TWI457723B - A mask, an exposure device, and an element manufacturing method - Google Patents

A mask, an exposure device, and an element manufacturing method Download PDF

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TWI457723B TW101146049A TW101146049A TWI457723B TW I457723 B TWI457723 B TW I457723B TW 101146049 A TW101146049 A TW 101146049A TW 101146049 A TW101146049 A TW 101146049A TW I457723 B TWI457723 B TW I457723B
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Description

光罩、曝光裝置、及元件製造方法
本發明，係關於光罩、使基板曝光之曝光裝置、以及元件製造方法。
本申請案主張2006年9月8日申請之日本特願2006-244269號之優先權，將其內容援用於此。
於微影製程中使用之曝光裝置，有一種使用如下述專利文獻所揭示之圓筒狀、或圓柱狀光罩使基板曝光之曝光裝置。
[專利文獻1] 日本特開平7-153672號公報
[專利文獻2] 日本特開平8-213305號公報
[專利文獻3] 日本特開2006-093313號公報
不僅僅是使用板狀光罩之情形，在使用圓筒狀或圓柱狀光罩使基板曝光之情形時，亦須精確的調整光罩與基板間之位置關係。當無法精確的調整光罩與基板間之位置關係、或因振動等使光罩與基板間之位置關係變動時，則無法以光罩之圖案像使基板曝光之可能性提高。又，例如在與光罩之移動同步使基板移動、一邊使該基板曝光之情形時，為使該基板良好的曝光，有時須在光罩及/或基板之加速結束後，設置一等待產生之振動收歛、速度達到一定的時間(靜定時間)。在此種情形下，當光罩之移動方向及/或基板之移動方向頻繁變化時，即會增加相應之加速動 作，而必須設置更多的靜定時間。此種情形，即代表將增加無助於曝光之時間，有可能降低生產率。為抑制生產率之惡化，最好是能抑制光罩及/或基板之移動方向變化次數，盡快的使所產生之振動收歛。
本發明有鑑於上述情事，其目的在於提供一種能抑制生產率降低、於基板上良好的形成圖案像之光罩。又，本發明之另一目的，係提供能抑制生產率降低、以圖案像使基板良好曝光之曝光裝置、以及使用該曝光裝置之元件製造方法。
本發明係採用對應實施形態所示各圖之以下構成。但各要件後所附括號內之符號僅係該要件之例示，並非限定各該要件。
本發明第1態樣之光罩(M)，係透過投影光學系統(PL)用以在基板(P)上形成圖案(MP)像之圓筒狀者，其具備：形成有該圖案(MP)，配置在既定軸(J)周圍之圖案形成面(MF)；以及具有圖案形成面，能與基板往至少既定一維方向之移動同步，以既定軸為旋轉軸旋轉之圓筒體；設光罩(M)於該圖案形成面(MF)之直徑為D、該基板(P)於一維方向之最大長度為L、投影光學系統(PL)之投影倍率為β、圓周率為π時，滿足D≧(β×L)/π之條件。
根據本發明之第1態樣，能抑制生產率降低、於基板上良好的形成圖案之像。
本發明第2態樣之光罩(M)，係透過投影光學系統(PLP)用以在基板(P)上形成圖案(MP)像，其具備：形成有該圖案 (MP)，配置在既定軸(J)周圍之圖案形成面(MF)；以及具有圖案形成面，能與基板往至少既定一維方向之移動同步，以既定軸(J)為旋轉軸旋轉之圓筒體；設光罩(M)於圖案形成面(MF)之直徑為D、基板(P)於一維方向之最大長度為L、投影光學系統(PL)之投影倍率為β、圓周率為π時，滿足(β×L)/π>D≧(β×L)/(2×π)之條件。
根據本發明之第2態樣，能抑制生產率降低、於基板上良好的形成圖案之像。
本發明第3態樣之曝光裝置(EX)，係使用上述態樣之光罩(M)，以光罩(M)上形成之圖案(MP)之像使基板(P)曝光，其具備：光罩驅動裝置(2)，能使光罩(M)以既定軸(J)為旋轉軸旋轉；基板驅動裝置(4)，能與光罩(M)之旋轉同步使基板(P)至少移動於既定一維方向；以及投影光學系統(PL)，係將光罩(M)之圖案(MP)之像投影至基板(P)上。
根據本發明之第3態樣，能抑制生產率降低、於基板上良好的形成圖案之像。
本發明第4態樣之曝光裝置(EX)，係以圖案(MP)之像使基板(P)曝光，其具備能將形成有圖案(MP)、具有配置於既定軸(J)周圍之圖案形成面(MF)的圓筒狀光罩(M)側面(MS)保持為裝拆自如之保持構件(1)。
根據本發明之第4態樣，能抑制生產率降低、於基板上良好的形成圖案之像。
本發明第5態樣之曝光裝置(EX)，係以圖案(MP)之像使基板(P)曝光，其具備：保持構件(1)，係用以保持圓筒 狀光罩(M)，此光罩形成有圖案(MP)，具有繞既定軸(J)配置之圖案形成面(MF)；以及光罩驅動裝置(2)，能使保持該光罩(M)之保持構件(1)於6自由度方向移動。
根據本發明之第5態樣，能抑制生產率降低、於基板上良好的形成圖案之像。
本發明第6態樣之曝光裝置(EX)，係以圖案(MP)之像使基板(P)曝光，其具備：光罩驅動裝置(2)，其能使形成有圖案(MP)、具有繞既定軸(J)配置之圖案形成面(MF)的圓筒狀光罩(M)，以既定軸(J)為旋轉軸旋轉；以及配衡質量(46)，用以吸收隨光罩(M)之旋轉所產生之反作用力。
根據本發明之第6態樣，能抑制生產率降低、於基板上良好的形成圖案之像。
本發明第7態樣之曝光裝置(EX)，係以圖案(MP)之像使基板(P)曝光，其具備：保持構件(1)，係用以保持圓筒狀光罩(M)，此光罩形成有圖案(MP)，具有繞既定軸(J)配置之圖案形成面(MF)；軸構件(20)，其將保持構件(1)支撐為能以既定軸(J)為旋轉軸旋轉，於一端側配置保持構件(1)；支撐構件(21)，將軸構件(20)支撐為能旋轉；以及錘構件(22)，配置在軸構件(20)之另一端側，在與保持構件(1)之間配置支撐構件(21)。
根據本發明之第7態樣，能抑制生產率降低、於基板上良好的形成圖案之像。
本發明第8態樣，係提供一種使用上述態樣之曝光裝置(EX)的元件製造方法。
根據本發明之第8態樣，可使用能抑制生產率降低、於基板上良好的形成圖案像之曝光裝置來製造元件。
根據本發明，能抑制生產率降低、以圖案之像使基板良好的曝光。因此能以高生產性製造具有所欲性能之元件。
以下，一邊參照圖式說本發明之實施形態，但本發明並不限於此。又，以下之說明中，係設定一XYZ正交座標系統，一邊参照此XYZ正交座標系統、一邊說明各構件之位置關係。設水平面內之既定方向為X軸方向、水平面內與X軸方向正交之方向為Y軸方向、與X軸方向及Y軸方向分別正交之方向(亦即鉛直方向)為Z軸方向。又，繞X軸、Y軸、及Z軸旋轉(傾斜)之方向分別設為θ X、θ Y、及θ Z方向。
<第1實施形態>
圖1係顯示第1實施形態之曝光裝置EX之概大致構成的圖。圖1中，曝光裝置EX，具備：保持具有圖案MP之光罩M的光罩保持構件1、可使保持有光罩M之光罩保持構件1移動的光罩驅動裝置2、保持基板P的基板保持構件3、可使保持有基板P之基板保持構件3移動的基板驅動裝置4、可取得光罩M之位置資訊及基板P之位置資訊的檢測系統5、以曝光用光EL照明光罩M之圖案MP的照明系統IL、將以曝光用光EL照明之光罩M之圖案MP之像投影至基板P上的投影光學系統PL、以及控制曝光裝置EX全體之動作的控制裝置6。
光罩M，包含形成有待投影至基板P上之元件圖案的標線片。本實施形態中，光罩M為圓筒狀。圓筒狀光罩M，具有中心軸J、配置在中心軸J外圍之外周面MF、以及分別配置在外周面MF兩側之側面MS。本實施形態中，圖案MP係形成在光罩M之外周面MF。本實施形態中，圖案MP係沿光罩M之外周面MF之周方向形成複數個。於光罩M之外周面MF，沿該外周面MF之周方向，設定有形成了圖案MP之圖案形成區域MA。以下之說明中，將光罩M中形成有圖案MP、繞中心軸J配置之外周面MF的至少一部分適當的稱為圖案形成面MF。又，本實施形態中，係使用反射型光罩來作為光罩M。
基板P，包含例如在如矽晶圓之半導體晶圓等基材上形成感光材(光阻)之膜、或除感光材外另塗有保護膜(頂塗層膜)等各種膜者。本實施形態中，基板P為大致圓板狀。基板P，係以其表面(曝光面)與XY平面大致平行之方式保持於基板保持構件3。保持於基板保持構件3之基板P，於XY平面內為大致圓形狀。於基板P設有複數個呈矩陣狀之照射區域S(S1~S26)，此區域係形成圖案MP之像的曝光對象區域。
本實施形態中，光罩驅動裝置2係例如包含音圈馬達及線性馬達等能以羅倫茲力驅動之致動器，能使保持有光罩M之光罩保持構件1移動於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y、及θ Z方向之6自由度方向。
又，本實施形態中，基板驅動裝置4係例如包含音圈 馬達及線性馬達等能以羅倫茲力驅動之致動器，能使保持有基板P之基板保持構件3移動於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y、及θ Z方向之6自由度方向。
本實施形態中，檢測系統5包含：能取得光罩M之位置資訊、進一步能取得與圖案MP(圖案形成區域MA)相關之位置資訊的第1檢測系統5A，以及能取得基板P之位置資訊、進一步能取得照射區域S之位置資訊的第2檢測系統5B。第1檢測系統5A包含編碼器系統51及聚焦調平檢測系統52。第2檢測系統5B包含雷射干涉儀系統53、聚焦調平檢測系統54及對準系統55。
本實施形態中，包含編碼器系統51及聚焦調平檢測系統52之第1檢測系統5A，能取得光罩M(圖案MP)之X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y及θ Z方向之6自由度方向的位置資訊。
又，本實施形態中，包含雷射干涉儀系統53、聚焦調平檢測系統54及對準系統55之第2檢測系統5B，能取得基板P(照射區域S)之X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y及θ Z方向之6自由度方向的位置資訊。
曝光裝置EX具備機體BD，機體BD包含例如設在無塵室內地面FL上之第1立柱CL1、以及設在第1立柱CL1上之第2立柱CL2。第1立柱CL1，具備複數個第1支柱11、與透過防振裝置10支撐於該等第1支柱11之第1平台7。第2立柱CL2，具備設於第1平台7上之複數個第2支柱12、與透過防振裝置13支撐於該等第2支柱12之第2平 台8。
照明系統IL，能以曝光用光EL照明形成有圖案MP之光罩M之圖案形成面MF。照明系統IL，能在光罩M之圖案形成面MF上設定既定之照明區域IA，並能以均一之照度分布將曝光用光EL照射於該照明區域IA。照明系統IL，具有將從光源裝置射出之曝光用光EL之照度予以均一化之光學積分器、將來自光學積分器之曝光用光EL予以聚光之聚焦透鏡、中繼透鏡系統、以及設定照明區域IA之視野光闌(遮簾機構)等。從照明系統IL射出之曝光用光EL，例如係使用從水銀燈射出之輝線(G線、H線、I線)及KrF準分子雷射光(波長248nM)等之遠紫外光(DUV光)、ArF準分子雷射光(波長193nM)及F2 雷射光(波長157nM)等之真空紫外光(VUV光)等。本實施形態係使用ArF準分子雷射光。
光罩保持構件1係保持圓筒狀之光罩M，此光罩M形成有圖案MP、具有配置在中心軸J周圍之圖案形成面MF。光罩驅動裝置2，能使保持有光罩M之光罩保持構件1移動於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y及θ Z方向之6自由度方向。光罩保持構件1、與能移動該光罩保持構件1之光罩驅動裝置2的至少一部分，係被支撐在第2平台8之上面。光罩保持構件1，能保持光罩M之狀態下、在第2平台8之上移動於6自由度方向。
第2平台8具有使曝光用光EL通過之開口8K。從照明系統IL射出、照明光罩M之圖案形成面MF的曝光用光EL，於光罩M之圖案形成面MF反射、在通過第2平台8之開口 8K後，射入投影光學系統PL。
本實施形態中，光罩保持構件1係將光罩M保持成光罩M之中心軸J與X軸大致平行。因此，在光罩M被保持於光罩保持構件1之狀態下，光罩M之圖案形成面MF係配置在與X軸大致平行之軸周圍。光罩驅動裝置2，能使保持有光罩M之光罩保持構件1以中心軸J為旋轉軸旋轉於θ X方向，且能使保持有光罩M之光罩保持構件1移動於6自由度方向。光罩保持構件1所保持之光罩M，能藉由光罩驅動裝置2以中心軸J為旋轉軸，至少旋轉於θ X方向。
檢測系統5之第1檢測系統5A包含編碼器系統51與聚焦調平檢測系統52，編碼器系統51能取得光罩M之圖案MP於圖案形成面MF之周方向(θ X方向)的位置資訊、及光罩M之圖案MP於中心軸J方向(X軸方向)的位置資訊之至少一方，聚焦調平檢測系統52能取得光罩M之圖案形成面MF於與中心軸J垂直之方向(Z軸方向)的位置資訊。控制裝置6，根據包含編碼器系統51及聚焦調平檢測系統52之第1檢測系統5A的檢測結果驅動光罩驅動裝置2，以控制光罩保持構件1所保持之光罩M之位置。
投影光學系統PL，係將光罩M之圖案MP之像以既定之投影倍率β投影至基板P。投影光學系統PL具有複數個光學元件，該等光學元件係以鏡筒15加以保持。鏡筒15具有突緣15F，投影光學系統PL透過突緣15F被支撐於第1平台7。又，可在第1平台7與鏡筒15之間設置防振裝置。本實施形態之投影光學系統PL，係投影倍率例如為1/4、 1/5、1/8等之縮小系統。又，本實施形態之投影光學系統PL係將光罩M之圖案MP之倒立像投影至基板P上。
又，投影光學系統PL可以是縮小系統、等倍系統及放大系統之任一種。又，投影光學系統PL、倒立像正立像形成。又，投影光學系統PL可以是不含反射光學元件之折射系統、不含折射光學元件之反射系統、或含反射光學元件與折射光學元件的折反射系統之任一種。
基板保持構件3係保持具有感光材之膜的圓板狀基板P。基板保持構件3具有吸附保持之基板P的吸附機構。本實施形態中，於基板保持構件3形成有凹部3C。吸附基板P加以保持之吸附機構的至少一部分、及保持基板P背面之保持面，係配置在該凹部3C。又，凹部3C以外之基板保持構件3之上面3F，係與保持在保持面(吸附機構)之基板P表面大致同高(面一)的平坦面。
基板驅動裝置4，能使保持有基板P之基板保持構件3移動於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y及θ Z方向之6自由度方向。基板保持構件3、與能使該基板保持構件3移動之基板驅動裝置4之至少一部分，係支撐在第3平台9之上面。第3平台9係透過防振裝置14支撐在地面FL上。基板保持構件3，能在保持基板P之狀態下、於第3平台9上移動於6自由度方向。
本實施形態中，基板保持構件3係將基板P保持成基板P表面(曝光面)與XY平面大致平行。基板驅動裝置4， 能使保持有基板P之基板保持構件3移動於至少既定之一維方向。被保持於基板保持構件3之基板P，能藉由基板驅動裝置4移動於至少既定之一維方向。
檢測系統5之第2檢測系統5B包含雷射干涉儀系統53與聚焦調平檢測系統54，雷射干涉儀系統53能取得保持有基板P之基板保持構件3(以及基板P)於X軸、Y軸及θ Z方向之位置資訊，聚焦調平檢測系統54能取得被保持於基板保持構件3之基板P表面於Z軸、θ X及θ Y方向之面位置資訊。控制裝置6，根據包含雷射干涉儀系統53及聚焦調平檢測系統54之第2檢測系統5B之檢測結果驅動基板驅動裝置4，以控制基板保持構件3所保持之基板P之位置。
又，本實施形態中，曝光裝置EX具備用以檢測基板P上所形成之對準標記AM等之離軸方式的對準系統55。對準系統55之至少一部分係配置在投影光學系統PL之前端附近。本實施形態之對準系統55，係採用例如揭示於日本特開平4-65603號公報(對應美國專利5,493,403號)，以不會使基板P上感光材感光之寬頻檢測光照射於對象標記(基板P上所形成之對準標記AM等)，將以來自該對象標記之反射光而成像於受光面之對象標記之像、與指標(設於對準系統55內之指標板上之指標標記)之像，以CCD等之攝影元件加以拍攝，對該等攝影訊號進行影像處理以測量標記之位置的FIA(Field Image Alignment)方式對準系統。
圖2係顯示本實施形態之曝光裝置EX之示意圖。本實施形態之曝光裝置EX，係一邊將光罩M與基板P分別同步 移動於既定掃描方向、一邊將光罩M之圖案MP之像投影至基板P上的掃描型曝光裝置(所謂之掃描步進器)。本實施形態中，係設基板P之掃描方向(同步移動方向)為Y軸方向、光罩M之掃描方向(同步移動方向)為θ X方向。
曝光裝置EX，分別使用光罩驅動裝置2及基板驅動裝置4，與光罩M往θ X方向之移動(旋轉)同步，一邊使基板P移動於Y軸方向、一邊將光罩M之圖案MP之像透過投影光學系統PL投影至基板P上。曝光裝置EX，使基板P之照射區域S相對投影光學系統PL之投影區域AR移動於Y軸方向，且與該基板P往Y軸方向之移動同步，一邊相對照明系統IL之照明區域IA使光罩M之圖案形成面MF以中心軸J為旋轉軸移動於θ X方向(旋轉)、一邊以曝光用光EL照明照明區域IA，透過投影光學系統PL對投影區域AR照射曝光用光EL，據而以形成在投影區域AR之圖案MP之像使基板P上之照射區域S曝光。
如上所述，本實施形態中，投影光學系統PL係將光罩M之圖案MP之倒立像投影至基板P上。將光罩M之圖案MP之像投影至基板P之照射區域S時，如圖2之箭頭所示，控制裝置6係與例如基板P往-Y方向之移動同步，使光罩M從Y軸往朝向Z軸之方向(從+X方向看光罩M時為反時針方向)旋轉。以下之說明中，將從Y軸朝向Z軸之方向(從+X方向看光罩M時為反時針方向)之旋轉方向適當的稱為+θ X方向，將其反方向適當地稱為-θ X方向。
如圖2所示，本實施形態中，照明系統IL具備配置在 光罩M與投影光學系統PL之間的反射光學元件18。又，本實施形態中，照明系統IL具備相對反射光學元件18配置在光源裝置側、將曝光用光EL導向反射光學元件18的第1柱面透鏡17，以及以第1柱面透鏡17導向反射光學元件18、於該反射光學元件18反射之曝光用光EL所射入且將該曝光用光EL導向光罩M之圖案形成面MF的第2柱面透鏡19。
第1柱面透鏡17，係用以修正以照明系統IL之視野光闌等所設定之曝光用光EL之截面形狀。反射光學元件18反射來自第1柱面透鏡17之曝光用光EL，改變曝光用光EL之光路方向。第2柱面透鏡19，係用以修正來自反射光學元件18之曝光用光EL之截面形狀。
本實施形態中，包含第1柱面透鏡17及第2柱面透鏡19之照明系統IL，係將在光罩M之圖案形成面MF上的照明區域IA，設定成以X軸方向為長邊方向之狹縫狀(矩形狀)。又，本實施形態中，照明系統IL係以曝光用光EL照明圓筒狀光罩M之圖案形成面MF之最下部BT。
如上所述，本實施形態係使用反射型光罩作為光罩M。以照明系統IL照射於圖案形成面MF、於該圖案形成面MF反射之曝光用光EL，透過投影光學系統PL照射於基板P上。光罩M之圖案MP之像透過投影光學系統PL形成在基板P上。控制裝置6，為了將光罩M之圖案MP之像投影至基板P上使該基板P曝光，一邊使用光罩驅動裝置2使光罩M以中心軸J為旋轉軸旋轉、一邊使用照明系統IL將曝 光用光EL照射於光罩M之圖案形成面MF。
接著，說明光罩M。圖3係顯示光罩M之立體圖，圖4A係光罩M之圖案形成面MF之示意圖，圖4B係將光罩M之圖案形成面MF展開於XY平面上的圖。
如圖3所示，光罩M為圓筒狀。光罩M形成有圖案MP，具有配置在中心軸J周圍之圖案形成面MF。圖3中，中心軸J與X軸平行。光罩M，能藉由光罩驅動裝置2之驅動，以中心軸J為旋轉軸旋轉於θ X方向。
圓筒狀之光罩M，具備內部空間MK、與形成在內部空間MK之兩側(+X側及-X側)連接該內部空間MK與外部空間之開口MKA。圓筒狀之光罩M，於圖案形成面MF両側分別具有側面MS。光罩M之側面MS，於YZ平面內大致呈圓環狀、配置成圍繞開口MKA。圖3中，光罩M之側面MS與YZ平面大致平行。本實施形態中，由於光罩M為具有內部空間MK之中空構造，因此能謀求光罩M之輕量化。
圖案MP，沿圖案形成面MF之周方向形成有複數個。於光罩M之圖案形成面MF，沿該圖案形成面MF之周方向，設有複數個待形成圖案MP之圖案形成區域MA。於複數個圖案形成區域MA分別形成有待投影至基板P之圖案MP。
將圖案形成面MF展開於XY平面上時、形成於該圖案形成面MF之圖案MP之形狀，與透過投影光學系統PL形成於基板P上之圖案MP之像之形狀相似。本實施形態中，於圖案形成區域MA，舉一例而言，形成有具文字「F」之形狀的圖案MP。
又，如圖4B所示，本實施形態中，照明系統IL之照明區域IA係設定成以X軸方向為長邊方向之狹縫狀。
光罩M，係在以石英等之玻璃材料、又陶瓷(低膨脹陶瓷)等形成之圓筒狀基材上，使用由例如鉻(Cr)等構成之金属膜來形成既定之圖案MP者。
又，本實施形態中，分別於光罩M之外周面MF之中心軸J方向(X軸方向)一側(+X側)及另一側(-X側)圖案形成區域MA之外側，配置有標記形成區域MB(形成有將以檢測系統5檢測之標記)。此外、為使圖面易於觀察，圖3及圖4A及圖4B中未圖示標記。
如圖3所示，光罩M具備以覆蓋圖案形成面MF之方式形成為圓筒狀之保護罩100、與支撐保護罩10支撐構件(保護罩框)101。支撐構件101、係分別在光罩M之圖案形成面(外周面)MF之中心軸J方向(X軸方向)一側及另一側之標記形成區域MB外側的既定區域中，圍標中心軸J沿圖案形成面(外周面)MF之周方向形成。被支撐構件101支撐之保護罩100、與光罩M之圖案形成面MF係分離。
本實施形態中，支撐構件101係圓環狀構件。支撐構件101係以例如聚四氟乙烯等具柔軟性(可撓性)之材料形成，能良好的連接於為曲面之圖案形成面MF。支撐構件101，係分別於光罩M之圖案形成面MF之中心軸J方向(X軸方向)一側及另一側之標記形成區域MB外側的既定區域中，連接於光罩M之圖案形成面MF。
本實施形態中，由於保護罩100係設置成覆蓋圖案形 成面MF，因此能抑制異物附著於圖案形成面MF，以保護圖案形成面MF。
圖5係基板保持構件3之俯視圖。如圖5所示，於基板P上作為曝光對象區域之複數個照射區域S(S1~S26)被設置成矩陣狀，且分別對應各照射區域S1~S26設有複數個對準標記AM。又，如圖5所示，本實施形態中，投影光學系統PL之投影區域AR係設定成以X軸方向為長邊方向的狹縫狀。此外，基板P於XY平面內大致呈圓形。
基板P之各照射區域S1~S26之曝光時，控制裝置6，係如圖5中以例如箭頭Y1所示，一邊使投影光學系統PL之投影區域AR與基板P相對移動、一邊對投影區域AR照射曝光用光EL，據以將曝光用光EL照射於基板P上。控制裝置6，使用基板驅動裝置4控制基板保持構件3之動作，以使投影區域AR相對基板P沿箭頭Y1移動。
又，於基板保持構件3上面之既定位置，形成有待以上述對準系統55檢測之基準標記FM。又，在能配置於投影光學系統PL像面側(光射出面側)之基板保持構件3上面，相對基準標記FM之既定位置，形成有開口56K。於此開口56K下方(-Z方向)，配置有能接收透過投影光學系統PL及開口56K之光的受光裝置56之至少一部分。本實施形態中，受光裝置56包含例如特開2002-14005號公報(對應美國專利申請公開第2002/0041377號說明書)等所揭示之空間像測量器。
本實施形態中，設光罩M於圖案形成面MF之直徑為D、 基板P於基板P掃描方向(本實施形態中為Y軸方向)之最大長度為L、投影光學系統PL之投影倍率為β、圓周率為π時，滿足下列條件D≧(β×L)/π………(1)。本實施形態中，係視基板P之最大長度L及投影光學系統PL之投影倍率β，決定光罩M於圖案形成面MF之直徑D，以滿足式(1)之條件。
此處，如上所述，本實施形態中，基板P於XY平面內大致為圓形。本實施形態中，基板P於基板P之掃描方向(Y軸方向)的最大長度L，為基板P之直徑。
又，如圖5所示，於基板P上，至少沿基板P之掃描方向(Y軸方向)，設有複數個將投影光罩M之圖案MP之像的照射區域S。光罩M之圖案MP，沿圖案形成面MF之周方向，至少形成於基板P之掃描方向(Y軸方向)之照射區域S的最大數。
本實施形態中，如圖5所示，沿Y軸方向設有4個照射區域S1~S4、沿Y軸方向設有6個照射區域S5~S10、沿Y軸方向設有6個照射區域S11~S16、沿Y軸方向設有6個照射區域S17~S22、沿Y軸方向設有4個照射區域S23~S26。因此，本實施形態中，照射區域S於Y軸方向之最大數為6。光罩M之形成有圖案MP之圖案形成區域MA，沿圖案形成面MF之周方向形成有6個。
其次，說明光罩保持構件1及光罩驅動裝置2。圖6係光罩保持構件1及光罩驅動裝置2附近之側截面圖。圖6 中，曝光裝置EX具備保持光罩M之光罩保持構件1、與能移動保持有光罩M之光罩保持構件1的光罩驅動裝置2。光罩保持構件1及光罩驅動裝置2之至少一部分，係設在第2平台8上。
又，曝光裝置EX，具備：將保持光罩M之光罩保持構件1支撐為能以中心軸J為旋轉軸旋轉的軸構件20、與將軸構件20支撐為能旋轉的支撐構件21。支撐構件21係大致筒狀之構件。
光罩保持構件1具有用以配置軸構件20之至少一部分的孔16。孔16至少於-X側具有開口16KA。本實施形態中，孔16係形成為於X軸方向貫通光罩保持構件1之一部分，分別於孔16之兩側(+X側及-X側)形成有開口16KA,16KB。
光罩保持構件1係配置在軸構件20之一側(+X側)。又，曝光裝置EX具有配置在軸構件20之另一端(-X側)之錘構件22。錘構件22係連接於軸構件20之另一端。軸構件20與錘構件22形成為一體。將軸構件20支撐為能旋轉之支撐構件21係配置在光罩保持構件1與錘構件22之間。支撐構件21係被支撐在底座構件23上面。支撐構件21連接於底座構件23上面。支撐構件21與底座構件23為一體。支撐支撐構件21之底座構件23係透過防振裝置24支撐在第2平台8上面。防振裝置24能抑制隨光罩保持構件1之移動所產生之振動。防振裝置24，包含能以羅倫茲力驅動之致動器、與氣墊等之阻尼機構。
光罩保持構件1，能將形成有圖案MP、具有配置在中心軸J周圍之圖案形成面MF的圓筒狀光罩M之側面MS保持成能裝拆。光罩保持構件1具有能吸附光罩M之側面MS的吸附機構25。
光罩保持構件1，具備配置成與-X側之光罩M之側面MS對向、將該光罩M之-X側之側面MS保持成能裝拆之保持面26。吸附機構25能將光罩M之側面MS吸附於保持面26。光罩保持構件1之保持面26，包含後述之基材27之第1面27A、銷構件29之端面、第1周壁構件30之端面、及第2周壁構件31之端面。
圖7A及7B係顯示光罩保持構件1之圖，圖7A係光罩保持構件1之與XZ平面平行的截面圖、圖7B係從+X側觀察光罩保持構件1之圖。光罩保持構件1，具備：基材27，形成在基材27上、能支撐光罩M之側面MS的銷構件29，形成在基材27上、能與光罩M之側面MS之外縁區域對向的第1周壁構件30，形成在基材27上、能與光罩M之側面MS之內縁區域(開口MKA附近之區域)對向的第2周壁構件31，以及形成在基材27上、能吸引氣體的吸引口32。
光罩保持構件1之基材27具有對應光罩M之形狀。如上所述，本實施形態中，光罩M之側面MS於YZ平面內為大致圓環狀。能與光罩M之側面MS對向之基材27之第1面27A，係在YZ平面內形成為大致圓環狀，以與光罩M之側面MS對應。本實施形態中，基材27之第1面27A係朝向+X側。保持面26係配置在基材27之第1面27A側。
又，本實施形態中，光罩保持構件1具有形成為較保持面26更突出於+X側之突出部28。突出部28與基材27在YZ平面內之中央部分相連接。用以配置軸構件20之孔16係形成為於X軸方向貫通基材27及突出部28。突出部28之至少一部分，能配置在保持於保持面26之光罩M之內部空間MK。
第1周壁構件30形成在基材27之第1面27A之外縁區域。第1周壁構件30對應光罩M之側面MS之外形而形成為大致圓環狀。第1周壁構件30具有些微的小於光罩M之側面MS之外徑的外徑。第1周壁構件30具有能與光罩保持構件1所保持之光罩M之側面MS之外縁區域對向的端面。第1周壁構件30之端面平坦、具有既定寬度。
第2周壁構件31形成在基材27之第1面27A之內縁區域。第2周壁構件31係對應光罩M之側面MS之開口MKA而形成為大致圓環狀。第2周壁構件31具有些微的大於被光罩M之側面MS圍繞之開口MKA外徑的外徑。第2周壁構件31具有能與光罩保持構件1所保持之光罩M之側面MS之內縁區域對向的端面。第2周壁構件31之端面平坦、具有既定寬度。
銷構件29在基材27之第1面27A形成有複數個。第1周壁構件30係配置成圍繞第2周壁構件31，銷構件29，在第1周壁構件30與第2周壁構件31間之基材27的第1面27A，係一樣的配置有複數個。各銷構件29具有能與光罩M之側面MS分別對向之端面。銷構件29之端面平坦。 複數個銷構件29之端面，係於X軸方向分別設置在大致相同位置。
本實施形態中，銷構件29之端面與第1周壁構件30之端面與第2周壁構件31之端面，係於X軸方向分別設置在大致相同位置。亦即，複數個銷構件29之端面、第1周壁構件30之端面及第2周壁構件31之端面，係位於大致同一平面上(YZ平面上)，成同一面高。銷構件29之端面、第1周壁構件30之端面及第2周壁構件31之端面，能與光罩M之側面MS接触。如圖6所示，銷構件29之端面、第1周壁構件30之端面及第2周壁構件31之端面分別與光罩M之側面MS接触，據以在光罩M之-X側，形成由光罩M之側面MS與第1周壁構件30與第2周壁構件31與基材27圍成之空間33。
吸引口32係用以吸附保持光罩M。吸引口32在第1周壁構件30與第2周壁構件31間之基材27之第1面27A，分別形成於複數個既定位置。吸引口32係在基材27之第1面27A中、分別設置在銷構件29以外複數個既定位置。
能吸附光罩M之側面MS的吸附機構25，包含形成於基材27之第1面27A的吸引口32、與能透過該吸引口32吸引氣體之真空系統的吸引裝置34。如圖7A所示，吸引裝置34係設置在光罩保持構件1外部，各吸引口32透過流路35與吸引裝置34連接。連接各吸引口32與吸引裝置34之流路35之至少一部分係形成在基材27內部。
吸引裝置34，能使光罩M之側面MS與第1周壁構件 30與第2周壁構件31與基材27所圍成之空間33成為負壓。亦即，吸引裝置34透過吸引口32吸引空間33之氣體，據以使空間33壓力低於空間33之外側空間之壓力(例如大氣壓)。本實施形態中，光罩保持構件1具有銷構件29，具有所謂之銷夾頭機構。
控制裝置6驅動吸附機構25之吸引裝置34吸引空間33之氣體，以使空間33成為負壓，據而以保持面26(含銷構件29之端面、第1周壁構件30之端面及第2周壁構件31之端面)吸附保持光罩M。
又，控制裝置6可控制含吸引裝置34之吸附機構25，藉解除吸附機構25對光罩M之吸附，使光罩M離開保持面26。
如前所述，本實施形態中，控制裝置6藉控制設於光罩保持構件1之吸附機構25，即能將光罩M安裝於光罩保持構件1之保持面26、或將光罩M從光罩保持構件1之保持面26取下。
此外，本實施形態中，吸附機構25雖具備真空吸附光罩M之真空吸附機構，但亦可具備使用静電力之静電吸附機構。藉由静電吸附機構，光罩保持構件1亦能將光罩M保持成可裝拆。
如圖6所示，軸構件20之至少一部分可配置在光罩保持構件1之孔(內部空間)16。軸構件20之+X側端部，配置在較光罩保持構件1之保持面26更位於+X側。又，軸構件20之外面、與光罩保持構件1(突出部28)之孔16內 面係相對向。光罩保持構件1中、配置在較保持面26更位於+X側之軸構件20及光罩保持構件1(突出部28)之至少一部分，能配置於保持在保持面26之光罩M的內部空間MK。
又，本實施形態中，保持在光罩保持構件1之保持面26的光罩M、與配置在該光罩M之內部空間MK之光罩保持構件1(突出部28)及軸構件20係分離。
如圖6所示，曝光裝置EX，具有形成在光罩保持構件1與軸構件20之間的第1空氣軸承36、以及形成在軸構件20與支撐構件21之間的第2空氣軸承37及第3空氣軸承38。
如上所述，含突出部28之光罩保持構件1，具有與軸構件20外面相對向之內面。孔16於XY平面內為圓形。軸構件20中、至少配置在孔16內側之部分，在XY平面內亦為圓形。軸構件20中、配置在孔16內側之部分之外徑，些微的小於孔16之內徑。光罩保持構件1內面與軸構件20外面之間，形成有既定間隔(第1間隙)G1形成。
第1空氣軸承36係形成在光罩保持構件1內面與軸構件20外面之間。光罩保持構件1係藉由第1空氣軸承36以非接觸方式支撐於軸構件20。藉由第1空氣軸承36將光罩保持構件1內面與軸構件20外面間之間隔(第1間隙)G1大致維持一定。軸構件20將光罩保持構件1支撐為能以中心軸J為旋轉軸旋轉。
本實施形態中，藉由第1空氣軸承36將第1間隙G1大致維持於一定，以限制光罩保持構件1相對軸構件20於 Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向之移動。光罩保持構件1，能相對軸構件20僅移動於X軸、及θ X方向。
支撐構件21為大致筒狀之構件。支撐構件21，具有配置軸構件20之至少一部分的孔(內部空間)39。孔39係形成為於X軸方向貫通支撐構件21。軸構件20之至少一部分係配置在筒狀支撐構件21之孔39內側。
支撐構件21具有與軸構件20外面相對向之內面。孔39於XY平面內為圓形，軸構件20中、至少配置在孔39內側之部分，於XY平面內亦為圓形。此外、軸構件20中、配置在孔39內側之部分之外徑，些微的小於孔39之內徑。支撐構件21內面與軸構件20外面之間形成有既定間隔(第2間隙)G2。
第2空氣軸承37形成在支撐構件21內面、與構件20外面之間。軸構件20係藉由第2空氣軸承37以非接觸方式支撐於支撐構件21。藉第2空氣軸承37將支撐構件21內面與軸構件20外面間之間隔(第2間隙)G2大致維持一定。支撐構件21將軸構件20支撐為能以中心軸J為旋轉軸旋轉。
支撐構件21，具有朝向+X側之第1側面21A、與朝向-X側之第2側面21B。第1側面21A及第2側面21B分別為平坦。軸構件20具有第1突緣41與第2突緣42，第1突緣41具有與支撐構件21之+X側之第1側面21A相對向之對向面41A，第2突緣42則具有與支撐構件21之-X側之第2側面21B相對向之對向面42A。第1側面21A、第2 側面21B、對向面41A、對向面42A，係分別與YZ平面大致平行。第1側面21A與第2側面21B在X軸方向之距離，些微的小於第1突緣41之對向面41A與第2突緣42之對向面42A於X軸方向之距離。在第1側面21A與對向面41A之間形成有既定間隔(第3間隙)G3，在第2側面21B與對向面42A之間則形成有既定間隔(第4間隙)G4。
第3空氣軸承38，分別形成在支撐構件21之第1側面21A與第1突緣41之對向面41A之間、以及支撐構件21之第2側面21B與第2突緣42之對向面42A之間。藉第3空氣軸承38，將支撐構件21之第1側面21A與第1突緣41之對向面41A間之間隔(第3間隙)G3大致維持一定，且將支撐構件21之第2側面21B與第2突緣42之對向面42A間之間隔(第4間隙)G4大致維持一定。
本實施形態中，係藉由第2空氣軸承37及第3空氣軸承38分別將第2間隙G2、第3間隙G3及第4間隙G4大致維持一定。本實施形態中，藉第2空氣軸承37及第3空氣軸承38限制軸構件20相對支撐構件21於X軸、Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向之移動。軸構件20相對支撐構件21僅能移動於θ X方向(可旋轉)。
如前所述，本實施形態中，曝光裝置EX具備能使保持有光罩M之光罩保持構件1以中心軸J為旋轉軸旋轉於θ X方向、且能使保持有光罩M之光罩保持構件1移動於6自由度方向的光罩驅動裝置2。光罩驅動裝置2，包含使光罩保持構件1能至少移動於旋轉方向(θ X方向)之第1驅動機 構61、與能使軸構件20移動於既定方向之第2驅動機構62。
第1驅動機構61具有安裝於光罩保持構件1側之可動件61A、與安裝於軸構件20側之固定件61B，使光罩保持構件1至少移動於旋轉方向(θ X方向)。第1驅動機構61包含以羅倫茲力驅動之旋轉馬達。本實施形態中，第1驅動機構61之可動件61A具有磁石單元、固定件61B具有線圈單元。
本實施形態中，可動件61A係安裝在光罩保持構件1之基材27之第2面27B。基材27之第2面27B係與第1面27A相反側之面、朝向-X側。又，本實施形態中，軸構件20具有第3突緣43，此第3突緣43具有與基材27之第2面27B相對向之對向面43A，固定件61B安裝在第3突緣43之對向面43A。第2面27B及對向面43A分別與YZ平面大致平行。在第2面27B與對向面43A之間形成有既定間隔(第5間隙)G5。
固定件61B包含以圍繞中心軸J之方式配置於對向面43A之複數個線圈(線圈列)。可動件61A，包含以其極性在與線圈排列方向之同方向交互變更之方式、圍繞中心軸J配置於第2面27B之複數個磁石(磁石列)。
控制裝置6，對固定件61B之複數個線圈供應正弦波狀之三相交流電。據此，於線圈之排列方向、亦即於繞中心軸J之旋轉方向(θ X方向)產生推力。控制裝置6，可根據線圈列與磁石列之相對位置切換供應三相交流電之線圈， 而能沿線圈排列方向連續的變更線圈列與磁石列之相對位置。藉可動件61A之磁石列形成之磁場沿線圈排列方向以線圈排列周期進行正弦波狀之變化，當對線圈列施加三相交流時即會於線圈排列方向產生一定推力。
控制裝置6，藉控制包含可動件61A及固定件61B之第1驅動機構61，能使光罩保持構件1繞中心軸J之旋轉方向(θ X方向)旋轉。又，控制裝置6，藉控制第1驅動機構61，可調整可動件61A與固定件61B於X軸方向之距離。控制裝置6，可藉由例如調整對固定件61B之線圈供應之電力，來調整軸構件20之第3突緣43之對向面43A與光罩保持構件1之基材27之第2面27B於X軸方向之間隔(第5間隙)G5。
亦即，控制裝置6能藉控制第1驅動機構61，使光罩保持構件1(基材27)相對軸構件20(第3突緣43)移動於X軸方向，來調整光罩保持構件1相對軸構件20於X軸方向之位置。
如前所述，本實施形態中，光罩驅動裝置2之第1驅動機構61，能使保持光罩M之光罩保持構件1於繞中心軸J周圍之旋轉方向(θ X方向)移動，且移動於中心軸J方向(X軸方向)。
第2驅動機構62，具有安裝於底座構件23(支撐構件21)側之可動件62A、與安裝於第2平台8側之固定件62B，能使底座構件23及與該底座構件23一體之支撐構件21移交於既定方向。第2驅動機構62包含以羅倫茲力驅動之音 圈馬達。本實施形態中，第2驅動機構62之可動件62A具有磁石單元，固定件62B則具有線圈單元。
本實施形態中，可動件62係分別安裝在底座構件23之複數個既定位置。固定件62B係於第2平台8之複數個既定位置，分別安裝成與可動件62A對應。本實施形態中，可動件62A係分別安裝在底座構件23之至少6處，固定件62B則係分別與可動件62A對應安裝於第2平台8之6處。此外，圖6中，係顯示可動件62A及與可動件62A對應之固定件62B各2個，其餘之可動件62A及固定件62B之圖示則予以省略。
控制裝置6，可藉控制包含複數個可動件62A及固定件62B之第2驅動機構62，使底座構件23及與該底座構件23一體之支撐構件21，移動於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y及θ Z方向之6自由度方向。
又，如前所述，軸構件20相對支撐構件21僅能移動於θ Z方向(旋轉可能)。藉第2空氣軸承37及第3空氣軸承38，限制軸構件20相對支撐構件21於X軸、Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向之移動。因此，隨著底座構件23及支撐構件21往X軸、Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向之移動，軸構件20亦移動於X軸、Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向。換言之，軸構件20與支撐構件21(底座構件23)於X軸、Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向係一起移動。
第2驅動機構62，能藉由將支撐構件21移動既定方向，來將支撐構件21與軸構件20一起移動於既定方向。 因此，控制裝置6藉由控制第2驅動機構62移動支撐構件21，能使軸構件20與支撐構件21一起移動θ X方向以外之方向，亦即移動於X軸、Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向。
又，如以上所述，光罩保持構件1相對軸構件20，僅能移動於X軸及θ X方向。藉由第1空氣軸承36限制光罩保持構件1相對軸構件20於Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向之移動。因此，隨著軸構件20往Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向之移動，光罩保持構件1亦往Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向移動。換言之，光罩保持構件1與軸構件20於Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向係一起移動。
承上所述，第2驅動機構62能藉由使支撐構件21與軸構件20一起移動於Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向，來使光罩保持構件1與軸構件20一起移動於Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向。又，控制裝置6，藉由一邊使用第1驅動機構61調整第5間隙G5(例如一邊維持一定值)、一邊使用第2驅動機構62使支撐構件21與軸構件20一起移動，即能使光罩保持構件1與軸構件20一起移動於X軸、Y軸、Z軸、θ Y及θ Z方向。
此外，控制裝置6能藉由控制包含第1驅動機構61及第2驅動機構62之光罩驅動裝置2，使保持光罩M之光罩保持構件1移動於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y及θ Z方向之6自由度方向。控制裝置6能藉由控制光罩驅動裝置2，調整光罩保持構件1之6自由度方向位置，而能調整保持於該光罩保持構件1之光罩M，進而調整圖案MP之6自由 度方向位置。
本實施形態中，光罩驅動裝置2具有以羅倫茲力驅動之線圈單元與磁石單元，該等線圈單元與磁石單元係以非接觸狀態加以驅動。據此，能抑制移動光罩保持構件1之光罩驅動裝置2之振動的產生。
又，本實施形態中，曝光裝置EX具備抑制隨光罩保持構件1之移動所產生之振動的防振裝置24。隨光罩保持構件1移動所產生之振動，以防振裝置24加以抑制。本實施形態中，防振裝置24包含具有能以羅倫茲力驅動之致動器的第2驅動機構62之至少一部分、與氣墊等之阻尼機構。如以上所述，第2驅動機構62具備能調整底座構件23(支撐構件21)於6自由度方向之位置的複數個致動器。根據未圖示之加速度感測器(又位移感測器)之檢測結果驅動致動器，能抑制隨光罩保持構件1移動於既定方向(6自由度方向)所產生之振動。例如，控制裝置6以加速度感測器(或位移感測器)檢測第2平台8之加速度(或位移)，根據此檢測結果，控制防振裝置24以抑制隨光罩保持構件1之移動所產生之第2平台8之振動。據此，控制裝置6能抑制機體BD、投影光學系統PL等之固有振動數之激勵，抑制振動。
又，本實施形態中，防振裝置24包含用以吸收隨著光罩保持構件1往θ X方向旋轉所產生之慣性力之反作用力的配衡質量46。本實施形態中，配衡質量46包含軸構件20及連接於該軸構件20之錘構件22。此錘構件22，係具有在光罩M保持於光罩保持構件1時，保持重量平衡之功 能者。
包含軸構件20之配衡質量46，會因隨著光罩M之旋轉產生之慣性力之反作用力，依動量首恆定律旋轉於與該光罩M相反之方向。例如，保持有光罩M之光罩保持構件1因光罩驅動裝置2之第1驅動機構61之驅動而往+θ X方向旋轉時，包含對光罩保持構件1為非接觸狀態之軸構件20的配衡質量46，即往-θ X方向旋轉。據此，能抑制光罩保持構件1及光罩M之旋轉時被激勵之振動。
例如，為旋轉保持有光罩M之光罩保持構件1旋轉，在驅動第1驅動機構61時，配衡質量46即往與光罩M及光罩保持構件1之旋轉方向之相反方向，旋轉將該賦予之衝量(impulse)除以配衡質量46之質量的量。藉由此配衡質量46之移動(旋轉)，來移動(旋轉)保持有光罩M之光罩保持構件1、或抵消為保持有光罩M之光罩保持構件1之移動後(旋轉後)姿勢之驅動所產生之反作用力。藉由配衡質量46之作用，能吸收保持有光罩M之光罩保持構件1旋轉所產生之振動，抑制該振動傳至第2平台8。
此外，本實施形態中，因第1驅動機構61之可動件61A與固定件61B之物理性相互作用(電磁相互作用)而產生驅動力，該可動件61A與固定件61B協同動作產生驅動力。本實施形態中，藉由羅倫茲力(電磁力)，固定件61B往與可動件61A相反方向些微移動。本實施形態中，將移動量相對較多之構件稱為可動件、將移動量相對較少之構件稱為固定件。
又，本實施形態中，曝光裝置EX具備將配衡質量46保持成能移動既定量之保持機構47。保持機構47將配衡質量46保持成能移動既定量(可旋轉)，抑制配衡質量46旋轉既定量以上。又，包含致動器之保持機構46，能調整配衡質量47之位置。
本實施形態中，保持機構47包含以羅倫茲力驅動之音圈馬達等之致動器。具體而言，保持機構47具有可動件47A與固定件47B，可動件47A包含安裝於軸構件20側之磁石單元，固定件47B包含安裝於第2平台8側之線圈單元。保持機構47包含所謂之配平馬達(trim motor)。
本實施形態中，軸構件20具有形成在第2突緣42與錘構件22之間的第4突緣44。可動件47A，係安裝在與第2平台8上面相對向之第4突緣44下面。固定件47B係安裝在第2平台8上面之既定位置與可動件47A對應。包含具有可動件47A及固定件47B之音圈馬達的保持機構47，能使包含軸構件20之配衡質量46移動於θ X方向(可旋轉)。亦即，當電力供應至固定件47B之線圈單元時，往θ X方向之驅動力即作用於安裝在第4突緣44之可動件47A。
如以上所述，配衡質量46係藉由保持有光罩M之光罩保持構件1之旋轉所產之反作用力，於θ X方向往與該光罩保持構件1相反方向移動(旋轉)。此處，例如視掃描曝光條件，光罩保持構件1有可能僅於+θ X方向持續移動，此情形中，配衡質量46有可能從基準位置(初期位置、中間位置)往-θ X方向進行大的旋轉，使其位置大幅偏移。
當配衡質量46之軸構件20之θ X方向位置大幅偏移時，例如有可能導致安裝於該軸構件20一部分之第1驅動機構61之致動器(音圈馬達)之控制性劣化等，對控制性產生影響。
因此，控制裝置6在配衡質量46從基準位置旋轉既定量以上時，換言之，當配衡質量46與支撐構件21(或光罩保持構件1)於θ X方向之相對位置偏移容許值以上時，即驅動保持機構47之音圈馬達，調整(修正)包含軸構件20之配衡質量46之θ X方向位置，例如使其回到基準位置。此處，保持機構47之音圈馬達之驅動，能在例如基板更換時、第1照射區域之曝光後至其次之第2照射區域之曝光前間之期間等、以曝光動作中以外之既定時序實施。
又，本實施形態中，保持機構47在掃描曝光中(光罩保持構件1藉第1驅動機構61之旋轉中)，亦係產生能使配衡質量46僅位移既定之驅動力，柔和的保持配衡質量46。換言之，保持機構47在使用第1驅動機構61之光罩保持構件1之旋轉中，亦係在能抑制配衡質量46之既定量以上旋轉之範圍內，產生能柔和保持配衡質量46之驅動力。
在不設置保持機構47、配衡質量46能於θ X方向旋轉自如之情形，有可能無法良好的進行光罩保持構件1藉第1驅動機構61之致動器往θ X方向之推力控制。
因此，本實施形態中，於掃描曝光中(光罩保持構件1藉第1驅動機構61之旋轉中)，亦係藉由保持機構47在配衡質量46能位移既定量之範圍內柔和的加以保持，來抑制 上述不良情形之發生。
又，掃描曝光開始時、或校準動作時等，有想將包含軸構件20之配衡質量46之θ X方向位置配置於基準位置的情形。在此種情形時，控制裝置6可使用保持機構47之致動器，調整配衡質量46之θ X方向位置。
其次，說明更換光罩M之更換系統64。圖8A及8B係顯示進行光罩M之更換之更換系統64的圖。圖8A及8B中，曝光裝置EX具備對光罩保持構件1進行光罩M之更換之更換系統64。如上所述，光罩保持構件1將光罩M保持成能裝卸，控制裝置6能使用更換系統64，對光罩保持構件1進行光罩M之更換。
更換系統64，包含：設於光罩保持構件1、能將光罩M吸附成對保持面26進行裝卸的吸附機構25，與能在光罩保持構件1與既定位置(例如能收容光罩M之收容裝置)之間搬送光罩M的搬送裝置65。
本實施形態中，搬送裝置65具備臂構件66，此臂構件66具有保持面，此保持面係吸附光罩M中、與光罩保持構件1之保持面26對向之-X側側面MS相反側之+X側側面MS加以保持。搬送裝置65，能以臂構件66包持光罩M之側面MS而移動。
圖8A係顯示搬送裝置65將光罩M安裝於光罩保持構件1之狀態(正裝載之狀態)的圖。如圖8A所示，搬送裝置65係使用臂構件66在保持光罩M之+X側側面MS之狀態下，以從軸構件20之一端(+X側)挿入軸構件20及光罩保 持構件1之突出部28之方式，將光罩M裝載(搬入)光罩保持構件1。如圖8B所示，光罩保持構件1以保持面26吸附光罩M之-X側側面MS加以保持。在光罩保持構件1保持光罩M後，搬送裝置65之臂構件66即從光罩保持構件1所保持之光罩M退開。
又，在將保持於光罩保持構件1之光罩M從光罩保持構件1卸載(搬出)之情形時，搬送裝置65之臂構件66從軸構件20之一端(+X側)接近光罩保持構件1所保持之光罩M之+X側側面MS，吸附光罩M之+X側側面MS加以保持。在臂構件66保持光罩M後，即解除光罩保持構件1之光罩M之保持。搬送裝置65之臂構件66，在保持光罩M之狀態下，以從軸構件20及光罩保持構件1之突出部28拔出光罩M之方式往+X側移動。據此，光罩M即被搬送裝置65從光罩保持構件1取下。
如前所述，包含搬送裝置65及吸附機構25之更換系統64，能從軸構件20之一端(+X側)***軸構件20及光罩保持構件1之至少一部分或取出，以進行光罩M搬入光罩保持構件1及將光罩M從光罩保持構件1搬出之至少一方。
接著，說明可取得光罩M之位置資訊之第1檢測系統5A。圖9係用以說明第1檢測系統5A之示意圖。第1檢測系統5A檢測經過光罩M之光，根據該檢測結果取得光罩M之位置資訊、以及關於圖案MP之位置資訊。本實施形態中，第1檢測系統5A包含編碼器系統51及聚焦調平檢測系統 52。包含編碼器系統51及聚焦調平檢測系統52之第1檢測系統5A，能取得光罩M(圖案MP)於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y及θ Z方向之6自由度方向的位置資訊。
編碼器系統51，能取得光罩M之圖案MP於外周面(圖案形成面)MF之周方向的位置資訊、及光罩M之圖案MP於中心軸J方向(X軸方向)的位置資訊之至少一方。編碼器系統51能檢測光罩M之旋轉量(旋轉角度)。聚焦調平檢測系統52，能取得光罩M之圖案形成面MF在與中心軸J垂直方向(Z軸方向)的位置資訊。
第1檢測系統5A之編碼器系統51，檢測經過位置檢測用標記EM(於外周面MF之標記形成區域MB，相對圖案MP以既定位置關係形成)之光，根據該檢測結果，取得關於圖案MP之位置資訊。編碼器系統51包含光學式編碼器。
圖10A係將光罩M之外周面MF之一部分展開於XY平面上的圖，圖10B係將圖10A之標記形成區域MB之一部分加以放大的圖。如圖10A及10B所示，光罩M具備為取得關於圖案MP之位置資訊的標記EM、RM，此標記EM、RM係於外周面MF之標記形成區域MB相對圖案MP以既定位置關係形成。
標記形成區域MB，係分別配置在光罩M之外周面MF之中心軸J方向(X軸方向)一側(+X側)及另一端(-X側)中之圖案形成區域MA外側。形成有圖案MP之圖案形成區域MA，係以包圍中心軸J之方式於外周面MF之周方向連續配置。標記形成區域MB，則係對應圖案形成區域MA，以包圍 中心軸J之方式於外周面MF之周方向連續配置。
形成於標記形成區域MB之標記，包含以編碼器系統51檢測之之位置檢測用標記EM、以及藉由配置在投影光學系統PL像面側(光射出面側)之受光裝置56加以檢測之對準標記RM。本實施形態中，檢測系統5亦包含受光裝置56。
以編碼器系統51檢測之位置檢測用標記EM，係用以取得圖案MP於外周面MF之周方向(θ X方向)的位置資訊、以及圖案MP於中心軸J方向(X軸方向)的位置資訊之至少一方的標記。控制裝置6使用編碼器系統51檢測經過位置檢測用標記EM之光，而能取得圖案MP於外周面MF周方向之位置資訊、及圖案MP於中心軸J方向之位置資訊之至少一方。
以受光裝置56檢測之對準標記RM，係用以取得關於經過投影光學系統PL之圖案MP之像、與配置在投影光學系統PL像面側(光射出面側)之基板P上之照射區域S間之位置關係之資訊的標記。控制裝置6使用受光裝置56檢測經過對準標記RM之光，而能取得關於圖案MP之像與照射區域S間之位置關係之的資訊。
以編碼器系統51檢測之位置檢測用標記EM，係於外周面MF之周方向連續形成。以受光裝置56檢測之對準標記RM，則係於外周面MF之周方向斷續形成。標記EM、RM分別形成有複數個。標記EM、RM係分別形成為與複數個圖案MP對應。
以編碼器系統51檢測之位置檢測用標記EM，包含沿既 定方向形成之複數個線圖案(線與空間圖案)。如圖10B所示，位置檢測用標記EM，包含以X軸方向為長邊方向、沿外周面MF之周方向(θ X方向)以既定間距形成之複數個線圖案、以及以θ X方向(於圖10A及10B之展開圖中為Y軸方向)為長邊方向、沿X軸方向以既定間距形成之複數個線圖案。此等線圖案，其功能係作為以編碼器系統51檢測之標尺(繞射格子)。
以下之說明中，將包含以X軸方向為長邊方向、沿外周面MF之周方向(θ X方向)以既定間距形成之複數個線圖案的標記群(線群)適當的稱為第1標記EM1，將包含以θ X方向為長邊方向、沿X軸方向以既定間距形成之複數個線圖案的標記群(線群)適當的稱為第2標記EM2。
第1標記EM1，包含以圍繞中心軸J之方式、於外周面MF之周方向以既定間距配置之複數個線圖案。第2標記EM2，則包含於X軸方向以既定間距配置、以圍繞中心軸J之方式沿外周面MF之周方向形成之複數個線圖案。此等第1標記EM1及第2標記EM2，分別形成在圖案形成區域MA兩側之2個標記形成區域MB。
如圖9所示，編碼器系統51係配置成與第1標記EM1及第2標記EM2分別對應。本實施形態中，編碼器系統51，具備：用以檢測+X側之標記形成區域MB之第2標記EM2的第1編碼器51A、用以檢測+X側之標記形成區域MB之第1標記EM1的第2編碼器51B、用以檢測-X側之標記形成區域MB之第1標記EM1的第3編碼器51C、以及用以檢 測-X側之標記形成區域MB之第2標記EM2的第4編碼器51D。此等第1、第2、第3、第4編碼器51A,51B,51C,51D為光學式編碼器。
第1編碼器51A及第4編碼器51D，係藉由分別檢測第2標記EM2，而能檢測光罩M於中心軸J方向(X軸方向)之位置資訊、進而檢測圖案MP之位置資訊。第2編碼器51B及第3編碼器51C，藉由分別檢測第1標記EM1，而能檢測光罩M於外周面MF之周方向(θ X方向)之位置資訊。
第1、第2、第3、第4編碼器51A,51B,51C,51D之檢測結果分別輸出至控制裝置6。控制裝置6能根據各編碼器51A,51B,51C,51D之檢測結果取得光罩M之圖案MP之位置資訊。本實施形態中，控制裝置6能根據第1編碼器51A及第4編碼器51D之至少一方之檢測結果，取得將外周面MF展開於XY平面上之狀態下之圖案MP於X軸方向的位置資訊。又，控制裝置6能根據第2編碼器51B及第3編碼器51C之至少一方之檢測結果，取得將外周面MF展開於XY平面上之狀態下之圖案MP於Y軸方向(亦即外周面MF之周方向)之位置資訊。又，控制裝置6能根據第2編碼器51B及第3編碼器51C之雙方之檢測結果，取得將外周面MF展開於XY平面上之狀態下之圖案MP於θ Z方向之位置資訊。
圖11係顯示第2編碼器51B的示意圖。第2編碼器51B，具備：對形成有第1標記EM1之標記形成區域MB投射檢測光的投光裝置501，以及能接收投射於光罩M之標記 形成區域MB、經過該光罩M之標記形成區域MB之檢測光的受光裝置502。本實施形態中，第2編碼器51B係將從投光裝置501投射至標記形成區域MB、於該標記形成區域MB反射之檢測光以受光裝置502加以受光。第2編碼器51B藉由投光裝置501將雷射光投射至第1標記EM1(繞射格子)，並藉由使用此雷射光之干涉現象檢測第1標記EM1。
第1標記EM1之各線圖案係以既定間距形成，當光罩M旋轉時，在從投光裝置501投射之檢測光之照射區域，即交互的配置線部分與非線部分，受光裝置502之受光狀態產生變動。據此，第2編碼器51B能根據受光裝置502之受光結果，求得光罩M之旋轉方向之位置(旋轉量、旋轉角度)。
又，設置複數個投光裝置501之發光元件，將該等發光元件射出之檢測光之照射區域，於標記形成區域MB之周方向以既定間隔(例如各線圖案間距之1/4程度)加以形成，且對應各發光元件(照射區域)設置複數個受光裝置502之受光元件，第2編碼器51B即能根據各受光元件之受光結果檢測光罩M之旋轉方向。
又，第2編碼器51B能根據每單位時間所檢測之各線圖案之數量、與已知線圖案之間距，檢測光罩M之旋轉速度。
此外，使用圖11之說明中，雖係以第2編碼器51B及該對應該第2編碼器51B之第1標記EM1為例做了說明，但除第2編碼器51B以外之其他編碼器51A,51C,51D及 對應該等編碼器51A,51C,51D之各標記EM1,EM2亦具有同等構成。
又，本實施形態中，係與基板P往既定一維方向(Y軸方向)之移動同步，一邊使光罩M之外周面MF以中心軸J為旋轉軸旋轉、一邊將複數個圖案MP之像依序形成於基板P上。此外，本實施形態中，光罩M具備為取得與基板P之移動同步旋轉之外周面MF旋轉時之旋轉開始位置之資訊的標記EMS。以下之說明中，將為取得與基板P之移動同步旋轉之外周面MF旋轉時之旋轉開始位置之資訊的標記EMS，適當的稱為旋轉開始位置標記EMS。
圖12係將形成有旋轉開始位置標記EMS之光罩M外周面MF附近展開於XY平面上的圖。如圖12及圖10B所示，旋轉開始位置標記EMS係形成在光罩M之標記形成區域MB。旋轉開始位置標記EMS於光罩M之外周面MF之周方向形成於一處。
如圖12及圖9所示，第1檢測系統5A之編碼器系統51具有用以檢測旋轉開始位置標記EMS之第5編碼器51S。第5編碼器51S具有與第1~第4編碼器51A~51D同等之構成，具備：對形成旋轉開始位置標記EMS之標記形成區域MB投射檢測光的投光裝置，以及能接收投射於光罩M之標記形成區域MB、經過該光罩M之標記形成區域MB之檢測光的受光裝置。
當光罩M旋轉，將旋轉開始位置標記配置於從第5編碼器51S之投光裝置投射檢測光之照射區域時，受光裝置 之受光狀態即產生變動。據此，第5編碼器51S即能根據受光裝置之受光結果，檢測與基板P之移動同步旋轉之光罩M之旋轉開始位置。
如前所述，第1檢測系統5A能檢測透過旋轉開始位置標記EMS之檢測光，取得與基板P之移動同步旋轉之光罩M旋轉時之旋轉開始位置相關的資訊。控制裝置6能根據包含第5編碼器51S之第1檢測系統5A之檢測結果，控制光罩驅動裝置2將光罩保持構件1所保持之光罩M之位置，設定於與基板P之移動同步旋轉時之旋轉開始位置。
本實施形態中，旋轉開始位置標記EMS具有在編碼器系統51檢測光罩M於旋轉方向之位置馳之基準位置(基準標記)的功能。
第1檢測系統5A之聚焦調平檢測系統52，能取得光罩M之圖案形成面MF在與中心軸J垂直之方向(Z軸方向)的位置資訊。聚焦調平檢測系統52能取得光罩M之圖案形成面MF中、在以照明系統IL照射之曝光用光E之區域(亦即照明區域IA)的位置資訊。如以上所述，本實施形態中，光罩M之圖案形成面MF之最下部BT被曝光用光EL照明，聚焦調平檢測系統52取得該最下部BT之位置資訊。
本實施形態中，為取得光罩M之位置資訊的聚焦調平檢測系統52，包含斜入射方式之聚焦調平檢測系統。如圖9所示，聚焦調平檢測系統52，具有從斜方向將檢測光投射於光罩M之圖案形成面MF的投光裝置52A，以及能接收投射於光罩M之圖案形成面MF、於該光罩M之圖案形成面 MF反射之檢測光的受光裝置52B。
又，本實施形態中，聚焦調平檢測系統52具有例如特開平11-045846號公報所開示之能投射複數條檢測光(光束)之投光裝置52A，能檢測光分別照射於光罩M之圖案形成面MF之複數個既定位置。本實施形態中，聚焦調平檢測系統52使用投光裝置52A，對光罩M之圖案形成面MF之最下部BT附近之複數個既定位置分別照射檢測光。
聚焦調平檢測系統52對光罩M之圖案形成面MF照射從投光裝置52A射出之檢測光，並以受光裝置52B檢測經由該圖案形成面MF之檢測光，根據該檢測結果取得圖案形成面MF之面位置資訊。
聚焦調平檢測系統52之檢測結果(受光裝置52B之受光結果)輸出至控制裝置6。控制裝置6能根據受光裝置52B之受光結果，取得光罩M之圖案MP之位置資訊(形成有圖案MP之圖案形成面MF之位置資訊)。本實施形態中，控制裝置6能根據接收照射至圖案形成面MF之最下部BT(或其附近)之檢測光的受光裝置52B之受光結果，取得將圖案形成面MF展開於XY平面上之狀態下圖案MP於Z軸方向之位置資訊。又，控制裝置6能根據受光裝置52B所接收之分別照射於既定區域(含圖案形成面MF之最下部BT(或其附近))之複數個既定位置之複數條檢測光的受光結果，取得將圖案形成面MF展開於XY平面上之狀態下之圖案MP於θ X方向之位置資訊、及於θ Y方向之位置資訊。
如前所述，本實施形態中，控制裝置6能根據編碼器 系統51之檢測結果，取得將圖案形成面MF展開於XY平面上之狀態下之圖案MP於X軸、Y軸及θ Z方向的位置資訊，根據聚焦調平檢測系統52之檢測結果，取得將圖案形成面MF展開於XY平面上之狀態下之圖案MP於Z軸、θ X及θ Y方向的位置資訊。亦即，本實施形態中，包含編碼器系統51及聚焦調平檢測系統52之第1檢測系統5A，能取得圖案MP於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y及θ Z方向之6自由度方向的位置資訊。
其次，說明基板保持構件3及基板驅動裝置4。圖13係顯示基板保持構件3及基板驅動裝置4附近的圖。基板驅動裝置4，具備第1驅動系統4H與第2驅動系統4V，第1驅動系統4H能藉由將以空氣軸承對第3平台9上面支撐為非接觸之底座構件4B於第3平台9上移動於X軸、Y軸及θ Z方向，據以將該底座構件4B上所裝載之基板保持構件3移動於X軸、Y軸及θ Z方向，第2驅動系統4V能相對底座構件4B將基板保持構件3移動於Z軸、θ X及θ Y方向。
第1驅動系統4H例如包含線性馬達等之致動器，能將以非接觸方式支撐於第3平台9之底座構件4B移動於X軸、Y軸及θ Z方向。第2驅動系統4V，包含設在底座構件4B與基板保持構件3間之例如音圈馬達等之致動器、與測量各致動器之驅動量之未圖示的測量裝置(編碼器等)。如圖13所示，基板保持構件3係透過至少3個致動器支撐在底座構件4B上。各致動器能相對底座構件4B將基板保 持構件3獨立的驅動於Z軸方向。控制裝置6藉分別調整3個致動器之驅動量，相對底座構件4B將基板保持構件3驅動於Z軸、θ X及θ Y方向。
如前所述，包含第1、第2驅動系統4H、4V之基板驅動裝置4，能將基板保持構件3移動於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y及θ Z方向之6自由度方向。控制裝置6藉控制基板驅動裝置4，而能控制基板保持構件3所保持之基板P之表面於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y及θ Z方向之6自由度方向的位置。
接著，說明能取得基板P之位置資訊的第2檢測系統5B。圖13中，第2檢測系統5B，包含：能使用設於基板保持構件3之測量鏡取得基板保持構件3(進而基板P)於X軸、Y軸及θ Z方向之位置資訊的雷射干涉儀系統53，以及能取得基板保持構件3所保持之基板P表面之面位置資訊(於Z軸、θ X及θ Y方向之位置資訊)的聚焦調平檢測系統54。聚焦調平檢測系統54，包含例如特開平8-37149號公報(對應美國專利第6,327,025號)所開示之斜入射方式的聚焦調平檢測系統，具有對基板P表面從斜方向投射檢測光的投光裝置54A，以及能接收投射於基板P表面、於該基板P表面反射之檢測光的受光裝置54B。此外，聚焦調平檢測系統54亦可採用使用静電容型感測器方式者。控制裝置6根據包含雷射干涉儀系統53及聚焦調平檢測系統54之第2檢測系統5B之檢測結果，驅動基板驅動裝置4以控制基板保持構件3所保持之基板P之位置。
如前所述，本實施形態中，控制裝置6能根據雷射干涉儀系統53之檢測結果，取得基板P表面於X軸、Y軸及θ Z方向之位置資訊、並能根據聚焦調平檢測系統52之檢測結果，取得基板P表面於Z軸、θ X及θ Y方向之位置資訊。亦即，本實施形態中，包含雷射干涉儀系統53及聚焦調平檢測系統54之第2檢測系統5B，能取得基板P於X軸、Y軸、Z軸、θ X、θ Y及θ Z方向之6自由度方向之位置資訊。
接著，針對使用具上述構成之曝光裝置EX使基板P曝光之方法，參照圖14之流程圖及圖15、圖16、圖17之示意圖加以說明。
當開始曝光程序，將光罩M裝載於光罩保持構件1、將基板P裝載於基板保持構件3時(步驟SA1)，控制裝置6即開始既定之測量處理。例如，控制裝置6即開始與保持有基板P之基板保持構件3相關之測量處理。
本實施形態中，測量處理中包含使用對準系統55之檢測動作。控制裝置6使用基板驅動裝置4將保持有基板P之基板保持構件3移動於XY方向，如圖15所示，將基板保持構件3上之基準標記FM配置於對準系統55之檢測區域。然後，控制裝置6一邊使用雷射干涉儀系統53測量基板保持構件3之X軸方向及Y軸方向之位置資訊、一邊使用對準系統55檢測基板保持構件3上所設之基準標記FM(步驟SA2)。
據此，控制裝置6即能求出關於基板保持構件3上之 基準標記FM在以雷射干涉儀系統53所規定之座標系內之X軸方向及Y軸方向的位置資訊。
又，控制裝置6一邊使用雷射干涉儀系統53測量保持有基板P之基板保持構件3之X軸方向及Y軸方向的位置資訊，一邊如圖16所示，使用對準系統55檢測設於基板P上之既定数之對準標記AM(步驟SA3)。
據此，控制裝置6即能求出關於各對準標記AM在以雷射干涉儀系統53所規定之座標系內之X軸方向及Y軸方向的位置資訊。
控制裝置6根據以步驟SA3所求出之基板P上各對準標記AM之位置資訊，藉運算處理求出基板P上複數個照射區域S1~S26分別相對對準系統55之檢測基準位置的位置資訊(步驟SA4)。在藉由運算處理求取基板P上複數個照射區域S1~S26各個之位置資訊時，例如可使用特開昭61-44429號公報所開示之所謂EGA(加強型全晶圓對準)方式來加以求出。
據此，控制裝置6即能使用對準系統55進行基板P上之對準標記AM之檢測，以分別決定基板P上所設之複數個照射區域S1~S26在以雷射干涉儀系統53規定之XY座標系內的位置座標(排列座標)。亦即，控制裝置6能得知在以雷射干涉儀系統53規定之XY座標系內，基板P上之各照射區域S1~S26相對對準系統55之檢測基準位置係位於何處。
控制裝置6一邊使用編碼器系統51檢測光罩保持構件 1所保持之光罩M之位置資訊，並使用雷射干涉儀系統53測量保持有基板P之基板保持構件3之位置資訊，一邊使用設於基板保持構件3之受光裝置56，檢測設於光罩M之對準標記RM之像(投影像、空間像)(步驟SA5)。
亦即，控制裝置6，如圖17所示，在使投影光學系統PL與基板保持構件3上之開口56K相對向之狀態下，以曝光用光EL照明設於光罩M之對準標記RM。據此，設於光罩M之對準標記RM之空間像即透過投影光學系統PL投影至含開口56K之基板保持構件3之上面3F，設於基板保持構件3之受光裝置56即能檢測設於光罩M之對準標記RM之空間像。
據此，控制裝置6，即能使用設於基板保持構件3之受光裝置56(開口56K)，求出空間像(投影像)在以雷射干涉儀系統53所規定之座標系內之X軸方向及Y軸方向的位置。
又，以受光裝置56測量對準標記RM之空間像時之光罩M之位置資訊，係以編碼器系統51加以檢測。編碼器系統51藉由檢測位置檢測用標記EM(第1標記EM1)，來檢測以基準標記(旋轉開始位置標記)RMS為基準之對準標記RM之位置資訊、以及圖案MP之位置資訊。亦即，控制裝置6能根據編碼器系統51之檢測結果，得知光罩M上之各圖案MP相對基準標記(旋轉開始位置標記)RMS位於何處。
光罩M之圖案MP與對準標記RM係以既定位置關係形成，基板保持構件3上之基準標記FM與開口56K(受光裝置56)間之位置關係亦為已知。又，檢測系統5之編碼器系統 51之檢測值與雷射干涉儀系統53之檢測值係相對應。因此，控制裝置6能根據步驟SA5之檢測結果，導出在以雷射干涉儀系統53所規定之座標系內之既定之基準位置與光罩M之圖案MP之像之投影位置間的關係(步驟SA6)。
控制裝置6，根據於步驟SA4求出之以雷射干涉儀系統53所規定之座標系內之既定之基準位置與基板P上各照射區域S1~S26間之位置關係(照射區域S1~S26相對既定基準位置之排列資訊)、以及於步驟SA6求出之以雷射干涉儀系統53所規定之座標系內之既定基準位置與光罩M之圖案MP之像之投影位置間之關係，導出以雷射干涉儀系統53所規定之座標系內之光罩M之圖案MP之像之投影位置、與基板P上各照射區域S1~S26間之關係導出(步驟SA7)。
如前所述，本實施形態中，控制裝置6能以受光裝置56檢測透過光罩M之對準標記RM之光，而取得與光罩M之圖案MP之像與基板P上之照射區域S1~S26間之位置關係相關之資訊。
控制裝置6為開始進行基板P之曝光，一邊使用雷射干涉儀系統53測量保持有基板P之基板保持構件3的位置資訊(進而基板P上之照射區域S之位置資訊)，一邊使用基板驅動裝置4將基板保持構件3所保持之基板P移動至最初之曝光開始位置。本實施形態中，控制裝置6係移動基板保持構件3所保持之基板P，以將複數個照射區域S1~S26中、第1照射區域S1配置於投影區域AR之-Y側附近。
又，控制裝置6為開始基板P之曝光，一邊使用編碼器系統51測量光罩保持構件1所保持之光罩M之位置資訊(進而光罩M之圖案MP之位置資訊)，一邊使用光罩驅動裝置2將光罩保持構件1所保持之光罩M移動至曝光開始位置(旋轉開始位置)。控制裝置6使用第1檢測系統5A之第5編碼器51S檢測透過旋轉開始位置標記EMS之檢測光，將光罩M移動(旋轉)至與基板P之移動同步旋轉光罩M時之旋轉開始位置。本實施形態中，控制裝置6係移動光罩保持構件1所保持之光罩M，以將複數個(6個)圖案形成區域MA中、第1圖案形成區域MA配置於照明區域IA之+Y側附近(步驟SA8)。
又，控制裝置6根據聚焦調平檢測系統54之檢測結果進行調整，以使基板P之表面(曝光面)與投影光學系統PL之像面成為既定之位置關係。
又，控制裝置6根據聚焦調平檢測系統52之檢測結果進行調整，以使光罩M之最下部BT與投影光學系統PL之物體面成為既定之位置關係。光罩M之最下部BT係於投影光學系統PL，配置與基板P表面光學共軛之位置。
控制裝置6控制基板驅動裝置4，開始基板P往+Y方向之移動，且控制光罩驅動裝置2，開始光罩M往-θ X方向之移動(旋轉)。
當基板P往+Y方向之移動速度、以及光罩M往-θ X方向之旋轉速度(角速度)分別達到一定、第1照射區域S1之+Y側端部到達投影區域AR時，控制裝置6即從照明系 統IL射出曝光用光EL。控制裝置6分別使用光罩驅動裝置2及基板驅動裝置4，一邊與光罩M往-θ X方向之移動(旋轉)同步，使基板P移動於+Y方向、一邊以曝光用光EL照明光罩M之圖案MP，將光罩M之圖案MP之透過投影光學系統PL投影至基板P上。控制裝置6一邊使光罩M以中心軸J為旋轉軸旋轉、一邊以曝光用光EL照明光罩M之圖案MP。
於掃描曝光時，係在光罩M之部分圖案MP之像投影於投影區域AR之狀態下，相對投影光學系統PL，使光罩M之最下部BT之圖案MP於大致-Y方向以速度V移動，並與此同步使基板P於+Y方向以速度β．V(β為投影倍率)移動。
圖案MP係沿光罩M之圖案形成面MF之周方向形成複數個。控制裝置6，使基板P之照射區域S相對投影光學系統PL之投影區域AR移動於Y軸方向，且一邊與該基板P往Y軸方向之移動同步，相對照明系統IL之照明區域IA使光罩M之圖案形成面MF於θ X方向移動(旋轉)、一邊藉曝光用光EL之照射，以形成於投影區域AR之圖案MP之像使基板P上之照射區域S曝光。一邊與基板P往Y軸方向之移動同步，以中心軸J為旋轉軸使光罩M旋轉、一邊以曝光用光EL照明光罩M之圖案MP，據以將複數個光罩M之圖案MP之像依序形成於基板P上(步驟SA9)。
控制裝置6使用檢測系統5之第1檢測系統5A，監測光罩M(圖案MP)之位置資訊，且一邊使用第2檢測系統5B監測基板P(照射區域S)之位置資訊、一邊驅動光罩M及基板P，以光罩M之圖案MP之像使基板P曝光。亦即，控制 裝置6根據檢測系統5之檢測結果，控制光罩驅動裝置2及基板驅動裝置4，控制將光罩M之圖案MP之像形成於基板P上時之光罩M及基板P之驅動。
具體而言，第1檢測系統5A係在光罩M旋轉中之狀態下，以編碼器系統51之各編碼器51A~51D之各投光裝置501對光罩M之標記形成區域MB投射檢測光，以各受光裝置502檢測經由該光罩M之標記形成區域MB的檢測光。又，第1檢測系統5A係在光罩M旋轉中之狀態下，以聚焦調平檢測系統52之投光裝置52A對光罩M之圖案形成區域MA投射檢測光，以受光裝置52B檢測經由該光罩M之圖案形成區域MA的檢測光。亦即，第1檢測系統5A係在光罩M旋轉之狀態下檢測經由光罩M之檢測光，根據該檢測結果，取得關於光罩M之圖案MP之6自由度方向的位置資訊。
又，第2檢測系統5B在基板P移動之狀態下，以雷射干涉儀系統53對保持有基板P之基板保持構件3之測量鏡(反射鏡)投射檢測光，檢測經由該測量鏡(反射鏡)之檢測光。又，第2檢測系統5B在基板P移動之狀態下，以聚焦調平檢測系統54之投光裝置54A對基板P表面投射檢測光，以受光裝置54B檢測經由該基板P表面之檢測光。亦即，第2檢測系統5B係在基板P移動之狀態下，檢測經由基板P之檢測光，根據該檢測結果，取得關於基板P之照射區域S之6自由度方向的位置資訊。
控制裝置6根據使用第1檢測系統5A取得之、關於包含圖案形成面MF之周方向(θ X方向)之光罩M之圖案MP之 6自由度的位置資訊，控制將光罩M之圖案MP之像形成於基板P上時關於包含光罩M繞中心軸J(θ X方向)之6自由度方向的驅動。
又，控制裝置6根據使用第2檢測系統5B取得之、關於基板P之照射區域S之6自由度的位置資訊，控制將光罩M之圖案MP形成於基板P上時關於包含基板P之6自由度方向的驅動。
如前所述，控制裝置6根據使用檢測系統5取得之關於光罩M及基板P之6自由度方向的位置資訊，一邊調整關於光罩M及基板P之6自由度方向之位置(光罩M與基板P之相對位置關係)、一邊對基板P上照射透過光罩M之曝光用光EL。
本實施形態中，於光罩M沿圖案形成面MF之周方向形成有6個圖案MP，因此當光罩M旋轉大致60度時，第1照射區域S1之曝光即結束。
當對最初待曝光之第1照射區域S1之掃描曝光結束時，控制裝置6不進行保持有光罩M之光罩保持構件1及保持有基板P之基板保持構件3各自的減速，而持續光罩M往-θ X方向之旋轉，並持續基板P往+Y方向之移動。控制裝置6對配置於第1照射區域S1之-Y側之第2照射區域S2之曝光，係與和第1照射區域S1同樣的進行。
控制裝置6不進行保持有光罩M之光罩保持構件1及保持有基板P之基板保持構件3之各自的減速，而持續光罩M往-θ X方向之旋轉，並持續基板P往+Y方向之移動， 以使第3照射區域S3及第4照射區域S4分別連續的曝光。如前所述，本實施形態中，控制裝置6係以一次掃描，持續實施排列於Y軸方向之1行分照射區域S1~S4之曝光。
當第4照射區域S4之曝光結束後，控制裝置6即進行基板保持構件3之減速。控制裝置6判斷1片基板P之曝光是否結束、也就是說判斷是否已結束基板P上之所有曝(步驟SA10)。此處，係剛結束第1~第4照射區域S1~S4之曝光，仍有其他待曝光之照射區域。
步驟SA10中，當判斷仍未結束基板P上之所有曝光時，控制裝置6即一邊使用雷射干涉儀系統53測量保持有基板P之基板保持構件3之位置資訊(進而基板P上之照射區域S之位置資訊)、一邊使用基板驅動裝置4將基板保持構件3所保持之基板P移動至次一曝光開始位置。本實施形態中，控制裝置6係移動基板保持構件3所保持之基板P，以將複數個照射區域S1~S26中、第5照射區域S5配置於投影區域AR之+Y側附近。
又，控制裝置6為開始基板P之曝光，一邊使用編碼器系統51測量光罩保持構件1所保持之光罩M之位置資訊(進而光罩M之圖案MP之位置資訊)1、一邊使用光罩驅動裝置2將光罩保持構件1所保持之光罩M移動至曝光開始位置(旋轉開始位置)。控制裝置6使用第1檢測系統5A之第5編碼器51S，檢測透過旋轉開始位置標記EMS之檢測光，將光罩M移動(旋轉)至與基板P之移動同步旋轉光罩M時之旋轉開始位置。本實施形態中，控制裝置6係移動光 罩保持構件1所保持之光罩M，以將複數個(6個)圖案形成區域MA中、第1圖案形成區域MA配置於照明區域IA之-Y側附近(步驟SA11)。
本實施形態中，控制裝置6係與基板P往曝光開始位置之移動之至少一部分並行，實施光罩M往旋轉開始位置之移動。又，控制裝置6在光罩M往旋轉開始位置之移動中，係停止曝光用光EL對光罩M之照射(暫時停止基板P之曝光)。
又，此處，為進行第1~第4照射區域S1~S4之曝光，光罩M係往-θ X方向旋轉，在第4照射區域S4之曝光結束後，往與第1~第4照射區域S1~S4之曝光時相同方向，亦即，持續往-θ X方向之旋轉，較往反方向、亦即往+θ X方向旋轉之情形相較，能更快的到達旋轉開始位置。
當光罩M及基板P分別往曝光開始位置之移動結束後，控制裝置6將保持有光罩M之光罩保持構件1之移動方向(旋轉方向)設定為反方向，並將保持有基板P之基板保持構件3之移動方向設定為反方向(步驟SA12)。
控制裝置6控制基板驅動裝置4，開始基板P往-Y方向之移動，並控制光罩驅動裝置2，開始光罩M往+θ X方向之移動(旋轉)。
當基板P往-Y方向之移動速度、及光罩M往+θ X方向之旋轉速度分別達到一定、第5照射區域S5之-Y側端部到達投影區域AR時，控制裝置6即從照明系統IL射出曝光用光EL。控制裝置6，一邊與光罩M往+θ X方向之移 動(旋轉)同步使基板P移動於-Y方向，一邊以曝光用光EL照明光罩M之圖案MP，將光罩M之圖案MP之像透過投影光學系統PL投影至基板P上。控制裝置6一邊使光罩M以中心軸J為旋轉軸旋轉、一邊以曝光用光EL照明光罩M之圖案MP。一邊與基板P往Y軸方向之移動同步，以中心軸J為旋轉軸使光罩M旋轉、一邊以曝光用光EL照明光罩M之圖案MP，據以將複數個光罩M之圖案MP之像依序形成於基板P上(步驟SA9)。
在此情形下，控制裝置6亦係根據使用檢測系統5所取得之關於光罩M及基板P之6自由度方向之位置資訊，一邊調整光罩M及基板P於6自由度方向之位置(光罩M與基板P之相對位置關係)、一邊對基板P上照射經過光罩M之曝光用光EL。
對第5照射區域S5之掃描曝光結束時，控制裝置6不進行保持有光罩M之光罩保持構件1及保持有基板P之基板保持構件3各自之減速，而持續光罩M往+θ X方向之旋轉，且持續基板P往-Y方向之移動。控制裝置6對配置於第5照射區域S5之+Y側之第6照射區域S6之曝光，係與和第5照射區域S5同樣的進行。
控制裝置6不進行保持有光罩M之光罩保持構件1及保持有基板P之基板保持構件3各自之減速，而持續光罩M往+θ X方向之旋轉，且持續基板P往-Y方向之移動，以使第7、第8、第9、第10照射區域S7、S8、S9、S10分別連續的曝光。如前所述，本實施形態中，控制裝置6係以 一次掃描，持續實施排列於Y軸方向之1行分照射區域S5~S10之曝光。
如以上所述，本實施形態中，光罩M之圖案MP係沿圖案形成面MF之周方向，至少形成有照射區域S於基板P之掃描方向(Y軸方向)的最大数(本實施形態中為6個)。因此，控制裝置6能藉由使光罩M360度旋轉(一旋轉)，來實施排列於Y軸方向之1行份照射區域S5~S10之曝光。
以下，以同樣方式，控制裝置6在每次結束排列於Y軸方向之1行照射區域S(S11~S16、S17~S22、S23~S26)之曝光時，即將光罩M之旋轉方向設定為反方向(反轉)，並將基板P之移動方向設定為反方向，實施行單位之曝光處理(步驟SA9~SA12)。
重複以上動作，於步驟SA10中判斷基板P上所有曝光皆結束時，控制裝置6即進行基板保持構件3所保持之基板P的卸載(步驟SA13)。然後，控制裝置6判斷是否有下一告待曝光之基板P(步驟SA14)。於步驟SA14中，判斷有下個待曝光之基板P時，控制裝置6即重複步驟SA1以後之處理。另一方面，於步驟SA14中判斷已無待曝光之基板P時，控制裝置6即結束曝光程序。
如以上之說明，本實施形態中，光罩M係形成為滿足上述(1)式之條件，因此能抑制生產率之降低，於基板P上良好的形成圖案MP之像。
亦即，例如當光罩M之直徑D非常小、光罩M之周方向長度(π×D)與基板P最大長度L相較非常小情形時，為 使基板P上複數個照射區域S曝光，有可能會產生例如使光罩M旋轉複數圈旋轉、或頻繁的改變光罩M之旋轉方向的需要。
例如，當光罩M之周方向長度(π×D)小、僅能沿圖案形成面MF之周方向形成1個圖案MP之情形時，例如，為使照射區域S5~S10曝光，必須使光罩M旋轉6圈。又，在僅能沿圖案形成面MF之周方向形成1個圖案MP之情形中，例如，為以第5、第16、第17之照射區域S5、S16、S17之順序曝光，有可能產生為使第5照射區域S5曝光而在使光罩M旋轉於+θ X方向後，為使第16照射區域S16曝光而使光罩M旋轉於-θ X方向、接著為使第17照射區域S17曝光，而使光罩M旋轉於+θ X方向的需要。
使光罩M旋轉複數圈、或頻繁的改變光罩之移動方向及/或基板之移動方向，有可能會產生振動而使曝光精度惡化。為了一邊與光罩M之移動同步移動基板P、一邊以！精度使該基板P曝光，必須確保較多之光罩及/或基板之加速結束後，所產生之振動收歛、速度達一定之待機時間(静定時間)。此情形下，即代表無助於曝光之時間增加，而有可能降低生產率。
又，照射區域S之大小雖視欲製造之元件而變化，但例如當光罩M之直徑D非常小、光罩M之周方向長度(π×D)較基板P之最大長度L非常小時，欲形成於光罩M之圖案MP之大小(周方向之大小)將受到限制，例如有可能無法良好的形成於Y軸方向具有所欲大小之照射區域S。又，以振 動抑制等為目的，而抑制光罩M之旋轉方向頻繁變化、或欲盡可能一邊以等速旋轉光罩M一邊使照射區域S曝光之情形時，光罩M之周方向長度(π×D)小、於光罩M周方向之圖案MP之大小及配置等受到限制的話，照射區域S於基板P上之配置亦會受到限制，而有可能產生例如基板P上於Y軸方向之照射區域S彼此之間隔變大、或可形成之照射區域S數目減少等，於基板P上形成大量無用區域的不良情形。
另一方面，視欲製造之元件(照射區域S之大小)變更光罩M之大小(直徑D)，有可能產生為維持曝光精度之處理變得煩雑、隨著必須製造複數種類大小之光罩M而導致製造成本之上昇。例如，不改變光罩M之旋轉軸(中心軸J)位置而改變光罩M之直徑D時，由於投影光學系統PL與光罩M之位置關係，具體而言，投影光學系統PL之物體面與曝光用光EL所照射之光罩M之最下部BT間之位置關係會變動，因此在每次變更光罩M之大小時，皆會產生必須變更投影光學系統PL之光學特性的可能性。又，藉變更光罩M之大小(直徑D)、變更光罩M之旋轉軸(中心軸J)位置，來維持投影光學系統PL之物體面與曝光用光EL所照射之光罩M之最下部BT間之位置關係之情形時，光罩M之曲率亦會變化，此種情形時，會產生須修正投影光學系統PL之光學特性的可能性。
本實施形態中，由於光罩M係形成為滿足(1)式之條件，因此能抑制上述不良情形之發生，抑制生產率之降低， 於基板P上良好的形成圖案MP之像。亦即，僅需使光罩M旋轉一圈(360度旋轉)，即能將排列於基板P之最大長度L之部分的複數個(6個)照射區域順暢的加以曝光。又，在使排列於基板P之最大長度L部分以外部分之照射區域(例如第1~第4照射區域S1~S4)曝光時，光罩M不需旋轉一圈，亦即僅需旋轉約240度，即能在抑制振動等發生之同時，使第1~第4照射區域S1~S4順暢的曝光。第4照射區域S4之曝光後，如以上所述，藉由與基板P往曝光開始位置之移動之至少一部分並行，實施光罩M往旋轉開始位置之移動，繼能抑制生產率之降低。
又，藉由將光罩M形成為滿足(1)式之條件，即能加大光罩M之曲率半徑、降低圖案MP之彎曲。又，藉由將光罩M形成為滿足(1)式之條件，能加大光罩M之慣性矩、使光罩M之旋轉安定。
又，由於圖案MP係沿光罩M之圖案形成面MF形成複數個，因此能在抑制光罩M之移動方向之變化(切換)次數、及隨著該光罩M之移動方向變化之基板P之移動方向變化(切換)次數之同時，以一次掃描將複數個圖案MP之像形成於基板P上。
又，由於圖案MP係沿光罩M之圖案形成面MF之周方向，形成基板P上照射區域S於Y軸方向之最大數，因此能藉由光罩M之旋轉一圈，實施排列於Y軸方向之1行分照射區域S之曝光。
又，本實施形態中，由於光罩保持構件1係將光罩M 之側面MS以能裝卸之方式加以保持，因此能在不導致例如生產率降低之情形下，順暢的更換光罩M。
又，由於光罩保持構件1係配置在將該光罩保持構件1支撐為能旋轉之軸構件20之一端(+X側)，因此能從該軸構件20之一端將光罩M順暢的裝載於光罩保持構件1，且將光罩保持構件1所保持之光罩M從該軸構件20之一端順暢的加以卸載。
又，本實施形態中，由於係將保持有光罩M之光罩保持構件1設於能在6自由度方向移動之光罩驅動裝置2，因此能進行光罩M之位置調整，藉精確的調整光罩M與基板P之位置關係，以光罩M之圖案MP之像使基板P良好的曝光。
又，本實施形態中，設有包含配衡質量46(用以抑制隨保持有光罩M之光罩保持構件1之移動(旋轉)所產生之振動)之防振裝置24。因此、能抑制因振動引起之光罩M與基板P之位置關係的變動，抑制起因於振動之曝光精度之惡化。
又，本實施形態中，保持光罩M之光罩保持構件1係配置在軸構件20之一端(+X側)，於該軸構件20另一端(-X側)配置有錘構件22。將軸構件20支撐為能旋轉之支撐構件21係配置在光罩保持構件1與錘構件22之間。錘構件22具有平衡配重之功能，能抑制僅於軸構件20一端之載重。因此，能抑制因偏位負載引起之第2間隙G2、第3間隙G3、及第4間隙G4等產生變動、或軸構件20與支撐構件21彼此接觸之情形。因此，能抑制振動之發生，使軸 構件20順暢的旋轉。
又，本實施形態中，軸構件20與錘構件22雖為一體，但亦可在軸構件20之另一端設置將錘構件22保持成能裝拆之保持機構，使錘構件22成為可更換。由於錘構件22具有平衡配重之功能，因此亦可準備複數個重量不同之錘構件22，視所使用之光罩M大小(重量)，將重量最適當之錘構件22安裝於軸構件20之另一端。此外，亦可視光罩M之重量，省略錘構件22。
<第2實施形態>
其次，說明第2實施形態。以下之說明中，與上述實施形態相同或同等之構成部分係賦予相符號、並將其說明予以簡化或省略。
上述第1實施形態中，光罩M雖係形成為滿足(1)式之條件，當亦可將光M形成為設光罩M於圖案形成面MF之直徑為D、基板P於基板P掃描方向(本實施形態中為Y軸方向)之最大長度為L、投影光學系統PL之投影倍率為β、圓周率為π時，滿足下式(2)之條件。
(β×L)/π)>D≧(β×L)/(2×π)………(2)
例如，將光罩M形成為滿足上述(1)式之條件，而使光罩M大型化時，藉由將光罩M形成為滿足(2)式之條件，即能使抑制生產率降低、以及抑制曝光精度惡化之兩者皆成立。
光罩M形成為滿足(2)式之條件時，例如為使基板P之最大長度L之部分之照射區域S曝光，雖有可能需使光罩M 旋轉一圈以上(但旋轉二圈以下)，但藉由將光罩M形成為滿足(2)式之條件，即能分別實現抑制隨著光罩M大型化所產生之不良情形、抑制生率降低、以及抑制曝光精度惡化。
又，藉由滿足D≧(β×L)/(2×π)之條件，能在維持所欲生產率之同時，抑制隨著光罩M小型化所產生之不良情形。亦即，光罩M過於小型化時，有可能無法獲得所欲之生產率、或光罩M之曲率半徑變小而使圖案MP之彎曲增大、或光罩M之慣性矩變小而使光罩M之旋轉不安定，但藉由滿足(2)式，即能抑制此種不良現象之產生。
此外，上述各實施形態中，雖係以基板P在XY平面內大致為圓形之情形為例作了說明，但基板P亦可以是例如矩形(長方形)等、圓形以外之形狀。基板P於XY平面內之形狀即使為圓形以外之形狀，只要根據基板P於基板P掃描方向(Y軸方向)之最大長度L，將光罩M形成為滿足(1)式或(2)式之條件，即能抑制生產率降低，於基板上良好的形成圖案之像。
此外，上述各實施形態中，作為光罩雖係使用反射型光罩，但亦可使用透過型光罩。此時，照明系統IL係對例如光罩M之最上部照射曝光用光EL。通過光罩M、並通過光罩M之最下部BT之曝光用光EL射入投影光學系統PL。
此外，上述各實施形態中，光罩M雖為圓筒狀，但亦可以是圓柱狀。此時，光罩保持構件1中，省略較保持面26突出於+X側之突出部28、及軸構件20之一部分。
又，上述各實施形態中，圖案MP雖係沿光罩M之圖案 形成面MF之周方向形成複數個，但亦視例如欲製造之元件(照射區域S)之大小等，不一定須沿光罩M之周方向形成複數個。例如即使圖案MP為1個，亦可藉由將光罩M形成為滿足(1)式或(2)式之條件，以抑制生率降低，於基板P上良好的形成圖案MP之像。
又，上述各實施形態中，圖案MP亦可沿光罩M之中心軸J方向(X軸方向)形成複數個。
又，上述各實施形態中，亦可應用例如國際公開第99/49504號小冊子所揭示之液浸法。亦即，可採用將投影光學系統PL與基板P間之曝光用光EL之光路空間，換言之，在將投影光學系統PL前端之光學元件之像面(射出面)側之光路空間以液體充滿之狀態，對基板P上照射經由光罩M、投影光學系統PL及液體之曝光用光EL，將光罩M之圖案MP之像投影至基板P上的方式。又，應用液浸法情形時，可採用例如國際公開第99/49504號小冊子所揭示之於基板P上之部分區域，形成覆蓋投影區域AR、較投影區域AR大且小於基板P之液體之液浸區域的局部液浸方式，亦可採用例如特開平6-124873號公報、特開平10-303114號公報、美國專利第5,825,043號等所揭示之在將曝光對象之基板表面完全浸於液體中之狀態下進行曝光之全晶圓液浸方式。又，作為液體，可以是水(純水)、過氟聚醚(PFPE)、氟系油等氟系流體、衫木油等，水以外之物。又，適用液浸法時，可例如國際公開第2004/019128號小冊子所揭示之將前端之光學元件物體面(入射面)側之光路空間 亦以液體充滿。
適用液浸法之曝光裝置中，投影光學系統PL之光學元件(最終光學元件FL等)，例如能以石英(二氧化矽)形成。或者，光學元件亦能以氟化鈣(螢石)、氟化鋇、氟化鍶、氟化鋰、氟化納等氟化合物之單結晶材料形成。再者，光學元件亦可以折射率較石英或螢石高(例如1.6以上)之材料來形成。作為折射率1.6以上之材料，例如能使用國際公開第2005/059617號小冊子所揭示之藍寶石、二氧化鍺等、或者可使用如國際公開第2005/059618號小冊子所揭示之氯化鉀(折射率約1.75)等。再者，亦能於終端光學元件表面之一部分(至少包含與液體之接觸面)或全部形成具有親液性及/或溶解防止功能的薄膜。此外，雖然石英與液體LQ之親和性較高且不需要溶解防止膜，但螢石則最好至少要形成溶解防止膜。作為液體LQ可使用各種流體，例如亦能使用超臨界流體。作為折射率較純水高(例如1.5以上)之液體，例如有折射率約1.50之異丙醇、折射率約1.61之甘油(glycerine)之類具有C-H鍵結或O-H鍵結的既定液體、己烷、庚烷、癸烷等既定液體(有機溶劑)、或折射率約1.60之十氫萘(Decalin：Decahydronaphthalene)等。又，液體，亦可係混合上述液體中任意兩種類以上之液體者，亦可係於純水添加(混合)上述液體之至少一種者。再者，液體，亦可係於純水添加(混合)H+ 、Cs+ 、K+ 、Cl- 、SO4 2- 、PO4 2- 等鹼基或酸等者、或亦可係於純水添加(混合)Al氧化物等微粒子者。此外，作為液體，最好係光之吸收係數較小，溫度依 存性較少，並對塗布於投影光學系統及/或基板表面之感光材(或頂層塗布膜或反射防止膜等)較穩定者。於基板亦能設置用以從液體保護感光材或基材的頂層塗布膜等。
此外，上述各實施形態中，曝光用光EL雖使用ArF準分子雷射光，但在光罩M係使用反射型光罩之情形時，亦可使用軟X線(EUV)作為曝光用光EL。反射型光罩之圖案MP，例如可如特開平7-153672號公報所揭示，根據使用EB曝光機之EB描繪法形成。反射型光罩可以下述方法形成，亦即，於石英、陶瓷等基材上形成包含Mo、SI等之多層膜，於該多層膜上形成包含Cr、W、Ta等對EUV具有吸收性之吸收體圖案。
又，作為上述各實施形態之基板P，除了半導體元件製造用之半導體晶圓以外，亦能適用於顯示器元件用之玻璃基板、薄膜磁頭用之陶瓷晶圓、在曝光裝置所使用之光罩或標線片的原版(合成石英、矽晶圓)、或膜構件等。基板之形狀並不僅為圓形，亦可係矩形等其他形狀。
又，作為曝光裝置EX，除了可適用使光罩M與基板P同步移動來掃描曝光光罩M之圖案的步進掃描方式掃描型曝光裝置(掃描步進機)外，亦能適用在使光罩M與基板P靜止之狀態下使光罩M之圖案一次曝光，並依序使基板P步進移動的步進重複方式投影曝光裝置(步進機)。
又，步進重複方式之曝光，亦能在使第1圖案與基板P大致靜止之狀態下，使用投影光學系統將第1圖案之縮小像轉印於基板P上後，在使第2圖案與基板P大致靜止之 狀態下，使用投影光學系統使第2圖案之縮小像與第1圖案部分重疊而一次曝光於基板P上(接合方式之一次曝光裝置)。又，作為接合方式之曝光裝置，亦能適用於步進接合方式之曝光裝置，其係在基板P上將至少兩個圖案部分重疊而轉印，並依序移動基板P。
又，本發明亦能適用於例如日本特開平10-163099號公報、日本特開平10-214783號公報(對應美國專利第6,341,007號、第6,400,441號、第6,549,269號及第6,590,634號)、日本特表2000-505958號公報(對應美國專利5,969,441號)等所揭示，具備複數個基板載台的多載台型(雙載台型)曝光裝置。
再者，本發明亦能適用於例如特開平11-135400號公報(對應國際公開第1999/23692號小冊子)、特開2000-164504號公報(對應美國專利第6,897,963號)等所揭示之具備保持基板之基板載台、以及裝載了形成有基準標記之基準構件及/或各種光電感測器之測量載台的曝光裝置。
作為曝光裝置EX之種類，並不限於用以將半導體元件圖案曝光於基板P之半導體元件製造用曝光裝置，而亦能廣泛適用於液晶顯示元件製造用或顯示器製造用之曝光裝置、或用以製造薄膜磁頭、攝影元件(CCD)、微型機器、MEMS、DNA晶片、標線片、或光罩等之曝光裝置等。
又，例如亦能將本發明適用於例如日本特表2004-519850號公報(對應美國專利第6,611,316號)所揭示之曝光裝置，其係將兩個光罩圖案透過投影光學系統在基板上 合成，藉由一次之掃描曝光來對基板上之一個照射區域大致同時進行雙重曝光。
此外，在法令允許範圍內，援用與上述各實施形態及變形例所引用之曝光裝置等相關之所有公開公報及美國專利之揭示作為本文記載的一部分。
如以上所述，曝光裝置EX，係將包含各構成要素的各種子系統，以能保持既定機械精度、電氣精度、光學精度之方式，加以組裝製造。為確保上述各種精度，於此組裝之前後，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，對各種電氣系統則進行用達成各種電氣精度之調整。各種子系統組裝至曝光裝置之步驟，包含各種子系統彼此間之機械連接、電氣迴路之連接、氣壓迴路之連接等。此各種子系統組裝至曝光裝置之步驟前，當然有各個子系統之組裝步驟。各種子系統組裝至曝光裝置之步驟結束後，即進行綜合調整，以確保曝光裝置全體之各種精度。又，曝光裝置的製造以在溫度及清潔度等受到管理的無塵室中進行較佳。
半導體元件等之微型元件係經由進行微元件之功能、性能設計的步驟201、根據此設計步驟製作光罩(標線片)之步驟202、製造基板(元件基材)的步驟203、(包含藉由前述實施形態將光罩之圖案曝光於基板、使曝光之基板顯影之基板處理(曝光處理))之步驟204、元件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝步驟)205、檢查步驟206等加以製造。
半導體元件等之微元件，如圖18所示，係經由微元件之功能、性能設計步驟201，根據此設計步驟製作光罩(標線片)的步驟202，製造基板(元件基材)的步驟203，包含根據前述實施形態、以光罩之圖案像使基板曝光並將曝光後之基板予以顯影的基板處理(曝光處理)步驟204，元件組裝步驟(包含切割製程、結合製程、封裝製程等之加工製程)205，檢查步驟206而製造。
1‧‧‧光罩保持裝置
2‧‧‧光罩驅動裝置
3‧‧‧基板保持裝置
4‧‧‧基板驅動裝置
5‧‧‧檢測系統
5A,5B‧‧‧第1、第2檢測系統
6‧‧‧控制裝置
20‧‧‧軸構件
21‧‧‧支撐構件
22‧‧‧砝碼構件
23‧‧‧底座構件
24‧‧‧防振裝置
25‧‧‧吸附機構
46‧‧‧配衡質量
47‧‧‧保持機構
61‧‧‧第1驅動機構
61A‧‧‧可動件
61B‧‧‧固定件
62‧‧‧第2驅動機構
100‧‧‧保護罩
101‧‧‧支撐構件
EL‧‧‧曝光用光
EX‧‧‧曝光裝置
IL‧‧‧照明系統
J‧‧‧中心軸
M‧‧‧光罩
MA‧‧‧圖案形成區域
MB‧‧‧光罩形成區域
MF‧‧‧圖案形成面
MP‧‧‧圖案
P‧‧‧基板
PL‧‧‧投影光學系統
S(S1~S26)‧‧‧照射區域
圖1，係顯示第1實施形之曝光裝置的概大致構成圖。
圖2，係顯示第1實施形態之曝光裝置EX的示意圖。
圖3，係顯示第1實施形態之光罩的立體圖。
圖4A，係用以說明第1實施形態之光罩，顯示光罩側面的示意圖。
圖4B，係用以說明第1實施形態之光罩，顯示將光罩之圖案形成面展開於XY平面上的圖。
圖5，係顯示保持第1實施形態之基板之基板保持構件的俯視圖。
圖6，係顯示第1實施形態之光罩保持構件及光罩驅動裝置之附近的側截面圖。
圖7A，係顯示第1實施形態之光罩保持構件，為與光罩保持構件之XZ平面平行的截面圖。
圖7B，係顯示第1實施形態之光罩保持構件，從+X側觀察光罩保持構件的圖。
圖8A，係用以說明第1實施形態之更換光罩之光罩更換系統的圖，顯示搬送裝置搬送光罩之狀態。
圖8B，係用以說明第1實施形態之更換光罩之光罩更換系統的圖，顯示光罩保持於光罩保持構件之狀態。
圖9，係用以說明第1實施形態之能取得光罩之位置資訊之第1檢測系統的示意圖。
圖10A，係用以說明第1實施形態之光罩之標記形成區域的示意圖，顯示將光罩之圖案形成面之一部分展開於XY平面上。
圖10B，係用以說明第1實施形態之光罩之標記形成區域的示意圖，放大顯示圖10A之標記形成區域之一部分。
圖11，係顯示第1實施形態之一編碼器系統例的示意圖。
圖12，係將第1實施形態之形成有旋轉位置開始標記之光罩圖案形成面附近展開於XY平面上的圖。
圖13，係用以說明第1實施形態之能取得基板位置資訊之第2檢測系統的示意圖。
圖14，係顯示本發明第1實施形態之一曝光方法例的流程圖。
圖15，係用以說明第1實施形態之曝光裝置之一動作例的示意圖。
圖16，係用以說明第1實施形態之曝光裝置之一動作例的示意圖。
圖17，係用以說明第1實施形態之曝光裝置之一動作 例的示意圖。
圖18，係顯示微元件之一製程例的流程圖。
1‧‧‧光罩保持裝置
2‧‧‧光罩驅動裝置
3‧‧‧基板保持構件
3C‧‧‧基板保持構件之凹部
3F‧‧‧基板保持構件之上面
4‧‧‧基板驅動裝置
4B‧‧‧底座構件
4H,4V‧‧‧第1、第2驅動系統
5‧‧‧檢測系統
5A,5B‧‧‧第1、第2檢測系統
6‧‧‧控制裝置
7,8,9‧‧‧第1、第2、第3平台
8K‧‧‧第2平台之開口
10,13,14‧‧‧防振裝置
11,12‧‧‧第1、第2支柱
15‧‧‧鏡筒
15F‧‧‧突緣
51‧‧‧編碼器系統
52,54‧‧‧自動調平檢測系統
53‧‧‧雷射干涉儀系統
55‧‧‧對準系統
56‧‧‧受光裝置
AM‧‧‧對準標記
BD‧‧‧機體
CL1,CL2‧‧‧第1、第2立柱
EL‧‧‧曝光用光
EX‧‧‧曝光裝置
IA‧‧‧照明區域
IL‧‧‧照明系統
J‧‧‧中心軸
M‧‧‧光罩
MA‧‧‧圖案形成區域
MB‧‧‧光罩形成區域
MF‧‧‧圖案形成面
MP‧‧‧圖案
P‧‧‧基板
PL‧‧‧投影光學系統
S‧‧‧照射區域

Claims (14)

  1. 一種曝光方法，係以掃描曝光方式將光罩之圖案像轉印至於既定方向移動之基板上，其特徵在於，包含：以該既定軸作為中心旋轉圓筒狀光罩，該圓筒狀光罩具有光罩圖案與標尺，該光罩圖案係從既定軸沿著一定半徑之圓筒狀或圓柱狀之周面設置，該標尺係將複數個線圖案沿著該周面設置；對該圓筒狀光罩之周面上照射以該既定軸之方向作為長邊方向之矩形狀之曝光用光，且藉由投影光學系統將該光罩圖案像投影曝光於該基板之表面；於該投影曝光之間，根據藉由編碼器系統所測量之該圓筒狀光罩之該標尺之檢測結果，將該圓筒狀光罩之周面之速度與該基板之表面之速度根據該投影光學系統之投影倍率進行設定。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，該圖筒狀光罩具有圖案形成區域與標記形成區域，該圖案形成區域係在從該周面上之該既定軸之方向之兩端僅既定間隔之內側形成該光罩圖案，該標記形成區域係配置於該圖案形成區域之該既定軸之方向之兩側之各個，於該標記形成區域之各個設置該標尺。
  3. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，該編碼器系統包含第1編碼器系統與第2編碼器系統，該第1編碼器系統係測量設置於該標記形成區域之一方之該標尺，該第2編碼器系統係測量設置於該標記形成區域之另一方 之該標尺。
  4. 如申請專利範圍第3項之曝光方法，其中，設置於該標記形成區域之各個之該標尺包含第1標尺與第2標尺，該第1標尺係以既定間距將線圖案排列於該圓筒狀光罩之旋轉方向，該第2標尺係以既定間距將該線圖案排列於該圓筒狀光罩之該既定軸之方向，第1及第2編碼器系統係分別測量該第1標尺與該第2標尺。
  5. 如申請專利範圍第4項之曝光方法，其中，該第1、第2編碼器系統之各個包含測量該圓筒狀光罩之該旋轉方向與該既定軸方向之2維位置之複數個受光元件，根據來自該複數個受光元件之2維位置資訊，取得該圓筒狀光罩上之該光罩圖案之3自由度之方向之位置資訊。
  6. 如申請專利範圍第5項之曝光方法，其中，該光罩圖案係於該圖案形成區域內沿著該旋轉方向形成有複數個，於該標記形成區域中用於與該基板之相對位置對準之對準標記係以對應該複數個光罩圖案之各個之方式形成。
  7. 如申請專利範圍第5項之曝光方法，其中，該光罩圖案係於該圖案形成區域內沿著該既定軸之方向形成有複數個。
  8. 一種曝光方法，係透過投影光學系統以掃描曝光方式將顯示器元件用之光罩圖案像轉印至在即定方向移動之玻璃或薄膜構件形成之矩形之基板上，其特徵在於，包含：準備具有1個或複數個光罩圖案與標尺之圓筒狀光罩，該1個或複數個光罩圖案係沿著將既定軸作為中心之 直徑D之圓筒狀之周面設置，該標尺係將複數個線圖案沿著該周面設置；此時，將該基板之移動方向之長度設為L、該投影光學系統之投影倍率設為β、圓周率設為π時，從生產率與曝光精度之兩方觀點而言，該圓筒狀光罩係設定成D≧(β×L)/π；或(β×L)/π>D≧(β×L)/(2×π)任一方之關係，進而，將以該既定軸之方向作為長邊方向之矩形狀之曝光用光照射於該圓筒狀光罩之周面上，藉由該投影光學系統將該光罩圖案像朝向該基板投影；該掃描曝光時，根據測量該標尺之編碼器系統之檢測結果，將該既定軸作為中心進行該圓筒狀光罩之旋轉控制，以使該光罩圖案根據該基板朝該既定方向移動該長度L之位置沿著該周面移動。
  9. 如申請專利範圍第8項之曝光方法，其中，該圓筒狀光罩具有圖案形成區域與標記形成區域，該圖案形成區域係在從該周面上之該既定軸之方向之兩端僅既定間隔之內側形成該光罩圖案，該標記形成區域係配置於該圖案形成區域之該既定軸方向之兩側之各個，並於該標記形成區域之各個設置該標尺。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光方法，其中，該編碼器系統包含第1編碼器系統與第2編碼器系統，該第1編碼器系統係測量設置於該標記形成區域之一方之該標尺， 該第2編碼器系統係測量設置於該標記形成區域之另一方之該標尺。
  11. 如申請專利範圍第9項之曝光方法，其中，該光罩圖案係在該圖案形成區域內沿著該旋轉方向形成有複數個，於該標記形成區域中用於與該基板之相對位置對準之對準標記係以對應該複數個光罩圖案之各個之方式形成。
  12. 如申請專利範圍第9項之曝光方法，其中，該光罩圖案在該圖案形成區域內沿著該既定軸方向形成有複數個。
  13. 如申請專利範圍第9項之曝光方法，其中，該投影光學系統為包含反射光學元件與折射光學元件之反射折射系統，該投影倍率β為等倍系統或放大系統。
  14. 一種元件製造方法，該基板具有感光材之膜，並使用申請專利範圍第1至13項中任一項之曝光方法，將該光罩圖案轉印於該感光材之膜，藉此於該基板上形成該顯示器元件。
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