JP2009164306A - Calibration method, device and method for driving movable body, device and method for exposure, device and method for forming pattern, and device manufacturing method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correct drive accuracy of a movable body moving in a prescribed plane. <P>SOLUTION: A reference wafer WF having a known position relation and a mark M<SB>ijk</SB>is placed on a wafer stage WST. The wafer stage WST is driven based on the known position relation and the position measurement result of the wafer stage WST, which is obtained using a position measuring system, and a detection pattern m<SB>ijk</SB>is exposed over again on the mark M<SB>ijk</SB>on the reference wafer WF. After finishing exposure, displacement between the mark M<SB>ijk</SB>and the detection pattern m<SB>ijk</SB>(ΔX<SB>ijk</SB>, ΔY<SB>ijk</SB>) is detected, and calibration information to correct stage driving accuracy is prepared by the detected result. All errors of stage drive control including measurement errors in the position measuring system is incorporated in the displacement (ΔX<SB>ijk</SB>, ΔY<SB>ijk</SB>). Accordingly, highly accurate stage drive control becomes possible by improving stage drive accuracy using the calibration information. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、較正方法、移動体駆動方法及び移動体駆動装置、露光方法及び露光装置、パターン形成方法及びパターン形成装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、所定平面内で少なくとも一軸方向に移動する移動体の駆動精度を補正するための較正情報を作成する較正方法、該較正方法を適用して前記移動体を駆動する移動体駆動方法及び移動体駆動装置、前記移動体駆動方法を用いる露光方法及び前記移動体駆動装置を備える露光装置、前記移動体駆動方法を用いるパターン形成方法及び前記移動体駆動装置を備えるパターン形成装置、並びに該パターン形成方法を用いるデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to a calibration method, a moving body driving method and a moving body driving apparatus, an exposure method and an exposure apparatus, a pattern forming method and a pattern forming apparatus, and a device manufacturing method, and more particularly, at least in one axial direction within a predetermined plane. A calibration method for creating calibration information for correcting the driving accuracy of a moving moving body, a moving body driving method and a moving body driving apparatus for driving the moving body by applying the calibration method, and the moving body driving method are used. The present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus including the moving body driving device, a pattern forming method using the moving body driving method, a pattern forming apparatus including the moving body driving device, and a device manufacturing method using the pattern forming method.

従来、半導体素子（集積回路）、液晶表示素子（ディスプレイ）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。   Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as semiconductor elements (integrated circuits) and liquid crystal display elements (displays), step-and-repeat reduction projection exposure apparatuses (so-called steppers), step-and- A scanning projection exposure apparatus (a so-called scanning stepper (also called a scanner)) or the like is mainly used.

半導体素子等は、基板上に、数十層の回路パターンを重ね合わせることで形成されるので、露光装置では、既に基板上に形成されている回路パターンと、その上に重ねて形成される回路パターンとの位置合わせ、すなわち重ね合わせの高い精度が要求される。   Semiconductor elements and the like are formed by superimposing tens of layers of circuit patterns on a substrate. Therefore, in an exposure apparatus, circuit patterns that are already formed on a substrate and circuits that are formed on the circuit pattern. The alignment with the pattern, that is, high accuracy of superposition is required.

これまでの露光装置では、レーザ干渉計を用いて被露光基板を保持する基板ステージの位置を計測することで、高精度な重ね合わせを実現してきたが、半導体素子の高集積化に伴う回路パターンの微細化により、要求される精度がさらに高くなった。今や、総合的な重ね合わせ誤差の許容値がナノオーダーとなり、基板ステージの位置計測の誤差の許容値がサブナノオーダー以下となり、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を無視することができなくなってきた。   In conventional exposure apparatuses, a laser interferometer has been used to measure the position of the substrate stage that holds the substrate to be exposed, thereby realizing high-precision overlaying. However, circuit patterns associated with higher integration of semiconductor elements The required accuracy has been further increased by miniaturization of the above. Now, the tolerance of overall overlay error is nano-order, and the tolerance of substrate stage position measurement is sub-nano-order, which is caused by temperature fluctuation (air fluctuation) of the atmosphere on the beam path of the laser interferometer. It is no longer possible to ignore short-term fluctuations in measured values.

そこで、最近では、干渉計に比べて空気揺らぎの影響を受け難いエンコーダが注目され、それを用いてウエハステージの位置計測を行う露光装置の開発が進められている（例えば、特許文献１）。   Therefore, recently, an encoder that is less susceptible to the influence of air fluctuations than an interferometer has attracted attention, and development of an exposure apparatus that uses the encoder to measure the position of a wafer stage is underway (for example, Patent Document 1).

しかし、エンコーダは、スケールを使用するため、長時間の使用により、機械的或いは熱的な応力が加えられ、スケールを構成する回折格子の歪み、格子ピッチのドリフト、固定位置のドリフト、などが発生し得る。そのため、エンコーダを使用する場合、計測精度を長期間にわたって保証することが難しい。   However, since the encoder uses a scale, mechanical stress or thermal stress is applied due to use for a long time, and distortion of the diffraction grating constituting the scale, drift of the grating pitch, drift of the fixed position, etc. occur. Can do. Therefore, when using an encoder, it is difficult to guarantee measurement accuracy over a long period of time.

国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットInternational Publication No. 2007/097379 Pamphlet

本発明は、第１の観点からすると、所定平面内で少なくとも一軸方向に移動する移動体の駆動精度を補正するための較正情報を作成する較正方法であって、前記移動体に、既知の第１の位置関係にある複数のマークが付与された基準ウエハを、載置する工程と；前記移動体の前記所定平面内での位置を位置計測系を用いて計測し、該位置計測系の計測結果と前記第1の位置関係とに基づいて前記移動体を駆動して、前記複数のマークのそれぞれを目標位置に位置決めする工程と；前記複数のマークのそれぞれをマーク検出系を用いて検出し、前記複数のマークのそれぞれの実際の位置決め位置と前記目標位置との第２の位置関係を求める工程と；前記第２の位置関係に基づいて、前記移動体の駆動精度を補正するための較正情報を作成する工程と；を含む較正方法である。   From a first aspect, the present invention is a calibration method for creating calibration information for correcting the driving accuracy of a moving body that moves in at least one axial direction within a predetermined plane. A step of placing a reference wafer to which a plurality of marks having a positional relationship of 1 are attached; measuring the position of the movable body in the predetermined plane using a position measurement system, and measuring the position measurement system Driving the moving body based on a result and the first positional relationship to position each of the plurality of marks at a target position; detecting each of the plurality of marks using a mark detection system; Obtaining a second positional relationship between the actual positioning position of each of the plurality of marks and the target position; and calibration for correcting the driving accuracy of the moving body based on the second positional relationship. Process for creating information And a calibration method including:

これによれば、移動体に、既知の第１の位置関係にある複数のマークが付与された基準ウエハを、載置し、その移動体の所定平面内での位置を位置計測系を用いて計測し、該位置計測系の計測結果と第1の位置関係とに基づいて移動体を駆動して、複数のマークのそれぞれを目標位置に位置決めする。そして、複数のマークのそれぞれをマーク検出系を用いて検出し、複数のマークのそれぞれの実際の位置決め位置と目標位置との第２の位置関係を求め、この第２の位置関係に基づいて、移動体の駆動精度を補正するための較正情報を作成する。従って、簡単な方法により、移動体の駆動精度を補正するための較正情報を作成することが可能になる。この場合、第２の位置関係には、複数のマークが付与された基準ウエハを保持する移動体の駆動制御の精度が反映されている。従って、較正情報を用いることにより、移動体の駆動精度を改善することが可能になる。   According to this, a reference wafer provided with a plurality of marks having a known first positional relationship is placed on a moving body, and the position of the moving body in a predetermined plane is measured using a position measurement system. Measurement is performed, and the moving body is driven based on the measurement result of the position measurement system and the first positional relationship to position each of the plurality of marks at the target position. Then, each of the plurality of marks is detected using a mark detection system, a second positional relationship between the actual positioning position and the target position of each of the plurality of marks is obtained, and based on the second positional relationship, Calibration information for correcting the driving accuracy of the moving body is created. Therefore, it is possible to create calibration information for correcting the driving accuracy of the moving body by a simple method. In this case, the second positional relationship reflects the accuracy of drive control of the moving body that holds the reference wafer to which a plurality of marks are provided. Therefore, it is possible to improve the driving accuracy of the moving body by using the calibration information.

本発明は、第２の観点からすると、実質的に所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動方法であって、前記移動体の前記所定平面内での位置を位置計測系を用いて計測し、該位置計測系の計測結果と、本発明の較正方法によって作成した較正情報と、に基づいて、前記移動体を駆動する工程を含む移動体駆動方法である。   From a second viewpoint, the present invention is a moving body driving method for driving a moving body substantially along a predetermined plane, and the position of the moving body in the predetermined plane is measured using a position measurement system. A moving body driving method including a step of driving the moving body based on measurement results of the position measurement system and calibration information created by the calibration method of the present invention.

これによれば、実質的に所定平面に沿って移動する移動体を、位置計測系を用いて得られる所定平面内での移動体の位置の計測結果と、本発明の較正方法によって作成された較正情報と、に基づいて駆動する。これにより、移動体の高精度な駆動が可能になる。   According to this, the moving body that moves substantially along the predetermined plane is created by the measurement result of the position of the moving body in the predetermined plane obtained by using the position measurement system and the calibration method of the present invention. Based on the calibration information. Thereby, a highly accurate drive of a moving body is attained.

本発明は、第３の観点からすると、エネルギビームを照射して物体にパターンを形成する露光方法であって、前記物体を前記エネルギビームに対して相対移動させるために、本発明の移動体駆動方法を用いて、前記物体を載置する移動体を駆動する露光方法である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure method for irradiating an energy beam to form a pattern on an object, wherein the object is driven relative to the energy beam in order to move the object relative to the energy beam. This method is an exposure method for driving a moving body on which the object is placed.

これによれば、エネルギビームに対して物体を相対移動させるために、本発明の移動体駆動方法を用いて、物体を載置する移動体を駆動する。このため、走査露光により、物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。   According to this, in order to move the object relative to the energy beam, the moving body on which the object is placed is driven using the moving body driving method of the present invention. For this reason, it becomes possible to form a pattern with high accuracy on an object by scanning exposure.

本発明は、第４の観点からすると、物体上の複数の区画領域にパターンを形成するパターン形成方法であって、前記複数の区画領域にパターンを形成するため、本発明の移動体駆動方法を用いて、前記物体が載置される前記移動体を駆動するパターン形成方法である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method for forming a pattern in a plurality of partitioned areas on an object, wherein the pattern is formed in the plurality of partitioned areas. And a pattern forming method for driving the moving body on which the object is placed.

これによれば、本発明の移動体駆動方法を用いて移動体を駆動し、この移動体に載置された物体上の複数の区画領域にパターンを形成する。これにより、物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。   According to this, a mobile body is driven using the mobile body drive method of this invention, and a pattern is formed in the some division area | region on the object mounted in this mobile body. This makes it possible to form a pattern on the object with high accuracy.

本発明は、第５の観点からすると、本発明のパターン形成方法を用いて、物体上にパターンを形成する工程と；前記パターンが形成された物体を現像する工程と；を含むデバイス製造方法である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method comprising: a step of forming a pattern on an object using the pattern forming method of the present invention; and a step of developing the object on which the pattern is formed. is there.

本発明は、第６の観点からすると、実質的に所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動装置であって、前記移動体の前記所定平面内での位置を計測する位置計測系と；本発明の較正方法を用いて作成された較正情報が記憶された記憶装置と；前記位置計測系の計測結果と、前記較正情報と、に基づいて前記移動体を駆動する駆動装置と；を備える移動体駆動装置である。   From a sixth aspect, the present invention is a moving body drive device that drives a moving body substantially along a predetermined plane, and a position measurement system that measures the position of the moving body in the predetermined plane; A storage device storing calibration information created using the calibration method of the present invention; a drive device for driving the moving body based on the measurement result of the position measurement system and the calibration information; It is a movable body drive device provided.

これよれば、駆動装置により、移動体の所定平面内での位置を計測する位置計測系の計測結果と、記憶装置に記憶された較正情報と、に基づいて、移動体が駆動される。従って、所定平面内で移動体を高精度に駆動することが可能になる。   According to this, the moving body is driven by the driving device based on the measurement result of the position measurement system that measures the position of the moving body in the predetermined plane and the calibration information stored in the storage device. Therefore, it is possible to drive the moving body with high accuracy within a predetermined plane.

本発明は、第７の観点からすると、エネルギビームを照射して物体にパターンを形成する露光装置であって、前記物体を保持して移動可能な移動体と；前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と；前記物体が前記移動体に載置される本発明の移動体駆動装置と；を備え、前記物体を前記エネルギビームに対して相対移動させるため前記移動体が駆動される露光装置である。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for irradiating an energy beam to form a pattern on an object, the movable body holding the object and movable; and irradiating the object with the energy beam An exposure apparatus for driving the moving body to move the object relative to the energy beam. It is.

これによれば、走査露光により、物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。   According to this, it becomes possible to form a pattern on an object with high accuracy by scanning exposure.

本発明は、第８の観点からすると、物体上の複数の区画領域にパターンを形成するパターン形成装置であって、前記複数の区画領域にパターンを形成するため、前記物体が載置される前記移動体を駆動する本発明の移動体駆動装置を備えるパターン形成装置である。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a pattern forming apparatus for forming a pattern in a plurality of partitioned areas on an object, wherein the object is placed to form a pattern in the plurality of partitioned areas. It is a pattern formation apparatus provided with the moving body drive device of this invention which drives a moving body.

これによれば、本発明の移動体駆動装置により、物体上の複数の区画領域にパターンを形成するため、物体が載置される移動体が駆動される。これにより、物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。   According to this, the moving body on which the object is placed is driven by the moving body driving apparatus of the present invention in order to form patterns in a plurality of partitioned regions on the object. This makes it possible to form a pattern on the object with high accuracy.

以下、本発明の一実施形態について、図１〜図１０に基づいて説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.

図１には、一実施形態の露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系ＰＬが設けられており、以下において、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエ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θｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。   FIG. 1 schematically shows a configuration of an exposure apparatus 100 according to an embodiment. The exposure apparatus 100 is a step-and-scan projection exposure apparatus, a so-called scanner. As will be described later, in the present embodiment, a projection optical system PL is provided. In the following description, a reticle and wafer are arranged in a Z-axis direction in a direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL and in a plane perpendicular to the Z-axis direction. And the direction perpendicular to the Z axis and the Y axis are the X axis directions, and the rotation (tilt) directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis are θx, θy, and The description will be made with the θz direction.

露光装置１００は、照明系１０、レチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、ウエハステージＷＳＴを含むステージ装置５０、及びこれらの制御系、等を備えている。なお、図１において、ウエハステージＷＳＴ上には、ウエハＷが載置されている。   The exposure apparatus 100 includes an illumination system 10, a reticle stage RST, a projection unit PU, a stage apparatus 50 including a wafer stage WST, a control system for these, and the like. In FIG. 1, wafer W is placed on wafer stage WST.

照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系１０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上のスリット状の照明領域ＩＡＲを、照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。   The illumination system 10 includes a light source, an illuminance uniformizing optical system including an optical integrator, a reticle blind, and the like (both not shown) as disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2003/0025890. And an illumination optical system. The illumination system 10 illuminates the slit-shaped illumination area IAR on the reticle R defined by the reticle blind (masking system) with illumination light (exposure light) IL with substantially uniform illuminance. Here, as the illumination light IL, for example, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used.

レチクルステージＲＳＴ上には、回路パターンなどがそのパターン面（図１における下面）に形成されたレチクルＲ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ＲＳＴ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１１（図１では不図示、図６参照）によって、ＸＹ平面内で微小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）に所定の走査速度で駆動可能となっている。   On reticle stage RST, reticle R on which a circuit pattern or the like is formed on its pattern surface (the lower surface in FIG. 1) is fixed, for example, by vacuum suction. The reticle stage RST can be finely driven in the XY plane by a reticle stage drive system 11 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 6) including, for example, a linear motor and the like, and also in the scanning direction (left and right direction in FIG. 1). In the Y-axis direction) at a predetermined scanning speed.

レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１１６によって、移動鏡１５（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０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１１６の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図６参照）に送られる。   Position information in the XY plane of reticle stage RST (including rotation information in the θz direction) is transferred by reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 116 to movable mirror 15 (actually in the Y-axis direction). Through a Y-moving mirror (or retro reflector) having an orthogonal reflecting surface and an X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X-axis direction), detection is always performed with a resolution of, for example, about 0.25 nm. Is done. The measurement value of reticle interferometer 116 is sent to main controller 20 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 6).

また、レチクルＲの上方には、露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント系から成る一対のレチクルアライメント検出系１３Ａ，１３Ｂ（図１では不図示、図６参照）が設けられている。レチクルアライメント検出系１３Ａ，１３Ｂの検出信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して主制御装置２０に供給される。   Above the reticle R, a pair of reticle alignment detection systems 13A and 13B (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 6) including a TTR (Through The Reticle) alignment system using light having an exposure wavelength is provided. Yes. Detection signals of the reticle alignment detection systems 13A and 13B are supplied to the main controller 20 via an alignment signal processing system (not shown).

投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられる。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系１０によってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（パターンの一部の縮小像）が、その第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系１０、レチクルＲ及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。   Projection unit PU is arranged below reticle stage RST in FIG. The projection unit PU includes a lens barrel 40 and a projection optical system PL held in the lens barrel 40. As projection optical system PL, for example, a refractive optical system including a plurality of optical elements (lens elements) arranged along optical axis AX parallel to the Z-axis direction is used. The projection optical system PL is, for example, both-side telecentric and has a predetermined projection magnification (for example, 1/4 times, 1/5 times, or 1/8 times). For this reason, when the illumination area IAR on the reticle R is illuminated by the illumination system 10, the illumination light that has passed through the reticle R arranged so that the first surface (object surface) and the pattern surface of the projection optical system PL substantially coincide with each other. Due to IL, a reduced image of the circuit pattern of the reticle R in the illumination area IAR (a reduced image of a part of the pattern) passes through the projection optical system PL (projection unit PU) to the second surface (image surface) side. It is formed in a region (hereinafter also referred to as an exposure region) IA that is conjugated to the illumination region IAR on the wafer W on which a resist (sensitive agent) is applied. The reticle stage RST and wafer stage WST are driven synchronously to move the reticle relative to the illumination area IAR (illumination light IL) in the scanning direction (Y-axis direction) and to the exposure area (illumination light IL). By moving the wafer W relative to the scanning direction (Y-axis direction), scanning exposure of one shot area (partition area) on the wafer W is performed, and the pattern of the reticle R is transferred to the shot area. That is, in this embodiment, a pattern is generated on the wafer W by the illumination system 10, the reticle R, and the projection optical system PL, and the pattern is formed on the wafer W by exposure of the sensitive layer (resist layer) on the wafer W by the illumination light IL. Is formed.

ステージ装置５０は、図１に示されるように、ベース盤１２の上方に配置されたウエハステージＷＳＴ、ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測する計測システム２００（図６参照）、及びウエハステージＷＳＴを駆動するステージ駆動系１２４（図６参照）、等を備えている。計測システム２００は、干渉計システム１１８（図６参照）及びエンコーダシステム１５０（図６参照）などを含む。   As shown in FIG. 1, stage device 50 drives wafer stage WST arranged above base board 12, measurement system 200 (see FIG. 6) for measuring positional information of wafer stage WST, and wafer stage WST. A stage drive system 124 (see FIG. 6) is provided. The measurement system 200 includes an interferometer system 118 (see FIG. 6), an encoder system 150 (see FIG. 6), and the like.

ウエハステージＷＳＴは、不図示の非接触軸受（例えば、エアベアリング）により、数μｍ程度のクリアランスを介して、ベース盤１２の上方に支持されている。また、ウエハステージＷＳＴは、リニアモータ等を含むステージ駆動系１２４（図６参照）によって、Ｘ軸方向とＹ軸方向に独立して駆動可能である。   Wafer stage WST is supported above base plate 12 by a non-contact bearing (not shown) (for example, an air bearing) with a clearance of about several μm. Wafer stage WST can be driven independently in the X-axis direction and the Y-axis direction by a stage drive system 124 (see FIG. 6) including a linear motor or the like.

ウエハステージＷＳＴは、ステージ本体９１と、該ステージ本体９１上に搭載されたウエハテーブルＷＴＢとを含む。このウエハテーブルＷＴＢ及びステージ本体９１は、リニアモータ及びＺ・レベリング機構（ボイスコイルモータなどを含む）を含む駆動系によって、ベース盤１２に対し、６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）に駆動可能に構成されている。   Wafer stage WST includes a stage main body 91 and a wafer table WTB mounted on stage main body 91. The wafer table WTB and the stage main body 91 are directed to the base board 12 in directions of six degrees of freedom (X, Y, Z, θx, etc.) by a drive system including a linear motor and a Z / leveling mechanism (including a voice coil motor). It can be driven to θy, θz).

ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、図２に示されるように、後述する干渉計システムのための反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。また、ウエハテーブルＷＴＢの上面の中央には、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（不図示）が設けられている。ウエハホルダ（ウエハの載置領域）の外側には、図２に示されるように、ウエハホルダよりも一回り大きな円形の開口が中央に形成され、かつ矩形状の外形（輪郭）を有するプレート２８が設けられている。なお、プレート２８は、その表面の全部又は一部がウエハＷの表面と同一面となるようにウエハテーブルＷＴＢの上面に設置されている。   As shown in FIG. 2, a reflecting surface 17a and a reflecting surface 17b for an interferometer system to be described later are formed on the −Y end surface and the −X end surface of wafer table WTB. A wafer holder (not shown) for holding the wafer W by vacuum suction or the like is provided at the center of the upper surface of the wafer table WTB. As shown in FIG. 2, a plate 28 having a circular opening that is slightly larger than the wafer holder in the center and having a rectangular outer shape (contour) is provided outside the wafer holder (wafer mounting region). It has been. The plate 28 is placed on the upper surface of the wafer table WTB so that all or part of the surface thereof is flush with the surface of the wafer W.

プレート２８は、中央に上述の円形の開口が形成された矩形の外形（輪郭）を有する第１プレート２８ａと、その周囲に配置された矩形枠状（環状）の第２プレート２８ｂと、を有する。   The plate 28 includes a first plate 28a having a rectangular outer shape (contour) in which the above-described circular opening is formed in the center, and a rectangular frame-shaped (annular) second plate 28b disposed around the first plate 28a. .

第１プレート２８ａの＋Ｙ側の端部には、計測プレート３０が設けられている。計測プレート３０は、その表面が、プレート２８とほぼ同一面とされている。計測プレート３０の表面には、後述する一対のレチクルアライメント検出系１３Ａ，１３Ｂにより検出される一対の第１基準マークＲＭと、アライメント系ＡＬＧにより検出される第２基準マークＦＭと、が形成されている。   A measurement plate 30 is provided at the + Y side end of the first plate 28a. The surface of the measurement plate 30 is substantially flush with the plate 28. A pair of first reference marks RM detected by a pair of reticle alignment detection systems 13A and 13B, which will be described later, and a second reference mark FM detected by the alignment system ALG are formed on the surface of the measurement plate 30. Yes.

第２プレート２８ｂには、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ている。詳述すると、第２プレート２８ｂのＸ軸方向（図２における左右方向）の一側と他側の領域には、それぞれＹスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂が形成されている。Ｙスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂は、例えばＸ軸方向を長手方向とする格子線３８が所定ピッチでＹ軸に平行な方向（Ｙ軸方向）に沿って形成される、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば回折格子）によってそれぞれ構成されている。 A scale for an encoder system described later is formed on the second plate 28b. More specifically, Y scales 39Y ₁ and 39Y ₂ are formed in regions on one side and the other side of the X-axis direction (left-right direction in FIG. 2) of the second plate 28b, respectively. In the Y scales 39Y ₁ and 39Y ₂ , for example, lattice lines 38 having the X axis direction as a longitudinal direction are formed along a direction (Y axis direction) parallel to the Y axis at a predetermined pitch, and the Y axis direction is a periodic direction. Each of these is constituted by a reflection type grating (for example, a diffraction grating).

同様に、第２プレート２８ｂのＹ軸方向（図２における上下方向）の一側と他側の領域には、Ｙスケール３９Ｙ₁及び３９Ｙ₂に挟まれた状態でＸスケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂がそれぞれ形成されている。Ｘスケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂は、例えばＹ軸方向を長手方向とする格子線３７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）によってそれぞれ構成されている。 Similarly, X scales 39X ₁ and 39X ₂ are sandwiched between Y scales 39Y ₁ and 39Y ₂ in one side and the other side of the second plate 28b in the Y-axis direction (vertical direction in FIG. 2). Each is formed. In the X scales 39X ₁ and 39X ₂ , for example, lattice lines 37 having a longitudinal direction in the Y-axis direction are formed along a direction (X-axis direction) parallel to the X-axis at a predetermined pitch. Each of these is constituted by a reflection type grating (for example, a diffraction grating).

なお、格子線３７，３８のピッチは、例えば１μｍと設定される。なお、図２では、図示の便宜のため、格子のピッチは、実際のピッチよりも大きく図示されている。その他の図においても同様である。   The pitch of the grid lines 37 and 38 is set to 1 μm, for example. In FIG. 2, for the convenience of illustration, the pitch of the grating is shown larger than the actual pitch. The same applies to the other drawings.

本実施形態の露光装置１００では、図３に示されるように、投影ユニットＰＵの中心（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ、本実施形態では前述の露光領域ＩＡの中心とも一致）を通りかつＹ軸と平行な直線（基準軸）ＬＶ上で、光軸ＡＸから−Ｙ側に所定距離隔てた位置に検出中心を有するアライメント系ＡＬＧが配置されている。アライメント系ＡＬＧは、不図示のメインフレームの下面に固定されている。本実施形態では、アライメント系ＡＬＧとして、例えば画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント系ＡＬＧからの撮像信号は、不図示の信号処理系を介して主制御装置２０に供給される。   In the exposure apparatus 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, it passes through the center of the projection unit PU (the optical axis AX of the projection optical system PL, which also matches the center of the exposure area IA in the present embodiment) and Y On a straight line (reference axis) LV parallel to the axis, an alignment system ALG having a detection center is arranged at a position spaced a predetermined distance from the optical axis AX to the -Y side. The alignment system ALG is fixed to the lower surface of the main frame (not shown). In the present embodiment, for example, an FIA (Field Image Alignment) system of an image processing method is used as the alignment system ALG. An imaging signal from the alignment system ALG is supplied to the main controller 20 via a signal processing system (not shown).

前述の干渉計システム１１８は、図３に示されるように、Ｙ干渉計１６、及び２つのＸ干渉計１２６，１２７を含む。これらの干渉計１６、１２６、１２７としては、測長軸を複数有する多軸干渉計が用いられている。詳述すると、図３に示されるように、Ｙ干渉計１６は、基準軸ＬＶに関して対称な一対の測長ビームＢ４₁，Ｂ４₂を含む少なくとも３つのＹ軸方向の測長ビームをウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａにそれぞれ投射する。また、Ｘ干渉計１２６は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（本実施形態では前述の露光領域ＩＡの中心とも一致）で前述の基準軸ＬＶと直交するＸ軸と平行な直線（基準軸）ＬＨに関して対称な一対の測長ビームＢ５₁，Ｂ５₂を含む少なくとも３つのＸ軸方向の測長ビームを反射面１７ｂに投射する。また、Ｘ干渉計１２７は、アライメント系ＡＬＧの検出中心で前述の基準軸ＬＶと直交するＸ軸と平行な直線（基準軸）ＬＡに関して対称な一対の測長ビームＢ６₁，Ｂ６₂を含む少なくとも３つのＸ軸方向の測長ビームを反射面１７ｂに投射する。 The aforementioned interferometer system 118 includes a Y interferometer 16 and two X interferometers 126 and 127, as shown in FIG. As these interferometers 16, 126, 127, multi-axis interferometers having a plurality of measurement axes are used. More specifically, as shown in FIG. 3, the Y interferometer 16 transmits at least three length measuring beams in the Y-axis direction including a pair of length measuring beams B4 ₁ and B4 ₂ symmetrical with respect to the reference axis LV to the wafer table WTB. Are projected on the reflecting surface 17a. The X interferometer 126 is a straight line (reference axis) parallel to the X axis perpendicular to the reference axis LV on the optical axis AX of the projection optical system PL (in this embodiment, coincides with the center of the exposure area IA). at least three X-axis direction of the measurement beam comprise a symmetrical pair of measurement beams B5 _1, B5 ₂ is projected on the reflecting surface 17b with respect to LH. The X interferometer 127 includes at least a pair of length measuring beams B6 ₁ and B6 ₂ that are symmetrical with respect to a straight line (reference axis) LA parallel to the X axis orthogonal to the reference axis LV at the detection center of the alignment system ALG. Three length measuring beams in the X-axis direction are projected onto the reflecting surface 17b.

干渉計１６、１２６、１２７は、各測長ビームの反射面１７ａ，１７ｂからの反射光をそれぞれ受光して、測長ビームの光軸方向に関する各反射面（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報を計測し、その計測した位置情報を主制御装置２０に供給する。主制御装置２０は、Ｙ干渉計１６、Ｘ干渉計１２６及びＸ干渉計１２７のいずれかの計測結果に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸ，Ｙ位置に加え、θｘ方向の回転情報（すなわちピッチング）、θｙ方向の回転情報（すなわちローリング）、及びθｚ方向の回転情報（すなわちヨーイング）も算出（計測）することができる。   Interferometers 16, 126, and 127 receive the reflected light from the reflecting surfaces 17a and 17b of the length measuring beams, respectively, and measure the position information of the reflecting surfaces (wafer stage WST) in the optical axis direction of the length measuring beam. Then, the measured position information is supplied to the main controller 20. Main controller 20 rotates in the θx direction in addition to the X and Y positions of wafer table WTB (wafer stage WST) based on the measurement results of any of Y interferometer 16, X interferometer 126, and X interferometer 127. Information (that is, pitching), rotation information in the θy direction (that is, rolling), and rotation information in the θz direction (that is, yawing) can also be calculated (measured).

本実施形態では、主制御装置２０は、露光時には、図４に示されるように、Ｘ干渉計１２６とＹ干渉計１６とを用いて、また、アライメント計測時には、図５に示されるように、Ｘ干渉計１２７とＹ干渉計１６とを用いて、ウエハステージＷＳＴの５自由度（Ｘ，Ｙ，θｘ，θｙ，θｚ）方向の位置を計測する。   In the present embodiment, the main controller 20 uses the X interferometer 126 and the Y interferometer 16 as shown in FIG. 4 during exposure, and as shown in FIG. 5 during alignment measurement, as shown in FIG. Using X interferometer 127 and Y interferometer 16, the position of wafer stage WST in the direction of five degrees of freedom (X, Y, θx, θy, θz) is measured.

本実施形態の露光装置１００には、干渉計システム１１８とは独立に、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の位置（回転）情報を含む）を計測するために、前述のエンコーダシステム１５０が設けられている。   In the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the above-described encoder is used to measure position information (including position (rotation) information in the θz direction) of wafer stage WST in the XY plane independently of interferometer system 118. A system 150 is provided.

本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置情報は、主として、エンコーダシステム１５０を用いて計測される。干渉計システム１１８は、例えば、エンコーダシステムの計測精度を補正（較正）する場合、あるいはエンコーダシステムの出力異常時のバックアップ用などに、補助的に使用される。勿論、干渉計システム１１８とエンコーダシステム１５０とを併用して、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の全位置情報を計測することとしても良い。   In the present embodiment, position information of wafer stage WST (wafer table WTB) in the XY plane is mainly measured using encoder system 150. The interferometer system 118 is used as an auxiliary, for example, when correcting (calibrating) the measurement accuracy of the encoder system or for backup when the output of the encoder system is abnormal. Of course, interferometer system 118 and encoder system 150 may be used in combination to measure all position information of wafer stage WST (wafer table WTB).

図３に示されるように、投影ユニットＰＵの＋Ｘ側、＋Ｙ側、及び−Ｘ側に、ヘッドユニット６２Ａ、６２Ｂ、及び６２Ｃがそれぞれ配置されている。また、アライメント系ＡＬＧの−Ｙ側、−Ｘ側、及び＋Ｘ側に、ヘッドユニット６２Ｄ、６２Ｅ、及び６２Ｆがそれぞれ配置されている。これら６つのヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｆは、支持部材を介して、投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム（不図示）に吊り下げ状態で固定されている。   As shown in FIG. 3, head units 62A, 62B, and 62C are arranged on the + X side, + Y side, and -X side of the projection unit PU, respectively. In addition, head units 62D, 62E, and 62F are arranged on the −Y side, the −X side, and the + X side of the alignment system ALG, respectively. These six head units 62A to 62F are fixed in a suspended state to a main frame (not shown) that holds the projection unit PU via support members.

ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、図３に示されるように、それぞれ、Ｘ軸方向を長手方向として配置され、基準軸ＬＨ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは５個）のＹヘッド６５₁〜６５₅及びＹヘッド６４₁〜６４₅を備えている。以下では、必要に応じ、Ｙヘッド６５₁〜６５₅、及びＹヘッド６４₁〜６４₅を、それぞれ、Ｙヘッド６５、及びＹヘッド６４とも記述する。 As shown in FIG. 3, each of the head units 62A and 62C is arranged with the X-axis direction as the longitudinal direction, and a plurality of (here, five) Y heads 65 ₁ arranged at intervals WD on the reference axis LH. and a 65 ₅ and Y heads 64 ₁ to 64 _5. Hereinafter, the Y heads 65 _{1 to} 65 ₅ and the Y heads 64 ₁ to 64 ₅ are also referred to as a Y head 65 and a Y head 64, respectively, as necessary.

ヘッドユニット６２Ａは、前述のＹスケール３９Ｙ₁を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは５眼）のＹリニアエンコーダ７０Ａ（図６参照）を構成する。同様に、ヘッドユニット６２Ｃは、前述のＹスケール３９Ｙ₂を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ位置を計測する多眼（ここでは５眼）のＹリニアエンコーダ７０Ｃ（図６参照）を構成する。なお、以下では、Ｙリニアエンコーダを、適宜、「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する。 The head unit 62A uses the above-described Y scale 39Y ₁ to measure the Y-axis position (Y position) of the wafer stage WST (wafer table WTB) in the multi-lens (here 5 eyes) Y linear encoder 70A ( (See FIG. 6). Similarly, the head unit 62C uses the above-described Y scale 39Y ₂ to measure the Y position of the wafer stage WST (wafer table WTB), which is a multi-lens (here 5 eyes) Y linear encoder 70C (see FIG. 6). Configure. In the following, the Y linear encoder is abbreviated as “Y encoder” or “encoder” as appropriate.

ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える５個のＹヘッド６５，６４（より正確には、Ｙヘッド６５，６４が発する計測ビームのスケール上の投射点）のＸ軸方向の間隔ＷＤは、Ｙスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂のＸ軸方向の幅（より正確には、格子線３８の長さ）より僅かに狭く設定されている。従って、それぞれ５個のＹヘッド６５，６４のうち、少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＹスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂に対向する（計測ビームを投射する）。 Here, the interval WD in the X-axis direction of the five Y heads 65 and 64 (more precisely, the projection points on the scale of the measurement beams emitted by the Y heads 65 and 64) provided in the head units 62A and 62C, respectively, is The Y scales 39Y ₁ and 39Y ₂ are set slightly narrower than the width in the X-axis direction (more precisely, the length of the grid lines 38). Accordingly, at least one of the five Y heads 65 and 64 always faces the corresponding Y scales 39Y ₁ and 39Y ₂ (projects a measurement beam).

ヘッドユニット６２Ｂは、図３に示されるように、投影ユニットＰＵの＋Ｙ側にＹ軸方向を長手方向として配置され、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４個）のＸヘッド６３₁〜６３₄を備えている。ヘッドユニット６２Ｄは、アライメント系ＡＬＧの−Ｙ側にＹ軸方向を長手方向として配置され、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４個）のＸヘッド６６₁〜６６₄を備えている。以下では、必要に応じ、Ｘヘッド６３₁〜６３₄、及びＸヘッド６６₁〜６６₄を、それぞれ、Ｘヘッド６３、及びＸヘッド６６とも記述する。 As shown in FIG. 3, the head unit 62B is arranged on the + Y side of the projection unit PU with the Y-axis direction as the longitudinal direction, and a plurality of (here, four) Xs arranged at intervals WD on the reference axis LV. and a head 63 _{1-63 4.} Head unit 62D is placed on the -Y side of the alignment system ALG of the Y-axis direction as a longitudinal direction, a plurality which are arranged at a distance WD on reference axis LV (four in this case) the X heads 66 ₁ to 66 ₄ I have. Hereinafter, the X heads 63 _{1 to} 63 ₄ and the X heads 66 _{1 to} 66 ₄ are also referred to as the X head 63 and the X head 66, respectively, as necessary.

ヘッドユニット６２Ｂは、前述のＸスケール３９Ｘ₁を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸方向の位置（Ｘ位置）を計測する多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｂ（図６参照）を構成する。また、ヘッドユニット６２Ｄは、前述のＸスケール３９Ｘ₂を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ位置を計測する多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｄ（図６参照）を構成する。なお、以下では、Ｘリニアエンコーダを、適宜、「Ｘエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する。 The head unit 62B uses the aforementioned X scale 39X ₁ to measure the position (X position) of the wafer stage WST (wafer table WTB) in the X-axis direction (X position in this case), a multi-lens (four eyes here) X linear encoder 70B ( (See FIG. 6). Further, the head unit 62D uses a multi-lens (four eyes here) X linear encoder 70D (refer to FIG. 6) for measuring the X position of the wafer stage WST (wafer table WTB) using the X scale 39X ₂ described above. Constitute. In the following, the X linear encoder is abbreviated as “X encoder” or “encoder” as appropriate.

ここで、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備えるＸヘッド６３，６６（より正確には、Ｘヘッド６３，６６が発する計測ビームのスケール上の投射点）のＹ軸方向の間隔ＷＤは、前述のＸスケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂のＹ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。従って、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備えるＸヘッド６３，６６のうち少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＸスケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂に対向する（計測ビームを投射する）。 Here, the interval WD in the Y-axis direction between the X heads 63 and 66 (more precisely, the projection points on the scale of the measurement beam emitted by the X heads 63 and 66) provided in the head units 62B and 62D is the above-described X. The scales 39X ₁ and 39X ₂ are set to be narrower than the width in the Y-axis direction (more precisely, the length of the grid line 37). Accordingly, at least one of the X heads 63 and 66 included in the head units 62B and 62D always faces the corresponding X scales 39X ₁ and 39X ₂ (projects a measurement beam).

なお、ヘッドユニット６２Ｂの最も−Ｙ側のＸヘッド６３₁とヘッドユニット６２Ｄの最も＋Ｙ側のＸヘッド６６₄との間隔は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動により、その２つのＸヘッド間で切り換え（つなぎ）が可能となるように、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向の幅よりも狭く設定されている。 The distance between the most + Y side X heads 66 ₄ of the most -Y side of the X heads 63 ₁ and the head unit 62D of the head unit 62B is the movement of the Y-axis direction of wafer stage WST, between the two X heads The width of the wafer table WTB is set to be narrower than the width in the Y-axis direction so that it can be switched (connected).

ヘッドユニット６２Ｅ及び６２Ｆは、それぞれ、アライメント系ＡＬＧの−Ｘ側、＋Ｘ側にＸ軸方向を長手方向として配置されている。ヘッドユニット６２Ｅは、前述の基準軸ＬＡ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは５個）のＹヘッド６７₁〜６７₅を備えている。また、ヘッドユニット６２Ｆは、基準軸ＬＡ上に間隔ＷＤで配置されたＹヘッド６８₁〜６８₅を備えている。ここで、Ｙヘッド６７₁〜６７₅とＹヘッド６８₅〜６８₁とは、基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。以下では、必要に応じ、Ｙヘッド６７₁〜６７₅、及びＹヘッド６８₁〜６８₅を、それぞれ、Ｙヘッド６７、及びＹヘッド６８とも記述する。 The head units 62E and 62F are respectively disposed on the −X side and the + X side of the alignment system ALG with the X axis direction as the longitudinal direction. Head unit 62E is equipped with a Y heads _67i to 674 ₅ of a plurality (five in this case) which is arranged in the above reference axis LA on the distance WD. The head unit 62F includes Y heads 68 _{1 to} 68 ₅ arranged on the reference axis LA at intervals WD. Here, the Y heads 67 _{1 to} 67 ₅ and the Y heads 68 _{5 to} 68 ₁ are arranged symmetrically with respect to the reference axis LV. Hereinafter, Y heads 67 _{1 to} 67 ₅ and Y heads 68 _{1 to} 6 ₅ are also referred to as Y head 67 and Y head 68, respectively, as necessary.

アライメント計測の際には、少なくとも各１つのＹヘッド６７，６８が、それぞれＹスケール３９Ｙ₂，３９Ｙ₁に対向する。このＹヘッド６７，６８（すなわち、これらＹヘッド６７，６８によって構成されるＹエンコーダ７０Ｅ，７０Ｆ（図６参照））によってウエハステージＷＳＴのＹ位置（及びθｚ回転）が計測される。 At the time of alignment measurement, at least one Y head 67 and 68 faces the Y scales 39Y ₂ and 39Y ₁ , respectively. The Y position (and θz rotation) of wafer stage WST is measured by Y heads 67 and 68 (that is, Y encoders 70E and 70F (see FIG. 6) constituted by Y heads 67 and 68).

上述した６つのリニアエンコーダ７０Ａ〜７０Ｆの計測値は、主制御装置２０に供給される。そして、主制御装置２０は、リニアエンコーダ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄのうちの３つ、又はリニアエンコーダ７０Ｂ、７０Ｄ、７０Ｅ、７０Ｆのうちの３つの計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置を制御する。   The measured values of the six linear encoders 70A to 70F described above are supplied to the main controller 20. Main controller 20 then determines the XY plane of wafer table WTB based on the measured values of three of linear encoders 70A, 70B, 70C, and 70D, or three of linear encoders 70B, 70D, 70E, and 70F. Control the position within.

上述のようなエンコーダヘッドの配置を採用したことにより、露光時には、Ｘスケール３９Ｘ₁に少なくとも１つのＸヘッド６３が、Ｙスケール３９Ｙ₁に少なくとも１つのＹヘッド６５が、Ｙスケール３９Ｙ₂に少なくとも１つのＹヘッド６４が、それぞれ対向する。図４に示される例では、Ｘヘッド６３₂，Ｙヘッド６５₃，６４₃の３つのヘッドが対応するスケールに対向している。スケールに対向しているエンコーダヘッドは、それぞれの計測方向についてのウエハステージＷＳＴの位置情報を計測し、計測した位置情報を主制御装置２０に供給する。 By employing the arrangement of the encoder head as described above, at the time of exposure, at least one of X heads 63 in the X scales 39X ₁ is at least one Y head 65 in the Y scales 39Y ₁ is at least the Y scales 39Y ₂ 1 Two Y heads 64 face each other. In the example shown in FIG. 4, the _three heads X head 63 ₂ , Y heads 65 ₃ and 64 ₃ are opposed to the corresponding scales. The encoder head facing the scale measures the position information of wafer stage WST in each measurement direction, and supplies the measured position information to main controller 20.

主制御装置２０は、供給された少なくとも３つのエンコーダヘッドの計測情報から、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。ここで、Ｘヘッド６３，Ｙヘッド６５，６４の計測値（それぞれＣ_X，Ｃ_Y1，Ｃ_Y2と表記する）はウエハステージＷＳＴの位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）に対して、次式（１）〜（３）のように依存する。 Main controller 20 calculates position (X, Y, θz) of wafer stage WST in the XY plane from the supplied measurement information of at least three encoder heads. Here, the measured values of the X head 63 and the Y heads 65 and 64 (represented as C _X , C _Y1 , and C _Y2 respectively) are expressed by the following equation (1) with respect to the position (X, Y, θz) of the wafer stage WST. ) To (3).

Ｃ_Ｘ＝ （ｐ_Ｘ−Ｘ）ｃｏｓθｚ＋（ｑ_Ｘ−Ｙ）ｓｉｎθｚ …（１）
Ｃ_Ｙ1＝−（ｐ_Ｙ1−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑ_Ｙ1−Ｙ）ｃｏｓθｚ …（２）
Ｃ_Ｙ2＝−（ｐ_Ｙ2−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑ_Ｙ2−Ｙ）ｃｏｓθｚ …（３）
ただし、（ｐ_Ｘ，ｑ_Ｘ），（ｐ_Ｙ1，ｑ_Ｙ1），（ｐ_Ｙ2，ｑ_Ｙ2）は、それぞれＸヘッド６３，Ｙヘッド６５，Ｙヘッド６４のＸ，Ｙ設置位置（より正確には計測ビームの投射点のＸ，Ｙ位置）である。そこで、主制御装置２０は、３つのヘッドの計測値Ｃ_X，Ｃ_Y1，Ｃ_Y2を式（１）〜（３）に代入し、それらを連立して解くことにより、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。 C _X = (p _X −X) cos θz + (q _X −Y) sin θz (1)
C _Y1 = − (p _Y1 −X) sin θz + (q _Y1 −Y) cos θz (2)
C _Y2 = − (p _Y2 −X) sin θz + (q _Y2 −Y) cos θz (3)
However, (p _X , q _X ), (p _Y1 , q _Y1 ), (p _Y2 , q _Y2 ) are respectively the X and Y installation positions (more precisely, X head 63, Y head 65, Y head 64). X, Y position of the projection point of the measurement beam). Therefore, main controller 20 substitutes measurement values C _X , C _Y1 , and C _Y2 of the three heads into equations (1) to (3) and solves them simultaneously, thereby XY plane of wafer stage WST. The position (X, Y, θz) is calculated.

また、アライメント計測時には、Ｘスケール３９Ｘ₂に少なくとも１つのＸヘッド６６が、Ｙスケール３９Ｙ₁に少なくとも１つのＹヘッド６８が、Ｙスケール３９Ｙ₂に少なくとも１つのＹヘッド６７が、対向する。図５に示される例では、Ｘヘッド６６₃，Ｙヘッド６８₃，６７₃の３つのヘッドが対応するスケールに対向している。スケールに対向しているエンコーダヘッドは、それぞれの計測方向についてのウエハステージＷＳＴの位置情報を計測し、計測した位置情報を主制御装置２０に供給する。 In the alignment measurement, at least one X head 66 faces the X scale 39X ₂ , at least one Y head 68 faces the Y scale 39Y _1, and at least one Y head 67 faces the Y scale 39Y ₂ . In the example shown in FIG. 5, _three heads X head 66 ₃ , Y heads 68 ₃ and 67 ₃ are opposed to the corresponding scales. The encoder head facing the scale measures the position information of wafer stage WST in each measurement direction, and supplies the measured position information to main controller 20.

主制御装置２０は、供給された少なくとも３つのエンコーダヘッドの計測情報から、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。ここで、Ｘヘッド６６，Ｙヘッド６８，６７の計測値（それぞれＣ_X，Ｃ_Y1，Ｃ_Y2と表記する）より、先と同様に式（１）〜（３）を用いて、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。ただし、Ｘヘッド６６，Ｙヘッド６８，６７のＸ，Ｙ設置位置（より正確には計測ビームの投射点の位置）を、それぞれ（ｐ_Ｘ，ｑ_Ｘ），（ｐ_Ｙ1，ｑ_Ｙ1），（ｐ_Ｙ2，ｑ_Ｙ2）と表記する。 Main controller 20 calculates position (X, Y, θz) of wafer stage WST in the XY plane from the supplied measurement information of at least three encoder heads. Here, from the measured values of X head 66 and Y heads 68 and 67 (represented as C _X , C _Y1 , and C _Y2 , respectively), using equations (1) to (3), wafer stage WST is used. The position (X, Y, θz) in the XY plane is calculated. However, the X and Y installation positions (more precisely, the positions of the measurement beam projection points) of the X head 66 and the Y heads 68 and 67 are respectively (p _X , q _X ), (p _Y1 , q _Y1 ), ( p _Y2 , q _Y2 ).

図６には、露光装置１００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２０を中心として構成されている。   FIG. 6 shows the main configuration of the control system of the exposure apparatus 100. This control system is mainly configured of a main control device 20 composed of a microcomputer (or a workstation) for overall control of the entire apparatus.

次に、本実施形態に係るウエハステージＷＳＴの駆動精度を較正するための較正情報を作成する方法について説明するが、該方法の説明に先立って、該方法に用いられる基準ウエハについて説明する。   Next, a method for creating calibration information for calibrating the driving accuracy of wafer stage WST according to the present embodiment will be described. Prior to the description of the method, a reference wafer used in the method will be described.

図７には、一例として、基準ウエハＷＦが示されている。基準ウエハＷＦの外周近傍には、図７に示されるように、４つのサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄が付与されている。これらのサーチアライメントマークは、２つのマークＭ₀₁，Ｍ₀₄同士を結ぶ直線と、残り２つのマークＭ₀₂，Ｍ₀₃同士を結ぶ直線とが、互いに直交する位置関係にある。基準ウエハＷＦは、２つのマークＭ₀₁，Ｍ₀₄がＹ軸に平行に、残り２つのマークＭ₀₂，Ｍ₀₃がＸ軸に平行になるように、その向き（回転角）が調整された状態で、ウエハステージＷＳＴ上に搭載される。 FIG. 7 shows a reference wafer WF as an example. Four search alignment marks M _{01 to} M ₀₄ are provided near the outer periphery of the reference wafer WF, as shown in FIG. In these search alignment marks, a straight line connecting the two marks M ₀₁ and M ₀₄ and a straight line connecting the remaining two marks M ₀₂ and M ₀₃ are in a positional relationship orthogonal to each other. The reference wafer WF has its orientation (rotation angle) adjusted so that the two marks M ₀₁ and M ₀₄ are parallel to the Y axis and the remaining two marks M ₀₂ and M ₀₃ are parallel to the X axis. Then, it is mounted on wafer stage WST.

基準ウエハＷＦの表面には、前述の走査露光によって後述する検出パターンが転写される仮想の区画領域（ショット領域）Ｓ_ijが、複数設けられているものとする。図８に示されるように、区画領域のＸ軸、Ｙ軸方向の幅を、それぞれＷＸ，ＷＹとする。ただし、図８（その他の図においても）では、説明の便宜のため、区切り線を用いて仮想の区画領域が表されている。 It is assumed that a plurality of virtual partition regions (shot regions) S _{ij to} which a detection pattern described later is transferred by the above-described scanning exposure are provided on the surface of the reference wafer WF. As shown in FIG. 8, the widths of the partitioned areas in the X-axis and Y-axis directions are WX and WY, respectively. However, in FIG. 8 (also in other drawings), for the convenience of explanation, virtual partition areas are represented using separator lines.

基準ウエハＷＦの表面には、さらに、４つのサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄との位置関係及び互いの位置関係が既知の複数のマーク（基準ウエハマーク）が形成（付）されている。基準ウエハＷＦでは、図７に示されるように、各区画領域Ｓ_ijの内部でかつ該区画領域の＋Ｙ側端部近傍の中央、及び−Ｙ側端部近傍の中央に、２つの基準ウエハマークＭ_ij1，Ｍ_ij2が、それぞれ配置されている。ここで、図８に拡大して示されるように、区画領域Ｓ_ij内の基準ウエハマークＭ_ij1と、区画領域Ｓ_ijのそれぞれ±Ｘ側に隣接する区画領域Ｓ_i+1,j，Ｓ_i-1,j内の基準ウエハマークＭ_i+1,j,1，Ｍ_i-1,j,1との距離は、区画領域のＸ幅ＷＸに等しい。また、基準ウエハマークＭ_ij1と、区画領域Ｓ_ijのそれぞれ±Ｙ側に隣接する区画領域Ｓ_i,j+1，Ｓ_i,j-1内の基準ウエハマークＳ_i,j+1,1，Ｓ_i,j-1,1との距離は、区画領域のＹ幅ＷＹに等しい。同様に、区画領域Ｓ_ij内の基準ウエハマークＭ_ij2と、区画領域Ｓ_ijのそれぞれ±Ｘ側に隣接する区画領域Ｓ_i+1,j，Ｓ_i-1,j内の基準ウエハマークＭ_i+1,j,2，Ｍ_i-1,j,2との距離は、区画領域のＸ幅ＷＸに等しい。また、基準ウエハマークＭ_ij2と、区画領域Ｓ_ijのそれぞれ±Ｙ側に隣接する領域Ｓ_i,j+1，Ｓ_i,j-1内の基準ウエハマークＳ_i,j+1,2，Ｓ_i,j-1,2との距離は、区画領域のＹ幅ＷＹに等しい。 On the surface of the reference wafer WF, a plurality of marks (reference wafer marks) whose positional relationships with the four search alignment marks M _{01 to} M ₀₄ and their mutual positional relationships are known (reference wafer marks) are formed (applied). In the reference wafer WF, as illustrated in FIG. 7, the inner a and the center of the + Y side end portion of the compartment area, and the center of the neighborhood -Y side end portion, two reference wafer mark of each divided area S _ij M _ij1 and M _ij2 are respectively arranged. Here, as shown enlarged in FIG. 8, the segmented region S and the reference wafer mark M _ij1 in _ij, defined areas divided areas respectively adjacent to the ± X side of the _{S ij S i + 1, j} , S i The distance from the reference wafer marks M _{i + 1, j, 1} and M _{i−1, j, 1} in _{−1, j} is equal to the X width WX of the partitioned area. Further, the reference wafer mark M _ij1 and the reference wafer marks S _{i, j + 1,1} in the divided areas S _{i, j + 1} , S _{i, j-1} adjacent to the divided areas S _{ij on} the ± Y side, respectively. The distance from S _{i, j−1,1} is equal to the Y width WY of the partition area. Similarly, a reference wafer mark M _ij2 in the compartment area S _ij, defined areas S _{i + 1, j,} respectively adjacent to the ± X side of the dividing area S _ij, S _i-1, the reference in the _j wafer mark M _i The distances between _{+ 1, j, 2} and M _{i-1, j, 2} are equal to the X width WX of the partition area. Further, the reference wafer mark M _ij2 and the reference wafer marks S _{i, j + 1,2} , S in the regions S _{i, j + 1} , S _{i, j-1} adjacent to each of the partitioned regions S _{ij on} the ± Y side. The distance from _{i, j-1,2} is equal to the Y width WY of the partition area.

上述のサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄と基準ウエハマークＭ_ijkは、基準ウエハＷＦの表面に形成される凹部に、表面と異なる光反射率を有する反射部材を埋め込むことによって、形成されている。ただし、反射部材の表面は、基準ウエハの表面と、約５０ｎｍ以下の段差で、ほぼ同一面を形成する。なお、基準ウエハの製造方法の詳細は、例えば国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットにおいて開示されている。 The search alignment marks M _{01 to} M ₀₄ and the reference wafer mark M _ijk described above are formed by embedding a reflecting member having a light reflectance different from that of the surface of the concave portion formed on the surface of the reference wafer WF. However, the surface of the reflecting member is substantially flush with the surface of the reference wafer with a step of about 50 nm or less. The details of the method for manufacturing the reference wafer are disclosed in, for example, International Publication No. 2007/097379.

次に、本実施形態に係るウエハステージＷＳＴの駆動精度を較正するための較正情報を作成する、第１の較正方法について説明する。   Next, a first calibration method for creating calibration information for calibrating the driving accuracy of wafer stage WST according to the present embodiment will be described.

この第１の較正方法は、以下の手順で実行される。
ａ． 主制御装置２０は、基準ウエハＷＦ（ただし、表面にレジストが塗布され、第１感光層が形成されている）を、不図示の搬送系を用いてウエハテーブルＷＴＢ上にロードする。この際、搬送系は、主制御装置２０の指示に基づき、不図示のプリアライメント装置を用いて、４つのサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄のうち、２つのマークＭ₀₁，Ｍ₀₄を結ぶ直線がＹ軸方向に平行に、残りの２つのマークＭ₀₂，Ｍ₀₃を結ぶ直線がＸ軸方向に平行になるように、基準ウエハＷＦの向き（回転）を調整した状態で、ウエハテーブルＷＴＢ上にロードする。 This first calibration method is executed in the following procedure.
a. Main controller 20 loads reference wafer WF (however, a resist is coated on the surface and the first photosensitive layer is formed) onto wafer table WTB using a transfer system (not shown). In this case, the transport system is based on instructions from main controller 20, using the pre-alignment unit (not shown), among the four search alignment marks M ₀₁ ~M _04, a straight line connecting the two marks M _01, M ₀₄ On the wafer table WTB, with the orientation (rotation) of the reference wafer WF adjusted so that is parallel to the Y-axis direction and the straight line connecting the remaining two marks M ₀₂ and M ₀₃ is parallel to the X-axis direction To load.

なお、搬送系は、プリアライメントに際し、必ずしも４つのサーチアライメントマークの全てを用いる必要はない。２つのマークＭ₀₁，Ｍ₀₄同士を結ぶ直線がＹ軸方向に平行に、又は２つのマークＭ₀₂，Ｍ₀₃同士を結ぶ直線がＸ軸方向に平行になるように、基準ウエハＷＦをウエハテーブルＷＴＢに載置すれば良い。従って、２つのマークＭ₀₁，Ｍ₀₄、及び２つのマークＭ₀₂，Ｍ₀₃の一方のみが付与された基準ウエハを用いても良い。ただし、この場合においても、前述の通り、付与されたサーチアライメントマークと各区画領域内に付与される基準ウエハマークとの位置関係は、既知でなくてはならない。 Note that the transport system does not necessarily need to use all four search alignment marks in pre-alignment. The reference wafer WF is placed on the wafer table so that a straight line connecting the two marks M ₀₁ and M ₀₄ is parallel to the Y-axis direction or a straight line connecting the two marks M ₀₂ and M ₀₃ is parallel to the X-axis direction. What is necessary is just to mount in WTB. Therefore, a reference wafer provided with only one of the two marks M ₀₁ and M ₀₄ and the two marks M ₀₂ and M ₀₃ may be used. However, even in this case, as described above, the positional relationship between the provided search alignment mark and the reference wafer mark provided in each partition area must be known.

なお、ウエハテーブルＷＴＢ上の基準ウエハＷＦの載置状態は、例えば、エンコーダシステム１５０によって計測されるウエハステージＷＳＴの位置情報に従ってウエハステージＷＳＴを駆動し、基準ウエハＷＦ上の４つのサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄のそれぞれをアライメント系ＡＬＧを用いて検出し、この検出結果とその検出時のエンコーダシステム１５０によるウエハステージＷＳＴの位置情報の計測結果とに基づいて、４つのマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄の位置関係を検出することによって確認することができる。
ｂ． 主制御装置２０は、不図示のレチクルローダを用いて、レチクルステージＲＳＴ上に、基準ウエハＷＦの基準ウエハマークＭ_ij1，Ｍ_ij2に対応して２つの検出パターンｍ_ij1，ｍ_ij2が形成されたパターン領域を有する較正用レチクル（便宜上、Ｒ₀と呼ぶ）をロードする。なお、ａ．の処理に先だって、ｂ．の処理が行われていても良い。
ｃ． 次に、主制御装置２０は、エンコーダシステム１５０をリセット、すなわち、ウエハステージＷＳＴの位置計測の基準座標を再設定する。
ｄ． 次に、主制御装置２０は、エンコーダシステム１５０を用いて、ウエハステージＷＳＴの位置を計測しつつ、アライメント系ＡＬＧを用いて基準ウエハＷＦ上のサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄を検出する。そして、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬＧによるサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄の検出結果と、その検出時のエンコーダシステム１５０の計測情報（ウエハステージＷＳＴの位置情報）と、サーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄と各区画領域Ｓ_ij内に設けられた基準ウエハマークＭ_ijkとの既知の位置関係と、に基づいて、基準座標系（Ｘ，Ｙ）上での基準ウエハマークＭ_ijkの位置を算出する。
ｅ．そして、主制御装置２０は、各基準ウエハマークＭ_ijkが、投影光学系ＰＬの投影中心、すなわち露光領域ＩＡの中心に位置するときの、ウエハステージＷＳＴの位置計測に用いられる、エンコーダシステム１５０のヘッド、すなわち対応するスケールに対向する３つのヘッド（Ｘヘッド６３、Ｙヘッド６５，６４）を特定し、特定された３つのヘッドの組み合わせを、各基準ウエハマークＭ_ijkに対応付けて、記憶する。
ｆ． 次に、主制御装置２０は、上で算出した基準座標系（Ｘ，Ｙ）上での基準ウエハマークＭ_ijkの位置に基づき、ステッピング・アンド・リピート方式で、基準ウエハマークＭ_ijkに重ねて較正用レチクルＲ₀の検出パターンｍ_ijkを順次転写する。
g-1） 具体的には、主制御装置２０は、まず、レチクル干渉計１１６の計測値に基づいて、較正用レチクルＲ₀を駆動し、較正用レチクルＲ₀の検出パターンｍ_ij1を投影光学系ＰＬの投影中心、すなわち露光領域ＩＡの中心に位置させる。
g-2） 次に、主制御装置２０は、エンコーダシステム１５０のヘッド、すなわち対応するスケールに対向する３つのヘッド（Ｘヘッド６３、Ｙヘッド６５，６４）の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置を計測しつつ、図９（Ａ）に示されるように、露光領域ＩＡの中心に基準ウエハＷＦの区画領域Ｓ_ijの基準ウエハマークＭ_ij1を位置決めする。そして、この状態で、静止露光により、基準ウエハマークＭ_ij1に重ねて較正用レチクルＲ₀の検出パターンｍ_ij1を転写する。図９（Ｂ）には、このようにして基準ウエハマークＭ_ij1に重ねて較正用レチクルＲ₀の検出パターンｍ_ij1が転写された状態が示されている。
g-3） 次に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを、所定距離ＷＸ、＋Ｘ方向又は−Ｘ方向にステップ移動させ、隣接する区画領域の基準ウエハマークＭ_ij1に重ねて較正用レチクルＲ₀の検出パターンｍ_ij1を転写する。 Note that the mounting state of the reference wafer WF on the wafer table WTB is, for example, driven by the wafer stage WST according to the positional information of the wafer stage WST measured by the encoder system 150, and the four search alignment marks M on the reference wafer WF. Each of _{01 to} M ₀₄ is detected by using alignment system ALG, and based on the detection result and the measurement result of position information of wafer stage WST by encoder system 150 at the time of detection, four marks M _{01 to} M _{04 are} detected. This can be confirmed by detecting the positional relationship.
b. Main controller 20 uses a reticle loader (not shown) to form two detection patterns m _ij1 and m _ij2 corresponding to reference wafer marks M _ij1 and M _ij2 of reference wafer WF on reticle stage RST. Load a calibration reticle (referred to as R ₀ for convenience) having a pattern area. A. Prior to the processing of b. May be performed.
c. Next, main controller 20 resets encoder system 150, that is, resets reference coordinates for position measurement of wafer stage WST.
d. Next, main controller 20 uses encoder system 150 to measure the position of wafer stage WST and detects search alignment marks M _{01 to} M ₀₄ on reference wafer WF using alignment system ALG. Then, main controller 20 detects the detection results of search alignment marks M _{01 to} M ₀₄ by alignment system ALG, the measurement information (position information of wafer stage WST) of encoder system 150 at the time of detection, and search alignment mark M _01. and ~M ₀₄ and the known positional relationship between the reference wafer mark M _ijk provided in each segment area S _ij, based on the reference coordinate system (X, Y) the position of the reference wafer mark M _ijk in on calculate.
e. Then, main controller 20 uses encoder system 150 to measure the position of wafer stage WST when each reference wafer mark M _ijk is located at the projection center of projection optical system PL, that is, at the center of exposure area IA. The heads, that is, the three heads (X head 63, Y heads 65, 64) facing the corresponding scale are specified, and the combination of the specified three heads is stored in association with each reference wafer mark M _ijk. .
f. Next, main controller 20 superimposes on reference wafer mark M _ijk by the stepping and repeat method based on the position of reference wafer mark M _ijk on the reference coordinate system (X, Y) calculated above. The detection pattern m _ijk of the calibration reticle R ₀ is sequentially transferred.
g-1) Specifically, the main controller 20 first drives the calibration reticle R ₀ based on the measurement value of the reticle interferometer 116, and projects the detection pattern m _ij1 of the calibration reticle R ₀ with projection optics. It is positioned at the projection center of the system PL, that is, at the center of the exposure area IA.
g-2) Next, main controller 20 determines wafer stage WST based on the measurement values of the heads of encoder system 150, that is, the three heads (X head 63, Y heads 65, 64) facing the corresponding scale. While measuring the position in the XY plane, the reference wafer mark M _ij1 of the partition region S _ij of the reference wafer WF is positioned at the center of the exposure region IA as shown in FIG. _9A . In this state, the detection pattern m _ij1 of the calibration reticle R ₀ is transferred over the reference wafer mark M _ij1 by static exposure. FIG. 9B shows a state in which the detection pattern m _ij1 of the calibration reticle R ₀ is transferred to the reference wafer mark M _ij1 in this way.
g-3) Next, main controller 20 moves wafer stage WST in steps of a predetermined distance WX, + X direction, or −X direction, and overlaps with reference wafer mark M _ij1 in the adjacent partition region to make calibration reticle R. The detection pattern m _{ij1 of 0} is transferred.

このようにして、ウエハステージＷＳＴのステッピングと静止露光とを交互に繰り返すことで、基準ウエハＷＦの全ての区画領域の基準ウエハマークＭ_ij1に重ねて較正用レチクルＲ₀の検出パターンｍ_ij1を重ねて転写する。
g-4） 次に、主制御装置２０は、レチクル干渉計１１６の計測値に基づいて、較正用レチクルＲ₀を駆動し、較正用レチクルＲ₀の検出パターンｍ_ij2を投影光学系ＰＬの投影中心、すなわち露光領域ＩＡの中心に位置させる。
g-5） 次に、主制御装置２０は、エンコーダシステム１５０のヘッド、すなわち対応するスケールに対向する３つのヘッド（Ｘヘッド６３、Ｙヘッド６５，６４）の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置を計測しつつ、図９（Ｃ）に示されるように、露光領域ＩＡの中心に基準ウエハＷＦの区画領域Ｓ_ijの基準ウエハマークＭ_ij2を位置決めする。 In this way, stepping of wafer stage WST and stationary exposure are alternately repeated, so that detection pattern m _ij1 of calibration reticle R ₀ is superimposed on reference wafer mark M _ij1 in all the partitioned areas of reference wafer WF. And transcribe.
g-4) Next, main controller 20 drives calibration reticle R ₀ based on the measurement value of reticle interferometer 116, and projects detection pattern m _ij2 of calibration reticle R ₀ by projection optical system PL. It is positioned at the center, that is, the center of the exposure area IA.
g-5) Next, main controller 20 determines wafer stage WST based on the measurement values of the heads of encoder system 150, that is, the three heads (X head 63, Y heads 65, 64) facing the corresponding scale. As shown in FIG. _9C , the reference wafer mark M _ij2 of the partition area S _ij of the reference wafer WF is positioned at the center of the exposure area IA while measuring the position in the XY plane.

そして、主制御装置２０は、前述と同様にして、基準ウエハＷＦの全ての区画領域の基準ウエハマークＭ_ij2に重ねて較正用レチクルＲ₀の検出パターンｍ_ij2を重ねて転写する。図９（Ｄ）には、このようにして基準ウエハマークＭ_ij2に重ねて較正用レチクルＲ₀の検出パターンｍ_ij2が転写された状態が示されている。 Then, in the same manner as described above, main controller 20 transfers the detection pattern m _ij2 of calibration reticle R _{0 in} a superimposed _manner on reference wafer mark M _ij2 in all the partitioned areas of reference wafer WF. FIG. _9D shows a state in which the detection pattern m _ij2 of the calibration reticle R ₀ is transferred to the reference wafer mark M _ij2 in this way.

このようにして、基準ウエハＷＦ上の全ての区画領域への露光が終了すると、図１０に示されるように、基準ウエハマークＭ_ijkに重ねて検出パターンｍ_ijkが転写されている。ここで、基準ウエハマークＭ_ijkと検出パターンｍ_ijkの中心が一致するように設定したにもかかわらず、それらの位置ずれが発生することがある。この位置ずれは、主にエンコーダシステム１５０を用いるウエハステージＷＳＴの位置計測の誤差に由来する、ウエハステージＷＳＴのステッピング誤差（区画領域間の移動動作の際の駆動制御誤差）に起因する。 In this way, when the exposure on all the partitioned areas on the reference wafer WF is completed, the detection pattern m _ijk is transferred over the reference wafer mark M _ijk as shown in FIG. Here, even though the reference wafer mark M _ijk and the center of the detection pattern m _ijk are set so as to coincide with each other, their positional deviation may occur. This misalignment is caused mainly by a stepping error of wafer stage WST (driving control error during the movement operation between the divided areas) derived from the position measurement error of wafer stage WST using encoder system 150.

ｈ． そこで、主制御装置２０は、その露光済みの基準ウエハＷＦを、ウエハテーブルＷＴＢ上からアンロードし、露光装置１００にインラインで接続されている、不図示のコータ・デベロッパに搬送する。そして、主制御装置２０は、コータ・デベロッパで現像された基準ウエハＷＦを、再び、ウエハテーブルＷＴＢ上に、前述と同様にしてロードする。
ｉ 次に、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬＧを用いて、図１０に示される基準ウエハマークＭ_ijkとそれに重ねて転写された検出パターンｍ_ijk（レジスト像）の位置ずれ（ΔＸ_ij1，ΔＹ_ij1）、及び（ΔＸ_ij2，ΔＹ_ij2）を検出する。 h. Therefore, main controller 20 unloads the exposed reference wafer WF from wafer table WTB and conveys it to a coater / developer (not shown) connected inline to exposure apparatus 100. Then, main controller 20 loads reference wafer WF developed by the coater / developer onto wafer table WTB again in the same manner as described above.
i Next, main controller 20 uses alignment system ALG to detect misalignment (ΔX _ij1 , ΔY) between reference wafer mark M _ijk shown in FIG. 10 and detection pattern m _ijk (resist image) transferred _thereon . _ij1 ) and ( _ΔXij2 , _ΔYij2 ) are detected.

なお、上記の位置ずれを検出するために、必ずしも露光装置１００に備えられたアライメント系ＡＬＧを用いる必要はない。露光装置１００に、アライメント系ＡＬＧとは別に、位置ずれ検出器を設け、それを用いることとしても良い。あるいは、検出時のウエハステージＷＳＴの位置には関心がないので、露光装置１００から基準ウエハＷＦを取り外し、別の装置を用いて検出しても良い。基準ウエハＷＦに付与されたサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄によって規定されるＸ基準軸とＹ基準軸のそれぞれに平行な方向に関する、位置ずれが必要な精度で検出できれば、使用する検出装置、検出方法の詳細は問わない。この意味では、基準ウエハＷＦの現像も必ずしも行う必要はなく、現像前にレジスト層に形成された潜像を検出することとしても良い。この場合には、上記ｈ．の処理手順を省くことができる。 Note that it is not always necessary to use the alignment system ALG provided in the exposure apparatus 100 in order to detect the positional deviation. In addition to the alignment system ALG, the exposure apparatus 100 may be provided with a misregistration detector and used. Alternatively, since there is no interest in the position of wafer stage WST at the time of detection, reference wafer WF may be removed from exposure apparatus 100 and detected using another apparatus. If the positional deviation in the directions parallel to the X reference axis and the Y reference axis defined by the search alignment marks M _{01 to} M ₀₄ given to the reference wafer WF can be detected with the required accuracy, the detection device to be used and the detection The details of the method do not matter. In this sense, the development of the reference wafer WF is not necessarily performed, and a latent image formed on the resist layer may be detected before development. In this case, h. The processing procedure can be omitted.

上述したａ．〜ｉの手順に従い、全ての区画領域Ｓ_ijの基準ウエハマークＭ_ijkと、それに重ねて転写された検出パターンｍ_ijkの位置ずれ（（ΔＸ_ij1，ΔＹ_ij1）及び（ΔＸ_ij2，ΔＹ_ij2））より、較正情報、すなわちｄ.において算出された基準ウエハマークＭ_ij1，Ｍ_ij2の位置に対する補正量（ΔＸ_ij，ΔＹ_ij，Δθz_ij）が求められる。 A. Following the procedure through i, and the reference wafer mark M _ijk of all the divided region S _ij, positional deviation of the detection pattern m _ijk transcribed superimposed thereto ((ΔX _ij1, ΔY _ij1) and (ΔX _ij2, ΔY _ij2)) Thus, calibration information, that is, correction amounts (ΔX _ij , ΔY _ij , Δθz _ij ) for the positions of the reference wafer marks M _ij1 and M _ij2 calculated in d.

主制御装置２０は、作成した較正情報（ΔＸ_ij，ΔＹ_ij，Δθｚ_ij）を用いて、ウエハステージＷＳＴの区画領域間の駆動制御誤差を補正する。ここでは、その補正法として、３つの例を挙げる。第１の補正法では、較正情報（ΔＸ_ij，ΔＹ_ij，Δθｚ_ij）を用いて、基準ウエハマークＭ_ijkの位置（Ｘ_ij，Ｙ_ij）の算出結果を（Ｘ_ij＋ΔＸ_ij，Ｙ_ij＋ΔＹ_ij）と補正する。そして、区画領域Ｓ_ijに対する露光を実行する際、ウエハステージＷＳＴのヨーイングθｚを−Δθｚ_ij修正する。この第１の補正法では、ウエハステージＷＳＴの駆動のための目標位置を修正することにより、ステージ駆動制御の精度が補正される。 Main controller 20 uses the created calibration information (ΔX _ij , ΔY _ij , Δθz _ij ) to correct the drive control error between the partitioned areas of wafer stage WST. Here, three examples are given as the correction method. In the first correction method, the calibration information (ΔX _ij , ΔY _ij , Δθz _ij ) is used to calculate the calculation result of the position (X _ij , Y _ij ) of the reference wafer mark M _ijk (X _ij + ΔX _ij , Y _ij + ΔY). _ij ). Then, when performing exposure on the partitioned area S _ij , the yaw θz of wafer stage WST is corrected by −Δθz _ij . In the first correction method, the accuracy of stage drive control is corrected by correcting the target position for driving wafer stage WST.

第２の補正法では、エンコーダシステム１５０を用いて得られるウエハステージＷＳＴの位置の計測結果（Ｘ，Ｙ，θｚ）を、（Ｘ＋ΔＸ_ij，Ｙ＋ΔＹ_ij，θｚ＋Δθｚ_ij）と較正する。ただし、較正情報（ΔＸ_ij，ΔＹ_ij，Δθｚ_ij）は、個々の区画領域Ｓ_ij（内の基準ウエハマーク）に対して作成されるので、露光領域ＩＡの中心（すなわち光軸ＡＸ）が区画領域Ｓ_ij内に位置する際には、対応する較正情報（ΔＸ_ij，ΔＹ_ij，Δθｚ_ij）を用いてエンコーダシステム１５０の計測結果（Ｘ，Ｙ，θｚ）を較正する。この第２の補正法では、ステージ位置計測系の計測結果を補正することにより、ステージ駆動制御の精度が補正される。 In the second correction method, the measurement result (X, Y, θz) of the position of wafer stage WST obtained using encoder system 150 is calibrated to (X + ΔX _ij , Y + ΔY _ij , θz + Δθz _ij ). However, since the calibration information (ΔX _ij , ΔY _ij , Δθz _ij ) is created for each partitioned area S _ij (internal reference wafer mark), the center of the exposure area IA (that is, the optical axis AX) is partitioned. When located in the region S _ij , the measurement result (X, Y, θz) of the encoder system 150 is calibrated using the corresponding calibration information (ΔX _ij , ΔY _ij , Δθz _ij ). In the second correction method, the accuracy of stage drive control is corrected by correcting the measurement result of the stage position measurement system.

第３の補正法では、ウエハステージＷＳＴの位置を算出するために用いられたエンコーダシステム１５０の３つのヘッド（Ｘヘッド６３、Ｙヘッド６５，６４）それぞれの計測値を較正する。ここで、使用した３つのヘッドは、前述の通り、各区画領域Ｓ_ij内の基準ウエハマークＭ_ijkに対応付けて特定されている。そこで、基準ウエハマークＭ_ijkに対応する較正情報（ΔＸ_ij，ΔＹ_ij，Δθｚ_ij）を、式（１）〜（３）のＸ，Ｙ，θｚに代入し、左辺のＣ_X，Ｃ_Y1，Ｃ_Y2を求める。求められたＣ_X，Ｃ_Y1，Ｃ_Y2は、３つのヘッド（Ｘヘッド６３、Ｙヘッド６５，６４）の計測値に対する補正量となる。それらを３つのヘッドの計測値に加算して、計測値を較正する。この第３の補正法では、ステージ位置計測系を構成する個々の検出器の計測結果を補正することにより、ステージ駆動制御の精度が補正される。 In the third correction method, the measured values of the three heads (X head 63 and Y heads 65 and 64) of the encoder system 150 used for calculating the position of wafer stage WST are calibrated. Here, the three heads used are specified in association with the reference wafer mark M _ijk in each partition area S _ij as described above. Therefore, the calibration information (ΔX _ij , ΔY _ij , Δθz _ij ) corresponding to the reference wafer mark M _ijk is substituted into X, Y, θz in the equations (1) to (3), and C _X , C _Y1 , _Find C _Y2 . The obtained C _X , C _Y1 , C _Y2 are correction amounts for the measurement values of the three heads (X head 63, Y heads 65, 64). They are added to the measured values of the three heads to calibrate the measured values. In the third correction method, the accuracy of stage drive control is corrected by correcting the measurement results of the individual detectors constituting the stage position measurement system.

なお、全ての区画領域Ｓ_ij内に転写される検出パターンｍ_ijkの全体の位置ずれは、特に問題ではない。そこで、基準とする区画領域Ｓ₀₀を定め、その区画領域Ｓ₀₀内の基準ウエハマークＭ_00kに対応する較正情報（ΔＸ₀₀，ΔＹ₀₀，Δθｚ₀₀）を基準にして、各区画領域Ｓ_ij内の基準ウエハマークＭ_ijkに対する較正情報を、（ΔＸ_ij−ΔＸ₀₀，ΔＹ_ij−ΔＹ₀₀，Δθｚ_ij−Δθｚ₀₀）と作成することとしても良い。また、基準とする区画領域Ｓ₀₀は、全区画領域に対して１つに限らず、複数定めても良い。例えば、ｊが同じ区画領域Ｓ_ijに対して、最もｉの小さい（あるいは最もｉの大きい）区画領域Ｓ_ijを基準としても良い。 It should be noted that the overall positional shift of the detection pattern m _ijk transferred in all the partitioned areas S _ij is not particularly a problem. Therefore, a partition area S ₀₀ as a reference is determined, and the calibration information (ΔX ₀₀ , ΔY ₀₀ , Δθz ₀₀ ) corresponding to the reference wafer mark M _00k in the partition area S ₀₀ is used as a reference, and the inside of each partition area S _ij . The calibration information for the reference wafer mark M _ijk may be generated as (ΔX _ij −ΔX ₀₀ , ΔY _ij −ΔY ₀₀ , Δθz _ij −Δθz ₀₀ ). Further, the reference partition area S ₀₀ is not limited to one for all the partition areas, and a plurality of partition areas S ₀₀ may be determined. For example, the partition area S _{ij having} the smallest i (or the largest i) may be used as a reference for the partition area S _ij having the same j.

上述のようにして、基準ウエハＷＦを用いて作成された較正情報は、主制御装置２０によってメモリ２１（図６参照）内に格納される。そして、例えば、デバイス製造用のレチクルを用いたウエハの露光時などに、その較正情報を用いて、上述の３つの補正法のいずれかに従って、ウエハステージＷＳＴのステッピング誤差（区画領域間の駆動制御誤差）が補正される。   The calibration information created using the reference wafer WF as described above is stored in the memory 21 (see FIG. 6) by the main controller 20. Then, for example, at the time of wafer exposure using a reticle for device manufacturing, the calibration information is used and the stepping error of wafer stage WST (drive control between partitioned areas) according to one of the above three correction methods. Error) is corrected.

次に、本実施形態に係るウエハステージＷＳＴの駆動精度を較正するための較正情報を作成する、第２の較正方法、すなわち基準ウエハＷＦを用いて、アライメント計測時におけるウエハステージＷＳＴの駆動精度を補正するための第２の較正方法について説明する。   Next, the second calibration method for creating calibration information for calibrating the driving accuracy of wafer stage WST according to the present embodiment, that is, the reference wafer WF is used to determine the driving accuracy of wafer stage WST during alignment measurement. A second calibration method for correcting will be described.

この第２の較正方法は、以下の手順で実行される。
ｊ 主制御装置２０は、基準ウエハＷＦ（ただし、表面にレジストは塗布されていても良いが、塗布されていない方が望ましい）を、ウエハテーブルＷＴＢ上にロードする。この際、搬送系は、主制御装置２０の指示に基づき、前述と同様に、基準ウエハＷＦの向き（回転）を調整した状態で、ウエハテーブルＷＴＢ上にロードする。 This second calibration method is executed in the following procedure.
j The main controller 20 loads the reference wafer WF (however, a resist may be applied on the surface, but it is preferable not to apply it) onto the wafer table WTB. At this time, the transfer system loads the wafer onto the wafer table WTB with the orientation (rotation) of the reference wafer WF adjusted based on the instruction from the main controller 20 as described above.

ｋ． 次に、主制御装置２０は、エンコーダシステム１５０をリセット、すなわち、ウエハステージＷＳＴの位置計測の基準座標を再設定する。
ｌ． 次に、主制御装置２０は、エンコーダシステム１５０を用いて、ウエハステージＷＳＴの位置を計測しつつ、アライメント系ＡＬＧを用いて基準ウエハＷＦ上のサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄を検出する。そして、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬＧによるサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄の検出結果と、その検出時のエンコーダシステム１５０の計測情報（ウエハステージＷＳＴの位置情報）と、サーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄と各区画領域Ｓ_ij内に設けられた基準ウエハマークＭ_ijkとの既知の位置関係と、に基づいて、基準座標系（Ｘ，Ｙ）上での基準ウエハマークＭ_ijkの位置を算出する。 k. Next, main controller 20 resets encoder system 150, that is, resets reference coordinates for position measurement of wafer stage WST.
l. Next, main controller 20 uses encoder system 150 to measure the position of wafer stage WST and detects search alignment marks M _{01 to} M ₀₄ on reference wafer WF using alignment system ALG. Then, main controller 20 detects the detection results of search alignment marks M _{01 to} M ₀₄ by alignment system ALG, the measurement information (position information of wafer stage WST) of encoder system 150 at the time of detection, and search alignment mark M _01. and ~M ₀₄ and the known positional relationship between the reference wafer mark M _ijk provided in each segment area S _ij, based on the reference coordinate system (X, Y) the position of the reference wafer mark M _ijk in on calculate.

ｍ． 次に、主制御装置２０は、各区画領域内Ｓ_ijに設けられた基準ウエハマークＭ_ijkの中心が、アライメント系ＡＬＧの検出中心に一致するウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（ξ_ijk，ζ_ijk）を算出する。そして、主制御装置２０は、そのウエハステージＷＳＴの位置（ξ_ijk，ζ_ijk）において、位置計測に用いられるエンコーダシステム１５０のヘッド、すなわち対応するスケールに対向する３つのヘッド（Ｘヘッド６６、Ｙヘッド６８，６７）を特定する。特定された３つのヘッドの組み合わせを、各区画領域Ｓ_ij（の基準ウエハマークＭ_ijk）に対応付けて、記憶する。 m. Next, main controller 20 determines the position (ξ _{ijk) of} wafer stage WST in the XY plane where the center of reference wafer mark M _ijk provided in each partition area S _ij coincides with the detection center of alignment system ALG. , Ζ _ijk ). Then, main controller 20 at the position (ξ _ijk , ζ _ijk ) of wafer stage WST, the head of encoder system 150 used for position measurement, that is, three heads (X head 66, Y facing the corresponding scale). The heads 68 and 67) are specified. The combination of the identified three heads is stored in association with each partition area S _ij (reference wafer mark M _ijk ).

ｎ． 次に、主制御装置２０は、上記の各算出結果を用いて、ウエハステージＷＳＴを、エンコーダシステム１５０（エンコーダ６０Ｄ、７０Ｅ、７０Ｆ）を用いて位置を計測しつつ、順次位置決めし、アライメント系ＡＬＧを用いて、基準ウエハＷＦ上に付与された基準ウエハマークＭ_ijkを、検出する。ここで、必ずしも全ての基準ウエハマークＭ_ijkを検出する必要はない。アライメント計測、例えばＥＧＡ（エンハンスド・グローバル・アライメント）において検出されるアライメントマーク（以下、サンプルマークと呼ぶ）の近傍に設けられている基準ウエハマークＭ_ijkのみを、検出することとしても良い。また、基準ウエハマークＭ_ijkの検出順序もサンプルマークの検出順序に応じて決定すると良い。この場合、決定された順序に従って、ウエハステージＷＳＴは、事前に算出された目標位置（ξ_ijk，ζ_ijk）に順次位置決めされる。この時、基準ウエハマークＭ_ijkが、アライメント系ＡＬＧの検出視野内に位置決めされる。そこで、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬＧの検出中心を基準とする、基準ウエハマークＭ_ijkの位置ずれ（ΔＸ_ijk，ΔＹ_ijk）を検出する。 n. Next, main controller 20 sequentially positions wafer stage WST while measuring the position using encoder system 150 (encoders 60D, 70E, and 70F) using each of the above calculation results, and alignment system ALG. _{Is used} to detect the reference wafer mark M _{ijk provided} on the reference wafer WF. Here, it is not always necessary to detect all the reference wafer marks M _ijk . Only a reference wafer mark M _ijk provided in the vicinity of an alignment mark (hereinafter referred to as a sample mark) detected in alignment measurement, for example, EGA (enhanced global alignment) may be detected. Further, the detection order of the reference wafer mark M _ijk may be determined according to the detection order of the sample marks. In this case, wafer stage WST is sequentially positioned at the target positions (ξ _ijk , ζ _ijk ) calculated in advance according to the determined order. At this time, the reference wafer mark M _ijk is positioned within the detection field of the alignment system ALG. Therefore, main controller 20 detects a positional deviation (ΔX _ijk , ΔY _ijk ) of reference wafer mark M _ijk with reference to the detection center of alignment system ALG.

ここで、目標位置（ξ_ijk，ζ_ijk）は、基準ウエハマークＭ_ijkの中心がアライメント系ＡＬＧの検出中心に一致するように設定した。しかし、エンコーダシステム１５０の位置計測結果に従って、その目標位置（ξ_ijk，ζ_ijk）にウエハステージＷＳＴを位置決めしても、基準ウエハマークＭ_ijkの中心がアライメント系ＡＬＧの検出中心に一致しないことがあり得る。この不一致は、主にエンコーダシステム１５０を用いるステージ位置計測の誤差に由来する、ウエハステージＷＳＴの駆動制御誤差に起因する。 Here, the target positions (ξ _ijk , ζ _ijk ) are set so that the center of the reference wafer mark M _ijk coincides with the detection center of the alignment system ALG. However, even if the wafer stage WST is positioned at the target position (ξ _ijk , ζ _ijk ) according to the position measurement result of the encoder system 150, the center of the reference wafer mark M _ijk may not coincide with the detection center of the alignment system ALG. possible. This discrepancy is mainly due to a drive control error of wafer stage WST resulting from an error in stage position measurement using encoder system 150.

すべての基準ウエハマークＭ_ijkについて検出された位置ずれ（ΔＸ_ijk，ΔＹ_ijk）より、較正情報、すなわち目標位置（ξ_ijk，ζ_ijk）に対する補正量（Δξ_ijk，Δζ_ijk）が求められる。ただし、Δξ_ijk＝−ΔＸ_ijk，Δζ_ijk＝−ΔＹ_ijkと与えられる。 The detected positional deviation for all of the reference wafer mark _{M ijk (ΔX ijk, ΔY ijk} ) than, calibration information, i.e. target position (ξ _ijk, ζ _ijk) correction amount for (Δξ _ijk, Δζ _ijk) is obtained. However, Δξ _ijk = −ΔX _ijk and Δζ _ijk = −ΔY _ijk are given.

また、上述の基準ウエハＷＦを用いる較正方法は、ウエハステージＷＳＴのヨーイングθｚが基準位置（θｚ＝０）にあることが前提条件となる。一方、この条件が満たされない場合、主制御装置２０は、例えば、基準ウエハＷＦ上の注目する基準ウエハマークＭ_ijkと、同じ区画領域内の別の基準ウエハマークＭ_ijkと、のそれぞれの位置ずれ（ΔＸ_ijk，ΔＹ_ijk）を比較し、ヨーイングθｚについての補正量Δθｚ_ijkを求める。 The above-described calibration method using the reference wafer WF is based on the precondition that the yawing θz of the wafer stage WST is at the reference position (θz = 0). On the other hand, if this condition is not satisfied, the main controller 20, for example, a reference wafer mark M _ijk of interest on the reference wafer WF, a separate reference wafer mark M _ijk and each of the displacement of the same segment area (ΔX _ijk , ΔY _ijk ) are compared to obtain a correction amount Δθz _ijk for yawing θz.

そして、主制御装置２０は、上述の補正量Δθｚ_ijkを加えた較正情報（Δξ_ijk，Δζ_ijk，Δθｚ_ijk）を用いて、ウエハステージＷＳＴの駆動制御誤差を補正する。第１の補正法では、較正情報（Δξ_ijk，Δζ_ijk）を用いて、目標位置（ξ_ijk，ζ_ijk）を、（ξ_ijk＋Δξ_ijk，ζ_ijk＋Δζ_ijk）と補正する。そして、アライメント系ＡＬＧを用いて、基準ウエハマークＭ_ijkの近傍に設けられたアライメントマークを検出する際、ウエハステージＷＳＴのヨーイングθｚを−Δθｚ_ijk修正する。この第１の補正法では、ウエハステージＷＳＴの駆動のための目標位置を修正することにより、ステージ駆動制御の精度が補正される。 Then, main controller 20 corrects the drive control error of wafer stage WST using the calibration information (Δξ _ijk , Δζ _ijk , Δθz _ijk ) to which the correction amount Δθz _ijk is added. In the first correction method, the calibration information (Δξ _ijk, Δζ _ijk) with the target position (ξ _ijk, ζ _ijk) and corrects the _{(ξ ijk + Δξ ijk, ζ} ijk + Δζ ijk). Then, when the alignment mark provided near the reference wafer mark M _ijk is detected using the alignment system ALG, the yawing θz of the wafer stage WST is corrected by −Δθz _ijk . In the first correction method, the accuracy of stage drive control is corrected by correcting the target position for driving wafer stage WST.

第２の補正法では、エンコーダシステム１５０を用いて得られるウエハステージＷＳＴの位置の計測結果（Ｘ，Ｙ，θｚ）を、（Ｘ＋Δξ_ijk，Ｙ＋Δζ_ijk，θｚ＋Δθｚ_ijk）と較正する。この第２の補正法では、ステージ位置計測系の計測結果を補正することにより、ステージ駆動制御の精度が補正される。 In the second correction method, the position measurement result (X, Y, θz) of the wafer stage WST obtained using the encoder system 150 is calibrated as (X + Δξ _ijk , Y + Δζ _ijk , θz + Δθz _ijk ). In the second correction method, the accuracy of stage drive control is corrected by correcting the measurement result of the stage position measurement system.

なお、各区画領域Ｓ_ij内に付与されている基準ウエハマークＭ_ijkの中から代表マークを選択し、アライメント系ＡＬＧの検出中心が区画領域Ｓ_ij内に位置する際には、その領域の代表マークに対応する較正情報（Δξ_ijk，Δζ_ijk，Δθｚ_ijk）を用いてエンコーダシステム１５０の計測結果（Ｘ，Ｙ）を較正することとしても良い。ただし、代表マークとして、アライメントマークに近接する基準ウエハマークを選ぶこととする。 When a representative mark is selected from the reference wafer marks M _ijk given in each partitioned area S _ij and the detection center of the alignment system ALG is located in the partitioned area S _ij , the representative of that area is displayed. The measurement result (X, Y) of the encoder system 150 may be calibrated using the calibration information (Δξ _ijk , Δζ _ijk , Δθz _ijk ) corresponding to the mark. However, a reference wafer mark close to the alignment mark is selected as the representative mark.

第３の補正法では、エンコーダシステム１５０がステージ位置を算出するために使用した３つのヘッド（Ｘヘッド６６、Ｙヘッド６８，６７）のそれぞれの計測値を較正する。ここで、使用する３つのヘッドは、前述の通り、基準ウエハマークＭ_ijkがアライメント系ＡＬＧの検出中心に一致するウエハステージの位置決めの目標位置（ξ_ijk，ζ_ijk）に対応付けて特定されている。そこで、アライメント系ＡＬＧの検出中心に最も接近している基準ウエハマークＭ_ijkに対応する較正情報（Δξ_ijk，Δζ_ijk，Δθｚ_ijk）を、式（１）〜（３）のＸ，Ｙ，θｚに代入し、左辺のＣ_X，Ｃ_Y1，Ｃ_Y2を求める。求められたＣ_X，Ｃ_Y1，Ｃ_Y2は、３つのヘッド（Ｘヘッド６３、Ｙヘッド６５，６４）の計測値に対する補正量となる。それらを３つのヘッドの計測値に加算して、計測値を較正する。この第３の補正法では、ステージ位置計測系を構成する個々の検出器の計測結果を補正することにより、ステージ駆動制御の精度が補正される。 In the third correction method, the measurement values of the three heads (X head 66 and Y heads 68 and 67) used by the encoder system 150 to calculate the stage position are calibrated. Here, as described above, the three heads to be used are specified in association with the target position (ξ _ijk , ζ _ijk ) for positioning the wafer stage where the reference wafer mark M _ijk coincides with the detection center of the alignment system ALG. Yes. Therefore, the calibration information (Δξ _ijk , Δζ _ijk , Δθz _ijk ) corresponding to the reference wafer mark M _ijk closest to the detection center of the alignment system ALG is expressed as X, Y, θz in the equations (1) to (3). To obtain C _X , C _Y1 , and C _Y2 on the left side. The obtained C _X , C _Y1 , C _Y2 are correction amounts for the measurement values of the three heads (X head 63, Y heads 65, 64). They are added to the measured values of the three heads to calibrate the measured values. In the third correction method, the accuracy of stage drive control is corrected by correcting the measurement results of the individual detectors constituting the stage position measurement system.

なお、アライメント系ＡＬＧの検出中心からの基準ウエハマークＭ_ijkの位置決め位置の全体的な位置ずれは、特に問題ではない。そこで、基準とする基準ウエハマークＭ₀₀₀を定め、その位置ずれ（Δξ₀₀₀，Δζ₀₀₀，Δθｚ₀₀₀）を基準にして、各基準ウエハマークＭ_ijkに対する較正情報を、（Δξ_ijk−Δξ₀₀₀，Δζ_ijk−Δζ₀₀₀，Δθｚ_ijk−Δθｚ₀₀₀）と作成することとしても良い。また、基準ウエハマークＭ₀₀₀は、全基準ウエハマークＭ_ijkに対して１つに限らず、複数定めても良い。例えば、ｊが同じ区画領域Ｓ_ijに対して、最もｉの小さい区画領域Ｓ_ij内の１つの基準ウエハマークＭ_ijkを基準としても良い。 Note that the overall displacement of the positioning position of the reference wafer mark M _ijk from the detection center of the alignment system ALG is not particularly a problem. Therefore, a reference wafer mark M ₀₀₀ as a reference is defined, and the calibration information for each reference wafer mark M _ijk is (Δξ _ijk −Δξ ₀₀₀ , Δζ) with reference to the positional deviation (Δξ ₀₀₀ , Δζ ₀₀₀ , Δθz ₀₀₀ ). _ijk −Δζ ₀₀₀ , Δθz _ijk −Δθz ₀₀₀ ). Further, the number of reference wafer marks M ₀₀₀ is not limited to one for all reference wafer marks M _ijk , and a plurality of reference wafer marks M ₀₀₀ may be determined. For example, one reference wafer mark M _ijk in the partition area S _{ij having} the smallest i may be used as a reference for the partition area S _ij having the same j.

基準ウエハＷＦを用いての較正情報の作成が終了後、主制御装置２０は、例えば、ウエハアライメント時などに、その較正情報を用いて、上述の３つの補正法のいずれかに従って、ウエハステージＷＳＴの駆動制御誤差を補正する。   After the creation of the calibration information using the reference wafer WF is completed, the main controller 20 uses the calibration information at the time of wafer alignment, for example, according to one of the above-described three correction methods, and the wafer stage WST. The drive control error is corrected.

ところで、前述の第１の較正方法では、第２の較正方法において使用した基準ウエハＷＦを使用することができる。従って、第２の較正方法に引き続いて、同じ基準ウエハＷＦを用いて、第１の較正方法を実行することもできる。そこで、次に、そのような較正シーケンスの一例を、簡単に説明する。   By the way, in the first calibration method described above, the reference wafer WF used in the second calibration method can be used. Therefore, following the second calibration method, the first calibration method can be executed using the same reference wafer WF. Therefore, next, an example of such a calibration sequence will be briefly described.

（ａ） まず、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢ上に基準ウエハＷＦを載置する。
（ｂ） 次に、主制御装置２０は、エンコーダシステム１５０の計測値、すなわち基準座標（Ｘ，Ｙ）系をリセットする。
（ｃ） 次に、主制御装置２０は、基準ウエハＷＦ上のサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄を検出し、基準ウエハマークＭ_ijkの基準座標（Ｘ，Ｙ）系における位置を算出する。
（ｄ） 次に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをアライメント領域に移動させ、第２の較正方法を実行する。
（ｅ） 次に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを露光領域に移動させ、第１の較正方法を実行する。 (A) First, main controller 20 places reference wafer WF on wafer table WTB.
(B) Next, main controller 20 resets the measured value of encoder system 150, that is, the reference coordinate (X, Y) system.
(C) Next, main controller 20 detects search alignment marks M _{01 to} M ₀₄ on reference wafer WF, and calculates the position of reference wafer mark M _{ijk in} the reference coordinate (X, Y) system.
(D) Next, main controller 20 moves wafer stage WST to the alignment region, and executes the second calibration method.
(E) Next, main controller 20 moves wafer stage WST to the exposure region, and executes the first calibration method.

上記の第２の較正方法により、作成された較正情報（Δξ_ijk，Δζ_ijk，Δθｚ_ijk）を用いることで、エンコーダシステム１５０（を構成するヘッドユニット６２Ｄ，６２Ｆ，６２Ｅ）を用いるステージ駆動制御の精度の補正が可能になる。また、第１の較正方法により、作成された較正情報（ΔＸ_ij，ΔＹ_ij，Δθｚ_ij）を用いることで、エンコーダシステム１５０（を構成するヘッドユニット６２Ｂ，６２Ａ，６２Ｃ）を用いるステージ駆動制御の精度を補正することが可能になる。 By using the calibration information (Δξ _ijk , Δζ _ijk , Δθz _ijk ) created by the second calibration method, the stage drive control using the encoder system 150 (the head units 62D, 62F, 62E constituting the encoder system 150) is performed. Accuracy can be corrected. Further, by using the calibration information (ΔX _ij , ΔY _ij , Δθz _ij ) created by the first calibration method, the stage drive control using the encoder system 150 (the head units 62B, 62A, 62C constituting the encoder system 150) is performed. It becomes possible to correct the accuracy.

従って、主制御装置２０は、露光装置１００の起動時、あるいはロット先頭毎などに、上述の較正シーケンスを実行し、ステージ駆動制御の精度を補正する。なお、適宜、第１の較正方法又は第２の較正方法を、独立に実行することとしても良い。   Therefore, main controller 20 executes the calibration sequence described above when exposure apparatus 100 is activated or at the beginning of each lot, and corrects the accuracy of stage drive control. Note that the first calibration method or the second calibration method may be executed independently as appropriate.

なお、上述の説明では、基準ウエハマークを、各区画領域の内部に配置するものとしたが、これに限らず、ショット領域とショット領域の間のスクライブラインに相当する領域に基準ウエハマークを配置することとしても良い。このようにする場合には、基準ウエハとして使用したウエハを、通常のデバイスの製造に用いることもできる。   In the above description, the reference wafer mark is arranged inside each divided area. However, the present invention is not limited to this, and the reference wafer mark is arranged in an area corresponding to the scribe line between the shot areas. It is also good to do. In this case, the wafer used as the reference wafer can also be used for manufacturing a normal device.

以上詳細に説明したように、本実施形態によると、ウエハステージＷＳＴに、既知の位置関係にある４つのサーチアライメントマークＭ₀₁〜Ｍ₀₄及びと複数の基準ウエハマークＭ_ijkが付与された基準ウエハＷＦを、載置し、そのウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置をエンコーダシステム１５０（エンコーダ７０Ａ〜７０Ｆ）を用いて計測し、該エンコーダシステム１５０の計測結果と上記の既知の位置関係とに基づいてウエハステージＷＳＴを駆動して、複数の基準ウエハマークＭ_ijkのそれぞれを目標位置に位置決めする。ここで、目標位置は、露光位置、すなわち、露光領域ＩＡの位置、又はアライメント系ＡＬＧの検出中心である。 As described above in detail, according to the present embodiment, a reference wafer in which four search alignment marks M _{01 to} M ₀₄ and a plurality of reference wafer marks M _ijk having a known positional relationship are provided on wafer stage WST. The WF is placed, the position of the wafer stage WST in the XY plane is measured using the encoder system 150 (encoders 70A to 70F), and the measurement result of the encoder system 150 and the above-described known positional relationship are obtained. Based on this, wafer stage WST is driven to position each of the plurality of reference wafer marks M _ijk at the target position. Here, the target position is the exposure position, that is, the position of the exposure area IA, or the detection center of the alignment system ALG.

そして、前者の場合は、基準ウエハマークＭ_ijkのそれぞれに重ねて検出パターンｍ_ijkを転写し、基準ウエハマークＭ_ijkと検出パターンｍ_ijkの転写像（レジスト像又は潜像）との組を、アライメント系ＡＬＧを用いて検出し、複数の基準ウエハマークＭ_ijkのそれぞれの実際の位置決め位置と目標位置（検出パターンｍ_ijkの転写像の位置）との位置関係を求め、この位置関係に基づいて、ウエハステージＷＳＴの駆動精度を補正するための較正情報を作成する。 And, in the former case, to overlap the respective reference wafer mark M _ijk transferring the detection pattern m _ijk, the transferred image of the reference wafer mark M _ijk and detection patterns m _ijk set of the (resist image or latent image), Detected using the alignment system ALG, the positional relationship between the actual positioning position of each of the plurality of reference wafer marks M _ijk and the target position (the position of the transfer image of the detection pattern m _ijk ) is obtained, and based on this positional relationship Then, calibration information for correcting the driving accuracy of wafer stage WST is created.

一方、後者の場合は、複数の基準ウエハマークＭ_ijkのそれぞれをアライメント系ＡＬＧを用いて検出し、複数の基準ウエハマークＭ_ijkのそれぞれの実際の位置決め位置と目標位置（アライメント系ＡＬＧの検出中心）との位置関係を求め、この位置関係に基づいて、ウエハステージＷＳＴの駆動精度を補正するための較正情報を作成する。 On the other hand, in the latter case, each of the plurality of reference wafer marks M _ijk is detected using the alignment system ALG, and the actual positioning position and target position of each of the plurality of reference wafer marks M _ijk (detection center of the alignment system ALG). ) And calibration information for correcting the driving accuracy of wafer stage WST is created based on this positional relationship.

従って、簡単な方法により、移動体の駆動精度を補正するための較正情報を作成することが可能になる。   Therefore, it is possible to create calibration information for correcting the driving accuracy of the moving body by a simple method.

また、この作成された較正情報は、主制御装置２０によって、メモリ２１に記憶される。そして、ウエハアライメント時、あるいは露光動作時などに、主制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置を計測するエンコーダシステム１５０の計測結果と、メモリ２１に記憶された較正情報と、に基づいて、ステージ駆動系１２４を介してウエハステージＷＳＴが駆動される。従って、ウエハアライメント時、あるいは露光動作時のいずれにおいても、ＸＹ平面内でウエハステージＷＳＴを高精度に駆動することが可能になる。   The created calibration information is stored in the memory 21 by the main controller 20. Then, the measurement result of the encoder system 150 that measures the position of the wafer stage WST in the XY plane by the main controller 20 at the time of wafer alignment or exposure operation, the calibration information stored in the memory 21, Based on the above, wafer stage WST is driven via stage drive system 124. Therefore, wafer stage WST can be driven with high accuracy in the XY plane, either during wafer alignment or during exposure operation.

また、本実施形態では、露光はステップ・アンド・スキャン方式で行われ、その走査露光の際、主制御装置２０により、照明光ＩＬ及びレチクルＲに対してウエハＷを相対移動させるために、上記の方法により、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴが駆動される。このため、走査露光により、ウエハＷ上の複数のショット領域に精度良くパターンを形成することが可能になる。   In the present embodiment, the exposure is performed by a step-and-scan method, and the main controller 20 moves the wafer W relative to the illumination light IL and the reticle R during the scanning exposure. By this method, wafer stage WST holding wafer W is driven. For this reason, it is possible to form a pattern with high accuracy in a plurality of shot regions on the wafer W by scanning exposure.

なお、上記実施形態では、各区画領域Ｓ_ijに２つの基準ウエハマークＭ_ijkが付与された基準ウエハを使用した。しかし、基準ウエハマークの数はこの数に限られるものではない。各区画領域Ｓ_ij対して設定されるウエハステージＷＳＴの駆動制御のための目標位置を正確かつ容易に算出することができれば、基準ウエハマークの数と位置は任意に選んでかまわない。 In the above embodiment, a reference wafer in which two reference wafer marks M _ijk are _assigned to each partition region S _ij is used. However, the number of reference wafer marks is not limited to this number. If the target position for driving control of wafer stage WST set for each partition area S _ij can be calculated accurately and easily, the number and position of the reference wafer marks may be arbitrarily selected.

また、上記実施形態では、第１の較正方法を行うに当たり、ステップ・アンド・リピート方式で、基準ウエハマークに重ねて較正用レチクルの検出パターンを転写する場合について説明したが、デバイス製造時にと同様に、ステップ・アンド・スキャン方式で、基準ウエハマークに重ねて較正用レチクルの検出パターンを転写することとしても良い。この場合、通常、いわゆる完全交互スキャンで露光が行われるので、較正データの作成に当たり、ウエハ上の各区画領域の露光の際のスキャン方向を考慮して、較正データを算出することとしても良い。   In the above-described embodiment, the case where the detection pattern of the calibration reticle is transferred over the reference wafer mark by the step-and-repeat method when performing the first calibration method has been described. In addition, the detection pattern of the calibration reticle may be transferred over the reference wafer mark by the step-and-scan method. In this case, since exposure is normally performed by so-called complete alternate scanning, the calibration data may be calculated in consideration of the scanning direction at the time of exposure of each partitioned area on the wafer when creating the calibration data.

なお、上記実施形態で説明したエンコーダシステムなどの各計測装置の構成は一例に過ぎず、本発明がこれに限定されないことは勿論である。例えば、上記実施形態では、ウエハテーブル（ウエハステージ）上に格子部（Ｙスケール、Ｘスケール）を設け、これに対向してＸヘッド、Ｙヘッドをウエハステージの外部に配置する構成のエンコーダシステムを採用した場合について例示したが、これに限らず、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号などに開示されているように、ウエハステージにエンコーダヘッドを設け、これに対向してウエハステージの外部に格子部（例えば２次元格子又は２次元に配置された１次元の格子部）を配置する構成のエンコーダシステムを採用しても良い。この場合において、Ｚヘッドもウエハステージに設け、その格子部の面を、Ｚヘッドの計測ビームが照射される反射面としても良い。   Note that the configuration of each measuring apparatus such as the encoder system described in the above embodiment is merely an example, and the present invention is of course not limited thereto. For example, in the above-described embodiment, an encoder system having a configuration in which a lattice unit (Y scale, X scale) is provided on a wafer table (wafer stage), and an X head and a Y head are arranged outside the wafer stage so as to face the lattice unit. Although the case where it is adopted has been exemplified, the present invention is not limited to this, and as disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2006/0227309, an encoder head is provided on the wafer stage, and this is opposed to the outside of the wafer stage. You may employ | adopt the encoder system of the structure which arrange | positions a grating | lattice part (For example, a two-dimensional grating | lattice or a two-dimensionally arranged one-dimensional grating | lattice part). In this case, the Z head may also be provided on the wafer stage, and the surface of the lattice portion may be a reflective surface to which the measurement beam of the Z head is irradiated.

また、上述の実施形態では、本発明が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号パンフレット、特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６,９５２,２５３号明細書）などに開示されているように、投影光学系とプレートとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でプレートを露光する露光装置にも本発明を適用することができる。   In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a dry type exposure apparatus that exposes the wafer W without using liquid (water) has been described. No. 99/49504, European Patent Application No. 1,420,298, International Publication No. 2004/055803, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-289126 (corresponding US Pat. No. 6,952,253) ), An immersion space including an optical path of illumination light is formed between the projection optical system and the plate, and the plate is exposed with illumination light through the liquid in the projection optical system and the immersion space. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs this.

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、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置を上記実施形態と同様に、エンコーダを用いて計測することができるので、同様の効果を得ることができる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッ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ョン・ア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、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエ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、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号パンフレットなどに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも本発明は適用が可能である。   In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method has been described. However, 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 or the like, the same effect can be obtained because the position of the stage on which the object to be exposed is mounted can be measured using the encoder as in the above embodiment. The present invention can also be applied to a step-and-stitch reduction projection exposure apparatus, a proximity exposure apparatus, or a mirror projection aligner that synthesizes a shot area and a shot area. Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,590,634, US Pat. No. 5,969,441, US Pat. No. 6,208,407, etc. The present invention can also be applied to a multi-stage type exposure apparatus provided with a stage. Further, as disclosed in, for example, WO 2005/074014 pamphlet, an exposure apparatus including a measurement stage including a measurement member (for example, a reference mark and / or a sensor) is provided separately from the wafer stage. The present invention is applicable.

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ＰＬ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。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。   In addition, the projection optical system in the exposure apparatus of the above embodiment may be not only a reduction system but also an equal magnification and an enlargement system, and the projection optical system PL may be not only a refraction system but also a reflection system or a catadioptric system. The projected image may be either an inverted image or an erect image. In addition, the illumination area and the exposure area described above are rectangular in shape, but the shape is not limited to this, and may be, for example, an arc, a trapezoid, or a parallelogram.

なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ₂レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ₂レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）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、ＹＡＧ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、例えば米国特許７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファ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。 The light source of the exposure apparatus of the above embodiment is not limited to the ArF excimer laser, but is a KrF excimer laser (output wavelength 248 nm), F ₂ laser (output wavelength 157 nm), Ar ₂ laser (output wavelength 126 nm), Kr ₂ laser ( It is also possible to use a pulse laser light source with an output wavelength of 146 nm, an ultrahigh pressure mercury lamp that emits a bright line such as g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), and the like. A harmonic generator of a YAG laser or the like can also be used. In addition, as disclosed in, for example, U.S. Pat. No. 7,023,610, a single wavelength laser beam in an infrared region or a visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser as vacuum ultraviolet light, For example, a harmonic which is amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium) and wavelength-converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.

また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ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、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、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。   In the above embodiment, it is needless to say that 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 nm may be used. For example, in recent years, in order to expose a pattern of 70 nm or less, EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm) is generated using an SOR or a plasma laser as a light source, and its exposure wavelength Development of an EUV exposure apparatus using an all-reflection reduction optical system designed under (for example, 13.5 nm) and a reflective mask is underway. In this apparatus, since a configuration in which scanning exposure is performed by synchronously scanning the mask and the wafer using arc illumination is conceivable, the present invention can also be suitably applied to such an apparatus. In addition, the present invention can be applied to an exposure apparatus using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam.

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６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、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。   In the above-described embodiment, a light transmission mask (reticle) in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used. Instead of this reticle, For example, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257, an electronic mask (variable shaping mask, which forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257. For example, a non-light emitting image display element (spatial light modulator) including a DMD (Digital Micro-mirror Device) may be used.

また、例えば干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・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。   Further, for example, the present invention can be applied to an exposure apparatus (lithography system) that forms line and space patterns on a wafer by forming interference fringes on the wafer.

さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の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。   Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,611,316, two reticle patterns are synthesized on a wafer via a projection optical system, and one scan exposure is performed on one wafer. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of shot areas almost simultaneously.

また、物体上にパターンを形成する装置は、前述の露光装置（リソグラフィシステム）に限られず、例えばインクジェット方式にて物体上にパターンを形成する装置にも本発明を適用することができる。   The apparatus for forming a pattern on an object is not limited to the above-described exposure apparatus (lithography system), and the present invention can also be applied to an apparatus for forming a pattern on an object by, for example, an inkjet method.

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）はウエ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。   Note that the object on which the pattern is to be formed in the above embodiment (the object to be exposed to the energy beam) is not limited to the wafer, but other objects such as a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. But it ’s okay.

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ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。   The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing. For example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern onto a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor ( CCDs, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates or silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.

半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）によりレチクル（マスク）に形成されたパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、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り取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。   An electronic device such as a semiconductor element includes a step of designing a function / performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the exposure apparatus (pattern forming apparatus) of the above-described embodiment. ) A lithography step for transferring the pattern formed on the reticle (mask) to the wafer, a development step for developing the exposed wafer, an etching step for removing the exposed member other than the portion where the resist remains by etching, and etching. The resist is removed through a resist removal step that removes the resist that is no longer necessary, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like. In this case, in the lithography step, the exposure method described above is executed using the exposure apparatus of the above embodiment, and a device pattern is formed on the wafer. Therefore, a highly integrated device can be manufactured with high productivity.

以上説明したように、本発明の較正方法、該較正方法を適用して前記移動体を駆動する移動体駆動方法及び移動体駆動装置は、移動面内で移動体を駆動するのに適している。また、本発明の露光方法及び露光装置は、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のパターン形成方法及びパターン形成装置は、物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。   As described above, the calibration method of the present invention, the moving body driving method and the moving body driving apparatus that drive the moving body by applying the calibration method are suitable for driving the moving body within the moving plane. . The exposure method and exposure apparatus of the present invention are suitable for forming a pattern on an object by irradiating an energy beam. The pattern forming method and pattern forming apparatus of the present invention are suitable for forming a pattern on an object. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing micro devices.

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。It is a figure which shows schematically the structure of the exposure apparatus which concerns on one Embodiment. ウエハステージを示す平面図である。It is a top view which shows a wafer stage. 図１の露光装置が備えるステージ装置及び干渉計、エンコーダヘッドの配置を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of a stage device, an interferometer, and an encoder head provided in the exposure apparatus of FIG. 1. 露光時における、エンコーダを用いるウエハステージの位置計測を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the position measurement of the wafer stage using an encoder at the time of exposure. アライメント計測時における、エンコーダを用いるウエハステージの位置計測を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the position measurement of the wafer stage using an encoder at the time of alignment measurement. 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。It is a block diagram which shows the main structures of the control system of the exposure apparatus which concerns on one Embodiment. 基準ウエハの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of a reference | standard wafer. 各区画領域内に設けられた基準ウエハマークを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reference | standard wafer mark provided in each division area. 図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は、ウエハステージの駆動精度を較正するための較正情報を作成する、第１の較正方法について説明するための図である。FIG. 9A to FIG. 9D are diagrams for describing a first calibration method for creating calibration information for calibrating the driving accuracy of the wafer stage. 基準ウエハにおける、基準ウエハマークと検出マークとの位置関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship of a reference wafer mark and a detection mark in a reference wafer.

符号の説明Explanation of symbols

２０…主制御装置、３９Ｘ₁，３９Ｘ₂…Ｘスケール、３９Ｙ₁，３９Ｙ₂…Ｙスケール、５０…ステージ装置、６２Ａ〜６２Ｆ…ヘッドユニット、６３，６６…Ｘヘッド、６４，６５，６７，６８…Ｙヘッド、７０Ａ，７０Ｃ…Ｙエンコーダ、７０Ｂ，７０Ｄ…Ｘエンコーダ、１００…露光装置、１１８…干渉計システム、１２４…ステージ駆動系、１５０…エンコーダシステム、ＡＬＧ…アライメント系、ＷＦ、ＷＦ…基準ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル。 20 ... main control unit, 39X _1, 39X ₂ ... X scales 39Y _1, 39Y ₂ ... Y scale, 50 ... stage device, 62a to 62f ... head unit, 63 and 66 ... X heads, 64,65,67,68 ... Y head, 70A, 70C ... Y encoder, 70B, 70D ... X encoder, 100 ... exposure device, 118 ... interferometer system, 124 ... stage drive system, 150 ... encoder system, ALG ... alignment system, WF, WF ... reference Wafer, WST ... wafer stage, WTB ... wafer table.

Claims (21)

所定平面内で少なくとも一軸方向に移動する移動体の駆動精度を補正するための較正情報を作成する較正方法であって、
前記移動体に、既知の第１の位置関係にある複数のマークが付与された基準ウエハを、載置する工程と；
前記移動体の前記所定平面内での位置を位置計測系を用いて計測し、該位置計測系の計測結果と前記第１の位置関係とに基づいて前記移動体を駆動して、前記複数のマークのそれぞれを目標位置に位置決めする工程と；
前記複数のマークのそれぞれをマーク検出系を用いて検出し、前記複数のマークのそれぞれの実際の位置決め位置と前記目標位置との第２の位置関係を求める工程と；
前記第２の位置関係に基づいて、前記移動体の駆動精度を補正するための較正情報を作成する工程と；
を含む較正方法。 A calibration method for creating calibration information for correcting the driving accuracy of a moving body that moves in at least one axial direction within a predetermined plane,
Placing a reference wafer provided with a plurality of marks having a known first positional relationship on the movable body;
Measuring the position of the movable body in the predetermined plane using a position measurement system, driving the movable body based on the measurement result of the position measurement system and the first positional relationship, and Positioning each of the marks at a target position;
Detecting each of the plurality of marks using a mark detection system, and obtaining a second positional relationship between the actual positioning position of each of the plurality of marks and the target position;
Creating calibration information for correcting the driving accuracy of the movable body based on the second positional relationship;
A calibration method comprising: 前記位置決めする工程での前記位置決めの都度、前記目標位置で前記基準ウエハ上にパターンを形成する工程をさらに含み、
前記求める工程では、前記複数のマークのそれぞれとともに該マークの位置決め時に形成された前記パターンを検出して、前記位置関係を求める、請求項１に記載の較正方法。 A step of forming a pattern on the reference wafer at the target position for each positioning in the positioning step;
The calibration method according to claim 1, wherein in the obtaining step, the positional relationship is obtained by detecting the pattern formed at the time of positioning the mark together with each of the plurality of marks. 前記基準ウエハは、感応層を有し、
前記形成する工程では、前記感応層にエネルギビームを照射して、前記基準ウエハ上に前記パターンを形成する、請求項２に記載の較正方法。 The reference wafer has a sensitive layer;
The calibration method according to claim 2, wherein, in the forming step, the sensitive layer is irradiated with an energy beam to form the pattern on the reference wafer. 前記目標位置とは、前記マーク検出系の検出中心であり、
前記求める工程では、前記検出中心を示す前記マーク検出系の指標中心と前記複数のマークのそれぞれとの位置関係を検出することで、前記第２の位置関係を求める、請求項１に記載の較正方法。 The target position is a detection center of the mark detection system,
The calibration according to claim 1, wherein, in the obtaining step, the second positional relationship is obtained by detecting a positional relationship between an index center of the mark detection system indicating the detection center and each of the plurality of marks. Method. 前記移動体は、前記所定平面内で前記一軸方向と該一軸方向に直交する方向に移動可能であり、
前記求める工程では、前記２方向に関する前記位置関係を求める、請求項１〜４のいずれか一項に記載の較正方法。 The movable body is movable in the predetermined plane in a direction perpendicular to the uniaxial direction and the uniaxial direction,
The calibration method according to any one of claims 1 to 4, wherein, in the obtaining step, the positional relationship with respect to the two directions is obtained. 前記位置決めする工程では、前記位置計測系の計測結果として、予め用意した補正情報に基づいて補正された前記位置計測系の計測結果を用いる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の較正方法。   The calibration according to any one of claims 1 to 5, wherein in the positioning step, the measurement result of the position measurement system corrected based on correction information prepared in advance is used as the measurement result of the position measurement system. Method. 前記較正情報は、前記目標位置に位置決めされる前記複数のマークのそれぞれに関係づけて作成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の較正方法。   The calibration method according to claim 1, wherein the calibration information is created in relation to each of the plurality of marks positioned at the target position. 前記位置計測系は、前記移動体上及び該移動体外部の一方に、前記所定平面に実質的に平行に設置されたグレーティングと、該グレーティングに計測ビームを投射する、前記移動体上及び該移動体外部の他方に設置されたヘッドと、を有するエンコーダである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の較正方法。   The position measurement system includes: a grating installed substantially parallel to the predetermined plane on one of the moving body and the outside of the moving body; and projecting a measurement beam onto the grating. The calibration method according to claim 1, which is an encoder having a head installed on the other side outside the body. 実質的に所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動方法であって、
前記移動体の前記所定平面内での位置を位置計測系を用いて計測し、該位置計測系の計測結果と、請求項１〜８のいずれか一項に記載の較正方法によって作成した較正情報と、に基づいて、前記移動体を駆動する工程を含む移動体駆動方法。 A moving body driving method for driving a moving body substantially along a predetermined plane,
The position in the said predetermined plane of the said mobile body is measured using a position measurement system, The measurement result of this position measurement system, and the calibration information created by the calibration method as described in any one of Claims 1-8 And a moving body driving method including a step of driving the moving body. 前記移動体の駆動に際し、前記位置計測系の計測結果として、予め用意した補正情報に基づいて補正された前記位置計測系の計測結果を用いる、請求項９に記載の移動体駆動方法。   The method for driving a mobile body according to claim 9, wherein when the mobile body is driven, a measurement result of the position measurement system corrected based on correction information prepared in advance is used as a measurement result of the position measurement system. 前記駆動する工程では、前記較正情報に基づいて前記移動体を駆動する目標位置を補正し、該補正された目標位置に基づいて前記移動体を駆動する、請求項９又は１０に記載の移動体駆動方法。   The moving body according to claim 9 or 10, wherein in the driving step, a target position for driving the moving body is corrected based on the calibration information, and the moving body is driven based on the corrected target position. Driving method. 前記駆動する工程では、前記較正情報に基づいて前記位置計測系の計測結果を補正し、該補正された計測結果に基づいて前記移動体を駆動する、請求項９又は１０に記載の移動体駆動方法。   The moving body drive according to claim 9 or 10, wherein in the driving step, the measurement result of the position measurement system is corrected based on the calibration information, and the moving body is driven based on the corrected measurement result. Method. エネルギビームを照射して物体にパターンを形成する露光方法であって、
前記物体を前記エネルギビームに対して相対移動させるために、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の移動体駆動方法を用いて、前記物体を載置する移動体を駆動する露光方法。 An exposure method for irradiating an energy beam to form a pattern on an object,
An exposure method for driving a moving body on which the object is placed using the moving body driving method according to any one of claims 9 to 12, in order to move the object relative to the energy beam. 物体上の複数の区画領域にパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記複数の区画領域にパターンを形成するため、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の移動体駆動方法を用いて、前記物体が載置される前記移動体を駆動するパターン形成方法。 A pattern forming method for forming a pattern in a plurality of partitioned regions on an object,
A pattern forming method for driving the moving body on which the object is placed using the moving body driving method according to any one of claims 9 to 12, in order to form a pattern in the plurality of partitioned regions. 前記物体は感応層を有し、
該感応層にエネルギビームを照射することによって前記パターンを形成する、請求項１４に記載のパターン形成方法。 The object has a sensitive layer;
The pattern formation method according to claim 14, wherein the pattern is formed by irradiating the sensitive layer with an energy beam. 請求項１４又は１５に記載のパターン形成方法を用いて、物体上にパターンを形成する工程と；
前記パターンが形成された物体を現像する工程と；
を含むデバイス製造方法。 Forming a pattern on an object using the pattern forming method according to claim 14;
Developing the object on which the pattern is formed;
A device manufacturing method including: 実質的に所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動装置であって、
前記移動体の前記所定平面内での位置を計測する位置計測系と；
請求項１〜８のいずれか一項に記載の較正方法を用いて作成された較正情報が記憶された記憶装置と；
前記位置計測系の計測結果と、前記較正情報と、に基づいて前記移動体を駆動する駆動装置と；
を備える移動体駆動装置。 A moving body drive device for driving a moving body substantially along a predetermined plane,
A position measurement system for measuring the position of the movable body in the predetermined plane;
A storage device in which calibration information created using the calibration method according to claim 1 is stored;
A drive device for driving the movable body based on the measurement result of the position measurement system and the calibration information;
A moving body drive apparatus comprising: 前記記憶装置には、さらに、前記位置計測系の計測結果を補正する補正情報が記憶され、
前記駆動装置は、前記位置計測系の計測結果として、前記補正情報に基づいて補正された前記位置計測系の計測結果を用いる、請求項１７に記載の移動体駆動装置。 The storage device further stores correction information for correcting the measurement result of the position measurement system,
The mobile drive device according to claim 17, wherein the drive device uses a measurement result of the position measurement system corrected based on the correction information as a measurement result of the position measurement system. エネルギビームを照射して物体にパターンを形成する露光装置であって、
前記物体を保持して移動可能な移動体と；
前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と；
前記物体が前記移動体に載置される請求項１７又は１８に記載の移動体駆動装置と；を備え、
前記物体を前記エネルギビームに対して相対移動させるため前記移動体が駆動される露光装置。 An exposure apparatus for irradiating an energy beam to form a pattern on an object,
A movable body that holds and moves the object;
A patterning device for irradiating the object with the energy beam;
The moving body drive device according to claim 17 or 18, wherein the object is placed on the moving body,
An exposure apparatus in which the moving body is driven to move the object relative to the energy beam. 物体上の複数の区画領域にパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記複数の区画領域にパターンを形成するため、前記物体が載置される前記移動体を駆動する請求項１７又は１８に記載の移動体駆動装置を備えるパターン形成装置。 A pattern forming apparatus for forming a pattern in a plurality of partitioned areas on an object,
19. A pattern forming apparatus comprising the moving body driving device according to claim 17 or 18, wherein the moving body on which the object is placed is driven to form a pattern in the plurality of partition regions. 前記物体は感応層を有し、
前記複数の区画領域のそれぞれに位置する前記感応層にエネルギビームを照射することによって、前記パターンを形成する、請求項２０に記載のパターン形成装置。 The object has a sensitive layer;
21. The pattern forming apparatus according to claim 20, wherein the pattern is formed by irradiating the sensitive layer located in each of the plurality of partition regions with an energy beam.

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