출 영역과 마크의 상대 속도가 거의 0 인 상태) 에서, 웨이퍼 상의 마크를 검출한다. 이 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 중이어도, 얼라인먼트계를 이용하여 마크를 고정밀도로 검출할 수 있다. 이로 인해, 마크의 검출 정밀도를 저하시키지 않고, 마크의 검출 시간의 단축, 나아가서는 노광 공정 전체의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 제 1 실시형태에서는, 2 개의 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 이용하여, 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크를 검출하고 있으므로, 1 개의 얼라인먼트계를 사용하는 경우에 비해, 소정 시간 내에 많은 마크를 검출할 수 있게 된다.

또한, 본 제 1 실시형태에서는, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 X 축 방향으로도 이동하는 것으로 하고 있기 때문에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 Y 축 방향으로만 이동하여도, 웨이퍼 상에 존재하는 임의의 얼라인먼트 마크를 검출할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 스테이지의 이동과 얼라인먼트 동작을 동시에 실시하는 경우에도, 웨이퍼 스테이지의 이동을 제한할 필요가 없다.

또한, 본 제 1 실시형태에서는, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 가 보디 (BD) 와는 진동적으로 분리된 프레임 (FR) 에 지지된 정반 (BS1, BS2) 의 하면을 기준면으로 하여 이동한다. 따라서, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 이동에 의한 진동의 노광 정밀도에 대한 영향을 회피할 수 있다. 한편, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 위치를 계측하는 간섭계 시스템을 구성하는 고정경 (70X, 70Y1, 70Y2) 이 보디 (BD) 측에 고정되어 있으므로, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 위치를 보디 (BD) 기준으로 검출할 수 있다.

또한, 상기 제 1 실시형태에서는, 합계 19 개의 얼라인먼트 마크를 검출하는 것으로 하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니라, 20 개 이상 또는 18 개 이하의 얼라인먼트 마크를 검출하는 것으로 해도 된다. 특히, 웨이퍼 (W) 의 - Y 측 절반분의 노광을 실시하고 있는 동안, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 이동에 의해, 웨이퍼 (W) 의 + Y 측 절반분에 존재하는 거의 모든 얼라인먼트 마크를 검출할 수 있게 되므로, 계측하는 얼라인먼트 마크의 수를 늘려도, 스루풋에 대한 영향 등은 없다.

또한, 상기 제 1 실시형태에서는, 얼라인먼트계 스테이지 장치 (160) 로서, 도 3 과 같은 구성을 채용하였으나, 이에 한정되지 않고, Y 축 방향으로 이동하는 1 개의 Y 스테이지와, 그 Y 스테이지를 따라, X 축 방향으로 이동하는 2 개의 X 스테이지를 구비하는 구성을 채용하는 것으로 해도 된다. 요컨대, 얼라인먼트계 (ALGl, ALG2) 의 적어도 일부, 즉 검출 영역이 2 차원 이동할 수 있으면, 여러 가지의 구성을 채용할 수 있다.

또한, 상기 제 1 실시형태에서는, 노광 동작 개시 전에 검출되는 상기 11 개의 얼라인먼트 마크의 위치 정보도 이용하여, 웨이퍼 (W) 의 -Y 측 절반분의 쇼트 영역의 위치를 산출하고, 노광 동작 개시 후에 검출되는 상기 8 개의 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 이용하여, 웨이퍼 (W) 의 +Y 측 절반분의 쇼트 영역의 위치를 산출하는 것으로 하였으나, 예를 들어, 노광 동작 개시 전에 검출되는 적어도 1 개의 얼라인먼트 마크의 위치 정보도 이용하여, 웨이퍼 (W) 의 +Y 측 반의 쇼트 영역의 위치를 산출해도 된다.

추가로, 상기 제 1 실시형태에서는, 노광 동작 개시 전에 검출된 얼라인먼트 마크의 위치 정보만을 이용하여 웨이퍼 (W) 의 -Y 측 절반분의 쇼트 영역의 위치를 산출하는 것으로 하였으나, 예를 들어, 웨이퍼 (W) 의 -Y 측 절반분의 쇼트 영역 중, 제 2 번째 이후의 쇼트 영역에서는, 노광 동작 개시 후에 검출되는 적어도 1 개의 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 이용하여 그 위치를 산출해도 된다. 이 경우, 제2 번째 이후의 상이한 쇼트 영역에 있어서, 그 위치의 산출에서 사용하는, 노광 동작 개시 후에 검출되는 얼라인먼트 마크의 위치 정보의 수를 상이하게 해도 된다. 예를 들어, 노광 동작 개시 후에 검출되는 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 순차적으로, 노광 동작 개시 전에 검출된 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 추가해 가고, 제 2 번째 이후의 쇼트 영역의 위치를 산출해도 된다.

또한, 노광 동작 개시 전에 웨이퍼 (W) 의 -Y 측 절반반의 모든 쇼트 영역의 위치를 산출하지 않아도 되고, 적어도 제 1 번째의 쇼트 영역의 위치를 산출한 시점에서 노광 동작을 개시해도 된다. 또, 노광 동작 개시 전에 위치를 산출하는 쇼트 영역의 개수와, 노광 동작 개시 후에 위치를 산출하는 쇼트 영역의 개수는 동일하지 않아도 되괴, 예를 들어, 노광 동작 개시 전에 위치를 산출하는 쇼트 영역의 개수를 노광 동작 개시 후에 위치를 산출하는 쇼트 영역의 개수보다 줄여도 된다. 이 경우, 상기 제 1 실시형태와 비교하여, 노광 동작 개시 전에 검출하는 얼라인먼트 마크의 개수를 줄여 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 노광 동작 개시 전의 얼라인먼트 마크의 검출 동작에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 Y 축 방향뿐만이 아니라 X 축 방향으로 이동해도 된다.

또한, 본 발명은 상기 제 1 실시형태에서 설명한 시퀀스에 한정되는 것이 아 니라, 예를 들어, 이하에 설명하는 제 2 실시형태와 같은 시퀀스를 채용할 수도 있다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 본 제 2 실시형태는, 노광 장치의 구성 등은, 상기 제 1 실시형태와 동일하고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 얼라인먼트 마크의 검출 시퀀스만이 상이하다. 이하에서는, 설명의 중복을 피하기 위해, 제 1 실시형태와 동일한 부분에 대해서는, 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

도 12(A) 에는, 제 1 실시형태와 동일하게 하여, 1 조째의 얼라인먼트 마크의 검출을 실시하고 있는 상태가 나타나 있다 (제 1 실시형태의 도 7(B) 에 대응).

이 도 12(A) 에 나타내는 상태 (여기에서는 웨이퍼 스테이지 (WST) 도 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 도 정지된 상태) 에서 1 조째의 얼라인먼트 마크의 검출 (제 1회째의 검출 동작) 이 종료되면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 는 +Y 방향으로의 이동을 개시한다. 이 때, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 는 X 축 방향에 관해서도 이동을 개시한다.

그리고, 제 1 실시형태보다 웨이퍼 (W) 를 Y 축 방향으로 긴 거리 이동한 후 (또한, 등속 이동 상태) 에, 도 12(B) 에 나타내는 바와 같이, 2 조째의 얼라인먼트 마크의 검출 (제 2 회째의 검출 동작) 을 실행한다. 이 도 12(B) 에 나타내는 바와 같이, 그 2 조째의 얼라인먼트 마크는, 제 1 실시형태 (도 8(A)) 보다, Y 축 방향에 관한 1 조째의 얼라인먼트 마크와의 간격이 넓어져 있는 것을 알 수 있 다.

그 후, 제 2 회째의 검출 동작이 종료되면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 는, 제 1 실시형태와 동일하게 감속을 개시함과 함께, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 는 X 축 방향에 관해서도 이동을 개시한다. 그리고, 도 13(A) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 계측 스테이지 (MST) 가 접촉 (또는 근접) 된 상태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 정지된다. 또한, 이 상태에서는, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 도 정지되었고, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 에 의해, 3 조째의 얼라인먼트 마크의 검출 (제 3 회째의 검출 동작) 을 실행한다.

그 후, 제 3 회째의 검출 동작이 종료되면, 제 1 실시형태와 동일하게 하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 등의 가속 (이동) 을 개시하고, 소정 속도로 등속 이동된 단계에서, 도 13(B) 에 나타내는 바와 같이, 4 조째의 얼라인먼트 마크의 검출 (제 4 회째의 검출 동작) 을 실행한다. 그 제 4 회째의 검출 동작이 종료된 후, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 등의 감속을 실시하여, 속도가 0 이 된 시점에서, 도 14(A) 에 나타내는 바와 같이, 5 조째의 얼라인먼트 마크의 검출 (제 5 회째의 검출 동작) 을 실행한다.

그리고, 제 5 회째의 검출 동작이 종료되면, 도 14(B) 에 나타내는 노광 개시 위치로 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동하기 때문에, 그 상태에서, 웨이퍼 (W) 의 거의 중심에 위치하는 얼라인먼트 마크를 얼라인먼트계 (ALG2) 를 이용하여 검출한다.

이상, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 웨이퍼 교환 위치에서 노광 개시 위치로 이동하는 동안에, 11 개의 얼라인먼트 마크의 위치가 검출되고 있기 때문에, 주제어 장치 (50) 에서는, 그 11 개의 얼라인먼트 마크의 검출 결과를 통계 연산하여, EGA 방식의 얼라인먼트를 실행한다 (즉, 웨이퍼 상에서 노광 처리해야 할 모든 쇼트 영역의 배열 정보를 산출한다).

그 후에는, 상기 얼라인먼트 결과에 기초하여, 스텝·앤드·스캔 방식에 의한 웨이퍼 (W) 의 노광 동작을 실행한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 제 2 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태와 동일하게, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩 위치에서 노광 개시 위치까지 이동하는 동안에, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 일부를 이동시키면서, 그 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 이용하여, 웨이퍼 상의 마크를 검출한다. 이 때문에, 종래와 같이, 마크 검출을 위한 시간을 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 로딩 위치에서 노광 개시 위치로 이동하는 시간과는 별도로 형성할 필요가 없고, 따라서, 노광 공정 전체에 있어서의 스루풋을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 상기 제 2 실시형태에서는, 일례로서 11 개의 얼라인먼트 마크의 검출을 실시하는 경우에 대해 설명하고 있는데, 10 개 이하, 또는 12 개 이상의 얼라인먼트 마크의 검출을 실시하는 것으로 해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 제 1 회째, 제 3 회째, 제 5 회째의 검출 동작시, 및 얼라인먼트계 (ALG2) 에 의한 11 개째의 얼라인먼트 마크의 검출 동작시에 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 정지시키는 것으로 하였으나, 이들의 검출 동작도 웨 이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 중에 실시해도 된다. 이 경우, X 축 및 Y 축 방향의 속도가 동시에 0 이 되지 않도록 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동하여, 이 이동 중에 상기 11 개의 얼라인먼트 마크의 검출을 실시해도 된다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 등속 이동하고 있는 경우, 예를 들어, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 감속 → 가속 → 등속의 순서로 제어함으로써, 웨이퍼 (W) 와 얼라인먼트계의 검출 영역의 Y 축 방향에 관한 상대 위치를 변경하면서, 웨이퍼 상에서 적어도 Y 축 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 얼라인먼트 마크의 검출을 실시할 수 있다. 또한, 상기 각 실시형태에서는, 얼라인먼트 마크의 검출 동작 중, Y 축 방향에 관하여 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 검출 영역의 위치를 동일하게 하였으나, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 검출 영역의 Y 축 방향의 위치가 상이해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 Y 축 방향을 따라 이동하는 경우에 대해 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 X 축 및 Y 축으로 교차하는 방향으로 이동하는 것으로 해도 된다. 이 경우, 얼라인먼트계도 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동에 추종하도록, X 축 및 Y 축에 교차하는 방향으로 이동시키면 된다. 동일하게, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 X 축 방향으로만 이동시켜도 된다. 이 경우, 복수의 얼라인먼트계의 검출 영역의 Y 축 방향의 위치를 상이하게 해 두는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 복수의 얼라인먼트 마크의 검출 동작 중, 각 얼라인먼트계의 검출 영역을 Y 축 방향뿐만이 아니라 X 축 방향으로도 이동시키는 것으로 하였으나, 각 얼라인먼트계의 검출 영역을 Y 축 방향으로만 이동시켜도 된다. 이 경우, 각 얼라인먼트계에 의해 웨이퍼 상에서 X 축 방향에 관하여 위치가 동일한, 즉 Y 축 방향에 관해서만 위치가 상이한 복수의 얼라인먼트 마크가 검출된다. 또, 각 얼라인먼트계의 검출 영역은 Y 축 방향으로만 이동하는데, 예를 들어, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 Y 축 방향뿐만이 아니라 X 축 방향으로도 이동하거나 또는 3 개 이상의 얼라인먼트계를 형성함으로써, 상기 각 실시형태와 동일하게, 웨이퍼 상에서 검출해야 할 얼라인먼트 마크의 위치 및/또는 개수를 임의로 설정할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 중에 웨이퍼 (W) 상의 마크의 검출을 실시하는 경우에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 를 등속 이동시키는 것으로 하였으나, 마크 검출시에 반드시 등속 이동시키지 않아도 된다. 즉, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 가속중 또는 감속중에 마크 검출을 실시해도 된다. 요컨대, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 검출 영역과 마크의 상대 속도가 거의 0 으로 되어 있으면 된다. 또한, 1 개의 마크의 검출 중에 얼라인먼트계의 검출 영역으로부터 그 마크가 벗어나지 않으면, 검출 영역과 마크의 상대 속도가 0 이 아니어도 된다. 또, 상기 각 실시형태에서는, 1 개의 마크의 검출 중에 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계의 검출 영역의 양방을 이동하는 것으로 하였으나, 예를 들어, 얼라인먼트계의 검출 방식 등에 의해서는, 그 마크의 검출 중에 적어도 얼라인먼트계의 검출 영역을 이동하지 않아도 된다. 게다가, 상기 각 실시형태에 있어서, 1 개 의 마크의 검출 중에는 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 얼라인먼트계의 검출 영역의 양방을 이동하지 않고, 복수의 마크를 각각 검출하기 위해서 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 Y 축 방향으로 스텝핑시키는 것만으로도 된다. 이 경우, 1 개의 얼라인먼트계에 의해, 웨이퍼 상에서 X 축 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출하기 위해서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향으로의 스텝핑시에, 그 얼라인먼트계의 검출 영역, 및/또는 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 X 축 방향으로 이동해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 로딩 위치로부터 X 축과 평행하게 이동한 후에, Y 축을 따라 이동하여 웨이퍼의 노광 개시 위치까지 이동하는 것으로 하였으나, 로딩 위치로부터 노광 개시 위치까지의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동 경로는 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 로딩 위치에서 노광 개시 위치까지의 이동 시간이 최단이 되는 경로로 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동하고, 이 이동 중에 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 에 의해 웨이퍼 상의 마크를 검출해도 된다. 또, 상기 제 1 실시형태에서는 로딩 위치에서 노광 개시 위치까지의 이동 중, 및 웨이퍼의 노광 동작 중의 양방에서, 상기 제 2 실시형태에서는 로딩 위치에서 노광 개시 위치까지의 이동 중에만, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 에 의해 웨이퍼 상의 마크를 검출하는 것으로 하였으나, 예를 들어, 웨이퍼의 노광 동작 중에만, 마크 검출을 실시하도록 해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 회전 정보를 얼라인먼트계 간섭계 시스템 (69, 169) 을 이용하여 계측하고, 노광시에, 이 얼라 인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 회전 정보를 사용하도록 할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 위치 정보 및 회전 정보와, 웨이퍼 (W) 의 위치 정보에 기초하여, 마크의 위치 정보를 검출하도록 할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 얼라인먼트계를 2 개 구비하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 1 개 또는 3 개 이상 구비하고 있어도 된다. 또한, 상기 각 실시형태에서는, 얼라인먼트계 스테이지 (AST1, AST2) 에 의한 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 이동에 의해 그 검출 영역을 이동시키는 것으로 하였으나, 얼라인먼트계 스테이지 (AST1, AST2) 대신에, 또는 이와 조합하여, 광학적으로 검출 영역을 이동하는 기구를 이용해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는 별도로 형성된 프레임 (FR) 을 사용하였으나, 예를 들어, 스테이지 (AST1, AST2) 에 대해 카운터매스 방식을 적용해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 계측 스테이지 (MST) 를 구비하는 스테이지 장치를 갖는 노광 장치에 본 발명을 채용한 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 일본 공개특허공보 평10-163099호 및 일본 공개특허공보 평10-214783호 (대응 미국 특허 제6,590,634호 명세서), 일본 공표특허공보 2000-505958호 (대응 미국 특허 제5,969,441호 명세서), 미국 특허 제6,208,407호 명세서 등에 개시되어 있는 웨이퍼 스테이지를 2 개 구비하는 트윈 스테이지 타입의 스테이지 장치를 갖는 노광 장치에 채용할 수도 있다. 이 경우, 일방의 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼에 대한 노광 동작과 병행하여, 타방의 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼의 마크 검출을 실시할 수 있으므로, 단순히 웨이퍼 스테이지를 일방향으로 이동하여 마크 검출을 실시하는 경우에 한정하지 않고, 예를 들어, 1 축 방향을 따라 반복 이동시키면서 마크 검출을 실시해도 되고, 웨이퍼 스테이지를 1 축 방향과 이에 교차하는 방향을 따라 이동시키면서 마크 검출을 실시해도 된다. 이 경우, 얼라인먼트계와 웨이퍼의 각각을 이동시킴으로써, 검출 대상의 마크가 얼라인먼트계의 검출 시야 (검출 영역) 에 들어가 있는 상태에서 다음 검출 대상의 마크가 얼라인먼트계의 검출 시야에 들어가는 상태가 될 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 이로 인해, 소정 시간 내에 검출 가능한 마크의 수를 늘릴 수 있으므로, 노광 정밀도의 향상을 도모할 수 있게 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는 그 설명을 간단하게 하기 위해, 액침 장치 (132) 는 노즐 유닛으로서 액체 공급 노즐과 액체 회수 노즐이 각각 1 개씩 형성되는 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 국제 공개 제1999/49504호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 다수의 노즐을 갖는 구성을 채용하는 것으로 해도 된다. 또한, 액침 장치 (132) 는, 예를 들어, 최하단의 광학 소자와 그에 인접하는 광학 소자 사이의 공간도 액체로 채우는 기구를 갖는 것이어도 된다. 요컨대, 적어도 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 최하단의 광학 소자와 웨이퍼 (W) 사이의 공간에 액체를 공급할 수 있는 것이면, 그 구성은 어떠한 것이어도 된다. 예를 들어, 유럽 특허 출원 공개 제1420298호 명세서, 국제 공개 제2004/055803호 팜플렛, 국제 공개 제2004/057590호 팜플렛, 국제 공개 제2005/029559호 팜플렛 (대응 미국 특허 출원 공개 제2006/0231206호 명세서) 등에 기재되어 있는 액침 장치를 사용할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 액체로서 순수 (물) 를 사용하는 것으로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는 것은 물론이다. 액체로는, 화학적으로 안정되고, 조명광 (IL) 의 투과율이 높고 안전한 액체, 예를 들어, 불소계 불활성 액체를 사용해도 된다. 이 불소계 불활성 액체로는, 예를 들어, 플로리나아트 (미국 쓰리엠사의 상품명) 를 사용할 수 있다. 이 불소계 불활성 액체는 냉각 효과 면에서도 우수하다. 또한, 액체로서, 조명광 (IL) 에 대한 굴절률이 순수 (굴절률은 1.44 정도) 보다 높고, 예를 들어, 1.5 이상의 액체를 이용해도 된다. 이 액체로는, 예를 들어, 굴절률이 약 1.50 인 이소프로판올, 굴절률이 약 1.61 인 글리세롤 (글리세린) 과 같은 C-H 결합 또는 O-H 결합을 갖는 소정 액체, 헥산, 헵탄, 데칸 등의 소정 액체 (유기 용제), 굴절률이 약 1.60 인 데카린 (Decalin : Decahydronaphthalene) 등을 들 수 있다. 또는 이들 소정 액체 중 임의의 2 종류 이상의 액체가 혼합된 것이어도 되고, 순수에 상기 소정 액체가 첨가 (혼합) 된 것이어도 된다. 또는 액체로는, 순수에 H⁺, Cs⁺, K⁺, Cl^-, SO₄ ² ^-, PO₄ ² ^- 등의 염기 또는 산을 첨가 (혼합) 한 것이어도 된다. 또한, 순수에 Al 산화물 등의 미립자를 첨가 (혼합) 한 것이어도 된다. 이들 액체는, ArF 엑시머 레이저 광을 투과할 수 있다. 또한, 액체로는, 광의 흡수 계수가 작고, 온도 의존성이 적고, 투영 광학계 (선단의 광학 부재), 및/또는 웨이퍼의 표면에 도포되어 있는 감광재 (또는 보호막 (탑 코트막) 또는 반사 방지막 등) 에 대해 안정적인 것이 바람직하다. 또, F₂ 레이저를 광원으로 하는 경우에는, 폼블린 오일을 선택하면 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서, 회수된 액체를 재이용하도록 해도 되고, 이 경우에는 회수된 액체로부터 불순물을 제거하는 필터를 액체 회수 장치, 또는 회수관 등에 설치해 두는 것이 바람직하다. 또한, 상기 각 실시형태에서는 노광 장치가 상기 서술한 액침 장치 (132) 의 전부를 구비하는 것으로 하였으나, 액침 장치 (132) 의 일부 (예를 들어, 액체 공급 장치 및/또는 액체 회수 장치 등) 는, 노광 장치를 구비할 필요는 없고, 예를 들어, 노광 장치가 설치되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다. 또한, 상기 각 실시형태에서는 투영 광학계를 구비한 노광 장치를 예를 들어 설명하였으나, 투영 광학계를 이용하지 않는 노광 장치에 본 발명을 적용할 수 있다. 투영 광학계를 이용하지 않는 노광 장치이어도, 조명광은 렌즈 등의 광학 부재를 통하여 웨이퍼에 조사되고, 이 광학 부재와 웨이퍼 사이의 공간에 액침 영역이 형성된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 본 발명을 액침 노광 장치에 적용한 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 액침 노광 장치 이외에, 예를 들어, 액체를 통하지 않고 웨이퍼의 노광을 실시하는 드라이 타입 등의 노광 장치에 적용할 수도 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 계측 스테이지 (MST) 를 구비하는 스테이지 장치를 갖는 노광 장치에 본 발명을 채용한 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 단일 웨이퍼 스테이지를 구비하는 스테이지 장치를 갖는 노광 장치에도 본 발명을 채용할 수 있다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 계측 스테이지 (MST) 가 접근한 상태에서 이동하는 시퀀스가 없어 지므로, 도 11 에서의 EGA2 와 EGA4 사이에 웨이퍼 스테이지 (WST) 는 감속되지 않고, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 만이 감속, 가속을함으로써 웨이퍼 (W) 와 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 상대적인 위치 관계를 조정하면 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 얼라인먼트계 (ALG1, ALG2) 의 위치를 계측하는 센서로서, 간섭계를 사용하였으나, 예를 들어, 인코더 등, 그 밖의 센서를 사용하는 것으로 해도 된다. 또, 상기 실시형태에서는 간섭계 시스템을 이용하여 레티클 스테이지 및 웨이퍼 스테이지의 위치 정보를 계측하는 것으로 하였으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 웨이퍼 스테이지의 상면에 형성되는 스케일 (회절 격자) 을 검출하는 인코더 시스템을 이용해도 된다. 이 경우, 간섭계 시스템과 인코더 시스템의 양방을 구비하는 하이브리드 시스템으로 하고, 간섭계 시스템의 계측 결과를 이용하여 인코더 시스템의 계측 결과의 교정 (캘리브레이션) 을 실시하는 것이 바람직하다. 또, 간섭계 시스템과 인코더 시스템을 전환하여 이용하거나 또는 그 양방을 이용하여 스테이지의 위치 제어를 실시하도록 해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 웨이퍼 (W) 표면의 높이 방향의 위치를 웨이퍼 스테이지가 웨이퍼 교환 위치에서 노광 개시 위치까지 이동하는 동안에, 면 형상 검출 장치 (125) 를 이용하여 계측하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 종래와 같이, 경사입사 방식의 초점 위치 검출계를 사용할 수도 있다.

또한, 상기 각 실시형태의 노광 장치에 있어서의 투영 광학계의 배율은 축소계뿐만 아니라 등배계 및 확대계 중 어느 것이어도 되고, 투영 광학계는 굴절계뿐만 아니라, 반사계 및 반사 굴절계 (카타디옵트릭계) 중 어느 것이어도 되고, 그 투영 이미지는 도립상 및 정립상 중 어느 것이어도 된다. 게다가, 투영 광학계를 통하여 조명광이 조사되는 노광 영역은, 투영 광학계의 시야 내에서 광축을 포함하는 온-액시스 영역이지만, 예를 들어, 국제 공개 제2004/107011호 팜플렛 (대응 미국 특허 출원 공개 제2006/0121364호 명세서) 에 개시되는 바와 같이, 복수의 반사면을 갖고, 또한 중간 이미지를 적어도 1 회 형성하는 광학계 (반사계 또는 반사굴절계) 가 그 일부에 형성되고, 또한 단일 광축을 갖는, 이른바 인라인형 반사 굴절계와 동일하게, 광축 (AX) 을 포함하지 않는 오프-액시스 영역이어도 된다.

또한, 조명광 (IL) 은 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193㎚) 에 한정되지 않고, KrF 엑시머 레이저 광 (파장 248㎚) 등의 자외광, F₂ 레이저광 (파장 157㎚) 등의 진공 자외광이어도 된다. 예를 들어, 국제 공개 제1999/46835호 팜플렛 (대응 미국 특허 제7,023,610호 명세서) 에 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 도핑된 파이버 앰프로 증폭시키고, 비선형 광학 결정을 이용하여 자외역으로 파장 변환된 고조파를 이용해도 된다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 노광 장치의 조명광 (IL) 으로는 파장 100㎚ 이상의 광에 한정되지 않고, 파장 1OOnm 미만의 광을 이용해도 되는 것은 말할 필요도 없다. 예를 들어, 최근, 70㎚ 이하의 패턴을 노광하기 위해서, SOR 또는 플라즈마 레이저를 광원으로서, 연X선 영역 (예를 들어, 5 ∼ 15㎚ 의 파장역) 의 EUV (Extreme Ultraviolet) 광을 발생시킴과 함께, 그 노광 파장 (예를 들어, 13.5㎚) 하에서 설계된 올 반사 축소 광학계, 및 반사형 마스크를 사용한 EUV 노광 장치의 개발이 이루어지고 있다. 이 장치에는, 원호 조명을 이용하여 마스크와 웨이퍼를 동기 주사하여 스캔 노광하는 구성을 생각할 수 있으므로, 이러한 장치에도 본 발명을 바람직하게 적용할 수 있다. 이 이외에, 전자선 또는 이온 빔 등의 하전 입자선을 사용하는 노광 장치에도 본 발명은 적용할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 스텝·앤드·스캔 방식 등의 주사형 노광 장치에 본 발명이 적용된 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 스텝퍼 등의 정지형 노광 장치에 본 발명을 적용해도 된다. 또, 쇼트 영역과 쇼트 영역을 합성하는 스텝·앤드·스티치 방식의 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 광 투과성의 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광 투과형 마스크 (레티클) 를 사용하였으나, 이 레티클 대신에, 예를 들어, 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 또는 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (가변 성형 마스크라고도 하며, 예를 들어, 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광 변조기) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 등을 포함한다) 를 이용해도 된다. 이러한 가변 성형 마스크를 사용하는 경우에는, 상기 서술한 얼라인먼트 마크의 검출 결과를 고려하여, 웨이퍼 상의 복수의 구획 영역 중, 얼라인먼트 마크 검출시에 노광되어 있던 쇼트 영역보다 나중에 노광이 실시되는 적어도 1 개의 다른 쇼트 영역의 노광시에, 전자 데이터에 기초하여 형성해야 하는, 투과 패턴 또는 반사 패턴을 변화시킴으로써, 웨이퍼와 패턴 이미지의 상대 위치 제어를 실시해도 된다.

또한, 예를 들어, 국제 공개 2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 웨이퍼 상에 형성함으로써, 웨이퍼 상에 라인·앤드·스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 예를 들어, 일본 공표특허공보 2004-519850호 (대응 미국 특허 제6,611,316호 명세서) 에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 레티클 패턴을 투영 광학계를 통하여 웨이퍼 상에서 합성하고, 1 회의 스캔 노광에 의해 웨이퍼 상의 1 개의 쇼트 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 국제 출원에서 지정한 지정국 (또는 선택한 선택국) 의 국내 법령이 허용하는 한에 있어서, 상기 서술한 각종 공보, 국제 공개 팜플렛, 및 미국 특허 명세서에 있어서의 개시를 원용하여, 본 명세서 기재의 일부로 한다.

또한, 물체 상에 패턴을 형성하는 장치는, 상기 서술한 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에 한정되지 않고, 예를 들어, 잉크젯 방식으로 물체 상에 패턴을 형성하는 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서 패턴을 형성해야 할 물체 (에너지 빔이 조사되는 노광 대상의 물체) 는 웨이퍼에 한정되는 것이 아니고, 유리 플레이트, 세라믹 기판, 마스크 블랭크, 또는 필름 부재 등, 그 밖의 물체이어도 된다. 또, 그 물 체의 형상은 원형뿐만 아니라, 직사각형 등 그 밖의 형상이어도 된다.

노광 장치의 용도로는 반도체 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어, 사각형 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사 형성하는 액정용 노광 장치, 유기 EL, 박형 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD 등), 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또한, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스 뿐만이 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해서, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 반도체 디바이스는, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 단계, 이 설계 단계에 기초한 레티클를 제조하는 단계, 실리콘 재료부터 웨이퍼를 제조하는 단계, 상기 실시형태의 노광 방법으로, 레티클에 형성된 패턴을 웨이퍼 등의 물체 상에 전사하는 리소그래피 단계, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함한다), 검사 단계 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 단계에서, 상기 각 실시형태의 노광 방법이 실행되어, 물체 상에 디바이스 패턴이 형성되므로, 고집적도의 디바이스의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태의 노광 장치는, 본원 청구의 범위에 예로 든 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 이 조립 전후에는, 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 이루어진다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치로의 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 각각의 조립 공정이 있는 것은 말할 필요도 없다. 각종 서브 시스템의 노광 장치에 대한 조립 공정이 종료되면, 종합 조정이 이루어져, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 실시하는 것이 바람직하다.

산업상 이용가능성

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 패턴 형성 방법 및 패턴 형성 장치는, 이동체에 유지된 물체에 패턴을 형성하는데 적합하다. 또한, 본 발명의 디바이스 제조 방법은 마이크로 디바이스의 제조에 적합하다.

Claims

물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서,

상기 물체를 이동시키고 있는 동안에, 마크 검출계의 적어도 일부를 이동시키면서, 상기 물체 상의 마크를 검출하는 제 1 공정과;

상기 마크의 검출 결과를 이용하여, 상기 물체에 패턴을 형성하는 제 2 공정을 포함하는, 패턴 형성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 물체의 이동은, 그 물체를 유지하는 이동체의 이동에 따라 실시되는, 패턴 형성 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 마크의 검출은, 적어도 상기 물체를 상기 이동체에 유지시키는 로딩 위치에서 상기 물체에 대한 패턴 형성을 개시하는 위치까지 상기 이동체가 이동하는 동안에 실시되는, 패턴 형성 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 마크의 검출은, 적어도 상기 물체에 대한 패턴 형성 개시 후에 실시되는, 패턴 형성 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 마크의 검출은, 상기 물체에 대한 패턴 형성 개시 전에도 실시되는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 공정에서는, 상기 물체와 상기 마크 검출계의 위치 관계를 변경하면서, 복수의 마크를 검출하는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 공정에서는, 마크 검출 후, 다음 마크를 검출할 때까지, 상기 마크 검출계의 적어도 일부를 상기 물체의 이동 방향과 상이한 방향으로 이동시키는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 공정에서는, 상기 물체 상의 패턴 형성 대상의 전체 구획 영역에 패턴을 형성하는 데 필요한 마크의 일부를 검출하고,

상기 제 2 공정에서, 상기 제 1 공정에서의 마크의 검출 결과에 기초하여 패턴을 형성할 수 있는 구획 영역에 대해 패턴을 형성하는 것과 병행하여, 상기 전체 구획 영역에 패턴을 형성하는 데 필요한 마크 중, 나머지의 마크를 검출하는 제 3 공정을 추가로 포함하는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 패턴 형성시에, 상기 마크 검출계의 위치 정보와 상기 물체의 위치 정보가 이용되는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마크 검출계의 위치 정보와 상기 물체의 위치 정보에 기초하여 상기 마크의 위치 정보를 검출하는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 패턴 형성시에, 상기 마크 검출계의 회전 정보가 이용되는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마크 검출계의 위치 정보 및 회전 정보와 상기 물체의 위치 정보에 기초하여 상기 마크의 위치 정보를 검출하는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 공정에서는, 상기 마크 검출계를 복수 이용하여, 복수의 마크를 계측하는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 공정에서는, 상기 물체와 상기 마크 검출계가 상대적으로 정지된 상태에서 상기 마크를 검출하는, 패턴 형성 방법.
물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서,

상기 물체를 이동시키고 있는 동안에 마크 검출계의 검출 영역을 이동시키면서 상기 물체 상의 마크를 검출하는 제 1 공정과;

상기 마크의 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 패턴을 형성하는 제 2 공정을 포함하는, 패턴 형성 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 제 1 공정에서는, 상기 물체 상에서 패턴을 형성해야 할 복수의 구획 영역이 배열되는 제 1 방향에 관하여 상기 물체를 이동하는, 패턴 형성 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제 1 공정에서는, 상기 물체 상에서 상기 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크가 검출되는, 패턴 형성 방법.
제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,

상기 제 1 공정에서는, 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 검출 영역을 갖는 복수의 마크 검출계에 의해 상기 물체 상의 마크를 검출하는, 패턴 형성 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 제 1 공정에서는, 상기 제 2 방향에 관한 상기 복수의 검출 영역의 간격을 변경하여, 상기 물체 상에서 상기 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 마크를 검출하는, 패턴 형성 방법.
제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 2 공정에서는, 상기 물체에 대한 패턴 형성 개시 후의 상기 마크 검출계에 의한 상기 물체 상의 마크의 검출 결과도 사용되는, 패턴 형성 방법.
물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서,

상기 물체 상의 마크를 마크 검출계로 검출하고, 그 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 대한 패턴 형성을 개시함과 함께,

상기 패턴 형성 개시 후에도 상기 마크 검출계로 상기 물체 상의 마크를 검출하여, 상기 패턴 형성에서 그 검출 결과를 이용하는, 패턴 형성 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 물체 상의 복수의 구획 영역에 각각 패턴이 형성되고, 상기 복수의 구획 영역 중, 상기 패턴이 최초로 형성되는 구획 영역을 포함하는 제 1 군의 구획 영역에서는, 상기 패턴 형성 개시 전의 상기 마크의 검출 결과가 이용되고, 상기 제 1 군의 구획 영역과 상이한 제 2 군의 구획 영역에서는, 상기 패턴 형성 개시 후의 상기 마크의 검출 결과가 이용되는, 패턴 형성 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 제 2 군의 구획 영역에서는, 상기 패턴 형성 개시 전의 상기 마크의 검출 결과도 이용되는, 패턴 형성 방법.
제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,

상기 제 2 군의 구획 영역은, 상기 제 1 군의 구획 영역보다 나중에 상기 패턴 형성이 실시되는, 패턴 형성 방법.
제 21 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 패턴 형성 개시 전, 상기 물체를 제 1 방향으로 이동하여, 상기 물체 상에서 상기 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출하는, 패턴 형성 방법.
제 21 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 패턴 형성 개시 전, 상기 물체 상에서 패턴을 형성해야 할 복수의 구획 영역이 배열되는 제 1 방향에 관하여 상기 물체를 이동하여, 상기 물체 상에서 상기 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출하는, 패턴 형성 방법.
제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,

상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 검출 영역을 갖는 복수의 마크 검출계에 의해 상기 물체 상의 마크를 검출하는, 패턴 형성 방법.
제 27 항에 있어서,

상기 제 2 방향에 관한 상기 복수의 검출 영역의 간격을 변경하여, 상기 물체 상에서 상기 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 마크를 검출하는, 패턴 형성 방법.
제 21 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마크의 검출은, 상기 물체의 이동 중에 상기 검출 영역을 이동시키면서 실시되는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 20 항, 제 25 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마크 검출계와 상이한 검출계에 의해, 상기 이동 중에 상기 물체의 면 형상에 관한 정보를 검출하여, 상기 패턴 형성에 그 검출 결과를 이용하는, 패턴 형성 방법.
물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 방법으로서,

상기 물체를 제 1 방향으로 이동시키고, 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 검출 영역을 갖는 복수의 마크 검출계로 각각, 상기 물체 상에서 상기 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출함과 함께, 상기 마크 검출계와 상이한 검출계에 의해 상기 물체의 면 형상에 관한 정보를 검출하고,

상기 2 개의 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 패턴을 형성하는, 패턴 형성 방법.
제 31 항에 있어서,

상기 복수의 마크는, 상기 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 마크를 포함하고, 상기 복수의 마크 검출계는 그 검출 영역이 상기 제 2 방향으로 이동되는, 패턴 형성 방법.
제 31 항 또는 제 32 항에 있어서,

상기 각 마크의 검출은, 상기 물체의 이동 중에 상기 검출 영역을 이동하면 서 실시되는, 패턴 형성 방법.
제 31 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 상이한 검출계의 검출 영역은, 상기 제 1 방향에 관하여 상기 패턴 형성이 실시되는 위치와 상기 마크 검출계의 검출 영역 사이에 배치되는, 패턴 형성 방법.
제 30 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 면 형상에 관한 정보의 검출 동작의 적어도 일부는 상기 마크의 검출 동작과 병행하여 실시되는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 물체를 노광하여 패턴을 형성하는, 패턴 형성 방법.
제 36 항에 있어서,

상기 물체는 액침 노광이 실시되는, 패턴 형성 방법.
제 1 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 기재된 패턴 형성 방법을 이용하여 감응 물체 상에 패턴을 형성하는 공정을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
이동체에 유지된 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서,

적어도 일부가 이동 가능한 마크 검출계와;

상기 이동체의 이동 중에, 상기 마크 검출계에 의해 상기 물체 상의 마크가 검출되도록 상기 마크 검출계의 적어도 일부를 이동하는 제어 장치를 구비하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항에 있어서,

상기 마크의 검출 결과를 이용하여 상기 물체 상에 패턴 형성하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 또는 제 40 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 마크의 검출이 적어도 상기 물체를 상기 이동체에 유지시키는 로딩 위치에서 상기 물체에 대한 패턴 형성을 개시하는 위치까지 상기 이동체가 이동하는 동안에 실시되도록, 상기 마크 검출계의 적어도 일부의 이동을 제어하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 마크의 검출이 적어도 상기 물체에 대한 패턴 형성을 개시한 후에 실시되도록, 상기 마크 검출계의 적어도 일부의 이동을 제어하는, 패턴 형성 장치.
제 42 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 마크의 검출이 상기 물체에 대한 패턴 형성 개시 전에도 실시되도록, 상기 마크 검출계의 적어도 일부의 이동을 제어하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 물체 상의 마크를 검출할 때 상기 이동체의 이동에 추종하도록, 상기 마크 검출계의 적어도 일부의 이동을 제어하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 물체와 상기 마크 검출계의 위치 관계를 변경하면서, 상기 물체 상의 복수의 마크를 검출하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 내지 제 45 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 마크 검출 후, 다음의 마크를 검출할 때까지, 상기 마크 검출계의 적어도 일부를 상기 이동체의 이동 방향과 상이한 방향으로 이동하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 장치는,

상기 물체 상의 패턴 형성 대상의 전체 구획 영역에 패턴을 형성하는 데 필

요한 마크의 일부를 검출함과 함께,

상기 필요한 마크의 일부의 검출 결과에 기초하여 패턴을 형성할 수 있는 구획 영역에 대해 패턴을 형성하는 것과 병행하여, 상기 전체 구획 영역에 패턴을 형성하는 데 필요한 마크 중 나머지의 마크를 검출하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마크 검출계는, 수광 소자와, 그 수광 소자를 냉각시키는 냉각 기구를 갖는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마크 검출계의 위치 정보를 검출하는 센서를 추가로 구비하고,

상기 패턴 형성시에, 상기 마크 검출계의 위치 정보와 상기 물체의 위치 정보가 이용되는, 패턴 형성 장치.
제 49 항에 있어서,

상기 센서에 의해 검출되는 마크 검출계의 위치 정보와 상기 물체의 위치 정보에 기초하여 상기 마크의 위치 정보를 검출하는, 패턴 형성 장치.
제 49 항 또는 제 50 항에 있어서,

상기 센서는, 상기 마크 검출계의 회전 정보도 검출하고,

상기 패턴 형성시에, 상기 마크 검출계의 회전 정보가 이용되는, 패턴 형성 장치.
제 51 항에 있어서,

상기 센서에 의해 검출되는 상기 마크 검출계의 위치 정보 및 회전 정보와 상기 물체의 위치 정보에 기초하여 상기 마크의 위치 정보를 검출하는, 패턴 형성 장치.
제 49 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 센서는, 간섭계를 포함하는, 패턴 형성 장치.
이동체에 유지된 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서,

적어도 일부가 이동 가능한 마크 검출계와;

상기 이동체의 이동 중에, 상기 마크 검출계에 의해 상기 물체 상의 마크가 검출되도록, 상기 마크 검출계의 검출 영역의 이동을 제어하는 제어 장치를 구비하는, 패턴 형성 장치.
제 54 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 마크 검출계의 검출 영역을 이동하는 것과 병행하여, 상기 물체 상에서 패턴을 형성해야 할 복수의 구획 영역이 배열되는 제 1 방향에 관하여, 상기 이동체를 이동하는, 패턴 형성 장치.
제 55 항에 있어서,

상기 마크 검출계는, 상기 물체 상에서 상기 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출하는, 패턴 형성 장치.
제 55 항 또는 제 56 항에 있어서,

상기 마크 검출계를 복수 구비하고,

상기 각 마크 검출계의 검출 영역은, 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한, 패턴 형성 장치.
제 57 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 이동체의 이동 중에, 상기 마크 검출계에 의해 상기 물체 상의 마크를 검출할 때, 상기 복수의 검출 영역의 상기 제 2 방향에 관한 간격을 변경하여, 상기 물체 상에서 상기 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 마크를 검출하는, 패턴 형성 장치.
제 54 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 마크의 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 패턴을 형성하는, 패턴 형성 장치.
제 59 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 물체에 대한 패턴 형성 개시 후의 상기 마크 검출계에 의한 상기 물체 상의 마크의 검출 결과를 이용하는, 패턴 형성 장치.
이동체에 유지된 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서,

상기 물체 상의 마크를 검출하는 마크 검출계와;

상기 마크 검출계를 사용한 상기 물체 상의 마크의 검출 및 상기 물체에 대한 패턴 형성을 제어하는 제어 장치를 구비하고,

상기 제어 장치는, 상기 물체 상의 마크를 마크 검출계로 검출하고, 그 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 대한 패턴 형성을 개시함과 함께, 상기 패턴 형성 개시 후에도 상기 마크 검출계로 상기 물체 상의 마크를 검출하여, 상기 패턴 형성에서 그 검출 결과를 이용하는, 패턴 형성 장치.
제 61 항에 있어서,

상기 물체는, 패턴을 형성하기 위한 복수의 구획 영역을 갖고,

상기 제어 장치는,

상기 복수의 구획 영역 중, 상기 패턴이 최초로 형성되는 구획 영역을 포함 하는 제 1 군의 구획 영역에 대한 패턴 형성시에는, 상기 패턴 형성 개시 전의 상기 마크의 검출 결과를 이용하고,

상기 제 1 군의 구획 영역과 상이한 제 2 군의 구획 영역에 대한 패턴 형성시에는, 상기 패턴 형성 개시 후의 상기 마크의 검출 결과를 이용하는, 패턴 형성 장치.
제 62 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 제 2 군의 구획 영역에 대한 패턴 형성시에, 상기 패턴 형성 개시 전의 상기 마크의 검출 결과도 이용하는, 패턴 형성 장치.
제 62 항 또는 제 63 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 제 2 군의 구획 영역에 대한 패턴 형성을 상기 제 1 군의 구획 영역에 대한 패턴 형성보다 나중에 실시하는, 패턴 형성 장치.
제 61 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 패턴 개시 전에, 상기 이동체를 제 1 방향으로 이동하여, 상기 물체 상에서 상기 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출하는, 패턴 형성 장치.
제 61 항 내지 제 65 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 패턴 형성 개시 전에, 상기 물체 상에서 패턴을 형성해야 할 복수의 구획 영역이 배열되는 제 1 방향에 관하여 상기 이동체를 이동하여, 상기 물체 상에서 상기 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출하는, 패턴 형성 장치.
제 65 항 또는 제 66 항에 있어서,

상기 마크 검출계를 복수 구비하고,

상기 각 마크 검출계의 검출 영역은, 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 관하여 상이한, 패턴 형성 장치.
제 67 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 제 2 방향에 관한 상기 복수의 검출 영역의 간격을 변경하여, 상기 물체 상에서 상기 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 마크를 검출하는, 패턴 형성 장치.
제 61 항 내지 제 68 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 마크의 검출을 상기 이동체의 이동 중에 상기 검출 영역을 이동하면서 실시하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 내지 제 69 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 물체를 상기 이동체에 유지시키는 로딩 위치와 상기 물체에 대한 패턴 형성 개시 위치 사이에 배치되는 복수의 계측점의 각각에서, 상기 물체가 이동하는 소정 면과 수직인 방향에 관한 상기 물체의 위치 정보를 검출하는 검출 장치를 추가로 구비하는, 패턴 형성 장치.
제 70 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 검출 장치의 검출 결과에 기초하여, 상기 물체의 면 형상에 관한 정보를 산출하는, 패턴 형성 장치.
이동체에 유지된 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서,

제 1 방향에 직교하는 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 검출 영역을 갖는 복수의 마크 검출계와;

상기 물체의 면 형상에 관한 정보를 검출하는 검출 장치와;

상기 이동체를 상기 제 1 방향으로 이동하면서, 상기 복수의 마크 검출계 각각을 이용하여, 상기 물체 상에서 상기 제 1 방향에 관하여 위치가 상이한 복수의 마크를 검출함과 함께, 상기 검출 장치를 이용하여, 상기 물체의 면 형상에 관한 정보를 검출하고, 상기 2 개의 검출 결과를 이용하여 상기 물체에 패턴을 형성하는 제어 장치를 구비하는, 패턴 형성 장치.
제 72 항에 있어서,

상기 복수의 마크는, 상기 제 2 방향에 관하여 위치가 상이한 마크를 포함하고,

상기 제어 장치는, 상기 마크 검출시에, 상기 복수의 마크 검출계 각각의 검

출 영역을 상기 제 2 방향으로 이동하는, 패턴 형성 장치.
제 72 항 또는 제 73 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 각 마크의 검출시에는, 상기 이동체의 이동 중에 상기 검출 영역을 이동하는, 패턴 형성 장치.
제 72 항 내지 제 74 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 검출 장치의 검출 영역은, 상기 제 1 방향에 관하여 상기 패턴 형성이 실시되는 위치와 상기 마크 검출계의 검출 영역 사이에 배치되는, 패턴 형성 장치.
제 69 항 내지 제 75 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 장치는, 상기 검출 장치에 의한 검출 동작의 적어도 일부를, 상기 마크의 검출 동작과 병행하여 실시하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 내지 제 76 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이동체와는 독립적으로 이동 가능하고, 상기 이동체 상의 물체를 교환하는 동안에, 상기 패턴 형성에 필요한 계측을 실시하는 계측용 이동체를 추가로 구비하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 내지 제 77 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이동체와는 독립적으로 이동 가능하고, 상기 이동체에 의해 유지된 물체에 패턴 형성이 실시되고 있는 동안에, 상기 마크 검출계에 의해 마크의 검출이 실시되는 물체를 유지하는 별도의 이동체를 추가로 구비하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 내지 제 78 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 물체에 조명광을 조사하는 광학계를 추가로 구비하고, 상기 조명광으로 상기 물체를 노광하여 패턴을 형성하는, 패턴 형성 장치.
제 79 항에 있어서,

상기 마크 검출계는, 상기 광학계를 지지하는 보디와는 진동적으로 분리되어 있는, 패턴 형성 장치.
제 79 항에 있어서,

상기 광학계는, 상기 물체 상에 패턴을 투영하는 투영 광학계를 포함하고, 적어도 상기 투영 광학계가 상기 보디에 의해 지지되는, 패턴 형성 장치.
제 80 항 또는 제 81 항에 있어서,

상기 보디를 기준으로 하여 상기 마크 검출계의 위치 정보를 검출하는 센서를 추가로 구비하는, 패턴 형성 장치.
제 82 항에 있어서,

상기 센서는, 간섭계를 포함하고,

상기 간섭계 중, 적어도 참조빔과 계측빔으로 분기되는 분기 광학계가 상기 마크 검출계의 적어도 일부와 함께 이동하여, 상기 계측빔이 입사되는 반사면이 상기 보디에 형성되는, 패턴 형성 장치.
제 79 항 내지 제 83 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광학계와 상기 물체 사이에 액체를 공급하는 액체 공급 기구를 추가로 구비하고, 상기 광학계 및 상기 액체를 통하여 상기 조명광으로 상기 물체를 노광하는, 패턴 형성 장치.
제 39 항 내지 제 84 항 중 어느 한 항에 기재된 패턴 형성 장치를 이용하여 감응 물체 상에 패턴을 형성하는 공정을 포함하는, 디바이스 제조 방법.