WO2008056735A1 - Unité de support, système de détection de position et système d'exposition, procédé de déplacement, procédé de détection de position, procédé d'exposition, procédé d'ajustement du système de détection, et procédé de prod - Google Patents

Description

明 細 書

保持装置、位置検出装置及び露光装置、移動方法、位置検出方法、露 光方法、検出系の調整方法、並びにデバイス製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、保持装置、位置検出装置及び露光装置、移動方法、位置検出方法、露 光方法、検出系の調整方法、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、物体 上のマークを検出する検出系を移動可能に保持する保持装置、物体上のマークを 検出する検出系を備える位置検出装置及び該位置検出装置を備える露光装置、物 体上のマークを検出する検出系を移動させる移動方法、該移動方法を用いる位置検 出方法、エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光方法、物体 上のマークを検出する検出系の調整方法、並びに前記露光装置又は露光方法を用 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 (集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバ イス）を製造するリソグラフイエ程では、ステップ ·アンド'リピート方式の投影露光装置 (V、わゆるステツパ）、ステップ ·アンド 'スキャン方式の投影露光装置（レ、わゆるスキヤ ユング'ステツバ（スキャナとも呼ばれる））など力 s、主として用いられている。

[0003] ところで、半導体素子等を製造するリソグラフイエ程では、ウェハ上に多層の回路パ ターンを重ね合わせて形成する力 各層間での重ね合わせ精度が悪いと、半導体素 子等は所定の回路特性を発揮することができず、場合によっては不良品ともなる。こ のため、通常、ウェハ上の複数のショット領域の各々に予めマーク（ァライメントマーク )を付設しておき、露光装置のステージ座標系上におけるそのマークの位置情報 (座 標値)を検出する。しかる後、このマーク位置情報と新たに形成されるパターン (例え ばレチクルパターン）の既知の位置情報とに基づいて、ウェハ上の 1つのショット領域 をそのパターンに対して位置合わせするウェハァライメントが行われる。

[0004] ウェハァライメントの方式として、スループットとの兼ね合いから、例えばウェハ上の いくつかのショット領域（サンプルショット領域又はァライメントシヨット領域とも呼ばれ る）のみのァライメントマークを検出してショット領域の配列の規則性を求めることで、 各ショット領域を位置合わせするグロ一ノ^いァライメントが主に使用されている。特 に近時においては、ウェハ上のショット領域の配列を統計的手法によって精密に算 出するェンノ、ンスト ·グロ一ノ^レ ·ァライメント（EGA)が主流となっている（例えば特許 文献 1参照)。

[0005] しかるに、集積回路の微細化に伴い重ね合わせ精度の要求が次第に厳しくなつて おり、 EGAにおいてもその算出精度を高めるため、サンプルショット領域の数を増や すこと、すなわち検出すべきマークの数を増やすことが必要不可欠になりつつある。

[0006] しかしながら、上述した EGAにおけるサンプルショット領域の数を増やすことは、露 光装置のスループットの低下を招くので、サンプルショット数を単に増やすだけの方 策を採用することは現実的には困難である。このため、最近では、ァライメント系（マ ーク検出系）を複数用いたァライメント技術も提案されつつある。

[0007] 特許文献 1 :米国特許第 5, 243, 195号明細書

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、物体上 のマークを検出する検出系を移動可能に保持する保持装置であって、前記検出系 を支持する支持装置と；前記支持装置により所定のクリアランスを介して支持された 前記検出系を少なくとも水平面内の一軸方向に駆動する駆動装置と；を備える保持 装置である。

[0009] これによれば、支持装置により所定のクリアランスを介して支持された検出系力 駆 動装置により、少なくとも水平面内の一軸方向に駆動される。従って、支持装置に対 して検出系が非接触な状態で駆動されることから、摩擦力等の影響を受けることがな い、検出系の高精度な移動 (位置決めを含む）が可能となる。

[0010] 本発明は、第 2の観点からすると、物体上のマークを検出する検出系と；前記検出 系を移動可能に保持する本発明の保持装置と;を備える第 1の位置検出装置である

〇

[0011] これによれば、検出系が本発明の保持装置に保持されているので、検出系を高精 度に位置決めすることができる。従って、この検出系を用いることで、物体上のマーク の位置情報を精度良く検出することが可能となる。

[0012] 本発明は、第 3の観点からすると、物体上のマークの位置情報を検出する位置検出 装置であって、前記物体上のマークを検出する検出系と；前記検出系と固定部との 間に引力及び斥力を発生させることができるとともに、前記引力と前記斥力との少なく とも一方の大きさを調整可能な力発生装置と;前記力発生装置で発生する引力と斥 力とにより、前記検出系と前記固定部との間に所定のクリアランスが形成された状態 で、前記検出系を少なくとも水平面内の一軸方向に駆動する駆動装置と；を備える第 2の位置検出装置である。

[0013] これによれば、固定部に対して非接触な状態で検出系が駆動されることから、検出 系の高精度な移動 (位置決め）が可能となる。このように、高精度な位置決めがされ た検出系を用いて物体上のマークの位置情報を検出することにより、高精度なマーク の位置情報の検出を行うことが可能となる。

[0014] 本発明は、第 4の観点からすると、エネルギビームの照射によって感応物体にバタ ーンを形成する露光装置であって、前記感応物体上のマークの位置情報を検出す る本発明の第 1及び第 2の位置検出装置のいずれかと；前記位置検出装置による検 出結果を利用して、前記感応物体に前記エネルギビームを照射するパターユング装 置と；を備える露光装置である。

[0015] これによれば、本発明の第 1及び第 2の位置検出装置のいずれかにより、感応物体 上のマークの位置情報が高精度に検出され、該検出結果を利用して、パターユング 装置により、感応物体にエネルギビームを照射してパターンが形成される。従って、 感応物体に対する高精度なパターン形成を行うことが可能となる。

[0016] 本発明は、第 5の観点からする、物体上のマークを検出する検出系を水平面内で 移動させる移動方法であって、前記検出系と固定部との間に発生させる引力と斥力 とにより、前記検出系と前記固定部との間に所定のクリアランスを形成し、前記クリア ランスを維持しつつ前記検出系を水平面内で移動させる第 1の移動方法である。

[0017] これによれば、検出系と固定部との間に形成された所定のクリアランスを維持しつ つ、検出系を水平面内で移動させる。従って、摩擦力等の影響を受けることがない、 検出系の高精度な移動 (位置決めを含む）が可能となる。

[0018] 本発明は、第 6の観点からすると、物体上のマークを検出する検出系を水平面内で 移動させる移動方法であって、前記検出系が水平面内の所定位置に位置決めされ た状態で、前記検出系の前記水平面内の位置計測に用いられる計測系の電源を切 る工程と；前記計測系の電源を切る直前の計測値を記憶する工程と；前記所定位置 に位置決めされた状態から前記検出系を移動させる際に、移動開始に先立って前 記計測系の電源を入れるとともに、前記計測値を前記計測系の初期値に設定するェ 程と；を含む第 2の移動方法である。

[0019] これによれば、検出系が所定位置に位置決めされた状態での計測系の電源の発 熱による、検出系のマーク検出精度への影響を極力小さくすることが可能となる。ま た、所定位置に位置決めされた状態から前記検出系を移動させる際に、電源を再投 入するが、このとき計測系のリセット動作等の初期設定を行うなどする必要がない。

[0020] 本発明は、第 7の観点からすると、物体上のマークを検出する検出系を水平面内で 移動させる移動方法であって、前記検出系の検出領域内にマーク部材のマークが維 持されるように、前記マーク部材と前記検出系とを、前記水平面内の一軸方向に移 動させて、前記マーク部材と前記検出系との前記水平面内の位置情報を計測する計 測工程と；計測された位置情報を用いて、前記一軸方向に前記検出系を移動させる 移動工程と；を含む第 3の移動方法である。

[0021] これによれば、検出系の検出領域内にマーク部材のマークが維持されるように、マ 一ク部材と検出系とを、水平面内の一軸方向に移動させて、マーク部材と検出系との 水平面内の位置情報を計測し、計測された位置情報を用いて、検出系を前記一軸 方向に移動させる。従って、検出系を、物体の移動座標系を基準として移動させるこ とが可能となる。

[0022] 本発明は、第 8の観点からすると、物体上のマークの位置情報を検出する位置検出 方法であって、本発明の第 1な!/、し第 3の移動方法の!/、ずれ力、を用いて検出系を移 動させることと、前記移動した検出系によって前記物体上のマークを検出することと、 を含む位置検出方法である。

[0023] これによれば、検出系を高精度に移動 (位置決めを含む）させることがで、その移動 後の検出系を用いることで、物体上のマークの位置情報を精度良く検出することが可 能となる。

[0024] 本発明は、第 9の観点からすると、エネルギビームの照射によって感応物体にパタ ーンを形成する露光方法であって、本発明の第 1ないし第 3の移動方法のいずれか により検出系を移動させて、前記感応物体のマークの位置情報を検出する工程と； 前記検出結果を利用して、前記感応物体に前記エネルギビームを照射し、前記感応 物体にパターンを形成する工程と；を含む第 1の露光方法である。

[0025] これによれば、感応物体上に精度良くパターンを形成することが可能となる。

[0026] 本発明は、第 10の観点からすると、エネルギビームの照射によって物体にパターン を形成する露光方法であって、本発明の保持装置により移動可能に保持された検出 系を用いて、前記感応物体のマークの位置情報を検出する工程と；前記検出結果を 利用して、前記感応物体に前記エネルギビームを照射し、前記感応物体にパターン を形成する工程と；を含む第 2の露光方法である。

[0027] これによれば、感応物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。

[0028] 本発明は、第 11の観点からすると、物体上のマークを検出する、少なくとも水平面 内を移動可能な検出系の調整方法であって、前記検出系を電磁相互作用により水 平面内で駆動する駆動装置により、前記検出系を水平面内の一軸方向に関する所 定の移動限界位置まで移動させる第 1工程と；前記移動限界位置において、前記駆 動装置の磁極合わせを行う第 2工程と；前記一軸方向に関する前記検出系の移動範 囲のほぼ中央に、前記駆動装置により前記検出系を移動させる第 3工程と；前記駆 動装置により、前記検出系を前記一軸方向に交差する他軸方向の一側に関する所 定の移動限界位置まで移動させる第 4工程と；前記検出系を前記他軸方向の一側の 移動限界位置から、前記他軸方向の他側に移動しつつ、前記検出系の一軸方向の 位置情報を計測する計測装置の原点をサーチする第 5工程と；を含む検出系の調整 方法である。

[0029] これによれば、計測装置の原点サーチをする以前に、駆動装置の磁極合わせが行 われているため、原点サーチの際には、検出系を水平面内で高精度に駆動できるよ うに調整された状態になっている。また、検出系を他軸方向の一側に関する移動限 界位置まで移動させた状態から他軸方向の他側に移動させつつ、原点サーチをす るので、当該移動限界位置を基準とした原点サーチを行うことが可能となる。従って、 高精度な計測装置の原点サーチを行うことが可能となる。

[0030] また、リソグラフイエ程において、本発明の露光装置を用いて感応物体上にパター ンを形成することにより、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。また、リソグラフイエ程において、本発明の第 1及び第 2の露光方法のいずれ 力、を用いて感応物体上にパターンを形成することにより、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、本発明の露光装置、又は本発明の第 1及び第 2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。

図面の簡単な説明

[0031] [図 1]一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。

[図 2]図 1の露光装置が備えるウェハステージ、計測ステージ、及び各種計測装置（ エンコーダ、ァライメント系、多点 AF系、 Zセンサなど）の配置を示す平面図である。

[図 3]ァライメント装置 99を示す斜視図である。

[図 4]ァライメント系 AL1、 AL2〜AL2を示す斜視図である。

1 4

[図 5]ァライメント系 AL1を + X方向から見た図である。

[図 6]ァライメント系 AL2を + X方向から見た図である。

4

[図 7]図 7 (A)は、図 4からァライメント系 AL2を取り出して示す斜視図であり、図 7 (B

4

)は、図 4からァライメント系 AL2を取り出して示す斜視図である。

3

[図 8]気体静圧軸受 122aを拡大して示す斜視図である。

[図 9]ァライメント系 AL1、 AL2、 AL2を示す平面図である。

3 4

[図 10]図 10 (A)〜図 10 (D)は、ァライメント系エンコーダのリセット動作を説明するた めの図である。

[図 11]図 11 (A)及び図 11 (B)は、ロット先頭に行われる、セカンダリァライメント系の ベースライン計測動作について説明するための図である。

[図 12]ウェハ交換毎に行われるセカンダリァライメント系のベースラインチェック動作 について説明するための図である。 [図 13]図 13 (A)及び図 13 (B)は、セカンダリァライメント系の位置調整の動作につい て説明ための図である。

[図 14]図 14 (A)〜図 14 (C)は、一実施形態に係る露光装置で行われるウェハァライ メントについて説明するための図である。

発明を実施するための最良の形態

[0032] 以下、本発明の一実施形態を図 1〜図 14 (C)に基づいて説明する。

[0033] 図 1には、一実施形態に係る露光装置 100の構成が概略的に示されている。この 露光装置 100は、ステップ ·アンド ' ·スキャン方式の投影露光装置、すなわちいわゆる スキャナである。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 PLの光軸 AXと平行な方向を Z軸方向、これに直 交する面内でレチクルとウェハとが相対走査される方向を Y軸方向、 Z軸及び Y軸に 直交する方向を 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、 6 y、及び θ ζ方向として説明を行う。

[0034] 露光装置 100は、照明系 10、該照明系 10からの露光用照明光（以下、「照明光」 又は「露光光」と呼ぶ） ILにより照明されるレチクル Rを保持するレチクルステージ RS Τ、レチクル Rから射出された照明光 ILをウェハ W上に投射する投影光学系 PLを含 む投影ユニット PU、ウェハステージ WST及び計測ステージ MSTを有するステージ 装置 50、及びこれらの制御系等を含んでいる。ウェハステージ WST上には、ウェハ Wが載置されている。

[0035] 照明系 10は、例えば米国特許出願公開第 2003/0025890号明細書などに開 示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及 びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系とを含んでいる。この 照明系 10では、レチクルブラインドで規定されたレチクル R上のスリット状の照明領域 を照明光（露光光) ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光 ILとしては、 一例として ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)が用いられている。また、ォプティカ ノレインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテ グレータ）あるいは回折光学素子などを用いることができる。

[0036] レチクルステージ RST上には、回路パターンなどがそのパターン面（図 1における 下面）に形成されたレチクル R力 S、例えば真空吸着により固定されている。レチクルス テージ RSTは、不図示のレチクルステージ駆動系によって、 XY平面内で微少駆動 可能であるとともに、所定の走査方向（図 1における紙面内左右方向である Y軸方向 )に指定された走査速度で駆動可能となっている。図示していないが、レチクルステ ージ RSTの位置情報はレチクルステージ干渉計システムによって常時計測されてい

[0037] 投影ユニット PUは、鏡筒 40と、該鏡筒 40内に所定の位置関係で保持された複数 の光学素子を有する投影光学系 PLとを含んでいる。投影ユニット PUは、鏡筒 40の 外周部に設けられたフランジ FLGを介して、メインフレーム 41により保持されている。 メインフレーム 41は、床面 F上で不図示の防振ユニットを介して複数本（例えば 3本） の支持部材 43により水平に支持されている。

[0038] 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。この投影光学系 P L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倍、 1/5倍又は 1 /8倍など）を有する。このため、照明系 10からの照明光 ILによって照明領域 IAR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 れるレチクル Rを通過した照明光 ILにより、投影光学系 PL (投影ユニット PU)を介し てその照明領域 IAR内のレチクル Rの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部 の縮小像）が、その第 2面（像面)側に配置される、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 IARに共役な領域 (以下、「露光領域」とも呼ぶ） IA に形成される。なお、本実施形態では投影ユニット PUをメインフレーム 41に載置す るものとした力 例えば国際公開第 2006/038952号パンフレットに開示されている ように、図 1中で複数の支持部材 43を + Z側に延ばし、メインフレーム 41を図 1に比 ベて高い位置で支持し、そのメインフレーム 41に対して投影ユニット PUを 3箇所で吊 り下げ支持しても良い。

[0039] なお、本実施形態の露光装置 100では、液浸法を適用した露光が行われるため、 投影光学系 PLの開口数 NAが実質的に増大することに伴いレチクル側の開口が大 きくなる。このため、レンズのみで構成する屈折光学系においては、ペッツヴァルの条 件を満足することが困難となり、投影光学系が大型化する傾向にある。かかる投影光 学系の大型化を避けるために、ミラーとレンズとを含んで構成される反射屈折系（カタ ディ'ォプトリック系）を用いても良い。この反射屈折系として、例えば国際公開第 200 4/107011号パンフレットなどに開示されるように、単一の光軸を有するインライン 型の反射屈折系などを用いることが可能である。

[0040] また、本実施形態の露光装置 100では、液浸法を適用した露光を行うため、投影 光学系 PLを構成する最も像面側（ウェハ W側）の光学素子、ここではレンズ (以下、「 先端レンズ」ともいう） 191を保持する鏡筒 40の下端部周囲を取り囲むように、局所液 浸装置 8の一部を構成するノズルユニット 32が設けられて!/、る。このノズルユニット 32 は、液体 Lqの供給口及び回収口と、ウェハ Wが対向して配置され、かつ回収口が設 けられる下面と、液体供給管 31A及び液体回収管 31Bとそれぞれ接続される供給流 路及び回収流路とを備えている。局所液浸装置 8は、ノズルユニット 32によって、先 端レンズ 191とウェハ Wとの間を液体 Lqで満たして、照明光 ILの光路空間を含む局 所的な液浸空間（液浸領域 14に相当）を形成する。従って、ノズルユニット 32は、液 浸空間开$成部材あるいは containment member (又は confinement member)などとも呼 ば'れる。

[0041] 本実施形態においては、液体供給管 31 A、供給流路、及び供給口を介して、不図 示の液体供給装置から先端レンズ 191とウェハ Wとの間に液体が供給されるとともに 、回収口、回収流路、及び液体回収管 31Bを介して、不図示の液体回収装置によつ て、先端レンズ 191とウェハ Wとの間から液体が回収されることにより、先端レンズ 19 1とウェハ Wとの間に、一定量の液体 Lq (図 1参照）が保持される。この場合、先端レ ンズ 191とウェハ Wとの間に保持された液体 Lqは、常に入れ替わつている。

[0042] なお、本実施形態では、液体として、 ArFエキシマレーザ光（波長 193nmの光）が 透過する純水（以下、単に「水」という）を用いるものとする。 ArFエキシマレーザ光に 対する水の屈折率 nは、ほぼ 1. 44であり、この水の中では、照明光 ILの波長は、 19 3nm X l/n =約 134nmに短波長化される。なお、図 2では、水 Lqで形成される液 浸領域が符号 14で示されて!/、る。

[0043] また、投影ユニット PU下方に計測ステージ MSTが位置する場合にも、上記と同様 に後述する計測テーブル MSTと先端レンズ 191との間に水 Lqを満たすことが可能 である。

[0044] ステージ装置 50は、図 1に示されるように、ベース盤 12上に配置されたウェハステ ージ WST及び計測ステージ MST、これらのステージ WST, MSTの位置情報を計 測する、 Y軸干渉計 16, 18を含む干渉計システム、露光の際などにウェハステージ WSTの位置情報を計測するのに用いられる後述するエンコーダシステム (ステージ エンコーダ）などを備えて!/、る。

[0045] ウェハステージ WST,計測ステージ MSTそれぞれの底面には、例えば真空予圧 型空気静圧軸受（以下、「エアパッド」と呼ぶ）が複数ケ所に設けられており、これらの エアパッドにより、ベース盤 12の上方にウェハステージ WST,計測ステージ MSTが 数 m程度のクリアランスを介して非接触で支持されている。

[0046] ウェハステージ WSTは、例えば複数のリニアモータにより XY平面内、すなわち X 軸方向、 Y軸方向、及び Θ z方向に移動可能なステージ本体 91と、該ステージ本体 9 1上に不図示の Ζ·レべリング機構 (例えばボイスコイルモータなど）を介して搭載され 、ステージ本体 91に対して Ζ方向、 θ X方向、及び Θ y方向に相対的に微小駆動され るウェハテーブル WTBとを含んで!/、る。

[0047] ウェハテーブル WTB上には、ウェハ Wを真空吸着等によって保持するウェハホル ダ（不図示）が設けられて!/、る。ウェハホルダはウェハテーブル WTBと一体に形成し ても良いが、本実施形態ではウェハホルダとウェハテーブル WTBとを別々に構成し 、例えば真空吸着などによってウェハホルダをウェハテーブル WTBの凹部内に固 定している。また、ウェハテープノレ WTBの上面には、ウェハホルダ上に載置されるゥ ェハの表面とほぼ同一面となる、液体 Lqに対して撥液化処理された表面（撥液面）を 有し、かつ外形（輪郭）が矩形でその中央部にウェハホルダ（ウェハの載置領域)より も一回り大きな円形の開口が形成されたプレート (撥液板） 28が設けられている。この プレート 28は、低熱膨張率の材料、例えばガラス又はセラミックス（例えばショット社 のゼロデュア（商品名）、 Al Oあるいは TiCなど）力も成り、その表面には、例えばフ

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ッ素樹脂材料、ポリ四フッ化工チレン (テフロン (登録商標））等のフッ素系樹脂材料、 アクリル系樹脂材料あるいはシリコン系樹脂材料などにより撥液膜が形成される。さら にプレート 28は、図 2に示されるように、円形の開口を囲む外形（輪郭）が矩形の第 1 撥液領域 28aと、第 1撥液領域 28aの周囲に配置される矩形枠状 (環状）の第 2撥液 領域 28bとを有する。第 1撥液領域 28aは、例えば露光動作時、ウェハの表面からは み出す液浸領域 14の少なくとも一部が形成され、第 2撥液領域 28bは、後述のェン コーダシステムのためのスケールが形成される。なお、プレート 28はその表面の少な くとも一部がウェハの表面と同一面でなくても良い、すなわち異なる高さであっても良 い。また、プレート 28は単一のプレートでも良いが、本実施形態では複数のプレート 、例えば第 1、第 2撥液領域 28a、 28bにそれぞれ対応する第 1、第 2撥液板を組み 合わせて構成する。本実施形態では、前述の如く液体 Lqとして純水を用いるので、 以下では第 1、第 2撥液領域 28a、 28bを、それぞれ第 1、第 2撥水領域 28a、 28b、 又は第 1、第 2撥水板 28a、 28bとも呼ぶ。

[0048] 第 2撥水板 28bの上面には、その 4辺のそれぞれに沿って所定ピッチで多数の格 子線が直接形成されている。詳述すると、第 2撥水板 28bの X軸方向一側と他側（図 2における左右両側）の領域には Yスケール 39Y , 39Yがそれぞれ形成され、この

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Yスケール 39Y , 39Yはそれぞれ、例えば X軸方向を長手方向とする格子線が所

1 2

定ピッチで Y軸方向に沿って形成される、 Y軸方向を周期方向とする反射型の格子（ 例えば回折格子）によって構成されている。同様に、第 2撥水板 28bの Y軸方向一側 と他側（図 2における上下両側）の領域には Xスケール 39X , 39Xがそれぞれ形成

1 2

され、この Xスケール 39X , 39Xはそれぞれ、例えば Y軸方向を長手方向とする格

1 2

子線が所定ピッチで X軸方向に沿って形成される、 X軸方向を周期方向とする反射 型の格子（例えば回折格子）によって構成されている。なお、図 2では、図示の便宜 上から、格子のピッチは、実際のピッチに比べて格段に広く図示されている。また、こ れらスケールは前述の撥液膜 (撥水膜)で覆われて!/、る。

[0049] 図 1に戻り、前記ウェハテーブル WTBの Y端面， X端面には、それぞれ鏡面 加工が施され反射面が形成されている。ウェハステージ干渉計システム（図 1では、 その一部である Y軸干渉計 16のみを図示）は、これらの反射面にそれぞれ干渉計ビ ーム（測長ビーム）を投射して、ウェハステージ WSTの位置情報（例えば、 X軸、 Y軸 及び Z軸方向の位置情報と、 θ χ、 6 y及び θ ζ方向の回転情報とを含む）を計測し、 この計測値が不図示の制御装置に供給される。なお、この干渉計システムの詳細は

、例えば国際公開第 99/28790号パンフレットに開示されている。また、この干渉計 システムのみ、あるいはこの干渉計システムと後述のエンコーダシステムとの両方を 用いて、ウェハステージ WST (ウェハ W)の XY平面内の位置制御を行っても良いが 、本実施形態では、少なくとも露光動作時はそのエンコーダシステムのみを用いてゥ ェハステージ WSTの位置制御を行!/、、この干渉計システムは露光動作以外の所定 動作、例えばそのエンコーダシステムの較正（キャリブレーション）動作などで用いる。 この較正動作は、例えばスケールの経時的な変形などに起因して生じるそのェンコ ーダシステムの計測値の長期的変動などを補正するために行われる。

[0050] 計測ステージ MSTは、例えば、リニアモータ等により XY平面内で移動するステー ジ本体 92と、該ステージ本体 92上に不図示の Ζ·レべリング機構を介して搭載された 計測テーブル ΜΤΒとを含んで!/、る。

[0051] 計測テーブル ΜΤΒ (及びステージ本体 92)には、不図示ではあるが、各種計測用 部材が設けられている。計測用部材としては、例えば、投影光学系 PLの像面上で照 明光 ILを受光するピンホール状の受光部を有する照度むらセンサ、投影光学系 PL により投影されるパターンの空間像 (投影像)の光強度を計測する空間像計測器、及 び例えば国際公開第 03/065428号パンフレット（対応米国特許第 7, 230, 682号 明細書）などに開示されているシャツクーハルトマン（Shack-Hartman)方式の波面収 差計測器などが採用されている。照度むらセンサとしては、例えば米国特許第 4, 46 5, 368号明細書などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。ま た、空間像計測器としては、例えば米国特許出願公開第 2002/0041377号明細 書などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。なお、上記各セン サに加え、例えば米国特許出願公開第 2002/0061469号明細書などに開示され る、投影光学系 PLの像面上で照明光 ILを受光する所定面積の受光部を有する照 度モニタを採用しても良い。

[0052] 計測テーブル MTBの Y側端面には、断面矩形の棒状部材から成る基準部材と してのコンフイデンシャルバ一（以下、「CDバー」と略述する） 46が X軸方向に延設さ れている。なお、 CDバー 46はフイデユーシャルバ一などとも呼ばれる。 [0053] この CDバー 46は、原器 (計測基準）となるため、低熱膨張率の光学ガラスセラミック ス、例えば、ショット社のゼロデュア（商品名）などがその素材として採用されている。 また、 CDバー 46の上面（表面）は、いわゆる基準平面板と同程度にその平坦度が高 く設定されるとともに、 CDバー 46の長手方向の一側と他側の端部近傍には、図 2に 示されるように、 Y軸方向を周期方向とする基準格子 (例えば回折格子） 52がそれぞ れ形成されている。

[0054] また、この CDバー 46の上面には、図 2に示されるような配置で複数の基準マーク Mが形成されている。この複数の基準マーク Mは、同一ピッチで Y軸方向に関して 3 行の配列で形成され、各行の配列が X軸方向に関して互いに所定距離だけずれて 形成されている。各基準マーク Mとしては、後述するプライマリアライメント系、セカン ダリアライメント系によって検出可能な寸法の 2次元マークが用いられている。なお、 本実施形態では CDバー 46の表面、及び計測テーブル MTB (前述の計測用部材を 含んでも良!/、）の表面もそれぞれ撥液膜 (撥水膜)で覆われて!/、る。

[0055] 計測テーブル MTBの + Y端面、 X端面も前述したウェハテーブル WTBと同様、 反射面が形成されている。計測ステージ干渉計システム（図 1では、その一部である Y軸干渉計 18のみを図示）は、これらの反射面にそれぞれ干渉計ビーム（測長ビー ム）を投射して、計測ステージ MSTの位置情報 (例えば、少なくとも X軸及び Y軸方 向の位置情報と Θ z方向の回転情報とを含む）を計測し、この計測値が不図示の制 御装置に供給される。

[0056] 本実施形態の露光装置 100では、図 2に示されるように、投影ユニット PUの中心（ 投影光学系 PLの光軸 AX、本実施形態では前述の露光領域 IAの中心とも一致)を 通りかつ Y軸と平行な直線 (以下、基準軸と呼ぶ） LV上で、光軸 AXから Y側に所 定距離隔てた位置に検出中心を有するプライマリアライメント系 AL1が配置されてい る。このプライマリアライメント系 AL1を挟んで、 X軸方向の一側と他側には、基準軸 L Vに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリァライメント系 AL2 , AL2と

1 2

、 AL2， AL2とがそれぞれ設けられている。すなわち、 5つのァライメント系 AL1， A

3 4

L2〜AL2はその検出中心が X軸方向に沿って配置されている。なお、図 1では、 5

1 4

つのァライメント系 AL1 , AL2〜AL2及びこれらを保持する保持装置 (スライダ)を 含んでァライメント装置 99として示されている。本実施形態では、ァライメント装置 99 をメインフレーム 41に設けている力 前述の如く図 1の露光装置がメインフレーム 41 に対して投影ユニット PUを吊り下げ支持する構成である場合、例えば投影ユニット P Uと一体にァライメント装置 99を吊り下げ支持しても良いし、あるいは投影ユニット PU とは独立にメインフレーム 41から吊り下げ支持される計測フレームにァライメント装置 99を設けても良い。

[0057] なお、ァライメント装置 99の具体的な構成等については後に更に詳述する。

[0058] 更に、本実施形態の露光装置 100では、図 2に示されるように、前述したノズルュニ ット 32の四方に、エンコーダシステムの 4つのヘッドユニット 62A〜62Dが配置されて いる。これらのヘッドユニット 62A〜62Dは、図 2等では図面の錯綜を避ける観点から 図示が省略されているが、実際には、不図示の支持部材を介して、前述した投影ュ ニット PUを保持するメインフレーム 41 (図 1参照）に吊り下げ状態で固定されている。 なお、前述の如く図 1の露光装置カ インフレーム 41に対して投影ユニット PUを吊り 下げ支持する構成である場合、例えば投影ユニット PUと一体にヘッドユニット 62A 〜62Dを吊り下げ支持しても良いし、あるいは投影ユニット PUとは独立にメインフレ ーム 41から吊り下げ支持される計測フレームにヘッドユニット 62A〜62Dを設けても 良い。特に後者では、ヘッドユニット 62A〜62Dとァライメント装置 99とをそれぞれ独 立に吊り下げ支持される計測フレームに設けても良い。

[0059] ヘッドユニット 62A、 62Cは、投影ユニット PUの + X側、—X側にそれぞれ X軸方向 を長手方向として、かつ投影光学系 PLの光軸 AXに関して対称に光軸 AXからほぼ 同一距離隔てて配置されている。また、ヘッドユニット 62B、 62Dは、投影ユニット PU の +Y側、 Y側にそれぞれ Y軸方向を長手方向として、かつ投影光学系 PLの光軸 AXに関して対称に光軸 AXからほぼ同一距離隔てて配置されている。

[0060] ヘッドユニット 62A及び 62Cは、投影光学系 PLの光軸を通りかつ X軸と平行な直 線 (基準軸） LH上に所定間隔で配置された複数 (ここでは 6個）の Yヘッド 64を備え ている。ヘッドユニット 62A、 62Cは、それぞれ、前述の Yスケール 39Y、 39Yを用

1 2 いて、ウェハステージ WST (ウェハテーブル WTB)の Y軸方向の位置（Y位置）を計 測する多眼 (ここでは、 6眼）の Yリニアエンコーダを構成する。ここで、隣接する Yへッ ド 64 (計測ビーム）相互の間隔は、前述の Yスケール 39Y , 39Yの X軸方向の幅よ

1 2

りも狭く設定されている。

[0061] ヘッドユニット 62Bは、基準軸 LV上に所定間隔で配置された複数、ここでは 7個の Xヘッド 66を備えている。また、ヘッドユニット 62Dは、基準軸 LV上に所定間隔で配 置された複数、ここでは 11個（ただし、図 2ではプライマリアライメント系 AL1と重なる 11個のうちの 3個は不図示）の Xヘッド 66を備えている。ヘッドユニット 62B、 62Dは 、それぞれ、前述の Xスケール 39X

1、 39Xを用いて、ウェハステージ WST (ウェハテ 2

一ブル WTB)の X軸方向の位置 (X位置）を計測する多眼 (ここでは、 7眼又は 11眼） の Xリニアエンコーダを構成する。なお、隣接する Xヘッド 66 (計測ビーム）相互の間 隔は、前述の Xスケール 39X , 39Xの Y軸方向の幅よりも狭く設定されている。

1 2

[0062] 更に、セカンダリァライメントセンサ AL2の X彻 セカンダリァライメントセンサ AL

1

2の + X側に、プライマリアライメント系 AL1の検出中心を通る X軸に平行な直線上

4

かつその検出中心に対してほぼ対称に検出点が配置される Yヘッド 64y , 64yがそ

1 2 れぞれ設けられている。 Yヘッド 64y

1， 64yは、ウェハステージ WST上のウェハ Wの 2

中心が基準軸 LV上にある図 2に示される状態では、 Yスケール 39Y , 39Yにそれ

2 1 ぞれ対向するようになっている。後述するァライメント動作の際などでは、 Yヘッド 64y , 64yに対向して Yスケール 39Y , 39Υがそれぞれ配置され、この Υヘッド 64y , 6

1 2 2 1 1

4v (Yリニアエンコーダ）によってウェハステージ WSTの Υ位置（及び θ ζ回転）が計 測される。

[0063] 上述した各リニアエンコーダの計測値は、不図示の制御装置に供給され、制御装 置は、各リニアエンコーダの計測直に基づいて、ウェハテーブル WTBの ΧΥ平面内 の位置を制御する。なお、少なくとも露光動作時は、前述のエンコーダシステムを用 いるウェハステージ WSTの ΧΥ平面内（X軸、 Υ軸及び θ ζ方向）の位置制御に加え て、他の計測装置を用いてウェハステージ WSTの Ζ軸、 θ X及び Θ y方向の位置制 御を行うようにしても良い。ここで、他の計測装置としては、前述のウェハステージ干 渉計システム、あるいは例えば米国特許第 5,448,332号明細書に開示される多点 焦点位置検出系などを用いることができる。この多点焦点位置検出系を設ける場合、 複数の計測点はその少なくとも一部が液浸領域 14 (又は露光領域 IA)内に設定され ても良レ、し、あるレ、はその全てが液浸領域 14の外側に設定されても良!/、。

[0064] また、本実施形態では、セカンダリァライメント系の後述するベースライン計測時な どに、 CDバー 46の一対の基準格子 52と Yヘッド 64y , 64yとがそれぞれ対向し、 Y

1 2

ヘッド 64y , 64yと一対の基準格子 52とによって、 CDバー 46の Y位置が計測され

1 2

る。これら計測値は、不図示の制御装置に供給され、制御装置は、これらの計測値に 基づいて、 CDバー 46の Θ z回転を制御する。

[0065] 本実施形態では、上述したような Xヘッド、 Yヘッドの配置を採用したことから、ゥェ ハステージ WSTの有効ストローク範囲（ァライメント及び露光動作のために移動する 範囲）では、必ず、 Xスケール 39X , 39Xとヘッドユニット 62B、 62D (Xヘッド 66)と

1 2

がそれぞれ対向し、かつ Yスケール 39Y , 39Yとヘッドユニット 62A

1 2 、 62C (Yヘッド

64)又は Yヘッド 64y

1、 64yとがそれぞれ対向するようになっている。なお、図 2では 2

図示の都合上、投影ユニット PUとァライメント系 AL1 , AL2

1〜AL2とを Y軸方向に 4

離して示しているが、実際には図 2に比べてァライメント系 AL1 , AL2 は投

1〜AL2

4 影ユニット PUに近接して配置されて!/、る。

[0066] このため、不図示の制御装置は、ウェハステージ WSTの有効ストローク範囲では、 これらのエンコーダの計測値に基づいて、ウェハステージ WSTを駆動するリニアモ 一タ等を制御することで、ウェハステージ WSTの XY平面内の位置（ Θ z回転を含む )を、高精度に制御することができる。また、その有効ストローク範囲内でウェハステー ジ WSTが移動する際には、 Xスケール又は Yスケールとの対向状態が解除される直 前の Xヘッド又は Yヘッドの計測値力 s、新たに Xスケール又は Yスケールと対向した X ヘッド又は Yヘッドの計測値に引き継がれる。

[0067] なお、上記ヘッドユニットを有するエンコーダシステムを、以下では適宜、前述のス ケールも含めて、「ステージエンコーダ」とも呼ぶものとする。

[0068] 本実施形態の露光装置 100では、図 2に示されるように、照射系 90a及び受光系 9 Obから成る、例えば米国特許第 5, 448, 332号明細書等に開示されるものと同様の 構成の斜入射方式の多点焦点位置検出系（以下、「多点 AF系」と略述する）が設け られている。この多点 AF系は、本実施形態では少なくとも X軸方向に離れて配置さ れる複数の計測点を有する。 [0069] 次に、図 1に示されるァライメント装置 99の具体的な構成等について図 3〜図 9に 基づいて説明する。

[0070] 図 3には、メインフレーム 41がー部破断された状態で、ァライメント装置 99が斜視図 にて示されている。ァライメント装置 99は、上述したように、プライマリアライメント系 A L1と、 4本のセカンダリァライメント系 AL2、 AL2、 AL2、 AL2と、を備えている。プ

1 2 3 4

ライマリアライメント系 AL1に対して X側に配置される 2つのセカンダリァライメント系 AL2、 AL2と、 +X側に配置される 2つのセカンダリァライメント系 AL2、 AL2とは

1 2 3 4 を中心として左右対称な構成となっている。

[0071]

は、該プライマリアライメント系 AL1を + X側から見た状 態を示す図 5から分かるように、支持部材 202を介して、メインフレーム 41の下面にて 吊り下げ支持されている。このプライマリアライメント系 AL1としては、例えば、ウェハ 上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その 対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標 (各ァライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（CC D等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式の FIA (Field Ima ge Alignment)系が用いられている。このプライマリアライメント系 AL1からの撮像信号 は、不図示の制御装置に供給されるようになっている。

[0072] 図 3に戻り、セカンダリァライメント系 AL2、 AL2の上面にはそれぞれスライダ SL1

1 2

、 SL2が固定されている。スライダ SL1、 SL2の + Z側には、メインフレーム 41の下面 に固定された FIA定盤 302が設けられている。また、セカンダリァライメント系 AL2、

3

AL2の上面にはそれぞれスライダ SL3、 SL4が固定されている。スライダ SL3、 SL4

4

の + Z側には、メインフレーム 41の下面に固定された FIA定盤 102が設けられている

〇

[0073] 以下、これらのセカンダリァライメント系 AL2〜AL2の構成等について、セカンダリ

1 4

ァライメント系 AL2、 AL2を採り挙げて具体的に説明する。

4 3

[0074] 図 4は、プライマリアライメント系 AL1とセカンダリァライメント系 AL2〜AL2とを、 F

1 4

IA定盤 102、 302など一部省略して示す斜視図であり、図 6は、セカンダリァライメン ト系 AL2を + X方向から見た状態を示す図である。また、図 9は、セカンダリァライメ ント系 AL2 , AL2、及びスライダ SL3、 SL4を示す平面図である。

3 4

[0075] セカンダリァライメント系 AL2は、プライマリアライメント系 AL1と同様、 FIA系であ

4

つて、図 4及び図 6に示されるように、内部にレンズ等の光学部材が設けられた略 L字 状の鏡筒 109を含んでいる。鏡筒 109の Y軸方向に延びる部分における上面（+ Z 側の面）には、前述したスライダ SL4が固定されており、このスライダ SL4は前述の FI A定盤 102に対向して設けられている（図 6参照）。

[0076] FIA定盤 102は、磁性体かつ低熱膨張率の部材 (例えば、インバ等）から成り、そ の一部（一 Y側の端部近傍）に複数の電機子コイルを含む電機子ユニット 104 (図 6、 図 9参照）が設けられている。 FIA定盤 102には、液体供給管 63a及び液体排出管 6 3bそれぞれの一端が接続されており、不図示の液体供給装置から液体供給管 63a を介して供給される冷却用液体力 FIA定盤 102内全体にわたって形成された流路 を通った後、液体排出管 63bを介して排出される。従って、 FIA定盤 102は、この冷 却用液体によって温調（冷却）されて所定温度に設定される。なお、 FIA定盤 102の 温度調整装置はこの構成に限られず、例えばペルチェ素子などを用いても良い。

[0077] 前記スライダ SL4は、図 7 (A)に斜視図にて示されるように、スライダ本体 120と、こ のスライダ本体 120に設けられた 3つの気体静圧車由受 122a, 122b, 122c、 2つの永 久磁石 124a, 124b,及び磁極ユニット 126と、を含んでいる。

[0078] 気体静圧軸受 122aは、図 8に拡大して示されるように、例えば略直方体状の部材 力も成り、その表面（+ Z側の面）の中央部に、 X軸方向に延びる受圧溝 144aが形成 されている。また、受圧溝 144aの + Y側及び Y側に所定距離離れた位置には、 X 軸方向に延びる大気開放溝 146a, 146bが形成され、一方の大気開放溝 146aの + Y側及び他方の大気開放溝 146bの— Y側のそれぞれには、平面視（+ Z側から見 て） I字状の予圧溝 148a, 148bが形成されて!/、る。

[0079] 受圧溝 144aの中央部には、開口 144b力 S形成され、予圧溝 148a、 148bの中央部 には、オリフィス 149a, 149bがそれぞれ形成されている。開口 144bとオリフィス 149 a, 149bとは、気体静圧軸受の内部に形成された管路 150を介して連結されており、 各溝間の気体の流通が可能とされて!/、る。

[0080] このように構成される気体静圧軸受 122aの上面は、図 6に示されるように、 FIA定 盤 102の下面に対向している。従って、外部の気体供給装置（不図示）から、 FIA定 盤 102内に形成された管路 102aを介して気体静圧軸受 122aの受圧溝 144aに対し て気体が供給されることにより、供給された気体が、開口 144b、管路 150、オリフィス 149a, 149b,予圧溝 148a, 148bを順次経由して、 FIA定盤 102の下面に向けて 吹き付けられるようになつている。すなわち、気体静圧軸受 122aは、配管の接続され なレ、、 V、わゆるグランド給気型の気体静圧軸受である。

[0081] 図 7 (A)に戻り、その他の気体静圧軸受 122b, 122cも上述した気体静圧軸受 122 aと同様の構成となっている。これら気体静圧軸受 122a〜； 122cは、スライダ本体 12 0上で一直線上に無い 3点（本実施形態では、二等辺三角形の頂点に相当する位置 )に配置されている。

[0082] 図 7 (A)のスライダ 120上に設けられた永久磁石 124a、 124bのうち、一方の永久 磁石 124aは、気体静圧軸受 122aの + Y側近傍に配置され、他方の永久磁石 124b は、気体静圧軸受 122b, 122cに挟まれた位置に配置されている。本実施形態にお いては、永久磁石 124aの中心と永久磁石 124bの中心とを結ぶ線分の中点力 前 述した 3つの気体静圧軸受 122a〜122cを頂点とする二等辺三角形の重心と一致 するような配置となっている。永久磁石 124a, 124bは、前述した磁性体から成る FI A定盤 102と対向しているため、永久磁石 124a, 124bと FIA定盤 102との間には、 磁気的吸引力が常時作用している。

[0083] これら永久磁石 124a, 124bと気体静圧軸受 122a〜； 122cによると、前述のように 永久磁石 124a, 124bと FIA定盤 102との間に、磁気的吸引力が常時作用している ことから、気体静圧軸受 122a〜122cに気体を供給しない間は、スライダ SL4が、 FI A定盤 102の下面に最接近 (接触）する。すなわち、スライダ SL4と FIA定盤 102との 間のクリアランスが実質的に零となる。一方、気体静圧軸受 122a〜122cに気体を供 給すると、気体の静圧により、 FIA定盤 102とスライダ SL4との間に斥力が発生する。 この場合、磁気的吸引力と気体の静圧（斥力）とのバランスにより、スライダ SL4はそ の上面と FIA定盤 102の下面との間に所定のクリアランスが形成された状態（図 6に 示される状態）で維持 (保持)される。以下においては、前者を「着地状態」と呼び、後 者を「浮上状態」と呼ぶものとする。なお、本実施形態では、気体の静圧により斥力を 発生させるだけで、スライダ SL4と FIA定盤 102との間にクリアランスを形成するもの とした力 これに限らず、磁気的吸引力と斥力との少なくとも一方を調整しても良い。 例えば、斥力を発生させることなく磁気的吸引力のみを調整する、あるいは磁気的吸 引力は一定として斥力のみを調整しても良い。

[0084] 前記磁極ユニット 126は、図 7 (A)に示されるように、スライダ本体 120の Y側端 部近傍に設けられており、複数 (本実施形態では 10個）の永久磁石を含んでいる。こ れら複数の永久磁石は、スライダ本体 120内に埋め込まれている。このうち、 Y軸方 向中央に設けられた 2つの磁石 (Y駆動用磁石）は、互いに逆極性とされており、該 Y 駆動用磁石の + Y側及び Y側において X軸方向に沿って複数の永久磁石が配列 された一対の磁石群 (X駆動用磁石群）は、隣接する磁石同士が逆極性とされている

[0085] その一方で、磁極ユニット 126の上側に設けられた電機子ユニット 104は、複数の 電機子コイルを含んで構成されている（図 9参照）。この電機子ユニット 104内に含ま れる電機子コイルは、図 9に示されるように、 Y軸方向中央部に設けられた 2つのコィ ル (Y駆動用コイル）と、 Y軸方向一側及び他側において X軸方向に沿って複数のコ ィルが配列された一対のコイル群 (X駆動用コイル群）とを含んで!/、る。

[0086] これら磁極ユニット 126と電機子ユニット 104との間では、磁極ユニットを構成する 永久磁石の発生する磁界と、電機子ユニット 104を構成する電機子コイルを流れる 電流との間の電磁相互作用により、スライダ SL4に X軸方向の駆動力及び Y軸方向 の駆動力を作用させることが可能である（図 9の黒塗り両矢印参照）。また、 Y軸方向 に関して所定間隔離れた 2箇所において、大きさの異なる X軸方向の駆動力を作用 させることにより、スライダ SL4に Z軸回りの回転（ Θ z)方向の駆動力を作用させること が可能である。なお、以下においては、上記磁極ユニット 126と電機子ユニット 104と により構成される駆動機構（ァクチユエータ）を、「ァライメント系モータ」と呼ぶものとす

[0087] 本実施形態においては、図 9に示されるように、スライダ SL4 (セカンダリァライメント 系 AL2 )の移動範囲を制限するための 3つのストッパ部材 132が設けられている。本

4

実施形態では、各ストツパ部材 132として、カムフォロアと同様に、スライダ SL4の一 部に当接してスライダ SL4の移動を規制する回転部材が用いられている。従って、以 下では、各ストッパ部材を便宜上カムフォロアと呼ぶ。

[0088] 詳述すると、気体静圧軸受 122bの + Y側近傍、気体静圧軸受 122cの + Y側近傍 、及びスライダ本体 120の気体静圧軸受 122aと磁極ユニット 126との間の位置に形 成された段差部 120aの— Y側近傍に、それぞれ、カムフォロア 132が、各 1つ設けら れている。これら 3つのカムフォロア 132は、実際には、前述した FIA定盤 102の下面 力、ら吊り下げ支持されている。スライダ SL4 (セカンダリァライメント系 AL2 )が、図 9の

4 位置にあるとき、 3つのカムフォロア 132のぞれぞれと、気体静圧軸受 122、 120又は 段差部 120aとの間には、例えば、 0. 1mm程度のクリアランスが存在する。すなわち 、上記 3つのカムフォロア 132により、セカンダリァライメント系 AL2の Y軸方向に関

4

する移動範囲が一例として約 0. 2mmの範囲に制限されている。

[0089] セカンダリァライメント系 AL2 (スライダ SL4)の X軸方向の位置は、図 9に示される

4

一対の X軸ァライメント系エンコーダ（以下、「X軸エンコーダ」と呼ぶ） 151X1、 151X 2により計測され、 Y軸方向の位置は、 Y軸ァライメント系エンコーダ (以下、「Y軸ェン コーダ」と呼ぶ） 151Yにより、計測されている（図 9の白抜き両矢印が計測方向を示し ている）。本実施形態では、 X軸エンコーダを 2つ用いているため、これらの計測値を 用いることにより、セカンダリァライメント系 AL2の X軸方向の位置のみならず、 θ ζ方

4

向（Ζ軸回りの回転方向）の位置をも計測することが可能である。

[0090] これら X軸エンコーダ 151X1 , 151X2及び Υ軸エンコーダ 151Yは、光源及び受 光器等を含むエンコーダヘッドが、前述した FIA定盤 102側に設けられ（吊り下げ支 持され）、セカンダリァライメント系 AL2 (又はスライダ SL4)側に、回折格子等がその

4

表面に形成されたリニアスケールが設けられている。なお、 X軸エンコーダ 151X2と γ軸エンコーダ 151Yのリニアスケールは、実際には、図 9に示されるように、鏡筒 10 9の Υ側の端面に固定された板状部材 253の上面（+ Ζ側の面）に設けられており 、これらのリニアスケールに対向して、エンコーダヘッドが FIA定盤 102に吊り下げ支 持されている。

[0091] これらのエンコーダ（151X1 , 151X2、 151Y)それぞれの計測 は、不図示の制 御装置に送られる。そして、制御装置は、セカンダリァライメント系 AL2を移動する際 、前述した気体静圧軸受 122a〜 122cに対して気体を供給することにより、スライダ S L3、 SL4と FIA定盤 102との間に所定のクリアランスを形成することでスライダ SL3を 上記浮上状態とする。制御装置は、浮上状態を維持した状態で、その計測値に基づ いて、ァライメント系モータを構成する電機子ユニット 104に供給する電流を制御する ことにより、スライダ SL4 (セカンダリァライメント系 AL2 )を X軸、 Y軸及び Θ z方向に

4

微小駆動する。

[0092] 図 4に戻り、セカンダリァライメント系 AL2の X側に配置されたセカンダリァライメ

4

ント系 AL2は、上述したセカンダリァライメント系 AL2と同様、 FIA系であり、内部に

3 4

レンズ等の光学部材が設けられた略 L字状の鏡筒 119を含んでいる。鏡筒 119の Y 軸方向に延びる部分の上面（+ Z側の面）には、前述したスライダ SL3がスライダ SL 4と入れ子状態となるように固定されている。このスライダ SL3の上面は、 FIA定盤 10 2の下面の一部に対向している（図 3、図 9参照）。

[0093] スライダ SL3は、気体静圧軸受及び永久磁石の配置等が若干異なるものの、前述 したスライダ SL4とほぼ同一の構成を有している。すなわち、スライダ SL3は、図 7 (B )に示されるように、スライダ本体 220と、このスライダ本体 220に設けられた 3つの気 体静圧車由受 222a〜222cと、 2つの永久磁石 224a, 224bと、複数の永久磁石を含 む磁極ユニット 226と、を含んでいる。この場合、気体静圧軸受と永久磁石とは、永久 磁石 224aの中心と 224bの中心とを結ぶ線分の中点力 S、 3つの気体静圧軸受 222a 〜222cを頂点とする二等辺三角形の重心と一致するように配置されている。

[0094] 磁極ユニット 226は、前述したように、 FIA定盤 102に設けられた電機子ユニット 10 4と対向しているため、磁極ユニット 226を構成する永久磁石の発生する磁界と、電 機子ユニット 104を構成する電機子コイルを流れる電流との間の電磁相互作用により 、スライダ SL3に X、 Y軸方向及び Θ z方向の駆動力を作用させることが可能となって いる（図 9のハッチングを付した両矢印参照）。なお、以下においては、電機子ュニッ ト 104と磁極ユニット 226とを纏めて、「ァライメント系モータ」とも呼ぶものとする。

[0095] セカンダリァライメント系 AL2の X軸方向及び Θ z方向の位置は、図 9に示される一

3

対の X軸ァライメント系エンコーダ（以下、「X軸エンコーダ」と呼ぶ） 251X1、 251X2 により計測され、 Y軸方向の位置は、 Y軸ァライメント系エンコーダ (以下、「Y軸ェン コーダ」と呼ぶ） 251Yにより計測される（図 9の白抜き両矢印は、各エンコーダの計測 方向を示している）。エンコーダ 251X1 , 251X2、 251Yのそれぞれでは、光源及び 受光器等を含むエンコーダヘッドが、前述した FIA定盤 102側に設けられ、セカンダ リアライメント系 AL2 (又はスライダ SL4)側に、リニアスケールが設けられている。

4

[0096] エンコーダ 251X1 , 251X2、 251Yそれぞれの計測 は、不図示の制御装置に送 られる。制御装置は、エンコーダ 251X1 , 251X2、 251Yの計測値に基づいて、セ カンダリァライメント系 AL2のスライダ SL3を浮上させた状態で、ァライメント系モータ

3

を構成する電機子ユニット 104に供給する電流を制御することにより、スライダ SL3 ( セカンダリァライメント系 AL2 )を X軸、 Y軸及び Θ z方向に微小駆動する。

3

[0097] 更に、図 9に示されるように、スライダ SL3の気体静圧軸受 222bの— Y側、気体静 圧軸受 222cの Y側、及びスライダ本体 220の永久磁石 224aの + Y側の位置に形 成された凹溝 220a内のそれぞれに、カムフォロア 232が各 1つ配置されている。これ ら 3つのカムフォロア 232は、前述したカムフォロア 132と同様、 FIA定盤 102の下面 力、ら吊り下げ支持されている。凹溝 220aの Y軸方向の幅は、カムフォロア 232の直径 (外径）より例えば 0· 2mm大きく設定されている。図 9の位置にスライダ SL3 (セカン ダリアライメント系 AL2 )があるとき、 3つのカムフォロア 232のそれぞれと、気体静圧

3

軸受 222bの— Y側面，気体静圧軸受 222cの— Y側面及び凹部 220aの + Y側面と の間には、例えば 0. 1mm程度のクリアランスが存在する。従って、これら 3つのカム フォロア 232により、セカンダリァライメント系 AL2の Y軸方向に関する移動範囲が一

3

例として約 0. 2mmの範囲に制限されている。

[0098] 図 3に戻り、セカンダリァライメント系 AL2 , AL2は、上述したセカンダリァライメント

1 2

系 AL2 , AL2と同様の構成であり、スライダ SL2は、上述したスライダ SL3と左右対

3 4

称の構成を有し、スライダ SL1は、上述したスライダ SL4と左右対称の構成を有して いる。また、 FIA定盤 302の構成は、上述した FIA定盤 102と左右対称の構成を有し ている。

[0099] 次に、上記ァライメント系エンコーダのリセット動作及びキャリブレーション方法につ いて説明する。

[0100] <ァライメント系エンコーダのリセット動作〉 本実施形態におけるリセット動作は、例えば、露光装置 100全体の電源を切った際 や、露光装置の立ち上げ時等に行われるものである。

[0101] 本実施形態では、 4つのセカンダリァライメント系のうちの 2つのセカンダリァライメン ト系（ここでは、セカンダリァライメント系 AL2、 AL2とする）の位置を計測するァライ

3 4

メント系エンコーダのリセット動作について、図 10 (A)〜図 10 (D)に基づいて、説明 する。

[0102] まず、制御装置は、ァライメント系モータを構成する電機子ユニット 104に供給する 電流を制御して、図 10 (A)の白抜き矢印 Aに示されるように、セカンダリァライメント 系 AL2を Y軸方向一側（ここでは、—Y側とする）の移動限界位置 (スライダ本体 120

4

の段差部 120aとカムフォロア 132が接触する位置）まで移動し、この位置で電機子 ユニット 104と磁極ユニット 126との磁極合わせを行う。また、制御装置は、電機子ュ ニット 104に供給する電流を制御して、図 10 (A)の白抜き矢印 Bに示されるように、セ カンダリァライメント系 AL2を Y軸方向一側（一 Y側）の移動限界位置 (スライダ SL3

3

の気体静圧軸受 222b、 222cの一 Y側の面とカムフォロア 232とが接触する位置）ま で移動し、この位置で電機子ユニット 104と磁極ユニット 226との磁極合わせを行う。

[0103] 次いで、制御装置は、電機子ユニット 104に供給する電流を制御して、セカンダリァ ライメント系 AL2を Y軸方向他側（+ Y側）に所定距離 (例えば、セカンダリァライメン

4

ト系 AL2力 軸方向に移動可能な距離の 1/2の距離)だけ移動する（図 10 (B)の

4

白抜き矢印 C参照）とともに、セカンダリァライメント系 AL2を Y軸方向他側（+ Y側）

3

に前記所定距離と同一距離だけ移動する（図 10 (B)の白抜き矢印 D参照）。

[0104] 次いで、制御装置は、電機子ユニット 104に供給する電流を制御して、セカンダリァ ライメント系 AL2を X軸方向一側（ここでは、 +X側とする）の移動限界位置（不図示

4

のピン状のストツバ部材に気体静圧軸受 122bの + X側の面が接触する位置）まで移 動する（図 10 (C)の白抜き矢印 E参照）とともに、セカンダリァライメント系 AL2を X軸

3 方向一側（ここでは、 X側とする）の移動限界位置（不図示のピン状のストツバ部材 に気体静圧軸受 222cの— X側の面が接触する位置）まで移動する（図 10 (C)の白 抜き矢印 F参照）ことで、両セカンダリァライメント系 AL2、 AL2の X軸方向に関する

3 4

ストロークエンドをサーチする。 [0105] その後、制御装置は、セカンダリァライメント系 AL2を X方向に移動しつつ（図 1

4

0 (D)の白抜き矢印 G参照）、 X軸エンコーダ 151X1 , 151X2の原点サーチを行うと ともに、セカンダリァライメント系 AL2を + X方向に移動しつつ（図 10 (D)の白抜き矢

3

印 H参照）、 X軸エンコーダ 251X1 , 251X2の原点サーチを行う。

[0106] このようにすることで、エンコーダのリセットを行うことが可能である。

[0107] なお、上記の説明では、セカンダリァライメント系 AL2、セカンダリァライメント系 AL

4

2の順に移動させることとしたが、これに限らず、電機子ユニット 104内の、セカンダリ

3

ァライメント系それぞれに対向する電機子コイルに別々に電流を供給できる場合には 、各セカンダリァライメント系を同時に移動させるようにしても良い。

[0108] なお、セカンダリァライメント系 AL2、 AL2の位置を計測するエンコーダにおいて

1 2

も同様にしてリセット動作を行うことが可能である。

[0109] <キャリブレーション動作〉

次に、本実施形態におけるセカンダリァライメント系 AL2 (n=；!〜 4)の位置計測を n

行うァライメント系エンコーダ、すなわち X軸エンコーダ（151X1 , 151X2、 251X1 , 251X2)及び Y軸エンコーダ（151Y、 251Y)のキャリブレーションについて説明する

〇

[0110] このキャリブレーションは、ァライメント系エンコーダの走り（計測軸）を、ウェハステ ージ (ステージエンコーダ）の走り（計測軸）に合わせる（対応付ける）ためのものであ

[0111] まず、制御装置は、ウェハ上に形成されたァライメントマーク力 4つのセカンダリァ ライメント系のうちの 1つ（セカンダリァライメント系 AL2 )の検出領域 (視野）の中心に η

位置決めされる位置に、ウェハステージ WSTを移動させる。

[0112] そして、制御装置は、ァライメントマークがセカンダリァライメント系 AL2の視野中心 η と一致した状態を維持しつつ、ウェハステージ WSTとセカンダリァライメント系 AL2と η を、例えば、 X軸方向に同一の速度で移動させる（すなわち、ウェハステージ WSTに セカンダリァライメント系 AL2を追従させる）。

η

[0113] このようにしてウェハステージ WSTとセカンアリアライメント系 AL2とを移動させて n

いる間に、制御装置は、ウェハステージ WSTの XY平面内の位置を上述したステー ジエンコーダを用いて計測するとともに、セカンダリァライメント系 AL2の位置をァラ

n

ィメント系エンコーダを用いて計測し、両エンコーダによる計測結果の関係を算出す [0114] また、同様に、制御装置は、ァライメントマークがセカンダリァライメント系 AL2の視

n 野中心と一致した状態を維持したまま、ウェハステージ WSTとセカンダリァライメント 系 AL2とを、 Y軸方向に同一速度で移動し、そのときのステージエンコーダの計測 n

結果とァライメント系エンコーダの計測結果との関係を算出する。

[0115] また、制御装置は、その他 3つのセカンダリァライメント系のァライメント系エンコーダ に関しても、上記と同様にして、ァライメント系エンコーダとステージエンコーダの計測 結果の関係を算出する。

[0116] 制御装置は、後述するセカンダリァライメント系 AL2の位置調整を行う際に、上述

n

のようにして算出されたステージエンコーダの計測結果とァライメント系エンコーダの 計測結果との関係を考慮して、セカンダリァライメント系 AL2の位置制御を行う。これ

n

により、ァライメント系エンコーダの走りをウェハステージ WSTの走り（ステージェンコ ーダの走り）に合わせた状態で、セカンダリァライメント系 AL2の位置制御を行うこと

n

が可能となる。

[0117] なお、上記の説明では、ウェハ上のァライメントマークを用いて、ァライメント系ェン コーダのキャリブレーションを行うこととした力 これに限らず、ウェハテーブル WTB 上に基準マーク（FIAマーク）を設け、これを用いて、上記と同様にキャリブレーション を行うこととしても良い。また、前述のステージエンコーダのスケールが計測ステージ MSTの上面にも設けられる場合には、計測ステージ MSTの CDバー 46の基準マー ク Mを用いて上記と同様にキャリブレーションを行っても良い。

[0118] また、上記の例では、セカンダリァライメント系の視野中心とウェハステージ WST上 のマーク（ウェハのァライメントマーク又は基準マーク）とが一致した状態が維持され るように、セカンダリァライメント系をウェハステージ WSTに追従するように移動するこ ととした力 これに限らず、例えば、セカンダリァライメント系の視野からそのマークが 外れないように、ウェハステージ WSTとセカンダリァライメント系とを、ステージェンコ ーダ及びァライメント系エンコーダの走りを基準として、同一速度となるように所定方 向に移動する。そして、その際の、セカンダリァライメント系の視野中心と基準マークと の相対位置関係を計測し、該計測結果をも用いて、ァライメント系エンコーダの較正（ キャリブレーション）を行うこととしても良い。このようにしても、上記の例と同様の較正 を行うことが可能となる。

[0119] なお、上記のような較正を行う際には、ウェハステージ WST及びセカンダリァライメ ント系を連続的に移動させるようにしても良いし、所定間隔（又はランダムな間隔）で 離散的（断続的）に移動させるようにしても良い。

[0120] 次に、主として各ロットのウェハに対する処理を開始する直前（ロット先頭）に行われ る、セカンダリァライメント系 AL2 (n=；!〜 4)のベースライン計測動作について説明

n

する。ここで、セカンダリァライメント系 AL2のベースラインとは、プライマリアライメント

n

系 ALl (の検出中心）を基準とする各セカンダリァライメント系 AL2 (の検出中心）の

n

相対位置を意味する。なお、プライマリアライメント系 AL1のベースライン (投影光学 系 PLによるパターン（例えばレチクル Rのパターン）の投影位置とプライマリアライメン ト系 AL1の検出中心との位置関係（又は距離) )の計測（ベースラインチェック）につ いては既に行われているものとする。また、セカンダリァライメント系 AL2 (n=；!〜 4) n

は、例えばロット内のウェハのショットマップ情報に応じて、前述のァライメント系モー タにより駆動されて X軸方向の位置が設定されているものとする。

[0121] ロット先頭に行われるセカンダリァライメント系のベースライン計測（以下、適宜 Sec- BCHK (ロット先頭）とも呼ぶ）に際しては、制御装置は、まず、図 11 (A)に示されるよ うに、ロット先頭のウェハ W (プロセスウエノ、）上の特定のァライメントマークをプライマ リアライメント系 AL1で検出し（図 11 (A)中の星マーク参照）、その検出結果と、その 検出時の上記ステージエンコーダの計測値とを対応付けてメモリに格納する。次!/、で 、制御装置は、ウェハステージ WSTを—X方向に所定距離移動し、図 11 (B)に示さ れるように、上記の特定のァライメントマークを、セカンダリァライメント系 AL2で検出

1 し（図 11 (B)中の星マーク参照）、その検出結果と、その検出時の上記ステージェン コーダの計測値とを対応付けてメモリに格納する。

[0122] 同様にして、制御装置は、ウェハステージ WSTを + X方向に移動して上記の特定 のァライメントマークを、残りのセカンダリァライメント系 AL2 , AL2 , AL2で順次検 出し、その検出結果と検出時のステージエンコーダの計測値とを、順次対応付けてメ モリに格納し、制御装置は、上記の処理結果に基づいて、各セカンダリァライメント系 AL2のベースラインをそれぞれ算出する。

n

[0123] このように、ロット先頭のウェハ W (プロセスウエノ、）を用いて、そのウェハ W上の同 2とで検出することで、各セカンダリァライメント系 AL2のベースラインを求めることか n n

ら、この計測により、結果的に、プロセスに起因するァライメント系間の検出オフセット の差も補正される。なお、ウェハのァライメントマークの代わりに、ウェハステージ WS T又は計測ステージ MST上の基準マークを用いて、セカンダリァライメント系 AL2の n ベースライン計測を行っても良い。また、本実施形態ではプライマリアライメント系 AL 1及びセカンダリァライメント系 AL2がそれぞれ 2次元マーク（X

n 、 Yマーク）を検出可 能であるので、セカンダリァライメント系 AL2のベースライン計測時に 2次元マークを n

用いることで、セカンダリァライメント系 AL2の X軸及び Y軸方向のベースラインを同 n

時に求めることができる。

[0124] 次に、ロット内のウェハの処理中に、所定のタイミング、例えばウェハの露光終了か ら次のウェハのウェハテーブル WTB上へのロードが完了するまでの間（すなわちゥ ェハ交換中）に行われる Sec-BCHKの動作について説明する。この場合の Sec-BCH Kは、ウェハ交換毎というインターバルで行われるので、以下では Sec-BCHK (インタ 一バル）とも記述する。

[0125] この Sec-BCHK (インターノ^レ）に際しては、制御装置は、図 12に示されるように、 プライマリアライメント系 AL1の検出中心が配置される基準軸 LVとセンターライン CL メント系 AL2に対向するように計測ステージ MSTを移動する。そして、 CDバー 46 n

上の一対の基準格子 52とそれぞれ対向する Yヘッド 64y , 64yの計測値に基づい

1 2

て、 CDバー 46の Θ z回転を調整するとともに、計測テーブル MTBのセンターライン CL上又はその近傍に位置する基準マーク Mを検出するプライマリアライメント系 AL 1の計測値に基づいて、 CDバー 46の XY位置を調整する。この調整は、例えば干渉 計の計測値をモニタしつつ CDバー 46 (計測ステージ MST)の位置を調整すること でネ亍われる。

[0126] そして、この状態で、制御装置では、 4つのセカンダリァライメント系 AL2

1〜AL2を 4 用いて、それぞれのセカンダリァライメント系の視野内にある CDバー 46上の基準マ ーク Mを同時に計測することで、 4つのセカンダリァライメント系 AL2

1〜AL2のべ 4 一 スラインをそれぞれ求める。そして、その後の処理に際しては、新たに計測したベー スラインを用いることで、 4つのセカンダリァライメント系 AL2 ライン

1〜AL2のベース

4

のドリフトが補正される。

[0127] なお、上記の Sec-BCHK (インターバル）は、複数のセカンダリァライメント系による 異なる基準マークの同時計測によって行うものとした力 S、これに限らず、 CDバー 46 上の同一の基準マーク Mを、複数のセカンダリァライメント系で順次（非同時に）計測 することで、 4つのセカンダリァライメント系 AL2 ベースラインをそれぞれ求

1〜AL2の

4

めることとしてあ良い。

[0128] 次に、図 13 (A)及び図 13 (B)に基づいて、セカンダリァライメント系 AL2の位置調 n 整の動作につ!/、て簡単に説明する。

[0129] 前提として、調整前における、プライマリアライメント系 AL1と、 4つのセカンダリァラ ィメント系 AL2〜AL2との位置関係が、図 13 (A)の位置関係であったとする。

1 4

[0130] 制御装置は、図 13 (B)に示されるように、プライマリアライメント系 AL1及び 4つのセ カンダリァライメント系 AL2

1〜AL2 1 CDバー 46の上方に位置するように、計測ス 4

テージ MSTを移動させる。次に、上述した Sec-BCHK (インターノ ル）の際と同様に して、上記 Y軸リニアエンコーダ (Yヘッド 64y , 64y )の計測値に基づいて、 CDバ

1 2

一 46の Θ z回転を調整するとともに、計測テーブル MSTのセンターライン CL上又は その近傍に位置する基準マーク Mを検出するプライマリアライメント系 AL1の計測値 に基づいて前述と同様にして CDバー 46の XY位置を調整する。これと同時に、制御 装置は、次の露光対象であるウェハ上のァライメントシヨット領域のサイズ及び配置（ すなわちウェハ上のァライメントマークの配置）の情報を含むショットマップ情報に基 づいて、各セカンダリァライメント系 AL2を図 13 (B)中の矢印で示されるように少なく n

とも X軸方向に移動（及び/又は回転)させる。この場合、制御装置は、前述したよう に、スライダ SL1〜SL4に設けられた気体静圧軸受に気体を供給してスライダを浮 上状態とし、該浮上状態を維持したまま電機子ユニット 104に電流を供給することに より、セカンダリァライメント系 AL2を駆動する。これにより、検出すべきァライメントシ

n

ヨット領域に付されたァライメントマークの配置に合わせて、セカンダリァライメント系 A L2のベースライン、すなわち XY平面内での検出領域の位置が調整（変更）される。

n

[0131] そして、このようにしてセカンダリァライメント系 AL2のベースラインを調整した後、

n

制御装置は、スライダ SL；!〜 SL4を FIA定盤 102, 302の下面に着地させる。この着 地に際して、本実施形態では、制御装置は、ァライメント系モータを構成する電機子 ユニットに供給する電流を制御して、セカンダリァライメント系 AL2の XY平面内の位

n

置を維持しつつ、気体静圧軸受への気体の供給を停止することとしている。

[0132] このようにすることで、各セカンダリァライメント系 AL2の XY平面内の位置を維持し

n

た状態で、セカンダリァライメント系 AL2 (スライダ）を FIA定盤に着地させることが可

n

能である。

[0133] また、本実施形態においては、エンコーダの発熱によるァライメント系の検出精度 への影響を抑制するため、セカンダリァライメント系 AL2の XY平面内位置の計測を

n

行わない間（スライダ SL；!〜 SL4が FIA定盤 102, 302に着地している間）は、ァライ メント系エンコーダの電源を切ることとしている。すなわち、例えば、上記のようにセカ ンダリアライメント系 AL2の位置調整を行う間においては、エンコーダに電源を投入

n

し続けるが、位置調整が終了した段階で電源を切ることとする。

[0134] このため、制御装置は、エンコーダの電源を切る直前のエンコーダのカウント値を、 例えば、不図示のメモリに格納するなどして、記憶しておく。そして、前述したセカン ダリアライメント系 AL2の位置調整を行う際には、エンコーダに電源を再投入した段

n

階で、記憶してお!/、たカウント値をエンコーダの初期値に設定する。

[0135] このようにすることで、エンコーダの発熱によるァライメント系への熱的な影響を極力 抑制すること力 Sできるとともに、エンコーダに電源を再投入したときに、エンコーダをリ セットするリセット動作を行う必要がなくなるので、セカンダリァライメント系 AL2の位

n 置調整に関する一連の動作に要する時間を短縮することが可能となる。

[0136] なお、上記の説明では、 CDバー 46上の異なる位置に形成された基準マーク Mを 5 つのァライメント系 AL1 , AL2〜AL2で同時にかつ個別に検出するものとしたが、 これに限らず、例えばウェハ w (プロセスウエノ、）上の異なる位置に形成されたァライ メントマークを 5つのァライメント系 AL1 , AL2 〜AL2で同時にかつ個別に検出して

1 4

、セカンダリァライメント系 AL2 〜AL2の位置を調整することで、セカンダリァライメ

1 4

ント系 AL2のベースラインを調整することも可能である。また、セカンダリァライメント

n

系 AL2を FIA定盤に固定させた後、再度セカンダリァライメント系 AL2で基準マー n n

ク Mを検出してそのベースラインを計測しても良い。さらに、 CDバー 46の基準マーク などを用いないで、前述のショットマップ情報とァライメント系エンコーダの計測値とに 基づいてセカンダリァライメント系 AL2を移動して FIA定盤に固定し、その後にベー

n

スラインを計測することとしても良い。

[0137] 本実施形態の露光装置 100では、ウェハステージ WSTと計測ステージ MSTとを 用いた並行処理動作が行われる。この並行処理動作中、ウェハステージ WSTの XY 平面内の位置は、主に上記ステージエンコーダを用いて計測され、ステージェンコ ーダが使用できない範囲で、ウェハステージ干渉計システムを用いて計測される。ま た、計測ステージ MSTは、計測ステージ干渉計システムを用いて計測される。そして 、本実施形態の露光装置 100では、ウェハステージ WSTに載置されるウェハ上に、 局所液浸装置 8を用いて液浸領域 14を形成し、投影光学系 PL及び液浸領域 14の 液体 Lqを介して照明光 ILでウェハの露光動作が行われる。この露光動作は、制御 装置により、事前に行われたァライメント系 AL1、 AL2 〜AL2によるウェハァライメ

1 4

ント（EGA)の結果及びァライメント系 AL1， AL2 〜AL2の最新のベースライン等に

1 4

基づ!/、て、ウェハ W上の各ショット領域の露光のための走査開始位置 (加速開始位 置）へウェハステージ WSTを移動させるショット間移動動作と、各ショット領域に対し レチクル Rのパターンを走査露光方式で転写する走査露光動作とを繰り返すことで 行われる。そして、ウェハステージ WST上へのウェハのロード（又は交換）を行って いる間には、制御装置は、計測ステージ MSTに支持された CDバー 46を用いて、プ ライマリアライメント系 AL1に対する 4つのセカンダリァライメント系の相対位置を計測 する Sec-BCHK (インターバル）を行う。

[0138] 更に、ウェハロード（又は交換）が終了したウェハステージ WSTがァライメント系 AL 1、 AL2 〜AL2直下に移動してきた際には、制御装置は、以下のようにして、ァライ メント動作を実行する。

[0139] なお、本実施形態におけるァライメント動作では、図 14 (C)に示されるレイアウト（シ ヨットマップ）で複数のショット領域が形成されているウェハ W上の着色された 16個の ショット領域 ASを、ァライメントシヨット領域とするものとする。なお、図 14 (A) ,図 14 ( B)では、計測ステージ MSTの図示は省略されている。

[0140] 前提として、セカンダリァライメント系 AL2〜AL2は、ァライメントシヨット領域 ASの

1 4

配置に合わせて、 X軸方向の位置調整（ァライメント系モータを用いた位置調整）が 事前に行われて!/、るものとする。

[0141] まず、制御装置は、不図示のローデイングポジション（図 14 (A)の右下側）に位置 決めされたウェハステージ WSTを、図 14 (A)に示される位置よりもやや下側（ウェハ Wの中心が、基準軸 LV上に位置する所定の位置（ァライメント開始位置））に移動さ せる。この移動は、上記ステージエンコーダ及びウェハステージ干渉計システム（ある いはウェハステージ干渉計システムのみ）を用いて計測されたウェハステージの位置 情報に基づいて行われる。

[0142] 次に、制御装置は、ステージエンコーダの計測 に基づいて、ウェハステージ WS Tを + Y方向に所定距離移動して図 14 (A)に示される位置に位置決めし、プライマリ ァライメント系 AL1 ,セカンダリァライメント系 AL2 , AL2を用いて、 3つのファースト

2 3

ァライメントシヨット領域 ASに付設されたァライメントマークをほぼ同時にかつ個別に 検出し（図 14 (A)中の星マーク参照）、上記 3つのァライメント系 AL1 , AL2 , AL2

2 3 の検出結果とその検出時のステージエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメ モリに格納する。なお、このときァライメントマークを検出していない、両端のセカンダ リアライメント系 AL2 , AL2は、ウェハテーブル WTB (又はウエノ、）に検出光を照射

1 4

しないようにしても良いし、照射するようにしても良い。また、本実施形態のウェハァラ ィメントでは、プライマリアライメント系 AL1がウェハテープノレ WTBのセンターライン 上に位置されるように、ウェハステージ WSTはその X軸方向の位置が設定され、この プライマリアライメント系 AL1はウェハの子午線上に位置するァライメントシヨット領域 のァライメントマークを検出する。

[0143] 次に、制御装置は、上記ステージエンコーダの計測ィ直に基づいて、ウェハステージ WSTを + Y方向に所定距離移動して 5つのァライメント系 AL1 , AL2〜AL2がゥ

1 4 ェハ W上の 5つのセカンドァライメントシヨット領域 ASに付設されたァライメントマーク をほぼ同時にかつ個別に検出可能となる位置に位置決めし、 5つのァライメント系 A LI , AL2〜AL2を用いて、 5つのァライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出

1 4

し、上記 5つのァライメント系 AL1 , AL2〜AL2の検出結果とその検出時のステー

1 4

ジエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。

[0144] 次に、制御装置は、上記ステージエンコーダの計測ィ直に基づいて、ウェハステージ WSTを + Y方向に所定距離移動して 5つのァライメント系 AL1 , AL2〜AL2がゥ

1 4 ェハ W上の 5つのサードァライメントシヨット領域 ASに付設されたァライメントマークを ほぼ同時にかつ個別に検出可能となる位置に位置決めし、 5つのァライメント系 AL1 , AL2〜AL2を用いて、 5つのァライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し（

1 4

図 14 (B)中の星マーク参照）、上記 5つのァライメント系 AL1， AL2〜AL2の検出

1 4 結果とその検出時の上記ステージエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメモ リに格納する。

[0145] 次に、制御装置は、上記ステージエンコーダの計測ィ直に基づいて、ウェハステージ WSTを + Y方向に所定距離移動してプライマリァライメント系 AL 1 ,セカンダリァライ メント系 AL2 , AL2を用いて、ウェハ W上の 3つのフォースァライメントシヨット領域 A

2 3

Sに付設されたァライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出可能となる位置に位 置決めし、上記 3つのァライメント系 AL1 , AL2 , AL2を用いて、 3つのァライメント

2 3

マークをほぼ同時にかつ個別に検出し、上記 3つのァライメント系 AL1 , AL2 , AL2 の検出結果とその検出時の上記ステージエンコーダの計測値とを関連付けて不図

3

示のメモリに格納する。

[0146] そして、制御装置は、このようにして得た合計 16個のァライメントマークの検出結果 及び対応する上記ステージエンコーダの計測値と、セカンダリァライメント系 AL2の n ベースラインとを用いて、例えば特開昭 61— 44429号公報（対応米国特許第 5, 24 3, 195号明細書）などに開示される EGA方式の統計演算を行って、上記ステージ エンコーダ (4つのヘッドユニット）の計測軸で規定される座標系（例えば、投影光学 系 PLの光軸を原点とする XY座標系）上におけるウェハ W上の全てのショット領域の 配列 (座標値)を算出する。

[0147] このように、本実施形態では、ウェハステージ WSTを + Y方向に移動させ、その移 動経路上における 4箇所にウェハステージ WSTを位置決めすることにより、合計 16 個のァライメントシヨット領域 ASにおけるァライメントマークの位置情報を、 16個のァ ライメントマークを単一のァライメント系で順次検出する場合などに比べて、格段に短 時間で得ること力 ^sできる。この場合において、例えばァライメント系 AL1 , AL2 , AL2 について見れば特に分かり易いが、上記のウェハステージ WSTの移動と連動して、

3

これらァライメント系 AL1 , AL2 , AL2はそれぞれ、検出視野内に順次配置される、

2 3

Y軸方向に沿って配列された複数のァライメントマークを検出する。このため、上記の ァライメントマークの位置計測に際して、ウェハステージ WSTを X軸方向に移動させ る必要が無レ、ようになって!/、る。

[0148] また、この場合、ウェハステージ WSTの XY平面内での位置（特に Y位置（すなわ ち、複数のァライメント系に対するウェハ Wの進入度合い））によって、複数のァライメ ント系により同時検出されるウェハ W上のァライメントマークの検出点数 (計測点数） が異なるので、ウェハステージ WSTを、複数のァライメント系の配列方向（X軸方向） に直交する Y軸方向に移動する際に、ウェハ W上の互いに異なる位置のマークを、 ウェハステージ WSTの Y軸方向の位置に応じて、換言すればウェハ W上のショット 配列に応じて、必要な数のァライメント系を用いて同時に検出することができる。

[0149] なお、本実施形態では、上記ァライメントにおいてウェハステージ WSTが移動して いる間に、照射系 90a及び受光系 90bから成る多点 AF系を用いて、ウェハ Wの表面 全面の Z位置を取得して!/、る。

[0150] その後、制御装置は、前述のウェハァライメント (EGA)の結果及び予め計測したプ ライマリアライメント系のベースライン等に基づいて、ステップ.アンド.スキャン方式の 液浸露光を行い、ウェハ W上の複数のショット領域にレチクルパターンを順次転写す る。以降、ロット内の残りのウェハに対して同様の動作が繰り返し行われる。なお、露 光中のウェハステージ WSTの Z軸方向に関する制御は、多点 AF系を用いてァライメ ント中に取得されたウェハ Wの表面全面の Z位置に基づいてウェハステージ WSTの Z軸、 θ X及び Θ y方向の位置制御を行う前述した他の計測装置により行われる。 [0151] 以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、スライダ SL；!〜 SL4が備える気 体静圧軸受と、永久磁石とにより、 FIA定盤 102、 302との間に所定のクリアランスを 形成した状態で、セカンダリァライメント系 AL2が支持され、この支持されたセカンダ

n

リアライメント系 AL2 1S ァライメント系モータにより、 XY平面内で駆動される。すな

n

わち、 FIA定盤 102, 302に対してセカンダリァライメント系 AL2 (スライダ SL；!〜 SL n

4)が非接触な状態で駆動されるので、セカンダリァライメント系 AL2の高精度な移

n

動 (位置決め）が可能となる。また、永久磁石と FIA定盤 102、 302との間の磁気的吸 引力に比べて、気体静圧軸受からの気体の静圧（斥力）を小さく設定することで、セ カンダリァライメント系 AL2を任意の位置に高精度に位置決めした状態で固定する（

n

着地させる）ことも可能である。

[0152] また、本実施形態によると、ウェハ上のショット配列に応じてセカンダリァライメント系 を高精度に位置決めすることができるので、プライマリアライメント系及びセカンダリァ ライメント系を用いてァライメント動作を行うことにより、短時間で高精度なァライメント を行うことが可能である。また、当該ァライメント結果を用いることにより、高いスループ ットで高精度な露光を実現することが可能である。

[0153] また、本実施形態では、各スライダに設けられた 3つの気体静圧軸受が二等辺三角 形の頂点の位置に配置され、また、各スライダに設けられた 2つの永久磁石力 各永 久磁石の中心間を結ぶ線分の中心が前記二等辺三角形の重心と一致するように配 置されていることから、引力と斥力とを同一の作用点に作用させることができるので、 安定したスライダの浮上及び着地動作を行うことが可能である。

[0154] また、本実施形態によると、セカンダリァライメント系が位置決めされた状態で、ァラ ィメント系エンコーダの電源を切ることとしているので、エンコーダの発熱による、セカ ンダリアライメント系の計測精度への影響を極力小さくすることが可能である。また、ェ ンコーダの電源を切る直前のエンコーダの計測値を記憶しておき、再度エンコーダ に電源を入れたときに、記憶してお!/、た計測値を初期値に設定することとして!/、るこ と力、ら、電源を再投入するたびに、エンコーダのリセット動作等の初期設定を行う必 要が無い。

[0155] また、本実施形態では、ウェハ Wの位置をステージエンコーダを用いて計測しつつ 、ウェハ w (ウェハステージ WST)を所定方向に移動するとともに、セカンダリァライメ ント系の検出視野内におけるマークの位置が一定に (視野中心に位置するように)維 持されるように、ァライメント系エンコーダを用いてセカンダリァライメント系の位置を計 測しつつセカンダリァライメント系を移動することによりァライメント系エンコーダのキヤ リブレーシヨンを fiうので、ァライメント系エンコーダの走りをウェハステージ WSTの走 り（ステージエンコーダの走り）に合わせた状態で計測することが可能である。従って 、この計測結果を考慮することで、ァライメント系エンコーダを用いたセカンダリァライ メント系の位置制御を高精度に行うことが可能である。また、このセカンダリァライメン ト系を用いて、ウェハァライメントを行うことにより、高精度な露光を行うことが可能であ

[0156] 更に、本実施形態では、ァライメント系エンコーダのリセット時において、エンコーダ の原点サーチをする以前に、ァライメント系モータの磁極合わせが行われてレ、るため 、原点サーチの際には、セカンダリァライメント系を水平面内で高精度に駆動できるよ うに調整された状態になっている。また、セカンダリァライメント系を X軸方向の一側に 関する移動限界位置まで移動した状態から X軸方向の他側に移動しつつ、原点サ ーチをするので、当該移動限界位置を基準とした原点サーチを行うことが可能となる 。従って、高精度な計測装置の原点サーチを行うことが可能となる。

[0157] なお、上記実施形態では、セカンダリァライメント系の位置調整を行うときに、気体 静圧軸受に気体を供給して、スライダを FIA定盤から浮上させ、位置調整を行わない ときには、気体静圧軸受に気体を供給せずに、スライダを FIA定盤に着地させる場 合について説明したが、これに限らず、位置調整を行わないときにも気体静圧軸受 に気体を供給して、浮上状態を維持することとしても良い。

[0158] なお、上記実施形態では、 FIA定盤とスライダとの間に引力を発生させる機構とし て、 FIA定盤 (磁性体）とスライダに設けられた永久磁石とを含む機構を採用する場 合について説明した。し力もながら、本発明はこれに限られるものではなぐ例えば永 久磁石に代えて、電磁石を用いることとしても良い。また、 FIA定盤側に永久磁石（又 は電磁石）を設け、スライダの少なくとも一部に磁性体を設けることとしても良い。更に 、引力として磁気的吸引力以外、例えば、静電気力、あるいは真空吸引力などを用 いることとしても良い。また、上記実施形態では、 FIA定盤自体が磁性体から成る場 合について説明したが、これに限らず、 FIA定盤を非磁性体で構成し、該 FIA定盤 の下面側に磁性体を別途設けることとしても良い。なお、上記実施形態の構成では、 FIA定盤とスライダとの間に引力として永久磁石と磁性体との間の磁気力を利用する ので、停電などがあってもセカンダリァライメント系 AL2〜AL2が落下、破損するこ

1 4

とがない。また、永久磁石と磁性体との間の引力（磁気力）はその大きさが一定では なく可変でもよい。

[0159] また、上記実施形態では、 FIA定盤とスライダとの間に斥力を発生させる機構として 、スライダに設けられた気体静圧軸受を含む機構を採用し、斥力が気体の静圧であ る場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限られるものではなぐ例え ば、気体静圧軸受を、 FIA定盤側に設けることとしても良い。また、斥力としては、気 体の静圧以外、例えば、磁気的な反発力（永久磁石と電磁石との組み合わせなどに より発生する反発力）などを採用しても良い。また、上記実施形態では、気体静圧軸 受として、 FIA定盤側から気体を供給する、いわゆるグランド給気型の気体静圧軸受 を用いることしたが、これに限らず、気体静圧軸受に気体供給用の配管を直接接続 することとしてあ良い。

[0160] また、上記実施形態では、各スライダに、 3つの気体静圧軸受と 2つの永久磁石と が設けられる場合について説明したが、これに限らず、任意の数の気体静圧軸受及 び永久磁石を設けることが可能である。また、気体静圧軸受と永久磁石の配置も上 記構成に限られない。

[0161] なお、上記実施形態では、セカンダリァライメント系の XY平面内の位置を計測する 位置計測系として、ァライメント系エンコーダを用いた場合について説明した力 これ に代えて、干渉計等の他の計測装置を用いることとしても良い。また、上記実施形態 では、セカンダリァライメント系 AL2の XY平面内位置の計測を行わない間は、熱に

n

よるァライメント系の検出精度への影響を抑制するため、ァライメント系エンコーダの 電源を切ることとしている力 エンコーダの電源のオフは必須ではない。例えば、熱が 問題にならなレヽ場合、あるいはエンコーダの熱源（光源やディテクタ）を外部に配置 する場合などでは、電源のオフは不要としても良い。 [0162] また、ァライメント系エンコーダのキャリブレーション、磁極合わせ、及び原点サーチ なども上述したものに限られない。

[0163] なお、上記実施形態において、セカンダリァライメント系の全体を、スライダに固定し ても良いが、その一部、例えば鏡筒 109内の光学系のみをスライダに固定してもよい

[0164] なお、上記実施形態では、ァライメント装置 99がセカンダリァライメント系を 4本備え る場合について説明した力 S、これに限らず、セカンダリァライメント系は、任意の本数 とすること力 S可能である。また、プライマリアライメント系 AL1は 1本に限らず複数本で も良いし、セカンダリァライメント系と同様、 XY平面内で駆動可能な構成を採用する こととしても良い。

[0165] なお、上記各ァライメント系としては、 FIA系に限らず、コヒーレントな検出光を対象 マークに照射し、その対象マーク力も発生する散乱光又は回折光を検出する、ある いはその対象マークから発生する 2つの回折光（例えば同次数の回折光、あるいは 同方向に回折する回折光）を干渉させて検出するァライメントセンサを単独であるい は適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。

[0166] なお、上記実施形態では、スライダが FIA定盤に対向する場合について例示した

1S 可動のァライメント系を支持する支持装置の固定部は、定盤に限られない。例え ば、斥力の発生に気体静圧軸受を用いる場合などには、受圧面として機能する程度 の平面を有する部材であれば、使用すること力できる。引力として磁力を用いる場合 、その部材の少なくとも一部が磁性体で構成されて!、れば良レ、。

[0167] なお、上記実施形態では、ウェハが対向して配置される下面を有するノズルュニッ トを用いるものとした力 これに限らず、例えば、国際公開第 99/49504号パンフレ ットに開示されるように、ノズルを多数有する構成を採用することとしても良い。要は、 投影光学系 PLを構成する最下端の光学部材 (先端レンズ） 191とウェハ Wとの間に 液体を供給することができるのであれば、その構成はいかなるものであっても良い。 例えば、国際公開第 2004/053955号パンフレットに開示されている液浸機構、欧 州特許公開第 1420298号公報に開示されている液浸機構も本実施形態の露光装 置に適用することができる。 [0168] なお、上記実施形態では、ウェハステージ WST側で各ウェハの交換を行っている 間に、計測ステージ MST側では CDバー 46を用いて、 Sec-BCHK (インターノ ル）を 行う場合について説明したが、これに限らず、計測ステージ MSTの計測器群 (計測 部材)を用いて、照度むら計測 (及び照度計測）、空間像計測、波面収差計測などの 少なくとも一つを行い、その計測結果をその後に行われるウェハの露光に反映させる こととしても良い。具体的には、例えば、計測結果に基づいて投影光学系 PLの調整 を行うこととすること力 Sできる。また、ウェハ交換中は計測ステージ MST上に液浸領 域を保持しておき、計測ステージとの交換でウェハステージ WSTが投影ユニット PU の直下に配置されるとき、計測ステージ上の液浸領域をウェハステージ上に移動す ることとしてあ良い。

[0169] なお、上記実施形態では、ウェハステージ WST力 ステージ本体 91とウェハテー ブル WTBとを含むものとした力 これに限らず、 6自由度で移動可能な単一のステー ジをウェハステージ WSTとして採用しても良い。また、反射面に代えて、ウェハテー ブル WTBに平面ミラーから成る移動鏡を設けても良い。また、計測ステージの構成と しては、上記実施形態で説明したものに限らず、例えば、計測テーブル MTBを、ス テージ本体 92に対して X軸方向、 Y軸方向及び Θ z方向に微動可能に構成したいわ ゆる粗微動構造の計測ステージ MSTを採用しても良いし、あるいは、計測テーブル MTBをステージ本体 92に固定し、その計測テーブル MTBを含むステージ本体 92 を 6自由度方向に駆動可能な構成にしても良い。

[0170] また、上記実施形態において、例えば米国特許出願公開第 2006/0227309号 などに開示されているように、ウェハテーブルにエンコーダヘッドが設けられ、かつゥ ェハテーブルの上方にこれに対向して一次元又は二次元の格子（例えば回折格子） が形成されたスケールが配置されるエンコーダシステムを用いても良い。また、ェンコ ーダシステムと干渉計システムの両方を設けず、干渉計システムのみを設けてウェハ ステージの位置を制御してもよ!/ヽ

[0171] なお、上記実施形態では、液体として純水（水）を用いるものとしたが、本発明がこ れに限定されないことは勿論である。液体としては、化学的に安定で、照明光 ILの透 過率が高く安全な液体、例えばフッ素系不活性液体を使用しても良い。このフッ素系 不活性液体としては、例えばフロリナート（米国スリーェム社の商品名）が使用できる 。このフッ素系不活性液体は冷却効果の点でも優れている。また、液体として、照明 光 ILに対する屈折率が、純水（屈折率は 1. 44程度）よりも高い、例えば 1. 5以上の 液体を用いても良い。この液体としては、例えば、屈折率が約 1. 50のイソプロパノー ノレ、屈折率が約 1 · 61のグリセロール（グリセリン）といった C— H結合あるいは O— H 結合を持つ所定液体、へキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体（有機溶剤）、ある いは屈折率が約 1 · 60のデカリン (Decalin: Decahydronaphthalene)などが挙げられる 。あるいは、これら所定液体のうち任意の 2種類以上の液体が混合されたものであつ ても良いし、純水に上記所定液体が添加（混合）されたものであっても良い。あるいは 、液体としては、純水に、 H⁺、 Cs ⁺、 K+、 CI—、 SO ²—、 PO ² 等の塩基又は酸を添

4 4

カロ（混合）したものであっても良い。更には、純水に A1酸化物等の微粒子を添加（混 合）したものであっても良い。これら液体は、 ArFエキシマレーザ光を透過可能である 。また、液体としては、光の吸収係数が小さぐ温度依存性が少なぐ投影光学系（先 端の光学部材）、及び/又はウェハの表面に塗布されている感光材（又は保護膜（ト ップコート膜)あるいは反射防止膜など）に対して安定なものであることが好ましい。ま た、 Fレーザを光源とする場合は、フォンブリンオイルを選択すれば良い。

[0172] また、上記実施形態で、回収された液体を再利用するようにしても良ぐこの場合は 回収された液体から不純物を除去するフィルタを液体回収装置、又は回収管等に設 けておくことが望ましい。さらに、上記実施形態では露光装置が前述した局所液浸装 置 8の全てを備えるものとしたが、局所液浸装置 8の一部（例えば、液体供給装置及 び/又は液体回収装置など）は、露光装置が備えている必要はなぐ例えば露光装 置が設置される工場等の設備を代用しても良い。

[0173] なお、上記実施形態では、露光装置が液浸型の露光装置である場合について説 明したが、これに限られるものではなぐ液体（水）を介さずにウェハ Wの露光を行うド ライタイプの露光装置にも採用することができる。また、計測ステージを備えない露光 装置にも本発明は適用が可能である。

[0174] また、上記実施形態では、ステップ ·アンド '·スキャン方式等の走査型露光装置に本 発明が適用された場合について説明したカ、これに限らず、ステツパなどの静止型露 光装置に本発明を適用しても良い。ステツバなどであっても、露光対象の物体が搭載 されたステージの位置をエンコーダで計測することにより、同様に、空気揺らぎに起 因する位置計測誤差の発生を殆ど零にすることができる。この場合、このエンコーダ の計測値の短期変動を干渉計の計測値を用いて補正する補正情報とエンコーダの 計測値とに基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に 高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。また、ショット領域とショ ット領域とを合成するステップ 'アンド '·スティツチ方式の露光装置にも本発明は適用 すること力 Sできる。さらに、例えば特開平 10— 163099号公報及び特開平 10— 214 783号公報（対応米国特許第 6, 590, 634号）、特表 2000— 505958号公報（対応 米国特許第 5, 969, 441号）、米国特許第 6, 208, 407号などに開示されているよ うに、複数のウェハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適 用できる。

[0175] また、上記実施形態の露光装置における投影光学系の倍率は縮小系のみならず 等倍及び拡大系のいずれでも良いし、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!/、ずれでも良!、し、その投影像は倒立像及び正立像の!/、ずれでも 良い。

[0176] また、照明光 ILは、 ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)に限らず、 KrFエキシマ レーザ光（波長 248nm)などの紫外光、 Fレーザ光（波長 157nm)などの真空紫外 光であっても良い。例えば国際公開第 99/46835号パンフレット（対応米国特許 7， 023,610号）に開示されているように、真空紫外光として DFB半導体レーザ又はファ ィバーレ一ザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばェ ノレビゥム（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域に波長変換した高調波を用いても良い。

[0177] また、上記実施形態では、露光装置の照明光 ILとしては波長 lOOnm以上の光に 限らず、波長 lOOnm未満の光を用いても良いことは言うまでもない。例えば、近年、 70nm以下のパターンを露光するために、 SOR又はプラズマレーザを光源として、軟 X線領域（例えば 5〜； 15nmの波長域）の EUV (Extreme Ultraviolet)光を発生させる とともに、その露光波長（例えば 13. 5nm)の下で設計されたオール反射縮小光学 系、及び反射型マスクを用いた EUV露光装置の開発が行われている。この装置に おいては、円弧照明を用いてマスクとウェハを同期走査してスキャン露光する構成が 考えられるので、力、かる装置にも本発明を好適に適用することができる。このほか、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にも、本発明は適用でき

[0178] また、上記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（レチクル)を用いた力 この レチクルに代えて、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（可変成形マスク、アクティブマスク、あ るいはイメージジェネレータなどとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光 変調器）の一種である DMD (Digital Micro-mirror Device)などを含む）を用いても良 い。

[0179] また、例えば国際公開 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、ウェハ上にライン'アンド 'スペースパターン 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ができる。

[0180] さらに、例えば特表 2004— 519850号公報（対応米国特許第 6, 611 , 316号）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ウェハ上で合 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。

[0181] 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。

[0182] なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体 (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。

[0183] 露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなぐ例えば、 角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写形成する液晶用の露光装置 や、有機 EL、薄型磁気ヘッド、撮像素子（CCD等）、マイクロマシン及び DNAチップ などを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイク 口デバイスだけでなぐ光露光装置、 EUV露光装置、 X線露光装置、及び電子線露 光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリ コンウェハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。

[0184] また、上記実施形態の露光装置は、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!/、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。

[0185] なお、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、米国特許出願公開明細書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。

[0186] なお、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、この設計ステ ップに基づレ、たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウェハを製作するステ ップ、上記実施形態の露光装置を用いて、レチクルに形成されたパターンをウェハ 等の物体上に転写するリソグラフィステップ、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）、検査ステップ等を経て製造される 。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて、物体上にデ バイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスの生産性を向上することが可 能である。 産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明の保持装置は、物体上のマークの位置を検出する検 出系を移動可能に保持するのに適している。また、本発明の位置検出装置は、物体 上のマークの位置情報を検出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、エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成するのに適してい る。また、本発明の移動方法は、物体上のマークの位置を検出する検出系を水平面 内で移動させるのに適している。また、本発明の検出系の調整方法は、物体上のマ ークを検出する水平面内を移動可能な検出系の調整に適している。更に、本発明の デバイス製造方法は、半導体素子及び液晶表示素子などの電子デバイスを製造す るのに適している。

Claims

請求の範囲

[1] 物体上のマークを検出する検出系を移動可能に保持する保持装置であって、 前記検出系を支持する支持装置と；

前記支持装置により所定のクリアランスを介して支持された前記検出系を少なくとも 水平面内の一軸方向に駆動する駆動装置と；を備える保持装置。

[2] 請求項 1に記載の保持装置において、

前記支持装置は、前記検出系との間に引力を発生する力発生装置を含み、前記 引力によって前記検出系を吊り下げ支持する保持装置。

[3] 請求項 2に記載の保持装置において、

前記支持装置は、前記検出系の固定時に前記クリアランスをほぼ零とする保持装 置。

[4] 請求項 3に記載の保持装置において、

前記支持装置は、前記駆動時に前記検出系との間の力を調整して前記クリアラン スを形成する保持装置。

[5] 請求項 2〜4の!/、ずれか一項に記載の保持装置にお!/、て、

前記力発生装置は、前記検出系との間に斥力を発生し、前記支持装置は、前記引 力と前記斥力との少なくとも一方を調整して前記クリアランスを形成する保持装置。

[6] 請求項 5に記載の保持装置において、

前記支持装置は、前記検出系の固定時に前記斥力をほぼ零とする保持装置。

[7] 請求項 1に記載の保持装置において、

前記支持装置は、前記検出系を吊り下げ支持するとともに、前記検出系との間に鉛 直方向に関して互いに逆向きの力を発生可能な力発生装置を含み、少なくとも前記 駆動中、前記互いに逆向きの力の両方によって前記クリアランスを維持する保持装 置。

[8] 請求項 7に記載の保持装置において、

前記支持装置は、前記互いに逆向きの力の少なくとも一方を調整して前記タリァラ ンスを形成する保持装置。

[9] 請求項 1に記載の保持装置において、 前記支持装置は、前記水平面と実質的に平行な一面側に前記検出系が配置され る定盤と、前記定盤と前記検出系との間に引力及び斥力を発生させることができる力 発生装置と、を含む保持装置。

[10] 請求項 9に記載の保持装置において、

前記力発生装置は、前記引力と前記斥力との少なくとも一方の大きさを調整可能で ある保持装置。

[11] 請求項 2に記載の保持装置において、

前記力発生装置で発生する引力と斥力との均衡により、前記検出系と前記定盤と の間に前記クリアランスが維持される保持装置。

[12] 請求項 9〜； 11の!/、ずれか一項に記載の保持装置にお!/、て、

前記検出系は、前記定盤に対してその下面側に配置される保持装置。

[13] 請求項 9〜； 12のいずれか一項に記載の保持装置において、

前記力発生装置は、前記定盤と前記検出系との間に引力を発生させる引力発生 装置と、前記定盤と前記検出系との間に斥力を発生させる斥力発生装置と、を含む 保持装置。

[14] 請求項 7〜； 13のいずれか一項に記載の保持装置において、

前記支持装置は、前記検出系の固定時に前記クリアランスをほぼ零とする保持装 置。

[15] 請求項 5〜； 14のいずれか一項に記載の保持装置において、

前記検出系との間に発生する引力と斥力とは、前記検出系の同一位置に実質的に 作用する保持装置。

[16] 請求項 5〜； 15のいずれか一項に記載の保持装置において、

前記力発生装置の引力を発生させつつ斥力を零に近づける間、前記検出系の水 平面内の位置をほぼ一定に維持するように前記駆動装置を制御する制御装置を更 に備える保持装置。

[17] 請求項 2〜； 16のいずれか一項に記載の保持装置において、

前記力発生装置は、前記検出系との間の引力として磁気吸引力を発生する保持装 置。

[18] 請求項 17に記載の保持装置において、

前記力発生装置は、前記支持装置の固定部及び前記検出系の少なくとも一方に 設けられた磁性体部材と、前記固定部及び前記検出系の少なくとも他方に設けられ た磁石部材と、を有する保持装置。

[19] 請求項 2〜； 18のいずれか一項に記載の保持装置において、

前記力発生装置は、前記検出系との間に斥力を発生する斥力発生装置として気体 静圧軸受を含む保持装置。

[20] 請求項 19に記載の保持装置において、

前記気体静圧軸受は、前記検出系に設けられている保持装置。

[21] 請求項 20に記載の保持装置において、

前記気体静圧軸受には、前記検出系が配置される前記支持装置の固定部を介し て気体が供給される保持装置。

[22] 請求項 20又は 21に記載の保持装置にお!/、て、

前記気体静圧軸受は、前記支持装置の固定部と対向する前記検出系の所定面の 3箇所に設けられている保持装置。

[23] 請求項 2〜22の!/、ずれか一項に記載の保持装置にお!/、て、

前記力発生装置は、前記検出系との間に引力を発生する引力発生装置として、前 記検出系に設けられる複数の永久磁石を有するとともに、前記検出系との間に斥力 を発生する斥力発生装置として、前記検出系に設けられる複数のエアパッドを有し、 前記複数の永久磁石を結んで形成される図形の重心と、前記複数のエアパッドを 結んで形成される図形の重心とがほぼ一致している保持装置。

[24] 請求項 1〜23のいずれか一項に記載の保持装置において、

前記検出系の前記水平面内における移動を制限する制限部材を更に備える保持 装置。

[25] 請求項 24に記載の保持装置において、

前記制限部材は、カムフォロア状のストツバ部材を含む保持装置。

[26] 請求項 1〜25のいずれか一項に記載の保持装置において、

前記検出系の水平面内の位置情報を計測する計測系を更に備える保持装置。

[27] 請求項 26に記載の保持装置において、

前記計測系は、リニアエンコーダを含む保持装置。

[28] 請求項 1〜27のいずれか一項に記載の保持装置において、

前記検出系が配置される前記支持装置の固定部は、その内部に冷媒が通過する 管路を有する保持装置。

[29] 請求項 1〜28のいずれか一項に記載の保持装置において、

前記駆動装置は、前記検出系の光学系を移動し、前記検出系の検出領域の位置 を可変とする保持装置。

[30] 物体上のマークを検出する検出系と；

前記検出系を移動可能に保持する請求項 1〜29のいずれか一項に記載の保持装 置と;を備える位置検出装置。

[31] 物体上のマークの位置情報を検出する位置検出装置であって、

前記物体上のマークを検出する検出系と；

前記検出系と固定部との間に引力及び斥力を発生させることができる力発生装置 と；

前記力発生装置で発生する引力と斥力とにより、前記検出系と前記固定部との間 に所定のクリアランスが形成された状態で、前記検出系を少なくとも水平面内の一軸 方向に駆動する駆動装置と；を備える位置検出装置。

[32] 請求項 31に記載の位置検出装置にお!/ヽて、

前記力発生装置は、前記引力と前記斥力との少なくとも一方の大きさを調整可能で ある位置検出装置。

[33] 請求項 31に記載の位置検出装置にお!/ヽて、

前記検出系は少なくとも光学系が前記固定部に吊り下げ支持され、前記駆動装置 による前記光学系の移動によって前記検出系の検出領域の位置が可変となる位置 検出装置。

[34] エネルギビームの照射によって感応物体にパターンを形成する露光装置であって 前記感応物体上のマークの位置情報を検出する請求項 30〜33のいずれか一項 に記載の位置検出装置と；

前記位置検出装置による検出結果を利用して、前記感応物体に前記エネルギビー ムを照射するパターユング装置と；を備える露光装置。

[35] 請求項 34に記載の露光装置において、

前記位置検出装置は、前記駆動装置によって少なくとも 1つが移動される複数の検 出系を有し、前記複数の検出系によって前記感応物体上のマークの位置情報を検 出する露光装置。

[36] 請求項 35に記載の露光装置において、

前記複数の検出系の少なくとも 2つによって前記感応物体上の異なるマークが同時 に検出可能となるように、前記駆動装置によって前記少なくとも 1つの検出系が移動 される露光装置。

[37] 請求項 34〜36のいずれか一項に記載の露光装置を用いて感応物体を露光する ことと、

前記露光された感応物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

[38] 物体上のマークを検出する検出系を水平面内で移動させる移動方法であって、 前記検出系と固定部との間に発生させる引力と斥力とにより、前記検出系と前記固 定部との間に所定のクリアランスを形成し、

前記タリァランスを維持しつつ前記検出系を水平面内で移動させる移動方法。

[39] 請求項 38に記載の移動方法において、

前記移動した検出系を、前記引力及び前記斥力の少なくとも一方を調整して前記 クリアランスをほぼ零として、前記固定部に固定する移動方法。

[40] 請求項 39に記載の移動方法において、

前記検出系の固定時に前記斥力をほぼ零とする移動方法。

[41] 請求項 38〜40の!/、ずれか一項に記載の移動方法にお!/、て、

前記検出系は少なくとも光学系が前記固定部に吊り下げ支持され、前記光学系の 移動によつて前記検出系の検出領域の位置を可変とする移動方法。

[42] 物体上のマークを検出する検出系を水平面内で移動させる移動方法であって、 前記検出系が水平面内の所定位置に位置決めされた状態で、前記検出系の前記 水平面内の位置計測に用いられる計測系の電源を切る工程と；

前記計測系の電源を切る直前の計測値を記憶する工程と；

前記所定位置に位置決めされた状態から前記検出系を移動させる際に、移動開始 に先立って前記計測系の電源を入れるとともに、前記計測値を前記計測系の初期値 に設定する工程と；を含む移動方法。

[43] 物体上のマークを検出する検出系を水平面内で移動させる移動方法であって、 前記検出系の検出領域内にマーク部材のマークが維持されるように、前記マーク 部材と前記検出系とを、前記水平面内の一軸方向に移動させて、前記マーク部材と 前記検出系との前記水平面内の位置情報を計測する計測工程と；

前記計測された位置情報を用いて、前記一軸方向に前記検出系を移動させる移 動工程と；を含む移動方法。

[44] 請求項 43に記載の移動方法において、

前記計測工程では、前記移動中に前記検出領域内での前記マークの位置がほぼ 一定に維持される移動方法。

[45] 請求項 43又は 44に記載の移動方法において、

前記移動工程では、前記計測工程での移動中の前記検出領域内での前記マーク の位置情報が用いられる移動方法。

[46] 請求項 43〜45の!/、ずれか一項に記載の移動方法にお!/、て、

前記マーク部材は、前記物体、又は前記物体を移動させる可動体を含む移動方法

〇

[47] 請求項 43〜46の!/、ずれか一項に記載の移動方法にお!/、て、

前記計測工程では、前記マーク部材及び前記検出系を連続的に移動させる移動 方法。

[48] 請求項 43〜46の!/、ずれか一項に記載の移動方法にお!/、て、

前記計測工程では、前記マーク部材及び前記検出系を断続的に移動させる移動 方法。

[49] 物体上のマークの位置情報を検出する位置検出方法であって、

請求項 38〜48のいずれか一項に記載の移動方法を用いて検出系を移動させるこ とと、

前記移動した検出系によって前記物体上のマークを検出することと、を含む位置検 出方法。

[50] エネルギビームの照射によって感応物体にパターンを形成する露光方法であって 請求項 38〜48の!/、ずれか一項に記載の移動方法により検出系を移動させて、前 記感応物体上のマークの位置情報を検出する工程と；

前記検出結果を利用して、前記感応物体に前記エネルギビームを照射し、前記感 応物体上にパターンを形成する工程と；を含む露光方法。

[51] エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光方法であって、 請求項 1〜29のいずれか一項に記載の保持装置により移動可能に保持された検 出系を用いて、前記感応物体のマークの位置情報を検出する工程と；

前記検出結果を利用して、前記感応物体に前記エネルギビームを照射し、前記感 応物体上にパターンを形成する工程と；を含む露光方法。

[52] 請求項 50又は 51に記載の露光方法にお!/、て、

前記検出系を少なくとも 1つ含む複数の検出系を有し、前記感応物体のマークを前 記複数の検出系で検出可能である露光方法。

[53] 請求項 52に記載の露光方法において、

前記複数の検出系の少なくとも 2つによって前記感応物体上の異なるマークが同時 に検出可能となるように、前記少なくとも 1つの検出系が移動される露光方法。

[54] 請求項 50〜53のいずれか一項に記載の露光方法を用いて感応物体を露光する ことと、

前記露光された感応物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

[55] 物体上のマークを検出する、少なくとも水平面内を移動可能な検出系の調整方法 でめって、

前記検出系を電磁相互作用により水平面内で駆動する駆動装置により、前記検出 系を水平面内の一軸方向に関する所定の移動限界位置まで移動させる第 1工程と； 前記移動限界位置にお!/、て、前記駆動装置の磁極合わせを行う第 2工程と； 前記一軸方向に関する前記検出系の移動範囲のほぼ中央に、前記駆動装置によ り前記検出系を移動させる第 3工程と；

前記駆動装置により、前記検出系を前記一軸方向に交差する他軸方向の一側に 関する所定の移動限界位置まで移動させる第 4工程と；

前記検出系を前記他軸方向の一側の移動限界位置から、前記他軸方向の他側に 移動させつつ、前記検出系の一軸方向の位置情報を計測する計測装置の原点をサ ーチする第 5工程と；を含む検出系の調整方法。

請求項 55に記載の検出系の調整方法において、

前記検出系は、前記他軸方向に所定間隔をあけて 2つ設けられ、

前記各工程を検出系ごとに交互に行い、前記第 4工程では、一方の検出系を前記 他軸方向の一側の移動限界位置まで移動し、他方の検出系では、その反対側の移 動限界位置まで移動させる検出系の調整方法。