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KR20100101048A - 노광 장치와 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

노광 장치와 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

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KR20100101048A
KR20100101048A KR1020097023231A KR20097023231A KR20100101048A KR 20100101048 A KR20100101048 A KR 20100101048A KR 1020097023231 A KR1020097023231 A KR 1020097023231A KR 20097023231 A KR20097023231 A KR 20097023231A KR 20100101048 A KR20100101048 A KR 20100101048A
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exposure
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유이치 시바자키
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

투영 광학계를 수용하는 경통(40)의 하면에 고정된 x 스케일(58x)에 대향하는 계측 마운트(51)에 배치된 픽업(54x)에 의해 구성되는 x 리니어 인코더로, 계측 마운트(51)를 기준으로 하는 경통(40)의 변위를 계측한다. 리니어 인코더의 구성에서는 픽업(54x)과 스케일(58x) 사이를 왕복하는 측장 광의 경로가 간섭계를 이용한 경우에 비해 대폭 짧아진다.

Description

노광 장치와 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법{EXPOSURE DEVICE, EXPOSURE METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 노광 장치와 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이며, 더 상세하게는, 에너지빔에 의해 물체 위에 패턴을 형성하는 노광 장치와 노광 방법, 및 상기 노광 장치 또는 상기 노광 방법을 이용한 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자(집적 회로 등), 액정 표시 소자 등의 전자 디바이스를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 스텝 앤드 리피트 방식의 투영 노광 장치(소위 스테퍼), 또는 스텝 앤드 스캔 방식의 투영 노광 장치[소위 스캐닝 스테퍼(스캐너라고도 불림)] 등이 주로 이용되고 있다.
이 종류의 노광 장치에서는, 레이저 간섭계를 이용하여, 웨이퍼 또는 유리 플레이트 등의 피노광 기판(이하, 웨이퍼로 총칭)을 유지하는 웨이퍼 스테이지의 위치를, 투영 광학계의 경통 측면을 기준으로 하여 계측하고, 그 계측 결과를 이용하여 투영 광학계에 대한 스테이지의 위치를 제어하는 것이 일반적으로 행해지고 있다(예컨대 특허문헌 1 참조). 이것에 의해, 진동 등에 의해 투영 광학계의 위치가 미소하게 변화하여도, 이것에 웨이퍼 스테이지를 정밀도 좋게 추종시킬 수 있 다.
그러나, 웨이퍼 스테이지의 위치를, 투영 광학계의 경통 측면을 기준으로 하여 계측하기 위해 레이저 간섭계를 이용한 경우에는, 측장(測長) 빔의 광로 길이는 수백 ㎜ 정도 이상으로 되어 버린다. 이 때문에, 측장 빔의 광로 주위에 생기는 분위기의 온도 요동(공기 요동)에 의해, 계측값에 오차가 생기는 경우가 있고, 이 오차는 웨이퍼에 형성되는 패턴의 위치 어긋남 및 웨이퍼 위에 적층 형성되는 복수 층의 패턴 간의 중첩 오차의 요인이 된다.
특허문헌 1: 미국 특허 출원 공개 제2007/0288121호
(발명의 개시)
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명은 제1 관점에서 보면, 에너지빔으로 광학 부재를 통해 물체를 노광시키고, 상기 물체 위에 패턴을 형성하는 노광 장치로서, 상기 물체를 유지하고, 미리 정한 평면을 따라 이동하는 이동체와; 상기 광학 부재를 유지하는 유지 부재와; 미리 정한 기준 위치와 상기 유지 부재와의, 상기 평면에 평행한 제1 축방향의 거리를 계측하는 제1 인코더를 포함하는 제1 노광 장치이다.
이것에 의하면, 기준 위치로부터 광학 부재를 유지하는 유지 부재까지의 제1 축방향의 거리는 제1 인코더에 의해 계측된다. 이것에 의해, 제1 인코더 및 유지 부재의 주위에서, 예컨대 온도 요동 등의 분위기 변화가 생겼다고 해도, 기준 위치로부터 광학 부재까지의 거리를 정밀도 좋게 계측할 수 있게 된다. 따라서, 이동체를 광학계 부재를 기준으로 하여 정밀도 좋게 이동시키거나, 또는 위치 결정할 수 있게 된다.
본 발명은, 제2 관점에서 보면, 광학 부재를 통해 에너지빔으로 물체를 노광시키는 노광 장치로서, 상기 물체를 유지하며 미리 정한 평면 내에서 이동할 수 있는 이동체와; 상기 광학 부재를 유지하는 유지 부재와; 상기 광학 부재와 상기 유지 부재 중 한 쪽에 스케일이 설치되며 다른 쪽에 헤드가 설치되고, 상기 미리 정한 평면과 평행한 방향에 관한 상기 광학 부재의 위치 정보를 계측하는 인코더 장치를 포함하는 제2 노광 장치이다.
이것에 의하면, 광학 부재와 유지 부재 중 한 쪽에 스케일이 설치되고 다른 쪽에 헤드가 설치된 인코더 장치에 의해, 미리 정한 평면과 평행한 방향에 관한 광학 부재의 위치 정보가 계측된다. 이것에 의해, 유지 부재의 주위에서, 예컨대 온도 요동 등의 분위기 변화가 생겼다고 해도, 광학 부재의 위치 정보를 정밀도 좋게 계측할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 제3 관점에서 보면, 본 발명의 제1, 제2 노광 장치 중 어느 하나를 이용하여 물체 위에 패턴을 형성하는 공정과; 상기 패턴이 형성된 물체를 현상하는 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법이다.
본 발명은 제4 관점에서 보면, 에너지빔에 의해 광학 부재를 통해 물체를 노광시키고, 상기 물체 위에 패턴을 형성하는 노광 방법으로서, 상기 광학 부재와 미리 정한 기준 위치와의, 상기 물체를 유지하며 이동하는 이동체의 이동면 내의 위치 관계를, 인코더 시스템을 이용하여 계측하는 제1 계측 공정을 포함하는 제1 노광 방법이다.
이것에 의하면, 광학 부재와 미리 정한 기준 위치와의, 물체를 유지하며 이동하는 이동체의 이동면 내의 위치 관계가 인코더 시스템을 이용하여 계측된다. 이것에 의해, 광학 부재와 미리 정한 기준 위치와의, 이동체의 이동면 내의 위치 관계를 정밀도 좋게 계측할 수 있게 된다. 따라서, 이동체를 광학계 부재를 기준으로 하여 정밀도 좋게 이동시키거나 또는 위치 결정할 수 있게 된다.
본 발명은 제5 관점에서 보면, 광학 부재를 통해 에너지빔으로, 미리 정한 평면 내에서 이동할 수 있는 이동체에 유지된 물체를 노광시키는 노광 방법으로서, 상기 광학 부재와 이 광학 부재를 유지하는 유지 부재 중 한 쪽에 스케일이 설치되고 다른 쪽에 헤드가 설치된 인코더 장치를 이용하여, 상기 미리 정한 평면과 평행한 방향에 관한 상기 광학 부재의 위치 정보를 계측하는 공정을 포함하는 제2 노광 방법이다.
이것에 의하면, 광학 부재와 유지 부재 중 한 쪽에 스케일이 설치되고 다른 쪽에 헤드가 설치된 인코더 장치를 이용하여, 미리 정한 평면과 평행한 방향에 관한 광학 부재의 위치 정보가 계측된다. 이것에 의해, 유지 부재의 주위에서, 예컨대 온도 요동 등의 분위기 변화가 생겼다고 해도, 광학 부재의 위치 정보를 정밀도 좋게 계측할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 제6 관점에서 보면, 본 발명의 제1, 제2 노광 방법 중 어느 하나를 이용하여 물체 위에 패턴을 형성하는 공정과; 상기 패턴이 형성된 물체를 현상하는 공정을 포함하는 디바이스 제조 방법이다.
도 1은 일 실시형태에 따른 노광 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2의 (A)는 헤드 유닛 및 픽업의 배치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2의 (B)는 웨이퍼 스테이지를 도시하는 평면도이다.
도 3은 계측 마운트를 도시하는 사시도이다.
도 4는 픽업과 경통에 설치된 스케일의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시형태의 제어계를 도시하는 블록도이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태를 도 1∼도 5에 기초하여 설명한다.
도 1에는, 일 실시형태에 따른 노광 장치(10)의 개략적인 구성이 도시되어 있다. 이 노광 장치(10)는 스텝 앤드 스캔 방식의 투영 노광 장치, 즉 소위 스캐닝 스테퍼이다. 후술하는 바와 같이 본 실시형태에서는 투영 광학계(PL)가 설치되어 있고, 이하에서는, 이 투영 광학계(PL)의 광축 방향을 Z축 방향, 이것에 직교하는 면 내에서 레티클과 웨이퍼가 상대 주사되는 방향을 Y축 방향, 이들 Z축 및 Y축에 직교하는 방향을 X축 방향으로 하며, X축, Y축, 및 Z축 주위의 회전(경사) 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로 하여 설명한다.
노광 장치(10)는 조명 유닛(IOP)과, 레티클(R)을 유지하는 레티클 스테이지(RST)와, 투영 광학계(PL)를 포함하는 투영 유닛(PU)과, 웨이퍼(W)를 유지하며 XY 평면 내에서 이동하는 웨이퍼 스테이지(WST)와 이들의 제어계, 및 투영 유닛(PU)을 유지하는 칼럼(34) 등을 구비하고 있다.
조명 유닛(IOP)은 광원 및 조명 광학계를 포함하고, 그 내부에 배치된 시야 조리개(마스킹 블레이드 또는 레티클 블라인드라고도 불림)로 규정되는 직사각형 또는 원호형의 조명 영역에 조명광(IL)을 조사하며, 회로 패턴이 형성된 레티클(R)을 균일한 조도로 조명한다. 조명광(IL)으로서는, 여기서는 일례로서, ArF 엑시머 레이저 광(파장 193 ㎚)이 이용되는 것으로 한다.
레티클 스테이지(RST)는, 후술하는 칼럼(34)의 상부 판을 구성하는 레티클 스테이지 베이스(32a) 위에 배치되고, 레티클 스테이지 구동계(19R)를 구성하는 예컨대 자기 부상형 2차원 리니어 액추에이터가 발생시키는 자기 부상력에 의해 레티클 스테이지 베이스(32a) 위에 부상 지지되어 있다. 그리고, 이 레티클 스테이지(RST) 위에는 레티클(R)이 예컨대 진공 흡착 또는 정전 흡착에 의해 고정되어 있다.
레티클 스테이지(RST)는, 레티클 스테이지 구동계(19R)에 의해 Y축 방향(도 1에서의 지면 내 좌우 방향)으로 미리 정한 스트로크로 구동되고, X축 방향(도 1에서의 지면 직교 방향) 및 θz 방향으로도 미소 구동되며, 또한 Z축 방향 및 XY 평면에 대한 경사 방향(θx 방향 및 θy 방향)으로도 미소 구동된다.
레티클 스테이지(RST)[레티클(R)]의 XY 평면 내의 위치(θz 방향의 회전도 포함)는 레티클 스테이지(RST)에 고정된(또는 형성된) 반사면에 레이저 빔을 조사하는 레티클 레이저 간섭계(이하, 「레티클 간섭계」라고 함)(18R)에 의해서, 예컨대 0.25 ㎚∼1 ㎚ 정도의 분해능으로 항상 검출된다. 그리고, 레티클(R)의 Z축 방향의 위치는, 예컨대 미국 특허 제5,448,332호 명세서에 개시되는 다점 초점 위치 검출계로 이루어지는 레티클 포커스 센서(RF)(도 1에서는 도시 생략, 도 5 참조)에 의해 계측된다.
레티클 간섭계(18R) 및 레티클 포커스 센서(RF)의 계측값은 주제어 장치(11)(도 5 참조)에 공급된다. 주제어 장치(11)는 공급된 계측값에 기초하여, 레티클 스테이지 구동계(19R)를 통해 레티클 스테이지(RST)를 구동한다.
상기 투영 유닛(PU)은 원통형의 경통(40)과, 이 경통(40)에 유지된 복수의 광학 소자로 이루어지는 투영 광학계(PL)를 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 경통(40)이 단일인 것으로 했지만, 예컨대 각각 하나 또는 복수의 광학 소자를 유지하는 복수의 경통을 중첩하여 구성하여도 좋다. 이 경우, 그 복수의 경통을 밀폐 부재 안에 수납하여, 투영 광학계(PL)의 청정도를 높게 유지하는 것이 바람직하다.
상기 투영 광학계(PL)로서는, 예컨대 Z축 방향과 평행한 광축을 따라 배열되는 복수의 광학 소자(렌즈 엘리먼트)로 이루어지는 굴절 광학계가 이용되고 있다. 이 투영 광학계(PL)는, 예컨대 양측 텔리센트릭으로 미리 정한 투영 배율(예컨대 1/4 또는 1/5)을 갖는다. 이 때문에, 조명 유닛(IOP)으로부터의 조명광(IL)에 의해 전술한 조명 영역이 조명되면, 투영 광학계(PL)의 제1 면(물체면)과 패턴면이 대략 일치하여 배치되는 레티클(R)을 통과한 조명광(IL)에 의해, 투영 광학계(PL)를 통해 그 조명 영역 내의 레티클(R)의 회로 패턴의 축소상(회로 패턴의 일부 투영상)이 투영 광학계(PL)의 제2 면[상면(像面)]측에 배치되고, 표면에 레지스트(감광제)가 도포된 웨이퍼(W) 위의 상기 조명 영역에 공역인 영역(노광 영역)에 형성된다.
그리고, 레티클 스테이지(RST)와 웨이퍼 스테이지(WST)의 동기 구동에 의해 서, 조명 영역[조명광(IL)]에 대하여 레티클(R)을 주사 방향(Y축 방향)으로 상대 이동시키고, 노광 영역[조명광(IL)]에 대하여 웨이퍼(W)를 주사 방향(Y축 방향)으로 상대 이동시킴으로써, 웨이퍼(W) 위의 하나의 샷(shot) 영역(구획 영역)이 주사 노광되며, 그 샷 영역에 레티클(R)의 패턴이 전사된다. 즉, 본 실시형태에서는 조명 유닛(IOP), 레티클(R) 및 투영 광학계(PL)에 의해 웨이퍼(W) 위에 패턴이 생성되고, 조명광(IL)에 의한 웨이퍼(W) 위의 감응층(레지스트층)의 노광에 의해 웨이퍼(W) 위에 그 패턴이 형성된다.
칼럼(34)은, 상면(床面)(F)에 그 하단부가 고정된 복수(여기서는, 예컨대 3개)의 다리부(32b)(지면 안쪽의 다리부는 도시 생략)와, 이 다리부(32b)에 의해 상면(F) 위쪽에서 지지된 레티클 스테이지 베이스(32a)를 포함하고 있다. 레티클 스테이지 베이스(32a)의 중앙부에는, 상하 방향(Z축 방향)으로 관통하는 평면에서 봤을 때(위쪽에서 봤을 때) 직사각형의 개구(34a)가 형성되어 있다.
경통(40)은, 예컨대 투영 광학계(PL)를 수용하는 길이 방향을 Z축 방향으로 하는 원기둥형의 중공 부재이고, 그 바닥벽 중앙에는 돌출부가 형성되어 있다. 이 돌출부의 내부에는 투영 광학계(PL)의 하단에 위치하는 광학 부재가 유지되어 있고, 그 돌출부 중앙에는 조명광의 통로가 되는 개구부가 형성되어 있다. 이것에 한정되지 않고, 경통(40)의 바닥벽을 중앙부에 원형 개구가 형성된 판 부재에 의해 구성하며, 그 원형 개구로부터 투영 광학계(PL)의 하단에 위치하는 광학 부재를 유지하는 유지 부재를 돌출시켜도 좋다.
또한, 경통(40)의 높이 방향의 중앙보다 약간 아래쪽의 위치에는 외주부에 링형의 플랜지(FLG)가 일체로 설치되어 있다.
경통(40)은 레티클 스테이지 베이스(32a)의 하면측에 일단이 고정된 복수, 예컨대 3개 서스펜션 지지 기구(137)(단, 지면 안쪽의 서스펜션 지지 기구는 도시 생략)에 의해, 플랜지(FLG)가 지지됨으로써, 레티클 스테이지 베이스(32a)의 아래쪽에서 서스펜션 지지되어 있다. 각 서스펜션 지지 기구(137)는, 예컨대 유구조의 연결 부재인 코일 스프링(136)과 와이어(135)를 포함하고 있다. 코일 스프링(136)은 투영 광학계(PL)의 광축(Z축)에 수직인 방향으로 진자와 같이 진동하여, 투영 광학계(PL)의 광축에 수직인 방향의 진동을 제진한다[즉, 상(床)의 진동이 투영 광학계(PL)에 전달되는 것을 방지함]. 또한 코일 스프링(136)은 광축에 평행한 방향에 관해서도, 높은 제진 성능을 갖고 있다. 또한 투영 유닛(PU)을 지지하는 경통 정반이 설치되는 경우에는, 이 경통 정반을 예컨대 3개의 서스펜션 지지 기구(137)에 의해 서스펜션 지지하여도 좋다.
칼럼(34)의 3개의 다리부(32b) 각각의 Z축 방향에 관한 중앙부 근방에는 볼록부(134a)가 형성되어 있다. 또한, 각 볼록부(134a)와 투영 광학계(PL)의 플랜지(FLG) 사이에는 구동 기구(440)가 설치되어 있다. 각 구동 기구(440)는 투영 광학계(PL)를 경통(40)의 반경 방향으로 구동하는 보이스 코일 모터와, 투영 광학계(PL)를 광축 방향(Z축 방향)으로 구동하는 보이스 코일 모터를 포함하고 있다. 3개의 볼록부(134a) 각각과 플랜지(FLG) 사이에 설치된 3개의 구동 기구(440)(도 1에서의 지면 안쪽의 구동 기구는 도시 생략)에 의해, 투영 광학계(PL)를 6자유도 방향으로 구동할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 주제어 장치(11)(도 5 참조)는 예컨대 투영 광학계(PL)의 플랜지(FLG)에 설치된 도시되지 않는 가속도 센서에서 검출되는 가속도 정보에 기초하여, 투영 광학계(PL)가 칼럼(34) 및 상면(F)에 대하여 정지한 상태가 되도록 각 구동 기구(440)의 보이스 코일 모터의 구동을 제어한다.
웨이퍼 스테이지(WST)는, 투영 광학계(PL)의 아래쪽에 배치되고, 상면(F) 위에 수평으로 설치된 스테이지 정반(BS) 위에, 그 바닥면에 설치된 복수의 비접촉 베어링, 예컨대 에어 베어링 등을 통해 부상 지지되어 있다. 웨이퍼 스테이지(WST) 위에, 도시되지 않는 웨이퍼 홀더를 통해 웨이퍼(W)가 진공 흡착(또는 정전 흡착)에 의해 유지된다.
웨이퍼 스테이지(WST)의 위치는, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2007/0288121호 명세서, 미국 특허 출원 공개 제2008/0088843호 명세서, 미국 특허 출원 공개 제2006/0227309호 명세서 등에 개시되는 인코더 시스템에 의해 계측된다. 본 실시형태에서, 이 인코더 시스템은 4개의 리니어 인코더(70A∼70D)(도 5 참조)를 가지며, 도 2의 (A)에 도시하는 바와 같이, 4개의 인코더 헤드 유닛(62A∼62D)이 계측 마운트(유지 부재)(51)의 하면에 배치되어 있다(상세한 내용은 후술). 한편, 웨이퍼 스테이지(WST)의 상(上)면에는 도 2의 (B)에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 둘러싸도록, 길이 방향을 Y축 방향으로 하는 한 쌍의 Y 스케일(44A, 44C)과, 한 쌍의 X 스케일(44B, 44D)이 각각 고정되어 있다. 스케일(44A∼44D) 각각의 표면에는 각각의 길이 방향을 주기 방향으로 하는 반사형의 회절 격자가 형성되어 있다.
스테이지 정반(BS)의 +Z측의 면(상면)은 평탄도를 매우 높게 하여 가공되고, 웨이퍼 스테이지(WST)의 이동 시의 기준면(가이드면)으로 되어 있다. 웨이퍼 스테이지(WST)는 웨이퍼 스테이지 구동계(19W)에 의해 Y축 방향으로 미리 정한 스트로크로 구동되고, X축 방향 및 θz 방향으로도 미소 구동되며, 또한 Z축 방향 및 XY 평면에 대한 경사 방향(θx 방향 및 θy 방향)으로도 미소 구동된다.
투영 광학계(PL)의 플랜지(FLG)에는 계측 마운트(51)가 복수(여기서는 예컨대 4개)의 지지 부재(53)(단, 지면 안쪽의 지지 부재는 도시 생략)를 통해 서스펜션 지지되어 있다. 각 지지 부재(53)는 실제로는 양단부에 플렉셔부를 갖는 링크 부재를 포함하여 구성되어 있다. 각 플렉셔부는 지지 부재의 길이 방향(Z축 방향)에 관한 강성이 높고, 그 외의 5자유도 방향에 관한 강성이 낮다. 따라서, 4개의 지지 부재에 의해, 계측 마운트(51)와 플랜지(FLG) 사이에 응력을 거의 생기게 하지 않고, 계측 마운트(51)가 지지된다.
계측 마운트(51)는, 도 3의 사시도에 도시되는 바와 같이, 원형 판형의 본체부(52)와, 본체부(52)로부터 +X 방향, +Y 방향, -X 방향, -Y 방향으로 각각 돌출 설치된 평면에서 봤을 때 대략 정방 형상의 4개의 연장 설치부(53A, 53B, 53C, 53D)를 갖고 있다.
본체부(52)는, 상면의 외측 둘레 가장자리의 링형의 림부를 제외하는 부분(내부의 원형 부분)이, 림부에 비해 그 내부 바닥면이 한층 낮은 오목부(52a)로 되어 있다. 그리고, 오목부(52a) 중앙에는 오목부(52a)의 내부 바닥면보다 약간 낮은 상면에 평행한 환형의 면 영역이 형성되어 있다. 이 환형의 면 영역의 내측 둘레 가장자리, 외측 둘레 가장자리는 전술한 림부와 중심이 같다. 면 영역의 내측 둘레 가장자리는 원형 개구(52c)의 내측 둘레면으로 되어 있다. 면 영역과 오목부(52a)의 내부 바닥면은 테이퍼형의 경사면에 의해 연결되어 있다. 원형 개구(52c) 주위의 면 영역과 테이퍼형의 경사면에 의해 수용부(52b)가 형성되어 있다.
도 2의 (A) 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 계측 마운트(51)의 오목부(52a)의 내부 바닥면 위에는, 후술하는 리니어 인코더(50x, 50y)(도 5 참조)의 센서 헤드부인, 픽업(54x) 및 픽업(54y)이 배치되어 있다.
픽업(54x)은 도 2의 (A)에 도시하는 바와 같이 직선(Px) 위에 배치되고, 위쪽(+Z 방향)으로 광을 조사하는 x 헤드(56x)를 구비하고 있다. 마찬가지로, 픽업(54y)은 직선(Py) 위에 배치되고, 위쪽으로 광을 조사하는 y 헤드(56y)를 구비하고 있다.
투영 유닛(PU)의 하면(-Z측의 면), 예컨대 경통(40)의 하면에는 도 4에 x 스케일(58x)을 들어 대표적으로 도시하는 바와 같이, 픽업(54x 및 54y) 각각에 대향하여 x 스케일(58x) 및 y 스케일(58y)이 고정되어 있다.
x 스케일(58x)은 도 2의 (A) 배치도에 도시하는 바와 같이, 투영 광학계(PL)의 광축에 직교하며 X축과 45도의 각도를 이루는 직선(Px) 위에, 직선(Px)과 평행한 방향을 길이 방향으로 하여 배치되고, y 스케일(58y)은 투영 광학계(PL)의 광축에 직교하며 Y축과 45도의 각도를 이루는 직선(Py) 위에, 직선(Py)과 평행한 방향을 길이 방향으로 하여 배치되어 있다. 또한, 스케일(58x, 58y)의 하면(-Z측의 면)에는 길이 방향을 주기 방향으로 하는 반사형의 회절 격자가 형성되어 있다.
픽업(54x)은, 경통(40)의 하면에 고정된 x 스케일(58x)에 광을 조사하여 얻어지는 반사광(회절 격자로부터의 회절광)을 이용하여, 예컨대 진동 등에 기인하는, 직선(Px)에 평행한 방향의 경통(40)[투영 광학계(PL)]의 변위를 검출하는 광학식의 x 리니어 인코더(50x)(도 5 참조)를 구성한다. 마찬가지로, 픽업(54y)은 경통(40)의 하면에 고정된 y 스케일(58y)에 광을 조사하여 얻어지는 반사광(회절 격자로부터의 회절광)을 이용하여, 직선(Py)에 평행한 방향의 경통(40)[투영 광학계(PL)]의 변위를 검출하는 광학식의 y 리니어 인코더(50y)(도 5 참조)를 구성한다.
여기서, x 리니어 인코더(50x) 및 y 리니어 인코더(50y)에서는, 예컨대 미국 특허 제7,238,931호 명세서 및 미국 특허 출원 공개 제2007/0288121호 명세서 등에 개시되는 인코더 헤드와 같은 구성의 회절 간섭형 헤드가 픽업(54x, 54y)으로서 이용되고 있다. 단, 본 실시형태에서는 픽업(54x, 54y)은 광원 및 수광계(광 검출기를 포함함)가 계측 마운트(51)의 외부에 배치되고, 광원으로부터의 광을 편광 분리하는 편광 빔 스플리터를 포함하는 광학계(의 일부)만이 계측 마운트(51)의 오목부(52a)의 내부 바닥면 위에, 즉 x 스케일(58x), y 스케일(58y)에 대향하여 배치되어 있다. 즉, 픽업(54x, 54y)은 그 모두가 계측 마운트(51)에 설치되어 있지 않아도 좋다. 이 경우, 광원 및 수광계와 광학계 간에는, 도시하지 않는 광파이버를 통해, 또는 공중 전송에 의해, 광 및 또는 신호의 송수신이 이루어진다. 이하, 계측 마운트(51)의 오목부(52a)의 내부 바닥면 위에 배치된 광학계를 픽업이라고 부른다. 또한, 픽업(54x, 54y) 중, 계측 마운트(51)의 외부에 배치되는 부재는 광원 및 수광계에 한정되지 않고, 예컨대 광원만, 또는 광원과 수광 소자(센서)만 등이어도 좋다.
또한, 계측 마운트(51)의 하면(-Z측의 면)에는, 도 2의 (A)에 도시하는 바와 같이, 투영 광학계(PL)의 하단부 주위를 사방에서 둘러싸도록, 4개의 인코더 헤드 유닛(이하, 헤드 유닛이라고도 함)(62A∼62D)이 배치되어 있다.
상기 헤드 유닛(62A, 62C)은, 투영 유닛(PU)의 +X측 및 -X측에 각각 X축 방향을 길이 방향으로 하고, 투영 광학계(PL)의 광축에 대하여 대칭으로 배치되어 있다. 또한, 상기 헤드 유닛(62B, 62D)은 투영 유닛(PU)의 +Y측 및 -Y측에 각각 Y축 방향을 길이 방향으로 하고, 투영 광학계(PL)의 광축에 대하여 대칭으로 배치되어 있다.
헤드 유닛(62A, 62C)은 도 2의 (A)에 도시하는 바와 같이, X축 방향을 따라 미리 정한 간격으로 배치된 복수, 여기서는 5개의 Y 헤드(64)를 구비하고 있다. 헤드 유닛(62A)은 웨이퍼 스테이지(WST) 위의 전술한 Y 스케일(44A)을 이용하여, 웨이퍼 스테이지(WST)의 Y축 방향의 위치(Y 위치)를 계측하는 복수의 Y 헤드(64)를 구비한 다안(多眼), 여기서는 5안(眼) Y 리니어 인코더(70A)(도 5 참조)를 구성한다. 마찬가지로, 헤드 유닛(62C)은 전술한 Y 스케일(44C)을 이용하여, 웨이퍼 스테이지(WST)의 Y 위치를 계측하는 5개의 Y 헤드(64)를 구비한 5안 Y 리니어 인코더(70C)(도 5 참조)를 구성한다.
또한, 헤드 유닛(62B, 62D)은 도 2의 (A)에 도시하는 바와 같이, Y축 방향을 따라서 미리 정한 간격으로 배치된 복수, 여기서는 5개의 X 헤드(66)를 구비하고 있다. 헤드 유닛(62B)은 전술한 X 스케일(44B)을 이용하여, 웨이퍼 스테이지(WST)의 X축 방향의 위치(X 위치)를 계측하는 복수의 X 헤드(66)를 구비한 다안, 여기서는 5안 X 리니어 인코더(70B)(도 5 참조)를 구성한다. 마찬가지로, 헤드 유닛(62D)은 전술한 X 스케일(44D)을 이용하여, 웨이퍼 스테이지(WST)의 X 위치를 계측하는 5개의 X 헤드(66)를 구비한 5안 X 리니어 인코더(70D)(도 5 참조)를 구성한다.
전술한 바와 같이 구성된 계측 마운트(51)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 플랜지(FLG)에 상단이 고정(접속)되고, 하단이 연장 설치부(53A∼53D)에 각각 고정(접속)된 전술한 4개의 지지 부재(53)(단, 지면 안쪽의 지지 부재는 도시 생략)에 의해 서스펜션 지지되고, 경통(40)의 하면에서 미리 정한 거리만큼 아래쪽(-Z 방향) 위치에 배치되어 있다. 이 서스펜션 지지 상태에서는 도 4에 도시하는 바와 같이, 경통(40) 하단의 돌출부가 계측 마운트(51)에 형성된 수용부(52b)에 수용된 상태가 된다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 경통(40)의 하면과 오목부(52a)의 내부 바닥면이 미리 정한 간극을 통해 대향하고, 픽업(54x)의 x 헤드(56x)와 경통(40)의 하면에 배치된 x 스케일(58x)이 대향하며, 픽업(54y)의 y 헤드(56y)와 경통(40)의 하면에 배치된 y 스케일(58y)이 대향한 상태가 된다.
또한, 계측 마운트(51)에는 얼라이먼트계(ALG), 웨이퍼 포커스 센서(WF) 등(도 5 참조)이 장착되어 있다. 얼라이먼트계(ALG)로서는 화상 처리 방식의 센서를 이용할 수 있고, 이 화상 처리 방식의 센서는 예컨대 일본 특허 공개 평04-065603호 공보(대응 미국 특허 제5,493,403호 명세서)에 개시되어 있다. 또한 웨이퍼 포커스 센서(WF)로서는 예컨대 일본 특허 공개 평06-283403호 공보(대응 미국 특허 제5,448,332호 명세서) 등에 개시되는 웨이퍼 포커스 센서를 이용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 전술한 스케일(58x, 58y), 헤드 유닛(62A∼62D) 등이 계측 마운트(51)에 설치되기 때문에, 계측 마운트(51)를 메트롤로지 프레임 등이라고도 부를 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 스케일(58x, 58y)뿐만 아니라, 헤드 유닛(62A∼62D), 얼라이먼트계(ALG), 웨이퍼 포커스 센서(WF)도 계측 마운트(51)에 설치하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 헤드 유닛(62A∼62D), 얼라이먼트계(ALG), 웨이퍼 포커스 센서(WF) 중 적어도 하나를 계측 마운트(51)와는 다른 부재에 설치하여도 좋다.
도 5는 본 실시형태의 노광 장치(10)의 제어계를 블록도로 나타내고 있다. 이 도 5에 나타내는 제어계는 CPU(중앙 연산 처리 장치), ROM(리드 온리 메모리), RAM(랜덤 액세스 메모리) 등으로 이루어지는 소위 마이크로컴퓨터(또는 워크스테이션)를 포함하고, 장치 전체를 통괄하여 제어하는 주제어 장치(11)를 중심으로 하여 구성되어 있다.
전술한 바와 같이 구성된 노광 장치(10)에서는, 노광 동작 시에 웨이퍼(W)를 유지한 웨이퍼 스테이지(WST)가 계측 마운트(51)의 아래쪽에 위치하면, 웨이퍼 스테이지(WST)의 상면에 배치된 Y 스케일(44A, 44C)과 헤드 유닛(62A, 62C)이 각각 대향하고, X 스케일(44B, 44D)과 헤드 유닛(62B, 62D)이 각각 대향한다. 그리고, Y 스케일(44A, 44C)에 대향하는 헤드 유닛(62A, 62C)[Y 리니어 인코더(70A, 70C)]에 의해, 웨이퍼 스테이지(WST)의 Y축 방향의 위치가 계측되고, X 스케일(44B, 44D)에 대향하는 헤드 유닛(62B, 62D)[X 리니어 인코더(70B, 70D)]에 의해, 웨이퍼 스테이 지(WST)의 X축 방향의 위치가 계측된다. 또한, 동시에 경통(40)의 하면에 배치된 x 스케일(58x)에 대향하는 픽업(54x)[x 리니어 인코더(50x)]과, y 스케일(58y)에 대향하는 픽업(54y)[y 리니어 인코더(50y)]과, 경통(40)의 직선(Px) 및 직선(Py)에 평행한 방향의 변위, 즉 경통(40)의 XY 평면 내에서의 위치가 계측된다. 그리고, 주제어 장치(11)는 Y 리니어 인코더(70A, 70C) 및 X 리니어 인코더(70B, 70D)의 계측 결과와, x 리니어 인코더(50x) 및 y 리니어 인코더(50y)의 계측 결과를 모니터하고, 웨이퍼 스테이지(WST)를 XY 평면 내에서, 경통(40)을 기준으로 하여 이동시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치(10)에 의하면, 노광 동작중의 경통(40)의 XY 평면 내에서의 변위가, 경통(40)의 하면에 배치된 스케일(58x)에 대향하는 계측 마운트(51)에 배치된 픽업(54x)[x 리니어 인코더(50x)], 및 경통(40)의 하면에 배치된 스케일(58y)에 대향하는 계측 마운트(51)에 배치된 픽업(54y)[y 리니어 인코더(50y)]에 의해 계측된다. 따라서, 웨이퍼 스테이지(WST)의 이동 등에 기인하는 진동 등에 의해서, 경통(40)의 XY 평면 내의 위치가 미소 변동하여도, 그 변위를 정밀도 좋게 계측하는 것이 가능해지고, 결과적으로 경통(40)에 유지되는 투영 광학계(PL)의 광축을 기준으로 하는 웨이퍼 스테이지(WST)의 위치 제어를 정밀도 좋게 수행할 수 있다.
또한, 픽업(54x, 54y)으로부터 사출되는 광(이하, 측장 광이라고 함)은 x 스케일(58x) 또는 y 스케일(58y)에서 반사되어, 픽업(54x, 54y)과, 경통(40)에 고정된 x 스케일(58x) 또는 y 스케일(58y)과의 사이를 왕복하게 되지만, 측장 광의 경 로는, 예컨대 간섭계에서의 측장 광의 경로와 비교하여 무시할 수 있을 정도로 작아진다. 따라서, 노광중에 경통(40) 주위 등에서 공기 요동 등이 생겼다고 해도, x 리니어 인코더(50x) 및 y 리니어 인코더(50y)의 계측값의 단기 안정성을, 간섭계를 이용한 경우에 비해 각별히 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 본 실시형태에서는 경통(40)의 변위 계측에 이용되는 측장 광을 사출하는 픽업(54x, 54y)과, 웨이퍼 스테이지(WST)의 위치를 계측하는 헤드 유닛(62A∼ 62D)이 모두 계측 마운트(51)에 배치되어 있다. 이 때문에, 픽업(54x, 54y)과 헤드 유닛(62A∼62D)과의 위치 관계는 일정하게 유지되고, 웨이퍼 스테이지(WST)에 대한 계측을 수행하는 X 리니어 인코더(70B, 70D) 및 Y 리니어 인코더(70A, 70C)와, 경통(40)에 대한 계측을 수행하는 x 리니어 인코더(50x) 및 y 리니어 인코더(50y)와의 사이에서 생기는 계측 오차를 저감할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 x 리니어 인코더(50x) 및 y 리니어 인코더(50y)에서, X축 및 Y축에 대하여 45도의 각도를 이루는 직선(Px) 및 직선(Py)에 평행한 방향의 경통(40)의 변위를 계측하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 인코더를 이용하여 경통(40)의 X축 방향 및 Y축 방향의 변위를 계측하여도 좋으며, 또한 임의의 상이한 2축 방향의 변위를 계측함으로써 경통(40)의 XY 평면 위에서의 변위를 계측하여도 좋다. 즉, 스케일(58x, 58y)은 그 길이 방향(계측 방향, 회절 격자의 주기 방향/배열 방향)이 직선(Px, Py)에 평행한 방향에 한정되는 것이 아니라 임의여도 상관없다.
또한, 상기 실시형태에서는, 열원(熱源)을 피하기 위해, 광학계(의 일부)만 이 계측 마운트(51)에 배치되는 것으로 했지만, 열 영향을 배제할 수 있거나, 또는 열 영향을 고려하지 않아도 되는 경우에는 광원 및/또는 수광계(광검출기를 포함함)를 계측 마운트(51)에 배치하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 x 리니어 인코더(50x) 및 y 리니어 인코더(50y) 각각의 픽업(54x, 54y)이 계측 마운트(51)에 부착되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 픽업(54x, 54y)을 경통(40)에 부착하여, 계측 마운트(51)에 부착된 스케일(58x, 58y)을 이용하여, 계측 마운트(51)에 대한 경통(40)의 변위를 계측하여도 좋다.
또한, 지금까지는 픽업(54x, 54y) 또는 스케일(58x, 58y)을 투영 유닛(PU)[경통(40)]의 하단면에 부착하는 것으로 하고 있지만, 투영 유닛(PU)[경통(40)]의 하단면 이외의 부위에 픽업(54x, 54y) 또는 스케일(58x, 58y)을 고정하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 경통(40)의 변위 계측에, 광학식의 x 리니어 인코더(50x) 및 y 리니어 인코더(50y)를 이용했지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 전자기 유도 방식의 인코더 등을 이용하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 스케일에 광을 조사함으로써 얻어지는 반사광을 수광하는 픽업(54x, 54y)을 구비한 x 리니어 인코더(50x) 및 y 리니어 인코더(50y)를 이용하여 경통(40)의 변위를 계측하는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 경통(40)의 변위를 계측하는 인코더로서는, 예컨대 스케일(58x, 58y)을 투과한 투과광을 이용하여 변위를 계측하는 인코더 등도 채용할 수 있다.
또한, 인코더에 의해 X축 및 Y축 등의 임의의 다른 2축 방향에 한정되지 않고, 예컨대 다른 방향(θz 방향 등)에 대해서도 경통(40)의 변위를 계측할 수 있게 하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는, 투영 유닛(PU)[투영 광학계(PL)]이 3개의 서스펜션 지지 기구(137)에 의해, 플랜지(FLG)를 통해, 레티클 스테이지 베이스(32a)의 아래쪽에서 서스펜션 지지되는 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 상면(床面) 위에 방진 장치를 통해 수평으로 지지되는 경통 정반에 의해 투영 유닛(PU)[투영 광학계(PL)]을 지지하여도 좋다. 이 경우, 계측 마운트(51)는 그 경통 정반으로 서스펜션 지지하여도 좋다. 요점은, 투영 유닛(PU)[투영 광학계(PL)]과 기준 위치와의 XY 평면 내에서의 위치 관계가 리니어 인코더에 의해 계측 가능하면 좋다는 것이다. 또한, 전술한 헤드 유닛(62A∼62D), 얼라이먼트계(ALG), 및 웨이퍼 포커스 센서(WF) 중 적어도 하나를 계측 마운트(51)와는 독립적으로 경통 정반에 설치하여도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 웨이퍼 스테이지(WST)의 위치 계측을, X 리니어 인코더(70B, 70D), 및 Y 리니어 인코더(70A, 70C)를 포함하는 인코더 시스템을 이용하여 수행하였지만, 웨이퍼 스테이지(WST)의 위치 계측의 방법은 이것에 한정되는 것이 아니다. 예컨대 웨이퍼 스테이지(WST)의 위치 계측은 간섭계 시스템, 또는 간섭계 시스템 및 인코더 시스템에 의해 이루어져도 좋다. 이 간섭계 시스템에서는 투영 광학계(PL)를 기준으로 하여 웨이퍼 스테이지의 위치를 계측할 필요가 없기 때문에, 간섭계 시스템의 계측 빔의 반사면을 투영 광학계(PL)에 설치하지 않아도 좋다. 또한, 간섭계 시스템 및 인코더 시스템 양쪽 모두를 구비하는 노광 장치는 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2007/0288121호 명세서, 미국 특허 출원 공개 제2008/0088843호 명세서 등에 개시되어 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 웨이퍼 테이블(웨이퍼 스테이지) 위에 격자부(Y 스케일, X 스케일)를 설치하고, 이것에 대향하여 X 헤드, Y 헤드를 웨이퍼 스테이지의 외부에 배치하는 구성의 인코더 시스템을 채용한 경우에 대해서 예시했지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대 미국 특허 출원 공개 제2006/0227309호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지에 인코더 헤드를 설치하며, 이것에 대향하여 웨이퍼 스테이지의 외부에 격자부(예컨대 2차원 격자 또는 2차원으로 배치된 1차원의 격자부)를 배치하는 구성의 인코더 시스템을 채용하여도 좋다. 이 경우에, 웨이퍼 테이블의 Z축 방향에 관한 위치를 계측하는 Z 헤드도 웨이퍼 스테이지에 설치하고, 그 격자부의 면을, Z 헤드의 계측빔이 조사되는 반사면으로 하여도 좋다. 이 경우, 인코더 헤드와 Z 헤드의 기능을 구비한 단일 헤드를 이용하여도 좋다. 또한, 그 격자부(스케일)는 일례로서, 전술한 계측 마운트 또는 경통 정반 등으로 지지하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 스캐닝 스테퍼에 본 발명이 적용된 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 스테퍼 등의 정지형 노광 장치에 본 발명을 적용하여도 좋다. 또한, 샷 영역과 샷 영역을 합성하는 스텝 앤드 스티치 방식의 투영 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시형태의 노광 장치에서의 투영 광학계의 배율은 축소계뿐만 아니라 등배 및 확대계 중 어느 것이라도 좋고, 투영 광학계(PL)는 굴절계뿐만 아니라, 반사계 및 반사 굴절계 중 어느 것이라도 좋으며, 그 투영상은 도립상 및 정립상 중 어느 것이라도 좋다.
또한, 조명광(IL)은 ArF 엑시머 레이저광(파장 193 ㎚)에 한정되지 않고, KrF 엑시머 레이저광(파장 248 ㎚) 등의 자외광이나, F2 레이저광(파장 157 ㎚) 등의 진공 자외광이어도 좋다. 그 외, 초고압 수은 램프로부터 발생하는 g선(파장 436 ㎚), i선(파장 365 ㎚) 등의 자외역의 휘선을 조명광(IL)으로서 이용할 수도 있다. 이 외, 예컨대 미국 특허 제7,023,610호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 진공 자외광으로서 DFB 반도체 레이저나 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 예컨대 에르븀(또는 에르븀과 이테르븀 양쪽)이 도핑된 파이버 앰프에 의해 증폭하고, 비선형 광학 결정을 이용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 이용하여도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 노광 장치의 조명광(IL)으로서는 파장 100 ㎚ 이상의 광에 한정되지 않고, 파장 100 ㎚ 미만의 광을 이용하여도 좋은 것은 물론이다. 예컨대 최근 70 ㎚ 이하의 패턴을 노광하기 위해, SOR이나 플라즈마 레이저를 광원으로 하여, 연질 X선 영역(예컨대 5 ㎚∼15 ㎚의 파장 영역)의 EUV(Extreme Ultraviolet)광을 발생시키고, 그 노광 파장(예컨대 13.5 ㎚) 하에서 설계된 모든 반사 축소 광학계, 및 반사형 마스크를 이용한 EUV 노광 장치가 개발되고 있다. 이 장치에서는 원호 조명을 이용하여 마스크와 웨이퍼를 동기 주사하여 스캔 노광하는 구성을 고려하기 때문에, 이러한 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 외, 전자선 또는 이온빔 등의 하전 입자선을 이용하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 예컨대 국제 공개 WO99/49504호 팜플렛 등에 개시되며, 투영 광학계(PL)와 웨이퍼 사이에 액체(예컨대 순수 등)가 채워지는 액침 노광 장치 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 광 투과성 기판 위에 미리 정한 차광 패턴(또는 위상 패턴·감광 패턴)을 형성한 광투과형 마스크(레티클)를 이용했지만, 이 레티클 대신에, 예컨대 미국 특허 제6,778,257호 공보에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 하는 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 또는 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크(가변 성형 마스크)를 이용하여도 좋다.
또한, 예컨대 국제 공개 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이, 간섭 무늬를 웨이퍼(W) 위에 형성함으로써, 웨이퍼(W) 위에 라인 앤드 스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치(리소그래피 시스템)에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 예컨대 미국 특허 제6,611,316호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 2개의 레티클 패턴을 투영 광학계를 통해 웨이퍼 위에서 합성하고, 1회의 스캔 노광에 의해 웨이퍼 위의 하나의 샷 영역을 거의 동시에 이중 노광시키는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서 패턴을 형성해야 하는 물체(에너지빔이 조사되는 노광 대상 물체)는 웨이퍼에 한정되는 것이 아니라, 유리 플레이트, 세라믹 기판, 필름 부재, 또는 마스크 블랭크 등, 다른 물체여도 좋다.
노광 장치의 용도로서는 반도체 제조용 노광 장치에 한정되지 않고, 예컨대 각(角)형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용 노광 장치나, 유기 EL, 박막 자기 헤드, 촬상 소자(CCD 등), 마이크로머신 및 DNA칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또한, 반도체 소자 등의 마이크로디바이스뿐만 아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또한, 지금까지의 설명에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제 공개 팜플렛, 미국 특허 출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본명세서의 기재의 일부로 한다.
또한, 반도체 디바이스는 디바이스의 기능·성능 설계를 수행하는 단계, 이 설계 단계에 기초한 레티클을 제작하는 단계, 실리콘 재료로 웨이퍼를 제작하는 단계, 전술한 실시형태의 노광 장치(패턴 형성 장치)에 의해 마스크(레티클)의 패턴을 웨이퍼에 전사하는 리소그래피 단계, 노광된 웨이퍼를 현상하는 현상 단계, 레지스트가 잔존하는 부분 이외의 부분의 노출 부재를 에칭에 의해 제거하는 에칭 단계, 에칭이 끝나고 불필요해진 레지스트를 제거하는 레지스트 제거 단계, 디바이스 조립 단계(다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함함), 검사 단계 등을 경유하여 제조된다. 이 경우, 리소그래피 단계에서, 상기 실시형태의 노광 장치가 이용되기 때문에, 고집적도의 디바이스를 수율 좋게 제조할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 노광 장치 및 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법은 반도체 소자 및 액정 표시 소자 등의 전자 디바이스를 제조하는 데 적합하다.

Claims (18)

  1. 에너지빔으로 광학 부재를 통해 물체를 노광시키고, 상기 물체 위에 패턴을 형성하는 노광 장치에 있어서,
    상기 물체를 유지하며, 미리 정한 평면을 따라 이동하는 이동체와;
    상기 광학 부재를 유지하는 유지 부재와;
    미리 정한 기준 위치와 상기 유지 부재와의, 상기 평면에 평행한 제1 축방향의 거리를 계측하는 제1 인코더
    를 포함하는 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 위치와 상기 유지 부재와의, 상기 평면에 평행하고 상기 제1 축방향과는 상이한 제2 축방향의 거리를 계측하는 제2 인코더를 더 포함하는 노광 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 인코더는 조명광을 사출하는 제2 검출 장치를 갖고,
    상기 조명광에 대하여 상대 이동하는 제2 스케일로부터의 반사광 또는 투과광을 수광하여, 상기 기준 위치에 대한 상기 유지 부재의, 상기 제2 축방향의 위치를 계측하는 것인 노광 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 인코더는 조명광을 사출하는 제1 검출 장치를 갖고,
    상기 조명광에 대하여 상대 이동하는 제1 스케일로부터의 반사광 또는 투과광을 수광하여, 상기 기준 위치에 대한 상기 유지 부재의, 상기 제1 축방향의 위치를 계측하는 것인 노광 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 스케일 및 상기 제2 스케일은 상기 유지 부재에 설치되어 있는 것인 노광 장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 위치에 대한 상기 이동체의 변위를 계측하는 계측 장치와;
    상기 계측 장치의 계측 결과와, 상기 제1 인코더 및 상기 제2 인코더 중 적어도 한쪽의 계측 결과에 기초하여, 상기 이동체의 이동을 제어하는 제어 장치
    를 더 포함하는 노광 장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 축방향과 상기 제2 축방향은 직교하는 것인 노광 장치.
  8. 광학 부재를 통해 에너지빔으로 물체를 노광시키는 노광 장치에 있어서,
    상기 물체를 유지하며 미리 정한 평면 내에서 이동할 수 있는 이동체와;
    상기 광학 부재를 유지하는 유지 부재와;
    상기 광학 부재와 상기 유지 부재 중 한 쪽에 스케일이 설치되며 다른 쪽에 헤드가 설치되고, 상기 미리 정한 평면과 평행한 방향에 관한 상기 광학 부재의 위치 정보를 계측하는 인코더 장치
    를 포함하는 노광 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 인코더 장치는, 계측 방향이 상이한 2개의 스케일이 상기 광학 부재와 상기 유지 부재 중 한 쪽에 설치되고, 상기 미리 정한 평면 내에서 서로 직교하는 제1 및 제2 방향에 관한 상기 광학 부재의 위치 정보를 계측하는 것인 노광 장치.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 이동체와 상기 유지 부재 중 한 쪽에 스케일이 설치되며 다른 쪽에 헤드가 설치되고, 상기 미리 정한 평면 내에서 서로 직교하는 제1 및 제2 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 인코더 시스템을 포함하고,
    상기 인코더 장치 및 상기 인코더 시스템의 계측 정보를 이용하여 상기 이동체의 이동이 제어되는 것인 노광 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재한 노광 장치를 이용하여 물체 위에 패턴을 형성하는 공정과;
    상기 패턴이 형성된 물체를 현상하는 공정
    을 포함하는 디바이스 제조 방법.
  12. 에너지빔으로 광학 부재를 통해 물체를 노광시키고, 상기 물체 위에 패턴을 형성하는 노광 방법에 있어서,
    상기 광학 부재와 미리 정한 기준 위치와의, 상기 물체를 유지하며 이동하는 이동체의 이동면 내의 위치 관계를, 인코더 시스템을 이용하여 계측하는 제1 계측 공정
    을 포함하는 노광 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 계측 공정에서는, 상기 기준 위치와 상기 광학 부재와의, 상기 이동면 내의 직교 2축 방향 중 적어도 한 방향의 거리를 상기 인코더 시스템을 이용하여 계측하는 것인 노광 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 기준 위치에 대한 상기 이동체의 변위를 인코더 시스템을 이용하여 계측하는 제2 계측 공정과;
    상기 제1, 제2 계측 공정의 계측 결과에 기초하여, 상기 이동체의 이동을 제어하는 제어 공정
    을 더 포함하는 노광 방법.
  15. 광학 부재를 통해 에너지빔으로, 미리 정한 평면 내에서 이동할 수 있는 이동체에 유지된 물체를 노광시키는 노광 방법에 있어서,
    상기 광학 부재와 그 광학 부재를 유지하는 유지 부재 중 한 쪽에 스케일이 설치되고 다른 쪽에 헤드가 설치된 인코더 장치를 이용하여, 상기 미리 정한 평면과 평행한 방향에 관한 상기 광학 부재의 위치 정보를 계측하는 공정
    을 포함하는 노광 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 인코더 장치는, 계측 방향이 상이한 2개의 스케일이 상기 광학 부재와 상기 유지 부재 중 한 쪽에 설치되고, 상기 미리 정한 평면 내에서 서로 직교하는 제1 및 제2 방향에 관한 상기 광학 부재의 위치 정보를 계측하는 것인 노광 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 이동체와 상기 유지 부재 중 한 쪽에 스케일이 설치되고 다른 쪽에 헤드가 설치된 인코더 시스템을 이용하여, 상기 미리 정한 평면 내에서 서로 직교하는 제1 및 제2 방향에 관한 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 공정을 더 포함하고,
    상기 인코더 장치 및 상기 인코더 시스템의 계측 정보를 이용하여 상기 이동 체의 이동이 제어되는 것인 노광 방법.
  18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재한 노광 방법을 이용하여 물체 위에 패턴을 형성하는 공정과;
    상기 패턴이 형성된 물체를 현상하는 공정
    을 포함하는 디바이스 제조 방법.
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