KR20100102580A - 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents
노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
노광 장치는, 노광광으로 물체를 노광한다. 노광 장치는, 물체를 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있고, 격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되는 이동체와, 스케일 부재를 이용하여 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 시스템과, 스케일 부재의 표면의 이물질 및 그 사이즈에 관한 정보를 검출하는 검출 시스템과, 스케일 부재를 클리닝할 수 있는 클리닝 장치를 구비하고 있다. 검출 시스템의 검출 결과에 따라, 스케일 부재에 대한 클리닝 동작이 실행된다.
Description
본 발명은, 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
본원은, 2007년 12월 17일에 출원된 일본 특허 출원 제2007-325078호, 및 2007년 12월 28일에 출원된 일본 특허 출원 제2007-340875호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
반도체 디바이스, 전자 디바이스 등의 마이크로 디바이스의 제조 공정에서, 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치가 사용된다. 노광 장치는, 기판을 유지하여 이동시키는 기판 스테이지 등의 이동체를 구비하고, 그 이동체의 위치 정보를 계측하고, 그 계측 정보를 이용하여 이동체를 이동시키면서, 기판을 노광광으로 노광한다. 하기 특허 문헌에는, 스케일 부재를 이용하여 이동체의 위치 정보를 계측하는 기술의 일례가 개시되어 있다.
특허 문헌 1: 미국 특허 출원 공개 제2006/0227309호 명세서
스케일 부재를 이용하여 이동체의 위치 정보를 계측하는 경우에 있어서, 예컨대 스케일 부재의 표면에 이물질이 존재하는 등, 그 스케일 부재의 표면 상태가 열화되어 있으면, 계측 오차가 발생하여, 이동체의 위치 정보를 정확하게 계측할 수 없게 될 가능성이 있고, 그 위치 정보를 이용하는 이동체의 위치 제어를 양호하게 행하는 것이 곤란해질 가능성이 있다. 그 결과, 노광 불량이 발생하거나, 불량 디바이스가 발생할 가능성이 있다.
본 발명의 형태는, 이동체의 위치 제어를 양호하게 행할 수 있고, 노광 불량의 발생을 억제할 수 있는 노광 장치 및 노광 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명의 형태는, 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있는 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 형태에 따르면, 노광광으로 물체를 노광하는 노광 장치로서, 물체를 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있고, 격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되는 이동체와, 스케일 부재를 이용하여 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 시스템과, 스케일 부재의 표면의 이물질 및 그 사이즈에 관한 정보를 검출하는 검출 시스템과, 스케일 부재를 클리닝할 수 있는 클리닝 장치를 구비하며, 검출 시스템의 검출 결과에 따라, 스케일 부재에 대한 클리닝 동작이 실행되는 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제2 형태에 따르면, 노광광으로 물체를 노광하는 노광 장치로서, 물체를 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있고, 격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되는 이동체와, 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 갖는 인코더 시스템을 포함하며, 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 시스템과, 스케일 부재의 표면의 이물질을 검출하는 검출 시스템과, 스케일 부재를 클리닝할 수 있는 클리닝 장치와, 계측 시스템의 계측 정보에 기초하여 이동체를 제어하고, 클리닝 동작, 및 이동체의 제어 모드의 변경을 제어 가능하며, 노광 시에 허용되지 않는 이물질이 검출 시스템에 의해 검출되는 경우, 클리닝 동작 또는 제어 모드의 변경을 실행하는 제어 장치를 구비한 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제3 형태에 따르면, 광학 부재를 통해 노광광으로 물체를 노광하는 노광 장치로서, 물체를 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있고, 격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되는 이동체와, 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 갖는 인코더 시스템을 포함하며, 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 시스템과, 광학 부재와 물체 사이의 노광광의 광로를 액체로 채워 액침 공간을 형성할 수 있는 액침 부재와, 물체의 노광 시에 비해서 액침 공간을 확대하여, 스케일 부재의 클리닝을 행하는 클리닝 장치를 구비한 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제4 형태에 따르면, 제1∼제3 형태의 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 단계와, 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제5 형태에 따르면, 물체를 노광광으로 노광하는 노광 방법으로서, 물체를 유지하는 이동체의 스케일 부재를 이용하는 인코더 시스템에 의해 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측하면서 이동체를 이동시켜, 물체를 노광하는 단계와, 스케일 부재의 표면의 이물질 및 그 사이즈에 관한 정보를 검출하는 단계와, 검출 결과에 기초하여, 스케일 부재를 클리닝할지의 여부를 판단하는 단계를 포함하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제6 형태에 따르면, 노광광으로 물체를 노광하는 노광 방법으로서, 물체를 유지하는 이동체의 스케일 부재를 이용하는 인코더 시스템에 의해 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측하면서 이동체를 이동시켜, 물체를 노광하는 단계와, 스케일 부재의 표면의 이물질을 검출하는 단계와, 노광 시에 허용되지 않는 이물질이 검출되는 경우, 클리닝 또는 제어 모드의 변경을 실행하는 단계를 포함하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제7 형태에 따르면, 광학 부재를 통해 노광광으로 물체를 노광하는 노광 방법으로서, 광학 부재와 물체 사이의 노광광의 광로를 액체로 채워 액침 공간을 형성하는 단계와, 물체를 유지하는 이동체의 스케일 부재를 이용하는 인코더 시스템에 의해 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측하면서 이동체를 이동시켜, 액체를 통해 물체를 노광하는 단계와, 노광 시에 비해서 액침 공간을 확대하여, 스케일 부재의 클리닝을 행하는 단계를 포함하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제8 형태에 따르면, 제5∼제7 형태의 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 단계와, 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제9 형태에 따르면, 기판을 노광광으로 노광하는 노광 장치로서, 격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되며, 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체와, 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 가지며, 헤드에 의해 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템과, 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 이동체를 구동할 수 있는 구동 시스템과, 스케일 부재의 표면 상태에 관한 정보를 검출하는 검출 시스템과, 기판의 주사 노광 중, 검출 시스템의 검출 정보에 기초하여 구동 시스템에 의한 이동체의 구동을 제어하는 제어 장치를 구비한 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제10 형태에 따르면, 기판을 노광광으로 노광하는 노광 장치로서, 격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되며, 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체와, 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 가지며, 헤드에 의해 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템과, 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 이동체를 구동할 수 있는 구동 시스템과, 스케일 부재 상의 이물질을 검출하는 검출 시스템과, 헤드의 계측 영역에 이물질이 배치될 때에 노광광의 조사 영역의 적어도 일부와 겹쳐지는 기판 상의 특정 영역을 결정하는 제어 장치를 구비하고, 구동 시스템은, 특정 영역의 주사 노광이 행해지는 제1 상태에 있어서, 인코더 시스템의 계측 정보를 이용하지 않고서 이동체를 구동하는 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제11 형태에 따르면, 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치로서, 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있고, 격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되는 이동체와, 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 가지며, 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템과, 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 이동체를 구동할 수 있는 구동 시스템과, 스케일 부재의 표면 상태에 관한 정보를 검출하는 검출 시스템과, 검출 시스템의 검출 정보에 기초하여, 이동체의 구동에서 계측 정보가 실질적으로 사용 불가능해지는 기판 상의 특정 영역을 결정하는 제어 장치를 구비한 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제12 형태에 따르면, 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치로서, 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체와, 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측 가능한 인코더 시스템과, 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 이동체를 구동할 수 있는 구동 시스템과, 기판 상에서 인코더 시스템의 계측 정보가 이상(異常)으로 되는 특정 영역을 포함하는 샷(shot) 영역의 주사 노광 중, 특정 영역에서 구동 시스템의 서보 이득의 변경 또는 이동체의 서보 제어의 정지를 실행 가능한 제어 장치를 구비한 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제13 형태에 따르면, 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치로서, 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체와, 미리 정해진 면 내에서의 이동체의 위치 정보를 계측 가능한 인코더 시스템 및 간섭계 시스템을 갖는 계측 시스템과, 계측 시스템의 계측 정보에 기초하여, 이동체를 구동할 수 있는 구동 시스템과, 이동체의 구동에 이용하는 계측 정보를, 인코더 시스템 및 간섭계 시스템 중 한쪽으로부터 다른쪽으로 전환 가능하며, 전환 시에 인코더 시스템과 간섭계 시스템에서 출력 좌표가 실질적으로 연속이 되도록 전환 후에 이용하는 다른쪽 시스템의 출력 좌표를 설정하고, 인코더 시스템 및 간섭계 시스템 중 한쪽으로부터 다른쪽으로의 전환 시와 다른쪽으로부터 한쪽으로의 전환 시에서, 출력 좌표를 실질적으로 연속으로 하는 방식을 다르게 하는 제어 장치를 구비한 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제14 형태에 따르면, 제9∼제13 형태의 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 단계와, 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제15 형태에 따르면, 기판을 노광광으로 노광하는 노광 방법으로서, 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체에 배치되는 스케일 부재의 표면 상태에 관한 정보를 검출하는 단계와, 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 갖는 인코더 시스템으로 이동체의 위치 정보를 계측하는 단계와, 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 이동체를 구동하면서 기판을 주사 노광하는 단계와, 기판의 주사 노광 중, 검출된 정보에 기초하여 이동체의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제16 형태에 따르면, 기판을 노광광으로 노광하는 노광 방법으로서, 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체에 배치되는 스케일 부재 상의 이물질에 관한 정보를 검출하는 단계와, 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 갖는 인코더 시스템으로 이동체의 위치 정보를 계측하는 단계와, 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 이동체를 구동하면서 기판을 주사 노광하는 단계와, 헤드의 계측 영역에 이물질이 배치될 때에 노광광의 조사 영역의 적어도 일부와 겹쳐지는 기판 상의 특정 영역을 결정하는 단계를 포함하며, 특정 영역의 주사 노광이 행해지는 제1 상태에 있어서, 인코더 시스템의 계측 정보를 이용하지 않고서 이동체를 구동하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제17 형태에 따르면, 노광광으로 기판을 노광하는 노광 방법으로서, 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체에 배치되는 스케일 부재의 표면 상태에 관한 정보를 검출하는 단계와, 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 갖는 인코더 시스템으로 이동체의 위치 정보를 계측하는 단계와, 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 이동체를 구동하면서 기판을 주사 노광하는 단계와, 검출된 정보에 기초하여, 이동체의 구동에서 계측 정보가 실질적으로 사용 불가능해지는 기판 상의 특정 영역을 결정하는 단계를 포함하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제18 형태에 따르면, 노광광으로 기판을 노광하는 노광 방법으로서, 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체의 위치 정보를 인코더 시스템으로 계측하는 단계와, 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 이동체를 구동하면서 기판을 주사 노광하는 단계와, 기판 상에서 인코더 시스템의 계측 정보가 이상으로 되는 특정 영역을 포함하는 샷 영역의 주사 노광 중, 특정 영역에서 이동체를 구동하는 구동 시스템의 서보 이득의 변경 또는 이동체의 서보 제어의 정지를 실행하는 단계를 포함하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제19 형태에 따르면, 노광광으로 기판을 노광하는 노광 방법으로서, 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체의 위치 정보를 계측 시스템으로 계측하는 단계와, 계측 시스템의 계측 정보에 기초하여, 이동체를 구동하면서 기판을 주사 노광하는 단계와, 이동체의 구동에 이용하는 계측 정보를, 계측 시스템의 인코더 시스템 및 간섭계 시스템 중 한쪽으로부터 다른쪽으로 전환하며, 전환 시에 인코더 시스템과 간섭계 시스템에서 출력 좌표가 실질적으로 연속이 되도록 전환 후에 이용하는 다른쪽 시스템의 출력 좌표를 설정하는 단계를 포함하고, 인코더 시스템 및 간섭계 시스템 중 한쪽으로부터 다른쪽으로의 전환 시와 다른쪽으로부터 한쪽으로의 전환 시에서, 출력 좌표를 실질적으로 연속으로 하는 방식을 다르게 하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제20 형태에 따르면, 제15∼제19 형태의 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 단계와, 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명에 따르면, 노광 불량의 발생을 억제할 수 있고, 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 일례를 도시하는 개략 구성도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 제어 시스템의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 종단 광학 소자, 액침 부재 및 기판 스테이지의 근방을 도시하는 단면도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 기판 스테이지 및 계측 스테이지를 도시하는 평면도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 얼라이먼트 시스템, 검출 시스템 및 인코더 시스템의 근방을 도시하는 평면도이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 인코더 시스템의 헤드의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은 제1 실시형태에 따른 검출 시스템의 일례를 도시하는 측면도이다.
도 8은 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 9는 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 12는 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 13은 제1 실시형태에 따른 접액 영역의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 14는 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15a는 제2 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15b는 제2 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16은 제3 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 17a는 제3 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 17b는 제3 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 18은 제3 실시형태에 따른 특정 영역의 일례를 도시하는 도면이다.
도 19는 제3 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 20은 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 제어 시스템의 일례를 도시하는 도면이다.
도 3은 종단 광학 소자, 액침 부재 및 기판 스테이지의 근방을 도시하는 단면도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 기판 스테이지 및 계측 스테이지를 도시하는 평면도이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 얼라이먼트 시스템, 검출 시스템 및 인코더 시스템의 근방을 도시하는 평면도이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 인코더 시스템의 헤드의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은 제1 실시형태에 따른 검출 시스템의 일례를 도시하는 측면도이다.
도 8은 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 9는 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 12는 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 13은 제1 실시형태에 따른 접액 영역의 일례를 도시하는 모식도이다.
도 14는 제1 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15a는 제2 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15b는 제2 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16은 제3 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 17a는 제3 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 17b는 제3 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 18은 제3 실시형태에 따른 특정 영역의 일례를 도시하는 도면이다.
도 19는 제3 실시형태에 따른 노광 장치의 동작의 일례를 도시하는 도면이다.
도 20은 마이크로 디바이스의 제조 공정의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 이하의 설명에서는, XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 대해서 설명한다. 수평면 내의 미리 정해진 방향을 X축 방향, 수평면 내에서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 방향 및 Y축 방향의 각각과 직교하는 방향(즉, 연직 방향)을 Z축 방향으로 한다. 또한, X축, Y축 및 Z축 둘레의 회전(경사) 방향을 각각, θX, θY 및 θZ 방향으로 한다.
<제1 실시형태>
제1 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 노광 장치(EX)의 일례를 도시하는 개략 구성도이고, 도 2는 제1 실시형태에 따른 노광 장치(EX)의 제어 시스템의 일례를 도시하는 도면이다. 본 실시형태에서는, 노광 장치(EX)가, 예컨대 미국 특허 제6897963호 명세서 및 유럽 특허 출원 공개 제1713113호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같은, 기판(P)을 유지하여 이동할 수 있는 기판 스테이지(1)와, 기판(P)을 유지하지 않고, 노광에 관한 미리 정해진 계측을 실행 가능한 계측 부재 등을 탑재하여 이동할 수 있는 계측 스테이지(2)를 구비한 노광 장치인 경우를 예로 해서 설명한다.
또한, 본 실시형태에서는, 노광 장치(EX)가, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2005/0280791호 명세서 및 미국 특허 출원 공개 제2007/0127006호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같은, 액체(LQ)를 통해 노광광(EL)으로 기판(P)을 노광하는 액침 노광 장치인 경우를 예로 해서 설명한다.
도 1 및 도 2에 있어서, 노광 장치(EX)는, 마스크(M)를 유지하여 이동할 수 있는 마스크 스테이지(3)와, 기판(P)을 유지하여 이동할 수 있는 기판 스테이지(1)와, 기판(P)을 유지하지 않고, 노광에 관한 미리 정해진 계측을 실행할 수 있는 계측 부재 등을 탑재하여 이동할 수 있는 계측 스테이지(2)와, 마스크 스테이지(3)를 이동시키는 제1 구동 시스템(4)과, 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2)를 이동시키는 제2 구동 시스템(5)과, 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2)의 각각을 이동 가능하게 지지하는 가이드면(6)을 갖는 베이스 부재(정반)(7)와, 마스크(M)를 노광광(EL)으로 조명하는 조명계(IL)와, 노광광(EL)으로 조명된 마스크(M)의 패턴의 이미지를 기판(P)에 투영하는 투영 광학 시스템(PL)과, 기판(P)을 반송하는 반송 시스템(8)과, 노광 장치(EX) 전체의 동작을 제어하는 제어 장치(9)와, 제어 장치(9)에 접속되며, 노광에 관한 각종 정보를 기억 가능한 기억 장치(10)를 구비하고 있다.
또한, 노광 장치(EX)는, 노광광(EL)의 광로의 적어도 일부를 액체(LQ)로 채우도록 액침 공간(LS)을 형성할 수 있는 액침 부재(11)를 구비하고 있다. 액침 공간(LS)은 액체(LQ)로 채워진 공간이다. 본 실시형태에서는, 액체(LQ)로서, 물(순수)을 이용한다.
또한, 노광 장치(EX)는, 마스크 스테이지(3), 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2)의 위치 정보를 계측하는 간섭계 시스템(12)과, 기판 스테이지(1)에 유지된 기판(P)의 표면의 위치 정보를 검출하는 검출 시스템(포커스 레벨링 검출 시스템)(13)과, 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템(14)과, 기판(P)의 위치 정보를 계측하는 얼라이먼트 시스템(15)을 구비하고 있다.
간섭계 시스템(12)은, 마스크 스테이지(3)의 위치 정보를 계측하는 제1 간섭계 유닛(12A)과, 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2)의 위치 정보를 계측하는 제2 간섭계 유닛(12B)을 포함한다. 검출 시스템(13)은, 검출광을 사출(射出)하는 조사 장치(13A)와, 조사 장치(13A)에 대하여 미리 정해진 위치 관계로 배치되며, 검출광을 수광 가능한 수광 장치(13B)를 포함한다. 인코더 시스템(14)은, Y축 방향에 관한 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하는 Y 리니어 인코더(14A, 14C, 14E, 14F)와, X축 방향에 관한 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하는 X 리니어 인코더(14B, 14D)를 포함한다. 얼라이먼트 시스템(15)은, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)과, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15B)을 포함한다.
기판(P)은, 디바이스를 제조하기 위한 기판이다. 기판(P)은, 예컨대 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼 등의 기재에 감광막이 형성된 것을 포함한다. 감광막은, 감광재(포토레지스트)의 막이다. 또한, 기판(P)에 있어서, 감광막과 다른 각종의 막이 형성되어도 좋다. 예컨대, 기판(P)에 있어서, 감광막 상에 보호막(톱코팅막)이 형성되어도 좋다. 마스크(M)는, 기판(P)에 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다. 마스크(M)는, 예컨대 유리판 등의 투명판 상에 크롬 등의 차광막을 이용하여 미리 정해진 패턴이 형성된 투과형 마스크를 포함한다. 투과형 마스크는, 차광막으로 패턴이 형성되는 바이너리 마스크에 한정되지 않고, 예컨대 하프톤형, 또는 공간 주파수 변조형 등의 위상 시프트 마스크도 포함한다. 본 실시형태에서는, 마스크(M)로서 투과형 마스크를 이용한다. 또한, 마스크(M)로서, 반사형 마스크를 이용할 수도 있다.
조명계(IL)는, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2003/0025890호 명세서 등에 개시되는 바와 같은, 광원, 옵티컬 인테그레이터(optical integrator) 등을 포함하는 조도 균일화 광학 시스템 및 블라인드 기구 등을 포함하며, 미리 정해진 조명 영역(IR)을 균일한 조도 분포의 노광광(EL)으로 조명한다. 조명계(IL)는, 조명 영역(IR)에 배치된 마스크(M)의 적어도 일부를 균일한 조도 분포의 노광광(EL)으로 조명한다. 조명계(IL)로부터 사출되는 노광광(EL)으로서, 예컨대 수은 램프로부터 사출되는 휘선(g선, h선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저광(파장 248 ㎚) 등의 원자외광(DUV광), ArF 엑시머 레이저광(파장 193 ㎚) 및 F2 레이저광(파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광(VUV광) 등이 이용된다. 본 실시형태에서는, 노광광(EL)으로서, 자외광(진공 자외광)인 ArF 엑시머 레이저광을 이용한다.
마스크 스테이지(3)는, 마스크(M)를 유지하는 마스크 유지부(3H)를 갖는다. 마스크 유지부(3H)는, 마스크(M)를 착탈시킬 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 마스크 유지부(3H)는, 마스크(M)의 하면(패턴 형성면)과 XY 평면이 거의 평행이 되도록, 마스크(M)를 유지한다. 제1 구동 시스템(4)은, 리니어 모터 등의 액츄에이터를 포함한다. 마스크 스테이지(3)는, 제1 구동 시스템(4)의 작동에 의해, 마스크(M)를 유지하여 XY 평면 내를 이동할 수 있다. 본 실시형태에서는, 마스크 스테이지(3)는, 마스크 유지부(3H)로 마스크(M)를 유지한 상태에서, X축, Y축 및 θZ 방향의 3개의 방향으로 이동할 수 있다.
투영 광학 시스템(PL)은, 미리 정해진 조사 영역[투영 영역(PR)]에 노광광(EL)을 조사한다. 투영 광학 시스템(PL)은 투영 영역(PR)에 배치된 기판(P)의 적어도 일부에, 마스크(M)의 패턴의 이미지를 미리 정해진 투영 배율로 투영한다. 투영 광학 시스템(PL)은, 기판(P)과 대향 가능한 종단 광학 소자(16)를 갖는다. 종단 광학 소자(16)는, 투영 광학 시스템(PL)의 복수의 광학 소자 중, 투영 광학 시스템(PL)의 이미지면에 가장 가까운 광학 소자이다. 종단 광학 소자(16)는, 투영 광학 시스템(PL)의 이미지면을 향하여 노광광(EL)을 사출하는 사출면(하면)(16U)을 갖는다. 종단 광학 소자(16)의 하면(16U)으로부터 사출된 노광광(EL)은, 기판(P)에 조사된다.
투영 광학 시스템(PL)의 복수의 광학 소자는, 경통(鏡筒)(PK)으로 유지된다. 도시하고 있지 않으나, 경통(PK)은, 방진 기구를 통해 3개의 지주로 지지되는 프레임 부재(경통 정반)에 탑재된다. 또한, 예컨대 국제 공개 제2006/038952호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학 시스템(PL)의 경통(PK)이, 투영 광학 시스템(PL)의 상방에 배치되는 지지 부재에 매달려도 된다.
본 실시형태의 투영 광학 시스템(PL)은 그 투영 배율이 예컨대 1/4, 1/5 또는 1/8 등의 축소계이다. 또한, 투영 광학 계(PL)는, 등배계 및 확대계의 어느 것이어도 된다. 본 실시형태에서는, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)은, Z축과 거의 평행하다. 또한, 투영 광학 시스템(PL)은, 반사 광학 소자를 포함하지 않는 굴절계, 굴절 광학 소자를 포함하지 않는 반사계, 반사 광학 소자와 굴절 광학 소자를 포함하는 반사 굴절계의 어느 것이어도 된다. 또한, 투영 광학 시스템(PL)은, 도립상과 정립상의 어느 것을 형성해도 된다.
기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2)의 각각은, 베이스 부재(7)의 가이드면(6) 상을 이동할 수 있다. 본 실시형태에서는, 가이드면(6)은, XY 평면과 거의 평행하다. 기판 스테이지(1)는, 기판(P)을 유지하여, 가이드면(6)을 따라, XY 평면 내를 이동할 수 있다. 계측 스테이지(2)는, 기판 스테이지(1)와 독립적으로, 가이드면(6)을 따라, XY 평면 내를 이동할 수 있다. 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2)의 각각은, 종단 광학 소자(16)의 하면(16U)과 대향하는 위치로 이동할 수 있다. 종단 광학 소자(16)의 하면(16U)과 대향하는 위치는, 종단 광학 소자(16)의 하면(16U)으로부터 사출되는 노광광(EL)의 조사 위치(EP)를 포함한다. 이하의 설명에 있어서, 종단 광학 소자(16)의 하면(16U)과 대향하는 노광광(EL)의 조사 위치(EP)를 적절하게, 노광 위치(EP)라고 지칭한다.
기판 스테이지(1)는, 기판(P)을 유지하는 기판 유지부(1H)를 갖는다. 기판 유지부(1H)는, 기판(P)을 착탈시킬 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 기판 유지부(1H)는, 기판(P)의 표면(노광면)과 XY 평면이 거의 평행이 되도록, 기판(P)을 유지한다. 제2 구동 시스템(5)은, 리니어 모터 등의 액츄에이터를 포함한다. 기판 스테이지(1)는, 제2 구동 시스템(5)의 작동에 의해, 기판(P)을 유지하여 XY 평면 내를 이동할 수 있다. 본 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)는, 기판 유지부(1H)로 기판(P)을 유지한 상태에서, X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ 방향의 6개의 방향으로 이동할 수 있다.
기판 스테이지(1)는, 기판 유지부(1H) 주위에 배치된 상면(17)을 갖는다. 본 실시형태에 있어서, 기판 스테이지(1)의 상면(17)은 평탄하며, XY 평면과 거의 평행하다. 기판 스테이지(1)는 오목부를 갖는다. 기판 유지부(1H)는 오목부의 내측에 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과, 기판 유지부(1H)에 유지된 기판(P)의 표면이, 거의 동일 평면 내에 배치된다(동일면이 된다). 즉, 기판 스테이지(1)는, 그 상면(17)과, 기판(P)의 표면이 거의 동일 평면 내에 배치되도록(동일면이 되도록), 기판 유지부(1H)로 기판(P)을 유지한다.
계측 스테이지(2)는, 기판(P)을 유지하지 않고, 노광에 관한 미리 정해진 계측을 실행할 수 있는 계측기 및 계측 부재(광학 부품)를 탑재한다. 계측 스테이지(2)는, 제2 구동 시스템(5)의 작동에 의해, XY 평면 내를 이동할 수 있다. 본 실시형태에서는, 계측 스테이지(2)는, 계측기의 적어도 일부 및 계측 부재를 탑재한 상태에서, X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ 방향의 6개의 방향으로 이동할 수 있다.
계측 스테이지(2)는, 계측 부재 주위에 배치된 상면(18)을 갖는다. 본 실시형태에 있어서, 계측 스테이지(2)의 상면(18)은 평탄하며, XY 평면과 거의 평행하다. 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 제2 구동 시스템(5)을 작동하여, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과, 계측 스테이지(2)의 상면(18)이 거의 동일 평면 내에 배치되도록(동일면이 되도록), 기판 스테이지(1)와 계측 스테이지(2)의 위치 관계를 조정할 수 있다.
반송 시스템(8)은, 기판(P)을 반송할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 반송 시스템(8)은, 노광 전의 기판(P)을 기판 유지부(1H)에 반입(로딩) 가능한 반송 부재(8A)와, 노광 후의 기판(P)을 기판 유지부(1H)로부터 반출(언로딩) 가능한 반송 부재(8B)를 구비하고 있다. 또한, 반송 시스템(8)은, 하나의 반송 부재를 이용하여, 기판(P)을 기판 유지부(1H)에 로딩하고, 기판(P)을 기판 유지부(1H)로부터 언로딩해도 된다.
제어 장치(9)는, 기판(P)을 기판 유지부(1H)에 로딩할 때, 기판 스테이지(1)를, 노광 위치(EP)와 다른 제1 기판 교환 위치(로딩 포지션)(CP1)로 이동시킨다. 또한, 제어 장치(9)는, 기판(P)을 기판 유지부(1H)로부터 언로딩할 때, 기판 스테이지(1)를, 노광 위치(EP)와 다른 제2 기판 교환 위치(언로딩 포지션)(CP2)로 이동시킨다. 본 실시형태에 있어서, 제1 기판 교환 위치(CP1)와 제2 기판 교환 위치(CP2)는 다르다. 또한, 제1 기판 교환 위치(CP1)와 제2 기판 교환 위치(CP2)가 동일해도 된다.
기판 스테이지(1)는, 노광 위치(EP) 및 제1, 제2 기판 교환 위치(CP1, CP2)를 포함하는 가이드면(6)의 미리 정해진 영역 내를 이동할 수 있다. 반송 시스템(8)은, 제1 기판 교환 위치(CP1)로 이동한 기판 스테이지(1)의 기판 유지부(1H)에 대하여, 기판(P)의 반입 동작(로딩 동작)을 실행할 수 있고, 제2 기판 교환 위치(CP2)로 이동한 기판 스테이지(1)의 기판 유지부(1H)로부터, 기판(P)의 반출 동작(언로딩 동작)을 실행 가능하다. 제어 장치(9)는, 반송 시스템(8)을 이용하여, 제1, 제2 기판 교환 위치(CP1, CP2)로 이동한 기판 스테이지(1)[기판 유지부(1H)]로부터, 노광 후의 기판(P)을 반출하는 언로딩 동작, 및 다음으로 노광되어야 할 노광 전의 기판(P)을 기판 스테이지(1)[기판 유지부(1H)]에 로딩하는 로딩 동작을 포함하는 기판 교환 처리를 실행할 수 있다.
액침 부재(11)는, 노광광(EL)의 광로의 적어도 일부가 액체(LQ)로 채워지도록 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 액침 부재(11)는, 종단 광학 소자(16)의 근방에 배치되어 있다. 액침 부재(11)는, 노광 위치(EP)에 배치되는 물체와 대향 가능한 하면(11U)을 갖는다. 본 실시형태에 있어서, 액침 부재(11)는, 종단 광학 소자(16)와, 노광 위치(EP)에 배치된 물체 사이의 노광광(EL)의 광로를 액체(LQ)로 채우도록, 그 물체와의 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성한다. 액침 공간(LS)은, 종단 광학 소자(16)의 하면(16U)과, 노광 위치(EP)에 배치된 물체 사이의 노광광(EL)의 광로가 액체(LQ)로 채워지도록 형성된다. 본 실시형태에 있어서, 액침 공간(LS)은, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와, 그 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 대향하는 물체 사이에 유지되는 액체(LQ)에 의해 형성된다.
종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 대향 가능한 물체는, 종단 광학 소자(16)의 사출측[투영 광학 시스템(PL)의 이미지면측]으로 이동할 수 있는 물체를 포함한다. 본 실시형태에서는, 종단 광학 소자(16)의 사출측으로 이동할 수 있는 물체는, 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2) 중 적어도 한쪽을 포함한다. 또한, 물체는, 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 기판(P)을 포함한다. 또한, 물체는, 계측 스테이지(2)에 탑재되어 있는 각종의 계측 부재(광학 부품)를 포함한다.
예컨대, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)는, 노광 위치(EP)에 배치된 기판 스테이지(1)의 상면(17) 및 기판(P)의 표면 사이에 액체(LQ)를 유지하여, 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성할 수 있다. 또한, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)는, 노광 위치(EP)에 배치된 계측 스테이지(2)의 상면(18)과의 사이에 액체(LQ)를 유지하여, 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성할 수 있다.
기판(P)의 노광 시에는, 기판 스테이지(1)에 유지된 기판(P)이, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 대향하도록, 노광 위치(EP)에 배치된다. 액침 부재(11)는, 적어도 기판(P)의 노광 시에, 종단 광학 소자(16)와 기판(P) 사이의 노광광(EL)의 광로를 액체(LQ)로 채워 액침 공간(LS)을 형성할 수 있다. 적어도 기판(P)의 노광 시에는, 종단 광학 소자(16)의 하면(16U)으로부터 사출되는 노광광(EL)의 광로가 액체(LQ)로 채워지도록, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 기판(P) 사이에 액체(LQ)가 유지되어, 액침 공간(LS)이 형성된다.
본 실시형태에서는, 투영 광학 시스템(PL)의 투영 영역(PR)을 포함하는 기판(P)의 표면의 일부의 영역이 액체(LQ)로 덮여지도록 액침 공간(LS)이 형성된다. 액체(LQ)의 계면(메니스커스, 에지)은, 액침 부재(11)의 하면(11U)과 기판(P)의 표면 사이에 형성된다. 즉, 본 실시형태의 노광 장치(EX)는, 국소 액침 방식을 채용한다.
또한, 계측 스테이지(2)를 이용하는 계측 시에는, 계측 스테이지(2)에 탑재된 계측 부재가, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 대향하도록, 노광 위치(EP)에 배치된다. 액침 부재(11)는, 적어도 계측 부재를 이용하는 계측 시에, 종단 광학 소자(16)와 기판(P) 사이의 노광광(EL)의 광로를 액체(LQ)로 채워 액침 공간(LS)을 형성할 수 있다. 계측 부재를 이용하는 계측 시에는, 종단 광학 소자(16)의 하면(16U)으로부터 사출되는 노광광(EL)의 광로가 액체(LQ)로 채워지도록, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 계측 부재 사이에 액체(LQ)가 유지되어, 액침 공간(LS)이 형성된다.
도 3은 종단 광학 소자(16), 액침 부재(11) 및 노광 위치(EP)에 배치된 기판 스테이지(1)의 근방을 도시하는 단면도이다. 액침 부재(11)는, 환형의 부재이다. 액침 부재(11)는, 종단 광학 소자(16) 주위에 배치되어 있다. 액침 부재(11)는, 종단 광학 소자(16)의 하면(16U)과 대향하는 위치에 개구(11K)를 갖는다. 액침 부재(11)는, 액체(LQ)를 공급 가능한 공급구(19)와, 액체(LQ)를 회수 가능한 회수구(20)를 구비하고 있다.
공급구(19)는, 액침 공간(LS)을 형성하기 위해서, 노광광(EL)의 광로에 액체(LQ)를 공급할 수 있다. 공급구(19)는, 노광광(EL)의 광로 근방에 있어서, 그 광로와 대향하는 액침 부재(11)의 미리 정해진 위치에 배치되어 있다. 또한, 노광 장치(EX)는, 액체 공급 장치(21)를 구비하고 있다. 액체 공급 장치(21)는, 청정하며 온도 조정된 액체(LQ)를 송출할 수 있다. 공급구(19)와 액체 공급 장치(21)는, 유로(22)를 통해 접속되어 있다. 유로(22)는, 액침 부재(11)의 내부에 형성된 공급 유로, 및 그 공급 유로와 액체 공급 장치(21)를 접속하는 공급관으로 형성되는 유로를 포함한다. 액체 공급 장치(21)로부터 송출된 액체(LQ)는, 유로(22)를 통해 공급구(19)에 공급된다. 공급구(19)는, 액체 공급 장치(21)로부터의 액체(LQ)를 노광광(EL)의 광로에 공급한다. 또한, 본 실시형태에서는, 액체 공급 장치(21)는, 밸브 기구 및 매스플로우 컨트롤러 등을 포함하는 액체 공급량 조정 장치를 포함한다. 액체 공급 장치(21)는, 액체 공급량 조정 장치를 이용하여, 공급구(19)에 공급되는 단위 시간당 액체 공급량을 조정할 수 있다.
회수구(20)는, 액침 부재(11)의 하면(11U)과 대향하는 물체 상의 액체(LQ)의 적어도 일부를 회수할 수 있다. 본 실시형태에서는, 회수구(20)는, 노광광(EL)의 광로 주위에 배치되어 있다. 회수구(20)는, 물체의 표면과 대향하는 액침 부재(11)의 미리 정해진 위치에 배치되어 있다. 회수구(20)에는, 복수의 구멍(openings 또는 pores)을 포함하는 플레이트 형상의 다공 부재(23)가 배치되어 있다. 또한, 회수구(20)에, 그물코 형상으로 다수의 작은 구멍이 형성된 다공 부재인 메시 필터가 배치되어도 된다. 본 실시형태에 있어서, 액침 부재(11)의 하면(11U)의 적어도 일부가, 다공 부재(23)의 하면으로 구성된다. 또한, 노광 장치(EX)는, 액체(LQ)를 회수 가능한 액체 회수 장치(24)를 구비하고 있다. 액체 회수 장치(24)는, 진공 시스템을 포함하고, 액체(LQ)를 흡인하여 회수할 수 있다. 회수구(20)와 액체 회수 장치(24)는, 유로(25)를 통해 접속되어 있다. 유로(25)는, 액침 부재(11)의 내부에 형성된 회수 유로, 및 그 회수 유로와 액체 회수 장치(24)를 접속하는 회수관으로 형성되는 유로를 포함한다. 회수구(20)로부터 회수된 액체(LQ)는, 유로(25)를 통해, 액체 회수 장치(24)에 회수된다. 또한, 본 실시형태에서는, 액체 회수 장치(24)는, 예컨대 밸브 기구 및 매스플로우 컨트롤러 등을 포함하는 액체 회수량 조정 장치를 포함한다. 액체 회수 장치(24)는, 액체 회수량 조정 장치를 이용하여, 회수구(20)로부터 회수되는 단위 시간당 액체 회수량을 조정할 수 있다.
본 실시형태에서, 제어 장치(9)는, 공급구(19)를 이용하는 액체 공급 동작과 병행하여, 회수구(20)를 이용하는 액체 회수 동작을 실행함으로써, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 대향하는 물체 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성할 수 있다.
기판 스테이지(1)는, 기판(P)을 착탈시킬 수 있는 기판 유지부(1H)를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 기판 유지부(1H)는, 소위, 핀척 기구를 포함한다. 기판 유지부(1H)는, 기판(P)의 이면과 대향하여, 기판(P)의 이면을 유지한다. 기판 스테이지(1)의 상면(17)은, 기판 유지부(1H) 주위에 배치되어 있다. 기판 유지부(1H)는, 기판(P)의 표면과 XY 평면이 거의 평행이 되도록, 기판(P)을 유지한다. 본 실시형태에서는, 기판 유지부(1H)에 유지된 기판(P)의 표면과 기판 스테이지(1)의 상면(17)은 거의 평행하다. 또한, 본 실시형태에서는, 기판 유지부(1H)에 유지된 기판(P)의 표면과 기판 스테이지(1)의 상면(17)은, 거의 동일 평면 내에 배치되어 있다(거의 동일면임).
본 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)는, 기판 유지부(1H)에 유지된 기판(P) 주위에 배치되는 플레이트 부재(T)를 갖는다. 본 실시형태에 있어서, 기판 스테이지(1)는, 플레이트 부재(T)를 착탈시킬 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 기판 스테이지(1)는, 플레이트 부재(T)를 착탈시킬 수 있는 플레이트 부재 유지부(1T)를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 플레이트 부재 유지부(1T)는, 소위, 핀척 기구를 포함한다. 플레이트 부재 유지부(1T)는, 기판 유지부(1H) 주위에 배치되어 있다. 플레이트 부재 유지부(1T)는, 플레이트 부재(T)의 하면과 대향하여, 플레이트 부재(T)의 하면을 유지한다.
플레이트 부재(T)는, 기판(P)을 배치할 수 있는 개구(TH)를 갖는다. 플레이트 부재 유지부(1T)에 유지된 플레이트 부재(T)는, 기판 유지부(1H)에 유지된 기판(P) 주위에 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 플레이트 부재 유지부(1T)에 유지된 플레이트 부재(T)의 개구(TH)의 내면과, 기판 유지부(1H)에 유지된 기판(P)의 외면은, 미리 정해진 갭을 통해 대향하도록 배치된다. 플레이트 부재 유지부(1T)는, 플레이트 부재(T)의 상면과 XY 평면이 거의 평행이 되도록, 플레이트 부재(T)를 유지한다. 본 실시형태에서는, 기판 유지부(1H)에 유지된 기판(P)의 표면과, 플레이트 부재 유지부(1T)에 유지된 플레이트 부재(T)의 상면은, 거의 평행하다. 또한, 본 실시형태에서는, 기판 유지부(1H)에 유지된 기판(P)의 표면과, 플레이트 부재 유지부(1T)에 유지된 플레이트 부재(T)의 상면은, 거의 동일 평면 내에 배치되어 있다(거의 동일면임).
즉, 본 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)의 상면(17)은, 플레이트 부재 유지부(1T)에 유지된 플레이트 부재(T)의 상면의 적어도 일부를 포함한다.
도 4는 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2)를 상방에서 본 평면도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, XY 평면 내에서의 플레이트 부재(T)의 외형(윤곽)은 직사각형이다. 기판(P)을 배치할 수 있는 플레이트 부재(T)의 개구(TH)는 원형이다.
본 실시형태에 있어서, 플레이트 부재(T)는, 저열팽창률의 재료로 형성되어 있다. 플레이트 부재(T)는, 예컨대, 광학 유리 부재 또는 세라믹스 부재[쇼트사의 제로듀어(상품명), Al2O3 또는 TiC 등]로 형성되어 있다. 플레이트 부재(T)의 상면은, 액체(LQ)에 대하여 발액성이다. 본 실시형태에 있어서, 플레이트 부재(T)의 상면은, 발액성 처리되어 있다. 본 실시형태에서는, 플레이트 부재(T)의 상면에, 불소를 포함하는 재료의 막이 형성되어 있고, 액체(LQ)에 대하여 발액성이다. 막을 형성하는 재료는, 예컨대 PFA(Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer), PTFE(Poly tetra fluoro ethylene), 테플론(등록 상표) 등을 포함한다. 또한, 막을 형성하는 재료가, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지여도 된다.
본 실시형태에서는, 플레이트 부재(T)는, 개구(TH)를 갖는 제1 플레이트(T1)와, 제1 플레이트(T1) 주위에 배치되는 제2 플레이트(T2)를 포함한다. XY 평면 내에서의 제1 플레이트(T1)의 외형(윤곽)은 직사각형이고, 제2 플레이트(T2)의 외형(윤곽)은 직사각형이다. 또한, 제1 플레이트(T1)가 배치되는 제2 플레이트(T2)의 개구는 직사각형이다. 제2 플레이트(T2)의 개구는, 제1 플레이트(T1)의 외형과 동일한 형상이다.
본 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)에, 격자(RG)를 포함하는 스케일 부재가 배치된다. 스케일 부재는, 기판 유지부(1H) 주위에 배치된다. 본 실시형태에 있어서, 스케일 부재는, 기판 스테이지(1)의 상면(17)의 적어도 일부를 형성한다. 본 실시형태에서는, 제2 플레이트(T2)가, 격자(RG)를 포함하는 스케일 부재로서 기능한다. 이하의 설명에 있어서, 제2 플레이트(T2)를 적절하게, 스케일 부재(T2)라고 지칭한다.
본 실시형태에 있어서, 스케일 부재(T2)의 상면은, 액체(LQ)에 대하여 발액성이다. 스케일 부재(T2)의 상면은, 기판 유지부(1H)에 유지된 기판(P)의 표면과 거의 동일면이 된다. 기판 스테이지(1)는, 스케일 부재(T2)의 상면과 기판(P)의 표면이 거의 동일 평면 내에 배치되도록, 기판(P)을 유지한다. 스케일 부재(T2)는, 그 상면이 기판 스테이지(1)의 제1 플레이트(T1) 및 기판(P)의 표면과 거의 동일 평면 내가 되도록 배치된다.
스케일 부재(T2)는, Y축 방향에 관한 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하기 위한 Y 스케일(26, 27)과, X축 방향에 관한 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하기 위한 X 스케일(28, 29)을 포함한다. Y 스케일(26)은, 개구(TH)에 대하여 -X측에 배치되고, Y 스케일(27)은, 개구(TH)에 대하여 +X측에 배치되어 있다. X 스케일(28)은, 개구(TH)에 대하여 -Y측에 배치되고, X 스케일(29)은, 개구(TH)에 대하여 +Y측에 배치되어 있다.
Y 스케일(26, 27)의 각각은, X축 방향을 길이 방향으로 하며, Y축 방향으로 미리 정해진 피치로 배치된 복수의 격자(격자선)(RG)를 포함한다. 즉, Y 스케일(26, 27)은, Y축 방향을 주기 방향으로 하는 일차원 격자를 포함한다.
X 스케일(28, 29)의 각각은, Y축 방향을 길이 방향으로 하며, X축 방향으로 미리 정해진 피치로 배치된 복수의 격자(격자선)(RG)를 포함한다. 즉, X 스케일(28, 29)은, X축 방향을 주기 방향으로 하는 일차원 격자를 포함한다.
본 실시형태에 있어서, 격자(RG)는 회절 격자이다. 즉, 본 실시형태에 있어서, Y 스케일(26, 27)은, Y축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자(RG)를 갖고, X 스케일(28, 29)은, X축 방향을 주기 방향으로 하는 회절 격자(RG)를 갖는다.
또한, 본 실시형태에서는, Y 스케일(26, 27)은, Y축 방향을 주기 방향으로 하는 반사형 격자(반사 회절 격자)가 형성된 반사형 스케일이다. X 스케일(28, 29)은, X축 방향을 주기 방향으로 하는 반사형 격자(반사 회절 격자)가 형성된 반사형 스케일이다.
또한, 도시의 편의상, 도 4에 있어서, 회절 격자(RG)의 피치는, 실제 피치에 비해서 현격히 크게 도시되어 있다. 그 외의 도면에서도 마찬가지이다.
도 3 등에 도시하는 바와 같이, 스케일 부재(T2)는, 접합된 2장의 판형 부재(30A, 30B)를 포함한다. 판형 부재(30A)는, 판형 부재(30B)의 상측(+Z측)에 배치되어 있다. 회절 격자(RG)는, 하측의 판형 부재(30B)의 상면(+Z측의 면)에 설치되어 있다. 상측의 판형 부재(30A)는, 하측의 판형 부재(30B)의 상면을 덮는다. 즉, 상측의 판형 부재(30A)는, 하측의 판형 부재(30B)의 상면에 배치되어 있는 회절 격자(RG)를 덮는다. 이에 따라, 회절 격자(RG)의 열화, 손상 등이 억제된다.
플레이트 부재(T)의 상면(17)은, 개구(TH) 주위에 배치되는 제1 발액 영역(17A)과, 제1 발액 영역(17A) 주위에 배치되는 제2 발액 영역(17B)을 포함한다. 제1 발액 영역(17A)의 외형(윤곽)은 직사각형이다. 제2 발액 영역(17B)의 외형(윤곽)은 직사각형이다. 본 실시형태에 있어서, 제1 플레이트(T1)의 상면이 제1 발액 영역(17A)이고, 스케일 부재(제2 플레이트)(T2)의 상면이 제2 발액 영역(17B)이다. 제1 발액 영역(17A)은, 예컨대 기판(P)의 노광 동작 시, 기판(P)의 표면으로부터 나오는 액침 공간(액침 영역)(LS)의 액체(LQ)와 접촉한다.
기판(P)의 노광 동작에 있어서, 제1 플레이트(T1)에는, 노광광(EL)이 조사될 가능성이 높다. 예컨대, 기판(P)의 둘레 가장자리의 샷 영역(소위, 에지 샷 영역)의 노광 시에, 그 기판(P) 주위에 배치되어 있는 제1 플레이트(T1)의 상면[제1 발액 영역(17A)]에도, 노광광(EL)이 조사된다. 한편, 스케일 부재(T2)에는, 노광광(EL)이 조사될 가능성은 낮다. 본 실시형태에서는, 제1 플레이트(T1) 및 스케일 부재(T2) 각각에 대한 노광광(EL)의 조사량을 고려하여, 제1 플레이트(T1)의 상면에 형성되는 막의 재료와, 스케일 부재(T2)의 상면에 형성되는 막의 재료가 다르다. 본 실시형태에서는, 제1 플레이트(T1)의 상면에 형성되는 막 쪽이, 스케일 부재(T2)의 상면에 형성되는 막보다, 노광광(EL)에 대한 내성이 높다. 일반적으로, 유리 부재에는, 노광광(EL)(진공 자외광)에 대한 내성이 높은 막을 형성하는 것이 곤란할 가능성이 높다. 즉, 예컨대 제1 플레이트(T1)를 유리 부재로 형성하는 경우, 그 제1 플레이트(T1)에 노광광(EL)에 대한 내성이 높은 막을 형성하는 것이 곤란할 가능성이 높아진다. 따라서, 본 실시형태와 같이, 제1 플레이트(T1)와, 그 주위의 스케일 부재(T2)의 2개의 부분으로 분리하는 것은 유효하다.
또한, 이것에 한정되지 않고, 동일한 플레이트의 상면에, 노광광(EL)에 대한 내성이 다른 2종류의 막을 형성하여, 제1 발액 영역(17A)과 제2 발액 영역(17B)을 형성할 수 있다. 또한, 제1 발액 영역(17A)의 막의 종류와, 제2 발액 영역(17B)의 막의 종류가 동일해도 된다. 예컨대, 동일한 플레이트에 하나의 발액 영역을 형성하는 것만으로도 충분하다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 플레이트 부재(T)의 상면의 적어도 일부가 기판(P)의 표면과 동일면이 아니어도 된다. 즉, 기판(P)의 표면과 플레이트 부재(T)의 상면의 적어도 일부가 다른 높이여도 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 플레이트 부재(T)는, 제1 플레이트(T1)와 스케일 부재(T2)를 조합한 것이지만, 단일의 플레이트여도 된다. 또는, 3개 이상의 플레이트를 조합해도 된다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서, 제1 플레이트(T1)의 -Y측의 에지에, 직사각형의 노치가 형성되어 있다. 노치는, X축 방향에 관하여, 제1 플레이트(T1)의 거의 중앙에 형성되어 있다. 제1 플레이트(T1)의 노치와, 스케일 부재(T2)로 형성되는 직사각형 공간의 내측(노치의 내측)에, 계측 플레이트(31)가 배치되어 있다. X축 방향에 관하여 계측 플레이트(31)의 거의 중앙에, 기준 마크(FM)가 배치되어 있다. 또한, X축 방향에 관하여 기준 마크(FM)의 +X측 및 -X측의 각각에, 공간 이미지를 계측하기 위한 슬릿형의 계측용 패턴(슬릿 패턴)(SL)이 형성되어 있다. 슬릿 패턴(SL)은, 계측 플레이트(31)에 형성되어 있다. 슬릿 패턴(SL)은, 공간 이미지 계측 장치(32)의 일부를 구성한다. 공간 이미지를 계측하기 위한 한 쌍의 슬릿 패턴(SL)은, 기준 마크(FM)의 중심에 관하여 대칭으로 배치되어 있다. 슬릿 패턴(SL)은, 예컨대, X축 방향과 Y축 방향을 따르는 변을 갖는 L자형의 슬릿 패턴, 또는 X축 방향 및 Y축 방향의 각각으로 연장되는 2개의 직선형의 슬릿 패턴이다.
공간 이미지 계측 장치(32)는, 슬릿 패턴(SL)과, 슬릿 패턴(SL)을 통과한 광이 입사하는 광학 시스템과, 광학 시스템을 통과한 광을 수광하는 수광 소자를 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 공간 이미지 계측 장치(32)의 광학 시스템의 적어도 일부가, 기판 스테이지(1)의 내부에 배치되어 있다.
다음으로, 간섭계 시스템(12)에 대해서 설명한다. 간섭계 시스템(12)은, XY 평면 내에서의 마스크 스테이지(3), 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2)의 각각의 위치 정보를 계측한다. 간섭계 시스템(12)은, XY 평면 내에서의 마스크 스테이지(3)의 위치 정보를 계측하는 제1 간섭계 유닛(12A)과, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2) 각각의 위치 정보를 계측하는 제2 간섭계 유닛(12B)을 구비하고 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 간섭계 유닛(12A)은, 레이저 간섭계(33)를 구비하고 있다. 제1 간섭계 유닛(12A)은, 레이저 간섭계(33)에 의해 마스크 스테이지(3)의 계측면(3R)에 계측광을 조사하고, 그 계측면(3R)을 통과한 계측광을 이용하여, X축, Y축 및 θZ 방향에 관한 마스크 스테이지(3)[마스크(M)]의 위치 정보를 계측한다.
도 1 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 제2 간섭계 유닛(12B)은, 레이저 간섭계(34, 35, 36, 37)를 구비하고 있다. 제2 간섭계 유닛(12B)은, 레이저 간섭계(34, 36)에 의해 기판 스테이지(1)의 계측면(1RY, 1RX)에 계측광을 조사하고, 그 계측면(1RY, 1RX)을 통과한 계측광을 이용하여, X축, Y축 및 θZ 방향에 관한 기판 스테이지(1)[기판(P)]의 위치 정보를 계측한다. 또한, 제2 간섭계 유닛(12B)은, 레이저 간섭계(35, 37)에 의해 계측 스테이지(2)의 계측면(2RY, 2RX)에 계측광을 조사하고, 그 계측면(2RY, 2RX)을 통과한 계측광을 이용하여, X축, Y축 및 θZ 방향에 관한 계측 스테이지(2)의 위치 정보를 계측한다.
레이저 간섭계(34)는, 기판 스테이지(1)의 계측면(1RY)에 계측광을 조사한다. 계측면(1RY)은, 기판 스테이지(1)의 +Y측의 단부면에 배치되고, Y축에 수직인 반사면을 포함한다. 레이저 간섭계(36)는, 기판 스테이지(1)의 계측면(1RX)에 계측광을 조사한다. 계측면(1RX)은, 기판 스테이지(1)의 +X측의 단부면에 배치되고, X축에 수직인 반사면을 포함한다. 제2 간섭계 유닛(12B)은, 레이저 간섭계(34, 36)에 의해, 계측면(1RY, 1RX)의 각각에 계측광을 조사하고, 그 계측면(1RY, 1RX)에서 반사된 계측광을 수광하여, 기준 위치에 대한 각 계측면(1RY, 1RX)의 위치(변위), 즉 XY 평면 내(X축, Y축 및 θZ 방향)에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측한다. 또한, 본 실시형태에서는, 레이저 간섭계(34, 36)는 각각, 광축을 복수 갖는 다축 간섭계를 포함한다. 레이저 간섭계(34, 36)의 계측값은, 제어 장치(9)에 출력된다. 제어 장치(9)는, 레이저 간섭계(34, 36)의 계측 결과에 기초하여, X축, Y축, θX, θY 및 θZ 방향의 5개의 방향에 관한 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 구할 수 있다.
레이저 간섭계(35)는, 계측 스테이지(2)의 계측면(2RY)에 계측광을 조사한다. 계측면(2RY)은, 계측 스테이지(2)의 -Y측의 단부면에 배치되며, Y축에 수직인 반사면을 포함한다. 레이저 간섭계(37)는, 계측 스테이지(2)의 계측면(2RX)에 계측광을 조사한다. 계측면(2RX)은, 계측 스테이지(2)의 +X측의 단부면에 배치되며, X축에 수직인 반사면을 포함한다. 제2 간섭계 유닛(12B)은, 레이저 간섭계(35, 37)에 의해, 계측면(2RY, 2RX)의 각각에 계측광을 조사하고, 그 계측면(2RY, 2RX)에서 반사된 계측광을 수광하여, 기준 위치에 대한 각 계측면(2RY, 2RX)의 위치(변위), 즉 XY 평면 내(X축, Y축 및 θZ 방향)에서의 계측 스테이지(2)의 위치 정보를 계측한다. 또한, 본 실시형태에서는, 레이저 간섭계(35, 37)는 각각, 광축을 복수 갖는 다축 간섭계를 포함한다. 레이저 간섭계(35, 37)의 계측값은, 제어 장치(9)에 출력된다. 제어 장치(9)는, 레이저 간섭계(35, 37)의 계측 결과에 기초하여, X축, Y축, θX, θY 및 θZ 방향의 5개의 방향에 관한 계측 스테이지(2)의 위치 정보를 구할 수 있다.
다음으로, 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하여, 계측 스테이지(2)에 대해서 설명한다. 계측 스테이지(2)는, 노광에 관한 각종 계측을 행하기 위한 복수의 계측기 및 계측 부재(광학 부품)를 구비하고 있다. 계측 스테이지(2)의 상면(18)의 미리 정해진 위치에는, 노광광(EL)을 투과시킬 수 있는 개구 패턴이 형성된 제1 계측 부재(38)가 설치되어 있다. 제1 계측 부재(38)는, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2002/0041377호 명세서에 개시되어 있는 바와 같은, 투영 광학 시스템(PL)에 의한 공간 이미지를 계측 가능한 공간 이미지 계측 시스템(39)의 일부를 구성한다. 제1 계측 부재(38)에는, 투영 광학 시스템(PL)의 결상(結像) 특성을 계측하기 위해서 투영 광학 시스템(PL)으로부터의 노광광(EL)이 조사된다. 공간 이미지 계측 시스템(39)은, 제1 계측 부재(38)와, 제1 계측 부재(38)의 개구 패턴을 통과한 노광광(EL)을 수광하는 수광 소자를 구비하고 있다. 제어 장치(9)는, 제1 계측 부재(38)에 노광광(EL)을 조사하고, 그 제1 계측 부재(38)의 개구 패턴을 통과한 노광광(EL)을 수광 소자로 수광하여, 투영 광학 시스템(PL)의 결상 특성의 계측을 실행한다.
또한, 계측 스테이지(2)의 상면(18)의 미리 정해진 위치에는, 노광광(EL)을 투과시킬 수 있는 투과 패턴이 형성된 제2 계측 부재(40)가 설치되어 있다. 제2 계측 부재(40)는, 예컨대 유럽 특허 제1079223호 명세서에 개시되어 있는 바와 같은, 투영 광학 시스템(PL)의 파면 수차를 계측 가능한 파면 수차 계측 시스템(41)의 일부를 구성한다. 제2 계측 부재(40)에는, 투영 광학 시스템(PL)의 파면 수차를 계측하기 위해서 투영 광학 시스템(PL)으로부터의 노광광(EL)이 조사된다. 파면 수차 계측 시스템(41)은, 제2 계측 부재(40)와, 제2 계측 부재(40)의 개구 패턴을 통과한 노광광(EL)을 수광하는 수광 소자를 구비하고 있다. 제어 장치(9)는, 제2 계측 부재(40)에 노광광(EL)을 조사하고, 그 제2 계측 부재(40)의 개구 패턴을 통과한 노광광(EL)을 수광 소자로 수광하여, 투영 광학 시스템(PL)의 파면 수차의 계측을 실행한다.
또한, 계측 스테이지(2)의 상면(18)의 미리 정해진 위치에는, 노광광(EL)을 투과시킬 수 있는 투과 패턴이 형성된 제3 계측 부재(42)가 설치되어 있다. 제3 계측 부재(42)는, 예컨대 미국 특허 제4465368호 명세서에 개시되어 있는 바와 같은, 노광광(EL)의 조도 불균일을 계측 가능한 조도 불균일 계측 시스템(43)의 일부를 구성한다. 제3 계측 부재(42)에는, 투영 광학 시스템(PL)의 이미지면측에 조사되는 노광광(EL)의 조도 불균일을 계측하기 위해서 투영 광학 시스템(PL)으로부터의 노광광(EL)이 조사된다. 조도 불균일 계측 시스템(43)은, 제3 계측 부재(42)와, 제3 계측 부재(42)의 개구 패턴을 통과한 노광광(EL)을 수광하는 수광소자를 구비하고 있다. 제어 장치(9)는, 제3 계측 부재(42)에 노광광(EL)을 조사하고, 그 제3 계측 부재(42)의 개구 패턴을 통과한 노광광(EL)을 수광 소자로 수광하여, 노광광(EL)의 조도 불균일의 계측을 실행한다.
본 실시형태에서는, 제1 계측 부재(38)의 상면과, 제2 계측 부재(40)의 상면과, 제3 계측 부재(42)의 상면과, 이들 각 계측 부재(38, 40, 42)의 상면 주위에 배치되는 계측 스테이지(2)의 상면(18)은, 거의 동일 평면 내(XY 평면 내)에 배치된다(거의 동일면임).
본 실시형태에서는, 공간 이미지 계측 시스템(39), 파면 수차 계측 시스템(41), 및 조도 불균일 계측 시스템(43)의 각각은, 투영 광학 시스템(PL) 및 액체(LQ)를 통해 노광광(EL)을 수광한다.
또한, 예컨대 제3 계측 부재(42)가, 예컨대 미국 특허 제6721039호 명세서에 개시되어 있는 바와 같은 투영 광학 시스템(PL)의 노광광(EL)의 투과율의 변동량을 계측하기 위한 계측 시스템, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2002/0061469호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같은 조사량 계측 시스템(조도 계측 시스템) 등, 노광광(EL)의 노광 에너지에 관한 정보를 계측하는 계측 시스템의 일부를 구성하는 것이어도 된다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 예컨대, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)의 상태를 관찰 가능한 촬상 장치(관찰 카메라)가 계측 스테이지(2)에 배치되어 있어도 된다.
본 실시형태에서는, 계측 스테이지(2)의 +Y측의 측면에, 기준 부재(44)가 배치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 기준 부재(44)는, X축 방향으로 긴 직육면체이며, 피듀셜 바(FD바), 또는 컨피덴셜 바(CD바)라고도 불린다. 기준 부재(44)는, 풀 키네마틱 마운트 구조에 의해, 계측 스테이지(2)에 운동학적으로(kinematically) 지지되어 있다.
기준 부재(44)는, 원기(原器)(계측 기준)로서 기능한다. 기준 부재(44)는, 예컨대 저열팽창률의 광학 유리 부재 또는 세라믹스 부재로 형성된다. 본 실시형태에 있어서, 기준 부재(44)는, 예컨대 쇼트사의 제로듀어(상품명)에 의해 형성되어 있다. 기준 부재(44)의 상면(표면, +Z측의 면)의 평탄도는 높아, 기준 평면으로서 기능할 수 있다. 기준 부재(44)의 +X측의 단부 근방 및 -X측의 단부 근방의 각각에는, Y축 방향을 주기 방향으로 하는 기준 격자(45)가 형성되어 있다. 기준 격자(45)는, 회절 격자를 포함한다. 기준 격자(45)의 각각은, X축 방향에 관하여, 미리 정해진 거리를 사이에 두고 배치되어 있다. 기준 격자(45)는, X축 방향에 관한 기준 부재(44)의 중심에 관하여 대칭으로 배치되어 있다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 기준 부재(44)의 상면에는, 복수의 기준 마크(AM)가 형성되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 기준 부재(44)의 상면 및 계측 스테이지(2)의 상면(18)은, 액체(LQ)에 대하여 발액성이다. 본 실시형태에 있어서, 기준 부재(44)의 상면 및 계측 스테이지(2)의 상면(18)에는, 예컨대 불소를 포함하는 재료의 막이 형성되어 있다. 또한, 계측 부재(38, 40, 42)의 상면도, 액체(LQ)에 대하여 발액성이다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 얼라이먼트 시스템(15)에 대해서 설명한다. 도 5는 얼라이먼트 시스템(15), 검출 시스템(13) 및 인코더 시스템(14)의 근방을 도시하는 평면도이다. 또한, 도 5에서는, 계측 스테이지의 도시가 생략되어 있다.
얼라이먼트 시스템(15)은, 기판(P)의 위치 정보를 검출하는 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)과, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15B)을 구비하고 있다. 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)은, Y축과 평행하며, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)을 통과하는 직선(LV) 상에 검출 중심(검출 기준)을 갖는다. 본 실시형태에 있어서, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 중심은, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)에 대하여 +Y측에 배치되어 있다. 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 중심과 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)은, 미리 정해진 거리 떨어져 있다. 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)은, 지지 부재(46)에 지지되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15B)은, 4개의 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba, 15Bb, 15Bc, 15Bd)을 포함한다. 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)에 대하여, +X측에, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba, 15Bb)이 배치되고, -X측에, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Bc, 15Bd)이 배치되어 있다. 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba, 15Bb)의 검출 중심(검출 기준)과, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Bc, 15Bd)의 검출 중심(검출 기준)은, 직선(LV)에 관하여 거의 대칭으로 배치되어 있다. 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 각각은, 회전 중심(O)을 중심으로 하여, XY 평면 내에서 회전 가능하다. 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)이 회전함으로써, 이들 각 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 X축 방향에 관한 위치가 조정된다.
본 실시형태에 있어서, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A) 및 4개의 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 각각은, 예컨대 미국 특허 제5493403호 명세서에 개시되어 있는 바와 같은, 기판(P) 상의 감광막을 감광시키지 않는 광대역의 검출광을 대상 마크[기판(P) 상의 얼라이먼트 마크 등]에 조사하고, 그 대상 마크로부터의 반사광에 의해 수광면에 결상된 대상 마크의 이미지와 지표(각 얼라이먼트 시스템 내에 마련된 지표판 상의 지표 마크)의 이미지를 CCD 등의 촬상 소자를 이용하여 촬상하며, 이들의 촬상 신호를 화상 처리함으로써 마크의 위치를 계측하는 FIA(Field Image Alignment) 방식의 얼라이먼트 시스템을 채용한다. 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A) 및 4개의 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd) 각각의 촬상 신호는, 제어 장치(9)에 출력된다.
다음으로, 인코더 시스템(14)에 대해서, 도 5를 참조하여 설명한다. 본 실시형태에 있어서, 인코더 시스템(14)은, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측할 수 있다. 인코더 시스템(14)은, 스케일 부재(T2)를 이용하여 XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측한다. 인코더 시스템(14)은, Y축 방향에 관한 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하는 Y 리니어 인코더(14A, 14C)와, X축 방향에 관한 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하는 X 리니어 인코더(14B, 14D)를 구비하고 있다.
Y 리니어 인코더(14A)는, 스케일 부재(T2)와 대향 가능한 헤드 유닛(47A)을 구비하고 있다. X 리니어 인코더(14B)는, 스케일 부재(T2)와 대향 가능한 헤드 유닛(47B)을 구비하고 있다. Y 리니어 인코더(14C)는, 스케일 부재(T2)와 대향 가능한 헤드 유닛(47C)을 구비하고 있다. X 리니어 인코더(14D)는, 스케일 부재(T2)와 대향 가능한 헤드 유닛(47D)을 구비하고 있다. 4개의 헤드 유닛(47A∼47D)은, 액침 부재(11)를 둘러싸도록 배치되어 있다.
헤드 유닛(47A)은, 투영 광학 시스템(PL)의 -X측에 배치되어 있다. 헤드 유닛(47C)은, 투영 광학 시스템(PL)의 +X측에 배치되어 있다. 헤드 유닛(47A, 47C)의 각각은, X축 방향으로 길다. 헤드 유닛(47A)과 헤드 유닛(47C)은, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)에 관하여 대칭으로 배치되어 있다. XY 평면 내에 있어서, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)과 헤드 유닛(47A)과의 거리와, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)과 헤드 유닛(47C)과는 거의 동일하다.
헤드 유닛(47B)은, 투영 광학 시스템(PL)의 -Y측에 배치되어 있다. 헤드 유닛(47D)은, 투영 광학 시스템(PL)의 +Y측에 배치되어 있다. 헤드 유닛(47B, 47D)의 각각은, Y축 방향으로 길다. 헤드 유닛(47B)과 헤드 유닛(47D)은, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)에 관하여 대칭으로 배치되어 있다. XY 평면 내에 있어서, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)과 헤드 유닛(47B)과의 거리와, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)과 헤드 유닛(47D)과는 거의 동일하다.
헤드 유닛(47A)은, X축 방향을 따라 배치된 복수(본 실시형태에서는 6개)의 Y 헤드(48)를 구비하고 있다. 헤드 유닛(47A)의 Y 헤드(48)는, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)을 지나고, X축과 평행한 직선(LH) 상에 미리 정해진 간격으로 배치되어 있다.
헤드 유닛(47C)은, X축 방향을 따라 배치된 복수(본 실시형태에서는 6개)의 Y 헤드(48)를 구비하고 있다. 헤드 유닛(47C)의 Y 헤드(48)는, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)을 지나고, X축과 평행한 직선(LH) 상에 미리 정해진 간격으로 배치되어 있다.
헤드 유닛(47A, 47C)의 Y 헤드(48)의 각각은, 스케일 부재(T2)와 대향 가능하다.
헤드 유닛(47A)은, Y 헤드(48) 및 스케일 부재(T2)의 Y 스케일(26)을 이용하여, 기판 스테이지(1)의 Y축 방향의 위치를 계측한다. 헤드 유닛(47A)은, 복수(6개)의 Y 헤드(48)를 가지며, 소위, 다안(多眼)(6안)의 Y 리니어 인코더(14A)를 구성한다.
헤드 유닛(47C)은, Y 헤드(48) 및 스케일 부재(T2)의 Y 스케일(27)을 이용하여, 기판 스테이지(1)의 Y축 방향의 위치를 계측한다. 헤드 유닛(47C)은, 복수(6개)의 Y 헤드(48)를 가지며, 소위, 다안(6안)의 Y 리니어 인코더(14C)를 구성한다.
헤드 유닛(47A)에 있어서, 인접하는 Y 헤드(48)[Y 헤드(48)의 계측광]의 X축 방향에 관한 간격은, Y 스케일(26, 27)의 X축 방향의 폭[회절 격자(RG)의 길이]보다 작다. 마찬가지로, 헤드 유닛(47C)에 있어서, 인접하는 Y 헤드(48)[Y 헤드(48)의 계측광]의 X축 방향에 관한 간격은, Y 스케일(26, 27)의 X축 방향의 폭[회절 격자(RG)의 길이]보다 작다.
헤드 유닛(47B)은, Y축 방향을 따라 배치된 복수(본 실시형태에서는 7개)의 X 헤드(49)를 구비하고 있다. 헤드 유닛(47B)의 X 헤드(49)는, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)을 지나고, Y축과 평행한 직선(LV) 상에 미리 정해진 간격으로 배치되어 있다.
헤드 유닛(47D)은, Y축 방향을 따라 배치된 복수(본 실시형태에서는 11개)의 X 헤드(49)를 구비하고 있다. 헤드 유닛(47D)의 X 헤드(49)는, 투영 광학 시스템(PL)의 광축(AX)을 지나고, Y축과 평행한 직선(LV) 상에 미리 정해진 간격으로 배치되어 있다.
헤드 유닛(47B, 47D)의 X 헤드(49)의 각각은, 스케일 부재(T2)와 대향 가능하다.
또한, 도 5에서는, 헤드 유닛(47D)의 복수의 X 헤드(49) 중, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)과 겹쳐지는 X 헤드(49)의 일부의 도시가 생략되어 있다.
헤드 유닛(47B)은, X 헤드(49) 및 스케일 부재(T2)의 X 스케일(28)을 이용하여, 기판 스테이지(1)의 X축 방향의 위치를 계측한다. 헤드 유닛(47B)은, 복수(7개)의 X 헤드(49)를 가지며, 소위, 다안(7안)의 X 리니어 인코더(14B)를 구성한다.
헤드 유닛(47D)은, X 헤드(49) 및 스케일 부재(T2)의 X 스케일(29)을 이용하여, 기판 스테이지(1)의 X축 방향의 위치를 계측한다. 헤드 유닛(47D)은, 복수(11개)의 X 헤드(49)를 가지며, 소위, 다안(11안)의 X 리니어 인코더(14D)를 구성한다.
헤드 유닛(47B)에 있어서, 인접하는 X 헤드(49)[X 헤드(49)의 계측광]의 Y축 방향에 관한 간격은, X 스케일(28, 29)의 Y축 방향의 폭[회절 격자(RG)의 길이]보다 작다. 마찬가지로, 헤드 유닛(47D)에 있어서, 인접하는 X 헤드(49)[X 헤드(49)의 계측광]의 Y축 방향에 관한 간격은, X 스케일(28, 29)의 Y축 방향의 폭[회절 격자(RG)의 길이]보다 작다.
또한, 인코더 시스템(14)은, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba)의 +X측에 배치된 Y 헤드(48A)를 포함하는 Y 리니어 인코더(14E)와, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Bd)의 -X측에 배치된 Y 헤드(48B)를 포함하는 Y 리니어 인코더(14F)를 구비하고 있다. Y 헤드(48A) 및 Y 헤드(48B)의 각각은, 스케일 부재(T2)와 대향 가능하다.
Y 헤드(48A, 48B)의 각각은, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 중심을 통과하는 X축에 평행한 직선 상에 배치된다. Y 헤드(48A)와 Y 헤드(48B)는, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 중심에 대하여 거의 대칭으로 배치된다. Y 헤드(48A)와 Y 헤드(48B) 사이의 간격은, 기준 부재(44)의 한 쌍의 기준 격자(45) 사이의 간격과 거의 동일하다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 기판(P)의 중심이 직선(LV) 상에 배치되어 있을 때, Y 헤드(48A)와 Y 스케일(27)이 대향하고, Y 헤드(48B)와 Y 스케일(26)이 대향한다. 인코더 시스템(14)은, Y 헤드(48A, 48B)를 이용하여, Y축 및 θZ 방향에 관한 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 기준 부재(44)의 한 쌍의 기준 격자(45)와, Y 헤드(48A, 48B)가 각각 대향하고, Y 헤드(48A, 48B)는, 기준 격자(45)를 계측하여, 기준 부재(44)의 Y축 방향의 위치를 계측할 수 있다.
상술한 6개의 리니어 인코더(14A∼14F)의 계측값은, 제어 장치(9)에 출력된다. 제어 장치(9)는, 리니어 인코더(14A∼14D)의 계측값에 기초하여, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치를 제어하고, 리니어 인코더(14E, 14F)의 계측값에 기초하여, θZ 방향에 관한 기준 부재(44)의 위치를 제어한다.
본 실시형태에 있어서, 각 리니어 인코더(14A∼14F)는, 투영 광학 시스템(PL)을 지지하는 프레임 부재에 지지되어 있다. 각 리니어 인코더(14A∼14F)의 각각은, 지지 부재를 통해 프레임 부재에 매달려 있다. 각 리니어 인코더(14A∼14F)는, 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2)의 상방에 배치된다.
도 6은 Y 리니어 인코더(14A)가 구비하는 Y 헤드(48)의 일례를 도시하는 구성도이다. 도 6에는, Y 인코더(14A)의 Y 헤드(48)와 Y 스케일(26)이 대향하고 있는 상태가 도시되어 있다. 여기서, Y 리니어 인코더(14A)의 Y 헤드(48)의 구성과, Y 리니어 인코더(14C)의 Y 헤드(48), X 리니어 인코더(14B, 14D)의 X 헤드(49), Y 리니어 인코더(14E, 14F)의 Y 헤드(48A, 48B)의 구성은, 거의 동일하다. 이하, 도 6을 이용하여, Y 리니어 인코더(14A)의 Y 헤드(48)에 대해서 설명하고, 다른 인코더(14B∼14F)의 헤드에 대한 설명은 생략한다.
Y 리니어 인코더(14A)는, Y 헤드(48)에 의해 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측한다. Y 헤드(48)는, 계측광을 사출하는 조사 장치(50)와, 계측광이 통과하는 광학 시스템(51)과, Y 스케일(26)을 통과한 계측광을 수광하는 수광 장치(52)를 구비하고 있다.
조사 장치(50)는, 계측광(레이저광)(LB)을 발생하는 광원(50A)과, 광원(50A)으로부터 사출되는 계측광(LB)이 입사될 수 있는 위치에 배치된 렌즈 시스템(50B)을 포함한다. 광원(50A)은, 예컨대 반도체 레이저를 포함한다. 조사 장치(50)는, Y축 및 Z축의 각각에 대하여 45도 경사진 방향으로 계측광(LB)을 사출한다.
광학 시스템(51)은, 편광 빔 스플리터(53)와, 한 쌍의 반사 미러(54A, 54B)와, 렌즈(55A, 55B)와, λ/4판(56A, 56B)과, 반사 미러(57A, 57B)를 구비하고 있다. 본 실시형태에 있어서, 편광 빔 스플리터(53)는, 그 편광 분리면이 XZ 평면과 거의 평행하다.
수광 장치(52)는, 편광자(검광자) 및 광검출기 등을 포함한다. 수광 장치(52)는, 수광한 광에 따른 신호를 제어 장치(9)에 출력한다.
Y 리니어 인코더(14A)에 있어서, 광원(50A)으로부터 사출된 계측광(LB)은, 렌즈 시스템(50B)을 통해, 편광 빔 스플리터(53)에 입사되어, 편광 분리된다. 편광 빔 스플리터(53)는, 입사된 계측광(LB)을, P 편광 성분을 주성분으로 하는 계측광(LB1)과, S 편광 성분을 주성분으로 하는 계측광(LB2)으로 분리한다.
편광 빔 스플리터(53)의 편광 분리면을 투과한 계측광(LB1)은, 반사 미러(54A)를 통해, Y 스케일(26)에 배치된 회절 격자(RG)에 도달한다. 편광 빔 스플리터(53)의 편광 분리면에서 반사된 계측광(LB2)은, 반사 미러(54B)를 통해, 회절 격자(RG)에 도달한다.
계측광(LB1, LB2)의 조사에 의해, 회절 격자(RG)는, 회절광을 생성한다. 회절 광학 소자(RG)에서 발생한 미리 정해진 차수의 회절광(예컨대 1차 회절광)의 각각은, 렌즈(55A, 55B)를 통해, λ/4판(56A, 56B)에 입사된다. λ/4판(56A, 56B)은, 입사된 광을 원편광(圓偏光)으로 변환한다. λ/4판(56A, 56B)에서 원편광으로 변환된 광은, 반사 미러(57A, 58B)에 입사되고, 그 반사 미러(57A, 58B)에서 반사되어, 다시, λ/4판(56A, 56B)에 입사된다. λ/4판(56A, 56B)에 입사된 광은, 그 λ/4판(56A, 56B)을 통해, Y 스케일(26)에 배치된 회절 격자(RG)에 조사된다. 회절 격자(RG)를 통과한 광은, 편광 빔 스플리터(53)에 도달한다. 본 실시형태에서는, 반사 미러(57A, 57B)에서 반사된 광은, 왕로(往路)와 동일한 광로를 반대 방향으로 더듬어 가, 편광 빔 스플리터(53)에 도달한다.
편광 빔 스플리터(53)에 도달한 2개의 계측광은 각각, 그 편광 방향이 원래의 방향에 대하여 90도 회전하고 있다. 이 때문에, 먼저 편광 빔 스플리터(53)를 투과한 계측광(LB1)의 1차 회절광은, 편광 빔 스플리터(53)에서 반사되어, 수광 장치(52)에 입사된다. 앞서 편광 빔 스플리터(53)에서 반사된 계측광(LB2)의 1차 회절광은, 편광 빔 스플리터(53)를 투과하여, 계측광(LB1)의 1차 회절광과 동축으로 합성되어, 수광 장치(52)에 입사된다.
그리고, 수광 장치(52)에 입사된 2개의 1차 회절광은, 수광 장치(52)의 내부에서, 검광자에 의해 편광 방향이 일치되고, 상호 간섭하여 간섭광이 되며, 이 간섭광이 광검출기에 의해 검출되어, 간섭광의 강도에 따른 전기 신호로 변환된다.
본 실시형태에서는, 예컨대 Y 리니어 인코더(14A)에 있어서, 간섭시키는 2개의 광의 광로 길이가 매우 짧고 또한 거의 동일하기 때문에, 공기 요동의 영향을 거의 무시할 수 있다. 그리고, Y 스케일(26)[기판 스테이지(1)]이 계측 방향(이 경우, Y축 방향)으로 이동하면, 2개의 광의 각각의 위상이 변화하여, 간섭광의 강도가 변화한다. 간섭광의 강도 변화는, 수광 장치(52)에 의해 검출된다. Y 리니어 인코더(14A)는, 그 강도 변화에 따른 위치 정보를, 계측값으로서 출력한다.
다음으로, 도 1, 도 2, 도 5 및 도 7을 참조하여, 검출 시스템(13)에 대해서 설명한다. 도 7은 검출 시스템(13)을 도시하는 측면도이다.
검출 시스템(13)은, 기판 스테이지(1)에 유지된 기판(P)의 표면의 위치 정보, 기판 스테이지(1)의 상면(17)[플레이트 부재(T)의 상면]의 위치 정보, 및 계측 스테이지(2)의 상면(18)의 위치 정보를 검출한다. 이하의 설명에 있어서, 검출 시스템(13)에 의해 검출되는, XY 평면과 거의 평행한, 기판 스테이지(1)에 유지된 기판(P)의 표면, 기판 스테이지(1)의 상면(17)[제1 플레이트(T1) 및 스케일 부재(T2)를 포함하는 플레이트 부재(T)의 상면], 및 계측 스테이지(2)의 상면(18)의 각각을 적절하게, 피검면이라고 지칭한다.
검출 시스템(13)은, Z축, θX 및 θY 방향에 관한 피검면의 위치 정보를 검출한다. 검출 시스템(13)은, 예컨대 미국 특허 제5448332호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같은, 소위, 사입사(斜入射) 방식의 다점 포커스 레벨링 검출 시스템을 포함한다.
검출 시스템(13)은, 피검면 내(XY 평면 내)의 복수의 검출점(Kij)에 검출광(LU)을 조사하고, 이들 각 검출점(Kij)에서 Z축 방향에 관한 피검면의 위치 정보를 검출한다. 검출 시스템(13)은, XY 평면 내의 복수의 검출점(Kij)의 각각에 대하여, Z축 방향과 경사진 방향으로부터 검출광(LU)을 조사하는 조사 장치(13A)와, 검출점(Kij)을 통과한 검출광(LU)을 수광 가능한 수광 장치(13B)를 구비하고 있다.
조사 장치(13A)는, 피검면의 복수의 검출점(Kij)의 각각에 대하여, 피검면의 상방으로부터 검출광(LU)을 조사한다. 조사 장치(13A)는, 기판(P)의 감광막에 대하여 비감광성의 검출광(LU)을 사출한다. 수광 장치(13B)는, 조사 장치(13A)로부터 사출되고, 피검면에서 반사된 검출광(LU)을 수광할 수 있다. 조사 장치(13A)는, 검출광(LU)을 사출하는 사출부(13S)를 복수개 구비한다. 조사 장치(13A)는, 복수의 사출부(13S)의 각각으로부터 검출광(LU)을 사출하여, 피검면에 복수의 검출광(광속)(LU)을 조사한다.
본 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)의 복수의 검출점(Kij)은, 피검면 내에 있어서 X축 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 배치된다. 조사 장치(13A)는, XY 평면 내에서 X축 방향을 따라 설정된 복수의 검출점(Kij)의 각각에 검출광(LU)을 조사할 수 있다. 본 실시형태에서는, 검출점(Kij)은, X축 방향을 따라 일렬로 배치된다. 검출광(LU)이 조사되는 복수의 검출점(Kij)은, 도 5에 도시하는 바와 같이, X축 방향으로 긴 검출 영역(AF)의 내측에 배치된다. 검출 영역(AF)은, 조사 장치(13A)와 수광 장치(13B) 사이에 배치된다. 본 실시형태에 있어서, X축 방향에 관한 검출 영역(AF)의 크기(길이)는, 기판(P)의 직경과 거의 동일하다.
또한, 복수의 검출점(Kij)이, XY 평면 내에 있어서 매트릭스형으로 배치되어도 된다. 예컨대, X축 방향을 따라 배치되는 복수의 검출점(Kij)이, Y축 방향으로 2개(2열) 배치되어도 된다. 물론, Y축 방향으로 3개 이상 배치되어도 된다. 즉, XY 평면 내에 있어서, 복수의 검출점(Kij)을, i행 j열(i, j는 임의의 자연수)로 배치할 수 있다. 또한, X축 방향을 따라 배치되는 복수의 검출점(Kij)을 Y축 방향으로 2개(2열) 이상 배치하는 경우, 다른 열 사이에 있어서, X축 방향의 위치를 다르게 하는 것이 바람직하다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 인코더 시스템(14)의 헤드 유닛(47C)의 +X측단(側端)의 +Y측에 조사 장치(13A)가 배치되고, 헤드 유닛(47A)의 -X측단의 +Y측에 수광 장치(13B)가 배치되어 있다.
본 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)은, 제1, 제2 기판 교환 위치(CP1, CP2)와 노광 위치(EP) 사이에 배치된다. 검출 시스템(13)은, 제1, 제2 기판 교환 위치(CP1, CP2)와 노광 위치(EP) 사이에 있어서, 피검면의 위치 정보를 검출한다. 환언하면, 검출 시스템(13)은, 제1, 제2 기판 교환 위치(CP1, CP2)와 노광 위치(EP) 사이에 배치되는 피검면의 위치 정보를 검출한다.
본 실시형태에 있어서, 검출 영역(AF)은, Y축 방향에 관하여, 액침 부재(11)[종단 광학 소자(16)]와 얼라이먼트 시스템(15)의 검출 영역 사이에 배치된다. 본 실시형태에서는, 검출 시스템(13)을 이용하는 검출 동작의 적어도 일부와 병행하여, 얼라이먼트 시스템(15)을 이용하는 검출 동작을 실행할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)은, Z축 방향에 관한 피검면의 위치 정보를 높이 정보(Zij)로서 검출한다. 검출 시스템(13)은, XY 평면 내의 복수의 검출점(Kij)에 검출광(LU)을 조사하여, 각 검출점(Kij)에서의 Z축 방향에 관한 피검면의 위치 정보를 높이 정보(Zij)로서 검출한다. 검출 시스템(13)은, 피검면의 복수의 검출점(Kij)의 각각에 검출광(LU)을 조사하여, 이들 복수의 검출점(Kij)의 각각에서의 피검면의 Z축 방향(높이 방향)의 위치에 대응한 높이 정보(Zij)를 검출한다.
검출 시스템(13)[수광 장치(13B)]의 수광 결과는, 제어 장치(9)에 출력된다. 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 출력에 기초하여, 피검면의 Z축 방향(높이 방향), 및 경사 방향(θX, 및 θY 방향)에 관한 위치 정보를 검출할 수 있다. 즉, 제어 장치(9)는, 복수의 검출점(Kij)의 각각에 관한 높이 정보(Zij)에 기초하여, 피검면의 Z축 방향(높이 방향), 및 경사 방향(θX, 및 θY 방향)에 관한 위치 정보(면 위치 정보)를 취득할 수 있다.
또한, 제어 장치(9)는, 수광 장치(13B)로부터 출력된 높이 정보(Zij)를 이용하여, 미리 정해진 기준면(Zo)[예컨대, 투영 광학 시스템(PL)의 이미지면, 최량 결상면]에 대한, 각 검출점(Kij)의 각각에서의 피검면의 높이 방향의 위치 정보를 취득한다.
예컨대, 복수의 검출점(Kij) 중, 미리 정해진 검출점에서의 피검면이 기준면(Zo)에 배치되어 있는 경우[또는, 피검면이 기준면(Zo)에 대하여 미리 정해진 위치 관계인 경우], 검출 시스템(13)은, 미리 정해진 상태(예컨대, 영 레벨 상태)의 높이 정보(Zij)를 출력한다. 환언하면, 피검면과 기준면(Zo)이 합치하고 있을 때에[또는, 피검면과 기준면(Zo)이 미리 정해진 위치 관계일 때에], 수광 장치(13B)로부터 미리 정해진 상태의 높이 정보(Zij)가 출력되도록, 검출 시스템(13)의 상태가 조정(캘리브레이션)되어 있다. 또한, 검출 시스템(13)으로부터 출력되는 각 계측점(Kij)에서의 높이 정보(Zij)는, 기준면(Zo)과 검출점(Kij)에서의 Z축 방향(높이 방향)에서의 위치와의 차에 비례하도록 변화한다. 또한, 검출 시스템(13)의 캘리브레이션은, 예컨대 공간 이미지 계측 시스템(39)을 이용하여 실행할 수 있고, 그 캘리브레이션의 방법의 일례가, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2002/0041377호 명세서에 개시되어 있다.
제어 장치(9)는, 각 검출점(Kij)의 각각에 관한 높이 정보(Zij)에 기초하여, 각 검출점(Kij)의 각각에서의 기준면(Zo)에 대한 높이 방향(Z축 방향)의 위치를 구할 수 있다. 환언하면, 제어 장치(9)는, 각 검출점(Kij)의 각각의 높이 방향의 위치와 기준면(Zo)의 위치 관계를 구할 수 있다.
또한, 제어 장치(9)는, 각 검출점(Kij)의 각각에 관한 높이 정보(Zij)에 기초하여, 기준면(Zo)을 기준으로 한, 피검면의 형상(근사 평면, 요철 정보)을 구할 수 있다.
본 실시형태에서는, 예컨대 기판(P)의 표면의 위치 정보를 검출할 때, 제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14) 및 간섭계 시스템(12)[제2 간섭계 유닛(12B)] 중 적어도 한쪽을 이용하여, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하면서, 기판 스테이지(1)를 XY 평면 내에서 이동시키면서, 검출 시스템(13)의 조사 장치(13A)로부터, 기판 유지부(1H)에 유지되어 있는 기판(P)에 검출광(LU)을 조사한다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, X축 방향에 관한 검출 영역(AF)의 크기(길이)는, 기판(P)의 직경과 거의 동일하다. 따라서, 제어 장치(9)는, Y축 방향에 관해서, 검출 영역(AF)에 대하여 기판(P)을 1회 이동시키는 것만으로, 기판(P)의 표면의 거의 전역에 검출광(LU)을 조사할 수 있다. 기판(P)의 표면의 복수의 검출점(Kij)의 각각에 조사된 검출광(LU)은, 기판(P)의 표면에서 반사되어, 수광 장치(13B)에 수광된다. 수광 장치(13B)는, 복수의 검출점(Kij)의 각각에서의 기판(P)의 표면의 높이 방향의 위치에 대응한 높이 정보(Zij)에 따른 검출 신호를 제어 장치(9)에 출력한다. 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)[수광 장치(13B)]으로부터 출력된 검출 신호에 기초하여, 기판(P)의 표면의 거의 전역에 있어서, 그 기판(P)의 표면의 위치 정보를 구할 수 있다.
도 5에 있어서, 기판 스테이지(1)는, 종단 광학 소자(16)로부터 사출되는 노광광(EL)이 조사되는 노광 위치(EP)와, 기판 스테이지(1) 상으로의 기판(P)의 로딩이 행해지는 제1 기판 교환 위치(로딩 포지션)(CP1)와, 기판 스테이지(1) 상의 기판(P)의 언로딩이 행해지는 제2 기판 교환 위치(언로딩 포지션)(CP2)를 이동할 수 있다. 본 실시형태에서는, 제1 기판 교환 위치(CP1)와, 제2 기판 교환 위치(CP2)는, 직선(LV)에 관하여 대칭이다.
본 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)은, 기판 유지부(1H)에 유지되고, 노광 위치(EP)로 이동(배치)되기 전의 기판(P)[노광 전의 기판(P)]의 표면의 위치 정보를, 제1 기판 교환 위치(로딩 포지션)(CP1)와 노광 위치(EP) 사이에서 검출한다. 즉, 본 실시형태에서는, 검출 시스템(13)은, 기판(P)에 노광광(EL)이 조사되기 전에[기판(P)의 노광 처리가 개시되기 전에], 그 기판(P)의 표면의 위치 정보를 미리 취득한다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면을 포함하는, 플레이트 부재(T)의 상면의 이물질을 검출 가능하다. 또한, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)[플레이트 부재(T)]의 상면에서의 이물질의 사이즈에 관한 정보를 검출할 수 있다. 이물질의 사이즈는, Z축 방향에서의 사이즈, 및 XY 평면 내에서의 사이즈를 포함한다. 또한, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면에서의 이물질의 수에 관한 정보를 검출할 수 있다. 또한, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면에서의 이물질의 위치에 관한 정보를 검출 가능하다. 또한, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면에서의 단위 면적당의 이물질 점유 면적을 검출할 수 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)에 의한 이물질의 검출 정보는, 이물질의 사이즈, 수, 위치, 및 단위 면적당의 이물질 점유 면적 중 적어도 하나를 포함한다.
예컨대, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면의 복수의 검출점(Kij)에 검출광(LU)을 조사하여, 이들 각 검출점(Kij)에서 Z축 방향에 관한 스케일 부재(T2)의 상면의 위치 정보를 높이 정보(Zij)로서 검출하고, 그 높이 정보(Zij)에 기초하여, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 검출한다. 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면에서 높이 정보(Zij)가 이상한 위치[검출점(Kij)]에, 이물질이 존재한다고 판단한다.
본 실시형태에서는, 검출 시스템(13)을 이용하여 검출되는, 스케일 부재(T2)의 상면의 복수의 검출점(Kij)의 각각에서의 높이 정보(Zij) 중 적어도 하나가 이상한지의 여부가 판단되고, 그 판단 결과에 기초하여, 스케일 부재(T2)의 상면에 이물질이 존재하는지의 여부가 판단된다.
높이 정보(Zij)의 이상은, 예컨대 기준면(Zo)[기준 높이 정보(Zr)]에 대한 높이 정보(Zij)[기준면(Zo)과 높이 정보(Zij)와의 Z축 방향에 관한 차]가, 미리 정해져 있는 제1 허용값을 초과하는 상태를 포함한다. 기준면(Zo)에 대한 높이 정보(Zij)가 제1 허용값 이하인 경우, 스케일 부재(T2)의 상면에는, 이물질이 존재하지 않는다고 판단한다.
스케일 부재(T2)의 상면에 이물질이 존재하는 경우, 그 이물질이 존재하는 부분에 대응하는 검출점(Kij)에서의 높이 정보(Zij)는, 이물질이 존재하지 않는 경우에 대하여 다른 값이 된다. 또한, 스케일 부재(T2)의 상면에 이물질이 존재하고, 그 이물질의 크기(높이 방향에 관한 크기)가 미리 정해진 제1 허용값을 초과하는 경우, 그 이물질이 존재하는 부분에 대응하는 검출점(Kij)에서의 높이 정보(Zij)는 이상해진다.
본 실시형태에서는, 스케일 부재(T2)의 상면이 초기 상태에 있어서, 검출 시스템(13)에 의해, 복수의 검출점(Kij)의 각각에서의 스케일 부재(T2)의 상면의 높이 정보(기준 높이 정보)(Zr)가 검출된다. 그 초기 상태에서의 스케일 부재(T2)의 상면에 관한 높이 정보(기준 높이 정보)(Zr)는, 기억 장치(10)에 기억된다.
여기서, 스케일 부재(T2)의 상면의 초기 상태는, 스케일 부재(T2)의 상면에 이물질이 존재하지 않는 상태를 포함한다. 예컨대, 스케일 부재(T2)의 상면의 초기 상태는, 스케일 부재(T2)의 클리닝 후의 상태를 포함한다. 또한, 스케일 부재(T2)의 상면의 초기 상태는, 스케일 부재(T2) 상에 액체(LQ)의 액침 공간(액침 영역)(LS)이 위치하기 전의 상태를 포함한다.
검출 시스템(13)은, 기억 장치(10)에 기억된, 초기 상태에서의 스케일 부재(T2)의 상면의 높이 정보에 기초하여, 이물질을 검출한다. 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과[높이 정보(Zij)]와, 기억 장치(10)에 기억된 높이 정보(기준 높이 정보)(Zr)에 기초하여, 이물질을 검출한다. 즉, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과[높이 정보(Zij)]와, 기억 장치(10)에 기억된 높이 정보(기준 높이 정보)(Zr)를 비교하여, 기억 장치(10)에 기억되어 있는 기준 높이 정보(Zr)에 대한, 검출 시스템(13)에 의해 검출된 높이 정보(Zij)[기준 높이 정보(Zr)와 높이 정보(Zij)와의 Z축 방향에 관한 차]가, 미리 정해져 있는 제1 허용값 이상인 경우, 스케일 부재(T2)의 상면의 검출점(Kij)에 대응하는 위치에, 이물질이 존재한다고 판단한다.
또한, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)에 의해 검출된 높이 정보(Zij)에 기초하여, Z축 방향(높이 방향)에서의 이물질의 사이즈를 구할 수 있다. Z축 방향에 관한 이물질의 사이즈는, 기준면(Zo)[기준 높이 정보(Zr)]에 대한 높이 정보(Zij)[기준면(Zo)과 높이 정보(Zij)와의 Z축 방향에 관한 차]를 포함한다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 이물질의 사이즈는, 이물질의 높이 정보(Zij)를 포함한다.
또한, 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14) 및 간섭계 시스템(12) 중 적어도 한쪽을 이용하여, 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하면서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)를 XY 평면 내에서 이동시키면서, 검출 시스템(13)을 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면의 복수의 검출점(Kij)의 각각에서의 스케일 부재(T2)의 상면의 높이 정보(Zij), 나아가서는 이물질을 검출한다. 또한, 본 실시형태에서는, 인코더 시스템(14)[또는 간섭계 시스템(12)]에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 스케일 부재(T2)의 상면에서의 각 검출점(Kij)의 위치 정보[조사 장치(13A)의 각 사출부(13S)로부터 사출되는 검출광(LU)의 위치 정보]는 이미 알려져 있다. 따라서, 제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14)[또는 간섭계 시스템(12)]에 의해 규정되는 좌표계 내에서의 각 검출점(Kij)의 위치 정보를 구할 수 있다. 따라서, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과와, 인코더 시스템(14)[또는 간섭계 시스템(12)]의 계측 결과에 기초하여, 인코더 시스템(14)[또는 간섭계 시스템(12)]에 의해 규정되는 좌표계 내에서의, 높이 정보(Zij)가 이상한 검출점(Kij)의 위치 정보, 즉 이물질의 위치에 관한 정보를 구할 수 있다.
또한, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과와, 인코더 시스템(14) 및 간섭계 시스템(12) 중 적어도 한쪽의 계측 결과에 기초하여, 이물질의 수에 관한 정보를 구할 수 있다.
또한, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과와, 인코더 시스템(14) 및 간섭계 시스템(12) 중 적어도 한쪽의 계측 결과에 기초하여, XY 평면 내에서의 이물질의 사이즈를 구할 수 있다.
또한, 제어 장치(9)는, 이물질의 수, 및 XY 평면 내에서의 이물질의 사이즈에 기초하여, 단위 면적당의 이물질 점유 면적을 구할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 스케일 부재(T2)의 상면을 포함하는 플레이트 부재(T)의 상면에 부착될 가능성이 있는 이물질로서, 예컨대 노광 장치(EX)가 배치되어 있는 공간을 부유하는 파티클을 들 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 액체(LQ)를 통해 기판(P)이 노광되어, 플레이트 부재(T)의 상면에 부착될 가능성이 있는 이물질로서, 액체(LQ)[액체(LQ)의 방울]를 들 수 있다. 또한, 플레이트 부재(T)의 상면에 부착될 가능성이 있는 이물질로서, 기판(P)으로부터 발생하는 물질의 일부일 가능성이 있다. 예컨대, 기판(P)으로부터 감광막의 일부, 또는 보호막(톱코팅막)의 일부가 분리되어, 플레이트 부재(T)의 상면에 부착될 가능성이 있다. 또한, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 기판(P)이 접촉함으로써, 감광막 및 보호막 등, 기판(P)의 물질의 일부가 액침 공간(LS)의 액체(LQ)에 용출되고, 그 용출된 물질을 포함하는 액체(LQ)의 액침 공간(액침 영역)(LS)이 플레이트 부재(T) 상에 위치하며, 그 액침 공간(액침 영역)(LS)의 액체(LQ)와 플레이트 부재(T)가 접촉함으로써, 플레이트 부재(T)의 상면에, 용출된 물질에 기인하는 이물질이 부착될 가능성도 있다.
다음으로, 상술한 구성을 갖는 노광 장치(EX)의 동작의 일례에 대해서, 도 8의 흐름도, 및 도 9 내지 도 14의 모식도를 참조하여 설명한다. 또한, 도시의 편의상, 도 9 내지 도 14에 있어서, 인코더 시스템(14) 및 얼라이먼트 시스템(15)의 도시를 생략한다.
본 실시형태에서는, 기판(P)의 노광 동작을 포함하는 노광 시퀀스(SA)와, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 검출 동작을 포함하는 이물질 처리 시퀀스(SB)를 포함한다.
노광 시퀀스(SA)에서는, 예컨대 로딩 동작, 얼라이먼트 동작, 기판(P)의 노광 동작 및 언로딩 동작 등이 실행된다. 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에 있어서, 간섭계 시스템(12)[제1 간섭계 유닛(12A)]의 계측 결과에 기초하여, 제1 구동 시스템(4)을 작동하여, 마스크 유지부(3H)에 유지되어 있는 마스크(M)의 위치 제어를 행한다. 또한, 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에 있어서, 인코더 시스템(14)의 계측 결과 및 검출 시스템(13)의 검출 결과에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)을 작동하여, 기판 유지부(1H)에 유지되어 있는 기판(P)의 위치 제어를 행한다. 인코더 시스템(14)은, 적어도 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에 있어서, 스케일 부재(T2)를 이용하여, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측한다.
또한, 본 실시형태에서는, 제2 간섭계 유닛(12B)의 레이저 간섭계(34, 36)의 계측값은, 인코더 시스템(14)의 계측값의 장기적 변동(예컨대, 스케일 부재의 경시적인 변형)을 보정(교정)하는 경우 등에 보조적으로 이용된다.
또한, 로딩 동작 및 언로딩 동작을 포함하는 기판 교환 처리를 위해서, 기판 스테이지(1)가 제1, 제2 기판 교환 위치(CP1, CP2) 부근으로 이동했을 때, 제어 장치(9)는, 레이저 간섭계(34)를 이용하여, 기판 스테이지(1)의 Y축 방향에 관한 위치 정보를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여, 기판 스테이지(1)의 위치 제어를 행한다. 또한, 제어 장치(9)는, 예컨대 로딩 동작과 얼라이먼트 동작 사이, 및/또는 노광 동작과 언로딩 동작 사이에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를, 제2 간섭계 유닛(12B)에 의해 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여, 기판 스테이지(1)의 위치 제어를 행한다.
또한, 본 실시형태에서는, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작을 위해서 기판 스테이지(1)가 이동하는 범위에 있어서, X 스케일(28, 29)과, 헤드 유닛(47B, 47D)[X 헤드(49)]이 각각 대향하고, Y 스케일(26, 27)과, 헤드 유닛(47A, 47C)[Y 헤드(48)]이 각각 대향한다. 또한, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작을 위해서 기판 스테이지(1)가 이동하는 범위에 있어서, Y 스케일(26, 27)과, Y 헤드(48A, 48B)가 대향 가능하다. 따라서, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작을 위한 기판 스테이지(1)의 이동 범위(유효 스트로크 범위)에 있어서, 리니어 인코더(14A, 14B, 14C, 14D) 중 적어도 3개의 계측값에 기초하여, XY 평면 내(X축, Y축 및 θZ 방향)에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 구할 수 있다. 또한, 제어 장치(9)는, 그 위치 정보에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)을 작동함으로써, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 제어를 정밀도 좋게 실행할 수 있다. 리니어 인코더(14A∼14D)의 계측값이 받는 공기 요동의 영향은, 레이저 간섭계에 비해서 충분히 작기 때문에, 공기 요동에 대한 계측값의 단기 안정성은, 인코더 시스템 쪽이 간섭계 시스템에 비해서 양호하다.
먼저, 노광 시퀀스(SA)에 대해서 설명한다. 또한, 노광 시퀀스(SA)에서는, 전제로서, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 베이스 라인 계측 동작, 및 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 베이스 라인 계측 동작이, 이미 실행되어 있다. 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 베이스 라인은, 투영 광학 시스템(PL)의 투영 위치와 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 기준(검출 중심)의 위치 관계(거리)이다. 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 베이스 라인은, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 기준(검출 중심)에 대한 각 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 검출 기준(검출 중심)의 상대 위치이다. 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 베이스 라인은, 예컨대, 기준 마크(FM)가 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 영역(시야) 내에 배치된 상태에서, 기준 마크(FM)를 계측하고, 기준 마크(FM)가 투영 광학 시스템(PL)의 투영 영역(PR)에 배치된 상태에서, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2002/0041377호 명세서 등에 개시되는 방법과 마찬가지로, 한 쌍의 슬릿 패턴(SL)을 이용하는 슬릿 스캔 방식의 공간 이미지 계측 동작에 의해, 한 쌍의 계측 마크의 공간 이미지를 각각 계측하며, 각각의 검출 결과 및 계측 결과에 기초하여 산출한다. 또한, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 베이스 라인은, 예컨대, 사전에, 로트 선두의 기판(P)(프로세스 기판) 상의 특정 얼라이먼트 마크를 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A) 및 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 각각으로 검출하고, 그 검출 결과와 그 검출 시의 인코더(14A∼14D)의 계측값에 기초하여 산출한다. 또한, 제어 장치(9)는, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 X축 방향의 위치를, 얼라이먼트 샷 영역의 배치에 맞춰 사전에 조정하고 있다.
예컨대, 제어 장치(9)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 대향하는 위치에 계측 스테이지(2)를 배치하고, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 계측 스테이지(2) 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성한 상태에서, 기판 스테이지(1)를, 제1 기판 교환 위치(CP1)로 이동시킨다. 또한, 기판 스테이지(1)에 노광 후의 기판(P)이 유지되어 있는 경우에는, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)를 제2 기판 교환 위치(CP2)로 이동시키고, 반송 시스템(8)을 이용하여, 제2 기판 교환 위치(CP2)에 배치된 기판 스테이지(1)로부터, 노광 후의 기판(P)의 언로딩을 실행한 후, 기판 스테이지(1)를 제1 기판 교환 위치(CP1)로 이동시킨다. 제어 장치(9)는, 반송 시스템(8)을 이용하여, 제1 기판 교환 위치(CP1)에 배치된 기판 스테이지(1)에, 노광 전의 기판(P)을 로딩한다(단계 SA1).
또한, 기판 스테이지(1)가 제1 기판 교환 위치(CP1)로 이동하고 있을 때, 필요에 따라, 제어 장치(9)는, 계측 스테이지(2)를 이용하는 계측 동작을 실행한다. 예컨대, 제어 장치(9)는, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 계측 스테이지(2)의 제1 계측 부재(38) 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성한 상태에서, 제1 계측 부재(38)에 노광광(EL)을 조사한다. 상술한 바와 같이, 제1 계측 부재(38)는, 공간 이미지 계측 시스템(39)의 일부를 구성하고, 공간 이미지 계측 시스템(39)은, 제1 계측 부재(38)에 조사된 노광광(EL)에 기초하여, 투영 광학 시스템(PL)의 결상 특성을 구할 수 있다. 또한, 제어 장치(9)는, 파면 수차 계측 시스템(41)을 이용하는 계측 동작, 및 조도 불균일 계측 시스템(43)을 이용하는 계측 동작 중 적어도 한쪽을, 필요에 따라 실행한다. 제어 장치(9)는, 계측 스테이지(2)를 이용하는 계측 동작의 결과에 기초하여, 투영 광학 시스템(PL)의 광학 특성 등을 조정할 수 있다.
기판 스테이지(1)에 기판(P)이 로딩된 후, 제어 장치(9)는, 제2 구동 시스템(5)을 작동하여, 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)를 향하여, 기판 스테이지(1)의 이동을 개시한다(단계 SA2).
본 실시형태에 있어서, 얼라이먼트 시스템(15)의 검출 영역이, 제1 기판 교환 위치(CP1)와 노광 위치(EP) 사이에 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 얼라이먼트 시스템(15)을 이용하여, 기판(P)의 노광 동작 전에, 그 기판(P)에 마련되어 있는 얼라이먼트 마크를 검출한다(단계 SA3).
기판(P)에는, 노광 대상 영역인 샷 영역이, 예컨대 매트릭스형으로 복수 마련되어 있다. 얼라이먼트 마크는, 각 샷 영역에 대응하도록 기판(P) 상에 마련되어 있다. 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)가 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로 이동하는 도중에 있어서, 얼라이먼트 시스템(15)을 이용하여, 기판(P)에 마련된 얼라이먼트 마크를 검출한다. 얼라이먼트 시스템(15)은, 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 노광 전의 기판(P) 상의 얼라이먼트 마크를, 제1 기판 교환 위치(CP1)와 노광 위치(EP) 사이에서 검출한다.
제어 장치(9)는, 얼라이먼트 시스템(15)의 검출 영역에 대하여 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 기판(P)을 이동시켜, 기판(P)에 마련된 얼라이먼트 마크를 검출한다. 본 실시형태에서는, 얼라이먼트 시스템[15(15A, 15Ba∼15Bd)]은, 복수의 검출 영역을 갖고 있으며, 기판(P)에 마련된 복수의 얼라이먼트 마크를 거의 동시에 검출할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 기판(P) 상의 복수의 샷 영역 중, 일부의 샷 영역(예컨대, 8개∼16개 정도)을 얼라이먼트 샷 영역으로서 선택하고, 그 선택된 샷 영역에 대응하는 얼라이먼트 마크를, 얼라이먼트 시스템[15(15A, 15Ba∼15Bd)]을 이용하여 검출한다. 그리고, 제어 장치(9)는, 예컨대 미국 특허 제4780617호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같은, 검출된 얼라이먼트 마크의 위치 정보를 통계 연산하여 기판(P) 상의 각 샷 영역의 위치 정보(배열 좌표)를 산출하는, 소위, EGA(인핸스트 글로벌 얼라이먼트) 처리를 실행한다(단계 SA4).
이에 따라, 제어 장치(9)는, XY 평면 내에서의 기판(P)의 각 샷 영역의 위치 정보를 구할 수 있다. 또한, 제어 장치(9)는, EGA 처리에 의해, 기판(P)의 스케일링, 로테이션 등에 관한 정보를 구할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)이, 제1 기판 교환 위치(CP1)와 노광 위치(EP) 사이에 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)을 이용하여, 기판(P)의 노광 동작 전에, 그 기판(P)의 표면의 위치 정보를 검출한다(단계 SA5).
제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)가 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로 이동하는 도중에 있어서, 검출 시스템(13)을 이용하여, 기판(P)의 표면의 위치 정보를 검출한다. 검출 시스템(13)은, 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 노광 전의 기판(P)의 표면의 위치 정보를, 제1 기판 교환 위치(CP1)와 노광 위치(EP) 사이에서 검출한다.
제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 기판(P)을 이동시켜, 기판(P)의 표면의 위치 정보를 검출한다. 본 실시형태에 있어서, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)을 이용하여, 기판(P)의 노광 동작 전에, 그 기판(P)의 표면의 위치 정보를 미리 취득한다.
제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)을 이용하여 검출한, 각 검출점(Kij)의 각각에서의 높이 정보(Zij)에 기초하여, 기준면(Zo)을 기준으로 한, 기판(P)의 표면의 형상(근사 평면, 요철 정보)을 구한다(단계 SA6).
제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작을 실행하기 위해서, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 기판(P)의 표면 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성한다.
본 실시형태에서는, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2006/0023186호 명세서, 미국 특허 출원 공개 제2007/0127006호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2) 중 적어도 한쪽이 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와의 사이에서 액체(LQ)를 유지 가능한 공간을 계속 형성하도록, 도 10에 도시하는 바와 같이, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)[기준 부재(44)의 상면]을 접근 또는 접촉시킨 상태에서, 기판 스테이지(1)의 상면(17) 및 계측 스테이지(2)의 상면(18) 중 적어도 한쪽과 종단 광학 소자(16)의 하면(16U) 및 액침 부재(11)의 하면(11U)을 대향시키면서, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)에 대하여, 기판 스테이지(1)와 계측 스테이지(2)를 XY 방향으로 동기 이동시킨다. 이에 따라, 제어 장치(9)는, 액체(LQ)의 누출을 억제하면서, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)과의 사이에서 액체(LQ)의 액침 공간(LS)을 이동시킬 수 있다. 본 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)에서 액체(LQ)의 액침 공간(LS)을 이동할 때, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)이 거의 동일한 높이(동일면)가 되도록, 제2 구동 시스템(5)을 작동시켜, 기판 스테이지(1)와 계측 스테이지(2)의 위치 관계를 조정한다.
이하의 설명에 있어서, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)에서 액체(LQ)의 액침 공간(LS)을 이동하기 위해서, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)을 접근 또는 접촉시킨 상태에서, 기판 스테이지(1)의 상면(17) 및 계측 스테이지(2)의 상면(18) 중 적어도 한쪽과 종단 광학 소자(16)의 하면(16U) 및 액침 부재(11)의 하면(11U)을 대향시키면서, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)에 대하여, 기판 스테이지(1)와 계측 스테이지(2)를 XY 방향으로 동기 이동시키는 동작을 적절하게, 스크럼 스위프 동작이라고 지칭한다.
스크럼 스위프 동작 후, 도 11에 도시하는 바와 같이, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 기판(P)의 표면이 대향하고, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 기판(P)의 표면 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)이 형성된다.
제어 장치(9)는, 단계 SA4에서 구한, 기판(P)의 샷 영역의 위치 정보와, 단계 SA6에서 구한, 기판(P)의 근사 평면에 기초하여, 투영 광학 시스템(PL)의 투영 영역(PR)과 기판(P)의 샷 영역의 위치 관계, 및 투영 광학 시스템(PL)의 이미지면과 기판(P)의 표면의 위치 관계를 조정하면서, 기판(P)의 복수의 샷 영역을, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)를 통해 순차적으로 노광한다(단계 SA7).
본 실시형태에서는, 적어도 기판(P)의 노광 동작 중에 있어서, 기판 스테이지(1)의 위치 정보가 인코더 시스템(14)에 의해 계측된다. 제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14) 및 스케일 부재(T2)를 이용해서, XY 평면 내에서의 제1 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하여, 기판(P)을 노광한다.
제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14)의 계측값에 기초하여, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치를 제어하면서, 기판(P)의 복수의 샷 영역을 순차적으로 노광한다. 또한, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작 전에 미리 도출되어 있는 기판(P)의 근사 평면에 기초하여, 투영 광학 시스템(PL)의 이미지면과 기판(P)의 표면의 위치 관계를 조정하면서, 기판(P)을 노광한다.
본 실시형태의 노광 장치(EX)는, 마스크(M)와 기판(P)을 미리 정해진 주사 방향으로 동기 이동시키면서, 마스크(M)의 패턴의 이미지를 기판(P)에 투영하는 주사형 노광 장치(소위 스캐닝 스테퍼)이다. 본 실시형태에서는, 기판(P)의 주사 방향(동기 이동 방향)을 Y축 방향으로 하고, 마스크(M)의 주사 방향(동기 이동 방향)도 Y축 방향으로 한다. 노광 장치(EX)는, 기판(P)을 투영 광학 시스템(PL)의 투영 영역(PR)에 대하여 Y축 방향으로 이동시키고, 그 기판(P)의 Y축 방향으로의 이동과 동기하여, 조명계(IL)의 조명 영역(IR)에 대하여 마스크(M)를 Y축 방향으로 이동시키면서, 투영 광학 시스템(PL)과 액체(LQ)를 통해 기판(P)에 노광광(EL)을 조사하여, 그 기판(P)을 노광한다.
또한, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 중, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)을 접근 또는 접촉시킨 상태에서, 기판 스테이지(1)와 계측 스테이지(2)를 XY 방향으로 동기 이동시킬 수 있다.
기판(P)의 노광이 종료된 후, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)의 상면(17)으로부터 계측 스테이지(2)의 상면(18)으로 액체(LQ)의 액침 공간(LS)을 이동시키기 위해서, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)을 접근 또는 접촉시킨 상태에서, 스크럼 스위프 동작을 실행한다. 스크럼 스위프 동작 종료 후, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 계측 스테이지(2)의 상면(18) 사이에 액체(LQ)의 액침 공간(LS)이 형성된다.
제어 장치(9)는, 노광 후의 기판(P)을 기판 스테이지(1)로부터 언로딩하기 위해서, 제2 구동 시스템(5)을 작동하여, 노광 위치(EX)로부터 제2 기판 교환 위치(CP2)를 향하여 기판 스테이지(1)의 이동을 개시한다. 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)를 제2 기판 교환 위치(CP2)로 이동시키고, 반송 시스템(8)을 이용하여, 제2 기판 교환 위치(CP2)에 배치된 기판 스테이지(1)로부터, 노광 후의 기판(P)의 언로딩을 실행한다(단계 SA8). 그 후, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)를 제1 기판 교환 위치(CP1)로 이동시키고, 그 기판 스테이지(1)에 대하여, 반송 시스템(8)을 이용해서, 노광 전의 기판(P)을 로딩한다.
본 실시형태에 있어서, 제어 장치(9)는, 액침 공간(LS)이 계측 스테이지(2) 상에 배치된 후, 그 계측 스테이지(2)의 일부를 구성하는 기준 부재(44)의 기준 마크(AM)를 이용하여, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 중심에 대한, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15B)의 검출 중심의 상대적인 위치 관계(베이스 라인)를 계측한다. 제어 장치(9)는, Y 헤드(48A, 48B)를 이용하여, 기준 부재(44) 상의 한 쌍의 기준 격자(45)를 계측한다. 제어 장치(9)는, Y 헤드(48A, 48B)의 계측값에 기초하여, θZ 방향에 관한 기준 부재(44)의 위치를 조정한다. 또한, 제어 장치(9)는, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)을 이용하여, 기준 부재(44) 상의 기준 마크(AM)를 계측하고, 그 계측값에 기초하여, 예컨대 제2 간섭계 유닛(12B)의 계측값을 이용해서, X축 및 Y축 방향에 관한 기준 부재(44)의 위치를 조정한다.
그리고, 이 상태에서, 제어 장치(9)는, 4개의 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)을 이용하여, 각각의 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 시야 내에 있는 기준 부재(44) 상의 기준 마크(AM)를 동시에 계측하고, 4개의 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 베이스 라인을 각각 구한다.
또한, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)가 기판 교환 처리를 실행하고 있는 동안, 제2 구동 시스템(5)을 제어하여, 스크럼 스위프 동작을 실행하기 위한 최적 위치(최적 스크럼 위치)로, 계측 스테이지(2)를 이동시킨다.
이하, 노광 시퀀스(SA)에 있어서, 상술과 동일한 처리가 반복된다. 즉, 제어 장치(9)는, 제2 구동 시스템(5)을 작동하여, 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)를 향하여 기판 스테이지(1)를 이동시킨다. 얼라이먼트 시스템(15)은, 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로의 기판 스테이지(1)의 이동을 포함하는 동작 중에, 기판(P)에 마련되어 있는 얼라이먼트 마크를 검출한다. 또한, 검출 시스템(13)은, 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로의 기판 스테이지(1)의 이동을 포함하는 동작 중에, 기판(P)의 표면의 위치 정보를 검출한다. 그 후, 제어 장치(9)는, 기판(P)을 유지한 기판 스테이지(1)를 노광 위치(EP)로 이동시켜, 기판(P)의 노광을 실행한다.
다음으로, 이물질 처리 시퀀스(SB)에 대해서 설명한다. 이물질 처리 시퀀스(SB)는, 검출 시스템(13)을 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 검출하는 동작을 포함한다. 또한, 본 실시형태에서는, 이물질 처리 시퀀스(SB)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과에 따라, 스케일 부재(T2)에 대한 클리닝 동작을 실행할지 여부를 판단하는 처리를 포함한다. 클리닝 동작은, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 제거하는 동작을 포함한다. 또한, 본 실시형태에서는, 이물질 처리 시퀀스(SB)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과에 따라, 기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경을 실행할지의 여부를 판단하는 처리를 포함한다.
본 실시형태에서는, 검출 시스템(13)에 의한 이물질의 검출 정보에 관하여, 제1 허용값과 제2 허용값이 미리 정해져 있다. 이물질의 검출 정보는, 이물질의 사이즈, 수, 위치, 및 단위 면적당의 이물질 점유 면적 중 적어도 하나를 포함한다. 본 실시형태에 있어서, 제2 허용값은, 제1 허용값보다 크다.
본 실시형태에 있어서, 이물질의 검출 정보가 제1 허용값 이하인 경우, 노광 시에 허용되지 않는 이물질은 존재하지 않는다고 판단된다. 노광 시에 허용되지 않는 이물질은, 스케일 부재(T2)를 이용하는 인코더 시스템(14)의 계측 정보를, 기판 스테이지(1)의 제어로 사용 불가능하게 하는 이물질을 포함한다. 기판 스테이지(1)의 제어는, 기판 스테이지(1)의 위치 제어 및 이동 제어 중 적어도 한쪽을 포함한다. 예컨대, 본 실시형태에서는, 이물질의 검출 정보가 제1 허용값 이하인 경우, 이물질은 존재하지 않는다고 판단된다. 또는, 이물질의 검출 정보가 제1 허용값 이하인 경우, 이물질의 존재가 검출되어도, 그 이물질은 노광 시에 허용되는 이물질[스케일 부재(T2)를 이용하는 인코더 시스템(14)의 계측 정보를, 기판 스테이지(1)의 제어로 사용 가능하게 하는 이물질]이라고 판단된다.
본 실시형태에 있어서, 이물질의 검출 정보가, 제1 허용값을 초과하고 제2 허용값 이하인 경우, 기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경이 실행된다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 이물질의 검출 정보가, 제2 허용값을 초과하는 경우, 클리닝 동작이 실행된다.
이하의 설명에서는, 일례로서, 이물질의 검출 정보가, 이물질의 사이즈인 경우를 예로 해서 설명한다. 따라서, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)에 의해 검출된 이물질의 사이즈가, 제1 허용값 이하라고 판단한 경우, 예컨대 이물질이 존재하지 않는다고 판단하고, 제1 허용값을 초과하고, 제2 허용값 이하라고 판단한 경우, 기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경을 실행하며, 제2 허용값을 초과한다고 판단한 경우, 클리닝 동작을 실행한다.
또한, 본 실시형태에서는, 검출 시스템(13)에 의해 검출되는 이물질의 위치가, 스케일 부재(T2)의 상면의 허용 영역 외에 존재하는 경우, 제어 모드의 변경, 및 클리닝 동작 중 적어도 한쪽이 실행되고, 이물질의 위치가, 스케일 부재(T2)의 상면의 허용 영역 내에 존재하는 경우, 제어 모드의 변경, 및 클리닝 동작은 실행되지 않는다. 스케일 부재(T2)의 상면의 허용 영역은, 그 허용 영역에 이물질이 존재해도, 인코더 시스템(14)의 계측 동작에 영향을 주지 않는 영역이다. 허용 영역은, 예컨대, 스케일 부재(T2) 중, 회절 격자(RG)가 존재하지 않는 영역을 포함한다.
본 실시형태에서는, 적어도 기판(P)의 노광 동작이 행해지고 있지 않은 미리 정해진 기간에 이물질 처리 시퀀스(SB)가 실행된다. 본 실시형태에서는, 이물질 처리 시퀀스(SB)는, 로딩 동작, 얼라이먼트 동작, 기판(P)의 노광 동작 및 언로딩 동작이 행해지고 있지 않은 기간, 즉 노광 장치(EX)가 아이들 상태인 기간에, 이물질 처리 시퀀스(SB)가 실행된다.
기판(P)의 노광 동작이 행해지고 있지 않은 미리 정해진 기간에 이물질 처리 시퀀스(SB)가 실행되도록, 미리 정해진 타이밍에서, 이물질 처리 시퀀스(SB)의 실행이 지령된다. 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작이 행해지고 있지 않은 미리 정해진 기간에 있어서, 검출 시스템(13)을 이용하는, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 검출 동작을 개시한다(단계 SB1).
제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14) 및 간섭계 시스템(12) 중 적어도 한쪽을 이용하여, 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하면서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)를 XY 평면 내에서 이동시키면서, 검출 시스템(13)을 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 검출한다. 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과와, 인코더 시스템(14)[또는 간섭계 시스템(12)]의 계측 결과에 기초하여, 이물질을 검출한다. 상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과와, 인코더 시스템(14)[또는 간섭계 시스템(12)]의 계측 결과에 기초하여, 이물질의 사이즈, 수, 위치, 및 단위 면적당의 이물질 점유 면적 중 적어도 하나를 구할 수 있다.
본 실시형태에서는, 검출 시스템(13)은, 기판(P)의 노광 동작이 행해지고 있지 않은 기간 중에 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있는 위치에 배치되어 있기 때문에, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 유무 등을 양호하게 검출할 수 있다.
도 12는 검출 시스템(13)을 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면을 포함하는 플레이트 부재(T)의 상면의 이물질을 검출하고 있는 상태를 도시하는 도면이다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작이 행해지고 있지 않은 미리 정해진 기간에 있어서, 플레이트 부재(T)의 상면의 이물질을 검출하기 위해서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)를 XY 평면 내에서 이동시킨다. 본 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)을 접근 또는 접촉시킨 상태에서, 기판 스테이지(1)의 상면(17) 및 계측 스테이지(2)의 상면(18) 중 적어도 한쪽과 종단 광학 소자(16)의 하면(16U) 및 액침 부재(11)의 하면(11U)을 대향시키면서, 기판 스테이지(1)와 계측 스테이지(2)를 XY 방향으로 동기 이동시킨다. 이에 따라, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 계측 스테이지(2) 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성한 상태에서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)를 이동시킬 수 있다. 즉, 액침 공간(LS)을 형성한 상태에서, XY 평면 내에 있어서, 검출 영역(AF)에 대하여, 기판 스테이지(1)를 크게 이동시킬 수 있으며, 기판 스테이지(1)의 상면[플레이트 부재(T)의 상면](17)의 거의 전역에 대해서 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다.
본 실시형태에서는, 이물질의 검출 동작 중, 기판 유지부(1H)에 기판(P)이 유지된다. 또한, 이물질의 검출 동작 중, 기판 유지부(1H)에 더미 기판이 유지되어도 된다. 더미 기판은, 노광용 기판(P)과는 다른, 이물질을 방출하기 어려운 높은 청정도를 갖는 (깨끗한) 부재이다. 더미 기판은, 기판(P)과 거의 동일한 외형이다. 기판 유지부(1H)는, 더미 기판을 유지 가능하다. 기판 유지부(1H)에 의해 기판(P) 또는 더미 기판을 유지함으로써, 이물질의 검출 동작 중에 있어서, 기판(P) 또는 더미 기판으로, 기판 유지부(1H)를 보호할 수 있다. 또한, 기판 유지부(1H)에 의해 기판(P) 또는 더미 기판 등의 부재를 유지하지 않은 상태에서, 이물질의 검출 동작을 실행할 수도 있다.
본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 적어도, 스크럼 스위프 동작 중 및 기판(P)의 노광 동작 중에 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉한 스케일 부재(T2)의 상면의 미리 정해진 영역의 이물질을 검출한다.
예컨대 기판(P)의 에지 샷 영역을 노광할 때, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)가 기판(P)의 표면보다 외측으로 나와, 스케일 부재(T2)와 접촉할 가능성이 있다. 스케일 부재(T2)에 대하여 노광광(EL)이 조사될 가능성은 낮으나, XY 평면 내에서의 액침 공간(액침 영역)(LS)의 크기는, 노광광(EL)의 조사 영역인 투영 영역(PR)보다 크기 때문에, 스케일 부재(T2)에 액체(LQ)가 접촉할 가능성이 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 스크럼 스위프 동작을 실행하여, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)과의 사이에서 액체(LQ)의 액침 공간(LS)을 이동시킴으로써, 스케일 부재(T2)의 상면의 일부의 영역이, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉한다. 이하의 설명에 있어서, 스크럼 스위프 동작 중 및 기판(P)의 노광 동작 중에 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉하는 플레이트 부재(T)의 상면의 일부의 영역을 적절하게, 접액 영역(CA)이라고 지칭한다.
도 13은 접액 영역(CA)을 설명하기 위한 모식도이다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 기판(P)의 노광 동작(액침 노광 동작)에 의해, 플레이트 부재(T)의 상면 중, 기판(P) 주위의 윤대(輪帶)형의 영역(CA1)이, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉할 가능성이 있다. 또한, 스크럼 스위프 동작에 있어서, 계측 스테이지(2)의 상면(18)과 접근 또는 접촉하는 기판 스테이지(1)의 상면(17)의 -Y측의 일부 영역(CA2)이, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉할 가능성이 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 노광 시퀀스(SA)에 의해 생성되는 접액 영역(CA)은, 영역(CA1) 및 영역(CA2)을 포함한다.
상술한 바와 같이, 플레이트 부재(T)의 상면에 부착될 가능성이 있는 이물질로서, 액체(LQ)[액체(LQ)의 방울]를 들 수 있다. 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉하는 접액 영역(CA)에는, 예컨대 액침 공간(LS)의 액체(LQ)가 잔류하거나, 액체(LQ)에 용출된 기판(P)의 물질의 일부가 부착될 가능성이 높다.
검출 시스템(13)을 이용하여, 제1 플레이트(T1)의 상면 및 스케일 부재(T2)의 상면을 포함하는 플레이트 부재(T)의 상면 중, 이물질이 존재할 가능성이 높은 접액 영역(CA)의 이물질의 검출 동작을 중점적으로 실행함으로써, 효율적으로 정밀도 좋게, 이물질을 검출할 수 있다.
또한, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)을 이용하여, 플레이트 부재(T)의 상면의 접액 영역(CA)의 이물질의 검출 동작을 실행하고, 접액 영역(CA) 이외의 비접액 영역(NCA)에 대해서도 이물질의 검출 동작을 실행한다. 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉하지 않는 비접액 영역(NCA)에도, 예컨대 액침 공간(LS)의 액체(LQ)의 일부가 비산하여 부착되거나, 노광 장치(EX)가 놓여져 있는 환경을 부유하는 파티클이 부착되어, 이물질이 존재할 가능성이 있다. 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)을 이용하여, 플레이트 부재(T)의 상면의 비접액 영역(NCA)의 이물질의 유무를 검출할 수도 있다.
본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)를 XY 평면 내에서 이동시켜, 접액 영역(CA) 및 비접액 영역(NCA)의 양쪽을 포함하는, 플레이트 부재(T)의 상면의 거의 전역에 대해서, 이물질의 검출 동작을 실행한다.
제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과에 기초하여, 그 검출 시스템(13)에 의한 이물질의 사이즈가, 제1 허용값을 초과하고 있는지의 여부를 판단한다(단계 SB2). 즉, 제어 장치(9)는, 노광 시에 허용되지 않는 이물질이 존재하는지 여부를 판단한다.
단계 SB2에서, 이물질의 사이즈가 제1 허용값 이하라고 판단한 경우, 즉 노광 시에 허용되지 않는 이물질의 존재가 검출되지 않는 경우, 제어 장치(9)는, 예컨대 노광 시퀀스(SA)의 실행(재개) 등, 미리 정해진 처리를 실행한다.
한편, 단계 SB2에서, 이물질의 사이즈가 제1 허용값을 초과하고 있다고 판단된 경우, 제어 장치(9)는, 이물질의 사이즈가 제1 허용값보다 큰 제2 허용값을 초과하고 있는지의 여부를 판단한다(단계 SB3).
단계 SB3에서, 이물질의 사이즈가 제2 허용값을 초과하고 있다고 판단된 경우, 제어 장치(9)는, 스케일 부재(T2)에 대한 클리닝 동작을 실행한다(단계 SB4). 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 액침 부재(11)를 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면에 대한 클리닝 동작을 실행한다.
도 14는 스케일 부재(T2)의 클리닝 동작의 일례를 도시하는 도면이다. 도 14에 도시하는 바와 같이, 액침 부재(11)는, 스케일 부재(T2)의 상면과의 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제어 장치(9)는, XY 평면 내에서의, 스케일 부재(T2)[플레이트 부재(T)]의 상면에서의 이물질의 위치를 구할 수 있다. 제어 장치(9)는, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 접촉시키기 위해서, 액침 부재(11)에 대하여 기판 스테이지(1)를 이동시켜, 액침 부재(11)[액침 공간(LS)]와 스케일 부재(T2)[기판 스테이지(1)]의 위치 관계를 조정한다.
본 실시형태에 있어서, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 접촉시키기 위해서, 액침 부재(11)에 대하여 기판 스테이지(1)를 이동시킬 때, 제어 장치(9)는, 액침 부재(11)와 기판 스테이지(1)의 상대 이동 속도의 최고값을, 기판(P)의 노광 시보다도 스케일 부재(T2)의 클리닝 시에서 낮게 한다. 즉, 제어 장치(9)는, 스케일 부재(T2)의 클리닝 시의 기판 스테이지(1)의 이동 속도의 최고값을, 기판(P)의 노광 시의 기판 스테이지(1)의 이동 속도의 최고값보다 낮게 한다. 예컨대, 이물질이 비접액 영역(NCA)에 존재하는 경우, 그 이물질을 제거하기 위해서, 제어 장치(9)는, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 비접액 영역(NCA)을 접촉시키도록, 액침 부재(11)와 기판 스테이지(1)의 위치 관계를 조정한다. 도 13에 도시한 바와 같이, 비접액 영역(NCA)이 기판 스테이지(1)의 상면(17)의 둘레 가장자리 영역에 배치되어 있는 경우에서, 그 비접액 영역(NCA) 상에 액침 공간(LS)을 형성한 경우, 액체(LQ)가 기판 스테이지(1)로부터 유출될 가능성이 있다. 스케일 부재(T2)의 클리닝 시의 기판 스테이지(1)의 이동 속도의 최고값을 저하시킴으로써, 액체(LQ)의 유출을 억제할 수 있다. 또한, 액침 공간(LS)에 대한 기판 스테이지(1)의 이동 속도의 최고값을 저하시킴으로써, 스케일 부재(T2)의 클리닝 시에서 스케일 부재(T2)의 상면에 액체(LQ)가 잔류하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 액침 공간(LS)에 대한 기판 스테이지(1)의 이동 속도의 최고값을 저하시킴으로써, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)로 이물질을 양호하게 제거할 수 있다.
제어 장치(9)는, 액침 부재(11)와, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질이 존재하는 영역을 대향시킨 상태에서, 공급구(19)를 이용하는 액체 공급 동작과 병행하여, 회수구(20)를 이용하는 액체 회수 동작을 실행한다. 이에 따라, 스케일 부재(T2)의 클리닝 시에, 액침 공간(LS)이 액체(LQ)로 채워진다. 공급구(19)를 이용하는 액체 공급 동작과 회수구(20)를 이용하는 액체 회수 동작에 의해 발생하는 액체(LQ)의 흐름에 의해, 스케일 부재(T2)의 상면에 존재하는 이물질을, 스케일 부재(T2)의 상면으로부터 분리할 수 있다. 스케일 부재(T2)의 상면으로부터 분리된 이물질은, 액체(LQ)와 함께, 회수구(20)로부터 회수된다. 또한, 이물질이 액체(LQ)의 방울인 경우, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 스케일 부재(T2) 상의 액체(LQ)의 방울을 접촉시킴으로써, 그 방울을 제거할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 액침 부재(11)를 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면을 클리닝한다. 본 실시형태에서, 액침 부재(11)는, 이물질을 제거 가능한 클리닝 장치로서 기능한다.
또한, 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 스케일 부재(T2)의 클리닝 시에, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)에 대하여, 기판 스테이지(2)[스케일 부재(T2)]를 요동 또는 진동시킨다. 제어 장치(9)는, 제2 구동 시스템(5)을 이용하여, 기판 스테이지(2)를, 예컨대 XY 평면 내에서 요동 또는 진동시킬 수 있다. 이에 따라, 스케일 부재(T2)의 클리닝 효과를 높일 수 있다. 또한, 기판 스테이지(2) 및 액침 부재(11) 중 적어도 한쪽에, 압전 소자 등, 진동(초음파 진동)을 발생 가능한 진동 발생 장치를 설치하고, 그 진동 발생 장치를 이용하여, 스케일 부재(T2)의 클리닝 시에, 기판 스테이지(2) 및 액침 부재(11) 중 적어도 한쪽을 진동시켜도 된다. 이렇게 하는 것에 의해서도, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 기판 스테이지(2)[스케일 부재(T2)]를 상대적으로 진동시킬 수 있기 때문에, 스케일 부재(T2)의 클리닝 효과를 높일 수 있다.
클리닝 동작이 종료된 후, 제어 장치(9)는, 예컨대 노광 시퀀스(SA)의 실행(재개) 등, 미리 정해진 처리를 실행한다.
단계 SB3에서, 이물질의 사이즈가, 제1 허용값을 초과하고 제2 허용값 이하라고 판단한 경우, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경을 실행한다(단계 SB5).
기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경은, 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)에 사용하는 헤드 유닛의 변경을 포함한다. 본 실시형태에서는, 기판(P)의 노광 동작을 위해서 기판 스테이지(1)가 이동하는 유효 스트로크 범위에 있어서, X 스케일(28, 29)과, 헤드 유닛(47B, 47D)[X 헤드(49)]이 각각 대향하고, Y 스케일(26, 27)과, 헤드 유닛(47A, 47C)[Y 헤드(48)]이 각각 대향한다. 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)의 유효 스트로크 범위에 있어서, 헤드 유닛(47A, 47B, 47C, 47D) 중 적어도 3개의 계측값에 기초하여, XY 평면 내(X축, Y축 및 θZ 방향)에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 구하고, 그 위치 정보에 기초하여, XY 평면 내(X축, Y축 및 θZ 방향)에서의 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)를 실행한다. 제어 장치(9)는, 이물질의 검출 정보에 따라, 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)에 사용하는 헤드 유닛을 변경한다.
일례로서, 예컨대 X 스케일(28)의 상면에 이물질이 존재하는 경우, 제어 장치(9)는, 그 X 스케일(28)과 대향 가능한 헤드 유닛(47B)의 계측값을 이용하지 않고, X 스케일(29)과 대향 가능한 헤드 유닛(47D)의 계측값을 이용한다. 예컨대, 헤드 유닛(47B, 47A, 47C)의 계측값에 기초하여, 유효 스트로크 범위 내에서 기판 스테이지(1)의 위치 제어가 실행되어 있는 상태에 있어서, 헤드 유닛(47B)의 X 헤드(49)의 계측 영역 내에 X 스케일(28)의 상면의 이물질이 배치되는 경우, 제어 장치(9)는, 그 계측 영역 내에 이물질이 배치되기 직전에, 기판 스테이지(1)의 위치 제어에 사용하는 계측값을, 헤드 유닛(47B)으로부터 출력되는 계측값으로부터, 헤드 유닛(47D)으로부터 출력되는 계측값으로 전환하도록, 제어 모드를 변경한다. 이에 따라, 제어 장치(9)는, 헤드 유닛(47D, 47A, 47C)으로부터 출력되는 계측값에 기초하여, XY 평면 내(X축, Y축 및 θZ 방향)에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 구하고, 그 위치 정보에 기초하여, XY 평면 내(X축, Y축 및 θZ 방향)에서의 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)를 실행(계속)할 수 있다.
또한, 예컨대 X 스케일(28)의 상면에 이물질이 존재하는 경우, 제어 장치(9)는, 유효 스트로크 범위 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 제어에, 헤드 유닛(47D, 47A, 47C)으로부터 출력되는 계측값을 사용하고, 헤드 유닛(47B)으로부터 출력되는 계측값을 미리 사용하지 않도록, 제어 모드를 변경할 수도 있다.
또한, 기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경은, 하나의 헤드 유닛에 배치되어 있는 복수의 헤드 중, 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)에 사용하는 헤드의 변경을 포함한다. 제어 장치(9)는, 이물질의 검출 정보에 따라, 하나의 헤드 유닛에 배치되어 있는 복수의 헤드 중, 기판 스테이지(1)의 위치 제어에 사용하는 헤드를 변경한다.
일례로서, 예컨대 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하기 위해서, 헤드 유닛(47B)의 복수의 X 헤드(49)의 각각에 의해 X 스케일(28)을 계측하고 있는 상태에 있어서, X 스케일(28)의 상면에 이물질이 존재하는 경우, 제어 장치(9)는, 그 X 스케일(28)을 계측하기 위한 X 헤드(49)를 변경한다. 예컨대, 복수의 X 헤드(49) 중, 제1 X 헤드(49)의 계측값에 기초하여, 유효 스트로크 범위 내에서 기판 스테이지(1)의 위치 제어가 실행되어 있는 상태에 있어서, 제1 X 헤드(49)의 계측 영역 내에 X 스케일(28)의 상면의 이물질이 배치되는 경우, 제어 장치(9)는, 그 계측 영역 내에 이물질이 배치되기 직전에, 기판 스테이지(1)의 위치 제어에 사용하는 계측값을, 제1 X 헤드(49)로부터 출력되는 계측값으로부터, 제1 X 헤드(49)와 다른 제2 X 헤드(49)로부터 출력되는 계측값으로 전환하도록, 제어 모드를 변경한다. 이에 따라, 제어 장치(9)는, 제2 X 헤드(49)로부터 출력되는 계측값에 기초하여, 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 구하고, 그 위치 정보에 기초하여, 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)를 실행(계속)할 수 있다.
또한, 기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경은, 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)에 사용하는 계측 정보를, 인코더 시스템(14)으로부터 간섭계 시스템(12)으로 변경하는 것을 포함한다. 제어 장치(9)는, 이물질의 검출 정보에 따라, 기판 스테이지(1)의 위치 제어에 사용하는 계측값을, 인코더 시스템(14)으로부터 출력되는 계측값으로부터, 간섭계 시스템(12)으로부터 출력되는 계측값으로 변경한다.
일례로서, 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하기 위해서, 인코더 시스템(14)으로 스케일 부재(T2)를 계측하고 있는 상태에 있어서, 예컨대 X 스케일(28)의 상면에 이물질이 존재하는 경우, 제어 장치(9)는, X축 방향에서의 기판 스테이지(1)의 위치 제어에 사용하는 계측값을, 인코더 시스템(14)[헤드 유닛(47B)]으로부터 출력되는 계측값으로부터, 간섭계 시스템(12)[레이저 간섭계(36)]으로부터 출력되는 계측값으로, 순간적으로 전환한다. 예컨대, 헤드 유닛(48B)의 계측값에 기초하여, 유효 스트로크 범위 내에서 기판 스테이지(1)의 X축 방향의 위치 제어가 실행되어 있는 상태에 있어서, 그 헤드 유닛(47B)[X 헤드(49)]의 계측 영역 내에 X 스케일(28)의 상면의 이물질이 배치되는 경우, 제어 장치(9)는, 그 계측 영역 내에 이물질이 배치되기 직전에, 기판 스테이지(1)의 위치 제어에 사용하는 계측값을, 헤드 유닛(47B)으로부터 출력되는 계측값으로부터, 레이저 간섭계(36)로부터 출력되는 계측값으로 전환하도록, 제어 모드를 변경한다. 본 실시형태에서는, 전환 직전의 인코더 시스템(14)의 출력 좌표와 연속하도록, 간섭계 시스템(12)의 출력 좌표가 보정된다. 이에 따라, 제어 장치(9)는, 간섭계 시스템(12)[레이저 간섭계(36)]으로부터 출력되는 계측값에 기초하여, X축 방향에 관한 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 구하고, 그 위치 정보에 기초하여, 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)를 실행(계속)할 수 있다.
그리고, 그 변경 후의 제어 모드에 기초하여, 제어 장치(9)는, 노광 시퀀스(SA)를 실행(재개)한다.
또한, 여기서는, 이물질의 검출 정보가, 이물질의 사이즈인 경우를 예로 해서 설명하였으나, 이물질의 검출 정보는, 이물질의 수, 단위 면적당의 이물질 점유 면적 등도 포함한다. 예컨대, 검출 시스템(13)에 의해 검출되는 이물질의 수가, 미리 정해진 허용값을 초과하는 경우, 제어 장치(9)는, 클리닝 동작을 실행할 수 있다. 또한, 단위 면적당의 이물질 점유 면적이, 미리 정해진 허용값을 초과하는 경우, 제어 장치(9)는, 클리닝 동작을 실행할 수 있다.
또한, 여기서는, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 검출하고, 그 검출 결과에 따라, 액침 부재(11)를 이용하는 클리닝 동작을 실행하고 있으나, 검출 시스템(13)의 검출 결과에 따라, 제1 플레이트(T1)에 대한 클리닝 동작을 실행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 검출 시스템(13)을 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 검출할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 따르면, 검출 시스템(13)을 이용하여, 이물질의 사이즈를 검출할 수 있기 때문에, 그 사이즈에 따른 처치를 강구할 수 있다. 예컨대, 검출 시스템(13)의 검출 결과에 기초하여, 이물질의 사이즈가 노광 시에 허용되는 사이즈라고 판단되는 경우에는, 클리닝 동작을 생략해도, 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)를 양호하게 실행할 수 있다. 환언하면, 불필요한 클리닝 동작을 행하지 않고서, 기판 스테이지(1)의 위치 제어를 양호하게 실행할 수 있다. 따라서, 클리닝 동작에 따른 노광 장치(EX)의 가동률(작업 처리량)의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 이물질의 사이즈가 노광 시에 허용되지 않는 사이즈이지만, 어느 정도 작은 사이즈(제1 허용값 이하의 사이즈)라고 판단되는 경우에는, 클리닝 동작을 실행하지 않고, 그 이물질을 고려하여, 기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경을 행함으로써, 스케일 부재(T2)를 이용하는 기판 스테이지(1)의 위치 계측, 및 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)를 실행할 수 있다. 또한, 이물질의 사이즈가 큰 경우에는, 클리닝 동작을 실행함으로써, 이물질을 제거할 수 있고, 그 후의 기판 스테이지(1)의 위치 계측 및 위치 제어를 양호하게 실행할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 따르면, 이물질의 영향을 억제한 상태에서, 기판 스테이지(1)의 위치 계측, 및 기판 스테이지(1)의 위치 제어를 실행할 수 있다. 따라서, 기판 스테이지(1)의 이동 성능의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 노광 불량의 발생을 억제할 수 있고, 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 계측값의 단기 안정성이 양호한 인코더 시스템(14)에 의해, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하기 때문에, 공기 요동 등의 영향을 억제하면서, 고정밀도로 계측할 수 있다.
<제2 실시형태>
다음으로, 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상술한 실시형태와 동일한 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 간략 또는 생략한다.
도 15a 및 도 15b는, 제2 실시형태에 따른 액침 부재(11)의 동작의 일례를 도시하는 도면이다. 본 실시형태의 특징적인 부분은, 스케일 부재(T2)의 클리닝 시에 형성하는 액침 공간(LS)을, 기판(P)의 노광 시에 형성하는 액침 공간(LS)보다 확대하는 점에 있다.
도 15a는 기판(P)의 노광 시에 형성되는 액침 공간(LS)의 일례를 도시하는 도면이고, 도 15b는 스케일 부재(T2)의 클리닝 시에 형성되는 액침 공간(LS)의 일례를 도시하는 도면이다. 도 15b에 도시하는 바와 같이, 액침 부재(11)는, 기판(P)의 노광 시에 비해서 액침 공간(LS)을 확대하여, 스케일 부재(T2)의 상면의 클리닝을 실행한다. 액침 부재(11)는, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 접촉시키기 위해서, 액침 공간(LS)을 확대한다. 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 시보다 스케일 부재(T2)의 클리닝 시 쪽이, XY 평면 내에서의 액침 공간(LS)의 크기가 커지도록, 공급구(19)를 이용하는 액체 공급 동작 및 회수구(20)를 이용하는 액체 회수 동작 중 적어도 한쪽을 조정한다.
예컨대, 액침 공간(LS)의 확대는, 공급구(19)를 이용하는 단위 시간당의 액체 공급량의 증대를 포함한다. 상술한 바와 같이, 액체 공급 장치(21)는, 액체 공급량 조정 장치를 이용하여, 공급구(19)에 공급되는 단위 시간당의 액체 공급량을 조정할 수 있다. 제어 장치(9)는, 액체 공급량 조정 장치를 이용하여, 스케일 부재(T2)의 클리닝 시에 있어서 공급구(19)에 공급되는 단위 시간당의 액체 공급량을, 기판(P)의 노광 시에 있어서 공급구(19)에 공급되는 단위 시간당의 액체 공급량보다 많게 함으로써, 액침 공간(LS)을 확대할 수 있다.
또한, 액침 공간(LS)의 확대는, 회수구(20)를 이용하는 단위 시간당의 액체 회수량의 저감을 포함한다. 상술한 바와 같이, 액체 회수 장치(24)는, 액체 회수량 조정 장치를 이용하여, 회수구(20)로부터 회수되는 단위 시간당의 액체 회수량을 조정할 수 있다. 제어 장치(9)는, 액체 회수량 조정 장치를 이용하여, 스케일 부재(T2)의 클리닝 시에 있어서 회수구(20)로부터 회수되는 단위 시간당의 액체 회수량을, 기판(P)의 노광 시에 있어서 회수구(20)로부터 회수되는 단위 시간당의 액체 회수량보다 적게 함으로써, 액침 공간(LS)을 확대할 수 있다.
액침 공간(LS)을 확대함으로써, 기판 스테이지(1)의 상면(17)[스케일 부재(T2)의 상면]의 둘레 가장자리 영역을 포함하는, 기판 스테이지(1)의 상면(17)의 거의 전역에 대한 이물질의 제거 동작을, 양호하게 실행할 수 있다. 예컨대, 기판 스테이지(1)의 상면(17)[스케일 부재(T2)의 상면]의 둘레 가장자리 영역에 이물질이 존재하는 경우라도, 액침 공간(LS)을 확대하여, 액체(LQ)와 이물질을, 액체(LQ)의 유출을 억제하면서, 접촉시킬 수 있다. 이에 따라, 그 이물질을 제거할 수 있다.
또한, 상술한 제1, 제2 실시형태에서는, 액침 부재(11)에 의해 형성되는 액체(LQ)의 액침 공간(LS)을 이용하여 스케일 부재(T2)[플레이트 부재(T)]의 상면을 클리닝하는 경우를 예로 해서 설명하였으나, 스케일 부재(T2)의 클리닝 시, 액침 공간(LS)이, 액침 노광에 이용되는 액체(LQ)와 다른 액체(클리닝용 액체)로 채워져도 된다. 예컨대, 클리닝용 액체를 공급구(19)로부터 공급하고, 그 클리닝용 액체로, 액침 부재(11)와 스케일 부재(T2) 사이에 액침 공간을 형성하여, 스케일 부재(T2)를 클리닝할 수 있다.
클리닝용 액체로서, 예컨대, 수소 가스를 물에 용해시킨 수소수(수소 용해수)를 이용할 수 있다. 또한, 클리닝용 액체로서, 오존 가스를 물에 용해시킨 오존수(오존 용해수), 질소 가스를 물에 용해시킨 질소수(질소 용해수), 아르곤 가스를 물에 용해시킨 아르곤수(아르곤 용해수), 이산화탄소 가스를 물에 용해시킨 이산화탄소수(이산화탄소 용해수) 등, 미리 정해진 가스를 물에 용해시킨 용해 가스 제어수를 이용해도 된다. 또한, 대기압하의 용해도 이상으로 가스를 용해시킨 가스 과포화수여도 된다. 또한, 클리닝용 액체로서, 과산화수소를 물에 첨가한 과산화수소수, 염산(차아염소산)을 물에 첨가한 염소 첨가수, 암모니아를 물에 첨가한 암모니아수, 콜린을 용해시킨 콜린수, 및 황산을 물에 첨가한 황산 첨가수 등, 미리 정해진 약액을 물에 첨가한 약액 첨가수를 이용해도 된다. 또한, 클리닝용 액체로서, 에탄올, 및 메탄올 등의 알코올류, 에테르류, 감마 부티로락톤, 신나류, 계면 활성제, HFE 등의 불소계 용제를 이용해도 된다.
또한, 상술한 제1, 제2 본 실시형태에서는, 노광 시퀀스(SA)와는 별도로, 이물질 처리를 위한 전용의 시퀀스(이물질 처리 시퀀스)(SB)를 마련하고 있으나, 제어 장치(9)는, 예컨대 노광 시퀀스(SA) 중에, 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다. 예컨대, 복수의 기판(P)을 순차적으로 노광하는 경우에 있어서, 기판 스테이지(1)에 대한 기판(P)의 교환마다의 인터벌 기간마다, 즉, 기판(P)을 1장 노광할 때마다, 검출 시스템(13)을 이용하는 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다. 또한, 이물질의 검출 동작의 타이밍으로서는, 기판(P)을 1장 노광할 때마다에 한정되지 않고, 미리 정해진 매수의 기판(P)을 노광할 때마다, 미리 정해진 시간 경과할 때마다 등, 미리 정해진 간격마다 실행할 수도 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)가 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로 이동하는 동안, 및 노광 위치(EP)로부터 제2 기판 교환 위치(CP2)로 이동하는 동안에, 스케일 부재(T2)의 상면이, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)을 통과하기 때문에, 그 기판 스테이지(1)의 이동 도중에 있어서, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 기판(P)이, 노광광(EL)의 조사 영역인 투영 광학 시스템(PL)의 투영 영역(PR)에 배치되어 있을 때에, 스케일 부재(T2)의 적어도 일부가, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 배치되도록, 투영 광학 시스템(PL)과 검출 시스템(13)의 위치 관계가 정해져 있다. 따라서, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작의 적어도 일부와 병행하여, 검출 시스템(13)을 이용하는 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다. 이 경우, 노광 동작과 병행하여, 스케일 부재(T2)의 전체 면에서의 이물질 검출을 행하지 않아도 된다. 즉, 노광 동작과 병행하여, 스케일 부재(T2)의 일부의 이물질 검출을 행하고, 스케일 부재(T2)의 나머지 이물질 검출은, 노광 시퀀스 중의, 노광 동작 이외의 기간, 또는 전술한 이물질 처리 시퀀스에서 행하도록 해도 된다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 기판(P)이, 얼라이먼트 시스템(15)의 검출 영역에 배치되어 있을 때에, 스케일 부재(T2)의 적어도 일부가, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 배치되도록, 얼라이먼트 시스템(15)과 검출 시스템(13)의 위치 관계가 정해져 있다. 따라서, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 얼라이먼트 마크의 검출 동작과 병행하여, 검출 시스템(13)을 이용하는 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다.
이와 같이, 기판(P)의 노광 동작을 포함하는 노광 시퀀스(SA) 중에, 스케일 부재(T2)[플레이트 부재(T)]의 상면의 이물질의 검출 동작을 실행할 수도 있다. 이 경우, 노광 시퀀스(SA)의 하나의 동작(기간) 중에, 스케일 부재(T2)의 전체 면의 이물질 검출을 행해도 좋고, 노광 시퀀스(SA)의 다른 기간(동작) 중에, 스케일 부재(T2)의 전체 면의 이물질 검출을 행해도 된다. 또한, 노광 시퀀스(SA)의 일부와 전술한 이물질 처리 시퀀스에서 스케일 부재(T2)의 전체 면의 이물질 검출을 행해도 된다.
또한, 예컨대 기판 스테이지(1)를 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로 이동하는 동작, 및 기판(P)의 얼라이먼트 마크를 검출하는 동작을 포함하는, 기판(P)의 노광 동작 전의 미리 정해진 동작 중에, 이물질의 검출 동작이 실행되고, 그 검출 동작에 의해 이물질이 검출된 경우, 제어 장치(9)는, 액침 부재(11)를 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면을 클리닝한 후, 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 기판(P)의 노광 동작을 개시할 수 있다. 또한, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작 전에, 기판 스테이지(1)의 제어 모드를 변경할 수 있다.
또한, 예컨대 기판(P)의 노광 동작 중에, 이물질의 검출 동작이 실행되고, 그 검출 동작에 의해 이물질이 검출된 경우, 제어 장치(9)는, 기판(P) 상의 모든 샷 영역의 노광이 종료된 후, 그 노광 후의 기판(P)을 유지한 기판 스테이지(1)를 제2 기판 교환 위치(CP2)로 이동하기 전에, 액침 부재(11)를 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면을 클리닝할 수 있다.
또한, 예컨대 기판(P)의 노광 동작 중에, 이물질의 검출 동작이 실행되고, 예컨대 모든 샷 영역의 노광이 종료되기 전에, 그 검출 동작에 의해 이물질이 검출된 경우, 제어 장치(9)는, 미리 정해진 샷 영역에 대한 노광 동작의 종료 후, 그 기판(P)의 노광 동작을 중단하고, 액침 부재(11)를 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면의 클리닝 동작을 실행한 후, 나머지 샷 영역에 대한 노광 동작을 재개할 수도 있다.
또한, 예컨대 기판(P)의 노광 동작 중에, 이물질의 검출 동작이 실행되고, 그 검출 동작에 의해 이물질이 검출된 경우, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작 중에, 기판 스테이지(1)의 제어 모드를 변경할 수 있다.
또한, 예컨대 기판 스테이지(1)를 노광 위치(EP)로부터 제2 기판 교환 위치(CP2)로 이동하는 동작을 포함하는, 기판(P)의 노광 동작 후의 미리 정해진 동작 중에, 이물질의 검출 동작이 실행되고, 그 검출 동작에 의해 이물질이 검출된 경우, 제어 장치(9)는, 액침 부재(11)를 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면을 클리닝한 후, 기판(P)의 언로딩을 실행할 수 있다.
또한, 기판(P)의 노광 동작 후의 이물질의 검출 동작에 의해 이물질이 검출된 경우, 제어 장치(9)는, 노광 후의 기판(P)을 언로딩한 후, 액침 부재(11)를 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면의 클리닝 동작을 실행할 수 있다. 노광 후의 기판(P)을 언로딩한 후, 스케일 부재(T2)의 상면의 클리닝 동작을 실행하는 경우, 기판 유지부(1H)에 새로운(노광 전의) 기판(P)을 유지시켜도 좋고, 더미 기판을 유지시켜도 좋으며, 아무것도 유지시키지 않도록 해도 된다.
또한, 제어 장치(9)에 대하여 조작 신호를 입력 가능한 입력 장치를 제어 장치(9)에 접속하여, 예컨대 작업자가 입력 장치에 의해 조작 신호를 입력했을 때에, 이물질 처리 시퀀스가 실행되어도 된다. 또한, 입력 장치는, 예컨대 키보드, 터치 패널, 조작 버튼 등을 포함한다.
또한, 이물질 처리 시퀀스가 미리 정해진 간격마다 복수 회 실행되는 경우, 예컨대 제n회째의 이물질 처리 시퀀스(SB)에서는, 스케일 부재(T2)의 상면의 제1 영역에 대한 이물질 검출 동작을 실행하고, 제n+1회째의 이물질 처리 시퀀스에서는, 스케일 부재(T2)의 상면의 제2 영역에 대한 이물질 검출 동작을 실행해도 된다.
또한, 상술한 각 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)을 이용하여, 계측 스테이지(2)의 상면(18)의 이물질을 검출할 수 있다. 또한, 검출 시스템(13)의 검출 결과에 기초하여, 계측 스테이지(2)의 상면(18)에 대한 클리닝 동작을 실행할 수 있다. 계측 스테이지(2)의 상면의 이물질을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 클리닝 동작을 실행함으로써, 계측 스테이지(2)를 이용하는 계측 동작을 정밀도 좋게 실행할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)을 이용하여, 기준 격자(45)를 포함하는 기준 부재(44)의 상면의 이물질을 검출할 수 있다. 또한, 검출 시스템(13)의 검출 결과에 기초하여, 기준 부재(44)의 클리닝 동작을 실행할 수 있다. 기준 부재(44)의 상면의 이물질을 검출하고, 그 검출 결과에 기초하여 클리닝 동작을 실행함으로써, 기준 부재(44)를 이용하는 계측 동작, 얼라이먼트 시스템(15)의 조정 동작 등을 양호하게 실행할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에 있어서, 제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14)에 의해, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하면서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)[플레이트 부재(T)]의 상면을 이동시켜, 플레이트 부재(T)의 상면의 적어도 일부의 이물질의 검출 동작을 실행하고, 포커스 검출 시스템(13)의 검출 결과와 인코더 시스템(14)의 계측 결과에 기초하여, XY 평면 내에서의 이물질의 위치를 구하는 것으로 해도 좋고, 간섭계 시스템(12)에 의해, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하면서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)[플레이트 부재(T)]의 상면을 이동시켜, 플레이트 부재(T)의 상면의 적어도 일부의 이물질의 검출 동작을 실행하고, 포커스 검출 시스템(13)의 검출 결과와 간섭계 시스템(12)의 계측 결과에 기초하여, XY 평면 내에서의 이물질의 위치를 구하는 것으로 해도 된다.
또한, 상술한 각 실시형태에 있어서, 간섭계 시스템(12)[제2 간섭계 유닛(12B)]에 의해 계측되는 기판 스테이지(1)의 위치 정보가, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에서는 이용되지 않고, 주로 인코더 시스템(14)의 캘리브레이션 동작(즉, 계측값의 교정) 등에 이용되는 것으로 하였으나, 간섭계 시스템(12)의 계측 정보(즉, X축, Y축, θX, θY 및 θZ 방향의 5개의 방향의 위치 정보 중 적어도 하나)를, 예컨대 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에서 이용해도 된다. 본 실시형태에서는, 인코더 시스템(14)은, X축, Y축 및 θZ 방향의 3개의 방향에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측한다. 그래서, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에 있어서, 간섭계 시스템(12)의 계측 정보 중, 인코더 시스템(14)에 의한 기판 스테이지(1)의 위치 정보의 계측 방향(X축, Y축 및 θZ 방향)과 다른 방향, 예컨대 θX 방향 및/또는 θY 방향에 관한 위치 정보만을 이용해도 좋고, 그 다른 방향의 위치 정보에 더하여, 인코더 시스템(14)의 계측 방향과 동일한 방향(즉, X축, Y축 및 θZ 방향 중 적어도 하나)에 관한 위치 정보를 이용해도 된다. 또한, 간섭계 시스템(12)은, 기판 스테이지(1)의 Z축 방향의 위치 정보를 계측 가능하게 해도 된다. 이 경우, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에 있어서, Z축 방향의 위치 정보를 이용해도 된다.
또한, 스케일 부재(T2)[플레이트 부재(T)]의 상면을 클리닝하기 위해서, 노광광(EL)의 광로를 액체(LQ)로 채우도록 액침 공간을 형성하기 위한 액침 부재(11)와는 다른 액침 부재를 설치하고, 그 액침 부재와 플레이트 부재(T) 사이에 액침 공간을 형성하여, 플레이트 부재(T)의 상면을 클리닝해도 된다.
또한, 기체를 분사 가능한 분사구를 갖는 기체 공급 장치를 노광 장치(EX)에 설치하고, 그 분사구로부터 플레이트 부재(T)의 상면을 향하여 기체를 분사해서, 이물질을 날려 버리는 것에 의해서도, 플레이트 부재(T)의 상면을 클리닝할 수 있다. 또한, 기체를 흡인 가능한 흡인구를 갖는 진공 장치를 노광 장치(EX)에 설치하고, 그 흡인구를 이용하여 플레이트 부재(T)의 상면의 이물질을 흡인하는 것에 의해서도, 플레이트 부재(T)의 상면을 클리닝할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에 있어서, 미리 정해진 타이밍에서, 스케일 부재(T2)를 교환할 수 있다. 예컨대, 액침 부재(11) 등을 이용하는 클리닝 동작에 의해서도, 이물질을 다 제거할 수 없는 경우에는, 그 스케일 부재(T2)를, 새로운 스케일 부재(T2)로 교환할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에 있어서, 노광 장치(EX)에 통지 장치를 설치하고, 검출 시스템(13)의 검출 결과에 기초하여, 통지 장치를 작동시키도록 해도 된다. 즉, 검출 시스템(13)이 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 검출했을 때, 통지 장치가, 이물질을 검출했다는 취지를 작업자에게 통지한다. 통지 장치는, 예컨대 광, 소리, 화상 등을 이용하여, 작업자에게 통지한다. 이에 따라, 작업자가, 노광 장치(EX)의 작동을 정지하고, 기판 스테이지(1)를 노광 장치(EX)로부터 꺼내어, 스케일 부재(T2)의 메인터넌스를 실행할 수 있다. 작업자는, 메인터넌스로서, 스케일 부재(T2)를 클리닝할 수 있다. 스케일 부재(T2)의 클리닝은, 예컨대, 알칼리 용제에 의한 세정을 포함한다. 예컨대, 기판(P)으로부터 발생하는 물질이 스케일 부재(T2)에 이물질로서 부착되어 있는 경우, 알칼리 용제에 의한 세정은 효과적이다. 또한, 작업자는, 스케일 부재(T2)를 새로운 스케일 부재(T)로 교환할 수 있다.
<제3 실시형태>
다음으로, 제3 실시형태에 대해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 간략하게 하거나 또는 생략한다.
본 실시형태의 특징적인 부분은, 스케일 부재(T2)의 결함에 의해 인코더 시스템(14)이 계측 오차를 발생시키는 기판(P) 상의 특정 영역을 결정 가능한 점에 있다.
본 실시형태에서도, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면을 포함하는, 플레이트 부재(T)의 상면의 상태(표면 상태)에 관한 정보를 검출할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 스케일 부재(T2)[플레이트 부재(T)]의 표면 상태는, 스케일 부재(T2)의 상면의 결함 정보를 포함한다. 결함 정보는, 스케일 부재(T2) 상의 이물질에 관한 정보를 포함한다. 즉, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면의 결함 정보로서, 스케일 부재(T2) 상의 이물질을 검출할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면에서의 이물질의 사이즈에 관한 정보를 검출할 수 있다. 이물질의 사이즈는, Z축 방향에서의 사이즈, 및 XY 평면 내에서의 사이즈를 포함한다. 또한, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면에서의 이물질의 수에 관한 정보를 검출할 수 있다. 또한, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면에서의 이물질의 위치에 관한 정보를 검출할 수 있다. 또한, 검출 시스템(13)은, 스케일 부재(T2)의 상면에서의 단위 면적당의 이물질 점유 면적을 검출할 수 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 스케일 부재(T2)의 상면의 결함 정보는, 이물질의 사이즈, 수, 위치, 및 단위 면적당의 이물질 점유 면적 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함한다.
본 실시형태에서의 노광 장치(EX)의 동작의 일례에 대해서, 도 9 내지 도 13의 모식도, 도 16의 흐름도, 및 도 17a 내지 도 19의 모식도를 참조하여 설명한다. 또한, 도시의 편의상, 도 9 내지 도 13, 및 도 17a 내지 도 19에 있어서, 인코더 시스템(14) 및 얼라이먼트 시스템(15)의 도시를 생략한다.
본 실시형태에서는, 기판(P)의 노광 동작을 포함하는 노광 시퀀스(SA)와, 스케일 부재(T2)의 상면의 상태(표면 상태)의 검출 동작을 포함하는 검출 시퀀스(SB)를 포함한다.
노광 시퀀스(SA)에서는, 예컨대 로딩 동작, 얼라이먼트 동작, 기판(P)의 노광 동작 및 언로딩 동작 등이 실행된다. 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에 있어서, 간섭계 시스템(12)[제1 간섭계 유닛(12A)]의 계측 결과에 기초하여, 제1 구동 시스템(4)을 작동하여, 마스크 유지부(3H)에 유지되어 있는 마스크(M)의 위치 제어를 행한다. 또한, 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에 있어서, 인코더 시스템(14)의 계측 결과 및 검출 시스템(13)의 검출 결과에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)을 작동하여, 기판 유지부(1H)에 유지되어 있는 기판(P)의 위치 제어를 행한다. 인코더 시스템(14)은, 적어도 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에 있어서, 스케일 부재(T2)를 이용하여, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측한다.
또한, 본 실시형태에서는, 제2 간섭계 유닛(12B)의 레이저 간섭계(34, 36)의 계측값은, 인코더 시스템(14)의 계측값의 장기적 변동(예컨대 스케일 부재의 경시적인 변형)을 보정(교정)하는 경우 등에 보조적으로 이용된다.
또한, 로딩 동작 및 언로딩 동작을 포함하는 기판 교환 처리를 위해서, 기판 스테이지(1)가 제1, 제2 기판 교환 위치(CP1, CP2) 부근으로 이동했을 때, 제어 장치(9)는, 레이저 간섭계(34)를 이용하여, 기판 스테이지(1)의 Y축 방향에 관한 위치 정보를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여, 기판 스테이지(1)의 위치 제어를 행한다. 또한, 제어 장치(9)는, 예컨대 로딩 동작과 얼라이먼트 동작 사이, 및/또는 노광 동작과 언로딩 동작 사이에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를, 제2 간섭계 유닛(12B)에 의해 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여, 기판 스테이지(1)의 위치 제어를 행한다.
또한, 본 실시형태에서는, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작을 위해서 기판 스테이지(1)가 이동하는 범위에 있어서, X 스케일(28, 29)과, 헤드 유닛(47B, 47D)[X 헤드(49)]이 각각 대향하고, Y 스케일(26, 27)과, 헤드 유닛(47A, 47C)[Y 헤드(48)]이 각각 대향한다. 또한, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작을 위해서 기판 스테이지(1)가 이동하는 범위에 있어서, Y 스케일(26, 27)과, Y 헤드(48A, 48B)가 대향될 수 있다. 따라서, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작을 위한 기판 스테이지(1)의 이동 범위(유효 스트로크 범위)에 있어서, 리니어 인코더(14A, 14B, 14C, 14D) 중 적어도 3개의 계측값에 기초하여, XY 평면 내(X축, Y축 및 θZ 방향)에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 구할 수 있다. 또한, 제어 장치(9)는, 그 위치 정보에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)을 작동함으로써, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 제어를 정밀도 좋게 실행할 수 있다. 리니어 인코더(14A∼14D)의 계측값이 받는 공기 요동의 영향은, 레이저 간섭계에 비해서 충분히 작기 때문에, 공기 요동에 대한 계측값의 단기 안정성은, 인코더 시스템 쪽이 간섭계 시스템에 비해서 양호하다.
먼저, 노광 시퀀스(SA)에 대해서 설명한다. 또한, 노광 시퀀스(SA)에서는, 전제로서, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 베이스 라인 계측 동작, 및 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 베이스 라인 계측 동작이, 이미 실행되어 있다. 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 베이스 라인은, 투영 광학 시스템(PL)의 투영 위치와 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 기준(검출 중심)의 위치 관계(거리)이다. 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 베이스 라인은, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 기준(검출 중심)에 대한 각 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 검출 기준(검출 중심)의 상대 위치이다. 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 베이스 라인은, 예컨대, 기준 마크(FM)가 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 영역(시야) 내에 배치된 상태에서, 기준 마크(FM)를 계측하고, 기준 마크(FM)가 투영 광학 시스템(PL)의 투영 영역(PR)에 배치된 상태에서, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2002/0041377호 명세서 등에 개시되는 방법과 마찬가지로, 한 쌍의 슬릿 패턴(SL)을 이용하는 슬릿 스캔 방식의 공간 이미지 계측 동작에 의해, 한 쌍의 계측 마크의 공간 이미지를 각각 계측하며, 각각의 검출 결과 및 계측 결과에 기초하여 산출한다. 또한, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 베이스 라인은, 예컨대, 사전에, 로트 선두의 기판(P)(프로세스 기판) 상의 특정 얼라이먼트 마크를 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A) 및 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 각각에 의해 검출하고, 그 검출 결과와 그 검출 시의 인코더(14A∼14D)의 계측값에 기초하여 산출한다. 또한, 제어 장치(9)는, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 X축 방향의 위치를, 얼라이먼트 샷 영역의 배치에 맞춰 사전에 조정하고 있다.
예컨대, 제어 장치(9)는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 대향하는 위치에 계측 스테이지(2)를 배치하고, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 계측 스테이지(2) 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성한 상태에서, 기판 스테이지(1)를, 제1 기판 교환 위치(CP1)로 이동시킨다. 또한, 기판 스테이지(1)에 노광 후의 기판(P)이 유지되어 있는 경우에는, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)를 제2 기판 교환 위치(CP2)로 이동시키고, 반송 시스템(8)을 이용하여, 제2 기판 교환 위치(CP2)에 배치된 기판 스테이지(1)로부터, 노광 후의 기판(P)의 언로딩을 실행한 후, 기판 스테이지(1)를 제1 기판 교환 위치(CP1)로 이동시킨다. 제어 장치(9)는, 반송 시스템(8)을 이용하여, 제1 기판 교환 위치(CP1)에 배치된 기판 스테이지(1)에, 노광 전의 기판(P)을 로딩한다(단계 SA1).
또한, 기판 스테이지(1)가 제1 기판 교환 위치(CP1)로 이동하고 있을 때, 필요에 따라, 제어 장치(9)는, 계측 스테이지(2)를 이용하는 계측 동작을 실행한다. 예컨대, 제어 장치(9)는, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 계측 스테이지(2)의 제1 계측 부재(38) 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성한 상태에서, 제1 계측 부재(38)에 노광광(EL)을 조사한다. 상술한 바와 같이, 제1 계측 부재(38)는, 공간 이미지 계측 시스템(39)의 일부를 구성하고, 공간 이미지 계측 시스템(39)은, 제1 계측 부재(38)에 조사된 노광광(EL)에 기초하여, 투영 광학 시스템(PL)의 결상 특성을 구할 수 있다. 또한, 제어 장치(9)는, 파면 수차 계측 시스템(41)을 이용하는 계측 동작, 및 조도 불균일 계측 시스템(43)을 이용하는 계측 동작 중 적어도 한쪽을, 필요에 따라 실행한다. 제어 장치(9)는, 계측 스테이지(2)를 이용하는 계측 동작의 결과에 기초하여, 투영 광학 시스템(PL)의 광학 특성 등을 조정할 수 있다.
기판 스테이지(1)에 기판(P)이 로딩된 후, 제어 장치(9)는, 제2 구동 시스템(5)을 작동하여, 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)를 향하여, 기판 스테이지(1)의 이동을 개시한다(단계 SA2).
본 실시형태에 있어서, 얼라이먼트 시스템(15)의 검출 영역이, 제1 기판 교환 위치(CP1)와 노광 위치(EP) 사이에 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 얼라이먼트 시스템(15)을 이용하여, 기판(P)의 노광 동작 전에, 그 기판(P)에 마련되어 있는 얼라이먼트 마크를 검출한다(단계 SA3).
기판(P)에는, 노광 대상 영역인 샷 영역(SH)이, 예컨대 매트릭스형으로 복수 마련되어 있다. 얼라이먼트 마크는, 각 샷 영역(SH)에 대응하도록 기판(P) 상에 마련되어 있다. 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)가 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로 이동하는 도중에 있어서, 얼라이먼트 시스템(15)을 이용하여, 기판(P)에 마련된 얼라이먼트 마크를 검출한다. 얼라이먼트 시스템(15)은, 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 노광 전의 기판(P) 상의 얼라이먼트 마크를, 제1 기판 교환 위치(CP1)와 노광 위치(EP) 사이에서 검출한다.
제어 장치(9)는, 얼라이먼트 시스템(15)의 검출 영역에 대하여 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 기판(P)을 이동시켜, 기판(P)에 마련된 얼라이먼트 마크를 검출한다. 본 실시형태에서는, 얼라이먼트 시스템[15(15A, 15Ba∼15Bd)]은, 복수의 검출 영역을 갖고 있어, 기판(P)에 마련된 복수의 얼라이먼트 마크를 거의 동시에 검출할 수 있다.
본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 기판(P) 상의 복수의 샷 영역(SH) 중, 일부의 샷 영역(예컨대, 8개∼16개 정도)을 얼라이먼트 샷 영역으로서 선택하고, 그 선택된 샷 영역에 대응하는 얼라이먼트 마크를, 얼라이먼트 시스템[15(15A, 15Ba∼15Bd)]을 이용하여 검출한다. 그리고, 제어 장치(9)는, 예컨대 미국 특허 제4780617호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같은, 검출된 얼라이먼트 마크의 위치 정보를 통계 연산하여 기판(P) 상의 각 샷 영역의 위치 정보(배열 좌표)를 산출하는, 소위, EGA(인핸스트 글로벌 얼라이먼트) 처리를 실행한다(단계 SA4).
이에 따라, 제어 장치(9)는, XY 평면 내에서의 기판(P)의 각 샷 영역(SH)의 위치 정보를 구할 수 있다. 또한, 제어 장치(9)는, EGA 처리에 의해, 기판(P)의 스케일링, 로테이션 등에 관한 정보를 구할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)이, 제1 기판 교환 위치(CP1)와 노광 위치(EP) 사이에 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)을 이용하여, 기판(P)의 노광 동작 전에, 그 기판(P)의 표면의 위치 정보를 검출한다(단계 SA5).
제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)가 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로 이동하는 도중에 있어서, 검출 시스템(13)을 이용하여, 기판(P)의 표면의 위치 정보를 검출한다. 검출 시스템(13)은, 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 노광 전의 기판(P)의 표면의 위치 정보를, 제1 기판 교환 위치(CP1)와 노광 위치(EP) 사이에서 검출한다.
제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 기판(P)을 이동시켜, 기판(P)의 표면의 위치 정보를 검출한다. 본 실시형태에 있어서, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)을 이용하여, 기판(P)의 노광 동작 전에, 그 기판(P)의 표면의 위치 정보를 미리 취득한다.
제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)을 이용하여 검출한, 각 검출점(Kij)의 각각에서의 높이 정보(Zij)에 기초하여, 기준면(Zo)을 기준으로 한, 기판(P)의 표면의 형상(근사 평면, 요철 정보)을 구한다(단계 SA6).
제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작을 실행하기 위해서, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 기판(P)의 표면 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성한다.
본 실시형태에서는, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2006/0023186호 명세서, 미국 특허 출원 공개 제2007/0127006호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1) 및 계측 스테이지(2) 중 적어도 한쪽이 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와의 사이에서 액체(LQ)를 유지 가능한 공간을 계속 형성하도록, 도 10에 도시하는 바와 같이, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)[기준 부재(44)의 상면]을 접근 또는 접촉시킨 상태에서, 기판 스테이지(1)의 상면(17) 및 계측 스테이지(2)의 상면(18) 중 적어도 한쪽과 종단 광학 소자(16)의 하면(16U) 및 액침 부재(11)의 하면(11U)을 대향시키면서, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)에 대하여, 기판 스테이지(1)와 계측 스테이지(2)를 XY 방향으로 동기 이동시킨다. 이에 따라, 제어 장치(9)는, 액체(LQ)의 누출을 억제하면서, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)과의 사이에서 액체(LQ)의 액침 공간(LS)을 이동시킬 수 있다. 본 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)에서 액체(LQ)의 액침 공간(LS)을 이동할 때, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)이 거의 동일한 높이(동일면)가 되도록, 제2 구동 시스템(5)을 작동하여, 기판 스테이지(1)와 계측 스테이지(2)의 위치 관계를 조정한다.
이하의 설명에 있어서, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)에서 액체(LQ)의 액침 공간(LS)을 이동하기 위해서, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)을 접근 또는 접촉시킨 상태에서, 기판 스테이지(1)의 상면(17) 및 계측 스테이지(2)의 상면(18) 중 적어도 한쪽과 종단 광학 소자(16)의 하면(16U) 및 액침 부재(11)의 하면(11U)을 대향시키면서, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)에 대하여, 기판 스테이지(1)와 계측 스테이지(2)를 XY 방향으로 동기 이동시키는 동작을 적절하게, 스크럼 스위프 동작이라고 지칭한다.
스크럼 스위프 동작 후, 도 11에 도시하는 바와 같이, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 기판(P)의 표면이 대향하고, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 기판(P)의 표면 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)이 형성된다.
제어 장치(9)는, 단계 SA4에서 구한, 기판(P)의 샷 영역(SH)의 위치 정보와, 단계 SA6에서 구한, 기판(P)의 근사 평면에 기초하여, 투영 광학 시스템(PL)의 투영 영역(PR)과 기판(P)의 샷 영역(SH)의 위치 관계, 및 투영 광학 시스템(PL)의 이미지면과 기판(P)의 표면의 위치 관계를 조정하면서, 기판(P)의 복수의 샷 영역을, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)를 통해 순차적으로 노광한다(단계 SA7).
본 실시형태에서는, 적어도 기판(P)의 노광 동작 중에 있어서, 기판 스테이지(1)의 위치 정보가 인코더 시스템(14)에 의해 계측된다. 제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14) 및 스케일 부재(T2)를 이용하여, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하여, 기판(P)을 노광한다.
제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14)의 계측값에 기초하여, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치를 제어하면서, 기판(P)의 복수의 샷 영역(SH)을 순차적으로 노광한다. 또한, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작 전에 미리 도출되어 있는 기판(P)의 근사 평면에 기초하여, 투영 광학 시스템(PL)의 이미지면과 기판(P)의 표면의 위치 관계를 조정하면서, 기판(P)을 노광한다.
본 실시형태의 노광 장치(EX)는, 마스크(M)와 기판(P)을 미리 정해진 주사 방향으로 동기 이동시키면서, 마스크(M)의 패턴의 이미지를 기판(P)에 투영하는 주사형 노광 장치(소위 스캐닝 스테퍼)이다. 본 실시형태에서는, 기판(P)의 주사 방향(동기 이동 방향)을 Y축 방향으로 하고, 마스크(M)의 주사 방향(동기 이동 방향)도 Y축 방향으로 한다. 노광 장치(EX)는, 기판(P)의 샷 영역(SH)을 투영 광학 시스템(PL)의 투영 영역(PR)에 대하여 Y축 방향으로 이동시키고, 그 기판(P)의 Y축 방향으로의 이동과 동기하여, 조명계(IL)의 조명 영역(IR)에 대하여 마스크(M)를 Y축 방향으로 이동시키면서, 투영 광학 시스템(PL)과 액체(LQ)를 통해 기판(P)에 노광광(EL)을 조사하여, 그 기판(P)을 노광한다.
또한, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 중, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)을 접근 또는 접촉시킨 상태에서, 기판 스테이지(1)와 계측 스테이지(2)를 XY 방향으로 동기 이동시킬 수 있다.
기판(P)의 노광이 종료된 후, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)의 상면(17)으로부터 계측 스테이지(2)의 상면(18)으로 액체(LQ)의 액침 공간(LS)을 이동시키기 위해서, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)을 접근 또는 접촉시킨 상태에서, 스크럼 스위프 동작을 실행한다. 스크럼 스위프 동작 종료 후, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 계측 스테이지(2)의 상면(18) 사이에 액체(LQ)의 액침 공간(LS)이 형성된다.
제어 장치(9)는, 노광 후의 기판(P)을 기판 스테이지(1)로부터 언로딩하기 위해서, 제2 구동 시스템(5)을 작동하여, 노광 위치(EX)로부터 제2 기판 교환 위치(CP2)를 향하여 기판 스테이지(1)의 이동을 개시한다. 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)를 제2 기판 교환 위치(CP2)로 이동시키고, 반송 시스템(8)을 이용하여, 제2 기판 교환 위치(CP2)에 배치된 기판 스테이지(1)로부터, 노광 후의 기판(P)의 언로딩을 실행한다(단계 SA8). 그 후, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)를 제1 기판 교환 위치(CP1)로 이동시키고, 그 기판 스테이지(1)에 대하여, 반송 시스템(8)을 이용해서, 노광 전의 기판(P)을 로딩한다.
본 실시형태에 있어서, 제어 장치(9)는, 액침 공간(LS)이 계측 스테이지(2) 상에 배치된 후, 그 계측 스테이지(2)의 일부를 구성하는 기준 부재(44)의 기준 마크(AM)를 이용하여, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)의 검출 중심에 대한, 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15B)의 검출 중심의 상대적인 위치 관계(베이스 라인)를 계측한다. 제어 장치(9)는, Y 헤드(48A, 48B)를 이용하여, 기준 부재(44) 상의 한 쌍의 기준 격자(45)를 계측한다. 제어 장치(9)는, Y 헤드(48A, 48B)의 계측값에 기초하여, θZ 방향에 관한 기준 부재(44)의 위치를 조정한다. 또한, 제어 장치(9)는, 프라이머리 얼라이먼트 시스템(15A)을 이용하여, 기준 부재(44) 상의 기준 마크(AM)를 계측하고, 그 계측값에 기초하여, 예컨대 제2 간섭계 유닛(12B)의 계측값을 이용해서, X축 및 Y축 방향에 관한 기준 부재(44)의 위치를 조정한다.
그리고, 이 상태에서, 제어 장치(9)는, 4개의 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)을 이용하여, 각각의 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 시야 내에 있는 기준 부재(44) 상의 기준 마크(AM)를 동시에 계측하고, 4개의 세컨더리 얼라이먼트 시스템(15Ba∼15Bd)의 베이스 라인을 각각 구한다.
또한, 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)가 기판 교환 처리를 실행하고 있는 동안, 제2 구동 시스템(5)을 제어하여, 스크럼 스위프 동작을 실행하기 위한 최적 위치(최적 스크럼 위치)로, 계측 스테이지(2)를 이동시킨다.
이하, 노광 시퀀스(SA)에 있어서, 상술과 동일한 처리가 반복된다. 즉, 제어 장치(9)는, 제2 구동 시스템(5)을 작동하여, 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)를 향하여 기판 스테이지(1)를 이동시킨다. 얼라이먼트 시스템(15)은, 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로의 기판 스테이지(1)의 이동을 포함하는 동작 중에, 기판(P)에 마련되어 있는 얼라이먼트 마크를 검출한다. 또한, 검출 시스템(13)은, 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로의 기판 스테이지(1)의 이동을 포함하는 동작 중에, 기판(P)의 표면의 위치 정보를 검출한다. 그 후, 제어 장치(9)는, 기판(P)을 유지한 기판 스테이지(1)를 노광 위치(EP)로 이동시켜, 기판(P)의 노광을 실행한다.
다음으로, 검출 시퀀스(SB)에 대해서 설명한다. 검출 시퀀스(SB)는, 검출 시스템(13)을 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면의 상태(표면 상태)에 관한 정보를 검출하는 동작을 포함한다. 스케일 부재(T2)의 표면 상태에 관한 정보는, 스케일 부재(T2)의 상면의 결함 정보를 포함한다. 결함 정보는, 스케일 부재(T2) 상의 이물질의 검출 정보를 포함한다. 이하의 설명에 있어서, 결함 정보가, 이물질의 검출 정보인 경우를 예로 해서 설명한다.
이물질의 검출 정보는, 이물질의 사이즈, 수, 위치, 및 단위 면적당의 이물질 점유 면적 중 적어도 하나를 포함한다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 검출 시퀀스(SB)는, 스케일 부재(T2) 상의 이물질을 검출하는 동작을 포함한다. 또한, 본 실시형태에서는, 검출 시퀀스(SB)는, 기판(P)의 주사 노광 중에, 스케일 부재(T2)의 결함에 의해, 인코더 시스템(14)이 계측 오차를 발생시키는 기판(P) 상의 특정 영역(TA)을 결정하는 동작을 포함한다. 또한, 본 실시형태에서는, 검출 시퀀스(SB)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과에 따라, 기판 스테이지(1)의 제어 모드를 변경하는 동작을 포함한다.
본 실시형태에서는, 검출 시스템(13)에 의한 이물질의 검출 정보에 관하여, 허용값이 미리 정해져 있다. 본 실시형태에 있어서, 이물질의 검출 정보가, 허용값 이하인 경우, 노광 시에 허용되지 않는 이물질은 존재하지 않는다고 판단된다. 노광 시에 허용되지 않는 이물질은, 기판(P)을 노광할 때의 제2 구동 시스템(5)을 이용하는 기판 스테이지(1)의 구동에 있어서 인코더 시스템(14)의 계측 정보가 실질적으로 사용 불가능해지는 이물질을 포함한다. 환언하면, 노광 시에 허용되지 않는 이물질은, 인코더 시스템(14)에 의한 기판 스테이지(1)의 위치 계측이 불가능해지는 이물질을 포함한다.
예컨대, 본 실시형태에서는, 이물질의 검출 정보가, 허용값 이하인 경우, 이물질은 존재하지 않는다고 판단된다. 또는, 이물질의 검출 정보가, 허용값 이하인 경우, 이물질의 존재가 검출되어도, 그 이물질은 노광 시에 허용되는 이물질, 환언하면, 기판 스테이지(1)의 구동에 있어서 인코더 시스템(14)의 계측 정보가 실질적으로 사용 가능해지는 이물질[스케일 부재(T2)를 이용하는 인코더 시스템(14)의 위치 계측이 가능한 이물질]이라고 판단된다.
한편, 이물질의 검출 정보가, 허용값을 초과하는 경우, 그 이물질은 노광 시에 허용되지 않는 이물질, 환언하면, 기판 스테이지(1)의 구동에 있어서 인코더 시스템(14)의 계측 정보가 실질적으로 사용 불가능해지는 이물질[스케일 부재(T2)를 이용하는 인코더 시스템(14)의 위치 계측이 불가능해지는 이물질]이라고 판단된다.
본 실시형태에 있어서, 이물질의 검출 정보가, 허용값을 초과하는 경우, 기판(P) 상의 특정 영역(TA)이 결정되어, 기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경이 실행된다.
이하의 설명에서는, 일례로서, 이물질의 검출 정보가, 이물질의 사이즈인 경우를 예로 해서 설명한다. 따라서, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)에 의해 검출된 이물질의 사이즈가, 허용값 이하라고 판단한 경우, 예컨대 이물질이 존재하지 않는다고 판단하고, 허용값을 초과한다고 판단한 경우, 기판(P) 상의 특정 영역(TA)을 결정하여, 기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경을 실행한다.
또한, 본 실시형태에서는, 검출 시스템(13)에 의해 검출되는 이물질의 위치가, 스케일 부재(T2)의 상면의 허용 영역 외에 존재하는 경우, 특정 영역(TA)의 결정, 및 제어 모드의 변경 중 적어도 한쪽이 실행되고, 이물질의 위치가, 스케일 부재(T2)의 상면의 허용 영역 내에 존재하는 경우, 특정 영역(TA)의 결정, 및 제어 모드의 변경은 실행되지 않는다. 스케일 부재(T2)의 상면의 허용 영역은, 그 허용 영역에 이물질이 존재해도, 인코더 시스템(14)의 계측 동작에 영향을 주지 않는 영역이다. 허용 영역은, 예컨대, 스케일 부재(T2) 중, 회절 격자(RG)가 존재하지 않는 영역을 포함한다.
본 실시형태에서는, 적어도 기판(P)의 노광 동작이 행해지고 있지 않은 미리 정해진 기간에 검출 시퀀스(SB)가 실행된다. 본 실시형태에서는, 검출 시퀀스(SB)는, 로딩 동작, 얼라이먼트 동작, 기판(P)의 노광 동작 및 언로딩 동작이 행해지고 있지 않은 기간, 즉 노광 장치(EX)가 아이들 상태인 기간에, 검출 시퀀스(SB)가 실행된다.
기판(P)의 노광 동작이 행해지고 있지 않은 미리 정해진 기간에 검출 시퀀스(SB)가 실행되도록, 미리 정해진 타이밍에서, 검출 시퀀스(SB)의 실행이 지령된다. 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작이 행해지고 있지 않은 미리 정해진 기간에 있어서, 검출 시스템(13)을 이용하는, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 검출 동작을 개시한다(단계 SB1).
제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14) 및 간섭계 시스템(12) 중 적어도 한쪽을 이용하여, 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하면서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)를 XY 평면 내에서 이동시키면서, 검출 시스템(13)을 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 검출한다. 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과와, 인코더 시스템(14)[또는 간섭계 시스템(12)]의 계측 결과에 기초하여, 이물질을 검출한다. 상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과와, 인코더 시스템(14)[또는 간섭계 시스템(12)]의 계측 결과에 기초하여, 이물질의 사이즈, 수, 위치, 및 단위 면적당의 이물질 점유 면적 중 적어도 하나를 구할 수 있다.
본 실시형태에서는, 검출 시스템(13)은, 기판(P)의 노광 동작이 행해지고 있지 않은 기간 중에 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있는 위치에 배치되어 있기 때문에, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 유무 등을 양호하게 검출할 수 있다.
도 12는 검출 시스템(13)을 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면을 포함하는 플레이트 부재(T)의 상면의 이물질을 검출하고 있는 상태를 도시하는 도면이다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작이 행해지고 있지 않은 미리 정해진 기간에 있어서, 플레이트 부재(T)의 상면의 이물질을 검출하기 위해서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)를 XY 평면 내에서 이동시킨다. 본 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18)을 접근 또는 접촉시킨 상태에서, 기판 스테이지(1)의 상면(17) 및 계측 스테이지(2)의 상면(18) 중 적어도 한쪽과 종단 광학 소자(16)의 하면(16U) 및 액침 부재(11)의 하면(11U)을 대향시키면서, 기판 스테이지(1)와 계측 스테이지(2)를 XY 방향으로 동기 이동시킨다. 이에 따라, 종단 광학 소자(16) 및 액침 부재(11)와 계측 스테이지(2) 사이에 액체(LQ)로 액침 공간(LS)을 형성한 상태에서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)를 이동시킬 수 있다. 즉, 액침 공간(LS)을 형성한 상태에서, XY 평면 내에 있어서, 검출 영역(AF)에 대하여, 기판 스테이지(1)를 크게 이동시킬 수 있어, 기판 스테이지(1)의 상면[플레이트 부재(T)의 상면](17)의 거의 전역에 대해서 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다.
본 실시형태에서는, 이물질의 검출 동작 중, 기판 유지부(1H)에 기판(P)이 유지된다. 또한, 이물질의 검출 동작 중, 기판 유지부(1H)에 더미 기판이 유지되어도 된다. 더미 기판은, 노광용 기판(P)과는 다른, 이물질을 방출하기 어려운 높은 청정도를 갖는 (깨끗한) 부재이다. 더미 기판은, 기판(P)과 거의 동일한 외형이다. 기판 유지부(1H)는, 더미 기판을 유지할 수 있다. 기판 유지부(1H)로 기판(P) 또는 더미 기판을 유지함으로써, 이물질의 검출 동작 중에 있어서, 기판(P) 또는 더미 기판으로, 기판 유지부(1H)를 보호할 수 있다. 또한, 기판 유지부(1H)로 기판(P) 또는 더미 기판 등의 부재를 유지하지 않은 상태에서, 이물질의 검출 동작을 실행할 수도 있다.
본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 적어도, 스크럼 스위프 동작 중 및 기판(P)의 노광 동작 중에 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉한 스케일 부재(T2)의 상면의 미리 정해진 영역의 이물질을 검출한다.
예컨대 기판(P)의 에지 샷 영역을 노광할 때, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)가 기판(P)의 표면보다 외측으로 나와, 스케일 부재(T2)와 접촉할 가능성이 있다. 스케일 부재(T2)에 대하여 노광광(EL)이 조사될 가능성은 낮으나, XY 평면 내에서의 액침 공간(액침 영역)(LS)의 크기는, 노광광(EL)의 조사 영역인 투영 영역(PR)보다 크기 때문에, 스케일 부재(T2)에 액체(LQ)가 접촉할 가능성이 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 스크럼 스위프 동작을 실행하여, 기판 스테이지(1)의 상면(17)과 계측 스테이지(2)의 상면(18) 사이에서 액체(LQ)의 액침 공간(LS)을 이동시킴으로써, 스케일 부재(T2)의 상면의 일부의 영역이, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉한다. 이하의 설명에 있어서, 스크럼 스위프 동작 중 및 기판(P)의 노광 동작 중에 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉하는 플레이트 부재(T)의 상면의 일부의 영역을 적절하게, 접액 영역(CA)이라고 지칭한다.
도 13은 접액 영역(CA)을 설명하기 위한 모식도이다. 도 13에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 기판(P)의 노광 동작(액침 노광 동작)에 의해, 플레이트 부재(T)의 상면 중, 기판(P) 주위의 윤대(輪帶)형의 영역(CA1)이, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉할 가능성이 있다. 또한, 스크럼 스위프 동작에 있어서, 계측 스테이지(2)의 상면(18)과 접근 또는 접촉하는 기판 스테이지(1)의 상면(17)의 -Y측의 일부의 영역(CA2)이, 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉할 가능성이 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 노광 시퀀스(SA)에 의해 생성되는 접액 영역(CA)은, 영역(CA1) 및 영역(CA2)을 포함한다.
상술한 바와 같이, 플레이트 부재(T)의 상면에 부착될 가능성이 있는 이물질로서, 액체(LQ)[액체(LQ)의 방울]를 들 수 있다. 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉하는 접액 영역(CA)에는, 예컨대 액침 공간(LS)의 액체(LQ)가 잔류하거나, 액체(LQ)에 용출된 기판(P)의 물질의 일부가 부착될 가능성이 높다.
검출 시스템(13)을 이용하여, 제1 플레이트(T1)의 상면 및 스케일 부재(T2)의 상면을 포함하는 플레이트 부재(T)의 상면 중, 이물질이 존재할 가능성이 높은 접액 영역(CA)의 이물질의 검출 동작을 중점적으로 실행함으로써, 효율적으로 정밀도 좋게, 이물질을 검출할 수 있다.
또한, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)을 이용하여, 플레이트 부재(T)의 상면의 접액 영역(CA)의 이물질의 검출 동작을 실행하고, 접액 영역(CA) 이외의 비접액 영역(NCA)에 대해서도 이물질의 검출 동작을 실행한다. 액침 공간(LS)의 액체(LQ)와 접촉하지 않는 비접액 영역(NCA)에도, 예컨대 액침 공간(LS)의 액체(LQ)의 일부가 비산하여 부착되거나, 노광 장치(EX)가 놓여져 있는 환경을 부유하는 파티클이 부착되어, 이물질이 존재할 가능성이 있다. 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)을 이용하여, 플레이트 부재(T)의 상면의 비접액 영역(NCA)의 이물질의 유무를 검출할 수도 있다.
본 실시형태에서는, 제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)를 XY 평면 내에서 이동시켜, 접액 영역(CA) 및 비접액 영역(NCA)의 양쪽을 포함하는, 플레이트 부재(T)의 상면의 거의 전역에 대해서, 이물질의 검출 동작을 실행한다.
제어 장치(9)는, 검출 시스템(13)의 검출 결과에 기초하여, 그 검출 시스템(13)에 의한 이물질의 사이즈가, 허용값을 초과하고 있는지의 여부를 판단한다(단계 SB2). 즉, 제어 장치(9)는, 노광 시에 허용되지 않는 이물질이 존재하는지의 여부를 판단한다.
단계 SB2에서, 이물질의 사이즈가 허용값 이하라고 판단한 경우, 즉 노광 시에 허용되지 않는 이물질의 존재가 검출되지 않은 경우, 제어 장치(9)는, 예컨대 노광 시퀀스(SA)의 실행(재개) 등, 미리 정해진 처리를 실행한다.
한편, 단계 SB2에서, 이물질의 사이즈가 허용값을 초과하고 있다고 판단한 경우, 제어 장치(9)는, 기판(P) 상의 특정 영역(TA)을 결정한다(단계 SB3).
도 17a는 상면에 이물질이 존재하는 스케일 부재(T2)의 일례를 도시하는 모식도이고, 도 17b는 기판(P) 상의 특정 영역(TA)의 일례를 도시하는 모식도이다. 또한, 도 18은 특정 영역(TA)을 포함하는 샷 영역(SH)의 일례를 도시하는 모식도이다.
특정 영역(TA)은, 스케일 부재(T2) 상의 결함(이물질)이, Y 헤드(48)[또는 X 헤드(49)]의 계측 영역에 배치되어 있을 때에, 노광광(EL)의 조사 영역(투영 영역)(PR)의 적어도 일부와 겹쳐지는 기판(P) 상의 영역이다. 예컨대 스케일 부재(T2) 상에 허용값을 초과하고 있는 이물질이 존재하는 경우, 그 스케일 부재(T2)의 이물질의 존재에 의해, 기판(P)의 주사 노광 중에, 특정 영역(TA)에서는, 인코더 시스템(14)이 계측 오차를 발생시킨다. 즉, 특정 영역(TA)이 투영 영역(PR)의 적어도 일부에 배치되어 있을 때에, 인코더 시스템(14)의 계측값은, 스케일 부재(T2) 상의 이물질의 존재에 의해, 오차를 발생시킨다.
스케일 부재(T2) 상에, 허용값을 초과하고 있는 이물질이 존재하는 경우, 특정 영역(TA)에서는, 기판(P)을 주사 노광할 때의 제2 구동 시스템(5)을 이용하는 기판 스테이지(1)의 구동에서, 인코더 시스템(14)의 계측 정보가 실질적으로 사용 불가능해진다. 환언하면, 특정 영역(TA)에서는, 인코더 시스템(14)에 의한 기판 스테이지(1)의 위치 계측이 불가능해진다.
특정 영역(TA)에서는, 스케일 부재(T2)의 이물질(결함)에 기인하여, 인코더 시스템(14)의 계측 정보가 이상해진다. 즉, 특정 영역(TA)이 투영 영역(PR)의 적어도 일부에 배치되어 있을 때의 인코더 시스템(14)의 계측값은, 스케일 부재(T2) 상의 이물질의 존재에 의해 이상값이 된다. 인코더 시스템(14)의 계측 정보의 이상은, 예컨대 계측값의 급격한 변화, 또는 인코더 시스템(14)의 계측값과 간섭계 시스템(12)의 계측값과의 지나친 어긋남 등을 포함한다.
인코더 시스템(14)[또는 간섭계 시스템(12)]에 의해 규정되는 좌표계(XY 좌표계) 내에서의, X 헤드(49)[또는 Y 헤드(48)]의 계측 영역과, 노광광(EL)의 조사 영역(PR)의 위치 관계는, 예컨대 설계값 등으로부터 이미 알려져 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 검출 시스템(13)의 검출 결과와, 인코더 시스템(14)[또는 간섭계 시스템(12)]의 계측 결과에 기초하여, 인코더 시스템(14)[또는 간섭계 시스템(12)]에 의해 규정되는 좌표계(XY 좌표계) 내에서의 이물질의 위치에 관한 정보가 구해진다. 따라서, 제어 장치(9)는, 스케일 부재(T2) 상의 결함(이물질)이, Y 헤드(48)[또는 X 헤드(49)]의 계측 영역에 배치되어 있을 때에, 노광광(EL)의 조사 영역(투영 영역)(PR)의 적어도 일부와 겹쳐지는 기판(P) 상의 특정 영역(TA)을 결정할 수 있다.
특정 영역(TA)을 결정한 후, 제어 장치(9)는, 그 특정 영역(TA)에 따라, 기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경을 실행한다(단계 SB4). 그리고, 그 변경 후의 제어 모드에 기초하여, 제어 장치(9)는, 노광 시퀀스(SA)를 실행(재개)한다.
이하, 제어 모드의 일례 및 그 제어 모드에 기초한 동작의 일례에 대해서 설명한다. 본 실시형태에 있어서, 기판 스테이지(1)의 제어 모드의 변경은, 기판(P) 상에서 특정 영역(TA)을 포함하는 샷 영역(SH)의 주사 노광 중의, 제2 구동 시스템(5)에 의한 기판 스테이지(1)의 구동의 제어 모드의 변경을 포함한다. 즉, 제어 장치(9)는, 특정 영역(TA)을 포함하지 않는 샷 영역(SH)의 주사 노광 중의 제2 구동 시스템(5)에 의한 기판 스테이지(1)의 구동에 관한 제어 모드에 대하여, 특정 영역(TA)을 포함하는 샷 영역(SH)의 주사 노광 중의 제2 구동 시스템(5)에 의한 기판 스테이지(1)의 구동에 관한 제어 모드를 다르게 한다. 제어 장치(9)는, 특정 영역(TA)을 포함하는 샷 영역(SH)의 주사 노광 중, 제2 구동 시스템(5)에 의한 기판 스테이지(1)의 구동을, 특정 영역(TA)을 포함하지 않는 샷 영역(SH)의 주사 노광 중에 이용하는 제어 모드와 다른 제어 모드로 실행한다.
특정 영역(TA)을 포함하는 샷 영역(SH)의 주사 노광 중에 이용하는 제어 모드는, 샷 영역(SH)의 특정 영역(TA) 이외의 영역(NA)에서 사용되는 제1 모드와, 특정 영역(TA)에서 사용되는 제2 모드를 포함한다. 즉, 기판 스테이지(1)에 의한 노광광(EL)에 대한 상대 이동에 의해 기판(P)의 샷 영역(SH)을 주사 노광하는 경우에 있어서, 영역(NA)을 노광하는 경우, 제어 장치(9)는, 제2 구동 시스템(5)을 제1 모드로 제어한다. 또한, 특정 영역(TA)을 노광하는 경우, 제어 장치(9)는, 제2 구동 시스템(5)을 제2 모드로 제어한다. 즉, 제어 장치(9)는, 영역(NA)의 주사 노광이 행해지는 상태와, 특정 영역(TA)의 주사 노광이 행해지는 상태에서 제2 구동 시스템(5)에 의한 기판 스테이지(1)의 구동을 다르게 한다.
본 실시형태에 있어서, 제1 모드에서는, 인코더 시스템(14)의 계측 정보가 이용된다. 본 실시형태에서는, 제1 모드에서는, 제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14)의 계측 결과에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)을 제어(피드백 제어)한다. 제2 구동 시스템(5)은, 인코더 시스템(14)의 계측 정보에 대한 서보 이득(이득 계수)을 조정할 수 있고, 제어 장치(9)는, 제1 모드에서의 서보 이득을 거의 일정한 미리 정해진 값으로 하여, 영역(NA)의 주사 노광을 실행한다.
또한, 본 실시형태에서는, 특정 영역(TA)을 포함하지 않는 샷 영역(SH)을 주사 노광할 때에도, 제어 장치(9)는, 서보 이득을 거의 일정한 미리 정해진 값으로 하고, 인코더 시스템(14)의 계측 결과에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)을 제어(피드백 제어)해서, 그 샷 영역(SH)의 주사 노광을 실행한다.
한편, 본 실시형태에서는, 제2 모드에서는, 인코더 시스템(14)의 계측 정보는 이용되지 않고, 간섭계 시스템(12)의 계측 정보가 이용된다. 제2 모드에서는, 제어 장치(9)는, 간섭계 시스템(12)의 계측 결과에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)을 제어(피드백 제어)한다.
이와 같이, 제어 장치(9)는, 영역(NA)의 주사 노광이 행해지고 있는 상태에 있어서, 인코더 시스템(14)의 계측 정보에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)을 제어해서, 기판 스테이지(1)를 구동하고, 특정 영역(TA)의 주사 노광이 행해지는 상태에 있어서, 간섭계 시스템(12)의 계측 정보에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)을 제어해서, 기판 스테이지(1)를 구동하도록, 제어 모드를 변경한다.
즉, 기판(P)의 노광 동작에서는, 기판 스테이지(1)의 구동에, 인코더 시스템(14)의 계측 정보가 이용되지만, 인코더 시스템(14)의 계측 정보가, 예컨대 스케일 부재(T2)의 결함(이물질의 존재)에 기인하여 이상일 때, 인코더 시스템(14)이 계측 오차를 발생시킬 때, 인코더 시스템(14)에 의한 기판 스테이지(1)의 위치 계측이 불가능할 때, 간섭계 시스템(12)의 계측 정보가 기판 스테이지(1)의 구동에 이용된다.
본 실시형태에 있어서, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 샷 영역(SH)의 주사 노광 중에, 기판 스테이지(1)의 구동에 이용하는 계측 정보를, 인코더 시스템(14) 및 간섭계 시스템(12)의 한쪽으로부터 다른쪽으로 전환할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 제어 장치(9)는, 영역(NA)의 주사 노광이 행해지는 상태로부터 특정 영역(TA)의 주사 노광이 행해지는 상태로 변화할 때, 기판 스테이지(1)의 구동에 이용하는 계측 정보를, 인코더 시스템(14)으로부터 간섭계 시스템(12)으로 전환한다. 또한, 제어 장치(9)는, 특정 영역(TA)의 주사 노광이 행해지는 상태로부터 영역(NA)의 주사 노광이 행해지는 상태로 변화할 때, 기판 스테이지(1)의 구동에 이용하는 계측 정보를, 간섭계 시스템(12)으로부터 인코더 시스템(14)으로 전환한다. 환언하면, 제어 장치(9)는, 제1 모드로부터 제2 모드로 전환할 때, 기판 스테이지(1)의 구동에 이용하는 계측 정보를, 인코더 시스템(14)으로부터 간섭계 시스템(12)으로 전환한다. 또한, 제어 장치(9)는, 제2 모드로부터 제1 모드로 전환할 때, 기판 스테이지(1)의 구동에 이용하는 계측 정보를, 간섭계 시스템(12)으로부터 인코더 시스템(14)으로 전환한다.
제어 장치(9)는, 제1 모드와 제2 모드와의 전환 시에, 인코더 시스템(14)과 간섭계 시스템(12)에서 출력 좌표가 실질적으로 연속이 되도록, 전환 후에 이용하는 인코더 시스템(14) 또는 간섭계 시스템(12)의 출력 좌표를, 전환 시 또는 그 전에 설정한다.
본 실시형태에서는, 제1 모드로부터 제2 모드로의 전환 시와, 제2 모드로부터 제1 모드로의 전환 시에서, 인코더 시스템(14) 및 간섭계 시스템(12)의 출력 좌표를 연속으로 하는 방식을 다르게 한다. 환언하면, 제1 모드로부터 제2 모드로의 전환 시와, 제2 모드로부터 제1 모드로의 전환 시에서, 인코더 시스템(14)의 출력 좌표와 간섭계 시스템(12)의 출력 좌표와의 연결 처리 방식을 다르게 한다.
본 실시형태에서는, 제1 모드로부터 제2 모드로의 전환에서는, 인코더 시스템(14)의 출력 좌표와 일치하도록, 간섭계 시스템(12)의 출력 좌표를 설정하는, 좌표 연결 처리가 이용된다.
한편, 제2 모드로부터 제1 모드로의 전환에서는, 간섭계 시스템(12)의 출력 좌표와 인코더 시스템(14)의 위상 정보를 이용하여 인코더 시스템(14)의 출력 좌표를 설정하는 위상 연결 처리가 이용된다.
도 19는 인코더 시스템(14)에 의한 기판 스테이지(1)의 서보 제어로부터 간섭계 시스템(12)에 의한 기판 스테이지(1)의 서보 제어로의 전환, 및 간섭계 시스템(12)에 의한 기판 스테이지(1)의 서보 제어로부터 인코더 시스템(14)에 의한 기판 스테이지(1)의 서보 제어로의 전환에서의, 연결 처리를 설명하기 위한 모식도이다. 도 19에 있어서, 가로축은, 하나의 샷 영역(SH) 내에서의 Y축 방향에 관한 위치(좌표), 세로축은, 인코더 시스템(14) 및 간섭계 시스템(12)의 계측 오차(위치 오차)를 나타낸다. 또한, 라인(L1)은, 인코더 시스템(14)의 계측값, 라인(L2)은, 간섭계 시스템(12)의 계측값이다. 또한, 라인(L1e)은, 연결 처리를 행하지 않은 경우에서의, 이물질에 기인하여 발생하는 인코더 시스템(14)의 계측값의 이상값을 나타낸다.
샷 영역(SH)을 주사 노광할 때, 기판 스테이지(1)의 위치 제어의 샘플링 클록(제어 클록)이, 미리 정해진 발생 타이밍(CS)에서 발생하고, 인코더 시스템(14)[및 간섭계 시스템(12)]의 계측의 샘플링 클록(계측 클록)이, 미리 정해진 발생 타이밍(MS)에서 발생한다.
먼저, 인코더 시스템(14)에 의한 기판 스테이지(1)의 서보 제어로부터 간섭계 시스템(14)에 의한 기판 스테이지(1)의 서보 제어로의 전환에서의 연결 처리(좌표 연결 처리)에 대해서 설명한다. 제어 장치(9)는, 제어 클록(CS)마다, 연결 처리를 위한 전처리를 실행한다. 계측 클록(MS) 시에 있어서, 제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14)의 출력 신호 및 간섭계 시스템(12)의 출력 신호의 양쪽을 모니터한다.
영역(NA)에서의 제어 클록(CS) 시에 있어서, 제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14)의 계측 결과에 기초하여, 기판 스테이지(1)의 위치 좌표 (X, Y, θZ)를 구하고, 간섭계 시스템(12)의 계측 결과에 기초하여, 기판 스테이지(1)의 위치 좌표 (X', Y', θZ')를 구한다. 또한, 제어 장치(9)는, 2개의 위치 좌표 (X, Y, θZ)와 (X', Y', θZ')의 차분을 도출한다. 또한, 제어 장치(9)는, 영역(NA)에서의 미리 정해진 클록수에 대해서, 차분의 이동 평균(MAK) {(X, Y, θZ)-(X', Y', θZ')}를 도출하여, 좌표 오프셋 O로서 유지한다.
제어 장치(9)는, 영역(NA)을 노광할 때에, 인코더 시스템(14)의 계측 결과에 기초하여 구해진 위치 좌표 (X, Y, θZ)를 이용해서, 기판 스테이지(1)의 서보 제어를 실행한다.
제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14)으로부터 간섭계 시스템(12)으로의 연결 처리(좌표 연결 처리)를 실행한다. 예컨대, 제2 제어 클록 시에, 인코더 시스템(14)의 출력 신호가 이상으로 되게 하고, 그 직전의 제1 제어 클록 시의 타이밍에서 인코더 시스템(14)으로부터 간섭계 시스템(12)으로 전환하는 것으로 한다. 이 경우, 제어 장치(9)는, 직전의 제어 클록 시(제1 제어 클록 시)에 있어서 인코더 시스템(14)의 계측 결과에 기초하여 구해진 기판 스테이지(1)의 위치 좌표 (X, Y, θZ)와 일치하도록, 제2 제어 클록 시에, 간섭계 시스템(12)의 계측 결과에 기초하여 구해진 기판 스테이지(1)의 위치 좌표 (X', Y', θZ')에, 직전의 제1 제어 클록 시에 유지된 좌표 오프셋 O를 더한다. 이에 따라, 인코더 시스템(14)의 출력 좌표와 일치하도록, 간섭계 시스템(12)의 출력 좌표가 설정된다. 이와 같이, 간섭계 시스템(12)의 출력 좌표가, 제2 제어 클록 전에 설정되고, 제2 제어 클록 시 이후에는, 간섭계 시스템(12)의 계측 정보에 기초하여, 특정 영역(TA)의 주사 노광이 실행된다. 구체적으로는, 제어 장치(9)는, 특정 영역(TA)에 있어서, 좌표 오프셋 O에 의해 보정(오프셋 보정)된 위치 좌표 [(X', Y', θZ')+O]를 참조하여, 기판 스테이지(1)의 서보 제어를 행한다.
이와 같이, 인코더 시스템(14)의 계측값에 기초하여, 유효 스트로크 범위 내에서 기판 스테이지(1)의 위치 제어가 실행되어 있는 상태에 있어서, 그 인코더 시스템(14)[각 헤드(48, 49)]의 계측 영역 내에 스케일 부재(T2) 상의 이물질이 배치되는 경우, 제어 장치(9)는, 그 계측 영역 내에 이물질이 배치되기 직전에, 기판 스테이지(1)의 위치 제어에 사용하는 계측값을, 인코더 시스템(14)으로부터 출력되는 계측값으로부터, 간섭계 시스템(12)으로부터 출력되는 계측값으로 전환한다. 본 실시형태에서는, 전환 직전의 인코더 시스템(14)의 출력 좌표와 연속하도록, 간섭계 시스템(12)의 출력 좌표가 보정된다. 이에 따라, 제어 장치(9)는, 특정 영역(TA)을 노광할 때에, 간섭계 시스템(12)으로부터 출력되는 계측값에 기초하여, 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 구하고, 그 위치 정보에 기초하여, 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)를 실행(계속)할 수 있다.
다음으로, 간섭계 시스템(12)에 의한 기판 스테이지(1)의 서보 제어로부터 인코더 시스템(14)에 의한 기판 스테이지(1)의 서보 제어로의 전환에서의 연결 처리(위상 연결 처리)에 대해서 설명한다. 예컨대, 제4 제어 클록 시에, 특정 영역(TA)이 투영 영역(PR)과 겹치지 않는 위치로 이동하는 것으로 한다. 제어 장치(9)는, 그 제4 제어 클록 시 이후의, 제5 제어 클록 시의 타이밍에서, 간섭계 시스템(12)으로부터 인코더 시스템(14)으로 전환하는 것으로 한다. 제어 장치(9)는, 오프셋 보정되어 있는 간섭계 시스템(12)으로부터 출력되는 위치 좌표 [(X', Y', θ z')+O]와, 인코더 시스템(14)의 위상 정보를 이용하여, 인코더 시스템(14)의 출력 좌표를 설정한다.
예컨대, XY 평면 내(X축, Y축 및 θZ 방향)에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보는, 적어도 3개의 헤드를 이용하여 구해지고, XY 좌표계에서의, 3개의 헤드의 위치 (X, Y)를 각각 (p1, q1), (p2, q2), (p3, q3)로 한 경우에 있어서, 기판 스테이지(1)가 좌표 (X, Y, θZ)에 위치하는 경우, 3개의 헤드의 계측값은, 이론상, 다음식 (1A)∼(1C)로 표시할 수 있다.
C1=-(p1-X)sinθZ+(q1-Y)cosθZ ……(1A)
C2=-(p2-X)sinθZ+(q2-Y)cosθZ ……(1B)
C3=(p3-X)cosθZ+(q3-Y)sinθZ ……(1C)
간섭계 시스템(12)으로부터 공급되는 위치 좌표를, 연립 방정식 (1A)∼(1C)에 대입하여 풀음으로써, 3개의 헤드로부터 출력되어야 할 계측값이 산출된다. 이와 같이, 간섭계 시스템(12)의 출력 좌표에 기초하여, 인코더 시스템(14)의 출력 좌표를 구할 수 있다. 제어 장치(9)는, 구한 인코더 시스템(14)의 출력 좌표를 이용하여, 인코더 시스템(14)을 초기 설정한다.
제어 장치(9)는, 제5 제어 클록 이후, 인코더 시스템(14)에 의한 서보 제어를 실행한다. 이와 같이, 인코더 시스템(14)의 출력 좌표가, 제5 제어 클록 전에 설정되고, 제5 제어 클록 시 이후에는, 인코더 시스템(14)의 계측 정보에 기초하여, 영역(NA)의 주사 노광이 실행된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 검출 시스템(13)을 이용하여, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질을 검출할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 따르면, 기판(P)의 주사 노광 중, 검출 시스템(13)의 검출 정보에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)에 의한 기판 스테이지(1)의 구동이 제어되기 때문에, 예컨대 스케일 부재(T2) 상의 이물질을 고려하여, 기판 스테이지(1)의 제어 모드를 변경함으로써, 스케일 부재(T2)를 이용하는 기판 스테이지(1)의 위치 계측, 및 기판 스테이지(1)의 위치 제어(이동 제어)를 양호하게 실행할 수 있다. 이와 같이, 본 실시형태에 따르면, 이물질의 영향을 억제한 상태에서, 기판 스테이지(1)의 위치 계측, 및 기판 스테이지(1)의 위치 제어를 실행할 수 있다. 따라서, 기판 스테이지(1)의 이동 성능의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 노광 불량의 발생을 억제할 수 있고, 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따르면, 계측값의 단기 안정성이 양호한 인코더 시스템(14)에 의해, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하기 때문에, 공기 요동 등의 영향을 억제하면서, 고정밀도로 계측할 수 있다.
<제4 실시형태>
다음으로, 제4 실시형태에 대해서 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 상술한 실시형태와 동일한 또는 동등한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 간략 또는 생략한다.
상술한 제3 실시형태에서는, 제1 모드에서는, 인코더 시스템(14)의 계측 결과에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)의 제어가 실행되고, 제2 모드에서는, 간섭계 시스템(12)의 계측 결과에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)의 제어가 실행되는 것으로 하였으나, 제4 실시형태의 특징적인 부분은, 제2 모드에 있어서, 인코더 시스템(14)의 계측 정보에 대한 서보 이득(이득 계수)을 변경하는 점에 있다.
제2 구동 시스템(5)은, 인코더 시스템(14)의 계측 정보에 대한 서보 이득(이득 계수)을 조정 가능(변경 가능)하고, 제어 장치(9)는, 제1 모드에서의 서보 이득을 거의 일정한 미리 정해진 값으로 하여, 영역(NA)의 주사 노광을 실행한다.
한편, 제어 장치(9)는, 제2 모드에서의 서보 이득을, 제1 모드에서의 서보 이득에 비해서 작게 한다. 즉, 제어 장치(9)는, 샷 영역(SH)의 영역(NA)에 비해서, 특정 영역(TA)에서 서보 이득을 작게 한다. 본 실시형태에서는, 제2 모드에서의 서보 이득을 제로로 한다. 즉, 제2 모드에서는, 인코더 시스템(14)의 계측 정보가 실질적으로 이용되지 않는다. 이에 따라, 특정 영역(TA)에서는, 서보 이득이 제로가 된다.
본 실시형태에서, 제2 모드에서는, 제2 구동 시스템(5)에 의한 기판 스테이지(1)의 서보 제어를 행하지 않는다. 제어 장치(9)는, 기판 스테이지(1)의 서보 제어의 정지를 실행할 수 있고, 특정 영역(TA)을 포함하는 샷 영역(SH)의 주사 노광 중, 특정 영역(TA)에서는, 제2 구동 시스템(5)에 의한 기판 스테이지(1)의 서보 제어를 행하지 않는다.
이와 같이, 본 실시형태에서, 제어 장치(9)는, 특정 영역(TA)을 포함하는 샷 영역(SH)의 주사 노광 중, 특정 영역(TA)에서 서보 이득을 변경한다. 제어 장치(9)는, 특정 영역(TA)이 투영 영역(PR)을 통과할 때, 서보 이득을 작게 한다. 제어 장치(9)는, 특정 영역(TA)의 주사 노광이 행해지는 상태에 있어서, 인코더 시스템(14)의 계측 정보에 대한 서보 이득을 제로로 하고, 인코더 시스템(14)의 계측 정보를 이용하지 않고서, 기판 스테이지(1)를 구동한다. 특정 영역(TA)을 포함하는 샷 영역(SH)의 주사 노광 중, 특정 영역(TA)에서는, 인코더 시스템(14)의 계측 정보를 이용하지 않고서, 기판 스테이지(1)가 구동된다.
본 실시형태에 있어서, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 샷 영역(SH)의 주사 노광 중에서, 영역(NA)의 주사 노광 중에는, 서보 이득을 미리 정해진 값으로 하고, 인코더 시스템(14)의 계측 정보를 이용하여 기판 스테이지(1)를 구동하며, 영역(NA)의 주사 노광이 행해지는 상태로부터 특정 영역(TA)의 주사 노광이 행해지는 상태로 변화할 때, 서보 이득을 제로로 하고, 특정 영역(TA)의 주사 노광 중에는, 서보 이득을 제로로 한 상태에서, 서보 제어를 행하지 않고, 기판 스테이지(1)를 이동시키며, 특정 영역(TA)의 주사 노광이 행해지는 상태로부터 영역(NA)의 주사 노광이 행해지는 상태로 변화할 때, 서보 이득을 미리 정해진 값으로 복귀시키고, 그 후의 영역(NA)의 주사 노광 중에, 인코더 시스템(14)의 계측 정보를 이용하여 기판 스테이지(1)를 구동한다.
본 실시형태에서도, 이물질의 영향을 억제한 상태에서, 기판 스테이지(1)의 위치 계측, 및 기판 스테이지(1)의 위치 제어를 실행할 수 있다. 따라서, 기판 스테이지(1)의 이동 성능의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 노광 불량이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 불량 디바이스가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 서보 이득을 제로로 하였으나, 영역(NA)에 비해서 특정 영역(TA)에서 서보 이득을 작게 하여, 이물질의 영향을 억제한 상태에서, 기판 스테이지(1)의 서보 제어를 행하도록 해도 된다.
또한, 상술한 제3, 제4 실시형태에서는, 노광 시퀀스(SA)와는 별도로, 이물질 검출을 위한 전용의 시퀀스(검출 시퀀스)(SB)를 마련하고 있으나, 제어 장치(9)는, 예컨대 노광 시퀀스(SA) 중에, 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다. 예컨대, 복수의 기판(P)을 순차적으로 노광하는 경우에 있어서, 기판 스테이지(1)에 대한 기판(P)의 교환마다의 인터벌 기간마다, 즉, 기판(P)을 1장 노광할 때마다, 노광 동작의 적어도 일부와 병행하여, 검출 시스템(13)을 이용하는 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다. 이 경우, 노광 동작과 병행하여, 스케일 부재(T2)의 전체면에서의 이물질 검출을 행하지 않아도 된다. 즉, 노광 동작과 병행하여, 스케일 부재(T2)의 일부의 이물질 검출을 행하고, 스케일 부재(T2)의 나머지 이물질 검출은, 노광 시퀀스 중의, 노광 동작 이외의 기간, 또는 전술한 이물질 처리 시퀀스에서 행하도록 해도 된다. 또한, 이물질의 검출 동작의 타이밍으로서는, 기판(P)을 1장 노광할 때마다에 한정되지 않고, 미리 정해진 매수의 기판(P)을 노광할 때마다, 미리 정해진 시간 경과할 때마다 등, 미리 정해진 간격마다 실행할 수도 있다.
또한, 상술한 제3, 제4 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)가 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로 이동하는 동안, 및 노광 위치(EP)로부터 제2 기판 교환 위치(CP2)로 이동하는 동안에, 스케일 부재(T2)의 상면이, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)을 통과하기 때문에, 그 기판 스테이지(1)의 이동 도중에 있어서, 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다.
또한, 상술한 제3, 제4 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 기판(P)이, 노광광(EL)의 조사 영역인 투영 광학 시스템(PL)의 투영 영역(PR)에 배치되어 있을 때에, 스케일 부재(T2)의 적어도 일부가, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 배치되도록, 투영 광학 시스템(PL)과 검출 시스템(13)의 위치 관계가 정해져 있다. 따라서, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작과 병행하여, 검출 시스템(13)을 이용하는 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다.
또한, 상술한 제3, 제4 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)에 유지되어 있는 기판(P)이, 얼라이먼트 시스템(15)의 검출 영역에 배치되어 있을 때에, 스케일 부재(T2)의 적어도 일부가, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 배치되도록, 얼라이먼트 시스템(15)과 검출 시스템(13)의 위치 관계가 정해져 있다. 따라서, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 얼라이먼트 마크의 검출 동작과 병행하여, 검출 시스템(13)을 이용하는 스케일 부재(T2)의 상면의 이물질의 검출 동작을 실행할 수 있다.
이와 같이, 기판(P)의 노광 동작을 포함하는 노광 시퀀스(SA) 중에, 스케일 부재(T2)[플레이트 부재(T)]의 상면의 이물질의 검출 동작을 실행할 수도 있다. 이 경우, 노광 시퀀스(SA)의 하나의 동작(기간) 중에, 스케일 부재(T2)의 전체면의 이물질 검출을 행해도 되고, 노광 시퀀스(SA)의 다른 기간(동작) 중에, 스케일 부재(T2)의 전체면의 이물질 검출을 행해도 된다. 또한, 노광 시퀀스(SA)의 일부와 전술한 이물질 처리 시퀀스에서 스케일 부재(T2)의 전체면의 이물질 검출을 행해도 된다.
또한, 예컨대 기판 스테이지(1)를 제1 기판 교환 위치(CP1)로부터 노광 위치(EP)로 이동하는 동작, 및 기판(P)의 얼라이먼트 마크를 검출하는 동작을 포함하는, 기판(P)의 노광 동작 전의 미리 정해진 동작 중에, 이물질의 검출 동작이 실행되고, 그 검출 동작에 의해 이물질이 검출된 경우, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작 전에, 기판 스테이지(1)의 제어 모드를 변경할 수 있다.
또한, 예컨대 기판(P)의 노광 동작 중에, 이물질의 검출 동작이 실행되고, 그 검출 동작에 의해 이물질이 검출된 경우, 제어 장치(9)는, 기판(P)의 노광 동작 중에, 기판 스테이지(1)의 제어 모드를 변경할 수 있다.
또한, 제어 장치(9)에 대하여 조작 신호를 입력 가능한 입력 장치를 제어 장치(9)에 접속하여, 예컨대 작업자가 입력 장치에 의해 조작 신호를 입력했을 때에, 검출 시퀀스가 실행되어도 된다. 또한, 입력 장치는, 예컨대 키보드, 터치 패널, 조작 버튼 등을 포함한다.
또한, 검출 시퀀스가 미리 정해진 간격마다 복수 회 실행되는 경우, 예컨대 제n회째의 검출 시퀀스(SB)에서는, 스케일 부재(T2)의 상면의 제1 영역에 대한 이물질 검출 동작을 실행하고, 제n+1회째의 검출 시퀀스에서는, 스케일 부재(T2)의 상면의 제2 영역에 대한 이물질 검출 동작을 실행해도 된다.
또한, 상술한 제3, 제4 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)을 이용하여, 계측 스테이지(2)의 상면(18)의 이물질을 검출할 수 있다. 또한, 검출 시스템(13)의 검출 결과에 기초하여, 계측 스테이지(2)의 구동을 제어할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 검출 시스템(13)을 이용하여, 기준 격자(45)를 포함하는 기준 부재(44)의 상면의 이물질을 검출할 수 있다.
또한, 상술한 제3, 제4 실시형태에 있어서, 제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14)에 의해, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하면서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)[플레이트 부재(T)]의 상면을 이동시켜, 플레이트 부재(T)의 상면의 적어도 일부의 이물질의 검출 동작을 실행하고, 포커스 검출 시스템(13)의 검출 결과와 인코더 시스템(14)의 계측 결과에 기초하여, XY 평면 내에서의 이물질의 위치를 구하는 것으로 해도 좋으며, 간섭계 시스템(12)에 의해, XY 평면 내에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하면서, 검출 시스템(13)의 검출 영역(AF)에 대하여 기판 스테이지(1)[플레이트 부재(T)]의 상면을 이동시켜, 플레이트 부재(T)의 상면의 적어도 일부의 이물질의 검출 동작을 실행하고, 포커스 검출 시스템(13)의 검출 결과와 간섭계 시스템(12)의 계측 결과에 기초하여, XY 평면 내에서의 이물질의 위치를 구하는 것으로 해도 된다.
또한, 상술한 제3, 제4 실시형태에 있어서, 간섭계 시스템(12)[제2 간섭계 유닛(12B)]에 의해 계측되는 기판 스테이지(1)의 위치 정보가, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에서는 이용되지 않고, 주로 인코더 시스템(14)의 캘리브레이션 동작(즉, 계측값의 교정) 등에 이용되는 것으로 하였으나, 간섭계 시스템(12)의 계측 정보(즉, X축, Y축, θX, θY 및 θZ 방향의 5개의 방향의 위치 정보 중 적어도 하나)를, 예컨대 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에서 이용해도 된다. 본 실시형태에서는, 인코더 시스템(14)은, X축, Y축 및 θZ 방향의 3개의 방향에서의 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측한다. 그래서, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에 있어서, 간섭계 시스템(12)의 계측 정보 중, 인코더 시스템(14)에 의한 기판 스테이지(1)의 위치 정보의 계측 방향(X축, Y축 및 θZ 방향)과 다른 방향, 예컨대 θX 방향 및/또는 θY 방향에 관한 위치 정보만을 이용해도 되고, 그 다른 방향의 위치 정보에 더하여, 인코더 시스템(14)의 계측 방향과 동일한 방향(즉, X축, Y축 및 θZ 방향 중 적어도 하나)에 관한 위치 정보를 이용해도 된다. 또한, 간섭계 시스템(12)은, 기판 스테이지(1)의 Z축 방향의 위치 정보를 계측 가능하게 해도 된다. 이 경우, 기판(P)의 얼라이먼트 동작 및 노광 동작에 있어서, Z축 방향의 위치 정보를 이용해도 된다.
또한, 상술한 제1∼제4 실시형태에서는, 검출 시스템에 의해 스케일 부재의 상면의 전역에서 이물질 검출을 행하는 것으로 하였으나, 이것에 한정되지 않고, 스케일 부재의 상면의 일부에서만 이물질 검출을 행하는 것으로 해도 된다. 이 경우, 이물질 검출을 행하는 스케일 부재의 일부는, 적어도, 노광 시퀀스 중에 인코더의 빔이 조사되는 범위를 포함한다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 스케일 부재(T2)가, 2장의 판형 부재(30A, 30B)에 의해 형성되어 있는 것으로 하였으나, 이것에 한정되지 않고, 스케일 부재(T2)를 1장의 판형 부재로 구성하고, 그 상면에 직접 회절 격자를 형성하는 것으로 해도 된다. 또한, 스케일 부재의 상면에 회절 격자를 형성하고, 그 스케일 부재의 상면에 헤드(48, 48A, 48B, 49)의 계측광이 투과 가능한 보호 부재(예컨대, 박막)를 설치하여, 회절 격자의 손상 등을 억제해도 된다. 또한, 기판 스테이지(1)가 스케일 부재(T2)를 착탈 가능하게 하지 않고, 기판 스테이지와 스케일 부재를 일체로 해도 된다. 즉, 기판 스테이지(1)의 적어도 일부에, 회절 격자를 직접 형성해도 된다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 기판 스테이지(1)에 스케일 부재(T2)가 배치되고, 인코더 시스템(14)이 그 스케일 부재(T2)를 계측하여, 기판 스테이지(1)의 위치 정보를 계측하는 것으로 하였으나, 기판 스테이지(1)와 마찬가지로, 계측 스테이지(2)에도, 회절 격자를 포함하는 스케일 부재를 배치할 수 있다. 인코더 시스템(14)은, 그 스케일 부재를 이용하여, XY 평면 내에서의 계측 스테이지(2)의 위치 정보를 계측할 수 있다. 제어 장치(9)는, 인코더 시스템(14)의 계측 결과 및 검출 시스템(13)의 검출 결과에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)을 작동하여, 계측 스테이지(2)의 위치 제어를 행할 수 있다. 또한, 검출 시스템(13)은, 계측 스테이지에 배치된 스케일 부재의 상면의 이물질을 검출할 수 있다. 또한, 상술한 제1, 제2 실시형태에서는, 액침 부재(11) 등의 클리닝 장치를 이용하여, 계측 스테이지의 스케일 부재를 클리닝할 수 있다. 또한, 작업자는, 계측 스테이지를 노광 장치(EX)로부터 꺼내어, 그 계측 스테이지의 스케일 부재를 유지할 수 있다. 한편, 상술한 제3, 제4 실시형태에서는, 검출 시스템(13)의 검출 정보에 기초하여, 제2 구동 시스템(5)을 이용하는 기판 스테이지(1)의 구동을 제어할 수 있다.
또한, 마스크 스테이지(3)에도, 회절 격자를 포함하는 스케일 부재를 배치할 수 있다. 마스크 스테이지(3)에 배치된 스케일 부재를 계측 가능한 인코더 시스템을 배치함으로써, 그 인코더 시스템은, 마스크 스테이지(3)에 배치된 스케일 부재를 이용하여, XY 평면 내에서의 마스크 스테이지(3)의 위치 정보를 계측할 수 있다. 또한, 마스크(M)의 패턴 형성면의 위치 정보를 계측 가능한 검출 시스템을 설치할 수 있다. 그리고, 그 검출 시스템을 이용하여, 마스크 스테이지(3)에 배치된 스케일 부재의 이물질을 검출할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 이동체인 기판 스테이지(계측 스테이지, 마스크 스테이지)에 스케일 부재를 배치하고, 그 스케일 부재와 대향 가능한 위치(기판 스테이지의 상방)에 인코더 시스템이 배치되는 경우를 예로써 설명하였으나, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2006/0227309호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같은, 기판 스테이지에 인코더 시스템의 헤드가 배치되고, 그 헤드와 대향 가능한 위치(기판 스테이지의 상방)에 스케일 부재(그리드판)가 배치되는 노광 장치에도, 상술한 각 실시형태에서 설명한 구성을 적용할 수 있다. 즉, 기판 스테이지에 유지된 기판의 표면의 위치 정보를 검출 가능한 검출 시스템을 설치하고, 그 검출 시스템에 의해, 기판 스테이지에 배치되어 있는 인코더 시스템의 헤드의 상면의 이물질을 검출할 수 있다. 또한, 그 검출 시스템의 검출 결과에 따라, 상술한 제1, 제2 실시형태에서는, 클리닝 장치를 이용하여 그 인코더 시스템의 헤드의 상면을 클리닝할 수 있다. 클리닝 장치로서, 상술한 바와 같은, 예컨대 액체를 이용하여 클리닝하는 액침 부재, 기체를 분사할 수 있는 분사구를 갖는 기체 공급 장치, 기체를 흡인할 수 있는 흡인구를 갖는 진공 장치 등을 이용할 수 있다. 한편, 상술한 제3, 제4 실시형태에서는, 그 검출 시스템의 검출 결과에 따라, 그 기판 스테이지의 구동을 제어할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 이물질을 검출하기 위해서, 기판(P)의 표면의 위치 정보를 검출 가능한 검출 시스템[포커스 레벨링 검출 시스템(13)]을 이용하고 있으나, 이물질 및 그 사이즈를 검출할 수 있으면, 검출 시스템(13)과 다른 검출 시스템을 노광 장치(EX)에 설치하고, 그 검출 시스템으로 이물질을 검출해도 된다. 또한, 검출 시스템(13)은 촬상 방식 등도 된다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 스케일 부재의 결함이, 스케일 부재 상에 존재하는 이물질인 경우를 예로써 설명하였으나, 예컨대 상처인 경우라도, 상술한 각 실시형태에서 설명한 구성을 채용함으로써, 노광 불량이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 불량 디바이스의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에서, 투영 광학 시스템(PL)은, 종단 광학 소자의 사출측[이미지면측]의 광로를 액체로 채우고 있으나, 미국 특허 출원 공개 제2005/0248856호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 종단 광학 소자의 입사측(물체면측)의 광로도 액체로 채우는 투영 광학 시스템을 채용할 수도 있다.
또한, 상술한 각 실시형태의 액체(LQ)는 물이지만, 물 이외의 액체여도 된다. 액체(LQ)로서는, 노광광(EL)에 대한 투과성이 있고 가능한 한 굴절률이 높으며, 투영 광학 시스템, 또는 기판의 표면을 형성하는 감광막에 대하여 안정적인 것이 바람직하다. 예컨대, 액체(LQ)로서, 하이드로플루오르에테르(HFE), 과불화폴리에테르(PFPE), 폼브린 오일(fomblin oil), 시더유 등을 이용하는 것도 가능하다. 또한, 액체(LQ)로서, 굴절률이 1.6∼1.8 정도인 것을 사용해도 된다. 또한, 석영 및 형석보다도 굴절률이 높은(예컨대, 1.6 이상) 재료로, 액체(LQ)와 접촉하는 투영 광학 시스템(PL)의 광학 소자(종단 광학 소자 등)를 형성해도 된다. 또한, 액체(LQ)로서, 여러 가지 유체, 예컨대, 초임계 유체를 이용하는 것도 가능하다.
또한, 예컨대 노광광(EL)이 F2 레이저광인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과하지 않기 때문에, 액체(LQ)로서는 F2 레이저광을 투과시킬 수 있는 것, 예컨대, 과불화폴리에테르(PFPE), 불소계 오일 등의 불소계 유체를 이용할 수 있다. 이 경우, 액체(LQ)와 접촉하는 부분에는, 예컨대 불소를 포함하는 극성이 작은 분자 구조의 물질로 박막을 형성함으로써 친액화 처리한다.
또한, 상술한 각 실시형태에 있어서, 투영 광학 시스템(PL)을 통해 조명광(EL)이 조사되는 투영 영역(PR)은, 투영 광학 시스템(PL)의 시야 내에서 광축(AX)을 포함하는 온 액시스 영역이지만, 예컨대 국제 공개 제2004/107011호 팜플렛에 개시되는 바와 같이, 복수의 반사면을 가지며, 중간 이미지를 적어도 1회 형성하는 광학 시스템[반사 시스템 또는 반굴계(反屈系)]이 그 일부에 설치되고, 또한 단일의 광축을 갖는, 이른바 인라인형의 반사 굴절 시스템과 마찬가지로, 그 노광 영역은 광축(AX)을 포함하지 않는 오프 액시스 영역이어도 된다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 조명 영역(IR) 및 투영 영역(PR)은, 그 형상이 직사각형인 것으로 하였으나, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 원호, 사다리꼴, 또는 평행 사변형 등이어도 된다.
상술한 각 실시형태에서는, 투영 광학 시스템(PL)을 구비한 노광 장치를 예로 들어 설명해 왔으나, 투영 광학 시스템(PL)을 이용하지 않는 노광 장치 및 노광 방법에 본 발명을 적용할 수 있다. 이와 같이 투영 광학 시스템(PL)을 이용하지 않는 경우라도, 노광광은 렌즈 등의 광학 부재를 통해 기판에 조사되고, 그와 같은 광학 부재와 기판 사이에 액침 공간이 형성된다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 노광 장치(EX)가 액침 노광 장치인 경우를 예로 해서 설명하였으나, 액체를 통하지 않고 기판(P)을 노광하는 건식 노광 장치여도 된다.
또한, 상술한 각 실시형태에 있어서, 노광 장치(EX)가, 연(軟)X선 영역의 EUV(Extreme Ultraviolet)광을 이용하여 기판(P)을 노광하는 EUV 노광 장치여도 된다.
또한, 상술한 각 실시형태의 기판(P)으로서는, 반도체 디바이스 제조용 반도체 웨이퍼 뿐만 아니라, 디스플레이 디바이스용 유리 기판, 박막 자기 헤드용 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에서 이용되는 마스크 또는 레티클의 원판(합성 석영, 실리콘 웨이퍼) 등이 적용된다.
노광 장치(EX)로서는, 마스크(M)와 기판(P)을 동기 이동시켜 마스크(M)의 패턴을 주사 노광하는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 노광 장치(스캐닝 스테퍼) 외에, 마스크(M)와 기판(P)을 정지(靜止)한 상태에서 마스크(M)의 패턴을 일괄 노광하여, 기판(P)을 순차적으로 스텝 이동시키는 스텝 앤드 리피트 방식의 투영 노광 장치(스테퍼)에도 적용할 수 있다. 노광 장치(EX)가 스테퍼인 경우에 있어서도, 기판을 유지하는 스테이지의 위치를 인코더로 계측함으로써, 공기 요동에 기인하는 계측 오차의 발생을 억제하여, 스테이지의 위치 제어를 고정밀도로 실행할 수 있다.
또한, 스텝 앤드 리피트 방식의 노광에 있어서, 제1 패턴과 기판(P)을 거의 정지한 상태에서, 투영 광학 시스템을 이용하여 제1 패턴의 축소 이미지를 기판(P) 상에 전사한 후, 제2 패턴과 기판(P)을 거의 정지한 상태에서, 투영 광학 시스템을 이용하여 제2 패턴의 축소 이미지를 제1 패턴과 부분적으로 겹쳐 기판(P) 상에 일괄 노광해도 된다(스티치 방식의 일괄 노광 장치). 또한, 스티치 방식의 노광 장치로서는, 기판(P) 상에서 적어도 2개의 패턴을 부분적으로 겹쳐 전사하고, 기판(P)을 순차적으로 이동시키는 스텝 앤드 스티치 방식의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 예컨대 미국 특허 제6611316호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 2개의 마스크의 패턴을, 투영 광학 시스템을 통해 기판 상에서 합성하여, 1회의 주사 노광에 의해 기판 상의 하나의 샷 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치 등에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또한, 프록시미티 방식의 노광 장치, 미러 프로젝션 얼라이너 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 미국 특허 제6341007호 명세서, 미국 특허 제6400441호 명세서, 미국 특허 제6549269호 명세서, 미국 특허 제6590634호 명세서, 미국 특허 제6208407호 명세서 및 미국 특허 제6262796호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같은, 복수의 기판 스테이지를 구비한 트윈 스테이지형의 노광 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 복수의 기판 스테이지와 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은, 기판 스테이지를 하나만 갖는 노광 장치에도 적용할 수 있다.
노광 장치의 종류로서는, 기판(P)에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 액정 표시 소자 제조용 또는 디스플레이 제조용 노광 장치나, 박막 자기 헤드, 촬상 소자(CCD), 마이크로 머신, MEMS, DNA칩, 또는 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 노광광(EL)으로서 ArF 엑시머 레이저광을 발생하는 광원 장치로서, ArF 엑시머 레이저를 이용해도 좋으나, 예컨대, 미국 특허 제7023610호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저 등의 고체 레이저 광원, 파이버 증폭기 등을 갖는 광증폭부, 및 파장 변환부 등을 포함하며, 파장 193 ㎚의 펄스광을 출력하는 고조파 발생 장치를 이용해도 된다.
또한, 상술한 각 실시형태에서는, 광투과성의 기판 상에 미리 정해진 차광 패턴[또는 위상 패턴·감광(減光) 패턴]을 형성한 광투과형 마스크를 이용하였으나, 이 마스크를 대신하여, 예컨대 미국 특허 제6778257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여 투과 패턴 또는 반사 패턴, 또는 발광 패턴을 형성하는 가변 성형 마스크(전자 마스크, 액티브 마스크, 또는 이미지 제너레이터라고도 불림)를 이용해도 된다. 가변 성형 마스크는, 예컨대 비발광형 화상 표시 소자(공간 광변조기)의 일종인 DMD(Digital Micro-mirror Device) 등을 포함한다. 또한, 가변 성형 마스크로서는, DMD에 한정되는 것은 아니며, DMD를 대신하여, 이하에 설명하는 비발광형 화상 표시 소자를 이용해도 된다. 여기서, 비발광형 화상 표시 소자는, 미리 정해진 방향으로 진행하는 광의 진폭(강도), 위상 또는 편광의 상태를 공간적으로 변조하는 소자이며, 투과형 공간 광변조기로서는, 투과형 액정 표시 소자(LCD: Liquid Crystal Display) 이외에, 일렉트로크로믹 디스플레이(ECD) 등을 예로서 들 수 있다. 또한, 반사형 공간 광변조기로서는, 상술한 DMD 외에, 반사 미러 어레이, 반사형 액정 표시 소자, 전기 영동 디스플레이(EPD: Electro Phonetic Display), 전자 페이퍼(또는 전자 잉크), 광회절형 라이트 밸브(Grating Light Valve) 등을 예로서 들 수 있다.
또한, 비발광형 화상 표시 소자를 구비하는 가변 성형 마스크를 대신하여, 자발광형 화상 표시 소자를 포함하는 패턴 형성 장치를 구비하도록 해도 된다. 이 경우, 조명계는 불필요해진다. 여기서 자발광형 화상 표시 소자로서는, 예컨대, CRT(Cathode Ray Tube), 무기 EL 디스플레이, 유기 EL 디스플레이(OLED: Organic Light Emitting Diode), LED 디스플레이, LD 디스플레이, 전계 방출 디스플레이(FED: Field Emission Display), 플라즈마 디스플레이(PDP: Plasma Display Panel) 등을 들 수 있다. 또한, 패턴 형성 장치가 구비하는 자발광형 화상 표시 소자로서, 복수의 발광점을 갖는 고체 광원칩, 칩을 복수 개 어레이형으로 배열한 고체 광원칩 어레이, 또는 복수의 발광점을 1장의 기판에 만들어 넣은 타입의 것 등을 이용하여, 그 고체 광원칩을 전기적으로 제어해서 패턴을 형성해도 된다. 또한, 고체 광원 소자는, 무기, 유기를 불문한다.
또한, 예컨대 국제 공개 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 기판(P) 상에 형성함으로써, 기판(P) 상에 라인 앤드 스페이스 패턴을 노광하는 노광 장치(리소그래피 시스템)에도 본 발명을 적용할 수 있다.
이상과 같이, 노광 장치는, 각 구성 요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 미리 정해진 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록, 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해서, 이 조립 전후에는, 각종 광학 시스템에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계 시스템에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기 시스템에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 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 개개의 조립 공정이 있는 것은 물론이다. 각종 서브 시스템의 노광 장치로의 조립 공정이 종료되었다면, 종합 조정이 행해져, 노광 장치 전체로서의 각종 정밀도가 확보된다. 또한, 노광 장치의 제조는 온도 및 클린도 등이 관리된 클린룸에서 행하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 20에 도시하는 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능·성능 설계를 행하는 단계 201, 이 설계 단계에 기초한 마스크(레티클)를 제작하는 단계 202, 디바이스의 기재인 기판을 제조하는 단계 203, 상술한 실시형태에 따라, 마스크의 패턴을 이용하여 노광광으로 기판을 노광하는 것, 및 노광된 기판을 현상하는 것을 포함하는 기판 처리(노광 처리)를 포함하는 기판 처리 단계 204, 디바이스 조립 단계(다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정 등의 가공 프로세스를 포함함) 205, 검사 단계 206 등을 거쳐 제조된다.
또한, 상술한 각 실시형태의 요건은, 적절하게 조합할 수 있다. 또한, 상술한 각 실시형태 및 변형예에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 문헌 및 미국 특허의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
1: 마스크 스테이지 2: 기판 스테이지
3: 계측 스테이지 4: 제1 구동 시스템
5: 제2 구동 시스템 6: 가이드면
9: 제어 장치 10: 기억 장치
11: 액침 부재 12: 간섭계 시스템
13: 검출 시스템 14: 인코더 시스템
15: 얼라이먼트 시스템 16: 종단 광학 소자
19: 공급구 20: 회수구
21: 액체 공급 장치 24: 액체 회수 장치
48: Y 헤드 49: X 헤드
CA: 접액 영역 CP1: 제1 기판 교환 위치
CP2: 제2 기판 교환 위치 EL: 노광광
EP: 노광 위치 EX: 노광 장치
H1: 제1 영역 H2: 제2 영역
LQ: 액체 LS: 액침 공간(액침 영역)
NCA: 비접액 영역 P: 기판
PL: 투영 광학 시스템 RG: 회절 격자
T1: 제1 플레이트 T2: 스케일 부재
3: 계측 스테이지 4: 제1 구동 시스템
5: 제2 구동 시스템 6: 가이드면
9: 제어 장치 10: 기억 장치
11: 액침 부재 12: 간섭계 시스템
13: 검출 시스템 14: 인코더 시스템
15: 얼라이먼트 시스템 16: 종단 광학 소자
19: 공급구 20: 회수구
21: 액체 공급 장치 24: 액체 회수 장치
48: Y 헤드 49: X 헤드
CA: 접액 영역 CP1: 제1 기판 교환 위치
CP2: 제2 기판 교환 위치 EL: 노광광
EP: 노광 위치 EX: 노광 장치
H1: 제1 영역 H2: 제2 영역
LQ: 액체 LS: 액침 공간(액침 영역)
NCA: 비접액 영역 P: 기판
PL: 투영 광학 시스템 RG: 회절 격자
T1: 제1 플레이트 T2: 스케일 부재
Claims (140)
- 노광광으로 물체를 노광하는 노광 장치로서,
상기 물체를 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있고, 격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되는 이동체와,
상기 스케일 부재를 이용하여 상기 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 시스템과,
상기 스케일 부재의 표면의 이물질 및 그 사이즈에 관한 정보를 검출하는 검출 시스 템과,
상기 스케일 부재를 클리닝할 수 있는 클리닝 장치를 포함하고,
상기 검출 시스템의 검출 결과에 따라, 상기 스케일 부재에 대한 클리닝 동작이 실행되는 노광 장치. - 제1항에 있어서, 상기 계측 시스템은, 상기 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 갖는 인코더 시스템을 포함하는 것인 노광 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 계측 시스템의 계측 정보에 기초하여 상기 이동체를 제어하고, 상기 검출 시스템의 검출 결과에 기초하여 상기 클리닝 장치를 제어하는 제어 장치를 포함하는 노광 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 검출 시스템의 검출 결과에 기초하여, 상기 스케일 부재에 대한 클리닝 동작을 실행할지 여부를 판단하는 것인 노광 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 검출 시스템에 의해 검출되는 이물질의 사이즈가 미리 정해진 허용값을 초과하는 경우, 상기 제어 장치는, 상기 클리닝 동작을 실행하는 것인 노광 장치.
- 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 검출 시스템에 의해 검출되는 이물질의 수가 미리 정해진 허용값을 초과하는 경우, 상기 제어 장치는, 상기 클리닝 동작을 실행하는 것인 노광 장치.
- 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 시스템에 의해 검출되는 이물질의 위치가 상기 스케일 부재의 표면의 허용 영역 외에 존재하는 경우, 상기 제어 장치는, 상기 클리닝 동작을 실행하는 것인 노광 장치.
- 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 시스템은, 상기 미리 정해진 면과 직교하는 방향에 관한 상기 스케일 부재의 표면 위치 정보를 높이 정보로서 검출하고, 상기 이물질의 사이즈는, 상기 이물질의 높이 정보를 포함하는 것인 노광 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 검출 시스템은, 상기 미리 정해진 면 내의 적어도 복수의 검출점에서의 검출광을 조사하여, 상기 각 검출점에서 상기 높이 정보를 검출하는 것인 노광 장치.
- 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 시스템에 의해 상기 노광 시에 허용되지 않는 이물질이 검출되는 경우, 상기 제어 장치는, 상기 클리닝 동작 또는 상기 이동체의 제어 모드의 변경을 실행하는 것인 노광 장치.
- 노광광으로 물체를 노광하는 노광 장치로서,
상기 물체를 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있고, 격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되는 이동체와,
상기 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 갖는 인코더 시스템을 포함하고, 상기 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 시스템과,
상기 스케일 부재의 표면의 이물질을 검출하는 검출 시스템과,
상기 스케일 부재를 클리닝할 수 있는 클리닝 장치와,
상기 계측 시스템의 계측 정보에 기초하여 상기 이동체를 제어하고, 상기 클리닝 동작, 및 상기 이동체의 제어 모드의 변경을 제어할 수 있으며, 상기 검출 시스템에 의해 상기 노광 시에 허용되지 않는 이물질이 검출되는 경우, 상기 클리닝 동작 또는 상기 제어 모드의 변경을 실행하는 제어 장치를 포함하는 노광 장치. - 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 노광 시에 허용되지 않는 이물질은, 상기 인코더 시스템의 계측 정보를 상기 이동체의 제어로 사용 불가능하게 하는 이물질을 포함하는 것인 노광 장치.
- 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클리닝 동작은, 상기 노광 시에 허용되지 않는 이물질의 검출 정보가 허용값을 초과하는 경우에 실행되고, 상기 제어 모드의 변경은, 상기 검출 정보가 허용값 이하인 경우에 실행되는 것인 노광 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 검출 정보는, 단위 면적당의 이물질 점유 면적을 포함하는 것인 노광 장치.
- 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계측 시스템은, 상기 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 간섭계 시스템을 포함하고, 상기 제어 장치는, 상기 이동체의 제어에 사용하는 계측 정보를, 상기 인코더 시스템으로부터 상기 간섭계 시스템으로 변경할 수 있는 것인 노광 장치.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스케일 부재의 표면과의 사이에 액체로 액침 공간을 형성할 수 있는 액침 부재를 포함하고,
상기 클리닝 장치는, 상기 액침 부재를 포함하는 것인 노광 장치. - 제16항에 있어서, 상기 클리닝 장치는, 상기 액침 공간의 액체와 상기 이물질을 접촉시키기 위해서, 상기 액침 부재와 상기 이동체를 상대 이동시키는 것인 노광 장치.
- 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 클리닝 장치는, 상기 액침 공간의 액체와 상기 이물질을 접촉시키기 위해서, 상기 액침 공간을 확대하는 것인 노광 장치.
- 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노광광을 사출(射出)하는 광학 부재를 포함하고,
상기 액침 부재는, 상기 물체의 노광 시에, 상기 광학 부재와 상기 물체 사이의 상기 노광광의 광로를 노광용 액체로 채워 액침 공간을 형성할 수 있는 것인 노광 장치. - 제19항에 있어서, 상기 스케일 부재의 클리닝 시에 형성하는 액침 공간을, 상기 물체의 노광 시에 형성하는 액침 공간보다 확대시키는 노광 장치.
- 광학 부재를 통해 노광광으로 물체를 노광하는 노광 장치로서,
상기 물체를 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있으며, 격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되는 이동체와,
상기 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 갖는 인코더 시스템을 포함하고, 상기 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 시스템과,
상기 광학 부재와 상기 물체 사이의 상기 노광광의 광로를 액체로 채워 액침 공간을 형성할 수 있는 액침 부재와,
상기 물체의 노광 시에 비해서 상기 액침 공간을 확대하여, 상기 스케일 부재를 클리닝하는 클리닝 장치를 포함하는 노광 장치. - 제21항에 있어서, 상기 스케일 부재의 표면의 이물질을 검출하는 검출 시스템을 포함하는 노광 장치.
- 제22항에 있어서, 상기 계측 시스템의 계측 정보에 기초하여 상기 이동체를 제어하고, 상기 클리닝 동작, 및 상기 이동체의 제어 모드의 변경을 제어할 수 있으며, 상기 검출 시스템에 의해 상기 노광 시에 허용되지 않는 이물질이 검출되는 경우, 상기 클리닝 동작 또는 상기 제어 모드의 변경을 실행하는 제어 장치를 포함하는 노광 장치.
- 제18항, 또는 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액침 부재는, 상기 액침 공간을 형성하기 위해서 액체를 공급하는 공급구와, 상기 액체 공급과 병행하여, 액체를 회수하는 회수구를 가지며,
상기 액침 공간의 확대는, 상기 회수구를 이용하는 단위 시간당 액체 회수량의 저감을 포함하는 것인 노광 장치. - 제18항, 또는 제20항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액침 부재는, 상기 액침 공간을 형성하기 위해서 액체를 공급하는 공급구와, 상기 액체 공급과 병행하여, 액체를 회수하는 회수구를 가지며,
상기 액침 공간의 확대는, 상기 공급구를 이용하는 단위 시간당 액체 공급량의 증대를 포함하는 것인 노광 장치. - 제16항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클리닝 시, 상기 액침 공간은 노광용 액체로 채워지는 것인 노광 장치.
- 제16항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클리닝 시, 상기 액침 공간은 노광용 액체와 다른 클리닝용 액체로 채워지는 것인 노광 장치.
- 제27항에 있어서, 상기 클리닝용 액체는, 미리 정해진 기체를 물에 용해시킨 클리닝수를 포함하는 것인 노광 장치.
- 제16항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클리닝 시, 상기 액침 공간의 액체와 상기 이동체를 상대적으로 진동 또는 요동시키는 노광 장치.
- 제16항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액침 부재와 상기 이동체의 상대 이동 속도의 최고값은, 상기 노광 시보다도 상기 클리닝 시에서 낮은 것인 노광 장치.
- 제1항 내지 제20항, 제22항, 또는 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 시스템은, 상기 이물질의 사이즈, 수, 및 위치 중 하나 이상에 관한 정보를 검출할 수 있는 것인 노광 장치.
- 제1항 내지 제20항, 제22항, 제23항, 또는 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 시스템은, 상기 이동체에 유지된 물체의 표면의 위치 정보를 검출할 수 있는 것인 노광 장치.
- 제1항 내지 제20항, 제22항, 제23항, 제31항, 또는 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동체와 다른, 별도의 이동체를 더 포함하고,
상기 검출 시스템은, 상기 별도의 이동체에 배치된 스케일 부재의 표면의 이물질을 검출할 수 있는 것인 노광 장치. - 제33항에 있어서, 상기 클리닝 장치는, 상기 별도의 이동체의 상기 스케일 부재를 클리닝할 수 있는 것인 노광 장치.
- 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스케일 부재는, 그 표면이 상기 이동체의 상면과 동일 평면이 되도록 배치되는 것인 노광 장치.
- 제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동체는, 상기 스케일 부재의 표면과 상기 물체의 표면이 동일 평면 내에 배치되도록, 상기 물체를 유지하는 것인 노광 장치.
- 제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 단계와,
노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법. - 물체를 노광광으로 노광하는 노광 방법으로서,
상기 물체를 유지하는 이동체의 스케일 부재를 이용하는 인코더 시스템에 의해 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하면서 상기 이동체를 이동시켜, 상기 물체를 노광하는 단계와,
상기 스케일 부재의 표면의 이물질 및 그 사이즈에 관한 정보를 검출하는 단계와,
상기 검출의 결과에 기초하여, 상기 스케일 부재를 클리닝할지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 노광 방법. - 제38항에 있어서, 상기 클리닝은, 상기 검출되는 이물질의 수가 미리 정해진 허용값을 초과하는 경우, 또는 상기 검출되는 이물질의 위치가 상기 스케일 부재의 표면의 허용 영역 외인 경우에 실행되는 것인 노광 방법.
- 제38항 또는 제39항에 있어서, 상기 노광 시에 허용되지 않는 이물질이 검출되는 경우, 상기 클리닝 또는 상기 이동체의 제어 모드의 변경을 실행하는 노광 방법.
- 노광광으로 물체를 노광하는 노광 방법으로서,
상기 물체를 유지하는 이동체의 스케일 부재를 이용하는 인코더 시스템에 의해 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하면서 상기 이동체를 이동시켜, 상기 물체를 노광하는 단계와,
상기 스케일 부재의 표면의 이물질을 검출하는 단계와,
상기 노광 시에 허용되지 않는 이물질이 검출되는 경우, 상기 클리닝 또는 상기 제어 모드의 변경을 실행하는 단계를 포함하는 노광 방법. - 제40항 또는 제41항에 있어서, 상기 노광 시에 허용되지 않는 이물질은, 상기 인코더 시스템의 계측 정보를 상기 이동체의 제어로 사용 불가능하게 하는 이물질을 포함하는 것인 노광 방법.
- 제40항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클리닝은, 상기 노광 시에 허용되지 않는 이물질의 검출 정보가 허용값을 초과하는 경우에 실행되고, 상기 제어 모드의 변경은, 상기 검출 정보가 허용값 이하인 경우에 실행되는 것인 노광 방법.
- 제43항에 있어서, 상기 검출 정보는, 단위 면적당의 이물질 점유 면적을 포함하는 것인 노광 방법.
- 제40항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 모드의 변경은, 상기 이동체의 제어에 사용하는 계측 정보를, 상기 인코더 시스템으로부터 간섭계 시스템으로 변경하는 단계를 포함하는 것인 노광 방법.
- 제38항 내지 제45항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스케일 부재의 표면과의 사이에 액체로 액침 공간을 형성하고, 상기 클리닝에서는, 상기 이동체를 이동시켜 상기 액체와 상기 이물질을 접촉시키는 노광 방법.
- 제38항 내지 제46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스케일 부재의 표면과의 사이에 액체로 액침 공간을 형성하고, 상기 클리닝에서는, 상기 액침 공간을 확대하여 상기 액체와 상기 이물질을 접촉시키는 노광 방법.
- 광학 부재를 통해 노광광으로 물체를 노광하는 노광 방법으로서,
상기 광학 부재와 상기 물체 사이의 상기 노광광의 광로를 액체로 채워 액침 공간을 형성하는 단계와,
상기 물체를 유지하는 이동체의 스케일 부재를 이용하는 인코더 시스템에 의해 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하면서 상기 이동체를 이동시켜, 상기 액체를 통해 상기 물체를 노광하는 단계와,
상기 노광 시에 비해서 상기 액침 공간을 확대하여, 상기 스케일 부재의 클리닝을 행하는 단계를 포함하는 노광 방법. - 제48항에 있어서, 상기 스케일 부재의 표면의 이물질을 검출하는 단계를 포함하고, 상기 노광 시에 허용되지 않는 이물질이 검출되는 경우, 상기 클리닝 또는 상기 제어 모드의 변경이 실행되는 것인 노광 방법.
- 제46항 내지 제49항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클리닝 시, 상기 액침 공간은 노광용 액체로 채워지는 것인 노광 방법.
- 제46항 내지 제50항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클리닝 시, 상기 액침 공간은 노광용 액체와 다른 클리닝용 액체로 채워지는 것인 노광 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 클리닝용 액체는, 미리 정해진 기체를 물에 용해시킨 클리닝수를 포함하는 것인 노광 방법.
- 제46항 내지 제52항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클리닝 시, 상기 액침 공간의 액체와 상기 이동체를 상대적으로 진동 또는 요동시키는 노광 방법.
- 제38항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동체의 스케일 부재를 교환하는 단계를 포함하는 노광 방법.
- 제38항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동체를 노광 장치로부터 꺼내어 상기 스케일 부재의 메인터넌스를 행하는 단계를 포함하는 노광 방법.
- 제55항에 있어서, 상기 메인터넌스는, 상기 스케일 부재의 클리닝 또는 교환 및 양자 모두를 포함하는 것인 노광 방법.
- 제56항에 있어서, 상기 스케일 부재의 클리닝은 알칼리 용제에 의한 세정을 포함하는 것인 노광 방법.
- 제38항 내지 제57항 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 단계와,
노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법. - 기판을 노광광으로 노광하는 노광 장치로서,
격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되며, 상기 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체와,
상기 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 가지며, 상기 헤드에 의해 상기 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템과,
상기 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체를 구동할 수 있는 구동 시스템과,
상기 스케일 부재의 표면 상태에 관한 정보를 검출하는 검출 시스템과,
상기 기판의 주사 노광 중, 상기 검출 시스템의 검출 정보에 기초하여 상기 구동 시스템에 의한 상기 이동체의 구동을 제어하는 제어 장치를 포함하는 노광 장치. - 제59항에 있어서, 상기 검출 시스템은, 상기 스케일 부재의 표면의 결함 정보를 검출하고,
상기 제어 장치는, 상기 주사 노광 중에 상기 스케일 부재의 결함에 의해 상기 인코더 시스템이 계측 오차를 발생시키는 상기 기판 상의 특정 영역을 결정하는 것인 노광 장치. - 제59항에 있어서, 상기 검출 시스템은, 상기 스케일 부재의 표면의 결함 정보를 검출하고,
상기 제어 장치는, 상기 스케일 부재의 결함이 상기 헤드의 계측 영역에 배치될 때에 상기 노광광의 조사 영역의 적어도 일부와 겹쳐지는 상기 기판 상의 특정 영역을 결정하는 것인 노광 장치. - 제60항 또는 제61항에 있어서, 상기 결함 정보는, 상기 스케일 부재 상의 이물질의 사이즈 및 위치 중 하나 이상에 관한 정보를 포함하는 것인 노광 장치.
- 제60항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 시스템은, 상기 스케일 부재 상의 이물질을 검출할 수 있는 것인 노광 장치.
- 제63항에 있어서, 상기 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측할 수 있는 계측 시스템으로 상기 이동체의 위치 정보를 계측하면서 상기 검출 시스템으로 상기 이물질을 검출하고,
상기 제어 장치는, 상기 검출 시스템의 검출 결과와 상기 계측 시스템의 계측 결과에 기초하여, 상기 계측 시스템으로 규정되는 좌표계에서의 상기 이물질의 정보를 구하는 것인 노광 장치. - 제64항에 있어서, 상기 계측 시스템은, 상기 인코더 시스템을 포함하는 것인 노광 장치.
- 제60항 내지 제65항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 특정 영역의 주사 노광이 행해지는 제1 상태와, 상기 기판의 상기 특정 영역 이외의 영역의 주사 노광이 행해지는 제2 상태에서, 상기 구동 시스템에 의한 상기 이동체의 구동을 다르게 하는 것인 노광 장치.
- 제66항에 있어서, 상기 구동 시스템은, 상기 계측 정보에 대한 이득 계수를 조정할 수 있고,
상기 제어 장치는, 상기 제1 상태에서의 상기 이득 계수를, 상기 제2 상태에서의 상기 이득 계수보다 작게 하는 것인 노광 장치. - 제67항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제1 상태에서의 상기 이득 계수를 제로로 하는 것인 노광 장치.
- 제67항 또는 제68항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 제2 상태에서의 상기 이득 계수를 일정한 미리 정해진 값으로 하는 것인 노광 장치.
- 제67항 내지 제69항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 기판 상에서 상기 특정 영역을 포함하는 샷 영역의 주사 노광 중에 상기 이득 계수를 작게 하는 것인 노광 장치.
- 제67항 내지 제70항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 특정 영역이 상기 노광광의 조사 영역을 통과할 때, 상기 이득 계수를 작게 하는 것인 노광 장치.
- 제66항에 있어서, 상기 구동 시스템은, 상기 제1 상태에 있어서 상기 인코더 시스템의 계측 정보를 이용하지 않는 것인 노광 장치.
- 기판을 노광광으로 노광하는 노광 장치로서,
격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되며, 상기 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체와,
상기 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 가지며, 상기 헤드에 의해 상기 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템과,
상기 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체를 구동할 수 있는 구동 시스템과,
상기 스케일 부재 상의 이물질을 검출하는 검출 시스템과,
상기 헤드의 계측 영역에 상기 이물질이 배치될 때에 상기 노광광의 조사 영역의 적어도 일부와 겹쳐지는 상기 기판 상의 특정 영역을 결정하는 제어 장치를 포함하고,
상기 구동 시스템은, 상기 특정 영역의 주사 노광이 행해지는 제1 상태에 있어서, 상기 인코더 시스템의 계측 정보를 이용하지 않고서 상기 이동체를 구동하는 것인 노광 장치. - 제73항에 있어서, 상기 기판 상에서 상기 특정 영역을 포함하는 샷 영역의 주사 노광 중, 상기 특정 영역에서는 상기 인코더 시스템의 계측 정보를 이용하지 않고서 상기 이동체가 구동되는 것인 노광 장치.
- 제66항, 또는 제72항 내지 제74항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 시스템은, 상기 기판의 상기 특정 영역 이외의 영역의 주사 노광이 행해지는 제2 상태에 있어서, 상기 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여 상기 이동체를 구동하는 것인 노광 장치.
- 제75항에 있어서, 상기 이동체의 위치 정보를 계측할 수 있는 간섭계 시스템을 포함하고,
상기 구동 시스템은, 상기 제1 상태에 있어서, 상기 간섭계 시스템의 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체를 이동시키는 것인 노광 장치. - 제76항에 있어서, 상기 기판의 이동에 의해 상기 제1 상태 및 상기 제2 상태 중 한쪽으로부터 다른쪽으로 변화할 때, 상기 이동체의 구동에서 이용하는 상기 인코더 시스템의 계측 정보와 상기 간섭계 시스템의 계측 정보를 전환하는 노광 장치.
- 제66항, 또는 제72항 내지 제75항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 상태에서는, 상기 구동 시스템에 의한 상기 이동체의 서보 제어가 행해지지 않는 것인 노광 장치.
- 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치로서,
상기 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있고, 격자를 포함하는 스케일 부재가 배치되는 이동체와,
상기 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 가지며, 상기 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템과,
상기 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체를 구동할 수 있는 구동 시스템과,
상기 스케일 부재의 표면 상태에 관한 정보를 검출하는 검출 시스템과,
상기 검출 시스템의 검출 정보에 기초하여, 상기 이동체의 구동에서 상기 계측 정보가 사용 불가능해지는 상기 기판 상의 특정 영역을 결정하는 제어 장치를 포함하는 노광 장치. - 제79항에 있어서, 상기 특정 영역은, 상기 인코더 시스템에 의한 상기 이동체의 위치 계측이 불가능해지는 영역을 포함하는 것인 노광 장치.
- 제79항에 있어서, 상기 검출 시스템은, 상기 스케일 부재의 표면의 결함 정보를 검출하고,
상기 특정 영역은, 상기 노광 시에 상기 스케일 부재의 결함에 의해 상기 인코더 시스템이 계측 오차를 발생시키는 영역을 포함하는 것인 노광 장치. - 제79항 내지 제81항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 시스템은, 상기 스케일 부재의 표면의 결함 정보를 검출하고,
상기 특정 영역은, 상기 스케일 부재의 결함이 상기 헤드의 계측 영역에 배치될 때에 상기 노광광의 조사 영역의 적어도 일부와 겹쳐지는 영역을 포함하는 것인 노광 장치. - 제81항 또는 제82항에 있어서, 상기 결함 정보는, 상기 스케일 부재 상의 이물질의 사이즈 및 위치 중 하나 이상에 관한 정보를 포함하는 것인 노광 장치.
- 제79항 내지 제83항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 시스템은, 상기 스케일 부재 상의 이물질을 검출할 수 있는 것인 노광 장치.
- 제79항 내지 제84항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은, 상기 이동체에 의한 상기 노광광과의 상대 이동에 의해 주사 노광되고,
상기 제어 장치는, 상기 기판 상에서 상기 특정 영역을 포함하는 샷 영역의 주사 노광 중, 상기 구동 시스템의 서보 이득을 변경하는 것인 노광 장치. - 제85항에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 샷 영역의 상기 특정 영역 이외의 영역에 비해서 상기 특정 영역에서 상기 서보 이득을 작게 하는 것인 노광 장치.
- 제86항에 있어서, 상기 특정 영역에서는 상기 서보 이득을 제로로 하는 노광 장치.
- 제79항 내지 제85항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은, 상기 이동체에 의한 상기 노광광과의 상대 이동에 의해 주사 노광되고,
상기 제어 장치는, 상기 기판 상에서 상기 특정 영역을 포함하는 샷 영역의 주사 노광 중, 상기 특정 영역에서는 상기 구동 시스템에 의한 상기 이동체의 서보 제어를 행하지 않는 것인 노광 장치. - 제79항 내지 제85항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은, 상기 이동체에 의한 상기 노광광과의 상대 이동에 의해 주사 노광되고,
상기 제어 장치는, 상기 기판 상에서 상기 특정 영역을 포함하는 샷 영역의 주사 노광 중, 상기 구동 시스템에 의한 상기 이동체의 구동을 다른 제어 모드로 실행하는 것인 노광 장치. - 제89항에 있어서, 상기 다른 제어 모드는, 상기 샷 영역의 상기 특정 영역 이외의 영역에서 사용되고, 상기 인코더 시스템의 계측 정보를 이용하는 제1 모드와, 상기 특정 영역에서 사용되는 제2 모드를 포함하는 것인 노광 장치.
- 제90항에 있어서, 상기 제2 모드는, 상기 제1 모드에 비해서 상기 구동 시스템의 서보 이득이 작은 것인 노광 장치.
- 제90항에 있어서, 상기 제2 모드는, 상기 인코더 시스템의 계측 정보가 이용되지 않는 것인 노광 장치.
- 제90항에 있어서, 상기 제2 모드는, 상기 구동 시스템에 의한 상기 이동체의 서보 제어를 행하지 않는 것인 노광 장치.
- 제90항에 있어서, 상기 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는, 상기 인코더 시스템과는 다른 계측 장치를 포함하고, 상기 제2 모드는, 상기 계측 장치의 계측 정보를 이용하는 것인 노광 장치.
- 제94항에 있어서, 상기 제1 모드와 상기 제2 모드와의 전환 시에 상기 인코더 시스템과 상기 계측 장치에서 출력 좌표가 연속되도록, 상기 전환 후에 이용하는 상기 인코더 시스템 또는 상기 계측 장치의 출력 좌표를 상기 전환 시 또는 그 전에 설정하는 노광 장치.
- 제94항 또는 제95항에 있어서, 상기 제1 모드로부터 상기 제2 모드로의 전환 시와 상기 제2 모드로부터 상기 제1 모드로의 전환 시에서, 상기 인코더 시스템 및 상기 계측 장치의 출력 좌표를 연속으로 하는 방식을 다르게 하는 노광 장치.
- 제96항에 있어서, 상기 제1 모드로부터 상기 제2 모드로의 전환에서는, 상기 인코더 시스템의 출력 좌표와 일치하도록 상기 계측 장치의 출력 좌표를 설정하는 좌표 연결이 이용되는 노광 장치.
- 제96항 또는 제97항에 있어서, 상기 제2 모드로부터 상기 제1 모드로의 전환에서는, 상기 간섭계 시스템의 출력 좌표와 상기 인코더 시스템의 위상 정보를 이용하여 상기 인코더 시스템의 출력 좌표를 설정하는 위상 연결이 이용되는 노광 장치.
- 제94항 내지 제98항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계측 장치는, 간섭계 시스템을 포함하는 것인 노광 장치.
- 제59항 내지 제99항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 시스템은, 상기 이동체에 유지된 상기 기판의 표면의 면 위치 정보를 검출할 수 있는 것인 노광 장치.
- 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치로서,
상기 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체와,
상기 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측할 수 있는 인코더 시스템과,
상기 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체를 구동할 수 있는 구동 시스템과,
상기 기판 상에서 상기 인코더 시스템의 계측 정보가 이상(異常)으로 되는 특정 영역을 포함하는 샷 영역의 주사 노광 중, 상기 특정 영역에서 상기 구동 시스템의 서보 이득의 변경 또는 상기 이동체의 서보 제어의 정지를 실행할 수 있는 제어 장치를 포함하는 노광 장치. - 제101항에 있어서, 상기 특정 영역은, 상기 인코더 시스템이 계측 오차를 발생시키는 영역을 포함하는 것인 노광 장치.
- 제101항 또는 제102항에 있어서, 상기 특정 영역은, 상기 인코더 시스템에 의한 상기 이동체의 위치 계측이 불가능으로 되는 영역을 포함하는 것인 노광 장치.
- 제101항 내지 제103항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 특정 영역은, 상기 인코더 시스템의 스케일 부재의 결함에 기인하여 상기 계측 정보가 이상으로 되는 영역을 포함하는 것인 노광 장치.
- 제104항에 있어서, 상기 결함은, 상기 스케일 부재 상에 존재하는 이물질을 포함하는 것인 노광 장치.
- 제104항 또는 제105항에 있어서, 상기 특정 영역은, 상기 스케일 부재의 결함이 상기 인코더 시스템의 계측 영역에 배치될 때에 상기 노광광의 조사 영역의 적어도 일부와 겹쳐지는 영역을 포함하는 것인 노광 장치.
- 노광광으로 기판을 노광하는 노광 장치로서,
상기 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체와,
상기 미리 정해진 면 내에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측할 수 있는 인코더 시스템 및 간섭계 시스템을 갖는 계측 시스템과,
상기 계측 시스템의 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체를 구동할 수 있는 구동 시스템과,
상기 이동체의 구동에 이용하는 계측 정보를, 상기 인코더 시스템 및 상기 간섭계 시스템 중 한쪽으로부터 다른쪽으로 전환할 수 있으며, 상기 전환 시에 상기 인코더 시스템과 상기 간섭계 시스템에서 출력 좌표가 연속되도록 상기 전환 후에 이용하는 다른쪽 시스템의 출력 좌표를 설정하며, 상기 인코더 시스템 및 상기 간섭계 시스템 중 한쪽으로부터 다른쪽으로의 전환 시와 다른쪽으로부터 한쪽으로의 전환 시에서, 상기 출력 좌표를 연속으로 하는 방식을 다르게 하는 제어 장치를 포함하는 노광 장치. - 제107항에 있어서, 상기 기판은, 상기 이동체에 의한 상기 노광광과의 상대 이동에 의해 주사 노광되고,
상기 제어 장치는, 상기 기판의 샷 영역의 주사 노광 중에 상기 전환을 실행할 수 있는 것인 노광 장치. - 제107항 또는 제108항에 있어서, 상기 기판의 노광 동작에서는, 상기 이동체의 구동에 상기 인코더 시스템의 계측 정보가 이용되고, 상기 간섭계 시스템의 계측 정보는, 상기 인코더 시스템의 계측 정보가 이상일 때에 이용되는 것인 노광 장치.
- 제109항에 있어서, 상기 간섭계 시스템의 계측 정보는, 상기 인코더 시스템이 계측 오차를 발생시키거나, 또는 상기 인코더 시스템에 의한 상기 이동체의 위치 계측이 불가능할 때에 이용되는 것인 노광 장치.
- 제109항 또는 제110항에 있어서, 상기 간섭계 시스템의 계측 정보는, 상기 인코더 시스템의 스케일 부재의 결함에 기인하여 계측 정보가 이상으로 될 때에 이용되는 것인 노광 장치.
- 제111항에 있어서, 상기 결함은, 상기 스케일 부재 상에 존재하는 이물질을 포함하는 것인 노광 장치.
- 제107항 내지 제112항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인코더 시스템으로부터 상기 간섭계 시스템으로의 전환에서는, 상기 인코더 시스템의 출력 좌표와 일치하도록 상기 간섭계 시스템의 출력 좌표를 설정하는 좌표 연결이 이용되는 것인 노광 장치.
- 제107항 내지 제113항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 간섭계 시스템으로부터 상기 인코더 시스템으로의 전환에서는, 상기 간섭계 시스템의 출력 좌표와 상기 인코더 시스템의 위상 정보를 이용하여 상기 인코더 시스템의 출력 좌표를 설정하는 위상 연결이 이용되는 것인 노광 장치.
- 제101항 내지 제114항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인코더 시스템은, 상기 이동체에 스케일 부재와 헤드 중 한쪽이 설치되고, 다른쪽이 상기 이동체와 대향 가능하게 설치되는 것인 노광 장치.
- 제101항 내지 제115항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인코더 시스템은, 상기 이동체에 배치되는 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 포함하는 것인 노광 장치.
- 제59항 또는 제60항에 있어서, 상기 기판과의 사이에 액체로 액침 공간을 형성할 수 있는 액침 부재를 포함하고,
상기 스케일 부재는, 상기 액침 공간의 액체와 접촉하는 것인 노광 장치. - 제117항에 있어서, 상기 노광광을 사출하는 광학 부재를 포함하고,
상기 액침 부재는, 상기 광학 부재와 상기 기판 사이의 상기 노광광의 광로를 노광용 액체로 채우도록 액침 공간을 형성할 수 있는 것인 노광 장치. - 제59항 내지 제100항, 또는 제116항 내지 제118항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스케일 부재는, 그 표면이 상기 이동체의 상면과 동일 평면이 되도록 배치되는 것인 노광 장치.
- 제59항 내지 제100항, 또는 제116항 내지 제119항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동체는, 상기 스케일 부재의 표면과 상기 기판의 표면이 동일 평면 내에 배치되도록, 상기 기판을 유지하는 것인 노광 장치.
- 제59항 내지 제120항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 단계와,
노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법. - 기판을 노광광으로 노광하는 노광 방법으로서,
상기 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체에 배치되는 스케일 부재의 표면 상태에 관한 정보를 검출하는 단계와,
상기 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 갖는 인코더 시스템으로 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 단계와,
상기 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체를 구동하면서 상기 기판을 주사 노광하는 단계와,
상기 기판의 주사 노광 중, 상기 검출된 정보에 기초하여 상기 이동체의 구동을 제어하는 단계를 포함하는 노광 방법. - 제122항에 있어서, 상기 검출된 정보는, 상기 스케일 부재의 표면의 결함 정보를 포함하는 것인 노광 방법.
- 제123항에 있어서, 상기 결함 정보는, 상기 스케일 부재 상의 이물질의 사이즈 및 위치 중 하나 이상에 관한 정보를 포함하는 것인 노광 방법.
- 기판을 노광광으로 노광하는 노광 방법으로서,
상기 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체에 배치되는 스케일 부재 상의 이물질에 관한 정보를 검출하는 단계와,
상기 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 갖는 인코더 시스템으로 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 단계와,
상기 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체를 구동하면서 상기 기판을 주사 노광하는 단계와,
상기 헤드의 계측 영역에 상기 이물질이 배치될 때에 상기 노광광의 조사 영역의 적어도 일부와 겹쳐지는 상기 기판 상의 특정 영역을 결정하는 단계를 포함하고,
상기 특정 영역의 주사 노광이 행해지는 제1 상태에 있어서, 상기 인코더 시스템의 계측 정보를 이용하지 않고서 상기 이동체를 구동하는 노광 방법. - 제125항에 있어서, 상기 기판의 상기 특정 영역 이외의 영역의 주사 노광이 행해지는 제2 상태에 있어서, 상기 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여 상기 이동체를 구동하는 노광 방법.
- 제125항 또는 제126항에 있어서, 상기 제1 상태에서는, 상기 이동체의 위치 정보를 간섭계 시스템으로 계측하여 상기 이동체를 구동하는 노광 방법.
- 제125항 또는 제126항에 있어서, 상기 제1 상태에서는, 상기 구동 시스템에 의한 상기 이동체의 서보 제어가 행해지지 않는 것인 노광 방법.
- 노광광으로 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
상기 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체에 배치되는 스케일 부재의 표면 상태에 관한 정보를 검출하는 단계와,
상기 스케일 부재와 대향 가능한 헤드를 갖는 인코더 시스템으로 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 단계와,
상기 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체를 구동하면서 상기 기판을 주사 노광하는 단계와,
상기 검출된 정보에 기초하여, 상기 이동체의 구동에서 상기 계측 정보가 사용 불가능해지는 상기 기판 상의 특정 영역을 결정하는 단계를 포함하는 노광 방법. - 제129항에 있어서, 상기 검출된 정보는, 상기 스케일 부재의 표면의 결함 정보를 포함하는 것인 노광 방법.
- 제129항 또는 제130항에 있어서, 상기 기판 상에서 상기 특정 영역을 포함하는 샷 영역의 주사 노광 중, 상기 이동체를 구동하는 구동 시스템의 서보 이득을 변경하는 단계를 포함하는 노광 방법.
- 제131항에 있어서, 상기 샷 영역의 상기 특정 영역 이외의 영역에 비해서 상기 특정 영역에서 상기 서보 이득을 작게 하는 노광 방법.
- 제129항 또는 제130항에 있어서, 상기 기판 상에서 상기 특정 영역을 포함하는 샷 영역의 주사 노광 중, 상기 특정 영역에서는 상기 이동체의 서보 제어를 행하지 않는 노광 방법.
- 제129항 또는 제130항에 있어서, 상기 기판 상에서 상기 특정 영역을 포함하는 샷 영역의 주사 노광 중, 상기 이동체의 구동을 다른 제어 모드로 행하는 단계를 포함하는 노광 방법.
- 노광광으로 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
상기 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체의 위치 정보를 인코더 시스템으로 계측하는 단계와,
상기 인코더 시스템의 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체를 구동하면서 상기 기판을 주사 노광하는 단계와,
상기 기판 상에서 상기 인코더 시스템의 계측 정보가 이상으로 되는 특정 영역을 포함하는 샷 영역의 주사 노광 중, 상기 특정 영역에서 상기 이동체를 구동하는 구동 시스템의 서보 이득의 변경 또는 상기 이동체의 서보 제어의 정지를 실행하는 단계를 포함하는 노광 방법. - 노광광으로 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
상기 기판을 유지하여 미리 정해진 면 내를 이동할 수 있는 이동체의 위치 정보를 계측 시스템으로 계측하는 단계와,
상기 계측 시스템의 계측 정보에 기초하여, 상기 이동체를 구동하면서 상기 기판을 주사 노광하는 단계와,
상기 이동체의 구동에 이용하는 계측 정보를, 상기 계측 시스템의 인코더 시스템 및 간섭계 시스템 중 한쪽으로부터 다른쪽으로 전환하고, 상기 전환 시에 상기 인코더 시스템과 상기 간섭계 시스템에서 출력 좌표가 연속되도록 상기 전환 후에 이용하는 다른쪽 시스템의 출력 좌표를 설정하는 단계를 포함하며,
상기 인코더 시스템 및 상기 간섭계 시스템 중 한쪽으로부터 다른쪽으로의 전환 시와 다른쪽으로부터 한쪽으로의 전환 시에서, 상기 출력 좌표를 연속으로 하는 방식을 다르게 하는 노광 방법. - 제136항에 있어서, 상기 전환은, 상기 기판의 샷 영역의 주사 노광 중에 행해지는 것인 노광 방법.
- 제136항 또는 제137항에 있어서, 상기 주사 노광 중, 상기 이동체의 구동에 상기 인코더 시스템의 계측 정보가 이용되고 또한, 상기 간섭계 시스템의 계측 정보는 상기 인코더 시스템의 계측 정보가 이상일 때에 이용되는 것인 노광 방법.
- 제122항 내지 제138항 중 어느 한 항에 있어서, 액체를 통해 상기 기판을 노광광으로 노광하는 노광 방법.
- 제122항 내지 제139항 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 기판을 노광하는 단계와,
노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법.
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