TWI479275B - A moving body device, an exposure apparatus and an exposure method, and an element manufacturing method - Google Patents

A moving body device, an exposure apparatus and an exposure method, and an element manufacturing method Download PDF

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Description

移動體裝置、曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法
本發明係關於移動體裝置、曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法，進一步詳言之，係關於包含可沿與既定二維平面平行之面移動之移動體之移動體裝置、具備該移動體裝置之以能量束使物體曝光之曝光裝置及該曝光裝置所執行之曝光方法、以及使用該曝光裝置或該曝光方法之元件製造方法。
一直以來，於製造半導體元件(積體電路等)、液晶顯示元件等電子元件(微元件)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(所謂之步進機)、步進掃描(step ＆ scan)方式之投影曝光裝置(所謂之掃描步進機(亦稱掃描機))等。
此種曝光裝置，一般，皆係使用雷射干涉儀來測量用以保持待轉印、形成圖案之晶圓或玻璃板等基板(以下，統稱為晶圓)2維移動之晶圓載台之位置。然而，隨著近年來半導體元件高積體化之圖案微細化，要求具有更進一步之高精度的晶圓載台之位置控制性能，其結果，變得無法忽視雷射干涉儀之光束路上之環境氣雰之温度變化及/或温度梯度之影響所產生之空氣波動所造成之測量值之短期變動。
作為改良上述不良之方法，提出有各種採用具有與雷射干涉儀同程度以上之測量分解能力之編碼器來作為晶圓載台之位置測量裝置之曝光裝置相關之發明(例如，參照專利文獻1)。然而，專利文獻1等所揭示之液浸曝光裝置，仍存在因液體蒸發時汽化熱等之影響導致晶圓載台(設在晶圓載台上面之光柵)變形之虞等，待改善之處。
為改善上述情形，於例如專利文獻2中之第5實施形態，揭示了一種具備在以光透射構件構成之晶圓載台上面設置光柵，從配置在晶圓載台下方之編碼器本體將測量光束射入晶圓載台以照射光柵，並藉由接收於光柵產生之之繞射光，來測量於光柵週期方向之晶圓載台之位移之編碼器系統的曝光裝置。此裝置中，由於光柵係被蓋玻璃(cover glass)所覆蓋，因此不易受汽化熱等之影響，能進行高精度之晶圓載台之位置測量。
然而，依據曝光裝置之種類(例如，專利文獻3所揭示之採用複合載台構造之曝光裝置)，在編碼器系統之可測量範圍外對晶圓載台所保持之晶圓進行既定處理(例如，晶圓之對準測量)後，必須使晶圓載台移動至編碼器系統之測量範圍內(例如，曝光位置)。是以，期待開發出可在更廣範圍高精度測量晶圓載台之位置資訊之系統。
專利文獻1：國際公開第2007/097379號
專利文獻2：國際公開第2008/038752號
專利文獻3：美國專利第7161659號說明書
本發明第1形態之第1移動體裝置，其具備：移動體，可沿著既定二維平面移動；第1測量系統，從下方對配置於該移動體之與該二維平面實質上平行之第1測量面照射至少一個第1測量光束，接受該第1測量光束之來自該第1測量面之光，當該移動體移動於該二維平面內之既定範圍內時，測量關於該移動體在與該第1軸平行之方向及與該第2軸平行之方向之位置資訊；第2測量系統，在該二維平面內之該既定範圍外，測量關於該移動體在至少與該第1軸平行之方向之位置資訊；以及控制系統，根據該第1測量系統及該第2測量系統之至少一者之測量資訊控制該移動體之位置。
據此，移動於二維平面內之既定範圍內之移動體之位置資訊，係藉由從下方對配置於移動體之與二維平面實質上平行之第1測量面照射第1測量光束之第1測量系統測量。是以，在該二維平面內之既定範圍內，可高精度測量移動體之位置資訊。又，在二維平面內之該既定範圍外關於移動體在至少與該第1軸平行之方向之位置資訊，係藉由第2測量系統測量。再者，藉由控制系統，根據第1測量系統及第2測量系統之至少一者之測量資訊控制移動體之位置。是以，控制系統根據第1及/或第2測量系統之測量資訊，可在二維平面內之廣範圍確實控制移動體之位置。
本發明第2形態之第2移動體裝置，其具備：第1支承構件，在包含彼此正交之第1軸及第2軸之二維平面內之第1範圍內移動；第2支承構件，在位於該二維平面內之與該第1範圍之該第1軸平行之方向之一側之第2範圍內移動；保持構件，係配置於該第1範圍與該第2範圍之邊界附近；移動體，可在至少與該二維平面平行之面內相對移動地支承於該第1支承構件與該第2支承構件；第1測量系統，從下方對配置於該第1支承構件所支承之該移動體之與該二維平面實質上平行之第1測量面照射至少一個第1測量光束，接受該第1測量光束之來自該第1測量面之光以測量關於該移動體在與該第1軸平行之方向及與該第2軸平行之方向之位置資訊；以及第2測量系統，該移動體透過該保持構件在該第1支承構件與該第2支承構件之間交接時，測量該移動體在該保持構件上之位置資訊。
據此，第1支承構件所支承之移動體之位置資訊，係藉由從下方對配置於移動體之與二維平面實質上平行之第1測量面照射第1測量光束之第1測量系統測量。是以，可高精度測量第1支承構件所支承之移動體之位置資訊。又，移動體透過該保持構件在該第1支承構件與該第2支承構件之間交接時，移動體在保持構件上之位置資訊，係藉由第2測量系統測量。是以，根據第1及/或第2測量系統之測量資訊，可在與二維平面平行之面內之廣範圍測量移動體之位置資訊。
本發明第3形態之第1曝光裝置，係藉由能量束之照射在物體形成圖案，其特徵在於，具備：本發明之第1、第2移動體裝置之任一者，在該移動體上裝載該物體；以及圖案化裝置，對裝載於該移動體上之該物體照射該能量束。據此，由於具備本發明之第1、第2移動體裝置之任一者，因此可在物體高精度形成圖案。
本發明第4形態之第2曝光裝置，係以能量束使物體曝光，其特徵在於，具備：第1支承構件，可在包含進行該能量束對該物體之曝光之曝光站之第1範圍內移動；第2支承構件，可在包含進行該物體之對準資訊之測量之測量站之第2範圍內移動；移動體，保持該物體且被各該第1、第2支承構件支承成可移動；第1測量系統，測量該第1支承構件所支承之該移動體之位置資訊；第2測量系統，測量該第2支承構件所支承之該移動體之位置資訊；以及第3測量系統，當該移動體從該第1、第2支承構件之一者交接至另一者時測量其位置資訊。
據此，在包含進行能量束對物體之曝光之曝光站之第1範圍內，第1支承構件所支承、保持物體並移動之移動體之位置資訊，係藉由第1測量系統測量。又，在包含進行物體之對準資訊之測量之測量站之第2範圍內，第2支承構件所支承、保持物體並移動之移動體之位置資訊，係藉由第2測量系統測量。再者，當移動體從第1、第2支承構件之一者交接至另一者時其位置資訊係藉由第3測量系統測量。是以，根據第1、第2、及第3測量系統之測量資訊，在包含曝光站及測量站之廣範圍可測量移動體之位置資訊。
本發明第5形態之元件製造方法，其包含：使用本發明之第1、第2曝光裝置之任一者使物體曝光之動作；以及使曝光後物體顯影之動作。
本發明第6形態之曝光方法，係以能量束使物體曝光，其特徵在於，包含：在包含進行該能量束對該物體之曝光之曝光站之第1範圍內，使支承用以保持該物體之移動體之第1支承構件移動，藉由第1測量系統測量該第1支承構件所支承之該移動體之位置資訊之動作；在包含進行該物體之對準資訊之測量之測量站之第2範圍內，使支承用以保持該物體之移動體之第2支承構件移動，藉由第2測量系統測量該第2支承構件所支承之該移動體之位置資訊之動作；以及當該移動體從該第1、第2支承構件之一者交接至另一者時，藉由第3測量系統測量其位置資訊之動作。
據此，根據第1、第2、及第3測量系統之測量資訊，在包含曝光站及測量站之廣範圍可測量移動體之位置資訊。
本發明第7形態之元件製造方法，其包含：使用本發明之曝光方法使物體曝光之動作；以及使曝光後之該物體顯影之動作。
以下，根據圖1～圖32說明本發明之一實施形態。
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，設有投影光學系統PL，以下，將與此投影光學系統PL之光軸AX平行之方向設為Z軸方向、在與此正交之面內標線片與晶圓相對掃描之方向設為Y軸方向、與Z軸及Y軸正交之方向設為X軸方向，並以繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別為θx、θy及θz方向來進行說明。
曝光裝置100，如圖1所示，具備配置於基座12上之一Y側端部附近之曝光站200(曝光處理部)、配置於基座12上之+Y側端部附近之測量站(測量處理部)300、兩個晶圓載台WST1,WST2、中繼載台DRST、以及此等之控制系統等。此處之基座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。基座12由具有平板狀外形之構件構成，其上面之平坦度作成非常高，作為上述三個載台WST1,WST2,DRST之移動時之導引面。此外，圖1中，晶圓載台WST1位於曝光站200，於晶圓載台WST1(更詳細而言係微動載台WFS1)上保持有晶圓W。又，晶圓載台WST2位於測量站300，於晶圓載台WST2(更詳細而言係微動載台WFS2)上保持有其他晶圓W。
曝光站200具備照明系統10、標線片載台RST、投影單元PU、以及局部液浸裝置8等。
照明系統10、係例如美國專利申請公開第2003/0025890號說明書等所揭示，包含光源、含光學積分器等之照度均勻化光學系統、及具有標線片遮簾等(皆未圖示)之照明光學系統。照明系統10，將標線片遮簾(亦稱為遮罩系統)所規定之標線片R上之狹縫狀照明區域IAR，藉照明光(曝光用光)IL以大致均勻之照度加以照明。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，其圖案面(圖1之下面)形成有電路圖案等之標線片R被以例如真空吸附方式加以固定。標線片載台RST，可藉由例如包含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3)於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θz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，透過固定於標線片載台RST之移動鏡15(實際上，係設置具有與Y軸方向正交之反射面之Y移動鏡(或復歸反射器)及具有與X軸方向正交之反射面之X移動鏡)以例如0.25nm程度之分解能力隨時加以檢測。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3)。又，亦可例如美國專利申請公開第2007/0288121號說明書等之揭示，以編碼器系統測量標線片載台RST之位置資訊。
投影單元PU配置在標線片載台RST之圖1中下方。投影單元PU藉由以未圖示支承構件支承成水平之主架(亦稱為測量架)BD透過設於其外周部之突緣部FLG被支承。投影單元PU包含鏡筒40、與被保持在鏡筒40內之投影光學系統PL。投影光學系統PL，係使用例如由沿與Z軸方向平行之光軸AX排列複數個光學元件(透鏡元件)所構成之折射光學系統。投影光學系統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，當以來自照明系統10之照明光IL照明標線片R上之照明區域IAR時，藉由通過投影光學系統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，透過投影光學系統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)，形成在配置於投影光學系統PL之第2面(像面)側、表面塗有光阻(感應劑)之晶圓W上與前述照明區域IAR共軛之區域(以下，亦稱曝光區域)IA。並藉由標線片載台RST與微動載台WFS1(或微動載台WFS2)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1個照射區域(劃分區域)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，係以照明系統10及投影光學系統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)曝光以在晶圓W上形成該圖案。本實施形態中，主架BD係被分別透過防振機構配置於設置面(地面等)之複數(例如3個或4個)支承構件支承為大致水平。又，該防振機構亦可配置在各支承構件與主架BD之間。此外，亦可例如國際公開第2006/038952號之揭示，將主架BD(投影單元PU)懸吊支承於配置在投影單元PU上方之未圖示之主架構件、或標線片基座等。
局部液浸裝置8，係對應本實施形態之曝光裝置100為進行液浸方式之曝光而設。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3)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統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」)191之鏡筒40下端部周圍之方式，透過未圖示之支承構件懸吊支承於支承投影單元PU等之主架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3)連接之供應流路與回收流路。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3)之未圖示供應管之另一端，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3)之未圖示回收管之另一端。本實施形態中，主控制裝置20控制液體供應裝置5(參照圖3)透過液體供應管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3)透過嘴單元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之間隨時更換保持有固定量之液體Lq(參照圖1)。本實施形態中，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。又，ArF準分子雷射光對純水之折射率n約為1.44，於純水中，照明光IL之波長即被短波長化為193nm×1/n=約134nm。
此外，於曝光站200設有微動載台位置測量系統70A，其包含透過支承構件72A被以大致懸臂狀態支承(支承一端部附近)於主架BD之測量臂71A。其中，為了說明之方便，關於微動載台位置測量系統70A係留待後述之微動載台之說明後再予說明。
於測量站300設有：對準裝置99，係固定於主架BD、以及微動載台位置測量系統70B，其包含透過支承構件72B被以大致懸臂狀態支承(支承一端部附近)於主架BD之測量臂71B、與前述微動載台位置測量系統70A係左右對稱而有同樣之構成。
對準裝置99，例如美國專利申請公開第2008/0088843號說明書等揭示，包含圖4所示之五個對準系統AL1,AL21 ～AL24 。詳述之，如圖4所示，在通過投影單元PU之中心(投影光學系統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統AL1。隔著第一對準系統AL1於X軸方向一側與另一側，分別設有相對基準軸LV大致地對稱地配置有檢測中心之第二對準系統AL21 ,AL22 、以及AL23 ,AL24 。亦即，五個對準系統AL1,AL21 ～AL24 ，其檢測中心沿X軸方向配置。此外，圖1中，包含五個對準系統AL1,AL21 ～AL24 及保持此等之保持裝置(滑件)在內顯示為對準裝置99。此外，關於對準裝置99之具體構成等，進一步留待後述。
晶圓載台WST1，由圖1及圖2(A)等可知，具有：粗動載台WCS1，其藉由設於其底面之複數個非接觸軸承、例如空氣軸承94被懸浮支承於基座12之上，並藉由粗動載台驅動系統51A(參照圖3)驅動於XY二維方向；以及微動載台WFS1，以非接觸狀態支承於粗動載台WCS1且能相對粗動載台WCS1移動。微動載台WFS1可藉由微動載台驅動系統52A(參照圖3)相對粗動載台WCS1被驅動於X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向、θz方向(以下記述為6自由度方向或6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz))。
晶圓載台WST2，與晶圓載台WST1同樣地，具有：粗動載台WCS2，其藉由設於其底面之複數個非接觸軸承(例如空氣軸承(省略圖示))被懸浮支承於基座12之上，並藉由粗動載台驅動系統51B(參照圖3)驅動於XY二維方向；以及微動載台WFS2，以非接觸狀態支承於粗動載台WCS2且能相對粗動載台WCS2移動。微動載台WFS2可藉由微動載台驅動系統52B(參照圖3)相對粗動載台WCS2被驅動於6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)。
晶圓載台WST1(粗動載台WCS1)之XY平面內之位置資訊(亦含θz方向之旋轉資訊)以晶圓載台位置測量系統16A加以測量。又，位於曝光站200之粗動載台WCS1所支承之微動載台WFS1(或微動載台WFS2)之6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)之位置資訊係以微動載台位置測量系統70A(參照圖3)加以測量。
晶圓載台WST2(粗動載台WCS2)之XY平面內之位置資訊(亦含θz方向之旋轉資訊)以晶圓載台位置測量系統16B(參照圖3)加以測量。又，位於測量站300之粗動載台WCS2所支承之微動載台WFS2(或微動載台WFS1)之6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)之位置資訊係以微動載台位置測量系統70B(參照圖3)加以測量。
又，在曝光站200及測量站300之外部、亦即微動載台位置測量系統70A及微動載台位置測量系統70B之測量範圍外，微動載台WFS1,WFS2之位置資訊係藉由微動載台位置測量系統70C(參照圖3)測量。晶圓載台位置測量系統16A,16B、及微動載台位置測量系統70A,70B,70C之測量結果(測量資訊)，為了控制粗動載台WCS1、微動載台WFS1、粗動載台WCS2及微動載台WFS2之位置而供應至主控制裝置20(參照圖3)。
中繼載台DRST，與粗動載台WCS1,WCS2同樣地，藉由設於其底面之複數個非接觸軸承(例如空氣軸承(省略圖示))懸浮支承於基座12，並可藉由中繼載台驅動系統53(參照圖3)驅動於XY二維方向。
中繼載台DRST在XY平面內之位置資訊(亦含θz方向之旋轉資訊)藉由例如干涉儀及/或編碼器等之未圖示位置測量系統加以測量。位置測量系統之測量結果，為了供中繼載台DRST之位置控制而供應至主控制裝置20。
再者，本實施形態之曝光裝置100，雖圖1中省略圖示，但如圖5所示，在投影單元PU之附近具備具有片BL之輔助載台AST。輔助載台AST，從圖5可知，藉由設於其底面之複數個非接觸軸承(例如空氣軸承(省略圖示))懸浮支承於基座12上，藉由輔助載台驅動系統58(圖5中未圖示，參照圖3)驅動於XY二維方向。
包含上述各種測量系統之載台系統之構成各部之構成等，待後詳述。
除此之外，於本實施形態之曝光裝置100，在投影單元PU之附近，設有與例如美國專利第5,448,332號說明書等所揭示之相同構成之斜入射方式之多點焦點位置檢測系統(以下，簡稱為多點AF系統)AF(圖1中未圖示，參照圖3)。多點AF系統AF之檢測訊號透過未圖示之AF訊號處理系統供應至主控制裝置20(參照圖3)。主控制裝置20根據多點AF系統AF之檢測訊號，檢測在多點AF系統AF之複數個檢測點各自之晶圓W表面在Z軸方向位置資訊(面位置資訊)，根據該檢測結果實施掃描曝光中晶圓W之所謂的聚焦調平控制。又，亦可在對準裝置99(對準系統AL1,AL21 ～AL24 )附近設置多點AF系統，於事前取得晶圓對準(EGA)時晶圓W表面之面位置資訊(凹凸資訊)，於曝光時使用該面位置資訊、與後述構成微動載台位置測量系統70A之一部分之雷射干涉儀系統75(參照圖3)之測量值，實施晶圓W之所謂的聚焦調平控制。此時，亦可不將多點AF系統設於投影單元PU之附近。此外，不使用雷射干涉儀系統75，而將構成微動載台位置測量系統70A之後述編碼器系統73之測量值，用於聚焦調平控制。
又，本實施形態之曝光裝置100中，於標線片載台RST之上方，配置有例如美國專利第5,646,413號說明書等所詳細揭示之具有CCD等之攝影元件，將曝光波長之光(本實施形態中為照明光IL)作為對準用照明光之影像處理方式之一對標線片對準系統RA1 、RA2 (圖1中，標線片對準系統RA2 隱藏在標線片對準系統RA1 之紙面內側)。一對標線片對準系統RA1 、RA2 係用在微動載台WFS1(WFS2)上之後述測量板緊挨在投影光學系統PL下方之狀態，由主控制裝置20透過投影光學系統PL檢測標線片R上所形成之一對標線片對準標記(圖示省略)之投影像、與對應測量板上之一對第1基準標記，以檢測投影光學系統PL所形成之標線片R之圖案之投影區域中心與測量板上之基準位置、亦即一對第1基準標記之中心的位置關係。標線片對準系統RA1 、RA2 之檢測訊號經由未圖示之訊號處理系統供應至主控制裝置20(參照圖3)。又，亦可不設置標線片對準系統RA1 、RA2 。此場合，最好是能例如美國專利申請公開第2002/0041377號等所揭示，於微動載台WFS1搭載設有光透射部(受光部)之檢測系統以檢測標線片對準標記之投影像。
圖3，係顯示以曝光裝置100之控制系統為中心構成，顯示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，係統籌控制前述局部液浸裝置8、粗動載台驅動系統51A,51B、微動載台驅動系統52A,52B、以及中繼載台驅動系統53等曝光裝置100之構成各部。
此處，詳述載台系統各部之構成等。首先說明晶圓載台WST1,WST2。本實施形態中，晶圓載台WST1與晶圓載台WST2包含該驅動系統、位置測量系統等在內均為完全相同之構成。是以，以下係代表性地舉出晶圓載台WST1來說明。
粗動載台WCS1，如圖2(A)及圖2(B)所示，具備俯視(從+Z方向所視)以X軸方向為長邊方向之長方形板狀之粗動滑件部91、以平行於YZ平面之狀態分別固定在粗動滑件部91之長邊方向一端部與另一端部上面且以Y軸方向為長邊方向之長方形板狀之一對側壁部92a、92b、以及分別固定在側壁部92a、92b上面之一對固定子部93a、93b。又，粗動載台WCS1，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箱形形狀。亦即，於粗動載台WCS1之內部形成有貫通於Y軸方向之空間部。側壁部92a、92b之彼此對向之面(內側面)施加有鏡面加工而形成反射面。此外，替代形成反射面，固定由平面鏡構成之反射鏡亦可。
粗動載台WCS1如圖6所示，能以粗動滑件部91之長邊方向中央之分離線為邊界分離成第1部分WCS1a與第2部分WCS1b之兩個部分。因此，粗動滑件部91係由構成第1部分WCS1a一部分之第1滑件部91a與構成第2部分WCS1b一部分之第2滑件部91b所構成。
於基座12內部收容有線圈單元，該線圈單元如圖1所示包含以XY二維方向為行方向、列方向配置成矩陣狀之複數個線圈14。
與線圈單元對應地，於粗動載台WCS1之底面、亦即第1滑件部91a、第2滑件部91b之底面，如圖2(A)所示設有磁鐵單元，係由以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鐵18構成。磁鐵單元分別與基座12之線圈單元一起構成例如美國專利第5,196,745號說明書等所揭示之勞倫茲電磁力驅動方式之平面馬達所構成之粗動載台驅動系統51Aa,51Ab(參照圖3)。供應至構成線圈單元之各線圈14之電流之大小及方向藉由主控制裝置20控制(參照圖3)。
於第1、第2滑件部91a,91b各自之底面，於上述磁鐵單元周圍固定有複數個空氣軸承94。粗動載台WCS1之第1部分WCS1a及第2部分WCS1b分別藉由空氣軸承94於基座12上透過既定間隙、例如數μm之間隙懸浮支承，並藉由粗動載台驅動系統51Aa,51Ab驅動於X軸方向、Y軸方向、以及θz方向。
通常，第1部分WCS1a與第2部分WCS1b係一體化而透過未圖示之鎖固機構鎖固。亦即，第1部分WCS1a及第2部分WCS1b通常係一體動作。因此，以下將驅動第1部分WCS1a及第2部分WCS1b一體化而構成之粗動載台WCS1之平面馬達所構成的驅動系統，稱為粗動載台驅動系統51A(參照圖3)。
此外，作為粗動載台驅動系統51A，並不限於勞倫茲電磁力驅動方式之平面馬達，例如亦可使用可變磁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統51A。此時，亦可不於粗動滑件部91之底面設置空氣軸承。
一對固定子部93a、93b如圖2(A)及圖2(B)所示，分別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WFS1(或WFS2)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之各線圈之電流大小及方向由主控制裝置20加以控制。關於線圈單元CUa、Cub之構成，留待後述。此處之微動載台WFS1與微動載台WFS2為完全相同之構成，同樣地以非接觸方式支承於粗動載台WCS1並加以驅動，惟以下，僅代表性地舉出微動載台WFS1來說明。
一對固定子部93a、93b，如圖2(A)及圖2(B)所示，分別具有以Y軸方向為長邊方向之矩形板狀之形狀。固定子部93a其+X側端部固定在側壁部92a上面，固定子部93b其-X側端部固定在側壁部92b上面。
微動載台WFS1，如圖2(A)及圖2(B)所示，具備由俯視以X軸方向為長邊方向之八角形板狀構件構成之本體部81、以及分別固定在本體部81之長邊方向一端部與另一端部之一對可動子部82a、82b。
本體部81由於後述編碼器系統之測量光束(雷射光)需在其內部行進，因係以光能透射之透明材料形成。又，本體部81為了降低在其內部之空氣波動對雷射光之影響而係形成為實心(內部不具有空間)。此外，透明材料最好係低熱膨脹率，在本實施形態中，作為一例係使用合成石英(玻璃)等。此外，本體部81之整體雖亦可以透明材料構成，但亦可僅有編碼器系統之測量光束所透射之部分以透明材料構成，或僅有此測量光束所透射之部分形成為實心。
於微動載台WFS1之本體部81(更正確而言為後述之蓋玻璃)上面中央設有以真空吸附等方式保持晶圓W之晶圓保持具(未圖示)。本實施形態中，係使用例如在環狀凸部(弧部)內形成有支承晶圓W之複數個支承部(銷構件)之所謂銷夾頭(pin chuck)方式之晶圓保持具，在一面(表面)為晶圓載置面之晶圓保持具之另一面(背面)側設有後述光柵RG等。又，晶圓保持具可與微動載台WFS1一體形成，亦可相對本體部81，透過例如靜電夾頭機構或夾鉗(clamp)機構等、或以接著等方式加以固定。前者，光柵RG係設於微動載台WFS1之背面側。
再者，於本體部81上面，在晶圓保持具(晶圓W之裝載區域)外側、如圖2(A)及圖2(B)所示，安裝有其中央形成有較晶圓W(晶圓保持具)大一圈之大圓形開口、且具有對應本體部81之八角形外形(輪廓)之板件(撥液板)83。板件83係由低熱膨脹率之材料、例如玻璃或陶瓷(SCHOTT公司之Zerodur(商品名)、Al2 O3 、或TiC)構成，表面施有撥液化處理。具體而言，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氧系樹脂材料等形成撥液膜。板件83係以其表面全部(或一部分)與晶圓W表面同一面高之方式固定在本體部81之上面。又，於板件83之-Y側端部，如圖2(B)所示，以其表面與板件83表面、亦即與晶圓W表面大致同一面高之狀態設置有在X軸方向為細長長方形之測量板86。於測量板86表面，至少形成有以前述一對標線片對準檢測系統RA1 、RA2 分別檢測之一對第1基準標記、以及以第一對準系統AL1檢測之第2基準標記(第1及第2基準標記皆省略圖示)。又，亦可取代將板件83安裝於本體部81，而例如將晶圓保持具與微動載台WFS1一體形成，將微動載台WFS1之圍繞晶圓保持具之周圍區域(與板件83相同區域(亦可包含測量板86表面)之上面加以撥液化處理來形成撥液面。
如圖2(A)所示，於本體部81之上面水平地(與晶圓W表面平行)配置有二維光柵(以下單稱為光柵)RG。光柵RG係固定(或形成)於由透明材料構成之本體部81上面。光柵RG包含以X軸方向為週期方向之反射型繞射光柵(X繞射光柵)與以Y軸方向為週期方向之反射型繞射光柵(Y繞射光柵)。本實施形態中，在本體部81上固定或形成有二維光柵之區域(以下稱為形成區域)例如係較晶圓W大一圈之圓形。
光柵RG係由保護構件例如蓋玻璃84覆蓋且保護。本實施形態中，於蓋玻璃84上面設有吸附保持晶圓保持具之前述保持機構(靜電夾頭機構)。此外，本實施形態中之蓋玻璃84，雖設置成覆蓋本體部81之上面之大致全面，但亦可設置成僅覆蓋包含光柵RG之本體部81上面之一部分。又，保護構件(蓋玻璃84)雖亦可以與本體部81相同之材料形成，但並不限於此，亦可以例如金屬、陶瓷形成保護構件。又，由於為了保護光柵RG需要充分厚度因此最好係板狀保護構件，但亦可視材料而使用薄膜狀之保護構件。
此外，於光柵RG之形成區域中、與突出至晶圓保持具周圍之區域對應之蓋玻璃84之一面，為避免照射於光柵RG之編碼器系統之測量光束透射過蓋玻璃84，亦即，避免晶圓保持具背面區域之內外測量光束之強度產生大變動，例如設置覆蓋該形成區域之反射構件(例如薄膜等)較佳。
除此之外，亦可將一面固定或形成光柵RG之透明板之另一面接觸或靠近晶圓保持具背面配置，且於該透明板之一面側設置保護構件(蓋玻璃84)、或者不設置保護構件(蓋玻璃84)而將固定或形成光柵RG之透明板之一面接觸或靠近晶圓保持具背面配置。尤其是前者，可取代透明板而將光柵RG固定形成於陶瓷等之不透明構件、或將光柵RG固定或形成在晶圓保持具之背面。或者，亦可僅將晶圓保持具與光柵RG保持於習知微動載台。又，將晶圓保持具以實心玻璃構件加以形成，於該玻璃構件上面(晶圓載置面)配置光柵RG亦可。
本體部81，由圖2(A)可知，係由形成有從長邊方向之一端部與另一端部之下端部向外側突出之突出部、整體為八角形板狀構件構成，於其底面之對向於光柵RG之部分形成有凹部。本體部81，其配置光柵RG之中央區域係形成為其厚度實質均勻之板狀。
於本體部81之+X側、-X側之突出部之上面，分別於Y軸方向、以各自之凸部89a、89b朝向外側之方式延設有截面凸形狀之分隔件85a、85b。
可動子部82a，如圖2(A)及圖2(B)所示，包含Y軸方向尺寸(長度)及X軸方向尺寸(寬度)皆較固定子部93a短(一半程度)之二片俯視矩形之板狀構件82a1 、82a2 。此等二片板狀構件82a1 、82a2 ，係隔著前述分隔件85a之凸部89a，在Z軸方向(上下)分開既定距離之狀態下皆與XY平面平行的固定於本體部81+X側端部。此時，板狀構件82a2 係被分隔件85a與本體部81之+X側突出部挾持其-X側端部。二片板狀構件82a1 、82a2 之間，以非接觸方式***粗動載台WCS1之固定子部93a之-X側端部。於板狀構件82a1 、82a2 之內部設有後述磁鐵單元MUa1 、MUa2 。
可動子部82b，包含於分隔件85b在Z軸方向(上下)維持既定間隔之二片板狀構件82b1 、82b2 ，與可動子部82a為左右對稱之相同構成。於二片板狀構件82b1 、82b2 之間以非接觸方式***粗動載台WCS1之固定子部93b之+X側端部。於板狀構件82b1 、82b2 之內部，收容有與磁鐵單元MUa1 、MUa2 同樣構成之磁鐵單元MUb1 、MUb2 。
此處，如前所述，由於粗動載台WCS1之Y軸方向兩側面為開口，因此在將微動載台WFS1裝著於粗動載台WCS1時，只是使固定子部93a、93b分別位於板狀構件82a1 、82a2 及82b1 、82b2 之間，並進行微動載台WFS1之Z軸方向定位後，使微動載台WFS1移動(滑動)於Y軸方向即可。
又，如圖2(B)所示，在板件83上面之X軸方向(圖2(B)中紙面內左右方向)之一側與另一側區域分別固定Y標尺87Y1 ,87Y2 。Y標尺87Y1 ,87Y2 分別係藉由例如以X軸方向為長邊方向之格子線以既定間距沿著與Y軸平行之方向(Y軸方向)排列之以Y軸方向為週期方向之反射型光柵(例如1維繞射光柵)構成。
Y標尺87Y1 ,87Y2 ，係例如在薄板狀玻璃以例如138nm～4μm之間距、例如1μm間距刻上上述繞射光柵之刻度而作成。此等標尺之表面施加有對液體Lq之撥液化處理。此外，圖2(B)中，為了圖示方便，光柵之間距圖示為比實際之間距寬廣得多。此點在其他圖示中亦相同。此外，Y標尺87Y1 ,87Y2 所使用之繞射光柵之種類，不僅是以機械方式形成槽等者，例如為在感光性樹脂燒結干涉條紋作成者亦可。又，為了保護繞射光柵，以具備撥水性之低熱膨脹率之玻璃板，以其表面與晶圓表面相同高度(面位置)之方式覆蓋繞射光柵亦可。
此外，在Y標尺87Y1 ,87Y2 之長邊方向之一端部附近分別形成用以決定後述編碼器讀頭與Y標尺87Y1 ,87Y2 間之相對位置之定位圖案(省略圖示)。此定位圖案係例如由反射率不同之格子線構成，編碼器讀頭掃描於此定位圖案上時，編碼器之輸出訊號之強度變化。因此，預先設定閾值，檢測輸出訊號之強度超過該閾值之位置。以該檢測出之位置為基準來設定編碼器讀頭與各Y標尺間之相對位置。
又，如圖2(B)所示，形成在板件83之四個角落部之傾斜面(與XY平面垂直之面、相對X軸及Y軸傾斜之面)分別施加鏡面加工，形成用於後述雷射干涉儀系統79(參照圖3)之反射面88a,88b,88c,88d。此外，替代形成上述反射面，在板件83安裝由平面鏡構成之移動鏡亦可。
又，如圖2(B)所示，在微動載台WFS1(及微動載台WFS2)之本體部81之－Y側側面施加有鏡面加工，形成用於後述微動載台位置測量系統70D(參照圖3)之反射面61。此外，替代形成反射面61，在本體部81安裝由平面鏡構成之移動鏡亦可。又，在挾持微動載台WFS1(及微動載台WFS2)之本體部81之反射面61之2個側面(傾斜面)分別固定用於後述微動載台位置測量系統70D之由平面鏡構成之移動鏡63a,63b。移動鏡63a,63b之反射面分別與XY平面垂直且與XZ平面成例如45°之角度。
接著，說明用以相對粗動載台WCS1驅動微動載台WFS1之微動載台驅動系統52A之構成。
微動載台驅動系統52A，包含前述可動子部82a所具有之一對磁鐵單元MUa1 、MUa2 、固定子部93a所具有之線圈單元CUa、可動子部82b所具有之一對磁鐵單元MUb1 、MUb2 、以及固定子部93b所具有之線圈單元CUb。
進一步詳述如後。從圖7及圖8(A)以及圖8(B)可知，在固定子部93a內部之－X側端部，複數個(此處為12個)俯視長方形狀之YZ線圈(以下，適當的簡稱為「線圈」)55、57於Y軸方向等間隔分別配置之2列線圈列，於X軸方向相距既定間隔配置。YZ線圈55，具有在上下方向(Z軸方向)重疊配置之俯視長方形狀之上部繞組55a與下部繞組55b。又，在固定子部93a之內部、上述2列線圈列之間，配置有以Y軸方向為長邊方向之細長俯視長方形狀之1個X線圈(以下，適當的簡稱「線圈」)56。此場合，2列線圈列與X線圈56係在X軸方向以等間隔配置。包含2列線圈列與X線圈56構成線圈單元CUa。
以下，使用圖7～圖9(C)，說明一對固定子部93a、93b中、一方之固定子部93a及被此固定子部93a所支承之可動子部82a，而另一方(-X側)之固定子部93b及可動子部82b具有與該等同樣之構成、同樣之功能。因此，線圈單元CUb、磁鐵單元MUb1 、MUb2 與線圈單元CUa、磁鐵單元MUa1 、MUa2 同樣的構成。
在構成微動載台WFS1之可動子部82a之一部分之+Z側之板狀構件82a1 內部，參照圖7及圖8(A)以及圖8(B)可知，以X軸方向為長邊方向之俯視長方形之複數個(此處為10個)之永久磁鐵65a、67a於Y軸方向等間隔配置而成之2列磁鐵列，於X軸方向相距既定間隔配置。2列磁鐵列分別與線圈55、57對向配置。
複數個永久磁鐵65a，如圖8(B)所示，係由上面側(+Z側)為N極而下面側(-Z側)為S極之永久磁鐵、與上面側(+Z側)為S極而下面側(-Z側)為N極之永久磁鐵，於Y軸方向交互排列。由複數個永久磁鐵67a構成之磁鐵列，與由複數個永久磁鐵65a構成之磁鐵列為同樣之構成。
又，於板狀構件82a1 之內部、上述2列磁鐵列之間，與線圈56對向配置有於X軸方向分離配置、以Y軸方向為長邊方向之一對(2個)永久磁鐵66a1 、66a2 。如圖8(A)所示，永久磁鐵66a1 其上面側(+Z側)為N極而下面側(-Z側)為S極，永久磁鐵66a2 則以上面側(+Z側)為S極下面側(-Z側)為N極。
藉由上述複數個永久磁鐵65a、67a及66a1 、66a2 構成磁鐵單元MUa1 。
於-Z側之板狀構件82a2 內部，如圖8(A)所示，亦以和上述+Z側板狀構件82a1 同樣之配置，配置有永久磁鐵65b、66b1 、66b2 、67b。藉由此等永久磁鐵65b、66b1 、66b2 、67b構成磁鐵單元MUa2 。此外，-Z側之板狀構件82a2 內之永久磁鐵65b、66b1 、66b2 、67b，於圖7中，係對永久磁鐵65a、66a1 、66a2 、67a於紙面內側重疊配置。
此處，微動載台驅動系統52A，如圖8(B)所示，複數個永久磁鐵65及複數個YZ線圈55於Y軸方向之位置關係(各自之間隔)，係設定為於Y軸方向相鄰配置之複數個永久磁鐵(圖8(B)中，沿Y軸方向依序為永久磁鐵65a1 ～65a5 )在相鄰2個永久磁鐵65a1 及65a2 分別對向於YZ線圈551 之繞組部時，與該等相鄰之永久磁鐵65a3 不對向於與上述YZ線圈551 相鄰之YZ線圈552 之繞組部(線圈中央之中空部、或捲繞線圈之鐵芯、例如與鐵芯對向)。又，如圖8(B)所示，各永久磁鐵65a4 及65a5 對向於與YZ線圈552 相鄰之YZ線圈553 之繞組部。永久磁鐵65b、67a、67b於Y軸方向之間隔亦相同(參照圖8(B))。
因此，微動載台驅動系統52A，例如係在圖8(B)所示狀態下，如圖9(A)所示，對線圈551 、553 之上部繞組及下部繞組分別供應從+Z方向所視往右旋轉之電流時，即於線圈551 、553 作用出-Y方向之力(勞倫茲力)，而作為反作用於永久磁鐵65a、65b分別產生+Y方向之力。由於此等力之作用，微動載台WFS1即相對粗動載台WCS1往+Y方向移動。與上述情形相反的，對線圈551 、553 分別供應從+Z方向所視往左旋轉之電流時，微動載台WFS1即相對粗動載台WCS1往-Y方向移動。
藉由對線圈57之電流供應，能在與永久磁鐵67(67a、67b)之間進行電磁相互作用而將微動載台WFS1驅動於Y軸方向。主控制裝置20，藉由控制對各線圈供應之電流，據以控制微動載台WFS1之Y軸方向位置。
又，微動載台驅動系統52A，例如在圖8(B)所示狀態下，如圖9(B)所示對線圈552 之上部繞組供應從+Z方向所視往左旋轉之電流、而對下部繞組供應從+Z方向所視往右旋轉之電流時，即分別於線圈552 與永久磁鐵65a3 之間產生吸引力、於線圈552 與永久磁鐵65b3 之間產生斥力，微動載台WFS1藉由此等吸引力及斥力而相對粗動載台WCS1往下方(-Z方向)、亦即往降下方向移動。與上述情形相反之電流供應至線圈552 之上部繞組及下部繞阻時，微動載台WFS1即相對粗動載台WCS1往上方(+Z方向)、亦即往上升方向移動。主控制裝置20藉控制對各線圈供應之電流，以控制懸浮狀態之微動載台WFS1在Z軸方向之位置。
又，當在圖8(A)所示狀態下，如圖9(C)所示，對線圈56供應從+Z方向所視往右旋轉之電流時，於線圈56產生作用於+X方向之力，而作為反作用分別於永久磁鐵66a1 、66a2 、及66b1 、66b2 產生作用於－X方向之力，微動載台WFS1即相對粗動載台WCS1移動於－X方向。又，與上述情形相反的，當對線圈56供應從+Z方向所視往左旋轉之電流時，於永久磁鐵66a1 、66a2 及66b1 、66b2 產生+X方向之力，微動載台WFS1相對粗動載台WCS1移動於+X方向。主控制裝置20，藉控制對各線圈供應之電流，據以控制微動載台WFS1之X軸方向位置。
由上述說明可知，本實施形態中，主控制裝置20係對排列於Y軸方向之複數個YZ線圈55、57每隔1個供應電流，據以將微動載台WFS1驅動Y軸方向。與此並行的，主控制裝置20對YZ線圈55、57中未使用於將微動載台WFS1驅動於Y軸方向之線圈供應電流，據以使其產生與往Y軸方向驅動力不同之往Z軸方向之驅動力，使微動載台WFS1從粗動載台WCS1浮起。此外，主控制裝置20視微動載台WFS1之Y軸方向位置依序切換電流供應對象之線圈，據以一邊維持微動載台WFS1相對粗動載台WCS1之懸浮狀態、亦即非接觸狀態、一邊將微動載台WFS1驅動於Y軸方向。又，主控制裝置20亦能在使微動載台WFS1從粗動載台WCS1浮起之狀態下，除Y軸方向外亦能獨立的將其驅動於X軸方向。
又，主控制裝置20，例如圖10(A)所示，亦可藉由使微動載台WFS1之+X側可動子部82a與－X側可動子部82b產生彼此不同大小之Y軸方向之驅動力(推力)(參照圖10(A)之黑箭頭)，據以使微動載台WFS1繞Z軸旋轉(θz旋轉)(參照圖10(A)之白箭頭)。又，與圖10(A)相反的，亦可藉由使作用於+X側可動子部82a之驅動力大於-X側之驅動力，使微動載台WFS1相對Z軸向左旋轉。
此外，主控制裝置20，可如圖10(B)所示，使彼此不同之浮力(參照圖10(B)之黑箭頭)作用於微動載台WFS1之+X側可動子部82a與-X側可動子部82b，據以使微動載台WFS1繞Y軸旋轉(θy驅動)(參照圖10(B)之白箭頭)。又，與圖10(B)相反的，亦可藉由使作用於+X側可動子部82a之浮力大於-X側，而使微動載台WFS1相對Y軸往左旋轉。
進一步的，主控制裝置20，亦可如圖10(C)所示，使彼此不同浮力(參照圖10(C)之黑箭頭)作用於微動載台WFS1之各可動子部82a、82b之Y軸方向之+側與-側，據以使微動載台WFS1繞X軸旋轉(θx驅動)(參照圖10(C)白箭頭)。又，與圖10(C)相反的，亦可藉由使作用於可動子部82a(及82b)之-Y側部分之浮力小於作用於+Y側部分之浮力，使微動載台WFS1相對X軸往左旋轉。
由以上說明可知，本實施形態，可藉由微動載台驅動系統52A，將微動載台WFS1相對粗動載台WCS1以非接觸狀態加以懸浮支承，且相對粗動載台WCS1以非接觸方式驅動於6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)。
又，本實施形態中，主控制裝置20在使浮力作用於微動載台WFS1時，可藉由對配置在固定子部93a內之2列線圈55、57(參照圖7)供應彼此相反方向之電流，據以如例如圖11所示，與浮力(參照圖11之黑箭頭)同時將繞Y軸旋轉之旋轉力(參照圖11之白箭頭)作用於可動子部82a。又，主控制裝置20，可藉由將彼此相反方向之繞Y軸旋轉之旋轉力透過分別作用於一對可動子部82a、82b，使微動載台WFS1之中央部變形於+Z方向或－Z方向(參照圖11之具斜線箭頭)。因此，如圖11所示，藉由使微動載台WFS1之中央部變形於+Z方向，可抵消因晶圓W及本體部81之本身重量引起之微動載台WFS1(本體部81)之X軸方向中間部分之變形，確保晶圓W表面對XY平面(水平面)之平行度。如此，在晶圓W直徑大而微動載台WFS大型化時等，尤能發揮效果。
又，當晶圓W因本身重量等而變形時，於照明光IL之照射區域(曝光區域IA)內，微動載台WFS1上所裝載之晶圓W之表面亦有不進入投影光學系統PL之焦深範圍內之虞。因此，主控制裝置20可與使上述微動載台WFS1於X軸方向之中央部變形於+Z方向之情形同樣的，使彼此相反方向之繞Y軸旋轉之旋轉力分別作用於一對可動子部82a、82b，以使晶圓W變形為大致平坦，而能在曝光區域IA內使晶圓W之表面進入投影光學系統PL之焦深範圍內。圖11中，雖顯示了使微動載台WFS1變形於+Z方向(成凸形)之例，但亦可藉由控制對線圈之電流方向，以使微動載台WFS1變形向與此相反之方向(成凹形)。
又，不僅僅是本身重量變形之修正及/或聚焦調平之控制，在採用晶圓之照射區域內之既定點橫越過曝光區域IA之期間，於焦深範圍內變化該既定點之Z軸方向位置以實質增大焦深之超解析技術之情形時，亦能適用使微動載台WFS1(及保持於此之晶圓W)在與Y軸垂直之面(XZ面)內變形為凹形或凸形之手法。
如前所述，微動載台WFS2與上述微動載台WFS1完全相同地構成，微動載台WFS2亦可取代微動載台WFS1以非接觸方式支承於粗動載台WCS1。此時，係藉由粗動載台WCS1與粗動載台WCS1所支承之微動載台WFS2構成晶圓載台WST1，藉由微動載台WFS2所具備之一對可動子部(各一對磁鐵單元MUa1 、MUa2 及MUb1 、MUb2 )與粗動載台WCS1之一對固定子部93a、93b(線圈單元CUa、CUb)構成微動載台驅動系統52A。又，藉由此微動載台驅動系統52A使微動載台WFS2相對粗動載台WCS1以非接觸方式驅動於6自由度方向。
又，微動載台WFS2,WFS1亦可分別以非接觸方式支承於粗動載台WCS2，藉由粗動載台WCS2與粗動載台WCS2所支承之微動載台WFS2或WFS1構成晶圓載台WST2。此時，係藉由微動載台WFS2或WFS1所具備之一對可動子部(各一對磁鐵單元MUa1 、MUa2 及MUb1 、MUb2 )與粗動載台WCS2之一對固定子部93a、93b(線圈單元CUa、CUb)構成微動載台驅動系統52B(參照圖3)。又，藉由此微動載台驅動系統52B使微動載台WFS2或WFS1相對粗動載台WCS2以非接觸方式驅動於6自由度方向。
返回圖1，中繼載台DRST具備與粗動載台WCS1,WCS2同樣(不過並未構成為能分離成第1部分與第2部分)構成之載台本體44與設於載台本體44內部之搬送裝置46(參照圖3)。是以，載台本體44，與粗動載台WCS1,WCS2同樣地能以非接觸方式支承(保持)微動載台WFS1與WFS2，中繼載台DRST所支承之微動載台能藉由微動載台驅動系統52C(參照圖3)相對中繼載台DRST被驅動於6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)。不過，微動載台只要能相對中繼載台DRST至少滑動於Y軸方向即可。
搬送裝置46，具備：搬送構件48，包含能沿中繼載台DRST之載台本體44之X軸方向兩側壁於Y軸方向以既定動程往反移動且在Z軸方向亦可以既定動程上下移動之搬送構件本體、以及能保持微動載台WFS1或WFS2相對搬送構件本體相對移動於Y軸方向之移動構件；以及搬送構件驅動系統54，係可個別驅動構成搬送構件48之搬送構件本體及移動構件(參照圖3)。搬送構件驅動系統54，根據測量搬送構件本體及移動構件分別在Y軸方向之位置之未圖示感測器(例如編碼器)之測量值，個別驅動搬送構件本體及移動構件。
此處，本實施形態之曝光裝置100中，主控制裝置20，在粗動載台WCS1,WCS2彼此之間，透過中繼載台DRST進行微動載台WFS1,WFS2之交接。在粗動載台WCS1,WCS2彼此之間之微動載台WFS1,WFS2之交接，具體而言，係意指從例如在粗動載台WCS1支承微動載台WFS1且在粗動載台WCS2支承微動載台WFS2之第1狀態(參照圖1)切換至在粗動載台WCS1支承微動載台WFS2且在粗動載台WCS2支承微動載台WFS1之第2狀態、或相反地從第2狀態切換至第1狀態。
本實施形態之曝光裝置100，在進行對晶圓W之步進掃描(step & scan)方式之曝光動作時及使用對準裝置99之晶圓W之對準測量時，微動載台WFS1,WFS2分別之XY平面內之位置資訊(含θz方向之位置資訊)係由主控制裝置20使用微動載台位置測量系統70A,70B之編碼器系統73(參照圖3)加以測量。又，微動載台WFS1,WFS2分別之位置資訊被送至主控制裝置20，主控制裝置20根據此位置資訊控制微動載台WFS1,WFS2分別之位置。
相對於此，在微動載台WFS1(或WFS2)從粗動載台WCS2透過中繼載台DRST交接至粗動載台WCS1時，微動載台WFS1(或WFS2)之XY平面內之位置資訊係由主控制裝置20使用包含編碼器系統78及雷射干涉儀系統79之微動載台位置測量系統70C(參照圖3)加以測量。微動載台位置測量系統70C之具體構成留待後述。
又，在微動載台WFS1(或WFS2)從粗動載台WCS1透過中繼載台DRST交接至粗動載台WCS2時，微動載台WFS1(或WFS2)之XY平面內之位置資訊係由主控制裝置20使用包含雷射干涉儀系統之微動載台位置測量系統70D(參照圖3)加以測量。微動載台位置測量系統70D之具體構成留待後述。
又，進行微動載台WFS1,WFS2之彼此交接時之粗動載台WCS1,WCS2之XY平面內之位置資訊係由主控制裝置20使用晶圓載台位置測量系統16A,16B(參照圖1及圖3)加以測量。晶圓載台位置測量系統16A,16B，如圖1所示，包含對粗動載台WCS1,WCS2分別之側面以鏡面加工形成之反射面照射測距光束以測量粗動載台WCS1,WCS2之XY平面內位置資訊之雷射干涉儀。此外，圖1中雖省略圖示，但實際上，於粗動載台WCS1,WCS2分別形成有垂直於Y軸之Y反射面與垂直於X軸之X反射面，並與此對應，雷射干涉儀亦設有對X反射面、Y反射面分別照射測距光束之X干涉儀、Y干涉儀。又，晶圓載台位置測量系統16A,16B，例如Y干涉儀亦可具有複數個測距軸，根據各測距軸之輸出，測量粗動載台WCS1,WCS2之θz方向之位置資訊(旋轉資訊)。再者，粗動載台WCS1,WCS2於XY平面內之位置資訊，可取代上述晶圓載台位置測量系統16A,16B而以其他測量裝置、例如編碼器系統加以測量。此場合，可於例如基座12之上面配置二維標尺、於粗動載台WCS1之底面設置編碼器讀頭。
接著，說明輔助載台AST。圖12(A)、圖12(B)及圖12(C)係分別顯示輔助載台AST之側視圖(從-Y方向觀察之圖)、前視圖(從+X方向觀察之圖)、及俯視圖(從+Z方向觀察之圖)。如此等圖12(A)～圖12(C)所示，輔助載台AST具備俯視(從+Z方向觀察)以X軸方向為長邊方向之長方形板狀之滑件部60、由在滑件部60上面之-X側端部以與YZ平面平行之狀態固定之矩形板狀構件構成之支承部62、及由懸臂支承於該支承部62之矩形板件構成之片BL。
在滑件部60之底面，雖未圖示，與基座12之線圈單元一起設有構成勞倫茲電磁力驅動方式之平面馬達所構成之輔助載台驅動系統58(參照圖3)、由複數個永久磁鐵構成之磁鐵單元。在滑件部60之底面，於上述磁鐵單元周圍固定有複數個空氣軸承(未圖示)。輔助載台AST係藉由上述空氣軸承，在基座12上透過既定間隙、例如數μm之間隙懸浮支承，並藉由輔助載台驅動系統58驅動於X軸方向及Y軸方向。
一般而言，輔助載台AST，如圖20所示，在與測量臂71A之-X側相距既定距離以上之待機位置待機。由於輔助載台AST之一部分構成片BL，因此若在XY平面內驅動輔助載台AST，則片BL在XY平面內被驅動。亦即，輔助載台驅動系統58兼作為將片BL驅動於X軸方向及Y軸方向之片驅動系統。
片BL，由圖12(A)及圖12(B)可知，在其+Y側端部突出支承部62之外部既定量之狀態下，-X側端部固定於支承部62之上面。
本實施形態中，片BL之上面對液體Lq為撥液性。本實施形態中，片BL，包含例如不鏽鋼等之金屬製基材與形成於該基材表面之撥液性材料之膜。撥液性材料包含例如PFA(四氟乙烯‧全氟烷基乙烯基醚共聚物：Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer)、PTFE(聚四氟乙烯：Poly tetra fluoro ethylene)、鐵氟龍(註冊商標)等。此外，形成膜之材料亦可係丙烯酸系樹脂、矽樹脂。又，片BL整體，亦可係以PFA、PTFE、鐵氟龍(註冊商標)、丙烯酸系樹脂、及矽樹脂之至少一個形成。本實施形態中，片BL之上面對液體Lq之接觸角例如係90度以上。
輔助載台AST，可從－X側卡合於測量臂71A，在該卡合狀態下，片BL位於緊接測量臂71A上方之位置。又，片BL能從－Y側接觸或透過數300μm程度之間隙接近粗動載台WCS1所支承之微動載台WFS1(或WFS2)，在該接觸或接近狀態下，與微動載台WFS1(或WFS2)上面一起形成外觀上一體之全平坦面(參照例如圖21)。片BL(輔助載台AST)可藉由主控制裝置20透過輔助載台驅動系統58驅動，以在與微動載台WFS1(或WFS2)之間進行液浸空間(液體Lq)之承交。此外，片BL與微動載台WFS1(或WFS2)之間之液浸空間(液體Lq)之承交，待後詳述。
其次，根據圖13說明圖1所示之對準裝置99之具體構成。
圖13，係以立體圖顯示主架BD一部分截面之狀態之對準裝置99。對準裝置99如上所述具備第一對準系統AL1、以及四支第二對準系統AL21 ,AL22 ,AL23 ,AL24 。相對第一對準系統AL1配置於+X側之一對第二對準系統AL21 ,AL22 、以及配置於－X側之一對第二對準系統AL23 ,AL24 ，係以第一對準系統AL1為中心成左右對稱之構成。又，第二對準系統AL21 ～AL24 ，例如國際公開第2008/056735號(對應美國專利申請公開第2009/0233234號說明書)等所揭示，可藉由包含後述滑件及驅動系統等之驅動系統獨立移動。
第一對準系統AL1係透過支承構件202懸吊支承於主架BD之下面。第一對準系統AL1，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像、以及未圖示之指標(設於各對準系統內之指標板上的指標圖案)像，並輸出該等之攝影訊號。來自第一對準系統AL1之攝影訊號，係供應至主控制裝置20(參照圖3)。
於第二對準系統AL21 ,AL22 之上面分別設有滑件SL1,SL2。於滑件SL1,SL2之+Z側設有固定在主架BD下面之FIA平台302。又，於第二對準系統AL23 ,AL24 之上面分別設有滑件SL3,SL4。於滑件SL3,SL4之+Z側設有固定在主架BD下面之FIA平台102。
第二對準系統AL24 與第一對準系統AL1同樣地係FIA系統，於內部包含設有透鏡等之光學構件之大致L字形之鏡筒109。於鏡筒109之延伸於Y軸方向之部分之上面(+Z側之面)固定有前述滑件SL4，此滑件SL4與FIA平台102對向設置。
FIA平台102係由磁性體且低熱膨脹率之構件(例如因鋼)構成，於其一部分(+Y側之端部附近)設有包含複數個電樞線圈之電樞單元。電樞單元例如包含兩個Y驅動用線圈與一對X驅動用線圈群。又，於FIA平台102內部形成有液體流路(未圖示)，藉由流動於該流路內之冷卻用液體將FIA平台102調溫(冷卻)成既定溫度。
滑件SL4，包含滑件本體、設於該滑件本體之複數個氣體靜壓軸承、複數個永久磁鐵、以及磁鐵單元。作為氣體靜壓軸承，係使用透過FIA平台102內之氣體流路供應氣體、所謂地面供氣型之氣體靜壓軸承。複數個永久磁鐵與由前述磁性體構成之FIA平台102對向，隨時將磁氣吸引力作用於複數個永久磁鐵與FIA平台102之間。因此，在不對複數個氣體靜壓軸承供應氣體之期間，係藉由磁氣吸引力使滑件SL4最為接近(接觸)於FIA平台102之下面。當對複數個氣體靜壓軸承供應氣體後，即藉由氣體之靜壓於FIA平台102與滑件SL4之間產生斥力。藉由磁氣吸引力與氣體之靜壓之平衡，滑件SL4以其上面與FIA平台102之下面之間形成有既定間隙之狀態維持(保持)。以下，將前者稱為「著地狀態」、將後者稱為「懸浮狀態」。
磁鐵單元係與前述電樞單元對應設置，本實施形態中，藉由磁鐵單元與電樞單元(兩個Y驅動用線圈與一對X驅動用線圈群)之間之電磁相互作用，能使X軸方向之驅動力及Y軸方向之驅動力、以及繞Z軸之旋轉(θz)方向之驅動力作用於滑件SL4。此外，以下，係將藉由上述磁鐵單元與電樞單元構成之驅動機構(致動器)稱為「對準系統馬達」。
配置於第二對準系統AL24 之+X側之第二對準系統AL23 ，係與上述第二對準系統AL24 相同之構成，滑件SL3亦與滑件SL4大致相同之構成。又，於滑件SL3與FIA平台102之間設有與前述相同之驅動機構(對準系統馬達)。
主控制裝置20在驅動第二對準系統AL24 及AL23 (調整位置)時，藉由對前述氣體靜壓軸承供應氣體，而能於滑件SL3,SL4與FIA平台102之間形成既定之間隙而使滑件SL3,SL4成為上述懸浮狀態。又，主控制裝置20在維持該懸浮狀態之狀態下，根據未圖示之測量裝置之測量值，控制供應至構成各對準系統馬達之電樞單元之電流，藉此使滑件SL4(第二對準系統AL24 )、滑件SL3(第二對準系統AL23 )微幅驅動於X軸、Y軸、以及θz方向。
返回圖13，第二對準系統AL21 ,AL22 與上述第二對準系統AL23 ,AL24 為相同之構成，滑件SL2具有與上述滑件SL3左右對稱之構成，滑件SL1具有與上述滑件SL4左右對稱之構成。又，FIA平台302之構成具有與上述FIA平台102為左右對稱之構成。
其次，說明被位於曝光站200之粗動載台WCS1以能移動之方式保持(構成晶圓載台WST1)之微動載台WFS1或WFS2之位置資訊之測量所使用之微動載台位置測量系統70A(參照圖3)之構成。此處，係說明微動載台位置測量系統70A測量微動載台WFS1之位置資訊之情形。
微動載台位置測量系統70A，如圖1所示，具備在晶圓載台WST1位於投影光學系統PL下方之狀態下，***設在粗動載台WCS1內部之空間部內的臂構件(測量臂71A)。測量臂71A，係透過支承部72A以懸臂狀態支承(支承一端部附近)於曝光裝置100之主架BD。又，在採用不妨礙晶圓載台移動之構成之情形時，臂構件(測量構件)並不限於懸臂支承，亦可以是於其長邊方向兩端部加以支承。又，臂構件只要配置於前述光柵RG(與XY平面實質上平行之其配置面)之下方(-Z側)即可，例如可配置於基座12之上面下方。進而，臂構件雖係支承於主架BD，但例如可透過防振機構設於設置面(地面等)。此時，最好係設置用以測量主框BD與臂構件之相對位置關係之測量裝置。臂構件亦能稱為測量臂或測量用構件等。
測量臂71A，係以Y軸方向為長邊方向、具有高度方向(Z軸方向)尺寸大於寬度方向(X軸方向)之縱長長方形截面之四角柱狀(亦即長方體狀)之構件，將可使光透射之相同材料、例如將玻璃構件予以貼合複數層所形成。測量臂71A，除收容後述編碼器讀頭(光學系統)之部分外，形成為實心。測量臂71A，如前所述，在晶圓載台WST1被配置於投影光學系統PL下方之狀態下，前端部***粗動載台WCS1之空間部內，如圖1所示，其上面對向於微動載台WFS1之下面(正確而言，係對向於本體部81(圖1中未圖示，參照圖2(A)等)下面)。測量臂71A之上面，係在與微動載台WFS1之下面之間形成有既定間隙、例如形成數mm程度之間隙之狀態下，配置成與微動載台WFS1之下面大致平行。此外，測量臂71A上面與微動載台WFS1下面之間之間隙為數mm以上或以下皆可。
微動載台位置測量系統70A，如圖3所示，具備測量微動載台WFS1之X軸方向、Y軸方向及θz方向位置之編碼器系統73、與測量微動載台WFS1之Z軸方向、θx方向及θY方向位置之雷射干涉儀系統75。編碼器系統73，包含測量微動載台WFS1之X軸方向位置之X線性編碼器73x、測量微動載台WFS1之Y軸方向位置之一對Y線性編碼器73ya、73yb(以下，適當的將此等合稱為Y線性編碼器73y)。編碼器系統73，係使用與例如美國專利第7,238,931號說明書、及國際公開第2007/083758號(對應美國專利申請公開第2007/0288121號說明書)等所揭示之編碼器讀頭(以下，適當的簡稱為讀頭)相同構成之繞射干涉型讀頭。不過，本實施形態中，讀頭係如後所述的，光源及受光系統(含光檢測器)配置在測量臂71A外部，僅有光學系統係在測量臂71A內部、亦即配置成與光柵RG對向。以下，除非特別需要之情形外，將配置在測量臂71A內部之光學系統稱為讀頭。
圖14(A)係以立體圖顯示測量臂71A之前端部，圖14(B)係以俯視圖顯示從+Z方向觀察測量臂71A之前端部上面。編碼器系統73係以1個X讀頭77x(參照圖15(A)及圖15(B))測量微動載台WFS1之X軸方向位置，以一對Y讀頭77ya、77yb(參照圖15(B))測量Y軸方向之位置。亦即，以使用光柵RG之X繞射光柵測量微動載台WFS1之X軸方向位置之X讀頭77x構成前述X線性編碼器73x，以使用光柵RG之Y繞射光柵測量微動載台WFS1之Y軸方向位置之一對Y讀頭77ya、77yb構成一對Y線性編碼器73ya、73yb。
如圖14(A)及圖14(B)所示，X讀頭77x係從位於距測量臂71A之Y軸方向之中心線CL等距離之與X軸平行之直線LX上之2點(參照圖14(B)之白圓圈)，對光柵RG上照射測量光束LBx1 、LBx2 (圖14(A)中以實線所示)。測量光束LBx1 、LBx2 照射於光柵RG上之相同照射點(參照圖15(A))。測量光束LBx1 、LBx2 之照射點、亦即X讀頭77x之檢測點(參照圖14(B)中之符號DP)與照射於晶圓W之照明光IL之照射區域(曝光區域)IA中心之曝光位置一致(參照圖1)。又，測量光束LBx1 、LBx2 ，實際上雖會在本體部81與空氣層之邊界面等折射，但圖15(A)等中，予以簡化圖示。
如圖15(B)所示，一對Y讀頭77ya、77yb係分別配置在測量臂71A之前述中心線CL之+X側、-X側。Y讀頭77ya，如圖14(A)及圖14(B)所示，在與Y軸平行之直線LYa上從距直線LX相等距離之2點(參照圖14(B)之白圓圈)對光柵RG上之共通照射點分別照射圖14(A)中以虛線所示之測量光束LBya1 、LBya2 。測量光束LBya1 、LBya2 之照射點、亦即Y讀頭77ya之檢測點於圖14(B)中以符號DPya顯示。
Y讀頭77yb，與Y讀頭77ya相同，在從測量臂71A之中心線CL與直線LYa相距相同距離之與Y軸平行之直線LYb上，從距直線LX相等距離之2點(參照圖14(B)之白圓圈)對光柵RG上之共通照射點DPyb照射測量光束LByb1 、LByb2 。如圖14(B)所示，測量光束LBya1 、LBya2 及測量光束LByb1 、LByb2 分別之檢測點DPya、DPyb配置在與X軸平行之直線LX上。此處，主控制裝置20，係根據2個Y讀頭77ya、77yb之測量值之平均來決定微動載台WFS1之Y軸方向之位置。因此，本實施形態中，微動載台WFS1之Y軸方向位置係以檢測點DPya、Dpyb之中心點為實質之測量點加以測量。Y讀頭77ya、77yb之檢測點DPya、Dpyb之中心點與測量光束LBx1 、LBX2 之光柵RG上之照射點DP一致。亦即，本實施形態中，關於微動載台WFS1之X軸方向及Y軸方向之位置資訊之測量，具有共通之檢測點，此檢測點與照射於晶圓W之照明光IL之照射區域(曝光區域)IA中心之曝光位置一致。因此，本實施形態中，主控制裝置20可藉由編碼器系統73之使用，在將標線片R之圖案轉印至微動載台WFS1上所裝載之晶圓W之既定照射區域時，微動載台WFS1之XY平面內之位置資訊之測量，能恆在曝光位置之正下方(微動載台WFS1之背面側)進行。又，主控制裝置20根據分別測量微動載台WFS之Y軸方向位置、在X軸方向分離配置之一對Y讀頭77ya、77yb之測量值之差，測量微動載台WFS之θz方向之旋轉量。
此處，說明構成編碼器系統73之3個讀頭77x、77ya、77yb之構成。圖15(A)中，以3個讀頭77x、77ya、77yb代表性的顯示了X讀頭77x之概略構成。又，圖15(B)顯示了X讀頭77x、Y讀頭77ya、77yb分別於測量臂71A內之配置。
如圖15(A)所示，X讀頭77x具有分離面與YZ平面平行之偏光分束器PBS、一對反射鏡R1a、R1b、透鏡L2a、L2b、四分之一波長板(以下，記載為λ/4板)WP1a、WP1b、反射鏡R2a、R2b、以及反射鏡R3a、R3b等，此等光學元件以既定之位置關係配置。Y讀頭77ya、77yb亦具有相同構成之光學系統。X讀頭77x、Y讀頭77ya、77yb，如圖15(A)及圖15(B)所示，分別被單元化固定在測量臂71A之內部。
如圖15(B)所示，X讀頭77x(X線性編碼器73x)從設在測量臂71A之-Y側端部上面(或其上方)之光源LDx於-Z方向射出雷射束LBx0 ，透過對XY平面成45°角度斜設於測量臂71A之一部分之反射面RP將其光路彎折為與Y軸方向平行。此雷射束LBx0 於測量臂71A內部之實心部分平行的行進於測量臂71A之長邊方向(Y軸方向)，而到達圖15(A)所示之反射鏡R3a。接著，雷射束LBx0 被反射鏡R3a將其光路彎折後射入偏光分束器PBS。雷射束LBx0 被偏光分束器PBS偏光分離而成為二條測量光束LBx1 、LBx2 。透射過偏光分束器PBS之測量光束LBx1 經由反射鏡R1a到達形成在微動載台WFS1之光柵RG，而被偏光分束器PBS反射之測量光束LBx2 則經由反射鏡R1b到達光柵RG。此處所謂之「偏光分離」，係指將入射束分離為P偏光成分與S偏光成分。
藉由測量光束LBx1 、LBx2 之照射而從光柵RG產生之既定次數之繞射束、例如1次繞射束，分別經由透鏡L2a、L2b被λ/4板WP1a、WP1b轉換為圓偏光後，被反射鏡R2a、R2b反射而再度通過λ/4板WP1a、WP1b，反方向循著與來路相同之光路到達偏光分束器PBS。
到達偏光分束器PBS之2個1次繞射束，其偏光方向各自相對原來方向旋轉90度。因此，先透射過偏光分束器PBS之測量光束LBx1 之1次繞射束被偏光分束器PBS反射。先被偏光分束器PBS反射之測量光束LBx2 之1次繞射束透射過偏光分束器PBS。據此，測量光束LBx1 、LBx2 之各1次繞射束即被合成於同軸上成為合成束LBx12 。合成束LBx12 被反射鏡R3b將其光路彎折為平行於Y軸，與Y軸平行的行進於測量臂71A之內部，透過前述反射面RP被送至圖15(B)所示之配置在測量臂71A之－Y側端部上面(或其上方)之X受光系統74x。
於X受光系統74x，被合成為合成束LBx12 之測量光束LBx1 、LBx2 之1次繞射束藉由未圖示之偏光子(檢光子)使其偏光方向一致，彼此干涉而成為干涉光，此干涉光被未圖示之光檢測器檢測出而被轉換為對應干涉光強度之電氣訊號。此處，當微動載台WFS1移動於測量方向(此場合，為X軸方向)時，二光束間之相位差產生變化而使干涉光之強度變化。此干涉光之強度變化被供應至主控制裝置20(參照圖3)作為微動載台WFS1於X軸方向之位置資訊。
如圖15(B)所示，於Y讀頭77ya、77yb分別射入從光源LDya、LDyb射出、被前述反射面RP將光路彎折90°而與Y軸平行之雷射束LBya0 、LByb0 ，和前述同樣的，從Y讀頭77ya、77yb分別輸出被偏光分束器偏向分離之測量光束分別於光柵RG(之Y繞射光柵)之1次繞射束之合成束LBya12 、LByb12 ，而回到Y受光系統74ya、74yb。此處，從光源Ldya、Ldyb射出之雷射束LBya0 、LByb0 、以及返回至Y受光系統74ya、74yb之合成束LBya12 、LByb12 ，分別通過與圖15(B)之紙面垂直方向重疊之光路。又，如上所述，從光源射出之雷射束LBya0 、LByb0 與回到Y受光系統74ya、74yb之合成束LBya12 、LByb12 ，於Y讀頭77ya、77yb係於其內部分別將光路適當的加以彎折(圖示省略)，以通過於Z軸方向分離之平行的光路。
雷射干涉儀系統75，如圖14(A)所示，將三條測距光束LBz1 、LBz2 、LBz3 從測量臂71A之前端部射入微動載台WFS1之下面。雷射干涉儀系統75，具備分別照射此等三條測距光束LBz1 、LBz2 、LBz3 之三個雷射干涉儀75a～75c(參照圖3)。
雷射干涉儀系統75中，三條測距光束LBz1 、LBz2 、LBz3 ，如圖14(A)及圖14(B)所示，係從不位於測量臂71A上面上之同一直線上之三點分別與Z軸平行地射出。此處，三條測距光束LBz1 、LBz2 、LBz3 ，如圖14(B)所示，係從其重心與照射區域(曝光區域)1A中心之曝光位置一致之等腰三角形(或正三角形)之各頂點位置分別照射。此場合，測距光束LBz3 之射出點(照射點)位於中心線CL上，其餘測距光束LBz1 、LBz2 之射出點(照射點)則距中心線CL等距離。本實施形態中，主控制裝置20使用雷射干涉儀系統75測量微動載台WFS1之Z軸方向位置、θx方向及θy方向之旋轉量之資訊。又，雷射干涉儀75a～75c設在測量臂71A之－Y側端部上面(或其上方)。從雷射干涉儀75a～75c往－Z方向射出之測距光束LBz1 、LBz2 、LBz3 ，經由前述反射面RP於測量臂71A內沿Y軸方向行進，其光路分別被彎折而從上述三點射出。
本實施形態中，於微動載台WFS1之下面設有使來自編碼器系統73之各測量光束透射、阻止來自雷射干涉儀系統75之各測距光束透射之選波濾波器(圖示省略)。此場合，選波濾波器亦兼作為來自雷射干涉儀系統75之各測距光束之反射面。選波濾波器係使用具有波長選擇性之薄膜等，本實施形態中，係例如設於透明板(本體部81)之一面，而光柵RG相對該一面配置在晶圓保持具側。
由以上說明可知，主控制裝置20可藉由微動載台位置測量系統70A之編碼器系統73及雷射干涉儀系統75之使用，測量微動載台WFS1之6自由度方向之位置。此場合，於編碼器系統73，由於測量光束在空氣中之光路長極短且大致相等，因此能幾乎忽視空氣波動之影響。因此，可藉由編碼器系統73高精度的測量微動載台WFS1於XY平面內之位置資訊(亦含θz方向)。此外，編碼器系統73之X軸方向及Y軸方向之實質的光柵上之檢測點、及雷射干涉儀系統75於Z軸方向之微動載台WFS1下面上之檢測點，分別與曝光區域IA之中心(曝光位置)一致，因此能將所謂阿貝誤差之產生抑制至實質上可忽視之程度。因此，主控制裝置20可藉由微動載台位置測量系統70A之使用，在無阿貝誤差之情形下，高精度測量微動載台WFS1之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之位置。又，粗動載台WCS1位於投影單元PU下方，當於粗動載台WCS1可移動地支承微動載台WFS2時，主控制裝置20可藉由使用微動載台位置測量系統70A測量微動載台WFS2在6自由度方向之位置，特別是能在無阿貝誤差之情形下，高精度測量微動載台WFS2之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之位置。
又，測量站300所具備之微動載台位置測量系統70B如圖1所示與微動載台位置測量系統70A為左右對稱，為相同之構成。是以，微動載台位置測量系統70B所具備之測量臂71B係以Y軸方向為長邊方向，其+Y側之端部附近透過支承構件72B被主架BD大致懸臂支承。
粗動載台WCS2位於對準裝置99下方，當於粗動載台WCS2可移動地支承微動載台WFS2或WFS1時，主控制裝置20可藉由使用微動載台位置測量系統70B測量微動載台WFS2(或WFS1)在6自由度方向之位置，特別是能在無阿貝誤差之情形下，高精度測量微動載台WFS2(或WFS1)之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之位置。
接著，說明微動載台WFS1,WFS2從配置於測量站300之粗動載台WCS2交接至配置於曝光站200之粗動載台WCS1時、其位置資訊之測量所使用之微動載台位置測量系統70C(參照圖3)之構成等。如圖3所示，微動載台位置測量系統70C包含編碼器系統78及雷射干涉儀系統79。圖16係省略從上方(+Z方向)觀察曝光裝置100之圖之一部分。編碼器系統78(參照圖3)，如圖16所示，具有架設於曝光站200與測量站300之間之延伸於Y軸方向之一對讀頭單元98A,98B。讀頭單元98A,98B，在圖16等中為避免圖示過於複雜而省略圖視，但實際上係透過支承構件以懸吊狀態固定於上述主架BD。
此外，在圖16所示之狀態下，微動載台WFS1(晶圓載台WST1)係位於微動載台位置測量系統70A在+Y方向之測量限界位置。亦即，微動載台WFS1從圖16所示之狀態進一步移動於+Y方向後，從測量臂71A射出之測量光束LBx1 ,LBx2 ,LBya1 ,LBya2 ,LByb1 ,LByb2 (參照圖14(A))之照射點從配置於微動載台WFS1之光柵RG偏移，且測距光束LBz1 ,LBz2 ,LBz3 (參照圖14(A))從微動載台WFS之背面(反射面)偏移，微動載台位置測量系統70A進行之微動載台WFS1之位置測量成為不可能。又，圖16中，微動載台WFS2(晶圓載台WST2)係位於微動載台位置測量系統70B在－Y方向之測量限界位置。亦即，微動載台WFS2從圖16所示之狀態進一步移動於－Y方向後，與上述情形相同，微動載台位置測量系統70B進行之微動載台WFS2之位置測量成為不可能。
讀頭單元98A,98B，如圖16所示，在基準軸LV之+X側、－X側，相對基準軸LV呈對稱配置。讀頭單元98A,98B分別具備在Y軸方向相距間隔WD且相對基準軸LV呈對稱配置之複數個(此處為11個)Y讀頭96i ,97j (i,j=1～11)。以下，視需要將Y讀頭96i ,97j 分別記載成Y讀頭96,97。
讀頭單元98A與讀頭單元98B在X軸方向之間隔，與分別配置於微動載台WFS1,WFS2之2個Y標尺87Y1 ,87Y2 在X軸方向之間隔大致一致，讀頭單元98A,98B，在圖16所示微動載台WFS1,WFS2之中心與基準軸LV一致之位置(以下，稱為中心環位置)，與Y標尺87Y1 ,87Y2 分別對向。構成讀頭單元98A,98B之各Y讀頭96,97與Y標尺87Y1 ,87Y2 在Z軸方向之間隔係設定成數mm程度。
讀頭單元98A構成使用上述Y標尺87Y1 測量微動載台WFS1,WFS2分別在Y軸方向之位置(Y位置)之多眼(此處為11眼)之Y線性編碼器(以下，適當簡稱為「Y編碼器」或「編碼器」)。同樣地，讀頭單元98B構成使用上述Y標尺87Y2 測量微動載台WFS1,WFS2分別在Y軸方向之位置之多眼(此處為11眼)之Y編碼器。
此處，讀頭單元98A,98B分別具備之相鄰Y讀頭96,97(更詳細而言，從相鄰Y讀頭96,97照射之測量光束在Y標尺上之照射點)之間隔WD，係設定成上述Y標尺87Y1 ,87Y2 在Y軸方向之長度之一半以下。是以，微動載台WFS1,WFS2在Y軸方向直進移動時，構成讀頭單元98A之11個Y讀頭961 ～9611 之中、2個讀頭(視情形3個讀頭)與Y標尺87Y1 對向，構成讀頭單元98B之11個Y讀頭971 ～9711 之中、2個讀頭(視情形3個讀頭)與Y標尺87Y2 對向。此外，各11個Y讀頭96,97之中、位於－Y側端部之各2個Y讀頭961 ,962 ,971 ,972 分別配置於微動載台位置測量系統70A之測量可能範圍內(曝光站200內)，位於+Y側端部之各2個Y讀頭9610 ,9611 ,9710 ,9711 分別配置於微動載台位置測量系統70B之測量可能範圍內(測量站300內)。
是以，如圖16所示，在微動載台WFS1位於微動載台位置測量系統70A在+Y方向之測量限界位置之狀態下，各2個Y讀頭961 ,962 ,971 ,972 與微動載台WFS1之Y標尺87Y1 ,87Y2 分別對向，在微動載台WFS2位於微動載台位置測量系統70B在-Y方向之測量限界位置之狀態下，各2個Y讀頭9610 ,9611 ,9710 ,9711 與微動載台WFS2之Y標尺87Y1 ,87Y2 分別對向。亦即，本實施形態之微動載台位置測量系統70C，其測量可能範圍之一部分與微動載台位置測量系統70A,70B分別之測量可能範圍之一部分重複。
上述編碼器系統78、亦即讀頭單元98A及讀頭單元98B(分別構成之Y編碼器)，例如以0.1nm程度之分解能力測量微動載台WFS1,WFS2在Y軸方向之位置座標，將該測量值供應至主控制裝置20。主控制裝置20，根據讀頭單元98A、讀頭單元98B之測量值，控制晶圓載台WST1,WST2在Y軸方向之位置、及θz方向之旋轉。
又，構成讀頭單元98A、讀頭單元98B之各Y讀頭96,97，亦可測量Y標尺87Y1 ,87Y2 在Z軸方向之位置資訊、亦即微動載台WFS1(或WFS2)在Z軸方向之位置資訊。此處，各Y讀頭96,97，作為一例，根據測量光束之來自Y標尺87Y1 ,87Y2 之反射光(繞射光)之強度變化，測量微動載台WFS1(或WFS2)在Z軸方向之位置資訊。本實施形態之編碼器系統78中，讀頭單元98A之至少2個Y讀頭96與讀頭單元98B之至少2個Y讀頭97與Y標尺87Y1 ,87Y2 分別對向，以4個部位測量晶圓表面在Z軸方向之位置資訊，將該測量值供應至主控制裝置20。主控制裝置20，根據該等複數個Y讀頭之測量值，控制微動載台WFS1,WFS2在Z軸方向之位置、及θx、θy方向之旋轉。此外，微動載台WFS1,WFS2在Z軸方向之位置資訊之測量手段，並不限於此，在例如各Y讀頭96,97附近分別(亦即22個)配置與Y讀頭96,97不同之Z讀頭，藉由該等Z讀頭控制微動載台WFS1,WFS2在Z軸方向之位置、及θx、θy方向之旋轉亦可。作為Z讀頭，例如可使用與CD驅動裝置等所使用之光讀取頭相同之光學式位移感側器之讀頭。
接著，說明構成微動載台位置測量系統70C之雷射干涉儀系統79(參照圖3)之構成等。雷射干涉儀系統79，如圖16所示，具有配置於較曝光站200-Y側之一對雷射干涉儀76a,76b、及配置於較測量站300+Y側之一對雷射干涉儀76c,76d。一對雷射干涉儀76a,76b，在基準軸LV之+X側、-X側相對基準軸LV呈對稱配置，將分別與Y軸平行之測距光束B1,B2照射至微動載台WFS1(或WFS2)之反射面88d,88c。測距光束B1,B2分別透過反射面88d,88c被例如固定於主架BD(參照圖1)之固定鏡47A,47B反射。雷射干涉儀76a,76b接受該等之反射光，測量測距光束B1,B2分別之光路長。主控制裝置20使用該測量結果算出微動載台WFS1(或WFS2)在X軸方向之位置。又，一對雷射干涉儀76c,76d，在基準軸LV之+X側、-X側相對基準軸LV呈對稱配置，將分別與Y軸平行之測距光束B3,B4照射至微動載台WFS2(或WFS1)之反射面88b,88a。測距光束B3,B4分別透過反射面88b,88a被例如固定於主架BD之固定鏡47C,47D反射。雷射干涉儀76c,76d接受該等之反射光，測量測距光束B3,B4分別之光路長。主控制裝置20使用該測量結果算出微動載台WFS2(或WFS1)在X軸方向之位置。
接著，說明微動載台WFS1,WFS2從粗動載台WCS1交接至粗動載台WCS2時、其XY平面內之位置資訊(包含θz方向之位置資訊)之測量所使用之微動載台位置測量系統70D(參照圖3)之構成等。
圖17係省略從上方(+Z方向)觀察曝光裝置100之圖之一部分。此外，圖17中，2個微動載台之中之一(此處為微動載台WFS2)、及構成上述微動載台位置測量系統70C之雷射干涉儀76a及76b之圖示予以省略。
微動載台位置測量系統70D，如圖17所示，包含一對Y雷射干涉儀69Ya,69Yb與一對X雷射干涉儀69Xa,69Xb。Y雷射干涉儀69Ya與X雷射干涉儀69Xa係分別配置於上述雷射干涉儀76a(圖17中省略圖示，參照圖16)之下方(-Z側)。Y雷射干涉儀69Yb與X雷射干涉儀69Xb係分別配置於上述雷射干涉儀76b(圖17中省略圖示，參照圖16)之下方(-Z側)。此處，Y雷射干涉儀69Ya,69Yb與X雷射干涉儀69Xa,69Xb，在大致相同之XY平面上配置分別之測距光束(後述)之光路。
Y雷射干涉儀69Ya,69Yb，在基準軸LV之+X側、-X側相對基準軸LV呈對稱配置，將分別與Y軸平行之測距光束Bya,Byb照射至微動載台WFS1(或WFS2)之反射面61，接受其之反射光，測量測距光束Bya,Byb分別之光路長。主控制裝置20使用該測量結果算出微動載台WFS1(或WFS2)在Y軸方向及θz方向之位置。
又，X雷射干涉儀69Xa,69Xb，在Y雷射干涉儀69Ya,69Yb之+X側、-X側相對基準軸LV呈對稱配置，將分別與Y軸平行之測距光束Bxa,Bxb照射至微動載台WFS1(或WFS2)之移動鏡63a,63b。此處，微動載台WFS1,WFS2從粗動載台WCS1透過中繼載台DRST交接至粗動載台WCS2時，如後述在粗動載台WCS1、中繼載台DRST、及粗動載台WCS2分別之內部形成之空間部內移動(參照圖24(A)～圖24(D))。此時，被移動鏡63a,63b反射之測距光束Bxa,Bxb分別被在粗動載台WCS1、中繼載台DRST、及粗動載台WCS2分別之側壁部92a,92b之彼此對向之側面(內側面)形成之反射面反射。X雷射干涉儀69Xa,69Xb，分別透過微動載台WFS1(或WFS2)之移動鏡63a,63b接受該等測距光束Bxa,Bxb之反射光，測量測距光束Bxa,Bxb分別之光路長。主控制裝置20使用該測量結果算出微動載台WFS1(或WFS2)在X軸方向之位置。此外，本實施形態中，使用2個測距光束Bxa,Bxb之光路長算出微動載台WFS1(或WFS2)在X軸方向之位置，但並不限於此，例如使用測距光束Bxa與測距光束Bya之光路長之差算出微動載台WFS1(或WFS2)在X軸方向之位置亦可。此時，X雷射干涉儀為1個亦可。
以上述方式構成之本實施形態之曝光裝置100，於元件之製造時，係對位於曝光站200之粗動載台WCS1所保持之一微動載台WFS(此處例如為WFS1)所保持之晶圓W進行步進掃描方式之曝光，以於該晶圓W上之複數個照射區域分別轉印標線片R之圖案。此步進掃描方式之曝光動作，係藉由主控制裝置20，根據事前進行之晶圓對準之結果(例如將以全晶圓增強型對準(EGA)所得之晶圓W上各照射區域之排列座標，轉換為以第2基準標記為基準之座標的資訊)、及標線片對準之結果等，反覆將微動載台WFS1往用以使晶圓W上之各照射區域曝光之掃描開始位置(加速開始位置)移動之照射區域間移動動作、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，上述曝光動作係在前端透鏡191與晶圓W之間保持有液體Lq之狀態下、亦即藉由液浸曝光進行。又，係依自位於+Y側之照射區域往位於-Y側之照射區域之順序進行。此外，關於EGA例如詳細揭示於例如美國專利第4,780,617號說明書等。
本實施形態之曝光裝置100中，係在上述一連串曝光動作中，藉由主控制裝置20使用微動載台位置測量系統70A測量微動載台WFS1(晶圓W)之位置，並根據此測量結果控制晶圓W之位置。
又，上述掃描曝光動作時，雖需於Y軸方向以高加速度驅動晶圓W，但本實施形態之曝光裝置100，主控制裝置20於掃描曝光動作時，係如圖18(A)所示，原則上不驅動粗動載台WCS1而僅將微動載台WFS1驅動於Y軸方向(視需要亦包含其他5自由度方向)(參照圖18(A)之黑箭頭)，據以於Y軸方向掃描晶圓W。此係由於與驅動粗動載台WCS1之情形相較，僅使微動載台WFS1移動時之驅動對象之重量較輕，較有利於能以高加速度驅動晶圓W之故。又，如前所述，由於微動載台位置測量系統70A之位置測量精度高於晶圓載台位置測量系統16A，因此在掃描曝光時驅動微動載台WFS1是較有利的。又，在此掃描曝光時，因微動載台WFS1之驅動產生之反作用力(參照圖18(A)之白箭頭)之作用，粗動載台WCS1被驅動往微動載台WFS1之相反側。亦即，粗動載台WCS1具有配衡質量之功能，而保存由晶圓載台WST1整體構成之系統之運動量，不會產生重心移動，因此不致因微動載台WFS1之掃描驅動而對基座12產生偏加重等之不理想狀態。
另一方面，在進行X軸方向之照射區域間移動(步進)動作時，由於微動載台WFS1往X軸方向之可移動量較少，因此主控制裝置20，如圖18(B)所示，藉由將粗動載台WCS1驅動於X軸方向，以使晶圓W移動於X軸方向。
與對上述一微動載台WFS1上之晶圓W之曝光並行，在另一微動載台WFS2上進行晶圓更換、晶圓對準等。晶圓更換，係在支承微動載台WFS2之粗動載台WCS2位於測量站300附近之晶圓更換區域時，藉由未圖示晶圓搬送系統，將已曝光之晶圓W從微動載台WFS2上卸載，且將新晶圓W裝載於微動載台WFS2上。此處，在晶圓更換位置，微動載台WFS2之晶圓保持具(省略圖示)與晶圓W背面所形成之減壓室(減壓空間)係透過未圖示之排氣管路及配管連接於真空泵，主控制裝置20使該真空泵作動，以將減壓室內之氣體透過排氣管路及配管排出至外部，減壓室內成為負壓，晶圓保持具開始晶圓W之吸附。接著，減壓室內成為既定壓力(負壓)時，藉由主控制裝置20使真空泵停止。真空泵停止後，藉由未圖示之止回閥之作用關閉排氣管路。是以，維持減壓室之減壓狀態，即使未將用以真空吸引減壓室之氣體之管體等連接至微動載台WFS2，晶圓W亦保持於晶圓保持具。因此，可將微動載台WFS2從粗動載台無障礙分離並搬送。
當進行晶圓對準時，主控制裝置20，首先，在第一對準系統AL1之正下方應定位微動載台WFS2上之測量板86，驅動微動載台WFS2，使用第一對準系統AL1檢測第2基準標記。接著，主控制裝置20，例如國際公開第2007/097379號(對應美國專利申請公開第2008/0088843號說明書)等所揭示，使晶圓載台WST2例如移動於－Y方向，在其移動路徑上之複數個部位定位晶圓載台WST，每次進行定位時，使用對準系統AL1,AL22 ,AL23 之至少一個測量(求出)對準照射區域(取樣照射區域)上對準標記之位置資訊。例如，考慮進行4次定位之情形，主控制裝置20，例如在第一次定位時，使用第一對準系統AL1、第二對準系統AL22 ,AL23 檢測3個部位之取樣照射區域之對準標記(以下，稱為取樣標記)，在第二次定位時，使用對準系統AL1,AL21 ～AL24 檢測晶圓W上之5個取樣標記，在第三次定位時，使用對準系統AL1,AL21 ～AL24 檢測5個取樣標記，在第四次定位時，使用第一對準系統AL1、第二對準系統AL22 ,AL23 檢測3個取樣標記。藉此，相較於以單一對準系統依序測量16個部位之對準標記之情形，可在非常短之時間內獲得合計16個部位之對準照射區域之對準標記之位置資訊。此情形，與上述晶圓載台WST2之移動動作連動，對準系統AL1,AL22 ,AL23 分別檢測依序配置於檢測區域(例如，相當於檢測光之照射區域)內之沿著Y軸方向排列之複數個對準標記(取樣標記)。因此，在上述對準標記之測量時，不需使晶圓載台WST移動於X軸方向。
本實施形態中，主控制裝置20包含第2基準標記之檢測在內，於晶圓對準時，係使用包含測量臂71B之微動載台位置測量系統70B進行晶圓對準時粗動載台WCS2所支承之微動載台WFS2在XY平面內之位置測量。不過，並不限於此，當晶圓對準時之微動載台WFS2之移動係與粗動載台WCS2一體進行時，亦可一邊透過前述晶圓載台位置測量系統16B測量晶圓W之位置一邊進行晶圓對準。又，由於測量站300與曝光站200為分離，因此在晶圓對準時與曝光時，微動載台WFS2之位置係在不同之座標系統上作管理。因此，主控制裝置20將以晶圓對準所得之晶圓W上各照射區域之排列座標，轉換為以第2基準標記為基準之排列座標。
雖如上述地結束對微動載台WFS2所保持之晶圓W進行之晶圓對準，但此時在曝光站200仍對微動載台WFS1所保持之晶圓W持續進行曝光。圖19(A)及圖27係顯示在對此晶圓W進行之晶圓對準結束之階段下粗動載台WCS1,WCS2及中繼載台DRST之位置關係。
主控制裝置20，如圖19(B)及圖28中之白色箭頭所示，透過粗動載台驅動系統51B將晶圓載台WST2朝-Y方向驅動既定距離，使其接觸在既定待機位置(例如，投影光學系統PL之光軸AX與第一對準系統AL1之檢測中心之中央位置大致一致)靜止之中繼載台DRST或接近至相隔500μm程度。此處，主控制裝置20，使晶圓載台WST2朝向中繼載台DRST移動時，在微動載台位置測量系統70B(測量臂70B)在-Y方向之測量限界位置(圖16所示之位置)，將測量晶圓載台WST2之位置資訊之測量系統從微動載台位置測量系統70B切換至微動載台位置測量系統70C。此處，為了使所測量之晶圓載台WST2之位置(位置測量值)連續接續，主控制裝置20，使用微動載台位置測量系統70B之測量值重設微動載台位置測量系統70C之測量值。亦即，主控制裝置20，以微動載台位置測量系統70C之測量值與微動載台位置測量系統70B之測量值一致之方式，重設微動載台位置測量系統70C所含之構成編碼器系統78之編碼器讀頭(Y讀頭)96,97及構成雷射干涉儀系統79之雷射干涉儀76c,76d分別之測量值。以後，主控制裝置20，根據微動載台位置測量系統70C之測量值(圖28中，Y讀頭9610 ,9611 ,9710 ,9711 及雷射干涉儀76c,76d之測量值)一邊測量晶圓載台WST2之位置(資訊)一邊使晶圓載台WST2朝向-Y方向移動。此外，此時，主控制裝置20，根據晶圓載台位置測量系統16B之測量值控制晶圓載台WST2之位置亦可。
此處，上述測量系統之切換，不僅在上述測量限界位置進行，在該測量限界位置之前(測量對象之移動體到達測量限界位置之前)進行亦可。此情形，以2個測量系統在重疊測量範圍內進行測量值之接續(產生對應)亦可。
其次，主控制裝置20係控制流動於微動載台驅動系統52B,52C之Y驅動線圈之電流，藉由羅倫茲力將微動載台WFS2如圖19(C)及圖29中之黑箭頭所示，根據微動載台位置測量系統70C之測量值(圖29中，Y讀頭968 ,969 ,978 ,979 及雷射干涉儀76c,76d)一邊測量微動載台WFS2之位置資訊一邊往-Y方向驅動，以從粗動載台WCS2將微動載台WFS2移載往中繼載台DRST。圖19(D)及圖30，係顯示微動載台WFS2往中繼載台DRST之移載已結束之狀態。
主控制裝置20，在使中繼載台DRST及粗動載台WCS2待機於如圖19(D)及圖30所示之位置之狀態下，等待對微動載台WFS1上之晶圓W之曝光結束。
圖21係顯示曝光結束後一刻之晶圓載台WST1之狀態。
主控制裝置20在曝光結束前，如圖25(A)之白箭頭所示，透過輔助載台驅動系統58(參照圖3)從圖20所示之待機位置將輔助載台AST(片BL)往+X方向驅動既定量。藉此，如圖25(A)所示，片BL之前端位於測量臂71A之上方。接著，主控制裝置20在此狀態下等待曝光結束。
接著，在曝光結束時，主控制裝置20透過輔助載台驅動系統58將輔助載台AST(片BL)往+X方向及+Y方向驅動，如圖21及圖25(B)所示，使片BL在Y軸方向接觸於微動載台WFS1或透過300μm左右之間隙靠近。亦即，主控制裝置20，係將片BL與微動載台WFS1設定於並列狀態。之後，主控制裝置20，將輔助載台AST(片BL)進一步往+X方向驅動。接著，在片BL之中心成為與測量臂71A之中心一致之狀態後，如圖22及圖26所示，一邊維持片BL與微動載台WFS1之並列狀態，一邊與晶圓載台WST1一體地將輔助載台AST(片BL)驅動於+Y方向(參照圖22及圖26之白箭頭)。藉此，在與前端透鏡191之間保持之液體Lq所形成之液浸空間，係從微動載台WFS1移交至片BL。圖22，係顯示液體Lq所形成之液浸空間從微動載台WFS1移交至片BL前一刻之狀態。在此圖22之狀態下，在前端透鏡191與微動載台WFS1及片BL之間保持有液體Lq。此外，當使片BL與微動載台WFS1靠近驅動時，最好係將片BL與微動載台WFS1之間距(間隙)設定成可防止或抑制液體Lq之漏出。此處，靠近亦包含當片BL與微動載台WFS1之間距(間隙)為零時，亦即兩者接觸之情形。
又，當液浸空間從微動載台WFS1承交至片BL結束時，如圖23所示，保持微動載台WFS1之粗動載台WCS1係在前述待機位置保持微動載台WFS2，以與粗動載台WCS2靠近之狀態下接觸於待機之中繼載台DRST或透過500μm左右之間隙靠近。保持此微動載台WFS1之粗動載台WCS1在往+Y方向移動途中之階段下，主控制裝置20透過搬送構件驅動系統54將搬送裝置46之搬送構件48***於粗動載台WCS1之空間部內。此外，使晶圓載台WST1朝向中繼載台DRST移動時，主控制裝置20，在微動載台位置測量系統70A(測量臂70A)在+Y方向之測量限界位置(圖16所示之位置)，將測量晶圓載台WST1之位置資訊之測量系統從微動載台位置測量系統70A切換至微動載台位置測量系統70C。此處，為了使所測量之晶圓載台WST1之位置(位置測量值)連續接續，主控制裝置20，使用微動載台位置測量系統70A之測量值重設微動載台位置測量系統70C之測量值。亦即，主控制裝置20，以微動載台位置測量系統70C之測量值與微動載台位置測量系統70A之測量值一致之方式，重設微動載台位置測量系統70C所含之構成編碼器系統78之編碼器讀頭(Y讀頭)96,97及構成雷射干涉儀系統79之雷射干涉儀76a,76b分別之測量值。以後，主控制裝置20，根據微動載台位置測量系統70C之測量值(圖16中，Y讀頭961 ,962 ,971 ,972 及雷射干涉儀76a,76b之測量值)一邊測量晶圓載台WST1之位置(資訊)一邊使晶圓載台WST1朝向+Y方向移動。此外，此時，主控制裝置20，根據晶圓載台位置測量系統16A之測量值控制晶圓載台WST1之位置亦可。此處，上述測量系統之切換，不僅在上述測量限界位置進行，在該測量限界位置之前進行亦可。此情形，以2個測量系統在重疊測量範圍內進行測量值之接續(產生對應)亦可。
接著，保持微動載台WFS1之粗動載台WCS1在接觸或靠近於中繼載台DRST之時點，主控制裝置20將搬送構件48往上方驅動，以自下方支承微動載台WFS1。
接著，在此狀態下，主控制裝置20解除未圖示之鎖定機構，如圖31所示，將粗動載台WCS1分離成第1部分WCS1a與第2部分WCS1b(參照圖31中之白箭頭)。藉此，微動載台WFS1即從粗動載台WCS1脫離。因此，主控制裝置20，如圖24(A)之白箭頭所示地將支承微動載台WFS1之搬送構件48與XY平面垂直地驅動至下方(-Z方向)。藉此，來自構成微動載台位置測量系統70D之Y雷射干涉儀69Ya,69Yb及X雷射干涉儀69Xa,69Xb之測距光束Bya,Byb及Bxa,Bxb分別照射至微動載台WFS1之反射面61、移動鏡63a,63b。因此，主控制裝置20，將測量搬送構件48之移動構件所支承之微動載台WFS1在XY平面內之位置資訊之測量系統從微動載台位置測量系統70C切換至微動載台位置測量系統70D。此處，主控制裝置20，使用微動載台位置測量系統70C之測量值重設微動載台位置測量系統70D之測量值，以保障所測量之晶圓載台WST1之位置(位置測量值)之連續性。
接著，主控制裝置20在使粗動載台WCS1之第1部分WCS1a與第2部分WCS1b合體後，鎖定未圖示之鎖定機構。
此處，在圖31所示之微動載台WFS1收容於粗動載台WCS1之內部且微動載台WFS2支承於中繼載台DRST之狀態下，主控制裝置20可使用曝光站200側之雷射干涉儀76a,76b測量微動載台WFS2在X軸方向之位置資訊，亦可使用測量站300側之雷射干涉儀76c,76d測量微動載台WFS2在X軸方向之位置資訊。亦即，本實施形態中，以在微動載台WFS2(或WFS1)支承於中繼載台DRST之狀態下、可進行微動載台WFS2(或WFS1)在X軸方向之位置測量所使用之雷射干涉儀之切換之方式，設定固定鏡47A～47D之反射面之大小(長度)、配置。因此，在圖31所示之微動載台WFS2支承於中繼載台DRST之狀態(待機狀態)下，主控制裝置20將微動載台WFS1往下方驅動時，與此對應將測量微動載台WFS2在X軸方向之位置資訊之測量系統從雷射干涉儀76c,76d切換至雷射干涉儀76a,76b。此外，微動載台之另5自由度方向之位置資訊，係接著使用編碼器系統78測量。如上述，本實施形態之雷射干涉儀系統79，根據微動載台WFS2之位置將欲使用之雷射干涉儀從配置在微動載台WFS2之移動方向後方之雷射干涉儀76c,76d切換至配置在微動載台WFS2之移動方向前方之雷射干涉儀76a,76b，因此能使各固定鏡47A～47D小型化。
其次，主控制裝置20使從下方支承微動載台WFS1之搬送構件48移動至中繼載台DRST之載台本體44內部。圖24(B)及圖32係顯示進行搬送構件48之移動中之狀態。此時之微動載台WFS1在XY平面內之位置資訊(包含θz方向之位置資訊)，係藉由上述微動載台位置測量系統70D測量(參照圖17)。
又，主控制裝置20係與搬送構件48之移動並行地，根據微動載台位置測量系統70C之測量值(圖32中，Y讀頭962 ,963 ,972 ,973 (或Y讀頭961 ,962 ,971 ,972 )及雷射干涉儀76a,76b之測量值)控制流動於微動載台驅動系統52C,52A之YZ線圈之電流，藉由勞倫茲力將微動載台WFS2如圖24(B)及圖32中之黑箭頭所示地驅動於－Y方向，以將微動載台WFS2從中繼載台DRST移載(滑移)至粗動載台WCS1。
又，主控制裝置20，以將微動載台WFS1完全收容於中繼載台DRST之空間之方式，將搬送構件48之搬送構件本體收容於中繼載台DRST之空間後，將保持微動載台WFS1之移動構件在搬送構件本體上移動至+Y方向(參照圖24(C)及圖32中之白箭頭)。
其次，主控制裝置20根據微動載台位置測量系統70C之測量值，將保持有微動載台WFS2之粗動載台WCS1移動往－Y方向，將在與前端透鏡191之間保持之液浸空間從片BL移交至微動載台WFS2。此液浸空間(液體Lq)之承交，係以與前述之液浸區域從微動載台WFS1往片BL之承交相反之程序進行。此外，此時，主控制裝置20根據晶圓載台位置測量系統16A之測量值使粗動載台WCS1移動往－Y方向亦可。
此外，將保持有微動載台WFS2之粗動載台WCS1驅動往-Y方向時，主控制裝置20，在微動載台位置測量系統70A(測量臂70A)在+Y方向之測量限界位置(圖16所示之位置)，將測量微動載台WFS2(晶圓載台WST1)之位置資訊之測量系統從微動載台位置測量系統70C切換至微動載台位置測量系統70A。此處，主控制裝置20，使用微動載台位置測量系統70C之測量值重設微動載台位置測量系統70A(編碼器73x,73ya,73yb及雷射干涉儀75a,75b,75c)之測量值，以保障所測量之微動載台WFS2之位置(位置測量值)之連續性。以後，主控制裝置20，根據微動載台位置測量系統70A之測量值一邊測量晶圓載台WST2所保持之晶圓W之位置資訊一邊使晶圓載台WST1(粗動載台WCS1及微動載台WFS2)朝向-Y方向驅動。此外，上述測量系統之切換，不僅在上述測量限界位置進行，在該測量限界位置之前進行亦可。此情形，以2個測量系統在重疊測量範圍內進行測量值之接續(產生對應)亦可。
接著，主控制裝置20在曝光開始前，使用前述一對標線片對準系統RA1 、RA2 、及微動載台WFS2之測量板86上之一對第1基準標記等，以與一般掃描步進機相同之程序(例如，美國專利第5,646,413號說明書等所揭示之程序)進行標線片對準。圖24(D)係將標線片對準中之微動載台WFS2與保持其之粗動載台WCS1一起顯示。之後，主控制裝置20根據標線片對準之結果、與晶圓對準之結果(以晶圓W上各照射區域之第2基準標記為基準之排列座標)進行步進掃描(step & scan)方式之曝光動作，將標線片R之圖案分別轉印至晶圓W上之複數個照射區域。此曝光動作，自圖24(E)及圖24(F)可清楚得知，在標線片對準後，係使微動載台WFS2返回至一端-Y側，依晶圓W上之+Y側照射區域往-Y側照射區域之順序進行。
與上述液浸空間之承交、標線片對準及曝光並行地進行如以下之動作。
亦即，主控制裝置20，如圖24(D)所示，根據微動載台位置測量系統70D及晶圓載台位置測量系統16B之測量值，將保持微動載台WFS1之搬送構件48移動至粗動載台WCS2之空間內。此時，主控制裝置20係與搬送構件48之移動一起將保持微動載台WFS1之移動構件在搬送構件本體上移動至+Y方向。
其次，主控制裝置20解除未圖示之鎖定機構，將粗動載台WCS2分離成第1部分WCS2a與第2部分WCS2b，且如圖24(E)之白箭頭所示地將保持微動載台WFS1之搬送構件48與XY平面垂直地驅動至上方(+Z方向)，並將微動載台WFS1定位於微動載台WFS1所具備之各一對可動子部能卡合於粗動載台WCS2之一對固定子部之高度。藉由此移動，來自構成微動載台位置測量系統70D之Y雷射干涉儀69Ya,69Yb及X雷射干涉儀69Xa,69Xb之測距光束Bya,Byb及Bxa,Bxb不會照射至微動載台WFS1。因此，主控制裝置20，將測量微動載台WFS1在XY平面內之位置資訊之測量系統從微動載台位置測量系統70D切換至微動載台位置測量系統70C。此時，主控制裝置20，使用微動載台位置測量系統70D之測量值重設微動載台位置測量系統70C之測量值，以保障所測量之微動載台WFS1之位置(位置測量值)之連續性。
接著，主控制裝置20使粗動載台WCS2之第1部分WCS2a與第2部分WCS2b合體。藉此，保持已曝光晶圓W之微動載台WFS1被支承於粗動載台WCS2。接著，主控制裝置20鎖定未圖示之鎖定機構。
其次，主控制裝置20，將支承微動載台WFS1之粗動載台WCS2如圖24(F)之白箭頭所示地往+Y方向驅動，以使之移動至測量站300。
其後，藉由主控制裝置20，在微動載台WFS1上與前述同樣之程序進行晶圓更換、第2基準標記之檢測、晶圓對準等。此時，在晶圓更換位置，微動載台WFS1之晶圓保持具(省略圖示)與晶圓W背面所形成之減壓室內之氣體係藉由真空泵排出至外部，減壓室內成為負壓，晶圓保持具吸附晶圓W。接著，藉由未圖示之止回閥之作用，維持上述減壓室之減壓狀態，即使未將用以真空吸引減壓室之氣體之管體等連接至微動載台WFS1，晶圓W亦保持於晶圓保持具。因此，可將微動載台WFS1從粗動載台無障礙分離並搬送。
接著，主控制裝置20將以晶圓對準所得之晶圓W上各照射區域之排列座標，轉換為以第2基準標記為基準之排列座標。此時，亦使用微動載台位置測量系統70B進行對準時之微動載台WFS1之位置測量。
雖如上述地結束對微動載台WFS1所保持之晶圓W進行之晶圓對準，但此時在曝光站200仍對微動載台WFS2所保持之晶圓W持續進行曝光。
接著，主控制裝置20，與前述同樣地將微動載台WFS1移載往中繼載台DRST。主控制裝置20，在使中繼載台DRST及粗動載台WCS2待機於前述待機位置之狀態下，等待對微動載台WFS2上之晶圓W之曝光結束。
其後，交互使用微動載台WFS1,WFS2反覆進行相同之處理，連續對複數片晶圓W進行曝光處理。
如以上詳細說明，根據本實施形態之曝光裝置100，在曝光站200，被粗動載台WCS1保持成可相對移動之微動載台WFS1(或WFS2)上所裝載之晶圓W係透過標線片R及投影光學系統PL被曝光用光IL曝光。此時，被粗動載台WCS1保持成可移動之微動載台WFS1(或WFS2)在XY平面內之位置資訊，係藉由主控制裝置20，使用具有與配置在微動載台WFS1(或WFS2)之光柵RG對向之測量臂71A之微動載台位置測量系統70A之編碼器系統73測量。此時，在粗動載台WCS1之內部形成空間部，微動載台位置測量系統70A之各讀頭配置在該空間部內，因此在微動載台WFS1(或WFS2)與微動載台位置測量系統70A之各讀頭之間僅存在空間。是以，可將各讀頭靠近配置於微動載台WFS1(或WFS2)(光柵RG)，藉此，微動載台位置測量系統70A可高精度測量微動載台WFS1(或WFS2)之位置資訊。又，其結果，主控制裝置20進行之透過粗動載台驅動系統51A及/或微動載台驅動系統52A之微動載台WFS1(或WFS2)之高精度驅動成為可能。
又，此情形，從測量臂71A射出之構成微動載台位置測量系統70A之編碼器系統73、雷射干涉儀系統75之各讀頭之測量光束在光柵RG上之照射點與照射至晶圓W之曝光用光IL之照射區域(曝光區域)IA之中心(曝光位置)一致。是以，主控制裝置20，不會受到所謂阿貝誤差之影響，可高精度測量微動載台WFS1(或WFS2)之位置資訊。又，藉由將測量臂71A配置在光柵RG之正下方，可極力縮短編碼器系統73之各讀頭之測量光束在大氣中之光路長，因此能降低空氣搖晃之影響，從此點觀之亦可高精度測量微動載台WFS1(或WFS2)之位置資訊。
又，本實施形態中，在測量站300設置與微動載台位置測量系統70A左右對稱構成之微動載台位置測量系統70B。此外，在測量站300，藉由對準系統AL1,AL21 ～AL24 等對粗動載台WCS2所保持之微動載台WFS2(或WFS1)上之晶圓W進行晶圓對準時，被粗動載台WCS2保持成可移動之微動載台WFS2(或WFS1)在XY平面內之位置資訊，係藉由微動載台位置測量系統70B高精度測量。其結果，主控制裝置20進行之透過粗動載台驅動系統51B及/或微動載台驅動系統52B之微動載台WFS2(或WFS1)之高精度驅動成為可能。
又，本實施形態中，曝光站200側之測量臂71A與測量站300側之測量臂71B，係設定成彼此之自由端與固定端相反方向，因此不會被該等測量臂71A,71B妨礙之狀態下，能使粗動載台WCS1靠近測量站300(更正確而言，中繼載台DRST)，且能使粗動載台WCS2靠近曝光站200(更正確而言，中繼載台DRST)。
又，根據本實施形態，保持曝光前之晶圓之微動載台WFS2(或WFS1)從粗動載台WCS2至中繼載台DRST之交接及從中繼載台DRST至粗動載台WCS1之交接，係沿著粗動載台WCS2、中繼載台DRST、及粗動載台WCS1之上端面(與包含一對固定子部93a,93b之XY平面平行之面(第1面))使微動載台WFS2(或WFS1)滑移來進行。又，保持已曝光之晶圓之微動載台WFS1(或WFS2)從粗動載台WCS1至中繼載台DRST之交接及從中繼載台DRST至粗動載台WCS2之交接，係在位於第1面之-Z側之粗動載台WCS1、中繼載台DRST、及粗動載台WCS2之內部之空間內使微動載台WFS1(或WFS2)移動來進行。是以，在粗動載台WCS1與中繼載台DRST之間、及粗動載台WCS2與中繼載台DRST之間之晶圓之交接，可極力抑制裝置之覆蓋區之增加來實現。
又，上述實施形態中，中繼載台DRST為可在XY平面內移動之構成，儘管如此，從前述一連串之並行處理動作之說明可知，在實際之程序，為在上述待機位置待機。從此點觀之，亦可抑制裝置之覆蓋區之增加。
又，根據本實施形態之曝光裝置100，即使在微動載台位置測量系統70A,70B之測量可能範圍外，亦可藉由微動載台位置測量系統70C高精度測量微動載台WFS1(或WFS2)之位置資訊。微動載台位置測量系統70A與微動載台位置測量系統70C之測量可能範圍一部分重複，且微動載台位置測量系統70B與微動載台位置測量系統70C之測量可能範圍一部分重複(參照圖16)，因此微動載台WFS1(或WFS2)從測量站300移動至曝光站200時，使用該等3個微動載台位置測量系統70A,70B,70C，可不間斷地測量微動載台WFS1(或WFS2)之位置資訊。
又，微動載台位置測量系統70C，藉由編碼器系統78(包含以數毫米程度之間隙與配置於微動載台WFS1(或WFS2)之Y標尺87Y1 ,87Y2 對向配置之複數個Y讀頭96,97)測量微動載台WFS1(或WFS2)之5自由度方向之位置資訊，因此可高精度測量微動載台WFS1(或WFS2)之位置。
又，根據本實施形態之曝光裝置100，微動載台WFS1(或WFS2)從曝光站200透過中繼載台DRST移載至測量站300時，該移載之微動載台WFS1(或WFS2)支承於搬送構件48之移動構件，在粗動載台WCS1、中繼載台DRST、及粗動載台WCS2之內部往-Y方向移動。此移動中之微動載台WFS1(或WFS2)在XY平面內之位置資訊，係藉由微動載台位置測量系統70D測量。
是以，主控制裝置20，根據微動載台位置測量系統70A,70B,70C,及70D之輸出，在XY平面內之廣範圍可測量微動載台WFS1(或WFS2)之位置資訊。
又，根據本實施形態之曝光裝置100，藉由主控制裝置20透過粗動載台驅動系統51A分別驅動粗動載台WCS1之第1部分WCS1a與第2部分WCS1b，當該第1部分WCS1a與第2部分WCS1b分離時，即使分離前之粗動載台WCS1所保持之微動載台WFS1(或WFS2)在保持已曝光晶圓W之狀態下容易地從粗動載台WCS1脫離。亦即，能與微動載台WFS1一體地使晶圓W從粗動載台WCS1容易地脫離。
此情形下，本實施形態中，由於使粗動載台WCS1與微動載台WFS1(或WFS2)一體地從測量臂71A(前端部位於粗動載台.WCS1內部之空間部內，呈懸臂支承狀態)之固定端往自由端之方向(+Y方向)移動後，使粗動載台WCS1分離成第1部分WCS1a與第2部分WCS1b，並使保持有已曝光晶圓W之微動載台WFS1(或WFS2)從粗動載台WCS1容易地脫離，因此在該脫離時，可在不妨礙測量臂71A之狀況下，使保持有已曝光晶圓W之微動載台WFS1(或WFS2)從粗動載台WCS1脫離。
又，在使保持有已曝光晶圓W之微動載台WFS1(或WFS2)從粗動載台WCS1脫離後，係使保持曝光前之晶圓W之另一微動載台WFS2(或WFS1)保持於粗動載台WCS1。是以，能使保持有已曝光晶圓W之微動載台WFS1(或WFS2)與保持曝光前之晶圓W之另一微動載台WFS2(或WFS1)，在分別保持有晶圓W之狀態下從粗動載台WCS1脫離或保持於粗動載台WCS1。
又，藉由主控制裝置20，透過搬送構件驅動系統54驅動搬送構件48，並使在保持有已曝光晶圓W之狀態下從粗動載台WCS1脫離之微動載台WFS1(或WFS2)收納於中繼載台DRST之內部空間。
又，藉由主控制裝置20，透過粗動載台驅動系統51B分離成粗動載台WCS2之第1部分WCS2a與第2部分WCS2b之狀態下，透過搬送構件驅動系統54驅動搬送構件48，將保持有已曝光晶圓W之微動載台WFS1(或WFS2)定位於既定高度。接著，藉由主控制裝置20，透過粗動載台驅動系統51B使粗動載台WCS2之第1部分WCS2a與第2部分WCS2b一體化，而能將保持有已曝光晶圓W之微動載台WFS1(或WFS2)從中繼載台DRST承交至粗動載台WCS2。
進而，藉由主控制裝置20，透過微動載台驅動系統52B,52C將保持曝光前之晶圓W之微動載台WFS2(或WFS1)從粗動載台WCS2移載往中繼載台DRST，進而透過微動載台驅動系統52C,52A從中繼載台DRST移載往粗動載台WCS1。
因此，根據本實施形態之曝光裝置100，即使晶圓W呈大型，亦可無障礙地與微動載台WFS1或WFS2一體地將晶圓W在粗動載台WCS1、中繼載台DRST、以及粗動載台WCS2之三者間承交。
又，片BL(輔助載台AST)在微動載台WFS1(或WFS2)與前端透鏡191(投影光學系統PL)之間保持有液體Lq時，係成為在Y軸方向上接觸於微動載台WFS1(或WFS2)或透過300μm左右之間隙靠近之並列狀態，在維持該並列狀態下與微動載台WFS1(或WFS2)一起沿Y軸方向從測量臂71A之固定端側移動至自由端側，並在該移動後在與前端透鏡191(投影光學系統PL)之間保持液體Lq。因此，可在不妨礙測量臂71A之狀態下使保持於與前端透鏡191(投影光學系統PL)之間之液體Lq(藉由該液體Lq形成之液浸空間)從微動載台WFS1(或WFS2)承交至片BL。
又，根據本實施形態之曝光裝置100，由於能以良好精度驅動微動載台WFS1(或WFS2)，因此能將此微動載台WFS1(或WFS2)所載置之晶圓W與標線片載台RST(標線片R)同步以良好精度驅動，藉由掃描曝光，以良好精度將標線片R之圖案轉印至晶圓W上。此外，本實施形態之曝光裝置100，由於能與在曝光站200對微動載台WFS1(或WFS2)上所載置之晶圓W進行之曝光動作並行地，在測量站300進行微動載台WFS1(或WFS2)上之晶圓更換及對該晶圓W之對準測量等，因此與將晶圓更換、對準測量、曝光之各處理於各程序進行之情形相較，能提升產能。
此外，上述實施形態中，雖說明將配置於微動載台WFS1(或WFS2)之板件83上面之Y標尺87Y1 ,87Y2 作為分別屬於構成編碼器系統78(微動載台位置測量系統70C)之一部分之讀頭單元98A,98B之Y讀頭96,97之測量對象之情形，但並不限於此，將構成微動載台位置測量系統70A,70B之一部分之X讀頭77x、Y讀頭77ya,77yb之測量對象之光柵RG兼用為Y讀頭96,97之測量對象亦可。此情形，不需要Y標尺87Y1 ,87Y2 。又，此情形，將光柵RG遍布微動載台WFS1(或WFS2)之本體部81上面大致整個區域形成即可。此情形，在光柵RG，來自Y讀頭96,97之測量光束透過板件83及蓋玻璃84(參照圖2(A)及圖2(B))從上方(+Z側)照射，又，來自分別構成微動載台位置測量系統70A,70B之一部分之X讀頭77x、Y讀頭77ya,77yb之測量光束從下方(-Z側)照射。此情形，Y讀頭96,97有測量障礙之情形，在包含與板件83上面之上述Y標尺87Y1 ,87Y2 之配置區域對應之區域之部分區域不形成撥液膜亦可。
上述實施形態中，說明在粗動載台WCS2與粗動載台WCS1之間透過中繼載台DRST進行微動載台WFS1,WFS2之更換時、在微動載台WFS1,WFS2之移動範圍配置編碼器系統78(讀頭單元98A,98B、Y讀頭96,97)之情形。然而，並不限於此，例如，如接下來之變形例，進一步在其他部位設置與編碼器系統78相同之編碼器系統亦可。
(變形例)
圖33係以俯視圖顯示變形例之曝光裝置之測量站300與位於其+Y側之晶圓更換區域(包含卸載位置UP及裝載位置LP)。從圖33可知，在晶圓更換區域之+X側及-X側，以相對基準軸LV呈對稱配置之方式分別配置從微動載台WFS1(或WFS2)卸載晶圓之卸載位置UP及將晶圓裝載至微動載台WFS1(或WFS2)上之裝載位置LP。
在微動載台WFS1(或WFS2)，光柵RG遍布本體部81上面之大致整個區域形成。
在測量站300與卸載位置UP及裝載位置LP之間，設置與編碼器系統73,78不同之編碼器系統(以下，稱為第3編碼器系統)所具備之讀頭單元98C。讀頭單元98C係透過支承構件懸吊固定於主架BD。
讀頭單元98C具備在X軸方向以等間隔排列之複數個(此處為15個)二維編碼器讀頭(以下簡稱為2D讀頭)95k (k=1～15)。此處，2D讀頭係以X軸方向及Y軸方向之2方向為測量方向之編碼器讀頭。以下，視需要，將2D讀頭95k 記載為2D讀頭95。2D讀頭95之排列間隔設定成滿足下述a及b之條件。
a.微動載台WFS1(或WFS2)移動於卸載位置UP及裝載位置LP之間時，各1個2D讀頭95可恆與微動載台WFS1(或WFS2)上之晶圓裝載區域之+X側及－X側之光柵RG之區域對向。
b.微動載台WFS1(或WFS2)移動於卸載位置UP及裝載位置LP之間之途中，在相鄰2個2D讀頭95間應進行接續處理(用以保障所測量位置(位置測量值)之連續性之處理)之位置，某時，該相鄰2個2D讀頭可同時與晶圓裝載區域之+X側或－X側之光柵RG之區域對向。
此外，各2D讀頭95係固定於光柵RG上方數mm程度之位置。
各2D讀頭95係透過板件83及蓋玻璃84(參照圖2(A)及圖2(B))從上方(+Z側)將測量光束照射至光柵RG，接受光柵RG之從X繞射光柵及Y繞射光柵分別產生之繞射光，以測量光柵RG(亦即微動載台WFS1(或WFS2))之XY位置。如上述，第3編碼器系統中，至少2個2D讀頭95與光柵RG對向。是以，讀頭單元98C構成使用光柵RG測量微動載台WFS1(或WFS2)在XY平面內之位置(包含θz位置)之多眼(此處，15眼)之二維編碼器系統。
第3編碼器系統，例如以0.1nm程度之分解能力測量微動載台WFS1(或WFS2)在XY平面內之位置，將該位置資訊(測量值)供應至主控制裝置20。主控制裝置20，根據供應之位置資訊(測量值)，將微動載台WFS1(或WFS2)(晶圓載台WST2)驅動於晶圓更換區域內。
此外，此變形例中，構成編碼器系統78(微動載台位置測量系統70C)之2個讀頭單元98A,98B，除了上述各11個Y讀頭96i ,97j (i,j=1～11)外，進一步具備各4個Y讀頭96i ,97j (i,j=12～15)。Y讀頭96i ,97j (i,j=12～15)，分別在Y讀頭9611 ,9711 之+Y側，以間隔WD與Y軸平行配置。藉此，編碼器系統78(微動載台位置測量系統70C)之測量可能範圍擴張至晶圓更換區域。
接著，使用圖34(A)～圖35(B)說明此變形例之曝光裝置進行之、晶圓更換區域中使用粗動載台WCS2所支承之微動載台WFS1進行之處理。
圖34(A)係顯示保持用以保持已結束曝光之晶圓之微動載台WFS1返回測量站300之粗動載台WCS2(晶圓載台WST2)。在此圖34(A)之狀態之前，在粗動載台WCS2與粗動載台WCS1之間，進行微動載台WFS1與保持已結束晶圓對準之晶圓之微動載台WFS2之更換。此圖34(A)之狀態與圖24(F)所示之狀態對應。亦即，保持微動載台WFS1之粗動載台WCS2，係藉由主控制裝置20，根據微動載台位置測量系統70C所測量之位置資訊，如圖34(A)中黑色箭頭所示，驅動於+Y方向。
接著，主控制裝置20，根據來自微動載台位置測量系統70C之微動載台WFS1之位置資訊(測量值)，將保持微動載台WFS1之粗動載台WCS2(晶圓載台WST2)進一步驅動於+Y方向，通過測量站300，移動至晶圓更換區域。
圖34(B)係顯示晶圓載台WST2位於微動載台位置測量系統70C(2個讀頭單元98A,98B)之+Y側之測量限界位置之狀態。此處，在測量限界位置，微動載台位置測量系統70C之屬於讀頭單元98A之Y讀頭9614 ,9615 、及屬於讀頭單元98B之Y讀頭9714 ,9715 ，與微動載台WFS1之晶圓裝載區域之+X側及-X側之光柵RG之區域對向。此時，屬於讀頭單元98C之2D讀頭954 ,9511 亦與晶圓裝載區域之+X側及-X側之光柵RG之區域對向。因此，主控制裝置20將測量微動載台WFS1之位置資訊之測量系統從微動載台位置測量系統70C切換至第3編碼器系統。
此處，為了使所測量之晶圓載台WST2之位置(位置測量值)連續接續，主控制裝置20，使用微動載台位置測量系統70C之測量值重設第3編碼器系統之測量值。亦即，主控制裝置20，以第3編碼器系統之測量值與微動載台位置測量系統70C之測量值一致之方式，重設2D讀頭954 ,9511 之測量值。
在切換測量系統後，主控制裝置20，根據第3編碼器系統所測量之微動載台WFS1之位置資訊，如圖35(A)中黑色箭頭所示，將晶圓載台WST2進一步驅動於+Y方向後，驅動於+X方向。藉此，微動載台WFS1，如圖35(A)所示，定位於卸載位置UP。藉由此時之微動載台WFS1往+X方向之移動，2D讀頭954 ～951 依序與晶圓裝載區域之+X側之光柵RG之區域對向，2D讀頭9511 ～956 依序與晶圓裝載區域之-X側之光柵RG之區域對向。接著，藉由未圖示之卸載臂從微動載台WFS1上將晶圓W卸載。
在晶圓W卸載後，主控制裝置20，如圖35(B)中黑色箭頭所示，將晶圓載台WST2(微動載台WFS1)驅動於-X方向。藉此，微動載台WFS1，如圖35(B)所示，定位於裝載位置LP。藉由此時之微動載台WFS1往-X方向之移動，2D讀頭951 ～9510 依序與晶圓裝載區域之+X側之光柵RG之區域對向，2D讀頭956 ～9515 依序與晶圓裝載區域之-X側之光柵RG之區域對向。接著，藉由未圖示之裝載臂將新晶圓W’裝載於微動載台WFS1上。
在晶圓W’裝載後，主控制裝置20，如圖35(B)中白色箭頭所示，將晶圓載台WST2(微動載台WFS1)驅動於+X方向後，在基準軸LV上驅動於-Y方向。藉此，晶圓載台WST2(微動載台WFS1)移動至圖34(B)所示之微動載台位置測量系統70C之測量可能範圍內。此處，主控制裝置20將測量晶圓載台WST2之位置資訊之測量系統從第3編碼器系統切換至微動載台位置測量系統70C。
此處，為了使所測量之晶圓載台WST2之位置(位置測量值)連續接續，主控制裝置20，以微動載台位置測量系統70C之測量值與第3編碼器系統之測量值一致之方式，重設Y讀頭9614 ,9615 及9714 ,9715 之測量值。
在切換測量系統後，主控制裝置20，根據微動載台位置測量系統70C所測量之微動載台WFS1之位置資訊(測量值)，使晶圓載台WST2移動於測量站300內，與上述相同地，對晶圓W’進行晶圓對準等。
此外，上述實施形態中，由於下述理由，以干涉儀系統構成微動載台位置測量系統70D。亦即，微動載台位置測量系統70D，係用以測量將保持已結束曝光之晶圓之一微動載台、為了晶圓更換從一粗動載台WCS1移載至另一粗動載台WCS2時之該一微動載台之位置資訊，因此不要求較高精度，即使受到空氣搖晃之影響亦不會產生特別影響。
此外，微動載台WFS1(或WFS2)從粗動載台WCS2(透過中繼載台DRST)交接至粗動載台WCS1時，微動載台WFS1(或WFS2)在XY平面內之位置資訊之測量所使用之微動載台位置測量系統70C、及微動載台WFS1(或WFS2)從粗動載台WCS1(透過中繼載台DRST)交接至粗動載台WCS2時，微動載台WFS1(或WFS2)在XY平面內之位置資訊之測量所使用之微動載台位置測量系統70D之構成，並不限於上述實施形態之構成。例如，微動載台位置測量系統70C不需具備編碼器系統78及雷射干涉儀系統79之兩者，僅具備任一者亦可。又，微動載台位置測量系統70C及70D之構成可為任意。例如，該等位置測量系統使用從微動載台之上面側對配置在其背面側之光柵照射測量光束之測量系統(不限於編碼器)亦可。此時，僅在涵蓋交換動作範圍之範圍，在微動載台之一部分設置測量光束透射過之透明部或開口部亦可。又，構成微動載台位置測量系統70C及70D之各測量裝置，不是從上方或側面、而是從下方將測量光束照射至微動載台(之測量面或反射面)以進行位置測量亦可。
此外，上述實施形態中，雖說明片BL(可動構件)設於在XY平面內移動之輔助載台AST之情形，但本發明並不限於此。亦即，只要可動構件在保持構件(上述實施形態中微動載台相當於此)在與光學構件(上述實施形態中前端透鏡191相當於此)之間保持液體Lq時，在Y軸方向接近保持構件既定距離(例如300μm)以內(包含接觸之情形)，維持該接近狀態(上述並列狀態)與保持構件一起沿著Y軸方向移動(上述實施形態中從測量臂71A之固定端側移動至自由端側)，在該移動後在與光學構件之間可保持液體Lq，則構成不限。是以，為藉由機械臂等其他驅動裝置驅動之可動片等亦可。
此外，上述實施形態中，使用圖24(A)～圖24(C)說明將保持已曝光之晶圓W之微動載台WFS1先交接至中繼載台DRST之搬送構件48，之後使中繼載台DRST所保持之微動載台WFS2滑動以粗動載台WCS1保持。然而，並不限於此，將微動載台WFS2先交接至中繼載台DRST之搬送構件48，之後使粗動載台WCS1所保持之微動載台WFS1滑動以中繼載台DRST保持亦可。
又，上述實施形態中，為了在粗動載台WCS1,WCS2之間交換微動載台WFS1,WFS2，使粗動載台WCS1,WCS2分別接近中繼載台DRST時，將中繼載台DRST與粗動載台WCS1,WCS2之間距(間隙)設定成300μm程度，但此間距不需設定成如使片BL與微動載台WFS1接近驅動之情形般狹窄。此情形，在微動載台於中繼載台DRST與粗動載台之間移動時微動載台不會產生較大傾斜(亦即線性馬達之固定子與可動子不接觸)之範圍內，使中繼載台DRST與粗動載台分離亦可。亦即，中繼載台DRST與粗動載台WCS1,WCS2之間距，並不限於300μm程度，極端加大亦可。
又，上述實施形態中，雖說明了除了粗動載台WCS1,WCS2以外亦具備中繼載台DRST之情形，但中繼載台DRST亦並不一定要設置。此情形下，例如係在粗動載台WCS1與粗動載台WCS2之間直接承交微動載台，因此，必須追加用以實現該承交之中繼構件。例如，設置在粗動載台WCS1之移動範圍與粗動載台WCS2之移動範圍之間暫時保持微動載台之保持構件或例如透過機械臂等對粗動載台WCS1,WCS2承交微動載台即可。作為保持構件，可使用可上下動之台，其在通常時係以不從地面往上方突出之方式收容於基座12內部，在粗動載台WCS1,WCS2分離成兩個部分時上升而支承微動載台，並可在支承狀態下下降。除此之外，當於粗動載台WCS1,WCS2之粗動滑件部91形成有在Y軸方向為細長之缺口時，亦能使用軸部從地面往上方突出之可上下動之台等。不論如何，保持構件只要係其支承微動載台之部分至少可移動於一方向且在支承微動載台之狀態下在粗動載台WCS1,WCS2之間直接承交微動載台時不會成為其妨礙之構造即可。不論如何，微動載台未支承於粗動載台WCS1,WCS2之任一者時，必須設置測量該中繼構件所保持之微動載台在XY平面內之位置資訊之測量系統(不限於干涉儀系統)。此外，例如將用以將微動載台交接至粗動載台WCS1、從粗動載台WCS1接受微動載台交接至未圖示之外部搬送系統之搬送機構設於粗動載台WCS2亦可。此情形，藉由外部搬送系統將保持晶圓之微動載台安裝於粗動載台WCS2即可。此外，當不設置中繼載台DRST時，即能相對縮小裝置之覆蓋區。
又，上述實施形態中，雖以粗動載台WCS1,WCS2可分離成第1部分與第2部分且第1部分與第2部分可卡合之情形進行說明，但並不限於此，第1部分與第2部分，即使物理上經時分離，只要可彼此靠近及分離，在分離時，可自保持構件(上述實施形態之微動載台)脫離，在靠近時，可支承保持構件即可。
此外，上述實施形態中，雖係針對微動載台位置測量系統70A,70B係具備全體以玻璃形成、光可在內部行進之測量臂71A,71B之情形作了說明，但本發明不限定於此。例如，測量臂只要至少前述各雷射束行進之部分係以光可透射之實心構件形成即可，其他部分可以是例如不會使光透射之構件，亦可以是中空構造。此外，作為例如測量臂，只要是能從對向於光柵之部分照射測量光束的話，亦可在例如測量臂之前端部內建光源或光檢測器等。此場合，無需使編碼器之測量光束在測量臂內部行進。
此外，測量臂之各雷射束行進之部分(光束光路部分)亦可以是中空等。或者，採用光柵干涉型之編碼器系統來作為編碼器系統之場合，可將形成繞射光柵之光學構件，設在陶瓷或因鋼(invar)等低熱膨漲性之臂。此係因，尤其是編碼器系統為極力避免受到空氣波動之影響，而將光束分離之空間作成極窄(短)之故。再者，此場合，亦可將經温度控制之氣體供應至微動載台(晶圓保持具)與測量臂之間(及光束之光路)以謀求温度之安定化。進一步的，測量臂之形狀並無特定。
此外，上述實施形態中，測量臂71A,71B雖設在相同主架BD，但並不限於此，設置於不同支承構件亦可。例如以不同支承裝置支承投影系統(投影單元PU)與對準系統(對準裝置99)，將測量臂71A設於投影系統之支承裝置，將測量臂71B設於對準系統之支承裝置亦可。
此外，上述實施形態中，由於測量臂71A,71B一體固定於主架BD，因此有可能會因內部應力(包含熱應力)使測量臂71A,71B產生扭曲等，造成測量臂71A,71B與主架BD之相對位置變化。因此，作為上述情況之對策，亦可測量測量臂71A,71B之位置(相對主架BD之相對位置、或相對基準位置之位置變化)，並以致動器等微調整測量臂71A,71B之位置或修正測定結果等。
又，上述實施形態中，雖說明測量臂71A,71B與主架BD係一體之情形，但並不限於此，測量臂71A,71B與主架BD亦可為分離。此情形下，係設置測量相對主架BD(或基準位置)之測量臂71A,71B之位置(或位移)之測量裝置(例如編碼器及/或干涉儀等)與調整測量臂71A,71B之位置之致動器等，主控制裝置20或其他控制裝置，只要可根據測量裝置之測量結果，將主架BD(及投影光學系統PL)與測量臂71A,71B之位置關係維持於既定之關係(例如維持成一定)即可。
又，亦可於測量臂71A,71B設置藉由光學方法測量測量臂71A,71B之變動之測量系統(感測器)、溫度感測器、壓力感測器、振動測量用之加速度感測器等。或者，亦可設置測定測量臂71A,71B之變動之變形感測器(變形計)、或位移感測器等。又，亦可使用以此等感測器求出之值，修正藉由微動載台位置測量系統70A及/或晶圓載台位置測量系統68A、或微動載台位置測量系統70B及/或晶圓載台位置測量系統68B所取得之位置資訊。
又，上述實施形態中，雖說明了測量臂71A(71B)係由主架BD透過一個支承構件72A(72B)以懸臂狀態支承之情形，但並不限於此，例如亦可透過U字形懸吊部(包含在X軸方向分離之兩支懸吊構件)從主架BD懸吊支承測量臂71A(71B)。此情形下，最好係將該兩支懸吊構件之間隔設定成微動載台可在兩支懸吊構件之間移動。
又，微動載台位置測量系統70A,70B未必要具備測量臂，具有在粗動載台WCS1,WCS2之空間部內與光柵RG對向配置、對該光柵RG照射至少一個測量光束、接受該測量光束之來自光柵RG之繞射光之讀頭，根據該讀頭之輸出測量微動載台WFS1(或WFS2)在至少XY平面內之位置資訊即可。
又，上述實施形態中，雖係例示編碼器系統73具備X讀頭與一對Y讀頭之情形，但不限於此，與上述變形例之第3編碼器系統相同，設置一個或兩個二維讀頭(2D讀頭)亦可。設置兩個2D讀頭之情形時，可設置成該等之檢測點在光柵上以曝光位置為中心，於X軸方向相距同一距離之兩點。
又，微動載台位置測量系統70A亦可不具備雷射干涉儀系統75，而僅以編碼器系統73測量微動載台於6自由度方向之位置資訊。此場合，例如可使用能測量於X軸方向及Y軸方向之至少一方與Z軸方向之位置資訊之編碼器。例如，可藉由對二維之光柵RG上不在同一直線上之三個測量點，從包含可測量於X軸方向與Z軸方向之位置資訊之編碼器、與可測量於Y軸方向與Z軸方向之位置資訊之編碼器之合計三個編碼器照射測量光束，並接收分別來自光柵RG之返回光，據以測量設在光柵RG之移動體之6自由度方向之位置資訊。又，編碼器系統73之構成不限於上述實施形態，任意皆可。
又，上述實施形態中，雖係於微動載台上面、亦即與晶圓對向之面配置光柵，但不限於此，光柵亦可形成於保持晶圓之晶圓保持具。此場合，即使曝光中產生晶圓保持具膨漲、或對微動載台之裝著位置產生偏差之情形，亦能加以追蹤而測量晶圓保持具(晶圓)之位置。又，光柵亦可配置在微動載台下面，此時，從編碼器讀頭照射之測量光束不在微動載台內部行進，因此無需將微動載台作成能使光透射之實心構件，而可將微動載台作成中空構造以於其內部配置管路、線路等，使微動載台輕量化。
此外，上述實施形態中，雖使用在測量臂71A,71B內部行進而使測量光束從下方照射微動載台之光柵RG之編碼器系統，但並不限於此，亦可於測量臂設置編碼器讀頭之光學系統(分束器)，並使用以光纖連接該光學系統與光源、透過該光纖從光源將雷射光傳送至光學系統之編碼器系統，及/或以光纖連接光學系統與光源，並藉由該光纖將來自光柵RG之返回光傳送至受光部之編碼器系統。
又，將微動載台相對粗動載台驅動之驅動機構，並不限於上述實施形態所說明者。例如在實施形態中，雖將微動載台驅動於Y軸方向之線圈發揮將微動載台驅動於Z軸方向之線圈之功能，但並不限於此，亦可分別獨立設置將微動載台驅動於Y軸方向之致動器(線性馬達)、將微動載台驅動於Z軸方向、亦即使微動載台懸浮之致動器。此時，由於能隨時使一定之懸浮力作用於微動載台，因此微動載台在Z軸方向之位置係穩定。此外，上述實施形態中，雖說明了微動載台所具備之可動子部82a,82b在側視時為U字形之情形，但驅動微動載台之線性馬達所具備之可動子部與固定子部當然不一定要是U字形。
又，上述實施形態中，雖然微動載台WFS1,WFS2係藉由勞倫茲力(電磁力)之作用而以非接觸方式支承於粗動載台WCS1或WCS2，但不限於此，例如亦可於微動載台WFS1,WFS2設置真空加壓空氣靜壓軸承等，以對粗動載台WCS1或WCS2懸浮支承。此外，上述實施形態中，微動載台WFS1,WFS2雖能驅動於全6自由度方向，但不限於此，只要能至少在平行於XY平面之二維平面內移動即可。又，微動載台驅動系統52A,52B並不限於上述動磁型者，亦可以是可動線圈型者。再者，微動載台WFS1,WFS2亦可以接觸方式支承於粗動載台WCS1或WCS2。因此，將微動載台WFS1,WFS2相對粗動載台WCS1或WCS2加以驅動之微動載台驅動系統，亦可以是例如將旋轉馬達與滾珠螺桿(或進給螺桿)加以組合者。
又，上述實施形態中，亦可將微動載台位置測量系統構成為能在晶圓載台之全移動範圍進行其位置測量。此場合即無需晶圓載台位置測量系統16。又，上述實施形態中，亦可將基座12構成為能藉由晶圓載台驅動力之反作用力之作用而移動之配衡質量。此場合，無論將或不將粗動載台使用為配衡質量皆可，將粗動載台與上述實施形態同樣的使用為配衡質量時，亦能使粗動載台輕量化。
又，上述實施形態之曝光裝置所使用之晶圓，並不限於450mm，亦可係尺寸較其小之晶圓(300mm晶圓等)。
又，上述實施形態雖係針對曝光裝置為液浸型曝光裝置之情形作了說明，但不限於此，本發明亦非常適合應用於不透過液體(水)進行晶圓W之曝光之乾式曝光裝置。
又，上述實施形態之曝光裝置中，雖說明使用2個微動載台WFS1,WFS2之情形，但並不限於此，使1個微動載台往返移動於測量站300與曝光站200之間之構成亦可。此情形，由於恆將微動載台驅動於與進行曝光處理及對準測量之二維平面相同之平面上，因此微動載台從曝光站200搬送至測量站300時，亦與上述實施形態相同，微動載台之位置資訊係使用微動載台位置測量系統70C測量。
又，構成微動載台位置測量系統70C之編碼器系統之構成，並不限於上述實施形態說明者。例如，編碼器系統為從配置於微動載台之編碼器讀頭對固定於主架BD且延伸於Y軸方向之標尺照射測量光束、根據來自該標尺之光測量微動載台之位置資訊之構成亦可。
又，上述實施形態中雖係針對本發明應用於掃描步進機(scanning stepper)之情形作了說明，但不限於此，本發明亦能適用於步進機等之靜止型曝光裝置。即使是步進機等，藉由以編碼器測量裝載曝光對象物體之載台之位置，與使用干涉儀測量此載台之位置之情形不同的，能使空氣波動引起之位置測量誤差之產生幾乎為零，可根據編碼器之測量值以高精度定位載台，其結果，即能以高精度將標線片圖案轉印至物體上。又，本發明亦能適用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統不限於縮小系統，可以是等倍及放大系統之任一者，而投影光學系統PL不限於折射系統，可以是反射系統及折反射系統之任一者，此投影像可以是倒立像及正立像之任一者。
又，照明光IL不限於ArF準分子雷射光(波長193nm)，亦可以設KrF準分子雷射光(波長248nm)等之紫外光、或F2 雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。亦可使用例如美國專利第7,023,610號說明書所揭示之，以摻雜有鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器，將從DFB半導體雷射或光纖雷射射出之紅外線區或可見區的單一波長雷射光予以放大作為真空紫外光，並以非線形光學結晶將其轉換波長成紫外光之諧波。
又，上述實施形態，作為曝光裝置之照明光IL不限於波長100nm以上之光，當然亦可使用不滿波長100nm之光。本發明亦能適用於使用例如軟X線區域(例如5～15nm之波長帶)之EUV(Extreme Ultraviolet)光之EUV曝光裝置。除此之外，本發明亦能適用於使用電子束或離子束等帶電粒子束之曝光裝置。
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。使用該可變成形光罩之情形時，由於裝載晶圓或玻璃板等之載台係相對可變成形光罩被掃描，因此使用編碼器系統及雷射干涉儀系統測量此載台之位置，即能獲得與上述實施形態同等之效果。
又，本發明亦能適用於，例如國際公開第2001/035168號說明書所揭示，藉由將干涉條紋形成於晶圓上、而在晶圓W上形成等間隔線(line ＆ space)圖案之曝光裝置(微影系統)。
進一步的，例如亦能將本發明適用於例如美國專利第6,611,316號所揭示之將兩個標線片圖案透過投影光學系統在晶圓上合成，藉由一次掃描曝光來使晶圓上之一個照射區域大致同時進行雙重曝光之曝光裝置。
此外，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之物體)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。
曝光裝置之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，亦能將本發明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。
又，本發明之移動體裝置，不僅限於曝光裝置，亦能廣泛的適用於其他基板處理裝置(例如，雷射修復裝置、基板檢査裝置及其他)、或其他精密機械中之試料之定位裝置、打線裝置等具備移動載台之裝置。
又，援用與上述說明中所引用之曝光裝置等相關之所有公報、國際公開、美國專利申請公開說明書及美國專利說明書之揭示作為本說明書記載之一部分。
半導體元件等之電子元件，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，由從矽材料形成晶圓之步驟，使用前述實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)及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。
如以上之說明，本發明之移動體裝置適於驅動移動體。又，本發明之曝光裝置及曝光方法適於對物體上照射能量束以在物體上形成圖案。此外，本發明之元件製造方法非常適於製造電子元件。
AF．．．多點焦點位置檢測系統
AL1,AL21 ～AL24 ．．．對準系統
AST．．．輔助載台
AX．．．光軸
BD．．．主架
BL．．．片
Bxa,Bxb．．．測距光束
Bya,Byb．．．測距光束
B1,B2,B3,B4．．．測距光束
CL．．．中心線
CUa,Cub．．．線圈單元
DP．．．照射點
DPya．．．檢測點
DPyb．．．檢測點
DRST．．．中繼載台
FLG．．．凸緣部
IA．．．曝光區域
IAR．．．照明區域
IL．．．照明光
LBx0, LBya0 ,LByb0 ．．．雷射束
LBx1 ,LBx2 ．．．測量光束
LBx12 ,LBya12 ,LByb12 ．．．合成束
LBya1 ,LBya2 ．．．測量光束
LByb1 ,LByb2 ．．．測量光束
LBz1 ～LBz3 ．．．測距光束
LDx,LDya,Ldyb．．．光源
LP．．．裝載位置
Lq．．．液體
LV．．．基準軸
LX,Lya,LYb．．．直線
L2a,L2b．．．透鏡
MUa1 ,MUa2 ．．．磁鐵單元
MUb1 ,MUb2 ．．．磁鐵單元
PBS．．．偏光分束器
PL．．．投影光學系統
PU．．．投影單元
R．．．標線片
RA1 ,RA2 ．．．標線片對準系統
RG．．．光柵
RP．．．反射面
RST．．．標線片載台
R1a,R1b．．．反射鏡
R2a,R2b．．．反射鏡
R3a,R3b．．．反射鏡
SL1,SL2,SL3,SL4．．．滑件
UP．．．卸載位置
W,W’．．．晶圓
WCS,WCS1,WCS2．．．粗動載台
WCS1a．．．第1部分
WCS1b．．．第2部分
WD．．．間隔
WFS,WFS1,WFS2．．．微動載台
WP1a,WP1b．．．四分之一波長板
WST,WST1,WST2．．．晶圓載台
5．．．液體供應裝置
6．．．液體回收裝置
8．．．局部液浸裝置
10．．．照明系統
11．．．標線片載台驅動系統
12．．．基座
13．．．標線片雷射干涉儀
14．．．線圈
15．．．移動鏡
16A,16B．．．晶圓載台位置測量系統
18．．．永久磁鐵
20．．．主控制裝置
31A．．．液體供應管
31B．．．液體回收管
32．．．嘴單元
40．．．鏡筒
44．．．載台本體
46．．．搬送裝置
47A,47B,47C,47D．．．固定鏡
48．．．搬送構件
51A,51B．．．粗動載台驅動系統
51Aa ,51Ab ．．．粗動載台驅動系統
52,52A,52B,52C．．．微動載台驅動系統
53．．．中繼載台驅動系統
54．．．搬送構件驅動系統
55,57．．．YZ線圈
551 ～553 ．．．YZ線圈
55a,57a．．．上部繞組
55b,57b．．．下部繞組
56．．．X線圈
58．．．輔助載台驅動系統
60．．．滑件部
61．．．反射面
62．．．支承部
63a,63b．．．移動鏡
65a,67a．．．永久磁鐵
65a1 ～65a5 ．．．永久磁鐵
65b,67b．．．永久磁鐵
65b1 ～65b5 ．．．永久磁鐵
66a1 ,66a2 ．．．永久磁鐵
66b1 ,66b2 ．．．永久磁鐵
69Xa,69Xb．．．X雷射干涉儀
69Ya,69Yb．．．Y雷射干涉儀
70A,70B,70C,70D．．．微動載台位置測量系統
71A,71B．．．測量臂
72A,72B．．．支承構件
73．．．編碼器系統
73x．．．X線性編碼器
73ya,73yb．．．Y線性編碼器
74x．．．X受光系統
74ya,74yb．．．Y受光系統
75．．．雷射干涉儀系統
75a～75c．．．雷射干涉儀
76a,76b,76c,76d．．．雷射干涉儀
77x．．．X讀頭
77ya,77yb．．．Y讀頭
78．．．編碼器系統
79．．．雷射干涉儀系統
81．．．本體部
82a,82b．．．可動子部
82a1 ,82a2 ．．．板狀構件
82b1 ,82b2 ．．．板狀構件
83．．．板件
84．．．蓋玻璃
85a,85b．．．分隔件
86．．．測量板
87Y1 ,87Y2 ．．．Y標尺
88a～88d．．．反射面
89a,89b．．．凸部
91．．．粗動滑件部
91a．．．第1滑件部
91b．．．第2滑件部
92a,92b．．．側壁部
93a,93b．．．固定子部
94．．．空氣軸承
951 ～9515 ．．．二維編碼器讀頭
961 ～9615 ．．．Y讀頭
971 ～9715 ．．．Y讀頭
98A,98B,98C．．．讀頭單元
99．．．對準裝置
100．．．曝光裝置
102．．．FIA平台
109．．．鏡筒
191．．．前端透鏡
200．．．曝光站
202．．．支承構件
300．．．測量站
302．．．FIA平台
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)係從-Y方向觀察圖1之曝光裝置具備之晶圓載台的側視圖，圖2(B)係顯示晶圓載台的俯視圖。
圖3係用以說明圖1之曝光裝置具備之主控制裝置之輸出入關係的方塊圖。
圖4係顯示圖1之曝光裝置具備之對準系統與投影單元PU之配置及晶圓載台的俯視圖。
圖5係用以說明圖1之曝光裝置具備之輔助載台的圖。
圖6係用以說明粗動載台之分離構造的圖。
圖7係顯示構成微動載台驅動系統之磁鐵單元及線圈單元之配置的俯視圖。
圖8(A)係從-Y方向觀察構成微動載台驅動系統之磁鐵單元及線圈單元之配置的側視圖，圖8(B)係從+X方向觀察構成微動載台驅動系統之磁鐵單元及線圈單元之配置的側視圖。
圖9(A)係用以說明將微動載台驅動於Y軸方向時之驅動原理的圖，圖9(B)係用以說明將微動載台驅動於Z軸方向時之驅動原理的圖，圖9(C)係用以說明將微動載台驅動於X軸方向時之驅動原理的圖。
圖10(A)係用以說明使微動載台相對粗動載台繞Z軸旋轉時之動作的圖，圖10(B)係用以說明使微動載台相對粗動載台繞Y軸旋轉時之動作的圖，圖10(C)係用以說明使微動載台相對粗動載台繞X軸旋轉時之動作的圖。
圖11係用以說明使微動載台之中央部在+Z方向變形時之動作的圖。
圖12(A)係從-Y方向觀察輔助載台的圖，圖12(B)係從+X方向觀察輔助載台的圖，圖12(C)係從+Z方向觀察輔助載台的圖。
圖13係顯示對準裝置的立體圖。
圖14(A)係顯示測量臂之前端部的立體圖，圖14(B)係從+Z方向觀察測量臂之前端部的圖。
圖15(A)係顯示X讀頭77x之概略構成的圖，圖15(B)係用以說明X讀頭77x、Y讀頭77ya,77yb分別在測量臂內之配置的圖。
圖16係用以說明讀頭單元98A,98B及四個雷射干涉儀76a～76d之配置的圖。
圖17係用以說明構成微動載台位置測量系統70D之雷射干涉儀之配置的圖。
圖18(A)係用以說明掃描曝光時之晶圓之驅動方法的圖，圖18(B)係用以說明步進移動時之晶圓之驅動方法的圖。
圖19(A)～圖19(D)係用以說明使用微動載台WFS1,WFS2進行之並行處理的圖(其1)。
圖20係顯示輔助載台之待機位置的圖。
圖21係用以說明在微動載台與片之間進行之液浸空間(液體Lq)之交接的圖(其1)。
圖22係用以說明在微動載台與片之間進行之液浸空間(液體Lq)之交接的圖(其2)。
圖23係用以說明在微動載台與片之間進行之液浸空間(液體Lq)之交接的圖(其3)。
圖24(A)～圖24(F)係用以說明使用微動載台WFS1,WFS2進行之並行處理的圖(其2)。
圖25(A)及圖25(B)係用以說明在微動載台與片之間進行之液浸空間(液體Lq)之交接時輔助載台之動作的圖(其1)。
圖26係用以說明在微動載台與片之間進行之液浸空間(液體Lq)之交接時輔助載台之動作的圖(其2)。
圖27係用以說明使用微動載台WFS1,WFS2進行之並行處理的圖，為從上方觀察圖19(A)所示之曝光裝置的圖。
圖28係用以說明使用微動載台WFS1,WFS2進行之並行處理的圖，為從上方觀察圖19(B)所示之曝光裝置的圖。
圖29係用以說明使用微動載台WFS1,WFS2進行之並行處理的圖，為從上方觀察圖19(C)所示之曝光裝置的圖。
圖30係用以說明使用微動載台WFS1,WFS2進行之並行處理的圖，為從上方觀察圖19(D)所示之曝光裝置的圖。
圖31係用以說明使用微動載台WFS1,WFS2進行之並行處理的圖，為從上方觀察圖24(A)所示之曝光裝置的圖。
圖32係用以說明使用微動載台WFS1,WFS2進行之並行處理的圖，為從上方觀察圖24(B)所示之曝光裝置的圖。
圖33係顯示變形例之曝光裝置之測量站與晶圓更換區的俯視圖。
圖34(A)及圖34(B)係用以說明在變形例之曝光裝置進行、使用晶圓更換區中粗動載台WCS2所支承之微動載台進行之處理的圖(其1)。
圖35(A)及圖35(B)係用以說明在變形例之曝光裝置進行、使用晶圓更換區中粗動載台WCS2所支承之微動載台進行之處理的圖(其2)。
AST．．．輔助載台
AX．．．光軸
BD．．．主架
BL．．．片
DRST．．．中繼載台
FLG．．．凸緣部
Lq．．．液體
PL．．．投影光學系統
PU．．．投影單元
W．．．晶圓
WCS1．．．粗動載台
WFS1．．．微動載台
WST1．．．晶圓載台
12．．．基座
14．．．線圈
16A．．．晶圓載台位置測量系統
32．．．嘴單元
40．．．鏡筒
44．．．載台本體
48．．．搬送構件
70A．．．微動載台位置測量系統
71A．．．測量臂
72A．．．支承構件
83．．．板件
100．．．曝光裝置
191．．．前端透鏡

Claims (31)

  1. 一種透過投影光學系統以照明光對基板進行曝光之曝光裝置，其具備：框架構件，其支承前述投影光學系統；基座構件，其配置於前述投影光學系統之下方，且其表面，與前述投影光學系統之光軸正交之既定平面實質地平行配置；保持構件，其具有：前述基板之載置區域，及配置於較前述載置區域低，且具有格子之測量面，且配置於前述基座構件上；曝光站，其具有：被前述框架構件支承，且一部分配置於前述投影光學系統之下方之第1測量構件，及透過以配置於前述測量面及前述基座構件之表面之間之方式設於前述第1測量構件之第1讀頭，對前述測量面自其下方照射第1測量光束，而進行前述保持構件之位置資訊之測量之第1測量系統，且進行透過前述投影光學系統將前述能量光束對前述基板照射之曝光處理；測量站，其具有：自前述投影光學系統遠離，且被前述框架構件支承之測量系統，及被前述框架構件支承且一部分配置於前述測量系統之下方之第2測量構件，及透過以配置於前述測量面及前述基座構件之表面之間之方式設於前述第2測量構件之第2讀頭，對前述測量面自其下方照射第2測量光束，而進行前述保持構件之位置資訊之測量之第2測量系統，且進行前述測量系統所進行之前述基 板之測量處理；第3測量系統，前述保持構件係自前述曝光站及前述測量站之一方往另一方移動之途中測量前述保持構件之位置資訊；控制裝置，基於於前述曝光站以前述第1測量系統測量之位置資訊控制前述保持構件之移動，並且基於於前述測量站以前述第2測量系統測量之位置資訊控制前述保持構件之移動。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，前述測量面係形成有反射型之二維格子，且前述第1、第2測量系統分別透過前述第1、第2讀頭部，檢測於前述測量面反射之前述第1、第2測量光束。
  3. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，前述二維格子之形成區域，其尺寸較保持於前述保持構件之基板之尺寸為大。
  4. 如申請專利範圍第3項之曝光裝置，其中，前述保持構件具有覆蓋前述二維格子之形成領域之保護構件，且前述第1、第2測量光束分別透過前述保護構件照射於前述二維格子。
  5. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，前述第1測量系統係於，關於於前述既定平面內相互正交之第1、第2方向，且透過前述投影光學系統照射前述照明光之曝光區域內，具有照射前述第1測量光束之檢測點。
  6. 如申請專利範圍第5項之曝光裝置，其中，前述第 1測量系統係，將包含第1測量光束之複數個第1測量光束照射前述測量面，且前述複數個第1測量光線係於前述曝光區域內，分別照射包含與前述第1、第2方項至少一方相關之位置不同之前述檢測點之複數個檢測點。
  7. 如申請專利範圍第6項之曝光裝置，其中，前述複數個檢測點之其一係於前述曝光區域內與其中心實質地一致。
  8. 如申請專利範圍第7項之曝光裝置，其中，前述複數個檢測點係包含，於前述曝光區域內，與其中心相關且實質地對稱配置之一對檢測點。
  9. 如申請專利範圍第5項之曝光裝置，其中，前述第1、第2測量系統分別測量與前述第1、第2方向、及包含與前述第1、第2方向正交之第3方向之6自由度方向相關之前述保持構件之位置資訊。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其中，具有圍繞與前述液體相接之前述投影光學系統之光學構件設置之噴嘴構件，且藉由透過前述噴嘴構件供給之液體於前述投影光學系統之下形成液浸區域，並且透過前述噴嘴構件將前述液浸區域之液體回收之局部液浸裝置；以及，於前述曝光站，配置於前述基座構件上，且具有上面之可動構件；以及，前述控制裝置係，一方與前述投影光學系統對向配置之前述保持構件及前述可動構件相互接近之方式，使前述保持構件與前述可動構件之另一方相對於前述保持構件及 前述狗動構件之一方相對移動，並且前述保持構件及前述可動構件之另一方取代前述保持構件及前述可動構件之一方，以與前述投影光學系統對向配置之方式，前述接近之保持構件及可動構件相對於前述噴嘴構件相對移動，且將前述液浸區域實質地維持於前述投影光學系統之下，並自前述保持構件及前述可動構件之一方往另一方移動。
  11. 如申請專利範圍第1至10項任一項之曝光裝置，其中，前述第1、第2測量構件分別具有，設於第1、第2讀頭部，且配置於前述投影光學系統之下方之第1構件，及與前述光架構件連接，且支承前述第1構件之第2構件。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置，其中，前述第1、第2測量構件係，以前述第1構件與前述第1、第2方向正交之第3方向相關且配置於前述測量面與前述基座構件之表面之間之方式，分別藉由第2構件支承。
  13. 如申請專利範圍第12項之曝光裝置，其中，前述第1測量構件係以，將前述第1讀頭部定位於前述投影光學系統之下之方式，於前述既定平面內相互正交之第1、第2方向中與前述第1方向相關，並延伸設置前述第1構件；前述第2測量構件係以，將前述第2讀頭部定位於前述測量系統之下之方式，與前述第1方向相關，並延伸設置前述第1構件。
  14. 如申請專利範圍第13項之曝光裝置，其中，前述曝光站及前述測量站係，配置於與前述第1方向相關之不同位置。
  15. 如申請專利範圍第13項之曝光裝置，其中，前述第1測量構件係，於與前述第1方向相關之一側設有第1讀頭，且與前述第1方向相關之另一側由前述光架構件支承；前述第3測量構件係，於與前述第1方向相關之另一側設有第2讀頭，且與前述第1方向相關之一側由前述光架構件支承。
  16. 如申請專利範圍第15項之曝光裝置，其中，前述第1、第2測量構件係，僅個別於與前述第1方向相關之一端側由前述框架構件支承。
  17. 如申請專利範圍第16項之曝光裝置，其中，前述保持構件係，前述第1構件以自與前述第1方向相關之前述一側進入前述測量面之下方之方式移動至前述投影光學系統之下。
  18. 如申請專利範圍第17項之曝光裝置，其中，前述保持構件係，前述第1構件以自與前述第1方向相關之前述另一側進入前述測量面之下方之方式移動至前述測量系統之下。
  19. 如申請專利範圍第18項之曝光裝置，其中，前述第1測量系統係，透過前述第1讀頭及前述第1測量構件，測量由前述測量面反射之前述第1測量光束；前述第2測量系統係，透過前述第2讀頭及前述第2測量構件，測量由前述測量面反射之前述第2測量光束。
  20. 一種元件製造方法，其包含；使用申請專利範圍1~19任一項之曝光裝置；以及 將前述曝光之機板顯像。
  21. 一種透過投影光學系統以照明光對基板進行曝光之曝光方法，其包含：將具有前述基板之載置區域，及配置於較前述載置區域低，且具有格子之測量面，且配置於前述基座構件上之保持構件，於表面與前述投影光學系統之光軸正交之既定平面實質上地平行配置之基座構件上移動；於進行前述透過前述投影光學系統以能量光束照射前述基板之曝光處理之曝光站係藉由，由前述框架構件支承，且一部分配置於前述投影光學系統之下方之第1測量構件，及透過以配置於前述測量面及前述基座構件之表面之間之方式設於前述第1測量構件之第1讀頭，對前述測量面自其下方照射第1測量光束，而進行前述保持構件之位置資訊之測量；於具有自前述投影光學系統遠離且被前述框架構件支承之測量系統，且藉由前述測量系統進行前述基板之測量處理之測量站係藉由，被前述框架構件支承，且一部分配置於前述測量系統之下方之第2測量構件，及透過以配置於前述測量面及前述基座構件之表面之間之方式設於前述第2測量構件之第2讀頭，對前述測量面自其下方照射第2測量光束，測量前述保持構件之位置資訊；藉由與前述第1、第2測量系統不同之第3測量系統，測量前述保持構件自前述曝光站及前述測量站之一方往另一方移動之途中，前述保持構件之位置資訊； 於前述曝光站，基於以前述第1測量系統測量之位置資訊控制前述保持構件之移動，並且於前述測量站，基於以前述第2測量系統測量之位置資訊控制前述保持構件之移動。
  22. 如申請專利範圍第21項之曝光方法，其中，前述測量面係形成有反射型之二維格子，且由前述測量面反射之前述第1、第2測量光束分別透過前述第1、第2讀頭部檢測。
  23. 如申請專利範圍第22項之曝光方法，其中，前述二維格子之形成區域，其尺寸較保持於前述保持構件之基板之尺寸為大。
  24. 如申請專利範圍第23項之曝光方法，其中，前述第1、第2測量光束分別透過覆蓋前述二維格子之形成領域之保護構件照射於前述二維格子。
  25. 如申請專利範圍第21~24項任一項之曝光方法，其中，前述第1測量系統係於，關於於前述既定平面內相互正交之第1、第2方向，且透過前述投影光學系統，對照射有前述照明光之曝光區域內之檢出點照射。
  26. 如申請專利範圍第25項之曝光方法，其中，前述第1測量系統係，將包含第1測量光束之複數個第1測量光束照射前述測量面，且前述複數個第1測量光線係於前述曝光區域內，分別照射包含與前述第1、第2方項至少一方相關之位置不同之前述檢出點之複數個檢出點。
  27. 如申請專利範圍第26項之曝光裝置，其中，前述 複數個檢出點之其一係於前述曝光區域內與其中心實質地一致。
  28. 如申請專利範圍第27項之曝光方法，其中，前述複數個檢出點係包含，於前述曝光區域內，與其中心相關且實質地對稱配置之一對檢出點。
  29. 如申請專利範圍第25項之曝光方法，其中，前述第1、第2測量系統分別測量與前述第1、第2方向、及包含與前述第1、第2方向正交之第3方向之6自由度方向相關之前述保持構件之位置資訊。
  30. 如申請專利範圍第29項之曝光方法，其中，透過圍繞與前述液體相接之前述投影光學系統之光學構件設置之噴嘴構件供給之液體，藉此於前述投影光學系統之下形成液浸區域；一方與前述投影光學系統對向配置之前述保持構件及前述可動構件相互接近之方式，使前述保持構件與前述可動構件之另一方相對於前述保持構件及前述狗動構件之一方相對移動；並且前述保持構件及前述可動構件之另一方取代前述保持構件及前述可動構件之一方，以與前述投影光學系統對向配置之方式，前述接近之保持構件及可動構件相對於前述噴嘴構件相對移動；且將前述液浸區域實質地維持於前述投影光學系統之下，並自前述保持構件及前述可動構件之一方往另一方移動。
  31. 一種元件製造方法，其包含，使用申請專利範圍第21~30項任一項之曝光方法；以及使前述曝光之基板顯像。
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