CN111650818B - 曝光装置、平面显示器的制造方法、及组件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种曝光装置、平面显示器的制造方法、组件制造方法、及曝光方法，其中，液晶曝光装置经由投影光学系统(16)以照明光使基板(P)曝光，其具备：保持基板(P)的基板保持具(34)、包含读头单元(60)与标尺(52、56)并根据读头单元(60)的输出取得基板保持具(34)的位置信息的基板编码器系统(50)、以及使基板保持具(34)上的读头单元(60)与标尺(52)中的一方相对于另一方相对移动的驱动部。

Description

曝光装置、平面显示器的制造方法、及组件制造方法
本发明为申请日2016年09月29日，申请号为“201680057221.X(PCT/JP2016/078827)”，发明名称为“曝光装置、平面显示器的制造方法、组件制造方法、及曝光方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及曝光装置、平面显示器的制造方法、组件制造方法及曝光方法，进一步详言之，涉及以照明光使物体曝光的曝光装置及曝光方法、以及使用前述曝光装置的平面显示器或组件的制造方法。
背景技术
一直以来，在用以制造液晶显示组件、半导体组件(集成电路等)等电子组件(微组件)的微影制程中，是使用一边使光罩(光罩)或标线片(以下，统称为“光罩”)、与玻璃板或晶圆(以下，统称为“基板”)沿既定扫描方向(scan方向)同步移动、一边将形成在光罩的图案使用能量束转印至基板上的步进扫描(step&scan)方式的曝光装置(所谓的扫描步进机(亦称扫描机)等。
作为此种曝光装置，有一种具备使用基板载台装置所具有的棒状镜(长条镜)以求出曝光对象基板在水平面内的位置信息的光干涉仪系统者广为人知(例如，参照专利文献1)。
此处，使用光干涉仪系统求出基板的位置信息时，无法忽视空气波动的影响。另外，上述空气波动的影响，虽可藉由编码器系统的使用来降低，但因近年来的基板的大型化，欲准备一能涵盖基板的全移动范围的标尺是非常困难的。
在先技术文献：
专利文献1：美国专利申请公开第2010/0266961号说明书。
发明内容
本发明第1方式提供一种曝光装置，经由投影光学系统以照明光使物体曝光，其具备：保持所述物体的保持部、包含测量部与被测量部并根据所述测量部的输出取得所述保持部的位置信息的位置测量部、以及使所述保持部上的所述测量部与所述被测量部中的一方相对于另一方相对移动的第1驱动部。
本发明第2方式提供一种平面显示器的制造方法，其包含：使用所述第1方式的曝光装置使所述物体曝光的动作，以及使曝光后的所述物体显影的动作。
本发明第3方式提供一种组件制造方法，其包含：使用所述第1方式的曝光装置使所述物体曝光的动作，以及使曝光后的所述物体显影的动作。
本发明第4方式提供一种曝光方法，经由投影光学系统以照明光使物体曝光，其包含：根据包含测量部与被测量部在内的位置测量部的所述测量部的输出，取得保持所述物体的保持部的位置信息的动作；以及以第1驱动部使前述保持部上的所述测量部与所述被测量部中的一方相对于另一方相对移动的动作。
附图说明
图1是概略显示第1实施方式的液晶曝光装置的构成的图。
图2(A)是概略显示图1的液晶曝光装置具备的光罩编码器系统的构成的图、图2(B)是光罩编码器系统的局部(图2(A)的A部分)放大图。
图3(A)～图3(E)是用以说明在光罩编码器系统及基板编码器系统的读头输出的接续处理的图(其1～其5)。
图4(A)及图4(B)是第1实施方式的基板编码器系统的概念图(分别为侧视图、俯视图)，图4(C)是显示基板编码器系统的具体例的图。
图5(A)及图5(B)是基板编码器系统的局部(图4(C)的B部分)放大图。
图6是基板编码器系统的概念图。
图7是显示以液晶曝光装置的控制系为中心构成的主控制装置的的输出入关系的方块图。
图8(A)是显示曝光动作时的光罩编码器系统的动作的图(其1)、图8(B)是显示曝光动作时的基板编码器系统的动作的图(其1)。
图9(A)是显示曝光动作时的光罩编码器系统的动作的图(其2)、图9(B)是显示曝光动作时的基板编码器系统的动作的图(其2)。
图10(A)是显示曝光动作时的光罩编码器系统的动作的图(其3)、图10(B)是显示曝光动作时的基板编码器系统的动作的(其3)。
图11(A)及图11(B)是第2实施方式的基板编码器系统的概念图(分别为侧视图、俯视图)、图11(C)是显示基板编码器系统的具体例的图。
图12是显示第1实施方式的基板编码器系统的变形例的图。
图13是显示第2实施方式的基板编码器系统的变形例的图。
图14(A)及图14(B)是用以说明用以求出一对读头间的距离的测量系的构成的图(其1及其2)。
图15(A)及图15(B)是用以说明用以求出Y滑动台的倾斜量的测量系的构成的图(其1及其2)。
图16是显示测量光束在编码器标尺上的照射点的图。
附图标记说明：
10 液晶曝光装置
14 光罩载台装置
20 基板载台装置
34 基板保持具
40 光罩保持具
44 读头单元
46 标尺
48 光罩编码器系统
50 基板编码器系统
52 标尺
56 标尺
60 读头单元
90 主控制装置
M 光罩
P 基板
具体实施方式
《第1实施方式》
以下，针对第1实施方式，使用图1～图10(B)加以说明。
图1中概略地显示了第1实施方式的液晶曝光装置10的构成。液晶曝光装置10，例如是以用于液晶显示设备(平面显示器)等的矩形(方型)玻璃基板P(以下，简称为基板P)为曝光对象物的步进扫描方式的投影曝光装置，所谓的扫描机。
液晶曝光装置10，具有照明系12、保持形成有电路图案等的光罩M的光罩载台装置14、投影光学系统16、装置本体18、保持表面(图1中朝向+Z侧的面)涂覆有光阻剂(感应剂)的基板P的基板载台装置20、以及此等的控制系等。以下，将曝光时光罩M与基板P相对投影光学系统16分别被扫描的方向设为X轴方向、水平面内与X轴正交的方向为Y轴方向、与X轴及Y轴正交的方向为Z轴方向，并将绕X轴、Y轴及Z轴旋转的方向分别设为θx、θy及θz方向来进行说明。此外，将于X轴、Y轴及Z轴方向的位置分别设为X位置、Y位置及Z位置来进行说明。
照明系12，具有与例如美国专利第5729331号说明书等所揭露的照明系相同的构成。照明系12，将从未图示的光源(例如水银灯)射出的光，分别经由未图示的反射镜、分色镜、遮帘、滤波器、各种透镜等，作为曝光用照明光(照明光)IL照射于光罩M。照明光IL，是使用例如i线(波长365nm)、g线(波长436nm)、h线(波长405nm)等的光(或上述i线、g线、h线的合成光)。
光罩载台装置14，包含将光罩M以例如真空吸附方式加以保持的光罩保持具40、用以将光罩保持具40以既定长行程驱动于扫描方向(X轴方向)并适当微幅驱动于Y轴方向及θz方向的光罩驱动系91(图1中未图示。参照图7)、以及用以求出光罩保持具40于XY平面内的位置信息(亦包含θz方向的旋转量信息。以下同)的光罩位置测量系。光罩保持具40，是由例如美国专利申请公开第2008/0030702号说明书所揭示的形成有俯视矩形开口部的框状构件构成。光罩保持具40经由例如空气轴承(未图示)载置在固定于作为装置本体18的一部分的上架台部18a的一对光罩引导件42上。光罩驱动系91，包含例如线性马达(未图标)。
光罩位置测量系具备光罩编码器系统48，此光罩编码器系统48包含经由编码器底座43固定在上架台部18a的一对编码器读头单元44(以下，仅称为读头单元44)、与在光罩保持具40的下面对应上述一对读头单元44配置的多个编码器标尺46(图1中是于纸面深度方向重迭。参照图2(A))。关于此光罩编码器系统48的构成，待后详细说明。
投影光学系统16配置在光罩载台装置14的下方。投影光学系统16，是与例如美国专利第6552775号说明书等所揭示的投影光学系统具有相同构成的、所谓的多透镜(multi-lens)投影光学系统，具备以例如两侧远心的等倍系形成正立正像的复数只(本实施方式中，是例如11只。参照图2(A))光学系统。
于液晶曝光装置10，当以来自照明系12的照明光IL照明光罩M上的照明区域时，藉由通过光罩M的照明光，经由投影光学系统16将其照明区域内的光罩M的电路图案的投影像(部分正立像)，形成在基板P上与照明区域共轭的照明光的照射区域(曝光区域)。并相对照明区域(照明光IL)使光罩M于扫描方向移动且相对曝光区域(照明光IL)使基板P于扫描方向移动，据以进行基板P上的一个照射(shot)区域的扫描曝光，于照射区域转印形成在光罩M的图案。
装置本体18支承上述光罩载台装置14及投影光学系统16，经由多个防振装置19设置在无尘室的地面11上。装置本体18，具有与例如美国专利申请公开第2008/0030702号说明书所揭示的装置本体相同的构成，具有支承上述投影光学系统16的上架台部18a(亦称光学平台等)、下架台部18b及一对中架台部18c。
基板载台装置20是用以将基板P相对投影光学系统16(照明光IL)高精度加以定位位的物，将基板P沿水平面(X轴方向及Y轴方向)以既定的长行程加以驱动、并将该基板P微幅驱动于6自由度方向。基板载台装置20的构成虽无特别限定，但以使用例如美国专利申请公开第2008/129762号说明书、或美国专利申请公开第2012/0057140号说明书等所揭示的包含高架式(gantry type)的2维粗动载台、与相对该2维粗动载台被微幅驱动的微动载台的所谓的粗微动构成的载台装置较佳。
基板载台装置20，具备Y粗动载台22Y、X粗动载台22X及基板保持具34。Y粗动载台22Y，例如经由Y致动器等相对投影光学系统16于Y轴方向被以既定长行程驱动。X粗动载台22X，例如经由X致动器等在Y粗动载台22Y上于X轴方向被以既定长行程驱动。X粗动载台22X与Y粗动载台22Y一体的往Y轴方向移动。基板保持具34是由俯视矩形的板状构件构成，于其上面上载置基板P。基板保持具34，是藉由多个微动致动器(例如音圈马达)与X粗动载台22X一体的相对投影光学系统16被以既定长行程驱动于X轴及/或Y轴方向、并被微幅驱动于6自由度方向。上述Y致动器、X致动器、微动致动器构成基板驱动系93(参照图7)的一部分。
另外，液晶曝光装置10，具有用以求出基板保持具34(亦即基板P)的6自由度方向的位置信息的基板位置测量系。基板位置测量系，如图7所示，包含用以求出基板P的Z轴、θx、θy方向(以下，称Z倾斜(tilt)方向)的位置信息的Z倾斜位置测量系98、及用以求出基板P于XY平面内的位置信息的基板编码器系统50。Z倾斜位置测量系98的构成虽无特别限定，但可使用例如美国专利申请公开第2010/0018950号说明书所揭示的使用安装在包含基板保持具34的系的多个传感器，以装置本体18(例如下架台部18b)为基准求出基板P的Z倾斜方向的位置信息的测量系。基板编码器系统50的结构，留待后叙。
其次，使用图2(A)及图2(B)说明光罩编码器系统48的构成。如图2(A)的示意，在光罩保持具40的光罩M(详言之，是用以收容光罩M的未图示的开口部)的+Y侧及－Y侧的区域，分别配置有多个编码器标尺46(以下，仅称为标尺46)。另外，为便于理解，图2(A)中虽是显示成以实线标示多个标尺46、并配置在光罩保持具40的上面，但多个标尺46实际上如图1所示，是以多个标尺46各个的下面的Z位置与光罩M的下面(图案面)的Z位置一致的方式，配置在光罩保持具40的下面侧。
本实施方式的光罩保持具40，在光罩M的+Y侧及－Y侧的区域，分别有标尺46于X轴方向以既定间隔例如配置有3个。亦即，光罩保持具40，合计具有例如6个标尺46。多个标尺46的各个，除了在光罩M的+Y侧与－Y侧于纸面上下对称配置的这一点外，实质相同。标尺46，是由例如石英玻璃形成的延伸于X轴方向的俯视矩形的板状(带状)构件构成。光罩保持具40是以例如陶瓷形成，多个标尺46被固定在光罩保持具40。
如图2(B)所示，在标尺46下面(本实施方式中，是朝向－Z侧的面)的宽度方向一侧(图2(B)中为－Y侧)的区域，形成有X标尺47x。另外，在标尺46下面的宽度方向另一侧(图2(B)中为+Y侧)的区域，形成有Y标尺47y。X标尺47x，是由具有在X轴方向以既定间距形成(以X轴方向为周期方向)的延伸于Y轴方向的多个格子线的反射型绕射光栅(X光栅)构成。同样的，Y标尺47y，是由具有在Y轴方向以既定间距形成(以Y轴方向为周期方向)的延伸于X轴方向的多个格子线的反射型绕射光栅(Y光栅)构成。本实施方式的X标尺47x及Y标尺47y，其多个格子线是以例如10nm以下的间隔形成。另外，图2(A)及图2(B)中，为便于图示，格子间的间隔(pitch)显示的远大于实际。其他图亦同。
另外，如图1所示，于上架台部18a的上面固定有一对编码器底座43。一对编码器底座43，其中一方配置在+X侧的光罩引导件42的－X侧、另一方则配置在－X侧的光罩引导件42的+X侧(亦即一对光罩引导件42间的区域)。此外，上述投影光学系统16的一部分配置在一对编码器底座43之间。编码器底座43，如图2(A)所示，由延伸于X轴方向的构件构成。在一对编码器底座43各个的长边方向中央部固定有编码器读头单元44(以下，仅称为读头单元44)。亦即，读头单元44经由编码器底座43固定于装置本体18(参照图1)。一对读头单元44，除了在光罩M的+Y侧与－Y侧于纸面上下对称配置的这一点外，实质相同，因此，以下仅针对其中一方(－Y侧)加以说明。
如图2(B)所示，读头单元44具有由俯视矩形的板状构件构成的单元底座45。于单元底座45，固定有于X轴方向分离配置的一对X读头49x、及于X轴方向分离配置的一对Y读头49y。亦即，光罩编码器系统48，具有例如4个X读头49x、并具有例如4个Y读头49y。另外，图2(B)中，一方的X读头49x与一方的Y读头49y是被收容在一个箱体内、另一方的X读头49x与另一方的Y读头49y被收容在另一箱体内，但上述一对X读头49x及一对Y读头49y，可以是分别独立配置。此外，图2(B)中，为易于理解，是显示成一对X读头49x与一对Y读头49y配置在标尺46的上方(+Z侧)，但实际上，一对X读头49x是配置X标尺47y的下方、而一对Y读头49y则是配置在Y标尺47y的下方(参照图1)。
一对X读头49x及一对Y读头49y，为避免例如因振动等导致一对X读头49x间的距离、及一对Y读头49y间的距离变化，是固定在单元底座45。另外，单元底座45本身，亦为避免一对X读头49x间的距离、及一对Y读头49y间的距离，例如因温度变化等而产生变化，是以热膨胀率较标尺46低(或与标尺46同等)的材料形成。
X读头49x及Y读头49y，是例如美国专利申请公开第2008/0094592号说明书所揭示的所谓的绕射干涉方式的编码器读头，藉由对对应的标尺(X标尺47x、Y标尺47y)照射测量光束、并接收来自该标尺的光束，据以将光罩保持具40(亦即光罩M。参照图2(A))的位移量信息供应至主控制装置90(参照图7)。亦即，于光罩编码器系统48，是以例如4个X读头49x与和该X读头49x对向的X标尺47x(因光罩保持具40的X位置而不同)，构成用以求出光罩M于X轴方向的位置信息的例如4个X线性编码器92x(图2(B)中未图示。参照图7)，以例如4个Y读头49y与和该Y读头49y对向的Y标尺47y(因光罩保持具40的X位置而不同)构成用以求出光罩M于Y轴方向的位置信息的例如4个Y线性编码器92y(图2(B)中未图示。参照图7)。
主控制装置90，如图7所示，根据例如4个X线性编码器92x及例如4个Y线性编码器92y的输出，将光罩保持具40(参照图2(A))于X轴方向及Y轴方向的位置信息，以例如10nm以下的解析能力求出。另外，主控制装置90，根据例如4个X线性编码器92x(或例如4个Y线性编码器92y)中的至少2个的输出求出光罩保持具40的θz位置信息(旋转量信息)。主控制装置90，根据从上述光罩编码器系统48的测量值求出的光罩保持具40于XY平面内的位置信息，使用光罩驱动系91控制光罩保持具40于XY平面内的位置。
此处，如图2(A)所示，于光罩保持具40，如上所述，在光罩M的+Y侧及－Y侧区域，各别于X轴方向上以既定间隔配置标尺46，例如配置有3个。于本实施方式的光罩载台装置14，如图2(B)所示，一个读头单元44所具有的一对X读头49x及一对Y读头49y各个的间隔，是设定的较相邻标尺46间的间隔宽。如此，于光罩编码器系统48，一对X读头49x中的至少一方恒与X标尺47x对向、且一对Y读头49y中的至少一方恒与Y标尺47y对向。因此，光罩编码器系统48，能持续不断的将光罩保持具40(参照图2(A))的位置信息供应至主控制装置90(参照图7)。
具体而言，例如光罩保持具40(参照图2(A))往+X侧移动时，光罩编码器系统48以下述第1至第5状态的顺序移行，亦即一对读头49x之两方对相邻的一对X标尺47x中的+X侧的X标尺47x对向的第1状态(图2(B)所示的状态)、－X侧的X读头49x对向于上述相邻的一对X标尺47x之间的区域(与任一X标尺47x皆不对向)而+X侧的X读头49x与上述+X侧的X标尺47x对向的第2状态、－X侧的X读头49x与－X侧的X标尺47x对向且+X侧的X读头49x与+X侧的X标尺47x对向的第3状态、－X侧的X读头49x与－X侧的X标尺47x对向而+X侧的X读头49x对向于一对X标尺47x之间的区域(与任一X标尺47x皆不对向)的第4状态、以及一对读头49x之两方对－X侧的X标尺47x对向的第5状态。因此，至少一方的X读头49x是始终对向于X标尺47x。
主控制装置90(参照图7)，在上述第1、第3及第5状态下，是根据一对X读头49x的输出的平均值求出光罩保持具40的X位置信息。另外，主控制装置90在上述第2状态下，是仅根据+X侧的X读头49x的输出求出光罩保持具40的X位置信息，而在上述第4状态下，则仅根据－X侧的X读头49x的输出求出光罩保持具40的X位置信息。因此，光罩编码器系统48的测量值不会中断。
进一步详言之，于本实施方式的光罩编码器系统48，为不使光罩编码器系统48的测量值中断，在上述第1、第3、第5状态、亦即一对读头的两方与标尺对向而从该一对读头分别供应输出的状态，与上述第2、第4状态、亦即一对读头中仅一方与标尺对向而仅从该一方的读头供应输出的状态之间移行时，进行读头输出的接续处理。以下，使用图3(A)～图3(E)说明读头的接续处理。另外，为简化说明，图3(A)～图3(E)中，于标尺46是假设形成有2维格子(光栅)。另外，各读头49X、49Y的输出是设为理想值。此外，以下的说明中，虽是针对相邻一对X读头49X(为方便起见，设为49X1、49X2)的接续处理进行说明，但相邻一对Y读头49Y(为方便起见，设为49Y1、49Y2)亦是进行同样的接续处理。
如图3(A)所示，一对X读头49X1、49X2的各个，在使用相邻一对标尺46(为方便起见，设为461、462)中、+X侧的标尺462求出光罩保持具40(参照图2(A))的X位置信息时，一对X读头49X1、49X2的双方皆输出X坐标信息。此处，一对X读头49X1、49X2的输出是相同值。接着，如图3(B)所示，当光罩保持具40往+X方向移动时，X读头49X1是在标尺462的测量范围外，因此是在到达该测量范围外的前，将X读头49X1的输出视为无效。因此，光罩保持具40的X位置信息仅根据X读头49X2的输出求出。
另外，如图3(C)所示，当光罩保持具40(参照图2(A))进一步往+X方向移动时，X读头49X1即对向于－X侧的标尺461。X读头49X1，在使用标尺461成为测量动作可能的状态后，立即输出光罩保持具40的X位置信息，但X读头49X1的输出是从不定值(或零)再开始进行计数，因此无法用于光罩保持具40的X位置信息的算出。因此，在此状态下，必须进行一对X读头49X1、49X2各别的输出的接续处理。接续处理，具体而言，是将视为不定值(或零)的X读头49X1的输出，使用X读头49X2的输出(例如成同值的方式)进行修正的处理。该接续处理，是在光罩保持具40进一步往+X方向移动，如图3(D)所示，在X读头49X2到达标尺462的测量范围外的前完成。
同样的，如图3(D)所示，在X读头49X2到达标尺462的测量范围外时，在到达该测量范围外的前，将X读头49X2的输出视为无效。因此，光罩保持具40(参照图2(A))的X位置信息仅根据X读头49X1的输出求出。之后，如图3(E)所示，在光罩保持具40进一步往+X方向移动，一对X读头49X1、49X2的各个可使用标尺461进行测量动作后，立即对X读头49X2进行使用X读头49X1的输出的接续处理。之后，根据一对X读头49X1、49X2各个的输出，求出光罩保持具40的X位置信息。
其次，说明基板编码器系统50的构成。图4(A)及图4(B)中显示了基板编码器系统50的概念图。上述光罩编码器系统48(参照图2(A))中是保持多个标尺46的光罩保持具40相对于位置被固定的一对读头单元44移动，相对于此，于基板编码器系统50中则是一对读头单元60具有基板载台装置20(本实施方式中为基板保持具34)。
另外，一对读头单元60可藉由设在基板保持具34的读头单元驱动用致动器68(参照图7)，相对基板保持具34于Y轴方向以既定行程被相对驱动(参照图4(B)的箭头)。读头单元驱动用致动器68的种类虽无特别限定，但可使用例如线性马达、进给螺杆装置等。另外，一对读头单元60对基板保持具34往X轴方向的相对移动，例如是被机械性的限制。因此，基板保持具34往X轴方向以长行程移动之际，一对读头单元60与该基板保持具34一体的往X轴方向以长行程移动。不过，即使是在读头单元60与基板保持具34一体的往X轴方向以长行程移动时，一对读头单元60相对基板保持具34往Y轴方向的相对移动不受妨碍。
此处，如图1所示，于上架台部18a的下面固定有多个(图1中是于纸面深度方向重迭)标尺56。标尺56，如图4(A)所示，由延伸于X轴方向的构件构成。相对于此，读头单元60则与上述光罩编码器系统48中的读头单元44同样，具有多个编码器读头(关于编码器读头的详情留待后叙)。基板保持具34往Y轴方向移动时，主控制装置90(参照图7)控制读头单元60的Y位置以维持读头单元60与标尺56的对向状态。在此对向状态下基板保持具34往X轴方向移动时，读头单元60亦一体的往X轴方向移动，因此能维持读头单元60与标尺56的对向状态。从而，与基板保持具34在XY平面内的位置无关的，维持读头单元60与标尺56的对向状态。读头单元60，藉由该多个编码器读头的一部分(朝上的读头)，使用多个标尺56求出读头单元60相对上架台部18a(参照图1)在XY平面内的位置信息(参照图4(A))。
另外，于基板保持具34形成有一对凹部36(参照图4(B))，上述一对读头单元60分别配置在该一对凹部36的内部。此外，于凹部36的底面固定有多个编码器标尺52(以下，仅称为标尺52)。读头单元60，藉由上述多个编码器读头的其他部分(朝下的读头)，使用多个标尺52求出读头单元60本身相对基板保持具34在XY平面内的位置信息(参照图4(A))。主控制装置90(参照图7)根据上述朝上的读头的输出、与朝下的读头的输出，求出以上架台部18a(参照图1)为基准的基板保持具34在XY平面内的位置信息。
以下，针对将图4(A)及图4(B)所示的基板编码器系统50的概念更为具体化的一例进行说明。如图4(C)所示，本实施方式的基板载台装置20中，在基板P的+X侧及－X侧的区域，于Y轴方向以既定间隔分别配置标尺52，例如配置有4个。亦即，基板载台装置20，合计具有例如8个标尺52。多个标尺52的各个，除在基板P的+X侧与－X侧于纸面左右对称配置的这一点外，为实质相同的物。标尺52与上述光罩编码器系统48的标尺46(分别参照图2(A))同样的，是由例如以石英玻璃形成的延伸于Y轴方向的俯视矩形的板状(带状)构件构成。
另外，于本实施方式，虽是针对多个标尺52设置在基板保持具34的凹部36(参照图4(B))内的情形进行说明，但多个标尺52的配置位置不限于此，亦可以是例如在基板保持具34的外侧相对该基板保持具隔着既定间隙的状态，分离(惟于6自由度方向，是与基板保持具34一体移动的方式)配置。
如图5(A)所示，在标尺52上面的宽度方向一侧(图5(A)中为－X侧)的区域，形成有X标尺53x。另外，在标尺52上面的宽度方向另一侧(图5(A)中为+X侧)的区域，形成有Y标尺53y。X标尺53x及Y标尺53y的构成与形成在上述光罩编码器系统48的标尺46(分别参照图2(A))的X标尺47x、及Y标尺47y(分别参照图2(B))相同，因此省略其说明。
另外，在装置本体18的上架台部18a(分别参照图1)的下面，固定有多个编码器标尺56(以下，仅称为标尺56)。本实施方式中，标尺56的Y位置，如图1所示，与投影光学系统16的Y轴方向的中心位置大致一致。标尺56，如图4(C)所示，在较投影光学系统16靠+X侧的区域于X轴方向分离配置有例如4个，在较投影光学系统16靠－X侧的区域亦于X轴方向分离配置有例如4个。亦即，在上架台部18a的下面，合计固定有例如8个标尺56。多个标尺56的各个，为实质上相同的物。标尺56由延伸于X轴方向的俯视矩形的板状(带状)构件构成，与配置在基板载台装置20的标尺52同样的，由例如石英玻璃形成。另外，为便于理解，于图4(C)及图5(B)中，多个标尺56是以实线图标，显示成格子面朝上(朝向+Z方向)，但多个标尺56的格子面，实际上，是朝向下方(－Z侧)。
如图5(B)所示，在标尺56下面的宽度方向一侧(图5(B)中为－Y侧)的区域形成有X标尺57x。另外，在标尺56下面的宽度方向另一侧(图3(C)中为+Y侧)的区域形成有Y标尺57y。X标尺57x及Y标尺57y的构成与形成在上述光罩编码器系统48的标尺46(分别参照图2(A))的X标尺47x及Y标尺47y(分别参照图2(B))相同，因此省略其说明。
回到图4(C)，例如2个读头单元60，如上所述(参照图4(A)及图4(B))，是大致整体(或一部分)被收纳在基板保持具34内。例如2个读头单元60的各个，除了在图4(C)于纸面成左右对称配置的这一点外，为实质相同的物，因以以下仅针对其中一方(+X侧)加以说明。读头单元60，由图5(A)及图5(B)可知，具备Y滑动台62、一对X读头64x、及一对Y读头64y(分别参照图5(B))、以及一对X读头66x及一对Y读头66y(分别参照图5(A))。
Y滑动台62由俯视矩形的板状构件构成，经由例如机械性的Y线性引导件装置(未图标)安装在基板保持具34(参照图4(C))。
X读头64x、Y读头64y(参照图5(B))、X读头66x、及Y读头66y(参照图5(A))的各个，是与上述光罩编码器系统48所具有的X读头49x、Y读头49y(分别参照图2(B))同样的、所谓的绕射干涉方式的编码器读头，被固定在Y滑动台62。此处，于读头单元60，一对Y读头64y、一对X读头64x、一对Y读头66y及一对X读头66x，为避免彼此间的距离因例如振动等而引起变化，是相对Y滑动台62固定。另外，Y滑动台62本身，亦为避免一对Y读头64y、一对X读头64x、一对Y读头66y及一对X读头66x各个彼此间的距离因例如温度变化而产生变化，是以热膨胀率较标尺52、56低(或与标尺52、56同等的)材料形成。
如图6所示，一对X读头64x(朝上的读头)的各个，将测量光束照射在X标尺57x上于X轴方向彼此分离的2处(2点)，一对Y读头64y(朝上的读头)的各个，将测量光束照射在Y标尺57y上于X轴方向彼此分离的2处(2点)。于基板编码器系统50，藉由上述X读头64x及Y读头64y接收来自对应的标尺的光束，将Y滑动台62(图6中未图示。参照图4及图5)的位移量信息供应至主控制装置90(参照图7)。
亦即，于基板编码器系统50，是由例如4个(2×2)X读头64x、与对向于该X读头64x的X标尺57x(因Y滑动台62的X位置而不同)，构成用以求出一对Y滑动台62(亦即、一对读头单元60(参照图4(C)))各个的相对于投影光学系统16(参照图1)的X轴方向的位置信息的例如4个X线性编码器94x(参照图7)，由例如4个(2×2)Y读头64y、与对向于该Y读头64y的Y标尺57y(因Y滑动台62的X位置而不同)，构成用以求出一对Y滑动台62的各个相对于投影光学系统16的Y轴方向的位置信息的例如4个Y线性编码器94y(参照图7)。
主控制装置90，如图7所示，根据例如4个X线性编码器94x、及例如4个Y线性编码器94y的输出，将一对读头单元60(参照图4(C))各个的X轴方向、及Y轴方向的位置信息，以例如10nm以下的解析能力加以求出。另外，主控制装置90，根据与1个读头单元60对应的例如2个X线性编码器94x(或例如2个Y线性编码器94y)的输出，求出该读头单元60的θz位置信息(旋转量信息)。主控制装置90，根据一对读头单元60各个的XY平面内的位置信息，使用读头单元驱动用致动器68(参照图7)控制读头单元60的XY平面内的位置。
另外，如图4(C)所示，标尺56，分别在投影光学系统16的+X侧及－X侧的区域，于X轴方向以既定间隔配置有例如4个。此外，与上述光罩编码器系统48同样的，一个读头单元60所具有的一对X读头64x及一对Y读头64y各个的间隔，如图5(B)所示，被设定为较相邻的标尺56间的间隔宽。据此，于基板编码器系统50，一对X读头64x中始终至少有一方对向于X标尺57x、且一对Y读头64y中始终至少有一方是对向于Y标尺57y。因此，基板编码器系统50，可以在不使测量值中断的情形下求出Y滑动台62的位置信息。从而，此处亦是进行与上述光罩编码器系统48中读头输出的接续处理相同的读头输出的接续处理(参照图3(A)～图3(E))。
另外，如图6所示，一对X读头66x(朝下的读头)的各个，将测量光束照射于X标尺53x上于Y轴方向彼此分离的2处(2点)，一对Y读头66y(朝下的读头)的各个，将测量光束照射于Y标尺53y上于Y轴方向彼此分离的2处(2点)。于基板编码器系统50，藉由上述X读头66x及Y读头66y接收来自对应标尺的光束，将读头单元60与基板保持具34(图6中未图示。参照图1)的相对位移量信息供应至主控制装置90(参照图7)。
亦即，于基板编码器系统50，是由例如4个(2×2)X读头66x、与对向于该X读头66x的X标尺53x(因基板保持具34的Y位置而不同)，构成用以求出一对读头单元60的各个相对基板保持具34的X轴方向的位置信息的例如4个X线性编码器96x(图6中未图示。参照图7)，由例如4个(2×2)Y读头66y、与对向于该Y读头66y的Y标尺53y(因基板保持具34的Y位置而不同)，构成用以求出一对读头单元60各个的相对基板保持具34的Y轴方向的位置信息的例如4个Y线性编码器96y(图6中未图示。参照图7)。
主控制装置90，如图7所示，根据例如4个X线性编码器94x、及例如4个Y线性编码器94y的输出、以及上述4个X线性编码器96x、及例如4个Y线性编码器96y的输出，亦即，根据一对读头单元60各个的相对投影光学系统16(参照图1)的XY平面内的位置信息、与相对基板保持具34的XY平面内的位置信息的运算结果，例如以10nm以下的解析能力求出基板保持具34(参照图1)相对装置本体18(参照图1)的X轴方向及Y轴方向的位置信息。另外，主控制装置90，根据例如4个X线性编码器94x(或例如4个Y线性编码器94y)中至少2个的输出，求出读头单元60与基板保持具34在θz方向的相对位置信息(旋转量信息)。主控制装置90，根据从上述基板编码器系统50的测量值求出的基板保持具34的XY平面内的位置信息，使用基板驱动系93控制基板保持具34在XY平面内的位置。
另外，如图3(A)所示，于基板保持具34，如上所述，分别在基板P的+X侧及－X侧的区域，标尺52于Y轴方向以既定间隔例如配置有4个。此外，与上述光罩编码器系统48同样的，一个读头单元60所具有的一对X读头66x及一对Y读头66y各个的间隔，如图5(A)所示，被设定为较相邻标尺52间的间隔宽。据此，于基板编码器系统50，一对X读头66x中始终至少有一方是对向于X标尺53x，且一对Y读头66y中始终至少有一方是对向于Y标尺53y。从而，基板编码器系统50，能在不使测量值中断的情形下，求出读头单元60与基板保持具34(参照图3(A))的相对位置信息。因此，此处，亦是进行与上述光罩编码器系统48中的读头输出的接续处理同样的读头输出的接续处理(参照图3(A)～图3(E))。
图7的方块图，显示了以液晶曝光装置10(参照图1)的控制系为中心构成，统筹控制构成各部的主控制装置90的输出入关系。主控制装置90，包含工作站(或微电脑)等，统筹控制液晶曝光装置10的构成各部。
以上述方式构成的液晶曝光装置10(参照图1)，是在主控制装置90(参照图7)的管理下，藉由未图示的光罩装载器进行光罩M往光罩载台装置14上的装载，并藉由未图示的基板装载器进行基板P往基板载台装置20(基板保持具34)上的装载。之后，由主控制装置90，使用未图标的对准检测系实施对准测量，该对准测量结束后，对设定在基板P上的多个照射区域逐次进行步进扫描(step&scan)方式的曝光动作。
其次，使用图8(A)～图15(B)说明曝光动作时的光罩载台装置14、及基板载台装置20的一动作例。另外，以下的说明，虽是针对一片基板P上设定有4个照射区域的情形(所谓取4面的情形)，但一片基板P上设定的照射区域的数量及配置，可适当变更。
图8(A)中显示了对准动作结束后的光罩载台装置14、图8(B)中则显示了对准动作结束后的基板载台装置20(不过，基板保持具34以外的构件未图示。以下同)。曝光处理，举一例而言，如图8(B)所示，是从设定在基板P的－Y侧且+X侧的第1照射区域S1进行。于光罩载台装置14，如图8(A)所示，是以光罩M的+X侧端部较来自照明系12的照明光IL(分别参照图1)照射的照明区域(不过，图8(A)所示的状态中，照明光IL尚未照射于光罩M)略位于－X侧的方式，根据光罩编码器系统48(参照图7)的输出进行光罩M的定位。
具体而言，例如，相对照明区域将光罩M的图案区域的+X侧端部，仅以既定速度进行扫描曝光所需的助走距离(亦即，为达到既定速度所需的加速距离)往－X侧偏移配置，于该位置设有标尺46而能以光罩编码器系统48测量光罩M的位置。主控制装置90(参照图7)亦是在至少3个(4个读头49x、及4个读头49y中的3个)读头不会从标尺46脱离(不会到达可测量范围外)的范围，进行光罩保持具40的位置控制。
另外，于基板载台装置20，如图8(B)所示，第1照射区域S1的+X侧端部是较来自投影光学系统16的照明光IL(参照图1)照射的曝光区域(不过，图8(B)所示的状态中，照明光IL尚未照射于基板P)略位于－X侧的方式，根据基板编码器系统50(参照图7)的输出进行基板P的定位。具体而言，例如，相对于曝光区域将基板P的第1照射区域S1的+X侧端部，仅以既定速度进行扫描曝光所需的助走距离(亦即，为达到既定速度所需的加速距离)往－X侧偏移配置，于该位置设有标尺52而能以基板编码器系统50测量基板P的位置。主控制装置90(参照图7)亦是在至少3个(4个读头64x、及4个读头64y中的3个)读头不会从标尺56脱离(不会到达可测量范围外)的范围，进行基板保持具34的位置控制。另外，图8(B)中，+X侧的读头单元60虽未与标尺56对向，但藉由与－X侧读头单元60的同步驱动，可控制+X侧读头单元60于XY平面的位置。此外，为使一对读头单元60始终不脱离标尺56，以可追加设置标尺56。
另外，在结束照射区域的扫描曝光而分别进行光罩M及基板P的减速的一侧，亦是同样的为从扫描曝光时的速度减速至既定速度为止使光罩M及基板P进一步移动所需的减速距离，而能以光罩编码器系统48、基板编码器系统50分别测量光罩M、基板P的位置的方式设有标尺46、56。或者，亦可做成在加速中及减速的至少一方的动作中，以和光罩编码器系统48、基板编码器系统50不同的其他测量系分别测量光罩M及基板P的位置。
接着，如图9(A)所示，光罩保持具40被驱动(加速、等速驱动及减速)往+X方向，并与该光罩保持具40同步，如图9(B)所示，基板保持具34被驱动(加速、等速驱动及减速)往+X方向。光罩保持具40被驱动时，主控制装置90(参照图7)根据光罩编码器系统48(参照图7)的输出进行光罩M的位置控制、并根据基板编码器系统50(参照图7)的输出进行基板P的位置控制。
基板保持具34被驱动于X轴方向时，一对读头单元60相对于基板保持具34不移动(相对于基板保持具34为静止状态)，而与基板保持具34一体的往X轴方向移动。亦即，于扫描方向，基板保持具34(基板P)与一对读头单元60(多个读头64x、64y、66x、66y)是藉由共通的驱动系(基板驱动系93(参照图7))进行位置控制。光罩保持具40及基板保持具34被等速驱动于X轴方向的期间，于基板P，照射通过光罩M及投影光学系统16的照明光IL(分别参照图1)，据此，光罩M所具有的光罩图案即被转印至照射区域S1。此时，原本是脱离标尺56的+X侧的读头单元60即对向于标尺56，因此在一对读头单元60之间进行上述接续处理即可。
当结束对基板P上的第1照射区域S1的光罩图案的转印时，于基板载台装置20，如图10(B)所示，为了进行对设定在第1照射区域S1的+Y侧的第2照射区域S2的曝光动作，基板保持具34即往－Y方向、根据基板编码器系统50(参照图7)的输出被驱动(Y步进)既定距离(基板P的宽度方向尺寸的大致一半距离)。于上述基板保持具34的Y步进动作中，光罩保持具40，如图10(A)所示，是以光罩M的－X侧端部较照明区域(惟图10(A)所示的状态下，光罩M未被照明)略位于+X侧的状态静止。
另外，基板载台装置20，与上述基板保持具34往－Y方向的步进动作并行，一对读头单元60根据Y线性编码器96y(参照图7)的输出，往+Y方向(亦即，与基板保持具34反方向)，相对于光罩保持具40被驱动与光罩保持具40相同距离。此时，读头单元60，看起来是相对投影光学系统16未往Y轴方向移动。因此，读头单元60与标尺56的对向状态受到维持。
以下，虽未图示，当基板保持具34的Y步进动作完成时，根据光罩编码器系统48(参照图7)的输出光罩保持具40被驱动于－X方向，并与该光罩保持具40同步，根据基板编码器系统50(参照图7)的输出，基板保持具34被驱动于－X方向。据此，于第2照射区域S2转印光罩图案。此时，例如4个读头单元60亦是静止状态。之后，适当的反复进行上述光罩保持具40的扫描动作、基板保持具34的Y步进动作及基板保持具34的扫描动作，据以将光罩图案依序转印至基板P上的多个照射区域。于上述曝光动作时，一对读头单元60为维持与标尺56的对向状态，在每一次基板保持具34往+Y方向及往－Y方向步进时，被往与该基板保持具34相反的方向驱动相同距离。
此处，如上所述，Y标尺53y具有延伸于X轴方向的多个格子线。另外，如图16所示，从Y读头66y照射至Y标尺53y上的测量光束的照射点66y(为方便起见，赋予与Y读头相同附图标记进行说明)，形成以Y轴方向为长轴方向的椭圆状。于Y线性编码器94y(参照图6)，当Y读头66y与Y标尺53y往Y轴方向相对移动而使测量光束跨于格子线时，来自Y读头66y的输出即根据来自上述照射点的±1次绕射光的相位变化而变化。
相对于此，主控制装置90(参照图6)于上述扫描曝光动作中，将基板保持具34往扫描方向(X轴方向)驱动时，为避免读头单元60(参照图4(B))所具有的Y读头66y跨越形成Y标尺53y的多个格子线，亦即，为避免来自Y读头66y的输出变化(变化为零)，控制读头单元60的步进方向的位置(Y位置)。
具体而言，例如以具有较构成Y标尺53y的格子线间之间距高的解析能力的传感器测量Y读头66y的Y位置，在来自该Y读头66y的测量光束的照射点即将跨越格子线(Y读头66y的输出即将变化)的前一刻，经由读头单元驱动系86(参照图6)控制Y读头66y的Y位置。另外，不限于此，例如在来自Y读头66y的测量光束跨越格子线而使得Y读头66y的输出变化的情形时，可因应于此，藉由该Y读头66y的驱动控制，使实质上来自Y读头66y的输出不变化。此时，不需要测量Y读头66y的Y位置的传感器。
藉由以上的程序完成光罩图案对基板P上的第1～第4照射区域S1～S4的转印时，于既定的基板更换位置进行基板P的更换。此处，一般而言，基板更换位置，为避免投影光学系统16成为基板更换的障碍，而是设定在自投影光学系统16下方远离的位置，因此在使基板保持具34往基板更换位置移动时，安装在读头单元60的X读头64x、Y读头64y自固定在装置本体18的标尺56脱离(成为非对向状态)，而有基板编码器系统50的输出中断的可能。作为此种情形时的因应对策，可考虑在装置本体18设置用以因应板片更换时的标尺(或标记)。
如以上的说明，根据本实施方式的液晶曝光装置10，由于用以求出光罩M于XY平面内的位置信息的光罩编码器系统48、及用以求出基板P于XY平面内的位置信息的基板编码器系统50(分别参照图1)，分别对对应标尺照射的测量光束的光路长较短，因此相较于例如习知干涉仪系统能降低空气波动的影响。因此，能提升光罩M及基板P的定位精度。此外，由于空气波动的影响小，因此能省略在使用习知干涉仪系统时必须的部分空调设备，而能降低成本。
再者，在使用干涉仪系统的情形，虽然过去是需要将大且重的棒状反射镜装备在光罩载台装置14及基板载台装置20，但于本实施方式的光罩编码器系统48及基板编码器系统50，因无需前述的棒状反射镜，因此包含光罩保持具40的系统、以及包含基板保持具34的系统可分别小型、轻量化，且重量平衡佳，据此能提升光罩M、基板P的位置控制性。另外，与使用干涉仪系统的情形相较，因调整处较少，因此能降低光罩载台装置14及基板载台装置20的成本，进而提升维修保养性。此外，组装时的调整亦容易(或不需要)。
另外，于本实施方式的基板编码器系统50，由于是藉由将一对读头单元60往与基板P相反方向的Y轴方向驱动，以维持读头单元60与标尺56的对向状态，因此无需于基板保持具34上沿Y轴方向配置多个编码器读头(或者，无需大宽度的形成装置本体18侧的标尺56)。因此，能使基板位置测量系的构成简单，降低成本。
另外，于本实施方式的光罩编码器系统48，由于是将相邻一对编码器读头(X读头49x、Y读头49y)的输出一边根据光罩保持具40的X位置适当的加以切换、一边求出该光罩保持具40于XY平面内的位置信息，因此即使是将多个标尺46于X轴方向以既定间隔(彼此分离)配置，亦能在不中断的情形下求出光罩保持具40的位置信息。从而，无需准备与光罩保持具40的移动行程同等长度(本实施方式的标尺46的约3倍长度)的标尺，可降低成本，尤其适合于本实施方式般的使用大型光罩M的液晶曝光装置10。本实施方式的基板编码器系统50，亦是同样的将多个标尺52于Y轴方向、多个标尺56于X轴方向，分别以既定间隔配置，因此无需准备与基板P的移动行程同等长度的标尺，非常适合于使用大型基板P的液晶曝光装置10。
《第2实施方式》
其次，针对第2实施方式的液晶曝光装置，使用图11(A)～图11(C)加以说明。第2实施方式的液晶曝光装置的构成，除基板编码器系统150的构成不同外，与上述第1实施方式相同，因此，以下仅针对相异点加以说明，对与上述第1实施方式具有相同构成及功能的要素，是赋予与上述第1实施方式相同附图标记并省略其说明。
上述第1实施方式中，基板载台装置20(基板保持具34)所具有的一对读头单元60，是在基板P的Y步进动作时往与该基板P相反的方向步进移动、并与基板P一体的往扫描方向移动的构成，相对于此，于本第2实施方式，与此相反的，是在基板P的Y步进动作时与基板P一体的进行Y步进动作，并在基板P的扫描曝光动作时，往与该基板P相反的方向以长行程移动的构成。因此，是将构成基板编码器系统50的读头单元60、标尺52、标尺56等的配置，相对于上述第1实施方式，成为绕Z轴例如旋转90°配置的构成。
图11(A)及图11(B)中，显示了第2实施方式的基板编码器系统150的概念图。形成在基板保持具34的凹部36延伸于X轴方向，于该凹部底面固定有延伸于X轴方向的标尺52。读头单元60，与上述第1实施方式同样的，配置在凹部36内，可相对基板保持具34往X轴方向以既定的长行程移动。另外，于装置本体18(参照图1)，延伸于Y轴方向的标尺56，分别固定在投影光学系统16(参照图11(C))的+Y侧与－Y侧。
如图11(C)中具体所示，在基板保持具34的+Y侧及－Y侧的区域，分别于X轴方向以既定间隔配置有例如5个标尺52，在装置本体18(参照图1)的下面、投影光学系统16的+Y侧及－Y侧的区域，分别以既定间隔配置有例如2个标尺56。于各标尺52、54分别形成有X标尺53x、57x、Y标尺53y、57y(参照图6)，于读头单元60安装有使用该X标尺35x、57x、Y标尺53y、57y、用以测量读头单元60相对于投影光学系统16、或基板保持具34的相对位移量的编码器读头(未图示)的点，因与上述第1实施方式相同，故省略说明。由于多个标尺彼此分离配置，因此在相邻一对读头间进行接续处理的点，亦与上述第1实施方式相同。
本第2实施方式，于基板P的扫描曝光动作时，以看起来一对读头单元60的X位置不会变的方式，将一对读头单元60往与基板P相反方向且相同距离驱动于X轴方向。也就是说，读头单元60是相对基板P往X方向移动。如此，一对读头单元60即不会脱离所对应的标尺56，因此基板编码器系统150的测量值不会中断。相对于此，在基板P的Y步进动作时，基板保持具34与一对读头单元60可藉由共通的驱动系(基板驱动系93(参照图7))一体的往Y轴方向以长行程移动。
另外，以上说明的第1及第2各实施方式的构成，仅为一例，可适当变更。例如上述第1实施方式中，一对读头单元60是设于基板保持具34、且亦用以驱动该读头单元60的致动器亦是由基板保持具34具有，但不限于此，亦可如图12所示，读头单元60是悬吊支承于装置本体18的上架台部18a。此场合，读头单元60经由将该读头单元60往X轴方向直进引导的引导件装置256安装于装置本体18。另外，基板载台装置220，与上述第1实施方式相反的，是在X粗动载台22X上载置Y粗动载台22Y的构成。此外，于X粗动载台22X，连接有以机械方式连结在一对读头单元60的各个的臂构件222。图12中，标尺52是配置在基板保持具34的外侧，但亦可与上述第1实施方式同样的，配置在基板保持具34上(或基板保持具34内)。
于本变形例，当X粗动载台22X(及基板保持具34)在扫描曝光动作时往X轴方向以既定长行程移动时，一对读头单元60即经由臂构件222与该X粗动载台22X一体的相对于投影光学系统往X轴方向移动。此时，基板保持具34与一对读头单元60，是被共通的驱动系(构成基板驱动系93(参照图7)的一部分的X致动器)驱动。另外，于基板P的Y步进动作时，由于仅Y粗动载台22Y(及基板保持具34)往Y轴方向移动，因此读头单元60相对于投影光学系统16的位置不会变化。如以上所述，本变形例的读头单元60的动作，与上述第1实施方式相同。根据本变形例，由于不需要用以驱动读头单元60的专用的致动器，因此能抑制在基板P近旁的生热、或生尘。
另外，例如第2实施方式，亦是将一对读头单元60设于基板保持具34，且用以驱动该读头单元60的致动器亦是由基板保持具34具有，但不限于此，但亦可如图13所示，将读头单元60悬吊支承在装置本体18的上架台部18a。读头单元60，与图12所示的变形例同样的，经由引导件装置256安装在装置本体18。基板载台装置220，与第1实施方式同样的，是于Y粗动载台22Y上载置X粗动载台22X，于Y粗动载台22Y连接有分别接在一对读头单元60的一对臂构件222。本变形例中，标尺52亦可以是配置在基板保持具34上(或基板保持具34内)。
于本变形例，当Y粗动载台22X(及基板保持具34)于Y步进动作时往Y轴方向以既定长行程移动时，一对读头单元60即经由臂构件222与该Y粗动载台22Y一体的相对于投影光学系统往Y轴方向移动。此时，基板保持具34与一对读头单元60，是被共通的驱动系(构成基板驱动系93(参照图7)的一部分的Y致动器)驱动。另外，于基板P的扫描曝光动作时，因仅有X粗动载台22X(及基板保持具34)往X轴方向移动，因此读头单元60相对于投影光学系统16的位置不会变化。如以上所述，本变形例的读头单元60的动作与上述第2实施方式相同。根据本变形例，由于无需用以驱动读头单元60的专用的致动器，因此能抑制在基板P近旁的生热、或生尘。
另外，亦可如图14(A)及图14(B)所示，以传感器164、166测量读头单元60具有的一对编码器读头(亦即一对X读头64x、一对X读头66x、一对Y读头64y及一对Y读头66y的各个)彼此间的距离，使用该测量值修正基板编码器系统50的输出。传感器164、166的种类无特别限定，可使用例如雷射干涉仪等。于基板编码器系统50，如上所述，是进行一对编码器读头的输出的接续处理，此接续处理中，一对编码器读头间的间隔以既知且不变为前提条件。因此，安装各读头的Y滑动台62是以例如热膨胀等的影响少的材料形成，如本变形例般，藉由测量编码器读头间的间隔，即使Y滑动台62产生变形(一对编码器读头间的间隔产生变化)，亦能以高精度求出基板P的位置信息。同样的，于光罩编码器系统48，亦可测量一对编码器读头(亦即一对X读头49x及一对Y读头49y)间的距离，使用该测量值修正光罩编码器系统48的输出。关于光罩编码器系统48的读头49x、49y亦同。此外，亦可测量读头单元60所具有的所有(本实施方式中，例如合计8个)读头(朝下的一对读头66x、66y、朝上的一对读头64x、64y)各个的相对的位置关系，来修正测量值。
另外，如上所述，亦可进行适当(例如在每次更换基板时)测量读头单元60所具有的一对编码器读头(亦即一对X读头64x、一对X读头66x、一对Y读头64y及一对Y读头66y的各个)彼此间的距离的校准(calibration)动作。此外，亦可在进行上述读头间的间隔测定的校准点的外，设置用以进行光罩编码器系统48、基板编码器系统50各个的输出的原点定位的校准点。用以进行该原点定位的定位标记，可配置在例如多个标尺46、52的延长线上(外侧)、被置在相邻一对标尺46、52之间、或形成在标尺46、52内。
另外，亦可求出安装各编码器读头64x、64y、66x、66y的Y滑动台62相对于水平面的倾斜(θx、θy方向的倾斜)量，根据该倾斜量(亦即、各读头64x、64y、66x、66y的光轴倾倒量)来修正基板编码器系统50的输出。作为测量系统，如图15(A)所示，可使用将多个Z传感器64z安装于Y滑动台62，以上架台部18a为基准求出Y滑动台62的倾斜量的测量系统。或者如图15(B)所示，将2轴雷射干涉仪264设置在基板保持具34(参照图1)，以求出Y滑动台62的倾斜量(θx、θy方向的倾斜量)及旋转量(θz方向的旋转量)。此外，亦可个别测量各读头64x、64y、66x、66y的倾斜量。
另外，例如，上述第1实施方式的光罩编码器系统48、基板编码器系统50中，编码器读头及标尺的配置可以是相反的。亦即，例如用以求出光罩保持具40的位置信息的X线性编码器92x、Y线性编码器92y，可以是编码器读头安装在光罩保持具40、标尺安装在编码器底座43的构成。此外，用以求出基板保持具34的位置信息的X线性编码器96x、Y线性编码器96y，可以是标尺安装在Y滑动台62、编码器读头安装在基板保持具34。此场合，安装在基板保持具34的编码器读头，以沿着Y轴方向(第1实施方式的情形)、或沿着X轴方向(第2实施方式的情形)配置多个，将其构成为可彼此切换动作较佳。同样的，用以求出Y滑动台62的位置信息的X线性编码器94x、Y线性编码器94y，可以是标尺安装在Y滑动台62、编码器读头安装在装置本体18。此场合，安装在编码器底座54的编码器读头，以沿着X轴方向(第1实施方式的情形)或Y轴方向(第2实施方式的情形)配置多个，将其构成为可彼此切换动作较佳。此场合，可将固定在Y滑动台62的标尺共通化。
以上，虽是针对于光罩编码器系统48，例如将3个标尺46于X轴方向分离配置，于第1实施方式的基板编码器系统50，例如将4个标尺52于Y轴方向、例如将4个标尺56于X轴方向分别分离配置的情形做了说明，但标尺的数量不限于此，可视例如光罩M、基板P的大小，或移动行程适当的加以变更。另外，不一定必须是多个标尺分离配置，亦可使用例如较长的1个标尺(上述实施方式的情形，例如标尺46的约3倍长度的标尺、标尺52的约4倍长度的标尺、标尺56的约4倍长度的标尺)。
另外，设置多个标尺的情形，各标尺的长度可互异。例如，藉由将延伸于X轴方向的标尺的长度设定为较照射区域的X轴方向长度长，即能避免在扫描曝光动作时的接续处理。针对延伸于Y轴方向的标尺亦同。再者，亦可使配置在投影光学系统16一侧的标尺、与配置在另一侧的标尺长度互异，以能对应照射区域数量变化(例如取4面的情形与取6面的情形)。此外，亦可将两者在X轴方向相对错开配置。
另外，上述实施方式中，是将X标尺(图中所示的X轴方向测量用的格子图案)或Y标尺(图中所示的Y轴方向测量用的格子图案)，设置在彼此独立的标尺用构件(例如配置在编码器底座上的多个标尺构件)。然而，亦可将此等多个格子图案，在同一个长标尺用构件上就每一群格子图案分开形成。此外，亦可在同一个长标尺用构件上将格子图案连续形成。
另外，在基板保持具34上，将X轴方向的多个标尺隔着既定间隔的间隙连接配置的标尺群(标尺列)，以多个列配置在彼此于Y轴方向分离的不同位置(例如相对投影光学系统16的一侧(+Y侧)的位置、与另一侧(－Y侧)的位置)的情形时，可配置成多个列间，上述既定间隔的间隙的位置在X轴方向不重复。以此方式配置多个标尺列的话，即不会有彼此对应标尺列配置的读头同时到达测量范围外(换言的，两读头同时对向于间隙)的情形。
另外，于基板保持具34上，在X轴方向的多个标尺隔着既定间隔的间隙间连接配置的标尺群(标尺列)中，可将1个标尺(X轴测量用图案)的X轴方向长度，做成可连续测定1照射区域的长度(在使基板保持具上的基板一边往X轴方向移动、一边进行扫描曝光时，组件图案被照射而在基板上形成的长度)量的长度。如此一来，在1照射区域的扫描曝光中，无需进行对多个标尺的读头的接续控制，因此能容易的进行扫描曝光中的基板P(基板保持具)的位置测量(位置控制)。
另外，在基板保持具34上的隔着既定间隔的间隙将多个标尺于X轴方向连接配置的标尺群(标尺列)中，于上述实施方式，虽是将各标尺的长度相同者连接配置，但亦可将长度互异的标尺连接配置。例如，在基板保持具34上的标尺列中，可将在X轴方向配置在中央部的标尺的长度物理上做成较靠近两端部分别配置的标尺(标尺列中，配置在各端部的标尺)的X轴方向长度长。
另外，于上述实施方式，基板保持具34上的隔着既定间隔的间隙将多个标尺于X轴方向连接配置的标尺群(标尺列)中，多个标尺间的距离(换言的，间隙长度)、与1个标尺的长度、与相对该标尺列移动的2个读头(在1个读头单元60内部彼此对向配置的读头，例如图7所示的2个读头66x)，是以满足“1个标尺的长度＞对向配置的读头间的距离＞标尺间的距离”的关系配置。此关系，不仅是设在基板保持具34上的标尺及与其对应的读头60，标尺56及与其对应的读头60之间亦满足上述关系。
另外，在某一读头60及与其对应的标尺列(隔着既定间隙将多个标尺于既定方向连接配置的标尺列)往X轴方向相对移动之际，在位于读头60内的一组读头(例如图6的X读头66x与Y读头66y)同时对向于上述标尺间的间隙后，再同时对向于另一标尺的情形时(读头66x、66y与另一标尺接续的情形)，必须算出该接续的读头的测量初期值。此时，可使用与接续的读头不同的另一读头60内剩余的一组读头(66x、66y)、与和前述不同的再另一个读头(于X轴方向分离、且配置在与脱离的读头间的距离较标尺长度短的位置者)的输出，来算出接续的读头的接续时的初期值。上述再另一读头，无论是X轴方向的位置测量用读头、或Y轴方向的位置测量用读头皆可。
另外，上述各实施方式中，虽说明有读头60与基板保持具34同步移动的情形，此是指读头60在大致维持对基板保持具34的相对位置关系的状态下移动，并非限定于读头60、基板保持具34两者间的位置关系、移动方向及移动速度，以严密一致的状态移动的情形。
另外，虽是针对在标尺46、52、56各个的表面，X标尺与Y标尺独立形成的情形做了说明，但不限于此，亦可使用例如XY2维标尺。此场合，编码器读头亦可使用XY2维读头。另外，虽针对使用绕射干涉方式的编码器系统的情形做了说明，但不限于此，亦可使用所谓拾取(pick up)方式、磁力方式等的其他编码器，可使用例如美国专利第6639686号说明书等所揭示的所谓的扫描编码器等。另外，Y滑动台62的位置信息，可使用编码器系统以外的测量系统(例如光干涉仪系统)加以求出。
另外，多个标尺56，虽是直接贴附在上架台部18a(光学平台)下面的构成，但不限于此，亦可将既定的底座构件以相对上架台部18a的下面分离的状态悬吊配置，于该底座构件贴附多个标尺56。
另外，基板载台装置20，只要至少能沿水平面以长行程驱动基板P即可，视情形亦可不进行6自由度方向的微幅定位。针对此种2维载台装置，亦非常适合适用上述各实施方式的基板编码器系统。
另外，照明光可以是ArF准分子雷射光(波长193nm)、KrF准分子雷射光(波长248nm)等的紫外光、或F2雷射光(波长157nm)等的真空紫外光。此外，作为照明光，亦可使用例如将从DFB半导体雷射或光纤雷射发出的红外线带，或可见光带的单一波长雷射光，以例如掺杂有铒(或铒及镱两者)的光纤放大器加以增幅，使用非线性光学结晶加以波长转换为紫外光的谐波。再者，亦可使用固体雷射(波长：355nm、266nm)等。
另外，虽是针对投影光学系统16为具备复数只光学系统的多透镜方式投影光学系统的情形做了说明，但投影光学系统的数量不限于此，只要是1只以上即可。此外，亦不限于多透镜方式的投影光学系统，亦可以是使用例如欧夫那(Ofner)型大型反射镜的投影光学系统等。再着，作为投影光学系统16可以是缩小系及放大系的任一种。
另外，曝光装置的用途不限于将液晶显示组件图案转印至方型玻璃板片的液晶用曝光装置，亦能广泛的适用于例如有机EL(Electro-Luminescence)面板制造用的曝光装置、半导体制造用的曝光装置、用以制造薄膜磁头、微机器及DNA芯片等的曝光装置。此外，不仅仅是半导体组件等的微组件，为了制造光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置及电子束曝光装置等所使用的标线片或光罩，而将电路图案转印至玻璃基板或硅晶圆等曝光装置的制造，亦能适用。
另外，作为曝光对象的物体不限于玻璃板，亦可以是例如晶圆、陶瓷基板、薄膜构件、或光罩母板(空白光罩)等其他物体。此外，曝光对象物为平板显示器用基板的情形时，该基板的厚度无特别限定，亦包含例如薄膜状(具可挠性的片状构件)。另外，本实施方式的曝光装置，在曝光对象物为一边长度、或对角长500mm以上的基板时尤其有效。
液晶显示组件(或半导体组件)等的电子组件，经由进行组件的功能、性能设计的步骤、依据此设计步骤制作光罩(或标线片)的步骤、制作玻璃基板(或晶圆)的步骤、以上述各实施方式的曝光装置及其曝光方法将光罩(标线片)的图案转印至玻璃基板的微影步骤、对曝光后的玻璃基板进行显影的显影步骤、将残存抗蚀剂部分以外的部分的露出构件以蚀刻加以去除的蚀刻步骤、将蚀刻后不要的抗蚀剂去除的抗蚀剂除去步骤、以及组件组装步骤、检查步骤等而制造出。此场合，于微影步骤使用上述实施方式的曝光装置实施前述曝光方法，于玻璃基板上形成组件图案，因此能以良好的生产性制造高积体度的组件。
另外，援用关于上述实施方式所引用的曝光装置等的所有美国专利申请公开说明书及美国专利说明书的揭示，作为本说明书记载的一部分。
产业上的可利用性
如以上的说明，本发明的曝光装置及曝光方法适合以照明光使物体曝光。另外，本发明的平面显示器的制造方法适于平面显示器的生产。此外，本发明的组件制造方法适于微组件的生产。

Claims (12)

1.一种曝光装置，经由投影光学系统以照明光使物体曝光，其特征在于，所述曝光装置具备：
保持部，保持所述物体，并可往互相交叉的第1方向与第2方向移动；
第1位置测量部，包含设置有多个格子区域的第1格子构件，及与所述第1格子构件对向并对其照射测量光束的第1读头，所述第1格子构件与所述第1读头的一方设置于所述保持部，并根据所述第1读头的输出取得所述保持部在所述第1方向上的第1位置信息；
框架构件，支承所述投影光学系统；
第2位置测量部，包含设置有多个格子区域的第2格子构件，及与所述第2格子构件对向并对其照射测量光束的第2读头，所述第2格子构件与所述第2读头的一方设置于所述框架构件；
移动体，被设置有所述第1格子构件与所述第1读头的另一方，及所述第2格子构件与所述第2读头的另一方，并可在所述保持部与所述框架构件之间往第2方向移动；以及
驱动部，使所述保持部往所述第1方向与所述第2方向移动；
所述第2位置测量部根据所述第2读头的输出，取得所述移动体相对于所述框架构件在所述第2方向上的第2位置信息；
所述驱动部根据所述第1位置信息与所述第2位置信息，控制所述保持部相对于所述框架构件的位置；
所述驱动部使所述保持部往所述第1方向移动时，一边维持所述第2读头与所述第2格子构件之间的对向状态，一边使设置于所述保持部的所述第1格子构件与所述第1读头的一方相对另一方往所述第1方向相对移动；
所述驱动部在所述保持部往所述第2方向移动时，一边维持所述第1读头与所述第1格子构件之间的对向状态，一边以使所述第2格子构件与所述第2读头的一方相对另一方往所述第2方向相对移动的方式，使所述保持部与所述移动体往所述第2方向移动。
2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述第1读头与所述第2读头，在所述保持部往所述第1方向与所述第2方向移动时，从所述测量光束对向的所述格子区域中的1个格子区域离开，且转换到与所述1个格子区域相邻的其他格子区域。
3.根据权利要求1或2所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置具备形成装置，所述形成装置具有使保持既定图案的图案保持体沿着所述第1方向移动的第2驱动部，并使用能量束经由所述图案保持体在往所述第1方向移动的所述物体形成所述图案。
4.根据权利要求3所述的曝光装置，其特征在于，所述物体是用于平面显示器的基板。
5.根据权利要求4所述的曝光装置，其特征在于，所述基板的至少一边的长度或对角长为500mm以上。
6.一种平面显示器的制造方法，其特征在于，所述平面显示器的制造方法包含：
使用权利要求4所述的曝光装置使所述物体曝光的动作；以及
使曝光后的所述物体显影的动作。
7.一种组件制造方法，其特征在于，所述组件制造方法包含：
使用权利要求1至3中任一项所述的曝光装置使所述物体曝光的动作；以及
使曝光后的所述物体显影的动作。
8.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置具备形成装置，所述形成装置具有使保持既定图案的图案保持体沿着所述第2方向移动的第3驱动部，并使用能量束经由所述图案保持体在往所述第2方向移动的所述物体形成所述图案。
9.根据权利要求8所述的曝光装置，其特征在于，所述物体是用于平面显示器的基板。
10.根据权利要求9所述的曝光装置，其特征在于，所述基板的至少一边的长度或对角长为500mm以上。
11.一种平面显示器的制造方法，其特征在于，所述平面显示器的制造方法包含：
使用权利要求9所述的曝光装置使所述物体曝光的动作；以及
使曝光后的所述物体显影的动作。
12.一种组件制造方法，其特征在于，所述组件制造方法包含：
使用权利要求8所述的曝光装置使所述物体曝光的动作；以及
使曝光后的所述物体显影的动作。
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