TW200813643A - Driving apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

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200813643 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於包含兩個可移動元件的驅動設備、曝 光設備、及使用此曝光設備的裝置製造方法。 • 【先前技術】 日本專利早期公開案第2004-254489號敘述包含具有 f 兩個晶圓機臺的機臺裝置之曝光設備。此種曝光設備可於 一機臺上實施晶圓的對準量測，而同時使晶圓曝光於另一 機臺上。在曝光區域中，晶圓可經由投射光學系統，將圖 案投射於晶圓上來予以曝光。在量測區域中，對準量測可 藉由使用量測光學系統，量測晶圓上的標記之位置來予以 達成。此兩個機臺可在曝光區域與量測區域之間交換。 機臺裝置包含用來當作機臺用的兩個可移動元件，及 一具有平坦部分的定子。各可移動元件包含幾乎是矩形的 ^ 平行六面體頂板、設置於頂板的下側（定子側）上之複數 個永久磁鐵、及設置於頂板上的基板固持單元（基板夾盤 )° 定子包含線圈單元。圖18A及18B爲顯示定子的線圏 單元之配置的視圖。此線圏單元包括第一線圈陣列1 7 1 ( 亦即，用以在X、ωζ'及wy方向上驅動之171a、171b 、及1 7 1 c )，以及第二線圈陣列1 72 (亦即，用以在γ、 ω ζ、及ω y方向上驅動之172a及172b )。第一線圈陣列 1 7 1與第二線圈陣列1 72係疊置於彼此之上。 -4- 200813643 第一線圈陣列1 7 1係藉由在X方向上並列複數個線圈 來予以形成的，該複數個線圏具有沿著Y方向的平直部分 ，且產生X方向上的推力。第二線圏陣列1 72係藉由在Y 方向上並列複數個線圈來予以形成的，該複數個線圏具有 沿著X方向的平直部分，且產生Y方向上的推力。 爲了並列地實施對準量測程序及曝光程序，必須單獨 驅動兩個機臺（可移動元件）。如圖18B中所顯示，包括 產生X方向上的推力之線圏的第一線圈陣列1 7 1係藉由在 X方向上並列複數個線圈來予以形成的，該複數個線圈具 有沿著Y方向的平直部分，且產生X方向上的推力。這 使其可能單獨地驅動兩個機臺（可移動元件），以並列地 實施對準量測程序及曝光程序。然而，爲了藉由分別於+Y 方向及-Y方向上驅動這兩個機臺而使這兩個機臺交換， 甚至當這兩個機臺於Y方向上對準本身時，也必須單獨驅 動這兩個機臺。爲了符合此需求，第一線圈陣列1 7 1包括 於Y方向上分隔的交換線圏陣列1 7 1 c 1及1 7 1 c2。因此， 第一線圈陣列1 7 1包括用於量測程序及交換程序的線圈陣 列1 7 1 a、用於曝光程序及交換程序的線圈陣列1 7 1 b、及 專門用於交換程序的線圏陣列1 7 1 c 1及1 7 1 c2。 如圖1 8 A中所顯示，包括產生Y方向上的推力之線 圈的第二線圈陣列1 72係分隔於X方向上。分隔的線圏陣 列1 72a驅動用於量測程序及交換程序的機臺，而分隔的 線圈陣列1 72b驅動用於曝光程序及交換程序的機臺。 在曰本專利早期公開案第2004-254489中所揭露的曝 200813643 光設備中，第一線圈陣列1 7 1除了線圏陣列1 7 1 a及1 7 1 b 之外，還具有專門用於交換程序的線圈陣列1 7 1 c 1及 171c2。線圈陣列 171a、171b 之外、171cl、及 171c2 爲 二維並列。此藉由專門用於交換程序的線圈陣列1 7 1 c 1及 1 71 c2所佔據之面積，可增加機臺裝置或曝光設備的安裝 面積（覆蓋面積）。 【發明內容】 本發明已考慮以上問題來予以做成，且具有例如是降 低具有可彼此交換的兩個可移動元件之設備的覆蓋面積（ footprint)之目的。 本發明的第一樣態係有關於一種驅動設備，其包含定 子及兩個可移動元件。定子包括第一區域及第二區域。可 移動元件可移動於定子上。可移動元件包括磁鐵，而定子 包括線圈單元。線圏單元包括一被組構成當兩個可移動元 件係分別位於第一區域及第二區域內時，單獨驅動兩個可 移動元件之驅動線圈，及一被組構成使兩個可移動元件交 換於第一區域與第二區域之間之交換線圈。線圈單元係組 構成使得交換線圈與至少部分的驅動線圈係疊置於彼此之 上。 依據本發明的一較佳實施例，交換線圈能夠在與第一 區域與第二區域它們本身對準之第一方向平行的相反方向 上驅動此兩個可移動元件。 依據本發明的另一較佳實施例，交換線圈可包括分隔 -6 - 200813643 於與第一方向垂直的第二方向 陣列係藉由在第一方向上，沿 平直部分的線圏來予以形成。 依據本發明的又另一較佳 比驅動線圈更遠離可移動元件 依據本發明的又另一較佳 在可移動元件上所支撐之基板 第二區域可爲在根據此對準量 執行基板的曝光程序之區域。 依據本發明的又另一較佳 光程序之外，驅動線圈係使用 交換程序。 本發明的第二樣態係有關 列地執行對準量測程序及曝光 裝置、量測單元、以及曝光單 個可移動元件。定子包括量測 件可移動於定子上，且各自包 。量測單元係組構成在量測區 元係組構成在根據藉由此量測 準基板的同時，在曝光區域內 動元件包括磁鐵，且定子包括 驅動線圈及一交換線圈，此驅 動元件係分別位於第一區域及 兩個可移動元件，而此交換線 上的兩個線圈陣列。各線圈 著第二方向並列複數個包括 實施例，交換線圈可配置於 的位置處。 實施例，第一區域可爲執行 的對準量測程序之區域，而 測結果來對準基板的同時， 實施例，除了量測程序及曝 於交換此兩個可移動元件的 於一種曝光設備，其用以並 程序。此曝光設備包含基臺 元。基臺裝置包含定子及兩 區域及曝光區域。可移動元 括被組構成固持基板的夾盤 域內執行量測程序。曝光單 單元所取得之量測結果來對 執行基板的曝光程序。可移 線圈單元。線圏單元包括一 動線圈被組構成當兩個可移 第二區域內時，單獨驅動此 圈被組構成使此兩個可移動 -7- 200813643 元件交換於第一區域與第二區域之間。線圈單元係組構成 使得交換線圈與至少部分的驅動線圈係疊置於彼此之上。 依據本發明的一較佳實施例，交換線圈能夠在與第一 區域與第二區域它們本身對準之第一方向平行的相反方向 上驅動此兩個可移動元件。 依據本發明的另一較佳實施例，交換線圈可包括分隔 於與第一方向垂直的第二方向上的兩個線圈陣列。各線圏 陣列係藉由在第一方向上，沿著第二方向並列複數個包括 平直部分的線圏來予以形成。 依據本發明的又另一較佳實施例，交換線圏可配置於 比驅動線圏更遠離可移動元件的位置處。 依據本發明的又另一較佳實施例，除了量測程序及曝 光程序之外，驅動線圈係使用於交換此兩個可移動元件的 交換程序。 本發明的第三樣態係有關於一種裝置製造方法，包含 使用上述曝光設備來使塗施於基板上的感光劑曝光、使感 光劑顯影、以及處理基板之步驟。 依據本發明，藉由將交換線圏及至少一部分的驅動線 圈疊置於彼此之上，可例如是降低具有可彼此交換的兩個 可移動元件之設備的覆蓋面積。 本發明的其他特徵將於下面參照附圖的代表性實施例 之說明而變得顯然可知。 【實施方式】 -8- 200813643 本發明的較佳實施例將於下面參照附圖來予以說明。 圖1 A及1 B係示意地顯示依據本發明的一較佳實施例 之具有雙機臺的曝光設備之配置的視圖。圖1A係顯示曝 光設備1 〇〇 (陰影線部分代表部分區域）的示意側視圖。 圖1B係顯示曝光設備100的機臺裝置SD之示意平面圖 〇 曝光設備100包括機臺裝置（驅動設備）SD，其具有 雙機臺，及用來當作驅動曝光目標基板的裝置。機臺裝置 SD於定子SM上具有兩個機臺（可移動元件）ST1及ST2 ，定子SM具有能驅動其上的兩個機臺ST1及ST2之平坦 部分。量測區域MA、曝光區域EA、及交換區域SA係界 定爲可移動之位於平坦部分上的機臺ST1及ST2之區域。 交換區域SA與量測區域MA及曝光區域EA部分重疊。 在量測區域MA中，包括量測光學系統的量測單元 MU對藉由量測區域MA內之機臺上的夾盤所固持之基板 實施對準量測程序。在曝光區域EA中，當根據量測處理 結果，將基板對準於曝光區域EA內的機臺上的同時，包 括投射光學系統的曝光單元EU對基板實施曝光程序。 當一個機臺係用來使曝光區域EA內的基板曝光時， 另一機臺係用來對量測區域MA內的基板實施對準量測。 兩個機臺ST1及ST2的位置可在交換區域SA內彼此交換 。諸如固持量測區域MA內所量測的基板之機臺ST 1的第 一機臺移動到曝光區域EA中。在曝光區域EA中，移動 的基板在根據量測結果而被對準的同時被曝光。另一方面 -9- 200813643 ，當第一機臺從量測區域ΜΑ移動至曝光區域EA時 如固持曝光區域EA內所曝光的基板之機臺ST2的第 臺從曝光區域EA移動至量測區域MA。第二機臺上 光的基板於適當時序時被卸載，以將新的基板裝載於 機臺上。 機臺裝置SD包含置放於地板上的定子SM，及在 馬達定子SM上的X與Y方向上移動之平面馬達可移 件（機臺）ST1及ST2。 可移動元件ST1及ST2中的各可移動元件可包含 是幾乎爲矩形的平行六面體頂板、設置於頂板的下側 子側）上之複數個永久磁鐵、及設置於頂板上的基板 。頂板希望係由諸如陶瓷的高剛性材料所做成。 平面馬達定子SM包含基底B，及配置於基底B 基底B內的線圈單元。定子SM包括量測區域MA及 區域EA。可移動元件ST1及ST2可在量測區域MA 光區域EA之間移動。 線圈單元包括用以單獨驅動量測區域MA及曝光 EA內的兩個可移動元件之驅動線圈DC，及用以交換 區域MA與曝光區域EA之間的兩個可移動元件之交 圈S C。驅動線圈D C可在X、Y、及Z軸的方向上， 在作爲繞著X、Y、及Z軸的旋轉方向之ωχ、wy、： 的方向上，驅動區域MA及EA內的可移動元件。例 交換線圈SC可經由絕緣薄板而配置於基底B上，而 線圏DC可經由絕緣薄板而配置於交換線圈S C上。 ，諸 二機 所曝 第二 平面 動元 例如 (定 夾盤 上或 曝光 與曝 區域 量測 換線 以及 ί ω z 如， 驅動 -10- 200813643 圖2係顯示驅動線圈DC的配置例子之視圖。驅動線 圏DC可包括例如是構成六層的線圏陣列1至6。各層的 線圏陣列可藉由將複數個幾乎爲圓形的矩形線圈並列來予 以形成，如圖3A或3B中所繪示。各線圈可包括配置成與 X方向或Y方向平行的平直部分。在圖2中所顯示的配置 例子中，有其中線圈的平直部分係與X方向平行的三層， 及其中線圏的平直部分係與Y方向平行的三層。 線圏陣列6可經由絕緣薄板（sheet )而配置於交換線 圈S C上。線圏陣列6爲具有與X方向平行的平直部分之 複數個幾乎爲圓形形狀的矩形線圏係於Y方向上並列之線 圈層。線圈陣列6可用於在ω X方向上的驅動。線圏陣列 5可經由絕緣薄板而配置於線圈陣列6上。線圈陣列5爲 具有與γ方向平行的平直部分之複數個幾乎爲圓形形狀的 矩形線圈係於X方向上並列之線圏層。線圈陣列5可用於 在ω y方向上的驅動。線圈陣列4可經由絕緣薄板而配置 於線圈陣列5上。線圏陣列4爲具有與X方向平行的平直 部分之複數個幾乎爲圓形形狀的矩形線圈係於Y方向上並 列之線圈層。線圏陣列4可用於在ω z方向上的驅動。線 圈陣列3可經由絕緣薄板而配置於線圏陣列4上。線圈陣 列3爲具有與Υ方向平行的平直部分之複數個幾乎爲圓形 形狀的矩形線圈係於X方向上並列之線圈層。線圏陣列3 可用於在Ζ方向上的驅動。線圏陣列2可經由絕緣薄板而 配置於線圏陣列3上。線圏陣列2爲具有與X方向平行的 平直部分之複數個幾乎爲圓形形狀的矩形線圈係於γ方向 -11 - 200813643 上並列之線圈層。線圈陣列2可用於在Y方向上的 線圏陣列1可經由絕緣薄板而配置於線圏陣列2上 陣列1爲具有與Υ方向平行的平直部分之複數個幾 形形狀的矩形線圈係於X方向上並列之線圏層。線 1可用於在X方向上的驅動。 圖4Α及4Β爲顯示可移動元件ST1及ST2的 子之視圖。磁鐵陣列Μ係固定於頂板（機臺構件） 部。磁鐵陣列Μ包括Ζ方向上方所磁化的磁鐵、Ζ 方所磁化的磁鐵、以及相對於X方向之45°方向上 方向上、-1350方向上、及- 45°方向上所磁化的四種 磁鐵。 在Z方向上方所磁化的磁鐵係藉由含X的。來 示。Z方向下方所磁化的磁鐵係藉由含·的。來予 。相對於X方向之45°方向上、135°方向上、-135° 、及-45°方向上所磁化的各磁鐵係藉由對應的磁力 箭頭來予以表示。 在圖4B的薄板表面之前側上的空間中，Z方 的磁通量係環繞Z方向上方所磁化的磁鐵來予以產 Z方向下方的磁通量係環繞Z方向下方所磁化的磁 以產生。相對於X方向之-1 3 5 °方向上的磁通量係 對於X方向之45°方向上所磁化的磁鐵來予以產生 於X方向之-45°方向上的磁通量係環繞相對於X 1 3 5 °方向上所磁化的磁鐵來予以產生。相對於X 135°方向上的磁通量係環繞相對於X方向之-45°方 驅動。 。線圏 乎爲Η 圈陣列 配置例 τ的下 方向下 ^ 135° 類型的 予以表 以表示 方向上 方向之 向上方 生，而 鐵來予 環繞相 。相對 方向之 方向之 向上所 -12- 200813643 磁化的磁鐵來予以產生。相對於X方向之45°方 通量係環繞相對於X方向之-1 3 5 °方向上所磁化 予以產生。亦即，磁力方向位於水平面之磁鐵在 之磁力方向相反的方向上產生磁通量。 在Z方向上所磁化的磁鐵係與在X及γ方 期L，且與相對於X方向之45°及-45°方向上的j 對準它們本身。在Z方向上方所磁化的磁鐵及在 方所磁化的磁鐵係在相對於X方向之45°及-45。 每一距離&/2 xL處，交替地對準它們本身。在^ 方向之45°方向上，相對於在X方向之45。方向 的磁鐵，及相對於在X軸之-1 3 5 °方向上所磁化 在Z方向上方所磁化的磁鐵與在Z方向下方所磁 之間交替地對準它們本身。在相對於在X方向之 上，相對於在X方向之-45。方向上所磁化的磁鐵 於在X軸之135°方向上所磁化的磁鐵係在Z方 磁化的磁鐵與在Z方向下方所磁化的磁鐵之間交 它們本身。此配置方法係稱爲Hal bach陣列。 圖4B爲當可移動元件ST1或ST2係自底下 視圖。在薄板表面的前側上之磁鐵的表面上，流 表面的前側之磁通量（亦即，流動至Z方向之下 量）在從四個方向聚集之後被加強，而流動至薄 深側之磁通量（亦即，流動至Z方向之上方的磁 散佈於四個方向上之後被加強。相反地，在薄板 側上之磁鐵的表面上，流動至薄板表面的前側之 向上的磁 的磁鐵來 與其外部 向上的週 凰期V^xL Z方向下 方向上的 :目對於X 上所磁化 的磁鐵係 化的磁鐵 -45°方向 ，及相對 向上方所 替地對準 觀看時之 動至薄板 方的磁通 板表面的 通量）在 表面的對 磁通量（ -13- 200813643 亦即，流動至Z方向之下方的磁通量）在從四個方向聚集 之後被加強，而流動至薄板表面的深側之磁通量（亦即， 流動至Z方向之上方的磁通量）在散佈於四個方向上之後 被加強。相反地，在薄板表面的對側上之磁鐵的表面上（ 亦即，磁鐵與頂板的接合部分處），磁通量彼此抵消，且 幾乎不被啓動。在磁鐵的另一側表面上，當沿著X及Y 方向觀看磁鐵的配置時，：tz方向上所磁化的磁鐵，及相 對於X方向之±45°方向上所磁化的磁鐵兩者均與週期L對 準它們本身。沿著X或Y方向之垂直磁通量密度及水平 磁通量密度兩者均以具有週期L的幾乎正弦波之形式而分 佈。當彼此移位L/4的距離時，會分佈垂直磁通量密度及 水平磁通量密度。若週期L爲3 60。，則垂直方向上之磁通 量密度分佈的峰値位置係從水平方向上之磁通量密度分佈 的峰値位置移位90°。 在圖4B中所顯示的配置例子中，非磁鐵部分係形成 於對角線上的右上部分及左下部分。如同稍後將做說明的 ，非磁鐵部分有助於產生ω z方向上的力矩。如圖4B中 所顯示，除了對角線上的非磁鐵部分之外，X方向上有三 個平直的非磁鐵部分，且Υ方向上有三個平直的非磁鐵部 分。這些非磁鐵區域爲彼此面對的線圈總是受控成不被供 給能量之區域。因爲這些非磁鐵區域幾乎無助於產生推力 ’所以自其去除磁鐵，以便減輕重量。因此，1 4個小磁鐵 單元係配置於頂板的下表面上。各磁鐵單元包括3 3個磁 鐵。更明確地說，小磁鐵單元包括在+Ζ軸方向上所磁化 -14- 200813643 的4個磁鐵及在-Z軸方向上所磁化的4個磁鐵。小磁鐵單 元包括相對於X軸方向之-45°方向上所磁化的9個磁鐵、 45°方向上所磁化的6個磁鐵、135°方向上所磁化的4個 磁鐵及-1 3 5 °方向上所磁化的6個磁鐵。磁鐵及非磁鐵部 分的配置不受限於上述的配置。其滿足力可作用於平移方 向上及旋轉方向上。 產生平移力及懸浮力的原理將參考圖5做解釋。平移 力及懸浮力爲基本上遵循弗來明定律（Fleming’s law)的 勞倫茲（Lorentz)力。線圏的平直部分係與X或Y軸方 向平行。當電流供應至垂直磁通量中的線圈時，會產生X 或Y軸方向上的平移力。當電流供應至水平磁通量中的線 圏時，會產生懸浮力的方向上之力，或與懸浮力的方向相 反之方向上的力。 圖5係當從底下觀看線圈陣列2及機臺ST2或ST2時 之視圖。如以上所述，線圏陣列2係藉由在Y軸方向上， 沿著X軸方向並列複數個具有平直部分（垂直部分）的線 圈來予以形成。各線圈的平直部分之全長爲相對於X及Y 軸方向的Z軸方向上所磁化的磁鐵之週期L的一半（亦即 ，L/2)。相鄰線圈係彼此隔開3/4xL。若週期L爲3 60。 ，則相鄰線圈係彼此移位270°的相位。每隔兩個線圈係彼 此移位540° (亦即，180° )的相位。 採用某個線圏當作基準，下一個線圈係自其移位270° ，第二下一個線圏係自其移位180°，第三下一個線圏係自 其移位90°，而第四個線圈具有與參考線圈的相位相同之 -15- 200813643 相位。此圖樣於其後重複。當每隔兩個線圈係纏繞於相反 的方向上，或實施將相反方向的電流供應至每隔兩個之線 圈的控制時，線圏陣列也顯然地似乎包括具有〇°及90°的 兩個相位之線圈。 在圖5中所顯示的配置例子中，相反方向的電流係總 是供應至每隔兩個的線圈，且反向電流所供應的線圈係藉 由負號來予以表示。顯然地，線圏顯現出兩個相位（亦即 ，A相位及B相位），當決定出A相位及B相位的電流時 ，會自動地決定出-A相位電流及-B相位電流。 如以上所述，垂直磁通量密度及水平磁通量密度兩者 均具有週期L的幾乎正弦波分佈。當如此地控制正弦波， 以將具有垂直磁通量密度分佈的同相電流供應至各線圈時 ，所產生之與電流的正弦波振幅成比例之懸浮力與位置無 關。 更明確地說，假設圖5中所顯示的位置爲Y = 0，當位 置Υ改變於以箭頭所表示的方向上時，Α相位電流及Β相 位電流係表示爲： A 相位電流：IA = Icxcos( (Y/L) x2xn) B 相位電流：IB = Icxsin ( ( Y/L) x2xn) 當與供應至A相位線圈或B相位線圈的方向相反之方 向的電流係供應至-Α相位線圈或-Β相位線圈時，所產生 之與Ic成比例之大小的±Y軸方向上的平移力與位置無關 -16 - 200813643 當實施將具有水平方向上之磁通量密度分佈的同相電 流供應至各線圈之控制時，所產生之幾乎定値的懸浮力， 或與懸浮力相反的力與位置無關。 更明確地說，假設圖5中所顯示的位置爲Υ = 0，當位 置Υ改變於以箭頭所表示的方向上時，Α相位電流及Β相 位電流係表示爲： A 相位電流：IA = Icxsin ( ( Y/L ) χ2χη ) Β 相位電流：IB = Icxcos ( ( Y/L) χ2χη) 當與供應至Α相位線圏或Β相位線圈的方向相反之方 向的電流係供應至-Α相位線圈或-Β相位線圈時，所產生 之與Ic成比例之大小的±Ζ軸方向（懸浮力或與懸浮力相 反的力）上的平移力與位置無關。在任一情況中，Ic爲任 \ 意値。 亦即，如圖5中所顯示，包括具有與X軸方向平行的 平直部分之線圏的線圏層可產生具有±Y軸方向上或±Z軸 方向上的任意強度之力。 ’ 同樣地，包括具有與Y軸方向平行的平直部分之線圏 的線圈層可產生具有：tX軸方向上或±Z軸方向上的任意強 度之力。 然而，實際上，磁鐵不會被配置於機臺構件的整個下 表面上，且平直的非磁鐵區域係形成於其上，如以上所述 -17- 200813643 。因爲係無意義的，所以電流不會被供應至面對非磁鐵部 分的線圏。換言之，達成將電流僅供應給面對磁鐵的線圏 之控制。 將電流僅供應給面對磁鐵的線圏之方法基本上相當於 開啓相等數目的A相位線圏及B相位線圈，或-A相位線 圈及-B相位線圈。在以上的說明中，將具有磁通量密度分 佈的同相電流供應至各線圈之控制使其可達成幾乎定値的 平移力或懸浮力，而與位置無關。然而，這樣可應用於開 啓相等數目的A相位線圈及B相位線圈之情況。爲了得到 相等數目之作用於磁鐵上的A相位線圈及B相位線圏，線 圈係控制成打開/關閉（ΟΝ/OFF )，如圖 6A、6B、7A、 及7B中所顯示。 圖6A及6B係用以解釋平移系統的線圈切換之視圖。 如圖4B中所顯示，1 4個小磁鐵單元係配置於頂板T的下 表面上。線圈係ΟΝ/OFF地控制，使得相等數目的A相位 線圏及B相位線圏，或-A相位線圈及-B相位線圈作用於 各小磁鐵單元上。在一層中，相等數目相當於1，且線圏 係ΟΝ/OFF地控制，使得一個A相位線圈及B相位線圈， 或一個-A相位線圈及-B相位線圈作用於各小磁鐵單元上 〇 參照圖6A及6B，ON線圈係藉由雙線或粗實線來予 以表示，而OFF線圈係藉由細線來予以表示。圖6A顯示 當可移動元件爲往Y軸方向的路線時，關閉-A相位線圏 及開啓A相位線圏時的力矩。圖6A及6B顯示實施產生 -18- 200813643 平移力的控制之狀態。在圖6A中所顯示的位置處，控制 係實施成供應至具有存在接近於±Z方向上所磁化的磁鐵 之上之平直部分的線圏之B相位電流或-B相位電流變成 最大，且供應至具有存在於±Z方向上所磁化的磁鐵之中 間處之平直部分的線圈之A相位電流或-A相位電流變成 零。在此位置會實施從-A相位線圈至 A相位線圈的 ΟΝ/OFF切換。直到立良|3在移位至圖6A中所顯示的狀態之 前，-A相位線圈爲ON，而A相位線圈爲OFF。在移位至 圖6A中所顯示的狀態瞬間，-A相位線圈被關閉，而A相 位線圏被開啓。B相位線圈爲OFF。在可移動元件外部的 所有線圈爲OFF，而與其是否爲A、B、-A、-B相位線圈 無關。正弦或餘弦波的電流係根據如以上所述之可移動元 件的位置而被供應至A相位線圈及-B相位線圏。 在此狀態中，當可移動元件進一步移動於Y軸方向上 時，會移位至圖6B中所顯示的狀態。在圖6B中所顯示的 位置，供應至B相位線圈及-B相位線圈的電流變成零。 保持ON直到現在的-B相位線圈被關閉，且B相位線圈被 開啓爲止。相同程序於之後重複。有了此控制’一個A相 位（-A相位）線圏及一個B相位（-B相位）線圏作用於 各小磁鐵單元上。一個A相位（-A相位）線圈及一個B 相位（-B相位）線圈作用於全部的小磁鐵單元上。因此可 產生與命令値成比例之±Y軸方向上的平移力，而與位置 無關。 圖7Α及7Β係用以解釋懸浮系統的線圏切換之視圖。 -19- 200813643 與圖6A及6B中所顯示的切換架構類似的是，切換係實施 成使得一 A相位（-A相位）線圈及一 B相位（-B相位） 線圈作用於各小磁鐵單元上。此切換係實施於電流變成零 的位置處。 平移系統及懸浮系統的差異在於線圈的電流變成零之 位置。當線圈的平直部分係位於+Z軸方向上所磁化的磁 鐵與-Z軸方向上所磁化的磁鐵之中間處時，平移力係藉由 控制供應至線圈的電流爲零來予以產生。另一方面，當線 圈的平直部分係位於接近±Z方向上所磁化的磁鐵之上時 ，懸浮力係藉由控制供應至線圈的電流爲零來予以產生。 假設與圖6同樣地，可移動元件移動於Y軸方向上，切換 係實施成使得-A相位線圈被關閉，而A相位線圈被開啓 ，如圖7A中所顯示者。當可移動元件進一步移動於Y軸 方向上，使得-B相位線圈及B相位線圈的平直部分到達 接近±Z方向上所磁化的磁鐵之上時，會實施從-B相位線 圈至B相位線圈的切換。之後重複相同程序使其可產生與 命令値成比例之Z方向上的力，而與位置無關。 相同程序可應用於使線圈的平直部分與Y軸方向平行 之層平坦。因此可產生與命令値成比例之±Y方向上的平 移力及±Ζ方向上的懸浮力，而與位置無關。 如以上所述，定子SM包括產生±Χ軸方向上的平移力 及土Ζ軸方向上的力之三個層，及產生±Υ方向上的平移力 及土Ζ方向上的力之三個層。因此可使用以上述層的組合 來產生Χ、Υ、及Ζ軸方向（亦即，三個自由度的方向） -20- 200813643 上的力。更明確地說，如圖2中所顯示，位於最接近磁鐵 且包括具有複數個與Y軸方向平行的平直部分之線圈陣列 1驅動X方向上的可移動元件。與線圈陣列1相鄰且包括 具有複數個與X軸方向平行的平直部分之線圏陣列2驅動 Y軸方向上的可移動元件。與線圏陣列2相鄰且包括具有 複數個與Y軸方向平行的平直部分之線圈陣列3驅動X 軸方向上的可移動元件。 如何產生ωζ、ωχ、及ωγ方向上的力矩將參照圖8 至1 0來予以解釋。 圖8係用以解釋在ω ζ方向上的驅動之方法的視圖。 在包括複數個具有與X軸方向平行的平直部分之線圈的層 中，僅驅動面對包括兩個非磁鐵部分的區域之線圈系統。 進一步會驅動線圈系統，以產生相反方向上的平移力。由 於存在非磁鐵部分，所以在相反方向上的平移力之作用線 係於X方向上彼此移位，以產生ω ζ方向上的力矩。更明 確地說，圖2中所顯示的線圈陣列4驅動ω ζ方向上的可 移動元件。線圈電流控制方法及切換方法依照上述的例子 〇 圖9係用以解釋在ω X方向上的驅動之方法的視圖。 在包括複數個具有與X軸方向平行的平直部分之線圈的層 中，僅驅動面對無任何非磁鐵部分的8個小磁鐵單元之線 圈系統’以產生±Ζ軸方向上的力。這樣會產生經由可移 動元件的中央線當作邊界而反向之± Ζ軸方向上的力。當 相反方向上的力沿著Υ方向上所移位的位置處之Ζ軸方向 -21 - 200813643 作用時，會產生ωχ方向上的力矩。更明確地說，[ 所顯示的線圈陣列6驅動ω X方向上的可移動元件< 圖1 〇係用以解釋在ω y方向上的驅動之方法的 在包括複數個具有與Y軸方向平行的平直部分之線 中，僅驅動面對無任何非磁鐵部分的8個小磁鐵單 圈系統，以產生±Z軸方向上的力。這樣會產生經 動元件的中央線當作邊界而反向之±Z軸方向上的 相反方向上的力沿著X方向上所移位的位置處之Z 作用時，會產生方向上的力矩。更明確地說，丨 所顯示的線圏陣列5驅動ω y方向上的可移動元件_ 這些6軸方向上的力係與電流成比例。這樣使 離可移動元件與定子之間的振動。 在圖1 A及1 B中所顯示的配置中，僅驅動線圈 使用來驅動量測程序及曝光程序中之量測區域MA 區域EA內的機臺。 圖1 1 A及1 1 B係顯示交換線圈S C之視圖。在 測區域MA中的量測程序及曝光區域EA中的曝光 後，交換區域MA與EA之間的機臺之運作將被稱 操作。在交換操作中，當兩個機臺ST1及ST2移動 相反，且與量測區域MA與曝光區域EA它們本身 第一方向平行之方向上的同時，於某個週期，在與 向垂直的第二方向上，機臺ST1及ST2它們本身對 此週期期間，交換線圏S C於第一方向上驅動機臺 ST2。交換線圏SC包括兩個，亦即，分隔於Y方 国2中 視圖。 圈的層 元之線 由可移 力。當 軸方向 圖2中 其可隔 DC係 及曝光 完成量 程序之 爲交換 於彼此 對準的 第一方 準。在 ST1及 向（第 -22- 200813643 二方向）上之第一分隔的交換線圈陣列SCI 交換線圏陣列SC2。第一分隔的交換線圏陣\ 分隔的交換線圈陣列SC2係藉由並列具有與 二方向）平行的平直部分之幾乎爲圓形的矩 形成。第一分隔的交換線圈陣列SC 1及第二 圈陣列SC2係單獨予以控制。因爲交換線圈 分的驅動線圈DC係疊置於彼此之上，所, footprint)不會增加。 交換線圈SC較佳係配置於比驅動線圈 鐵M(或定子SM的表面上）的位置處。在 交換線圏SC的位置處，源自於磁鐵Μ的磁 於驅動線圏D C的位置處之磁通量密度。這 位電流的推力，或使作用於產生相同推力上 。線圏單元係較佳地控制成使得機臺ST1 ® 方向上的加速，直到他們通過交換線圈S C 們以定速通過交換線圏S C。又，線圈單元 成使得具有與Υ方向平行的平直部分之驅動 線圈產生機臺ST1及ST2的重量。藉由交起 足以產生控制力。當交換線圈SC產生小的 其可避免熱生成問題。 如以上所述，將交換線圈與至少部分的 於彼此之上，使其可降低機臺裝置的覆蓋面 裝置的曝光設備。 雖然上述的驅動線圏D C具有六層結構 及第二分隔的 w s c 1及第二 • Υ方向（第 形線圈來予以 分隔的交換線 S C與至少部 “覆蓋面積（ DC更遠離磁 此情況中，於 通量密度係小 樣會降低每單 的熱之量增加 ST2達成Y 爲止，而後他 係較佳地控制 線圈D C中的 U泉圏S C，其 力時，這樣使 驅動線圈疊置 積及包括機臺 ，但是可採用 -23- 200813643 另一結構。 圖1 2係例舉四層驅動線圈D C的視圖。爲了驅動圖 1A、IB、4A、及4B中所顯示之具有磁鐵陣列Μ的可移 動元件，可採用圖1 2中所顯示的驅動線圈當作代替圖1 A 及1B中所顯示的驅動線圈DC。 圖1 2中所顯示的驅動線圈DC具有四層結構，其包含 包括複數個具有與X方向平行的平直部分之幾乎爲圓形的 矩形線圈之兩層，及包括複數個具有與Y方向平行的平直 部分之幾乎爲圓形的矩形線圈之兩層。圖2中所顯示的驅 動線圏分別具有產生六個自由度的方向上之力的層，而圖 1 2中所顯示的驅動線圏具有各層產生兩個自由度的方向上 之力的層。 圖1 3係用以解釋在Y及ω z方向上的驅動之視圖。 電流控制係使用包括複數個具有與X方向平行的平直部分 之幾乎爲圓形的矩形線圈之線圈陣列1 22來予以實施，以 驅動面對可移動元件的線圏，且使可移動元件的上半部及 下半部分別產生平移力。上半部所產生的力及下半部所產 生的力之總和用來當作Υ方向上的平移力。因爲上半部所 產生的力之作用線及下半部所產生的力之作用線係於X方 向上彼此移位，所以上半部所產生的力與下半部所產生的 力之間的差値用來當作ω ζ方向上的力矩。 圖1 4係用以解釋在Ζ及ω X方向上的驅動之視圖。 電流控制係使用包括複數個具有與X方向平行的平直部分 之幾乎爲圓形的矩形線圏之線圏陣列1 24來予以實施，以 -24- 200813643 僅驅動面對可移動元件的線圈，且使可移動元件的上半部 及下半部分別產生懸浮力。上半部所產生的懸浮力及下半 部所產生的懸浮力（如圖14中所顯示）之總和用來當作 作用於可移動元件上的懸浮力。因爲上半部所產生的力之 作用線及下半部所產生的力之作用線係於γ方向上彼此移 位，所以上半部所產生的力與下半部所產生的力之間的差 値用來當作ωχ方向上的力矩。 圖i 5係用以解釋在X及ω ζ方向上的驅動之視圖。 電流控制係使用包括複數個具有與γ方向平行的平直邰分 之幾乎爲圓形的矩形線圈之線圈陣列1 2 1來予以實施，以 僅驅動面對可移動元件的線圏，且使可移動元件的右半部 及左半部分別產生平移力。右半部所產生的平移力及左半 部所產生的平移力（如圖1 5中所顯示）之總和用來當作 作用於可移動元件上的平移力。因爲右半部所產生之χ方 向上的力之作用線及左半部所產生之X方向上的力之作用 線係於Υ方向上彼此移位，所以右半部所產生的力與左半 部所產生的力之間的差値用來當作ω ζ方向上的力矩。 圖16係用以解釋在Ζ及wy方向上的驅動之圖形。 電流控制係使用包括複數個具有與Y方向平行的平直部分 之幾乎爲圓形的矩形線圈之線圈陣列1 23來予以實施，以 僅驅動面對可移動元件的線圈，且使可移動元件的右半部 及左半部分別產生懸浮力。右半部所產生的懸浮力及左半 部所產生的懸浮力（如圖1 6中所顯示）之總和用來當作 作用於可移動元件上的懸浮力。因爲右半部所產生的力之 -25- 200813643 作用線及左半部所產生的力之作用線係於X方向上彼此移 位，所以右半部所產生的力與左半部所產生的力之間的差 値用來當作方向上的力矩。 依據圖1 2中所顯示的配置例子，可降低線圈陣列的 層數。依據另一樣態，可增加每一層的線圏之截面積。因 此可降低線圈的電阻，且甚至降低因線圈所產生之熱的量 〇 圖17係例舉兩層驅動線圈D C的視圖。爲了驅動圖 1A、IB、4A、及4B中所顯示之具有磁鐵陣列Μ的可移 動元件，可採用圖1 7中所顯示的驅動線圈當作替代圖1 A 及1 B中所顯示的驅動線圈DC。 圖1 7中所顯示的驅動線圈D C具有兩層結構，其包含 包括複數個具有與X方向平行的平直部分之幾乎爲圓形的 矩形線圈之線圈陣列1 7 1，及包括複數個具有與γ方向平 行的平直部分之幾乎爲圓形的矩形線圈之線圈陣列1 72。 如已上述的，具有與X方向平行的平直部分之線圈可 產生Y方向上的驅動力、Z方向上的驅動力、及ωχ方向 上的力矩。當用以產生Υ方向上的驅動力之電流及用以產 生ω X方向上的力矩之電流係疊置於彼此之上，以使平直 部分將疊置的電流供應給線圈陣列1 72時，可使一層能產 生Υ方向上的驅動力、Ζ方向上的驅動力、及ω X方向上 的力矩。同樣地，僅包括複數個具有與Υ方向平行的平直 部分之線圏陣列1 7 1可產生X方向上的驅動力、ζ方向上 的驅動力、及ω y方向上的力矩。 -26- 200813643 接著將解釋使用上述的曝光設備之裝置製造程序。圖 1 9係顯示整個半導體裝置製造程序的順序之流程圖。在步 驟1 (電路設計）中，設計半導體裝置的電路。在步驟2 (光罩製造）中，光罩（原型）係根據所設計的電路圖案 來予以製造。在步驟3 (晶圓製造）中，晶圓（基板）係 使用如矽的材料來予以製造。在稱爲前處理的步驟4 (晶 圓處理）中，藉由使用光罩及晶圓的微影，以形成實際電 路於晶圓上。在稱爲後處理的步驟5 (組裝）中，半導體 晶片係藉由步驟4中所製造的晶圓來予以形成。此步驟包 括如組裝（切割及結合）及封裝步驟（晶片密封）之程序 。在步驟6 (檢查）中，對步驟5中所製造出的半導體晶 片實施包括操作檢查測試及耐久性測試之檢查。在步驟7 中，完成這些程序且運送半導體晶片。 圖20顯示晶圓程序的詳細順序之流程圖。在步驟1 1 (氧化）中，氧化晶圓的表面。在步驟12 ( CVD)中，絕 緣膜係形成於晶圓表面上。在步驟1 3 (電極形成）中’電 極係藉由沈積而被形成於晶圓上。在步驟1 4 (離子佈植） 中，佈植離子於晶圓上。在步驟1 5 (抗蝕劑處理）中，晶 圓表面上的膜係藉由CMP來予以平坦化。在步驟1 6 (抗 蝕劑處理）中，塗施感光劑於晶圓上。在步驟1 7 (曝光） 中，上述的曝光設備將電路圖案轉移至以感光劑塗佈的晶 圓，以形成潛在影像圖案。在步驟1 8 (顯影）中，轉移至 晶圓上的潛在影像圖案被顯影，以形成抗蝕劑圖案。在步 驟1 9 (鈾刻）中，在抗鈾劑圖案之下的層或基板係經由抗 -27- 200813643 蝕劑圖案敞開的部分來予以蝕刻。在步驟20 (抗鈾劑剝除 )中，去除飩刻之後仍保留之不必要的抗蝕劑。藉由重複 這些步驟，多層結構的電路圖案係形成於晶圓上。 在本發明已參考範例實施例來予以說明的同時，可了 解到，本發明不受限於所揭露的代表性實施例。以下申請 專利範圍的範圍係與最廣的解譯一致，以包含所有此種修 飾及等效的結構與功能。 【圖式簡單說明】 圖1 A及1 B係示意地顯示依據本發明的較佳實施例之 具有雙機臺的曝光設備之配置的視圖； 圖2係顯示驅動線圈的配置例子之視圖； 圖3 A及3 B係顯示線圏的配置例子之視圖； 圖4A及4B係顯示可移動元件的配置例子之視圖； 圖5係用以解釋產生平移力及懸浮力的原理之視圖； 圖6A及6B係用以解釋平移系統的線圈切換之視圖； 圖7A及7B係用以解釋懸浮系統的線圏切換之視圖； 圖8係用以解釋在ω z方向上的驅動之方法的視圖； 圖9係用以解釋在ω x方向上的驅動之方法的視圖； 圖1 0係用以解釋在ω y方向上的驅動之方法的視圖； 圖1 1 A及1 1 B係顯示交換線圈的配置例子之視圖； 圖1 2係例舉四層驅動線圈的視圖； 圖1 3係用以解釋在γ及ω z方向上的驅動之視圖； 圖1 4係用以解釋在ζ及〇 χ方向上的驅動之視圖； -28- 200813643 圖1 5係用以解釋在X及ω z方向上的驅動之視圖； 圖16係用以解釋在Z及oy方向上的驅動之視圖； 圖1 7係例舉兩層驅動線圈的視圖； 圖18A及18B係顯示定子的線圈單元之配置的視圖； 圖1 9係顯示整個製造程序順序的流程圖；以及 圖20係顯示晶圓程序的詳細順序之流程圖。 【主要元件符號說明】 1〇〇 :曝光設備 1 :線圈陣列 2 :線圏陣列 3 :線圈陣列 4 :線圏陣列 5 :線圈陣列 6 :線圈陣列 1 2 1 :線圈陣列 122 :線圈陣列 123 :線圈陣列 124 :線圈陣列 1 7 1 :第一線圈陣列 1 7 1 a :第一線圈陣列 1 7 1 b :第一線圈陣列 1 7 1 c :第一線圈陣列 1 7 1 c 1 :交換線圈陣列 -29- 200813643 1 7 1 c2 :交換線圈陣列 172 :第二線圈陣列 172a :第二線圈陣列 172b :第二線圈陣列

Claims (1)

1. 200813643 十、申請專利範圍 1. 一種驅動設備，包含定子及 定子包括第一區域及第二區域，且該 於該定子上， 該等可移動元件包括磁鐵， 該定子包括線圈單元， 該線圏單元包括一驅動線圏及一 圈被組構成當該兩個可移動元件係分 該第二區域內時，單獨驅動該兩個可 線圏被組構成使該兩個可移動元件交 第二區域之間，且該線圏單元係組構 至少部分的該驅動線圏係疊置於彼此 2 ·如申請專利範圍第1項之驅 線圏能夠在與該第一區域與該第二區 一方向平行的相反方向上驅動該兩個 3 .如申請專利範圍第2項之驅 線圈包括分隔於與該第一方向垂直的 圈陣列，且各線圏陣列係藉由在該第 二方向並列複數個包括平直部分的線 4. 如申請專利範圍第1項之驅 線圈係配置於比該驅動線圈更遠離該 〇 5. 如申請專利範圍第1項之驅 區域爲執行在該可移動元件上所支撐 兩個可移動元件，該 等可移動元件可移動 交換線圈，該驅動線 別位於該第一區域及 移動元件，而該交換 換於該第一區域與該 成使得該交換線圈與 之上。 動設備，其中該交換 域它們本身對準之第 可移動元件。 動設備，其中該交換 第二方向上的兩個線 一方向上，沿著該第 圏來予以形成。 動設備，其中該交換 可移動元件的位置處 動設備，其中該第一 之基板的對準量測程 -31 - 200813643 序之區域，而該第二區域爲在根據該對準量測結果來對準 該基板的同時，執行該基板的曝光程序之區域。 6 ·如申請專利範圍第5項之驅動設備，其中除了該 量測程序及該曝光程序之外，該驅動線圈係使用於交換該 兩個可移動元件的交換程序。 7 · —種曝光設備，用以並列地執行對準量測程序及 曝光程序，該曝光設備包含： 基臺裝置，包含定子及兩個可移動元件，該定子包括 量測區域及曝光區域，而該等可移動元件可移動於該定子 上，且各自包括被組構來固持基板的夾盤； 量測單元，係組構成在該量測區域內執行該量測程序 :以及 曝光單元，係組構成在根據藉由該量測單元所取得之 量測結果來對準該基板的同時，在該曝光區域內執行該基 板的曝光程序， 該等可移動元件包括磁鐵， 該定子包括線圈單元， 該線圏單元包括一驅動線圏及一交換線圈，該驅動線 圈被組構成當該兩個可移動元件係分別位於該第一區域及 該第二區域內時，單獨驅動該兩個可移動元件，而該交換 線圈被組構成使該兩個可移動元件交換於該第一區域與該 第二區域之間’且該線圈單元係組構成使得該交換線圈與 至少部分的該驅動線圈係疊置於彼此之上。 8 ·如申請專利範圍第7項之曝光設備，其中該交換 -32- 200813643 線圈能夠在與該第一區域與該第二區域它們本身對準之第 一方向平行的相反方向上驅動該兩個可移動元件。 9.如申請專利範圍第8項之曝光設備，其中該交換 線圈包括分隔於與該第一方向垂直的第二方向上的兩個線 圈陣列，且各線圏陣列係藉由在該第一方向上，沿著該第 二方向並列複數個包括平直部分的線圈來予以形成。 1 0·如申請專利範圍第7項之曝光設備，其中該交換 線圈係配置於比該驅動線圈更遠離該可移動元件的位置處 〇 11.如申請專利範圍第7項之曝光設備，其中除了該 量測程序及該曝光程序之外，該驅動線圈係使用於交換該 兩個可移動元件的交換程序。 I2· —種裝置製造方法，包含下列步驟： 使用如申請專利範圍第7項之曝光設備來使塗施於基 板上的感光劑曝光； (. 使該感光劑顯影；以及 處理該基板。 -33-