CN102472978B - 图案形成设备、图案形成方法及装置制造方法 - Google Patents

图案形成设备、图案形成方法及装置制造方法 Download PDF

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Abstract

当片(S)的分块区域(SAi)被扫描曝光时，载物台(SST1)在扫描区域(AS)的+X端部的备用位置处将与片(S)的分块区域(SAi)对应的后表面部分吸附到片保持器(SH1)的保持表面上，并且与掩模(掩模载物台)同步地以预定行程在X轴方向(-X方向)上移动。此时，与掩模的图案部分对应的照射束通过投射光学系统照射在片(S)上。由此转印(形成)图案。在对分块区域(SAi)进行扫描曝光之后，载物台(SST2)移动到XY平面内的备用位置。在载物台(SST2)将与片(S)的下一个分块区域(SAi+1)对应的后表面部分吸附到片保持器(SH1)的保持表面上之后，通过与上述类似的扫描曝光方法进行曝光，由此形成图案。

Description

图案形成设备、图案形成方法及装置制造方法
技术领域
本发明涉及图案形成设备、图案形成方法及装置制造方法。更具体来说，本发明涉及利用扫描曝光在长的片材表面上的多个区域上形成图案的图案形成设备和图案形成方法，并且涉及使用这种图案形成方法制造电子装置的装置制造方法。
背景技术
本申请要求2009年7月17日提交的61/226433号美国临时申请和2010年7月9日提交的12/833632号美国专利申请的优先权，这两个申请的内容通过引用包含在本文中。
平面显示面板(如液晶显示面板和等离子体显示面板)的尺寸日益增大。例如，在液晶显示面板的情况下，边长大于3米的玻璃衬底(大衬底)已经被用于它们的制造，以高效率地一批生产多个屏幕块。结果，在保持衬底的载物台设备中，衬底越大，该载物台设备变得越大。在处理重达数十公斤的衬底的载物台设备中，可移动部分的重量已经接近达到10吨，并且整个设备的重量已经超过100吨。因此，在不远的将来，预期衬底会更大，这导致难以制造和传送它们。另外，所述载物台设备显然将变得更大，这需要重金投入到基础设施的建设中。
另一方面，已知一种使用轧片状记录介质作为要被曝光的物质的曝光设备。该曝光设备主要用于印刷线路板的制造领域。如果例如在液晶显示元件的制造中使用这种曝光设备，那么上述玻璃衬底的加大所涉及的各种问题被消除。因此，预期该曝光设备是将来用于制造液晶元件的曝光设备的选择之一。
用于传统片状记录介质的曝光设备包括公开的专利文件(美国专利5652645号、美国专利申请2006/0066715号和美国专利6243160号)。然而，如果这些曝光设备中的任何一个被原样用于制造液晶元件，那么难以实现期望的精度和产量。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供第一图案形成设备，其利用扫描曝光在长片材的表面上的多个区域中形成预定图案，在该扫描曝光中，沿着与片材的纵向平行的第一轴扫描移动片材，同时将与所述图案对应的能量束照射到片材上，所述第一图案形成设备包括第一和第二可移动载物台，每个可移动载物台都具有能够吸附片材的后表面部分的基准表面并且能够在平行于基准表面的包括第一轴的二维平面内移动，其中第一可移动载物台在预定吸附位置处将对应于片材的第一区域的后表面部分吸附到基准表面上，并且以预定行程(stroke)在平行于第一轴的方向上移动，并且其中第二可移动载物台在所述二维平面内移动到所述预定吸附位置，并且将对应于片材的第二区域的后表面部分吸附到基准表面上。
据此，第一可移动载物台在预定吸附位置处将与片材的第一区域对应的后表面部分吸附到基准表面上，并且在平行于第一轴的方向上移动。此时，将与预定的图案对应的能量束照射到片材上。这将片材的第一区域曝光以在其上形成图案。第二可移动载物台在所述二维平面内移动到所述预定吸附位置，并且将与片材的第二区域对应的后表面部分吸附到基准表面上。在将与片材的第二区域对应的后表面部分吸附到基准表面上之后，在平行于第一轴的方向上以预定行程移动片材。结果，在该移动期间，可以对片材的第二区域进行曝光以在其上形成所述图案。这使得可以在片材的第一和第二区域上依次形成所述图案。
根据本发明的第二方面，提供第二图案形成设备，其将与预定图案对应的能量束照射到长的片材上的同时在片材表面上的多个区域中形成所述图案，该第二图案形成设备包括：第一供给设备，其在二维平面内在平行于第一轴的方向上从第一侧向第二侧供给长的第一片材；第二供给设备，其所述二维平面内在平行于第二轴的方向上与第一片材间隔开的位置处，在平行于第一轴的方向上从所述第二侧向所述第一侧供给长的第二片材，其中第二轴与第一轴相交；以及第一和第二可移动载物台，每个可移动载物台具有能够吸附第一和第二片材的后表面部分的基准表面并且可以在平行于基准表面的包括第一轴的二维平面内移动，其中第一可移动载物台在预定的第一吸附位置处将与第一片材的第一区域对应的后表面部分吸附到基准表面上，并且以预定行程在第一片材的供给方向上移动，同时第二可移动载物台在预定的第二吸附位置处将与第二片材的第二区域对应的后表面部分吸附到基准表面上，并且以预定行程在第二片材的供给方向上移动。
据此，第一可移动载物台在预定的第一吸附位置处将与第一片材的第一区域对应的后表面部分吸附到基准表面上，并且以预定行程在第一片材的供给方向上移动，同时第二可移动载物台在预定的第二吸附位置处将与第二片材的第二区域对应的后表面部分吸附到基准表面上，并且以预定行程在第二片材的供给方向上移动。因此，第一和第二可移动载物台的第一和第二片材在它们的供给方向上移动时利用与预定的图案对应的能量束照射在第一和第二片材上，第一片材的第一区域和第二片材的第二区域基本上同时被曝光，并且在这两个区域上形成所述图案。
根据本发明的第三方面，提供利用扫描曝光在长片材的表面上的多个区域中形成预定图案的图案形成方法，在该扫描曝光中，沿着与片材的纵向平行的第一轴扫描移动片材，同时与所述图案对应的能量束照射在片材上，其中第一可移动载物台在预定的吸附位置处将对应于片材的第一区域的后表面部分吸附到基准表面上，并且以预定行程在平行于第一轴的方向上移动，并且其中第二可移动载物台在所述二维平面内移动到所述预定吸附位置，并且将与片材的第二区域对应的后表面部分吸附到基准表面上。
据此，可以在片材的第一和第二区域上依次形成图案。
根据本发明的第四方面，提供一种装置制造方法，该方法包括：使用本发明的图案形成设备在长的片材上形成图案；并且对形成有所述图案的片材进行处理。
附图说明
图1是示意性示出根据第一实施例的曝光设备的结构的图。
图2是示出在图1的曝光设备中提供的掩模载物台的示意性结构及其照射区域的布置的平面图。
图3是示出在图1的曝光设备中提供的投射光学系统的布置以及在片上的投射区域(曝光区域)的平面图。
图4A和图4B分别是示出载物台的示意性结构的侧视图和平面图。
图5是示出在图1的曝光设备中提供的载物台设备的示意性结构的平面图。
图6A是示出传送辊部分41、42的附近的平面图。
图6B是示出传送辊部分41的侧视图。
图6C至图6G是用于解释片传送系统的功能的图。
图7是示出标在片S上的每个分块区域上的对准标记的说明性布置的图。
图8是示出在图1的曝光设备中提供的主控制设备的输入/输出关系的框图。
图9是用于解释用于在图1的曝光设备中对片进行曝光的操作流程的图(1号)。
图10是用于解释用于在图1的曝光设备中对片进行曝光的操作流程的图(2号)。
图11是用于解释用于在图1的曝光设备中对片进行曝光的操作流程的图(3号)。
图12是用于解释用于在图1的曝光设备中对片进行曝光的操作流程的图(4号)。
图13是用于解释用于在图1的曝光设备中对片进行曝光的操作流程的图(5号)。
图14是用于解释用于在图1的曝光设备中对片进行曝光的操作流程的图(6号)。
图15是用于解释用于在图1的曝光设备中对片进行曝光的操作流程的图(7号)。
图16是用于解释用于在图1的曝光设备中对片进行曝光的操作流程的图(8号)。
图17是用于解释用于在图1的曝光设备中对片进行曝光的操作流程的图(9号)。
图18是示出根据变形例的对准系统的布置的图。
图19是从-Y方向上看到的第二实施例的曝光设备的侧视图。
图20是从+Y方向上看到的第二实施例的曝光设备的侧视图。
图21是示出在第二实施例的曝光设备中提供的掩模载物台的示意性结构的平面图。
图22是示出在第二实施例的曝光设备中提供的投射光学系统的布置以及在片上的投射区域(曝光区域)的平面图。
图23A和图23B分别是示出载物台的示意性结构的侧视图和平面图。
图24A至图24C是用于解释载物台传送系统的结构以及载物台传送过程的图(1号)。
图24A至图25C是用于解释载物台传送过程的图(2号)。
图26是示出在第二实施例的曝光设备中提供的载物台设备的示意性结构的平面图。
图27是示出在第二实施例的曝光设备中提供的主控制设备的输入/输出关系的框图。
图28是用于解释在第二实施例的曝光设备中使用两个载物台的并行处理操作的图(1号)。
图29是用于解释在第二实施例的曝光设备中使用两个载物台的并行处理操作的图(2号)。
图30是用于解释在第二实施例的曝光设备中使用两个载物台的并行处理操作的图(3号)。
图31是用于解释在第二实施例的曝光设备中使用两个载物台的并行处理操作的图(4号)。
图32是用于解释在第二实施例的曝光设备中使用两个载物台的并行处理操作的图(5号)。
图33是用于解释在第二实施例的曝光设备中使用两个载物台的并行处理操作的图(6号)。
图34是用于解释在第二实施例的曝光设备中使用两个载物台的并行处理操作的图(7号)。
图35是用于解释在第二实施例的曝光设备中使用两个载物台的并行处理操作的图(8号)。
图36是用于解释在第二实施例的曝光设备中使用两个载物台的并行处理操作的图(9号)。
图37是用于解释在第二实施例的曝光设备中使用两个载物台的并行处理操作的图(10号)。
参考标号说明
18a：载物台干涉仪系统(第一载物台干涉仪系统)，18b：辅助干涉仪系统(第二载物台干涉仪系统)，30：扁平马达，32a、32b：粗移动设备，32a1、32b1：定子，32a2、32b2：动子，34a、34b：精细移动设备，34a1、34b1：定子，34a2、34b2：动子，36a、36b：载物台传送系统，40、40a、40b：片传送设备，411至441：压辊，412至442：驱动辊，50：主控制设备，100、1000：曝光设备，IL1至IL5：照射束，S、Sa、Sb：片，SAi-1、SAi、SAai、SAbi、SAi+1：分块区域，SH1：片保持器，SST1、SST2：载物台，SSD：载物台驱动系统，SSDa：第一载物台驱动系统，SSDb：第二载物台驱动系统，PL、PLa、PLb(PL1至PL5、PLa1至PLa5、PLb1至PLb5)：投射光学系统，AL1至AL12、ALa1至ALa12、ALb1至ALb12：对准系统，LC、LCa、LCb：透镜控制器
具体实施方式
<第一实施例>
下面是基于图1至图18对本发明第一实施例的描述。
图1示出第一实施例的曝光设备100的示意性结构。曝光设备100是多透镜类型的投射曝光设备，其使用柔性片或膜(在下文中统称为片)作为要被曝光的对象。也就是说，曝光设备100是所谓的扫描仪。在本实施例中，作为例子，假定使用大约100μm厚的片。
曝光设备100包括：照射系统IOP；用于保持掩模M的掩模载物台MST；用于将掩模M上形成的图案的图像投射到片S上的投射光学系统PL；包括用于保持片S的两个片载物台(在下文中将每个简单称为载物台)SST1、SST2(图1中省略了载物台SST2，见图5)的载物台设备SS；用于传送片S的片传送系统40；以及用于这些的控制系统。
在本实施例的曝光设备100中使用的片S是连续的长片。片S以围绕辊401缠绕成卷的状态放置。如稍后将要描述的，片S被片传送系统40(在片传送系统40中提供的传送辊部分41至44)从辊401提取，并且在经过投射光学系统PL正下方的区域之后由辊402缠绕。此外，片S的表面涂覆有光敏材料(抗蚀剂)。在本实施例中，作为例子，从辊401提取(供给)片S，并且由辊402缠绕。然而，该结构不局限于此。从用于进行曝光前处理的设备(例如，用于涂覆抗蚀剂的抗蚀剂涂覆设备)供给并且被提供至用于进行曝光后处理的设备(例如，用于执行显影的显影设备)的片可以由曝光设备100曝光。
在以下描述中，与投射光学系统PL的物平面侧部分和像平面侧部分(除了这两个部分之间的中间部分)的光轴平行的竖直方向(图1中的上下方向)为Z轴方向，在与Z轴方向正交的平面内掩模M和片S关于投射光学系统PL相对扫描的扫描方向(图1中的左右方向)为X轴方向，与Z轴和X轴二者都正交的方向为Y轴方向，并且关于X轴、Y轴和Z轴的转动(倾斜)方向分别为θx方向、θy方向和θz方向。
照射系统IOP包括多个(在该情况中为5个)照射系统模块(在下文中将每个简称为照射系统)IOP1至IOP5。照射系统IOP1至IOP5中的每个包括：发射紫外束的超高电压汞灯(光源)；收集来自该光源的束的椭圆镜；布置在收集到的紫外束的光路上的波长选择滤波器；光学积分器；以及包括视场光阑的照射光学系统(所有这些在图中都没有示出)。通过波长选择滤波器，紫外范围中的亮线，例如，i线(波长：365nm)、g线(波长：436nm)、h线(波长：405nm)等被提取作为照射束IL1至IL5之一。提取的照射束IL1至IL5分别沿着光轴AX1至AX5(见图2)射出照射系统IOP(IOP1至IOP5)(朝向掩模M)。
如图2中所示，光轴AX1、AX3、AX5在XY平面(掩模M的图案表面)内的Y轴方向上彼此间隔预定距离。光轴AX2、AX4分别布置在光轴AX1、AX3和光轴AX3、AX5之间，在+X侧与光轴AX1、AX3、AX5间隔预定距离。也就是说，光轴AX1至AX5以Z字形布置在XY平面内。
照射系统IOP1至IOP5分别使用照射束IL1至IL5以均匀亮度照射掩模M上光轴AX1至AX5周围的照射区域IAM1至IAM5。每个照射区域具有由对应的照射光学系统中的视场光阑(图中未示出)限定的等腰梯形的形状。例如在美国专利6552775号等中公开了照射系统IOP(IOP1至IOP5)的结构的细节。
如图1中所示，掩模载物台MST布置在照射系统IOP的下面(-Z侧)。在掩模载物台MST上，矩形掩模M例如通过真空吸附固定在掩模载物台MST上，在矩形掩模M的图案表面(-Z侧表面)上形成有矩形图案区域。掩模载物台MST能够在XY平面内被精细驱动，并且还能够被包括线性马达等的掩模载物台驱动系统MSD(图1中未示出；见图8)以预定的行程在扫描方向上(X轴方向)以预定的扫描速度驱动。
构成掩模载物台干涉仪系统16(见图8)的一部分的激光干涉仪16X、16Y(在下文中，每个被简称为干涉仪)例如以大约0.25至1nm的分辨率始终测量掩模载物台MST在XY平面内的位置信息。如图2中所示，掩模载物台MST的+X侧表面和-Y侧表面被镜面抛光，从而形成反射表面15X、15Y。干涉仪16X沿着平行于X轴的光路将多个长度测量束照射在反射表面15X上，并且接收反射表面15X的反射束，由此测量掩模载物台MST在X轴方向上的位置(X位置)和在θz方向上的转动。干涉仪16的实质长度测量轴平行于与光轴AX3正交的X轴。干涉仪16Y沿着分别与光轴AX1和AX2正交的平行于Y轴的两个光路将两个长度测量束照射在反射表面15Y上，并且接收反射表面15Y的反射束，由此测量掩模载物台MST的Y轴方向(Y位置)。注意，可以将由平面镜构成的移动镜固定在掩模载物台MST上来替代上述反射表面15X、15Y。
来自干涉仪16X、16Y的测量信息被提供给主控制设备50(见图8)。主控制设备50基于来自干涉仪16X、16Y的测量信息(掩模载物台MST的位置信息)通过掩模载物台驱动系统MSD控制掩模载物台MST。
如图1中所示，投射光学系统PL布置在掩模载物台MST的下面(-Z侧)。例如，如图3中所示，本实施例的投射光学系统PL包括5个投射光学系统模块(在下文中，每个简称为投射光学系统)PL1至PL5，它们对应于光轴AX1至AX5的布置而交错排列。在图1中，投射光学系统PL3、PL5和PL4位于投射光学系统PL1和PL2的后侧上。例如，使用在像平面上形成大小相等的正像的双边远心折反射系统(bilateral telecentriccata-dioptric system)作为投射光学系统PL1至PL5。
利用投射光学系统PL1至PL5(光轴AX1至AX5)的上述布置，片S上由投射光学系统PL1至PL5投射图案图像的投射区域IA1至IA5类似于照射区域IAM1至IAM5以Z字形方式布置。在此，投射区域IA1至IA5具有与照射区域IAM1至IAM5类似的等腰梯形的形状。利用投射区域IA1至IA5的这种布置和形状，在扫描方向(X轴方向)上同步驱动掩模M和片S的同时，通过投射光学系统PL1至PL5将掩模M上的照射区域IAM1至IAM5中的图案图像(部分图像)分别投射在片S上的投射区域IA1至IA5。从而，投射在片S上的该部分图像被合成为与掩模M上形成的图案相等的单个图像(合成图像)。因此，通过扫描曝光，掩模M上的图案通过投射光学系统PL1至PL5转印到片S(的单个拍摄区域(分块区域)SAi)上。注意，稍后描述扫描曝光的细节。
在本实施例中，采用投射大小相等的正像的光学系统作为投射光学系统PL1至PL5。因此，投射区域IA1至IA5的形状和布置(位置关系)与照射区域IAM1至IAM5的形状和布置(位置关系)相同。例如在美国专利6552775号等中公开了本实施例的投射光学系统PL的结构的细节。
曝光设备100包括透镜控制器LC(见图8)，透镜控制器LC校正由投射光学系统PL1至PL5投射到片S上的投射图像的变形(位置移位和/或形状错误)。透镜控制器LC在平行于光轴AX1至AX5的方向和相对于垂直于光轴AX1至AX5的XY平面的任意倾斜方向上驱动分别构成投射光学系统PL1至PL5的光学元件组(透镜组)中的至少一个。这校正了投射在片S上的投射区域IA1至IA5上的图案的部分图像的变形(平移、转动、放大(缩放)等)。代替或者除了驱动上述光学组以外，透镜控制器LC可以改变在投射光学系统PL1至PL5中每一个的内部形成的气密室中气体的压力，或者另外改变照射束的波长。
如图1中所示，载物台设备SS布置在投射光学系统PL(PL1至PL5)的下面(-Z侧)。载物台设备SS包括：由震动吸收机构(图中未示出)基本水平地支撑在地面上的基座件BS；在基座件BS上移动而同时保持片S的两个载物台SST1、SST2(在图1中未示出载物台SST2；见图5等)；驱动载物台SST1、SST2的载物台驱动系统SSD(图1中未示出；见图8)；以及测量载物台SST1、SST2的位置信息的载物台干涉仪系统18a(见图8)和辅助干涉仪系统18b(见图8)。图1中，片S被吸附地保持在载物台SST1上。
如图1中所示，载物台SST1、SST2每个包括：载物台主单元ST，其通过提供在其下表面上的多个非接触式轴承(例如，空气轴承(该图中未示出))悬浮支撑在基座件BS上；以及由Z水平设备38在三点支撑的工作台TB。
如图4B中所示，Z水平设备38具有在载物台主单元ST上不共线的三个点处布置的三个Z驱动机构38a、38b和38c，每个Z驱动机构包括例如音圈马达等。Z水平设备38允许在Z轴方向、θx轴方向和θy轴方向三个自由度方向上在载物台主单元ST上精细驱动工作台TB。
由图1中所示的扁平马达30在X轴方向、Y轴方向和θz方向上在基座件BS上驱动载物台SST1、SST2。
扁平马达30由布置在基座件BS内部的定子301和固定在载物台SST1、SST2的载物台主单元ST的底部的动子302构成。定子301包括在基座件BS的内部以矩阵排列的多个电枢线圈(线圈单元CU)。动子302包括在载物台SST1、SST2每个的载物台主单元ST的底部以矩阵排列的多个永磁体(磁体单元MU)，使得面向基座件BS的上表面。在此，所述多个永磁体被排列成相邻的磁表面极性相反。所述多个电枢线圈(线圈单元CU)和所述多个永磁体(磁体单元MU)构成了例如美国专利5196745号中公开的洛伦兹电磁力驱动系统上的扁平马达30。
线圈单元CU被平板状部件(图中未示出)覆盖，该平板状部件起到基座件BS的上表面的作用。该平板状部件的上表面在载物台SST1、SST2被移动时起到载物台SST1、SST2的引导表面的作用。
扁平马达30不局限于动磁体类型，还可以是动线圈类型。此外，扁平马达30不局限于洛伦兹电磁力驱动系统上的扁平马达，还可以是可变磁阻驱动系统或磁悬浮系统等系统上的扁平马达。在后者情况下，不需要在载物台主单元ST的下表面上提供非接触式轴承。
由包括扁平马达30和Z水平设备38(见图8)的载物台驱动系统SSD在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向、θx方向、θy方向和θz方向六个自由度方向上在基座件BS上独立驱动载物台SST1、SST2的工作台TS。
如图4A和图4B中所示，在每个工作台TB的中部，提供片保持器SH1，用于吸附地保持片S。片保持器SH1具有基本平行于XY平面并且略大于在片S上布置的分块区域的矩形保持表面。片保持器SH1以平坦的方式将片S保持在其保持表面上。在此，为了吸附地保持片S，采用支杆之间的间隔(间距)充分窄的支杆保持器作为片保持器SH1，其中支杆很低，例如，大约200μm高。
在工作台TB的上表面上，提供四个辅助片保持器SH2，用于在片S的宽度方向(与片S的长度方向正交的Y轴方向)上的两侧吸附地保持片S的后表面。更具体来说，在片保持器SH1的±Y侧上，在X轴方向上伸长的两个辅助片保持器SH2在X轴方向上分别间隔预定的距离。每个辅助片保持器SH2具有长方形保持表面，并且能够被工作台TB中提供的保持器驱动系统HD1、HD2(见图8)在Y轴方向和Z轴方向上精细驱动。如稍后将要描述的，当片S以平坦的方式保持在片保持器SH1上时，以辅助方式使用辅助保持器SH2。在此，保持器驱动系统HD1被提供在载物台SST1中，保持器驱动系统HD2被提供在载物台SST2中。
工作台TB的+X侧表面、-Y侧表面、-X侧表面和+Y侧表面被镜面抛光以分别形成反射表面17X1、17Y1、17X2和17Y2。反射表面17X1、17Y1、17X2和17Y2用于由稍后描述的载物台干涉仪系统和辅助干涉仪系统对载物台SST1、SSY2的位置测量。可以将由平面镜构成的移动镜固定在工作台TB上来替代上述反射表面17Y1、17Y2。此外，可以将由回射器或平面镜构成的移动镜固定在工作台TB上来替代反射表面17X1、17X2。
如图5中所示，载物台干涉仪系统18a(见图8)包括干涉仪18Xa1、18Xa2、18Ya1和18Ya2，并且始终以例如0.25至1nm的分辨率测量位于区域AS中的载物台SST1或SST2(工作台TB)在XY平面内的位置信息(包括在θz方向上的转动信息)，区域AS是在基座件BS的上表面的-Y侧上的半个区域(在下文中称为扫描区域)(见图5)。在图5中，载物台SST1位于扫描区域AS中。
另一方面，辅助干涉仪系统18b(见图8)包括干涉仪18Xb1、18Xb2、18Yb1和18Yb2，并且始终以例如0.25至1nm的分辨率测量位于区域AR中的载物台SST1或SST2(工作台TB)在XY平面内的位置信息(包括在θz方向上的转动信息)，区域AR是在基座件BS的上表面的+Y侧上的半个区域(收回区域)(见图5)。在图5中，载物台SST2位于收回区域AR中。
干涉仪18Xa1、18Xa2、18Ya1和18Ya2分别布置在扫描区域AS(投射光学系统PL)的+X侧和-Y侧上，使得能够分别面向位于扫描区域AS中的载物台SST1或SST2的反射表面17X1和17Y1。干涉仪18Xb1、18Xb2和18Yb1、18Yb2分别布置在收回区域AR的-X侧和+Y侧上，使得能够分别面向位于收回区域AR中的载物台SST1或SST2的反射表面17X2和17Y2。
干涉仪18Xa1、18Xa2每个将平行于X轴的长度测量束照射在位于扫描区域AS中的载物台SST1的反射表面17X1上，并且接收反射表面17X1的反射束，由此测量载物台SST1的X位置。干涉仪18Ya1、18Ya2每个将平行于Y轴的两个长度测量束照射在反射表面17Y1上，并且接收反射表面17Y1的反射束，由此测量载物台SST1的Y位置。在此，干涉仪18Ya2的两个长度测量束中的一个沿着平行于Y轴的与光轴AX1、AX3和AX5正交的光轴照射在反射表面17Y1上。干涉仪18Ya2的两个长度测量束中的另一个沿着平行于Y轴的与光轴AX2、AX4正交的光轴照射在反射表面17Y1上。干涉仪18Ya1的两个长度测量束穿过相邻的对准系统的检测中心到对准系统之外(稍后描述)沿着平行于Y轴的光路照射在反射表面17Y1上。
来自载物台干涉仪系统18a(干涉仪18Xa1、18Xa2、18Ya1和18Ya2)的测量信息被提供给主控制设备50(见图8)。在载物台SST1位于扫描区域AS中的情况下，不管载物台SST1的X位置如何，干涉仪18Ya1、18Ya2或干涉仪18Yb1中的至少一个的长度测量束不可避免地照射在载物台SST1的对应反射表面(17Y1或17Y2)上。因此，主控制设备50根据载物台SST1的X位置使用来自干涉仪18Ya1、18Ya2和18Yb1中任一个的测量信息。另外，主控制设备50基于来自干涉仪18Xa1、18Xa2的测量信息测量载物台SST1在θz方向上的转动。在载物台SST2位于扫描区域AS中的情况下，类似地测量其位置信息。
干涉仪18Xb1、18Xb2每个将平行于X轴的长度测量束照射在位于收回区域AR中的载物台SST2的反射表面17X2上，并且接收反射表面17X2的反射束，由此测量载物台SST2的X位置。干涉仪18Yb1、18Yb2每个将平行于Y轴的两个长度测量束照射在反射表面17Y2上，并且接收反射表面17Y2的反射束，由此测量载物台SST2的Y位置。
来自辅助干涉仪系统18b(干涉仪18Xb1、18Xb2、18Yb1和18Yb2)的测量信息被提供给主控制设备50(见图8)。在载物台SST2位于收回区域AR中的情况下，不管载物台SST2的X位置如何，干涉仪18Yb1、18Yb2中的至少一个的长度测量束不可避免地照射在载物台SST2的反射表面17Y2上。因此，主控制设备50根据载物台SST2的X位置使用来自干涉仪18Yb1、18Yb2中任一个的测量信息。另外，主控制设备50基于来自干涉仪18Xb1、18Xb2的测量信息测量载物台SST2在θz方向上的转动。在载物台SST1位于收回区域AR中的情况下，类似地测量其位置信息。
主控制设备50基于来自载物台干涉仪系统18a和辅助干涉仪系统18b的位置信息通过载物台驱动系统SSD控制载物台SST1、SST2。
可以使用将在Z轴方向上间隔开的多个长度测量束照射到反射表面上的多轴干涉仪作为干涉仪18Xa1、18Xa2、18Ya1和18Ya2的每一个以及干涉仪18Xb1、18Xb2、18Yb1和18Yb2的每一个。在此情况下，主控制设备50不仅能够获得载物台SST1、SST2(工作台TB)在XY平面内的位置信息(转动信息(包括偏转量(在θz方向上的转动量θz))，并且还能够获得载物台SST1、SST2(工作台TB)相对于XY平面的倾斜信息(俯仰量(在θx方向上的转动量θx)和旋转量(在θy方向上的转动量θy))。
如图1和图5中所示，片传送系统40包括在X轴方向上跨投射光学系统PL排列的四个传送辊部分41、42、43和44。
例如，如图6A至图6G中所示，传送辊部分41、42、43和44每个包括垂直放置的成对的压辊和驱动辊。位于下侧的驱动辊412、422、432和442具有由支撑件(图中未示出)可转动地支撑的两端，使得它们的上端位置略高于载物台SST1(SST2)的上表面(片保持器SH1的保持表面)(的+Z侧)(见图1)。驱动辊412、422、432和442由转动马达(图中未示出)旋转驱动。位于上侧的压辊411、421、431和441通过弹簧机构(图中未示出)从上面(+Z侧)压在它们对应的驱动辊上。
如例示传送辊部分41的图6B中所示，压辊411是具有小台阶的圆柱形辊，其中纵向上除了端部以外的部分具有比端部小的直径。驱动辊412是具有恒定直径的圆柱形辊。
如代表性地例示传送辊部分41的图6B中所示，在传送辊部分41、42、43和44每个中，片S夹在压辊411和驱动辊412之间。当片S被夹住时，压辊411不接触片S的表面上的要形成图案的分开区域。传送辊部分41、42、43和44每一个可以被设置到：片S被允许夹在压辊(411)和驱动辊(412)之间的第一状态；以及作为对抗弹簧机构的压力的同时使压辊(411)与驱动辊(412)分开的结果，片S被允许解除夹住的第二状态。由主控制设备50执行传送辊41、42、43和44每一个中第一状态和第二状态之间的切换。注意，至少一个驱动辊可以被形成为类似于压辊411的具有台阶的圆柱形形状。
由主控制设备50控制驱动辊412、422、432和442以及辊401、402的转动和停止。如代表性地例示传送辊部分41的图6B中所示，当传送辊部分处于第一状态中驱动辊(412)围绕平行于Y轴的轴转动(同时，压辊411在相反方向上转动)时，在该转动方向上供给片S。
如图6C中所示，在片传送系统40中，当传送辊部分41的辊411、412在箭头方向上转动时，片S被在用空心箭头示出的-X方向上从辊401提取，并且被供给至传送辊部分42。在此，当传送辊部分42的辊421、422的转动在预定的定时停止时，允许预定长度的片S(大约为传送辊部分42、43之间的距离)在传送辊部分41、42之间弯曲下垂。此外，如图6D中所示，在片传送系统40中，当在传送辊部分41的辊411、412的转动停止的状态中传送辊部分42的辊421、422(和传送辊部分43的辊431、432)在箭头方向上转动时，在用空心箭头示出的-X方向上向投射光学系统PL正下方的区域供给弯曲下垂的片S。
在片传送系统40中，与上述类似地通过传送辊部分43、44的辊转动和停止从投射光学系统PL正下方的区域提取片S。也就是说，如图6E中所示，当在传送辊部分44的辊441、442的转动停止的状态中传送辊部分43的辊431、432在箭头方向上转动时，片S被从投射光学系统PL正下方的区域提取，并且然后允许片S的被提取部分在传送辊部分43、44之间弯曲下垂。随后，如图6F中所示，当在传送辊部分43的辊431、432的转动停止的状态中，传送辊部分44的辊441、442在箭头方向上转动时，弯曲下垂的片S被供给到传送辊部分44的-X侧，并且然后被缠绕辊402缠绕。
此外，如图6G中所示，在片传送系统40中，当在传送辊部分42的辊的转动停止的状态中传送辊部分43的辊转动时，或者当在传送辊部分43的辊的转动停止的状态中传送辊部分42的辊在与图6D中的方向相反的方向(在下文中称为反方向)转动时，片S以在X轴方向上施加的预定张力伸展。然后，伸展的片S吸附地保持在载物台SST1(SST2)上的片保持器SH1上。
片传送系统40还包括用于测量片S的供给量的测量设备(图中未示出)，例如，用于测量驱动辊412、422、432和442等的转动量的旋转编码器。
稍后详细描述在曝光步骤等期间片传送系统40对片S的传送、载物台SST1、SST2对片S的保持。
另外，本实施例的曝光设备100提供有用于检测标在片S上的分开区域上的对准标记的多个(在此为12个)离轴类型(off-axis-type)的对准系统AL1至AL12。如图5中所示，沿着X轴在投射光学系统PL的+X侧上的位置处排列对准系统AL1至AL6，使得沿着片S上的每个分块区域外侧的+Y侧端面对该区域。此外，如图5中所示，对准系统AL7至AL12关于与投射区域IA3的光轴正交的X轴与对准系统AL1至AL6对称地布置而成。对准系统AL7至AL12可以面对沿着片S上的分块区域外侧的-Y侧端的区域。
在本实施例中，作为例子，如图7中所示，沿着片S在每个分块区域的外侧在Y轴方向上的两侧上的区域形成六个对准标记AM，因此总共12个对准标记AM。为了单独且同时检测这12个对准标记AM，提供对准系统AL1至AL12。然而，布置方式不局限于此。允许提供至少一个对准系统代替对准系统AL1至AL6并且允许提供至少一个对准系统代替对准系统AL7至AL12，只要该对准系统可以在X轴方向上移动即可。
例如，采用图像处理方案中的区域图像对准(field image alignment，FIA)系统作为对准系统AL1至AL12。来自对准系统AL1至AL12的检测结果(与索引标记和检测目标标记有关的图像信息)经由对准信号处理系统(图中未示出)发送到主控制设备50。然而，可以单个地或者适当结合地使用对准传感器来替代FIA系统，该对准传感器将相干检测光照射在目标标记上，然后检测来自目标标记的散射光或衍射光，或者使来自目标标记的两个衍射光束(例如，具有相同的衍射级)干涉并检测它们。
图8示出例示主控制设备50的输入/输出关系的框图，主控制设备50是曝光设备100的控制系统的主要组成部分并且控制各个组成部分。
接下来，基于图9至图17描述本实施例的包括使用曝光设备100中两个载物台SST1、SST2的并行处理操作的用于对片S进行曝光的操作流程。在以下操作说明中，使用多个图。根据这些图，相同的部件不一定由相同的参考标号来表示。也就是说，在不同的图中，不同的参考标号可被用于相同的部件。然而，这些图示出了相同的构成而与参考标号的存在或不存在无关。这同样适用于以上说明所使用的图。
图9示出在完成对片S上排列的分块区域中前(i-1)个分块区域SA1至SAi-1的曝光之后，要开始对接下来的分块区域SAi的曝光处理的状态。在图9的状态中，用于在对分块区域SAi进行曝光时移动片S的载物台SST1在扫描区域AS中+X端部的位置处备用(备用位置)。用于在对位于分块区域SAi前一个的分块区域SAi-1进行曝光时移动片S的载物台SST2退回到收回区域AR中-X端部处的位置。
在对片S上的第一分块区域SA1开始曝光之前，典型地将掩模M加载到掩模载物台MST上并进行掩模M的掩模对准(掩模定位)。因此，在图9的状态中，显然完成了掩模M的加载和掩模对准。另外，掩模载物台MST已经移动到用于对分块区域SAi进行曝光的扫描开始位置(加速开始位置)。
a.首先，在以下过程a1.至a4.中，将包括分块区域SAi的片S的中心部分保持在载物台SST1上。
a1.更具体来说，如已经参照图6C描述的，主控制设备50停止片传送系统40的传送辊部分42的辊的转动，然后通过转动传送辊部分41的辊或者通过其它方法从辊401提取片S。作为选择，主控制设备50停止传送辊部分43、41的辊的转动，然后在反方向上转动传送辊部分42，由此从投射光学系统PL正下方的区域拉回片S。在任一种情况下，允许预定长度的片S在传送辊部分41、42之间弯曲下垂。该预定长度大约为传送辊部分42、43之间的距离。
a2.接下来，主控制设备50基于来自载物台干涉仪系统18a(18Xa1、18Xa2、18Ya1和18Ya2)的载物台SST1的位置信息控制片传送系统40，并且在+X方向上拉回片S，或者在-X方向上供给片S，由此将片S上的分块区域SAi与载物台SST1的片保持器SH1(的保持表面)对准。在此，如已经参照图6G描述的，在利用施加的适当张力将片S伸展在传送辊部分42、43之间之后，片S被定位。
此外，主控制设备50精细驱动载物台SST1以将片保持器SH1(的保持表面)与片S上的分块区域SAi对准。在此情况下，在片S和载物台SST1的片保持器SH1(的保持表面)之间提供微小间隔。
在载物台SST1和片S在备用位置处彼此对准的状态中，标在分块区域SAi上的每个对准标记AM位于对准系统AL1至AL12中每一个的检测视场内。
a3.在对准之后，在通过载物台驱动系统SSD(Z水平设备38)水平地保持载物台SST1的工作台TB的同时，主控制设备50在+Z方向上精细驱动工作台TB上的四个辅助片保持器SH2，并且利用辅助片保持器SH2吸附地保持片S的分块区域SAi的±Y侧上的外侧部分中的后表面。图10示出以这种方式将片S临时保持在辅助片保持器SH2上的状态。
a4.在临时保持片S之后，主控制设备50在临时保持片S的同时在-Z方向上精细驱动四个辅助片保持器SH2，由此使包括分块区域SAi的片S的中心部分的后表面与片保持器SH1的保持表面接触。然后，主控制设备50将四个辅助片保持器SH2的保持表面定位成略低于片保持器SH1的保持表面(-Z侧上)。结果，适当的张力施加到片S上，并且片S的中心部分固定在片保持器SH1的保持表面上。在此情况下，如图11中所示，主控制设备50将片S吸附地保持在片保持器SH1上。从而，以与XY平面平行且平坦的方式将包括分块区域SAi的片S的中心部分保持在载物台SST1上。
b.接下来，在片S上进行对准测量。
如上所述，在载物台SST1位于备用位置的状态中，标在分块区域SAi上的每个对准标记位于对准系统AL1至AL12中每一个的检测视场内。因此，如图11中所示，主控制设备50使用对准系统AL1至AL12检测标在片S上的分块区域SAi上的对准标记(从索引标记中心测量对准标记的位置)。基于对准标记的检测结果和在检测时来自载物台干涉仪系统18a的载物台SST1的位置信息，获得12个对准标记在XY坐标系上的位置坐标。主控制设备50利用12个对准标记的位置坐标的全部或一部分，使用最小二乘法进行预定的计算，由此发现已经在片S上的分块区域SAi中形成的图案的变形，即，XY平移、转动、XY缩放和正交程度。
如果对准系统的数目小于要被检测的对准标记的数目，则需要在保持片S的载物台SST1在X轴方向上逐步移动的同时进行对准测量。此时，主控制设备50将片传送系统40的辊的转动和停止控制为与载物台SST1的移动同步。
c.接下来，对片S上的分块区域SAi进行扫描曝光。
c1.更具体来说，主控制设备50基于对准测量结果(特别是对XY平移的测量结果)，将保持片S的载物台SST1移动到用于曝光的扫描开始位置(加速开始位置)，并且将载物台SST1与保持掩模M的掩模载物台MST对准。在此，在本实施例中，载物台SST1(和SST2)的加速开始位置被设置为与扫描区域AS中上述备用位置(或该位置的附近)相同的位置。因此，在XY平面内进行载物台SST1(和SST2)的精细位置调节。
c2.接下来，主控制设备50开始在扫描方向(-X方向)上加速载物台SST1、MST。结果，载物台SST1、MST开始在-X方向上移动。在它们移动期间的某一时间，特别是在载物台SST1、MST的加速结束之前，如图12中所示，来自干涉仪18Ya2的长度测量束中的一束入射到反射表面17Y1。因此，在此之后紧接着，主控制设备50将用于测量载物台SST1的Y位置的干涉仪从干涉仪18Ya1切换到18Ya2。
c3.在完成载物台SST1、MST的加速之后，当载物台SST1、MST到达同步一致移动的状态时，照射束IL2、IL4开始照射掩模M上的图案区域，由此开始曝光。如图13中所示，随着载物台SST1、MST同步一致移动的进行，照射束IL1至IL5分别照射掩模M上的照射区域IAM1至IAM5(见图2)。照射区域IAM1至IAM5中该图案的部分图像通过投射光学系统PL1至PL5分别投射在保持在载物台SST1上的片S上的投射区域IA1至IA5上(见图3)。
当掩模M的图案区域的整个区域被照射束IL1至IL5照射时，也就是说，当掩模M的图案区域穿过照射区域IAM1至IAM5时，完成在分块区域SAi上的扫描曝光。结果，掩模M的图案被转印到分块区域SAi。也就是说，在片S的表面上形成的抗蚀剂层中形成掩模M的图案的潜像。
在扫描曝光期间，主控制设备50在使工作台TB保持水平的同时在Z轴方向上驱动载物台SST1的工作台，由此将保持在工作台TB(片保持器SH1)上的片S的表面定位在投射光学系统PL的焦点位置处(在焦深内)。此外，在扫描曝光期间，主控制设备50基于对准测量结果(即，上面获得的XY平移、转动、XY缩放和正交程度)控制载物台SST1和掩模载物台MST(之间相对位置和相对速度)的同步驱动，从而校正投射到片S上的图案的整个图像的变形。此时，主控制设备50通过透镜控制器LC控制分别构成投射光学系统PL1至PL5的光学元件组(透镜组)的驱动，由此校正分别投射到片S上的投射区域IA1至IA5上的部分图像的变形。结果，掩模M的图案的投射图像高度精确地叠加在已经在分块区域SAi中形成的图案上。
如图14中所示，在完成在分块区域SAi上的扫描曝光之后，载物台SST1、MST被减速，并且在到达它们各自的扫描停止位置(减速停止位置)时停止。在此，在分块区域SAi上的扫描曝光期间，来自干涉仪18Yb1的长度测量束入射到载物台SST1。因此，在完成在分块区域SAi上的扫描曝光之后，主控制设备50开始使载物台SST1、MST减速。同时，主控制设备50将用于测量载物台SST1的Y位置的干涉仪从干涉仪18Ya2切换到干涉仪18Yb1(见图14)。在本实施例中，将扫描中的载物台SST1、SST2的减速结束位置设置为与基座件BS的-X端重合。
当在扫描曝光期间在-X方向上驱动保持片S的载物台SST1时，与上述类似地，主控制设备50在载物台SST1移动时适当地转动和停止片传送系统40的驱动辊，使得作用在片S上的张力不会阻止载物台SST1的移动。
如图12和图13中所示，与上述对准测量和扫描曝光并行地，主控制设备50将载物台SST2从收回区域AR中的-X端移动到+X端。主控制设备50基于来自辅助干涉仪系统18b的位置信息，在图12和图13中的空心箭头方向上驱动载物台SST2。在此，根据载物台SST2的X位置，用于测量其Y位置的干涉仪从干涉仪18Yb1切换到干涉仪18Yb2。此外，如图14中所示，当载物台SST2移动到收回区域AR中的+X端时，用于测量Y位置的干涉仪从干涉仪18Yb2切换到干涉仪18Ya1。
d.接下来，作为用于曝光下一个分块区域SAi+1的预处理，根据如下过程d1.至d3.将载物台SST1、SST2互换。
d1.当载物台SST1在扫描区域AS中的作为减速停止位置的-X端停止时，主控制设备50解除片保持器SH1和辅助片保持器SH2对片S的吸附保持，从而如图15中所示，从载物台SST1释放片S。此外，主控制设备50在向下方向(-Z方向)上回退载物台SST1的工作台TB。这使得片S在传送辊部分42、43之间处于伸展状态，并且片S本身与载物台SST1的片保持器SH1之间具有微小间隔。
d2.接下来，如图15中所示，主控制设备50在基座件BS的-X端部处的空心箭头所示的方向上(+Y方向)驱动载物台SST1，从而将载物台SST1退回到收回区域AR中。在此，如图15和图16中所示，根据载物台SST1的Y位置，用于测量其X位置的干涉仪从干涉仪18Xa1、18Xa2切换到干涉仪18Xb1、18Xb2(要被使用的干涉仪在干涉仪18Xa1、18Xa2与18Xb1、18Xb2之间切换)。
d3.与载物台SST1的退回并行地，主控制设备50在如图15中所示的基座件BS的+X端部在空心箭头所示的方向上(-Y方向)驱动载物台SST2，从而将载物台SST2移动到扫描区域AS中的上述备用位置。在此，如图15和图16中所示，根据载物台SST2的Y位置，用于测量其X位置的干涉仪从干涉仪18Xb1、18Xb2切换到干涉仪18Xa1、18Xa2(要被使用的干涉仪在干涉仪18Xb1、18Xb2与18Xa1、18Xa2之间切换)。
e.此外，与载物台SST1、SST2之间的上述切换并行地，主控制设备50高速度地将掩模载物台MST返回到扫描开始位置(加速开始位置)。另外，如图16中所示，与载物台SST1、SST2之间的上述切换并行地，主控制设备50控制片传送系统40以在实心箭头所示的方向上(+X方向上)拉回片S。
在完成载物台SST1、SST2之间的切换和片S的拉回之后，如图17中所示，载物台SST2在备用位置处备用，并且包括下一个分块区域SAi+1的片S的中心部分与备用的载物台SST2对准。另外，载物台SST1退回到收回区域AR中。除了载物台SST1、SST2被切换并且片S被供给了一个分块区域以外，该状态与图9中所示的状态相同。
在完成载物台之间的切换之后，主控制设备50使用载物台SST2代替载物台SST1，以与上述类似地开始在分块区域SAi+1上曝光。此后，主控制设备50类似地重复上述过程a.至e.，从而通过交替使用载物台SST1、SST2对片S上所有分块区域进行曝光。
如已经详细描述的，在对片S的分块区域SAi的扫描曝光中，载物台SST1在扫描区域AS的+X端的上述备用位置处将对应于片S的分块区域SAi的后表面部分吸附到片保持器SH1的保持表面上。然后，载物台SST1与掩模M(掩模载物台MST)同步地以预定行程在X轴方向(-X方向上)移动。此时，分别对应于在掩模M的图案区域中形成的图案的一部分的照射束IL1至IL5通过投射光学系统PL1至PL5分别照射在片S的涂覆了抗蚀剂的表面上。结果，利用照射区域IAM1至IAM5中的图案的图像(部分图像)对片S的分块区域SAi进行了曝光。利用图案区域的整个区域上方照射区域IAM1至IAM5的通道，转印(形成)该图案。在完成对片S的分块区域SAi的扫描曝光之后，载物台SST2移动到XY平面内的上述备用位置，并且将对应于片S的下一个分块区域SAi+1的后表面部分吸附到片保持器SH1的保持表面上。因此，在吸附片S之后，载物台SST2可以与掩模M(掩模载物台MST)同步地以预定行程在X轴方向上(-X方向)移动。在移动期间，片S的分块区域SAi+1可以被曝光，以通过类似于上述的扫描曝光方法形成图案。这使得可以在片S的分块区域SAi、SAi+1上依次形成图案。通过以这种方式重复：在片S上的扫描曝光；载物台移动到备用位置；以及按照该方式通过交替使用载物台SST1、SST2将对应于片S的分块区域的后表面吸附到片保持器SH1的保持表面上，可以曝光片S上的所有分块区域，以高产量地形成图案。因此，可以有助于在不使设备变大的情况下制造电子装置，如柔性大屏幕显示器。
在上述实施例中，已经以举例的方式描述了如下情况：在完成扫描曝光之后退回第一载物台，并且同时将第二载物台移动到扫描区域(中的备用位置)。然而，本实施例不局限于此。第二载物台可以与利用第一载物台的扫描曝光的至少一部分并行地移动到扫描区域中的备用位置。结果，与在完成使用第一载物台的扫描曝光之后第二载物台开始移动到备用位置的情况相比，可以更迅速地使用第二载物台开始后续操作，这能够提高产量。
在上述实施例的曝光设备100中，沿着X轴方向排列并且在Y轴方向上间隔开的对准系统AL1至AL12被用于对片S进行对准测量。然而，该结构不局限于此。例如，对准标记可以相互间以预定的距离间隔布置在片S的分块区域SAi的周围。与该对准标记布置对应地，如图18中所示，可以沿着分块区域SAi的周围部分布置对准系统。然后，可以同时检测对准标记。
<第二实施例>
接下来基于图19至图37描述本发明的第二实施例。其中，与上述第一实施例中相同或类似的组件用相同或相像的参考标号来表示，并且简化或省略对它们的描述。
图19和图20示出第二实施例的曝光设备1000的示意性结构。图19是从-Y方向上看到的曝光设备1000的侧视图。图20是从+Y方向上看到的曝光设备1000的侧视图。曝光设备1000是将两个掩模Ma、Mb上形成的图案分别转印到两个片Sa、Sb上的曝光设备(扫描仪)。
曝光设备1000包括：照射系统IOPa、IOPb；用于分别保持掩模Ma、Mb的掩模载物台MSTa、MSTb；用于将掩模Ma、Mb上形成的图案的图像分别投射到片Sa、Sb上的投射光学系统PLa、PLb；包括用于保持片Sa、Sb的载物台SST1、SST2的载物台设备SS；分别用于传送片Sa、Sb的片传送系统40a、40b；以及用于这些的控制系统。在图19中，省略了照射系统IOPa、掩模载物台MSTa、投射光学系统PLa、载物台SST1、片传送系统40a。此外，还省略了位于片Sa的+Y侧上(图中的后侧上)的照射系统IOPb、掩模载物台MSTb、投射光学系统PLb、载物台SST2、片传送系统40b和片Sb。
在本实施例的曝光设备1000中使用的片Sa、Sb被设置为分别围绕辊40a1、40b1缠绕成卷的状态。通过在与上述第一实施例中的片传送系统40类似地构成的第一片传送系统40a中提供的传送辊部分41a至44a从辊40a1提取片Sa。接着，片Sa穿过投射光学系统PLa正下方的区域，然后被缠绕辊40a2缠绕。
类似地，通过在与片传送系统40类似地构成的第二片传送系统40b中提供的传送辊部分41b至44b从辊40b1提取片Sb。接着，片Sb穿过投射光学系统PLb正下方的区域，然后被缠绕辊40b2缠绕。此外，片Sa、Sb的表面覆盖有光敏材料(抗蚀剂)。在第二实施例中，作为例子，片Sa、Sb分别从辊40a1、40b1提取，并且分别被缠绕辊40a2、40b2缠绕。然而，该结构不局限于此。从用于进行预曝光处理的设备(例如用于涂覆抗蚀剂的抗蚀剂涂覆设备)供给并且被提供给用于进行曝光后处理的设备(例如用于执行显影的显影设备)的每个片也可以被曝光设备1000曝光。
照射系统IOPa、IOPb每个包括：多个(在本情况中为5个)照射系统模块(在下文中将每个简称为照射系统)IOPa1至IOPa5、IOPb1至IOPb5。照射系统IOPa1至IOPa5、IOPb1至IOPb5中的每一个与第一实施例中的照射系统IOP1至IOP5类似地构成。如图19中所示，分别沿着照射束ILa1至ILa5各自的光轴AXa1至AXa5从照射系统IOPa(IOPa1至IOPa5)向掩模Ma发射照射束ILa1至ILa5(见图21)。类似地，如图20中所示，分别沿着照射束ILb1至ILb5各自的光轴AXb1至AXb5从照射系统IOPb(IOPb1至IOPb5)向掩模Mb发射5个照射束ILb1至ILb5。
如图21中所示，光轴AXa1至AXa5和光轴AXb1至AXb5在XY平面内以Z字形方式布置而成(分别为掩模Ma的图案表面和掩模Mb的图案表面)。然而，光轴AXa1至AXa5和光轴AXb1至AXb5在布置上关于Y轴彼此对称。
照射系统IOPa1至IOPa5分别使用照射束ILa1至ILa5以均匀亮度照射掩模Ma上光轴AXa1至AXa5周围的照射区域IAMa1至IAMa5。另一方面，照射系统IOPb1至IOPb5分别使用照射束ILb1至ILb5以均匀亮度照射掩模Mb上光轴AXb1至AXb5周围的照射区域IAMb1至IAMb5。
掩模载物台MSTa、MSTb以在Y轴方向上彼此间隔开的方式布置在照射系统IOPa、IOPb的下面(-Z侧)。矩形掩模Ma、Mb分别例如通过真空吸附固定在掩模载物台MSTa、MSTb上，在掩模Ma、Mb的图案表面上(-Z侧上的表面)分别形成有矩形图案区域。掩模载物台MSTa、MSTb能够在XY平面内被精细驱动，并且还能够分别被第一和第二掩模载物台驱动系统MSDa、MSDb以预定行程在扫描方向(X轴方向)上以预定的扫描速度驱动(见图27)。
构成第一掩模载物台干涉仪系统16a的一部分的干涉仪16Xa、16Ya始终以例如大约0.25至1nm的分辨率测量掩模载物台MSTa在XY平面内的位置信息。类似地，构成第二掩模载物台干涉仪系统16b的一部分的干涉仪16Xb、16Yb始终以例如大约0.25至1nm的分辨率测量掩模载物台MSTb在XY平面内的位置信息。
掩模载物台MSTa的+X侧表面和-Y侧表面被镜面抛光，从而如图21中所示形成反射表面15Xa、15Ya。干涉仪16Xa将多个长度测量束沿着平行于X轴的光路照射在反射表面15Xa上，并且接收反射表面15Xa的反射束，由此测量掩模载物台MSTa的X位置和在θz方向上的转动。干涉仪16Xa的实质长度测量轴平行于与光轴AXa3正交的X轴。干涉仪16Ya将两个长度测量束沿着平行于分别与光轴AXa1和AXa2正交的Y轴的光路照射在反射表面15Ya上，并且接收反射表面15Ya的反射束，由此测量掩模载物台MSTa的Y位置。注意，可以将由平面镜构成的移动镜固定在掩模载物台MSTa上来替代上述反射表面15Xa、15Ya。
另一方面，掩模载物台MSTb的+X侧表面和+Y侧表面被镜面抛光，从而形成反射表面15Xb、15Yb。干涉仪16Xb将多个长度测量束沿着平行于X轴的光路照射在反射表面15Xb上，并且接收反射表面15Xb的反射束，由此测量掩模载物台MSTb的X位置和在θz方向上的转动。干涉仪16Xb的实质长度测量轴平行于与光轴AXb3正交的X轴。干涉仪16Yb将两个长度测量束沿着平行于分别与光轴AXb4和AXb5正交的Y轴的光路照射在反射表面15Yb上，并且接收反射表面15Yb的反射束，由此测量掩模载物台MSTb的Y位置。注意，可以将由平面镜构成的移动镜固定在掩模载物台MSTa、MSTb上来替代上述反射表面15Xb、15Yb。
来自第一和第二掩模载物台干涉仪系统16a、16b的测量信息被提供给主控制设备50(见图27)。主控制设备50基于所提供的位置信息分别通过第一和第二掩模载物台驱动系统MSDa、MSDb独立控制掩模载物台MSTa、MSTb。
投射光学系统PLa、PLb分别布置在掩模载物台MSTa、MSTb的下面(-Z侧)。在此，对应于掩模载物台MSTa、MSTb的布置，投射光学系统PLa、PLb在Y轴方向上相互间隔开，并且还关于X轴方向相反地布置。
例如图22中所示，投射光学系统PLa包括与光轴AXa1至AXa5的布置对应地交错的五个投射光学系统模块(在下文中，将每个简称为投射光学系统)PLa1至PLa5。类似地，投射光学系统PLb包括与光轴AXb1至AXb5的布置对应地交错的五个投射光学系统PLb1至PLb5。注意，类似于第一实施例的情形，使用形成大小相等的正像的双边远心折反射系统作为投射光学系统PLa1至PLa5、PLb1至PLb5的每一个。
通过投射光学系统PLa1至PLa5，掩模Ma上的照射区域IAMa1至IAMa5中的图案的部分图像被分别投射在片Sa上的投射区域IAMa1至IAMa5上。然后，与上述类似地，扫描曝光使得掩模Ma上的图案通过投射光学系统PLa1至PLa5转印到片Sa(的单个分块区域SAai)。
类似地，通过投射光学系统PLb1至PLb5，掩模Mb上的照射区域IAMb1至IAMb5中的图案的部分图像被分别投射在片Sb上的投射区域IAMb1至IAMb5上。然后，与上述类似地，扫描曝光使得掩模Mb上的图案通过投射光学系统PLb1至PLb5转印到片Sb(的单个分块区域SAbi)。稍后描述扫描曝光的细节。
曝光设备1000包括第一和第二透镜控制器LCa、LCb(见图27)，第一和第二透镜控制器LCa、LCb分别校正由投射光学系统PLa1至PLa5、PLb1至PLb5导致的变形(位置移位和/或形状错误)。与上述透镜控制器LC类似地构成第一和第二透镜控制器LCa、LCb。
如图19和图20中所示，载物台设备SS布置在投射光学系统PLa、PLb的下面(-Z侧)。载物台设备SS包括：由震动吸收机构(图中未示出)基本水平地支撑在地面上的基座件BS；在基座件BS上移动而同时保持片Sa或Sb的两个载物台SST1、SST2；分别在图26中所示的第一和第二扫描区域AS1、AS2中扫描驱动载物台SST1、SST2的第一和第二载物台驱动系统SSDa、SSDb(见图27)；在第一和第二扫描区域AS1、AS2之间传送载物台SST1、SST2的载物台传送系统36a、36b(见图27)；分别测量载物台SST1、SST2在第一和第二扫描区域AS1、AS2中的位置信息的第一载物台干涉仪系统18a和第二载物台干涉仪系统18b(见图27)。
在此，例如图26中所示，第一和第二扫描区域AS1、AS2分别是基座件BS的上表面(引导表面)上的包括位于投射光学系统PLa、PLb正下方的区域的-Y侧半个部分和+Y侧半个部分的区域。在图26中，载物台SST1位于第一扫描区域AS1中，载物台SST2位于第二扫描区域AS2中。
如图23A中所示，载物台SST1、SST2每个包括：载物台主单元ST；工作台TB；以及Z水平设备38(三个Z驱动机构38a、38b和38c)。与上述第一实施例的载物台SST1、SST2类似地构成载物台SST1、SST2。因此，通过对Z水平设备38进行控制，可以在Z轴方向、θx方向和θy方向三个自由度方向上在载物台主单元ST上精细驱动工作台TB。然而，在载物台主单元ST的底部不提供动子。相应地，在基座件BS内部不提供定子。也就是说，在第二实施例中，不提供沿着基座件BS的上表面(引导表面)驱动载物台SST1、SST2的扁平马达。因此，曝光设备1000被提供有分别在第一和第二扫描区域AS1、AS2中驱动载物台SST1、SST2的上述第一和第二载物台驱动系统SSDa、SSDb(见图27)。
例如图23B和图26中所示，第一载物台驱动系统SSDa包括：用于在XY平面内精细移动载物台SST1(SST2)的精细移动设备34a；以及用于在第一扫描区域AS1中在扫描方向(-X方向)上驱动精细移动设备34a的粗移动设备32a。
粗移动设备32a是一种线性马达。如图26中所示，它包括：定子32a1；和动子32a2。定子32a1具有U形横截面(在+Y侧开口)的磁体单元(或线圈单元)。该磁体单元被安装在基座件BS的-Y侧上，其纵向在X轴方向上。动子32a2具有以非接触方式与定子32a1接合的线圈单元(或磁体单元)，并且被在它自己和定子32a1之间产生的驱动力(电磁力)在纵向(X轴方向)上驱动。
精细移动设备34a是一种扁平马达。如图23A和图23B中所示，它包括：由在动子32a2的+Y侧上提供的矩形板状凸起部分构成的定子34a1；和在载物台主单元ST的载物台SST1(SST2)的-Y侧上的侧表面上提供的动子34a2。
定子34a1包括线圈单元CUa，线圈单元CUa由以预定的位置关系包含在所述凸起部分中的多个X线圈和Y线圈构成。
如图23A和图23B中所示，在每个载物台SST1、SST2(载物台主单元ST)的-Y侧表面上，形成有凹进部分35a，定子34a1能够以非接触方式插入到凹进部分35a中。
另一方面，如图23A中所示，动子34a2包括布置在每个载物台SST1、SST2(载物台主单元ST)的凹进部分35a的上下相反表面上的一对磁体单元MUa1、MUa2。
在此，尽管省略了对磁体、线圈等的布置等的描述，但是动子34a2(载物台主单元ST)被配置为通过动子34a2的磁体单元MUa1、MUa2和线圈单元CUa之间的电磁交互作用而相对于定子34a1在X轴方向、Y轴方向和θz方向上精细驱动。通过对构成定子34a1的线圈单元CUa的每个线圈的电流的方向和大小的适当控制来产生该电磁交互作用。
另一方面，第二载物台驱动系统SSDb由用于在XY平面内精细驱动载物台SST1(SST2)的精细移动设备34b和用于在第二扫描区域AS2中在扫描方向(+X方向)上驱动精细移动设备34b的粗移动设备32b构成。
粗移动设备32b是与粗移动设备32a类似的线性马达。如图26中所示，粗移动设备32b包括定子32b1和动子32b2，并且与粗移动设备32a类似地构造而成，只是这两个设备关于X轴对称。
精细移动设备34b是与精细移动设备34a类似的扁平马达。例如从图25(A)可以看出，精细移动设备34b包括定子34b1和动子34b2，并且与精细移动设备34a类似地构造而成，只是这两个设备关于X轴对称。
因此，与精细移动设备34a的情形类似，可以相对于构成精细移动设备34b的定子34b1在X轴方向、Y轴方向和θz方向上驱动动子34b2(载物台主单元ST)。
从以上描述可以理解，由第一载物台驱动系统SSDa在第一扫描区域AS1中(见图27)以及由第二载物台驱动系统SSDb在第二扫描区域AS2中(见图27)在三个自由度方向上(X、Y和θz方向)独立地驱动载物台SST1、SST2。
载物台传送系统36a(见图27)将载物台SST1、SST2从第一扫描区域AS1传送到第二扫描区域AS2。载物台传送系统36b(见图27)将载物台SST1、SST2从第二扫描区域AS2传送到第一扫描区域AS1。
如图26中所示，载物台传送系统36a包括：引导器36a1，靠近基座件BS的-X侧上的端面布置、略长于片Sa的宽度并且在Y轴方向上延伸；长方形滑块36a2，其纵向与X轴和Y轴形成45°角并且按照可在引导器36a1的纵向上滑动的方式附接到引导器36a1；以及L形臂部件36a3，按照在滑块36a2的纵向上可移动的方式附接到滑块36a2。
更具体来说，在引导器36a1的上表面上，沿着其纵向(Y轴方向)形成引导槽。在引导槽的侧表面中，布置多个磁体(或线圈)，这些磁体(或线圈)起到第一线性马达的定子的作用，并且沿着纵向彼此以预定的距离间隔开。起到动子作用的线圈(或磁体)固定到滑块36a2的下端部。该线圈(或磁体)接合在引导槽的内部。由第一线性马达在Y轴方向上驱动滑块36a2。
在引导器36a2的上表面上，沿着其纵向形成引导槽。在引导槽的侧表面中，布置多个磁体(或线圈)，这些磁体(或线圈)起到第二线性马达的定子的作用，并且沿着纵向彼此以预定的距离间隔开。起到动子作用的线圈(或磁体)固定到臂部件36a3的下端部。该线圈(或磁体)接合在引导槽的内部。由第二线性马达在与X轴和Y轴形成45°的方向上驱动臂部件36a3。
如图23A和图23B中所示，在载物台SST1、SST2(载物台主单元ST)每一个的-X侧端和-Y侧端处的拐角部分中，形成将与臂部件36a3接合的L形凹入部分37a。
由主控制设备50通过第一和第二线性马达(见图27)控制载物台传送系统36a的滑块36a2和臂部件36a3。
现在描述主控制设备50使用载物台传送系统36a将载物台SST1(SST2)从第一扫描区域AS1传送到第二扫描区域AS2的过程。
首先，如图24(A)中所示，臂部件36a3在滑块36a2上向停在第一扫描区域AS1的-X端的载物台SST1(SST2)，即在实心箭头所示的方向上滑动。如图24(B)中所示，这使得臂部件36a3的边缘与载物台SST1(SST2)的凹入部分37a接合。
接下来，停止向起着第一载物台驱动系统SSDa的精细移动设备34a的作用的定子34a1(线圈单元CUa)的电力供应。这解除了定子34a1和动子34a2之间电磁力的束缚。接下来，如图24(C)中所示，在引导器36a1上在实心箭头所示的方向上(+Y方向)驱动滑块36a2。这使得在+Y方向上，即向第二扫描区域AS2传送载物台SST1(SST2)。在该传送期间的某一时间，定子34a1与载物台SST1(SST2)的凹入部分35a脱离。
此时，如图25(A)中所示，与第二载物台驱动系统SSDb的粗移动设备32b的动子32b2一体的精细移动设备34b的定子34b1在面向载物台SST1(SST2)的凹入部分35B的位置处备用。
当载物台SST1(SST2)被传送到基座件BS的+Y端(上表面)时，如图25(B)中所示，定子34b1以非接触方式接合(插入到)载物台SST1(SST2)的凹入部分35b。在接合之后，向定子34b1(线圈单元CUb)提供电流。从而定子34b1和动子34b2受电磁力束缚，由此构成第二载物台驱动系统SSDb的精细移动设备34b。在此之后，如图25(B)中所示，臂部件36a3在实心箭头所示的方向上退回。在退回之后，如图25(C)中所示，在实心箭头所示的方向上(-Y方向)驱动滑块36a2，从而滑块36a2返回到第一扫描区域AS1。结果，变得能够利用第二载物台驱动系统SSDb在第二扫描区域AS2中驱动载物台SST1(SST2)。
另一方面，如图26中所示，在基座件BS的+X端部的+Y侧半个部分附近提供载物台传送系统36b。载物台传送系统36b包括引导器36b1、滑块36b2和臂部件36b3。与载物台传送系统36a类似地构成载物台传送系统36b，只是这两个系统关于基座件BS的中心对称。相应地，如图23A、图23B等中所示，在载物台SST1、SST2(载物台主单元ST)每一个的+X侧端和+Y侧端的拐角部分中，形成将与臂部件36b3接合的凹入部分37b。可以在臂部件36a3、36b3的内表面上提供真空吸盘。在此情况下，不必在载物台主单元ST中形成凹入部分37a、37b。
类似于使用载物台传送系统36a将载物台SST1、SST2从第一扫描区域AS1传送到第二扫描区域AS2，主控制设备50能够使用载物台传送设备36b将载物台SST1、SST2从第二扫描区域AS2传送到第一扫描区域AS1。
如图26中所示，第一载物台干涉仪18a包括干涉仪18Xa1、18Xa2、18Ya1和18Ya2，并且始终以例如0.25nm至1nm的分辨率测量位于第一扫描区域AS1中的载物台SST1或SST2(工作台TB)在XY平面内的位置信息(包括在θz方向上的转动信息)。
另一方面，第二载物台干涉仪18b包括干涉仪18Xb1、18Xb2、18Yb1和18Yb2，并且始终以例如0.25nm至1nm的分辨率测量位于第二扫描区域AS2中的载物台SST1或SST2(工作台TB)在XY平面内的位置信息(包括在θz方向上的转动信息)。
如图26中所示，干涉仪18Xa1、18Xa2和18Ya1、18Ya2被分别布置在第一扫描区域AS1(投射光学系统PL)的+X侧和-Y侧上，使得能够分别面对位于扫描区域AS中的载物台SST1或SST2的反射表面17X1和17Y1。干涉仪18Xb1、18Xb2和18Yb1、18Yb2被分别布置在第二扫描区域AS2的-X侧和+Y侧上，使得能够分别面对位于第二扫描区域AS2中的载物台SST1或SST2的反射表面17X2和17Y2。
干涉仪18Xa1、18Xa2每个将平行于X轴的长度测量束照射在位于第一扫描区域AS1中的载物台SST1的反射表面17X1上，并且接收反射表面17X1的反射束，由此测量载物台SST1的X位置。干涉仪18Ya1、18Ya2每个将平行于Y轴的两个长度测量束照射在反射表面17Y1上，并且接收反射表面17Y1的反射束，由此测量载物台SST1的Y位置。此处，干涉仪18Ya2的两个长度测量束中的一个沿着平行于与光轴AXa1、AXa3和AXa5正交的Y轴的光路照射在反射表面17Y1上。干涉仪18Ya2的两个长度测量束中的另一个沿着平行于与光轴AXa2、AXa4正交的Y轴的光路照射在反射表面17Y1上。干涉仪18Ya1的两个长度测量束沿着平行于Y轴的穿过对准系统外的相邻对准系统(稍后描述)的检测中心的光路照射在反射表面17Y1上。
来自第一载物台干涉仪系统18a(18Xa1、18Xa2、18Ya1和18Ya2)的测量信息被提供给主控制设备50(见图27)。在载物台SST1位于第一扫描区域AS1中的情况下，无论载物台SST1的X位置如何，干涉仪18Ya1、18Ya2或者干涉仪18Yb1中的至少一个的长度测量束不可避免地照射在载物台SST1的对应反射表面(17Y1或17Y2)上。因此，主控制设备50根据载物台SST1的X位置，使用来自干涉仪18Ya1、18Ya2和18Yb1中任一个的测量信息。另外，主控制设备50基于来自干涉仪18Xa1、18Xa2的测量信息测量载物台SST1在θz方向上的转动。在载物台SST2位于第一扫描区域AS1中的情况下，类似地测量其位置信息。
干涉仪18Xb1、18Xb2每个将平行于X轴的长度测量束照射在位于第二扫描区域AS2中的载物台SST2的反射表面17X2上，并且接收反射表面17X2的反射束，由此测量载物台SST2的X位置。干涉仪18Yb1、18Yb2每个将平行于Y轴的两个长度测量束照射在反射表面17Y2上，并且接收反射表面17Y2的反射束，由此测量载物台SST2的Y位置。此处，来自干涉仪18Xb1、18Xb2的长度测量束与干涉仪18Ya1、18Ya2的长度测量束类似地沿着光路照射在反射表面17Y2上。
来自第二载物台干涉仪系统18b(18Xb1、18Xb2、18Yb1和18Yb2)的测量信息被提供给主控制设备50(见图27)。在载物台SST2位于第二扫描区域AS2中的情况下，无论载物台SST1的X位置如何，干涉仪18Yb1、18Yb2或者干涉仪18Ya1中的一个的长度测量束不可避免地照射在载物台SST1的对应反射表面(17Y2或17Y1)上。因此，主控制设备50根据载物台SST2的X位置，使用来自干涉仪18Yb1、18Yb2和18Ya1中任一个的测量信息。另外，主控制设备50基于来自干涉仪18Xb1、18Xb2的测量信息测量载物台SST2在θz方向上的转动。在载物台SST1位于第二扫描区域AS2中的情况下，类似地测量其位置信息。
主控制设备50基于来自第一和第二载物台干涉仪系统18a、18b的位置信息通过第一和第二载物台驱动系统SSDa、SSDb控制对载物台SST1、SST2的驱动。
可以使用将在Z轴方向上间隔开的多个长度测量束照射在反射表面上的多轴干涉仪作为干涉仪18Xa1、18Xa2、18Ya1、18Ya2、18Xb1、18Xb2和18Yb1和18Yb2的中每一个。在此情况下，主控制设备50不仅能够获得载物台SST1、SST2(工作台TB)在XY平面内的位置信息(转动信息(包括偏转量(在θz方向上的转动量θz)))，而且还能够获得载物台SST1、SST2(工作台TB)关于XY平面倾斜信息(俯仰量(在θx方向上的转动量θx)和旋转量(在θy方向上的转动量θy))。
另外，第二实施例的曝光设备1000具有分别提供在投射光学系统PLa的+X侧和投射光学系统PLb的-X上的12个对准系统ALa1至ALa12和12个对准系统ALb1至ALb12。对准系统ALa1至ALa12和对准系统ALb1至ALb12用于检测分别标在片Sa和Sb上的分块区域上的对准标记。注意，与第一实施例的对准系统AL1至AL12类似地构成和布置对准系统ALa1至ALa12和ALb1至ALb12。
图27示出了例示主控制设备50的输入/输出关系的框图，主控制设备50是曝光设备1000的控制系统的主要构成部分并且控制各构成部分。
接下来，基于图28至图37描述在本实施例的曝光设备1000中使用两个载物台SST1、SST2的并行处理操作。在以下操作说明中，使用多个图。根据这些图，相同的部件不一定由相同的参考标号来表示。也就是说，在不同的图中，不同的参考标号可被用于相同的部件。然而，这些图示出了相同的构成而与参考标号的存在或不存在无关。这同样适用于以上说明所使用的图。
图28示出在完成对片Sa上排列的分块区域中前(i-1)个分块区域SAa1至SAai-1的曝光并且还完成对片Sb上排列的分块区域中前(i-1)个分块区域SAb1至SAbi-1的曝光之后，要开始对接下来的分块区域SAai、SAbi的曝光处理的状态。在图28的状态中，用于在对分块区域SAai进行曝光时移动片Sa的载物台SST1在第一扫描区域AS1中+X端部的位置(第一备用位置)处备用。用于在对分块区域SAbi进行曝光时移动片Sb的载物台SST2在第二扫描区域AS2中-X端部的位置(第二备用位置)处备用。
在对片Sa、Sb上的第一分块区域SAa1、SAb1开始曝光之前，典型地将掩模Ma、Mb加载到掩模载物台MSTa、MSTb上并进行掩模Ma、Mb的掩模对准(掩模定位)。因此，在图28的状态中，完成了掩膜Ma、Mb的加载和掩膜对准。此外，掩模载物台MSTa、MSTb已经移动到用于对分块区域SAai、SAbi进行曝光的扫描开始位置(加速开始位置)。
f.首先，在以下过程f1.至f4.中，将包括分块区域SAai、SAbi的片Sa、Sb的中心部分分别保持在载物台SST1、SST2上。
f1.更具体来说，类似于在前述第一实施例中描述的a1.，主控制设备50控制第一片传送系统40a以允许预定长度的片Sa在传送辊部分41a、42a之间弯曲下垂。同时，主控制设备50控制第二片传送系统40b以允许预定长度的片Sb在传送辊部分41b、42b之间弯曲下垂。该预定长度大约为传送辊部分42a、43a(42b、43b)之间的距离。
f2.接下来，主控制设备50基于来自第一载物台干涉仪系统18a(18Xa1、18Xa2、18Ya1和18Ya2)的载物台SST1的位置信息控制片传送系统40a，并且在+X方向上拉回片Sa，或者在-X方向上供给片Sa，由此将片Sa上的分块区域SAai与载物台SST1的片保持器SH1(的保持表面)对准。在此，在片Sa利用对其施加的适当张力而在传送辊部分42a、43a之间伸展之后将片Sa定位。
与片Sa的对准并行地，主控制设备50类似地基于来自第二载物台干涉仪系统18b(18Xb1、18Xb2、18Yb1和18Yb2)的载物台SST2的位置信息控制第二片传送系统40b，由此将片Sb上的分块区域SAbi与载物台SST2的片保持器SH1(的保持表面)对准。此外，主控制设备50精细驱动载物台SST2以将片保持器SH2(的保持表面)与片Sb上的分块区域SAbi对准。
在此情况下，在片Sa和载物台SST1的片保持器SH1(的保持表面)之间提供微小间隔。类似地，在片Sb和载物台SST2的片保持器SH1(的保持表面)之间提供微小间隔。
在载物台SST1和片Sa在第一备用位置处彼此对准的状态中，标在分块区域SAai上的每个对准标记位于对准系统ALa1至ALa12中每一个的检测视场内。类似地，在载物台SST2和片Sb在第二备用位置处彼此对准的状态中，标在分块区域SAbi上的每个对准标记位于对准系统ALb1至ALb12中每一个的检测视场内。
f3.在对准之后，在通过第一载物台驱动系统SSD(Z水平设备38)水平地保持载物台SST1的工作台TB的同时，主控制设备50在+Z方向上精细驱动工作台TB上的四个辅助片保持器SH2，并且利用辅助片保持器SH2吸附地保持片Sa的分块区域SAai的±Y侧上的外侧部分中的后表面。类似地，主控制设备50利用载物台SST2(工作台TB)上的辅助片保持器SH2吸附地保持片Sb的分块区域SAbi的±Y侧上的外侧部分中的后表面。图29示出以这种方式将片Sa、Sb分别临时保持在载物台SST1、SST2(辅助片保持器SH2)上的状态。
f4.在临时保持片Sa、Sb之后，主控制设备50在临时保持片Sa的同时在-Z方向上在载物台SST1上精细驱动四个辅助片保持器SH2，由此使包括分块区域SAai的片Sa的中心部分的后表面与片保持器SH1的保持表面接触。然后主控制设备50将四个辅助片保持器SH2的保持表面定位成略低于片保持器SH1的保持表面(在-Z侧上)。结果，适当的张力施加到片Sa上，并且片Sa的中心部分固定在片保持器SH1的保持表面上。在此情况下，如图30中所示，主控制设备50将片Sa吸附地保持在片保持器SH1上。从而，以与XY平面平行且平坦的方式将包括分块区域SAai的片Sa的中心部分保持在载物台SST1上。
与片Sa的保持并行地，主控制设备50以类似的方式将包括分块区域SAbi的片Sb的中心部分吸附地保持在载物台SST2的片保持器SH1上。
g.接下来，对片Sa、Sb进行对准测量。
如上所述，在载物台SST1位于第一备用位置的状态中，标在分块区域SAai上的每个对准标记位于对准系统ALa1至ALa12中每一个的检测视场内。另外，在载物台SST2位于第二备用位置的状态中，标在分块区域SAbi上的每个对准标记位于对准系统ALb1至ALb12中每一个的检测视场内。因此，如图30中所示，主控制设备50使用对准系统ALa1至ALa12检测标在片Sa上的分块区域SAai上的对准标记(从索引标记中心测量对准标记的位置)。基于对准标记的检测结果和在检测时来自第一载物台干涉仪系统18a的载物台SST1的位置信息，获得12个对准标记在XY坐标系上的位置坐标。主控制设备50利用12个对准标记的位置坐标的全部或一部分，使用最小二乘法进行预定的计算，由此发现已经在片Sa上的分块区域SAai中形成的图案的变形，即，XY平移、转动、XY缩放和正交程度。
与片Sa的对准测量并行地，主控制设备50类似地使用对准系统ALb1至ALb12检测标在片Sb上的分块区域SAbi上的对准标记。基于对准标记的检测结果和在检测时来自第二载物台干涉仪系统18b的载物台SST2的位置信息，主控制设备50获得12个对准标记在XY坐标系上的位置坐标。与上述类似地，主控制设备50利用对准标记的位置坐标进行预定的计算，由此发现已经在片Sb上的分块区域SAbi中形成的图案的变形，即，XY平移、转动、XY缩放和正交程度。
如果对准系统的数目小于要被检测的对准标记的数目，则需要在保持的片Sa的载物台SST1和保持片Sb的载物台SST2在X轴方向上逐步移动的同时进行对准测量。此时，主控制设备50将片传送系统40a、40b的辊的转动和停止控制为与载物台SST1、SST2的移动同步。
h.接下来，对片Sa上的分块区域SAai和片Sb上的分块区域SAbi进行扫描曝光。
h1.更具体来说，主控制设备50基于片Sa(特别是XY平移)的对准测量结果，将保持片Sa的载物台SST1移动到用于曝光的扫描开始位置(加速开始位置)，并且将载物台SST1与保持掩模Ma的掩模载物台MSTa对准。在此，在本第二实施例中，载物台SST1(和SST2)的加速开始位置也被设置为与第一扫描区域AS1中上述第一备用位置相同的位置(或在第一备用位置的附近)。因此，在XY平面内进行载物台SST1(和SST2)的精细位置调节。
h2.接下来，主控制设备50开始在扫描方向(-X方向)上加速载物台SST1、MSTa。结果，载物台SST1、MSTa开始在-X方向上移动。在它们移动期间的某一时间，特别是在载物台SST1、MSTa的加速结束之前，如图31中所示，来自干涉仪18Ya2的长度测量束中的一束入射到反射表面17Y1。因此，紧接着在此之后，主控制设备50将用于测量载物台SST1的Y位置的干涉仪从干涉仪18Ya1切换到18Ya2。
h3.在完成载物台SST1、MSTa的加速之后，当载物台SST1、MSTa到达同步一致移动的状态时，照射束ILa1、ILa5开始照射掩模Ma上的图案区域，由此开始曝光。如图32中所示，随着载物台SST1、MSTa同步一致移动的进行，照射束ILa1至ILa5分别照射掩模M上的照射区域IAMa1至IAMa5(见图21)。该图案在照射区域IAMa1至IAMa5中的部分图像通过投射光学系统PLa1至PLa5分别投射在保持在载物台SST1上的片Sa上的投射区域IAa1至IAa5上(见图22)。
h4.与上述h1.至h3.的操作并行地，主控制设备50将保持片Sb的载物台SST2移动到用于曝光的扫描开始位置(加速开始位置)，将保持掩模Mb的掩模与掩模载物台MSTb对准，在扫描方向上(+X方向)开始加速载物台SST1、MSTb，将用于测量载物台SST2在加速完成之前的Y位置的干涉仪从干涉仪18Yb1切换到干涉仪18Yb2，并且与上述类似地进行其它操作。在完成载物台SST2、MSTb的加速之后，当载物台SST2、MSTb到达同步一致移动的状态时，照射束ILb1、ILb5开始照射掩模Mb上的图案区域，由此开始曝光。如图32中所示，随着载物台SST2、MSTb同步一致移动的进行，五个照射束分别照射掩模M上的照射区域IAMb1至IAMb5(见图21)。照射区域IAMb1至IAMb5中该图案的部分图像通过投射光学系统PLb1至PLb5分别投射在保持在载物台SST2上的片Sb上的投射区域IAb1至IAb5上(见图22)。
当掩模Ma的图案区域的整个区域被照射束ILa1至ILa5照射时，也就是说，当掩模Ma的图案区域穿过照射区域IAMa1至IAMa5时，完成了在片Sa的分块区域SAai上的扫描曝光。类似地，当掩模Mb的图案区域的整个区域被照射束ILb1至ILb5照射时，完成了在片SAb的分块区域SAbi上的扫描曝光。结果，掩模Ma、Mb的图案被分别转印到片Sa、Sb的分块区域SAai、SAbi。
在扫描曝光期间，主控制设备50在将载物台SST1(SST2)的工作台TB保持水平的同时在Z轴方向上驱动工作台TB，从而将保持在工作台TB(片保持器SH1)上的片Sa(Sb)的表面定位在投射光学系统PLa(PLb)的焦点位置(在焦深内)。此外，在扫描曝光期间，主控制设备50基于对准测量结果(即，上面获得的XY平移、转动、XY缩放和正交程度)控制载物台SST1(SST2)和掩模载物台MSTa(MSTb)(之间的相对位置和相对速度)的同步驱动，从而校正投射在片Sa(Sb)上的图案的整个图像的变形。此外，主控制设备50通过第一透镜控制器LCa(第二透镜控制器LCb)控制对分别构成投射光学系统PLa1至PLa5(PLb1至PLb5)的光学元件组(透镜组)的驱动，从而校正分别投射在片Sa(Sb)上的投射区域IAa1至IAa5(IAb1至IAb5)上的部分图像的变形。结果，掩模Ma(Mb)的图案的投射图像被高度精确地叠加在已经在分块区域SAai(SAbi)中形成的图案上。
如图33中所示，在完成对分块区域SAai的扫描曝光之后，载物台SST1、MSTa被减速，并且在到达它们各自的扫描停止位置(减速停止位置)时停止。类似地，如图33中所示，在完成对分块区域SAbi的扫描曝光之后，载物台SST2、MSTb被减速，并且在到达它们各自的扫描停止位置(减速停止位置)时停止。在此，在对分块区域SAai、SAbi并行进行的扫描曝光期间，来自干涉仪18Yb1的长度测量束停止入射到载物台SST2，并且同时开始入射到载物台SST1。另一方面，来自干涉仪18Ya1的长度测量束停止入射到载物台SST1，并且同时开始入射到载物台SST2。因此，在完成对分块区域SAai的扫描曝光之后，主控制设备50开始减速载物台SST1、MSTa。同时，主控制设备50将用于测量载物台SST1的Y位置的干涉仪从干涉仪18Ya2切换到干涉仪18Yb1。与此并行地，在完成对分块区域SAbi的扫描曝光之后，主控制设备50开始减速载物台SST2、MSTb。同时，主控制设备50将用于测量载物台SST2的Y位置的干涉仪从干涉仪18Yb2切换到18Ya1。在第二实施例中，将扫描中载物台SST1、SST2的减速结束位置设置为分别与基座件BS的-X端和+X端重合。
当在扫描曝光期间在-X方向(+X方向)上驱动保持片Sa(Sb)的载物台SST1(SST2)时，与上述类似地，主控制设备50在载物台SST1移动时适当地转动和停止片传送系统40a(40b)的驱动辊，使得作用在片Sa(Sb)上的张力不会阻止载物台SST1(SST2)的移动。
接下来，作为用于曝光片Sa、Sb的下一个分块区域SAai+1、SAbi+1的预处理，根据如下过程i1.至i5.将载物台SST1、SST2互换。
i1.如图34中所示，当载物台SST1在作为减速停止位置的第一扫描区域AS1中的-X端停止时，主控制设备50解除片保持器SH1和辅助片保持器SH2对片Sa的吸附保持。类似地，当载物台SST2在作为减速停止位置的第二扫描区域AS2中的+X端停止时，主控制设备50解除片保持器SH1和辅助片保持器SH2对片Sb的吸附保持。此外，主控制设备50在向下方向上(-Z方向)退回载物台SST1、SST2的工作台TB。这使得片Sa在传送辊部分42a、43a之间处于伸展状态，并且片Sa本身与载物台SST1的片保持器SH1之间具有微小间隔。类似地，这使得片Sb在传送辊部分42b、43b之间处于伸展状态，并且片Sb本身与载物台SST2的片保持器SH1之间具有微小间隔。
i2.接下来，如已经参照图24(A)至图24(C)和图25(A)至图25(C)描述的，主控制设备50使用载物台传送系统36a将载物台SST1从第一扫描区域AS1传送到第二扫描区域AS2中的第二备用位置。更具体来说，如图34中所示，主控制设备50首先使臂部件36a3与载物台SST1的凹入部分37a接合。接下来，主控制设备50解除构成第一载物台驱动系统SSDa的精细移动设备34a的定子34a1和动子34a2之间的束缚。然后，主控制设备50在图34中的实心箭头所示的方向(+Y方向)上驱动滑块36a2。结果，在图34中的实心箭头所示的+Y方向上，向第二扫描区域AS2传送(驱动)载物台SST1，使定子34a1离开载物台SST1的凹入部分35a。
与载物台SST1的传送并行地，主控制设备50使用载物台传送系统36b将载物台SST2从第二扫描区域AS2传送到第一扫描区域AS1中的第一备用位置。主控制设备50首先使臂部件36b3与载物台SST2的凹入部分37b接合。接下来，主控制设备50解除构成第二载物台驱动系统SSDb的精细移动设备34b的定子34b1和动子34b2之间的束缚。然后，主控制设备50在图34中的空心箭头所示的方向(-Y方向)上驱动滑块36b2。结果，在图34中的空心箭头所示的-Y方向上，向第一扫描区域AS1传送(驱动)载物台SST2，使定子34b1离开载物台SST2的凹入部分35b1。
如图34和图35中所示，在载物台SST1的传送期间，根据载物台SST1的X位置，用于测量其Y位置的干涉仪从干涉仪18Xa1、18Xa2切换到干涉仪18Xb1、18Xb2(要被使用的干涉仪在干涉仪18Xa1、18Xa2与18Xb1、18Xb2之间切换)。类似地，在载物台SST2的传送期间，根据载物台SST2的Y位置，用于测量其X位置的干涉仪从干涉仪18Xb1、18Xb2切换到干涉仪18Xa1、18Xa2(要被使用的干涉仪在干涉仪18Xa1、18Xa2与18Xb1、18Xb2之间切换)。
i3.在载物台SST1的传送期间，主控制设备50在图35中的空心箭头所示的-X方向上驱动构成第二载物台驱动系统SSDb的粗移动设备32b的动子32b2，并且将固定在动子32b2上的定子34b1定位成面对传送中的载物台SST1的凹入部分35b。类似地，主控制设备50在图35中的实心箭头所示的+X方向上驱动构成第一载物台驱动系统SSDa的粗移动设备32a的动子32a2，并且将固定在动子32a2上的定子34a1定位成面对传送中的载物台SST2的凹入部分35a。
如图36中所示，当载物台传送系统36a将载物台SST1传送到位于基座件BS的+Y端(上表面上)的第二备用位置时，固定在第二载物台驱动系统SSDb的粗移动设备32b的动子32b2上的定子34b1以非接触方式接合(插入到)载物台SST1的凹入部分35b。类似地，当载物台传送系统36b将载物台SST2传送到位于基座件BS的-Y端(上表面上)的第一备用位置时，固定在第一载物台驱动系统SSDa的粗移动设备32a的动子32a2上的定子34a1以非接触方式接合(插入到)载物台SST2的凹入部分35a。
i4.在定子34b1与载物台SST1的凹入部分35b接合之后，主控制设备50抑制在载物台SST1中提供的定子34b1和动子34b2。结果，构成第二载物台驱动系统SSDb的精细移动设备34b。类似地，在定子34a1与载物台SST2的凹入部分35a接合之后，主控制设备50抑制在载物台SST2中提供的定子34a1和动子34a2。结果，构成第一载物台驱动系统SSDa的精细移动设备34b。
i5.在此之后，主控制设备50在图36中的实心箭头所示的-Y方向上驱动滑块36a2，从而使滑块36a2返回到其原始位置。同时，主控制设备50在图36中的空心箭头所示的+Y方向上驱动滑块36b2，从而使滑块36b2返回到其原始位置。
结果，变得能够利用第二载物台驱动系统SSDb在第二扫描区域AS2中驱动载物台SST1，并且变得能够利用第一载物台驱动系统SSDa在第一扫描区域AS1中驱动载物台SST2。
j.此外，与载物台SST1、SST2(的传送)之间的切换并行地，主控制设备50控制片传送系统40a以在图35中的实心箭头所示的方向(+X方向)上拉回片Sa，并且控制片传送系统40b以在图35中的空心箭头所示的方向(-X方向)上拉回片Sb。
k.此外，与载物台SST1、SST2之间的切换并行地，主控制设备50以高速度将掩模载物台MSTa、MSTb返回到它们各自的扫描开始位置(加速开始位置)。
如图37中所示，在完成载物台SST1、SST2之间的切换并且拉回片Sa、Sb之后，载物台SST1在第二扫描区域AS2中的第二备用位置处备用，并且包括下一个分块区域SAbi+1的片Sb的中心部分与备用的载物台SST1对准。另外，载物台SST2在第一扫描区域AS1中的第一备用位置处备用，并且包括下一个分块区域SAai+1的片Sa的中心部分与备用的载物台SST2对准。除了载物台SST1、SST2被切换并且片Sa、Sb被供给了一个分块区域以外，该状态与图28中所示的状态相同。
与上述类似地，在完成载物台之间的切换之后，主控制设备50使用载物台SST2代替载物台SST1，以开始在片Sa的分块区域SAai+1上曝光。另外，主控制设备50使用载物台SST1代替载物台SST2，开始在片Sb的分块区域SAbi+1上曝光。此后，主控制设备50类似地重复上述过程f.至k.，从而通过交替使用载物台SST1、SST2对片Sa、Sb上所有分块区域进行曝光。
如已经详细描述的，根据第二实施例的曝光设备1000，载物台SST1在第一备用位置处将对应于片Sa的分块区域SAai的后表面部分吸附到片保持器SH1的保持表面上，并且以预定行程在片Sa的供给方向(-X方向)上移动。与此并行地，载物台SST2在上述第二备用位置处将对应于片Sb的分块区域SAbi的后表面部分吸附到片保持器SH1的保持表面上，并且以预定行程在片Sb的供给方向(+X方式)上移动。因此，在载物台SST1、SST2在片Sa、Sb的供给方向上的移动中，与分别在掩模Ma、Mb的图案区域中形成的图案的各部分对应的照射束ILa1至ILa5、ILb1至ILb5通过投射光学系统PLa1至PLa5、PLb1至PLb5照射在其表面涂覆了抗蚀剂的片Sa、Sb上。从而，片Sa的分块区域SAai和片Sb的分块区域SAbi基本同时被曝光，以允许在其上形成图案。这使得能够通过并行处理以高产量对片进行曝光(图案形成)。
在第二实施例中，可以提供与第一实施例的扁平马达类似的扁平马达，代替第一载物台驱动系统SSDa、第二载物台驱动系统SSDb以及载物台传送系统36a、36b。然后，可以使用该扁平马达在二维XY平面内在基座件BS的上表面上自由地驱动载物台SST1、SST2。
相反，在第一实施例中，可以提供与第二实施例中的类似的第一载物台驱动系统SSDa、第二载物台驱动系统SSDb和载物台传送系统36a、36b代替扁平马达。然后，与第二实施例类似地，可以在基座件BS上驱动载物台SST1、SST2。
在上述实施例的曝光设备中，在载物台(工作台)的上表面上提供能够在Z轴方向上精细移动的辅助片保持器。然而，代替它们在Z轴方向上精细移动的能力或者除了它们在Z轴方向上精细移动的能力以外，可以设置能够在Z轴方向上精细移动的片保持器(SH1)。结果，临时保持片的辅助片保持器和片保持器在Z轴方向上相对移动，从而允许片附接到载物台(片保持器)/或脱离载物台(片保持器)。此外，在上述实施例中，在片传送系统40、40a和40b中提供的传送辊部分能够在Z轴方向上上下移动。结果，用于将片展开的传送辊部分上下移动，从而允许片附接到载物台(片保持器)/或脱离载物台(片保持器)。
在上述实施例中，作为例子，描述了曝光设备用于对已经在多个分块区域上形成了图案的片上的第二及后续层进行曝光的情形。然而，本发明不局限于此。显然，可以使用上述实施例的曝光设备对未曝光的片S上的第一层进行曝光。
在上述实施例中，采用干涉仪系统18a和18b作为载物台SST1、SST2的位置测量系统。然而，可以采用编码器(或者每个由多个编码器构成的编码器系统)来替代它们。作为选择，干涉仪系统18a和18b可以与编码器一起使用。此外，采用干涉仪系统作为掩模载物台的位置测量系统。然而，可以采用编码器(或者每个由多个编码器构成的编码器系统)来替代它们。作为选择，干涉仪系统可以与编码器一起使用。
在上述实施例的曝光设备100、1000中，采用大小相等的多透镜类型投射光学系统。然而，投射光学系统的类型不局限于此。可以使用例如在美国专利申请2008/0165334号中公开的放大多透镜类型投射光学系统。显然，投射光学系统不局限于多透镜类型。另外，投射光学系统不局限于相等系统和倍增系统，还可以是减小系统。另外，投射光学系统不局限于折反射系统，还可以是折射系统或反射系统。此外，其投射的图像可以是正像和倒像中的任一个。
作为曝光设备100的光源，不仅可以使用发射g线(波长：436nm)、h线(波长：405nm)、i线(波长：365nm)等亮线的超高电压汞灯，还可以使用固态激光器(如第三谐波发生YAG激光器；波长：355nm)、KrF受激准分子激光器(248nm)、ArF受激准分子激光器(193nm)、F2激光器(157nm)。
在上述实施例中，例示了在光学透射衬底上形成有预定屏蔽图案(或相位图案或减光图案)的光学透射类型掩模被用于通过投射光学系统将该掩模的图案投射在片上的情形。然而，本发明不局限于此。可以使用电子掩模(election mask，也称为可变模制掩模(variable molded mask)、有源掩模(active mask)或者图像产生器)来替代该掩模，其中电子掩模利用空间光调制器(spatial light modulator，SLM)基于图案的电子数据形成透射图案或反射图案、或发射图案，空间光调制器是用于在空间上修改以预定方向传播的光的振幅(强度)、相位或极性的状态的元件，例如，不发光图像显示元件，如数字微镜装置(DMD)、电泳显示器(EPD)、电子纸(或电子墨)、光栅光阀等。例如在美国专利6778257号中公开了这种电子掩模。此外，也可以使用利用了透射空间光调制器如透射液晶显示器(LCD)或电铬显示器(electrochromic display，ECD)的电子掩模。例如，当使用利用了DMD等的电子掩模时，与要形成在片材上的图案对应的能量束通过投射光学系统从该电子掩模投射在片材上，并且与该图案对应的图像被形成在该片材上。在此情况下，如果不使用投射光学系统，那么与该图案对应的能量束从电子掩模照射在片上，从而在片上形成图案。
曝光设备的应用不局限于液晶显示元件。例如，曝光设备可以广泛用于制造柔性显示器，如有机EL显示元件、电子纸和印刷线路板。
用于在片上形成图案的设备不局限于上述曝光设备(光刻系统)。本发明还可以应用于在例如喷墨系统上的片材上形成图案的设备。在此情况下，可以沿着Y轴方向排列用于喷墨打印的多个头(或单个的大头)来替代上述沿着Y轴方向排列的投射光学系统PL1至PL5。
<装置制造方法>
通过利用上述实施例中任何一个曝光设备在片上形成预定图案，可以制造电子装置，例如，液晶显示单元。
[图案形成步骤]
首先，上述实施例中的任一个曝光设备进行所谓的光刻，其中，与要形成在片上的图案对应的图像通过投射光学系统依次形成在涂覆了抗蚀剂的片上。通过光刻步骤，在片上形成包括多个电极等的预定图案。在此之后，对曝光后的片执行多个步骤，包括显影步骤、蚀刻步骤、抗蚀剂去除步骤等。从而在片上形成预定图案。
[滤色器形成步骤]
接下来，形成以下滤色器：按矩阵排列多组与红(R)、绿(G)和蓝(B)对应的三色点的滤色器，或者在水平扫描线方向上排列多组R、G和B三色条的滤色器。
[单元组装步骤]
在滤色器形成步骤之后，进行单元组装步骤，其中将在图案形成步骤中获得的具有预定图案的片、在滤色器形成步骤中获得的滤色器等被组装成液晶单元。在单元组装步骤中，例如将液晶注入到在图案形成步骤中获得的具有预定图案的片和在滤色器形成步骤中获得的滤色器之间。由此制造液晶面板(多个液晶单元)。
[模块组装步骤]
接下来，连接用于使组装后的液晶单元能够进行显示操作的电路和背光等组件，从而完成液晶显示元件。因此，在该微型装置制造方法中的图案形成步骤中，可以精确地在期望的位置形成具有期望的线宽的图案图像。结果，能够以高产量制造液晶显示元件。
上述实施例的曝光设备和曝光方法适于制造柔性电子装置(微型装置)，包括柔性显示器。例如，在第一实施例中，可以关于片的纵向将用于将抗蚀剂涂覆在片S表面上的抗蚀剂涂覆设备或另一个设备布置在辊401和曝光设备100之间，并且可以关于片的纵向将用于对形成有图案的片S进行显影的显影设备布置在曝光设备100和缠绕辊402之间，从而构成用于制造电子装置的生产线。
一般来说，通过利用上述实施例中任一个曝光设备和曝光方法在片S上形成图案，并且通过基于该图案对形成有该图案的片S进行处理，可以制造包括至少一部分片S的电子装置。在此，基于形成的图案对片S进行处理可以适当地包括基于形成的图案对片S进行显影、蚀刻和印刷。此外，印刷可以包括基于形成的图案将预定材料如导电墨涂覆在片S上。注意，印刷可以包括：在片S上预先形成一层功能材料(例如，通过紫外线照射改变其属性如斥水性、亲水性或疏水性的材料)；在该功能材料层上形成曝光图案；以及与所形成的曝光图案对应地用导电墨等材料涂覆片S。
工业应用
本发明的曝光设备和曝光方法适用于在长片上形成图案。此外，本发明的装置制造方法适用于制造电子装置(微型装置)。

Claims (28)

1.一种图案形成设备，所述图案形成设备利用扫描曝光在长片材的表面上的多个区域中形成预定图案，在所述扫描曝光中，沿着与所述片材的纵向平行的第一轴扫描移动所述片材而同时将与所述图案对应的能量束照射到所述片材上，所述图案形成设备包括：
第一可移动载物台和第二可移动载物台，每个可移动载物台都具有能够吸附所述片材的后表面部分的基准表面并且能够在平行于所述基准表面的包括所述第一轴的二维平面内二维移动；
第一驱动系统，所述第一驱动系统使所述第一可移动载物台在预定吸附位置处将与所述片材的第一区域对应的后表面部分吸附到所述基准表面上，并且以预定行程在平行于所述第一轴的方向上移动，并且在所述片材的吸附被解除时使所述第一可移动载物台二维移动；
第二驱动系统，所述第二驱动系统使所述第二可移动载物台在所述预定吸附位置处将与在所述片材的纵向上相对于所述第一区域隔开的第二区域对应的后表面部分吸附到所述基准表面上，且以预定行程在平行于所述第一轴的方向上移动，并且在所述片材的吸附被解除时使所述第二可移动载物台二维移动；以及
控制设备，所述控制设备对所述第一驱动系统和所述第二驱动系统进行如下控制：在所述第一可移动载物台和第二可移动载物台中的一个吸附所述片材并以所述预定行程移动的期间，另一个解除所述片材的吸附并进行所述二维移动。
2.根据权利要求1所述的图案形成设备，
其中至少部分地并行进行所述第一可移动载物台在平行于所述第一轴的方向上的移动操作与所述第二可移动载物台向所述预定吸附位置的移动操作。
3.根据权利要求2所述的图案形成设备，
其中所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台沿着与所述移动操作的路线不同的路线且与所述片材的后表面隔开的路线，移动到所述预定吸附位置。
4.根据权利要求3所述的图案形成设备，还包括：
扁平马达，所述扁平马达在所述二维平面内驱动所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台。
5.根据权利要求3所述的图案形成设备，还包括：
传送设备，所述传送设备沿着所述不同路线传送所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的图案形成设备，
其中在与所述二维平面平行的引导表面上悬浮支撑所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的图案形成设备，还包括：
供给设备，所述供给设备在平行于所述第一轴的方向上将所述片材从第一侧供给到第二侧。
8.根据权利要求7所述的图案形成设备，
其中所述供给设备包括驱动辊和压辊，所述驱动辊和所述压辊允许被设置到能够将所述片材夹在中间的第一状态和能够解除将所述片材夹在中间的第二状态，并且在所述第一状态中所述驱动辊和所述压辊关于垂直于所述二维平面内的所述第一轴的第二轴以彼此相反的方向转动。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的图案形成设备，还包括：
投射光学系统，所述投射光学系统将与所述图案对应的能量束投射到所述片材上以在所述片材上形成与所述图案对应的图像。
10.根据权利要求9所述的图案形成设备，还包括：
测量系统，所述测量系统测量所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台在所述二维平面内的位置信息；以及
控制设备，所述控制设备基于来自所述测量系统的测量结果来驱动所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台。
11.根据权利要求10所述的图案形成设备，还包括：
标记检测系统，所述标记检测系统检测所述片材上的多个标记；以及
调节设备，所述调节设备调节所述投射光学系统的光学属性，
其中，在与所述片材的所述预定区域对应的所述后表面部分被所述第一可移动载物台吸附到所述基准表面上的状态中，所述控制设备在所述扫描曝光之前使用所述标记检测系统检测标在所述片材上的所述预定区域上的多个对准标记中的至少一部分，并且基于检测结果和在检测时来自所述测量系统的测量结果通过所述调节设备和所述第一可移动载物台中的至少一个调节所述图像的形成状态。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的图案形成设备，其中提供两个相互平行并列的所述片材，所述图案形成设备还包括：
第一供给设备，所述第一供给设备在平行于所述第一轴的方向上从第一侧向第二侧供给所述两个片材中的第一片材；以及
第二供给设备，所述第二供给设备在平行于所述第一轴的方向上从所述第二侧向所述第一侧供给所述两个片材中的第二片材，
其中所述第一可移动载物台在所述预定吸附位置处将与所述第一片材的所述预定区域对应的后表面部分吸附到所述基准表面上，并且以预定行程在平行于所述第一轴的方向上从所述第一侧向所述第二侧移动，同时所述第二可移动载物台在另一个吸附位置处将与所述第二片材的所述预定区域对应的后表面部分吸附到所述基准表面上，并且以预定行程在平行于所述第一轴的方向上从所述第二侧向所述第一侧移动，并且
其中，在平行于所述第一轴的方向上的所述移动之后，所述第二可移动载物台在所述二维平面内移动到所述预定吸附位置，同时所述第一可移动载物台在所述二维平面内移动到所述另一个吸附位置。
13.一种图案形成设备，所述图案形成设备在将与预定图案对应的能量束照射到长的片材上的同时在所述片材的表面上的多个区域中形成所述预定图案，所述图案形成设备包括：
第一供给设备，所述第一供给设备沿二维平面在平行于该二维平面内的第一轴的方向上从第一侧向第二侧供给长的第一片材；
第二供给设备，所述第二供给设备在平行于第二轴的方向上与所述第一片材间隔开的位置处，在平行于所述第一轴的方向上从所述第二侧向所述第一侧供给长的第二片材，其中所述第二轴在所述二维平面内与所述第一轴相交；以及
第一可移动载物台和第二可移动载物台，每个可移动载物台都具有能够吸附所述第一片材和第二片材的后表面部分的基准表面并且能够在平行于所述基准表面的包括所述第一轴的二维平面内移动，
第一驱动设备，所述第一驱动设备若在预定的第一吸附位置处与所述第一片材的第一区域对应的后表面部分被吸附到所述第一可移动载物台的所述基准表面上，则使所述第一可移动载物台以预定行程在所述第一片材的供给方向上移动，并且若在该预定行程的移动之后所述吸附被解除，则使所述第一可移动载物台从所述第一片材的后表面的位置向所述第二片材的后表面的位置移动；以及
第二驱动设备，所述第二驱动设备若在预定的第二吸附位置处与所述第二片材的第二区域对应的后表面部分被吸附到所述第二可移动载物台的所述基准表面上，则使所述第二可移动载物台以预定行程在所述第二片材的供给方向上移动，并且若在该预定行程的移动之后所述吸附被解除，则使所述第二可移动载物台从所述第二片材的后表面的位置向所述第一片材的后表面的位置移动。
14.根据权利要求13所述的图案形成设备，
其中所述图案形成设备具有控制设备，所述控制设备对所述第一驱动设备和所述第二驱动设备进行如下控制：同时进行所述第一可移动载物台的以所述预定行程的移动和所述第二可移动载物台的以所述预定行程的移动，并且同时进行所述第一可移动载物台的从所述第一片材的后表面的位置向所述第二片材的后表面的位置的移动和所述第二可移动载物台的从所述第二片材的后表面的位置向所述第一片材的后表面的位置的移动。
15.根据权利要求14所述的图案形成设备，
其中所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台在闭合环路内循环运行，该闭合环路包括：用于以预定行程在所述第一片材的供给方向上移动的第一路线；以及用于以预定行程在所述第二片材的供给方向上移动的第二路线。
16.根据权利要求14所述的图案形成设备，
其中所述第一驱动设备和所述第二驱动设备由扁平马达构成，所述扁平马达在所述二维平面内驱动所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台中的每一个。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的图案形成设备，
其中在平行于所述二维平面的引导表面上悬浮支撑所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台。
18.根据权利要求13至16中任一项所述的图案形成设备，
其中所述第一供给设备和第二供给设备每个都包括驱动辊和压辊，所述驱动辊和所述压辊允许被设置到分别将所述第一片材和所述第二片材夹在中间的第一状态和分别解除将所述第一片材和所述第二片材夹在中间的第二状态，并且在所述第一状态中所述驱动辊和所述压辊关于在所述二维平面内垂直于所述第一轴的第二轴以彼此相反的方向转动。
19.根据权利要求14至16中任一项所述的图案形成设备，还包括：
测量系统，所述测量系统测量所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台在所述二维平面内的位置信息，
所述控制设备基于来自所述测量系统的测量结果来控制所述第一驱动设备和所述第二驱动设备。
20.根据权利要求19所述的图案形成设备，还包括：
第一投射光学系统和第二投射光学系统，所述第一投射光学系统和所述第二投射光学系统分别将与所述图案对应的能量束投射到所述第一片材和所述第二片材上，以分别在所述第一片材和所述第二片材上形成与所述图案对应的图像。
21.根据权利要求20所述的图案形成设备，还包括：
第一标记检测系统和第二标记检测系统，所述第一标记检测系统和第二标记检测系统检测分别在所述第一片材和所述第二片材上形成的多个标记；以及
调节设备，所述调节设备以单独的方式调节所述第一投射光学系统和所述第二投射光学系统的光学属性，
其中，在与所述第一片材的所述第一区域对应的所述后表面部分被所述第一可移动载物台吸附到所述基准表面上的状态中，所述控制设备使用所述第一标记检测系统检测标在所述第一区域上的多个对准标记中的至少一部分，并且基于检测结果和在所述检测时来自所述测量系统的测量结果通过所述调节设备和所述第一可移动载物台中的至少一个来调节所述图像在所述第一片材上的形成状态，以及
其中，在与所述第二片材的所述第二区域对应的所述后表面部分被所述第二可移动载物台吸附到所述基准表面上的状态中，所述控制设备使用所述第二标记检测系统检测标在所述第二区域上的多个对准标记中的至少一部分，并且基于检测结果和在所述检测时来自所述测量系统的测量结果通过所述调节设备和所述第二可移动载物台中的至少一个来调节所述图像在所述第二片材上的形成状态。
22.一种图案形成方法，其利用扫描曝光在长片材的表面上的多个区域中形成预定图案，在所述扫描曝光中，沿着与所述片材的纵向平行的第一轴扫描移动所述片材，同时将与所述图案对应的能量束照射到所述片材的表面上，其中，所述方法包括：
将所述片材的表面设为与预定二维平面平行并且沿所述第一轴能够移动地支撑所述片材的表面的工序；
在所述片材的传送路线中的预定吸附位置处将与所述片材的第一区域对应的后表面部分吸附到第一可移动载物台的基准表面上，并且使所述第一可移动载物台以预定行程在平行于所述第一轴的方向上从所述吸附位置开始移动的第一工序；
在该第一工序后，使解除了所述片材的吸附的所述第一可移动载物台按照经过与所述片材的后表面隔开了的路线而返回至所述吸附位置的方式在所述二维平面内移动的第二工序；
在该第二工序中所述第一可移动载物台返回至所述吸附位置之前，使能够在所述二维平面内移动的第二可移动载物台移动至所述片材的后表面侧的预定吸附位置的第三工序；以及
将与所述片材的第二区域对应的后表面部分吸附到所述第二可移动载物台的基准表面上，并且使所述第二可移动载物台以所述预定行程在平行于所述第一轴的方向上移动的第四工序。
23.根据权利要求22所述的图案形成方法，
其中在所述第四工序在所述第二可移动载物台从所述预定吸附位置移动之后所述第一可移动载物台返回至所述预定吸附位置，并且将与所述片材的第三区域对应的后表面部分吸附到所述基准表面上。
24.根据权利要求23所述的图案形成方法，
其中至少部分地并行进行所述第二可移动载物台在平行于所述第一轴的方向上的移动操作和所述第一可移动载物台返回至所述预定吸附位置的移动操作。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的图案形成方法，
其中提供两个所述片材；
其中所述第一可移动载物台在所述预定吸附位置处将与所述第一片材的第一区域对应的后表面部分吸附到所述基准表面上，并且以预定行程在平行于所述第一轴的方向上从第一侧向第二侧移动，同时所述第二可移动载物台在另一个吸附位置处将与所述第二片材的所述预定区域对应的后表面部分吸附到所述基准表面上，并且以预定行程在平行于所述第一轴的方向上从所述第二侧向所述第一侧移动，并且
其中，在此之后，所述第二可移动载物台在所述二维平面内移动到所述预定吸附位置，同时所述第一可移动载物台在所述二维平面内移动到所述另一个吸附位置。
26.根据权利要求25所述的图案形成方法，
测量所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台在所述二维平面内的位置信息，并且基于测量结果驱动所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台。
27.根据权利要求26所述的图案形成方法，
其中分别通过第一投射光学系统和第二投射光学系统在所述两个片材上形成与所述图案对应的图像，
其中，在与所述两个片材中的第一片材的预定区域对应的后表面部分被所述第一可移动载物台和所述第二可移动载物台中的一个可移动载物台吸附到所述基准表面上的状态中，在所述扫描曝光之前检测标在所述第一片材上的预定区域上的多个对准标记中的至少一部分，并且
其中，基于检测结果和在检测时的所述可移动载物台中的所述一个可移动载物台的位置信息，调节与所述第一片材对应的所述投射光学系统的光学属性或所述一个可移动载物台，由此调节所述图像在所述第一片材上的形成状态。
28.一种装置制造方法，包括：
使用根据权利要求22至27中任一项所述的图案形成方法在长的片材上形成图案；以及
对形成有所述图案的所述片材进行处理。
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