WO2007097466A1 - 測定装置及び方法、処理装置及び方法、パターン形成装置及び方法、露光装置及び方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

測定装置及び方法、処理装置及び方法、パターン形成装置及び方法、露光装置及び方法、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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Yuichi Shibazaki
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Definitions

  • Measurement apparatus and method processing apparatus and method, pattern forming apparatus and method, exposure apparatus and method, and device manufacturing method
  • the present invention relates to a measuring apparatus and method, a processing apparatus and method, a pattern forming apparatus and method, an exposure apparatus and method, and a device manufacturing method, and more specifically, a measurement for measuring position information of a moving body that moves in a plane.
  • the present invention relates to a pattern forming method, an exposure apparatus and exposure method for exposing an object with an energy beam via an optical system, and a device manufacturing method using any one of the measurement method, the processing method, the exposure apparatus, and the exposure method. Singing technique
  • stepper step-and-repeat reduction projection exposure apparatus
  • step ' ⁇ Scanning projection exposure equipment steppers (also called scanners)
  • the surface of the wafer as the substrate to be exposed is not necessarily flat due to, for example, waviness of the wafer.
  • a scanning exposure apparatus such as a scanner
  • the wafer surface is detected at a plurality of detection points set in the exposure area.
  • Position information (force information) about the optical axis direction of the projection optical system is detected using, for example, a multi-point focus position detection system (hereinafter also referred to as “multi-point AF system”), and based on the detection result.
  • multi-point AF system multi-point focus position detection system
  • focus leveling control is performed to control the position and tilt of the table or stage holding the wafer in the optical axis direction (see, for example, Patent Document 1).
  • the multi-point AF system described above is used in the projection optical system. It is difficult to place in the vicinity.
  • the exposure apparatus is required to have high throughput in addition to realizing high-precision wafer surface position control in order to realize high-precision exposure.
  • the position of the stage that holds the substrate to be exposed is generally measured using a high-resolution laser interferometer.
  • the optical path length of the laser interference beam that measures the position of the stage is several hundred mm or more, and more precise control of the position of the stage is achieved by miniaturization of the pattern due to higher integration of semiconductor elements. Therefore, short-term fluctuations in measured values due to ambient temperature fluctuations (air fluctuations) in the laser beam path of laser interferometers are now becoming difficult to ignore.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 6-2 8 3 4 0 3
  • Patent Document 2 International Publication No. 2 0 0 4 No. 0 5 3 9 5 5 Pamphlet ⁇ Disclosure of the invention
  • the present invention is a measuring apparatus that measures positional information of a moving body that moves within a predetermined plane, and is provided in the moving body.
  • a plurality of gratings, and a plurality of heads that respectively irradiate the plurality of gratings with light and individually receive reflected light from each grating, and measure positional information of the movable body in the plane.
  • An encoder system for measuring; irradiating light from a direction orthogonal to the plane to the moving body; receiving reflected light; and position information in a direction orthogonal to the plane of the moving body surface at the light irradiation point A surface position measurement system that includes a plurality of surface position sensors that measure the position of the movable body and that measures position information in a direction perpendicular to the plane of the movable body and a tilt direction with respect to the plane.
  • the position information in the plane of the moving object is measured with high accuracy without being affected by air fluctuations by the encoder system with good short-term stability of measured values.
  • Position information in the direction perpendicular to the plane of the moving object is measured with high accuracy without being affected by air fluctuations.
  • both the encoder system and the surface position measurement system directly measure the surface of the moving body, it is possible to control the position of the moving body simply and directly.
  • a pattern forming apparatus for forming a pattern on an object, wherein the object is placed on the moving body; and the pattern is generated.
  • a first pattern forming device comprising: a pattern generating device;
  • the measuring device can control the position of the moving object on which the object is placed, and thus the position and the surface position of the object on the moving object with high accuracy, the position control error and the surface in the plane can be controlled. Pattern formation due to position control error High-accuracy pattern formation on an object having almost no defects becomes possible.
  • the present invention provides a moving body that moves within a predetermined plane.
  • a processing apparatus for performing predetermined processing on a mounted object wherein the moving body is irradiated with light from a direction orthogonal to the plane, the reflected light is received, and the moving body at an irradiation point of the light
  • a surface position measurement system that includes a plurality of surface position sensors that measure position information in a direction perpendicular to the plane of the surface, and that measures position information in a direction perpendicular to the plane of the movable body and a tilt direction with respect to the plane;
  • a detection device; and the surface position measurement system and the surface position detection device are simultaneously operated, and the detection results at the plurality of detection points by the surface position detection device obtained by the simultaneous operation are obtained simultaneously with the detection device.
  • “to be in the state of simultaneous operation” includes not only the case where the surface position measurement system and the surface position detection device are activated simultaneously, but also the case where both are activated in advance, In short, it means that both of them will be operating at the same time.
  • the surface position measurement system and the surface position detection device are simultaneously operated by the control device, and the detection results at the plurality of detection points by the surface position detection device obtained by the simultaneous operation.
  • it is converted into data based on the measurement result of the surface position measurement system obtained by the simultaneous operation. Therefore, by acquiring this conversion data in advance, the surface position measurement system can then only measure the position information of the moving body in the direction orthogonal to the plane and the tilt direction with respect to the plane. It is possible to control the surface position of the upper surface of the object without acquiring position information.
  • the present invention can be suitably applied to the above-described exposure apparatus having a narrow working distance.
  • a pattern forming apparatus for forming a pattern on a target object, wherein the target object is placed on the moving body; and the pattern is generated.
  • a pattern generator that performs; And a second pattern forming apparatus.
  • the processing device can control the surface of the moving object on which the target object is placed, and thus the surface position of the target object on the moving object with high accuracy, pattern formation caused by the surface position control error is possible. High-accuracy pattern formation on an object with few defects is possible.
  • a pattern forming apparatus for forming a pattern on an object via an optical system, wherein the object is placed, holds the object, and intersects the first axis.
  • the first grating having a grating whose periodic direction is parallel to the first axis on one surface, and the periodic direction that is parallel to the second axis.
  • a moving body on which a second grating having a grating is disposed; a plurality of first heads having different positions with respect to a direction orthogonal to the first axis; and a head facing the first grating A first encoder that measures position information of the movable body in a direction parallel to the first axis; and a plurality of second heads that differ in position in a direction orthogonal to the second axis.
  • a second encoder that measures positional information of the movable body in the second axis direction; and an encoder system that includes: irradiating the movable body with light from a direction orthogonal to the plane, and receiving the reflected light
  • a plurality of surface position sensors for measuring position information in a direction perpendicular to the plane of the surface of the movable body at the light irradiation point, and information on a direction perpendicular to the plane of the movable body and position information in an inclination direction relative to the plane.
  • a surface position measuring system for measuring and a plurality of detection points set at predetermined intervals along a straight line in a direction perpendicular to the first axis in parallel to the array of the plurality of first heads;
  • a surface position detecting device for detecting information among the plurality of detection points of the surface position detecting device, the surface position sensor disposed at least one in the vicinity of each of the two detection points positioned near both ends. In a direction perpendicular to the first axis of the moving body to be detected.
  • the surface position information of the object surface is measured using the detection value of the surface position detection device on the basis of the surface position information at the end portions on one side and the other side, and when the pattern is formed, the first position of the moving body is measured. Based on the surface position information measured with reference to the surface position information measured by two specific surface position sensors that measure the surface position information at one end and the other end in the direction orthogonal to the axis.
  • a third pattern forming apparatus comprising: an adjusting device that adjusts the position of the object with respect to an optical axis direction of the optical system and a tilt direction with respect to a plane orthogonal to the optical axis.
  • the position information in the plane of the moving object is measured with high accuracy without being affected by air fluctuations by the encoder system with good short-term stability of measured values, and the surface position measurement system The position in the direction perpendicular to the plane of the moving object is measured with high accuracy without being affected by air fluctuations.
  • the adjustment device detects, for example, the detection value of the surface position detection device based on the surface position information at one end and the other end in the direction orthogonal to the first axis of the moving body prior to the formation of the pattern. Is used to measure the surface position information of the object surface, and when forming a pattern, the surface position information at one end and the other end in the direction orthogonal to the first axis of the moving object is used as a reference.
  • the position of the object is adjusted with respect to the optical axis direction of the system and the inclination direction with respect to the plane orthogonal to the optical axis. Therefore, even when the surface position information of the object is measured prior to the pattern formation, the surface position control of the object can be performed with high accuracy in the actual pattern formation.
  • an exposure apparatus for exposing an object with an energy beam through an optical system, wherein the object mounting region is provided on a part of a surface facing the optical system.
  • a movable body movable in the first and second directions within a predetermined plane; and a plurality of sensors having different detection point positions with respect to at least one of the first and second directions, And a measuring device capable of measuring position information of the surface of the moving body in a third direction orthogonal to the plane at a detection point.
  • the third measuring device orthogonal to the plane of the surface of the moving object Position information in the direction is measured with high accuracy without being affected by air fluctuations.
  • an exposure apparatus that exposes an object with an energy beam via an optical system, and holds the object and is movable in first and second directions within a predetermined plane.
  • a plurality of sensors having different detection point positions with respect to at least one of the first and second directions, and a surface of the moving body in a third direction orthogonal to the plane at each detection point.
  • a first detection system capable of measuring position information; and a second detection system that, unlike the first detection system, measures position information in the third direction of the object held by the moving body.
  • a second exposure apparatus is provided.
  • a device comprising: exposing an object using any one of the first and second exposure apparatuses according to the present invention; and developing the exposed object. It is a manufacturing method.
  • a second step of measuring position information in a direction perpendicular to the plane of the movable body and an inclination direction with respect to the plane using a surface position measurement system including a plurality of planes. is there.
  • the position in the plane of the moving body is measured with high accuracy without being affected by air fluctuations using an encoder system with good short-term stability of measured values
  • the surface position measurement system is The position in the direction perpendicular to the plane of the moving object is measured with high accuracy without being affected by air fluctuations.
  • both the encoder system and the surface position measurement system directly measure the upper surface of the moving body, simple and direct position control of the moving body becomes possible.
  • the present invention comprises a step of measuring positional information of the moving body using the measuring method of the present invention while an object is placed on the moving body; an energy beam; And forming a pattern on the object by irradiating with a pattern forming method.
  • a device manufacturing method comprising: a step of forming a pattern on an object according to the pattern forming method of the present invention; and a step of processing the object on which the pattern is formed. is there.
  • the present invention is a processing method for performing a predetermined process on an object placed on a moving body that moves in a plane, and the light is applied to the moving body from a direction orthogonal to the plane.
  • a plurality of surface position sensors that measure the positional information of the surface of the moving body perpendicular to the plane at the irradiation point of the light, and orthogonal to the plane of the moving body.
  • a surface position measurement system that measures position information in a direction and an inclination direction with respect to the plane, and irradiates a detection beam to the object placed on the movable body and receives reflected light of the detection beam,
  • a surface position detecting device for detecting surface position information at a plurality of detection points on the object surface; and a first step for simultaneously operating the state; and the surface position detecting device obtained by the simultaneous operation in the first step; And a second step of converting the detection results at the plurality of detection points into data based on the measurement results of the surface position measurement system obtained by the simultaneous operation.
  • the surface position measurement system and the surface position detection device are simultaneously operated (first step), and the detection results at the plurality of detection points by the surface position detection device obtained by the simultaneous operation are obtained. Is converted into data based on the measurement result of the surface position measurement system obtained by the simultaneous operation (second step). Therefore, by acquiring this conversion data in advance, the surface position measurement system can then only measure the position information in the direction perpendicular to the plane of the moving body and the tilt direction with respect to the plane. Surface position control of the surface of the object is possible without acquiring position information.
  • the present invention can be suitably applied to the above-described exposure apparatus having a narrow working distance.
  • a step of forming a pattern on an object by the processing method of the present invention wherein the predetermined process includes a process of forming a pattern on the object;
  • a device manufacturing method comprising: a step of processing the formed object.
  • the present invention is an exposure method in which an object is exposed with an energy beam through an optical system, and a placement region for the object is provided on a part of a surface facing the optical system.
  • a step of placing the object on a movable body movable in a first plane and a second direction within a predetermined plane; a plurality of sensors having different detection point positions with respect to at least one of the first and second directions; 1 is a first exposure method including a step of measuring position information regarding a third direction orthogonal to the plane of the moving body surface.
  • the position information in the third direction orthogonal to the plane of the surface of the moving object is measured with high accuracy by the measurement device without being affected by air fluctuations.
  • the present invention is an exposure method for exposing an object with an energy beam via an optical system, wherein the first and second directions are within a predetermined plane.
  • the position information in the third direction of the object held by the moving body is obtained.
  • the second exposure method is a measuring device including a second detection system for measuring.
  • the position information on the surface of the moving body in the third direction orthogonal to the plane, and the moving body holds the position information. It is possible to measure the positional information of the detected object in the third direction and the relationship between these positional information.
  • the present invention includes exposing an object using any one of the first and second exposure methods of the present invention, and developing the exposed object. It is a device manufacturing method.
  • FIG. 1 is a drawing schematically showing a configuration of an exposure apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the stage apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view showing the arrangement of various measuring devices (encoder, alignment system, multipoint AF system, Z sensor, etc.) provided in the exposure apparatus of FIG.
  • FIG. 4 (A) is a plan view showing the wafer stage
  • FIG. 4 (B) is a schematic sectional side view showing a part of the wafer stage W ST.
  • FIG. 5 (A) is a plan view showing the measurement stage
  • FIG. 5 (B) is a schematic sectional side view showing a part of the measurement stage.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the vicinity of the + X side end portion in FIG. 2 of the X-axis stators 80 and 8 1.
  • FIG. 7 (A) to FIG. 7 (D) are diagrams for explaining the operation of the stagger mechanism.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the main configuration of the control system of the exposure apparatus according to one embodiment.
  • Fig. 9 (A) and Fig. 9 (B) show the position measurement in the XY plane of the wafer table by a plurality of encoders each including a plurality of heads arranged in an array and the inheritance of measured values between the heads. It is a figure for demonstrating.
  • Fig. 10 (A) is a diagram showing an example of the configuration of the encoder
  • Fig. 10 (B) is a diagram showing a case where a laser beam LB having a cross-sectional shape extending in the periodic direction of the grating RG is used as detection light. It is.
  • FIG. 11 is a view for explaining scale lattice pitch correction and lattice deformation correction performed in the exposure apparatus according to the embodiment.
  • FIGS. 12 (A) to 12 (C) are diagrams for explaining the wafer alignment performed by the exposure apparatus according to the embodiment.
  • Figures 13 (A) to 13 (C) are used to explain the simultaneous detection of marks on a wafer by multiple alignment systems while changing the Z position of wafer table WT B (wafer W).
  • FIG. 13 (A) to 13 (C) are used to explain the simultaneous detection of marks on a wafer by multiple alignment systems while changing the Z position of wafer table WT B (wafer W).
  • FIGS. 14 (A) and 14 (B) are diagrams for explaining the baseline measurement operation of the primary alignment system.
  • Figures 15 (A) and 15 (B) are diagrams for explaining the baseline measurement operation of the secondary alignment system performed at the head of the mouth.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the baseline check operation of the secondary alignment system performed every time the wafer is replaced.
  • FIG. 17 (A) and FIG. 17 (B) are diagrams for explaining the operation of adjusting the position of the secondary alignment system.
  • FIGS. 18A to 18C are views for explaining focus mapping performed by the exposure apparatus according to the embodiment.
  • FIGS. 19A and 19B are views for explaining focus calibration performed in the exposure apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 20 (A) and FIG. 20 (B) are performed by the exposure apparatus according to one embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining offset correction between AF sensors.
  • FIG. 21 (A) and FIG. 21 (B) are diagrams for explaining traverse Z running correction performed by the exposure apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram showing the state of the wafer stage and the measurement stage in a state where the step-and-scan method is performed on the wafer on the wafer stage.
  • FIG. 23 is a diagram showing the state of the wafer stage and the measurement stage at the stage where the exposure to the wafer W is completed on the wafer stage W ST side.
  • FIG. 24 is a diagram showing the state of both stages immediately after the exposure is completed and the wafer stage and the measurement stage are moved away from the separated state.
  • Figure 25 shows the Y-axis position relationship between the wafer table and measurement table, while the measurement stage moves in the Y direction and the wafer stage moves toward the unloading position. It is a figure which shows a state.
  • Fig. 26 shows the state of the wafer stage and the measurement stage when the measurement stage reaches the position where Sec-BGHK (interval) is performed.
  • Figure 27 shows the state of the wafer stage and measurement stage when the wafer stage moves from the unload position to the loading position in parallel with the Sec-BGHK (interval).
  • Fig. 28 is a diagram showing the state of the wafer stage and the measurement stage when the measurement stage moves to the optimum scram standby position and the wafer is loaded on the wafer table.
  • Figure 29 shows the state of both stages when the wafer stage is moved to the position where the first half of Pr i -BCHK is processed while the measurement stage is waiting at the optimal scrum standby position.
  • Fig. 30 shows the wafer stage and measurement stage when the alignment marks attached to the three ground alignment shot areas are simultaneously detected using the alignment systems AL 1, AL 2 2 and AL 2 3. Indicates the state FIG.
  • Figure 31 shows the state of the wafer stage and measurement stage when the first half of the focus calibration is being performed.
  • FIG. 33 is a diagram showing the state of the wafer stage and the measurement stage when at least one of the latter half of the Pr i -BGHK and the latter half of the focus calibration is being performed.
  • FIG. 36 is a diagram showing the state of the wafer stage and the measurement stage when focus mapping is completed.
  • Fig. 37 is a diagram for explaining a modified example of a head unit having different Y head and Z sensor arrangements.
  • Fig. 38 is a diagram for explaining another modified example of the head unit with different Y head and Z sensor arrangements.
  • FIG. 39 is a flowchart for explaining the embodiment of the device manufacturing method.
  • FIG. 40 is a flowchart showing a specific example of Step 20 04 in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of an exposure apparatus 100 according to an embodiment.
  • the exposure apparatus 100 is a step-and-scan type scanning exposure apparatus, that is, a so-called scanner.
  • the projection optical system PL is provided.
  • the direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system P is set in the Z-axis direction, and in a plane perpendicular to the Z-axis direction.
  • the direction in which the reticle and wafer are relatively scanned is the Y-axis direction
  • the direction perpendicular to the Z-axis and Y-axis is the X-axis direction
  • the rotation (tilt) directions around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are each 0.
  • the description will be made in the x, y, and 0 z directions.
  • An exposure apparatus 100 includes an illumination system 10 and a reticle stage that holds a reticle R that is illuminated with illumination light for exposure from the illumination system 10 (hereinafter referred to as “illumination light” or “exposure light”) IL.
  • RS unit illumination light emitted from reticle R
  • projection unit PU including projection optical system PL for projecting IL onto wafer W
  • stage unit 50 having wafer stage WS T and measurement stage MS T 50, and control thereof System.
  • Wafer W is mounted on wafer stage WST.
  • the illumination system 10 includes a light source, an optical integrator, and the like as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 200 1-3 1 325 0 (corresponding US Patent Application Publication No. 2003Z00 258 90).
  • Illumination optical system having a uniform illumination optical system, a reticle blind, etc. (both not shown).
  • the slit-shaped illumination area I A R on the reticle R defined by the reticle blind (masking system) is illuminated with illumination light (exposure light) I L with almost uniform illuminance.
  • illumination light I L an Ar F excimer laser beam (wavelength 1 93 ⁇ m) is used.
  • the optical integrator for example, a fly-eye lens, a rod integrator (an internal reflection type integrator), or a diffractive optical element can be used.
  • the reticle stage RST On the reticle stage RST, there are circuit patterns and the like.
  • the reticle R formed on the inner surface (the lower surface in Fig. 1) is fixed, for example, by vacuum suction.
  • the reticle stage RST can be driven minutely in the XY plane by a reticle stage drive system 11 including a linear motor, for example (not shown in FIG. 1, see FIG. 8), and in the scanning direction (left and right in the drawing in FIG. 1). It is possible to drive at the scanning speed specified in the direction (Y-axis direction).
  • Position information in the moving plane of reticle stage RST (including rotation information in the ⁇ - Z direction) is transferred by reticle laser interferometer (hereinafter referred to as ⁇ reticle interferometer j) 1 1 6 to moving mirror 1 5 (in practice, Via a Y moving mirror (or a retroreflector) having a reflecting surface orthogonal to the Y-axis direction and an X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X-axis direction), for example, 0.5 to It is always detected with a resolution of about 1 nm.
  • the measurement value of reticle interferometer 1 1 6 is sent to main controller 20 (not shown in FIG. 1, see FIG. 8).
  • the main controller 20 calculates the position of the reticle stage RST in the X-axis direction, Y-axis direction, and ⁇ z-direction based on the measurement value of the reticle interferometer 1 16 and based on the calculation result.
  • the position (and speed) of the reticle stage RST is controlled.
  • the end surface of reticle stage RST may be mirror-finished to form a reflecting surface (corresponding to the reflecting surface of moving mirror 15).
  • reticle interferometer 1 16 may be capable of measuring position information of reticle stage RST with respect to at least one of the Z-axis, ⁇ X and 0 y directions.
  • the projection unit PU includes a lens barrel 40 and a projection optical system PL having a plurality of optical elements held in the lens barrel 40 in a predetermined positional relationship.
  • the projection optical system PL for example, a refractive optical system including a plurality of lenses (lens elements) arranged along an optical axis AX parallel to the Z-axis direction is used.
  • the projection optical system P is, for example, bilateral telecentric and has a predetermined projection magnification (for example, 14 times, 15 times, or 18 times). For this reason, the illumination area IAR is changed by the illumination light IL from the illumination system 10.
  • the illumination light IL that has passed through the reticle R which is arranged so that the first surface (object surface) of the projection optical system PL and the pattern surface substantially coincide with each other, passes through the projection optical system PL (projection unit PU).
  • Reduced image of reticle R circuit pattern in the illumination area IAR (reduced image of part of the circuit pattern) Force Disposed on the second surface (image surface) side, resist (photosensitive agent) is applied to the surface
  • An area conjugated to the illumination area IAR on the wafer W (hereinafter also referred to as an “exposure area”) IA is formed.
  • the projection unit PU is mounted on a lens barrel surface supported by three columns via a vibration isolation mechanism. For example, International Publication No. 2 0 0 6 Z 0 3 8 9 5 As disclosed in No. 2 Pan-Plate ⁇ , the projection You may support by hanging.
  • the aperture on the reticle side increases as the numerical aperture NA of the projection optical system PL substantially increases. .
  • a catadioptric system including a mirror and a lens may be used.
  • a protective film top coat film for protecting the wafer or the photosensitive layer may be formed on the wafer W.
  • the optical element closest to the image plane (wafer side) constituting the projection optical system PL here a lens (hereinafter referred to as a lens)
  • a nozzle unit 3 2 constituting a part of the local liquid immersion device 8 is provided so as to surround the periphery of the lower end portion of the lens barrel 40 holding the 1 9 1.
  • the lower end surface of the nozzle unit 3 2 is set to be substantially flush with the lower end surface of the front lens 1 91 1.
  • the nozzle unit 3 2 is disposed so that the supply port and the recovery port for the liquid L q and the wafer W face each other, and A lower surface provided with a collection port, and a supply channel and a recovery channel connected to the liquid supply pipe 3 1 A and the liquid recovery pipe 3 1 B, respectively.
  • the liquid supply pipe 3 1 A and the liquid recovery pipe 3 1 B are inclined by 45 ° with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction in plan view (viewed from above). It is symmetrical about the straight line LV in the Y-axis direction passing through the optical axis AX of the projection optical system PL.
  • the other end of the supply pipe (not shown) whose one end is connected to the liquid supply device 5 (not shown in FIG. 1, see FIG. 8) is connected to the liquid supply pipe 3 1 A, and the liquid recovery pipe 3 1 B is connected to the other end of a recovery pipe (not shown) whose one end is connected to a liquid recovery device 6 (not shown in FIG. 1, see FIG. 8).
  • the liquid supply device 5 includes a liquid tank, a pressure pump, a temperature control device, and a valve for controlling supply / stop of the liquid to the liquid supply pipe 3 1 ⁇ .
  • the valve for example, it is desirable to use a flow rate control valve so that not only the liquid supply is stopped but also the flow rate can be adjusted.
  • the temperature control device adjusts the temperature of the liquid in the liquid tank to, for example, the same temperature as the temperature in a chamber (not shown) in which the exposure apparatus is accommodated. Note that all of the tanks, pressure pumps, temperature control devices, valves, etc. for supplying the liquid do not have to be provided by the exposure apparatus 100, but at least a part of them is provided in the exposure apparatus 1. It can be replaced with equipment such as a factory where 0 is installed.
  • the liquid recovery device 6 includes a liquid tank and a suction pump, and a valve for controlling the recovery / stop of the liquid via the liquid recovery pipe 31B.
  • a valve it is desirable to use a flow control valve in the same manner as the valve of the liquid supply device 5. It is not necessary that all of the tank, suction pump, valve, etc. for recovering the liquid are provided in the exposure apparatus 100, but at least a part of the factory where the exposure apparatus 100 is installed. It can also be replaced with other equipment.
  • pure water that transmits Ar F excimer laser light (light with a wavelength of 1 93 nm) (hereinafter, unless otherwise required) is used as the liquid. Shall be described as “water”). Pure water has the advantage that it can be easily obtained in large quantities at semiconductor manufacturing plants, etc., and has no adverse effects on the photoresists on the wafer and optical lenses.
  • the refractive index n of water for the A r F excimer laser light is approximately 1.44.
  • the liquid supply device 5 and the liquid recovery device 6 each have a controller, and each controller is controlled by the main controller 20 (see FIG. 8).
  • the controller of the liquid supply device 5 opens the valve connected to the liquid supply pipe 3 1 A at a predetermined opening, opens the liquid supply pipe 3 1, the supply flow path, and the supply port. Then, water is supplied between the front lens 1 9 1 and the wafer W.
  • the controller of the liquid recovery apparatus 6 opens the valve connected to the liquid recovery pipe 3 1 B at a predetermined opening in response to an instruction from the main controller 20, and collects the recovery port, the recovery flow path, and the Water is recovered from between the front lens 1 9 1 and the wafer W into the liquid recovery device 6 (liquid tank) via the liquid recovery tube 3 1 B.
  • the main controller 20 controls the liquid supply device 5 so that the amount of water supplied between the tip lens 19 1 and the wafer W is always equal to the amount of recovered water. Commands are given to the controller of the roller and liquid recovery device 6. Therefore, a certain amount of liquid (water) L q (see FIG. 1) is held between the front lens 1 9 1 and the wafer W. In this case, the liquid (water) L q held between the front lens 1 9 1 and the wafer W is constantly changing.
  • the present embodiment includes a nozzle unit 3 2, a liquid supply device 5, a liquid recovery device 6, a liquid supply tube 3 1 A, a liquid recovery tube 3 1 B, etc. 8 is configured.
  • a part of the local liquid immersion device 8 for example, at least the nozzle unit 32 may be suspended and supported by a main frame (including the above-mentioned lens barrel surface plate) holding the projection unit PU, It may be provided on a separate frame member from the main frame. Or, if the projection unit PU is supported by hanging as described above In this embodiment, the nozzle unit 3 2 is provided on a measurement frame that is suspended and supported independently of the projection unit PU. ing. In this case, the projection unit PU need not be suspended and supported.
  • one liquid supply pipe (nozzle) and one liquid recovery pipe (nozzle) are provided as an example.
  • the present invention is not limited to this, and the relationship with surrounding members is considered.
  • a configuration having a large number of nozzles may be adopted.
  • any configuration may be used.
  • an immersion mechanism disclosed in International Publication No. 2004Z0539 55 Pan Fun ⁇ , or an immersion mechanism disclosed in European Patent Publication No. 1 4 220 298 is also used for the exposure of this embodiment. Can be applied to equipment.
  • the stage apparatus 50 includes a wafer stage WST and a measurement stage MST arranged above the base board 12, and a Y-axis interferometer 16 that measures positional information of these stages WS T and MS T, Interferometer system including 1 8 (see Fig. 8), encoder system (described later) used for measuring position information of wafer stage WST during exposure, etc., and stages WST and MST It has a stage drive system for driving 1 24 (see Fig. 8).
  • a non-contact bearing (not shown), for example, a vacuum preload type aerostatic bearing (hereinafter referred to as “air pad”) is provided at a plurality of locations.
  • the base panel is created by the static pressure of the compressed air blown from the air pad toward the upper surface of the base panel 12 1
  • wafer stage WST and measurement stage MS ⁇ are supported in a non-contact manner with a clearance of several ⁇ m.
  • Stages WST and MST are moved in a two-dimensional direction independently by the stage drive system 1 24 in the Y-axis direction (left-right direction in the page in Fig. 1) and X-axis direction (direction perpendicular to the page in Fig. 1). It can be driven.
  • Y-axis stators 8 6 and 8 7 are magnetic pole units that contain a permanent magnet group consisting of a plurality of pairs of N-pole magnets and S-pole magnets that are alternately arranged at predetermined intervals along the Y-axis direction. It is constituted by.
  • the Y-axis stators 8 6 and 8 7 are each provided with two Y-axis movers 8 2, 8 4 and 8 3, 85 in a non-contact state.
  • a total of four Y-axis movers 8 2, 8 4, 8 3, and 8 5 are inserted into the internal space of the Y-axis stator 8 6 or 8 7 having a U-shaped XZ cross section.
  • the Y-axis stators 86 and 87 are supported in a non-contact manner through clearances of about several meters, for example, via air pads not shown.
  • Each of the Y-axis movers 8 2, 8 4, 8 3, and 8 5 is configured by an armature unit that incorporates armature coils arranged at predetermined intervals along the Y-axis direction, for example.
  • a moving coil type Y-axis linear motor is configured by the Y-axis movers 8 2 and 8 4 formed of armature units and the Y-axis stator 8 6 formed of a magnetic pole unit. ing.
  • the Y-axis mover 8 3, 8 5 and the Y-axis stator 8 7 constitute a single bing coil type Y-axis linear motor.
  • each of the above four Y-axis linear motors is appropriately designated by using the same reference numerals as those of the respective movers 8 2, 8 4, 8 3, and 8 5. These shall be called linear motor 8 4, Y axis linear motor 8 3, and Y axis linear motor 8 5.
  • the two Y-axis linear motors 8 2 and 8 3 have the movers 8 2 and 8 3 extending in the X-axis direction. It is fixed to one end and the other end in the direction. Further, the movable elements 8 4 and 85 of the remaining two Y-axis linear motors 84 and 85 are fixed to one end and the other end of the X-axis stator 81 extending in the X-axis direction. Therefore, the X-axis stators 80 and 8 1 are driven along the Y-axis by the pair of Y-axis linear motors 8 2, 8 3, 8 4 and 85, respectively.
  • Each of the X-axis stators 80 and 8 1 is constituted by, for example, an armature unit that incorporates armature coils arranged at a predetermined interval along the X-axis direction.
  • One X-axis stator 8 1 is inserted into an opening (not shown in FIG. 2, not shown in FIG. 2) formed in a stage body 9 1 (not shown in FIG. 2) that forms part of the wafer stage WST. Is provided.
  • a magnetic pole unit having a permanent magnet group composed of a plurality of pairs of N-pole magnets and S-pole magnets arranged alternately at predetermined intervals along the X-axis direction.
  • a moving magnet type X-axis linear motor that drives the stage main body 9 1 in the X-axis direction is constituted by the magnetic pole unit and the X-axis stator 8 1.
  • the other X-axis stator 80 is provided in an inserted state in an opening formed in the stage main body 92 constituting the measurement stage MST.
  • a magnetic pole unit similar to the wafer stage WST side (stage main body 91 side) is provided inside the opening of the stage main body 92.
  • the magnetic pole unit and the X-axis stator 80 constitute a moving magnet type X-axis linear motor that drives the measurement stage MST in the X-axis direction.
  • each linear motor constituting the stage drive system 1 24 is controlled by the main controller 20 shown in FIG.
  • Each linear motor is not limited to either a moving magnet type or a moving coil type, and can be appropriately selected as necessary.
  • the W stage of the wafer stage WST (0 Z direction) can be obtained by slightly changing the thrust generated by the pair of Y-axis linear motors 8 4 and 8 5. Direction of rotation) is possible.
  • the thrust generated by the pair of Y-axis linear motors 8 2 and 8 3 slightly, it is possible to control the measurement stage MST.
  • Wafer stage WST is mounted on stage main body 9 1 described above and Z ⁇ repelling mechanism (for example, voice coil motor) (not shown) on stage main body 9 1, and Z-axis direction with respect to stage main body 9 1 , 0 X direction, and wafer table WTB relatively driven in the ⁇ y direction.
  • Z ⁇ repelling mechanism for example, voice coil motor
  • FIG. 8 a stage drive system 1 2 4 including the above linear motors and the Z 2 leveling mechanism is shown.
  • wafer table W TB On wafer table W TB, a wafer holder (not shown) for holding wafer W by vacuum suction or the like is provided.
  • the wafer holder may be formed integrally with the wafer table WTB, in this embodiment, the wafer holder and the wafer table WTB are configured separately, and the wafer holder is fixed in the recess of the wafer table WTB by, for example, vacuum suction.
  • the upper surface of wafer table WTB has a surface (liquid repellent surface) that is liquid repellent with respect to liquid L q and is substantially flush with the surface of the wafer placed on the wafer holder.
  • a plate that has a rectangular outline and a large circular opening formed in the center of the wafer holder (wafer mounting area).
  • (Liquid repellent plate) 28 is provided.
  • Plate 2 8 a material with a low coefficient of thermal expansion, for example, a glass or ceramic (shot's Zerodur (the brand name), etc. AI 2 0 3 or T i C), and on the surface thereof, for example, fluorine resin materials, poly
  • the liquid repellent film is formed of a fluorine resin material such as tetrafluoroethylene (Teflon (registered trademark)), an acryl resin material, or a silicon resin material.
  • the plate 28 surrounds a circular opening and has a rectangular outer shape (contour).
  • the first liquid repellent area 28 a is formed with at least a part of the liquid immersion area 14 protruding from the surface of the wafer.
  • Area 28b forms a scale for the encoder system described below.
  • the plate 28 may be a single plate, but in the present embodiment, a plurality of plates, for example, the first and second liquid repellent regions corresponding to the first and second liquid repellent regions 28 a and 28 b, respectively. It is configured by combining plates.
  • the first and second liquid repellent regions 28 a since pure water is used as the liquid L q as described above, the first and second liquid repellent regions 28 a,
  • first and second water repellent plates 2 8 a and 2 8 b are also referred to as first and second water repellent plates 2 8 a and 2 8 b, respectively.
  • the inner first water repellent plate 28 a is irradiated with the exposure light IL, whereas the outer second water repellent plate 28 b is hardly irradiated with the exposure light IL.
  • the surface of the first water repellent plate 28a is provided with a water repellent coating that is sufficiently resistant to the exposure light IL (in this case, light in the vacuum ultraviolet region).
  • the first water-repellent area is formed, and the second water-repellent plate 28 b is provided with a water-repellent core on the surface that is less resistant to the exposure light IL than the first water-repellent area. 2 Water repellent areas are formed.
  • the first water-repellent region and the second water-repellent region may be formed by applying two types of water-repellent coats having different resistances to the exposure light IL on the upper surface of the same plate. Further, the same type of water repellent coating may be used in the first and second water repellent areas. For example, it is only necessary to form one water-repellent region on the same plate.
  • a rectangular notch is formed at the center of the first water repellent plate 28a on the + Y side in the X-axis direction.
  • a measuring plate 30 is embedded in the rectangular space surrounded by the second water repellent plate 28 b (inside the notch). This measuring plate
  • each aerial image measurement slit pattern SL is formed on one side and the other side in a symmetrical arrangement with respect to the center of the reference mark.
  • each aerial image measurement slit pattern SL an L-shaped slit pattern having sides along the Y-axis direction and the X-axis direction, or two extending in the X-axis and Y-axis directions, respectively.
  • a straight slit pattern or the like can be used.
  • the case 3 6 is attached in a partially embedded state in a state of penetrating a part of the inside of the stage main body 91 from the wafer table WTB.
  • the casing 36 is provided in a pair corresponding to the pair of aerial image measurement slit patterns SL.
  • the optical system inside the case 36 guides the illumination light IL that has passed through the aerial image measurement slit pattern S L along the L-shaped path and emits it toward the Y direction.
  • the optical system inside the casing 36 will be referred to as a light transmission system 36 using the same reference numerals as the casing 36.
  • each of the ⁇ scales 3 9 ⁇ 3 9 ⁇ 2 has a lattice line 3 8 whose longitudinal direction is the X-axis direction, for example, along a direction parallel to the ⁇ axis (axis direction) at a predetermined pitch.
  • the reflection type grating (for example, diffraction grating) having a periodic direction in the axial direction is formed.
  • X scale 3 9 XL 3 9 X 2 is formed in the area on one side and the other side (upper and lower sides in Fig. 4 (A)) of the second water repellent plate 28 b.
  • Each of these X scales 3 9 X,, 3 9 X 2 is, for example, in a direction parallel to the X-axis (X-axis direction) at a predetermined pitch with grid lines 37 having the Y-axis direction as the longitudinal direction.
  • a reflection type grating (for example, a diffraction grating) is formed along the X axis direction.
  • a scale in which a reflective diffraction grating RG FIG.
  • each scale 10 (A)) is formed on the surface of the second water repellent plate 28 b by using, for example, a hologram or the like is used.
  • each scale is engraved with a grid consisting of narrow slits or grooves at predetermined intervals (pitch).
  • the type of diffraction grating used for each scale is not limited, and not only those in which grooves or the like are mechanically formed, but for example, those produced by printing interference fringes on a photosensitive resin. good.
  • each scale is formed by, for example, ticking the diffraction grating on a thin glass plate at a pitch of 1 38 nm to 4 m, for example, 1 ji m.
  • These scales are covered with the above-mentioned liquid repellent film (water repellent film).
  • FIG. 4 (A) for the convenience of illustration, the pitch of the lattice is shown much wider than the actual pitch. The same applies to the other figures.
  • the second water repellent plate 28 b itself forms a scale
  • a low thermal expansion glass plate is used as the second water repellent plate 28 b.
  • the scale member made of a low thermal expansion glass plate with a lattice formed thereon may be subjected to, for example, a leaf spring (or vacuum suction) or the like so as to prevent local expansion and contraction.
  • a water-repellent plate having the same water-repellent coating on the entire surface may be used in place of the plate 28.
  • the wafer table WTB can be made of a material with a low coefficient of thermal expansion, in which case the pair of Y scales and the pair of X scales are directly on the top surface of the wafer table WTB. It may be formed.
  • Each Y end face and 1 X end face of the wafer table WTB are mirror-finished to form the reflecting surface 17 a and the reflecting surface 17 b shown in Fig. 2.
  • Interferometer system 1 1 8 (see Figure 8) Y-axis interferometer 1 6 and X-axis interferometer 1 2 6 (In Figure 1, X-axis interferometer 1 2 6 is not shown, see Figure 2)
  • Interferometer beams (measurement beams) are projected on the reflecting surfaces 1 7 a and 1 7 b
  • the displacement from the reference position of each reflecting surface generally, a fixed mirror is placed on the side of the projection unit PU, which is used as the reference surface
  • the position information in the XY plane is measured, and this measured value is supplied to the main controller 20.
  • a multi-axis interferometer having a plurality of optical axes is used as the Y-axis interferometer 16 and the X-axis interferometer 1 26, and these Y-axis interferometer 16 and X-axis interferometers are used.
  • the main controller 2 0 Based on the measured values of the interferometer 1 2 6, the main controller 2 0 adds 0 X direction rotation information (ie pitching), 0 y direction rotation information (in addition to the X and Y positions of the wafer table WTB). That is, rolling) and rotation information in the 0 z direction (that is, showing) can also be measured.
  • the position information in the XY plane of wafer stage WST (wafer table WTB) (including rotation information in the .0z direction) mainly includes the Y scale and X scale described above.
  • the measured values of the interferometers 16 and 1 26 are corrected (calibrated) for long-term fluctuations in the measured values of the encoder system (for example, due to deformation of the scale over time). It is used as an auxiliary when, for example.
  • the Y-axis interferometer 16 is used for measuring the Y position of the wafer table WTB in the vicinity of the unloading position, which will be described later, and the loading position, for wafer replacement.
  • the measurement information of interferometer system 1 1 8 that is, the direction of 5 degrees of freedom ( X-axis, Y-axis, 0 ⁇ , ⁇ y and 0 z directions) are used. It should be noted that at least a part of the interferometer system 1 1 8 (for example, an optical system, etc.) is integrated with the projection unit PU that is provided on the main frame that holds the projection unit PU, or is suspended and supported as described above. However, in this embodiment, it is provided on the measurement frame described above.
  • the wafer stage WST is mounted on the stage body 9 1 that can be freely moved in the XY plane, and mounted on the stage body 91. It includes a wafer table WTB that can be micro-driven relative to the stage main body 9 1 in the Z-axis direction, 0 X direction, and ⁇ y direction.
  • a single stage may be adopted as the wafer stage WST.
  • a moving mirror composed of a plane mirror may be provided on the wafer table WTB.
  • the position information of wafer stage WST is measured using the reflecting surface of the fixed mirror provided in projection unit PU as the reference plane.
  • the position where the reference plane is placed is limited to projection unit PU. It is not necessary, and it is not always necessary to measure the position information of wafer stage WST using a fixed mirror.
  • the position information of the wafer stage WST measured by the interferometer system 1 18 is not used in the exposure operation and the alignment operation described later, but mainly the calibration operation of the encoder system (
  • the measurement information of the interferometer system 1 1 8 ie, at least one of the positional information in the direction of 5 degrees of freedom), for example, exposure operation and / or alignment operation is used.
  • the encoder system directions of three degrees of freedom of Wehasute di WS Ding, i.e. X-axis measures the position information of the Y-axis and 0 Z directions.
  • the direction different from the measurement direction (X axis, Y axis and 0 Z direction) of the position information of the wafer stage WST by the encoder system for example, ⁇ X direction
  • the position information in the Z or 0 y direction may be used, and in addition to the position information in the different direction, the same direction as the measurement direction of the encoder system (ie, at least in the X, Y and 0 z directions).
  • the position information related to may be used.
  • the interferometer system 1 1 8 may be capable of measuring the position information of the wafer stage WST in the Z-axis direction. In this case, position information in the Z-axis direction may be used in the exposure operation or the like.
  • the measurement stage MST includes the stage main body 92 and the measurement table MTB mounted on the stage main body 92. Measuring tape Le MT B is also mounted on the stage body 92 via a Z-leveling mechanism (not shown).
  • the measurement table MT B is not limited to this.
  • a measurement stage MST having a so-called coarse / fine movement structure in which the measurement table MT B can be finely moved in the X axis direction, the Y axis direction, and the ⁇ z direction with respect to the stage main body 92 is adopted.
  • the measurement table MTB may be fixed to the stage main body 92, and the stage main body 92 including the measurement table MTB may be driven in six degrees of freedom.
  • Various measurement members are provided on the measurement table MT B (and the stage main body 92).
  • this measurement member for example, as shown in FIGS. 2 and 5A, an illuminance unevenness sensor having a pinhole-shaped light receiving portion that receives illumination light IL on the image plane of the projection optical system PL 94
  • the aerial image measuring instrument 96 that measures the aerial image (projected image) of the pattern projected by the projection optical system PL, and the shirt hackhard man (Shack-man) disclosed in, for example, WO 03Z065428 Hartman) wavefront aberration measuring instrument 98 is used.
  • the wavefront aberration measuring instrument 98 for example, the one disclosed in International Publication No. 99 60361 Panlet (corresponding European Patent No. 1,079,223) can be used.
  • the illuminance unevenness sensor 94 for example, a sensor having the same structure as that disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 57-117 238 (corresponding to US Pat. No. 4,465,368) is used. Can do.
  • the aerial image measuring device 96 for example, one having the same configuration as that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-14005 (corresponding to US Patent Application Publication No. 2002-004 1 377) is used. be able to.
  • three measurement members (94, 96, 98) are provided on the measurement stage MST.
  • the type, Z, or number of the measurement members is not limited to this.
  • a measuring member for example, a transmittance measuring device that measures the transmittance of the projection optical system PL, and / or a measurement that observes the above-mentioned local immersion apparatus 8, such as the nozzle unit 32 (or the tip lens 1 9 1).
  • a vessel may be used.
  • a member different from the measuring member, such as the nozzle unit 32, A cleaning member that cleans the tip lens 1 9 1 may be mounted on the measurement stage MS.
  • the sensors that are frequently used, the illuminance unevenness sensor 94, the aerial image measuring instrument 96, etc. are connected to the center line CL (passing through the center) (Y axis). Therefore, in this embodiment, measurement using these sensors can be performed by moving the measurement stage MST only in the radial direction without moving the measurement stage MST in the X-axis direction.
  • the image plane of the projection optical system PL disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-11 6 16 16 (corresponding to US Patent Application Publication No. 2002/006 1 469).
  • An illuminance monitor having a light receiving portion with a predetermined area for receiving the illumination light IL may be adopted, and it is desirable that this illuminance monitor is also arranged on the center line.
  • the illumination light IL corresponds to the case where immersion exposure is performed to expose the wafer W with the exposure light (illumination light) IL via the projection optical system PL and the liquid (water) L q.
  • the illumination light IL is received through the projection optical system PL and water. Will be.
  • the optical system or the like may be mounted on the measurement table MTB (and the stage main body 92), or the entire sensor is arranged on the measurement table MT B (and the stage main body 92). You may do so.
  • a frame-shaped mounting member 42 is fixed to the end surface on the one Y side of the stage main body 92 of the measurement stage MST.
  • a pair of a pair of light transmitting systems 36 can be disposed in the vicinity of the center position in the X-axis direction inside the opening of the mounting member 42.
  • the light receiving system 44 is fixed.
  • Each light receiving system 44 includes an optical system such as a relay lens, a light receiving element, such as a photomultiplier tube, and a housing for housing these.
  • Fig. 4 (B) As shown in FIG.
  • the wafer stage WS T and the measurement stage MS T are close to each other within a predetermined distance in the Y-axis direction (contact state).
  • the illumination light IL transmitted through each aerial image measurement slit pattern SL of the measurement plate 30 is guided by each light transmission system 36 described above and received by the light receiving element of each light receiving system 44.
  • the aerial image measurement device 45 (see Fig. 8) is configured in the same way as disclosed in the above.
  • a confining bar (hereinafter abbreviated as “CD bar”) 46 as a reference member made of a rod-shaped member having a rectangular cross section is extended in the z-axis direction.
  • the CD bar 46 is kinematically supported on the measurement stage MST by a full kinematic mount structure.
  • the CD bar 46 is a prototype (measurement standard), optical glass ceramics with a low coefficient of thermal expansion, such as Shoter's Zerodur (trade name), is used as the material.
  • the upper surface (surface) of the CD bar 46 is set to have a high flatness as much as a so-called reference flat plate.
  • a reference grating for example, a diffraction grating
  • the pair of reference grids 52 are formed in a symmetrical arrangement with respect to the center of the CD bar 46 in the X-axis direction, that is, the center line C L described above, with a predetermined distance.
  • a plurality of reference marks M are formed on the top surface of the CD bar 46 in an arrangement as shown in FIG.
  • the plurality of reference marks M are formed in an array of three rows with the same pitch in the Y-axis direction, and the arrays in each row are formed with a predetermined distance from each other in the X-axis direction.
  • each reference mark M a two-dimensional mark having a size that can be detected by a primary alignment system and a secondary alignment system described later is used.
  • Standard The shape (configuration) of the mark M may be different from the above-mentioned reference mark FM.
  • the reference mark M and the reference mark FM have the same configuration and the same alignment mark on the wafer W. It becomes the composition of.
  • the surface of the CD bar 46 and the surface of the measurement table MT B (which may include the measurement member described above) are also covered with a liquid repellent film (water repellent film).
  • Reflective surfaces 19 a and 19 b similar to the above-described wafer table W T B are also formed on the + Y end surface and the 1 X end surface of the measurement table M T B (see FIGS. 2 and 5A).
  • Interferometer system 1 1 8 see Fig. 8
  • Y-axis interferometer 1 8 Y-axis interferometer 1 8
  • X-axis interferometer 1 30 In Fig. 1, X-axis interferometer 1 30 is not shown, see Fig. 2
  • the X-axis stator 8 1 and the X-axis stator 80 are provided with stopper mechanisms 48 A and 48 B.
  • the stagger mechanism 4 8 A is, for example, an oil damper provided on the X-axis stator 8 1, as shown in FIG. 6 which is a perspective view showing the vicinity of the + X side end of the X-axis stators 80 and 8 1.
  • Shock absorber 47 A as a shock absorber consisting of the X-axis stator 80 and the shock absorber 4 at the position facing the shock absorber 47 A of the X-axis stator (one end side on the Y side of the + X end) 4 Includes 9 A.
  • An opening 51 A is formed at a position of the X-axis stator 80 facing the shock absorber 47 A.
  • the shirt 49 A is provided on one Y side of the opening 51 A formed in the X-axis stator 80. Can be driven in the 'direction (Z-axis direction). Therefore, the opening 51A can be opened or closed by the shirt 49A.
  • the opening / closing state of the opening 51A by the shirter 49A An open / close sensor (not shown in FIG. 6; see FIG. 8) provided in the vicinity of the shutter 49 A is detected by 1 0 1, and the detection result is sent to the main controller 20.
  • the stopper mechanism 48 B is configured in the same manner as the stopper mechanism 48 A. That is, as shown in FIG. 2, the stop mechanism 48 B includes a shock absorber 47 day provided near one X end of the X-axis stator 8 1 and the shock absorber of the X-axis stator 80. And shirter 49 B provided at a position opposite to the bushing 47 B. An opening 51 B is formed in the + Y side portion of the shirter 49 B of the X-axis stator 80.
  • stopper mechanisms 48 A and 48 B will be described with reference to FIGS. 7A to 7D, taking the stopper mechanism 48 A as a representative.
  • FIG. 7C when the shutter 49A is driven downward via the drive mechanism 34A, the opening 51A is opened.
  • the X-axis stators 8 1 and 80 approach each other, as shown in FIG. 7 (D), at least a part of the tip of the piston rod 1 04 a of the shock absorber 47 A is opened 5 1 A
  • the X-axis stators 81 and 80 can be brought closer to each other than the state shown in Fig. 7 (B).
  • the wafer table WT B and the measurement table MTB (CD bar 4 6) are It is possible to make contact (or close to a distance of about 300 m) (see Fig. 14 (B), etc.).
  • the depth (depth) of the opening 5 1 A is the same as that of the shock absorber 4 7 A and the opening 5 1 even when the X-axis stators 8 1 and 80 are closest to each other. It may be set so that a gap is formed between the end of A (the part corresponding to the bottom), or shock absorber 4 7 A's biston port 1 0 4 4 a's head 1 0 4 d may be set to contact the end. In addition, even if the X-axis stators 8 1 and 80 move relative to each other in the X-axis direction, depending on the amount of relative movement so that the shock absorber 4 7 A does not contact the wall of the opening 51 A The width of the opening may be set in advance.
  • the X-axis stator 8 1 and the X-axis stator 80 are provided with a pair of stop lever mechanisms 4 8 A and 4 8 B.
  • the stopper mechanisms 4 8 A and 4 8 B One of the above may be provided, or the stopper mechanism similar to the above may be provided in the wafer stage WST and the measurement stage MST.
  • the X-axis stator 8 0 has an interval detection sensor 4 3 A and a collision detection sensor 4 3 B at the + X end, and the X-axis stator 8 1 has an + X end.
  • a plate-like member 4 1 A that is elongated in the Y-axis direction protrudes on the + Y side.
  • an interval detection sensor 4 3 C and a collision detection sensor 4 3 D are provided at one X end of the X-axis stator 8 0.
  • a plate-like member 41 B that is elongated in the Y-axis direction protrudes on the + Y side.
  • the interval detection sensor 4 3 A is composed of, for example, a transmissive photo sensor (for example, a transmissive photo sensor of LED 1 PTr), and as shown in FIG. It includes a light emitting portion 1 4 4 A and a light receiving portion 1 4 4 B provided on each of a pair of opposed surfaces of the member 1 4 2. According to this distance detection sensor 4 3 A, if the X-axis stator 80 and X-axis stator 8 1 are further closer from the state shown in Fig.
  • a transmissive photo sensor for example, a transmissive photo sensor of LED 1 PTr
  • main controller 20 can detect that the interval between X-axis stators 80 and 81 is equal to or less than a predetermined distance by detecting the output current.
  • the collision detection sensor 4 3 B includes a U-shaped fixing member 1 4 3 and a light emitting portion 1 4 5 A provided on each of a pair of opposing surfaces of the fixing member 1 4 3. And the light receiving unit 1 4 5 B.
  • the light emitting unit 1 4 5 A is arranged at a slightly higher position than the light emitting unit 1 4 4 A of the interval detection sensor 4 3 A described above, and the light receiving unit corresponding to this.
  • 1 4 5 B is arranged at a position somewhat higher than the light receiving part 1 4 4 B of the interval detection sensor 4 3 A.
  • this collision detection sensor 4 3 B the stage where the X-axis stators 8 1 and 80 are further approached and the wafer table WTB and the CD bar 46 (measurement table MTB) are in contact (or about 300 m).
  • the upper half of the plate-like member 4 1 A is positioned between the light emitting part 1 4 5 A and the light receiving part 1 4 5 B, so the light emitting part 1 4 5 A From the light no longer enters the light receiving section 1 4 5 B. Therefore, the main controller 20 detects that the output current from the light receiving unit 14 45 B becomes zero, so that both tables are in contact (or close to a distance of about 300 jt m). Can be detected.
  • the interval detection sensor 4 3 C and the collision detection sensor 4 3 D provided near the X end of the X-axis stator 80 are also the same as the interval detection sensor 4 3 A and the collision detection sensor 4 3 B described above.
  • the plate-like member 41 B is also configured similarly to the plate-like member 41 A described above.
  • the illustration is omitted in FIG. 1 from the viewpoint of avoiding the complexity of the drawing, but actually, as shown in FIG. 3, the center of the projection unit PU (projection) Detected at a position separated by a predetermined distance from the optical axis to the Y side on a straight line LV that passes through the optical axis AX of the optical system PL (in this embodiment, also coincides with the center of the exposure area IA described above) and parallel to the Y axis.
  • a primary alignment system AL 1 having a center is arranged. This primary alignment system AL 1 is attached to the lower surface of a main frame (not shown) via a support member 54. It is fixed.
  • Secondary alignment system AL 2 AL 2 2 and AL 2 with detection centers arranged almost symmetrically with respect to the straight line LV on one side and the other side in the X-axis direction across this primary alignment system AL 1 3 and AL 2 4 are provided. That is, five Araimen Bok system AL 1, AL 2, the detection center ⁇ AL 2 4 are placed at different positions in the X-axis direction, that is arranged along the X-axis direction.
  • each secondary alignment system AL 2 n A part of it (for example, including at least an optical system that irradiates the alignment light to the detection region and guides the light generated from the target mark in the detection region to the light receiving element) is fixed to the arm 56 n and the rest some are arranged at the main frame that holds projection Yuni' preparative PU.
  • secondary ⁇ Lai instrument system AL 2 AL 2. 2, AL 2 3, AL 2 4 respectively, by rotating around a rotational center O, X Position is adjusted, ie secondary alarm Is ment system AL 2 AL 2 2, A and 2 3, AL 2 4 the detection areas (or the detection centers) independently movable in the X-axis direction. Therefore, the primary alignment system AL 1 and secondary ⁇ Rye Men Bok system AL 2 ,, AL 2 2, AL 2 3, AL 2 4 are the relative positions of the detection areas in the X-axis direction can be adjusted.
  • the rotation of ⁇ Ichimu Re-alignment system AL 2L AL 22, AL 2 3 , AL 2 4 X position is adjusted, but not limited to this, secondary alignment system AL 2 ,, AL 2 2 , AL 2 3 ,
  • a drive mechanism that reciprocally drives AL 2 4 in the X-axis direction may be provided, and at least one of the secondary alignment systems AL 2L AL 2 2 , AL 2 3 , and AL 2 4 is not limited to the X-axis direction.
  • Y good as axis direction movable also.
  • each secondary ⁇ Rye instrument system AL 2 [pi its part is moved by the arm 56 eta In, a sensor (not shown), for example an interferometer, or the like encoder, fixed of the arm 56 eta It is possible to measure a part of the position information.
  • This sensor only needs to measure the position information in the X-axis direction of the second rear liner system AL 2 n , but in other directions, such as the Y-axis direction and / or the rotational direction (0 x and ⁇ y direction (Including at least one of them)
  • main controller 20 operates each vacuum pad 58 ⁇ to attract and fix each arm 56 ⁇ to a main frame (not shown).
  • the state after rotation angle adjustment of each arm 56 eta, ie, the primary-alignment Bok systems AL 1 and four secondary ⁇ Rye instrument system AL 2 a desired positional relation between ⁇ AL 2 4 is maintained.
  • a specific adjustment of the rotation of each arm that is, a method for adjusting the relative positions of the four secondary alignment systems AL 2 to AL 24 with respect to the primary alignment system AL 1 will be described later.
  • an electromagnet may be used instead of the vacuum pad 58.
  • the primary alignment system AL 1 and four secondary alignment systems AL 2 shines light of the target mark broadband detection light beam for example not sensitive to registry on the wafer, the The image of the target mark imaged on the light-receiving surface by the reflected light from the target mark and the image of the index (not shown) on the index plate provided in each alignment system
  • the FIA (Field Image Alignment) system is used to capture images using (CCD, etc.) and output those image signals.
  • the imaging signal from each of primary-alignment Bok systems AL 1 and four secondary alignment systems AL Sj AL 2 4 is sent to the main controller 20 in FIG. 8.
  • Each alignment system is not limited to the FIA system. Irradiate the target mark with a healent detection light and detect scattered light or diffracted light generated from the target mark, or two diffracted lights generated from the target mark (for example, diffracted light of the same order or in the same direction) Of course, it is possible to use the alignment sensor that detects the light by diffracting light diffracted into a single light alone or in combination as appropriate. Further, in this embodiment, five alignment systems ⁇ ⁇ - ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , ⁇ ⁇ ⁇ are provided with the force ⁇ , the number is not limited to five, and two or more and four or less, Or it may be 6 or more, and even numbers, not odd numbers. Furthermore, in this embodiment, the five alignment systems AL 1, ⁇ ⁇ ⁇ , ⁇ ⁇ ⁇ are fixed to the lower surface of the main frame that holds the projection unit PU via the support member 54. For example, it may be provided in the measurement frame described above.
  • the four head units 6 2 A to 6 2 of the encoder system are surrounded by surrounding the nozzle unit 3 2 from four sides. D is arranged.
  • These head units 6 2 A to 6 2 D are not shown in FIG. 3 and the like from the viewpoint of avoiding the confusion of the drawings, but in reality, the projection units described above are provided via support members. It is fixed in a suspended state on the main frame that holds pu.
  • the head units 6 2 A to 62 D may be suspended and supported integrally with the projection unit PU, for example, when the projection unit PU is suspended and supported, or may be attached to the measurement frame described above. It may be provided.
  • Head units 6 2 A and 62 C are projected from the optical axis AX symmetrically with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL, with the X axis direction as the longitudinal direction on the + X side and one X side of the projection unit ⁇ PU. They are arranged at the same distance. Head units 6 2 B and 6 2 D are the same distance from the optical axis AX of the projection optical system P, with the Y-axis direction as the longitudinal direction on the + Y side and Y side of the projection unit ⁇ PU. They are spaced apart.
  • head units 6 2 A and 62 C are straight lines LH that pass along the optical axis AX of the projection optical system PL along the X-axis direction and are parallel to the X-axis.
  • Head Unit 62 A is a multi-lens (6 eyes here) that measures the Y-axis position (Y position) of wafer stage WS T (wafer table WT B) using Y scale 39 Y, mentioned above Y linear encoder (hereinafter abbreviated as “Y encoder” or “encoder” as appropriate) 7 0 ⁇ (see Fig. 8).
  • the head unit 62 C uses the Y scale 39 Y 2 described above to measure the position of the wafer stage WS T (wafer table WT B). Configure 0 C (see Figure 8).
  • the distance between adjacent 64heads 64 (ie, measurement beams) included in the head units 62 6, 62C is the width of the ⁇ scale ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 39 ⁇ 2 in the ⁇ axis direction ( More precisely, it is set narrower than the length of the grid line 38).
  • the innermost Y head 64 is positioned as close as possible to the optical axis of the projection optical system PL. For this purpose, it is fixed to the lower end of the lens barrel 40 of the projection optical system PL (more precisely, the side of the nozzle unit 32 surrounding the tip lens 19 1).
  • the head unit 62 B includes a plurality of (herein, seven) X heads 66 arranged at predetermined intervals along the Y-axis direction on the straight line LV.
  • Head unit ⁇ 62 D is a plurality of 11 arranged here at a predetermined interval on the straight line LV (here, 3 pieces out of 11 pieces that overlap with the primary alignment system AL 1 in FIG. 3).
  • X heads 6 6.
  • the head unit 62 B measures the position (X position) of the wafer stage WS T (wafer table WT B) in the X-axis direction using the X scale 39 X described above.
  • X linear encoder hereinafter abbreviated as “ ⁇ encoder” or “encoder” as appropriate
  • ⁇ encoder or “encoder” as appropriate
  • header Doyuni' preparative 6 2 D using the X scales 39 chi 2 described above (here, 1 1 eye) multiview that measures the X position of the wafer stage WS T (Wehate Bull WT B) X Enko of Configure the 7 0 D (see Figure 8).
  • the head unit 6 2 D is provided for the alignment described below. 2
  • Two X heads 66 out of one X head 66 are connected to the X scale 3 X scale.
  • a part of 11 X heads 66 are attached below the support member 54 of the primary alignment system AL 1.
  • the distance between adjacent X heads 6 6 (measurement beams) provided in each of the head units 62 B and 62 D is the width of the X scale 3 9 X, 39 X 2 in the radial direction (more accurately Is set narrower than the length of the grid line 37).
  • the innermost X head 66 is positioned as close as possible to the optical axis of the projection optical system PL. It is fixed to the lower end of the lens barrel of the projection optical system PL (more precisely, the side of the nozzle unit 3 2 surrounding the tip lens 19 1).
  • secondary ⁇ Lai Men Bok system AL 2 one X side, on the + X side of Sekandariara Imento system AL 2 4, a parallel straight line and the detection center in the X axis passing through the detection center of primary alignment system AL 1
  • Y heads 64 yi and 64 y 2 are provided where the detection points are arranged almost symmetrically.
  • the distance of Y head 64 y 64 y 2 is set to be approximately equal to the distance L described above.
  • Y heads 64 yi and 64 y 2 are respectively connected to Y scale 39 Y 2 and 39 ⁇ ! In the state shown in Fig. 3 where the center of wafer W on wafer stage WS T is on the straight line LV. It comes to oppose.
  • Upsilon opposite the heads 64 yi, 64 y 2 Y scale - Le 3 9 Y 2, 3 9 ⁇ is arranged, the Upsilon heads 64 yi, 64 y 2 (that is, Y encoders 70 C and 70 A constituted by these Y heads 64 yi and 64 y 2 ) measure the Y position (and X ⁇ Z rotation) of wafer stage WST.
  • the pair of reference grids 5 2 of the CD bar 46 and the Y heads 6 4 y 6 4 y 2 face each other at the time of baseline measurement of the secondary alignment system, which will be described later.
  • the Y position of the CD bar 46 is measured at the position of each reference grid 52 by the reference grid 52 facing the Y heads 64 y and 64 y 2 .
  • an encoder constituted by Y heads 64 yi and 64 y 2 respectively facing the reference grid 52 is referred to as a Y-axis linear encoder 70 E, 7 OF (see FIG. 8).
  • the measured values of the six linear encoders 70 A to 70 F described above are supplied to the main controller 20, and the main controller 20 determines the wafer table based on the measured values of the linear encoders 70 A to 70 D.
  • the rotation of CD par 46 in the 0 z direction is controlled based on the measurement values of linear encoders 70 E and 7 OF.
  • the exposure apparatus 100 includes an irradiation system 90 a and a light receiving system 90 b, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-283403 (corresponding US Pat. 448, 332, etc.) and the like, an oblique incidence type multi-point focus position detection system (hereinafter abbreviated as “multi-point AF system”) having the same configuration as i is provided.
  • multi-point AF system an oblique incidence type multi-point focus position detection system having the same configuration as i is provided.
  • the irradiation unit 90 a is arranged on one Y side of one X end of the head unit 62 C described above, and the head unit 6 2 A described above is opposed to this.
  • a light receiving system 90 b is placed on the Y side of the + X end of the.
  • a plurality of detection points of this multipoint A “system (90 a, 90 b) are arranged at predetermined intervals along the X-axis direction on the surface to be tested.
  • M is the total number of detection points) or 2 rows and N columns (N is 1 Z2 of the total number of detection points) arranged in a row matrix.
  • N is 1 Z2 of the total number of detection points arranged in a row matrix.
  • These are shown as elongated detection areas AF extending in the X-axis direction between the irradiation system 90a and the light-receiving system 90b, which are not shown individually, and the detection area AF has a length in the X-axis direction of the wafer.
  • This detection area AF detects the aforementioned immersion area 14 (exposure area ⁇ ⁇ ) and alignment system (AL 1, AL 2 1f AL 2 2 , AL 2 3 and AL 2 4 ) in the Y-axis direction. Because it is placed between the area, the multipoint AF system and alignment system can perform detection operations in parallel.
  • the multipoint AF system may be provided on the main frame or the like that holds the projection unit PU, but in this embodiment, it is provided on the above-described measurement frame.
  • the multiple detection points are arranged in 1 row M columns or 2 rows N columns, but the number of rows and Z or the number of columns is not limited to this. However, when the number of rows is 2 or more, it is preferable to change the position of the detection point in the X-axis direction even between different rows. Furthermore, although the plurality of detection points are arranged along the X-axis direction, the present invention is not limited to this, and all or some of the plurality of detection points may be arranged at different positions in the Y-axis direction. For example, a plurality of detection points may be arranged along the direction intersecting both the X axis and the Y axis.
  • the detection beam is irradiated to a plurality of detection points.
  • the detection beam may be irradiated to the entire detection area AF.
  • the detection area A F does not have to have a length in the X-axis direction that is approximately the same as the diameter of the wafer W.
  • the exposure apparatus 100 of the present embodiment has a symmetrical arrangement with respect to the aforementioned straight line LV in the vicinity of detection points located at both ends of the plurality of detection points of the multi-point AF system, that is, in the vicinity of both ends of the detection area AF.
  • Surface position sensors (hereinafter abbreviated as “Z sensors”) 7 2 a, 7 2 b, and 7 2 c, 7 2 d are provided for each pair of Z position measurement. These Z sensors 7 2 a to 7 2 d are fixed to the lower surface of the main frame (not shown).
  • Z sensors 7 2 a to 7 2 d As Z sensors 7 2 a to 7 2 d, light is irradiated onto wafer table WT B from above, the reflected light is received, and the wafer table WT B surface at the light irradiation point is orthogonal to the XY plane.
  • a sensor that measures position information in the Z-axis direction an optical displacement sensor (CD pickup type sensor) configured as an optical pick-up used in a CD drive device, for example, is used.
  • the Z sensors 7 2 a to 7 2 d may be provided on the above-described measurement frame or the like.
  • the distance between each pair of Z sensors 7 4 ⁇ and 7 4 2 j that is symmetrical with respect to the straight line LH is set to the same distance as the distance between the Z sensors 7 4 c and 7 4 d described above.
  • the pair of Z sensors 7 4 1 4 and 7 4 24 are located on the same straight line parallel to the Y-axis direction as the Z sensors 7 2 a and 7 2 b.
  • Each Z sensor 7 6 pq is, for example, a CD pickup type sensor similar to Z sensor 7 2 a to 7 2 d described above
  • the pair of Z sensors 7 6 1 3 and 7 6 23 are positioned on the same straight line in the Y-axis direction as the Z sensors 7 2 c and 7 2 d.
  • reference numeral 78 denotes dry air whose temperature is adjusted to a predetermined temperature in the vicinity of the beam path of the multipoint AF system (90a, 90b).
  • a local air conditioning system that blows air by downflow is shown.
  • the symbol UP indicates the unloading position where the wafer on wafer table WT B is unloaded
  • symbol P indicates the wafer table.
  • the unload position UP and the loading position LP are set symmetrically with respect to the straight line LV.
  • the unloading position UP and loading position LP may be the same position.
  • FIG. 8 shows the main configuration of the control system of the exposure apparatus 100.
  • This control system is mainly composed of a main controller 20 composed of a microcomputer (or workstation) that controls the entire apparatus in an integrated manner.
  • the various sensors provided on the measurement stage MST such as the illuminance unevenness sensor 94, the aerial image measuring instrument 96, and the wavefront aberration measuring instrument 98 described above are collectively shown as a sensor group 99. .
  • the effective stroke range of wafer stage WS T that is, moved in this embodiment for alignment and exposure operations). Range
  • the X scale 39 9 X, 39 X 2 and the head units 62 B, 62 D (X head 66) are facing each other
  • the Y scale 39 Y 39 Y 2 is the head unit.
  • 6 2 A, 6 2 C (Y head 64) or Y head 64 y 64 y 2 are opposed to each other.
  • the head facing the corresponding X scale or Y scale is circled.
  • the main controller 20 is configured so that each motor constituting the stage drive system 1 24 is based on at least three measurement values of the encoders OA to 70 D in the effective stroke range of the wafer stage WST described above.
  • the position information of the wafer stage WST in the XY plane can be controlled with high accuracy.
  • the effect of air fluctuations on the measured values of encoders 70 A to 70 D is negligibly small compared to interferometers, so the short-term stability of the measured values due to air fluctuations is It is much better than negotiations.
  • the head units 62 B, 62 D, 6 2 A, 6 2 according to the effective stroke range of the wafer stage WS ⁇ and the size of the scale (ie, the diffraction grating formation range), etc. C size (eg number of heads and Z or spacing) is set. Therefore, in the effective stroke range of the wafer stage WST, the four scales 39 X 3 9 X 2 , 39 mm, 3 9 mm 2 are all head units 62 mm, 6 2 D, 6 2 mm, 62 C, respectively. Opposite, but all four scales do not have to face the corresponding head unit.
  • one of the X scales 39 ⁇ 39 ⁇ 2 and / or one of the ⁇ scales 39 ⁇ 39 ⁇ 2 may be out of the head ⁇ .
  • the position control of the wafer stage WS ⁇ may be performed using the position information of the wafer stage ws ⁇ measured by the interferometer system 1 18 in the ⁇ ⁇ direction.
  • the 64 head 64 that measures the position of the wafer stage WS ⁇ in the X-axis direction is arrow ei in the figure, as indicated by e 2, successively cut switched next to the Y heads 64.
  • Y head 64 surrounded by a solid circle is switched to Y head 64 surrounded by a dotted circle.
  • the measured value is carried over before and after the switching. That is, in the present embodiment, in order to smoothly switch the Y head 64 and take over the measured value, as described above, the head units 6 2 A and 6 2 C are adjacent to each other.
  • the interval of Y head 64 is set to be narrower than the width of ⁇ scale 3 9 ⁇ , 39 ⁇ 2 in the X-axis direction.
  • the distance between adjacent X heads 66 provided in the head units 6 2 ⁇ and 6 2 D is larger than the width of the X scale 39 3 9 ⁇ 2 in the vertical axis direction.
  • the X direction of the wafer stage WS ⁇ is The X head 6 6 that measures the position of the X is sequentially switched to the adjacent X head 66 (for example, the X head surrounded by a solid circle and the X head surrounded by a dotted circle) The measurement value is taken over before and after the switch.
  • encoders 70 0 to 70 F will be described with reference to a typical encoder 70 shown in an enlarged view in FIG.
  • Fig. 10 (A) one head 64 of head unit 6 2 A that irradiates the detection light (measurement beam) on Y scale .39 is shown.
  • the Y head 64 is roughly divided into three parts: an irradiation system 64 a, an optical system 64 b, and a light receiving system 64 c.
  • the irradiation system 64a is arranged on the optical path of a light source that emits the laser beam LB in a direction that forms 45 ° with respect to the Y axis and the Z axis, for example, the semiconductor laser LD and the laser beam LB emitted from the semiconductor laser LD.
  • Lens L 1 a light source that emits the laser beam LB in a direction that forms 45 ° with respect to the Y axis and the Z axis, for example, the semiconductor laser LD and the laser beam LB emitted from the semiconductor laser LD.
  • Optical system 64b consists of a polarizing beam splitter PBS whose separation plane is parallel to the XZ plane, a pair of reflective mirrors R1a, R1b, lenses L2a, L2b, and a quarter wavelength. Plate (hereinafter referred to as ⁇ 4 plate) WP 1 a, WP 1 b, reflection mirrors R 2 a, R 2 b, etc.
  • the light receiving system 64 c includes a polarizer (analyzer) and a photodetector.
  • the laser beam LB emitted from the semiconductor laser LD enters the polarization beam splitter PBS via the lens L 1, and is polarized and separated into two beams LB 1 L ⁇ 2 .
  • Polarized beam splitter A beam that has passed through PBS is reflected through a mirror R 1 a ⁇
  • the beam LB 2 that has reached the reflective diffraction grating RG formed on the scale 39 and reflected by the polarizing beam splitter PBS reaches the reflective diffraction grating RG via the reflective mirror R 1 b.
  • polarization separation means that the incident beam is separated into a P-polarized component and an S-polarized component.
  • a diffraction beam of a predetermined order generated from the diffraction grating RG by the irradiation of the beam LLB 2 , for example, the first-order diffracted beam is lensed through 2 b and L 2 a, respectively, ⁇ Z4 plate WP 1 b, WP 1 a After being converted to polarized light, it is reflected by the reflecting mirrors R 2 b and R 2 a and passes again through the four plates WP 1 b and WP 1 a, and reaches the polarizing beam splitter PBS by passing the same optical path as the forward path in the opposite direction. .
  • Polarization Beam Splitter Each of the two beams that have reached PBS has its polarization direction rotated 90 degrees with respect to the original direction. For this reason, the first-order diffracted beam of the beam LB suitable for passing through the polarization beam splitter PBS first is reflected by the polarization beam splitter PBS and incident on the light receiving system 64c. The first-order diffracted beam of the reflected beam LB 2 passes through the polarization beam splitter PBS, is coaxially combined with the first-order folded beam of the beam LB, and enters the light receiving system 64 c.
  • the two first-order diffracted beams are aligned in the polarization direction by the analyzer inside the light receiving system 64c, and interfere with each other to become interference light.
  • This interference light is detected by the photodetector. It is converted into an electrical signal according to the intensity of the interference light.
  • Y encoder 7 OA the optical path lengths of the two beams to be interfered are extremely short and almost equal, so the effect of air fluctuation can be neglected.
  • the Y scale 39 ie, the wafer stage WST
  • the phase of each of the two beams changes and the intensity of the interference light changes.
  • the change in the intensity of the interference light is detected by the light receiving system 64c, and position information corresponding to the intensity change is output as a measurement value of the Y encoder 70A.
  • Other encoders 70 B, 70 C, 70 D, etc. are the same as encoder 70 A Configured.
  • Each encoder has a resolution of, for example, about 0.1 nm.
  • a laser beam LB having a cross-sectional shape that extends long in the periodic direction of the grating RG may be used as the detection light.
  • the beam LB is exaggerated and enlarged compared to the grating RG.
  • the encoder scale has a mechanical long term, such as the diffraction grating deforms due to thermal expansion and other factors as the usage time elapses, and the pitch of the diffraction grating changes partially or entirely. It lacks stability. For this reason, the error included in the measured value increases with the passage of time of use, and it is necessary to correct this.
  • scale lattice pitch correction and lattice deformation correction performed in the exposure apparatus 100 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the waiting numbers IBY .1 and IBY 2 are measured for two of the many optical axes irradiated from the Y-axis interferometer 16 to the reflecting surface 17 a of the wafer table WTB.
  • IBX 1 and IBX 2 indicate the long beams, and the measurement beams of two of the optical axes irradiated from the X-axis interferometer 1 26 to the reflective surface 1 b of the wafer table WTB. Indicates.
  • the measurement beams IBY 1 and IBY 2 are arranged symmetrically with respect to the straight line LV (coinciding with the straight line connecting the centers of the plurality of X heads 6 6), The measuring axis coincides with the above straight line LV. Therefore, the Y-axis interferometer 16 can measure the Y position of the wafer table W TB without Abbe error.
  • the measurement beams IBX 1 and IBX 2 are symmetrical with respect to a straight line LH that passes through the optical axis of the projection optical system PL and is parallel to the X axis (matches a straight line connecting the centers of multiple Y heads 6 4).
  • the actual measurement axis of the X-axis interferometer 1 2 6 coincides with a straight line LH passing through the optical axis of the projection optical system PL and parallel to the X-axis. For this reason, the X-axis interferometer 16 can measure the X position of the wafer table W T B without Abbe error.
  • the deformation of the X-scale grid line (bending of the grid line) and the correction of the pitch of the Y-scale grid line will be described.
  • the reflecting surface 1 7 b is an ideal plane.
  • main controller 20 drives wafer stage WST based on the measurement values of Y-axis interferometer 16 and X-axis interferometer 1 26, and as shown in FIG. Y 2 is located directly under the corresponding head unit 62 A, 62 C (at least one head), and one end on the + ⁇ side of ⁇ scale 39 ⁇ 39 ⁇ 2 (diffraction grating) corresponds to each Position wafer stage WST at a position that matches head units 62 and 62C.
  • the main controller 20 fixes the measured value of the X-axis interferometer. 1 2 6 at a predetermined value at a low speed such that short-term fluctuations in the measured value of the vertical axis interferometer 16 can be ignored.
  • Axis interferometer 1 6 and saddle sensor 7 4], 4 , 7 4 24 , 7 6 1 3 , 7 6 23 While maintaining the pitching amount, rolling amount, and the amount of shading all zero , as indicated by the arrow F in FIG.
  • Wafer stage WS ⁇ is moved in the + ⁇ direction until it matches (within the effective stroke range described above).
  • the main controller 20 sends the measured values of the linear encoders 70, 700 and the measured values of the axial interferometer 16 (measured values by the measuring beams IBY 1 and IBY 2) to a predetermined value. Acquire at the sampling interval, and obtain the relationship between the measured value of Y linear encoder 70 A, 70 C and the measured value of Y-axis interferometer 16 based on the acquired measured value.
  • the main controller 20 moves the Y scales 39 ⁇ and 39 Y 2 with a lattice pitch (adjacent to the head units 62 A and 62 C) as the wafer stage WST moves.
  • Grid line interval) and correction information of the grid pitch can be obtained, for example, as a correction map in which the horizontal axis is the interferometer measurement value and the vertical axis is the encoder measurement value, and the relationship between the two is indicated by a curve.
  • the measurement value of the X-axis interferometer 16 is obtained when the wafer stage WS ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ is scanned at the above-mentioned extremely low speed. There is almost no short-term fluctuation error.
  • the main controller 20 moves the above-mentioned wafer stage WST along with the X scale 3 9 X 1 ( sequentially facing the 3 9 X 2 head unit ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 6 2 B And 6 2 D Using the measured values obtained from the multiple X heads 6 6 and the measured values of the interferometer 1 6 corresponding to each measured value, perform a predetermined statistical calculation and seeking correction information X to the head 6 6 sequentially opposing grid line 3 7 variant of (bend) even.
  • the main controller 2 0, for example X scale 3 9 XL 3 9 X 2 Measured values (or weighted average values) of multiple heads B 6 2 B and 6 2 D that are sequentially placed opposite to each other are calculated as correction information for grid bending.
  • the reflecting surface 17 b is an ideal plane, repeat the same process in the process of sending the wafer stage WST in the + Y direction or one Y direction. Since this is a harm caused by the blurring pattern, if the measurement data acquired with multiple X heads 6 6 are averaged, etc., the deformation of the grid lines 37 that are sequentially opposed to the multiple X heads 6 6 This is because it is possible to accurately obtain correction information for (song is re-).
  • the unevenness (bending) of the reflecting surface is measured in advance to obtain correction data for the bending.
  • the measurement value of the X-axis interferometer 1 26 is fixed to a predetermined value when the wafer stage WST described above is moved in the + Y direction or the ⁇ ⁇ direction, it is based on the correction data.
  • wafer stage WST can be moved accurately in the Y-axis direction. In this way, exactly as described above, correction information for the Y-scale lattice pitch and correction information for deformation (bending) of the lattice line 37 can be obtained.
  • the measurement data obtained from multiple X heads 6 6 are multiple data based on different parts of the reflective surface 17 b, and all the heads are deformed (bent) in the same grid line.
  • the bending correction residual on the reflecting surface is averaged and approaches the true value (in other words, measurement data acquired from multiple heads).
  • the effect of the bending residual can be reduced by averaging the bending information of the grid lines).
  • main controller 20 first drives wafer stage WST, and head units 6 2 B and 6 2 D (at least one head) corresponding to X scales 39 X and 39 X 2 respectively. ) And X scale 3 9 X 1 3 9 X 2 (diffractive grating) + X side (or 1 X side) one end corresponding to each head unit 6 2 B, 6 2 Position wafer stage WST at a position that matches D.
  • the main controller 20 keeps the measured value of the Y-axis interferometer 1 6 at a predetermined value while keeping the measured value of the Y-axis interferometer 1 6 at a low speed at which the short-term fluctuation of the measured value of the X-axis interferometer 1 2 6 is negligible.
  • the force that keeps the pitching amount, rolling amount and winging amount all zero for example, X scale 3 9 X 1 3 9 X 2 Wafer stage WST in + X direction (or in one X direction) until one end of Y side (or + Y side) matches with corresponding head unit 6 2 A, 6 2 C (within the above-mentioned effective stroke range) ) Move to.
  • the main controller 20 sends the measured values of the X linear encoders 70 B and 70 D and the measured values of the X-axis interferometer 1 26 (measured values by the measuring beams IBX 1 and IBX 2).
  • the main controller 20 has X scales 39 X and 39 X 2 which are arranged sequentially facing the head units 6 2 B and 6 2 D as the wafer stage WST moves.
  • the correction information of the pitch and the lattice pitch is obtained.
  • the correction information can be obtained, for example, as a map showing the relationship between the measured values of the interferometer on the horizontal axis and the measured values of the encoder on the vertical axis.
  • the measurement value of the X-axis interferometer 1 2 6 is obtained when the wafer stage WST is scanned at the extremely low speed described above. It can be considered as an accurate value that can be ignored.
  • the main controller 20 is arranged so as to face the Y scale 3 9 ⁇ 3 9 Y 2 in sequence with the movement. 2 Using the measurements obtained from the multiple Y heads 6 4 4 and the measured values of the interferometers 1 2 6 corresponding to the measured values, perform a predetermined statistical calculation and It also seeks correction information for deformation (bending) of grid lines 3 8 that face heads 6 4 in sequence. At this time, the main controller 20 measures, for example, the measured values of a plurality of heads 6 2 ⁇ ⁇ ⁇ and 6 2 C, which are arranged sequentially facing the Y scales 39 9,, 39 9 2 , for example. (Or a weighted average value) etc.
  • correction information for lattice bending is calculated as correction information for lattice bending. This is because when the reflecting surface 17a is an ideal plane, the same blurring pattern appears repeatedly in the process of sending the wafer stage WST in the + X direction or one X direction. If the measurement data obtained from multiple heads 6 4 is averaged, etc., the correction information for the deformation (bending) of grid lines 3 8 that sequentially face the multiple heads 6 4 can be accurately obtained. Because you can.
  • the unevenness (bending) of the reflecting surface is measured in advance to obtain correction data for the bending. Then, the movement of the wafer stage WST described above in the + X direction or in one X direction. At this time, instead of fixing the measured value of the Y-axis interferometer 16 to a predetermined value, the position of the wafer stage WS ⁇ is controlled based on the correction data, so that the wafer stage WS ⁇ can be accurately adjusted to the X axis. It may be moved in the direction. In this way, X scale lattice pitch correction information and lattice line 38 deformation (bending) correction information can be obtained in exactly the same manner as described above.
  • the main controller 20 performs correction information on the grid pitch of the ⁇ scale, correction information on the deformation (bending) of the grid line 37, and correction information on the X scale at every predetermined timing, for example, every mouth. Obtain grid pitch correction information and grid line 3 8 deformation (bending) correction information.
  • the main controller 20 uses the measurement values obtained from the head units 62 mm and 62 C (that is, measurement of encoders 7 OA and 70 C). Value) is corrected based on the Y-scale grid pitch correction information and the above-described correction information on the deformation (bending) of the grid line 38, and the position control of the wafer stage WS in the Y-axis direction is performed.
  • the Y stage encoder WS T can be used with the Y linear encoders 70 A and 70 C without affecting the Y-scale grid pitch over time and the bending of the grid line 38.
  • the position control in the axial direction can be performed with high accuracy.
  • the main controller 20 uses the measured values obtained from the head units 6 2 B and 6 2 D (that is, measured values of the Yenko Duff OB and 70 D). ) Is controlled based on the correction information of the X-scale lattice pitch and the correction information of the deformation (bending) of the lattice line 38, and the position control of the wafer stage WST in the X-axis direction is performed.
  • the X axis of the wafer stage WS T can be used by using the X linear encoders 70 B and 70 D without being affected by the change in the lattice pitch of the X scale over time and the bending of the grid line 37.
  • Y scales 39 ⁇ 39 ⁇ 2 and for any of say yes scale 39 X 3 9 X 2, grating pitch, and it is assumed that acquires the correction information bending the grating lines, to Not limited, Y scale 39 ⁇ ,, 3 9 Y 2 and X scale 3 9 X, 3 9 X 2 only, grid pitch and grid line correction information may be acquired.
  • Y scale 4 4 A, 4 4 C For both X scale 4 4 B and 4 4 D, only correction information on either the grid pitch or the grid line bending may be acquired.
  • the wafer stage WS T is moved to the Y axis based on the measured values of the Y linear encoders 7 OA and 70 C without using the Y axis interferometer 16.
  • the wafer stage WST can also be moved in the X-axis direction based on the measured values of the X linear encoders 70 B and 70 D without using the X-axis interferometer 1 2 6. good.
  • the secondary alignment type ALZAL ZA is pre-adjusted in the X-axis direction according to the alignment of the alignment shot area AS.
  • this secondary ⁇ Rye instrument system AL 2 will be described later ⁇ AL 2 4 specific alignment techniques.
  • the main controller 20 moves the wafer stage WST with the center of the wafer W positioned at the loading position LP toward the upper left in Fig. 12 (A). Position it at a predetermined position (alignment start position described later) on the straight line LV.
  • the movement of the wafer stage WST is performed by the main controller 20 based on the measured values of the X encoder 70 D and the measured values of the Y-axis interferometer 16 and the motors of the stage drive system 1 2 4. This is done by driving.
  • Alignment start position In the positioned state, the position of the wafer table WT B on which the wafer W is placed in the XY plane (including 0 z rotation) is controlled to face the X scale 3 9 X, 3 9 X 2 respectively.
  • main controller 20 moves wafer stage WST by a predetermined distance in the + Y direction and positions it at the position shown in FIG. 12 (A), based on the measurement values of the four encoders.
  • the detection results of the three alignment systems AL 1, AL 2 2 and AL 2 3 are associated with the measurement values of the four encoders at the time of detection.
  • Sekandariara Imento system AL 2, AL 2 4 at both ends may be configured not to irradiate the test ⁇ light to the wafer table WT B (or wafer) is irradiated You may do it.
  • the position of the wafer stage WST in the X-axis direction is set so that the primary alignment system AL 1 is arranged on the center line of the wafer table WT B.
  • Imari alignment system AL 1 detects alignment marks in the alignment shot region located on the meridian of the wafer. Note that alignment marks may be formed inside each shot area on the wafer W. However, in this embodiment, a large number of shot areas on the wafer W are defined outside each shot area. Alignment marks shall be formed on the street line (scribe line).
  • main controller 20 moves wafer stage WST by a predetermined distance in the + Y direction based on the measurement values of the above four encoders, and performs five alignment systems.
  • ⁇ 2 4 substantially and simultaneously five Araimen Bok marks affixed to the second-alignment Tosho' Bok areas AS on wafer W Position them at positions where they can be detected individually, and use the five alignment systems AL 1 and AL Zj AL ZA to detect the five alignment marks almost simultaneously and individually.
  • the above five alignment systems AL 1 and AL 2, ⁇ AL 2 4 detection results and the measured values of the four encoders at the time of detection are stored in a memory (not shown) in association with each other.
  • main controller 20 moves wafer stage WST by a predetermined distance in the + Y direction based on the measurement values of the above four encoders, and five alignment systems ALI-ALSAL 2 4
  • the alignment marks attached to the three third alignment shot areas AS are placed at a position where they can be detected almost simultaneously and individually.
  • the five alignment marks are detected almost simultaneously and individually (see the star mark in Fig. 12 ( ⁇ )), and the detection results of the above five alignment systems AL 1, AL 2 1 to AL 2 4 and their results are detected.
  • the measurement values of the above four encoders at the time of detection are associated with each other and stored in a memory (not shown).
  • main controller 20 moves wafer stage WST by a predetermined distance in the + Y direction on the basis of the measurement values of the four encoders described above to make primary alignment system AL 1, secondary alignment system AL 2 2 , AL 2 Use 3 to position the alignment marks attached to the three force alignment area AS on wafer W at positions where they can be detected almost simultaneously and individually.
  • AL 2 2 , AL 2 3 are used to detect the three alignment marks almost simultaneously and individually, and the detection results of the above three alignment systems AL 1, AL 2 2 , AL 2 3 and
  • the measurement values of the above four encoders are associated and stored in a memory (not shown).
  • the main controller 20 compares the detected values of the 16 alignment marks obtained in this way, the measurement values of the four encoders corresponding to the detection results, and the baseline of the secondary alignment system AL 2 n.
  • the main controller 20 uses, for example, statistical calculation by the EGA method disclosed in Japanese Patent Publication No. 6 1 -444 29 (corresponding specification of US Pat. No. 4,780,6 1 7), etc.
  • Coordinate system defined by measurement axes of 4 encoders (4 head units) (For example, the XY coordinate system with the optical axis of the projection optical system PL as the origin) The arrangement of all the shot areas on the wafer W is calculated.
  • the wafer stage WS ⁇ is moved in the + ⁇ direction, and the wafer stage WS ⁇ is positioned at four locations on the movement path, so that a total of 16 alignment shots can be obtained.
  • the position information of alignment marks in the target area AS can be obtained in a much shorter time than when 16 alignment marks are sequentially detected by a single alignment system.
  • alignment systems AL 1, AL 2 2 , AL 2 3 are particularly easy to understand, but in conjunction with the movement of the wafer stage WST described above, these alignment systems AL 1, AL 2 2 , AL Each of 2 and 3 detects a plurality of alignment marks arranged along the radial direction, which are sequentially arranged in a detection region (for example, corresponding to a detection light irradiation region). For this reason, it is not necessary to move the wafer stage WST in the X-axis direction when measuring the above alignment mark.
  • the wafer stage WST is detected almost simultaneously by a plurality of alignment systems depending on the position of the wafer stage WST in the XY plane (in particular, the Y position (that is, the degree of entry of the wafer W into the plurality of alignment systems)).
  • C The number of alignment mark detection points (measurement points) on W is different. For this reason, when moving the wafer stage WST in the Y-axis direction orthogonal to the arrangement direction (X-axis direction) of multiple alignment systems, marks at different positions on the wafer W are placed at the position of the wafer stage WST. Accordingly, in other words, depending on the shot sequence on wafer W, it can be detected simultaneously using the necessary number of alignment systems.
  • the surface of the wafer W is not an ideal plane and usually has some irregularities. Therefore, when performing simultaneous measurement with the above-mentioned multiple alignment systems only at a position in the Z-axis direction of the wafer table WTB (direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL), at least one The alignment system is a lid that performs alignment mark detection in the defocused state. It is very likely. Therefore, in the present embodiment, the measurement error of the alignment mark position caused by detecting the alignment mark in the defocused state is suppressed as follows.
  • the main controller 20 has a plurality of alignment systems A L 1 for each positioning position of the wafer stage WST for detecting the alignment mark in each alignment shot area described above.
  • Stage drive system 1 shows the relative positional relationship in the Z-axis direction (focus direction) perpendicular to the XY plane between wafers W placed on wafer table WT B (wafer stage WS T). 2 Z (not shown) that forms part of 4 ⁇ While changing with the repelling mechanism, each of the alignment marks formed at different positions on the wafer W is replaced with each alignment mark corresponding to each alignment mark.
  • Fig. 1 3 (A) to Fig. 1 3 (C) [This is shown in Fig. 1 2 (B) where the wafer stage WST is positioned at the alignment mark detection position in the above third alignment shot area. shows a state of the mark detection on the wafer W by five Arai Men Bok system AL ⁇ ALSAL 2 4 in the state.
  • the wafer table WT B (wafer W) is positioned at different Z positions, and the alignment system 8 1_ 1 and 1_ 2 1 to 8 1_ 2 4 are arranged. It shows how different alignment marks are detected almost simultaneously.
  • FIG. 1 3 (A) to Fig. 1 3 (C) [This is shown in Fig. 1 2 (B) where the wafer stage WST is positioned at the alignment mark detection position in the above third alignment shot area. shows a state of the mark detection on the wafer W by five Arai Men Bok system AL ⁇ ALSAL 2 4 in the state.
  • the wafer table WT B (wafer W) is positioned at different Z positions
  • the Z position of wafer table WT B (wafer W) is changed.
  • a and 2 1 to AL 2 4 while changing the positional relationship the alignment mark is almost in the best focus state for all alignment systems. Marks can be measured. Therefore, the main controller 20 uses the mark detection result in the best focus state for each alignment system, for example, by giving priority to using the unevenness of the surface of the wafer W and a plurality of alignment system bases. Without being affected by the focus difference, marks formed at different positions on the soil W can be detected with high accuracy.
  • the mark detection result in the best focus state is preferentially used.
  • the present invention is not limited to this, and the main controller 20 is in the defocus state.
  • the position information of the alignment mark may be obtained using the detection result of the mark.
  • the mark detection result in the defocus state may be used by multiplying the weight according to the defocus state.
  • the mark detection result in the defocused state may be better than the mark detection result in the prefocus state.
  • the mark may be detected in the focus state in which the best result is obtained, that is, in the defocus state, and the mark position information may be obtained using the detection result.
  • the alignment mark position detection result may contain an error due to the effect of the tilt of the optical axis (telecentricity) with respect to the Z axis. Therefore, the inclination of the optical axis of all alignment systems with respect to the Z axis is measured in advance, and the alignment marker is based on the measurement result. It is desirable to correct the detection result of the position of the hook.
  • the baseline of the primary alignment system AL 1 means the positional relationship (or distance) between the projection position of the pattern (for example, the pattern of the reticle R) by the projection optical system PL and the detection center of the primary alignment system A 1. To do.
  • the projection optical system PL and the measurement table MT B and CD bar 46 are used by the nozzle unit 3 2.
  • a liquid region 14 is formed between at least one of the two. That is, the wafer stage WST and the measurement stage MST are in a separated state.
  • the main controller 20 sets the reference mark FM located at the center of the measurement plate 1 to the primary alignment system. It is detected (observed) with system AL 1 (see the star mark in Fig. 14 (A)).
  • main controller 20 associates the detection result of primary alignment system AL 1 with the measured values of encoders 70 A to 70 D at the time of detection and stores them in memory.
  • This process will be referred to as the first half of Pri-BGHK for convenience below.
  • the position of the Weha table WT B in the XY plane is shown in circles in Figure 14 (A), which faces the X scale 3 9 X 3 9 X 2 .
  • Two X-heads 66 (encoder 70 B, F-OD) and two Y-heads 64 y 2 shown in circles in Fig. 14 ( ⁇ ) facing Y scale 39 ⁇ 39 Y 2 , 64 (encoder 7 OA, 70C).
  • main controller 20 moves wafer stage WS T in the + Y direction so that measurement plate 30 is positioned directly under projection optical system PL. Start moving. After the wafer stage WST starts moving in the + Y direction, the main controller 20 moves the wafer stage WST and measurement stage M based on the outputs of the interval detection sensors 4 3 A and 43 C. Detecting the approach to ST, before and after this, that is, during the movement of wafer stage WST in the + Y direction, through the above-described drive mechanisms 3 4 A and 3 4 B, the shirts 4 9 A and 4 9 By opening B and releasing the shatter, further access between wafer stage WST and measurement stage MST is permitted. The main controller 20 confirms the opening of the shirts 4 9 A and 4 9 B based on the detection result of the open / close sensor 10 1.
  • the main controller 20 makes contact between the wafer stage WST and the measurement stage MST (or close to a distance of about 300 m) based on the outputs of the collision detection sensors 4 3 B and 4 3 C. As soon as it is detected, the wafer stage WS T is temporarily stopped. After that, the main controller 20 keeps the measurement stage MST and the wafer stage WST in contact with each other (or keeps a distance of about 300 ⁇ m). Move in the Y direction. In the middle of this movement, the immersion area 14 is transferred from the CD bar 46 to the wafer table WT B.
  • the main controller 20 stops both stages WST, MST, and the reticle projected by the projection optical system PL.
  • a projected image (aerial image) of a pair of measurement marks on R is measured using the aerial image measuring device 4 5 including the measurement plate 30 described above.
  • a slit image aerial image measurement operation using a pair of aerial image measurement slit patterns SL measures the aerial images of a pair of measurement marks, and the measurement results (depending on the XY position of wafer table WT B) Stored aerial image intensity) in a memory.
  • the measurement processing of the aerial image of the pair of measurement marks on the reticle R will be referred to as the latter half of the Pri-BGHK for convenience.
  • the position of the wafer table WT B in the XY plane is circled in Fig. 14 (B) facing the X scale 3 9 X, 3 9 X 2 .
  • main controller 20 calculates the baseline of primary alignment system A L 1 based on the result of the first half of Pri i-BCHK and the result of the second half of Pri-BCHK.
  • the measurement stage MS T and the wafer stage WS T Is in contact (or about 300 m away).
  • the baseline measurement operation of the secondary alignment system AL 2 n 1 to 4
  • the main controller 20 In the baseline measurement of the secondary alignment system (hereinafter also referred to as Sec-BCHK as appropriate) performed at the beginning of the lot, the main controller 20 first starts as shown in Fig. 15 (A). A specific alignment mark on the wafer W (process wafer) at the top of the mouth is detected by the primary alignment system AL 1 (see the star mark in Fig. 15 (A)). The measured values of encoders 7 0 A to 70 0 D are stored in the memory in association with each other. In the state of Fig.
  • the position of the wafer table WT B in the XY plane is the two X heads 66 (encoders 70 B, 70 D) facing the X scale 3 9 XL 3 9 X 2
  • the main controller 20 based on the two heads 64 y 2 and 64 y (encoders 70 A and 70 C) facing the Y scale 39 to 39 Y 2 .
  • main controller 20 moves wafer stage WST by a predetermined distance in the X direction, and the above-mentioned specific alignment mark is added to secondary alignment system as shown in FIG. 15 (B). Detected by AL 2 (see star mark in Fig.
  • the detection result and the measured values of encoders 70 A to 70 D at the time of detection are associated with each other and stored in the memory.
  • the position of wafer table WT B in the XY plane is the two X heads 6 6 (encoders 7 0 B, 7 0 D facing the X scale 3 9 XL 39 X 2) ) And two Y heads 6 4 (encoders 7 OA and 70 C) facing the Y scale 3 9 YL 3 9 Y 2 .
  • main controller 20 sequentially moves wafer stage WST in the + X direction to place the above-mentioned specific alignment marks on the remaining secondary alignment systems AL 2 2 , AL 2 3 , AL 2 4
  • the detection results and the measured values of encoders 70 A to 7 OD at the time of detection are sequentially associated with each other and stored in the memory.
  • main controller 20 calculates the baseline of each secondary alignment system AL 2 n based on the processing result of e. and the processing result of g.
  • the same alignment mark on the wafer W (process wafer) at the top of the lot is detected by the primary alignment system AL 1 and each secondary alignment system AL 2 n.
  • the baseline of each secondary alignment system AL 2 n is obtained, this process eventually corrects the difference in detection offset between alignment systems caused by the process.
  • the reference mark FM of the measurement plate 30 used in the baseline measurement of the primary alignment system AL 1 may also be detected, that is, the reference mark FM may be detected by the secondary alignment system AL 2 n .
  • the same as the secondary alignment AL 2 n It is also possible to provide n reference marks on wafer stage WST or measurement stage MST for the same positional relationship so that detection of reference marks by secondary alignment system AL 2 n can be executed almost simultaneously.
  • this fiducial mark for example, fiducial mark M on CD bar 46 may be used.
  • a reference mark for baseline measurement of the secondary alignment AL 2 n is provided on the wafer stage WST in a predetermined positional relationship with respect to the reference mark FM for baseline measurement of the primary alignment AL 1. The reference mark detection by the secondary alignment system AL 2 n may be executed almost simultaneously with the detection of the reference mark FM by the alignment system AL 1.
  • the reference mark may be one of the secondary ⁇ Rye instrument system AL 2 n Total one Surain for measurement, a plurality, for example, may be provided the same number as the secondary ⁇ Lai instrument system AL 2 n.
  • the primary alignment system AL 1 and secondary alignment system AL 2 n two-dimensional marks each (X, Y marks) in the present embodiment since it is possible to detect, at the time of baseline measurement of secondary ⁇ Rye instrument system AL 2 n 2 By using a dimension mark, the baselines in the X-axis and Y-axis directions of the secondary alignment system AL 2 n can be obtained simultaneously.
  • the reference marks FM, M, and wafer alignment marks include, for example, a one-dimensional X mark and Y mark in which a plurality of line marks are periodically arranged in the X-axis and Y-axis directions, respectively. .
  • Sec-BGHK is performed at intervals of every wafer exchange, so the following is also described as Sec-BGHK (interval).
  • the main controller 20 almost matches the straight line LV on which the detection center of the primary alignment system AL 1 is arranged with the center line CL.
  • CD version 4 6 is primary alignment system AL 1 and secondary alignment Move measurement stage MST to face system AL 2 n .
  • CD bar 4 head 64 a pair of reference gratings 52 on 6 to ⁇ shown circled in Fig 6 opposite the respective yi, 64 y 2 (Y-axis linear encoder 7 0 E, 7 OF ) Adjusts the 0 z rotation of the CD par 46 based on the measured value and detects the reference mark M located on or near the center line CL of the measurement table MTB.
  • the XY position of the CD bar 46 is adjusted based on the measured value of the primary alignment system AL 1, for example, using the measured value of the interferometer.
  • the main controller 20 simultaneously measures the reference mark M on the CD bar 46 in the field of view of each secondary alignment system using four secondary alignment systems ALZAL 24.
  • the baselines of the four secondary alignment ALZALZ are obtained.
  • the drift of the base lines of the four secondary alignment systems ALSAL 24 is corrected by using the newly measured base line.
  • Sec-BGHK is a force that is determined by simultaneous measurement of different reference marks by multiple secondary alignment systems. It is also possible to calculate the baselines of four secondary alignment systems by measuring them sequentially (non-simultaneously) with multiple secondary alignment systems.
  • the positional relationship between the primary alignment system AL 1 and the four secondary alignment systems ALZAL 2 4 is the positional relationship shown in Fig. 17 (A).
  • Main controller 20 measures so that primary alignment system AL 1 and four secondary alignment systems AL Zj ALZ 4 are located above CD bar 46 as shown in Fig. 17 (B). Move stage MS T Let Next, based on the measured values of the Y-axis linear encoders 70 E, 70 F (Y head 6 4 y 6 4 y 2 ), as in the case of Sec-BCHK (interpal) described above.
  • the CD bar 46 is adjusted based on the measured value of the primary alignment system AL 1, which detects the reference mark M located on or near the center line CL of the measurement table MST. Adjust the XY position of bar 4 6.
  • the main controller 20 adds shot map information including information on the size and arrangement of the alignment shot area on the wafer that is the next exposure target (that is, the alignment mark arrangement on the wafer).
  • the arms 56 having the respective secondary alignment systems AL 2 n provided at the tips thereof are moved around the respective rotation centers as shown in FIG. ) Rotate each as indicated by the arrows inside.
  • the main controller 2 0, while monitoring the detection result of each secondary ⁇ Raimento system AL 2 n, CD bar 4 of Nozomu Tokoro reference mark M on 6 each secondary alignment system AL 2 n field view of the Stop rotation of each arm 56 at the position where it enters (detection area).
  • the baseline of the secondary alignment AL 2 n is adjusted (changed) according to the alignment of the alignment mark attached to the alignment shot area to be detected. That is, the position in the X-axis direction of the detection area of the secondary alignment system AL 2 n is changed.
  • the positions of the X-axis direction on the wafer W are substantially the same and the positions in the Y-axis direction are different on each wafer W by each secondary alignment system AL 2 n . Alignment marks can be detected sequentially.
  • the wafer W is moved one-dimensionally only in the Y-axis direction as described later.
  • at least one secondary alignment system AL 2 n detection area and wafer W may be moved relative to each other in a direction different from the Y-axis direction (for example, the X-axis direction).
  • the position of the detection area may be adjusted by moving the secondary alignment system AL 2 n. Considering changes in time and baseline, only wafer W may be moved.
  • the main controller 20 After adjusting the baseline of the secondary alignment system AL 2 n in this way, the main controller 20 operates each vacuum pad 58 n to fix each arm 56 n to the main frame (not shown). To do. As a result, the state after adjusting the rotation angle of each arm 56 n is maintained.
  • the fiducial mark M formed at different positions on the CD bar 46 is detected simultaneously and individually by the five alignment systems AL ⁇ KALZAL ZA. (Process wafer) Alignment marks formed at different positions on the process wafer are detected simultaneously and individually by the five alignment systems AL 1 and ALZAL 2 4 , and the rotation of each arm 56 n is adjusted. It is also possible to adjust the baseline of the lement system AL 2 ⁇ . In this embodiment, the base line (position of the detection area) of the secondary alignment system AL 2 n is adjusted using the reference mark M of the CD bar 46, but the adjustment operation is limited to this. For example, the secondary alignment system AL 2 n may be moved to the target position while measuring its position with the aforementioned sensor.
  • the base line measured before the movement is corrected based on the position or the movement amount of the secondary alignment system AL 2 n measured by the sensor, or the baseline measurement is performed again after the movement, or at least A sequence that performs baseline measurement of secondary alignment AL 2 n after the movement may be adopted.
  • focus mapping detection of position information (surface position information) related to the Z-axis direction of the surface of the wafer W performed by the exposure apparatus 100 of this embodiment.
  • the main controller 20 uses the X head 66 (X linear encoder 7 OD) facing the X scale 39 X 2 and the Y scale. 39 ⁇ , ⁇ 2 ⁇ ⁇ heads 64 y 2 , ⁇ ⁇ ⁇ , ⁇ linear encoder 70 A, 70 C) Based on the above, the position of the wafer table WT B in the XY plane is managed.
  • the straight line LV mentioned above and the straight line (center line) parallel to the ⁇ axis passing through the center of wafer table WT (coincident with the center of wafer W) coincide with It has become.
  • main controller 20 starts scanning (scanning) of wafer stage WST in the + ⁇ direction. After this scanning starts, wafer stage WS ⁇ moves in the + ⁇ direction, Detection of AF system (90 a, 90 b) Z sensor 7 2 a to 7 2 d and multi-point AF system (90 a, 90 b) are operated together until the beam starts to hit on wafer W (Turn it on.) Then, with this Z sensor 7 2 a to 7 2 d and the multipoint A system (90 a, 90 b) operating at the same time, as shown in Fig.
  • the obtained three surface position information and the Y linear encoder 7 OA, 70 C measured values at the time of each sampling are sequentially stored in memory (not shown) in association with each other.
  • the main controller 20 finishes the above sampling, and the multipoint AF system (90a, 90b)
  • the surface position information for each of the detection points is converted into data based on the surface position information obtained by the Z sensors 7 2 a to 7 2 d simultaneously acquired.
  • a predetermined point for example, the area near the + X side end of the plate bowl 28 (the area where the Y scale 39 is formed) (for example, Equivalent to the midpoint of each of the Z sensor 7 2 c and 7 2 d measurement points, that is, the point on the X axis that is almost the same as the array of multiple detection points in the multipoint AF system (90 a, 90 b): In the following, this point is called the right measurement point). Then, as shown in FIG.
  • main controller 20 obtains the surface position information at each detection point of multipoint A “system (90 a, 90 b) as the surface position of left measurement point P 1. Is converted into surface position data z 1 to zk based on the straight line connecting the surface position of the measurement point P 2 and the right measurement point P 2. This conversion is performed by the main controller 20 for the information captured during all sampling. Do.
  • the wafers with the Z sensors 7 4, 74 2 j and 7 6 ⁇ , 7 6 2 q described above are used.
  • the wafer W upper surface can be obtained without actually acquiring the surface position information of the wafer surface.
  • the position of the surface can be controlled. Therefore, since there is no problem even if the multi-point AF system is arranged at a position away from the projection optical system PL, the focus mapping of this embodiment can be suitably applied even to an exposure apparatus with a narrow working distance. .
  • the surface position of the left measurement point P 1 and the surface position of the right measurement point P 2 are the average values of the measured values of the Z sensors 7 2 a and 7 2 b, and the Z sensors 7 2 c and 7
  • the surface position information at each detection point of the multipoint AF system (90a, 90b), for example, Z sensor 7 2a
  • Z sensor 7 2a It may be converted into surface position data based on the straight line connecting the surface positions measured by 7 2 c.
  • each sampling tie The difference between the measured value of Z sensor 7 2 a and the measured value of Z sensor 7 2 b and the difference between the measured value of Z sensor 7 2 c and the measured value of Z sensor 7 2 d deep.
  • the wafer table WT B is measured by measuring the surface of the wafer table WT B with the Z sensors 7 4 u , 7 4 2 , ”and 7 6 1 £ 1 , 7 6 2 q.
  • the Z position and the tilt with respect to the XY plane (0 X rotation as well as ⁇ y rotation)
  • the surface position of the wafer W can be controlled without actually acquiring the surface position information of the wafer surface.
  • Z sensors 7 2 a to 72 d which are the reference for matbing, detect surface position information at a certain position (XY coordinate position) on the surface of wafer table W TB.
  • focus mapping is performed while fixing the X position of wafer stage WST and moving wafer stage WST in a straight line in the + Y direction. That is, when focus mapping is performed, the lines (on the surface of the second water repellent plate 28 b) on which the Z sensors 7 2 a to 7 2 d detect surface position information are also straight lines parallel to the Y axis.
  • the shot area located on the meridian of the wafer must move the wafer stage WST in the X-axis direction. Without exposure position (Below the projection optical system P).
  • the shot area on the meridian When the shot area on the meridian reaches the exposure position, it is on the same straight line parallel to the Y axis as Z sensors 7 2 a and 7 2 b and a pair of Z sensors 7 4 1 4 and 7 4 2 4 , Z sensor 7 2 c, 7 2 d A pair of Z sensors 7 6 1 3 and 7 6 2 3 on the same straight line parallel to the Y-axis b and Z sensors 7 2 c and 7 2 d detect the surface position information at the same point on the wafer table WTB where the surface position information was detected.
  • the reference plane measured by the Z sensor which is the reference for detecting surface position information by the multipoint A “system (90a, 90b), is the same for focus mapping and exposure.
  • the main controller 20 exposes the shot area other than on the meridian. Therefore, when the wafer stage WS ⁇ is moved in the X-axis direction, for example, as the wafer stage WS ⁇ moves, Measured values are transferred between multiple sensors.
  • Focus calibration is information on the surface position of the wafer table WT ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ on one side and the other side of the wafer table WT ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ in a certain reference state, and the measurement plate of the multipoint AF system (9 0 a, 9 0 b) Processing to determine the relationship with detection results (surface position information) at representative detection points on the surface (focus calibration) Yong's first half of processing) and in the same state as the above reference state, the X axis direction of the wafer table WT B corresponding to the base ⁇ focus position of the projection optical system PL detected using the aerial image measurement device 45 To obtain the surface position information at the end of one side and the other side (the second half of the focus calibration), and based on these processing results, the multipoint A “system (90 a, 90 This means processing such as obtaining the offset at the representative detection point in b), that is, the deviation between the best focus position of the projection optical system PL and the detection origin of the multipoint
  • the main controller 20 has two X heads 66 (X linear encoder 70 0) facing the X scale 39 X, 39 X 2 respectively. B, 7 0 D) and two ⁇ heads 64 y 2 , 64 y, (Y linear encoders 70 A, 70 C) respectively facing Y scale 39 ⁇ , 39 ⁇ 2 It manages the position of the wafer table WT B in the XY plane.
  • the center line of wafer table WT B coincides with the aforementioned straight line LV.
  • FIG. 19 (A) the center line of wafer table WT B coincides with the aforementioned straight line LV.
  • the wafer table WT B has a detection beam from the multipoint AF system (90a, 90b) on the measurement plate 30 described above in the Y-axis direction. It is in the position to be irradiated.
  • the measurement stage MS T is on the + Y side of the wafer table WT B (wafer stage WS T), and the CD bar 46 and the wafer table WT B described above and the projection optical system Water is held between the PL end lens 1 9 1 (see Fig. 31).
  • the main controller 20 performs the first half of the focus calibration as follows. That is, the main controller 20 has the above-described Z sensors 7 2 a, 7 2 b, 7 2 near the detection points located at both ends of the detection area of the multi-point AF system (90 a, 90 b). c, 7 2 d Detected by the surface of the wafer table WTB at one end and the other end of the WTB, while detecting the surface position information, the multi-point AF system
  • main controller 20 moves wafer stage WST in the + Y direction by a predetermined distance, and stops wafer stage WST at a position where measurement plate 30 is disposed directly under projection optical system PL. . Then, main controller 20 performs the second half of the focus calibration as follows. That is, main controller 20, as shown in FIG. 19 (B), each pair of Z sensors 7 for measuring the surface position information at one end and the other end of wafer table WTB in the X-axis direction.
  • the position of the measurement plate ⁇ 30 (wafer table WTB) in the optical axis direction of the projection optical system PL (Z position) ) Measure the aerial image of the measurement mark formed on the mark plate (not shown) on the reticle R or reticle stage RST using the slit scan method, using the aerial image measurement device 45. Based on the above, measure the best focus position of the projection optical system P. In this case, as shown in FIG. 19 (B), the liquid immersion area 14 is formed between the projection optical system PL and the measurement plate 30 (wafer table WT B). Is measured via the projection optics PL and water.
  • the measurement plate 30 of the aerial image measurement device 45 is mounted on the wafer stage WS T (wafer table WT B), and the light receiving elements are measured. Since it is mounted on the stage MST, the measurement of the aerial image described above is performed while the wafer stage WST and the measurement stage MST are kept in contact (or close proximity) (see Fig. 33). As a result of the above measurement, the center line of wafer table WT B matches the straight line LV described above. Measured value of Z sensor 7 4 1 4 , 7 4 2 4 , 7 6 3 7 6 2 3 in this state (that is, surface position information at one end and other end of wafer table WTB in X axis direction) ) Is obtained. This measured value corresponds to the best focus position of the projection optical system PL.
  • the main controller 20 can measure the measured values of the Z sensors 7 2 a, 7 2 b, 7 2 c, 7 2 d (wafer table) obtained in the process of the first half of the focus calibration of (a) above.
  • the Z sensor corresponding to the best focus position of the projection optical system PL obtained in the latter half of the focus clearance process of (b) above.
  • the representative detection point is, for example, a detection point at the center of a plurality of detection points or in the vicinity thereof, but the number, Z, or position thereof may be arbitrary.
  • the main controller 20 adjusts the detection origin of the multi-point AF system so that the offset at the representative detection point becomes zero.
  • the optical offset may be adjusted optically by adjusting the angle of a parallel plane plate (not shown), or the detection offset may be adjusted electrically, or the offset may be adjusted without adjusting the detection origin.
  • the detection origin is adjusted by the optical method described above, so that the multipoint AF system (9 0 a, 9 0 b) focus calibration is performed. Note that the optical inspection is completed.
  • the optically adjusted offset value must be stored at the remaining detection points. Is preferred.
  • AF sensor offset correction The offset correction of the detection value between multiple light receiving elements (sensors) (hereinafter referred to as AF sensor offset correction) will be described.
  • the main controller 20 performs a multipoint AF system (90 a, 90) on the CD bar 46 having a predetermined reference plane.
  • 90 b) Irradiation system 90 b irradiates the detection beam and receives the reflected light from the CD bar 46 surface (reference plane).
  • Multi-point AF system (90 a, 90 b) light-receiving system 90 b Capture the output signal from.
  • the main controller 20 individually corresponds to a plurality of detection points based on the output signal acquired as described above.
  • the relationship between the detection values (measurement values) of multiple sensors is calculated and stored in the memory, or the detection values of all the sensors are, for example, representative detection points for the focus calibration described above.
  • the AF sensor offset correction can be performed by electrically adjusting the detection offset of each sensor so that the detection value of the sensor corresponding to is the same value.
  • the main controller 20 when capturing the output signal from the light receiving system 90 b of the multipoint AF system (90 a, 90 b), the main controller 20, as shown in FIG. Since the Z sensor 7 2 a, 7 2 b, 7 2 c, 7 2 d is used to detect the tilt of the CD bar 46 surface, it is not always necessary to set the CD bar 46 surface parallel to the XY plane. . That is, as schematically shown in FIG. 20 (B), the detection values at each detection point are the values indicated by the arrows in the figure, and the line connecting the upper ends of the detection values is the same. If there are irregularities as shown by the dotted lines in the figure, each detection value should be adjusted so that the line connecting the upper ends of the detection values is shown by the solid line in the figure.
  • traverse Z running correction for obtaining information for correcting the influence of unevenness in the X-axis direction on the surface of the wafer table WT B, more precisely, the surface of the second water repellent plate 28 b will be described.
  • traverse Z running correction is While moving wafer table WT B in the X-axis direction, the Z sensor measurement value that detects surface position information of the left and right areas of the second water repellent plate 28 b surface of wafer table WT B at a predetermined sampling interval, This is done by simultaneously importing the detected value of the wafer surface position information using the point AF system.
  • the main controller 20 faces the X scale 3 9 ⁇ 39 X 2
  • Two X heads 66 (X linear encoder 7 ⁇ ⁇ , F OD) and two ⁇ heads 64 y 2 , 64 y, (Y linear encoders) that face ⁇ ⁇ scale 39 ⁇ 39 ⁇ 2 respectively 70 A, 70 C), and manages the position of wafer table WT B in the XY plane.
  • the center line of the wafer table WT B is on the + X side of the straight line LV described above, and the main controller 20 operates the second repelling of the wafer table WT B.
  • the surface position information of the point near the X side end of the left and right area of the surface of the plate 28 b is measured using the Z sensors 7 2 a and 7 2 b and the Z sensors 7 2 c and 7 2 d.
  • the wafer surface position information is detected using a point AF system (90a, 90b).
  • main controller 20 moves wafer stage WST in the X direction at a predetermined speed, as indicated by a white arrow in FIG. 21 (A). During this movement, the main controller 20 detects the measured values of the Z sensors 7 2 a, 7 2 b and Z sensors 7 2 c, 7 2 d and the multipoint AF system (90 a, 90 b) Simultaneous capture with the detected value is repeatedly executed at a predetermined sampling interval. Then, as shown in FIG. 21 (B), Z sensors 7 2 a and 7 2 b are placed at points near the + X side end of the left and right regions of the surface of the second water repellent plate 2 8 b of the wafer table WT B. , And Z sensor 7 2 c, 7 2 d in the state facing each other, the work is finished when the above simultaneous capture is completed.
  • the main controller 20 then obtains the surface position information for each detection point of the multipoint A system (90a, 90b) and the surface position information obtained by the Z sensors 7 2a to 7 2d simultaneously acquired.
  • the relationship between the X axis direction of the surface of the second water-repellent plate 28 b is obtained from the plurality of relationships obtained for different sampling times. Calculate the unevenness.
  • the multi-point AF system (90a, 90b) is adjusted for the offset between sensors, so it corresponds to any detection point as long as it is the same point on the surface of the second water repellent plate 28b.
  • the detected value of the sensor to be used should be the same value.
  • the difference in detection value when the same point on the surface of the second water repellent plate 28 b is detected by sensors corresponding to different detection points is the unevenness of the surface of the second water repellent plate 28 b and the wafer during the movement. This reflects the position variation of the table in the Z-axis direction. Therefore, by using this relationship, the unevenness in the X-axis direction of the surface of the second water repellent plate 28 b is calculated from a plurality of relationships obtained for different sampling times.
  • the main controller 20 detects the result of sequentially detecting the wafer table WT B (wafer stage WST) using the multipoint AF system (90a, 90b) while moving in the X-axis direction. Based on this, information on the position variation of the wafer table WT B surface in the Z-axis direction that occurs when the wafer table WT B (wafer stage WS T) moves I in the X-axis direction (at different X positions) is obtained. ing. Main controller 20 performs wafer W focus control while taking this information into account as a correction amount during exposure.
  • the main controller 20 performs the opening / closing control of the valves of the liquid supply device 5 and the liquid recovery device 6 of the local liquid immersion device 8 as described above, and the front lens of the projection optical system PL. 1 9 1 is always filled with water.
  • the control of the liquid supply device 5 and the liquid recovery device 6 is omitted.
  • the following description of the operation will be made with reference to a number of drawings, but the same members are denoted by the same reference numerals in each drawing, but may not be attached. That is, the reference numerals described in the drawings are different, but the drawings have the same configuration regardless of the presence or absence of the reference numerals. The same applies to each drawing used so far.
  • Figure 22 shows the wafer W on the wafer stage WS T.
  • the figure shows a state in which step-and-scan exposure is performed on a lot (one wafer is an intermediate wafer of 25 or 50).
  • the measurement stage MST moves following the wafer stage WST while maintaining a predetermined distance. For this reason, the movement distance of the measurement stage MS T when shifting to the above-described contact state (or proximity state) with the wafer stage WST after the exposure is completed should be the same distance as the predetermined distance described above. become.
  • the main controller 20 causes the two X heads 6 6 shown in circles in FIG. 22 to face the X scale 39 X, 39 X 2 respectively.
  • the position (including ⁇ z rotation) of wafer table WT B (wafer stage WS T) in the XY plane is controlled based on the measured value of ( ⁇ encoder 7 OA, 70 C).
  • the main controller 20 determines that the position of the wafer table WT B in the Z-axis direction, ⁇ y rotation (rolling), and 0 X rotation (pitching) are one side and the other side of the wafer table WT B surface.
  • each pair of Z sensors 7, respectively Re their facing an end portion ", is controlled based on the 74 2 j, 7 6 1 q , 7 6 2 meter measurement values of q.
  • the position and rotation (rolling) of wafer table WT B in the Z-axis direction are controlled based on the measured values of Z sensors 7 j, 74 2 j , 7 6 1 q , 7 6 2 q , and 0 x rotation (Pitching) may be controlled based on the measurement value of the Y-axis interferometer 16.
  • the position of the wafer table WT B during exposure in the Z-axis direction, 0 y rotation and 0 x rotation control are performed in advance as described above. This is done based on the result of focus mapping.
  • the shirters 49 A and 49 B are set to close the openings 5 1 A and 5 1 B. Has been.
  • the exposure operation described above is performed by the main controller 20 in advance with the results of the above-mentioned wafer alignment (EGA) and alignment systems AL 1, AL 2, ⁇ Based on AL 2 4 of latest baseline such a movement operation between shots in which wafer stage WST is moved to a scanning starting position for exposure of each Shiyo' bets area on the wafer W (acceleration starting position), This is performed by repeating the scanning exposure operation in which the pattern formed on the reticle R is transferred to each shot area by the scanning exposure method.
  • the above exposure operation is performed with water held between the front lens 1 9 1 and the wafer W. Further, in FIG. 22, the process is performed in order from the shot area located on the Y side to the shot area located on the + Y side.
  • the main controller 20 also accumulates the measured values of the encoders 70 A to 70 D and the measured values of the interferometers 16 and 126 during the exposure, and updates the above-described correction map as necessary. It's also good.
  • the control device 20 starts the descent driving of the shirts 49A and 49B via the drive mechanisms 34A and 34B, and sets the openings 51A and 51B to the open state.
  • the main controller 20 confirms that the shirts 49 A and 49 B are fully opened via the open / close sensor 1 0 1, and then maintains the measured value of the X-axis interferometer 1 30 at a constant value.
  • the stage drive system 1 24 is controlled based on the measurement value of the axis interferometer 1 8, and the measurement stage MS T (measurement table MT B) is moved to the position shown in FIG. At this time, the end surface on the negative side of the CD bar 46 (measurement table MT B) and the end surface on the + Y side of the wafer table WT B are in contact with each other. For example, the measurement value of the interferometer or encoder that measures the position of each table in the Y-axis direction is monitored, and the measurement table MTB and wafer table W D B are separated from each other by about 300 m in the Y-axis direction. It is okay to keep the state (proximity state).
  • main controller 20 drives measurement stage MST in the Y direction while maintaining the positional relationship between wafer table WT B and measurement table MT B in the Y-axis direction.
  • Haste stage ⁇ NST starts to move toward unloading position U ⁇ .
  • the measurement stage MST is moved only in the ⁇ Y direction, and the wafer stage WST is moved in one Y direction and one X direction.
  • FIG. 25 shows the state immediately before the water in the immersion area 14 is transferred from the plate ⁇ 28 to the CD bar 46.
  • the main controller 20 controls the Y position and 0 z rotation of the wafer stage WS T (wafer table WT B) immediately before this, using the Y encoders 70 A and 70 C. Switch from the control based on the measured value to the control based on the measured value of Y-axis interferometer 16. Then, after a predetermined time, as shown in FIG.
  • the measurement stage MST reaches the position where the Sec-BGHK (interval) described above is performed, so that the main controller 20 measures the measurement stage MS T at that position.
  • the wafer stage WST is further driven toward the unloading position UP and stopped at the unloading position UP.
  • water is held between the measurement table MT ⁇ and the front lens 1 9 1.
  • the main controller 20 uses the CD bar 46 of the measurement stage MST to perform four secondary alignments for the primary alignment system AL 1 according to the procedure described above.
  • Sec-BCHK (interval) is used to measure the relative position of the system.
  • the main controller 20 commands the wafer W on the wafer stage WST, which is stopped at the unload position UP, to the untrained arm drive system (not shown).
  • the wafer stage WST is moved in the + X direction with the vertical movement pin CT (not shown in Fig. 26, not shown in Fig. 26, see Fig. 27) raised by a predetermined amount while being unloaded. Drive to move to loading position LP.
  • the unloading of the wafer is performed by the vertical movement pin CT supporting and lifting the wafer W from below, and the unloading arm enters below the wafer W and the vertical movement pin CT is slightly lowered or unloaded. This is done by transferring the wafer from the vertical movement pin CT to the unload arm, for example, by slightly raising the arm.
  • main controller 20 shifts measurement stage MST from the state away from wafer stage WST to the aforementioned contact state (or proximity state) with wafer stage WS ⁇ .
  • optimum scrum standby position To the optimal standby position (hereinafter referred to as “optimum scrum standby position”), and close the shirts 4 9 A and 4 9 B according to the procedure described above.
  • the main controller 20 gives a command to a load arm drive system (not shown) to load a new wafer W onto the wafer table WTB.
  • This loading of the wafer W is transferred to the vertical movement pin CT where the wafer W held by the load arm is maintained in a state where the wafer W is lifted from the load arm by a predetermined amount.
  • the vertical movement pin CT is By descending, the wafer W is placed on the wafer holder and is sucked by a vacuum chuck (not shown).
  • the wafer loading can be performed in a shorter time than when the vertical movement pin CT is driven downward and stored in the wafer holder. Can do.
  • wafer W is loaded on wafer table WTB. It is shown.
  • the optimum scram standby position of the measurement stage MST is appropriately set according to the Y coordinate of the alignment mark attached to the alignment shot area on the wafer. This eliminates the need to move the measurement stage MST to the optimal scrum standby position when shifting to the contact state (or proximity state) described above, so it waits at a position away from the optimal scrum standby position.
  • the number of movements of the measurement stage MST can be reduced by one compared to the case where the measurement stage MST is moved.
  • the optimum scram standby position is optimum so that the wafer stage WST stops at the position for the wafer alignment described above, and can shift to the contact state (or proximity state). A scrum standby position is determined.
  • main controller 20 loads wafer stage WST, and from P, the reference mark FM on measurement plate 30 is the primary alignment system AL 1 field of view (detection area). Move to the position that is positioned inside (that is, the position zero that performs the first half of Pri-BCHK described above). In the middle of this movement, the main controller 20 controls the position of the wafer table WT B in the XY plane. For the X axis direction, the measured value of the encoder 7 OB, the Y axis direction, and the ⁇ z rotation From the control based on the measured value of the Y-axis interferometer 1 6, the two X heads 66 (encoders 70 B, 7 0 D shown in circles in Fig.
  • main controller 20 performs the first half of Pr ⁇ BGHK described above, which detects fiducial mark FM using primary alignment system A1. At this time, the measurement stage MST is waiting at the optimum scrum standby position described above.
  • main controller 20 manages the position of wafer stage WST based on the measurement values of the four encoders described above, and Start moving the wafer stage WS in the + Y direction toward the position where the alignment mark attached to the storage alignment area AS (see Fig. 12 (C)) is detected.
  • the main controller 20 opens the shirts 49 A and 49 B according to the procedure described above, and further moves the wafer stage WST and measurement stage MST. Allow access.
  • the main controller 20 confirms the opening of the shirts 49 A and 49 B based on the detection result of the open / close sensor 10 1.
  • main controller 20 makes contact between wafer stage WS T and measurement stage MS T based on the outputs of collision detection sensors 43 B and 43 C. (Or close to a distance of about 300 m) is detected and the wafer stage WS T is immediately stopped. Prior to this, the main controller 20 detects whether the Z sensors 7 2 a to 2 d are all or a part of the Z sensors 7 2 a to 7 d when facing or before the wafer table WT B. 2 Activate d (turn on) and start measuring the Z position and tilt (0 y rotation and 0 x rotation) of the wafer table WT B.
  • main controller 20 was attached to three first alignment shot areas AS using primary alignment system AL 1 and secondary alignment systems AL 2 2 and AL 2 3 .
  • Alignment marks are detected almost simultaneously and individually (see the star mark in Fig. 30), and the detection results of the above three alignment systems AL 1, AL 2 2 , AL 2 3 and the measurement of the above four encoders at the time of detection are detected.
  • the value is associated with and stored in a memory (not shown).
  • the simultaneous detection of the alignment mark attached to the three first alignment shot areas AS is performed by changing the Z position of the wafer table WT B, as described above. between the wafer W placed on the 2 4 and the wafer table WT B, have been made while changing the relative positional relationship in the Z axis direction (focus direction).
  • the first alignment shot area is used.
  • the transition to the contact state (or proximity state) between the measurement stage MS T and the wafer stage WST is completed, and from that position, the contact state is detected by the main controller 20.
  • the main controller 20 has a multi-point AF system (90a, 90b) as shown in FIG. Irradiation of detection beam to wafer table WT B is started. As a result, a multi-point AF detection area is formed on the wafer table WT B.
  • the main controller 20 causes the focus carrier described above.
  • the first half of the reblation process is performed, and the measured values of the Z sensors 7 2 a, 7 2 b, 7 2 c, and 7 2 d when the center line of the wafer table WT B coincides with the straight line LV (the wafer table)
  • the immersion region 14 is formed near the boundary between the CD bar 46 and the wafer table WT B. That is, it is in a state immediately before the water in the immersion area 14 is transferred from the CD bar 46 to the wafer table WT B.
  • both stages WST and MST move further in the + Y direction while maintaining the contact state (or proximity state), and when reaching the position shown in Fig. 32, five alignment systems A and 1, AL 2 to AL 2 4 are used to detect the alignment marks attached to the 5 second alignment shot area AS almost simultaneously and individually (see the star mark in Fig. 32).
  • AL Zj AL 2 4 and the measurement values of the above four encoders at the time of detection are associated with each other and stored in a memory (not shown). In this case, the five secondary alignment areas AS are attached. Simultaneous detection of the alignment marks is also performed while changing the Z position of wafer table WT B, as described above.
  • main controller 20 has X head 66 that faces X scale 39 X 2.
  • X head 66 Based on the measured values of (X linear encoder 70 D) and Y linear encoder 7 OA, 70 C, the position of wafer table WT B in the XY plane is controlled.
  • the position information (two-dimensional position information) of a total of eight alignment marks can be detected when the alignment marks in the second alignment shot area AS are detected. . Therefore, at this stage, the main controller 20 performs a statistical calculation using the above-mentioned position information, for example, by the above-described EGA method to obtain the wafer W scaling (shot magnification), and the calculated shot magnification. Based on the above, the optical characteristics of the projection optical system PL, such as the projection magnification, may be adjusted. In the present embodiment, a specific movable lens that constitutes the projection optical system PL is driven, or the gas pressure inside the hermetic chamber formed between the specific lenses that constitute the projection optical system PL is changed.
  • Adjust the optical characteristics of the projection optical system PL by controlling the adjusting device 6 8 (see FIG. 8) that adjusts the optical characteristics of the projection optical system P.
  • the main controller 20 detects these when the alignment systems AL 1 and AL Zj AL ZA have detected a predetermined number of marks on the wafer W (eight in this case). Based on the result, the adjustment device 68 may be controlled to adjust the optical characteristics of the projection optical system PL.
  • the number of marks is not limited to eight, or half of the total number of marks to be detected. For example, the number of marks may be more than the number necessary for calculation such as wafer scaling.
  • the main controller 20 is in the contact state (or proximity state) both stages WS T, MS T
  • the Z sensor 7 2 a starts the above-mentioned focus mapping using 7 2 d and multi-point AF system (90 a, 90 b).
  • main controller 20 calculates the baseline of primary alignment system AL 1 based on the result of the first half of Pri-BCHK and the result of the second half of Pri-BCHK. At the same time, the main controller 20 also measures the measured values of the Z sensor heads 2 a, 7 2 b, 7 2 c, and 7 2 d obtained in the first half of the focus calibration (in the X-axis direction of the wafer table WTB).
  • the surface position information at the end of one side and the other side) and the detection result (surface position information) of the measurement plate 30 surface by the multi-point AF system (90a, 90b) and the focus carrier described above Measured value of Z sensor 7 4 1 ⁇ 4 , 74 24 , 7 6 1 3 , 7 6 23 corresponding to the best focus position of projection optical system PL obtained in the latter half of the projection (ie, X axis of wafer table WT B
  • the offset at the representative detection point of the multi-point AF system (90a, 90b) is obtained based on the surface position information at one end and the other end of the direction, and the offset ⁇ is zero. Adjust the detection origin of the multi-point AF system using the optical method described above.
  • main controller 20 Wafer stage WST is stopped at that position, and measurement stage MST continues to move in the + Y direction. Then, main controller 20 detects the alignment marks attached to the five third alignment shot areas AS almost simultaneously and individually using the five alignment systems AL 1 and AL Sj ALZ (FIG. 3). refer to the star mark in 4), the five Araimento systems AL 1, AL 2, in association with the detection results and the measurement values of the four encoders of that at the time of detection ⁇ AL 2 4 stored in a memory (not shown). In this case, the simultaneous detection of the alignment marks attached to the five side alignment shot areas AS is also performed while changing the Z position of the wafer table WT B as described above. Also at this point, focus mapping continues.
  • the shock absorbers 47 A and 47 B are separated from the openings 51 A and 51 B formed in the X-axis stator 80, and Measurement stage MST and wafer stage WST shift from contact (or proximity) to separation.
  • the main controller 20 closes the openings 51A and 51B by driving the shirters 49A and 49B upward through the drive mechanisms 34A and 34B.
  • the measurement stage MS reaches the exposure start standby position where it waits until the exposure starts, it stops at that position.
  • main controller 20 starts moving wafer stage WST in the + Y direction toward the position for detecting the alignment marks attached to the above-described three force alignment shot areas AS. . At this time, focus mapping continues. On the other hand, the measurement stage MST is waiting at the exposure start standby position.
  • Main controller 20 When wafer stage WST reaches the position shown in Fig. 35, Main controller 20 immediately stops wafer stage WST, and uses three primary alignment systems AL 1 and secondary alignment systems AL 2 2 and AL 2 3 to perform three force alignment shots on wafer W.
  • the alignment mark attached to the AS area AS is detected almost simultaneously and individually (see the star mark in ⁇ 35), and the detection results and detection of the above three alignment systems AL 1, AL 2 2 , AL 2 3
  • the measured values of the above four encoders at the time are related and stored in a memory (not shown).
  • the alignment marks attached to the three force alignment shot areas AS are also detected while changing the Z position of the wafer table WT B as described above.
  • the main control unit 20 uses, for example, the statistical calculation by the above-mentioned EGA method using the total 16 detected detection results of the alignment marks and the corresponding measurement values of the 4 encoders. To calculate the array information (coordinate values) of all shot areas on the wafer W on the XY coordinate system defined by the measurement axes of the four encoders.
  • main controller 20 continues the focus mapping while moving wafer stage WST again in the + Y direction. Then, when the detection beam from the multipoint AF system (90a, 90b) deviates from the surface of the wafer W, the focus mapping is ended as shown in FIG. After that, the main controller 20 performs step and scan based on the results of the above-mentioned wafer alignment (EGA) and the latest measurement results of the five alignment systems AL 1, AL 2 to AL 2 4. System exposure is performed using immersion exposure light, and the reticle pattern is sequentially transferred to multiple shot areas on wafer W. Thereafter, the same operation is repeated for the remaining wafers in the lot.
  • ESA wafer alignment
  • the position information of the wafer table WT ⁇ in the X ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ plane is obtained by an encoder system including an encoder 70 0 ⁇ to 70 0 D having good short-term stability of measured values. Effects of air fluctuations Wafer table WT B by the surface position measurement system including Z sensor 7 2 a to 7 2 d, Futo to F, and 7 6 u to 7 6 2 6 etc.
  • the position information in the Z-axis direction perpendicular to the XY plane of the XY plane can be measured with high accuracy without being affected by air fluctuations.
  • both the encoder system and the surface position measurement system directly measure the upper surface of the wafer table WT B, a simple and direct position control of the wafer table WT B and eventually the wafer W is performed. Is possible.
  • the above-described surface position measurement system and the multi-point AF system (90 a, 90 b) are simultaneously operated by the main controller 20 during the focus mapping described above, and the multi-point AF system
  • the detection result of (90a, 90b) is converted into data based on the measurement result of the surface defect measurement system. Therefore, by acquiring this conversion data in advance, it is only necessary to measure the position information in the Z-axis direction of wafer table WT B and the position information in the tilt direction with respect to the XY plane by the surface position measurement system.
  • the surface position of the wafer W can be controlled without acquiring the surface position information of the wafer W. Therefore, in this embodiment, the uniform king distance between the front lens 1 9 1 and the surface of the wafer W is narrow, but there is no particular problem, and it is possible to accurately execute the focus' repelling control of the wafer W during exposure. it can.
  • the main controller 20 includes a surface position measurement system and a multi-point AF system (90a, 90b). ) And the above-mentioned data conversion process (focus mapping).
  • a plurality of mark detection operations to be detected by the alignment systems AL 1 and ALZAL ZA are started, and then the plurality of mark detection operations are performed.
  • the main controller 20 starts the simultaneous operation of the surface position measurement system and the multipoint AF system (90a, 90b) and starts the conversion process of the data.
  • the surface position of wafer table WT B and thus wafer W can be controlled with high accuracy, so that high-precision exposure with almost no exposure failure due to surface position control error can be achieved. This makes it possible to form an image of the pattern on the wafer W without image blurring.
  • the main controller 20 performs, for example, prior to exposure, a multi-point AF system (based on surface position information on one end and the other end of the wafer table WTB in the X-axis direction).
  • the surface position information of the wafer W is measured using the detected values (measured values) of 9 0 a and 90 b).
  • the wafer table WTB's X-axis direction on one side and the other side are also measured.
  • the position of the wafer W is adjusted in the direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL and the tilt direction with respect to the plane orthogonal to the optical axis AX. Therefore, the surface position control of the wafer W can be performed with high accuracy during the actual exposure even though the surface position information of the wafer W is measured prior to the exposure. Become.
  • a part of the aerial image measurement device 45 is provided on the wafer table WT B (wafer stage WS T), and the remaining part is provided on the measurement stage MST.
  • the aerial image of the measurement mark formed by the projection optical system PL is measured.
  • a part of the aerial image measurement device 45 is provided when the aerial image measurement device 45 measures the best focus position of the projection optical system PL. It is possible to perform measurement using the position of wafer table WT B (wafer stage WS T) in the direction parallel to the optical axis of projection optical system PL as the reference of the best focus position.
  • the projection light of the wafer table WT B (wafer stage WS T) is based on the measurement result of the best focus position.
  • the position in the direction parallel to the optical axis of the PL is adjusted with high accuracy.
  • wafer table WT B (wafer stage WS T) is only provided with a part of aerial image measurement device 45, wafer table WT B (wafer stage WS T) is not increased in size, The position controllability can be secured satisfactorily.
  • the remaining part of the aerial image measurement device 45 may not be provided on the measurement stage MST, but may be provided on the measurement stage MST and outside thereof.
  • the position information of the measurement stage MST is measured by the Y-axis interferometer 18 and the X-axis interferometer 1 30, and the wafer table WT is obtained by the four linear encoders 70 A to 70 D.
  • the position information of B (wafer stage WS T) is measured.
  • the linear encoders 70 A to 70 D are arranged on the wafer table WT B and have a plurality of gratings (ie, Y having a grating having a periodic direction in the direction parallel to the Y axis and the X axis.
  • This is a reflection type encoder including a head ( ⁇ head 64 or X head 6 6).
  • the linear encoders 70 to 70 D have an optical path length irradiating the opposite scale (grating) from each head, which is significantly higher than the ⁇ -axis interferometer 18 and X-axis interferometer 1 30. Because it is short, it is not easily affected by air fluctuations, and its short-term stability of measured values is superior to the X-axis interferometer 18 and X-axis interferometer 13 0. Accordingly, it is possible to stably control the position of the wafer table WT B (wafer stage WS T) holding the wafer.
  • the arrangement interval in the X-axis direction of the plurality of ⁇ heads 64 with the ⁇ axis direction as the measurement direction is based on the width of the ⁇ scale 39 mm, 39 3 2 in the ⁇ axis direction. narrow, arrangement intervals of the axis direction ⁇ plurality of head 66 to the X to the X-axis direction and the measurement direction is narrower than the X scales 39 X ,, 39 chi 2 of ⁇ axial width.
  • the Y position of wafer table WT B (wafer stage WS T) can be measured based on the measured value of linear encoder 7 0 or 0 C.
  • X linear encoder 7 0 B or 7 0 D that irradiates the X scale 3 9 X, or 3 9 X 2 with detection light (beam) while sequentially switching multiple X heads 6 6 6
  • the X position of wafer table WT B (wafer stage WS T) can be measured based on the measured values.
  • the main controller 2 CM X scale 3 9 ⁇ 3 9 Correction information for correcting the bending of each grid line 3 7 constituting X 2 is obtained by the above procedure.
  • the main controller 2 0 converts the measurement values obtained from the head units 6 2 B, 6.2 D into the Y position information of the wafer table WT B (wafer stage WS T) and the X scale 39 X, 3 9
  • the X-axis drive of wafer table WT B (wafer stage WS T) is corrected based on X 2 lattice bending correction information (and lattice pitch correction information). This is done using ⁇ , 3 9 ⁇ 2 and head units 6 2 B and 6 2 D.
  • the head units that use the X scale 3 9 ⁇ 3 9 ⁇ 2 are not affected by the bending of the grids that make up the X scale 3 9 X, 39 ⁇ 2 6 2 ⁇ , 6 2 D (encoder 0 ⁇ , 70D) can be used to accurately drive the wafer table WT B (wafer stage WS ⁇ ) in the X-axis direction.
  • the wafer table WT B (wafer stage WST) in the axial direction with high accuracy.
  • a multi-point AF system (90a, 9) in which a plurality of detection points are set at predetermined intervals in the X-axis direction while the wafer stage WS ⁇ moves linearly in the ⁇ -axis direction.
  • 0 b) detects the surface position information on the surface of the wafer W, and a plurality of detection areas are arranged in a line along the X-axis direction.
  • Position to each other on the wafer W by Araimen Bok system ALLALSAL 2 4 differs ⁇ Lai placement mark is detected.
  • the wafer stage WS T force ⁇ multi-point A “system (90a, 90b) of multiple detection points (detection area AF) and multiple alignment systems AL1
  • the surface position information of almost the entire surface of the wafer W can be detected, and all alignment marks to be detected on the wafer W (for example, alignment shots in EG A) Since the detection of the alignment mark in the area ends, the throughput can be improved compared to the case where the alignment mark detection operation and the surface position information (focus information) detection operation are performed independently (separately). Can do.
  • the main controller 20 moves from the loading position to the exposure position (exposure area IA).
  • the exposure position exposure area IA.
  • a plurality of marks alignment shot areas having different positions in the X-axis direction on wafer W are displayed. Alignment mark) with multiple alignment AL 1?
  • the loading position and the unloading position may be the same position.
  • a pair of Y scales 39 y,, 39 9 2 respectively facing a pair of ⁇ heads 64 y 2 , 64 y, (a pair of Y-axis linear Wafer table WT B (wafer stage W T) while measuring the Y-axis position and 0 z rotation of the wafer table WT B (wafer stage WS T). Wafer stage WS T) can be moved in the Y-axis direction.
  • the relative alignment in the X-axis direction of the secondary alignment system ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ and ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ with respect to the primary alignment system AL 1 is adjusted according to the arrangement (size, etc.) of the shot area formed on the wafer W.
  • wafer table WT B wafer stage WS T
  • the wafer axis position on wafer W is the same and the X-axis direction position is different. Shot area
  • the main controller 20 controls the wafer table WT B (wafer stage) based on the measurement values obtained by the encoder system (Y linear encoder 7 OA, 70 C, X linear encoder 7 OB, 70 D). While controlling the position of WS T), alignment marks on wafer W are detected using alignment systems AL 1, AL 2 to AL 2 4 .
  • ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ head 64 ( ⁇ linear encoder 7 OA, 70 C) facing Y scale 3 9 ⁇ , 3 9 ⁇ 2 and X heads respectively facing X scale 39 X, 39 X 2 Alignment mark on wafer W while controlling the position of wafer table WT B (wafer stage WS T) with high precision based on the measured value with the 66 (X linear encoder 70B, 70D) Alignment ⁇ System AL 1, ALSAL 2 4 can be used for detection. Further, according to the present embodiment, the alignment on the wafer W that is simultaneously detected by the alignment systems AL 1, AL 2 to AL 2 4 depending on the position of the wafer table WT B (wafer stage WS T) in the XY plane.
  • the main controller 20 is provided with a stage where the alignment mark to be detected by the alignment system remains on the wafer W (for example, the second alignment shot area AS is attached to the above-mentioned second alignment shot area AS.
  • the projection optical system PL The adjustment device 68 may be controlled to adjust the optical properties. In such a case, after the adjustment of the optical property of the projection optical system PL, for example, when an image of a predetermined measurement mark (or pattern) is detected by the projection optical system PL, the measurement mark is accompanied by the above adjustment.
  • the above adjustment is started based on the detection results of the alignment marks detected so far. It can be performed in parallel with the operation. That is, in the present embodiment, the time required for the adjustment is the time from the start of the alignment mark detection in the third alignment shot area AS to the end of the alignment mark detection in the forcing shot area AS. Can be overlapped. As a result, the throughput can be improved as compared with the conventional technique in which the adjustment is started after all the marks have been detected.
  • the main controller 20 makes the positional relationship between the projection position of the pattern image (for example, the pattern of the reticle R) by the projection optical system PL and the detection center of the alignment system AL 1 (alignment system).
  • AL 1 baseline measurement for example, the first half of the above-mentioned Pr i -BGHK
  • Wafers W by alignment systems AL 1, AL 2 to AL 2 4 during the period from the start to completion of the operation (for example, until the latter half of the processing of Pr i -BGHK described above is completed).
  • the upper alignment mark (for example, alignment marks in the above-mentioned three first alignment shot areas and five second alignment shot areas) is detected.
  • At least a part of the mark detection operation by the alignment system can be performed in parallel with the positional relationship measurement operation. Therefore, at the time when the measurement operation of the positional relationship is completed, at least a part of the detection operation by the alignment system of a plurality of alignment marks to be detected on the wafer W can be completed. Accordingly, it is possible to improve the throughput as compared with the case where the alignment operation of the plurality of alignment marks is performed before or after the measurement operation of the positional relationship.
  • main controller 2 0, Araimento system AL 1 of the plurality of ⁇ Rye placement marks to give test on the wafer W, AL 2, detection operation by ⁇ AL 2 4 (e.g., the aforementioned Wehaa
  • the first alignment shot that is, a total of 16 alignment marks attached to the first alignment shot area AS to the force alignment shot area AS respectively, and then the operation is completed.
  • a measurement operation of the positional relationship between the projection position of the pattern image of the reticle R by the projection optical system PL and the detection center of the alignment system AL 1 (the baseline of the alignment system AL 1) has been performed. That is, the positional relationship measurement operation can be performed in parallel with part of the mark detection operation by the alignment system.
  • the main controller 20 detects on the wafer W. Measure with wafer table WTB from the start of the detection operation of multiple marks to be issued (for example, the above-mentioned wafer alignment operation, that is, the detection operation of 16 alignment marks) to the completion of the detection operation. A switching operation is performed between a contact state with the table MTB (or a proximity state in which the table is close to 300 m or less, for example) and a separation state in which the tables are separated from each other.
  • the detection operation by the alignment system of the plurality of marks to be detected on the wafer W in the contact state (or proximity state) is started, and all the detection operations of the plurality of marks are completed.
  • the two tables are controlled to switch from the contact state (or proximity state) to the separated state. Therefore, the above-described state switching operation can be terminated while a plurality of marks to be detected on the wafer W are being detected. As a result, the throughput can be improved as compared with the case where the switching operation of the above state is performed before or after the detection operation of the plurality of marks to be detected on the wafer W.
  • the main controller 20 starts the baseline measurement operation of the alignment system A L 1 in the separated state and ends in the contact state (or the proximity state).
  • the main controller 20 changes the relative positional relationship in the Z-axis direction (focus direction) between a plurality of alignment systems and the wafer W with the Z leveling mechanism (not shown).
  • the stage drive system 1 2 4 Z ⁇ repelling mechanism
  • alignment systems AL 1 and ALZALZA are used so that alignment marks having different positions on the wafer W can be simultaneously detected by a plurality of corresponding alignment systems. Is controlled.
  • the marks whose positions are different from each other on the wafer W correspond to the corresponding alignment systems. Is measured simultaneously.
  • mark detection can be performed in the best focus state.
  • the unevenness on the surface of the wafer W and a plurality of alignments can be detected.
  • the mark with different positions on the wafer W can be detected with high accuracy without being affected by the difference between the base and focus in the wafer system.
  • Araimen Bok system AL 1, AL 2 ⁇ ⁇ AL 2 4 are disposed substantially along the X-axis direction, the focusing direction of the relative positions of the plurality of Araimen Bok system and the wafer W.
  • the method of simultaneously measuring marks with different positions on the wafer W by using a plurality of corresponding alignment systems while simultaneously changing the relationship with a plurality of alignment systems is that the alignment system is different from the above-described arrangement. Even it is effective. In short, it is only necessary that marks formed at different positions on the wafer W can be detected almost simultaneously with a plurality of alignment systems.
  • the head unit 6 As shown in FIG. 3, the head unit 6
  • head units 16 2 C and 16 2 A shown in FIG. 38 may be used in place of the aforementioned head units 62 C and 62 A.
  • head unit 1 62 C instead of Y head 64, Y head 64 ', which also has the function of a Z sensor, is used.
  • head unit 1 62 A instead of Y-head 64, Y-head 64 'equipped with Z sensor function is used.
  • the same measurement area on wafer table WT B becomes a common measurement point in the Y-axis direction and the Z-axis direction.
  • the specific one of Y head 64 'of head unit 62C and the aforementioned Z sensor heads 2a and 7 2b are arranged on the same straight line in the Y-axis direction. It is desirable that a specific one of the head ⁇ 1 6 2 A's Y head 6 4 'and the aforementioned Z sensors 7 2 c and 7 2 d are arranged on the same straight line in the Y-axis direction. It is desirable.
  • a sensor head placement and ⁇ ⁇ or measurement optical system routing
  • the above-mentioned pair of ⁇ sensors 7 4,, ”, 7 4 2 are arranged on the + 6 side and the ⁇ side of ⁇ head 6 4.
  • 7 6 and 7 6 2J may be placed on the + + side and the ⁇ side of the ⁇ head.
  • the Z sensors 7 4, and ”, 7 4 2 , j, the ⁇ head 6 4 sandwiched between them, and the Z sensors 2 a and 7 2 b are arranged on the same straight line in the Y-axis direction.
  • ⁇ sensor 7 6 ”, 7 62 2J and ⁇ head 6 4, and Z sensor 7 2 a, 7 2 b are arranged on the same straight line in the Y-axis direction It is desirable that Further, in this case, the Z sensor 7 4, “”, 7 4 2 j , and the Z sensor 6 ”, 7 6 2 j may be arranged symmetrically with respect to the Y head 6 4, or symmetrical It may not be the arrangement of.
  • the pair of Y scales 3 9 ⁇ , 3 9 ⁇ 2 used for measuring the Y-axis direction position, and the pair of X scales 3 9 ⁇ 1 ( 3 9 ⁇ 2 is provided on wafer table WT B.
  • a pair of head units 6 2 A and 6 2 C sandwich one side of the projection optical system PL and one side in the X-axis direction.
  • An example is shown in which the two head units 6 2 B and 6 2 D are arranged on one side and the other side in the Y-axis direction with the projection optical system PL sandwiched between them.
  • At least one is not a pair 1 Or only one wafer unit WT, or a pair of head units 6 2 A, 6 2 C and 2 head units. At least one of 6 2 ⁇ and 6 2 D may be provided, and the extending direction of the scale and the extending direction of the head ridge are the X-axis direction of the above embodiment, It is not limited to the orthogonal direction such as the axial direction, Any direction that intersects
  • the case where Sec-BGHK (interpal) is performed using CD bar 46 of measurement stage MST while wafer exchange is performed at wafer stage WST is not limited to this.
  • the projection optical system P L can be adjusted by the adjustment device 68 based on the measurement result.
  • the calibration for obtaining the correction information of the lattice pitch of the scale is performed when the wafer table WTB is moved at a low speed (very low speed) at which the short-term fluctuation of the interferometer measurement value can be ignored.
  • the present invention is not limited to this, and it is possible to move at a speed that is not extremely low.
  • the wafer table is set to a different position in the X-axis direction, and the same as in the above embodiment at each position.
  • the simultaneous equation is created using the sampling values obtained by the two simultaneous acquisition operations, and the simultaneous equation is solved to obtain correction information (for example, a correction map) for the lattice pitch of the ⁇ scale. It may be determined independently.
  • two reflection mirrors are provided that branch light from a light source with an optical element such as a beam splitter and reflect the light after branching.
  • a diffraction interference type encoder is used as the encoders 70 0 to 70 F, the invention is not limited to this, but a three-grating diffraction interference type encoder, or, for example, An encoder having a light reflection block as disclosed in No. 6 may be used.
  • the head unit 6 2 ⁇ 6 2 D has a plurality of heads arranged at predetermined intervals.
  • the present invention is not limited to this, and a light source that emits a light beam to a region extending in the pitch direction of the Y scale or X scale, and a light Receives reflected light (diffracted light) from the Y scale or X scale (diffraction grating) of the beam, receives light beams in the pitch direction of the ⁇ scale or X scale, and a number of light receiving elements arranged without gaps.
  • a single head equipped with may be employed.
  • the reflective diffraction grating is covered with a protective member (for example, a thin film or a glass plate) that can transmit the detection light from the head units 6 2 A to 6 2 D, and the diffraction grating is damaged. Etc. may be prevented.
  • the reflection type diffraction grating is provided on the upper surface of the wafer stage W S T that is almost aged with respect to the XY plane.
  • a reflection type diffraction grating may be provided on the lower surface of the wafer stage W ST.
  • the head units 62 A to 62 D are arranged on the base plate, for example, which faces the lower surface of the wafer stage W ST.
  • the wafer stage W ST is moved in the horizontal plane. However, it may be moved in a plane that intersects the horizontal plane (for example, the Z X plane).
  • an encoder system having the same configuration as the encoder system described above may be provided to measure position information of reticle stage R ST.
  • the interferometer system 1 1 8 can measure the position information of the wafer stage WST in the direction of 5 degrees of freedom (X axis, Y axis, 0 x, 0 y and direction). Position information in the Z-axis direction can also be measured. In this case, at least during the exposure operation, wafer stage WST position control is performed using the measurement values of the encoder system described above and the measurement values of the interferometer system 1 1 8 (including position information in at least the Z-axis direction). You can go.
  • This interferometer system 1 1 8 is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2 00 0-3-2 3 4 0 4 (corresponding US Pat. No.
  • this interferometer system 118 by using a plurality of measurement beams, position information in the ⁇ X direction and / or the ⁇ y direction can be measured in addition to the Z axis direction. In this case, it is not necessary to use a measurement beam for measuring positional information in the 0 X direction and the Z or 0 y direction irradiated on the moving mirror of wafer stage WST.
  • the plurality of Z sensors 7 4 U , 7 6 p , q are provided in the head units 62 C, 62 A.
  • the present invention is not limited to this, and the same surface position as the Z sensor is used.
  • a sensor may be provided in a measurement frame, for example.
  • the distance between the encoder head and the Z sensor is about the same as or smaller than the tip optical element 19 1 of the projection optical system PL, for example, narrow.
  • measurement accuracy can be improved.
  • a simple Z sensor is effective because it is difficult to install an AF sensor.
  • the lower surface of the nozzle unit 3 2 and the lower end surface of the tip optical element of the projection optical system P are substantially flush with each other.
  • the present invention is not limited to this.
  • the lower surface of the nozzle unit 32 May be arranged closer to the image plane (that is, the wafer) of the projection optical system PL than to the exit surface of the tip optical element.
  • the local liquid immersion device 8 is not limited to the above-mentioned structure.
  • the image plane side of the tip optical element In addition to the optical path, the optical path on the object plane side of the tip optical element may be filled with liquid. Furthermore, a thin film having a lyophilic property and / or a dissolution preventing function may be formed on a part (including at least a contact surface with a liquid) or the entire surface of the front optical element. Quartz has a high affinity with liquid and does not require a dissolution preventing film, but fluorite preferably forms at least a dissolution preventing film.
  • pure water water
  • the present invention is not limited to this.
  • a chemically stable liquid with a high transmittance of illumination light IL for example, a fluorine-based inert liquid.
  • a fluorine-based inert liquid for example, Fluorinert (trade name of 3EM, USA) can be used.
  • This fluorine-based inert liquid is also excellent in terms of cooling effect.
  • a liquid having a refractive index higher than that of pure water (refractive index is about 1.44), for example, 1.5 or more may be used as the liquid.
  • this liquid for example, a certain liquid having a C—H bond or an O—H bond, such as isopropanol having a refractive index of about 1.50, and glycerol (glycerin) having a refractive index of about 1.61, hexane Specific liquids (organic solvents) such as heptane and decane, or decalin (decahydronaphthalene) having a refractive index of about 1.60.
  • any two or more of these liquids may be mixed, or at least one of these liquids may be added (mixed) to pure water.
  • the liquid may be one obtained by adding (mixing) a base or acid such as H + , C s +, K +, CIS 0 4 2 —, P 0 4 2 —, etc. to pure water. Further, pure water may be added (mixed) with fine particles such as AI oxide.
  • a base or acid such as H + , C s +, K +, CIS 0 4 2 —, P 0 4 2 —, etc.
  • pure water may be added (mixed) with fine particles such as AI oxide.
  • These liquids can transmit the A r F excimer laser light.
  • the light absorption coefficient is small and the temperature dependency is small, and the photosensitive material (or protective film (top coat film) coated on the surface of the projection optical system (tip optical member) and / or the wafer is used. ) Or an antireflective film) is preferable.
  • F 2 laser is used as the light source, Fomblin oil should be used. Just choose.
  • the liquid a liquid having a higher refractive index with respect to the illumination light IL than that of pure water, for example, a liquid having a refractive index of about 1.6 to 1.8 may be used. It is also possible to use a supercritical fluid as the liquid.
  • the leading optical element of the projection optical system PL is, for example, quartz (silica), or fluoride compounds such as calcium fluoride (fluorite), barium fluoride, strontium fluoride, lithium fluoride, and sodium fluoride. It may be formed of a single crystal material or a material having a higher refractive index than quartz or fluorite (eg, 1.6 or more).
  • Examples of materials having a refractive index of 1.6 or more include, for example, sapphire, germanium dioxide, etc. disclosed in WO 2005 059 6 17, or WO 2005 059 6 18 Pamphlet ⁇ , Power chloride (refractive index is about 1.75) and the like disclosed in
  • the recovered liquid may be reused.
  • a filter for removing impurities from the recovered liquid is provided in the liquid recovery device, the recovery pipe, or the like. Is desirable.
  • the exposure apparatus is an immersion type exposure apparatus.
  • the present invention is not limited to this, and a dry type exposure apparatus that exposes the wafer W without using liquid (water). It can also be used in exposure equipment.
  • wafer stage WS T (moving body), measurement stage MS T (another moving body), alignment system (AL 1, ALZ ⁇ AL 2 4 ), multi-point AF system (90 a, 90 b)
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus including all of the Z sensor, the interferometer system 1 1 8, and the encoder system (70 A to 70 F) has been described. It is not limited to this.
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus that is not provided with a measurement stage MST.
  • the present invention is applicable as long as it includes a wafer stage (moving body) and some other constituent parts among the above constituent parts.
  • the invention that points to the mark detection system for example, has at least the wafer stage WS T and the alarm.
  • the present invention can be applied to any apparatus provided with an element system.
  • both the interferometer system and the encoder system are not necessarily provided.
  • the aerial image measurement device 45 has been described as being arranged separately on different stages, specifically, the wafer stage WST and the measurement stage WST.
  • the sensor is not limited to the aerial image measurement device, and may be a wavefront aberration measuring device, for example. Different stages are not limited to the combination of the substrate stage and the measurement stage.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a stationary exposure apparatus such as a stepper. May be. Even in the case of a stepper, etc., by measuring the position of the stage on which the exposure object is mounted with an encoder, the occurrence of position measurement errors due to air fluctuations can be made almost zero. it can. In this case, the stage can be positioned with high accuracy based on the correction information for correcting short-term fluctuations in the encoder measurement values using the interferometer measurement values and the encoder measurement values. It is possible to transfer a precise reticle pattern onto an object.
  • the present invention can also be applied to a step-and-stitch type reduction projection exposure apparatus, a proximity type exposure apparatus, or a mirror projection alignmentr that combines a shot area and a shot area.
  • a step-and-stitch type reduction projection exposure apparatus for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1 6 3 0 99 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2 1 4 7 8 3 (corresponding US Pat. Nos. 6, 5 90, 6 3 4), Table 2 0 0 0—5 0 5 9 5 8 (corresponding to US Pat. No. 5, 9 6 9, 4 4 1), US Pat. No. 6, 2 0 8, 4 0 7 etc.
  • the present invention can be applied to a multi-stage type exposure apparatus including a plurality of wafer stages.
  • the projection optical system in the exposure apparatus of the above embodiment is not limited to a reduction system, and may be any of an equal magnification and an enlargement system.
  • the projection optical system PL is a refraction system only. However, either a reflection system or a catadioptric system may be used, and the projected image may be an inverted image or an erect image.
  • the exposure area IA irradiated with the illumination light IL via the projection optical system PL is an on-axis area including the optical axis AX within the field of the projection optical system PL.
  • International Publication No. 2004X 1 0 7 0 1 As disclosed in No.
  • an optical system (reflective system or reflex system) having a plurality of reflecting surfaces and forming an intermediate image at least once is provided in a part of the optical system.
  • the exposure region may be an ophaxis region that does not include the optical axis AX.
  • the illumination area and the exposure area described above are rectangular, the shape is not limited to this, and may be, for example, an arc, a trapezoid, or a parallelogram.
  • the light source of the exposure apparatus of the above embodiment is not limited to the A r F excimer laser, but is a K r F excimer laser (output wavelength 248 nm), F 2 laser (output wavelength 157 nm), A r 2 laser ( output wavelength 1 26 nm), K r 2 laser (output wavelength 1 46 nm) pulse laser light source such as a or g-line (wavelength 436 nm), i-line (high pressure mercury lamp that generates an emission line such as a wavelength 3 65 nm), Etc. can also be used. It is also possible to use a harmonic generator of a YAG laser. In addition, as disclosed in, for example, International Publication No. 1 99 99 Z4683 No.
  • 5 pamphlet (corresponding US Pat. No. 7, 02 3, 6 1 0), it is oscillated from a DFB semiconductor laser or fiber laser as vacuum ultraviolet light.
  • a single wavelength laser beam in the infrared or visible range is amplified with a fiber amplifier doped with, for example, erbium (or both erbium and ytterbium), and then converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal.
  • a wave may be used.
  • the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to light having a wavelength of 100 nm or more, and light having a wavelength of less than 100 ⁇ m may be used.
  • EUV Extreme Ultraviolet
  • a soft X-ray region for example, a wavelength region of 5 to 15 nm
  • SOR or plasma laser as a light source.
  • a configuration in which scanning exposure is performed by synchronously scanning the mask and the wafer using arc illumination is conceivable. Therefore, the present invention can also be suitably applied to such an apparatus.
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus that uses charged particle beams such as an electron beam or an ion beam.
  • a light transmission mask reticle
  • a predetermined light shielding pattern or phase pattern / dimming pattern
  • an electronic mask variant
  • a molding mask an active mask, or an image generator, for example, a DMD (Digital Micro-mirror Device) that is a kind of non-light emitting image display element (spatial light modulator) may be used.
  • DMD Digital Micro-mirror Device
  • a line 'and' space pattern is formed on the wafer by forming interference fringes on the wafer.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus (lithography system).
  • JP-T-2004-5 1 9850 (corresponding US Pat. No. 6, 6 1 1, 3 16)
  • two reticle patterns are connected via a projection optical system.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that combines on a wafer and performs double exposure of one shot area on the wafer almost simultaneously by one scanning 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 be applied to an apparatus for forming a pattern on an object by, for example, an ink jet method.
  • the object on which the pattern is to be formed (the object to be exposed to which the energy beam is irradiated) is not limited to the wafer.
  • Other objects such as plates, ceramic substrates, film members, or mask blanks may be used.
  • the use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing.
  • an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern onto a rectangular glass plate, organic E, and thin film magnetic head
  • It can also be widely applied to exposure devices for manufacturing image sensors (CCD, etc.), micromachines and DNA chips.
  • microdevices such as semiconductor elements, glass substrates or silicon wafers are used to manufacture reticles or masks used in optical exposure equipment, EUV exposure equipment, X-ray exposure equipment, electron beam exposure equipment, etc.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
  • the measuring apparatus and measuring method of the present invention are not limited to the exposure apparatus, but other substrate processing apparatuses (for example, a laser repair apparatus, a substrate inspection apparatus, etc.), a sample positioning apparatus in other precision machines, a wire bonder
  • substrate processing apparatuses for example, a laser repair apparatus, a substrate inspection apparatus, etc.
  • sample positioning apparatus in other precision machines for example, a wire bonder
  • the present invention can also be widely applied to an apparatus including a moving body such as a stage that moves in a plane such as a bonding apparatus.
  • the exposure apparatus (pattern forming apparatus) of the above embodiment maintains various mechanical subsystems including the respective constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy.
  • Manufactured by assembling To ensure these various accuracies, before and after the assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, Adjustments are made to achieve electrical accuracy for electrical dredges.
  • the assembly process from various subsystems to the exposure system includes mechanical connections, electrical circuit wiring connections, and pneumatic circuit piping connections between the various subsystems. It goes without saying that there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from these 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 types of accuracy for the exposure apparatus as a whole. Exposure equipment is manufactured at temperature and cleanliness. It is desirable to do this in a clean room that is managed.
  • Fig. 39 shows a flow chart of manufacturing examples of devices (IC chips such as I C or L S I, liquid crystal panels, C CDs, thin film magnetic heads, micromachines, etc.).
  • step 2 0 1 design step
  • step 20 2 mask manufacturing step
  • step 203 wafer manufacturing step
  • a wafer is manufactured using a material such as silicon.
  • step 20 4 wafer processing step
  • step 2 0 5 device assembly step
  • step 205 includes processes such as a dicing process, a bonding process, and a packaging process (chip encapsulation) as necessary.
  • step 2 06 the device created in step 2 0 5 is inspected for operation check, durability test, etc. After these steps, the device is completed and shipped.
  • FIG. 40 shows a detailed flow example of the above step 20 4 in the semiconductor device.
  • step 2 1 1 oxidation step
  • step 2 1 2 CVD step
  • step 2 1 3 insulating film is formed on the wafer surface.
  • step 2 1 3 In the (electrode formation step), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition.
  • step 2 1 4 ion implantation step
  • ions are implanted into the wafer.
  • Each of the above steps 2 1 1 to 2 1 4 constitutes a pre-processing step in each stage of wafer processing, and is selected and executed according to necessary processes in each stage.
  • step 2 15 resist formation step
  • step 2 1 6 exposure step
  • step 2 1 7 development step
  • step 2 1 8 etching step
  • the exposure apparatus (pattern forming apparatus) and the exposure method (pattern forming method) of the above embodiment are used in the exposure step (step 2 16).
  • High throughput can be performed while maintaining high alignment accuracy. Therefore, the productivity of highly integrated micro devices on which fine patterns are formed can be improved.
  • the measuring apparatus and the measuring method of the present invention are suitable for measuring the position in a plane of a moving body that moves while holding an object and the position in a direction orthogonal to the plane.
  • the processing apparatus and the processing method of the present invention include: It is suitable for performing predetermined processing on an object placed on a moving body that moves in a plane.
  • the pattern forming apparatus and pattern forming method of the present invention are suitable for forming a pattern on an object.
  • the exposure apparatus, the exposure method, and the device manufacturing method of the present invention are suitable for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element or a liquid crystal display element.

Abstract

計測値の短期安定性が良好なエンコーダシステム（３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2、６２Ｂ，６２Ｄ，６２Ａ，６２Ｄ）によって移動体（ＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置情報が空気揺らぎの影響を受けることなく、高精度に計測されるとともに、面位置計測システム（７４，７６）によって移動体のＸＹ平面に直交するＺ軸方向における位置情報が空気揺らぎの影響を受けることなく、高精度に計測される。この場合、エンコーダシステム及び面位置計測システムの両者とも、移動体上面を直接的に計測しているので、シンプルでかつ直接的な移動体の位置制御が可能になる。

Description

明細書
測定装置及び方法、 処理装置及び方法、 パターン形成装置及び方法、 露 光装置及び方法、 並びにデバイス製造方法 技術分野
本発明は、 測定装置及び方法、 処理装置及び方法、 パターン形成装置 及び方法、 露光装置及び方法、 並びにデバイス製造方法に係り、 さらに 詳しくは、 平面内で移動する移動体の位置情報を測定する測定装置及び 測定方法、 平面内で移動する移動体上に載置された物体に所定の処理を 行う処理装置及び処理方法、 前記測定装置又は前記処理装置を備えるパ ターン形成装置、 及び前記測定方法を含むパターン形成方法、 光学系を 介して物体をエネルギビームで露光する露光装置及び露光方法、 並びに 前記測定方法、 前記処理方法、 露光装置及び露光方法のいずれかを用い るデバイス製造方法に関する。 背琴技術
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 イク口デバイス） を製造するリソグラフイエ程では、 ステップ■アンド - リ ピート方式の縮小投影露光装置 （いわゆるステツパ） 、 ステップ ' ァ ンド■ スキャン方式の投影露光装置 （い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、 主として用いられている。
しかるに、 被露光基板としてのウェハの表面は、 例えばウェハのうね り等によって必ずしも平坦ではない。 このため、 特にスキャナなどの走 查型露光装置では、 ウェハ上のあるショッ ト領域にレチクルパターンを 走査露光方式で転写する際に、 露光領域内に設定された複数の検出点に おけるウェハ表面の投影光学系の光軸方向に関する位置情報 （フォー力 ス情報） を、 例えば多点焦点位置検出系 （以下、 「多点 A F系」 とも呼 ぶ） などを用いて検出し、 その検出結果に基づいて、 露光領域内でゥェ ハ表面が常時投影光学系の像面に合致する （像面の焦点深度の範囲内と なる） ように、 ウェハを保持するテーブル又はステージの光軸方向の位 置及び傾きを制御する、 いわゆるフォーカス■ レべリング制御が行われ ている （例えば特許文献 1参照） 。
—方、 ステツパ、 又はスキャナなどでは、 集積回路の微細化に伴し、使 用される露光光の波長は年々短波長化し、 また、 投影光学系の開口数も 次第に増大 （大 N A化） しておリ、 これによつて解像力の向上が図られ ている。 この一方、 露光光の短波長化及び投影光学系の大 N A化によつ て、 焦点深度が非常に狭くなつてきたため、 露光動作時のフォーカスマ 一ジンが不足するおそれが生じていた。 そこで、 実質的に露光波長を短 く して、 かつ空気中に比べ t焦点深度を実質的に大きく （広く） する方 法として、 液浸法を利用した露光装置が、 最近注目されるようになって きた （特許文献 2参照） 。
しかしながら、 この液浸法を利甩した露光装置、 あるいはその他の、 投影光学系の下端面とウェハとの間の距離 （ワーキングディスタンス） が狭い露光装置では、 上述した多点 A F系を投影光学系の近傍に配置す ることは困難である。 この一方、 露光装置には、 高精度な露光を実現す るために高精度なウェハの面位置制御を実現することが要請されるのに 加え、 高いスループットが要求される。
また、 ステツパ、 又はスキャナ等では、 被露光基板 （例えばウェハ） を保持するステージの位置計測は、 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。 しかるに、 ステージの位置を計測するレー ザ干渉のビームの光路長は数百 m m程度以上もあり、 また、 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 位置制御が要求されるようになってきたことから、 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 （空気揺らぎ） 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。
【特許文献 1】 特開平 6— 2 8 3 4 0 3号公報
【特許文献 2】 国際公開第 2 0 0 4ノ 0 5 3 9 5 5号パンフレツ 卜 発明の開示
課題を解決するための手段
本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第 1の観点からすると、 所定の平面内で移動する移動体の位置情報を測定する測定装置であって、 前記移動体に設けられた複数のグレーティングと、 該複数のグレーティ ングに光をそれぞれ照射し、 各グレーティングからの反射光を個別に受 光する複数のへッ ドとを含み、 前記移動体の前記平面内の位置情報を計 測するエンコーダシステムと ； 前記移動体に前記平面に直交する方向か ら光を照射し、 その反射光を受光して前記光の照射点における前記移動 体表面の前記平面に直交する方向の位置情報を計測する面位置センサを 複数含み、 前記移動体の前記平面に直交する方向及び該平面に対する傾 斜方向の位置情報を計測する面位置計測システムと ； を備える測定装置 である。
これによれば、 計測値の短期安定性が良好なエンコーダシステムによ つて移動体の平面内の位置情報が空気揺らぎの影響を受けることなく、 高 度に計測されるとともに、 面位置計測システムによって移動体の平 面に直交する方向における位置情報が空気揺らぎの影響を受けることな く、 高精度に計測される。 この場合、 エンコーダシステム及び面位置計 測システムの両者とも、 移動体の面を直接的に計測しているので、 シン プルでかつ直接的な移動体の位置制御が可能になる。
本発明は、 第 2の観点からすると、 物体上にパターンを形成するバタ ーン形成装置であって、 前記移動体上に物体が載置される本発明の測定 装置と ；前記パターンを生成するパターン生成装置と ； を備える第 1の パターン形成装置である。
これによれば、 測定装置により、 物体が載置された移動体、 ひいては その移動体上の物体の平面内の位置及び面位置を高精度に制御できるの で、 平面内の位置制御誤差及び面位置制御誤差に起因するパターン形成 不良の殆どない物体上での高精度なパターン形成が可能になる。
本発明は、 第 3の観点からすると、 所定の平面内で移動する移動体に 載置された物体に所定の処理を行う処理装置であって、 前記移動体に前 記平面に直交する方向から光を照射し、 その反射光を受光して前記光の 照射点における前記移動体表面の前記平面に直交する方向の位置情報を 計測する面位置センサを複数含み、 前記移動体の前記平面に直交する方 向及び該平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する面位置計測システ ムと ； 前記移動体上に載置された前記物体に対して検出ビームを照射し 該検出ビームの反射光を受光して、 前記物体表面の複数の検出点におけ る面位置情報を検出する面位置検出装置と ； 前記面位置計測システムと 前記面位置検出装置とを同時作動の状態にし、 該同時作動により得られ た前記面位置検出装置による前記複数の検出点での検出結果を、 前記同 時作動により得られた前記面位置計測システムでの計測結果を基準とし たデータに換算する制御装置と ； を備える処理装置である。
ここで、 「同時作動の状態にする.」 とは、 面位置計測システムと前記 面位置検出装置とを同時に起動させる場合に限らず、 両者を時間的に前 後して起動させる場合も含み、 要は、 最終的に両者が同時に作動してい る状態になることを意味する。
これによれば、 制御装置により、 面位置計測システムと面位置検出装 置とが同時作動の状態にされ、 その同時作動により得られた前記面位置 検出装置による前記複数の検出点での検出結果が、 その同時作動によリ 得られた前記面位置計測システムでの計測結果を基準と したデータに換 算される。 従って、 予めこの換算データを取得しておく ことで、 その後 に、 面位置計測システムによって移動体の前記平面に直交する方向及び 該平面に対する傾斜方向の位置情報を計測するのみで、 物体表面の面位 置情報を取得することなく、 物体の上面の面位置制御が可能になる。 本 発明は、 前述したワーキングディスタンスが狭い露光装置などに好適に 適用できる。
本発明は、 第 4の観点からすると、 対象物体上にパターンを形成する パターン形成装置であって、 前記対象物体が前記移動体上に載置された 本発明の処理装置と ； 前記パターンを生成するパターン生成装置と ； を 備える第 2のパターン形成装置である。
これによれば、 処理装置により、 対象物体が載置された移動体、 ひい てはその移動体上の対象物体の面位置を高精度に制御できるので、 面位 置制御誤差に起因するパターン形成不良の殆どない物体上での高精度な パターン形成が可能になる。
本発明は、 第 5の観点からすると、 光学系を介して物体上にパターン を形成するパターン形成装置であって、 前記物体が載置され、 該物体を 保持して第 1軸及びこれと交差する第 2軸を含む平面内で移動するとと もに、 その一面に第 1軸と平行な方向を周期方向とする格子を有する第 1 グレーティングと、 第 2軸と平行な方向を周期方向とする格子を有す る第 2グレーティングとが配置された移動体と ；前記第 1軸に直交する 方向に関して位置が異なる複数の第 1ヘッドを有し、 前記第 1 グレーテ ィングと対向するへッ ドによって前記移動体の前記第 1軸と平行な方向 の位置情報を計測する第 1エンコーダと、 前記第 2軸に直交する方向に 関して位置が異なる複数の第 2へッ ドを有し、 前記第 2グレーティング と 向するへッ ドによって前記移動体の前記第 2軸方向の位置情報を計 測する第 2エンコーダと、 を含むエンコーダシステムと ；前記移動体に 前記平面に直交する方向から光を照射し、 その反射光を受光して前記光 の照射点における前記移動体表面の前記平面に直交する方向の位置情報 を計測する面位置センサを複数含み、 前記移動体の前記平面に直交する 方向及び該平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する面位置計測シス テムと ； 前記複数の第 1へッドの配列に平行に前記第 1軸に直交する方 向の直線に沿って所定間隔で設定された複数の検出点を有し、 対象物体 上に設定された前記複数の検出点に検出ビームをそれぞれ照射し該検出 ビームの前記対象物体からの反射光を個別に受光することで、 前記複数 の検出点における前記対象物体表面の面位置情報を検出する面位置検出 装置； 前記面位置検出装置の複数の検出点のうち、 両端部近傍に位置す る 2つの検出点それぞれの近傍に少なくとも各 1つ配置された前記面位 置センサによって検出される前記移動体の前記第 1軸に直交する方向の 一側と他側の端部における面位置情報を基準として前記面位置検出装置 の検出値を用いて前記物体表面の面位置情報を計測し、 パターン形成の 際に、 前記移動体の前記第 1軸に直交する方向の一側と他側の端部にお ける面位置情報を計測する 2つの特定面位置センサによって計測される 面位置情報を基準として、 前記計測された面位置情報に基づいて、 前記 光学系の光軸方向及び該光軸に直交する面に対する傾斜方向に関する前 記物体の位置を調整する調整装置と ； を備える第 3のパターン形成装置 である。
これによれば、 計測値の短期安定性が良好なエンコーダシステムによ つて移動体の平面内の位置情報が空気揺らぎの影響を受けることなく、 高精度に計測されるとともに、 面位置計測システムによって移動体の平 面に直交する方向における位置が空気揺らぎの影響を受けることなく、 高精度に計測される。 これに加え、 調整装置により、 例えばパターンの 形成に先立って、 移動体の第 1軸に直交する方向の一側と他側の端部に おける面位置情報を基準として面位置検出装置の検出値を用いて物体表 面の面位置情報が計測され、 パターンの形成の際にも、 移動体の第 1軸 に直交する方向の一側と他側の端部における面位置情報を基準として、 光学系の光軸方向及び該光軸に直交する面に対する傾斜方向に関する物 体の位置調整が行われる。 従って、 パターンの形成に先立って、 物体の 面位置情報を計測しているにもかかわらず、 実際のパターンの形成の際 には、 物体の面位置制御を高精度に行うことが可能になる。
本発明は、 第 6の観点からすると、 光学系を介して物体をエネルギビ ー厶で露光する露光装置であって、 前記光学系と対向する表面の一部に 前記物体の載置領域が設けられ、 所定の平面内で第 1及び第 2方向に可 動な移動体と ；前記第 1及び第 2方向の少なくとも一方に関してそれぞ れ検出点の位置が異なる複数のセンサを有し、 前記複数の検出点で前記 平面と直交する第 3方向に関する前記移動体の表面の位置情報を計測可 能な計測装置と ； を備える第 1の露光装置である。
これによれば、 計測装置によって移動体の表面の平面と直交する第 3 方向における位置情報が空気揺らぎの影響をあまり受けることなく、 高 精度に計測される。
本発明は、 第 7の観点からすると、 光学系を介して物体をエネルギビ ームで露光する露光装置であって、 前記物体を保持して所定の平面内で 第 1及び第 2方向に可動な移動体と ； 前記第 1及び第 2方向の少なくと も一方に関して検出点の位置が異なる複数のセンサを有し、 前記各検出 点で前記平面と直交する第 3方向に関する前記移動体の表面の位置情報 を計測可能な第 1検出系と、 前記第 1検出系とは異なり、 前記移動体に 保持される前記物体の前記第 3方向の位置情報を計測する第 2検出系と を含む計測装置と ； を備える第 2の露光装置である。
これによれば、 第 1検出系と第 2検出系とを用いて、 平面と直交する 第 3方向に関する移動体の表面の位置情報と、 移動体に保持された物体 の第 3方向に関する位置情報とを得ることができる。 この得られた位置 情報の関係を利用することで、 その後に、 第 1検出系によって移動体の 第 3方向及び平面に対する傾斜方向の位置情報を計測するのみで、 物体 表面の面位置情報を取得することなく、 物体の面位置制御が可能になる。 本発明は、 第 8の観点からすると、 本発明の第 1、 第 2の露光装置の いずれかを用いて物体を露光することと、 前記露光された物体を現像す ることと、 を含むデバイス製造方法である。
本発明は、 第 9の観点からすると、 平面内で移動する移動体の位置情 報を測定する測定方法であって、 前記移動体に設けられた複数のグレー ティングと、 該複数のグレーティングに光をそれぞれ照射し、 各グレー ティングからの反射光を個別に受光する複数のへッドとを含むェンコ一 ダシステムを用いて、 前記移動体の前記平面内の位置情報を計測する第 1工程と ；前記移動体に前記平面に直交する方向から光を照射し、 その 反射光を受光して前記光の照射点における前記移動体表面の前記平面に 直交する方向の位置情報を計測する面位置センサを複数含んだ面位置計 測システムを用いて、 前記移動体の前記平面に直交する方向及び該平面 に対する傾斜方向の位置情報を計測する第 2工程と ； を含む測定方法で ある。
これによれば、 計測値の短期安定性が良好なエンコーダシステムを用 いて移動体の平面内の位置が空気揺らぎの影響を受けることなく、 高精 度に計測されるとともに、 面位置計測システムを用いて移動体の平面に 直交する方向における位置が空気揺らぎの影響を受けることなく、 高精 度に計測される。 この場合、 エンコーダシステム及び面位置計測システ ムの両者とも、 移動体上面を直接的に計測しているので、 シンプルでか つ直接的な移動体の位置制御が可能になる。
本発明は、 第 1 0の観点からすると、 前記移動体上に物体が載置され た状態で、 本発明の測定方法を用いて、 前記移動体の位置情報を測定す る工程と ； エネルギビームを照射してパターンを前記物体上に形成する 工程と ； を含むパターン形成方法である。
これによれば、 本発明の測定方法により、 物体が載置された移動体、 ひいてはその移動体上の物体の平面内の位置及び面位置を高精度に制御 できるので、 平面内の位置制御誤差及び面位置制御誤差に起因するバタ ーン形成不良の殆どない物体上での高精度なパターン形成が可能になる。 本発明は、 第 1 0の観点からすると、 本発明のパターン形成方法によ リ物体上にパターンを形成する工程と ； パターンが形成された前記物体 を処理する工程と ； を含むデバイス製造方法である。
本発明は、 第 1 1の観点からすると、 平面内で移動する移動体に載置 された物体に所定の処理を行う処理方法であって、 前記移動体に前記平 面に直交する方向から光を照射し、 その反射光を受光して前記光の照射 点における前記移動体表面の前記平面に直交する方向の位置情報を計測 する面位置センサを複数含み、 前記移動体の前記平面に直交する方向及 び該平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する面位置計測システムと、 前記移動体上に載置された前記物体に対して検出ビームを照射し該検出 ビームの反射光を受光して、 前記物体表面の複数の検出点における面位 置情報を検出する面位置検出装置と、 を同時作動の状態にする第 1工程 と ；前記第 1工程における同時作動により得られた前記面位置検出装置 による前記複数の検出点での検出結果を、 前記同時作動により得られた 前記面位置計測システムでの計測結果を基準としたデータに換算する第 2工程と ； を含む処理方法である。
これによれば、 面位置計測システムと面位置検出装置とが同時作動さ れ （第 1工程） 、 その同時作動により得られた前記面位置検出装置によ る前記複数の検出点での検出結果が、 その同時作動によリ得られた前記 面位置計測システムでの計測結果を基準としたデータに換算される （第 2工程） 。 従って、 予めこの換算デーダを取得しておく ことで、 その後 に、 面位置計測システムによって移動体の平面に直交する方向及び該平 面に対する傾斜方向の位置情報を計測するのみで、 物体表面の面位置情 報を取得することなく、物体の面の面位置制御が可能になる。本発明は、 前述したワーキングディスタンスが狭い露光装置などに好適に適用でき る。
本発明は、 第 1 2の観点からすると、 前記所定の処理には、 前記物体 上にパターンを形成する処理が含まれる本発明の処理方法により、 物体 上にパターンを形成する工程と ； パターンが形成された前記物体を処理 する工程と ； を含むデバイス製造方法である。
本発明は、 第 1 3の観点からすると、 光学系を介して物体をエネルギ ビームで露光する露光方法であって、 前記光学系と対向する表面の一部 に前記物体の載置領域が設けられ、 所定の平面内で第 1及び第 2方向に 可動な移動体に前記物体を載置する工程と ；前記第 1及び第 2方向の少 なくとも一方に関してそれぞれ検出点の位置が異なる複数のセンサを有 する計測装置で、 前記移動体表面の前記平面と直交する第 3方向に関す る位置情報を計測する工程を含む第 1の露光方法である。
これによれば、 計測装置によって移動体の表面の平面と直交する第 3 方向における位置情報が空気揺らぎの影響をあまり受けることなく、 高 精度に計測される。
本発明は、 第 1 4の観点からすると、 光学系を介して物体をエネルギ ビームで露光する露光方法であって、 所定の平面内で第 1及び第 2方向 に可動な移動体上に前記物体を載置する工程と ； 前記第 1及び第 2方向 の少なくとも一方に関して検出点の位置が異なる複数のセンサを有し、 前記各検出点で前記平面と直交する第 3方向に関する前記移動体の表面 の位置情報を計測可能な第 1検出系と、 前記第 1検出系とは異なり、 前 記移動体に保持される前記物体の前記第 3方向の位置情報を計測する第 2検出系とを含む計測装置を用いて、 前記移動体表面及び前記物体の前 記第 3方向の位置情報を計測する工程と；を含む第 2の露光方法である。
これによれば、 第 2工程において、 第 1検出系と第 2検出系とを含む 計測装置を用いて、 平面と直交する第 3方向に関する移動体の表面の位 置情報、 及び移動体に保持された物体の第 3方向に関する位置情報、 並 びにこれら位置情報の関係を計測することができる。
本発明は、 第 1 5の観点からすると、 本発明の第 1、 第 2の露光方法 のいずれかを用いて物体を露光する.ことと、 前記露光された物体を現像 することと、 を含むデバイス製造方法である。 図面の簡単な説明
図 1は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は図 1のステージ装置を示す平面図である。
図 3は図 1の露光装置が備える各種計測装置 （エンコーダ、 ァライメ ント系、 多点 A F系、 Zセンサなど） の配置を示す平面図である。
図 4 ( A ) は、 ウェハステージを示す平面図、 図 4 ( B ) は、 ウェハ ステージ W S Tを示す一部断面した概略側面図である。
図 5 ( A ) は、 計測ステージを示す平面図、 図 5 ( B ) は、 計測ステ ージを示す一部断面した概略側面図である。
図 6は X軸固定子 8 0 , 8 1の図 2における + X側端部近傍を示す斜 視図である。
図 7 ( A ) 〜図 7 ( D ) は、 ストツバ機構の作用を説明するための図 である。
図 8は一実施形態に係る露光装置の制御系の主要な構成を示すブロッ ク図である。
図 9 (A) 及び図 9 (B) は、 アレイ状に配置された複数のヘッ ドを それぞれ含む複数のエンコーダによるウェハテーブルの X Y平面内の位 置計測及びへッ ド間の計測値の引き継ぎについて説明するための図であ る。
図 1 0 (A) は、 エンコーダの構成の一例を示す図、 図 1 0 (B) は、 検出光として格子 RGの周期方向に長く延びる断面形状のレーザビーム L Bが用いられた場合を示す図である。
図 1 1は一実施形態に係る露光装置で行われるスケールの格子ピッチ 補正及び格子変形の補正について説明するための図である。
図 1 2 (A) 〜図 1 2 (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卜について説明するための図である。
図 1 3 ( A) 〜図 1 3 (C) には、 ウェハテーブル WT B (ウェハ W) の Z位置を変化させながら、 複数のァライメント系によるウェハ上のマ ークの同時検出について説明するための図である。
図 1 4 ( A) 及び図 1 4 (B) は、 プライマリア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 1 5 ( A) 及び図 1 5 (B) は、 口ッ 卜先頭に行われる、 セカンダ リア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 め 。
図 1 6はウェハ交換毎に行われるセカンダリア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 1 7 ( A) 及び図 1 7 (B) は、 セカンダリァライメン卜系の位置 調整の動作について説明ための図である。
図 1 8 (A) 〜図 1 8 (C) は、 一実施形態に係る露光装置で行われ るフォーカスマツビングについて説明するための図である。
図 1 9 ( A) 及び図 1 9 (B) は、 一実施形態に係る露光装置で行わ れるフォーカスキヤリブレーションについて説明するための図である。 図 20 ( A) 及び図 20 (B) は、 一実施形態に係る露光装置で行わ れる A Fセンサ間オフセッ ト補正について説明するための図である。 図 2 1 ( A ) 及び図 2 1 ( B ) は、 一実施形態に係る露光装置で行わ れる トラバース Z走り補正について説明するための図である。
図 2 2はウェハステージ上のウェハに対するステツプ■ アンド ' スキ ャン方式の露光が行われている状態のウェハステージ及び計測ステージ の状態を示す図である。
図 2 3はウェハステージ W S T側で、 ウェハ Wに対する露光が終了し た段階のウェハステージ及び計測ステージの状態を示す図である。
図 2 4は露光終了後に、 ウェハステージと計測ステージとが離間した 状態から両ステージが接触する状態に移行した直後の両ステージの状態 を示す図である。
図 2 5はウェハテーブルと計測テーブルとの Y軸方向の位置関係を保 ちつつ、 計測ステージがー Y方向に移動し、 ウェハステージがアンロー ディングポジションに向けて移動しているときの両ステージの状態を示 す図である。
図 2 6は計測ステージが Sec- BGHK (インターバル） を行う位置に到達 したときのウェハステージと計測ステージとの状態を示す図である。 図 2 7は Sec-BGHK (インターバル） が行われるのと並行して、 ウェハ ステージがアンロードポジションからローディングポジションに移動し たときのウェハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
図 2 8は計測ステージが最適スクラム待機位置へ移動し、 ウェハがゥ ェハテーブル上にロードされたときのウェハステージと計測ステージと の状態を示す図である。
図 2 9は計測ステージが最適スクラム待機位置で待機中に、 ウェハス テージが Pr i - BCHKの前半の処理を行う位置へ移動したときの両ステージ の状態を示す図である。
図 3 0はァライメン卜系 A L 1 , A L 2 2, A L 2 3を用いて、 3つのフ アース トァライメントショッ ト領域に付設されたァライメントマークを 同時検出しているときのウェハステージと計測ステージとの状態を示す 図である。
図 3 1 はフォーカスキヤリブレ一ション前半の処理が行われていると きのウェハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
図 3 2はァライメント系 Aし 1 , A L 2，〜 A L 2 4を用いて、 5つのセ カンドアライメントショッ 卜領域に付設されたァライメン卜マークを同 時検出しているときのウェハステージと計測ステージとの状態を示す図 である。
図 3 3は Pr i - BGHK後半の処理及びフォーカスキヤリブレーション後半 の処理の少なくとも一方が行われているときのウェハステージと計測ス テージとの状態を示す図である。
図 3 4はァライメント系 A L 1 , A L 2，〜 A L 2 4を用いて、 5つのサ 一ドアライメントショッ 卜領域に付設されたァライメントマークを同時 検出しているときのウェハステージと計測ステージとの状態を示す図で のる。
図 3 5はァライメント系 A L 1， A L 2 2, A L 2 3を用いて、 3つのフ オースァライメントショッ 卜領域に付設されたァライメン トマークを同 時検出しているときのウェハステージと計測ステージとの状態を示す図 である。
図 3 6はフォーカスマツビングが終了したときのウェハステージと計 測ステージとの状態を示す図である。
図 3 7は Yヘッ ドと Zセンサの配置が異なるへッ ドュニッ 卜の変形例 を説明するための図である。
図 3 8は Yへッ ドと Zセンサの配置が異なるへッ ドュニッ 卜の他の変 形例を説明するための図である。
図 3 9はデバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチヤ一 トである。
図 4 0は図 3 9のステップ 2 0 4の具体例を示すフローチヤ一トであ る。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の一実施形態を図 1 〜図 36に基づいて説明する。
図 1 には、 一実施形態に係る露光装置 1 00の構成が概略的に示され ている。 この露光装置 1 00は、 ステップ ' アンド · スキャン方式の走 査型露光装置、 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 P Lが設けられており、 以下においては、 この 投影光学系 P しの光軸 A X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 0 x、 y、 及び 0 z方向として説明を行う。
露光装置 1 00は、照明系 1 0、該照明系 1 0からの露光用照明光 （以 下、 「照明光」 又は 「露光光」 と呼ぶ） I L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丁、 レチクル Rから射出された照明 光 I Lをウェハ W上に投射する投影光学系 P Lを含む投影ュニッ ト P U、 ウェハステージ WS T及び計測ステージ MS Tを有するステージ装置 5 0、及びこれらの制御系等を備えている。ウェハステージ WS T上には、 ウェハ Wが載置されている。
照明系 1 0は、 例えば特開 200 1 — 3 1 325 0号公報 (対応する 米国特許出願公開第 2003Z00 258 9 0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、 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 1 0では、 レチクルブラインド （マスキン グシステム） で規定されたレチクル R上のスリッ 卜状の照明領域 I A R を照明光 （露光光） I Lによりほぼ均一な照度で照明する。 ここで、 照 明光 I Lとしては、 一例として A r Fエキシマレーザ光 （波長 1 9 3 η m) が用いられている。 また、 オプティカルインテグレータとしては、 例えばフライアイレンズ、 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。
前記レチクルステージ RS T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が、 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 R S Tは、 例えばリニアモー タ等を含むレチクルステージ駆動系 1 1 (図 1 では不図示、 図 8参照） によって、 X Y平面内で微少駆動可能であるとともに、 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。
レチクルステージ R S Tの移動面内の位置情報 ( θ Z方向の回転情報 を含む） は、 レチクルレーザ干渉計 （以下、 Γレチクル干渉計 j という） 1 1 6によって、 移動鏡 1 5 (実際には、 Y軸方向に直交する反射面を 有する Y移動鏡 （あるいは、 レ トロリフレクタ） と X軸方向に直交する 反射面を有する X移動鏡とが設けられている） を介して、 例えば 0 . 5 〜 1 n m程度の分解能で常時検出される。 レチクル干渉計 1 1 6の計測 値は、 主制御装置 2 0 (図 1では不図示、 図 8参照） に送られる。 主制 御装置 2 0は、 レチクル干渉計 1 1 6の計測値に基づいてレチクルステ ージ R S Tの X軸方向、 Y軸方向及び Θ z方向の位置を算出するととも に、 この算出結果に基づいてレチクルステージ駆動系 1 1 を制御するこ とで、 レチクルステージ R S Tの位置 （及び速度） を制御する。 なお、 移動鏡 1 5に代えて、 レチクルステージ R S Tの端面を鏡面加工して反 射面 （移動鏡 1 5の反射面に相当） を形成することとしても良い。 また、 レチクル干渉計 1 1 6は Z軸、 θ X及び 0 y方向の少なくとも 1つに関 するレチクルステージ R S Tの位置情報も計測可能として良い。
投影ュニッ 卜 P Uは、 レチクルステージ R S Tの図 1 における下方に 配置されている。 投影ュニッ ト P Uは、 鏡筒 4 0と、 該鏡筒 4 0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 P Lとを 含む。 投影光学系 P Lとしては、 例えば Z軸方向と平行な光軸 A Xに沿 つて配列される複数のレンズ （レンズエレメント） から成る屈折光学系 が用いられている。 投影光学系 Pしは、 例えば両側テレセン卜リックで 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 1 0からの照明光 I Lによって照明領域 I A Rが 照明されると、 投影光学系 P L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 I Lにより、 投影光学 系 P L (投影ユニッ ト P U ) を介してその照明領域 I A R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） 力 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 I A Rに共役な領域 （以下、 「露光領域」 と も呼ぶ） I Aに形成される。 図示していないが、 投影ユニッ ト P Uは、 防振機構を介して 3本の支柱で支持される鏡筒定盤に搭載されるが、 例 えば国際公開第 2 0 0 6 Z 0 3 8 9 5 2号パンフレツ 卜に開示されてい るように、 投影ュニッ ト P Uの上方に配置される不図示のメインフレー ム部材、 あるいはレチクルステージ R S Tが配置されるベース部材など に対して投影ュニッ 卜 P Uを吊り下げ支持しても良い。
なお、 本実施形態の露光装置 1 0 0では、 液浸法を適用した露光が行 われるため、 投影光学系 P Lの開口数 N Aが実質的に増大することに伴 ぃ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 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リ、 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む反射屈折系 （カタディ ■ォプトリツ ク系） を用いても良い。 また、 ウェハ Wには感光層だけでなく、 例えば ウェハ又は感光層を保護する保護膜 （トップコート膜） などを形成して も良い。
また、 本実施形態の露光装置 1 0 0では、 液浸法を適用した露光を行 うため、 投影光学系 P Lを構成する最も像面側 （ウェハ 側） の光学素 子、 ここではレンズ （以下、 「先端レンズ」 ともいう） 1 9 1 を保持す る鏡筒 4 0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 3 2が設けられている。 本実施形態では、 ノズル ユニッ ト 3 2は、 図 1 に示されるように、 その下端面が先端レンズ 1 9 1の下端面とほぼ面一に設定されている。また、ノズルュニッ 卜 3 2は、 液体 L q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 3 1 A及び液体回収管 3 1 B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。 液体供給管 3 1 Aと液体回収管 3 1 Bとは、 図 3に示されるように、 平面視 （上方か ら見て） で X軸方向及び Y軸方向に対して 4 5 ° 傾斜し、 投影光学系 P Lの光軸 A Xを通る Y軸方向の直線 L Vに関して対称な配置となってい る。
液体供給管 3 1 Aには、その一端が液体供給装置 5 (図 1では不図示、 図 8参照） に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、 液体 回収管 3 1 Bには、 その一端が液体回収装置 6 (図 1では不図示、 図 8 参照） に接続された不図示め回収管の他端が接続されている。
液体供給装置 5は、 液体のタンク、 加圧ポンプ、 温度制御装置、 並び に液体供給管 3 1 Αに対する液体の供給■停止を制御するためのバルブ 等を含んでいる。 バルブとしては、例えば液体の供給'停止のみならず、 流量の調整も可能となるように、 流量制御弁を用いることが望ましい。 前記温度制御装置は、 液体タンク内の液体の温度を、 例えば露光装置が 収納されているチャンバ（不図示）内の温度と同程度の温度に調整する。 なお、 液体を供給するためのタンク、 加圧ポンプ、 温度制御装置、 バル ブなどは、 そのすベてを露光装置 1 0 0で備えている必要はなく、 少な くとも一部を露光装置 1 0 0が設置される工場などの設備で代替するこ ともできる。
液体回収装置 6は、 液体のタンク及び吸引ポンプ、 並びに液体回収管 3 1 Bを介した液体の回収■停止を制御するためのバルブ等を含んでい る。 バルブとしては、 液体供給装置 5のバルブと同様に流量制御弁を用 いることが望ましい。なお、液体を回収するためのタンク、 吸引ポンプ、 バルブなどは、 そのすベてを露光装置 1 0 0で備えている必要はなく、 少なくとも一部を露光装置 1 0 0が設置される工場などの設備で代替す ることもできる。
本実施形態では、 上記の液体として、 A r Fエキシマレーザ光 （波長 1 9 3 n mの光） が透過する純水 （以下、 特に必要な場合を除いて、 単 に 「水」 と記述する） を用いるものとする。 純水は、 半導体製造工場等 で容易に大量に入手できると共に、 ウェハ上のフォ トレジス卜及び光学 レンズ等に対する悪影響がない利点がある。
A r Fエキシマレーザ光に対する水の屈折率 nは、 ほぼ 1 . 4 4であ る。 この水の中では、 照明光 I Lの波長は、 1 9 3 n m X 1 Z n =約 1 3 4 n mに短波長化される。
液体供給装置 5及び液体回収装置 6は、 それぞれコントローラを具備 しておリ、 それぞれのコン トローラは、 主制御装置 2 0によって制御さ れる （図 8参照） 。 液体供給装置 5のコントローラは、 主制御装置 2 0 からの指示に応じ、 液体供給管 3 1 Aに接続されたバルブを所定開度で 開き、 液体供給管 3 1 供給流路、 及び供給口を介して先端レンズ 1 9 1 とウェハ Wとの間に水を供給する。 また、 このとき、 液体回収装置 6のコントローラは、 主制御装置 2 0からの指示に応じ、 液体回収管 3 1 Bに接続されたバルブを所定開度で開き、 回収口、 回収流路、 及び液 体回収管 3 1 Bを介して、 先端レンズ 1 9 1 とウェハ Wとの間から液体 回収装置 6 (液体のタンク） の内部に水を回収する。 このとき、 主制御 装置 2 0は、 先端レンズ 1 9 1 とウェハ Wとの間に供給される水の量と、 回収される水の量とが常に等しくなるように、 液体供給装置 5のコント ローラ、液体回収装置 6のコントローラに対して指令を与える。従って、 先端レンズ 1 9 1 とウェハ Wとの間に、 一定量の液体 （水） L q (図 1 参照） が保持される。 この場合、 先端レンズ 1 9 1 とウェハ Wとの間に 保持された液体 （水） L qは、 常に入れ替わつている。
上記の説明から明らかなように、 本実施形態では、 ノズルユニッ ト 3 2、 液体供給装置 5、 液体回収装置 6、 液体供給管 3 1 A及び液体回収 管 3 1 B等を含み、 局所液浸装置 8が構成されている。 なお、 局所液浸 装置 8の一部、 例えば少なく ともノズルュニッ 卜 3 2は、 投影ュニッ ト P Uを保持するメインフレーム （前述の鏡筒定盤を含む） に吊り下げ支 持されても良いし、 メインフレームとは別のフレーム部材に設けても良 い。 あるいは、 前述の如く投影ユニッ ト P Uが吊り下げ支持される場合 は、 投影ュニッ ト P Uと一体にノズルュニッ 卜 3 2を吊リ下げ支持して も良いが、 本実施形態では投影ュニッ ト P Uとは独立に吊り下げ支持さ れる計測フレームにノズルユニッ ト 3 2を設けている。 この場合、 投影 ユニッ ト P Uを吊り下げ支持していなくても良い。
なお、 投影ュニッ ト P U下方に計測ステージ MS T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と先端レンズ 1 9 1 との間に水 を満たすことが可能である。
なお、 上記の説明では、 一例として液体供給管 （ノズル） と液体回収 管 （ノズル） とがそれぞれ 1つずつ設けられているものとしたが、 これ に限らず、 周囲の部材との関係を考慮しても配置が可能であれば、 例え ば、 国際公開第 9 9/49 504号パンフレツ 卜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 P Lを構成する最下端の光学部材 （先端レンズ） 1 9 1 とウェハ 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 2004Z0539 5 5号パン フ ン 卜に開示されている液浸機構、 あるいは欧州特許公開第 1 4 2 0 2 98号公報に開示されている液浸機構なども本実施形態の露光装置に 適用することができる。
図 1に戻り、 ステージ装置 50は、 ベース盤 1 2の上方に配置された ウェハステージ WS T及び計測ステージ M S T、 これらのステージ WS T, MS Tの位置情報を計測する Y軸干渉計 1 6 , 1 8を含む干渉計シ ステム 1 1 8 (図 8参照） 、 及び露光の際などにウェハステージ WS T 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、 並 びにステージ WS T， M S Tを駆動するステージ駆動系 1 24 (図 8参 照） などを備えている。
ウェハステージ WS T, 計測ステージ M S Tそれぞれの底面には、 不 図示の非接触軸受、 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 ドからべ ース盤 1 2の上面に向けて噴出された加圧空気の静圧により、 ベース盤 1 2の上方にウェハステージ W S T , 計測ステージ M S Τ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。 また、 ステージ W S T , M S Tは、 ステージ駆動系 1 2 4によって、 Y軸方向 （図 1 におけ る紙面内左右方向） 及び X軸方向 （図 1 における紙面直交方向） に独立 して 2次元方向に駆動可能である。
これをさらに詳述すると、 床面上には、 図 2の平面図に示されるよう に、 ベース盤 1 2を挟んで X軸方向の一側と他側に、 Y軸方向に延びる 一対の Y軸固定子 8 6， 8 7が、 それぞれ配置されている。 Y軸固定子 8 6、 8 7は、 例えば Y軸方向に沿って所定間隔でかつ交互に配置され た N極磁石と S極磁石の複数の組から成る永久磁石群を内蔵する磁極ュ ニッ トによって構成されている。 Y軸固定子 8 6、 8 7には、 各 2つの Y軸可動子 8 2， 8 4及び 8 3 , 8 5が、 それぞれ非接触で係合した状 態で設けられている。 すなわち、 合計 4つの Y軸可動子 8 2、 8 4、 8 3、 8 5は、 X Z断面 U字状の Y軸固定子 8 6又は 8 7の内部空間に挿 入された状態となっており、 対応する Y軸固定子 8 6又は 8 7に対して 不 示のエアパッドをそれぞれ介して例えば数 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。 Y軸可動子 8 2、 8 4、 8 3、 8 5 のそれぞれは、 例えば Y軸方向に沿って所定間隔で配置された電機子コ ィルを内蔵する電機子ュニッ 卜によって構成されている。 すなわち、 本 実施形態では、 電機子ユニッ トから成る Y軸可動子 8 2、 8 4と磁極ュ ニッ 卜から成る Y軸固定子 8 6とによって、 ムービングコイル型の Y軸 リニアモータがそれぞれ構成されている。 同様に Y軸可動子 8 3、 8 5 と Y軸固定子 8 7とによって、 厶一ビングコイル型の Y軸リニアモータ がそれぞれ構成されている。 以下においては、 上記 4つの Y軸リニアモ ータのそれぞれを、 それぞれの可動子 8 2、 8 4、 8 3、 8 5と同一の 符号を用いて、 適宜、 Y軸リニアモータ 8 2、 Y軸リニアモータ 8 4、 Y軸リニアモータ 8 3、 及び Y軸リニアモータ 8 5と呼ぶものとする。 上記 4つの Y軸リニアモータのうち、 2つの Y軸リニアモータ 8 2、 8 3の可動子 8 2， 8 3は、 X軸方向に延びる X軸固定子 8 0の長手方 向の一端と他端にそれぞれ固定されている。 また、 残り 2つの Y軸リニ ァモータ 8 4、 8 5の可動子 8 4 , 8 5は、 X軸方向に延びる X軸固定 子 8 1の一端と他端に固定されている。 従って、 X軸固定子 8 0、 8 1 は、 各一対の Y軸リニアモータ 8 2 , 8 3、 8 4 , 8 5によって、 Y軸 に沿ってそれぞれ駆動される。
X軸固定子 8 0， 8 1のそれぞれは、 例えば X軸方向に沿って所定間 隔で配置された電機子コイルをそれぞれ内蔵する電機子ュニッ トによつ て構成されている。
一方の X軸固定子 8 1は、 ウェハステージ W S Tの一部を構成するス テ一ジ本体 9 1 (図 2では不図示、 図 1参照） に形成された不図示の開 口に挿入状態で設けられている。 このステージ本体 9 1の上記開口の内 部には、 例えば X軸方向に沿って所定間隔でかつ交互に配置された N極 磁石と S極磁石の複数の組から成る永久磁石群を有する磁極ュニッ 卜が 設けられている。 この磁極ュニッ 卜と X軸固定子 8 1 とによって、 ステ ージ本体 9 1 を X軸方向に駆動するムービングマグネッ ト型の X軸リニ ァモータが構成されている。 同様に、 他方の X軸固定子 8 0は、 計測ス テージ M S Tを構成するステージ本体 9 2に形成された開口に挿入状態 で設けられている。 このステージ本体 9 2の上記開口の内部には、 ゥェ ハステージ W S T側 （ステージ本体 9 1側） と同様の磁極ユニッ トが設 けられている。 この磁極ユニッ トと X軸固定子 8 0とによって、 計測ス テージ M S Tを X軸方向に駆動するムービングマグネッ 卜型の X軸リニ ァモータが構成されている。
本実施形態では、 ステージ駆動系 1 2 4を構成する上記各リニアモー 夕が、 図 8に示される主制御装置 2 0によって制御される。 なお、 各リ ニァモータは、 それぞれムービングマグネッ ト型、 ムービングコイル型 のどちらか一方に限定されるものではなく、 必要に応じて適宜選択する ことができる。
なお、 一対の Y軸リニアモータ 8 4 , 8 5がそれぞれ発生する推力を 僅かに異ならせることで、 ウェハステージ W S Tのョーイング （0 Z方 向の回転） の制御が可能である。 また、 一対の Y軸リニアモータ 8 2 , 8 3がそれぞれ発生する推力を僅かに異ならせることで、 計測ステージ M S Tのョーィングの制御が可能である。
ウェハステージ W S Tは、 前述したステージ本体 9 1 と、 該ステージ 本体 9 1上に不図示の Z ■ レペリング機構 （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 9 1 に対して Z軸方向、 0 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 W T Bとを 含んでいる。 なお、 図 8では、 上記各リニアモータと Z ■ レべリング機 構とを含んで、 ステージ駆動系 1 2 4として示されている。
ウェハテーブル W T B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） が設けられている。 ウェハホルダはウェハテ 一ブル W T B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 W T Bとを別々 構成し、 例えば真空吸着などによつ てウェハホルダをウェハテーブル W T Bの凹部内に固定している。 また、 ウェハテーブル W T Bの上面には、 ウェハホルダ上に載置されるウェハ の 面とほぼ面一となる、 液体 L q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 （ゥ ェハの載置領域） よリも一回リ大きな円形の開口が形成されたプレー卜
(撥液板） 2 8が設けられている。 プレート 2 8は、低熱膨張率の材料、 例えばガラス又はセラミックス （ショッ ト社のゼロデュア （商品名） 、 A I 2 0 3あるいは T i Cなど） から成り、 その表面には、 例えばフッ素 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、 ァ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 リ撥液膜が形成される。 さらにプレート 2 8は、 図 4 ( A ) のウェハテ —ブル W T B (ウェハステージ W S T ) の平面図に示されるように、 円 形の開口を囲む、 外形 （輪郭） が矩形の第 1撥液領域 2 8 aと、 第 1撥 液領域 2 8 aの周囲に配置される矩形枠状 （環状） の第 2撥液領域 2 8 bとを有する。 第 1撥液領域 2 8 a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 1 4の少なく とも一部が形成され、 第 2撥液領 域 2 8 bは、 後述のエ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 2 8はその表面の少なく とも一部がウェハの表面と面一 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 2 8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及び第 2撥液領域 2 8 a、 2 8 bにそれぞれ対応する第 1及び 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 L qとして純水を用いるので、 以下では第 1及び第 2撥液領域 2 8 a、
2 8 bをそれぞれ第 1及び第 2撥水板 2 8 a、 2 8 bとも呼ぶ。
この場合、 内側の第 1撥水板 2 8 aには、 露光光 I Lが照射されるの に対し、外側の第 2撥水板 2 8 bには、露光光 I Lが殆ど照射されない。 このことを考慮して、 本実施形態では、 第 1撥水版 2 8 aの表面には、 露光光 I L (この場合、 真空紫外域の光） に対する耐性が十分にある撥 水コー卜が施された第 1撿水領域が形成され、 第 2撥水板 2 8 bには、 その表面に第 1撥水領域に比べて露光光 I Lに対する耐性が劣る撥水コ 一卜が施された第 2撥水領域が形成されている。 一般にガラス板には、 露^:光 I L (この場合、 真空紫外域の光） に対する耐性が十分にある撥 水コートを施し難いので、 このように第 1撥水板 2 8 aとその周囲の第 2撥水板 2 8 bとの 2つの部分に分離することは効果的である。 なお、 これに限らず、 同一のプレートの上面に露光光 I Lに対する耐性が異な る 2種類の撥水コートを施して、 第 1撥水領域、 第 2撥水領域を形成し ても良い。 また、 第 1及び第 2撥水領域で撥水コートの種類が同一でも 良い。 例えば、 同一のプレートに 1つの撥水領域を形成するだけでも良 い。
また、 図 4 ( A ) から明らかなように、 第 1撥水板 2 8 aの + Y側の 端部には、 その X軸方向の中央部に長方形の切り欠きが形成され、 この 切り欠きと第 2撥水板 2 8 bとで囲まれる長方形の空間の内部 （切り欠 きの内部） に計測プレー 卜 3 0が埋め込まれている。 この計測プレート
3 0の長手方向の中央 （ウェハテーブル W T Bのセンターラインし L上） には、 基準マーク F Mが形成されるとともに、 該基準マークの X軸方向 の一側と他側に、 基準マークの中心に関して対称な配置で一対の空間像 計測スリッ トパターン （スリッ ト状の計測用パターン） S Lが形成され ている。 各空間像計測スリッ 卜パターン S Lとしては、 一例として、 Y 軸方向と X軸方向とに沿った辺を有する L字状のスリッ トパターン、 あ るいは X軸及び Y軸方向にそれぞれ延びる 2つの直線状のスリッ トパタ ーンなどを用いることができる。
そして、 上記各空間像計測スリットパターン S L下方のウェハステージ W S Tの内部には、 図 4 ( B ) に示されるように、 対物レンズ、 ミラー、 リレーレンズなどを含む光学系が収納された L字状の筐体 3 6が、 ゥェ ハテーブル W T Bからステージ本体 9 1の内部の一部を貫通する状態で、 一部埋め込み状態で取り付けられている。 筐体 3 6は、 図示は省略され ているが、 上記一対の空間像計測スリッ 卜パターン S Lに対応して一対 設けられている。
上記筐体 3 6内部の光学系は、 空間像計測スリッ 卜パターン S Lを透 過した照明光 I Lを、 L字状の経路に沿って導き、 一Y方向に向けて射 出する。 なお、 以下においては、 便宜上、 上記筐体 3 6内部の光学系を 筐体 3 6と同一の符号を用いて送光系 3 6と記述する。
さらに、 第 2撥水板 2 8 b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。 これをさらに詳述す ると、 第 2撥水板 2 8 bの X軸方向一側と他側 （図 4 ( A ) における左 右両側） の領域には、 Yスケール 3 9丫 3 9 Y 2がそれぞれ形成され、 この Υスケール 3 9 Ύ 3 9 Υ 2はそれぞれ、例えば X軸方向を長手方向 とする格子線 3 8が所定ピッチで Υ軸に平行な方向 （Υ軸方向） に沿つ て形成される、 Υ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 2 8 bの Υ軸方向一側と他側 （図 4 ( A ) におけ る上下両側） の領域には、 Xスケール 3 9 X L 3 9 X 2がそれぞれ形成さ れ、 この Xスケール 3 9 X , , 3 9 X 2はそれぞれ、 例えば Y軸方向を長手 方向とする格子線 3 7が所定ピッチで X軸に平行な方向 （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。 上記各スケールとしては、 第 2撥水 板 2 8 bの表面に例えばホログラム等により反射型の回折格子 R G (図 1 0 ( A ) ) が作成されたものが用いられている。 この場合、 各スケー ルには狭いスリツ 卜又は溝等から成る格子が目盛りとして所定間隔 （ピ ツチ） で刻まれている。 各スケールに用いられる回折格子の種類は限定 されるものではなく、 機械的に溝等が形成されたもののみならず、 例え ば、 感光性樹脂に干渉縞を焼き付けて作成したものであっても良い。 但 し、 各スケールは、 例えば薄板状のガラスに上記回折格子の目盛りを、 例えば 1 3 8 n m〜 4 mの間のピッチ、 例えば 1 ji mピッチで刻んで 作成されている。 これらスケールは前述の撥液膜 （撥水膜） で覆われて いる。 なお、 図 4 ( A ) 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。 その他の図においても 同様である。
このように、 本実施形態では、 第 2撥水板 2 8 bそのものがスケール を辯成するので、 第 2撥水板 2 8 bとして低熱膨張のガラス板を用いる こととしたものである。 しかし、 これに限らず、 格子が形成された低熱 膨張のガラス板などから成るスケ ル部材を、 局所的な伸縮が生じない ように、 例えば板ばね （又は真空吸着） 等によりウェハテーブル W T B の上面に固定しても良く、 この場合には、 全面に同一の撥水コートが施 された撥水板をプレート 2 8に代えて用いても良い。 あるいば、 ウェハ テーブル W T Bを低熱膨張率の材料で形成することも可能であり、 かか る場合には、 一対の Yスケールと一対の Xスケールとは、 そのウェハテ 一ブル W T Bの上面に直接形成しても良い。
ウェハテーブル W T Bの一 Y端面， 一 X端面には、 それぞれ鏡面加工 が施され、 図 2に示される反射面 1 7 a， 反射面 1 7 bが形成されてい る。 干渉計システム 1 1 8 (図 8参照） の Y軸干渉計 1 6及び X軸干渉 計 1 2 6 (図 1 では、 X軸干渉計 1 2 6は不図示、 図 2参照） は、 これ らの反射面 1 7 a , 1 7 bにそれぞれ干渉計ビーム （測長ビーム） を投 射して、 それぞれの反射光を受光することにより、 各反射面の基準位置 (一般には投影ュニッ ト P U側面に固定ミラーを配置し、 そこを基準面 とする） からの変位、 すなわちウェハステージ W S Tの X Y平面内の位 置情報を計測し、 この計測値が主制御装置 2 0に供給される。 本実施形 態では、 Y軸干渉計 1 6及び X軸干渉計 1 2 6として、 ともに光軸を複 数有する多軸干渉計が用いられており、 これらの Y軸干渉計 1 6及び X 軸干渉計 1 2 6の計測値に基づいて、 主制御装置 2 0は、 ウェハテープ ル W T Bの X , Y位置に加え、 0 X方向の回転情報 （すなわちピッチン グ） 、 0 y方向の回転情報 （すなわちローリング） 、 及び 0 z方向の回 転情報 （すなわちョーイング） も計測可能である。 但し、 本実施形態で は、 ウェハステージ W S T (ウェハテーブル W T B ) の X Y平面内の位 置情報 （.0 z方向の回転情報を含む） は、 主として、 上述した Yスケー ル、 Xスケールなどを含む、 後述するエンコーダシステムによって計測 され、 干渉計 1 6 , 1 2 6の計測値は、 そのエンコーダシステムの計測 値の長期的変動（例えばスケールの経時的な変形などによる） を補正 （較 正），する場合などに補助的に用いられる。 また、 Y軸干渉計 1 6は、 ゥ ェハ交換のため、 後述するアンローデイングポジション、 及びローディ ングポジション付近においてウェハテーブル W T Bの Y位置等を計測す るのに用いられる。 また、 例えばローデイング動作とァライメント動作 との間、 及び 又は露光動作とアンローディング動作との間におけるゥ ェハステージ W S Tの移動においても、 干渉計システム 1 1 8の計測情 報、 すなわち 5自由度の方向 （X軸、 Y軸、 0 χ、 Θ y及び 0 z方向） の位置情報の少なくとも 1つが用いられる。 なお、 干渉計システム 1 1 8はその少なくとも一部 （例えば、 光学系など） が、 投影ユニッ ト P U を保持するメインフレームに設けられる、 あるいは前述の如く吊り下げ 支持される投影ュニッ 卜 P Uと一体に設けられても良いが、 本実施形態 では前述した計測フレームに設けられるものとする。
なお、 本実施形態では、 ウェハステージ W S Tが X Y平面内で自在に 移動可能なステージ本体 9 1 と、 該ステージ本体 9 1上に搭載され、 ス テージ本体 9 1 に対して Z軸方向、 0 X方向、 及び Θ y方向に相対的に 微小駆動可能なウェハテーブル W T Bとを含むものとしたが、 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 W S Tと して採用しても勿論良い。 また、 反射面 1 7 a， 反射面 1 7 bの代わり に、 ウェハテーブル W T Bに平面ミラーから成る移動鏡を設けても良い。 さらに、 投影ュニッ 卜 P Uに設けられる固定ミラーの反射面を基準面と してウェハステージ W S Tの位置情報を計測するものと したが、 その基 準面を配置する位置は投影ュニッ ト P Uに限られるものでないし、 必ず しも固定ミラーを用いてウェハステージ W S Tの位置情報を計測しなく ても良い。
また、 本実施形態では、 干渉計システム 1 1 8によって計測されるゥェ ハステージ W S Tの位置情報が、 後述の露光動作ゃァライメント動作な どでは用いられず、 主としてエンコーダシステムのキヤリブレーション 動作 （すなわち、 計測値の較正） などに用いられるものとしたが、 干渉 計システム 1 1 8の計測情報 （すなわち、 5自由度の方向の位置情報の 少なくとも 1 つ） を、 例えば露光動作及び 又はァライメント動作など で用いても良い。 本実施形態では、 エンコーダシステムはウェハステー ジ W S丁の 3自由度の方向、 すなわち X軸、 Y軸及び 0 Z方向の位置情 報を計測する。 そこで、 露光動作などにおいて、 干渉計システム 1 1 8 の計測情報のうち、 エンコーダシステムによるウェハステージ W S Tの 位置情報の計測方向 （X軸、 Y軸及び 0 Z方向） と異なる方向、 例えば θ X方向及び Z又は 0 y方向に関する位置情報のみを用いても良いし、 その異なる方向の位置情報に加えて、 エンコーダシステムの計測方向と 同じ方向 （すなわち、 X軸、 Y軸及び 0 z方向の少なく とも 1つ） に関 する位置情報を用いても良い。 また、 干渉計システム 1 1 8はウェハス 亍ージ W S Tの Z軸方向の位置情報を計測可能としても良い。 この場合、 露光動作などにおいて Z軸方向の位置情報を用いても良い。
計測ステージ M S Tは、 前述したステージ本体 9 2と、 該ステージ本 体 9 2上に搭載された計測テーブル M T Bとを含んでいる。 計測テープ ル MT Bについても不図示の Z - レべリング機構を介してステージ本体 92上に搭載されている。 しかしながら、 これに限らず、 例えば、 計測 テーブル MT B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 MS Tを採用しても良いし、 あるいは、 計測テーブル MT Bをステージ本体 92に固定し、 その計測テーブル M T Bを含むステージ本体 9 2を 6自 由度方向に駆動可能な構成にしても良い。
計測テーブル MT B (及びステージ本体 92) には、 各種計測用部材 が設けられている。この計測用部材としては、例えば、図 2及び図 5 (A) に示されるように、 投影光学系 P Lの像面上で照明光 I L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 94、 投影光学系 P Lによ リ投影されるパターンの空間像（投影像）を計測する空間像計測器 96、 及び例えば国際公開第 03Z065428号パンフレツ トなどに開示さ 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 98などが採用されている。 波面収差計測器 98としては、 例えば国際 公開第 99 6036 1号パンウレッ ト （対応欧州特許第 1 , 079, 2 23号） に開示されるものも用いることができる。
照度むらセンサ 94としては、 例えば特開昭 57— 1 1 7 238号公 報 （対応する米国特許第 4, 465, 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 96としては、 例えば特開 2002— 1 4005号公報 （対応する米国 特許出願公開第 2002ノ 004 1 377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、 本実施形態では 3つの計測用部材 （94、 96、 98) を計測ステージ M S Tに設ける ものとしたが、 計測用部材の種類、 及び Z又は数などはこれに限られな い。 計測用部材として、 例えば投影光学系 P Lの透過率を計測する透過 率計測器、 及び/又は、 前述の局所液浸装置 8、 例えばノズルユニッ ト 32 (あるいは先端レンズ 1 9 1 ) などを観察する計測器などを用いて も良い。 さらに、計測用部材と異なる部材、例えばノズルュニッ ト 32、 先端レンズ 1 9 1 などを清掃する清掃部材などを計測ステージ MS丁に 搭載しても良い。
本実施形態では、 図 5 (A) からもわかるように、 使用頻度の高いセ ンサ類、 照度むらセンサ 94及び空間像計測器 9 6などは、 計測ステー ジ M S Tのセンターライン C L (中心を通る Y軸）上に配置されている。 このため、 本実施形態では、 これらのセンサ類を用いた計測を、 計測ス テージ MS Tを X軸方向に移動させることなく、 丫軸方向にのみ移動さ せて行うことができる。
上記各センサに加え、 例えば特開平 1 1一 1 6 8 1 6号公報 （対応す る米国特許出願公開第 2002/006 1 469号明細書） などに開示 される、 投影光学系 P Lの像面上で照明光 I L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く、 この照度モニタもセンター ライン上に配置することが望ましい。
なお、 本実施形態では、 投影光学系 P Lと液体 （水） L qとを介して 露光光 （照明光） I Lによりウェハ Wを露光する液浸露光が行われるの に対応して、 照明光 I Lを用いる計測に使用される上記の照度むらセン サ 9 4 (及び照度モニタ） 、 空間像計測器 9 6、 並びに波面収差計測器 98では、 投影光学系 P L及び水を介して照明光 I Lを受光することと なる。 また、 各センサは、 例えば光学系などの一部だけが計測テーブル M T B (及びステージ本体 92) に搭載されていても良いし、 センサ全 体を計測テーブル MT B (及びステージ本体 9 2) に配置するようにし ても良い。
計測ステージ MS Tのステージ本体 9 2には、 図 5 (B)に示されるよ うに、 その一Y側の端面に、 枠状の取付部材 42が固定されている。 ま た、 ステージ本体 9 2の一 Y側の端面には、 取付部材 42の開口内部の X軸方向の中心位置近傍に、 前述した一対の送光系 36に対向し得る配 置で、 一対の受光系 44が固定されている。 各受光系 44は、 リ レーレ ンズなどの光学系と、 受光素子、 例えばフォ トマルチプライヤチューブ などと、 これらを収納する筐体とによって構成されている。 図 4 (B) 及び図 5 (B)、 並びにこれまでの説明からわかるように、 本実施形態で は、 ウェハステージ WS Tと計測ステージ MS Tとが、 Y軸方向に関し て所定距離以内に近接した状態 （接触状態を含む） では、 計測プレート 3 0の各空間像計測スリッ 卜パターン S Lを透過した照明光 I Lが前述 の各送光系 36で案内され、 各受光系 44の受光素子で受光される。 す なわち、 計測プレー卜 30、 送光系 3 6及び受光系 44によって、 前述 した特開 200 2— 1 4005号公報 （対応する米国特許出願公開第 2 002/004 1 37 7号明細書） などに開示されるものと同様の、 空 間像計測装置 45 (図 8参照） が構成される。
取付部材 4 2の上には、 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、 「C Dバー」 と略述する） 46がズ軸 方向に延設されている。 この C Dバ一46は、 フルキネマティックマウ ント構造によって、 計測ステージ MS T上にキネマティックに支持され ている。
C D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。 この C D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ている。 また、 この C Dバー 46の長手方向の一側と他側の端部近傍には、 図 5 ( A) 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。 この一対の基準格子 5 2は、 所定 距離 （しとする） を隔てて C Dバー 46の X軸方向の中心、 すなわち前 述のセンタ一ライン C Lに関して対称な配置で形成されている。
また、 この C Dバー 46の上面には、 図 5 ( A) 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ライメント系、 セカンダリァライメ 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。 基準 マーク Mはその形状 （構成） が前述の基準マーク FMと異なっても良い が、 本実施形態では基準マーク Mと基準マーク FMとは同一の構成であ リ、 かつウェハ Wのァライメントマークとも同一の構成となっている。 なお、本実施形態では C Dバー 46の表面、及び計測テーブル MT B (前 述の計測用部材を含んでも良い） の表面もそれぞれ撥液膜 （撥水膜） で 覆われている。
計測テーブル M T Bの + Y端面、 一X端面も前述したウェハテーブル W T Bと同様の反射面 1 9 a、 1 9 bが形成されている（図 2及び図 5 (A) 参照） 。 干渉計システム 1 1 8 (図 8参照） の Y軸干渉計 1 8、 X軸干 渉計 1 30 (図 1では、 X軸午渉計 1 3 0は不図示、 図 2参照） は、 こ れらの反射面 1 9 a、 1 9 bに、 図 2に示されるように、 干渉計ビーム
(測長ビーム） を投射して、 それぞれの反射光を受光することにより、 各反射面の基準位置からの変位、 すなわち計測ステージ MS丁の位置情 報 （例えば、 少なく とも X軸及び Y軸方向の位置情報と 0 2方向の回転 情報とを含む） を計測し、 この計測値が主制御装置 20に供給される。 ところで、 X軸固定子 8 1 と X軸固定子 80とには、 図 2に示されるよ うに、 ストッパ機構 48 A, 48 Bが設けられている。 ス トツバ機構 4 8 Aは、 X軸固定子 80, 8 1の +X側端部近傍を斜視図にて示す図 6 に示されるように、 X軸固定子 8 1 に設けられた、 例えばオイルダンバ から成る緩衝装置としてのショックァブソーバ 47 Aと、 X軸固定子 8 0のショックァブソーバ 47 Aに対向する位置 （+X端部の一 Y側の端 面） に設けられたシャツタ 4 9 Aとを含んでいる。 X軸固定子 80のシ ョックァブソーバ 47 Aに対向する位置には、 開口 5 1 Aが形成されて いる。
シャツタ 49 Aは、 図 6に示されるように、 X軸固定子 80に形成さ れた開口 5 1 Aの一 Y側に設けられ、 例えばエアシリンダ等を含む駆動 機構 34 Aにより矢印 A、 A' 方向 （Z軸方向） に駆動可能である。 従 つて、 シャツタ 49 Aによって開口 5 1 Aを開状態又は閉状態にするこ とができる。 このシャツタ 4 9 Aによる開口 5 1 Aの開閉状態は、 該シ ャッタ 4 9 A近傍に設けられた開閉センサ （図 6では不図示、 図 8参照） 1 0 1により検出され、 該検出結果が主制御装置 20に送られる。
ストツパ機構 48 Bも、 ストツパ機構 48 Aと同様に構成されている。 すなわち、 図 2に示されるように、 ス トツパ機構 48 Bは、 X軸固定子 8 1の一 X端部近傍に設けられたショックァブソーバ 47日と、 X軸固 定子 80の前記ショックァブソーバ 4 7 Bに対向する位置に設けられた シャツタ 49 Bとを含んでいる。 また、 X軸固定子 80のシャツタ 4 9 Bの +Y側部分には、 開口 5 1 Bが形成されている。
ここで、 前記ス トッパ機構 4 8 A、 4 8 Bの作用について、 ストッパ 機構 48 Aを代表的に採り上げて、 図 7 (A) 〜図 7 (D) に基づいて 説明する。
図 7 ( A) に示されるように、 シャツタ 49 Aが開口 5 1 Aを閉塞す る状態にある場合には、 図 7 (B) に示されるように、 X軸固定子 8 1 と X軸固定子 8 0が接近した場合にも、 ショックアブソーバ 47 Aとシ ャッタ 4 9 Aが接触 （当接） することにより、 それ以上、 X軸固定子 8 0, 8 1 同士が接近できなくなる。 この場合、 図 7 (B) に示されるよ うにショックァブソーバ 47 Aのピス トンロッ ド 1 04 aの先端に固定 されたヘッ ド部 1 04 dが最も一 Y側に移動した場合 （すなわち、 ショ ックァブソーバ 47 Aの不図示のばねが最も縮み、 その全長が最も短く なった場合） にもウェハテーブル WT Bと計測テーブル MT Bとは接触 しない構成とされている。
一方、 図 7 (C) に示されるように、 駆動機構 34 Aを介して、 シャ ッタ 49 Aが下降駆動されると、 開口 5 1 Aが開放された状態となる。 この場合、 X軸固定子 8 1 , 80が互いに接近すると、 図 7 (D) に示 されるように、 ショックアブソーバ 47 Aのピストンロッド 1 04 aの 先端部の少なくとも一部を開口 5 1 A内に侵入させることができ、 図 7 (B) に示される状態よりも X軸固定子 8 1， 80同士を接近させるこ とが可能となる。 このような X軸固定子 8 1， 80が最接近した状態で は、 ウェハテーブル WT Bと計測テーブル M T B (C Dバー 4 6) とを 接触させる （あるいは、 3 0 0 m程度の距離に近接させる） ことが可 能である （図 1 4 ( B ) 等参照） 。
開口 5 1 Aの奥行き （深さ） は、 図 7 ( D ) に示されるように、 X軸 固定子 8 1 、 8 0が最接近した状態においてもショックァブソーバ 4 7 Aと開口 5 1 Aの終端部 （底に相当する部分） の間にギャップが形成さ れるように設定しても良いし、 ショックァブソーバ 4 7 Aのビストン口 ッ ド 1 0 4 aのヘッ ド部 1 0 4 dが終端部に接するように設定しても良 い。 また、 X軸固定子 8 1 、 8 0が X軸方向に相対移動した場合でも、 ショックァブソーバ 4 7 Aと開口 5 1 Aの壁部とが接触しないように、 相対移動の量に応じて予め開口部の幅を設定しておいても良い。
なお、 本実施形態では、 X軸固定子 8 1 と X軸固定子 8 0とに一対の ストツバ機構 4 8 A、 4 8 Bが設けられるものとしたが、 ストッパ機構 4 8 A、 4 8 Bの一方のみを設けることとしても良いし、 あるいは、 ゥ ェハステージ W S Tと計測ステージ M S Tとに上述と同様のストッパ機 構を設けることとしても良い。
琴 2に戻り、 X軸固定子 8 0の + X端部には、 間隔検知センサ 4 3 A と衝突検知センサ 4 3 Bとが設けられ、 X軸固定子 8 1の + X端部には、 Y軸方向に細長い板状部材 4 1 Aが + Y側に突設されている。 また、 X 軸固定子 8 0の一 X端部には、 図 2に示されるように、 間隔検知センサ 4 3 Cと衝突検知センサ 4 3 Dとが設けられ、 X軸固定子 8 1の一 X端 部には、 Y軸方向に細長い板状部材 4 1 Bが + Y側に突設されている。 間隔検知センサ 4 3 Aは、 例えば透過型フォ トセンサ （例えば L E D 一 P T rの透過型フォ 卜センサ） から成り、 図 6に示されるように、 U 字状の固定部材 1 4 2と、 該固定部材 1 4 2の対向する一対の面それぞ れに設けられた発光部 1 4 4 A及び受光部 1 4 4 Bとを含む。 この間隔 検知センサ 4 3 Aによると、 図 6の状態から、 X軸固定子 8 0と X軸固 定子 8 1が更に接近した場合には、 受光部 1 4 4 Bと発光部 1 4 4 Aと の間に板状部材 4 1 Aが入り、 該板状部材 4 1 Aの下半部によって発光 部 1 4 4 Aからの光が遮られ、 受光部 1 4 4 Bで受光される光量が徐々 に減少し、 その出力電流が徐々に小さくなる。 従って、 主制御装置 2 0 は、 該出力電流を検出することで、 X軸固定子 8 0 , 8 1の間隔が所定 距離以下になったことを検知できる。
衝突検知センサ 4 3 Bは、 図 6に示されるように、 U字状の固定部材 1 4 3と、 該固定部材 1 4 3の対向する一対の面それぞれに設けられた 発光部 1 4 5 A及び受光部 1 4 5 Bとを含む。 この場合、 発光部 1 4 5 Aは、 図 6に示されるように、 前述した間隔検知センサ 4 3 Aの発光部 1 4 4 Aにより幾分高い位置に配置され、 これに対応して受光部 1 4 5 Bは、 間隔検知センサ 4 3 Aの受光部 1 4 4 Bより幾分高い位置に配置 されている。
この衝突検知センサ 4 3 Bによると、 X軸固定子 8 1 , 8 0が更に接 近し、 ウェハテーブル W T Bと C Dバー 4 6 (計測テーブル M T B ) と が接触した段階 （又は 3 0 0 m程度の距離に近接した段階） で、 発光 部 1 4 5 Aと受光部 1 4 5 Bとの間に板状部材 4 1 Aの上半部が位置決 めされるため、 発光部 1 4 5 Aからの光が受光部 1 4 5 Bに入射されな くなる。 従って、 主制御装置 2 0は、 受光部 1 4 5 Bからの出力電流が 零になるのを検出することで、 両テーブルが接触した （又は 3 0 0 jt m 程度の距離に近接した） ことを検知できる。
なお、 X軸固定子 8 0の一 X端部近傍に設けられた間隔検知センサ 4 3 C及び衝突検知センサ 4 3 Dも、 上述した間隔検知センサ 4 3 A及び 衝突検知センサ 4 3 Bと同様に構成され、 板状部材 4 1 Bも前述した板 状部材 4 1 Aと同様に構成されている。
本実施形態の露光装置 1 0 0では、 図 1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、 図 3に示されるように、 投影ュ ニット P Uの中心 （投影光学系 P Lの光軸 A X、 本実施形態では前述の 露光領域 I Aの中心とも一致） を通りかつ Y軸と平行な直線 L V上で、 その光軸から一 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 A L 1が配置されている。 このプライマリアライメン ト系 A L 1は、 支持部材 5 4を介して不図示のメインフレームの下面に 固定されている。 このプライマリアライメン卜系 A L 1 を挟んで、 X軸 方向の一側と他側には、 その直線 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 A L 2 A L 22 と、 A L 23， A L 24とがそれぞれ設けられている。 すなわち、 5つのァライメン卜系 A L 1 , A L 2,〜 A L 24はその検出中心が X軸方向に関して異なる位置に配 置されている、 すなわち X軸方向に沿って配置されている。
各セカンダリァライメント系 A L 2 n ( n = "！〜 4 ) は、 セカンダリァ ライメン卜系 A L 24について代表的に示されるように、 回転中心 Oを中 心として図 3における時計回リ及び反時計回りに所定角度範囲で回動可 能なアーム 5 6n ( n = 1〜4) の先端.（回動端） に固定されている。 本 実施形態では、各セカンダリァライメント系 A L 2nはその一部（例えば、 ァライメン ト光を検出領域に照射し、 かつ検出領域内の対象マークから 発生する光を受光素子に導く光学系を少なく とも含む） がアーム 56nに 固定され、 残りの一部は投影ュニッ ト P Uを保持するメインフレームに 設けられる。 セカンダリァライメント系 A L 2 A L 2.2， A L 23， A L 24はそれぞれ、 回転中心 Oを中心として回動することで、 X位置が調 整される。 すなわち、 セカンダリァライメン ト系 A L 2 A L 22, Aし 23, A L 24はその検出領域 （又は検出中心） が独立に X軸方向に可動で ある。 従って、 プライマリアライメント系 A L 1及びセカンダリァライ メン卜系 A L 2,, A L 22, A L 23, A L 24は X軸方向に関してその検 出領域の相対位置が調整可能となっている。 なお、 本実施形態では、 ァ 一ムの回動によリセカンダリァライメント系 A L 2L A L 22, A L 23, A L 24の X位置が調整されるものとしたが、 これに限らず、 セカンダリ ァライメント系 A L 2,, A L 22, A L 23, A L 24を X軸方向に往復駆 動する駆動機構を設けても良い。 また、 セカンダリァライメント系 A L 2L A L 22, A L 23， A L 24の少なくとも 1つを X軸方向だけでなく Y軸方向にも可動として良い。 なお、 各セカンダリァライメント系 A L 2 πはその一部がアーム 56 ηによって移動されるので、不図示のセンサ、 例えば干渉計、 あるいはエンコーダなどによって、 アーム 56ηに固定さ れるその一部の位置情報が計測可能となっている。 このセンサは、 セカ ンダリアライメン卜系 A L 2nの X軸方向の位置情報を計測するだけで も良いが、 他の方向、 例えば Y軸方向、 及び/又は回転方向 （0 x及び Θ y方向の少なくとも一方を含む） の位置情報も計測可能として良し、。 前記各アーム 56Πの上面には、 差動排気型のエアべァリングから成る バキュームパッ ド 58Π (η = 1〜4) が設けられている。 また、 アーム 56ηは、 例えばモータ等を含む回転駆動機構 6 Οπ (η = 1〜4、 図 3で は不図示、 図 8参照） によって、 主制御装置 20の指示に応じて回動可 能である。 主制御装置 20は、 アーム 56ηの回転調整後に、 各バキュー 厶パッ ド 58ηを作動させて各アーム 56ηを不図示のメインフレームに 吸着固定する。 これにより、 各アーム 56ηの回転角度調整後の状態、 す なわち、 プライマリアライメン 卜系 A L 1及び 4つのセカンダリァライ メント系 A L 2,〜A L 24の所望の位置関係が維持される。なお、各ァー ムの回転の具体的な調整、 すなわち、 4つのセカンダリァライメント系 A L 2,〜A L 24のプライマリアライメント系 A L 1 に対する相対位置 の 整方法については後述する。
なお、 メインフレームのアーム 56nに対向する部分が磁性体であるな らば、 バキュームパッ ド 58に代えて電磁石を採用しても良い。
本実施形態では、 プライマリアライメント系 A L 1及び 4つのセカン ダリアライメント系 A L 2,~A L 24のそれぞれとして、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リ受光面に結像された対象マー クの像と不図示の指標 （各ァライメン卜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 F I A (Field Image Al ignment) 系 が用いられている。 プライマリアライメン卜系 A L 1及び 4つのセカン ダリアライメント系 A L Sj A L 24のそれぞれからの撮像信号は、図 8 の主制御装置 20に供給されるようになっている。
なお、 上記各ァライメント系としては、 F I A系に限らず、 例えばコ ヒーレン卜な検出光を対象マークに照射し、 その対象マークから発生す 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卜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。 また、 本実施形態では 5つの ァライメント系 Α ί- Ι Α ί Σ, Α ί Ζ を設けるものとしている力《、そ の数は 5つに限られるものでなく、 2つ以上かつ 4つ以下、 あるいは 6 つ以上でも良いし、 奇数ではなく偶数でも良い。 さらに、 本実施形態で は、 5つのァライメン卜系 A L 1 、 Α ί Σ, Α ί ΖΑは、 支持部材 54を 介して投影ュニッ ト P Uを保持するメインフレームの下面に固定される ものとしたが、 これに限らず、 例えば前述した計測フレームに設けても 良い。
本実施形態の露光装置 1 00では、 図 3に示されるように、 前述した ノズルュ二ッ 卜 3 2の周囲を四方から囲む状態で、 エンコーダシステム の 4つのへッ ドュニッ ト 6 2 A〜6 2 Dが配置されている。 これらのへ ッドュニッ 卜 6 2 A〜 6 2 Dは、 図 3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、 支持部材を介して、 前述した投 影ュニッ ト p uを保持するメインフレームに吊り下げ状態で固定されて いる。 なお、 へッ ドュニッ 卜 6 2 A~ 62 Dは、 例えば投影ュニッ ト P Uが吊リ下げ支持される場合は投影ュニッ ト P Uと一体に吊り下げ支持 しても良いし、 あるいは前述した計測フレームに設けても良い。
ヘッ ドユニッ ト 6 2 A、 62 Cは、 投影ュニッ 卜 P Uの + X側、 一 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 P Lの光軸 A Xに関して対称に光軸 A X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 6 2 B、 6 2 Dは、 投影ュニッ 卜 P Uの + Y側、 一 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 Pしの光軸 A Xからほぼ同一距離隔てて配置されている。
ヘッ ドユニッ ト 6 2 A及び 62 Cは、 図 3に示されるように、 X軸方 向に沿って投影光学系 P Lの光軸 A Xを通りかつ X軸と平行な直線 L H 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。 へッドュニッ 卜 62 Aは、 前述の Yスケール 39 Y, を用いて、 ウェハステージ WS T (ウェハテーブル WT B) 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 （以下、 適宜 「Yエンコーダ」 又は 「エンコーダ」 と略述する） 7 0 Α (図 8参 照） を構成する。 同様に、 ヘッ ドユニッ ト 62 Cは、 前述の Yスケール 39 Y2を用いて、 ウェハステージ WS T (ウェハテーブル WT B) の Υ 位置を計測する多眼 （ここでは、 6眼） の Υエンコーダ 7 0 C (図 8参 照） を構成する。 ここで、 へッ ドュニッ ト 62 Α, 6 2 Cが備える隣接 する Υヘッ ド 64 (すなわち、 計測ビーム） の間隔は、 前述の Υスケー ル β Θ Υ^ 39丫2の乂軸方向の幅 （より正確には、 格子線 3 8の長さ） よりも狭く設定されている。 また、 ヘッ ドユニッ ト 62 A , 6 2 Cがそ れぞれ備える複数の Yへッ ド 64のうち、 最も内側に位置する Yへッ ド 64は、 投影光学系 P Lの光軸になるべく近く配置するために、 投影光 学系 P Lの鏡筒 40の下端部 （より正確には先端レンズ 1 9 1 を取り囲 むノズルユニット 32の横側） に固定されている。
ヘッ ドユニッ ト 62 Bは、 図 3に示されるように、 上記直線 L V上に Y軸方向に沿って所定間隔で配置された複数、 ここでは 7個の Xへッ ド 6 6を備えている。 また、 へッ ドュニッ 卜 62 Dは、 上記直線 LV上に 所定間隔で配置された複数、 ここでは 1 1個 （ただし、 図 3ではプライ マリアライメント系 A L 1 と重なる 1 1個のうちの 3個は不図示） の X ヘッ ド 6 6を備えている。 へッ ドュニッ ト 62 Bは、 前述の Xスケール 39 X，を用いて、 ウェハステージ WS T (ウェハテーブル WT B) の X 軸方向の位置 （X位置） を計測する、 多眼 （ここでは、 7眼） の Xリニ ァエンコーダ （以下、 適宜 ΓΧエンコーダ」 又は 「エンコーダ」 と略述 する） 7 0 Β (図 8参照） を構成する。 また、 ヘッ ドユニッ ト 6 2 Dは、 前述の Xスケール 39 Χ2を用いて、 ウェハステージ WS T (ウェハテー ブル WT B) の X位置を計測する多眼 （ここでは、 1 1眼） の Xェンコ ーダ 7 0 D (図 8参照） を構成する。 また、 本実施形態では、 例えば後 述するァライメント時などにへッ ドュニッ ト 6 2 Dが備える 1 1個の X ヘッ ド 66のうちの 2個の Xヘッド 6 6が、 Xスケール 3 Xスケ
—ル 39 X2に同時にそれぞれ対向する場合がある。 この場合には、 Xス ケ一ル 39ズ，とこれに対向する Xへッド 66とによって、 Xリニアェン コーダ 7 0 Bが構成され、 Xスケール 39乂2とこれに対向する Xへッ ド 66とによって、 Xリニアエンコーダ 70 Dが構成される。
ここで、 1 1個の Xヘッド 66のうちの一部、 ここでは 3個の Xへッ ドは、 プライマリアライメント系 A L 1の支持部材 54の下方に取リ付 けられている。 また、 ヘッ ドユニッ ト 62 B, 62 Dがそれぞれ備える 隣接する Xへッ ド 6 6 (計測ビーム） の間隔は、 前述の Xスケール 3 9 X,, 39 X2の丫軸方向の幅 （より正確には、 格子線 37の長さ） よりも 狭く設定されている。 また、 ヘッ ドユニッ ト 6 2 B, 62 Dがそれぞれ 備える複数の Xへッ ド 66のうち、最も内側に位置する Xへッド 66は、 投影光学系 P Lの光軸になるべく近く配置するために、 投影光学系 P L の鏡筒の下端部 （より正確には先端レンズ 1 9 1 を取り囲むノズルュニ ット 3 2の横側） に固定されている。
さらに、 セカンダリァライメン卜系 A L 2，の一 X側、 セカンダリァラ ィメント系 A L 24の +X側に、 プライマリアライメント系 A L 1の検出 中心を通る X軸に平行な直線上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へッ ド 64 y i， 64 y2がそれぞれ設けられている。 Yヘッ ド 64 y 64 y2の間隔は、前述した距離 Lにほぼ等しく設定さ れている。 Yヘッ ド 64 y i, 64 y2は、 ウェハステージ WS T上のゥェ ハ Wの中心が上記直線 L V上にある図 3に示される状態では、 Yスケー ル 39 Y2, 39 Υ!にそれぞれ対向するようになっている。後述するァラ ィメント動作の際などでは、 Υヘッ ド 64 y i, 64 y2に対向して Yスケ —ル 3 9 Y2， 3 9 Υ がそれぞれ配置され、 この Υヘッ ド 64 y i， 64 y2 (すなわち、 これら Yヘッ ド 64 y i, 64 y 2によって構成される Y エンコーダ 7 0 C、 70 A) によってウェハステージ WS Tの Y位置（及 X Θ Z回転） が計測される。 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、 C Dバ一 46の一対の基準格子 5 2と Yへッ ド 6 4 y 6 4 y2とがそれぞれ対向し、 Yヘッド 64 y , 64 y2と対向す る基準格子 52とによって、 C Dバー 4 6の Y位置が、 それぞれの基準 格子 52の位置で計測される。 以下では、 基準格子 5 2にそれぞれ対向 する Yヘッ ド 64 y i, 6 4 y 2によって構成されるエンコーダを Y軸リ二 ァエンコーダ 70 E, 7 O F (図 8参照） と呼ぶ。
上述した 6つのリニァエンコーダ 70 A〜 7 0 Fの計測値は、 主制御 装置 20に供給され、 主制御装置 20は、 リニアエンコーダ 7 0 A~ 7 0 Dの計測値に基づいて、 ウェハテーブル WT Bの X Y平面内の位置を 制御するとともに、 リニアエンコーダ 7 0 E, 7 O Fの計測値に基づい て、 C Dパー 46の 0 z方向の回転を制御する。
本実施形態の露光装置 1 00では.、 図 3に示されるように、 照射系 9 0 a及び受光系 9 0 bから成る、 例えば特開平 6— 28 3403号公報 (対応する米国特許第 5 , 448 , 33 2号明細書） 等に開示されるも の i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 A F 系」 と略述する） が設けられている。 本実施形態では、 一例として、 前 述のへッドユニッ ト 62 Cの一 X端部の一 Y側に照射系 90 aが配置さ れ、 これに対峙する状態で、 前述のヘッ ドユニッ ト 6 2 Aの +X端部の 一 Y側に受光系 9 0 bが配置されている。
この多点 A「系 （90 a， 9 0 b) の複数の検出点は、 被検面上で X 軸方向に沿って所定間隔で配置される。 本実施形態では、 例えば 1行 M 列 （Mは検出点の総数） 又は 2行 N列 （Nは検出点の総数の 1 Z2) の 行マトリックス状に配置される。 図 3中では、 それぞれ検出ビームが照 射される複数の検出点を、 個別に図示せず、 照射系 90 a及ぴ受光系 9 0 bの間で X軸方向に延びる細長い検出領域 A Fとして示している。 こ の検出領域 A Fは、 X軸方向の長さがウェハ Wの直径と同程度に設定さ れているので、 ウェハ Wを Y軸方向に 1回スキャンするだけで、 ウェハ Wのほぼ全面で Z軸方向の位置情報（面位置情報） を計測できる。また、 この検出領域 A Fは、 Y軸方向に関して、 前述の液浸領域 1 4 (露光領 域 Ι Α) とァライメン ト系 （A L 1 、 A L 21f A L 22, A L 23, A L 24) の検出領域との間に配置されているので、 多点 A F系とァライメン ト系とでその検出動作を並行して行うことが可能となっている。 多点 A F系は、 投影ュニッ ト P Uを保持するメインフレームなどに設けても良 いが、 本実施形態では前述の計測フレームに設けるものとする。
なお、 複数の検出点は 1行 M列又は 2行 N列で配置されるものとしたが、 行数及び Z又は列数はこれに限られない。 但し、 行数が 2以上である場 合は、 異なる行の間でも検出点の X軸方向の位置を異ならせることが好 ましい。 さらに、 複数の検出点は X軸方向に沿って配置されるものとし たが、 これに限らず、 複数の検出点の全部又は一部を Y軸方向に関して 異なる位置に配置しても良い。 例えば、 X軸及び Y軸の両方と交差する 方向に沿って複数の検出点を配置しても良い。 すなわち、 複数の検出点 は少なく とも X軸方向に関して位置が異なっていれば良い。 また、 本実 施形態では複数の検出点に検出ビームを照射するものとしたが、 例えば 検 領域 A Fの全域に検出ビームを照射しても良い。 さらに、 検出領域 A Fは X軸方向の長さがウェハ Wの直径と同程度でなくても良い。
本実施形態の露光装置 1 00は、 多点 A F系の複数の検出点のうち両端 に位置する検出点の近傍、 すなわち検出領域 A Fの両端部近傍に、 前述 の直線 L Vに関して対称な配置で、 各一対の Z位置計測用の面位置セン サ （以下、 「Zセンサ」 と略述する） 7 2 a , 7 2 b、 及び 7 2 c， 7 2 dが設けられている。 これらの Zセンサ 7 2 a〜 7 2 dは、 不図示の メインフレームの下面に固定されている。 Zセンサ 7 2 a〜 7 2 d とし ては、 ウェハテーブル WT Bに対し上方から光を照射し、 その反射光を 受光してその光の照射点におけるウェハテーブル WT B表面の X Y平面 に直交する Z軸方向の位置情報を計測するセンサ、 一例として C D ドラ ィブ装置などで用いられる光ピックアツプのような構成の光学式の変位 センサ （C Dピックアップ方式のセンサ） が用いられている。 なお、 Z センサ 7 2 a〜 7 2 dは前述した計測フレームなどに設けても良い。 さらに、 前述したへッドュニッ ト 6 2 Cは、 複数の Yヘッド 6 4を結 ぶ X軸方向の直線 L Hを挟んで一側と他側に位置する、 直線 L Hに平行 な 2本の直線上にそれぞれ沿って且つ所定間隔で配置された複数 （ここ では各 6個、 合計で 1 2個） の Zセンサ 7 4 U ( i = 1 , 2、 j = 1 , 2 , …… , 6 ) を備えている。 この場合、 対を成す Ζセンサ 7 41JS 7 42Jは、 上記直線 L Hに関して対称に配置されている。 さらに、 複数対 (ここでは 6対）の Zセンサ 7 4 、 7 42,jと複数の Yへッ ド 6 4とは、 X軸方向に関して交互に配置されている。 各 Zセンサ 7 4 Uとしては、 例えば、 前述の Zセンサ 7 2 a ~ 7 2 dと同様の C Dピックアップ方式 のセンサが用いられている。
ここで、 直線 L Hに関して対称な位置にある各対の Zセンサ 7 4^, 7 42 jの間隔は、 前述した Zセンサ 7 4 c , 7 4 dの間隔と同一間隔に 設定されている。 また、 一対の Zセンサ 7 41 4, 7 424は、 Zセンサ 7 2 a , 7 2 bと同一の、 Y軸方向に平行な直線上に位置している。
また、 前述したへッ ドュニット 6 2 Aは、 前述の直線 L Vに関して、 上述の複数の Zセンサ 7 4 U と対称に配置された複数、 ここでは 1 2個 の Zセンサ 7 6p q ( p = 1， 2、 q = 1 , 2 , "-… , 6 ) を備えている。 各 Zセンサ 7 6 p qとしては、 例えば、 前述の Zセンサ 7 2 a ~ 7 2 dと 同様の C Dピックアップ方式のセンサが用いられている。 また、 一対の Zセンサ 7 61 3， 7 623は、 Zセンサ 7 2 c， 7 2 dと同一の Y軸方向 の直線上に位置している。
なお、 図 3では、 計測ステージ M S Tの図示が省略されるとともに、 その計測ステージ M S Tと先端レンズ 1 9 1 との間に保持される水 L q で形成される液浸領域が符号 1 4で示されている。 また、 この図 3にお いて、 符号 7 8は、 多点 A F系 （ 9 0 a , 9 0 b ) のビーム路近傍に所 定温度に温度調整されたドライエアーを、 図 3中の白抜き矢印で示され るように、 例えばダウンフローにて送風する局所空調システムを示す。 また、 符号 U Pは、 ウェハテーブル WT B上のウェハのアンロードが行 われるアンローディングポジションを示し、 符号し Pはウェハテーブル WT B上へのウェハのロードが行われるローディングポジションを示す。 本実施形態では、 アンロードポジション U Pと、 ローデイングポジショ ン L Pとは、 直線 L Vに関して対称に設定されている。 なお、 アン口一 ドポジシヨン U Pとローディングポジシヨン L Pとを同一位置としても 良い。
図 8には、 露光装置 1 00の制御系の主要な構成が示されている。 こ の制御系は、 装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ （又は ワークステーション） から成る主制御装置 2 0を中心として構成されて いる。 なお、 図 8においては、 前述した照度むらセンサ 94、 空間像計 測器 96及び波面収差計測器 98などの計測ステージ MS Tに設けられ た各種センサが、 纏めてセンサ群 99として示されている。
上述のようにして構成された本実施形態の露光装置 1 00では、 前述 したようなウェハテーブル WT B上の Xスケール、 Yスケールの配置及 び前述したような Xヘッ ド、 Yヘッ ドの配置を採用したことから、 図 9 ( A) 及び図 9 (B) などに例示されるように、 ウェハステージ WS T の有効ス トローク範囲 （すなわち、 本実施形態では、 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 3 9 X,， 39 X2とヘッ ドユニッ ト 62 B、 62 D (Xヘッ ド 66) とがそれぞれ対向 し、かつ Yスケール 39丫 39 Y2とヘッ ドュニッ ト 6 2 A、 6 2 C (Y ヘッ ド 64 ) 又は Yヘッ ド 64 y 64 y 2とがそれぞれ対向するように なっている。 なお、 図 9 ( A) 及び図 9 (B) 中では、 対応ずる Xスケ ール又は Yスケールに対向したへッ ドが丸で囲んで示されている。
このため、 主制御装置 20は、 前述のウェハステージ WS Tの有効ス トローク範囲では、 エンコーダフ O A〜 7 0 Dの少なく とも 3つの計測 値に基づいて、 ステージ駆動系 1 24を構成する各モータを制御するこ とで、 ウェハステージ WS Tの X Y平面内の位置情報 （ 0 z方向の回転 情報を含む） を、 高精度に制御することができる。 エンコーダ 7 0 A〜 70 Dの計測値が受ける空気揺らぎの影響は、 干渉計に比べては無視で きるほど小さいので、 空気揺らぎに起因する計測値の短期安定性は、 干 渉計に比べて格段に良い。 なお、 本実施形態では、 ウェハステージ WS τの有効ス トローク範囲及びスケールのサイズ （すなわち、 回折格子の 形成範囲） などに応じて、 へッ ドュニッ ト 62 B、 62 D、 6 2 A、 6 2 Cのサイズ （例えば、 ヘッ ドの数及び Z又は間隔など） を設定してい る。 従って、 ウェハステージ WS Tの有効ストローク範囲では、 4つの スケール 39 X 3 9 X2、 39 Υ,, 3 9 Υ 2が全てヘッ ドユニッ ト 62 Β、 6 2 D、 6 2 Α、 62 Cとそれぞれ対向するが、 4つのスケールが 全て対応するへッ ドュニッ 卜と対向しなくても良い。 例えば、 Xスケ一 ル 39 Χ 39 Χ2の一方、 及び/又は Υスケール 3 9丫 39 Υ2の一 方がへッ ドュニッ 卜から外れても良い。 Xスケール 3 9 X L 39 Χ2の一 方、又は Υスケール 39 Υ1; 39 Υ2の一方がへッ ドュニッ 卜から外れる 場合、 ウェハステージ WS Τの有効ス トローク範囲では 3つのスケール がへッ ドュニッ 卜と対向するので、 ウェハステージ WS Τの X軸、 Υ軸 及び 0 ζ方向の位置情報を常時計測可能である。 また、 Xスケール 39 Χ,, 3 9 Χ2の一方、 及び Υスケール 39丫 39 Υ2の一方がへッ ドュ 二ッ 卜から外れる場合、 ウェハステージ WS Τの有効ス トローク範囲で は 2つのスケールがへッ ドュニッ 卜と対向するので、 ウェハステージ W S Tの 0 ζ方向の位置情報は常時計測できないが、 X軸及び Υ軸方向の 位置情報は常時計測可能である。 この場合、 干渉計システム 1 1 8によ つて計測されるウェハステージ ws τの θ ζ方向の位置情報を併用して、 ウェハステージ WS Τの位置制御を行っても良い。
また、 図 9 (Α) 中に白抜き矢印で示されるようにウェハステージ WS Τを X軸方向に駆動する際、 そのウェハステージ WS Τの Υ軸方向の位 置を計測する Υヘッ ド 64が、 同図中に矢印 e i， e2で示されるように、 隣の Yヘッ ド 64に順次切り換わる。 例えば、 実線の丸で囲まれる Yへ ッ ド 64から点線の丸で囲まれる Yへッ ド 64へ切り換わる。 このため、 その切り換わりの前後で、 計測値が引き継がれる。 すなわち、 本実施形 態では、 この Yヘッ ド 64の切り換え及び計測値の引継ぎを円滑に行う ために、 前述の如く、 へッ ドュニッ ト 6 2 A， 6 2 Cが備える隣接する Yへッ ド 64の間隔を、 Υスケール 3 9 Υ,, 39 Υ2の X軸方向の幅よリ も狭く設定したものである。
また、 本実施形態では、 前述の如く、 へッ ドュニッ ト 6 2 Β, 6 2 D が備える隣接する Xヘッ ド 66の間隔は、 前述の Xスケール 39 3 9 Χ2の Υ軸方向の幅よりも狭く設定されているので、 上述と同様に、 図 9 (Β) 中に白抜き矢印で示されるようにウェハステージ WS Τを Υ軸 方向に駆動する際、 そのウェハステージ WS Τの X軸方向の位置を計測 する Xヘッ ド 6 6が、 順次隣の Xへッ ド 66に切リ換わリ （例えば実線 の丸で囲まれる Xへッ ド 66から点線の丸で囲まれる Xへッ ド 66へ切 リ換わる） 、 その切り換わりの前後で計測値が引き継がれる。
次に、 エンコーダ 7 0 Α〜 7 0 Fの構成等について、 図 1 0 (Α) に 拡大して示される Υエンコーダ 70 Αを代表的に採り上げて説明する。 この図 1 0 (A) では、 Yスケール.3 9 に検出光 （計測ビーム） を照 射するへッ ドユニッ ト 6 2 Aの 1つの丫ヘッ ド 64を示している。
Yへッ ド 64は、 大別すると、 照射系 64 a、 光学系 64 b、 及び受 光系 64 cの 3部分から構成されている。
照射系 64 aは、 レーザ光 L Bを Y軸及び Z軸に対して 45° を成す 方向に射出する光源、 例えば半導体レーザ L Dと、 該半導体レーザ L D から射出されるレーザビーム L Bの光路上に配置されたレンズ L 1 とを 含む。
光学系 64 bは、 その分離面が X Z平面と平行である偏光ビー厶スプ リツタ P B S、 一対の反射ミラ一 R 1 a , R 1 b、 レンズ L 2 a , L 2 b、 四分の一波長板 （以下、 λΖ 4板と記述する） WP 1 a , WP 1 b、 及び反射ミラー R 2 a , R 2 b等を備えている。
前記受光系 64 cは、 偏光子 （検光子） 及び光検出器等を含む。
この Yエンコーダ 7 0 Aにおいて、 半導体レーザ L Dから射出された レーザビーム L Bはレンズ L 1 を介して偏光ビームスプリッタ P B Sに 入射し、 偏光分離されて 2つのビーム L B1 L Β2となる。 偏光ビームス プリッタ P B Sを透過したビームし は反射ミラ一 R 1 aを介して Υ スケール 3 9 に形成された反射型回折格子 RGに到達し、 偏光ビーム スプリッタ P B Sで反射されたビーム L B2は反射ミラー R 1 bを介し て反射型回折格子 RGに到達する。 なお、 ここで 「偏光分離」 とは、 入 射ビームを P偏光成分と S偏光成分に分離することを意味する。
ビーム L L B2の照射によって回折格子 RGから発生する所定次数 の回折ビーム、 例えば 1次回折ビームはそれぞれ、 レンズし 2 b、 L 2 aを介して λ Z4板 WP 1 b、 WP 1 a【こより円偏光に変換された後、 反射ミラー R 2 b、 R 2 aにより反射されて再度 ス 4板 W P 1 b、 W P 1 aを通り、 往路と同じ光路を逆方向に迪つて偏光ビームスプリッタ P B Sに達する。
偏光ビームスプリ ッタ P B Sに達した 2つのビームは、 各々その偏光 方向が元の方向に対して 90度回転している。 このため、 先に偏光ビー ムスプリッタ P BSを透適したビーム L B の 1次回折ビームは、 偏光ビ 一ムスプリッタ P B Sで反射されて受光系 64 cに入射するとともに、 先に偏光ビームスプリッタ P B Sで反射されたビーム L B2の 1次回折 ビームは、 偏光ビームスプリッタ P BSを透過してビーム L B，の 1次回 折ビームと同軸に合成されて受光系 64 cに入射する。
そして、 上記 2つの 1次回折ビームは、 受光系 6 4 cの内部で、 検光 子によって偏光方向が揃えられ、 相互に干渉して干渉光となり、 この干 渉光が光検出器によって検出され、 干渉光の強度に応じた電気信号に変 換される。
上記の説明からわかるように、 Yエンコーダ 7 O Aでは、 干渉させる 2つのビームの光路長が極短くかつほぼ等しいため、 空気揺らぎの影響 がほとんど無視できる。 そして、 Yスケール 39 (すなわちウェハス テージ WS T) が計測方向 （この場合、 Y軸方向） に移動すると、 2つ のビームそれぞれの位相が変化して干渉光の強度が変化する。 この干渉 光の強度の変化が、 受光系 64 cによって検出され、 その強度変化に応 じた位置情報が Yエンコーダ 7 0 Aの計測値として出力される。 その他 のエンコーダ 7 0 B, 70 C , 7 0 D等も、 エンコーダ 7 0 Aと同様に して構成されている。 各エンコーダとしては、 分解能が、 例えば 0 . 1 n m程度のものが用いられている。なお、本実施形態のエンコーダでは、 図 1 0 ( B ) に示されるように、 検出光として格子 R Gの周期方向に長 く延びる断面形状のレーザビーム L Bを用いても良い。 図 1 0 ( B ) で は、 格子 R Gと比較してビーム L Bを誇張して大きく図示している。
ところで、 エンコーダのスケールは、 使用時間の経過と共に熱膨張そ の他によリ回折格子が変形したリ、 回折格子のピッチが部分的は又は全 体的に変化したりする等、 機械的な長期安定性に欠ける。 このため、 そ の計測値に含まれる誤差が使用時間の経過と共に大きくなるので、 これ を補正する必要がある。 以卞、 本実施形態の露光装置 1 0 0で行われる スケールの格子ピッチ補正及び格子変形の補正について、 図 1 1に基づ いて説明する。
この図 1 1において、 待号 I B Y . 1 ， I B Y 2は、 Y軸干渉計 1 6か らウェハテーブル W T Bの反射面 1 7 aに照射される多数の光軸のうち の 2つの光軸の測長ビームを示し、 符号 I B X 1 ， I B X 2は、 X軸干 渉計 1 2 6からウェハテーブル W T Bの反射面 1 Ί bに照射される多数 の光軸のうちの 2つの光軸の測長ビームを示す。 この場合、 測長ビーム I B Y 1 , I B Y 2は、 上記直線 L V (複数の Xへッ ド 6 6の中心を結 んだ直線に一致） に関して対称に配置され、 Y軸干渉計 1 6の実質的な 測長軸は、 上記直線 L Vに一致する。 このため、 Y軸干渉計 1 6によれ ば、 アッベ誤差なくウェハテーブル W T Bの Y位置を計測することがで きる。 同様に、 測長ビーム I B X 1 , I B X 2は、 投影光学系 P Lの光 軸を通る、 X軸と平行な直線 L H (複数の Yヘッ ド 6 4の中心を結んだ 直線に一致） に関して対称に配置され、 X軸干渉計 1 2 6の実質的な測 長軸は、 投影光学系 P Lの光軸を通る、 X軸と平行な直線 L Hに一致す る。 このため、 X軸干渉計 1 6によれば、 アッベ誤差なくウェハテープ ル W T Bの X位置を計測することができる。
まず、 Xスケールの格子線の変形 （格子線の曲がり） と、 Yスケール の格子線のピッチの補正について説明する。 ここでは、 説明を簡単にす るために、 反射面 1 7 bは、 理想的な平面であるものとする。
まず、 主制御装置 20は、 Y軸干渉計 1 6、 X軸干渉計 1 26の計測 値に基づいてウェハステージ WS Tを駆動し、 図 1 1に示されるように、 Yスケール 3 9 及び 39 Y2がそれぞれ対応するへッドュニッ ト 62 A、 62 C (少なくとも 1つのヘッ ド） の直下に配置され、 かつ Υスケ ール 39丫 39 Υ2 (回折格子） の +Υ側の一端がそれぞれ対応するへ ッ ドユニッ ト 62 Α、 62 Cと一致する位置に、 ウェハステージ WS T を位置決めする。
次に、 主制御装置 20は、 Υ軸干渉計 1 6の計測値の短期変動が無視 できる程度の低速で、 且つ X軸干渉計.1 2 6の計測値を所定値に固定し つつ、 Υ軸干渉計 1 6及び Ζセンサ 7 4】, 4、 7 424、 7 61 3、 7 623の 計測値に基づいて、 ピッチング量、 ローリング量及ぴョーイング量を全 て零に維持しながら、 図 1 1中に矢印 Fで示されるように、 例えば Υス ケール 3 9丫ぃ 39 Υ2の他端 (一 Υ側の一端) がそれぞれ対応するへッ ドユニッ ト 6 2 Α、 6 2 Cと一致するまで （俞述の有効ストローク範囲 で） 、 ウェハステージ WS Τを + Υ方向に移動させる。 この移動中に、 主制御装置 20は、 Υリニアエンコーダ 7 0 Α, 7 0〇の計測値及び丫 軸干渉計 1 6の計測値 （測定ビーム I B Y 1 、 I B Y 2による計測値） を、 所定のサンプリング間隔で取り込み、 その取り込んだ計測値に基づ いて Yリニアエンコーダ 70 A, 7 0 Cの計測値と Y軸干渉計 1 6の計 測値との関係を求める。 すなわち、 主制御装置 20は、 ウェハステージ WS Tの移動に伴ってへッ ドユニッ ト 62 A及び 6 2 Cに順次対向して 配置される Yスケール 3 9丫〗及び 39 Y2の格子ピッチ （隣接する格子 線の間隔）及び該格子ピッチの補正情報を求める。補正情報は、例えば、 横軸が干渉計の計測値、 縦軸がエンコーダの計測値とした場合の両者の 関係を曲線で示す補正マップなどとして求めることができる。 この場合 の Υ軸干渉計 1 6の計測値は、 前述した極低速でウェハステージ WS Τ をスキャンしたときに得られるものであるから、 長期的な変動誤差は勿 論、 空気揺らぎなどに起因する短期的な変動誤差も殆ど含まれず、 誤差 が無視できる正確な値と考えて差し支えない。 なお、 上記範囲内で、 図 1 1中に矢印 F ' で示されるように、 ウェハステージ W S Tを一 Y方向 に移動させて、 上記と同様の手順で、 Yスケール 3 9 及び 3 9 Y 2の 格子ピッチ （隣接する格子線の間隔） 及び該格子ピッチの補正情報を求 めても良い。 ここでは、 Υスケール 3 9丫 3 9 Υ 2の両端が対応するへ ッ ドユニッ ト 6 2 Α、 6 2 Cを横切る範囲に渡ってウェハステージ W S Tを Y軸方向に駆動するものとしたが、 これに限らず、 例えばウェハの 露光動作時にウェハステージ W S Tが移動される Y軸方向の範囲でゥェ ハステージ W S Tを駆動しても良い。
また、 主制御装置 2 0は、 上記のウェハステージ W S Tの移動中に、 その移動に伴って Xスケール 3 9 X 1 ( 3 9 X 2に順次対向して配置される へッ ドュニッ 卜 6 2 B及び 6 2 Dの複数の Xへッド 6 6から得られる計 測値と、 各計測値に対応する、 干渉計 1 6の計測値とを用いて、 所定の 統計演算を行って、 その複数の Xへッ ド 6 6に順次対向した格子線 3 7 の変形 （曲がり） の補正情報をも求めている。 このとき、 主制御装置 2 0は、例えば Xスケール 3 9 X L 3 9 X 2に順次対向して配置されるへッ ドュニッ 卜 6 2 B及び 6 2 Dの複数のへッ ドの計測値 （又は重み付き平 均値） などを、 格子曲がりの補正情報として算出する。 これは、 反射面 1 7 bが理想的な平面である場合には、 ウェハステージ W S Tを + Y方 向又は一 Y方向に送っていく過程で、 繰り返し同じぶれパターンが出現 する害であるから、 複数の Xへッ ド 6 6で取得した計測データを平均化 等すれば、その複数の Xへッド 6 6に順次対向した格子線 3 7の変形（曲 がリ） の補正情報を正確に求めることができるからである。
なお、 反射面 1 7 bが理想的な平面でない場合には、 予めその反射面 の凹凸 （曲がり） を計測してその曲がりの補正データを求めておく。 そ して、 上述のウェハステージ W S Tの + Y方向又はー丫方向への移動の 際に、 X軸干渉計 1 2 6の計測値を所定値に固定する代わりに、 その補 正データに基づいて、 ウェハステージ W S Tの X位置を制御することで、 ウェハステージ W S Tを正確に Y軸方向に移動させることとすれば良い。 このようにすれば、 上記と全く同様に、 Yスケールの格子ピッチの補正 情報及び格子線 3 7の変形 （曲がり） の補正情報を得ることができる。 なお、 複数の Xへッ ド 6 6で取得した計測データは、 反射面 1 7 bの異 なる部位基準での複数のデータであり、 いずれのへッ ドも同一の格子線 の変形 （曲がり） を計測しているのであるから、 上記の平均化等によつ て、 反射面の曲がり補正残差が平均化されて真の値に近づく （換言すれ ば、 複数のヘッ ドで取得した計測データ （格子線の曲がり情報） を平均 化することで、 曲がり残差の影響を薄めることができる） という付随的 な効果 ¾ぁる。
次に、 Yスケールの格子線の変形 （格子線の曲がり） と、 Xスケール の格子線のピッチの補正について説明する。 ここでは、 説明を簡単にす るために、反射面 1 7 aは、理想的な平面であるものとする。 この場合、 上述の補正の場合と、 X軸方向と Y.軸方向とを入れ替えた処理を行えば 良い。
すなわち、 主制御装置 2 0は、 まず、 ウェハステージ W S Tを駆動し、 Xスケール 3 9 X、及び 3 9 X 2がそれぞれ対応するへッ ドュニッ ト 6 2 B、 6 2 D (少なくとも 1つのヘッ ド） の直下に配置され、 かつ Xスケ —ル 3 9 X 1 3 9 X 2 (回折格子） の + X側 （又は一 X側） の一端がそれ ぞれ対応するヘッ ドユニッ ト 6 2 B、 6 2 Dと一致する位置に、 ウェハ ステージ W S Tを位置決めする。 次に、 主制御装置 2 0は、 X軸干渉計 1 2 6の計測値の短期変動が無視できる程度の低速で、 且つ Y軸干渉計 1 6の計測値を所定値に固定しつつ、 X軸干渉計 1 2 6等の計測値に基 づいて、 ピッチング量、 ローリング量及びョーイング量を全て零に維持 しな力《ら、 例えば Xスケール 3 9 X 1 3 9 X 2の他端 （一 Y側 （又は + Y 側） の一端） がそれぞれ対応するヘッ ドユニッ ト 6 2 A、 6 2 Cと一致 するまで （前述の有効ストローク範囲で） 、 ウェハステージ W S Tを + X方向 （又は一 X方向） に移動させる。 この移動中に、 主制御装置 2 0 は、 Xリニアエンコーダ 7 0 B , 7 0 Dの計測値及び X軸干渉計 1 2 6 の計測値 （測定ビーム I B X 1、 I B X 2による計測値） を、 所定のサ ンプリング間隔で取リ込み、 その取リ込んだ計測値に基づいて Xリニア エンコーダ 7 0 B , 7 0 Dの計測値と X軸干渉計 1 2 6の計測値との関 係を求めることとすれば良い。 すなわち、 主制御装置 2 0は、 ウェハス テージ W S Tの移動に伴ってへッ ドユニッ ト 6 2 B及び 6 2 Dに順次対 向して配置される Xスケール 3 9 X，及び 3 9 X 2の格子ピッチ及び該格 子ピッチの補正情報を求める。 補正情報は、 例えば、 横軸が干渉計の計 測値、 縦軸がエンコーダの計測値とした場合の両者の関係を曲線で示す マップなどとして求めることができる。 この場合の X軸干渉計 1 2 6の 計測値は、 前述した極低速でウェハステージ W S Tをスキャンしたとき に得られるものであるから、 長期的な変動誤差は勿論、 空気揺らぎなど に起因する短期的な変動誤差も殆ど含まれず、 誤差が無視できる正確な 値と考えて差し支えない。
また、 主制御装置 2 0ほ、 上記のウェハステージ W S Tの移動中に、 その移動に伴って Yスケール 3 9丫 3 9 Y 2に順次対向して配置される へッ ドュニッ 卜 6 2 Α及び 6 2 Cの複数の Yへッド 6 4から得られる計 測 と、 各計測値に対応する、 干渉計 1 2 6の計測値とを用いて、 所定 の統計演算を行って、 その複数の丫へッ ド 6 4に順次対向した格子線 3 8の変形 （曲がり） の補正情報をも求めている。 このとき、 主制御装置 2 0は、例えば Yスケール 3 9 Υ , , 3 9 Υ 2に順次対向して配置されるへ ッ ドュニッ ト 6 2 Α及び 6 2 Cの複数のへッ ドの計測値 （又は重み付き 平均値） などを、 格子曲がりの補正情報として算出する。 これは、 反射 面 1 7 aが理想的な平面である場合には、 ウェハステージ W S Tを + X 方向又は一 X方向に送っていく過程で、 繰り返し同じぶれパターンが出 現する害であるから、 複数の丫へッ ド 6 4で取得した計測データを平均 化等すれば、 その複数の丫へッ ド 6 4に順次対向した格子線 3 8の変形 (曲がり） の補正情報を正確に求めることができるからである。
なお、 反射面 1 7 aが理想的な平面でない場合には、 予めその反射面 の凹凸 （曲がり） を計測してその曲がりの補正データを求めておく。 そ して、 上述のウェハステージ W S Tの + X方向又は一 X方向への移動の 際に、 Y軸干渉計 1 6の計測値を所定値に固定する代わりに、 その補正 データに基づいて、 ウェハステージ WS Τの Υ位置を制御することで、 ウェハステージ WS Τを正確に X軸方向に移動させることとすれば良い。 このようにすれば、 上記と全く同様に、 Xスケールの格子ピッチの補正 情報及び格子線 38の変形 （曲がり） の補正情報を得ることができる。
このようにして、 主制御装置 20は、 所定のタイミング毎、 例えば口 ッ 卜毎などに、 Υスケールの格子ピッチの補正情報及び格子線 37の変 形 （曲がり） の補正情報、 並びに Xスケールの格子ピッチの補正情報及 び格子線 3 8の変形 （曲がり） の補正情報を得る。
そして、口ット内のウェハの露光処理中などには、主制御装置 20は、 ヘッ ドユニッ ト 62 Α, 6 2 Cから得られる計測値 （すなわち、 ェンコ ーダ 7 O A, 7 0 Cの計測値） を、 Yスケールの格子ピッチの補正情報 及び上述の格子線 3 8の変形 （曲がり） の補正情報に基づいて補正しな がら、ウェハステージ WS丁の Y軸方向の位置制御を行う。これによリ、 Yスケールの格子ピッチの経時的な変化及び格子線 38の曲がりの影響 を けることなく、 Yリニアエンコーダ 7 0 A， 7 0 Cを用いて、 ゥェ ハステージ WS Tの Y軸方向の位置制御を精度良く行なうことが可能と なる。
また、 ロッ ト内のウェハの露光処理中などには、 主制御装置 20は、 ヘッ ドユニッ ト 6 2 B, 6 2 Dから得られる計測値 （すなわち、 ェンコ 一ダフ O B, 7 0 Dの計測値） を、 Xスケールの格子ピッチの補正情報 及び格子線 3 8の変形 （曲がり） の補正情報に基づいて補正しながら、 ウェハステージ WS Tの X軸方向の位置制御を行う。 これにより、 Xス ケールの格子ピッチの経時的な変化及び格子線 3 7の曲がりの影響を受 けることなく、 Xリニアエンコーダ 7 0 B, 7 0 Dを用いて、 ウェハス テージ WS Tの X軸方向の位置制御を精度良く行なうことが可能となる。 なお、 上述の説明では、 Yスケール 39丫 39丫2、 及び乂スケール 39 X 3 9 X2のいずれについても、 格子ピッチ、 及び格子線曲がりの 補正情報の取得を行うものとしたが、これに限らず、 Yスケール 39 Υ,, 3 9 Y2及び Xスケール 3 9 X，， 3 9 X2のいずれかについてのみ、 格子 ピッチ及び格子線曲がりの補正情報の取得を行っても良いし、 Yスケー ル 4 4 A , 4 4 C及び Xスケール 4 4 B, 4 4 Dの両者について、 格子 ピッチ、 格子線曲がりのいずれかについての補正情報のみを取得しても 良い。 例えば格子線曲がりの補正情報の取得のみを行う場合には、 Y軸 干渉計 1 6を用いることなく、 Yリニアエンコーダ 7 O A , 7 0 Cの計 測値に基づいてウェハステージ WS Tを Y軸方向に移動させる、 あるい は X軸干渉計 1 2 6を用いることなく、 Xリニアエンコーダ 7 0 B , 7 0 Dの計測値に基づいてウェハステージ WS Tを X軸方向に移動させる こととしても良い。
次に、 本実施形態の露光装置 1 0 0で行われる、 ウェハァライメント について、 図 1 2 (A) 〜図 1 2 ( C ) を用いて、 簡単に説明する。 な お、 詳細については後述する。
ここでは、 図 1 2 ( C) に示ざれるレイアウ ト （ショッ トマップ） で 複数のショッ 卜領域が形成されているウェハ W上の着色された 1 6個の ショッ ト領域 A Sを、 ァライメン卜ショッ 卜領域とする場合の動作につ いて説明する。 なお、 図 1 2 (A) ， 図 1 2 ( B ) では、 計測ステージ M S Tの図示は省略されている。
前提として、セカンダリァライメント系 A L Z A L ZAは、ァライメ ントショッ ト領域 A Sの配置に合わせて、 その X軸方向の位置調整が事 前に行われているものとする。 なお、 このセカンダリァライメント系 A L 2、〜 A L 24の具体的な位置調整の手法については後述する。
まず、 主制御装置 2 0は、 ローデイングポジション L Pにウェハ W中 心が位置決めされたウェハステージ WS Tを、 図 1 2 ( A) 中の左斜め 上に向けて移動させ、 ウェハ Wの中心が直線 L V上に位置する、 所定の 位置 （後述するァライメン卜開始位置） に位置決めする。 この場合のゥ ェハステージ WS Tの移動は、 主制御装置 2 0により、 Xエンコーダ 7 0 Dの計測値及び Y軸干渉計 1 6の計測値に基づいて、 ステージ駆動系 1 2 4の各モータを駆動することで行われる。 ァライメン卜開始位置に 位置決めされた状態では、 ウェハ Wが載置されたウェハテーブル WT B の X Y平面内の位置 （0 z回転を含む） の制御は、 Xスケール 3 9 X,, 3 9 X2にそれぞれ対向するへッ ドュニッ ト 62 Dが備える 2つの Xへ ッ ド 66、及び Yスケール 3 9 Y1r 39 Y 2にそれぞれ対向する Yへッ ド 64 y 2, 64 y！ ( 4つのエンコーダ） の計測値に基づいて行われる。 次に、主制御装置 20は、上記 4つのエンコーダの計測値に ¾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 1 2 ( A) に示 される位置に位置決めし、 プライマリアライメン ト系 A L 1， セカンダ リアライメント系 A L 22, A L 23を用いて、 3つのファーストアライメ ントショッ ト領域 A Sに付設されたァライメントマークをほぼ同時にか つ個別に検出し （図 1 2 ( A) 中の星マーク参照） 、 上記 3つのァライ メント系 A L 1， A L 22, A L 23の検出結果とその検出時の上記 4つの エンコーダの計測値とを関連付けて.不図示めメモリに格納する。 なお、 このときァライメントマークを検出していない、 両端のセカンダリァラ ィメント系 A L 2 , A L 24は、 ウェハテーブル WT B (又はウェハ） に 検 ίϋ光を照射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イメントでは、 プライマリアライメン 卜 系 A L 1がウェハテーブル WT Bのセンターライン上に配置されるよう に、 ウェハステージ WS Tはその X軸方向の位置が設定され、 このブラ イマリアライメン ト系 A L 1 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卜マークを検出する。 なお、 ウェハ W上で 各ショッ ト領域の内部にァライメン卜マークが形成されるものとしても 良いが、 本実施形態では各ショッ ト領域の外部、 すなわちウェハ Wの多 数のショッ ト領域を区画するス トリートライン （スクライブライン） 上 にァライメントマークが形成されているものとする。
次に、主制御装置 20は、上記 4つのエンコーダの計測値に基づいて、 ウェハステージ WS Tを + Y方向に所定距離移動して 5つのァライメン ト系八し ，八し？，〜 し 24がウェハ W上の 5つのセカンドアライメン トショッ 卜領域 A Sに付設されたァライメン卜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 L 1 , A L Zj A L ZA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、 上記 5つのァライメント系 A L 1 , A L 2,~ A L 24の検 出結果とその検出時の上記 4つの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。
次に、主制御装置 20は、上記 4つのエンコーダの計測値に基づいて、 ウェハステージ WS Tを + Y方向に所定距離移動して 5つのァライメン ト系 A L I - A L S A L 24がウェハ W上の 5つのサードアライメント ショッ ト領域 A 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 ί立置決めし.、 5つのァラィメント系 A L 1 , Α ί Ζ,^Α ί Ζ を用いて、 5つのァライメン卜マークをほぼ同時にかつ 個別に検出し （図 1 2 (Β) 中の星マーク参照） 、 上記 5つのァライメ ント系 A L 1， A L 21〜A L 24の検出結果とその検出時の上記 4つのェ 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。
次に、主制御装置 20は、上記 4つのエンコーダの計測値に基づいて、 ウェハステージ WS Tを + Y方向に所定距離移動してプライマリアライ メント系 A L 1 , セカンダリァライメント系 A L 22, A L 23を用いて、 ウェハ W上の 3つのフォースァライメントショッ 卜領域 ASに付設され たァライメントマ一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つのァライメン卜系 A L 1 , A L 22, A L 23を用いて、 3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、 上記 3つの ァライメント系 A L 1， A L 22, A L 23の検出結果とその検出時の上記 4つの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。 そして、 主制御装置 20は、 このようにして得た合計 1 6個のァライ メン卜マークの検出結果と対応する上記 4つのエンコーダの計測値と、 セカンダリァライメント系 A L 2nのベースラインとを用いて、 例えば特 開昭 6 1 — 444 29号公報 （対応する米国特許第 4, 7 8 0， 6 1 7 号明細書） などに開示される E GA方式にて統計演算を行って、 上記 4 つのエンコーダ （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 P Lの光軸を原点とする X Y座標系） 上における ウェハ W上の全てのショッ 卜領域の配列を算出する。
このように、 本実施形態では、 ウェハステージ W S Τを + Υ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 W S Τを位置 決めすることにより、 合計 1 6箇所のァラィメントショッ ト領域 A Sに おけるァライメントマークの位置情報を、 1 6箇所のァライメントマ一 クを単一のァラィメン卜系で順次検出する場合などに比べて、 格段に短 時間で得ることができる。 この場合において、 例えばァライメント系 A L 1 , A L 2 2, A L 2 3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 W S Tの移動する動作と連動して、 これらァライメント系 A L 1 , A L 2 2, A L 2 3はそれぞれ、 検出領域 （例えば、 検出光の照射領域 に相当） 内に順次配置される、 丫軸方向に沿って配列された複数のァラ ィメントマークを検出する。 このため、 上記のァライメン卜マークの計 測に際して、 ウェハステージ W S Tを X軸方向に移動させる必要が無い ようになつている。
また、 この場合、 ウェハステージ W S Tの X Y平面内での位置 （特に Y位置 （すなわち、 複数のァライメン卜系に対するウェハ Wの進入度合 い） ） によって、 複数のァライメント系によりほぼ同時に検出されるゥ 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。 この ため、 ウェハステージ W S Tを複数ァライメン卜系の配列方向 （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 W S Tの位置に応じて、 換言すればゥェ ハ W上のショッ 卜配列に応じて、 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。
ところで、 ウェハ Wの表面は、 理想的な平面ではなく、 多少の凹凸があ るのが通常である。 従って、 ウェハテーブル W T Bの Z軸方向 （投影光 学系 P Lの光軸 A Xに平行な方向） のある位置でのみ、 上述の複数のァ ライメント系による同時計測を行う場合には、 少なく とも 1 つのァライ メント系は、 ァライメントマークの検出を、 デフォーカス状態で行う蓋 然性が高い。 そこで、 本実施形態では、 次のようにして、 ァライメント マークの検出をデフォーカス状態で行うことに起因するァライメントマ ークの位置の計測誤差を抑制している。
すなわち、 主制御装置 2 0は、 上述の各ァライメン トショッ ト領域に おけるァライメン卜マークの検出のためのウェハステージ WS Tの位置 決め位置毎に、複数のァライメント系 A L 1 , し ？，〜 し とウェハ テーブル WT B (ウェハステージ WS T ) に載置されているウェハ Wと の間の、 X Y平面に垂直な Z軸方向 （フォーカス方向） における相対位 置関係を、 ステージ駆動系 1 2 4の一部を構成する不図示の Z ■ レペリ ング機構で変更しつつ、 ウェハ W上の互いに異なる位置に形成されたァ ライメ ン卜マークそれぞれを、 各ァライメ ントマークに対応する各ァラ ィメント系によってほぼ同時に検出させるように、 ステージ駆動系 1 2 4 ( Z ■ レベリング機構;） とァライメント系 A L 1 , A L S A L SA と < を制御する。
図 1 3 ( A) 〜図 1 3 ( C) 【こは、 前述のサードアライメン トショッ ト 域におけるァライメン卜マークの検出位置に、 ウェハステージ WS Tが位置決めされた図 1 2 ( B) に示される状態における 5つのァライ メン卜系 A L ^ A L S A L 24によるウェハ W上のマーク検出の様子 が示されている。 これら図 1 3 (A) 〜図 1 3 ( C) は、 それぞれ異な る Z位置にウェハテーブル WT B (ウェハ W) を位置させてァライメン ト系八 1_ 1， 1_ 21〜八 1_ 24を用いてほぼ同時に異なるァライメントマ ークを検出している様子を示すものである。 図 1 3 ( A ) の状態では、 両端のァライメン卜系 A L 2 ,及び A L 24がフォーカス状態で残りのァ ライメン卜系はデフォーカス状態となっている。 図 1 3 ( B) の状態で は、 ァライメ ン ト系 A L 22及び A L 23がフォーカス状態で残りのァラ ィメント系はデフォーカス状態となっている。図 1 3 ( C) の状態では、 中央のァライメン卜系 A L 1のみがフォーカス状態で残リのァライメン ト系はデフォーカス状態となっている。
このように、 ウェハテーブル WT B (ウェハ W) の Z位置を変化させ ることで、複数のァライメント系 A L 1 , 八し ，〜 し 2 4とウェハテ一 ブル W T B (ウェハステージ W S T ) に載置されているウェハ Wとの間 の、 Z軸方向 （フォーカス方向） における相対位置関係を変更しつつ、 ァライメント系 A L 1 . Aし 2 1〜A L 2 4によるァライメントマークの同 時計測を行うことで、 いずれのァライメント系についても、 ほぼべス ト フォーカス状態でのァライメントマークの計測が可能となる。 従って、 主制御装置 2 0は、 各ァライメント系について、 例えば最も良好なフォ 一カス状態でのマークの検出結果を、 優先して用いることなどによって、 ウェハ W表面の凹凸及び複数のァラィメント系のベス トフォーカス差の 影響を受けることなく、 ゥ土ハ W上の Sいに異なる位置に形成されたマ ークを精度良く検出することができる。
なお、 上記説明では、 各ァライメント系について、 例えば最も良好な フォーカス状態でのマークの検出結果を、優先して用いるものとしたが、 これに限らず、 主制御装置 2 0は、 デフォーカス状態でのマークの検出 結果をも用いて、 ァライメン卜マークの位置情報を求めても良い。 この 場合には、 デフォーカス状態に応じた重みを乗じて、 デフォーカス状態 でのマークの検出結果をも用いることとしても良い。 また、 例えばゥェ ハに形成されるレイヤの材料などによっては、 べス 卜フォーカス状態で のマークの検出結果よりも、 デフォーカス状態でのマークの検出結果の 方が良好となることがある。 この場合、 各ァライメント系について、 最 も良好な結果が得られるフォーカス状態、 すなわちデフォーカス状態で マークの検出を行い、 その検出結果を用いてマークの位置情報を求めて も良い。
また、 図 1 3 ( A ) 〜図 1 3 ( C ) からもわかるように、 全てのァラ ィメント系の光軸が全て同じ理想の方向 （Z軸方向） と正確に一致して いるとは限らず、 この Z軸に対する光軸の傾き （テレセン卜リシティ） の影響によってァライメントマークの位置の検出結果に誤差が含まれる おそれがある。 従って、 全てのァライメント系の光軸の Z軸に対する傾 きを予め計測しておいて、 その計測結果に基づいて、 ァライメン トマー クの位置の検出結果を補正することが望ましい。
次に、 プライマリアライメント系 A L 1のベースライン計測 （ベース ラインチェック） について説明する。 ここで、 プライマリアライメント 系 A L 1 のベースラインとは、 投影光学系 P L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 Aし 1 の検出中心との位置関係 （又は距離） を意味する。
a . このプライマリアライメント系 A L 1のベースライン計測が開始 される時点では、 図 1 4 (A) に示されるように、 ノズルユニッ ト 3 2 によって、 投影光学系 P Lと計測テーブル MT B及び C Dバー 46の少 なく とも一方との間に、 液漫領域 1 4が形成されている。 すなわち、 ゥ ェハステージ WS Tと計測ステージ MS Tとは、 離間した状態にある。 プライマリアライメント系 A L 1のベースライン計測に際して、 まず、 主制御装置 20は、 図 1 4 (A) に示されるように、 前述した計測プレ 一卜 30の中央に位置する基準マーク FMを、 プライマリアライメント 系 A L 1 で検出 （観察） する （図 1 4 ( A) 中の星マー.ク参照） 。 そし て、，主制御装置 2 0は、 そのプライマリアライメント系 A L 1の検出結 果とその検出時におけるエンコーダ 7 0 A〜 7 0 Dの計測値とを対応付 けてメモリに記憶する。 この処理を、 以下では、 便宜上 Pri-BGHKの前半 の処理と呼ぶものとする。 この Pri-BGHKの前半の処理に際しては、 ゥェ ハテーブル WT Bの X Y平面内の位置は、 Xスケール 3 9 X 3 9 X2 に対向する図 1 4 (A) 中に丸で囲んで示される 2つの Xヘッ ド 66 (ェ ンコーダ 70 B, フ O D) と、 Yスケール 39丫 39 Y2に対向する図 1 4 (Α) 中に丸で囲んで示される 2つの Υヘッ ド 64 y 2, 64 (ェ ンコーダ 7 O A, 7 0 C) とに基づいて制御されている。
b . 次に、 主制御装置 20は、 図 1 4 (B) に示されるように、 計測 プレー卜 30が投影光学系 P Lの直下に位置付けされるように、 ウェハ ステージ WS Tの + Y方向への移動を開始する。 このウェハステージ W S Tの + Y方向への移動開始後、 主制御装置 2 0は、 間隔検知センサ 4 3 A, 43 Cの出力に基づいてウェハステージ WS Tと計測ステージ M S Tとの接近を感知し、 これに前後して、 すなわちウェハステージ WS Tの + Y方向への移動中に、 前述した駆動機構 3 4 A , 3 4 Bを介して シャツタ 4 9 A , 4 9 Bを開き始め、 そのシャツタを開放することで、 ウェハステージ WS Tと計測ステージ M S Tとの更なる接近を許可する。 また、 主制御装置 2 0は、 シャツタ 4 9 A , 4 9 Bの開放を開閉センサ 1 0 1の検出結果に基づいて確認する。
c . 次いで、 主制御装置 2 0は、 衝突検知センサ 4 3 B , 4 3 Cの出力 に基づいて、 ウェハステージ WS Tと計測ステージ M S Tとが接触する (又は 3 0 0 m程度の距離に近接する） のを検知すると直ちに、 ゥェ ハステージ WS Tを一旦停止する。 その後、 主制御装置 2 0は、 計測ス 亍ージ M S Tとウェハステージ WS Tとを接触状態を保ったまま （ある いは 3 0 0 μ m程度の距離を保ったまま） 一体的にさらに + Y方向に移 動させる。 そして、 この移動の途中で液浸領域 1 4が C Dバー 4 6から ウェハテーブル WT Bに受け渡される。
d . そして、 図 1 4 ( B) に示される位置にウェハステ，ジ WS Tが達 すると、 主制御装置 2 0は、 両ステージ WS T , M S Tを停止し、 投影 光学系 P Lによって投影されたレチクル R上の一対の計測マークの投影 像 （空間像） を、 計測プレート 3 0を含む前述した空間像計測装置 4 5 を用いて計測する。例えば、前述の特開 2 0 0 2 - 1 4 0 0 5号公報（対 応ずる米国特許出願公開第 2 0 0 2 / 0 0 4 1 3 7 7号明細書） などに 開示される方法と同様に、 一対の空間像計測スリッ トパターン S Lを用 いたスリットスキヤン方式の空間像計測動作にて、 一対の計測マークの 空間像をそれぞれ計測し、 その計測結果 （ウェハテーブル WT Bの X Y 位置に応じた空間像強度） をメモリに記憶する。 このレチクル R上の一 対の計測マークの空間像の計測処理を、 以下では、 便宜上 Pr i-BGHKの後 半の処理と呼ぶものとする。 この Pr i - BCHKの後半の処理に際しては、 ゥ ェハテーブル WT Bの X Y平面内の位置は、 Xスケール 3 9 X,, 3 9 X2 に対向する図 1 4 ( B) 中に丸で囲んで示される 2つの Xヘッ ド 6 6 (ェ ンコーダ 7 0 B, 7 0 D) と、 Yスケール 3 9 Y2に対向する図 1 4 ( B) 中に丸で囲んで示される 2つの Yヘッ ド 64 (エンコーダ 7 O A, 70 C) とに基づいて制御されている。
そして、 主制御装置 20は、 前述の Pr i-BCHK の前半の処理の結果と Pri-BCHKの後半の処理の結果とに基づいて、 プライマリアライメン卜系 A L 1のベースラインを算出する。
なお、 上述のようにして、 このプライマリアライメント系 A L 1 のべ ースライン計測が終了した時点 （すなわち、 Pr i- BGHKの後半の処理が終 了した時点） では、 計測ステージ MS Tとウェハステージ WS Tとは接 触状態 （あるいは 300 m程度の距離離れた状態） にある。
次に、 主としてロッ 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 A L 2n ( n = 1 〜4) の ベースライン計測動作について説明する。 ここで、 セカンダリァライメ ン ト系 A L 2nのベースラインとは、 プライマリアライメント系 A L 1 (の検出中心） を基準とする各セカンダリァライメント系 A L 2n (の検 出中心） の相対位置を意味する。 なお、 セカンダリァライメン卜系 A L 2n ( n = 1 〜 4) は、 例えば口ッ ト内のウェハのシヨッ トマツプデータ に応じて、 前述の回転駆動機構 6 Onによリ駆動されて X軸方向の位置が 設定されているものとする。
e , ロッ ト先頭に行われるセカンダリァライメン卜系のベースライン 計測 （以下、 適宜 Sec- BCHK とも呼ぶ） に際しては、 主制御装置 20は、 まず、 図 1 5 ( A) に示されるように、 口ッ ト先頭のウェハ W (プロセ スウェハ） 上の特定のァライメン卜マークをプライマリアライメント系 A L 1 で検出し （図 1 5 ( A) 中の星マーク参照） 、 その検出結果とそ の検出時のエンコーダ 7 0 A〜 7 0 Dの計測値とを対応付けてメモリに 格納する。 この図 1 5 ( A) の状態では、 ウェハテーブル WT Bの X Y 平面内の位置は、 Xスケール 3 9 XL 3 9 X2に対向する 2つの Xヘッ ド 66 (エンコーダ 70 B, 7 0 D) と、 Yスケール 39丫 39 Y2に対 向する 2つの Υヘッ ド 64 y2, 64 y, (エンコーダ 7 0 A， 7 0 C) と に基づいて、 主制御装置 20によって制御されている。 f . 次に、 主制御装置 20は、 ウェハステージ WS Tを一 X方向に所 定距離移動し、 図 1 5 (B) で示されるように、 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 A L 2,で検出し （図 1 5 (B) 中の星マーク参照） 、 その検出結果とその検出時のエンコーダ 7 0 A~ 7 0 Dの計測値とを対応付けてメモリに格納する。 この図 1 5 (B) の 状態では、 ウェハテーブル WT Bの X Y平面内の位置は、 Xスケール 3 9 XL 39 X2に対向する 2つの Xヘッ ド 6 6 (エンコーダ 7 0 B, 7 0 D) と、 Yスケール 3 9 YL 3 9 Y2に対向する 2つの Yヘッ ド 6 4 (ェ ンコーダ 7 O A , 7 0 C) とに基づいて制御されている。
g . 同様にして、 主制御装置 20は、 ウェハステージ WS Tを + X方向 に順次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 A L 22, A L 23, A L 24で順次検出し、 その検出結果 と検出時のエンコーダ 7 0 A〜 7 O.Dの計測値とを、 順次対応付けてメ モリに格納する。
h . そして、 主制御装置 20は、 上記 e . の処理結果と上記 又は g . の 理結果とに基づいて、 各セカンダリァライメント系 A L 2 nのベース ラインをそれぞれ算出する。
このように、 ロッ ト先頭のウェハ W (プロセスウェハ） を用いて、 そ のウェハ W上の同一のァラィメントマークをプライマリアライメント系 A L 1 と各セカンダリァライメント系 A L 2nとで検出することで、 各セ カンダリァライメント系 A L 2nのベースラインを求めることから、 この 処理により、 結果的に、 プロセスに起因するァライメント系間の検出ォ 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 リに、 ウェハステージ WS T又は計測ステージ M S T上の基準マークを 用いて、 セカンダリァライメント系 A L 2 nのベースライン計測を行って も良い。 この場合、 プライマリアライメン卜系 A L 1 のベースライン計 測で用いられる計測プレート 30の基準マーク FMを兼用する、 すなわ ち基準マーク FMをセカンダリァライメント系 A L 2nでそれぞれ検出 しても良い。 あるいは、 例えば、 セカンダリァライメント系 A L 2nと同 じ位置関係で n個の基準マークをウェハステージ W S T又は計測ステー ジ M S Tに設け、 セカンダリァライメント系 A L 2 nによる基準マークの 検出をほぼ同時に実行可能としても良い。 この基準マークとして、 例え ば C Dバー 4 6の基準マーク Mを用いても良い。 さらに、 プライマリア ライメント系 A L 1のベースライン計測用の基準マーク F Mに対して所 定の位置関係で、 セカンダリァライメント系 A L 2 nのベースライン計測 用の基準マークをウェハステージ W S Tに設け、 プライマリアライメン 卜系 A L 1 による基準マーク F Mの検出とほぼ同時に、 セカンダリァラ ィメン卜系 A L 2 nによる基準マークの検出を実行可能としても良い。 こ の場合、 セカンダリァライメント系 A L 2 nのべ一スライン計測用の基準 マークは 1つでも良いが、 複数、 例えばセカンダリァライメント系 A L 2 nと同数設けても良い。 また、 本実施形態ではプライマリアライメント 系 A L 1及びセカンダリアライメント系 A L 2 nがそれぞれ 2次元マー ク （X、 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 A L 2 nのベースライン計測時に 2次元マークを用いることで、 セカンダ リアライメント系 A L 2 nの X軸及び Y軸方向のベースラインを同時に 求めることができる。 本実施形態では、 基準マーク F M、 M及びウェハ のァライメン卜マークは、 例えば X軸及び Y軸方向にそれぞれ複数本の ラインマークが周期的に配列される 1次元の Xマーク及び Yマークを含 む。
次に、 ロッ ト内のウェハの処理中に、 所定のタイミング、 例えばゥェ ハの露光終了から次のウェハのウェハテーブル W T B上へのロードが完 了するまでの間、 すなわちウェハ交換中に行われる Sec- BGHKの動作につ いて説明する。 この場合の Sec-BGHK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 - BGHK (インターバル） とも記述する。 この Sec-BGHK (インターバル） に際しては、 主制御装置 2 0は、 図 1 6に示されるように、 プライマリアライメント系 A L 1の検出中心が配 置される上記直線 L Vとセンターライン C Lがほぼ一致し、 かつ C Dバ 一 4 6がプライマリアライメン卜系 A L 1及びセカンダリァライメント 系 A L 2nに対向するように計測ステージ MS Tを移動する。 そして、 C Dバー 4 6上の一対の基準格子 52とそれぞれと対向する図 1 6中に丸 で囲んで示される Υへッ ド 64 y i, 64 y2 (Y軸リニアエンコーダ 7 0 E, 7 O F) の計測値に基づいて、 C Dパー 46の 0 z回転を調整する とともに、 計測テーブル M T Bのセンターライン C L上又はその近傍に 位置する基準マーク Mを検出する図 1 6中に丸で囲んで示されるプライ マリアライメン ト系 A L 1の計測値に基づいて、 例えば干渉計の計測値 を用いて C Dバー 46の X Y位置を調整する。
そして、 この状態で、 主制御装置 20は、 4つのセカンダリァライメ ント系 A L Z A L 24を用いて、それぞれのセカンダリァライメント系 の視野内にある C D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 A L Z A L Z のベースラインをそ 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卜系 A L S A L 24のべースラインのドリフ トが補正される。
4お、 上記の Sec-BGHK (イン ーパル） は、 複数のセカンダリァライ メン卜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 これに限らず、 C Dバー 46上の同一の基準マ一ク Mを、 複数のセカン ダリアライメン ト系で順次 （非同時に） 計測することで、 4つのセカン ダリアライメン ト系 Α ί Ζ, Α ί ΖΑのベースラインをそれぞれ求める こととしても良い。
次に、 図 1 7 ( Α) 及び図 1 7 (Β) に基づいて、 セカンダリァライメ ン卜系 A L 2nの位置調整の動作について簡単に説明する。
調整前に、 プライマリアライメント系 A L 1 と、 4つのセカンダリァラ ィメント系 A L Z A L 24との位置関係が、 図 1 7 ( A) の位置関係で あったものとする。
主制御装置 20は、 図 1 7 (B) に示されるように、 プライマリアラ ィメント系 A L 1 及び 4つのセカンダリァライメント系 A L Zj A L Z 4が、 C Dバー 4 6の上方に位置するように、 計測ステージ MS Tを移動 させる。 次に、 上述した Sec - BCHK (インタ一パル） の際と同様にして、 Y軸リニアエンコーダ 7 0 E , 7 0 F ( Yヘッ ド 6 4 y 6 4 y 2) の計 測値に基づいて、 C Dバー 4 6の 0 z回転を調整するとともに、 計測テ 一ブル M S Tのセンターライン C L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卜系 A L 1の計測値に基づいて C Dバー 4 6の X Y位置を調整する。 これと同時に、 主制御装置 2 0は、 次の露光対象であるウェハ上のァラィメントショッ 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 ヨッ トマツプ情報に基づいて、回転駆動機構 6 0 ,〜 6 0 4を駆動して各セ カンダリァライメント系 A L 2 nがその先端に設けられたアーム 5 6を、 それぞれの回転中心を中心として図 1 7 ( B ) 中の矢印で示されるよう にそれぞれ回転させる。 この場合、 主制御装置 2 0は、 各セカンダリァ ライメント系 A L 2 nの検出結果をモニタしながら、 C Dバー 4 6上の所 望の基準マーク Mがそれぞれのセカンダリアライメント系 A L 2 nの視 野 （検出領域） に入る位置で各アーム 5 6の回転を停止する。 これによ リ、 検出すべきァライメントシヨッ ト領域に付されたァライメ ントマ一 クの配置に合わせて、 セカンダリァライメント系 A L 2 nのベースライン が調整 （変更） される。 すなわち、 セカンダリアライメント系 A L 2 nの 検出領域の X軸方向の位置が変更される。 これにより、 ウェハ Wを Y軸 方向にのみ移動するだけで、 各セカンダリァライメント系 A L 2 nによつ てウェハ W上で X軸方向の位置がほぼ同一かつ Y軸方向の位置が異なる 複数のァライメン卜マークを順次検出できる。 本実施形態では、 ウェハ ァライメント動作、 すなわちプライマリアライメン卜系 A L 1及びセカ ンダリアライメン ト系 A L 2 nによるウェハのァライメン トマークの検 出動作において、 後述の如くウェハ Wを Y軸方向のみに 1次元移動する ものとしているが、 その動作の途中で少なく とも 1 つのセカンダリァラ ィメン卜系 A L 2 nの検出領域とウェハ Wとを Y軸方向と異なる方向 （例 えば X軸方向） に相対移動しても良い。 この場合、 セカンダリァライメ ント系 A L 2 nの移動によって検出領域の位置を調整しても良いが、 調整 時間やベースラインの変化などを考慮すると、 ウェハ Wのみを移動して も良い。
そして、 このようにしてセカンダリァライメント系 A L 2 nのベースラ インを調整した後、 主制御装置 20は、 各バキュームパッ ド 58nを作動 させて各アーム 56nを不図示のメインフレームに吸着固定する。 これに より、 各アーム 56nの回転角度調整後の状態が維持される。
なお、 上の説明では、 C D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 A L ^K A L Z A L ZA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 スウェハ） 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 A L 1 , A L Z A L 24で同時にかつ個別に検出して、各 アーム 56 nの回転を調整することで、 セカンダリァライメント系 A L 2 πのベースラインを調整することも可能である。 また、 本実施形態では、 C Dバー 4 6の基準マーク Mなどを用いてセカンダリァライメント系 A L 2nのべ一スライン （検出領域の位置） を調整するものとしたが、 調整 動作はこれに限られるものでなく、 例えばセカンダリァライメント系 A L 2nを前述のセンサでその位置を計測しつつ目標位置まで移動するだ けでも良い。 この場合、 そのセンサによって計測されたセカンダリァラ ィメント系 A L 2nの位置又は移動量に基づいて移動前に計測されたべ ースラインを補正する、 あるいは、 移動後にベースライン計測を再度実 行する、 又は、 少なくともセカンダリァライメント系 A L 2 nのベースラ ィン計測をその移動後に行うシーケンスを採用すれば良い。
次に、 本実施形態の露光装置 1 00で行われるウェハ W表面の Z軸方 向に関する位置情報 （面位置情報） の検出 （以下、 フォーカスマツピン グと呼ぶ） について説明する。
このフォーカスマツビングに際しては、主制御装置 20は、図 1 8 (A) に示されるように、 Xスケール 3 9 X2に対向する Xヘッ ド 66 (Xリニ ァエンコーダ 7 O D) と、 Yスケール 39 Υ,, Υ2にそれぞれ対向する 2 つの Υヘッ ド 64 y2, Θ Α γ, Υリニアエンコーダ 70 A, 7 0 C) と に基づいてウェハテーブル WT Bの X Y平面内の位置を管理している。 この図 1 8 ( Α) の状態では、 前述の直線 LVに、 ウェハテーブル WT Βの中心 （ウェハ Wの中心にほぼ一致） を通る Υ軸に平行な直線 （セン ターライン） がー致した状態となっている。
そして、 この状態で、 主制御装置 20は、 ウェハステージ WS Tの + Υ方向への走査 （スキャン） を開始し、 この走査開始後、 ウェハステー ジ WS Τが + Υ方向に移動して、 多点 A F系 （ 90 a , 90 b ) の検出 ビームがウェハ W上に掛かり始めるまでの間に、 Zセンサ 7 2 a〜 7 2 dと多点 A F系 （90 a , 90 b) とを共に作動させる （O Nにする） 。 そして、 この Zセンサ 7 2 a〜 7 2 dと多点 A 系 （90 a , 90 b) とが同時に作動している状態で、 図 1 8 (B) に示されるように、 ゥェ ハステージ WS Tが + Y方向へ進行している間に、 所定のサンプリング 間隔で、 Zセンサ 7 2 a〜 7 2 dで計測されるウェハテーブル W T B表 面 （プレート 28の表面） の Z軸方向に関する位置情報 （面位置情報） と、 多点 A F系 （90 a , 90 b) で検出される複数の検出点における ウェハ W表面の Z軸方向に関する位置情報 （面位置情報） とを、 取り込 み、 その取り込んだ各面位置情報と各サンプリング時の Yリニアェンコ ーダ 7 O A, 7 0 Cの計測値との三者を相互に対応付けて不図示のメモ リに逐次格納する。
そして、 多点 A F系 （90 a , 90 b ) の検出ビームがウェハ Wに掛 からなくなると、 主制御装置 20は、 上記のサンプリングを終了し、 多 点 A F系 （90 a , 9 0 b) の各検出点についての面位置情報を、 同時 に取り込んだ Zセンサ 7 2 a〜7 2 dによる面位置情報を基準とするデ ータに換算する。
これをさらに詳述すると、 Zセンサ 7 2 a , 7 2 bの計測値の平均値 に基づいて、 プレート 2 8の一 X側端部近傍の領域 （Yスケール 3 9 Y2 が形成された領域） 上の所定の点 （例えば、 Ζセンサ 7 2 a , 7 2 bそ れぞれの計測点の中点、 すなわち多点 A F系 （ 90 a , 90 b ) の複数 の検出点の配列とほぼ同一の X軸上の点に相当 ： 以下、 この点を左計測 点と呼ぶ） における面位置情報を求める。 また、 Zセンサ 7 2 c , 7 2 dの計測値の平均値に基づいて、 プレー卜 28の +X側端部近傍の領域 (Yスケール 39 が形成された領域） 上の所定の点 （例えば、 Zセン サ 7 2 c， 7 2 dそれぞれの計測点の中点、 すなわち多点 A F系 （90 a , 90 b) の複数の検出点の配列とほぼ同一の X軸上の点に相当 ： 以 下、 この点を右計測点と呼ぶ） における面位置情報を求める。 そして、 主制御装置 20は、 図 1 8 (C) に示されるように、 多点 A「系 （90 a , 90 b) の各検出点における面位置情報を、 左計測点 P 1 の面位置 と右計測点 P 2の面位置とを結ぶ直線を基準とする面位置データ z 1 〜 zkに換算する。 このような換算を、 主.制御装置 20は、 全てのサンプリ ング時に取り込んだ情報について行う。
このようにして、 予め上記の換算データを取得しておく ことで、 例え ば、 露光の際などには、 俞述の Zセンサ 7 4 、 742 j及び 7 6^、 7 62 qでウェハテーブル WT B表面 （Yスケール 3 9 Y 2が形成された領域 上の点、 及び Yスケール 39 が形成された領域上の点） を計測して、 ウェハテーブル WT Bの Z位置と X Y平面に対する傾斜 （主として 0 y 回転） を算出する。 この算出したウェハテーブル WT Bの Z位置と X Y 平面に対する傾斜と前述の面位置データ z 1 〜 zkとを用いることで、ゥ ェハ表面の面位置情報を実際に取得することなく、 ウェハ W上面の面位 置制御が可能になる。 従って、 多点 A F系を投影光学系 P Lから離れた 位置に配置しても何ら支障がないので、 ワーキングディスタンスが狭い 露光装置などであっても、 本実施形態のフォーカスマツビングは好適に 適用できる。
なお、 上記の説明では、 左計測点 P 1の面位置と右計測点 P 2の面位 置とを Zセンサ 7 2 a， 7 2 bの計測値の平均値、 Zセンサ 7 2 c , 7 2 dの平均値にそれぞれ基づいて算出するものとしたが、 これに限らず、 多点 A F系 （90 a , 90 b ) の各検出点における面位置情報を、 例え ば Zセンサ 7 2 a、 7 2 cによって計測される面位置を結ぶ直線を基準 とする面位置データに換算しても良い。 この場合、 各サンプリングタイ ミングで取得した Zセンサ 7 2 aの計測値と Zセンサ 7 2 bの計測値と の差、 及び Zセンサ 7 2 cの計測値と Zセンサ 7 2 dの計測値との差を それぞれ求めておく。 そして、 露光時などに面位置制御を行う際に、 Z センサ 7 4u、 7 42,」及び7 61 £1、 7 62 qでウェハテーブル WT B表面 を計測してウェハテーブル WT Bの Z位置と X Y平面に対する傾斜 （ Θ y回転のみならず 0 X回転も） を算出することで、 その算出したウェハ テーブル WT Bの Z位置と X Y平面に対する傾斜と前述の面位置データ z 1〜 z k及び前記差とを用いることで、ウェハ表面の面位置情報を実際 に取得することなく、 ウェハ Wの面位置制御が可能になる。
以上の説明は、 ウェハテーブル WT日表面に凹凸が存在しないことを 前提にしている。 しかし、 実際には、 図 1 8 (C) に示されるように、 ウェハテーブル WT Bの表面、 すなわち Yスケール 39 Y2が形成された 第 1部分領域 2 8 b!の表面及び Yスケール 3 9 が形成された第 2部 分領域 28 b2の表面などには、 凹凸がある。 しかしながら、 このように ウェハテーブル WT Bの表面に凹凸が存在する場合であっても、 ウェハ Wの子午線 （ウェハ中心を通る Y軸に平行な直線） 上の点では、 極めて 高精度な面位置制御が可能である。
以下、 これについて説明する。
フォーカスマッビングを行う際、 マツビングの際の基準となる Zセン サ 7 2 a ~ 72 dは、 ウェハテーブル W T B表面上のある位置 （X Y座 標位置） の面位置情報を検出している。 そして、 フォーカスマッピング は上述の説明から明らかなように、 ウェハステージ WS Tの X位置を固 定し、 + Y方向に一直線でウェハステージ WS Tを移動させながら行わ れる。 すなわち、 フォーカスマツピングを行う際に Zセンサ 7 2 a〜 7 2 dがその面位置情報を検出するライン （第 2撥水板 2 8 b表面上） も Y軸に平行な直線になる。
そのフォーカスマッピングをしている際 （ウェハステ一ジ W S Tが + Y 方向に移動している際） に、 ウェハの子午線上に位置するショッ ト領域 は、 ウェハステージ WS Tを X軸方向に移動させることなく、 露光位置 (投影光学系 P しの下） に配置されることになる。 子午線上のショッ ト 領域が露光位置に達したときに、 Zセンサ 7 2 a , 7 2 bと同一の Y軸 に平行な直線上にあり、 かつ一対の Zサンサ 7 4 1 4, 7 4 2 4, Zセンサ 7 2 c , 7 2 dと同一の Y軸に平行な直線上にある、 一対の Zセン 7 6 1 3、 7 6 2 3は、 フォーカスマッピング時に Zセンサ 7 2 a , 7 2 b及 び Zセンサ 7 2 c , 7 2 dがそれぞれ面位置情報を検出していたウェハ テーブル W T B上の点と同じ点における面位置情報を検出することとな る。 すなわち、 多点 A「系 （9 0 a , 9 0 b ) による面位置情報の検出 の基準となる、 Zセンサが計測する基準面が、 フォーカスマッピング時 と露光時とで同じになる。 このため、 ウェハテーブル W T Bの表面に凹 凸又はうねりなどが生じていたとしても、 子午線上のショ ッ 卜領域を露 光する際には、 その凹凸及びうねりなどを考慮することなく、 フォー力 スマツビング時に得られた Z位置をそのまま Z位置として用いて、 露光 の際のウェハのフォーカス制御を行うことができるので、 高精度なフォ 一カス制御が可能となる。
干午線上以外のショッ ト領域を露光する際、 ウェハテーブル W T巳の 表面に凹凸及びうねりなどがない場合には、 上記子午線上のショッ ト領 域と同程度のフォーカス制御精度を確保できるが、 ウェハテーブル W T Bの表面に H凸又はうねりなどがある場合には、 フォーカス制御精度は、 後述する トラバース Ζ走り補正の精度に依存する。 また、 主制御装置 2 0は、 子午線上以外のショ ッ ト領域を露光するため、 ウェハステージ W S Τを例えば X軸方向に移動させる際などには、 そのウェハステージ W S Τの移動に伴って、 複数の Ζセンサ間において計測値の引き継ぎを行 ラ。
次に、 フォーカスキャリブレーションについて説明する。 フォーカス キヤリブレーシヨンとは、 ある基準状態におけるウェハテーブル W T Β の X軸方向の一側と他側の端部における面位置情報と、 多点 A F系 （9 0 a , 9 0 b ) の計測プレート 3 0表面の代表的な検出点における検出 結果 （面位置情報） との関係を求める処理 （フォーカスキヤリブレーシ ヨンの前半の処理） と、 上記の基準状態と同様の状態において、 空間像 計測装置 45を用いて検出した投影光学系 P Lのべス 卜フォーカス位置 に対応する、 ウェハテーブル WT Bの X軸方向の一側と他側の端部にお ける面位置情報を求める処理 （フォーカスキヤリブレーシヨンの後半の 処理） とを行い、 これらの処理結果に基づいて、 多点 A「系 （90 a , 90 b ) の代表的な検出点におけるオフセッ ト、 すなわち投影光学系 P Lのべストフォーカス位置と多点 A F系の検出原点との偏差を求めるな どの処理を意味する。
このフォーカスキャリブレーションに際して、 主制御装置 20は、 図 1 9 (A) に示されるように、 Xスケール 39 X,, 39 X2にそれぞれ対 向する 2つの Xヘッ ド 66 (Xリニアエンコーダ 7 0 B, 7 0 D) と、 Yスケール 39 Υ,, 39 Υ2にそれぞれ対向する 2つの Υへッド 64 y 2, 64 y , (Yリニアエンコーダ 7 0 A, 70 C) とに基づいて、 ウェハテ 一ブル WT Bの X Y平面内の位置を管理している。 この図 1 9 ( A) の 状態では、 前述の直線 L Vにウェハテーブル WT Bのセンターラインが 一致した状態となっている。 また、 この図 1 9 ( A) の状態では、 ゥェ ハテーブル WT Bは、 Y軸方向に関しては、 前述した計測プレート 3 0 に多点 A F系 （90 a , 90 b) からの検出ビームが照射される位置に ある。 また、 ここでは、 図示が省略されているが、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の +Y側に計測ステージ MS Tがあり、 前 述した C Dバー 46及びウェハテーブル WT Bと投影光学系 P Lの先端 レンズ 1 9 1 との間に水が保持されている （図 3 1参照） 。
( a ) この状態で、 主制御装置 20は、 次のようなフォーカスキヤリ ブレーシヨンの前半の処理を行う。 すなわち、 主制御装置 20は、 多点 A F系 （90 a , 90 b) の検出領域の両端部に位置する検出点それぞ れの近傍の前述した Zセンサ 7 2 a , 7 2 b, 7 2 c , 7 2 dによって 検出されるウェハテーブル W T Bの X軸方向の一側と他側の端部におけ る面位置情報を検出しつつ、 その面位置情報を基準として、 多点 A F系
(90 a , 90 b) を用いて前述の計測プレート 30 (図 3参照） 表面 の面位置情報を検出する。 これにより、 前述の直線 LVにウェハテープ ル WT Bのセンターラインが一致した状態における Zセンサ 7 2 a , 7 2 b、 7 2 c, 7 2 dの計測値 （ウェハテーブル WT Bの X軸方向の一 側と他側の端部における面位置情報） と、 多点 A F系 （90 a , 9 O b ) の計測プレー卜 3 0表面の検出点 （複数の検出点のうち中央又はその近 傍に位置する検出点） における検出結果 （面位置情報） との関係が求ま る。
( b ) 次に、 主制御装置 20は、 ウェハステージ WS Tを + Y方向に 所定距離移動させ、 計測プレー卜 30が投影光学系 P Lの直下に配置さ れる位置でウェハステージ WS Tを停止させる。 そして、 主制御装置 2 0は、 次のようなフォーカスキヤリブレーションの後半の処理を行う。 すなわち、 主制御装置 20は、 図 1 9 (B) に示されるように、 ウェハ テーブル W T Bの X軸方向の一側と他側の端部における面位置情報を計 測する各一対の Zセンサ 7 4， 4, 7424、 7 61 3、 7 623によって計測 される面位置情報を基準として、 計測プレー卜 3 0 (ウェハテーブル W T B) の投影光学系 P Lの光軸方向に関する位置 （Z位置） を制御しつ つ、 空間像計測装置 45を用いて、 レチクル R、 又はレチクルステージ R S T上の不図示のマーク板に形成された計測マークの空間像をスリッ トスキヤン方式で計測し、 その計測結果に基づいて投影光学系 P しのべ ストフォーカス位置を測定する。 この場合、 図 1 9 (B) に示されるよ うに、 液浸領域 1 4が投影光学系 P Lと計測プレート 30 (ウェハテ一 ブル WT B) との間に形成されているので、 上記の空間像の計測は、 投 影光学系 P L及び水を介して行われる。 また、 図 1 9 (B) では図示が 省略されているが、 空間像計測装置 45の計測プレー卜 30などはゥェ ハステージ WS T (ウェハテーブル WT B) に搭載され、 受光素子など は計測ステージ MS Tに搭載されているので、 上記の空間像の計測は、 ウェハステージ WS Tと計測ステージ MS Tとが、 接触状態 （又は近接 状態） を保ったままで行われる （図 3 3参照） 。 上記の測定により、 前 述の直線 L Vに、 ウェハテーブル WT Bのセンタ一ラインが一致した状 態における Zセンサ 7 41 4, 7 42 4、 7 6 3 7 62 3の計測値 （すなわ ち、 ウェハテーブル W T Bの X軸方向の一側と他側の端部における面位 置情報） が求まる。 この計測値は、 投影光学系 P Lのべストフォーカス 位置に対応している。
( c ) これにより、 主制御装置 2 0は、 上記 （ a ) のフォーカスキヤ リブレーシヨン前半の処理で求めた Zセンサ 7 2 a , 7 2 b、 7 2 c , 7 2 dの計測値 （ウェハテーブル WT Bの X軸方向の一側と他側の端部 における面位置情報） と、 多点 A「系 （9 0 a , 9 0 b ) による計測プ レート 3 0表面の検出結果 （面位置情報） との関係と、 上記 （ b ) のフ オーカスキヤリブレーション後半の処理で求めた投影光学系 P Lのべス トフオーカス位置に対応する Zセンサ 7 41 4, 7 42 4、 7 61 3、 7 62 3 の計測値 （すなわち、 ウェハテーブル WT Bの X軸方向の一側と他側の 端部における面位置情報） とに基づいて、 多点 A F系 （9 0 a , 9 0 b ) の代表的な検出点におけるオフセッ 卜、 すなわち投影光学系 Pしのべス 卜フォーカス位置と多点 A F系の検出原点との偏差を求めることが可能 に る。 本実施形態では、 この代表的な検出点は、 例えば複数の検出点 の中央又はその近傍の検出点であるが、 その数及び Z又は位置などは任 意で良い。 この場合において、 主制御装置 2 0は、 その代表的な検出点 におけるオフセッ 卜が零になるように多点 A F系の検出原点の調整を行 う。 この調整は、 例えば、 受光系 9 0 b内部の不図示の平行平面板の角 度調整によって光学的に行っても良いし、 あるいは電気的に検出オフセ ッ トを調整しても良い。 又は、 検出原点の調整を行わず、 そのオフセッ トを記憶しておいても良い。 ここでは、 上記の光学的手法により、 その 検出原点の調整が行われるものとする。 これにより、 多点 A F系 （9 0 a , 9 0 b ) のフォーカスキャリブレーションが終了する。 なお、 光学 的な検出原点の調整では、 代表的な検出点以外の残りの検出点全てでそ のオフセッ トを零にすることは難しいので、 残りの検出点では光学的な 調整後のオフセッ 卜を記憶しておく ことが好ましい。
次に、 多点 A F系 （9 0 a , 9 0 b ) の複数の検出点に個別に対応す る複数の受光素子 （センサ） 間の検出値のオフセッ ト補正 （以下、 A F センサ間オフセット補正と呼ぷ） について説明する。
この A Fセンサ間オフセッ ト補正に際しては、 主制御装置 20は、 図 20 (A) に示されるように、 所定の基準平面を備えた前述の C Dバー 46に対して多点 A F系 （90 a , 90 b ) の照射系 9 0 aから検出ビ ームを照射させ、 C Dバー 46表面 （基準平面） からの反射光を受光し た多点 A F系 （90 a， 90 b) の受光系 90 bからの出力信号を取り 込む。
この場合において、 C Dバー 46表面が、 X Y平面に平行に設定され ているのであれば、 主制御装置 20は、 上述の如く して取り込んだ出力 信号に基づいて、 複数の検出点に個別に対応する複数のセンサの検出値 (計測値) の関係を求め、 その関係をメモリに記憶する、 あるいは、 全 てのセンサの検出値が、 えば、 前述のフォーカスキャリブレーション の際の代表的な検出点に対応するセンサの検出値と同一値となるように、 各センサの検出オフセッ トを電気的に調整することで、 A Fセンサ間ォ フセット補正を行うことができる。
しかるに、 本実施形態では、 多点 A F系 （90 a , 90 b) の受光系 90 bからの出力信号の取り込みの際に、主制御装置 20は、図 20 (A) に示されるように、 Zセンサ 7 2 a , 7 2 b, 7 2 c , 7 2 dを用いて C Dバー 46表面の傾きを検出しているので、 必ずしも C Dバー 46表 面を X Y平面に平行に設定する必要はない。 すなわち、 図 20 (B) に 模式的に示されるように、 各検出点における検出値が、 それぞれ同図中 の矢印で示されるような値になっており、 検出値の上端を結ぶ線が同図 中の点線で示されるような凹凸があるものとすれば、 その検出値の上端 を結ぶ線が同図中の実線で示されるようになるように、 各検出値を調整 すれば良い。
次に、 ウェハテーブル WT B表面、 より正確には第 2撥水板 28 b表 面の X軸方向に関する凹凸の影響を補正するための情報を求めるトラバ ース Z走り補正について説明する。 ここで、 トラバース Z走り補正は、 ウェハテーブル WT Bを X軸方向に移動しながら、 所定のサンプリング 間隔で、 ウェハテーブル WT Bの第 2撥水板 28 b表面の左右領域の面 位置情報を検出する Zセンサの計測値と、 多点 A F系によるウェハの面 位置情報の検出値とを同時に取り込むことで行われる。
このトラバース Z走り補正に際しては、 主制御装置 20は、 前述のフ オーカスマッピング時と同様に、 図 2 1 ( A) に示されるように、 Xス ケール 3 9乂 39 X 2【こそれぞれ対向する 2つの Xヘッ ド 66 (Xリニ ァエンコーダ 7 Ο Β, フ O D) と、 Υスケール 39丫 39 Υ2にそれぞ れ対向する 2つの Υへッ ド 64 y2， 64 y，（Yリニアエンコーダ 70 A, 7 0 C) とに基づいて、 ウェハテーブル WT Bの X Y平面内の位置を管 理している。 この図 2 1 ( A) の状態では、 ウェハ亍一ブル WT Bのセ ンターラインは、 前述の直線 L Vよりも + X側にあり、 主制御装置 20 は、 ウェハテーブル WT Bの第 2撥冰板 28 b表面の左右領域の一 X側 端部近傍の点の面位置情報を、 Zセンサ 7 2 a , 7 2 b、 及び Zセンサ 7 2 c , 7 2 dを用いて計測すると同時に、 多点 A F系 （ 90 a , 9 0 b) を用いてウェハの面位置情報を検出している。
次いで、 主制御装置 2 0は、 図 2 1 ( A) 中に白抜き矢印で示される ように、 ウェハステージ WS Tを一 X方向へ所定速度で移動させる。 こ の移動中に、 主制御装置 20は、 上述の Zセンサ 7 2 a , 7 2 b、 及び Zセンサ 7 2 c , 7 2 dの計測値と、 多点 A F系 （90 a , 90 b) の 検出値との同時取り込みを、 所定のサンプリング間隔で繰り返し実行す る。 そして、 図 2 1 ( B ) に示されるように、 ウェハテーブル WT Bの 第 2撥水板 2 8 b表面の左右領域の +X側端部近傍の点に Zセンサ 7 2 a , 7 2 b、 及び Zセンサ 7 2 c , 7 2 dが対向した状態での、 上記の 同時取り込みが完了した時点で、 作業を終了する。
そして、 主制御装置 2 0は、 多点 A「系 （90 a , 9 0 b) の各検出 点についての面位置情報と、 同時に取り込んだ Zセンサ 7 2 a〜 7 2 d による面位置情報との関係を求める。 そして、 異なるサンプリング時に ついて求めた複数の関係から、 第 2撥水板 28 b表面の X軸方向に関す る凹凸を算出する。 すなわち、 この場合、 多点 A F系 （90 a , 9 0 b) は、 センサ間オフセッ 卜が調整されているので、 第 2撥水板 28 b表面 の同じ点であれば、 どの検出点に対応するセンサの検出値も同じ値にな るはずである。 従って、 異なる検出点に対応するセンサで第 2撥水板 2 8 b表面の同じ点を検出した際の検出値の差は、 第 2撥水板 28 b表面 の凹凸及びその移動の際のウェハテーブルの Z軸方向の位置変動をその まま反映したものである。 そこで、 この関係を利用することで、 異なる サンプリング時について求めた複数の関係から、 第 2撥水板 28 b表面 の X軸方向に関する凹凸を算出するのである。
このように、 主制御装置 20は、 ウェハテーブル WT B (ウェハステ ージ WS T) を、 X軸方向に移動させつつ、 多点 A F系 （90 a , 90 b) を用いて順次検出した結果に基づいて、 ウェハテーブル WT B (ゥ ェハステージ WS T) が X軸方向 Iこ移動する （異なる X位置にある） 際 に生じる、 ウェハテーブル WT B表面の Z軸方向における位置変動に関 する情報を求めている。 主制御装置 20は、 露光時にこの情報を補正量 として加味しながら、 ウェハ Wめフォーカス制御を行う。
次に、 本実施形態の露光装置 1 00における、 ウェハステージ WS T と計測ステージ M S Tとを用いた並行処理動作について、 図 22〜図 3 6に基づいて説明する。なお、以下の動作中、主制御装置 20によって、 局所液浸装置 8の液体供給装置 5及び液体回収装置 6の各バルブの開閉 制御が前述したようにして行われ、 投影光学系 P Lの先端レンズ 1 9 1 の射出面側には常時水が満たされている。 しかし、 以下では、 説明を分 かり易くするため、 液体供給装置 5及び液体回収装置 6の制御に関する 説明は省略する。また、以後の動作説明は、多数の図面を用いて行うが、 図面毎に同一の部材に符号が付されていたリ、 付されていなかったりし ている。 すなわち、 図面毎に、 記載している符号が異なっているが、 そ れら図面は符号の有無に関わらず、 同一構成である。 これまでに説明に 用いた、 各図面についても同様である。
図 2 2には、 ウェハステージ WS T上のウェハ W (ここでは、 一例と して、 あるロット （ 1 ロッ トは 25枚又は 50枚） の中間のウェハとす る） に対するステップ ·アンド■スキャン方式の露光が行われている状 態が示されている。 このとき、 計測ステージ MS Tは、 ウェハステージ WS Tと所定の距離を保って追従して移動している。 このため、 露光終 了後に、 ウェハステージ WS Tとの前述の接触状態 （又は近接状態） に 移行する際の、 計測ステージ MS Tの移動距離は、 上記の所定の距離と 同一の距離で足りることになる。
この露光中、 主制御装置 20により、 Xスケール 39 X,, 39 X2にそ れぞれ対向する図 22中に丸で囲んで示されている 2つの Xへッ ド 6 6
(Xエンコーダ 7 0 B, 70 D) と、 Yスケール 39 Υ】， 39 Y2にそれ ぞれ対向する図 2 2中に丸で囲んで示されている 2つの Υへッ ド 6 4
(Υエンコーダ 7 O A, 7 0 C) の計測値に基づいて、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の X Y平面内の位置 （ Θ z回転を含む） が制御されている。 また、 主制御装置 20により、 ウェハテーブル WT Bの Z軸方向の位置と Θ y回転 （ローリング） 及び 0 X回転 （ピッチン グ） とは、 ウェハテーブル WT B表面の X軸方向一側と他側の端部にそ れぞれ対向する各一対の Zセンサ 7 」， 742 j、 7 61 q, 7 62 qの計 測値に基づいて制御されている。 なお、 ウェハテーブル WT Bの Z軸方 向の位置と 回転 （ローリング） とを Zセンサ 7 j, 742 j、 7 6 1 q, 7 62 qの計測値に基づいて制御し、 0 x回転 （ピッチング） は Y軸 干渉計 1 6の計測値に基づいて制御しても良い。 いずれにしても、 この 露光中のウェハテーブル WT Bの Z軸方向の位置， 0 y回転及び 0 x回 転の制御 （ウェハ Wのフォーカス■ レべリング制御） は、 事前に行われ た前述のフォーカスマッピングの結果に基づいて行われる。
また、 この露光中は、 ウェハステージ WS Tと計測ステージ M S Tと が所定距離よりも接近するのを防止するため、 シャツタ 49 A、 49 B が開口 5 1 A, 5 1 Bを閉塞した状態に設定されている。
上記の露光動作は、 主制御装置 20により、 事前に行われた前述のゥ ェハァライメン卜 （EGA) の結果及びァライメント系 A L 1， A L 2, 〜 A L 24の最新のベースライン等に基づいて、 ウェハ W上の各シヨッ 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 W S Tが移動されるショッ ト間移動動作と、 レチクル Rに形成されたバタ ーンを走査露光方式で各ショッ 卜領域に転写する走査露光動作とを繰り 返すことにより、 行われる。 なお、 上記の露光動作は、 先端レンズ 1 9 1 とウェハ Wとの間に水を保持した状態で行われる。 また、 図 22にお ける一 Y側に位置するショッ ト領域から + Y側に位置するショッ 卜領域 の順で行われる。
また、 主制御装置 20は、 露光中に、 エンコーダ 7 0 A~ 70 Dの計 測値と干渉計 1 6 , 1 26の計測値とを蓄積し、 必要に応じて前述した 補正マップを更新することとしても良い。
そして、 図 23に示されるように、 ウェハ Wに対する露光が終了する 前、 例えばウェハ W上の異なるショッ 卜領域が順次露光される際に、 最 終のショッ ト領域が露光される前に、 主制御装置 20は、 駆動機構 34 A, 34 Bを介してシャツタ 4 9 A, 49 Bの下降駆動を開始し、 開口 5 1 A, 5 1 Bを開状態に設定する。 主制御装置 20は、 開閉センサ 1 0 1を介して、 シャツタ 49 A, 49 Bが全開状態になったことを確認 した後に、 X軸干渉計 1 30の計測値を一定値に維持しつつ Y軸干渉計 1 8の計測値に基づいてステージ駆動系 1 24を制御して、 計測ステー ジ MS T (計測テーブル MT B) を図 24に示される位置まで移動させ る。 このとき、 C Dバー 46 (計測テーブル MT B) のー丫側の端面と ウェハテーブル WT Bの +Y側の端面とは接触している。 なお、 例えば 各テーブルの Y軸方向の位置を計測する干渉計又はエンコーダの計測値 をモニタして計測テーブル M T Bとウェハテーブル W丁 Bとを Y軸方向 に 300 m程度離間させて、 非接触の状態 （近接状態） を保っても良 し、。
次いで、 図 25に示されるように、 主制御装置 20は、 ウェハテープ ル WT Bと計測テーブル MT Bとの Y軸方向の位置関係を保ちつつ、 計 測ステージ MS Tを一 Y方向に駆動する動作を開始するとともに、 ゥェ ハステージ \NS Tをアンローディングポジション U Ρに向けて駆動する 動作を開始する。 この動作が開始されると、 本実施形態では計測ステー ジ M S Tがー Y方向のみに移動され、 ウェハステージ WS Tが一 Y方向 及び一 X方向に移動される。
このようにして、 主制御装置 2 0により、 ウェハステージ WS T、 計 測ステージ M S Tが同時に駆動されると、 投影ュニッ ト P Uの先端レン ズ 1 9 1 とウェハ Wとの間に保持されていた水（液浸領域 1 4の水）が、 ウェハステージ WS T及び計測ステージ M S Tの一 Y側への移動に伴つ て、 ウェハ W—プレート 2 8→C Dバー 4 6→計測テーブル M T Bの順 に移動する。 なお、 上記の移動中、 ウェハテーブル WT B、 計測テープ ル M T Bは前述の接触状態 （又は近接状態） を保っている。 なお、 図 2 5には、 液浸領域 1 4の水がプレー卜 2 8から C Dバー 4 6に渡される 直前の状態が示されている。
図 2 5の状態から、 更にウェハステージ WS T , 計測ステージ M S T がー Y方向へ同時に僅かに駆動されると、 Yエンコーダ 7 O A, 7 0 C によるウェハステージ WS T (ウェハテーブル WT B) の位置計測がで きなくなるので、 この直前に、 主制御装置 2 0は、 ウェハステージ WS T (ウェハテーブル WT B) の Y位置及び 0 z回転の制御を、 Yェンコ ーダ 7 0 A , 7 0 Cの計測値に基づく制御から、 Y軸干渉計 1 6の計測 値に基づく制御に切り換える。 そして、 所定時間後、 図 2 6に示される ように、 計測ステージ M S Tが、 前述した Sec-BGHK (インターバル） を 行う位置に到達するので、 主制御装置 2 0は、 その位置で計測ステージ MS Tを停止するとともに、 Xスケール 3 9 X,に対向する図 2 6中に丸 で囲んで示される Xヘッ ド 6 6 (Xリニアエンコーダ 7 0 B) によリウ ェハステージ WS Tの X位置を計測しかつ Y位置及び 0 z回転等は Y軸 干渉計 1 6により計測しつつ、 ウェハステージ WS Tをさらにアンロー ディングポジション U Pに向かって駆動し、 アンローディングポジショ ン U Pで停止させる。 なお、 図 2 6の状態では、 計測テーブル M T巳と 先端レンズ 1 9 1 との間に水が保持されている。 次いで、 主制御装置 2 0は、 図 2 6及び図 2 7に示されるように、 計 測ステージ M S Tの C Dバー 4 6を用いて、 前述した手順でプライマリ ァライメント系 A L 1 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。 この Sec-BGHK (イン ターバル） と並行して、 主制御装置 2 0は、 アンロードポジション U P に停止しているウェハステージ W S T上のウェハ Wを、 不図示のアン口 一ドアームの駆動系に指令を与えてアンロードさせるとともに、 そのァ ンロードの際に上昇駆動した上下動ピン C T (図 2 6では不図示、 図 2 7参照） を所定量上昇させたまま、 ウェハステージ W S Tを + X方向に 駆動してローデイングポジション L Pに移動させる。 ここで、 ウェハの アンロードは、 上下動ピン C Tがウェハ Wを下方から支持して持ち上げ、 そのウェハ Wの下方にアン口一ドアームが進入し、 上下動ピン C Tが僅 かに下がるあるいはアンロードアームが僅かに上昇するなどして、 上下 動ピン C Tからアンロードアームにウェハを受け渡すことで行われる。 次に、 主制御装置 2 0は、 図 2 8に示されるように、 計測ステージ M S Tを、 ウェハステージ W S Tから離れた状態からウェハステージ W S τとの前述の接触状態 （又は近接状態） に移行させるための最適な待機 位置 （以下、 「最適スクラム待機位置」 と呼ぶ） へ移動させ、 前述した 手順でシャツタ 4 9 A , 4 9 Bを閉じる。 これと並行して、 主制御装置 2 0は、 不図示のロー ドアームの駆動系に指令を与えて、 ウェハテープ ル W T B上に新たなウェハ Wをロードさせる。 このウェハ Wのロードは、 ロードアームに保持されたウェハ Wがロードア一ムから所定量上昇した 状態を維持している上下動ピン C Tに渡され、 ロードアームが退避した 後、 上下動ピン C Tが下降することで、 ウェハ Wがウェハホルダ上に載 置され、 不図示のバキュームチャックによリ吸着されるという手順で行 われる。 この場合、 上下動ピン C Tが所定量上昇した状態を維持してい るので、 上下動ピン C Tが下降駆動されてウェハホルダの内部に収納さ れている場合に比べてウェハロードを短時間で行うことができる。 なお、 図 2 8には、 ウェハ Wがウェハテーブル W T B上にロードされた状態が 示されている。
本実施形態において、 上述の計測ステージ MS Tの最適スクラム待機 位置は、 ウェハ上のァラィメントショッ 卜領域に付設されたァライメン 卜マークの Y座標に応じて適切に設定される。 これにより、 上記の接触 状態 （又は近接状態） への移行の際に、 計測ステージ MS Tをその最適 スクラム待機位置に移動させる動作が不要になるので、 最適スクラム待 機位置から離れた位置に待機させる場合に比べて、 計測ステージ MS T の移動回数を 1回削減できる。 また、 本実施形態では、 上記の最適スク ラム待機位置としては、 ウェハステージ WS Tが前述のウェハァラィメ ントのために停止する位置で、 上記の接触状態 （又は近接状態） に移行 できるように、 最適スクラム待機位置が定められる。
次に、 主制御装置 20は、 図 2 9に示されるように、 ウェハステージ WS Tをローディングポジションし Pから、 計測プレート 30上の基準 マーク FMがプライマリアライメン卜系 A L 1の視野 （検出領域） 内に 位置決めされる位置 （すなわち、 前述した Pri- BCHKの前半の処理を行う 位零） へ移動させる。 この移動の途中で、 主制御装置 20は、 ウェハテ 一ブル WT Bの X Y平面内の位置の制御を、 X軸方向についてはェンコ ーダ 7 O Bの計測値， Y軸方向及び Θ z回転については Y軸干渉計 1 6 の計測値に基づく制御から、 Xスケール 39 X,, 39 X2に対向する図 2 9中に丸で囲んで示される 2つの Xヘッド 66 (エンコーダ 70 B, 7 0 D ) と、 Yスケール 3 9丫 39 Y2に対向する図 29中に丸で囲んで 示される 2つの Υヘッ ド 64 y2, 64 1 (ェンコーダ7 0 ， フ O C) との計測値に基づく制御に切り換える。
そして、 主制御装置 20は、 基準マーク FMをプライマリアライメント 系 Aし 1を用いて検出する、 前述の Pr卜 BGHKの前半の処理を行う。 この とき、 計測ステージ MS Tは、 前述の最適スクラム待機位置で待機中で
09る。
次に、 主制御装置 20は、 上述の 4つのエンコーダの計測値に基づい て、 ウェハステージ WS Tの位置を管理しつつ、 前述した 3つのファー ス トアライメン トシヨッ ト領域 A S (図 1 2 (C) 参照） に付設された ァライメントマークを検出する位置へ向けてのウェハステージ WS丁の + Y方向への移動を開始する。 このウェハステージ WS Tの + Y方向へ の移動開始後、 主制御装置 20は、 前述した手順で、 シャツタ 49 A, 49 Bを開放し、 ウェハステージ WS Tと計測ステージ MS Tとの更な る接近を許可する。 また、 主制御装置 20は、 シャツタ 49 A, 49 B の開放を開閉センサ 1 0 1の検出結果に基づいて確認する。
そして、 ウェハステージ WS丁が図 30に示される位置に到達すると、 主制御装置 20は、 衝突検知センサ 43 B, 43 Cの出力に基づいて、 ウェハステージ WS Tと計測ステージ MS Tとが接触する （又は 300 m程度の距離に近接する） のを検知し、 直ちにウェハステージ WS T を停止する。 これに先立って、 主制御装置 20は、 Zセンサ 7 2 a〜フ 2 dの全部又は一部がウェハテ一ブル WT Bと対向した時点又はその前 の時点で、 それら Zセンサ 7 2 a〜 7 2 dを作動させ （オンにし） 、 ゥ ェハテーブル WT Bの Z位置及び傾斜 （0 y回転及び 0 x回転） の計測 を開始する。
ウェハステージ WS Tの停止後、 主制御装置 20は、 プライマリアラ ィメン卜系 A L 1，セカンダリァライメント系 A L 22, A L 23を用いて、 3つのファース トアライメントショッ 卜領域 A 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し（図 30中の星マーク参照）、 上記 3つのァライメント系 A L 1 , A L 22, A L 23の検出結果とその検 出時の上記 4つの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、 この場合の 3つのファース トァライメントショッ ト領 域 A Sに付設されたァライメン卜マークの同時検出は、 前述した如く、 ウェハテーブル WT Bの Z位置を変化させることで、 複数のァライメン 卜系 A L A L Z A L 24とウェハテーブル WT Bに載置されている ウェハ Wとの間の、 Z軸方向 （フォーカス方向） における相対位置関係 を変更しつつ行われている。
上述のように本実施形態では、 ファース トァライメントショッ ト領域 A Sのァライメントマークの検出を行う位置で、 計測ステージ MS Tと ウェハステージ WS Tとの接触状態（又は近接状態）への移行が完了し、 その位置から、 主制御装置 20によって、 その接触状態 （又は近接状態） での両ステージ WS T, MS Tの +Y方向への移動 （前述した 5つのセ カンドアライメントショッ ト領域 A Sに付設されたァライメン卜マーク を検出する位置に向かってのステップ移動） が開始される。 この両ステ —ジ WS T, MS Tの +Y方向への移動開始に先立って、 主制御装置 2 0は、 図 30に示されるように、 多点 A F系 （90 a， 9 0 b) の検出 ビームのウェハテーブル WT Bへの照射を開始する。 これにより、 ゥェ ハテーブル WT B上に多点 A F系の検出領域が形成される。
そして、 上記の両ステージ WS T, M S Tの + Y方向への移動中に、 図 3 1 に示される位置に両ステージ WS T, MS Tが到達すると、 主制 御装置 20は、 前述したフォーカスキヤリブレーション前半の処理を行 い、 前述の直線 L Vにウェハテーブル WT Bのセンターラインが一致し た状態における Zセンサ 7 2 a , 7 2 b、 7 2 c， 7 2 dの計測値 （ゥ ェハテーブル W T Bの X軸方向の一側と他側の端部における面位置情 報） と、 多点 A F系 （90 a , 90 b ) による計測プレート 30表面の 検出結果 （面位置情報） との関係を求める。 このとき、 液浸領域 1 4は、 C Dバー 46とウェハテーブル WT Bとの境界付近に形成されている。 すなわち、 液浸領域 1 4の水が C Dバー 46からウェハテーブル WT B に渡される直前の状態となっている。
そして、 両ステージ WS T, MS Tが接触状態 （又は近接状態） を保 つたまま + Y方向へ更に移動し、 図 3 2に示される位置に到達すると、 5つのァライメン卜系 Aし 1， A L 2，〜 A L 24を用いて、 5つのセカン ドアライメントショッ 卜領域 A Sに付設されたァライメントマ一クをほ ぼ同時にかつ個別に検出し （図 3 2中の星マーク参照） 、 上記 5つのァ ライメント系 A L I . A L Zj A L 24の検出結果とその検出時の上記 4 つの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、 この場合の 5つのセカンドアライメン卜ショッ ト領域 A Sに付設さ れたァライメン トマークの同時検出も、 前述した如く、 ウェハテーブル WT Bの Z位置を変化させながら行われる。
また、 このとき、 Xスケール 3 9 X，に対向し、 かつ上記直線 LV上に 位置する Xヘッ ドが存在しないので、 主制御装置 20は、 Xスケール 3 9 X2に対向する Xヘッ ド 66 (Xリニアエンコーダ 7 0 D) 及び Yリニ ァエンコーダ 7 O A, 7 0 Cの計測値に基づいて、 ウェハテーブル WT Bの X Y平面内の位置を制御している。
上述したように、 本実施形態では、 セカンドァライメントショッ ト領 域 ASのァライメントマークの検出が終了した時点で、 合計 8個のァラ ィメン トマークの位置情報 （2次元位置情報） が検出できる。 そこで、 この段階で、 主制御装置 20は、 これらの位置情報を用いて例えば前述 の E G A方式にて統計演算を行って、 ウェハ Wのスケーリング （ショッ 卜倍率） を求め、 その算出したショッ ト倍率に基づいて、 投影光学系 P Lの光学特性、 例えば投影倍率を調整しても良い。 本実施形態では、 投 影光学系 P Lを構成する特定の可動レンズを駆動する、 あるいは投影光 学系 P Lを構成する特定レンズ間に形成された気密室内部の気体の圧力 を変更するなどして、 投影光学系 Pしの光学特性を調整する調整装置 6 8 (図 8参照） を制御して投影光学系 P Lの光学特性を調整する。 すな わち、 主制御装置 20は、 ァライメント系 A L 1 ， A L Zj A L ZAがゥ ェハ W上の所定数 （ここでは 8個） のマークを検出し終えた段階で、 そ れらの検出結果に基づいて、 投影光学系 P Lの光学特性を調整させるよ うに調整装置 6 8を制御することとしても良い。 なお、 マークの個数は 8個、 あるいは検出対象のマークの総数の半分などに限られるものでな く、 例えばウェハのスケーリングなどの算出に必要な個数以上であれば 良い。
また、 主制御装置 20は、 上記の 5つのセカンドァライメントショ ッ 卜領域 A Sに付設されたァライメントマークの同時検出の終了後、 接触 状態 （又は近接状態） での両ステージ WS T, MS Tの + Y方向への移 動を再び開始すると同時に、 図 3 2に示されるように、 Zセンサ 7 2 a ~ 7 2 dと多点 A F系 （90 a , 9 0 b) とを用いた前述のフォーカス マッピングを開始する。
そして、 両ステージ WS T， MS Tが、 図 33に示される計測プレー ト 30が投影光学系 P Lの直下に配置される位置に到達すると、 主制御 装置 20は、 前述した Pr卜 BGHK後半の処理及び前述したフォーカスキヤ リブレーション後半の処理を行う。
そして、 主制御装置 20は、 前述の Pri- BCHK の前半の処理の結果と Pri-BCHKの後半の処理の結果とに基づいて、 プライマリアライメン卜系 A L 1のベースラインを算出する。 これとともに、 主制御装置 20は、 前述のフォーカスキヤリブレーション前半の処理で得られた Zセンサフ 2 a , 7 2 b、 7 2 c , 7 2 dの計測値 （ウェハテーブル W T Bの X軸 方向の一側と他側の端部における面位置情報） と、 多点 A F系 （90 a , 90 b) による計測プレート 30表面の検出結果 （面位置情報） との関 係と、 前述のフォーカスキヤリブレーション後半の処理で得られた投影 光学系 P Lのべストフォーカス位置に対応する Zセンサ 7 41ι4, 7424、 7 61 3、 7 623の計測値 （すなわち、 ウェハテーブル WT Bの X軸方向 の一側と他側の端部における面位置情報） とに基づいて、 多点 A F系 （9 0 a , 90 b) の代表的な検出点におけるオフセッ トを求め、 そのオフ セッ 卜が零になるように前述の光学的手法により多点 A F系の検出原点 を調整する。
この場合において、 スループッ トの観点から、 上述の Pr卜 BGHKの後半 の処理及びフォーカスキヤリブレーション後半の処理の一方のみを行つ ても良いし、 両方の処理を行うことなく、 次の処理に移行しても良い。 勿論、 Pr i- BGHKの後半の処理を行わない場合には、 前述の Pri-BGHKの前 半の処理を行う必要もなく、 この場合には、 主制御装置 20は、 前述の 口一ディングポジション L Pからファース トァライメントショ ッ ト領域 A Sに付設されたァライメントマークを検出する位置に、 ウェハステー ジ WS Tを移動させれば良い。
なお、 この図 33の状態では、 前述のフォーカスマッピングは続行さ れている。
上記の接触状態 （又は近接状態） での両ステージ WS T, MS Tの + Y方向への移動により、 ウェハステージ WS丁が、 図 34に示される位 置に達すると、 主制御装置 20は、 ウェハステージ WS Tをその位置で 停止させるとともに、 計測ステージ M S Tについては、 そのまま +Y方 向への移動を続行させる。 そして、 主制御装置 20は、 5つのァライメ ント系 A L 1 , A L Sj A L Z を用いて、 5つのサードアライメントシ ョッ ト領域 A Sに付設されたァライメン卜マークをほぼ同時にかつ個別 に検出し （図 3 4中の星マーク参照） 、 上記 5つのァライメント系 A L 1 , A L 2，〜A L 24の検出結果とその検出時の上記 4つのエンコーダの 計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。 なお、 この場合の 5 つのサ一ドアライメントショッ ト領域 A Sに付設されたァライメントマ —クの同時検出も、 前述した如く、 ウェハテーブル WT Bの Z位置を変 化させながら行われる。 また、 この時点でも、 フォーカスマッピングは 続行されている。
—方、 上記のウェハステージ WS Tの停止から所定時間後に、 前述し たショックァブソ一バ 47 A , 47 Bが X軸固定子 80に形成された開 口 5 1 A, 5 1 Bから離脱し、 計測ステージ M S Tとウェハステージ W S Tとは、 接触 （又は近接状態） から離間状態に移行する。 この離間状 態への移行後、 主制御装置 20は、 シャツタ 49 A, 49 Bを、 駆動機 構 34 A, 34 Bを介して上昇駆動することで、 開口 5 1 A, 5 1 Bを 閉塞した状態に設定するとともに、 計測ステージ MS丁が、 露光開始ま で待機する露光開始待機位置に達すると、 その位置で停止させる。
次に、 主制御装置 20は、 前述した 3つのフォースァライメントショ ッ 卜領域 A Sに付設されたァライメントマークを検出する位置へ向けて のウェハステージ WS Tの + Y方向への移動を開始する。 このとき、 フ オーカスマッピングは続行されている。 一方、 計測ステージ MS Tは、 上記露光開始待機位置で待機している。
そして、 ウェハステージ WS Tが図 3 5に示される位置に到達すると、 主制御装置 2 0は、 直ちにウェハステージ WS Tを停止させ、 プライマ リアライメン ト系 A L 1 , セカンダリァライメン ト系 A L 22, A L 23 を用いて、 ウェハ W上の 3つのフォースァライメントショッ ト領域 A 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し （囱 3 5中の星マーク参照） 、 上記 3つのァライメント系 A L 1 ， A L 22, A L 23の検出結果とその検出時の上記 4つの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、 この場合の 3つのフォース ァライメントショッ 卜領域 A Sに付設されたァライメントマークの同時 検出も、 前述した如く、 ウェハテーブル WT Bの Z位置を変化させなが ら行われる。 この時点でも、 フォーカスマッピングは続行され、 計測ス テージ M S Tは、上記露光開始待機位置で待機したままである。そして、 主制御装置.2 0は、 このようにして得た合計 1 6個のァラィメントマ一 クの検出結果と対応する 4つのエンコーダの計測値とを用いて、 例えば 前述の E G A方式にて統計演算を行って、 上記 4つのエンコーダの計測 軸で規定される X Y座標系上におけるウェハ W上の全てのショッ ト領域 の配列情報 （座標値） を算出する。
次に、 主制御装置 2 0は、 ウェハステージ WS Tを再度 + Y方向へ移 動させながら、 フォーカスマッピングを続行する。 そして、 多点 A F系 ( 9 0 a , 9 0 b ) からの検出ビームがウェハ W表面から外れると、 図 3 6に示されるように、 フォーカスマッピングを終了する。 その後、 主 制御装置 20は、 前述のウェハァライメン ト （E G A) の結果及び最新 の 5つのァライメント系 A L 1 , A L 2,〜A L 24のベースラインの計測 結果等に基づいて、 ステップ■ アンド■ スキャン方式の露光を、 液浸露 光にて行い、 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 亍われる。
以上説明したように、 本実施形態によると、 計測値の短期安定性が良 好なエンコーダ 7 0 Α〜 7 0 D等を含むエンコーダシステムによってゥ ェハテーブル WT Βの X Υ平面内の位置情報が、 空気揺らぎなどの影響 を受けることなく、 高精度に計測されるとともに、 Zセンサ 7 2 a〜 7 2 d、 フ 斗 〜フ 、 及び 7 6 u〜 7 62 6等を含む面位置計測システ ムによってウェハテーブル WT Bの X Y平面に直交する Z軸方向におけ る位置情報が、 空気揺らぎなどの影響を受けることなく、 高精度に言 +測 される。 この場合、 上記エンコーダシステム及び上記面位置計測システ ムの両者とも、 ウェハテーブル WT B上面を直接的に計測しているので、 シンプルでかつ直接的なウェハテーブル WT B、 ひいてはウェハ Wの位 置制御が可能になる。
また、 本実施形態によると、 前述したフォーカスマッピングの際に、 主制御装置 20により、上記面位置計測システムと多点 A F系（90 a， 9 0 b) とが同時に作動され、 多点 A F系 （90 a , 9 0 b) の検出結 果が、 面位霄計測システムの計測結果を基準としたデータに換算される。 従って、 予めこの換算データを取得しておく ことで、 その後に、 面位置 計測システムによってウェハテーブル WT Bの Z軸方向の位置情報、 及 び X Y平面に対する傾斜方向の位置情報を計測するのみで、 ウェハ Wの 面位置情報を取得することなく、 ウェハ Wの面位置制御が可能になる。 従って、 本実施形態では、 先端レンズ 1 9 1 とウェハ W表面との間のヮ 一キングディスタンスが狭いが、 特に支障なく、 露光の際のウェハ Wの フォーカス ' レペリング制御を精度良く実行することができる。
本実施形態では、 前述のウェハステージ WS Tと計測ステージ M S T とを用いた並行処理動作の説明から明らかなように、 ウェハステージ W S Tへのウェハ Wの搬入が行われる位置 （ローディングポジシヨン L P) から、 ウェハ Wに対して所定の処理、 例えば露光 (パターン形成) が行 われる位置までウェハ Wが移動する過程において、 主制御装置 20は、 面位置計測システムと多点 A F系 （90 a , 90 b) との同時作動及び 上述のデータの換算処理 （フォーカスマッピング） を行っている。
また、 本実施形態では、 ァライメン卜系 A L 1 , A L Z A L ZAによ る検出すべき複数のマークの検出動作 （例えば、 前述のウェハァライメ ン ト動作） を開始してから、 該複数のマークの検出動作を完了するまで の過程において、 主制御装置 20は、 上記面位置計測システムと多点 A F系 （90 a , 90 b) との同時作動を開始させるとともに上記データ の換算処理を開始している。
また、 本実施形態によると、 上述の如く、 ウェハテーブル WT B、 ひ いてはウェハ Wの面位置を高精度に制御できるので、 面位置制御誤差に 起因する露光不良の殆どない高精度な露光が可能になり、 これによリバ ターンの像を、 像ぼけを伴うことなく、 ウェハ W上に形成することが可 能になる。
また、 本実施形態によると、 主制御装置 20により、 例えば露光に先 立って、 ウェハテーブル W T Bの X軸方向の一側と他側の端部における 面位置情報を基準として、 多点 A F系 （9 0 a， 90 b) の検出値 （計 測値） を用いてウェハ Wの面位置情報が計測され、 露光の際にも、 ゥェ ハテーブル W T Bの X軸方向の一側と他側の端部における面位置情報を 基準として、 投影光学系 P Lの光軸 A Xに平行な方向及び光軸 A Xに直 交する面に対する傾斜方向に関するウェハ Wの位置調整が行われる。 従 つて、 露光に先立って、 ウェハ Wの面位置情報を計測しているにもかか わらず、 実際の露光の際には、 ウェハ Wの面位置制御を高精度に行うこ とが可能になる。
また、 本実施形態によると、 空間像計測装置 4 5は、 その一部がゥェ ハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) に設けられ、 且つ残りの一 部が計測ステージ MS Tに設けられており、 投影光学系 P Lによリ形成 される計測マークの空間像を計測する。 このため、 例えば前述したフォ 一カスキヤリブレーション時において、 その空間像計測装置 45により、 投影光学系 P Lのべストフォーカス位置を計測する際に、 空間像計測装 置 45の一部が設けられたウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の投影光学系 P Lの光軸に平行な方向に関する位置をそのべストフ オーカス位置の基準として計測を行うことが可能となる。 従って、 照明 光 I Lでウェハを露光する際に、 このべストフォーカス位置の計測結果 に基づいて、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の投影光 学系 P Lの光軸に平行な方向に関する位置が高精度に調整される。 また、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) には、 空間像計測装置 45の一部が設けられるのみなので、 そのウェハテーブル WT B (ゥェ ハステージ WS T) が大型化することがなく、 その位置制御性を良好に 確保することができる。 なお、 空間像計測装置 45の残りの一部を全て 計測ステージ MS Tに設けないで、 計測ステージ MS T及びその外部に それぞれ設けても良い。
また、 本実施形態によると、 Y軸干渉計 1 8及び X軸干渉計 1 30に より計測ステージ MS Tの位置情報が計測され、 4つのリニアェンコ一 ダ 70 A〜 70 Dによつてウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の位置情報が計測される。 ここで、 リニアエンコーダ 7 0 A〜 7 0 Dは、 ウェハテーブル WT B上に配置され且つ Y軸、 X軸にそれぞれ平 行な方向を周期方向とする格子を有する複数のグレーティング （すなわ ち Yスケール 39 Υ,, 3 9 Υ2又は Xスケール 3 9 X,, 3 9 Χ2) と、 ス ケール 39丫 3 9 Υ2, 39 Χ,, 39 Χ2が対向して配置される複数の ヘッ ド （Υヘッ ド 64又は Xヘッド 6 6 ) とを含む反射型のエンコーダ である。 このため、 リニアエンコーダ 7 0 Α〜 7 0 Dは、 各ヘッ ドから 対向するスケール （グレーティング） に照射されるビームの光路長が Υ 軸干渉計 1 8及び X軸干渉計 1 30に比べて格段短いので、 空気揺らぎ の影響を受け難く、 Υ軸干渉計 1 8及び X軸干渉計 1 3 0に比べて計測 値の短期安定性が優れている。 従って、 ウェハを保持するウェハテープ ル WT B (ウェハステージ WS T) を安定して位置制御することが可能 となる。
また、 本実施形態によると、 Υ軸方向を計測方向とする複数の Υへッ ド 64の X軸方向の配置間隔は、 Υスケール 39 Υ,, 3 9丫2の乂軸方向 の幅よリ狭く、 X軸方向を計測方向とする複数の Xへッ ド 66の Υ軸方 向の配置間隔は、 Xスケール 39 X,, 39 Χ2の Υ軸方向の幅より狭い。 このため、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) を移動させ る際に、 複数の Υへッド 64を順次切リ換えながら、 Υスケール 39 Υ, 又は 3 9 Y2に検出光 （ビーム） を照射する Υリニアエンコーダ 7 0 Α又 はフ 0 Cの計測値に基づいて、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の Y位置を計測することができ、 これと並行して複数の Xへッ ド 6 6を順次切り換えながら、 Xスケール 3 9 X, 又は 3 9 X2に検出光 (ビーム） を照射する Xリニアエンコーダ 7 0 B又は 7 0 Dの計測値に 基づいて、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の X位置を 計測することができる。
また、 本実施形態によると、 前述のスケールの格子ピッチの補正情報 の取得のためのウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の Y軸 方向への移動の際に、 主制御装置 2 CMこより、 Xスケール 3 9乂 3 9 X2を構成する各格子線 3 7の曲がりを補正するための補正情報 （格子曲 がりの補正情報） が前述の手順で求められる。 そして、 主制御装置 2 0 により、 ヘッ ドユニッ ト 6 2 B, 6.2 Dから得られる計測値を、 ウェハ テ^-ブル WT B (ウェハステージ WS T) の Y位置情報及び Xスケール 3 9 X,, 3 9 X2の格子曲がりの補正情報、 （並びに格子ピッチの補正情 報） に基づいて補正しながら、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の X軸方向への駆動が、 Xスケール 3 9 Χτ, 3 9 Χ2とヘッ ドュ ニッ ト 6 2 B， 6 2 Dとを用いて行われる。従って、 Xスケール 3 9 X,, 39 Χ2を構成する各格子の曲がりの影響を受けることなく、 Xスケール 3 9 Χ 3 9 Χ2を用いるヘッ ドユニッ ト 6 2 Β, 6 2 D (エンコーダフ 0 Β , 7 0 D ) を用いて、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS Τ) の X軸方向の駆動を精度良く行なうことが可能となる。 また、 上記 と同様のことを、 Υ軸方向についても行うことにより、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の Υ軸方向の駆動も精度良く行なうこ とができる。
また、 本実施形態によると、 ウェハステージ WS Τが Υ軸方向に直線 的に移動する間に、 複数の検出点が X軸方向に所定間隔で設定される多 点 A F系 （9 0 a , 9 0 b) によってウェハ W表面の面位置情報が検出 されるとともに、 X軸方向に沿って一列に検出領域が配列される複数の ァライメン卜系 A L L A L S A L 24によってウェハ W上で互いに位 置が異なるァライメントマークが検出される。 すなわち、 ウェハステー ジ WS T (ウェハ W) 力^ 多点 A「系 （ 90 a , 90 b ) の複数の検出 点 （検出領域 A F) と、 複数のァライメント系 A L 1 , し ，〜八し ヰ の検出領域とを、 直線的に通過するだけで、 ウェハ Wのほぼ全面の面位 置情報の検出と、ウェハ W上で検出すべき全てのァライメントマーク（例 えば、 EG Aにおけるァライメン卜ショッ 卜領域のァライメントマーク） の検出とが終了するので、 ァライメントマークの検出動作と面位置情報 (フォーカス情報） の検出動作とを無関係に （別々に） 行う場合に比べ てスループッ 卜を向上させることができる。
本実施形態では、 前述のウェハステージ WS Tと計測ステージ M S T とを用いた並行処理動作の説明から明らかなように、 主制御装置 20は、 ローデイングポジションから露光位置 （露光領域 I A) に向けたウェハ ステージ WS Tの移動の途中で （すなわち、 ウェハステージ WS Tの Y 軸方向への移動中に） 、 ウェハ W上で X軸方向の位置が異なる複数のマ ーク （ァライメントショッ ト領域のァライメントマーク） を、 複数のァ ライメント系 A L 1 , し ？，〜 し 24で同時に検出させるとともに、 ゥ ェハステージ WS Tの Y軸方向への移動に伴い複数のァライメン卜系の 検出領域を通過したウェハ Wの面位置情報を、 多点 A F系 （9 0 a , 9 O b) で検出させる。 このため、 ァライメントマークの検出動作と面位 置情報 （フォーカス情報） の検出動作とを無関係に行う場合に比べてス ループッ トを向上させることができる。 なお、 本実施形態では X軸方向 に関して口一ディングポジションと露光位置とが異なるものと したが、 X軸方向の位置をほぼ同一としても良い。 この場合、 ローデイングポジ シヨンからァライメント系 （及び多点 A F系） の検出領域までウェハス テージ WS Tをほぼ一直線に移動することができる。 また、 ローデイン グポジションとアンローディングポジションとを同一位置としても良い。 また、 本実施形態によると、 一対の Yスケール 3 9 Υ,, 3 9 Υ2にそれ ぞれ対向する一対の Υへッ ド 64 y2, 64 y , (一対の Y軸リニァェンコ ーダ 7 O A, 7 0 C) の計測値に基づいて、 ウェハテーブル WT B (ゥ ェハステージ WS T) の Y軸方向の位置と 0 z回転 （ョーイング） とを 計測しつつ、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) を Y軸方 向へ移動させることができる。 また、 この場合、 ウェハ W上に形成され るショッ ト領域の配列 （サイズなど） に合わせてプライマリアライメン ト系 A L 1 に対するセカンダリァライメント系 Α ί Ζ, Α ί Ζ の X軸 方向の相対的な位置を調整した状態で、 ウェハテーブル WT B (ウェハ ステージ WS T) の Υ軸方向への移動を実現できるので、 ウェハ W上で Υ軸方向の位置が同一かつ X軸方向の位置が異なる複数のショッ ト領域
(例えばァライメントショッ 卜領域） のァライメン トマークを、 複数の ァライメント系 A L 1 、 A L 2，〜 A L 24で同時に計測することが可能に なる。
また、 本実施形態によると、 主制御装置 20により、 エンコーダシス テム （Yリニアエンコーダ 7 O A, 70 C、 Xリニアエンコーダ 7 O B， 7 0 D) による計測値に基づいてウェハテーブル WT B (ウェハステー ジ WS T) の位置を制御しつつ、 ウェハ W上のァライメントマークがァ ライメント系 A L 1、 A L 2 〜 A L 24を用いて検出される。 すなわち、 Yスケール 3 9 Υ,, 3 9 Υ2にそれぞれ対向する丫へッ ド 64 (Υリニア エンコーダ 7 O A, 7 0 C) と、 Xスケール 39 X，， 39 X2にそれぞれ 対向する Xヘッ ド 66 (Xリニアエンコーダ 7 0 B, 7 0 D) との計測 値に基づいて、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の位置 を高精度に制御しつつ、 ウェハ W上のァライメン卜マークをァライメン 卜系 A L 1、 A L S A L 24を用いて検出することが可能になる。 また、 本実施形態によると、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) の X Y平面内での位置によって、 ァライメント系 A L 1 、 A L 2、〜 A L 24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、 例えば前述のウェハァライメント 時などに、 ウェハテーブル WT B (ウェハステージ WS T) を X軸に交 差する方向、 例えば Y軸方向に移動する際に、 ウェハ W上で互いに位置 が異なるァライメントマークを、 ウェハテーブル W T B (ウェハステ一 ジ W S T ) 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 ト領域の配置 （レイアウ ト） 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可能になる。
また、 本実施形態によると、 主制御装置 2 0により、 ウェハ W上にァ ライメント系で検出すべきァライメン卜マークが残存している段階 （例 えば、 前述のセカンドアライメントショッ 卜領域 A Sに付設されたァラ ィメントマークの検出が終了した時点） で、 それまでにァライメント系 で検出されたウェハ W上の複数 （例えば 8個） のァライメントマークの 検出結果に基づいて、 投影光学系 P Lの光学特性を調整させるよう調整 装置 6 8が制御される場合がある。 かかる場合には、 この投影光学系 P Lの光学 性の調整後に、 例えば投影光学系 P Lによる所定の計測マー ク （又はパターン） の像の検出などを行う場合に、 上記の調整に伴って 計測マークの像がシフ 卜しても、 そのシフ ト後の計測マークの像を計測 するので、 結果的に投影光学系 P Lの光学特性の調整に伴う計測マーク の悸のシフ トが計測誤差要因となることがない。 また、 検出すべきァラ ィメントマークを全て検出し終える前に、 それまでに検出されたァライ メントマークの検出結果に基づいて上記調整を開始するので、 上記調整 を残りのァライメントマークの検出動作と並行して行うことができる。 すなわち、 本実施形態では、 上記調整に要する時間を、 サードァラィメ ントショッ ト領域 A Sのァライメン卜マークの検出を開始してからフォ ースァライメントショッ ト領域 A Sのァライメントマ一クの検出が終了 するまでの時間にオーバ一ラップさせることができる。 これにより、 全 てのマークを検出し終えてから上記調整を開始していた従来技術と比べ てスループッ 卜の向上が可能である。
また、 本実施形態によると、 主制御装置 2 0により、 投影光学系 P L によるパターン （例えばレチクル Rのパターン） の像の投影位置とァラ ィメント系 A L 1 の検出中心との位置関係 （ァライメント系 A L 1のべ ースライン） を計測する動作 （例えば、 前述の Pr i - BGHKの前半の処理） を開始してから該動作を完了するまでの間 （例えば、 前述の Pr i - BGHKの 後半の処理を終了するまでの間） に、 ァライメント系 A L 1 、 A L 2，〜 A L 2 4によるウェハ W上のァライメン卜マーク （例えば、 前述の 3つの ファース トァライメントショッ 卜領域及び 5つのセカンドアライメン卜 ショッ ト領域のァライメントマーク）の検出動作が行われる。すなわち、 ァライメント系によるマークの検出動作の少なく とも一部を、 上記位置 関係の計測動作と並行して行うことができる。 従って、 上記位置関係の 計測動作が完了した時点では、 ウェハ W上で検出すべき複数のァライメ ントマークのァライメント系による検出動作の少なくとも一部を終了さ せることができる。 これによつて、 上記位置関係の計測動作の前又は後 で上記複数のァライメントマークのァライメント系による検出動作を行 う場合に比べて、 スループッ 卜の向上が可能である。
また、 本実施形態によると、 主制御装置 2 0により、 ウェハ W上で検 出すべき複数のァライメントマークのァライメント系 A L 1 、 A L 2 ,〜 A L 2 4による検出動作 （例えば、 前述のウェハァライメント動作、 すな わちファーストアライメントショッ 卜領域 A Sからフォースァライメン 卜ショッ 卜領域 A Sにそれぞれ付設された合計 1 6個のァラィメントマ ークの検出動作） を開始してから該動作を完了する前までに、 投影光学 系 P Lによるレチクル Rのパターンの像の投影位置とァライメント系 A L 1の検出中心との位置関係 (ァライメン卜系 A L 1のベースライン） の計測動作が行われる。 すなわち、 ァライメント系によるマークの検出 動作の一部と並行して、 上記位置関係の計測動作を行うことができる。 従って、 ウェハ W上で検出すべき複数のァライメントマークのァライメ ント系 A L 1、 A L S A L 2 4による検出動作が行われる間に、上記位 置関係の計測動作を終了させることができる。 これによつて、 ウェハ W 上で検出すべき複数のァライメントマークのァライメント系による検出 動作の前又は後で上記位置関係の計測動作を行う場合に比べて、 スルー プッ 卜の向上が可能である。
また、 本実施形態によると、 主制御装置 2 0により、 ウェハ W上で検 出すべき複数のマークの検出動作 （例えば、 前述のウェハァライメント 動作、 すなわち 1 6個のァライメン卜マークの検出動作） が開始されて から該検出動作が完了する前までに、 ウェハテーブル W T Bと計測テー ブル M T Bとの接触状態 （又は例えば 3 0 0 m以下に近接させる近接 状態） と、 該両テーブルを離間させる離間状態との切り換え動作が行わ れる。 換言すれば、 本実施形態によると、 前記接触状態 （又は近接状態） においてウェハ W上で検出すべき複数のマークのァラィメント系による 検出動作が開始され、 複数のマークの全ての検出動作を完了する前に、 前記接触状態 （又は近接状態） から前記離間状態への切り換えが行われ るように該両テーブルが制御される。 従って、 ウェハ W上で検出すべき 複数のマークの検出動作が行われる間に、 上記状態の切り換え動作を終 了させることができる。 これによつて、 ウェハ W上で検出すべき複数の マークの検出動作の前又は後で上記状態の切り換え動作を行う場合に比 ベて、 スループッ 卜の向上が可能である。
また、 本実施形態によると、 主制御装置 2 0は、 ァライメント系 A L 1のベースラインの計測動作を、 前記離間状態において開始し、 かつ前 記接触状態 （又は近接状態） において終了する。
また、 本実施形態によると、 主制御装置 2 0により、 複数のァライメ ント系とウェハ Wとの Z軸方向 （フォーカス方向） の相対位置関係を不 図示の Z ■ レべリング機構で変更しつつ、 ウェハ W上で互いに位置が異 なるァライメントマークを、 対応する複数のァライメント系によって同 時に検出させるように、 ステージ駆動系 1 2 4 ( Z ■ レペリング機構） とァライメント系 A L 1 , A L Z A L Z Aと、 が制御される。 換言すれ ば、 複数のァライメント系とウェハ Wとのフォーカス方向の相対位置関 係を、 複数のァライメント系で同時に変更しつつ、 ウェハ W上で互いに 位置が異なるマークが、 対応する複数のァライメン卜系によって同時に 計測される。 これにより、 各ァライメント系について、 例えば最も良好 なフォーカス状態でマーク検出を行うことができ、 その検出結果を優先 して用いることなどによって、 ウェハ W表面の凹凸、 及び複数のァライ メント系でのべス 卜フォーカス差の影響を受けることなく、 ウェハ W上 で互いに位置が異なるマークを精度良く検出することができる。 なお、 本実施形態では、ァライメン卜系 A L 1 , A L 2τ~ A L 24が X軸方向に ほぼ沿って配置されるものとしたが、 複数のァライメン卜系とウェハ W とのフォーカス方向の相対位置関係を、 複数のァラィメント系で同時に 変更しつつ、 ウェハ W上で互いに位置が異なるマークを、 対応する複数 のァライメン卜系によって同時に計測する手法は、 ァライメント系が上 述の配置と異なる配置であっても有効である。 要は、 複数のァライメン ト系で、 ウェハ W上の互いに異なる位置に形成されたマークをほぼ同時 に検出できれば良い。
なお、 上記実施形態では、 図 3に示されるように、 へッ ドュニッ ト 6
2 Cが備える複数対 （6対） の Zセンサ 74,,』、 7 42,」. と複数の Yへッ ド 64とが X軸方向に関して交互に配置され、 同容にへッ ドュニッ ト 6 2 Cが備える複数対 （6対） の Zセンサ 7 61 q、 7 62 q と複数の Yへッ ド 64とが X軸方向に関して交互に配置されている場合について説明し たが、 本発明がこれに限定されるものではない。 例えば、 図 3 7に示さ れるヘッ ドユニッ ト 62 C' , 6 2 A' を前述のヘッ ドユニッ ト 62 C ,
6 2 Aに代えて用いても良い。 ヘッ ドユニッ ト 6 2 C' では、 Zセンサ
7 4と Yヘッ ド 64とが直線 L H上に交互に配置され、 また、 ヘッ ドュ ニッ ト 6 2 A ' では、 Zセンサ 7 6と Yヘッ ド 64とが直線 L H上に交 互に配置されている。 あるいは、 図 38に示されるヘッ ドユニッ ト 1 6 2 C, 1 6 2 Aを前述のヘッ ドユニッ ト 62 C， 6 2 Aに代えて用いて も良い。 ヘッ ドユニッ ト 1 62 Cでは、 Yヘッ ド 64に代えて、 Zセン ザの機能をも備えた Yへッ ド 64' が用いられており、 同様に、 へッ ド ユニッ ト 1 62 Aでは、 Yヘッ ド 64に代えて、 Zセンサの機能をも備 えた Yヘッ ド 64' が用いられている。 この場合、 Y軸方向と Z軸方向 に関してウェハテーブル WT B上の同一の計測領域が共通の計測点とな る。 この場合、 へッ ドュニッ ト 1 62 Cの Yヘッ ド 64' の特定の 1 つ と、 前述の Zセンサフ 2 a， 7 2 bは同一の Y軸方向の直線上に配置さ れることが望ましく、 へッ ドュニッ 卜 1 6 2 Aの Yヘッ ド 6 4 ' の特定 の 1つと、 前述の Zセンサ 7 2 c , 7 2 dは同一の Y軸方向の直線上に 配置されることが望ましい。 また、 X, Υ , Ζの全てで、 ウェハテープ ル WT Β上の同一の計測領域が共通の計測点となるように、 センサ （へ ッ ドの配置及び Ζ又は計測光学系の引き回し） を工夫するようにしても 良い。 この他、 前述した各対の Ζセンサ 7 4,,」、 7 42,」 を丫へッ ド6 4 の + Υ側と一 Υ側に配置し、 同様に、 前述した各対の Ζセンサ 7 6 、 7 62Jを Υヘッドの + Υ側と一 Υ側に配置しても良い。 この場合、 Zセ ンサ 7 4,,」、 7 42,j及びこれらに挟まれる Υヘッ ド 6 4、 並びに Zセン サフ 2 a , 7 2 bは同一の Y軸方向の直線上に配置されることが望まし く、 Ζセンサ 7 6 ,」、 7 62J及びこれちに挟まれる Υヘッド 6 4、 並び に Zセンサ 7 2 a， 7 2 bは同一の Y軸方向の直線上に配置されること が望ましい。 また、 この場合、 Zセンサ 7 4，,」.、 7 42 j、 及び Zセンサ フ 6 」、 7 62 jは、 Yヘッド 6 4に対して対称の配置であっても良いし、 対称の配置でなくても良い。
なお、 上記実施形態では、 Y軸方向位置の計測に用いられる一対の Y スケール 3 9 Υ,, 3 9 Υ2と、 X軸方向位置の計測に用いられる一対の X スケール 3 9 Χ1( 3 9 Χ2とが、 ウェハテーブル WT B上に設けられ、 こ れに対応して、 一対のへッ ドュニッ ト 6 2 A, 6 2 Cが投影光学系 P L を挟んで X軸方向の一側と他側に配置され、 2つのへッ ドュニッ ト 6 2 B、 6 2 Dが投影光学系 P Lを挟んで Y軸方向の一側と他側に配置され る場合について例示した。 しかしながら、 これに限らず、 Y軸方向位置 の計測用の Yスケール 3 9丫 3 9 Y2及び X軸方向位置の計測用の Xス ケール 3 9 Χ1; 3 9 Χ2のうち、 少なくとも一方が一対でなく 1つのみ、 ウェハテーブル WT Β上に設けられていても良いし、 あるいは、 一対の ヘッ ドユニット 6 2 A， 6 2 C及ぴ 2つのヘッ ドユニッ ト 6 2 Β、 6 2 Dのうち、 少なくとも一方が、 1つのみ設けられていても良い。 また、 スケールの延設方向及びへッ ドュニッ 卜の延設方向は、 上記実施形態の X軸方向、 Υ軸方向のような直交方向に限定されるものではなく、 相互 に交差する方向であれば良い。
なお、 上記の説明では、 ウェハステージ W S Tでウェハ交換を行って いる間に、 計測ステージ M S Tの C Dバー 4 6を用いて、 Sec - BGHK (ィ ンターパル） 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 M S Tの計測用部材を用いて、 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調整装置 6 8により投影光学系 P L の調整を行うこととすることができる。
なお、 上記実施形態では、 スケールの格子ピッチの補正情報を取得す るキヤリブレーションに際し、 ウェハテーブル W T Bを干渉計の計測値 の短期変動が無視できる程度の低速 （極低速） で移動させる場合につい て説明したが、 これに限らず、 極低速ではない速度で移動させることも 可能である。 この場合、例えば Yスケール 3 9丫 3 9 Y 2の格子ピッチ の補正情報などを取得する場合には、 ウェハテーブルを X軸方向に関し て異なる位置に設定し、 それぞれの位置で上記実施形態と同様にウェハ テーブルを Υ軸方向に移動させつつ、 その移動中にエンコーダ 7 0 Α、 7 0 C計測値と Υ干渉計 1 6の計測値へッ ドユニッ ト 6 2 A、 6 2 Cの 計測値とを同時に取り込み、 2回の同時取り込みの動作で得られたサン プリング値を用いて連立方程式を立て、 この連立方程式を解く ことで、 Υスケールの格子ピッチの補正情報 （例えば補正マップ） を、 それぞれ 独立に求めることとしても良い。
また、 上記実施形態では、 図 1 0 ( Α ) に示されるように、 ビームス プリッタなどの光学素子で光源からの光を分岐し、 分岐後の光を反射す る 2枚の反射ミラーを備えた回折干渉方式のエンコーダをエンコーダ 7 0 Α〜 7 0 Fとして用いるものとしたが、 これに限らず、 3格子の回折 干渉式のエンコーダ、 あるいは、 例えば、 特開 2 0 0 5— 1 1 4 4 0 6 号公報などに開示されるような、 光反射ブロックを備えたエンコーダな どを用いても良い。 また、 上記実施形態では、 ヘッ ドユニッ ト 6 2 Α〜 6 2 Dは、 所定間隔で配置された複数のへッ ドを有するものとしたが、 これに限らず、 Yスケール又は Xスケールのピッチ方向に細長く延びる 領域に光ビームを射出する光源と、 光ビームの Yスケール又は Xスケ一 ル （回折格子） からの反射光 （回折光） を受光する、 丫スケール又は X スケールのピッチ方向に光ビームを受光する、 隙間無く配列された多数 の受光素子とを備えた単一のへッ ドを採用しても良い。
また、 上記実施形態では、 へッ ドュニッ ト 6 2 A〜 6 2 Dからの検出 光が透過可能な保護部材 （例えば、 薄膜又はガラス板など） で反射型の 回折格子を覆い、 回折格子の損傷などを防止しても良い。 また、 上記実 施形態では X Y平面とほぼ年行なウェハステージ W S Tの上面に反射型 の回折格子を設けるものとしたが、 例えばウェハステージ W S Tの下面 に反射型の回折格子を設けても良い。 この場合、 ヘッ ドユニッ ト 6 2 A 〜 6 2 Dはウェハステージ W S Tの下面が対向する、 例えばベースプレ ートに配置される。 さらに、 上記実施形態ではウェハステージ W S Tを 水平面内で移動させるものとしたが、 水平面と交差する平面 （例えば、 Z X平面など） 内で移動させても良い。 また、 レチクルステージ R S T が 2次元移動する場合、 前述のエンコーダシステムと同様の構成のェン コーダシステムを設けてレチクルステージ R S Tの位置情報を計測して も良い。
なお、 上記実施形態では干渉計システム 1 1 8が 5自由度の方向 （X 軸、 Y軸、 0 x、 0 y及び 方向） に関してウェハステージ W S Tの 位置情報を計測可能であるものとしたが、 Z軸方向の位置情報をも計測 可能として良い。 この場合、 少なくとも露光動作時に、 前述のェンコ一 ダシステムの計測値と干渉計システム 1 1 8の計測値 （少なく とも Z軸 方向の位置情報を含む） とを用いてウェハステージ W S Tの位置制御を 行っても良い。 この干渉計システム 1 1 8は、 例えば特開 2 0 0 0— 3 2 3 4 0 4号公報 （対応米国特許第 7， 1 1 6 , 4 0 1号） 、 特表 2 0 0 1 - 5 1 3 2 6 7号公報 （対応米国特許第 6 , 2 0 8 , 4 0 7号） などに 開示されているように、 X Y平面に対して所定角度 （例えば 4 5度） 傾 斜した反射面をウェハステージ WS Tの側面に設け、 この反射面を介し て測定ビームを、 例えば前述の鏡筒定盤あるいは計測フレームなどに設 けられる反射面に照射することで、 ウェハステージ WS Tの Z軸方向の 位置情報を計測する。 この干渉計システム 1 1 8では、 複数の測定ビー 厶を用いることで、 Z軸方向に加えて θ X方向及び/又は Θ y方向の位 置情報も計測可能となる。 この場合、 ウェハステージ WS Tの移動鏡に 照射される 0 X方向及び Z又は 0 y方向の位置情報を計測するための測 定ビームは用いなくても良い。
なお、 上記実施形態では、 複数の Zセンサ 7 4U, 7 6p,qがへッドュニ ッ ト 62 C, 62 Aに設けられるものとしたが、 これに限らず、 Zセンサ と同様の面位置センサを例えば計測フレームなどに設けても良い。 また、 エンコーダへッ ド及び Zセンサはそれぞれ、 ウェハステージの上面との 間隔が投影光学系 P Lの先端光学素子 1 9 1 と同程度以下、 例えば狭い ことが好ましい。 これにより計測精度の向上を図れる。 この場合、 A F センサを設けることが困難だからこそ、 簡易な Zセンサは有効となる。 なお、 上記実施形態ではノズル ニッ 卜 3 2の下面と投影光学系 Pしの 先端光学素子の下端面とがほぼ面一であるものとしたが、 これに限らず、 例えばノズルュニッ ト 3 2の下面を、 先端光学素子の射出面よリも投影 光学系 P Lの像面 （すなわちウェハ） の近くに配置しても良い。 すなわ ち、 局所液浸装置 8は上述の構造に限られず、 例えば、 欧州特許公開第 1 4202 9 8号公報、 国際公開第 2004/055 8 03号パンフレ ッ ト、 国際公開第 2004 057 5 9 0号パンフレツ 卜、 国際公開第 2005/029 559号パンフレッ ト （対応米国特許公開第 2006 /023 1 206号） 、 国際公開第 2004 086 4 68号パンフレ ッ 卜 （対応米国特許公開第 2005Z0 2 807 9 1号） 、 特開 200 4 - 289 1 26号公報 （対応米国特許箄 6, 9 52, 2 53号） などに 記載されているものを用いることができる。 また、 例えば国際公開第 2 004/0 1 9 1 28号パンフレッ ト （対応米国特許公開第 2005/ 0 248 8 5 6号） に開示されているように、 先端光学素子の像面側の 光路に加えて、 先端光学素子の物体面側の光路も液体で満たすようにし ても良い。 さらに、 先端光学素子の表面の一部 （少なく とも液体との接 触面を含む） 又は全部に、 親液性及び 又は溶解防止機能を有する薄膜 を形成しても良い。 なお、 石英は液体との親和性が高く、 かつ溶解防止 膜も不要であるが、 蛍石は少なくとも溶解防止膜を形成することが好ま しい。
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 I L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し、。 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 I Lに対する屈折率が、 純水 （屈折率は 1 . 4 4程度） よリも高い、 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 . 5 0のイソプロパノール、 屈折率が約 1 . 6 1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 . 6 0のデカリン（Deca l i n : Decahydronaphtha l ene)な どが挙げられる。 あるいは、 これら液体のうち任意の 2種類以上の液体 が混合されたものであっても良いし、 純水にこれら液体の少なく とも 1 つが添加 （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 +、 C s +、 K +、 C I S 0 4 2—、 P 0 4 2—等の塩基又は酸 を添加 （混合） したものであっても良い。 更には、 純水に A I 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、 A r F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 係数が小さく、 温度依存性が少なく、 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 2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。 さらに、 液体と しては、 純水よりも照明光 I Lに対す る屈折率が高い液体、 例えば屈折率が 1 . 6〜 1 . 8程度のものを使用 しても良い。液体として、超臨界流体を用いることも可能である。 また、 投影光学系 P Lの先端光学素子を、 例えば石英 （シリカ） 、 あるいは、 フッ化カルシウム （蛍石） 、 フッ化バリウム、 フッ化ス トロンチウム、 フッ化リチウム、 及びフッ化ナトリゥム等のフッ化化合物の単結晶材料 で形成しても良いし、 石英や蛍石よりも屈折率が高い （例えば 1 . 6以 上） 材料で形成しても良い。 屈折率が 1 . 6以上の材料としては、 例え ば、 国際公開第 2005 059 6 1 7号パンフレツ 卜に開示される、 サファイア、 二酸化ゲルマニウム等、 あるいは、 国際公開第 2005 059 6 1 8号パンフレツ 卜に開示される、 塩化力リウム （屈折率は約 1. 7 5) 等を用いることができる。
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 く、 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。
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く、 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 さる。
なお、 上記実施形態では、 ウェハステージ WS T (移動体） 、 計測ス テージ MS T (別の移動体） 、 ァライメント系 （A L 1 、 A L Z^ A L 24) 、 多点 A F系 （90 a , 90 b) 、 Zセンサ、 干渉計システム 1 1 8、 及びエンコーダシステム （7 0 A〜 7 0 F) などの全てを備えた露 光装置に本発明が適用された場合について説明したが、 本発明がこれに 限定されなるものでない。 例えば、 計測ステージ MS Tなどが設けられ ていない露光装置にも、 本発明は適用が可能である。 本発明は、 上記各 構成部分のうち、 ウェハステージ （移動体） とこれ以外の一部の構成部 分とを備えていれば適用が可能である。 一例を挙げれば、 例えばマーク 検出系をポイントする発明は、 少なくともウェハステージ WS Tとァラ ィメント系とを備えた装置であれば適用が可能である。 また、 干渉計シ ステムとエンコーダシステムとは、 必ずしも両方設ける必要はないこと は勿論である。
また、 上記実施形態では、 空間像計測装置 4 5が、 異なるステージ、 具体的にはウェハステージ W S Tと計測ステージ W S Tとに分離して配 置された場合について説明したが、 分離して配置されるセンサは空間像 計測装置に限られるものではなく、 例えば、 波面収差計測器などであつ ても良い。 また、 異なるステージは、 基板ステージと計測ステージとの 組み合わせに限られるものではない。
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が、 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 パなどであっても、 露光^象の物体が搭載されたステージの位置をェン 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、 エンコーダの計測 値 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 なリ、 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 卜領域とを合成するステップ■アンド - スティツチ方式の縮小投影露光装置、 プロキシミティー方式の露光装置、 又はミラープロジェクシヨン ■ ァライナーなどにも本発明は適用するこ とができる。 さらに、 例えぱ特開平 1 0— 1 6 3 0 9 9号公報及び特開 平 1 0— 2 1 4 7 8 3号公報 （対応米国特許第 6 , 5 9 0 , 6 3 4号） 、 特表 2 0 0 0— 5 0 5 9 5 8号公報 （対応米国特許第 5， 9 6 9 , 4 4 1号） 、 米国特許第 6 , 2 0 8 , 4 0 7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。
また、 上記実施形態の露光装置における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し、 投影光学系 P L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 P Lを介して照明 光 I Lが照射される露光領域 I Aは、 投影光学系 P Lの視野内で光軸 A Xを含むオンァクシス領域であるが、 例えば国際公開第 2004X 1 0 7 0 1 1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 （反射系又は反屈系） 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 A Xを含まないオファクシス領域 でも良い。 また、 前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形である ものとしたが、 これに限らず、 例えば円弧、 台形、 あるいは平行四辺形 などでも良い。
なお、 上記実施形態の露光装置の光源は、 A r Fエキシマレーザに限 らず、 K r Fエキシマレーザ （出力波長 248 n m) 、 F2レーザ （出力 波長 1 57 n m) 、 A r 2 レーザ （出力波長 1 26 n m) 、 K r 2 レーザ (出力波長 1 46 n m) などのパルスレーザ光源、 あるいは g線 （波長 436 n m) 、 i 線 （波長 3 65 n m) などの輝線を発する超高圧水銀 ランプなどを用いることも可能である。 また、 Y A Gレーザの高調波発 生装置などを用いることもできる。 この他、 例えば国際公開第 1 9 99 Z4683 5号パンフレッ ト （対応米国特許 7, 02 3, 6 1 0号） に開 示されているように、 真空紫外光として D F B半導体レーザ又はフアイ バーレー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。
また、 上記実施形態では、 露光装置の照明光 I Lとしては波長 1 00 n m以上の光に限らず、 波長 1 00 η m未満の光を用いても良いことは いうまでもない。 例えば、 近年、 7 0 n m以下のパターンを露光するた めに、 S O R又はプラズマレーザを光源と して、 軟 X線領域 （例えば 5 〜 1 5 n mの波長域） の E UV (Extreme Ultraviolet) 光を発生させる とともに、 その露光波長 （例えば 1 3. 5 n m) の下で設計されたォー ル反射縮小光学系、 及び反射型マスクを用いた E U V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ヤン露光する構成が考えられるので、 かかる装置に も本発明を好適に適用することができる。 この他、 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、 本発明は適用できる。 また、 上述の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） を用いたが、 このレチクルに代えて、例えば米国特許第 6, 7 7 8 , 2 57号公報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エネレータとも呼ばれ、 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。
また、 例えば国際公開第 200 1 /03 5 1 68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、 ゥェ 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。
さらに、 例えば特表 2004— 5 1 9 8 50号公報 （対応米国特許第 6 , 6 1 1 , 3 1 6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 つてウェハ上の 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。
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、 例えばインクジエツ 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。
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く、 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。
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 く、 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する 液晶用の露光装置、 有機 Eし、 薄膜磁気へッ ド、 撮像素子 （C C D等） 、 マイクロマシン及び D N A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ロデバイスだけでなく、 光露光装置、 E U V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 でさる。
なお、 本発明の測定装置及び測定方法は、 露光装置に限らず、 その他 の基板の処理装置 （例えば、 レーザリペア装置、基板検査装置その他） 、 あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、 ワイヤーボン ディング装置等の平面内で移動するステージ等の移動体を備えた装置に も広く適用できる。
また、 上記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、 各種電気某については電気的 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。
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 際公開パンフレツ 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。
次に上述した露光装置 （パターン形成装置） をリソグラフイエ程で使 用するデバイスの製造方法の実施形態について説明する。
図 3 9には、 デバイス （ I Cあるいは L S I等の半導体チップ、 液晶 パネル、 C C D、 薄膜磁気ヘッ ド、 マイクロマシン等） の製造例のフロ 一チャートが示されている。 図 3 9に示されるように、 まず、 ステップ 2 0 1 (設計ステップ） において、 デバイスの機能■性能設計 （例えば、 半導体デバイスの回路設計等） を行い、 その機能を実現するためのバタ ーン設計を行う。 引き続き、 ステップ 2 0 2 (マスク製作ステップ） に おいて、 設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。 一方、 ス テツプ 2 0 3 (ウェハ製造ステップ） において、 シリコン等の材料を用 いてウェハを製造する。
次に、 ステップ 2 0 4 (ウェハ処理ステップ） において、 ステップ 2 0 1 〜ステップ 2 0 3で用意したマスクとウェハを使用して、 後述する ように、 リソグラフィ技術等によってウェハ上に実際の回路等を形成す る。 次いで、 ステップ 2 0 5 (デバイス組立てステップ） において、 ス テツプ 2 0 4で処理されたウェハを用いてデバイス組立てを行う。 この ステップ 2 0 5には、 ダイシング工程、 ボンディング工程、 及びパッケ 一ジング工程 （チップ封入） 等の工程が必要に応じて含まれる。
最後に、 ステップ 2 0 6 (検査ステップ） において、 ステップ 2 0 5 で作成されたデバイスの動作確認テス ト、 耐久テス ト等の検査を行う。 こうした工程を経た後にデバイスが完成し、 これが出荷される。
図 4 0には、 半導体デバイスにおける、 上記ステップ 2 0 4の詳細な フロー例が示されている。 図 4 0において、 ステップ 2 1 1 (酸化ステ ップ） においてはウェハの表面を酸化させる。 ステップ 2 1 2 ( C V D ステップ） においてはウェハ表面に絶縁膜を形成する。 ステップ 2 1 3 (電極形成ステツプ） においてはウェハ上に電極を蒸着によって形成す る。 ステップ 2 1 4 (イオン打ち込みステップ） においてはウェハにィ オンを打ち込む。 以上のステップ 2 1 1 〜ステップ 2 1 4それぞれは、 ウェハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、 各段階において必要 な処理に応じて選択されて実行される。
ウェハプロセスの各段階において、 上述の前処理工程が終了すると、 以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、 ステップ 2 1 5 (レジスト形成ステップ） において、 ウェハに感光剤を 塗布する。 引き続き、 ステップ 2 1 6 (露光ステップ） において、 上で 説明した露光装置 （パター 形成装置） 及びその露光方法 （パターン形 成方法） によってマスクの回路パターンをウェハに転写する。 次に、 ス テツプ 2 1 7 (現像ステップ） においては露光されたウェハを現像し、 ステップ 2 1 8 (エッチングステップ） において、 レジス トが残存して いる部分以外の部分の露出部材をエッチングによリ取り去る。 そして、 ステップ 2 1 9 (レジスト除去ステップ） において、 エッチングが済ん で不要となったレジストを取り除く。
これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、 ゥ ェハ上に多重に回路パターンが形成される。
以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ス テツプ 2 1 6 ) において上記実施形態の露光装置 （パターン形成装置） 及びその露光方法 (パターン形成方法) が用いられるので、 重ね合せ精 度を高く維持しつつ、 高スループッ 卜な露光を行うことができる。 従つ て、 微細パターンが形成された高集積度のマイクロデバイスの生産性を 向上することができる。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明の測定装置及び測定方法は、 物体を保持 して移動する移動体の平面内の位置及び平面に直交する方向における位 置を測定するのに適している。また、本発明の処理装置及び処理方法は、 平面内で移動する移動体上に載置された物体に所定の処理を行うのに適 している。 また、 本発明のパターン形成装置及びパターン形成方法は、 物体上にパターンを形成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、 並びにデバイス製造方法は、 半導体素子又は液晶表示素 子などの電子デバイスを製造するのに適している。

Claims

O 2007/097466 111 請求の範囲
1 . 所定の平面内で移動する移動体の位置情報を測定する測定装置 であって、
前記移動体に設けられた複数のグレーティングと、 該複数のグレーティ ングに光をそれぞれ照射し、 各グレーティングからの反射光を個別に受 光する複数のへッドとを含み、 前記移動体の前記平面内の位置情報を計 測するエンコーダシステムと ；
前記移動体に前記平面に直交する方向から光を照射し、 その反射光を 受光して前記光の照射点における前記移動体表面の前記平面に直交する 方向の位置情報を計測する面位置センサを複数含み、 前記移動体の前記 平面に直交する方向及び該平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する 面位置計測システムと ； を備える測定装置。
2 . 請求項 1に記載の測定装置において、
前記複数のグレーティングは、 前記平面内の第 1軸と平行な方向を周 期方向とする格子を有し、 前記移動体上に配置された第 1グレーティン グと、 前記第 1軸に交差する第 2軸と平行な方向を周期方向とする格子 を有し、 前記移動体上に配置された第 2グレーティングとを含み、 前記複数のへッドは、 前記第 1グレーティングに検出光を照射して前 記移動体の前記第 1軸と平行な方向の位置情報を計測する第 1 ェンコ一 ダをそれぞれ構成する、 前記第 1軸に直交する方向に沿って所定間隔で 配置された複数の第 1へッドと、 前記第 2グレーティングに検出光を照 射して前記移動体の前記第 2軸方向の位置情報を計測する第 2ェンコ一 ダをそれぞれ構成する前記第 2軸に直交する方向に沿って所定間隔で配 置された複数の第 2へッドとを含む測定装置。
3 . 請求項 2に記載の測定装置において、
前記第 1軸と前記第 2軸とは互いに直交する測定装置。
4 . 請求項 2又は 3に記載の測定装置において、
前記複数の面位置センサは、 複数の特定面位置センサを少なくとも一 部に含み、 O 2007/097466
112 前記複数の特定面位置センサと前記複数の第 1へッ ドとは、 前記第 1 軸に直交する方向の同一の直線上に配置されている測定装置。
5 . 請求項 4に記載の測定装置において、
前記複数の特定面位置センサと前記複数の第 1へッ ドとは、 前記直線 上に交互に配置されている測定装置。
6 . 請求項 2又は 3に記載の測定装置において、
前記複数の第 1へッ ドを結ぶ前記第 1軸に直交する方向の直線を挟ん で一側と他側に位置する前記直線に平行な 2本の直線上に前記複数の特 定面位置センサが相互に対応して所定間隔で配置されている測定装置。
7 . 請求項 6に記載の測定装置において、
前記複数の特定面位置センサは、 前記複数の第 1へッ ドを結ぶ前記第 1軸に直交する方向の直線に関して対称に配置されている測定装置。
8 . 請求項 6又は 7に記載の測定装置において、
前記複数の特定面位置センサと前記複数の第 1へッ ドとは、 前記第 1 軸に直交する方向に関して交互に配置されている測定装置。
9 . 請求項 6又は 7に記載の測定装置において、
前記複数の第 1へッ ドの各々を挟む第 1軸に平行な方向の一側と他側 に、 前記特定面位置センサが各 1つ配置されている測定装置。
1 0 . 請求項 4〜 9のいずれか一項に記載の測定装置において、 前記複数の第 1へッ ドの配列に平行に前記第 1軸に直交する方向の直 線に沿って所定間隔で設定された複数の検出点を有し、 対象物体上に設 定された前記複数の検出点に検出ビームをそれぞれ照射し該検出ビーム の前記対象物体からの反射光を個別に受光することで、 前記複数の検出 点における前記対象物体表面の面位置情報を検出する面位置検出装置を さらに備え、
前記面位置検出装置の複数の検出点のうち、 両端部近傍に位置する 2 つの検出点それぞれの近傍に、 前記第 1軸と平行な方向の軸上において 前記特定面位置センサの配置に対応する配置で前記面位置センサが少な くとも各 1つ配置されている測定装置。 O 2007/097466
113
1 1 . 請求項 1 0に記載の測定装置において、
前記複数の検出点のうちの両端部近傍に位置する 2つの検出点それぞ れの近傍に配置されている前記面位置センサと、 前記面位置検出装置と を同時作動の状態にし、 該同時作動により得られた前記面位置検出装置 による前記複数の検出点での検出結果を、 前記同時作動により得られた 前記面位置センサの計測結果を基準としたデータに換算する制御装置を さらに備える測定装置。
1 2 . 請求項 5、 8、 9のいずれか一項に記載の測定装置において、 前記面位置計測システムは、 前記移動体の前記第 1軸に直交する方向 の一側と他側の端部に対向する 2つの前記特定面位置センサの計測値に 基づいて、 前記移動体の前記平面に直交する方向に関する位置情報及び 前記第 1軸に直交する方向の傾斜情報を算出する算出装置をさらに含む 測定装置。
1 3 . 請求項 2〜 9のいずれか一項に記載の測定装置において、 前記複数の第 1へッ ドの配列に平行に前記第 1軸に直交する方向の直 線に沿って所定間隔で設定された複数の検出点を有し、 対象物体上に設 定された前記複数の検出点に検出ビームをそれぞれ照射し該検出ビーム の前記対象物体からの反射光を個別に受光することで、 前記複数の検出 点における前記対象物体表面の面位置情報を検出する面位置検出装置を さらに備える測定装置。
1 4 . 請求項 1 3に記載の測定装置において、
前記面位置検出装置の複数の検出点のうち、 両端部近傍に位置する 2 つの検出点それぞれの近傍に、 前記面位置センサが少なくとも各 1つ配 置されている測定装置。
1 5 . 請求項 1 4に記載の測定装置において、
前記 2つの検出点それぞれを挟んで前記第 1軸に平行な方向の一側と 他側に、 前記面位置センサが各 1つ配置されている測定装置。
1 6 . 請求項 1 0又は 1 3に記載の測定装置において、
所定の基準平面を備えた基準部材に対して前記面位置検出装置に前記 検出ビームを照射させ、 前記基準平面からの反射光を受光した前記面位 置検出装置の出力に基づいて、 前記面位置検出装置の複数の検出点の計 測値間の関係を求める演算処理装置をさらに備える測定装置。
1 7 . 請求項 1 6に記載の測定装置において、
前記基準部材は、 前記平面内で前記移動体とは独立に移動する別の移 動体上にキネマティックに支持されている測定装置。
1 8 . 請求項 1 〜 1 7のいずれか一項に記載の測定装置において、 前記面位置計測システムは、 前記移動体の移動に伴って、 前記複数の 面位置センサ間において計測値の引き継ぎを行う測定装置。
1 9 . 請求項 1 ~ 1 8のいずれか一項に記載の測定装置において、 前記面位置センサは、 C Dピックアツプ方式のセンサである測定装置。
2 0 . 物体上にパターンを形成するパターン形成装置であって、 前記移動体上に物体が載置される請求項 1 〜 1 9のいずれか一項に記 載の測定装置と ；
前記パターンを生成するパターン生成装置と ； を備えるパターン形成 装脣。
2 1 . 請求項 2 0に記載のパターン形成装置において、
前記パターン生成装置は、 エネルギビームを前記物体に照射するバタ ーン形成装置。
2 2 . 所定の平面内で移動する移動体に載置された物体に所定の処 理を行う処理装置であって、
前記移動体に前記平面に直交する方向から光を照射し、 その反射光を 受光して前記光の照射点における前記移動体表面の前記平面に直交する 方向の位置情報を計測する面位置センサを複数含み、 前記移動体の前記 平面に直交する方向及ぴ該平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する 面位置計測システムと ；
前記移動体上に載置された前記物体に対して検出ビームを照射し該検 出ビームの反射光を受光して、 前記物体表面の複数の検出点における面 位置情報を検出する面位置検出装置と ； O 2007/097466
115 前記面位置計測システムと前記面位置検出装置とを同時作動の状態に し、 該同時作動により得られた前記面位置検出装置による前記複数の検 出点での検出結果を、 前記同時作動により得られた前記面位置計測シス テムでの計測結果を基準としたデータに換算する制御装置と ； を備える 処理装置。
2 3 . 請求項 2 2に記載の処理装置において、
前記面位置計測システムに含まれる前記複数の面位置センサは、 前記 平面内の所定方向に沿って配置され、
前記面位置検出装置の前記複数の検出点は、 前記複数の面位置センサ に平行に前記所定方向に沿って配列され、
前記制御装置は、 前記物体を載置した移動体が前記所定方向と交差す る方向に沿って移動している最中に、 前記面位置計測システムと前記面 位置検出装置とに前記同時作動を行わせる測定装置。
2 4 . 請求項 2 3に記載の処理装置において、
前記複数の面位置センサは、 前記面位置検出装置の複数の検出点のう ち、,両端部近傍に位置する 2つの検出点それぞれの近傍に少なぐとも各 1つ配置されているマツビング用面位置センサを含み、
前記制御装置は、 前記面位置検出装置の各検出点における検出値を、 前記各マツビング用面位置センサの計測結果に基づいて得られた基準面 位置を基準としたデータに換算する処理装置。
2 5 . 請求項 2 3又は 2 4に記載の処理装置において、
前記移動体がその上に前記物体が載置される場所から、 前記物体に対 してエネルギビームを照射する処理が行われる場所へ移動するまでの過 程において、 前記制御装置は、 前記同時作動及び換算処理を行う処理装 置。
2 6 . 請求項 2 4又は 2 5に記載の処理装置において、
前記制御装置は、 前記物体が載置された前記移動体を、 前記所定方向 に移動させつつ、 前記面位置検出装置の前記複数の検出点を用いて順次 検出した結果に基づいて、 前記移動体が前記所定方向に移動する際に生 O 2007/097466
116 じる、 前記移動体の、 前記平面に直交する方向における位置変動に関す る情報を求める処理装置。
2 7 . 請求項 2 2〜 2 6のいずれか一項に記載の処理装置において、 前記物体上に形成された、 検出すべき複数のマークを検出するマーク 検出装置をさらに備え、
前記マーク検出装置による前記検出すべき複数のマークの検出動作を 開始してから、 該複数のマークの検出動作を完了するまでの過程におい て、 前記制御装置は、 前記面位置計測システムと前記面位置検出装置と の同時作動を開始させるとともに前記データの換算処理を開始する処理 装置。
2 8 . 請求項 2 2〜 2 7のいずれか一項に記載の処理装置において、 前記平面に平行な基準平面を備えた基準部材と ；
前記面位置検出装置に、 前記基準部材に対して前記検出ビームを照射 させ、 前記基準平面からの反射光を受光した前記面位置検出装置の出力 に基づいて、 前記面位置検出装置の複数の検出点の計測値間の関係を求 め 演算処理装置をさらに備える処理装置。
2 9 . 請求項 2 8に記載の処理装置において、
前記基準部材は、 前記平面内で前記移動体とは独立に移動する別の移 動体上にキネマティックに支持されている処理装置。
3 0 . 請求項 2 2〜 2 9のいずれか一項に記載の処理装置において、 前記面位置計測システムは、 前記移動体の移動に伴って、 前記複数の 面位置センサ間において計測値の引き継ぎを行う処理装置。
3 1 . 請求項 2 2〜 3 0のいずれか一項に記載の処理装置において、 前記面位置センサは、 C Dピックアツプ方式のセンサである処理装置。
3 2 . 対象物体上にパターンを形成するパターン形成装置であって、 前記対象物体が前記移動体上に載置された請求項 2 2〜 3 1のいずれ か一項に記載の処理装置と ；
前記パターンを生成するパターン生成装置と ； を備えるパターン形成 装置。 O 2007/097466
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3 3 . 請求項 3 2に記載のパターン形成装置において、
前記パターン生成装置は、 エネルギビームを前記物体に照射するバタ ーン形成装置。
3 4 . 光学系を介して物体上にパターンを形成するパターン形成装 置であって、
前記物体が載置され、 該物体を保持して第 1軸及びこれと交差する第 2軸を含む平面内で移動するとともに、 その一面に第 1軸と平行な方向 を周期方向とする格子を有する第 1グレーティングと、 第 2軸と平行な 方向を周期方向とする格子を有する第 2グレーティングとが配置された 移動体と ；
前記第 1軸に直交する方向に関して位置が異なる複数の第 1へッ ドを 有し、 前記第 1グレーティングと対向するへッ ドによって前記移動体の 前記第 1軸と平行な方向の位置情報を計測する第 1エンコーダと、 前記 第 2軸に直交する方向に関して位置が異なる複数の第 2へッ ドを有し、 前記第 2グレーティングと対向するへッ ドによって前記移動体の前記第 2軸方向の位置情報を計測する第 2エンコーダと、 を含むエンコーダシ ステムと ；
前記移動体に前記平面に直交する方向から光を照射し、 その反射光を 受光して前記光の照射点における前記移動体表面の前記平面に直交する 方向の位置情報を計測する面位置センサを複数含み、 前記移動体の前記 平面に直交する方向及ぴ該平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する 面位置計測システムと ；
前記複数の第 1へッ ドの配列に平行に前記第 1軸に直交する方向の直 線に沿って所定間隔で設定された複数の検出点を有し、 対象物体上に設 定された前記複数の検出点に検出ビームをそれぞれ照射し該検出ビーム の前記対象物体からの反射光を個別に受光することで、 前記複数の検出 点における前記対象物体表面の面位置情報を検出する面位置検出装置 前記面位置検出装置の複数の検出点のうち、 両端部近傍に位置する 2 つの検出点それぞれの近傍に少なくとも各 1つ配置された前記面位置セ ンサによって検出される前記移動体の前記第 1軸に直交する方向の一側 と他側の端部における面位置情報を基準として前記面位置検出装置の検 出値を用いて前記物体表面の面位置情報を計測し、パターン形成の際に、 前記移動体の前記第 1軸に直交する方向の一側と他側の端部における面 位置情報を計測する 2つの面位置センサによって計測される面位置情報 を基準として、 前記計測された面位置情報に基づいて、 前記光学系の光 軸方向及び該光軸に直交する面に対する傾斜方向に関する前記物体の位 置を調整する調整装置と ； を備えるパターン形成装置。
3 5 . 請求項 3 4に記載のパターン形成装置において、
前記 2つの検出点それぞれを挟んで前記第 1軸に平行な方向の一側と 他側に、 前記面位置センサが各 1つ配置されているパターン形成装置。
3 6 . 請求項 3 4又は 3 5に記載のパターン形成装置において、 前記第 1軸と前記第 2軸とは互いに直交するパターン形成装置。
3フ . 請求項 3 4〜 3 6のいずれか一項に記載のパターン形成装置 において、
前記複数の面位置センサは、 複数の特定面位置センサを少なくとも一 部に含み、
前記複数の特定面位置センサと前記複数の第 1へッ ドとは、 前記第 1 軸に直交する方向の同一の直線上に配置されているパターン形成装置。
3 8 . 請求項 3 7に記載のパターン形成装置において、
前記複数の特定面位置センサと前記複数の第 1へッ ドとは、 前記直線 上に交互に配置されているパターン形成装置。
3 9 . 請求項 3 4〜 3 6のいずれか一項に記載のパターン形成装置 において、
前記複数の第 1へッ ドを結ぶ前記第 1軸に直交する方向の直線を挟ん で一側と他側に位置する前記直線に平行な 2本の直線上に前記複数の特 定面位置センサが相互に対応して所定間隔で配置されているパターン形 成装置。
4 0 . 請求項 3 9に記載のパターン形成装置において、
前記複数の特定面位置センサは、 前記複数の第 1へッ ドを結ぶ前記第
1軸に直交する方向の直線に関して対称に配置されているパターン形成 装置。
4 1 . 請求項 3 9又は 4 0に記載のパターン形成装置において、 前記複数の特定面位置センサと前記複数の第 1へッドとは、 前記第 1 軸に直交する方向に関して交互に配置されているパターン形成装置。
4 2 . 請求項 3 9又は 4 0に記載のパターン形成装置において、 前記複数の第 1へッドの各々を挟む第 1軸に平行な方向の一側と他側 に、 前記特定面位置センサが各 1つ配置されているパターン形成装置。
4 3 . 請求項 3 4〜4 2のいずれか一項に記載のパターン形成装置 において、
前記移動体に計測用パターンが形成されたパターン板を含む少なくと も，部の構成部分が設けられ、 前記光学系により形成されるマークの空 間像を計測する空間像計測装置と ；
記 2つの検出点それぞれの近傍に位置する、 前記各面位置センサに よって検出される前記移動体の前記第 1軸に直交する方向の一側と他側 の端部における面位置情報を基準として前記面位置検出装置を用いて前 記パターン板表面の面位置情報を計測し、 前記移動体の前記第 1軸に直 交する方向の一側と他側の端部における面位置情報を計測する 2つの特 定面位置センサによって計測される面位置情報を基準として、 前記バタ ーン板の前記光学系の光軸方向に関する位置を制御しつつ、 前記空間像 計測装置を用いて前記光学系のべス卜フォーカス位置を測定する演算処 理装置と ； をさらに備えるパターン形成装置。
4 4 . 請求項 3 4〜4 3のいずれか一項に記載のパターン形成装置 において、
前記複数の第 1へッ ド及び前記複数の第 2へッドは、 前記光学系の光 軸を通る第 1軸上及び第 2軸上に配置されているパターン形成装置。
4 5 . 請求項 4 4に記載のパターン形成装置において、 前記複数の第 1へッ ドは、 前記光学系を基準として対称に配置され、 前記複数の第 2へッ ドは、 前記光学系を基準として対称に配置されてい るパターン形成装置。
4 6 . 請求項 3 4〜 4 5のいずれか一項に記載のパターン形成装置 において、
前記面位置計測システムは、 前記移動体の移動に伴って、 前記複数の 面位置センサ間において計測値の引き継ぎを行うパターン形成装置。
4 7 . 請求項 3 4 - 4 6のいずれか一項に記載のパターン形成装置 において、
前記面位置センサは、 C ί)ピックアツプ方式のセンサであるパターン 形成装置。
4 8 . 光学系を介して物体をエネルギビームで露光する露光装置で あって、
前記光学系と対向する表面の一部に前記物体の載置領域が設けられ、 所定の平面内で第 1及び第 2方向に可動な移動体と ；
記第 1及び第 2方向の少なくとも一方に関してそれぞれ検出点の位 置が異なる複数のセンサを有し、 前記複数の検出点で前記平面と直交す る第 3方向に関する前記移動体の表面の位置情報を計測可能な計測装置 と ； を備える露光装置。
4 9 . 請求項 4 8に記載の露光装置において、
前記計測装置は、 前記移動体の表面のうち前記載置領域と異なる領域 内に前記検出点が維持される前記複数のセンサの少なくとも 1 つによつ て前記移動体の表面の前記第 3方向の位置情報を計測する露光装置。
5 0 . 請求項 4 9に記載の露光装置において、
前記移動体の移動を伴う所定の動作における前記移動体の移動範囲で は、 前記複数の検出点の少なくとも 1つが前記異なる領域内に維持され 光装盧0
5 1 . 請求項 5 0に記載の露光装置において、
前記所定の動作中に前記複数の検出点の少なくとも 2つが前記異なる O 2007/097466
121 領域内に維持され、 前記計測装置は、 前記移動体の前記第 3方向の位置 情報、 及び傾斜情報を計測する露光装置。
5 2 . 請求項 5 0に記載の露光装置において、
前記所定の動作中に前記複数の検出点のうち同一直線上にない少なく とも 3つが前記異なる領域内に維持され、 前記計測装置は、 前記移動体 の、 前記第 3方向の位置情報及び異なる 2方向に関する傾斜情報を計測 する露光装置。
5 3 . 請求項 5 0〜 5 2のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記所定の動作中に前記異なる領域内に前記検出点が維持されるセン サはその位置及びノ又は個数が変化する露光装置。
5 4 . 請求項 5 0〜 5 3のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記所定の動作は、 少なくとも前記エネルギビームによる前記物体の 露光動作を含む露光装置。
5 5 . 請求項 4 8〜 5 4のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記エネルギビームによる前記物体の露光動作時に前記計測装置によ つて計測される前記移動体の位置情報に基づいて、 前記光学系を介して 形成されるパターン像と前記物体との位置関係を調整する調整装置をさ らに備える露光装置。
5 6 . 請求項 4 8〜 5 5のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記計測装置は、 前記平面内での前記移動体の位置に応じて少なくと も 1つが異なる複数の前記センサによってそれぞれ前記移動体の表面の 前記第 3方向の位置情報を計測する露光装置。
5 7 . 請求項 4 8〜 5 6のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記計測装置は、 前記平面内での前記移動体の位置に応じて、 前記複 数のセンサのうち前記位置情報の計測に用いるセンサを切リ替える露光 装置。
5 8 . 請求項 4 8〜 5 7のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記複数のセンサは、 前記第 1及び第 2方向の少なくとも一方に関し て前記検出点が所定間隔で前記物体の大きさと同程度以上の範囲に渡つ O 2007/097466
122 て設定される露光装置。
5 9 . 請求項 5 8に記載の露光装置において、
前記複数の検出点が設定される範囲は、 前記移動体の大きさと同程度 以上である露光装置。
6 0 . 請求項 5 8又は 5 9に記載の露光装置において、
前記複数の検出点が設定される範囲は、 前記第 1及び第 2方向の一方 に沿って設定される露光装置。
6 1 . 請求項 4 8 - 6 0のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記複数のセンサは、 前記第 1及び第 2方向の少なく とも一方に関し て前記光学系の両側にそれぞれ前記検出点が所定間隔で設定される露光 装置。
6 2 . 請求項 4 8 - 6 1のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記複数のセンサは、 前記第 3方向に関して前記移動体の表面との間 隔が前記光学系と前記移動体の表面との間隔と同程度以下である露光装 置。
6 3 . 請求項 4 8〜 6 2のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記複数のセンサは、 前記第 1及び第 2方向の少なく とも一方に関し て前記検出点が所定間隔で前記物体の大きさと同程度以上の範囲に渡つ て設定される露光装置。
6 4 . 請求項 4 8〜 6 3のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記移動体はその表面が前記第 3方向に関して前記移動体に載置され る前記物体の表面とほぼ一致する露光装置。
6 5 . 請求項 4 8〜 6 4のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記計測装置は、 前記複数のセンサを有する第 1検出系とは異なリ、 前記移動体に載置される前記物体の前記第 3方向の位置情報を計測する 第 2検出系を含む露光装置。
6 6 . 光学系を介して物体をエネルギビームで露光する露光装置で あって、
前記物体を保持して所定の平面内で第 1及び第 2方向に可動な移動体 前記第 1及び第 2方向の少なくとも一方に関して検出点の位置が異な る複数のセンサを有し、 前記各検出点で前記平面と直交する第 3方向に 関する前記移動体の表面の位置情報を計測可能な第 1検出系と、 前記第 1検出系とは異なり、 前記移動体に保持される前記物体の前記第 3方向 の位置情報を計測する第 2検出系とを含む計測装置と ； を備える露光装 置。
6 7 . 請求項 6 5又は 6 6に記載の露光装置において、
前記第 2検出系は、 前記第 1及び第 2方向の一方に沿って延びる検出 領域を有し、 前記検出領域內の複数点での前記物体の前記第 3方向の位 置情報を計測する露光装置。
6 8 . 請求項 6 7に記載の露光装置において、
前記計測装置は、 前記第 2検出系によって前記一方の方向と交差する 方向に関して前記検出領域と相対移動される前記物体のほぼ全面で前記 第 3方向の位置情報を計測可能である露光装置。
6 9 . 請求項 6 8に記載の露光装置において、
前記検出領域は、 前記一方の方向に関して前記物体と同程度の範囲に 渡って形成される露光装置。
7 0 . 請求項 6 5〜 6 9のいずれか一項に記載の露光装置において 前記エネルギビームによる前記物体の露光動作時、 前記第 1検出系に よって前記移動体の位置情報を計測しつつ、 前記第 2検出系によって計 測された前記物体の面位置情報に基づいて、 前記光学系を介して形成さ れるパターン像と前記物体との位置関係を調整する調整装置をさらに備 える露光装置。
7 1 . 請求項 7 0に記載の露光装置において、
前記調整装置は、 前記物体を移動して前記パターン像との位置及び傾 斜の調整を行う露光装置。
7 2 . 請求項 6 5〜 7 1のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記第 1検出系は、 前記複数の検出点が前記第 1及び第 2方向の一方 O 2007/097466
124 に沿って配置されるとともに、 前記第 2検出系は、 前記検出領域が前記 第 1及び第 2方向の他方に関して前記複数の検出点と離れて配置され、 前記第 1検出系は、 前記複数の検出点とは別に前記検出領域の近傍に配 置される少なくとも 2つの検出点を含む露光装置。
7 3 . 請求項 7 2に記載の露光装置において、
前記計測装置は、 前記第 2検出系による前記物体の位置情報の計測時 に、 前記第 1検出系によって前記少なくとも 2つの検出点での前記移動 体の表面の位置情報を計測する露光装置。
フ 4 . 請求項 6 5 - 7 3のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記第 1及び第 2検出系によって計測される位置情報の対応付けを行 う制御装置をさらに備える露光装置。
7 5 . 請求項 4 8〜 7 4のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記複数のセンサは、 フレーム部材に吊り下げ支持される計測フレー ムに設けられる露光装置。
7 6 . 請求項 7 5に記載の露光装置において、
前記計測フレームは、 前記フレーム部材に吊り下げ支持される前記光 学系とは独立に前記フレーム部材に吊り下げ支持される露光装置。
7 7 . 請求項 4 8〜 7 6のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記平面内での前記移動体の位置情報を計測する計測システムをさら に備え、前記計測システムは、前記光学系と所定の位置関係で配置され、 かつ表面に格子部が設けられる前記移動体が相対移動されるへッ ドュニ ットを有するエンコーダシステムを含む露光装置。
フ 8 . 請求項 7 7に記載の露光装置において、
前記へッ ドュニッ 卜は、 フレーム部材に吊り下げ支持される計測フレ ームに設けられる露光装置。
7 9 . 請求項 7 8に記載の露光装置において、
前記計測フレームは、 前記フレーム部材に吊リ下げ支持される前記光 学系とは独立に前記フレー厶部材に吊リ下げ支持される露光装置。
8 0 . 請求項 7 7〜 7 9のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記複数のセンサは、 前記へッドュニッ 卜と同一の部材に設けられる 露光装置。
8 1 . 請求項 7 7〜 8 0のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記移動体の表面のうち前記載置領域と異なる領域内に前記検出点が 維持される前記複数のセンサの少なくとも 1つによって前記移動体の表 面の前記第 3方向の位置情報が計測され、 前記異なる領域は、 前記格子 部が配置される領域の少なくとも一部を含む露光装置。
8 2 . 請求項 7 7〜 8 1のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記格子部は、 前記第 1方向に延設される第 1格子部を含み、 前記ェ ンコーダシステムは、 前記第 2方向に関して前記第 1格子部の幅より広 い検出範囲を有する第 1へッ ドュニッ 卜によって前記移動体の前記第 1 方向の位置情報を計測する露光装置。
8 3 . 請求項 8 2に記載の露光装置において、
前記第 1格子部は、 前記第 2方向に関して前記物体を挟んで一対設け られ、 前記第 1へッドュニッ トは、 前記第 2方向に関して、 前記光学系 を介してパターン像が生成される露光領域の両側にそれぞれ前記検出範 囲を有する露光装置。
8 4 . 請求項 8 3に記載の露光装置において、
前記 2つの検出範囲は、 前記第 2方向に関して前記第 1格子部の幅と 同程度以上離れて設定される露光装置。
8 5 . 請求項 8 2〜 8 4のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記第 1へッ ドュニッ トは、 前記第 2方向に関して位置が異なる複数 の第 1ヘッ ドを有し、 前記エンコーダシステムは、 前記検出範囲内で前 記第 1格子部と対向する第 1へッドによって前記第 1移動体の前記第 1 方向の位置情報を計測する露光装置。
8 6 . 請求項 8 5に記載の露光装置において、
前記複数の第 1へッ ドは、 前記第 2方向に関して前記第 1格子部の幅 よリも狭い間隔で配置される露光装置。
8 7 . 請求項 8 2〜 8 6のいずれか一項に記載の露光装置において、 O 2007/097466
126 前記格子部は、 前記第 2方向に延設される第 2格子部を含み、 前記ェ ンコーダシステムは、 前記第 1方向に関して前記第 2格子部の幅よリ広 い検出範囲を有する第 2へッ ドュニッ 卜によって前記第 1移動体の前記 第 2方向の位置情報を計測する露光装置。
8 8 . 請求項 8 7に記載の露光装置において、
前記第 2格子部は、 前記第 1方向に関して前記物体を挟んで一対設け られ、 前記第 2へッ ドュニッ 卜は、 前記第 1方向に関して、 前記光学系 を介してパターン像が生成される露光領域の両側にそれぞれ前記検出範 囲を有する露光装置。
8 9 . 請求項 8 7又は 8に記載の露光装置において、
前記第 2へッドュニッ 卜は、 前記第 1方向に関して位置が異なる複数 の第 2へッ ドを有し、 前記エンコーダシステムは、 前記検出範囲内で前 記第 2格子部と対向する第 2へッ ドによつて前記第 1移動体の前記第 2 方向の位置情報を計測する露光装置。
9 0 . 請求項 8 9に記載の露光装置において、
記複数の第 2へッ ドは、 前記第 1方向に関して前記第 2格子部の幅 よりも狭い間隔で配置される露光装置。
9 1 . 請求項 7 7〜 9 0のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記格子部は、 前記第 2方向に関して前記物体を挟んでそれぞれ前記 第 1方向に延設される一対の第 1格子部と、 前記第 1方向に関して前記 物体を挟んでそれぞれ前記第 2方向に延設される一対の第 2格子部とを 含み、 前記エネルギビームによる前記物体の露光動作では、 前記一対の 第 1格子部及び前記一対の第 2格子部の少なくとも 3つが対応するへッ ドュニッ卜と対向する露光装置。
9 2 . 請求項 9 1に記載の露光装置において
前記各格子部は、 前記延設される方向に周期的に配列される格子を有 する露光装置。
9 3 . 請求項 9 1又は 9 2に記載の露光装置において、
前記各へッ ドュニッ 卜は、 対応する格子部と交差する方向に関して所 O 2007/097466
127 定間隔で配置される複数のへッ ドを有する露光装置。
9 4 . 請求項 7 7〜 9 3のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記へッ ドュニッ トは、 前記第 3方向に関して前記移動体の表面との 間隔が前記光学系と前記移動体の表面との間隔と同程度以下である露光 装置。
9 5 . 請求項 7 7〜 9 4のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記エンコーダシステムによって計測される位置情報は、 少なくとも 前記エネルギビームによる前記物体の露光動作で用いられる露光装置。
9 6 . 請求項 7 7〜 9 5のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記エンコーダシステムによって計測される位置情報は、 少なくとも 前記物体のマークの検出動作で用いられる露光装置。
9 7 . ：請求項 7 7〜 9 6のいずれか一項に記載の露光装置において、 前記計測システムは、 前記移動体の位置情報を計測する干渉計システ ムを含み、 前記干渉計システムによる前記移動体の位置情報の計測方向 は、 前記エンコーダシステムによる前記移動体の位置情報の計測方向と 異なる方向を含む露光装置。
9 8 . 請求項 9フに記載の露光装置において
前記干渉計システムは、 前記平面内の方向と異なる方向に関して前記 移動体の位置情報を計測する露光装置。
9 9 . 請求項 9 7又は 9 8に記載の露光装置において、
前記干渉計システムは、 前記エンコーダシステムによる前記移動体の 位置情報の少なくとも 1つの計測方向に関して前記移動体の位置情報を 計測する露光装置。
1 0 0 . 請求項フ フ〜 9 9のいずれか一項に記載の露光装置におい て、
前記計測システムは、 前記移動体の位置情報を計測する干渉計システ ムを含み、 前記エンコーダシステムの計測情報に基づく前記移動体の位 置制御では、 前記干渉計システムの計測情報も用いられる露光装置。
1 0 1 . 請求項 1 0 0に記載の露光装置において、 O 2007/097466
128 前記位置制御で用いられる前記干渉計システムの計測情報は、 前記ェ ンコーダシステムによる前記移動体の位置情報の計測方向と異なる方向 に関する前記移動体の位置情報を含む露光装置。
1 0 2 . 請求項 7 7〜 1 0 1のいずれか一項に記載の露光装置にお いて、
前記格子部に起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差を補 正する補正装置をさらに備える露光装置。
1 0 3 . 請求項 4 8〜 1 0 2のいずれか一項に記載の露光装置にお いて、
前記光学系と前記物体の間を液体で満たして液浸領域を形成する液浸 システムをさらに備え、 前記光学系及び前記液浸領域の液体を介して前 記エネルギビームで前記物体を露光する露光装置。
1 0 4 . 請求項 4 8〜 1 0 3の.いずれか一項に記載の露光装置を用 いて物体を露光することと、
前記露光された物体を現像することと、 を含むデバイス製造方法。
1 0 5 . 所定の平面内で移動する移動体の位置情報を測定する測定 方法であって、
前記移動体に設けられた複数のグレーティングと、 該複数のグレーテ ィングに光をそれぞれ照射し、 各グレーティングからの反射光を個別に 受光する複数のへッ ドとを含むエンコーダシステムを用いて、 前記移動 体の前記平面内の位置情報を計測する第 1工程と ；
前記移動体に前記平面に直交する方向から光を照射し、 その反射光を 受光して前記光の照射点における前記移動体表面の前記平面に直交する 方向の位置情報を計測する面位置センサを複数含んだ面位置計測システ ムを用いて、 前記移動体の前記平面に直交する方向及ぴ該平面に対する 傾斜方向の位置情報を計測する第 2工程と ； を含む測定方法。
1 0 6 . 請求項 1 0 5に記載の測定方法において、
前記第 2工程では、 前記移動体の移動に伴って、 前記面位置計測シス テムの複数の面位置センサ間において計測値の引き継ぎが行われる測定 O 2007/097466
129 方法。
1 0 7 . 前記移動体上に物体が載置された状態で、 請求項 1 0 5又 は 1 0 6に記載の測定方法を用いて、 前記移動体の位置情報を測定する 工程と ；
エネルギビームを照射してパターンを前記物体上に形成する工程と ； を含むパターン形成方法。
1 0 8 . 請求項 1 0 7に記載のパターン形成方法によリ物体上にパ ターンを形成する工程と ；
パターンが形成された前記物体を処理する工程と ； を含むデバイス製 造方法。
1 0 9 . 所定の平面内で移動する移動体に載置された物体に所定の 処理を行う処理方法であって、
前記移動体に前記平面に直交する方向から光を照射し、 その反射光を 受光して前記光の照射点における前記移動体表面の前記平面に直交する 方向の位置情報を計測する面位置センサを複薮含み、 前記移動体の前記 平面に直交する方向及び該平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する 面位置計測システムと、
前記移動体上に載置された前記物体に対して検出ビームを照射し該検 出ビームの反射光を受光して、 前記物体表面の複数の検出点における面 位置情報を検出する面位置検出装置と、 を同時作動の状態にする第 1ェ 程と ；
前記第 1工程における同時作動により得られた前記面位置検出装置に よる前記複数の検出点での検出結果を、 前記同時作動により得られた前 記面位置計測システムでの計測結果を基準としたデータに換算する第 2 工程と ； を含む処理方法。
1 1 0 . 請求項 1 0 9に記載の処理方法において、
前記面位置計測システムに含まれる前記複数の面位置センサは、 前記 平面内の所定方向に沿って配置され、
前記面位置検出装置の前記複数の検出点は、 前記複数の面位置センサ O 2007/097466
130 に平行に前記所定方向に沿って配列され、
前記物体を載置した移動体が前記所定方向と直交する方向に沿って移 動している最中に、 前記第 1工程の処理が行われる処理方法。
1 1 1 . 請求項 1 1 0に記載の処理方法において
前記複数の面位置センサは、 前記面位置検出装置の複数の検出点のう ち、 両端部近傍に位置する 2つの検出点それぞれの近傍に少なくとも各 1つ配置されているマッピング用面位置センサを含み、
前記第 2工程では、前記面位置検出装置の各計測点における計測値を、 前記各マッピング用面位置センサの計測結果に基づいて得られた基準面 位置を基準としたデータに換算する処理方法。
1 1 2 . 請求項 1 1 0又は 1 1 1 (こ記載の処理方法において、 前記移動体がその上に前記物体が載置される場所から、 前記物体に対 して前記所定の処理が行われる場所へ移動するまでの過程において、 前 記第 1、 第 2工程の処理が行われる処理方法。
1 1 3 . 請求項 1 1 1又は 1 1 2に記載の処理方法において、 記物体が載置された前記移動体を、 前記所定方向に移動させつつ、 前記面位置検出装置の前記複数の検出点を用いて順次検出した結果に基 づいて、 前記移動体が前記所定方向に移動する際に生じる、 前記移動体 の、 前記平面に直交する方向における位置変動に関する情報を求める第 3工程をさらに含む処理方法。
1 1 4 . 請求項 1 0 9〜 1 1 3のいずれか一項に記載の処理方法に おいて、
前記物体上に形成された、 検出すべき複数のマークを、 マーク検出装 置により検出する動作を開始してから、 該動作を完了するまでの過程に おいて、 前記第 1、 第 2工程の処理がともに開始される処理方法。
1 1 5 . 請求項 1 0 9 ~ 1 "I 4のいずれか一項に記載の処理方法に おいて、
前記所定の処理には、 前記物体上にパターンを形成する処理が含まれ る処理方法。
1 1 6. 請求項 1 1 5に記載の処理方法において、
エネルギビームを照射することで、 前記パターンが前記物体上に形成 される処理方法。
1 1 7. 請求項 1 1 5又は 1 1 6に記載の処理方法により、 物体上 にパターンを形成する工程と ；
パターンが形成された前記物体を処理する工程と ； を含むデバイス製 造方法。
1 1 8. 光学系を介して物体をエネルギビームで露光する露光方法 であって、
前記光学系と対向する表面め一部に前記物体の載置領域が設けられ、 所定の平面内で第 1及び第 2方向に可動な移動体に前記物体を載置する 工程と ；
前記第 1及び第 2方向の少なくとも一方に関してそれぞれ検出点の位 置が異なる複数のセンサを有する計測装置で、 前記移動体表面の前記平 面と直交する第 3方向に関する位置情報を計測する工程を含む露光方法。
1 1 9. 請求項 1 1 8に記載の露光方法において、
前記計測装置は、 前記移動体の表面のうち前記載置領域と異なる領域 内に前記検出点が維持される前記複数のセンサの少なくとも 1つによつ て前記移動体の表面の前記第 3方向の位置情報を計測する露光方法。
1 20. 請求項 1 1 9に記載の露光方法において、
前記移動体の移動を伴う所定の動作における前記移動体の移動範囲で は、 前記複数の検出点の少なくとも 1つが前記異なる領域内に維持され
Ό si ?t Λ o
1 2 1 . 請求項 1 20に記載の露光方法において、
前記所定の動作中に前記複数の検出点の少なくとも 2つが前記異なる 領域内に維持され、 前記計測装置は、 前記移動体の前記第 3方向の位置 情報、 及び傾斜情報を計測する露光方法。
1 22. 請求項 1 20に記載の露光方法において、
前記所定の動作中に前記複数の検出点のうち同一直線上にない少なく とも 3つが前記異なる領域内に維持され、 前記計測装置は、 前記移動体 の、 前記第 3方向の位置情報及び異なる 2方向に関する傾斜情報を計測 する處光方法。
1 2 3 . 請求項 1 2 0〜 1 2 2のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記所定の動作中に前記異なる領域内に前記検出点が維持されるセン サはその位置及び 又は個数が変化する露光方法。
1 2 4 . 請求項 1 2 0〜 1 2 3のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記所定の動作は、 少なくとも前記エネルギビームによる前記物体の 露光動作を含む露光方法。
1 2 5 . 請求項 1 1 8〜 1 2 4のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記エネルギビームによる前記物体の露光動作時に前記計測装置によ つて計測される前記移動体の位置情報に基づいて、 前記光学系を介して 形碑されるパターン像と前記物体との位置関係を調整する工程を、 さら に 3む si先方 。
1 2 6 . 請求項 1 1 8〜 1 2 5のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記計測装置は、 前記平面内での前記移動体の位置に応じて少なくと も 1つが異なる複数の前記センサによってそれぞれ前記移動体の表面の 前記第 3方向の位置情報を計測する露光方法。
1 2 7 . 請求項 1 1 8〜 1 2 6のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記計測装置は、 前記平面内での前記移動体の位置に応じて、 前記複 数のセンサのうち前記位置情報の計測に用いるセンサを切リ替える露光 方法。
2 8 . 請求項 1 1 8〜 1 2 7のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、 前記複数のセンサは、 前記第 1及び第 2方向の少なくとも一方に関し て前記検出点が所定間隔で前記物体の大きさと同程度以上の範囲に渡つ て設定される露光方法。
1 29. 請求項 1 28に記載の露光方法において、
前記複数の検出点が設定される範囲は、 前記移動体の大きさと同程度 以上である露光方法。
1 30. 請求項 1 28又は 1 29に記載の露光方法において、 前記複数の検出点が設定される範囲は、 前記第 1及び第 2方向の一方 に沿って設定される露光方法。
1 3 1 . 請求項 1 1 8~ 1 30のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記複数のセンサは、 前記第 1及び第 2方向の少なくとも一方に関し て前記光学系の両側にそれぞれ前記.検出点が所定間隔で設定される露光 方法。
1 32. 請求項 1 1 8〜 1 3 1のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記複数のセンサは、 前記第 3方向に関して前記移動体の表面との間 隔が前記光学系と前記移動体の表面との間隔と同程度以下である露光方 法。
1 33. 請求項 1 1 8〜 1 32のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記複数のセンサは、 前記第 1及び第 2方向の少なくとも一方に関し て前記検出点が所定間隔で前記物体の大きさと同程度以上の範囲に渡つ て設定される露光方法。
1 34. 請求項 1 1 8〜 1 33のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記移動体はその表面が前記第 3方向に関して前記移動体に載置され る前記物体の表面とほぼ一致する露光方法。
1 35. 光学系を介して物体をエネルギビームで露光する露光方法 であって、
所定の平面内で第 1及び第 2方向に可動な移動体上に前記物体を載置 する工程と ；
前記第 1及び第 2方向の少なくとも一方に関して検出点の位置が異な る複数のセンサを有し、 前記各検出点で前記平面と直交する第 3方向に 関する前記移動体の表面の位置情報を計測可能な第 1検出系と、 前記第 1検出系とは異なり、 前記移動体に保持される前記物体の前記第 3方向 の位置情報を計測する第 2検出系とを含む計測装置を用いて、 前記移動 体表面及び前記物体の前記第 3方向の位置情報を計測する工程と ； を含 む露光方法。
1 3 6 . 請求項 1 3 4又は 1 3 5に記載の露光方法において、 前記第 2検出系は、 前記第 1及び第 2方向の一方に沿って延びる検出 領域を有し、 前記検出領域内の複数点での前記物体の前記第 3方向の位 置情報を計測する露光方法。
1 3 7 . 請求項 1 3 6に記載の露光方法において、 .
記計測装置は、 前記第 2検出系によって前記一方の方向と交差する 方向に関して前記検出領域と相対移動される前記物体のほぼ全面で前記 第 3方向の位置情報を計測可能である露光方法。
1 3 8 . 請求項 1 3 7に記載の露光方法において、
前記検出領域は、 前記一方の方向に関して前記物体と同程度の範囲に 渡って形成される露光方法。
1 3 9 . 請求項 1 3 4〜 1 3 8のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記エネルギビームによる前記物体の露光動作時に、 前記第 1検出系 によって前記移動体の位置情報を計測しつつ、 前記第 2検出系によって 計測された前記物体の面位置情報に基づいて、 前記光学系を介して形成 されるパターン像と前記物体との位置関係を調整する工程をさらに含む 置各光方法。
1 4 0 . 請求項 1 3 9に記載の露光方法において、 O 2007/097466
135 前記調整する工程では、 前記物体を移動して前記パターン像との位置 及び傾斜の調整を行う露光方法。
1 4 1 . 請求項 1 3 4〜 1 4 0のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記第 1検出系は、 前記複数の検出点が前記第 1及び第 2方向の一方 に沿って配置されるとともに、 前記第 2検出系は、 前記検出領域が前記 第 1及び第 2方向の他方に関して前記複数の検出点と離れて配置され、 前記第 1検出系は、 前記複数の検出点とは別に前記検出領域の近傍に配 置される少なくとも 2つの検出点を含む露光方法。
1 4 2 . 請求項 1 4 1に記載の露光方法において、
前記計測装置は、 前記第 2検出系による前記物体の位置情報の計測時 に、 前記第 1検出系によって前記少なくとも 2つの検出点での前記移動 体の表面の位置情報を計測する露光方法。
1 4 3 . 請求項 1 1 8〜 1 4 2のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記第 1及び第 2検出系によって計測される位置情報の対応付けを行 う工程をさらに含む露光方法。
1 4 4 . 請求項 1 1 8〜 1 4 3のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記平面内での前記移動体の位置情報を計測する計測システムをさら に備え、前記計測システムは、前記光学系と所定の位置関係で配置され、 かつ表面に格子部が設けられる前記移動体が相対移動されるへッドュニ ッ 卜を有するエンコーダシステムを含む露光方法。
1 4 5 . 請求項 1 4 4に記載の露光方法において、
前記移動体の表面のうち前記載置領域と異なる領域内に前記検出点が 維持される前記複数のセンサの少なくとも 1つによって前記移動体の表 面の前記第 3方向の位置情報が計測され、 前記異なる領域は、 前記格子 部が配置される領域の少なくとも一部を含む露光方法。
1 4 6 . 請求項 1 4 4又は 1 4 5に記載の露光方法において、 前記格子部は、 前記第 1方向に延設される第 1格子部を含み、 前記ェ ンコーダシステムは、 前記第 2方向に関して前記第 1格子部の幅よリ広 い検出範囲を有する第 1へッドュニッ 卜によって前記移動体の前記第 1 方向の位置情報を計測する露光方法。
1 4 7 . 請求項 1 4 6に記載の露光方法において、
前記第 1格子部は、 前記第 2方向に関して前記物体を挟んで一対設け られ、 前記第 1へッ ドュニッ卜は、 前記第 2方向に関して、 前記光学系 を介してパターン像が生成される露光領域の両側にそれぞれ前記検出範 囲を有する露光方法。
1 4 8 . 請求項 1 4 7に記載の露光方法において、
前記 2つの検出範囲は、 前記第 2方向に関して前記第 1格子部の幅と 同程度以上離れて設定される露光方法。
1 4 9 . 請求項 1 4 6〜 1 4 8.のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記第 1へッ ドュニッ 卜は、 前記第 2方向に関して位置が異なる複数 の第 1ヘッ ドを有し、 前記エンコーダシステムは、 前記検出範囲内で前 記第 1格子部と対向する第 1へッ ドによって前記第 1移動体の前記第 1 方向の位置情報を計測する露光方法。
1 5 0 . 請求項 1 4 9に記載の露光方法において、
前記複数の第 1へッ ドは、 前記第 2方向に関して前記第 1格子部の幅 よリも狭い間隔で配置される露光方法。
1 5 1 . 請求項 1 4 6〜 1 5 0のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記格子部は、 前記第 2方向に延設される第 2格子部を含み、 前記ェ ンコーダシステムは、 前記第 1方向に関して前記第 2格子部の幅より広 い検出範囲を有する第 2へッ ドュニッ 卜によって前記第 1移動体の前記 第 2方向の位置情報を計測する露光方法。
1 5 2 . 請求項 1 5 1に記載の露光方法において、
前記第 2格子部は、 前記第 1方向に関して前記物体を挟んで一対設け O 2007/097466
137 られ、 前記第 2へッ ドュニッ 卜は、 前記第 1方向に関して、 前記光学系 を介してパターン像が生成される露光領域の両側にそれぞれ前記検出範 囲を有する露光方法。
1 5 3 . 請求項 1 5 1又は 1 5 2に記載の露光方法において、 前記第 2へッドュニッ トは、 前記第 1方向に関して位置が異なる複数 の第 2ヘッ ドを有し、 前記エンコーダシステムは、 前記検出範囲内で前 記第 2格子部と対向する第 2へッドによって前記第 1移動体の前記第 2 方向の位置情報を計測する露光方法。
1 5 4 . 請求項 1 5 3に記載の露光方法において、
前記複数の第 2へッ ドは、 前記第 1方向に関して前記第 2格子部の幅 よリも狭い間隔で配置される露光方法。
1 5 5 . 請求項 1 4 4〜 1 5 4のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記格子部は、 前記第 2方向に関して前記物体を挟んでそれぞれ前記 第 1方向に延設される一対の第 1格子部と、 前記第 1方向に関して前記 物体を挟んでそれぞれ前記第 2方向に延設される一対の第 2格子部とを 含み、 前記エネルギビームによる前記物体の露光動作では、 前記一対の 第 1格子部及び前記一対の第 2格子部の少なくとも 3つが対応するへッ ドュニッ 卜と対向する露光方法。
1 5 6 . 請求項 1 5 5に記載の露光方法において、
前記各格子部は、 前記延設される方向に周期的に配列される格子を有 する露光方法。
1 5 7 . 請求項 1 5 5又は 1 5 6に記載の露光方法において、 前記各へッ ドュニッ トは、 対応する格子部と交差する方向に関して所 定間隔で配置される複数のへッ ドを有する露光方法。
1 5 8 . 請求項 1 4 4〜 1 5 7のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記へッ ドュニッ 卜は、 前記第 3方向に関して前記移動体の表面との 間隔が前記光学系と前記移動体の表面との間隔と同程度以下である露光 方法。
1 5 9. 請求項 1 44〜 1 58のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記エンコーダシステムによって計測される位置情報は、 少なくとも 前記エネルギビームによる前記物体の露光動作で用いられる露光方法。
1 60. 請求項 1 44 ~ 1 59のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記エンコーダシステムによって計測される位置情報は、 少なくとも 前記物体のマークの検出動作で用いられる露光方法。
1 6 1 . 請求項 1 44〜 1 60のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記計測システムは、 前記移動体の位置情報を計測する干渉計システ ムを含み、 前記干渉計システムによる前記移動体の位置情報の計測方向 は、 前記エンコーダシステムによる前記移動体の位置情報の計測方向と 異なる方向を含む露光方法。
1 62. 請求項 1 6 1に記載の露光方法において、
前記干渉計システムは、 前記平面内の方向と異なる方向に関して前記 移動体の位置情報を計測する露光方法。
1 63. 請求項 1 6 1又は 1 62に記載の露光方法において、 前記干渉計システムは、 前記エンコーダシステムによる前記移動体の 位置情報の少なくとも 1つの計測方向に関して前記移動体の位置情報を 計測する露光方法。
1 64. 請求項 1 44〜 1 63のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記計測システムは、 前記移動体の位置情報を計測する干渉計システ ムを含み、 前記エンコーダシステムの計測情報に基づく前記移動体の位 置制御では、 前記干渉計システムの計測情報も用いられる露光方法。
1 65. 請求項 1 64に記載の露光方法において、
前記位置制御で用いられる前記干渉計システムの計測情報は、 前記ェ ンコーダシステムによる前記移動体の位置情報の計測方向と異なる方向 に関する前記移動体の位置情報を含む露光方法。
1 66. 請求項 1 44〜 1 65のいずれか一項に記載の露光方法に おいて、
前記格子部に起因して生じる前記エンコーダシステムの計測誤差を補 正する工程をさらに含む露光方法。
1 67. 請求項 1 1 8〜 1 6 6のいずれか一項に記載の露光方法を 用いて物体を露光することと、
前記露光された物体を現像することと、 を含むデバイス製造方法。
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