KR20100124245A - 위치 계측 시스템 및 위치 계측 방법, 이동체 장치, 이동체 구동 방법, 노광 장치 및 노광 방법, 패턴 형성 장치, 그리고 디바이스 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
스테이지의 하면에, 이동 격자 (34Y, 34X, 36Y, 36X) 가 형성된 미러 블록 (30) 이 고정되어 있다. 스테이지의 하면에 대향하는 스테이지 정반의 상면에는, 고정 격자 (38Y1, 38Y2, 38X) 가 배치되어 있다. 이동 격자 (34Y, 36Y) 와 고정 격자 (38Y1, 38Y2) 를 포함하고, 스테이지의 Y 위치 정보를 계측하는 Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 가 구성된다. 동일하게, 이동 격자 (34X, 36X) 와 고정 격자 (38X) 를 포함하고, 스테이지의 X 위치 정보를 계측하는 X 인코더 (20X) 가 구성된다.
Description
본 발명은, 위치 계측 시스템 및 위치 계측 방법, 이동체 장치, 이동체 구동 방법, 노광 장치 및 노광 방법, 패턴 형성 장치, 그리고 디바이스 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 시스템 및 위치 계측 방법, 상기 위치 계측 시스템을 구비하는 이동체 장치, 상기 위치 계측 방법을 이용하는 이동체 구동 방법, 상기 이동체 장치를 구비하는 노광 장치 및 패턴 형성 장치, 상기 이동체 구동 방법을 이용하는 노광 방법, 상기 노광 장치, 상기 패턴 형성 장치, 또는 상기 노광 방법을 이용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 소자 (집적 회로 등), 액정 표시 소자 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 주로 스텝·앤드·리피트 방식의 축소 투영 노광 장치 (이른바 스테퍼), 혹은 스텝·앤드·스캔 방식의 축소 투영 노광 장치 (이른바 스캐닝·스테퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등이 사용되고 있다.
이런 종류의 노광 장치에서는, 웨이퍼 또는 유리 플레이트 등의 피노광 물체 (이하, 웨이퍼로 총칭한다) 상의 복수의 쇼트 영역에 레티클 (또는 마스크) 의 패턴을 투영 광학계를 통해 전사하기 위해, 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 스테이지가, 예를 들어 리니어 모터 등에 의해 2 차원 방향으로 구동된다. 특히, 스캐닝·스테퍼에서는, 웨이퍼 스테이지뿐만 아니라 레티클 스테이지도, 리니어 모터 등에 의해 주사 방향으로 소정 스트로크로 구동된다.
웨이퍼 스테이지 등의 위치 정보는, 일반적으로 장기간에 걸쳐 높은 안정성을 갖는 레이저 간섭계에 의해 계측되었다. 그런데, 최근의 반도체 소자의 고집적화에 수반되는 패턴의 미세화에 의해, 더욱 고정밀도의 웨이퍼 스테이지의 위치 제어 성능이 요구되게 되어, 그 때문에, 빔로 상의 분위기의 온도 변화나 온도 구배에 의해 발생되는 공기 요동에서 기인되는 레이저 간섭계의 계측 오차를 무시할 수 없게 되었다.
그래서, 레이저 간섭계에 비해 공기 요동의 영향을 받기 어려운 인코더가 스테이지의 위치 계측 장치로서 채용되게 되었다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 그러나, 특허 문헌 1 에 기재된 인코더를, 웨이퍼 스테이지의 위치 계측 장치로서 채용한 경우, 리니어 스케일을 스테이지의 중심 (重心) 으로부터 떨어진 위치에 설치할 수 밖에 없었다. 이 때문에, 스테이지 구동에 있어서의 서보 제어를 정확하게 실시하는 것이 곤란함과 함께, 웨이퍼의 가공점, 예를 들어 투영 노광 장치의 경우의 노광 중심 (투영 광학계의 광축) 으로부터 계측축이 멀어져, 웨이퍼 스테이지의 회전·경사에 의해 발생되는 아베 오차 등의 영향에 의해, 고정밀도의 웨이퍼의 처리, 예를 들어 노광 처리를 실시하는 것이 곤란했다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2004-101362호
본 발명의 제 1 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 시스템으로서, 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 각각 연장 형성되고, 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 고정 격자 및 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 고정 격자와 ; 상기 제 1 및 제 2 고정 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 각각 주기 방향으로 하는 제 1 및 제 2 이동 격자를 가지며, 상기 이동체에 장착된 광학 부재와 ; 상기 제 1 및 제 2 고정 격자 각각에 대응하는 제 1 및 제 2 수광계 ; 를 구비하고, 상기 제 1 고정 격자와 상기 제 1 이동 격자와 상기 제 1 수광계를 포함하고, 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 장치가 구성되고, 상기 제 2 고정 격자와 상기 제 2 이동 격자와 상기 제 2 수광계를 포함하고, 상기 제 2 축에 평행한 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 장치가 구성되는 제 1 위치 계측 시스템이 제공된다.
이것에 의하면, 제 1 계측 장치에서는, 제 1 축에 평행한 광로를 따라 계측광을, 이동체에 장착된 광학 부재가 갖는 제 1 이동 격자에 조사하고, 그 제 1 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 이동체의 외부에 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 고정 격자에 조사하고, 그 제 1 고정 격자로부터 발생되는 회절광을 광학 부재를 통해 제 1 수광계에서 수광함으로써, 이동체의 제 1 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측한다. 또, 제 2 계측 장치에서는, 제 1 축에 평행한 광로를 따라 계측광을, 이동체에 장착된 광학 부재가 갖는 제 2 이동 격자에 조사하고, 그 제 2 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 이동체의 외부에 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 고정 격자에 조사하고, 그 제 2 고정 격자로부터 발생되는 회절광을 광학 부재를 통해 제 2 수광계에서 수광함으로써, 이동체의 제 2 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측한다. 이 경우, 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 고정 격자는, 원하는 점을 통과하는 제 1 축에 평행한 축 상에 배치할 수 있기 때문에, 적어도 제 1 축에 평행한 방향에 관해서는, 고정밀도의 이동체의 위치 계측이 가능해진다. 한편, 제 1, 제 2 이동 격자를 갖는 광학 부재는, 이동체의 임의의 위치에 배치할 수 있고, 예를 들어 중심을 통과하는 제 2 축에 평행한 직선 상에 배치할 수도 있다. 따라서, 적어도 제 2 축에 평행한 방향에 관해서는, 이동체의 중심 근방에서, 이동체의 위치를 계측할 수 있게 된다.
본 발명의 제 2 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체와 ; 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 본 발명의 제 1 위치 계측 시스템과 ; 그 위치 계측 시스템에서 계측된 상기 이동체의 위치 정보에 기초하여, 상기 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 구동 장치 ; 를 구비하는 제 1 이동체 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 본 발명의 제 1 위치 계측 시스템에 의해 고정밀도로 계측된 이동체의 제 1 축, 제 2 축에 각각 평행한 방향에 관한 위치 정보에 기초하여, 구동 장치에 의해 이동체가 소정 평면을 따라 구동된다. 따라서, 고정밀도의 이동체의 구동이 가능해진다.
본 발명의 제 3 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 시스템으로서, 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성되고, 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 기준 격자와, 상기 이동체에 형성되고, 상기 제 1 기준 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 회절 격자와, 상기 제 1 기준 격자에 대응하는 제 1 수광계를 포함하고, 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 장치와 ; 상기 이동체에 형성되고, 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 기준 격자와, 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성되고, 상기 제 2 기준 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 회절 격자와, 상기 제 2 기준 격자에 대응하는 제 2 수광계를 포함하고, 상기 제 2 축에 평행한 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 장치 ; 를 구비하는 제 2 위치 계측 시스템이 제공된다.
이것에 의하면, 제 1 계측 장치에서는, 제 1 축에 평행한 광로를 따라 계측광을, 이동체에 형성된 제 1 회절 격자에 조사하고, 그 제 1 회절 격자로부터 발생되는 회절광을 이동체의 외부에 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 기준 격자에 조사하고, 그 제 1 기준 격자로부터 발생되는 회절광을 제 1 수광계에서 수광함으로써, 이동체의 제 1 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측한다. 또, 제 2 계측 장치에서는, 제 1 축에 평행한 광로를 따라 계측광을, 이동체에 형성된 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 기준 격자에 조사하고, 그 제 2 기준 격자로부터 발생되는 회절광을 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 회절 격자에 조사하고, 그 제 2 회절 격자로부터 발생되는 회절광을 제 2 수광계에서 수광함으로써, 이동체의 제 2 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측한다. 이 경우, 제 1 기준 격자는, 원하는 점을 통과하는 제 1 축에 평행한 축 상에 배치할 수 있기 때문에, 적어도 제 1 축에 평행한 방향에 관해서는, 고정밀도의 이동체의 위치 계측이 가능해진다. 한편, 제 2 기준 격자는, 이동체의 임의의 위치에 배치할 수 있고, 예를 들어 중심을 통과하는 제 2 축에 평행한 직선 상에 배치할 수도 있다. 따라서, 적어도 제 2 축에 평행한 방향에 관해서는, 이동체의 중심 근방에서, 이동체의 위치를 계측할 수 있게 된다.
본 발명의 제 4 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체와 ; 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 본 발명의 제 2 위치 계측 시스템과 ; 그 위치 계측 시스템에서 계측된 상기 이동체의 위치 정보에 기초하여, 상기 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 구동 장치 ; 를 구비하는 제 2 이동체 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 본 발명의 제 2 위치 계측 시스템에 의해 고정밀도로 계측된 이동체의 제 1 축, 제 2 축에 각각 평행한 방향에 관한 위치 정보에 기초하여, 구동 장치에 의해 이동체가 소정 평면을 따라 구동된다. 따라서, 고정밀도의 이동체의 구동이 가능해진다.
본 발명의 제 5 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 시스템으로서, 상기 제 1 축에 평행한 제 1 광로를 적어도 일부에 포함하는 광로를 따라 제 1 계측광을 상기 이동체에 고정된 광학 부재가 갖는 제 1 이동 격자에 조사하고, 그 제 1 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 고정 격자에 조사하고, 그 제 1 고정 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 광학 부재를 통해 수광함으로써, 상기 이동체의 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 장치와 ; 상기 제 1 광로에 근접하는 상기 제 1 축에 평행한 제 2 광로를 적어도 일부에 포함하는 광로를 따라 제 2 계측광을 상기 광학 부재가 갖는 제 2 이동 격자에 조사하고, 그 제 2 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 고정 격자에 조사하고, 그 제 2 고정 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 광학 부재를 통해 수광함으로써, 상기 이동체의 상기 제 2 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 장치 ; 를 구비하는 제 3 위치 계측 시스템이 제공된다.
이것에 의하면, 제 1 계측 장치에 의해, 제 1 축에 평행한 방향에 대한 이동체의 위치 정보가 계측되고, 제 2 계측 장치에 의해, 이동체의 제 2 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보가 계측된다. 이 경우, 제 1 고정 격자는, 원하는 점을 통과하는 제 1 축에 평행한 축 상에 배치할 수 있기 때문에, 적어도 제 1 축에 평행한 방향에 관해서는, 고정밀도의 이동체의 위치 계측이 가능해진다. 한편, 제 1, 제 2 이동 격자가 형성된 광학 부재는, 이동체의 임의의 위치에 배치할 수 있고, 예를 들어 중심을 통과하는 제 2 축에 평행한 직선 상에 배치할 수도 있다. 따라서, 적어도 제 2 축에 평행한 방향에 관해서는, 이동체의 중심 근방에서, 이동체의 위치를 계측할 수 있게 된다. 또, 제 1 광로와 제 2 광로는 평행하고 또한 서로 근접되어 있고, 또한 제 1, 제 2 광로를 따라 제 1, 제 2 계측광이 이동체에 고정된 공통의 광학 부재에 조사되므로, 제 1 축 및 제 2 축에 평행한 방향에 관한 이동체의 위치 계측의 계측점을 근접시킬 수 있게 된다.
본 발명의 제 6 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체와 ; 상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 본 발명의 제 3 위치 계측 시스템과 ; 그 위치 계측 시스템에서 계측된 상기 이동체의 위치 정보에 기초하여, 상기 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 구동 장치 ; 를 구비하는 제 3 이동체 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 본 발명의 제 3 위치 계측 시스템에 의해 고정밀도로 계측된 이동체의 제 1 축, 제 2 축에 각각 평행한 방향에 관한 위치 정보에 기초하여, 구동 장치에 의해 이동체가 소정 평면을 따라 구동된다. 따라서, 고정밀도의 이동체의 구동이 가능해진다.
본 발명의 제 7 양태에 의하면, 에너지 빔을 조사하여 물체 상에 패턴을 형성하는 노광 장치로서, 상기 패턴을 형성하기 위해, 상기 물체를 유지하는 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 본 발명의 제 1, 제 2, 제 3 이동체 장치 중 어느 것을 구비하는 노광 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 에너지 빔을 조사하여 물체 상에 패턴을 형성하기 위해, 본 발명의 제 1, 제 2, 제 3 이동체 장치 중 어느 것에 의해, 물체를 유지하는 이동체가 소정 평면을 따라 구동된다. 이로써, 양호한 정밀도로 물체 상에 패턴을 형성할 수 있게 된다.
본 발명의 제 8 양태에 의하면, 본 발명의 노광 장치를 사용하여, 물체 상에 패턴을 형성하는 공정과 ; 상기 패턴이 형성된 상기 물체에 처리를 실시하는 공정 ; 을 포함하는 제 1 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 9 양태에 의하면, 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서, 상기 물체를 유지하여 이동 가능한 이동체와 ; 상기 물체 상에 패턴을 형성하는 패턴 생성 장치와 ; 상기 이동체를 소정 평면 내에서 구동하는 본 발명의 제 1, 제 2, 제 3 이동체 장치 중 어느 것 ; 을 구비하는 패턴 형성 장치가 제공된다.
이것에 의하면, 물체 상에 패턴을 형성하기 위해, 본 발명의 제 1, 제 2, 제 3 이동체 장치 중 어느 것에 의해, 물체를 유지하는 이동체가 소정 평면을 따라 구동된다. 이로써, 양호한 정밀도로 물체 상에 패턴을 형성할 수 있게 된다.
본 발명의 제 10 양태에 의하면, 본 발명의 패턴 형성 장치를 사용하여, 물체 상에 패턴을 형성하는 공정과 ; 상기 패턴이 형성된 상기 물체에 처리를 실시하는 공정을 포함하는 제 2 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 11 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 방법으로서, 제 1 고정 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 상기 이동체에 장착된 광학 부재가 갖는 제 1 이동 격자에, 상기 제 1 축에 평행한 광로를 따라 제 1 계측광을 조사하고, 상기 제 1 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 상기 제 1 고정 격자에 조사하고, 그 제 1 고정 격자로부터 발생되는 회절광을, 상기 광학 부재를 통해 제 1 수광계에서 수광함으로써, 상기 이동체의 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 공정과 ; 제 2 고정 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 상기 광학 부재가 갖는 제 2 이동 격자에, 상기 제 1 축에 평행한 광로를 따라 제 2 계측광을 조사하고, 상기 제 2 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 상기 제 2 고정 격자에 조사하고, 그 제 2 고정 격자로부터 발생되는 회절광을, 상기 광학 부재를 통해 제 2 수광계에서 수광함으로써, 상기 이동체의 제 2 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 공정 ; 을 포함하는 제 1 위치 계측 방법이 제공된다.
본 발명의 제 12 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 방법으로서, 상기 제 1 축에 평행한 광로를 따라, 제 1 계측광을, 상기 이동체에 형성되고, 제 1 기준 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 회절 격자에 조사하고, 그 제 1 회절 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 상기 제 1 기준 격자에 조사하고, 그 제 1 기준 격자로부터 발생되는 회절광을 제 1 수광계에서 수광함으로써, 상기 이동체의 제 1 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 공정과 ; 상기 제 1 축에 평행한 광로를 따라, 제 2 계측광을, 상기 이동체에 형성된 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 기준 격자에 조사하고, 그 제 2 기준 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성되고 상기 제 2 기준 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 회절 격자에 조사하고, 그 제 2 회절 격자로부터 발생되는 회절광을 제 2 수광계에서 수광함으로써, 이동체의 제 2 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 공정 ; 을 포함하는 제 2 위치 계측 방법이 제공된다.
본 발명의 제 13 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 방법으로서, 상기 제 1 축에 평행한 제 1 광로를 적어도 일부에 포함하는 광로를 따라 제 1 계측광을 상기 이동체에 장착된 광학 부재가 갖는 제 1 이동 격자에 조사하고, 그 제 1 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 고정 격자에 조사하고, 그 제 1 고정 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 광학 부재를 통해 수광함으로써, 상기 이동체의 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 공정과 ; 상기 제 1 광로에 근접하는 상기 제 1 축에 평행한 제 2 광로를 적어도 일부에 포함하는 광로를 따라 제 2 계측광을 상기 광학 부재가 갖는 제 2 이동 격자에 조사하고, 그 제 2 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 고정 격자에 조사하고, 그 제 2 고정 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 광학 부재를 통해 수광함으로써, 상기 이동체의 상기 제 2 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 공정 ; 을 포함하는 제 3 위치 계측 방법이 제공된다.
본 발명의 제 14 양태에 의하면, 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 본 발명의 제 1 내지 제 3 위치 계측 방법 중 어느 것을 이용하여 계측하는 공정과 ; 계측된 상기 이동체의 위치 정보에 기초하여 상기 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 공정 ; 을 포함하는 이동체 구동 방법이 제공된다.
본 발명의 제 15 양태에 의하면, 에너지 빔을 조사하여 물체 상에 패턴을 형성하는 노광 방법으로서, 상기 패턴을 형성하기 위해, 본 발명의 이동체 구동 방법을 이용하여 상기 물체를 유지하는 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 16 양태에 의하면, 본 발명의 노광 방법을 이용하여 물체 상에 패턴을 형성하는 공정과 ; 상기 패턴이 형성된 상기 물체에 처리를 실시하는 공정 ; 을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1 은 일 실시형태의 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2(A) 는, 도 1 의 노광 장치가 구비하는 스테이지 장치를 일부 생략하여 나타내는 사시도, 도 2(B) 는, 도 2(A) 로부터 웨이퍼 구동계 및 웨이퍼 스테이지를 제거한 상태를 나타내는 도면이다.
도 3(A)∼도 3(C) 는, 일 실시형태의 노광 장치가 구비하는 스테이지 구동계의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4(A) 및 도 4(B) 는, 일 실시형태의 노광 장치가 구비하는 인코더 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5(A) 및 도 5(B) 는, Y 인코더의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6(A) 및 도 6(B) 는, X 인코더의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은 도 1 의 노광 장치의 제어계의 주요한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8(A) 및 도 8(B) 는, 인코더 시스템의 제 1 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9(A) 및 도 9(B) 는, 인코더 시스템의 제 2 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10(A) 및 도 10(B) 는, 인코더 시스템의 제 3 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2(A) 는, 도 1 의 노광 장치가 구비하는 스테이지 장치를 일부 생략하여 나타내는 사시도, 도 2(B) 는, 도 2(A) 로부터 웨이퍼 구동계 및 웨이퍼 스테이지를 제거한 상태를 나타내는 도면이다.
도 3(A)∼도 3(C) 는, 일 실시형태의 노광 장치가 구비하는 스테이지 구동계의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4(A) 및 도 4(B) 는, 일 실시형태의 노광 장치가 구비하는 인코더 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5(A) 및 도 5(B) 는, Y 인코더의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6(A) 및 도 6(B) 는, X 인코더의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은 도 1 의 노광 장치의 제어계의 주요한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8(A) 및 도 8(B) 는, 인코더 시스템의 제 1 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9(A) 및 도 9(B) 는, 인코더 시스템의 제 2 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10(A) 및 도 10(B) 는, 인코더 시스템의 제 3 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
발명을 실시하기
위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 일 실시형태를 도 1∼도 7 에 기초하여 설명한다. 도 1 에는 일 실시형태의 노광 장치 (100) 의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.
노광 장치 (100) 는, 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 이른바 스캐너이다. 또한, 후술하는 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에는, 투영 광학계 (PL) 가 형성되어 있다. 이하에서는, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 평행한 방향을 Z 축 방향, 이것에 직교하는 면내에서 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 가 노광을 위해 상대 주사되는 방향을 Y 축 방향, Z 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 X 축 방향으로 하고, X 축, Y 축 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θx, θy 및 θz 방향으로 하여 설명한다.
노광 장치 (100) 는, 조명 유닛 (IOP), 레티클 스테이지 (RST), 투영 광학계 (PL), 웨이퍼 스테이지 (WST) 등을 포함하는 스테이지 장치 (50), 및 이들의 제어계 등을 구비하고 있다. 또한, 도 1 등에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 웨이퍼 (W) 가 탑재되어 있다.
조명 유닛 (IOP) 은, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2003/0025890호 명세서 등에 개시되는 바와 같이, 광원과, 옵티컬 인터그레이터 등을 포함하는 조도 균일화 광학계, 및 레티클 블라인드 등 (모두 도시 생략) 을 갖는 조명 광학계를 포함한다. 조명 유닛 (IOP) 은, 레티클 블라인드 (마스킹 시스템) 로 규정된 레티클 (R) 상의 슬릿 형상의 조명 영역 (IAR) 을, 조명광 (노광광) (IL) 에 의해 거의 균일한 조도로 조명한다. 조명광 (IL) 으로는, 일례로서 ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 ㎚) 이 사용된다.
레티클 스테이지 (RST) 상에는, 그 패턴면 (도 1 에 있어서의 하면) 에 회로 패턴 등이 형성된 레티클 (R) 이, 예를 들어 진공 흡착에 의해 고정되어 있다. 레티클 스테이지 (RST) 는, 예를 들어 리니어 모터 등을 포함하는 레티클 스테이지 구동계 (11) 에 의해, XY 평면 내에서 미소 구동할 수 있음과 함께, 주사 방향 (도 1 에 있어서의 지면내 좌우 방향인 Y 축 방향) 으로 소정의 주사 속도로 구동할 수 있게 되어 있다.
레티클 스테이지 (RST) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θz 방향의 회전 정보를 포함한다) 는, 레티클 레이저 간섭계 (이하, 레티클 간섭계라고 한다) (116) 에 의해, 이동경 (15) (실제로는, Y 축에 직교하는 반사면을 갖는 Y 이동경 (혹은 레트로 리플렉터) 과 X 축에 직교하는 반사면을 갖는 X 이동경이 형성되어 있다) 을 통해, 예를 들어 0.25 ㎚ 정도의 분해능으로 항상 검출된다. 레티클 간섭계 (116) 의 계측값은, 제어 장치 (10) (도 1 에서는 도시 생략, 도 7 참조) 에 보내진다.
투영 광학계 (PL) 로는, 예를 들어 Z 축 방향과 평행한 광축 (AX) 을 따라 배열되는 복수의 광학 소자 (렌즈 엘리먼트) 로 이루어지는 굴절 광학계가 사용되고 있다. 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어 양측 텔레센트릭하고 소정의 투영 배율 (예를 들어 1/4 혹은 1/5) 을 갖는다. 이 때문에, 조명 유닛 (IOP) 에 의해 레티클 (R) 상의 조명 영역 (IAR) 이 조명되면, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 면 (물체면) 과 패턴면이 거의 일치되어 배치되는 레티클 (R) 을 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 투영 광학계 (PL) 를 통해 그 조명 영역 (IAR) 내의 레티클 (R) 의 회로 패턴의 축소 이미지 (회로 패턴의 일부의 축소 이미지) 가, 투영 광학계 (PL) 의 제 2 면 (이미지면) 측에 배치되는, 표면에 레지스트 (감응제) 가 도포된 웨이퍼 (W) 상의 상기 조명 영역 (IAR) 에 공액인 영역 (이하, 노광 영역이라고도 한다) (IA) 에 형성된다. 그리고, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 동기 구동에 의해, 조명 영역 (IAR) (조명광 (IL)) 에 대해 레티클 (R) 을 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동시킴과 함께, 노광 영역 (조명광 (IL)) 에 대해 웨이퍼 (W) 를 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동시킴으로써, 웨이퍼 (W) 상의 하나의 쇼트 영역 (구획 영역) 의 주사 노광이 실시되고, 그 쇼트 영역에 레티클 (R) 의 패턴이 전사된다. 즉, 본 실시형태에서는 조명 유닛 (IOP), 및 투영 광학계 (PL) 에 의해 웨이퍼 (W) 상에 레티클 (R) 의 패턴이 생성되고, 조명광 (IL) 에 의한 웨이퍼 (W) 상의 감응층 (레지스트층) 의 노광에 의해 웨이퍼 (W) 상에 그 패턴이 형성된다.
투영 광학계 (PL) 의 측면 근방에는, 얼라이먼트계 (ALG) 가 형성되어 있다. 얼라이먼트계 (ALG) 로는, 예를 들어 미국 특허 제5,493,403호 명세서 등에 개시되어 있는 화상 처리 방식의 센서를 사용할 수 있다. 얼라이먼트계 (ALG) 에 의한 검출 결과는, 제어 장치 (10) 에 보내진다 (도 7 참조).
스테이지 장치 (50) 는, 플로어면 상에서 도시를 생략한 방진 기구를 개재하여 수평으로 지지된 스테이지 정반 (12) 과, 그 스테이지 정반 (12) 상에 배치된 웨이퍼 스테이지 (WST) 와, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동하는 웨이퍼 구동계 (124) (도 1 에서는 도시 생략, 도 7 참조) 와, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 계측하는 위치 계측계 (200) (도 1 에서는 도시 생략, 도 7 참조) 를 구비하고 있다.
도 2(A) 에는, 스테이지 장치 (50) 의 사시도가 일부 생략되어 도시되어 있다. 도 2(A) 에 나타내는 바와 같이, 스테이지 정반 (12) 의 X 축 방향의 일측과 타측에는, 1 쌍의 Y 축 리니어 모터 (136Y1, 136Y2) 가 각각 배치되어 있다. Y 축 리니어 모터 (136Y1, 136Y2) 는, Y 축 방향을 길이 방향으로 하여 플로어면 상에 설치된 Y 고정자 (134Y1, 134Y2) 와, 그 Y 고정자 (134Y1, 134Y2) 각각에 도시를 생략한 에어 베어링 등을 개재하여 비접촉으로 걸어 맞춰지는 Y 가동자 (132Y1, 132Y2) 를 구비하고 있다. Y 축 리니어 모터 (136Y1, 136Y2) 로는, 무빙 마그넷형 및 무빙 코일형의 어느 리니어 모터도 사용할 수 있다.
Y 가동자 (132Y1, 132Y2) 는, Y 축 방향을 길이 방향으로 하고, XZ 단면이 역 U 자상의 형상을 갖는다. Y 가동자 (132Y1, 132Y2) 는, 1 쌍의 X 고정자 (134X1, 134X2) 의 길이 방향의 일단과 타단에 각각 고정되어 있다. X 고정자 (134X1, 134X2) 에는, 도시를 생략한 에어 베어링 등을 개재하여 1 쌍의 X 가동자 (132X1, 132X2) 가 각각 비접촉으로 걸어 맞춰져 있다. 본 실시형태에서는, X 가동자 (132X1, 132X2) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 일부를 구성한다. 즉, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 도 2(A) 에 나타내는 바와 같이, 도시를 생략한 웨이퍼 홀더를 개재하여 웨이퍼 (W) 가 탑재된 직사각형 판 형상의 본체부와, 그 본체부의 +Y 측 및 -Y 측에 일체적으로 각각 형성되고, 또한 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 X 가동자 (132X1, 132X2) 를 갖고 있다. 이 경우, X 고정자 (134X1, 134X2) 와, 그 X 고정자 (134X1, 134X2) 에 개별적으로 걸어 맞춰지는 X 가동자 (132X1, 132X2) 에 의해, X 축 리니어 모터 (136X1, 136X2) 가 각각 구성되어 있다. X 축 리니어 모터 (136X1, 136X2) 로도, 무빙 마그넷형 및 무빙 코일형의 어느 리니어 모터도 사용할 수 있다.
본 실시형태에서는, 상기 서술한 Y 축 리니어 모터 (136Y1, 136Y2) 와, X 축 리니어 모터 (136X1, 136X2) 를 포함하고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를, 스테이지 정반 (12) 상에서, 도 3(A)∼도 3(C) 등에 나타내는 바와 같이, XY 2 차원 방향으로 자유롭게 구동하는 XY 구동계가 구성되어 있다. 또한, 도 3(A)∼도 3(C) 에서는, 후술하는 인코더 시스템 (150) 의 구성 각 부를 나타내기 위해, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 일부가 파쇄되어 도시되어 있다. 도 3(A) 에는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가, 스테이지 정반 (12) 상의 거의 중앙에 위치하는 상태가 도시되어 있다. 또, 도 3(B) 에는, 도 3(A) 의 위치로부터, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 X 축 리니어 모터 (136X1, 136X2) 에 의해 -X 방향으로 구동되고, 또한 Y 축 리니어 모터 (136Y1, 136Y2) 에 의해 -Y 방향으로 구동됨으로써, 스테이지 정반 (12) 상의 -X 측 단부이며 또한 -Y 측 단부의 코너 부근에 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동한 상태가 도시되어 있다. 또, 도 3(C) 에는, 도 3(A) 의 위치로부터, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 X 축 리니어 모터 (136X1, 136X2) 에 의해 +X 방향으로 구동되고, 또한 Y 축 리니어 모터 (136Y1, 136Y2) 에 의해 +Y 방향으로 구동되고, 스테이지 정반 (12) 상의 +X 측 단부이며 또한 +Y 측 단부의 코너 부근에 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 이동한 상태가 도시되어 있다.
본 실시형태에서는, X 축 리니어 모터 (136X1, 136X2) 가 각각 발생하는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 대한 X 축 방향의 구동력 (추력) 을 서로 상이하게 함으로써, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 θz 방향으로 회전시킬 수도 있다.
본 실시형태에서는, 도시를 생략했지만, 웨이퍼를 유지하는 웨이퍼 홀더는, 도시를 생략한 Z·틸트 구동 기구를 개재하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 탑재되어 있다. Z·틸트 구동 기구는, 웨이퍼 홀더를 상이한 3 점에서 지지함과 함께, 각 지지점을 Z 축 방향으로 구동하는 구동 기구 (예를 들어 보이스 코일 모터 등) 를 포함한다. Z·틸트 구동 기구는, 웨이퍼 홀더를 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에서, Z 축 방향, θx 방향 및 θy 방향으로 미소 구동한다. 본 실시형태에서는, 상기 서술한 XY 구동계와, Z·틸트 구동 기구를 포함하고, 스테이지 정반 (12) 상에서 웨이퍼 (W) (웨이퍼 홀더) 를 6 자유도 방향으로 구동하는 웨이퍼 구동계 (124) (도 7 참조) 가 구성되어 있다. 웨이퍼 구동계 (124) 의 구성 각 부는, 제어 장치 (10) 에 의해 제어된다 (도 7 참조).
웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보는, 위치 계측계 (200) (도 7 참조) 에 의해 항상 검출되고, 그 검출 결과는 제어 장치 (10) (도 7 참조) 에 보내진다. 위치 계측계 (200) 는, 간섭계 시스템 (118) 및 인코더 시스템 (150) (도 7 참조) 을 구비하고 있다.
간섭계 시스템 (118) 은, 적어도 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 평면 내의 3 자유도 방향 (X, Y, θz) 의 위치 정보를 계측한다. 본 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 평면 내의 3 자유도 방향의 위치 제어는, 제어 장치 (10) 에 의해, 주로 인코더 시스템 (150) 의 계측값에 기초하여 실시된다. 간섭계 시스템 (118) 은, 예를 들어 인코더 시스템 (150) 의 출력 이상시의 백업용, 및/또는 인코더 시스템 (150) 의 캘리브레이션시의 위치 계측용 등으로서 보조적으로 사용된다. 또한, 간섭계 시스템 (118) 과 인코더 시스템 (150) 을 병용하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 위치 제어를 실시하는 것으로 해도 된다.
인코더 시스템 (150) 은, 도 2(A) 의 사시도에 나타내는 바와 같이, 2 개의 Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 와, X 인코더 (20X) 를 구비하고 있다. 도 2(B) 에는, 도 2(A) 로부터 웨이퍼 구동계 (124) 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 제거한 (이들 윤곽이 가상선 (이점쇄선) 으로 도시되어 있다) 상태가 도시되어 있다.
Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 및 X 인코더 (20X) 는, 광원과 수광 소자를 내부에 포함하는 인코더 유닛 (22Y1, 22Y2 및 22X) 을 각각 구비하고 있다. 인코더 유닛 (22Y1, 22Y2 및 22X) 은, 도 2(A) 및 도 2(B) 에 나타내는 바와 같이, 스테이지 정반 (12) 의 -Y 측에 소정 거리 떨어지고, 또한 스테이지 정반 (12) 의 X 축 방향의 중앙 부근에 대응하는 위치에 각각 설치되어 있다. 인코더 유닛 (22Y1, 22Y2 및 22X) 은, 각각 코히어런트한 광, 예를 들어 파장 λ (=850 ㎚) 의 레이저광 (이하, 계측광이라고 한다) (LY1, LY3, LX1) 을 사출한다.
여기서, 3 개의 계측광 (LY1, LY3 및 LX1) 의 광로는 모두 Y 축에 평행하고, 또한 서로 근접해 있다. 본 실시형태에서는, 계측광 (LX1) 의 광로가 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) (도 1 참조) 에 직교하도록 설정되어 있다. 또, 계측광 (LY1, LY3) 의 광로는, 계측광 (LX1) 의 광로로부터 약간 +Z 측에 위치하는 동일한 XY 평면 내에, 계측광 (LX1) 의 광로로부터 각각 -X, +X 방향으로 등거리 떨어져 배치되어 있다.
계측광 (LY1, LY3 및 LX1) 은, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 미러 블록 (30) 에 조사된다. 미러 블록 (30) 은, 도 2(A) (및 도 2(B)) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 저면 (하면) 에 장착되어 있다 (고정되어 있다). 미러 블록 (30) 은, 파장 (λ) 의 레이저광을 투과하는 소재로 이루어지는 사각 기둥 형상의 광학 부품 (상세한 구조는 후술한다) 으로서, XZ 평면에 평행한 그 일면 (-Y 측의 면) 을 인코더 유닛 (22Y1, 22Y2, 22X) 에 대향시키고, XY 평면에 평행한 그 일면 (하면) 을 스테이지 정반 (12) 에 대향시켜, 웨이퍼 스테이지 (WST) 저면의 Y 축 방향의 거의 중앙에 고정되어 있다. 미러 블록 (30) 의 X 축 방향의 길이는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 방향의 이동 스트로크에 따라 적당한 길이로 설정된다. 즉, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 방향의 전체 이동 스트로크에 있어서, 반드시 3 개의 계측광 (LY1, LY3, LX1) 이 미러 블록 (30) 의 -Y 측의 면에 조사되도록 설정된다. 본 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 방향의 폭과 거의 동일하게 설정되어 있다.
다음으로, 인코더 시스템 (150) 의 구체적 구성, 및 Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 및 X 인코더 (20X) 의 계측 원리에 대해 도 4(A)∼도 6(B) 에 기초하여 설명한다.
도 4(A) 및 도 4(B) 에는, 미러 블록 (30) 을 포함하고, Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 및 X 인코더 (20X) 의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 도 4(B) 에서는, 3 개의 계측광 (LY1, LY3, LX1) 의 미러 블록 내에서의 광로가 파선으로 도시되어 있다. 단, 이 도 4(B) 에서는, 계측광 (LY1, LY3) 은 지면 직교 방향 (안쪽 방향) 과 겹쳐져 있다. 또, 도 5(A) 및 도 5(B) 에는, 인코더 시스템 (150) 의 구성 요소 중, Y 인코더 (20Y1) 의 필수 구성 요소만이 골라내어져 도시되어 있다. 또, 도 6(A) 및 도 6(B) 에는, 인코더 시스템 (150) 의 구성 요소 중, X 인코더 (20X) 의 필수 구성 요소만이 골라내어져 도시되어 있다. 도 5(A) 및 도 6(A) 에서는, 각각 일부를 제외하고 미러 블록 (30) 의 내부도 도시되어 있다.
미러 블록 (30) 은, 도 4(A)∼도 6(B) 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향을 길이 방향으로 하고 또한 정방형상의 YZ 단면을 갖는 동일 사이즈의 사각 기둥 형상의 2 개의 블록 (301, 302) 을, 상하 방향으로 겹쳐 일체화한 광학 부품이다. 하측의 블록 (301) 은, 2 개의 직각 프리즘을 각각의 경사면을 대향시켜 일체화한 분리 광학 소자 (빔 스플리터 프리즘이라고도 한다) 로 이루어진다. 이 경우, 적어도 일방의 직각 프리즘의 경사면에는, 그 표면에 예를 들어 유전체 다층막 또는 금속 박막 등이 형성되어 있고, 일체화 후의 상태에서는, 그 경사면이 하프 미러와 마찬가지로, 계측광 (LY1, LY3, LX1) 의 투과율과 반사율이 동일한 정도의 반사면 (321) 으로 되어 있다. 블록 (301) 의 그 밖의 면에는 반사 방지막이 형성되어 있다. 상측의 블록 (302) 은, 블록 (301) 과 동일한 빔 스플리터 프리즘에 의해 구성해도 되는데, 본 실시형태에서는, 2 개의 직각 프리즘을 일방의 경사면에 반사막을 형성하고, 각각의 경사면을 대향시켜 일체화한 광학 소자가 사용되고 있다. 이 경우, 각각의 경사면에 의해 형성된 면은 전반사면 (322) 이 된다. 2 개의 블록 (301, 302) 각각의 -Y 측의 일면은 동일면을 형성하고 있다.
블록 (301) 의 -Y 측의 면의 상반부 (+Z 측) 에는, 도 4(A) 및 도 5(A) 등에 나타내는 바와 같이, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 이동 격자 (34Y) 가 배치되어 있다. 또, 블록 (301) 의 -Y 측의 면의 하반부 (-Z 측), 즉 이동 격자 (34Y) 의 -Z 측에는, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 이동 격자 (34X) 가 배치되어 있다. 이동 격자 (34Y, 34X) 는, 각각 Z 축 방향, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 투과형 회절 격자이다. 또, 이동 격자 (34Y, 34X) 의 길이 방향의 길이는 미러 블록 (30) 의 길이와 거의 동일하다.
또, 블록 (301) 의 -Z 측의 면의 -Y 측 절반부에는, 도 5(A), 도 5(B) 및 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 이동 격자 (36Y) 가 배치되어 있다. 또, 블록 (301) 의 -Z 측의 면의 +Y 측 절반부, 즉 이동 격자 (36Y) 의 +Y 측에는, 도 6(A), 도 6(B) 및 도 4(B) 에 나타내는 바와 같이, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 이동 격자 (36X) 가 배치되어 있다. 이동 격자 (36Y, 36X) 는, 각각 Y 축 방향, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 투과형 회절 격자로 구성되어 있다. 또, 이동 격자 (36Y, 36X) 의 길이 방향의 길이는, 미러 블록 (30) 의 길이와 거의 동일하다.
스테이지 정반 (12) 의 상면에는, 도 2(B) 등에 나타내는 바와 같이, 고정 격자 (38Y1, 38Y2, 38X) 가 각각 Y 축 방향으로 연장 형성되어 있다. 고정 격자 (38Y1, 38Y2, 38X) 는, 계측광 (LY1, LY3, LX1) 의 광로에 각각 대응한 배치로 되어 있다. 즉, 스테이지 정반 (12) 상면의 X 축 방향의 거의 중앙에 고정 격자 (38X) 가 배치되고, 고정 격자 (38X) 의 -X 측, +X 측에 각각 고정 격자 (38Y1, 38Y2) 가 배치되어 있다. 고정 격자 (38Y1, 38Y2) 각각은, XY 평면에 평행한 스테이지 정반 (12) 의 상면에 형성된 Y 축 방향을 주기 방향으로 하는 반사형 회절 격자이다. 또, 고정 격자 (38X) 는, 스테이지 정반 (12) 의 상면에 형성된 X 축 방향을 주기 방향으로 하는 반사형 회절 격자이다. 고정 격자 (38Y1, 38Y2 및 38X) 의 Y 축 방향의 길이는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향의 이동 스트로크를 커버하는 길이로 설정되어 있다. 즉, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향의 전체 이동 스트로크에 있어서, 반드시 미러 블록 (30) 으로부터 후술하는 바와 같이 하여 사출되는 3 개의 계측광 (LY1, LY3 및 LX1) (정확하게는 이들에서 유래되는 회절광) 이 각각 고정 격자 (38Y1, 38Y2 및 38X) 에 조사되는 길이로 설정되어 있다.
여기서, Y 인코더 (20Y1) 를 대표적으로 들어 Y 인코더의 계측 원리에 대해 설명한다.
인코더 유닛 (22Y1) 으로부터 사출된 계측광 (LY1) 은, 예를 들어 도 5(A) 에 나타내는 바와 같이, 미러 블록 (30) 에 배치된 이동 격자 (34Y) 에 수직으로 조사된다. 이로써, 이동 격자 (34Y) 로부터 YZ 평면 내에서 회절각이 상이한 복수의 회절광이 발생된다. 도 5(A) 및 도 5(B) 에서는, 이 중의 ±1 차의 회절광이 대표적으로 도시되어 있다. 이들 회절광은, 블록 (301) 내를 투과하고, 반사면 (321) 에서 반사되고, -Z 방향으로 그 광로가 절곡된 후, 이동 격자 (36Y) 에 조사된다. 이로써, 이동 격자 (36Y) 로부터, 이동 격자 (34Y) 에서 발생된 회절광에서 유래되는 복수의 회절광이 발생된다. 도 5(A) 및 도 5(B) 에서는, 이동 격자 (34Y) 로부터 발생된 +1 차의 회절광에서 유래되는 -1 차의 회절광 (LY11) 과, 이동 격자 (34Y) 로부터 발생된 -1 차의 회절광에서 유래되는 +1 차의 회절광 (LY12) 이 도시되어 있다.
이동 격자 (36Y) 로부터 발생된 회절광 (LY11, LY12) 은, 블록 (301) (미러 블록 (30)) 으로부터 사출되고, 전술한 고정 격자 (38Y) 에 조사된다. 이로써, 고정 격자 (38Y1) 로부터, 회절광 (LY11, LY12) 에서 유래되는 복수의 회절광이 발생된다. 여기서, 회절광 (LY11) 에서 유래되는 -1 차의 회절광과, 회절광 (LY12) 에서 유래되는 +1 차의 회절광이 Z 축에 평행한 동축 상에 집광 (합성) 되어 합성광 (LY2) 이 된다. 합성광 (LY2) 은, 블록 (301) (미러 블록 (30)) 으로 돌아오고, 이동 격자 (36Y), 반사면 (321) 을 순차 투과하여 블록 (302) 에 입사된다. 그리고, 합성광 (LY2) 은, 전반사면 (322) 에서 반사되고, -Y 방향으로 광로가 절곡되고, 블록 (302) 의 -Y 측의 면으로부터 출력광으로서 사출된다. 그리고, 그 합성광 (LY2) 은, Y 축에 평행한 광로를 따라 인코더 유닛 (22Y1) 으로 돌아오고, 인코더 유닛 (221) 내의 수광 소자 (도시 생략) 에 의해 수광되고, 그 강도가 계측된다.
합성광 (출력광) (LY2) 의 강도는, 고정 격자 (38Y1) 로부터 발생되는 회절광이 서로 간섭함으로써, 이동 격자 (36Y) 와 고정 격자 (38Y1) 사이의 Y 축 방향에 관한 상대 변위에 대해 정현적으로 변화된다. 그래서, 인코더 유닛 (22Y1) 은, 합성광 (출력광) (LY2) 의 강도 변화로부터 회절광의 위상차를 검출하고, 그 위상차로부터 이동 격자 (36Y) 와 고정 격자 (38Y1) 사이의 Y 축 방향의 상대 변위를 구한다.
이동 격자 (34Y, 36Y) 로부터 발생되는 회절광의 회절각은, 계측광 (LY1) 의 파장과 이동 격자 (34Y, 36Y) 의 피치에 의해 정해진다. 동일하게, 고정 격자 (38Y1) 로부터 발생되는 회절광의 회절각은, 계측광 (LY1) 의 파장과 고정 격자 (38Y1) 의 피치에 의해 정해진다. 본 실시형태에서는, 고정 격자 (38Y1) 로부터, Z 축에 평행한, 회절광 (LY11) 에서 유래되는 -1 차의 회절광과, 회절광 (LY12) 에서 유래되는 +1 차의 회절광이 발생되도록, 계측광 (LY1) 의 파장에 따라, 이동 격자 (34Y, 36Y) 및 고정 격자 (38Y1) 의 피치가 적당하게 정해져 있다. 이것과 함께, 고정 격자 (38Y1) 로부터 발생되는 상기 2 개의 회절광이 동축 상에 집광되도록, 이동 격자 (34Y, 36Y) 와 고정 격자 (38Y1) 의, Z 축에 평행한 방향의 위치 관계가 적절히 설정되어 있다.
Y 인코더 (20Y2) 는, 인코더 유닛 (22Y2) 으로부터 계측광 (LY3) 을 이동 격자 (34Y) 에 수직으로 조사하고, Y 인코더 (20Y1) 와 동일하게 하여, 합성광 (출력광) (LY4) 을 얻고, 합성광 (출력광) (LY4) 의 강도 변화로부터 이동 격자 (36Y) 와 고정 격자 (38Y2) 사이의 Y 축 방향의 상대 변위를 구한다.
다음으로, X 인코더 (20X) 의 계측 원리에 대해 설명한다. 인코더 유닛 (22X) 으로부터 사출된 계측광 (LX1) 은, 예를 들어 도 6(A) 에 나타내는 바와 같이, 미러 블록 (30) 에 배치된 이동 격자 (34X) 에 수직으로 조사된다. 이로써, 이동 격자 (34X) 로부터 XY 평면 내에서 회절각이 상이한 복수의 회절광이 발생된다. 도 6(A) 및 도 6(B) 에서는, 이 중 ±1 차의 회절광이 대표적으로 도시되어 있다. 단, 도 6(B) 에서는, 이들 회절광은 지면 직교 방향 (안쪽 방향) 으로 겹쳐져 있다. 이들 회절광은, 블록 (301) 내를 투과하고, 반사면 (321) 에서 반사되고, -Z 방향으로 그 광로가 절곡된 후, 이동 격자 (36X) 에 조사된다. 이로써, 이동 격자 (36X) 로부터, 이동 격자 (34X) 에서 발생된 회절광에서 유래되는 복수의 회절광이 발생된다. 도 6(A) 및 도 6(B) 에서는, 이동 격자 (34X) 로부터 발생된 +1 차의 회절광에서 유래되는 -1 차의 회절광 (LX11) 과, 이동 격자 (34X) 로부터 발생된 -1 차의 회절광에서 유래되는 +1 차의 회절광 (LX12) 이 도시되어 있다. 단, 도 6(B) 에서는, 이들 회절광은 지면 수직 방향으로 겹쳐져 있다.
이동 격자 (36X) 로부터 발생된 회절광 (LX11, LX12) 은, 블록 (301) (미러 블록 (30)) 으로부터 사출되고, 전술한 고정 격자 (38X) 에 조사된다. 이로써, 고정 격자 (38X) 로부터, 회절광 (LX11, LX12) 에서 유래되는 복수의 회절광이 발생된다. 여기서, 회절광 (LX11) 에서 유래되는 -1 차의 회절광과, 회절광 (LX12) 에서 유래되는 +1 차의 회절광이 Z 축에 평행한 동축 상에 집광 (합성) 되어 합성광 (LX2) 이 된다. 합성광 (LX2) 은, 블록 (301) (미러 블록 (30)) 으로 돌아오고, 이동 격자 (36X), 반사면 (321) 을 순차 투과하여 블록 (302) 에 입사된다. 그리고, 합성광 (LY2) 은, 전반사면 (322) 에서 반사되고, -Y 방향으로 광로가 절곡되고, 블록 (302) 의 -Y 측의 면으로부터 출력광으로서 사출된다. 그리고, 그 합성광 (LX2) 은, Y 축에 평행한 광로를 따라 인코더 유닛 (22X) 으로 돌아오고, 인코더 유닛 (22X) 내의 수광 소자 (도시 생략) 에 의해 수광되고, 그 강도가 계측된다. 그리고, 인코더 유닛 (22X) 에 의해, 합성광 (출력광) (LX2) 의 강도 변화로부터 회절광의 위상차가 검출되고, 그 위상차로부터 이동 격자 (36X) 와 고정 격자 (38X) 사이의 X 축 방향의 상대 변위가 구해진다.
이 경우에도, 계측광 (LX1) 의 파장과, 이동 격자 (34X, 36X) 의 피치와, 고정 격자 (38X) 의 피치에 따라, 고정 격자 (38X) 에서 발생되는 회절광이 Z 축에 평행한 동축 상에 집광되도록, 이동 격자 (34X, 36X) 와 고정 격자 (38X) 의 위치 관계가 적절히 설정되어 있다.
Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 에 의한 상대 변위의 계측값은, 제어 장치 (10) 에 각각 공급된다. 제어 장치 (10) 는, Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 에 의한 상대 변위의 계측값의 평균값에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향에 관한 기준 위치로부터의 변위, 즉 Y 축 방향의 위치 (Y 위치) 를 산출한다. 또, 제어 장치 (10) 는, Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 에 의한 상대 변위의 계측값의 차이에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 요잉 (θz 방향의 회전) 을 고정밀도로 계측한다. 또, X 인코더 (20X) 에 의한 상대 변위의 계측값은 제어 장치 (10) 에 공급된다. 제어 장치 (10) 는, X 인코더 (20X) 에 의한 상대 변위의 계측값에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 축 방향에 관한 기준 위치로부터의 변위, 즉 X 축 방향의 위치 (X 위치) 를 산출한다.
본 실시형태에 관련된 인코더 시스템 (150) 의 일부를 구성하는, Y 인코더 (20Y1) 는, 상기 서술한 설명으로부터 명확한 바와 같이, 간섭계와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 로부터 돌아오는 계측광을 별도로 준비한 참조광과 합성하여, 그 합성광의 강도를 계측하는 것이 아니라, 이동 격자 (34Y, 36Y) 로부터 발생된 회절광을 고정 격자 (38Y1) 에서 합성하고, 그 합성광의 강도를 계측하는 것이다. 즉, 강도 변화의 계측 대상인 합성광 (출력광) (LY2) 은, 인코더 유닛 (22Y1) 내에서 합성되는 것이 아니라, 위치 계측 대상인 웨이퍼 스테이지 (WST) 측에서 합성된다. 따라서, 합성광 (출력광) (LY2) 이, 웨이퍼 스테이지 (WST) (미러 블록 (30)) 로부터 인코더 유닛 (22Y1) 으로 돌아오는 동안에, 공기 요동을 받았다고 해도, 합성광 (출력광) (LY2) 의 강도 변화로부터 검출되는 회절광 사이의 위상차는 변화되지 않는다. 따라서, Y 인코더 (20Y1) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 인코더 유닛 (22Y1) 으로부터 멀어져도 공기 요동의 영향을 받기 어렵다. 동일하게, Y 인코더 (20Y2) 도 공기 요동의 영향을 받기 어렵다. 이 결과, Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 를 사용함으로써 고정밀도의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 위치의 계측이 가능해진다.
동일하게, X 인코더 (20X) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 인코더 유닛 (22X) 으로부터 멀어져도 공기 요동의 영향을 받기 어렵다. 따라서, X 인코더 (20X) 를 사용함으로써 고정밀도의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 X 위치의 계측이 가능해진다.
여기서, 본 실시형태에 있어서의 Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 와, X 인코더 (20X) 에 대해, 그것들을 구성하는 회절 격자의 역할에 주목하여 이들 인코더의 구성을 설명한다.
전술한 Y 인코더 (20Y1) 는, 이동 격자 (34Y, 36Y) 및 고정 격자 (38Y1) 의 3 격자를 사용하는 회절 간섭 방식의 인코더이다. 여기서, Y 인코더 (20Y1) 의 계측 방향 (Y 축 방향) 으로 미러 블록 (30) 이 고정된 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 변위되어도, 계측광 (LY1) 의 조사점은, 이동 격자 (34Y, 36Y) 상에서 그들의 주기 방향으로 변위되지 않는다. 따라서, 이동 격자 (34Y) 는, 계측광 (LY1) 을 회절시키고, 적어도 2 개의 회절광 (예를 들어 ±1 차 회절광) 을 발생시키는 역할만을 하고 있다. 또, 이동 격자 (36Y) 는, 이동 격자 (34Y) 로부터 발생된 2 개의 회절광을 회절시켜 회절광 (LY11, LY12) 을 발생시키고, 그것들을 고정 격자 (38Y1) 상에서 거의 동일점에 조사하는 역할만을 하고 있다.
한편, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 Y 축 방향으로 변위되면, 계측광 (LY1) 에서 유래되는 회절광 (LY11, LY12) 의 조사점이, 고정 격자 (38Y1) 상에서 그 주기 방향 (Y 축 방향) 으로 변위된다. 따라서, 고정 격자 (38Y1) 는, 조사되는 회절광 (LY11, LY12) 을 회절시키고 동축 상에 합성하여 합성광 (LY2) 을 발생시킬 뿐만 아니라, 이동 격자 (36Y) (즉 웨이퍼 스테이지 (WST)) 와 고정 격자 (38Y1) 사이의 Y 축 방향에 관한 상대 변위에 따라, 회절광 (LY11, LY12) 사이의 위상차를 발생시키는 기준 격자의 역할을 하고 있다.
전술한 Y 인코더 (20Y2) 는, 이동 격자 (34Y, 36Y) 및 고정 격자 (38Y2) 의 3 격자를 사용하는 회절 간섭 방식의 인코더이다. Y 인코더 (20Y2) 에서는, 각 회절 격자는, Y 인코더 (20Y1) 와 동일한 역할을 하고 있다. 따라서, 고정 격자 (38Y2) 는, 상기 서술한 기준 격자의 역할도 하고 있다.
또, 전술한 X 인코더 (20X) 는, 이동 격자 (34X, 36X) 및 고정 격자 (38X) 의 3 격자를 사용하는 회절 간섭 방식의 인코더이다. 이동 격자 (34X) 는, 이동 격자 (34Y) 와 마찬가지로, 계측광 (LX1) 을 회절시키고, 적어도 2 개의 회절광 (예를 들어 ±1 차 회절광) 을 발생시키는 역할을 하고 있다. 이동 격자 (36X) 는, 이동 격자 (36Y) 와 마찬가지로, 이동 격자 (34X) 에서 발생된 2 개의 회절광을 회절시켜 회절광 (LX11, LX12) 을 발생시키고, 그들 회절광 (LX11, LX12) 을 고정 격자 (38X) 상에서 거의 동일점에 조사하는 역할을 하고 있다.
여기서, 미러 블록 (30) 이 고정된 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 X 인코더 (20X) 의 계측 방향 (X 축 방향) 으로 변위되면, 계측광 (LX1) 의 조사점은, 이동 격자 (34X) 상에서 그 주기 방향 (X 축 방향) 으로 변위된다. 또, 이동 격자 (34X) 에서 발생되는 회절광의 조사점은, 이동 격자 (36X) 상에서 그 주기 방향 (X 축 방향) 으로 변위된다. 따라서, 이동 격자 (34X, 36X) 는, 그들 이동 격자 (34X, 36X) 가 배치된 웨이퍼 스테이지 (WST) 와 고정 격자 (38X) 사이의 X 축 방향에 관한 상대 변위에 따라, 합성광 (LX2) 으로서 합성되는 회절광 (LX11, LX12) 사이의 위상차를 발생시키는 기준 격자의 역할도 하고 있다.
한편, X 축 방향으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 변위되어도, 계측광 (LX1) 에서 유래되는 회절광 (LX11, LX12) 의 조사점은, 고정 격자 (38X) 상에서 그 주기 방향 (X 축 방향) 으로 변위되지 않는다. 따라서, 고정 격자 (38X) 는, 조사되는 회절광 (LX11, LX12) 을 회절시켜 동축 상에 합성하고, 합성광 (LX2) 을 발생시키는 역할만을 하고 있다.
이상의 고찰로부터 명확한 바와 같이, Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 에서는, 기준 격자의 역할을 하는 회절 격자가, 고정 격자 (38Y1, 38Y2) 로서 스테이지 정반 (12) 상에 배치되어 있다. 또, X 인코더 (20X) 에서는, 기준 격자의 역할을 하는 회절 격자가, 이동 격자 (34X, 36X) 로서 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 고정된 미러 블록 (30) 에 배치되어 있다.
도 7 에는, 노광 장치 (100) 의 제어계의 주요한 구성이 도시되어 있다. 제어계는, 장치 전체를 통괄적으로 제어하는 마이크로 컴퓨터 (또는 워크 스테이션) 를 포함하는 제어 장치 (10) 를 중심으로 하여 구성되어 있다.
본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 통상적인 스캐너와 동일한 순서로, 제어 장치 (10) 에 의해, 레티클 얼라이먼트 및 웨이퍼 얼라이먼트계 (ALG) 의 베이스 라인 계측, 그리고 EGA 등의 웨이퍼 얼라이먼트가 실시된다. 그리고, 웨이퍼 얼라이먼트 결과에 기초하여, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광 동작이 실시되고, 레티클 (R) 의 패턴이 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역에 각각 전사된다. 이 노광 동작은, 웨이퍼 (W) 의 다음의 쇼트 영역의 노광을 위해 가속 개시 위치에 웨이퍼 (W) 를 유지하는 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 이동시키는 쇼트간 스테핑 동작과, 전술한 주사 노광 동작을 교대로 반복함으로써 실시된다.
노광 중, 제어 장치 (10) 는, 레티클 간섭계 (116) 의 계측값에 기초하여 레티클 스테이지 (RST) 의 위치를 제어함과 함께, 인코더 시스템 (150) 의 각 인코더의 계측값에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 평면 내의 위치 제어를 실시한다. 또, 제어 장치 (10) 는, 도시를 생략한 포커스 센서의 계측값에 기초하여, 도시를 생략한 Z·틸트 구동 기구를 개재하여 웨이퍼 홀더를 Z 축 방향, θx 방향 및 θy 방향으로 구동함으로써, 웨이퍼 (W) 의 포커스·레벨링 제어를 실시한다.
이상, 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 의하면, 인코더 시스템 (150) 의 Y 인코더 유닛 (22Y1, 22Y2) 으로부터, Y 축에 평행한 광로를 따라 계측광 (LY1, LY3) 을, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 고정된 미러 블록 (30) 의 측면에 배치된 이동 격자 (34Y) 에 각각 조사한다. 이 조사에 의해 이동 격자 (34Y) 로부터 발생되는 회절광은, 미러 블록 (30) 의 저면에 배치된 이동 격자 (36Y) 를 통해 스테이지 정반 (12) 상면에 배치된 고정 격자 (38Y1, 38Y2) 에 각각 조사되고, 고정 격자 (38Y1, 38Y2) 로부터 각각 발생되는 회절광 (보다 정확하게는 회절광의 합성광 (LY2, LY4)) 은, 미러 블록 (30) 을 통해 Y 인코더 유닛 (22Y1, 22Y2) (내부의 수광 소자) 에서 수광된다. 그리고, Y 인코더 유닛 (22Y1, 22Y2) 으로부터, 이동 격자 (36Y) 와 고정 격자 (38Y1, 38Y2) 사이의 Y 축 방향의 상대 변위의 계측값이 제어 장치 (10) 에 출력된다.
또, 인코더 시스템 (150) 의 X 인코더 유닛 (22X) 으로부터, Y 축에 평행한 광로를 따라 계측광 (LX1) 을, 미러 블록 (30) 의 측면에 배치된 이동 격자 (34X) 에 조사한다. 이 조사에 의해 이동 격자 (34X) 로부터 발생되는 회절광은, 미러 블록 (30) 의 저면에 배치된 이동 격자 (36X) 를 통해 스테이지 정반 (12) 상면에 배치된 고정 격자 (38X) 에 조사되고, 고정 격자 (38X) 로부터 각각 발생되는 회절광 (보다 정확하게는 회절광의 합성광 (LX2)) 은, 미러 블록 (30) 을 통해 X 인코더 유닛 (22X) (내부의 수광 소자) 에서 수광된다. 그리고, X 인코더 유닛 (22X) 으로부터, 이동 격자 (34X, 36X) 와 고정 격자 (38X) 사이의 X 축 방향의 상대 변위의 계측값이 제어 장치 (10) 에 출력된다.
따라서, 제어 장치 (10) 는, Y 인코더 유닛 (22Y1, 22Y2), 및 X 인코더 유닛 (22X) 으로부터의 상대 변위의 계측값에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 위치 및 θz 방향의 회전, 그리고 X 위치를 계측할 수 있다.
여기서, Y 인코더 (20Y1, 20Y2) 에서는, 스테이지 정반 (12) 의 상면에 배치된 고정 격자 (38Y1, 38Y2) 가, 이동 격자 (36Y) (즉 웨이퍼 스테이지 (WST)) 와 고정 격자 (38Y1, 38Y2) 사이의 Y 축 방향에 관한 상대 변위에 따라, 고정 격자 (38Y1, 38Y2) 로부터 발생되는 ±1 차 회절광 (LY11, LY12) 사이의 위상차를 발생시키는 기준 격자의 역할을 한다. 또, X 인코더 (20X) 에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 고정된 미러 블록 (30) 에 배치된 이동 격자 (34X, 36X) 가, 이동 격자 (34X, 36X) (즉 웨이퍼 스테이지 (WST)) 와 고정 격자 (38X) 사이의 X 축 방향에 관한 상대 변위에 따라, 합성광 (LX2) 으로서 합성되는 회절광 (LX11, LX12) 사이의 위상차를 발생시키는 기준 격자의 역할을 하고 있다.
이 경우, 고정 격자 (38Y1, 38Y2) 는, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 직교하는 Y 축으로부터, 동일 거리 -X 방향, +X 방향으로 떨어진 Y 축에 평행한 직선 (축) 상에 배치되므로, Y 인코더 유닛 (22Y1, 22Y2) 의 계측값의 평균값을 사용함으로써, Y 축에 평행한 방향에 관해서는, 아베 오차가 없는 고정밀도의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 계측이 가능해진다. 한편, 이동 격자 (36X) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 거의 중심을 통과하는 X 축에 평행한 직선 상에 배치되어 있다. 따라서, X 축에 평행한 방향에 관해서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 중심 근방에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치를 계측할 수 있고, 나아가서는 중심 구동에 의해 고정밀도의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 제어가 가능해진다.
또, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 축 방향, 및 X 축 방향의 위치 계측에 사용하는 계측광 (LY1, LY3 및 LX) 을 모두 Y 축에 평행한 광로를 따라, 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 장착된 공통의 미러 블록 (30) 에 배치된 이동 격자 (34Y 및 34X) 에 각각 조사하므로, Y 축, X 축에 각각 평행한 방향에 관한 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 계측의 계측점을 근접시킬 수 있게 된다. 이로써, 인코더 시스템 (150) 이 차지하는 스페이스를 좁게 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 의하면, 상기 서술한 인코더 시스템 (150) 을 사용함으로써, 고정밀도의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 계측, 나아가서는 위치 제어가 가능해진다. 이로써, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역에 레티클 (R) 의 패턴을 양호한 정밀도로 전사할 수 있게 된다.
또한, 상기 실시형태의 Y 인코더 (20Y1, 20Y2), X 인코더 (20X) 등의 구성은 일례로서, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 이하, 상기 실시형태의 몇 개의 변형예에 대해 인코더 시스템을 중심으로 하여 설명한다. 또한, 이하의 변형예에서는, 설명의 간략화 및 도시의 편의상, Y 인코더가 1 쌍이 아니라, 1 개만 형성된 예를 든다.
《제 1 변형예》
도 8(A) 및 도 8(B) 에는, Y 인코더 (20Y') 와 X 인코더 (20X') 를 포함하는, 제 1 변형예에 있어서의 인코더 시스템 (150') 의 구성이 도시되어 있다. 도 8(A) 에는, 일부를 제외하고, 미러 블록 (30') 의 내부도 도시되어 있다. 도 8(A) 및 도 8(B) 에 나타내는 바와 같이, 미러 블록 (30') 은, 상기 실시형태에 관련된 미러 블록 (30) 으로부터, 블록 (301) 의 -Y 측의 면에 배치되어 있던 이동 격자 (34Y, 34X) 가 제거된 것 (형성되지 않은 것) 에 상당한다.
본 예에서는, 미러 블록 (30') 이, 전술한 미러 블록 (30) 대신에 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 저면 (하면) 에 장착되어 있는 (고정되어 있는) 것으로 한다. 또, Y 인코더 유닛 (22Y) 으로부터 사출되는 계측광 (LY1) 의 광로가, 투영 광학계 (PL) 의 광축과 직교하는 Y 축에 일치하고, X 인코더 유닛 (22X) 으로부터 사출되는 계측광 (LX1) 의 광로가, 계측광 (LY1) 의 광로의 +X 측에 위치되어 있다. 또, 이들 계측광 (LY1, LX1) 의 광로에 대응하여, 고정 격자 (38Y, 38X) 가 상기와 동일하게 스테이지 정반 상에 배치되어 있다. 이하의 각 변형예에 있어서도 동일하다.
본 예의 Y 인코더 (20Y') 에 의하면, 인코더 유닛 (22Y) 으로부터 사출된 계측광 (LY1) 은, 미러 블록 (30') 내를 투과하고, 반사면 (321) 에서 반사되고, -Z 방향으로 광로가 절곡되고, 이동 격자 (36Y) 에 조사된다. 이로써, 이동 격자 (36Y) 에서, YZ 평면 내에서 회절각이 상이한 복수의 회절광이 발생된다. 도 8(A) 및 도 8(B) 에서는, ±1 차의 회절광 (LY11, LY12) 이 도시되어 있다. 회절광 (LY11, LY12) 은, 고정 격자 (38Y) 에 조사되고, 이로써, 고정 격자 (38Y) 로부터, 회절광 (LY11, LY12) 에서 유래되는 복수의 회절광이 발생된다. 여기서, 회절광 (LY11) 에서 유래되는 -1 차의 회절광과, 회절광 (LY12) 에서 유래되는 +1 차의 회절광이 원래의 회절광의 광로를 역으로 따라가, 이동 격자 (36Y) 에서 Z 축에 평행한 동축 상에 집광 (합성) 되어 합성광 (LY2) 이 된다. 합성광 (LY2) 은, 반사면 (321) 을 투과한 후, 전반사면 (322) 에서 반사되어 -Y 방향으로 광로가 절곡되고, 미러 블록 (30') 의 -Y 측의 면으로부터 출력광으로서 사출된다. 그리고, 그 합성광 (LY2) 은, Y 축에 평행한 광로를 따라 인코더 유닛 (22Y) 으로 돌아오고, 인코더 유닛 (22Y) 내의 수광 소자 (도시 생략) 에 의해 수광되고, 그 강도가 계측된다. 그리고, 인코더 유닛 (22Y) 에 의해, 상기와 동일하게 합성광 (출력광) (LY2) 의 강도 변화에 기초하여, 이동 격자 (36Y) 와 고정 격자 (38Y) 사이의 Y 축 방향의 상대 변위가 구해지고, 그 계측값이 제어 장치 (10) 에 출력된다.
또, 본 예의 X 인코더 (20X') 에 의하면, 인코더 유닛 (22X) 으로부터 사출된 계측광 (LX1) 은, 미러 블록 (30') 내를 투과하고, 반사면 (321) 에서 반사되고, -Z 방향으로 광로가 절곡되고, 이동 격자 (36X) 에 조사된다. 이로써, 이동 격자 (36X) 로부터 XZ 평면 내에서 회절각이 상이한 복수의 회절광이 발생된다. 도 8(A) 및 도 8(B) 에서는, ±1 차의 회절광 (LX11, LX12) 이 도시되어 있다. 단, 도 8(B) 에서는, 이들 회절광은 지면 직교 방향 (안쪽 방향) 으로 겹쳐져 있다.
회절광 (LX11, LX12) 은 고정 격자 (38X) 에 조사된다. 이로써, 고정 격자 (38X) 로부터, 회절광 (LX11, LX12) 에서 유래되는 복수의 회절광이 발생된다. 여기서, 회절광 (LX11) 에서 유래되는 -1 차의 회절광과, 회절광 (LX12) 에서 유래되는 +1 차의 회절광이 원래의 회절광의 광로를 역으로 따라가, 이동 격자 (36X) 에서 Z 축에 평행한 동축 상에 집광 (합성) 되고, 합성광 (LX2) 이 된다. 합성광 (LX2) 은, 반사면 (321) 을 투과한 후, 전반사면 (322) 에서 반사되어 -Y 방향으로 광로가 절곡되고, 미러 블록 (30') 의 -Y 측의 면으로부터 출력광으로서 사출된다. 그리고, 그 합성광 (LX2) 은, Y 축에 평행한 광로를 따라 인코더 유닛 (22X) 으로 돌아오고, 인코더 유닛 (22X) 내의 수광 소자 (도시 생략) 에 의해 수광되고, 그 강도가 계측된다. 그리고, 인코더 유닛 (22X) 에 의해, 상기와 동일하게 합성광 (출력광) (LX2) 의 강도 변화에 기초하여, 이동 격자 (36X) 와 고정 격자 (38X) 사이의 X 축 방향의 상대 변위가 구해지고, 그 계측값이 제어 장치 (10) 에 출력된다.
본 예에 있어서, 계측광 (LY1) 의 파장에 기초하여, 회절광 (LY11) 에서 유래되는 -1 차의 회절광과, 회절광 (LY12) 에서 유래되는 +1 차의 회절광이 원래의 회절광의 광로를 역으로 따라가도록, 이동 격자 (36Y), 고정 격자 (38Y) 의 피치가 설정되어 있다. 동일하게, 계측광 (LX1) 의 파장에 기초하여, 회절광 (LX11) 에서 유래되는 -1 차의 회절광과, 회절광 (LX12) 에서 유래되는 +1 차의 회절광이 원래의 회절광의 광로를 역으로 따라가도록, 이동 격자 (36X), 고정 격자 (38X) 의 피치가 설정되어 있다.
상기 서술한 Y 인코더 (20Y') 와 X 인코더 (20X') 를 포함하는 인코더 시스템 (150') 은, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 θz 회전을 계측할 수는 없지만, 그 점을 제외하면, 상기 실시형태에 있어서의 인코더 시스템 (150) 과 동일한 기능을 갖는다. Y 인코더 (20Y') 를 1 쌍 형성하고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 θz 회전을 계측할 수 있도록 해도 된다.
《제 2 변형예》
도 9(A) 및 도 9(B) 에는, Y 인코더 (20Y'') 와 X 인코더 (20X'') 를 포함하는, 제 2 변형예에 관련된 인코더 시스템 (150'') 의 구성이 도시되어 있다. 도 9(A) 및 도 9(B) 에 나타내는 바와 같이, 미러 블록 (30'') 은, 상기 실시형태에 관련된 미러 블록 (30) 을 구성하는 블록 (301) 에 있어서, -Z 측의 면에 배치되어 있던 이동 격자 (36Y, 36X) 가 제거된 것 (형성되지 않은 것) 에 상당한다.
본 예에서는, 미러 블록 (30'') 이, 전술한 미러 블록 (30) 대신에 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 하부에 장착되어 있는 (고정되어 있는) 것으로 한다.
본 예의 Y 인코더 (20Y'') 에 의하면, 인코더 유닛 (22Y) 으로부터 사출된 계측광 (입력광) (LY) 은, 미러 블록 (30'') 의 -Y 측의 면에 배치된 이동 격자 (34Y) 에 수직으로 조사된다. 이로써, 이동 격자 (34Y) 로부터 YZ 평면 내에서 회절각이 상이한 복수의 회절광이 발생된다. 도 9(A) 및 도 9(B) 에서는, ±1 차의 회절광 (LY1, LY2) 이 도시되어 있다. 이들 회절광 (LY1, LY2) 은, 미러 블록 (30'') 내를 투과하고, 반사면 (32) 에서 반사되고, -Z 방향으로 광로가 절곡된 후, 미러 블록 (30'') 으로부터 사출되고, 고정 격자 (38Y) 에 조사된다. 이로써, 고정 격자 (38Y) 로부터, 회절광 (LY1, LY2) 에서 유래되는 복수의 회절광이 발생된다. 여기서, 회절광 (LY1) 에서 유래되는 -1 차의 회절광과, 회절광 (LY2) 에서 유래되는 +1 차의 회절광이 원래의 회절광의 광로를 역으로 따라가, 반사면 (32) 에서 반사되어 -Y 방향으로 광로가 절곡되고, 이동 격자 (34Y) 에서 Y 축에 평행한 동축 상에 집광 (합성) 되고, 합성광 (LY) 이 된다. 합성광 (LY) 은, 출력광으로서 미러 블록 (30'') 의 -Y 측의 면으로부터 사출된다. 그리고, 그 합성광 (LY) 은, 인코더 유닛 (22Y) 으로부터 사출된 계측광 (입력광) (LY) 의 광로를 따라 인코더 유닛 (22Y) 으로 돌아온다. 그리고, 인코더 유닛 (22Y) 내에서, 빔 스플리터를 개재하여 계측광 (입력광) (LY) 과 분리되고, 수광 소자 (도시 생략) 에 의해 수광되고, 그 강도가 계측된다. 그리고, 인코더 유닛 (22Y) 에 의해, 상기와 동일하게 합성광 (출력광) (LY) 의 강도 변화에 기초하여, 이동 격자 (34Y) 와 고정 격자 (38Y) 사이의 Y 축 방향의 상대 변위가 구해지고, 그 계측값이 제어 장치 (10) 에 출력된다.
또, 본 예의 X 인코더 (20X'') 에 의하면, 인코더 유닛 (22X) 으로부터 사출된 계측광 (입력광) (LX) 은, 미러 블록 (30'') 에 형성된 이동 격자 (34X) 에 수직으로 조사된다. 이로써, 이동 격자 (34X) 로부터 XY 평면 내에서 회절각이 상이한 복수의 회절광이 발생된다. 도 9(A) 및 도 9(B) 에서는, ±1 차의 회절광 (LX1, LX2) 이 도시되어 있다. 단, 도 9(B) 에서는, 이들 회절광은 지면 직교 방향 (안쪽 방향) 으로 겹쳐져 있다. 이들 회절광 (LX1, LX2) 은, 미러 블록 (30'') 내를 투과하고, 반사면 (32) 에서 반사되고, -Z 방향으로 광로가 절곡되고, 미러 블록 (30'') 으로부터 사출되고, 고정 격자 (38X) 에 조사된다. 이에 의해, 고정 격자 (38X) 로부터, 회절광 (LX1, LX2) 에서 유래되는 복수의 회절광이 발생된다. 여기서, 회절광 (LX1) 에서 유래되는 -1 차의 회절광과, 회절광 (LX2) 에서 유래되는 +1 차의 회절광이 원래의 회절광의 광로를 역으로 따라가, 반사면 (32) 에서 반사되어 -Y 방향으로 광로가 절곡되고, 이동 격자 (34X) 에서 Y 축에 평행한 동축 상에 집광 (합성) 되고, 합성광 (LX) 으로서 미러 블록 (30'') 의 -Y 측의 면으로부터 사출된다. 그리고, 그 합성광 (LX) 은, 계측광 (입력광) (LX) 의 광로를 따라 인코더 유닛 (22X) 으로 돌아온다. 그리고, 인코더 유닛 (22X) 내에서, 빔 스플리터를 개재하여 계측광 (입력광) (LX) 과 분리되고, 수광 소자 (도시 생략) 에 의해 수광되고, 그 강도가 계측된다. 그리고, 인코더 유닛 (22X) 에 의해, 상기와 동일하게 합성광 (출력광) (LX) 의 강도 변화에 기초하여, 이동 격자 (34X) 와 고정 격자 (38X) 사이의 X 축 방향의 상대 변위가 구해지고, 그 계측값이 제어 장치 (10) 에 출력된다.
본 예에 있어서, 계측광 (LY) 의 파장에 기초하여, 회절광 (LY1) 에서 유래되는 -1 차의 회절광과, 회절광 (LY2) 에서 유래되는 +1 차의 회절광이 원래의 회절광의 광로를 역으로 따라가도록, 고정 격자 (38Y) 와 이동 격자 (34Y) 의 피치가 설정되어 있다. 동일하게, 계측광 (LX) 의 파장에 기초하여, 회절광 (LX1) 에서 유래되는 -1 차의 회절광과, 회절광 (LX2) 에서 유래되는 +1 차의 회절광이 원래의 회절광의 광로를 역으로 따라가도록, 고정 격자 (38X) 와 이동 격자 (34X) 의 피치가 설정되어 있다.
상기 서술한 Y 인코더 (20Y'') 와 X 인코더 (20X'') 로 구성되는 인코더 시스템 (150'') 은, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 θz 회전의 계측은 할 수 없지만, 그 점을 제외하면, 상기 실시형태에 있어서의 인코더 시스템 (150) 과 동일한 기능을 갖는다. Y 인코더 (20Y'') 를 1 쌍 형성하고, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 θz 회전을 계측할 수 있게 해도 된다.
또한, 전술한 실시형태에 있어서의 Y 인코더 (20Y) 와 X 인코더 (20X) 와 동일하게, 상기 제 1 변형예에 있어서의 Y 인코더 (20Y') 와 X 인코더 (20X') 및 상기 제 2 변형예에 있어서의 Y 인코더 (20Y'') 와 X 인코더 (20X'') 에 있어서도, 이동 격자와 고정 격자의 역할이 상이하다. 즉, 제 1 변형예에 있어서의 Y 인코더 (20Y') 에서는 고정 격자 (38Y) 가 기준 격자의 역할을 하고, X 인코더 (20X') 에서는 이동 격자 (36X) 가 기준 격자의 역할을 하고 있다. 제 2 변형예에 있어서의 Y 인코더 (20Y'') 에서는 고정 격자 (38Y) 가 기준 격자의 역할을 하고, X 인코더 (20X'') 에서는 이동 격자 (34X) 가 기준 격자의 역할을 하고 있다.
《제 3 변형예》
상기 서술한 제 1 및 제 2 변형예에서는, 고정 격자 (38X) 는, 이동 격자 (36X 또는 34X) 에서 발생되는 2 개의 회절광 (±1 차 회절광) 을 회절시키고, 그 회절에 의해 발생하는 복수의 회절광 중 2 개의 회절광을 이동 격자 (36X 또는 34X) 에서 동축 상에 합성하므로, 원래의 회절광의 광로를 역으로 따라가게 하는 역할만 하고 있다. 따라서, 고정 격자 (38X) 대신에, 이동 격자 (36X 또는 34X) 에서 발생되는 2 개의 회절광 (±1 차 회절광) 의 각각을 수직으로 반사하는 1 쌍의 반사면을 사용할 수 있다.
도 10(A) 및 도 10(B) 에는, 전술한 제 1 변형예에 있어서, 고정 격자 (38X) 대신에, 반사 부재 (38X') 가 형성된, 제 3 변형예에 관련된 X 인코더 (20X3) 가 도시되어 있다. 도 10(A) 및 도 10(B) 에서는, Y 인코더 및 그 밖의 부분은 도시가 생략되어 있다.
반사 부재 (38X') 에는, 이동 격자 (36X) 에서 발생되는 회절광 (LX11, LX12) 의 각각에 대해 직교하는 2 개의 반사면 (38X'1, 38X'2) 이 형성되어 있다. 또한, 상기 서술한 제 2 변형예에 있어서, 고정 격자 (38X) 대신에 반사 부재 (38X') 를 설치해도 된다. 이 경우, 2 개의 반사면 (38X'1, 38X'2) 은, 이동 격자 (34X) 에서 발생되는 회절광 (LX11, LX12) 의 각각에 대해 직교하도록 설정되어 있다.
본 제 3 변형예에 있어서의 X 인코더 (20X3) 는, 제 1 변형예에 있어서의 X 인코더 (20X') (또는 제 2 변형예에 있어서의 X 인코더 (20X'')) 와 동일한 기능을 갖는다.
인코더 유닛 (22Y, 22X) 을, 1 개의 인코더 유닛으로서 구성할 수도 있다. 이 경우에는, 콤팩트한 위치 계측계를 구성할 수 있게 된다.
또한, 상기 실시형태 및 제 1, 제 3 변형예에서는, 2 개의 블록 (301, 302) 으로 미러 블록 (30) (또는 30') 을 구성하는 것으로 했지만, 1 개의 블록 내에 2 개의 반사면 (321, 322) 을 형성하여 미러 블록을 구성해도 된다. 또, 미러 블록은, 회절 격자 및 반사면 이외의 부분이 공간으로 되어 있는 중공 부재에 의해 구성할 수도 있다. 또, 상기 실시형태 등에 있어서, 각 계측광으로서 직선 편광의 광을 사용함과 함께, 미러 블록을, 예를 들어 편광 빔 스플리터와 1/4 파장판을 조합하여 구성함으로써, 계측광의 반사, 투과를 효율적으로 실시하게 하도록 해도 된다.
또, 상기 실시형태 및 각 변형예에서는, 이동 격자와 고정 격자로부터 발생되는 복수의 회절광 중 ±1 차 회절광을 사용하는 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 0 차 이외이면 임의의 동일 차수 (±2 차, ±3 차, …) 또는 동일 방향으로 발생되는 회절광의 조합을 사용할 수도 있다. 단, 이 경우에는, 계측광의 파장에 따라 각 격자의 피치를 정하고, 필요한 경우, 격자끼리의 위치 관계를 적절히 설정함으로써, 그 회절광의 조합이, 상기 실시형태 또는 각 변형예에 있어서의 ±1 차 회절광과 동일하게 기능하도록 할 필요가 있다.
또, 상기 실시형태 및 각 변형예에서는, 미러 블록을 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 저면 (하면) 에 고정시키고, 고정 격자를 미러 블록의 하방, 즉 스테이지 정반 (12) 의 상면에 형성하는 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 미러 블록 (광학 부재) 을 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 상면에 장착하고, 고정 격자를 미러 블록의 상방, 예를 들어 투영 광학계를 유지하는 메인 프레임 (메트롤로지 프레임) 의 하면에 배치해도 된다. 즉, 상기 실시형태 및 각 변형예에서 설명한, 인코더 시스템과 상하 반전된 인코더 시스템을 채용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치를 계측해도 된다.
또, 상기 실시형태 및 각 변형예에서는, 인코더 시스템만을 형성하고, 간섭계 시스템은 반드시 형성하지 않아도 된다.
또한, 상기 서술한 실시형태에서는, 본 발명이, 액체 (예를 들어 순수 등) 를 통하지 않고 웨이퍼 (W) 의 노광을 실시하는 드라이 타입의 노광 장치에 적용된 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 국제 공개 제99/49504호, 유럽 특허 출원 공개 제1,420,298호 명세서, 국제 공개 제2004/055803호, 일본 공개특허공보 2004-289126호 (대응 미국 특허 제6,952,253호 명세서) 등에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학계와 웨이퍼 사이에 조명광의 광로를 포함하는 액침 공간을 형성하고, 투영 광학계 및 액침 공간의 액체를 통해 조명광으로 웨이퍼를 노광하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 스텝·앤드·스캔 방식 등의 주사형 노광 장치에 본 발명이 적용된 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 스테퍼 등의 정지형 (靜止型) 노광 장치에 본 발명을 적용해도 된다. 스테퍼 등이어도, 노광 대상 물체가 탑재된 스테이지의 위치를 상기 실시형태와 동일하게, 인코더를 사용하여 계측할 수 있기 때문에, 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 쇼트 영역과 쇼트 영역을 합성하는 스텝·앤드·스티치 방식의 축소 투영 노광 장치, 프록시미티 방식의 노광 장치, 또는 미러 프로젝션·얼라이너 등에도 본 발명은 적용할 수 있다. 또한, 예를 들어 미국 특허 제6,590,634호 명세서, 미국 특허 제5,969,441호 명세서, 미국 특허 제6,208,407호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 복수의 웨이퍼 스테이지를 구비한 멀티 스테이지형 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또, 예를 들어 국제 공개 제2005/074014호 등에 개시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지와는 별도로, 계측 부재 (예를 들어, 기준 마크 및/또는 센서 등) 를 포함하는 계측 스테이지를 구비하는 노광 장치에도 본 발명은 적용할 수 있다.
또, 상기 실시형태의 노광 장치에 있어서의 투영 광학계는 축소계뿐만 아니라, 등배 및 확대계 중 어느 것이어도 되고, 투영 광학계 (PL) 는 굴절계뿐만 아니라, 반사계 및 반사 굴절계 중 어느 것이어도 되고, 그 투영 이미지는 도립상 및 정립상 중 어느 것이어도 된다. 또, 전술한 조명 영역 및 노광 영역은 그 형상이 직사각형인 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 원호, 사다리꼴, 혹은 평행 사변형 등이어도 된다.
또한, 상기 실시형태의 노광 장치의 광원은, ArF 엑시머 레이저에 한정되지 않고, KrF 엑시머 레이저 (출력 파장 248 ㎚), F2 레이저 (출력 파장 157 ㎚), Ar2 레이저 (출력 파장 126 ㎚), Kr2 레이저 (출력 파장 146 ㎚) 등의 펄스 레이저 광원, g 선 (파장 436 ㎚), i 선 (파장 365 ㎚) 등의 휘선을 발하는 초고압 수은 램프 등을 사용할 수도 있다. 또, YAG 레이저의 고조파 발생 장치 등을 사용할 수도 있다. 그 외에, 예를 들어 미국 특허 제7,023,610호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 진공 자외광으로서 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도핑된 파이버 증폭기로 증폭시키고, 비선형 광학 결정을 사용하여 자외광으로 파장 변환된 고조파를 사용해도 된다.
또, 노광 장치의 조명광 (IL) 으로는 파장 100 ㎚ 이상의 광에 한정되지 않고, 파장 100 ㎚ 미만의 광을 사용해도 되는 것은 말할 필요도 없다. 예를 들어, 연X 선 영역 (예를 들어 5∼15 ㎚ 의 파장역) 의 EUV (Extreme Ultraviolet) 광을 노광광으로서 사용하는 EUV 노광 장치에도 본 발명은 적용할 수 있다. 그 밖에, 전자선 혹은 이온 빔 등의 하전 입자선을 사용하는 노광 장치 등에도 본 발명은 적용할 수 있다.
또, 상기 서술한 실시형태에 있어서는, 광투과성 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광투과형 마스크 (레티클) 를 사용했는데, 이 레티클 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (가변 성형 마스크, 액티브 마스크, 혹은 이미지 제너레이터라고도 불리고, 예를 들어 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광변조기) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 등을 포함한다) 를 사용해도 된다.
또, 예를 들어 간섭 무늬를 웨이퍼 상에 형성함으로써, 웨이퍼 상에 라인·앤드·스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 예를 들어 미국 특허 제6,611,316호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 레티클 패턴을 투영 광학계를 통해 웨이퍼 상에서 합성하고, 1 회의 스캔 노광에 의해 웨이퍼 상의 하나의 쇼트 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 물체 상에 패턴을 형성하는 장치는, 전술한 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에 한정되지 않고, 예를 들어 잉크젯 방식으로 물체 상에 패턴을 형성하는 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서 패턴을 형성해야 할 물체 (에너지 빔이 조사되는 노광 대상 물체) 는 웨이퍼에 한정되는 것은 아니고, 유리 플레이트, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크스 등, 다른 물체여도 된다.
노광 장치의 용도로는 반도체 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 사각형 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용 노광 장치, 유기 EL, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD 등), 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 이동체 장치는, 노광 장치에 한정되지 않고, 그 밖의 기판의 처리 장치 (예를 들어, 레이저 리페어 장치, 기판 검사 장치 기타), 혹은 그 밖의 정밀 기계에 있어서의 시료의 위치 결정 장치, 와이어 본딩 장치 등의 2 차원 면내에서 이동하는 스테이지 등의 이동체를 구비한 장치에도 널리 적용할 수 있다.
또한, 지금까지의 설명에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보 (국제 공개 공보를 포함한다), 미국 특허 출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
반도체 소자 등의 전자 디바이스는, 디바이스의 기능·성능을 설계하는 단계, 이 설계 단계에 기초한 레티클을 제작하는 단계, 실리콘 재료로부터 웨이퍼를 제조하는 단계, 전술한 실시형태의 노광 장치 (패턴 형성 장치) 에 의해 마스크 (레티클) 의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 리소그래피 단계, 노광된 웨이퍼를 현상하는 현상 단계, 레지스트가 잔존하는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 단계, 에칭이 종료되어 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 단계, 디바이스 조립 단계 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함한다), 검사 단계 등을 거쳐 제조된다. 이 경우, 리소그래피 단계에서, 상기 실시형태의 노광 장치를 사용하여 전술한 노광 방법이 실행되고, 웨이퍼 상에 디바이스 패턴이 형성되므로, 고집적도의 디바이스를 양호한 생산성으로 제조할 수 있다.
본 발명의 위치 계측 시스템 및 위치 계측 방법은, 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 이동체 장치 및 이동체 구동 방법은, 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법은, 에너지 빔을 조사하여 물체 상에 패턴을 형성하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 패턴 형성 장치는, 물체 상에 패턴을 형성하는 데에 적합하다. 또, 본 발명의 디바이스 제조 방법은, 전자 디바이스를 제조하는 데에 적합하다.
Claims (50)
- 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 시스템으로서,
상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 각각 연장 형성되고, 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 고정 격자 및 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 고정 격자와 ;
상기 제 1 및 제 2 고정 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 각각 주기 방향으로 하는 제 1 및 제 2 이동 격자를 가지며, 상기 이동체에 장착된 광학 부재와 ;
상기 제 1 및 제 2 고정 격자 각각에 대응하는 제 1 및 제 2 수광계를 구비하고,
상기 제 1 고정 격자와 상기 제 1 이동 격자와 상기 제 1 수광계를 포함하고, 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 장치가 구성되고,
상기 제 2 고정 격자와 상기 제 2 이동 격자와 상기 제 2 수광계를 포함하고, 상기 제 2 축에 평행한 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 장치가 구성되는, 위치 계측 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 광학 부재는, 상기 제 2 축에 평행한 방향을 길이 방향으로 하고, 그 길이 방향에 관해서, 상기 이동체의 상기 제 2 축에 평행한 방향의 길이와 동일한 정도 이상의 길이를 갖는, 위치 계측 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 이동 격자는, 상기 광학 부재의 일면에 배치되어 있는, 위치 계측 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 광학 부재는, 상기 제 1 및 제 2 고정 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 각각 주기 방향으로 하는, 상기 일면과는 다른 일면에 각각 배치된 제 3 및 제 4 이동 격자를 추가로 갖는, 위치 계측 시스템. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 고정 격자는, 상기 이동체에 대향하는 상기 소정 평면에 평행한 면 상에 배치되는, 위치 계측 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 고정 격자는, 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 이간되어 배치되는, 위치 계측 시스템. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 고정 격자는, 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서, 상기 이동체의 이동 스트로크와 동일한 정도 이상의 길이를 갖는, 위치 계측 시스템. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 계측 장치는, 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 3 고정 격자와, 그 제 3 고정 격자에 대응하는 제 3 수광계를 추가로 포함하고, 상기 제 1 수광계와 상기 제 3 수광계의 출력에 기초하여, 상기 소정 평면에 직교하는 제 3 축 둘레의 회전 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 추가로 계측하는, 위치 계측 시스템. - 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체와 ;
상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 위치 계측 시스템과 ;
상기 위치 계측 시스템에서 계측된 상기 이동체의 위치 정보에 기초하여, 상기 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 구동 장치를 구비하는, 이동체 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 위치 계측 시스템의 일부를 구성하는 상기 광학 부재는, 상기 이동체의 중심 근방에 장착되어 있는, 이동체 장치. - 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 시스템으로서,
상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성되고, 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 기준 격자와, 상기 이동체에 형성되고, 상기 제 1 기준 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 회절 격자와, 상기 제 1 기준 격자에 대응하는 제 1 수광계를 포함하고, 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 장치와 ;
상기 이동체에 형성되고, 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 기준 격자와, 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성되고, 상기 제 2 기준 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 회절 격자와, 상기 제 2 기준 격자에 대응하는 제 2 수광계를 포함하고, 상기 제 2 축에 평행한 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 장치를 구비하는, 위치 계측 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 1 회절 격자 및 상기 제 2 기준 격자는, 상기 제 2 축에 평행한 방향을 길이 방향으로 하고, 그 길이 방향에 관해서, 상기 이동체의 상기 제 2 축에 평행한 방향의 길이와 동일한 정도 이상의 길이를 갖는, 위치 계측 시스템. - 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 계측 장치는, 상기 이동체의 상기 제 1 회절 격자 및 상기 제 2 기준 격자가 형성된 장소와 상이한 장소에 배치되고, 상기 제 1 기준 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 제 3 회절 격자를 추가로 포함하고,
상기 제 2 계측 장치는, 상기 이동체의 상기 제 1 회절 격자 및 상기 제 2 기준 격자가 형성된 장소와 상이한 장소에 배치되고, 상기 제 2 기준 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 제 4 회절 격자를 추가로 포함하는, 위치 계측 시스템. - 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 기준 격자 및 상기 제 2 회절 격자는, 상기 이동체에 대향하는 상기 소정 평면에 평행한 면 상에 배치되는, 위치 계측 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 기준 격자 및 상기 제 2 회절 격자는, 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 이간되어 배치되는, 위치 계측 시스템. - 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 기준 격자 및 상기 제 2 회절 격자는, 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서, 상기 이동체의 이동 스트로크와 동일한 정도 이상의 길이를 갖는, 위치 계측 시스템. - 제 11 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 계측 장치는, 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 3 기준 격자와, 그 제 3 기준 격자에 대응하는 제 3 수광계를 추가로 포함하고, 상기 제 1 수광계와 상기 제 3 수광계의 출력에 기초하여, 상기 소정 평면에 직교하는 제 3 축 둘레의 회전 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 추가로 계측하는, 위치 계측 시스템. - 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체와 ;
상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 위치 계측 시스템과 ;
상기 위치 계측 시스템에서 계측된 상기 이동체의 위치 정보에 기초하여, 상기 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 구동 장치를 구비하는, 이동체 장치. - 제 18 항에 있어서,
상기 위치 계측 시스템의 일부를 구성하는 상기 제 1 회절 격자 및 상기 제 2 기준 격자는, 상기 이동체의 중심 근방에 형성되어 있는, 이동체 장치. - 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 시스템으로서,
상기 제 1 축에 평행한 제 1 광로를 적어도 일부에 포함하는 광로를 따라 제 1 계측광을 상기 이동체에 장착된 광학 부재가 갖는 제 1 이동 격자에 조사하고, 그 제 1 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 고정 격자에 조사하고, 그 제 1 고정 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 광학 부재를 통해 수광함으로써, 상기 이동체의 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 장치와 ;
상기 제 1 광로에 근접하는 상기 제 1 축에 평행한 제 2 광로를 적어도 일부에 포함하는 광로를 따라 제 2 계측광을 상기 광학 부재가 갖는 제 2 이동 격자에 조사하고, 그 제 2 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 고정 격자에 조사하고, 그 제 2 고정 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 광학 부재를 통해 수광함으로써, 상기 이동체의 상기 제 2 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 장치를 구비하는, 위치 계측 시스템. - 제 20 항에 있어서,
상기 광학 부재는, 상기 제 2 축에 평행한 방향을 길이 방향으로 하고, 그 길이 방향에 관해서, 상기 이동체의 상기 제 2 축에 평행한 방향의 길이와 동일한 정도 이상의 길이를 갖는, 위치 계측 시스템. - 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 이동 격자는, 각각 상기 제 1 및 제 2 고정 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는, 위치 계측 시스템. - 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 부재는, 상기 제 1 및 제 2 이동 격자로부터 발생되는 회절광을, 각각 집광하는 제 3 및 제 4 이동 격자를 추가로 가지며,
상기 제 3 및 제 4 이동 격자는, 각각 상기 제 1 및 제 2 고정 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는, 위치 계측 시스템. - 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 부재는, 상기 제 1 및 제 2 고정 격자로부터 발생되는 회절광을, 각각 집광하는 제 3 및 제 4 이동 격자가 형성되고,
상기 제 3 및 제 4 이동 격자는, 각각 상기 제 1 및 제 2 고정 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는, 위치 계측 시스템. - 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 부재는, 상기 제 1 및 제 2 계측광의 광로를, 각각 상기 제 1 및 제 2 고정 격자를 향하여 절곡하는 반사 부재를 갖는, 위치 계측 시스템. - 제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광학 부재는, 상기 제 1 및 제 2 고정 격자로부터 발생되는 회절광의 광로를, 각각 상기 제 1 및 제 2 광로에 평행한 방향으로 절곡하는 반사 부재를 갖는, 위치 계측 시스템. - 제 20 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광로는, 상기 제 2 축에 평행한 방향에 관해서 소정 거리 떨어져 배치되는, 위치 계측 시스템. - 제 27 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 고정 격자는, 상기 이동체에 대향하는 상기 소정 평면에 평행한 면 상에, 상기 제 2 축에 평행한 방향으로 상기 소정 거리 떨어져 배치되는, 위치 계측 시스템. - 제 20 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 고정 격자는, 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관해서, 상기 이동체의 이동 스트로크와 동일한 정도 이상 길이를 갖는, 위치 계측 시스템. - 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체와 ;
상기 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 계측하는 제 20 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 기재된 위치 계측 시스템과 ;
상기 위치 계측 시스템에서 계측된 상기 이동체의 위치 정보에 기초하여, 상기 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 구동 장치를 구비하는, 이동체 장치. - 제 30 항에 있어서,
상기 위치 계측 시스템의 일부를 구성하는 상기 광학 부재는, 상기 이동체의 중심 근방에 장착되어 있는, 이동체 장치. - 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 위치 계측 시스템은,
상기 제 1 광로에 근접하는 상기 제 1 축에 평행한 제 3 광로를 적어도 일부에 포함하는 광로를 따라 제 3 계측광을 상기 제 1 이동 격자에 조사하고, 그 제 1 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축 방향으로 연장 형성된 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 3 고정 격자에 조사하고, 그 제 3 고정 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 광학 부재를 통해 수광함으로써, 상기 이동체의 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 3 계측 장치를 추가로 구비하는, 이동체 장치. - 제 32 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 3 광로는, 각각 상기 제 2 광로로부터, 상기 제 2 축에 평행한 방향의 일측과 타측으로 등거리 떨어져 배치되는, 이동체 장치. - 에너지 빔을 조사하여 물체 상에 패턴을 형성하는 노광 장치로서,
상기 패턴을 형성하기 위해, 상기 물체를 유지하는 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 제 9 항, 제 10 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 30 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 기재된 이동체 장치를 구비하는, 노광 장치. - 제 34 항에 기재된 노광 장치를 사용하여, 물체 상에 패턴을 형성하는 공정과 ;
상기 패턴이 형성된 상기 물체에 처리를 실시하는 공정을 포함하는, 디바이스 제조 방법. - 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서,
상기 물체를 유지하여 이동 가능한 이동체와 ;
상기 물체 상에 패턴을 형성하는 패턴 생성 장치와 ;
상기 이동체를 소정 평면 내에서 구동하는 제 9 항, 제 10 항, 제 18 항, 제 19 항, 제 30 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 기재된 이동체 장치를 구비하는, 패턴 형성 장치. - 제 36 에 있어서,
상기 물체는 감응층을 가지며,
상기 패턴 생성 장치는, 상기 감응층에 에너지 빔을 조사함으로써, 상기 패턴을 형성하는, 패턴 형성 장치. - 제 36 항 또는 제 37 항에 기재된 패턴 형성 장치를 사용하여 물체 상에 패턴을 형성하는 공정과 ;
상기 패턴이 형성된 상기 물체에 처리를 실시하는 공정을 포함하는, 디바이스 제조 방법. - 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 방법으로서,
제 1 고정 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 상기 이동체에 장착된 광학 부재가 갖는 제 1 이동 격자에, 상기 제 1 축에 평행한 광로를 따라 제 1 계측광을 조사하고, 상기 제 1 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 상기 제 1 고정 격자에 조사하고, 그 제 1 고정 격자로부터 발생되는 회절광을, 상기 광학 부재를 통해 제 1 수광계에서 수광함으로써, 상기 이동체의 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 공정과 ;
제 2 고정 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 상기 광학 부재가 갖는 제 2 이동 격자에, 상기 제 1 축에 평행한 광로를 따라 제 2 계측광을 조사하고, 상기 제 2 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 상기 제 2 고정 격자에 조사하고, 그 제 2 고정 격자로부터 발생되는 회절광을, 상기 광학 부재를 통해 제 2 수광계에서 수광함으로써, 상기 이동체의 제 2 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 공정을 포함하는, 위치 계측 방법. - 제 39 항에 있어서,
상기 광학 부재는, 상기 제 2 축에 평행한 방향을 길이 방향으로 하고, 그 길이 방향에 관해서, 상기 이동체의 상기 제 2 축에 평행한 방향의 길이와 동일한 정도 이상의 길이를 갖는, 위치 계측 방법. - 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 이동 격자는, 상기 광학 부재의 일면에 배치되어 있는, 위치 계측 방법. - 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 방법으로서,
상기 제 1 축에 평행한 광로를 따라, 제 1 계측광을, 상기 이동체에 형성되고, 제 1 기준 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 회절 격자에 조사하고, 그 제 1 회절 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 상기 제 1 기준 격자에 조사하고, 그 제 1 기준 격자로부터 발생되는 회절광을 제 1 수광계에서 수광함으로써, 상기 이동체의 제 1 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 공정과 ;
상기 제 1 축에 평행한 광로를 따라, 제 2 계측광을, 상기 이동체에 형성된 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 기준 격자에 조사하고, 그 제 2 기준 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성되고 상기 제 2 기준 격자의 주기 방향에 대응하는 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 회절 격자에 조사하고, 그 제 2 회절 격자로부터 발생되는 회절광을 제 2 수광계에서 수광함으로써, 이동체의 제 2 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 공정을 포함하는, 위치 계측 방법. - 제 42 항에 있어서,
상기 제 1 회절 격자 및 상기 제 2 기준 격자는, 상기 제 2 축에 평행한 방향을 길이 방향으로 하고, 그 길이 방향에 관해서, 상기 이동체의 상기 제 2 축에 평행한 방향의 길이와 동일한 정도 이상의 길이를 갖는, 위치 계측 방법. - 제 42 항 또는 제 43 항에 있어서,
상기 제 1 기준 격자 및 상기 제 2 회절 격자는, 상기 이동체에 대향하는 상기 소정 평면에 평행한 면 상에 배치되는, 위치 계측 방법. - 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 위치 정보를 계측하는 위치 계측 방법으로서,
상기 제 1 축에 평행한 제 1 광로를 적어도 일부에 포함하는 광로를 따라 제 1 계측광을 상기 이동체에 장착된 광학 부재가 갖는 제 1 이동 격자에 조사하고, 그 제 1 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 1 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 1 고정 격자에 조사하고, 그 제 1 고정 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 광학 부재를 통해 수광함으로써, 상기 이동체의 상기 제 1 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 1 계측 공정과 ;
상기 제 1 광로에 근접하는 상기 제 1 축에 평행한 제 2 광로를 적어도 일부에 포함하는 광로를 따라 제 2 계측광을 상기 광학 부재가 갖는 제 2 이동 격자에 조사하고, 그 제 2 이동 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 이동체의 외부에 상기 제 1 축에 평행한 방향으로 연장 형성된 상기 제 2 축에 평행한 방향을 주기 방향으로 하는 제 2 고정 격자에 조사하고, 그 제 2 고정 격자로부터 발생되는 회절광을 상기 광학 부재를 통해 수광함으로써, 상기 이동체의 상기 제 2 축에 평행한 방향에 관한 위치 정보를 계측하는 제 2 계측 공정을 포함하는, 위치 계측 방법. - 제 45 항에 있어서,
상기 광학 부재는, 상기 제 1 및 제 2 계측광의 광로를, 각각 상기 제 1 및 제 2 고정 격자를 향하여 절곡하는 반사 부재를 갖는, 위치 계측 방법. - 제 45 항 또는 제 46 항에 있어서,
상기 광학 부재는, 상기 제 1 및 제 2 고정 격자로부터 발생되는 회절광의 광로를, 각각 상기 제 1 및 제 2 광로에 평행한 방향으로 절곡하는 반사 부재를 갖는, 위치 계측 방법. - 서로 직교하는 제 1 축 및 제 2 축을 포함하는 소정 평면을 따라 이동하는 이동체의 상기 소정 평면 내의 위치 정보를 제 39 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 기재된 위치 계측 방법을 이용하여 계측하는 공정과 ;
계측된 상기 이동체의 위치 정보에 기초하여 상기 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는 공정을 포함하는, 이동체 구동 방법. - 에너지 빔을 조사하여 물체 상에 패턴을 형성하는 노광 방법으로서,
상기 패턴을 형성하기 위해, 제 48 항에 기재된 이동체 구동 방법을 이용하여 상기 물체를 유지하는 이동체를 소정 평면을 따라 구동하는, 노광 방법. - 제 49 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 물체 상에 패턴을 형성하는 공정과 ;
상기 패턴이 형성된 상기 물체에 처리를 실시하는 공정을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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