CN101138070B - 载台装置及曝光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供载台装置及曝光装置。晶片载台(WST)及计测载台(MST)被构成为可沿着底盘(21)上表面移动，通过相互靠近而成为一体并沿Y方向移动，来进行水(Lq)的转移。对准系统(45)测定晶片载台(WST)与计测载台(MST)的相互靠近的边缘部，聚焦/调平检测系统(64)测定晶片载台(WST)及计测载台(MST)相互靠近状态下的Z方向的阶梯差。在使两载台靠近的情况下，基于这些测定结果来调整晶片载台(WST)与计测载台(MST)之间的相对位置。

Description

载台装置及曝光装置
技术领域
本发明涉及具备多个载台的载台装置及曝光装置。
本申请基于2005年8月5日申请的日本专利特愿2005-227666号主张优先权，并在这里引用其内容。
背景技术
在作为半导体元件、液晶显示元件、拍摄装置(CCD(Charge CoupledDevice)等)、薄膜磁头等器件的制造工序之一的光刻工序中，为了将作为掩模的母版的图案经由投影光学系统转印到作为衬底的涂布了光刻胶的晶片(或玻璃板等)上，而使用曝光装置。作为该曝光装置，使用步进曝光装置(stepper)等成批曝光型(静止曝光型)的投影曝光装置、或扫描步进曝光装置等扫描曝光型的投影曝光装置(扫描型曝光装置)等。
近年来，实现了为了提高析像度，而在投影光学系统与晶片之间充满折射率高于气体的液体来增大投影光学系统的数值孔径以提高析像度的浸液式的曝光装置。以下的专利文献1中公开有如下的技术，即，在这种曝光装置中，设置被设定于与晶片的高度位置相同的高度位置上的平面板，在晶片的更换时，通过一边使晶片从投影光学系统的正下方退避，一边将平面板向投影光学系统的正下方移动，而将投影光学系统与晶片之间的液体暂时转移到平面板上，在更换结束后，通过一边使位于投影光学系统的正下方的平面板退避，一边将新的晶片配置于投影光学系统的正下方，就可以在投影光学系统与新的晶片之间充满液体。
专利文献1：日本专利特开2005-19864号公报
然而，在如将投影光学系统与晶片之间的液体暂时转移到上述的专利文献1中公开的平面板上，或者将转移到平面板上的液体再次转移到晶片上时那样，在两个构件之间转移液体之时，一旦在这些构件之间产生规定的宽度以上的间隙，则会有可能泄漏液体。一旦液体泄漏，则会浸入到载台内而出现生锈等情况，使得衬底载台的性能恶化。另外，载台的温度会因液体的气化热而变动，从而有可能导致曝光精度(析像度、转移忠实度、重合精度、线宽误差等)的降低。
发明内容
本发明的目的在于，提供能够转移液体而不产生泄漏及液体的残留的载台装置及曝光装置。
本发明采用了与实施方式中所示的各图对应的以下的构成。但是，加在各要素上的带括号的符号只不过是该要素的例示，并非限定各要素。
依照本发明的第一方式，提供一种载台装置，其具备：沿着基准面(21a)移动的第一及第二载台(WST、MST)；计测沿着与上述基准面交叉的第一方向的、上述第一及第二载台之间的第一间隙(G2)的第一计测装置(64)；基于上述第一计测装置的计测结果来调整上述第一间隙的第一调整装置(20、27、47)。
根据该载台装置，可利用第一计测装置来计测第一载台与第二载台之间的交叉方向上的相对位置，基于该计测结果并利用第一调整装置来调整第一载台与第二载台之间的相对位置。
依照本发明的第二方式，提供一种载台装置，其具备：沿着基准面(21a)移动的第一及第二载台(WST、MST)；计测上述第一及第二载台的沿着上述基准面的各位置的计测装置(22、23)；检测上述第一载台的上表面的边缘及上述第二载台的上表面的边缘的检测装置(45)；基于上述计测装置的计测结果和上述检测装置的检测结果来调整上述第一及第二载台的至少一个载台的沿着上述基准面的位置的调整装置(20、28a、28b、48a、48b)。
根据该载台装置，可利用位置检测装置来分别检测出第一载台及第二载台的第一方向的位置，并且利用检测装置来分别检测出第一载台上表面的边缘部及第二载台上表面的边缘部，基于这些检测结果并利用调整装置来调整第一载台和第二载台的至少一方的第一方向的位置。
依照本发明的第三方式，提供一种曝光装置，其是经由液体(Lq)将衬底(W)曝光的曝光装置，且具备基于第一方式的载台装置，上述第一计测装置不经由上述液体地计测上述第一间隙。
依照本发明的第四方式，提供一种曝光装置，其是经由液体(Lq)将衬底(W)曝光的曝光装置，且具备基于第二方式的载台装置，上述检测装置不经由上述液体地检测上述第一载台的上表面的边缘及上述第二载台的上表面的边缘。
依照本发明的第五方式，提供一种器件制造方法，其是具有曝光工序的器件制造方法，且使用上述的曝光装置。
依照本发明的第六方式，提供一种为了进行浸液曝光而使浸液区域在相互可相对移动的第一构件(WST)和第二构件(MST)之间移动的方法，其具有：在上述第一构件与上述第二构件之间使液体(Lq)移动的第一步骤；在上述第一步骤之前，计测上述第一构件与上述第二构件之间的位置关系的第二步骤。
依照本发明的第七方式，提供一种曝光方法，其是经由液体(Lq)将保持在第一构件(WST)上的衬底(W)曝光的曝光方法，且具备：在上述第一构件、与可相对上述第一构件移动的第二构件(MST)之间使液体移动的第一步骤；计测上述第一构件与上述第二构件之间的位置关系的第二步骤。
依照本发明的第八方式，提供一种具有曝光工序的器件制造方法，其使用上述的曝光方法。
依照本发明的第九方式，提供一种制造经由液体(Lq)将衬底(W)曝光的曝光装置(EX)的方法，其具备：供给上述的载台装置的步骤；不经由液体地计测上述第一载台和上述第二载台之间的位置关系的步骤。
根据本发明，由于基于第一载台及第二载台的相对位置的计测结果来调整第一载台及第二载台的相对位置，所以在第一载台与第二载台之间转移液体的情况下，能够转移液体而不产生泄漏及液体的残留。
附图说明
图1是表示基于本发明一个实施方式的曝光装置简要构成的侧视图。
图2是表示载台装置的构成的立体图。
图3是表示曝光装置的控制系统的构成的方框图。
图4A是表示水的转移时的晶片载台与计测载台之间的位置关系的图。
图4B是表示水的转移时的晶片载台与计测载台之间的位置关系的图。
图5A是用于说明使用了对准系统的晶片载台与计测载台之间的Y方向上的相对位置测定的图。
图5B是用于说明使用了对准系统的晶片载台与计测载台之间的Y方向上的相对位置测定的图。
图6A是用于说明使用了对准系统的晶片载台与计测载台之间的Y方向上的相对位置测定的图。
图6B是用于说明使用了对准系统的晶片载台与计测载台之间的Y方向上的相对位置测定的图。
图7A是用于说明使用了聚焦/调平检测系统的晶片载台与计测载台之间的Y方向上的相对位置测定的图。
图7B是用于说明使用了聚焦/调平检测系统的晶片载台与计测载台之间的Y方向上的相对位置测定的图。
图8是用于说明设置于对准系统中的聚焦状态检测系统的检测原理的图。
图9A是晶片载台与计测载台处于靠近状态时的边缘部的放大图。
图9B是晶片载台与计测载台处于靠近状态时的边缘部的放大图。
图9C是晶片载台与计测载台处于靠近状态时的边缘部的放大图。
图9D是晶片载台与计测载台处于靠近状态时的边缘部的放大图。
图10是表示微型器件的制造工序的一个例子的流程图。
其中符号说明如下：
20主控制装置，         21a移动面，             22、23 Y轴干涉仪，
27第一驱动系统，       28a、28b第二驱动系统，  45对准系统，
47第一驱动系统，       48a、48b第二驱动系统，
64聚焦/调平检测系统，  Lq水(液体)，            MST掩模载台，
ST载台装置，           W晶片(衬底)，           WST晶片载台。
具体实施方式
下面，参照附图对基于本发明的一个实施方式的载台装置及曝光装置进行详细说明。图1是表示基于本发明的一个实施方式的曝光装置的简要构成的侧视图。图1中所示的曝光装置EX是如下的步进扫描(step andscan)方式的扫描曝光型的曝光装置，即，一边相对于图1中的投影光学系统PL将作为掩模的母版R和作为衬底的晶片W相对移动，一边将形成于母版R上的图案逐次转印到晶片W上。
而且，以下的说明中，如果需要，则在图中设定XYZ正交坐标系，在参照该XYZ正交坐标系的同时对各构件的位置关系进行说明。图1中所示的XYZ正交坐标系中，X轴及Y轴被设定为包含于与晶片W的移动面平行的面中，Z轴被设定为沿着投影光学系统PL的光轴AX的方向。另外，本实施方式中，将使母版R及晶片W同步移动的方向(扫描方向)设定为Y方向。
如图1所示，本实施方式的曝光装置EX包括：照明光学系统ILS、保持作为掩模的母版R的母版载台RST；投影单元PU；载台装置ST，其具有保持作为衬底的晶片W的作为第一载台的晶片载台WST和作为第二载台的计测载台MST；及它们的控制系统。照明光学系统ILS利用照明光(曝光光)IL以大致均一的照度来照明由未图示的母版遮帘(reticleblind)规定的母版R上的狭缝状的照明区域。这里，作为照明光IL，作为一个例子可以使用ArF准分子激光(波长193nm)。
在母版载台RST上，例如利用真空吸附来保持有在图案面(图1中的-Z侧的面)上形成有图案的母版R。母版载台RST构成为：例如可以利用包含线性电动机的母版载台驱动部11(图1中未图示，参照图3)，在与照明光学系统ILS的光轴(与后述的投影光学系统PL的光轴AX一致)垂直的XY平面内进行微小驱动，并且可沿扫描方向(Y方向)以被指定的扫描速度驱动。
母版载台RST的载台移动面内的位置(包括绕Z轴的旋转)，可以利用激光干涉仪(以下称作母版干涉仪)12，并借助移动镜13(实际上设有具有与Y轴正交的反射面的Y移动镜、和与X轴正交的反射面的X移动镜)，例如以0.5～1nm左右的分辨率常时被检测出。该母版干涉仪12的计测值被输出到主控制装置20(图1中未图示，参照图3)。主控制装置20基于该母版干涉仪12的计测值来算出母版载台RST的X方向、Y方向及θZ方向(绕Z轴的旋转方向)的位置，并且基于该算出结果来控制母版载台驱动部11，由此来控制母版载台RST的位置(及速度)。
在母版载台RST的上方，沿X方向隔开规定距离地设有由使用了曝光波长的光的TTR(Through The Reticle)对准系统构成的一对母版对准检测系统14a、14b。母版对准检测系统14a、14b是同时观察母版RST上的一对母版对准标记、和与它们对应的计测载台MST上的一对基准标记的经过投影光学系统PL的共轭像的系统。作为这些母版对准检测系统14a、14b，例如可以使用与日本专利特开平7-176468号公报(对应美国专利为第5,646,413号)等中所公开的系统相同的构成的系统。
投影单元PU包括：镜筒15、在镜筒15内被以规定的位置关系保持的包括多个光学元件的投影光学系统PL。作为投影光学系统PL，例如可以使用由具有Z方向的共通的光轴AX的多个透镜(透镜元件)构成的折射光学系统。另外，虽然图示省略，但是构成投影光学系统PL的多个透镜当中的特定的多个透镜被基于来自主控制装置20的指令由成像特性修正控制器16(参照图3)控制，可实现对投影光学系统PL的光学特性(包括成像特性)，例如倍率、失真、彗形像差及像面弯曲(包括像面倾斜)等的调整。
另外，本实施方式的曝光装置EX中，为了进行应用了浸液法的曝光，在作为投影光学系统PL的最为靠近像面(晶片W侧)的光学元件的透镜(以下也称作前透镜)GL的附近，设有浸液装置17的液体供给管嘴18a、和液体回收管嘴18b。在液体供给管嘴18a上，连接有将其一端与液体供给装置19a(图1中未图示，参照图3)连接的未图示的供给管的另一端。在液体回收管嘴18b上，连接有将其一端与液体回收装置19b(图1中未图示，参照图3)连接的未图示的回收管的另一端。
作为上述的液体，在这里使用ArF准分子激光(波长193nm的光)透过的超纯水(以下除了特别需要的情况以外，简记为“水”)。超纯水具有如下的优点，即，在半导体制造工厂等可以容易地大量获得，并且对于涂布在晶片W上的光刻胶及光学透镜等不会造成不良影响。这里，水的折射率n约为1.44，在该水中照明光IL的波长被短波长化为193nm×1/n＝约134nm。另外，也可以供给与晶片W的温度大致相同的温度的液体而形成浸液区域。这样，能够防止由与液体的温差造成的晶片W的热变形等。  液体供给装置19根据来自主控制装置20的指示将与供给管连接的阀以规定开度打开，经由液体供给管嘴18a向前透镜GL与晶片W之间供给水。另外，液体回收装置19b根据来自主控制装置20的指示将与回收管连接的阀以规定开度打开，并经由液体回收管嘴18b从前透镜GL与晶片W之间将水回收到液体回收装置19b(液体的罐)的内部。此时，主控制装置20对于液体供给装置19a及液体回收装置19b下达指令，使得从液体供给管嘴18a向前透镜GL与晶片W之间供给的水的量、与经由液体回收管嘴18b回收的水的量始终相等。从而，在前透镜GL与晶片W之间可保持恒定量的水Lq(参照图1)。而且，保持于前透镜GL与晶片W之间的水Lq始终被更换。
如上说明所示，本实施方式的曝光装置的浸液装置17是包括液体供给装置19a、液体回收装置19b、供给管、回收管、液体供给阀18a及液体回收阀18b等的局部浸液装置。
载台装置ST例如包括：配置于半导体工厂的地面FL上的框架脚轮(frame caster)FC；设于框架脚轮FC上的底盘21；配置于底盘21的上方且沿着底盘21的上表面(移动面)21a移动的晶片载台WST及计测载台MST；包括检测出这些载台WST、MST的位置的Y轴干涉仪22、23的干涉仪系统24(参照图3)；以及驱动载台WST、MST的载台驱动部25(参照图3)。上述的晶片载台WST为了将母版R的图案曝光转印到晶片W上而将晶片W保持并移动。另一方面，计测载台MST是在晶片载台WST不与投影光学系统PL相对置的期间中，例如在晶片载台WST为了进行晶片W的更换而位于加载位置上的期间，位于投影光学系统PL的下方并进行各种计测的载台。而且，浸液装置17可将投影光学系统PL的前透镜GL与晶片载台WST之间，以及投影光学系统PL的前透镜GL与计测载台MST之间，都用水充满。
下面，对载台装置ST的构成进行详细说明。图2是表示载台装置ST的构成的立体图。如图2中所示，框架脚轮FC是在X方向的一侧与另一侧之间的端部附近一体化地形成有以Y方向作为长度方向且向上方突出的突部FCa、FCb的近似呈平板状的构件。底盘(平台)21被配置于由框架脚轮FC的突部FCa、FCb夹隔的区域上。底盘21的上表面(移动面)21a被加工成为平坦度极高，而成为晶片载台WST及计测载台MST沿着XY平面移动之时的导向面。
晶片载台WST，如图2中所示，包括配置于底盘21上的晶片载台主体26、和搭载于晶片载台主体26上的晶片台WTB。晶体载台主体26由截面为矩形框状且沿X方向延伸的空心构件构成。在该晶片载台主体26的下面，设有如本申请的申请人在先前申请的日本专利特愿2004-215434号(对应国际公开2006/009254)中记载的那样的自重消除机构。该自重消除机构具有对波纹管施加内压而支承晶片载台WST的支承部、和与作为导向面的移动面21a相对置而使晶片载台WST相对于移动面21a悬浮的空气轴承部。
另外，晶片载台WST具备：第一驱动系统27，其将晶片载台主体26沿X方向长行程地驱动，并且沿Y方向、Z方向、θx(绕X轴的旋转方向)、θy(绕Y轴的旋转方向)、θz(绕Z轴的旋转方向)微小驱动；第二驱动系统28a、28b，其将晶片载台主体26及第一驱动系统27沿Y方向长行程地驱动。另外，晶片载台WST还具备：沿X方向进行匀速运动的套管架(tube carrier)29、和将真空或空气等的升力从套管架29向晶片载台主体26非接触地传递的未图示的6个自由度管道。这里，套管架29沿X方向进行匀速运动是为了减少因套管架29的驱动而产生的反作用力对晶片载台主体26造成的影响。
在晶片载台主体26的+X侧的侧面及-X侧的侧面，分别形成有3个开口。以经由这些开口当中的形成于各个侧面的大致中央部的开口而贯穿晶片载台主体26的方式，设有具备多个线圈的Y轴用固定件33。另外，以分别经由形成于各个侧面上的3个开口当中的、沿Y方向夹隔Y轴用固定件33所贯穿的开口而形成的2个开口来贯穿晶片载台主体26的方式，设有2个X轴用固定件34a、34b。另外，在上述的3个开口中分别设有永久磁铁。
上述的Y轴用固定件33与设于其所贯穿的开口中的永久磁铁协作而将晶片载台主体26沿Y方向微小驱动。另外，上述2个X轴用固定件34a、34b分别与设于各自所贯穿的开口中的永久磁铁协作而将晶片载台主体26沿X方向长行程地驱动。这里，通过使各个X轴用固定件34a、34b的驱动量不同，可以将晶片载台主体26沿θz方向旋转。
即，第一驱动系统27具备：由X轴用固定件34a、34b和永久磁铁构成的动磁铁型的线性电动机、和由X轴用固定件34a、34b和永久磁铁构成的动磁铁型的线性电动机。而且，这里虽然以具备动磁铁型的线性电动机的情况为例进行了说明，但是也可以具备可动线圈型的线性电动机。另外，如上所述，晶片载台WST是在X方向的移动上，不具有引导其移动的导向构件的无导向载台。
另外，在晶片载台主体26的下方，设有沿X方向延伸的2个Z轴固定件及与它们对应的永久磁铁(均未图示)。通过分别控制各个Z轴固定件的驱动量，可以将晶片载台主体26沿Z方向、θx、θy方向驱动。另外，为了将套管架29沿X方向驱动，还设有沿X方向延伸的固定件37。而且，上述的各Y轴用固定件33、X轴用固定件34a、34b、Z轴固定件及固定件37分别将两端固定于构成第二驱动系统28a、28b的可动件39a、39b。
在框架脚轮FC的突部FCa、FCb的上方，分别配设有构成第二驱动系统28a、28b的沿Y方向延伸的Y轴用的固定件38a、38b。这些Y轴用的固定件38a、38b被在各自的下面设置的未图示的气体静压轴承，例如空气轴承，在突部FCa、FCb的上方夹隔规定的余隙地悬浮支承。这是由于，利用因晶片载台WST或计测载台MST的Y方向的移动而产生的反作用力，固定件38a、38b作为Y方向的Y平衡配重(counter mass)而向相反方向移动，根据动量守恒的法则将该反作用力抵消。
在这些固定件38a、38b之间配置有上述的晶片载台主体26等，固定于Y轴用固定件33、X轴用固定件34a、34b、Z轴固定件及固定件37的各自的两端上的可动件39a、39b被从固定件38a、38b的内侧分别插入。固定件38a、38b具备沿着Y方向排列的永久磁铁，可动件39a、39b具备沿着Y方向排列的线圈。即，第二驱动系统28a、28b具备将晶片载台WST沿Y方向驱动的可动线圈型的线性电动机。而且，这里虽然是以具备可动线圈型的线性电动机的情况为例进行说明，但是也可以具备动磁铁型的线性电动机。
晶片载台WST是在Y方向的移动上，除了固定件38a与可动件39a之间的电磁的耦合、及固定件38b与可动件39b之间的电磁耦合以外，不具有引导其移动的导向构件的无导向载台。而且，在将晶片载台WST沿X方向驱动时的反作用力是借助设于第二驱动系统28a、28b的固定件38a、38b与可动件39a、39b之间的电磁耦合向未图示的X平衡配重传递的。该X平衡配重被设于框架脚轮FC的突部FCa、FCb与固定件38a、38b之间，且构成为支承作为Y方向的平衡配重所使用的固定件38a、38b并可沿X方向移动。通过沿与晶片载台WST及/或计测载台MST的X方向的移动相反的方向移动X平衡配重，可以抵消在将晶片载台WST沿X方向驱动时的反作用力。而且，本实施方式的载台装置ST虽然X平衡配重及Y平衡配重由晶片载台WST和计测载台MST共有，但是也可以只是任意一方的平衡配重由晶片载台WST和计测载台MST共有。
在晶片台WTB上，设有保持晶片W的晶片夹具40。晶片夹具40具备板状的主体部和具有疏液性(疏水性)的辅助平板，该辅助平板被固定于该主体部的上表面且在其中央形成有比晶片W的直径更大的圆形开口。在该辅助平板的圆形开口内部的主体部的区域配置有多个(多数)销栓。在利用该多个销栓支承晶片W的状态下将其真空吸附。该情况下，在晶片W被真空吸附的状态下，该晶片W的表面与辅助平板的表面的高度达到大致相同的高度。而且，也可以不设置辅助平板，而对晶片台WTB的表面赋予疏液性。
另外，如图2中所示，在晶片台WTB的X方向的一端(+X侧端)，利用镜面加工形成有与X方向正交的(沿Y方向延伸的)反射面41X。在晶片台WTB的Y方向的一端(+Y侧端)，同样地利用镜面加工形成有与Y方向正交的(沿X方向延伸的)反射面41Y。向这些反射面41X、41Y，分别投射来自构成干涉仪系统24(参照图3)的X轴干涉仪42、Y轴干涉仪23的干涉仪光束(光束)。
通过X轴干涉仪42及Y轴干涉仪23分别接收来自反射面41X、41Y的反射光，而检测出各反射面41X、41Y的距离基准位置(一般来说是在投影单元PU侧面及/或投影光学系统PL的+Y方向侧配置的离轴型的对准系统45(参照图1、图3)的侧面配置固定镜，将该处作为基准面)的计测方向的位移。而且，也可以取代在晶片台WTB的端面形成反射面41X、41Y的构成，而设为在晶片台WTB的上表面，分别设置具有沿X方向延伸的反射面(41Y)的Y移动镜及具有沿Y方向延伸的反射面(41X)的X移动镜的构成。
X轴干涉仪42具有穿过投影光学系统PL的投影中心(光轴AX，参照图1)且平行于X轴的测长轴、和穿过对准系统45的计测视野中心且平行于X轴的测长轴。X轴干涉仪42在曝光时以穿过投影光学系统PL的投影中心位置的测长轴来检测出晶片台WTB的X方向的位置，在增强全局对准(EGA)之时以穿过对准系统45的计测视野中心的测长轴来测定晶片台WTB的X方向的位置。另外，X轴干涉仪42根据基线量的计测及/或设于计测载台MST上的各种计测仪器的计测内容适当地使用2个测长轴来测定计测台MTB的X方向的位置。
也就是说，X轴干涉仪42能够分别以Y方向的投影中心位置及对准中心位置来计测晶片台WTB或计测台MTB的X方向的位置。而且，所谓基线量是表示晶片载台WST相对于由投影光学系统PL投影的图案的投影像的位置关系的量，具体来说，是投影光学系统PL的投影中心与对准系统45的计测视野中心的距离。Y轴干涉仪23具有连结投影光学系统PL的投影中心(光轴AX，参照图1)及对准系统45的计测视野中心的平行于Y轴的测长轴，主要检测出晶片台WTB的Y方向的位置。
计测载台MST除了套管架29及未图示的6个自由度管道以外，是大致上与晶片载台WST相同的构成。也就是说，计测载台MST如图2中所示，具备配置于底盘21上的计测载台主体46、和搭载于计测载台主体46上的计测台MTB。另外，计测载台MST具备：第一驱动系统47，其将计测载台主体46沿X方向长行程地驱动，并且沿Y方向、Z方向、θx、θy、θz微小驱动；第二驱动系统48a、48b，其将计测载台主体46及第一驱动系统47沿Y方向长行程地驱动。计测载台主体46由截面为矩形框状且沿X方向延伸的空心构件构成。
第一驱动系统47与针对晶片载台WST设置的第一驱动系统27相同，包括：配置于各个在计测载台主体46的±X方向的端面设置的3个开口中的成对的永久磁铁；穿过各个开口而将计测载台主体46沿X方向贯穿，且具备多个线圈的1个Y轴用固定件及2个X轴用固定件。这些永久磁铁以及X轴用固定件及Y轴用固定件将计测载台主体46沿X方向以长行程驱动，并且沿Y方向微小驱动，另外还将其沿θz方向旋转。另外，第一驱动系统47具备：设于计测载台主体46的下面的永久磁铁、和与这些永久磁铁协作产生推力的Z轴固定件。利用这些永久磁铁及Z轴固定件，能够将计测载台主体46沿Z方向、θx、θy方向驱动。而且，虽然这里例举出第一驱动系统47具备动磁铁型的线性电动机的情况而进行说明，然而也可以具备可动线圈型的线性电动机。
第二驱动系统48a、48b包括：固定件38a、38b；将计测载台主体46沿X方向贯穿的X轴用固定件及Y轴用固定件；以及在计测载台主体46的下方(-Z方向)配置的Z轴用固定件的两端上固定的可动件49a、49b，可动件49a、49b被分别从固定件38a、38b的内侧插入。可动件49a、49b具备沿着Y方向排列的线圈，并与具备沿着Y方向排列的永久磁铁的固定件38a、38b协作产生朝向Y方向的推力。即，第二驱动系统48a、48b具备将计测载台MST沿Y方向驱动的可动线圈型的线性电动机。像这样，本实施方式中，是固定件38a、38b由将晶片载台WST沿Y方向驱动的线性电动机(促动器部)、和将计测载台MST沿Y方向驱动的线性电动机(促动器部)共有的构成。而且，这里虽然是例举出具备可动线圈型的线性电动机的情况而进行说明，然而也可以具备动磁铁型的线性电动机。
利用以上说明的驱动晶片载台WST的第一驱动系统27及第二驱动系统28a、28b；以及驱动计测载台MST的第一驱动系统47及第二驱动系统48a、48b来构成图3中所示的载台驱动部25的至少一部分。构成该载台驱动部25的各种驱动机构由图3中所示的主控制装置20控制。也就是说，主控制装置20借助载台驱动部25，来控制例如晶片W的曝光前的计测载台MST的移动及曝光时的晶片载台WST的移动。
计测台MTB例如由Schott日本株式会社制的Zerodur(注册商标)等低热膨胀材料形成，且其上表面具有疏液性(疏水性)。该计测台MTB例如被利用真空吸附保持于计测载台主体46上，且构成为可更换的。计测台MTB的表面的高度被设定为与设于晶片台WTB上的晶片夹具40的表面的高度基本上相同。在该计测台MTB的X方向的一端(+X侧端)，利用镜面加工形成有与X方向正交的(沿Y方向延伸的)反射面51X。在计测台MTB的Y方向的一端(-Y侧端)，同样地利用镜面加工形成有与Y方向正交的(沿X方向延伸的)反射面51Y。
向这些反射面51X、51Y，分别投射来自构成干涉仪系统24(参照图3)的X轴干涉仪42、Y轴干涉仪22的干涉仪光束(光束)。通过由X轴干涉仪42及Y轴干涉仪22分别接收来自反射面51X、51Y的反射光，而检测出各反射面51X、51Y的距离基准位置(一般来说在投影单元PU侧面及/或离轴型的对准系统45(参照图1、图3)的侧面配置固定镜，将该处作为基准面)的计测方向的位移。
而且，也可以取代在计测台MTB的端面形成反射面51X、51Y的构成，而设为在计测台MTB的上表面，分别设置具有沿X方向延伸的反射面(51Y)的Y移动镜及具有沿Y方向延伸的反射面(51X)的X移动镜的构成。上述的Y轴干涉仪22与Y轴干涉仪23相同，具有连结投影光学系统PL的投影中心(光轴AX，参照图1)及对准系统45的计测视野中心的平行于Y轴的测长轴。除了晶片载台WST为了进行晶片W的更换而位于加载位置(图示略)的期间以外，Y轴干涉仪22检测出计测台MTB的Y方向的位置。
另外，计测载台MST具备用于进行有关曝光的各种计测的计测仪器组。作为该计测仪器组，例如有空间像计测装置、波像差测定装置及曝光检测装置等。空间像计测装置是计测穿过投影光学系统PL和水而投影于计测台MTB上的空间像的装置。另外，作为上述的波像差测定装置，可以使用例如国际公开第99/60361号小册子(对应欧洲专利第1,079,223号说明书)等中所公开的波像差测定装置。
另外，上述的曝光检测装置是检测出与穿过投影光学系统PL而向计测台MTB照射的曝光光的曝光能量有关的信息(光量、照度、照度不均等)的检测装置，例如可以使用日本专利特开昭57-117238号公报(对应美国专利第4,465,368号)等中所公开的照度不均计测器及例如日本专利特开平11-16816号公报(对应美国专利申请公开第2002/0061469号说明书)等中公开的照度监视器。而且，图3中，将以上所说明的空间像计测装置、波像差测定装置及曝光检测装置作为计测仪器组63来表示。
在计测台MTB上表面的规定位置，设有形成有这些计测仪器组或对准系统45(参照图1、图3)中所用的各种标记的作为计测图案部的基准板53。该基准板53由低热膨胀材料形成，而且上表面具有疏液性(疏水性)，并构成为可相对于计测台MTB更换。
回到图1，设于保持投影单元PU的保持构件上的离轴型的对准系统45计测对象标记(形成于晶片W上的对准标记、形成于基准板53上的基准标记等)的位置。该对准系统45是如下的图像处理方式的FIA(FieldImage Alignment)系统的对准传感器，即，向对象标记照射不会使晶片W上的光刻胶感光的宽频的检测光束，使用拍摄元件(CCD等)拍摄由来自其对象标记的反射光而成像于受光面上的对象标记的像、和未图示的指标(设于对准系统45内的指标板上的指标图案)的像，并将这些拍摄信号输出。来自对准系统45的拍摄信号被供给到图3中所示的主控制装置20。
另外，本实施方式的曝光装置EX，如图1及图3中所示，具备由照射系统64a及受光系统64b构成的聚焦/调平检测系统64。该聚焦/调平检测系统64例如是日本专利特开2004-207710号公报等中公开的系统，从照射系统64a向各个设定于曝光区域(投影光学系统PL的投影区域)内的多个检测点从斜向照射检测光，并用受光系统64b接收其反射光，由此检测出晶片W的Z方向的位置及姿势(绕X轴及Y轴的旋转)。聚焦/调平检测系统64的检测结果被输出到主控制装置20。主控制装置20基于聚焦/调平检测系统64的检测结果来驱动载台驱动部25，并调整在晶片载台WST上保持的晶片W的Z方向上的位置(聚焦位置)及姿势，由此使晶片W的表面以自动聚焦方式及自动调平方式相对于投影光学系统PL的像面成最佳状态地对入。
图3是表示曝光装置EX的控制系统的构成的方框图。图3中所示的控制系统是以由对曝光装置EX的整体的动作进行统一控制的微型计算机(或工作站)构成的主控制装置20为中心而构成的。另外，在主控制装置20上，连接有存储器65、CRT(Cathode Ray Tube)显示器或液晶显示器等显示器66。存储器65储存在控制曝光装置EX的动作方面所需的信息，例如基线量、进行EGA运算而得到的摄像排列、曝光量的历史记录等。显示器66显示由主控制装置20输出的表示曝光装置EX的装置状态的信息及出错信息等各种信息。
下面，对上述构成的曝光装置EX的动作进行说明。本实施方式的曝光装置EX中，利用主控制装置20进行浸液装置17的液体供给装置19a及液体回收装置19b的各阀的开闭控制，在投影光学系统PL的前透镜GL的正下方充满有水Lq的状态下进行晶片W的曝光。当保持于晶片载台WST上的晶片W的曝光结束时，晶片载台WST为了进行晶片W的更换而向加载位置移动，计测载台MST为了进行各种计测而向投影光学系统PL的下方(-Z方向)移动。
此时，计测载台MST靠近晶片载台WST，而使两载台一体化地移动，由此将处于投影光学系统PL的前透镜GL的正下方的水Lq转移给计测载台MST。当结束水Lq的转移时，晶片载台WST向加载位置移动而进行晶片W的更换，计测载台MST停留于投影光学系统PL的下方而进行各种计测。
当晶片W的更换及计测结束时，计测载台MST向规定的退避位置移动，晶片载台WST向投影光学系统PL的下方(-Z方向)移动。此时，晶片载台WST靠近计测载台MST，而使两载台再次一体化地移动，由此将处于投影光学系统PL的前透镜GL的正下方的水Lq从计测载台MST向晶片载台WST转移。
图4A是表示水Lq的转移时的晶片载台WST与计测载台MST的位置关系的俯视图，图4B是侧视图。在水Lq的转移时，一旦使晶片载台WST与计测载台MST接触，就有可能产生机械性损伤，或者有可能产生各载台的位置误差。由此，如图4A中所示地控制各个载台，使得在水Lq的转移时在晶片载台WST与计测载台MST之间保持微小的间隙G1。为了不产生水Lq的泄漏，该间隙G1例如被保持为0.5mm以下(优选为0.2mm左右)。
另外，一旦在水Lq的转移时在晶片载台WST的上表面(晶片夹具40的表面)与计测载台MST的上表面(计测台MTB的表面)之间产生阶梯(间隙G2)，则有可能水Lq无法被完全转移，而残留于转移源的载台上。由此，将两载台的上表面的间隙G2控制为不会产生水Lq的残留。该间隙G2例如被设定为0.1mm以下。
主控制装置20分别控制晶片载台WST及计测载台MST，使得在水Lq的转移时间隙G1例如达到0.5mm以下，并且间隙G2例如达到0.1mm以下。但是可以认为，出于各载台的位置误差的累积等原因，有时无法将间隙G1保持在0.5mm以下，或者无法将间隙G2保持在0.1mm以下。另外还可以认为，一旦在水Lq的转移时产生晶片载台WST或计测载台MST的绕Z轴的旋转，则晶片载台WST与计测载台MST的间隙G1就会与位置对应地变化。
由此，本实施方式中，在曝光装置EX的调试时、定期地维护时、或者在停电或产生了错误的情况下而将曝光装置EX的装置状态设定为初始状态的复位时，使用对准系统45及聚焦/调平检测系统64来计测晶片载台WST与计测载台MST之间的相对位置。而且，在该相对位置的测定时，液体供给装置19a及液体回收装置19b的各阀变为关闭状态，不向投影光学系统PL的前透镜GL的正下方供给水Lq。
图5A、5B、6A及6B是用于说明使用了对准系统45的晶片载台WST与计测载台MST之间的Y方向上的相对位置测定的图。当计测处理开始时，主控制装置20一边监视图1及图2中所示的Y轴干涉仪22、23的检测值，一边驱动设于晶片载台WST上的第二驱动系统28a、28b而使晶片载台WST向加载位置侧退避，并驱动设于计测载台MST上的第二驱动系统48a、48b而将计测载台MST向投影光学系统PL的下方(-Z方向)配置。
此时，移动计测载台MST，使得计测台MTB的+Y方向侧的边缘部e1进入对准系统45的计测视野内。然后，主控制装置20驱动设于计测载台MST上的第一驱动系统47而将计测载台MST沿+X方向移动，如图5A中所示，配置计测载台MST，使得边缘部e1的-X方向的端部(以下称作计测点P11)进入对准系统45的计测视野内。该状态下，使用对准系统45拍摄计测点P11。该拍摄信号被供给到主控制装置20，并与在拍摄计测点P11的时刻由Y轴干涉仪22检测出的检测结果一起被储存。
然后，主控制装置20驱动设于计测载台MST上的第一驱动系统47而将计测载台MST沿-X方向移动，如图5B中所示，配置计测载台MST，使得边缘部e1的+X方向的端部(以下称作计测点P12)进入对准系统45的计测视野内。该状态下，使用对准系统45来拍摄计测点P12。该拍摄信号被供给到主控制装置20，并与在拍摄计测点P12的时刻由Y轴干涉仪22检测出的检测结果一起被储存。主控制装置20对利用以上的处理得到的计测点P11、P12的各个拍摄信号进行图像处理，求得计测点P11、P12的计测视野内的位置信息，基于该位置信息和在拍摄各个拍摄信号的时刻检测出的Y轴干涉仪22的检测结果，求出计测点P11、P12的Y方向上的位置信息。
然后，主控制装置20一边监视图1及图2中所示的Y轴干涉仪22、23的检测值，一边驱动设于计测载台MST上的第二驱动系统48a、48b而使计测载台MST向规定的退避位置侧退避，并且驱动设于晶片载台WST上的第二驱动系统28a、28b而将晶片载台WST向投影光学系统PL的下方(-Z方向)配置。此时，移动晶片载台WST，使得晶片夹具40的-Y方向侧的边缘部e2进入对准系统45的计测视野内。
当移动结束时，主控制装置20驱动设于晶片载台WST上的第一驱动系统27而将晶片载台WST沿+X方向移动，如图6A中所示，配置晶片载台WST，使得边缘部e2的-X方向的端部(以下称作计测点P21)进入对准系统45的计测视野内。该状态下，使用对准系统45来拍摄计测点P21。该拍摄信号被供给到主控制装置20，并与在拍摄计测点P21的时刻由Y轴干涉仪23检测的检测结果一起被储存。
然后，主控制装置20驱动设于晶片载台WST上的第一驱动系统27而将晶片载台WST沿-X方向移动，如图6B中所示，配置晶片载台WST，使得边缘部e2的+X方向的端部(以下称作计测点P22)进入对准系统45的计测视野内。该状态下，使用对准系统45来拍摄计测点P22。该拍摄信号被供给到主控制装置20，并与在拍摄计测点P22的时刻由Y轴干涉仪23检测的检测结果一起被储存。
主控制装置20对利用以上的处理得到的计测点P21、P22的各个拍摄信号进行图像处理，求得计测点P21、P22的计测视野内的位置信息，基于该位置信息和在拍摄各个拍摄信号的时刻检测出的Y轴干涉仪23的检测结果，求出计测点P21、P22的Y方向上的位置信息。
根据利用以上的处理得到的计测点P11、P12的位置信息和计测点P21、P22的位置信息，可求出边缘部e1和边缘部e2之间的Y方向上的相对的位置关系，即晶片载台WST与计测载台MST之间的Y方向上的相对位置。由于是在多个测定点P11、P12来测定边缘部e1，在多个测定点P21、P22测定边缘部e2，因此还可以求出由晶片载台WST或计测载台MST的绕Z轴的旋转引起的边缘部e1与边缘部e2的偏离平行的偏移量。而且，表示利用以上的处理求出的晶片载台WST与计测载台MST的Y方向上的相对位置的信息被储存于存储器65(参照图3)中，用于曝光时的晶片载台WST与计测载台MST的控制。
图7A及图7B是用于说明使用了聚焦/调平检测系统64的晶片载台WST与计测载台MST的Z方向上的相对位置测定的图。当计测处理开始时，主控制装置20一边监视图1及图2中所示的Y轴干涉仪22、23的检测值，一边驱动设于晶片载台WST上的第二驱动系统28a、28b，并分别配置晶片载台WST和计测载台MST，使得边缘部e1、e2以相互接近的状态位于投影光学系统PL的下方(-Z方向)。
此时，如图7A中所示，设定晶片载台WST及计测载台MST的Y方向的位置，使得聚焦/调平检测系统64的检测区域处于晶片夹具40上，且被设定于边缘部e2的附近。当Y方向的配置完成时，主控制装置20驱动设于晶片载台WST上的第一驱动系统27而将晶片载台WST沿+X方向移动，并配置晶片载台WST，使得聚焦/调平检测系统64的检测区域被设定为晶片夹具40上且边缘部e2的-X方向的端部的附近(以下称作计测面P31)。该状态下，使用聚焦/调平检测系统64来检测计测面P31。该检测结果被供给到主控制装置20。
然后，主控制装置20驱动设于晶片载台WST上的第一驱动系统27而将晶片载台WST沿-X方向移动，并配置晶片载台WST，使得聚焦/调平检测系统64的检测区域被设定为晶片夹具40上且边缘部e2的+X方向的端部的附近(以下称作计测面P32)。该状态下，使用聚焦/调平检测系统64检测出计测面P32。该检测结果被供给到主控制装置20。
然后，主控制装置20一边监视图1及图2中所示的Y轴干涉仪22、23的检测值，一边驱动设于计测载台MST上的第二驱动系统48a、48b及设于晶片载台WST上的第二驱动系统28a、28b，并在保持位置关系的同时将晶片载台WST及计测载台MST向+Y方向移动。此时，如图7B所示，设定晶片载台WST及计测载台MST的Y方向的位置，使得聚焦/调平检测系统64的检测区域被设定为计测台MTB上且边缘部e1的附近。
当Y方向的配置完成时，主控制装置20驱动设于计测载台MST上的第一驱动系统47而将计测载台MST沿+X方向移动，并配置计测载台MST，使得聚焦/调平检测系统64的检测区域被设定为计测台MTB上且边缘部e1的-X方向的端部的附近(以下称作计测面P41)。该状态下，使用聚焦/调平检测系统64检测出计测面P41。该检测结果被供给到主控制装置20。
然后，主控制装置20驱动设于计测载台MST上的第一驱动系统47而将计测载台MST沿-X方向移动，并配置计测载台MST，使得聚焦/调平检测系统64的检测区域被设定为计测台MTB上且边缘部e1的+X方向的端部的附近(以下称作计测面P42)。该状态下，使用聚焦/调平检测系统64检测出计测面P42。该检测结果被供给到主控制装置20。
根据利用以上的处理得到的计测面P31、P32的检测结果和计测面P41、P42的检测结果，可求出晶片夹具40与计测台MTB之间的Z方向上的相对的位置关系，即，可求出晶片载台WST与计测载台MST之间的Z方向上的相对位置。而且，表示利用以上的处理求出的晶片载台WST与计测载台MST之间的Z方向上的相对位置的信息被储存于存储器65(参照图3)中，用于曝光时的晶片载台WST与计测载台MST的控制。
在曝光装置EX的调试时、定期的维护时或复位时，一旦以上所说明的计测处理结束，则开始晶片W的曝光处理。下面，对曝光处理的详细情况进行说明。在将晶片W曝光的情况下，计测载台MST被配置于规定的退避位置，保持应当曝光的晶片W的晶片载台WST被配置于投影光学系统PL的下方(-Z方向)。
此后，首先，在从液体供给装置19a供给水Lq之前在晶片W上没有水Lq的状态下，进行形成于晶片W上的对准标记的计测处理。而且，这里设为在晶片W上形成有至少一层(layer)的图案的情况，然而在晶片W上完全没有形成层的图案的情况下，则可以省略对准标记的计测处理。
该计测处理中，主控制装置20一边监视X轴干涉仪42及Y轴干涉仪23的检测结果，一边驱动设于晶片载台WST上的第一驱动系统27及第二驱动系统28a、28b而将晶片载台WST在规定的路径上移动。在该移动的途中，使用对准系统45不经由水Lq地计测形成于晶片W上的多个对准标记。而且，在对准系统45进行对准标记的计测时，晶片载台WST处于停止状态。
这样，可以计测由X轴干涉仪42及Y轴干涉仪23规定的坐标系内的各对准标记的位置信息。而且，由对准系统45对对准标记的计测既可以是计测晶片W上的全部的对准标记，也可以是仅计测其一部分。另外，在对准系统45能够在移动晶片W的同时计测晶片W上的对准标记的情况下，也可以不使晶片载台WST处于停止状态。
另外，在上述的晶片载台WST的移动中，利用聚焦/调平检测系统64不经由水Lq地检测晶片W的表面信息。由聚焦/调平检测系统64对表面信息的检测是按每一个设定于晶片W上的摄像区域(未图示)进行的，检测结果被对应着晶片W的扫描方向(Y轴方向)的位置地储存于主控制装置20中。而且，由聚焦/调平检测系统64对表面信息的检测也可以只是对一部分的摄像区域进行。另外，也可以先完成使用了对准系统45的多个对准标记的位置信息的计测、和使用了聚焦/调平检测系统64的晶片W的表面信息的检测当中的任意一方，其后再执行另一方。
当以上的计测结束时，主控制装置20使用上述的对准标记的计测结果进行增强全局对准(EGA)运算，算出晶片W上的各摄像区域的排列，将该排列信息储存于存储器65中。另外，将使用了上述的聚焦/调平检测系统64的检测结果储存于存储器65中。此外，进行浸液装置17的液体供给装置19a及液体回收装置19b的各阀的开闭控制，向投影光学系统PL的前透镜GL与晶片W(晶片夹具40)之间供给水Lq。
然后，主控制装置20从存储器65中读出各摄像区域的排列信息，在使用预先得到的基线量的计测结果来修正排列信息后，移动晶片载台WST，使得晶片W上的应当最先曝光的摄像区域被配置于扫描开始位置。此后，主控制装置20一边监视X轴干涉仪42及Y轴干涉仪23及母版干涉仪12的检测值，一边控制母版载台驱动部11以及第一驱动系统27及第二驱动系统28a、28b的驱动，将母版R(母版载台RST)和晶片W(晶片载台WST)在Y方向上相对地扫描。
在该扫描中的加速结束后和即将开始减速前之间的匀速移动时，相对于照明光IL的照明区域将母版R(母版载台RST)和晶片W(晶片载台WST)在Y方向上匀速同步移动，从而将母版R的图案转印到晶片W上的应当最先曝光的摄像区域上。在母版R与晶片W的扫描中，从存储器65中读出在液体Lq的供给前使用聚焦/调平检测系统64检测的表面信息，并使用该表面信息来调整晶片W的Z方向的表面位置及姿势。以上的扫描是对设定于晶片W上的全部摄像区域反复进行的。
当对保持于晶片载台WST上的晶片W的曝光结束时，主控制装置20基于Y轴干涉仪22的检测值来控制设于计测载台MST上的第一驱动系统47及第二驱动系统48a、48b的驱动，并使计测载台MST靠近晶片载台WST。此时，主控制装置20读出储存于存储器65中的表示晶片载台WST和计测载台MST之间的相对位置的信息(利用图5A～图7B中所示的计测得到的信息)，控制设于晶片载台WST上的第一驱动系统27及第二驱动系统28a、28b以及设于计测载台MST上的第一驱动系统47及第二驱动系统48a、48b的驱动量，而控制为使晶片载台WST与计测载台MST形成规定的位置关系。具体来说，控制为使图4A中所示的间隙G1例如达到0.5mm以下，并且图4B中所示的间隙G2例如达到0.1mm以下。
此外，主控制装置20通过在保持了上述的位置关系的状态下将两载台WST、MST向+Y方向移动，而使晶片载台WST上的水Lq向计测载台MST上转移。此时，由于利用上述的控制将晶片载台WST与计测载台MST的间隙G1例如设为0.5mm以下，因此可以防止水Lq从晶片载台WST(晶片夹具40)与计测载台MST(计测台MTB)之间泄漏。另外，由于利用上述的控制将晶片载台WST与计测载台MST的间隙G2例如设为0.1mm以下，所以可以防止水Lq残留于晶片载台WST上。
然后，主控制装置20一边基于X轴干涉仪42及Y轴干涉仪23的检测值来管理晶片载台WST的位置，一边控制设于晶片载台WST上的第一驱动系统27及第二驱动系统28a、28b的驱动，将晶片载台WST移动至规定的加载位置，并且进行晶片W的更换。根据需要，与之并行地执行使用了计测载台MST的规定的计测。作为该计测，例如作为一个例子可举出在母版载台RST上的母版更换后进行的对准系统45的基线量的计测。
当以上的晶片载台WST上的晶片W的更换及使用了计测载台MST的计测结束时，主控制装置20使晶片载台WST靠近计测载台MST，再次进行上述的控制，并在保持了晶片载台WST与母版载台RST之间的位置关系的状态下将两载台WST、MST向-Y方向移动。这样，可使计测载台MST上的水Lq向晶片载台WST上转移。此时，由于也是将图4A中所示的间隙G1例如设为0.5mm以下，并且将图4B中所示的间隙G2例如设为0.1mm以下，所以能够防止水Lq从晶片载台WST(晶片夹具40)与计测载台MST(计测台MTB)之间泄漏，并且能够防止水Lq残留于计测载台MST上。
当结束水Lq的转移时，主控制装置20将计测载台MST移动至规定的退避位置，并且使晶片载台WST回到投影单元PU的正下方。此外，在晶片载台WST侧，对更换后的晶片W进行晶片对准，即，进行由对准系统45对更换后的晶片W上的对准标记的检测，并进行EGA运算，算出晶片W上的多个摄像区域的位置坐标。其后，主控制装置20与上述相同地对新的晶片W执行步进扫描方式的曝光动作，向晶片上的多个摄像区域依次转印母版图案。
而且，在上述的使用了对准系统45的晶片载台WST与计测载台MST之间的Y方向上的相对位置测定中，如用图5A～图6B所说明的那样，依次利用对准系统45来测定计测载台MST(计测台MTB)的边缘部e1的2个部位(计测点P11、P12)、和晶片载台WST(晶片夹具40)的边缘部e2的2个部位(计测点P21、P22)。但是，在对准系统45的计测视野的Y方向的大小在1mm左右以上的情况下，最好使计测载台MST与晶片载台WST靠近而将边缘部e1和边缘部e2双方配置于对准系统45的计测视野中并同时进行测定。通过进行这种测定，能够缩短测定所需的时间。
另外，在以上所说明的实施方式中，使用对准系统45来测定晶片载台WST与计测载台MST之间的Y方向上的相对位置，使用聚焦/调平检测系统64来测定晶片载台WST与计测载台MST之间的Z方向上的相对位置。但是，如果使用不仅能够进行XY面内的标记的位置信息的计测，而且还能够检测聚焦状态的对准系统，则能够同时测定晶片载台WST与计测载台MST之间的Y方向及Z方向上的相对位置。
图8是用于说明设于对准系统中的聚焦状态检测系统的检测原理的图。如图8中所示，聚焦状态检测系统70包括物镜71、光瞳分割棱镜72、聚光透镜73及CCD等拍摄元件74。而且，图8中所示的光学构件当中，为了计测标记的位置信息，物镜71最好与设于对准系统中的物镜共用。来自晶片W的表面的反射光像经由物镜71射入到光瞳分割棱镜72而将远心性(telecentricity)破坏。该被破坏了远心性的反射光像被聚光透镜73聚光，成像于拍摄元件74的拍摄面上。
也就是说，聚焦状态检测系统70是将拍摄元件74的拍摄面的位置与来自晶片W的表面的反射光像的成像位置之间的聚焦方向上的偏移量(散焦量)，作为在拍摄元件74的拍摄面上的不同位置上所拍摄的像(由光瞳分割棱镜72分割的像)的间隔的变化而进行检测的系统。这里，如图8的(a)部所示，将散焦量为零的情况的像的间隔设为D1。
当从图8的(a)部所示的状态开始，如图8的(b)部所示，晶片W沿-Z方向散焦时，则被光瞳分割棱镜72分割的像的间隔会变为小于间隔D1的间隔D2。与此相对，当晶片W沿+Z方向散焦时，则被光瞳分割棱镜72分割的像的间隔会变为大于间隔D1的间隔。从而，通过计测拍摄元件74的拍摄面上的像的间隔，能够计测散焦量。通过在对准系统中具备以上所说明的聚焦状态检测系统，能够同时地测定晶片载台WST与计测载台MST之间的Y方向及Z方向上的相对位置。作为其结果，能够缩短在相对位置的测定中所需的时间。
图9A、9B、9C及9D是晶片载台WST与计测载台MST处于靠近状态时的边缘部的放大图。以上的说明中，如图9A中所示，举出晶片载台的晶片台WTB与晶片夹具40之间的-Y方向上的端部被对齐的情况进行了说明。但是，也可以如图9B中所示，在晶片载台WST的-Y方向侧，晶片夹具40相对于晶片台WTB来说沿-Y方向伸出。
另外，也可以如图9C中所示，是如下的构成，即，对于晶片载台WST来说，晶片夹具40处于相对于晶片台WTB沿-Y方向伸出的状态，对于计测载台MST来说，沿着计测台MTB的+Y方向侧的边缘形成有阶梯部90。在这种构成的情况下，在晶片载台WST与计测载台MST相互接近时，沿-Y侧伸出的晶片夹具40会变为将计测台MTB的阶梯部90的上方(+Z方向)覆盖的状态。而且，也可以如图9D中所示，以使形成有阶梯部90的计测台MTB不沿+Y方向伸出的方式构成。
在图9C或图9D中所示的构成的情况下，图中所示的阶梯部91成为计测台MTB的+Y方向侧的边缘部e1(参照图5A或图6A)。这样，在测定晶片载台WST与计测载台MST之间的Y方向上的相对位置的情况下，可使用对准系统45来进行阶梯部91的测定。另外，在使晶片载台WST与计测载台MST相互靠近的情况下，控制为使得阶梯部91与晶片夹具40之间的间隔(间隙)达到0.5mm以下。
以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，然而本发明并不限于上述实施方式，在本发明的范围内可以自由地变更。例如，上述的实施方式中，使用为了计测晶片W的对准标记而设置的对准系统45、和为了检测晶片W的Z方向的表面位置及姿势而设置的聚焦/调平检测系统64来计测晶片载台WST与计测载台MST的相对位置。但是，也可以设置测定它们的相对位置的专用的测定装置来进行测定。
例如，也可以在晶片载台WST及计测载台MST的任意一方的载台上设置测定与另一方的载台之间的距离的测定装置来测定Y方向的相对位置。在进行这种测定的情况下，最好以可直接测定边缘部e1及e2(参照图5A或图6A)之间的距离的方式构成。另外，也可以在另一方的载台的侧面(在晶片载台WST的情况下为-Y侧的侧面，在计测载台MST的情况下为+Y侧的侧面)设置表示该载台的基准位置的基准构件，通过测定该基准构件来测定Z方向位置偏移。
另外，上述实施方式中虽然例举使用ArF准分子激光的情况进行了说明，然而除此以外，也可以使用例如g线(波长436nm)、i线(波长365nm)或KrF准分子激光(波长248nm)、F2激光(波长157nm)、Kr2激光(波长146nm)、YAG激光或半导体激光器的高频。另外，也可以使用如下的高频波，即，将由DFB半导体激光器或光纤激光器激发的红外区域或可见区域的单一波长激光，用例如掺杂有铒(或铒与镱的双方)的光纤放大器来放大，并使用非线性光学晶体来将波长变换为紫外光。例如，当将单一波长激光器的激发波长设为1.51～1.59μm的范围内时，则可输出发生波长为189～199nm的范围内的8倍高频波，或发生波长为151～159nm的范围内的10倍高频波。
而且，上述各实施方式中虽然使用干涉仪系统(24)来计测母版载台RST及晶片载台WST的各位置信息，但并不限定于此，例如也可以使用检测设于各载台上的刻度(衍射格子)的编码器系统。该情况下，最好设为具备干涉仪系统和编码器系统双方的复合系统，使用干涉仪系统的计测结果来进行编码器系统的计测结果的校正(校准)。另外，也可以将干涉仪系统和编码器系统切换使用，或者使用其双方，来进行载台的位置控制。
另外，本发明也可应用于设置多个晶片载台的双载台型的曝光装置。双载台型的曝光装置的构造及曝光动作例如公开于日本专利特开平10-163099号公报及特开平10-214783号公报(对应美国专利6,341,007号、6,400,441号、6,549,269号及6,590,634号)、特表2000-505958号(对应美国专利5,969,441号)或美国专利6,208,407号中。该情况下，也可以不是在计测载台MST之间，而是在多个晶片载台之间控制间隙G1、G2，在多个晶片载台之间转移水Lq。另外，也可以在没有计测功能的载台与晶片载台WST之间控制间隙G1、G2，来进行水Lq的转移。另外，还可以将本发明应用于本申请人先前申请的日本专利特愿2004-168481号(对应国际公开第2005/122242号小册子)的晶片载台中。
另外，投影光学系统PL既可以是物体面(母版R)侧与像面(晶片W)侧双方都是远心的，也可以是一方为远心的。另外，不仅可以是将掩模M的图案像缩小投影的缩小系统，也可以是投影等倍像的系统。另外，作为投影光学系统PL，也可以采用仅由反射光学元件构成的反射系统或具有反射光学元件和折射光学元件的反射折射系统(カタツデイオプトリツク系统)。而且，投影光学系统PL所具备的多个透镜元件的玻璃材料可与照明光IL的波长对应地例如使用石英或萤石。
而且，上述各实施方式中，作为保持于移动载台上的衬底，不仅可以应用半导体器件制造用的半导体晶片，还可以应用显示器设备用的玻璃衬底、薄膜磁头用的陶瓷晶片、或曝光装置中所用的掩模或母版的原版(合成石英、硅晶片)等。作为曝光装置EX，也可以应用于不使用浸液法的扫描型曝光装置，或在使母版R与晶片W静止的状态下将母版R的图案成批曝光而将晶片W依次分步移动的分步重复方式的投影曝光装置(步进曝光装置)。另外，本发明还可以应用于将至少2个图案部分地重叠转印到晶片W上的分步拼接方式的曝光装置。作为曝光装置EX的种类，并不限于向晶片W上曝光半导体元件图案的半导体元件制造用的曝光装置，还可以广泛地应用于液晶显示元件制造用或显示器制造用的曝光装置、用于制造薄膜磁头、拍摄元件(CCD)、微型机器、MEMS、DNA芯片或母版、掩模等的曝光装置等。
另外，上述各实施方式中虽然例举出具备投影光学系统PL的曝光装置来进行了说明，但也可以将本发明应用于不使用投影光学系统PL的曝光装置及曝光方法中。即使在不使用投影光学系统的情况下，也可以将曝光光经由掩模或透镜等光学构件向衬底照射，在这种光学构件与衬底之间的规定空间中形成浸液区域。
而且，上述的实施方式中，虽然使用了在透光性的衬底上形成有规定的遮光图案(或相位图案/减光图案)的透光型掩模，但是也可以取代该掩模，而使用例如像美国专利第6,778,257号公报中所公开的那样，基于应当曝光的图案的电子数据而形成透过图案或反射图案或者发光图案的电子掩模(也被称作可变成形掩模，例如包括作为非发光型图像显示元件(空间光变频器)的一种的DMD(Digital Micro-mirror Device)等)。
另外，例如也可以像日本专利特表2004-519850号公报(对应美国专利第6,611,316号)中所公开的那样，将本发明应用于如下的曝光装置中，即，将2个掩模的图案经由投影光学系统在衬底上合成，利用1次的扫描曝光几乎同时地将衬底上的1个摄像区域两次曝光。
在晶片载台WST及/或母版载台RST中使用线性电动机(参照USP5,623,853或USP5,528,118)的情况下，使用采用了空气轴承的气悬浮型及采用了洛仑兹力或电抗力的磁悬浮型的哪一种都可以。另外，各载台PST、MST既可以是沿着导轨移动的类型，也可以是不设置导轨的无导轨型。作为各载台WST、RST的驱动机构，也可以使用如下的平面电动机，即，将二维地配置有磁铁的磁铁单元和二维地配置有线圈的电枢单元相对置，并利用电磁力来驱动各载台WST、RST。该情况下，只要将磁铁单元和电枢单元的任意一方与载台WST、RST连接，将磁铁单元和电枢单元的另一方设于载台WST、RST的移动面侧即可。
为了不将因晶片载台WST的移动而产生的反作用力向投影光学系统PL传递，也可以像日本专利特开平8-166475号公报(USP5,528,118)中记载的那样，使用框架构件来机械性地向地面(大地)释放。为了不将因母版载台RST的移动而产生的反作用力向投影光学系统PL传递，也可以像日本专利特开平8-330224号公报(对应美国专利第5,874,820)中记载的那样，使用框架构件来机械性地向地面(大地)释放。
而且，只要是本国际申请所指定或选定的国家的法令容许的限度内，引用与上述各实施方式及变形例中引用的曝光装置等有关的全部的公开公报及美国专利的公开内容作为本文的记载的一部分。
如上所示，本实施方式的曝光装置EX是通过保持规定的机械精度、电气精度、光学精度地将包括各构成要素的各种子系统组装而制造的。为了确保这些精度，在该组装的前后，对各种光学系统进行用于实现光学精度的调整，对各种机械系统进行用于实现机械精度的调整，对各种电气系统进行用于实现电气精度的调整。由各种子系统到曝光装置的组装工序包括各种子系统相互的机械连接、电路的配线连接、气压回路的配管连接等。在由该各种子系统到曝光装置的组装工序之前，当然还有各子系统各自的组装工序。当各种子系统的向曝光装置的组装工序结束后，进行综合调整，确保作为曝光装置整体的各种精度。而且，曝光装置的制造最好在控制了温度及清洁度的无尘室中进行。
图10是表示微型器件(IC或LSI等半导体芯片、液晶面板、CCD、薄膜磁头、微型机器等)的制造工序的一个例子的流程图。半导体器件等微型器件如图10所示，是经过进行微型器件的功能/性能设计的步骤S210、制作基于该设计步骤的掩模(母版)的步骤S202、制造作为器件的基材的衬底(晶片)的步骤S203、包括利用上述实施方式的曝光装置EX将掩模的图案转印到衬底上的工序、将曝光的衬底显影的工序、显影的衬底的加热(热固化)及蚀刻工序等衬底处理过程的步骤S204、器件组装步骤(包括切割工序、焊接工序、封装工序等加工过程)S205、检查步骤S206等而制造的。

Claims (38)

1.一种载台装置，其特征是，具有：
沿着基准面移动的第一及第二载台；
计测沿着与上述基准面正交的第一方向的、上述第一及第二载台之间的第一间隙的第一计测装置；
基于上述第一计测装置的计测结果来调整上述第一间隙的第一调整装置。
2.根据权利要求1所述的载台装置，其特征是，上述第一调整装置在上述第一及第二载台相互靠近之时，调整上述第一及第二载台的至少一个载台的沿着上述第一方向的位置。
3.根据权利要求1或2所述的载台装置，其特征是，上述第一调整装置调整上述第一及第二载台的至少一个载台的沿着上述第一方向的位置，使得上述第一间隙达到0.1mm以下。
4.根据权利要求1或2所述的载台装置，其特征是，还具有：
计测沿着上述基准面的上述第一及第二载台之间的第二间隙的第二计测装置；
基于上述第二计测装置的计测结果来调整上述第二间隙的第二调整装置。
5.根据权利要求4所述的载台装置，其特征是，上述第二调整装置调整上述第一及第二载台的至少一个载台的沿着上述基准面的位置，使得上述第二间隙达到0.5mm以下。
6.根据权利要求1或2所述的载台装置，其特征是，上述第一或第二载台的一部分相对于另一方的载台伸出。
7.一种载台装置，其特征是，具有：
沿着基准面移动的第一及第二载台；
计测上述第一及第二载台的沿着上述基准面的各位置的计测装置；
检测上述第一载台的上表面的边缘及上述第二载台的上表面的边缘的检测装置；
从上述计测装置的计测结果和上述检测装置的检测结果来求出上述第一载台和上述第二载台之间的相对位置关系的算出装置；
调整上述第一及第二载台的至少一个载台的位置以使上述相对位置关系处于规定状态的调整装置。
8.根据权利要求7所述的载台装置，其特征是，上述调整装置调整上述第一及第二载台的至少一个载台的沿着上述基准面的位置，使得沿着上述基准面的上述第一及第二载台之间的第一间隙达到0.5mm以下。
9.根据权利要求7或8所述的载台装置，其特征是，上述算出装置算出沿着与上述基准面正交的方向的上述第一及第二载台之间的第二间隙。
10.一种曝光装置，是经由液体将衬底曝光的曝光装置，其特征是，具有权利要求1至6中任意一项所述的载台装置，上述第一计测装置不经由上述液体地计测上述第一间隙。
11.一种曝光装置，是经由液体将衬底曝光的曝光装置，其特征是，具有权利要求7至9中任意一项所述的载台装置，上述检测装置不经由上述液体地检测上述第一载台的上表面的边缘及上述第二载台的上表面的边缘。
12.根据权利要求10或11所述的曝光装置，其特征是，上述第一载台是保持上述衬底的衬底载台，上述第二载台是计测有关曝光的信息的计测载台。
13.一种器件制造方法，具有曝光工序，其特征是，使用权利要求10至12中任意一项所述的曝光装置。
14.一种为了进行浸液曝光而使浸液区域在相互可相对移动的第一构件和第二构件之间移动的方法，其特征是，具有：
在上述第一构件与上述第二构件之间移动上述浸液区域的液体的第一步骤；
在上述第一步骤之前，从上述第一构件的被测定面的信息和上述第二构件的被测定面的信息，来测定上述第一及上述第二构件之间的相对位置关系的第二步骤。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征是，在上述第一步骤和上述第二步骤之间，还具有从上述第二步骤中的计测结果来调整上述第一构件和上述第二构件之间的相对位置关系的第三步骤。
16.一种曝光方法，经由液体将保持在第一构件上的衬底曝光，其特征是，具有：
在上述第一构件、与可相对上述第一构件移动的第二构件之间使液体移动的第一步骤、
在上述第一步骤之前，从上述第一构件的被测定面的信息和上述第二构件的被测定面的信息，来测定上述第一及上述第二构件之间的相对位置关系的第二步骤。
17.根据权利要求16所述的曝光方法，其特征是，在上述第一步骤与上述第二步骤之间，还具有相应于上述第二步骤中的结果来调整上述第一构件与上述第二构件之间的相对位置关系的第三步骤。
18.根据权利要求16所述的曝光方法，其特征是，对于上述第一构件或上述第二构件，在沿上述被测定面的方向相互位置不同的多个部位分别进行有关与上述被测定面正交方向的位置的测定，由此获得上述被测定面的信息。
19.根据权利要求16所述的曝光方法，其特征是，上述第一及第二构件可沿着移动面移动，上述相对位置关系包括与上述移动面正交的第一方向上的上述第一及第二构件之间的相对位置关系。
20.根据权利要求17所述的曝光方法，其特征是，在上述第二步骤中计测沿着上述第一方向的上述第一及第二构件之间的第一间隙，在上述第三步骤中基于上述计测来调整上述第一间隙。
21.根据权利要求20所述的曝光方法，其特征是，上述第三步骤中，调整上述第一及第二构件的至少一个构件的沿着上述第一方向的位置，使得上述第一间隙达到0.1mm以下。
22.根据权利要求19所述的曝光方法，其特征是，在光学构件与上述第一构件之间的空间中充满液体来进行曝光，上述第一方向为沿着上述光学构件的光轴方向的方向。
23.根据权利要求16所述的曝光方法，其特征是，上述第一及第二构件可沿着移动面移动，上述相对位置关系包括沿着上述移动面的第二轴方向上的上述第一及第二构件之间的相对位置关系。
24.根据权利要求17所述的曝光方法，其特征是，在上述第二步骤中计测沿着上述移动面的上述第一及第二构件之间的第二间隙，在上述第三步骤中基于上述计测来调整上述第二间隙。
25.根据权利要求24所述的曝光方法，其特征是，上述第三步骤中，调整上述第一及第二构件的至少一个构件的沿着上述移动面的位置，使得上述第二间隙达到0.5mm以下。
26.根据权利要求17所述的曝光方法，其特征是，
上述第一及第二构件可沿着移动面移动，
上述第二步骤包括：计测上述第一及第二构件的沿着上述移动面的各位置的第四步骤；检测上述第一构件的上表面的边缘及上述第二构件的上表面的边缘的第五步骤，
上述第三步骤基于上述第四步骤和上述第五步骤来调整上述第一及第二构件的至少一个构件的沿着上述移动面的位置。
27.根据权利要求16所述的曝光方法，其特征是，上述第一及第二构件可沿着移动面移动，上述相对位置关系包括有关与上述移动面正交的第一方向的轴系的上述第一及第二构件之间的相对位置关系。
28.根据权利要求16所述的曝光方法，其特征是，上述第二步骤中，不经由液体地计测上述第一构件和上述第二构件之间的相对位置关系。
29.一种器件制造方法，具有曝光工序，其特征是，使用权利要求14至28中任意一项所述的曝光方法。
30.一种曝光方法，是经由液体将衬底曝光的曝光的方法，其特征是，具有：
供给权利要求1至9中任意一项所述的载台装置的步骤；
不经由液体地计测上述第一载台和上述第二载台之间的相对位置关系的步骤。
31.一种曝光装置，是经由液体将保持在第一构件上的衬底曝光的装置，其特征是，具有：
可沿着移动面移动的第一及第二载台；
从上述第一载台的被测定面的信息和上述第二载台的被测定面的信息，求出上述第一及第二载台之间的相对位置关系的计测装置。
32.根据权利要求31所述的曝光装置，其特征是，还具有相应于上述计测装置的计测结果来调整上述相对位置关系的调整装置。
33.根据权利要求31所述的曝光装置，其特征是，上述计测装置，对于上述第一载台或上述第二载台，在沿上述被测定面的方向相互位置不同的多个部位分别进行有关与上述被测定面正交方向的位置的测定。
34.根据权利要求31所述的曝光装置，其特征是，上述第一及第二载台可沿着移动面移动，上述计测装置求出与上述移动面正交的第一方向上的上述第一及第二载台之间的相对位置关系。
35.根据权利要求31所述的曝光装置，其特征是，上述第一及第二载台可沿着移动面移动，上述计测装置求出沿着上述移动面的第二轴方向上的上述第一及第二载台之间的相对位置关系。
36.根据权利要求31所述的曝光装置，其特征是，上述第一及第二构件可沿着移动面移动，上述计测装置求出有关与上述移动面正交的第一方向的轴系的上述第一及第二载台之间的相对位置关系。
37.根据权利要求31所述的曝光装置，其特征是，上述计测装置不经由液体地求出上述第一构件和上述第二构件之间的相对位置关系。
38.一种经由曝光工序而制造的器件，其特征是，上述曝光工序中使用权利要求31至权利要求37的任意一项所述的曝光装置。
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