TWI502284B - 移動體裝置、曝光裝置及裝置製造方法 - Google Patents

移動體裝置、曝光裝置及裝置製造方法 Download PDF

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Description

移動體裝置、曝光裝置及裝置製造方法
本發明係關於一種移動體裝置、曝光裝置及裝置製造方法，更詳細而言，係關於適合作為使晶圓或玻璃板等試料移動之裝置的移動體裝置、具備該移動體裝置之曝光裝置、及使用該曝光裝置之裝置製造方法。
先前製造半導體元件(積體電路等)、液晶顯示元件等之電子裝置(微型裝置)的微影製程，主要使用步進及反覆方式之投影曝光裝置(亦即步進機)，或是步進及掃描方式之投影曝光裝置(亦即掃描步進機(亦稱為掃描器))等。此種投影曝光裝置具有保持晶圓或玻璃板等基板(以下統稱為晶圓)，並將該晶圓沿著指定之二維平面內驅動的載台裝置。
載台裝置為了進行精確曝光，而要求精確控制載台之位置，此外，為了提高曝光動作之通量，而要求載台之高速且高加速度化。因應此要求，近年來開發出使用電磁力驅動方式之平面馬達，控制晶圓在二維平面內之位置的載台裝置(例如參照專利文獻1)。
此時，在揭示於專利文獻1之載台裝置中，因為平面馬達係藉由埋入基座上部之定子、與可固定於保持晶圓之基板台的底部之動子而構成，所以用於驅動基板台之驅動力係作用於基板台之底面與基座的上面之間。另外，因為平面馬達之驅動對象的基板台在Z軸方向之重心位置比基板台之底面高，所以驅動基板台時，產生與其移動方向正交之軸周圍的力矩(亦即俯仰力矩)，而可能造成基板台之動作不穩定。
【先前技術文獻】
【專利文獻】
[專利文獻1]美國專利第6,437,463號說明書
本發明第一種樣態提供一種移動體裝置，其具備：第一移動體；第二移動體，其係形成包圍前述第一移動體周圍之框狀，可相對移動而支撐前述第一移動體，並且可沿著包含第一軸及第二軸之指定的二維平面移動；平面馬達，其係在前述二維平面內之指定範圍驅動前述第二移動體；及致動器，其係對前述第二移動體而驅動前述第一移動體。
如此，由於在第一移動體之周圍配置第二移動體，因此，比在粗動載台上搭載微動載台之粗微動結構的晶圓載台，可縮小具備第一移動體與第二移動體之移動體在垂直於二維平面的方向(高度方向)之尺寸。因而，可縮短平面馬達之推力作用點與移動體之重心在高度方向的距離，而可減低驅動第一移動體與第二移動體時之俯仰力矩。
本發明第二種樣態提供一種曝光裝置，係藉由能量光束將物體曝光，且具備在前述第一移動體放置前述物體之本發明的移動體裝置。
本發明第三種樣態提供一種裝置製造方法，其包含：使用本發明之曝光裝置將物體曝光，及將前述曝光之物體顯像。
以下，依據第一圖至第十一圖說明本發明一種實施形態。
第一圖概略顯示一種實施形態之曝光裝置100的結構。曝光裝置100係步進及掃描方式之投影曝光裝置，亦即係掃描器。如後述，本實施形態設有投影光學系統PL，以下將與該投影光學系統PL之光軸AX平行的方向作為Z軸方向，在與其正交之平面內，將相對掃描標線片與晶圓之方向作為Y軸方向，將與Z軸及Y軸正交之方向作為X軸方向，並將X軸、Y軸及Z軸周圍之旋轉(傾斜)方向分別作為θx、θy及θz方向，來進行說明。
如第一圖所示，曝光裝置100具備配置於底座12上之+Y側端部附近的曝光站(曝光處理區域)200、配置於底座12上之-Y側端部附近的計測站(計測處理區域)300、包含兩個晶圓載台WST1,WST2之載台裝置50及此等之控制系統等。第一圖中，在曝光站200中設有晶圓載台WST1，並在晶圓載台WST1上保持晶圓W。此外，在計測站300中設有晶圓載台WST2，並在晶圓載台WST2上保持另外之晶圓W。
曝光站200具備照明系統10、標線片載台RST、投影單元PU及局部浸液裝置8等。
例如在美國專利申請公開第2003/0025890號說明書等所揭示，照明系統10包含光源、包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(均無圖示)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上的縫隙狀照明區域IAR，藉由照明光(曝光之光)IL以大致均勻之照度照明。照明光IL如使用氟化氬(ArF)準分子雷射光(波長193nm)。
在標線片載台RST上，例如藉由真空吸附而固定在其圖案面(第一圖中之下面)形成有電路圖案等之標線片R。標線片載台RST例如藉由包含線性馬達等之標線片載台驅動系統11(第一圖中無圖示，參照第六圖)，可在掃描方向(第一圖中紙面內左右方向之Y軸方向)以指定之行程及指定之掃描速度而驅動，並且亦可在X軸方向微小驅動。
標線片載台RST在XY平面內之位置資訊(包含θz方向之旋轉資訊)藉由標線片雷射干擾儀(以下稱為「標線片干擾儀」)13，並經由固定於標線片載台RST之移動鏡15(實際上係設有具有正交於Y軸方向之反射面的Y移動鏡(或是後向反射鏡)與具有正交於X軸方向之反射面的X移動鏡)，例如以0.25nm程度之分辨率隨時檢測。標線片干擾儀13之計測值送至主控制裝置20(第一圖中無圖示，參照第六圖)。另外，例如國際公開第2007/083758號(對應美國專利申請公開第2007/0288121號說明書)等所揭示，亦可藉由編碼器系統計測標線片載台RST之位置資訊。
例如美國專利第5,646,413號說明書等所詳細揭示，在標線片載台RST之上方配置了具有CCD等攝像元件，並將曝光波長之光(本實施形態係照明光IL)作為對準用照明光的影像處理方式之一對標線片對準系統RA1 ,RA2 (第一圖中，標線片對準系統RA2 隱藏於標線片對準系統RA1 之紙面背面側)。使用一對標線片對準系統RA1 ,RA2 係為了在微動載台WFS1(或WFS2)上之後述的計測板位於投影光學系統PL之正下方的狀態下，藉由主控制裝置20而經由投影光學系統PL檢測形成於標線片R之一對標線片對準標記(省略圖式)的投影影像與對應之計測板上的一對第一基準標記，而檢測投影光學系統PL在標線片R之圖案的投影區域中心與計測板上之基準位置，亦即檢測與一對第一基準標記之中心的位置關係。標線片對準系統RA1 ,RA2 之檢測信號經由無圖示之信號處理系統而供給至主控制裝置20(參照第六圖)。另外，亦可不設標線片對準系統RA1 ,RA2 。該情況下，例如美國專利申請公開第2002/0041377號說明書等所揭示，宜在後述之微動載台上搭載設置光透過部(受光部)之檢測系統，而檢測標線片對準標記之投影影像。
投影單元PU配置於標線片載台RST之第一圖中的下方。投影單元PU經由凸緣部FLG而支撐，該凸緣部FLG係藉由無圖示之支撐構件水平地支撐之主框架(亦稱為計量框架)BD而固定於其外周部。主框架BD亦可構成藉由在前述支撐構件上設置防振裝置等，避免從外部傳導振動，或是避免傳導振動至外部。投影單元PU包含鏡筒40、及保持於鏡筒40內之投影光學系統PL。投影光學系統PL例如使用由沿著與Z軸方向平行之光軸AX而排列的複數個光學元件(透鏡元件)構成的折射光學系統。投影光學系統PL例如以兩側遠心(telecentric)而具有指定之投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍等)。因而，藉由來自照明系統10之照明光IL照明標線片R上之照明區域IAR時，照明光IL通過投影光學系統PL之第一面(物體面)與圖案面大致一致而配置之標線片R。而後，其照明區域IAR內之標線片R的電路圖案之縮小影像(電路圖案之一部分的縮小影像)，經由投影光學系統PL(投影單元PU)而形成於與配置於投影光學系統PL之第二面(影像面)側並在表面塗布抗蝕劑(感應劑)之晶圓W上的前述照明區域IAR共軛之區域(以下亦稱為曝光區域)IA。而後，藉由標線片載台RST與晶圓載台WST1(或WST2)之同步驅動，對照明區域IAR(照明光IL)使標線片R相對移動於掃描方向(Y軸方向)，並且對曝光區域IA(照明光IL)使晶圓W相對移動於掃描方向(Y軸方向)，進行晶圓W上之一個照射區域(劃分區域)的掃描曝光。藉此，在其照射區域上轉印標線片R之圖案。亦即，本實施形態係藉由照明系統10及投影光學系統PL，而在晶圓W上生成標線片R之圖案，並藉由照明光IL將晶圓W上之感應層(抗蝕層)曝光，而在晶圓W上形成其圖案。此時投影單元PU保持於主框架BD，本實施形態係藉由分別經由防振機構而配置於設置面(底板面等)之複數個(例如三個或四個)支撐構件而大致水平地支撐主框架BD。另外，其防振機構亦可配置於各支撐構件與主框架BD之間。此外，例如國際公開第2006/038952號公報所揭示，亦可對配置於投影單元PU上方之無圖示的主框架構件或是標線片基座等垂掛支撐主框架BD(投影單元PU)。
局部浸液裝置8包含液體供給裝置5、液體回收裝置6(在第一圖中均無圖示，參照第六圖)及噴嘴單元32等。如第一圖所示，噴嘴單元32係以包圍保持構成投影光學系統PL之最靠近像面側(晶圓W側)的光學元件，此時為透鏡(以下亦稱為「頂端透鏡」)191之鏡筒40的下端部周圍之方式，經由無圖示之支撐構件，而垂掛支撐於支撐投影單元PU等的主框架BD。噴嘴單元32具備：液體Lq之供給口及回收口；與晶圓W相對配置，且設置回收口之下面；以及分別與液體供給管31A及液體回收管31B(第一圖中均無圖示，參照第二圖)連接之供給流路及回收流路。液體供給管31A上連接有其一端連接於液體供給裝置5之無圖示的供給管之另一端，液體回收管31B上連接有其一端連接於液體回收裝置6之無圖示的回收管之另一端。
本實施形態係主控制裝置20控制液體供給裝置5(參照第七圖)，而在頂端透鏡191與晶圓W之間供給液體，並且控制液體回收裝置6(參照第七圖)，而從頂端透鏡191與晶圓W之間回收液體。此時主控制裝置20在頂端透鏡191與晶圓W之間控制供給之液體量與回收之液體量，隨時變換並保持一定量之液體Lq(參照第一圖)。本實施形態之上述液體係使用氟化氬準分子雷射光(波長193nm之光)透過的純水(折射率n≒1.44)者。
計測站300具備設於主框架BD之對準裝置99。例如美國專利申請公開第2008/0088843號說明書等所揭示，對準裝置99包含第二圖所示之五個對準系統AL1、AL21 ~AL24 。詳述之，如第二圖所示，在通過投影單元PU之中心(投影光學系統PL之光軸AX，本實施形態亦與前述之曝光區域IA的中心一致)且與Y軸平行之直線(以下稱為基準軸)LV上，以從光軸AX向-Y側離開指定距離之位置設置檢測中心之狀態下配置主要對準系統AL1。挾著主要對準系統AL1，而在X軸方向之一側與另一側分別設有對基準軸LV大致對稱地配置檢測中心的次要對準系統AL21 ,AL22 與AL23 ,AL24 。亦即，五個對準系統AL1、AL21 ~AL24 之檢測中心，即主要對準系統AL1之檢測中心，且沿著與基準軸LV垂直地交叉之X軸平行的直線(以下稱為基準軸)La而配置。另外，第一圖中顯示之對準裝置99係包含五個對準系統AL1、AL21 ~AL24 及保持此等之保持裝置(滑塊)。例如美國專利申請公開第2009/0233234號說明書等所揭示，次要對準系統AL21 ~AL24 係經由可移動式之滑塊而固定於主框架BD之下面(參照第一圖)，可藉由無圖示之驅動機構至少在X軸方向調整此等檢測區域之相對位置。
本實施形態之各個對準系統AL1、AL21 ~AL24 ，例如使用影像處理方式之FIA(場影像對準(Field Image Alignment))系統。就對準系統AL1、AL21 ~AL24 之結構，例如國際公開第2008/056735號等所詳細揭示。來自各個對準系統AL1、AL21 ~AL24 之攝像信號，經由無圖示之信號處理系統而供給至主控制裝置20(參照第六圖)。
另外，曝光裝置100係具有對晶圓載台WST1進行晶圓之搬送作業的第一載入位置，及對晶圓載台WST2進行晶圓之搬送作業的第二載入位置者，不過未加以圖示。本實施形態之情況，第一載入位置設於平台14A側，第二載入位置設於平台14B側。
如第一圖所示，載台裝置50具備：底座12；配置於底座12上方之一對平台14A、14B(第一圖中平台14B隱藏於平台14A之紙面背面側)；在平行於由一對平台14A、14B之上面所規定的XY平面之引導面上移動的兩個晶圓載台WST1,WST2；經由配管、配線系統(以下，權宜上稱為軟管)Ta2 、Tb2 (第一圖中無圖示，參照第二圖、第三圖)，而分別連接於晶圓載台WST1,WST2之軟管載體TCa、TCb(軟管載體TCb在第一圖中無圖示。參照第二圖、第三圖等)；及計測晶圓載台WST1,WST2之位置資訊的計測系統等。分別對晶圓載台WST1,WST2經由軟管Ta2 、Tb2 ，而從外部供給各種感測器類、馬達或靜電夾盤機構等之電源電力(電流)及空氣軸承用之加壓氣體等。另外，以下亦將電源電力(電流)及加壓氣體等合併稱為用力。需要真空吸引力情況下，亦將其包含於用力中。
底座12由具有平板狀之外形的構件而構成，如第一圖所示，在底板面102上經由防振機構(省略圖示)而大致水平地(平行於XY平面地)支撐。在底座12上面關於X軸方向之中央部，如第三圖所示地形成沿著與Y軸平行之方向的凹部12a(凹溝)。在底座12之上面側(不過，除了形成凹部12a之部分)收容有包含將XY二維方向作為行方向及列方向而矩陣狀配置之複數個線圈的線圈單元(省略圖示)。
如第二圖所示，各個平台14A、14B係由從平面觀察(從上方觀察)將Y軸方向作為長度方向之矩形板狀的構件而構成，並分別配置於基準軸LV之-X側及+X側。平台14A與平台14B係對基準軸LV相對稱，並在X軸方向隔以少許間隔而配置。平台14A、14B之各個上面(+Z側之面)藉由加工成非常高之平坦度，可發揮晶圓載台WST1,WST2分別沿著XY平面移動時在Z軸方向之引導面的功能。或是，亦可構成在晶圓載台WST1,WST2上，藉由後述之平面馬達作用Z軸方向之力，而在平台14A、14B上磁浮。本實施形態之情況，由於使用其平面馬達之結構可以不使用氣體靜壓軸承，因此如前述，無須提高平台14A、14B上面之平坦度。
如第三圖所示，平台14A、14B經由無圖示之空氣軸承(或滾動軸承)而支撐於底座12之凹部12a的兩側部分之上面12b上。
平台14A、14B分別具有：上述引導面形成於其上面之厚度較薄的板狀之第一部分14A1 、14B1 ；及分別在該第一部分14A1 、14B1 之下面，一體地固定之較厚且X軸方向尺寸短之板狀的第二部分14A2 、14B2 。平台14A之第一部分14A1 的+X側端部從第二部分14A2 之+X側端面稍微伸出於+X側，平台14B之第一部分14B1 之-X側的端部從第二部分14B2 之-X側的端面稍微伸出於-X側。不過，並非限定於如此構成者，亦可構成不伸出。
在第一部分14A1 、14B1 之各個內部收容有包含將XY二維方向作為行方向及列方向而矩陣狀配置之複數個線圈的線圈單元(省略圖示)。分別供給至構成各線圈單元之複數個線圈的電流大小及方向，藉由主控制裝置20(參照第六圖)來控制。
在平台14A之第二部分14A2 的內部(底部)，對應於收容於底座12之上面側的線圈單元，收容有將XY二維方向作為行方向及列方向而矩陣狀配置，且由複數個永久磁鐵(及無圖示之磁軛)構成之磁鐵單元(省略圖示)。磁鐵單元與底座12之線圈單元一起構成例如美國專利申請公開第2003/0085676號說明書等揭示之電磁力(洛倫茲力)驅動方式的由平面馬達構成之平台驅動系統60A(參照第六圖)。平台驅動系統60A產生將平台14A在XY平面內之三個自由度方向(X、Y、θz)驅動的驅動力。
同樣地，亦在平台14B之第二部分14B2 的內部(底部)，與底座12之線圈單元一起收容有構成由將平台14B驅動於XY平面內之三個自由度方向的平面馬達構成之平台驅動系統60B(參照第六圖)的由複數個永久磁鐵(及無圖示之磁軛)構成之磁鐵單元(省略圖示)。另外，構成各個平台驅動系統60A,60B之平面馬達的線圈單元及磁鐵單元之配置，亦可與上述(動磁式)之情況相反(在底座側具有磁鐵單元，在平台側具有線圈單元之動圈式)。
平台14A、14B之三個自由度方向的位置資訊，藉由例如包含編碼器系統之第一及第二平台位置計測系統69A,69B(參照第六圖)分別獨立地求出(計測)。第一及第二平台位置計測系統69A,69B之各個輸出供給至主控制裝置20(參照第六圖)，主控制裝置20使用(依據)平台位置計測系統69A,69B之輸出控制供給至構成平台驅動系統60A,60B之線圈單元的各線圈之電流大小及方向，並依需要控制平台14A、14B各個XY平面內之三個自由度方向的位置。主控制裝置20於平台14A、14B發揮後述之反作用物(Counter Mass)的功能時，為了使平台14A、14B從基準位置之移動量在指定範圍內，而返回其基準位置，使用(依據)平台位置計測系統69A,69B之輸出，並經由平台驅動系統60A,60B驅動平台14A、14B。亦即，平台驅動系統60A,60B用作微調馬達(Trim Motor)。
第一及第二平台位置計測系統69A,69B之結構並無特別限定，例如可使用一種編碼器系統，其係將使用在配置於第二部分14A2 、14B2 之各個下面的標尺(Scale)(例如二維光柵)上照射計測光束而獲得之反射光(來自二維光柵之繞射光)，求出(計測)平台14A、14B各個XY平面內之三個自由度方向的位置資訊之編碼器頭配置於底座12(或在第二部分14A2 、14B2 配置編碼器頭，在底座12上配置標尺)。另外，平台14A、14B之位置資訊亦可藉由例如光干擾儀系統，或是組合光干擾儀系統與編碼器系統之計測系統而求出(計測)。
一方之晶圓載台WST1如第二圖所示，具備保持晶圓W之微動載台(亦稱為台)WFS1、及包圍微動載台WFS1之周圍的矩形框狀之粗動載台WCS1。另一方之晶圓載台WST2如第二圖所示，具備保持晶圓W之微動載台WFS2、及包圍微動載台WFS2之周圍的矩形框狀粗動載台WCS2。從第二圖瞭解晶圓載台WST2除了對晶圓載台WST1係以左右反轉之狀態配置之外，包含其驅動系統及位置計測系統等全部結構相同。因此，以下採用晶圓載台WST1為代表作說明，關於晶圓載台WST2僅在特別有必要說明時才作說明。
粗動載台WCS1如第四(A)圖所示，具有由在Y軸方向彼此離開而平行配置，分別將X軸方向作為長度方向之立方體狀的構件而構成的一對粗動滑塊部90a、90b；及由分別將Y軸方向作為長度方向之立方體狀的構件而構成，並在Y軸方向之一端與另一端連結一對粗動滑塊部90a、90b的一對連結構件92a、92b。亦即，粗動載台WCS1係形成在中央部具有貫穿於Z軸方向之矩形開口部的矩形框狀。
如第四(B)圖及第四(C)圖所示，在粗動滑塊部90a、90b之各個內部(底部)收容有磁鐵單元96a、96b。磁鐵單元96a、96b對應於收容在平台14A、14B之第一部分14A1 、14B1 的各個內部之線圈單元，而由將XY二維方向作為行方向及列方向而矩陣狀配置之複數個磁鐵構成。磁鐵單元96a、96b與平台14A、14B之線圈單元一起構成例如美國專利申請公開第2003/0085676號說明書等揭示之由對粗動載台WCS1可在六個自由度方向產生驅動力之電磁力(洛倫茲力)驅動方式的平面馬達而構成之粗動載台驅動系統62A(參照第六圖)。此外，與此同樣地，藉由晶圓載台WST2之粗動載台WCS2(參照第二圖)具有的磁鐵單元與平台14A、14B之線圈單元，構成由平面馬達構成之粗動載台驅動系統62B(參照第六圖)。此時，因為Z軸方向之力作用於粗動載台WCS1(或WCS2)上，因此在平台14A、14B上磁浮。因而不需要使用要求較高加工精度之氣體靜壓軸承，如此亦不需要提高平台14A、14B上面之平坦度。
另外，本實施形態之粗動載台WCS1,WCS2係僅粗動滑塊部90a、90b具有平面馬達之磁鐵單元的結構，不過不限於此，亦可與連結構件92a、92b一起配置磁鐵單元。此外，驅動粗動載台WCS1,WCS2之致動器不限於電磁力(洛倫茲力)驅動方式之平面馬達，亦可使用例如可變磁阻驅動方式之平面馬達等。此外，粗動載台WCS1,WCS2之驅動方向不限於六個自由度方向，例如亦可僅為XY平面內之三個自由度方向(X,Y、θz)。此時，例如可藉由氣體靜壓軸承(例如空氣軸承)使粗動載台WCS1,WCS2在平台14A、14B上浮起。此外，本實施形態之粗動載台驅動系統62A,62B係使用動磁式之平面馬達，不過不限於此，亦可使用在平台上配置磁鐵單元，在粗動載台上配置線圈單元之動圈式的平面馬達。
在粗動滑塊部90a之-Y側的側面及粗動滑塊部90b之+Y側的側面，分別固定有在微小驅動微動載台WFS1時發揮引導功能之引導構件94a、94b。如第四(B)圖所示，引導構件94a由在X軸方向延伸之剖面為L字狀的構件而構成，其下面配置於與粗動滑塊部90a之下面同一面上。引導構件94b對引導構件94a係左右對稱，不過結構相同且配置相同。
在引導構件94a之內部(底面)，於X軸方向以指定間隔收容有分別包含將XY二維方向作為行方向及列方向而矩陣狀配置之複數個線圈的一對線圈單元CUa、CUb(參照第四(A)圖)。另外，在引導構件94b之內部(底部)收容有包含將XY二維方向作為行方向及列方向而矩陣狀配置之複數個線圈的一個線圈單元CUc(參照第四(A)圖)。供給至構成線圈單元CUa~CUc之各線圈的電流大小及方向係藉由主控制裝置20(參照第六圖)而控制。
連結構件92a、92b係形成中空，在其內部收容有用於供給用力至微動載台WFS1之無圖示的配管構件及配線構件等。亦可在連結構件92a及/或92b之內部收容各種光學構件(例如空間影像計測器、照度不均勻計測器、照度監視器、波面像差計測器等)。
此時，藉由構成粗動載台驅動系統62A之平面馬達，在平台14A上伴隨加減速而在Y軸方向驅動晶圓載台WST1時(例如在曝光站200與計測站300之間移動時)，平台14A藉由晶圓載台WST1驅動之反作用力的作用，亦即按照所謂作用反作用定律(運動量守恒定律)，而在與晶圓載台WST1相反之方向驅動。此外，亦可藉由平台驅動系統60A在Y軸方向產生驅動力，而形成不滿足前述作用反作用定律之狀態。
此外，將晶圓載台WST2在平台14B上驅動於Y軸方向時，平台14B亦藉由晶圓載台WST2之驅動力的反作用力之作用，亦即按照所謂作用反作用定律(運動量守恒定律)，而在與晶圓載台WST2相反之方向驅動。亦即，平台14A、14B發揮反作用物之功能，將晶圓載台WST1,WST2及平台14A、14B全體構成之系統的運動量予以守恒，而不產生重心移動。因此，不致因晶圓載台WST1,WST2在Y軸方向之移動而發生在平台14A、14B上作用偏負荷等的問題。另外，關於晶圓載台WST2，亦可藉由平台驅動系統60B在Y軸方向產生驅動力，而形成不滿足前述作用反作用定律之狀態。
此外，藉由晶圓載台WST1,WST2在X軸方向之驅動力的反作用力之作用，平台14A、14B發揮反作用物之功能。
如第四(A)圖及第四(B)圖所示，微動載台WFS1具備：由平面觀察為矩形之構件而構成的本體部80、固定於本體部80之+Y側的側面之一對微動滑塊部84a、84b、及固定於本體部80之-Y側的側面之微動滑塊部84c。
本體部80以熱膨脹率較小之材料，如以陶瓷或玻璃等而形成，在其底面位於與粗動載台WCS1之底面為同一平面上的狀態下，藉由粗動載台WCS1而非接觸性支撐。本體部80為了減輕重量，亦可形成中空。另外，本體部80之底面亦可不與粗動載台WCS1之底面為同一平面。
在本體部80之上面中央配置有藉由真空吸附等而保持晶圓W的晶圓保持器(無圖示)。本實施形態例如使用在環狀之凸部(凸緣部)內形成支撐晶圓W之複數個支撐部(支桿構件)的所謂支桿夾頭方式之晶圓保持器，在一面(表面)成為晶圓放置面之晶圓保持器的另一面(背面)側設置後述之二維光柵RG等。另外，晶圓保持器亦可與微動載台WFS1(本體部80)一體地形成，亦可對本體部80例如經由靜電夾盤(Chuck)機構或夾鉗(Cramp)機構等之保持機構而可裝卸地固定。此時，光柵RG係設於本體部80之背面側。此外，晶圓保持器亦可藉由接著等而固定於本體部80。在本體部80之上面安裝有在晶圓保持器(晶圓W之放置區域)的外側，如第四(A)圖所示，中央形成比晶圓W(晶圓保持器)大一圈的圓形開口，且具有對應於本體部80之矩形狀外形(輪廓)的板(拒液板)82。板82之表面實施對液體Lq拒液化處理(形成拒液面)。本實施形態中，板82之表面例如包含由金屬、陶瓷或玻璃等構成之基底、及形成於其基底表面的拒液性材料之膜。拒液性材料例如包含PFA(四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚共聚合物(Tetra fluoro ethylene-per fluoro alkylvinyl ether copolymer))、PTFE(高分子聚四氟乙烯(Poly tetra fluoro ethylene))、鐵氟龍(登錄商標)等。另外形成膜之材料亦可為丙烯基系樹脂、矽系樹脂。此外，整個板82亦可由PFA、PTFE、鐵氟龍(登錄商標)、丙烯基系樹脂及矽系樹脂之至少一個而形成。本實施形態中，板82之上面對液體Lq的接觸角例如超過90度。亦在前述之連結構件92b表面實施同樣的拒液化處理。
板82係以其表面之全部(或是一部分)與晶圓W之表面成為同一面的方式而固定於本體部80之上面。此外，板82及晶圓W之表面位於與前述連結構件92b之表面大致同一面上。此外，在板82之+X側且+Y側的角落附近形成圓形之開口，在該開口內以與晶圓W之表面大致成為同一面之狀態無間隙地配置計測板FM1。在計測板FM1之上面形成有分別藉由前述一對標線片對準系統RA1 ,RA2 (參照第一圖、第六圖)而檢測的一對第一基準標記、及藉由主要對準系統AL1而檢測之第二基準標記(均無圖示)。如第二圖所示，在晶圓載台WST2之微動載台WFS2上，於板82之-X側且+Y側之角落附近，以與晶圓W之表面大致成為同一面的狀態固定有與計測板FM1同樣之計測板FM2。另外，亦可將板82安裝於微動載台WFS1(本體部80)之方式，改為例如與微動載台WFS1一體形成晶圓保持器，在微動載台WFS1之包圍晶圓保持器的周圍區域(與板82同一區域(亦可包含計測板之表面))的上面實施拒液化處理，而形成拒液面。
如第四(B)圖所示，在微動載台WFS1之本體部80的下面中央部，以其下面位於與其他部分(周圍部分)大致同一面上(板之下面不致比周圍部分突出於下方)之狀態，而配置覆蓋晶圓保持器(晶圓W之放置區域)與計測板FM1(為微動載台WFS2之情況係計測板FM2)程度之大小的指定形狀之薄板狀的板。在板之一面(上面(或下面))形成有二維光柵RG(以下簡稱為光柵RG)。光柵RG包含以X軸方向為周期方向之反射型繞射光柵(X繞射光柵)、及以Y軸方向為周期方向之反射型繞射光柵(Y繞射光柵)。板例如藉由玻璃而形成，光柵RG例如以138nm~4μm間之間距，例如以1μm間距刻上繞射光柵之刻度而作成。另外，光柵RG亦可覆蓋本體部80之整個下面。此外，用於光柵RG之繞射光柵的種類，除了機械性形成溝等者之外，例如亦可為在感光性樹脂上燒結干擾紋而作成者。另外，薄板狀之板的結構並非限定於此者。
如第四(A)圖所示，一對微動滑塊部84a、84b係平面觀察為概略正方形之板狀構件，且在本體部80之+Y側的側面，於X軸方向以指定距離隔開而配置。微動滑塊部84c係平面觀察在X軸方向為細長之長方形的板狀構件，且以在其長度方向之一端與另一端位於與微動滑塊部84a、84b中心大致同一之Y軸平行的直線上之狀態，固定於本體部80之-Y側的側面。
一對微動滑塊部84a、84b分別被前述之引導構件94a支撐，微動滑塊部84c被引導構件94b支撐。亦即，微動載台WFS對粗動載台WCS，係以不在同一直線上之三處支撐。
在微動滑塊部84a~84c之各個內部，對應於粗動載台WCS1之引導構件94a、94b具有的線圈單元CUa~CUc，收容有由將XY二維方向作為行方向及列方向而矩陣狀配置之複數個永久磁鐵(及無圖示之磁軛)構成的磁鐵單元98a、98b、98c。磁鐵單元98a與線圈單元CUa一起，磁鐵單元98b與線圈單元CUb一起，磁鐵單元98c與線圈單元CUc一起，分別構成例如美國專利申請公開第2003/0085676號說明書等揭示之可在X,Y,Z軸方向產生驅動力之電磁力(洛倫茲力)的驅動方式之三個平面馬達，藉由此等三個平面馬達構成將微動載台WFS1在六個自由度方向(X、Y、Z、θx、θy及θz)驅動之微動載台驅動系統64A(參照第六圖)。
晶圓載台WST2中亦同樣地構成由粗動載台WCS2具有之線圈單元與微動載台WFS2具有之磁鐵單元而構成的三個平面馬達，並藉由此等三個平面馬達構成將微動載台WFS2在六個自由度方向(X、Y、Z、θx、θy及θz)驅動之微動載台驅動系統64B(參照第六圖)。
微動載台WFS1可在X軸方向沿著在X軸方向延伸之引導構件94a、94b移動比其他五個自由度方向長的行程。微動載台WFS2亦同。
藉由以上之結構，微動載台WFS1可對粗動載台WCS1在六個自由度方向移動。此外，此時藉由微動載台WFS1驅動之反作用力的作用，與前述同樣之作用反作用定律(運動量守恒定律)成立。亦即，粗動載台WCS1發揮微動載台WFS1之反作用物的功能，粗動載台WCS1在與微動載台WFS1相反之方向驅動。微動載台WFS2與粗動載台WCS2之關係亦同。
另外，本實施形態之主控制裝置20在將微動載台WFS1(或WFS2)伴隨加減速而在X軸方向增大驅動時(例如在曝光中進行照射區域間之步進動作時等)，係藉由構成粗動載台驅動系統62A(或62B)之平面馬達，而將微動載台WFS1(或WFS2)驅動於X軸方向。此外，同時經由粗動載台驅動系統62A(或62B)賦予粗動載台WCS1(或WCS2)驅動於與微動載台WFS1(或WFS2)同一方向之初速(將粗動載台WCS1(或WCS2)驅動於與微動載台WFS1(或WFS2)同一方向)。藉此，使粗動載台WCS1(或WCS2)發揮所謂反作用物之功能，並且可縮短粗動載台WCS1(或WCS2)伴隨微動載台WFS1(或SFW2)在X軸方向之移動(起因於驅動力之反作用力)而向相反方向之移動距離。特別是在微動載台WFS1(或WFS2)進行包含向X軸方向之步進移動的動作，亦即微動載台WFS1(或WFS2)進行交互地反覆向X軸方向的加速與減速之動作情況下，可使粗動載台WCS1(或WCS2)之移動中所需的關於X軸方向之行程為最短。此時，主控制裝置20亦可將包含微動載台與粗動載台之晶圓載台WST1(或WST2)整個系統的重心在X軸方向進行等速運動之初速賦予粗動載台WCS1(或WCS2)。如此，粗動載台WCS1(或WCS2)係將微動載台WFS1(或WFS2)之位置作為基準，而在指定之範圍內來回運動。因此，粗動載台WCS1(或WCS2)在X軸方向之移動行程，只須備有在其指定之範圍中添加若干邊緣之距離即可。關於此之詳細內容，例如揭示於美國專利申請公開第2008/0143994號說明書等。
此外，如前述，由於微動載台WFS1藉由粗動載台WCS1而以不在同一直線上之三處支撐，因此主控制裝置20藉由適當控制例如分別作用於微動滑塊部84a~84c的Z軸方向之驅動力(推力)，可以任意之角度(旋轉量)將微動載台WFS1(亦即晶圓W)對XY平面傾斜於θx及/或θy方向。此外，主控制裝置20藉由例如使微動滑塊部84a、84b分別作用+θx方向(第四(B)圖係在紙面左轉方向)的驅動力，並且使微動滑塊部84c作用-θx方向(第四(B)圖係在紙面右轉方向)之驅動力，可使微動載台WFS1之中央部撓曲於+Z方向(凸狀地)。此外，主控制裝置20即使例如使微動滑塊部84a、84b分別作用-θy、+θy方向(分別從+Y側觀察為左轉、右轉)之驅動力，仍可使微動載台WFS1之中央部撓曲於+Z方向(凸狀地)。主控制裝置20即使對微動載台WFS2仍可同樣地進行。
另外，本實施形態之微動載台驅動系統64A、64B係使用動磁式之平面馬達，不過不限於此，亦可使用在微動載台之微動滑塊部上配置線圈單元，而在粗動載台之引導構件上配置磁石單元的動圈式平面馬達。
如第四(A)圖所示，在粗動載台WCS1之連結構件92a與微動載台WFS1之本體部80之間架設有一對軟管86a、86b，用於從外部傳導用力至微動載台WFS1。另外，包含第四(A)圖之各圖式均省略圖示，不過實際上一對軟管86a、86b分別係藉由複數條軟管而構成。各個軟管86a、86b之一端連接於連結構件92a之+X側的側面，另一端分別經由在本體部80之上面具有從-X側之端面在+X方向以指定之長度所形成的指定深度之一對凹部80a(參照第四(C)圖)而連接於本體部80之內部。如第四(C)圖所示，軟管86a、86b不致比微動載台WFS1之上面突出於上方。如第二圖所示，在粗動載台WCS2之連結構件92a與微動載台WFS2之本體部80之間，亦架設有一對軟管86a、86b，用於從外部傳導用力至微動載台WFS2。
如第二圖所示，一方之軟管載體TCa經由軟管Ta2 而連接於粗動載台WCS1之連結構件92a內部的配管構件、配線構件。如第三(A)圖所示，軟管載體TCa配置於在底座12之-X側的端部所形成之階部上。軟管載體TCa在底座12之階部上藉由線性馬達等之致動器，而追隨晶圓載台WST1在Y軸方向驅動。
如第三圖所示，另一方之軟管載體TCb配置於底座12之+X側的端部所形成之階部上，並經由軟管Tb2 而連接於粗動載台WCS2之連結構件92a內部之配管構件、配線構件(參照第二圖)。軟管載體TCb在底座12之階部上藉由線性馬達等之致動器，而追隨晶圓載台WST2在Y軸方向驅動。
如第三圖所示，分別在軟管載體TCa、TCb上連接其一端連接於設置在外部之無圖示的用力供給裝置(例如電源、氣槽、壓縮機或真空泵等)之軟管Ta1 ,Tb1 的另一端。從用力供給裝置經由軟管Ta1 而供給至軟管載體TCa之用力，係經由軟管Ta2 、收容於粗動載台WCS1之連結構件92a的無圖示之配管構件、配線構件及軟管86a、86b，而供給至微動載台WFS1。同樣地，從用力供給裝置經由軟管Tb1 而供給至軟管載體TCb之用力，係經由軟管Tb2 、收容於粗動載台WCS2之連結構件92a的無圖示之配管構件、配線構件及軟管86a、86b而供給至微動載台WFS2。
其次，就計測晶圓載台WST1,WST2之位置資訊的計測系統作說明。曝光裝置100具有：計測微動載台WFS1,WFS2之位置資訊的微動載台位置計測系統70(參照第六圖)、及計測粗動載台WCS1,WCS2各個位置資訊之粗動載台位置計測系統68A,68B(參照第六圖)。
微動載台位置計測系統70具有第一圖所示之計測桿71。如第三圖所示，計測桿71配置於一對平台14A、14B之各個第一部分14A1 、14B1 的下方。從第一圖及第三圖瞭解，計測桿71係由Y軸方向為長度方向之剖面矩形的樑狀構件而構成，並在其長度方向之兩端部分別經由垂掛構件74而垂掛於主框架BD的狀態下固定。亦即，主框架BD與計測桿71係一體。另外，樑狀構件採用不妨礙晶圓載台之移動的結構情況下，不限於在兩端支撐，亦可在其長度方向之一端單邊支撐。此外，樑狀構件只須配置於前述之底座12的下方即可。再者，樑狀構件係支撐於主框架BD者，不過亦可例如經由防振機構而設於設置面(底板面等)。該情況下，宜設置計測主框架BD與樑狀構件之相對位置關係的計測裝置。樑狀構件亦可稱為計測用構件等。
計測桿71之+Z側半部(上半部)配置於平台14A、14B之各個第二部分14A2 、14B2 相互之間，-Z側半部(下半部)則收容於底座12中所形成的凹部12a內。此外，在計測桿71與平台14A、14B及底座12之各個之間形成有指定之游隙，計測桿71對主框架BD以外之構件成為機械性非接觸之狀態。計測桿71藉由熱膨脹率較低之材料(例如不脹鋼或陶瓷等)而形成。另外，計測桿71之形狀並非特別限定者。例如剖面亦可為圓形(圓柱狀)或梯形或三角形狀。此外，亦未必需要藉由棒狀或樑狀構件等之長形構件而形成。
如第五圖所示，在計測桿71中設有計測位於投影單元PU下方之微動載台(WFS1或WFS2)之位置資訊時使用的第一計測頭群72、及計測位於對準裝置99下方之微動載台(WFS1或WFS2)之位置資訊時使用的第二計測頭群73。另外為了容易瞭解圖式，第五圖係以虛線(二點鏈線)表示對準系統AL1、AL21 ~AL24 。此外，第五圖就對準系統AL21 ~AL24 之符號省略圖示。
如第五圖所示，第一計測頭群72配置於投影單元PU之下方，且包含X軸方向計測用一維編碼器頭(以下簡稱為X頭或編碼器頭)75x、一對Y軸方向計測用一維編碼器頭(以下簡稱為Y頭或編碼器頭)75ya、75yb、及三個Z頭76a、7b6、76c。
X頭75x、Y頭75ya、75yb及三個Z頭76a~76c係以其位置不變化之狀態而配置於計測桿71之內部。X頭75x配置於基準軸LV上，Y頭75ya、75yb在X頭75x之-X側及+X側分別離開相同距離而配置。本實施形態之三個編碼器頭75x、75ya、75yb，分別使用例如與國際公開第2007/083758號(對應美國專利申請公開第2007/0288121號說明書)等所揭示之編碼器頭同樣之將光源、受光系統(包含光檢測器)及各種光學系統予以單元化而構成之繞射干擾型的頭。
各個X頭75x、Y頭75ya、75yb在晶圓載台WST1(或WST2)位於投影光學系統PL(參照第一圖)之正下方時，經由平台14A與平台14B間之空隙，或是形成於平台14A、14B各個第一部分14A1 、14B1 之光透過部(例如開口)，照射計測光束於配置在微動載台WFS1(或WFS2)下面之光柵RG(參照第四(B)圖)。再者，各個X頭75x、Y頭75ya、75yb藉由接收來自光柵RG之繞射光，而求出微動載台WFS1(或WFS2)在XY平面內之位置資訊(亦包含θz方向之旋轉資訊)。亦即，藉由使用光柵RG具有之X繞射光柵計測微動載台WFS1(或WFS2)在X軸方向之位置的X頭75x，而構成X線性編碼器51(參照第六圖)。此外，藉由使用光柵RG之Y繞射光柵計測微動載台WFS1(或WFS2)在Y軸方向的位置之一對Y頭75ya、75yb，而構成一對Y線性編碼器52、53(參照第六圖)。X頭75x、Y頭75ya、75yb之各個計測值供給至主控制裝置20(參照第六圖)，主控制裝置20使用(依據)X頭75x之計測值計測微動載台WFS1(或WFS2)在X軸方向之位置，並依據一對Y頭75ya、75yb之計測值的平均值而計測(算出)微動載台WFS1(或WFS2)在Y軸方向之位置。此外，主控制裝置20使用一對Y線性編碼器52、53之各個計測值，而計測(算出)微動載台WFS1(或WFS2)在θz方向之位置(Z軸周圍之旋轉量)。
此時，從X頭75x照射之計測光束在光柵RG上的照射點(檢測點)與晶圓W上之曝光區域IA(參照第一圖)中心的曝光位置一致。此外，分別從一對Y頭75ya、75yb照射之計測光束在光柵RG上的一對照射點(檢測點)之中心，與從X頭75x照射之計測光束在光柵RG上的照射點(檢測點)一致。主控制裝置20依據二個Y頭75ya、75yb之計測值的平均算出微動載台WFS1(或WFS2)在Y軸方向之位置資訊。因而微動載台WFS1(或WFS2)在Y軸方向之位置資訊，實質上係在照射於晶圓W之照明光IL的照射區域(曝光區域)IA中心之曝光位置計測。亦即，X頭75x之計測中心及二個Y頭75ya、75yb之實質性計測中心與曝光位置一致。因此，主控制裝置20藉由使用X線性編碼器51及Y線性編碼器52、53，可隨時在曝光位置之正下方(背面)進行微動載台WFS1(或WFS2)在XY平面內之位置資訊(包含θz方向之旋轉資訊)的計測。
Z頭76a~76c例如使用與CD驅動裝置等使用之光學拾取裝置同樣之光學式變位感測器頭。三個Z頭76a~76c配置於與等腰三角形(或正三角形)之各頂點對應的位置。各個Z頭76a~76c對微動載台WFS1(或WFS2)之下面，從下方照射與Z軸平行之計測光束，並接收藉由形成有光柵RG之板表面(或反射型繞射光柵之形成面)而反射的反射光。藉此，各個Z頭76a~76c構成在各照射點計測微動載台WFS1(或WFS2)之面位置(Z軸方向之位置)的面位置計測系統54(參照第六圖)。三個Z頭76a~76c之各個計測值供給至主控制裝置20(參照第六圖)。
此外，將分別從三個Z頭76a~76c照射之計測光束在光柵RG上的三個照射點作為頂點之等腰三角形(或正三角形)的重心，與晶圓W上之曝光區域IA(參照第一圖)中心的曝光位置一致。因此，主控制裝置20依據三個Z頭76a~76c之計測值的平均值，可隨時在曝光位置之正下方取得微動載台WFS1(或WFS2)在Z軸方向的位置資訊(面位置資訊)。此外，主控制裝置20使用(依據)三個Z頭76a~76c之計測值，加上微動載台WFS1(或WFS2)在Z軸方向之位置，計測(算出)θx方向及θy方向之旋轉量。
第二計測頭群73具有：構成X線性編碼器55(參照第六圖)之X頭77x、構成一對Y線性編碼器56、57(參照第六圖)之一對Y頭77ya、77yb、及構成面位置計測系統58(參照第六圖)之三個Z頭78a、78b、78c。以X頭77x作為基準之一對Y頭77ya、77yb及三個Z頭78a~78c的各個位置關係，與將前述之X頭75x作為基準之一對Y頭75ya、75yb及三個Z頭76a~76c的各個位置關係相同。從X頭77x照射之計測光束在光柵RG上的照射點(檢測點)，與主要對準系統AL1之檢測中心一致。亦即，X頭77x之計測中心及二個Y頭77ya、77yb之實質性計測中心與主要對準系統AL1之檢測中心一致。因此，主控制裝置20可隨時以主要對準系統AL1之檢測中心計測微動載台WFS2(或WFS1)在XY平面內的位置資訊及面位置資訊。
另外，本實施形態之X頭75x、77x及Y頭75ya、75yb、77ya、77yb係分別將圖上未顯示之光源、受光系統(包含光檢測器)及各種光學系統予以單元化而配置於計測桿71之內部，不過編碼器頭之結構不限於此。例如亦可將光源及受光系統配置於計測桿之外部。該情況下，亦可例如經由光纖等分別連接配置於計測桿內部之光學系統與光源及受光系統。此外，亦可構成將編碼器頭配置於計測桿之外部，僅將計測光束經由配置於計測桿內部之光纖而引導至光柵。此外，晶圓在θz方向之旋轉資訊亦可使用一對X線性編碼器計測(此時只要一個Y線性編碼器即可)。此外，微動載台之面位置資訊亦可例如使用光干擾儀而計測。此外，亦可取代第一計測頭群72及第二計測頭群73之各頭，而將至少包含各一個將X軸方向及Z軸方向作為計測方向之XZ編碼器頭，與將Y軸方向及Z軸方向作為計測方向之YZ編碼器頭的合計三個編碼器頭設計成與前述之X頭及一對Y頭相同的配置。
此外，亦可將計測桿71分割成複數個。例如亦可分割成具有第一計測頭群72之部分，與具有第二計測頭群73之部分，各個部分(計測桿)將主框架BD(之計測基準面)作為基準，檢測與主框架BD之相對位置，而將其位置關係控制為一定。該情況亦可在各部分(計測桿)之兩端設置包含複數個編碼器頭及Z頭(面位置計測系統)之頭單元，而算出各部分(計測桿)在Z軸方向之位置及θx、θy方向之旋轉量。
粗動載台位置計測系統68A(參照第六圖)於晶圓載台WST1在平台14A上移動於曝光站200與計測站300之間時，計測粗動載台WCS1(晶圓載台WST1)之位置資訊。粗動載台位置計測系統68A之結構並無特別限定，係包含編碼器系統或光干擾儀系統(亦可組合光干擾儀系統與編碼器系統)。粗動載台位置計測系統68A包含編碼器系統之情況下，例如可構成沿著晶圓載台WST1之移動路徑，從以垂掛狀態固定於主框架BD之複數個編碼器頭，照射計測光束於固定(或形成)在粗動載台WCS1上面之標尺(例如二維光柵)，並接收其繞射光而計測粗動載台WCS1之位置資訊。粗動載台位置計測系統68A包含光干擾儀系統之情況下，可構成從分別具有平行於X軸及Y軸之測長軸的X光干擾儀及Y光干擾儀，照射測長光束於粗動載台WCS1之側面，並接收其反射光而計測晶圓載台WST1之位置資訊。
粗動載台位置計測系統68B(參照第六圖)具有與粗動載台位置計測系統68A相同之結構，係計測粗動載台WCS2(晶圓載台WST2)之位置資訊。主控制裝置20依據粗動載台位置計測系統68A、68B之計測值，個別地控制粗動載台驅動系統62A,62B，來控制粗動載台WCS1,WCS2(晶圓載台WST1,WST2)之各個位置。
此外，曝光裝置100亦具備分別計測粗動載台WCS1與微動載台WFS1之相對位置、及粗動載台WCS2與微動載台WFS2之相對位置的相對位置計測系統66A,66B(參照第六圖)。相對位置計測系統66A,66B之結構並無特別限定，例如可藉由包含靜電電容感測器之間隙感測器而構成。該情況下，間隙感測器例如可藉由固定於粗動載台WCS1(或WCS2)之探針部與固定於微動載台WFS1(或WFS2)之標的部而構成。
另外，相對位置計測系統之結構不限於此，例如亦可使用線性編碼器系統及光干擾儀系統等而構成相對位置計測系統。
第六圖中顯示主要構成曝光裝置100之控制系統，而顯示統籌控制各部結構之主控制裝置20的輸入輸出關係之區塊圖。主控制裝置20包含工作站(或是微電腦)等，而統籌控制前述之局部浸液裝置8、平台驅動系統60A,60B、粗動載台驅動系統62A,62B及微動載台驅動系統64A、64B等曝光裝置100之各部結構。
其次，就使用二個晶圓載台WST1,WST2之併行處理動作，依據第七圖至第十一圖作說明。另外，以下之動作中，藉由主控制裝置20如前述地控制液體供給裝置5與液體回收裝置6，並藉由在投影光學系統PL之頂端透鏡191的正下方保持一定量之液體Lq，而隨時形成浸液區域。
第七圖顯示在曝光站200中，對放置於晶圓載台WST1之微動載台WFS1上的晶圓W進行步進及掃描方式之曝光，同時在第二載入位置，在晶圓搬送機構(無圖示)與晶圓載台WST2之微動載台WFS2之間進行晶圓更換的狀態。
步進及掃描方式之曝光動作，係藉由主控制裝置20依據事前進行之晶圓對準結果(例如將藉由增強型全晶圓對準(EGA)而獲得之晶圓W上的各照射區域之排列座標，轉換成將計測板FM1上之第二基準標記作為基準的座標之資訊)、及標線片對準之結果等，反覆進行使晶圓載台WST1向晶圓W上之各照射區域曝光用的開始掃描位置(開始加速位置)移動的照射區域間移動(照射間步進)動作，及以掃描曝光方式將形成於標線片R之圖案轉印於晶圓W上之各照射區域的掃描曝光動作。在該步進及掃描動作中，伴隨晶圓載台WST1例如掃描曝光時在Y軸方向之移動，如前述，平台14A、14B發揮反作用物之功能。此外，為了進行照射間步進動作，而藉由主控制裝置20在X軸方向驅動微動載台WFS1時，藉由對粗動載台WCS1賦予初速，粗動載台WCS1發揮對微動載台WFS1之內部反作用物的功能。因此，晶圓載台WST1(粗動載台WCS1、微動載台WFS1)之移動不致造成平台14A、14B振動，且不致對晶圓載台WST2帶來不良影響。
上述之曝光動作係在頂端透鏡191與晶圓W(依照射區域之位置而為晶圓W及板82)之間保持液體Lq的狀態，亦即係藉由浸液曝光而進行。
本實施形態之曝光裝置100在上述一連串之曝光動作中，係藉由主控制裝置20使用微動載台位置計測系統70之第一計測頭群72計測微動載台WFS1之位置，並依據該計測結果控制微動載台WFS1(晶圓W)之位置。
晶圓更換於微動載台WFS2在第二載入位置時，係藉由無圖示之晶圓搬送機構，從微動載台WFS2上卸載曝光後之晶圓，並且將新的晶圓載入微動載台WFS2上而進行。此時，第二載入位置係在微動載台WFS2上進行晶圓更換之位置，本實施形態係定義為在主要對準系統AL1之正下方定位計測板FM2之微動載台WFS2(晶圓載台WST2)的位置。
上述之晶圓更換中及其晶圓更換後，晶圓載台WST2在第二載入位置停止時，主控制裝置20在開始對晶圓W進行晶圓對準(及其他之前處理計測)之前，執行微動載台位置計測系統70之第二計測頭群73，亦即編碼器55,56,57(及面位置計測系統58)之重設(原點之再設定)。
晶圓更換(載入新的晶圓W)與編碼器55,56,57(及面位置計測系統58)之重設(原點再設定)結束後，主控制裝置20使用主要對準系統AL1檢測計測板FM2上之第二基準標記。而後，主控制裝置20檢測將主要對準系統AL1之指標中心作為基準之第二基準標記的位置，並依據其檢測結果及檢測時藉由編碼器55,56,57計測微動載台WFS2之位置的結果，算出將基準軸La及基準軸LV作為座標軸之正交座標系統(對準座標系統)中的第二基準標記之位置座標。
其次，主控制裝置20使用編碼器55,56,57，計測微動載台WFS2(晶圓載台WST2)在對準座標系統中之位置座標，並進行EGA(參照第八圖)。詳細而言，主控制裝置20例如在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，亦即使支撐微動載台WFS2之粗動載台WCS2例如在Y軸方向移動，在其移動路徑上之數處實施微動載台WFS2之定位，定位時使用對準系統AL1、AL21 ~AL24 之至少一個，檢測在對準照射區域(抽樣照射區域)對準標記在對準座標系統中之位置座標。第八圖顯示進行對準標記在對準座標系統中之位置座標的檢測時之微動載台WFS2的情況。
該情況下，各個對準系統AL1、AL21 ~AL24 與上述晶圓載台WST2向Y軸方向之移動動作連動，而檢測在檢測區域(例如相當於檢測光之照射區域)內依序配置之沿著X軸方向而排列的複數個對準標記(抽樣標記)。因而，在計測上述對準標記時，晶圓載台WST2不在X軸方向驅動。
而後，主控制裝置20依據附設於晶圓W上之抽樣照射區域的複數個對準標記之位置座標與設計上之位置座標，執行例如美國專利第4,780,617號說明書等揭示之統計運算(EGA運算)，而算出複數個照射區域在對準座標系統中之位置座標(排列座標)。
此外，本實施形態之曝光裝置100，由於計測站300與曝光站200分離，因此主控制裝置20從晶圓對準結果所獲得之晶圓W上各照射區域的位置座標，減去之前所檢測之第二基準標記的位置座標，而求出將第二基準標記之位置作為原點的晶圓W上之複數個照射區域的位置座標。
通常上述之晶圓更換及晶圓對準程序比曝光程序早結束。因而，晶圓對準結束時，主控制裝置20將晶圓載台WST2驅動於+X方向，並向平台14B上之指定的待機位置移動。此時，將晶圓載台WST2驅動於+X方向時，微動載台WFS2從微動載台位置計測系統70可計測之範圍脫離(亦即從第二計測頭群73照射之各計測光束超出光柵RG)。因而，主控制裝置20依據微動載台位置計測系統70(編碼器55,56,57)之計測值與相對位置計測系統66B之計測值，求出粗動載台WCS2之位置，之後，依據粗動載台位置計測系統68B之計測值控制晶圓載台WST2之位置。亦即，係從使用編碼器55,56,57計測晶圓載台WST2在XY平面內之位置計測，切換成使用粗動載台位置計測系統68B之計測。而後，主控制裝置20在對微動載台WFS1上之晶圓W曝光結束前，使晶圓載台WST2在上述指定之待機位置待機。
對微動載台WFS1上之晶圓W曝光結束時，主控制裝置20開始將晶圓載台WST1,WST2朝向第十圖所示之各個右側急停位置驅動。晶圓載台WST1朝向右側急停位置而在-X方向驅動時，微動載台WFS1從微動載台位置計測系統70(編碼器51,52,53及面位置計測系統54)可計測範圍脫離(亦即從第一計測頭群72照射之計測光束超出光柵RG)。因而，主控制裝置20依據微動載台位置計測系統70(編碼器51,52,53)之計測值與相對位置計測系統66A之計測值，求出粗動載台WCS1之位置，之後，依據粗動載台位置計測系統68A之計測值控制晶圓載台WST1之位置。亦即，主控制裝置20係從使用編碼器51,52,53計測晶圓載台WST1在XY平面內之位置計測，切換成使用粗動載台位置計測系統68A之計測。此外，此時主控制裝置20係使用粗動載台位置計測系統68B計測晶圓載台WST2之位置，並依據其計測結果如第九圖所示，將晶圓載台WST2在平台14B上驅動於+Y方向(參照第九圖中之空心箭頭)。藉由該晶圓載台WST2之驅動力的反作用力之作用，平台14B發揮反作用物之功能。
此外，主控制裝置20與晶圓載台WST1,WST2朝向上述右側急停位置之移動同時，依據相對位置計測系統66A之計測值，將微動載台WFS1驅動於+X方向，而接近或接觸於粗動載台WCS1，並且依據相對位置計測系統66B之計測值將微動載台WFS2驅動於-X方向，而接近或接觸於粗動載台WCS2。
而後，在兩個晶圓載台WST1,WST2移動於右側急停位置之狀態下，如第十圖所示，晶圓載台WST1與晶圓載台WST2成為在X軸方向接近或接觸之急停狀態。與此同時，微動載台WFS1與粗動載台WCS1成為急停狀態，粗動載台WCS2與微動載台WFS2成為急停狀態。而後，藉由微動載台WFS1、粗動載台WCS1之連結構件92b、粗動載台WCS2之連結構件92b及微動載台WFS2之上面形成在外觀上一體之全平面之面。
隨著晶圓載台WST1及WST2在保持上述三個急停狀態下移動於-X方向，形成於頂端透鏡191與微動載台WFS1之間的浸液區域(液體Lq)向微動載台WFS1、粗動載台WCS1之連結構件92b、粗動載台WCS2之連結構件92b及微動載台WFS2上依序移動。第十圖顯示浸液區域(液體Lq)之移動開始之前的狀態。另外，在保持上述三個急停狀態下驅動晶圓載台WST1與晶圓載台WST2時，宜以防止或抑制液體Lq漏出之方式設定晶圓載台WST1與晶圓載台WST2之間隙(游隙)、微動載台WFS1與粗動載台WCS1之間隙(游隙)、及粗動載台WCS2與微動載台WFS2之間隙(游隙)。此時所謂接近，亦包含成為上述急停狀態之二個構件間的間隙(游隙)為零之情況，亦即為兩者接觸之情況。
浸液區域(液體Lq)向微動載台WFS2上之移動完成時，晶圓載台WST1移動於平台14A上。因此，主控制裝置20為了使其移動於第十一圖所示之第一載入位置，而使用粗動載台位置計測系統68A計測其位置，使晶圓載台WST1在平台14A上移動於-Y方向，進一步移動於+X方向。該情況下，晶圓載台WST1向-Y方向移動時，藉由其驅動力之反作用力的作用，平台14A發揮反作用物之功能。此外，亦可在晶圓載台WST1向+X方向移動時，藉由其驅動力之反作用力的作用，使平台14A發揮反作用物之功能。
晶圓載台WST1到達第一載入位置後，主控制裝置20將晶圓載台WST1在XY平面內之位置計測，從使用粗動載台位置計測系統68A之計測切換成使用編碼器55,56,57之計測。
與上述晶圓載台WST1之移動的同時，主控制裝置20驅動晶圓載台WST2，並將計測板FM2定位於投影光學系統PL之正下方。在此之前，主控制裝置20將晶圓載台WST2在XY平面內之位置計測，從使用粗動載台位置計測系統68B之計測切換成使用編碼器51,52,53之計測。而後，使用標線片對準系統RA1 ,RA2 檢測計測板FM2上之一對第一基準標記，並檢測與第一基準標記對應之標線片R上的標線片對準標記在晶圓面上投影影像的相對位置。另外，該檢測係經由投影光學系統PL及形成浸液區域之液體Lq而進行。
主控制裝置20依據此時所檢測之相對位置資訊，及將先前求出之微動載台WFS2上的第二基準標記作為基準之晶圓W上各照射區域的位置資訊，算出標線片R之圖案的投影位置(投影光學系統PL之投影中心)與放置於微動載台WFS2上之晶圓W上的各照射區域之相對位置關係。主控制裝置20依據其算出結果，與前述放置於微動載台WFS1上之晶圓W的情況同樣地，管理微動載台WFS2(晶圓載台WST2)之位置，並且以步進及掃描方式轉印標線片R之圖案於放置於微動載台WFS2上之晶圓W上的各照射區域。第十一圖顯示如此在晶圓W上之各照射區域轉印標線片R之圖案時的情況。
在對上述微動載台WFS2上之晶圓進行曝光動作的同時，主控制裝置20在第一載入位置，於晶圓搬送機構(無圖示)與晶圓載台WST1之間進行晶圓更換，而在微動載台WFS1上放置新的晶圓W。此時，第一載入位置係在晶圓載台WST1上進行晶圓更換之位置，本實施形態係定義為在主要對準系統AL1之正下方定位計測板FM1之微動載台WFS1(晶圓載台WST1)的位置。
而後，主控制裝置20使用主要對準系統AL1檢測計測板FM1上之第二基準標記。另外，在檢測第二基準標記之前，於晶圓載台WST1在第一載入位置之狀態下，主控制裝置20執行微動載台位置計測系統70之第二計測頭群73，亦即編碼器55,56,57(及面位置計測系統58)之重設(原點之再設定)。其後，主控制裝置20管理晶圓載台WST1之位置，並且對微動載台WFS1上之晶圓W，進行與前述同樣之使用對準系統AL1、AL21 ~AL24 的晶圓對準(EGA)。
對微動載台WFS1上之晶圓W的晶圓對準(EGA)結束，且對微動載台WFS2上之晶圓W的曝光亦結束時，主控制裝置20將晶圓載台WST1,WST2朝向左側急停位置驅動。該左側急停位置係指晶圓載台WST1,WST2在與第十圖所示之右側急停位置為對前述之基準軸LV左右對稱之位置的位置關係。朝向左側急停位置驅動中之晶圓載台WST1的位置計測，按照與前述晶圓載台WST2之位置計測相同的順序進行。
該左側急停位置仍係晶圓載台WST1與晶圓載台WST2成為前述之急停狀態，與此同時，微動載台WFS1與粗動載台WCS1成為急停狀態，粗動載台WCS2與微動載台WFS2成為急停狀態。而後，藉由微動載台WFS1、粗動載台WCS1之連結構件92b、粗動載台WCS2之連結構件92b及微動載台WFS2之上面形成外觀上為一體的全平面之面。
主控制裝置20在保持上述三個急停狀態下，將晶圓載台WST1,WST2驅動於與之前相反的+X方向。同時，形成於頂端透鏡191與微動載台WFS2之間的浸液區域(液體Lq)與之前相反地向微動載台WFS2、粗動載台WCS2之連結構件92b、粗動載台WCS1之連結構件92b、微動載台WFS1上依序移動。當然保持急停狀態而移動時，亦與之前同樣地，係進行晶圓載台WST1,WST2之位置計測。浸液區域(液體Lq)之移動完成時，主控制裝置20按照與前述同樣之順序開始對晶圓載台WST1上之晶圓W進行曝光。與該曝光動作同時，主控制裝置20與前述同樣地將晶圓載台WST2向第二載入位置驅動，而將晶圓載台WST2上之曝光後的晶圓W更換成新的晶圓W，並對新的晶圓W執行晶圓對準。
以後，主控制裝置20反覆執行上述之使用晶圓載台WST1,WST2的併行處理動作。
如以上之說明，採用本實施形態之曝光裝置100時，由於係採用在微動載台WFS1(或WFS2)之周圍配置粗動載台WCS1(或WCS2)之晶圓載台WST1(或WST2)，因此比在粗動載台上搭載微動載台之粗微動結構的晶圓載台，可縮小晶圓載台WST1,WST2之高度方向(Z軸方向)的尺寸。因而，可縮短構成粗動載台驅動系統62A,62B之平面馬達的推力之作用點(亦即粗動載台WCS1(或WCS2)之底面與平台14A、14B上面之間)，與晶圓載台WST1,WST2之重心在Z軸方向的距離，可減低驅動晶圓載台WST1,WST2時之俯仰力矩(或傾覆力矩)。因此晶圓載台WST1,WST2之動作穩定。
此外，採用本實施形態之曝光裝置100時，在曝光動作時及晶圓對準時(主要係對準標記的計測時)，在求出保持晶圓W之微動載台WFS1(或WFS2)的位置資訊(XY平面內之位置資訊及面位置資訊)時，分別使用固定於計測桿71之第一計測頭群72及第二計測頭群73。而後，構成第一計測頭群72之編碼器頭75x、75ya、75yb及Z頭76a~76c，以及構成第二計測頭群73之編碼器頭77x、77ya、77yb及Z頭78a~78c可對分別配置於微動載台WFS1(或WFS2)之底面的光柵RG，從正下方以最短距離照射計測光束。因而，因晶圓載台WST1,WST2之周邊環境氣體的溫度變動，例如因空氣變動造成之計測誤差小，可精確計測微動載台WFS之位置資訊。
此外，第一計測頭群72係在實質地與晶圓W上之曝光區域IA中心的曝光位置一致之點求出微動載台WFS1(或WFS2)在XY平面之位置資訊及面位置資訊，第二計測頭群73係在實質地與主要對準系統AL1之檢測區域中心一致之點求出微動載台WFS2(或WFS1)在XY平面內之位置資訊及面位置資訊。因此，可抑制因計測點與曝光位置在XY平面內之位置誤差而產生阿貝誤差，基於這一點，亦可精確求出微動載台WFS1或WFS2之位置資訊。
此外，由於具有第一計測頭群72及第二計測頭群73之計測桿71係以垂掛之狀態而固定於固定有鏡筒40的主框架BD，因此可將保持鏡筒40之投影光學系統PL的光軸作為基準精確控制晶圓載台WST1,WST2的位置。此外，由於計測桿71與主框架BD以外之構件(例如平台14A、14B、底座12等)為機械性非接觸狀態，因此不致傳導驅動平台14A、14B、晶圓載台WST1,WST2等時之振動等。因此，藉由使用第一計測頭群72及第二計測頭群73可精確求出晶圓載台WST1(或WST2)之位置資訊。
此外，本實施形態之曝光裝置100，規定晶圓載台WST1,WST2沿著XY平面移動時之引導面的平台，係對應於二個晶圓載台WST1,WST2而由二個平台14A、14B構成。由於在藉由平面馬達(粗動載台驅動系統62A,62B)驅動晶圓載台WST1,WST2時，此等二個平台14A、14B獨立發揮反作用物之功能，因此，即使例如將晶圓載台WST1與晶圓載台WST2在平台14A、14B上分別於Y軸方向上彼此相反之方向驅動時，仍可個別地消除平台14A、14B分別作用之反作用力。
另外，上述實施形態之晶圓載台等之結構僅是一例，並非限定於此者。以下，就上述實施形態之幾個變形例，以晶圓載台為中心作說明。另外，以下之變形例，基於簡化說明及方便圖示，係就二個晶圓載台中之一方結構(另一方之晶圓載台亦為相同之結構)作說明，而就曝光站、計測站、平台及計測系統等之結構省略其圖示及說明。此外，就與前述實施形態同一或同等之結構部分，使用同一或類似之符號。
此外，以下各變形例之晶圓載台與上述實施形態同樣地，係由矩形平板狀之微動載台，及形成中央部具有貫穿於Z軸方向之開口部的矩形框狀，且包圍微動載台之粗動載台而構成，不過在粗動載台上驅動微動載台用之驅動系統的結構與上述實施形態不同。
第十二(A)圖顯示第一種變形例之晶圓載台WST1’的平面圖，第十二(B)圖顯示第十二(A)圖之B-B線剖面的側立面圖。上述實施形態之晶圓載台WST1(參照第四(A)圖至第四(C)圖)的結構為微動載台WFS1對粗動載台WCS1係藉由平面馬達而驅動，而第一種變形例之晶圓載台WST1’不同之處為微動載台WFS對粗動載台WCS係藉由線性馬達而驅動。
如第十二(A)圖所示，晶圓載台WST1’在粗動載台WCS之一對粗動滑塊部90a、90b分別固定有剖面為T字狀的定子部94a’、94b’。如第十二(B)圖所示，在定子部94a’、94b’中收容有包含複數個線圈之線圈單元CUa'、CUb'。
如第十二(B)圖所示，在微動載台WFS之+Y側及-Y側的側面分別固定有剖面為U字狀之動子部84a'、84b'。在各動子部84a'、84b'之彼此相對的一對相對面分別配置有包含複數個磁鐵之磁鐵單元MUa、MUb，上述定子部94a’、94b’分別***動子部84a'、84b'之一對相對面之間。
此時，收容於定子部94a’、94b’之線圈單元CUa'、CUb'包含用於在X軸方向驅動動子部84a'、84b'之X驅動用線圈、及用於在Y軸方向驅動動子部84a'、84b'之Y驅動用線圈。動子部84a'、84b'之磁鐵單元MUa、MUb具有分別對應於X驅動用線圈、Y驅動用線圈及Z驅動用線圈之磁鐵，藉由X驅動用線圈與對應於其之磁鐵而構成在X軸方向驅動微動載台WFS之X線性馬達，藉由Y驅動用線圈與對應於其之磁鐵而構成在Y軸方向驅動微動載台WFS之Y線性馬達。此外，由於X驅動用線圈與Y驅動用線圈中之指定的一方，例如X驅動用線圈亦兼Z驅動用線圈，因此X線性馬達亦可在Z軸方向驅動動子部84a'、84b'。
本第一種變形例之晶圓載台WST1’亦與上述實施形態之晶圓載台同樣地，構成可在粗動載台WCS上將微動載台WFS於X軸方向驅動長的行程，且可在其他五個自由度方向(Y、Z、θx、θy、θz方向)微小驅動微動載台WFS。另外，亦可如上述實施形態地將一方之動子部(磁鐵單元)分割為二個。該情況下，可與上述實施形態同樣地使微動載台撓曲。
此外，第十三(A)圖係顯示第二種變形例之晶圓載台WST的平面圖，第十三(B)圖係顯示第三種變形例之晶圓載台WST’的平面圖。
第二種變形例之晶圓載台WST在微動載台WFS之+Y側僅固定一個動子部84a的部分，與固定二個動子部84a,84b之上述實施形態不同，與此對應地，配置於+Y側之引導構件94a具有一個磁鐵單元98a。第二種變形例之晶圓載台WST亦與上述實施形態同樣地，可在粗動載台WCS上將微動載台WFS驅動於六個自由度方向。
第十三(B)圖所示之第三種變形例的晶圓載台WST’，其由粗動載台WCS之各個定子部94a,94b與微動載台WFS之各個動子部84a,84b而構成的一對平面馬達，係使用僅在X軸方向及Y軸方向可產生驅動力之二軸平面馬達，將微動載台WFS驅動於Z軸方向之Z驅動用馬達Mz，在微動載台WFS之四個角落部合計配置四個。Z驅動用馬達Mz由收容於粗動載台WCS之定子部94a,94b的線圈單元(省略圖示)，及分別固定於粗動載台WCS之四個角落部的磁鐵單元而構成。四個Z驅動用馬達Mz可分別獨立地產生推力，微動載台WFS藉由四個Z驅動用馬達Mz控制θx方向及θy方向之旋轉量。另外，第十三(B)圖所示之第三種變形例的晶圓載台WST’雖具有四個驅動用馬達，不過只要將Z驅動用馬達配置於不在同一直線上的三處即可。
此外，上述實施形態之曝光裝置對應於二個晶圓載台而具有二個平台，不過平台數量不限於此，例如亦可為一個或三個以上。此外，晶圓載台之數量亦不限於二個，亦可為一個或三個以上。例如亦可將美國專利申請公開第2007/0201010號說明書所揭示之具有空間影像計測器、照度不均勻計測器、照度監視器、波面像差計測器等之計測載台配置於平台上。
此外，上述實施形態之計測桿71，其長度方向之兩端部係垂掛支撐於主框架BD，不過不限於此，例如亦可藉由美國專利申請公開第2007/0201010號說明書所揭示之自重消除器，而在底座上支撐長度方向之中間部分(亦可在數處)。
此外，在底座12上驅動平台14A、14B之馬達不限於電磁力(洛倫茲力)驅動方式的平面馬達，例如亦可為可變磁阻驅動方式之平面馬達(或線性馬達)。此外，馬達不限於平面馬達，亦可為包含固定於平台之側面的動子與固定於底座之定子的音圈馬達。此外，平台亦可為例如美國專利申請公開第2007/0201010號說明書等揭示之經由自重消除器而在底座上支撐。再者，平台之驅動方向不限定於六個自由度方向，亦可為例如僅Y軸方向或是僅XY兩個軸方向。此種情況下，亦可藉由氣體靜壓軸承(例如空氣軸承)等使平台在底座上浮起。此外，平台之移動方向僅為Y軸方向即可時，平台亦可為例如可在Y軸方向移動而搭載於在Y軸方向上延伸之Y引導構件上。
此外，上述實施形態係在與微動載台之下面，亦即平台之上面相對之面配置光柵，不過不限於此，亦可將微動載台之本體部作為光可透過之實心構件，而將光柵配置於本體部之上面。該情況下與上述實施形態比較，由於晶圓與光柵之距離接近，因此可縮小因包含曝光點之晶圓的被曝光面與藉由編碼器51,52,53計測微動載台之位置的基準面(光柵之配置面)在Z軸方向之差異而產生的阿貝(Abbe)誤差。此外，光柵亦可形成於晶圓保持器之背面。該情況下，即使在曝光中晶圓保持器膨脹或安裝位置對微動載台有偏差時，仍可追隨其而計測晶圓保持器(晶圓)之位置。
此外，上述實施形態之一例，係就編碼器系統具備X頭與一對Y頭之情況作說明，不過不限於此，例如亦可將X軸方向及Y軸方向之二個方向作為計測方向的二維頭(2D頭)配置於一個或二個計測桿內。設置二個2D頭之情況下，此等檢測點亦可形成在光柵上以曝光位置為中心，而在X軸方向離開相同距離的兩點。此外，上述實施形態中每一個頭群之頭數分別為一個X頭、二個Y頭，不過亦可進一步增加。此外，曝光站200側之第一計測頭群72亦可進一步具有複數個頭群。例如可在配置於與曝光位置(晶圓W曝光中之照射區域)對應之位置的頭群各個周圍(+X、+Y、-X、-Y方向的四個方向)進一步設頭群。而後，亦可在前述照射區域曝光之前先行測定微動載台(晶圓W)之位置。此外，構成微動載台位置計測系統70之編碼器系統的結構不限於上述實施形態，可為任意結構。例如亦可使用可計測X軸、Y軸及Z軸各方向之位置資訊的3D頭。
此外，上述實施形態係從編碼器頭射出之計測光束、從Z頭射出之計測光束經由二個平台間之間隙或是形成於各平台之光透過部而照射於微動載台之光柵者。該情況下，光透過部亦可為例如考慮作為平台14A、14B之反作用物之移動範圍，而將比各計測光束之光束直徑稍大的孔等分別形成於平台14A、14B，使計測光束通過此等複數個開口部。此外，例如亦可各編碼器頭、各Z頭使用鉛筆型之頭，而形成在各平台中***此等頭之開口部。
另外，使平台或基座構件分離為複數個之邊界線的位置，不限於如上述實施形態之位置者。上述實施形態係包含基準軸LV，而與光軸AX相交而設，不過，例如在曝光站有邊界時，其部分之平面馬達的推力減弱情況下，亦可將邊界線設於別處。
此外，上述實施形態係說明經由各個粗動載台WCS1，WCS2具備之連結構件92b，在微動載台WFS1與微動載台WFS2之間過渡浸液區域(液體Lq)，而將浸液區域(液體Lq)始終維持於投影光學系統PL下方的情況。但是不限於此，亦可使與例如美國專利申請公開第2004/0211920號說明書之第三種實施形態所揭示者同樣結構之無圖示的快門構件，藉由與晶圓載台WST1,WST2之更換而移動於投影光學系統PL下方，而將浸液區域(液體Lq)始終維持於投影光學系統PL下方。
另外，上述實施形態係以伴隨驅動晶圓載台WST1,WST2之粗動載台驅動系統62A,62B係採用平面馬達，而藉由具有平面馬達之定子部的平台14A、14B，形成沿著晶圓載台WST1,WST2之XY平面移動時的引導面(產生Z軸方向之力的面)之情況為例。但是上述實施形態並非限定於此者。例如亦可構成使用空氣軸承等在Z軸方向引導粗動載台WCS1(或WCS2)。該情況下，例如亦可在與粗動載台WCS1(或WCS2)之平台14A(或平台14B)相對側設置氣墊而構成。
此外，上述實施形態係在微動載台WFS1,WFS2上設置計測面(光柵RG)，並在計測桿71上設置由編碼器頭(及Z頭)構成之第一計測頭群72(及第二計測頭群73)者，不過上述實施形態並非限定於此者。亦即，亦可與上述相反地，將編碼器頭(及Z頭)設於微動載台WFS1，而在計測桿71側形成計測面(光柵RG)。此種相反配置例如可適用於電子束曝光裝置或EUV曝光裝置等採用之在所謂H型載台上組合磁浮之載台而構成的載台裝置。由於該載台裝置之載台係藉由引導桿支撐，因此係在載台之下方配置與載台相對而設置之標尺桿(Scale bar)(相當於在計測桿之表面形成繞射光柵者)，並在與其相對之載台的下面配置編碼器頭之至少一部分(光學系統等)。該情況下，係藉由該引導桿而構成引導面形成構件。當然亦可為其他結構。計測桿71側而設置光柵RG之處，例如亦可為計測桿71，亦可為設於平台14A(14B)上之全面或至少一面之非磁性材料等的板。
此外，上述實施形態係就計測桿71與主框架BD為一體之情況作說明，不過不限於此，計測桿71與主框架BD亦可物理性分離。該情況下，只須設置計測計測桿71對主框架BD(或基準位置)之位置(或變位)的計測裝置(例如編碼器及/或干擾儀等)、及調整計測桿71之位置的致動器等，主控制裝置20及其他控制裝置依據計測裝置之計測結果，將主框架BD(及投影光學系統PL)與計測桿71之位置關係維持在指定之關係(例如一定)即可。
此外，亦可在計測桿71中設置藉由光學性方法計測計測桿71之變動的計測系統(感測器)、溫度感測器、壓力感測器、振動計測用之加速度感測器等。此外，亦可設置測定計測桿71之變形(歪扭等)的應變感測器及變位感測器等。而後，亦可使用經此等感測器所求出之值，修正由微動載台位置計測系統70及/或粗動載台位置計測系統68A、68B所獲得之位置資訊。
此外，係說明將上述實施形態適用於曝光裝置之載台裝置(晶圓載台)50的情況，不過並非限定於此者，亦可適用於標線片載台RST。
另外，上述實施形態中，光柵RG亦可藉由保護構件，例如藉由玻璃蓋覆蓋作保護。玻璃蓋亦可設成覆蓋本體部80下面之大致全部，亦可設成僅覆蓋包含光柵RG之本體部80下面的一部分。此外，因為保護光柵RG需要充分之厚度，應採用板狀之保護構件，不過亦可依素材而使用薄膜狀之保護構件。
另外，亦可將一面固定或形成光柵RG之透明板的另一面接觸或接近晶圓保持器之背面而配置，且在其透明板之一面側設置保護構件(玻璃蓋)，或是不設保護構件(玻璃蓋)，而將固定或形成光柵RG之透明板的一面接觸或接近晶圓保持器之背面而配置。特別是前者，亦可取代透明板而改為在陶瓷等不透明之構件上固定或形成光柵RG，或是亦可在晶圓保持器之背面固定或形成光柵RG。後者之情況，即使在曝光中晶圓保持器膨脹或安裝位置對微動載台偏差時，仍可追隨其而計測晶圓保持器(晶圓)之位置。或是亦可在先前之微動載台上僅保持晶圓保持器與光柵RG。此外，亦可藉由實心之玻璃構件形成晶圓保持器，而在該玻璃構件之上面(晶圓放置面)配置光柵RG。
另外，上述實施形態係例示晶圓載台係組合粗動載台與微動載台之粗微動載台的情況，不過並非限定於此者。此外，上述實施形態之微動載台WFS1,WFS2係可在全部六個自由度方向驅動，不過不限於此，只須至少在XY平面上可在平行之二維平面內移動即可。再者，微動載台WFS1,WFS2亦可接觸支撐於粗動載台WCS1或WCS2。因此，對粗動載台WCS1或WCS2驅動微動載台WFS1,WFS2之微動載台驅動系統，亦可為例如組合旋轉馬達與滾珠螺桿(或進給螺桿)者。
另外，亦可以可在晶圓載台之整個移動範圍區域實施其位置計測的方式而構成微動載台位置計測系統。該情況下不需要粗動載台位置計測系統。
另外，上述實施形態之曝光裝置使用的晶圓亦可為450mm晶圓、300mm晶圓等各種尺寸之晶圓的任何一種。
另外，上述實施形態係說明曝光裝置為浸液型之曝光裝置的情況，不或並非限定於此者，上述實施形態亦可合適地適用於不經由液體(水)而進行晶圓W之曝光的乾式曝光裝置。
另外，上述實施形態係說明曝光裝置係掃描步進機之情況，不過不限於此，亦可在步進機等靜止型曝光裝置中適用上述實施形態。即使為步進機等，藉由編碼器計測搭載曝光對象之物體的載台位置，仍可使因空氣變動而發生之位置計測誤差幾乎為零。因而，可依據編碼器之計測值將載台精確地定位，結果可將精確之標線片圖案轉印至物體上。此外，上述實施形態亦可適用於合成照射區域與照射區域之步進及縫合(Step and stitch)方式的縮小投影曝光裝置。
此外，上述實施形態之曝光裝置中的投影光學系統，不僅為縮小系統，亦可為等倍系統或擴大系統，投影光學系統不僅為折射系統，亦可為反射系統或反射折射系統，其投影像亦可為倒立影像或正立影像。
此外，照明光IL不限於氟化氬準分子雷射光(波長193nm)，亦可為氟化氪(KrF)準分子雷射光(波長248nm)等之紫外光，或是氟(F2 )雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。例如美國專利第7,023,610號說明書所揭示，亦可使用將真空紫外光為從DFB半導體雷射或光纖雷射振盪之紅外光帶或可視光帶的單一波長雷射光，例如以摻雜鉺(或鉺與鐿兩者)之光纖放大器放大，並使用非線形光學結晶而轉換波長為紫外光之高次諧波。
此外，上述實施形態之曝光裝置的照明光IL不限於波長為100nm以上之光，當然亦可使用波長未達100nm之光。例如亦可在使用軟X射線區域(例如5~15nm之波長帶)的EUV(極紫外)光之EUV曝光裝置中適用上述實施形態。另外，上述實施形態亦可適用於使用電子線或離子束等荷電粒子線之曝光裝置。
此外，上述之實施形態中，係使用在光透過性之基板上形成指定之遮光圖案(或相位圖案、減光圖案)的光透過型遮罩(標線片)，不過亦可取代該標線片，而使用例如美國專利第6,778,257號說明書所揭示，依據須曝光之圖案的電子資料，形成透過圖案或反射圖案或是發光圖案之電子遮罩(包含可變成形遮罩、主動遮罩(Active mask)、或是亦稱為影像產生器之例如一種非發光型影像顯示元件(空間光調變器)的DMD(數位微反射鏡裝置)等)。使用此種可變成形遮罩之情況下，由於搭載晶圓或玻璃板等之載台係對可變成形遮罩掃描，因此藉由使用編碼器系統計測該載台之位置，可獲得與上述實施形態同等之效果。
此外，例如國際公開第2001/035168號所揭示，在藉由將干擾紋形成於晶圓W上，而在晶圓W上形成線及空間圖案之曝光裝置(微影系統)中亦可適用上述實施形態。
再者，例如美國專利第6,611,316號說明書所揭示，在將二個標線片圖案經由投影光學系統合成於晶圓上，藉由一次掃描曝光而在晶圓上之一個照射區域大致同時實施雙重曝光的曝光裝置中，亦可適用上述實施形態。
另外，上述實施形態中應形成圖案之物體(照射能量光束之曝光對象的物體)不限於晶圓者，亦可為玻璃板、陶瓷基板、薄膜構件或是光罩素板等其他物體。
曝光裝置之用途不限於用在半導體製造用之曝光裝置，亦可廣泛適用於例如在方形玻璃板上轉印液晶顯示元件圖案之液晶用曝光裝置；或用於製造有機EL、薄膜磁頭、攝像元件(CCD等)、微型機器及DNA晶片等的曝光裝置。此外，除了半導體元件等之微型裝置外，為了製造光曝光裝置、EUV曝光裝置、X射線曝光裝置、及電子線曝光裝置等使用之標線片或遮罩，而在玻璃基板或矽晶圓等上轉印電路圖案之曝光裝置中，亦可適用上述實施形態。
另外，關於上述說明所引用之曝光裝置等的全部公報、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內容，以援用之方式納入本文中。
半導體元件等之電子裝置係經過：進行裝置之功能、性能設計的步驟；依據該設計步驟製作標線片之步驟；從矽材料製作晶圓之步驟；藉由前述實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)及其曝光方法，將遮罩(標線片)之圖案轉印至晶圓之微影步驟；將曝光之晶圓予以顯像之顯像步驟；藉由蝕刻除去抗蝕劑殘留部分以外之部分的露出構件之蝕刻步驟；蝕刻後除去不需要之抗蝕劑之抗蝕劑除去步驟；裝置組合步驟(包含切割製程、接合製程及封裝製程)；及檢查步驟等而製造。該情況下，由於微影步驟係使用上述實施形態之曝光裝置執行前述之曝光方法，而在晶圓上形成裝置圖案，因此可生產性良好地製造高積體度之裝置。
＜產業上之可利用性＞
如以上之說明，本發明之移動體裝置適合作為使晶圓等之試料移動的裝置。此外，本發明之曝光裝置適合藉由能量光束將物體曝光。此外，本發明之裝置製造方法適合製造電子裝置。
5．．．液體供給裝置
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．．．底座
12a．．．凹部
12b．．．上面
13．．．標線片干擾儀
14A、14B．．．平台
14A1 、14B1 ．．．第一部分
14A2 、14B2 ．．．第二部分
15．．．移動鏡
20．．．主控制裝置
31A．．．液體供給管
31B．．．液體回收管
32．．．噴嘴單元
40．．．鏡筒
50．．．載台裝置
51,52,53．．．編碼器
54．．．面位置計測系統
55．．．X線性編碼器
56、57．．．Y線性編碼器
58．．．面位置計測系統
60A,60B．．．平台驅動系統
62A,62B．．．粗動載台驅動系統
64A、64B．．．微動載台驅動系統
66A,66B．．．相對位置計測系統
68A、68B．．．粗動載台位置計測系統
69A,69B．．．平台位置計測系統
70．．．微動載台位置計測系統
71．．．計測桿
72．．．第一計測頭群
73．．．第二計測頭群
74．．．垂掛構件
75x．．．X頭
75ya、75yb．．．Y頭
76a~76c．．．Z頭
77x．．．X頭
77ya、77yb．．．Y頭
78a、78b、78c．．．Z頭
80．．．本體部
82．．．板
84a~84c．．．微動滑塊部
84a'、84b'．．．動子部
86a、86b．．．軟管
90a、90b．．．粗動滑塊部
92a、92b．．．連結構件
94a、94b．．．引導構件
94a’、94b’．．．定子部
96a、96b．．．磁鐵單元
98a、98b、98c．．．磁鐵單元
99．．．對準裝置
100．．．曝光裝置
102．．．底板面
191．．．頂端透鏡
200．．．曝光站
300．．．計測站
AX．．．光軸
AL1．．．主要對準系統
AL21 ~AL24 ．．．次要對準系統
BD．．．主框架
CUa~CUc,CUa’,CUb．．．線圈單元
FLG．．．凸緣部
FM1,FM2．．．計測板
IA．．．曝光區域
IAR．．．照明區域
IL．．．照明光
Lq．．．液體
LV．．．基準軸
MUa,MUb．．．磁鐵單元
PL．．．投影光學系統
PU．．．投影單元
R．．．標線片
RG‧‧‧光柵
RA1 ,RA2 ‧‧‧標線片對準系統
Ta1 、Tb1 、Ta2 、Tb2 ‧‧‧軟管
TCa,TCb‧‧‧軟管載體
W‧‧‧晶圓
WFS,WFS1,WFS2‧‧‧微動載台
WCS,WCS1,WCS2‧‧‧粗動載台
WST,WST1,WST2,WST1’,WST’‧‧‧晶圓載台
RST‧‧‧標線片載台
80a‧‧‧凹部
第一圖係概略顯示一種實施形態之曝光裝置的結構圖。
第二圖係第一圖之曝光裝置的平面圖。
第三圖係從+Y側觀察第一圖之曝光裝置的側視圖。
第四(A)圖係曝光裝置具備之晶圓載台WST1的平面圖，第四(B)圖係第四(A)圖之B-B線剖面的側立面圖，第四(C)圖係第四(A)圖之C-C線剖面的側立面圖。
第五圖係顯示微動載台位置計測系統之結構圖。
第六圖係用於說明第一圖之曝光裝置具備的主控制裝置之輸入輸出關係的區塊圖。
第七圖係顯示對放置於晶圓載台WST1上之晶圓進行曝光，在晶圓載台WST2上係進行晶圓更換之狀態圖。
第八圖係顯示對放置於晶圓載台WST1上之晶圓進行曝光，而對放置於晶圓載台WST2之晶圓進行晶圓對準的狀態圖。
第九圖係顯示晶圓載台WST2在平台14B上向右側急停位置移動的狀態圖。
第十圖係顯示晶圓載台WST1與晶圓載台WST2向急停位置之移動結束的狀態圖。
第十一圖係顯示對放置於晶圓載台WST2上之晶圓進行曝光，在晶圓載台WST1上係進行晶圓更換之狀態圖。
第十二(A)圖係顯示第一種變形例之晶圓載台的平面圖，第十二(B)圖係第十二(A)圖之B-B線剖面的側立面圖。
第十三(A)圖係顯示第二種變形例之晶圓載台的平面圖，第十三(B)圖係顯示第三種變形例之晶圓載台的平面圖。
8．．．局部液浸裝置
12．．．底座
13．．．標線片干擾儀
14A、14B．．．平台
15．．．移動鏡
32．．．噴嘴單元
40．．．鏡筒
50．．．載台裝置
71．．．計測桿
74．．．垂掛構件
99．．．對準裝置
100．．．曝光裝置
102．．．底板面
200．．．曝光站
300．．．計測站
AX．．．光軸
BD．．．主框架
FLG．．．凸緣部
IA．．．曝光區域
IAR．．．照明區域
IL．．．照明光
Lq．．．液體
PL．．．投影光學系統
PU．．．投影單元
R．．．標線片
RA1．．．標線片對準系統
W．．．晶圓
WST1,WST2．．．晶圓載台
RST．．．標線片載台

Claims (17)

  1. 一種移動體裝置，其具備：第一移動體；第二移動體，其係形成包圍前述第一移動體周圍之框狀，可相對移動而支撐前述第一移動體，並且可沿著包含第一軸及第二軸之指定的二維平面移動；平面馬達，其係產生沿著前述第一軸方向的驅動力、以及沿著前述第二軸方向的驅動力，在前述二維平面內之指定範圍驅動前述第二移動體；及致動器，其係對前述第二移動體而驅動前述第一移動體。
  2. 如申請專利範圍第1項之移動體裝置，其中前述第二移動體係為矩形框狀構件，其具有：一對被驅動構件，其係具有前述平面馬達之動子，且與前述第一軸平行且以指定間隔配置於與前述第二軸平行之方向；及一對連接構件，其係分別與前述第二軸平行地配置，而連接前述一對被驅動構件之與前述第一軸平行的方向之各個一端部與另一端部。
  3. 如申請專利範圍第2項之移動體裝置，其中前述第一移動體在與前述第二軸平行之方向的一端部與另一端部，分別支撐於前述一對被驅動構件。
  4. 如申請專利範圍第2項之移動體裝置，其中在前述一對被驅動構件中配置前述致動器之一部分。
  5. 如申請專利範圍第2項之移動體裝置，其中進一步具備供給路徑構件，其係架設於前述一對連接構件之至少一方與前述第一移動體之間，而形成用於從外部對前述第一移動體供給用力之供給路徑。
  6. 如申請專利範圍第5項之移動體裝置，其中在前述第一移動體中形成在與前述連接構件相對之側面開口的凹部，前述供給路徑構件之前述第一移動體側的端部係配置 於前述凹部內。
  7. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之移動體裝置，其中前述致動器係平面馬達。
  8. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之移動體裝置，其中前述致動器係線性馬達。
  9. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之移動體裝置，其中前述致動器可將前述第一移動體對前述第二移動體，在包含與前述第一軸平行之方向及與第二軸平行之方向的六個自由度方向上驅動。
  10. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之移動體裝置，其中前述致動器可在前述二維平面內之不在同一直線上的至少三處，分別獨立地產生平行於與前述二維平面正交之第三軸的方向之推力。
  11. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之移動體裝置，其中前述致動器可在前述二維平面內之不在同一直線上的至少三處，分別獨立地產生對前述二維平面傾斜方向之推力。
  12. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之移動體裝置，其中在前述第二移動體中形成貫穿於與前述二維平面正交之第三軸平行的方向之開口部，前述第一移動體配置於前述開口部內。
  13. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之移動體裝置，其中前述第二移動體之表面與前述第一移動體之表面係配置於與前述二維平面平行之同一平面上。
  14. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之移動體裝置，其中前述第一移動體對前述第二移動體在與前述第一軸平行之方向的移動行程，比與前述第二軸平行之方向的移動行程大。
  15. 如申請專利範圍第1~6項中任一項之移動體裝置，其中前述第一移動體以非接觸方式支撐於前述第二移動體。
  16. 一種曝光裝置，係藉由能量光束將物體曝光，其具備：如申請專利範圍第1~6項之移動體裝置，且在前述第 一移動體上放置前述物體。
  17. 一種裝置製造方法，其包含：使用申請專利範圍第16項之曝光裝置將物體曝光；及將曝光之前述物體顯像。
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