KR20220125681A - 스테이지 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

스테이지 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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KR20220125681A
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Abstract

스테이지 장치는, 서로 직교하는 제1방향 및 제2방향으로 이동가능한 스테이지와, 상기 제1방향으로 연장하도록 상기 스테이지에 배치된 스케일과, 상기 스테이지의 가동영역의 적어도 일부에 있어서 상기 스케일과 대면하도록 배치되고, 상기 제2방향으로 연장하는 광학 어셈블리와, 계측광 및 참조 광을 상기 광학 어셈블리에 송신하고, 상기 광학 어셈블리로부터 되돌아오는 상기 계측광 및 상기 참조 광을 수신하는 간섭계를 구비한다. 상기 광학 어셈블리는, 상기 간섭계로부터의 상기 계측광을 상기 스케일에 조사하고, 상기 스케일로부터 되돌아오는 상기 계측광과, 상기 참조 광을, 상기 간섭계에 되돌리도록 구성된다.

Description

스테이지 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법{STAGE DEVICE, LITHOGRAPHY APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 스테이지 장치, 리소그래피 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 및 표시 디바이스 등의 물품을 제조하기 위한 종래의 노광 장치에서는, 스테이지의 위치를 계측하는 계측 시스템으로서, 물체의 위치 및 변위량을 고분해능으로 장기에 걸쳐서 안정하게 측정가능한 레이저 간섭계 시스템이 사용되어 왔다. 최근, 피처(feature)의 미세화와 생산성의 향상에 대한 요구로 인해, 스테이지 장치에는, 고속 및 고정밀도로 위치결정 성능이 요청되고 있다. 이러한 상황에 있어서, 레이저 간섭계의 광로에 있어서의 공기의 변동에 기인한 계측값의 변동은, 노광 장치의 최종성능인 디바이스 패턴의 오버레이 성능의 향상을 방해하는 요인이다.
일본 특허공개 2002-151405호 공보는, 레이저 간섭계 시스템의 대안으로서, 기판을 보유하는 스테이지 장치의 자세를 6ＤＯＦ(자유도)에 대해 측정가능한 광학식 인코더 시스템을 개시하고 있다. 광학식 인코더는, 나노 오더의 미세 피치로 규칙적으로 배열된 2차원 격자를 구비하는 스케일과, 그 스케일을 향해서 반도체 레이저 빔을 조사하고, 반사광 또는 회절광을 검출하고, 그 광을 증분 위치 정보로 변환하는 복수의 헤드를 구비할 수 있다. 인코더 시스템의 이점은, 공기 변동의 영향을 받지 않고, 스케일이 측정 대상에 영속적으로 고정가능하다고 하는 것이다. 이것은, 스케일이 외부 열 혹은 탄성에 의한 왜곡되지 않는 한은, 측정 값이 불변하는 것을 의미한다. 격자의 직선성이나 직교성에 관한 측정 오차에 대해서도, 예를 들면, 진공중에 있어서의 간섭계 측정에 의해 조립 및 제조시 등에 교정하는 것도 가능하다. 인코더는, 교정 및 보간기술과의 조합에 의해 서브나노미터의 분해능을 제공할 수 있다. 한편, 인코더는, 스케일 격자 피치의 드리프트, 스케일 보유부의 드리프트, 열팽창 등의 기계적인 장기변동의 영향을 받을 수도 있다.
일본 특허공개 2009-33166호 공보는, 레이저 간섭계와 인코더를 병용하는 계측 시스템을 개시하고 있다. 이 계측 시스템은, 스테이지 장치의 광범위한 구동 스트로크 중 단기/단구간의 고정밀 계측에 대해서는 인코더에서 행하고, 장기/장구간의 변동에 대해서는 레이저 간섭계를 사용하여 보정한다.
일본 특허공개 2013-525750호 공보는, 종래의 레이저 간섭계 시스템의 연장인 다축 동시 계측 가능한 간섭형의 인코더 시스템을 개시하고 있다. 종래, 노광 장치에서는, 헤테로다인 간섭 방식의 레이저 간섭계가 사용되어 왔다. 헤테로다인 간섭 방식의 레이저 간섭계에서는, 공통의 광원으로부터 계측광과 참조 광을 사출하고, 측정 대상물로부터 반사하는 계측광과, 기준이 되는 참조 광을 포개고, 서로 간섭시키는 것에 의해 헤테로다인 신호가 생성된다. 이 헤테로다인 신호의 위상변화가 측정 대상물의 상대 위치 변화로 변환될 수 있다. 일본 특허공개 2013-525750호 공보는, 계측광을 측정 대상물에 고정된 스케일에 보내고, 스케일의 배열 격자로 회절된 계측광과 기준이 되는 참조 광을 간섭시켜서 측정 대상물의 상대 위치 변화를 검출하는 간섭형 인코더를 개시하고 있다.
일본 특허공개 2013-525750호 공보에 개시된 간섭형 인코더 시스템을 노광 장치에 적용하고 스테이지 장치에 2축이상의 간섭계 광로와 2차원 격자 스케일을 설치하면, 주위의 공기 변동의 영향을 받지 않고 완전 3D의 자세를 고속 및 고정밀도로 검출하는 것을 실현할 수 있다.
그렇지만, 지금까지 레이저 간섭계 시스템을 사용해 온 스테이지 장치에 인코더 시스템을 실장하려고 했을 경우, 노광 장치내에 있어서의 레이아웃 스페이스의 제약에 의해 헤드 및 스케일을 배치할 수 없다고 하는 실제적인 문제가 생긴다.
예를 들면, 일본 특허공개 2002-151405호 공보에 개시된 다차원 인코더 시스템을 웨이퍼 스테이지에 적용하는 것이 생각된다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지의 구동영역을 계측해 그 위치를 제어하기 위해서는, 상기 스테이지의 가동부에 복수의 인코더 헤드를 설치하고, 웨이퍼 스테이지의 상공의 축소 투영 렌즈를 보유하는 경통 지지체에 복수의 대면적 스케일을 고정할 수도 있다. 이 경우, 스테이지와 경통 지지체 또는 축소 투영 렌즈와의 상대 거리를 측정하게 된다. 즉, 다차원 인코더의 가장 단순한 사용 방식에서는, 헤드를 가동부에 배치하고, 스케일을 정지부에 배치한다.
그렇지만, 경통 지지체에는, 축소 투영 렌즈이외에도, 각종의 광학계, 포커스 검출계, 기판 반송 기구, 공조 제어 기구 등의 서브유닛이 존재하고 있어, 상술한 것처럼 그 대면적의 스케일을 배치하는 스페이스를 제공하는 것은 매우 곤란하다.
이에 반해서, 일본 특허공개 2009-33166호 공보에서는, 스테이지의 가동부측에 스케일을 배치하고, 스테이지의 상공에 복수의 인코더 헤드를 고정하여 스테이지의 위치에 따라 그 헤드를 전환하여서 위치 제어를 행하는 것이 개시되어 있다. 스케일을 가동부에 배치하고 각 헤드를 정지부에 배치하는 이러한 타입에서는, 스케일의 면적을 작게 할 수 있지만, 다수의 헤드를 경통 지지체측의 2차원 면내에 일정 간격으로 배치하는 것이 필요하다. 게다가, 복잡한 헤드 전환 동작과 아울러, 실제로 복수의 헤드를 열적 및 기계적으로 안정하게 고정하는 스페이스를 확보하는 것이 곤란하다. 따라서, 각 헤드를 가동부에 배치하고 스케일을 정지부에 배치하는 타입과 비교하여 설계의 곤란함이 저하되지 않는다. 일본 특허공개 2013-525750호 공보의 기술에 있어서도, 복수의 헤드와 대면적 스케일 중 어느 한쪽을 본체 프레임부에 레이아웃할 것은 피할 수 없어, 일본 특허공개 2002-151405호 공보 및 2009-33166호 공보와 같이 실장시에 문제가 있다.
본 발명은, 실장이 용이한 계측 시스템을 구비하는 스테이지 장치, 리소그래피 장치 및 물품제조 방법을 제공한다.
본 발명의 제1측면에서는, 서로 직교하는 제1방향 및 제2방향으로 이동가능한 스테이지; 상기 제1방향으로 연장하도록 상기 스테이지에 배치된 스케일; 상기 스테이지의 가동영역의 적어도 일부에 있어서 상기 스케일과 대면하도록 배치되고, 상기 제2방향으로 연장하는 광학 어셈블리; 및 계측광 및 참조 광을 상기 광학 어셈블리에 송신하고, 상기 광학 어셈블리로부터 되돌아오는 상기 계측광 및 상기 참조 광을 수신하는 간섭계를 구비하고, 상기 광학 어셈블리는, 상기 간섭계로부터의 상기 계측광을 상기 스케일에 조사하고, 상기 스케일로부터 되돌아오는 상기 계측광과, 상기 참조 광을, 상기 간섭계에 되돌리도록 구성된, 스테이지 장치를 제공한다.
본 발명의 제2측면에서는, 원판의 패턴을 기판에 전사하는 리소그래피 장치를 제공하되, 상기 원판의 패턴을 상기 기판에 전사하는 전사부; 및 상기 제1측면으로서 기재된 것과 같은 스테이지 장치를 구비한다.
본 발명의 제3측면에서는, 상기 제2측면으로서 기재된 것과 같은 리소그래피 장치를 사용하여 기판에 패턴을 전사하는 스텝; 및 상기 전사하는 스텝에서 상기 패턴이 전사되는 상기 기판을 처리하여, 물품을 얻는 스텝을 포함하는, 물품 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 추가의 특징들은, 첨부도면을 참조하여 이하의 예시적 실시 형태들의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도1은 노광 장치에 내장된 간섭형 인코더 시스템 및 레이저 간섭계 시스템을 구비하는 계측 시스템의 구성 예를 모식적으로 도시한 사시도;
도2a 및 2b는 광학 어셈블리의 배치 예를 도시한 도면;
도3은 노광 장치에 내장된 상기 간섭형 인코더 시스템 및 상기 레이저 간섭계 시스템을 구비하는 계측 시스템의 다른 구성 예를 모식적으로 도시한 사시도;
도4는 노광 장치에 내장된 상기 간섭형 인코더 시스템 및 상기 레이저 간섭계 시스템을 구비하는 계측 시스템의 또 다른 구성 예를 모식적으로 도시한 사시도;
도5는 실시 형태에 따른 노광 장치의 배치 예를 도시한 도면;
도6은 레이저 간섭계 시스템의 구성 예를 도시한 도면;
도7은 도4에 도시된 간섭형 인코더 시스템의 구성 예를 도시한 사시도;
도8a 및 8b는 광학 어셈블리의 다른 배치 예를 도시한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 형태를 상세히 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 청구된 발명의 범위를 한정하려는 것이 아니다. 실시 형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이러한 복수의 특징들 모두를 필요로 하는 실시 형태에 한정하는 것이 아니고, 복수의 이러한 특징은 적절히 조합되어도 된다. 더욱, 첨부 도면에 있어서는, 동일 또는 유사한 구성에 동일한 참조 번호를 첨부하고, 그의 중복된 설명은 생략한다.
본 명세서 및 도면에 있어서, 구조 및 방향은 ＸＹＺ좌표계에 따라서 설명된다. 방향은, 절대적인 방향을 의미하는 것이 아니고, 복수의 방향간의 상대적인 관계를 의미한다. 예를 들면, X축방향, Y축방향 및 Z축방향은, 서로 직교하는 방향이다.
도5에는, 실시 형태에 따른 노광 장치 500의 배치가 도시되어 있다. 노광 장치 500은, 원판(도시되지 않음)의 패턴을 기판에 투영해 해당 기판을 노광하도록 구성된다. 노광 장치 500은, 원판 및 기판을 정지시킨 상태에서 기판을 노광하는 스테퍼로서 구성되어도 좋거나, 원판 및 기판을 주사하면서 기판을 노광하는 스캐너로서 구성되어도 좋다. 또한, 노광 장치 500은, 기판에 원판의 패턴을 전사하는 리소그래피 장치의 일례다. 또한, 노광 장치 500에서는, 원판의 패턴은, 기판에 도포된 감광 재료(photoresist)에 대하여 잠상의 형태로 전사된다.
조명계 501은, 원판 스테이지 502에 탑재된 (도시되지 않은) 원판을 조명하고, 투영계 503은, 원판의 패턴을 기판 스테이지 기구 504(스테이지 장치 또는 위치결정 장치로서도 이해됨)의 스테이지에 탑재된 기판(도시되지 않음)에 투영한다. 조명계 501 및 투영계 503은, 원판의 패턴을 기판에 전사하는 전사부를 형성한다. 기판 스테이지 기구 504는, 정반 505에 대하여 X축방향으로 긴 스트로크로 상대 이동가능한 Ｘ스테이지 506과, X스테이지 506에 대하여 Y축방향으로 긴 스트로크로 상대 이동가능한 Ｙ스테이지 507을 구비할 수 있다. 또한, 기판 스테이지 기구 504는, Y스테이지 507에 대하여 짧은 스트로크로 X축방향, Y축방향, Z축방향(투영계 503의 광축방향), ωx축방향, ωy축방향, ωz축방향(즉, 6축방향)으로 상대 이동가능한 미동 스테이지(스테이지) 508를 구비할 수 있다. 미동 스테이지 508은, 서로 직교하는 X축방향(제2방향) 및 Y축방향(제1방향)으로 이동가능한 스테이지의 일례로서 이해되어도 좋다. 여기에서, ωx축방향은 X축주변의 회전 방향, ωy축방향은 Y축주변의 회전 방향, ωz축방향은 Z축주변의 회전 방향이다. 또한, ωx축방향의 위치는 X축주변의 회전각, ωy축방향의 위치는 Y축주변의 회전각, ωz축방향은 Z축주변의 회전각을 의미한다. 미동 스테이지 508 위에는, 기판을 보유하는 기판 척 509가 배치될 수 있다. 그렇지만, 기판 척 509는, 미동 스테이지 508의 구성 요소로서 이해되어도 좋다.
X스테이지 506은, X리니어 모터(액추에이터) 510에 의해 구동될 수 있다. X리니어 모터 510은, 정반 505에 배치된 복수의 코일로 형성될 수 있는 Ｘ리니어 모터 고정자 510b와, X스테이지 506에 설치된 영구자석으로 형성될 수 있는 Ｘ리니어 모터 가동자 510a를 구비할 수 있다. Y스테이지 507은, Y리니어 모터(액추에이터) 511에 의해 구동될 수 있다. Y리니어 모터 511은, X스테이지 506에 배치된 복수의 코일로 형성될 수 있는 Ｙ리니어 모터 고정자 511b와, Y스테이지 507에 설치된 영구자석으로 형성될 수 있는 Ｙ리니어 모터 가동자 511a를 구비할 수 있다.
X스테이지 506과 Y스테이지 507과의 사이에는 베어링이 배치될 수 있다. X리니어 모터 510에 의해 X스테이지 506이 X축방향으로 구동되고, 이에 따라서 Y스테이지 507도 X축방향으로 구동된다. X스테이지 506 및 Y스테이지 507은, 정반 505에 의해 기체 베어링을 통해 지지될 수 있다. 미동 스테이지 508은, 리니어 모터(도시되지 않음) 등의 복수의 액추에이터에 의해 6축에 대해서 구동될 수 있다. 일례에 있어서, 미동 스테이지 508의 X축방향의 구동용으로 2개의 Ｘ리니어 모터가 설치되고, 미동 스테이지 508의 Y축방향의 구동용으로 1개의 Ｙ리니어 모터가 설치되고, 미동 스테이지 508의 Z축방향의 구동용으로 3개의 리니어 모터 512가 설치될 수 있다. 각 리니어 모터는, Y스테이지 507 위에 배치된 코일(고정자)과, 미동 스테이지 508에 설치된 영구자석(가동자)을 구비할 수 있다. 또한, 미동 스테이지 508은, (도시되지 않은) 자중 지지 기구에 의해, Y스테이지 507 위에 부상중인 상태에서 지지될 수 있다.
투영계 503은, 복수의 광학소자와, 해당 복수의 광학소자를 수납하는 경통을 구비하고, 투영계 503은 경통 지지체 513에 의해 지지될 수 있다. 경통 지지체 513은, 에어 마운트 514를 통해 베이스 부재 515에 의해 지지되고, 정반 505는, 에어 마운트 516을 통해 베이스 부재 515에 의해 지지될 수 있다. 에어 마운트 514, 516의 각각은, 예를 들면, 액티브 제진장치를 구비할 수 있다. 액티브 제진장치는, 바닥으로부터 베이스 부재 515를 통해서 전해진 진동을 저감함과 아울러, 내장 액추에이터와 센서를 사용하여 경통 지지체 513 및 정반 505에 의해 지지된 물체가 이동할 때 생성된 진동을 억제한다. 기판 스테이지 기구 504는, 미동 스테이지 508의 위치를 계측하는 레이저 간섭계 시스템ＬＩ 및 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ를 구비할 수 있다.
도6에는, 레이저 간섭계 시스템ＬＩ의 구성 예가 도시되어 있다. 레이저 간섭계 시스템ＬＩ는, 예를 들면, X레이저 간섭계 군 1601, Y레이저 간섭계 군 1602, 및 Z레이저 간섭계 군 1603을 구비할 수 있다. X레이저 간섭계 군 1601은, X레이저 간섭계 1601a, 1601b를 구비할 수 있다. X레이저 간섭계 1601a, 1601b의 각각은, 미동 스테이지 508의 측면에 계측용의 레이저 빔을 조사하도록 배치될 수 있다. X레이저 간섭계 1601a, 1601b는, 미동 스테이지 508의 틸트 정보(ωy축방향의 회전각)를 얻기 위해서 미동 스테이지 508의 측면의 상이한 높이 위치에 계측용의 레이저 빔을 조사하도록, 각각 배치될 수 있다. X레이저 간섭계 1601a, 1601b의 각각은, X축방향으로 나아가는 계측광(계측용의 레이저 빔)을 미동 스테이지 508의 측면에 설치된 반사면에 조사하고, 반사된 계측광과 기준면(도시되지 않음)에서 반사된 참조 광을 간섭시킨다. X레이저 간섭계 1601a, 1601b의 각각은, 간섭에 의해 생성된 간섭 줄무늬에 근거해서 미동 스테이지 508의 X축방향의 위치를 계측 혹은 검출한다. X레이저 간섭계 1601a, 1601b로부터 제공된 X축방향의 위치간의 차분에 근거하여, ωy축방향의 회전각(틸트 정보)을 검출할 수 있다.
Y레이저 간섭계 군 1602는, Y레이저 간섭계 1602a, 1602b, 1602c를 구비할 수 있다. Y레이저 간섭계 1602a, 1602b, 1602c의 각각은, 미동 스테이지 508의 측면에 계측용의 레이저 빔을 조사하도록 배치될 수 있다. Y레이저 간섭계 1602a, 1602b는, 미동 스테이지 508의 틸트 정보(ωx축방향의 회전각)을 얻기 위해서 미동 스테이지 508의 측면에서, 상이한 높이 위치에 계측용의 레이저 빔을 조사하도록 각각 배치될 수 있다. Y레이저 간섭계 1602b, 1602c는, 미동 스테이지 508의 회전 정보(ωz축방향의 회전각)을 얻기 위해서 미동 스테이지 508의 측면의 동일 높이에서 상이한 위치에 계측용의 레이저 빔을 조사하도록 각각 배치될 수 있다. Y레이저 간섭계 1602a, 1602b, 1602c의 각각은, Y축방향으로 나아가는 계측광(계측용의 레이저 빔)을 미동 스테이지 508의 측면에 설치된 반사면에 조사하고, 반사된 계측광과 기준면(도시되지 않음)에서 반사된 참조 광을 간섭시킨다. Y레이저 간섭계 1602a, 1602b, 1602c의 각각은, 간섭에 의해 생성된 간섭 줄무늬에 근거해서 미동 스테이지 508의 Y축방향의 위치를 계측 혹은 검출한다. Y레이저 간섭계 1602a, 1602b, 1602c로부터 제공된 Y축방향의 위치간의 차분에 근거하여, ωx축방향 및 ωz축방향의 회전각을 검출할 수 있다.
Z레이저 간섭계 군 1603은, Z레이저 간섭계 1603a, 1603b를 구비할 수 있다. Z레이저 간섭계 1603a, 1603b의 각각은, 미동 스테이지 508의 상면에 계측용의 레이저 빔을 조사하도록 배치될 수 있다. Z레이저 간섭계 1603a, 1603b의 각각은, Z축방향으로 나아가는 계측용의 레이저 빔을 미동 스테이지 508의 상면에 설치된 반사면에 조사하고, 반사된 레이저 빔(계측광)과 기준면(도시되지 않음)에서 반사된 참조 광을 간섭시킨다. Z레이저 간섭계 1603a, 1603b의 각각은, 간섭에 의해 생성된 간섭 줄무늬에 근거하여 미동 스테이지 508의 Z축방향의 위치를 계측 혹은 검출한다. Z레이저 간섭계 1603a, 1603b로부터 제공된 Z축방향의 위치간의 차분에 근거하여, ωy축방향의 회전각(틸트 정보)을 검출할 수 있다.
Z레이저 간섭계 1603a로부터의 계측광(계측용의 레이저 빔)은, X스테이지 506 위의 미러 1604a와, 경통 지지체 513에 고정된 미러 1605a, 1606a를 통해 미동 스테이지 508의 상면에 설치된 반사면에 입사한다. 해당 반사면에서 반사된 계측광은, 미러 1606a, 1605a, 1604a를 통해 Ｚ레이저 간섭계 1603a에 이끌어진다. 한편, Z레이저 간섭계 1603a로부터의 참조 광(계측용의 레이저 빔)은, X스테이지 506 위의 미러 1604a와, 경통 지지체 513에 고정된 미러 1605a를 통해 미러 1606a에 조사되어, 미러 1606a에서 반사된다. 미러 1606a로 반사된 참조 광은, 미러 1605a, 1604a를 통해 Ｚ레이저 간섭계 1603a에 이끌어진다.
Z레이저 간섭계 1603b로부터의 계측광(계측용의 레이저 빔)은, X스테이지 506 위의 미러 1604b와, 경통 지지체 513에 고정된 미러 1605b, 1606b를 통해 미동 스테이지 508의 상면에 설치된 반사면에 입사한다. 해당 반사면에서 반사된 계측광은, 미러 1606b, 1605b, 1604b를 통해 Ｚ레이저 간섭계 1603b에 이끌어진다. 한편, Z레이저 간섭계 1603b로부터의 참조 광(계측용의 레이저 빔)은, X스테이지 506 위의 미러 1604b와, 경통 지지체 513에 고정된 미러 1605b를 통해 미러 1606b에 조사되어, 미러 1606b에서 반사된다. 미러 1606b에서 반사된 참조 광은, 미러 1605b, 1604b를 통해 Ｚ레이저 간섭계 1603b에 이끌어진다.
미러 1604a, 1604b, 1605a, 1605b의 각각은, X축방향을 따라서 가늘고 긴 형상을 가지고, Z레이저 간섭계 1603a, 1603b는, 기판 스테이지 기구 504의 외부에 배치된다. 이러한 배치에 의해, 미동 스테이지 508이 ＸＹ평면에서 긴 스트로크의 이동을 할 때도, 그 미동 스테이지 508 상공을 지나가는 Ｚ레이저 간섭계 1603의 광로가 차단되지 않고, 미동 스테이지 508의 이동에 추종한다. 이에 따라, 미동 스테이지 508의 ＸＹ위치에 상관 없이 미동 스테이지 508의 상면의 반사면에 항상 계측광(레이저 빔)이 조사된다. 미러 606a와 미러 606b와의 사이에는 투영계 503이 배치되어 있다. 따라서, 미동 스테이지 508의 상면에 설치된 2개의 반사면 중 한쪽의 위쪽에 투영계 503이 위치할 경우에는, 다른 쪽의 반사면을 사용해서 그 위치를 계측할 수 있다.
미동 스테이지 508과 Y스테이지 507과의 사이에는, 위치 센서(예를 들면, 리니어 인코더)가 배치될 수 있다. 일례에 있어서, Y스테이지 507에 대한 미동 스테이지 508의 Z축방향, ωx축방향, ωy축방향에 있어서의 위치를 계측하도록 3개의 리니어 인코더가 배치될 수 있다. 이러한 위치 센서는, 미동 스테이지 508의 반사면의 형상을 계측하거나, 교정을 행하거나 하기 위해서 사용될 수 있다. 리니어 인코더 대신에 정전용량 센서 등의 다른 센서를 사용하여도 좋다.
노광 장치 500은, 제어부 550을 구비한다. 제어부 550은, 예를 들면, ＦＰＧＡ(Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ의 생략.) 등의 ＰＬＤ(Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ의 생략.), ＡＳＩＣ(Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ의 생략.), 프로그램이 설치된 범용 또는 전용의 컴퓨터, 또는, 이 구성요소들의 전부 또는 일부의 조합으로 형성될 수 있다. 제어부 550은, 주 제어부와, 스테이지 제어부를 구비해도 좋다. 해당 주 제어부는, 노광 장치의 전체의 동작을 제어하고, 해당 스테이지 제어부에 위치 지령 정보를 송신할 수 있다. 또한, 해당 주 제어부로부터 해당 스테이지 제어부에 위치 지령 정보를 송신하는 대신에, 해당 주 제어부는 위치 지령 정보를 생성하기 위해서 필요한 정보를 송신하고, 해당 스테이지 제어부는 위치 지령 정보를 생성해도 좋다. 해당 스테이지 제어부는, 레이저 간섭계 시스템ＬＩ 및 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ를 사용해서 취득된 미동 스테이지 508의 6축의 정보에 근거하여 미동 스테이지 508을 6축에 대해 제어하도록 구성될 수 있다.
도1에는, 노광 장치 500에 내장된 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ 및 레이저 간섭계 시스템ＬＩ를 구비하는 계측 시스템의 1개의 구성 예가 도시되어 있다. 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ는, 도5 및 도6에 도시된 기판 스테이지 기구 504 및 레이저 간섭계 시스템ＬＩ의 배치에 영향을 주지 않고 기판 스테이지 기구 504 혹은 노광 장치 500에 내장될 수 있다. 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ는, 스케일S와, 광학 어셈블리R과, Z간섭계(간섭계) 603을 구비할 수 있다. 스케일S는, Y축방향(제1방향)으로 연장하도록 미동 스테이지 508에 배치될 수 있다. 스케일S는, 미동 스테이지 508의 상면(top surface)에 배치될 수 있다. 스케일S의 표면에는, 나노 오더의 미세 피치로 Y축방향을 따라서 배열된 격자가 설치될 수 있다. 스케일S의 전체 사이즈는, 헤드가 가동부에 배치되고 스케일이 정지부에 배치되는 인코더 레이아웃과 같이 미동 스테이지 508의 ＸＹ축방향의 가동영역의 전역을 커버하는 대면적일 필요는 없다. 스케일S의 Y축방향의 길이는, 미동 스테이지 508의 Y축방향의 구동에 필요한 최저의 길이이어도 좋다. 스케일S의 X축방향의 폭도, 광학 어셈블리R을 투과한 계측광을 반사시키는 데 필요한 최저의 폭이어도 좋다.
Z간섭계 603은, 계측광 및 참조 광을 광학 어셈블리R에 송신하고, 광학 어셈블리R로부터 되돌아오는 계측광 및 참조 광을 수신하도록 구성될 수 있다. 광학 어셈블리R은, Z간섭계 603으로부터의 계측광을 스케일S에 조사하고, 스케일S로부터 되돌아오는 계측광과, 상기 참조 광을 Z간섭계 603에 되돌리도록 구성될 수 있다.
광학 어셈블리R은, 미동 스테이지 508의 가동영역의 적어도 일부에 있어서 스케일S와 대면하도록 배치될 수 있다. 광학 어셈블리R은, X축방향(제2방향)으로 연장할 수 있다. 광학 어셈블리R은, 가늘고 긴 형상을 각각 가지는 광학부품의 어셈블리일 수 있다. 광학 어셈블리R은, 스케일S의 상공에 스케일S와 교차하도록 배치될 수 있다. 광학 어셈블리R은, 미러 606과 스케일S와의 사이에, 스케일S로부터 소정의 거리를 사이에 두고서 정적으로 보유될 수 있다. 여기에서, 광학 어셈블리R은, 광학 어셈블리R의 종방향과 미러 606의 종방향(도1에 있어서 X축방향)이 항상 평행한 자세인채로 경통 지지체 513 또는 투영계 503에 의해 지지될 수 있다. 또한, 광학 어셈블리R은, 단열부재를 통해 경통 지지체 513 또는 투영계 503에 의해 지지되는 것이 바람직하다.
광학 어셈블리R은, Z간섭계 603로부터 사출되어, 미러 604, 605, 606을 통해 광학 어셈블리R까지 이끌어진 계측광 및 참조 광을 그 광학 어셈블리의 내부에서 분리하고, 그 계측광을 스케일S의 표면에 조사할 수 있다. 또한, 광학 어셈블리R은, 스케일S의 표면에서 반사 혹은 회절된 계측광을 적어도 한번 스케일S를 향해서 재귀반사하고, 스케일S로부터 되돌아오는 계측광을 참조 광과 재결합하여, Z간섭계 603에 되돌린다. 광학 어셈블리R의 종방향의 길이도, 스케일S와 마찬가지로, 미동 스테이지 508의 X축방향의 구동과 계측광의 투과에 필요한 최저의 길이일 수 있다. 미러 604(제1미러)는, 미동 스테이지 508과 함께 X축방향(제2방향)으로 이동하는 Ｘ스테이지 506(가동체)에 배치될 수 있다. 미러 605(제2미러) 및 미러 606(제3미러)은, 미동 스테이지 508, X스테이지 506 및 미러 604로부터 격리해서 고정적으로 배치되고, X축방향으로 연장할 수 있다. 미러 604, 605, 606은, Z간섭계 603과 광학 어셈블리R과의 사이에 계측광 및 참조 광 각각의 광로를 형성하도록 배치될 수 있다.
도2a 및 2b에는, 광학 어셈블리R의 배치 예가 도시되어 있다. 도2a에 있어서, 화살표의 실선은, 계측광 200의 광로를 나타내고, 화살표의 점선은 참조 광 201의 광로를 나타낸다. 화살표는 계측광 및 참조 광 각각의 진행 방향을 나타낸다. 광학 어셈블리R은, 빔 스플리터/콤바이너ＰＢＳ와, 제1재귀반사기 202a, 202b와, 제2재귀반사기 203을 구비할 수 있다. 빔 스플리터/콤바이너ＰＢＳ는, Z간섭계 603으로부터 제공되는 계측광 200 및 참조 광 201을 분리하고, Z간섭계 603에 되돌리는 계측광 200 및 참조 광 201을 결합한다. 제1재귀반사기 202a, 202b의 각각은, 빔 스플리터/콤바이너ＰＢＳ로부터 사출되어 스케일S에서 회절된 계측광 200을 스케일S를 향해서 재귀 반사시켜, 계측광 200을 스케일S에서 반사 또는 회절되게 한다. 즉, 제1재귀반사기 202a, 202b의 각각에 입사한 계측광 200은, 제1재귀반사기 202a, 202b의 대응한 한쪽에서 재귀반사된 후에 스케일S를 통해 빔 스플리터/콤바이너ＰＢＳ에 되돌아간다. 제1재귀반사기 202a, 202b의 각각은, 스케일S에서 반사 또는 회절된 계측광 200을 빔 스플리터/콤바이너ＰＢＳ에 되돌린다. 제2재귀반사기 203은, 빔 스플리터/콤바이너ＰＢＳ로부터 사출된 참조 광을 재귀반사시켜 빔 스플리터/콤바이너ＰＢＳ에 되돌린다. 빔 스플리터/콤바이너ＰＢＳ, 제1재귀반사기 202a, 202b, 및 제2재귀반사기 203은, X축방향(제2방향)으로 연장할 수 있다.
미러 604, 605, 606을 통해 광학 어셈블리R에 제공된 계측광 200 및 참조 광 201은, 빔 스플리터/콤바이너ＰＢＳ로 분리되고, 계측광 200만이 스케일S에 조사된다. 계측광 200은 스케일S에서 회절되고, 비리트로각(non-Littrow angle)에서 +1차 회절광 200p 및 -1차 회절광 200m이 발생한다. +1차 회절광 200p는, 재귀반사기 202a에서 재귀반사되고, 다시 스케일S에서 회절되어, 광학 어셈블리R에 되돌아간다. 마찬가지로, -1차 회절광 200m도, 재귀반사기 202b에서 재귀반사되고, 다시 스케일S에서 회절되어, 광학 어셈블리R에 되돌아간다.
한편, 빔 스플리터/콤바이너ＰＢＳ로 분리된 참조 광 201은, 재귀반사기 203에서 재귀반사되고, 빔 스플리터/콤바이너ＰＢＳ에 되돌아간다. 스케일S로부터 되돌아온 계측광 200의 +1차 회절광 200p 및 -1차 회절광 200m은, 재귀반사기 203으로부터 되돌아온 참조 광 201과 각각 결합되어, 광학 어셈블리R로부터 미러 606을 향해서 출사한다. 계측광 200의 +1차 회절광 200p 및 -1차 회절광 200m과 참조 광 201은, 미러 606, 605, 604를 통해 진행하여 편광판 607에서 결합되어서 Z간섭계 603에 되돌아간다. Z간섭계 603에서는, +1차 회절광 200p와 참조 광 201과의 광로차, 및, -1차 회절광 200m과 참조 광 201과의 광로차에 따른 간섭 줄무늬 혹은 위상신호가 검지된다. 이 간섭 줄무늬 혹은 위상신호에 근거하여, Z간섭계 603은, 스케일S의 2자유도(Z축방향 및 Y축방향)에 관한 위치 정보를 생성할 수 있다. 예를 들면, 일본 특허공개 2013-525750호 공보에는, 취득한 헤테로다인 위상신호를 2자유도에 관한 위치 정보로 변환하는 연산식이 개시되어 있다.
도1에 예시되는 것 같이 광학 어셈블리R이 X축방향으로 연장하는 가늘고 긴 형상일 경우, Z간섭계 603의 광로(계측광 200 및 참조 광 201의 각각의 광로)는, 미동 스테이지 508의 X축방향의 이동에 추종하고 미동 스테이지 508의 상공에서 X축방향(종방향)으로 이동한다. 이에 따라, 광학 어셈블리R에 대한 계측광 200 및 참조 광 201 각각의 입사 위치가 X축방향으로 이동해도, 광학 어셈블리R의 ＺＹ단면, 즉 종방향과 직교하는 평면에서는 항상 도2a에 도시된 광로가 유지된다. 그 때문에, 광학 어셈블리R에 대한 계측광 200 및 참조 광 201 각각의 X축방향에 있어서의 입사 위치에 상관 없이, 계측광 200 및 참조 광 201 각각의 광로 길이는 불변이 된다.
도2b에 도시된 재귀반사기 202a, 202b, 203의 각각은, 2매의 평면을 서로 직각으로 조합하여서 취득된 가늘고 긴 프리즘일 수 있다. 이러한 구성에서는, 계측광 200 및 참조 광 201의 각각이 광학 어셈블리R의 각각의 면에 대하여 항상 수직으로 입사하고, 또한, 광학 어셈블리R과 스케일S의 자세가 이상적으로 서로 평행하는 한은, 입사 광이 2회 반사되고 그 입사 방향과 반대의 방향으로 되돌아간다. 그러나, 계측광 200 및 참조 광 201의 각각의 광학 어셈블리R의 입사면에 대한 입사 각도가, X축방향의 입사 위치에 따라서 조금이라도 변화되면, 광이 입사 방향과 반대의 방향으로부터 어긋난 방향으로 되돌아가는 것에 의해, 계측오차가 발생할 수 있다. 예를 들면, 광학 어셈블리R와 스케일S의 자세가 엄밀하게 평행하지 않고, 그들 중 한쪽이 ωy축방향으로 회전되는 경우나, 스케일S의 면이 열에 의해 변형해서 경년 변화되는 물리 사상 등이 상정될 수 있다. 상기 계측광 200 및 참조 광 201의 각각의 광축 어긋남이나 광학 어셈블리R 및 미동 스테이지 508 각각의 자세변화에 의해 초래하는 계측오차의 발생의 준비에 있어서, 미리 보정 테이블을 작성해두어, 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ의 계측값을 보정해도 좋다. 보정 테이블은, 레이저 간섭계 시스템ＬＩ의 Ｘ레이저 간섭계 군 1601, Y레이저 간섭계 군 1602 및 Z레이저 간섭계 군 1603의 계측값, 혹은, 노광 장치 500에 내장된 (도시되지 않은) 포커스 검출부 등을 이용해서 작성될 수 있다.
광축과 자세에 상관없이 광학 어셈블리R 내부에서의 광로 길이를 불변한 상태를 항상 유지하기 위해서, 광학 어셈블리R에 형성된 재귀반사기 202a, 202b, 203의 각각은, 평면형의 재귀반사기이어도 좋다. 도8a 및 8b에는, 도2a 및 2b에 도시된 재귀반사기 202a, 202b, 203을 평면형의 재귀반사기 801a, 801b, 801로 각각 대체한 배치가 도시되어 있다. 혹은, "Ａｒｂａｂｉ, Ａ．ｅｔ ａｌ．Ｐｌａｎａｒ ｍｅｔａｓｕｒｆａｃｅ ｒｅｔｒｏｒｅｆｌｅｃｔｏｒ．Ｎａｔ．Ｐｈｏｔｏ． 11, 415-420(2017)"에 기재된 다수 메타표면, 미세한 코너 큐브 미러 또는 미소 렌즈 어셈블리(캣의 눈)를 동일 평면내에 배열해서 평면형의 재귀반사기를 형성해도 좋다. 평면형의 재귀반사기를 채용함에 의해, 계측광 200 및 참조 광 201의 광축 어긋남과 광학 어셈블리R 및 미동 스테이지 508의 자세에 의존한 계측오차가 제거되고, 보다 강건한 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ가 얻어질 수 있다.
도3에는, 노광 장치 500에 내장된 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ 및 레이저 간섭계 시스템ＬＩ를 구비하는, 계측 시스템의 다른 구성 예가 도시되어 있다. 도3에 도시된 구성 예에서는, 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ는, 2개의 계측기를 구비한다. 제1계측기는, 스케일Ｓａ와, 광학 어셈블리Ｒａ와, Z간섭계(간섭계) 603a와, 미러 604a, 605a, 606a를 구비할 수 있다. 제2계측기는, 스케일Ｓｂ와, 광학 어셈블리Ｒｂ와, Z간섭계(간섭계) 603b와, 미러 604b, 605b, 606b를 구비할 수 있다. 제1계측기 및 제2계측기의 각각은, 미동 스테이지 508의 Z축방향 및 Y축방향의 위치를 계측하도록 배치될 수 있다. 도3에 도시된 구성 예에서는, 레이저 간섭계 시스템ＬＩ는, 전술의 Ｘ레이저 간섭계 군 1601(1601a, 1601b)과, Y레이저 간섭계 군 1602(1602a, 1602b, 1602c)을 구비한다.
우선, 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ에 대해서 설명한다. 스케일Ｓａ, Ｓｂ는, Y축방향으로 연장하고, 미동 스테이지 508의 상면에 있어서의 Y축방향에 평행한 2개의 변을 따라 각각 배치될 수 있다. 광학 어셈블리Ｒａ는, 미동 스테이지 508의 가동영역의 적어도 일부에 있어서 스케일Ｓａ와 대면하도록 배치되고, X축방향으로 연장할 수 있다. 광학 어셈블리Ｒｂ는, 미동 스테이지 508의 가동영역의 적어도 일부에 있어서 스케일Ｓｂ에 대면하도록 배치되어, X축방향으로 연장할 수 있다.
Z간섭계 603a는, 미러 604a, 605a, 606a를 통해 광학 어셈블리Ｒａ에 계측광 및 참조 광을 제공하고, 광학 어셈블리Ｒａ로부터 되돌아오는 계측광 및 참조 광을 수신할 수 있다. Z간섭계 603a는, 계측광 및 참조 광에 의해 생성된 간섭 줄무늬에 근거해서 미동 스테이지 508의 Z축방향 및 Y축방향의 위치를 계측 혹은 검출할 수 있다. Z간섭계 603b는, 미러 604b, 605b, 606b를 통해 광학 어셈블리Ｒｂ에 계측광 및 참조 광을 제공하고, 광학 어셈블리Ｒｂ로부터 되돌아오는 계측광 및 참조 광을 수신할 수 있다. Z간섭계 603b는, 계측광 및 참조 광에 의해 생성된 간섭 줄무늬에 근거하여 미동 스테이지 508의 Z축방향 및 Y축방향의 위치를 계측 혹은 검출할 수 있다. 제어부 550은, Z간섭계 603a, 603b로 계측된 Y축방향의 위치간의 차분에 근거하여, 미동 스테이지 508의 ωz축방향의 회전각을 검출할 수 있다.
다음에, 레이저 간섭계 시스템ＬＩ에 대해서 설명한다. X레이저 간섭계 1601a, 1601b의 각각은, 미동 스테이지 508의 X축방향의 위치를 계측 혹은 검출할 수 있다. 제어부 550은, X레이저 간섭계 1601a, 1601b로 계측된 X축방향의 위치간의 차분에 근거하여 미동 스테이지 508의 ωy축방향 위치를 검출할 수 있다. Y레이저 간섭계 1602a, 1602b, 1602c의 각각은, 미동 스테이지 508의 Y축방향의 위치를 계측 혹은 검출할 수 있다. 제어부 550은, Y레이저 간섭계 1602a 및 1602b로 계측된 Y축방향의 위치간의 차분에 근거하여 미동 스테이지 508의 ωx축방향의 회전각을 검출할 수 있다. 제어부 550은, Y레이저 간섭계 1602b 및 1602c로 계측된 Y축방향의 위치간의 차분에 근거하여 ωz축방향의 회전각을 검출할 수 있다.
미동 스테이지 508의 상공의 Ｚ간섭계 603a, 603b의 광로는, ＸＹ평면내의 가동영역내에서 미동 스테이지 508이 이동할 때도 차단되지 않고, 미동 스테이지 508의 상면의 스케일Ｓａ, Ｓｂ에 항상 계측광을 각각 조사할 수 있다. 스케일Ｓａ, Ｓｂ 각각으로부터 되돌아오는 계측광빔을 참조 광빔과 함께 동일 광로를 통해서 Z간섭계 603a, 603b의 각각에 되돌릴 수 있다.
미동 스테이지 508의 Y축방향의 위치와 ωz축방향의 회전각에 관해서는, Y레이저 간섭계 1602b와 1602c의 조합과 Z간섭계 603a와 603b의 조합의 양쪽으로 계측할 수 있다. 미동 스테이지 508의 넓은 스트로크 혹은 가동영역에서 단기/단구간의 계측을 간섭 인코더 방식 Ｚ간섭계 603a, 603b로 행하고, 장기/장구간의 변동을 레이저 간섭계 방식 Ｙ레이저 간섭계 1602b, 1602c를 사용하여 보정해도 좋다. 계측광 및 참조 광의 광축 어긋남과 광학 어셈블리Ｒａ, Ｒｂ 및 미동 스테이지 508의 자세에 의존하는 Ｚ간섭계 603a, 603b의 계측오차를 보정하는 데 사용된 보정 테이블을, Y레이저 간섭계 1602b, 1602c에 의한 계측결과에 근거해서 생성해도 좋다.
이상과 같이, 종래의 레이저 간섭계 시스템을 사용하면서 Z축과 Y축에 한정된 간섭형 인코더 시스템을 설치한 스테이지 장치를 제공하는 것이 가능하다. 이에 따라, 노광 장치의 전체 레이아웃에서 거의 변경을 하지 않고 고정밀의 인코더 시스템으로 변경하고 성능을 향상하는 것이 가능하다.
도4에는, 노광 장치 500에 내장된 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ 및 레이저 간섭계 시스템ＬＩ를 구비하는, 계측 시스템의 또 다른 구성 예가 도시되어 있다. 도7에는, 도4에 도시된 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ 및 레이저 간섭계 시스템ＬＩ 중 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ가 도시되어 있다. 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ 및 레이저 간섭계 시스템ＬＩ를 사용해서 미동 스테이지 508의 위치를 6축에 대해서 검출하는 것이 가능하다.
노광 장치 500은, 전술의 기판 스테이지 기구 504 대신에 기판 스테이지 기구 400을 구비하고 있다. 기판 스테이지 기구 400은, X스테이지 506과 Y스테이지 507이 서로 교차하는 배치를 가질 수 있다. 기판 스테이지 기구 400은, X스테이지 506과, Y스테이지 507과, ＸＹ스테이지 401을 구비할 수 있다. X스테이지 506은, 정반 505 위에 X축방향으로 긴 스트로크로 이동할 수 있다. Y스테이지 507은, 정반 505 위에 Y축방향으로 긴 스트로크로 이동할 수 있다. ＸＹ스테이지 401은, X스테이지 506과 Y스테이지 507가 서로 교차하는 위치에서 정반 505 위에 X축방향 및 Y축방향으로 이동할 수 있다. 기판 스테이지 기구 400은, ＸＹ스테이지401에 대하여 짧은 스트로크로 6자유도, 다시 말해, X축방향, Y축방향, Z축방향, ωx축방향, ωy축방향, ωz축방향에 대해서 구동되는 미동 스테이지 508을 구비할 수 있다. 미동 스테이지 508 위에는, 기판을 보유하는 기판 척 509가 배치될 수 있다. 단, 기판 척 509는, 미동 스테이지 508의 구성 요소로서 이해되어도 좋다.
X스테이지 506, Y스테이지 507 및 ＸＹ스테이지 401은, 정반 505에 의해 기체 베어링을 통해 지지될 수 있다. X스테이지 506은, 정반 505 위에 배치된 복수의 코일로 형성될 수 있는 Ｘ리니어 모터 고정자 510b와, X스테이지 506에 설치된 영구자석으로 형성될 수 있는 Ｘ리니어 모터 가동자 510a를, 구비하는 Ｘ리니어 모터에 의해 구동될 수 있다. Y스테이지 507은, 정반 505 위에 배치된 복수의 코일로 형성될 수 있는 Ｙ리니어 모터 고정자 511b와, Y스테이지 507에 설치된 영구자석으로 형성될 수 있는 Ｙ리니어 모터 가동자 511a를, 구비하는 Ｙ리니어 모터에 의해 구동될 수 있다. X스테이지 506과 ＸＹ스테이지 401과의 사이에는 베어링이 배치될 수 있다. Y스테이지 507과 ＸＹ스테이지 401과의 사이에는 베어링이 배치될 수 있다.
미동 스테이지 508은, ＸＹ스테이지 401 위에 배치되고, 리니어 모터 등의 복수의 액추에이터에 의해 6축에 대해서 구동될 수 있다. 또한, 미동 스테이지 508은, (도시되지 않은) 자중 지지 기구에 의해, ＸＹ스테이지 401 위에 부상한 상태에서 지지될 수 있다. 미동 스테이지 508과 ＸＹ스테이지 401과의 사이에는, 위치 센서(예를 들면, 리니어 인코더)가 배치될 수 있다. 일례에 있어서, Y스테이지 507에 대해 미동 스테이지 508의 Z축방향, ωx축방향, ωy축방향에 있어서의 위치를 계측하도록 3개의 리니어 인코더가 배치될 수 있다. 이러한 위치 센서는, 미동 스테이지 508의 반사면의 형상을 계측하거나, 교정을 행하거나 하기 위해서 사용될 수 있다. 리니어 인코더 대신에 정전용량 센서 등의 다른 센서를 사용하여도 좋다.
우선, 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ에 대해서 설명한다. 도4 및 도7에 도시된 구성 예에서는, 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ는, 4개의 계측기를 구비한다. 제1계측기는, 스케일Ｓａ와, 광학 어셈블리Ｒａ와, Z간섭계(간섭계) 603a와, 미러 604a, 605a, 606a를 구비할 수 있다. 제2계측기는, 스케일Ｓｂ와, 광학 어셈블리Ｒｂ와, Z간섭계(간섭계) 603b와, 미러 604b, 605b, 606b를 구비할 수 있다. 제3계측기는, 스케일Ｓｃ와, 광학 어셈블리Ｒｃ와, Z간섭계(간섭계) 603c와, 미러 604c, 605c, 606c를 구비할 수 있다. 제4계측기는, 스케일Ｓｄ와, 광학 어셈블리Ｒｄ와, Z간섭계(간섭계) 603d와, 미러 604d, 605d, 606d를 구비할 수 있다.
스케일Ｓａ, Ｓｂ의 각각은, 박판으로 형성되어, Y축방향으로 연장하는 가늘고 긴 형상을 가지고, 미동 스테이지 508의 상면의 Y축방향에 평행한 변을 따라 배치된다. 스케일Ｓａ, Ｓｂ의 각각의 Y축방향의 길이는, 미동 스테이지 508의 Y축방향의 구동에 필요한 최저의 길이이어도 좋다. 스케일Ｓａ, Ｓｂ의 각각의 X축방향의 폭도, 광학 어셈블리Ｒａ, Ｒｂ의 각각을 투과한 계측광을 반사시키는 데 필요한 최저의 폭이어도 좋다. 스케일Ｓａ, Ｓｂ의 각각의 표면에는, 나노 오더의 미세 피치로 Y축방향을 따라서 배열된 격자가 설치된다.
스케일Ｓｃ, Ｓｄ의 각각은, 박판으로 형성되고, X축방향으로 연장하는 가늘고 긴 형상을 가지고, 미동 스테이지 508의 상면의 X축방향에 평행한 변을 따라 배치된다. 스케일Ｓｃ, Ｓｄ의 각각의 X축방향의 길이는, 미동 스테이지 508의 Ｘ축방향의 구동에 필요한 최저의 길이이어도 좋다. 스케일Ｓｃ, Ｓｄ의 각각의 Y축방향폭도, 광학 어셈블리Ｒｃ, Ｒｄ의 각각을 투과한 계측광을 반사시키는 데 필요한 최저의 폭이어도 좋다. 스케일Ｓｃ, Ｓｄ의 각각의 표면에는, 나노 오더의 미세 피치로 X축방향을 따라서 배열된 격자가 설치된다.
Z간섭계 603a는, 미러 604a, 605a, 606a를 통해 광학 어셈블리Ｒａ에 계측광 및 참조 광을 제공하고, 광학 어셈블리Ｒａ로부터 되돌아오는 계측광 및 참조 광을 수신한다. Z간섭계 603a는, 계측광 및 참조 광에 의해 생성된 간섭 줄무늬에 근거해서 미동 스테이지 508의 Z축방향 및 Y축방향의 위치를 검출한다. Z간섭계 603b는, 미러 604b, 605b, 606b를 통해 광학 어셈블리Ｒｂ에 계측광 및 참조 광을 제공하고, 광학 어셈블리Ｒｂ로부터 되돌아오는 계측광 및 참조 광을 수신한다. Z간섭계 603b는, 계측광 및 참조 광에 의해 생성된 간섭 줄무늬에 근거해서 미동 스테이지 508의 Z축방향 및 Y축방향의 위치를 검출한다. 제어부 550은, Z간섭계 603a, 603b로 계측된 Y축방향의 위치간의 차분에 근거하여, 미동 스테이지 508의 ωz축방향의 회전각을 검출할 수 있다.
Z간섭계 603c는, 미러 604c, 605c, 606c를 통해 광학 어셈블리Ｒｃ에 계측광 및 참조 광을 제공하고, 광학 어셈블리Ｒｃ로부터 되돌아오는 계측광 및 참조 광을 수신한다. Z간섭계 603c는, 계측광 및 참조 광에 의해 생성된 간섭 줄무늬에 근거해서 미동 스테이지 508의 Z축방향 및 Y축방향의 위치를 검출한다. Z간섭계 603d는, 미러 604d, 605d, 606d를 통해 광학 어셈블리Ｒｄ에 계측광 및 참조 광을 제공하고, 광학 어셈블리Ｒｄ로부터 되돌아오는 계측광 및 참조 광을 수신한다. Z간섭계 603d는, 계측광 및 참조 광에 의해 생성된 간섭 줄무늬에 근거해서 미동 스테이지 508의 Z축방향 및 Y축방향의 위치를 검출한다. 제어부 550은, Z간섭계 603c, 603d로 계측된 Y축방향의 위치간의 차분에 근거하여, 미동 스테이지 508의 ωz축방향의 회전각을 검출할 수 있다.
미러 605a, 605b, 606a, 606b, 광학 어셈블리Ｒａ, 및 광학 어셈블리Ｒｂ의 각각은 X축방향을 따라 가늘고 긴 형상을 가지고, Z간섭계 603a, 603b는, 기판 스테이지 기구 400의 외부에 배치되어 있다. 미러 606a와 606b의 사이에는 투영계 503이 배치되어 있다. 미동 스테이지 508 위의 스케일Ｓａ와 스케일Ｓｂ의 한쪽의 위쪽에 투영계 503이 위치할 경우에는, 다른 쪽의 스케일S를 사용해서 위치를 계측할 수 있다. 단, 스케일Ｓａ와 스케일Ｓｂ의 한쪽의 위쪽에 투영계 503이 위치할 경우, ωz축방향의 회전각을 검출할 수 없다. 이 경우에는, 레이저 간섭계 시스템ＬＩ를 사용해서 검출된 ωz축방향의 회전각을 이용할 수 있다.
미러 605c, 605d, 606c, 606d, 광학 어셈블리Ｒｃ, 및 광학 어셈블리Ｒｄ의 각각은, Y축방향을 따라 가늘고 긴 형상을 가지고, Z간섭계 603c, 603d는, 기판 스테이지 기구 400의 외부에 배치되어 있다. 미러 606c와 606d의 사이에는 투영계 503이 배치되어 있다. 미동 스테이지 508 위의 스케일Ｓｃ와 스케일Ｓｄ의 한쪽의 위쪽에 투영계 503이 위치할 경우에는, 다른 쪽의 스케일S를 사용해서 위치를 계측할 수 있다. 단, 스케일Ｓｃ와 스케일Ｓｄ의 한쪽의 위쪽에 투영계 503이 위치할 경우, ωz축방향의 회전각을 검출할 수 없다. 이 경우에는, 레이저 간섭계 시스템ＬＩ를 사용해서 검출된 ωz축방향의 회전각을 이용할 수 있다.
도4 및 도7에 도시된 구성 예에서는, 레이저 간섭계 시스템ＬＩ는, X레이저 간섭계 1601a, 1601b 및 Y레이저 간섭계 1602a, 1602b, 1602c를 구비한다. X레이저 간섭계 1601a, 1601b의 각각은, 미동 스테이지 508의 X축방향의 위치를 계측한다. 제어부 550은, X레이저 간섭계 1601a, 1601b로 계측된 X축방향의 위치간의 차분에 근거해서 미동 스테이지 508의 ωy축방향의 위치를 검출할 수 있다. Y레이저 간섭계 1602a, 1602b, 1602c의 각각은, 미동 스테이지 508의 Y축방향의 위치를 계측한다. 제어부 550은, Y레이저 간섭계 1602a 및 1602b로 계측된 Y축방향의 위치간의 차분에 근거해서 미동 스테이지 508의 ωx축방향의 회전각을 검출할 수 있다. 또한, 제어부 550은, Y레이저 간섭계 1602b 및 1602c로 계측된 Y축방향의 위치간의 차분에 근거해서 ωz축방향의 회전각을 검출할 수 있다.
미동 스테이지 508의 X축방향의 위치, Y축방향의 위치, ωz축방향의 위치(회전각), ωx축방향의 위치(회전각,) ωy축방향의 위치(회전각)를, 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ와 레이저 간섭계 시스템ＬＩ의 양쪽에서 검출할 수 있다. 환언하면, 간섭형 인코더 시스템ＥＮＣ를 사용해서 검출된 미동 스테이지 508의 위치 정보의 적어도 일부는, 레이저 간섭계 시스템ＬＩ를 사용해도 검출될 수 있다.
미동 스테이지 508의 넓은 스트로크 혹은 가동영역에서 단기/단구간의 계측을 간섭 인코더 방식 Ｚ간섭계 603a∼603d로 행하고, 장기/장구간의 변동을 레이저 간섭계 방식 레이저 간섭계 601, 602를 사용하여 보정해도 좋다. 또한, 계측광 및 참조 광의 광로 어긋남이나 광학 어셈블리Ｒａ, Ｒｂ, Ｒｃ, Ｒｄ 및 미동 스테이지 508의 자세에 의존한 Ｚ간섭계 603a∼603d의 계측오차를 보정하는 데 사용된 보정 테이블을, 레이저 간섭계 601, 602에 의한 계측결과에 근거해서 생성해도 좋다.
도4 및 도7을 참조하여 설명한 계측 시스템, 기판 스테이지 장치 혹은 노광 장치에 의하면, 미동 스테이지 508의 위치를 6축에 대해서 높은 정밀도로 검출하는 것이 가능하다. 또한, 이러한 구성에 의하면, 종래의 노광 장치의 전체 레이아웃에서 거의 변경하지 않고, 고정밀 인코더 시스템을 채용하는 것이 가능하다.
상기한 계측 시스템은, 노광 장치에 더하여, 예를 들면, 임프린트 장치, 마스크리스 하전입자선 묘화장치 등의 리소그래피 장치, 혹은 패턴 전사장치에 적용 가능하다. 또한, 상기한 계측 시스템은, 리소그래피 장치에 더하여, 높은 위치결정 정밀도가 요구되는 장치(예를 들면, 현미경 또는 기계 가공장치)에도 적용 가능하다.
이하, 상기한 노광 장치로 대표된 리소그래피 장치를 사용해서 물품을 제조하는 물품 제조 방법에 대해서 설명한다. 해당 물품 제조 방법은, 상기한 리소그래피 장치를 사용해서 기판에 패턴을 전사하는 전사 스텝과, 해당 전사 스텝에서 상기 패턴이 전사된 해당 기판을 처리함으로써 물품을 얻는 처리 스텝을 구비할 수 있다. 해당 리소그래피 장치가 노광 장치일 경우, 해당 물품 제조 방법은, 노광 장치를 사용하여, 감광제가 도포된 기판을 노광하는 노광 스텝과, 그 기판(감광제)을 현상하는 현상 스텝과, 현상된 기판을 처리해서 물품을 얻는 처리 스텝을 구비할 수 있다. 처리 스텝은, 예를 들면, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등이 구비된다. 본 물품 제조 방법에 의하면, 종래보다도 고품위의 물품을 제조할 수 있다.
본 발명을 예시적 실시 형태들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시 형태들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 수정 및, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 폭 넓게 해석해야 한다.

Claims (15)

  1. 서로 직교하는 제1방향 및 제2방향으로 이동가능한 스테이지;
    상기 제1방향으로 연장하도록 상기 스테이지에 배치된 스케일;
    상기 스테이지의 가동영역의 적어도 일부에 있어서 상기 스케일과 대면하도록 배치되고, 상기 제2방향으로 연장하는 광학 어셈블리; 및
    계측광 및 참조 광을 상기 광학 어셈블리에 송신하고, 상기 광학 어셈블리로부터 되돌아오는 상기 계측광 및 상기 참조 광을 수신하는 간섭계를 구비하고,
    상기 광학 어셈블리는, 상기 간섭계로부터의 상기 계측광을 상기 스케일에 조사하고, 상기 스케일로부터 되돌아오는 상기 계측광과, 상기 참조 광을, 상기 간섭계에 되돌리도록 구성된, 스테이지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광학 어셈블리는,
    상기 간섭계로부터 제공된 상기 계측광과 상기 참조 광을 분리하고, 상기 간섭계에 되돌리는 상기 계측광과 상기 참조 광을 결합하는 빔 스플리터/콤바이너;
    상기 빔 스플리터/콤바이너로부터 사출되어 상기 스케일에 의해 회절된 상기 계측광을 상기 스케일을 향해서 재귀반사시켜, 상기 계측광을 상기 스케일을 통해 상기 빔 스플리터/콤바이너에 되돌리는 제1재귀반사기; 및
    상기 빔 스플리터/콤바이너로부터 사출된 상기 참조 광을 재귀반사시켜, 상기 참조 광을 상기 빔 스플리터/콤바이너에 되돌리는 제2재귀반사기를 구비하고,
    상기 빔 스플리터/콤바이너, 상기 제1재귀반사기 및 상기 제2재귀반사기는, 상기 제2방향으로 연장하는, 스테이지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 빔 스플리터/콤바이너, 상기 제1재귀반사기 및 상기 제2재귀반사기의 각각은, 평면형의 재귀반사기인, 스테이지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일은, 상기 스테이지의 상면에 배치되어 있는, 스테이지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지와 함께 상기 제2방향으로 이동하는 가동체;
    상기 가동체에 배치된 제1미러; 및
    상기 스테이지, 상기 가동체 및 상기 제1미러로부터 격리해서 고정적으로 배치되고, 상기 제2방향으로 연장하는 제2미러 및 제3미러를 더욱 구비하고,
    상기 제1미러, 상기 제2미러 및 상기 제3미러는, 상기 간섭계와 상기 광학 어셈블리와의 사이에 상기 계측광 및 상기 참조 광의 각각의 광로를 형성하도록 배치되어 있는, 스테이지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1방향으로 연장하도록 상기 스테이지에 배치된 제2스케일;
    상기 스테이지의 상기 가동영역의 적어도 일부에 있어서 상기 제2스케일과 대면하도록 배치되고, 상기 제2방향으로 연장하는 제2광학 어셈블리; 및
    계측광 및 참조 광을 상기 제2광학 어셈블리에 송신하고, 상기 제2광학 어셈블리로부터 되돌아오는 상기 계측광 및 상기 참조 광을 수신하는 제2간섭계를 더욱 구비하고,
    상기 제2광학 어셈블리는, 상기 광학 어셈블리로부터 상기 제1방향으로 격리해서 배치되어 있는, 스테이지 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스테이지의 위치를 계측하는 레이저 간섭계 시스템을 더욱 구비하고,
    상기 스케일, 상기 광학 어셈블리, 상기 간섭계, 상기 제2스케일, 상기 제2광학 어셈블리 및 상기 제2간섭계를 사용해서 검출된 상기 스테이지의 위치 정보의 적어도 일부가 상기 레이저 간섭계 시스템을 사용해도 검출되는, 스테이지 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 간섭계, 상기 제2간섭계, 및 상기 레이저 간섭계 시스템으로부터 제공된 정보에 근거해서 상기 스테이지를 구동하도록 제어되는 액추에이터를 더욱 구비하는, 스테이지 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 레이저 간섭계 시스템은, 상기 스테이지의 측면에 계측용의 레이저 빔을 조사하는 레이저 간섭계를 구비하는, 스테이지 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 레이저 간섭계 시스템은, 상기 스테이지의 틸트 정보를 얻기 위해서 상기 스테이지의 측면에서, 각각, 상이한 높이 위치에 계측용의 레이저 빔을 조사하는 2개의 레이저 간섭계를 구비하는, 스테이지 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지의 위치를 계측하기 위해서 상기 스테이지의 측면에 계측용의 레이저 빔을 조사하는 레이저 간섭계를 더욱 구비하는, 스테이지 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지의 틸트 정보를 얻기 위해서 상기 스테이지의 측면에서, 각각, 상이한 높이 위치에 계측용의 레이저 빔을 조사하는 2개의 레이저 간섭계를 더욱 구비하는, 스테이지 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스테이지를 복수의 축에 대해서 계측하도록 복수의 계측기가 설치되고,
    상기 복수의 계측기의 적어도 1개가 상기 광학 어셈블리 및 상기 간섭계와 같은 구성을 가지는, 스테이지 장치.
  14. 원판의 패턴을 기판에 전사하는 리소그래피 장치로서,
    상기 원판의 패턴을 상기 기판에 전사하는 전사부; 및
    상기 기판을 위치결정하도록 구성된, 청구항 1에 기재된 스테이지 장치를 구비하는, 리소그래피 장치.
  15. 청구항 14에 기재된 리소그래피 장치를 사용하여 기판에 패턴을 전사하는 스텝; 및
    상기 전사하는 스텝에서 상기 패턴이 전사되는 상기 기판을 처리하여, 물품을 얻는 스텝을 포함하는, 물품 제조 방법.
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TW527526B (en) 2000-08-24 2003-04-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby
JP4429037B2 (ja) * 2004-02-27 2010-03-10 キヤノン株式会社 ステージ装置及びその制御方法
US8194232B2 (en) 2007-07-24 2012-06-05 Nikon Corporation Movable body drive method and movable body drive system, pattern formation method and apparatus, exposure method and apparatus, position control method and position control system, and device manufacturing method
WO2011126610A2 (en) 2010-03-30 2011-10-13 Zygo Corporation Interferometric encoder systems
US8829420B2 (en) * 2010-06-09 2014-09-09 Nikon Corporation Two dimensional encoder system and method
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