KR20100085009A - 이동체 장치 - Google Patents

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Abstract

투영 유닛 (PU) 의 +X 및 -X 측 상에, Y 스케일의 유효 폭의 반 이하의 간격 (WD) 으로, X-축에 평행하게 복수의 Z 헤드 (76, 74) 가 배치되어, 2 개의 Z 헤드 각각이 항상 쌍을 형성하고 웨이퍼 스테이지 상의 Y 스케일 (반사면) 의 쌍과 대향하도록 한다. Y 스케일과 동시에 대향하는 2 개의 Z 헤드로 이루어지는 헤드의 쌍 중, 우선헤드의 계측값이 사용되고, 헤드의 동작 불량에 기인하여 우선 헤드의 계측값에 이상이 발행한 경우, 다른 헤드의 계측값이 사용되고, 적어도 Z-축 방향에서의 웨이퍼 스테이지의 위치 정보가 높은 정밀도로 안정한 방식으로 계측될 수 있다.

Description

이동체 장치{MOVABLE BODY APPARATUS}
본 발명은 이동체 장치, 패턴 형성 장치, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 실질적으로 소정의 평면을 따라 이동하는 이동체가 구비된 이동체 장치, 이동체 상에 재치된 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치, 에너지 빔을 조사함으로써 물체에 패턴을 형성하는 노광 장치, 및 그 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
종래, (집적 회로 등의) 반도체 소자 및 액정 표시 소자와 같은 전자 디바이스 (마이크로디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 스텝-앤드-리피트 방식에 의한 투영 노광 장치 (소위 스테퍼) 및 스텝-앤드-스캔 방식에 의한 투영 노광 장치 (소위 스캐닝 스테퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등의 노광 장치가 주로 이용되고 있다.
하지만, 웨이퍼, 유리판 등 (이하, 일반적으로 웨이퍼라 지칭함) 과 같은 노광 대상 기판의 표면은, 예를 들어, 웨이퍼의 진동 등에 의해 항상 평탄한 것은 아니다. 따라서, 특히 스캐너 등의 주사형 노광 장치에서는, 웨이퍼 상의 쇼트 영역 (shot area) 에 레티클 패턴을 주사 노광 방식으로 전사할 때, 웨이퍼 표면의 투영 광학계의 광축 방향에 관한 위치 정보 (초점 정보) 가, 예를 들어, 다점 초점 위치 검출계 (이하, "다점 AF 시스템" 라 한다) 등을 이용하여 노광 영역 내에 설정된 복수의 검출점에서 검출되고, 그 검출 결과에 기초하여, 노광 영역 내에서 웨이퍼 표면이 항상 투영 광학계의 이미지 평면에 합치하도록 (웨이퍼 표면이 이미지 평면의 초점 심도 내에 있도록), 웨이퍼를 유지하는 테이블 또는 스테이지의 광축 방향의 위치 및 기울기를 제어하는, 소위 포커스 레벨링 제어가 수행된다 (예를 들어, 미국특허 제 5,448,332 호 참조).
또한, 스테퍼 또는 스캐너 등에서는, 집적 회로의 미세화에 따라 사용되는 노광 광의 파장은 해를 거듭할수록 단파장화되고, 투영 광학계의 개구수도 점차 증대 (고NA화) 하고 있으며, 이는 해상도를 향상시킨다. 한편, 노광 광의 단파장화 및 투영 광학계의 고NA화로 인해, 초점 심도가 매우 작게 되고, 노광 동작시의 포커스 마진이 부족할 위험이 야기된다. 따라서, 실질적으로 노광 파장을 짧게 하면서 공기 중의 초점 심도에 비해 초점 심도를 실질적으로 증가시키는 (넓게 하는) 방법으로서, 액침법 (immersion method) 을 이용한 노광 장치가, 최근 주목을 받게 되었다 (미국 특허출원공보 제 2005/0259234 호 참조).
하지만, 이러한 액침법을 이용한 노광 장치, 또는 그 외의, 투영 광학계의 하단면과 웨이퍼 사이의 거리 (작업 거리 (working distance)) 가 작은 노광 장치에서는, 다점 AF 시스템을 투영 광학계의 근방에 배치하는 것이 곤란하다. 한편, 노광 장치에는, 고정밀도의 노광을 실현하기 위해, 상술된 포커스 레벨링 제어를 고정밀도로 안정한 방식으로 실현하는 것이 요구된다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 실질적으로 소정 평면을 따라 이동하는 이동체를 포함하는 이동체 장치로서, 이동체 및 상기 이동체의 외부 중 일방에 배치되며, 상기 소정 평면에 평행한 평면 내의 제 1 방향을 길이방향으로 하여, 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 소정 폭을 갖는 반사면; 및 상기 반사면에 배치된 복수의 계측점에서 상기 소정 평면에 직교하는 제 3 방향에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 장치를 포함하고, 상기 복수의 계측점의 배치는, 상기 복수의 계측점 중, n 점 (여기서 n 은 2 이상의 정수) 이상이 상기 반사면 상의 상기 소정 폭 내에 위치되도록, 또한, 상기 이동체가 소정 위치에 있을 때 상기 복수의 계측점 중 n+1 점 이상이 상기 반사면 상의 상기 소정 폭 내에 위치되도록 결정되는, 이동체 장치가 제공된다.
이러한 장치에 따르면, 계측 장치가 갖는 복수의 계측점 중, n 점 (여기서, n 은 2 이상의 정수) 이상이 반사면 상의 소정 폭 내에 위치되며, 이동체가 소정 위치에 있을 때 n+1 점 이상이 반사면 상의 소정 폭 내에 위치된다. 따라서, 적어도 1 계측점에서 소정 평면에 직교하는 제 3 방향에서의 이동체의 위치 정보를 측정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 비록 반사면 상의 소정 폭 내에 위치된 n 점 또는 이동체가 소정 위치에 있을 때의 n+1 점의 계측의 일부에 이상이 발생하더라도, 나머지 계측점을 사용하여, 제 3 방향에서 확실하게 이동체의 위치 정보를 계측하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 실질적으로 소정 평면을 따라 이동하는 제 2 이동체를 포함하는 이동체 장치로서, 이동체 및 상기 이동체의 외부 중 일방에 배치되며, 상기 소정 평면에 평행한 평면 내의 제 1 방향을 길이방향으로 하여 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 소정 폭을 갖는 반사면; 및 반사면 상에 배치된 복수의 계측점에서 상기 소정 평면에 직교하는 제 3 방향에서의 반사면의 위치 정보를 계측하는 계측 장치를 포함하여, 계측 장치가 제 1 계측점에 계측빔을 조사하는 제 1 헤드 및 제 1 계측점 또는 그 근방에 계측빔을 조사하는 제 2 헤드를 포함하는 복수의 헤드 세트를 갖는, 이동체 장치가 제공된다.
이러한 장치에 따르면, 계측 장치는 그 계측 장치가 갖는 복수의 계측점 중 제 1 계측점에 계측빔을 조사하는 제 1 헤드, 및 제 1 계측점 또는 그 근방에 계측빔을 조사하는 제 2 헤드를 포함하는 복수의 헤드 세트를 갖는다. 따라서, 헤드 세트 내에 포함된 제 1 헤드 및 제 2 헤드 중, 비록 이상이 그 헤드들 중 하나에 발생하는 경우, 다른 헤드가 사용될 수 있기 때문에, 헤드 세트는 스케일 상에 계측빔을 안정하게 조사하고 상기 소정 평면에 직교하는 제 3 방향에서의 이동체의 위치 정보를 계측한다. 따라서, 복수의 헤드 세트를 갖는 계측 장치를 사용함으로써, 제 3 방향에서의 이동체의 위치 정보를 확실하게 계측하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 실질적으로 소정 평면을 따라 이동하는 이동체를 포함하는 제 3 이동체 장치로서, 상기 이동체의 이동 영역에 배치된 복수의 계측점에서 상기 소정 평면에 직교하는 방향에서의 이동체의 위치 정보를 계측하며, 이동체가 소정 위치에 위치할 때 복수의 계측점 중 적어도 하나의 계측점에 계측 빔을 조사함으로써 계측 정보를 생성하는 복수의 헤드를 갖는 계측 장치를 포함하는, 제 3 이동체 장치가 제공된다.
이러한 장치에 따르면, 계측 장치는 이동체가 소정의 위치에 위치될 때 복수의 계측점 중 적어도 하나의 계측점에 계측빔을 조사함으로써 계측 정보를 생성하는 복수의 헤드를 갖는다. 따라서, 적어도 하나의 헤드를 사용하여 소정 평면에 직교하는 제 3 방향에서의 이동체의 위치 정보를 계측하는 것이 가능하게 된다. 이에 따라, 비록 이상이 복수의 헤드 중 일부에 발생할지라도, 나머지 헤드의 또 다른 헤드를 사용하여 상기 소정 평면 내의 제 3 방향에서 실패 없이 이동체의 위치 정보를 계측하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서, 물체에 패턴을 형성하는 패터닝 디바이스, 및 물체가 이동체 상에 재치되는 본 발명에 따른 이동체 장치 (정확히 말하면, 제 1, 제 2 또는 제 3 이동체 장치 중 임의의 하나) 를 포함하는, 패턴 형성 장치가 제공된다.
이러한 장치에 따르면, 본 발명의 이동체 장치의 일부를 구성하는, 상기 소정 평면에 직교하는 제 3 방향에서의 위치 정보를 실패 없이 계측할 수 있는 이동체 상에 존재하는 물체에 패터닝 디바이스에 의해 패턴이 생성된다. 따라서, 양호한 정밀도로 물체에 패턴을 형성하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 에너지 빔을 조사함으로써 물체에 패턴을 형성하는 노광 장치로서, 물체에 에너지 빔을 조사하는 패터닝 디바이스, 물체가 이동체 상에 재치되는 본 발명에 따른 이동체 장치, 및 이동체를 구동하여 물체가 에너지빔에 대해 상대적으로 이동하게 하는 구동기를 포함하는, 노광 장치가 제공된다.
이러한 장치에 따르면, 물체가 패터닝 디바이스로부터 물체에 조사되는 에너지 빔에 대해 상대적으로 이동하게 하기 위하여, 구동기는 물체가 재치되는 이동체를 양호한 정밀도로 구동한다. 따라서, 주사 노광에 의해 양호한 정밀도로 물체에 패턴을 형성하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 제 6 양태에 따르면, 본 발명에 따른 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1은 실시형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2(A) 는 웨이퍼 스테이지를 도시하는 평면도이고, 도 2(B) 는 계측 스테이지를 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 1의 노광 장치의 간섭계 시스템의 계측축의 배치를 설명하는데 사용되는 도면이며, 부분적으로 생략되어 있는 스테이지 장치의 평면도이다.
도 4는 도 1의 노광 장치에 구비되는 다양한 계측 시스템의 배치를 도시하는 도면이다.
도 5는 인코더 헤드 (X 헤드 및 Y 헤드) 및 얼라인먼트 시스템의 배치를 도시하는 도면이다.
도 6은 Z 헤드 및 다점 AF 시스템의 배치를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 노광 장치의 제어 시스템의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 복수의 Z 헤드에 의한 Z 축 방향과 경사방향에서의 웨이퍼 테이블의 위치계측 및 Z 헤드의 전환을 설명하는데 사용되는 도면이다.
도 9(A) 내지 도 9(C) 는 초점 맵핑을 설명하는데 사용되는 도면이다.
도 10(A) 및 도 10(B) 는 각각 면위치 계측 시스템의 제 1 및 제 2 변형예를 설명하는데 사용되는 도면이다.
도 11(A) 및 도 11(B) 는 각각 면위치 계측 시스템의 제 3 및 제 4 변형예를 설명하는데 사용되는 도면이다.
도 12는 면위치 계측 시스템의 다른 변형예를 설명하는데 사용되는 도면이다.
본 발명의 실시형태가 도 1 내지 도 9(C) 를 참조하여 이하에 설명된다.
도 1은 실시형태의 노광 장치 (100) 의 개략 구성을 도시한다. 노광 장치 (100) 는 스텝-앤드-스캔 방법에 의한 투영 노광 장치, 또는 소위 스캐너이다. 나중에 설명되는 바와 같이, 실시형태에서는, 투영 광학계 (PL) 가 배치되며, 이하의 설명에서, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 에 평행한 방향은 Z-축 방향으로서 기술되고, 레티클 및 웨이퍼가 상대적으로 주사되는 Z-축 방향에 직교하는 평면 내의 방향은 Y-축 방향으로서 기술되며, Z-축 및 Y-축에 직교하는 방향은 X-축 방향으로서 기술되며, X-축, Y-축 및 Z-축 주위의 회전 (경사) 방향은 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로서 기술된다.
노광 장치 (100) 는 조명 시스템 (10), 레티클 스테이지 (RST), 투영 유닛 (PU), 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 계측 스테이지 (MST) 를 갖는 스테이지 장치 (50), 및 이들 부품의 제어 시스템이 구비된다. 이후에 설명될 인코더 시스템의 구성 등의 구성의 일부가 상이할지라도, 전체로서, 노광 장치 (100) 는 상술된 국제공개 제 2007/097379 호 (및 대응하는 미국 특허출원공보 제 2008/0088843 호) 팜플렛에 개시된 노광 장치와 유사하게 구성된다. 따라서, 이하의 설명에서는, 각각의 컴포넌트에 대해 주어진 설명은 특히 필요한 경우를 제외하고는 단순화된다. 또, 도 1 에서, 웨이퍼 (W) 는 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 재치된다.
조명 시스템 (10) 은, 예를 들어 미국 특허 출원공보 제 2003/0025890 호 등에 개시된 바와 같이, 광원, 광학 적분기 등을 포함하는 조도 균일성 광학계, 레티클 블라인드 등을 갖는 조명 광학계 (이들은 도시되지 않음) 를 포함한다. 조명 시스템 (10) 은 실질적으로 균일한 조도를 갖는 조명광 (노광광) (IL) 에 의해 레티클 블라인드 (마스킹 시스템) 를 사용하여 레티클 (R) 상에 설정되어 있는 슬릿-형상 조명 영역 (IAR) 을 조명한다. 이러한 경우, 조명광 (IL) 으로서는, 예를 들어, ArF 엑시머 레이저 빔 (파장: 193 nm) 이 사용된다.
레티클 스테이지 (RST) 상에는, 회로 패턴 등이 그 패턴 표면 (도 1 에서는 하부 표면) 상에 형성되는 레티클 (R) 이 예를 들어 진공 척킹에 의해 고정된다. 레티클 스테이지 (RST) 는 예를 들어 리니어 모터 등을 포함하는 레티클 스테이지 구동부 (11) (도 1 에는 도시하지 않음, 도 7 참조) 에 의해 XY 평면 내에서 정교하게 구동가능하고, 레티클 스테이지 (RST) 는 또한 소정 주사 속도로 주사 방향 (이 경우, 도 1의 페이지 표면의 측면 방향인 Y 방향) 으로 구동가능하다.
XY 평면 내의 레티클 스테이지 (RST) 의 (θz 방향에서의 회전 방향을 포함하는) 위치 정보는 예를 들어 가동 미러 (15) (실제로 배치된 미러들은 Y-축 방향에 대해 직교하는 반사면을 갖는 Y 가동 미러 (또는 레트로 반사기) 및 X-축 방향에 직교하는 반사면을 갖는 X 가동 미러이다) 를 통해 레티클 레이저 간섭계 (이하, "레티클 간섭계" 로서 지칭함) (116) 에 의해 대략 0.25 nm 의 해상도로 항상 검출된다. 레티클 간섭계 (116) 의 계측값은 주제어 장치 (20) (도 1에는 도시하지 않음, 도 7 참조) 로 전송된다.
투영 유닛 (PU) 은 도 1 의 레티클 스테이지 (RST) 아래에 배치된다. 투영 유닛 (PU) 은 배럴 (40), 및 배럴 (40) 내부에 소정 위치 관계로 유지되는 복수의 광학 소자를 갖는 투영 광학계 (PL) 를 포함한다. 투영 광학계 (PL) 로서는, 예를 들어, Z-축 방향에 평행한 광축 (AX) 을 따라 배치되는 복수의 렌즈 (렌즈 엘리먼트) 로 구성되는 굴절광학계가 사용된다. 투영 광학계 (PL) 는 예를 들어 (1/4, 1/5 또는 1/8 배 등의) 소정의 투영 배율을 갖는 양측 텔레센트릭 굴절광학계이다. 따라서, 조명 시스템 (10) 으로부터의 조명광 (IL) 이 조명 영역 (IAR) 을 조명하는 경우, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 평면 (물체 평면) 과 그 패턴 표면이 실질적으로 일치하도록 배치되는 레티클 (R) 을 통과한 조명광 (IL) 은 그 표면이 레지스트 (감광제) 로 코팅되고 투영 광학계 (PL) 의 제 2 평면 (이미지 평면) 측에 배치되는 웨이퍼 (W) 상의 조명 영역 (IAR) 과 짝을 이루는 영역 (이하, 노광 영역으로 지칭됨) (IA) 에서, 투영 광학계 (PL) (투영 유닛 (PU)) 를 통해 조명 영역 (IAR) 내에 형성된 레티클 (R) 의 회로 패턴의 축소된 화상 (회로 패턴의 일부의 축소된 화상) 을 형성한다. 또한, 동기적으로 구동되는 레티클 스테이지 (RST) 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 에 의해, 레티클 (R) 이 조명 영역 (IAR) (조명광 (IL)) 에 대해 주사 방향 (Y-축 방향) 으로 상대적으로 이동되는 한편, 웨이퍼 (W) 가 노광 영역 (IA) (조명광 (IL)) 에 대해 주사 방향 (Y-축 방향) 으로 상대적으로 이동되어 웨이퍼 (W) 의 쇼트 영역 (분할된 영역) 의 주사 노광이 수행되며, 레티클 (R) 의 패턴이 쇼트 영역 상으로 전사된다. 즉, 실시형태에서, 패턴은 조명 시스템 (10), 레티클 (R), 및 투영 광학계 (PL) 를 따라 웨이퍼 (W) 상에 생성되며, 그 후, 조명광 (IL) 에 의한 웨이퍼 (W) 상의 감응층 (레지스트 층) 의 노광에 의해 패턴이 웨이퍼 (W) 상에 형성된다.
실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 국소 액침 장치 (8) 가 액침법에 의한 노광을 수행하기 위해 설치된다. 국소 액침 장치 (8) 는 액체 공급 장치 (5), 액체 회수 장치 (6) (이들 양자는 도 1 에 도시되지 않음, 도 7 참조), 액체 공급관 (31A), 액체 회수관 (31B), 노즐 유닛 (32) 등을 포함한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 노즐 유닛 (32) 은 투영 유닛 (PU) 을 유지하는 메인프레임 (도시하지 않음) 에 의해 매달린 상태로 지지되어, 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 이미지 평면측 (웨이퍼 (W) 측) 에 가장 가까운 광학 소자, 이 경우 렌즈 (이하, 선단 렌즈로서 지칭됨) (191) 를 유지하는 배럴 (40) 의 하단부의 주변이 인클로징되도록 한다. 실시형태에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 노즐 유닛 (32) 은 그 하단면이 선단 렌즈 (191) 의 하단면과 실질적으로 동일면 상에 있도록 설정된다. 또한, 노즐 유닛 (32) 은 액체 (Lq) 의 공급 개구 및 회수 개구, 웨이퍼 (W) 가 대향하여 배치되고 회수 개구가 배치되는 하부면, 및 각각 액체 공급관 (31A) 및 액체 회수관 (31B) 에 연결되는 공급 흐름 채널 및 회수 흐름 채널이 구비된다. 액체 공급관 (31A) 및 액체 회수관 (31B) 은 도 4 에 도시된 바와 같은 (위에서 보는 경우의) 평면도에서 X-축 방향 및 Y-축 방향에 대해 대략 45 도 기울어져 있고, 투영 유닛 (PU) 의 중심 (실시형태에서 상술된 노광 영역 (IA) 의 중심과 일치하는 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX)) 을 통과하고 Y-축에 평행한 직선 (기준축) (LV) 에 대칭으로 배치된다.
액체 공급관 (31A) 은 액체 공급 장치 (5) (도 1에 도시하지 않음, 도 7 참조) 에 연결되며, 액체 회수관 (31B) 은 액체 회수 장치 (6) (도 1에 도시하지 않음, 도 7 참조) 에 연결된다. 이러한 경우, 액체 공급 장치 (5) 에는, 액체를 저장하는 탱크, 압축펌프, 온도 제어 장치, 액체의 유량을 제어하는 밸브 등이 구비된다. 액체 회수 장치 (6) 에는, 회수된 액체를 저장하는 탱크, 흡인 펌프, 액체의 유량을 제어하는 밸브 등이 구비된다.
주제어 장치 (20) 는 액체 공급 장치 (5) (도 7 참조) 를 제어하고, 액체 공급관 (31A) 을 통해 웨이퍼 (W) 와 선단 렌즈 (191) 사이에 액체를 공급할 뿐아니라, 액체 회수 장치 (6) (도 7 참조) 를 제어하고, 액체 회수관 (31B) 을 통해 웨이퍼 (W) 와 선단 렌즈 (191) 사이로부터 액체를 회수한다. 동작 시, 주제어 장치 (20) 는 액체 공급 장치 (5) 및 액체 회수 장치 (6) 를 제어하여, 공급된 액체의 양이 항상 회수된 물의 양과 동일하도록 한다. 따라서, 선단 렌즈 (191) 와 웨이퍼 (W) 사이의 공간에는, 일정한 양의 액체 (Lq) (도 1 참조) 가 항상 대체되어 유지되고, 이것에 의해 액침 영역 (14) (예를 들어, 도 8 참조) 이 형성된다. 또, 후술되는 계측 스테이지 (MST) 가 투영 유닛 (PU) 아래에 위치되는 경우, 액침 영역 (14) 은 후술되는 계측 테이블과 선단 렌즈 (191) 사이의 공간에 유사하게 형성될 수 있다.
실시형태에서, 상술된 액체로서는, ArF 엑시머 레이저광 (193 nm 의 파장을 갖는 광) 을 투과시키는 순수 (이하, 특정이 필요한 경우를 제외하고는 간단히 "물" 로서 지칭됨) 가 사용될 것이다. 또, ArF 엑시머 레이저광에 대한 물의 굴절률 (n) 은 대략 1.44 이다. 수중에서, 조명광 (IL) 의 파장은 193 nm × 1/n 이며, 134 nm 정도로 단축된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 스테이지 장치 (50) 는 베이스 보드 (12) 위에 배치된 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 계측 스테이지 (MST), 스테이지 (WST 및 MST) 의 위치 정보를 계측하는 계측 시스템 (200) (도 7 참조), 스테이지 (WST 및 MST) 를 구동하는 스테이지 구동계 (124) (도 7 참조) 등이 구비된다. 계측 시스템 (200) 은 도 7 에 도시된 바와 같이 간섭계 시스템 (118), 인코더 시스템 (150), 및 면위치 계측 시스템 (180) 을 포함한다. 또, 간섭계 시스템 (118), 인코더 시스템 (150) 등에 관한 상세는 상세한 설명에서 후술될 것이다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 및 계측 스테이지 (MST) 는 각각의 저부면에 고정된 예를 들어 에어 패드 등의 복수의 비접촉 베어링 (도시하지 않음) 에 의해 대략 수 ㎛ 정도의 클리어런스를 개재하여 베이스 보드 (12) 위에 지지된다. 또한, 스테이지 (WST 및 MST) 는 리니어 모터 등을 포함하는 스테이지 구동계 (124) (도 7 참조) 에 의해 XY 평면 내에서 독립적으로 구동가능하다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 는 스테이지 본체 (91), 및 스테이지 본체 (91) 상에 재치되는 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 포함한다. 웨이퍼 테이블 (WTB) 및 스테이지 본체 (91) 는 (보이스 코일 모터 등을 포함하는) Z 레벨링 메카니즘 및 리니어 모터를 포함하는 구동계에 의해 베이스 보드 (12) 에 대해 6 자유도 (X, Y, Z, θx, θy, 및 θz) 의 방향으로 구동가능하게 구성된다.
웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 표면의 중앙에는, 진공 흡인 등에 의해 웨이퍼 (W) 를 유지하는 웨이퍼 홀더 (도시하지 않음) 가 배치된다. 웨이퍼 홀더 (웨이퍼의 재치 영역) 의 외측 상에는, 도 2(A) 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 홀더 보다 한 사이즈 더 큰 원형 개구가 중앙에 형성되고, 직사각형 외형 (윤곽) 을 갖는 플레이트 (발액판) (28) 가 배치된다. 액체 (Lq) 에 대한 발액 처리가 플레이트 (28) 의 표면에 적용된다 (발액면이 형성된다). 또, 플레이트 (28) 가 웨이퍼 테이블 (WTB) 상부 표면에 설치되어 그 전체 표면 또는 그 표면의 일부가 웨이퍼 (W) 의 표면과 동일면이 된다.
플레이트 (28) 는 상술된 원형 개구가 그 중앙에 형성된 직사각형 외형 (윤곽) 을 갖는 제 1 발액 영역 (28a) 및 제 1 발액 영역 주위에 배치된 직사각형 프레임 (루프) 형상을 갖는 제 2 발액 영역 (28b) 를 갖는다. 또, 실시형태에서는, 상술된 바와 같이 물이 액체 (Lq) 로서 사용되기 때문에, 이하 제 1 발액 영역 (28a) 및 제 2 발액 영역 (28b) 은 또한 제 1 발수판 (28a) 및 제 2 발수판 (28b) 으로서 지칭될 것이다.
제 1 발수판 (28a) 의 +Y 측 상의 단부상에는, 계측 플레이트 (30) 가 배치된다. 계측 플레이트 (30) 상에는, 기준 마크 (FM) 가 중앙에 배치되고, 한 쌍의 공간 이미지 계측 슬릿 패턴 (슬릿 형상 계측 패턴) (SL) 이 그 마크를 사이에 두고 배치된다. 그리고, 각각의 공간 이미지 계측 슬릿 패턴 (SL) 에 대응하여, 슬릿 패턴을 통과하는 조명광 (IL) 을 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 외부 (후술되는 계측 스테이지 (MST) 에 배치되는 광검출계) 로 안내하는 광전달 시스템 (도시하지 않음) 이 배치된다.
제 2 발액 영역 (28b) 상에는, (후술될) 인코더 시스템을 위한 스케일이 형성된다. 더욱 상세히 설명하면, 제 2 발수판 (28b) 의 X-축 방향에서의 일측 및 타측 상의 영역 (도 2(A) 의 수평 방향의 양측면) 에는, Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 이 각각 형성된다. Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 은 각각, X-축 방향으로 길이방향을 갖는 격자선 (38) 이 Y-축에 평행한 방향 (Y-축 방향) 을 따라 소정의 피치로 형성되는 Y-축 방향으로 주기 방향을 갖는 반사형 격자 (예를 들어, 회절 격자) 로 구성된다. 유사하게, 제 2 발수판 (28b) 의 Y-축 방향에서의 일측 및 타측 상의 영역 (도 2(A) 의 수직 방향의 양측면) 에는, X 스케일 (39X1 및 39X2) 이 그 스케일들이 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 사이에 배치되는 상태로, 각각 형성된다. X 스케일 (39X1 및 39X2) 은 각각, Y-축 방향으로 길이방향을 갖는 격자선 (37) 이 X-축에 평행한 방향 (X-축 방향) 을 따라 소정의 피치로 형성되는 X-축 방향으로 주기 방향을 갖는 반사형 격자 (예를 들어, 회절 격자) 로 구성된다. 격자선 (37 및 38) 의 피치는 예를 들어 1 ㎛ 로 설정된다. 또, 도 2(A) 에서, 격자의 피치는 편의를 위해 실제의 피치보다 크게 도시된다. 다른 도면에서도 동일하다.
또, 회절 격자를 보호하기 위해, 발수성을 갖는 낮은 열팽창률을 구비한 유리판으로 격자를 덮는 것이 효과적이다. 이러한 경우, 유리판으로서는, 그 두께가 예를 들어 1 mm 두께 판과 같이, 웨이퍼와 동일 레벨인 플레이트가 사용될 수 있고, 그 플레이트는 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 표면 상에 설치되어 유리판의 표면이 웨이퍼 표면과 동일한 높이 (면위치) 가 되도록 한다.
또한, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 -Y 단면 및 -X 단면에는, 각각 경면 연마가 적용되며, 도 2(A) 에 도시된 바와 같이 반사면 (17a 및 17b) 이 상세한 설명에서 후술될 간섭계 시스템 (118) 을 위해 형성된다.
계측 스테이지 (MST) 는 도 1에 도시된 바와 같이, 리니어 모터 등 (도시하지 않음) 에 의해 XY 평면에서 구동되는 스테이지 본체 (92), 및 스테이지 본체 (92) 상에 재치된 계측 테이블 (MTB) 을 포함한다. 계측 스테이지 (MST) 는 구동계 (도시하지 않음) 에 의해 베이스 보드 (12) 에 대해 적어도 3 자유도 (X, Y, 및 θz) 의 방향에서 구동가능하게 구성된다.
또, 도 7 에는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 구동계 및 계측 스테이지 (MST) 의 구동계를 포함하여 스테이지 구동계 (124) 로서 도시된다.
다양한 계측 부재가 계측 테이블 (MTB) (및 스테이지 본체 (92)) 에 배치된다. 그러한 계측 부재로서는, 예를 들어, 도 2(B) 에 도시된 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 이미지 평면 상에서 조명광 (IL) 을 수광하는 핀홀 형상 수광부를 갖는 불균일 조도 계측 센서 (94), 투영 광학계 (PL) 에 의해 투영된 패턴의 공간 이미지 (투영된 이미지) 를 계측하는 공간 이미지 계측기 (96), 예를 들어 국제공개 제 2003/065428 호의 팜플렛에 개시된 샤크-하트만법에 의한 파면 수차 계측기 (98), 조도 모니터 (도시하지 않음) 등과 같은 부재가 사용된다. 또한, 스테이지 본체 (92) 에는, 한 쌍의 광검출계 (도시하지 않음) 가 상술된 광전달 시스템 (도시하지 않음) 의 쌍과 대향하는 배치로 배열된다. 실시형태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 계측 스테이지 (MST) 가 (접촉 상태를 포함하여) Y-축 방향으로 소정의 거리 내에 근접한 상태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상의 계측 플레이트 (30) 의 각 공간 이미지 계측 슬릿 패턴 (SL) 을 통해 투과된 조명광 (IL) 이 각각의 광전달 시스템 (도시하지 않음) 에 의해 안내되고 계측 스테이지 (MST) 내의 각각의 광검출계 (도시하지 않음) 의 수광 소자에 의해 수광된다.
계측 테이블 (MTB) 의 -Y 측 단면 상에는, 기준 바 (이하, 간단히 "FD 바" 로서 지칭함) (46) 가 도 2(B) 에 도시된 바와 같이 X-축 방향으로 연장되어 배치된다. FD 바 (46) 의 길이방향으로의 일측 및 타측 상의 단부 근처에는, 주기 방향이 Y-축 방향인 기준 격자 (예를 들어, 회절 격자) (52) 가 중심선 (CL) 에 대해 대칭으로 각각 형성된다. 또한, FD 바 (46) 의 상부 표면에는, 복수의 기준 마크 (M) 가 형성된다. 각각의 기준 마크 (M) 로서는, (후술될) 제 1 얼라인먼트 시스템 및 제 2 얼라인먼트 시스템에 의해 검출될 수 있는 사이즈를 갖는 2 차원 마크가 사용된다. 또, FD 바 (46) 의 표면 및 계측 테이블 (MTB) 의 표면은 또한 발액막 (발수막) 으로 커버된다.
계측 테이블 (MTB) 의 +Y 단면 및 -X 단면 상에는, 반사면 (19a 및 19b) 이 상술된 바와 같이 웨이퍼 테이블 (WTB) 과 유사하게 형성된다 (도 2(B) 참조).
실시형태의 노광 장치 (100) 에서, -Y 측 상에 소정 간격으로 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 으로부터 이격된 위치에 검출 중심을 갖는 제 1 얼라인먼트 시스템 (AL1) 이 도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이 상술된 기준축 (LV) 상에 배치된다. 제 1 얼라인먼트 시스템 (AL1) 은 메인프레임 (도시하지 않음) 의 하부 표면에 고정된다. 제 1 얼라인먼트 시스템 (AL1) 을 사이에 두고 X-축 방향으로의 일측 및 타측 상에, 검출 중심이 직선 (LV) 에 대해 실질적으로 대칭으로 배치되는 제 2 얼라인먼트 시스템 (AL21 와 AL22, 및 AL23 와 AL24) 이 개별적으로 배치된다. 제 2 얼라인먼트 시스템 (AL21 내지 AL24) 은 메인프레임 (도시하지 않음) 의 하부 표면에 가동 지지부재를 개재하여 고정되며, 구동 메커니즘 (601 내지 604) (도 7 참조) 에 의해, 그들의 검출 영역 (또는 검출 중심) 이 X-축 방향으로 독립적으로 구동될 수 있다. 따라서, 제 1 얼라인먼트 시스템 (AL1) 및 제 2 얼라인먼트 시스템 (AL21, AL22, AL23 및 AL24) 의 검출 영역의 상대 위치가 X-축 방향으로 조정가능하다. 또, 제 1 얼라인먼트 시스템 (AL1) 의 검출 중심을 통과하고 도 4 등에 도시된 X-축에 평행한 직선 (기준축) (LA) 은 상술된 간섭계 (127) 로부터의 계측빔 (B6) 의 광축과 일치한다.
실시형태에서, 각각의 얼라인먼트 시스템 (AL1 및 AL21 내지 AL24) 으로서는, 예를 들어 이미지 처리 방법에 의한 FIA (Field Image Alignment) 시스템이 사용된다. 각각의 얼라인먼트 시스템 (AL1 및 AL21 내지 AL24) 으로부터의 촬상 신호가 신호 처리 시스템 (도시하지 않음) 을 통해 주제어 장치 (20) 에 공급된다.
또, 상술된 각각의 얼라인먼트 시스템은 FIA 시스템에 제한되지 않으며, 대상 마크에 코히어런트 검출광을 조사하고 그 대상 마크로부터 발생되는 산란광 또는 회절광을 검출하거나, 대상 마크로부터 생성된 2 개의 회절광 (예를 들어, 동일 차수의 회절광 또는 동일한 방향으로 회절되는 회절광) 을 간섭시키고 간섭광을 검출하는 얼라인먼트 센서가 물론 단독으로 또는 필요에 따라 조합하여 사용될 수 있다.
다음에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 계측 스테이지 (MST) 의 위치 정보를 계측하는 간섭계 시스템 (118) (도 7 참조) 의 구성 등이 설명된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 간섭계 시스템 (118) 은 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 계측을 위한 Y 간섭계 (16), X 간섭계 (126, 127 및 128), 및 Z 간섭계 (43A 및 43B) 를 포함하고, 계측 스테이지 (MST) 의 위치 계측을 위한 Y 간섭계 (18) 및 X 간섭계 (130) 를 포함한다. Y 간섭계 (16) 및 3 개의 X 간섭계 (126, 127 및 128) 는 각각 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 반사면 (17a 및 17b) 상에 간섭계 빔 (계측빔) (B4 (B41, B42), B5 (B51, B52), B6 및 B7) 을 조사한다. 또한, Y 간섭계 (16) 및 3 개의 X 간섭계 (126, 127 및 128) 는 각각 반사광을 수광하고, XY 평면 내의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보를 계측하고, 측정된 위치 정보를 주제어 장치 (20) 에 공급한다.
또, 예를 들어, X 간섭계 (126) 는 투영 광학계 (PL) 의 (실시형태에서는, 상술된 노광 영역 (IA) 의 중심과 일치하는) 광축 (AX) 을 통과하고, X-축에 대해 평행한 직선 (기준축 (LH) (도 4 및 도 5 등 참조)) 에 대해 대칭인 한 쌍의 계측빔 (B51 및 B52) 을 포함하는 X-축에 대해 평행한 적어도 3 개의 계측빔을 조사한다. 또한, Y 간섭계 (16) 는 상술된 기준축 (LV) 에 대해 대칭인 한 쌍의 계측빔 (B41 및 B42) 을 포함하는 Y-축에 평행한 적어도 3 개의 계측빔을 반사면 (17a) 및 (후술되는) 가동 미러 (41) 상에 조사한다. 기술된 바와 같이, 실시형태에서, 각각의 간섭계로서는, 일부 간섭계 (예를 들어, 간섭계 (128)) 를 제외하고 복수의 계측 축을 갖는 다축 간섭계가 사용된다. 따라서, 웨이퍼 테이블 (WTB) (웨이퍼 스테이지 (WST)) 의 X, Y 위치 뿐아니라, 주제어 장치 (20) 는 또한 Y 간섭계 (16) 및 X 간섭계 (126) 또는 X 간섭계 (127) 중 어느 하나의 계측 결과에 기초하여, θx 방향에서의 회전 정보 (즉, 피칭량), θy 방향에서의 회전 정보 (즉, 롤링량), θz 방향에서의 회전 정보 (즉, 요잉량) 를 계산할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 오목형상 반사면을 갖는 가동 미러 (41) 는 스테이지 본체 (91) 의 -Y 측 상의 측면에 부착된다. 도 2(A) 에서 알 수 있는 바와 같이, 가동 미러 (41) 는 X-축 방향에서의 길이가 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 반사면 (17a) 보다 길게 설계된다.
한 쌍의 Z 간섭계 (43A 및 43B) 는 가동 미러 (41) 에 대향하여 배치된다 (도 1 및 도 3 참조). Z 간섭계 (43A 및 43B) 는 예를 들어 가동 미러 (41) 를 개재하여 투영 유닛 (PU) 을 지지하는 프레임 (도시하지 않음) 상에 고정된 고정 미러 (47A 및 47B) 상에 각각 2 개의 계측빔 (B1 및 B2) 을 조사한다. 각각의 반사광을 수광함으로써, Z 간섭계 (43A 및 43B) 는 계측빔 (B1 및 B2) 의 광로 길이를 계측한다. 그리고, 그 결과로부터, 주제어 장치 (20) 는 4 자유도 (Y, Z, θy 및 θz) 방향에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치를 계산한다.
실시형태에 따르면, 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 (θz 방향에서의 회전 정보를 포함하는) XY 평면 내의 위치 정보는 주로 (후술될) 인코더 시스템에 의해 계측된다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 인코더 시스템의 (예를 들어, 도 4 등의 도면에 도시된 언로딩 위치 (UP) 및 로딩 위치 (LP) 근처인) 계측 영역 외부에 위치되는 경우 간섭계 시스템 (118) 이 사용된다. 또한, 간섭계 시스템 (118) 은 인코더 시스템 등의 계측 결과의 장기 변형 (예를 들어, 스케일의 시간적 변형) 을 보정 (교정) 하는 경우 이차적으로 사용된다. 물론, 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 모든 위치 정보가 간섭계 시스템 (118) 및 인코더 시스템 양자 모두를 사용하여 계측될 수 있다.
간섭계 시스템 (118) 의 Y 간섭계 (18) 및 X 간섭계 (130) 는 도 3에 도시된 바와 같이 계측 테이블 (MTB) 의 반사면 (19a 및 19b) 상에 간섭계 빔 (계측빔) 을 조사하고, 각각의 반사광을 수광함으로써 (예를 들어, 적어도 X-축 및 Y-축 방향의 위치 정보 및 θz 방향의 회전 정보를 포함하는) 계측 스테이지 (MST) 의 위치 정보를 계측하고, 그 계측 결과를 주제어 장치 (20) 로 공급한다.
다음에, (θz 방향의 회전 정보를 포함하는) XY 평면 내의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보를 측정하는 인코더 시스템 (150) (도 7 참조) 의 구조 등이 설명될 것이다.
실시형태의 노광 장치 (100) 에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 4 개의 헤드 유닛 (62A 내지 62D) 이 4 개의 방향으로 노즐 유닛 (32) 으로부터 연장되는 상태로 배치된다. 이들 헤드 유닛 (62A 내지 62D) 은 지지 부재를 통해 매달린 상태로 투영 유닛 (PU) 을 유지하는 메인프레임 (도시하지 않음) 에 고정된다.
헤드 유닛 (62A 및 62C) 은 각각 도 5에 도시된 바와 같이 복수의 (이 경우, 9 개의) Y 헤드 (651 내지 659, 및 641 내지 649) 가 구비된다. 상세히 설명하면, 헤드 유닛 (62A 및 62C) 은 각각 상술된 기준축 (LH) 상에 간격 (WD) 으로 배치된 복수의 (이 경우, 7 개의) Y 헤드 (653 내지 659, 및 641 내지 647), 및 각각 기준축 (LH) 과 평행하게 노즐 유닛 (32) 의 -Y측 상에서 -Y 방향으로 기준축 (LH) 으로부터 소정 간격 떨어져 간격 (WD) 으로 배치된 복수의 (이 경우, 2 개의) Y 헤드 (651 및 652, 및 648 및 649) 가 구비된다. 또, X-축 방향에서의 Y 헤드 (652 와 653) 및 Y 헤드 (647 과 648) 사이의 간격도 또한 WD 로 설정된다. 이하, Y 헤드 (651 내지 659, 및 641 내지 649) 는 또한 필요에 따라 각각 Y 헤드 (65 및 64) 로서 기재될 것이다.
헤드 유닛 (62A) 은 상술된 Y 스케일 (39Y1) 을 사용하여 Y-축 방향에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 위치 (Y 위치) 를 계측하는 다중-렌즈 (이 경우, 9 렌즈) Y 리니어 인코더 (이하, 간단히 "Y 인코더" 또는 적절히 "인코더" 로 지칭함) (70A) (도 7 참조) 를 구성한다. 유사하게, 헤드 유닛 (62C) 은 상술된 Y 스케일 (39Y2) 을 사용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 Y 위치를 계측하는 다중-렌즈 (이 경우, 9 렌즈) Y 리니어 인코더 (70C) (도 7 참조) 를 구성한다. 이러한 경우, 헤드 유닛 (62A 및 62C) 이 각각 구비하는 9 개의 Y 헤드 (64 및 65) (더욱 정확히 말하면, 스케일 상의 Y 헤드 (64 및 65) 에 의해 발생된 계측빔의 조사 위치) 의 X-축 방향에서의 간격 (WD) 은 X-축 방향에서의 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 의 폭 (더욱 정확히 말하면, 격자선 (38) 의 길이) 보다 약간 좁게 설정된다. 따라서, 각각 9 개의 Y 헤드 (64 및 65) 중, 적어도 각 2 개의 헤드는 항상 노광 시에 대응하는 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 에 대향한다. 더욱 상세히 설명하면, 각각 9 개의 Y 헤드 (64 및 65) 가 생성하는 계측빔 중, 적어도 각 2 개의 계측빔이 대응하는 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 상에 조사될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 헤드 유닛 (62B) 은 노즐 유닛 (32) (투영 유닛 (PU)) 의 +Y 측 상에 배치되며, Y-축 방향을 따라 상술된 기준축 (LV) 상에 간격 (WD) 로 배치되는 복수의, 이 경우 7 개의 X 헤드 (668 내지 6614) 가 구비된다. 또한, 헤드 유닛 (62D) 은 노즐 유닛 (32) (투영 유닛 (PU)) 을 개재하여 헤드 유닛 (62B) 의 반대측 상에 제 1 얼라인먼트 시스템 (AL1) 의 -Y 측 상에 배치되며, 기준축 (LV) 상에 간격 (WD) 로 배치되는 복수의, 이 경우 7 개의 X 헤드 (661 내지 667) 가 구비된다. 이하, X 헤드 (661 내지 6614) 는 필요에 따라 또한 X 헤드 (66) 로서 기술될 것이다.
헤드 유닛 (62B) 은 상술된 X 스케일 (39X1) 을 사용하여 X-축 방향에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 위치를 계측하는 다중-렌즈 (이 경우, 7 렌즈) X 리니어 인코더 (이하, 필요에 따라 간단히 "X 인코더" 또는 "인코더" 로 지칭함) (70B) (도 7 참조) 를 구성한다. 또한, 헤드 유닛 (62D) 은 상술된 X 스케일 (39X2) 을 사용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 X 위치를 계측하는 다중-렌즈 (이 경우, 7 렌즈) X 리니어 인코더 (70D) (도 7 참조) 를 구성한다.
여기서, 헤드 유닛 (62B 및 62D) 각각에 구비되는 Y-축 방향에서의 인접한 X 헤드 (66) (더욱 정확히 말하면, 스케일 상의 X 헤드 (66) 에 의해 발생된 계측빔의 조사 위치) 사이의 간격 (WD) 은 Y-축 방향에서의 X 스케일 (39X1 및 39X2) 의 폭 (더욱 정확히 말하면, 격자선 (37) 의 길이) 의 반보다 짧게 설정된다. 따라서, 헤드 유닛 (62B 및 62D) 에 구비되는 X 헤드 (66) 중, 적어도 각 2 개의 헤드는 후술되는 전환 (연결) 시 등을 제외하고 노광 시 등에 대응하는 X 스케일 (39X1 및 39X2) 에 대향한다. 더욱 상세히 설명하면, 각각 7 개의 X 헤드 (66) 가 생성하는 계측빔 중, 적어도 각 2 개의 계측빔이 대응하는 X 스케일 (39X1 및 39X2) 상에 조사될 수 있다. 또, 헤드 유닛 (62B) 의 -Y 측 쪽으로 가장 먼 X 헤드 (668) 와 헤드 유닛 (62D) 의 +Y 측 쪽으로 가장 먼 X 헤드 (667) 사이의 간격은 Y-축 방향으로 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 폭보다 약간 좁게 설정되어 Y-축 방향에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동에 의해 2 개의 X 헤드 사이에 전환 (후술되는 연결) 이 가능하게 된다.
또, 실시형태에서 X 헤드 (66) 의 배치에 있어서, 상술된 전환 (연결) 시, 헤드 유닛 (62B) 에 속하는 X 헤드 (66) 중 -Y 측 쪽으로 가장 먼 X 헤드 (668) 만이 대응하는 X 스케일 (39X1) 에 대향하며, 헤드 유닛 (62D) 에 속하는 X 헤드 (66) 중 +Y 측 쪽으로 가장 먼 X 헤드 (667) 만이 대응하는 X 스케일 (39X2) 에 대향한다. 더욱 상세히 설명하면, X 헤드 (66) 중 각각 하나만이 X 스케일 (39X1 및39X2) 에 대향한다. 따라서, 헤드 유닛 (62B 및 62D) 간의 간격은 간격 (WD) 보다 좁게 될 수 있고, 전환 (연결) 시 대응하는 X 스케일에 대향하는 X 헤드 (668) 및 X 헤드 (667) 뿐아니라, X 헤드 (666 및 669) 중 적어도 하나가 동시에 대응하는 X 스케일과 대향하도록 될 수 있다.
실시형태에서, 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 헤드 유닛 (62E 및 62F) 은 각각 헤드 유닛 (62C 및 62A) 의 -Y 측 상에 소정 간격 떨어져 배치된다. 이들 헤드 유닛 (62E 및 62F) 은 지지 부재를 통해 매달린 상태로 투영 유닛 (PU) 을 유지하는 메인프레임 (도시하지 않음) 에 고정된다.
헤드 유닛 (62E) 은 도 5에 도시된 바와 같이 7 개의 Y 헤드 (671 내지 677) 가 구비된다. 구체적으로는, 헤드 유닛 (62E) 은 상술된 간격 (WD) 과 실질적으로 동일한 간격으로 기준축 (LA) 상에 제 2 얼라인먼트 시스템 (AL21) 의 -X 측 상에 배치된 5 개의 Y 헤드 (671 내지 675), 및 기준축 (LA) 에 평행하여 간격 (WD) 으로 기준축 (LA) 으로부터 +Y 방향으로 소정간격 떨어져 제 2 얼라인먼트 시스템 (AL21) 의 +Y 측 상에 배치된 2 개의 Y 헤드 (676 및 677) 가 구비된다. 또, X-축 방향에서의 Y 헤드 (675 와 676) 사이의 간격도 또한 WD 로 설정된다. 이하, Y 헤드 (671 내지 677) 는 또한 적절하게 Y 헤드 (67) 로서 기술된다.
헤드 유닛 (62F) 은 상술된 기준축 (LV)에 대해 헤드 유닛 (62E) 에 대해 대칭이며, 기준축 (LV) 에 대해 7 개의 Y 헤드 (67) 와 대칭으로 배치된 7 개의 Y 헤드 (681 내지 687) 가 구비된다. 이하, Y 헤드 (681 내지 687) 는 또한 적절히 Y 헤드 (68) 로서 기술된다.
얼라인먼트 동작 시 등에, Y 헤드 (67 및 68) 중 적어도 각 2 개가 각각 Y 스케일 (39Y2 및 39Y1) 에 대향한다. 구체적으로는, 각 7 개의 Y 헤드 (67 및 68) 가 발생시키는 계측빔 중, 적어도 2 개의 계측빔 각각이 얼라인먼트 시 등에 Y 스케일 (39Y1 및 39X2) 상에 항상 조사될 수 있다. 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Y 위치 (및 θz 회전) 는 이들 Y 헤드 (67 및 68) (구체적으로는, Y 헤드 (67 및 68) 에 의해 구성된 Y 인코더 (70E 및 70F)) 에 의해 계측된다.
또한, 실시형태에서, 제 2 얼라인먼트 시스템의 베이스라인 계측 시 등에, X-축 방향에서 제 2 얼라인먼트 시스템 (AL21 및 AL24) 에 인접한 Y 헤드 (675 및 683) 는 각각 FD 바 (46) 의 기준 격자 (52) 의 쌍과 대향하며, 기준 격자 (52) 의 쌍과 대향하는 Y 헤드 (675 및 683) 에 의해, FD 바 (46) 의 Y 위치가 각각의 기준 격자 (52) 의 위치에서 계측된다. 이하의 설명에서, 각각 기준 격자 (52) 의 쌍에 대향하는 Y 헤드 (67 및 68) 에 의해 구성된 인코더는 Y 리니어 인코더 (필요에 따라 간단히 "Y 인코더" 또는 "인코더" 로서 지칭됨) (70E2 및 70F2) 로서 지칭된다. 또한, 식별을 위해, 각각 상술된 Y 스케일 (39Y2 및 39Y1) 에 대향하는 Y 헤드 (67 및 68) 에 의해 구성된 Y 인코더 (70E 및 70F) 는 Y 인코더 (70E1 및 70F1) 로서 지칭될 것이다.
상술된 리니어 인코더 (70A 내지 70F) 의 계측값은 주제어 장치 (20) 에 공급되며, 주제어 장치 (20) 는 리니어 인코더 (70A 내지 70D) 중 3 개의 계측값 또는 인코더 (70B, 70D, 70E1 및 70F1) 중 3 개의 계측값에 기초하여 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 평면 내의 위치를 제어하고, 또한 리니어 인코더 (70E2 및 70F2) 의 계측값에 기초하여 FD 바 (46) 의 θz 방향에서의 회전을 제어한다.
도 4 및 도 6 에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에 있어서는, 경사 입사 방법에 의한 다점 초점 위치 검출 시스템 (이하, 간단히 "다점 AF 시스템" 이라 지칭함) 이 배치되고, 이것은 예를 들어 미국 특허 제 5,448,332 호 등에 개시된 것과 유사한 구성을 갖는, 조사계 (90a) 및 광검출계 (90b) 로 구성된다. 본 실시형태에서, 예로서, 조사계 (90a) 는 상술된 헤드 유닛 (62E) 의 -X 단부의 +Y 측 상에 배치되고, 광검출계 (90b) 는 조사계 (90a) 와 대향하는 상태로 상술된 헤드 유닛 (62F) 의 +X 단부의 +Y 측 상에 배치된다. 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 은 상술된 투영 유닛 (PU) 을 유지하는 메인프레임 (도시하지 않음) 의 하부 표면에 고정된다.
다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 복수의 검출점은 검출될 표면 상의 X-축 방향을 따라 소정의 간격으로 배치된다. 본 실시형태에서, 복수의 검출점은 예를 들어 하나의 행 및 M 개의 열 (M 은 검출점의 총수임) 을 갖거나 두 개의 행 및 N 개의 열 (N = M/2) 을 갖는 매트릭스의 배열로 배치된다. 도 4 및 도 6 에서는, 검출빔이 개별적으로 조사되는 복수의 검출점이 개별적으로 도시되는 것이 아니라, 조사 시스템 (90a) 과 광검출 시스템 (90b) 사이에서 X-축 방향으로 연장되는 기다란 검출 영역 (빔 영역) (AF) 으로서 도시된다. X-축 방향으로의 검출 영역 (AF) 의 길이는 웨이퍼 (W) 의 직경과 대략 동일하도록 설정되기 때문에, 웨이퍼 (W) 를 Y-축 방향으로 단지 한번 주사함으로써, 웨이퍼 (W) 의 전체 표면에 걸친 Z-축 방향에서의 위치 정보 (면위치 정보) 가 계측될 수 있다.
도 6 에 도시된 바와 같이, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 빔 영역 (AF) 의 양 단부의 근처에, Z 위치 계측을 위한 면위치 센서의 헤드 (72a 및 72b 와, 72c 및 72d) (이하, 간단히 "Z 헤드" 로 지칭함) 가 기준축 (LV) 에 대해 대칭적 배치로 각각 한 쌍으로 배치된다. Z 헤드 (72a 내지 72d) 는 메인프레임 (도시하지 않음) 의 하부 표면에 고정된다.
Z 헤드 (72a 내지 72d) 로서는, 예를 들어 CD 드라이브 디바이스에서 사용되는 광 픽업과 유사한 광학식 변위 센서의 헤드가 사용된다. Z 헤드 (72a 내지 72d) 는 위에서부터 웨이퍼 테이블 (WTB) 로 계측빔을 조사하고, 반사광을 수광함으로써 조사점에서의 XY 평면에 직교하는 Z-축 방향에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 표면의 위치 정보 (면위치 정보) 를 계측한다. 또, 본 실시형태에서는, Z 헤드의 계측빔이 상술된 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 을 구성하는 반사 격자에 의해 반사되는 구성이 사용된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상술된 헤드 유닛 (62A 및 62C) 은 Z 헤드 (76j 및 74i) (i, j = 1-9) 를 각각 구비하며, 이들은 Y 위치가 시프트된 상태로 헤드 유닛 (62A 및 62C) 이 각각 구비하고 있는 Y 헤드 (65j 및 64i) (i, j = 1-9) 와 동일한 X 위치에 있는 각각 9 개의 헤드이다. 이러한 경우, 각각 헤드 유닛 (62A 및 62C) 에 속하는 외측의 각각 5 개의 헤드인 Z 헤드 (765 내지 769 및 741 내지 745) 는 기준축 (LH) 으로부터 +Y 방향으로 소정의 간격 떨어져 기준축 (LH) 과 평행하게 배치된다. 또한, 각각 헤드 유닛 (62A 및 62C) 에 속하는 최내측 상의 2 개의 헤드인 Z 헤드 (761 및 762) 및 Z 헤드 (748 및 749) 는 투영 유닛 (PU) 의 +Y 측 상에 배치되며, 나머지 Z 헤드 (763 및 764 와, 746 및 747) 은 각각 Y 헤드 (653 및 654 와, 646 및 647) 의 -Y 측상에 배치된다. 또한, 각각 헤드 유닛 (62A 및 62C) 에 속하는 각각 9 개의 헤드인 Z 헤드 (76j 및 74i) 는 기준축 (LV) 에 대해 서로 대칭적으로 배치된다. 또, Z 헤드 (76j 및 74i) 의 각각으로서는, 상술된 Z 헤드 (72a 내지 72d) 와 유사한 광학식 변위 센서 헤드가 사용된다.
헤드 유닛 (62A 및 62C) 의 각각에 구비되는 X-축 방향에서의 9 개의 Z 헤드 (76j 및 74i) 의 간격은 X-축 방향에서의 Y 헤드 (65 및 64) 의 간격 (WD) 와 동일하게 설정된다. 따라서, Y 헤드 (65 및 64) 와 유사하게, 각각의 9 개의 Z 헤드 (76j 및 74i) 중, 적어도 2 개의 헤드는 노광 등의 시에 각각 대응하는 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 과 항상 대향한다. 더욱 상세하게는, 각각의 9 개의 Z 헤드 (76j 및 74i) 가 발생시키는 계측빔 중, 적어도 2 개의 계측빔이 각각 대응하는 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 상에 조사될 수 있다.
Z 헤드 (72a 내지 72d, 741 내지 749, 및 761 내지 769) 는 도 7에 도시된 바와 같이 신호 처리/선택 장치 (170) 을 통해 주제어 장치 (20) 에 접속되며, 주제어 장치 (20) 는 신호 처리/선택 장치 (170) 를 통해 Z 헤드 (72a 내지 72d, 741 내지 749, 및 761 내지 769) 로부터 임의의 Z 헤드를 선택하고 헤드를 동작 상태로 이동시키며, 그 후 신호 처리/선택 장치 (170) 를 통해 동작 상태에 있는 Z 헤드에 의해 검출된 면위치 정보를 수신한다. 본 실시형태에서, Z-축 방향 및 XY 평면에 대한 경사 방향에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보를 계측하는 면위치 계측 시스템 (180) (계측 시스템 (200) 의 일부) 은 Z 헤드 (72a 내지 72d, 741 내지 749, 및 761 내지 769) 및 신호 처리/선택 장치 (170) 를 포함하여 구성된다. 또한, 이하의 설명에서, Z 헤드 (741 내지 749 및 761 내지 769) 는 각각 Z 헤드 (74 및 76) 로서 적절히 지칭된다.
또한, 노광 장치 (100) 에서는, 레티클 스테이지 (RST) 의 상방에, 노광 파장의 광을 사용하는 TTR (Through The Reticle) 얼라인먼트 시스템으로 구성되는 한 쌍의 레티클 얼라인먼트 검출 시스템 (13A 및 13B) (도 1 에는 도시되지 않음, 도 7 참조) 이 배치된다. 레티클 얼라인먼트 검출 시스템 (13A 및 13B) 의 검출 신호는 얼라인먼트 신호 처리 시스템 (도시하지 않음) 을 통해 주제어 장치 (20) 로 공급된다.
도 7은 노광 장치 (100) 의 제어 시스템의 주요 구성을 도시한다. 제어 시스템은 전체 장치의 전체적인 제어를 수행하는 마이크로컴퓨터 (또는 워크스테이션) 로 이루어지는 주제어 장치 (20) 로 주로 구성된다. 또, 도 7에서, 계측 스테이지 (MST) 에 배치된 불균일 조도 계측 센서 (94), 공간 이미지 계측기 (96) 및 파면 수차 계측기 (98) 등의 다양한 센서는 집합적으로 센서군 (99) 으로서 도시된다.
본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 상술된 웨이퍼 테이블 (WTB) 상의 Y 스케일의 배치 및 상술된 Z 헤드의 배치가 사용되었기 때문에, 도 8 에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 노광 동작을 위해 이동하는 범위에서, 헤드 유닛 (62A 및 62C) 에 속하는 Z 헤드 (76 및 74) 는 각각 확실하게 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 에 대향한다. 또, 도 8에서, 대응하는 Y 스케일에 대향하는 Z 헤드는 실선 원으로도 도시된다.
상술된 바와 같이, 헤드 유닛 (62A 및 62C) 은 적어도 2 개의 Z 헤드가 대응하는 Y 스케일에 항상 대향하게 한다 (보다 정확하게는, 적어도 2 개의 계측빔이 항상 대응하는 스케일 상에 조사될 수 있다). 따라서, 주제어 장치 (20) 는 Y 스케일과 대향하는 적어도 2 개의 헤드를 쌍으로하여 각각 헤드 유닛 (62A 및 62C) 에 대해 그 쌍을 사용한다. 그 후, 주제어 장치 (20) 는 그 2 개의 Z 헤드의 계측값을 항상 모니터하고 헤드의 쌍 (또는 2 개의 Z 헤드가 속하는 헤드 유닛) 의 대표로서 계측값 중 하나를 사용한다. 그 2 개의 Z 헤드 중, 주제어 장치 (20) 는 예를 들어 먼저 스케일에 대향하는 헤드를 우선 헤드로서 사용하고 나중에 스케일에 대향하는 헤드를 보조 헤드로서 사용한다. 또는, 주제어 장치 (20) 는 길이 방향에 직교하는 방향에서 스케일의 중심 근처에 있는 헤드를 우선 헤드로서 사용할 수 있고, 나머지 헤드가 보조 헤드로서 사용될 수 있다. 주제어 장치 (20) 는 통상시에 우선 헤드의 계측값을 대표로서 사용하고, 우선 헤드의 계측값에 이상이 발생한 경우, 보조 헤드의 계측값이 Z-축 방향에서의 헤드 쌍 (또는 헤드 유닛) 의 계측값으로서 사용될 수 있다. 주제어 장치 (20) 는 이러한 취급에 따라 Z-축 방향에서의 2 개의 헤드 유닛 (62A 및 62C) 의 계측값을 모니터한다.
주제어 장치 (20) 는 우선 헤드의 계측 결과의 정당성을 검증하기 위해, 특히 헤드의 동작 불량 (이상) 에 기인한 우선 헤드의 출력 이상을 검증하기 위해, 헤드 내의 수광 소자에 의해 출력된 광전변환 신호를 모니터하고, 광전변환 신호가 존재하지 않는 경우 (신호 강도가 제로인 경우) 또는 신호 강도가 극히 낮은 레벨인 경우, 주제어 장치 (20) 는 이상이 발생했다고 판단하고, 그렇지 않은 경우, 정상이라고 결정한다.
따라서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 노광 동작을 위해 이동하는 범위에서, 2 개의 헤드 유닛 (62A 및 62C) (각 유닛에 속하는 Z 헤드) 의 계측값에 기초하여 스테이지 구동계 (124) 를 구성하는 각각의 모터를 제어함으로써, Z-축 방향에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 (웨이퍼 테이블 (WTB) 의 면위치) 및 경사 방향의 위치 (θy 방향에서의 위치) 가 고정밀도로 안정한 방식으로 제어될 수 있다.
또한, 주제어 장치 (20) 가 도 8 에서 윤곽선 화살표로 도시된 바와 같은 X-축 방향으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동하는 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 면위치를 계측하는 Z 헤드 (76 및 74) 의 쌍은 도 8 의 화살표 (f1) 로 도시된 인접한 헤드 쌍으로 후속하여 전환된다. 상세히 설명하면, Z 헤드 (76) 에 대해서는, 헤드의 쌍이 실선 원으로 둘러싸인 쌍 (764 및 765) 으로부터 점선 원으로 둘러싸인 쌍 (765 및 766) 으로 전환되고, Z 헤드 (74) 에 대해서는, 헤드의 쌍이 실선 원으로 둘러싸인 쌍 (744 및 745) 으로부터 점선 원으로 둘러싸인 쌍 (745 및 746) 으로 전환된다. 이러한 경우, 하나의 헤드 (765, 745) 는 전환 전의 헤드의 쌍과 전환 후의 헤드의 쌍에 있어서 공통이다.
본 실시형태에서는, 상술된 바와 같이, Z 헤드 (76 및 74) 의 전환 (연결) 을 원활하게 수행하기 위해, 헤드 유닛 (62A 및 62C) 이 구비하는 Z 헤드 (76 및 74) 중, 전환될 2 개의 헤드 (예를 들어, 도 8 의 예에서는, Z 헤드 (764 와 766, 및 744 와 746)) 사이의 간격 (X-축 방향에서의 인접 헤드의 간격 (WD) 의 두 배) 이 X-축 방향에서의 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 의 폭 보다 작게 설정된다. 즉, 인접한 Z 헤드의 간격 (WD) 은 X-축 방향에서의 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 의 폭의 반보다 더 좁게 설정된다.
본 실시형태에서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 위치를 계측하는 데 사용되는 헤드는 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 이동과 함께 한 쌍의 헤드 (예를 들어, Zh1 및 Zh2) 로부터 헤드 중 하나 (Zh2) 를 포함하는 또 다른 쌍의 헤드 (Zh2 및 Zh3) 로 전환되는 방법이 사용된다. 그러나, 이러한 방법 뿐아니라, 헤드의 소정 쌍 (예를 들어, Zh1 및 Zh2) 으로부터 공통 헤드를 포함하지 않는 또 다른 쌍의 헤드 (Zh3 및 Zh4) 로 전환하는 변형된 방법이 사용될 수 있다. 이러한 변형된 방법에서도, 상술된 방법과 유사하게, 우선 헤드의 계측값이 통상적으로 사용되어야 하며, 이상 시에는 보조 헤드의 계측값이 헤드 쌍 (또는 이들 헤드가 속하는 헤드 유닛) 의 계측값으로서 대표적으로 사용되어야 한다.
또, Z 헤드의 계측값에서 발생되는 이상의 원인으로서, 2 가지 주요 원인, 즉 헤드의 동작 불량으로부터 오는 원인, 및 계측빔이 조사되는 반사면 (본 실시형태에서는, 스케일) 의 이상으로부터 오는 원인이 존재한다. 전자의 경우의 예로서, 헤드의 기계적 고장이 대표적으로 주어질 수 있다. 구체적으로는, 헤드 자체의 고장, 계측빔 광원의 고장, 물방울이 헤드 상에 부착되는 상황 등이 주어질 수 있다. 계측빔 광원이 동작하는데 실패하지 않더라도, 계측빔의 강도가 극단적으로 낮게 되는 상황도 헤드로부터 오는 원인인 것으로 말할 수 있다. 한편, 후자의 경우의 예로서는, 스케일 (반사면) 의 표면 상에 액침 영역의 액체가 유지되거나 먼지 등의 이물질이 부착되고, 계측빔이 잔류하는 액체 또는 부착된 이물질을 주사하는 경우가 주어진다.
우선 헤드 및 보조 헤드에 의해 구성된 한 쌍의 헤드가 항상 적어도 하나의 대응하는 스케일에 대향하게 되는 본 실시형태의 방법은 헤드의 동작 불량에 기인하는 계측값의 이상에 효과적일 뿐아니라, 스케일의 동작 불량에 기인하는 계측값의 이상에 또한 효과적이다.
다음에, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서 수행되는 Z-축 방향에서의 웨이퍼 (W) 표면의 위치 정보 (면위치 정보) 의 검출 (이하, 포커스 맵핑으로 지칭함) 이 설명될 것이다. 도 9(A) 의 상태에서, (실질적으로 웨이퍼 (W) 의 중심과 일치하는) 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 중심을 통과하는 Y-축에 평행한 직선 (중심선) 은 상술된 기준축 (LV) 과 일치한다.
이러한 포커스 맵핑 시에는, 도 9(A) 에 도시된 바와 같이, 주제어 장치 (20) 는 X 스케일 (39X2) 에 대향하는 (기다란 원으로 둘러싸인) 2 개의 X 헤드 (66) 중 하나 (X 리니어 인코더 (70D)), 및 각각 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 에 대향하는 각각 2 개의 헤드인 (기다란 원으로 둘러싸인) Y 헤드 (68 및 67) 중 소정의 것 (Y 리니어 인코더 (70F1 및 70E1)) 의 계측값에 기초하여 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 XY 평면 내의 위치를 제어한다. 도 9(A) 의 상태에서, (웨이퍼 (W) 의 중심과 실질적으로 일치하는) 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 중심을 통과하는 Y-축에 평행한 직선 (중심선) 은 상술된 기준축 (LV) 과 일치한다.
그 후, 이러한 상태에서, 주제어 장치 (20) 는 +Y 방향으로 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 주사를 개시하고, 주사를 개시한 후, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 +Y 방향으로 이동하고 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 검출빔이 웨이퍼 (W) 상에 조사되기 시작할 때까지 Z 헤드 (72a 내지 72d) 및 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 양자를 작동시킨다 (턴온한다).
Z 헤드 (72a 내지 72d) 및 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 이 동시에 동작하는 상태에서, 도 9(B) 에 도시된 바와 같이, Z 헤드 (72a 내지 72d) 에 의해 계측되는 Z-축 방향에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 표면 (플레이트 (28) 의 표면) 의 위치 정보 (면위치 정보) 및 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 에 의해 검출되는 복수의 검출점에서의 Z-축 방향에서의 웨이퍼 (W) 표면의 위치 정보 (면위치 정보) 가 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 +Y 방향으로 진행하는 동안 소정의 샘플링 간격으로 로드되며, 로드된 각각의 면위치 정보 및 각각의 샘플링 시의 Y 리니어 인코더 (70A 및 70C) 의 계측값인 3 종류의 정보가 서로 대응되게 하고 순차적으로 메모리 (도시하지 않음) 에 저장된다.
그 후, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 검출빔이 웨이퍼 (W) 를 미싱하기 시작할 때, 주제어 장치 (20) 는 상술된 샘플링을 종료하고 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 각 검출점에서의 면위치 정보를 동시에 로드된 Z 헤드 (72a 내지 72d) 에 의한 면위치 정보를 기준으로서 사용하는 데이터로 변환한다.
더욱 상세히 설명하면, Z 헤드 (72a 및 72b) 의 계측값의 평균값에 기초하여, 주제어 장치 (20) 는 플레이트 (28) 의 -X 측 상의 에지부 근처의 영역 (Y 스케일 (39Y2) 이 형성되는 영역) 상의 소정의 점 (예를 들어, Z 헤드 (72a 및 72b) 의 각각의 계측점의 중간점에 대응하는 점, 즉 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 복수의 검출점의 어레이와 실질적으로 동일한 X-축 상의 점: 이하 이러한 점은 좌측 계측점 (P1) 으로서 지칭된다) 의 면위치 정보를 획득한다. 또한, Z 헤드 (72c 내지 72d) 의 계측값의 평균값에 기초하여, 주제어 장치 (20) 는 플레이트 (28) 의 +X 측 상의 에지부 근처의 영역 (Y 스케일 (39Y1) 이 형성되는 영역) 상의 소정의 점 (예를 들어, Z 헤드 (72c 및 72d) 의 각각의 계측점의 중간점에 대응하는 점, 즉 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 복수의 검출점의 어레이와 실질적으로 동일한 X-축 상의 점: 이하 이러한 점은 우측 계측점 (P2) 으로서 지칭된다) 의 면위치 정보를 획득한다. 그 후, 도 9(C) 에 도시된 바와 같이, 주제어 장치 (20) 는 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 각 검출점에서의 면위치 정보를 좌측 계측점 (P1) 의 면위치와 우측 계측점 (P2) 의 면위치를 연결하는 직선을 기준으로서 사용하는 면위치 데이터 (z1-zk) 로 변환한다. 주제어 장치 (20) 는 그러한 변환을 샘플링 동안 받아들여진 모든 정보에 관해 수행한다.
상술한 방식으로 미리 그러한 변환된 데이터를 획득함으로써, 예를 들어, 노광의 경우, 주제어 장치 (20) 는 상술된 Z 헤드 (74 및 76) 를 사용하여 웨이퍼 테이블 (WTB) 표면 (Y 스케일 (39Y2) 이 형성되는 영역 상의 점 (상술된 좌측 계측점 (P1) 근처의 점) 및 Y 스케일 (39Y1) 이 형성되는 영역 상의 점 (상술된 우측 계측점 (P1) 근처의 점)) 을 계측하고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 Z 위치 및 θy 회전 (롤링) 량 (θy) 을 계산한다. 그 후, Z 위치, 롤링량 (θy), 및 Y 간섭계 (16) 로 계측된 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 θx 회전 (피칭) 량 (θx) 을 사용하여 소정 연산을 수행함으로써, 주제어 장치 (20) 는 상술된 노광 영역 (IA) 의 중심 (노광 중심) 에서의 웨이퍼 테이블 (WTB) 표면의 Z 위치 (Z0), 즉 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 위치 (Z0), 롤링량 (θy), 및 피칭량 (θx) 을 계산하고, 그 계산 결과에 기초하여, 상술된 좌측 계측점 (P1) 의 면위치 및 우측 계측점 (P2) 의 면위치를 연결하는 노광 중심을 통과하는 직선을 획득하며, 이러한 직선 및 면위치 데이터 (z1 내지 zk) 를 사용하여, 웨이퍼 (W) 표면의 면위치 정보를 실제로 획득하지 않고 웨이퍼 (W) 의 상면의 면위치 제어 (포커스 레벨링 제어) 를 수행한다. 따라서, 비록 다점 AF 시스템이 투영 광학계 (PL) 로부터 떨어진 위치에 위치되더라도 문제가 없기 때문에, 본 실시형태의 포커스 맵핑은 또한 짧은 작업 거리를 갖는 노광 장치 등에 적절하게 적용될 수 있다.
또한, 본 실시형태의 노광 장치 (100) 에서는, 기본적으로 상술된 국제공개 제 2007/097379 호의 팜플렛의 실시형태에 개시된 노광 장치와 동일한 절차로, 상술된 포커스 맵핑 등을 포함하는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 및 계측 스테이지 (MST) 를 사용하는 병렬 처리 동작이 수행된다. 이러한 병렬 처리 동작은 다음의 2 가지 점을 제외하면 상술된 국제공개 제2007/097379 호의 팜플렛의 실시형태에 개시된 노광 장치와 유사하기 때문에, 상세한 설명은 생략된다.
첫째는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 노광 동작을 위해 이동하는 범위 내에 있는 경우, Z 방향 및 θy 방향에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보를 계측하는 데 사용되는 면위치 계측 시스템 (180) 의 우선 헤드 중 하나의 출력에 이상이 발생하면, 주제어 장치 (20) 는 상술된 바와 같이 우선 헤드와 한 쌍의 헤드를 구성하는 보조 헤드의 계측값을 Z-축 방향에서의 한 쌍의 헤드 (그 2 개의 헤드가 속하는 헤드 유닛) 의 계측값으로서 사용한다는 것이다.
둘째는, 예를 들어, 스텝-앤드-스캔 방법에 의한 노광 동작 시의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 쇼트들 사이의 스텝핑 동작 시에, 헤드들의 전환이 예를 들어 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 방향 및 θy 방향에서의 위치 정보를 계측하는데 사용되는 인코더 헤드가 한 쌍의 헤드 (예를 들어, Zh1 및 Zh2) 로부터 그 헤드들 중 하나 (Zh2) 를 포함하는 헤드의 또 다른 쌍 (Zh2 및 Zh3) 으로 전환되는 전환 방법에 의해 수행된다는 것이다.
상술된 바와 같이, 본 실시형태에 관한 노광 장치 (100) 에 따르면, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 스텝-앤드-스캔 방법에 의한 노광 동작을 위해 이동하는 범위 내에 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 위치되는 경우, 헤드 유닛 (62C 및 62A) 에 속하는 복수의 Z 헤드 중 각각 2 개 이상의 Z 헤드가 각각 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 배치된 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 에 항상 대향한다. 따라서, 주제어 장치 (20) 는 각각 2 개 이상의 Z 헤드 중 적어도 하나의 헤드 (2 개의 Z 헤드가 대응하는 Y 스케일과 대응하고 있는 경우는 우선 헤드, 또는 우선 헤드의 출력에 이상이 발생한 경우는 보조 헤드) 의 계측 결과를 사용하여 (공기 요동 등에 의해 영향을 받지 않고) 고정밀도로 θy 방향에서의 회전 정보 (롤링량) 및 Z-축 방향에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 위치 정보를 항상 계측할 수 있다. 또한, 주제어 장치 (20) 는 Y 간섭계 (16) 의 계측값에 기초하여 양호한 정확도로 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 θx 회전을 계측할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (100) 에 따르면, 미리 수행된 포커스 맵핑의 결과에 기초하여, 노광 중의 웨이퍼 표면의 면위치 정보를 계측하지 않고 Z 헤드를 사용하여 주사 노광 동안 고정확도로 웨이퍼의 포커스 레벨링 제어를 수행함으로써, 양호한 정밀도로 웨이퍼 (W) 상에 패턴을 형성하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 실시형태에서는, 고해상도 노광이 액침 노광에 의해 실현될 수 있기 때문에, 이러한 관점에서 웨이퍼 (W) 상에 양호한 정밀도로 미세한 패턴이 전사될 수 있다.
또한, 도 6 에서 명확한 바와 같이, 노광 시에 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 Z 위치 및 θy 회전을 제어하는데 사용되는 헤드 유닛 (62C 및 62A) 에 각각 속하는 복수의 Z 헤드 (74 및 76) 중, Z 헤드의 일부 (746 내지 749 및 761 내지 764) 의 Y-축 방향의 위치가 동일한 유닛 내의 다른 Z 헤드와 상이하게 되어 있다. 따라서, 헤드 유닛 (62C 및 62A) 에 속하는 복수의 Z 헤드 (74 및 76) 는 액침 장치 (8) 의 일부를 구성하는 노즐 유닛 (32), 액체 공급 배관 (31A), 및 액체 회수 배관 (31B) 을 피하면서 투영 유닛 (PU) 의 주위의 빈 공간에 배치될 수 있다. 헤드 유닛 (62C 및 62A) 에 속하는 Y 헤드에 대해서도 동일하다. 이러한 경우, Z 헤드 (74) 및 Y 헤드 (64) 를 포함하는 헤드 유닛 (62C) 및 Z 헤드 (76) 및 Y 헤드 (65) 를 포함하는 헤드 유닛 (62A) 은 X-축 방향에서의 인접한 Z 헤드 (및 Y 헤드 (64 및 65)) 사이의 간격이 예를 들어 X-축 방향에서의 Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 의 폭 (예를 들어, 76 mm) 의 반보다 더 좁은 간격 (WD), 예를 들어 35 mm 등의 원하는 간격으로 설정되면서, 임의의 문제없이 투영 유닛 (PU) 의 근처의 빈 공간에 위치될 수 있다. 따라서, 인접한 Z 헤드 간의 전환이 웨이퍼 테이블 (WTB) 이 이동하는 경우 어떤 문제도 없이 수행될 수 있으며, 이것은 또한 전체 장치의 사이즈를 감소시키는 것을 가능하게 한다.
상기 실시형태에서는, 헤드 유닛 (62A 및 62C) 에 속하는 Z 헤드가 한 세트를 형성하는 2 개의 헤드를 갖는 한 쌍의 헤드로서 사용되었지만, 이것과 함께, 포커스 맵핑 시에 사용되는 Z 헤드 (72a, 72b, 72c 및 72d) 가 각각 2 개의 Z 헤드 의 세트 (한 쌍의 헤드) 로 구성될 수 있으며, 헤드의 쌍에 있어서, 그 헤드들 중 하나는 우선 헤드일 수 있고, 우선 헤드의 출력에 이상이 발생하는 경우, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 Z 위치 제어에 사용되는 Z 헤드는 보조 헤드로 전환될 수 있다.
-변형예
또, 상기 실시형태에서는, Z-축 방향에서의 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보가 고정밀도로 안정한 방식으로 계측될 수 있도록 2 개의 Z 헤드가 항상 공통 스케일 (반사면) 에 대향하고 있었다. 그리고, 그 2 개의 Z 헤드로 구성되는 한 쌍의 헤드 중, 우선 헤드의 계측값이 사용되었고, 헤드의 동작 불량 (또는, 스케일의 이상) 에 기인하여 우선 헤드의 계측값에 이상이 발생된 경우, 다른 보조 헤드의 계측값이 사용되어야 했다. 그러나, 이와 함께, 우선 헤드 및 보조 헤드인 2 개의 헤드를 항상 사용하는 계측 방법으로서, 다양한 변형예가 고려될 수 있다.
변형예인 일부 대표예가 도 10(A) 내지 도 12 를 참조하여 이하에 도시된다. 또, 도 10(A) 내지 도 12 에서, 스케일 (SY) (더욱 상세히는, 웨이퍼 스테이지) 은 -X 방향으로 이동하고 있는 것으로 한다.
제 1 변형예로서, 우선 헤드 및 보조 헤드인 2 개의 헤드는 (헤드 세트로서 지칭되는) 세트로 될 수 있고, 적어도 일 세트가 항상 스케일과 대향하도록 하는 예가 주어질 수 있다. 이러한 제 1 변형예에서, 도 10(A) 에 도시된 바와 같이, 스케일 (SY) 의 길이방향 (Y-축 방향) 으로 근접하여 배치된 2 개의 Z 헤드 (Zh1 및 Zh2) 로 구성된 헤드 세트 (Hs1), 및 Y-축 방향으로 근접하여 배치된 2 개의 Z 헤드 (Zh3 및 Zh4) 로 구성된 또 다른 헤드 세트 (Hs2) 가 하나의 스케일 (SY) 과 대향한다. 이러한 제 1 변형예에서는, Y-축 방향으로 근접한 2 개의 Z 헤드로 구성된 복수의 헤드 세트가 준비되며, 이들 헤드 세트는 스케일 (SY) 의 유효 폭보다 작은 간격으로 X-축 방향과 평행하게 배치된다. 따라서, 하나의 헤드 세트는 항상 스케일 (SY) 과 대향할 것이다.
스케일 (SY) (더욱 상세히는, 웨이퍼 스테이지) 이 도 10(A) 에 도시된 상태로부터 -X 방향으로 이동하는 경우, 헤드 세트 (Hs1) 는 스케일 (SY) 을 벗어난다. 더욱 정확히 설명하면, 헤드 세트 (Hs1) 를 구성하는 2 개의 헤드 (Zh1 및 Zh2) 로부터 사출하는 계측빔의 조사 위치, 또는 더욱 상세하게 설명하면, 헤드 (Zh1 및 Zh2) 의 계측점이 스케일 (SY) 의 유효 영역으로부터 벗어난다. 따라서, 헤드 세트 (Hs1) 가 스케일 (SY) 로부터 벗어나기 전에, 주제어 장치 (20) 는 스테이지 위치를 제어하는 헤드 세트를 헤드 세트 (Hs1) 로부터 헤드 세트 (Hs2) 로 전환한다.
이러한 제 1 변형예는 상술된 헤드의 동작 불량에 기인한 계측값의 이상에 효과적일 뿐아니라, 또한 스케일의 이상에 기인한 계측값의 이상에도 효과적이다.
상술된 제 1 변형예를 따르는 제 2 변형예가 도 10(B) 에 도시된다. 도 10(A) 및 도 10(B) 를 비교하면 알 수 있듯이, 제 1 변형예에서는, 헤드 세트를 구성하는 2 개의 Z 헤드각 각각 상이한 계측점을 스캔하는 구성이 사용된 반면, 제 2 변형예에서는, 헤드 세트를 구성하는 2 개의 Z 헤드가 동일한 계측점을 스캔하는 구성이 사용된다. 이에 따라, 제 1 변형예에서는, 2 개의 Z 헤드가 상이한 계측값을 나타내는 반면, 제 2 변형예에서는 그 2 개의 Z 헤드가 통상 서로 동일한 계측값을 나타낸다. 제 2 변형예의 구성을 사용함으로써, 비록 헤드 세트를 구성하는 2 개의 헤드 중 하나인 우선 헤드에 있어서의 기계적 고장 등에 기인하여 우선 헤드의 계측값에 이상이 발생하더라도, 다른 헤드 또는 보조 헤드의 정상 계측값이 헤드 세트의 계측값으로서 사용될 수 있다. 따라서, 헤드 세트로서의 계측 결과에는 이상이 검출되지 않는다.
또, 제 2 변형예와 제 1 변형예에 있어서의 차이는 헤드 세트를 구성하는 2 개의 Z 헤드의 계측점의 위치가 동일한지 또는 상이한지 여부일 뿐이다. 따라서, 제 2 변형예에 있어서 각각의 헤드 세트 및 각각의 헤드 세트를 구성하는 개개의 Z 헤드의 배치는 제 1 변형예와 유사한 방식으로 설정되어야 한다. 이러한 구성에 의하면, 전환 프로세스의 절차도 또한 동일하게 된다.
상술된 제 1 및 제 2 변형예에서, 헤드 세트를 구성하는 2 개의 Z 헤드는 스케일의 길이방향 (Y-축 방향) 으로 평행하게 배치된다. 이들 예에 대응하여, 그 배치가 스케일의 길이 방향에 직교하는 방향 (X-축 방향) 에서 평행한 예가 또한 고려될 수 있다.
도 11(A) 는 도 10(A) 의 제 1 변형예에 대응하는 제 3 변형예를 도시한다. 제 3 변형예에서는, 제 1 변형예와 유사하게, 우선 헤드 및 보조 헤드인 2 개의 헤드가 세트로 이루어지고, 적어도 하나의 세트는 항상 스케일에 대향하게 된다. 그러나, 도 11(A) 에서, 그것은 제 1 변형예와 상이하며, 스케일 (SY) 의 유효 폭방향 (X-축 방향) 으로 근접하게 배치된 2 개의 헤드 (Zh1 및 Zh2) 로 구성된 헤드 세트 (Hs1), 및 X-축 방향으로 근접하게 배치된 2 개의 헤드 (Zh3 및 Zh4) 로 구성된 또 다른 헤드 세트 (Hs2) 가 하나의 스케일 (SY) 에 대향한다. 이러한 제 3 변형예에서는, X-축 방향으로 근접한 2 개의 Z 헤드로 구성된 복수의 헤드 세트가 준비되며, 이들 헤드 세트는 하나의 헤드 세트가 항상 스케일 (SY) 에 대향하도록 X-축 방향과 평행하게 배치된다.
스케일 (SY) (더욱 상세히는, 웨이퍼 스테이지) 이 도 11(A) 에 도시된 상태로부터 -X 방향으로 이동하는 경우, Z 헤드 (Zh1) 의 계측점은 스케일 (SY) 의 유효 영역을 벗어난다. 만일, Z 헤드 (Zh1) 가 헤드 세트 (Hs1) 의 우선 헤드로서 선택되었다고 가정하면, 주제어 장치 (20) 는 Z 헤드 (Zh1) 가 스케일 (SY) 을 벗어나는 시점에서 우선 헤드를 Z 헤드 (Zh2) 로 전환한다. 또한, 스케일 (SY) 이 -X 방향으로 이동하면, 헤드 (Zh2) 의 계측점은 스케일 (SY) 을 벗어난다. 따라서, 늦어도 이 시점까지, 또는 더욱 상세히는, 헤드 세트 (Hs1) 를 구성하는 양 헤드 (Zh1 및 Zh2) 의 계측점이 스케일 (SY) 을 벗어나기 전에, 스테이지 위치를 제어하는 헤드 세트가 헤드 세트 (Hs1) 로부터 헤드 세트 (Hs2) 로 전환된다.
이러한 제 3 변형예는, 제 1 변형예와 유사하게, 상술한 바와 같은 헤드의 동작 불량에 기인한 계측값의 이상에 효과적일 뿐아니라 스케일의 이상에 기인한 계측값의 이상에도 효과적이다.
상술된 제 3 변형예 따르는 제 4 변형예가 도 11(B) 에 도시되어 있다. 도 11(B) 와 도 11(A) 를 비교하면 알 수 있듯이, 제 3 변형예에서는, 헤드 세트를 구성하는 2 개의 Z 헤드가 상이한 계측점을 스캔하는 구성이 사용된 반면, 제 4 변형예에서는, 동일한 계측점이 스캔되는 구성이 사용된다. 이에 따라, 제 3 변형예에서는, 2 개의 Z 헤드가 상이한 계측값을 나타내는 반면, 제 4 변형예에서는 2 개의 Z 헤드가 통상 서로 동일한 계측값을 나타낸다. 제 4 변형예의 구성에 의해, 우선 헤드에서의 기계적 고장 등에 기인하여 헤드 세트를 구성하는 2 개의 Z 헤드 중 우선 헤드의 계측값에 이상이 발생하더라도, 다른 헤드 또는 보조 헤드의 정상 계측값이 사용될 수 있고, 따라서 헤드 세트로서의 계측 결과에는 이상이 검출되지 않는다.
또, 제 4 변형예와 제 3 변형예에 있어서의 차이는 헤드 세트를 구성하는 2 개의 Z 헤드의 계측점의 위치가 동일한지 또는 상이한지 여부일 뿐이다. 따라서, 제 4 변형예에 있어서 각각의 헤드 세트 및 각각의 헤드 세트를 구성하는 개개의 Z 헤드의 배치는 제 3 변형예와 유사한 방식으로 설정되어야 한다. 이러한 구성에 의해, 전환 프로세스의 절차 또한 동일하게 된다.
또한, 도 11(B) 와 도 10(B) 를 비교하면 명백한 바와 같이, 제 4 변형예와 제 2 변형예가 헤드 세트를 구성하는 2 개의 Z 헤드의 근접 방향에 대해서만 상이하기 때문에, 얻어질 수 있는 효과가 동일하다.
또한, 도 11(A) 의 제 3 변형예에서는, 2 개의 인접한 헤드 세트의 간격은 2 개의 헤드 세트 (를 구성하는 모두 4 개의 헤드) 로부터 사출되는 계측빔의 조사점 (계측점) 이 스케일 (SY) 의 유효 영역 내에 위치되도록 하는 간격으로 설정되었다. 그러나, 헤드 세트의 전환 처리의 이유로, 2 개의 인접한 헤드 세트의 배치 간격은 하나의 헤드 세트 (Hs2) 를 구성하는 2 개의 Z 헤드 (Zh3 및 Zh4) 와 다른 헤드 세트 (Hs1) 를 구성하는 2 개의 헤드 (Zh1 및 Zh2) 중 하나의 Z 헤드 (Zh2), 즉 3 개의 Z 헤드 (Zh2, Zh3 및 Zh4) 가 도 12 에 도시된 바와 같이 스케일 (SY) 에 대향하는 배치 간격으로 설정될 수 있다.
또, 상기 4 개의 변형예에서는, 하나의 우선 헤드 및 하나의 보조 헤드로 구성된 헤드 세트가 사용되었지만, 보조 헤드의 수는 하나로 제한되지 않으며, 복수의 보조 헤드가 배치될 수 있다. 그러한 구성을 갖는 인코더 헤드를 사용하는 경우, 더욱 많은 계측 데이터가 검출될 수 있기 때문에 계측 결과의 신뢰성이 향상된다. 또한, 헤드 세트 내의 복수의 헤드가 4 개의 변형예에서와 같은 스케일의 횡단 방향 (변형예에서의 X-축 방향) 에서 동일한 위치에 있는 것으로 관찰되는 경우, "먼저 유효하게된 헤드에 주어진 우선" 또는 "스케일 중심에 더 근접한 헤드에 주어진 우선" 등의 가이드라인에 따라 우선 순위가 주어질 수 없다. 따라서, 미리 헤드세트 내에서 고정된 우선 순위를 결정하는 것이 바람직하다.
또, 상기 실시형태에 기재된 면위치 계측 시스템 등의 각각의 계측 장치의 구성은 단지 예일 뿐이며, 당연히 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 실시형태에서, 반사면 (Y 스케일) 이 웨이퍼 테이블 (웨이퍼 스테이지) 상에 배치되고, 그 반사면에 대향하는 Z 헤드가 웨이퍼 스테이지의 외부에 위치되는 구성을 갖는 면위치 계측 시스템이 사용된 예가 설명되었지만, Z 헤드가 웨이퍼 스테이지 상에 배치되고 반사면이 Z 헤드에 대향하여 웨이퍼 스테이지의 외부에 배치되는 구성을 갖는 면위치 계측 시스템이 또한 사용될 수 있다. 이러한 경우, 적어도 2 개의 인코더 헤드가 웨이퍼 스테이지 상의 복수의 장소, 예를 들어 4 개의 코너 상에 배치될 수 있으며, 그 적어도 2 개의 인코더 헤드 중 하나는 우선 헤드로서 작용하고 나머지 적어도 하나의 인코더 헤드는 보조 헤드로서 작용하면서, 웨이퍼 스테이지의 위치 제어가 상기 실시형태 및 변형예에서와 유사하게 수행될 수 있다. 또, 그 적어도 2 개의 Z 헤드는 웨이퍼 스테이지에 근접하게 배치될 수 있거나, 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다. 특히 후자의 경우, 그 헤드들은 웨이퍼 스테이지의 중심으로부터 방사 방향을 따라 배치될 수 있다.
또한, 웨이퍼 스테이지의 외부에 배치되는 반사면의 표면은 아래로 향하기 때문에, 액침 영역의 액체가 남지 않고 먼지 등의 이물질이 그 표면에 부착되지 않을 것이다. 따라서, 반사면의 이상에 기인한 Z 헤드 출력의 이상이 고려될 필요가 없기 때문에, 헤드의 전환을 수행하는 제어 장치는 헤드의 동작 불량에 기인한 우선 헤드의 출력 이상만을 모니터하는 것을 결정할 수 있다.
또한, 상기 실시형태 및 변형예에서는, 인코더 헤드와 Z 헤드가 별개로 배치되는 경우가 설명되었지만, 모든 인코더 헤드가 Z 헤드를 가질 수 있거나, 각각의 인코더 헤드가 Z 헤드를 구비할 수 있거나, 각각의 인코더 헤드가 X-축 또는 Y-축 방향, 및 Z-축 방향인 2 개의 방향에서의 위치 검출을 수행할 수 있는 헤드 (센서) 일 수 있다. 특히 전자의 경우는, 인코더 헤드 및 Z 헤드는 일체로 배치될 수 있다.
또한, 상기 실시형태 및 변형예에서는, 인코더 헤드의 동작 불량 (이상) 은 기계적 고장 이외에 헤드의 기울어짐 또는 텔리센트리시티의 손실을 포함한다. 또한, 스테이지 상에 배치된 헤드 및 헤드 위에 배치된 스케일을 갖는 인코더 시스템의 타입의 경우, (예를 들어, 액침용 액체를 포함하는) 이물질이 헤드 상에 부착되는 경우가 인코더 헤드의 이상 (동작 불량) 에 포함된다. 또한, 위치가 계측불가능하게 되는 경우 뿐아니라 계측 정확도가 허용가능한 값을 초과하는 경우 (인코더 헤드의 출력 (강도) 이 허용가능한 범위의 밖에 있게 됨) 도 또한 인코더 헤드의 이상에 포함된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 헤드 유닛 (62A 및 62C) 이 각각 9 개의 Z 헤드를 구비하고 있는 경우가 기술되었지만, 투영 유닛의 양측에 배치된 한 쌍의 반사면 (상기 실시형태에서는, Y 스케일 (39Y1 및 39Y2)) 과 동시에 대향할 수 있는 2 개 이상의 Z 헤드가 존재하는 한, 그 수는 문제가 아니다.
또한, 웨이퍼 테이블 (WTB) (웨이퍼 스테이지 (WST)) 의 θy 방향의 회전 정보가 또한 Z 간섭계 (43A 및 43B), 또는 X 간섭계 (126) 를 사용하여 계측될 수 있기 때문에, Z 헤드는 헤드 유닛 (62A 또는 62C) 중 어느 하나 상에 복수로 배치될 수 있다. 유사한 취지로부터, Z 헤드의 계측 대상인 Y 스케일이 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 Z 위치를 계측하기 위한 목적만으로 사용되는 경우, Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 중 하나만이 배치되어도 충분하다. 또한, Z 헤드의 계측 대상으로서, Y 스케일 (39Y1 및 39Y2) 대신에, 전용의 반사면이 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상부 표면 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, Z 헤드 (74 및 76) 가 액침 시스템의 일부를 구성하는 노즐 유닛 (32) 등을 피하여 배치되는 경우가 기술되었지만, 복수의 센서 헤드가 X-축에 평행한 직선 상에 배치되는 경우, 직선 상에 위치되는 구조물을 피하기 위해 적어도 일부의 센서 헤드를 그 직선으로부터 이동시키는 것이 바람직하다. 그러한 구조물로서는, 투영 광학 유닛 (PU) 및 그것의 주변 부재 이외에, 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 의 적어도 일부 또는 얼라인먼트 시스템 (AL1 및 AL2n) 의 적어도 일부가 대표적으로 주어질 수 있다. 상기 실시형태에서, Z 헤드 (72a 내지 72d) 는 다점 AF 시스템 (90a, 90b) 을 피하여 배치된다.
또, 상기 실시형태에서는, 노즐 유닛 (32) 의 하부면 및 투영 광학계 (PL) 의 선단 광학 소자의 하단면은 실질적으로 동일면이었고, 이뿐아니라, 예를 들어, 노즐 유닛 (32) 의 하부면은 선단 광학 소자의 사출면 보다 투영 광학계 (PL) 의 이미지 평면 (더욱 상세히는, 웨이퍼) 에 더욱 근접하게 배치될 수 있다. 즉, 국소 액침 장치 (8) 의 구성은 상술된 구성에 제한되지 않고, 예를 들어, 유럽 특허출원공보 제 1420298 호, 미국 특허출원공보 제 2006/0231206 호, 미국 특허출원공보 제 2005/0280791 호, 및 미국 특허 제 6,952,253 호 등에 기재된 구성이 또한 사용될 수 있다. 또한, 미국 특허출원공보 제 2005/0248856 호에 개시된 바와 같이, 선단 광학 소자의 이미지 평면측 상의 광로 뿐아니라 선단 광학 소자의 물체 평면측 상의 광로도 또한 액체로 채워질 수 있다. 또한, 친액성이며 및/또는 용해 방지 기능을 갖는 박막이 또한 선단 광학 소자의 부분적 표면 (적어도 액체와의 접촉면을 포함) 또는 전체 표면 상에 형성될 수도 있다. 또, 석영은 액체에 대한 높은 친화력을 가지며, 또한 용해 방지막을 필요로 하지 않지만, 형석의 경우에는, 적어도 용해 방지막이 형성되는 것이 바람직하다.
또, 상기 실시형태에서는, 순수 (물) 가 액체로서 사용되었지만, 물론 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 액체로서는, 불소 함유 불활성 액체 등의, 조명광 (IL) 에 높은 투과율을 갖고 사용하기에 안전한 화학적으로 안정한 액체가 사용될 수 있다. 불소 함유 불활성 액체로서는, 예를 들어, 플루오리너트 (미국 3M 사의 상품명) 가 사용될 수 있다. 불소 함유 불활성 액체는 또한 냉각 효과의 면에서 우수하다. 또한, 액체로서는, 순수 (굴절률은 대략 1.44) 보다 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어, 1.5 이상의 굴절률을 갖는 액체가 사용될 수 있다. 이러한 타입의 액체로서는, 예를 들어, 약 1.50 의 굴절률을 갖는 이소프로판올, 약 1.61 의 굴절률을 갖는 글리세롤 (글리세린) 등의 C-H 결합 또는 O-H 결합을 갖는 소정 액체, 헥산, 헵탄 또는 데칸 등의 소정 액체 (유기 용제), 또는 약 1.60 의 굴절률을 갖는 데칼린 (데카하이드로나프탈렌) 등이 사용될 수 있다. 대안적으로, 이들 액체 중 임의의 2 개 이상을 혼합함으로써 얻어지는 액체가 사용될 수도 있고, 또는 이들 액체 중 적어도 하나를 순수에(와) 첨가(혼합)함으로써 얻어지는 액체가 사용될 수도 있다. 대안적으로, 액체로서는, H+, Cs+, K+, Cl-, SO4 2-, 또는 PO4 2 - 등의 염기 또는 산을 순수에(와) 첨가(혼합)함으로서 얻어지는 액체가 사용될 수 있다. 또한, Al 산화물의 입자 등을 순수에(와) 첨가(혼합)함으로써 얻어지는 액체가 사용될 수 있다. 이들 액체는 ArF 엑시머 레이저광을 투과시킬 수 있다. 또한, 액체로서는, 작은 광흡수계수를 갖고, 덜 온도 종속적이며, 투영 광학계 (선단 광학 부재) 및/또는 웨이퍼의 표면 상에 코팅된 감광제 (또는 보호막 (상부 코팅막), 반사방지막 등) 에 안정한 액체가 바람직하다. 또한, F2 레이저가 광원으로서 사용되는 경우, 폼블린 오일이 선택될 수 있다. 또한, 액체로서는, 조명광 (IL) 에 대해 순수의 굴절률보다 더 높은 굴절률을 갖는 액체, 예를 들어 대략 1.6 내지 1.8 의 굴절률이 사용될 수 있다. 액체로서는, 초임계 유체가 또한 사용될 수 있다. 또한, 투영 광학계 (PL) 의 선단 광학 소자는 석영 (실리카), 또는 불화칼슘 (형석), 불화바륨, 불화스트론튬, 불화리튬, 및 불화나트륨 등의 불화물 화합물의 단결정 재료로 형성될 수도 있고, 또는 (예를 들어, 1.6 이상인) 석영 또는 형석의 굴절률보다 더 높은 굴절률을 갖는 재료로 형성될 수도 있다. 1.6 이상의 굴절률을 갖는 재료로서는, 예를 들어, 국제공개 제 2005/059617 호 팜플렛에 개시된 사파이어, 이산화게르마늄 등, 또는 국제공개 제 2005/059618 호 팜플렛에 개시된 (약 1.75 의 굴절률을 갖는) 염화칼륨 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 회수액이 재사용될 수도 있고, 이러한 경우, 회수액으로부터 불순물을 제거하는 필터가 액체 회수 유닛, 회수관 등에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 노광 장치가 액침형 노광 장치인 경우가 기술되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않고, 액체 (물) 가 없이 웨이퍼 (W) 의 노광을 수행하는 건식 노광 장치에서도 사용될 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 본 발명이 스텝-앤드-스캔 방법 등에 의한 주사노광장치에 적용되는 경우가 기술되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않고, 스텝퍼 등의 정지형 노광 장치에 적용될 수도 있다. 스텝퍼의 경우에서도, 노광 대상의 물체가 재치되는 웨이퍼 테이블의 Z 위치가 상술된 실시형태에서와 같은 Z 헤드를 사용하여 계측될 수 있기 때문에, 유사한 효과가 얻어질 수 있다. 또한, 본 발명은 쇼트 영역과 쇼트 영역을 합성하는 스텝-앤드-스티치 방법에 의한 축소 투영 노광 장치, 근접법에 의한 노광장치, 미러 투영 얼라이너 등에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 예를 들어 미국 특허 제 6,590,634 호, 미국 특허 제 5,969,441 호, 미국 특허 제 6,208,407 호 등에 개시된 바와 같이 복수의 웨이퍼 스테이지를 구비한 멀티-스테이지 타입 노광 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 상기 실시형태의 노광 장치 내의 투영 광학 시스템의 배율은 축소계 뿐아니라 등배계 또는 확대계일 수도 있고, 투영 광학계 (PL) 는 굴절계 뿐아니라 반사계 또는 반사굴절계일 수도 있으며, 또 투영된 화상은 도립 화상 또는 정립 화상일 수도 있다. 또한, 상술된 조명 영역과 노광 영역은 직사각형 형상을 가지는 것이다. 그러나, 그 형상은 직사각형에 제한되지 않고, 원호, 사다리꼴, 평행사변형 등일 수도 있다.
또, 상기 실시형태의 노광 장치의 광원은 ArF 엑시머 레이저에 제한되지 않고, KrF 엑시머 레이저 (출력 파장: 248 nm), F2 레이저 (출력 파장: 157 nm), Ar2 레이저 (출력 파장: 126 nm) 또는 Kr2 레이저 (출력 파장: 146 nm) 등의 펄스 레이저 광원, 또는 g-선 (출력 파장: 436 nm), i-선 (출력 파장: 365 nm) 등의 휘선을 발생하는 초고압 수은 램프가 사용될 수도 있다. 또한, YAG 레이저 등의 고조파 발생 장치가 또한 사용될 수 있다. 상기 광원 이외에, 예를 들어 미국 특허 제 7,023,610 호에 개시된 바와 같이, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀 및 이테르븀 양자) 로 도핑된 파이버 증폭기를 갖는 진공 자외선으로서 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저에 의해 사출되는 적외선 또는 가시광선 영역 내의 단일-파장 레이저빔을 증폭시키고, 비선형 광학 결정을 사용하여 파장을 자외광으로 변환함으로써 얻어지는 고조파가 사용될 수도 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 노광 장치의 조명광 (IL) 은 100 nm 이상의 파장을 갖는 광에 제한되지 않으며, 100 nm 미만의 파장을 갖는 광이 사용될 수 있는 것은 말할 필요도 없다. 예를 들어, 최근, 70 nm 이하의 패턴을 노광하기 위해, 광원으로서의 SOR 또는 플라즈마 레이저가 연성 X 선 영역 (예를 들어, 5 내지 15 nm 의 파장역) 에서 EUV (Extreme Ultraviolet) 광을 발생시키며, 그 노광 파장 (예를 들어, 13.5 nm) 하에서 설계된 토탈 반사 축소 광학계 및 반사형 마스크를 사용하는 EUV 노광 장치가 개발되었다. EUV 노광 장치에서, 원호 조명을 사용하여 마스크와 웨이퍼를 동기 주사함으로써 주사 노광이 수행되는 구성이 고려될 수 있고, 따라서, 본 발명은 또한 그러한 노광 장치에 적절히 적용될 수 있다. 그러한 장치 이외에, 본 발명은 또한 전자빔 또는 이온빔 등의 하전 입자빔을 사용하는 노광 장치에 적용될 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴 또는 광 감쇠 패턴) 이 형성되는 투과성 기판인 투과형 마스크 (레티클) 가 사용된다. 그러나, 이러한 레티클 대신에, 예를 들어, 미국 특허 제 6,778,257 호에 개시된 바와 같이, 노광되는 패턴의 전자 데이터에 따라 투광 패턴, 반사 패턴 또는 발광 패턴이 형성되는 (가변 성형 마스크, 액티브 마스크 또는 이미지 발생기로 불리며, 예를 들어 비발광형 화상표시소자 (공간 광 변조기) 의 일종인 DMD (Digital Micromirror Device) 등을 포함하는) 전자 마스크가 사용될 수도 있다.
또한, 예를 들어, 본 발명은 또한 웨이퍼 상에 간섭 무늬를 형성함으로써 웨이퍼 상에 라인-앤드-스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에 적용될 수 있다.
또한, 예를 들어 미국 특허 제 6,611,316 호에 개시된 바와 같이, 본 발명은 또한 투영 광학계를 통해 2 개의 레티클 패턴을 합성하고 한번의 주사노광으로 하나의 쇼트 영역의 이중 노광을 거의 동시에 수행하는 노광 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 물체에 패턴을 형성하는 장치는 상술된 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에 제한되지 않고, 예를 들어, 본 발명은 또한 잉크젯 방법에 의해 물체상에 패턴을 형성하는 장치에도 적용될 수 있다.
또, 상기 실시형태에서 패턴이 형성되는 물체 (에너지빔이 조사되는 노광 대상 물체) 는 웨이퍼에 제한되지 않고, 유리판, 세라믹 기판, 막부재, 또는 마스크 블랭크 등의 다른 물체일 수도 있다.
노광 장치의 사용은 반도체 디바이스를 제조하는 노광 장치에만 제한되는 것이 아니라, 본 발명은 또한 예를 들어 액정 표시 장치 패턴을 직사각형 유리판 상에 전사하는 노광장치, 및 유기 EL, 박막 자기헤드, 촬상소자 (CCD 등), 마이크로머신, DNA 칩 등을 제조하는 노광장치에도 널리 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 반도체 디바이스 등의 마이크로디바이스를 제조하는 노광 장치에 적용될 수 있을 뿐아니라, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 전자빔 노광 장치 등에서 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해 유리판 또는 실리콘 웨이퍼 상에 회로 패턴을 전사하는 노광장치에도 적용될 수 있다.
또, 상기 실시형태에서 인용되고 노광 장치에 관련된 여러 공보, 국제공개 팜플렛, 및 미국 특허출원공보 설명 및 미국 특허 설명 등의 개시는 참조로 여기에 각각 포함된다.
반도체 디바이스 등의 전자 디바이스는 디바이스의 기능/성능 설계가 수행되는 단계, 그 설계 단계에 기초한 레티클이 제조되는 단계, 실리콘 재료로부터 웨이퍼가 제조되는 단계, 상술된 실시형태의 노광 장치 (패턴 형성 장치) 에 의해 웨이퍼 상에 레티클의 패턴이 전사되는 리소그래피 단계, 노광된 웨이퍼가 현상되는 현상 단계, 레지스트가 남아있는 영역 이외의 영역의 노광된 부재가 에칭에 의해 제거되는 에칭 단계, 에칭이 완료된 경우 더이상 필요하지 않은 레지스트가 제거되는 레지스트 제거 단계, (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함하는) 디바이스 조립 단계, 검사 단계 등을 통해 제조된다. 이러한 경우, 리소그래피 단계에서는, 실시형태의 노광 장치를 사용하여 상술된 노광 방법을 실행함으로써 웨이퍼 상에 디바이스 패턴이 형성되기 때문에, 고도로 집적된 디바이스가 양호한 생산성으로 제조될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 이동체 장치는 이동체가 소정 평면을 따라 이동하는 동안 소정 평면에 직교하는 방향에서의 이동체의 위치를 제어하는데 적합하다. 본 발명의 패턴 형성 장치는 웨이퍼 등의 물체에 패턴을 형성하는데 적합하다. 또한, 본 발명의 노광 장치 및 디바이스 제조 방법은 반도체 디바이스 등의 전자 디바이스를 제조하는데 적합하다.

Claims (28)

  1. 실질적으로 소정 평면을 따라 이동하는 이동체를 포함하는 이동체 장치로서,
    상기 이동체 및 상기 이동체의 외부 중 일방에 배치되며, 상기 소정 평면에 평행한 평면 내의 제 1 방향을 길이방향으로 하여, 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 소정 폭을 갖는 반사면; 및
    상기 반사면에 배치된 복수의 계측점에서 상기 소정 평면에 직교하는 제 3 방향에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 장치를 포함하고,
    상기 복수의 계측점의 배치는, 상기 복수의 계측점 중, n 점 (여기서 n 은 2 이상의 정수) 이상이 상기 반사면 상의 상기 소정 폭 내에 위치되고, 상기 이동체가 소정 위치에 있을 때 상기 복수의 계측점 중 n+1 점 이상이 상기 반사면 상의 상기 소정 폭 내에 위치되도록 결정되는, 이동체 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사면은 상기 이동체의 상기 소정 평면에 실질적으로 평행한 면에 배치되는, 이동체 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동체에서, 상기 반사면은 상기 제 2 방향에서 한 쌍으로 이격되어 배치되고,
    상기 이동체가 상기 소정 평면 내의 소정 범위 내에 있을 때, n 점 이상의 계측점들이 항상 상기 반사면의 쌍 중 적어도 일방에 위치되도록, 상기 계측점들의 배치가 결정되는, 이동체 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반사면 상의 상기 소정 폭 내에 위치된 상기 n 점 이상의 계측점, 또는 상기 이동체가 상기 소정 위치에 있을 때 상기 반사면 상의 상기 소정 폭 내에 위치된 상기 n+1 점 이상의 계측점 중, 제 1 계측점에서의 계측 정보를 포함하는 제 1 계측 정보를 우선적으로 사용하여 상기 이동체의 위치 제어를 수행하는 제어 장치를 더 포함하고,
    상기 제어 장치는, 상기 반사면의 상기 소정 폭 내에 위치된 계측점에서의 계측 정보에 이상이 발생한 경우, 상기 이동체의 위치 제어에 우선적으로 사용하는 계측 정보를 상기 제 1 계측점과 상이한 제 2 계측점에서의 계측 정보를 포함하는 제 2 계측 정보로 전환하는, 이동체 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 제 1 계측점에서의 계측 정보에 이상이 발생한 경우, 상기 이동체의 위치 제어에 사용하는 계측 정보를 상기 제 2 계측 정보로 전환하는, 이동체 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 계측 정보 및 상기 제 2 계측 정보의 각각은 복수의 계측점에서의 계측 정보를 포함하는, 이동체 장치.
  7. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 계측 정보 및 상기 제 2 계측 정보의 각각은 하나의 계측점에서의 계측 정보인, 이동체 장치.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측 장치는 계측점에 계측빔을 조사하는 복수의 헤드를 가지며,
    상기 제어 장치는, 계측 정보의 이상이 상기 헤드의 동작 불량에 기인하여 발생하는 경우, 상기 전환을 수행하는, 이동체 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 계측 장치는 계측점에 계측빔들을 조사하는 복수의 헤드를 가지며, 상기 복수의 헤드의 각각은 상이한 계측점들에 상기 계측빔들을 조사하는, 이동체 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 계측점들은 상기 제 2 방향으로 각각 상기 반사면의 상기 소정폭의 반 이하만큼 이격되어 실질적으로 동일한 간격으로 배치되는, 이동체 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 계측 장치는 동일한 계측점에 계측빔을 조사하는 제 1 헤드 및 제 2 헤드를 갖고,
    상기 제 1 헤드로부터 조사된 계측빔의 조사 영역은 상기 제 2 헤드에 의해 조사된 계측빔의 조사 영역과 중첩하지 않고 근접하는, 이동체 장치.
  12. 실질적으로 소정 평면을 따라 이동하는 이동체를 포함하는 이동체 장치로서,
    상기 이동체 및 상기 이동체의 외부 중 일방에 배치되며, 상기 소정 평면에 평행한 평면 내의 제 1 방향을 길이방향으로 하여, 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 소정 폭을 갖는 반사면; 및
    상기 반사면 상에 배치된 복수의 계측점에서 상기 소정 평면에 직교하는 제 3 방향에서의 상기 반사면의 위치 정보를 계측하는 계측 장치를 포함하고,
    상기 계측 장치는 제 1 계측점에 계측빔을 조사하는 제 1 헤드 및 상기 제 1 계측점 또는 그 근방에 계측빔을 조사하는 제 2 헤드를 포함하는 복수의 헤드 세트를 갖는, 이동체 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 반사면은 상기 이동체의 상기 소정 평면에 실질적으로 평행한 면에 배치되는, 이동체 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 헤드 및 상기 제 2 헤드에 의해 상기 계측빔들이 조사되는 계측점들은 각각 소정 폭 마다 실질적으로 동일한 간격으로 배치되는, 이동체 장치.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 계측 장치에 있어서, 상기 제 1 헤드의 계측빔이 조사되는 계측 영역의 적어도 일부가 상기 제 2 헤드의 계측빔이 조사되는 계측 영역의 일부와 중첩하는, 이동체 장치.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 헤드에 의해 발생된 계측 정보를 우선적으로 사용하여 상기 이동체의 위치를 제어하고, 상기 제 1 헤드에 의해 발생된 계측 정보에 이상이 발생하는 경우, 우선적으로 사용되는 계측 정보를 상기 제 1 헤드에 의해 발생된 계측 정보로부터 상기 제 2 헤드에 의해 발생된 계측 정보로 전환하는 제어 장치를 더 포함하는, 이동체 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 헤드들의 동작 불량에 기인하여 계측 정보의 이상이 발생한 경우 상기 전환을 수행하는, 이동체 장치.
  18. 실질적으로 소정 평면을 따라 이동하는 이동체를 포함하는 이동체 장치로서,
    상기 이동체의 이동 범위에 배치된 복수의 계측점에서 상기 소정 평면에 직교하는 방향에서의 상기 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 장치를 포함하며,
    상기 계측 장치는, 상기 이동체가 소정 위치에 위치할 때, 복수의 계측점 중 적어도 하나의 계측점에 계측 빔을 조사함으로써 계측 정보를 생성하는 복수의 헤드를 갖는, 이동체 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 헤드는 상기 이동체에 배치되는, 이동체 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 이동체는 상기 헤드로부터 조사되는 계측빔을 반사하는 반사면을 갖는, 이동체 장치.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 헤드는 상기 이동체가 상기 소정 위치에 있을 때 상기 복수의 계측점 중 동일한 하나의 계측점에 계측빔을 조사하는 제 1 헤드 및 제 2 헤드를 포함하고,
    상기 계측점에서, 상기 제 1 헤드로부터 조사된 계측빔의 조사 영역의 적어도 일부가 상기 제 2 헤드로부터 조사된 계측빔의 조사 영역의 적어도 일부와 중첩하는, 이동체 장치.
  22. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 헤드는 상기 이동체가 상기 소정 위치에 있을 때 상기 복수의 계측점 중 동일한 하나의 계측점에 계측빔을 조사하는 제 1 헤드 및 제 2 헤드를 포함하고,
    상기 계측점에서, 상기 제 1 헤드로부터 조사된 계측빔의 조사 영역이 상기 제 2 헤드로부터 조사된 계측빔의 조사 영역과 중첩하지 않고 근접하는, 이동체 장치.
  23. 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
    상기 동일한 계측점에 계측빔을 조사하는 상기 복수의 헤드 중 상기 제 1 헤드에 의해 발생된 계측 정보를 우선적으로 사용하여 상기 이동체의 위치를 제어하고, 또한, 상기 제 1 헤드에 의해 발생된 계측 정보에 이상이 발생하는 경우, 우선적으로 사용되는 계측 정보를 상기 제 1 헤드에 의해 발생된 계측 정보로부터 상기 복수의 헤드 중 상기 제 2 헤드에 의해 발생된 계측 정보로 전환하는 제어 장치를 더 포함하는, 이동체 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 헤드들의 동작 불량에 기인하여 계측 정보의 이상이 발생한 경우 상기 전환을 수행하는, 이동체 장치.
  25. 물체에 패턴을 형성하는 패턴 형성 장치로서,
    상기 물체에 패턴을 형성하는 패터닝 디바이스, 및
    상기 물체가 이동체 상에 재치되는 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 기재된 이동체 장치를 포함하는, 패턴 형성 장치.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 물체는 감응층 가지며, 상기 패터닝 디바이스는 상기 감응층을 노광함으로써 상기 물체에 패턴을 형성하는, 패턴 형성 장치.
  27. 에너지 빔을 조사함으로써 물체에 패턴을 형성하는 노광 장치로서,
    상기 물체에 상기 에너지 빔을 조사하는 패터닝 디바이스;
    상기 물체가 이동체에 재치되는 제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 기재된 이동체 장치; 및
    상기 이동체를 구동하여 상기 물체를 상기 에너지 빔에 대해 상대적으로 이동시키는 구동기를 포함하는, 노광 장치.
  28. 제 27 항에 기재된 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법.
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