TW201734673A - 曝光裝置 - Google Patents

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柴崎祐一
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Abstract

一種搬送系統，具備保持被載置之晶圓(W)且能沿既定平面移動之微動載台(WFS)、在既定位置之上方從上方以非接觸方式保持晶圓且能上下動之夾具本體(130)、以及在微動載台(WFS)位於上述既定位置時能在微動載台(WFS)上從下方支承被夾具本體(130)保持之晶圓且能上下動之上下動銷(140)。又，控制裝置，一邊維持夾具本體及上下動銷對晶圓之保持狀態，一邊使夾具本體及上下動銷下降至晶圓下面接觸於微動載台(WFS)為止，在晶圓下面接觸於微動載台之階段解除上述保持狀態及支承狀態。

Description

曝光裝置
本發明係關於搬入方法、曝光方法、搬送系統及曝光裝置、以及元件製造方法曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法，特別是將薄板狀之物體搬入保持裝置之搬送方法、利用該搬入方法之曝光方法、搬送薄板狀之物體之搬送系統、具備該搬送系統之曝光裝置、以及使用前述曝光方法或曝光裝置之元件製造方法。。
一直以來，製造半導體元件(積體電路等)、液晶顯示元件等電子元件(微型元件)之微影製程，主要係使用步進重複(step & repeat)方式之投影曝光裝置(所謂的步進機)、或步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置(所謂的掃描步進機(亦稱掃描機))等。
此種曝光裝置所使用之作為曝光對象之晶圓或玻璃板片等基板，日漸的(例如，晶圓是每10年)大型化。現在雖以直徑300mm之300mm晶圓為主流，但使用直徑450mm之450mm晶圓時代之到來亦日漸接近。一旦採用450mm之晶圓時，能從一片晶圓擷取之晶粒(晶片)數量將為現行300mm晶圓之2倍以上，對成本之降低有非常大的貢獻。再者，就能源、水及其他資源之有效利用而言，亦可減少1晶片所需使用之所有資源，而被賦予高度之期待。
然而，由於晶圓之厚度並非與尺寸成正比地變大，因此 450mm晶圓之強度遠較300mm晶圓弱。因此，單單談到例如晶圓之搬送，即可想見以與目前300mm晶圓相同之手段方法係難以實現。因此，發明人先提出了一種藉由搬送構件從上方以非接觸方式保持物體並搬入保持裝置之即使係450mm晶圓亦能採用之搬入方法等(參照例如專利文獻1)。
然而，依據其後之研究，發現了在使用於專利文獻1亦有揭示之貝努里夾具來進行晶圓之非接觸保持之情形，即使係現在的300mm晶圓亦有在搬入時位置偏移量超過所欲之範圍之情形。因此，450mm晶圓位置偏移量會更大，而可預想其後進行之對準測量(晶圓上標記之位置測量)會變得困難。
又，半導體元件係逐漸微細化，因此，曝光裝置被邀高解像力。作為提昇解像力之手段，有曝光用光之短波長化與投影光學系之數值孔徑之增大化(高NA化)。為了將投影光學系之實質數值孔徑增大至最大限度，已提出各種介由投影光學系與液體使晶圓曝光之液浸曝光裝置(參照例如專利文獻2)。此專利文獻2揭示了以在短時間內進行晶圓對準(標記之檢測)動作與面位置資訊(聚焦資訊)之檢測動作為主要目的之曝光裝置及其曝光方法。
然而，一旦成為450mm晶圓，則即使直接採用例如專利文獻2所揭示之習知例之曝光裝置及曝光方法，則亦可預想產能非充分之事態，而被期待能使產能更加提昇之曝光裝置。
先行技術文獻
[專利文獻1]美國發明專利申請公開第2010/0297562號說明書
[專利文獻2]美國發明專利申請公開第2008/0088843號說明書
根據本發明之第1態樣，係提供一種第1搬入方法，係將薄板狀之物體搬入保持裝置，其包含：在前述保持裝置之上方，一邊藉由吸附構件從上方以非接觸方式保持前述物體，一邊藉由能上下動之支承構件從下方支承前述物體的動作；以及一邊維持前述吸附構件對前述物體之保持狀態及前述支承構件對前述物體之支承狀態，一邊使前述吸附構件及前述支承構件下降至前述物體之下面接觸於前述保持裝置為止，在前述物體之下面已接觸於前述保持裝置之階段，解除對前述物體之前述支承構件之支承及前述吸附構件之保持的動作。
藉此，能將物體在維持高平面度之狀態下不位置偏移地(再現性良好地)搬入保持裝置上。
根據本發明之第2態樣，係提供一種第1曝光方法，其包含：藉由上述之第1搬入方法將薄板狀之物體搬入保持裝置上的動作；以及在搬入後以能量束使保持於前述保持裝置之前述物體曝光，以於前述物體上形成圖案的動作。
根據本發明之第3態樣，係提供一種元件製造方法，包含：藉由上述之第1曝光方法使物體曝光的動作；以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根根據本發明之第4態樣，係提供一種第2搬入方法，係將薄板狀之物體搬入保持裝置，其包含：在前述保持裝置之上方，一邊藉由第1支承構件從上方以非接觸方式支承前述物體，一邊藉由與前述第1支承構件不同之第2支承構件接觸支承前述物體的動作；使前述第1、第2支 承構件與前述保持裝置相對移動至以前述第1、第2支承構件支承之物體之下面與前述保持裝置接觸為止的動作；以及以前述保持裝置保持前述下面與前述保持裝置接觸之物體的動作。
藉此，能將物體在維持高平面度之狀態下不位置偏移地(再現性良好地)搬入保持裝置上。
根據本發明之第5態樣，係提供一種第2曝光方法，其包含：藉由上述之第2搬入方法將薄板狀之物體搬入保持裝置上的動作；以及在搬入後以能量束使保持於前述保持裝置之前述物體曝光，以於前述物體上形成圖案的動作。
根據本發明之第6態樣，係提供一種元件製造方法，包含：藉由上述之第2曝光方法使物體曝光的動作；以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根據本發明之第7態樣，係提供一種第3搬入方法，係將薄板狀之物體搬入保持裝置，其包含：以抑制藉由第1支承構件從上方以非接觸方式支承之物體之變形之方式，藉由前述第1支承構件使前述非接觸支承之物體之至少一部分位移於鉛直方向的動作；以及以被抑制前述變形之物體被以前述保持裝置保持之方式使前述第1支承構件與前述保持裝置相對移動於鉛直方向的動作。
藉此，能將物體在維持高平面度之狀態下搬入保持裝置上。
根據本發明之第8態樣，係提供一種第3曝光方法，其包含：藉由上述之第3搬入方法將薄板狀之物體搬入保持裝置上的動作；以及在搬入後以能量束使保持於前述保持裝置之前述物體曝光，以於前述物體上 形成圖案的動作。
根據本發明之第9態樣，係提供一種元件製造方法，包含：藉由上述之第3曝光方法使物體曝光的動作；以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根據本發明之第10態樣，係提供一種第4搬入方法，係將薄板狀之物體搬入保持裝置，其包含：以在前述保持裝置上方藉由第1支承構件以非接觸方式支承之物體之下面與前述保持裝置接觸之方式，使前述第1支承構件與前述保持裝置相對移動的動作；對前述下面與前述保持裝置接觸之物體之至少一部分，藉由前述第1支承構件從上方施予向下之力的動作；以及以前述保持裝置保持被施予前述向下之力之物體的動作。
藉此，能將物體在維持高平面度之狀態下搬入保持裝置上。
根據本發明之第11態樣，係提供一種第4曝光方法，其包含：藉由上述之第4搬入方法將薄板狀之物體搬入保持裝置上的動作；以及在搬入後以能量束使保持於前述保持裝置之前述物體曝光，以於前述物體上形成圖案的動作。
根據本發明之第12態樣，係提供一種元件製造方法，包含：藉由上述之第4曝光方法使物體曝光的動作；以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根據本發明之第13態樣，係提供一種搬入系統，係搬送薄板狀之物體，其具備：保持裝置，保持被載置之前述物體，且能沿既定平面移動；吸附構件，在前述保持裝置之移動面上之第1位置上方，從上方以非接觸方式保持前述物體且能上下動；以及支承構件，設於前述保持裝 置，當前述保持裝置位於前述第1位置時，能從下方支承藉由前述吸附構件保持之前述物體且能上下動；一邊維持前述吸附構件對前述物體之保持狀態及前述支承構件對前述物體之支承狀態，一邊使前述吸附構件及前述支承構件下降至前述物體之下面接觸於前述保持裝置為止，在前述物體之下面已接觸於前述保持裝置之階段，解除對前述物體之前述支承構件之支承及前述吸附構件之保持。
藉此，能將物體在維持高平面度之狀態下不位置偏移地(再現性良好地)搬入保持裝置上。
根據本發明之第14態樣，係提供一種第1曝光裝置，係以能量束使薄板狀之物體曝光，以於前述物體上形成圖案，其具備：上述搬入系統，於前述保持裝置之與前述既定面實質上平行之一面設有測量面；移動體，將前述保持裝置沿前述既定面能相對移動地支承，能沿前述既定面移動；測量系，對前述測量面照射至少一條測量光束，接收該測量光束之來自前述測量面之返回光以測量前述保持裝置之至少前述既定面內之位置資訊；以及驅動系，根據以前述測量系測量之前述位置資訊，單獨或與前述移動體一體地驅動前述保持裝置。
藉此，係藉由驅動系，根據以測量系測量之位置資訊，保持裝置單獨或與移動體一體地被驅動，對在維持高平面度之狀態下不位置偏移地搬入該保持裝置上之物體進行曝光。因此，能進行物體之高精度曝光。
根據本發明之第15態樣，係提供一種元件製造方法，包含：藉由上述之第1曝光裝置使物體曝光的動作；以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根據本發明之第16態樣，係提供一種第5曝光方法，係介由光學系與液體以能量束使物體曝光，其包含：在曝光站介由前述光學系與前述液體使能沿包含彼此正交之第1軸及第2軸之既定面移動之移動體所保持之前述物體曝光的動作；以及在曝光前，從位於前述曝光站之平行於前述第1軸之第1方向之一側之裝載位置，往前述曝光站使保持前述物體之前述移動體在不接觸於前述液體之情形下移動，在該移動之途中藉由在平行於前述第2軸之第2方向上檢測區域之位置不同之複數個標記檢測系來檢測前述物體上之複數個標記的動作。
藉此，能較上述習知例之曝光方法更高速且高加速地進行包含用以檢測標記之移動路徑之從裝載位置往曝光站之移動路徑之移動體之移動。
根據本發明之第17態樣，係提供一種元件製造方法，包含：藉由上述之第5曝光方法使物體曝光的動作；以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根據本發明之第18態樣，係提供一種第2曝光裝置，係介由光學系與液體以能量束使物體曝光，其具備：第1移動體，能保持前述物體沿包含彼此正交之第1軸及第2軸之既定面移動；曝光部，具有對緊挨前述光學系下方供應前述液體而形成液浸區域之液浸構件，對保持於前述第1移動體之物體介由前述液浸區域之前述液體進行曝光；以及測量部，於內部配置有位於前述曝光部之平行於前述第1軸之第1方向之一側、在平行於前述第2軸之第2方向上檢測區域之位置不同之複數個標記檢測系，藉由該複數個標記檢測系進行前述物體上之複數個標記之檢測；前述 光學系與前述複數個標記檢測系之前述第1方向之位置資訊被設定成，在從設定於前述測量部之前述第1方向一側之裝載位置，往前述曝光部使前述第1移動體移動，在此移動路徑之途中進行前述複數個標記檢測系對前述物體上之標記檢測時，在至前述標記之檢測結束為止之期間，前述第1移動體之任何部分均不接觸於前述液浸區域。
藉此，能較上述習知例之曝光裝置更高速且高加速地進行包含用以檢測標記之移動路徑之從裝載位置往前述曝光部之移動路徑之第1移動體之移動。
根據本發明之第19態樣，係提供一種元件製造方法，包含：使用上述之第2曝光裝置使物體曝光的動作；以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根據本發明之第20態樣，係提供一種第6曝光方法，係介由光學系以能量束使物體曝光，其包含：在曝光站介由前述光學系使能沿包含彼此正交之第1軸及第2軸之既定面移動之移動體所保持之前述物體曝光的動作；以及在曝光前，從位於往前述曝光站之平行於前述第1軸之第1方向之一側分離之裝載位置，往前述曝光站使保持前述物體之前述移動體移動，在該移動之途中藉由於前述光學系之前述第1方向一側配置有其檢測區域之標記檢測系來檢測前述物體上之複數個標記的動作；以及在設定於前述標記檢測系之檢測區域與前述曝光站之間之卸載位置，從前述移動體上搬出已結束曝光之前述物體的動作。
藉此，係使保持物體之移動體沿第1方向從裝載位置往曝光站移動，在該移動之途中，藉由標記檢測系檢測物體上之複數個標記。接 著，在曝光站使保持於移動體之物體曝光後，在從曝光站沿第1方向返回裝載位置前，在設定於該移動路徑中之卸載位置從移動體上搬出曝光後之物體。因此，能在使移動體從位於在第1方向分離之裝載位置往曝光站往返移動之期間在短時間效率良好地進行物體對移動體上之搬入(裝載)、物體上之標記檢測、物體之曝光、曝光完畢之物體從移動體上之搬出(卸載)之一連串處理。
根據本發明之第21態樣，係提供一種元件製造方法，包含：藉由上述之第6曝光方法使物體曝光的動作；以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根據本發明之第22態樣，係提供一種第3曝光裝置，係介由光學系以能量束使物體曝光，其具備：移動體，能保持前述物體沿包含彼此正交之第1軸及第2軸之既定面移動；曝光部，具有前述光學系，對保持於前述移動體之前述物體進行曝光；測量部，具有位於前述曝光部之平行於前述第1軸之第1方向之一側、於前述光學系之前述第1方向一側配置有其檢測區域之標記檢測系，藉由該標記檢測系進行前述物體上之複數個標記之檢測；裝載位置，設定於前述測量部之前述第1方向一側，供進行前述物體往前述移動體上之搬入；以及卸載位置，設定於前述測量部與前述曝光部之間，供進行從前述移動體上搬出前述物體。
藉此，係使保持物體之移動體沿第1方向從裝載位置往曝光部移動，在該移動之途中，在位於移動路徑上之測量部藉由標記檢測系檢測前述物體上之複數個標記。接著，在曝光部使保持於移動體之物體曝光後，在從曝光部沿第1方向返回裝載位置前，在設定於從曝光部往測量部 之移動體之移動路徑中之卸載位置從移動體上搬出曝光後之物體。藉此，能在使移動體從位於在第1方向分離之裝載位置往曝光部往返移動之期間在短時間效率良好地進行物體對移動體上之搬入(裝載)、物體上之標記檢測、物體之曝光、曝光完畢之物體從移動體上之搬出(卸載)之一連串處理。
根據本發明之第23態樣，係提供一種元件製造方法，包含：使用上述之第3曝光裝置使物體曝光的動作；以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根據本發明之第24態樣，係提供一種第7曝光方法，係介由光學系以能量束使物體曝光，其包含：在曝光站介由前述光學系使能沿包含彼此正交之第1軸及第2軸之既定面移動之移動體所保持之前述物體曝光的動作；在曝光前，從位於往前述曝光站之平行於前述第1軸之第1方向之一側分離之裝載位置，往前述曝光站使保持前述物體之前述移動體移動的動作；以及在設定於前述曝光站與前述裝載位置間之卸載位置，將曝光後之前述物體從前述移動體上搬出的動作；在前述曝光之動作，保持於前述移動體之物體，係一邊與前述移動體一起沿既定路徑移動，一邊從遠離前述卸載位置之既定第1區域開始被曝光，該第1區域近旁之區域最後被曝光。
藉此，係在曝光站，保持於移動體之物體，保持於移動體之物體，係一邊與移動體一起沿既定路徑移動，一邊從遠離前述卸載位置之既定第1區域開始被曝光，該第1區域近旁之區域最後被曝光。亦即，在物體之曝光時，物體(移動體)係在曝光開始時點與曝光結束時點，位於在曝光時之物體之移動路徑中最接近卸載位置之位置近旁。因此，能在以曝光 結束後大致最短時間使移動體往卸載位置移動而從移動體上卸載曝光完畢之物體後，使移動體返回裝載位置。能迅速且在從曝光站返回裝載位置之移動體之移動路徑上進行曝光完畢之物體之卸載。
根據本發明之第25態樣，係提供一種元件製造方法，包含：藉由上述之第7曝光方法使物體曝光的動作；以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根據本發明之第26態樣，係提供一種第4曝光裝置，係介由光學系以能量束使物體曝光，其具備：移動體，能保持前述物體沿包含彼此正交之第1軸及第2軸之既定面移動；曝光部，具有前述光學系，對保持於前述移動體之前述物體進行曝光；裝載位置，設定於前述曝光部之平行於前述第1軸之第1方向之一側，供進行前述物體往前述移動體上之搬入；以及卸載位置，設定於前述曝光部與前述裝載位置之間，供進行從前述移動體上搬出前述物體；在前述曝光部，保持於前述移動體之前述物體，係一邊與前述移動體一起沿既定路徑移動，一邊從遠離前述卸載位置之既定第1區域開始被曝光，該第1區域近旁之區域最後被曝光。
藉此，係在曝光部，保持於移動體之物體，保持於移動體之物體，係一邊與移動體一起沿既定路徑移動，一邊從遠離前述卸載位置之既定第1區域開始被曝光，該第1區域近旁之區域最後被曝光。亦即，在物體之曝光時，物體(移動體)係在曝光開始時點與曝光結束時點，位於在曝光時之物體之移動路徑中最接近卸載位置之位置近旁。因此，能在以曝光結束後大致最短時間使移動體往卸載位置移動而從移動體上卸載曝光完畢之物體後，使移動體返回裝載位置。能迅速且在從曝光部返回裝載位置之 移動體之移動路徑上進行曝光完畢之物體之卸載。
根據本發明之第27態樣，係提供一種元件製造方法，包含：使用上述之第4曝光裝置使物體曝光的動作；以及使曝光後之前述物體顯影的動作。
根據本發明之第28態樣，係提供一種第5曝光裝置，係介由光學系使基板曝光，其具備：基板載台，具有載置前述基板之保持構件；搬送裝置，具有從上方以非接觸方式支承前述基板之第1支承構件與接觸支承前述基板之與前述第1支承構件不同之第2支承構件；以及驅動裝置，以藉由前述第1、第2支承構件支承之基板被移交至前述保持構件之方式在至少鉛直方向相對移動前述第1、第2支承構件與前述保持構件。
根據本發明之第29態樣，係提供一種元件製造方法，包含：藉由上述之第5曝光裝置使基板曝光的動作；以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
根據本發明之第30態樣，係提供一種第6曝光裝置，係介由光學系使基板曝光，其具備：基板載台，具有載置前述基板之保持構件；搬送裝置，具有從上方以非接觸方式支承前述基板之第1支承構件；位移裝置，使藉由前述第1支承構件支承之基板之至少一部分位移於鉛直方向；以及驅動裝置，以藉由前述第1支承構件支承之基板被移交至前述保持構件之方式在至少鉛直方向相對移動前述第1支承構件與前述保持構件；在前述保持構件對前述基板之保持前進行藉前述位移裝置之前述基板之位移。
根據本發明之第31態樣，係提供一種元件製造方法，包含： 藉由上述之第6曝光裝置使基板曝光的動作；以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
根據本發明之第32態樣，係提供一種第7曝光裝置，係介由光學系使基板曝光，其具備：基板載台，具有載置前述基板之保持構件；搬送裝置，具有從上方以非接觸方式支承前述基板之第1支承構件；驅動裝置，以藉由前述第1支承構件支承之基板被移交至前述保持構件之方式在至少鉛直方向相對移動前述第1支承構件與前述保持構件；以及控制器，以藉由前述第1支承構件從上方對移交至前述保持構件之基板之至少一部分施予向下之力之方式控制前述第1支承構件；以前述保持構件保持被施予前述向下之力之基板。
根據本發明之第33態樣，係提供一種元件製造方法，包含：藉由上述之第7曝光裝置使基板曝光的動作；以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
20‧‧‧主控制裝置
52A‧‧‧微動載台驅動系
71A‧‧‧測量臂
73a、73b‧‧‧三維讀頭
73c‧‧‧XZ讀頭
73d‧‧‧YZ讀頭
100‧‧‧曝光裝置
110A‧‧‧第1微動載台位置測量系
116‧‧‧訊號處理系
120‧‧‧夾具單元
123‧‧‧冷卻板
124‧‧‧貝努里夾具
128‧‧‧支承板
129‧‧‧攝影元件
130‧‧‧夾具本體
132‧‧‧晶圓搬送臂
140‧‧‧上下動銷
BD‧‧‧機體
IL‧‧‧照明光
PL‧‧‧投影光學系
RG‧‧‧光柵
W‧‧‧晶圓
WCS‧‧‧粗動載台
WFS‧‧‧微動載台
WTB‧‧‧晶圓台
圖1係概略顯示一實施形態之曝光裝置之構成的圖。
圖2(A)係顯示圖1之晶圓載台WST之俯視圖，圖2(B)係從-Y方向觀看晶圓載台WST之圖(前視圖)。
圖3(A)係從-Y方向觀看圖1之測量載台MST之圖(前視圖)，圖3(B)係從+X方向觀看測量載台MST之圖(側視圖)，圖3(C)係顯示測量載台MST之俯視圖。
圖4係以投影光學系為基準顯示圖1之曝光裝置所具備之第1至第4 頂側編碼器系統、對準系、多點AF系等之配置的圖。
圖5係用以說明圖4之第1至第4頂側編碼器系統之具體讀頭配置的圖。
圖6(A)係顯示夾具單元之概略前視圖(從-Y方向觀看的圖)，圖6(B)係夾具單元之概略俯視圖。
圖7係用以說明圖1之第1背側編碼器系統之概略構成的圖。
圖8(A)係顯示第2背側編碼器系統之測量臂前端部的立體圖，圖8(B)係顯示圖8(A)之測量臂前端部的俯視圖。
圖9(A)係用以說明圖1之第1背側編碼器系統之概略構成的圖，圖9(B)係顯示第2背側編碼器系統之測量臂前端部的立體圖。
圖10(A)及圖10(B)係用以說明使用第1背側編碼器系統70A進行之微動載台WFS之六自由度方向之位置測量及XYZ網格之差分測量的圖。
圖11(A)~圖11(C)係用以說明藉由差分測量求取△X圖之情形的圖。
圖12(A)及圖12(B)係分別顯示△Y圖及△Z圖一例的圖。
圖13(A)係顯示藉由第1頂側編碼器系統與第1背側編碼器系統並行之晶圓台WTB之位置測量處理情形的圖，圖13(B)係顯示切換部設定成第1模式時藉由上述位置測量所得到之拼合位置訊號一例的圖。
圖14(A)及圖14(B)係用以說明第1頂側編碼器系統之座標系之再新的圖。
圖15係用以說明卸載裝置構成的圖。
圖16係顯示以一實施形態之曝光裝置之控制系為中心構成之主控制裝置之輸出入關係的方塊圖。
圖17係顯示圖16之第1、第2微動載台位置測量系之具體構成一例的圖。
圖18係顯示圖16之切換部150A之構成一例的方塊圖。
圖19係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其1)。
圖20(A)~圖20(D)係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其2)，且係用以說明往晶圓載台上之裝載之順序的圖。
圖21係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其3)。
圖22係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其4)。
圖23係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其5)。
圖24係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其6)。
圖25係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其7)。
圖26(A)~圖26(D)係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其8)，且係用以說明往夾具單元下方搬入次一晶圓之動作的圖。
圖27係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其9)。
圖28係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其10)，且係用以說明導線檢核的圖。
圖29係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其11)。
圖30係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其12)。
圖31係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其13)。
圖32(A)~圖32(D)係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其14)，且係用以說明將在待機位置待機中之晶圓搬送至與晶圓搬送系之移交位置之順序的圖。
圖33係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其15)。
圖34係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其16)。
圖35係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其17)。
圖36(A)~圖36(D)係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其18)，且係用以說明將曝光完畢之晶圓從晶圓載台上卸載之順序的圖。
圖37係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其19)。
圖38(A)~圖38(E)係用以說明使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的圖(其20)，且係用以說明從卸載位置往待機位置之晶圓搬送順序的圖。
圖39係用以說明取代由干涉儀系統構成之測量載台位置測量系而使用由編碼器系統構成之測量測量台之位置之測量系之變形例的圖。
《第1實施形態》
以下，根據圖1~圖38(E)說明一實施形態。
圖1中概略顯示了一實施形態之曝光裝置100之構成。此曝光裝置100係步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置、即所謂之掃描機。如後所述，本實施形態中，設有投影光學系PL。以下，將與此投影光學系PL之光軸AX平行之方向設為Z軸方向(Z方向)、將在與此正交之面內標線片R與晶圓W相對掃描之方向設為Y軸方向(Y方向)、將與Z軸及Y軸正交之方向設為X軸方向(X方向)，並將繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別設為θ x、θ y及θ z方向來進行說明。
圖1中概略顯示了一實施形態之曝光裝置100之構成，圖2顯示了曝光裝置100之概略俯視圖。曝光裝置100係步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置、即所謂之掃描機。如後所述，本實施形態中，設有投影光學系PL。以下，將與此投影光學系PL之光軸AX平行之方向設為Z軸方向(Z方向)、將在與此正交之面內標線片R與晶圓W相對掃描之方向設為Y軸方向(Y方向)、將與Z軸及Y軸正交之方向設為X軸方向(X方向)， 並將繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別設為θ x、θ y及θ z方向來進行說明。
曝光裝置100，如圖1所示，具備配置於底盤12上之+Y側端部附近之曝光部200、配置於底盤12上之-Y側端部附近之測量部300、在底盤12上獨立在XY平面內二維移動之兩個晶圓載台WST1、WST2及一個測量載台MST、以及此等之控制系等。以下，為了說明方便，作為顯示曝光部200、測量部300各個之場所之用語，使用與曝光部、測量部相同之符號稱為曝光站200、測量站300。
曝光裝置100，如圖1所示，具備配置於底盤12上之+Y側端部附近之曝光部200、配置於底盤12上之-Y側端部附近之測量部300、在底盤12上獨立在XY平面內二維移動之晶圓載台WST及測量載台MST、以及此等之控制系等。以下，為了說明方便，作為顯示曝光部200、測量部300各個之場所之用語，使用與曝光部、測量部相同之符號稱為曝光站200、測量站300。
底盤12，係藉由防振機構(省略圖示)大致水平地(與XY平面平行地)支承於地面上。底盤12由具有平板狀外形之構件構成。此外，圖1中，晶圓載台WST位於曝光站200，於晶圓載台WST(更詳細而言係後述之晶圓台WTB)上保持有晶圓W。又，測量載台MST位於曝光站200內或其近旁。測量載台MST在使用晶圓載台WST之晶圓W之曝光動作中以不與在投影光學系PL下方移動之晶圓載台WST接觸之方式位於從投影光學系PL下方離開之既定位置(退避位置或待機位置)。又，在晶圓W之曝光動作結束前，測量載台MST以對在投影光學系PL下方移動之晶圓載台WST接 近之方式相對移動，最遲在曝光動作之結束時點，晶圓載台WST與測量載台MST位於彼此接近(或接觸)之位置。進而，已彼此接近之晶圓載台WST與測量載台MST相對投影光學系PL移動，測量載台MST取代晶圓載台WST而與投影光學系PL對向配置。此外，用以使晶圓載台WST與測量載台MST彼此接近並定位之相對移動動作之至少一部分亦可在晶圓W之曝光動作後進行。
曝光部200具備照明系10、標線片載台RST、投影單元PU、以及局部液浸裝置8等。
照明系10，例如美國發明專利申請公開第2003/0025890號說明書等所揭示，包含光源與具有光學積分器等之照度均一化光學系及標線片遮簾等(均未圖示)之照明光學系。照明系10，係籍由照明光(曝光用光)IL，以大致均一之照度來照明被標線片遮簾(亦稱遮罩系統)設定(限制)之標線片R上之狹縫狀照明區域IAR。此處，作為照明光IL，例如係使用ArF準分子雷射光(波長193nm)。
於標線片載台RST上，於其圖案面(圖1之下面)形成有電路圖案等之標線片R被以例如真空吸附加以固定。標線片載台RST，能藉由包含例如線性馬達等之標線片載台驅動系統11(圖1中未圖示，參照圖16)在XY平面內微幅驅動，且於掃描方向(圖1中紙面內左右方向之Y軸方向)以既定掃描速度驅動。
標線片載台RST之XY平面內之位置資訊(含θ z方向之旋轉資訊)，係以標線片雷射干涉儀(以下稱「標線片干涉儀」)13，介由固定於標線片載台RST之移動鏡15(實際上設有具有正交於Y軸方向之反射面之Y 移動鏡(或後向反射器)與具有正交於X軸方向之反射面之x移動鏡)以例如0.25nm程度之分析能力隨時加以檢測。標線片干涉儀13之測量值被送至主控制裝置20(圖1中未圖示，參照圖16)。又，亦可取代標線片干涉儀13而使用揭示於例如美國發明專利第7,839,485號說明書等之編碼器來測量標線片載台RST之位置資訊。此情形下，亦可將形成格子之格子構件(標尺板或網格板)與編碼器讀頭中之一方設於標線片載台RST之下面側，將另一方配置於標線片載台RST下方，或將格子部與編碼器讀頭中之一方設於標線片載台RST之上面側，將另一方配置於標線片載台RST上方。又，標線片載台RST亦可係與後述之晶圓載台WST同樣的是粗微動構造。
投影單元PU配置於標線片載台RST之圖1中之下方。投影單元PU，藉由被未圖示支承構件水平支承之主支架(度量衡支架)BD介由設於其外周部之突緣部FLG支承。主支架BD構成搭載照明光學系至少一部分或標線片載台RST之曝光裝置100之本體支架之一部分，本實施形態中，藉由分別介由防振機構配置於設置面(例如地面等)之複數個(例如三個或四個)支承構件(未圖示)支承。此外，於設置面亦配置後述之底盤12等。又，防振機構亦可配置於各支承構件與主支架BD之間。再者，亦可如例如國際公開第2006/038952號所揭示，相對配置於投影單元PU上方之本體支架之一部分懸吊支承投影單元PU。
投影單元PU包含鏡筒40、與被保持於鏡筒40內之投影光學系PL。作為投影光學系PL，係使用例如由沿與Z軸平行之光軸AX排列之複數個光學元件(透鏡元件)構成之折射光學系統。投影光學系PL係例如兩側遠心且具有既定投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍等)。因此， 若以來自照明系10之照明光IL照明標線片R上之照明區域IAR，藉由通過投影光學系PL之第1面(物體面)與圖案面大致一致配置之標線片R之照明光IL，經由投影光學系PL(投影單元PU)將該照明區域IAR內之標線片R之電路圖案之縮小像(電路圖案之部分縮小像)，即形成於配置於投影光學系PL之第2面(像面)側、於表面塗布有光阻(感應劑)之晶圓W上之與前述照明區域IAR共軛之區域(以下亦稱曝光區域)IA。接著，藉由標線片載台RST與微動載台WFS(更正確而言，係保持晶圓W之後述之微動載台WFS)之同步驅動，相對照明區域IAR(照明光IL)使標線片R移動於掃描方向(Y軸方向)，並相對曝光區域IA(照明光IL)使晶圓W移動於掃描方向(Y軸方向)，以進行晶圓W上之一個照射區域(區劃區域)之掃描曝光，於該照射區域轉印標線片R之圖案。亦即，本實施形態中係以照明系10及投影光學系PL於晶圓W上生成標線片R之圖案，以照明光IL使晶圓W上之感應層(光阻層)曝光以於晶圓W上形成其圖案。
局部液浸裝置8係對應曝光裝置100進行液浸方式之曝光而設置。局部液浸裝置8，包含液體供應裝置5、液體回收裝置6(圖1中皆未圖示，參照圖16)及嘴單元32等。嘴單元32，如圖1所示，以圍繞構成投影光學系PL之最像面側(晶圓W側)之光學元件、此處係圍繞保持透鏡(以下，亦稱「前端透鏡」或「最終透鏡」)191之鏡筒40下端部周圍之方式，經由未圖示之支承構件懸吊支承於支承投影單元PU等之主支架BD。嘴單元32，具備液體Lq之供應口及回收口、與晶圓W對向配置且設有回收口之下面、以及分別與液體供應管31A及液體回收管31B(圖1中皆未圖示，參照圖4)連接之供應流路及回收流路。於液體供應管31A，連接有其一端連接 於液體供應裝置5(圖1中未圖示、參照圖16)之未圖示供應管的另一端，於液體回收管31B，連接有其一端連接於液體回收裝置6(圖1中未圖示、參照圖16)之未圖示回收管的另一端。又，嘴單元32於其內部具有供應流路與回收流路，液體供應管31A與液體回收管31B分別介由供應流路與回收流路連接於供應口與回收口。進而，嘴單元32於其下面具有從投影光學系PL射出之照明光IL通過之開口部，回收口配置於該開口部周圍。本實施形態中，雖於包圍前端透鏡之嘴單元32之內側面設有供應口，但亦可在嘴單元32下面側相對開口部於較回收口內側處設置與該供應口不同之供應口。
本實施形態中，主控制裝置20控制液體供應裝置5(參照圖16)經由液體供應管31A及嘴單元32將液體供應至前端透鏡191與晶圓W之間，並控制液體回收裝置6(參照圖16)經由嘴單元32及液體回收管31B從前端透鏡191與晶圓W之間回收液體。此時，主控制裝置20係以所供應之液體之量與所回收之液體之量恆相等之方式控制液體供應裝置5與液體回收裝置6。因此，在前端透鏡191與晶圓W之間隨時交換保持有一定量之液體Lq(參照圖1)。局部液浸裝置8，能藉由介由嘴單元32供應之液體Lq於投影光學系PL下形成液浸區域，且介由嘴單元32從液浸區域回收液體，僅於晶圓W之一部分保持液體Lq、亦即於與投影光學系PL對向配置之晶圓載台WST(微動載台WFS)上面進而較晶圓W之表面小之局部區域內保持液體Lq而形成液浸區域。因此，嘴單元32亦能稱為液浸構件、液浸空間形成構件、liquid confinement member、或liquid containment member等。本實施形態中，作為上述液體係使用能使ArF準分子雷射光(波長193nm之光)透射之純水。此外，純水對ArF準分子雷射光之折射率n為大致1.44， 於純水中，照明光IL之波長，係縮短至193nm×1/n-約134nm。
本實施形態中，雖係將嘴單元32懸吊支承於主支架BD，但亦可於與主支架BD不同之支架構件、例如與主支架BD另外獨立配置於前述設置面之支架構件設置嘴單元32。藉此，能抑制或防止從嘴單元32傳達至投影光學系PL之振動。又，亦可使在嘴單元32下面側與液體Lq(液浸區域之界面)接觸之嘴單元32一部分為可動，在晶圓載台WST之移動時，以晶圓載台WST與嘴單元32之相對速度變小之方式使嘴單元32之一部分移動。藉此，可抑制或防止特別是在晶圓W之曝光動作中液體Lq一部分從液浸區域分離而殘留於晶圓載台WST上面或晶圓W之表面。此情形下，雖亦可在晶圓載台WST之移動中隨時使嘴單元32之一部分移動，但亦可在曝光動作之一部分、例如僅在晶圓載台WST之步進動作使嘴單元32之一部分移動。又，嘴單元32之一部分亦可係例如具有回收口與下面之至少一部分之可動單元、或係能相對嘴單元32移動且具有與液體接觸之下面之板件等。
此外，於曝光部200具備第1微動載台位置測量系110A，其包含具有從主支架BD介由支承構件72A被以大致懸臂狀態支承(支承一端部近旁)之測量臂71A之第1背側編碼器系統70A與後述之第1頂側編碼器系統80A(圖1中未圖示、參照圖16等)。其中，為了說明之方便，關於第1微動載台位置測量系110A係留待後述之微動載台之說明後再予說明。
測量部300具備：設於主支架BD之對準裝置99、設於主支架BD之多點焦點位置檢測系統(以下，簡稱為多點AF系)(90a,90b)(圖1中未圖示，參照圖16等)、以及包含具有從主支架BD介由支承構件72B被以 大致懸臂狀態支承(支承一端部近旁)之測量臂71B之第2背側編碼器系統70B與後述之第2頂側編碼器系統80B(圖1中未圖示、參照圖16等)的第2微動載台位置測量系110B。又，於對準裝置99近旁，如圖1所示設有夾具單元120。此外，為了說明之方便，關於第2微動載台位置測量系110B係留待後述之微動載台之說明後再予說明。又，對準裝置99亦稱為對準檢測系或標記檢測系等。
對準裝置99，包含圖4所示之五個對準系AL1,AL21~AL24。詳述之，如圖4及圖5所示，在通過投影單元PU之中心(投影光學系PL之光軸AX、本實施形態中亦與前述曝光區域IA之中心一致)且與Y軸平行之直線(以下稱為基準軸)LV上，以檢測中心位於自光軸AX往-Y側相隔既定距離之位置之狀態配置有第一對準系AL1。隔著第一對準系AL1於X軸方向一側與另一側，分別設有相對基準軸LV大致對稱地配置有檢測中心之第二對準系AL21,AL22、以及AL23,AL24。亦即，五個對準系AL1,AL21~AL24，其檢測中心沿X軸方向配置。五個對準系AL1,AL21~AL24，可使用例如影像處理方式之FIA(Field Image Alignment(場像對準))系統，其能將不會使晶圓上之光阻感光的寬頻檢測光束照射於對象標記，並以攝影元件(CCD(電荷耦合裝置)等)拍攝藉由來自該對象標記之反射光而成像於受光面的對象標記之像、以及未圖示之指標(設於各對準系內之指標板上的指標圖案)像，並輸出該等之拍攝訊號。來自五個對準系AL1,AL21~AL24各自之攝影訊號，係供應至主控制裝置20(參照圖16)。此外，關於對準裝置99之詳細構成，係揭示於例如美國專利申請公開第2009/0233234號說明書等。又，對準系AL1,AL21~AL24之各個不限於攝影方式，亦可係例如將 同調測量光罩設於對準標記(繞射格子)，並檢測從該標記產生之繞射光之方式等。
作為多點AF系，如圖4及圖5所示設有由送光系90a及受光系90b構成之斜入射方式的多點AF系。與多點AF系(90a、90b)相同之構成揭示於例如美國發明專利第5,448,332號說明書等。本實施形態中，作為其一例，送光系90a及受光系90b係於往通過第一對準系AL1之檢測中心之與X軸平行之直線(基準軸)LA之+Y側分離相同距離之位置相對基準軸LV配置成對稱。送光系90a與受光系90b之X軸方向之間隔，設定為較設於後述之晶圓台WTB上之一對標尺391,392(參照圖2(A))之間隔寬。
多點AF系(90a,90b)之複數個檢測點，係在被檢測面上沿X軸方向以既定間隔配置。本實施形態中，例如配置成一行M列(M為檢測點之總數)或兩行N列(N為檢測點總數之1/2)的行矩陣狀。圖4及圖5中並未個別圖示檢測光束分別照射之複數個檢測點，而係顯示在送光系90a及受光系90b之間延伸於X軸方向的細長檢測區域AF。此檢測區域AF，由於其X軸方向之長度係設定成與晶圓W之直徑相同程度，因此藉由僅沿Y軸方向掃描晶圓W一次，即能測量晶圓W之大致全面之Z軸方向位置資訊(面位置資訊)。又，該檢測區域AF，由於係於Y軸方向，配置於投影光學系PL(曝光區域IA)與對準系(AL1,AL21,AL22,AL23,AL24)之檢測區域之間，因此能同時以多點AF系與對準系進行其檢測動作。
此外，複數個檢測點雖係以1行M列或2行N列來配置，但行數及/或列數並不限於此。不過，當行數為2以上時，最好係在不同行之間使檢測點在X軸方向之位置亦相異。再者，雖複數個檢測點係沿X 軸方向配置，但並不限於此，亦可將複數個檢測點之全部或一部分配置於在Y軸方向不同之位置。例如亦可沿與X軸及Y軸兩方交叉之方向配置複數個檢測點。亦即，複數個檢測點只要至少在X軸方向位置相異即可。又，雖在本實施形態中係對複數個檢測點照射檢測光束，但例如亦可對檢測區域AF全區照射檢測光束。再者，檢測區域AF在X軸方向之長度亦可不與晶圓W之直徑為相同程度。
晶圓載台WST由圖1及圖2(B)等可知，具有：粗動載台WCS；以及微動載台WFS，介由致動器(包含例如音圈馬達與EI線圈之至少一方)以非接觸狀態支承於粗動載台WCS且能相對粗動載台WCS移動。雖未圖示，但於粗動載台WCS介由配管、配線成一體化之管連接有配置於往底盤12之+X側(或-X側)分離而設置之導引面上之管載體。管載體係將例如電力(電流)、冷媒、壓縮空氣及真空等之力介由管供應至粗動載台WCS者。又，供應至粗動載台WCS之力之一部分(例如真空等)被供應至微動載台WFS。管載體，藉由主控制裝置20介由例如線性馬達等追隨晶圓載台WST被往Y軸方向驅動。管載體往Y軸方向之驅動，無需嚴密地追隨晶圓載台WST之Y軸方向之驅動，只要在某容許範圍內追隨即可。又，管載體亦可配置於底盤12上，此情形下，能藉由驅動粗動載台WCS之後述平面馬達驅動管載體。此外，管載體亦能稱為纜線載體、或從動件等(follower)。又，晶圓載台WST不一定要是粗微動構造。
晶圓載台WST(粗動載台WCS)藉由包含後述平面馬達之粗動載台驅動系51A(參照圖16)以既定行程被驅動於X軸及Y軸方向且被微幅驅動於θ z方向。又，微動載台WFS藉由包含前述致動器之微動載台驅 動系52A(參照圖16)相對粗動載台WCS被驅動於六自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θ x、θ y、θ z之各方向)。此外，亦可藉由後述之平面馬達將粗動載台WCS驅動於六自由度方向。
晶圓載台WST(粗動載台WCS)之至少XY平面內之位置資訊(亦含θ z方向之旋轉資訊)以由干涉儀系統構成之晶圓載台位置測量系16A(參照圖1及圖16)加以測量。又，位於曝光站200之粗動載台WCS所支承之微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊係以第1微動載台位置測量系110A(參照圖1)加以測量。此外，亦可不設置晶圓載台位置測量系16A。此情形下，僅以第1微動載台位置測量系110A測量在曝光站200之晶圓載台WST之六自由度方向之位置資訊。
又，在粗動載台WCS位於測量站300時，粗動載台WCS所支承之微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊係藉由第2微動載台位置測量系110B(參照圖1)加以測量。
又，在測量站300內進行後述之聚焦映射時等，亦藉由後述之第3背側編碼器系統70C及第3頂側編碼器系統80C(參照圖16)測量微動載台WFS之位置資訊。本實施形態中，由於如前所述，對準裝置99之檢測中心與多點AF系之檢測點在Y方向之位置不同，因此係與第2微動載台位置測量系110B分別地另外設有第3背側編碼器系統70C及第3頂側編碼器系統80C。因此，在對準裝置99對晶圓W等之標記檢測，能藉由第2微動載台位置測量系110B在至少Y方向與對準裝置99之檢測中心實質上為相同位置測量晶圓載台WST之位置資訊，且在多點AF系對晶圓W等之Z方向位置資訊之測量，能藉由第3背側編碼器系統70C及第3頂側編碼器系 統80C在至少Y方向與多點AF系之檢測點實質上為相同位置測量晶圓載台WST之位置資訊。
又，當對準裝置99之檢測中心與多點AF系之檢測點在Y方向之位置實質上為相同或Y方向之間隔較小時，亦可不設置第3背側編碼器系統70C及第3頂側編碼器系統80C。此情形下，只要在多點AF系之測量動作中亦使用第2微動載台位置測量系110B測量晶圓載台WST之位置資訊即可。又，即使對準裝置99之檢測中心與多點AF系之檢測點在Y方向之位置不同，當不設置第3背側編碼器系統70C及第3頂側編碼器系統80C而僅使用第2微動載台位置測量系110B時，亦可將第2微動載台位置測量系110B配置成可於Y方向在對準裝置99之檢測中心與多點AF系之檢測點之間例如中心測量晶圓載台WST之位置資訊。
再者，在與曝光站200及測量站300之間、亦即第1微動載台位置測量系110A及第2微動載台位置測量系110B之微動載台WFS之位置資訊，係藉由後述之第4頂側編碼器系統80D(參照圖16)加以測量。此外，在第1、第2微動載台位置測量系110A、110B無法測量晶圓載台WST之位置資訊之範圍內、亦即前述之測量範圍外，測量晶圓載台WST之位置資訊之測量裝置不限於第4頂側編碼器系統80D，亦可使用例如干涉儀系統、或檢測方向及/或構成異於第4頂側編碼器系統80D之編碼器系統等其他測量裝置。
又，測量載台MST之XY平面內之位置資訊係藉由由干涉儀系統構成之測量載台位置測量系16B(參照圖1及圖16)加以測量。此外，測量測量載台MST之位置資訊之測量裝置不限於干涉儀系統，亦可使用其 他測量裝置、例如編碼器系統(包含後述之第5頂側編碼器系統等)等。
晶圓載台位置測量系16A、測量載台位置測量系16B、以及第4頂側編碼器系統80D之測量值(位置資訊)分別為了粗動載台WCS、測量載台MST、以及微動載台WFS之位置控制而供應至主控制裝置20(參照圖16)。又，第1及第2微動載台位置測量系110A、110B、以及第3背側編碼器系統70C及第3頂側編碼器系統80C之測量結果，為了粗動載台WCS、測量載台MST、以及微動載台WFS之位置控制而分別介由後述之切換部150A~150C供應至主控制裝置20(參照圖16)。
此處，詳述包含上述各種測量系之載台系之構成等。首先說明晶圓載台WST。
粗動載台WCS，如圖2(B)所示，具備粗動滑件部91、一對側壁部92a、92b、以及一對固定件部93a、93b。粗動滑件部91，由在俯視下(從+Z方向所視)X軸方向長度較Y軸方向長些許之長方形板狀構件構成。一對側壁部92a、92b，分別由以Y軸方向為長度方向之長方形板狀構件構成，分別以與YZ平面平行之狀態固定在粗動滑件部91之長度方向一端部與另一端部上面。一對固定件部93a、93b，分別朝內側而固定在側壁部92a、92b各自之上面之Y軸方向中央部。粗動載台WCS，其全體為一具有上面之X軸方向中央部及Y軸方向兩側面開口之高度較低的直方體形狀。亦即，於粗動載台WCS之內部形成有貫通於Y軸方向之空間部。於此空間部內在後述之曝光時、對準時等***測量臂71A、71B。此外，側壁部92a、92b之Y軸方向長度亦可與固定件部93a、93b大致相同。亦即，側壁部92a、92b亦可僅設於粗動滑件部91之長邊方向一端部與另一端部之上面 之Y軸方向中央部。又，粗動載台WCS只要係能支承微動載台WFS而可動即可，能稱為晶圓載台WST之本體部、或可動體或移動體等。
於底盤12內部，如圖1所示收容有包含以XY二維方向為行方向、列方向配置成矩陣狀之複數個線圈17之線圈單元。此外，底盤12係於投影光學系PL下方配置成其表面與XY平面大致平行。
對應於線圈單元，於粗動載台WCS底面、亦即粗動滑件部91底面，如圖2(B)所示設有由以XY二維方向為行方向、列方向配置成矩陣狀之複數個永久磁石18構成之磁石單元。磁石單元與底盤12之線圈單元一起構成例如美國專利第5,193,745號說明書等所揭示之電磁力(勞倫茲力)驅動方式之平面馬達所構成之粗動載台驅動系51A(參照圖16)。供應至構成線圈單元之各線圈17之電流之大小及方向藉由主控制裝置20控制。
於粗動滑件部91之底面，於上述磁石單元周圍固定有複數個空氣軸承94。粗動載台WCS藉由複數個空氣軸承94於底盤12上方介由既定間隙(clearance、gap)、例如數μm程度之間隙被懸浮支承，並藉由粗動載台驅動系51A驅動於X軸方向、Y軸方向、以及θ z方向。
此外，作為粗動載台驅動系51A，並不限於電磁力(勞倫茲力)驅動方式之平面馬達，例如亦可使用可變磁氣電阻驅動方式之平面馬達。此外，亦可藉由磁浮型之平面馬達構成粗動載台驅動系51A，而能藉由該平面馬達將粗動載台WCS驅動於六自由度方向。此時，亦可不於粗動滑件部91之底面設置空氣軸承。
一對固定件部93a、93b之各個由外形為板狀之構件構成，其內部收容有由用以驅動微動載台WFS之複數個線圈所構成之線圈單元 CUa、CUb。供應至構成線圈單元CUa、CUb之各線圈之電流之大小及方向由主控制裝置20控制。
微動載台WFS，如圖2(B)所示，具備本體部81、分別固定在本體部81之長邊方向一端部與另一端部之一對可動件部82a、82b、以及一體固定於本體部81上面之俯視矩形之板狀構件構成之晶圓台WTB。
本體部81由俯視以X軸方向為長邊方向之八角形板狀構件構成。於本體部81下面，水平(與晶圓W表面平行)地配置固定有既定厚度之既定形狀、例如俯視矩形或較本體部81大一圈之八角形板狀構件所構成之標尺板83。於標尺板83下面之至少較晶圓W大一圈之區域設有二維光柵(以下單稱為光柵)RG。光柵RG包含以X軸方向為週期方向之反射型繞射格子(X繞射格子)與以Y軸方向為週期方向之反射型繞射格子(Y繞射格子)。X繞射格子及Y繞射格子之格子線之間距設定為例如1μm。
本體部81與標尺板83最好係以例如熱膨脹率相同或相同程度之材料形成，該材料最好係低熱膨脹率。又，光柵RG表面亦可被保護構件例如光能透射之透明材料且低熱膨脹率之罩玻璃覆蓋來加以保護。此外，光柵RG只要在不同之兩方向週期性排列，其構成等可為任意，週期方向亦可不與X、Y方向一致，例如週期方向亦可相對X、Y方向旋轉45度。
本實施形態中，雖微動載台WFS具有本體部81與晶圓台WTB，但例如亦可不設置本體部81而藉由前述之致動器驅動晶圓台WTB。又，微動載台WFS只要於其上面之一部分具有晶圓W之載置區域即可，能稱為晶圓載台WST之保持部或台、可動部等。
一對可動件部82a、82b具有分別固定於本體部81之X軸方 向一端面與另一端面之YZ剖面矩形框狀之殼體。以下，為了說明方便，將此等殼體使用與可動件部82a、82b相同之符號標記為殼體82a、82b。
殼體82a，具有Y軸方向尺寸(長度)及Z軸方向尺寸(高度)均較固定件部93a大些許之於Y軸方向細長之YZ剖面為矩形之空間(開口部)。於殼體82a之空間內以非接觸方式***有粗動載台WCS之固定件部93a之-X側端部。於殼體82a之上壁部82a1及底壁部82a2之內部設有磁石單元MUa1、MUa2。
可動件部82b雖與可動件部82a為左右對稱但構成相同。於殼體(可動件部)82b之空間內以非接觸方式***有粗動載台WCS之固定件部93b之+X側端部。於殼體82b之上壁部82b1及底壁部82b2之內部設有與磁石單元MUa1、MUa2相同構成之磁石單元MUb1、MUb2。
上述之線圈單元CUa、CUb，以分別對應於磁石單元MUa1、MUa2及MUb1、MUb2之方式分別收容於固定件部93a及93b內部。
磁石單元MUa1、MUa2及MUb1、MUb2、以及線圈單元CUa、CUb之構成，詳細揭示於例如美國專利申請公開第2010/0073652號說明書及美國專利申請公開第2010/0073653號說明書等。
本實施形態中，包含前述可動件部82a所具有之一對磁石單元MUa1、MUa2及固定件部93a所具有之線圈單元CUa與可動件部82b所具有之一對磁石單元MUb1、MUb2及固定件部93b所具有之線圈單元CUb在內，構成與上述美國專利申請公開第2010/0073652號說明書及美國專利申請公開第2010/0073653號說明書同樣的將微動載台WFS相對粗動載台WCS以非接觸狀態懸浮支承且以非接觸方式往六自由度方向驅動之微動載 台驅動系52A(參照圖16)。
此外，當使用磁浮型之平面馬達作為粗動載台驅動系51A(參照圖16)之情形，由於能藉由該平面馬達將微動載台WFS與粗動載台WCS一體地微幅驅動於Z軸、θ x及θ y各方向，因此微動載台驅動系52A亦可構成為能將微動載台WFS驅動於X軸、Y軸及θ z各方向、亦即XY平面內之三自由度方向。此外，例如亦可於粗動載台WCS之一對側壁部92a、92b之各個將各一對電磁石與微動載台WFS之八角形斜邊部對向設置，並與各電磁石對向地於微動載台WFS設置磁性體構件。藉此，由於能藉由電磁石之磁力在XY平面內驅動微動載台WFS，因此亦可藉由可動件部82a、82b與固定件部93a、93b構成一對Y軸線性馬達。
於晶圓台WTB之上面中央設有藉由真空吸附等保持晶圓W之晶圓保持具(未圖示)。晶圓保持具亦可與晶圓台WTB一體形成，亦可相對晶圓台WTB介由例如靜電夾具機構或夾鉗機構等、或藉由接著等來固定。此處，在圖2(B)等雖省略了圖示，但於本體部81設有可介由設於晶圓台WTB及晶圓保持具之孔上下動之複數個例如三支上下動銷140(參照圖6(A))。三支上下動銷140能在上端面位於晶圓保持具(晶圓台WTB)上面之上方之第1位置與位於晶圓保持具(晶圓台WTB)上面之下方之第2位置之間上下動。三支上下動銷140，係介由驅動裝置142(參照圖16)藉由主控制裝置20來驅動。
於晶圓台WTB上面之晶圓保持具(晶圓W之載置區域)外側，如圖2(A)所示，安裝有其中央形成有較晶圓保持具大一圈之大圓形開口且具有矩形外形(輪廓)之板片(撥液板)28。板片28係由例如玻璃或陶瓷(例 如首德公司之Zerodur(商品名))、Al2O3或TiC等)構成，於其表面施加對液體Lq之撥液化處理。具體而言，係藉由例如氟樹脂材料、聚四氟乙烯(鐵氟龍(註冊商標))等氟系樹脂材料、丙烯酸系樹脂材料或矽系樹脂材料等來形成撥液膜。此外，板片28係以其表面全部(或一部分)與晶圓W表面實質上成為同一面之方式固定在晶圓台WTB之上面。
板件28具有位於晶圓台WTB之X軸方向中央且於其中央形成有上述圓形開口之具有矩形外形(輪廓)之第1撥液區域28a、以及在X軸方向隔著該第1撥液區域28a而位於晶圓台WTB之+X側端部、-X側端部之長方形之一對第2撥液區域28b。此外，本實施形態中，由於如前所述係使用水來作為液體Lq，因此以下將第1撥液區域28a及第2撥液區域28b亦分別稱為第1撥水板28a及第2撥水板28b。
於第1撥水板28a之+Y側端部近旁設有測量板30。於此測量板30中央設有基準標記FM，以隔著基準標記FM之方式設有一對空間像測量狹縫圖案(狹縫狀測量用圖案)SL。又，與各空間像測量狹縫圖案SL對應的，設有將透射過該等之照明光IL導至晶圓載台WST外部(設於後述之測量載台MST之受光系)之送光系(未圖示)。測量板30例如配置於與配置晶圓保持具之開口不同之板件28之開口內，測量板30與板件28之間隔被密封構件等封閉以避免液體流入晶圓台WTB。又，測量板30於晶圓台WTB設成其表面與板件28之表面實質上成為同一面。此外，亦可將與狹縫圖案SL不同之至少一個開口部(光透射部)形成於測量板30，且以感測器檢測出介由投影光學系PL與液體透射開口部之照明光IL，例如能測量投影光學系PL之光學特性(包含波面像差等)及/或照明光IL之特性(包含光量、在前述 曝光區域IA內之照度分布等)等。
於一對第2撥水板28b分別形成有第1至第4頂側編碼器系統80A~80D用之標尺391,392。詳述之，標尺391,392分別係以例如以Y軸方向為週期方向之繞射格子與以X軸方向為週期方向之繞射格子所組合而成之反射型二維繞射格子所構成。二維繞射格子之格子線間距，於Y軸方向及X軸方向之任一方向均設定為例如1μm。又，由於一對第2撥水板28b分別具有標尺(二維格子)391,392，因此稱為格子構件、標尺板、或網格板等，本實施形態中，例如於低熱膨脹率之玻璃板表面形成二維格子，以覆蓋該二維格子之方式形成撥液膜。此外，圖2(A)中，為了圖示方便，格子之間距圖示成較實際之間距大。於其他圖亦相同。又，二維格子只要在不同之兩方向週期性排列，其構成等可為任意，週期方向亦可不與X、Y方向一致，例如週期方向亦可相對X、Y方向旋轉45度。
此外，為了保護一對第2撥水板28b之繞射格子，以具備撥水性之低熱膨脹率之玻璃板來覆蓋亦為有效。此處，能使用厚度與晶圓相同程度、例如厚度1mm者來作為玻璃板，例如於晶圓台WTB上面設置成其玻璃板表面與晶圓面實質上相同高度(同一面)。又，當至少在晶圓W之曝光動作中，將一對第2撥水板28b從晶圓W分離配置成不與前述之液浸區域之液體接觸之程度時，一對第2撥水板28b其表面亦可非撥液性。亦即，一對第2撥水板28b可均係分別形成標尺(二維格子)之單純格子構件。
本實施形態中，雖於晶圓台WTB設置板件28，但板件28亦可不設置。此情形下，只要於晶圓台WTB之上面設置配置晶圓保持具之凹部，例如將前述之表面非撥液性之一對格子構件在晶圓台WTB上於X方 向隔著凹部配置即可。如前所述，此一對格子構件只要從凹部分離配置成不與液浸區域之液體接觸之程度即可。又，亦可將凹部形成為在凹部內保持於晶圓保持具之晶圓W之表面與晶圓台WTB上面實質上成為同一面。此外，亦可使晶圓台WTB之上面全部或一部分(至少包含包圍凹部之周圍區域)成為撥液性。又，在將形成標尺(二維格子)391,392之一對格子構件接近凹部來配置時，亦可取代表面非撥液性之一對格子構件，使用前述之一對第2撥水板28b。
此外，於各第2撥水板28b之標尺端附近，分別設有用以決定後述之編碼器讀頭與標尺間之相對位置之未圖示之定位圖案。此定位圖案由例如反射率不同之格子線構成，當編碼器讀頭掃描此定位圖案上時，編碼器之輸出訊號強度會變化。因此，預先決定臨限值，檢測出輸出訊號之強度超過該臨限值之位置。以此檢測出之位置為基準，設定編碼器讀頭與標尺間之相對位置。又，如上述，本實施形態中，由於微動載台WFS具備晶圓台WTB，因此以下說明中，亦將包含晶圓台WTB之微動載台WFS標記為晶圓台WTB。
其次，雖說明前後對調，但針對夾具單元120作說明。夾具單元120係用以將曝光前之晶圓在裝載於晶圓台WTB上前在裝載位置上方保持，且裝載於晶圓台WTB上。
夾具單元120，如圖1所示，具備介由未圖示防振構件固定於主支架BD下面之驅動部122與藉由驅動部122上下動之夾具本體130。圖6(A)概略顯示夾具單元120之前視圖(從-Y方向觀看的圖)，圖6(B)概略顯示夾具單元120之俯視圖。驅動部122內藏馬達，如圖6(A)所示介由上下 動軸122a將夾具本體130往上下方向(Z軸方向)驅動。
夾具本體130具備其上面固定於上下動軸122a下端之既定厚度之俯視圓形之板狀構件所構成之冷卻板123、以及其上面固定於冷卻板123之下面之貝努里夾具(或亦稱為浮動夾具)124等。
冷卻板123係將晶圓溫度調整成既定溫度者，例如於其內部設有配管等，藉由於該配管內流動溫度調整成既定溫度之液體而被調整成既定溫度。於冷卻板123之X軸方向兩端部設有一對導引部125。於一對導引部125之各個形成有由貫通於上下方向之貫通孔構成之導引孔125a。
延伸於上下方向之軸126以隔開既定間隙之方式***於形成於一對導引部125之導引孔125a之內部。軸126之上端部露出於導引部125之上方，連接於上下動旋轉驅動部127。上下動旋轉驅動部127介由未圖示之安裝構件安裝於主支架BD。軸126之下端部露出於導引部125下方，於其下端面固定有延伸於XY平面內之一軸方向(圖6(A)中係延伸於X軸方向)之支承板128。此外，為了防止塵埃之產生，最好於導引孔125a之內周面之複數處配置空氣軸承等非接觸軸承。支承板128長度方向之一端近旁之上面固定於軸126。支承板128藉由上下動旋轉驅動部127，而在長度方向之另一端部對向於貝努里夾具124之外周部一部分之第1旋轉位置與不對向於貝努里夾具124之第2旋轉位置之間被往θ z方向旋轉驅動，且以既定行程亦被往上下方向驅動。
於另一導引部125側亦以與上述相同之配置、構成設有上下動旋轉驅動部127、軸126、支承板128。
貝努里夾具124由較冷卻板123薄很多之與冷卻板123大致 相同大小之板狀構件構成。於貝努里夾具124之外周面三處以埋入狀態安裝有例如CCD等攝影元件129(於圖6(A)等僅代表性地顯示攝影元件中之一個)。三個攝影元件129中之一個以晶圓W中心與貝努里夾具124中心大致一致之狀態配置於與晶圓W之缺口(V字形切口，未圖示)對向之位置，剩餘之兩個攝影元件129，以晶圓W中心與貝努里夾具124中心大致一致之狀態分別配置於與晶圓W之一部分對向之位置。又，於貝努里夾具124設有例如由靜電容感測器構成之未圖示間隙感測器，其輸出供應至主控制裝置20。
貝努里夾具如周知般，係利用貝努里效果局部地擴大所吹出之流體(例如空氣)之流速，藉以非接觸方式固定(以下適當稱為支承、保持或吸附)對象物之夾具。此處所謂之貝努里效果，係指流速之壓力隨著流速增加而減少之貝努里定理(原理)產生於流體機械等之效果。貝努里夾具中，係以吸附(固定)對象物之重量及從夾具吹出之流體之流速決定保持狀態(吸附/懸浮狀態)。亦即，當對象物之大小為已知時，係根據從夾具吹出之流體之流速，決定保持時之夾具與保持對象物之間隙尺寸。本實施形態中，貝努里夾具124係用於晶圓(W)之吸附(支承或保持)。晶圓藉由被貝努里夾具124吸附保持，而被限制Z軸方向、θ x、θ y方向之移動，藉由在被貝努里夾具124吸附(支承或保持)之狀態下其下面(背面)之外周部近旁之兩處從下方被接觸支承於一對支承板128，而藉由摩擦力被限制X軸方向、Y軸方向及θ z方向之移動。
此外，不限於利用貝努里效果之夾具，亦可使用不利用貝努里效果而能非接觸支承晶圓之夾具。本實施形態中，包含將該等夾具在內 稱為(總稱為)貝努里夾具。
上述之攝影元件129之攝影訊號送至訊號處理系116(參照圖16)，訊號處理系116係藉由例如美國發明專利第6,624,433號說明書等所揭示之手法檢測包含晶圓之切口(缺口等)之周緣部之三處，以求出晶圓W之X軸方向、Y軸方向之位置偏移與旋轉(θ z旋轉)誤差。接著，該等位置誤差與旋轉誤差之資訊供應至主控制裝置20(參照圖16)。本實施形態中，作為進行貝努里夾具124所保持之晶圓W之位置測量之預對準裝置雖使用三個攝影元件129，但預對準裝置不限於攝影元件，亦可使用例如光量感測器等其他感測器。又，預對準裝置雖設於貝努里夾具124，但亦可僅將構成預對準裝置之發光部與受光部中之一方設於貝努里夾具124，將另一方設於晶圓載台WST或主支架BD等。再者，發光部與受光部之至少一部分例如光源及/或感測器(檢測器)等亦可不設於貝努里夾具124，而配置於例如本體支架等其他位置。
夾具單元120之驅動部122、貝努里夾具124及一對上下動旋轉驅動部127等係被主控制裝置20控制(參照圖16)。藉由主控制裝置20，使用夾具單元120進行之各種動作係留待後述。
其次說明測量載台MST。圖3(A)、圖3(B)及圖3(C)分別顯示了測量載台MST之前視圖(從-Y方向觀看的圖)、側視圖(從-X方向觀看的圖)、以及俯視圖(從+Z方向觀看的圖)。如此等圖3(A)~圖3(C)所示，測量載台MST具備在俯視下(從+Z方向觀看)以X軸方向為長度方向之長方形板狀滑件部60、固定於滑件部60上面之+X側端部之由直方體構件構成之支承部62、以及懸臂支承於該支承部62上且介由測量台驅動系52B(參 照圖16)被微幅驅動於例如六自由度方向(或XY平面內之三自由度方向)之長方形板狀之測量台MTB。
雖未圖示，但於滑件部60底面設有由複數個永久磁石構成之磁石單元，其係與底盤12之線圈單元(線圈17)一起構成電磁力(勞倫茲力)驅動方式之平面馬達所構成之測量載台驅動系51B(參照圖16)。於滑件部60之底面，於上述磁石單元周圍固定有複數個空氣軸承(未圖示)。測量載台MST藉由前述之空氣軸承於底盤12上方介由既定間隙(clearance、gap)、例如數μm程度之間隙被懸浮支承，並藉由測量載台驅動系51B驅動於X軸方向及Y軸方向。此外，粗動載台驅動系51A與測量載台驅動系51B雖線圈單元為共通，但本實施形態中為了說明方便，係分別區分為粗動載台驅動系51A與測量載台驅動系51B。即使就實際問題而言，由於線圈單元之不同線圈17分別使用於晶圓載台WST與測量載台MST之驅動，因此即使如此區分亦無問題。此外，測量載台MST雖為空氣懸浮方式，但亦可係例如利用平面馬達之磁浮方式。
於測量台MTB設有各種測量用構件。作為該測量用構件，例如圖3(C)所示，係採用具有針孔狀受光部來在投影光學系PL之像面上接收照明光IL的照度不均感測器95、用以測量投影光學系PL所投影之圖案空間像(投影像)的空間像測量器93、例如國際公開第03/065428號等所揭示的夏克-哈特曼(Shack-Hartman)方式之波面像差測量器97、以及具有既定面積之受光部以在投影光學系PL之像面上接收照明光IL之照度監測器98等。
照度不均感測器95，例如能使用與美國發明專利第4,465,368 號說明書等所揭示者相同之構造。又，空間像測量器93，例如能使用與美國發明專利申請公開第2002/0041377號說明書等所揭示者相同之構造。波面像差感測器97，例如能使用國際公開第99/60361號(對應歐洲專利第1079223號)所揭示者。照度監測器98，能使用與例如美國發明專利申請公開第2002/0061469號說明書等所揭示者相同之構造。
又，於測量台MTB以能對向於前述之一對送光系(未圖示)之配置設有一對受光系(未圖示)。本實施形態中，係構成空間像測量裝置45(參照圖16)，其係在晶圓載台WST與測量載台MST於Y軸方向接近至既定距離以內之狀態(包含接觸狀態)下，將透射過晶圓載台WST上之測量板30之各空間像測量狹縫圖案SL的照明光IL以各送光系(未圖示)導引，而以測量載台MST內之各受光系(未圖示)之受光元件接收光。
此外，本實施形態中雖將四個測量用構件(95,93,97,98)設於測量台MTB，但測量用構件之種類、及/或數量等並不限於此。測量用構件，例如可使用用以測量投影光學系PL之透射率的透射率測量器、及/或能採用用以觀察前述局部液浸裝置8、例如嘴單元32(或前端透鏡191)等的測量器等。再者，亦可將與測量用構件相異之構件、例如用以清掃嘴單元32、前端透鏡191等的清掃構件等裝載於測量載台MST。
此外，本實施形態中，對應所進行之籍由介由投影光學系PL與液體(水)Lq之曝光用光(照明光)IL來使晶圓W曝光的液浸曝光，使用照明光IL之測量所使用的上述照度不均感測器95、空間像測量器93、波面像差感測器97、以及照度監測器98，即係介由投影光學系PL及水來接收照明光IL。又，各感測器，例如亦可僅有介由投影光學系PL及水來接收照 明光IL之受光面(受光部)及光學系等之一部分配置於測量台MTB，或亦可將感測器整體配置於測量台MTB。
於測量台MTB上面固定有其表面被撥液膜(撥水膜)覆蓋之透明構件構成之板件63。板件63以與前述之板件28相同之材料形成。於測量台MTB之下面(-Z側之面)設有與前述之光柵RG相同之光柵RGa。
此外，當將測量載台驅動系51B以磁浮型之平面馬達構成時，例如亦可將測量載台設為於六自由度方向可動之單體載台。又，亦可不於測量台MTB設置板件63。此情形下，只要於測量台MTB上面形成分別配置前述複數個感測器之受光面(光透射部)之複數個開口，例如以在開口內受光面與測量台MTB之上面實質上成為同一面之方式將包含受光面之感測器至少一部分設於測量台MTB即可。
測量載台MST之XY平面內之位置資訊，係藉由主控制裝置20，使用與晶圓載台位置測量系16A相同之由干涉儀系統構成之測量載台位置測量系16B(參照圖1及圖16)來測量。
測量載台MST能從-X側對測量臂71A卡合，在其卡合狀態下，測量台MTB位於緊挨測量臂71A上方。此時，測量台MTB之位置資訊，藉由對光柵RGa照射測量光束之後述測量臂71A所具有之複數個編碼器讀頭測量。
又，測量台MTB能從+Y側對粗動載台WCS所支承之晶圓台WTB(微動載台WFS)接近至例如300μm左右以下之距離或接觸，在其接近或接觸狀態下，係與晶圓台WTB上面一起形成外觀上成一體之全平坦面(參照例如圖27)。測量台MTB(測量載台MST)藉由主控制裝置20，介由測 量載台驅動系51B被驅動，而在與晶圓台WTB之間進行液浸區域(液體Lq)之移交。亦即，用以規定形成於投影光學系PL下之液浸區域之邊界(boundary)之一部分從晶圓台WTB上面與測量台MTB上面之一方被置換至另一方。此外，關於測量台MTB與晶圓台WTB間之液浸區域(液體Lq)之移交，留待後述。
其次，說明用於測量被位於曝光站200之粗動載台WCS可移動地保持之微動載台WFS之位置資訊之第1微動載台位置測量系110A(參照圖16)之構成。
第1微動載台位置測量系110A之第1背側編碼器系統70A如圖1所示，具備在晶圓載台WST配置於投影光學系PL下方之狀態下***設於粗動載台WCS內部之空間部內之測量臂71A。
測量臂71A如圖7所示，具有介由支承構件72A以懸臂狀態支承於主支架BD之臂構件711與收容於臂構件711之內部之後述之編碼器讀頭(光學系之至少一部分)。亦即，藉由包含測量臂71A之臂構件711與支承構件72A之測量構件(亦稱為支承構件或度量衡臂)將其讀頭部支承成第1背側編碼器系統70A之讀頭部(包含光學系之至少一部分)配置得較晶圓台WTB之光柵RG低。藉此，對光柵RG從下方照射第1背側編碼器系統70A之測量光束。臂構件711如圖8(A)放大所示，由以Y軸方向為長度方向之具有長方形剖面之中空柱狀構件構成。臂構件711例如如圖19所示，寬度方向(X軸方向)之尺寸係基端部近旁最寬，從基端部至自長度方向中央略靠基端部之位置隨著往前端側而逐漸變細，從自長度方向中央略靠基端部之位置至前端為止則為大致一定。本實施形態中，雖將第1背側編碼器 系統70A之讀頭部配置於晶圓台WTB之光柵RG與底盤12之表面之間，但例如亦可於底盤12下方配置讀頭部。
臂構件711係由低熱膨脹率之材料、最好係0膨脹之材料(例如首德公司之Zerodur(商品名)等)構成，如圖7所示，於其前端部例如設有具有100Hz程度之固有共振頻率之質量阻尼器(亦稱為動態阻尼器)69。此處之質量阻尼器，例如係以彈簧與砝碼構成之擺件，安裝此物後，當從外對其構造物(此處指臂構件711)施加振動時，只要是與質量阻尼器相同之振動頻率，則砝碼會共振振動而代替吸收構造物(此處指臂構件711)之振動能量。藉此，能將該構造物(此處指臂構件711)之特定頻率之振動抑制得較小。此外，亦可藉由質量阻尼器以外之振動抑制構件來抑制或防止臂構件711之振動。又，此振動抑制構件係補償因臂構件711之振動而產生之第1背側編碼器系統70A之測量誤差之補償裝置之一，後述之第1頂側編碼器系統80A亦係補償裝置之一。
臂構件711之係中空且基端部較寬廣，因此剛性較高，在俯視下之形狀亦如上述設定，是以在晶圓載台WST配置於投影光學系PL下方之狀態下，在臂構件711之前端部***粗動載台WCS之空間部內之狀態雖晶圓載台WST會移動，但此時能防止成為晶圓載台WST移動之妨礙。又，在與後述之編碼器讀頭之間傳送光(測量光束)之送光側(光源側)及受光側(檢測器側)之光纖等通過臂構件711之中空部內。此外，臂構件711之例如亦可僅有光纖等通過之部分為中空，其他部分係以中實構件形成。
如前所述在晶圓載台WST配置於投影光學系PL下方之狀態下，測量臂71A之臂構件711前端部***粗動載台WCS之空間部內，如 圖1及圖7所示，其上面對向於設在微動載台WFS之下面(更正確而言為本體部81之下面)之光柵RG(圖1、圖7中未圖示，參照圖2(B)等)。臂構件711之上面在與微動載台WFS之下面之間形成有既定間隙(gap、clearance)、例如數mm程度之間隙之狀態下與微動載台WFS下面大致平行配置。
如圖17所示，第1背側編碼器系統70A包含分別測量微動載台WFS之X軸、Y軸及Z軸方向之位置之一對三維編碼器73a、73b、測量微動載台WFS之X軸及Z軸方向之位置之XZ編碼器73c、以及測量微動載台WFS之Y軸及Z軸方向之位置之YZ編碼器73d。
XZ編碼器73c及YZ編碼器73d之各個具備分別收納於測量臂71A之臂構件711內部之以X軸及Z軸方向為測量方向之二維讀頭、以及以Y軸及Z軸方向為測量方向之二維讀頭。以下，為了說明方便，將XZ編碼器73c及YZ編碼器73d分別具備之二維讀頭使用與各編碼器相同之符號而標記為XZ讀頭73c、YZ讀頭73d。此等XZ讀頭73c及YZ讀頭73d之各個，能使用與例如美國發明專利第7,561,280號說明書所揭示之位移測量讀頭相同構成之編碼器讀頭(以下適當簡稱為讀頭)。又，一對三維編碼器73a、73b具備分別收納於測量臂71A之臂構件711內部之以X軸、Y軸及Z軸方向為測量方向之三維讀頭。以下，為了說明方便，將三維編碼器73a及73b分別具備之三維讀頭使用與各編碼器相同之符號而標記為三維讀頭73a、73b。作為三維讀頭73a、73b，能使用例如將XZ讀頭73c與YZ讀頭73d組合成各測量點(檢測點)為相同點且能進行X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之測量而構成之三維讀頭。
圖8(A)係以立體圖顯示臂構件711之前端部，圖8(B)係顯示 從+Z方向觀看臂構件711之前端部上面之俯視圖。如圖8(A)及圖8(B)所示，一對三維讀頭73a、73b配置於相對臂構件711之中心線CL成對稱之位置。一方之三維讀頭73a，係從在平行於X軸之直線LX1上位於從直線LY1(與位於從中心線CL起既定距離之Y軸平行)起等距離(設為距離a)位置之兩點(參照圖8(B)之白圓圈)對光柵RG上照射測量光束LBxa1、LBxa2(參照圖8(A))。又，三維讀頭73a係在直線LY1上位於從直線LX1起均為距離a之位置之兩點對光柵RG上照射測量光束LBya1、LBya2。測量光束LBxa1、LBxa2照射於光柵RG上之相同照射點，又，於該照射點亦被照射測量光束LBya1、LBya2。本實施形態中，測量光束LBxa1、LBxa2及測量光束LBya1、LBya2之照射點、亦即三維讀頭73a之檢測點(參照圖8(B)中之符號DP1)一致於照射於晶圓W之照明光IL之照射區域(曝光區域)IA中心即曝光位置(參照圖1)。此處，直線LY1一致於前述之基準軸LV。
三維讀頭73b，係從在直線LX1位於從直線LY2(相對中心線CL與直線LY成對稱)起均為距離a之位置之兩點(參照圖8(B)之白圓圈)對光柵RG上照射測量光束LBxb1、LBxb2(參照圖8(B)之白圓圈)。又，三維讀頭73b係在直線LY2上位於從直線LX1起均為距離a之位置之兩點對光柵RG上照射測量光束LByb1、LByb2。測量光束LBxb1、LBxb2照射於光柵RG上之相同照射點，又，於該照射點亦被照射測量光束LByb1、LByb2。測量光束LBxb1、LBxb2及測量光束LByb1、LByb2之照射點、亦即三維讀頭73b之檢測點(參照圖8(B)中之符號DP2)係往曝光位置之-X側分離既定距離之點。
XZ讀頭73c配置於往三維讀頭73a之+Y側分離既定距離 之位置。如圖8(B)所示，XZ讀頭73c係在直線LY2(位於從直線LX1起往+Y側既定距離，與X軸平行)上位於從直線LY1起均為距離a之位置之兩點(參照圖8(B)之白圓圈)對光柵RG上之共通照射點照射在圖8(A)中分別以虛線顯示之測量光束LBxc1、LBxc2。測量光束LBxc1、LBxc2之照射點、亦即XZ讀頭73c之檢測點於圖8(B)以符號DP3顯示。
YZ讀頭73d配置於往三維讀頭73b之+Y側分離既定距離之位置。如圖8(B)所示，YZ讀頭73c係從配置於直線LY2上、位於從直線LX2起均為距離a之位置之兩點(參照圖8(B)之白圓圈)對光柵RG上之共通照射點照射在圖8(A)中分別以虛線顯示之測量光束LByc1、LByc2。測量光束LByc1、LByc2之照射點、亦即YZ讀頭73d之檢測點於圖8(B)以符號DP4顯示。
在第1背側編碼器系統70A，藉由使用光柵RG之X繞射格子及Y繞射格子測量微動載台WFS之X軸、Y軸及Z軸方向之位置之一對三維讀頭73a、73b分別構成三維編碼器73a、73b，藉由使用光柵RG之X繞射格子測量微動載台WFS之X軸及Z軸方向之位置之XZ讀頭73c構成XZ編碼器73c，藉由使用光柵RG之Y繞射格子測量微動載台WFS之Y軸及Z軸方向之位置之YZ讀頭73d構成YZ編碼器73d。
第1背側編碼器系統70A之編碼器73a,73b,73c,73d之輸出介由後述之切換部150A被供應至主控制裝置20(參照圖16、圖17等)。
此處，根據圖10(A)~圖12(B)說明在第1背側編碼器系統70A之輸出介由切換部150A被供應至主控制裝置20時藉由主控制裝置20使用第1背側編碼器系統70A進行之微動載台WFS之六自由度方向之位置 測量及XYZ網格之差分測量。
此處，作為前提，係如圖10(A)所示將三維編碼器73a、73b之測量值分別設為(X1、Y1、Z1)、(X2、Y2、Z2)，將XZ編碼器73c之測量值設為(X3、Z3)，將YZ編碼器73d之測量值設為(Y3、Z4)。
本實施形態中，作為一例，如圖10(B)中塗滿所示般，X1、Y1、Y2、Z1、及Z3用於微動載台WFS之六自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θ x、θ y、θ z之各方向)之位置測量。具體而言，主控制裝置20使用X1、Y1、Z1運算微動載台WFS之X軸、Y軸、Z軸方向之位置，使用Y1、Y2運算微動載台WFS之θ z方向之位置，使用Z1、Z2運算微動載台WFS之θ y方向之位置，使用Z1與Z3運算微動載台WFS之θ x方向之位置。
此處，本實施形態中，由於三維讀頭73a之檢測點DP1一致於曝光位置，因此係在該檢測點DP1測量微動載台WFS之X軸、Y軸、Z軸方向之位置，而使用X1、Y1、Z1運算微動載台WFS之X軸、Y軸、Z軸方向之位置。因此，在曝光位置例如一致於一對三維讀頭73a、73b之檢測點DP1、DP2中央之點時，主控制裝置20只要根據X1與X2之平均值、Y1與Y2之平均值、Z1與Z2之平均值求出微動載台WFS之X軸、Y軸、Z軸方向之位置即可。
又，主控制裝置20，係與上述之微動載台WFS之六自由度方向之位置測量並行地進行以下之差分測量，求出第1背側編碼器系統70A之座標系之X,Y,Z網格(網格誤差)。亦即，主控制裝置20如圖10(B)及圖11(A)所示，使用X1與X2求出對應X網格之X位置之偏移△X/δ x，如圖10(B)及圖11(B)所示，使用X1與X3求出對應X網格之Y位置之偏移△X/ δ y。藉此，求出圖11所示之△X圖。
主控制裝置20，同樣的如圖10(B)及所示，使用Y2與Y3求出對應Y網格之Y位置之偏移△Y/δ y，使用Z3與Z4求出對應Z網格之X位置之偏移△Z/δ x，使用Z2與Z4求出對應Z網格之Y位置之偏移△Z/δ y。又，主控制裝置20雖使用Y1與Y2求出對應Y網格之X位置之偏移△Y/δ x，但此時，係使用X1與X3運算微動載台WFS之θ z方向之位置。藉此，求出如分別顯示於圖12(A)及圖12(B)之△Y圖、△Z圖。
主控制裝置20以既定取樣間隔，與上述微動載台WFS之六自由度方向之位置測量並行地反覆進行上述之差分測量，進行第1背側編碼器系統70A之座標系之網格誤差之更新。以下，將此網格誤差之更新稱為第1背側編碼器系統70A之座標系之再新。
因此，本實施形態中，主控制裝置20藉由使用第1背側編碼器系統70A，在將標線片R之圖案轉印至微動載台WFS上所載置之晶圓W之複數個照射區域時，能隨時在緊挨曝光位置下方(微動載台WFS之背面側)進行微動載台WFS之XY平面內之位置資訊。
此情形下，上述之讀頭73a~73d，由於測量光束在空氣中之光路長極短且大致相等，因此幾乎能忽視空氣波動之影響。因此，能藉由第1背側編碼器系統70A高精度地測量微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊。又，第1背側編碼器系統70A之X軸、Y軸及Z軸方向之實質之光柵上之檢測點，由於分別一致於曝光區域IA之中心(曝光位置)，因此能抑制所謂阿貝誤差之產生至實質上能忽視之程度。因此，主控制裝置20，能藉由使用第1背側編碼器系統70A，在無阿貝誤差之情形下高精度地測量 微動載台WFS之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之位置。此外，第1背側編碼器系統70A雖亦可僅測量晶圓台WTB(或晶圓載台WST)之六自由度方向之位置資訊，但最好能如本實施形態般，使用與六自由度方向之位置資訊測量所必要之複數個測量光束不同之至少一個測量光束來測量晶圓台WTB(或晶圓載台WST)之位置資訊。
其次，說明構成第1微動載台位置測量系110A一部分之第1頂側編碼器系統80A之構成。第1頂側編碼器系統80A能與第1背側編碼器系統70A並行地測量微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊。
曝光裝置100中，如圖4所示，於投影單元PU(嘴單元32)之+X側、-X側分別配置有一對讀頭部62A、62C。讀頭部62A、62C如後述分別包含複數個讀頭，此等讀頭介由支承構件以懸吊狀態固定於主支架BD(圖4中未圖示，參照圖1等)。
讀頭部62A、62C如圖4所示，具備各四個之四軸讀頭651~654,641~644。於四軸讀頭651~654之殼體內部，如圖5所示，收容有以X軸及Z軸方向作為測量方向之XZ讀頭65X1~65X4、以及以Y軸及Z軸方向作為測量方向之YZ讀頭65Y1~65Y4。同樣地，於四軸讀頭641~644之殼體內部，收容有XZ讀頭64X1~64X4、以及YZ讀頭64Y1~64Y4。XZ讀頭65X1~65X4及64X1~64X4、以及YZ讀頭65Y1~65Y4及64Y1~64Y4之各個，能使用例如與美國發明專利第7,561,280號說明書所揭示之位移測量感測器讀頭相同構成之編碼器讀頭。
XZ讀頭65X1~65X4,64X1~64X4(更正確而言，係XZ讀頭65X1~65X4,64X1~64X4所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點)， 係以既定間隔WD配置於通過投影光學系PL之光軸AX(在本實施形態中亦與前述之曝光區域IA中心一致)且與X軸平行之直線(以下稱為基準軸)LH上。又，YZ讀頭65Y1~65Y4,64Y1~64Y4(更正確而言，係YZ讀頭65Y1~65Y4,64Y1~64Y4所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點)，係於與基準軸LH平行且從基準軸LH往-Y側分離既定距離之直線LH1上配置於與對應之XZ讀頭65X1~65X4,64X1~64X4相同之X位置。以下，視必要情形將XZ讀頭65X1~65X4,64X1~64X4及YZ讀頭65Y1~65Y4,64Y1~64Y4亦分別標記為XZ讀頭65X,64X及YZ讀頭65Y,64Y。此外，基準軸LH一致於前述之直線LX1。
讀頭部62A、62C構成分別使用標尺391,392測量晶圓台WTB之X軸方向位置(X位置)及Z軸方向位置(Z位置)之多眼(此處為四眼)之XZ線性編碼器、及測量Y軸方向位置(Y位置)及Z位置之多眼(此處為四眼)之YZ線性編碼器。以下為了說明方便，將此等編碼器使用與XZ讀頭65X,64X及YZ讀頭65Y,64Y分別相同之符號標記為XZ線性編碼器65X,64X及YZ線性編碼器65Y,64Y(參照圖17)。
本實施形態中，藉由XZ線性編碼器65X與YZ線性編碼器65Y構成測量晶圓台WTB在X軸、Y軸、Z軸及θ x之各方向之位置資訊之多眼(此處為四眼)之四軸編碼器65(參照圖17)。同樣地，藉由XZ線性編碼器64X與YZ線性編碼器64Y構成測量晶圓台WTB在X軸、Y軸、Z軸及θ x之各方向之位置資訊之多眼(此處為四眼)之四軸編碼器64(參照圖17)。
此處，讀頭部62A、62C分別具備之四個XZ讀頭65X,64X(更 正確而言，係XZ讀頭65X,64X所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點)及四個YZ讀頭65Y,64Y(更正確而言，係YZ讀頭65Y,64Y所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點)之X軸方向之間隔WD，設定為較標尺391,392之X軸方向寬度狹窄。因此，在曝光時等，分別四個之XZ讀頭65X,64X,YZ讀頭65Y,64Y中至少各一個讀頭會隨時對向於對應之標尺391,392(對其照射測量光束)。此處，標尺之寬度係指繞射格子(或此形成區域)之寬度、更正確而言係指能藉由讀頭測量位置之範圍。
是以，藉由四軸編碼器65與四軸編碼器64，構成在晶圓載台WST位於曝光站200時測量粗動載台WCS所支承之微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊之第1頂側編碼器系統80A。
構成第1頂側編碼器系統80A之各編碼器之測量值介由切換部150A被供應至主控制裝置20(參照圖16、圖17等)。
又，雖圖示省略，但主控制裝置20在將晶圓載台WST驅動於X軸方向時，係將測量晶圓台WTB之位置資訊之XZ讀頭65X,64X及YZ讀頭65Y,64Y依序切換為相鄰之XZ讀頭65X,64X及YZ讀頭65Y,64Y。亦即，為了順暢地進行此XZ讀頭及YZ讀頭之切換(接續)，係如前所述，讀頭部62A、62C所含之相鄰之XZ讀頭及YZ讀頭之間隔WD設定為較標尺391,392之X軸方向寬度狹窄。
由至此為止之說明可知，本實施形態中，在晶圓載台WST位於曝光站200時，粗動載台WCS所支承之微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊，能藉由第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A並行地測量。
然而，第1頂側編碼器系統80A與第1背側編碼器系統70A各有如下所述之優點、缺點。
第1頂側編碼器系統80A，由於會因板件28之變形及讀頭65X、64X、65Y、64Y之漂移等長期變動，而觀察到測量訊號之靜態成分(包含極低頻帶之成分)之變動大、晶圓台WTB之剛性低、振幅大之處，而有頻率特性上不利等之缺點，相反地，具有機體之振動導致之影響小，除了極低頻帶以外，測量誤差較小等之優點。
另一方面，第1背側編碼器系統70A由於會觀察到光柵RG之變形及讀頭73a~73d之漂移等長期變動少、測量訊號之靜態成分可靠性高且在高頻帶中微動載台WFS之剛性高之部分，因此具有頻率特性上有利等之優點，但由於測量臂71A(臂構件711)為懸臂支承構造且其長度為500mm或其以上，因此亦具有100Hz~400Hz左右之頻帶之暗振動(機體之振動)影響大之缺點。
因此，本實施形態中，包含後述之曝光時在內，在晶圓載台WST位於曝光站200時，例如如圖13(A)所示，藉由第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A並行地進行微動載台WFS(晶圓台WTB)之位置資訊之測量，而根據可靠性較高者之位置資訊進行晶圓台WTB之位置控制。因此，第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A介由切換部150A連接於主控制裝置20(參照圖16、17等)。
於圖18顯示有切換部150A之具體構成一例。切換部150A具備：兩個切換開關部158a、158b；併合濾波器部160，介由切換開關部158a之一個輸出端子a被輸入第1背側編碼器系統70A之輸出訊號FB，介由切 換開關部158b之一個輸出端子d被輸入第1頂側編碼器系統80A之輸出訊號FT，並將併合位置訊號FH輸出至主控制裝置20。
切換開關部158a具有連接於第1背側編碼器系統70A之輸入端子(未圖示)與三個輸出端子a,b,c，切換連接輸入端子與三個輸出端子a,b,c之任一個。此情形下，輸出端子b連接於主控制裝置20，輸出端子c為均未連接之端子(以下稱開放端子)。
切換開關部158b具有連接於第1頂側編碼器系統80A之輸入端子(未圖示)與三個輸出端子d,e,f，切換連接輸入端子與三個輸出端子d,e,f之任一個。此情形下，輸出端子e連接於主控制裝置20，輸出端子f為均未連接之端子。
切換開關部158a、158b之切換，係藉由從主控制裝置20被輸入圖18中之虛線所示之切換訊號(或選擇訊號)來進行。主控制裝置20依據既定之處理演算法或依照來自外部之指令將切換訊號(或選擇訊號)輸入切換開關部158a、158b。
本實施形態中，切換部150A係藉由主控制裝置20擇一地設定如下之四個狀態。
切換部150A被設定成切換開關部158a之輸入端子連接於輸出端子a、切換開關部158b之輸入端子連接於輸出端子d之第1狀態。切換部150A在此第1狀態下，係如後述將併合位置訊號FH輸出至主控制裝置20。
切換部150A被設定成切換開關部158a之輸入端子連接於輸出端子b、切換開關部158b之輸入端子連接於輸出端子e之第2狀態。切 換部150A在此第2狀態下，係將第1背側編碼器系統70A之輸出訊號FB、及第1頂側編碼器系統80A之輸出訊號FT輸出至主控制裝置20。
切換部150A被設定成切換開關部158a之輸入端子連接於輸出端子b、切換開關部158b之輸入端子連接於輸出端子f之第3狀態。切換部150A在此第3狀態下，係僅將第1背側編碼器系統70A之輸出訊號FB輸出至主控制裝置20。
切換部150A被設定成切換開關部158a之輸入端子連接於輸出端子c、切換開關部158b之輸入端子連接於輸出端子e之第4狀態。切換部150A在此第4狀態下，係僅將第1頂側編碼器系統80A之輸出訊號FT輸出至主控制裝置20。
以下為了說明方便，將上述第1、第2、第3、第4狀態稱為切換部150A之第1、第2、第3、第4模式。亦即，切換部150A係能擇一地設定對主控制裝置20之輸出之四個模式之模式設定部。
併合濾波器部160，在切換部150A被設定成上述第1模式時，係將第1背側編碼器系統70A之輸出訊號FB與第1頂側編碼器系統80A之輸出訊號FT作為輸入，將用於微動載台WFS之位置控制之併合位置訊號FH輸出至主控制裝置20。
併合濾波器部160具備：第1濾波器部160a，具有分別被輸入第1背側編碼器系統70A之輸出訊號FB之截止頻率為fc1之低通濾波器Lfc1與截止頻率為fc2(>fc1)之高通濾波器Hfc2，用以輸出分別通過該等兩個濾波器Lfc1與濾波器Hfc2之訊號之加算訊號；以及第2濾波器部160b，具有分別被輸入第1頂側編碼器系統80A之輸出訊號FT之截止頻率為fc1 之高通濾波器Hfc1與截止頻率為fc2之低通濾波器Lfc2，用以輸出分別通過該等兩個濾波器Hfc1與濾波器Lfc2之訊號之加算訊號。併合濾波器部160將第1濾波器部160a之輸出與第2濾波器部160b之輸出之加算訊號作為併合位置訊號FH輸出至主控制裝置20。
此處，截止頻率fc1，例如設定為較第1背側編碼器系統70A受到影響之暗振動之頻帶100Hz~400Hz之下限頻率100Hz低些許之頻率、例如50Hz。又，截止頻率fc2，例如設定為較第1背側編碼器系統70A受到影響之暗振動之頻帶100Hz~400Hz之上限頻率400Hz高些許之頻率、例如500Hz。
在已如上述設定截止頻率fc1,fc2時，如圖13(B)中以實線所示，從併合濾波器部160在低於50Hz之低頻區輸出第1背側編碼器系統70A之輸出訊號(位置之測量結果)、在高於50Hz且低於500Hz之中頻帶輸出第1頂側編碼器系統80A之輸出訊號(位置之測量結果)、在高於500Hz之高頻區輸出第1背側編碼器系統70A之輸出訊號(位置之測量結果)而分別作為併合位置訊號FH。
藉此，在第1頂側編碼器系統80A會受到板件變形及讀頭之漂移影響而測量值可靠性會降低之低頻區，可將不受到此種影響而可靠性高之第1背側編碼器系統70A之測量值作為晶圓台WTB之XY平面內之位置之測量結果輸出至主控制裝置20，在第1背側編碼器系統70A會受到暗振動之影響而測量值之可靠性降低之中頻區，可將不易受到此種影響而可靠性高之第1頂側編碼器系統80A之測量值作為晶圓台WTB之XY平面內之位置之測量結果輸出至主控制裝置20，而在因第1頂側編碼器系統80A 觀察到晶圓台WTB剛性低且振幅大之處故頻率特性上不利之高頻區，可將頻率特性上有利之第1背側編碼器系統70A之測量值作為晶圓台WTB之XY平面內之位置之測量結果輸出至主控制裝置20。主控制裝置20，能隨時根據可靠性高之晶圓台WTB之位置測量值，當晶圓載台WST位於曝光站200時驅動微動載台WFS(位置控制)。
如上述，本實施形態中，當切換部150A被設定為第1模式時，係在頻帶切換第1背側編碼器系統70A、第1頂側編碼器系統80A之測量資訊(測量訊號)，其結果能根據可靠性較高者之測量資訊進行晶圓台WTB之位置控制。此外，例如第1頂側編碼器系統80A在高頻區無頻率特性上不利之情形等，即不需要設定截止頻率fc2。此情形下，只要設置藉由截止頻率fc1之高通濾波器與低通濾波器合成第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A之輸出訊號之併合位置訊號之濾波器電路部即足夠。
又，切換部150A設定於例如第3模式或第4模式，係在明顯第1背側編碼器系統70A之測量資訊可靠性較高之情形或第1頂側編碼器系統80A之測量資訊可靠性較高之情形
又，切換部150A設定於第2模式，係在必須將第1背側編碼器系統70A及第1頂側編碼器系統80A之測量資訊均擷取之情形。
此外，如上述，本實施形態中，由於當切換部150A設定於第1模式時，在中頻區係根據第1頂側編碼器系統80A之測量值進行微動載台WFS之驅動(位置控制)，因此最好係進行以一對標尺391,392之二維光柵設定之座標系之更新、亦即一對標尺391,392之網格(網格誤差)之更新(以下稱第1頂側編碼器系統80A之座標系之再新)。
因此，主控制裝置20當晶圓載台WST位於曝光站200時、例如曝光中等，係以下述方式進行第1頂側編碼器系統80A之座標系之再新。
本實施形態之第1背側編碼器系統70A之座標系與第1頂側編碼器系統80A之複數個四軸讀頭651~654,641~644之關係，能如圖14(A)表示。此處，R1、R2、R3、R4分別相當於四軸讀頭651、652、653、654，L1、L2、L3、L4分別相當於四軸讀頭641、642、643、644。
符號Cti(i=1、2、3、4)，係意指以Li與Ri懸吊之第1背側編碼器系統70A之座標系、亦即Li與Ri分別觀察標尺391,392時，以緊挨第1背側編碼器系統70A之曝光位置下方之三維編碼器73a觀察之二維光柵RG上之區域所對應之局部座標系。若將從第1背側編碼器系統70A之整體座標系中心至R1、R2、R3、R4之距離分別設為D1、D2、D3、D4，而D1+D(5-1)=W，則Cti之網格畸變△i(xi、yi)以次式(1)表示。此處，△係具有x,y,z成分之三維向量。
△i(xi、yi)=1/W‧{Di△L(xi、yi)+D(5-i)△R(xi、yi)}…(1)
將式(1)中之(xi、yi)一般化而變形，則能得到次式(1)’。
W△i(x、y)=Di△L(x、y)+D(5-i)△R(x、y)…(1)’
分別於式(1)’之i代入1、2、3、4，則能得到次式(2)~式(5)。
W△1(x、y)=D1△L(x、y)+D4△R(x、y)…(2)
W△2(x、y)=D2△L(x、y)+D3△R(x、y)…(3)
W△3(x、y)=D3△L(x、y)+D2△R(x、y)…(4)
W△4(x、y)=D4△L(x、y)+D1△R(x、y)…(5)
從式(2)與式(5)之和與差得到兩個式，並解該兩個式，則能得到如下之兩個式。
△L(x、y)=W△1(x、y)/D1
△R(x、y)=W△4(x、y)/D4
同樣的，從式(3)與式(4)之和與差得到兩個式，並解該兩個式，則能得到如下之兩個式。
△L(x、y)=W△2(x、y)/D2
△R(x、y)=W△3(x、y)/D3
因此，可知能從Cti之網格畸變△i(xi、yi)求出如圖14(B)所示之標尺392,391之網格畸變△L(t、s)、△R(t、s)。
主控制裝置20，係以既定間隔例如於各晶圓之曝光中依據上述原理求出標尺392,391之網格畸變△L(t、s)、△R(t、s)並更新至少一次。亦即，於網格已更新之第1背側編碼器系統70A之座標系彼此配合第1頂側編碼器系統80A之標尺之網格，藉此更新其網格。亦即，以此方式進行第1頂側編碼器系統80A之座標系之再新。
不過，主控制裝置20在第1頂側編碼器系統80A之座標系之再新時，針對座標系之六自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θ x、θ y及θ z之各方向)之偏置不進行上述之彼此配合及更新，而直接保存。其理由在於，因無測量臂71A之機械性長期穩定性且例如θ x、θ y及θ z方向之位置測量所使用之複數個讀頭之檢測點彼此間隔狹窄等，故第1背側編碼器系統 70A之座標系無六自由度方向之長期穩定性，而第1頂側編碼器系統80A之座標系較為可靠。因此，在從背/頂差除去上述六自由度方向之偏置後，進行上述之再新處理。上述六自由度之偏置成分係在後述之後流(POST STREAM)處理使用。
其次，說明被位於測量站300之粗動載台WCS可移動地保持之微動載台WFS之位置資訊測量所使用之第2微動載台位置測量系110B(參照圖16)之構成。
第2微動載台位置測量系110B之第2背側編碼器系統70B，具備在晶圓載台WST配置於對準裝置99(對準系AL1,AL21~AL24)下方之狀態下***設在粗動載台WCS內部之空間部內之測量臂71B。
測量臂71B如圖9(A)所示，具有介由支承構件72B以懸臂狀態支承於主支架BD之臂構件712與收容於臂構件712之內部之後述之編碼器讀頭(光學系)。測量臂71B雖臂構件712之長度較前述之臂構件711長，但整體係與前述之測量臂71A概略構成為左右對稱。
如前所述在晶圓載台WST配置於對準裝置99(對準系AL1,AL21~AL24)下方之狀態下，如圖9(A)所示，測量臂71B之臂構件712前端部***粗動載台WCS之空間部內，其上面對向於設在微動載台WFS(晶圓台WTB)下面(更正確而言為本體部81之下面)之光柵RG(圖1、圖7中未圖示，參照圖2(B)等)。臂構件712之上面在與微動載台WFS之下面之間形成有既定間隙(gap、clearance)、例如數mm程度之間隙之狀態下與微動載台WFS下面大致平行配置。
如圖17所示，第2背側編碼器系統70B與前述之第1背側 編碼器系統70A同樣地，包含分別測量微動載台WFS之X軸、Y軸及Z軸方向之位置之一對三維編碼器75a、75b、測量微動載台WFS之X軸及Z軸方向之位置之XZ編碼器75c、以及測量微動載台WFS之Y軸及Z軸方向之位置之YZ編碼器75d。
XZ編碼器75c及XZ編碼器75d之各個具備分別收納於臂構件712內部之以X軸及Z軸方向為測量方向之二維讀頭、以及以Y軸及Z軸方向為測量方向之二維讀頭。以下，為了說明方便，將XZ編碼器75c及XZ編碼器75d分別具備之二維讀頭使用與各編碼器相同之符號而標記為XZ讀頭75c、YZ讀頭75d。三維編碼器75a、75b具備以X軸、Y軸及Z軸方向為測量方向之三維讀頭。以下，為了說明方便，將三維編碼器75a及75b分別具備之三維讀頭使用與各編碼器相同之符號而標記為三維讀頭75a、75b。作為上述之二維讀頭75c、三維讀頭75a、75b，能使用與前述之二維讀頭73c、73d、三維讀頭73a、73b相同之構成。
圖9(B)係以立體圖顯示臂構件71B之前端部。如圖9(B)所示，三維讀頭75a、75b及二維讀頭75c及75d，係以雖與前述之三維讀頭73a、73b及二維讀頭73c、73d為左右對稱但相同之位置關係配置於臂構件712之內部。一方之三維讀頭75a之檢測中心與對準位置亦即第一對準系AL1之檢測中心一致。
第2背側編碼器系統70B之編碼器75a,75b,75c,75d之輸出介由與前述之切換部150A相同構成之切換部150B供應至主控制裝置20(參照圖16、圖17)。
當晶圓載台WST位於測量站300時，例如後述之晶圓對準 時等，主控制裝置20，係根據第2背側編碼器系統70B之讀頭75a~75d之合計十自由度之測量值，以既定取樣間隔反覆進行與前述相同之晶圓台WTB之六自由度方向之位置測量及與此並行之與前述相同之差分測量，進行第2背側編碼器系統70B之座標系之再新。此情形之位置測量及差分測量，只要將前述曝光位置置換為對準位置，則前述之說明可直接套用。
此外，本實施形態中，由於三維讀頭75a之檢測點一致於對準位置，而在該檢測點測量微動載台WFS之X軸、Y軸、Z軸方向之位置，因此使用該三維讀頭75a之測量值，運算微動載台WFS之X軸、Y軸、Z軸方向之位置。與此不同地，例如在對準位置一致於一對三維讀頭75a、75b之檢測點中央之點時，主控制裝置20只要根據該一對三維讀頭75a,75b之X軸、Y軸及Z軸方向各自之測量值之平均值，求出微動載台WFS之X軸、Y軸、Z軸方向之位置即可。
又，第2背側編碼器系統70B之X軸、Y軸、Z軸方向之實質之光柵RG上之檢測點由於分別一致於第一對準系AL1之檢測中心(對準位置)，因此能抑制所謂阿貝誤差之產生至實質上能忽視之程度。因此，主控制裝置20，能藉由使用第2背側編碼器系統70B，在無阿貝誤差之情形下高精度地測量微動載台WFS之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之位置。
其次，說明構成第1微動載台位置測量系110B一部分之第2頂側編碼器系統80B之構成等。第2頂側編碼器系統80B能與第2背側編碼器系統70B並行地測量微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊。
曝光裝置100中，如圖4所示，於讀頭部62C、62A各自之-Y側且與對準系AL1,AL21~AL24大致相同之Y位置，分別配置有讀頭 部62E、62F。讀頭部62E、62F如後述分別包含複數個讀頭，此等讀頭介由支承構件以懸吊狀態固定於主支架BD。
讀頭部62F、62E如圖4所示，具備各四個之四軸讀頭681~684,671~674。於四軸讀頭681~684之殼體內部，如圖5所示，與前述之四軸讀頭651~654等同樣地收容有XZ讀頭68X1~68X4與YZ讀頭68Y1~68Y4。同樣地，於四軸讀頭671~674之殼體內部，收容有XZ讀頭67X1~67X4與YZ讀頭67Y1~67Y4。XZ讀頭68X1~68X4及67X1~67X4、以及YZ讀頭68Y1~68Y4及67Y1~67Y4之各個，能使用例如與美國發明專利第7,561,280號說明書所揭示之位移測量感測器讀頭相同構成之編碼器讀頭。
XZ讀頭67X1~67X3,68X2~68X4(更正確而言，係XZ讀頭67X1~67X3,68X2~68X4所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點)，係沿前述之基準軸LA配置於與XZ讀頭64X1~64X3,65X2~65X4之各個大致相同之X位置。
YZ讀頭67Y1~67Y3,68Y2~68Y4(更正確而言，係YZ讀頭67Y1~67Y3,68Y2~68Y4所發出之測量光束之標尺391,392上之照射點)，係於與基準軸LA平行且從基準軸LA往-Y側分離既定距離之直線LA1上配置於與對應之XZ讀頭67X1~67X3,68X2~68X4相同之X位置。
又，剩餘之XZ讀頭67X4、68X1及YZ讀頭67Y4、68Y1，係在與XZ讀頭64X4、65X1之各個大致相同之X位置，從基準軸LA、直線LA1往-Y方向偏離相同距離而配置於第二對準系AL21,AL24各自之檢測中心之-Y側。以下，視必要情形將XZ讀頭68X1~68X4,67X1~67X4 及YZ讀頭68Y1~68Y4,67Y1~67Y4亦分別標記為XZ讀頭68X,67X及YZ讀頭68Y,67Y。
讀頭部62F、62E構成分別使用標尺391,392測量晶圓台WTB之X位置及Z位置之多眼(此處為四眼)之XZ線性編碼器、及測量Y位置及Z位置之多眼(此處為四眼)之YZ線性編碼器。以下為了說明方便，將此等編碼器使用與XZ讀頭68X,67X及YZ讀頭68Y,67Y分別相同之符號標記為XZ線性編碼器68X,67X及YZ線性編碼器68Y,67Y(參照圖17)。
本實施形態中，藉由XZ線性編碼器68X與YZ線性編碼器68Y構成測量晶圓台WTB在X軸、Y軸、Z軸及θ x之各方向之位置資訊之多眼(此處為四眼)之四軸編碼器68(參照圖17)。同樣地，藉由XZ線性編碼器67X與YZ線性編碼器67Y構成測量晶圓台WTB在X軸、Y軸、Z軸及θ x之各方向之位置資訊之多眼(此處為四眼)之四軸編碼器67(參照圖17)。
此處，因與前述相同之理由，在對準測量時等，分別四個之XZ讀頭68X,67X,YZ讀頭68Y,67Y中至少各一個讀頭會隨時對向於對應之標尺391,392(對其照射測量光束)。是以，藉由四軸編碼器68與四軸編碼器67，構成在晶圓載台WST位於測量站300時測量粗動載台WCS所支承之微動載台WFS之六自由度方向之位置資訊之第2頂側編碼器系統80B。
構成第2頂側編碼器系統80B之各編碼器之測量值介由切換部150B被供應至主控制裝置20(參照圖16、圖17等)。
由至此為止之說明可知，本實施形態中，在晶圓載台WST位於測量站300時，粗動載台WCS所支承之微動載台WFS之六自由度方向 之位置資訊，能藉由第2背側編碼器系統70B與第2頂側編碼器系統80B並行地測量。
又，切換部150B與切換部150A同樣地，藉由主控制裝置20被設定第1~第4模式。又，在被設定第1、第3、第4模式時，依據該模式之設定，藉由併合濾波器部160，第2背側編碼器系統70B及第2頂側編碼器系統80B之測量值中可靠性較高者之測量值被供應至主控制裝置20，根據其測量值，在晶圓載台WST位於測量站300時進行晶圓台WTB之驅動(位置控制)。
又，主控制裝置20與前述同樣地，於網格已更新之第2背側編碼器系統70B之座標系彼此配合第2頂側編碼器系統80B之標尺之網格，藉此進行第2頂側編碼器系統80B之座標系之再新。
此外，關於第2微動載台位置測量系110B之第2背側編碼器系統70B、第2頂側編碼器系統80B，除了至此為止所說明之內容以外，能直接適用先前之第1背側編碼器系統70A、第1頂側編碼器系統80A之說明。
此處，雖說明前後對調，但針對在後述之聚焦映射時視必要用於測量微動載台WFS(晶圓台WTB)之Y軸、Z軸、θ y、θ z之各方向之位置之第3背側編碼器系統70C(參照圖16)。
於測量臂71B之臂構件712，如圖9(B)所示，以將從三維讀頭75a、75b各自之檢測中心往+Y側分離相同距離之點作為各自之檢測中心之方式，一對YZ讀頭77a、77b配置於臂構件712之內部。+X側之YZ讀頭77a之檢測中心，一致於AF中心、亦即前述之多點AF系(90a、90b) 之檢測中心。藉由此一對YZ讀頭77a、77b構成第3背側編碼器系統70C。
第3背側編碼器系統70C之輸出介由與前述之切換部150A相同構成之切換部150C被供應至主控制裝置20(參照圖16、圖17等)。在第3背側編碼器系統70C之輸出介由切換部150C被供應至主控制裝置20時，在主控制裝置20，根據以YZ讀頭77a測量之Y軸及Z軸方向之位置資訊求出微動載台WFS(晶圓台WTB)之Y位置及Z位置，根據以一對YZ讀頭77a、77b測量之Y軸方向及Z軸方向之位置資訊求出微動載台WFS(晶圓台WTB)之θ z方向之位置(θ z旋轉)及θ y方向之位置(θ y旋轉)。
此外，在對準中心一致於一對三維讀頭75a、75b之檢測點中心時，AF中心設定為一致於一對YZ讀頭77a、77b之檢測點中心。因此，此情形下，主控制裝置20從以一對YZ讀頭77a、77b測量之Y軸及Z軸方向之位置資訊之平均值求出微動載台WFS(晶圓台WTB)之Y位置及Z位置。
此外，第3背側編碼器系統70C，雖讀頭位置或數目等多少有點差異，但除了至此為止之說明以外，基本上能同樣地適用先前之第1背側編碼器系統70A之說明。
本實施形態中，對應第3背側編碼器系統70C而亦設有第3頂側編碼器系統80C。第3頂側編碼器系統80C如圖4所示，包含相對基準軸LV配置成對稱之一對四軸讀頭661、662。一對四軸讀頭661、662，分別配置於四軸讀頭683之+Y側之位置、四軸讀頭672之+Y側之位置，介由支承構件以懸吊狀態固定於主支架BD。一對四軸讀頭661、662之各個，如圖5所示，與前述之四軸讀頭65i、65i、66i、68i同樣地，包含沿Y軸方向配置有各自之檢測點之XZ讀頭66X1、66X2與YZ讀頭66Y1、66Y2。一對 四軸讀頭661、662各自具有之XZ讀頭66X1、66X2之檢測點之Y位置一致於AF光束之檢測中心之Y位置(直線LA2上)。又，XZ讀頭66X2之檢測點之X位置位於較XZ讀頭67X2之檢測點略靠+X側，XZ讀頭66X1之檢測點之X位置位於較XZ讀頭68X3之檢測點略靠-X側。一對四軸讀頭661、662構成分別使用標尺391,392測量晶圓台WTB之X軸、Y軸、Z軸及θ x之各方向之位置資訊之一對四軸編碼器。藉由此一對四軸編碼器構成第3頂側編碼器系統80C。
構成第3頂側編碼器系統80C之各編碼器之測量值介由與切換部150A相同構成之切換部150C被供應至主控制裝置20(參照圖16、圖17等)。
本實施形態中，能藉由第3頂側編碼器系統80C與第3背側編碼器系統70C並行地測量晶圓台WTB(微動載台WFS)在四自由度方向(Y軸、Z軸、θ z及θ y之各方向)之位置資訊。
又，切換部150C與切換部150A同樣地，藉由主控制裝置20被設定第1~第4模式。又，在被設定第1、第3、第4模式時，依據該模式之設定，藉由併合濾波器部160，第3背側編碼器系統70C及第3頂側編碼器系統80C之測量值中可靠性較高者之測量值被供應至主控制裝置20。
不過，在後述之聚焦映射時，晶圓載台WST位於測量站300，與聚焦映射並行地進行晶圓對準測量，至此對準測量結束為止之期間，微動載台WFS(晶圓台WTB)之六自由度方向之位置，係藉由主控制裝置20根據第2微動載台位置測量系110B之前述併合位置訊號而被伺服控制，第3頂側編碼器系統80C、第3背側編碼器系統70C之測量值主要作為 聚焦映射之測量資料使用。又，在晶圓對準測量結束後，從晶圓台從第2微動載台位置測量系110B之測量範圍脫離至聚焦映射結束為止之期間，係藉由主控制裝置20根據第3頂側編碼器系統80C及/或第3背側編碼器系統70C之測量值進行微動載台WFS之驅動(位置之伺服控制)。
本實施形態中，進一步設有用以在晶圓載台WST從聚焦映射之結束位置移動至曝光站200時測量該移動中之晶圓台WTB之六自由度方向之位置之第4頂側編碼器系統80D(參照圖16)。第4頂側編碼器系統80D如圖4所示，包含於Y軸方向在讀頭部62A與讀頭部62F中間之位置往X軸方向及Y軸方向偏離配置之一對三維讀頭791、792。一對三維讀頭791、792介由支承構件以懸吊狀態固定於主支架BD。如圖5所示，一對三維讀頭791、792之各個包含排列配置於Y軸方向之XZ讀頭79X1、79X2、Y讀頭79Y1、79Y2。Y讀頭79Y1、79Y2係以Y軸方向作為測量方向之一維讀頭。此情形下，XZ讀頭79X1、79X2之X位置設定於分別與XZ讀頭68X2、66X1相同之位置。Y讀頭79Y1、79Y2之各個，能使用例如美國發明專利申請公開第2008/0088843號說明書等所揭示之繞射干涉型編碼器讀頭。
一對三維讀頭791、792，構成均使用標尺391測量晶圓台WTB之X軸，Y軸及Z軸方向之位置資訊之一對三維編碼器79A、79B(參照圖16)。此一對三維編碼器79A、79B之測量值被供應至主控制裝置20。一對三維讀頭791、792能在晶圓台WTB之X軸方向之中心位置一致於基準軸LV時使用相同之標尺391測量晶圓台WTB之六自由度方向之位置。藉由一對三維編碼器79A、79B構成第4頂側編碼器系統80D。
此外，第4頂側編碼器系統80D，雖讀頭位置或數目等多少 有點差異，但除了至此為止之說明以外，基本上能同樣地適用先前之第1頂側編碼器系統80A之說明。
本實施形態之曝光裝置100，如圖4所示，於基準軸LV上曝光位置與對準位置間之既定位置、例如基準軸LV上與三維讀頭791之XZ讀頭79X1大致相同之Y位置設定有卸載位置UP1，在往卸載位置UP1之-X側相隔既定距離之位置設定有待機位置UP2。又，在基準軸LV上於對準位置之-Y側設定有裝載位置LP。
於卸載位置UP1及待機位置UP2、以及該等之近旁區域，如圖15所示配置有卸載裝置170。卸載裝置170安裝於在主支架BD周圍與主支架BD振動上分離而配置之例如被未圖示之支承構件支承於地面上之俯視矩形框狀之支架FL。
卸載裝置170，具備固定於支架FL之下面(-Z側之面)且往相對Y軸成例如既定角度α(α例如為10度未滿之既定角度)之方向延伸之第1臂171、其長度方向一端面固定於第1臂171之長度方向一端部(+Y側端面)之一側面(+X側面)之往X軸方向延伸之第2臂172、能沿第2臂172之長度方向移動之第1卸載滑件170A、以及能沿第1臂171之長度方向移動之第2卸載滑件170B。
第1臂171由在長度方向一端對向於支架FL之-X側邊部之Y軸方向中央近旁、且長度方向另一端對向於支架FL之-X側邊部之-Y側端部之狀態下與支架FL下面對向配置之棒狀構件構成。第1臂171其上面全面或複數處固定於支架FL之下面。於第1臂171下面(背面)沿長度方向設有未圖示之導件，且與該導件平行地配置有未圖示之固定件。
第2臂172由具有與第1臂171大致相同長度之棒狀構件構成。第2臂172以相對第1臂171在XY平面內成(90°-α)角度之狀態固定於第1臂171之長度方向一端部(+Y側端部)之一側面(+X側面)。於第2臂172之下面(背面)，與第1臂171同樣地沿長度方向設有未圖示之導件，且與該導件平行地配置有未圖示之固定件。
第1卸載滑件170A具備於第2臂172背面沿上述導件可移動地設置之第1滑動構件173、以及配置於第1滑動構件173下方且可藉由設於第1滑動構件173之上下動驅動部176上下動之俯視X字狀之晶圓把持部174(參照例如圖36(A))。於第1滑動構件173內藏有與配置於上述第2臂172之固定件一起構成第1滑件驅動用線性馬達之可動件。
如圖15所示，晶圓把持部174具備由組合成俯視X字形之一對棒狀構件構成之本體部174a、以及分別安裝於本體部174a之四個前端部之四個把持部174b。
構成本體部174a之一對棒狀構件之長度方向尺寸略較晶圓W之直徑長，一對棒狀構件配置成彼此在長度方向中央以既定角度相交。本體部174a，一對棒狀構件之交點部分固定於上下動驅動部176之驅動軸下面。
此處，本體部174a之一對棒狀構件由於只要四個把持部174b把持晶圓載台WST上之晶圓W即可，因此可藉由於一方之棒狀構件之中央部上面(或下面)形成槽且將另一方之棒狀構件***該槽內，而將兩者固定成各個棒狀構件之上面(或下面)高度相同，亦可將另一方之棒狀構件固定於一方之棒狀構件之下面。在一對棒狀構件之高度相異之位置將一對棒 狀構件彼此連接之情形(例如將另一方之棒狀構件固定於一方之棒狀構件之下面之情形)，最好係調整設於一方之棒狀構件兩端之把持部174b之Z軸方向長度、或作成一方之棒狀構件兩端部與另一方之棒狀構件兩端部高度相同之凸(或往下方凸出)形狀之構件等，來將四個把持部174b各自之下端部之Z軸方向位置對齊。
四個把持部174b之各個，於其下端部設有能支承晶圓背面之爪部。四個把持部174b之各個，能介由未圖示之驅動機構沿安裝有該等之棒狀構件滑動。亦即，四個把持部174b能開閉(參照圖36(C))。
本實施形態中，包含前述之第1滑件驅動用線性馬達、上下動驅動部176及把持部174b之開閉用之上述驅動機構在內，構成第1卸載滑件驅動系180A(參照圖16)。
第2卸載滑件170B具備於第1臂171背面沿上述導件可移動地設置之第2滑動構件175、以及配置於第2滑動構件175下方且可藉由設於第2滑動構件175之上下動旋轉驅動部179上下動及繞Z軸被旋轉驅動之Y字保持部177(參照例如圖32(A))。於第2滑動構件175內藏有與配置於上述第1臂171之固定件一起構成第2滑件驅動用線性馬達之可動件。
如圖15所示，Y字保持部177由具有俯視Y字形狀之薄板構件構成、於其上面具有藉由真空吸附(或靜電吸附)吸附保持晶圓W之未圖示吸附部。Y字保持部177，XY平面內之大小較晶圓W小些許，在吸附部上保持有晶圓W之狀態下Y字形狀之前端部(亦即前端分割部)位於晶圓W之外緣內。Y字保持部177在上下動旋轉驅動部179之驅動軸下端固定有與Y字形狀之前端部相反側之端部。
本實施形態中，包含前述之第2滑件驅動用線性馬達、上下動旋轉驅動部179在內，構成第2卸載滑件驅動系180B(參照圖16)。
第1卸載滑件驅動系180A及第2卸載滑件驅動系180B被主控制裝置20控制(參照圖16)。此外，卸載裝置不限於上述之構成，只要能保持晶圓W移動即可。又，晶圓W之卸載位置亦不限於投影光學系PL與對準裝置99之間，例如，亦可如後述之實施形態，相對對準裝置99在與投影光學系PL相反側進行卸載。
圖16，係顯示以曝光裝置100之控制系為中心構成，統籌控制構成各部之主控制裝置20之輸出入關係之方塊圖。主控制裝置20包含工作站(或微電腦)等，係統籌控制曝光裝置100之構成各部。圖17係顯示圖16之第1、第2微動載台位置測量系110A、110B之具體構成一例。又，圖18顯示有圖16之切換部150A之構成一例。
其次，根據圖19~圖37說明本實施形態之曝光裝置100中使用晶圓載台WST與測量載台MST的並行處理動作。此外，以下動作中，係藉由主控制裝置20，以前述方式進行局部液浸裝置8之液體供應裝置5及液體回收裝置6之控制，藉以隨時將水充滿於緊挨投影光學系統PL之前端透鏡191下方。不過，以下為了使說明易於理解，省略與液體供應裝置5及液體回收裝置6之控制相關的說明。又，之後之動作說明雖會利用到多數圖式，但於各圖式中有時會對同一構件賦予符號，有時則不會賦予。亦即各圖式所記載之符號雖相異，但不論該等圖式中有無符號，均為同一構成。此點與截至目前為止之說明中所使用之各圖式亦相同。又，圖19以後係簡化顯示測量載台MST。
又，第1至第3背側編碼器系統70A~70C及第1至第4頂側編碼器系統80A~80D之各讀頭、多點AF系、對準系等，雖係在使用該等時或在其使用的前一刻從OFF狀態設定成ON狀態，但在以後之動作說明中，此點相關之說明係省略。
又，作為前提條件，切換部150A、150B例如均設定為第1模式，切換部150C例如設定為第2模式。亦即，從第1微動載台位置測量系110A將對應於第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A之併合位置訊號FH之測量值(以下除特別必要之情形以外，均稱為第1微動載台位置測量系110A之測量值)對主控制裝置20輸出，從第2微動載台位置測量系110B將對應於第2背側編碼器系統70B與第2頂側編碼器系統80B之併合位置訊號FH之測量值(以下除特別必要之情形以外，均稱為第2微動載台位置測量系110B之測量值)對主控制裝置20輸出。又，來自第3背側編碼器系統70C及第3頂側編碼器系統80C之各自之輸出訊號(測量值)對主控制裝置20輸出。
圖19顯示晶圓載台WST位於裝載位置LP，測量載台MST位於緊挨投影光學系PL下方之狀態。此時，測量臂71B***晶圓載台WST之空間部內，晶圓台WTB之背面(光柵RG)對向於測量臂71B。在此裝載位置LP，新的曝光前之晶圓W(此處係例舉某批量(一批量為25片或50片)中間的晶圓)以下述順序被裝載於晶圓載台WST上。
此時，曝光前之晶圓W，係在對前晶圓結束後述之流(STREAM)處理後、曝光開始前之時點，已在裝載位置LP被前述之夾具單元120支承，並被維持其支承狀態。具體而言，如圖20(A)所示，晶圓W藉 由位於裝載位置LP中既定高度位置之貝努里夾具124保持既定距離(間隙)被以非接觸方式吸附(保持或支承)，且其背面外周部之兩處被一對支承板128從下方接觸支承，而被限制六自由度方向之移動。又，晶圓W藉由冷卻板123被調溫成既定溫度例如23℃。
主控制裝置20，首先如圖20(B)所示，介由驅動裝置142使前述之上下動銷140上升。接著，三支上下動銷140在抵接於貝努里夾具124所支承之晶圓W之背面後，在維持其底接狀態之情形下停止上升。三支上下動銷140，在上端面位於其移動範圍之最下端位置即第2位置以外時，係藉由未圖示之彈簧被往+Z方向以一定之力按壓。
其次，主控制裝置20介由上下動旋轉驅動部127使一對支承板128稍微下降而從晶圓W之背面離開，且如圖20(C)所示使之旋轉既定角度並位於第2旋轉位置。藉由上述之一對支承板128從晶圓W之背面離開，新的晶圓W即從被支承板128支承之狀態移行至被上下動銷140支承之狀態。此外，貝努里夾具124對晶圓W之吸附(保持或支承)在此狀態下亦繼續進行，藉由貝努里夾具124之吸附(保持或支承)與上下動銷140之來自下方之支承產生之摩擦力，晶圓W被限制六自由度方向之移動。又，冷卻板123對晶圓W之調溫亦持續。
其次，如圖20(D)所示，主控制裝置20控制驅動部122及一對上下動旋轉驅動部127將夾具本體130及一對支承板128往下方驅動。此情形下，介由前述彈簧之力之對三支上下動銷140之向上之力係作為預壓力對晶圓W施予。因此，藉由夾具本體130被往下方驅動，晶圓W被往下方按壓，而克服其預壓力將三支上下動銷140下壓。亦即，以此方式，晶 圓W在相對貝努里夾具124維持既定間隙之狀態下與夾具本體130及三支上下動銷140一起下降。接著，在晶圓W之背面抵接於晶圓保持具(晶圓台WTB)後，主控制裝置20解除貝努里夾具124對晶圓W之吸附(保持或支承)，使晶圓W吸附保持於晶圓保持具。藉此，可實質地抑制或防止晶圓W彎曲之發生並將之保持於晶圓保持具。亦即，貝努里夾具124不僅有搬送功能，亦具備前述之調溫功能及預對準功能、進而有彎曲矯正(修正)功能。此彎曲修正功能，由於係將保持於晶圓保持具之晶圓W平坦化，因此亦稱為平坦化功能。此外，雖以貝努里夾具124保持之晶圓W係實質上不彎曲而維持平坦，但例如亦可藉由貝努里夾具124在使其保持之晶圓W之至少一部分產生彎曲之狀態下將晶圓W移交至晶圓保持具，其結果可抑制或防止保持於晶圓保持具之晶圓W之彎曲。又，亦可設置在貝努里夾具124所保持之晶圓W之全面或一部分檢測出Z方向之位置資訊或彎曲資訊之檢測裝置(例如前述之間隙感測器等)，主控制裝置20使用此檢測結果而藉由貝努里夾具124將其保持之晶圓W無彎曲地維持於平坦、或在至少一部分使彎曲產生。再者，貝努里夾具124對晶圓W之吸附解除，雖亦可在晶圓保持具對晶圓W之吸附開始前進行，但例如為了晶圓W之彎曲修正(平坦化)，亦可在與晶圓保持具對晶圓W之吸附開始同時或吸附開始後進行。又，主控制裝置20亦可與三支上下動銷140對晶圓W之支承解除同時開始晶圓保持具對晶圓W之吸附保持，或亦可在三支上下動銷140對晶圓W之支承解除前開始晶圓保持具對晶圓W之吸附保持。
此處，主控制裝置20，亦可在貝努里夾具124對晶圓W之吸附(保持或支承)解除前，對其背面(下面)抵接(接觸)於晶圓保持具(晶圓台 WTB)之晶圓W之一部分或全部藉由夾具本體130從上方施予向下之力。此處，向下之力意指重力以外之力。作為施予此向下之力之方法，例如可考慮到使從貝努里夾具124噴出之氣體流量及/或流速增加、或使貝努里夾具124之下面與晶圓W之表面之間隙(GAP)較其之前之夾具本體130下降時之既定間隙狹窄等。不論是何種方式，晶圓W在被施予向下之力後或被施予向下之力同時，被晶圓保持具吸附保持。藉此，實質上抑制或防止晶圓保持具所保持之晶圓W之彎曲產生。
又，主控制裝置20亦可將晶圓保持具之吸引狀態控制成，晶圓保持具對晶圓W之吸附保持以具有時間差之方式進行、例如隨著從周邊部往中心部以具有時間差之方式開始或隨著從一側往其相反側以具有時間差之方式開始。特別是後者之情形，亦可使晶圓保持具(晶圓台WTB)往θ x及/或θ y方向傾斜。藉由將此種晶圓保持具對晶圓W之吸附保持與貝努里夾具124對晶圓W之彎曲修正組合實施，晶圓W即在其彎曲實質上被抑制或防止之情形下保持於晶圓保持具。
本實施形態中，在上述之夾具本體130及三支上下動銷140之下降中，攝影元件129之攝影訊號被送至訊號處理系116(參照圖16)，晶圓W之位置偏移與旋轉誤差之資訊被供應至主控制裝置20(參照圖16)。此外，三支上下動銷140亦可與貝努里夾具124(夾具本體130)同步地被往下方驅動，亦可不同步地被往下方驅動。特別是後者之情形，主控制裝置20亦可使三支上下動銷140之下降速度與夾具本體130之下降速度不同以將晶圓W平坦化。此情形下，例如將前述之間隙感測器配置於貝努里夾具124之複數處，主控制裝置20亦可使用該複數個間隙感測器檢測出晶圓W之變形 狀態(例如往上側成凸形，往下側成凸形等)，並根據其檢測結果，使三支上下動銷140之下降速度與夾具本體130之下降速度不同。
本實施形態中，從圖20(A)可知，由於在晶圓台WTB返回到裝載位置LP之時點係維持上下動銷140已上升既定量之狀態，因此與上下動銷140收納於晶圓保持具內部之情形相較，能更短時間進行晶圓裝載。圖19顯示晶圓W被裝載於晶圓台WTB上之狀態。
本實施形態中，如圖19所示，裝載位置LP設定於測量板30上之基準標記FM定位於第一對準系AL1之視野(檢測區域)內之位置(亦即，進行第一對準系AL1之基線測量(Pri-BCHK)之前半處理之位置)。
此處，所謂Pri-BCHK之前半處理，係意指如以下之處理。亦即，主控制裝置20以第一對準系AL1檢測(觀察)位於前述之測量板30中央之基準標記FM，並將該第一對準系AL1之檢測結果與該檢測時之微動載台位置測量系110B之測量值賦予對應關係後儲存於記憶體。
本實施形態中，係與晶圓W之裝載動作之至少一部分並行地進行Pri-BCHK之前半處理。
此時，測量載台MST係以測量台MTB之背面(光柵RGa)對向於測量臂71A之狀態卡合於測量臂71A。又，於測量台MTB與投影光學系PL之間形成有液體Lq形成之液浸區域14。
又，此時，先前曝光結束之晶圓(設為W0)係在待機位置UL2之既定高度之位置被保持於第2卸載滑件170B之Y字保持部177。此晶圓W0之待機狀態，維持至開始次一晶圓W之曝光、晶圓載台WST成為從待 機位置UL2下方退避之狀態為止。
其次，主控制裝置20根據晶圓載台位置測量系16A之測量值驅動粗動載台WCS，且根據第2微動載台位置測量系110B之測量值一邊伺服控制晶圓台WTB之位置、一邊開始晶圓載台WST之從裝載位置LP往曝光站200之+Y方向之移動動作。此晶圓載台WST之往+Y方向之移動，首先，例如係往檢測附設於三個第一對準照射區域之對準標記(以下簡稱為第一對準標記)之位置開始。此時，晶圓台WTB之六自由度方向之位置，係根據第2微動載台位置測量系110B之測量值來伺服控制。此外，粗動載台WCS，雖在曝光站200、測量站300及其間之任一區域均根據以晶圓載台位置測量系16A測量之位置資訊而在XY平面內被驅動，但以下係省略關於此點之說明。
接著，在往+Y方向之移動中，在晶圓載台WST到達圖21所示之位置、亦即來自測量板30之送光系90a之檢測光束照射於測量板30之位置後，主控制裝置20即停止晶圓載台WST，進行聚焦校準前半之處理。
亦即，主控制裝置20一邊檢測出以前述之第3頂側編碼器系統80C之一對XZ讀頭66X1,66X2檢測之晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部之面位置資訊(標尺391,392之Z位置資訊)，一邊以從該等資訊取得之基準平面為基準，使用多點AF系(90a,90b)檢測出前述之測量板30表面之面位置資訊。藉此，求出在晶圓台WTB之中心線一致於基準軸LV之狀態下之一對XZ讀頭66X1,66X2之測量值(晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部之面位置資訊)與多點AF系(90a,90b)在測量板30表面之檢測點(複數個檢測點中位於中央或其近旁之檢測點)之檢測結果(面位置資訊) 之關係。
又，本實施形態中，由於進行上述之聚焦校準前半之處理之晶圓台WTB之位置與進行檢測出三個第一對準標記之處理之晶圓台WTB之位置一致，因此主控制裝置20係與聚焦校準前半之處理並行地使用第一對準系AL1、第二對準系AL22,AL23大致同時且個別地檢測出三個第一對準標記(參照圖21中之星標記)，將上述之三個對準系AL1,AL22,AL23之檢測結果與該檢測時之第2微動載台位置測量系110B之測量值賦予關聯後存放於未圖示之記憶體。此外，此情形之三個第一對準標記之同時檢測，係藉由使晶圓台WTB之Z位置變化，一邊變更複數個對準系AL1,AL21~AL24與晶圓台WTB所載置之晶圓W之間之在Z軸方向(聚焦方向)之相對位置關係、一邊進行。以下說明之第二對準照射區域以後之各對準照射區域所附設之對準標記之檢測亦相同。
此外，在進行聚焦校準前半之處理之晶圓台WTB之位置與進行檢測出第一對準標記之處理之晶圓台WTB之位置不一致之情形，主控制裝置20只要將此等處理依晶圓台WTB到達進行各處理之位置之順序依序進行即可。
其次，藉由主控制裝置20開始晶圓載台WST往+Y方向之移動(例如往檢測附設於五個第二對準照射區域之對準標記(以下簡稱為第二對準標記)之位置之步進移動)。
接著，在晶圓載台WST更往+Y方向移動，到達圖22所示之位置後，即使用五個對準系AL1,AL21~AL24大致同時且個別地檢測出五個第二對準標記(參照圖22中之星標記)，將上述之五個對準系AL1,AL21 ~AL24之檢測結果與該檢測時之第2微動載台位置測量系110B之測量值賦予關聯後存放於未圖示之記憶體。
又，本實施形態中，如圖22所示，在檢測此第二對準標記之位置，來自送光系90a之檢測光束開始照射於晶圓W。因此，係在第二對準標記之檢測後，主控制裝置20開始使用第3頂側編碼器系統80C之四軸讀頭661、662、以及多點AF系(90a,90b)之聚焦映射。
此處，說明以本實施形態之曝光裝置100進行之聚焦映射。在此聚焦映射時，主控制裝置20例如如圖22所示，根據分別對向於標尺391,392之第3頂側編碼器系統80C之兩個四軸讀頭661、662之測量值管理晶圓台WTB之XY平面內之位置。在此圖22之狀態下，為通過晶圓台WTB中心(大致一致於晶圓W之中心)之與Y軸平行之直線(中心線)一致於基準軸LV之狀態。
接著，在此狀態下，主控制裝置20在晶圓載台WST往+Y方向行進之期間，以既定取樣間隔擷取以兩個四軸讀頭661、662之各個測量之晶圓台WTB表面(板件28表面)之X軸方向兩端部(一對第2撥水板28b)在Y軸及Z軸方向之位置資訊與以多點AF系(90a,90b)檢測之複數個檢測點中晶圓W表面在Z軸方向之位置資訊(面位置資訊)，並使該擷取之各資訊相互賦予對應關係依序存放於未圖示之記憶體。
接著，在多點AF系(90a,90b)之檢測光束不照射於晶圓W後，主控制裝置20結束上述之取樣，將多點AF系(90a,90b)之各檢測點之面位置資訊，換算為以同時擷取之以兩個四軸讀頭661、662各個測量之在Z軸方向之位置資訊作為基準之資料。
進一步詳述此點，根據一方之四軸讀頭661之Z位置之測量值，取得板件28之-X側端部近旁之區域(形成有標尺392之第2撥水板28b)上之既定點(相當於與多點AF系(90a,90b)之複數個檢測點排列大致相同之X軸上之點：以下將此點稱為左測量點)之面位置資訊。又，根據另一方之四軸讀頭661之Z位置之測量值，取得板件28之+X側端部近旁之區域(形成有標尺391之第2撥水板28b)上之既定點(相當於與多點AF系(90a,90b)之複數個檢測點排列大致相同之X軸上之點：以下將此點稱為右測量點)之面位置資訊。因此，主控制裝置20係將多點AF系(90a,90b)之各檢測點之面位置資訊，換算為以連結左測量點之面位置與右測量點之面位置之直線(以下稱為台面基準線)作為基準之面位置資料。此種換算，主控制裝置20係針對所有取樣時擷取之資訊進行。
此處，本實施形態之曝光裝置100，能與上述之第3頂側編碼器系統80C之測量並行地，藉由第3背側編碼器系統70C測量在Y軸方向、Z軸方向及θ y方向(以及θ z方向)之晶圓台WTB(微動載台WFS)之位置資訊。因此，主控制裝置20，以與上述之以兩個四軸讀頭661、662之各個測量之晶圓台WTB表面(板件28表面)之X軸方向兩端部在Y軸及Z軸方向之位置資訊與以多點AF系(90a,90b)檢測之複數個檢測點中晶圓W表面在Z軸方向之位置資訊(面位置資訊)之擷取相同之時點，亦擷取藉由第3背側編碼器系統70C之在上述各方向(X、Y、Z、θ y(及θ z))之位置之測量值。接著，主控制裝置20，求出從同時擷取之第3頂側編碼器系統80C之測量資訊得到之台面基準線之資料(Z、θ y)與第3背側編碼器系統70C之測量資訊(Z、θ y)之關係。藉此，能將以上述台面基準線作為基準之面位置資 料，換算為以藉由背面測量而得之晶圓台WTB之Z位置及θ y旋轉所決定之、對應上述台面基準線之基準線(以下為了說明方便，稱之為背面測量基準線)作為基準之面位置資料。
藉由以此方式預先取得上述之換算資料，例如在曝光時等以前述之XZ讀頭64X及65X測量晶圓台WTB表面(形成有標尺392之第2撥水板28b上之點、以及形成有標尺391之第2撥水板28b上之點)，算出晶圓台WTB之Z位置與相對XY平面之傾斜(主要為θ y旋轉)。藉由使用此算出之晶圓台WTB之Z位置與相對XY平面之傾斜與前述之面位置資料(以台面基準線作為基準之面位置資料)，而不需實際取得晶圓W表面之面位置資訊即能進行晶圓W之面位置控制。因此，由於即使將多點AF系配置於離開投影光學系PL之位置亦不會有任何問題，因此即使係作業距離(曝光時之投影光學系PL與晶圓W之間隔)較窄之曝光裝置等，亦能非常合適地適用本實施形態之聚焦映射。
以上，係以在晶圓台WTB表面不存在凹凸為前提下之說明。然而，於晶圓WTB表面、亦即形成有標尺39Y2之第2撥水板28b之表面及形成有標尺39Y1之第2撥水板28b之表面等有凹凸。然而，即使係如上述於晶圓台WTB表面存在有凹凸時，在晶圓W之子午線(與通過晶圓中心之Y軸平行的直線)上之點仍能以極高精度進行面位置控制。
其理由在於，在進行聚焦映射時(晶圓載台WST往+Y方向移動時)，位於晶圓W之子午線上之照射區域，在曝光時等與聚焦映射相較係在不使晶圓載台WST(晶圓台WTB)移動於X軸方向之情況下配置於曝光位置(投影光學系PL下)。在子午線上之照射區域到達曝光位置時，檢測點 配置於與XZ讀頭66X1大致相同之X位置之XZ讀頭65X3、以及檢測點配置於與XZ讀頭66X2大致相同之X位置之XZ讀頭64X2，係檢測在與聚焦映射時XZ讀頭66X1及XZ讀頭66X2分別檢測面位置資訊之晶圓台WTB上之點大致相同之點之面位置資訊。亦即，作為多點AF系統(90a,90b)之面位置資訊檢測基準之一對XZ讀頭所測量的基準面(使台面基準線於Y軸方向連續而成之面)，在聚焦映射時與曝光時為相同。因此，即使於晶圓台WTB表面產生凹凸或起伏等，在對子午線上之照射區域進行曝光時可不用考量該凹凸或起伏等，可將聚焦映射時所得到之Z位置直接作為Z位置使用，而能在曝光時進行晶圓之聚焦控制，因此能進行高精度之聚焦控制。
同樣的，在子午線上之照射區域到達曝光位置時，其檢測點設定於平行於與YZ讀頭77a檢測點相同之Y軸的直線(基準軸LV)上之三維讀頭73a、以及其檢測點設定於平行於與YZ讀頭77b檢測點相同之Y軸的直線上之三維讀頭73b，係檢測在與聚焦映射時YZ讀頭及YZ讀頭分別檢測面位置資訊之光柵RG上之點相同之點的Z位置，並根據此檢測結果，進行Z、θ y之算出。亦即，作為多點AF系統(90a,90b)之面位置資訊檢測基準之使前述之背面測量基準線於Y軸方向連續而成之面(以下稱為背面測量基準面)，在聚焦映射時與曝光時係根據相同點之Z位置之測量值被算出。
在對子午線上以外之照射區域進行曝光時，當於晶圓台WTB表面無凹凸及起伏等的情況下，雖可確保與上述子午線上之照射區域相同程度之聚焦控制精度，但當於晶圓台WTB表面有凹凸或起伏等的情況下，聚焦控制精度則取決於後述之導線檢核(traverse check)的精度。
此外，本實施形態中，當晶圓載台WST到達檢測第二對準 標記之位置時，由於來自送光系90a之檢測光束開始照射於晶圓W，而在該位置開始聚焦映射。然而，在晶圓載台WST到達檢測第二對準標記之位置前或其後來自送光系90a之檢測光束開始照射於晶圓W之情形，只要在檢測第二對準標記前或其後該檢測光束開始照射於晶圓W之時點開始聚焦映射即可。
返回至並行動作之說明。藉由上述之為聚焦映射之晶圓載台WST往+Y方向之移動，晶圓載台WST到達圖23所示之位置時，主控制裝置20即使晶圓載台WST在該位置停止。接著，主控制裝置20使用例如五個對準系AL1,AL21~AL24大致同時且個別檢測出附設於五個第三對準照射區域之對準標記(以下簡稱為第三對準標記)(參照圖23中之星標記)，並將上述五個對準系AL1,AL21~AL24之檢測結果與進行該檢測時之第2微動載台位置測量系110B之測量值賦予關聯後儲存於未圖示記憶體。又，在此時點亦繼續進行聚焦映射。
其次，主控制裝置20開始使晶圓載台WST往+Y方向移動向檢測附設於例如三個第一對準照射區域之對準標記(以下簡稱為第一對準標記)的位置。此時仍繼續進行聚焦映射。
接著，當晶圓載台WST到達圖24所示之位置時，主控制裝置20即立即使晶圓載台WST停止，且使用第一對準系AL1、第二對準系AL22,AL23大致同時且個別檢測出附設於晶圓W上之三個第一對準標記(參照圖24中之星標記)，並將上述三個對準系AL1,AL22,AL23之檢測結果與進行該檢測時之第2微動載台位置測量系110B之測量值賦予關聯後儲存於未圖示記憶體。
接著，主控制裝置20使用以上述方式獲得之合計十六個對準標記之檢測結果與所對應之第2微動載台位置測量系110B的測量值，介由例如美國發明專利第4,780,617號說明書所揭示之EGA方式進行統計運算，算出EGA參數(X偏置、Y偏置、正交度、晶圓旋轉、晶圓X定標、晶圓Y定標等)。
在上述之晶圓對準(至少至第一對準標記之位置測量為止之處理)結束後，主控制裝置20係使晶圓載台WST往圖27所示之位置、亦即晶圓載台WST與測量載台MST在Y軸方向接觸或隔著例如300μm左右之分離距離接近之狀態(以下稱為接觸或接近之狀態)之開始位置移動。此移動係藉由以主控制裝置20在液體不接觸於晶圓台WTB之狀態下使晶圓載台WST以長行程一口氣往+Y方向高速移動來進行。又，在此移動之途中，由於晶圓載台WST從第2微動載台位置測量系110B之測量範圍脫離，因此主控制裝置20在其之前將用於晶圓台WTB位置之伺服控制之測量系從第2微動載台位置測量系110B切換成第4頂側編碼器系統80D。
主控制裝置20，在上述長行程之晶圓載台WST之+Y方向之高速移動開始後一刻，繼續進行聚焦映射。接著，在來自多點AF系(90a,90b)之檢測光束從晶圓W表面脫離時，即如圖25所示結束聚焦映射。
在上述之一邊使晶圓載台WST往+Y方向直線移動一邊進行對準測量及聚焦映射之處理(以下稱為流(STREAM)處理)中，主控制裝置20與前述之第1背側編碼器系統70A之座標系之再新及第1頂側編碼器系統80A之座標系之再新同樣地，進行第2背側編碼器系統70B之座標系之再新及第2頂側編碼器系統80B之座標系之再新。
此外，在對準時等支配在測量站300之晶圓台WTB之姿勢者為第2背側編碼器系統70B。然而，基於與先前針對第1背側編碼器系統70A所說明者相同之理由，並無法期待第2背側編碼器系統70B之座標系之六自由度方向之長期穩定性。然而，整體之θ y方向之位置(橫搖量)及θ z方向之位置(偏搖量)之變動會影響對準測量之結果。因此，主控制裝置20係在上述長行程之晶圓載台WST之+Y方向之高速移動中結束流(STREAM)處理之時點，開始其次說明之後流(POST STREAM)流處理，進行使用此後流處理結果之對準運算(使用EGA參數之晶圓上所有照射區域之排列座標之算出)及聚焦映射結果所包含之背面測量基準面之修正。
此處，所謂後流處理，係意指將EGA結果及聚焦映射之結果所含之以下之誤差要因參數a.~c.置換為用以下之d.說明之θ y、θ z及X軸方向定標偏置之運算處理。
a.整體之θ y之偏置：聚焦映射結果所含之藉由使用第3背側編碼器系統70C之背面測量而得之晶圓台之θ y方向之位置(θ y旋轉量)。
b.整體之θ z之偏置：EGA參數所含之正交度/晶圓之旋轉。
c.整體之X軸方向定標偏置：EGA參數所含之晶圓之X軸方向定標。
d.第2頂側編碼器系統80B及第3頂側編碼器系統80C從在流處理中所觀測之所有資料之平均算出之θ y、θ z、及X軸方向定標之偏置。
此處，X軸方向定標，係將對準測量所使用之XZ讀頭67X2,68X2間或XZ讀頭67X3,68X3間之距離(軸間隔)考量為不變，並以此為基 準，以XZ讀頭67X2,68X2或67X3,68X3測量已進行對第2背側編碼器系統70B之座標系之彼此配合之第2頂側編碼器系統80B之標尺391,392之格子間隔，將該格子間隔相對上述基準之倍率作為X軸方向定標。
藉由如上述之後流處理，其結果並非使用在標尺391,392上之特定一點之測量結果來使晶圓台WTB之姿勢重置，而是將從在標尺391,392全面之測量結果平均得到之晶圓台WTB之平均姿勢用於對準運算(EGA參數中正交度/晶圓之旋轉、晶圓之X軸方向定標被置換為上述之d.之θ z及X軸方向定標之使用EGA運算式之晶圓上所有照射區域之排列座標之算出)。此對準運算之結果，可藉由平均化效果，而較使用在標尺391,392上之特定一點之測量結果來使姿勢重置之情形更為可靠。
不僅僅使用頂側編碼器系統來進行在流處理中之θ z方向及θ y方向之位置測量之理由係如下之e.~h.。
e.藉此方式，對準(及聚焦映射)僅為頂側編碼器系統，而曝光則為背側編碼器系統中心，導致兩者之基準(雖已相互配合但)完全不同。
f.即使僅係寬度狹窄之帶狀部分(與三維讀頭75a、75b之檢測點彼此之X軸方向間隔相同寬度之帶狀部分)，亦可想見於對準亦使用背側編碼器系統之方式較佳。
g.能期待背側編碼器系統之座標系之再新處理之精度。其結果，能隨時保持正確之網格、平坦之平面。此情形下，即使係寬度狹窄之帶狀部分之測量，只要能除去θ y及θ z之偏置，則以背側編碼器系統作為基準之方式較佳。
h.頂側編碼器系統雖反應背側編碼器系統之資訊，但精度上 並非完全。
其次說明導線檢核(traverse check)。首先，說明導線檢核為必要之主要原因之流處理特有之誤差要因。
在流處理中，由上述之說明可清楚得知，晶圓載台WST由於係在與Y軸平行之直線上移動，因此無法取得在X軸方向不同點之晶圓台(微動載台WFS)之位置資訊(X,Y,Z)。因此，即使在第2背側編碼器系統70B之座標系之再新中，亦無法取得前述之△X/δ x、△Y/δ x、△Z/δ x。亦即，在曝光時，藉由前述之第1背側編碼器系統70A之座標系之再新，該座標系整體被即時更新，網格誤差在座標系整體被即時修正，相對於此，在對準時，即使進行第2背側編碼器系統70B之座標系之再新，該座標系由於除了通過晶圓之X軸方向中心之Y軸方向之直線上以外部分不被更新，其結果，網格誤差在該直線上以外之部分不會被即時修正。此結果，在對準時管理晶圓載台之位置之對準時座標系與曝光時管理晶圓載台之位置之曝光時座標系會產生誤差。亦即，此即流處理特有之誤差要因。
因此，主控制裝置20係在處理批量內之25或50片晶圓之期間以預先決定之頻度(視必要情況之頻度)進行如下述之導線檢核。
在導線檢核時，主控制裝置20係在上述之流處理中，晶圓載台WST於Y軸方向到達例如圖28所示之位置時，一邊根據第2微動載台位置測量系110B之測量值管理晶圓台WTB之六自由度方向之位置使晶圓載台WST於X軸方向在既定範圍內(晶圓台WTB之中心線在以基準軸LV為中心之既定寬度(較標尺391,392之寬度及對準系AL21、AL24之檢測區域相互間之距離寬之寬度)之範圍內在X軸方向位移之範圍內)步進驅動，一 邊使用五個對準系AL1,AL21~AL24依序測量位於晶圓W之中心近旁之相同對準標記。又，主控制裝置20，在上述之晶圓載台WST之X軸方向移動中，係以既定取樣間隔同時擷取檢測晶圓台WTB之一對第2撥水板28b表面之區域(標尺391,392表面)之面位置資訊之一對XZ讀頭66X1、66X2之測量值與多點AF系(90a,90b)對晶圓W之面位置資訊之檢測值。
藉由此種導線檢核，能校準第2微動載台位置測量系110B之座標系(第2頂側編碼器系統80B之座標系及第2背側編碼器系統70B之座標系)與多點AF系(90a,90b)及對準系AL1,AL21~AL24之關係。具體而言如下所述。
A.藉由上述之在既定範圍內之晶圓載台WST之X軸方向移動，能取得在X軸方向不同點之晶圓台WTB(微動載台WFS)之位置資訊(X,Y,Z)，即使在第2背側編碼器系統70B之座標系之再新中，亦能取得前述之△X/δ x、△Y/δ x、△Z/δ x，其結果，第2背側編碼器系統70B之座標系之再新及基於此之第2頂側編碼器系統80B之座標系之再新之結果成為精度更為良好者。
B.藉由上述之位於晶圓W之中心近旁之相同對準標記之測量，第一對準系AL1與第二對準系AL21~AL24之檢測中心相互之位置關係、亦即第二對準系AL21~AL24之基線係在第2微動載台位置測量系110B之座標系上求出。
C.在不同之取樣時求出針對多點AF系(90a,90b)之各檢測點之面位置資訊與同時擷取之一對XZ讀頭66X1、66X2之測量值(面位置資訊)之關係，從該求出之複數個關係，在第2微動載台位置測量系110B之座標 系上求出標尺391,392表面在X軸方向之凹凸。不過，為了正確地求出此標尺391,392表面在X軸方向之凹凸，多點AF系(90a,90b)必須在事前調整感測器間偏置。
接著，主控制裝置20在後述之曝光時，使用上述之第二對準系AL21~AL24之基線進行晶圓台WTB相對曝光位置之位置對齊，且一邊加入標尺表面在X軸方向之凹凸資訊等作為修正量、一邊進行晶圓W之聚焦控制。
亦即，本實施形態中，主控制裝置20係以上述方式，藉由使晶圓載台WST實際移動於X軸方向來修正因上述之流處理特有之誤差要因所導致之晶圓台WTB之位置誤差。
與前述之後流處理並行地，如圖25中虛線箭頭所示，以如下順序進行將次一晶圓(設為晶圓W1)搬入前述之夾具單元120下方之動作。
作為開始晶圓搬入之前提，如圖25所示，搭載有曝光前之晶圓W之晶圓載台WST位於完全從裝載位置LP脫離之位置(裝載位置LP之+Y側位置)。又，此時，一對支承板128如圖26(A)所示，位於前述之第2旋轉位置。
首先，主控制裝置20驅動晶圓搬送臂132，將新的(曝光前之)晶圓W1從外部裝置搬入位於裝載位置LP之貝努里夾具124下方之一對驅動軸126間之空間(參照圖26(A))。
其次，主控制裝置20控制夾具單元120之驅動部122及晶圓搬送臂132，將夾具本體130與晶圓搬送臂132之至少一方往Z軸方向驅動至貝努里夾具124與新的晶圓W1成為既定距離、例如數μm左右(參照 圖26(A)中之白箭頭)。此時，貝努里夾具124與新的晶圓W1之距離藉由上述之未圖示之間隙感測器測量。
在貝努里夾具124與新的晶圓W1成為既定距離後，如圖26(B)所示，主控制裝置20調整從貝努里夾具124吹出之空氣之流速以使貝努里夾具124與新的晶圓W1維持既定距離(間隙)。藉此，介由數μm左右之間隙(gap、clcarance)，晶圓W1藉由貝努里夾具124從上方被以非接觸方式吸附保持。在藉由貝努里夾具124吸附保持晶圓W1後，晶圓W1介由冷卻板123被調整成既定溫度。
在晶圓W1被貝努里夾具124吸附保持後，如圖26(C)所示，主控制裝置20介由一對上下動旋轉驅動部127使一對支承板128與軸126一體旋轉至第1旋轉位置，且將夾具本體130與一對支承板128於Z軸方向往兩者接近之方向相對驅動既定量而藉由一對支承板128使晶圓W1之背面接觸支承。
接著，如圖26(D)所示，主控制裝置20使晶圓搬送臂132從晶圓W1離開而從裝載位置LP退避。此時，新的晶圓W1藉由貝努里夾具124與一對支承板128被限制六自由度方向之移動。此外，晶圓搬送臂132之從晶圓W1之分離與一對支承板128對晶圓W1之接觸，其順序亦可相反。不論係何者，晶圓W1係被維持其支承狀態至前晶圓W之曝光結束、晶圓載台WST返回裝載位置LP且該晶圓W1之裝載開始為止。
再度返回至並行處理動作之說明。藉由前述之長行程之晶圓載台WST之+Y方向之高速移動，晶圓載台WST到達圖27所示之位置時，即往測量載台MST與晶圓載台WST接觸或接近之狀態移行。在此接觸或 接近之狀態，測量台MTB之-Y側端面與晶圓台WTB之+Y側端面接觸或接近。主控制裝置20一邊保持該接觸或接近之狀態，一邊將兩載台WST,MST往+Y方向驅動。伴隨此移動，液浸區域14之水從測量台MTB上移動至晶圓台WTB上。
接著，在兩載台WST,MST到達圖29所示之測量板30配置於緊挨投影光學系PL下方之位置時，主控制裝置20即使兩載台WST,MST停止，進行Pri-BCHK後半之處理及聚焦校準後半之處理。
此處，所謂Pri-BCHK後半之處理，意指使用包含測量板30之前述之空間像測量裝置45測量被投影光學系PL投影之標線片R(或標線片載台RST上之未圖示標記板)上之一對測量標記之投影像(空間像)之處理。此情形，例如可與美國發明專利申請公開第2002/0041377號說明書等揭示之方法同樣的，介由使用一對空間像測量狹縫圖案SL之狹縫掃描方式的空間像測量動作，分別測量一對測量標記之空間像，並將該測量結果(與晶圓台WTB之XY位置對應的空間像強度)儲存於記憶體。在進行此Pri-BCHK之後半處理時，晶圓台WTB在XY平面內的位置，係根據第1微動載台位置測量系110A之測量值測量控制。
又，所謂聚焦校準後半之處理，意指以藉由測量晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側之端部之面位置資訊之一對XZ讀頭65X2,64X3測量之面位置資訊作為基準，一邊控制測量板30(晶圓台WTB)在投影光學系PL之光軸方向之位置(Z位置)，一邊使用空間像測量裝置45以狹縫掃描方式測量標線片R上之測量標記之空間像，並根據其測量結果測定投影光學系PL之最佳聚焦位置之處理。
此時，由於液浸區域14形成於投影光學系PL與測量板30(晶圓台WTB)之間，因此上述空間像之測量係介由投影光學系PL及液體Lq進行。又，空間像測量裝置45之測量板30等搭載於晶圓載台WST(晶圓台WTB)，受光元件等搭載於測量載台MST，因此上述空間像之測量係在保持晶圓載台WST與測量載台MST接觸或接近之狀態下進行。
藉由上述測定，求出在晶圓台WTB之中心線與基準軸LV一致的狀態下之一對XZ讀頭65X2,64X3之測量值(亦即，晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊)。此測量值，係與投影光學系統PL之最佳聚焦位置對應。
在進行上述之Pri-BCHK後半之處理及聚焦校準後半之處理後，主控制裝置20根據前述之Pri-BCHK前半之處理之結果與Pri-BCHK後半之處理之結果，算出第一對準系AL1之基線。又，與此同時，主控制裝置20根據在聚焦校準前半之處理所得之晶圓台WTB之中心線與基準軸LV一致的狀態下之一對XZ讀頭66X1,66X2之測量值(晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊)與多點AF系(90a,90b)在測量板30表面之檢測點(複數個檢測點中位於中央或其近旁之檢測點)之檢測結果(面位置資訊)之關係、以及與在上述之聚焦校準後半之處理所得之投影光學系PL之最佳聚焦位置對應之晶圓台WTB之中心線與基準軸LV一致的狀態下之一對XZ讀頭65X2,64X3之測量值(亦即，晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊)，求出多點AF系(90a,90b)之代表檢測點中之偏置，並藉由前述之光學手法將多點AF系之檢測原點調整成該偏置成為零。
此情形下，就產能提昇之觀點來看，亦可僅進行上述之Pri-BCHK後半之處理及聚焦校準後半之處理之一方，亦可不進行兩方之處理而移行至次一處理。當然，在不進行Pri-BCHK後半之處理之情形，亦無需進行前述之Pri-BCHK前半之處理。
在以上作業結束後，如圖30所示，主控制裝置20使測量載台MST往+X方向且+Y方向驅動，解除兩載台WST,MST接觸或接近之狀態。
接著，主控制裝置20進行步進掃描方式之曝光，將標線片圖案轉印至新的晶圓W上。此曝光動作，係藉由主控制裝置20，根據事前進行之晶圓對準(EGA)之結果(將從在前述之標尺391,392全面之測量結果平均所得之平均姿勢用於對準運算而算出之晶圓W上所有照射區域之排列座標)、及對準系AL1(及AL21~AL24)之最新基線等，反覆將晶圓載台WST往為了晶圓W上之各照射區域曝光之掃描開始位置(加速開始位置)移動之照射間移動動作、以及以掃描曝光方式將形成於標線片R之圖案轉印於各照射區域之掃描曝光動作，藉此來進行。此外，上述曝光動作係在於前端透鏡191與晶圓W之間保持有液體(水)Lq之狀態下進行。
又，本實施形態中，例如由於最初曝光之第1照射區域被設定於位於晶圓W之-X側半部之+Y端部之照射區域，因此首先為了往該加速開始位置移動，晶圓載台WST係如圖30中黑箭頭所示往+X方向且+Y方向移動。
接著，沿著如圖31中黑箭頭所示之路徑，一邊使晶圓載台WST移動一邊將晶圓之-X側半部之區域依從+Y側之照射區域往-Y側 之照射區域之順序曝光。
為了進行上述之晶圓之-X側半部之區域之曝光，晶圓載台WST沿著如圖31中黑箭頭所示之路徑往+Y方向移動後，即使使在待機位置UP2保持有曝光完畢之晶圓W0之第2卸載滑件170B之Y字保持部177下降，亦無與晶圓載台WST干涉之虞。因此，主控制裝置20係在此時點，如圖32(A)所示將保持於Y字保持部177之晶圓W0以下述順序搬送至與晶圓搬送系之移交位置。
亦即，主控制裝置20將保持有晶圓W0之Y字保持部177如圖32(B)中黑箭頭所示介由第2卸載滑件驅動系180B下降驅動既定量後，如圖32(C)中黑箭頭所示，往-Y方向沿第1臂171驅動(參照圖31中之白箭頭)。在此驅動之途中，當晶圓W0到達圖31中虛線所示之位置後，即使持起晶圓W1亦無干涉讀頭部62E等之虞。因此，主控制裝置20在該時點以後，介由第2卸載滑件驅動系180B，一邊如圖32(D)中兩個黑箭頭所示使保持有晶圓W0之Y字保持部177上升既定量，一邊移動至與晶圓搬送系之移交位置。以此方式，晶圓W0被搬送至與晶圓搬送系之移交位置。
與上述之晶圓W0往移交位置之搬送並行地，主控制裝置20一邊沿著如圖33、圖34中黑箭頭所示之路徑使晶圓載台WST移動、一邊將晶圓W之+X側半部區域依自-Y側之照射區域往+Y側之照射區域之順序曝光。藉此，在晶圓W上之所有照射區域之曝光結束之時點，晶圓載台WST返回至與曝光開始前之位置大致相同位置。
本實施形態中，雖採用上述之照射區域之曝光順序，但在為了進行該曝光之晶圓載台WST移動之路徑整體長度設為依照相同之照射圖 將相同大小之晶圓曝光之情形，與例如美國發明專利申請公開第2008/0088843號說明書等所揭示之習知液浸掃描器等並無大差別。
上述曝光中，將第1微動載台位置測量系110A之測量值、亦即分別對向於標尺391,392之四軸讀頭65、64之測量值、亦即前述之藉由第1頂側編碼器系統80A對六自由度方向之位置資訊之測量結果(位置之測量值)及藉由第1背側編碼器系統70A對六自由度方向之位置資訊之測量結果(位置之測量值)中可靠性較高之測量值作為前述之併合位置訊號供應至主控制裝置20，根據從該併合位置訊號得到之晶圓台WTB在六自由度方向之位置資訊進行晶圓台WTB之位置之伺服控制。又，在此曝光中之晶圓台WTB之Z軸方向之位置、θ y旋轉及θ x旋轉之控制(晶圓W之聚焦調平控制)係根據事前進行之前述之聚焦映射之結果(以標尺基準面作為基準之面位置資訊或以使用後流處理結果修正後之背面測量基準面作為基準之面位置資訊)來進行。
又，主控制裝置20，係在曝光中以既定取樣間隔進行使用了前述之多餘軸之測量值之差分測量之第1背側編碼器系統70A之座標系之再新，並至少進行一次於該已再新之第1背側編碼器系統70A之座標系彼此配合第1頂側編碼器系統80A之標尺391,392之網格之該座標系之再新。
在上述之步進掃描方式之曝光動作中，在晶圓載台WST往X軸方向移動後，伴隨該移動進行第1頂側編碼器系統80A之前述讀頭之切換(複數個讀頭間之測量值之接續)。如此，主控制裝置20依照晶圓載台WST之位置座標，適當切換所使用之第1頂側編碼器系統80A之編碼器， 來執行載台控制。
與上述之晶圓之+X側半部之照射區域之曝光並行地，被搬送至移交位置之曝光完畢之晶圓W0，為了搬出裝置外而被未圖示之搬送機械臂交至晶圓搬送系(未圖示)。
在晶圓W之曝光結束後，主控制裝置20根據測量載台位置測量系16B之測量值，將測量載台MST如圖34中白箭頭所示在XY平面內驅動，而使曝光中彼此分離之晶圓載台WST與測量載台MST移行至前述之接觸或接近之狀態。在此往接觸或接近之狀態之移行時，測量載台MST從橫側(側方)卡合於測量臂71A。由於能從此測量載台MST之橫側對測量臂71A卡合，因此測量載台MST之測量台MTB被懸臂支承於滑件部60上之支承部62上。
接著，主控制裝置20如圖35所示，保持上述之接觸或接近之狀態使兩載台WST,MST移動於-Y方向。藉此，形成於投影單元PU下之液浸區域14(液體Lq)從晶圓台WTB上移動(被移交)至測量台MTB。
在上述之液浸區域14(液體Lq)從晶圓台WTB上往測量台MTB之移交結束之階段，主控制裝置20能根據使用設於測量台MTB背面之光柵RGa之第1背側編碼器系統70A之測量值介由測量台驅動系52B(參照圖16)控制測量台MTB之位置。因此，主控制裝置20能一邊控制測量台MTB之六自由度方向之位置、一邊進行所需之曝光相關連之測量動作。
在移行至上述之接觸或接近之狀態後，液浸區域14(液體Lq)從晶圓台WTB上往測量台MTB上移動結束前一刻，晶圓載台WST從第1微動載台位置測量系110A之測量範圍脫離，而無法藉由第1頂側編碼器系 統80A及第1背側編碼器系統70A測量晶圓台WTB位置。在其前一刻，主控制裝置20將用於晶圓台WTB位置之伺服控制之位置測量系從第1微動載台位置測量系110A切換為第4頂側編碼器系統80D(三維讀頭791、792)。
其後，晶圓載台WST藉由主控制裝置20被往卸載位置UP1驅動。藉此，解除前述之接觸或接近之狀態後，晶圓載台WST往卸載位置UP1移動。此移動，由於係在液體Lq不接觸於晶圓台WTB上之狀態下進行，因此能藉由高加速、例如兩階段之加速在短時間進行。在晶圓載台WST到達卸載位置UP1後，主控制裝置20以如下述之順序將曝光完畢之晶圓W從晶圓載台WST上卸載。
亦即，主控制裝置20解除晶圓保持具對曝光完畢之晶圓W之吸附後，如圖36(A)中黑箭頭所示，將三支上下動銷140上升驅動既定量而持起晶圓W。此時之三支上下動銷140之位置維持至晶圓載台WST到達裝載位置LP、開始次一晶圓之裝載為止。
其次，主控制裝置20介由第1卸載滑件驅動系180A，如圖36(B)中白箭頭所示，將第1卸載滑件170A之晶圓把持部174下降驅動既定量。藉此，晶圓把持部174之本體部174a對晶圓W接近至既定距離之位置。此時，晶圓把持部174之四個把持部174b開啟。因此，主控制裝置20如圖36(C)中黑箭頭所示介由第1卸載滑件驅動系180A關閉四個把持部174b，且如圖36(D)中白箭頭所示，將晶圓把持部174上升驅動至既定之高度位置。藉此，藉由晶圓把持部174之四個把持部174b將晶圓W以從下方支承背面之外周部四處之狀態持起。藉此，結束晶圓W之卸載。
其次，如圖37所示，主控制裝置20將晶圓載台WST往裝 載位置LP以長步進直線高速驅動。在此驅動之途中，晶圓載台WST從測量範圍脫離，而無法藉由第4頂側編碼器系統80D測量晶圓台WTB位置。因此，主控制裝置20在晶圓載台WST從第4頂側編碼器系統80D之測量範圍脫離前，將用於晶圓台WTB位置之伺服控制之位置測量系從第4頂側編碼器系統80D切換為第2微動載台位置測量系110B。
與晶圓載台WST往裝載位置LP之移動並行地，藉由主控制裝置20如圖37中白箭頭示意所示，在卸載位置UP1之既定高度位置進行第1卸載滑件170A之晶圓把持部174所保持之晶圓W之往等待機位置UP2之移動。此移動係由主控制裝置20以如下述之順序進行。
亦即，主控制裝置20如圖38(A)中黑箭頭所示，藉由晶圓把持部174而將保持有晶圓W之第1卸載滑件170A介由第1卸載滑件驅動系180A沿第2臂172移動至位於待機位置UP2之下限移動位置近旁之Y字保持部177正上方。接著，主控制裝置20如圖38(B)中黑箭頭所示，例如介由第1卸載滑件驅動系180A將保持有晶圓W之晶圓把持部174往下方驅動至晶圓W之背面接觸於Y字保持部177之吸附部為止。或者，主控制裝置20亦可例如介由第2卸載滑件驅動系180B將Y字保持部177往上方驅動至Y字保持部177之吸附部接觸於保持於晶圓把持部174之晶圓W之背面為止。
接著，在晶圓W之背面接觸於Y字保持部177之吸附部後，主控制裝置20如圖38(C)中白箭頭所示，介由第1卸載滑件驅動系180A開啟四個把持部174b，且如圖38(D)中黑箭頭所示，將晶圓把持部174往上方驅動既定量。藉此，晶圓W從晶圓把持部174被移交至Y字保持部177。
其後，主控制裝置20如圖38(E)中黑箭頭所示，介由第1卸 載滑件驅動系180A使第1卸載滑件170A(晶圓把持部174)返回至待機位置UP2，且如圖38(E)中白箭頭所示，使從下方吸附保持晶圓W之Y字保持部177上升至待機位置UP2之既定高度位置。此晶圓W係維持被Y字保持部177保持於待機位置UP2之既定高度位置之狀態直至成為次一晶圓之曝光開始、晶圓載台WST從待機位置UP2下方已退避之狀態為止。
藉此，結束對一片晶圓W之一連串(一循環)之處理，其後反覆執行相同之動作。
如以上所詳細說明，本實施形態之曝光裝置100，具備保持被載置之晶圓且能沿XY平面移動之具有未圖示之晶圓保持具之微動載台WFS、具有在裝載位置LP之上方從上方以非接觸方式保持晶圓且能上下動之夾具本體130之夾具單元120、以及設於微動載台WFS且能從下方支承晶圓且能上下動之上下動銷140。又，夾具單元120，具備一對支承板128，其在以三支上下動銷140從下方支承晶圓前，將藉由夾具本體130(貝努里夾具124)從上方以非接觸方式保持之晶圓以接觸於除了其上面以外之部分(例如下面(背面))之方式加以保持。
在晶圓對晶圓台WTB上之裝載前，主控制裝置20係在裝載位置LP上方，一邊藉由夾具本體130(貝努里夾具124)從上方以非接觸方式保持晶圓、一邊使一對支承板128接觸於其下面(背面)之一部分。藉此，晶圓在六自由度方向被限制移動。接著，夾具單元120維持此狀態至晶圓載台WST返回至裝載位置LP為止。
接著，在晶圓載台WST返回至裝載位置LP後，主控制裝置20，藉由三支上下動銷140從下方支承被夾具本體130(貝努里夾具124) 保持之晶圓，且解除一對支承板128對晶圓之接觸保持。其後，立即主控制裝置20一邊維持夾具本體130(貝努里夾具124)對晶圓之保持狀態及三支上下動銷140對晶圓之支承狀態、一邊使夾具本體130及三支上下動銷140下降至晶圓之下面接觸於微動載台WFS(晶圓台WTB)上之未圖示之晶圓保持具(真空夾具等)為止，在晶圓下面接觸於晶圓保持具(真空夾具等)之階段，解除對晶圓之三支上下動銷140之支承及夾具本體130(貝努里夾具124)對晶圓之保持。
因此，根據曝光裝置100，能將晶圓以維持高平面度之狀態不位置偏移地(再現性良好地)搬入晶圓台WTB上。又，主控制裝置20在進行晶圓之曝光時，係根據前述之以第1微動載台位置測量系110A測量之位置資訊驅動微動載台WFS。因此，能對以維持高平面度之狀態不位置偏移地搬入至微動載台WFS上之晶圓進行高精度之曝光。
又，根據本實施形態之曝光裝置100，夾具本體130包含以非接觸方式保持晶圓之貝努里夾具124與對晶圓進行調溫之冷卻板123，晶圓在夾具本體130之保持被解除為止之期間溫度被調整至目標溫度。藉此，在對晶圓台WTB上之搬入結束為止之期間，持續晶圓之目標溫度之調溫狀態。
又，曝光裝置100具備測量系，其包含設於夾具本體130且測量晶圓之位置資訊(中心位置(偏移)、旋轉位置(偏移))之三個攝影元件及訊號處理系116，在夾具本體130之下降動作中，藉由包含三個攝影元件及訊號處理系116之上述測量系測量晶圓之位置資訊至晶圓下面接觸於晶圓保持具(真空夾具等)為止。藉此，即使在晶圓被裝載於晶圓台WTB上之瞬間， 亦能測量晶圓之位置偏移與旋轉誤差，主控制裝置20藉由加入此測量資訊作為晶圓位置之修正資訊，而能實現在對準時及/或曝光時之晶圓W之更高精度之位置控制(包含定位)。
又，根據本實施形態之曝光裝置100，在使晶圓載台WST往+Y方向從設定於測量站300之Y軸方向一側(-Y側)之裝載位置LP往曝光站200移動，在此移動路徑途中藉由複數個對準系AL1,AL21~AL24來進行晶圓上之複數個(例如十六個)對準標記之檢測時，投影光學系PL與複數個對準系AL1,AL21~AL24之Y軸方向之位置關係被設定為至該複數個標記之檢測結束為止之期間，晶圓載台WST之任何部分均不接觸於液浸區域14。又，除了該上述之對準測量以外亦包含前述之聚焦映射之前述流處理，由於係在液體不接觸於晶圓台WTB之情況下進行，因此能一邊高速且高加速使晶圓台WTB(晶圓載台WST)移動、一邊進行流處理。
又，由於卸載位置UP1設定於曝光位置與對準位置之間，因此能在晶圓之曝光結束後將該曝光完畢之晶圓立即從晶圓台WTB上卸載後，返回至裝載位置LP。又，在曝光結束後，對測量台MTB移交液浸區域14(液體Lq)後，晶圓台WTB係在不接觸液體之情形下往卸載位置UP1返回、進而返回至裝載位置LP。因此，能以高速且高加速進行此時之晶圓台WTB之移動。再者，裝載位置LP設定於連結曝光位置與對準位置之直線上，進而在該位置進行Pri-BCHK之前半處理，因此能在晶圓對晶圓台WTB上之裝載後立即開始流處理(對準測量及聚焦映射)。
再者，晶圓W上之複數個照射區域之曝光順序，由於係在從-X側半部(或+X側半部)之+Y側依序往-Y側之照射區域進行曝光 後，從+X側半部(或-X側半部)之-Y側依序往+Y側之照射區域進行曝光，因此在曝光結束之時點，晶圓台WTB會位於最接近卸載位置UP1之位置。因此，在曝光結束後，能在最短時間進行晶圓台WTB往卸載位置UP1之移動。
又，根據本實施形態之曝光裝置100，其具備：第1背側編碼器系統70A，當晶圓載台WST位於曝光站200時，測量被粗動載台WCS保持成能移動於六自由度方向之晶圓台WTB(微動載台WFS)之六自由度方向之位置之第1微動載台位置測量系110A，係從下方對設於晶圓台WTB背面(-Z側之面)之光柵RG照射測量光束，測量晶圓台WTB之六自由度方向之位置資訊；以及第1頂側編碼器系統80A，具有設於主支架BD之讀頭部62A、62C，從讀頭部62A、62C對設於晶圓台WTB之一對標尺391,392(二維光柵)照射測量光束，測量晶圓台WTB之六自由度方向之位置資訊。接著，在前述之切換部150A被設定於第1模式之情形，主控制裝置20在晶圓台WTB移動於曝光站200內之上述既定範圍(包含為了保持於晶圓台WTB之晶圓W之曝光而晶圓台WTB移動之範圍之範圍)時，例如在曝光時，係根據第1背側編碼器系統70A之位置資訊及第1頂側編碼器系統80A之位置資訊中可靠性較高者之位置資訊驅動晶圓台WTB。此驅動之進行，係藉由主控制裝置20介由粗動載台驅動系51A驅動粗動載台WCS，且介由微動載台驅動系統52A伺服驅動晶圓台WTB。
又，本實施形態中，藉由切換部150A之第1模式之設定，主控制裝置20，藉由根據對應此併合位置訊號FH之位置資訊將晶圓台WTB在上述既定範圍內驅動，其結果，主控制裝置20根據第1背側編碼器系統 70A之位置資訊及第1頂側編碼器系統80A之位置資訊中可靠性較高者之位置資訊將晶圓台WTB在上述既定範圍內驅動。因此，能隨時根據可靠性高之位置資訊將晶圓台WTB在曝光站200內之上述既定範圍內精度良好地驅動。
又，根據本實施形態之曝光裝置100，其具備：第2背側編碼器系統70B，當晶圓載台WST位於測量站300時，測量被粗動載台WCS保持成能移動於六自由度方向之晶圓台WTB(微動載台WFS)之六自由度方向之位置之第2微動載台位置測量系110B，係從下方對設於晶圓台WTB背面(-Z側之面)之光柵RG照射測量光束，在晶圓台WTB在測量站300內之既定範圍(至少包含為了進行前述之流處理及導線檢核而晶圓台WTB所移動之範圍之測量站300內之範圍、例如在與曝光站200之前述既定範圍對應之測量站300之範圍)移動時，測量晶圓台WTB之六自由度方向之位置資訊；以及第2頂側編碼器系統80B，具有設於主支架BD之讀頭部62F、62E，從讀頭部62F、62E對設於晶圓台WTB上之一對標尺391,392(二維光柵)照射測量光束，能與第2背側編碼器系統70B之前述位置資訊之測量並行地測量晶圓台WTB之六自由度方向之位置資訊。接著，在前述之切換部150B被設定於第1模式之情形，主控制裝置20在晶圓台WTB移動於測量站300內之上述既定範圍時，例如在對準時，係根據第2背側編碼器系統70B之位置資訊及第2頂側編碼器系統80B之位置資訊中可靠性較高者之位置資訊伺服驅動晶圓台WTB。
又，本實施形態中，藉由切換部150A之第1模式之設定，主控制裝置20，藉由根據對應前述之併合位置訊號FH之位置資訊將晶圓台 WTB在上述既定範圍內驅動，其結果，根據第2背側編碼器系統70B之位置資訊及第2頂側編碼器系統80B之位置資訊中可靠性較高者之位置資訊將晶圓台WTB在上述既定範圍內驅動。因此，能隨時根據可靠性高之位置資訊將晶圓台WTB在測量站300內之上述既定範圍內精度良好地驅動。
又，根據本實施形態之曝光裝置100，係藉由主控制裝置20，在曝光時等晶圓台WTB在曝光站200之上述既定範圍內移動時，以既定間隔反覆進行第1背側編碼器系統70A之座標系之再新處理，一邊隨時在網格誤差已被修正之第1背側編碼器系統70A之座標系上管理晶圓台WTB之位置、一邊進行晶圓W之曝光。又，係藉由主控制裝置20進行第1頂側編碼器系統80A之座標系之再新，即從第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A之彼此對應之局部座標系之間之關係，根據已被更新之第1背側編碼器系統70A之座標系之網格逆算第1頂側編碼器系統80A之網格畸變並更新。
又，在流處理時，係藉由主控制裝置20以既定間隔反覆進行第2背側編碼器系統70B之座標系之再新處理，一邊隨時在網格誤差已被修正之第2背側編碼器系統70B之座標系上管理晶圓台WTB之位置、一邊進行對準測量、聚焦映射。又，藉由主控制裝置20，同樣地進行第2頂側編碼器系統80B之座標系之再新，即根據已被更新之第2背側編碼器系統70B之座標系之網格逆算第2頂側編碼器系統80B之座標系之網格畸變並更新。
此外，由於包含高次成分而高精度地進行上述第1、第2背側編碼器系統70A、70B之座標系之再新，因此亦可準備以正確之位置關係 配置標記，其表面平坦度極高之基準晶圓，將此基準晶圓搭載於晶圓台WTB上，一邊藉由第2背側編碼器系統70B測量晶圓台WTB之位置，一邊使晶圓台WTB在XY平面內移動，以第一對準系AL1測量基準晶圓之標記，且藉由多點AF系(90a,90b)測量基準晶圓之凹凸，進行包含第2背側編碼器系統70B之座標系、亦即光柵RG之網格之高次成分之測量(修正)。此測量，亦可在裝置之啟動時等進行至少一次，理論上並非對晶圓全面而係對晶圓之一部分區域進行亦可。其係為了取得作為再新處理對象之光柵RG之網格之高次成分之資料，剩餘之區域可藉由進行前述之再新來加以修正之故。
又，藉由主控制裝置20，使晶圓載台WST實際地移動於X軸方向來修正基於流處理獨自之誤差要因之對準時座標系與曝光時座標系之誤差之前述導線檢核，係以預先決定之頻度(視必要情況之頻度)進行。
又，係進行前述之後流處理，亦即將晶圓對準結果(EGA結果)及聚焦映射之結果所含之誤差要因參數置換為第2頂側編碼器系統80B及第3頂側編碼器系統80C從流處理中所觀測之所有資料平均算出之對應之參數之運算處理。
由以上說明可清楚得知，根據本實施形態之曝光裝置100，可根據高精度之對準結果及聚焦映射之結果，以步進掃描方式重疊精度良好地進行對晶圓W之液浸曝光之高解像度之曝光。又，曝光對象之晶圓W即使係例如450mm晶圓等，亦能維持高產能。具體而言，曝光裝置100能將對450mm晶圓之曝光處理，以與前述之美國發明專利申請公開第2008/0088843號說明書等揭示之液浸掃描器對300mm晶圓之曝光處理同等或其以上之高產能來實現。
又，上述實施形態中，由於將夾具單元120如前述般構成，因此例如在前晶圓之曝光中，藉由與此並行地在裝載位置LP上方使次晶圓待機且進行其調溫，在晶圓載台WST返回至裝載位置LP後，能立即將調溫完畢之晶圓裝載於晶圓台WTB上。然而，夾具單元120之構成並不限定於前述之構成。亦即，夾具單元120(貝努里夾具124)例如亦可僅具有搬送功能或除了搬送功能外還具有前述之調溫功能、預對準功能、以及彎曲修正功能(平坦化功能)之至少一個，只要依照附加於夾具單元120(貝努里夾具124)之功能之種類或數目等決定其構成即可，實現包含搬送功能之四個功能之構成均不限於前述之構成。例如在前晶圓之曝光中，不與此並行地在裝載位置LP上方使次晶圓待機之情形等，上述之一對支承板128等保持構件(用以防止在該待機中之夾具本體130之非接觸保持狀態下之晶圓之XY平面之內位置偏移)不一定要設置。又，夾具本體130亦可不一定要具有冷卻板123等調溫構件。其原因在於，例如在前晶圓之曝光中，不與此並行地在裝載位置LP上方使次晶圓待機之情形，亦可考慮到僅將晶圓在設置於裝載位置LP以外之處之冷卻板上進行調溫至其他裝載開始前一刻即足夠之情形等。又，由於只要在裝載後能進行該晶圓之對準即可，因此在夾具本體130對晶圓之保持中，測量該晶圓之位置資訊之測量系亦可不一定要設置。
又，上述實施形態中，雖夾具本體130具有由與冷卻板123大致相同大小之板狀構件構成之貝努里夾具124，但不限於此，夾具本體130亦可取代貝努里夾具124而具有直接或介由板構件而安裝於冷卻板123下面之複數個貝努里杯。此情形下，複數個貝努里杯，最好係分布於冷卻板123全面或至少中心部及周邊部，最好係能藉由主控制裝置20個別或就各群組 (例如每一個中心部與周邊部之群組)調整流體(例如空氣)之吹出及其停止、以及吹出之流體流量及/或流速等。在曝光裝置具備具有此種構成之夾具本體130之夾具單元120時，亦可以抑制被夾具本體130從上方以非接觸方式支承之晶圓W之變形之方式，在於裝載位置之待機時或晶圓W對晶圓保持具(晶圓台WTB)上之搬入時，使來自夾具本體130之複數個貝努里杯之至少一部分之流體之吹出流量及/或流速與通常之晶圓W之支承狀態不同，而將非接觸支承之晶圓W之至少一部分位移於鉛直方向。當然，即使係夾具本體130具有與上述實施形態相同之單一貝努里夾具124之情形，由於抑制晶圓W之變形，因此亦可使從貝努里夾具124噴出之流體之流速等與通常之晶圓W之支承狀態不同。不論係何者，在此等情形下，係以晶圓保持具(晶圓台WTB)保持變形被抑制之晶圓W。
此外，上述實施形態中，在將藉由夾具本體130及三支上下動銷140從上下以非接觸或接觸狀態支承之晶圓W載置於晶圓保持具(晶圓台WTB)上時，主控制裝置20係將夾具本體130及三支上下動銷140往下方驅動。然而，並不限於此，主控制裝置20亦可將晶圓保持具(晶圓台WTB)相對夾具本體130及三支上下動銷140往上方驅動，亦可將夾具本體130及三支上下動銷140往下方驅動，且亦可將晶圓保持具(晶圓台WTB)往上方驅動。扼要言之，主控制裝置20只要使夾具本體130及三支上下動銷140與晶圓保持具(晶圓台WTB)在Z軸方向相對移動至藉由夾具本體130及三支上下動銷140從上下支承之晶圓W之下面與晶圓保持具(晶圓台WTB)接觸為止即可。此情形下，主控制裝置20，使夾具本體130及三支上下動銷140與晶圓保持具(晶圓台WTB)在Z軸方向之相對移動，亦可無需進行至晶圓 W接觸於晶圓保持具(晶圓台WTB)為止，而在接觸前一刻停止相對移動，之後僅以夾具本體130之控制將晶圓W移交至晶圓保持具(晶圓台WTB)。
又，主控制裝置20亦可一邊解除夾具本體130(第1支承構件)及三支上下動銷140(第2支承構件)中之一支承構件對晶圓W之支承且以另一支承構件支承晶圓W，一邊使晶圓保持具(晶圓台WTB)相對該一支承構件與另一支承構件相對移動等，而使晶圓保持具(晶圓台WTB)與晶圓W之位置關係錯開，亦即進行晶圓W之換載。特別是，在以三支上下動銷140進行晶圓W之換載時，亦可在吸附之解除中進行晶圓W之換載並再度進行吸附。又，亦可移動夾具本體130、三支上下動銷140、晶圓保持具(晶圓台WTB)之至少一個，來調整晶圓保持具(晶圓台WTB)與晶圓W之相對位置關係。
又，上述實施形態中，主控制裝置20亦可在晶圓W之被以三支上下動銷140支承前，使用三個攝影元件129檢測出被夾具本體130以非接觸方式支承之晶圓W之X軸方向、Y軸方向之位置偏移與旋轉(θ z旋轉)誤差。此情形下，當採用能藉由驅動部122調整夾具本體130之XY平面內之位置(包含旋轉)之構成時，亦可依照該檢測出之位置偏移與旋轉誤差調整晶圓W之XY平面內之位置(包含旋轉)。或者，亦可採用可使三支上下動銷140相對晶圓台WTB在XY平面內移動之構成，而主控制裝置20依照檢測出之位置偏移與旋轉誤差介由三支上下動銷140調整晶圓W之XY平面內之位置(包含旋轉)。以此方式，主控制裝置20在晶圓保持具(晶圓台WTB)對晶圓W之保持前微調整晶圓W之位置。
又，上述實施形態中，說明了三支上下動銷140藉由驅動裝 置142而能一體上下動之情形。然而，並不限於此，三支上下動銷140亦能個別上下動。此情形下，在將以前述之夾具本體130及三支上下動銷140從上下以非接觸或接觸狀態支承之晶圓W載置於晶圓保持具(晶圓台WTB)上時，藉由使三支上下動銷140之上下動時序不同，而在即使係從夾具本體130對晶圓W之全面賦予均一之按壓力之情形，亦能從一側往其相反側以具有時間差之方式開始晶圓保持具對晶圓W之吸附保持。或者，亦可採用能對三支上下動銷140之各個個別調整往+Z方向按壓之按壓力(彈壓力)之構成。此情形下亦同樣地，即使係從夾具本體130對晶圓W之全面賦予均一之按壓力之情形，亦能從一側往其相反側以具有時間差之方式開始晶圓保持具對晶圓W之吸附保持。不論何種情形，均無需使晶圓保持具(晶圓台WTB)傾斜於θ x及/或θ y方向。
此外，上述實施形態中，亦可取代能接觸支承晶圓W之三支上下動銷，而設置例如與夾具本體130並行支承晶圓W、能上下動之其他之一個或複數個支承構件。此複數個支承構件，亦可為能支承晶圓W之側面一部分之構造、或者將晶圓W之外周緣部在複數處從側方(及/或下方)能開閉地支承之構造。此支承構件亦可設於夾具單元120(貝努里夾具124)。又，作為夾具本體130所具有之以非接觸方式支承晶圓W之夾具構件，並不限於貝努里夾具，只要係能以非接觸方式支承晶圓W之構件即可。因此，例如亦能取代貝努里夾具(或貝努里杯)，或除此以外進一步使用真空預壓型之空氣軸承等。
上述實施形態中，主控制裝置20亦可以晶圓保持具(晶圓台WTB)所保持之晶圓W之實質上被平坦化、或晶圓W之彎曲被抑制或防止 之方式控制對晶圓W之夾具本體130(所具有之夾具構件)之斥力與引力之至少一方。
又，上述實施形態中，係例示了介由未圖示之防振構件將驅動部122固定於主支架BD之下面，將夾具本體130相對主支架BD在振動上分離之情形。然而，並不限於此，例如亦可將驅動部122介由未圖示之支承構件安裝於支架FL，以將夾具本體130相對主支架BD在振動上分離。
又，上述實施形態中，說明了在液體Lq不接觸於晶圓台WTB之任何部分之狀態下進行包含對準測量及聚焦映射之流處理之情形。然而，亦可考量在對準測量結束之時點晶圓台WTB與測量台MTB移行至前述之接觸或接近之狀態之程序。在此情形，只要例如在對準測量結束後之時點未結束聚焦映射，則其剩餘之聚焦映射亦可維持兩台WTB、MTB之接觸或接近之狀態來進行。此情形下由於亦能在液體Lq不接觸於晶圓台WTB之任何部分之狀態下進行對準測量，因此能較前述之美國發明專利申請公開第2008/0088843號說明書等所揭示之液浸掃描器在更短時間進行在該對準測量時之晶圓台WTB(晶圓載台WST)之步進移動。
又，上述實施形態中，雖說明了卸載位置UP1位於將投影光學系PL與測量站300(第一對準系AL1)在Y軸方向連結之值線上，於該卸載位置UP1之-X側設定有待機位置UP2之情形，但待機位置UP2亦可不一定要設置。然而，在液體Lq不接觸於晶圓台WTB之任何部分之狀態下進行對準測量之情形，卸載位置亦可不一定要設於滿足上述位置關係之位置。
又，上述實施形態中所說明之卸載裝置170之構成僅為一 例。例如，亦可於支架FL之X軸方向一側邊部之下面與另一側邊部之下面以不干涉讀頭部等之狀態架設板狀支承構件，於該支承構件上之卸載位置UP1設置與能上下動之前述晶圓把持部174相同構成之構件所構成之第1卸載滑件，藉由機械臂等構成第2卸載滑件，且藉由機械臂等構成第2卸載滑件。此情形下，係藉由第1卸載滑件從晶圓載台WST之上下動銷140接取晶圓後，使該第1卸載滑件上升。接著，藉由第2卸載構件從該第1卸載滑件在卸載位置UP1接取晶圓，搬送至在前述之待機位置UP2待機之或與搬送系之移交位置。在後者之情形待機位置UP2亦可不設定。
上述實施形態中，雖說明了於測量站300設有檢測區域沿X軸方向配置之複數個對準系AL1,AL21~AL24之情形，但不線於此，複數個對準系AL1,AL21~AL24之檢測區域亦可不僅在X軸方向而在Y軸方向亦位置互異。或者，亦可僅於測量站300僅設有一個標記檢測系。在此情形下亦同樣地，只要裝載位置、測量站、卸載位置、及曝光站成為與上述實施形態相同之位置關係，則使保持晶圓W之晶圓載台WST沿Y軸方向從裝載位置往曝光站移動，在該移動之途中，在位於移動路徑上之測量站300藉由標記檢測系檢測晶圓W上之複數個標記。接著，在曝光站200使保持於晶圓載台WST之晶圓曝光後，在從曝光站200沿Y軸方向返回裝載位置前，在設定於從曝光站200往測量站300之晶圓載台WST之移動路徑中之卸載位置從晶圓載台WST上搬出曝光後之晶圓。此情形下，能在使晶圓載台WST從位於在Y軸方向分離之裝載位置往曝光站往返移動之期間在短時間效率良好地進行晶圓W對晶圓載台WST上之搬入(裝載)、晶圓W上之標記檢測、晶圓之曝光、曝光完畢之晶圓從晶圓載台WST上之搬出(卸載) 之一連串處理。
此外，上述實施形態中，雖例示了依從晶圓W上之-X側半部(或+X側半部)中之+Y側往-Y側之照射區域之順序曝光後從+X側半部(或-X側半部)中之-Y側往+Y側之照射區域之順序曝光，但晶圓W上之複數個照射區域之曝光順序不限於此。在曝光結束後，只要無需以大致最短時間使晶圓台WTB移動至卸載位置(包含無其必要之情形及曝光位置與卸載位置分離而難以進行此種移動之情形之任一情形)之情形等，則能以與習知之液浸掃描器、例如美國發明專利申請公開第2008/0088843號說明書等相同之順序使晶圓W上之複數個照射區域曝光。或者，即使係在曝光結束後，在最短時間移動至卸載位置UP1之情形，亦不限於上述實施形態之曝光順序。扼要言之，只要在晶圓上之複數個照射區域中從離卸載位置較遠之既定第1照射區域開始曝光，該第1照射區域近旁之照射區域最後被曝光即可。
又，上述實施形態中，即使是視狀況而切換第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A之測量資訊(位置資訊)之情形，其切換方法當然不限於上述實施形態之方法。主控制裝置20例如在因測量臂71A之讀頭73a~73d(臂構件711)之振動而第1背側編碼器系統70A之可靠性較第1頂側編碼器系統80A低之頻帶、例如50Hz~500Hz、特別是100Hz~400Hz之至少一部分，最好係使用至少以第1頂側編碼器系統80A測量之位置資訊來進行晶圓台WTB之驅動控制。第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A之測量資訊(位置資訊)之切換基準，不限定於輸出訊號之頻帶。又，根據上述實施形態，由於能藉由第1背側編碼器系統70A與第1 頂側編碼器系統80A進行並行之晶圓台WTB之位置測量，因此能進行一方之編碼器系統之單獨使用、兩者之系統併用等因應兩者之優點、缺點之各種使用方法。扼要言之，只要主控制裝置20根據以第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A之至少一方測量之位置資訊控制粗動載台驅動系51A及/或微動載台驅動系52A對晶圓台WTB之驅動即可。此外，構成第2微動載台位置測量系110B之第2背側編碼器系統70B及第2頂側編碼器系統80B，亦與上述相同。
在併合控制(切換部150A、150B、150C之第1模式)中，將頂側編碼器系統與背側編碼器系統依照振動、具體而言係使用具有相同截止頻率之低通濾波器及高通濾波器來切換，但不限於此，例如亦可不使用濾波器而使用對頂側編碼器系統之輸出訊號與背側編碼器系統之輸出訊號賦予權重而加算後之併合位置訊號。又，亦可依據振動以外之要因區分使用頂側編碼器系統與背側編碼器系統、或將兩者併用。例如，在第1微動載台位置測量系110A，例如在掃描曝光中亦可僅使用背側編碼器系統70A。
又，上述實施形態中，雖說明了第2微動載台位置測量系110B具備第2背側編碼器系統70B與第2頂側編碼器系統80B，但不限於此，測量在測量站300之晶圓台WTB之位置之測量系，亦可係第2背側編碼器系統70B與第2頂側編碼器系統80B之僅一方、完全不同構成之編碼器系統、或干涉儀系統等。當然，在僅為第2頂側編碼器系統80B之情形，不進行前述之藉由彼此配合之第2頂側編碼器系統80B之座標系之再新。同樣地，測量在曝光站200之晶圓台WTB之位置之測量系，亦可係第1背側編碼器系統70A與第1頂側編碼器系統80A之僅一方、完全不同構成之 編碼器系統、或干涉儀系統等。
此外，上述實施形態中，雖說明了第1、第2背側編碼器系統70A,70B具備測量臂71A,71B(分別具有內藏有僅編碼器讀頭之光學系至少一部分之臂構件711、712)，但不限於此，例如作為測量臂，只要能從對向於光柵RG之部分照射測量光束，則例如亦可於臂構件之前端部內藏光源或光檢測器等。此情形下，無需使光纖通過臂構件內部。再者，臂構件其外形及剖面則非所問，阻尼構件亦可不一定要有。第1、第2背側編碼器系統70A,70B在於臂構件711、712未設有光源及/或檢測器之情形，亦可不利用臂構件711、712之內部。
又，第1、第2背側編碼器系統70A,70B不一定必須要具備測量臂，只要具有於粗動載台WCS之空間部內與光柵RG對向配置、對該光柵RG照射至少一條測量光束並接收該測量光束之來自光柵RG之光(反射繞射光)之讀頭，再根據該讀頭之輸出測量微動載台WFS之至少XY平面內之位置資訊即足夠。
又，上述實施形態中，雖例示了第1、第2背側編碼器系統70A,70B分別具備兩個三維讀頭、XZ讀頭及YZ讀頭之情形，但當然讀頭之組合配置不限於此。例如，即使在使用多餘軸之測量值進行座標系之再新之情形，亦可不必將第1、第2背側編碼器系統70A,70B能測量之自由度設定為十自由度，亦可係七以上之自由度、例如八自由度。例如，亦可僅具備兩個三維讀頭、XZ讀頭及YZ讀頭之其中一方。此情形下，讀頭之配置、構成等亦不限於上述實施形態。例如，亦可第1、第2背側編碼器系統70A,70B為了測量晶圓台WTB之六自由度方向之位置資訊而將複數個測量 光束照射於光柵RG，且將與此等複數個測量光束、亦即為了測量晶圓台WTB之六自由度方向之位置資訊之複數個測量光束不同之至少一個測量光束照射於光柵RG。此情形下，主控制裝置20能使用藉由前述不同之至少一個測量光束而以第1、第2背側編碼器系統70A,70B測量之晶圓台WTB之位置資訊進行與前述相同之座標系之再新、亦即能更新供修正因光柵RG而產生之第1、第2背側編碼器系統70A,70B之測量誤差之資訊。
又，例如若不使用多餘軸之測量值進行座標系之再新，則第1、第2背側編碼器系統70A,70B亦可是僅能測量晶圓台WTB之六自由度方向之位置資訊之讀頭之組合配置。例如，第1、第2背側編碼器系統70A,70B亦可分別僅具備兩個三維讀頭。此情形下，此兩個三維讀頭只要係與上述實施形態相同之配置，則能測量除了晶圓台WTB之θ x方向以外之五自由度方向之位置資訊。又，只要將兩個三維讀頭於X軸方向及Y軸方向彼此錯開配置，則能測量晶圓台WTB之六自由度方向之位置資訊。此外，第1、第2背側編碼器系統70A,70B亦可分別僅具備於X軸方向排列配置之一對XY讀頭。此情形下，能測量晶圓台WTB之XY平面內之三自由度方向之位置資訊。又，第1、第2背側編碼器系統70A,70B亦可採用與X讀頭及/或Y讀頭另外具備Z讀頭之讀頭部(光學系)。
上述實施形態中，由於於微動載台WFS之下面(背面)配置有光柵RG，因此亦可使微動載台WFS為中空構造以圖輕量化，且於其內部配置配管、配線等。其理由在於，由於從編碼器讀頭照射之測量光束不在微動載台WFS內部行進，因此無需採用光能透射微動載台WFS之中實構件。然而，並不限於此，當採用光能透射微動載台WFS之中實構件時，亦 可於微動載台之上面、亦即對向於晶圓之面配置光柵，光柵亦可形成於保持晶圓之晶圓保持具。後者之情形，即使係曝光中晶圓保持具膨脹或對微動載台之裝著位置偏離，亦能追隨此來測量晶圓保持具(晶圓)之位置。
又，上述實施形態中之第1至第4頂側編碼器系統80A~80D之構成不限於在上述實施形態所說明者。例如，第1至第4頂側編碼器系統80A~80D之至少一部分亦可採用例如美國發明專利申請公開第2006/0227309號說明書等所揭示，於晶圓台WTB設置複數個編碼器讀頭部(各編碼器讀頭部例如能與前述之四軸讀頭同樣地構成)，與此對向地於晶圓台WTB之外部配置格子部(例如二維格子或配置成二維之一維格子部)之構成之編碼器系統。此情形下，複數個編碼器讀頭亦可分別配置於晶圓台WTB之四角(corner)，或者於晶圓台WTB外側且在其中心(晶圓保持具之中心)交叉之兩條對角線上隔著晶圓台WTB分別配置一對編碼器讀頭部。又，格子部例如亦可將分別形成二維格子之四個格子板安裝於一個固定構件(板件等)，且以該四個格子板配置於投影光學系PL(或嘴單元32)周圍之方式藉由包含固定具之支承構件將固定構件懸吊支承於主支架BD。
此外，上述實施形態中，微動載台WFS雖能驅動於全六自由度方向，但不限於此，只要能移動於平行於XY平面之二維平面內之三自由度方向即可。此情形下，當微動載台WFS在曝光站200內之既定範圍(至少包含為了保持於晶圓台WTB之晶圓W之曝光而晶圓台WTB所移動之範圍之曝光站200內之範圍)移動時，主控制裝置20例如亦可根據第1背側編碼器系統70A之複數個讀頭之測量資訊，一邊控制微動載台WFS之包含前述二維平面內之三自由度之n自由度(n≧3)方向之位置，一邊驅動微動載台 WFS，且根據用於微動載台WFS之n自由度之驅動之位置資訊中在一部分既定測量方向之位置資訊與不同於此之不用於在前述既定測量方向之微動載台WFS之n自由度之驅動之多餘位置資訊之差分，更新前述第1背側編碼器系統70A之座標系在前述既定測量方向之網格誤差。此情形下，由於能測量微動載台WFS在X軸、Y軸及θ z之各方向之位置，且亦可使用多餘軸之測量值僅更新第1背側編碼器系統70A之在X軸、Y軸、Z軸之至少一方向之網格誤差，因此不需要設置前述之讀頭73a~73d全部。
又，微動載台驅動系52A不限於上述動磁式，亦可係移動線圈式。進而，微動載台WFS亦可被粗動載台WCS接觸支承。因此，將微動載台WFS相對粗動載台WCS驅動之微動載台驅動系，亦可係例如將旋轉馬達與滾珠螺桿(或進給螺桿)組合而成者。
此外，上述實施形態中，亦可取代干涉儀系統而使用霍爾元件感測器或編碼器系統等來作為晶圓載台位置測量系16A。又，上述實施形態中，直接測量粗動載台WCS位置之晶圓載台位置測量系16A亦可不設置。亦即，上述實施形態中，干涉儀系統亦可完全不設置。此情形下，最好係設置測量粗動載台WCS與微動載台WFS之相對位置資訊之測量系。
此外，上述實施形態中，亦可取代設定於曝光站200與測量站300間之卸載位置UP1及待機位置UP2，而僅將卸載位置設定於裝載位置LP近旁之位置、例如與裝載位置LP相同之Y位置且往-X側分離既定距離之位置。此情形下，亦可將卸載位置設定於與裝載位置LP相同之位置。又，裝載位置LP不限於上述之測量板30上之基準標記FM定位於第一對準系AL1之視野(檢測區域)內之位置，亦可設定於其近旁的位置、例如相對 基準軸LV與卸載位置為對稱之位置。此外，亦可使用單一之對準系作為對準系，此情形下，卸載位置亦可相對該一個對準系配置於其-Y側。
又，上述實施形態中，亦可取代干涉儀系統而使用霍爾元件感測器或編碼器系統等來作為測量測量載台MST位置之測量載台位置測量系16B。在後者之情形，例如亦可如圖39所示，於測量台MTB之上面設置例如二維光柵RG2，與二維光柵RG2對向地，介由支承構件於主支架BD將編碼器讀頭沿測量載台MST之移動路徑配置複數個、例如配置複數對由XZ讀頭與YZ讀頭之組合構成之四軸讀頭。圖39中，係沿測量載台MST之移動路徑配置有一對四軸讀頭1661、1662、一對四軸讀頭1663、1664、一對四軸讀頭1665、1666。能將此等讀頭與二維光柵RG2總稱為第5頂側編碼器系統，亦可藉由變更圖39所示之讀頭之配置(位置)或者追加至少一個讀頭，而在前述之並列動作中藉由第5頂側編碼器系統測量測量載台MST之位置資訊。此情形下，直接測量測量載台MST之測量載台位置測量系16B亦可不一定要設置。此情形下，最好係設置測量測量載台MST之滑件部60及支承部62與測量台MTB之相對位置資訊之測量系。
此外，上述實施形態中，各背側編碼器系統之讀頭部之構成等不限於前述者而可為任意。又，各頂側編碼器系統之讀頭配置或數目等可為任意。
又，上述實施形態中，雖說明了曝光裝置為液浸型曝光裝置的情形，但並不限於此，亦能採用在不介由液體(水)之狀態下進行晶圓W曝光的乾燥型。
又，上述實施形態中，雖說明了曝光裝置係以粗動載台WCS 支承一個微動載台，並使之在測量站300與曝光站200之間往返移動之構成之情形，但亦可使用兩個微動載台。此情形下，亦可附加兩個微動載台在兩個粗動載台之間能替換之構成，並將該兩個微動載台交互在測量站300與曝光站200之間往返移動。或者，亦可使用三個以上之微動載台。能進行對一微動載台WFS上之晶圓之曝光處理與使用另一微動載台WFS之上述之流處理之並行處理。此情形下，亦可兩個粗動載台之一方僅在曝光站200內移動，兩個粗動載台之另一方僅在測量站300內移動。
此外，亦可取代測量載台MST，而如例如美國專利第6,341,007號說明書及美國專利第6,262,793號說明書等所揭示再設置一個晶圓載台WST。此情形下，最好係將該再一個之晶圓載台(粗動載台)構成為能從橫側卡合於測量臂71A之形狀。如此，即能進行對一晶圓載台上之晶圓之曝光處理與使用另一晶圓載台之上述之流處理之並行處理。
或者，亦可再設置一個晶圓載台WST。亦即，設置測量載台MST與兩個晶圓載台。此情形下亦同樣地，能進行對一微動載台WFS上之晶圓之曝光處理與使用另一微動載台WFS之上述之流處理之並行處理。進一步地，能在對一微動載台WFS上之晶圓之曝光處理結束後，至開始對另一微動載台WFS上之晶圓之曝光處理開始之期間，一邊將液體Lq保持於測量台MTB與投影光學系PL之間，一邊使用該測量台MTB上之測量構件之各種測量。此情形下，無需在兩個晶圓載台之一方往另一方之置換中進行使用測量載台MST之複數個測量用構件(感測器)之測量動作全部，例如亦可在一方晶圓載台往另一方晶圓載台之置換中進行該複數個測量之一部分，而在另一方晶圓載台往一方晶圓載台之置換中進行剩餘之測 量。
又，上述實施形態中，測量載台MST亦可不一定要具有前述之各種測量用構件(感測器)，亦可僅單純取代晶圓載台WST而將液浸區域維持於投影光學系PL下來使用。此情形下，亦可於晶圓載台設置前述之各種測量用構件(感測器)之至少一部分。
此外，亦可取代測量載台MST，設置能在與晶圓台WTB間進行液浸區域之移交且將液浸區域之液體保持於與投影光學系PL之間之板構件、或者設置例如美國發明專利申請公開第2010/0159403號說明書所揭示之輔助載台。
又，上述實施形態中，雖說明了曝光裝置係步進掃描方式之情形，但並不限於此，亦能將上述實施形態適用於步進器等靜止型曝光裝置。又，亦能將上述實施形態適用於用以合成照射區域與照射區域之步進接合方式的縮小投影曝光裝置。
又，上述實施形態之曝光裝置中之投影光學系並不僅可為縮小系，亦可為等倍及放大系之任一者，投影光學系PL不僅可為折射系，亦可係反射系及反折射系之任一者，其投影像亦可係倒立像與正立像之任一者。
又，照明光IL不限於ArF準分子雷射光(波長193nm)，亦能使用KrF準分子雷射光(波長248nm)等紫外光、或F2雷射光(波長157nm)等真空紫外光。亦可使用例如美國發明專利第7,023,610號說明書所揭示之諧波，其係以塗布有例如鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器，將從DFB半導體雷射或纖維雷射振盪出之紅外線區可見區的單一波長雷射光放大來作為真 空紫外光，並使用非線形光學結晶將其轉換波長成紫外光。
又，上述實施形態中，作為曝光裝置之照明光IL，並不限於波長100nm以上之光，亦可使用波長未滿100nm之光。例如，亦能將上述實施形態適用於使用軟X線區域(例如5~15nm之波長域)之EUV(Extreme Ultra Violet)光之EUV曝光裝置。此外，上述實施形態亦適用於使用電子射線或離子光束等之帶電粒子射線的曝光裝置。
又，上述實施形態中，雖使用於具光透射性之基板上形成既定遮光圖案(或相位圖案，減光圖案)的光透射性光罩(標線片)，但亦可使用例如美國發明專利第6,778,257號說明書所揭示之電子光罩來代替此光罩，該電子光罩(亦稱為可變成形光罩、主動光罩、或影像產生器，例如包含非發光型影像顯示元件(空間光調變器)之一種之DMD(Digital Micro-mirror Device)等)係根據欲曝光圖案之電子資料來形成透射圖案、反射圖案、或發光圖案。在使用此種可變成形光罩時，由於搭載晶圓或玻璃板之載台相對可變成形光罩被掃描，因此能藉由使用前述之第1、第2微動載台位置測量系110A、110B測量此載台之位置，來得到與上述實施形態同等之效果。
又，上述實施形態亦能適用於，例如國際公開第2001/035168號說明書所揭示，藉由將干涉紋形成於晶圓W上、而在晶圓W上形成線與間隔圖案之曝光裝置(微影系統)。
進而，例如亦能將上述實施形態適用於例如美國發明專利第6,611,316號所揭示之曝光裝置，其係將兩個標線片圖案介由投影光學系在晶圓上合成，藉由一次之掃描曝光來對晶圓上之一個照射區域大致同時進行雙重曝光。
又，上述實施形態中待形成圖案之物體(能量束所照射之曝光對象的物體)並不限於晶圓，亦可係玻璃板、陶瓷基板、膜構件、或者光罩基板等其他物體。
曝光裝置用途並不限定於半導體製造用之曝光裝置，亦可廣泛適用於例如用來製造將液晶顯示元件圖案轉印於方型玻璃板之液晶用曝光裝置，或製造有機EL、薄膜磁頭、攝影元件(CCD等)、微型機器及DNA晶片等的曝光裝置。又，除了製造半導體元件等微型元件以外，為了製造用於光曝光裝置、EUV(極遠紫外線)曝光裝置、X射線曝光裝置及電子射線曝光裝置等的標線片或光罩，亦能將上述實施形態適用於用以將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置。
半導體元件等電子元件，係經由進行元件之功能、性能設計之步驟，根據此設計步驟製作標線片之步驟，從矽材料製作晶圓之步驟，使用前述之實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)及其曝光方法將形成於光罩(標線片)之圖案轉印至晶圓之微影步驟，將曝光後晶圓加以顯影之顯影步驟，將殘存光阻之部分以外部分之露出構件以蝕刻加以去除之蝕刻步驟，去除經蝕刻後不要之光阻之光阻除去步驟，元件組裝步驟(含切割步驟、接合步驟、封裝步驟)、及檢査步驟等加以製造。此場合，由於係於微影製程，使用上述實施形態之曝光裝置實施前述曝光方法於晶圓上形成元件圖案，因此能以良好之生產性製造高積體度之元件。
上述實施形態的曝光裝置(圖案形成裝置)，係藉由組裝各種次系統(包含本案申請範圍中所列舉的各構成要素)，以能保持既定之機械精度、電氣精度、光學精度之方式所製造。為確保此等各種精度，於組裝前 後，係進行對各種光學系統進行用以達成光學精度之調整、對各種機械系統進行用以達成機械精度之調整、對各種電氣系統進行用以達成電氣精度之調整。從各種次系統至曝光裝置之組裝製程，係包含機械連接、電路之配線連接、氣壓迴路之配管連接等。當然，從各種次系統至曝光裝置之組裝製程前，係有各次系統個別之組裝製程。當各種次系統至曝光裝置之組裝製程結束後，即進行綜合調整，以確保曝光裝置全體之各種精度。此外，曝光裝置之製造最好是在溫度及清潔度等皆受到管理之潔淨室進行。
又，援用與上述說明中所引用之曝光裝置等相關之所有國際公開公報、美國發明專利申請公開說明書及美國發明專利說明書之揭示作為本說明書記載之一部分。
120‧‧‧夾具單元
122‧‧‧驅動部
122a‧‧‧上下動軸
123‧‧‧冷卻板
124‧‧‧貝努里夾具
125‧‧‧導引部
125a‧‧‧導引孔
126‧‧‧軸
127‧‧‧上下動旋轉驅動部
128‧‧‧支承板
129‧‧‧攝影元件
130‧‧‧夾具本體
140‧‧‧上下動銷
W‧‧‧晶圓
WFS‧‧‧微動載台
WST‧‧‧晶圓載台
WTB‧‧‧晶圓台

Claims (1)

  1. 一種曝光裝置，係經由光學系以照明光曝光基板，其具備：度量衡支架，支承前述光學系；檢測系，在與配置前述光學系之曝光站相異之測量站內被支承於前述度量衡支架，用以檢測前述基板的標記；載台，配置於前述光學系及前述檢測系之下方，具有保持前述基板之保持具；搬送系，具有可將前述基板自其表面側以非接觸方式支承的第1支承構件，用以將前述基板搬送至設定在前述測量站之裝載位置；第2支承構件，能將藉由前述第1支承構件以非接觸方式支承之基板自背面側予以支承且能與前述第1支承構件獨立上下動；驅動裝置，在配置前述載台之前述裝載位置，至少於垂直方向使前述第1支承構件、前述第2支承構件與前述保持具相對移動；以及控制器，以透過前述第1支承構件自前述搬送系將前述基板搬送至保持具之方式控制前述搬送系及前述驅動裝置。
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