WO2007142351A1 - 移動体装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

移動体装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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mobile device
moving
light
grating
plane
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PCT/JP2007/061714
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Susumu Makinouchi
Toru Imai
Akihiro Watanabe
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Nikon Corporation
Sendai Nikon Corporation
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    • H01L21/682—Mask-wafer alignment

Definitions

  • the present invention relates to a moving body device, an exposure apparatus and an exposure method, and a device manufacturing method, and more specifically, a moving body device including a moving body that moves in at least one axial direction within a moving surface, and the moving body device
  • the present invention relates to an exposure apparatus including: an exposure method that exposes an object to form a pattern; and a device manufacturing method that uses the exposure method.
  • microdevices electronic devices
  • liquid crystal display elements etc.
  • a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus V, so-called stepper
  • Step-and-scan-type scanning projection exposure equipment L, so-called scanning steppers (also called scanners)
  • V step-and-repeat reduction projection exposure apparatus
  • L Step-and-scan-type scanning projection exposure equipment
  • a wafer is held in order to transfer a reticle (or mask) pattern to a plurality of shot areas on a substrate such as a wafer or a glass plate (hereinafter collectively referred to as “wafer”).
  • the wafer stage to be driven is driven by, for example, a linear motor in the XY two-dimensional direction.
  • the scanning strobe not only the wafer stage but also the reticle stage that holds the reticle is driven with a predetermined stroke in the scanning direction by a linear motor or the like.
  • Measurement of the position of the reticle stage and wafer stage is generally performed using a high-resolution laser interferometer, which has good measurement stability over a long period of time.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-101362
  • the moving body moves in at least one axial direction within the moving surface; and intersects the moving surface of the moving body.
  • a light source that irradiates light onto a moving grating on a predetermined surface, and a positional relationship between the light source is fixed, an optical system that interferes with a plurality of diffracted lights generated at the moving grating, and the interfered light is detected
  • a measuring device having a detector.
  • a moving grid is provided on a predetermined plane that intersects the moving plane of the moving body, the light is irradiated from the light source of the measuring device to the moving grid, and the positional relationship with the light source is A plurality of diffracted light generated in the moving grating is interfered by the fixed optical system, and the interfered light is detected by the detector.
  • the moving grid is provided on a predetermined surface that is a part of the moving body, it is possible to suppress an increase in the size of the entire moving body.
  • interference occurs between multiple diffracted light beams (for example, soil first-order diffracted light) that pass through very close optical paths, so there is less influence from fluctuations in the surrounding atmosphere compared to conventional interferometers. It is possible to measure the position information of mobile objects.
  • the optical axis of the light emitted from the light source of the measurement device can be set so that it passes over the reference point that is the reference for measurement, which enables measurement without Abbe error. .
  • this is not limited to measurement without Abbe error! / Of course.
  • a moving body that moves in at least one axial direction within the moving surface and has a reflecting surface that intersects the moving surface at a part thereof; and irradiates the reflecting surface with light.
  • a primary relationship in which the positional relationship between the light source and the light source is fixed and the uniaxial direction is the periodic direction.
  • a measuring device having a second moving body device.
  • the primary surface of the fixed scale in which the light from the light source of the measuring device is irradiated onto the reflecting surface of the moving body, and the light reflected by the reflecting surface is fixed in the positional relationship with the light source. Incident on the original grating. Then, a plurality of diffracted lights generated in the one-dimensional grating are interfered by the optical system, and the interfered lights are detected by the detector. As described above, since the position of the moving body using the one-dimensional grid can be measured via the reflecting surface provided on the moving body, it is not necessary to provide the moving body with a one-dimensional grid. Can be suppressed.
  • the optical axis of the light emitted from the light source of the measuring device can be set so as to pass on a reference point that is a measurement reference.
  • a moving body that moves in at least one axial direction within a moving surface; and a movement that is arranged along a plane that is provided on the moving body and intersects the moving surface.
  • a measuring device that measures the position of the moving body by irradiating the grating with light and detecting the light through the moving grating.
  • the moving grid provided on the moving body is arranged along the plane intersecting the moving plane, it is less affected by fluctuations in the surrounding atmosphere than the conventional interferometer. For this reason, it becomes possible to measure the position information of the moving body with high accuracy. Moreover, the enlargement of the whole mobile body can be suppressed.
  • a moving body that moves in a direction parallel to at least one axis in the moving surface; and light is applied to a moving grating on a predetermined plane that intersects the moving surface of the moving body.
  • the positional relationship between the light source to illuminate and the light source is fixed, the diffracted or reflected light diffracted by the moving grating is returned to the moving grating, and the moving grating is passed through again.
  • a measuring device having a detector for detecting the interfered light; and a fourth moving body device.
  • the optical axis of the light emitted from the light source of the measuring device can be set so that it passes over the reference point that is the reference for measurement.
  • a reflecting surface that moves in first and second directions orthogonal to each other in a predetermined plane, intersects the plane at an acute angle, and forms a diffraction grating.
  • a movable body having a fixed optical element that extends in the first direction substantially parallel to the plane and that has the reflecting surface facing a part thereof, and a light beam is applied to the reflecting surface along the first direction.
  • a measuring device that detects the interference information of the diffracted beam generated from the reflecting surface and reflected by the fixed optical element and the reflecting surface, and measures the positional information of the moving body.
  • the measuring device includes the fixed scale extending in the first direction substantially parallel to the predetermined plane and having the diffraction grating, and the optical scale is applied to the fixed scale via the reflecting surface of the moving body.
  • the position information of the moving object is measured by irradiating the beam and detecting multiple diffracted beams that generate a fixed scale force through interference. For this reason, it is possible to suppress an increase in the size of the moving body without the necessity of providing a grid on the moving body. In addition, since it is less affected by fluctuations in the surrounding atmosphere compared to conventional interferometers, it is possible to measure the position information of a moving object with high accuracy.
  • a moving body that moves in first and second directions orthogonal to each other in a predetermined plane; and extends in the first direction substantially parallel to the plane.
  • a fixed scale having a diffraction grating, irradiating the fixed scale with a light beam through the reflecting surface of the movable body, and a plurality of diffraction beams generated by the fixed scale force.
  • a measuring device that measures the position information of the moving body by detecting the interference.
  • the measuring device includes the fixed scale extending in the first direction substantially parallel to the predetermined plane and having the diffraction grating, and the optical scale is applied to the fixed scale via the reflecting surface of the moving body.
  • the position information of the moving object is measured by irradiating the beam and detecting multiple diffracted beams that generate a fixed scale force through interference. For this reason, it is possible to suppress an increase in the size of the moving body without the necessity of providing a grid on the moving body. In addition, since it is less affected by fluctuations in the surrounding atmosphere compared to conventional interferometers, it is possible to measure the position information of a moving object with high accuracy.
  • the present invention moves in first and second directions orthogonal to each other in a predetermined plane, extends along the second direction, and is parallel to the first direction. And a first reflecting surface intersecting the plane at an acute angle within a plane orthogonal to the plane, and extending along the first direction, parallel to the second direction and orthogonal to the plane.
  • a moving body having a second reflecting surface intersecting at an acute angle with the first reflecting surface, the first reflecting surface being substantially parallel to the plane and extending in the first and second directions, respectively. Irradiating a first light beam to the first reflecting member and detecting a plurality of first diffracted beams reflected by the first reflecting member and the first reflecting surface, and irradiating the second reflecting surface with the second light beam.
  • a measuring device that detects and measures positional information of the moving body in the first and second directions, and includes at least one of the first reflecting surface and the first reflecting member, and the second reflecting surface and A seventh moving body apparatus in which a diffraction grating is provided on at least one of the second reflecting members.
  • the measurement apparatus can measure the position information of the moving body in the first and second directions with high accuracy and less affected by the fluctuation of the surrounding atmosphere as compared with the conventional interferometer.
  • a diffraction grating is provided on at least one of the first reflecting surface and the first reflecting member, and at least one of the second reflecting surface and the second reflecting member, the force S can be suppressed to prevent the entire moving body from being enlarged. .
  • the present invention provides an exposure apparatus that exposes an object to form a pattern.
  • a first exposure apparatus comprising any one of the first to seventh moving body devices of the present invention including a moving body that holds and moves the object.
  • an exposure apparatus for transferring a pattern formed on a mask onto an object, wherein a moving body that moves while holding at least one of the mask and the object is provided.
  • a second exposure apparatus comprising any one of the first to seventh moving body devices of the present invention.
  • At least one of the mask and the object is held and driven by the moving body included in each of the moving body devices. Therefore, when transferring the pattern formed on the mask onto the object, it is possible to move at least one of the mask and the object with high accuracy and high acceleration, thereby performing high-accuracy exposure with high throughput. It becomes possible.
  • an exposure method in which an object is exposed to form a pattern on the object, and the moving body that moves along a moving surface while holding the object is moved. Irradiating a predetermined surface intersecting the moving surface with light, measuring the position of the moving body using light passing through the predetermined surface and a moving grid having a predetermined positional relationship with respect to the predetermined surface; This is a first exposure method for exposing the object while moving the moving body based on a measurement result.
  • the position of the moving body is determined via the predetermined plane that intersects the moving plane and the moving grid that has a predetermined positional relationship with the predetermined plane. Since the measurement is performed, the influence of fluctuations in the surrounding atmosphere is small compared to conventional interferometers. Further, it is not necessary to provide a separate measurement member on the moving body, and the increase in the size of the entire moving body is suppressed. As a result, it is possible to position the moving body with high accuracy and increase the acceleration, and it is possible to realize exposure with high throughput and high accuracy.
  • an exposure method for exposing an object with exposure light the object being moved in first and second directions orthogonal to each other within a predetermined plane
  • the movable body is held by a moving body having a reflection surface that intersects the plane at an acute angle and a diffraction grating is formed, and irradiates the reflection surface with the light beam along the first direction, and is generated from the reflection surface.
  • Measuring the positional information of the movable body by detecting the interference between the fixed optical element extending in the first direction substantially parallel to the plane and the diffracted beam reflected by the reflecting surface, and measuring the position information
  • This is a second exposure method for moving the moving body based on information.
  • the present invention is an exposure method for exposing an object with exposure light, and the object moves the object in first and second directions orthogonal to each other within a predetermined plane. And irradiating a fixed scale having a diffraction grating and extending in the first direction substantially parallel to the plane through the reflecting surface of the moving body and generating the fixed scale force.
  • an object is exposed using any of the first to third exposure methods of the present invention, a pattern is formed on the object, and the object on which the pattern is formed is processed. It is possible to improve the productivity of highly integrated microdevices by applying treatment (eg development, etching, etc.). Therefore, from another viewpoint, the present invention can be said to be a device manufacturing method using any one of the first to third exposure methods of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of an exposure apparatus according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a wafer stage and an encoder.
  • FIG. 3 is a plan view showing the encoder 20X of FIG.
  • FIG. 4 (A) is a perspective view for explaining the encoder according to the second embodiment, and FIG. 4 (B) shows the vicinity of the reflecting surface 134 of FIG. 4 (A) in the + X direction. It is a figure which shows the state seen from.
  • FIG. 5 (A) is a perspective view for explaining the encoder of the third embodiment
  • FIG. Fig. 5 (B) is a diagram for explaining the principle of the encoder of Fig. 5 (A)
  • Fig. 5 (C) and Fig. 5 (D) are diagrams showing modifications of the fixed scale of Fig. 5 (A). is there.
  • FIG. 6 (A) is a perspective view showing a modified example (part 1) of the third embodiment
  • FIG. 6 (B) shows a modified example (part 2) of the third embodiment. It is a perspective view shown.
  • FIG. 7 (A) to FIG. 7 (C) are diagrams for explaining the principle of position measurement in the Z-axis direction of the wafer stage in the fourth embodiment.
  • FIGS. 8A to 8C are diagrams for explaining the principle of position measurement in the Y-axis direction of the wafer stage in the fourth embodiment.
  • FIG. 9 (A) and FIG. 9 (B) are diagrams showing modifications of the reflecting surface 134.
  • FIG. 9 (A) and FIG. 9 (B) are diagrams showing modifications of the reflecting surface 134.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of an arrangement of encoders for performing 6-degree-of-freedom measurement.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the exposure apparatus 10 is a batch exposure type projection exposure apparatus such as a stepper.
  • the projection optical system PL is provided.
  • the direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL is shown in the Z-axis direction and in a plane perpendicular to the Z-axis direction.
  • the left-right direction in the sushi plane is the Y-axis direction
  • the direction orthogonal to the Z-axis and Y-axis (the direction perpendicular to the plane of the paper in Fig. 1) is the X-axis direction
  • rotation (tilt) around the X-, Y-, and Z-axis The directions are described as ⁇ ⁇ , ⁇ y, and ⁇ z directions, respectively.
  • the exposure apparatus 10 includes an illumination unit IOP, a reticle holder RH that holds a reticle R, a projection optical system PL, a wafer W, and a predetermined plane (in this embodiment, an X axis and a Y axis that are orthogonal to each other). It includes a stage 50 including a wafer stage WST that moves two-dimensionally (including the XY plane) and its control system.
  • the illumination unit IOP includes a light source and illumination optical system, and has a rectangular (for example, square) illumination area defined by a field stop (also referred to as a mask king blade or reticle blind) disposed therein.
  • Illumination light IL is irradiated to illuminate reticle R on which a circuit pattern is formed with uniform illuminance.
  • Illumination light IL is, for example, ultraviolet light from an ultra-high pressure mercury lamp. Bright lines in the region (g-line with a wavelength of 436 nm, i-line with a wavelength of 365 nm, etc.) shall be used.
  • vacuum ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or ArF excimer laser light (wavelength 193 nm)! /, Or F laser light (wavelength 157 nm) may be used.
  • Reticle holder RH is arranged below illumination unit IOP.
  • reticle holder RH is placed on the upper surface of projection optical system PL (however, in FIG. 1, for convenience of illustration, reticle holder RH and projection optical system PL are shown apart from each other).
  • the reticle holder RH is held in the X axis direction, Y axis direction, and ⁇ z direction by a control device (not shown) while holding the reticle R on the base fixed to the upper surface of the projection optical system PL. It can be driven.
  • the reticle holder RH may be configured to have a function of simply holding the reticle R, and the reticle R may not be driven. Further, the reticle holder RH and the projection optical system PL may be arranged separately.
  • a part of the reticle R is provided with a pair of alignment marks (not shown). Book number
  • a control device (not shown) measures the pair of alignment marks and the corresponding reference mark on the wafer stage WST before exposure using a reticle alignment system V. Using the measurement result, for example, the reticle holder RH is finely driven to position the reticle R (reticle alignment).
  • the projection optical system PL for example, a refractive optical system having a plurality of lens (lens element) forces arranged along the optical axis AX parallel to the Z-axis direction is used.
  • the projection optical system PL is, for example, both-side telecentric and has a predetermined projection magnification (for example, 1/4 or 1/5). For this reason, when the illumination area is illuminated by the illumination light IL from the illumination unit IOP, the illumination that has passed through the reticle R in which the first surface (object surface) of the projection optical system PL and the pattern surface are almost coincident is arranged.
  • an alignment system ALG for detecting alignment marks on the wafer W or reference marks on the wafer stage WST! /.
  • an image processing type sensor can be used. Examples of the image processing type sensor include Japanese Patent Application Laid-Open No. 465603 and US Pat. No. 5,493,403 corresponding thereto. Is disclosed.
  • the detection result by the alignment ALG is sent to a control device (not shown).
  • the stage device 50 includes a wafer stage WST that holds the wafer W via a wafer holder (not shown), a wafer stage drive system 124 that drives the wafer stage WST, and the like.
  • Wafer stage WST is disposed below projection optical system PL in FIG. 1, and is supported in a non-contact manner above the upper surface of the base (not shown) by a hydrostatic bearing, for example, an air bearing, provided on the bottom surface thereof. ing.
  • Wafer stage WST is driven with a predetermined stroke in the X-axis direction and Y-axis direction in the XY plane (moving surface) by a wafer stage drive system 124 including, for example, a linear motor and a voice coil motor, and is orthogonal to the XY plane. It is micro-driven in the Z axis direction and rotation direction ( ⁇ X direction, ⁇ y direction and ⁇ z direction).
  • the wafer stage WST is a single stage that can be driven with six degrees of freedom.
  • the present invention is not limited to this, and the wafer stage WST is freely movable in the XY plane.
  • wafer stage WST may be constituted by a movable XY stage and a table driven in at least three directions of freedom in the Z, ⁇ X, and ⁇ y directions on the XY stage.
  • Position information of wafer stage WST is always detected by linear encoder system 20 shown in FIG. 1, and is sent to a control device (not shown).
  • the linear encoder system 20 includes an X encoder 20X and a YZ encoder 20YZ, each of which is a so-called three-grid interference encoder as shown in FIG.
  • X encoder 20X irradiates light to moving grating 30X provided on the -Y side surface of wafer stage WST.
  • the positional relationship between the light source 22 and the light source 22 is fixed, and the fixed scales 24A and 24B that collect the diffracted light generated by the moving grating 30X interfere with the diffracted light collected by the fixed scales 24A and 24B.
  • the position of the light source 22 is set so that the optical axis of the laser light emitted from the light source 22 passes through the projection center of the projection optical system PL (in this embodiment, coincides with the optical axis AX).
  • the moving grating 30X is a diffraction grating whose periodic direction is in the X-axis direction.
  • the moving grating 30X generates a plurality of diffracted lights having different orders based on the incident light.
  • Fig. 2 shows the ⁇ first-order diffracted light generated by the moving grating 30X among these diffracted lights.
  • the fixed scales 24 A and 24 B are transmissive phase gratings composed of a plate on which a diffraction grating having a periodic direction in the X-axis direction is formed, and are arranged on the ⁇ Y side of the light source 22.
  • the index scale 26 is a transmission type phase grating made of a plate on which a diffraction grating having a periodic direction in the X-axis direction is formed, and is arranged on the Y side with respect to the fixed scales 24A and 24B.
  • the fixed scale 24A is generated by the moving grating 30X.
  • the first-order diffracted light is generated by diffracting the first-order diffracted light, and the + first-order diffracted light is directed to the index scale 26.
  • the fixed scale 24B diffracts the + first-order diffracted light generated by the moving grating 30X to generate a first-order diffracted light, and this —first-order diffracted light goes to the index scale 26.
  • the ⁇ first-order diffracted lights generated by the fixed scales 24 A and 24 B overlap each other at the same position on the index scale 26. That is, ⁇ 1st-order diffracted light interferes on the index scale 26.
  • the diffraction angle of each diffracted light generated by the moving grating 30X is determined based on the wavelength of the laser light emitted from the light source 22 and the pitch of the moving grating 30X.
  • the diffraction angle of the ⁇ 1st order diffracted light generated by the fixed scales 24A and 24B ie, the appearance of ⁇ 1st next generation light generated by the moving grating 30X
  • the clear period of the interference fringes on the index scale 26 is twice the array period of the moving grating 30X.
  • Index scale with slightly different pitch and light-dark cycle of stripes When 26 is used, a sinusoidal light quantity distribution can be created on the detector 28.
  • This light quantity distribution changes with the movement of the moving grating 30X in the X-axis direction. Therefore, by detecting this change using the detector 28, the position of the wafer stage WST in the X-axis direction is detected. It is possible to measure information.
  • the force S can be reduced by reducing the diffraction angle by increasing the pitch of the moving grating 30X.
  • the moving grating 30X can be disposed at a relatively distant position from the light source 22 and the fixed scales 24A and 24B.
  • ⁇ 1st order diffracted light that generates 3 OX force of moving grating can be guided to fixed scales 24A and 24B in close proximity.
  • the YZ encoder 20YZ is provided between the light source 42 that irradiates light to the moving grating 30YZ provided on the surface on the + X side of the wafer stage WST, and the light source 42.
  • the positional relationship is fixed, and the light is collected by the fixed scales 44 A, 44B and 44C, 44D that collect the diffracted light generated by the moving grating 30YZ and the fixed scales 44A, 44B and fixed scales 44C, 44D, respectively.
  • An index scale 46 that interferes with the diffracted light and a detector 48 that detects light that interferes with the index scale 46 are included.
  • the moving grating 30YZ is a two-dimensional grating in which a diffraction grating having a periodic direction in the Y-axis direction and a diffraction grating having a periodic direction in the Z-axis direction are combined.
  • the position (and orientation) of the light source 42 is set so that the optical axis of the laser light emitted from the light source 42 passes through the projection center of the projection optical system PL (in this embodiment, coincides with the optical axis AX)!
  • the fixed schedulers 44A and 44B are transmissive phase gratings composed of a plate on which a diffraction grating having a periodic direction in the Y-axis direction is formed.
  • the fixed scales 44C and 44D are transmissive phase gratings composed of a plate on which a diffraction grating having a periodic direction in the Z-axis direction is formed.
  • the index scale 46 is a transmission type two-dimensional grating in which a diffraction grating having a periodic direction in the Y-axis direction and a diffraction grating having a periodic direction in the Z-axis direction are formed.
  • the detector 48 includes, for example, a quadrant detector or a CCD.
  • the fixed scale 44A diffracts the first-order diffracted light generated by the diffraction grating whose periodic direction is the Y-axis direction of the moving grating 30YZ to generate + first-order diffracted light, and this + first-order diffracted light is the index scale. Head to 46.
  • the fixed scale 44B diffracts the + first-order diffracted light generated by the diffraction grating whose period direction is the Y-axis direction of the moving grating 30YZ to generate first-order diffracted light, and the first-order diffracted light travels to the index scale 46.
  • the ⁇ first-order diffracted lights generated by the fixed scales 44 A and 44 B overlap each other at the same position on the index scale 46. That is, ⁇ first-order diffracted light interferes on the index scale 46.
  • the fixed scale 44C diffracts the first-order diffracted light generated by the diffraction grating whose periodic direction is the Z-axis direction of the moving grating 30YZ to generate + first-order diffracted light.
  • the fixed scale 44D diffracts + first-order diffracted light generated by a diffraction grating whose periodic direction is the Z-axis direction of the moving grating 30YZ to generate first-order diffracted light, and the first-order diffracted light travels to the index scale 46.
  • the ⁇ first-order diffracted lights generated by the fixed scales 44 C and 44 D overlap each other at the same position on the index scale 46. That is, ⁇ first-order diffracted light interferes on the index scale 46.
  • the diffracted light generated in each grating of the moving grating 30YZ based on the wavelength of the laser light emitted from the light source 42 and the pitch of the moving grating 30YZ
  • the diffraction angle is determined, and the apparent bending angle of the ⁇ 1st-order diffracted light generated by the moving grating 30YZ is determined by appropriately determining the wavelength of the laser light and the pitch of the fixed scales 44A to 44D.
  • a two-dimensional pattern (Matsumatsu model) appears on the detector 48.
  • this two-dimensional pattern changes according to the vertical axis position and vertical axis position of wafer stage WST, this change is measured by a quadrant or CCD that forms at least a part of detector 48. By doing so, the position of the wafer stage WST in the Y-axis direction and the Z-axis direction can be measured.
  • the index scale 46 may be rotated by a small amount around the X axis to generate moire fringes, and the moire fringes may be used for measurement of wafer stage WST.
  • the base of the reticle alignment and wafer alignment system ALG is instructed by a control device (not shown) in the same manner as a normal strobe.
  • Line measurement, as well as wafer alignment such as ENGHAN'S GLONO alignment (EGA) disclosed in JP-A-61-44429 (corresponding to US Pat. No. 4,780,617)
  • EGA ENGHAN'S GLONO alignment
  • the shot area on the wafer is repeatedly positioned and exposed to the projection area (exposure area) of the pattern of the projection optical system PL, so-called step-and-repeat method
  • the reticle R pattern is sequentially transferred to a plurality of shot areas on the wafer W.
  • a control device (not shown) drives wafer stage WST via wafer stage drive system 124 based on the measurement results of encoders 20X and 20YZ described above.
  • a moving grating is provided on the side surface of wafer stage WST.
  • the moving grid 30 mm (30 mm) is irradiated with light from the light source 22 (42), and the positional relationship with the light source 22 (42) is fixed. 44 to 44D) and the index scale 26 (46) interfere with the diffracted light generated on the moving grating 30 (30), and the detected light is detected by the detector 28 (48).
  • the moving grating 30 mm (30 mm) is provided on the side surface of the wafer stage WST, measurement using the side surface of the wafer stage WST can be performed as in the case of the conventional interferometer.
  • the optical axis of the transmitted light can be set so that it passes on the optical axis of the projection optical system PL, and this enables position measurement of the wafer stage WST without Abbe error.
  • interference occurs between light passing through very close optical paths of ⁇ 1st-order diffracted light, so that light passing through completely different optical paths divided into a moving mirror and a fixed mirror is generated.
  • ambient temperature fluctuations reffractive index fluctuations
  • the present embodiment it is not necessary to separately provide a moving grid around the wafer stage WST, so that the overall size of the wafer stage WST can be suppressed, and thereby high-accuracy positioning and positioning of the wafer stage WST can be suppressed. High acceleration can be achieved. Therefore, it is possible to realize high-precision wafer stage WST position measurement, high-precision positioning and high acceleration of wafer stage WST, and high-throughput and high-precision exposure.
  • the force s is determined by using the encoder to measure the position of the wafer stage WST in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. May be measured using an encoder.
  • the other directions can be measured using another measuring device such as a laser interferometer.
  • wafer stage WST is movable in the direction of six degrees of freedom
  • measurement in the direction of six degrees of freedom may be performed by providing a plurality of encoders 20X and 20YZ.
  • the encoder 20X may have the same configuration as the encoder 20YZ so that measurement in two axes can be performed.
  • FIGS. 4 (A) and 4 (B) a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 (A) and 4 (B).
  • the same reference numerals are used for the same or equivalent components as those in the first embodiment described above, and the description thereof is simplified or omitted.
  • FIG. 4 (A) shows a perspective view corresponding to FIG. 2 of the first embodiment.
  • a reflecting surface 134 is provided at the Y side end of wafer stage WST, and the configuration of encoder body 20Y ′ is the first. This is different from the encoder 20X in this embodiment.
  • Reflective surface 134 is wafer stage WS
  • aluminum is deposited on a surface inclined at 45 ° with respect to the XY plane formed at the Y end of T. That is, the reflecting surface 134 intersects the heel plane at an acute angle in the heel plane.
  • a plate-like first fixed scale 135 having a longitudinal direction as a longitudinal axis direction is provided above the wafer stage WST so as to be substantially parallel to the longitudinal plane.
  • the first fixed scale 135 is a reflective scale on which a pattern (for example, a diffraction grating) having a periodic direction in the radial direction is formed.
  • the first fixed scale 135 is a support scale (not shown) that supports the projection optical system PL. It is fixed to the bottom of the panel. Since the first fixed scale 135 has a diffraction grating on the lower surface side (the ⁇ Z side), it can also be called a fixed grating or a grating member.
  • the position of the laser beam incident on the reflecting surface 134 along the Y-axis direction is set in the X-axis direction so that the optical axis passes through the projection center of the projection optical system PL
  • the first fixed Scale 135 has its center set in the X-axis direction at substantially the same position as the optical axis of the laser light incident on reflecting surface 134.
  • the support surface plate on which the projection optical system PL is mounted is a force S supported by three columns each provided with an anti-vibration mechanism, for example, as disclosed in WO200 / 038952 pamphlet.
  • the support surface plate may be suspended and supported on a main frame member (not shown) disposed above the projection optical system PL.
  • the first fixed scale 135 may be provided on another frame member, for example, a measurement frame supported by being suspended from the main frame member, instead of the supporting surface plate.
  • the supporting surface plate that is, the projection optical system PL
  • the main frame member does not have to be suspended and supported by the main frame member.
  • the encoder body 20Y ' has a force that is configured almost in the same way as the encoder 20X of the first embodiment described above.
  • the second fixed scales 124A and 124B are Points arranged in the Z direction or in a position away from the Z direction, points of the second fixed scale 124A, 124B (for example, transmissive phase grating) having the Z axis direction as the periodic direction, and indexes
  • the pattern of the scale 126 (for example, a transmissive phase grating) is different in that the force axis direction is a periodic direction.
  • this encoder body 20Y ' the light from the light source 22 is irradiated along the Y-axis direction onto the reflecting surface 134, and as shown in FIG. And is incident on the first fixed scale 135.
  • This fixed scale 135 Based on the received light, a plurality of diffracted lights having different orders are generated. 4A and 4B show ⁇ 1st-order diffracted light generated by the first fixed scale 135 among the diffracted lights.
  • the encoder is configured to include at least the encoder body 20Y ′ and the first fixed scale 135! /.
  • FIG. 4 (A) only the encoder main body 20Y ′ for measuring the position of the wafer stage WST in the Y-axis direction is shown, but the present invention is not limited to this. Is provided with a reflective surface similar to the reflective surface 134 at the X-side end) and a first fixed scale for X-axis direction measurement, corresponding to the X-axis direction measurement similar to the encoder body 20Y '. By providing this encoder body, the position of wafer stage WST in the X-axis direction can be measured.
  • the reflective surface provided at the X-side end of wafer stage WST intersects the XY plane at an acute angle (for example, 45 °) in the ZX plane, and the first fixed scale for X-axis direction measurement is in the X-axis direction. It has a pattern that has a periodic direction, and is provided with the X-axis direction as the longitudinal direction, almost parallel to the XY plane. Further, the optical axes of the laser beams incident on the two reflecting surfaces may be arranged so as to be orthogonal at the projection center of the projection optical system PL, for example. Further, instead of using an encoder as a measuring device used for position measurement in the X-axis direction, another measuring device such as an interferometer may be used. Further, the position measurement in the X-axis direction may be performed using the encoder body of the present embodiment, and the position measurement in the Y-axis direction may be measured by a measuring device other than the encoder.
  • the wafer stage WST is provided.
  • the wafer stage WST is not required to be scaled because the position of the wafer stage WST is measured using the first fixed scale 135 provided separately from the wafer stage WST via the reflecting surface 134. Increase in size can be suppressed.
  • ⁇ first-order diffracted light generated from the first fixed scale 135 can be brought close to and guided to the second fixed scales 124A and 124B, highly accurate position measurement can be realized.
  • the force provided by providing only one encoder body 20Y 'for measuring the position in the Y-axis direction of wafer stage WST using reflection surface 134 of wafer stage WST is not limited to this.
  • Two encoder bodies that measure the position in the Y-axis direction may be provided at a predetermined distance in the X-axis direction. In this case, the measurement results of each encoder body are averaged by allowing the optical axes of the light emitted from the two encoder bodies to pass through a position equidistant from the optical axis of the projection optical system PL in the X-axis direction.
  • the position of the wafer stage WST in the Y-axis direction can be measured without Abbe error, and the rotation of the wafer stage WST around the Z-axis can be measured by taking the difference between the measurement results of each encoder body.
  • a reflecting surface may be provided at the + Y side end of wafer stage WST, and an encoder body for measuring the Y-axis direction may be placed on both sides of projection optical system PL in the Y-axis direction.
  • encoder bodies for X-axis direction measurement may be arranged on both sides of the projection optical system PL.
  • the first fixed scale 135 may be a transmissive type instead of a reflective type.
  • FIGS. 5 (A) and 5 (B) a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 (A) and 5 (B).
  • the same or equivalent components as those of the second embodiment described above are denoted by the same reference numerals and the description thereof is simplified or omitted.
  • a pattern for example, a diffraction grating having the X-axis direction as a periodic direction is formed on the reflection surface 134 of the wafer stage WST, and the wafer Above the stage WST, a pattern (for example, a diffraction grating) having the X-axis direction as a periodic direction is formed, and a fixed scale 135 ′ having a Y-axis direction as a longitudinal direction substantially parallel to the XY plane is provided.
  • the configuration of the main body 20X ′ is different from those of the first and second embodiments.
  • Fixed scale 135 ' is a reflective scale, and is fixed to the lower surface of a support surface plate (not shown) that supports projection optical system PL, as in the second embodiment.
  • the encoder body 20X ′ includes a light source 22, a beam splitter 29 provided on the + Y side of the light source 22, and a detector 28 provided below (one Z side) of the beam splitter 29. Contains.
  • FIG. 5B shows a principle diagram of the encoder of the third embodiment.
  • the laser light emitted from the light source 22 passes through the beam splitter 29 and is transmitted.
  • the light enters the scale 134 '(reflecting surface 134).
  • multiple orders of diffracted light are generated by the pattern (diffraction grating) formed on the scale 134 ′ (reflecting surface 134) (in FIGS. 5 (A) and 5 (B), ⁇ Only the first-order diffracted light is shown).
  • the first-order diffracted light is generated by further diffracting the + first-order diffracted light generated in the pattern formed on the surface 134).
  • the soil first-order diffracted light generated on the fixed scale 135 'again goes to the scale 134, (reflecting surface 134), and overlaps and interferes with each other at the same position on the scale 134' (reflecting surface 134).
  • fixed optical elements such as reflecting mirrors 135a and 135b as shown in FIG. 5C or a prism 135c as shown in FIG. It is good also as using.
  • the reflecting mirrors 135a, 135b or the prism 135c are used as the fixed optical element, the reflecting mirror or prism is extended in the Y-axis direction as in the fixed scale 135 ′.
  • the interference light interfered by the scale 134 ′ (reflecting surface 134) is bent toward the detector 28 by the beam splitter 29 and received by the detector 28.
  • the third embodiment includes at least a fixed scale 135 ′ and an encoder body 20X ′.
  • the encoder is made up of.
  • moire fringes are generated by rotating the pattern of the fixed scale 135 ′ and the pattern on the reflecting surface 134 by a minute angle, and the light quantity distribution by the moire fringes is changed. By detecting it, the position information of wafer stage WST in the X-axis direction may be measured.
  • the encoder of the third embodiment even if the wafer stage WST is separated from the light source 22 and the detector 28 as compared with the encoders of the first and second embodiments, the air fluctuations between them, etc. It is the structure which is hard to receive the influence of. This is because the interference occurs between the reflecting surface 135 and the fixed scale 135 ′, and the optical path between the light source 22 and the detector 28 and the reflecting surface 134 basically does not affect the interference state.
  • the pattern on the reflecting surface 134 provided on the wafer stage WST and the fixed scale 135 'provided separately from the wafer stage WST are used. Since the position of wafer stage WST is measured, there is no need to provide an external scale on wafer stage WST. Also in this embodiment, the position of the wafer stage WST can be measured because it is less susceptible to air fluctuations than the conventional interferometer. Therefore, also in this embodiment, high-precision exposure with high throughput can be realized.
  • the present invention is not limited to this, and a configuration as shown in FIG. 6 (A) can also be adopted. It is. That is, in this example, as shown in FIG. 6A, a first fixed scale 235 is provided instead of the fixed scale 135, and the encoder body 20XY is employed.
  • the first fixed scale 235 has a pattern (hereinafter referred to as “X pattern”) 92a, 92b having a periodic direction in the X axis direction, and a Y axis direction in a state sandwiched between the X patterns 92a, 92b. Is provided with a pattern 94 (hereinafter referred to as “Y pattern”).
  • the eyelid pattern 94 is arranged at a position where 0th-order light (0th-order diffracted light, in this case, regular reflected light) among a plurality of diffracted lights generated by the pattern on the reflecting surface 134 is incident,
  • X pattern 92a, 92b is the position where + 1st order diffracted light and 1st order diffracted light can enter Is arranged.
  • the encoder body 20XY has a configuration in which the encoder body 20X ′ in FIG. 5A and the encoder body 20Y ′ in the second embodiment (see FIG. 4A) are combined. Specifically, the light source 22, the beam splitter 29, the detector 28, the second fixed scales 224 A and 224 B, the index scaler 226, and the detector 228 are provided.
  • the position in the X-axis direction is the same as the measurement by the encoder main body (encoder main body in FIG. 5A) 20X ′ of the third embodiment.
  • the position in the Y-axis direction the 0th-order light generated on the reflecting surface 134 is used (in Fig. 6 (A), the light used for the measurement in the Y-axis direction is indicated by a dashed line! / Therefore, measurement can be performed in the same manner as the encoder main body (the encoder main body of FIG. 4A) 20Y ′ of the second embodiment.
  • FIG. 6B unlike FIG. 6A, a two-dimensional lattice pattern is provided on the reflection surface 134 and a fixed scale 335 is provided instead of the fixed scale 235.
  • This fixed scale 335 is provided with a grid-like two-dimensional pattern, and by using these two-dimensional patterns, the position in the XY two-dimensional direction can be measured.
  • the detector 28 as in the detector 48 of the first embodiment (see FIG. 2), a two-dimensional pattern appearing on the detector 28 is obtained by using, for example, a quadrant or CCD. Is detected. By detecting this two-dimensional pattern change, it is possible to measure the position of the wafer stage WST in the XY plane.
  • the X-axis direction of the ⁇ Y side end of wafer stage WST is defined as the periodic direction.
  • a reflective surface similar to the reflective surface 134 having a pattern with the Y-axis direction as the periodic direction is provided at the X-side end (or X-side end), and a fixed scale for measuring the Y-axis direction is provided.
  • it is possible to measure the position of wafer stage WST in the Y-axis direction by providing an encoder body for Y-axis measurement similar to encoder body 20X '.
  • a fixed scale similar to the fixed scale 235 is placed with the X-axis direction as the longitudinal direction, and the encoder main body similar to the encoder main body 20XY is the + X side end (or X side end) of the wafer stage WST. ) May be arranged to face the reflecting surface.
  • a reflection surface similar to the reflection surface 134 having a two-dimensional grid pattern is provided at the + X side end (or X side end) of the wafer stage WST.
  • a fixed scale similar to the fixed scaler 335 is placed with the X-axis direction as the longitudinal direction, and the encoder body 20X Y 'is placed facing the reflective surface of the wafer stage WST + X side end (or X side end) You may do it.
  • any two of the three encoders having the configurations shown in FIG. 5 (A), FIG. 6 (A), and FIG. 6 (B) are combined, and one of them is combined with wafer stage WST. You may place the other on the X side and the other on the Y side.
  • the first fixed scale 135 has a pattern (hereinafter referred to as the pattern 94 for convenience) having the Y-axis direction as the periodic direction, similar to the pattern 94 formed on the first fixed scale 235 described above. Therefore, using the encoder body 20XY and the first fixed scale 235 (pattern 94 part) it can.
  • two laser beams LI and L2 (see FIG. 7B) having different angles from the light source 22 are irradiated onto the reflecting surface 134, and measurement is performed using these two laser beams LI and L2.
  • the position information in the Z-axis direction and Y-axis direction is measured using the results.
  • FIGS. 7A to 7C the first fixed scale 135 and the vicinity of the Y end (reflection surface 134) of wafer stage WST are shown in a simplified manner.
  • the Z position of wafer stage WST is changed from the side to the + side in the order of FIGS. 7 (A), 7 (B), and 7 (C).
  • FIGS. 7A and 7C the state of FIG. 7B is indicated by a dotted line.
  • Fig. 7 (B) when two laser beams (L1 and L2) with different angles from the light source are irradiated onto the reflecting surface 134, the laser beams Ll and L2 are respectively Then, the light is reflected by the reflecting surface 134 at the same reflection angle as the incident angle, and is incident on the pattern 94 of the first fixed scale 135. At this time, the positions where the respective laser beams are incident on the pattern 94 of the first fixed scale 135 are shown as points A and B, respectively. Although not shown, the incident laser light is diffracted in the Y-axis direction at points A and B, respectively, and passes through an optical path similar to the one-dot chain line in FIG. (For convenience, write detectors 228A and 228B).
  • the second fixed scalers 224A and 224B and the index scale 226 may be shared by the laser beams LI and L2.
  • detectors 228A and 228B measurement results corresponding to the positions of points A and B can be obtained.
  • point A 'B between point AB in Fig. 7 (B) and point A' B 'in Fig. 7 (A).
  • the distance between 'A' and 'B' becomes wider between points AB in Fig. 7 (B) and between points A "B" in Fig. 7 (C).
  • the wafer stage WST in the Z-axis direction The position is calculated and the position control of wafer stage WST is performed.
  • FIGS. 8 (A) to 8 (C) show states in which the positions of wafer stage WST in the Y-axis direction are different from each other.
  • Fig. 8 (B) shows the same state as Fig. 7 (B)
  • Fig. 8 (A) shows the Y position in Fig. 8 (B) as a reference (Fig. 8 (B) state. Is shown on the Y side.
  • Figure 8 (C) shows the Y position in Figure 8 (B) as a reference (the state in Figure 8 (B) is a dotted line). ), And the state shifted to the + Y side is shown.
  • the points A 'and B' in Fig. 8 (A) are the movement distance of the wafer stage WST from the points ⁇ and ⁇ , as shown in Fig. 8 (A) to Fig. 8 (C).
  • the point A ", ⁇ " in Fig. 8 (C) moves to the ⁇ side by the same distance as the moving distance of the wafer stage WST from point ⁇ , point ⁇ . Yes. Therefore, if the measurement result by the laser beam L1 is Ma and the measurement result by the laser beam L2 is Mb, the position Py in the Y-axis direction of the wafer stage WST can be expressed by the following equation (2).
  • the position of wafer stage WST in the Y-axis direction is calculated, and position control of wafer stage WST is performed.
  • an encoder having the same configuration as the encoder of Fig. 6 (A) is employed, measurement is performed using two laser beams Ll and L2, and the measurement result and
  • the positions in the Y-axis and Z-axis directions can be measured.
  • measurement can be performed without increasing the number of fixed scales provided around the wafer stage WST.
  • the force S which is to measure the radial direction of the wafer stage WST and the position in the radial direction, using the same configuration as the encoder in Fig. 6 (A).
  • the present invention is not limited to this, and the configuration of other embodiments (for example, the configuration of FIG. 4A or FIG. 6B) is used to perform the axial direction and the vertical axis in the same manner as in the fourth embodiment. Position measurement in the axial direction may be performed.
  • two encoders using two laser beams LI and L2 having different angles described in the fourth embodiment are arranged on one side and the other side of the projection optical system in the Y-axis direction, respectively.
  • the tilt information (rotation information in the ⁇ X direction) of wafer stage WST may be measured from the position information in the Z-axis direction of wafer stage WST measured by the two encoders.
  • two encoders using two laser beams LI and L2 having different angles described in the fourth embodiment are arranged on one side and the other side of the projection optical system in the X-axis direction, respectively.
  • the tilt information (direction rotation information) of the wafer stage WST may be measured from the position information of the wafer stage WST in the Z-axis direction measured by one encoder.
  • two encoders using two laser beams LI and L2 having different angles described in the fourth embodiment are provided in at least one of the + ⁇ side, the X side, the + ⁇ side, and the ⁇ side of the projection optical system.
  • One may be arranged.
  • reflection surfaces having different angles may be prepared.
  • the force described in the case where the reflecting surface inclined by 45 ° with respect to the vertical plane is provided at the end of wafer stage WST is not limited to this. It is also possible to adopt a configuration as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 9 (A), by providing two sets of reflecting surfaces 25a and 25b on wafer stage WST, it is possible to have the same function as a reflecting surface inclined by 45 °. By doing so, it is possible to separately provide a pattern having the X-axis direction as a periodic direction and a pattern having the Y-axis direction as a periodic direction on each reflecting surface. This increases the degree of freedom in pattern production.
  • prism 25 may be provided on wafer stage WST as shown in FIG. 9B.
  • a pattern can be provided on at least one of the transmission surfaces 25c and 25d as well as the reflection surface.
  • the encoders according to the above embodiments and modifications can be used in appropriate combination.
  • the coder main body 20XY 'and the encoder see Fig. 7 (A) to Fig. 8 (C)
  • Fig. 7 (A) to Fig. 8 (C) that can measure in two axes as described in the fourth embodiment
  • X, ⁇ , ⁇ , ⁇ ⁇ , 6 y, ⁇ z directions can be measured simultaneously.
  • the optical axis of the light emitted from the two encoder bodies 20XY ' can be measured with high accuracy without Abbe error by allowing the optical axis of the projection optical system to pass through a position equidistant from the optical axis of the projection optical system PL. It becomes.
  • the measurement is performed using the soil first-order diffracted light.
  • the measurement is not limited to this, and the measurement is performed using ⁇ second-order, third-order, ... n-order diffracted light. Also good.
  • the force is assumed to place the light sources (22, 42) facing the side surface of wafer stage WST.
  • the light source is placed away from wafer stage WST, and the light source
  • the laser light emitted from the optical fiber may be transmitted using an optical member (for example, an optical fiber and / or a mirror).
  • the laser light from one light source may be branched into a plurality and guided to each encoder body.
  • At least a part of the encoder body described above is, for example, a support surface plate on which the projection optical system PL is mounted, or the measurement described above. It may be provided on a frame or the like.
  • a one-dimensional and / or two-dimensional periodic pattern (such as a diffraction grating) may be directly formed on the reflection surface of the wafer stage WST, for example, a low thermal expansion coefficient.
  • a periodic pattern may be formed on a plate-shaped member made of the above material (ceramics or the like), and the plate-shaped member may be fixed to the wafer stage.
  • the force described in the case where an encoder is used for measurement of wafer stage WST is not limited to this, and can also be used for measurement of reticle holder RH.
  • a DFB semiconductor laser or fiber laser Single-wavelength laser light in the infrared or visible range that is oscillated is amplified by, for example, a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium), and converted to ultraviolet light using a nonlinear optical crystal.
  • a converted harmonic may be used.
  • the projection optical system may be not only a reduction system but also an equal magnification or an enlargement system.
  • the projection optical system may be not only a refractive system but also a reflective system or a catadioptric system, and the projected image may be an inverted image or an erect image.
  • the exposure area irradiated with the illumination light IL through the projection optical system PL is a force that is an on-axis area including the optical axis AX within the field of the projection optical system PL.
  • an optical system (reflection system or reflex system) that has a plurality of reflecting surfaces and forms an intermediate image at least once is provided in a part thereof, and has a single optical axis.
  • the exposure area may be an ophaxis area that does not include the optical axis AX.
  • the center of the exposure area that is, the projection center of the projection optical system PL is different from the optical axis AX.
  • the power described in the present invention is applied to an S-step-and-repeat exposure apparatus (so-called stepper), and the present invention is not limited to this. It is also possible to apply to a scanning type exposure apparatus.
  • the encoder of each of the above embodiments can be used to measure the position of the reticle stage that can move in at least one axial direction while holding the reticle. If this encoder is equipped with a fixed scale (135, 135 ', 235, 335) as shown in Fig. 5 (A), the fixed scale may be placed either above or below the reticle stage. Good.
  • the present invention can be suitably applied to a step-and-stitch type exposure apparatus, a proximity type exposure apparatus, a mirror projection aligner, and the like.
  • the present invention may also be applied to an immersion type exposure apparatus disclosed in, for example, pamphlet of International Publication No. 2004/053955 and the like, in which a liquid is filled between the projection optical system and the wafer. .
  • the reflective surface (134, etc.) of the wafer stage may be covered with, for example, a liquid repellent cover member (eg, a glass plate or a thin film), or the liquid reaches the reflective surface.
  • a member for example, a groove
  • the present invention can be applied to any exposure apparatus that uses charged particle beams.
  • the exposure apparatus of each of the above embodiments is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-163099 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-214783 (corresponding US Pat. No. 6,590,634), and international publication.
  • pamphlet No. 98/40791 etc. twin wafers that can perform exposure and measurement operations (for example, mark detection by alignment system) almost in parallel using two wafer stages. Stage type is also acceptable.
  • the exposure apparatus of the above embodiment has a measurement member (for example, a reference mark and / or a sensor) separately from the wafer stage, as disclosed in, for example, pamphlet of International Publication No. 2005/074014. It may be provided with a measurement stage including.
  • force using a light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern 'dimming pattern') is formed on a light-transmitting substrate instead of this mask,
  • a predetermined light-shielding pattern or phase pattern 'dimming pattern'
  • an electronic mask or variable shaping mask that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed.
  • a non-luminous image display element including DMD (Digital Micro-mirror Device) which is a kind of spatial light modulator
  • the present invention is also applied to an exposure apparatus (lithography system) that forms a device pattern on a wafer by forming interference fringes on the wafer as disclosed in, for example, WO 2001/035168. Apply with force S.
  • JP-T-2004-519850 corresponding to US Pat. No. 6,611,316
  • two reticle patterns are transferred through a projection optical system.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that combines the above and double exposes one shot area on the wafer almost simultaneously by one scan exposure.
  • the apparatus for forming a pattern on an object is not limited to the exposure apparatus (lithography system) described above, and the present invention can also be applied to an apparatus for forming a pattern on an object by, for example, an ink jet method. .
  • the present invention is not limited to application to an exposure apparatus for manufacturing semiconductor devices.
  • liquid crystal display elements formed on square glass plates, or exposure devices for display devices such as plasma displays, imaging devices (CCD, etc.), micromachines, organic EL, thin film magnetic heads, DNA chips, etc. It can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing various devices.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that manufactures a mask (photomask, reticle, etc.) on which mask patterns of various devices are formed by using a lithographic process.
  • the object to be exposed to which the energy beam is irradiated in each of the above embodiments is not limited to the wafer, but may be another object such as a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank.
  • the exposure apparatus (pattern forming apparatus) of each of the above embodiments has various mechanical systems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application, with predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, optical Manufactured by assembling to maintain accuracy.
  • various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy
  • various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy
  • various electrical systems N / A and adjustments are made to achieve electrical accuracy.
  • the assembly process from various subsystems to exposure equipment includes mechanical connections, electrical circuit wiring connections, and pneumatic circuit piping connections between the various subsystems. It goes without saying that each subsystem has an assembly process before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies for the exposure apparatus as a whole. It is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room where the temperature and cleanliness are controlled.
  • a semiconductor device has a function function / performance design step, a reticle manufacturing step based on this step, a wafer formation step from a silicon material, and a reticle pattern formed by the exposure apparatus of each of the above embodiments.
  • the step of transferring to the wafer the step of developing the wafer on which the pattern has been transferred (formed), the etching of the wafer after the development, and removing the exposed parts other than the portions where the resist remains.
  • the circuit pattern is formed, the resist is removed after etching, the device is assembled (including the dicing process, bonding process, and packaging process), and the inspection process.
  • the moving body device of the present invention is suitable for driving the moving body in at least one axial direction within the moving surface.
  • the exposure apparatus and exposure method of the present invention are suitable for forming a pattern by exposing an object.
  • the device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing micro devices.

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Abstract

　ウエハステージ（ＷＳＴ）の側面に移動格子（３０Ｘ）が設けられ、該移動格子に対して、光源（２２）から光を照射し、光源との間の位置関係が固定の固定スケール（２４Ａ，２４Ｂ）及びインデックススケール（２６）により移動格子で発生する回折光が干渉され、検出器（２８）により該干渉された光が検出される。この場合、移動格子がウエハステージの側面に設けられているので、ウエハステージ全体の大型化を抑制することができる。また、干渉は非常に近接した光路を通る複数の回折光（例えば±１次回折光）の間で生じるので、従来の干渉計に比べて周辺雰囲気の揺らぎによる影響が少なくなり、これにより、高精度な移動体の位置情報の計測が可能となる。

Description

明 細 書
移動体装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 技術分野
[0001] 本発明は移動体装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、 更に詳しくは、移動面内の少なくとも一軸方向に移動する移動体を備える移動体装 置、該移動体装置を具備する露光装置及び物体を露光してパターンを形成する露 光方法、並びに前記露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。
背景技術
[0002] 従来、半導体素子、液晶表示素子等のマイクロデバイス（電子デバイス）を製造す るに際し、リソグラフイエ程では、ステップ'アンド'リピート方式の縮小投影露光装置（ V、わゆるステツパ）、又はステップ ·アンド ' ·スキャン方式の走査型投影露光装置（レ、わ ゆるスキャニング'ステツパ（スキャナとも呼ばれる））などが比較的多く用いられている
[0003] この種の露光装置では、ウェハ又はガラスプレートなどの基板（以下、「ウェハ」と総 称する）上の複数のショット領域にレチクル（又はマスク）のパターンを転写するため に、ウェハを保持するウェハステージは XY二次元方向に例えばリニアモータ等によ り駆動される。特に、スキャニング'ステツバの場合、ウェハステージのみならず、レチ クルを保持するレチクルステージもリニアモータ等により走査方向に所定ストロークで 駆動される。レチクルステージ及びウェハステージの位置計測は、長期に渡って計 測の安定性が良好で、高分解能なレーザ干渉計を用いて行われるのが、一般的で ある。
[0004] しかるに、半導体素子の高集積化に伴う、パターンの微細化により、より高精度なス テージの位置制御性が要求されるようになり、今や、レーザ干渉計のビーム光路上の 雰囲気の温度揺らぎに起因する計測値の短期的な変動が無視できなくなりつつある
[0005] 一方、最近では、位置計測装置の一種であるエンコーダとして、計測分解能が、レ ザ干渉計と同程度以上のものが出現しており、露光装置内において、エンコーダ（ リニアスケールと測長装置を含む）をウェハステージの位置計測に用いる技術も提案 されてレ、る (例えば、特許文献 1参照）。
[0006] しかるに、上記特許文献 1に記載のエンコーダなどでは、リニアスケールを、ウェハ ステージ上のウェハ載置位置から（露光光が実際に照射される位置から）遠く離れた 位置に設置する必要があつたため、計測の際にアッベ誤差が発生するとともに、ゥェ ハステージ全体の外形が大きくなるおそれがあった。
[0007] 特許文献 1 :特開 2004-101362号公報
発明の開示
課題を解決するための手段
[0008] 本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第 1の観点からすると、移動面 内の少なくとも一軸方向に移動する移動体と；前記移動体の前記移動面に交差する 所定面上の移動格子に光を照射する光源と、前記光源との間の位置関係が固定で 、前記移動格子で発生する複数の回折光を干渉させる光学系と、前記干渉した光を 検出する検出器と、を有する計測装置と;を備える第 1の移動体装置である。
[0009] これによれば、移動体の移動面に交差する所定面に移動格子が設けられ、該移動 格子に対して、計測装置の光源から光が照射され、光源との間の位置関係が固定の 光学系により移動格子で発生する複数の回折光が干渉され、検出器により該干渉さ れた光が検出される。この場合、移動格子が移動体の一部である所定面に設けられ ていることにより、移動体全体の大型化を抑制することができる。また、干渉は非常に 近接した光路を通る複数の回折光（例えば土 1次回折光）の間で生じるので、従来の 干渉計に比べて周辺雰囲気の揺らぎによる影響が少なくなり、これにより、高精度な 移動体の位置情報の計測が可能となる。また、干渉計と同様、計測装置の光源から 照射される光の光軸を、計測の基準となる基準点上を通るように設定することができ、 これによりアッベ誤差のない計測が可能となる。しかし、アッベ誤差の無い計測に限 定されるものでな!/、ことは勿論である。
[0010] 本発明は第 2の観点からすると、移動面内の少なくとも一軸方向に移動し、その一 部に、前記移動面に交差する反射面を有する移動体と；前記反射面に光を照射する 光源と、前記光源との間の位置関係が固定で、前記一軸方向を周期方向とする一次 元格子を有し、前記反射面において反射した光が入射する固定スケールと、前記一 次元格子で発生する複数の回折光を干渉させる光学系と、前記干渉した光を検出 する検出器と、を有する計測装置と；を備える第 2の移動体装置である。
[0011] これによれば、計測装置の光源から、移動体の反射面に光が照射され、該反射面 で反射した光が、光源との間の位置関係が固定とされた固定スケールの一次元格子 に入射する。そして、一次元格子で発生する複数の回折光が光学系によって干渉さ れ、該干渉された光が検出器により検出される。このように、移動体に設けられた反 射面を介して一次元格子を用いた移動体の位置計測を行うことができるので、移動 体に一次元格子を設ける必要が無ぐ移動体の大型化を抑制することが可能となる。 また、固定スケールで発生する複数の回折光を近接させて光学系に導くことができる ので、従来の干渉計に比べて周辺雰囲気の揺らぎによる影響が少ないので、高精度 な移動体の位置情報の計測が可能となる。また、干渉計と同様、計測装置の光源か ら照射される光の光軸を、計測の基準となる基準点上を通るように設定することがで きる。
[0012] 本発明は、第 3の観点からすると、移動面内の少なくとも一軸方向に移動する移動 体と；前記移動体に設けられた、前記移動面に交差する面に沿って配列された移動 格子に光を照射するとともに、前記移動格子を介した光を検出することにより、前記 移動体の位置を計測する計測装置と；を備える第 3の移動体装置である。
[0013] これによれば、移動体に設けられる移動格子が、移動面に交差する面に沿って配 歹 IJされているため、従来の干渉計に比べて周辺雰囲気の揺らぎによる影響が少ない 。このため、高精度な移動体の位置情報の計測が可能となる。また、移動体全体の 大型化を抑制することができる。
[0014] 本発明は、第 4の観点からすると、移動面内の少なくとも一軸に平行な方向に移動 する移動体と；前記移動体の前記移動面に交差する所定面上の移動格子に光を照 射する光源と、前記光源との間の位置関係が固定で、前記移動格子にて回折された 光を回折又は反射し、前記移動格子に戻す固定光学素子と、前記移動格子を再度 介して干渉された光を検出する検出器と、を有する計測装置と;を備える第 4の移動 体装置である。 [0015] これによれば、計測装置の光源から、移動体の移動面に交差する所定面上の移動 格子に光が照射され、該移動格子で回折された光が、固定光学素子に入射する。こ の固定光学素子に入射した光は、固定光学素子で回折又は反射されて移動格子に 戻り、移動格子において干渉された光が検出器において検出される。この場合、移 動体の一部である所定面に移動格子が設けられているため、移動体全体の大型化 を抑制すること力 Sできる。また、干渉は、固定光学素子と移動格子との間で生じるの で、従来の干渉計に比べて周辺雰囲気の揺らぎによる影響が少なくなり、これにより 高精度な移動体の位置情報の計測が可能となる。なお、干渉計と同様、計測装置の 光源から照射される光の光軸が、計測の基準となる基準点上を通るように設定するこ と力 Sできる。
[0016] 本発明は、第 5の観点からすると、所定の平面内の互いに直交する第 1及び第 2方 向に移動し、前記平面と鋭角で交差しかつ回折格子が形成される反射面を有する移 動体と；前記平面とほぼ平行に前記第 1方向に延設され、かつ前記反射面がその一 部と対向する固定光学素子を含み、前記第 1方向に沿って前記反射面に光ビームを 照射するとともに、前記反射面から発生して前記固定光学素子及び前記反射面で反 射される回折ビームを干渉させて検出し、前記移動体の位置情報を計測する計測装 置と；を備える第 5の移動体装置である。
[0017] これによれば、計測装置は、所定の平面とほぼ平行に第 1方向に延設されかつ回 折格子を有する固定スケールを含み、移動体の反射面を介して固定スケールに光ビ ームを照射するとともに、固定スケール力 発生する複数の回折ビームを干渉させて 検出し、移動体の位置情報を計測する。このため、移動体に格子を設ける必要が無 ぐ移動体の大型化を抑制することが可能となる。また、従来の干渉計に比べて周辺 雰囲気の揺らぎによる影響が少ないので、高精度な移動体の位置情報の計測が可 能となる。
[0018] 本発明は、第 6の観点からすると、所定の平面内の互いに直交する第 1及び第 2方 向に移動する移動体と；前記平面とほぼ平行に前記第 1方向に延設されかつ回折格 子を有する固定スケールを含み、前記移動体の反射面を介して前記固定スケール に光ビームを照射するとともに、前記固定スケール力 発生する複数の回折ビームを 干渉させて検出し、前記移動体の位置情報を計測する計測装置と；を備える第 6の 移動体装置である。
[0019] これによれば、計測装置は、所定の平面とほぼ平行に第 1方向に延設されかつ回 折格子を有する固定スケールを含み、移動体の反射面を介して固定スケールに光ビ ームを照射するとともに、固定スケール力 発生する複数の回折ビームを干渉させて 検出し、移動体の位置情報を計測する。このため、移動体に格子を設ける必要が無 ぐ移動体の大型化を抑制することが可能となる。また、従来の干渉計に比べて周辺 雰囲気の揺らぎによる影響が少ないので、高精度な移動体の位置情報の計測が可 能となる。
[0020] 本発明は、第 7の観点からすると、所定の平面内の互いに直交する第 1及び第 2方 向に移動し、前記第 2方向に沿って延設され、前記第 1方向と平行かつ前記平面と 直交する面内で前記平面と鋭角で交差する第 1反射面と、前記第 1方向に沿って延 設され、前記第 2方向と平行かつ前記平面と直交する面内で前記平面と鋭角で交差 する第 2反射面とを有する移動体と；前記平面とほぼ平行かつ前記第 1及び第 2方向 にそれぞれ延設される第 1及び第 2反射部材を含み、前記第 1反射面に第 1光ビー ムを照射するとともに、前記第 1反射部材及び前記第 1反射面で反射する複数の第 1 回折ビームを干渉させて検出し、前記第 2反射面に第 2光ビームを照射するとともに 、前記第 2反射部材及び前記第 2反射面で反射する複数の第 2回折ビームを干渉さ せて検出し、前記移動体の前記第 1及び第 2方向の位置情報を計測する計測装置と ；を備え、前記第 1反射面及び前記第 1反射部材の少なくとも一方、及び前記 2反射 面及び前記第 2反射部材の少なくとも一方に回折格子が設けられる第 7の移動体装 置である。
[0021] これによれば、計測装置により、従来の干渉計に比べて周辺雰囲気の揺らぎによる 影響が少ない、高精度な移動体の第 1及び第 2方向の位置情報の計測が可能となる 。また、第 1反射面及び第 1反射部材の少なくとも一方、及び 2反射面及び第 2反射 部材の少なくとも一方に回折格子が設けられるので、移動体全体の大型化を抑制す ること力 Sでさる。
[0022] 本発明は、第 8の観点からすると、物体を露光してパターンを形成する露光装置で あって、前記物体を保持して移動する移動体を含む本発明の第 1〜第 7の移動体装 置のいずれかを具備する第 1の露光装置である。
[0023] これによれば、上記各移動体装置に含まれる移動体が、物体を保持して移動する ことから、物体を露光してパターンを形成する際に、高精度かつ高加速度での物体 の移動が可能となり、これにより、高精度な露光を高スループットで行うことが可能と なる。
[0024] 本発明は、第 9の観点からすると、マスクに形成されたパターンを物体上に転写す る露光装置であって、前記マスク及び前記物体の少なくとも一方を保持して移動する 移動体を含む本発明の第 1〜第 7の移動体装置のいずれかを具備する第 2の露光 装置である。
[0025] これによれば、上記各移動体装置に含まれる移動体により、マスク及び物体の少な くとも一方が保持され駆動される。このため、マスクに形成されたパターンを物体上に 転写する際に、高精度かつ高加速度でのマスク及び物体の少なくとも一方の移動が 可能であり、これにより、高精度な露光を高スループットで行うことが可能となる。
[0026] 本発明は第 10の観点からすると、物体を露光して該物体上にパターンを形成する 露光方法であって、前記物体を保持して移動面に沿って移動する移動体の前記移 動面に交差する所定面に光を照射し、該所定面と前記所定面に対して所定の位置 関係とされた移動格子とを介した光を用いて前記移動体の位置を計測し、前記計測 結果に基づいて、前記移動体を移動しつつ前記物体を露光する第 1の露光方法で ある。
[0027] これによれば、物体を保持して移動する移動体の、移動面に交差する所定面及び 該所定面に対して所定の位置関係とされた移動格子を介して移動体の位置を計測 することから、従来の干渉計に比べて周辺雰囲気の揺らぎの影響が小さい。また、移 動体に別途計測用の部材を設ける必要が無ぐ移動体全体の大型化が抑制される。 これにより、移動体の高精度な位置決め及び高加速度化が可能となり、高スループッ トかつ高精度な露光を実現することが可能となる。
[0028] 本発明は、第 11の観点からすると、露光光で物体を露光する露光方法であって、 前記物体を、所定の平面内の互いに直交する第 1及び第 2方向に移動するとともに、 前記平面と鋭角で交差しかつ回折格子が形成される反射面を有する移動体で保持 し、前記第 1方向に沿って前記反射面に光ビームを照射するとともに、前記反射面か ら発生して、前記平面とほぼ平行に前記第 1方向に延設される固定光学素子及び前 記反射面で反射される回折ビームを干渉させて検出して、前記移動体の位置情報を 計測し、前記位置情報に基づ!/、て前記移動体を移動する第 2の露光方法である。
[0029] これによれば、移動体の高精度な位置決め及び高加速度化が可能となり、高スノレ 一プットかつ高精度な露光を実現することが可能となる。
[0030] 本発明は、第 12の観点からすると、露光光で物体を露光する露光方法であって、 前記物体を、所定の平面内の互いに直交する第 1及び第 2方向に移動する移動体 で保持し、前記移動体の反射面を介して、前記平面とほぼ平行に前記第 1方向に延 設されるかつ回折格子を有する固定スケールに光ビームを照射するとともに、前記固 定スケール力 発生する複数の回折ビームを検出して、前記移動体の位置情報を計 測し、前記位置情報に基づ!/、て前記移動体を移動する第 3の露光方法である。
[0031] これによれば、移動体の高精度な位置決め及び高加速度化が可能となり、高スノレ 一プットかつ高精度な露光を実現することが可能となる。
[0032] また、リソグラフイエ程において、本発明の第 1〜第 3の露光方法のずれかを用いて 物体を露光し、該物体上にパターンを形成し、そのパターンが形成された物体に処 理 (例えば現像、エッチング等）を施すことにより、高集積度のマイクロデバイスの生 産性を向上することが可能である。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本 発明の第 1〜第 3の露光方法のいずれかを用いるデバイス製造方法であるとも言える
〇
図面の簡単な説明
[0033] [図 1]第 1の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
[図 2]ウェハステージ及びエンコーダを示す斜視図である。
[図 3]図 2のエンコーダ 20Xを示す平面図である。
[図 4]図 4 (A)は、第 2の実施形態に係るエンコーダを説明するための斜視図であり、 図 4 (B)は、図 4 (A)の反射面 134近傍を + X方向から見た状態を示す図である。
[図 5]図 5 (A)は、第 3の実施形態のエンコーダを説明するための斜視図であり、図 5 ( B)は、図 5 (A)のエンコーダの原理を説明するための図であり、図 5 (C)及び図 5 (D )は、図 5 (A)の固定スケールの変形例を示す図である。
[図 6]図 6 (A)は、第 3の実施形態の変形例 (その 1)を示す斜視図であり、図 6 (B)は 、第 3の実施形態の変形例 (その 2)を示す斜視図である。
[図 7]図 7 (A)〜図 7 (C)は、第 4の実施形態における、ウェハステージの Z軸方向に 関する位置計測の原理を説明するための図である。
[図 8]図 8 (A)〜図 8 (C)は、第 4の実施形態における、ウェハステージの Y軸方向に 関する位置計測の原理を説明するための図である。
[図 9]図 9 (A) ,図 9 (B)は、反射面 134の変形例を示す図である。
[図 10]6自由度計測を行うためのエンコーダの配置の一例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0034] 《第 1の実施形態》
以下、本発明の第 1の実施形態を図 1〜図 3に基づいて説明する。
[0035] 図 1には、第 1の実施形態に係る露光装置 10の概略的な構成が示されている。露 光装置 10は、ステツパ等の一括露光型の投影露光装置である。後述するように本実 施形態では、投影光学系 PLが設けられており、以下においては、この投影光学系 P Lの光軸 AXと平行な方向を Z軸方向、これに直交する面内で図 1おけるし面内左右 方向を Y軸方向、 Z軸及び Y軸に直交する方向（図 1における紙面直交方向）を X軸 方向とし、 X軸、 Y軸、及び Z軸回りの回転 (傾斜）方向をそれぞれ θ χ、 Θ y、及び Θ z 方向として説明を行う。
[0036] 露光装置 10は、照明ユニット IOP、レチクル Rを保持するレチクルホルダ RH、投影 光学系 PL、ウェハ Wを保持して所定の平面（本実施形態では、互いに直交する X軸 及び Y軸を含む XY平面）に沿って二次元移動するウェハステージ WSTを含むステ ージ装置 50、及びこれらの制御系等を含んでレ、る。
[0037] 照明ユニット IOPは、光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞 り（マスクキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）で規定される矩形 (例え ば、正方形）の照明領域に照明光 ILを照射し、回路パターンが形成されたレチクル R を均一な照度で照明する。照明光 ILとしては、例えば超高圧水銀ランプからの紫外 域の輝線（波長 436nmの g線、波長 365nmの i線等）が用いられるものとする。ただ し、それらに代えて、 KrFエキシマレーザ光（波長 248nm)、又は ArFエキシマレー ザ光（波長 193nm)ある!/、は Fレーザ光（波長 157nm)などの真空紫外光を用いる こととしても良い。
[0038] レチクルホルダ RHは、照明ユニット IOPの下方に配置されている。レチクルホルダ RHは、実際には、投影光学系 PLの上面に載置されている（ただし、図 1では図示の 便宜上、レチクルホルダ RHと投影光学系 PLとが離間して示されている）。具体的に は、レチクルホルダ RHは、投影光学系 PLの上面に固定されたベース上で、レチク ノレ Rを保持して不図示の制御装置により X軸方向、 Y軸方向、 Θ z方向に微小駆動可 能とされている。なお、レチクルホルダ RHは、単にレチクル Rを保持するだけの機能 を有するように構成し、レチクル Rの駆動は行わないようにしても良い。また、レチクル ホルダ RHと投影光学系 PLとを分離して配置してもよい。
[0039] レチクル Rの一部には、一対のァライメントマーク（不図示）が設けられて!/、る。本第
1の実施形態では、不図示の制御装置が、露光前に、この一対のァライメントマークと これに対応するウェハステージ WST上の基準マークとをレチクルァライメント系を用 V、て計測し、該計測結果を用いて、例えばレチクルホルダ RHを微小駆動してレチク ノレ Rの位置決め（レチクルァライメント）を行う。
[0040] 投影光学系 PLとしては、例えば、 Z軸方向と平行な光軸 AXに沿って配列される複 数のレンズ (レンズエレメント）力も成る屈折光学系が用いられて!/、る。投影光学系 PL は、例えば、両側テレセントリックで所定の投影倍率 (例えば 1/4あるいは 1/5)を 有する。このため、照明ユニット IOPからの照明光 ILによって照明領域が照明される と、投影光学系 PLの第 1面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチク ノレ Rを通過した照明光 ILにより、投影光学系 PLを介してその照明領域内のレチクル の回路パターンの縮小像が、その第 2面（像面)側に配置され、表面にレジスト (感光 剤）が塗布されたウェハ W上の前記照明領域に共役な領域 (露光領域）に形成され
[0041] 投影光学系 PLの近傍には、ウェハ W上のァライメントマーク又はウェハステージ W ST上の基準マークを検出するためのァライメント系 ALGが設けられて!/、る。このァラ ィメント系 ALGとしては、例えば画像処理方式のセンサを用いることができ、画像処 理方式のセンサは、例えば特開平 4 65603号公報及びこれに対応する米国特許 第 5, 493, 403号明細書などに開示されている。ァライメント系 ALGによる検出結果 は、不図示の制御装置に送られる。
[0042] ステージ装置 50は、不図示のウェハホルダを介してウェハ Wを保持するウェハステ ージ WST、及びウェハステージ WSTを駆動するウェハステージ駆動系 124等を備 えている。ウェハステージ WSTは、投影光学系 PLの図 1における下方に配置され、 その底面に設けられた気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって、不図示のベ ースの上面の上方に非接触で支持されている。ウェハステージ WSTは、例えばリニ ァモータ及びボイスコイルモータなどを含むウェハステージ駆動系 124によって、 XY 平面（移動面）内の X軸方向及び Y軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、 X Y平面に直交する Z軸方向及び回転方向（ θ X方向、 Θ y方向及び Θ z方向）に微小 駆動される。
[0043] 上記のように、本第 1の実施形態では、ウェハステージ WSTが 6自由度で駆動可 能な単一のステージであるものとしたが、これに限らず、 XY平面内で自在に移動可 能な XYステージと、該 XYステージ上で少なくとも Z, θ X, Θ y方向の 3自由度方向 で駆動されるテーブルとによってウェハステージ WSTを構成しても勿論良い。
[0044] ウェハステージ WSTの位置情報は、図 1に示されるリニアエンコーダシステム 20に よって、常時検出され、不図示の制御装置に送られる。
[0045] これを更に詳述すると、リニアエンコーダシステム 20は、図 2に示されるような、いわ ゆる 3格子干渉エンコーダから成る Xエンコーダ 20X、及び YZエンコーダ 20YZを含 んでいる。
[0046] Xエンコーダ 20Xは、図 2及びエンコーダ 20Xの平面図である図 3に示されるように 、ウェハステージ WSTの—Y側の面に設けられた移動格子 30Xに対して、光を照射 する光源 22と、光源 22との間の位置関係が固定で、移動格子 30Xで発生する回折 光を集光させる固定スケール 24A, 24Bと、固定スケール 24A, 24Bにて集光された 回折光を干渉させるインデックススケール 26と、インデックススケール 26にて干渉し た光を検出する検出器 28とを含んで!/、る。 [0047] 光源 22は、例えばコヒーレントな光、例えば波長え（ = 850nm)のレーザ光を図 1 における Y方向から + Y方向に向けて射出する。この場合、光源 22から射出され るレーザ光の光軸が投影光学系 PLの投影中心（本実施形態では光軸 AXと一致)を 通るように光源 22の位置が設定されて!/、る。
[0048] 移動格子 30Xは、 X軸方向を周期方向とする回折格子である。この移動格子 30X では、入射した光に基づいて、次数が異なる複数の回折光を発生させる。図 2では、 それらの回折光のうち、移動格子 30Xで発生した ± 1次回折光が示されている。
[0049] 固定スケール 24A, 24Bは、 X軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプ レートから成る透過型の位相格子であり、光源 22よりも—Y側に配置されている。また 、インデックススケール 26は、 X軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプレ ートから成る透過型の位相格子であり、固定スケール 24A, 24Bよりも— Y側に配置 されている。
[0050] 固定スケール 24Aは、移動格子 30Xで発生した— 1次回折光を回折して + 1次回 折光を生成し、この + 1次回折光はインデックススケール 26に向かう。また、固定スケ ール 24Bは、移動格子 30Xで発生した + 1次回折光を回折して— 1次回折光を生成 し、この— 1次回折光はインデックススケール 26に向かう。
[0051] ここで、固定スケール 24A, 24Bで生成された ± 1次回折光は、インデックススケー ル 26上の同一位置で互いに重なり合う。すなわち、 ± 1次回折光がインデックススケ ール 26上で干渉する。
[0052] 本実施形態では、光源 22から射出されるレーザ光の波長と移動格子 30Xのピッチ とに基づいて、移動格子 30Xで発生する各回折光の回折角度が決まる。また、レー ザ光の波長と固定スケール 24A, 24Bのピッチとに応じて、固定スケール 24A, 24B で発生した ± 1次回折光の回折角度（すなわち、移動格子 30Xで発生した ± 1次回 折光の見かけ上の折り曲げ角度）が決まることから、レーザ光の波長、移動格子 30X のピッチ及び固定スケール 24A, 24Bのピッチを適切に設定する必要がある。例え ば、上述したように移動格子 30Xにおいて発生する ± 1次回折光を計測に用いる場 合、インデックススケール 26上の干渉縞の明喑周期は移動格子 30Xの配列周期の 2 倍になる力 その干渉縞の明暗周期とわずかにピッチの異なるインデックススケール 26を用いた場合には、検出器 28上に正弦波状の光量分布を作り出すことができる。
[0053] この光量分布は、移動格子 30Xの X軸方向の移動に伴って変化するので、この変 化を検出器 28を用いて検出することにより、ウェハステージ WSTの X軸方向に関す る位置情報を計測することが可能である。
[0054] なお、上記に代えて、インデックススケール 26を Y軸を中心として微小量回転させ てモアレ縞を発生させ、該モアレ縞を用いてウェハステージ WSTの位置計測を行う ことも可能である。
[0055] なお、本実施形態においては、移動格子 30Xのピッチを荒くすることにより回折角 度を小さくすること力 Sできる。これにより、移動格子 30Xを、光源 22及び固定スケール 24A, 24Bから、比較的離れた位置に配置することが可能である。また、移動格子 3 OX力も発生する ± 1次回折光を近接させた状態で固定スケール 24A、 24Bに導くこ とが可能となる。
[0056] また、光源 22から射出されるレーザ光の光束の太さ及び/又は固定スケール 24A , 24B、インデックススケール 26の面積を適切に設定することにより、移動格子 30X までの距離が変化した場合でも、高精度な計測を行うことが可能である。すなわち、 本実施形態のような干渉型のエンコーダを採用することにより、エンコーダ 20Xから 移動格子 30Xまでの距離 (通常「スタンドオフ」と呼ぶ）の変化許容量を大きくすること が可能である。
[0057] YZエンコーダ 20YZは、図 2に示されるように、ウェハステージ WSTの + X側の面 に設けられた移動格子 30YZに対して、光を照射する光源 42と、光源 42との間の位 置関係が固定で、移動格子 30YZで発生する回折光を集光させる固定スケール 44 A、 44B及び 44C, 44Dと、固定スケーノレ 44A、 44B及び固定スケーノレ 44C, 44D のそれぞれにて集光された回折光を干渉させるインデックススケール 46と、インデッ タススケール 46にて干渉した光を検出する検出器 48とを含んでいる。移動格子 30Y Zは、 Y軸方向を周期方向とする回折格子と Z軸方向を周期方向とする回折格子とが 組み合わされた二次元格子である。また、光源 42から射出されるレーザ光の光軸が 投影光学系 PLの投影中心（本実施形態では光軸 AXと一致)を通るように、光源 42 の位置 (及び姿勢）が設定されて!/、る。 [0058] 固定スケーノレ 44A、 44Bは、前述した固定スケール 24A, 24Bと同様に、 Y軸方向 を周期方向とする回折格子が形成されたプレートから成る透過型の位相格子である 。一方、固定スケール 44C, 44Dは、 Z軸方向を周期方向とする回折格子が形成さ れたプレートから成る透過型の位相格子である。インデックススケール 46は、 Y軸方 向を周期方向とする回折格子及び Z軸方向を周期方向とする回折格子が形成された 透過型の二次元格子である。また、検出器 48は、例えば 4分割検出器又は CCDを 含んでいる。
[0059] 固定スケール 44Aは、移動格子 30YZの Y軸方向を周期方向とする回折格子で発 生した 1次回折光を回折して + 1次回折光を生成し、この + 1次回折光はインデッ タススケール 46に向かう。また、固定スケール 44Bは、移動格子 30YZの Y軸方向を 周期方向とする回折格子で発生した + 1次回折光を回折して 1次回折光を生成し 、この 1次回折光はインデックススケール 46に向かう。
[0060] ここで、固定スケール 44A、 44Bで生成された ± 1次回折光は、インデックススケー ル 46上の同一位置で互いに重なり合う。すなわち、 ± 1次回折光がインデックススケ ール 46上で干渉する。
[0061] 一方、固定スケール 44Cは、移動格子 30YZの Z軸方向を周期方向とする回折格 子で発生した 1次回折光を回折して + 1次回折光を生成し、この + 1次回折光はィ ンデッタススケール 46に向かう。また、固定スケール 44Dは、移動格子 30YZの Z軸 方向を周期方向とする回折格子で発生した + 1次回折光を回折して 1次回折光を 生成し、この 1次回折光はインデックススケール 46に向かう。
[0062] ここで、固定スケール 44C、 44Dで生成された ± 1次回折光は、インデックススケー ル 46上の同一位置で互いに重なり合う。すなわち、 ± 1次回折光がインデックススケ ール 46上で干渉する。
[0063] この場合においても、前述した Xエンコーダ 20Xと同様、光源 42から射出されるレ 一ザ光の波長と移動格子 30YZのピッチとに基づいて、移動格子 30YZの各格子で 発生する回折光の回折角度が決まり、また、レーザ光の波長と固定スケール 44A〜 44Dのピッチを適切に決定することにより移動格子 30YZで発生した ± 1次回折光の 見かけ上の折り曲げ角度が決まる。 [0064] ここで、 YZエンコーダ 20YZにおいては、検出器 48上に二次元的な模様（巿松模 様）が現れる。この二次元的な模様は、ウェハステージ WSTの Υ軸方向位置及び Ζ 軸方向位置に応じて変化するので、この変化を、検出器 48の少なくとも一部を構成 する 4分割素子又は CCDなどにより測定することによって、ウェハステージ WSTの Y 軸方向及び Z軸方向の位置を計測することができる。
[0065] なお、 YZエンコーダ 20YZにおいても、インデックススケール 46を X軸を中心として 微小量回転させてモアレ縞を発生させ、該モアレ縞をウェハステージ WSTの計測に 用いることとしてあ良い。
[0066] 上記のように構成される本第 1の実施形態の露光装置では、通常のステツバと同様 に、不図示の制御装置の指示の下、レチクルァライメント及びウェハァライメント系 AL Gのベースライン計測、並びに例えば特開昭 61— 44429号公報（対応する米国特 許第 4, 780, 617号明細書）などに開示されるェンハンスド 'グロ一ノ^いァライメント (EGA)等のウェハァライメントが行われ、その後、ウェハァライメント結果に基づいて 、ウェハ上のショット領域を投影光学系 PLのパターンの投影領域 (露光領域）に位置 決めし露光することを繰り返す、いわゆるステップ ·アンド'リピート方式の露光が行わ れ、レチクル Rのパターンがウェハ W上の複数のショット領域に順次転写される。これ らの動作を行う間、不図示の制御装置は、前述したエンコーダ 20X, 20YZの計測結 果に基づいて、ウェハステージ駆動系 124を介してウェハステージ WSTを駆動する
[0067] 以上説明したように、本実施形態によると、ウェハステージ WSTの側面に移動格子
30X(30YZ)が設けられ、該移動格子 30Χ(30ΥΖ)に対して、光源 22 (42)から光を 照射し、光源 22 (42)との間の位置関係が固定の固定スケール 24Α, 24Β (44Α〜4 4D)及びインデックススケール 26 (46)により移動格子 30Χ (30ΥΖ)で発生する回折 光が干渉され、検出器 28 (48)により該干渉された光が検出される。この場合、移動 格子 30Χ(30ΥΖ)がウェハステージ WSTの側面に設けられていることにより、従来 の干渉計と同様、ウェハステージ WSTの側面を用いた計測を行うことができるので、 光源 22から照射される光の光軸が投影光学系 PLの光軸上を通るように設定すること ができ、これにより、アッベ誤差なくウェハステージ WSTの位置計測を行うことができ る。また、本実施形態のようなエンコーダでは、干渉は ± 1次回折光という非常に近 接した光路を通る光の間で生じるので、移動鏡と固定鏡とに分かれた全く違った光路 を通る光の干渉を用いる干渉計に比べて周辺雰囲気の温度揺らぎ（屈折率の変動） による影響、例えばビーム光路上の雰囲気の温度揺らぎに起因する計測値の短期 的な変動による影響などを低減させることができる。また、本実施形態では、ウェハス テージ WSTの周辺に移動格子を別途設ける必要が無いので、ウェハステージ WST 全体の大型化を抑制することができ、これによりウェハステージ WSTの高精度な位 置決め及び高加速度化を図ることが可能となる。したがって、高精度なウェハステー ジ WSTの位置計測、及びウェハステージ WSTの高精度な位置決め及び高加速度 化、 、ては高スループットかつ高精度な露光を実現することが可能となる。
[0068] なお、上記実施形態では、ウェハステージ WSTの X軸方向、 Y軸方向及び Z軸方 向の位置をエンコーダを用いて計測することとした力 s、これに限らず、少なくとも一軸 方向のみをエンコーダを用いて計測することとしても良い。この場合、その他の方向 をレーザ干渉計等の別の計測装置を用いて計測することとすることができる。例えば
、ウェハステージ WSTの Z軸方向の位置を、ウェハ表面の Z位置を検出する多点焦 点位置検出系を用いて計測することとしても良レ、。
[0069] また、上記実施形態では、ウェハステージ WSTが 6自由度方向に移動可能とされ ているので、エンコーダ 20X及び 20YZを複数設けることにより、 6自由度方向の計 測を行うこととしても良い。また、エンコーダ 20Xについても、 2軸方向の計測が可能 なように、エンコーダ 20YZと同様の構成を採用することとしても良い。
[0070] 《第 2の実施形態》
次に、本発明の第 2の実施形態について、図 4 (A)、図 4 (B)に基づいて説明する。 ここで、前述した第 1の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の 符号を用いるとともにその説明を簡略にし、若しくは省略するものとする。
[0071] 図 4 (A)には、第 1の実施形態の図 2に対応する斜視図が示されている。この図 4 ( A)に示されるように、本第 2の実施形態では、ウェハステージ WSTの Y側端部に 、反射面 134が設けられており、また、エンコーダ本体 20Y'の構成が第 1の実施形 態のエンコーダ 20Xとは異なるものとされている。反射面 134は、ウェハステージ WS Tの Y端部に形成された XY平面に対して 45° 傾いた面に、例えばアルミニウム等 を蒸着して形成されている。すなわち、反射面 134は ΥΖ平面内で ΧΥ平面と鋭角で 交差する。また、ウェハステージ WSTの上方には、 ΧΥ平面とほぼ平行に Υ軸方向を 長手方向とする板状の第 1の固定スケール 135が設けられている。この第 1の固定ス ケール 135は、 Υ軸方向を周期方向とするパターン (例えば、回折格子）が形成され た反射型のスケールであり、例えば、投影光学系 PLを支持する不図示の支持定盤 の下面に固定されている。第 1の固定スケール 135は、その下面側（—Z側）に回折 格子を有することから、固定格子、あるいは格子部材などとも呼ぶことができる。また、 本実施形態では、 Y軸方向に沿って反射面 134に入射するレーザ光はその光軸が 投影光学系 PLの投影中心を通るように X軸方向の位置が設定され、第 1の固定スケ ール 135は X軸方向に関してその中心が反射面 134に入射するレーザ光の光軸と ほぼ同一の位置に設定されている。なお、投影光学系 PLが搭載される支持定盤は、 それぞれ防振機構が設けられる 3本の支柱で支持される力 S、例えば国際公開第 200 6/038952号パンフレットに開示されているように、投影光学系 PLの上方に配置さ れる不図示のメインフレーム部材などに対してその支持定盤を吊り下げ支持しても良 い。また、第 1の固定スケール 135はその支持定盤ではなく他のフレーム部材、例え ばメインフレーム部材に吊り下げ支持される計測フレームなどに設けても良い。この 場合、支持定盤 (すなわち投影光学系 PL)はメインフレーム部材に吊り下げ支持され ていなくても良い。
[0072] エンコーダ本体 20Y'は、全体的には、前述した第 1の実施形態のエンコーダ 20X とほぼ同様に構成されている力 第 2の固定スケール 124A, 124Bが光源 22から一 Y方向かつ + Z方向又は Z方向に離れた位置に配置されている点、第 2の固定ス ケール 124A, 124Bのパターン（例えば、透過型の位相格子）が Z軸方向を周期方 向とする点、及びインデックススケール 126のパターン（例えば、透過型の位相格子） 力 軸方向を周期方向とする点が異なっている。
[0073] このエンコーダ本体 20Y'では、反射面 134に対して、光源 22からの光が Y軸方向 に沿って照射され、図 4 (B)に示されるように、反射面 134において + Z方向に向け て反射され、第 1の固定スケール 135に入射する。この固定スケール 135は、入射し た光に基づいて、次数の異なる複数の回折光を発生させる。図 4 (A) ,図 4 (B)では 、それらの回折光のうち、第 1の固定スケール 135で発生した ± 1次回折光が示され ている。
[0074] これら ± 1次回折光は、反射面 134に入射し、図 4 (B)に示されるように、反射面 13 4にて反射 (入射角と同一の反射角で反射)された後、第 1の実施形態と同様、第 2の 固定スケール 124A, 124B及びインデックススケール 126を介して、検出器 28に入 射する。
[0075] この場合、ウェハステージ WSTの Y軸方向の移動に伴って、第 1の固定スケール 1 35に対する光源 22からの光の入射位置が変化するため、検出器 28で検出される光 量分布が変化する。したがって、この光量分布の変化を検出器 28にて検出すること により、ウェハステージ WSTの Y軸方向に関する位置情報を計測することが可能で ある。本実施形態では、エンコーダ本体 20Y'と第 1の固定スケール 135とを少なくと も含んでエンコーダが構成されて!/、る。
[0076] なお、図 4 (A)では、ウェハステージ WSTの Y軸方向の位置計測を行うエンコーダ 本体 20Y'のみを図示したが、これに限らず、ウェハステージ WSTの + X側端部（又 は X側端部）に反射面 134と同様の反射面を設けるとともに、 X軸方向計測用の第 1の固定スケールを設け、これらに対応してエンコーダ本体 20Y'と同様の X軸方向 計測用のエンコーダ本体を設けることにより、ウェハステージ WSTの X軸方向の位置 計測を行うこととしても良い。この場合、ウェハステージ WSTの X側端部に設けられる 反射面は ZX平面内で XY平面と鋭角（例えば 45° )で交差し、 X軸方向計測用の第 1の固定スケールは X軸方向を周期方向とするパターンを有し、 XY平面とほぼ平行 に X軸方向を長手方向として設けられる。また、 2つの反射面にそれぞれ入射するレ 一ザ光の光軸が、例えば投影光学系 PLの投影中心で直交するように配置してもよ い。また、 X軸方向の位置計測に用いる計測装置としてエンコーダを採用するのに代 えて、例えば干渉計等の他の計測装置を採用することとしても良い。また、 X軸方向 の位置計測を本実施形態のエンコーダ本体を用いて行い、 Y軸方向の位置計測を エンコーダ以外の計測装置で計測しても良い。
[0077] 以上説明したように、本第 2の実施形態によると、ウェハステージ WSTに設けられ た反射面 134を介してウェハステージ WSTとは別に設けられた第 1の固定スケール 135を用いてウェハステージ WSTの位置計測を行うので、ウェハステージ WSTにス ケールを設ける必要が無ぐウェハステージ WSTの大型化を抑制することができる。 また、第 1の固定スケール 135から発生する ± 1次回折光を近接させて第 2の固定ス ケール 124A, 124Bに導くことが可能なので、高精度の位置計測を実現できる。
[0078] なお、上記実施形態では、ウェハステージ WSTの反射面 134を用いて、ウェハス テージ WSTの Y軸方向位置を計測するエンコーダ本体 20Y'を一つのみ設けること とした力 これに限らず、 Y軸方向位置を計測するエンコーダ本体を X軸方向に所定 距離隔てて 2つ設けることとしても良い。この場合、 2つのエンコーダ本体から照射さ れる光の光軸が、 X軸方向に関して投影光学系 PLの光軸から等距離の位置を通る ようにすることで、各エンコーダ本体の計測結果を平均化することにより、ウェハステ ージ WSTの Y軸方向位置をアッベ誤差なく計測することができ、また、各エンコーダ 本体の計測結果の差分をとることにより、ウェハステージ WSTの Z軸回りの回転を計 測することが可能である。また、ウェハステージ WSTの + Y側端部に反射面を設け、 かつ Y軸方向計測用のエンコーダ本体を Y軸方向に関して投影光学系 PLの両側に 酉己置してもよい。同様に、 X軸方向計測用のエンコーダ本体を投影光学系 PLの両側 に配置してもよい。さらに、第 1の固定スケール 135を反射型ではなく透過型としても よい。
[0079] 《第 3の実施形態》
次に、本発明の第 3の実施形態について、図 5 (A)、図 5 (B)に基づいて説明する。 ここで、前述した第 2の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の 符号を用いるとともにその説明を簡略にし、若しくは省略するものとする。
[0080] 図 5 (A)に示されるように、本第 3の実施形態では、ウェハステージ WSTの反射面 134に X軸方向を周期方向とするパターン (例えば、回折格子）が形成され、ウェハ ステージ WSTの上方には、 X軸方向を周期方向とするパターン (例えば、回折格子） が形成され、 XY平面とほぼ平行に Y軸方向を長手方向とする固定スケール 135'が 設けられ、更にエンコーダ本体 20X'の構成が上記第 1、第 2の実施形態と異なって いる。 [0081] 固定スケール 135'は、反射型のスケールであり、第 2の実施形態と同様に、投影 光学系 PLを支持する不図示の支持定盤の下面に固定されている。一方、ェンコ一 ダ本体 20X'は、光源 22と、該光源 22の + Y側に設けられたビームスプリッタ 29と、 該ビームスプリッタ 29の下方（一Z側）に設けられた検出器 28とを含んでいる。
[0082] 図 5 (B)には、本第 3の実施形態のエンコーダの原理図が示されている。ここで、図
5 (A)のエンコーダでは、反射面 134にパターンが形成された構成を採用しているが 、図 5 (B)においては、説明の便宜上、図 5 (A)の反射面 134が、これと実質的に等 価な透過型のスケール 134'に置き換えられている。
[0083] この図 5 (B)に示されるように、本第 3の実施形態のエンコーダ本体 20X'では、光 源 22から射出されるレーザ光は、ビームスプリッタ 29を透過して、透過型のスケール 134' (反射面 134)に入射する。そして、スケール 134' (反射面 134)上に形成され たパターン（回折格子）にて複数次数の回折光が生成される（なお、図 5 (A)、図 5 (B )では、そのうちの ± 1次回折光のみが示されている）。そして、固定スケール 135，で は、スケール 134' (反射面 134)上に形成されたパターンで発生した— 1次回折光を 更に回折して + 1次回折光を生成し、また、スケール 134' (反射面 134)上に形成さ れたパターンで発生した + 1次回折光を更に回折して 1次回折光を生成する。固 定スケール 135 'で生成された土 1次回折光は再度スケール 134，（反射面 134)に 向かい、スケール 134' (反射面 134)上の同一位置で互いに重なり合い、干渉する。 なお、回折格子を有する固定スケール 135'に代えて、図 5 (C)に示されるような反射 ミラー 135a、 135b,あるいは、図 5 (D)に示されるようなプリズム 135cなどの固定光 学素子を用いることとしても良い。固定光学素子として反射ミラー 135a、 135bあるい はプリズム 135cを用いる場合、固定スケール 135'と同様に、反射ミラーあるいはプリ ズムは Y軸方向に延設される。
[0084] そして、スケール 134' (反射面 134)で干渉した干渉光は、ビームスプリッタ 29で検 出器 28に向けて折り曲げられ、検出器 28にて受光される。
[0085] 検出器 28では、干渉光の光量分布を検出することにより、ウェハステージ WSTの X軸方向の位置情報を計測することが可能である。これまでの説明から分かるように、 本第 3の実施形態では、固定スケール 135'とエンコーダ本体 20X'を少なくとも含ん でエンコーダが構成されてレ、る。
[0086] なお、本第 3の実施形態においても、固定スケール 135'のパターンと反射面 134 上のパターンとを微小角度回転させることにより、モアレ縞を発生させ、該モアレ縞に よる光量分布を検出することにより、ウェハステージ WSTの X軸方向の位置情報を計 測するようにしても良い。
[0087] 本第 3の実施形態のエンコーダでは、第 1、第 2の実施形態のエンコーダと比較して 、光源 22及び検出器 28からウェハステージ WSTが離間しても、その間の空気揺ら ぎなどの影響を更に受けにくい構成となっている。これは、上記干渉が反射面 135と 固定スケール 135'との間で生じ、光源 22及び検出器 28と反射面 134との間の光路 は基本的に干渉状態に影響を与えないからである。
[0088] 以上説明したように、本第 3の実施形態によると、ウェハステージ WSTに設けられ た反射面 134上のパターン、及びウェハステージ WSTとは別に設けられた固定スケ ール 135'を用いてウェハステージ WSTの位置計測を行うので、ウェハステージ WS Tに外付けでスケールを設ける必要が無ぐウェハステージ WSTの大型化を抑制す ること力 S可能である。また、本実施形態においても、従来の干渉計に比べて空気揺ら ぎなどの影響を受けにくいので、ウェハステージ WSTの位置計測を行うことができる 。したがって、本実施形態においても高スループットで高精度な露光を実現すること が可能である。
[0089] なお、上記第 3の実施形態では、 X軸方向の位置情報のみを計測することとしたが 、これに限らず、図 6 (A)に示されるような構成を採用することも可能である。すなわち 、本例では、図 6 (A)に示されるように、固定スケール 135に代えて、第 1の固定スケ 一ノレ 235を設け、エンコーダ本体 20XYを採用することとする。第 1の固定スケール 2 35には、 X軸方向を周期方向とするパターン（以下、「Xパターン」と呼ぶ） 92a, 92b と、該 Xパターン 92a, 92bに挟まれた状態の、 Y軸方向を周期方向とするパターン（ 以下「Yパターン」と呼ぶ） 94とが設けられて!/、る。
[0090] この場合、 Υパターン 94は、反射面 134上のパターンにより生成される複数の回折 光のうちの 0次光（0次回折光、この場合正反射光）が入射する位置に配置され、 Xパ ターン 92a, 92bは、 + 1次回折光及び 1次回折光のそれぞれが入射可能な位置 に配置されている。
[0091] 一方、エンコーダ本体 20XYは、図 5 (A)のエンコーダ本体 20X'と、第 2の実施形 態のエンコーダ本体 20Y' (図 4 (A)参照）とを組み合わせたような構成を有しており、 具体的には、光源 22と、ビームスプリッタ 29と、検出器 28と、第 2の固定スケール 22 4A, 224Bと、インデックススケーノレ 226と、検出器 228とを備えている。
[0092] このようにして構成されたエンコーダ本体 20XYでは、 X軸方向の位置に関しては、 上記第 3の実施形態のエンコーダ本体（図 5 (A)のエンコーダ本体） 20X'による計測 と同様にして計測すること力 Sできる。また、 Y軸方向の位置に関しては、反射面 134で 発生する 0次光を用いることとしている（図 6 (A)では Y軸方向の計測に用いる光が一 点鎖線にて示されて!/、る）ので、上記第 2の実施形態のエンコーダ本体（図 4 (A)の エンコーダ本体） 20Y'と同様にして計測を行うことができる。
[0093] このような図 6 (A)に示されるエンコーダを用いることにより、ウェハステージ WSTの X軸方向の位置及び Y軸方向の位置を計測することができ、かつ、上記第 3の実施 形態と同様、ウェハステージ WSTに外付けで移動スケールを設けなくて良いので、 ウェハステージ WST全体の大型化を抑制することができる。また、干渉計に比べて 空気揺らぎなどの影響が受けにくぐ高精度な位置計測が可能となる。
[0094] 更に、上記第 3の実施形態では、図 6 (B)に示されるような構成（固定スケール 335 と、エンコーダ本体 20XY'とを少なくとも含むエンコーダ）を採用することも可能であ
[0095] この図 6 (B)では、図 6 (A)と異なり、反射面 134に 2次元格子状のパターンを設け るとともに、固定スケール 235に代えて、固定スケール 335を設けることとしている。こ の固定スケール 335には格子状の二次元パターンが設けられており、これら 2次元パ ターンを用いることにより、 XY二次元方向の位置を計測することができる。この場合、 検出器 28としては、第 1の実施形態の検出器 48 (図 2参照）と同様に、例えば四分割 素子又は CCDなどを用いることで、検出器 28上に現れる二次元的な模様を検出す る。この二次元的な模様の変化を検出することにより、ウェハステージ WSTの XY平 面内の位置を計測することが可能である。
[0096] なお、図 5 (A)では、ウェハステージ WSTの—Y側端部の X軸方向を周期方向とす るパターンを有する反射面 134と、固定スケール 135，と、エンコーダ本体 20X'とを 用いて、ウェハステージ WSTの X軸方向の位置計測を行うものとした力 これに限ら ず、ウェハステージ WSTの + X側端部（又は X側端部）に Y軸方向を周期方向と するパターンを有する反射面 134と同様の反射面を設けるとともに、 Y軸方向計測用 の固定スケールを設け、これらに対応してエンコーダ本体 20X'と同様の Y軸方向計 測用のエンコーダ本体を設けることにより、ウェハステージ WSTの Y軸方向の位置計 測を行うこととしても良い。
[0097] 同様に、図 6 (A)の例において、ウェハステージ WSTの + X側端部（又は—X側端 部）に Y軸方向を周期方向とするパターンを有する反射面 134と同様の反射面を設 けるとともに、固定スケール 235と同様の固定スケールを X軸方向を長手方向として 配置し、エンコーダ本体 20XYと同様のエンコーダ本体をウェハステージ WSTの + X側端部（又は X側端部）の反射面に対向して配置しても良い。同様に、図 6 (B)の 例において、ウェハステージ WSTの + X側端部（又は X側端部）に 2次元格子状 のパターンが形成された反射面 134と同様の反射面を設けるとともに、固定スケーノレ 335と同様の固定スケールを X軸方向を長手方向として配置し、エンコーダ本体 20X Y'をウェハステージ WSTの + X側端部（又は X側端部）の反射面に対向して配置 しても良い。
[0098] この他、図 5 (A)、図 6 (A)及び図 6 (B)でそれぞれ示される構成の 3つのェンコ一 ダのうち、任意の 2つを組み合わせ、その一方をウェハステージ WSTの X側に、他方 を Y側に配置しても良い。
[0099] 《第 4の実施形態》
次に、本発明の第 4の実施形態について図 7 (A)〜図 8 (C)に基づいて説明する。
[0100] 本第 4の実施形態では、上述した図 6 (A)のエンコーダ本体 20XY及び前述の第 2 の実施形態の第 1の固定スケール 135を用いて、ウェハステージ WSTの Z軸方向の 位置情報をも計測するものである。なお、第 1の固定スケール 135には、前述の第 1 の固定スケール 235に形成されたパターン 94と同様の Y軸方向を周期方向とするパ ターン（以下、便宜上パターン 94と記述する）が形成されているので、エンコーダ本 体 20XY及び第 1の固定スケール 235 (パターン 94部分）を用いて!/、ると考えることも できる。
[0101] 本第 4の実施形態では、光源 22から角度の異なる 2つのレーザ光 LI , L2 (図 7 (B) 参照）を反射面 134に照射し、これら 2つのレーザ光 LI , L2による計測結果を用い て Z軸方向及び Y軸方向の位置情報を計測する。
[0102] 図 7 (A)〜図 7 (C)には、第 1の固定スケール 135とウェハステージ WSTの Y端 部（反射面 134)近傍が簡略化して示されている。これらの図においては、図 7 (A)、 図 7 (B)、図 7 (C)の順にウェハステージ WSTの Z位置が 側から +側に変化してい る状態が示されている。なお、図 7 (A)と図 7 (C)では、図 7 (B)の状態が点線にて示 されている。
[0103] これらのうちの図 7 (B)に示されるように、光源からの角度の異なる 2つのレーザ光（ L1と L2)が反射面 134に照射されると、レーザ光 Ll、 L2はそれぞれ、反射面 134に て入射角と同一の反射角で反射し、第 1固定スケール 135のパターン 94に入射する 。このとき、各レーザ光が第 1の固定スケール 135のパターン 94に入射した位置がそ れぞれ点 A,点 Bとして示されている。不図示ではあるが、入射したレーザ光はそれ ぞれ点 A、点 Bで Y軸方向に回折され、図 6 (A)の一点鎖線と同様の光路を通って、 個別に用意された検出器 (便宜上、検出器 228A, 228Bと記述する）にそれぞれ入 射する。なお、第 2の固定スケーノレ 224A, 224Bと、インデックススケール 226は、レ 一ザ光 LI , L2で共用しても良い。
[0104] ここで、検出器 228A, 228Bでは、点 A,点 Bの位置に応じた計測結果を得ること ができる。この場合、図 7 (A)〜図 7 (C)を比較するとわかるように、図 7 (B)の点 AB 間と図 7 (A)の点 A' B'間とでは、点 A' B'間の方が広くなり、図 7 (B)の点 AB間と図 7 (C)の点 A"B"間とでは、点 A"B"間の方が狭くなる。したがって、各点間の距離が ウェハステージ WSTの Z軸方向の位置に関係していることから、レーザ光 L1による 計測結果を Ma、レーザ光 L2による計測結果を Mbとすると、ウェハステージ WSTの Z軸方向に関する位置 Pzは、 kを係数 (該係数 kは、レーザ光 LI , L2の角度などで 決まる）として次式（1)のように表すことができる。
[0105] Pz = k(Ma-Mb)
本実施形態では、上式（1)を用いることにより、ウェハステージ WSTの Z軸方向の 位置を算出し、ウェハステージ WSTの位置制御を行うこととしている。
[0106] 一方、図 8 (A)〜図 8 (C)には、ウェハステージ WSTの Y軸方向に関する位置がそ れぞれ異なった状態が示されている。図 8 (B)には、前述した図 7 (B)と同一の状態 が示され、図 8 (A)には、図 8 (B)の Y位置を基準として（図 8 (B)の状態が点線にて 示されている）、 Y側にずれた状態が示され、図 8 (C)には、図 8 (B)の Y位置を基 準として（図 8 (B)の状態が点線にて示されている）、 +Y側にずれた状態が示されて いる。
[0107] ここで、検出器 228A, 228Bでは、点 A, B (点 A' , A"又は Β' , B")の位置に応じ た計測結果を得ることができる。この場合、図 8 (A)〜図 8 (C)を比較するとわ力、るよう に、図 8 (A)の点 A' , B'は、点 Α,点 Βからウェハステージ WSTの移動距離と同一 距離だけ Υ側に移動しており、図 8 (C)の点 A", Β"は、点 Α,点 Βからウェハステ ージ WSTの移動距離と同一距離だけ + Υ側に移動している。したがって、レーザ光 L1による計測結果を Ma、レーザ光 L2による計測結果を Mbとすると、ウェハステー ジ WSTの Y軸方向に関する位置 Pyは、次式（2)のように表すことができる。
[0108] Py= (Ma + Mb) /2 …（2)
本実施形態では、上式（2)を用いることにより、ウェハステージ WSTの Y軸方向の 位置を算出し、ウェハステージ WSTの位置制御を行うこととしている。
[0109] 以上説明したように、本実施形態によると、図 6 (A)のエンコーダと同様の構成のェ ンコーダを採用し、 2つのレーザ光 Ll、 L2を用いて計測し、該計測結果と、上記式（ 1)、式（2)を用いることにより、 Y軸及び Z軸方向の位置を計測することができる。これ により、ウェハステージ WST周辺に設ける固定スケールの数を増やすことなく計測を 行うことが可能である。なお、 2つの光を用いる代わりに、角度の異なる反射面を用意 して同様に Υ、 Ζ軸方向の位置情報を計測することとしても良い。
[0110] なお、上記第 4の実施形態では、図 6 (A)のエンコーダと同様の構成を用いて、ゥ ェハステージ WSTの Υ軸方向及び Ζ軸方向に関する位置を計測することとした力 S、こ れに限らず、その他の実施形態の構成 (例えば、図 4 (A)又は図 6 (B)の構成）を用 いて、上記第 4の実施形態と同様の方法により、 Υ軸方向及び Ζ軸方向に関する位置 計測を行っても良い。 [0111] なお、上記第 4の実施形態で説明した角度の異なる 2つのレーザ光 LI , L2を用い るエンコーダを 2つ、 Y軸方向に関して投影光学系の一側と他側にそれぞれ配置し、 その 2つのエンコーダで計測されるウェハステージ WSTの Z軸方向の位置情報から 、ウェハステージ WSTのチルト情報（ θ X方向の回転情報）を計測しても良い。同様 に、上記第 4の実施形態で説明した角度の異なる 2つのレーザ光 LI , L2を用いるェ ンコーダを 2つ、 X軸方向に関して投影光学系の一側と他側にそれぞれ配置し、その 2つのエンコーダで計測されるウェハステージ WSTの Z軸方向の位置情報から、ゥェ ハステージ WSTのチルト情報（ 方向の回転情報）を計測しても良い。あるいは、 投影光学系の + Χ側、 X側、 +Υ側及び Υ側の少なくとも 1つの方向に、上記第 4の実施形態で説明した角度の異なる 2つのレーザ光 LI , L2を用いるエンコーダを 2つ配置しても良い。勿論、上記各場合において、角度の異なる 2つのレーザ光 L1 , L2を用いるエンコーダを用いる代わりに、角度の異なる反射面をそれぞれ用意して も良い。
[0112] なお、上記第 2〜第 4の実施形態及び変形例では、ウェハステージ WSTの端部に ΧΥ平面に対して 45° 傾斜した反射面を設ける場合について説明した力 これに限 らず、図 9に示されるような構成を採用することも可能である。すなわち、図 9 (A)に示 されるように、ウェハステージ WSTに 2組の反射面 25a, 25bを設けることにより、 45 ° 傾斜した反射面と同等の機能を持たせることも可能である。このようにすることで、 それぞれの反射面に X軸方向を周期方向とするパターン、 Y軸方向を周期方向とす るパターンを別々に設けることができる。これにより、パターンの生産'設計上の自由 度が増すこととなる。
[0113] なお、反射面 25a, 25bに代えて、図 9 (B)に示されるように、ウェハステージ WST にプリズム 25を設けることとしても良い。この場合、反射面のみならず、透過面 25c, 25dの少なくとも一方にパターンを設けることもできる。このようなプリズム 25を採用す ることにより、入出射光とプリズムの回転不感性を利用して、純粋にウェハステージ W STの平行移動を計測できるという利点もある。
[0114] なお、上記各実施形態及び変形例に係るエンコーダは、適宜組み合わせて用いる ことが可能である。したがって、例えば、図 10に示されるように、 2つの図 6 (B)のェン コーダ本体 20XY'と、第 4の実施形態で説明した 2軸方向の計測が可能なェンコ一 ダ（図 7 (A)〜図 8 (C)参照）とを用いることにより、 X, Υ, Ζ、 θ χ、 6 y、 θ z方向を同 時に計測することが可能となる。この場合、 2つのエンコーダ本体 20XY'から照射さ れる光の光軸が、投影光学系 PLの光軸から等距離の位置を通るようにすることで、 アッベ誤差なく高精度に計測することが可能となる。
[0115] なお、上記各実施形態では、土 1次回折光を用いて計測を行うこととしたが、これに 限らず、 ± 2次、 3次…、 n次回折光を用いて計測を行うこととしても良い。
[0116] また、上記各実施形態及び変形例では、ウェハステージ WSTの側面に対向して光 源（22、 42)を配置するものとした力 例えば光源をウェハステージ WSTから離して 配置し、光源から射出されるレーザ光を光学部材 (例えば、光ファイバ一、及び/又 はミラーなど）を用いて伝送することとしてもよい。さらに、複数のエンコーダ本体が設 けられる場合、 1つの光源からのレーザ光を複数に分岐して各エンコーダ本体に導く ようにしても良い。
[0117] なお、上記各実施形態及び変形例では、前述のエンコーダ本体の少なくとも一部（ 例えば、光源を除く）を、例えば投影光学系 PLが載置される支持定盤、あるいは前 述の計測フレームなどに設けても良い。また、上記各実施形態及び変形例では、ゥ ェハステージ WSTの反射面に直接、 1次元及び/又は 2次元の周期的なパターン（ 回折格子など）を形成してもよレヽし、例えば低熱膨張率の材料 (セラミックスなど)から 構成される板状部材に周期的なパターンを形成し、この板状部材をウェハステージ に固定することとしてあよい。
[0118] なお、上記各実施形態では、ウェハステージ WSTの計測にエンコーダを用いた場 合について説明した力 これに限らず、レチクルホルダ RHの計測に用いることも可能 である。
[0119] なお、上記各実施形態において、照明光 ILとして、例えば国際公開第 1999/46 835号パンフレット（対応する米国特許 7,023,610号明細書）に開示されているよう に、 DFB半導体レーザ又はファイバーレーザ力 発振される赤外域、又は可視域の 単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）が ドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変 換した高調波を用いても良い。
[0120] また、投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。投影 光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投 影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。さらに、投影光学系 PLを介して照明 光 ILが照射される露光領域は、投影光学系 PLの視野内で光軸 AXを含むオンァク シス領域である力 例えば国際公開第 2004/107011号パンフレットに開示される ように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも 1回形成する光学系（反射系ま たは反屈系）がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、いわゆるインライン 型の反射屈折系と同様に、その露光領域は光軸 AXを含まないオファクシス領域で も良い。この場合、露光領域の中心、すなわち投影光学系 PLの投影中心は光軸 AX と異なる。
[0121] なお、上記各実施形態では、本発明力 Sステップ ·アンド'リピート方式の露光装置（ いわゆるステツパ）に適用された場合について説明した力 これに限らず、本発明は 、ステップ ·アンド'スキャン方式の走査型露光装置に適用することも可能である。この 場合、レチクルを保持して少なくとも 1軸方向に移動可能なレチクルステージの位置 を計測するのに、上記各実施形態のエンコーダを用いることも可能である。このェン コーダが図 5 (A)などに示した固定スケール（135、 135'、 235、 335)を備える場合 、その固定スケールをレチクルステージに対してその上方及び下方のいずれに配置 してもよい。更に、本発明は、ステップ ·アンド'スティツチ方式の露光装置、プロキシミ ティー方式の露光装置、ミラープロジェクシヨン'ァライナーなどにも好適に適用するこ と力 Sできる。
[0122] この他、例えば国際公開第 2004/053955号パンフレットなどに開示される、投影 光学系とウェハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用し ても良い。この液浸型露光装置では、ウェハステージの反射面（134など）を例えば 撥液性のカバー部材 (例えば、ガラスプレート、あるいは薄膜など）で覆っても良いし 、液体が反射面に到達するのを阻止する部材 (例えば溝部など）をウェハステージの 上面に設けても良い。また、遠紫外域又は真空紫外域などの露光用照明光を用いる 露光装置だけでなぐ例えば EUV光又は X線、あるいは電子線又はイオンビームな どの荷電粒子線を用いる露光装置などであっても、本発明を適用することは可能で ある。
[0123] なお、上記各実施形態の露光装置は、例えば特開平 10— 163099号公報及び特 開平 10— 214783号公報（対応する米国特許第 6, 590, 634号明細書）、及び国 際公開第 98/40791号パンフレットなどに開示されているように、 2つのウェハステ ージを用いて露光動作と計測動作 (例えば、ァライメント系によるマーク検出など）とを ほぼ並行して実行可能なツイン'ウェハステージタイプでも良い。さらに、上記実施形 態の露光装置は、例えば国際公開第 2005/074014号パンフレットなどに開示され ているように、ウェハステージとは別に、計測部材 (例えば、基準マーク、及び/又は センサなど）を含む計測ステージを備えるものでも良い。
[0124] なお、上記各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン (又 は位相パターン '減光パターン)を形成した光透過型マスクを用いた力 このマスクに 代えて、例えば米国特許第 6, 778, 257号明細書に開示されているように、露光す べきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは 発光パターンを形成する電子マスク（又は可変成形マスク、例えば非発光型画像表 示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種である DMD (Digital Micro-mirror Devi ce)などを含む）を用いても良い。また、例えば国際公開第 2001/035168号パンフ レットに開示されているように、干渉縞をウェハ上に形成することによって、ウェハ上 にデバイスパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用す ること力 Sでさる。
[0125] さらに、例えば特表 2004— 519850号公報（対応する米国特許第 6, 611 , 316号 明細書）に開示されているように、 2つのレチクルパターンを投影光学系を介してゥェ ハ上で合成し、 1回のスキャン露光によってウェハ上の 1つのショット領域をほぼ同時 に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
[0126] また、物体上にパターンを形成する装置は、前述の露光装置（リソグラフィシステム） に限られず、例えばインクジェット方式にて物体上にパターンを形成する装置にも本 発明を適用することができる。
[0127] また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく 、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマデイス プレイ等のディスプレイ装置用の露光装置、撮像素子（CCD等）、マイクロマシーン、 有機 EL、薄膜磁気ヘッド、及び DNAチップ等の各種デバイスを製造するための露 光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成 されたマスク (フォトマスク、レチクル等）をリソグフイエ程を用いて製造する露光装置 にも適用することカできる。以上のように、上記各実施形態でエネルギビームが照射 される露光対象の物体はウェハに限られるものではなぐガラスプレート、セラミック基 板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。
[0128] また、上記各実施形態の露光装置 (パターン形成装置）は、本願請求の範囲に挙 げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、 光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保する ために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するた めの調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系 につ!/、ては電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露 光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の 配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置 への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうま でもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整 が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は 温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
[0129] なお、本国際出願の指定国（又は選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記 実施形態で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開パンフレット、及 び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
[0130] 半導体デバイスは、デバイスの機能.性能設計を行うステップ、このステップに基づ いてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウェハを形成するステップ、上記 各実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウェハに転写するステップ、その ノ ターンが転写された (形成された）ウェハを現像するステップ、現像後のウェハにェ ツチングを施してレジストが残存している部分以外の部分の露出部材をり取り去ること で回路パターンを形成するステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り 除くステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケ ージ工程を含む）、及び検査ステップ等を経て製造される。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明の移動体装置は、移動面内の少なくとも一軸方向に、 移動体を駆動するのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、物体 を露光してパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は 、マイクロデバイスの製造に適している。

Claims

請求の範囲
[1] 移動面内の少なくとも一軸方向に移動する移動体と；
前記移動体の前記移動面に交差する所定面上の移動格子に光を照射する光源と 、前記光源との間の位置関係が固定で、前記移動格子で発生する複数の回折光を 干渉させる光学系と、前記干渉した光を検出する検出器と、を有する計測装置と；を 備える移動体装置。
[2] 請求項 1に記載の移動体装置において、
前記移動格子は、前記所定面内の第 1軸方向を周期方向とする一次元格子である 移動体装置。
[3] 請求項 1に記載の移動体装置において、
前記移動格子は、前記所定面内の第 1軸方向とこれに交差する第 2軸方向を周期 方向とする二次元格子である移動体装置。
[4] 請求項 3に記載の移動体装置において、
前記所定面は、前記移動面にほぼ垂直な面である移動体装置。
[5] 請求項;!〜 4の!/、ずれか一項に記載の移動体装置にお!/、て、
前記光学系は、
前記回折光が経由する光学部材と、
前記光学部材を経由した前記回折光が入射する位置に設けられ、前記回折光を 干渉させる固定格子と、を有する移動体装置。
[6] 移動面内の少なくとも一軸方向に移動し、その一部に、前記移動面に交差する反 射面を有する移動体と；
前記反射面に光を照射する光源と、前記光源との間の位置関係が固定で、前記一 軸方向を周期方向とする一次元格子を有し、前記反射面において反射した光が入 射する固定スケールと、前記一次元格子で発生する複数の回折光を干渉させる光学 系と、前記干渉した光を検出する検出器と、を有する計測装置と;を備える移動体装 置。
[7] 請求項 6に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、前記移動体の一軸方向に関する位置情報を計測する移動体装 置。
[8] 請求項 6又は 7に記載の移動体装置において、
前記一次元格子は、前記光を反射して複数の回折光を発生し、
前記反射面は、前記回折光を前記光学系に入射させる移動体装置。
[9] 移動面内の少なくとも一軸方向に移動する移動体と；
前記移動体の前記移動面に交差する面に沿って配列された移動格子に光を照射 するとともに、前記移動格子を介した光を検出することにより、前記移動体の位置を 計測する計測装置と；を備える移動体装置。
[10] 請求項 9に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、
前記移動格子を介した光が入射する光学系と、該光学系を介した光を検出する検 出器とを有する移動体装置。
[11] 移動面内の少なくとも一軸に平行な方向に移動する移動体と；
前記移動体の前記移動面に交差する所定面上の移動格子に光を照射する光源と 、前記光源との間の位置関係が固定で、前記移動格子にて回折された光を回折又 は反射し、前記移動格子に戻す固定光学素子と、前記移動格子を再度介して干渉 された光を検出する検出器と、を有する計測装置と;を備える移動体装置。
[12] 請求項 11に記載の移動体装置において、
前記固定光学素子は、前記一軸に平行な方向を周期方向とする一次元格子を含 み、
前記光源は、前記移動格子に対して、前記一軸に平行な光を照射する移動体装 置。
[13] 請求項 11に記載の移動体装置において、
前記固定光学素子は、前記一軸方向を周期方向とする一次元格子を含み、 前記光源は、前記移動格子に対して、前記一軸を含む前記移動面に垂直な面内 で前記一軸に対してそれぞれ異なる角度だけ傾斜した複数の光を照射し、
前記計測装置は、前記複数の光から生じる各干渉光の前記検出器による検出結 果を用いて、前記移動体の前記移動面に垂直な方向の位置を算出する移動体装置
[14] 請求項 11〜； 13のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、前記移動格子において発生する 0次光を用いて、前記移動体の 前記移動面内の前記一軸と平行な方向に関する位置情報を計測し、前記 0次光以 外の回折光を用いて、前記移動体の前記移動面内の前記一軸と直交する方向に関 する位置情報を計測する移動体装置。
[15] 請求項 14に記載の移動体装置において、
前記固定光学素子は、前記移動格子において発生する 0次光が入射する位置に 配置された、前記一軸に平行な方向を周期方向とする第 1の一次元格子と、前記 0 次光以外の回折光が入射する位置に配置された、前記一軸と直交する方向を周期 方向とする第 2の一次元格子と、を含む移動体装置。
[16] 所定の平面内の互いに直交する第 1及び第 2方向に移動し、前記平面と鋭角で交 差しかつ回折格子が形成される反射面を有する移動体と；
前記平面とほぼ平行に前記第 1方向に延設され、かつ前記反射面がその一部と対 向する固定光学素子を含み、前記第 1方向に沿って前記反射面に光ビームを照射 するとともに、前記反射面から発生して前記固定光学素子及び前記反射面で反射さ れる回折ビームを干渉させて検出し、前記移動体の位置情報を計測する計測装置と ；を備える移動体装置。
[17] 請求項 16に記載の移動体装置において、
前記移動体は、前記反射面が前記第 2方向に沿って延設される移動体装置。
[18] 請求項 16又は 17に記載の移動体装置において、
前記回折格子は、少なくとも前記第 2方向に周期的である移動体装置。
[19] 請求項 16〜； 18のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記固定光学素子は、前記第 1方向に周期的な格子を含み、前記移動体の前記 第 1方向の位置情報が計測される移動体装置。
[20] 請求項 16〜； 19のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記固定光学素子は、前記第 2方向に周期的な格子を含み、前記移動体の前記 第 2方向の位置情報が計測される移動体装置。
[21] 所定の平面内の互いに直交する第 1及び第 2方向に移動する移動体と； 前記平面とほぼ平行に前記第 1方向に延設されかつ回折格子を有する固定スケー ルを含み、前記移動体の反射面を介して前記固定スケールに光ビームを照射すると ともに、前記固定スケールから発生する複数の回折ビームを干渉させて検出し、前記 移動体の位置情報を計測する計測装置と；を備える移動体装置。
[22] 請求項 21に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、前記反射面を介して前記複数の回折ビームを検出する移動体 装置。
[23] 請求項 21又は 22に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、前記第 1方向に沿って前記光ビームを前記反射面に照射し、前 記固定スケールは、前記第 2方向に関して位置が前記光ビームと実質的に同一であ る移動体装置。
[24] 請求項 2；!〜 23のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記反射面は、前記第 1方向と平行かつ前記平面と直交する面内で前記平面と鋭 角で交差する第 1面を含む移動体装置。
[25] 請求項 2；!〜 24のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記移動体は、前記反射面が前記第 2方向に沿って延設される移動体装置。
[26] 請求項 2；!〜 25のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記回折格子は、少なくとも前記第 1方向に周期的であり、前記移動体の前記第 1 方向の位置情報が計測される移動体装置。
[27] 請求項 2；!〜 26のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記回折格子は、少なくとも前記第 2方向に周期的であり、前記移動体の前記第 2 方向の位置情報が計測される移動体装置。
[28] 請求項 2；!〜 27のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記回折格子は、前記第 1方向を周期方向とする 1次元の第 1格子と、前記第 2方 向を周期方向とする 1次元の第 2格子とを含み、前記移動体の前記第 1及び第 2方向 の位置情報が計測される移動体装置。
[29] 請求項 28に記載の移動体装置において、 前記固定スケールは、前記第 2方向に関して前記第 1格子の両側に前記第 2格子 が配置され、前記計測装置は、前記 2つの第 2格子からそれぞれ発生する回折ビー ムを干渉させて検出し、前記移動体の前記第 2方向の位置情報を計測する移動体 装置。
[30] 請求項 2；!〜 27のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記回折格子は、前記第 1及び第 2方向に周期的な 2次元格子を含み、前記移動 体の前記第 1及び第 2方向の位置情報が計測される移動体装置。
[31] 請求項 2；!〜 30のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、前記光ビームの照射によって前記固定スケールから異なる方向 に発生する回折ビームを干渉させて検出する移動体装置。
[32] 請求項 2；!〜 31のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、前記回折格子の周期方向に関して位置を異ならせて複数の光 ビームを前記固定スケールに照射する移動体装置。
[33] 請求項 32に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、前記複数の光ビームのうち対をなす 2つの光ビームの照射によ つて前記固定スケールから発生する回折ビームを干渉させて検出する移動体装置。
[34] 請求項 32又は 33に記載の移動体装置において、
前記移動体は、前記反射面に回折格子が形成され、前記複数の光ビームは、前記 反射面の回折格子から異なる方向に発生するビームを含む移動体装置。
[35] 請求項 34に記載の移動体装置において、
前記反射面の回折格子はその周期方向が前記固定スケールの回折格子と実質的 に同一である移動体装置。
[36] 請求項 34又は 35に記載の移動体装置において、
前記反射面の回折格子は、少なくとも前記第 2方向に周期的である移動体装置。
[37] 請求項 34〜36の!/、ずれか一項に記載の移動体装置にお!/、て、
前記反射面の回折格子は、前記第 1及び第 2方向に周期的な 2次元格子を含む移 動体装置。
[38] 請求項 32に記載の移動体装置において、 前記計測装置は、前記複数の光ビームを異なる方向から前記反射面に照射して、 前記固定スケールでの位置を異ならせる移動体装置。
[39] 請求項 2；!〜 38のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記反射面は、前記第 1方向に沿って延設され、前記第 2方向と平行かつ前記平 面と直交する面内で前記平面と鋭角で交差する第 2面を含み、
前記計測装置は、前記平面とほぼ平行に前記第 2方向に延設されかつ回折格子 を有する、前記固定スケールとは別の固定スケールを含み、前記第 2面を介して前 記別の固定スケールに光ビームを照射するとともに、前記別の固定スケール力 発 生して前記第 2面で反射される複数の回折ビームを干渉させて検出する移動体装置
〇
[40] 請求項 39に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、前記第 2方向に沿って光ビームを前記第 2面に照射し、前記別 の固定スケールは、前記第 1方向に関して位置が光ビームと実質的に同一である移 動体装置。
[41] 請求項 39又は 40に記載の移動体装置において、
前記別の固定スケールは、前記第 1及び第 2方向の少なくとも一方に関して周期的 な回折格子を含む移動体装置。
[42] 請求項 39〜41のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、前記回折格子の周期方向に関して位置を異ならせて複数の光 ビームを前記別の固定スケールに照射する移動体装置。
[43] 請求項 42に記載の移動体装置において、
前記移動体は、前記第 2面に回折格子が形成され、前記複数の光ビームは、前記 第 2面の回折格子から異なる方向に発生するビームを含む移動体装置。
[44] 請求項 42に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、前記複数の光ビームを異なる方向から前記第 2面に照射して、 前記別の固定スケールでの位置を異ならせる移動体装置。
[45] 所定の平面内の互いに直交する第 1及び第 2方向に移動し、前記第 2方向に沿つ て延設され、前記第 1方向と平行かつ前記平面と直交する面内で前記平面と鋭角で 交差する第 1反射面と、前記第 1方向に沿って延設され、前記第 2方向と平行かつ前 記平面と直交する面内で前記平面と鋭角で交差する第 2反射面とを有する移動体と 前記平面とほぼ平行かつ前記第 1及び第 2方向にそれぞれ延設される第 1及び第 2反射部材を含み、前記第 1反射面に第 1光ビームを照射するとともに、前記第 1反 射部材及び前記第 1反射面で反射する複数の第 1回折ビームを干渉させて検出し、 前記第 2反射面に第 2光ビームを照射するとともに、前記第 2反射部材及び前記第 2 反射面で反射する複数の第 2回折ビームを干渉させて検出し、前記移動体の前記第 1及び第 2方向の位置情報を計測する計測装置と;を備え、
前記第 1反射面及び前記第 1反射部材の少なくとも一方、及び前記 2反射面及び 前記第 2反射部材の少なくとも一方に回折格子が設けられる移動体装置。
[46] 請求項 1〜45のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記計測装置による計測結果を用いて、前記移動体の位置を制御する制御装置 を更に備える移動体装置。
[47] 物体を露光してパターンを形成する露光装置であって、
前記物体を保持して移動する移動体を含む請求項;!〜 46のいずれか一項に記載 の移動体装置を具備する露光装置。
[48] マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置であって、
前記マスク及び前記物体の少なくとも一方を保持して移動する移動体を含む請求 項；!〜 46のいずれか一項に記載の移動体装置を具備する露光装置。
[49] 物体を露光して該物体上にパターンを形成する露光方法であって、
前記物体を保持して移動面に沿って移動する移動体の前記移動面に交差する所 定面に光を照射し、該所定面と前記所定面に対して所定の位置関係とされた移動格 子とを介した光を用いて前記移動体の位置を計測し、
前記計測結果に基づ!/、て、前記移動体を移動しつつ前記物体を露光する露光方 法。
[50] 請求項 49に記載の露光方法において、
前記移動格子は、前記所定面に設けられている露光方法。
[51] 請求項 49又は 50に記載の露光方法において、
前記所定面は反射面であり、
該反射面を介して前記移動体の位置を計測する露光方法。
[52] 露光光で物体を露光する露光方法であって、
前記物体を、所定の平面内の互いに直交する第 1及び第 2方向に移動するとともに 、前記平面と鋭角で交差しかつ回折格子が形成される反射面を有する移動体で保 持し、
前記第 1方向に沿って前記反射面に光ビームを照射するとともに、前記反射面から 発生して、前記平面とほぼ平行に前記第 1方向に延設される固定光学素子及び前 記反射面で反射される回折ビームを干渉させて検出して、前記移動体の位置情報を 計測し、
前記位置情報に基づいて前記移動体を移動する露光方法。
[53] 露光光で物体を露光する露光方法であって、
前記物体を、所定の平面内の互いに直交する第 1及び第 2方向に移動する移動体 で保持し、
前記移動体の反射面を介して、前記平面とほぼ平行に前記第 1方向に延設される かつ回折格子を有する固定スケールに光ビームを照射するとともに、前記固定スケ ールから発生する複数の回折ビームを検出して、前記移動体の位置情報を計測し、 前記位置情報に基づいて前記移動体を移動する露光方法。
[54] 請求項 49〜53のいずれか一項に記載の露光方法を用いて物体を露光し、該物体 上にパターンを形成するリソグラフイエ程と；
前記パターンが形成された物体に処理を施す工程と；
を含むデバイス製造方法。
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