CN102636966A - 曝光方法及曝光装置、以及元件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为曝光方法及曝光装置、以及元件制造方法，从投影单元(PU)正下方的曝光区域于Y轴方向分离的量测区域内，由于是一边使对准系统(ALG)的检测区域往Y方向移动、一边依序检测复数个标记，因此与现有固定对准系统而仅移动晶片载台(WST1、WST2)、同时进行标记检测的情形相比，能使标记检测时晶片载台往Y方向的移动量较小。由此，可使量测区域在Y方向的宽度较小，而谋求装置小型化。

Description

曝光方法及曝光装置、以及元件制造方法
技术领域
本发明是关于图案形成方法及图案形成装置、曝光方法及曝光装置、以及元件制造方法，进一步详言之，是关于在移动体上所载置的物体形成图案的图案形成方法及图案形成装置、使物体曝光的曝光方法及曝光装置、以及使用该图案形成方法及曝光方法的元件制造方法。
背景技术
在用来制造半导体元件、液晶显示元件等微元件(电子元件)的微影制程中，会使用将图案形成于涂有光阻的基板，例如晶片或玻璃板等感光物体(以下，总称为晶片)，上的曝光装置。
半导体元件等，由于是将复数层图案重叠形成于晶片上，因此曝光装置必须能够具有将已形成于晶片上的图案与图案像调整到最理想相对位置关系的操作(对准)。此对准方式，主要使用EGA(Enhanced Global Alignment，增强型全晶片对准)方式。该EGA方式所采步骤为(1)事先选择晶片内特定的复数个照射区域(也称为取样照射区域或对准照射区域)；(2)依序量测设于该等取样照射区域的对准标记(取样标记)的位置信息；(3)使用此量测结果与照射区域的设计上排列信息，进行最小平方法等统计运算方法，求取晶片上照射区域的排列坐标。因此，使用EGA方式能以高处理量、较高精度求得各照射区域的排列坐标(例如，参考专利文献1)。
上述对准，是量测设于复数个取样照射区域的对准标记。因此，必须沿着复数个对准标记能依序位于标记检测系统(对准标记检测系统)的检测区域(检测视野)内的路径移动晶片。因此，必须在标记检测系统的下侧，具有确保不同于曝光时晶片移动区域的对准时的晶片移动区域。特别是当曝光位置与对准系统分离配置时，由于曝光时的移动区域和对准时的移动区域重复范围较狭窄，必须确保较大的晶片总移动区域。
另外，现有的晶片对准动作(取样标记的量测动作)是在晶片曝光开始前先进行。因此，当取样照射区域数量增加时，会有量测耗费大量时间而引起曝光装置整体的处理量降低的忧虑。在这方面，近来，开发出所谓双载台方式的载台装置并逐渐被用于曝光装置，该载台装置是准备两个晶片载台，以进行一侧晶片载台进行曝光时另一晶片侧载台进行对准的并行处理，来提升曝光制程全体的单位时间处理量。
然而，采用双载台方式的载台装置时，由于一载台在二维面内移动进行曝光期间，另一晶片载台也在二维面内移动进行对准，故必须避免两载台在动作时彼此碰撞。
避免碰撞的方法，可考虑将一载台于曝光期间移动的区域与另一载台于对准期间移动的区域设定为彼此不重叠。但如此一来，会有各载台的移动范围扩大、机体增大，进而引起装置大型化的忧虑。
专利文献1：日本特开昭61-44429号公报。
发明内容
本发明有鉴于上述问题而提出；本发明第1方面，提供了一种在既定图案形成区域内于物体上形成图案的图案形成方法，其特征在于，包含：检测步骤，该检测步骤是在从图案形成区域往至少二维面内既定方向分离的标记检测区域内，一边将检测该物体上标记的检测系统的检测区域至少往该既定方向移动，一边检测配置于该物体的标记；与图案形成步骤，该图案形成步骤是一边根据该标记检测步骤的标记检测结果在该图案形成区域内移动该物体，一边于该物体上形成图案。
这样，在标记检测步骤中，由于在从图案形成区域至少往二维面内与既定方向分离的标记检测区域内，一边将检测该物体上标记的检测系统的检测区域至少往既定方向移动、一边检测配置于物体的标记，故可使标记检测时移动体于既定方向的移动量较小。
本发明第2方面，提供了一种使物体曝光的曝光方法，其特征在于：在至少第1方向与该物体进行曝光的曝光区域位置相异的量测区域内，于该第1方向移动标记检测系统的检测区域、检测该物体上的复数个标记、根据该标记检测结果在该曝光区域内移动该物体。
这样，由于在至少第1方向与曝光区域位置相异的量测区域内，于第1方向移动检测物体上标记的标记检测系统的检测区域，并检测物体上的标记，故可使标记检测时移动体于第1方向的移动量较小。
本发明第3方面，提供了一种使物体曝光的第2曝光方法，其特征在于：与该物体进行曝光的曝光区域在至少第1方向位置相异的量测区域内，通过具有于该第1方向位置相异的复数个检测区域的标记检测系统来检测该物体上的复数个标记，根据该标记检测结果在该曝光区域内移动该物体。
这样，由于相对曝光区域至少于第1方向位置相异的量测区域内，使用具有于第1方向位置相异的复数个检测区域的标记检测系统，来检测物体上的复数个标记，故可在短时间内进行复数个标记的量测。
本发明第4方面，提供了一种包含使用本发明的图案形成方法或本发明的曝光方法于物体形成图案的步骤的元件制造方法。
本发明第5方面，提供了一种在既定图案形成区域内于物体形成图案的图案形成装置，其特征在于，该图案形成装置具备：移动体，其保持该物体并移动；标记检测系统，其在自图案形成区域至少往二维面内既定方向分离的标记检测区域内，检测该物体上的复数个标记；控制装置，其将该标记检测系统的检测区域往至少该既定方向移动，依序检测该复数个标记，并根据该检测结果在该图案形成区域内移动该移动体，于该物体上形成图案。
这样，控制装置，在从图案形成区域往至少二维面内既定方向分离的标记检测区域内，一边使标记检测系统的检测区域往至少既定方向移动、一边依序检测复数个标记。因此，与现有固定标记检测系统而仅移动移动体并同时进行检测的情形相较，可减少标记检测时移动体在该既定方向的移动量。从而，可使移动体在移动区域既定方向的距离较小，而能谋求设机位置的小型化、进而谋求装置的小型化。
本发明第6方面，提供了一种使物体曝光的第1曝光装置，其特征在于，该曝光装置具备：移动体，其保持该物体并移动；标记检测系统，其在与该物体进行曝光的曝光区域至少第1方向位置相异的量测区域内，检测该物体上的复数个标记；控制装置，其于该第1方向移动标记检测系统的检测区域，以该标记检测系统检测该物体上的复数个标记，并根据由该标记检测系统所检测标记的结果在该曝光区域内控制保持该物体的移动体的移动。
这样，在相对曝光区域至少于第1方向位置相异的量测区域内，使进行物体上标记检测的标记检测系统的检测区域往第1方向移动，以检测配置于物体上的标记，故可使标记检测时移动体在第1方向的移动量较小。从而，能谋求曝光装置的小型化。
本发明第7方面，提供了一种使物体曝光的第2曝光装置，其特征在于，该曝光装置具备：移动体，其保持该物体并移动；标记检测系统，其具有复数个于该第1方向位置相异的检测区域，且在与该物体进行曝光的曝光区域至少第1方向位置相异的量测区域内，检测该物体上的复数个标记；控制装置，其根据该标记检测结果在该曝光区域内控制保持该物体的该移动体的移动。
这样，由于相对曝光区域至少于第1方向位置相异的量测区域内，使用于该第1方向具有位置相异的复数个检测区域的标记检测系统，来检测该物体上的复数个标记，故可在短时间内进行复数个标记的量测，进而提升曝光装置的处理量。
附图说明
图1是显示一实施方式的曝光装置的概略图。
图2是显示图1的载台装置的俯视图。
图3是显示对准系统载台装置的构成的图。
图4是显示一实施方式的曝光装置的控制系统的框图。
图5(A)、图5(B)是用来说明使用晶片载台WST1，WST2的并行处理动作的图(其1)。
图6是用来说明使用晶片载台WST1，WST2的并行处理动作的图(其2)。
图7(A)～图7(F)是用来说明对晶片载台WST1上的晶片进行对准时，晶片载台及对准系统的驱动方法的图(其1)。
图8(A)～图8(E)是用来说明对晶片载台WST1上的晶片进行对准时，晶片载台及对准系统的驱动方法的图(其2)。
图9是用来说明使用晶片载台WST1、WST2的并行处理动作的图(其3)。
图10是用来说明一实施方式的晶片载台WST1、WST2的移动区域的图。
图11是用来说明现有载台装置的晶片载台WST1、WST2的移动区域的图。
图12是显示变形例的对准系统载台装置的构成的图(其1)。
图13是显示变形例的对准系统载台装置的构成的图(其2)。
具体实施方式
以下，根据图1至11说明本发明的一实施方式。
图1中概略显示一实施方式的曝光装置100的构成。该曝光装置100是步进扫描(step&scan)方式的扫描型曝光装置，即所谓扫描机。
曝光装置100，包含：将曝光用照明光(以下，称照明光或曝光用光)IL照射于标线片R上的照明区域IAR的照明系统ILS；保持标线片R的标线片载台RST；包含将从标线片R射出的照明光IL投射至晶片W上的投影光学系统的投影单元PU；包含分别载置晶片W1、W2的晶片载台WST1、WST2的载台装置150；对准系统ALG、在2维平面(XY平面)内驱动该对准系统ALG的致动器(以下，称对准系统载台装置)160；及统筹控制曝光装置全体动作的主控制装置50(图1未图标，参考图4)等。以下说明中，是以与投影光学系统PL的光轴AX平行的方向(图1中纸面内的上下方向)为Z轴，在与Z轴垂直的平面内扫描曝光时，标线片R与晶片W同步移动的既定扫描方向(在图1中为纸面内的左右方向)为Y轴，与该扫描方向正交的非扫描方向(在图1中为与纸面垂直的方向)为X轴。又，绕X轴、Y轴、Z轴旋转(倾斜)的方向分别定为θx、θy、θz方向。
另外，在晶片W上排列成矩阵状的复数个照射区域分别形成有图案，且于各照射区域、以和该图案的既定位置关系形成有对准标记。本实施方式，对准标记是2维标记，包含例如在X轴及Y轴方向上分别周期性排列的2个1维图案，且形成于在晶片W上区分复数个照射区域的分隔线(划线)。另外，晶片W上的照射区域(含对准标记)的排列信息是作为照射地图资料储存于主控制装置50的内存。由于本实施方式采用前述EGA方式，故晶片W上复数个照射区域中，待检测的对准标记的照射区域的位置及数量等相关信息(对准照射资料)也已输入至主控制装置50。
照明系统ILS包含光源及照明光学系统。该光源是使用例如ArF准分子激光光源(输出波长193nm)。并且，照明光学系统，包含例如以既定位置关系配置的光束整形光学系统、能量粗调器、光学积分器(均衡器或均质器)、照明系统孔径光阑、分束器、中继透镜、标线片遮帘、光路弯折用反射镜及聚光透镜等(皆未图标)。另外，照明系统ILS的构成、各光学构件的功能等，已揭露于例如国际公开第2002/103766号小册子(及对应美国发明申请公开第2003/0098959号说明书)。
在该标线片载台RST上，以例如真空吸附等方式固定有在图案面(图1的下面)形成有电路图案等的标线片R。标线片载台RST，通过包含例如线性马达等的标线片载台驱动系统55，而至少能在XY平面内微动，且在扫描方向(Y轴方向)以指定扫描速度驱动。
标线片载台RST的位置信息(至少包含X轴方向、Y轴方向、θz方向的位置信息)是由标线片激光干涉仪(以下，称标线片干涉仪)53透过移动镜65(实际上，设有具有与Y轴方向正交的反射面的Y透镜、与具有与X轴方向正交的反射面的X透镜)，以例如0.5至1nm程度的分解能随时加以检测。该标线片干涉仪53的量测值传送至主控制装置50。主控制装置50根据该标线片干涉仪53的量测值，以标线片载台驱动系统55控制标线片载台RST的位置(及速度)。移动镜65除平面镜外，也可是包含角隅反射镜(倒反射器)，或者，也可取代将移动镜65固设于标线片载台RST，而使用例如将标线片载台RST的端面(侧面)施以镜面加工所形成的反射面。
该投影单元PU，配置于图1的标线片载台RST下方。该投影单元PU受设置于地面(或底板等)上的机体BD(例如，包含以3个或4个分别设有防振单元的支柱来支撑基座构件的保持机构)所支撑。投影单元PU插入于机体BD上所形成的开口BDa，透过凸缘部FLG受机体BD支撑。投影单元PU包含镜筒140、具有以既定位置关系保持于该镜筒140内的复数个光学元件的投影光学系统PL。投影光学系统PL，使用由例如沿光轴AX排列的复数个透镜(透镜元件)所构成的折射光学系统。该投影光学系统PL例如是两侧远心、具有既定的投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍)。因此，当照明系统ILS的照明光IL照明标线片R上的照明区域IAR时，由该通过标线片R的照明光IL，透过投影光学系统PL(投影单元PU)，将该照明区域IAR内标线片R的电路图案缩小像(电路图案一部分的缩小像)形成于表面涂布光阻的晶片W1(或W2)上的该照明区域IAR的共轭区域(以下，也称“曝光区域”或“投影区域”)IA。另外，本实施方式虽将投影单元PU载置于机体BD，但也可如例如国际公开第2006/038952号小册子所揭示，将投影单元PU悬吊支撑于图1中配置在机体BD上方(+Z侧)的主框架上。
该载台装置150，如图1及图2(载台装置150的俯视图)所示，包含：配置于基台112上的晶片载台WST1、WST2；量测该等晶片载台WST1(晶片W1)、WST2(晶片W2)的位置(位置信息)的干涉仪系统118(参考图4)；驱动晶片载台WST1、WST2的载台驱动系统124(参考图4)。虽未图标，但基台112是透过例如4个防振单元配置于地面(或底板等)上。晶片载台WST1、WST2分别设有未图标的基准标记。
在晶片载台WST1、WST2的底面，于复数个位置设有未图标的非接触轴承，例如空气轴承(也称为气垫)。晶片载台WST1、WST是由此等空气轴承、透过数μm程度的间隙支撑于基台112的上面。各载台WST1、WST2通过载台驱动系统124，可在XY平面内彼此独立驱动(含θz旋转)。
详言之，晶片载台WST1，如图1所示，包含：于底面设有该空气轴承的晶片载台本体91；以及透过未图标的Z倾斜机构(包含例如音圈马达等致动器)搭载于该晶片载台本体91上，能相对晶片载台本体91微驱动于Z轴方向、θx方向及θy方向的晶片台WTB1。晶片台WTB1设有以真空吸附等方式保持晶片W1的晶片保持具(未图标)。
晶片载台WST2，与晶片载台WST1同样地，包含：晶片载台本体92；以及透过未图标的Z倾斜机构搭载于该晶片载台本体92上，能相对晶片载台本体92微驱动于Z轴方向、θx方向及θy方向的晶片台WTB2。晶片台WTB2设有以真空吸附等方式保持晶片W2的晶片保持具(未图标)。
其次，说明载台驱动系统124。如图2的俯视图所示，基台112的+X侧、-X侧分别配置有往Y方向延伸的一对Y轴固定件86、87。该等Y轴固定件86，、87由具有在其内部沿例如Y轴方向以既定间隔配置的复数个线圈的电枢单元所构成。该等Y轴固定件86，、87分别卡合有分别设于沿X轴延伸的X轴固定件80的长边方向两端的Y轴可动件82、83。又，Y轴固定件86、87也分别卡合有分别设于沿X轴延伸的X轴固定件81的长边方向两端的Y轴可动件84、85。Y轴可动件82～85分别由具有沿例如Y轴方向以既定间隔配置的复数个永久磁石的磁极单元所构成。
即，通过Y轴固定件86与Y轴可动件82、Y轴固定件87与Y轴可动件83、Y轴固定件86与Y轴可动件84、Y轴固定件87与Y轴可动件85，分别构成于Y轴方向驱动Y轴可动件82～85的4个可动磁石型Y轴线性马达。以下，该4个Y轴线性马达分别用与Y轴可动件相同符号，适当的称为Y轴线性马达82～85。另外，Y轴线性马达也可采用可动线圈型线性马达。
该4个Y轴线性马达中，以2个Y轴线性马达82、83将晶片载台WST1与X轴固定件80一体驱动于Y轴方向，以其余2个Y轴线性马达84、85，将晶片载台WST2与X轴固定件81一体驱动于Y轴方向。晶片载台WST1，WST2分别受2个Y轴线性马达驱动而在θz方向微动。
该各X轴固定件80、81，由内藏例如沿X轴方向以既定间隔配置的电枢线圈的电枢单元所构成。X轴固定件80，插入于构成晶片载台WST1的晶片载台本体91(参考图1)所形成的未图标的开口部。在晶片载台本体91的该开口部内部，设有由例如磁极单元构成的未图标的X轴可动件。即，由X轴固定件80与X轴可动件构成于X轴方向驱动晶片载台WST1的可动磁石型X轴线性马达。以下，使于与其固定件的X轴固定件80相同的符号，适当的将此X轴线性马达称为X轴线性马达80。
又，X轴固定件81插入于构成晶片载台WST2的晶片载台本体92(参考图1)所形成的未图标的开口部。在晶片载台本体92的该开口部内部，设有由磁极单元构成的未图标的X轴可动件。即，由X轴固定件81与X轴可动件构成于X轴方向驱动晶片载台WST2的可动磁石型X轴线性马达。以下，使于与其固定件的X轴固定件81相同的符号，适当的将此X轴线性马达称为X轴线性马达81。
另外，X轴线性马达80、81也可采用可动线圈型线性马达。
在本实施方式中，由Y轴线性马达82～85及X轴线性马达80、81，加上晶片载台WST1、WST2所分别具有的Z倾斜机构，构成如图4所示的载台驱动系统124。构成该载台驱动系统124的该各线性马达，受图4所示主控制装置50所控制。
晶片载台WST1(晶片W1)、WST2(晶片W2)的位置信息，由干涉仪系统118透过晶片台WTB1及WTB2的侧面(经镜面加工的反射面)，以例如0.5至1nm程度的分解能随时检测。干涉仪系统118包含：如图2所示用来检测晶片载台WST1的Y轴方向位置(含θz方向的位置)的Y干涉仪16；用来检测晶片载台WST2的Y轴方向位置(含θz方向的位置)的Y干涉仪18；用来检测各载台的X轴方向位置的X干涉仪24、26、28；用来检测晶片台WTB1的Z轴方向位置(含θx方向的位置及θy方向的位置)的Z干涉仪(未图标)等。干涉仪系统118的量测值被传送至主控制装置50。然后，主控制装置50根据该干涉仪系统118的量测值透过载台驱动系统124控制各晶片载台WST1、WST2(及各晶片台WTB1、WTB2)的位置等。本实施方式中，以干涉仪系统118规定XY平面内的坐标系，此坐标系具有：由干涉仪26、16(或28、18)所规定的曝光坐标系；由干涉仪24、16所规定的第1量测坐标系；以及由干涉仪28、18所规定的第2量测坐标系。又，也可取代对各台侧面施以镜面加工，而于各台设置移动镜。此外，以例如线性编码器等与干涉仪系统118并用或取代的，来检测各载台位置也可。
进一步地，本实施方式的曝光装置100，虽于图1等未图标，但设有由安装于机体BD(供保持投影单元PU)的照射系统90a及受光系统90b(参考图4)所构成，与例如日本特开平6-283403号公报(对应美国专利第5448332号说明书)等所揭示的相同的斜入射方式多点焦点位置检测系统。
该对准系统ALG，为能在与投影光学系统PL的光轴AX垂直的既定平面(XY平面)内，独立变更其检测区域位置的离轴式对准系统(标记检测系统)。此对准系统ALG，为了在该既定面内移动检测区域，至少其一部分，例如除光源外的一部分(包含接物光学系统、受光元件等)，可通过对准系统载台装置160移动。
该对准系统载台装置160，如图1所示，包含：设置成与该机体BD振动分离的框架FR；以非接触方式设于该框架FR下面侧的平台BS；以及支撑对准系统ALG、以平台BS的下面为移动基准面在XY平面内移动的对准系统载台AST。
该框架FR，虽未图标，但在其四个角落，被从地面(或底板等)立设的复数根(例如4根)支撑柱所支撑。该框架FR，由从Z方向所视呈略U字状的构件所构成(参考图3)。由于此框架FR具有略U字状形状，因此可回避与投影单元PU间的机械性干涉。
该平台BS，由从-Z方向所视具有略U字状的板状构件所构成(参考图3)，其下面(Z侧的面)被加工成极高平坦度。该平台BS，透过复数个(例如3个)防振机构162悬吊支撑于框架FR。该防振机构162，包含支撑装置与音圈马达，支撑装置例如具有活塞与汽缸，可利用活塞与汽缸间所形成的气体室内的气体压力来支撑平台BS本身的重量，音圈马达用以驱动该支撑装置的活塞。由于该平台BS也与框架FR同样具有略U字状的形状，故可回避与投影单元PU间的机械性干涉。
图3显示对准系统载台装置160从-Z方向所视的状态。如图3所示，该对准系统载台AST，包含可沿铺设于平台BS下面(-Z侧的面)的U字状轨道RL移动的移动载台42，与可沿Y轴方向移动的Y载台40。
该移动载台42具有仰视呈矩形的形状，其上面(图3的纸面内侧的面)设有与轨道RL卡合的驱动部90(图3未图标，参考图4)。由该驱动部90，移动载台42可维持在XY平面内的姿势的状态下，在投影单元PU的+Y侧与-Y侧之间移动。
该Y载台40由包含固定于移动载台42之下面(-Z侧面)且以Y轴方向为长边方向的一对Y轴固定件52A、52B与固定于Y载台40之-X侧端部及+X侧端部的一对Y轴可动件54A、54B的一对Y线性马达YLM1、YLM2，沿Y轴被驱动。另外，Y线性马达YLM1、YLM2不论采用可动磁石型线性马达或可动线圈型线性马达皆可。
另外，Y线性马达YLM1(或YLM2)内，一并设有对Y载台40施以X轴方向驱动力的音圈马达，可将Y载台微驱动于X轴方向。又，通过改变Y线性马达YLM1，YLM2沿Y轴的驱动力，也可将Y载台40旋转驱动于θz方向。
该对准系统ALG，包含含有物镜等的光学系统及摄影元件(例如CCD)等。构成对准系统ALG的一部分的CCD周边设有液体流动的管线，由该管线内流动的液体使CCD液冷。由此，由于能将包含物镜等的光学系统配置于CCD近处，故可使对准系统ALG小型化。另外，对准系统ALG的光源并非以对准系统载台AST移动，而是设于对准系统载台的外部，以光纤等连接。另外，不仅如此，也可使用将设于外部的光源所发出的光束传送至对准系统ALG的光学系统、含反射镜等的中继光学系统。又，对准系统ALG也可使用其它各种方式的传感器。例如，也可使用检测同调激光束的照射而从对准标记产生的绕射光的传感器。又，CCD的冷却方式也不限于液冷，也可使用气冷。
另外，于移动载台42与Y载台40的下面(-Z侧面)，于图3等虽未图标，但配置有构成用来检测对准系统ALG的XY平面内位置(位置信息)的对准系干涉仪系统69(参考图4)的各种光学构件(棱镜、反射镜等)。
本实施方式的干涉仪系统69采用双通方式，以量测对准系统载台AST(亦即对准系统ALG)的X轴及Y轴方向的位置信息、与θx、θy及θz方向的旋转信息。
另外，本实施方式中，平台BS透过防振机构162支撑于框架FR，但也可例如在地面(或底板等)上透过防振机构162设置框架FR，而仅将平台BS固定于框架FR。又，本实施方式中，对准系统ALG及载台装置160设于框架FR，但如前述曝光装置100将投影单元PU悬吊支撑于主框架情况时，可将对准系统ALG及载台装置160与投影单元PU一体悬吊，也可将对准系统ALG及载台装置160设于与投影单元PU分开独立悬吊的量测框架。再者，也可将对准系干涉仪系统69的至少一部分与对准系统ALG一起设于量测框架。
本实施方式中，曝光装置100具备曝光站、第1量测站与第2量测站，该曝光站具有规定前述曝光坐标系且交互配置有晶片载台WST1、WST2的曝光区域，透过投影光学系统PL以照明光IL进行晶片的曝光，该第1量测站具有规定该第1量测坐标系且配置有晶片载台WST1的第1量测区域，以对准系统ALG检测晶片W1上的对准标记及晶片载台WST1上的基准标记，该第2量测站具有规定该第2量测坐标系且配置有晶片载台WST2的第2量测区域，以对准系统ALG检测晶片W2上的对准标记及晶片载台WST2上的基准标记。晶片载台WST1在第1量测区域以干涉仪24、16量测在第1量测坐标系的位置信息，在曝光区域以干涉仪26、16量测在曝光坐标系的位置信息，并通过载台驱动系统124移动于第1量测区域及曝光区域。晶片载台WST2在第2量测区域以干涉仪28、18量测在第2量测坐标系的位置信息，在曝光区域以干涉仪26，18量测在曝光坐标系的位置信息，并通过载台驱动系统124移动于第2量测区域及曝光区域。
在曝光站，除曝光动作外还在其开始之前，以例如日本特开平7-176468号公报(对应美国专利第5646413号说明书)所揭示的标线片对准系统(未图标)检测标线片标记与晶片载台的基准标记。主控制装置根据该检测结果(在曝光坐标系的标线片标记的投影位置与基准标记间的位置关系)与对准系统ALG的检测结果在曝光区域内移动晶片载台。第1、第2量测站除量测动作(含前述标记检测等)以外，分别于第1、第2量测区域内既定位置，进行将晶片装载于晶片载台及自晶片载台卸载晶片(晶片更换)。又，也可在各量测区域内使装载位置与卸载位置不同，亦可不在各量测区域内设定装载位置及/或卸载位置。
曝光区域，包含曝光动作及检测基准标记动作的晶片载台移动区域L(参照图10)，第1、第2量测区域分别包含检测对准标记及基准标记动作(本实施方式也包含晶片交换动作)的晶片载台移动区域B，A(参照图10)。本实施方式中，至少在Y轴方向，曝光区域宽度与移动区域L宽度相等，且第1、第2量测区域宽度与移动区域B，A宽度相等。又，于Y轴方向，曝光区域(移动区域L)与第1量测区域(移动区域B)、或曝光区域(移动区域L)与第2量测区域(移动区域A)即使有部分重叠也可，但本实施方式中曝光区域与第1、第2量测区域并不重叠而设定于XY平面内。
图4，显示本实施方式的曝光装置100的控制系统主要构成的框图。图4的控制系统，包含由CPU(中央运算处理装置)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取内存)等所构成的所谓微电脑(或工作站)，以统筹控制装置全体的主控制装置50为中心。
其次，根据图5(A)至图9，详细说明曝光装置100使用晶片载台WST1与晶片载台WST2的并行处理动作。又，各部分虽由主控制装置50加以控制，但为了避免说明过于繁杂，除特别必要的部分以外省略其说明。此外，包含该并行处理动作的曝光装置100的基本控制动作，揭示于例如美国专利第6341007号等。
又，量测对准系统ALG位置的对准系干涉仪系统69的坐标系，与量测晶片载台WST1、WST2位置的干涉仪系统118的坐标系间的关系，使用晶片载台上的基准标记等于事前量测。本实施方式中，是将对准系统ALG定位于例如干涉仪系统69的坐标系基准位置，以对准系统ALG检测晶片载台的基准标记。接着，根据由对准系统ALG所得检测区域内基准标记的位置信息，与由干涉仪系统69、118所得对准系统ALG、晶片载台的位置，求取对准系统ALG的检测中心与基准标记一致时，对准系统ALG及晶片载台的位置(换言之，对准系统ALG在干涉仪系统118的坐标系上的检测中心位置)。由此，决定干涉仪系统69的坐标系与干涉仪系统118的坐标系间的关系，即干涉仪系统69的坐标系与干涉仪24，、16的第1量测坐标系间的关系，以及干涉仪系统69的坐标系与干涉仪28、18的第2量测坐标系间的关系。本实施方式，根据该所决定的关系、前述照射地图资料(含对准照射资料)、及干涉仪系统69、118的量测值，在各量测站(各量测区域)内移动对准系统ALG及晶片载台，以进行晶片上对准标记的检测。
图5(A)，是显示晶片载台WST2上的晶片对准动作(详细后述)结束后，对晶片载台WST1上的晶片进行曝光动作的状态。此时，晶片载台WST1的位置，是由X干涉仪26与Y干涉仪16所量测，晶片载台WST2的位置，是由X干涉仪28与Y干涉仪18所量测。
在此状态下，当对晶片载台WST1上晶片的曝光动作结束，晶片载台WST1便向+Y方向移动，晶片载台WST2也向+Y方向移动。即，晶片载台WST1从曝光站(曝光区域)移动至第1量测站(第1量测区域)，晶片载台WST2从第2量测站(第2量测区域)移动至曝光站。另外，晶片载台WST2在曝光动作结束前移动至晶片载台WST1附近也可。
此处，虽然用来量测晶片载台WST1的X方向位置的干涉仪，随晶片载台WST1的移动从干涉仪26切换至干涉仪24，但在移动途中X干涉仪24、26的量测轴皆脱离晶片载台WST1时，也可使用例如编码器等来量测晶片WST1的X位置。又，虽然用来量测晶片载台WST2的X方向位置的干涉仪随晶片载台WST2的移动从干涉仪28切换至干涉仪26，但在移动途中X干涉仪28、26的量测轴皆脱离晶片载台WST2时，也可使用编码器等来量测晶片WST2的X位置。
此外，于第1量测站，则在晶片载台WST1到达图5(B)所示位置的阶段，透过未图标的晶片更换装置，进行晶片载台WST1上晶片的更换。又，以下，于此晶片更换中，将新载置于晶片载台WST1上的晶片称为晶片W1。另一方面，于曝光站，则在晶片载台WST2被定位于投影单元PU(投影光学系统PL)的正下方的阶段，根据对准系统ALG进行的晶片上标记的检测结果等，开始曝光动作。又，由于在曝光站是进行现有的步进扫描式曝光，故省略其详细说明。
又，在晶片载台WST1、WST2移动的同时，对准系统ALG也从第2量测站往第1量测站移动。即，对准系统ALG，在晶片载台WST2上的晶片对准动作结束起、至晶片载台WST1的晶片更换结束为止的期间，从图5(A)以虚线所示第2量测位置，经由图5(A)及图5(B)以单点划线所示位置，移动至图6以单点划线所示的第1量测位置(对准系统ALG的检测区域从投影光学系统PL的投影中心往+Y侧分离的位置)。并在晶片载台WST1的晶片更换结束的阶段，晶片载台WST1，如图6所示，移动至对准系统ALG的正下方。
于第1量测站，如图7(A)至图8(E)所示，进行于Y轴方向的对准系统ALG检测区域的移动、以及于X轴方向的晶片载台WST1的移动，执行使用对准系统ALG的晶片W1上对准标记的检测。又，以对准系统ALG进行晶片载台WST1的基准标记的检测，并将对准标记及基准标记的位置信息储存于主控制装置50的内存中。另外，本实施方式中，虽是检测晶片W1上11个对准标记M1至M11的位置信息，但在进行检测前，也可使用未图标的搜寻对准标记进行搜寻对准。
首先，如图7(A)所示，进行第1对准标记M1的检测。主控制装置50根据X干涉仪24、Y干涉仪16的量测值，使晶片载台WST1在X轴方向移动，并根据对准系干涉仪系统69的量测值，使对准系统载台AST在Y轴方向移动，由此，使晶片载台WST1与对准系统ALG的检测区域在XY平面内的相对位置改变，将对准标记M1设定在对准系统ALG的检测区域内。对准系统ALG将其检测讯号(检测区域内的对准标记M1的影像资料)输出至主控制装置50。
之后根据对准系统ALG检测区域的中心与对准标记M1的位置关系、干涉仪24、16的量测值、干涉仪系统69的量测值、及前述干涉仪系统69的坐标系与干涉仪24、16的第1坐标系关系，检测对准标记M1的位置信息。
在对准标记M1的检测结束后，如图7(B)所示，将晶片载台WST1移动于-X轴方向，并将对准系统ALG移动于+Y轴方向，由此，将第2个对准标记M2设定在对准系统ALG的检测区域内。另外，图7(A)至图8(E)中，晶片载台WST1的移动方向以白色中空箭头表示，对准系统ALG的移动方向以黑箭头表示。接着，以与检测第1个对准标记M1的位置信息(坐标值)相同的方法检测对准标记M2的位置信息(坐标值)。在此检测结束后，如图7(C)所示，将晶片载台进一步移动于-X轴方向，并将对准系统ALG移动于+Y轴方向，将对准标记M3设定在对准系统ALG的检测区域内。接着，在对准标记M3的位置信息(坐标值)检测结束后，进而检测第4对准标记M4的位置信息。
如图7(D)、图7(E)所示，将晶片载台WST1移动于+X轴方向，并将对准系统ALG移动于+Y轴方向，将第4个对准标记M4、第5个对准标记M5设定在对准系统ALG的检测区域内，进行各标记的位置信息(坐标值)检测。
在标记M5的位置信息检测结束后，进而检测第6个对准标记M6的位置信息。此时，如图7(F)所示，固定对准系统ALG，仅将晶片载台WST1移动于+X轴方向，由此，将对准标记M6设定在对准系统ALG的检测区域内，进行该标记M6的位置信息(坐标值)检测。
在标记M6的位置信息检测结束后，即移至第7个对准标记M7、第8个对准标记M8的位置信息的检测。此时，如图8(A)、图8(B)所示，将晶片载台WST1移动于+X轴方向，并将对准系统ALG及动于-Y轴方向，由此，将对准标记M7，M8设定在对准系统ALG的检测区域内，进行该标记M7，M8的位置信息(坐标值)检测。
其次，进行第9个对准标记M9、第10对准标记M10的位置信息(坐标值)检测。即，如图8(C)、图8(D)所示，将晶片载台WST1移动于-X轴方向，并将对准系统ALG移动于-Y轴方向，由此，将对准标记M9，M10设定在对准系统ALG的检测区域内。最后，如图8(E)所示，将晶片载台WST1移动于-X轴方向，并将对准系统ALG移动于+Y轴方向，由此，将大致位于晶片W1中心的第11对准标记M11设定在对准系统ALG的视野区域内，在检测该标记M11的位置信息(坐标值)后，完成11个对准标记的位置信息检测。
另外，本实施方式，虽是在检测1个对准标记的位置信息后，才开始为进行下一个对准标记的检测而移动对准系统ALG、晶片载台WST1，但也可于对准系统ALG检测对准标记结束时便开始移动对准系统ALG及/或晶片载台WST1。即，无需等到标记位置信息检测结束才开始移动。又，以对准系统ALG进行的晶片载台WST1的基准标记的检测，不论在11个对准标记检测动作前后及途中皆可，但以最短时间可检测对准标记及基准标记的顺序进行检测较理想，故本实施方式是在对准标记检测动作前先检测基准标记。
以上述方式检测11个对准标记后，本实施方式中，采用例如日本特开昭61-44429号公报(及对应美国专利第4,780,617号说明书)所揭示的EGA(Enhanced Global Alignment)方式，由主控制装置50使用此对准标记检测结果(在第2量测坐标系的标记坐标值)与照射区域设计上的排列信息，进行最小平方法等统计运算，算出晶片W1上待进行曝光处理的照射区域的全部排列坐标。
上述对准动作结束后，如图9所示对准系统ALG开始向第2量测站的第2量测位置(图5(A)中虚线所示位置)移动。又，晶片载台WST1开始向曝光站(投影单元PU正下方)移动。在此移动中检测晶片载台WST1的X位置的干涉仪由干涉仪24换为干涉仪16。接着，晶片载台WST1透过与晶片载台WST2交换而配置于曝光站。
另一方面，于曝光站结束对晶片载台WST2上的晶片W2全照射区域的曝光后，晶片载台WST2开始往-Y方向及X方向移动，从曝光站移动至第2量测站的图9所示位置。接着，在此位置透过未图标的晶片更换装置进行晶片载台WST2上的晶片更换。另外，在晶片载台WST2移动期间，检测晶片载台WST2的X位置的干涉仪由干涉仪26换为干涉仪28。接着，在第2量测站，使用回到图2中以单点划线所示的第2量测位置的对准系统ALG，开始晶片载台WST2上的晶片对准动作。此对准动作是以和图7(A)至图8(E)所示的相同顺序进行。
又，在第2量测站进行晶片更换动作及/或对准动作的同时，在曝光站也由标线片对准系统进行晶片载台WST1的基准标记检测，并由主控制装置50求取基准标记的位置信息(标线片标记的投影位置与基准标记一致时，基准标记在曝光坐标系中的坐标值)。进一步地，根据该基准标记的坐标值与于第2量测站的对准结果(以EGA方式算出的晶片W1的照射区域的排列坐标及基准标记的坐标值)，决定晶片W1的照射区域于曝光坐标系内的排列坐标。接着，根据该决定坐标移动晶片载台WST1，并由此对晶片W1进行曝光。另外，由于此处是使用现有步进扫描方式曝光，故省略其详细说明。
之后，反复进行上述并行动作，并由此对既定片数(例如1批)的晶片依序进行曝光。
此处，使用图10(显示构成本实施方式的曝光装置100的载台装置150)及图11(显示构成现曝光装置的载台装置150’)说明本实施方式的曝光装置100与现有曝光装置(例如日本特开平10-163097号公报及对应美国专利第6,341,007号说明书所记载的曝光装置)相异处。
图10是显示构成本实施方式的曝光装置100的载台装置150。如图10所示，位于投影单元PU正下方、即配置于曝光站的晶片载台WST1最大可从双点划线所示符号WST1’的位置移动至双点划线所示符号WST1”的位置。因此，载台装置150有必要确保晶片载台WST1的移动区域位于投影单元PU正下方(参考图10的区域L)。另一方面，位于投影单元PU的-Y方向位置、即配置于第2量测站的晶片载台WST2，由于曝光装置100采用图7(A)至图8(E)的对准方法，故对准期间于图10仅在双箭头AR1所示X轴方向移动，而对准系统ALG仅在双箭头AR2所示Y轴方向移动。因此，晶片载台WST2于对准期间的Y轴方向移动区域，只要确保与晶片载台WST2的Y轴方向宽度相同程度的宽度即可(参考图10的A区域)。又，晶片载台WST1在进行对准时，(如图10虚线所示)晶片载台WST1在第1量测站也仅于双箭头AR3所示的X轴方向移动，对准系统ALG也仅于双箭头AR4所示的Y轴方向移动。因此，晶片载台WST1于对准期间的Y轴方向移动区域，只要确保与晶片载台WST1的Y轴方向宽度相同程度的宽度即可(参考图10的B区域)。
另一方面，图11所示构成现有曝光装置的载台装置150’，应确保其位于投影单元PU(投影光学系统PL)正下方的晶片载台WST1、WST2的移动区域，与图10的载台装置150相同(参考图11的L区域)。然而，以晶片载台WST1(或WST2)进行对准时，必须使晶片载台WST1(或WST2)2维移动，故必须于投影光学系统PL的-Y侧、+Y侧分别确保与曝光时所需移动区域大致相同的区域(参考图11的A’，B’区域)。
比较图10、图11即可明白，A区域比A’区域窄，B区域比B’区域窄，故本实施方式的载台装置150比起现有载台装置150’需要的载台移动区域较小。由此，可减少基台112的面积，使Y轴线性马达82至85的行程较短。如此一来，由于本实施方式可实现载台装置小型化，故可谋求机体缩小、甚至整个曝光装置的小型化。
又，由于可缩小基台112的面积，故可对基台112表面进行高精度加工，其结果，能以良好精度进行载台移动。
如以上说明，根据本实施方式，在第1、第2量测站的第1、第2量测区域(移动区域B、A)，是一边在X轴方向移动晶片载台、一边在Y轴方向移动对准系统ALG，并以对准系统ALG检测标记。因此，与现有在固定对准系统ALG的状态下仅2维移动晶片载台并检测标记的情形相较，可减少检测时晶片载台的Y轴方向移动量(本实施方式为0)。由此，可缩小曝光时与检测时晶片载台的移动区域在Y轴方向的大小，故可谋求载台装置小型化、机体缩小、甚至整个曝光装置的小型化。
又，由于能同时移动对准系统ALG与晶片载台WST1(或WST2)，可缩短检测一对象的标记至检测次一对象的标记间的时间(尤其是此2个标记配置于与X轴及Y轴交差的方向时的移动时间)。因此，能缩短对准所需时间，并提升包含曝光步骤的整体制程的单位时间产量。或者，能在不增加对准时间的情况下，增加检测对准标记的个数，提升晶片对准精度。
又，根据本实施方式，载台装置150为包含晶片载台WST1、WST2的双载台式载台装置，其一晶片载台进行对准期间，另一载台便进行曝光，故比起采用仅包含1个晶片载台的载台装置，能提升曝光装置的单位时间处理量。
又，根据本实施方式，虽然曝光装置100在第1、第2量测站分别进行对准，但仅使用1个对准系统。因此，如图11所示，不需要像在第1、第2量测站分别设对准系统ALG1、ALG2的曝光装置，进行对准系统间的像差调整(或管理)等。因此，可省下对准系统间调整的麻烦，且能实现高精度的标记检测。
另外，上述实施方式，虽是针对对准动作进行时，晶片载台WST1(WST2)在Y轴方向的移动为0，仅对准系统ALG在Y轴方向移动的状况作了说明，但本发明并不限于上述状况，也可使晶片载台WST1(WST2)与对准系统ALG两者皆在Y轴方向移动。在此状况下，晶片载台WST1(WST2)在Y轴方向的移动量仍能比现有状况小，故可实现装置小型化。又，例如设定晶片载台WST1、WST2对准时在Y轴方向的移动范围(设定较现有状况小的移动范围)，仅针对在对准系统ALG固定状态下于其移动范围内2维移动晶片载台仍无法检测的标记，将对准系统ALG于Y轴方向移动并检测也可。即便在此状况下，仍能使晶片载台WST1，WST2在Y轴方向的移动范围较现有为小。
另外，上述实施方式，虽已说明使用晶片载台AST将对准系统除光源以外的部分于第1、第2量测站间移动的状况，但本发明并不限于上述状况，也可使包含光源的对准系统整体移动。又，本发明，只要对准系统的检测区域在Y轴方向移动即可，例如，不移动构成对准系统的光学系统整体，仅将构成对准系统的光学系统的一部分在Y轴方向移动也可。又，也可使用光学机构代替对准系统载台AST来移动检测区域，或两者并用。
另外，上述实施方式，虽是说明仅设有1个对准系统载台，该对准系统载台AST(移动载台42)是沿轨道移动的状况，但本发明并不限于上述状况。例如，也能如图12所示，分别在投影单元PU的+Y侧及-Y侧设有可于X轴方向移动的2个移动载台(此处发挥X载台的功能)42a、42b，仅将Y载台40与对准系统ALG以机械手臂等所构成的未图标的搬送装置来加以搬送。此时，如图12所示，可设Y线性马达的固定件52A、52B(52A’、52B’)于各移动载台42a、42b。另外，若采用此构成，在构成对准系统的光源分别设于投影单元PU的+Y侧及-Y侧、且Y载台搭载于各移动载台42a、42b上时，可采用光源与对准系统的光学系统连接的构成。又，考虑在搬送Y载台时缠线的问题，Y线性马达也可采用可动磁石型线性马达。
又，除图12的构成外，也可在投影光学系统PU的-Y侧仅设沿X轴方向驱动移动载台42的线性马达的固定件，将移动载台42与Y载台40与对准系统ALG整体由未图标的搬送装置搬送。
另外，也可如图13所示，将Y载台40a、40b分别设于2个移动载台42a、42b，仅以由机械手臂等所构成的未图标搬送装置搬送对准系统ALG，来取代图12所示的对准系统载台装置。另外，不论是图12或图13的状况，采用移动载台于X轴方向不移动的构成也可。由此观点而言，即使不设移动载台，直接将Y线性马达的固定件52A、52B(52A’、52B’)设于平台BS也可。如上所述，在第1、第2量测站分别移动对准系统的检测区域的机构、以及在第1、第2量测站之间移动对准系统的机构不限于上述实施方式的构成，可为任意构成。
另外，上述实施方式，虽已说明投影光学系统PL的投影中心与对准系统ALG于第1、第2量测站的检测区域(前述第1、第2量测位置)是沿Y轴配置，但本发明并不限于此，也可将对准系统ALG的检测区域设于从投影光学系统PL的投影中心往X轴及Y轴交差的方向分离的位置。即，即使于第1、第2量测站被设定为对准系统ALG的检测区域的第1、第2量测位置在X轴方向与投影光学系统PL的投影中心相异也可。
另外，上述实施方式，虽已说明使用对准系干涉仪系统69来量测对准系统的位置信息，但也可使用其它量测装置(例如编码器等)来取代或并用。又，上述实施方式虽使用干涉仪系统量测标线片载台及晶片载台的位置信息，本发明也不限于此，也可使用例如编码器系统来检测设于晶片载台上面的绕射光栅。此时，若为具备干涉仪系统与编码器系统两者的混和系统，且使用干涉仪系统的量测结果来进行编码器系统量测结果的校正(Calibration)较为理想。又，也可切换干涉仪系统与编码器系统轮流控制、或两者同时控制载台位置。
另外，上述实施方式，如图2所示，虽已说明晶片载台WST1、WST2是采用沿Y轴方向滑动式的晶片载台装置的情形，但本发明并不在此限。例如，本发明也可采用如记载于日本特表2000-511704号公报(国际公开第98/40791号小册子)、日本特表2000-505958号公报(对应美国专利第5,969,441号说明书)的切换式晶片载台，此时，也可发挥与上述实施方式相同效果。另外，具备切换式晶片载台的曝光装置无须像上述实施方式的曝光装置具备2个量测站，除曝光站外只要具备1个量测站即可。另外，上述实施方式，虽检测共11个对准标记的位置信息，但本发明并不受此限，检测12个以上或10个以下对准标记的位置信息亦可。又，即便是检测11个对准标记的状况，也不必依照上述实施方式的顺序，例如可从-Y侧依序量测标记M1，M10，M9，M2，M3，M11，M8，M7，M4，M5，M6，或依其它顺序检测标记也可。然而，不论检测对准标记的数目多寡，依照能在最短检测时间内检测复数个对准标记的顺序来进行检测较理想。
另外，上述实施方式，对准系统ALG的旋转信息使用对准系干涉仪系统69量测，在曝光时，可使用此对准系统ALG的旋转信息。此时，可根据例如对准系统ALG的位置信息及旋转信息、与晶片W1、W2的位置信息，来检测标记的位置信息。
另外，上述实施方式，虽已说明本发明采用的曝光装置具有包含2个晶片载台的载台装置，本发明也不受此限，也可采用例如日本特开平11-135400号公报(对应国际公开第1999/23692号小册子)、日本特开2000-164504号公报(对应美国专利第6,897,963号说明书)、国际公开第2005/074014号小册子等所揭示的曝光装置，具有包含与晶片载台独立可动、具有量测构件(基准标记、传感器等)的量测载台的载台装置。又，本发明也可采用仅包含1个晶片载台的载台装置。在投影光学系统与对准系统配置于彼此分离位置时特别有效。
另外，上述实施方式，虽已说明仅包含1个对准系统的状况，但本发明并不受此限，也可包含对应晶片载台WST1，WST2而可在Y轴方向移动的2个对准系统。即便在此状况，通过一边在Y轴方向移动对准系统一边进行对准动作，仍能缩小各晶片载台往Y轴方向的移动量，谋求机体设置面积的缩小、及装置的小型化。
又，上述实施方式，第1、第2量测站虽共享1个对准系统，但也可于第1、第2量测站分别设1个或复数个对准系统。此时，由于不需要在第1、第2量测站间移动对准系统的机构，故比起上述实施方式的曝光装置，可谋求机体设置面积的缩小、及装置的小型化。
又，上述实施方式，在第1、第2量测站分别于Y轴方向移动对准系统ALG的检测区域，检测晶片上至少Y轴方向位置相异的复数个对准标记(M1至M5等)，但除了移动检测区域外，也可使用例如至少在Y轴方向具有复数个位置相异检测区域的对准系统。此对准系统的复数个检测区域至少1个在Y轴方向位置可变较理想。此时，根据前述对准照射资料于Y轴方向调整复数个检测区域中至少1个的位置，且在X轴方向移动晶片载台，由此能检测晶片上Y轴方向位置相异的复数个对准标记。又，即便是晶片对准标记配置不同，一样能检测Y轴方向位置相异的复数个对准标记。在具备此对准系统的曝光装置中，于标记检测动作时不移动对准系统的检测区域，仅移动晶片载台。另外，此对准系统，既可为具有复数个检测区域的1个对准系统，也可为分别具有1个检测区域的复数个对准系统。
又，上述实施方式，在第1、第2量测站仅进行标记检测，但也可进行其它检测，例如晶片面形状信息(含晶片表面段差信息)等。此时，只要在第1、第2量测站增设具有照射系统(以比晶片直径长且与Y轴方向平行的直线状光束照射晶片)与受光系统(具有接受自晶片反射的光束的检测器，可为1维CCD传感器或直线传感器等)的面形状检测装置即可。此面形状检测装置可使用前述多点焦点位置检测系统等。又，直线状光束照射区域(面形状检测装置的检测区域)配置于与例如对准系统ALG的检测区域X位置接近处较理想。由此，面形状检测装置检测晶片Z位置信息的检测动作至少其中一部分可与对准系统检测标记的动作同时进行。具备此面形状检测装置的曝光装置，曝光动作时，由于是根据面形状信息来控制晶片台WTB的Z轴位置、姿势，故可使曝光精度及单位时间产量两者皆有所提升。另外，除直线状光束以外，也可使用复数个点束排成一列。
另外，本发明也可适用于例如国际公开第2004/53955号小册子、欧洲专利申请公开第1420298号公报、国际公开第2004/055803号小册子、国际公开第2004/057590号小册子、国际公开第2005/029559号小册子(对应美国公开第2006/0231206号说明书)等所揭示的液浸曝光装置。
又，上述实施方式，虽说明本发明适用于步进扫描方式等曝光装置的情形，但本发明的适用范围当然不限于此。即，本发明也可适用于步进重复方式的投影曝光装置、甚至步进接合方式的曝光装置、近接方式的曝光装置、反射镜投影对准器等。
另外，上述实施方式的曝光装置中，照明光IL也不限于ArF准分子激光，也可使用KrF准分子激光(波长248nm)、F2激光(波长157nm)、Ar2激光(波长126nm)、Kr2激光(波长146nm)等脉冲激光、来自超高压水银灯的g线(波长436nm)、i线(波长365nm)等辉线等。又，也可使用YAG激光的高谐波、或例如国际公开第1999/46835号小册子(对应美国专利7,023,610号说明书)所揭示，将DFB半导体激光或光纤激光振荡的红外区或可视区的单一波长激光，以例如掺饵(或饵与镱两者)光纤放大器加以放大，并使用非线性光学结晶将其波长变换为紫外光后的高谐波。
又，上述实施方式，曝光装置的照明光并非限定于波长100nm以上的光，使用波长未满100nm的光也可。例如，近年来为了曝光70nm以下的图案，正进行以SOR或等离子激光作为光源，来产生软X射线区内(例如波长范围为5至15nm)的极紫外线(ExtremeUltraviolet)，且使用在此曝光波长(例如13.5nm)下设计的全反射缩小光学系统、及反射型光罩的极紫外线曝光装置的开发。此装置，可考虑使用圆弧照明使光罩与晶片同时扫描曝光的构成。
又，本发明也可适用于使用电子束或离子束等带电粒子射线的曝光装置。另外，电子射线曝光装置不论使用锥束式、可变成形电子束式、细胞元投影式、遮蔽孔径数组式、及光罩投影中任一种方式皆可。
又，上述实施方式，虽使用于透光性基板上形成有既定遮光图案(或相位图案、减光图案)的透光型光罩(标线片)，除此标线片外，也可使用例如美国专利第6778257号说明书所揭示，根据欲曝光图案的电子资料，形成透过图案或反射图案或者是发光图案的电子光罩或可变成形光罩、例如非发光型影像显示元件(也称为空间光变调器)的一种的数字微反射镜装置(Digital Micro-mirror Device)。使用可变成形光罩时，也可考虑前述对准系统标记的检测结果，在晶片上复数个照射区域之中，在对准标记检测时已曝光照射区域之后才进行曝光的至少另1个照射区域曝光时，通过使根据电子资料形成之透射图案或反射图案变化，来控制晶片与图案像的相对位置。
又，上述实施方式的曝光装置的投影光学系统并非仅限缩小系统，等倍系统及放大系统也可，投影光学系统也非仅限于折射式系统，反射式系统及折反射式(catadioptric)系统也可，投影像为倒像及正像皆可。又，透过投影光学系统照射照明光的曝光区域，虽为在投影光学系统视野内包含光轴的同轴区域，也可如国际公开第2004/107011号小册子(对应美国公开第2006/0121364号说明书)所揭示，与所谓成行(in-line)型折反射式系统(具有复数个反射面且至少形成1次中间像的光学系统设于其一部分，且具有单一光轴)同样地，为不包含光轴AX的离轴区域。
又，例如国际公开第2001/035168号小册子所揭示，本发明也可适用于通过在晶片上形成干涉条纹，在晶片上形成线与间隙图案的曝光装置(微影系统)。
又，例如日本特表2004/519850号公报(对应美国专利第6,611,316号说明书)所揭示，本发明也可适用于将2个标线片图案透过投影光学系统在晶片上合成，以1次扫描曝光在晶片上的1个照射区域大致同时双重曝光的曝光装置。
另外，在本国际申请所指定的指定国(或选定的选定国)的国内法令允许范围内，援用上述各种公报、国际公开小册子、美国专利说明书的揭示做为本说明书记载的一部分。
又，于物体上形成图案的装置，并非限定于前述曝光装置(微影系统)，本发明也可适用于例如以喷墨方式于物体上形成图案的装置。
另外，上述实施方式中欲形成图案的物体(受能量束照射的曝光对象物体)亦不限于晶片，玻璃板、陶瓷基板、空白光罩、或其它薄膜构件等其它物体也可。又，物体形状不限为圆形，矩形或其它形状亦可。
曝光装置的用途也非限定于半导体制造，例如，也可广泛适用于将液晶显示元件图案转印至形成于方形玻璃基板的液晶用曝光装置、用来制造有机EL、薄膜磁头、摄影元件(CCD等)、微机器及DNA芯片等的曝光装置。又，除半导体元件等微元件外，为了制造用于光曝光装置、极紫外线曝光装置、X射线曝光装置、及电子束曝光装置等的标线片或光罩，将电路图案转印至玻璃基板或硅晶片等的曝光装置也为本发明适用对象。
另外，半导体元件是经过元件功能性能设计步骤、根据此设计步骤制作标线片的步骤、由硅材料制作晶片的步骤、上述实施方式的曝光装置以前述调整方法调整图案转印特性后将形成于光罩的图案转印至感光物体上的微影步骤、元件组装步骤(包含切割、接合、封装)、检查步骤等所制成。此时，在微影步骤中，由于使用调整过图案转印特性的上述实施方式的曝光装置，故可提升高积体元件的生产性。
又，上述实施方式的曝光装置，是将本申请的申请专利范围所列举包含各构成要件的子系统组装为能保持既定机械、电子、光学精度。为了确保该等精度，在组装前后，对各种光学系统进行为了达成光学精度的调整、对各种机械系统进行为了达成机械精度的调整、对各种电子系统进行为了达成电子精度的调整。由各子系统组装至曝光装置的步骤，包含各子系统间机械性连接、电路配线连接、气压线路管线连接等。在各子系统组装至曝光装置前，当然需先经过各子系统个别组装步骤。各子系统组装步骤完成后，进行综合调整，确保曝光装置整体的各种精度。另外，曝光装置的制造最好是能在温度与洁净度等受管理的洁净室内进行。
如以上说明，本发明的图案形成方法及图案形成装置，适用于将载置于移动体上的物体曝光，并形成图案。又，本发明的曝光方法及曝光装置，适用于将物体曝光。又，本发明的元件制造方法，适用于微元件的制造。

Claims (28)

1.一种曝光方法，用于使物体曝光，其特征在于：
在相对该物体进行曝光的曝光区域至少于第1方向位置相异的量测区域内，于该第1方向移动标记检测系统的检测区域，以检测该物体上的复数个标记；
使用该标记的检测结果在该曝光区域内移动该物体。
2.如权利要求1所述的曝光方法，其特征在于，由该标记检测系统进行的标记检测是在该检测区域的移动前后分别进行。
3.如权利要求2所述的曝光方法，其特征在于，于该检测区域的移动前检测的标记与于该检测区域的移动后检测的标记是在所述物体上于该第1方向位置相异。
4.如权利要求3所述的曝光方法，其特征在于，该复数个标记，包含于该物体上与该第1方向正交的第2方向位置相异的标记，为了在该量测区域内检测该相异的标记，使该物体移动于第2方向。
5.一种曝光方法，用于使物体曝光，其特征在于：
包括在相对该物体进行曝光的曝光区域至少于第1方向位置相异的量测区域内，以标记检测系统检测该物体上的标记，于该第1方向移动标记检测系统的检测区域，以该检测区域已移动的该标记检测系统检测在该物体上于该第1方向与该已检测的标记位置相异的标记，使用该标记的检测结果在该曝光区域内移动该物体，以该标记检测系统检测包含在该物体上于该第1方向位置相异的标记的复数个标记。
6.如权利要求5所述的曝光方法，其特征在于，该复数个标记，包含于该物体上与该第1方向正交的第2方向位置相异的标记，为了在该量测区域内检测该相异的标记，使该物体移动于该第2方向。
7.一种曝光方法，用于使物体曝光，其特征在于：
在相对该物体进行曝光的曝光区域至少于第1方向位置相异的量测区域内，通过具有于该第1方向位置相异的复数个检测区域的标记检测系统，检测该物体上的复数个标记；
使用该标记的检测结果在该曝光区域内移动该物体。
8.如权利要求7所述的曝光方法，其特征在于，该复数个标记，包含于该物体上与该第1方向正交的第2方向位置相异的标记，为了在该量测区域内检测该相异的标记，使该物体移动于该第2方向。
9.如权利要求8所述的曝光方法，其特征在于，该复数个标记包含在该物体上于该第1方向位置相异的标记。
10.如权利要求8所述的曝光方法，其特征在于，以该标记检测系统实质上同时检测在该物体上于该第1方向位置相异的标记。
11.如权利要求8所述的曝光方法，其特征在于，在该标记的检测前，视该复数个标记的排列信息调整于该第1方向的该复数个检测区域的至少一个的位置。
12.如权利要求1-11任一项权利要求所述的曝光方法，其特征在于，在该曝光区域内的该物体的曝光中，在该量测区域内检测次一待曝光物体上的复数个标记。
13.如权利要求1-12任一项权利要求所述的曝光方法，其特征在于，该量测区域，是于该第1方向分别配置于该曝光区域的两侧，并将在该2个量测区域内分别进行了该标记检测的物体交互配置于该曝光区域内。
14.如权利要求1-13任一项权利要求所述的曝光方法，其特征在于，是在该量测区域内检测与该物体面形状相关的信息。
15.一种元件制造方法，其包含：使用权利要求1-13任一项权利要求所述的曝光方法于感应物体上形成图案的步骤。
16.一种曝光装置，用以使物体曝光，其特征在于，该曝光装置包括：
移动体，其用以保持该物体并移动；
标记检测系统，在相对该物体进行曝光的曝光区域至少于第1方向位置相异的量测区域内，检测该物体上的复数个标记；以及
控制装置，于该第1方向移动标记检测系统的检测区域，使用该标记检测系统检测该物体上的复数个标记，并使用该标记检测系统的该标记的检测结果，于该曝光区域内控制保持该物体的移动体的移动。
17.如权利要求16所述的曝光装置，其特征在于，由该标记检测系统进行的标记检测是在该检测区域的移动前后分别进行。
18.如权利要求17所述的曝光装置，其特征在于，于该检测区域的移动前检测的标记与于该检测区域的移动后检测的标记是在所述物体上于该第1方向位置相异。
19.如权利要求18所述的曝光装置，其特征在于，该复数个标记，包含于该物体上与该第1方向正交的第2方向位置相异的标记；
该控制装置，为了在该量测区域内使用该标记检测系统检测该相异的标记，而使保持该物体的移动体于该第2方向移动。
20.一种曝光装置，用以使物体曝光，其特征在于，该曝光装置包括：
移动体，其用以保持该物体并移动；
标记检测系统，其具有与第1方向位置相异的复数个检测区域，在相对该物体进行曝光的曝光区域至少于该第1方向位置相异的量测区域内，检测该物体上的复数个标记；以及
控制装置，使用该标记的检测结果，于该曝光区域内控制保持该物体的该移动体的移动。
21.如权利要求20所述的曝光装置，其特征在于，该复数个标记，包含于该物体上与该第1方向正交的第2方向位置相异的标记；
该控制装置，为了在该量测区域内使用该标记检测系统检测该相异的标记，而使保持该物体的移动体于该第2方向移动。
22.如权利要求21所述的曝光装置，其特征在于，该复数个标记包含在该物体上于该第1方向位置相异的标记。
23.如权利要求21所述的曝光装置，其特征在于，以该标记检测系统实质上同时检测在该物体上于该第1方向位置相异的标记。
24.如权利要求21所述的曝光装置，其特征在于，其还包括在该标记的检测前，视该复数个标记的排列信息调整于该第1方向的该复数个检测区域的至少一个的位置的调整装置。
25.如权利要求16-24任一项权利要求所述的曝光装置，其特征在于，该曝光装置，在该曝光区域内的该物体的曝光中，在该量测区域内使用该标记检测系统，检测次一待曝光物体上的复数个标记。
26.如权利要求16-25任一项权利要求所述的曝光装置，其特征在于，该曝光装置具备2个该移动体，且该量测区域于该第1方向分别配置于该曝光区域的两侧，该控制装置，以将在该2个量测区域内分别进行该标记检测后的物体交互配置于该曝光区域内的方式，控制该2个移动体的移动。
27.如权利要求16-26任一项权利要求所述的曝光装置，其特征在于，其还包括在该量测区域内检测与该物体面形状相关的信息的检测装置。
28.一种元件制造方法，其包含：使用权利要求16-27任一项权利要求所述的曝光装置于感应物体上形成图案的步骤。
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