KR20100101068A - 노광 장치, 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

Abstract

스테이지 (WST2) 상에, 2 개의 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 와 하나의 Y 헤드 (EY) 를 탑재하고, 이들 헤드에 대응하는 X 스케일 (SX₂) 과 Y 스케일 (SY₂) 을, 그 스케일들이 노광 영역과 얼라인먼트 영역을 연결하도록, 스테이지 (WST2) 에 대향하여 설치한다. 3 개의 인코더 헤드 (EX₁, EX₂, EY) 를 이용하여 위치 계측을 수행하면서, 스테이지 (WST2) 를, 스케일 (SX₂, SY₂) 의 설치 경로에 따라, 노광 영역과 얼라인먼트 영역 사이를 왕래시킨다. 따라서, XZ 간섭계 (116, 117) 사이, 및 XZ 간섭계 (126, 127) 사이의 전환 처리가 불필요하게 되고, 또한, XY 평면 내에서 이동하는 스테이지의 위치를, 계측 영역의 상이한 2 개의 위치 계측 시스템을 이용하여 안정적인 방식으로 고정밀도로 계측하는 것이 가능하게 된다.

Description

노광 장치, 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 노광 장치 및 노광 방법, 그리고 디바이스 제조 방법에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스를 제조하는 리소그래피 공정에서 이용되는 노광 장치 및 노광 방법, 그리고, 그 노광 방법을 이용한 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 반도체 소자 (집적 회로 등), 액정 표시 소자 등의 전자 디바이스 (마이크로디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 스텝-앤드-리피트 방식의 투영 노광 장치 (소위 스테퍼 (stepper)), 또는, 스텝-앤드-스캔 (step-and-scan) 방식의 투영 노광 장치 (소위 스캐닝 스테퍼 (스캐너 (scanner) 라고도 한다)) 등이 주로 사용된다.

이러한 종류의 노광 장치에서는, 제일 요구되는 것은 높은 스루풋을 가지는 것이다. 스루풋을 향상시키기 위한 수법으로서, 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 스테이지를 복수, 예를 들어, 2 개 설치하여, 그 2 개의 스테이지에서 상이한 동작을 동시병행적으로 처리하는 방법을 채용하는 트윈 웨이퍼 스테이지 타입의 노광 장치에 대한 다양한 제안들이 이루어진다 (예를 들어, 미국 특허 제 6,262,796 호 참조).

또한, 최근에는, 액침법 (liquid immersion method) 을 채용한 트윈 웨이퍼 스테이지 타입의 노광 장치도 제안되고 있다 (예를 들어, 미국 특허 제 7,161,659 호 참조).

하지만, 예를 들어, 미국 특허 제 7,161,659 호 명세서에 기재된 노광 장치와 같이, 2 개의 웨이퍼 스테이지를 구비하고 있는 경우, 노광 위치 (투영 렌즈 하방의 위치) 와 웨이퍼 교환 (및 웨이퍼 얼라인먼트) 이 수행되는 위치 사이의 각 웨이퍼 스테이지의 이동 중에, 그 웨이퍼 스테이지의 위치를 계측하는 간섭계 시스템의 계측이 불가능하게 되는 위치가 존재하였다.

본 발명은 전술한 사정 하에서 이루어졌으며, 본 발명의 제 1 양태에 따르면, 에너지 빔으로 물체를 노광하는 제 1 노광 장치가 제공되며, 이 장치는: 적어도 재치 (載置) 된 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 소정 범위의 영역 내에서 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 이동체; 이동체의 소정 평면에 실질적으로 평행한 일면에 대향하는, 소정 평면에 평행한 면 상의 제 3 영역에 대응하는 위치에 배치된 제 1 격자부; 및 이동체의 일면에 설치된 인코더 헤드를 갖고, 제 1 격자부에 대향하는 인코더 헤드의 출력에 기초하여 이동체의 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템과, 이동체에 설치된 반사면에 계측 빔을 조사하여, 적어도 제 1 영역과 제 2 영역에서의 이동체의 위치 정보를 계측하는 간섭계 시스템을 포함하는 계측 장치를 구비하며, 제 3 영역은, 계측 빔이 반사면으로부터 벗어나는 이동체의 이동 경로를 포함한다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 에너지 빔으로 물체를 노광하는 제 2 노광 장치가 제공되며, 이 장치는: 적어도 재치된 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 소정 범위의 영역 내에서 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 이동체; 이동체의 소정 평면에 실질적으로 평행한 일면에 대향하는, 소정 평면에 평행한 면 상의 제 1, 제 2, 및 제 3 영역에 대응하는 위치에 배치된 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부; 및 이동체의 일면에 설치된 인코더 헤드를 갖고, 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 임의의 하나에 대향하는 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 이동체의 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템을 포함하는 계측 장치를 구비한다.

이 장치에 따르면, 이동체가 제 1 영역 및 제 2 영역 내를 이동할 때 뿐만 아니라, 이동체가 제 1 영역과 제 2 영역 사이를 제 3 영역을 통과하면서 이동할 때에도, 이동체의 소정 평면 내의 위치 정보가, 계측 장치에 포함되는 인코더 시스템에 의해 계측된다. 따라서, 소정 평면에 평행한 면 상의 제 1, 제 2, 및 제 3 영역에 대응하는 위치에 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부를 배치함으로써, 계측 장치에 포함되는 인코더 시스템만을 이용하여, 이동체가 제 1 영역 및 제 2 영역 내를 이동할 때 뿐만 아니라, 이동체가 제 1 영역과 제 2 영역 사이를 제 3 영역을 통과하면서 이동할 때에도, 이동체의 소정 평면 내의 위치를 제어할 수 있게 된다.

본 발명의 제 3 양태에 따르면, 에너지 빔으로 물체를 노광하는 제 3 노광 장치가 제공되며, 이 장치는: 적어도 재치된 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 제 1 범위 내에서, 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 제 1 이동체; 제 1 영역과, 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 물체의 교환이 수행되는 제 4 영역과, 제 1 영역과 제 4 영역 사이의 제 5 영역을 포함하는 제 2 범위 내에서 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 제 2 이동체; 소정 평면에 실질적으로 평행한 제 1 및 제 2 이동체의 일면에 대향하는, 소정 평면에 평행한 면 상의, 제 3 및 제 5 영역에 대응하는 위치에 배치된 제 1 및 제 2 격자부; 및 제 1 이동체의 일면 상 및 제 2 이동체의 일면 상에 각각 설치된 제 1 및 제 2 인코더 헤드를 갖고, 제 1 격자부에 대향하는 제 1 인코더 헤드의 출력, 및 제 2 격자부에 대향하는 제 2 인코더 헤드의 출력에 기초하여 각각 제 1 및 제 2 이동체의 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템을 포함하는 계측 장치를 구비한다.

이 장치에 따르면, 계측 장치에 포함되는 인코더 시스템에 의해, 제 3 영역을 통과하여 제 1 영역과 제 2 영역 사이를 이동하는 제 1 이동체의 소정 평면 내의 위치 정보가 계측된다. 또한, 계측 장치에 의해, 제 5 영역을 통과하여 제 1 영역과 제 4 영역 사이를 이동하는 제 2 이동체의 소정 평면 내의 위치 정보가 계측된다. 따라서, 소정 평면에 평행한 면 상의 제 3 영역 및 제 5 영역에 대응하는 위치에 제 1 및 제 2 격자부를 배치하는 것만으로, 제 3 영역을 통과하여 제 1 영역과 제 2 영역 사이를 이동할 때의 제 1 이동체의 위치, 및 제 4 영역을 통과하여 제 1 영역과 제 5 영역 사이를 이동할 때의 제 2 이동체의 위치를 제어하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 4 양태에 따르면, 에너지 빔으로 물체를 노광하는 제 1 노광 방법이 제공되며, 이 방법은: 적어도 재치된 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 소정 범위 내에서 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 이동체의, 제 3 영역의 소정 평면 내의 위치 정보를, 이동체의 소정 평면에 실질적으로 평행한 일면에 대향하는, 소정 평면에 평행한 면 상의 제 3 영역에 대응하는 위치에 배치된 제 1 격자부에 대향하는, 이동체의 일면에 설치된 인코더 헤드의 출력에 기초하여 계측하고, 또한, 이동체에 설치된 반사면에 계측 빔을 조사하는 간섭계 시스템을 이용하여, 적어도 제 1 영역과 제 2 영역에서의 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 공정을 포함하며, 제 3 영역은, 계측 빔이 반사면으로부터 벗어난 이동체의 이동 경로를 포함한다.

이 방법에 따르면, 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 제 3 영역을 통과하여 제 1 영역과 제 2 영역 사이를 이동하는 이동체의 소정 평면 내의 위치 정보가 계측된다. 따라서, 간섭계 시스템의 계측 빔이 이동체에 설치된 반사면으로부터 벗어나는 이동체의 이동 경로를 포함하는 제 3 영역에서도, 소정 평면에 평행한 면 상의 제 3 영역에 대응하는 위치에 제 1 격자부를 배치하는 것만으로, 이동체가 제 3 영역을 통과하면서 제 1 영역과 제 2 영역 사이를 이동할 때의 이동체의 위치를 제어하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 5 양태에 따르면, 에너지 빔으로 물체를 노광하는 제 2 노광 방법이 제공되며, 이 방법은: 적어도 재치된 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 소정 범위 내에서 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 이동체의 소정 평면 내의 위치 정보를, 소정 평면에 실질적으로 평행한 이동체의 일면에 대향하는, 소정 평면에 평행한 면 상의 제 1, 제 2, 및 제 3 영역에 대응하는 위치에 배치된 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 임의의 하나에 대향하는, 이동체의 일면에 설치된 인코더 헤드의 출력에 기초하여 계측하는 계측 공정을 포함한다.

이 방법에 따르면, 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 이동체가 제 1 영역 및 제 2 영역 내를 이동할 때 뿐만 아니라, 이동체가 제 1 영역과 제 2 영역 사이를 제 3 영역을 통과하여 이동할 때에도, 이동체의 소정 평면 내의 위치 정보가 계측된다. 따라서, 소정 평면에 평행한 면 상의 제 1, 제 2, 및 제3 영역에 대응하는 위치에 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부를 배치함으로써, 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 이동체가 제 1 영역 및 제 2 영역 내를 이동할 때 뿐만 아니라, 이동체가 제 1 영역과 제 2 영역 사이를 제 3 영역을 통과하면서 이동할 때에도, 이동체의 소정 평면 내의 위치를 제어하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 제 6 양태에 따르면, 에너지 빔으로 물체를 노광하는 제 3 노광 방법이 제공되며, 이 방법은: 적어도 재치된 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 제 1 영역과 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 제 1 범위 내에서, 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 제 1 이동체, 및 제 1 영역과, 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 물체의 교환이 수행되는 제 4 영역과, 제 1 영역과 제 4 영역 사이의 제 5 영역을 포함하는 제 2 범위 내에서 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 제 2 이동체의 제 3 및 제 5 영역에서의 소정 평면 내의 위치 정보를, 제 1 및 제 2 이동체 각각의 소정 평면에 실질적으로 평행한 일면에 대향하는, 소정 평면에 평행한 면 상의, 제 3 및 제 5 영역에 대응하는 위치에 각각 배치된 제 1 및 제 2 격자부에 각각 대향하는, 제 1 이동체의 일면 상 및 제 2 이동체의 일면 상에 각각 설치된 제 1 및 제 2 인코더 헤드의 출력에 기초하여 각각 계측하는 계측 공정을 포함한다.

이 방법에 따르면, 제 1 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 제 3 영역을 통과하여 제 1 영역과 제 2 영역 사이를 이동하는 제 1 이동체의 소정 평면 내의 위치 정보가 계측된다. 또한, 제 2 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 제 5 영역을 통과하여 제 1 영역과 제 4 영역 사이를 이동하는 제 2 이동체의 소정 평면 내의 위치 정보가 계측된다. 따라서, 소정 평면에 평행한 면 상의 제 3 영역 및 제 5 영역에 대응하는 위치에 제 1 및 제 2 격자부를 배치하는 것만으로, 제 3 영역을 통과하여 제 1 영역과 제 2 영역 사이를 이동할 때의 제 1 이동체의 위치, 및 제 4 영역을 통과하여 제 1 영역과 제 5 영역 사이를 이동할 때의 제 2 이동체의 위치를 제어하는 것이 가능하게 된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명의 제 1, 제 2, 및 제 3 노광 방법 중 적어도 하나를 이용하여 물체를 노광하는 노광 공정; 및 노광이 완료된 물체를 현상하는 현상 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.

도 1 은 제 1 실시형태의 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2(A) 는 도 1 의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 정면도, 도 2(B) 는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 평면도이다.
도 3(A) 는 도 1 의 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 정면도이고, 도 3(B) 는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 평면도이다.
도 4(A) 내지 도 4(C) 는, 전달부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 는 도 1 의 노광 장치가 구비된 스테이지 장치를 나타내는 평면도이다.
도 6 은 3 개의 다축 간섭계를 이용한 웨이퍼 스테이지의 위치 계측을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은 일 실시형태의 노광 장치의 제어계의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8 은 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에 재치된 웨이퍼에 대해 노광이 수행되고, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에서는 웨이퍼 교환이 수행되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 9 는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에 재치된 웨이퍼에 대해 노광이 수행되고, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에서 웨이퍼 얼라인먼트가 수행되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 10 은 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가, 인코더를 이용하는 위치 계측의 결과에 따라, 인코더 헤드와 스케일의 배치에 의해 설정된 경로를 따라, 제 2 대기 영역을 경유하여 얼라인먼트 영역으로부터 노광 영역으로 이동하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11 은 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 스크럼 포지션으로의 이동이 완료된 상태를 나타내는 도면이다.
도 12 는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에 재치된 웨이퍼에 대해 노광이 수행되고, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에서는 웨이퍼 교환이 수행되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 13(A) 및 도 13(B) 는 제 1 실시형태의 제 1 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14 는 제 1 실시형태의 제 2 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15 는 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16 은 제 2 실시형태의 노광 장치의 스테이지 유닛을 나타내는 평면도이다.
도 17 은 제 2 실시형태의 노광 장치에서, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에 재치된 웨이퍼에 대해 노광이 수행되고, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에서 웨이퍼 얼라인먼트가 수행되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 18 은 제 2 실시형태의 노광 장치에서, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가, 인코더를 이용하는 위치 계측의 결과에 따라, 인코더 헤드와 스케일의 배치에 의해 설정되는 경로를 따라, 제 2 대기 영역을 경유하여 얼라인먼트 영역으로부터 노광 영역으로 이동하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 19 는 제 2 실시형태의 노광 장치에서, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 스크럼 포지션으로의 이동이 완료된 상태를 나타내는 도면이다.
도 20 은 제 2 실시형태의 노광 장치에서, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에 재치된 웨이퍼에 대해 노광이 수행되고, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에서는 웨이퍼 교환이 수행되는 상태를 나타내는 도면이다.
도 21 은 제 2 실시형태의 제 1 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 22 는 제 2 실시형태의 제 2 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 23 은 제 2 실시형태의 다른 변형예를 설명하기 위한 도면이다.

- 제 1 실시형태

이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 대해, 도 1 내지 도 12 를 참조하여 설명한다.

도 1 은 제 1 실시형태의 트윈 스테이지형의 노광 장치 (100) 의 구성을 개략적으로 도시한다. 노광 장치 (100) 는, 스텝-앤드-스캔 방식의 투영 노광 장치, 또는 소위 스캐너이다. 후술하는 바와 같이, 본 실시형태에서는 투영 광학계 (PL) 와 얼라인먼트계 (ALG) 가 설치되어 있고, 이하의 설명에서는, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 평행한 방향을 Z 축 방향으로 기술하고, 이 Z 축 방향에 직교하는 면 내에서 투영 광학계 (PL) 의 중심 (광축 (AX)) 과 얼라인먼트계 (ALG) 의 검출 중심 (광축 (AXp)) 을 연결하는 직선과 평행한 방향을 Y 축 방향으로 기술하며, Z 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 X 축 방향으로 기술하고, X 축, Y 축, 및 Z 축 주위로의 회전 (경사) 방향을 각각 θ_x 방향, θ_y 방향, 및 θ_z 방향으로 기술할 것이다.

노광 장치 (100) 는, 조명계 (10), 레티클 스테이지 (RST), 투영 유닛 (PU), 국소 액침 장치 (8), 얼라인먼트계 (ALG), 스테이지 장치 (50), 및 이들의 제어계 등을 구비한다. 또한, 도 1 에서, 스테이지 장치 (50) 를 구성하는 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 각각 투영 유닛 (PU) 의 하방 및 얼라인먼트계 (ALG) 의 하방에 위치한다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 상에는 각각 웨이퍼 (W1 및 W2) 가 놓인다.

조명계 (10) 는, 예를 들어, 미국 공개특허공보 제 2003/0025890 호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 광원과, 옵티컬 인티그레이터 (optical integrator) 등을 포함하는 조도 균일화 광학계 및 레티클 블라인드 등을 포함하는 조명 광학계 (이들 모두는 미도시) 를 갖는다. 조명계 (10) 는, 레티클 블라인드 (마스킹 시스템으로도 지칭된다) 로 규정된 레티클 (R) 상의 슬릿 모양의 조명 영역 (IAR) 을 조명광 (노광광) (IL) 에 의해 실질적으로 균일한 조도로 조명한다. 이 경우, 조명광 (IL) 으로서, 예를 들어, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193nm) 이 사용된다.

레티클 스테이지 (RST) 상에는, 회로 패턴 등이 그 패턴면 (도 1 에서의 하면) 에 형성된 레티클 (R) 이 예를 들어, 진공 흡착에 의해 고정된다. 레티클 스테이지 (RST) 는, 리니어 모터 등을 포함하는 레티클 스테이지 구동계 (11) (도 1 에서는 미도시, 도 7 참조) 에 의해, XY 평면 내에서 미소 (finely) 구동 가능하고, 레티클 스테이지 (RST) 는 또한, 주사 방향 (이 경우에는, 도 1 에서의 지면 내 좌우 방향인 Y 축 방향) 으로 소정의 주사 속도로 구동가능하다.

레티클 스테이지 (RST) 의 XY 평면 (이동면) 내의 위치 정보 (θ_z 방향의 회전 정보를 포함) 는, 레티클 레이저 간섭계 (이하, 레티클 간섭계라 한다) (116) 에 의해, 이동경 (15) (실제로는, Y 축 방향에 직교하는 반사면을 갖는 Y 이동경 (또는 레트로 리플렉터) 과 X 축 방향에 직교하는 반사면을 갖는 X 이동경이 설치된다) 을 통해, 예를 들어, 0.25nm 정도의 분해능으로 항상 검출된다. 레티클 간섭계 (116) 로부터의 위치 정보는, 주제어 장치 (20) (도 1 에는 미도시, 도 7 참조) 로 전송된다. 주제어 장치 (20) 는, 전송된 위치 정보에 기초하여, 레티클 스테이지 구동계 (11) 를 통해 레티클 스테이지 (RST) 의 위치 (및 속도) 를 제어한다.

투영 유닛 (PU) 은, 레티클 스테이지 (RST) 의 도 1 에서의 하방 (-Z 방향) 에 배치된다. 투영 유닛 (PU) 은, 경통 (40) 과, 경통 (40) 내에 유지된 투영 광학계 (PL) 를 포함한다. 투영 광학계 (PL) 로서는, 예를 들어, Z 축 방향과 평행한 광축 (AX) 을 따라 배치되는 복수의 렌즈 (렌즈 엘리먼트들) 로 이루어지는 굴절 광학계가 이용된다. 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어, 양측 텔레센트릭 굴절 광학계로서, 소정의 투영 배율 (예를 들어, 1/4, 1/5, 또는 1/8 배 등) 을 갖는다. 따라서, 조명계 (10) 가 조명광 (IL) 으로 레티클 (R) 상의 조명 영역 (IAR) 을 조명할 때, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 면 (물체면) 과 패턴면이 실질적으로 일치하도록 배치되는 레티클 (R) 을 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (PL) (투영 유닛 (PU)) 를 통해 그 조명 영역 (IAR) 내의 레티클 (R) 의 회로 패턴의 축소 이미지가, 투영 광학계 (PL) 의 제 2 면 (이미지면) 측에 배치되고, 표면에 레지스트 (감광제) 가 코팅된 웨이퍼 (W1) (또는 웨이퍼 (W2)) 상의 조명 영역 (IAR) 에 공액인 영역 (이하, 노광 영역이라고도 칭한다) (IA) 에 형성된다. 그리고, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST1) (또는 웨이퍼 스테이지 (WST2)) 의 동기 구동에 따라, 조명 영역 (IAR) (조명광 (IL)) 에 대해 레티클 (R) 을 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동시키는 한편, 노광 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 웨이퍼 (W1) (또는 웨이퍼 (W2)) 를 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대이동시킴으로써, 웨이퍼 (W1) (또는 웨이퍼 (W2)) 상의 하나의 쇼트 (shot) 영역 (구획 영역) 의 주사 노광이 수행되고, 그 쇼트 영역에 레티클의 패턴이 전사된다. 즉, 본 실시형태에서는, 조명계 (10), 레티클 (R), 및 투영 광학계 (PL) 에 의해 웨이퍼 (W1) (또는 웨이퍼 (W2)) 상에 패턴이 생성되고, 그 다음, 조명광 (IL) 에 의한 웨이퍼 (W1) (또는 웨이퍼 (W2)) 상의 감응층 (레지스트층) 의 노광에 의해 웨이퍼 (W) 상에 그 패턴이 형성된다.

본 실시형태의 노광 장치 (100) 에는, 액침 방식의 노광을 수행하기 위해, 국소 액침 장치 (8) 가 설치되어 있다. 국소 액침 장치 (8) 는, 액체 공급 장치 (5), 액체 회수 장치 (6) (이들 모두는 도 1 에는 미도시, 도 7 참조), 액체 공급관 (31A), 액체 회수관 (31B), 및 노즐 유닛 (32) 등을 포함한다. 노즐 유닛 (32) 은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 가장 이미지면 측 (웨이퍼 측) 의 광학 소자, 이 경우에는 렌즈 (이하, 선단 렌즈라고도 칭한다) (191) 를 유지하는 경통 (40) 의 하단부 주위를 둘러싸도록, 투영 유닛 (PU) 을 유지하는 메인 프레임 (미도시) 에 매달려 지지되어 있다. 본 실시형태에서는, 노즐 유닛 (32) 은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 그 하단면이 선단 렌즈 (191) 하단면과 실질적으로 동일면 (flush surface) 에 설치되어 있다.

액체 공급관 (31A) 은 액체 공급 장치 (5) (도 1 에서는 미도시, 도 7 참조) 에 접속되고, 액체 회수관 (31B) 은 액체 회수 장치 (6) (도 1 에서는 미도시, 도 7 참조) 에 접속되어 있다. 이 경우, 액체 공급 장치 (5) 는, 액체를 저장하는 탱크, 가압 펌프, 온도 제어 장치, 액체의 유량을 제어하기 위한 밸브 등을 구비하고 있다. 액체 회수 장치 (6) 는, 회수한 액체를 저장하는 탱크, 흡인 펌프, 액체의 유량을 제어하기 위한 밸브 등을 구비하고 있다.

주제어 장치 (20) 는, 액체 공급 장치 (5) (도 7 참조) 를 제어하여, 액체 공급관 (31A) 을 통해 선단 렌즈 (191) 와 웨이퍼 (W1) (또는 웨이퍼 (W2)) 사이에 액체를 공급하고, 또한, 액체 회수 장치 (6) (도 7 참조) 를 제어하여, 액체 회수관 (31B) 을 통해 선단 렌즈 (191) 와 웨이퍼 (W1) (또는 웨이퍼 (W2)) 사이로부터 액체를 회수한다. 이 동작 동안, 주제어 장치 (20) 는, 공급되는 액체의 양과 회수되는 액체의 양이 항상 동일하도록, 액체 공급 장치 (5) 와 액체 회수 장치 (6) 를 제어한다. 따라서, 선단 렌즈 (191) 와 웨이퍼 (W1) (또는 웨이퍼 (W2)) 사이의 공간에는 일정량의 액체 (Lq) 가 항상 대체되어 유지되고, 이에 의해, 액침 영역 (14) (예를 들어, 도 6, 도 8 등 참조) 이 형성된다. 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 조명광 (IL) 을, 액침 영역 (14) 을 형성하는 액체 (Lq) 를 통해 웨이퍼 (W1) (또는 웨이퍼 (W2)) 에 조사함으로써, 웨이퍼 (W1) (또는 웨이퍼 (W2)) 의 노광이 수행된다. 여기서, 액침 영역 (14) 은, 액침 공간으로 지칭될 액체 (Lq) 로 채워진 3 차원 공간이지만, 공간은 간극을 의미하기도 하기 때문에, 이러한 오해를 피하기 위해, 본 명세서에서는 액침 영역이라는 용어를 사용한다.

상기의 액체로서, 예를 들어, ArF 엑시머 레이저빔 (파장 193nm 의 광) 이 투과하는 순수가 이용된다. 또한, ArF 엑시머 레이저빔에 대한 순수의 굴절률 n 은, 대략 1.44 정도이고, 순수에서는, 조명광 (IL) 의 파장이 193nm×1/n, 즉, 134nm 정도로 단파장화된다.

얼라인먼트계 (ALG) 는, 투영 유닛의 중심 (투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) (본 실시형태에서는, 전술한 노광 영역 (IA) 의 중심에 일치)) 로부터 -Y 측으로 소정 거리 이격된 위치에 배치되고, 메인 프레임 (미도시) 에 유지되어 있다. 얼라인먼트계 (ALG) 로서, 예를 들어, 화상 처리 방식의 FIA (Field Image Alignment) 계가 이용된다. 얼라인먼트계 (ALG) 는, 웨이퍼 얼라인먼트 등 시에, 주제어 장치 (20) 의 지시에 따라, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 또는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상의 기준 마크 또는 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크 (웨이퍼 마크) 를 촬상하고, 그 촬상 신호를 신호 처리계 (미도시) 를 통해 주제어 장치 (20) 에 공급한다 (도 7 참조).

그 외에, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에는, 투영 유닛 (PU) 의 근방에, 예를 들어, 미국 특허 제 5,448,332 호 명세서 등에 개시된 것과 유사한 구성을 갖는 다점 초점 위치 검출계 (이하, 다점 AF 계로 약칭한다) (AF) (도 1 에서는 미도시, 도 7 참조) 가 설치되어 있다. 여기서 다점 AF 계로서는, 조사계로부터의 검출 빔을, 전술한 노즐 유닛 (32) 에 형성된 광투과부 (미도시) 및 액침 영역의 액체 (Lq) 를 통해 웨이퍼 (W1) (또는 웨이퍼 (W2)) 표면의 복수의 검출점에 조사하고, 복수의 검출점 각각에서의 검출 빔의 반사광을 노즐 유닛 (32) 에 형성된 다른 광투과부를 통해 수광계에서 수광하는 구성을 갖는 시스템이 이용된다. 다점 AF 계 (AF) 의 검출 신호는, AF 신호 처리계 (미도시) 를 통해 주제어 장치 (20) 에 공급된다 (도 7 참조). 주제어 장치 (20) 는, 다점 AF 계 (AF) 의 검출 신호에 기초하여 웨이퍼 (W) 표면의 Z 축 방향의 위치 정보를 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여, 주사 노광 중의 웨이퍼 (W) 의 소위 포커스 레벨링 제어를 실행한다. 또한, 얼라인먼트 검출계 (ALG) 의 근방에 다점 AF 계를 설치하여, 웨이퍼 얼라인먼트 시에 웨이퍼 표면의 면위치 정보 (불균일 정보) 를 사전에 획득하고, 노광 시에는, 그 면위치 정보와 웨이퍼 스테이지 상면의 Z 축 방향의 위치를 검출하는 다른 센서의 계측치를 이용하여, 웨이퍼 (W) 의 소위 포커스 레벨링 제어를 수행할 수 있다.

또한, 노광 장치 (100) 에서는, 레티클 스테이지 (RST) 의 상방에, 노광 파장의 광을 이용한 한 쌍의 TTR (Through The Reticle) 얼라인먼트계로 이루어진 레티클 얼라인먼트 검출계 (13) (도 1 에서는 미도시, 도 7 참조) 가 설치되어 있다. 레티클 얼라인먼트 검출계 (13) 의 검출 신호는, 얼라인먼트 신호 처리계 (미도시) 를 통해 주제어 장치 (20) 에 공급된다 (도 7 참조).

스테이지 장치 (50) 는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 정반 (base board) (12) 상방에 배치된 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2), 및 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치 정보를 계측하는 계측 시스템 (200) (도 7 참조), 및 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 구동하는 스테이지 구동계 (124) (도 7 참조) 등을 구비하고 있다. 계측 시스템 (200) 은, 도 7 에 도시된 바와 같이, 간섭계 시스템 (118) 및 인코더 시스템 (150) 을 포함한다.

웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 는, 각각의 스테이지가 갖는 후술할 에어 슬라이더에 의해, 수 μm 정도의 클리어런스 (clearance) 를 통해, 정반 (12) 의 상방에 부상 지지되어 있다. 그리고, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 는, 스테이지 구동계 (124) 를 구성하는 후술하는 평면 모터에 의해, 각각 정반 (12) 의 상면 (이동 가이드면) 을 따라 XY 평면 내에서 구동가능하다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 는, 후술하는 노광 시 이동 영역 (AE) 과 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 과 제 1 대기 영역 (AW1) 과 얼라인먼트 영역 (AA) 을 포함하는 제 1 이동 범위 내에서 이동한다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 는, 노광 시 이동 영역 (AE) 과 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 과 제 2 대기 영역 (AW2) 과 얼라인먼트 영역 (AA) 을 포함하는 제 2 이동 범위 내에서 이동한다.

웨이퍼 스테이지 (WST1) 는, 도 1 및 도 2(A) 에 도시된 바와 같이, 스테이지 본체 (91) 와, 스테이지 본체 (91) 상에 탑재된 웨이퍼 테이블 (WTB1) 을 포함한다. 스테이지 본체 (91) 는, 도 2(A) 에 도시된 바와 같이, 정반 (12) 내부에 설치된 고정자 (52) 와 함께 평면 모터 (51) 를 구성하는 가동자 (56) 와, 그 가동자 (56) 의 하반부의 주위에 일체적으로 설치되는, 복수의 에어 베어링을 갖는 에어 슬라이더 (54) 를 갖는다.

가동자 (56) 는, 예를 들어, 인접 극의 극성이 서로 상이하도록 매트릭스 배열을 갖는 복수의 평판 자석으로 이루어지는 평판 발자체 (planar magnetism generating body) 를 포함하는 자석 유닛에 의해 구성되어 있다.

한편, 고정자 (52) 는, 정반 (12) 의 내부에 매트릭스로 배치된 복수의 전기자 코일 (구동 코일) (57) 을 갖는 전기자 유닛에 의해 구성된다. 전기자 코일 (57) 로서, 본 실시형태에서는, X 구동 코일 및 Y 구동 코일이 설치되어 있다. 그리고, 고정자 (52) 와, 전술한 가동자 (56) 에 의해, 전자력 구동 방식 (로렌츠력 구동 방식) 의 무빙 마그넷 (moving magnet) 타입의 평면 모터 (51) 가 구성된다.

복수의 전기자 코일 (57) 은, 정반 (12) 의 상면을 구성하는 평판 모양 부재 (58) 에 의해 덮인다. 평판 모양 부재 (58) 의 상면은, 웨이퍼 스테이지 (WST1) (및 웨이퍼 스테이지 (WST2)) 의 이동 가이드면 및 에어 슬라이더 (54) 가 구비하는 에어 베어링으로부터의 가압 공기의 수압면 (pressure receiving surface) 을 구성한다.

웨이퍼 테이블 (WTB1) 은, 스테이지 본체 (91) 상에, 스테이지 구동계 (124) 의 일부를 구성하는 Z 레벨링 기구 (mechanism) (예를 들어, 보이스 코일 모터 등을 포함) 를 통해 설치되어 있다. 웨이퍼 테이블 (WTB1) 은, Z 레벨링 기구에 의해, 스테이지 본체 (91) 에 대해 Z 축 방향, θ_x 방향 및 θ_y 방향으로 미소 구동된다. 따라서, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 은, 평면 모터 (51) 와 Z 레벨링 기구를 포함하는 스테이지 구동계 (124) 에 의해, 정반 (12) 에 대해 6 자유도 방향 (X, Y, Z, θ_x, θ_y, 및 θ_z) 으로 구동가능하게 구성되어 있다.

웨이퍼 테이블 (WTB1) 의 상면의 중앙에는, 웨이퍼를 진공 흡착 등에 의해 유지하는 웨이퍼 홀더 (미도시) 가 설치되어 있다. 웨이퍼 홀더 (웨이퍼의 재치 영역) 의 외측에는, 도 2(B) 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 홀더보다 한 사이즈 더 큰 원형의 개구가 중앙에 형성되고, 또한, 직사각형의 외형 (윤곽) 을 갖는 플레이트 (28) 가 설치되어 있다. 플레이트 (28) 의 표면은, 액체 (Lq) 에 대해 발액화 처리된 발액면을 형성하고 있다. 또한, 플레이트 (28) 는, 그 표면의 전부 (또는 그 표면의 일부) 가 웨이퍼 (W) 의 표면과 실질적으로 동일면이 되도록 설치되어 있다.

또한, 플레이트 (28) 의 +Y 측의 +X 단부 근방에는 원형 개구가 형성되고, 그 원형 개구 내에는 기준 마크 판 (FM1) 이 끼워져 있다. 기준 마크 판 (FM1) 은, 그 표면이 플레이트 (28) 와 실질적으로 동일면으로 배열되어 있다. 기준 마크 판 (FM1) 의 표면에는, 레티클 얼라인먼트 검출계 (13) 에 의해 검출되는 한 쌍의 제 1 기준 마크와, 얼라인먼트계 (ALG) 에 의해 검출되는 제 2 기준 마크가 적어도 형성되어 있다.

웨이퍼 테이블 (WTB1) 의 +X 측의 -Y 단부에는, 도 2(B) 에 도시된 바와 같이, 다른 부분보다 돌출된 판 모양 처마부 (eave section) (23a) 가 설치되어 있다. 웨이퍼 테이블 (WTB1) 의 상면은, 웨이퍼 (W1) 및 처마부 (23a) 를 포함하여, 전체 면이 실질적으로 동일면으로 되어 있다.

웨이퍼 스테이지 (WST2) 는, 도 1, 도 3(A), 및 도 3(B) 등에 도시된 바와 같이, 스테이지 본체 (91) 와, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 을 포함하여, 전술한 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와, 대칭이기는 하지만 유사한 방식으로 구성되어 있다. 하지만, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 에서는, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 상의 기준 마크 (FM1) 의 배치와 대칭인 배치로, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 상면에 기준 마크판 (FM2) 이 설치되어 있고, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 의 처마부 (23a) 와 거의 대칭인 배치로 처마부 (23b) 가 설치되어 있다.

이제, 처마부 (23a 및 23b) 에 대해서 그 기능을 포함하여 상세하게 설명할 것이다.

도 4(A) 에는, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 에 설치된 처마부 (23a) 와, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 에 설치된 처마부 (23b) 가 확대되어 도시되어 있다. 이 도 4(A) 에 도시된 바와 같이, 처마부 (23a) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 의 +X 측의 상단부로부터 돌출된 실질적으로 평판 모양의 부분으로 이루어지고, 그 선단부에 상반부가 하반부에 비해 돌출한 돌출부가 형성되어 있다. 한편, 처마부 (23b) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 의 -X 측의 상단부로부터 돌출한 실질적으로 평판 모양의 부분으로 이루어지지만, 그 선단부에는, 처마부 (23a) 의 돌출부에 계합하고, 그 계합 상태에서는, 도 4(A) 에 도시된 바와 같이, 전체로 하나의 판상부를 형성하는, 하반부가 상반부에 비해 돌출한 돌출부가 형성되어 있다.

처마부 (23a 및 23b) 각각의 선단은, 도 4(A) 로부터 명백한 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 +X 측 단부 및 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 -X 측 단부에 각각 위치하고 있다. 또한, 처마부 (23a 및 23b) 끼리가 계합한 상태에서의 처마부 (23a) 와 처마부 (23b) 의 총 길이는, 선단부에 일부 중첩 부분이 있음에도 불구하고, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 접촉하는 것을 방지할 수 있는 (보다 정확하게는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 에어 슬라이더 (54) 의 +X 측단과, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 에어 슬라이더 (54) 의 -X 측단이 접촉하는 것을 방지할 수 있는) 정도의 길이로 설정되어 있다. 이 경우, 처마부 (23a 및 23b) 끼리가 계합한 상태에서는, 전술한 에어 슬라이더 (54) 끼리의 접촉 뿐만 아니라, 도 4(A) 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 +X 측 단부에 돌출하여 설치된 반사 미러 (27f) (후술한다) 와, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 -X 측 단부에 돌출하여 설치된 반사 미러 (27e) (후술한다) 가 접촉하는 것도 방지할 수 있다. 더욱 구체적으로, 처마부 (23a 및 23b) 끼리가 계합한 상태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 접촉 (보다 정확하게는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 에어 슬라이더 (54) 의 +X 측단과, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 에어 슬라이더 (54) 의 -X 측단 사이의 접촉) 을 방지할 수 있고, 반사 미러 (27f) 와 반사 미러 (27e) 의 접촉도 방지할 수 있는 한, 처마부 (23a 및 23b) 각각의 돌출 길이는 특별히 문제가 되지 않는다.

본 실시형태에서는, 양 스테이지 (WST1 및 WST2) 가, 보다 정확하게는, 처마부 (23a 및 23b) 가 접근 또는 접촉하는 상태 (즉, 양 스테이지의 스크럼 상태) 에서는, 처마부 (23a 및 23b) 는 반사면 (27f) 과 반사면 (27e) 을 완전히 덮는다. 이 때, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 과 웨이퍼 테이블 (WTB2) 의 상면은, 처마부 (23a 및 23b) 의 상면을 포함하고, 전체로서 실질적으로 동일면 (완전히 평탄한 면) 으로 된다 (도 4(A) 참조). 이 경우, 처마부 (23a 및 23b) 가 접근한다는 것은, 일예로서, 300μm 정도 이하의 클리어런스를 통해 처마부 (23a 및 23b) 가 서로 접근하는 상태를 지칭한다.

처마부 (23a) 의 폭 (Y 축 방향의 길이) 은, 도 5 등에 도시된 바와 같이, 전술한 액침 영역 (14) 의 폭 (Y 축 방향의 길이) 보다 충분히 크게 설정된다. 따라서, 예를 들어, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 에 재치된 웨이퍼 (W1) 에 대한 노광이 종료되고, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 에 재치된 웨이퍼 (W2) 에 대한 노광을 개시하기 위해서는, 투영 광학계 (PL) 근방의 노광시 이동 영역 (AE) (도 8 참조) 에 위치하는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 를 노광시 이동 영역 (AE) (도 8 참조) 밖으로 퇴피시키고, 소정의 대기 위치에서 대기하고 있는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 노광시 이동 영역 (AE) 으로 이동시켜야 한다. 이 이동 시에, 주제어 장치 (20) 는, 도 11 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 갖는 처마부 (23a) 를 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 갖는 처마부 (23b) 와 계합시켜, X 축 방향으로 근접 또는 접촉시킨다. 그리고, 이 상태 (스크럼 상태) 를 유지한 채로, 주제어 장치 (20) 가, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 -X 방향으로 구동시킴으로써, 액침 영역 (14) 은, 웨이퍼 테이블 (WTB1), 처마부 (23a), 처마부 (23b), 그 다음, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 의 상면을 순차 이동한다. 물론, 역순으로 액침 영역 (14) 이 이동될 수 있다.

또한, 예를 들어, 도 11 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 스크럼 상태를 유지하면서 이동하는 개략의 범위를 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 으로 한다. 또한, 예를 들어, 도 9 에 도시된 바와 같이, 노광시 이동 영역 (AE) 은, 노광 시의 웨이퍼 스테이지의 이동에 따라 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼가 이동하는 개략의 범위이고, 또한, 후술하는 얼라인먼트 영역 (AA) 은, 웨이퍼 얼라인먼트 시의 웨이퍼 스테이지의 이동에 따라 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼가 이동하는 개략의 범위이다.

액침 영역 (14) 이 처마부 (23a 및 23b) 를 통해, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 상으로부터 웨이퍼 테이블 (WTB2) 상으로 이동할 때, 액침 영역 (14) 을 형성하는 액체 (Lq) 가 처마부 (23a) 와 처마부 (23b) 사이의 간극에 들어가고, 웨이퍼 스테이지(들) (WST1 및/또는 WST2) 의 측면을 통해 웨이퍼 스테이지(들) (WST1 및/또는 WST2) 의 하방으로 누설될 수도 있다. 따라서, 예를 들어, 도 4(C) 에 도시된 바와 같이, 처마부 (23b) 의 처마부 (23a) 와 계합하는 면의 일부에, 또는, 처마부 (23a) 의 처마부 (23b) 와 계합하는 면의 일부에, 또는, 처마부 (23a) 와 단차부 (stepped portion; 23b) 양자의 계합면의 일부에, 실 부재 (24) 를 두어야 한다. 이러한 경우에, 실 부재 (24) 에 의해, 액체 (Lq) 의 처마부 (23a) 와 처마부 (23b) 사이의 간극으로의 침입이 방지될 수 있고, 이를 통해 웨이퍼 스테이지 (WST1 및/또는 WST2) 하방으로의 누설이 방지될 수 있다. 또한, 실 부재 (24) 로서는, 예를 들어, 불소 고무 등으로 이루어지는 탄성 실 부재가 이용된다. 또한, 실 부재 (24) 를 부착하는 대신에, 처마부 (23a) 의 처마부 (23b) 와의 계합면, 및/또는 처마부 (23b) 의 처마부 (23a) 와의 계합면에, 테플론 (등록 상표) 등에 의해 발수 코팅을 적용할 수 있다.

본 실시형태에서는, 전술한 바와 같이, 액침 영역 (14) 을, 처마부 (23a 및 23b) 를 통해, 웨이퍼 테이블 (WTB1 및 WTB2) 사이에 이동시킬 수 있다. 이 이동시에, 처마부 (23a 및 23b) 가 접촉 또는 근접한 상태가 유지되기 때문에, 처마부 (23a) 와 처마부 (23b) 사이의 간극으로부터 액침 영역 (14) 의 액체 (Lq) 가 누설되는 것도 방지할 수 있다. 따라서, 액체 (Lq) 로 반사 미러 (27f 및 27e) 를 젖게 하지 않고 액침 영역 (14) 을 웨이퍼 테이블 (WTB1 및 WTB2) 사이에 이동시킬 수 있다. 이러한 구성에 의해, 투영 광학계 (PL) 의 하부로부터의 액체 (Lq) 의 회수 작업이 불필요하게 되고, 액체 (Lq) 의 회수 및 공급을 수행하는 경우에 비해, 스루풋을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 설명에서는, 웨이퍼 테이블 (WTB1 및 WTB2) 에, 처마부 (23a 및 23b) 가 각각 설치되는 경우에 대해서 설명하였지만, 예를 들어, 도 4(B) 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 에 처마부 (23c) 를 설치하고, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 에 처마부 (23c) 와 감합하는 단차부 (23d) 를 설치할 수 있다. 또는 반대로, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 에 단차부를 설치할 수 있고, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 에 처마부를 설치할 수 있다. 이 경우에도, 처마부 (23c) 와 단차부 (23d) 가 서로 감합한 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 스크럼 상태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 접촉, 및 반사 미러 (27f) 와 반사 미러 (27e) 의 접촉을 회피할 수 있는 길이로 처마부 (23c) 의 길이가 설정되어야 한다.

또한, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 에, 예를 들어, 국제공개공보 제 2007/097379 호에 개시된 바와 같은 컨피덴셜 바 (confidential bar; CD 바), 조도 불균일 계측 센서, 공간 이미지 계측기, 파면 수차 계측기 및 조도 모니터 등의 각종 계측 장치 및 계측 부재를 설치할 수 있다.

본 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 -X 측 단부로부터, 정반 (12) (웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 이동 가이드면) 의 -X 측에 설치된 Y 축 방향으로 이동 가능한 제 1 케이블 셔틀 (cable shuttle) (미도시) 에, 배선/배관용의 케이블이 접속된다. 유사하게, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 +X 측 단부로부터, 정반 (12) 의 +X 측에 설치된 Y 축 방향으로 이동 가능한 제 2 케이블 셔틀 (미도시) 에, 배선/배관용의 케이블이 접속된다. 이들 케이블에 의해, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 에 설치된 Z 레벨링 기구 및 계측 장치로의 전력 공급 및 에어 슬라이더에 대한 가압 공기의 공급이 수행된다.

다음으로, 계측 시스템 (200) 의 일부를 구성하는 간섭계 시스템 (118) 에 대해 설명한다.

도 2(B) 및 도 3(B) 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 테이블 (WTB1 및 WTB2) 의 -X 측 단면, +Y 측 단면, +X 측 단면, -Y 측 단면에는 각각 반사면 (27a, 27b, 27c, 및 27d) 이 형성된다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 -X 측 및 +X 측에는, 반사면 (27a 및 27c) 의 각각에 대해 45 도 경사진 반사면을 갖는 반사 미러 (27e 및 27f) 이 설치된다. 또한, 도 1 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 장방형 판상의 반사 플레이트 (25A 및 25B) 가, 그 반사면을 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) (웨이퍼 테이블 (WTB1 및 WTB2)) 에 대향시켜, 투영 유닛 (PU) 의 +X 측 및 -X 측에, 각각의 길이 방향을 X 축 방향으로 향하여 배치된다. 반사 플레이트 (25A 및 25B) 는, 투영 유닛 (PU) 등을 유지하는 메인 프레임의 하면에 설치된다.

간섭계 시스템 (118) 은, 도 5 에 도시된 바와 같이, 4 개의 Y 간섭계 (16, 17, 18, 및 19) 와 4 개의 XZ 간섭계 (116, 117, 126, 및 127) 를 포함한다. Y 간섭계 (16, 17, 및 18) 는 정반 (12) 의 +Y 측에 X 축 방향으로 상이한 위치에 배치된다. Y 간섭계 (19) 는 정반 (12) 의 -Y 측에, Y 간섭계 (17) 에 대향하여 배치된다. XZ 간섭계 (116 및 117) 는, 정반 (12) 의 -X 측에, Y 축 방향으로 소정 간격으로 배치된다. 또한, XZ 간섭계 (126 및 127) 는 정반 (12) 의 +X 측에, XZ 간섭계 (116 및 117) 에 각각 대향하여 배치된다.

더욱 구체적으로, Y 간섭계 (17) 는, 도 6 에 도시된 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 얼라인먼트계 (ALG) 의 검출 중심을 연결하는 Y 축에 평행한 직선 (기준축) (LV₀) 으로부터 ±X 방향으로 동일하게 이격되어, Y 축에 대해 평행한 2 개의 계측 빔 (B17₁ 및 B17₂) 을, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 반사면 (27b) 에 조사하고, 계측 빔 (B17₁ 및 B17₂) 의 반사광을 수광하여, 계측 빔 (B17₁ 및 B17₂) 의 조사점에서의 반사면 (27b) 의 Y 축 방향의 변위 (제 1 및 제 2 위치 정보로서 기능한다) 를 계측한다. 제 1 및 제 2 위치 정보는 주제어 장치 (20) 로 전송된다. 주제어 장치 (20) 는, 제 1 및 제 2 위치 정보의 평균치에 기초하여, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 Y 축 방향에서의 위치 (Y 위치) 를 산출한다. 즉, Y 간섭계 (17) 의 Y 축 방향에 관한 실질적인 계측축은, 기준축 (LV₀) 과 일치한다. 또한, 주제어 장치 (20) 는, 제 1 및 제 2 위치 정보 간의 차이에 기초하여, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 θ_z 방향의 회전 정보 (요잉 (yawing) 량) 를 산출한다.

또한, Y 간섭계 (17) 는, 계측 빔 (B17₁ 및 B17₂) 으로부터 -Z 방향으로 소정 거리 떨어져, 다른 계측 빔 (B17₃) 을 반사면 (27b) 에 조사하고, 계측 빔 (B17₃) 의 반사광을 수광하여, 계측 빔 (B17₃) 의 조사점에서의 반사면 (27b) 의 Y 축 방향의 변위 (제 3 위치 정보로서 기능한다) 를 계측하고, 그 계측 결과를 주제어 장치 (20) 로 전송한다. 주제어 장치 (20) 는, 제 3 위치 정보와, 제 1 및 제 2 위치 정보에 기초하여, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 θ_x 방향의 회전 정보 (피칭 (pitching) 량) 를 산출한다.

Y 간섭계 (16, 18, 및 19) 는, Y 간섭계 (17) 와 유사한 방식으로, 웨이퍼 테이블 (WTB1 및 WTB2) 의 일방 또는 양방의 Y 위치, 피칭량, 및 요잉량을 계측하기 위해 이용된다. Y 간섭계 (16 및 18) 는, 각각 기준축 (LV₀) 에 평행한 계측 축 (LV₁ 및 LV₂) 을 갖는다. 또한, 기준축 (LV₀) 은 Y 간섭계 (19) 의 실질적인 계측축으로서 기능하고, Y 간섭계 (19) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 반사면 (27d) 에 3 개의 계측 빔을 조사한다.

XZ 간섭계 (116 및 126) 에서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 기준축 (LV₀) 에 직교하는 기준축 (LH) 이 X 축 방향에서의 계측축으로서 기능한다. 더욱 구체적으로, 도 6 에 도시된 바와 같이, XZ 간섭계 (116) 는, 계측 축 (LH) 을 따라 계측 빔 (B116₁) 을 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 반사면 (27a) 에 조사하고, 반사면 (27a) 에서의 계측 빔 (B116₁) 의 반사광을 수광하여, 계측 빔 (B116₁) 의 조사점에서의 반사면 (27a) 의 X 축 방향의 변위 (제 4 위치 정보로서 기능한다) 를 계측한다. 유사하게, XZ 간섭계 (126) 는, 계측 축 (LH) 을 따라 계측 빔 (B126₁) 을 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 반사면 (27c) 에 조사하고, 반사면 (27c) 에서의 계측 빔 (B126₁) 의 반사광을 수광하여, 계측 빔 (B126₁) 의 조사점에서의 반사면 (27) 의 X 축 방향의 변위 (제 5 위치 정보로서 기능한다) 를 계측한다. 제 4 및 제 5 위치 정보는, 주제어 장치 (20) 로 전송된다. 주제어 장치 (20) 는, 제 4 및 제 5 위치 정보에 기초하여 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 X 위치를 산출한다.

또한, XZ 간섭계 (116) 는, 계측 축 (LH) 과 평행하게, 계측 빔 (Z 계측 빔) (B116₂) 을, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 에 설치된 반사 미러 (27e) 의 반사면에 조사한다. 계측 빔 (B116₂) 은 반사 미러 (27e) 에 의해 +Z 방향으로 반사되어, 전술한 반사 플레이트 (25B) 의 반사면 상에 조사된다. 반사 플레이트 (25B) 의 반사면으로부터의 계측 빔 (B116₂) 의 반사광은, 원래 광로를 거슬러 가서 XZ 간섭계 (116) 에 의해 수광된다. XZ 간섭계 (116) 는, 계측 빔 (B116₂) 의 광로 길이 (의 변화) 를 계측하고, 그 계측 결과를 주제어 장치 (20) 로 전송한다. 유사하게, XZ 간섭계 (126) 는, 계측 축 (LH) 과 평행하게, 계측 빔 (Z 계측 빔) (B126₂) 을, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 에 설치된 반사 미러 (27f) 의 반사면에 조사한다. 계측 빔 (B126₂) 은 반사 미러 (27f) 에 의해 +Z 방향으로 반사되어, 전술한 반사 플레이트 (25A) 의 반사면 상에 조사된다. 반사 플레이트 (25A) 의 반사면으로부터의 계측 빔 (B126₂) 의 반사광은, 원래 광로를 거슬러 가서 XZ 간섭계 (126) 에 의해 수광된다. XZ 간섭계 (126) 는, 계측 빔 (B126₂) 의 광로 길이 (의 변화) 를 계측하고, 그 계측 결과를 주제어 장치 (20) 로 전송한다.

주제어 장치 (20) 는, 전술한 제 4 위치 정보로부터 얻어진 계측 빔 (B116₁) 의 광로 길이와 계측 빔 (B116₂) 의 광로 길이 사이의 차이로부터, 계측 빔 (B116₂) 의 반사 미러 (27e) 의 반사면 상의 조사점의 Z 위치 (Ze 로 표기한다) 를 산출한다.

또한, 주제어 장치 (20) 는, 전술한 제 5 위치 정보로부터 얻어진 계측 빔 (B126₁) 의 광로 길이와 계측 빔 (B126₂) 의 광로 길이 사이의 차이로부터, 계측 빔 (B126₂) 의 반사 미러 (27f) 의 반사면 상의 조사점의 Z 위치 (Zf 로 표기한다) 를 산출한다. 또한, 주제어 장치 (20) 는, 2 개의 Z 위치 (Ze 및 Zf) 의 평균값과 차이로부터, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 Z 위치와 θ_y 방향의 회전 정보 (롤링 (rolling) 량) 을 산출한다.

또한, 도 6 에 도시된 바와 같이, XZ 간섭계 (116 및 126) 는, 계측 축 (LH) 에 평행하고, 하지만, 계측 빔 (B116₁ 및 B126₁) 으로부터 -Z 방향으로 소정 거리 떨어진 계측 빔 (B116₃ 및 B126₃) 을 각각 반사면 (27a 및 27c) 에 조사한다. 그리고, XZ 간섭계 (116 및 126) 는, 계측 빔 (B116₃ 및 B126₃) 의 반사광을 수광하여, 계측 빔 (B116₃ 및 B126₃) 의 조사점에서의 반사면 (27a 및 27c) 의 X 축 방향의 변위 (제 6 및 제 7 위치 정보로서 기능한다) 를 계측한다. 제 6 및 제 7 위치 정보는, 주제어 장치 (20) 로 전송된다. 주제어 장치 (20) 는, 제 4 위치 정보와 제 6 위치 정보에 기초하여, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 롤링량 (θ_y1 으로 표기) 을 산출한다. 또한, 주제어 장치 (20) 는, 제 5 위치 정보와 제 7 위치 정보에 기초하여, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 롤링량 (θ_y2 로 표기) 을 산출한다. 또한, 주제어 장치 (20) 는, Z 위치 (Ze) 와 상기 롤링량 (θ_y1) 에 기초하여, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 Z 위치를 산출한다. 또한, 주제어 장치 (20) 는, Z 위치 (Zf) 와 상기의 롤링량 (θ_y2) 에 기초하여, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 Z 위치를 산출한다.

하지만, 계측 빔 (B116₁ 및 B116₃) 의 이격 거리 및 계측 빔 (B126₁ 및 B126₃) 의 이격 거리는, 계측 빔 (Z 계측 빔) (B116₂ 및 B126₂) 의 반사 미러 (27e 및 27f) 의 반사면 상의 조사점의 X 축 방향의 거리에 비해 더 짧다. 따라서, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 롤링량의 계측 정밀도는, 전술한 Z 계측 빔 (B116₂ 및 B126₂) 을 이용한 계측에 비해 열등하다. 따라서, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 θ_y 방향의 위치 정보 (롤링량) 및 Z 위치의 계측을 원칙적으로 Z 계측 빔 (B116₂ 및 B126₂) 을 이용하여, 또는 더욱 구체적으로, 양 XZ 간섭계 (116 및 126) 를 이용하여 수행하고, 예외적으로 대체 방법으로서, XZ 간섭계 (116 및 126) 중 어느 일방만을 이용하여 계측을 수행하는 것으로 한다. 또한, 대체 방법의 이용예에 대해서는 후술한다.

XZ 간섭계 (117 및 127) 는, XZ 간섭계 (116 및 126) 와 마찬가지로, 웨이퍼 얼라인먼트 시 등에 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 X 위치, Z 위치, 및 θ_y 방향의 위치 (롤링량) 를 계측하기 위해 이용된다. 또한, 계측 방법은, 얼라인먼트계 (ALG) 의 검출 중심에서 기준축 (LV₀) 과 직교하는 X 축에 평행한 기준축 (LA) (도 5 참조) 을 계측 축으로 하는 점을 제외하면, XZ 간섭계 (116 및 126) 를 이용하는 계측과 유사하다.

전술한 바와 같이, Y 간섭계 (16, 17, 18, 및 19) 및 XZ 간섭계 (116, 117, 126, 및 127) 을 포함하는 간섭계 시스템 (118) 을 이용함으로써, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 6 자유도 (X, Y, Z, θ_x, θ_y, 및 θ_z) 방향의 위치 정보를 계측할 수 있다. 또한, 개별 간섭계의 배치에 기초하여, 주제어 장치 (20) 는, 노광시 이동 영역 (AE) 에서는 Y 간섭계 (17) 와 XZ 간섭계 (116 및 126) 를 이용하는 반면, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 웨이퍼 얼라인먼트시에 이동하는 얼라인먼트계 (ALG) 근방의 얼라인먼트 영역 (AA) (도 9 참조) 에서는 Y 간섭계 (19) 와 XZ 간섭계 (117 및 127) 를 이용한다. 또한, 주제어 장치 (20) 는, 예를 들어, 도 12 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 노광시 이동 영역 (AE) 과 얼라인먼트 영역 (AA) 사이를 왕래하는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 를 위한 제 1 대기 영역 (정반 (12) 상의 -X 측의 영역) (AW) 에서는 Y 간섭계 (16) 와 XZ 간섭계 (116 및 126, 또는 117 및 127) 를 이용하는 반면, 예를 들어, 도 10 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 노광시 이동 영역 (AE) 과 얼라인먼트 영역 (AA) 사이를 왕래하는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 위한 제 2 대기 영역 (정반 (12) 의 +X 측의 영역) (AW2) 에서는 Y 간섭계 (18) 와 XZ 간섭계 (116 및 126, 또는 117 및 127) 를 이용한다.

본 실시형태에서는, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 계측하기 위해, 전술한 간섭계 시스템 (118) 과는 별도로, 인코더 시스템 (150) (도 7 참조) 이 설치된다. 따라서, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 위치 계측을 위해 주로 간섭계 시스템 (118) 을 이용하고, 인코더 시스템 (150) 은, 후술하는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1) (또는 웨이퍼 스테이지 (WST2)) 가 간섭계 시스템 (118) 의 계측 영역 외에 위치할 때에 이용된다. 물론, 주제어 장치 (20) 는, 간섭계 시스템 (118) 과 인코더 시스템 (150) 을 함께 이용하여, 웨이퍼 테이블 (WTB1) (또는 웨이퍼 테이블 (WTB2)) 의 XY 평면 내의 위치 계측을 수행할 수 있다.

다음으로, 계측 시스템 (200) 의 일부를 구성하는 인코더 시스템 (150) 에 대해 설명한다. 인코더 시스템 (150) 은, 간섭계 시스템 (118) 과는 독립적으로, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 XY 평면 내에서의 위치 (X, Y, θ_z) 를 계측할 수 있다. 본 실시형태에서는, 인코더 시스템 (150) 은 주로, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 각각 노광시 이동 영역 (AE) 과 얼라인먼트 영역 (AA) 사이의 제 1 및 제 2 대기 영역 (AW1 및 AW2) 내의 이동 경로를 따라서 이동할 때의, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치 계측을 위해 사용된다.

웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 각각에는, 3 개의 인코더 헤드 (이하, 간단하게 헤드라 칭한다), 또는 더욱 구체적으로는, X 축 방향을 계측 방향으로 하는 2 개의 X 헤드와, Y 축 방향을 계측 방향으로 하는 하나의 Y 헤드가 계측 빔을 상방 (+Z 방향) 으로 사출하도록 상방을 향하여 탑재된다. 더욱 구체적으로, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 의 상면에는, 도 2(B) 에 나타낸 바와 같이, -X 측 단부 및 -Y 측 단부 부근에는 X 헤드 (EX₁) 와 Y 헤드 (EY) 가 X 축 방향으로 인접하여 배치되고, -X 측 단부의 Y 축 방향 중앙 부근에는 X 헤드 (EX₂) 가 배치된다.

또한, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 의 상면에는, 도 3(B) 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 의 상면의 3 개의 헤드와 대칭의 배치로, X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 와 Y 헤드 (EY) 가 탑재된다. 상기 각 인코더 헤드로서, 예를 들어, 미국 특허 제 7,238,931 호에 개시되는, 간섭형의 인코더 헤드가 이용된다.

본 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 에 탑재된 각 인코더 헤드로부터 사출되는 계측 빔을, 전술한 반사 플레이트 (25A 및 25B) 에 형성된 스케일 (격자부) 로 조사하는 구성을 채용한다. 더욱 구체적으로, 도 5 에 도시된 바와 같이, 반사 플레이트 (25B) 의 반사면의 X 축 방향의 중심으로부터 약간 -X 측에는, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 X 스케일 (SX₁) 이 형성된다. X 스케일 (SX₁) 은, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 격자선이 X 축 방향으로 소정의 피치 (예를 들어, 1μm) 로 배열된 회절 격자로 구성된다.

또한, 반사 플레이트 (25B) 의 반사면의 X 스케일 (SX₁) 의 +X 측에 인접하여, Y 스케일 (SY₁) 이 형성된다. Y 스케일 (SY₁) 은, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 좁은 직사각형 형상의 주영역과, 그 주영역의 ±Y 측의 양단으로부터 +X 방향으로 연장되는 직사각형 형상의 영역으로 이루어지는 한 쌍의 부영역 (연장된 영역) 을 갖는다. Y 스케일 (SY₁) 은, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 격자선이 Y 축 방향으로 소정의 피치 (예를 들어, 1μm) 로 배열된 회절 격자로 구성된다.

반사 플레이트 (25A) 의 반사면에는, X 스케일 (SX₂) 및 Y 스케일 (SY₂) 이 X 스케일 (SX₁) 및 Y 스케일 (SY₁) 과 좌우 대칭인 배치로 형성된다. X 스케일 (SX₂) 및 Y 스케일 (SY₂) 은, X 스케일 (SX₁) 및 Y 스케일 (SY₁) 과 유사한 구성의 회절 격자로 이루어진다.

본 실시형태에서는, X 축 방향을 계측 방향으로 하는 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 는, X 스케일 (SX₁ 및 SX₂) 에 계측빔을 각각 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써, 계측 빔을 조사한 X 스케일에 대한 X 헤드 자신의 X 축 방향의 상대 변위를 검출한다.

마찬가지로, Y 축 방향을 계측 방향으로 하는 Y 헤드 (EY₁) 는, Y 스케일 (SY₁ 및 SY₂) 에 계측 빔을 조사하고, 그 반사광을 수광함으로써, 계측 빔을 조사한 Y 스케일에 대한 Y 헤드 자신의 Y 축 방향의 상대 변위를 검출한다.

본 실시형태에서는, 예를 들어, 도 5 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가, 노광시 이동 영역 (AE) 으로부터 제 1 대기 영역 (AW1) 을 경유하여 제 1 로딩 포지션 및 얼라인먼트 영역 (AA) 을 향하여 이동하는 이동 경로의 -X 측 단부 및 +Y 측의 단부의 위치에 위치할 때에는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에 탑재된 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 가 X 스케일 (SX₁) 과 대향하고, Y 헤드 (EY) 가 Y 스케일 (SY₁) 과 대향한다. 여기서 대응하는 스케일에 대향한 각 헤드로부터, 각각의 계측 방향에 대한 대응하는 스케일에 대한 헤드의 상대 변위의 계측 정보가 주제어 장치 (20) 로 전송된다. 주제어 장치 (20) 는, 각 헤드의 계측 정보에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 XY 평면 내에서의 위치 (X 축 방향, Y 축 방향, 및 θ_z 방향의 위치) 를 산출한다.

여기서 제 1 로딩 포지션은, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에서 웨이퍼 교환이 수행되는 위치이고, 본 실시형태에서는, 제 1 로딩 포지션은 제 1 대기 영역 (AW1) 내에 배치되고, 기준 마크판 (FM1) 이, 위치 결정된 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치를 이용하여 얼라인먼트계 (ALG) 바로 아래에 위치되는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치로 결정되는 것으로 한다.

또한, 도 5 에 도시된 상태로부터, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 +X 방향으로 이동하면, X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 가 X 스케일 (SX₁) 로부터 벗어난다. 이 경우에, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치를, Y 헤드 (EY), XZ 간섭계 (116) (또는, XZ 간섭계 (116 및 126)), 및 Y 간섭계 (16) 를 이용하여 계측한다. 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 소정 거리만큼 +X 방향으로 더 이동하면, Y 헤드 (EY) 도 Y 스케일 (SY₁) 로부터 벗어난다. 이 경우에, 주제어 장치 (20) 는, 간섭계 시스템 (118) 을 이용하여, 또는 더욱 구체적으로, Y 간섭계 (16) 및 XZ 간섭계 (116) (또는, Y 간섭계 (16) 및 XZ 간섭계 (116 및 126)) 를 이용하여, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치를 계측한다.

또한, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가, 노광시 이동 여역 (AE) 으로부터 제 2 대기 영역 (AW2) 을 경유하여 제 2 로딩 포지션 및 얼라인먼트 영역 (AA) 으로 이동하는 이동 경로의 +X 측 단부 및 +Y 측의 단부의 위치에 위치할 때에는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에 탑재된 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 가 X 스케일 (SX₂) 과 대향하고, Y 헤드 (EY) 가 Y 스케일 (SY₂) 과 대향한다. 주제어 장치 (20) 는, 이들 3 개의 헤드의 계측 결과에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 이동 면 내에서의 XY 평면 내에서의 위치를 산출한다. 또한, 헤드가 대응하는 스케일로부터 벗어난 때에는, 전술한 바와 같이, 간섭계 시스템 (118) 을 이용한 위치 계측으로 전환 (switching) 된다.

여기서, 제 2 로딩 포지션은, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에서 웨이퍼 교환이 수행되는 위치로서, 본 실시형태에서, 제 2 로딩 포지션을 제 2 대기 영역 (AW2) 내에 배치되고, 기준 마크판 (FM2) 이, 위치 결정된 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치를 이용하여 얼라인먼트계 (ALG) 바로 아래에 위치 결정되는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치로 결정되는 것으로 한다.

도 5 에 도시된 바와 같은 스케일 (SX₁ 및 SY₁) 의 배치와 웨이퍼 스테이지 (WST1) 에 탑재되는 헤드 (EX₁, EX₂, 및 EY) 의 배치를 채용함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가, 노광시 이동 영역 (AE) 으로부터 제 1 대기 영역 (AW1) 을 경유하여 제 1 로딩 포지션 및 얼라인먼트 영역 (AA) 으로 이동할 때, 또는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 역으로 이동할 때, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 이동 경로 중, 적어도 Y 축 방향으로 연장되는 직선 경로에서, 인코더 시스템 (150) 만을 이용하는 위치 계측이 가능하게 된다. 유사하게, 스케일 (SX₂ 및 SY₂) 의 배치와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 에 탑재되는 헤드 (EX₁, EX₂, 및 EY) 의 배치를 채용함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가, 노광시 이동 영역 (AE) 으로부터 제 2 대기 영역 (AW2) 을 경유하여 제 2 로딩 포지션 및 얼라인먼트 영역 (AA) 으로 이동할 때, 또는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 역으로 이동할 때, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 이동 경로 중, 적어도 Y 축 방향으로 연장되는 직선 경로에서, 인코더 시스템 (150) 만을 이용하는 위치 계측이 가능하게 된다. 이러한 배치에 의해, 간섭계 시스템 (118) 을 이용하여, 전술한 직선 경로를 따라 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치 계측을 수행하는 경우에 필수적인 XZ 간섭계 (116 및 117) 간의 전환 처리, 및 XZ 간섭계 (126 및 127) 간의 전환 처리, 그리고, 전환 후에 사용하는 간섭계의 리셋 (원점의 재설정) 이 불필요하게 된다. 따라서, 간섭계 시스템 (118) 을 이용하는 경우에 비해, 스루풋이 향상될 수 있다.

도 7 에는, 노광 장치 (100) 의 제어계의 주요한 구성이 도시되어 있다. 제어계는, 장치 전체를 총괄적으로 제어하는 마이크로컴퓨터 (또는 워크스테이션) 으로 이루어지는 주제어 장치 (20) 를 주로 하여 구성된다.

다음으로, 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 및 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 이용한 병행 처리 동작에 대해, 도 8 내지 도 12, 및 도 5 에 기초하여 설명한다. 또한, 이하에서 설명되는 동작 동안, 주제어 장치 (20) 는, 투영 광학계 (PL) 의 선단 렌즈 (191) 의 바로 아래 공간에, 일정량의 액체 (Lq) 가 유지되어, 항상 액침 영역 (14) 을 형성하도록, 액체 공급 장치 (5) 와 액체 회수 장치 (6) 를 전술한 바와 같이 제어한다.

도 8 은, 노광시 이동 영역 (AE) 에서, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에 재치된 웨이퍼 (W1) 에 대해, 스텝-앤드-스캔 방식의 노광이 수행되고, 이와 동시에, 제 2 대기 영역 (AW) 내의 제 2 로딩 포지션에서, 웨이퍼 반송 기구 (미도시) 와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 사이에서 웨이퍼 교환이 수행되는 상태를 도시한다.

전술한 웨이퍼 교환 동안, 그리고, 그 웨이퍼 교환 후, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 제 2 로딩 포지션에 정지하고 있는 사이에, 주제어 장치 (20) 는, 새로운 웨이퍼 (W2) 에 대한 웨이퍼 얼라인먼트 (및 기타 전처리 계측) 의 개시에 앞서, Y 간섭계 (19) 와 XZ 간섭계 (117 및 127) 의 리셋 (원점의 재설정) 을 실행한다.

웨이퍼 교환 (새로운 웨이퍼 (W2) 의 로딩) 과 간섭계 (19, 117, 및 127) 의 리셋이 완료되면, 주제어 장치 (20) 는, 얼라인먼트계 (ALG) 를 이용하여 기준 마크판 (FM2) 상의 제 2 기준 마크를 검출한다. 그 다음, 주제어 장치 (20) 는, 얼라인먼트계 (ALG) 의 지표 중심 (index center) 을 기준으로 이용하는 제 2 기준 마크의 위치를 검출하고, 그 검출 결과와, 검출 시의 간섭계 (19, 117, 및 127) 에 따른 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치 계측의 결과에 기초하여, 기준축 (LA) 및 기준축 (LV₀) 을 좌표축으로 이용하는 직교 좌표계 (얼라인먼트 좌표계) 에서의 제 2 기준 마크의 위치 좌표를 산출한다.

다음으로, 주제어 장치 (20) 는, 도 9 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 얼라인먼트 영역 (AA) 으로 이동시킨다. 그 다음, 주제어 장치 (20) 는, 간섭계 (19, 117, 및 127) 를 이용하여, 얼라인먼트 영역 (AA) 에서의 (얼라인먼트 좌표계에서의) 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치 좌표를 계측하면서, 인핸스드 글로벌 얼라인먼트 (Enhanced Global Alignment; EGA) 를 수행한다. 이를 자세히 설명하면, 주제어 장치 (20) 는, 간섭계 (19, 117, 및 127) 를 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치 좌표를 제어하면서, 얼라인먼트계 (ALG) 를 이용하여, 웨이퍼 (W2) 상의 특정된 복수의 쇼트 영역 (샘플 쇼트 영역) 에 부설된 복수의 얼라인먼트 마크를 검출하여, 이들의 위치 좌표를 구한다. 구해진 위치 좌표와 설계상의 위치 좌표에 기초하여, 예를 들어, 미국 특허 제 4,780,617 호 등에 개시된 통계 연산 등을 실행하고, 복수의 쇼트 영역의 얼라인먼트 좌표계에서의 위치 좌표를 산출한다. 또한, 산출된 위치 좌표로부터, 먼저 검출된 제 2 기준 마크의 위치 좌표를 감산하여, 제 2 기준 마크의 위치를 원점으로 하는 웨이퍼 (W2) 상의 복수의 쇼트 영역의 위치 좌표를 구한다.

통상적으로, 전술한 웨이퍼 교환/웨이퍼 얼라인먼트 시퀀스는, 노광 시퀀스보다 빨리 완료된다. 따라서, 웨이퍼 얼라인먼트가 완료되면, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 전술한 제 2 대기 영역 (AW2) 내의 Y 축 방향으로 연장되는 직선 경로 상의 소정의 대기 위치로 이동시킨다. 이 때, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 일단 전술한 제 2 로딩 포지션으로 복귀시킨다. 이에 의해, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 에 탑재된 Y 헤드 (EY) 가 Y 스케일 (SY₂) 에 대향한다 (도 8 참조). 따라서, 주제어 장치 (20) 는, Y 스케일 (SY₂) 에 Y 헤드 (EY) 가 대향한 시점에서, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 Y 위치의 계측을, Y 간섭계 (19) 를 이용한 계측으로부터 Y 헤드 (EY) 를 이용한 계측으로 전환한다. 그 다음, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 +X 방향으로 구동한다. 이에 의해, X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 가 X 스케일 (SX₂) 에 대향한다. 따라서, 주제어 장치 (20) 는, X 스케일 (SX₂) 에 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 가 대향한 시점에서, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 X 위치 및 θ_z 위치의 계측을, 간섭계 시스템 (118) 을 이용한 계측으로부터, X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 를 이용한 계측으로 전환한다. 그 다음, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상의 웨이퍼 (W1) 에 대한 노광이 완료될 때까지, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 상기 소정의 대기 위치에 대기시킨다.

웨이퍼 테이블 (WTB1) 상의 웨이퍼 (W1) 에 대한 노광이 완료되면, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의, 도 11 에 도시된 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 각각의 소정 위치 (우측 스크럼 포지션) 를 향한 구동을 개시한다. 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 우측 스크럼 포지션의 이동 개시 후, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치 계측에 이용되는 Y 간섭계를, Y 간섭계 (17) 로부터 Y 간섭계 (16) 로 전환한다. 또한 이 때, 주제어 장치 (20) 는, 도 10 에 도시된 바와 같이, 인코더 헤드 (EX₁ 및 EX₂, 및 EY) 를 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여, 헤드 (EX₁ 및 EX₂, 및 EY) 및 대응하는 스케일 (SX₂ 및 SY₂) 의 배치에 의해 규정되는 경로 (직선 경로) 를 따라, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 이동시킨다.

또한, 이 때, 우측 스크럼 포지션을 향하여 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 에 의해, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 에 조사되고 있던 XZ 간섭계 (126) 의 3 개의 계측 빔이 차단되고, XZ 간섭계 (126) 를 이용한 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치를 더 이상 계측할 수 없게 된다. 따라서, 주제어 장치 (20) 는, XZ 간섭계 (116) 만을 이용하여 웨이퍼 테이블 (WTB1) 의 X, Z, 및 θ_y 위치를 계측한다. 여기서, 주제어 장치 (20) 는, θ_y 위치 및 Z 위치를 계측하기 위해, 전술한 대체 방법을 이용한다.

또한, 주제어 장치 (20) 는, 도 11 에 도시된 우측 스크럼 포지션에 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 도착하면, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 X 위치 및 θ_z 위치의 계측을, 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 를 이용한 계측으로부터, XZ 간섭계 (126) 및 Y 간섭계 (18) 를 이용한 계측으로 전환한다. 이 때, 주제어 장치 (20) 는, 헤드 (EX₁, EX₂, 및 EY) 의 계측치에 기초하여, XZ 간섭계 (126) 및 Y 간섭계 (18) 를 프리셋 (pre-set) 한다 (하지만, Y 헤드 (EY) 에 의한 계측은 계속된다). 또한, 도 11 로부터 명백해지는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 우측 스크럼 포지션으로 이동한 상태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 에 의해 XZ 간섭계 (116) 의 3 개의 계측 빔이 차단되기 때문에, 주제어 장치 (20) 는, XZ 간섭계 (126) 만을 이용하여 웨이퍼 테이블 (WTB2) 의 X, Z, 및 θ_y 위치를 계측한다. 주제어 장치 (20) 는 또한, θ_y 위치 및 Z 위치를 계측하기 위해 전술한 대체 방법을 채용한다.

그리고, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가, 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 우측 스크럼 포지션으로 이동한 상태에서는, 도 11 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 처마부 (23a) 와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 처마부 (23b) 가 계합하여, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 처마부 (23a 및 23b) 를 통해 근접 또는 접촉하는 스크럼 상태로 된다. 또한 이 때, 도 11 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 에 탑재된 Y 헤드 (EY) 가 Y 스케일 (SY₁) 에 대향한다. 따라서, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 Y 위치를 계측하기 위해 이용되는 계측기를 간섭계 (16) 로부터 Y 헤드 (EY) 로 전환한다. 그 다음, 주제어 장치 (20) 는, 이 스크럼 상태를 유지한 채로, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 -X 방향으로 구동한다. 또한 이 때, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 에 탑재된 Y 헤드 (EY) 와 XZ 간섭계 (116) 를 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 X, Y 위치의 계측을 수행하고 (하지만, θ_z 위치의 계측에는 Y 간섭계 (16) 가 이용된다), 웨이퍼 스테이지 (WST2) 에 탑재된 Y 헤드 (EY) 와 XZ 간섭계 (126) 를 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 X, Y 위치의 계측을 수행하며 (하지만, θ_z 위치의 계측에는 Y 간섭계 (18) 가 이용된다), 이들 계측 결과에 기초하여 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 구동한다. 또한 이 때, Y 간섭계 (16 및 18) 를 각각 이용하여, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 Y 위치를 계측하는 것이 가능하다.

웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가, 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내를 스크럼 상태를 유지한 채로 -X 방향으로 이동함에 따라, 선단 렌즈 (191) 와 웨이퍼 테이블 (WTB1) 사이의 공간에 형성된 액침 영역 (14) 은, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 상의 영역으로부터, 처마부 (23a), 처마부 (23b), 그 다음, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 상의 영역으로 순차적으로 이동한다. 도 5 에는, 전술한 방식으로, 액침 영역 (14) 이 처마부 (23a) 를 지나, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 상으로부터 웨이퍼 테이블 (WTB2) 상으로 이동한 직후의 상태가 도시되어 있다.

액침 영역 (14) 의 웨이퍼 테이블 (WTB2) 상으로의 이동이 완료되면, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 에 탑재된 인코더 헤드 (EX₁, EX₂, 및 EY) 가 각각의 대응하는 스케일 (SX₁ 및 SY₁) 에 대향한다. 따라서, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 XY 평면 내의 위치 계측을 XZ 간섭계 (116) 와 Y 헤드 (EY) 를 이용하는 계측으로부터 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 와 Y 헤드 (EY) 를 이용하는 계측으로 전환한다. 그 다음, 주제어 장치 (20) 는, 3 개의 헤드 (EX₁ 및 EX₂, 및 EY) 및 대응하는 스케일 (SX₁ 및 SY₁) 의 배치에 의해 설정되는 제 1 대기 영역 (AW1) 내의 경로를 따라, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 를, 도 12 에 도시된 제 1 로딩 포지션으로 이동시킨다. 제 1 로딩 포지션으로 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 도착 후, 주제어 장치 (20) 는, Y 간섭계 (19) 와 XZ 간섭계 (117 및 127) 를 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치 계측으로 전환한다.

웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 이동과 병렬적으로, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 구동하고, 투영 광학계 (PL) 의 바로 아래에 기준 마크판 (FM2) 을 위치 결정한다. 이에 앞서, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 에 탑재된 Y 헤드 (EY) 와 XZ 간섭계 (126) 를 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 XY 평면 내의 위치 계측으로부터, Y 간섭계 (17) 와 XZ 간섭계 (116 및 126) 를 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 XY 평면 내의 위치 계측으로 전환한다. 그 다음, 레티클 얼라인먼트 검출계 (13) (도 7 참조) 를 이용하여 기준 마크판 (FM2) 상의 한 쌍의 제 1 기준 마크를 검출하고, 제 1 기준 마크와 대응하는 레티클 (R) 상의 레티클 얼라인먼트 마크의 웨이퍼 면 상의 투영 이미지의 상대 위치를 검출한다. 또한, 이 검출은, 투영 광학계 (PL) 및 액침 영역 (14) 을 형성하는 액체 (Lq) 를 통해 수행된다.

주제어 장치 (20) 는, 검출된 상대 위치 정보와, 앞서 구해진 제 2 기준 마크를 기준으로 하는 웨이퍼 (W2) 상의 각 쇼트 영역의 위치 정보에 기초하여, 레티클 (R) 의 패턴의 투영 위치 (투영 광학계 (PL) 의 투영 중심) 와 웨이퍼 (W2) 상의 각 쇼트 영역의 상대 위치 관계를 산출한다. 그리고, 이 산출 결과에 기초하여, 주제어 장치 (20) 는, 전술한 웨이퍼 (W1) 의 경우와 마찬가지로, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치를 제어하면서, 스텝-앤드-스캔 방식으로 웨이퍼 (W2) 상의 각 쇼트 영역으로 레티클 (R) 의 패턴을 전사한다. 도 12 는, 전술한 방식으로, 웨이퍼 (W2) 상의 각 쇼트 영역에 레티클 (R) 의 패턴이 전사되는 상태를 도시한다.

전술한 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상의 웨이퍼 (W2) 에 대한 노광 동작과 병행하여, 주제어 장치 (20) 는, 제 1 로딩 포지션에서, 웨이퍼 반송 기구 (미도시) 와 웨이퍼 스테이지 (WST1) 사이에서 웨이퍼 교환을 수행하고, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 상으로 새로운 웨이퍼 (W1) 를 재치한다. 그 다음, 주제어 장치 (20) 는, 얼라인먼트계 (ALG) 를 이용하여 기준 마크판 (FM1) 상의 제 2 기준 마크를 검출한다. 또한, 제 2 기준 마크의 검출에 앞서, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 제 1 로딩 포지션에 있는 상태에서, 주제어 장치 (20) 는, Y 간섭계 (19) 와 XZ 간섭계 (117 및 127) 의 리셋 (원점의 재설정) 을 실행한다. 그 후, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치를 제어하면서, 웨이퍼 (W1) 에 대하여 전술한 바와 같이 얼라인먼트계 (ALG) 를 이용한 웨이퍼 얼라인먼트 (EGA) 를 수행한다.

웨이퍼 테이블 (WTB1) 상의 웨이퍼 (W1) 에 대한 웨이퍼 얼라인먼트 (EGA) 가 완료되고, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 상의 웨이퍼 (W2) 에 대한 노광 또한 종료되면, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 좌측 스크럼 포지션을 향하여 구동한다. 이 좌측 스크럼 포지션은, 도 11 에 도시된 우측 스크럼 포지션과는, 전술한 기준축 (LV₀) 에 대해 대칭인 위치에 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 위치하는 위치를 지칭한다. 좌측 스크럼 포지션을 향한 구동 중의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치의 계측은, 전술한 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치 계측과 유사한 절차로 수행된다.

이 좌측 스크럼 포지션에서도, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 처마부 (23a) 와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 처마부 (23b) 가 계합하여, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 스크럼 상태로 된다. 주제어 장치 (20) 는, 그 스크럼 상태를 유지한 채로, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 이전 구동과는 반대인 +X 방향으로 구동한다. 이러한 구동으로, 선단 렌즈 (191) 와 웨이퍼 테이블 (WTB2) 사이에 형성된 액침 영역 (14) 이 역으로 웨이퍼 테이블 (WTB2), 처마부 (23b), 처마부 (23a), 그 다음, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 상으로 순차적으로 이동한다. 물론, 스크럼 상태를 유지하면서 웨이퍼 스테이지들이 이동할 때에도, 이전 방식과 마찬가지로, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치 계측이 수행된다. 액침 영역 (14) 의 이동이 완료되면, 주제어 장치 (20) 는, 전술한 것과 유사한 절차로 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상의 웨이퍼 (W1) 에 대한 노광을 개시한다. 이 노광 동작과 병행하여, 주제어 장치 (20) 는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를, 전술한 바와 유사한 방식으로, 제 2 대기 영역 (AW2) 을 경유하여 제 2 로딩 포지션을 향해 구동하고, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상의 노광된 웨이퍼 (W2) 를 새로운 웨이퍼 (W2) 로 교환하고, 새로운 웨이퍼 (W2) 에 대한 웨이퍼 얼라인먼트를 실행한다.

이하, 주제어 장치 (20) 는, 전술한 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 이용한 병행 동작을 반복하여 실행한다.

지금까지의 설명으로부터 명백해지는 바와 같이, X 스케일 (SX₁) 에 대향하는 한 쌍의 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 에 의해 구성되는 한 쌍의 X 인코더와, Y 스케일 (SY₁) 에 대향하는 Y 헤드 (EY) 에 의해 구성되는 Y 인코더에 의해, 웨이퍼 (W1) 를 액침 영역 (14) 이 형성되는 노광 위치에 위치시키는 제 1 상태와 웨이퍼 (W1) 를 노광 위치로부터 퇴피시키는 제 2 상태 사이의 상태 천이가 수행될 때의 X 축 방향의 경로를 따라 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동할 때, 또는 더욱 구체적으로, 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 이동 경로와 제 1 대기 영역 (AW1) 내의 이동 경로를 포함하는, 노광시 이동 영역 (AE) 과 제 1 로딩 포지션 근방의 영역 사이의 이동 경로를 따라 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 이동할 때의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 계측하는 제 1 인코더 시스템이 구성된다. 또한, X 스케일 (SX₂) 에 대향하는 한 쌍의 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 에 의해 구성되는 한 쌍의 X 인코더와, Y 스케일 (SY₂) 에 대향하는 Y 헤드 (EY) 에 의해 구성되는 Y 인코더에 의해, 웨이퍼 (W2) 를 액침 영역 (14) 이 형성되는 노광 위치에 위치시키는 제 1 상태와 웨이퍼 (W1) 를 노광 위치로부터 퇴피시키는 제 2 상태 사이의 상태 천이가 수행될 때의 X 축 방향의 경로를 따라 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 이동할 때, 또는 더욱 구체적으로, 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 이동 경로와 제 2 대기 영역 (AW2) 내의 이동 경로를 포함하는, 노광시 이동 영역 (AE) 과 제 2 로딩 포지션 근방의 영역 사이의 이동 경로를 따라 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 이동할 때의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 계측하는 제 2 인코더 시스템이 구성된다. 그리고, 제 1 인코더 시스템과 제 2 인코더 시스템을 포함하여 전술한 인코더 시스템 (150) 이 구성된다.

전술한 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 따르면, X 스케일 (SX₁) 에 대향하는 한 쌍의 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 에 의해 구성되는 한 쌍의 X 인코더와, Y 스케일 (SY₁) 에 대향하는 Y 헤드 (EY) 에 의해 구성되는 Y 인코더에 의해, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 노광시 이동 영역 (AE) 과 제 1 로딩 포지션 근방의 영역 사이의 제 1 대기 영역 (AW1) 내의 이동 경로를 따라 이동할 때, 또는 더욱 구체적으로, 전술한 Y 축에 실질적으로 평행한 이동 경로를 따라 이동할 때의, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θ_z 방향의 회전 정보를 포함) 가 계측된다. 유사하게, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 따르면, X 스케일 (SX₂) 에 대향하는 한 쌍의 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 에 의해 구성되는 한 쌍의 X 인코더와, Y 스케일 (SY₂) 에 대향하는 Y 헤드 (EY) 에 의해 구성되는 Y 인코더에 의해, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가, 노광시 이동 영역 (AE) 과 제 2 로딩 포지션 근방의 영역 사이의 제 2 대기 영역 (AW2) 내의 이동 경로를 따라 이동, 또는 더욱 구체적으로, 전술한 Y 축에 실질적으로 평행한 이동 경로를 따라 이동할 때의, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θ_z 방향의 회전 정보를 포함) 가 계측된다. 따라서, 노광 장치 (100) 에서, 간섭계 시스템 (118) 에 의한 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치 계측이 곤란하게 되는 영역에서는, 인코더 시스템 (150) 에 의해 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치를 계측할 수 있고, 간섭계 시스템 (118) 과 인코더 시스템 (150) 을 포함하는 계측 시스템 (200) 에 의해, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 항상 계측할 수 있다. 또한, 상기 각 이동 경로를 따른 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 이동 중에, XZ 간섭계들 (116 과 117, 및 126 과 126) 사이의 전환 처리가 불필요하다. 따라서, 간섭계의 전환 처리에 의한 시간의 낭비를 회피할 수 있고, 이에 의해 높은 스루풋을 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 따르면, XY 평면에 평행한 반사 플레이트 (25A) 의 반사면 상에 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 이동 경로에 대응하는 헤드 (EX₁, EX₂, 및 EY) 의 이동 궤적을 따라서 X 스케일 (SX₁) 및 Y 스케일 (SY₁) 을 배치하는 것만으로, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가, 노광시 이동 영역 (AE) 과 제 1 로딩 포지션 근방의 영역 사이의 제 1 대기 영역 (AW1) 내의 이동 경로를 따라 이동할 때의, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 XY 평면 내의 위치의 제어가 가능하게 된다. 유사하게, XY 평면에 평행한 반사 플레이트 (25B) 의 반사면 상에 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 이동 경로에 대응하는 헤드 (EX₁, EX₂, 및 EY) 의 이동 궤적을 따라서 X 스케일 (SX₂) 및 Y 스케일 (SY₂) 을 배치하는 것만으로, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가, 노광시 이동 영역 (AE) 과 제 2 로딩 포지션 근방의 영역 사이의 제 2 대기 영역 (AW2) 내의 이동 경로를 따라 이동할 때의, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 XY 평면 내의 위치의 제어가 가능하게 된다. 따라서, 노광 장치 (100) 에 따르면, 노광 위치와 제 1 및 제 2 로딩 포지션 사이의 영역의 전체면 (더 구체적으로, 반사 플레이트 (25A 및 25B) 의 전체면과 거의 일치) 에 격자를 설치하는 경우에 비해, 비용의 저감이 가능하게 된다.

또한, 웨이퍼 (W1) 를 액침 영역 (14) 이 형성되는 노광 위치에 위치시키는 제 1 상태와 웨이퍼 (W1) 를 노광 위치로부터 퇴피시키는 제 2 상태 사이의 상태 천이를 수행할 때의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 X 축 방향의 이동 경로, 또는 더욱 구체적으로, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 웨이퍼 스테이지 (WST2) 와의 스크럼 상태에서의 이동 경로에서는, 대응하는 Y 스케일 (SY₁) 에 대향하는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 에 탑재된 Y 헤드 (EY) 를 이용하여, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 Y 위치가 주제어 장치 (20) 에 의해 계측된다. 유사하게, 웨이퍼 (W2) 를 액침 영역 (14) 이 형성되는 노광 위치에 위치시키는 제 1 상태와 웨이퍼 (W2) 를 노광 위치로부터 퇴피시키는 제 2 상태 사이의 상태 천이를 수행할 때의 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 X 축 방향의 이동 경로, 또는 더욱 구체적으로, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와의 스크럼 상태에서의 이동 경로에서는, 대응하는 Y 스케일 (SY₂) 에 대향하는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 에 탑재된 Y 헤드 (EY) 를 이용하여, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 Y 위치가 주제어 장치 (20) 에 의해 계측된다. 따라서, 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 스크럼 상태에서의 이동 시의 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 Y 축 방향의 위치를 간섭계 시스템을 이용하여 계측하는 경우에 비해 고정밀도로 계측할 수 있게 된다.

또한, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 따르면, 투영 광학계 (PL) (투영 유닛 (PU)) 와 그 바로 아래에 위치한 웨이퍼 테이블 (또는, 웨이퍼 테이블 상에 재치된 웨이퍼) 사이의 공간에 액침 영역 (14) 을 형성한 상태에서, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 사이의 간극으로부터 액체가 누설됨이 없이, 전술한 제 1 상태로부터 제 2 상태로, 또는 역으로 제 2 상태로부터 제 1 상태로의 천이가 가능하게 된다. 이는, 스크럼 상태에서 상호 대향하는 측의 면에 설치된 반사 미러 (27e 및 27f) 의 반사면을 액체에 의해 젖지 않게 유지할 것이고, 이는 XZ 간섭계 (116, 117, 126, 및 127) 에 의한, 반사 미러 (27e 및 27f) 의 반사면을 이용한 웨이퍼 스테이지의 위치 계측의 높은 안정성을 보장한다.

또한, 일방의 웨이퍼 스테이지에서 투영 광학계 (PL) 와 액침 영역 (14) 의 액체 (Lq) 를 통해 웨이퍼의 노광이 수행된 후부터, 타방의 웨이퍼 스테이지에서 투영 광학계 (PL) 와 액침 영역 (14) 을 통한 웨이퍼의 노광을 개시할 때까지의 사이에, 액침 영역 (14) 을 형성하는 모든 액체 (Lq) 의 회수, 및 재공급 공정이 불필요하게 된다. 따라서, 일방의 웨이퍼 스테이지에서의 노광의 종료로부터 타방의 웨이퍼 스테이지에서의 노광의 개시까지의 시간을, 비액침 방식의 노광 장치와 동일한 정도까지 단축하여, 스루풋이 향상될 수 있도록 한다. 또한, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 측에는, 액체가 항상 존재하기 때문에, 투영 광학계 (PL) 의 이미지면 측의 광학 부재 (예를 들어, 선단 렌즈 (191)) 에, 물 얼룩 (워터 마크) 이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 장기에 걸쳐, 투영 광학계 (PL) 의 결상 성능을 바람직하게 유지할 수 있다.

또한, 전술한 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 병행 동작에 의해, 하나의 웨이퍼 스테이지만을 이용하여, 웨이퍼 교환, 웨이퍼 얼라인먼트, 및 노광 동작을, 순차적으로 수행하는 종래의 단일 스테이지를 구비한 노광 장치에 비해 스루풋을 향상시킬 수 있다.

또한, 액침 노광에 의해, 고해상도 및 공기 중에 비해 더 큰 초점 심도의 노광을 수행함으로써, 레티클 (R) 의 패턴을 양호한 정밀도로 웨이퍼 상에 전사할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 상에, X 스케일 (SX₁) 에 대향하는 한 쌍의 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 와 Y 스케일 (SY₁) 에 대향하는 Y 헤드를 각각 구비한 것으로 하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 상에, 한 쌍의 Y 헤드와 하나의 X 헤드를 구비하는 것 또한 가능하다. 중요한 것은, 각 웨이퍼 스테이지 상에 Y 헤드와 X 헤드가 적어도 총 3 개 있어야 한다는 것이다. 이는, 이러한 경우에, 각 웨이퍼 스테이지의 X 축 방향 및 Y 축 방향의 위치 정보에 추가하여, θ_z 방향의 회전 정보도 계측할 수 있기 때문이다. 하지만, 각 웨이퍼 스테이지의 X 축 방향 및 Y 축 방향의 위치 정보의 계측만을 목적으로 하는 것이라면, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 상에, X 스케일 (SX₁) 에 대향하는 하나의 X 헤드와 Y 스케일 (SY₁) 에 대향하는 하나의 Y 헤드가 장착되어야 한다.

또한, 전술한 실시형태에서, 도 13(A) 및 도 13(B) 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상의 X 헤드 (EX₁) 의 근방에, Y 헤드 (EY₁ 및 EY₂) 를 배치할 수 있다. 이 경우, Y 헤드 (EY₁) 는, 전술한 Y 헤드 (EY) 와 동일한 위치에 배치되고, Y 헤드 (EY₂) 는, Y 헤드 (EY₁) 의 +Y 측에 인접하여, 또는 더욱 구체적으로, Y 헤드 (EY₁ 및 EY₂) 가 Y 스케일 (SY₁) 의 부영역 (연장된 영역) 에 동시에 대향할 수 있는 위치 관계로 배치된다. 도 13(A) 및 도 13(B) 에 도시되는 변형예 (이하, 편의상 제 1 변형예라 칭한다) 는 다음과 같은 이점을 갖는다.

즉, 예를 들어, Y 스케일 (SY₁) 의 제조 비용을 저감시키기 위해, 전술한 주영역과 한 쌍의 부영역 3 부분을 별개로 만들어, 이들을 줄세워 Y 스케일 (SY₁) 을 만들 수 있다. 이 경우, Y 스케일 (SY₁) 의 주영역 (이하, 스케일부 (SY₁₁) 로 표현한다) 과 부영역 (이하, 스케일부 (SY₁₂) 로 표현한다) 을 임의의 오차 없이, 즉, 분할된 격자들을 임의의 오차 없이 (설계값에 따라) 배치하는 것은 어렵다.

따라서, 이 제 1 변형예에서는, 다음과 같은 방법으로 오차의 영향을 배제한다.

a.

도 13(A) 에 도시된 바와 같이, Y 헤드 (EY₁ 및 EY₂) 가 스케일부 (SY₁₂) 와 대향가능한 위치에 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 있을 때에는, 주제어 장치 (20) 는, 스케일부 (SY₁₂) 에 대향하는 Y 헤드 (EY₁ 및 EY₂) 의 계측 정보를 각각 취한다.

b.

그 다음, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 -Y 방향으로 이동하고, 도 13(B) 에 도시된 바와 같은 상태로 되면, 스케일부 (SY₁₂) 에 대향하는 Y 헤드 (EY₂) 의 계측 정보와, 스케일부 (SY₁₁) 에 대향하는 Y 헤드 (EY₁) 의 계측 정보를 취한다.

c.

그 다음, 주제어 장치 (20) 는, 단락 a. 에서 획득된 Y 헤드들 (EY₁ 및 EY₂) 의 계측 정보들 사이의 관계와, 단락 b. 에서 획득된 Y 헤드들 (EY₂ 및 EY₂) 사이의 위치 관계에 기초하여, 스케일부 (SY₁₂) 와 스케일부 (SY₁₁) 사이의 이음부 오차를 구하고, Y 헤드 (EY₁) 의 계측 정보를 보정한다. 이에 의해, 이후, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 Y 위치를 Y 헤드 (EY₁ 및 EY₂) 의 적어도 일방을 이용하여 양호한 정밀도로 계측할 수 있게 된다.

스케일부 (SY₁₁) 와 스케일부 (SY₁₂) 의 -Y 측상의 단부의 이음부에서도, 전술한 것과 유사한 처리가 수행될 것이다. 또한, 스케일부 (SY₁₁) 와 스케일부 (SY₁₂) 사이의 회전 오차도 보정할 필요가 있는 경우에는, 스케일부 (SY₁₂) 에 Y 헤드 (EY₁ 및 EY₂) 와 함께 동시에 대향가능한 위치 관계에 또 다른 Y 헤드를, 예를 들어, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에서 Y 헤드 (EY₁ 또는 EY₂) 의 +X 측에 인접하게 설치하여야할 것이다.

또한, 타방의 웨이퍼 스테이지 (WST2) 측에도, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에, 전술한 것과 좌우 대칭인 배치로 Y 헤드를 2 개 설치하고, 동일한 처리가 수행되어야 할 것이다.

이러한 구성에 의해, 주영역과 한 쌍의 부영역인 3 부분을 하나의 플레이트 상에 형성하여 제작된 Y 스케일을 이용하는 경우와 동일한 정도의 정확도로, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 Y 축 방향에서의 위치를 제어하는 것이 가능하게 된다.

또한, 전술한 실시형태에서, 전술한 X 스케일 (SX₁ 및 SX₂) 대신에, 도 14 의 제 2 변형예에 도시된 X 스케일 (SX₁' 및 SX₂') 을 이용할 수 있다. 이들 X 스케일 (SX₁' 및 SX₂') 은, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 좁은 직사각형 형상의 주영역과, 그 주영역의 +Y 측의 단부와 Y 스케일 (SY₁) 의 +Y 측 단부로부터 +X 축 방향으로 연장되는 직사각형 형상의 영역으로 이루어지는 한 쌍의 부영역 (연장된 영역) 을 갖는다. 따라서, X 헤드 (EX₁) 의 각 웨이퍼 스테이지 상의 위치를, 도 14 에 도시된 바와 같이, Y 헤드 (EY₁) (이 Y 헤드 (EY₁) 는 웨이퍼 스테이지 상에서 Y 헤드 (EY) 와 동일한 위치에 설치된다) 에 대해 소정 거리 +Y 측으로 시프트된 위치로 변경될 수 있다.

이 제 2 변형예에 따르면, 웨이퍼 (W1) 를 액침 영역 (14) 이 형성되는 노광 위치에 위치시키는 제 1 상태와 웨이퍼 (W1) 를 노광 위치로부터 퇴피시키는 제 2 상태 사이의 상태 천이를 수행할 때의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 이동 경로, 또는 더욱 구체적으로, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 웨이퍼 스테이지 (WST2) 와 스크럼 상태에 있는 경우, 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 이동 경로와 제 1 대기 영역 (AW1) 내의 이동 경로를 포함하는, 노광시 이동 영역 (AE) 과 제 1 로딩 포지션 근방의 영역 사이의 이동 경로의 전역에서, 그 이동 경로를 따른 이동시의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 XY 평면 내의 위치 정보를, X 스케일 (SX₁') 에 대향하는 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 로 이루어지는 2 개의 X 인코더와, Y 스케일 (SY₁) 에 대향하는 Y 헤드 (EY₁) 로 이루어지는 Y 인코더를 포함하는 제 1 인코더 시스템에 의해, 고정밀도로 계측할 수 있다.

또한, 이 제 2 변형예에 따르면, 웨이퍼 (W2) 를 액침 영역 (14) 이 형성되는 노광 위치에 위치시키는 제 1 상태와 웨이퍼 (W2) 를 노광 위치로부터 퇴피시키는 제 2 상태 사이의 상태 천이를 수행할 때의 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 이동 경로, 또는 더욱 구체적으로, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와 스크럼 상태에 있는 경우, 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 이동 경로와 제 2 대기 영역 (AW2) 내의 이동 경로를 포함하는, 노광시 이동 영역 (AE) 과 제 2 로딩 포지션 근방의 영역 사이의 이동 경로의 전역에서, 그 이동 경로를 따른 이동시의 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 XY 평면 내의 위치 정보를, X 스케일 (SX₂') 에 대향하는 X 헤드 (EX₁ 및 EX₂) 로 이루어지는 2 개의 X 인코더와, Y 스케일 (SY₂) 에 대향하는 Y 헤드 (EY₁) 로 이루어지는 Y 인코더를 포함하는 제 2 인코더 시스템에 의해, 고정밀도로 계측할 수 있다.

따라서, 제 2 변형예에서는, 전술한 Y 간섭계 (16 및 18) 를 반드시 설치할 필요는 없다는 이점도 있다. 하지만, 제 2 변형예에서, 전술한 Y 간섭계 (16 및 18) 를 설치할 수 있다. 일반적으로, 간섭계는 공기 요동의 영향을 인코더보다 더 받기 쉽고, 이는, 간섭계가 인코더에 비해 계측의 단기 안정성이 열등하게 만드는 반면, 간섭계는 스케일 (격자) 의 경시 변화로부터 자유롭고, 이는, 간섭계가 계측의 장기 안정성 면에서 우수하게 만들며, 따라서, 간섭계와 인코더의 계측 특성이 상이할 수 있다. 따라서, 인코더와 간섭계를 병용함으로써, 계측되는 위치 정보의 총합적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 14 의 제 2 변형예에서, 도 15 에 도시된 바와 같이, X 헤드 (EX₁), X 헤드 (EX₂), 및 Y 헤드 (EY₁) 의 각각에 인접하여, 대응하는 스케일에 동시에 대향가능하게 되는 배치로, X 헤드 (EX₃), X 헤드 (EX₄), 및 Y 헤드 (EY₂) 를 설치할 수 있다. 이렇게 하면, 상기 제 1 변형예와 동일한 이유로, 각 스케일의 제조 비용을 저감할 수 있다.

- 제 2 실시형태

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태는, 도 16 내지 도 20 에 기초하여 설명한다. 이 제 2 실시형태의 노광 장치는, 전술한 제 1 실시형태와는 인코더 시스템의 구성, 및 그 인코더 시스템을 이용한 위치 계측에 수반되는 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 병행 처리 동작 등이 상이하지만, 다른 부분들의 구성 등은 전술한 제 1 실시형태와 동일하다. 따라서, 이하의 설명에서는, 중복 설명을 피하기 위한 관점에서, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 그에 관한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 이하의 설명에서는 차이에 주로 초점을 둘 것이다.

전술한 제 1 실시형태에서는, 각 인코더 (헤드) 로서 일축 방향으로 감도를 갖는 인코더를 채용하였지만, 본 제 2 실시형태의 노광 장치에서는, 서로 직교하는 2 축 방향으로 감도를 갖는 2 차원 인코더 (2D 인코더), 또는 더욱 구체적으로, 직교 2 축 방향을 계측 방향으로 하는 2 차원 인코더 (2D 인코더) 를 채용한다. 2 차원 인코더로서는, 예를 들어, 직교 2 축 방향으로 배치된 2 쌍의 고정 스케일을 갖고, 각 쌍의 고정 스케일에서 2 차원 격자로부터 발생하는 직교 2 축 방향의 동일 차수의 회절광을, 각각 공통의 인덱스 스케일에 집광하는 3 개의 격자를 이용하는 회절 간섭 방식의 인코더를 이용할 수 있다.

본 제 2 실시형태의 노광 장치에서는, 도 16 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 각각에, 적어도 각 2 개의 2 차원 인코더 헤드 (2D 헤드) (E₁ 및 E₂) 가 장착된다. 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 상면에는, -X 측 단부 및 또한 -Y 측 단부 근방에 제 1 헤드 (E₁) 가 배치되고, -X 측에 Y 축 방향 중앙 부근에 제 2 헤드 (E₂) 가 배치된다. 또한, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 상면에는, 2 개의 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 가, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 에 장착된 2 개의 2D 헤드와 대칭 (Y 축에 대해 대칭) 인 배치로 장착된다.

도 16 에 도시된 바와 같이, 반사 플레이트 (25B) 의 반사면의 X 축 방향의 중심으로부터 약간 -X 측에는, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 좁은 직사각형 형상의 주영역과, 그 주영역의 Y 축 방향의 양단으로부터 +X 방향으로 연장되는 한 쌍의 부영역 (연장된 영역) 과, 또한, 이들 한 쌍의 부영역 (연장된 영역) 으로부터 Y 축 방향으로 소정 거리 떨어진 위치에서 주영역으로부터 +X 방향으로 연장되는 한 쌍의 부영역 (연장된 영역) 을 구비하는, 2 차원 스케일 (2D 스케일) (S₁) 이 형성된다. 여기서, Y 축 방향에서의 소정 거리는, 2 개의 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 Y 축 방향의 이격 거리를 지칭한다. 한편, 반사 플레이트 (25A) 의 반사면에는, 2 차원 스케일 (2D 스케일) (S₂) 이 2D 스케일 (S₁) 과 대칭이 되도록 형성된다.

2D 스케일 (S₁ 및 S₂) 은, X 축 및 Y 축 방향으로 소정의 피치로 설치된 2 차원 회절 격자로 구성된다.

본 실시형태에서는, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 각각은, 2D 스케일 (S₁ 및 S₂) 에 계측 빔을 조사하고, 그 계측 빔의 2D 스케일 (S₁ 및 S₂) 로부터의 반사광 (회절광) 을 수광함으로써, 계측 빔을 조사한 2D 스케일에 대한 2D 헤드 자신의 X 축 방향 및 Y 축 방향의 상대적인 변위를 검출한다.

본 제 2 실시형태에서는, 예를 들어, 도 16 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가, 제 1 대기 영역 (AW1) 을 경유하여, 노광시 이동 영역 (AE) 으로부터 제 1 로딩 포지션 및 얼라인먼트 영역 (AA) 으로 이동하는 이동 경로의 -X 측 단부 및 또한 +Y 측의 단부의 위치에 위치할 때에는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에 탑재된 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 가, 2D 스케일 (S₁) 의 주영역과 대향한다. 이 경우, 대응하는 2D 스케일 (S₁) 에 대향한 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 로부터, X 축과 Y 축의 양 축 방향으로 대응하는 2D 스케일 (S₁) 에 대한 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 상대 변위의 계측치가 주제어 장치 (20) 로 전송된다. 주제어 장치 (20) 는, 각 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 계측치에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 XY 평면 내에서의 위치 (X 축 방향, Y 축 방향, 및 θ_z 방향의 위치) 를 산출한다.

또한, 도 16 에 도시된 상태로부터, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 +X 방향으로 이동할 때, 2 개의 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 는, 2D 스케일 (S₁) 의 +Y 측의 한 쌍의 부영역 (연장된 영역) 과 대향한다. 유사하게, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 상기 이동 경로의 -Y 측의 단부에 위치할 때에도, 동일한 X 위치에서, 2 개의 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 는, 2D 스케일 (S₁) 의 -Y 측의 한 쌍의 부영역 (연장된 영역) 과 대향한다. 이들 경우에도 역시, 이전과 마찬가지로, 주제어 장치 (20) 는, 양 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 계측치에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 XY 평면 내에서의 위치를 산출할 수 있다.

웨이퍼 스테이지 (WST1) 가, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 가 2D 스케일 (S₁) 의 +Y 측의 한 쌍의 부영역 (연장된 영역) 과 대향한 상태로부터, +X 방향으로 더 소정 거리 이동할 때, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 가 2D 스케일 (S₁) 로부터 벗어난다. 이에 앞서, 주제어 장치 (20) 는, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 를 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치 계측으로부터 간섭계 시스템 (118) 을 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치 계측으로 전환한다. 예를 들어, Y 간섭계 (17) 및 XZ 간섭계 (116 및 126) 의 계측 결과로부터, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 XY 평면 내에서의 위치 (X 축 방향, Y 축 방향, 및 θ_z 방향의 위치) 를 산출한다.

유사하게, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가, 제 2 대기 영역 (AW2) 을 경유하여, 노광시 이동 영역 (AE) 으로부터 제 2 로딩 포지션 및 얼라인먼트 영역 (AA) 으로 이동하는 이동 경로의 +X 측 단부 및 또한 +Y 측의 단부의 위치에 위치할 때에는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에 탑재된 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 가, 2D 스케일 (S₂) 의 주영역과 대향한다. 주제어 장치 (20) 는, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 계측치에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 XY 평면 내에서의 위치를 산출한다. 또한, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 가 2D 스케일 (S₂) 의 연장된 영역에 대향하는 경우에도 동일하게 설명할 수 있다. 또한, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 가 2D 스케일 (S₂) 로부터 벗어날 때에는, 이에 앞서, 전술한 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 경우와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치 계측은 간섭계 (118) 를 이용하는 계측으로 전환된다.

또한, 도 16 에 도시된 바와 같이, 2D 스케일 (S₁) 의 배치와 웨이퍼 스테이지 (WST1) 에 탑재된 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 배치를 채용함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 제 1 대기 영역 (AW1) 을 경유하여, 노광시 이동 영역 (AE) 으로부터 제 1 로딩 포지션으로 이동할 때의, 또는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 그 역으로 이동할 때의, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 전체 이동 경로에서, 2D 인코더만을 이용하는 스테이지 위치 계측이 가능하게 된다. 유사하게, 2D 스케일 (S₂) 의 배치와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 에 탑재된 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 배치를 채용함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 제 2 대기 영역 (AW2) 을 경유하여, 노광시 이동 영역 (AE) 으로부터 제 2 로딩 포지션으로 이동할 때의, 또는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 그 역으로 이동할 때의, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 전체 이동 경로에서, 2D 인코더만을 이용하는 스테이지 위치 계측이 가능하게 된다. 이러한 배치에 의해, 간섭계 시스템 (118) 을 이용하여, 전술한 직선 경로를 따라 이동하는 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치 계측을 수행하는 경우에 필수적인 XZ 간섭계 (116 및 117) 사이의 전환 처리, 및 XZ 간섭계 (126 및 127) 사이의 전환 처리, 그리고, 전환 후에 사용하는 간섭계의 리셋 (원점의 재설정) 이 필요하지 않을 것이다. 따라서, 간섭계 시스템 (118) 을 이용하는 경우에 비해, 스루풋이 향상될 수 있다. 또한, 전술한 이유로 인해, 본 제 2 실시형태에서는, 전술한 Y 간섭계 (16 및 18) 를 설치할 필요가 없다.

다음으로, 도 16 내지 도 20 에 기초하여, 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 이용한 병행 처리 동작에 대해 설명한다. 또한, 이하에 설명되는 동작 동안, 전술한 제 1 실시형태와 유사하게, 액침 영역 (14) 이 항상 형성된다.

도 17 은, 노광시 이동 영역 (AE) 에서, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상에 재치된 웨이퍼 (W1) 에 대한 스텝-앤드-스캔 방식의 노광이 수행되고, 이와 동시에, 얼라인먼트 영역 (AA) 에서, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상에 재치된 웨이퍼 (W2) 에 대한 인핸스드 글로벌 얼라인먼트 (EGA) 가 수행되는 상태를 도시한다. 이 때, 주제어 장치 (20) 는, Y 간섭계 (17) 와 XZ 간섭계 (116 및 126) 를 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치를 계측하고, Y 간섭계 (19) 와 XZ 간섭계 (117 및 127) 를 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치를 계측한다.

웨이퍼 (W2) 에 대한 웨이퍼 얼라인먼트 (EGA) 가 완료되면, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 제 2 대기 영역 (AW2) 내의 2D 스케일 (S₂) 의 주영역에 의해 규정되는 Y 축 방향으로 연장되는 직선 경로 상의 소정의 대기 위치로 이동시킨다. 이 때, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 일단 전술한 제 2 로딩 포지션으로 복귀시킨다. 이는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 에 탑재된 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 가 2D 스케일 (S₂) 의 한 쌍의 연장된 영역에 대향하게 만든다. 따라서, 주제어 장치 (20) 는, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 가 2D 스케일 (S₂) 에 대향한 시점에서, 간섭계 (19, 117, 및 127) 를 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 XY 평면 내의 위치 계측으로부터 2D 인코더 (E₁ 및 E₂) 를 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 XY 평면 내의 위치 계측으로 전환한다. 그 다음, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상의 웨이퍼 (W1) 에 대한 노광이 완료될 때까지, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 상기 소정의 대기 위치에 대기시킨다.

웨이퍼 테이블 (WTB1) 상의 웨이퍼 (W1) 에 대한 노광이 완료되면, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를, 도 19 에 도시된 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 각각의 소정의 위치 (우측 스크럼 포지션) 로 구동한다. 이 때, 주제어 장치 (20) 는, 도 18 에 도시된 바와 같이, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 를 이용하여 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 위치를 계측하고, 그 계측 결과에 따라, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 와 2D 스케일 (S₂) 의 배치에 의해 규정되는 제 2 대기 영역 (AW2) 내의 경로 (직선 경로) 를 따라 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 이동시킨다.

또한, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 우측 스크럼 포지션에 도착하면, 도 19 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 에 탑재된 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 가 2D 스케일 (S₁) 의 한 쌍의 연장된 영역에 대향하고, 따라서, 주제어 장치 (20) 는, 간섭계 (17, 116, 및 126) 를 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치 계측으로부터, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 를 이용하는 위치 계측으로 전환한다.

양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 우측 스크럼 포지션으로 이동한 상태에서는, 도 19 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 처마부 (23a) 와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 처마부 (23b) 가 계합하여, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 처마부 (23a 및 23b) 를 통해 근접 또는 접촉하는 스크럼 상태로 이동한다. 그 다음, 주제어 장치 (20) 는, 이 스크럼 상태를 유지하면서, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 -X 방향으로 구동한다. 이 때, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 각각에 탑재된 2D 인코더 (E₁ 및 E₂) 를 이용하여 위치 계측을 수행하고, 그 계측 결과에 기초하여, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 구동한다.

웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가, 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내를, 스크럼 상태를 유지한 채 -X 방향으로 이동함에 따라, 선단 렌즈 (191) 와 웨이퍼 테이블 (WTB1) 사이의 공간에 형성된 액침 영역 (14) 은, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 상의 영역으로부터, 처마부 (23a), 처마부 (23b), 및 웨이퍼 테이블 (WTB2) 상의 영역으로 순차적으로 이동한다. 도 16 은, 전술한 방식으로, 액침 영역 (14) 이 처마부 (23a) 상을 지나, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 상으로부터 웨이퍼 테이블 (WTB2) 상으로 이동한 직후의 상태를 도시한다.

액침 영역 (14) 의 웨이퍼 테이블 (WTB2) 상으로의 이동이 완료되면, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 를 제 1 대기 영역 (AW1) 을 경유하여, 도 20 에 도시된 제 1 로딩 포지션으로 이동시킨다. 이 이동 동안 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치가 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 를 이용하여 계측된다. 제 1 로딩 포지션에 웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 도착한 후, 주제어 장치 (20) 는, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 를 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치 계측으로부터, Y 간섭계 (19) 와 XZ 간섭계 (117 및 127) 를 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치 계측으로 전환한다.

상기의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 이동과 병행하여, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를 노광시 이동 영역 (AE) 으로 이동시키고, 투영 광학계 (PL) 의 바로 아래에 기준 마크판 (FM2) 을 위치결정한다. 이에 앞서, 주제어 장치 (20) 는, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 를 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 XY 평면 내의 위치 계측으로부터, 간섭계 (17, 116, 및 126) 를 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 XY 평면 내의 위치 계측으로 전환한다. 그 다음, 전술한 것과 유사한 절차로, 레티클 얼라인먼트 (기준 마크판 (FM2) 상의 한 쌍의 제 1 기준 마크의 검출) 및 스텝-앤드-스캔 방식에 의한 웨이퍼 (W2) 에 대한 노광을 개시한다.

전술한 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상의 웨이퍼 (W2) 에 대한 노광 동작과 병행하여, 주제어 장치 (20) 는, 제 1 로딩 포지션에서, 웨이퍼 반송 기구 (미도시) 와 웨이퍼 스테이지 (WST1) 사이에 웨이퍼 교환을 수행하고, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 상에 새로운 웨이퍼 (W1) 를 재치한다. 그 다음, 얼라인먼트계 (ALG) 를 이용하여 기준 마크판 (FM1) 상의 제 2 기준 마크를 검출한다. 그 다음, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 를 얼라인먼트 영역 (AA) 으로 이동시키고, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 위치를 제어하면서, 웨이퍼 (W1) 에 대하여, 전술한 바와 같이 얼라인먼트계 (ALG) 를 이용한 웨이퍼 얼라인먼트 (EGA) 를 수행한다.

웨이퍼 테이블 (WTB1) 상의 웨이퍼 (W1) 에 대한 웨이퍼 얼라인먼트 (EGA) 가 완료되고, 또한, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 상의 웨이퍼 (W2) 에 대한 노광이 완료되면, 주제어 장치 (20) 는, 이전 이동 경로를 역으로 따라가 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내의 좌측 스크럼 포지션을 향해 구동한다. 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 좌측 스크럼 포지션으로 이동하면, 주제어 장치 (20) 는, 스크럼 상태를 유지한 채로, 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를, 이전 구동과는 반대 방향인 +X 방향으로 구동한다. 이 구동에 의해, 액침 영역 (14) 이, 역으로, 웨이퍼 테이블 (WTB2) 로부터, 처마부 (23b), 처마부 (23a), 그 다음, 웨이퍼 테이블 (WTB1) 상으로 순차 이동한다. 액침 영역 (14) 의 이동이 완료되면, 주제어 장치 (20) 는, 전술한 것과 유사한 절차로 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상의 웨이퍼 (W1) 에 대한 노광을 개시한다. 이 노광 동작과 병행하여, 주제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 를, 전술한 바와 유사한 방식으로, 제 2 대기 영역 (AW2) 을 경유하여 제 2 로딩 포지션을 향해 구동하고, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상의 노광이 완료된 웨이퍼 (W2) 를 새로운 웨이퍼 (W2) 로 교환하며, 이 새로운 웨이퍼 (W2) 에 대한 웨이퍼 얼라인먼트를 실행한다.

이후, 주제어 장치 (20) 는 전술한 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 병행 동작을 반복적으로 수행한다.

전술한 바와 같이, 본 제 2 실시형태에 따르면, 전술한 제 1 실시형태의 노광 장치와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 제 2 실시형태의 노광 장치에 따르면, 전술한 2D 인코더를 이용한 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 병행 처리 동작에서는, 주제어 장치 (20) 는, 각 스크럼 포지션과 각 로딩 포지션 사이의 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내와 각 대기 영역 (AW1 및 AW2) 내의 경로를 이동 중의 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 XY 평면 내의 위치를 인코더 시스템만을 이용하여 계측하기 때문에, 전술한 Y 간섭계 (16 및 18) 를 설치할 필요가 없다.

또한, 본 제 2 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 상에, 2D 스케일 (S₁ 및 S₂) 에 각각 대향하는 각 2 개의 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 를 탑재하는 것으로 하였기 때문에, 각 웨이퍼 스테이지의 X 축 방향 및 Y 축 방향의 위치 정보 뿐만 아니라, θ_z 방향의 회전 정보도 계측할 수 있다. 하지만, 각 웨이퍼 스테이지의 X 축 방향 및 Y 축 방향의 위치 정보의 계측만을 목적으로 하는 것인 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 상에 탑재되는 2D 헤드는 단일 헤드일 수 있다.

또한, 상기 제 2 실시형태와 같이 2D 인코더를 이용하는 경우에, 예를 들어, 도 21 에 도시된 제 1 변형예와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 상에, 각각, 2 차원 인코더 헤드 (2D 헤드 (E₁ 및 E₂)) 를, 예를 들어, Y 축 방향에 인접하게, 또는 더욱 구체적으로, 2D 스케일에 동시에 대향가능하게 되는 위치 관계로 탑재할 수 있다. 이 변형예에서는, 주제어 장치는 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 계측치에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 XY 평면 내에서의 위치 (X 축 방향, Y 축 방향, 및 θ_z 방향의 위치) 를 산출한다. 또한, 이 변형예에서는, 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 배치에 대응하여, 도 21 에 도시된 바와 같은 대략 U 자 형상의 2D 스케일 (S₁' 및 S₂') 을 이용하여 스케일의 배치 면적의 크기를 감소시킴으로써, 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 이 변형예에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 상에 각각 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 를 X 축 방향으로 서로 인접하게 배치할 수 있고, 또는, 2D 헤드를 다른 위치 관계로 배치할 수 있다. 중요한 것은 2D 스케일 (S₁' 및 S₂') 에 2 D 헤드 (E₁ 및 E₂) 가 동시에 대향하는 배치이어야 한다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 노광시 이동 영역 (AE) 내와 얼라인먼트 영역 (AA) 에서는 간섭계 시스템 (118) 을 이용하여, 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 내 및 제 1 및 제 2 대기 영역 (AW1 및 AW2) 내에서는 간섭계 시스템 (118) 과 인코더 시스템 (150) 을 병용하여, 또는, 인코더 시스템 (150) 만을 이용하여, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치 계측을 수행하였다. 한편, 전체 이동 범위에서, 인코더 시스템만을 이용하여 양 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치 계측을 수행할 수 있다.

이제, 일예로서, 도 22 에 도시된 상기 제 2 실시형태의 제 2 변형예를 설명한다. 도 1 및 도 5 에 도시된 반사 플레이트 (25A 및 25B) 대신에, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 이동면 (정반 (12)) 의 전체 면에 대향하는 직사각형 형상의 반사 플레이트 (25C) 가 놓인다. 하지만, 반사 플레이트 (25C) 에는, 경통 (40) 과 얼라인먼트계 (ALG) 의 하단부를 삽입하기 위한 2 개의 원형 형상의 개구가 형성된다. 또한, 반사 플레이트 (25C) 는 투영 유닛 (PU) 등을 유지하는 메인 프레임의 하면에 설치된다.

반사 플레이트 (25C) 의 정반 (12) 에 대향하는 일면 상의 스크럼 상태 이동 영역 (AS) 과 제 1 및 제 2 대기 영역 (AW1 및 AW2) 에 대응하는 위치에는, 상기 제 2 실시 형태에서 도입한 2 개의 2D 스케일 (S₁ 및 S₂) (도 16 참조) 이 형성된다. 또한, 경통 (40) 과 얼라인먼트계 (ALG) 가 관통하는 개구부를 제외한 노광시 이동 영역 (AE) 과 얼라인먼트 영역 (AA) 에 대응하는 위치에 2D 스케일 (SE 및 SA) 이 형성된다. 이들 2D 스케일 (SE 및 SA) 은 2D 스케일 (S₁ 및 S₂) 을 통해 접속된다.

웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 에 탑재된 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 는 각각 2D 스케일 (S₁, SE, 및 SA 와 S₂, SE, 및 SA) 에 계측 빔을 조사하고, 그 계측 빔의 2D 스케일로부터의 반사광 (회절광) 을 수광함으로써, 계측 빔이 조사된 2D 스케일에 대한 2D 헤드 자신의 X 축 방향 및 Y 축 방향의 상대 변위를 검출한다. 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 에 탑재된 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 계측치는 주제어 장치 (20) 로 전송된다. 주제어 장치 (20) 는, 각 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 의 계측치에 기초하여 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 XY 평면 내에서의 위치 (X 축 방향, Y 축 방향, 및 θ_z 방향의 위치) 를 산출한다.

전술한 바와 같은 2D 스케일 (S₁ 및 S₂) 에 더해 2D 스케일 (SE 및 SA) 을 도입함으로써, 노광시 및 웨이퍼 얼라인먼트시에도, 인코더 시스템 (150) 만을 이용하는 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치 계측이 가능하게 된다. 따라서, 간섭계 시스템을 이용함이 없이 상기 각 실시형태들과 같은 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 이용한 병렬 처리 동작이 가능하게 된다. 물론, 상기 각 실시형태와 같이 간섭계 시스템을 설치할 수 있고, 간섭계 시스템과 인코더 시스템을 병용할 수 있다.

또한, 도 13 및 도 15 에 도시된 제 1 실시형태에 대한 2 개의 변형예와 유사하게, 도 23 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 상에 2D 헤드 (E₁ 및 E₂) 에 근접하여 2D 헤드 (E₃ 및 E₄) 를 설치할 수 있다. 2D 스케일 (S₁, S₂, SE, 및 SA) 은 각각 개별적으로 만들어지고, 또한 2D 스케일 (S₁ 및 S₂) 에 대해서는 주영역과 부영역 (연장된 영역) 이 개별적으로 만들어지며, 이들 각 영역을 반사 플레이트 (25C) 상에서 함께 이음으로써, 일체의 2D 스케일 (S₁, S₂, SE, SA) 이 형성된다. 따라서, 상기 2 개의 변형예와 유사하게, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 상에 서로 근접하여 배치되는 각 2 개의 2D 헤드 (E₁ 및 E₂ 와 E₃ 및 E₄) 의 결합된 사용에 의해, 각 2D 헤드가 2D 스케일 (S₁, S₂, SE, 및 SA) 의 이음부를 지날 때, 또는, 2D 스케일 (S₁ 및 S₂) 의 주영역과 부영역의 이음부를 지날 때, 서로 근접하는 2 개의 2D 헤드 사이에서 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치 계측의 결과를 연결할 수 있다. 도 23 은 웨이퍼 스테이지 (WST1) 상의 2D 헤드 (E₁ 및 E₃ 와 E₂ 및 E₄) 가 2D 스케일 (SA 및 S₁) 의 이음부를 지나고, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 상의 2D 헤드 (E₁ 및 E₃ 와 E₂ 및 E₄) 가 2D 스케일 (SE 및 S₂) 의 이음부를 지나는 상태를 도시한다. 이 상태에서, 전술한 이음 오차의 보정이 수행된다. 이는 2D 스케일의 이음 오차를 보정하고, 이는 고정밀도로 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 위치 계측을 가능하게 한다.

또한, 상기 실시형태에서는, 처마부 (23a 및 23b) (또는 처마부 (23c) (및 단차부 (23d)) 에 의해 액침 영역 (14) 을 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 사이에서 통과시키는 전달부가 구성되었지만, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 와 웨이퍼 스테이지 (WST2) 가 서로 계합함으로써 소정 거리 (웨이퍼 스테이지 (WST1) 가 웨이퍼 스테이지 (WST2) 와 접촉하는 것을 방지하고, 반사 미러 (27f) 가 반사 미러 (27e) 와 접촉하는 것을 방지할 수 있는 거리) 만큼 떨어져 서로 대향한 상태를 유지할 수 있고, 그 상면을 액침 영역이 통과할 수 있는 한, 전달부는 처마부와 같은 형상일 필요는 없다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 이동 경로를 전제로, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 평면 모터에 의해 XY 평면을 따라 독립적으로 구동되었다. 하지만, 반드시 평면 모터가 사용될 필요는 없고, 이동 경로에 따라 리니어 모터를 이용할 수도 있다.

또한, 상기 실시형태 및 변형예에서는, 서로 계합하게 되는 처마부 (23a 및 23b) (또는, 서로 계합하게 되는 처마부 (23c) 및 단차부 (23d)) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 +X 측의 면, 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 -Y 측의 면 상에 그들의 -Y 측 단부에 설치되었다. 이는, 처마부들을 예를 들어, 도 5 및 도 11 등에 도시된 스크럼시의 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 이동 경로에 대응시키기 위해 채용되었다. 따라서, 스크럼시의 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 이동 경로가 상이한 경우에는, 그 이동 경로에 따라, 처마부 (23a) 및 처마부 (23b) (또는, 처마부 (23c) 및 단차부 (23d)) 의 설치 장소를 적절하게 설정하여야 한다. 전달부가 2 개의 웨이퍼 스테이지가 서로 대향하는 측 상에 배열된 면의 적어도 일방의 면 상에 설치되는 한, 처마부 등의 전달부는 -Y 단부에 제한되지 않고, 어느 곳에도 설치할 수 있다. 하지만, 설치 장소는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 에 설치되는 반사 미러 (27e 및 27f) 의 반사면에 조사되는 계측 빔을 이용한 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 Z 축 방향에서의 위치 정보의 계측을 실질적으로 방해하지 않는 위치 (반사 미러 (27e 및 27f) 의 반사면의 비유효 영역의 상방) 인 것이 바람직하다. 또한, 처마부 등의 전달부는, 2 개의 웨이퍼 스테이지가 서로 대향하는 측 상의 면의 적어도 일방의 면에 설치되는 한, 그 수는 하나에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 전달부를 설치하는 경우에는, 다음 노광이 수행될 대상인 웨이퍼의 노광의 개시를 가장 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 스크럼 (가장 효율적인 스크럼) 이 가능하게 되도록 복수의 전달부의 배치가 결정되어야 한다. 이 경우, 웨이퍼 (W1 및 W2) 의 쇼트 영역의 노광 순서에 따라, 다음 노광이 수행될 대상인 웨이퍼의 노광의 개시를, 기준 마크 판 상의 기준 마크의 검출을 포함하여, 가장 효율적으로 수행할 수 있도록, 처마부 등의 전달부의 배치, 그리고 추가적으로 필요한 경우에는, 기준 마크 판의 웨이퍼 스테이지 상의 배치를 결정할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태 및 변형예에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 에 고정된 처마부 등의 돌출부가 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 상에 설치되는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 돌출부는 가동일 수 있다. 이 경우에, 예를 들어, 돌출부들은 양 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 스크럼 상태일 때에만 실질적으로 수평 상태로 할 수 있고, 스크럼시 이외, 또는 더욱 구체적으로, 돌출부가 사용되지 않을 때에는, 돌출부들은 접힐 수 있다.

또한, 상기 실시형태 및 변형예에서는, 처마부의 Y 축 방향의 폭은 액침 영역보다도 약간 더 크게 설정되었었지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 처마부의 Y 축 방향의 폭은 더 넓게 설정될 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태 및 변형예에서는, 액침 영역의 전달 시 등에, 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 스크럼 상태를 유지한 채로 X 축 방향으로 구동되는 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 스테이지들은 X 축 방향 뿐만 아니라 Y 축 방향으로도 구동될 수 있다. 이와 같이 함으로써, 스크럼 상태 후에 액침 영역이 전달된 웨이퍼 스테이지에 유지된 다음의 노광 대상의 웨이퍼에 대한 노광 개시까지의 시간을, 2 개의 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 스크럼 상태를 유지한 채 +X 축 방향으로만 구동되는 경우에 비해 조금이라도 단축할 수 있다.

또한, 지금까지의 설명에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 의 적어도 일방의, X 축 방향의 적어도 일측에 처마부 등의 돌출부가 형성된 경우에 대해서 설명하였다. 하지만, 예를 들어, 상기 변형예에서 설명한 바와 같이, 양 스테이지의 Y 축 방향의 위치 어긋남 (오프셋) 을 수반하는 스크럼 상태를, 처마부 등의 돌출부를 가지지 않는 2 개의 웨이퍼 스테이지들 간에 채용할 수 있다. 이 경우, 이 스크럼 상태 시의 오프셋량은, 전술한 가장 효율적인 스크럼으로 되도록 설정할 수 있다. 또는, 예를 들어, 일방의 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 +X 측의 측면의 +Y 측 단부 근방에 구성요소 (이하, 돌기물 (projection) 이라 칭한다) 가 있고, 타방의 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 -X 측의 측면의 -Y 측 단부 근방에 상기 구성요소를 그 내부에 수용 가능한 오목부가 형성되도록 한 경우에는, 돌기물과 오목부가 서로 대향하도록 스크럼 상태 시의 오프셋을 결정할 수 있다. 이러한 경우에는, 돌기물이 웨이퍼 스테이지 (WST2) 와 접촉하여 손상을 야기하는 것을 방지하면서, 액침 영역을 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST) 상의 영역에서 왕래시킬 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 제 1 및 제 2 이동체로서 기능하는 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 를 구비하는 노광 장치에 본 발명이 적용된 경우에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 미국 특허 제 6,897,963 호 등에 개시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지와 계측 부재 (기준 마크, 센서 등) 를 갖는 계측 스테이지를 구비하는 노광 장치 등에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이러한 경우에는, 계측 스테이지는, 투영 광학계 (PL) 및 액체 (Lq) 를 통해 조명광 (IL) 을 수광하는 소정의 계측, 예를 들어, 불균일 조명 계측, 조도 계측, 공간 이미지 계측, 및 파면 수차 계측 등에 이용된다. 그리고, 웨이퍼 스테이지 등을 구동하는 이동체 구동계가, 그 계측 결과의 적어도 일부에 기초하여 조명광 (에너지 빔) 으로 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼를 노광할 때 웨이퍼 스테이지를 구동함으로써, 고정밀도의 노광이 가능하게 된다.

더구나, 웨이퍼 스테이지를 하나만 갖고 계측 스테이지를 가지지 않는 타입의 스테퍼, 또는 스캐너 등에도 제 1 및 제 2 이동체를 구성 부분으로 하지 않는 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 +X 측의 면과 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 -X 측의 면을 대향시키는 것을 전제로 하여, 이들의 면에만 서로 계합하게 되는 처마부 (23a 및 23b) 를 설치하는 것으로 하였었다. 하지만, 이러한 구성 외에도, 웨이퍼 스테이지 (WST1) 의 -X 측 단면과 웨이퍼 스테이지 (WST2) 의 +X 측 단면을 서로 대향시킬 수 있는 경우에는, 이들 면에도 서로 계합하는 처마부를 설치하여, 그 처마부들을 통해 2 개의 스테이지가 근접 또는 접촉하도록 할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 액침 영역 (14) 의 전달을 위해, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 주제어 장치 (20) 에 의해 X 축 방향으로 일부 접촉 또는 근접하는 스크럼 상태를 유지하면서 X 축 방향으로 구동되는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 더욱 구체적으로, 액침 영역 (14) 의 전달을 위해, 웨이퍼 스테이지 (WST1 및 WST2) 가 주제어 장치 (20) 에 의해 Y 축 방향으로 일부 접촉 또는 근접하는 스크럼 상태를 유지하여 Y 축 방향으로 구동되는 구성을 채용할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는 노즐 유닛 (32) 의 하면과 투영 광학계 (PL) 의 선단 광학 소자의 하단면이 실질적으로 동일면인 것으로 하였지만, 이 뿐만 아니라, 예를 들어, 노즐 유닛 (32) 의 하면을 선단 광학 소자의 사출면보다도 투영 광학계 (PL) 의 이미지면에 (더욱 구체적으로, 웨이퍼에) 더 가깝게 배치할 수 있다. 즉, 국소 액침 장치 (8) 는 전술한 구성에 한정되지 않고, 예를 들어, 유럽 공개특허공보 제 1420298 호, 미국 공개특허공보 제 2006/0231206 호, 미국 공개특허공보 제 2005/0280791 호, 및 미국 특허 제 6,952,253 호 등에 기재된 구성을 이용할 수도 있다. 또한, 예를 들어, 미국 공개특허공보 제 2005/0248856 호에 개시되어 있는 바와 같이, 선단 광학 소자의 이미지면 측의 광로에 부가하여, 선단 광학 소자의 물체면 측의 광로도 액체로 채울 수 있다. 또한, 선단 광학 소자의 표면의 일부 (적어도 액체와의 접촉면을 포함) 또는 전부에, 친액성 및/또는 용해 방지 기능을 갖는 박막을 형성할 수도 있다. 또한, 석영은 액체에 대해 높은 친화성을 갖고, 또한 용해 방지막도 불필요하지만, 형석은 적어도 용해 방지막을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 액체로서 순수 (물) 를 이용하는 것으로 하였지만, 본 발명이 이에 한정되지 아니하는 것은 물론이다. 액체로서는, 화학적으로 안정적이고 조명광 (IL) 의 투과율이 높고 안전한 액체, 예를 들어, 불소 함유 불활성 액체를 사용할 수 있다. 이 불소 함유 불활성 액체로서는, 예를 들어, 플루오리너트 (Fluorinert) (미국 3M 사의 상품명) 가 사용될 수 있다. 불소 함유 불활성 액체는 또한 냉각 효과의 면에서 우수하다. 또한, 액체로서는, 순수 (굴절률은 대략 1.44) 보다 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어, 1.5 이상의 굴절률을 갖는 액체가 사용될 수 있다. 이러한 타입의 액체로서는, 예를 들어, 약 1.50 의 굴절률을 갖는 이소프로판올, 약 1.61 의 굴절률을 갖는 글리세롤 (글리세린) 등의 C-H 결합 또는 O-H 결합을 갖는 소정 액체, 헥산, 헵탄 또는 데칸 등의 소정 액체 (유기 용제), 또는 약 1.60 의 굴절률을 갖는 데칼린 (데카하이드로나프탈렌) 등을 들 수 있다. 대안으로, 이들 액체 중 임의의 2 개 이상을 혼합함으로써 얻어지는 액체가 사용될 수도 있고, 또는 이들 액체 중 적어도 하나를 순수에(와) 첨가(혼합)함으로써 얻어지는 액체가 사용될 수도 있다. 대안으로, 액체로서는, H⁺, Cs⁺, K⁺, Cl^-, SO₄ ^{2 -}, 또는 PO₄ ^{2 -} 등의 염기 또는 산을 순수에(와) 첨가(혼합)함으로서 얻어지는 액체가 사용될 수 있다. 또한, Al 산화물의 입자 등을 순수에(와) 첨가(혼합)함으로써 얻어지는 액체가 사용될 수 있다. 이들 액체는 ArF 엑시머 레이저광을 투과시킬 수 있다. 또한, 액체로서는, 작은 광흡수계수를 갖고, 덜 온도 종속적이며, 투영 광학계 (선단 광학 부재) 및/또는 웨이퍼의 표면 상에 코팅된 감광제 (또는 보호막 (상부 코팅막), 반사방지막 등) 에 안정한 액체가 바람직하다. 또한, F₂ 레이저가 광원으로서 사용되는 경우, 폼블린 오일 (fomblin oil) 이 선택될 수 있다. 또한, 액체로서는, 조명광 (IL) 에 대해 순수의 굴절률보다 더 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 대략 1.6 내지 1.8 의 굴절률의 것이 사용될 수도 있다. 액체로서는, 초임계 유체가 또한 사용될 수 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 의 선단 광학 소자는 석영 (실리카), 또는 불화칼슘 (형석), 불화바륨, 불화스트론튬, 불화리튬, 및 불화나트륨 등의 불화물 화합물의 단결정 재료로 형성될 수도 있고, 또는 (예를 들어, 1.6 이상인) 석영 또는 형석의 굴절률보다 더 높은 굴절률을 갖는 재료로 형성될 수도 있다. 1.6 이상의 굴절률을 갖는 재료로서는, 예를 들어, 국제공개공보 제 2005/059617 호 팜플렛에 개시된 사파이어, 이산화게르마늄 등, 또는 국제공개공보 제 2005/059618 호 팜플렛에 개시된 (약 1.75 의 굴절률을 갖는) 염화칼륨 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 회수액이 재사용될 수도 있고, 이러한 경우, 회수액으로부터 불순물을 제거하는 필터가 액체 회수 장치 또는 회수관에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 본 발명이 스텝-앤드-스캔 방법 등에 의한 주사노광장치에 적용되는 경우가 기술되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 스테퍼 등의 정지형 노광 장치에 적용될 수도 있다. 또한, 본 발명은 쇼트 영역과 쇼트 영역을 합성하는 스텝-앤드-스티치 (step-and-stitch) 방법에 의한 축소 투영 노광 장치, 근접법에 의한 노광장치, 미러 투영 얼라이너 등에도 적용될 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태의 노광 장치 내의 투영 광학 시스템의 배율은 축소계 뿐아니라 등배계 또는 확대계일 수도 있고, 투영 광학계 (PL) 는 굴절계 뿐아니라 반사계 또는 반사굴절계일 수도 있으며, 또 투영된 화상은 도립 화상 또는 정립 화상일 수도 있다. 또한, 전술된 조명 영역과 노광 영역은 직사각형 형상을 가지는 것이다. 그러나, 그 형상은 직사각형에 한정되지 않고, 원호, 사다리꼴, 평행사변형 등일 수도 있다.

또, 상기 각 실시형태의 노광 장치의 광원은 ArF 엑시머 레이저에 한정되지 않고, KrF 엑시머 레이저 (출력 파장: 248 nm), F₂ 레이저 (출력 파장: 157 nm), Ar₂ 레이저 (출력 파장: 126 nm) 또는 Kr₂ 레이저 (출력 파장: 146 nm) 등의 펄스 레이저 광원, 또는 g-선 (출력 파장: 436 nm), i-선 (출력 파장: 365 nm) 등의 휘선을 발생하는 초고압 수은 램프가 사용될 수도 있다. 또한, YAG 레이저 등의 고조파 발생 장치가 또한 사용될 수 있다. 상기 광원 이외에, 예를 들어 미국 특허 제 7,023,610 호에 개시된 바와 같이, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀 및 이테르븀 양자) 으로 도핑된 파이버 (fiber) 증폭기를 이용하여, 진공 자외선으로서 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저에 의해 사출되는 적외선 또는 가시광선 영역 내의 단일-파장 레이저빔을 증폭시키고, 비선형 광학 결정을 사용하여 파장을 자외광으로 변환함으로써 얻어지는 고조파가 사용될 수도 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴 또는 광 감쇠 패턴) 이 형성되는 투과성 기판인 투과형 마스크 (레티클) 가 사용된다. 그러나, 이러한 레티클 대신에, 예를 들어, 미국 특허 제 6,778,257 호에 개시된 바와 같이, 노광되는 패턴의 전자 데이터에 따라 투광 패턴, 반사 패턴 또는 발광 패턴이 형성되는 (가변 성형 마스크, 액티브 마스크 또는 이미지 발생기로도 불리며, 예를 들어, 비발광형 화상표시소자 (공간 광 변조기) 의 일종인 DMD (Digital Micromirror Device) 등을 포함하는) 전자 마스크가 사용될 수도 있다.

또한, 예를 들어, 본 발명은 또한 웨이퍼 상에 간섭 무늬를 형성함으로써 웨이퍼 상에 라인-앤드-스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에 적용될 수 있다.

또한, 예를 들어 미국 특허 제 6,611,316 호에 개시된 바와 같이, 본 발명은 또한 투영 광학계를 통해 2 개의 레티클 패턴을 합성하고 한번의 주사노광으로 하나의 쇼트 영역의 이중 노광을 거의 동시에 수행하는 노광 장치에도 적용될 수 있다.

또, 상기 각 실시형태에서 패턴이 형성되는 물체 (에너지빔이 조사되는 노광 대상 물체) 는 웨이퍼에 한정되지 않고, 유리판, 세라믹 기판, 막부재, 또는 마스크 블랭크 등의 다른 물체일 수도 있다.

노광 장치의 사용은 반도체 디바이스를 제조하는 노광 장치에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명은 또한 예를 들어 액정 표시 장치 패턴을 직사각형 유리판 상에 전사하는 노광장치, 및 유기 EL, 박막 자기헤드, 촬상 소자 (CCD 등), 마이크로머신, DNA 칩 등을 제조하는 노광장치에도 널리 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 반도체 디바이스 등의 마이크로디바이스를 제조하는 노광 장치에 적용될 수 있을 뿐아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 전자빔 노광 장치 등에서 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해 유리판 또는 실리콘 웨이퍼 상에 회로 패턴을 전사하는 노광장치에도 적용될 수 있다.

반도체 디바이스 등의 전자 디바이스는 디바이스의 기능/성능 설계가 수행되는 단계, 그 설계 단계에 기초한 레티클이 제조되는 단계, 실리콘 재료로부터 웨이퍼가 제조되는 단계, 전술된 실시형태의 노광 장치 (패턴 형성 장치) 및 노광 방법에 의해 웨이퍼 상에 마스크 (레티클) 의 패턴이 전사되는 리소그래피 단계, 노광된 웨이퍼가 현상되는 현상 단계, 레지스트가 남아있는 영역 이외의 영역의 노광된 부재가 에칭에 의해 제거되는 에칭 단계, 에칭이 완료된 경우 더이상 필요하지 않은 레지스트가 제거되는 레지스트 제거 단계, (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함하는) 디바이스 조립 단계, 검사 단계 등을 통해 제조된다. 이러한 경우, 리소그래피 단계에서는, 본 실시형태의 노광 장치를 사용하여 전술된 노광 방법을 실행함으로써 웨이퍼 상에 디바이스 패턴이 형성되기 때문에, 고도로 집적된 디바이스가 양호한 생산성으로 제조될 수 있다.

산업상이용가능성

전술된 바와 같이, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법은, 물체를 노광하는데 적합하다. 또한, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 반도체 소자 또는 액정 표시 소자 등의 전자 디바이스를 제조하는데 적합하다.

Claims (73)

1. 에너지 빔으로 물체를 노광하는 노광 장치로서,
   적어도 재치된 상기 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 상기 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 소정 범위의 영역 내에서 상기 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 이동체;
   상기 이동체의 상기 소정 평면에 실질적으로 평행한 일면에 대향하는, 상기 소정 평면에 평행한 면 상의 상기 제 3 영역에 대응하는 위치에 배치된 제 1 격자부; 및
   상기 이동체의 상기 일면에 설치된 인코더 헤드를 갖고, 상기 제 1 격자부에 대향하는 상기 인코더 헤드의 출력에 기초하여 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템과, 상기 이동체에 설치된 반사면에 계측 빔을 조사하여, 적어도 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 간섭계 시스템을 포함하는 계측 장치를 구비하며,
   상기 제 3 영역은, 상기 계측 빔이 상기 반사면으로부터 벗어나는 상기 이동체의 이동 경로를 포함하는, 노광 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 격자부는, 상기 이동체가 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이를 이동할 때의 상기 인코더 헤드의 이동 궤적을 따라서 배치되는, 노광 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 소정 평면에 평행한 면 상의 상기 제 1 및 제 2 영역에 대응하는 위치에 각각 배치된 제 2 및 제 3 격자부를 더 구비하고,
   상기 계측 장치는, 상기 제 2 및 제 3 격자부에 대향하는 상기 인코더 헤드의 출력에 기초하여 각각 상기 제 1 및 제 2 영역에서의 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 또한 계측하는, 노광 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 계측 장치는, 상기 이동체의 상기 일면에 설치된 복수의 인코더 헤드를 갖고, 상기 복수의 인코더 헤드의 출력에 기초하여 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는, 노광 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 이동체의 이동에 따라, 상기 복수의 인코더 헤드 중 2 개가, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 격자부 중 하나에 동시에 대향하는 상태와, 상기 2 개의 인코더 헤드가 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 임의의 2 개에 개별적으로 또한 동시에 대향하는 상태 간에, 전환에 의해 상태가 설정되는, 노광 장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
   상기 복수의 인코더 헤드는, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 상기 소정 평면 내에서 수직인 제 2 방향 중 적어도 일방을 계측 방향으로 하고, 상기 이동체의 상기 일면 상의 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 제 1 헤드를 포함하고,
   상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 적어도 하나의 상기 계측 방향을 주기 방향으로 하는 격자를 갖는 부분에 대해, 상기 복수의 제 1 헤드가 동시에 대향하는, 노광 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 계측 장치는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여 , 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 회전 방향의 위치 정보를 계측하는, 노광 장치.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 계측 장치는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 적어도 하나의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 위치 관계를 취득하는, 노광 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이동체가 복수 제공된, 노광 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 이동체 중 2 개의 이동체를 구동하고, 또한, 상기 2 개의 이동체의 일방이 상기 제 1 영역에 위치하는 제 1 상태로부터, 상기 2 개의 이동체의 타방이 상기 제 1 영역에 위치하는 제 2 상태로의 천이가 이루어질 때에, 상기 2 개의 이동체가 상기 소정 평면 내의 소정 방향으로 근접 또는 접촉하는 스크럼 상태를 유지하면서, 상기 2 개의 이동체를 동시에 상기 소정 방향으로 구동하는 이동체 구동계를 더 구비하는, 노광 장치.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 소정 평면에 평행한 면 상의, 상기 스크럼 상태에 있는 상기 2 개의 이동체의 적어도 일방에 구비되는 인코더 헤드가 대향할 수 있는 위치에, 제 4 격자부가 더 배치되고,
    상기 계측 장치는, 상기 제 4 격자부에 대향하는 상기 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 상기 스크럼 상태에 있는 상기 2 개의 이동체의 적어도 일방의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는, 노광 장치.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 소정 방향은, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향 중 하나인, 노광 장치.
13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2 개의 이동체의 일방은, 상기 소정 평면 내의 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 영역을 포함하는 제 1 범위 내를 이동하고,
    상기 2 개의 이동체의 타방은, 상기 제 1 범위와, 상기 제 1 영역 이외의 적어도 일부가 상이한 제 2 범위 내를 이동하는, 노광 장치.
14. 에너지 빔으로 물체를 노광하는 노광 장치로서,
    적어도 재치된 상기 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 상기 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 소정 범위의 영역 내에서 상기 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 이동체;
    상기 이동체의 상기 소정 평면에 실질적으로 평행한 일면에 대향하는, 상기 소정 평면에 평행한 면 상의 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 영역에 대응하는 위치에 배치된 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부; 및
    상기 이동체의 상기 일면에 설치된 인코더 헤드를 갖고, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 임의의 하나에 대향하는 상기 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템을 포함하는 계측 장치를 구비하는, 노광 장치.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 3 격자부는, 상기 이동체가 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이를 이동할 때의 상기 인코더 헤드의 이동 궤적을 따라서 배치되는, 노광 장치.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 격자부와 상기 제 2 격자부는 서로 떨어져 배치되는, 노광 장치.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 격자부와 상기 제 2 격자부는 상기 제 3 격자부를 통해 배치되는, 노광 장치.
18. 제 14 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 이동체에 설치된 반사면에 계측 빔을 조사하여 상기 이동체의 적어도 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 간섭계 시스템을 더 포함하고,
    상기 제 3 영역은, 상기 계측 빔이 상기 반사면으로부터 벗어나는 상기 이동체의 이동 경로를 포함하는, 노광 장치.
19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 이동체의 상기 일면에 설치된 복수의 인코더 헤드를 가지고, 상기 복수의 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는, 노광 장치.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 이동체의 이동에 따라, 상기 복수의 인코더 헤드 중 2 개가, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 임의의 하나에 동시에 대향하는 상태와, 상기 2 개의 인코더 헤드가 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 임의의 2 개에 개별적으로 또한 동시에 대향하는 상태 간에, 전환에 의해 상태가 설정되는, 노광 장치.
21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
    상기 복수의 인코더 헤드는, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 상기 소정 평면 내에서 수직인 제 2 방향 중 적어도 일방을 계측 방향으로 하고, 상기 이동체의 상기 일면 상의 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 제 1 헤드를 포함하고,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 적어도 하나의 상기 계측 방향을 주기 방향으로 하는 격자를 갖는 부분에 대해, 상기 복수의 제 1 헤드가 동시에 대향하는, 노광 장치.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여, 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 회전 방향의 위치 정보를 계측하는, 노광 장치.
23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 적어도 하나의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 위치 관계를 취득하는, 노광 장치.
24. 제 14 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동체가 복수 제공된, 노광 장치.
25. 제 24 항에 있어서,
    상기 복수의 이동체 중 2 개의 이동체를 구동하고, 또한, 상기 2 개의 이동체의 일방이 상기 제 1 영역에 위치하는 제 1 상태로부터, 상기 2 개의 이동체의 타방이 상기 제 1 영역에 위치하는 제 2 상태로의 천이가 이루어질 때에, 상기 2 개의 이동체가 상기 소정 평면 내의 소정 방향으로 근접 또는 접촉하는 스크럼 상태를 유지하면서, 상기 2 개의 이동체를 동시에 상기 소정 방향으로 구동하는 이동체 구동계를 더 구비하는, 노광 장치.
26. 제 25 항에 있어서,
    상기 소정 평면에 평행한 면 상의, 상기 스크럼 상태에 있는 상기 2 개의 이동체의 적어도 일방에 구비되는 인코더 헤드가 대향할 수 있는 위치에, 제 4 격자부가 더 배치되고,
    상기 계측 장치는, 상기 제 4 격자부에 대향하는 상기 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 상기 스크럼 상태에 있는 상기 2 개의 이동체의 적어도 일방의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는, 노광 장치.
27. 제 25 항 또는 제 26 항에 있어서,
    상기 소정 방향은, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향 중 하나인, 노광 장치.
28. 제 25 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2 개의 이동체의 일방은, 상기 소정 평면 내의 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 영역을 포함하는 제 1 범위 내를 이동하고,
    상기 2 개의 이동체의 타방은, 상기 제 1 범위와, 상기 제 1 영역 이외의 적어도 일부가 상이한 제 2 범위 내를 이동하는, 노광 장치.
29. 에너지 빔으로 물체를 노광하는 노광 장치로서,
    적어도 재치된 상기 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 상기 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 제 1 범위 내에서, 상기 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 제 1 이동체;
    상기 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 상기 물체의 교환이 수행되는 제 4 영역과, 상기 제 1 영역과 상기 제 4 영역 사이의 제 5 영역을 포함하는 제 2 범위 내에서, 상기 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 제 2 이동체;
    상기 소정 평면에 실질적으로 평행한 상기 제 1 및 제 2 이동체의 일면에 대향하는, 상기 소정 평면에 평행한 면 상의, 상기 제 3 및 제 5 영역에 대응하는 위치에 배치된 제 1 및 제 2 격자부; 및
    상기 제 1 이동체의 상기 일면 상 및 상기 제 2 이동체의 상기 일면 상에 각각 설치된 제 1 및 제 2 인코더 헤드를 갖고, 상기 제 1 격자부에 대향하는 상기 제 1 인코더 헤드의 출력, 및 상기 제 2 격자부에 대향하는 상기 제 2 인코더 헤드의 출력에 기초하여 각각 상기 제 1 및 제 2 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템을 포함하는 계측 장치를 구비하는, 노광 장치.
30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 범위와 상기 제 2 범위의 일부는 서로 중첩되는, 노광 장치.
31. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서,
    상기 인코더 시스템은, 상기 제 1 및 제 2 인코더 헤드의 적어도 일방인 복수의 특정 인코더 헤드를 갖고, 상기 복수의 특정 인코더들의 출력에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 이동체 중, 상기 특정 인코더들이 설치된 특정 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는, 노광 장치.
32. 제 31 항에 있어서,
    상기 특정 이동체의 이동에 따라, 상기 복수의 특정 인코더 헤드 중 2 개가, 상기 제 1 및 제 2 격자부 중 하나에 동시에 대향하는 상태와, 상기 2 개의 특정 인코더 헤드가 상기 제 1 및 제 2 격자부에 각각 개별적으로 또한 동시에 대향하는 상태 간에, 전환에 의해 상태가 설정되는, 노광 장치.
33. 제 31 항 또는 제 32 항에 있어서,
    상기 복수의 특정 인코더 헤드는, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 상기 소정 평면 내에서 수직인 제 2 방향 중 적어도 일방을 계측 방향으로 하고, 상기 이동체의 상기 일면 상의 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 제 1 헤드를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 격자부 중 적어도 하나의 상기 계측 방향을 주기 방향으로 하는 격자를 갖는 부분에 대해, 상기 복수의 제 1 헤드가 동시에 대향하는, 노광 장치.
34. 제 33 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여 , 상기 특정 이동체의 상기 소정 평면 내의 회전 방향의 위치 정보를 계측하는, 노광 장치.
35. 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 격자부 중 적어도 하나의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 위치 관계를 취득하는, 노광 장치.
36. 제 1 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광 위치에 설치된 광학계; 및
    상기 광학계와 상기 노광 위치에 위치한 이동체 사이의 공간에 액체를 공급하여, 액침 영역을 형성하는 액침 장치를 더 구비하는, 노광 장치.
37. 에너지 빔으로 물체를 노광하는 노광 방법으로서,
    적어도 재치된 상기 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 상기 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 소정 범위 내에서 상기 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 이동체의, 상기 제 3 영역의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를, 상기 이동체의 상기 소정 평면에 실질적으로 평행한 일면에 대향하는, 상기 소정 평면에 평행한 면 상의 상기 제 3 영역에 대응하는 위치에 배치된 제 1 격자부에 대향하는, 상기 이동체의 상기 일면에 설치된 인코더 헤드의 출력에 기초하여 계측하고, 또한, 상기 이동체에 설치된 반사면에 계측 빔을 조사하는 간섭계 시스템을 이용하여, 적어도 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 공정을 포함하며,
    상기 제 3 영역은, 상기 계측 빔이 상기 반사면으로부터 벗어난 상기 이동체의 이동 경로를 포함하는, 노광 방법.
38. 제 37 항에 있어서,
    상기 제 1 격자부는, 상기 이동체가 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이를 이동할 때의 상기 인코더 헤드의 이동 궤적을 따라서 배치되는, 노광 방법.
39. 제 37 항 또는 제 38 항에 있어서,
    상기 소정 평면에 평행한 면 상의 상기 제 1 및 제 2 영역에 대응하는 위치에 각각 제 1 및 제 2 격자부가 더 배치되고,
    상기 계측 공정에서는, 상기 제 1 및 제 2 격자부에 대향하는 상기 인코더 헤드의 출력에 기초하여 각각 상기 제 1 및 제 2 영역에서의 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는, 노광 방법.
40. 제 37 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동체의 상기 일면에는, 상기 인코더 헤드가 복수 설치되고,
    상기 계측 공정에서는, 상기 복수의 인코더 헤드의 출력에 기초하여 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는, 노광 방법.
41. 제 40 항에 있어서,
    상기 이동체의 이동에 따라, 상기 복수의 인코더 헤드 중 2 개가, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 임의의 하나에 동시에 대향하는 상태와, 상기 2 개의 인코더 헤드가 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 임의의 2 개의 격자부에 각각 개별적으로 또한 동시에 대향하는 상태 간에, 전환에 의해 상태가 설정되는, 노광 방법.
42. 제 40 항 또는 제 41 항에 있어서,
    상기 복수의 인코더 헤드는, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 상기 소정 평면 내에서 수직인 제 2 방향 중 적어도 일방을 계측 방향으로 하고, 상기 이동체의 상기 일면 상의 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 제 1 헤드를 포함하고,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 적어도 하나의 상기 계측 방향을 주기 방향으로 하는 격자를 갖는 부분에 대해, 상기 복수의 제 1 헤드가 동시에 대향하는, 노광 방법.
43. 제 42 항에 있어서,
    상기 계측 공정에서는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여, 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 회전 방향의 위치 정보를 계측하는, 노광 방법.
44. 제 42 항 또는 제 43 항에 있어서,
    상기 계측 공정에서는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 적어도 하나의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 위치 관계를 취득하는, 노광 방법.
45. 제 37 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동체를 복수 이용하는, 노광 방법.
46. 제 45 항에 있어서,
    상기 복수의 이동체 중 2 개의 이동체를 구동하고, 또한, 상기 2 개의 이동체의 일방이 상기 제 1 영역에 위치하는 제 1 상태로부터, 상기 2 개의 이동체의 타방이 상기 제 1 영역에 위치하는 제 2 상태로의 천이가 이루어질 때에, 상기 2 개의 이동체가 상기 소정 평면 내의 소정 방향으로 근접 또는 접촉하는 스크럼 상태를 유지하면서, 상기 2 개의 이동체를 동시에 상기 소정 방향으로 구동하는 공정을 더 포함하는, 노광 방법.
47. 제 46 항에 있어서,
    상기 소정 평면에 평행한 면 상의, 상기 스크럼 상태에 있는 상기 2 개의 이동체의 적어도 일방에 구비되는 인코더 헤드가 대향할 수 있는 위치에, 제 4 격자부가 더 배치되고,
    상기 계측 공정에서는, 상기 제 4 격자부에 대향하는 상기 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 상기 스크럼 상태에 있는 상기 2 개의 이동체의 적어도 일방의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는, 노광 방법.
48. 제 46 항 또는 제 47 항에 있어서,
    상기 소정 방향은, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향 중 하나인, 노광 방법.
49. 제 46 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2 개의 이동체의 일방은, 상기 소정 평면 내의 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 영역을 포함하는 제 1 범위 내를 이동하고,
    상기 2 개의 이동체의 타방은, 상기 제 1 범위와, 상기 제 1 영역 이외의 적어도 일부가 상이한 제 2 범위 내를 이동하는, 노광 방법.
50. 에너지 빔으로 물체를 노광하는 노광 방법으로서,
    적어도 재치된 상기 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 상기 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 소정 범위 내에서 상기 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를, 상기 소정 평면에 실질적으로 평행한 상기 이동체의 일면에 대향하는, 상기 소정 평면에 평행한 면 상의 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 영역에 대응하는 위치에 배치된 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 임의의 하나에 대향하는, 상기 이동체의 상기 일면에 설치된 인코더 헤드의 출력에 기초하여 계측하는 계측 공정을 포함하는, 노광 방법.
51. 제 50 항에 있어서,
    상기 제 3 격자부는, 상기 이동체가 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이를 이동할 때의 상기 인코더 헤드의 이동 궤적을 따라서 배치되는, 노광 방법.
52. 제 50 항 또는 제 51 항에 있어서,
    상기 제 1 격자부와 상기 제 2 격자부는 서로 떨어져 배치되는, 노광 방법.
53. 제 52 항에 있어서,
    상기 제 1 격자부와 상기 제 2 격자부는 상기 제 3 격자부를 개재하여 배치되는, 노광 방법.
54. 제 50 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측 공정에서는, 상기 이동체에 설치된 반사면에 계측 빔을 조사하는 간섭계 시스템을 이용하여, 적어도 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역에서의 상기 이동체의 위치 정보를 또한 계측하고,
    상기 제 3 영역은, 상기 계측 빔이 상기 반사면으로부터 벗어나는 상기 이동체의 이동 경로를 포함하는, 노광 방법.
55. 제 50 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동체의 상기 일면에는, 상기 인코더 헤드가 복수 설치되고,
    상기 계측 공정에서는, 상기 복수의 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는, 노광 방법.
56. 제 55 항에 있어서,
    상기 이동체의 이동에 따라, 상기 복수의 인코더 헤드 중 2 개가, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 임의의 하나에 동시에 대향하는 상태와, 상기 2 개의 인코더 헤드가 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 임의의 2 개에 개별적으로 또한 동시에 대향하는 상태 간에, 전환에 의해 상태가 설정되는, 노광 방법.
57. 제 55 항 또는 제 56 항에 있어서,
    상기 복수의 인코더 헤드는, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 상기 소정 평면 내에서 수직인 제 2 방향 중 적어도 일방을 계측 방향으로 하고, 상기 이동체의 상기 일면 상의 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 제 1 헤드를 포함하고,
    상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 적어도 하나의 상기 계측 방향을 주기 방향으로 하는 격자를 갖는 부분에 대해, 상기 복수의 제 1 헤드가 동시에 대향하는, 노광 방법.
58. 제 57 항에 있어서,
    상기 계측 공정에서는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여, 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 회전 방향의 위치 정보를 계측하는, 노광 방법.
59. 제 57 항 또는 제 58 항에 있어서,
    상기 계측 공정에서는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여, 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 격자부 중 적어도 하나의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 위치 관계를 취득하는, 노광 방법.
60. 제 50 항 내지 제 59 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이동체를 복수 이용하는, 노광 방법.
61. 제 60 항에 있어서,
    상기 복수의 이동체 중 2 개의 이동체를 구동하고, 또한, 상기 2 개의 이동체의 일방이 상기 제 1 영역에 위치하는 제 1 상태로부터, 상기 2 개의 이동체의 타방이 상기 제 1 영역에 위치하는 제 2 상태로의 천이가 이루어질 때에, 상기 2 개의 이동체가 상기 소정 평면 내의 소정 방향으로 근접 또는 접촉하는 스크럼 상태를 유지하면서, 상기 2 개의 이동체를 동시에 상기 소정 방향으로 구동하는 구동 공정을 더 포함하는, 노광 방법.
62. 제 61 항에 있어서,
    상기 소정 평면에 평행한 면 상의, 상기 스크럼 상태에 있는 상기 2 개의 이동체의 적어도 일방에 구비되는 인코더 헤드가 대향할 수 있는 위치에, 제 4 격자부가 더 배치되고,
    상기 계측 공정에서는, 상기 제 4 격자부에 대향하는 상기 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 상기 스크럼 상태에 있는 상기 2 개의 이동체의 적어도 일방의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는, 노광 방법.
63. 제 61 항 또는 제 62 항에 있어서,
    상기 소정 방향은, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향 중 하나인, 노광 방법.
64. 제 61 항 내지 제 63 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2 개의 이동체의 일방은, 상기 소정 평면 내의 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 영역을 포함하는 제 1 범위 내를 이동하고,
    상기 2 개의 이동체의 타방은, 상기 제 1 범위와, 상기 제 1 영역 이외의 적어도 일부가 상이한 제 2 범위 내를 이동하는, 노광 방법.
65. 에너지 빔으로 물체를 노광하는 노광 방법으로서,
    적어도 재치된 상기 물체에 대한 노광이 수행되는 노광 위치를 포함하는 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 상기 물체의 교환이 수행되는 제 2 영역과, 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역 사이의 제 3 영역을 포함하는 제 1 범위 내에서, 상기 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 제 1 이동체, 및
    상기 제 1 영역과, 상기 제 1 영역의 제 1 방향의 일측에 위치하고, 적어도 상기 물체의 교환이 수행되는 제 4 영역과, 상기 제 1 영역과 상기 제 4 영역 사이의 제 5 영역을 포함하는 제 2 범위 내에서 상기 물체를 유지하여 소정 평면에 실질적으로 따라서 이동가능한 제 2 이동체
    의 상기 제 3 및 제 5 영역에서의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를, 상기 제 1 및 제 2 이동체 각각의 상기 소정 평면에 실질적으로 평행한 일면에 대향하는, 상기 소정 평면에 평행한 면 상의, 상기 제 3 및 제 5 영역에 대응하는 위치에 각각 배치된 제 1 및 제 2 격자부에 각각 대향하는, 상기 제 1 이동체의 상기 일면 상 및 상기 제 2 이동체의 상기 일면 상에 각각 설치된 제 1 및 제 2 인코더 헤드의 출력에 기초하여 각각 계측하는 계측 공정을 포함하는, 노광 방법.
66. 제 65 항에 있어서,
    상기 제 1 범위와 상기 제 2 범위의 일부는 서로 중첩되는, 노광 방법.
67. 제 65 항 또는 제 66 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 인코더 헤드의 적어도 일방인 특정 인코더 헤드가 복수 제공되고,
    상기 계측 공정에서는, 상기 복수의 특정 인코더 헤드의 출력에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 이동체 중, 상기 특정 인코더 헤드가 설치된 특정 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는, 노광 방법.
68. 제 67 항에 있어서,
    상기 특정 이동체의 이동에 따라, 상기 복수의 특정 인코더 헤드 중 2 개가, 상기 제 1 및 제 2 격자부 중 하나에 동시에 대향하는 상태와, 상기 2 개의 특정 인코더 헤드가 상기 제 1 및 제 2 격자부에 각각 개별적으로 또한 동시에 대향하는 상태 간에, 전환에 의해 상태가 설정되는, 노광 방법.
69. 제 67 항 또는 제 68 항에 있어서,
    상기 복수의 인코더 헤드에는, 상기 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 상기 소정 평면 내에서 수직인 제 2 방향 중 적어도 일방을 계측 방향으로 하고, 상기 특정 이동체의 상기 일면 상의 상이한 위치에 각각 배치된 복수의 제 1 헤드가 포함되고,
    상기 제 1 및 제 2 격자부 중 적어도 하나의 상기 계측 방향을 주기 방향으로 하는 격자를 갖는 부분에 대해, 상기 복수의 제 1 헤드가 동시에 대향하는, 노광 방법.
70. 제 69 항에 있어서,
    상기 계측 공정에서는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여 , 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 회전 방향의 위치 정보를 계측하는, 노광 방법.
71. 제 69 항 또는 제 70 항에 있어서,
    상기 계측 공정에서는, 상기 복수의 제 1 헤드의 출력에 기초하여, 상기 제 1 및 제 2 격자부 중 적어도 하나의 제 1 부분과 제 2 부분 사이의 위치 관계를 취득하는, 노광 방법.
72. 제 37 항 내지 제 71 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광 위치에 설치된 광학계와 상기 노광 위치에 위치한 상기 이동체 사이의 공간에 형성된 액침 영역의 액체를 통해 에너지 빔을 조사함으로써, 상기 이동체 상의 상기 물체를 노광하는, 노광 방법.
73. 제 37 항 내지 제 72 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 물체를 노광하는 노광 공정;
    노광이 완료된 상기 물체를 현상하는 현상 공정을 포함하는, 디바이스 제조 방법.

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