TWI457977B - A pattern forming method and a pattern forming apparatus, and an element manufacturing method - Google Patents

A pattern forming method and a pattern forming apparatus, and an element manufacturing method Download PDF

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Description

圖案形成方法及圖案形成裝置、以及元件製造方法
本發明係關於圖案形成方法及圖案形成裝置、以及元件製造方法，進一步詳言之，係關於在物體形成圖案之圖案形成方法及圖案形成裝置、以及使用該圖案形成方法及圖案形成裝置之元件製造方法。
用以製造半導體元件、液晶顯示元件等微元件(電子元件)的微影製程，係使用將形成於光罩或標線片(以下，統稱為“標線片”)之圖案透過投影光學系統，轉印至塗有光阻之基板、例如晶圓或玻璃板等感光物體(以下，統稱為“晶圓”)上的曝光裝置。
半導體元件等，係於晶圓上重疊複數層圖案而形成。因此，曝光裝置必須有將已形成於晶圓上的圖案、與形成於標線片之圖案調整至最佳相對位置關係的操作(對準)。此對準方式，主要使用EGA(Enhanced Global Alignment，增強型全晶圓對準)方式。此EGA方式，係事先選擇晶圓內特定之複數個照射區域(亦稱為取樣照射區域或對準照射區域)，並依序測量設於該等取樣照射區域之對準標記(取樣標記)的位置資訊。然後，使用此測量結果與照射區域之設計上排列資訊，進行最小平方法等之統計運算，求取晶圓上照射區域的排列座標。因此，使用EGA方式能以高處理量、較高精度求得各照射區域的排列座標(例如，參考專利文獻1)。
上述對準，由於係測量設於複數個取樣照射區域的對準標記。因此，必須沿著複數個對準標記能依序位於標記檢測系統(對準標記檢測系統)之檢測區域(檢測視野)內的路徑移動晶圓。習知之晶圓對準動作(取樣標記之測量動作)係在晶圓曝光開始前先進行，因此，當取樣照射區域數量增加時，會有測量耗費大量時間而引起曝光裝置整體之處理量降低的憂慮。
因此，最近，開發出所謂雙載台方式之載台裝置並逐漸採用於曝光裝置，其係準備兩個晶圓載台，在以一晶圓載台進行曝光時另一晶圓側載台進行對準的並行處理，來提升曝光製程整體之處理量。然而，由於雙載台非常昂貴，因此希望出現一種不使用雙載台，能抑制對準動作造成之處理量降低的技術。
[專利文獻1]日本特開昭61－44429號公報
本發明係在上述情形下完成，其第1圖案形成方法，係於物體上形成圖案，其特徵在於，包含：第1步驟，係在移動物體之期間，一邊移動標記檢測系統之至少一部分、一邊檢測該物體上之標記；以及第2步驟，係使用該標記之檢測結果於該物體形成圖案。
據此，於移動物體之期間，一邊移動標記檢測系統之一部分、一邊檢測物體上之標記。因此，能提升含第1步驟及第2步驟之全製程的處理量。
此場合，標記之檢測，可至少在該移動體從將該物體保持於該移動體之裝載位置、移動至對該物體之圖案形成開始位置為止之期間進行，亦可在至少在對物體之圖案形成開始後(至少在圖案形成處理中(例如曝光處理中))進行。
本發明之第2圖案形成方法，係於物體形成圖案，其包含：第1步驟，在該物體移動之期間，一邊使標記檢測系統之檢測區域移動、一邊檢測該物體上之標記；以及第2步驟，使用該標記之檢測結果於該物體形成圖案。
據此，由於係在物體移動中，一邊使標記檢測系統之檢測區域移動、一邊檢測物體上之標記，因此能藉由在物體移動中進行標記檢測，而縮短標記檢測所需時間，進而謀求全製程處理量之提升。
本發明之第3圖案形成方法，係於物體上形成圖案，其特徵在於：以標記檢測系統檢測該物體上之標記，使用該檢測結果開始對該物體之圖案形成；且該圖案形成開始後亦以該標記檢測系統檢測該物體上之標記，於該圖案形成使用該檢測結果。
據此，由於在使用物體上標記之檢測結果開始對該物體之圖案形成開始後，與該圖案形成並行進行物體上標記之檢測，於圖案形成使用其檢測結果，因此能在維持處理量的狀態下，增加所檢測之標記數量。如此，即能在維持處理量之狀態下實現高精度之圖案形成。
本發明之第4圖案形成方法，係於物體形成圖案，其特徵在於：使該物體移動於第1方向，藉由在與該第1方向正交之第2方向具有不同位置之檢測區域的複數個標記檢測系統，來分別檢測該物體上於該第1方向不同位置之複數個標記，且藉由與該標記檢測系統不同之檢測系統檢測與該物體面形狀相關之資訊；使用該二個檢測結果於該物體形成圖案。
據此，由於係一邊使物體移動於第1方向、一邊藉由在與該第1方向正交之第2方向具有不同位置之檢測區域的複數個標記檢測系統，來分別檢測物體上於第1方向不同位置之複數個標記，因此能謀求標記檢測所需時間之縮短。此外，由於係使用標記檢測結果與關於物體面形狀之資訊於物體形成圖案，因此能進行高精度之圖案形成。
本發明之第1圖案形成裝置，係用以在移動體所保持之物體形成圖案，其具備：標記檢測系，其至少一部分能移動；以及控制裝置，係於該移動體之移動中移動該標記檢測系統之至少一部分，以藉由該標記檢測系統檢測該物體上之標記。
據此，控制裝置於移動體之移動中，一邊移動標記檢測系統之至少一部分、一邊以標記檢測系統檢測物體上之標記。因此，能提升圖案形成製程整體的處理量。
此場合，該控制裝置，可控制標記檢測系統至少一部分之移動，以使標記之檢測，至少在移動體從將物體保持於移動體之裝載位置起，移動至對物體之圖案形成開始位置的期間進行，亦可控制標記檢測系統至少一部分之移動，以使標記之檢測，至少在對物體之圖案形成開始後(至少在圖案形成處理中(例如曝光處理中))進行。
本發明之第2圖案形成裝置，係用以在移動體所保持之物體形成圖案，其具備：標記檢測系，其至少一部分能移動；以及控制裝置，係於該移動體之移動中控制該標記檢測系統之檢測區域之移動，以藉由該標記檢測系統檢測該物體上之標記。
據此，由於控制裝置係在移動體之移動中移動標記檢測系統之檢測區域，以該標記檢測系統檢測物體上之標記，因此能藉由在物體移動中進行標記檢測，而縮短標記檢測所需時間，進而謀求圖案形成製程整體之處理量之提升。
本發明之第3圖案形成裝置，係用以在移動體所保持之物體形成圖案，其具備：標記檢測系，用以檢測該物體上之標記；以及控制裝置，係控制使用該標記檢測系統之該物體上標記之檢測、及對該物體之圖案形成；該控制裝置，以標記檢測系統檢測該物體上之標記，使用該檢測結果開始對該物體之圖案形成，且在該圖案形成開始後亦以該標記檢測系統檢測該物體上之標記，於該圖案形成使用該檢測結果。
據此，由於控制裝置係在使用物體上標記之檢測結果進行對物體之圖案形成開始後，亦與圖案形成並行進行物體上標記之檢測，使用此檢測結果進行圖案形成，因此能在維持處理量的狀態下，增加所檢測之標記數量。如此，即能在維持處理量之狀態下實現高精度之圖案形成。
本發明之第4圖案形成裝置，係用以在移動體所保持之物體形成圖案，其具備：複數個標記檢測系，具有在與第1方向正交之第2方向位置不同之檢測區域；檢測裝置，用以檢測與該物體面形狀相關之資訊；以及控制裝置，係一邊於該第1方向移動該移動體、一邊分別使用該複數個標記檢測系統檢測該物體上於該第1方向位置不同之複數個標記，且使用該檢測裝置檢測與該物體面形狀相關之資訊，使用此二個檢測結果於該物體形成圖案。
據此，由於控制裝置係一邊於第1方向移動物體、一邊分別使用複數個標記檢測系統檢測物體上於第1方向位置不同之複數個標記，因此能謀求標記檢測所需時間之縮短。此外，由於係使用標記檢測結果與關於物體面形狀之資訊於物體形成圖案，因此能進行高精度之圖案形成。
又，使用本發明之第1~第4圖案形成方法、本發明之第1~第4圖案形成裝置於感應物體上轉印圖案，能提升高積體度微元件之生產性。因此，本發明之另一觀點，係一種元件製造方法，其包含：使用本發明之第1~第4圖案形成方法、本發明之第1~第4圖案形成裝置於感應物體上形成圖案之轉印步驟。
 《第1實施形態》
以下，根據圖1~圖11說明本發明之第1實施形態。
圖1中，概略顯示第1實施形態之曝光裝置100的構成。此曝光裝置100，係步進掃描(step & scan)方式之掃描型曝光裝置，亦即係所謂掃描機。
曝光裝置100，包含將曝光用照明光(以下，稱照明光或曝光用光)IL照射於標線片R上之照明區域IAR的照明系統ILS、保持標線片R的標線片載台RST、包含將從標線片R射出之照明光IL投射至晶圓W上之投影光學系統的投影單元PU、包含裝載晶圓之晶圓載台WST及用於為進行曝光之測量之測量載台MST的載台裝置150、對準系統ALG1,ALG2(關於對準系統ALG2請參照圖3)、作為在2維面(XY平面)內移動該對準系統ALG1,ALG2之致動器的驅動裝置(以下，稱“對準系載台裝置”)160、及統籌控制曝光裝置全體動作的主控制裝置50(圖1未圖示，參照圖6)等。以下說明中，係以和投影光學系統PL之光軸AX平行之方向(圖1中紙面內之上下方向)為Z軸，在與Z軸垂直之平面內、於掃描曝光時標線片R與晶圓W同步移動之既定掃描方向(在圖1中為紙面內之左右方向)為Y軸，與該掃描方向正交之非掃描方向(在圖1中為與紙面垂直之方向)為X軸。又，繞X軸、Y軸、Z軸旋轉(傾斜)之方向分別定為θ x、θ y、θ z方向。
又，曝光裝置100，係透過投影光學系統PL與液體Lq以照明光IL使晶圓W曝光的液浸曝光裝置。本實施形態，係採用在與晶圓W對向配置且射出照明光IL之光學構件，亦即投影光學系統PL中配置於最接近像面之光學元件(以下，稱終端光學元件、或最下端光學元件)與晶圓W之間、含照明光IL光路之液浸空間充滿液體Lq的局部液浸方式，具備一部分(例如，嘴(nozzle)單元)設於機體BD的液浸裝置132。液浸裝置132，包含透過嘴單元對液浸空間供應液體Lq的液體供應裝置138、以及透過嘴單元回收液浸空間之液體Lq的液體回收裝置139(圖1中皆未圖示，參照圖6)，以主控制裝置50加以控制。嘴單元可以是圍繞投影光學系統PL之下端部、內部具有液體流路的環狀構件，但本實施形態中，係以液體供應嘴131A、及液體回收嘴131B構成。
又，在晶圓W上排列成矩陣狀之複數個照射區域分別形成有圖案，且於各照射區域、以和該圖案之既定位置關係形成有對準標記。本實施形態中，對準標記係2維標記，包含例如在X軸及Y軸方向上分別週期性排列的2個1維圖案，且在晶圓W上形成有區分複數個照射區域的分隔線(劃線)。又，晶圓W上之照射區域(含對準標記)之排列資訊係作為照射地圖資料儲存於主控制裝置50的記憶體。由於本實施形態採用前述EGA方式，故晶圓W上複數個照射區域中，待檢測之對準標記之照射區域的位置及數量等相關資訊(對準照射資料)亦已輸入至主控制裝置50。此外，晶圓載台WST上之晶圓W，其正交之分隔線分別與X軸及Y軸方向大致一致，於其表面形成有感光層(光阻層)。本實施形態中，可使用具有撥液性之感光材料，或者亦可於感光層上形成保護用的表塗層膜。
照明系統ILS包含光源及照明光學系統。該光源係使用例如ArF準分子雷射光源(輸出波長193nm)。又，照明光學系統，包含例如以既定位置關係配置之光束整形光學系統、能量粗調器、光學積分器(等化器或均質器)、照明系統孔徑光闌、分束器、中繼透鏡、標線片遮簾、光路彎折用反射鏡及聚光透鏡等(皆未圖示)。又，照明系統ILS之構成、各光學構件之功能等，已揭露於例如國際公開第2002/103766號小冊子(及對應美國公開第2003/0098959號)。
前述標線片載台RST上，以例如真空吸附等方式固定有在圖案面(圖1之下面)形成有電路圖案等之標線片R。標線片載台RST，藉由包含例如線性馬達等之標線片載台驅動系統55，而至少能在XY平面內微驅動，且在掃描方向(Y軸方向)以指定掃描速度驅動。
標線片載台RST之位置資訊(至少包含X軸方向、Y軸方向、θ z方向之位置資訊)係由標線片雷射干涉儀(以下，稱標線片干涉儀)53透過移動鏡65(實際上，設有具有與Y軸方向正交之反射面的Y透鏡、與具有與X軸方向正交之反射面的X透鏡)，以例如0.5至1nm程度之分解能力隨時加以檢測。該標線片干涉儀53之量測值係傳送至主控制裝置50。主控制裝置50根據該標線片干涉儀53之量測值，以標線片載台驅動系統55控制標線片載台RST的位置(及速度)。又，移動鏡65除平面鏡外，亦可是包含角隅型反射鏡(倒反射器)者，或者，亦可取代將移動鏡固設於標線片載台RST，而使用例如將標線片載台RST之端面(側面)施以鏡面加工所形成之反射面。
前述投影單元PU，係配置於圖1之標線片載台RST下方。該投影單元PU係受設置於地面(或底板)上之機體(例如，包含以3個或4個分別設有防振單元之支柱來支撐基座構件的保持機構)所支撐。投影單元PU***於機體BD上所形成之開口BDa，透過凸緣FLG受機體BD支撐。投影單元PU包含鏡筒140、具有以既定位置關係保持於該鏡筒140內之複數個光學元件的投影光學系統PL。投影光學系統PL，係使用由例如沿光軸AX排列之複數個透鏡(透鏡元件)所構成的折射光學系統。該投影光學系統PL例如係兩側遠心、具有既定之投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍)。因此，當照明系統ILS之照明光IL照明標線片R上之照明區域IAR時，藉由該通過標線片R之照明光IL，透過投影光學系統PL(投影單元PU)，將該照明區域IAR內標線片R之電路圖案縮小像(電路圖案一部分之縮小像)形成於表面塗布光阻之晶圓W1(或W2)上之該照明區域IAR的共軛區域(以下，亦稱「曝光區域」或「投影區域」)IA。又，本實施形態雖係將投影單元PU裝載於機體BD，但亦可如例如國際公開第2006/038952號小冊子所揭示，將投影單元PU懸吊支撐於圖1中配置在機體BD上方(＋Z側)之主框架。
本實施形態之曝光裝置100，至少在掃描曝光中，以液浸裝置132透過投影單元PU在包含照明光IL照射之曝光區域IA之晶圓W上的一部分，局部的形成較曝光區域IA大且較晶圓W小的液浸區域。於投影單元PU之下端部附近，設有構成液浸裝置132之一部分的嘴單元，亦即設有液體供應嘴131A、以及液體回收嘴131B。
於前述液體供應嘴131A，連接有其一端連接於液體供應裝置138(參照圖6)之未圖示之供應管的另一端。於前述液體回收嘴131B，連接有其一端連接於液體回收裝置139(參照圖6)之未圖示之回收管的另一端。
主控制裝置50，透過液體供應嘴131A將液體(例如純水)Lq供應至投影光學系統PL最下端之光學元件(透鏡等)與晶圓W之間，並透過液體回收嘴131B回收液體Lq。此時，主控制裝置50控制體供應裝置138及液體回收裝置139，以使液體供應嘴131A所供應之液體Lq之量、與透過液體回收嘴131B所回收之液體Lq之量相等。因此，於晶圓W上保持一定量之液體Lq(參照圖1)。此場合，晶圓W上所保持之液體Lq係隨時更換。
又，在投影單元PU下方配置測量載台MST之情形時，亦能與上述同樣的，在測量台MTB與投影單元PU之間充滿液體Lq，亦即形成液浸區域。此外，本實施形態，雖至少將液浸裝置132之嘴單元設於機體BD，但若如前所述，曝光裝置100之構成係將投影單元PU懸吊支撐於主框架之情形時，亦可將嘴單元設在例如與投影單元PU分開獨立懸吊支撐於該主框架之框架。
前述載台裝置150，如圖1及載台裝置150之俯視圖的圖2所示，包含配置於基台112上之晶圓載台WST、以及例如日本特開平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)等所揭示之具有測量用構件(基準標記、感測器等)的測量載台MST，用以測量該等載台WST(晶圓W),MST之位置(位置資訊)的干涉儀系統118(參照圖6)，用以驅動載台WST,MST之載台驅動系統124(參考圖6)。雖未圖示，但基台112係透過例如4個防振單元配置於地面(或底板等)上。
在晶圓載台WST及測量載台MST之底面，於複數個位置設有未圖示之非接觸軸承、例如空氣軸承(亦稱為氣墊)。晶圓載台WST、測量載台MST係藉由此等空氣軸承、透過數μm程度之間隙支撐於基台112之上面。又，各載台WST,MST係藉由載台驅動系統124，在XY平面內彼此被獨立驅動(含θ z旋轉)。
詳言之，晶圓載台WST1，如圖1所示，包含：於底面設有上述空氣軸承的晶圓載台本體91，以及透過未圖示之Z傾斜機構(包含例如音圈馬達等致動器)搭載於該晶圓載台本體91上，能相對晶圓載台本體91微驅動於Z軸方向、θ x方向及θ y方向的晶圓台WTB。
於晶圓台WTB上，設有大致矩形、其中央部形成有內徑略大於晶圓W之圓形開口的輔助板(撥液板)128。又，於圓形開口內部，設有以真空吸附等方式保持晶圓W之晶圓保持具(未圖示)。前述輔助板128具有經撥液(對液體Lq)化處理之表面(撥液面)，其表面被設定為與晶圓保持具所吸附保持之晶圓W大致同一面高。此外，輔助板128係以低熱膨脹率之材料、例如以璃或陶瓷(SHOTT(首德公司)製Zerodur(零膨脹陶瓷玻璃)、Al2 O3 或TiC等)形成，其表面以例如氟樹脂材料、四氟乙烯等(鐵氟龍(註冊商標))等氟系樹脂材料、丙烯系樹脂材料或矽系樹脂材料等形成之撥液膜。
前述測量載台MST，包含上述空氣軸承設於其底面之測量載台本體本體92，以及透過未圖示之Z傾斜機構搭載於該測量載台本體92上的測量台MTB。
於前述測量台MTB(及測量載台本體92)設有各種測量用構件。此測量構件，包含例如特開平5－21314號公報(對應美國專利第5,243,195號)等所揭示之形成有複數個基準標記的基準標記構件、以及透過投影光學系統PL接受照明光IL的感測器等。本實施形態中，作為此感測器，係採用例如特開平11－16816號公報(對應美國公開2002/0061469號)等所揭示之照度監測器、例如特開昭57－117238號公報(對應美國專利第4,465,368號)等所揭示之照度不均感測器、例如特開2002－14005號公報(對應美國公開2002/0041377號)等所揭示之空間像測量器、以及例如國際公開第2003/065428號小冊子等所揭示之謝克－哈特曼(Shack－Hartman)方式之波面像差測量器之至少一者。
本實施形態中，對應於進行透過投影光學系統PL與液體Lq以照明光IL使晶圓W曝光之液浸曝光，以照明光IL進行之測量所使用之上述感測器，可以是例如僅將光學系統等之一部分搭載於測量台MTB(及測量載台本體92)，亦可將感測器全體配置於測量台MTB(及測量載台本體92)。又，本實施形態中，測量台MTB(可包含前述測量用構件)表面以覆有撥液膜(撥水膜)。
其次，說明載台驅動系統124。如圖2之俯視圖所示，於基台112之＋X側、－X側分別配置有往Y方向延伸的一對Y軸固定件86,87。該等Y軸固定件86,87係由具有在其內部沿例如Y軸方向以既定間隔配置之複數個線圈的電樞單元所構成。該等Y軸固定件86,87分別卡合於沿X軸延伸之X軸固定件80之長邊方向方向一端與另一端分別設有的Y軸可動件82,83。又，Y軸固定件86,87亦分別卡合於沿X軸延伸之X軸固定件81之長邊方向方向一端與另一端分別設有的Y軸可動件84,85。Y軸可動件82~85分別由具有沿例如Y軸方向以既定間隔配置之複數個永久磁鐵的磁極單元所構成。
亦即，藉由Y軸固定件86與Y軸可動件82、Y軸固定件87與Y軸可動件83、Y軸固定件86與Y軸可動件84、Y軸固定件87與Y軸可動件85，分別構成於Y軸方向驅動Y軸可動件82~85之4個可動磁鐵型Y軸線性馬達。以下，該4個Y軸線性馬達分別用與Y軸可動件相同符號，適當的稱為Y軸線性馬達82~85。另外，Y軸線性馬達亦可採用可動線圈型線性馬達。
該4個Y軸線性馬達中，以2個Y軸線性馬達82,83將晶圓載台WST1與X軸固定件80一體驅動於Y軸方向，以其餘2個Y軸線性馬達84,85，將晶圓載台WST2與X軸固定件81一體驅動於Y軸方向。又，晶圓載台WST1,WST2分別受2個Y軸線性馬達驅動而在θ z方向微動。
前述各X軸固定件80,81，例如係由內藏沿X軸方向以既定間隔配置之電樞線圈的電樞單元所構成。X軸固定件81，係***於構成晶圓載台WST之晶圓載台本體91(參考圖1)所形成的未圖示開口。在晶圓載台本體91之該開口部內部，設有由例如磁極單元構成的未圖示X軸可動件。亦即，由X軸固定件81與X軸可動件構成於X軸方向驅動晶圓載台WST的可動磁鐵型X軸線性馬達。以下，使於與其固定件之X軸固定件81相同之符號，適當的將此X軸線性馬達稱為X軸線性馬達81。
又，X軸固定件80係***於構成測量載台MST之測量載台本體92(參考圖1)所形成的未圖示開口。在測量載台本體92之該開口部內部，設有由例如磁極單元構成的未圖示X軸可動件。亦即，由X軸固定件80與X軸可動件構成於X軸方向驅動測量載台MST的可動磁鐵型X軸線性馬達。以下，使於與其固定件之X軸固定件80相同之符號，適當的將此X軸線性馬達稱為X軸線性馬達80。又，另外，X軸線性馬達80,81亦可採用可動線圈型線性馬達。
本實施形態，係由Y軸線性馬達82~85及X軸線性馬達80,81，以及晶圓載台WST、測量載台MST所分別具有之Z傾斜機構，來構成如圖6所示的載台驅動系統124。構成此載台驅動系統124之上述各線性馬達，係受圖6所示主控制裝置50所控制。又，本實施形態中，係相對投影光學系統PL在測量載台MST之相反側(＋Y側)，設定以未圖示之搬送裝置(晶圓裝載器)移送晶圓W之裝載位置WEP。晶圓載台WST在移動至此裝載位置WEP裝載晶圓W後，即朝向液體LQ正下方(前述曝光區域)移動。在晶圓W之曝光處理結束後，晶圓載台WST移動至卸載位置(本實施形態與裝載位置為相同位置)，進行曝光處理後晶圓W之卸載、以及次一待處理晶圓之裝載(晶圓更換)。
晶圓載台WST(晶圓W)及測量載台MST之位置資訊，係由圖6之干涉儀系統118透過晶圓台WTB及測量台MTB之側面(經鏡面加工之反射面)，以例如0.5~1nm程度的分解能力隨時檢測。干涉儀系統118，包含圖2所示用來檢測晶圓載台WST之Y軸方向位置(含θ z方向之位置)的Y干涉儀16、用來檢測測量載台MST之Y軸方向位置(含θ z方向之位置)的Y干涉儀18、用來檢測各載台之X軸方向位置的X干涉儀24,26、以及用來檢測晶圓台WTB之Z軸方向位置(含θ x方向之位置及θ y方向之位置)的Z干涉儀(未圖示)等。干涉儀系統118之測量值被傳送至主控制裝置50，主控制裝置50根據此干涉儀系統118之測量值透過載台驅動系統124控制各載台WST,MST(及各晶圓台WTB,MTB)的位置。又，亦可取代對各台側面施以鏡面加工，而於各台設置移動鏡。此外，以例如線性編碼器等與干涉儀系統118並用或取代之，來檢測各載台位置亦可。
此外，於本實施形態之曝光裝置100設有離軸方式之對準系統ALG1,ALG2，此等對準系統在前述裝載位置WEP與晶圓W之曝光開始位置之間分別具有檢測區域，能在與投影光學系統PL之光軸AX垂直之既定面(XY平面)內獨立的變化其檢測區域之位置。此對準系統ALG1,ALG2，為了在上述既定面內移動檢測區域，可藉由對準系載台裝置160使至少一部分、例如除光源外之一部分(含接物光學系統及受光元件等)可動。因此，藉由在晶圓載台WST移動中分別移動對準系統ALG1,ALG2之一部分，即能使其檢測區域與晶圓載台WST上之標記(晶圓W之對準標記等)以既定位置關係移動，據此而能在晶圓載台WST移動中進行標記檢測。
又，本實施形態中，由於對準系統ALG1,ALG2為影像處理方式，因此為避免晶圓載台WST移動中標記脫離檢測區域而移動對準系統ALG1,ALG2之一部分。因此，最好是能以至少在進行標記檢測(拍攝)之既定時間中標記與檢測區域之相對速度為零的方式來移動對準系統ALG1,ALG2之至少一部分。又，本實施形態中，至少在晶圓載台WST從前述裝載位置WEP移動至晶圓W之曝光開始位置之期間，以對準系統ALG1,ALG2分別進行晶圓W上複數個對準標記之檢測，並對晶圓W上待曝光處理之M個照射區域之全部、或一部分(例如，第n個(為1 n M－1之整數))進行掃描曝光，而使用所檢測之複數個標記之位置資訊。此處，本實施形態之晶圓W曝光開始位置，係將晶圓W上最先待曝光處理之第1個照射區域設定於掃描開始位置(加速)時之晶圓W(晶圓載台WST)的位置。此外，本實施形態中，在晶圓W之曝光開始後亦使用對準系統ALG1,ALG2之至少一方進行標記檢測，並將所檢測之標記資訊，用於第2以後之照射區全部或其一部分之掃描曝光。
又，本實施形態之曝光裝置100，亦可於保持投影單元PU之機體BD裝備面形狀檢測裝置125(參照圖6)。此面形狀檢測裝置125，包含：例如將較晶圓W之直徑長的線狀光束斜入射至晶圓載台WST上之晶圓W的照射系統，以及具有接收該照射系統所照射光束之反射光的檢測器、例如1維CCD感測器或線狀感測器等的受光系統。此處，從照射系統照射之線狀光束，實際上，係由複數個點狀(或狹縫狀)雷射光如例在前述裝載位置WEP與曝光開始位置之間、於X軸方向分開排列所形成之光束，照射區域實際上係複數個點狀光束之照射區域的集合。因此，能與周知多點AF系之檢測原理相同之原理，以複數個點狀照射區域為測量點，來檢測晶圓W在測量點之Z位置(與晶圓W移動之既定面(XY平面)垂直之Z軸方向相關之位置資訊)。主控制裝置50，根據此測量結果能檢測與晶圓W之曝光對象面面形狀相關之資訊。
因此，於曝光開始前(例如，從前述裝載位置WEP移動至曝光開始位置之時)相對此面形狀檢測裝置125之照射區域移動晶圓W，主控制裝置50根據干涉儀系統118之測量值(晶圓之位置)與該檢測裝置125之檢測結果，算出晶圓表面之Z位置資訊之分布。之後，主控制裝置50於曝光動作時，根據前述算出結果，控制晶圓台WTB於Z軸方向之位置、姿勢。本實施形態中，由於以面形狀檢測裝置125進行之晶圓Z位置資訊之檢測動作中至少一部分，係與對準系統ALG1,ALG2之標記檢測動作(後述)並行，因此能抑制因曝光開始前之Z位置資訊檢測所造成之處理量降低。此外，最好是能將面形狀檢測裝置125之照射區域，例如於Y軸方向在曝光區域IA(液體Lq之液浸區域)與對準系統ALG1,ALG2之檢測區域之間，配置成與X軸方向大致平行。此時，由於係在將晶圓載台WST從裝載位置WEP移動至曝光開始位置之期間進行所有Z位置資訊之檢測動作，因此能提升曝光精度及處理量之雙方。又，若如前所述，曝光裝置100係將投影單元PU懸吊支撐於主框架之情形時，例如可將面形狀檢測裝置125之至少一部分設於與投影單元PU分開獨立懸吊的量測框架。
前述對準系統載台裝置160，如圖1所示，包含：設置成與前述機體BD振動分離的框架FR，以非接觸方式設於該框架FR下面側的平台BS1,BS2(圖1中未顯示平台BS2參照圖3)，以及支撐對準系統ALG1,ALG2、以各平台BS1,BS2之下面為移動基準面於X軸及Y軸方向移動的對準系載台AST1,AST2(關於對準系載台AST2參照圖3)。
前述框架FR，雖未圖示，但在其四個角落，被從地面(或底板等)立設之複數根(例如4根)支撐柱所支撐。此框架FR，係由YZ截面呈倒U字形之構件所構成，於其＋Y側端部及－Y側端部固定有用以驅動後述對準系載台AST1,AST2線性馬達的固定件。
前述各平台BS1,BS2，係由下面(－Z側之面)被加工成極高平坦度的板狀構件所構成，透過複數個(例如3個)防振機構162懸吊支撐於框架FR。此防振機構162，包含支撐裝置與音圈馬達，支撐裝置例如具有活塞與汽缸，可利用活塞與汽缸間所形成之氣體室內的氣體壓力來支撐平台BS1(或BS2)本身的重量，音圈馬達係用以驅動該支撐裝置之活塞。
前述對準系載台AST1，如圖3所示，包含可移動於Y軸方向的Y載台42，與相對嘎Y載台42能移動於X軸方向的X載台40。
前述Y載台42，具有俯視呈大致矩形之形狀，藉由Y線性馬達YLM1(包含固定於框架FR之Y軸固定件46、與固定於Y載台42之＋X側端部之Y軸可動件48)沿Y軸驅動。前述X載台40，係由包含固定於Y載台42下面(－Z側面)且以Y軸方向為長邊方向之一對X軸固定件52A,52B與固定於X載台40之＋Y側端部及－Y側端部之一對X軸可動件54A,54B的一對X線性馬達XLM1,XLM2，沿X軸驅動。
又，於一X線性馬達XLM2內，一併設有對X載台40施以Y軸方向驅動力之音圈馬達，可將X載台40微驅動於Y軸方向。又，藉由改變X線性馬達XLM1,XLM2沿X軸之驅動力，能使X載台40旋轉驅動於θ z方向。
前述對準系統ALG1，包含含有物鏡等光學系統及攝影元件(例如CCD)等。構成對準系統ALG1之一部分的CCD周邊設有液體流動之管線，藉由該管線內流動之液體使CCD液冷。藉此，由於能將包含物鏡等之光學系統配置於CCD近處，故可使對準系統ALG1小型化。此處，對準系統ALG1之光源並非以對準系載台移動，而係設於對準系載台之外部，以光纖等連接。又，不僅如此，亦可使用將設於外部之光源所發出的光束傳送至對準系統ALG1之光學系統、含反射鏡等的中繼光學系統。又，對準系統ALG1並不限於影像處理方式，除此之外，亦可使用其他各種方式的感測器。例如，亦可使用檢測同調雷射光束之照射而從對準標記產生之繞射光的感測器。又，CCD之冷卻方式也不限於液冷，亦可使用氣冷。
如圖3所示，於Y載台42與X載台40之下面(－Z側面)配置有對準系干涉儀系統69(僅顯示於圖6)的各種光學構件。本實施形態之干涉儀系統69採用雙通方式，以測量對準系統載台AST1(亦即對準系統ALG1)之X軸及Y軸方向之位置資訊、與θ x、θ y及θ z方向之旋轉資訊。
以下，根據圖4說明對準系干涉儀系統69。此干涉儀系統69，包含：圖4所示之感測頭部68，設於Y載台42之第1、第2彎折鏡部72,73，設於X載台40之二個光學單元74,75，以及X固定鏡70X、Y固定鏡70Y1。X固定鏡70X之＋X側及－X側之側面分別被鏡面加工而形成反射面，Y固定鏡70Y1則係－Y側之側面被鏡面加工而形成反射面。感測頭部68、X固定鏡70X、及Y固定鏡70Y1係固定於支撐投影單元PU之機體BD。又，X固定鏡70X係懸吊支撐於支撐構件77(透過形成於框架FR之一部分的開口連接於機體BD)。
前述感測頭部68，其內部設有光源、光學系統、以及複數個檢光件(偏振器)及複數個光電轉換元件，彎折鏡等。
前述第1彎折鏡部72及第2彎折鏡部73分別包含稜鏡(或反射鏡)。稜鏡(或反射鏡)，具有相對XZ面及YZ面呈45度角的反射面。
第1彎折鏡部72係反射從感測頭部68輸出之光束BM1(實際上，光束BM1係由上下方向(Z方向)分離的二條光束構成，但為了避免說明過於繁雜，在以下之說明中假設為一條)，使其入射至前述光學單元74。又，第2彎折鏡部73係反射另一光束BM2(實際上，光束BM2係由上下方向(Z方向)分離的二條光束構成)，使其入射至光學單元75。
前述光束BM1入射之光學單元74，包含反射鏡74a、以及於該反射鏡74a＋Y側相距既定間隔設置之光學構件74b。
光學構件74b，如圖5中放大所示，係由偏振分束器(PBS)49a、角隅型反射鏡(倒反射器)49b、4分之1波長板(λ/4板)49c,49d、以及參照鏡49e等所一體構成。
藉由此光學構件74b，被反射鏡74a反射之光束BM1入射至偏振分束器49a。入射至此偏振分束器49a之光束BM1，即分離為由透射過分離面(由分束器內部之多層膜等構成)P偏振成分構成之參照光束RBX、與由被分離面反射之S偏振成分構成之測定光束MBX。
被上述分離面反射之測定光束MBX，透射過λ/4板49c轉換成圓偏振被固定鏡70X反射。
被上述固定鏡70X反射之測定光束再度透射過λ/4板49c成為P偏振後，透射過上述分離面經角隅型反射鏡49b折返。此折返之測定光束MBX透射過上述分離面及λ/4板49c，成為圓偏振再度被固定鏡70X反射，此反射之測定光束透射過λ/4板49c成為S偏振經上述分離面反射，經反射鏡74a、第1彎折鏡部72而回到感測頭部68。
另一方面，透射過上述分離面之參照光束(P偏振成分)透射過λ/4板49d成為圓偏振，經反射鏡49e之反射面反射而再度透射過λ/4板49d，成為S偏振被上述分離面反射，經角隅型反射鏡49b折返。此折返之參照光束被上述分離面再度反射而透射過λ/4板49d，成為圓偏振被板射鏡49e反射，被反射之參照光束透射過λ/4板49d成為P偏振而透射過上述分離面，與前述測定光束之折返光(S偏振)合成為同軸，經反射鏡74a、及第1彎折鏡部72反射而通過感測頭部68內檢測單元之檢光件。據此，從該檢光件輸出測定光束MBX與參照光束RBX之干涉光，此干涉光被光電轉換元件接收，而將以固定鏡70X為基準之對準系載台AST1之X軸方向位置資訊傳送至主控制裝置50。如前所述，由於光束BM1係於Z軸方向分離之二條光束所構成，因此主控制裝置50能從該二條光束分別得到之X軸方向位置資訊，不僅是對準系載台AST1(對準系統ALG1)之X軸方向位置資訊，亦能檢測出θ y方向之旋轉資訊(rolling)。
前述光學單元75，如圖5中放大所示，包含光學構件75a,75b、與彎折鏡75c,75d。
光學構件75a，包含偏振分束器51a、設於該偏振分束器51a之＋Y側端面的λ/4板51c、以及半反射鏡51b及反射鏡51d。光學構件75b，包含偏振分束器52a、設於該偏振分束器52a之λ/4板52c、以及反射鏡52d。
於光學構件75a，被反射鏡73反射之光束BM2入射至半反射鏡51b，而分離為被該半反射鏡51b反射之第1光束BM2a、與持續行進之第2光束BM2b。
第1光束BM2a，分離為由透射過偏振分束器51a之分離面的P偏振成分構成之測定光束、與由被分離面反射之S偏振成分構成之參照光束。
透射過上述分離面之測定光束，透射過λ/4板51c成為圓偏振被固定鏡70Y1反射後，透射過λ/4板51c成為S偏振後，被上述分離面及反射鏡51d反射。此反射之測定光束透射過λ/4板51c成為圓偏振再度被固定鏡70Y1反射後，透射過λ/4板51c而成為P偏振，經反射鏡51d透射過上述分離面，再經圖4之第2彎折醬部73回到感測頭部68。
另一方面，經上述分離面反射之參照光束被偏振分束器51a反射後，經第2彎折醬部73回到感測頭部68。此參照光束與測定光束之折返光(P偏振)合成為同軸，通過感測頭部68內檢測單元之檢光件。據此，從該檢光件輸出參照光束與測定光束之干涉光，此干涉光被光電轉換元件接收，而將以固定鏡70Y1為基準之對準系載台AST1之Y軸方向位置資訊傳送至主控制裝置50。
另一方面，透射過半反射鏡51b之第2光束BM2b被反射鏡52b反射，而分離為由透射過偏振分束器52a分離面之P偏振成分構成之測定光束、與由被分離面反射之S偏振成分構成之參照光束。
透射過上述偏振分束器52a之測定光束，透射過λ/4板52c成為圓偏振被固定鏡70Y1反射後，透射過λ/4板52c成為S偏振後，被上述分離面及反射鏡52d反射。此反射之測定光束透射過λ/4板52c成為圓偏振再度被固定鏡70Y1反射後，透射過λ/4板52c而成為P偏振，經反射鏡52d透射過上述分離面，再經反射鏡75c,75d及圖4之第2彎折醬部73回到感測頭部68。
另一方面，經上述偏振分束器52a反射之參照光束經反射鏡75c,75d及第2彎折醬部73回到感測頭部68。此參照光束與測定光束之折返光(P偏振)合成為同軸，通過感測頭部68內檢測單元之檢光件。據此，從該檢光件輸出參照光束與測定光束之干涉光，此干涉光被光電轉換元件接收，而將以固定鏡70Y1為基準之對準系載台AST1之Y軸方向位置資訊傳送至主控制裝置50。如前所述，由於光束BM2a,BM2b係分別由於Z軸方向分離之二條光束所構成，因此主控制裝置50能從該四條光束分別得到之Y軸方向位置資訊，不僅是對準系載台AST1(對準系統ALG1)之Y軸方向位置資訊，亦能檢測出θ z方向之旋轉資訊(yawing)、以及θ x方向之旋轉資訊(pitching)。
回到圖3，用來移動另一對準系統ALG2之對準系載台AST2亦為左右對稱，與對準系載台AST1為相同之構成。
亦即，對準系載台AST2包含%能移動於Y軸方向之Y載台142、與能相對該Y載台142移動於X軸方向之X載台140。
前述Y載台142係被Y線性馬達YLM2(包含固定於框架FR之Y軸固定件146、與固定在Y載台142之－X側端部之Y軸可動148)驅動於Y軸方向，前述X載台140則被一對X線性馬達XLM3,XLM4(包含固定在Y載台142下面(－Z側面)以X軸方向為長邊方向之對X軸固定件152A,152B、與固定在X載台140之－Y側及＋Y側端面之一對X軸可動件154A,154B)驅動於X軸方向及旋轉驅動於θ z方向。又，於X線性馬達XLM4與前述X載台40同樣的並設有音圈馬達，能於Y軸方向微驅動X載台140。
前述對準系統ALG2，由於係與對準系統ALG1完全相同構成之影響處理方式的對準系統，因此。此處省略其說明。
又，於Y載台142與X載台140之下面(－Z側面)，配置有構成對準系干涉儀系統169(僅顯示於圖6)之各種光學構件。
前述對準系干涉儀系統169為左右對稱，具有於前述對準系干涉儀系統69相同之構成與功能，此處省略詳細說明，惟其包含感測頭部168、以及設於X載台140、Y載台142上之各種光學構件。本實施形態之干涉儀系統169，能以設於機體BD之固定鏡70X(－側之反射面)及固定鏡70Y2(－側之反射面)為基準，檢測對準系載台AST2(對準系統ALG2)之X軸及Y軸方向的位置資訊、以及θ x,θ y,θ z方向之旋轉資訊。
又，本實施形態中，平台BS1,BS2雖係分別透過防振機構162支撐於框架FR，但亦可例如在地面(或底板等)上透過防振機構162設置框架FR，而僅將平台BS1,BS2固定於框架FR。又，本實施形態中，對準系統ALG1,ALG2及載台裝置160係設於框架FR，但如前述曝光裝置100般將投影單元PU懸吊支撐於主框架情況時，可將對準系統ALG1,ALG2及載台裝置160與投影單元PU一體懸吊，亦可將對準系統ALG1,ALG2及載台裝置160設於與投影單元PU分開獨立懸吊的量測框架。再者，亦可將對準系統干涉儀系統69,169之至少一部分與對準系統ALG1,ALG2一起設於量測框架。此外，可將對準系統ALG1,ALG2與前述嘴單元設於同一測量框架，或者設於不同框架亦可。
圖6，係顯示本實施形態之曝光裝置100之控制系統主要構成的方塊圖。圖6之控制系統，包含由CPU(中央運算處理裝置)、ROM(唯讀記憶體)、RAM(隨機存取記憶體)等所構成的所謂微電腦(或工作站)，以統籌控制裝置全體的主控制裝置50為中心。
其次，根據圖(A)~圖11，詳細說明曝光裝置100使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作。又，各部分雖係由主控制裝置50加以控制，但為了避免說明過於繁雜，除特別必要的部分以外省略其說明。又，以下動作中，以主控制裝置50控制液浸裝置132之液體供應動作及回收動作，於投影光學系統PL最下端光學元件之下側，隨時形成有液體Lq之液浸區域。
又，量測對準系統ALG1,ALG2之位置的對準系干涉儀系統69的座標系、與量測晶圓載台WST之位置的干涉儀系統118的座標系間之關係，係使用測量載台MST上的基準標記等於事前測量。亦即，以對準系統ALG1,ALG2進行測量載台MST之基準標記檢測時，根據從干涉儀系統69,169所得之對準系統ALG1,ALG2之位置、與從干涉儀系統118所得之測量載台MST之位置，求出其關係(換言之，對準系統ALG1ALG2在干涉儀系統118之座標系上的檢測中心位置)。本實施形態中，根據上述關係、前述照射地圖資料(含對準照射資料)、及干涉儀系統69,169,118之測量值移動對準系統ALG1,ALG2，，以進行晶圓上對準標記之檢測。又，對準系統ALG1,ALG2之基線(投影光學系統PL之標線片圖案投影位置與€對準系統ALG1,ALG2之檢測中心的位置關係、或距離)之測量亦已進行，主控制裝置50對該測量時之對準系統ALG1,ALG2之位置賦予對應關係，將其儲存於記憶體。此基線測量，例如係使用特開平7－176468號公報(對應美國專利第5,646413號)等所揭示之未圖示的標線片對準系統、以及測量載台MST之基準標記等。
圖7(A)，係顯示於前述裝載位置進行晶圓載台WST上之晶圓更換時，載台裝置150的狀態。此時，晶圓載台WST之位置，係由X干涉儀24與Y干涉儀16所量測。不過，於晶圓載台WST，則係Y干涉儀16之二條光束中僅一條光束照射之狀態。又，在此晶圓更換期間，測量載台MST係取代晶圓載台WST配置在投影光學系統PL正下方，適當的進行空間像測量、波面像差測量等之各種測量。
在此狀態下，當晶圓載台WST上之晶圓W以未圖示之晶圓更換機構進行更換後，晶圓載台WST便向＋X方向移動。於此移動期間，由於Y干涉儀16之二條光束照射於晶圓載台WST，因此進行干涉儀連接(Y干涉儀16之二個測量值的對應關係)。
之後，晶圓載台WST進一步移動於＋X方向，在定位於圖7(B)所示位置時，進行晶圓W上所形成之對準標記的第1次檢測動作。
此場合，如顯示晶圓載台WST於Y軸方向速度之圖11所示，於第1次檢測動作(以EGA1所示部分)時，晶圓載台WST係停止(速度0)，對準系統ALG1,ALG2亦被定位於既定位置而靜止血速度0)。據此，晶圓W上第1組對準標記分別被設定在對準系統ALG1,ALG2之檢測區域內，根據以干涉儀16,24測量之晶圓載台WST的位置資訊、以對準系干涉儀系統69,169測量之對準系統ALG1,ALG2的位置資訊、以及以對準系統ALG1,ALG2檢測之對準標記偏離檢測中心之偏移量，分別檢測該第1組對準標記之位置資訊(座標值)。
又，在上述第1次對準標記之檢測動作前，亦可進行使用搜尋對準標記的搜尋對準。
接著，在上述第1次檢測動作結束之階段，晶圓載台WST即開始往－Y方向之加速。又，對準系統ALG1,ALG2亦以小於晶圓載台WST之加速度，同時開始往－Y方向之加速，且對準系統ALG1開始往＋X方向、對準系統ALG2往－X方向移動。在晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2之速度分別到達既定速度(約為600mm/s(參照圖11))之階段即開始等速移動。又，在此等速移動階段，對準系統ALG1,ALG2往X軸方向之移動已結束，且如圖8(A)所示，晶圓W上第2組對準標記已分別被定位在對準系統ALG1,ALG2之檢測區域內。上述移動中，由於晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2之加速度相異，因此晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2於Y軸方向之相對位置關係，與圖7(B)之情形相較，會變化既定距離(相當於圖11之面積S的距離)。
又，於Y軸方向開始等速移後，在持續該等速移動的狀態下進行第2次的對準標記檢測動作(圖11之EGA狀態)。此時，由於晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2之速度一致，因此相對速度為0。因此，能以晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2停止時相同的條件進行標記檢測。
之後，在上述第2次檢測動作結束之階段，開始對準系統ALG1,ALG2之減速，經既定時間後，開始晶圓載台WST之減速。並如圖8(B)所示，在晶圓載台WST與測量載台MST最接近或接觸)之階段，使晶圓載台WST之速度為0。又，上述減速中，對準系統ALG1往＋X方向移動、對準系統ALG2往－X方向移動，將對準系統ALG1,ALG2定位成晶圓W上第3組對準標記分別被設定在對準系統ALG1,ALG2之檢測區域內。然後，在晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2停止之狀態下進行第3次對準標記之檢測動作(圖11之EGA3)。
當第3次檢測動作結束時，即和第1次檢測動作與第2次檢測動作之間同樣的，開始晶圓載台WST及對準系統ALG1,ALG2之加速。此時，晶圓載台WST與測量載台MST係以接觸(或維持微小間隔)狀態被驅動於－Y方向(亦即，測量載台MST亦與晶圓載台WST相同之加速度來加速)。又，與此同時對準系統ALG1,ALG2亦分別被微驅動於＋X、－X方向，將晶圓W上第4組對準標記分別設定在對準系統ALG1,ALG2之檢測區域內(圖9(A))。並在晶圓載台WST(及測量載台MST)與對準系統ALG1,ALG2成為相同速度時，進行第4次對準標記之檢測動作(圖11之EGA4)。此場合，由於晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2之相對速度亦為0，因此，能以晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2停止時相同的精度進行對準。
之後，在上述第4次檢測動作結束之階段，開始對準系統ALG1,ALG2之減速，之後，開始晶圓載台WST之減速。又，此減速中，由於X干涉儀24,26雙方之光束會照射於晶圓載台WST，因此在晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2之速度成為0時進行干涉儀連接(Y干涉儀24,26之測量值的對應關係)。又，如圖9(B)所示，於減速動作中，液體Lq移至晶圓載台WST上，並將晶圓W上第5組對準標記分別設定在對準系統ALG1,ALG2之檢測區域內。
然後，在晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2之速度為0之階段，進行第5次對準標記之檢測動作(圖11之EGA5)。採用以上方式，以對準系統ALG1,ALG2檢測晶圓W上之10個對準標記。
之後，如圖10(A)所示，由於晶圓載台WST移動至對晶圓W上第1個照射區域進行曝光之曝光開始位置，因此在該移動結束時、或該移動中，使用對準系統ALG2檢測晶圓W中央之對準標記。
以上述方式檢測合計11個之對準標記後，本實施形態，採用例如日本特開昭61－44429號公報(及對應美國專利第4780617號)所揭示之EGA(Enhanced Global Alignment)方式，由主控制裝置50使用該對準標記檢測結果(在以干涉儀系118所規定之正交座標系統XY上的座標值)與照射區域設計上之排列資訊，進行最小自乘法等統計演算，算出晶圓W1上應進行曝光處理之照射區域的全部或一部分(本實施形態中，為晶圓W之－Y側一半(上半部)之照射區域)的排列座標。然後，根據此算出之排列座標移動晶圓載台WST，即能據以進行對晶圓W之－Y側一半之曝光動作。又，由於此曝光係進行與習知相同之步進掃描方式之曝光，因此省略詳細之說明。
在此－Y側一半之照射區域的曝光動作中，與前述同樣的一邊移動對準系統ALG1,ALG2、一邊檢測在晶圓W＋Y側一半(下半部)之對準標記。此場合，在進行－Y側一半之照射區域的曝光中，例如檢測8個對準標記。主控制裝置50，使用所檢測之對準標記之位置資訊(座標值)，以EGA方式算出晶圓W＋Y側一半(下半部)之照射區域排列資訊。
之後，在結束－Y側一半之照射區域之曝光的階段，即結束＋Y側一半之照射區域之以EGA方式進行之對準(照射區域排列資訊之算出)，因在對－Y側一半之照射區域之曝光動作全部結束後，即開始對＋Y側一半之照射區域之曝光動作。
以上述方式，在結束對晶圓W全體之曝光結束之階段，晶圓載台WST移動至前述裝載位置WEP，且測量載台MST追隨晶圓載台WST之移動而承街液體Lq。然後，進行晶圓W之更換，在裝載次一待處理晶圓之晶圓載台WST移動至圖7(B)中之位置前，使對準系統ALG1,ALG2回到圖7(B)之初始位置，進行對次一晶圓之處理。
如以上之詳細說明，根據本第1實施形態，在晶圓載台WST從裝載位置(圖7(A)所示位置)移動至曝光開始位置(圖10(A)所示位置)之期間，一邊移動對準系統ALG1,ALG2之一部分、一邊使用該對準系統ALG1,ALG2檢測晶圓上之標記。因此，不需如習知般，設置與晶圓載台WST從裝載位置移動至曝光開始位置之時間不同的標記檢測時間。因此，能縮短晶圓曝光處理所需時間，提升曝光製程全體之處理量。此外，與習知相較，由於能測量(偵測)更多的對準標記，因此能進行高精度之對準、高精度之曝光。
又，根據本發明之第1實施形態，對準系統ALG1,ALG2之至少一部分係以追隨晶圓載台WST之狀態(前述檢測區域與標記之相對速度大致為零的狀態)，檢測晶圓W上之標記。因此，即使是在晶圓載台WST之移動中，亦能使用對準系統以良好精度檢測標記。如此，即能在不降低標記檢測精度之情形下，縮短標記檢測時間，進而提升曝光製程全體之處理量。
又，本第1實施形態中，由於係使用二個對準系統ALG1,ALG2來檢測晶圓W上之對準標記，因此與使用一個對準系統之情形相較，能在既定時間內檢測更多的標記。
又，本第1實施形態中，由於係使對準系統ALG1,ALG2亦移動於X軸方向，因此即使使晶圓載台WST移動於Y軸方向，亦能檢測晶圓W上之任意的對準標記。因此，即使是在同時進行晶圓載台之移動與對準動作的情形下，亦無須限制晶圓載台之移動。
又，本第1實施形態中，對準系統ALG1,ALG2係以平台BS1,BS2(支撐於與機體BD振動上分離之框架FR)之下面為基準面進行移動。因此，能避免對準系統ALG1,ALG2之移動造成之振動對曝光精度之影響。另一方面，由於構成干涉儀系統(用來測量對準系統ALG1,ALG2之位置)之顧客鏡70X,70Y1,70Y2係固定於機體BD側，因此能將對準系統ALG1,ALG2之位置以機體BD基準加以檢測。
又，上述第1實施形態，雖檢測共19個對準標記，但本發明並不受此限，檢測20個以上或18個以下對準標記亦可。特別是在進行晶圓W－Y側一半之曝光期間，藉由對準系統ALG1,ALG2之移動，可檢測晶圓W＋Y側一半之大致所有對準標記，因此即使增加欲測量之對準標記之數量，亦不致對處理量產生影響等。
又，上述第1實施形態中，作為對準系載台裝置160，雖係採用圖3所示之構成，但不限於此，亦可採用具備移動於Y軸方向的一個Y載台、與沿該Y載台移動於X軸方向的二個X載台的構成。簡言之，只要對準系統ALG1,ALG2之至少一部分、亦即檢測區域能2維移動的話，可採用其他各種構成。
又，上述第1實施形態中，雖係使用在曝光動作開始前檢測之上述11個對準標記之位置資訊來算出晶圓W－Y側一半的照射區域位置，使用在曝光動作開始後檢測之上述8個對準標記之位置資訊來算出晶圓W＋Y側一半的照射區域位置，但例如，亦可使用在曝光動作開始前檢測之至少1個對準標記之位置資訊來算出晶圓W＋Y側一半的照射區域位置。
再者，上述第1實施形態中，雖僅使用在曝光動作開始前檢測之對準標記之位置資訊來算出晶圓W－Y側一半的照射區域位置，但例如，晶圓W－Y側一半之照射區域中，第2個以後之照射區域，則可亦使用在曝光動作開始後檢測之至少1個對準標記之位置資訊來算出其位置。此場合，於第2個以後之不同照射區域，亦可使該位置算出所使用之在曝光動作開始後檢測之對準標記位置資訊之數量。例如，將曝光動作開始後檢測之對準標記位置資訊，依序追加至曝光動作開始前所檢測之對準標記位置資訊裝，來算出第2個照射區域之位置。
又，亦可不在曝光動作開始前算出晶圓W－Y側一半的所有照射區域位置，亦可至少在算出第1個照射區域位置時開始曝光動作。此外，在曝光動作開始前算出位置之照射區域之數量、與曝光動作開始後算出位置之照射區域之數量可以不同，例如，可使曝光動作開始前算出位置之照射區域之數量少於曝光動作開始後算出位置之照射區域之數量。此場合，與上述第1實施形態相較，能減少曝光動作開始前檢測之對準標記之數量來提升處理量。再者，曝光動作開始前之照射區域檢測動作中，可使晶圓載台WST不僅移動於Y軸方向亦移動於X軸方向。
又，本發明並不限於上述第1實施形態所說明之順序，例如，亦可採用以下說明之第2實施形態般之順序。
《第2實施形態》
其次，說明本發明之第2實施形態。本第2實施形態中，曝光裝置之構成等與上述第1實施形態相同，僅晶圓載台WST上之對準標記之檢測順序不同。以下，為避免重複說明，與第1實施形態相同部分係賦予同一符號，省略其說明。
圖12(A)中，與第1實施形態同樣的，顯示正在進行第1組對準標記之檢測的狀態(與第1實施形態之圖7(B)對應)。
在此圖12(A)所示狀態(此處，晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2皆為停止狀態)下結束第1組對準標記檢測(第1次檢測動作)時，晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2即開始往＋Y方向之移動。此時，對準系統ALG1,ALG2亦開始於X軸方向之移動。
在使晶圓W於Y軸方向移動較第1實施形態更長之距離後(且係等速移動之狀態)，如圖12(B)所示，進行第2組對準標記之檢測(第2次檢測動作)。由此圖12(B)可知，於Y軸方向該第2組對準標記與第1組對準標記之間隔，較第1實施形態(圖8(A))更大。
之後，當第2次檢測動作結束時，晶圓載台WST與對準系統ALG1,ALG2即與第1實施形態同樣的開始減速，且對準系統ALG1,ALG2於X軸方向亦開始移動。然後，如圖13(A)所示，在晶圓載台WST與測量載台MST接觸(或接近)的狀態下，晶圓載台WST停止。又，此狀態下，對準系統ALG1,ALG2亦停止，以對準系統ALG1,ALG2進行第3組對準標記之檢測(第3次檢測動作)。
之後，當第3次檢測動作結束時，即與第1實施形態同樣的，開始晶圓載台WST及對準系統ALG1,ALG2等之加速(移動)，在達既定速度且等速移動之階段，如圖13(B)所示，進行第4組對準標記之檢測(第4次檢測動作)。在該第4次檢測動作結束後，進行晶圓載台WST及對準系統ALG1,ALG2等之減速，當速度成為0時，如圖14(A)所示，進行第5組對準標記之檢測(第5次檢測動作)。
然後，當第5次檢測動作結束時，晶圓載台WST會移動至圖14(B)所示之曝光開始位置，因此，在此狀態下，使用對準系統ALG2檢測位於晶圓W之大致中心的對準標記。
以上，由於係在晶圓載台WST從晶圓更換位置移動至曝光開始位置的期間，檢測出11個對準標記之位置，因此，於主控制裝置50對該11個對準標記之檢測結果進行統計運算，進行EGA方式之對準(亦即，算出晶圓上待曝光處理之所有照射區域的排列資訊)。
之後，根據上述對準結果，進行步進掃描方式之晶圓W的曝光動作。
如以上之說明，根據本第2實施形態，與第1實施形態同樣的，在晶圓載台WST從裝載位置移動至曝光開始位置之期間，一邊移動對準系統ALG1,ALG2之一部分、一邊使用該對準系統ALG1,ALG2檢測晶圓上之標記。因此，不需如習知般，設置與晶圓載台WST從裝載位置移動至曝光開始位置之時間不同的標記檢測時間，因此，能提升曝光製程全體之處理量。
又，上述第2實施形態，雖係說明例如進行11個對準標記之檢測的情形，但亦可進行10個以下、或12個以上之對準標記的檢測。
又，上述各實施形態中，雖係在第1次、第3次、第5次之檢測動作時，以及以對準系統ALG2進行之第11個對準標記之檢測動作時，使晶圓載台WST停止，但此等檢測動作亦可在晶圓載台WST之移動中進行。此時，可以X軸及Y軸方向之速度會同時成為0之方式移動晶圓載台WST，於此移動中進行上述11個對準標記之檢測。此外，以等速移動晶圓載台WST時，可藉由例如以減速→加速→等速之順序控制對準系統ALG1,ALG2，一邊變化晶圓W與對準系統檢測區域於Y軸方向之相對位置、一邊進行晶圓上至少於Y軸方向位置不同之複數個對準標記之檢測。再者，上述實施形態，在對準標記之檢測動作中，雖於Y軸方向使對準系統ALG1,ALG2之檢測區域位置相同，但對準系統ALG1,ALG2之檢測區域於Y軸方向之位置亦可不同。
又，上述各實施形態中，雖係針對晶圓載台WST沿Y軸方向移動之情形作了說明，但不限於此，亦可使晶圓載台WST移動於與X軸及Y軸交叉之方向。此時，只要使對準系統亦追隨晶圓載台WST之移動，而移動於與X軸及Y軸交叉之方向即可。同樣的，亦可使晶圓載台WST僅移動於X軸方向。此時，最好是能使複數個對準系統之檢測區域於Y軸方向之位置不同。
又，上述各實施形態，在複數對準標記之檢測動作中，雖係使各對準系統之檢測區域不僅移動於Y軸方向亦移動於X軸方向，但亦可使各對準系統之檢測區域僅移動於Y軸方向。此時，係以各對準系統檢測晶圓上於X軸方向位置相同、亦即僅檢測於Y軸方向位置相異之複數個對準標記。此外，亦可藉由使各對準系統之檢測區域僅移動於Y軸方向，例如使晶圓載台WST不僅於Y軸方向亦移動於X軸方向，或設置3個以上之對準系統，即能與上述各實施形態同樣的，任意的設定晶圓上待檢測之對準標記之位置及/或數量。
又，上述各實施形態中，在晶圓載台WST移動中進行晶圓W上標記之檢測的情形時，係使晶圓載台WST及對準系統ALG1,ALG2等速移動，但標記檢測時不一定須等速移動。亦即，亦可在晶圓載台WST及對準系統ALG1,ALG2加速中或減速中進行標記檢測。簡言之，只要對準系統ALG1,ALG2之檢測區域與標記之相對速度大致為0即可。又，在1個標記之檢測中只要該標記不偏離對準系統之檢測區域的話，檢測區域與標記之相對速度亦可不是0。此外，上述各實施形態中，雖係在1個標記之檢測中，移動晶圓載台WST與對準系統之測區域之雙方，但例如視不同之對準系統的檢測方式等，於該標記之檢測中可至少不移動對準系統之檢測區域。再者，上述各實施形態，在1個標記之檢測中，亦可不移動晶圓載台WST與對準系統之檢測區域的雙方，而為了分別檢測複數個標記使晶圓載台WST於y軸方向步進。此場合，為了藉由1個對準系統檢測晶圓上於X軸方向位置相異之複數個標記，可在晶圓載台WST往Y軸方向之步進時，將該對準系統之檢測區域及/或晶圓載台WST移動於X軸方向。
進一步的，上述各實施形態中，雖係在使晶圓載台WST從裝載位置與X軸平行移動後，沿Y軸移動而移動至晶圓之曝光開始位置，但晶圓載台WST從裝載位置至曝光開始位置之移動路徑並不限於此，例如可以從裝載位置至曝光開始位置之移動時間最短的路徑移動晶圓載台WST，於此移動中以對準系統ALG1,ALG2檢測晶圓上之標記。又，上述第1實施形態中係在從裝載位置至曝光開始位置之移動中、以及晶圓之曝光動作中的雙方，而上述第2實施形態係僅在從裝載位置至曝光開始位置之移動中，以對準系統ALG1,ALG2檢測晶圓上之標記，但亦可例如僅在晶圓之曝光動作中進行標記檢測。
又，上述各實施形態中，可使用對準系干涉儀系統69,169來測量對準系統ALG1,ALG2之旋轉資訊，於曝光時，使用此對準系統ALG1,ALG2之旋轉資訊。此場合，可根據例如對準系統ALG1,ALG2之位置資訊及旋轉資訊、與晶圓W之位置資訊，來檢測標記之位置資訊。
又，上述各實施形態，雖係針對具備2個對準系統之情形作了說明，但亦可具備1個或3個以上。又，上述各實施形態中，雖係藉由以對準系載台AST1,AST2進行之對準系統ALG1,ALG2之移動來移動其檢測區域，但亦可取代對準系載台AST1,AST2或與其組合，使用以光學方式移動檢測區域之機構。
又，上述各實施形態中，雖係使用分別設置之框架FR，但亦可例如相對對準系載台AST1,AST2使用平衡配重方式。
又，上述各實施形態，雖係針對於具有載台裝置(具備晶圓載台WST與測量載台MST)之曝光裝置採用本發明之情形作了說明，但並不限於此，亦可採用例如日本特開平10－163099號公報及特開平10－214783號公報(對應美國專利第6,590,634號)、日本特表2000－505958號公報(對應美國專利第5,969,441號)、美國專利第6,208,407號等所揭示之曝光裝置，其具有雙載台(具備2個晶圓載台)式之載台裝置。此場合，由於能與對一晶圓載台上之晶圓的曝光動作並行，對另一晶圓載台上之晶圓進行標記檢測，因此不限於僅使晶圓載台移動於一方向來進行標記檢測之情形，例如，可一邊沿一軸方向反覆移動一班進行標記檢測，亦可使晶圓載台一邊沿一軸方向及與此交叉之方向移動、一邊進行標記檢測。此時，藉分別移動晶圓載台與對準系統，能縮短從檢測對象標記在對準系統之檢測視野(檢測區域)內的狀態，到次一檢測對象標記在對準系統進入對準系統之檢測視野的狀態為止的時間。據此，由於能增加既定時間內可檢測雕記之數量，因此能謀求曝光精度之提升。
又，上述各實施形態中為簡化說明，液浸裝置132之嘴單元分別各設有一個液體供應嘴與液體回收嘴，但不限於此，亦可採用例如國際公開第1999/49504號小冊子所揭示之具有多數嘴部之構成。再者，液浸裝置132，例如亦可以是具有例如將最下端光學元件與和其相鄰接之光學元件之間以液體充滿的機構。簡言之，只要是能至少對構成投影光學系統PL之最下端光學元件與晶圓W間之空間供應液體的話，其構成無論為何種皆可。例如，可使用歐洲專利公開第1420298號公報、國際公開第2004/055803號小冊子、國際公開第2005/029559小冊子(對應美國公開第2006/0231206號)等所記載之液浸裝置。
又，上述各實施形態中，作為液體雖係使用純水(水)，但本發明當然不限於此。作為此液體，可使用化學上安定、且照明光之透射率高、安全的液體，例如氟系惰性液體。此氟系惰性液體，例如可使用氟羅麗那(美國3M公司之商品名)。此氟系惰性液體之冷卻效果亦佳。此外，作為液體，可使用對照明光IL之透射率高於純水(折射率約為1.44)、例如1.5以上之液體。作為此液體，例如有折射率約1.50之異丙醇(Isopropanol)、折射率約1.61之丙三醇(Glycerol)等具有C－H鍵、O－H鍵之既定液體，己烷、庚烷、癸烷等之既定液體(有機溶劑)、折射率約1.60之十氫奈(Decalin：Decahydronaphthalene)等。或者，亦可以是此等既定液體中任意2種類以上液體之混合物，或於純水中添加(混合)上述液體亦可。作為液體，亦可以是於純水中添加(混合)H＋ 、Cs＋ 、K＋ 、Cl＋ 、SO4 2－ 、PO4 2－ 等鹼或酸者。進一步的，亦可以是於純水中添加(混合)Al氧化物等之微粒子者。此等液體能使ArF準分子雷射光透射。又，作為液體，以光之吸收係數小、溫度依存性少、且對投影光學系統(前端之光學構件)及/或晶圓表面所塗之感光材(或保護膜(表層膜)或反射防止膜等)安定者較佳。此外，以F2 雷射為光源時，選擇潤滑油(fomblin oil)即可。
又，上述各實施形態中，可再利用回收之液體，此時，最好是能將從瑣回收之液體中除去雜質之過濾器設置於液體回收裝置、或回收管等。再者，上述各實施形態中，曝光裝置係具有前述液浸裝置132之全部，但液浸裝置132之一部分(例如液體供應裝置及/或液體回收裝置等)不須由曝光裝置來具備，例如可代之以曝光裝置設置工廠等之設備。又，上述各實施形態中，雖係以具備投影光學系統之曝光裝置為例作了說明，但本發明亦能適用於不具備投影光學系統之曝光裝置。即使是不具備投影光學系統之曝光裝置，照明光係經由透鏡等之光學構件照射於晶圓，於該光學構件與晶圓間之空間形成液浸區域。
又，上述各實施形態中，雖係說明本發明適用於液浸曝光裝置之情形，但不限於此，除液浸曝光裝置外，亦能適用於例如不透過液體進行晶圓之曝光的乾式等曝光裝置。
又，上述各實施形態中，雖係說明具有載台裝置(具備晶圓載台WST與測量載台MST)之曝光裝置採用本發明的情形，但不限於此，具有裝備單一晶圓載台之載台裝置的曝光裝置亦可採用本發明。此時，由於並無晶圓載台WST與測量載台MST在接近狀態下移動之順序，因此在圖11之EGA2與EGA4之間晶圓載台WST不減速，而僅對準系統ALG1,ALG2進行減速、加速，據此來調整晶圓W與對準系統ALG1,ALG2之相對位置關係即可。
又，上述各實施形態中，測量對準系統ALG1,ALG2之位置的感測器，雖係使用干涉儀，但亦可使用例如編碼器等、或其他感測器。此外，上述實施形態中，雖係使用干涉儀系統來測量標線片載台及晶圓載台之位置資訊，但不限於此，亦可使用例如用以檢測晶圓載台上面所設刻度(繞射光柵)的編碼器系統。此場合，以具備干涉儀系統與編碼器系統之混合系統，使用干涉儀系統之測量結果來進行編碼器系統測量結之校正(calibration)較佳。又，亦可切換使用干涉儀系統與編碼器系統，或者亦可使用該兩方來進行晶圓載台之位置控制。
又，上述各實施形態中，雖係說明在晶圓載台從晶圓更換位置移動至曝光開始位置之期間，使用面形狀檢測裝置125來測量晶圓W表面之高度方向位置的情形，但不限於此，亦可與習知同樣的使用斜入射方式之焦點位置檢測裝置。
又，上述實施形態之曝光裝置之投影光學系統並非僅限縮小系統，亦可是等倍系統及放大系統之任一者，而投影光學系統亦非僅限於折射系統，亦可是反射系統及折反射系統之任一者，其投影像為倒像及正像皆可。又，透過投影光學系統照射照明光的曝光區域雖為在投影光學系統視野內包含光軸的同軸區域，亦可如國際公開第2004/107011號小冊子(對應美國公開第2006/0121364號)所揭示同樣的，其一部分設有具複數個反射面且至少形成一次中間像之光學系統(反射系或折反射系)，具有單一光軸之所謂的成行(in line)型折反射系統等，不具有光軸AX之離軸區域。
又，照明光IL不限於ArF準分子雷射光(波長193nm)，亦可以是KrF準分子雷射光(波長248nm)等之紫外光、F2 雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。亦可如國際公開第1999/46835號說明書(對應美國專利7,023,610號)所揭示，使用將真空紫外光之DFB半導體雷射或光纖雷射縮射出之紅外區或可視區之單一波長雷射光，以例如摻鉺(或鉺與鐿兩者)光纖放大器加以放大，並使用非線性光學結晶將其波長變換為紫外區之高諧波。
又，上述實施形態，照明光IL並不限定於波長100nm以上的光，使用波長未滿100nm的光亦可。例如，近年來為了將70nm以下的圖案曝光，以SOR或電漿雷射作為光源，使軟X射線區內(例如5~15nm之波長帶)之極紫外線(Extreme Ultraviolet)產生，並持續進行使用在此曝光波長(例如13.5nm)下設計之全反射縮小光學系統、及反射型光罩之極紫外線曝光裝置的開發。此裝置，由於可考慮使用圓弧照明，對光罩與晶圓同時掃描曝光的構成，因此此裝置亦非常適合使用本發明。除此之外，使用電子束或離子束之帶電粒子線之曝光裝置亦能適用本發明。
又，上述實施形態，雖說明了本發明適用於步進掃描(step & scan)方式之等之掃描型曝光裝置，但不限於此，本發明亦可適用於步進機等之靜止型曝光裝置。此外，本發明亦能適於將照射區域與照射區域加以合成之步進接合(step & stitch)方式之曝光裝置。
又，上述各實施形態中，雖使用於透光性基板上形成有既定遮光圖案(或相位圖案、減光圖案)的光透射型光罩(標線片)，但亦可取代此標線片，使用例如美國專利第6,778,257號說明書所揭示，根據待曝光圖案之電子資料，形成透射圖案或反射圖案或者是發光圖案之電子光罩或可變成形光罩、例如非發光型影像顯示元件(亦稱為空間光變調器)之一種之數位微鏡面裝置(Digital Micro－mirror Device)。使用此可變成形光罩時，亦可考慮前述對準系統標記之檢測結果，在晶圓上複數個照射區域中，在對準標記檢測時已曝光照射區域之後才進行曝光的至少另1個照射區域曝光時，變化待根據電子資料形成之透射圖案或反射圖案，來進行晶圓與圖案像之相對位置控制。
又，例如國際公開2001/035168號小冊子所揭示，本發明亦可適用於藉由在晶圓上形成干涉條紋圖形，在晶圓上形成線與間隙圖案的曝光裝置(微影系統)。
又，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，本發明亦可適用於將2個標線片圖案透過投影光學系統在晶圓上合成，以1次掃描曝光在晶圓上之1個照射區域大致同時雙重曝光的曝光裝置。
又，於物體上形成圖案之裝置，並非限定於前述曝光裝置(微影系統)，本發明亦可適用於例如以噴墨方式於物體上形成圖案的裝置。
又，上述實施形態中待形成圖案之物體(受能量束照射之曝光對象物體)不限於晶圓，亦可以是玻璃板、陶瓷基板、光罩遮、或其他薄膜構件等其他物體亦可。又該物體形狀不限為圓形，矩形或其他形狀亦可。
曝光裝置的用途亦非限定於半導體製造，例如，亦可適用於將液晶顯示元件圖案轉印形成於方型玻璃基板之液晶用曝光裝置、用來製造有機EL、薄膜磁頭、攝影元件(CCD等)、微機器及DNA晶片等的曝光裝置。又，除半導體元件等微元件外，為了製造用於光曝光裝置、極紫外線曝光裝置、X射線曝光裝置、及電子射線曝光裝置等的標線片或光罩，將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置亦為本發明適用對象。
另外，半導體元件係經過元件功能性能設計步驟、根據設計步驟製作標線片的步驟、由矽材料製作晶圓的步驟、上述實施形態之曝光裝置以前述調整方法調整圖案轉印特性後將形成於光罩之圖案轉印至感光物體上的微影步驟、元件組裝步驟(包含切割、接合、封裝)、檢查步驟等所製成。此時，在微影步驟中，由於係進行上述各實施形態之曝光方法，於物體上形成圖案，因此可提升高積體度元件之生產性。
又，上述實施形態之曝光裝置，係將本申請之申請專利範圍範圍所列舉包含各構成要件之子系統組裝為能保持既定機械、電子、光學精度。為了確保該等精度，在組裝前後，對各種光學系統進行為了達成光學精度之調整、對各種機械系統進行為了達成機械精度之調整、對各種電子系統進行為了達成電子精度之調整。由各子系統組裝至曝光裝置之步驟，包含各子系統間機械性連接、電路配線連接、氣壓線路管線連接等。在各子系統組裝置曝光裝置前，當然需先經過各子系統個別組裝步驟。各子系統組裝步驟完成後，進行綜合調整，確保曝光裝置整體之各種精度。另外，曝光裝置之製造以在溫度與潔淨度受到管理的無塵室進行較佳。
如以上說明，本發明之圖案形成方法及圖案形成裝置，適於在移動體所保持之物體形成圖案。又，本發明之元件製造方法，適於微元件之製造。
16,18．．．Y干涉儀
24,26．．．X干涉儀
40．．．X載台
42．．．Y載台
46．．．Y軸固定件
48．．．Y軸可動件
49a,51a,52q．．．偏振分束器
49b．．．角隅型反射鏡
49c,49d,51c,52c．．．λ/4板
49e．．．參照鏡
50．．．主控制裝置
51b．．．半反射鏡
51d,52b,52d．．．反射鏡
52A,52B．．．X軸固定件
53．．．標線片雷射干涉儀
54A,54B．．．X軸可動件
55．．．標線片載台驅動系統
65．．．移動鏡
68．．．感測頭部
69,169．．．對準系干涉儀系統
70X．．．X固定鏡
70Y1,70Y2．．．Y固定鏡
72,73．．．第1、第2彎折鏡部
74,75．．．光學單元
74a．．．反射鏡
74b,75a,75b．．．光學構件
77．．．支撐構件
80,81．．．X軸固定件(X軸線性馬達)
82,83,84,85．．．Y軸可動件(Y軸線性馬達)
86,87．．．Y軸固定件
90．．．驅動部
90a．．．照射系統
90b．．．受光系統
91．．．晶圓載台本體
92．．．測量載台本體
100．．．曝光裝置
112．．．基台
118．．．干涉儀系統
124．．．載台驅動系統
125．．．面形狀檢測裝置
128．．．輔助板(撥液板)
131A．．．液體供應嘴
131B．．．液體回收嘴
132．．．液浸裝置
138．．．液體供應裝置
139．．．液體回收裝置
140．．．鏡筒
150．．．載台裝置
160．．．對準系載台裝置
162．．．防振機構
ALG1,ALG2．．．對準系統
AST1,AST2．．．對準系統載台
BD．．．機體
BDa．．．機體之開口
BM1,BM2．．．光束
BS1,BS2．．．平台
FLG．．．凸緣
FR．．．框架
IA．．．曝光區域(投影區域)
IAR．．．標線片上之照明區域
IL．．．曝光用照明光
ILS．．．照明系統
Lq．．．液體
MST．．．測量載台
MTB．．．測量台
PL．．．投影光學系統
PU．．．投影單元
R．．．標線片
RST．．．標線片載台
W．．．晶圓
WST1,WST2．．．晶圓載台
WTB1,WTB2．．．晶圓台
YLM1,YLM2．．．Y線性馬達
圖1，係顯示第1實施形態之曝光裝置的概略圖。
圖2，係顯示圖1之載台裝置的俯視圖。
圖3，係顯示對準系統載台裝置之構成的圖。
圖4，係用以說明對準系干涉儀系統之構成的圖。
圖5，係放大顯示對準系干涉儀系統之一部分的圖。
圖6，係顯示第1實施形態之曝光裝置之控制的方塊圖。
圖7(A)、(B)，係用以說明使用晶圓載台與測量載台之並行處理動作的圖(其1)。
圖8(A)、(B)，係用以說明使用晶圓載台與測量載台之並行處理動作的圖(其2)。
圖9(A)、(B)，係用以說明使用晶圓載台與測量載台之並行處理動作的圖(其3)。
圖10(A)、(B)，係用以說明使用晶圓載台與測量載台之並行處理動作的圖(其4)。
圖11，係顯示晶圓載台與對準系統之移動速度的圖。
圖12(A)、(B)，係用以說明第2實施形態之使用晶圓載台與測量載台之並行處理動作的圖(其1)。
圖13(A)、(B)，係用以說明第2實施形態之使用晶圓載台與測量載台之並行處理動作的圖(其1)。圖12(A)、(B)，係用以說明第2實施形態之使用晶圓載台與測量載台之並行處理動作的圖(其2)。
圖14(A)、(B)，係用以說明第2實施形態之使用晶圓載台與測量載台之並行處理動作的圖(其3)。
16,18．．．Y干涉儀
24,26．．．X干涉儀
ALG1,ALG2．．．對準系統
Lq．．．液體
MST．．．測量載台
WST．．．晶圓載台

Claims (57)

  1. 一種圖案形成方法，係於物體上形成圖案，其特徵在於，包含：第1步驟，係在移動物體之期間，移動標記檢測系統之至少一部分，且在該至少一部分之移動中，檢測該物體上之標記；以及第2步驟，係使用該標記之檢測結果於該物體形成圖案。
  2. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，該物體之移動，係藉由保持該物體之移動體之移動進行。
  3. 如申請專利範圍第2項之圖案形成方法，其中，該標記之檢測，係至少在該移動體從將該物體保持於該移動體之裝載位置移動至對該物體之圖案形成開始位置為止之期間進行。
  4. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，該標記之檢測，至少係在對該物體之圖案形成開始後進行。
  5. 如申請專利範圍第4項之圖案形成方法，其中，該標記之檢測，在對該物體之圖案形成開始前亦進行。
  6. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，該第1步驟，係一邊變更該物體與該標記檢測系統之位置關係、一邊檢測複數個標記。
  7. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，該第1步驟，係在標記檢測後、至檢測下一個標記之前，使該標記檢測系統之至少一部分往與該物體移動方向相異之 方向移動。
  8. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，該第1步驟，係檢測在該物體上之圖案形成對象之所有區劃區域形成圖案所需之標記的一部分；並進一步包含第3步驟，其係與第2步驟中根據在第1步驟之標記檢測結果，對能形成圖案之區劃區域形成圖案之動作同步，檢測在所有區劃區域形成圖案所需標記中的其餘標記。
  9. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，於該圖案形成時，使用該標記檢測系統之位置資訊與該物體之位置資訊。
  10. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，係根據該標記檢測系統之位置資訊與該物體之位置資訊來檢測該標記之位置資訊。
  11. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，於該圖案形成時，使用該標記檢測系統之旋轉資訊。
  12. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，係根據該標記檢測系統之位置資訊及旋轉資訊、與該物體之位置資訊來檢測該標記之位置資訊。
  13. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，該第1步驟，係使用複數個該標記檢測系統來測量複數個標記。
  14. 如申請專利範圍第1項之圖案形成方法，其中，該第1步驟，係在該物體與該標記檢測系統相對停止的狀 態下檢測該標記。
  15. 一種圖案形成方法，係於物體形成圖案，其包含：第1步驟，在該物體移動之期間，使標記檢測系統之檢測區域移動，且在該檢測區域之移動中，檢測該物體上之標記；以及第2步驟，使用該標記之檢測結果，於該物體形成圖案。
  16. 如申請專利範圍第15項之圖案形成方法，其中，該第1步驟，係於該物體上待形成圖案之複數個區劃區域排列之第1方向移動該物體。
  17. 如申請專利範圍第16項之圖案形成方法，其中，該第1步驟，係檢測該物體上於該第1方向不同位置之複數個標記。
  18. 如申請專利範圍第16項之圖案形成方法，其中，該第1步驟，係藉由在與該第1方向正交之第2方向具有不同位置之檢測區域的複數個標記檢測系統，來檢測該物體上之標記。
  19. 如申請專利範圍第18項之圖案形成方法，其中，該第1步驟，係變化於該第2方向之該複數個檢測區域之間隔，以檢測該物體上於該第2方向位置不同的標記。
  20. 如申請專利範圍第15項之圖案形成方法，其中，該第2步驟，亦使用對該物體之圖案形成開始後以該標記檢測系統檢測之該物體上標記的檢測結果。
  21. 如申請專利範圍第1至20項中任一項之圖案形成 方法，其中，係藉由與該標記檢測系統不同之檢測系統，檢測該移動中與該物體面形狀相關之資訊，於該圖案形成使用該檢測結果。
  22. 如申請專利範圍第1至20項中任一項之圖案形成方法，其係使該物體曝光以形成圖案。
  23. 如申請專利範圍第22項之圖案形成方法，其中，該物體係進行液浸曝光。
  24. 一種元件製造方法，係使用申請專利範圍第1至23項中任一項之圖案形成方法，於感應物體上形成圖案。
  25. 一種圖案形成裝置，係用以在移動體所保持之物體形成圖案，其具備：標記檢測系統，其至少一部分能移動；以及控制裝置，係於該移動體之移動中，於一標記之檢測中移動該標記檢測系統之至少一部分，以藉由該標記檢測系統檢測該物體上之該一標記。
  26. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其係使用該標記之檢測結果來於該物體上形成圖案。
  27. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其中，該控制裝置係控制該標記檢測系統至少一部分之移動，以使該標記之檢測，至少在該移動體從將該物體保持於該移動體之裝載位置起，移動至對該物體之圖案形成開始位置的期間進行。
  28. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其中，該控制裝置係控制該標記檢測系統至少一部分之移動，以 使該標記之檢測，至少在對該物體之圖案形成開始之後進行。
  29. 如申請專利範圍第28項之圖案形成裝置，其中，該控制裝置係控制該標記檢測系統至少一部分之移動，以使該標記之檢測，在對該物體之圖案形成開始前亦進行。
  30. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其中，該控制裝置，係以在檢測該物體上之標記時，追隨該移動體之移動的方式，控制該標記檢測系統至少一部分之移動。
  31. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其中，該控制裝置，係一邊變化該物體與該標記檢測系統之位置關係，一邊檢測該物體上之複數個標記。
  32. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其中，該控制裝置，係在標記檢測後、至檢測下一個標記之前，使該標記檢測系統之至少一部分移動於與該移動體之移動方向不同之方向。
  33. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其中，該控制裝置，係檢測在該物體上之圖案形成對象之所有區劃區域形成圖案所需之標記的一部分；並與根據該所需標記之一部分的檢測結果對能形成圖案之區劃區域形成圖案之動作並行，檢測在所有區劃區域形成圖案所需標記中的其餘標記。
  34. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其中，該標記檢測系統，具有受光元件、與用以冷卻該受光元件之冷卻機構。
  35. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其進一步具備用以檢測該標記檢測系統之位置資訊的感測器；於該圖案形成時，使用該標記檢測系統之位置資訊與該物體之位置資訊。
  36. 如申請專利範圍第35項之圖案形成裝置，其中，係根據以該感測器檢測出之該標記檢測系統的位置資訊與該物體的位置資訊，來檢測該標記之位置資訊。
  37. 如申請專利範圍第35項之圖案形成裝置，其中，該感測器亦檢測該標記檢測系統之旋轉資訊；於該圖案形成時，使用該標記檢測系統之旋轉資訊。
  38. 如申請專利範圍第37項之圖案形成裝置，其中，係根據以該感測器檢測出之該標記檢測系統的位置資訊及旋轉資訊與該物體的位置資訊，來檢測該標記之位置資訊。
  39. 如申請專利範圍第35項之圖案形成裝置，其中，該感測器包含干涉儀。
  40. 一種圖案形成裝置，係用以在移動體所保持之物體形成圖案，其具備：標記檢測系統，其至少一部分能移動；以及控制裝置，係於該移動體之移動中，於一標記之檢測中控制該標記檢測系統之檢測區域之移動，以藉由該標記檢測系統檢測該物體上之該一標記。
  41. 如申請專利範圍第40項之圖案形成裝置，其中，該控制裝置，係與使該標記檢測系統之檢測區域移動之動作並行，於該物體上待形成圖案之複數個區劃區域排列之 第1方向移動該移動體。
  42. 如申請專利範圍第41項之圖案形成裝置，其中，該標記檢測系統，係檢測該物體上於該第1方向位置不同之複數個標記。
  43. 如申請專利範圍第41項之圖案形成裝置，其具備複數個該標記檢測系統；該各標記檢測系統之檢測區域，係在與該第1方向正交之第2方向位置不同。
  44. 如申請專利範圍第43項之圖案形成裝置，其中，該控制裝置，係在該移動體之移動中，以該標記檢測系統檢測該物體上之標記時，變化該複數個檢測區域於該第2方向之間隔，以檢測該物體上於該第2方向位置不同之標記。
  45. 如申請專利範圍第40項之圖案形成裝置，其中，該控制裝置係使用該標記之檢測結果於該物體形成圖案。
  46. 如申請專利範圍第45項之圖案形成裝置，其中，該控制裝置，係使用對該物體之圖案形成開始後以該標記檢測系統進行之該物體上之標記的檢測結果。
  47. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其進一步具備檢測裝置，係用以在將該物體保持於該移動體之裝載位置、與對該物體之圖案形成開始位置之間配置的複數個測量點，檢測與該物體所移動之既定面垂直之方向相關之該物體的位置資訊。
  48. 如申請專利範圍第47項之圖案形成裝置，其中， 該控制裝置，係根據該檢測裝置之檢測結果，算出與該物體面形狀相關之資訊。
  49. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其進一步具備測量用移動體，此測量用移動體能與該移動體分開獨立移動，在更換該移動體上之物體的期間，進行該圖案形成所需之測量。
  50. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其進一步具備另一移動體，此另一移動體能與該移動體分開獨立移動，在對該移動體所保持之物體進行圖案形成之期間，保持待以該標記檢測系統進行標記檢測之物體。
  51. 如申請專利範圍第25項之圖案形成裝置，其進一步具備對該物體照射照明光之光學系統，以該照明光使該物體曝光以形成圖案。
  52. 如申請專利範圍第51項之圖案形成裝置，其中，該標記檢測系統與支撐該光學系統之機體在振動上分離。
  53. 如申請專利範圍第51項之圖案形成裝置，其中，該光學系統包含將圖案投影至該物體上的投影光學系統，至少該投影光學系統係以該機體支撐。
  54. 如申請專利範圍第52項之圖案形成裝置，其進一步具備以該機體為基準來檢測該標記檢測系統之位置資訊的感測器。
  55. 如申請專利範圍第54項之圖案形成裝置，其中，該感測器包含干涉儀；該干涉儀中，至少分歧出參照光束與測量光束之分歧 光學系統係與該標記檢測系統之至少一部分一起移動，該測量光束入射之反射面設於該機體。
  56. 如申請專利範圍第51項之圖案形成裝置，其進一步具備對該光學系統與該物體之間供應液體之液體供應機構，透過該光學系統及該液體以該照明光使該物體曝光。
  57. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍第25至56項中任一項之圖案形成裝置，於感應物體上形成圖案之步驟。
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