CN101689025A - 移动体装置 - Google Patents

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Abstract

于投影单元(PU)的+X，－X侧，分别将复数个Z读头(76，74)以Y标尺的有效宽度的一半以下的间隔(WD)与X轴平行地排列成随时有各两个Z读头成对对向于晶圆载台上的Y标尺(反射面)。同时对向于标尺的两个Z读头所构成的读头对中的优先读头的测量值，在优先读头的测量值因读头的动作不良等导致异常的情形时，使用另一读头的测量值，而可稳定且高精度地测量载台在至少Z轴方向的位置信息。

Description

移动体装置
技术领域
本发明是关于一种移动体装置、图案形成装置、曝光装置、以及元件制造方法，更详言之，是关于具备实质沿既定平面移动的移动体的移动体装置、将图案形成于装载于移动体的物体上的图案形成装置、通过照射能量束于物体形成图案的曝光装置、以及使用所述曝光装置的元件制造方法。
背景技术
以往，在制造半导体元件、液晶显示元件等电子元件(微型元件)的微影制程中，主要使用步进重复方式的投影曝光装置(所谓步进器)、步进扫描方式的投影曝光装置(所谓扫描步进器(亦称扫描器))等。
然而，晶片或玻璃板等被曝光基板(以下总称为晶片)的表面，例如会因晶片的起伏等而未必为平坦。因此，特别是扫描器等的扫描型曝光装置，当以扫描曝光方式将标线片图案转印于晶片上的某照射区域时，使用多焦点位置检测***(以下亦称为“多点AF***”)等检测设定于曝光区域内的复数个检测点中晶片表面在投影光学***的光轴方向的位置信息(聚焦信息)，并根据该检测结果，控制保持晶片的平台或载台在光轴方向的位置及倾斜、亦即聚焦调平控制，以使晶片表面在曝光区域内随时一致于投影光学***的像面(成为像面的焦深范围内)(参照例如美国专利第5,448,332号说明书)。
又，步进器或扫描器等，伴随着集成电路的微细化所使用的曝光用光的波长亦逐年变短，又，投影光学***的数值孔径亦逐渐增大(大NA化)，藉此谋求提升解析度。另一方面，通过曝光用光的短波长化及投影光学***的大NA化能使焦深变得非常狭窄，因此恐有曝光动作时的聚焦裕度不足之虞。因此，作为实质缩短曝光波长且使焦深与在空气中相较实质变大(变宽)的方法，有一种利用液浸法的曝光装置最近受到瞩目(参照美国专利申请公开第2005/259234号说明书)。
然而，此种利用液浸法的曝光装置、或其他的投影光学***下端面与晶片之间的距离(工作距离)狭窄的曝光装置，难以将上述多点AF***配置于投影光学***附近。另一方面，曝光装置被要求高精度且稳定地进行上述聚焦调平控制，以实现高精度的曝光。
发明内容
根据本发明的第1态样，提供一种第1移动体装置，包含实质沿既定平面移动的移动体，其特征在于，具备：反射面，配置于该移动体与该移动体外部中的一方，以与该既定平面平行的面内的第1方向为长边方向，且于与该第1方向正交的第2方向具有既定宽度；以及测量装置，在配置于该反射面上的复数个测量点测量该移动体在与该既定平面正交的第3方向的位置信息；该复数个测量点的配置，设定成该复数个测量点中的n点(n为2以上的整数)以上位于该标尺上的该既定宽度内，且在该移动***于既定位置时该复数个测量点中的n+1点以上位于该反射面上的该既定宽度内。
根据上述，测量装置所具有的复数个测量点中的n点(n为2以上的整数)以上位于反射面上的既定宽度内，且在移动***于既定位置时n+1点以上位于反射面上的既定宽度内。因此，至少可在一个测量点，测量移动体在与既定平面正交的第3方向的位置信息。因此，即使位于反射面上的既定宽度内的n点以上、在移动***于既定位置时在n+1点以上的测量点一部分的测量产生异常，亦可在剩余的测量点确实地测量移动体在第3方向的位置信息。
根据本发明的第2态样，提供一种第2移动体装置，包含实质沿既定平面移动的移动体，其特征在于，具备：反射面，配置于该移动体与该移动体外部中的一方，以与该既定平面平行的面内的第1方向为长边方向，且于与该第1方向正交的第2方向具有既定宽度；测量装置，在配置于该反射面上的复数个测量点测量该反射面在与该既定平面正交的第3方向的位置信息；该测量装置，具有复数个包含对第1测量点照射测量光的第1读头、以及对该第1测量点或其附近照射测量光的第2读头的读头组。
根据上述，测量装置，具有复数个包含对复数个测量点中的第1测量点照射测量光的第1读头、以及对第1测量点或其附近照射测量光的第2读头的读头组。因此，即使当读头组所含的第1读头与第2读头中的一读头产生异常，由于能使用另一读头，因此读头组可稳定地对反射面照射测量光，测量移动体在与既定平面正交的第3方向的位置信息。因此，通过使用具有复数个读头组的测量装置，即能确实地测量移动体在第3方向的位置信息。
根据本发明的第3态样，提供一种第3移动体装置，包含实质沿既定平面移动的移动体，其特征在于：具备测量装置，在配置于该移动体的移动范围内的复数个测量点测量该移动体在与该既定平面正交的第3方向的位置信息；该测量装置具备复数个读头，该复数个读头在该移动***于既定位置时对该复数个测量点中的至少一个照射测量光，以生成测量信息。
根据上述，测量装置具备复数个读头，其在移动***于既定位置时对复数个测量点中的至少一个照射测量光以生成测量信息。因此，可使用至少一个读头测量移动体在与既定平面正交的第3方向的位置信息。因此，即使复数个读头的一部分产生异常，亦能使用剩余的其他读头，确实地测量移动体在第3方向的位置信息。
根据本发明的第4态样，提供一种图案形成装置，于物体形成图案，其具备：于该物体上形成图案的图案化装置；以及将该物体装载于该移动体的本发明的移动体装置(正确而言是第1、第2、第3移动体装置的任一者)。
根据上述，可通过图案化装置将图案生成于构成本发明的移动体装置一部分、可确实地测量在与既定平面正交的第3方向的位置信息的移动体上的物体。因此，能以良好精度将图案形成于物体上。
根据本发明的第5态样，提供一种曝光装置，通过照射能量束将图案形成于物体，其具备：对该物体照射该能量束的图案化装置；将该物体装载于该移动体的本发明的移动体装置；以及为了使该物体相对该能量束移动，而驱动该移动体的驱动装置。
根据上述，为了使物体相对从图案化装置照射于物体的能量束移动，而通过驱动装置以良好精度驱动装载物体的移动体。因此，可通过扫描曝光于物体上以良好精度形成图案。
根据本发明的第6态样，提供使用本发明的曝光装置的元件制造方法。
附图说明
图1为显示一实施形态的曝光装置的概略构成图；
图2A为显示晶片载台的俯视图；
图2B为显示测量载台的俯视图；
图3为说明图1的曝光装置的干涉仪***的测距轴的配置的图，省略载台装置一部分后显示的俯视图；
图4为显示图1的曝光装置所具备的各种测量***配置的图；
图5为显示编码器读头(X读头，Y读头)与对准***的配置的图；
图6为显示Z读头与多点AF***之配置的图；
图7为显示图1的曝光装置的控制***主要构成的方块图；
图8为用以说明复数个Z读头对晶片台的Z轴方向与倾斜方向的位置测量、以及Z读头的切换的图；
图9A～图9C为用以说明聚焦映射的图；
图10A及图10B为分别用以说明面位置测量***的第1及第2变形例的图；
图11A及图11B为分别用以说明面位置测量的第3及第4变形例的图；
图12为用以说明面位置测量***的其他变形例的图。
具体实施方式
以下，根据图1～图9C说明本发明的一实施形态。
图1概略显示一实施形态的曝光装置100的构成。曝光装置100，是步进扫描方式的投影曝光装置、亦即所谓扫描机。如后述般，本实施形态中设有投影光学***PL，以下的说明中，将与投影光学***PL的光轴AX平行的方向设为Z轴方向、将在与该Z轴方向正交的面内标线片与晶片相对扫描的方向设为Y轴方向、将与Z轴及Y轴正交之方向设为X轴方向，且将绕X轴、Y轴、及Z轴的旋转(倾斜)方向分别设为θx、θy、及θz方向。
曝光装置100，包含：照明***10、标线片载台RST、投影单元PU、具有晶片载台WST及测量载台MST的载台装置50、以及上述装置的控制***等。曝光装置100，虽后述编码器***的构成等一部分有相异，但整体而言与前述国际公开第2007/097379号小册子(以及对应美国专利申请公开第2008/0088843号说明书)所揭示的曝光装置相同的构成。因此，以下除特别情形以外，将构成各部简化说明。此外，图1中于晶片载台WST上装载有晶片W。
照明***10，例如美国专利申请公开第2003/0025890号公报等所揭示，其包含光源、具有包含光学积分器等照度均一化光学***、以及标线片遮帘等(均未图示)的照明光学***。照明***10，通过照明光(曝光用光)IL，以大致均一的照度来照明被标线片遮帘(遮罩***)规定的标线片R上的狭缝状照明区域IAR。此处，作为一例，使用ArF准分子激光(波长193nm)来作为照明光IL。
于标线片载台RTS上例如通过真空吸附固定有标线片R，该标线片R于其图案面(图1的下面)形成有电路图案等。标线片载台RST，能通过包含例如线性马达等标线片载台驱动***11(在图1未图示、参照图7)而在XY平面内微幅驱动，且能以既定的扫描速度驱动于扫描方向(指图1的图面内左右方向的Y轴方向)。
标线片载台RST在XY平面(移动面)内的位置信息(包含θz方向的旋转信息)，通过标线片激光干涉仪(以下称为“标线片干涉仪”)116，通过移动镜15(实际上，设有具有与Y轴正交的反射面的Y移动镜(或后向反射器)、以及具有与X轴正交的反射面的X移动镜)例如以0.25nm左右的分析能力随时检测。标线片干涉仪116的测量值，传送至主控制装置20(于图1未图示，参照图7)投影单元PU，配置于标线片载台RST的图1下方。投影单元PU，包含：镜筒40；以及投影光学***PL，具有由以既定位置关系保持于镜筒40内的复数个光学元件。作为投影光学***PL，例如使用沿与Z轴方向平行的光轴AX排列的复数个透镜(透镜元件)所构成的折射光学***。投影光学***PL，例如两侧远心且具有既定投影倍率(例如1/4倍、1/5倍、或1/8倍等)。藉此，当以来自照明***10的照明光IL来照明照明区域IAR时，籍由通过投影光学***PL之第1面(物体面)与其图案面大致配置成一致的标线片R的照明光IL，使该照明区域IAR内的标线片R的电路图案缩小像(电路图案的一部分缩小像)通过投影光学***PL(投影单元PU)形成于区域(以下亦称为曝光区域)IA；该区域IA与配置于其第2面(像面)侧、表面涂布有光阻(感光剂)的晶片W上的前述照明区域IAR共轭。接着，通过标线片载台RST与晶片载台WST的同步驱动，使标线片相对照明区域IAR(照明光IL)移动于扫描方向(Y轴方向)，且使晶片W相对曝光区域IA(照明光IL)移动于扫描方向(Y轴方向)，藉此对晶片W上的一个照射区域(区划区域)进行扫描曝光，以将标线片的图案转印于该照射区域。亦即，本实施形态中，通过照明***10、标线片R及投影光学***PL将图案生成于晶片W上，通过照明光IL对晶片W上的感光层(光阻层)的曝光将该图案形成于晶片W上。
本实施形态的曝光装置100，由于进行液浸方式的曝光，因此设有局部液浸装置8。局部液浸装置8包含液体供应装置5、液体回收装置6(于图1中均未图示，参照图7)、液体供应管31A、液体回收管31B、以及嘴单元32等。嘴单元32如图1所示，于保持投影单元PU的未图示主框架悬吊支撑成，包围用以保持透镜(以下亦称“前端透镜”)191的镜筒40的下端部周围，该透镜构是成投影光学***PL的最靠像面侧(晶片W侧)的光学元件。本实施形态中，嘴单元32如图1所示其下端面与前端透镜191的下端面设定成大致同一面高。又，嘴单元32，具备液体L的供应口及回收口、与晶片W对向配置且设有回收口的下面、以及分别与液体供应管31A及液体回收管31B连接的供应流路及回收流路。液体供应管31A与液体回收管31B，如图4所示，在俯视时(从上方观看)相对X轴方向及Y轴方向倾斜45°，相对通过投影单元PU中心(投影光学***PL的光轴AX、在本实施形态中亦与前述曝光区域IA的中心一致)且与Y轴方向平行的直线(基准轴)LV配置成对称。
液体供应管31A连接于液体供应装置5(图1中未图示、参照图7)，液体回收管31B连接于液体回收装置6(图1中未图示、参照图7)。此处的液体供应装置5，具备贮藏液体的槽、加压泵、温度控制装置、以及用以控制液体流量的阀等。于液体回收装置6，具备贮藏所回收的液体的槽、吸引泵、以及用以控制液体流量的阀等。
主控制装置20，控制液体供应装置5(参照图7)通过液体供应管31A将液体供应至前端透镜191与晶片W之间，且控制液体回收装置6(参照图7)，通过液体回收管31B从前端透镜191与晶片W之间回收液体。此时，主控制装置20，控制液体供应装置5与液体回收装置6，以使所供应的液体的量与回收的水量恒相等。因此，于前端透镜191与晶片W间随时替换而保持一定量的液体Lq(参照图1)，藉此形成液浸区域14(参照例如图8A)。此外，在后述测量载台MST位于投影单元PU下方时，同样地，能于前端透镜191与后述测量台之间形成液浸区域14。
本实施形态中，作为上述液体，使用可使ArF准分子激光(波长193nm的光)透射的纯水(以下除必要情况外，仅记述为“水”)。此外，水对ArF准分子激光的折射率n为大致1.44。于该水中，照明光IL的波长，缩短至193nm×1/n＝约134nm。
载台装置50，如图1所示具备配置于底座12上方的晶片载台WST及测量载台MST、测量此等载台WST、MST的位置信息的测量***200(参照图7)，以及驱动载台WST、MST的载台驱动***124(参照图7)等。测量***200，如图7所示包含干涉仪***118、编码器***150及面位置测量***180等。此外，干涉仪***118及编码器***150等，留待后述。
晶片载台WST及测量载台MST，通过分别固定于各自的底面的未图示的复数个非接触轴承、例如空气垫通过数μm程度的间隙支撑于底座12的上方。又，载台WST、MST，可通过包含线性马达等载台驱动***124(参照图7)而独立驱动于XY平面内。
晶片载台WST，包含：载台本体91；以及装载于该载台本体91上的晶片台WTB。晶片台WTB及载台本体91，可通过包含线性马达及Z调平机构(包含例如音圈马达等)之驱动***，相对底座12驱动于六自由度方向(X，Y，Z，θx、θy、θz)。
于晶片台WTB上面中央设有通过真空吸附等来保持晶片W的晶片保持具(未图示)。于晶片保持具(晶片的装载区域)外侧，如图2A所示设有板体(拨液板)28，该板体28于中央形成有较晶片保持具大一圈的圆形开口且具有矩形状外形(轮廓)。板体28的表面经对液体Lq具有拨液效果的处理(形成有拨液面)。此外，板体28于晶片台WTB上面设置成其表面全部或一部分与晶片W表面同一面高。
板体28具有于中央形成有上述圆形开口的外形(轮廓)的矩形第1拨液区域28a、以及配置于第1拨液区域28a周围的矩形框状(环状)第2拨液区域28b。此外。本实施形态中，由于如前所述使用水来作为液体Lq，因此以下将第1及第2拨液区域28a，28b亦分别称为第1及第2拨水板28a，28b。
于第1拨水板28a的+Y侧端部设有测量板30。于此测量板30于中央设有基准标记FM，且以挟持该基准标记FM的方式设有一对空间像测量狭缝图案(狭缝状的测量用图案)SL。与各空间像测量狭缝图案SL对应地，设有将透设过该等照明光IL导至晶片载台WST外部(后述的设于测量载台MST的受光***)的送光***(未图示)。
于第2拨水板28b，形成有后述编码器***用的标尺。详言之，于第2拨水板28b的X轴方向一侧与另一侧(图2A中的左右两侧)的区域，分别形成有Y标尺39Y1，39Y2。Y标尺39Y1，39Y2，例如分别以X轴方向为长边方向的光栅线38以既定间距沿平行于Y轴的方向(Y轴方向)而形成的以Y轴方向为周期方向的反射型光栅(例如绕射光栅)所构成。同样地，于第2拨水板28b的Y轴方向一侧与另一侧(图2A中的上下两侧)的区域分别以被Y标尺39Y1及39Y2夹着的状态形成有X标尺39X1，39X2。X标尺39X1，39X2，例如分别以Y轴方向为长边方向的光栅线37以既定间距沿平行于X轴的方向(X轴方向)而形成的以X轴方向为周期方向的反射型光栅(例如绕射光栅)所构成。光栅线37，38的间距例如设定为1μm。此外，图2A中为了方便图示，光栅的间距图示成较实际间距大许多。此点在其他的图中亦相同。
此外，为了保护绕射光栅，以具有拨水性之低热膨胀率的玻璃板来覆盖亦为有效。此处，使用厚度与晶片相同程度、例如厚度1mm的玻璃板，于晶片载台WST上面设置成其玻璃板表面与晶片面相同高度(面位置)。
于晶片台WTB的-Y端面，-X端面，分别施以镜面加工而形成为图2A所示的后述干涉仪***118用的反射面17a，17b。
测量载台MST，如图1所示包含通过未图示线性马达等在XY平面内驱动之载台本体92与装载于载台本体92上的测量台MTB。测量载台MST可通过未图示驱动***相对底座12驱动于至少三自由度方向(X，Y，θz)。
此外，图7中，包含晶片载台WST的驱动***与测量载台MST的驱动***在内显示为载台驱动***124。
于测量台MTB(及载台本体92)设有各种测量用构件。作为该测量用构件，例如图2B所示，设有具有针孔状受光部来在投影光学***PL的像面上接收照明光IL的照度不均感测器94、用以测量投影光学***PL所投影的图案空间像(投影像)的空间像测量器96、以及例如国际公开第2003/065428号小册子等所揭示的夏克一哈特曼(Shack-Hartman)方式的波面像差测量器98、照度监测器(未图示)等。又，于载台本体92，以与前述一对送光***(未图示)对向之配置设有一对受光***(未图示)。本实施形态中，空间像测量装置45(参照图7)系构成为，在晶片载台WST与测量载台MST于Y轴方向接近既定距离以内的状态(包含接触状态)下，透射过晶片载台WST上的测量板30的各空间像测量狭缝图案SL的照明光IL被各送光***(未图示)导引，而以测量载台MST内的各受光***(未图示)的受光元件接收光。
于测量台MTB的-Y侧端面如图2B所示，沿X轴方向延伸设置有基准杆(以下简称为“FD杆”)46。于FD杆46的长边方向一侧与另一侧端部附近，以相对中心线CL成对称的配置分别形成有以Y轴方向为周期方向的基准光栅(例如绕射光栅)52。又，于FD杆46上面形成有复数个基准标记M。各基准标记M，例如使用可通过后述一次对准***、二次对准***来检测的尺寸的二维标记。此外，FD杆46的表面及测量台MTB的表面均分别以拨液膜(拨水膜)覆盖。
于测量台MTB的+Y端面、-X端面，亦形成有与前述晶片台WTB相同的反射面19a，19b(参照图2B)。
本实施形态的曝光装置100，如图4及图5所示，为配置有一次对准***AL1，该一次对准***AL1在前述基准轴LV上，从投影光学***PL的光轴AX往-Y侧相隔既定距离的位置具有检测中心。一次对准***AL1，固定于未图示主框架的下面。隔着此一次对准***AL1的X轴方向一侧与另一侧，分别设有其检测中心相对该直线LV配置成大致对称的二次对准***AL21，AL22与AL23，AL24。二次对准***AL21～AL24，通过可动式支撑构件固定于主框架(未图示)的下面，能通过驱动机构601～604(参照图7)，将该等的检测区域(或检测中心)独立驱动于X轴方向。因此，一次对准***AL1及二次对准***AL21，AL22，AL23，AL24能调整其检测区域在X轴方向的相对位置。此外，通过图4等所示的一次对准***AL1之检测中心的平行于X轴的平行直线LA，与来自前述干涉仪127的测距轴B6的光轴一致。
本实施形态中，对准***AL1，AL21～AL24，可使用例如影像处理方式的FIA(Field Image Alignment(场像对准))***。来自对准***AL1，AL21～AL24各自的摄影信号，通过未图示的对准信号处理***供应至主控制装置20。
此外，作为上述各对准***不限于FIA***，当然亦能单独或适当组合使用能将同调检测光照射于对象标记以检测从此对象标记产生的散射光或绕射光的对准感测器，或是干涉从该对象标记产生的两绕射光(例如同阶数的绕射光、或绕射于同方向的绕射光)来加以检测的对准感测器。
其次，说明用以测量晶片载台WST及测量载台MST的位置信息的干涉仪***118(参照图7)的构成等。
干涉仪***118，如图3所示，包含晶片载台WST位置测量用的Y干涉仪16、X干涉仪126，127，128、以及Z干涉仪43A，43B、测量载台MST位置测量用的Y干涉仪18及X干涉仪130等。Y干涉仪16及三个X干涉仪126，127，128，分别对晶片台WTB的反射面17a，17b照射干涉仪光束(测距光束)B4(B41，B42)、B5(B51，B52)、B6、B7。接着，Y干涉仪16及三个X干涉仪126，127，128，分别接收各自的反射光，测量晶片载台WST在XY平面内的位置信息，将此测量的位置信息供应至主控制装置20。
此外，例如X干涉仪126将三个与X轴平行的测距光束照射于反射面17b，该测距光束包含相对通过投影光学***PL的光轴AX(本实施形态中亦与前述曝光区域IA的中心一致)且与X轴平行的直线(参照基准轴LH(图4、图5等))成对称的一对测距光束B51，B52。又，Y干涉仪16将三个与Y轴平行的测距光束照射于反射面17a及后述移动镜41，该测距光束包含相对前述基准轴LV成对称的一对测距光束B41，B42。如上述，本实施形态中，作为上述各干涉仪，除了一部分(例如干涉仪128)以外，使用具有复数测距轴的多轴干涉仪。因此，主控制装置20根据Y干涉仪16及X干涉仪126或127的任一测量结果，除了算出晶片台WTB(晶片载台WST)的X，Y位置以外，亦能算出测量θx方向的旋转信息(亦即纵摇)、θy方向的旋转信息(亦即横摇)、以及θz方向的旋转信息(亦即偏摇)。
又，如图1所示，于载台本体92的-Y侧侧面，安装有具有凹形状的反射面的移动镜41。移动镜41如图2A所示，在X轴方向的长度设计成较晶片台WTB的反射面17a长。
与移动镜41对向地设有一对Z干涉仪43A，43B(参照图1及图3)。Z干涉仪43A，43B系通过移动镜41分别将两个测距光束B1，B2照射于例如固定在框架(未图示，用以支撑例如投影单元PU)的固定镜47A，47B。接着，接收各自的反射光测量测距光束B1，B2的光路长。主控制装置20从其结果，算出晶片载台WST的四自由度(Y，Z，θy，θz)方向的位置。
本实施形态中，晶片载台WST(晶片台WTB)在XY平面内的位置信息(包含θz方向的旋转信息)，主要使用后述编码器***测量。干涉仪***118，在晶片载台WST位于编码器***的测量区域外(例如图4等所示的卸载位置UP及装载位置LP附近)时使用。又，辅助性地用于修正(校正)编码器***的测量结果的长期性变动(例如因标尺随时间之变化等所造成)等。当然，亦可并用干涉仪***118与编码器***，来测量晶片载台WST(晶片台WTB)的全位置信息。
干涉仪***118的Y干涉仪18、X干涉仪130如图3所示对测量台MTB的反射面19a，19b照射干涉仪光束(测距光束)，并接收各自的反射光，藉此测量测量载台MST的位置信息(包含例如至少在X轴及Y轴的位置信息与θz方向的旋转信息)，并将其测量结果供应至主控制装置20。
其次，说明用以测量晶片载台WST在XY平面内的位置信息(包含θz方向之旋转信息)的编码器***150(参照图7)的构成等。
本实施形态的曝光装置100，如图4所示，以从嘴单元32往四方向延伸的状态配置有四个读头单元62A～62D。此等读头单元62A～62D，通过支撑构件以悬吊状态固定于用以保持投影单元PU的主框架。
读头单元62A及62C，如图5所示分别具备复数个(此处为九个)Y读头651～659以及641～649。更详细而言，读头单元62A及62C，分别具备于前述基准轴LH上以间隔WD配置的复数个(此处为七个)Y读头653～659及641～647、以及与基准轴LH平行地以间隔WD配置自基准轴LH往-Y方向相离既定距离的嘴单元32的-Y侧位置的复数个Y读头(此处为两个)651，652以及648，649。此外，Y读头652，653间、以及Y读头647，648间在X轴方向的间隔亦设定为WD。以下，亦适当地将Y读头651～659以及641～649分别记述为Y读头65，64。
读头单元62A，为构成使用前述Y标尺39Y1来测量晶片载台WST(晶片台WTB)在Y轴方向的位置(Y位置)的多眼(此处为九眼)的Y线性编码器(以下适当简称为“Y编码器”或“编码器”)70A(参照图7)。同样地，读头单元62C，为构成使用前述Y标尺39Y2来测量晶片载台WST(晶片台WTB)的Y位置的多眼(此处为九眼)的Y编码器70C(参照图7)。此处，读头单元62A，62C所分别具备的九个Y读头65，64(更正确而言，为Y读头65，64所发出的测量光束在标尺上的照射点)在X轴方向的间隔WD，设定成较Y标尺39Y1，39Y2在X轴方向的宽度(更正确而言为光栅线38的长度)的一半略窄。因此，九个Y读头65，64中至少两个读头，在曝光时等为随时对向于对应的Y标尺39Y1，39Y2。亦即，九个Y读头65，64所发出的测量光束中至少各两个测量光束能照射于对应的Y标尺39Y1，39Y2。
如图5所示，读头单元62B，具备配置于嘴构件32(投影单元PU)的+Y侧、于上述基准轴LV上相隔既定间隔WD配置的复数个(此处为七个)X读头668～6614。又，读头单元62D，具备配置于相隔嘴构件32(投影单元PU)的读头单元62B相反侧的一次对准***AL1的-Y侧、于上述基准轴LV上相隔既定间隔WD配置的复数个(此处为七个)X读头661～667。以下，亦将X读头661～6614适当记述为X读头66。
读头单元62B，为构成使用前述X标尺39X1来测量晶片载台WST(晶片台WTB)在X轴方向的位置(X位置)的多眼(此处为七眼)的X线性编码器(以下适当简称为“X编码器”或“编码器”)70B(参照图7)。又，读头单元62D，为构成使用前述X标尺39X2来测量晶片载台WST(晶片台WTB)的X位置的多眼(此处为七眼)的X编码器70D(参照图7)。
此处，读头单元62B，62D所分别具备的相邻X读头66(更正确而言，为X读头66所发出的测量光束在标尺上的照射点)的间隔WD，设定成较前述X标尺39X1，39X2在Y轴方向的宽度(更正确而言为光栅线37的长度)的一半略窄。因此，读头单元62B，62D所分别具备的X读头66中的至少两个读头，在除了其次说明的切换(接续)时等以外，在曝光时等为对向于对应的X标尺39X1，39X2。亦即，七个X读头66所发出的测量光束中至少各两个测量光束能照射于对应的X标尺39X1，39X2。此外，读头单元62B的最靠-Y侧的X读头668与读头单元62D的最靠+Y侧的X读头667的间隔设定成较晶片台WTB在Y轴方向的宽度略窄，以能通过晶片载台WST往Y轴方向的移动在该两个X读头间切换(接续)。
此外，本实施形态的X读头66的配置中，在进行上述切换(接续)时，仅有属于读头单元62B的X读头66中最靠-Y侧的X读头668与对应的X标尺39X1对向，仅有属于读头单元62D的X读头66中最靠+Y侧的X读头667与对应的X标尺39X2对向。亦即，X读头66仅有各一个与X标尺39X1，39X2对向。因此，亦可使读头单元62B与62D的间隔缩小距离WD以上，而可在切换(接续)时，除了X读头668与X读头667同时对向于对应的X标尺以外，X读头668与X读头669的至少一方亦同时对向于对应的X标尺。
本实施形态中，进一步如图4所示，于读头单元62A，62C的-Y侧相隔既定距离分别设有读头单元62F，62E。读头单元62F及62E，通过支撑构件以悬吊状态固定于用以保持投影单元PU的主框架(未图示)。
读头单元62E如图5所示具备七个Y读头671～677。更详细而言，读头单元62E，具备于二次对准***AL21的-X侧在前述基准轴LA上相隔与间隔WD大致相同间隔而配置之五个Y读头671～675、以及与基准轴LA平行地以间隔WD配置于自基准轴LA往+Y方向相离既定距离的二次对准***AL21的+Y侧的两个Y读头676，677。Y读头675，676间在X轴方向的间隔亦设定为WD。以下，亦适当地将Y读头671～677记述为Y读头67。
读头单元62F，具备在前述基准轴LV与读头单元62E成对称，在基准轴LV配置成与上述七个Y读头67成对称的七个Y读头681～687。以下，亦适当地将Y读头681～687记述为Y读头68。
在进行对准动作时，Y读头67，68至少各两个分别对向于Y标尺39Y2，39Y1。亦即，七个Y读头67，68所分别发出的测量光束中至少各两个测量光束，能在对准时等随时照射于Y标尺39Y2，39Y1。通过此Y读头67，68(亦即由此等Y读头67，68构成的Y编码器70E，70F)测量晶片载台WST的Y位置(以及θz旋转)。
又，本实施形态中，在进行二次对准***的基线测量时，在X轴方向与二次对准***AL21，AL24相邻的Y读头675，683分别与FD杆46的一对基准光栅52对向，通过与该一对基准光栅52对向的Y读头675，683，以各自的基准光栅52的位置来测量FD杆46的Y位置。以下，将由与一对基准光栅52分别对向的Y读头675，683所构成的编码器称为Y线性编码器(适当简称为“Y编码器”或“编码器”)70E2，70F2。又，为了识别，将由与上述Y标尺39Y2，39Y1分别对向的Y读头67，68所构成的Y编码器70E，70F称为Y编码器70E1，70F1。
上述线性编码器70A～70F的测量值供应至主控制装置20，主控制装置20即根据线性编码器70A～70D中的三个、或70B，70D，70E1，70F1中的三个测量值控制晶片载台WST在XY平面内的位置，并根据线性编码器70E2，70F2的测量值控制FD杆46在θz方向的旋转。
本实施形态的曝光装置100，如图4及图6所示，设有与照射***90a及受光***90b所构成、例如美国专利第5,448,332号说明书等所揭示者相同的斜入射方式的多点焦点位置检测***(以下简称为“多点AF***”)。本实施形态中，作为其一例，于前述读头单元62E的-X端部的+Y侧配置照射***90a，并以与其相对的状态于前述读头单元62F的+X端部的+Y侧配置受光***90b。此外，多点AF***(90a，90b)固定于用以保持前述投影单元PU的主框架的下面。
多点AF***(90a，90b)的复数个检测点，在被检测面上沿X轴方向以既定间隔配置。本实施形态中，例如配置成一行M列(M为检测点的总数)或两行N列(N＝M/2)的矩阵状。图4及图6中并未个别图示检测光束分别照射的复数个检测点，而是显示在照射***90a及受光***90b之间延伸于X轴方向的细长检测区域(光束区域)AF。此检测区域AF，由于其X轴方向的长度设定成与晶片W的直径相同，因此通过仅沿Y轴方向扫描晶片W一次，即能测量晶片W的大致全面的Z轴方向位置信息(面位置信息)。
如图6所示，在多点AF***(90a，90b)的检测区域AF的两端部附近，以相对基准轴LV呈对称的配置设有各一对的Z位置测量用面位置感测器读头(以下简称为“Z读头”)72a，72b及72c，72d。此等Z读头72a～72d固定于未图示主框架的下面。
Z读头72a～72d，为使用例如与在CD驱动装置等所使用的光拾取相同的光学式位移感测器读头。Z读头72a～72d，其自上方对晶片台WTB照射测量光束，并接收其反射光来测量照射点中晶片台WTB表面在与XY平面正交的Z轴方向的位置信息(面位置信息)。此外，本实施形态中，Z读头的测量光束，采用通过反射型绕射光栅(构成前述Y标尺39Y1，39Y2)反射的构成。
再者，前述读头单元62A，62C，如图6所示，在与各自具备的九个Y读头65j，64i(i，j＝1～9)相同的X位置错开Y位置处分别具备九个Z读头76j，74i(i，j＝1～9)。此处，分别属于读头单元62A，62C的外侧的五个Z读头765～769，741～745从基准轴LH往+Y方向相隔既定距离而与基准轴LH平行配置。又，读头单元62A，62C各自所属哦最内侧的Z读头761，762及748，749配置于投影单元PU的+Y侧，剩余的Z读头763，764及746，747分别配置于Y读头653，654及646，647之-Y侧。又，分别属于读头单元62A，62C的九个Z读头76j，74i，彼此相对基准轴LV配置成对称。此外，各Z读头76j，74i，使用与前述Z读头72a～72d相同的光学式位移感测器的读头。
读头单元62A，62C所分别具备的九个Z读头76j，74i(更正确而言，Z读头所发出的测量光束在标尺上的照射点)在X轴方向的间隔，设定成与Y读头65，64在X轴方向的间隔WD相等。因此，与Y读头65，64同样地，九个Z读头76j，74i中至少各两个读头，在曝光时等随时对向于对应的Y标尺39Y1，39Y2。亦即，九个Z读头76j，74i所分别发出的测量光束中至少各两个测量光束能照射于对应的Y标尺39Y1，39Y2。
上述Z读头72a～72d、Z读头741～749、以及Z读头761～769如图7所示，通过信号处理/选择装置170连接于主控制装置20，主控制装置20，系通过信号处理/选择装置170从Z读头72a～72d、Z读头741～749、以及Z读头761～769中选择任意的Z读头并成作动状态，通过信号处理/选择装置170接收已成该作动状态的Z读头检测出的面位置信息。本实施形态，包含Z读头72a～72d、Z读头741～749、Z读头761～769、以及信号处理/选择装置170，而构成用以测量晶片载台WST在Z轴方向及相对XY平面的倾斜方向的位置信息的面位置测量***180(测量***200之一部分)。
再者，本实施形态的曝光装置100，于标线片R上方，设有由使用曝光波长的光的TTR(Through The Reticle)对准***构成的一对标线片对准检测***13A，13B(图1中未图示，参照图7)。标线片对准检测***13A，13B之检测信号，系通过未图示的对准信号处理***供应至主控制装置20。
图7，显示曝光装置100的控制***的主要构成。此控制***，以由用以统筹装置整体的微电脑(或工作站)所构成的主控制装置20为中心。此外，图7中，将前述照度不均感测器94、空间像测量器96、以及波面像差感测器98等设于测量载台MST的各种感测器，合称为感测器群99。
本实施形态的曝光装置100，由于采用如前所述的晶片台WTB上的Y标尺的配置及如前述的Z读头的配置，因此会如图8所示，晶片载台WST为进行曝光动作而移动的范围中，属于读头单元62A，62C的Z读头76，74一定分别对向于Y标尺39Y1，39Y2此外，图8中，与相对应之Y标尺对向的Z读头以实线圆圈框住表示。
如前所述，各读头单元62A，62C，随时使至少两个Z读头对向于对应的Y标尺(更正确而言，能随时使至少两个测量光束照射于对应的Y标尺)。因此，主控制装置20，对于读头单元62A，62C，将对向于Y标尺的至少两个Z读头成对使用。又，主控制装置20随时监控该两个Z读头的测量值，而以任一方的测量值代表为该读头对(或两个读头所属的读头单元)的测量值。主控制装置20，将例如两个Z读头中先与标尺对向的读头设为优先读头，之后与标尺对向的读头设为辅助读头。或者，主控制装置20亦可将接近标尺在正交于长边方向的方向的中央的读头设为优先读头，并将剩余的读头设为辅助读头。主控制装置20，在通常时将优先读头的测量值代表为读头对(或读头单元)在Z轴方向的测量值，接着在优先读头的测量值产生异常时则将辅助读头的测量值代表为读头对(或读头单元)在Z轴方向的测量值。主控制装置20，根据此处理方式监控两个读头单元62A，62C在Z轴方向的测量值。
主控制装置20，由于验证优先读头的测量结果的正当性，特别是验证因读头的动作不良(异常)导致的优先读头的输出异常，因此系监控该读头内部的受光元件所输出的光电转换信号，当无光电转换信号时(信号强度为零时)或该信号强度成为极端低的位准时，即判断为异常，除此以外均判断为正常。
因此，主控制装置20可在前述晶片载台WST为了进行曝光动作而移动的范围中，通过根据两个读头单元62A，62C(分别属于其Z读头)的测量结果控制构成载台驱动***124的各马达，来以稳定且高精度控制晶片载台WST在Z轴方向的位置(晶片台WTB的面位置)及倾斜方向的位置(θz方向的位置)。
又，主控制装置20当如图8中白色箭头所示将晶片载台WST驱动于X轴方向时，用以测量该晶片台WTB的面位置的Z读头76，74的读头对，如该图中的箭头f1所示依序切换至相邻的读头对。详言之，关于Z读头76，为从实线圆圈框住的读头对764，765切换至以虚线圆圈框住的读头对765，766，而关于Z读头74，为从实线圆圈框住的读头对744，745切换至以虚线圆圈框住的读头对745，746。此处，切换前的读头对与切换后的读头对中有一个读头(765，745)为共通。
本实施形态中，为了能顺利地进行该Z读头76，74的切换(接续)，如前所述般将读头单元62A，62C所具备的Z读头76，74中彼此切换的两个读头(例如图8的例中，Z读头764与766、744与746)在X轴方向的间隔(相邻读头在X轴方向的间隔WD的两倍)设定成较Y标尺39Y1，39Y2在X轴方向的宽度窄。换言之，相邻Z读头的间隔WD设定成较Y标尺39Y1，39Y2在X轴方向的宽度的一半窄。
本实施形态中，采用将随着晶片载台WST的移动而为了测量其Z位置所使用的Z读头，从某读头对(例如Zh1，Zh2)切换至包含一读头(Zh2)的另一读头对(Zh2，Zh3)的方式。然而，并不限于此方式，亦可采用从某读头对(例如Zh1，Zh2)切换至不包含共通读头的另一读头对(Zh3，Zh4)的变形方式。此变形方式，亦与上述方式同样地，只要在通常时将优先读头的测量值代表为读头对(或此等读头所属的读头单元)的测量值，在其异常时则将辅助读头的测量值代表为读头对(或此等读头所属的读头单元)的测量值即可。
此外，编码器的测量值产生异常的原因，可大分为两个原因，亦即有因读头的动作不良导致的原因、以及因测量光束所照射的反射面(在本实施形态中为标尺)的异常所导致的原因。前者之例中，可代表举出读头的机械式故障。具体而言，可举出读头本身的故障、测量光束光源的故障、于读头附着有水滴的事态等。即使测量光束光源不至于到故障的情形，测量光束的强度极端地降低的事态亦可解释为因读头导致的原因。另一方面，后者之例，则可举出液浸区域的液体残存于标尺(反射面)表面，或杂质等异物附着，而测量光束扫描到该残存的液体或附着的异物的情形等。
本实施形态中的使优先读头与辅助读头所构成的读头对随时对向于至少一个对应的标尺的方法，不仅对因读头的动作不良所导致的测量值的异常有效，对因标尺的异常所导致的测量值的异常亦有效。
其次，说明以本实施形态的曝光装置100进行的晶片W表面在Z轴方向的位置信息(面位置信息)的检测(以下称为聚焦映射)。
在进行聚焦映射时，主控制装置20系如图9A所示根据对向于X标尺39X2之两个X读头66(以长圆圈框住)的一方(X线性编码器70D)、以及分别对向于Y标尺39Y1，Y2之各两个Y读头68，67(以长圆圈框住)的既定一方(Y线性编码器70F1，70E1)的测量值管理晶片台WTB在XY平面内的位置。在此图9A的状态下，通过晶片台WTB中心(与晶片W中心大致一致)的与Y轴平行的直线(中心线)一致于前述基准线LV的状态。
接着，在此状态下，主控制装置20开始晶片载台WST往+Y方向的扫描(SCAN)，在此扫描开始后，至晶片载台WST往+Y方向移动，使多点AF***(90a，90b)的检测光束开始照射于晶片W上为止的期间，使Z读头72a～72d与多点AF***(90a，90b)一起作动(使其启动)。
接着，主控制装置20在该Z读头72a～72d与多点AF***(90a，90b)同时作动的状态下，如图9B所示，在晶片载台WST往+Y方向行进的期间，以既定取样间隔，撷取Z读头72a～72d所测量的晶片台WTB表面(板体28表面)在Z轴方向的位置信息(面位置信息)、以及多点AF***(90a，90b)所检测的复数个检测点中晶片W表面在Z轴方向的位置信息(面位置信息)，将该撷取的各面位置信息与各取样时的Y线性编码器70F1，70E1的测量值的三者彼此赋予对应关系后逐一储存于未图示存储器。
接着，当多点AF***(90a，90b)的检测光束不照射于晶片W时，主控制装置20，即结束上述取样，将多点AF***(90a，90b)的各检测点的面位置信息，换算成以同时撷取的Z读头72a～72d的面位置信息为基准的数据。
进一步详述之，主控制装置20根据Z读头72a，72b的测量值的平均值，求出板体28在-X侧端部附近的区域(形成有Y标尺39Y2的区域)上的既定点(例如Z读头72a，72b各自的测量值的中点，亦即相当于与多点AF***(90a，90b)的复数个检测点的排列大致相同的X轴上的点，以下将此点称为左测量点P1)中的面位置信息。又，主控制装置20根据Z读头72c，72d的测量值的平均值，求出板体28在+X侧端部附近的区域(形成有Y标尺39Y1的区域)上的既定点(例如Z读头72c，72d各自的测量值的中点，亦即相当于与多点AF***(90a，90b)的复数个检测点的排列大致相同的X轴上的点，以下将此点称为右测量点P2)中的面位置信息。接着，主控制装置20，如图9C所示，将多点AF***(90a，90b)的各检测点中的面位置信息，换算成以将左测量点P1的面位置与右测量点P2的面位置连结的直线为基准的面位置数据z1～zk。上述换算，主控制装置20针对所有取样时所撷取的数据进行。
如上述，通过预先取得上述换算数据，例如在曝光时等，主控制装置20，以前述Z读头74，76测量晶片台WTB表面(形成有Y标尺39Y2的区域上的点(上述左测量点P1附近的点)、以及形成有Y标尺39Y1的区域上的点(上述右测量点P2附近的点))，以算出晶片台WTB的Z位置与θy旋转(横摇)量θy。接着，主控制装置20使用此等Z位置与横摇量θy与Y干涉仪16所测量的晶片台WTB的θx旋转(纵摇)量θx，进行既定运算，算出在前述曝光区域IA中心(曝光中心)的晶片台WTB表面的Z位置(Z0)、亦即横摇量θy及纵摇量θx，根据此算出结果，求出连结上述左测量点P1的面位置与右测量点P2的面位置的通过曝光中心的直线，通过使用此直线与面位置数据z1～zk，而可在不实际取得晶片W表面的面位置信息的情况下进行晶片W上面的面位置控制(聚焦调平控制)。因此，由于可将多点AF***毫无问题地配置于自投影光学***PL离开的位置，因此即使为工作距离狭小的曝光装置等，亦可非常合适地适用本实施形态的聚焦映射。
又，本实施形态的曝光装置100，以与前述国际公开第2007/097379号小册子的实施形态中所揭示的曝光装置基本上相同的步骤，进行亦包含上述聚焦映射等使用晶片载台WST与测量载台MST的并行处理动作。此并行处理动作，由于除了下述两点以外，其他均与上述国际公开第2007/097379号小册子的实施形态中所揭示的曝光装置相同，因此省略详细说明。
第1，在晶片载台WST位于为了进行曝光动作而移动的范围内时，在用以测量晶片载台WST的Z轴方向、以及θy方向的位置信息所使用的面位置测量***180的任一优先读头的输出产生异常时，系通过主控制装置20，以前述方式将该优先读头与构成读头对的辅助读头的测量值使用为该读头对(或该两个读头所属于的读头单元)在Z轴方向的测量值。
第2，例如在步进扫描方式的曝光动作时的晶片载台WST的照射区域间步进动作时等，进行将前述晶片载台WST的用以测量Z轴方向、以及θy方向的位置信息所使用的Z读头，从某读头对(例如Zh1，Zh2)切换至包含其中一读头(Zh2)的另一读头对(Zh2，Zh3)的方式的读头切换。
如以上所详细说明，根据本实施形态的曝光装置100，在晶片载台WST位于为了进行步进扫描方式的曝光动作而移动的范围时，于晶片载台WST所设置的Y标尺39Y1，39Y2，随时有属于读头单元62C，62A的复数个Z读头中的各两个以上的Z读头对向。因此，主控制装置20可使用该两个Z读头中至少一个(两个Z读头在对向于所对应的Y标尺时为优先读头，或优先读头的输出有异常时为辅助读头)的测量结果，随时以高精度(不受空气摇晃的影响等)测量晶片载台WST(晶片台WTB)在Z轴方向的位置信息及θy方向的旋转信息(横摇量)。又，主控制装置20亦能根据Y干涉仪16的测量值以良好精度测量晶片台WTB的θx旋转。
又，根据本实施形态的曝光装置100，根据事前进行的前述聚焦映射的结果，在不于曝光中测量晶片W表面的面位置信息的状态下，使用Z读头在扫描曝光中高精度地进行晶片的聚焦调平控制，藉此能于晶片W上以良好精度形成图案。进而，本实施形态中，由于能通过液浸曝光实现高解析度的曝光，因此从此点来看亦能以良好精度将微细图案转印于晶片W上。
又，从图6可清楚得知，在曝光时用于控制晶片台WTB的Z位置及θy旋转的分别属于读头单元62C，62A的复数个Z读头74，76中的一部分Z读头746～749及761～764，与同一单元内的其他Z读头在Y轴方向的位置相异。因此，可避开构成液浸装置8的一部分的嘴单元32及液体供应管31A，液体回收管31B等，将分别属于读头单元62C，62A的复数个Z读头74，76配置于投影单元PU周围的空出的空间。分别属于读头单元62C，62A的Y读头亦相同。此时，相邻Z读头(及Y读头64，65)在X轴方向的间隔，可在设定成所欲间隔、例如较Y标尺39Y1，39Y2在X轴方向的宽度(例如76mm)的一半窄的间隔WD(例如35mm)的状态下，毫无障碍地将包含Z读头74及Y读头64的读头单元62C、以及包含Z读头76及Y读头64的读头单元62A配置于投影单元PU周围的空出的空间。因此，能在晶片台WTB移动时毫无障碍地进行相邻Z读头间的切换，且能使装置整体小型化。
此外，上述实施形态中，虽说明以属于读头单元62C，62A的Z读头两个为一组读头对来使用，但与此同时地，亦能将聚焦映射时所使用的Z读头72a，72b，72c，72d分别以两个一组的Z读头(读头对)构成，并以各读头对的任一方设为优先读头，当该优先读头的输出产生异常时，则将用于晶片载台WST的Z位置控制的Z读头切换至辅助读头。
《变形例》
此外，上述实施形态中，为了稳定且高精度地测量晶片载台WST在Z轴方向的位置信息，随时使两个Z读头对向于共通的标尺(反射面)。接着，使用该两个Z读头构成之读头对中的优先读头的测量值，且在优先读头的测量值产生读头的动作不良(或标尺异常)所导致的异常时则使用另一方的辅助读头的测量值。然而，并不限于此，作为随时使用优先读头与辅助读头的两个读头的测量值的测量方法，可考量各种变形例。
以下，根据图10A～图12说明数个代表的变形例。此外，图10A～图12中，标尺SY(亦即晶片载台)系移动于-X方向。
第1变形例，能举出以优先读头与辅助读头的两个Z读头为一组(称之为读头组)，随时使至少一个读头组对向于标尺的情形。此第1变形例中，如图10A所示，于标尺SY的长边方向(Y轴方向)接近所配置的两个Z读头Zh1，Zh2所构成的读头组Hs1，与于Y轴方向接近所配置的另外两个Z读头Zh3，Zh4所构成的读头组Hs2对向于一个标尺SY。此第1变形例中，准备由于Y轴方向接近的两个Z读头所构成哦复数个读头组，且该等读头组平行于X轴方向且以较标尺SY的有效宽度窄的间隔配置。藉此，随时有一个读头组对向于标尺SY。
当标尺SY(亦即晶片载台)从图10A的状态往-X方向移动后，读头组Hs1则从标尺SY脱离。更正确而言，构成读头组Hs1的两个Z读头Zh1，Zh2所射出的测量光束的照射点、亦即Z读头Zh1，Zh2的测量点，从标尺SY的有效区域脱离。因此，在读头组Hs1从标尺SY脱离前，通过主控制装置20将管理载台位置的读头组从读头组Hs1切换至读头组Hs2。
此第1变形例，不仅对前述读头的动作不良所导致的测量值的异常为有效，且对标尺异常所导致的测量值哦异常亦为有效。
依照于上述第1变形例的第2变形例，如图10B所示。第1变形例中，采用构成读头组的两个Z读头扫描各自的不同测量点的构成，相对于此，第2变形例中，采用构成读头组的两个Z读头扫描同一测量点的构成。因此，第1变形例中，两个Z读头提示不同的测量值，相对于此，第2变形例中，通常两个Z读头提示彼此相等的测量值。通过采用第2变形例的构成，即使因构成读头组的两个读头的一优先读头的机械式故障，使该优先读头的测量值产生异常，亦能将另一辅助读头的正常测量值作为读头组的测量值使用。因此，作为读头组的测量结果不会检测出异常。
此外，第2变形例与第1变形例的差异，仅在构成读头组的两个Z读头的测量点的位置相同或不同的差异。因此，第2变形例中的各读头组及构成各读头组的各Z读头的配置，只要配置成与第1变形例相同即可。藉此，切换处理的步骤亦相同。
上述第1、第2变形例中，构成读头组的两个Z读头，并排配置于标尺的长边方向(Y轴方向)。与此等例对应地，亦可考量并排配置于与标尺长边方向正交的方向(X轴方向)之例。
图11A显示与图10A的第1变形例对应的第3变形例。第3变形例中，与第1变形例同样地，以优先读头与辅助读头的两个读头为一组，随时使至少一个读头组对向于标尺。不过，图11A中，与第1变形例不同的是，于标尺SY之有效宽度方向(X轴方向)接近所配置的两个Z读头Zh1，Zh2所构成的读头组Hs1，与于X轴方向接近所配置哦另外两个Z读头Zh3，Zh4所构成的读头组Hs2对向于一个标尺SY。此第3变形例中，准备由于X轴方向彼此接近的两个Z读头所构成的复数个读头组，且该等读头组平行于X轴方向配置成随时有一个读头组对向于标尺SY。不过，相邻两个读头组的间隔如图11A所示，设定成两个读头组(构成该读头组的共四个读头)所射出的测量光束的照射点(测量点)位于标尺SY的有效区域内的间隔。
当标尺SY(亦即晶片载台)从图11A的状态往-X方向移动后，Z读头Zh1则从标尺SY的有效区域脱离。此处，假设Z读头Zh1选择作为读头组Hs1的优先读头时，通过主控制装置20，在从标尺SY脱离的时点将优先读头切换至Z读头Zh2。当标尺SY进一步往-X方向移动时，接着Z读头Zh2的测量点则会从标尺SY脱离。因此，最迟至这个时点为止，亦即构成读头组Hs1的两Z读头Zh1，Zh2的测量点从标尺SY脱离前，将管理载台位置的读头组从读头组Hs1切换至读头组Hs2。
此第3变形例与第1变形例同样地，不仅对前述读头的动作不良所导致的测量值的异常为有效，且对标尺异常所导致的测量值的异常亦为有效。
依照于上述第3变形例的第4变形例，如图11B所示。比较图11B与图11A后可知，第3变形例中，采用构成读头组的两个Z读头扫描各自的不同测量点的构成，相对于此，第4变形例中，采用扫描同一测量点的构成。因此，第3变形例的构成中，两个Z读头提示不同的测量值，相对于此，第4变形例的构成中，通常两个Z读头提示彼此相等的测量值。通过采用第4变形例的构成，即使因构成读头组的两个Z读头的一优先读头的测量值因该优先读头的机械式故障等而产生异常，亦能使用另一辅助读头的正常测量值，因此，作为读头组的测量结果不会检测出异常。
此外，第4变形例与第3变形例的差异，仅在构成读头组的两个Z读头的测量点的位置相同或不同的差异。因此，第4变形例中的各读头组及构成各读头组的各Z读头的配置，只要配置成与第3变形例相同即可。藉此，切换处理的步骤亦相同。
又，比较图11B与图10B后可知，第4变形例与第2变形例，仅在构成读头组的两个Z读头的接近方向不同，因此所得到的效果相同。
又，图11A的第3变形例中，相邻两个Z读头组的配置间隔，设定成两个读头组(构成该读头组的共四个读头)所射出的测量光束的照射点(测量点)位于标尺SY的有效区域内的间隔。然而，在读头组的切换处理上，如图12所示，相邻两个读头组的配置间隔可设定为，构成一读头组(Hs2)的两个读头(Zh3，Zh4)与构成另一读头组(Hs1)的两个读头(Zh1，Zh2)中的一读头(Zh2)的三个读头(Zh2，Zh3，Zh4)对向于标尺SY的配置间隔。
此外，此等四个变形例中，虽使用一个优先读头与一个辅助读头所构成的读头组，但辅助读头的数目不限于一个，亦可设置复数个。当采用上述构成时，由于能检测更多的测量数据，因此可提高测量结果的可靠度。又，如上述四个变形例，当观测读头组内的复数读头于标尺的横越方向(此等变形例中为X轴方向)观测相同位置时，无法在“以先成为有效的读头为优先”、“以接近标尺中心线的读头为优先”的方针下赋予顺位。因此，最好预先在读头组内决定固定的优先顺位。
此外，上述实施形态所说明的编码器***等各测量装置构成仅为一例，本发明当然不限定于此。例如，上述实施形态中，虽例示采用下述构成的面位置测量***，亦即于晶片台(晶片载台)上设置反射面(Y标尺)、且与此对向地于晶片载台外部配置Z读头的构成，但并不限于此，亦可采用于晶片载台设置Z读头、且与此对向地于晶片载台外部配置反射面的构成的面位置测量***。此时，亦可于晶片载台的复数处、例如四角分别设置至少两个Z读头，以此至少两个Z读头的一个为优先读头，以剩余的至少一个Z读头为辅助读头，并与上述实施形态及变形例同样地进行晶片载台的位置控制。此外，此至少两个Z读头可在晶片载台上接近配置，或相隔既定间隔配置。特别是后者，例如可从晶片载台的中心沿放射方向配置。
又，由于设于晶片载台外部的反射面的表面朝向下方，因此完全不需考量液浸区域的液体会残存，杂质等异物亦几乎不会附着。因此，由于无须考虑因反射面异常所导致的Z读头输出哦异常，因此进行读头的切换的控制装置，仅需监控因读头的动作不良导致的优先读头的输出异常即可。
又，上述实施形态及变形例中，虽说明编码器读头与Z读头分别设置，但亦可就各编码器读头具备Z读头，且各编码器读头可检测X轴或Y轴方向与Z轴方向的两方向的位置的读头(感测器)。特别是，前者可将编码器读头与Z读头设置成一体。
又，上述实施形态及变形例中，Z读头的动作不良(异常)除了机械式故障以外，亦包含读头崩塌或其远心的偏移等。又，当将读头配置于载台、将反射面设于其上方的类型的面位置测量***时，读头的异常(动作不良)亦包含于读头附着有异物(包含例如液浸用液体等)等。又，不限于无法进行位置测量的情形，测量精度超过容许值的情形(读头之输出(强度)成为容许范围外)亦包含于Z读头的异常。
又，上述实施形态中，虽说明读头单元62A，62C分别具备各九个Z读头的情形，但并不限于此，于投影单元PU的两外侧只要分别同时有两个以上可对向于一对反射面(在上述实施形态中为Y标尺39Y1，39Y2)Y读头即足够，其数目则非所问。
又，晶片台WTB(晶片载台WST)在θy方向的旋转信息，由于亦可通过Z干涉仪43A，43B或X干涉仪126等来测量，因此Z读头可仅于读头单元62A，62C的任一方设置复数个。依据相同的概念，作为Z读头的测量对象的Y标尺，只要仅有测量晶片台WTB的Z位置的目的，仅设置Y标尺39Y1，39Y2即足够。又，作为Z读头的测量对象，亦可取代Y标尺39Y1，39Y2，而于晶片台WTB上面形成专用的反射面。
又，上述实施形态中，虽说明避开构成液浸***一部分的嘴单元32等配置有Z读头74，76的情形，但并不限于此，当沿平行于X轴之直线配置复数个感测器读头时，为了避开存在于该直线上的构造物，最好将至少一部分的感测器读头从该直线上错开。上述构造物，除了前述投影单元PU及其周边构件以外，可代表性地举出多点AF***(90a，90b)的至少一部分、或对准***AL1，AL2n的至少一部分等。上述实施形态中，避开多点AF***(90a，90b)而配置有Z读头72a～72d。
此外，上述实施形态中，嘴单元32的下面与投影光学***PL的前端光学元件的下端面虽大致同一面高，但并不限于此，亦能将例如嘴单元32的下面配置成较前端光学元件的射出面更接近投影光学***PL的像面(亦即晶片)附近。亦即，局部液浸装置8并不限于上述构造，例如亦能使用欧洲专利申请公开第1420298号说明书、美国专利申请公开第2005/0231206号说明书、美国专利申请公开第2005/0280791号说明书、美国专利第6,952,253号说明书等所记载。又，亦可采用如美国专利申请公开第2005/0248856号说明书所揭示，除了前端光学元件的像面侧的光路以外，于前端光学元件的物体面侧的光路空间亦以液体充满。再者，亦可于前端光学元件表面的一部分(至少包含与液体之接触面)或全部形成具有亲液性及/或溶解防止功能的薄膜。此外，虽石英与液体的亲液性较高且亦不需溶解防止膜，但最好至少将萤石形成溶解防止膜。
此外，上述各实施形态中，虽使用纯水(水)作为液体，但本发明当然并不限定于此。亦可使用化学性质稳定、照明光IL的透射率高的安全液体来作为液体，例如氟系惰性液体。作为此氟系惰性液体，例如能使用氟洛黎纳特(Fluorinert，美国3M公司的商品名称)。此氟系惰性液体亦具优异冷却效果。又，作为液体，亦能使用对照明光IL的折射率较纯水(折射率1.44左右)高者，例如折射率为1.5以上的液体。此种液体，例如有折射率约1.50的异丙醇、折射率约1.61的甘油(glycerine)之类具有C-H键结或O-H键结的既定液体、己烷、庚烷、癸烷等既定液体(有机溶剂)、或折射率约1.60的十氢萘(Decalin：Decahydronaphthalene)等。或者，亦可混合上述液体中任意两种类以上的液体，亦可于纯水添加(混合)上述液体的至少一种。或者，液体LQ，亦可于纯水添加(混合)H+、Cs+、K+、Cl-、SO4 2-、PO4 2-等碱基或酸等。再者，亦可于纯水添加(混合)Al氧化物等微粒子。上述液体能使ArF准分子激光透射。又，作为液体，最好为光的吸收系数较小，温度依存性较少，并对涂布于投影光学***PL及/或晶片表面的感光材(或保护膜(顶涂膜)或反射防止膜等)较稳定的。又，在以F2激光为光源时，只要选择全氟聚醚油(Fomblin Oil)即可。再者，作为液体，亦能使用对照明光IL的折射率较纯水高的，例如折射率为1.6～1.8左右者。亦能使用超临界流体来作为液体。又，投影光学***PL的前端光学元件例如能以石英(二氧化硅)、氟化钙(萤石)、氟化钡、氟化锶、氟化锂、氟化纳等氟化化合物的单结晶材料形成，或亦可以折射率较石英或萤石高(例如1.6以上)的材料来形成。作为折射率1.6以上的材料，例如能使用国际公开第2005/059617号小册子所揭示的蓝宝石、二氧化锗等、或者可使用如国际公开第2005/059618号小册子所揭示的氯化钾(折射率约1.75)等。
又，上述实施形态中，亦可将回收的液体再予以利用，此时最好将过滤器(用以从回收的液体除去杂质)设于液体回收装置或回收管等。
又，上述实施形态中，虽说明了曝光装置为液浸型曝光装置的情形，但并不限于此，亦能采用在不通过液体(水)的状态下使晶片W曝光的干燥型曝光装置。
又，上述实施形态中，虽说明了将本发明适用于步进扫描方式等的扫描型曝光装置，但并不限于此，亦能将本发明适用于步进器等静止型曝光装置。又，本发明亦适用于用以合成照射区域与照射区域的步进接合方式的缩小投影曝光装置、近接方式的曝光装置、或镜面投影对准曝光器等。再者，本发明亦能适用于例如美国专利6,590,634号说明书、美国专利5,969,441号说明书、美国专利6,208,407号说明书等所揭示，具备复数个晶片载台WST的多载台型曝光装置。
又，上述实施形态的曝光装置中的投影光学***并不仅可为缩小***，亦可为等倍***及放大***的任一者，投影光学***PL不仅可为折射***，亦可为反射***及反折射***的任一者，其投影像亦可为倒立像与正立像的任一者。再者，通过投影光学***PL来照射照明光IL的曝光区域IA，虽在投影光学***PL的视野内包含光轴AX的轴上区域，但例如亦可与如国际公开第2004/107011号小册子所揭示的所谓线上型反折射***同样地，其曝光区域为不含光轴AX的离轴区域，该线上型反折射***具有复数个反射面且将至少形成一次中间像的光学***(反射***或反折射***)设于其一部分，并具有单一光轴。又，前述照明区域及曝光区域的形状虽为矩形，但并不限于此，亦可为例如圆弧、梯形、或平行四边形等。
又，上述实施形态的曝光装置的光源，不限于ArF准分子激光源，亦能使用KrF准分子激光源(输出波长248nm)、F2激光(输出波长157nm)、Ar2激光(输出波长126nm)、Kr2激光(输出波长146nm)等脉冲激光源，或发出g线(波长436nm)、i线(波长365nm)等发射亮线的超高压水银灯等。又，亦可使用YAG激光的谐波产生装置等。另外，可使用例如国际公开第1999/46835号小册子(对应美国专利第7,023,610号说明书)所揭示的谐波，其以涂布有铒(或铒及镱两者)的光纤放大器，将从DFB半导体激光或纤维激光射出的红外线区或可见区的单一波长激光放大来作为真空紫外光，并以非线形光学结晶将其转换波长成紫外光。
又，上述实施形态中，作为曝光装置之照明光IL，并不限于波长大于100nm的光，亦可使用波长未满100nm的光。例如，近年来，为了曝光70nm以下的图案，已进行了一种EUV曝光装置的开发，其以SOR或等离子激光为光源来产生软X线区域(例如5～15nm的波长域)的EUV(Extreme UltraViolet)光，且使用根据其曝光波长(例如13.5nm)所设计的全反射缩小光学***及反射型光罩。此装置由于使用圆弧照明同步扫描光罩与晶片来进行扫瞄曝光的构成，因此能将本发明非常合适地适用于上述装置。此外，本发明亦适用于使用电子射线或离子光束等的带电粒子射线的曝光装置。
又，上述实施形态中，虽使用于具光透射性的基板上形成既定遮光图案(或相位图案，减光图案)的光透射性光罩(标线片)，但亦可使用例如美国专利第6,778,257号说明书所揭示的电子光罩来代替此光罩，该电子光罩(亦称为可变成形光罩、主动光罩、或影像产生器，例如包含非发光型影像显示元件(空间光调变器)的一种的DMD(Digital Micro-mirror Device)等)根据欲曝光图案的电子数据来形成透射图案、反射图案、或发光图案。
又，本发明亦能适用于，例如通过将干涉纹形成于晶片上、而在晶片上形成等间隔线图案的曝光装置(微影***)。
进而，例如亦能将本发明适用于例如美国专利第6,611,316号说明书所揭示之曝光装置，其将两个标线片图案通过投影光学***在晶片上合成，通过一次扫描曝光来对晶片上的一个照射区域大致同时进行双重曝光。
又，于物体上形成图案的装置并不限于前述曝光装置(微影***)，例如亦能将本发明适用于以喷墨式来将图案形成于物体上的装置。
此外，上述实施形态中待形成图案的物体(能量束所照射的曝光对象的物体)并不限于晶片，亦可为玻璃板、陶瓷基板、膜构件、或者光罩基板等其他物体。
曝光装置用途并不限定于半导体制造用的曝光装置，亦可广泛适用于例如用来制造将液晶显示元件图案转印于方型玻璃板的液晶用曝光装置，或制造有机EL、薄膜磁头、摄影元件(CCD等)、微型机器及DNA芯片等的曝光装置。又，除了制造半导体元件等微型元件以外，为了制造用于光曝光装置、EUV(极远紫外线)曝光装置、X射线曝光装置及电子射线曝光装置等的标线片或光罩，亦能将本发明适用于用以将电路图案转印至玻璃基板或硅晶片等的曝光装置。
此外，援用与上述实施形态所引用的曝光装置等相关的所有公报、国际公开小册子、美国专利申请公开说明书及美国专利说明书的揭示，来作为本说明书的记载的一部分。
半导体元件等的电子元件，经由下述步骤所制造，即：进行元件的功能、性能设计的步骤、由硅材料制作晶片的步骤、通过前述实施形态的曝光装置(图案形成装置)将标线片的图案转印于晶片的微影步骤、使已曝光的晶片显影的显影步骤、通过蚀刻除去光阻残存部分以外部分的露出构件的蚀刻步骤、除去结束蚀刻后不需要的光阻的光阻除去步骤、元件组装步骤(包含切割步骤、接合步骤、封装步骤)、检查步骤等。此时，由于在微影步骤使用上述实施形态的曝光装置而执行前述曝光方法，于晶片上形成元件图案，因此能以良好生产性制造高机体度的元件。
如以上说明，本发明的移动体装置，适于管理沿既定平面移动的移动体在既定平面内的位置。本发明的图案形成装置，适于在晶片等的物体上形成图案。又，本发明的曝光装置及元件制造方法，适于制造半导体元件等的电子元件微型元件。

Claims (28)

1.一种移动体装置，包含实质沿既定平面移动的移动体，其特征在于，所述移动体装置包括：
反射面，配置于所述移动体与所述移动体外部中的一方，以与所述既定平面平行的面内的第1方向为长边方向，且于与所述第1方向正交的第2方向具有既定宽度；以及
测量装置，在配置于所述反射面上的复数个测量点测量所述移动体在与所述既定平面正交的第3方向的位置信息；
所述复数个测量点的配置，设定成所述复数个测量点中的n点(n为2以上的整数)以上位于所述反射面上的所述既定宽度内，且在所述移动***于既定位置时，所述复数个测量点中的n+1点以上位于所述反射面上的所述既定宽度内。
2.如权利要求1所述的移动体装置，其特征在于，所述反射面设于所述移动体的与所述既定平面实质平行的面。
3.如权利要求2所述的移动体装置，其特征在于，于所述移动体，所述反射面于所述第2方向分离设置一对；
将所述测量点的配置，设定成在所述移动***于所述既定平面内的既定范围时，n个以上的测量点随时位于所述一对反射面的至少一方。
4.如权利要求1至3中任一项所述的移动体装置，其特征在于，所述移动体装置进一步包括：
控制装置，所述控制装置优先使用在位于所述反射面的所述既定宽度内的所述n点以上的测量点、或在所述移动***于所述既定位置时，位于所述反射面的既定宽度内的所述n+1点以上的测量点中，包含在第1测量点的测量信息的第1测量信息进行所述移动体的位置控制；
所述控制装置，在位于所述反射面的所述既定宽度内的测量点的测量信息产生异常时，将优先使用于所述移动体的位置控制的测量信息，切换成包含在与所述第1测量点不同的第2测量点的测量信息的第2测量信息。
5.如权利要求4所述的移动体装置，其特征在于，所述控制装置，在所述第1测量点的测量信息产生异常时，将用于所述移动体的位置控制的测量信息切换成所述第2测量信息。
6.如权利要求4或5所述的移动体装置，其特征在于，所述第1测量信息及所述第2测量信息分别包含在复数测量点的测量信息。
7.如权利要求4或5所述的移动体装置，其特征在于，所述第1测量信息及所述第2测量信息分别包含在一个测量点的测量信息。
8.如权利要求4至7中任一项所述的移动体装置，其特征在于，所述测量装置具有复数个对测量点照射测量光的读头；
当所述测量信息的异常是由于读头的动作不良而产生时，所述控制装置即进行所述切换。
9.如权利要求1或2所述的移动体装置，其特征在于，所述测量装置具有复数个对测量点照射测量光的读头，所述复数个读头分别对彼此不同的测量点照射所述测量光。
10.如权利要求1或2所述的移动体装置，其特征在于，所述测量点在所述第2方向，每于所述反射面的既定宽度一半以下的间隔，配置成实质等间隔。
11.如权利要求1或2所述的移动体装置，其特征在于，所述测量装置具有对同一测量点照射测量光的第1、第2读头，从所述第1读头照射的测量光的照射区域与从所述第2读头照射的测量光的照射区域，在不重迭的状态下彼此接近。
12.一种移动体装置，包含实质沿既定平面移动的移动体，其特征在于，所述移动装置包括：
反射面，配置于所述移动体与所述移动体外部中的一方，以与所述既定平面平行的面内的第1方向为长边方向，且于与所述第1方向正交的第2方向具有既定宽度；
测量装置，在配置于所述反射面上的复数个测量点测量所述反射面在与所述既定平面正交的第3方向的位置信息；
所述测量装置，具有复数个包含对第1测量点照射测量光的第1读头、以及对所述第1测量点或其附近照射测量光的第2读头的读头组。
13.如权利要求12所述的移动体装置，其特征在于，所述反射面设于所述移动体的与所述既定平面实质平行的面。
14.如权利要求12或13所述的移动体装置，其特征在于，所述读头组所含的所述第1读头与所述第2读头照射测量光的测量点，每于所述既定宽度配置成实质等间隔。
15.如权利要求12至14中任一项所述的移动体装置，其特征在于，所述测量装置中，被所述第1读头照射测量光的测量区域与被所述第2读头照射测量光的测量区域的至少一部分重迭。
16.如权利要求12至15中任一项所述的移动体装置，其特征在于，所述移动体装置进一步包括：
控制装置，所述控制装置优先使用所述第1读头所生成的测量信息控制所述移动体的位置，且在所述第1读头所生成的测量信息产生异常时，将优先使用的测量信息，从所述第1读头所生成的测量信息切换成所述第2读头所生成的测量信息。
17.如权利要求16所述的移动体装置，其特征在于，当所述测量信息的异常是由于读头的动作不良而产生时，所述控制装置即进行所述切换。
18.一种移动体装置，包含实质沿既定平面移动的移动体，其特征在于，所述移动体装置包括：
测量装置，在配置于所述移动体的移动范围内的复数个测量点测量所述移动体在与所述既定平面正交的方向的位置信息；
所述测量装置具备复数个读头，所述复数个读头在所述移动***于既定位置时对所述复数个测量点中的至少一个照射测量光，以生成测量信息。
19.如权利要求18所述的移动体装置，其特征在于，所述读头配置于移动体。
20.如权利要求18所述的移动体装置，其特征在于，所述移动体具有反射从所述读头照射的所述测量光的反射面。
21.如权利要求18至20中任一项所述的移动体装置，其特征在于，所述复数个读头包含在所述移动***于所述既定位置时，对所述复数个测量点中的一个同一测量点照射测量光的第1读头及第2读头，在所述测量点中，从所述第1读头照射的测量光的照射区域与从所述第2读头照射的测量光的照射区域的至少一部分重迭。
22.如权利要求18至20中任一项所述的移动体装置，其特征在于，所述复数个读头，包含在所述移动***于所述既定位置时，对所述复数个测量点中的一个同一测量点照射测量光的第1读头及第2读头，在所述测量点，从所述第1读头照射的测量光的照射区域与从所述第2读头照射的测量光的照射区域在不重迭的状态下彼此接近。
23.如权利要求21或22所述的移动体装置，其特征在于，所述移动体装置，进一步包括：
控制装置，所述控制装置优先使用对所述同一测量点照射测量光的复数个读头中的第1读头所生成的测量信息，控制所述移动体的位置，且在所述第1读头所生成的测量信息产生异常时，将优先使用的测量信息，从所述第1读头所生成的测量信息切换成所述复数个读头中的第2读头所生成的测量信息。
24.如权利要求23所述的移动体装置，其特征在于，当所述测量信息的异常是由于所述读头的动作不良而产生时，所述控制装置即进行所述切换。
25.一种图案形成装置，于物体形成图案，其特征在于，所图案形成装置包括：
于所述物体上形成图案的图案化装置；以及
将所述物体装载于所述移动体的权利要求1至24中任一项的移动体装置。
26.如权利要求25所述的图案形成装置，其特征在于，所述物体具有感应层，所述图案化装置通过使所述感应层曝光而于所述物体上形成图案。
27.一种曝光装置，通过照射能量束将图案形成于物体，其特征在于，所述曝光装置包括：
对所述物体照射所述能量束的图案化装置；
将所述物体装载于所述移动体的权利要求1至24中任一项所述的移动体装置；以及
为了使所述物体相对所述能量束移动，而驱动所述移动体的驱动装置。
28.一种元件制造方法，其特征在于，所述元件制造方法使用权利要求27所述的曝光装置。
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