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JP2009049377A - Mobile body driving system, exposure device, method for exposure, and method for manufacturing device - Google Patents

Mobile body driving system, exposure device, method for exposure, and method for manufacturing device Download PDF

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Publication number
JP2009049377A
JP2009049377A JP2008165723A JP2008165723A JP2009049377A JP 2009049377 A JP2009049377 A JP 2009049377A JP 2008165723 A JP2008165723 A JP 2008165723A JP 2008165723 A JP2008165723 A JP 2008165723A JP 2009049377 A JP2009049377 A JP 2009049377A
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JP
Japan
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moving body
measurement
head
heads
wafer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008165723A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuho Kanatani
有歩 金谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control a position of a mobile body (stage) accurately. <P>SOLUTION: A mobile body driving system includes an alignment station ASS and an exposure station ESS. The alignment station ASS has a first measuring system including a plurality of heads 64, 66 disposed in a predefined positional relationship with a first reference point on a first coordinate system and measuring information on a stage position in basis of a measuring value of the heads 64, 66 oppose to the top surface of the stage (e.g. WST2); and aligns a wafer W2 on the stage. The exposure station ESS has a second measuring system including a plurality of heads 65, 68 disposed in a positional relationship with a second reference point on a second coordinate system, which relationship corresponds to the positional relationship between the heads 64, 66 and the first reference point and measuring information on a stage position in basis of a measuring value of the heads 65, 68 oppose to the top surface of the stage; and performs exposure operation to the wafer on the stage. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、移動体駆動システム、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、移動体に保持された物体に異なる処理を行うのに好適な移動体駆動システム及び該移動体駆動システムを備える露光装置、移動体に保持された感応物体上にパターンを形成する露光方法、及び該露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to a moving body drive system, an exposure apparatus, an exposure method, and a device manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a moving body drive system suitable for performing different processes on an object held by the moving body and the moving body. The present invention relates to an exposure apparatus including a driving system, an exposure method for forming a pattern on a sensitive object held by a moving body, and a device manufacturing method using the exposure method.

半導体素子、液晶表示素子等のマイクロデバイス(電子デバイスなど)の大量生産のため、リソグラフィ工程で用いられる、いわゆるステッパ、スキャナなどの露光装置は、高スループットであることが重要である。また、これらの露光装置には、半導体素子の高集積化に伴う、パターンの微細化により、高解像力及び高い重ね合わせ精度も要請されるようになってきた。例えば、高い重ね合わせ精度を実現するためには、ウエハ又はガラスプレートなどの感応基板を保持するステージの高精度な位置計測性能及び位置制御性能が要請される。   In order to mass-produce microdevices (such as electronic devices) such as semiconductor elements and liquid crystal display elements, it is important that exposure apparatuses such as so-called steppers and scanners used in lithography processes have high throughput. Further, these exposure apparatuses have been required to have high resolving power and high overlay accuracy due to the miniaturization of patterns accompanying the high integration of semiconductor elements. For example, in order to realize high overlay accuracy, high-precision position measurement performance and position control performance of a stage that holds a sensitive substrate such as a wafer or a glass plate is required.

そして、半導体素子の高集積化に伴うパターンの微細化により、より高精度なステージの位置制御性が要求されるようになり、今や、レーザ干渉計のビーム路上の雰囲気の温度揺らぎに起因する計測値の短期的な変動が無視できなくなってきた。   And with the miniaturization of patterns accompanying higher integration of semiconductor elements, more precise stage position controllability is required, and now measurements due to temperature fluctuations in the atmosphere on the beam path of laser interferometers are required. Short-term fluctuations in values are no longer negligible.

一方、レーザ干渉計に比べて計測の短期安定性に優れる、ステージの位置計測に使用できる計測装置として、エンコーダがある。従来のエンコーダの計測分解能は、干渉計に比べて劣っていたが、最近になって、計測分解能が、レーザ干渉計と同程度以上のエンコーダが提案されている(例えば、特許文献1等参照)。そこで、ステージの位置計測装置として、エンコーダが注目されるようになり、そのようなエンコーダを採用した露光装置が開発されている。   On the other hand, there is an encoder as a measuring device that is excellent in short-term stability of measurement compared to a laser interferometer and can be used for stage position measurement. The measurement resolution of a conventional encoder is inferior to that of an interferometer, but recently, an encoder having a measurement resolution equal to or higher than that of a laser interferometer has been proposed (for example, see Patent Document 1). . Therefore, an encoder has been attracting attention as a stage position measurement device, and an exposure apparatus employing such an encoder has been developed.

一方、ウエハ上のアライメントマークを検出するアライメント検出系としてオフアクシスアライメント系を用い、該アライメント系を投影光学系から離して配置し、別々の場所で、異なるステージ上に保持されたウエハに対してアライメントと、露光とを、同時並行的に行ってスループットを向上させる、ツインステージタイプの露光装置も提案されている(例えば、特許文献2、3、4等参照)。   On the other hand, an off-axis alignment system is used as an alignment detection system for detecting alignment marks on the wafer, the alignment system is arranged away from the projection optical system, and the wafer held on different stages at different locations. There has also been proposed a twin-stage type exposure apparatus that improves the throughput by performing alignment and exposure simultaneously in parallel (for example, see Patent Documents 2, 3, and 4).

このツインステージタイプの露光装置にも、エンコーダを採用して、ウエハを保持するステージの位置計測精度を向上させ、しかも重ね合わせ精度をも向上させることができることが望ましい。   It is desirable that this twin stage type exposure apparatus also employs an encoder to improve the position measurement accuracy of the stage holding the wafer and to improve the overlay accuracy.

特開2005−308592号公報JP 2005-308592 A 特開平10−163099号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-163099 特開平10−214783号公報JP 10-214783 A 特表2000−505958号公報JP 2000-505958 A

本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第1の観点からすると、物体を保持して移動する移動体と;該移動体の移動を規定する第1座標系上の第1基準点に対して所定の位置関係で配置された複数の第1ヘッドを有し、前記移動体上面に対向する前記第1ヘッドの計測値に基づいて前記移動体の所定方向の位置情報を計測する第1計測システムが設けられ、前記移動体上の物体に対して第1の処理が行われる第1ステーションと;前記移動体の移動を規定する第2座標系上の第2基準点に対して、前記第1基準点に対する前記複数の第1ヘッドの位置関係と対応する位置関係で配置された複数の第2ヘッドを有し、前記移動体上面に対向する前記第2ヘッドの計測値に基づいて前記移動体の前記所定方向の位置情報を計測する第2計測システムが設けられ、前記移動体上の物体に対して第2の処理が行われる第2ステーションとを備える第1の移動体駆動システムである。   The present invention has been made under the circumstances described above. From a first viewpoint, the present invention is a moving body that holds and moves an object; a first on a first coordinate system that defines the movement of the moving body; A plurality of first heads arranged in a predetermined positional relationship with respect to a reference point, and position information of the moving body in a predetermined direction is measured based on a measurement value of the first head facing the upper surface of the moving body. A first station for performing a first process on an object on the moving body; and a second reference point on a second coordinate system defining movement of the moving body A plurality of second heads arranged in a positional relationship corresponding to the positional relationship of the plurality of first heads with respect to the first reference point, and a measurement value of the second head facing the upper surface of the moving body. Measuring position information of the moving body in the predetermined direction based on the first Measurement system is provided, the second processing to the object on the movable body is a first movable body drive system comprising a second station to be performed.

これによれば、第1座標系上の第1基準点に対する複数の第1ヘッドの位置関係と、第2座標系上の第2基準点に対する複数の第2ヘッドの位置関係とが相互に対応することから、第1ステーションにおいて、第1座標系上で移動体が第1基準点に対してある位置関係(第1の位置関係とする)にあるときに、第1計測システムの1つの第1ヘッドが対向する移動体上面の所定領域には、第2ステーションにおいて、第2座標系上で移動体が第2基準点に対して上記第1の位置関係にあるときに、第2計測システムの前記第1ヘッドに対応する第2ヘッドが対向する。従って、移動体上面の所定領域に凹凸、あるいは経時的な変形など、計測の誤差要因があっても、第1ステーションで移動体の所定方向の位置情報を計測する第1計測システムの第1ヘッドの計測値に生じる誤差と、第2ステーションで移動体の所定方向の位置情報を計測する第2計測システムの第2ヘッドの計測値に生じる誤差とはほぼ同一(第1ヘッドと第2ヘッドとの個体差(キャリブレーション誤差を含む)は残存する場合がある)となる。従って、第1、第2ヘッドが対向する移動体上面の計測領域に計測誤差要因の影響を受けることなく、第1ステーションにおいて第1計測システムで計測した移動体の位置情報に基づいて、第2ステーションにおいて第2計測システムを用いて移動体の位置を精度良く管理することが可能になる。   According to this, the positional relationship of the plurality of first heads with respect to the first reference point on the first coordinate system and the positional relationship of the plurality of second heads with respect to the second reference point on the second coordinate system correspond to each other. Therefore, in the first station, when the moving body is in a certain positional relationship (the first positional relationship) with respect to the first reference point on the first coordinate system, In a predetermined area on the upper surface of the moving body facing one head, the second measuring system is in the second station when the moving body is in the first positional relationship with respect to the second reference point on the second coordinate system. A second head corresponding to the first head is opposed. Therefore, the first head of the first measurement system that measures the position information of the moving body in the predetermined direction at the first station even if there is a measurement error factor such as unevenness or deformation over time in a predetermined area on the upper surface of the moving body. And the error generated in the measurement value of the second head of the second measurement system that measures the positional information of the moving body in the predetermined direction at the second station are substantially the same (the first head and the second head). Individual differences (including calibration errors) may remain). Therefore, based on the position information of the moving body measured by the first measurement system in the first station, the measurement area on the upper surface of the moving body facing the first and second heads is not affected by the measurement error factor. It is possible to accurately manage the position of the moving body using the second measurement system in the station.

本発明は、第2の観点からすると、物体を保持して移動する移動体と;該移動体がその移動を規定する第1座標系上で第1基準点に対して所定の位置関係にあるとき、前記移動体上面の一部領域に対向する、前記第1基準点に対する位置関係が固定の第1ヘッドにより、前記移動体の所定方向の位置情報を計測する第1計測システムを有し、前記移動体上の物体に対して第1の処理が行われる第1ステーションと;前記移動体がその移動を規定する第2座標系上で前記第2基準点に対して前記所定の位置関係にあるとき、前記第2基準点に対し、前記第1基準点に対する前記第1ヘッドと同一の位置関係にあり、前記第1ヘッドが対向する領域と同一の前記移動体上面の領域に対向する第2ヘッドにより、前記移動体の所定方向の位置情報を計測する第2計測システムを有し、前記移動体上の物体に対して第2の処理が行われる第2ステーションと;を備える第2の移動体駆動システムである。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a moving body that moves while holding an object; the moving body is in a predetermined positional relationship with respect to a first reference point on a first coordinate system that defines the movement. A first measurement system that measures position information of the movable body in a predetermined direction by a first head that is opposed to a partial region of the upper surface of the movable body and has a fixed positional relationship with respect to the first reference point; A first station where a first process is performed on an object on the moving body; and the predetermined positional relationship with respect to the second reference point on a second coordinate system defining the movement of the moving body. In some cases, the second reference point is in the same positional relationship as the first head with respect to the first reference point, and is opposed to the same region of the upper surface of the moving body as the region facing the first head. The position information of the movable body in a predetermined direction is obtained by two heads. A second movable body drive system comprising: a second measuring system for measuring the second processing to the object on the movable body and the second station is performed.

これによれば、第1ステーションにおいて、移動体が第1座標系上で第1基準点に対して所定の位置関係(第1の位置関係とする)にあるとき、移動体上面の一部領域に対向する第1計測システムの第1ヘッドにより、移動体の所定方向の位置情報が計測される。また、第2ステーションにおいて、移動体が第2座標系上で第2基準点に対して第1の位置関係にあるとき、第2基準点に対し、第1基準点に対する第1ヘッドと同一の位置関係にあり、第1ヘッドが対向する領域と同一の移動体上面の領域に対向する第2計測システムの第2ヘッドにより、移動体の所定方向の位置情報が計測される。従って、移動体上面の一部領域に凹凸、あるいは経時的な変形など、計測の誤差要因があっても、第1ステーションで移動体の所定方向の位置情報を計測する第1計測システムの第1ヘッドの計測値に生じる誤差と、第2ステーションで移動体の所定方向の位置情報を計測する第2計測システムの第2ヘッドの計測値に生じる誤差とはほぼ同一(第1ヘッドと第2ヘッドとの個体差(キャリブレーション誤差を含む)は残存する場合がある)となる。従って、第1、第2ヘッドが対向する移動体上面の計測領域に計測誤差要因の影響を受けることなく、第1ステーションにおいて第1計測システムで計測した移動体の位置情報に基づいて、第2ステーションにおいて第2計測システムを用いて移動体の位置を精度良く管理することが可能になる。   According to this, in the first station, when the moving body is in a predetermined positional relationship (the first positional relationship) with respect to the first reference point on the first coordinate system, a partial region on the upper surface of the moving body. Position information of the moving body in a predetermined direction is measured by the first head of the first measurement system that faces the head. Further, in the second station, when the moving body has the first positional relationship with respect to the second reference point on the second coordinate system, the second head is the same as the first head with respect to the first reference point. Position information of the moving body in a predetermined direction is measured by the second head of the second measurement system that is in a positional relationship and faces the same area of the upper surface of the moving body as the area facing the first head. Accordingly, even if there is a measurement error factor such as unevenness or deformation over time in a partial area on the upper surface of the moving body, the first measurement system of the first measurement system that measures position information of the moving body in a predetermined direction at the first station. The error that occurs in the measurement value of the head is almost the same as the error that occurs in the measurement value of the second head of the second measurement system that measures the positional information of the moving body in the predetermined direction at the second station (the first head and the second head). And individual differences (including calibration errors) may remain). Therefore, based on the position information of the moving body measured by the first measurement system in the first station, the measurement area on the upper surface of the moving body facing the first and second heads is not affected by the measurement error factor. It is possible to accurately manage the position of the moving body using the second measurement system in the station.

本発明は、第3の観点からすると、エネルギビームにより感応物体を露光して、前記感応物体上にパターンを形成する露光装置であって、前記移動体上に前記感応物体が保持される、本発明の第1、第2の移動体駆動システムのいずれかと;前記第1ステーションの前記第1基準点近傍に配置され、前記感応物体上に形成されたマークを検出するマーク検出系と;前記第2ステーションの前記第2基準点近傍に配置され、前記感応物体上に前記エネルギビームを投射する光学系と;を備え、前記第1ステーションでは、前記マーク検出系を用いたマーク検出動作が行われ、前記第2ステーションでは、前記エネルギビームにより前記光学系を介して前記感応物体を露光する露光動作が行われる第1の露光装置である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for exposing a sensitive object with an energy beam to form a pattern on the sensitive object, wherein the sensitive object is held on the movable body. One of the first and second movable body drive systems of the invention; a mark detection system that is disposed in the vicinity of the first reference point of the first station and detects a mark formed on the sensitive object; And an optical system that projects the energy beam onto the sensitive object, the mark detection operation using the mark detection system being performed in the first station. The second station is a first exposure apparatus that performs an exposure operation for exposing the sensitive object through the optical system with the energy beam.

これによれば、第1ステーションでは、マーク検出系を用いたマーク検出動作が行われ、第2ステーションでは、エネルギビームにより光学系を介して感応物体を露光する露光動作が行われる。この場合、本発明の第1、第2の移動体駆動システムのいずれかにより、第1ステーションにおいて第1計測システムで計測した移動体の位置情報に基づいて、第2ステーションにおいて第2計測システムを用いて移動体の位置を精度良く管理することができる。従って、第1ステーションにおいて、マーク検出系を用いたマーク検出動作及びマーク検出動作時に第1計測システムで計測された移動体の位置情報から得られるマークの位置情報に基づいて、第2ステーションにおいて第2計測システムを用いて移動体の位置を制御することで、高精度な露光を行うことが可能となる。   According to this, in the first station, a mark detection operation using a mark detection system is performed, and in the second station, an exposure operation for exposing a sensitive object via an optical system by an energy beam is performed. In this case, based on the position information of the mobile body measured by the first measurement system at the first station, the second measurement system is installed at the second station by either the first or second mobile body drive system of the present invention. It is possible to manage the position of the moving body with high accuracy. Therefore, in the first station, the mark detection operation using the mark detection system and the mark position information obtained from the position information of the moving body measured by the first measurement system during the mark detection operation are performed in the second station. By controlling the position of the moving body using the two measurement system, it becomes possible to perform highly accurate exposure.

本発明は、第4の観点からすると、エネルギビームにより感応物体を露光して、前記感応物体上にパターンを形成する露光装置であって、前記感応物体を保持するとともに、回折格子を有するスケールが設けられる移動体と、前記移動体の移動によって前記スケールが第1ヘッドユニットに対して相対移動される第1計測システムを有し、前記感応物体の計測動作を行う第1ステーションと、前記移動体の移動によって前記スケールが第2ヘッドユニットに対して相対移動される第2計測システムを有し、前記感光物体の露光動作を行う第2ステーションとを備え、前記第1、第2ヘッドユニットは、前記感応物体上の実質的に同一箇所を計測対象と露光対象とするときに計測ビームが照射される前記スケール上の領域が少なくとも一部重複するように設けられる第2の露光装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for exposing a sensitive object with an energy beam to form a pattern on the sensitive object, wherein the scale has a diffraction grating while holding the sensitive object. A movable body provided; a first measurement system in which the scale is moved relative to the first head unit by movement of the movable body; and a first station that performs a measurement operation of the sensitive object; and the movable body A second measuring system in which the scale is moved relative to the second head unit by the movement of the second head unit, and a second station that performs an exposure operation of the photosensitive object, wherein the first and second head units are: At least a part of the area on the scale that is irradiated with the measurement beam when substantially the same location on the sensitive object is to be measured and exposed A second exposure device provided in so that.

本発明は、第5の観点からすると、エネルギビームにより感応物体を露光して、前記感応物体上にパターンを形成する露光方法であって、前記感応物体を保持するとともに、回折格子を有するスケールが設けられる移動体を第1ステーションに配置し、前記移動体の位置情報を第1計測システムで計測しながら前記感応物体の計測動作を行い、前記移動体を前記第1ステーションから第2ステーションに移動し、前記移動体の位置情報を第2計測システムで計測しながら前記感応物体の露光動作を行い、前記感応物体上の実質的に同一箇所を計測対象と露光対象とするときに前記第1計測システムと前記第2計測システムとで計測ビームを照射する前記スケール上の領域が少なくとも一部重複する露光方法である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an exposure method for exposing a sensitive object with an energy beam to form a pattern on the sensitive object, wherein the scale has a diffraction grating while holding the sensitive object. The movable body to be provided is arranged in the first station, the sensitive object is measured while measuring the position information of the movable body with the first measurement system, and the movable body is moved from the first station to the second station. Then, the sensitive object is exposed while measuring the position information of the moving body with the second measurement system, and the first measurement is performed when substantially the same location on the sensitive object is set as the measurement object and the exposure object. In the exposure method, the area on the scale irradiated with the measurement beam by the system and the second measurement system overlaps at least partially.

本発明は、第6の観点からすると、本発明の露光方法を用いて感応物体を露光することと、前記露光した感応物体を現像することを含むデバイス製造方法である。   From a sixth aspect, the present invention is a device manufacturing method including exposing a sensitive object using the exposure method of the present invention and developing the exposed sensitive object.

《第1の実施形態》
以下、本発明の第1実施形態を、図1〜図10に基づいて説明する。図1には、第1の実施形態に係る露光装置10の構成が概略的に示されている。
<< First Embodiment >>
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows a configuration of an exposure apparatus 10 according to the first embodiment.

露光装置10は、レチクルRとウエハW1(又はW2)とを一次元方向に同期移動しつつ、レチクルRに形成された回路パターンを投影光学系PLを介してウエハW1(又はW2)上の複数のショット領域にそれぞれ転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる)である。以下においては、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RとウエハW1(又はW2)とが相対走査される図1における紙面直交方向をY軸方向、Z軸及びY軸に直交する方向をX軸方向とし、Y軸、X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。   The exposure apparatus 10 moves a plurality of circuit patterns formed on the reticle R on the wafer W1 (or W2) via the projection optical system PL while synchronously moving the reticle R and the wafer W1 (or W2) in the one-dimensional direction. A step-and-scan projection exposure apparatus, that is, a so-called scanning stepper (also called a scanner). In the following, the direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL is the Z-axis direction, and the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1 in which the reticle R and the wafer W1 (or W2) are relatively scanned in a plane perpendicular to the Z-axis direction. In the following description, the Y axis direction, the Z axis, and the direction perpendicular to the Y axis are defined as the X axis direction, and the rotation (tilt) directions around the Y axis, the X axis, and the Z axis are defined as the θx, θy, and θz directions, respectively.

露光装置10は、照明光ILによりレチクルRを照明する照明系12、レチクルRが載置されるレチクルステージRST、レチクルRから射出される照明光ILをウエハW1(又はW2)上に投射する投影光学系PL、ウエハW1,W2がそれぞれ載置されるウエハステージWST1、WST2を含むステージ装置20、アライメント系ALG、及び装置全体を統括制御する主制御装置50等を備えている。本実施形態では、アライメント系ALGを中心としてウエハステージWST1、WST2上のウエハに対してアライメント処理が行われるアライメントステーションASSが構成され、投影光学系PLを中心としてウエハステージWST1、WST2上のウエハに対して露光処理が行われる露光ステーションESSが構成されている。   The exposure apparatus 10 projects an illumination system 12 that illuminates the reticle R with illumination light IL, a reticle stage RST on which the reticle R is mounted, and an illumination light IL that is emitted from the reticle R onto the wafer W1 (or W2). An optical system PL, a stage device 20 including wafer stages WST1 and WST2 on which wafers W1 and W2 are respectively mounted, an alignment system ALG, and a main controller 50 that performs overall control of the entire device are provided. In the present embodiment, an alignment station ASS is configured that performs alignment processing on wafers on wafer stages WST1 and WST2 with alignment system ALG as the center, and on wafers on wafer stages WST1 and WST2 with projection optical system PL as the center. An exposure station ESS that performs exposure processing is configured.

照明系12は、光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り(マスングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる)で規定される矩形又は円弧状の照明領域IARに照明光ILを照射し、回路パターンが形成されたレチクルRを均一な照度で照明する。照明系12と同様の照明系は、例えば特開2001−313250号公報(対応する米国特許出願公開第2003/0025890号明細書)などに開示されている。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 12 includes a light source and an illumination optical system, and irradiates the illumination light IL to a rectangular or arcuate illumination area IAR defined by a field stop (also called a massing blade or a reticle blind) disposed therein. The reticle R on which the circuit pattern is formed is illuminated with uniform illuminance. An illumination system similar to the illumination system 12 is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-313250 (corresponding US Patent Application Publication No. 2003/0025890). 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、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、レチクルステージ駆動系22によって、Y軸方向、X軸方向及びθz方向に微少駆動可能であるとともに、不図示のレチクルステージベースの上面に沿って所定の走査方向(Y軸方向)に指定された走査速度で駆動可能である。なお、レチクルステージ駆動系22は、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする機構であるが、図1では図示の便宜上から単なるブロックとして示されている。なお、レチクルステージRSTとしては、Y軸方向に一次元駆動する粗動ステージと、該粗動ステージに対してレチクルRを少なくとも3自由度方向(Y軸方向、X軸方向、及びθz方向)に微小駆動可能な微動ステージと、を有する粗微動構造のステージを採用しても勿論良い。   On reticle stage RST, reticle R is fixed, for example, by vacuum suction. Reticle stage RST can be slightly driven by reticle stage drive system 22 in the Y-axis direction, X-axis direction, and θz direction, and in a predetermined scanning direction (Y-axis direction) along the upper surface of a reticle stage base (not shown). It is possible to drive at the scanning speed specified in. The reticle stage drive system 22 is a mechanism using a linear motor, a voice coil motor or the like as a drive source, but is shown as a simple block in FIG. 1 for convenience of illustration. The reticle stage RST includes a coarse movement stage that is driven one-dimensionally in the Y-axis direction, and the reticle R in at least three degrees of freedom (Y-axis direction, X-axis direction, and θz direction) with respect to the coarse movement stage. Of course, a coarse and finely movable stage having a finely movable stage capable of being finely driven may be employed.

レチクルステージRSTのXY平面内の位置(θz方向の位置(θz回転量)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)16によって、レチクルステージRST端部に形成された(又は設けられた)反射面を介して、例えば0.15nm程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計16からのレチクルステージRSTの位置情報(θz回転量(ヨーイング量)などの回転情報を含む)は主制御装置50に供給される。主制御装置50は、レチクルステージRSTの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動系22を介してレチクルステージRSTを駆動する。   The position in the XY plane of the reticle stage RST (including the position in the θz direction (θz rotation amount)) is formed at the end of the reticle stage RST by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 16. It is always detected with a resolution of, for example, about 0.15 nm through the (or provided) reflecting surface. Position information (including rotation information such as the θz rotation amount (yaw amount)) of reticle stage RST from reticle interferometer 16 is supplied to main controller 50. Main controller 50 drives reticle stage RST via reticle stage drive system 22 based on the position information of reticle stage RST.

投影光学系PLとしては、Z軸方向に平行な光軸AXに沿って配置された複数のレンズ(レンズエレメント)を含む屈折光学系が用いられている。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β(βは、例えば1/4あるいは1/5)を有する。このため、レチクルRに照明系12から照明光ILが照射されると、レチクルR上に形成された回路パターン領域のうちの照明光ILによって照明された部分からの結像光束が投影光学系PLに入射し、その照明光ILの照射領域(前述の照明領域IAR)内の回路パターンの像(部分倒立像)が投影光学系PLの像面側の視野の中央にX軸方向に細長いスリット状(又は矩形状(多角形))に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系PLの結像面に配置されたウエハW1又はW2上の複数のショット領域のうちの1つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。   As projection optical system PL, a refractive optical system including a plurality of lenses (lens elements) arranged along optical axis AX parallel to the Z-axis direction is used. The projection optical system PL is, for example, telecentric on both sides and has a predetermined projection magnification β (β is, for example, 1/4 or 1/5). For this reason, when the illumination light IL is irradiated onto the reticle R from the illumination system 12, the imaging light flux from the portion illuminated by the illumination light IL in the circuit pattern region formed on the reticle R is projected into the projection optical system PL. The image (partial inverted image) of the circuit pattern in the irradiation area of the illumination light IL (the above-described illumination area IAR) is a slit shape elongated in the X-axis direction at the center of the field on the image plane side of the projection optical system PL. The image is limited (or rectangular (polygonal)). As a result, the partially inverted image of the projected circuit pattern is reduced and transferred to the resist layer on the surface of one shot area of the plurality of shot areas on the wafer W1 or W2 arranged on the imaging plane of the projection optical system PL. Is done.

アライメント系ALGは、オフアクシス方式のアライメント系であり、投影光学系PLの−X側に、投影光学系PLの光軸AXより所定距離だけ離れた位置に設置されている。   The alignment system ALG is an off-axis alignment system, and is installed on the −X side of the projection optical system PL at a position away from the optical axis AX of the projection optical system PL by a predetermined distance.

アライメント系ALGとしては、本実施形態では、画像処理方式のアライメントセンサの一種であるFIA(Field Image Alignment)系が用いられている。このアライメント系ALGは、光源(例えばハロゲンランプ)及び結像光学系、検出基準となる指標が形成された指標板、及び撮像素子(CCD)等を含んで構成されている。このアライメント系ALGでは、検出基準点である指標の中心を基準とするマークの位置(指標の中心に対するマークの位置ずれ量)を計測する。   In this embodiment, an FIA (Field Image Alignment) system, which is a kind of image processing type alignment sensor, is used as the alignment system ALG. The alignment system ALG includes a light source (for example, a halogen lamp) and an imaging optical system, an index plate on which an index serving as a detection reference is formed, an image sensor (CCD), and the like. In this alignment system ALG, the position of the mark (the amount of misalignment of the mark with respect to the center of the index) is measured based on the center of the index that is the detection reference point.

本実施形態では、アライメント系ALGは、ウエハステージWST1,WST2上に保持されたウエハ上のアライメントマーク、及びウエハステージWST1,WST2上の基準マーク板FM1,FM2(図2参照)上に形成された第1基準マークの位置(XY座標値)の計測等に用いられる。   In this embodiment, alignment system ALG is formed on alignment marks on the wafer held on wafer stages WST1 and WST2 and on reference mark plates FM1 and FM2 (see FIG. 2) on wafer stages WST1 and WST2. This is used for measuring the position (XY coordinate value) of the first reference mark.

ステージ装置20は、投影光学系PLの図1における下方に配置されたステージベースSB、ステージベースSBの上方で独立してXY平面内で移動するウエハステージWST1,WST2、及びウエハステージWST1,WST2を駆動するウエハステージ駆動系、並びにウエハステージWST1、WST2の位置を計測する計測システム等を備えている。   The stage apparatus 20 includes a stage base SB disposed below the projection optical system PL in FIG. 1, wafer stages WST1 and WST2 that move independently in the XY plane above the stage base SB, and wafer stages WST1 and WST2. A wafer stage drive system for driving and a measurement system for measuring the positions of wafer stages WST1 and WST2 are provided.

ステージベースSBは、長方形板状の定盤から成り(図2参照)、床面F上で複数(例えば3つ)の防振ユニット91(但し、図1における紙面奥側の防振ユニットは不図示)を介して略水平(XY平面に平行)に支持されている。この場合、複数の防振ユニット91によって、床面FからステージベースSBに伝達される微振動(暗振動)が、効果的に絶縁されている。なお、各防振ユニット91として、振動センサの出力に基づいてステージベースSBを積極的に制振する、いわゆるアクティブ防振装置を用いることも可能である。   The stage base SB is formed of a rectangular plate-shaped surface plate (see FIG. 2), and a plurality of (for example, three) vibration isolation units 91 on the floor surface F (however, the vibration isolation units on the back side in FIG. 1 are not used). And is supported substantially horizontally (parallel to the XY plane). In this case, the fine vibration (dark vibration) transmitted from the floor surface F to the stage base SB is effectively insulated by the plurality of vibration isolation units 91. As each vibration isolation unit 91, a so-called active vibration isolation device that actively suppresses the stage base SB based on the output of the vibration sensor can be used.

図2には、ステージ装置20(計測システムを除く)が、平面図にて概略的に示されている。なお、図2には、投影光学系PL及びアライメント系ALGが二点鎖線(仮想線)にて併せて示されている。図2に示されるように、ステージ定盤SB上面には、一対のX軸リニアガイド83X1,83X2が、Y軸方向に所定間隔隔ててX軸方向にそれぞれ延設されている。 FIG. 2 schematically shows the stage apparatus 20 (except for the measurement system) in a plan view. In FIG. 2, the projection optical system PL and the alignment system ALG are shown together with a two-dot chain line (virtual line). As shown in FIG. 2, a pair of X-axis linear guides 83X 1 and 83X 2 extend in the X-axis direction at a predetermined interval in the Y-axis direction on the upper surface of the stage surface plate SB.

X軸リニアガイド83X1、83Xには、X軸リニアガイド83Xと83X2のそれぞれとともにムービングマグネット型又はムービングコイル型のXリニアモータをそれぞれ構成する、各一対のX軸スライダ84X1,85X1、及び84X2、85Xがそれぞれ不図示の気体静圧軸受などを介して非接触で係合されている。以下では、上記各Xリニアモータを、それぞれの可動子を構成するX軸スライダ84X1,85X1、84X,85X2と同一の符号を用いて、適宜、Xリニアモータ84X1,85X1、84X,85X2と呼ぶものとする。 X-axis linear guides 83X 1, the 83X 2, X-axis linear guides 83X 1 and 83X respectively constituting the X linear motor of the moving magnet type or the moving coil type with each of the two, each pair of X-axis slider 84X 1, 85X 1 , 84X 2 , and 85X 2 are engaged with each other in a non-contact manner through a static gas bearing (not shown). Hereinafter, the respective X linear motor, with each of the X-axis slider 84X 1 constituting the mover, 85X 1, 84X 2, 85X 2 same reference numerals and, as appropriate, X linear motors 84X 1, 85X 1, 84X 2 and 85X 2 shall be called.

X軸スライダ84X1、84X2は、Y軸方向に延びるY軸リニアガイド72Yの長手方向の一端部と他端部とにそれぞれ固定されている。同様に、X軸スライダ85X1、85X2は、Y軸方向に延びるY軸リニアガイド74Yの長手方向の一端部と他端部とにそれぞれ固定されている。 The X-axis sliders 84X 1 and 84X 2 are respectively fixed to one end and the other end in the longitudinal direction of the Y-axis linear guide 72Y extending in the Y-axis direction. Similarly, the X-axis sliders 85X 1 and 85X 2 are fixed to one end and the other end of the Y-axis linear guide 74Y extending in the Y-axis direction, respectively.

Y軸リニアガイド72Y、74Yには、断面矩形枠状の形状を有するY軸スライダ73Y、75Yが、それぞれ、その4面(上下面及び両側面)を取り囲む状態で、かつ不図示の気体静圧軸受を介して非接触で設けられている。Y軸スライダ73Y、75Yのそれぞれと、これらに非接触で設けられたY軸リニアガイド72Y、74Yとによって、ムービングマグネット型又はムービングコイル型のYリニアモータがそれぞれ構成されている。以下では、これらのYリニアモータをその可動子であるY軸スライダと同一の符号を用いてYリニアモータ73Y、75Yとも呼ぶものとする。   In the Y-axis linear guides 72Y and 74Y, Y-axis sliders 73Y and 75Y each having a rectangular cross-sectional shape surround the four surfaces (upper and lower surfaces and both side surfaces), respectively, and a static gas pressure (not shown) It is provided in a non-contact manner via a bearing. Each of the Y-axis sliders 73Y and 75Y and the Y-axis linear guides 72Y and 74Y provided in a non-contact manner with each other constitute a moving magnet type or moving coil type Y linear motor. Hereinafter, these Y linear motors are also referred to as Y linear motors 73Y and 75Y using the same reference numerals as those of the Y-axis slider that is the movable element.

Y軸スライダ73Yの+X側の側面、Y軸スライダ75Yの−X側の側面には、不図示の取り付け部材を介してX軸方向に延びる固定子群を含むフォーク部671、672が、片持ち支持状態でそれぞれ固定されている。 On the side surface on the + X side of the Y-axis slider 73Y and the side surface on the −X side of the Y-axis slider 75Y, fork portions 67 1 and 67 2 including a stator group extending in the X-axis direction via an attachment member (not shown) Each is fixed in a cantilevered state.

これをさらに詳述すると、フォーク部671は672は、それぞれ、固定子群の他、ガイド棒を含む。固定子群は、一例として、それぞれ電機子コイルを有する、Y軸固定子、3つのX軸固定子及び2つのZ軸固定子を含む。3つのX軸固定子のうち、2つのX軸固定子は、同一のY位置(Y軸方向の位置)にZ軸方向に離れて上下に配置されている。これら2つのX軸固定子と残りのX軸固定子とは、Y軸方向に離れて配置されている。2つのZ軸固定子は、Y軸方向に離れて配置されている。 More specifically, the fork portions 67 1 and 67 2 each include a guide bar in addition to the stator group. As an example, the stator group includes a Y-axis stator, three X-axis stators, and two Z-axis stators each having an armature coil. Of the three X-axis stators, the two X-axis stators are vertically arranged apart from each other in the Z-axis direction at the same Y position (position in the Y-axis direction). These two X-axis stators and the remaining X-axis stators are arranged apart from each other in the Y-axis direction. The two Z-axis stators are arranged away from each other in the Y-axis direction.

ウエハステージWST1、WST2は、それぞれ、YZ断面略T字状のウエハステージ本体と、該ウエハステージ本体に所定の位置関係でかつ一体的に固定された可動子群とを備え、全体として概略直方体状の形状を有している。可動子群は、前述の固定子群に対応して、Y軸可動子、3つのX軸可動子及び2つのZ軸可動子を含む。これらの各可動子は、各ウエハステージ本体に形成された貫通状態の開口部の内部にそれぞれ設けられ、各開口の内部にそれぞれ対応する固定子が挿入され、各可動子と対応する固定子とによって、それぞれムービングマグネット型のリニアモータ又はボイスコイルモータが構成されている。この場合、3つのXリニアモータと、2つのZ軸ボイスコイルモータと、1つのY軸ボイスコイルモータとが構成される。これら各6つのモータにより、ウエハステージWST1,WST2は、フォーク部671又は672に対して、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向、及びθz方向の6自由度方向に駆動可能である。また、ステージ本体には、ガイド棒が非接触で挿入される貫通孔が形成されている。各ガイド棒は、前記取り付け部材にその長手方向一端が接続された角柱状部材から成り、その長手方向他端部(先端部)近傍には、複数の静電容量センサ(センサ群)が埋め込まれている。このセンサ群により、ウエハステージWST1,WST2とフォーク部671又は672とのX軸方向を除く5自由度方向の相対位置を計測することが可能である。 Wafer stages WST1 and WST2 each include a wafer stage body having a substantially T-shaped YZ cross section, and a mover group fixed integrally with the wafer stage body in a predetermined positional relationship. It has the shape of The mover group includes a Y-axis mover, three X-axis movers, and two Z-axis movers corresponding to the above-described stator group. Each of these movers is provided inside a through-hole opening formed in each wafer stage body, and a corresponding stator is inserted into each opening, and each mover is associated with a corresponding stator. Thus, a moving magnet type linear motor or a voice coil motor is configured. In this case, three X linear motors, two Z-axis voice coil motors, and one Y-axis voice coil motor are configured. With these six motors, wafer stage WST1 and WST2 have six degrees of freedom in the X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction, θx direction, θy direction, and θz direction with respect to fork portion 67 1 or 67 2 . It can be driven in the direction. The stage body is formed with a through-hole into which the guide bar is inserted without contact. Each guide bar is composed of a prismatic member whose one end in the longitudinal direction is connected to the mounting member, and a plurality of capacitance sensors (sensor groups) are embedded in the vicinity of the other end (tip) in the longitudinal direction. ing. With this sensor group, it is possible to measure the relative positions of the wafer stages WST1 and WST2 and the fork portions 67 1 or 67 2 in the direction of five degrees of freedom excluding the X-axis direction.

なお、上記フォーク部671、672及びこれらのフォーク部に対応するウエハステージの構成については、例えば特開2003−196949号公報に詳細に開示されている。 The configuration of the fork portions 67 1 and 67 2 and the wafer stage corresponding to these fork portions is disclosed in detail in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-196949.

なお、上述の如く、本実施形態では、上記3つのXリニアモータの発生する駆動力により、ウエハステージWST1又はWST2をフォーク部671又は672に対してX軸方向に駆動することができるが、例えばショット間ステッピング時などには、これらのXリニアモータは、ウエハステージWST1のX軸方向の微小駆動用に用いられ、ウエハステージWST1、WST2のX軸方向に関する粗動には、前述のXリニアモータ84X1、84X2が用いられる。 As described above, in this embodiment, the wafer stage WST1 or WST2 can be driven in the X-axis direction with respect to the fork portion 67 1 or 67 2 by the driving force generated by the three X linear motors. For example, at the time of stepping between shots, these X linear motors are used for fine driving of wafer stage WST1 in the X-axis direction. For coarse movement of wafer stages WST1 and WST2 in the X-axis direction, the above-mentioned X linear motor is used. Linear motors 84X 1 and 84X 2 are used.

本実施形態では、上述したXリニアモータ84X1,84X2,85X1,85X2,及びYリニアモータ73Y,75Y、並びにフォーク部671,672の固定子群とウエハステージWST1、WST2の可動子群とによって構成される2つの6自由度駆動機構とによって、ウエハステージWST1、WST2を駆動するウエハステージ駆動系80(図4参照)が構成されている。 In the present embodiment, the above-described X linear motors 84X 1 , 84X 2 , 85X 1 , 85X 2 , Y linear motors 73Y, 75Y, and stator groups of fork portions 67 1 , 67 2 and wafer stages WST1, WST2 are movable. Wafer stage drive system 80 (see FIG. 4) for driving wafer stages WST1 and WST2 is constituted by two 6-degree-of-freedom drive mechanisms constituted by the child groups.

ウエハステージWST2の上面(+Z側の面)には、図3に示されるように、X軸方向の両端部に、Y軸方向を周期方向とする所定ピッチの格子が形成されたYスケール39Y1、39Y2がそれぞれ設けられている。Yスケール39Y1、39Y2は、ウエハステージWST2の中心を通るY軸に平行な直線に関して、対称に配置され、かつそれぞれの格子を形成する格子線も、その直線に関してほぼ対称な配置で形成されている。 On the upper surface (surface on the + Z side) of wafer stage WST2, as shown in FIG. 3, Y scale 39Y 1 in which a lattice having a predetermined pitch with the Y axis direction as a periodic direction is formed at both ends in the X axis direction. , 39Y 2 are provided. Y scales 39Y 1 and 39Y 2 are arranged symmetrically with respect to a straight line parallel to the Y axis passing through the center of wafer stage WST2, and the lattice lines forming the respective lattices are also formed in an almost symmetrical arrangement with respect to the straight line. ing.

また、ウエハステージWST2の上面には、Y軸方向の両端部に、Yスケール39Y1、39Y2によってそれぞれ挟まれる状態で、X軸方向を周期方向とする所定ピッチの格子が形成されたXスケール39X1、39X2がそれぞれ設けられている。Xスケール39X1、39X2は、ウエハステージWST2の中心を通るX軸に平行な直線に関して、対称に配置され、かつそれぞれの格子を形成する格子線も、その直線に関してほぼ対称な配置で形成されている。 In addition, on the upper surface of wafer stage WST2, an X scale is formed with a grating having a predetermined pitch with the X axis direction as a periodic direction, sandwiched between Y scales 39Y 1 and 39Y 2 at both ends in the Y axis direction. 39X 1 and 39X 2 are provided. X scales 39X 1 and 39X 2 are arranged symmetrically with respect to a straight line that passes through the center of wafer stage WST2 and is parallel to the X axis, and the lattice lines forming the respective lattices are also formed in an almost symmetrical arrangement with respect to the straight line. ing.

また、ウエハステージWST2上面の、Yスケール39Y1、39Y2及びXスケール39X1、39X2で囲まれる中央の領域には、その中心がウエハステージWST2の中心にほぼ一致する状態で、不図示のウエハホルダによって、ウエハW2が吸着保持されている。 Further, in the central region surrounded by Y scales 39Y 1 and 39Y 2 and X scales 39X 1 and 39X 2 on the upper surface of wafer stage WST2, the center thereof is not shown in the state of being substantially coincident with the center of wafer stage WST2. The wafer W2 is sucked and held by the wafer holder.

ウエハステージWST1は、ウエハステージWST2と同一の素材により同一の大きさ、形状に形成されている。ウエハステージWST1の上面(+Z側の面)には、図3に示されるように、ウエハステージWST2上の4つのスケールと同様の配置で、Yスケール39Y3、39Y4及びXスケール39X3、39X4が設けられている。また、ウエハステージWST1上面の、Yスケール39Y3、39Y4及びXスケール39X3、39X4で囲まれる中央の領域には、その中心がウエハステージWST1の中心にほぼ一致する状態で、不図示のウエハホルダによって、ウエハW1が吸着保持されている。 Wafer stage WST1 is formed of the same material and the same size and shape as wafer stage WST2. As shown in FIG. 3, Y scales 39Y 3 and 39Y 4 and X scales 39X 3 and 39X are arranged on the upper surface (+ Z side surface) of wafer stage WST1 in the same arrangement as the four scales on wafer stage WST2. 4 is provided. Further, in the central region surrounded by the Y scales 39Y 3 and 39Y 4 and the X scales 39X 3 and 39X 4 on the upper surface of the wafer stage WST1, the center thereof substantially coincides with the center of the wafer stage WST1 (not shown). The wafer W1 is sucked and held by the wafer holder.

ウエハステージWST1、WST2それぞれの上面には、図2に示されるように、それぞれの中心に対して同一の位置関係となる位置に、基準マーク板FM1、FM2が固定されている。基準マーク板FM1、FM2の表面には、図示は省略されているが、同一の位置関係で第1基準マークと、一対の第2基準マークとが、それぞれ形成されている。   As shown in FIG. 2, fiducial mark plates FM1 and FM2 are fixed to the upper surfaces of wafer stages WST1 and WST2 at the same positional relationship with respect to the respective centers. Although not shown, the first reference mark and the pair of second reference marks are formed on the surfaces of the reference mark plates FM1 and FM2, respectively, with the same positional relationship.

上述の8つのスケールに対応して、本実施形態では、図1及び図3に示されるように、投影光学系PLの下端面とほぼ一致するXY平面に平行な面上に、8つのヘッドユニット62A〜62Hが配置されている。ヘッドユニット62A〜62Dは、実際には、支持部材を介して、アライメント系ALG及び投影ユニットPUを保持するメインフレームに吊り下げ状態で固定されている。   Corresponding to the eight scales described above, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, eight head units are provided on a plane parallel to the XY plane that substantially coincides with the lower end surface of the projection optical system PL. 62A to 62H are arranged. The head units 62A to 62D are actually fixed in a suspended state to a main frame that holds the alignment system ALG and the projection unit PU via a support member.

ヘッドユニット62A、62Cは、アライメント系ALGの−Y側、+Y側にそれぞれY軸方向を長手方向として、かつアライメント系ALGの検出中心に関して対称に配置されている。また、ヘッドユニット62B、62Dは、アライメント系ALGの−X側、+X側にそれぞれX軸方向を長手方向として、かつアライメント系ALGの検出中心に関して対称に配置されている。すなわち、ヘッドユニット62A〜62Dは、アライメント系ALGの検出中心を中心として、十字状に配置されている。   The head units 62A and 62C are arranged symmetrically with respect to the detection center of the alignment system ALG with the Y-axis direction as the longitudinal direction on the −Y side and + Y side of the alignment system ALG, respectively. The head units 62B and 62D are arranged symmetrically with respect to the detection center of the alignment system ALG with the X-axis direction as the longitudinal direction on the −X side and + X side of the alignment system ALG. That is, the head units 62A to 62D are arranged in a cross shape with the detection center of the alignment system ALG as the center.

ヘッドユニット62A、62Cは、図3に示されるように、アライメント系ALGの検出中心を通るY軸に平行な直線(基準軸)LV1上に所定間隔で配置された複数(ここでは5個)のXヘッド64を備えている。ヘッドユニット62Aは、前述のXスケール39X1又は39X3を用いて、ウエハステージWST2又はWST1のX軸方向の位置(X位置)を計測する多眼(ここでは、5眼)のXリニアエンコーダ(以下、適宜「Xエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する)70A(図4参照)を構成する。同様に、ヘッドユニット62Cは、前述のXスケール39X2又は39X4を用いて、ウエハステージWST2又はWST1のX位置を計測する多眼(ここでは、5眼)のXリニアエンコーダ70C(図4参照)を構成する。 As shown in FIG. 3, the head units 62A and 62C are a plurality (five here) of five units arranged at predetermined intervals on a straight line (reference axis) LV1 parallel to the Y axis passing through the detection center of the alignment system ALG. An X head 64 is provided. The head unit 62A uses the above-described X scale 39X 1 or 39X 3 to measure the position (X position) of the wafer stage WST2 or WST1 in the X-axis direction (here, five eyes) X linear encoder ( Hereinafter, 70A (refer to FIG. 4) is configured as abbreviated as “X encoder” or “encoder” as appropriate. Similarly, the head unit 62C uses the above-described X scale 39X 2 or 39X 4 to measure the X position of the wafer stage WST2 or WST1, and is a multi-lens (here, 5 eyes) X linear encoder 70C (see FIG. 4). ).

ヘッドユニット62B及び62Dは、図3に示されるように、基準軸LV1に関して対称で、投影光学系PLの光軸AXとアライメント系ALGの検出中心とを通る、X軸に平行な直線(基準軸)LH上に所定間隔で配置された複数、ここでは5個のYヘッド66をそれぞれ備えている。ヘッドユニット62Bは、前述のYスケール39Y1又は39Y3を用いて、ウエハステージWST2又はWST1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(以下、適宜「Yエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する)70B(図4参照)を構成する。また、ヘッドユニット62Bは、基準軸LHを挟んで一側と他側に位置する、基準軸LHに平行な2本の直線上にそれぞれ沿って且つ所定間隔で配置された複数(ここでは各5個、合計で10個)のZセンサのヘッド(以下、Zヘッドと記述する)71i,j(i=1,2、j=1,2,……,5)を備えている。この場合、対を成すZヘッド711,j、712,jは、上記基準軸LHに関して対称に、かつYヘッド66をそれぞれ挟んで配置されている。各Zヘッド71i,jとしては、ウエハステージWST2又はWST1に対し上方から光を照射し、その反射光を受光してその光の照射点におけるウエハステージ表面のZ軸方向の位置情報を計測するセンサ、一例としてCDドライブ装置などで用いられる光ピックアップのような構成の光学式の変位センサ(光学ピックアップ方式のセンサ)が用いられている。 As shown in FIG. 3, the head units 62B and 62D are symmetrical with respect to the reference axis LV1 and pass through the optical axis AX of the projection optical system PL and the detection center of the alignment system ALG and are parallel to the X axis (reference axis). ) A plurality of (here, five) Y heads 66 arranged at predetermined intervals on the LH are provided. The head unit 62B uses the above-described Y scale 39Y 1 or 39Y 3 to measure the Y position of the wafer stage WST2 or WST1, and is a multi-lens (here, 5 eyes) Y linear encoder (hereinafter referred to as “Y encoder” as appropriate). Or 70B (refer to FIG. 4). The head unit 62B includes a plurality of (here, 5 each) arranged at predetermined intervals along two straight lines parallel to the reference axis LH, which are located on one side and the other side across the reference axis LH. 10 (total 10) Z sensor heads (hereinafter referred to as Z heads) 71 i, j (i = 1, 2, j = 1, 2,..., 5). In this case, the Z heads 71 1, j and 71 2, j forming a pair are arranged symmetrically with respect to the reference axis LH and sandwiching the Y head 66 therebetween. Each Z head 71 i, j irradiates wafer stage WST2 or WST1 from above, receives the reflected light, and measures position information in the Z-axis direction of the wafer stage surface at the light irradiation point. An optical displacement sensor (an optical pickup type sensor) having a configuration like an optical pickup used in a sensor, for example, a CD drive device or the like is used.

また、ヘッドユニット62Dは、前述のYスケール39Y2又は39Y4を用いてウエハステージWST2又はWST1のY位置を計測する、多眼(ここでは5眼)の例えば回折干渉方式のYリニアエンコーダ70D(図4参照)を構成する。また、ヘッドユニット62Dは、基準軸LV1に関して、前述の5対のZヘッド71i,jと対称に配置された5対のZヘッド77i,j(i=1,2、j=1,2,……,5)を備えている。この場合、対を成すZヘッド771,j、772,jは、上記基準軸LHに関して対称に、かつYヘッド66をそれぞれ挟んで配置されている。各Zヘッド77i,jとしては、前述の光学ピックアップ方式のセンサが用いられている。 The head unit 62D measures the Y position of the wafer stage WST2 or WST1 using the Y scale 39Y 2 or 39Y 4 described above, and is a multi-lens (here, five eyes) Y linear encoder 70D (for example, diffraction interference type). (See FIG. 4). The head unit 62D includes five pairs of Z heads 77 i, j (i = 1, 2, j = 1, 2) arranged symmetrically with respect to the five pairs of Z heads 71 i, j described above with respect to the reference axis LV1. , ..., 5). In this case, the paired Z heads 77 1, j and 77 2, j are arranged symmetrically with respect to the reference axis LH and sandwiching the Y head 66 therebetween. As each Z head 77 i, j , the above-described optical pickup type sensor is used.

本実施形態では、Xヘッド64、Yヘッド66として、例えば回折干渉方式のエンコーダヘッドが用いられ、ヘッドユニット62A〜62Dに属する各ヘッドによって、回折干渉方式のリニアエンコーダ70A〜70Dが構成されている。   In this embodiment, as the X head 64 and the Y head 66, for example, diffraction interference type encoder heads are used, and diffraction interference type linear encoders 70A to 70D are configured by the heads belonging to the head units 62A to 62D. .

本実施形態では、ヘッドユニット62A、62Cの各Xヘッドと、ヘッドユニット62B、62Dの各Yヘッドとによって、ウエハステージWST1,WST2のXY平面内の移動を規定する、アライメント系ALGの検出中心を原点とする2次元座標系(以下、第1座標系と呼ぶ)が構成されている。また、ヘッドユニット62A〜62Dにより、前述したアライメントステーションASSで、Xヘッド、Yヘッド及びZヘッドを用いてウエハステージWST1,WST2の位置情報を計測する第1計測システムが構成されている。   In the present embodiment, the detection center of the alignment system ALG that regulates the movement of the wafer stages WST1 and WST2 in the XY plane by the X heads of the head units 62A and 62C and the Y heads of the head units 62B and 62D. A two-dimensional coordinate system (hereinafter referred to as a first coordinate system) is set as the origin. Further, the head units 62A to 62D constitute a first measurement system that measures positional information of the wafer stages WST1 and WST2 using the X head, the Y head, and the Z head at the alignment station ASS described above.

ヘッドユニット62E〜62Hは、投影光学系PLの光軸AXに対し、アライメント系ALGの検出中心に対する前述のヘッドユニット62A〜62Dの位置関係と同様の位置関係となるような配置で設けられている。すなわち、ヘッドユニット62E〜62Hは、投影光学系PLの光軸AXを中心として、十字状に配置されている。   The head units 62E to 62H are provided in such an arrangement that the positional relationship is the same as the positional relationship of the head units 62A to 62D with respect to the detection center of the alignment system ALG with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL. . That is, the head units 62E to 62H are arranged in a cross shape around the optical axis AX of the projection optical system PL.

ヘッドユニット62E、62Gは、図3に示されるように、前述のヘッドユニット62A、62Cとそれぞれ同様に構成されている。すなわち、ヘッドユニット62E、62Gは、投影光学系PLの光軸AXを通るY軸に平行な直線(基準軸)LV2上に所定間隔で配置された複数(ここでは5個)のXヘッド65をそれぞれ備えている。ヘッドユニット62Eは、前述のXスケール39X3又は39X1を用いて、ウエハステージWST1又はWST2のX位置を計測する多眼(ここでは、5眼)のXエンコーダ70E(図4参照)を構成する。同様に、ヘッドユニット62Gは、前述のXスケール39X4又は39X2を用いて、ウエハステージWST1又はWST2のX位置を計測する多眼(ここでは、5眼)のXリニアエンコーダ70G(図4参照)を構成する。 As shown in FIG. 3, the head units 62E and 62G are configured in the same manner as the head units 62A and 62C, respectively. That is, the head units 62E and 62G include a plurality (here, five) of X heads 65 arranged at predetermined intervals on a straight line (reference axis) LV2 parallel to the Y axis passing through the optical axis AX of the projection optical system PL. Each has. The head unit 62E constitutes a multi-lens (here, 5 eyes) X encoder 70E (see FIG. 4) that measures the X position of the wafer stage WST1 or WST2 using the X scale 39X 3 or 39X 1 described above. . Similarly, the head unit 62G uses the above-described X scale 39X 4 or 39X 2 to measure the X position of the wafer stage WST1 or WST2, and a multi-lens (here, 5 eyes) X linear encoder 70G (see FIG. 4). ).

ヘッドユニット62F及び62Hは、図3に示されるように、前述のヘッドユニット62B、62Dとそれぞれ同様に構成されている。ヘッドユニット62F及び62Hは、前述の基準軸LH上に所定間隔で配置された複数、ここでは5個のYヘッド68をそれぞれ備えている。ヘッドユニット62Fは、前述のYスケール39Y3又は39Y1を用いて、ウエハステージWST1又はWST2のY位置を計測する、多眼(ここでは5眼)のYエンコーダ70F(図4参照)を構成する。また、ヘッドユニット62Fは、光学ピックアップ方式のセンサから成る5対のZヘッド79i,j(i=1,2、j=1,2,……,5)を備えている。 As shown in FIG. 3, the head units 62F and 62H are configured in the same manner as the head units 62B and 62D described above. Each of the head units 62F and 62H includes a plurality of (here, five) Y heads 68 arranged at a predetermined interval on the reference axis LH. The head unit 62F constitutes a multi-lens (here, 5 eyes) Y encoder 70F (see FIG. 4) that measures the Y position of the wafer stage WST1 or WST2 using the Y scale 39Y 3 or 39Y 1 described above. . The head unit 62F includes five pairs of Z heads 79 i, j (i = 1, 2, j = 1, 2,..., 5) composed of optical pickup type sensors.

また、ヘッドユニット62Hは、前述のYスケール39Y4又は39Y2を用いてウエハステージWST1又はWST2のY位置を計測する、多眼(ここでは5眼)のYエンコーダ70H(図4参照)を構成する。また、ヘッドユニット62Hは、光学ピックアップ方式のセンサから成る5対のZヘッド81i,j(i=1,2、j=1,2,……,5)を備えている。 The head unit 62H constitutes a multi-lens (here, 5 eyes) Y encoder 70H (see FIG. 4) that measures the Y position of the wafer stage WST1 or WST2 using the Y scale 39Y 4 or 39Y 2 described above. To do. The head unit 62H includes five pairs of Z heads 81 i, j (i = 1, 2, j = 1, 2,..., 5) composed of optical pickup type sensors.

本実施形態では、Xヘッド65、Yヘッド68として、前述と同様の回折干渉方式のエンコーダヘッドが用いられ、ヘッドユニット62E〜62Hに属する各ヘッドによって、回折干渉方式のリニアエンコーダ70E〜70Hが構成されている。   In this embodiment, as the X head 65 and the Y head 68, the same diffraction interference type encoder heads as described above are used, and the diffraction interference type linear encoders 70E to 70H are constituted by the heads belonging to the head units 62E to 62H. Has been.

本実施形態では、ヘッドユニット62E、62Gの各Xヘッドと、ヘッドユニット62F、62Hの各Yヘッドとによって、ウエハステージWST1,WST2のXY平面内の移動を規定する、投影光学系PLの光軸AXを原点とする2次元座標系(以下、第2座標系とも呼ぶ)が構成されている。また、ヘッドユニット62E〜62Hにより、前述した露光ステーションESSで、Xヘッド、Yヘッド及びZヘッドを用いてウエハステージWST1,WST2の位置情報を計測する第2計測システムが構成されている。   In the present embodiment, the optical axis of the projection optical system PL that defines the movement of the wafer stages WST1 and WST2 in the XY plane by the X heads of the head units 62E and 62G and the Y heads of the head units 62F and 62H. A two-dimensional coordinate system (hereinafter also referred to as a second coordinate system) having AX as the origin is configured. Further, the head units 62E to 62H constitute a second measurement system that measures the positional information of the wafer stages WST1 and WST2 using the X head, the Y head, and the Z head at the exposure station ESS described above.

上述した8つのリニアエンコーダ70A〜70Hは、例えば0.5〜1nm程度の分解能でウエハステージWST1又はWST2のそれぞれの計測方向の位置情報を計測し、それらの計測値は、主制御装置50に供給される。主制御装置50は、リニアエンコーダ70A〜70Hの計測値に基づいて、ウエハステージWST1又はWST2のXY平面内の位置を制御する。また、Zヘッド71i,j、77i,j、79i,j、81i,jの計測値は、主制御装置50に供給されている。 The eight linear encoders 70 </ b> A to 70 </ b> H described above measure position information in the respective measurement directions of the wafer stage WST <b> 1 or WST <b> 2 with a resolution of about 0.5 to 1 nm, for example, and supply these measurement values to the main controller 50. Is done. Main controller 50 controls the position of wafer stage WST1 or WST2 in the XY plane based on the measurement values of linear encoders 70A to 70H. The measured values of the Z heads 71 i, j , 77 i, j , 79 i, j , 81 i, j are supplied to the main controller 50.

また、本実施形態では、ヘッドユニット62B,62D,62F,62Hが備える隣接するYヘッド(66又は68)、及びZヘッド(71,77,79又は81)(計測ビーム)相互の間隔は、前述のYスケール39Y1,39Y2,39Y3,39Y4のX軸方向の幅よりも狭く設定されている。このため、ウエハステージWST1(又はWST2)をX軸方向に駆動する際、ウエハステージWST1(又はWST2)のY位置を計測するYヘッド、及びウエハステージWST1(又はWST2)表面のZ位置を検出するZヘッドが、隣のYヘッド66、Zヘッド71,77に順次切り換わり、その切り換わりの前後で、計測値が引き継がれる。すなわち、このようにしてYヘッド、Zヘッドのつなぎが行われる。 In this embodiment, the distance between the adjacent Y heads (66 or 68) and Z heads (71, 77, 79, or 81) (measurement beams) included in the head units 62B, 62D, 62F, and 62H is as described above. The Y scales 39Y 1 , 39Y 2 , 39Y 3 , 39Y 4 are set to be narrower than the width in the X-axis direction. Therefore, when the wafer stage WST1 (or WST2) is driven in the X-axis direction, the Y head that measures the Y position of the wafer stage WST1 (or WST2) and the Z position of the surface of the wafer stage WST1 (or WST2) are detected. The Z head is sequentially switched to the adjacent Y head 66 and Z heads 71 and 77, and the measured value is taken over before and after the switching. That is, the Y head and Z head are connected in this way.

また、ヘッドユニット62A,62C,62E,62Gが備える隣接するXヘッド(64又は65)(計測ビーム)相互の間隔は、前述のXスケール39X1,39X2,39X3,39X4のY軸方向の幅よりも狭く設定されている。このため、Xヘッドについても上記と同様にしてつなぎが行われる。 In addition, the distance between adjacent X heads (64 or 65) (measurement beams) included in the head units 62A, 62C, 62E, and 62G is the Y-axis direction of the aforementioned X scales 39X 1 , 39X 2 , 39X 3 , and 39X 4. It is set narrower than the width of. For this reason, the X head is connected in the same manner as described above.

さらに、図1及び図3からも分かるように、本実施形態では、ウエハステージWST1,WST2を、投影光学系PLの下方の露光位置と、アライメント系ALGの下方のアライメント位置とで入れ替える際に、エンコーダ70A〜70Hを用いては、ウエハステージWST1,WST2の位置を管理することができなくなる。そこで、この入れ替えの際などのように、エンコーダ70A〜70Hを用いてウエハステージWST1,WST2の位置を管理できなくなったときに、ウエハステージWST1,WST2の位置を計測する干渉計システム60(図4参照)が設けられている。この干渉計システム60は、例えばスライダ84X1,及び/又は84X2のX位置を計測するX干渉計及びスライダ73YのY位置を計測するY干渉計、並びにスライダ85X1及び/又は85X2のX位置を計測するX干渉計及びスライダ75YのY位置を計測するY干渉計を含む。 Further, as can be seen from FIGS. 1 and 3, in the present embodiment, when the wafer stages WST1 and WST2 are replaced with an exposure position below the projection optical system PL and an alignment position below the alignment system ALG, Using encoders 70A-70H, the positions of wafer stages WST1, WST2 cannot be managed. Therefore, when the positions of wafer stages WST1 and WST2 cannot be managed using encoders 70A to 70H, such as during the replacement, interferometer system 60 (FIG. 4) measures the positions of wafer stages WST1 and WST2. Reference) is provided. This interferometer system 60, for example a slider 84X 1, and / or X interferometer and the Y interferometer that measures the Y position of the slider 73Y for measuring the X position of 84X 2, and X sliders 85X 1 and / or 85X 2 An X interferometer that measures the position and a Y interferometer that measures the Y position of the slider 75Y are included.

さらに、露光装置10では、アライメント系ALGの近傍に、例えば、照射系及び受光系から成る、例えば特開平6−283403号公報(対応する米国特許第5,448,332号明細書)等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点焦点位置検出系(以下、「多点AF系」と略述する)90(図4参照)が設けられている。本実施形態では、一例として、図1及び図3に示されるように、多点AF系90は、アライメント系ALGの検出中心を挟んで斜め45度方向に互いに対峙する状態で配置された照射系90aと、受光系90bとを有している。   Further, the exposure apparatus 10 is disclosed in the vicinity of the alignment system ALG, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-283403 (corresponding US Pat. No. 5,448,332), which includes an irradiation system and a light receiving system. An oblique incidence type multi-point focal position detection system (hereinafter abbreviated as “multi-point AF system”) 90 (see FIG. 4) having the same configuration as that described above is provided. In this embodiment, as an example, as shown in FIGS. 1 and 3, the multipoint AF system 90 is an irradiation system arranged in a state of facing each other in a 45-degree oblique direction across the detection center of the alignment system ALG. 90a and a light receiving system 90b.

多点AF系90の複数の検出点は、アライメント系ALGの検出中心を中心として露光フィールドと同程度の計測範囲内に所定間隔でマトリックス上に配置されている。   The plurality of detection points of the multi-point AF system 90 are arranged on the matrix at predetermined intervals within a measurement range similar to the exposure field with the detection center of the alignment system ALG as the center.

さらに、本実施形態では、図示は省略されているが、レチクルRの上方に、投影光学系PLを介してウエハステージWST1,WST2上の基準マーク板FM1,FM2上の一対の第2基準マークとこれに対応する一対のレチクルR上のレチクルマークとを同時に観察するための露光波長の光を用いたTTR(Through The Reticle)方式のレチクルアライメント系14(図4参照)が設けられている。レチクルアライメント系14の検出信号は、主制御装置50に供給される。なお、レチクルアライメント系14としては、例えば特開平7−176468号公報等に開示される構成を採用することができる。   Further, in the present embodiment, although not shown, a pair of second reference marks on the reference mark plates FM1 and FM2 on the wafer stages WST1 and WST2 are provided above the reticle R via the projection optical system PL. A TTR (Through The Reticle) type reticle alignment system 14 (see FIG. 4) using light having an exposure wavelength for simultaneously observing the reticle marks on the pair of reticles R corresponding thereto is provided. The detection signal of the reticle alignment system 14 is supplied to the main controller 50. As the reticle alignment system 14, for example, a configuration disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-176468 can be employed.

図4には、露光装置10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50を中心として構成されている。   FIG. 4 shows the main configuration of the control system of the exposure apparatus 10. This control system is mainly configured of a main control device 50 composed of a microcomputer (or a workstation) that performs overall control of the entire apparatus.

次に、本実施形態の露光装置10で行われる、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光動作と、他方のウエハステージ上のウエハに対するアライメント動作等との並行処理動作を含む、一連の動作について、図5(A)〜図10に基づいて説明する。   Next, a series of operations including a parallel processing operation such as an exposure operation for the wafer on one wafer stage and an alignment operation for the wafer on the other wafer stage, which is performed by the exposure apparatus 10 of the present embodiment, This will be described with reference to FIGS.

図5(A)には、ウエハステージWST1上のウエハW1に対して露光動作が開始されるのと並行して、ウエハステージWST2上のウエハW2に対してウエハアライメント動作が開始された直後の状態が示されている。   FIG. 5A shows a state immediately after the wafer alignment operation is started on wafer W2 on wafer stage WST2 in parallel with the start of the exposure operation on wafer W1 on wafer stage WST1. It is shown.

この図5(A)に先立って、所定のローディングポジションにウエハステージWST2があるときに、不図示のウエハローダによって、ウエハステージWST2上に載置されていた露光済みのウエハのウエハステージWST2上からのアンロード及び新たなウエハW2のウエハステージWST2上へのロード(すなわちウエハ交換)が行なわれている。   Prior to this FIG. 5A, when wafer stage WST2 is in a predetermined loading position, an exposed wafer placed on wafer stage WST2 from wafer stage WST2 by wafer loader (not shown) is transferred from wafer stage WST2. Unloading and loading of a new wafer W2 onto wafer stage WST2 (that is, wafer exchange) is performed.

次に、主制御装置50は、ウエハW2上の特定の複数のショット領域(サンプルショット領域)に付設されたアライメントマーク(サンプルマーク)の位置情報の検出を行なうが、これに先立って、ウエハステージWST2上の基準マーク板FM2上の第1基準マークの位置情報を検出するのと並行して、基準マーク板FM2表面のZ位置を多点AF系を用いて検出する。主制御装置20は、ここで検出した基準マーク板FM2表面のZ位置を、後述するフォーカスマッピングの際の基準面位置とする。   Next, main controller 50 detects position information of alignment marks (sample marks) attached to a plurality of specific shot areas (sample shot areas) on wafer W2, but prior to this, wafer stage In parallel with detecting the position information of the first reference mark on the reference mark plate FM2 on WST2, the Z position of the surface of the reference mark plate FM2 is detected using a multipoint AF system. The main controller 20 sets the Z position of the surface of the reference mark plate FM2 detected here as a reference plane position for focus mapping described later.

そして、主制御装置50は、ヘッドユニット62A,62C、及び62B,62Dの複数のヘッドのうち、Xスケール39X1,39X2、及びYスケール39Y1,39Y2にそれぞれ対向する2つのXヘッド、及び2つYヘッドの計測値、すなわち4つのエンコーダ70A〜70Dの計測値のうち、少なくとも3つに基づいてウエハステージWST2のXY平面内の位置を管理しつつ、アライメント系ALGを用いて、ウエハW2上の特定の複数のショット領域(サンプルショット領域)に付設されたアライメントマーク(サンプルマーク)の位置情報を検出する(図5(B)参照)。ただし、本実施形態では全てのショット領域をサンプルショット領域として、所定の順序でウエハステージWST2の移動が行われる。また、本実施形態では、主制御装置50は、各アライメントマーク(サンプルマーク)の位置情報の検出時及びその前後のウエハステージWSTの移動中に、多点AF系90を用いて、ウエハW表面のZ軸方向に関する位置情報(面位置情報)の検出、すなわちフォーカスマッピングを行う。このフォーカスマッピングに際し、主制御装置50は、Zヘッド711,j,712,j及び771,(6-j),772,(6-j)と多点AF系(90a,90b)とを用いて、Zヘッド711,j,712,j及び771,(6-j),772,(6-j)で計測されるウエハステージWST2表面(Yスケール39Y1,39Y2表面)のZ軸方向に関する位置情報(面位置情報)と、多点AF系(90a,90b)で検出される複数の検出点におけるウエハW2表面のZ軸方向に関する位置情報(面位置情報)とを、取り込み、その取り込んだ各面位置情報と各サンプリング時のYリニアエンコーダ70B,70Dの計測値との三者を相互に対応付けて不図示のメモリに逐次格納する。 The main control device 50 includes two X heads facing the X scales 39X 1 , 39X 2 and the Y scales 39Y 1 , 39Y 2 , among the plurality of heads of the head units 62A, 62C, 62B, 62D. And the alignment system ALG is used to manage the position of the wafer stage WST2 in the XY plane based on at least three of the measurement values of the two Y heads, that is, the measurement values of the four encoders 70A to 70D. Position information of alignment marks (sample marks) attached to a plurality of specific shot areas (sample shot areas) on W2 is detected (see FIG. 5B). However, in the present embodiment, wafer stage WST2 is moved in a predetermined order using all shot areas as sample shot areas. In the present embodiment, the main controller 50 uses the multipoint AF system 90 to detect the position information of each alignment mark (sample mark) and during the movement of the wafer stage WST before and after the position information. Detection of position information (surface position information) in the Z-axis direction, that is, focus mapping is performed. Upon the focus mapping, the main controller 50, Z heads 71 1, j, 71 2, j and 77 1, (6-j) , 77 2, (6-j) and the multipoint AF system (90a, 90b) And the wafer stage WST2 surface (Y scale 39Y 1 , 39Y 2 ) measured by Z heads 71 1, j , 712 , j and 77 1, (6-j) , 77 2, (6-j) Position information (surface position information) regarding the Z-axis direction of the surface), position information (surface position information) regarding the Z-axis direction of the surface of the wafer W2 at a plurality of detection points detected by the multipoint AF system (90a, 90b), and , And the three surface position information and the measured values of the Y linear encoders 70B and 70D at the time of each sampling are sequentially stored in a memory (not shown) in association with each other.

図6(A)には、このようにして、最後のショット領域のアライメント(アライメントマークの位置情報の検出)及びフォーカスマッピングが終了したときの様子が示されている。   FIG. 6A shows a state when the last shot area alignment (detection of alignment mark position information) and focus mapping are completed in this way.

次いで、主制御装置50は、上述のサンプルマークの位置情報の検出結果とそのサンプルショット領域の設計上の位置座標とに基づいて、例えば特開昭61−44429号公報などに開示される最小二乗法を用いた統計演算によりウエハW2上の全てのショット領域の配列座標を求める。そして、主制御装置50は、先に求めたウエハW2上の全てのショット領域の配列座標を、第1基準マークの位置を原点とする位置座標に変換する。また、主制御装置50は、上記のフォーカスマッピングの際に取り込んだ、多点AF系(90a,90b)の各検出点についての面位置情報を、同時に取り込んだ2対のZヘッドによって計測される面位置を結ぶ直線を基準とする面位置データに換算する。   Next, main controller 50 determines, based on the detection result of the above-described sample mark position information and the design position coordinates of the sample shot area, for example, at least two disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-44429. Arrangement coordinates of all shot areas on the wafer W2 are obtained by statistical calculation using multiplication. Then, main controller 50 converts the previously obtained arrangement coordinates of all shot areas on wafer W2 into position coordinates having the position of the first reference mark as the origin. In addition, main controller 50 measures the surface position information for each detection point of the multipoint AF system (90a, 90b) captured at the time of the focus mapping by the two pairs of Z heads captured at the same time. Converted into surface position data based on a straight line connecting the surface positions.

これをさらに詳述すると、主制御装置50は、Zヘッド711,j,712,jの計測値の平均値に基づいて、プレート28の−X側端部近傍の領域(Yスケール39Y2が形成された領域)上の所定の点(例えば、Zヘッド711,j,712,jそれぞれの計測点の中点、すなわち多点AF系(90a,90b)の複数の検出点のうち中央の検出点(アライメント系ALGの検出中心にほぼ一致)を通るX軸上の点に相当:以下、この点を左計測点と呼ぶ)における面位置情報を求める。また、主制御装置50は、Zヘッド771,(6-j),772,(6-j)の計測値の平均値に基づいて、プレート28の+X側端部近傍の領域(Yスケール39Y2が形成された領域)上の所定の点(例えば、Zヘッド771,(6-j),772,(6-j)それぞれの計測点の中点、すなわち多点AF系(90a,90b)の複数の検出点のうち中央の検出点(アライメント系ALGの検出中心にほぼ一致)を通るX軸上の点に相当:以下、この点を右計測点と呼ぶ)における面位置情報を求める。そして、主制御装置50は、多点AF系(90a,90b)の各検出点における面位置情報を、左計測点の面位置と右計測点の面位置とを結ぶ直線を基準とする面位置データ(z1〜zkとする)に換算する。このような換算を、主制御装置50は、全てのサンプリング時に取り込んだ情報について行う。 More specifically, the main controller 50 determines the region (Y scale 39Y 2) near the −X side end of the plate 28 based on the average value of the measured values of the Z heads 71 1, j , 712 , j. Of the measurement points of each of the Z heads 71 1, j , 712 2, j , that is, among a plurality of detection points of the multi-point AF system (90a, 90b). Corresponding to a point on the X-axis passing through the center detection point (substantially coincident with the detection center of the alignment system ALG): surface position information is obtained at this point, hereinafter referred to as the left measurement point. Further, main controller 50 determines the region near the + X side end of plate 28 (Y scale ) based on the average value of the measured values of Z heads 77 1, (6-j) , 77 2, (6-j). 39Y 2 is formed on a predetermined point (for example, the Z point 77 1, (6-j) , 77 2, (6-j)) , that is, the multipoint AF system (90a). , 90b) is equivalent to a point on the X axis passing through the central detection point (substantially coincident with the detection center of the alignment system ALG): the surface position information at this point is hereinafter referred to as the right measurement point) Ask for. Then, main controller 50 determines the surface position information at each detection point of the multipoint AF system (90a, 90b) based on the straight line connecting the surface position of the left measurement point and the surface position of the right measurement point. It converts into data (it is set as z1-zk). The main controller 50 performs such conversion for the information captured at the time of all sampling.

このようにして、予め上記の換算データを取得しておくことで、例えば、露光の際などには、前述のZヘッド791,j、792,j及び811, (6-j)、812, (6-j)でウエハステージWST2表面(Yスケール39Y2が形成された領域上の点(左側計測点)、及びYスケール39Y1が形成された領域上の点(右側計測点))を計測して、ウエハステージWSTのZ位置とXY平面に対する傾斜(θy回転(及びθx回転))を算出し、その算出したウエハステージWST2のZ位置と、XY平面に対する傾斜と、前述の面位置データz1〜zkとを用いることで、ウエハ表面の面位置情報を実際に取得することなく、ウエハWの面位置制御が可能になる。従って、多点AF系を投影光学系PLから離れた位置に配置しても何ら支障がないので、ワーキングディスタンスが狭い露光装置などであっても、本実施形態のフォーカスマッピングは好適に適用できる。 In this way, by obtaining the conversion data in advance, for example, in the case of exposure, the above-described Z heads 79 1, j , 79 2, j and 81 1, (6-j) , At 81 2, (6-j) , surface of wafer stage WST2 (a point on the area where Y scale 39Y 2 is formed (left measurement point) and a point on the area where Y scale 39Y 1 is formed (right measurement point)) ) To calculate the Z position of wafer stage WST and the tilt (θy rotation (and θx rotation)) with respect to the XY plane, the calculated Z position of wafer stage WST2, the tilt with respect to the XY plane, and the aforementioned surface By using the position data z1 to zk, the surface position control of the wafer W can be performed without actually acquiring the surface position information of the wafer surface. Therefore, there is no problem even if the multipoint AF system is arranged at a position distant from the projection optical system PL, so that the focus mapping of the present embodiment can be suitably applied even to an exposure apparatus with a narrow working distance.

なお、上記のウエハ交換、ウエハアライメントの際、主制御装置50は、干渉計システム60又は上記少なくとも3つのエンコーダの検出結果に基づいて、ウエハステージWST2を、前述したYリニアモータ75Y、一対のXリニアモータ85X1,85X2を介して長ストロークで駆動するとともに、ウエハステージWST2を前述の6自由度駆動機構を介してフォーク部671に対して相対的に6自由度方向に関して微小駆動する。 At the time of wafer exchange and wafer alignment, the main controller 50 moves the wafer stage WST2 to the Y linear motor 75Y and the pair of X based on the detection results of the interferometer system 60 or the at least three encoders. It is driven with a long stroke via the linear motors 85X 1 and 85X 2 , and the wafer stage WST2 is finely driven with respect to the fork portion 67 1 in the direction of 6 degrees of freedom via the 6 degrees of freedom drive mechanism described above.

このようにして、ウエハステージWST2側で、ウエハ交換、ウエハアライメント等が実行されるのと並行して、ウエハステージWST1側では、既に行われたウエハアライメント結果に基づいてウエハステージWST1上に載置されたウエハW1上の各ショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージWST1を移動させるショット間ステッピング動作(例えば、U字状の経路に沿ってウエハステージWST1の移動を行うこともでき、この場合には、ショット間ステッピング動作と走査露光動作におけるステージの移動は連続するが、ここでは、便宜上、ショット間ステッピング動作と呼んでいる)と、レチクルR(レチクルステージRST)とウエハW1(ウエハステージWST1)とをY軸方向に相対走査してレチクルRに形成されたパターンをウエハW1上のショット領域に投影光学系PLを介して転写する走査露光動作と、を交互に繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる(図5(B)及び図6(A)参照)。本実施形態では、図6(A)中に、太い実線を用いて模式的に示されるように、ウエハW2のアライメントの際のウエハステージWST2の移動経路TR1と、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中のウエハステージWST1の移動経路TR2とは概略同様になっている。ここで、移動経路TR2は、ウエハW1上の各ショット領域の中心を、露光順序に従って結んだ経路である。勿論、実際には、いわゆる完全交互スキャン方式で、ウエハW1に対する露光が行われるので、この露光動作中のウエハステージWST1のXY平面内の移動経路は、ウエハW2のアライメントの際のウエハステージWST2の移動経路と厳密には一致しない。しかし、概略的に見れば、両者の移動経路は、同様のジクザグ状の経路となっている。なお、図6(A)中の経路TR1、TR2は、説明を視覚的に分かり易くするために、固定のウエハW2、W1上をアライメント系ALGの検出中心、投影光学系PLの光軸が移動するかのように図示されている。しかし、実際には、実線で示される経路TR1、TR2と、逆の経路に沿って、固定のアライメント系ALG、投影光学系PLの下方で、ウエハステージWST2、WST1がそれぞれ移動される。   In this way, in parallel with the wafer exchange, wafer alignment, and the like being performed on wafer stage WST2, the wafer stage WST1 side is placed on wafer stage WST1 based on the already performed wafer alignment result. Stepping operation between shots for moving wafer stage WST1 to the acceleration start position for exposure of each shot area on wafer W1 (for example, wafer stage WST1 can be moved along a U-shaped path, In this case, the stage movement in the shot shot stepping operation and the scanning exposure operation continues, but here, for convenience, it is called the shot shot stepping operation), reticle R (reticle stage RST), and wafer W1 (wafer). Reticle R is scanned relative to stage WST1) in the Y-axis direction. A step-and-scan exposure operation is performed in which a scanning exposure operation for transferring the formed pattern onto the shot area on the wafer W1 via the projection optical system PL is alternately repeated (FIG. 5B and FIG. 5B). (See FIG. 6A). In the present embodiment, as schematically shown by a thick solid line in FIG. 6A, the movement path TR1 of the wafer stage WST2 at the time of alignment of the wafer W2, and the step-and-scan exposure. The movement path TR2 of the wafer stage WST1 in operation is substantially the same. Here, the movement path TR2 is a path that connects the centers of the shot areas on the wafer W1 in accordance with the exposure order. Of course, since the exposure to the wafer W1 is actually performed by the so-called complete alternate scanning method, the movement path in the XY plane of the wafer stage WST1 during the exposure operation is the movement path of the wafer stage WST2 during the alignment of the wafer W2. Does not exactly match the travel path. However, when viewed roughly, the movement paths of both are similar zigzag paths. 6A, the detection center of the alignment system ALG and the optical axis of the projection optical system PL move on the fixed wafers W2 and W1 so that the description is easy to understand visually. It is shown as if. However, in actuality, wafer stages WST2 and WST1 are moved below fixed alignment system ALG and projection optical system PL along paths TR1 and TR2 indicated by solid lines and reverse paths, respectively.

上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の開始に先立って、主制御装置50は、ヘッドユニット62E,62G、及び62F,62Hの複数のヘッドのうち、Xスケール39X3,39X4、及びYスケール39Y3,39Y4にそれぞれ対向する2つのXヘッド、及び2つのYヘッドの計測値、すなわち4つのエンコーダ70E〜70Hの計測値のうち、少なくとも3つに基づいてウエハステージWST1のXY平面内の位置を管理しつつ、ウエハステージWST1上の基準マーク板FM1上の一対の第2の基準マークとレチクルR上の一対のレチクルアライメントマークとを前述のレチクルアライメント系14を用いて計測している。そして、主制御装置50は、その計測結果と、前述のウエハアライメントの結果と、第1基準マークと第2基準マークとの既知の位置関係とに基づいてウエハW1上の各ショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージWST1を移動させる。 Prior to the start of the above-described step-and-scan exposure operation, the main controller 50 sets the X scales 39X 3 , 39X 4 , and Y among the heads 62E, 62G, and 62F, 62H. Within the XY plane of wafer stage WST1 based on at least three of the measurement values of the two X heads and the two Y heads facing scales 39Y 3 and 39Y 4 , that is, the measurement values of four encoders 70E to 70H, respectively. , The pair of second reference marks on the reference mark plate FM1 on the wafer stage WST1 and the pair of reticle alignment marks on the reticle R are measured using the reticle alignment system 14 described above. . Then, main controller 50 performs exposure of each shot area on wafer W1 based on the measurement result, the result of the wafer alignment described above, and the known positional relationship between the first reference mark and the second reference mark. Wafer stage WST1 is moved to the acceleration start position for this purpose.

上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中、主制御装置50は、ウエハステージWST1を、前述したYリニアモータ75Y、一対のXリニアモータ85X,85X2を介して長ストロークで駆動するとともに、ウエハステージWST1を前述の6自由度駆動機構を介してフォーク部672に対して相対的にX,Y,Z,θx,θy,θz方向に関して微小駆動する。この場合において、主制御装置50は、露光開始に先立ちフォーカスマッピング時に取得されているZヘッド及び多点AF系(90a,90b)の計測結果、並びに露光中Yスケール39Y3,Y4に対向している各一対のZヘッドの計測値を用いて、ウエハステージWST1のZ,θx及びθy方向の駆動、すなわちウエハW1の面位置制御を行う。 During the above step-and-scan exposure operation, main controller 50 drives wafer stage WST1 with a long stroke via Y linear motor 75Y and a pair of X linear motors 85X 1 and 85X 2 described above. relatively X, Y, Z, [theta] x, [theta] y, finely drives regard θz direction wafer stage WST1 via the aforementioned six degrees of freedom drive mechanism with respect to the fork unit 67 2. In this case, the main controller 50 faces the measurement results of the Z head and the multipoint AF system (90a, 90b) acquired during focus mapping prior to the start of exposure, and the Y scales 39Y 3 and Y 4 during exposure. Using the measured values of each pair of Z heads, the wafer stage WST1 is driven in the Z, θx, and θy directions, that is, the surface position of the wafer W1 is controlled.

なお、露光動作そのものの手順などは、通常のスキャニング・ステッパと同様なので、これ以上の詳細な説明は省略する。   Since the procedure of the exposure operation itself is the same as that of a normal scanning stepper, further detailed description is omitted.

本実施形態では、上述したウエハステージWST2上のウエハW2に対するウエハアライメント動作が、ウエハステージWST1上のウエハW1に対する露光動作より僅かに早く終了するように、ウエハW2上の全てのショット領域をサンプルショット領域としている。   In the present embodiment, all shot areas on the wafer W2 are sample shot so that the wafer alignment operation for the wafer W2 on the wafer stage WST2 described above ends slightly earlier than the exposure operation for the wafer W1 on the wafer stage WST1. As an area.

その後、ウエハステージWST1上のウエハW1に対する露光動作が終了すると(図6(A)参照)、主制御装置50は、ウエハステージWST1を−Y方向に移動させるのと並行して、ウエハステージWST2を+Y方向に移動させる。図6(B)には、この移動完了後の状態が示されている。   Thereafter, when the exposure operation for wafer W1 on wafer stage WST1 is completed (see FIG. 6A), main controller 50 moves wafer stage WST2 in parallel with moving wafer stage WST1 in the -Y direction. Move in + Y direction. FIG. 6B shows a state after the movement is completed.

上述したウエハステージWST2の+Y方向への移動が終了すると、主制御装置50は、一対のXリニアモータ84X,84Xを介してウエハステージWST2を+X方向に移動させる。図7(A)には、この移動完了後の状態が示されている。 When the movement of wafer stage WST2 in the + Y direction is completed, main controller 50 moves wafer stage WST2 in the + X direction via a pair of X linear motors 84X 1 and 84X 2 . FIG. 7A shows a state after the movement is completed.

次いで、主制御装置50は、ウエハステージWST2側の前述の6自由度駆動機構を構成するフォーク部67の各固定子への電流の供給を停止する。これにより、2つのZ軸ボイスコイルモータの固定子への電流の供給も停止され、ウエハステージWST2をZ軸方向に非接触支持する支持力(駆動力)も解除され、ウエハステージWST2は、ステージベースSB上に載置される。この状態から、主制御装置50は、Xリニアモータ84X,84Xを介してYリニアモータ73Y及びフォーク部67を−X方向に移動させる。これにより、ウエハステージWST2がフォーク部67から離脱される。図7(B)には、Yリニアモータ73Y及びフォーク部67の−X方向への移動が終了し、ウエハステージWST2がフォーク部67から離脱された状態が示されている。 Then, main controller 50 stops the supply of current to the stator of the fork portion 67 1 that constitutes the aforementioned six degrees of freedom drive mechanism of the wafer stage WST2 side. As a result, the supply of current to the stators of the two Z-axis voice coil motors is also stopped, the supporting force (driving force) for supporting the wafer stage WST2 in a non-contact manner in the Z-axis direction is also released, and the wafer stage WST2 It is mounted on the base SB. From this state, the main control unit 50, via the X linear motors 84X 1, 84X 2 moves the Y linear motor 73Y and the fork unit 67 1 in the -X direction. Accordingly, the wafer stage WST2 is disengaged from the fork unit 67 1. In FIG. 7 (B), the movement of the Y linear motors 73Y and the fork portion 67 1 in the -X direction is completed, the wafer stage WST2 is shown a state of being detached from the fork unit 67 1.

次いで、主制御装置50は、Yリニアモータ73Y、Xリニアモータ84X,84Xを介して、スライダ73Yと一体でフォーク部67を−Y方向及び+X方向に移動させるとともに、Xリニアモータ85X,85Xを介して、ウエハステージWST1と一体でフォーク部67が設けられたスライダ75Yを−X方向に移動させる。そして、図8(A)に示されるように、フォーク部67の+X側端部とフォーク部67の−X側端部とを最接近(又は接触)させる。 Then, main controller 50, Y linear motors 73Y, via the X linear motors 84X 1, 84X 2, the fork portion 67 1 in the slider 73Y integrally is moved in the -Y direction and the + X direction, the X linear motors 85X 1, through a 85X 2, the fork portion 67 2 moves the slider 75Y provided in the -X direction in the wafer stage WST1 and integrally. Then, as shown in FIG. 8 (A), closest to the -X side end portion of the fork portion 67 1 of the + X side end of the fork 67 2 (or contact) causes.

そして、上述のように、フォーク部67とフォーク部67とが最接近(又は接触)した状態で、主制御装置50は、フォーク部67を構成する3つのX軸固定子が有する各電機子コイル、及びフォーク部67を構成する3つのX軸固定子が有する各電機子コイルに順次電流を供給し、ウエハステージWST1を、フォーク部67(及びフォーク部67)に対して−X方向に移動させる。 As described above, in a state in which the fork portion 67 1 and the fork portion 67 2 is closest (or contact) with the main control unit 50, each have three X-axis stator constituting the fork portion 67 2 armature coils, and supplies the successively current to each armature coil having three X-axis stator constituting the fork portion 67 1, the wafer stage WST1, with respect to the fork unit 67 2 (and the fork portion 67 1) -Move in the X direction.

これにより、ウエハステージWST1は、フォーク部67からフォーク部67に受け渡される。図8(B)には、このウエハステージWST1の受け渡しの途中の状態が示されている。 Accordingly, the wafer stage WST1 is transferred from the fork portion 67 2 on the fork portion 67 1. FIG. 8B shows a state in the middle of delivery of wafer stage WST1.

この受け渡し(移動)の際には、ウエハステージWST2とフォーク部67,67との位置関係がフォーク部67,67をそれぞれ構成する各ガイド棒に設けられたセンサ群により計測されるので、フォーク部67とフォーク部67との位置が所期の位置から多少ずれていたとしても、そのセンサ群の検出結果に基づいて、ウエハステージWST1を6自由度微動機構により微小駆動(位置調整)することで、フォーク部67からフォーク部67へのウエハステージWST1の受け渡しを非接触でかつ高速で行うことが可能である。 At the time of delivery (movement), the positional relationship between wafer stage WST2 and forks 67 1 and 67 2 is measured by a sensor group provided on each guide rod constituting each of forks 67 1 and 67 2. because, even if the position of the fork portion 67 1 and the fork portion 67 2 is slightly deviated from the desired position, based on a detection result of the sensor group, the wafer stage WST1 micro driven by six degrees of freedom fine movement mechanism ( position adjustment) by, it is possible to perform transfer of the wafer stage WST1 from the fork portion 67 2 to the fork unit 67 1 in a non-contact and fast.

そして、ウエハステージWST1がフォーク部67に完全に渡された段階で、主制御装置50は、干渉計システム60の計測値に基づいて、ウエハステージWST1の位置の管理を開始する。その後、ウエハステージWST1上に載置された露光済みのウエハW1と次の露光対象であるウエハW3(図10参照)との交換を行うとともに、ウエハW3のウエハアライメント動作、及びフォーカスマッピング動作が上述と同様にして行われることとなる。 Then, at the stage where wafer stage WST1 is completely passed on to the fork unit 67 1, the main controller 50, based on the measurement values of the interferometer system 60, to start managing the position of wafer stage WST1. Thereafter, the exposed wafer W1 placed on the wafer stage WST1 is exchanged for the next exposure target wafer W3 (see FIG. 10), and the wafer alignment operation and focus mapping operation of the wafer W3 are described above. It will be performed in the same way.

この一方、主制御装置50は、上記のウエハステージWST1のフォーク部67からフォーク部67への受け渡しの終了により、ウエハステージWST1、WST2のいずれとも係合せず、フリーの状態になっているフォーク部67を、スライダ75Yと一体で、Yリニアモータ75Y及びXリニアモータ85X,85Xを介して、ステージベースSB上に載置されているウエハステージWST1に接近するように移動する(図9(A)参照)。 This one, the main controller 50, by the end of transfer from the fork portion 67 2 of the wafer stage WST1 to the fork unit 67 1, the wafer stage WST1, not combined with any engagement of WST2, has become a free state the fork unit 67 2, slider 75Y integrally, via a Y linear motor 75Y and the X linear motors 85X 1, 85X 2, moves to approach the wafer stage WST1 that is placed on a stage base SB ( (See FIG. 9A).

そして、ウエハステージWST2とフォーク部67とのY軸方向の位置が一致した図9(A)の状態から、主制御装置50は、ウエハステージWST2とフォーク部67とが係合するように、Xリニアモータ85X,85Xを介して、フォーク部67を、スライダ75Yと一体で、−X方向に駆動し、図9(B)の状態とする。この場合に、ウエハステージWST2に形成された貫通孔に前記ガイド棒が挿入された状態でガイド棒に設けられたセンサ群を介して、ガイド棒とウエハステージ本体との位置関係を検出することができるので、主制御装置50は、該検出結果に基づいて、ウエハステージWST2とフォーク部67との関係を調整しつつ、フォーク部67を駆動する。このようにして、ウエハステージWST2がフォーク部67に係合した段階で、主制御装置50は、6自由度駆動機構を構成するZ軸微動モータに+Z方向の駆動力を発生させ、フォーク部67がウエハステージWST2を非接触支持するように、その駆動力を制御する。 Then, from the state of FIG. 9 Y-axis direction position of the wafer stage WST2 and the fork portion 67 2 matches (A), the main controller 50, as the wafer stage WST2 and the fork portion 67 2 is engaged , through the X linear motors 85X 1, 85X 2, the fork portion 67 2, slider 75Y and integrally driven in the -X direction, the state of FIG. 9 (B). In this case, the positional relationship between the guide bar and the wafer stage body can be detected via a sensor group provided on the guide bar in a state where the guide bar is inserted into the through hole formed in wafer stage WST2. since, the main controller 50, based on the detection result, while adjusting the relationship between the wafer stage WST2 and the fork portion 67 2, and drives the fork portion 67 2. In this way, at the stage where wafer stage WST2 is engaged with the fork portion 67 2, the main controller 50 generates a driving force of the Z to the axis fine motor + Z direction constituting the six degrees of freedom drive mechanism, the fork portion 67 as 2 is contactlessly supported wafer stage WST2, and controls the driving force.

その後、主制御装置50は、干渉計システム60の計測値に基づいて、ウエハステージWST2の駆動制御を開始した後、ウエハステージWST2上の基準マーク板FM2上の一対の第2の基準マークとレチクルR上の一対のレチクルアライメントマークとをレチクルアライメント系14を用いて計測する。また、フォーカスマッピングの結果と投影光学系PLの像面との関係を決めるため、主制御装置50は、不図示の空間像計測器を用いて投影光学系PLの像面位置の計測を行い、基準マーク板FM2の表面と像面との関係を求める。この計測が行われるまでのいずれかの時点で、主制御装置50は、ウエハステージWST2の位置管理に用いる計測装置を、干渉計システム60から、エンコーダシステム(エンコーダ70E〜70Fの少なくとも3つ)に切り換える。そして、主制御装置50は、その計測結果と、先に行われたウエハアライメントの結果と、第1基準マークと第2基準マークとの既知の位置関係とに基づいて、ウエハW2上の第1番目のショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージWST2を移動させる。その後は、ウエハW2に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が前述のウエハW1に対する露光と同様にして行われる。また、この露光動作中、主制御装置50により、Zヘッド791,j、792,j及び811, (6-j)、812, (6-j)で計測値に基づいて算出されたウエハステージWST2のZ位置と、XY平面に対する傾斜と、前述の面位置データz1〜zkとを用いて、ウエハW2の面位置制御が、行われる。 Thereafter, main controller 50 starts driving control of wafer stage WST2 based on the measurement value of interferometer system 60, and then a pair of second reference marks and reticles on reference mark plate FM2 on wafer stage WST2. A pair of reticle alignment marks on R are measured using a reticle alignment system 14. Further, in order to determine the relationship between the result of focus mapping and the image plane of the projection optical system PL, the main controller 50 measures the image plane position of the projection optical system PL using a spatial image measuring instrument (not shown), The relationship between the surface of the reference mark plate FM2 and the image plane is obtained. At any point in time until this measurement is performed, main controller 50 changes the measuring device used for position management of wafer stage WST2 from interferometer system 60 to an encoder system (at least three of encoders 70E to 70F). Switch. Then, main controller 50 determines the first on wafer W2 based on the measurement result, the result of the previously performed wafer alignment, and the known positional relationship between the first reference mark and the second reference mark. Wafer stage WST2 is moved to the acceleration start position for exposure of the second shot region. Thereafter, a step-and-scan exposure operation for the wafer W2 is performed in the same manner as the exposure for the wafer W1. Further, during this exposure operation, the main controller 50 calculates the Z heads 791 , j , 792 , j and 811 , (6-j) , 812 , (6-j) based on the measured values. The surface position of the wafer W2 is controlled using the Z position of the wafer stage WST2, the inclination with respect to the XY plane, and the surface position data z1 to zk described above.

このようにして、本実施形態の露光装置10では、ウエハステージWST1,WST2の交換を行いつつ、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光動作と、他方のウエハステージ上でのウエハアライメント動作(及びこれに先立って行われるウエハ交換)とが、同時並行処理にて行われる。   As described above, in the exposure apparatus 10 of the present embodiment, the wafer stage WST1 and WST2 are exchanged, the exposure operation for the wafer on one wafer stage, and the wafer alignment operation (and this on the other wafer stage). (Wafer exchange performed prior to the above) is performed by simultaneous parallel processing.

以上説明したように、本実施形態によると、第1座標系上のアライメント系ALGの検出中心(第1基準点)(多点AF系の検出領域の中心に一致)に対するヘッドユニット62A,62B,62C及び62Dの各ヘッド(Xヘッド、Yヘッド又はZヘッド)の位置関係と、第2座標系上の投影光学系PLの光軸AXに対するヘッドユニット62A,62B,62C及び62Dの各ヘッド(Xヘッド、Yヘッド又はZヘッド)の位置関係とが相互に対応する。また、ウエハステージWST1,WST2上のウエハに対するアライメント結果(EGAにより得られるウエハ上のショット領域の配列座標)は、基準マーク板FM1,FM2上の第1基準マークを原点とする位置座標に変換される。そして、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際には、第1基準マークを原点とする位置座標に変換されたショット領域の配列座標と、基準マーク板FM1,FM2上の一対の第2の基準マークとレチクルR上の一対のレチクルアライメントマークとの相対位置の計測結果と、第1基準マークと第2基準マークとの既知の位置関係に基づいてウエハステージWST1,WST2の位置が制御される。従って、例えば、アライメントステーションASSにおいて、第1座標系上でウエハステージWST2がアライメント系ALGの検出中心に対して所定の位置関係にある(例えば位置座標(X1,Y1)を持ち、回転角θz1である)とき、ウエハステージWST2上面のスケール39Y1,39Y2、39X1,39X2にヘッドユニット62A,62B,62C及び62Dがそれぞれ備えるXヘッド64,Yヘッド66,Xヘッド64,Yヘッド66が対向する場合、第2ステーションにおいて、第2座標系上でウエハステージWST2が投影光学系PLの光軸AXに対して所定の位置関係にある(例えば、位置座標(X1,Y1)を持ち,回転角θz1である)ときに、前記Xヘッド64,Yヘッド66,Xヘッド64,Yヘッド66に対応するヘッドユニット62E,62F,62G及び62Hがそれぞれ備えるXヘッド65,Yヘッド68,Xヘッド65,Yヘッド68が、ウエハステージWST2上面のスケール39Y1,39Y2、39X1,39X2の同一領域にそれぞれ対向する。また、ウエハステージWST2が多点AF系90の検出領域の中心(アライメント系ALGの検出中心に一致)に対して上記所定の位置関係にあるとき、ウエハステージWST2上面のスケール39Y1,39Y2の所定領域(第1領域,第2領域とする)に各一対のZヘッド(例えばZヘッド711,3、712,3、771,3,772,3とする)が対向する場合、ウエハステージWST2が投影光学系PLの光軸AXに対して上記所定の位置関係にあるときに、Zヘッド791,3,792,3、811,3,812,3がウエハステージWST2上面のスケール39Y1,39Y2、の上記第1、第2領域に対向する。ウエハステージWST1についても同様である。 As described above, according to the present embodiment, the head units 62A, 62B, the detection center (first reference point) of the alignment system ALG on the first coordinate system (matching the center of the detection area of the multipoint AF system). The positional relationship between the heads 62C and 62D (X head, Y head, or Z head) and the head units 62A, 62B, 62C, and 62D with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL on the second coordinate system (X The positional relationship of the head, the Y head, or the Z head corresponds to each other. In addition, the alignment result for wafers on wafer stages WST1 and WST2 (array coordinates of shot areas on the wafer obtained by EGA) is converted into position coordinates with the first reference mark on reference mark plates FM1 and FM2 as the origin. The In the exposure operation of the step-and-scan method, the shot area array coordinates converted into the position coordinates with the first reference mark as the origin and a pair of second marks on the reference mark plates FM1 and FM2 are used. The positions of wafer stages WST1 and WST2 are controlled based on the measurement result of the relative position between the reference mark and the pair of reticle alignment marks on reticle R and the known positional relationship between the first reference mark and the second reference mark. . Therefore, for example, in alignment station ASS, wafer stage WST2 has a predetermined positional relationship with respect to the detection center of alignment system ALG on the first coordinate system (for example, position coordinates (X 1 , Y 1 )) and rotation angle. θz 1 ), X head 64, Y head 66, X head 64, Y provided in head units 62A, 62B, 62C and 62D on scales 39Y 1 , 39Y 2 , 39X 1 and 39X 2 on the upper surface of wafer stage WST2, respectively. When head 66 faces, wafer stage WST2 is in a predetermined positional relationship with respect to optical axis AX of projection optical system PL on the second coordinate system at the second station (for example, position coordinates (X 1 , Y 1 ) And the rotation angle θz 1 ), the X head 64, the Y head 66, the X head 64, and the Y head 66 are The X head 65, Y head 68, X head 65, and Y head 68 respectively provided in the corresponding head units 62E, 62F, 62G, and 62H are the same as the scales 39Y 1 , 39Y 2 , 39X 1 , 39X 2 on the upper surface of the wafer stage WST2. Opposite areas. Further, when wafer stage WST2 is in the predetermined positional relationship with respect to the center of the detection area of multi-point AF system 90 (coincides with the detection center of alignment system ALG), scales 39Y 1 and 39Y 2 on the upper surface of wafer stage WST2 When a pair of Z heads (for example, Z heads 71 1,3 , 71 2,3 , 77 1,3 , 77 2,3 ) are opposed to a predetermined area (first area and second area), when the wafer stage WST2 is in the predetermined positional relationship with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL, Z head 79 1,3, 79 2,3, 81 1,3, 81 2,3 wafer stage WST2 It faces the first and second regions of the upper scales 39Y 1 and 39Y 2 . The same applies to wafer stage WST1.

従って、ウエハステージWST1,WST2上面のYスケール又はXスケールに凹凸、あるいは経時的な変形など、計測の誤差要因があっても、アライメントステーションASSでウエハステージWST1,WST2のX軸方向、Y軸方向及びθz方向、並びにZ軸方向、θy方向、及びθx方向の位置情報をそれぞれ計測する第1計測システムのXヘッド,Yヘッド、Zヘッドの計測値に生じる誤差と、露光ステーションESSでウエハステージWST1,WST2のX軸方向、Y軸方向及びθz方向、並びにZ軸方向、θy方向、及びθx方向の位置情報をそれぞれ計測する第2計測システムのXヘッド,Yヘッド、Zヘッドの計測値に生じる誤差とはほぼ同一(対応する各ヘッド、Zヘッド同士の個体差(キャリブレーション誤差を含む)は残存する場合がある)となる。なお、対応する各ヘッド、Zヘッド同士の個体差は、事前に出力のキャリブレーションを正確に行うことで、無視できるレベルに低下させることも可能である。   Accordingly, even if there are measurement error factors such as irregularities in the Y scale or X scale on the upper surfaces of wafer stages WST1 and WST2, or deformation over time, the X axis direction and Y axis direction of wafer stages WST1 and WST2 at alignment station ASS. And θz direction, and errors occurring in the measured values of the X head, Y head, and Z head of the first measurement system for measuring position information in the Z-axis direction, θy direction, and θx direction, respectively, and the wafer stage WST1 at the exposure station ESS , WST2 results in the measurement values of the X head, Y head, and Z head of the second measurement system that measures position information in the X axis direction, Y axis direction, θz direction, and Z axis direction, θy direction, and θx direction, respectively. Error is almost the same (individual difference between each corresponding head and Z head (including calibration error) If the residual is) it becomes. The individual difference between the corresponding heads and Z heads can be reduced to a negligible level by accurately performing output calibration in advance.

従って、各Xヘッド、各Yヘッド、及び各Zヘッドが対向するウエハステージWST1,WST2上面の各Yスケール、各Xスケールの計測誤差要因の影響を受けることなく、アライメントステーションASSにおいて第1計測システムで計測したウエハステージWST1,WST2の位置情報に基づいて、露光ステーションESSにおいて第2計測システムを用いてウエハステージWST1,WST2の位置を精度良く管理することが可能になる。   Therefore, the first measurement system is used in the alignment station ASS without being affected by the measurement error factors of the Y scales and the X scales on the upper surfaces of the wafer stages WST1 and WST2 facing each X head, each Y head, and each Z head. Based on the position information of the wafer stages WST1 and WST2 measured in step 1, it becomes possible to accurately manage the positions of the wafer stages WST1 and WST2 using the second measurement system in the exposure station ESS.

従って、アライメントステーションASSにおいて、アライメント系ALGを用いたマーク検出動作及びマーク検出動作時に第1計測システムで計測されたウエハステージWST1,WST2の位置情報から得られるウエハのショット領域の配列座標に基づいて、露光ステーションESSおいて第2計測システムを用いてウエハステージWST1,WST2の位置を制御することで、高精度な露光を行うことが可能となる。これにより、ウエハ上の複数のショット領域にレチクルRのパターンが精度良く転写される。   Therefore, in alignment station ASS, based on the mark detection operation using alignment system ALG and the wafer shot region array coordinates obtained from the position information of wafer stages WST1 and WST2 measured by the first measurement system during the mark detection operation. By controlling the positions of the wafer stages WST1 and WST2 using the second measurement system in the exposure station ESS, it is possible to perform highly accurate exposure. Thereby, the pattern of the reticle R is accurately transferred to a plurality of shot areas on the wafer.

なお、上記実施形態では、Xヘッド、Yヘッド、及びZヘッドを第1計測システム、第2計測システムの両者が備えている場合について説明したが、これに限らず、Xヘッド、Yヘッド、及びZヘッドの1つ又は2つを、第1計測システム、第2計測システムの両者が備えていても良い。要は、第2計測システムが、投影光学系PLの光軸AXに対して、アライメント系ALG又は多点AF系90の検出中心に対する第1計測システムの複数の第1ヘッドの位置関係と対応する位置関係で配置された複数の第2ヘッドを有していれば良い。   In the above embodiment, the case where both the first measurement system and the second measurement system are provided with the X head, the Y head, and the Z head has been described. However, the present invention is not limited to this, and the X head, the Y head, and One or two Z heads may be provided in both the first measurement system and the second measurement system. In short, the second measurement system corresponds to the positional relationship of the plurality of first heads of the first measurement system with respect to the detection center of the alignment system ALG or the multipoint AF system 90 with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL. What is necessary is just to have the some 2nd head arrange | positioned by positional relationship.

なお、ウエハステージWST1,WST2の交換及び駆動を行うウエハステージ駆動系の構成は、上記第1の実施形態の構成に限らず、例えば特表2000−505958号公報などに開示される構成を採用しても良い。   The configuration of the wafer stage drive system for exchanging and driving wafer stages WST1 and WST2 is not limited to the configuration of the first embodiment, and the configuration disclosed in, for example, JP 2000-505958 A is adopted. May be.

《第2の実施形態》
次に、本発明の第2の実施形態を図11〜図13(B)に基づいて説明する。ここで、前述した第1の実施形態と同一又は同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略若しくは省略する。
<< Second Embodiment >>
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, the same reference numerals are used for the same or equivalent components as those in the first embodiment described above, and the description thereof is simplified or omitted.

本第2の実施形態に係る露光装置10’では、図11に示されるように、投影光学系PLを中心として、−X方向、+X方向に同一距離離れた位置に、FIA系から成る2つのアライメント系ALG1、ALG2が設けられるとともに、これに伴って、ウエハステージ駆動系の構成及びエンコーダシステムのヘッドユニットの配置、数等が前述の第1の実施形態とは異なるが、その他の部分の構成は、第1の実施形態と同様になっている。以下では、相違点を中心として説明する。   In the exposure apparatus 10 ′ according to the second embodiment, as shown in FIG. 11, two FIA systems are formed at the same distance in the −X direction and the + X direction with the projection optical system PL as the center. Alignment systems ALG1 and ALG2 are provided. Accordingly, the configuration of the wafer stage drive system and the arrangement and number of head units of the encoder system are different from those of the first embodiment, but the configuration of other parts. Is the same as in the first embodiment. Below, it demonstrates centering around difference.

露光装置10’では、ウエハステージWST1,WST2を駆動するウエハステージ駆動系として、床面F上に設置されたX軸方向に延びる一対のX軸リニアガイド(X固定子)と、該X軸リニアガイドに沿って駆動される2対のXスライダ(X可動子)とによってそれぞれ構成される、合計4つのXリニアモータと、各一対のXリニアモータによって、それぞれX軸方向に駆動される、Y軸方向を長手方向とする一対のY固定子と、該一対のY固定子のそれぞれに沿って駆動されるY可動子とによって構成される一対のYリニアモータとを含む、リニアモータ機構を含む。この場合、ウエハステージWST1,WST2は、一対のYリニアモータそれぞれのY可動子が一体的に設けられたステージ本体と、該ステージ本体上で、Z軸、θx、θy方向の3自由度方向に微小駆動されるウエハテーブルとを備えた構成を採用することができる。このような構成のステージ装置は、例えば特開平10−214783号公報などに開示されている。   In exposure apparatus 10 ′, as a wafer stage drive system for driving wafer stages WST1 and WST2, a pair of X-axis linear guides (X stators) installed on floor F and extending in the X-axis direction, and the X-axis linear A total of four X linear motors each constituted by two pairs of X sliders (X movers) driven along a guide, and each pair of X linear motors is driven in the X-axis direction, respectively. Y A linear motor mechanism including a pair of Y linear motors configured by a pair of Y stators whose longitudinal direction is the axial direction and a Y mover driven along each of the pair of Y stators is included. . In this case, wafer stages WST1 and WST2 are arranged in three degrees of freedom in the Z-axis, θx, and θy directions on the stage main body on which the Y mover of each of the pair of Y linear motors is integrally provided. A configuration including a wafer table that is micro-driven can be employed. A stage apparatus having such a configuration is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-214783.

以下では、便宜上、ウエハステージWST1,WST2は、それぞれウエハステージ駆動系によって、ステージベースSB上で個別に6自由度方向に駆動される単一のステージであるものとする。   Hereinafter, for convenience, it is assumed that wafer stages WST1 and WST2 are each a single stage that is individually driven in the direction of six degrees of freedom on stage base SB by a wafer stage drive system.

本第2の実施形態では、図12に示されるように、前述のヘッドユニット62A〜62Dが、アライメント系ALG1の検出中心を中心として、前述と同様に十字状に配置されている。しかし、前述のヘッドユニット62E〜62Hは、投影光学系PLの光軸中心ではなく、アライメント系ALG2の検出中心を中心として、前述と同様に十字状に配置されている。本第2の実施形態では、アライメント系ALG1,ALG2をそれぞれ中心として、ウエハステージWST2,WST1上のウエハに対してアライメント処理が行われる一対のアライメントステーションASSが構成されている(図11参照)。   In the second embodiment, as shown in FIG. 12, the head units 62A to 62D described above are arranged in a cross shape in the same manner as described above with the detection center of the alignment system ALG1 as the center. However, the head units 62E to 62H described above are arranged in a cross shape in the same manner as described above, with the detection center of the alignment system ALG2 as the center, not the optical axis center of the projection optical system PL. In the second embodiment, a pair of alignment stations ASS is configured to perform alignment processing on the wafers on wafer stages WST2 and WST1 with alignment systems ALG1 and ALG2 as the centers (see FIG. 11).

この場合、アライメント系ALG1の検出中心とアライメント系ALG2の検出中心とは、投影光学系PLの光軸AXを通るX軸に平行な直線(基準軸)LH上に配置されている。また、ヘッドユニット62Dと、62Fとは、投影光学系PLの光軸AXを通るY軸に平行な直線(基準軸)LV3に関して左右対称の配置となっている。また、投影光学系PLのY軸方向の一側と他側には、基準軸LH(及び光軸AX)に関して対称な配置で、ヘッドユニット62A,62Cと同じ構成のヘッドユニット62I,62Jが配置されている。本実施形態では、投影光学系PLの光軸AXに対するヘッドユニット62I,62D,62J,62Fの位置関係は、アライメント系ALG1(又はALG2)の検出中心に対するヘッドユニット62A,62B,62C,62D(又は62E,62F,62G,62H)の位置関係と同じに設定されている。ただし、ヘッドユニット62D,62Fは、Yヘッドを6個、各Yヘッドを挟んで6対(12個)のZヘッドを有している点は、ヘッドユニット62B,62Hとは僅かに相違する。   In this case, the detection center of alignment system ALG1 and the detection center of alignment system ALG2 are arranged on a straight line (reference axis) LH parallel to the X axis passing through optical axis AX of projection optical system PL. The head units 62D and 62F are symmetrically arranged with respect to a straight line (reference axis) LV3 parallel to the Y axis passing through the optical axis AX of the projection optical system PL. In addition, head units 62I and 62J having the same configuration as the head units 62A and 62C are disposed on one side and the other side of the projection optical system PL in the Y-axis direction and symmetrical with respect to the reference axis LH (and the optical axis AX). Has been. In the present embodiment, the positional relationship of the head units 62I, 62D, 62J, and 62F with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL is such that the head units 62A, 62B, 62C, and 62D with respect to the detection center of the alignment system ALG1 (or ALG2). 62E, 62F, 62G, and 62H). However, the head units 62D and 62F are slightly different from the head units 62B and 62H in that the head units 62D and 62F have six Y heads and six pairs (12) Z heads sandwiching each Y head.

本第2の実施形態では、前述の第1実施形態と同様に、投影光学系PLを中心として、ウエハステージWST2,WST1上のウエハに対して露光処理が行われる露光ステーションESSが構成されている(図11参照)。   In the second embodiment, as in the first embodiment described above, an exposure station ESS that performs exposure processing on the wafers on wafer stages WST2 and WST1 is configured with projection optical system PL as the center. (See FIG. 11).

なお、説明が前後したが、10個のヘッドユニット62A〜62Jは、投影光学系PLの下端面とほぼ一致するXY平面に平行な面上に配置されている。   Although the description has been made, the ten head units 62A to 62J are arranged on a plane parallel to the XY plane that substantially coincides with the lower end surface of the projection optical system PL.

露光装置10’のその他の部分の構成等は、前述の第1の実施形態と同様である。   The configuration of the other parts of the exposure apparatus 10 'is the same as that in the first embodiment.

露光装置10’では、図12に示されるように、ウエハステージWST2が、アライメント系ALG1の下方にあるときに、ウエハステージWST2上に保持されたウエハW2に対するウエハアライメント(EGA)が行われるのと並行して、投影光学系PLの下方にある、ウエハステージWST1上のウエハW1に対する露光が行われる。   In exposure apparatus 10 ′, as shown in FIG. 12, when wafer stage WST2 is below alignment system ALG1, wafer alignment (EGA) is performed on wafer W2 held on wafer stage WST2. In parallel, exposure is performed on wafer W1 on wafer stage WST1 below projection optical system PL.

この場合、ウエハW2に対するアライメント中のウエハステージWST2の位置は、ヘッドユニット62A,62C、及びヘッドユニット62B,62Dの複数のヘッドのうち、Yスケール39Y1,39Y2、及びXスケール39X1,39X2にそれぞれ対向する2つのYヘッド、及び2つXヘッドの計測値、すなわち4つのエンコーダ70A〜70Dの計測値のうち、少なくとも3つに基づいて、主制御装置によって管理される。この場合も、主制御装置は、EGAの結果得られた、ウエハW2上の全てのショット配列座標を、第1基準マークの位置を原点とする位置座標に変換する。 In this case, the position of wafer stage WST2 during alignment with respect to wafer W2 is Y scales 39Y 1 , 39Y 2 and X scales 39X 1 , 39X among the plurality of heads of head units 62A, 62C and head units 62B, 62D. 2 is managed by the main controller based on at least three of the measured values of the two Y heads and the two X heads respectively facing 2, ie, the measured values of the four encoders 70A to 70D. Also in this case, the main controller converts all shot arrangement coordinates on the wafer W2 obtained as a result of EGA into position coordinates having the position of the first reference mark as the origin.

なお、ウエハW2に対するアライメントに先立って、ウエハステージWST2上では、露光済みのウエハをウエハW2に交換するウエハ交換が、アライメント系ALG1の下方の近傍の位置で行われている。   Prior to alignment with wafer W2, on wafer stage WST2, wafer exchange for exchanging the exposed wafer for wafer W2 is performed at a position near the lower side of alignment system ALG1.

また、ウエハステージWST1上のウエハW1に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の開始に先立って、主制御装置50は、ヘッドユニット62I,62D、及び62J,62Fの複数のヘッドのうち、Xスケール39X3,39X4、及びYスケール39Y3,39Y4にそれぞれ対向する2つのXヘッド、及び2つYヘッドの計測値のうち、少なくとも3つに基づいてウエハステージWST1のXY平面内の位置を管理しつつ、ウエハステージWST1上の基準マーク板FM1上の一対の第2の基準マークとレチクルR上の一対のレチクルアライメントマークとを前述のレチクルアライメント系14を用いて計測している。そして、主制御装置50は、その計測結果と前述のウエハアライメントの結果と、基準マーク板上の第1基準マークと第2基準マークとの既知の位置関係とに基づいてウエハW1上の各ショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージWST1を移動させる。 Prior to the start of the step-and-scan exposure operation for wafer W1 on wafer stage WST1, main controller 50 sets X scale among the plurality of heads of head units 62I, 62D and 62J, 62F. The position of wafer stage WST1 in the XY plane is determined based on at least three of the measurement values of two X heads and two Y heads respectively facing 39X 3 and 39X 4 and Y scales 39Y 3 and 39Y 4. While being managed, the pair of second reference marks on the reference mark plate FM1 on the wafer stage WST1 and the pair of reticle alignment marks on the reticle R are measured using the reticle alignment system 14 described above. Then, main controller 50 determines each shot on wafer W1 based on the measurement result, the result of the wafer alignment described above, and the known positional relationship between the first reference mark and the second reference mark on the reference mark plate. Wafer stage WST1 is moved to the acceleration start position for exposure of the region.

図13(A)には、ウエハステージWST1上のウエハW1に対する露光動作及びウエハステージWST2上のウエハW2に対するアライメント(EGA)動作が開始される直前の状態が示されている。また、図13(B)には、ウエハステージWST1上のウエハW1に対する露光動作及びウエハステージWST2上のウエハW2に対するアライメント(EGA)動作が終了した直後の状態が示されている。   FIG. 13A shows a state immediately before the exposure operation for wafer W1 on wafer stage WST1 and the alignment (EGA) operation for wafer W2 on wafer stage WST2 are started. FIG. 13B shows a state immediately after the exposure operation for wafer W1 on wafer stage WST1 and the alignment (EGA) operation for wafer W2 on wafer stage WST2 are completed.

本第2の実施形態では、図13(B)中に、太い実線を用いて模式的に示されるように、ウエハW2のアライメントの際のウエハステージWST2の移動経路TR1と、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中のウエハステージWST1の移動経路(ウエハW1上の各ショット領域の中心を、露光順序に従って結んだ経路)TR2とは概略同様になっている。勿論、実際には、いわゆる完全交互スキャン方式で、ウエハW1に対する露光が行われるので、この露光動作中のウエハステージWST1のXY平面内の移動経路は、ウエハW2のアライメントの際のウエハステージWST2の移動経路と厳密には一致しない。しかし、概略的に見れば、両者の移動経路は、同様のジクザグ状の経路となっている。この場合において、上記のアライメントのためのウエハステージWST2の移動動作と露光のためのウエハステージWST1の移動動作とは、同期して行われる必要はなく、時間的に前後して行われても良く、要は、ウエハW2に対するアライメント動作とウエハW1に対する露光動作とが、並行して行われれば良い。   In the second embodiment, as schematically shown by a thick solid line in FIG. 13B, the movement path TR1 of the wafer stage WST2 during the alignment of the wafer W2, and the step-and-scan The movement path of wafer stage WST1 during the system exposure operation (path connecting the centers of the shot areas on wafer W1 in accordance with the exposure order) TR2 is substantially the same. Of course, since the exposure to the wafer W1 is actually performed by the so-called complete alternate scanning method, the movement path in the XY plane of the wafer stage WST1 during the exposure operation is the movement path of the wafer stage WST2 during the alignment of the wafer W2. Does not exactly match the travel path. However, when viewed roughly, the movement paths of both are similar zigzag paths. In this case, the movement operation of wafer stage WST2 for alignment and the movement operation of wafer stage WST1 for exposure do not need to be performed in synchronization, and may be performed before and after the time. In short, the alignment operation on the wafer W2 and the exposure operation on the wafer W1 may be performed in parallel.

主制御装置50は、アライメント動作が終わったウエハステージWST2,露光動作が終わったWST1を、同時に+X方向へ駆動する。その後、ウエハステージWST1上では、ウエハ交換、アライメント系ALG2を用いたウエハアライメント動作を含む一連の動作が、前述のウエハステージWST2側と同様に行われ、これと並行して、ウエハステージWST2のウエハW2に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を含む一連の動作が、前述のウエハステージWST1側と同様に行われる。   Main controller 50 drives wafer stage WST2 for which the alignment operation has ended and WST1 for which the exposure operation has ended in the + X direction at the same time. Thereafter, on wafer stage WST1, a series of operations including wafer exchange and wafer alignment operation using alignment system ALG2 are performed in the same manner as on wafer stage WST2, and in parallel with this, wafer of wafer stage WST2 is processed. A series of operations including a step-and-scan exposure operation for W2 is performed in the same manner as the wafer stage WST1 side described above.

このようにして、本第2の実施形態に係る露光装置10’では、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光動作と、他方のウエハステージ上でのウエハ交換及びウエハアライメント動作とが、同時並行処理にて行われる。   In this way, in the exposure apparatus 10 ′ according to the second embodiment, the exposure operation for the wafer on one wafer stage and the wafer exchange and wafer alignment operations on the other wafer stage are processed simultaneously in parallel. It is done at.

なお、詳細説明は省略したが、本第2の実施形態においても、図12に示されるように、多点AF系(90a,90b)を、アライメント系ALG1、ALG2の近傍に前述と同様にそれぞれ配置することで、主制御装置50は、前述と同様のフォーカスマッピングを行い、フォーカスマッピング中に得られた面位置情報(計測データ)などを用いて、前述同様の手順で、露光中のウエハの面位置制御を行うことができる。   Although detailed description is omitted, also in the second embodiment, as shown in FIG. 12, the multi-point AF system (90a, 90b) is disposed in the vicinity of the alignment systems ALG1 and ALG2 in the same manner as described above. By arranging, the main controller 50 performs the same focus mapping as described above, and uses the surface position information (measurement data) obtained during the focus mapping, and the like, in the same procedure as described above, for the wafer being exposed. Surface position control can be performed.

以上説明した本第2の実施形態によると、前述した第1の実施形態と同等の効果を得ることができる他、投影光学系PLの−X側、+X側にアライメント系ALG1、ALG2がそれぞれ設けられているため、ウエハステージWST2,WST1をX軸方向に移動させるのみで、それらのステージに保持されたウエハに対するアライメント動作と露光動作とを切り換えることが可能となる。従って、この切り換え時間の短縮により、前述のスイッチング方式を採用する場合と比べて、高スループットの露光が可能となる。   According to the second embodiment described above, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and the alignment systems ALG1 and ALG2 are provided on the −X side and the + X side of the projection optical system PL, respectively. Therefore, only by moving wafer stages WST2 and WST1 in the X-axis direction, it is possible to switch between the alignment operation and the exposure operation for the wafers held on those stages. Therefore, by shortening the switching time, it becomes possible to perform exposure with high throughput as compared with the case where the above-described switching method is adopted.

また、上記第1、第2の実施形態では、フォーカスマッピング時、露光時のいずれのときにおいても、一対のYスケールに対向する各一対、合計2対のZヘッドによって、ウエハステージWSTの面位置及びXY平面に対する傾斜を計測するものとしたが、これに限らず、2対のZヘッドのうちの3つを用いて、ウエハステージWSTのZ軸方向、θx方向及びθy方向の位置情報を計測しても良い。   Further, in the first and second embodiments, the surface position of wafer stage WST is obtained by each pair of Z heads opposed to the pair of Y scales, that is, a total of two pairs of Z heads, both at the time of focus mapping and at the time of exposure. However, the present invention is not limited to this, and the position information of the wafer stage WST in the Z-axis direction, θx direction, and θy direction is measured using three of two pairs of Z heads. You may do it.

従って、上記各実施形態において、ヘッドユニット62B,62D,62F,62Hが、各Yヘッド(エンコーダヘッド)につき、該各Yヘッドをそれぞれ挟んで配置された各一対のZヘッドを必ずしも備える必要はない。   Therefore, in each of the above-described embodiments, the head units 62B, 62D, 62F, and 62H do not necessarily have to include each pair of Z heads arranged with the Y heads sandwiched between the Y heads (encoder heads). .

また、上記各実施形態では、ヘッドユニット62B,62D,62F,62Hがそれぞれの内部に、エンコーダヘッドとともにZヘッドを備えることで、エンコーダヘッドとZヘッドとが、見かけ上一体化されているが、これに限らず、Zヘッドとエンコーダヘッドがそれぞれ有する光学系の少なくとも一部を、共通の光学素子で構成することで、Zヘッドとエンコーダヘッドとの機能を兼ねる、センサヘッドを構成しても良い。   Further, in each of the above embodiments, the head units 62B, 62D, 62F, and 62H include the Z head together with the encoder head, so that the encoder head and the Z head are apparently integrated. However, the present invention is not limited to this, and a sensor head that functions as both the Z head and the encoder head may be configured by configuring at least a part of the optical system of each of the Z head and the encoder head with a common optical element. .

なお、上記各実施形態では、本発明がウエハステージを2つ備えるツインステージ型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、シングルステージタイプの露光装置であっても、投影光学系とアライメント系とを離して配置する場合には、本発明は好適に適用できる。   In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a twin-stage type exposure apparatus having two wafer stages has been described. However, the present invention is not limited to this, and even a single-stage type exposure apparatus can be used for projection. The present invention can be suitably applied when the optical system and the alignment system are arranged apart from each other.

また、上記各実施形態では、Zヘッドがウエハステージ上のYスケールの表面の面位置情報を計測するものとしたが、Zヘッドは、スケールの表面に限らず、ウエハが載置される領域以外であれば、ウエハステージ上面のいずれの領域の面位置情報を計測するようにしても良い。   In each of the above embodiments, the Z head measures the surface position information of the surface of the Y scale on the wafer stage. However, the Z head is not limited to the surface of the scale, but other than the area where the wafer is placed. If so, the surface position information of any region on the upper surface of the wafer stage may be measured.

なお、上記各実施形態では、ArFエキシマレーザ光などを用いるものとしたが、これに限らず、照明光ILとして超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線(g線、i線等)、KrFエキシマレーザ光は勿論、F2レーザ光(波長157nm)あるいはAr2レーザ光(波長126nm)などの真空紫外光を用いても良い。また、例えば、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(Er)(又はエルビウムとイッテルビウム(Yb)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。 In each of the above-described embodiments, ArF excimer laser light or the like is used. However, the present invention is not limited to this, and ultraviolet light from an ultrahigh pressure mercury lamp (g-line, i-line, etc.), KrF excimer is used as illumination light IL. Of course, vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm) or Ar 2 laser light (wavelength 126 nm) may be used as well as the laser light. Further, for example, as the vacuum ultraviolet light, a single wavelength laser beam oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is a single wavelength laser light, for example, erbium (Er) (or both erbium and ytterbium (Yb)). It is also possible to use a harmonic that is amplified by a doped fiber amplifier and wavelength-converted to ultraviolet light using a nonlinear optical crystal.

更に、照明光ILとしてEUV光、X線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置、投影光学系を用いない、例えばプロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナー、及び例えば国際公開WO99/49504号などに開示される、投影光学系PLとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用しても良い。   Further, an exposure apparatus that uses EUV light, X-rays, or charged particle beams such as an electron beam or an ion beam as illumination light IL, a projection system that does not use a projection optical system, such as a proximity type exposure apparatus, a mirror projection aligner, and The present invention may also be applied to an immersion type exposure apparatus disclosed in International Publication WO99 / 49504 and the like in which a liquid is filled between the projection optical system PL and the wafer.

また、上述の各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、あるいは光反射性の基板上に所定の反射パターンを形成した光反射型マスクを用いたが、それらに限定されるものではない。例えば、そのようなマスクに代えて、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(光学系の一種とする)を用いるようにしても良い。このような電子マスクは、例えば米国特許第6,778,257号明細書に開示されている。なお、上述の電子マスクとは、非発光型画像表示素子と自発光型画像表示素子との双方を含む概念である。   In each of the above-described embodiments, a light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate, or a predetermined reflecting pattern on a light-reflecting substrate. However, the present invention is not limited to these. For example, instead of such a mask, an electronic mask (which is a kind of optical system) that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed may be used. Such an electronic mask is disclosed, for example, in US Pat. No. 6,778,257. Note that the above-described electronic mask is a concept including both a non-light-emitting image display element and a self-light-emitting image display element.

また、例えば、2光束干渉露光と呼ばれているような、複数の光束の干渉によって生じる干渉縞を基板に露光するような露光装置にも適用することができる。そのような露光方法及び露光装置は、例えば、国際公開第01/35168号パンフレットに開示されている。   Further, for example, the present invention can also be applied to an exposure apparatus that exposes a substrate with interference fringes caused by interference of a plurality of light beams, which is called two-beam interference exposure. Such an exposure method and exposure apparatus are disclosed in, for example, WO 01/35168.

なお、上記各実施形態では、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、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。   In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method has been described, but the scope of the present invention is of course not limited thereto. That is, the present invention can be suitably applied to a step-and-repeat reduction projection exposure apparatus.

なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子(CCDなど)、マイクロマシン、有機EL、DNAチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。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 present invention is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor, but is used for manufacturing a display including a liquid crystal display element. An exposure apparatus for transferring a device pattern onto a glass plate and a device used for manufacturing a thin film magnetic head. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a pattern onto a ceramic wafer, and an exposure apparatus that is used for manufacturing an imaging device (CCD or the like), micromachine, organic EL, DNA chip, and the like. 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を用いて前述の方法によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、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。   A semiconductor device includes a step of performing functional / performance design of a device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and a reticle by the above-described method using the exposure apparatus of the above-described embodiment. This pattern is manufactured through a step of transferring the pattern to a wafer, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like.

以上説明したように、本発明の移動体駆動装置は、移動体を駆動するのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は感応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 moving body drive apparatus of the present invention is suitable for driving a moving body. The exposure apparatus and exposure method of the present invention are suitable for forming a pattern on a sensitive object. The device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing micro devices.

第1の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 1st Embodiment. 図1のステージ装置を示す平面図である。It is a top view which shows the stage apparatus of FIG. 第1の実施形態に係るヘッドユニット62A〜62H及び多点AF系をウエハステージWST1、WST2とともに示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the head units 62A to 62H and the multipoint AF system according to the first embodiment together with wafer stages WST1 and WST2. 第1の実施形態に係る露光装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the control system of the exposure apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図5(A)は、2つのウエハステージの並行処理動作を含む一連の動作(以下、適宜「ステージ並行処理動作」と略述する)を説明するための図(その1)、図5(B)は、「ステージ並行処理動作」を説明するための図(その2)である。FIG. 5A is a diagram (No. 1) for explaining a series of operations including parallel processing operations of two wafer stages (hereinafter, abbreviated as “stage parallel processing operation” as appropriate), FIG. ) Is a diagram (No. 2) for explaining the “stage parallel processing operation”. FIG. 図6(A)は、「ステージ並行処理動作」を説明するための図(その3)、図6(B)は、「ステージ並行処理動作」を説明するための図(その4)である。6A is a diagram (part 3) for explaining the “stage parallel processing operation”, and FIG. 6B is a diagram (part 4) for explaining the “stage parallel processing operation”. 図7(A)は、「ステージ並行処理動作」を説明するための図(その5)、図7(B)は、「ステージ並行処理動作」を説明するための図(その6)である。FIG. 7A is a diagram (part 5) for explaining the “stage parallel processing operation”, and FIG. 7B is a diagram (part 6) for explaining the “stage parallel processing operation”. 図8(A)は、「ステージ並行処理動作」を説明するための図(その7)、図8(B)は、「ステージ並行処理動作」を説明するための図(その8)である。8A is a diagram (part 7) for explaining the “stage parallel processing operation”, and FIG. 8B is a diagram (part 8) for explaining the “stage parallel processing operation”. 図9(A)は、「ステージ並行処理動作」を説明するための図(その9)、図9(B)は、「ステージ並行処理動作」を説明するための図(その10)である。FIG. 9A is a diagram (No. 9) for explaining “stage parallel processing operation”, and FIG. 9B is a diagram (No. 10) for explaining “stage parallel processing operation”. 「ステージ並行処理動作」を説明するための図(その11)である。FIG. 11 is a diagram (No. 11) for explaining the “stage parallel processing operation”; 第2の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 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係るヘッドユニット62A〜62J及び多点AF系をウエハステージWST1、WST2とともに示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing head units 62A to 62J and a multipoint AF system according to a second embodiment together with wafer stages WST1 and WST2. 図13(A)及び図13(B)は、第2の実施形態に係る露光装置の2つのウエハステージの並行処理動作を含む一連の動作を説明するための図である。FIGS. 13A and 13B are diagrams for explaining a series of operations including parallel processing operations of two wafer stages of the exposure apparatus according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…露光装置、39Y1〜39Y4…Yスケール、39X1〜39X4…Xスケール、50…主制御装置、62A〜62D…ヘッドユニット、62E〜62H…ヘッユニット、64…Xヘッド、65…Xヘッド、66…Yヘッド、68…Yヘッド、70A,70C,70E,70G…Xリニアエンコーダ、70B,70D,70F,70H…Yリニアエンコーダ、71…Zヘッド、77…Zヘッド、79…Zヘッド、81…Zヘッド、WST1,WST2…ウエハステージ、ALG…アライメント系、PL…投影光学系、IL…照明光、W1,W2…ウエハ。 10 ... exposure apparatus, 39Y 1 ~39Y 4 ... Y scales, 39X 1 ~39X 4 ... X scale, 50 ... main control unit, 62A to 62D ... head unit, 62E~62H ... header unit, 64 ... X heads 65 ... X head, 66 ... Y head, 68 ... Y head, 70A, 70C, 70E, 70G ... X linear encoder, 70B, 70D, 70F, 70H ... Y linear encoder, 71 ... Z head, 77 ... Z head, 79 ... Z Head, 81 ... Z head, WST1, WST2 ... Wafer stage, ALG ... Alignment system, PL ... Projection optical system, IL ... Illumination light, W1, W2 ... Wafer.

Claims (20)

物体を保持して移動する移動体と;
前記移動体の移動を規定する第1座標系上の第1基準点に対して所定の位置関係で配置された複数の第1ヘッドを有し、前記移動体上面に対向する前記第1ヘッドの計測値に基づいて前記移動体の所定方向の位置情報を計測する第1計測システムが設けられ、前記移動体上の物体に対して第1の処理が行われる第1ステーションと;
前記移動体の移動を規定する第2座標系上の第2基準点に対して、前記第1基準点に対する前記複数の第1ヘッドの位置関係と対応する位置関係で配置された複数の第2ヘッドを有し、前記移動体上面に対向する前記第2ヘッドの計測値に基づいて前記移動体の前記所定方向の位置情報を計測する第2計測システムが設けられ、前記移動体上の物体に対して第2の処理が行われる第2ステーションと;を備える移動体駆動システム。
A moving object that moves while holding the object;
A plurality of first heads arranged in a predetermined positional relationship with respect to a first reference point on a first coordinate system that regulates the movement of the moving body, the first head facing the upper surface of the moving body; A first station provided with a first measurement system for measuring position information of the movable body in a predetermined direction based on a measurement value, and performing a first process on an object on the movable body;
A plurality of second elements arranged in a positional relationship corresponding to a positional relationship of the plurality of first heads with respect to the first reference point with respect to a second reference point on a second coordinate system that defines the movement of the moving body. A second measuring system that includes a head and measures positional information of the moving body in the predetermined direction based on a measurement value of the second head facing the upper surface of the moving body; And a second station where the second process is performed.
前記第1座標系上で、前記移動体が前記第1基準点に対して所定の位置関係にあるとき、前記移動体上面の一部の被検出領域に対向する前記第1ヘッドの前記第1座標系上での前記第1基準点に対する第1の位置関係と、
前記第2座標系上で、前記移動体が前記第2基準点に対して前記所定の位置関係にあるとき、前記移動体上面の前記被検出領域に対向する前記第2ヘッドの前記第2座標系上での前記第2基準点に対する第2の位置関係とは、同一の位置関係である請求項1に記載の移動体駆動システム。
On the first coordinate system, when the moving body is in a predetermined positional relationship with respect to the first reference point, the first head of the first head that faces a part of the detection area on the upper surface of the moving body. A first positional relationship with respect to the first reference point on the coordinate system;
On the second coordinate system, when the movable body is in the predetermined positional relationship with respect to the second reference point, the second coordinates of the second head facing the detected area on the upper surface of the movable body. The moving body drive system according to claim 1, wherein the second positional relationship with respect to the second reference point on the system is the same positional relationship.
物体を保持して移動する移動体と;
前記移動体がその移動を規定する第1座標系上で第1基準点に対して所定の位置関係にあるとき、前記移動体上面の一部領域に対向する、前記第1基準点に対する位置関係が固定の第1ヘッドにより、前記移動体の所定方向の位置情報を計測する第1計測システムを有し、前記移動体上の物体に対して第1の処理が行われる第1ステーションと;
前記移動体がその移動を規定する第2座標系上で第2基準点に対して前記所定の位置関係にあるとき、前記第2基準点に対し、前記第1基準点に対する前記第1ヘッドと同一の位置関係にあり、前記第1ヘッドが対向する領域と同一の前記移動体上面の領域に対向する第2ヘッドにより、前記移動体の所定方向の位置情報を計測する第2計測システムを有し、前記移動体上の物体に対して第2の処理が行われる第2ステーションと;を備える移動体駆動システム。
A moving object that moves while holding the object;
Positional relationship with respect to the first reference point facing a partial area of the upper surface of the moving body when the moving body is in a predetermined positional relationship with respect to the first reference point on the first coordinate system defining the movement Has a first measurement system that measures positional information of the movable body in a predetermined direction by a fixed first head, and a first station that performs a first process on an object on the movable body;
The first head relative to the first reference point with respect to the second reference point when the movable body is in the predetermined positional relationship with respect to a second reference point on a second coordinate system defining the movement; A second measurement system that measures positional information of the movable body in a predetermined direction is provided by a second head that is in the same positional relationship and faces the same area on the upper surface of the movable body as the area facing the first head. And a second station in which a second process is performed on the object on the moving body.
前記移動体上面には、前記所定方向を周期方向とするグレーティングが配置され、
前記第1、第2計測システムは、前記複数の第1、第2ヘッドのうち、前記グレーティングに対向する前記第1、第2ヘッドの計測値に基づいて、前記所定方向に関する前記移動体の位置情報を計測するエンコーダシステムをそれぞれ含む請求項1〜3のいずれか一項に記載の移動体駆動システム。
A grating having the predetermined direction as a periodic direction is disposed on the upper surface of the moving body,
The first and second measurement systems are configured to position the movable body in the predetermined direction based on measurement values of the first and second heads facing the grating among the plurality of first and second heads. The moving body drive system according to any one of claims 1 to 3, further comprising an encoder system for measuring information.
前記移動体上面には、第1方向及びこれに直交する第2方向をそれぞれの周期方向とする第1、第2グレーティングが配置され、
前記第1、第2ヘッドは、複数の第1エンコーダヘッドと複数の第2エンコーダヘッドとを含み、
前記エンコーダシステムは、前記複数の第1エンコーダヘッドのうち、前記第1グレーティングに対向する第1エンコーダヘッドの計測値に基づいて前記第1方向に関する前記移動体の位置情報を計測する第1エンコーダと、前記複数の第2エンコーダヘッドのうち、前記第2グレーティングに対向する第2エンコーダヘッドの計測値に基づいて前記第2方向に関する前記移動体の位置情報を計測する第2エンコーダと、を含む請求項4に記載の移動体駆動システム。
First and second gratings each having a first direction and a second direction perpendicular to the first direction as the periodic directions are disposed on the upper surface of the moving body,
The first and second heads include a plurality of first encoder heads and a plurality of second encoder heads,
The encoder system includes: a first encoder that measures position information of the moving body in the first direction based on a measurement value of a first encoder head that faces the first grating among the plurality of first encoder heads; A second encoder that measures position information of the moving body in the second direction based on a measurement value of the second encoder head facing the second grating among the plurality of second encoder heads. Item 5. A moving body drive system according to Item 4.
前記移動体上面には、第1、第2グレーティングの少なくとも一方が、その周期方向に直交する方向に離れて、一対配置され、
前記エンコーダシステムは、前記第1エンコーダと第2エンコーダとの計測値に基づいて、前記移動体の第1、第2方向の位置情報に加え、前記移動体の前記平面内の回転情報も計測する請求項5に記載の移動体駆動システム。
On the upper surface of the moving body, at least one of the first and second gratings is disposed apart from each other in a direction orthogonal to the periodic direction,
The encoder system measures not only position information of the moving body in the first and second directions but also rotation information within the plane of the moving body based on measurement values of the first encoder and the second encoder. The moving body drive system according to claim 5.
前記第1グレーティングと前記第2グレーティングとは、前記移動体上面に、前記第1方向及び第2方向に関して対称になる配置で各一対配置されている請求項6に記載の移動体駆動システム。   The moving body drive system according to claim 6, wherein each pair of the first grating and the second grating is disposed on the upper surface of the moving body so as to be symmetrical with respect to the first direction and the second direction. 前記第1、第2計測システムは、それぞれ、前記移動体上面に対向する前記第1、第2ヘッドの計測値に基づいて、前記移動体の面位置情報を計測する面位置計測システムをさらに含む請求項4〜7のいずれか一項に記載の移動体駆動システム。   Each of the first and second measurement systems further includes a surface position measurement system that measures surface position information of the moving body based on measurement values of the first and second heads facing the upper surface of the moving body. The moving body drive system according to any one of claims 4 to 7. 前記第1、第2ヘッドは、複数の面位置センサヘッドを含み、
前記面位置計測システムは、前記複数の面位置センサヘッドのうち、前記グレーティングに対向する面位置センサヘッドの計測値に基づいて、前記移動体の面位置情報を計測する請求項8に記載の移動体駆動システム。
The first and second heads include a plurality of surface position sensor heads,
The movement according to claim 8, wherein the surface position measurement system measures surface position information of the moving body based on a measurement value of a surface position sensor head facing the grating among the plurality of surface position sensor heads. Body drive system.
前記面位置計測システムは、前記複数の面位置センサヘッドのうち、前記グレーティングに対向する少なくとも2つの前記面位置センサヘッドの計測値に基づいて、前記移動体の傾斜情報をさらに計測する請求項9に記載の移動体駆動システム。   The surface position measurement system further measures inclination information of the moving body based on measurement values of at least two of the surface position sensor heads facing the grating among the plurality of surface position sensor heads. The moving body drive system described in 1. 前記複数の第1ヘッドは、前記第1基準点を中心として十字状に配置され、
前記複数の第2ヘッドは、前記第2基準点を中心として十字状に配置されている請求項1〜10のいずれか一項に記載の移動体駆動システム。
The plurality of first heads are arranged in a cross shape around the first reference point,
The movable body drive system according to claim 1, wherein the plurality of second heads are arranged in a cross shape with the second reference point as a center.
前記移動体は複数設けられ、該複数の移動体は独立に移動可能である請求項1〜11のいずれか一項に記載の移動体駆動システム。   The moving body drive system according to any one of claims 1 to 11, wherein a plurality of the moving bodies are provided, and the plurality of moving bodies are independently movable. 前記第1ステーションは、前記第2ステーションを挟んで、対称な配置で、一対設けられている請求項12に記載の移動体駆動システム。   The mobile body drive system according to claim 12, wherein a pair of the first stations are provided symmetrically with respect to the second station. エネルギビームにより感応物体を露光して、前記感応物体上にパターンを形成する露光装置であって、
前記移動体上に前記感応物体が保持される、請求項1〜13のいずれか一項に記載の移動体駆動システムと;
前記第1ステーションの前記第1基準点近傍に配置され、前記感応物体上に形成されたマークを検出するマーク検出系と;
前記第2ステーションの前記第2基準点近傍に配置され、前記感応物体上に前記エネルギビームを投射する光学系と;を備え、
前記第1ステーションでは、前記マーク検出系を用いたマーク検出動作が行われ、前記第2ステーションでは、前記エネルギビームにより前記光学系を介して前記感応物体を露光する露光動作が行われる露光装置。
An exposure apparatus that exposes a sensitive object with an energy beam to form a pattern on the sensitive object,
The movable body drive system according to any one of claims 1 to 13, wherein the sensitive object is held on the movable body.
A mark detection system that is disposed near the first reference point of the first station and detects a mark formed on the sensitive object;
An optical system disposed near the second reference point of the second station and projecting the energy beam onto the sensitive object;
An exposure apparatus in which a mark detection operation using the mark detection system is performed in the first station, and an exposure operation is performed in the second station to expose the sensitive object through the optical system with the energy beam.
前記第2ステーションにおける、前記露光動作時の前記移動体の移動経路と、前記第1ステーションにおける、前記マーク検出動作時の前記移動体の移動経路とは、概略一致するように設定されている請求項14に記載の露光装置。   The moving path of the moving body at the time of the exposure operation in the second station and the moving path of the moving body at the time of the mark detection operation in the first station are set so as to substantially match. Item 15. The exposure apparatus according to Item 14. エネルギビームにより感応物体を露光して、前記感応物体上にパターンを形成する露光装置であって、
前記感応物体を保持するとともに、回折格子を有するスケールが設けられる移動体と、
前記移動体の移動によって前記スケールが第1ヘッドユニットに対して相対移動される第1計測システムを有し、前記感応物体の計測動作を行う第1ステーションと;
前記移動体の移動によって前記スケールが第2ヘッドユニットに対して相対移動される第2計測システムを有し、前記感光物体の露光動作を行う第2ステーションと;を備え、
前記第1、第2ヘッドユニットは、前記感応物体上の実質的に同一箇所を計測対象と露光対象とするときに計測ビームが照射される前記スケール上の領域が少なくとも一部重複するように設けられる露光装置。
An exposure apparatus that exposes a sensitive object with an energy beam to form a pattern on the sensitive object,
A movable body that holds the sensitive object and is provided with a scale having a diffraction grating;
A first station that has a first measurement system in which the scale is moved relative to the first head unit by the movement of the movable body, and performs a measurement operation of the sensitive object;
A second station that has a second measurement system in which the scale is moved relative to the second head unit by movement of the movable body, and that performs an exposure operation of the photosensitive object;
The first and second head units are provided such that at least a part of the area on the scale irradiated with the measurement beam is overlapped when the measurement object and the exposure object are substantially the same location on the sensitive object. Exposure equipment.
前記第1、第2計測システムは、前記第1、第2ヘッドユニットに属する複数のエンコーダヘッドのうち、前記スケールに対向するエンコーダヘッドの計測値に基づいて、所定方向に関する前記移動体の位置情報を計測するエンコーダシステムをそれぞれ含む請求項16に記載の露光装置。   The first and second measurement systems include positional information of the moving body in a predetermined direction based on measurement values of an encoder head facing the scale among a plurality of encoder heads belonging to the first and second head units. The exposure apparatus according to claim 16, each comprising an encoder system that measures the above. 前記第1、第2計測システムは、前記第1、第2ヘッドユニットに属する複数の面位置計測ヘッドのうち、前記スケールに対向する面位置計測ヘッドの計測値に基づいて、前記移動体の面位置情報を計測する面位置計測システムをさらにそれぞれ含む請求項17に記載の露光装置。   The first and second measurement systems are configured so that the surface of the moving body is based on a measurement value of a surface position measurement head facing the scale among a plurality of surface position measurement heads belonging to the first and second head units. The exposure apparatus according to claim 17, further comprising a surface position measurement system for measuring position information. エネルギビームにより感応物体を露光して、前記感応物体上にパターンを形成する露光方法であって、
前記感応物体を保持するとともに、回折格子を有するスケールが設けられる移動体を第1ステーションに配置し、前記移動体の位置情報を第1計測システムで計測しながら前記感応物体の計測動作を行い、
前記移動体を前記第1ステーションから第2ステーションに移動し、前記移動体の位置情報を第2計測システムで計測しながら前記感応物体の露光動作を行い、
前記感応物体上の実質的に同一箇所を計測対象と露光対象とするときに前記第1計測システムと前記第2計測システムとで計測ビームを照射する前記スケール上の領域が少なくとも一部重複する露光方法。
An exposure method of exposing a sensitive object with an energy beam to form a pattern on the sensitive object,
A movable body that holds the sensitive object and is provided with a scale having a diffraction grating is arranged at the first station, and performs a measurement operation of the sensitive object while measuring position information of the movable body with a first measurement system,
Moving the moving body from the first station to the second station, performing an exposure operation of the sensitive object while measuring position information of the moving body with a second measurement system;
Exposure in which at least a part of the area on the scale irradiated with the measurement beam is overlapped by the first measurement system and the second measurement system when substantially the same location on the sensitive object is set as the measurement target and the exposure target. Method.
請求項19に記載の露光方法を用いて感応物体を露光することと;
前記露光した感応物体を現像することと;を含むデバイス製造方法。
Exposing a sensitive object using the exposure method according to claim 19;
Developing the exposed sensitive object.
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