CN102944982A - 曝光设备、曝光方法以及器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

曝光设备、曝光方法以及器件制造方法。在晶片工作台上设置构成编码器系统的多个头，并且，基于与刻度板（21）（衍射光栅（RG））相对的头的输出来测量晶片工作台在XY平面内的位置信息。并且，此处通过设置在各个头内的测量系统（640）来测量各个头（例如头（60C））与晶片工作台的相对位置（包括相对姿态和旋转）。因此，通过基于所测量的相对位置的信息来校正位置信息，即使在该头的位置（姿态、旋转）随晶片工作台的移动而变化的情况下，仍然也可以对晶片工作台的位置信息进行高精度测量。

Description

曝光设备、曝光方法以及器件制造方法
本申请是申请号为200980117084.4、申请日为2009年5月13日、发明名称为“可移动体系统、可移动体驱动方法、图案形成设备、图案形成方法、曝光设备、曝光方法以及器件制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及可移动体系统、可移动体驱动方法、图案形成设备、图案形成方法、曝光设备、曝光方法和器件制造方法，并且，具体地说，涉及：包括基本上沿预定平面移动的可移动体的可移动体系统、驱动该可移动体的可移动体驱动方法、配备有该可移动体系统的图案形成设备、使用该可移动体驱动方法的图案形成方法、配备有该可移动体系统的曝光设备、使用该可移动体驱动方法的曝光方法以及使用该曝光设备或使用该曝光方法的器件制造方法。
背景技术
通常，在用于制造诸如半导体器件（诸如集成电路）和液晶显示器的电子器件（微型器件）的光刻工艺中，主要使用的曝光设备诸如是通过步进重复（step-and-repeat）方法的投影曝光设备（所谓“步进器”），或通过步进扫描方法的投影曝光设备（所谓“扫描步进器”（也称为扫描仪））。
未来，半导体器件的集成度将更高，并且，随之可以确定的是，在晶片上形成的电路图案将更精细，并且，在用于半导体器件的大规模生产设备的曝光设备中需要进一步提高对晶片的位置检测精度等。
例如，在美国专利申请公开No.2006/0227309中，公开了一种曝光设备，其采用安装在衬底台上的编码器型传感器（编码器头）。然而，在将编码器头安装在衬底台上的情况下，衬底台的移动（针对衬底台所附加的加速）将会改变编码器头相对于衬底台的设置位置和/或设置姿态，并且，存在着对使用这种编码器头的衬底台的位置测量精度劣化的风险。
发明内容
本发明考虑了上述情形，并且根据本发明的第一方面，提供了一种可移动体系统，该可移动体系统包括：可移动体，其基本上沿预定平面移动；测量装置，其具有设置在所述可移动体的表面上的多个编码器头，并且，基于面对位于该可移动体之外、与所述预定平面平行设置的光栅部的至少一个编码器头的输出，来测量该可移动体的位置信息；以及驱动装置，其基于所述测量装置所测量的位置信息并基于在该位置信息的测量中所使用的编码器头同所述可移动体之间的相对位置的信息，来驱动该可移动体。
根据该系统，基于所述测量装置所测量的所述可移动体在所述预定平面内的位置信息并基于在该位置信息测量中所使用的、面对与所述预定平面平行设置的光栅部的至少一个编码器头同所述可移动体之间的相对位置的信息，来驱动所述可移动体。因此，根据可移动体的驱动，即使编码器头相对于可移动体移动，但是对于可移动体，仍然可以对可移动体的位置信息进行高精度测量，或者进而对可移动体进行高精度驱动控制。
根据本发明的第二方面，提供了一种在物体上形成图案的图案形成设备，该设备包括：根据本发明的可移动体设备，其中，所述物体安装在所述可移动体上；以及构图装置，其在安装于所述可移动体上的物体上生成图案。
根据该设备，可以高精度地在物体上形成图案。
根据本发明的第三方面，提供了一种通过照射能量束来在物体上形成图案的曝光设备，该曝光设备包括：构图装置，其向所述物体上照射能量束；根据本发明的可移动体系统，其中，所述物体安装在所述可移动体上；以及安装有所述物体的可移动体被驱动，以实现所述能量束与该物体的相对移动。
根据该设备，通过扫描曝光可以高精度地在所述物体上形成图案。
根据本发明的第四方面，提供了一种器件制造方法，该方法包括以下步骤：使用本发明的曝光设备来对物体进行曝光；以及对曝光后的物体进行显影。
根据本发明的第五方面，提供了一种可移动体驱动方法，该方法包括：测量过程，其中，在基本上沿预定平面移动的可移动体的表面上设置的多个编码器头中，基于面对位于该可移动体之外、与该预定平面平行设置的光栅部的至少一个编码器头的输出，来测量该可移动体的位置信息；以及驱动过程，其中，基于所测量的位置信息并基于在该位置信息测量中所使用的编码器头同所述可移动体之间的相对位置的信息，来驱动该可移动体。
根据该方法，在所述驱动过程中，基于所述测量过程中所测量的所述可移动体在所述预定平面内的位置信息并基于在该位置信息测量中所使用的、面对与所述预定平面平行设置的光栅部的至少一个编码器头同所述可移动体之间的相对位置的信息，来驱动所述可移动体。因此，根据可移动体的驱动，即使编码器头相对于可移动体移动，但是对于可移动体，仍然可以对可移动体的位置信息进行高精度测量，或者进而对可移动体进行高精度驱动控制。
根据本发明的第六方面，提供了一种在物体上形成图案的图案形成方法，该方法包括：驱动过程，其中，使用本发明的可移动体驱动方法，沿预定平面来驱动保持住所述物体的可移动体，以形成所述图案。
根据该设备，可以高精度地在物体上形成图案。
根据本发明的第七方面，提供了一种通过照射能量束来在物体上形成图案的曝光方法，该方法包括：驱动过程，其中，使用本发明的可移动体驱动方法来驱动保持住所述物体的可移动体，以形成图案。
根据该方法，通过使用照射能量束来对物体进行曝光，可以高精度地在物体上形成图案。
根据本发明的第八方面，提供了一种器件制造方法，该方法包括：曝光过程，其中，使用本发明的曝光方法来对物体进行曝光；以及显影过程，其中，对曝光后的物体进行显影。
附图说明
图1是示意性示出一个实施方式的曝光设备的配置的图。
图2是解释编码器头和干涉仪的设置的图。
图3是图1中的晶片台的一部分断裂的放大图。
图4是图3中的圆圈C的部分被放大的图。
图5是用于解释头内配置的图。
图6是示出图1中的曝光设备中与台控制相关的控制系统的主要配置的框图。
具体实施方式
下面参照图1至图6描述本发明的实施方式。
图1示出本实施方式中的曝光设备100的示意性配置。曝光设备100是使用步进扫描方法的投影曝光设备，即，所谓的扫描仪。如稍后描述，在该实施方式中设置投影光学系统PL，并且在下面的描述中，将平行于投影光学系统PL的光轴AX的方向称为Z轴方向，将位于与Z轴方向正交的平面内的、对掩模板和晶片进行相对扫描的方向称为Y轴方向，将与Z轴和Y轴正交的方向称为X轴方向，并且，分别将绕X轴、Y轴和Z轴的旋转（倾斜）方向称为θx、θy和θz方向。
曝光设备100配备有：照射系统10、支撑掩模板R的掩模板台RST、投影单元PU、包括晶片台WST（其上安装晶片W）的晶片台装置50、用于这些部件的控制系统等。
例如，如美国专利申请公开No.2003/0025890等中所公开，照射系统10包括光源、包括光学积分器等的照度均匀光学系统以及具有掩模板遮帘等的照射光学系统等（均未示出）。照射系统10通过使用基本上均匀照度的照射光（曝光用光）IL，来照射使用掩模板遮帘（掩膜系统）而设置在掩模板R上的狭缝形照射区域IAR。在这种情况下，例如，ArF准直器激光束（波长193nm）用作照射光IL。
在掩模板台RST上，例如通过真空吸附来固定掩模板R，在该掩模板的图案表面（图1的下表面）上形成有电路图案等。例如，通过包括线性电动机等的掩模板台驱动部11（在图1中未示出，参照图6），在XY平面内精细地驱动掩模板台RST，并且还可以按照预定扫描速度在扫描方向（在这种情况下，为Y轴方向，图1中纸面的水平方向）驱动掩模板台RST。
例如，如图1所示，以约0.25nm的分辨率，通过掩模板激光干涉仪（此后，称为“掩模板干涉仪”）16来连续检测XY平面（运动平面）中掩模板台RST的位置信息（包括θz方向上的位置信息（此后，也称为θz旋转量）），该掩模板激光干涉仪在可移动镜15（该镜子实际上设置为具有正交于Y轴方向的反射面的Y可移动镜子（或者复归反射镜）和具有正交于X轴方向的反射面的X可移动镜子）上照射测量束。顺便提及，例如美国专利申请公开No.2007/0288121等中公开的编码器系统可以代替掩模板干涉仪16或者与之结合使用，以测量掩模板R在至少三个自由度方向上的位置信息。
投影单元PU设置在图1的掩模板台RST的下方（-Z侧），并且通过配置实体（未示出）的一部分的主框架（度量框架）进行支撑。投影单元PU具有镜筒40以及由镜筒40支撑的多个光学元件组成的投影光学系统PL。例如，可以使用由沿平行于Z轴方向的光轴AX设置的多个透镜（透镜元件）组成的屈光系统，作为投影光学系统PL。投影光学系统PL例如是具有预定投影放大倍率（例如四分之一倍、五分之一倍或者八分之一倍）的双面远心屈光系统。因此，当来自照射系统10的照射光IL照射照射区域IAR时，经过掩模板R（设置为使得其图案表面基本上与投影光学系统PL的第一平面（物体平面）齐平）的照射光IL经由投影光学系统PL，在晶片W（其表面覆盖有抗蚀剂（感应剂）且设置在投影光学系统PL的第二平面（图像平面）一侧）的照射区域IAR共轭的区域（曝光区域）IA中，形成了在照射区域IAR中所形成的掩模板R的电路图案的缩小图像（电路图案的一部分的缩小图像）。接着，通过掩模板台RST和晶片台WST的同步驱动，在晶片W相对于曝光区域（照射光IL）在扫描方向（Y轴方向）上相对移动的同时，掩模板R在扫描方向（Y轴方向）相对于照射区域IAR（照射光IL）相对移动，因而执行晶片W上命中区域（shot area）（分隔区域）的扫描曝光，并且掩模板R的图案转印到该命中区域。也就是说，在本实施方式中，根据照射系统10和投影光学系统PL在晶片W上生成图案，然后通过使用照射光IL对晶片W上的敏感层（抗蚀剂层）曝光，在晶片W上形成图案。
顺便提及，主框架可以是常用的门型框架以及例如是在美国专利申请公开No.2008/0068568等中公开的悬挂支撑式框架中的一种。
在镜筒40的-Z侧的外围，例如，在基本上与镜筒40的下端的表面基本齐平的高度，平行于XY平面来设置刻度板21。在本实施方式中，刻度板21由矩形板组成，其中该矩形板具有其中插入镜筒40的-Z端的圆形开孔，以及其中插入对准系统的-Z端的圆形开孔，圆形开孔在板的一部分中形成并且由机体（未示出）悬挂支撑（未示出）。在本实施方式中，刻度板21通过支撑投影单元PU的主框架（未示出）（度量框架）悬挂支撑。在刻度板21的下表面（-Z一侧的表面）上，形成作为二维光栅的反射型二维光栅RG（参照图4和图5），其由周期方向是例如Y轴方向（具有1μm的预定节距）的光栅以及周期方向是例如X轴方向（具有1μm的预定节距）的光栅组成。这种衍射光栅RG覆盖晶片台WST的移动范围。
晶片台装置50配备有：由地板表面上的多个（例如3到4个）隔振机制（在图中省略）几乎水平支撑的基座12、设置在基座12上的晶片台WST、晶片台驱动系统27（图1中仅仅示出该系统的一部分，参照图6）以及测量晶片台WST（晶片工作台WTB）的位置信息的测量系统。测量系统配备有如图6所示的编码器系统70、晶片激光干涉仪系统18等。顺便提及，在说明书中将在稍后进一步描述编码器系统70和晶片激光干涉仪系统18。
基座12由具有扁平形式的组件制成，并且上表面的平坦度极高且在晶片台WST移动时用作导引表面。在基座12内，设置线圈单元，其包括以XY二维方向用作行方向和列方向的矩阵形式设置的多个线圈14a。
如图1所示，晶片台WST具有台主体部91以及晶片工作台WTB，晶片工作台WTB设置在台主体部91上，并且通过Z倾斜驱动机制（未示出）相对于台主体部91以非接触方式支撑。在这种情况下，通过在三点调节诸如电磁力的向上力（排斥力）和包括自重的向下力（重力）的平衡，通过Z倾斜驱动机制以非接触方式支撑晶片台WST，并且还在Z轴方向、θx方向和θy方向这三个自由度方向上精细地驱动晶片台WST。在台主体部91的底部设置滑块部91a。滑块部91a具有由XY平面内二维设置的多个磁体组成的磁性单元、容纳该磁性单元的外壳以及设置在外壳的底面外围的多个空气轴承。磁性单元与前述线圈单元一起构成为使用洛伦兹电磁力驱动的平面电动机30，例如，如美国专利No.5,196,745所述。顺便提及，对于平面电动机30，驱动方法不限于使用洛伦兹力电磁力的方法，还可以使用变化磁阻驱动系统的平面电动机。
晶片台WST在基座12上方通过诸如几微米的预定间隙由上述多个空气轴承悬浮支撑，并且在X方向、Y方向和θz方向通过平面电动机30进行驱动。因此，晶片工作台WTB（晶片W）可在6个自由度方向上相对于基座12而移动。顺便提及，晶片台WST可以通过平面电动机30在6个自由度方向上驱动。
在本实施方式中，主控制器20对提供给构成线圈单元的各个线圈14a的电流幅度和方向进行控制。将图6中的晶片台驱动系统76配置为包括前述平面电动机30和Z倾斜驱动机制。顺便提及，平面电动机30不限于使用动磁方法的电动机，而是可以是使用动线圈方法的电动机。或者，可以使用磁悬浮类型的平面电动机作为平面电动机30。在这种情况下，不必设置前述空气轴承。而且，晶片工作台WTB可以在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向中的至少一个方向上精细移动。更具体而言，晶片台WST可以通过粗略/精细移动台而配置。
在晶片工作台WTB上，晶片W经由晶片保持器（未示出）安装，并且通过诸如真空吸附（或静电吸附）的吸附机制（未示出）固定。在晶片工作台WTB的+Y侧表面（+Y侧面）和-X侧表面（-X侧面）上分别应用镜面抛光，并且如图2所示，形成在稍后描述的晶片激光干涉仪系统中使用的反射面17a和17b。
编码器系统70测量XY平面内晶片台WST的位置信息（包括关于θz旋转量的信息）。现在，将详细描述编码器系统70的配置等。
在晶片工作台WTB上，如图2的平面图所示，编码器头（此后，如有需要，简称为头）60A、60B、60C和60D分别设置在四个角。这些头60A至60D分别容纳在晶片工作台WTB中形成的Z轴方向上的通孔24中，如图3所示，选择头60C作为代表。
位于晶片工作台WTB的对角线之一上的一对头60A和60C是测量方向为Y轴方向的头。而且，位于晶片工作台WTB的上表面的另一对角线上的一对头60B和60D是测量方向为X轴方向的头。对于头60A至60D中的各个，使用具有类似于美国专利No.7,238,931、国际公开No.2007/083758等中公开的头（编码器）的配置。然而，在本实施方式中，光源和光电检测器设置在各个头之部，并且仅光学系统设置在各个头的内部。并且，光源、光电检测器以及光学系统经由本说明书中稍后描述的光纤光学连接。
头60A和60C分别构成Y线性编码器（此后适当地缩写为“Y编码器”或“编码器”）70A和70C（参照图6），该编码器70A和70C通过向刻度板21上照射测量束（测量光）并且从在刻度板21的表面（下表面）上形成的、周期方向是Y轴方向的光栅接收衍射束，来测量晶片台WST在Y轴方向上的位置。而且，头60B和60D分别构成X线性编码器（此后适当地缩写为“编码器”）70B和70D（参照图6），该编码器70B和70D通过向刻度板21上照射测量束（测量光）并且从在刻度板21的表面上形成的、周期方向是X轴方向的光栅接收衍射束，来测量晶片台WST在X轴方向上的位置。
在本实施方式中，如图4（图3的圆形C部分放大的图）所示，头60C具有外壳22，外壳22具有两个部分：光学系统外壳部22a，其具有高度小于深度和宽度的方柱形状；以及圆柱形光纤外壳部22b，其具有在光学系统外壳部22a下方沿Y轴方向延伸而设置的、预定长度的圆柱形状。光学系统外壳部22a的一部分延伸出来，完全环绕光纤外壳部22b的外侧圆周。如图4所示，根据外壳22的形状形成前述通孔24。并且，外壳22附接到晶片工作台WTB，以处于上述延伸部的下表面接触通孔24的台阶部的状态。在这种情况下，为了使得外壳22容易插入到通孔24中，外壳22和通孔24的尺寸设置为以下这种程度：在通孔24的内壁面与外壳22的外围面之间形成预定间隔。
光纤62a、62b、62c的一端分别连接到外壳22。将光纤62a、62b和62c保持在光纤外壳部22b的下端，或者更具体而言，通过设置在台主体部91的上端部的光纤支撑部28而将上述光纤保持在晶片工作台WTB的下表面附近，使得即使晶片台WST相对于台主体部91而被精细驱动时，上述光纤也仍然不受挤压。
光纤62a是光发送光纤，并且，该光纤的另一端光学地连接到设置在台主体部91中的光源（未示出），例如连接到半导体激光器。而且，光纤62a和62c是光接收光纤，并且，它们的另一端光学连接到设置在台主体部91中的第一光电检测系统和第二光电检测系统（未示出）。第一光电检测系统和第二光电检测系统均包括偏振器（分析器）和光电检测器（诸如光电倍增管等）。顺便提及，稍后在本说明书中将描述光纤62a、62b和62c的外壳22中的配置。
现在将基于图5描述设置在头60C的外壳22中的光学系统的配置。
如图5所示，在光学系统外壳部22a内，例如，安放主光学系统64和辅光学系统640（稍后描述其细节），其中，主光学系统64包含偏振束分束器PBS（其分离平面平行于XZ平面）、一对反射镜R1a和R1b、透镜L2a和L2b、四分之一波长板（此后称为λ/4板）WP1a和WP1b、反射镜R2a和R2b等，上述部件经由支撑件（未示出）等以预定位置关系固定到外壳22。
如图5所示，光纤62a在外壳22内分隔为第一部62a1和第二部62a2，并且，第一部62a1和第二部62a2经由波束分束器BS光学连接。波束分束器BS经由支撑件（未示出）固定到外壳22，以处于入射面面对光纤62a的第二部62a2的一端上的一侧的端面、并且出射面面对光纤62a的第一部62a1的另一端上的一侧的端面的状态。
光纤62的第一部62a1的一端上一侧的端面设置为面对光学系统64的偏振束分束器PBS的入射面，并且，光纤62b一端上一侧的端面设置为面对偏振束分束器PBS的出射面。
在头60C（Y编码器70C）中，激光束LB从设置在台主体部91中的光源（未示出）发射，经由光纤62a（或更精确地，第二部62a2、波束分束器BS和第一部61a1）入射到偏振束分束器PBS，并且通过偏振而分束成两个测量束LB1和LB2。通过波束分束器PBS透射的测量束LB1经由反射镜R1a到达刻度板21，并且波束分束器PBS反射的测量束LB2经由反射镜R1b达到刻度板21。顺便提及，在这种情况下“通过偏振分束”意味着将入射束分束成P偏振成分和S偏振成分。
由于测量束LB1和LB2的照射，从衍射光栅RG生成的预定阶衍射束，例如一阶衍射波束经由透镜L2a和L2b通过λ/4板WP1a和WP1b而转换成圆偏振光，通过反射镜R2a和R2b反射，然后，这些波束再次经过λ/4板WP1a和WP1b，并且通过相反方向上的相同光学路径回溯回到波束分束器PBS。
到达波束分束器PBS的两个波束的偏振方向上的各个相对于原始方向旋转了90度。因此，首先经过偏振束分束器PBS的测量束LB1的一阶衍射波束从偏振束分束器PBS反射。偏振束分束器PBS首先反射的测量束LB2的一阶衍射波束经过偏振束分束器PBS。并且，对各个测量束LB1和LB2的一阶衍射波束共轴合成，并且将其作为合成束LB12入射到光纤62b。合成束LB12经由光纤62b发送到设置在台主体部91中的第一光电检测系统（未示出）。
在第一光电检测系统（未示出）内，合成为合成束LB12的波束LB1和LB2的一阶衍射波束的偏振方向例如通过分析器设置，并且这些波束彼此交叠，从而形成干涉光，光电检测器检测该干涉光，并且根据该干涉光的强度将其转换成电信号。在这种情况下，由于晶片台WST在测量方向（在这种情况，为Y轴方向）上的移动，所以，通过头60C和刻度板21的相对移动，两个波束之间的相位差发生变化，这改变了干涉光的强度。该光电检测系统（未示出）检测出干涉光强度的这种变化，并且，将对应于此强度变化的位置信息作为Y编码器70C的主测量值输出到主控制器20（参照图6）。
从上面的描述明显看出，在Y编码器70C（编码器头60C）中，因为波束LB1和LB2在空气中的光学路径长度极短，所以几乎可以忽略空气波动的影响。
其它头60A、60B和60D（编码器70A、70B和70D）等类似于头60C（编码器70C）而配置。
如前所述，在将头安装在晶片工作台WTB上的情况下，由于晶片工作台WTB的移动（施加到晶片工作台WTB的加速）等，所以，头的位置从设计位置偏移或者姿态从基准姿态变化的概率较高，并且头的位置的这种变化（包括姿态）是导致对晶片工作台WTB（晶片台WST）的位置测量的误差的原因。因此，在本实施方式中，设置之前描述的辅光学系统640，以在各个头60A至60D中测量该头相对于晶片工作台WTB的位置和姿态的变化。
现在代表性地选择图5中示出的头60C的外壳22内的辅光学系统640，并且将描述辅光学系统的配置等。
在外壳22的光纤外壳部22b内，安装辅光学系统640，其包含偏振束分束器PBS0（其分离平面与XY平面及XZ平面形成45度角）、λ/4板WP和WP0、基准镜RM0等，以上部件经由支撑件（未示出）以预定位置关系固定到外壳22。
通过之前描述的波束分束器BS，经由光纤62a的第二部62a2引导的激光束LB分叉为测量束LB0和主光学系统64中的入射束。测量束LB0入射到辅光学系统640的偏振束分束器PBS0，并且通过偏振而分束成测量束和基准束。测量束由偏振束分束器PBS0反射，并且沿平行于Y轴的光学路径前进，然后经过λ/4板WP，并且经由设置在光纤外壳部22b（外壳22）中的开孔部（或者光透射部）入射到晶片工作台WTB的通孔24的+Y侧的内壁面上。
针对晶片工作台WTB的通孔24的+Y侧的内壁面进行镜面抛光，并且形成垂直于Y轴的反射面RM。因此，测量束由反射面RM反射，并且沿原始光学路径返回到偏振束分束器PBS0。在这种情况下，通过两次经过λ/4板WP，测量束的偏振方向从原始方向旋转90度。因此，测量束经过偏振束分束器PBS0。
同时，基准束经过偏振束分束器PBS0，并且沿平行于Z轴的光学路径方向前进，经过λ/4板WP0，并且入射到参考镜RM0上，然后被反射。反射的基准测量束沿原始光学路径返回，再次经过λ/4板WP0，并且返回到偏振束分束器PBS0。此处，通过使得基准束两次经过λ/4板WP0，偏振方向从原始方向旋转90度。因此，基准束被偏振束分束器PBS0反射。
将经过偏振束分束器PBS0的测量束与由偏振束分束器PBS0反射的基准束进行共轴合成，并且将其作为合成束LB0入射到光纤62c。合成束LB0经由光纤62c发送到设置在台主体部91中的第二光电检测系统（未示出）。
在第二光电检测系统（未示出）内，合成为合成束LB0的测量束和基准束的偏振方向例如通过分析器设置，并且这些波束彼此交叠，从而形成干涉光，光电检测器检测该干涉光，并且根据该干涉光的强度将其转换成电信号。在这种情况下，例如，当头60C的设置位置随着晶片工作台WTB的运动而在Y轴方向上偏移时，头60C内的辅光学系统640和参考面RM之间的相对距离发生改变。因为这改变了测量束的光学路径长度，从而改变了测量束和基准束之间的光学路径长度的差异（光学路径差异），所以，干涉光的强度也改变。光电检测系统检测出干涉光强度的变化，并且，将头60C和反射面RM在Y轴方向上的相对位置（或者更具体而言，与晶片工作台WTB的相对位置dY相关的信息）作为Y编码器70C（头60C）的辅助测量值，输出到主控制器20。
顺便提及，可以设置第二辅光学系统640以及类似于辅光学系统640的附加辅光学系统，并且，该附加辅光学系统可以在辅助光线系统640的+Z侧隔开预定距离。例如，可将光纤62a的第一部分成两个部分，并且在所划分的两个部分的端面之间，以类似于波束分束器BS的方式来设置另一波束分束器，并且，朝着主光学系统64前进的一部分激光束LB可以分叉并且被该波束分束器取出，使得该波束用作相对于附加辅光学系统的入射束。当然，如上所述，附加辅光学系统的测量束和基准束的合成束经由上述光纤发送到另一光电检测系统（第三光电检测系统）。在这种情况下，除了获得头60C和晶片工作台WTB在Y轴方向上的相对位置dY（作为辅光学系统640和附加辅光学系统的辅助测量值的平均值），主控制器20还可以基于这两个辅助测量值之间的差异来获得头60C和晶片工作台WTB在θx方向上的相对姿态（倾斜）dθx。在下面的描述中，设置上述两个辅光学系统。
如上所述，作为Y编码器70C（头60C）的输出，可以获得头60C在Y轴方向上相对于刻度板21的位置信息Y（主测量值）以及头60C在Y轴方向上相对于在不同Z位置的晶片工作台WTB的相对位置dY（两个辅助测量值）。因此，如前所述，主控制器20使用这两个辅助测量值来计算头60C在Y轴方向上相对于晶片工作台WTB的相对位置dY和在θx方向上的相对姿态dθx，使用相对位置dY和相对姿态dθx的计算结果来获得用于位置信息Y的校正量ΔY(dY，θx)，并且，通过向位置信息Y的测量值添加校正量ΔY(dY,θx)来将位置信息Y校正为Y+ΔY(dY,θx)。顺便提及，由这两个辅助测量来计算头60C在Y轴方向上相对于晶片工作台WTB的相对位置dY和在θx方向上的相对姿态dθx的工作电路可以设置为Y编码器70C的一部分。
顺便提及，可以由使用刻度板21的上表面作为基准的头60C的位置和姿态，来按照几何方式获得校正量ΔY(dY,θx)。或者，主控制器20可以基于来自操作员的指令，按照实验性方式以下面的方式获得校正量ΔY(dY，θx)。更具体而言，主控制器20例如在Y轴方向上驱动晶片工作台WTB的同时，通过使用将在稍后描述的编码器系统70和晶片干涉仪系统18（参照图6），主控制器20针对多个预定采样点来在Y轴方向和θx方向上执行对晶片工作台WTB的位置的同步测量。接下来，主控制器20获得对Y编码器70C（头60C）的测量值与对Y编码器70C（头60C）的测量值的预测值（该预测值是根据晶片干涉仪系统18针对多个采样点中的各个的测量结果而预测的）之间的差异。并且，主控制器200获得显示出这种差异的、与头60C的相对位置dY和相对姿态dθx有关的函数，并且该函数就是校正量ΔY(dY，θx)。
和头60C（编码器70C）一样，也在其它头60A、60B和60D（编码器70A、70B和70D）中的各个中设置两个辅光学系统。然而，主控制器20基于头60B和60D（编码器70B和70D）的测量值，来计算头60B和60D在X轴方向上的相对位置dX以及在晶片工作台WTB的θy方向上的相对姿态dθy。并且，对于这些头，主控制器20通过使用相对位置dX和相对姿态dθy的计算结果来获得X轴方向上针对位置信息X的校正量ΔX(dX,θy)，并且，通过向位置信息X的测量值添加校正量ΔX(dX,θy)来将位置信息X校正为X+ΔX(dX,θy)。顺便提及，同样在这种情况下，由这两个辅助测量来计算各个头在测量方向上相对于晶片工作台WTB的相对位置和在测量方向的倾斜方向上的相对姿态的工作电路可以设置为各个编码器的一部分。
将编码器系统70的各个头（60A至60D）的测量值和辅助测量值提供到主控制器20。如上所述，主控制器20基于各个头的辅助测量值来执行预定操作，获得用于位置信息（例如，用于头60C的位置信息Y）的校正量，并且，通过向位置信息的测量值添加校正量而校正该位置信息。然后，主控制器20通过使用由面对刻度板21的下表面（其上形成衍射光栅RG）的至少三个头（更具体而言，输出有效测量值的至少三个头）校正后的测量值，来测量XY平面内晶片工作台WTB（晶片台WST）的位置信息（包括θz旋转量的信息）。
而且，在本实施方式的曝光设备100中，可以使用独立于编码器系统70的晶片激光干涉仪系统（此后称为“晶片干涉仪系统”）18（参照图6），来测量晶片台WST的位置。
如图2所示，晶片干涉仪系统18配备有Y干涉仪18Y及X干涉仪，Y干涉仪18Y在晶片工作台WTB的反射面17a上在Y轴方向上照射多个测量束，X干涉仪在反射面17b上与X轴方向平行地照射一个或更多个测量束，并且X干涉仪包括多个X干涉仪，在本实施方式中，X干涉仪包括两个X干涉仪18X1和18X2。
Y干涉仪18Y在Y轴方向上的基本测量轴是在Y轴方向上经过投影光学系统PL的光轴AX以及稍后描述的对准系统ALG的检测中心的直线。Y干涉仪18Y测量晶片工作台WTB在Y轴方向以及θz方向（以及θx方向）上的位置信息。
而且，X干涉仪18X1在X轴方向上的基本测量轴是在X轴方向上经过投影光学系统PL的光轴AX的直线。X干涉仪18X1测量晶片工作台WTB在X轴方向以及θz方向（以及θy方向）上的位置信息。
而且，X干涉仪18X2的基本测量轴是在X轴方向上经过对准系统ALG的检测中心的直线。X干涉仪18X2测量晶片工作台WTB在X轴方向（以及θy方向）上的位置信息。
顺便提及，不是采用反射面17a和17b，例如可以将由平面镜组成的可移动镜附接到晶片工作台WTB的端部。而且，可以在晶片工作台WTB上设置与XY平面成45度角度倾斜的反射面，并且可以经由反射面来测量晶片工作台WTB在Z轴方向上的位置。
干涉仪系统18的各个干涉仪的测量值提供到主控制器20。然而，在本实施方式中，主要通过上述编码器系统70来测量晶片台WST（晶片工作台WTB）在XY平面内的位置信息（包括θz旋转量的信息），并且，诸如在对编码器系统70的测量值的长期波动（例如，由于刻度的时间变形等）进行校正（校准）的情况或者在编码器系统中输出异常时作为备用的情况下，补充地使用干涉仪18Y、18X1和18X2的测量值。
如图1和图2所示，对准系统ALG是在投影光学系统PL的-Y侧相距预定距离而设置的离轴方法的对准系统。在本实施方式中，使用FIA（Field Image Alignment：场像对准）系统作为对准系统ALG，该FIA系统是通过图像处理方法的一类对准传感器，该图像处理方法通过使用诸如卤素灯的宽带（宽带波长范围）光照射标记并且对标记图像执行图像处理来测量标记位置。来自对准系统ALG的成像信号经由对准信号处理系统（未示出）提供到主控制器20（参照图6）。
顺便提及，对准系统ALG不限于FIA系统，并且，向标记照射相干检测光且检测从标记生成的散射光或衍射光或者使得从标记生成的两个衍射光（例如，相同阶的衍射光或者在相同方向上衍射的衍射光）干涉且检测干涉光的对准传感器自然地可以单独使用或者在需要时组合使用。可以采用例如像美国专利申请公开No.2008/0088843中公开的、具有多个检测区域的对准系统，作为对准系统ALG。
此外，在本发明的曝光设备100中，在投影单元PU的附近设置多点焦点位置检测系统（此后简称为多点AF系统）AF（在图1中未示出，参照图6），该多点焦点位置检测系统具有与美国专利No.5,448,332等中公开的类似配置的斜入射方法。多点AF系统AF的检测信号经由AF信号处理系统（未示出）提供到主控制器20（参照图6）。主控制器20基于多点AF系统AF的检测信号，来检测出各个检测点处晶片W表面在Z轴方向上的位置信息，并且，基于检测结果来在扫描曝光过程中对晶片W执行所谓的聚焦调平控制（focus leveling control）。顺便提及，多点AF系统可以设置在对准系统ALG附近，并且可以在晶片对准时预先获得晶片表面的表面位置信息（不均匀信息），并且，在曝光时，可使用该表面位置信息和检测晶片工作台上表面在Z轴方向上的位置的不同传感器（例如，编码器、干涉仪等）的测量值，来对晶片W执行所谓的聚焦调平控制。
而且，在曝光设备100中，在掩模板R上方，设置了使用TTR（Through The Reticle：通过掩模板）方法的一对掩模板对准检测系统13A和13B（在图1中未示出，参照图6），该掩模板对准检测系统13A和13B使用曝光波长的光。掩模板对准检测系统13A和13B的检测信号经由对准信号处理系统（未示出）提供到主控制器20。
图6是示出与曝光设备100中的台控制相关的部分省略的控制系统的框图。该控制系统主要由主控制器20构成。主控制器20包括由CPU（中央处理单元）、ROM（只读存储器）、RAM（随机存取存储器）等组成的所谓微处理器（或工作站），并且对于整个设备具有总体控制。
在以上述方法配置的曝光设备100中，在制造器件过程中，在类似于使用掩模板对准检测系统13A和13B、如上所述的晶片工作台WTB上的基准板（未示出）等的典型扫描步进器的过程（例如美国专利No.5,646,413等中公开的过程）中，执行对准系统ALG的掩模板对准和基线对准，并且在该时间附近，执行晶片对准（例如美国专利No.4,780,617等中公开的增强型全局对准（EGA：Enhanced GlobalAlignment））。
然后，主控制器20基于基线的测量结果和晶片对准的结果通过步进扫描方法来执行曝光操作，并且掩模板R的图案转印到晶片W的多个命中区域中的各个。通过交替地重复扫描曝光操作以及移动（步进）操作来执行曝光操作，该扫描曝光操作中执行上述掩模板台RST和晶片台WST的同步移动，并且该移动操作在各次命中之间将晶片台WST移动到加速起始位置、以对命中区域进行曝光。
在本实施方式的曝光设备100中，在上述一系列操作中，在构成编码器系统70的多个编码器头60A至60D中，在主控制器20对面对刻度板21的下表面（在上述过程中在刻度板21的下表面上形成了衍射光栅RG）的至少三个头（更具体而言，输出有效测量值的至少三个头）的测量值进行校正时，基于校正后的测量值，在XY平面内驱动晶片工作台WTB。
如上所述，根据本实施方式的曝光设备100，主控制器20基于经由编码器系统70测量的、晶片工作台WTB（晶片台WST）在XY平面内的位置信息（包括θz旋转量的信息）并基于面对刻度板21（衍射光栅RG）的至少三个编码器头（编码器头60A至60D中的至少三个）中的各个与测量位置信息时使用的晶片工作台WTB之间的相对位置的信息，来驱动晶片工作台WTB（晶片台WST）。因此，即使在随着晶片工作台WTB（晶片台WST）的驱动，编码器头相对于晶片工作台WTB移动的情况下，但是，对晶片工作台WTB（晶片台WST）的位置信息的高精度测量、或者据此对晶片工作台WTB（晶片台WST）的高精度驱动控制仍然是可能的。
而且，根据本实施方式的曝光设备100，因为主控制器20在扫描方向上以高精度与掩模板R（掩模板台RST）同步地驱动晶片台WST（晶片工作台WTB），所以，在基于扫描曝光时编码器头中的各个与晶片工作台WTB之间的相对位置的信息来对面对刻度台21的至少三个编码器头的测量值进行校正的同时，将掩模板R的图案高精度地转印到晶片W，而不受在扫描曝光前后晶片台WST的加速/减速的影响。
顺便提及，在上述实施方式中，假设头60A和60C（编码器70A和70C）仅对于在Y轴方向（其作为测量方向）上与晶片工作台WTB的相对位置dY以及对于在测量方向的倾斜方向（θx方向）上晶片工作台WTB的相对姿态（倾斜）dθx具有敏感性。然而，在头60A和60C（编码器70A和70C）也对于在X轴方向上与晶片工作台WTB的相对位置dX以及在θy方向上与晶片工作台WTB的相对姿态dθy具有敏感性的情况下，优选地，进一步设置辅光学系统以测量相对位置dX和相对姿态dθy。在这种情况下，主控制器20使用相对位置dX和dY和相对姿态dθx和dθy的测量值，来获得用于Y轴方向上的位置信息Y的校正量ΔY(dX,dY，dθx和dθy)，并且通过添加该校正量来对位置信息Y的测量值进行校正。
类似地，在头60B和60D（编码器70B和70D）还对于Y轴方向上与晶片工作台WTB的相对位置dY以及对于θx方向上与晶片工作台WTB的相对姿态dθx具有敏感性的情况下，优选地，进一步设置辅光学系统以测量相对位置dY和相对姿态dθx。在这种情况下，主控制器20使用相对位置dX和dY和相对姿态dθx和dθy的测量值，来获得用于X轴方向上的位置信息X的校正量ΔX(dX,dY，dθx和dθy)，并且通过添加该校正量来对位置信息X的测量值进行校正。顺便提及，可以类似地以前述方式获得校正量。
顺便提及，在上述实施方式中，虽然描述了测量方向仅为一个方向（X轴方向或Y轴方向）的一维编码器用于头60A到60D（编码器70A到70D）中的各个的示例，但是，还可以使用测量方向是X轴方向和Y轴方向的二维头（编码器），而不使用这些头。在这种情况下，获取校正量ΔY(dX,dY，dθx,dθy)和ΔY(dX,dY，dθx,dθy)的处理将变得关键。具体而言，在各个头的光纤外壳部22b中，设置具有类似于辅光学系统640的配置的至少4个辅光学系统。更具体而言，在Z轴方向上彼此间隔地设置具有平行于Y轴的测量轴的两个辅光学系统，并且在Z轴方向上彼此间隔地设置具有平行于X轴的测量轴的两个辅光学系统。而且，基于各个辅光学系统输出的辅助测量值，主控制器20计算各个头相对于晶片工作台WTB在X轴方向和Y轴方向上的相对位置dX和dY以及在θx和θy方向上的相对姿态dθx和dθy，并且基于这些计算结果，来获得用于位置信息X和位置信息Y的校正量ΔX(dX,dY,dθx,dθy)和ΔY(dX,dY,dθx,dθy)，并且添加该校正量，从而对位置信息X和位置信息Y的测量值进行校正。顺便提及，可以类似地以前述方式获得校正量。
而且，当头60A至60D（编码器70A至70D）也对于与晶片工作台WTB的相对位置dZ和/或相对姿态（旋转）dθz具有敏感性时，进一步设置辅光学系统以测量相对位置dZ和/或相对姿态dθz。然后，主控制器20使用相对位置dX和dY、相对姿态dθx和dθy、相对位置dZ和/或相对姿态dθz的测量值（计算结果）来获得校正量，并且通过添加该校正量来对与各个头的测量位置相关的位置信息的测量值进行校正。顺便提及，可以类似地以前述方式获得校正量。
顺便提及，在上述实施方式中，描述了光学（非接触）位移传感器（辅光学系统640）用于测量头60A至60D中的各个与晶片工作台WTB的相对位置（包括相对姿态）作为示例的情况。然而，还可以使用加速度传感器，来代替位移传感器。在这种情况下，从各个头输出晶片工作台WTB在测量方向上的位置信息的测量值以及添加到该头的加速度信息的测量值。将这些测量值发送到主控制器20。主控制器20对加速度信息的测量值进行数值处理，并且将该信息转换成该头针对晶片工作台WTB的相对位置的信息。如前所述，主控制器20可以使用通过转换获得的相对位置，来对晶片工作台WTB的位置信息进行校正。
而且，位移传感器可以是具有设置刻度的头的编码器，或者是接触型传感器以及非接触型传感器。
而且，在上述实施方式中，虽然描述了在扫描曝光等时使用位移传感器来测量各个头60A至60D针对晶片工作台WTB的相对位置（相对姿态）并且获得校正信息、以基于测量结果来对晶片工作台WTB的位置信息进行校正的情况，但是除此之外，可以预先执行试验曝光（测试曝光），并且基于该结果来获得校正信息。
而且，在使用加速度信息的情况下，测量系统不限于加速度传感器，并且例如，可从干涉仪的测量信息获得加速度信息，或者不必设置获得加速度信息的测量系统，并且可以从推导信息（thrust information）获取头的位移信息以移动晶片工作台WTB（晶片台WST）。虽然测量误差不仅由晶片工作台WTB（晶片台WST）的移动生成，而且还由晶片工作台WTB或头的热变形生成，但是在上述实施方式中，也相应地校正了测量误差。
在晶片工作台（精细移动台）上设置编码器头的情况下，由于晶片工作台和编码器头的倾斜（θx方向和θy方向上的旋转）所导致的测量误差最初由编码器系统计算；因此，在使用位移传感器来计算θx方向和θy方向上的dθx和dθy中的相对姿态以及各个头在X轴方向和Y轴方向上相对于晶片台WST的相对位置dX和dY、并且基于计算结果使用计算的校正量来对位置信息X和Y的测量值进行校正的情况下，不应对由于倾斜所导致的测量误差进行重复校正。
顺便提及，在上述实施方式中，描述了曝光设备配备有单个晶片台的情况，然而，本发明不限于此，并且本发明还可应用于例如美国专利No.6,590,634、美国专利No.5,969,441、美国专利No.6,208,407等所述的配备有多个晶片台的多台型曝光设备。而且，本发明还可应用于例如国际专利公开No.2005/074014所述的、配备有包括不同于晶片工作台的测量件（例如，参考标记和/或传感器等）的测量台的曝光设备。更具体而言，在配备有测量台的曝光设备、并且使用编码器来测量该测量台的位置信息的情况下，可以按照如上所述的方式来校正编码器的测量误差。
而且，在配备有多个台的多台型曝光设备中，例如，在配备有两个晶片台的曝光设备中，本发明还可类似地用于在对晶片与测量台的测量位置信息（包括标记信息、表面位置信息等）进行测量的情况下对测量了晶片台在测量台内的位置的编码器的测量误差进行校正。在这种情况下，可以根据编码器的位移信息来校正编码器的测量信息，或者可以校正标记位置的测量信息。而且，当测量表面位置信息时，在保存结果的同时将该结果与XY坐标相关联，并且校正对应的XY坐标。
而且，在上述实施方式中，虽然描述了编码器系统70配备有一对X头和一对Y头，但是本发明不限于此。更具体而言，不需要规定编码器头的数量，但是，为了测量XY平面内晶片台WST的位置信息（包括θz旋转量的信息），编码器应具有全部三个头，包括至少一个X头和至少一个Y头。而且，在采用二维头代替一维头的情况下，如果存在至少两个二维头，则可以测量出晶片台WST在XY平面内的位置信息（包括θz旋转量的信息）。
顺便提及，上述实施方式中的晶片台上的编码器（头）的设置仅是示例，并且本发明不限于此。例如，编码器和备用编码器可以沿台中心的径向设置在晶片台的四个角上。
而且，在诸如晶片工作台WTB（晶片台WST）的可移动体的表面上设置编码器头的情况下，可将头的主要部分设置在可移动体的内部，而仅将光接收部设置在表面上。
而且，在上述实施方式中，可以一起使用能够测量Z轴方向上的位置信息的传感器（或头），或者可以组合使用能够测量X轴方向和Y轴方向上的位置信息的传感器（或头）、或者测量方向是X轴方向的传感器（X传感器）以及测量方向是Y轴方向的传感器（Y传感器）。而且，除了主传感器，还可以提供备用传感器，用于在主传感器的输出异常时进行备用，并且在设置多组主传感器和备用传感器的情况下，每一组可以同时使用精细移动台的光栅。
而且，在上述实施方式中，虽然编码器可以在X轴方向和Y轴方向中的至少一个方向上测量位置信息，但是此外，编码器例如可以是仅在Z轴方向上执行测量的编码器。
而且，在上述实施方式中，虽然描述了在刻度板21的下表面上形成二维衍射光栅的情况，但是此外，可以在刻度板21的下表面上按照组合方式形成周期方向是X轴方向的X轴光栅以及周期方向是Y轴方向的Y光栅，只要这些光栅的位移对应于晶片台的移动路径（各个头的移动路径）即可。而且，可以通过组合多个刻度板来设置刻度板21。或者，按照以下方式来设置刻度，使得至少在曝光操作和对准操作中使用编码器的测量是可能的。
而且，例如，在投影光学系统和对准系统彼此间隔设置的曝光设备中，可以在投影光学系统附近（周围）和对准系统附近（周围）设置不同的刻度板。在这种情况下，当执行对晶片W的曝光操作时，使用设置在投影光学系统附近的刻度板，通过编码器系统来测量晶片台的位置，并且，在晶片对准等时，使用设置在对准系统附近的刻度板，通过编码器系统来测量晶片台的位置。
而且，在上述实施方式中，虽然描述了除了编码器系统之外还设置晶片干涉仪系统的情况，但是并不是必须设置晶片干涉仪系统。
而且，在上述实施方式中，虽然描述了在头60A至60D之外（台主体部91）设置光源和光电检测系统（包括光电检测器）的情况，并且从光源入射到编码器头的光（测量束）以及从编码器头返回到光检测器的光在光源、光电检测系统、以及使用光纤62a至60c的各个头60A至60d之间引导，但是本发明不限于此。例如，在编码器头内存在诸如半导体激光器的光源的情况下，各个编码器头和光电检测系统（包括光电检测器）仅需要通过光纤而彼此光学连接。或者，编码器头可以具有位于编码器头内的光电检测系统（包括光电检测器）。在这种情况下，当将光源设置在各个头之外时，按照类似于上述实施方式的方式，可以在光源与该头之间执行测量束从光源经由光纤的光发射。
而且，在上述实施方式中，不是使用前述各个光纤，而是也可使用诸如延迟光学系统等的其它光发射光学系统。而且，在上述实施方式中，虽然描述了在台主体部91上设置光源和光电检测系统（包括光电检测器）（其经由各个头60A到60D以及光纤彼此光学连接）的情况，但是，并不是必须将诸如光源和光电检测系统（包括光电检测器）的全部部件都设置在台主体部91上。
而且，为了提高晶片工作台WTB（精细移动台）的定位精度，可以在台主体部91（粗略移动台）和晶片工作台WTB（精细移动台）（此后简称为粗略/精细移动台）之间执行激光束等的空气传播，或者可以采用以下这种配置：在台主部91（粗略移动台）中设置头，从而使用该头来测量台主部91（粗略移动台）的位置，并且使用另一传感器来测量粗略/精细移动台的相对位移。
顺便提及，在上述实施方式中，描述了本发明应用于扫描步进器的情况；然而，本发明不限于此，并且还可应用于诸如步进器的静态曝光设备。即使在步进器的情况下，但是，通过使用编码器来测量安装了需要曝光的物体的台的位置，也可以基本上消除空气波动所导致的位置测量误差，这与使用干涉仪来测量该台的位置不同，并且可以基于编码器的测量值来高精度地定位台，这进而使得可以高精度地在物体上转印掩模板图案。而且，本发明还可应用于通过合成命中区域和命中区域的步进拼接方法（step-and-stitch）的缩小投影曝光设备。
而且，上述实施方式中曝光设备中的投影光学系统的放大倍率不仅仅是缩小系统，而且可以是等大系统或放大系统，并且投影光学系统PL不仅仅是屈光系统，还可以是反射系统或折反射系统，并且另外，投影图像可以是倒立图像或正立图像。
而且，照射光IL不限于ArF准直器激光光束（波长193nm），还可以是诸如KrF准直器激光束（波长248nm）的紫外光、或者诸如F2激光束（波长157nm）的真空紫外光。例如，如美国专利No.7,023,610所公开，和真空紫外光一样，还可以使用通过放大DFB半导体激光器或光纤激光器发射的红外或可见范围内的单波长激光束且通过使用非线性光学晶体将该波长转换成紫外光而获得的谐波，该光纤放大器例如掺杂铒（或者铒和钇二者）。
而且，在上述实施方式中，曝光设备的照射光IL不限于波长等于或大于100nm的光，并且毋庸置疑，可以使用波长小于100nm的光。例如，本发明可以应用于使用软x射线范围（例如波长从5nm至15nm）内的EUV（远紫外）光的EUV曝光设备。另外，本发明还可应用于使用诸如电子束或离子束的带电粒子束的曝光设备。而且，本发明可应用于例如在美国专利公开No.2005/0259234等中公开的、在投影光学系统和晶片之间具有填充液体的液浸型曝光设备。在液浸曝光设备的情况下，不仅在曝光过程中，而且在其它操作中（诸如，在参考标记检测或者使用晶片台上的传感器（诸如不均匀照度测量传感器、虚像测量传感器、照度测量传感器、偏振传感器、波前测量传感器等）的测量中），用于晶片台的位置测量的头可以从与液体接触的头切换为其它头。然而，晶片台需要具有至少一个测量件（诸如传感器），并且，必须在晶片台上形成液浸区域。可以基于从液体检测传感器的输出、编码器等的输出等而对与液体接触的头进行检测的结果，来执行头的切换，或者可以将在曝光序列中明显与液体接触的头预先简单变换为其它头，而不执行任何液体检测。
而且，在上述实施方式中，使用透射型标记（掩模板），该透射型标记（掩模板）是形成有预定光屏蔽图案（或相位图案或光抑制图案）的透射型衬底。然而，例如，如美国专利No.6,778,257中所公开，可以使用非发射型图像显示器（空间光调制器）类型的电子掩膜（也称为可变形掩膜、有源掩膜或图像产生器，并且例如包括DMD（数字微镜器件））来代替这种掩模板，该电子掩膜上根据需要曝光的图案的电子数据而形成光透射图案、反射图案或发射图案。在使用这种可变形掩膜的情况下，因为相对于可变形状掩膜扫描安装了晶片、玻璃板等的台，所以，可以通过使用编码器测量该台的位置来获得与上述实施方式等同的效果。
而且，例如，如国际专利No.2001/035168中所公开，本发明还可应用于通过在晶片W上形成干涉条纹而在晶片W上形成条纹图案（line-and-space）的曝光系统（光刻系统）。
此外，例如，如美国专利No.6,611,316所述，本发明还可应用于经由投影光学系统来合成两个掩模板图案并且通过一次扫描曝光几乎同时地执行对一个命中区域的两次曝光的曝光设备。
而且，在物体上形成图案的设备并不限于上述曝光设备（光刻设备），并且例如，本发明还可应用于通过喷墨方法在物体上形成图案的设备。
顺便提及，上述实施方式和修改例中需要形成图案的物体（承受能量束照射的曝光后的物体）不限于晶片，而可以是很多其它物体，诸如玻璃板、陶瓷衬底、薄膜件或者掩膜胚。
曝光设备的用途并不仅仅限于制造半导体器件的曝光设备，本发明可以广泛地应用于例如用于将液晶显示器图案转印到矩形玻璃板的曝光设备以及用于生产有机EL、薄膜磁头、成像设备（诸如CCD）、微机械、DNA 芯片等的曝光设备。而且，本发明不仅可应用于制造诸如半导体器件的曝光设备，而且还可应用于将电路图案转印到玻璃板或硅晶片以生成在光曝光设备、EUV曝光设备、X射线曝光设备、电子束曝光设备等中使用的掩膜或掩模板的曝光设备。
顺便提及，本发明的可移动体系统不仅可应用于曝光设备，还可以广泛地应用于其它衬底处理设备（诸如激光器维修设备、衬底检查设备等），或者应用于配备有样品的位置设置设备的可移动台的设备或者其它精密机械中的引线接合设备。
顺便提及，至此在说明书中引用的与曝光设备相关的全部公开（包括国际公开）、美国专利申请公开说明和美国专利说明都通过引证结合于此。
顺便提及，通过以下步骤制造半导体器件：执行半导体的功能/性能设计的步骤；基于设计步骤制造掩模板的步骤；由硅材料制造晶片的步骤；通过上述实施方式的曝光装置将掩膜上形成的图案转印到诸如晶片的物体上的光刻步骤；对曝光后的晶片进行显影的显影步骤；通过蚀刻去除具有保留了抗蚀剂的区域之外的其它区域的曝光成分的步骤；去除当蚀刻完成时不再需要的抗蚀剂的抗蚀剂去除步骤；器件组装步骤（包括划片工艺、接合工艺和封装工艺）；以及检测步骤等。在这种情况下，因为上述实施方式中的曝光设备用在光刻步骤，所以可以高产量地制造具有高集成度的器件。
工业应用性
如上所述，本发明的可移动体系统和可移动体驱动方法适于驱动可移动体。而且，本发明的图案形成设备和图案形成方法适于在物体上形成图案。而且，本发明的曝光设备和曝光方法适于通过使用能量束照射物体来在该物体上形成图案。而且，本发明的器件制造方法适于制造诸如半导体器件或液晶显示器的电子器件。

Claims (30)

1.一种通过投影系统用曝光束对基板进行曝光的曝光设备，所述设备包括：
支撑所述投影系统的框架；
具有工作台和主体部的台系统，所述基板安装在所述工作台上，所述主体部以非接触方式支撑所述工作台；
具有多个头的测量装置，每个头的至少一部分设置在所述工作台处，所述测量装置通过所述多个头中面对设置在所述框架处的光栅部的至少一个头来测量所述工作台的位置信息；以及
控制器，所述控制器基于在所述位置信息的测量中使用的头的位移信息或对由于该头的位移导致的所述位置信息的测量误差进行补偿的校正信息、并且基于测量的位置信息，控制所述台系统。
2.根据权利要求1所述的曝光设备，还包括：
测量部，所述测量部测量所述头的位移信息，其中，
所述控制器使用测量的位移信息来控制所述台系统。
3.根据权利要求2所述的曝光设备，其中，
所述测量部测量与所述工作台和所述头之间的相对位置有关的信息。
4.根据权利要求2和3中的一项所述的曝光设备，其中，
所述测量部的至少一部分设置在所述头处。
5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的曝光设备，其中，
所述测量部包括以非接触方式测量所述位移信息的非接触型传感器。
6.根据权利要求2所述的曝光设备，其中，
所述测量部测量与移动所述基板时的加速度有关的信息。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的曝光设备，其中，
所述光栅部具有二维光栅、围绕所述投影系统、并且平行于与所述投影系统的光轴正交的预定平面而放置。
8.根据权利要求7所述的曝光设备，其中，
所述多个头包括分别放置在所述工作台的四个角部的头。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的曝光设备，还包括：
基座，所述主体部放置在所述基座上，其中，
所述台系统具有致动器和平面电动机，所述致动器使所述工作台相对于所述主体部移动，所述平面电动机的磁性单元设置在所述主体部和所述基座中的一个处，所述平面电动机的线圈单元设置在所述主体部和所述基座中的另一个处，并且所述台系统通过所述平面电动机在所述基座上移动所述主体部。
10.根据权利要求9所述的曝光设备，其中，
所述平面电动机是将所述磁性单元设置在所述主体部处的动磁式平面电动机。
11.根据权利要求9和10中的一项所述的曝光设备，其中，
所述台系统通过所述平面电动机使所述主体部磁悬浮在所述基座上。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的曝光设备，还包括：
标记检测系统，所述标记检测系统与所述投影系统相隔地放置，并且检测所述基板上的标记；以及
与所述光栅部不同的另一光栅部，所述另一光栅部放置在所述标记检测系统周围，其中，
在通过所述标记检测系统检测所述标记期间，所述测量装置通过所述多个头中面对所述另一光栅部的至少一个头来测量所述工作台的位置信息。
13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的曝光设备，其中，
所述台系统具有板台，所述板台支撑具有要用所述曝光束照射的图案的掩模，并且
所述测量装置具有对所述板台的位置信息进行测量的编码器系统。
14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的曝光设备，其中，
所述测量装置具有与所述多个头分离地测量所述工作台的位置信息的干涉仪系统。
15.一种器件制造方法，所述方法包括：
利用根据权利要求1至14中的任意一项所述的曝光设备对基板进行曝光；以及
对曝光后的基板进行显影。
16.一种通过投影系统利用曝光束对基板进行曝光的曝光方法，所述方法包括：
将所述基板安装在由主体部以非接触方式支撑的工作台上；
通过多个头中的至少一个头测量所述工作台的位置信息，所述多个头中的每个头的至少一部分设置在所述工作台处，并且所述多个头中的所述至少一个头面对设置在支撑所述投影系统的框架中的光栅部；并且
基于在所述位置信息的测量中使用的头的位移信息或对由于该头的位移导致的所述位置信息的测量误差进行补偿的校正信息、并且基于测量的位置信息，控制具有所述工作台和所述主体部的台系统。
17.根据权利要求16所述的曝光方法，还包括：
测量所述头的位移信息，其中，
使用测量的位移信息控制所述台系统。
18.根据权利要求17所述的曝光方法，其中，
所述位移信息包括与所述工作台和所述头之间的相对位置有关的信息。
19.根据权利要求17和18中的一项所述的曝光方法，其中，
通过至少一部分设置在所述头处的测量部来测量所述位移信息。
20.根据权利要求17至19中的任意一项所述的曝光方法，其中，
通过非接触型传感器测量所述位移信息。
21.根据权利要求17所述的曝光方法，其中，
所述位移信息包括与移动所述基板时的加速度有关的信息。
22.根据权利要求16至21中的任意一项所述的曝光方法，其中，
所述光栅部具有二维光栅、围绕所述投影系统、并且平行于与所述投影系统的光轴正交的预定平面而放置。
23.根据权利要求22所述的曝光方法，其中，
所述多个头包括分别放置在所述工作台的四个角部的头。
24.根据权利要求16至23中的任意一项所述的曝光方法，其中，
通过所述台系统的致动器使所述工作台相对于所述主体部移动，并且
通过所述台系统的平面电动机在上面放置有所述主体部的基座上移动所述主体部，所述平面电动机的磁性单元设置在所述基座和所述主体部中的一个处，所述平面电动机的线圈单元设置在所述基座和所述主体部中的另一个处。
25.根据权利要求24所述的曝光方法，其中，
所述平面电动机是将所述磁性单元设置在所述主体部处的动磁式平面电动机。
26.根据权利要求24和25中的一项所述的曝光方法，其中，
通过所述平面电动机使所述主体部磁悬浮在所述基座上。
27.根据权利要求16至26中的任意一项所述的曝光方法，还包括：
通过与所述投影系统相隔地放置的标记检测系统检测所述基板上的标记；并且
在通过所述标记检测系统检测所述标记期间，通过所述多个头中面对与所述光栅部不同且放置在所述标记检测系统周围的另一光栅部的至少一个头来测量所述工作台的位置信息。
28.根据权利要求16至27中的任意一项所述的曝光方法，还包括：
通过与所述多个头不同的编码器系统测量支撑具有要用所述曝光束照射的图案的掩模的板台的位置信息。
29.根据权利要求16至28中的任意一项所述的曝光方法，还包括：
通过干涉仪系统与所述多个头分离地测量所述工作台的位置信息。
30.一种器件制造方法，所述方法包括：
利用根据权利要求16至29中的任意一项所述的曝光方法对基板进行曝光；以及
对曝光后的基板进行显影。
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