TW200947140A - Position measuring system and position measuring method, mobile body device, mobile body driving method, exposure device and exposure method, pattern forming device, and device manufacturing method - Google Patents

Description

200947140 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明’係關於位置測量系統及位置測量方法、移動 體裝置、移動體驅動方法、曝光裝置及曝光方法圖案形 成裝置、以及元件製造方法，更詳言之，其係關於用以測 量沿既定平面移動之移動體之位置資訊的位置測量系統及 位置測量方法、具備該位置測量系統之移動體裝置使用 ❹ 該位置測量方法之移動體驅動方法、具備該移動體裝置之 曝光裝置及圖案形成裝置、使用該移動體驅動方法之曝光 方法、以及使用該曝光裝置、該圖案形成裝置、或該曝光 方法之元件製造方法。 【先前技術】

以往，用以製造半導體元件（積體電路等）、液晶顯示元 件等電子元件（微型元件）之微影步驟，主要係使用步進重複 方式之縮小投影曝光裝置（所謂步進器）、或步進掃描方式之 縮小投影曝光裝置（所謂掃描步進器（亦稱為掃描器））等。 由於此種曝光裝置，係透過投影光學系統將標線片（或 光罩）之圖案轉印於晶圓或玻璃基板等被曝光物體（以下，總 稱為晶圓）上之複數個照射區域，因此用以保持晶圓之晶圓 載台係例如藉由線性馬達等驅動於二維方向。特別是掃扩 步進器’不僅是晶圓載台，標線片載台亦藉由線性馬達= 以既定行程驅動於掃描方向。 係藉由長期具有 晶圓載台等之位置資訊，一般而言， 200947140 高穩定性之雷射干涉計來測量。然而，隨著近年來半導體 几件之高積體化導致圖案的微細化，而進—步要求高精产 之晶圓載台的位置控制性能，因此逐漸無法忽視因光束= 上之環境氣氛之溫度變化或溫度梯度而產生之空氣擾動所 造成之雷射干涉計的測量誤差。 因此，相較於雷射干涉計，不易受空氣擾動之影響的 編碼器，已被採用作為載台之位置測量裝置（例如，參照專 利文獻1)。然而，在採用專利文獻！所記載之編碼器作為 晶圓載台之位置測量裝置時，必須將線性標度尺設置於偏 離載台重心之位置，，難以正確地進行載台驅動之伺 服控制，且因測量轴偏離晶圓之加卫點，例如投影曝光裝 時之曝光中〜(投影光學系統之光軸），晶圓載台之旋轉/ 傾斜所產生之阿貝誤差（abbe em)r)等的影響導致難以進 行高精度之晶圓處理，例如曝光處理。 專利文獻1 :日本特開2004_ 101362號公報 【發明内容】 據本發明之第1形態，係提供-種第1位置測量系 =以測量沿包含彼此正交之帛1軸及第2軸之既定平 定来：之移動體的位置資訊，其特徵在於，具備：第1固 與該第=,2目定光栅’係在該移動體之外部分別延設於 今第x】&平行之方向’其中該第1固定光柵係以平行於 琢第1軸之方向為调他 於該第2缸該第2固定光柵則以平行 ^ 之方向為週期方向；光學構件，具有以對應該 200947140 φ

第1及第2固定光柵之週期方向之方向為其週期方向的第】 及第2移動光栅，並安裝於該移動體；以及第}及第：受 光系統，係分別對應該第！及第2固定光拇；包含該第"j 固定光栅、該第1移動光栅、及該第i受光系统，而構成 用以測量該移動體在平行於該第丨軸之方向之位置資訊的 第1測量裝置；包含該帛2固定光栅、該第2移動光柵、 及該第2受光系統，而構成用以測量該移動體在平行於該 第2軸之方向之位置資訊的第2測量裝置。 曰據此’第1測量裝置’係沿平行於第i軸之光路將測 量光照射於具有安裝於移動體之光學構件的第丨移動光 栅，將從該冑1矛多冑光栅所產生之繞射光，照射於在移動 體之外部延設於與第丨軸平行之方向且以平行於第丨轴之 方向為週期方向的第丨固定光栅，透過光學構件以第丨受 光系統接收從該第i固定光栅所產生之繞射光，藉此測量 移動體在平行於第1軸之方向的位置資訊。又，第2測量 裝置，係沿平行於第1軸平行之光路，將測量光照射於具 有女裝於移動體之光學構件的第2移動光柵將從該第2 移動光柵所產生之繞射光’照射於在移動體之外部延設於 與第1軸平行之方向且以平行於第2軸之方向為週期方向 的第2固定光栅，透過光學構件以第2受光系統接收從該 第2固定光栅所產生之繞射光，藉此測量移動體在平行於 第2轴之方向的位置資訊。此時，由於以平行於第1轴之 向為週期方向的第1固定光栅，可配置在與通過所欲之 黑占 .1 ’ 昂1軸平行的軸上，因此可在至少平行於第1軸之方 5 200947140 向進行高精度之移動體的位置測量。另一方面，具有第i、 第2移動光柵之光學構件係可配置於移動體之任意位置， 例如亦可配置於與通過重心之第2轴平行的直線上。因此， 至少可在平行於第2轴之方向’於移動體之重心附近測量 移動體的位置。 根據本發明之第2形態’係提供一種第1移動體裝置， 具備：移動體’沿包含彼此正交之第1轴及第2軸之既定 平面移動；本發明之第1位置測量系統，用以測量該移動 體於該既定平面内的位置資訊；以及驅動裝置，根據以該 位置測量系統所測量之該移動體的位置資訊，沿既定平面 驅動該移動體。 據此’可根據藉由本發明之第1位置測量系統以高精 度所測量之移動體在分別平行於第1軸、第2軸之方向的 位置資訊’藉由驅動裝置沿既定平面驅動移動體。因此， 可進行高精度之移動體的驅動。 根據本發明之第3形態’係提供一種第2位置測量系 統’用以測量沿包含彼此正交之第1轴及第2轴之既定平 面移動之移動體的位置資訊’其特徵在於，具備：第1測 量裝置’包含：在該移動體之外部延設於與該第1轴平行 之方向且以平行於該第丨軸之方向為週期方向的第1基準 光栅、設於該移動體且以對應該第丨基準光栅之週期方向 之方向為週期方向的第1繞射光栅、及對應該第1基準光 拇的第1受光系統，以測量該移動體在平行於該第1軸之 方向的位置資訊；以及第2測量裝置，包含：設於該移動 200947140 體且以平行於該第2轴之方向為週期方向的第2基準光 撕、在該移動體之外部延設於與該第i轴平行之方向且以 對應該第2基準光栅之週期方向之方向為週期方向的第2 繞射光栅、及對應該第2基準光概的第2受光系統，以測 量該移動體在平行於該第2軸之方向的位置資訊。 據此，第1測量裝置，係沿平行於第i轴之光路將測 量光照射於設置在移動體的第i繞射光栅，將從該第i繞 爿光柵所產生之繞射光，照射於在移動體之外部延設於與 第1轴平行之方向且以平行於第4之方向為週期方向的 第1基準光栅’以第1受光系統接收從該第！基準光柵所 產生之繞射光，藉此測量移動體在平行於第1轴之方向的 位置資訊。又’第2測量裝置，係沿平行於第i轴平行之 光路，將測量光照射於設置在移動體且以平行於帛2軸之 方向為週期方向的第2基準光栅，將從該第2基準光栅所 產生之繞射光，照射於在移動體之外部延設於與第丨軸平 © :之方向且以平行於第2軸之方向為週期方向的第2繞射 光拇以第2受光系統接收從該第2繞射光栅 射光，藉此測量移動體在平行於第2軸之方向的位置資訊 此時，由於第1基準光柵，可配置在與通過所欲之點之第^ 轴平行的軸上，因此可在至少平行於第4之方向進行高 精度之移動體的位置測量。另—方面’第2基準光拇係可 配置於移動體之任意位置’例如亦可配置於與通過重心之 第2軸平行的直線上。因此，至少可在平行於第2軸之方 向於移動體之重心附近測量移動體的位置。 7 200947140 根據本發明之第4形態，係提供一種第2移動體裝置’ ”備移動體n含彼此正交之第ι轴及第2轴之既定 平面移動’本發明之第2位置測量系統，用以測量該移動 體於該既定平面内的位置資訊；以及驅動裝置，根據以該 位置測量系統所測量之該移動體的位置資訊，沿既定平面 驅動該移動體。 據此，可根據藉由本發明之第2位置測量系統以高精 度所測里之移動體在分別平行於第1轴、第2轴之方向的 位置資訊’藉由驅動裝置沿既定平面驅動移動體。因此， 可進行高精度之移動體的驅動。 根據本發明之第5形態，係提供-種第3位置測量系 統用以/則量沿包含彼此正交之第1轴及第2轴之既定平 面移動之移動體的位置資訊，其特徵在於，具備：第1測 量裝置’沿至少-部分包含平行於該帛i轴之第1光路的 光路，將第1測量光照射於具有安裝在該移動體之光學構 件的第1移動光栅，將從該第i移動光柵所產生之繞射光， 照射於在該移動體之外部延設於與該第丨軸平行之方向且 以平行於該第1軸之方向為週期方向的第i固定光柵透 過該光學構件接收從該第1固定光柵所產生之繞射光，藉 此測量該移動體在平行於該第丨軸之方向的位置資訊；以 及第2測量裝置，沿至少一部分包含接近該第丨光路且與 該第1軸平行之第2光路的光路，將第2測量光照射於具 有該光學構件的第2移動光栅，將從該第2移動光柵所產 生之繞射光照射於在該移動艎之外部延設於與該第丨轴平 200947140 行之方向且以平行於該第2轴之方向為週期方向的第2固 定光拇’透過該光學構件接收從該第2固定光柵所產生之 繞射光’藉此測量該移動體在平行於該第2轴之方向的位 置資訊。

據此’可藉由第1測量裝置測量移動體在平行於該第1 軸之方向的位置資訊，可藉由第2測量裝置測量移動體在 平打於該第2軸之方向的位置資訊。此時，由於第丨固定 光栅，可配置在與通過所欲之點之第丨軸平行的軸上，因 此可在至少平行於第丨軸之方向進行高精度之移動體的位 置別量$方面，設有第1、第2移動光柵之光學構件係 可配置於移動體之任意位置，例如亦可配置於與通過重心 之第2軸平行的直線上。因此，至少可在平行於第2轴之 方向，於移動體之重心附近測量移動體的位置。又，由於 第1光路與第2祕係平行且彼此接近，且第i、第2測量 光係沿第1、帛2光路照射於固定在移動體之共通光學構 件，因此可使移動體之位置測量的測量點在平行於 及第2軸之方向接近。 根據本發明之第6形態，係提供一種第3移動體裝置， 具備：移動體，沿包含彼此正交之第i軸及第2轴之既定 平面移動；本發明之第3位置測量系統，用以測 體於該既定平面内的位置資 位置… 動裝置，根據以該 驅動該移動體。 "訊，沿既定平面 3位置測量系統以高精 據此，可根據藉由本發明之第 9 200947140 度所測罝之移動體在分別平行於第… 位置資訊，藉由驅動裝置沿既定平：之方向的 可進行高精度之移動體的驅動广驅動移動體。因此， 根據本發明之第7形態，係提供_ 射能量束以將圖宰形成於妝鎪t ^ 展置係’，，、 …家“ 其特徵在於具備：為形 成該圖案而沿既定平面驅動用以保持該 發明之第卜帛2、及第3移動體裝置中之任—種動體之本 據此，為了照射能量束以將圖案形成於物體上，係藉 由本發明之第1、第2、及第3移動體裝置中之任一種沿 既定平面驅動用以保持該物體之移動體。藉此，能以良: 精度將圖案形成於物體上。 根據本發明之第8形態，係提供一種第丨元件製造方 法，其包含：使用本發明之曝光裝置，將圖案形成於物體 上之步驟；以及對形成有該圖案之該物體施以處理之步驟。 根據本發明之第9形態，係提供一種圖案形成裝置， 其係將圖案形成於物體，其特徵在於，具備：移動體，可 保持該物體並移動；圖案生成裝置，用以將圖案形成於該 物體上；以及本發明之第丨、第2、及第3移動體裝置中之 任一種’用以在既定平面内驅動該移動體。 據此，藉由本發明之第1、第2、及第3移動體裝置中 之任一種’沿既定平面驅動用以保持該物體之移動體，以 將圖案形成於物體上。藉此’即可以良好精度將圖案形成 於物體上。 根據本發明之第10形態，係提供一種第2元件製造方 200947140 法，其包含：使用本發明之圖案形成裝置，將圖案形成於 物體上之步驟；以及對形成有該圖案之該物體施以處理之 步驟。 根據本發明之第u形態，係提供一種第1位置測量方 法，用以測量沿包含彼此正交之第丨軸及第2軸之既定平 面移動之移動體的位置資訊，其特徵在於，包含：第丨測 量步驟，沿平行於該第丨軸之光路將第丨測量光照射於具 Ο 有光學構件之第1移動光栅，該光學構件係安裝於以對應 第1固疋光柵之週期方向之方向為週期方向的該移動體， 再將從該第1移動光栅所產生之繞射光’照射於在該移動 體之外延δ又於與該第1軸平行之方向且以平行於該第1 軸之方向為週期方向的該第i固定光柵，透過該光學構件 以第1受光系統接收從該第1固定光柵所產生之繞射光， 藉此測量該移動體在平行於該第〖軸之方向的位置資訊； 以及第2測量步驟，沿平行於該第丨軸之光路將第2測量 Ο 光照射於具有該光學構件的第2移動光柵，該光學構件係 以對應第2固定光柵之週期方向之方向為週期方向，再沿 平行於該第1軸之光路照射第2測量光，將從該第2移動 光栅所產生之繞射光，照射於在該移動體之外部延設於與 該第1軸平行之方向且以平行於該第2轴之方向為週期方 向的該第2固定光栅，透過該光學構件以第2受光系統接 收從該第2固定光栅所產生之繞射光，藉此測量該移動體 在平行於該第2轴之方向的位置資訊。 根據本發明之第12形態，係提供一種第2位置測量方 200947140 法，用以測量沿包含彼此正交之第i轴及第2袖之既定平 面移動之移動體的位置資訊，其特徵在於，包含··第！測 量步驟，沿平行於該第1軸之光路，將第1測量光照射於 二在：移動體且以對應第1基準光柵之週期方向之方向為 月向的第1繞射光栅，將從該第i繞射光栅所產生之 繞射光，照射於在該移動體之外部延設於與該第i轴平行 ，向且以平行於該第i轴之方向為週期方向的該第1基 © =光栅，以第1受光系統接收從該第】基準光栅所產生之 繞射光’藉此測量該移動趙在平行於該第i軸之方向的位 置資訊；以及第2測量步驟’係沿平行於該第i軸之光路， 將第2測量光照射於設在該移動體且以平行於該第2轴之 =為週期方向的第2基準光栅，將從該第2基準光栅所 ，之繞射光，照射於在該移動體之外部延設於與該第工 =平行之方向且以對應該第2基準光栅之週期方向之方向 :週期方向的第2繞射光栅，以第2受光系統接收從該第2 〇 '、光栅所產生之繞射光’藉此測量該移動體在平行於該 第2軸之方向的位置資訊。 … 根據本發明之第13形態，係提供一種第3位置測量方 …用以測量沿包含彼此正交之第1軸及第2軸之既定平 面移動之移動體的位置資訊，其特徵在於，包含：第i測 步驟至少-部分包含平行於該第i轴之第又光路的 杜路’將第1測量光照射於具有安裝在該移動體之光學構 的第1移動光栅，將從該第1移動光柵所產生之繞射光， 照射於在該移動體之外部延設於與該第B方向平行且以 12 200947140

平行於該$ 1軸之方向為週期方向的第1固定光柵，透過 該光學構件接收從該第1固定光柵所產生之繞射光，藉此 測量該移動體在平行於該第1轴之方向的位置資訊；以及 第2測4步驟’係沿至少-部分包含接近該第1光路且與 該第1軸平行之第2光路的光路，將第2測量光照射於具 有該光學構件的第2移動光栅，將從該第2移動光拇所產 生之繞射光照射於在該移動體之外部延設於與該第1軸平 ^之方向且以平行於該帛2軸之方向為週期方向的第2固 疋光栅’透過該光學構件接收從該第2固定光柵所產生之 繞射光，藉此測量該移動體在平行於該第2軸之方向的位 置資訊。 根據本發明之第14形態’係提供-種移動體驅動方 法’其包含：使用本發明之第】至第3位置測量方法，測 量沿包含彼此正交之第1軸及第2軸之既定平面移動之移 動體於該既定平面内的位置資訊之步驟；以及根據所測量 之該移動體的位置資訊’沿既定平面驅動該移動體之步驟。 根據本發明之第15形態，係提供—種曝光方法，其係 照射能量束以將圖案形成於物體上，其特徵在於：使用本 發明之移動體驅動方法# $ ^ 既定千面驅動㈣保持該物體之 移動體，以形成該圖案。 根據本發明之第16形態，係提供一種 其包含：使用本發明之瞌伞教k万法’ 便用本發明之曝先方法，將圖案形成於 步驟；以及對形成有該圖案之該物體施以處理之步驟。之 13 200947140 【實施方式】 以下’根據圖1〜圖7說明本發明之一實施形態。圖i 係概略表示一實施形態之曝光裝置100的構成。 曝光裝置1〇〇係步進掃描方式之投影曝光裝置，即所 謂之掃描器。此外，如後述般，於本實施形態之曝光裝置 1 〇〇係設有投影光學系統PL。以下，係以與投影光學系統 PL之光轴αχ平行之方向為Z轴方向，在正交於此之面内 用以進行標線片R與晶圓W之曝光而相對掃描之方向為γ 轴方向，正交於Ζ軸及Υ轴之方向為X轴方向，繞X軸、 Υ軸、及Ζ轴之旋轉（傾斜）方向分別為βχ、及方 向進行說明。 曝光裝置100，具備：包含照明單元〗〇Ρ、標線片載台 RST、投影光學系統PL、及晶圓載台WST等之載台裝置50、 及此等之控制系統。此外，圖1等中，晶圓w係載置於晶 圓載台WST上。 如例如美國專利申請公開第2003/ 0025890號說明書 所揭示，照明單元I0P係包含：光源、以及具有包含光學 積分器等照度均勻化光學系統及標線片遮簾等（皆未圖示） 之照明光學系統。照明單元I〇p係藉由照明光（曝光用光）il 以大致均勻之照度照明以標線片遮簾（光罩遮簾）所界定之 標線片R上的狹縫狀照明區域IAR。照明光IL，以一例而 言’係使用ArF準分子雷射光（波長193nm)。 於標線片載台RST上，其圖案面（圖1之下面）形成有 電路圖案專之標線片R係藉由例如真空吸附固定。標線片 200947140 载台RST係藉由例如包含線性馬達等之標線片載台驅動系 統11’而可在XY平面内微幅驅動，且可以既定掃描速度 驅動於掃描方向（圖1之紙面内左右方向的γ軸方向卜 標線片載台RST之χγ平面内的位置資訊（包含方 向之旋轉資訊係藉由標線片雷射干涉計（以下，稱為標線 片干涉計）116,透過移動鏡15(實際上，設有具正交於γ轴 之反射面的Υ移動鏡（或復歸反射器）與具正交於χ軸之反 ❹射面的Χ移動鏡），以例如〇.25mn左右之分析能力隨時進 行檢測。標線片干涉計116之測量值，係傳送至控制裝置 10(圖1中未圖示、參照圖7)。 投影光學系統PL例如係使用由沿與z軸方向平行之光 軸AX排列之複數個光學元件（透鏡元件）所構成的折射光學 系統。投影光學系統PL例如係兩侧遠心且具有既定投影件 率（例如1/4倍或1/5倍）。因此，當藉由照明單元ι〇ρ照射 標線片R上之照明區域IAR時，藉由通過圖案面大致與投 〇 影光學系統pl之第1面（物體面）一致設置之標線片R的照 明光IL，即透過投影光學系統PL使其照明區域IAR内2 標線片R之電路圖案的縮小像（電路圖案之—部分的縮小 像），形成於設置在投影光學系統PL之第2面（像面）側且與 表面塗布有光阻（感應劑）之晶圓貿上之該照明區域iar共 軛的區域（以下，亦稱為曝光區域）IA。接著，益 ^ 稚田丨°】步驅 動標線片載台RST與晶圓載台WST，使標線片R相對於，昭 明區域IAR (照明光IL)沿掃描方向（Y轴方向）相對移動且 使晶圓W相對於曝光區域（照明光iL)沿掃描方向軸方向） 15 200947140 相對移動，藉此進行晶圓w上之丨個照射區域（區隔區域） 的掃描曝光，而使標線片R之圖案轉印於該照射區域。亦 即，本實施形態，係藉由照明單元IOP、及投影光學系統 PL在晶圓W上產生標線片R之圖案並藉由照明光江在 晶圓W上之感應層（光阻層）所產生之曝光，而在晶圓w上 形成該圖案。 於投影光學系統PL側面之附近，設有對準系統ALG。 對準系統ALG可使用例如美國專利第5, 493, 4〇3號說明書 等所揭示之影像處理方式的感測器。對準系統ALG之檢測 結果係傳送至控制裝置1〇(參照圖7)。 載台裝置50，具備：在地板面上透過未圖示之防振機 構支承成水平之載台座12、配設於該載台座12上之晶圓載 台WST、用以驅動晶圓載台WST之晶圓驅動系統124(圖1

中未圖示、參照圖7)、以及用以測量晶圓載台WST之XY 平面内之位置資訊的位置測量系統2〇〇(圖i中未圖示、參 照圖7)。 圖2(A)中’係省略一部分表示載台裝置5〇之立體圖。 如圖2(A)所示，於載台座12之χ軸方向的一側與另一側， 分別配置有一對γ軸線性馬達136Υι, 136丫2。γ軸線性馬 達136 136 Υ2具備以γ軸方向為長邊方向設置於地板面 上之Y固定元件134Yb 134Y2'及透過未圖示之空氣轴承 等以非接觸分別卡合於該γ固定元件134Υι，134γ2的γ可 動兀件132Υ】，l32Y2〇 Υ軸線性馬達136Υι，136γ2而言，可 使用可動磁石型及可動線圈型之任一種線性馬達。 16 200947140 Y可動元件132γι，132Υ2係以Y轴方向為長邊方向且 ΧΖ截面具有逆U字狀之形狀。γ可動元件132Yl，132丫2係 分別固定於一對X固定元件η4Χι，134χ2之長邊方向的一 端及另一端。透過未圖示之空氣轴承等，一對X可動元件 132Χ!’ 132Χ2係分別以非接觸卡合於X固定元件U4Xi， 134Χ2。本實施形態’ χ可動元件ι32χι，η2χ2係構成晶圓 載台wst之一部分。亦即，晶圓載台WST，如圖2(Α)所示， 0 係具有透過未圖示之晶圓保持具來載置晶圓W之矩形板狀 本艘部、及分別一體設置於該本體部之+ γ側及—γ側且以 X轴方向為長邊方向之X可動元件132Χι，132χ2。此時， 藉由X固定元件134Χ1} 134Χ2、及個別卡合於該X固定元 件134Χ〗，134Χ2之X可動元件132Χι，132χ2，分別構成χ 軸線性馬達136Xls 136Χ2»χ轴線性馬達136χ丨，136χ2而 言，亦可使用可動磁石型及可動線圈型之任一種線性馬達。 本實施形態，包含上述γ轴線性馬達136Υι，136Υ2及 〇 X軸線性馬達i36Xl，i36X2，構成將晶圓載台wst在載台 座12上’如圖3(A)〜圖3(c)等所示，沿χγ二維方向驅動 自如之XY驅動系統。此外，圖3(A)〜圖3(C)中，為了表 示後述編碼器系統150之構成各部，晶圓載台wst之一部 分係以虛線表示。圖3(A)係表示晶圓載台wst位於載台座 12上之大致中央的狀態。又，圖3(B)係表示晶圓載台wst 從圖3(A)之位置’藉由X軸線性馬達Π6χι，136Χ2驅動至 —X方向，且藉由Y軸線性馬達136Υι，136Υ2驅動至_γ 方向，藉此使晶圓載台wst移動至載台座12上之一 χ側端 17 200947140 部且一γ侧端部之角落附近的狀態。又，圖3(c)係表示晶 圓載台WST從圖3(A)之位置藉由χ轴線性馬達i36Xi， 136Χ2驅動至+Χ方向，且藉由γ轴線性馬達η6γι，ΐ36γ2 驅動至+ γ方向，藉此使晶圓載台WST移動至載台座ΐ2 上之+ X側端部且+ γ側端部之角落附近的狀態。 本實施形態，亦可藉由使X軸線性馬達136Χι, 136Χ2 分別所產生之對晶圓載台WST之χ軸方向的驅動力（推力） 彼此不同’而使晶圓載台WST旋轉於0 ζ方向。 本實施形態，雖未圖示，用以保持晶圓之晶圓保持具 係透過未圖示之ζ傾斜驅動機構而裝載於晶圓載台WST 上。z傾斜驅動機構係以不同之3點支承晶圓保持具，且包 含將各支承點驅動於Z軸方向之驅動機構（例如，音圈馬達 等）。Z傾斜驅動機構係將晶圓保持具在晶圓載台WST上微 幅驅動於Z軸方向、方向及方向。本實施形態，包 含上述XY驅動系統、及Z傾斜驅動機構，而構成在載台座 12上將晶圓W(晶圓保持具）驅動於6個自由度方向之晶圓 驅動系統124(參照圖7)。晶圓驅動系統124之構成各部係 藉由控制裝置1 0控制（參照圖7)。 晶圓載台WST之位置資訊係藉由位置測量系統2〇〇(參 照圖7)隨時進行檢測，該檢測結果則傳送至控制裝置1〇(參 ’、、、圖7)。位置測量系統200具備干涉計系統i丨8及編碼器 系統15〇(參照圖7)。 干涉計系統118係用以測量至少晶圓載台WST之χγ 平面内的3個自由度方向（X，γ，5» ζ)的位置資訊。本實施形 18 200947140 態’晶圓載台WST之XY平面内之3個自由度方向的位置 控ϋ #藉由控制裝置i 〇 ’主要根據編碼器系統i 之測 量值進行"f·涉β十系統i i 8係作為例如編碼器系統⑼輸 出異常時之備份用、及/或編碼器系統15〇校正時之位置測 量用等辅助性使用。此外，亦可併用干涉計系统"8與編 碼器系、统iso來進行晶園載台WST(晶圓平台wtb)之位置 控制。 ❹

編碼器系統150,如圖2(A)之立體圖所示，係具備2 個Y編碼器之❸丫卜扣丫，、及ιΛν 及X編碼器20Χ»圖2(B)係表示 從圖2(A)除去晶圓驅動系統124及晶圓載台wst後（此等 之輪廓係以假想線（兩點鏈線）圖示）之狀態。 Y編碼器2GYl，游2及χ編碼器肅’係分別具備内 部包含光源與受光元件之編碼器單元22γ丨，22γ“ 22χ。 編碼器單it 22Υι，22γ2及22χ，如圖2(Α)及圖2⑻所示， 係離開載台座12之一 γ侧既定距離，且分別設置於對應載 台座12之Χ軸方向中央附近的位置。編碼器單元22Υι, 22γ2 及22χ係分別射出同調之光’例如波長λ (= 85Gnm)之雷射 光（以下’稱為測量光）LY1, LY3, LX1。 此處’ 3個測量光LY1LY3及LX1之光路係皆平行於 Y轴且彼此接近。本實施形態，測量光LX1之光路係設定 成正交於投影光學系統PL之光轴AX(參照圖υ。又，測量 光LYi，LY3之光路係分別沿—χ，+χ方向，隔著等距離 配置在位於較測量光LX1之光路稍微靠+ζ側之同一 χγ 平面内。 19 200947140 測量光LYl’ LY3及LX1係照射於以χ軸方向為長邊 方向之反射鏡區塊30。反射鏡區塊3〇,如圖2(A)(及圖2(B)) 所示，係安裝（固定）於晶圓載台WST之底面（下面）。反射鏡 區塊30係、由可冑射波長^雷射光之材料所構成的方形柱 狀光學構件（詳細構造將於後述），使平行於χζ平面之其一 面（一 Υ側之面）與編碼器單元22Υι，22Υζ，22χ相對向，、使 平行於ΧΥ平面之其一面(下面)與載台座ΐ2相對向，並固 定於晶圓載台WST底面之γ抽方向的大致中央。反射鏡區 塊30之X軸方向的長度’係依晶圓載台WST之χ軸方向 〇 的移動行程設定成適當之長度。亦即’係設定成在晶圓載 台WST之X軸方向的全移動行程，一定會使3個測量光 LY1’ LY3, LX1照射於反射鏡區塊3〇之—γ側之面。本實 施形態，係設定成與晶圓載台WST2 χ軸方向的寬度大致 相等。 又 其次，針對編碼器系統150之具體構成、及γ編碼器 ^YhioY2及χ編碼器20Χ之測量原理’根據圖4(α)〜圖 6(B)作說明。 〇 圖4(A)及圖4(B)係包含反射鏡區塊3〇概略表示γ編碼 器20 ΥΗ20Υ2及χ編碼器2〇χ之構成。圖4(β)中，3個測 量光LY1，LY3, LX1在反射鏡區塊内之光路係以虛線表 示。然而，該圖4(B)中，測量光LY1，LY^重叠於紙面正 交方向（深度方向）。又，圖5(A)及圖5(B)係表示已取出僅 編碼器系統150之構成元件中γ編碼器2〇 γ】之必要構成元 件。又，圖6(A)及圖6(B)係表示已僅取出編碼器系統15^ 20 200947140 之構成元件中χ編碼器20 X之必要構成元件。圖5(A)及圖 6(A)中’除了 —部分以外亦分別圖示反射鏡區塊之内 部。 反射鏡區塊30,如圖4(A)〜圖6(B)所示，係一種光學 構件’其係將以X轴方向為長邊方向且具有正方形YZ截面 之同一尺寸之方形柱狀的2個區塊30!，3〇2重疊於上下方向 並予以一體化。下側之區塊3 01係由將2個直角稜鏡使其斜 φ 面分別相對向並予以一體化之分離光學元件（亦稱為分光稜 鏡）所構成。此時，在至少一方之直角稜鏡的斜面，於其表 面形成有例如電介質多層膜或金屬薄膜等，在一體化後之 狀態下’與半反射鏡同樣地，其斜面係測量光LY1，LY3, LX1之透射率與反射率為同程度的反射面32丨。於區塊 之另一面則形成有抗反射膜。上側之區塊3〇2雖亦可藉由與 區塊30!同樣之分光稜鏡來構成，不過本實施形態，係使用 一種將2個直角稜鏡於一方之斜面形成反射膜使其斜面 0 77别相對向並予以-體化的光學元件。此時，藉由各斜面 所形成之面係全反射面32广2個區塊3〇1，3〇2其—γ側之 一面係形成為同一面。 於區塊30〗之~ γ側之面的上半部（+ ζ側），如圖氕 及圖5(A)所示，係配置有以χ軸方向為長邊方向之移動光 栅34Υ。又，於區塊3〇丨之_ γ側之面的下半部（―ζ側）， 亦即移動光栅34Υ之-Ζ側，則配置有以Χ轴方向為長邊 方向之移動光栅34Χ。移動光栅34γ，34χ係分別以ζ軸方 向、X轴方向為週期方向之透射型繞射缝。又，移動光拇 21 200947140 34Y，34X之長邊方向的長度係與反射鏡區塊30之長度大致 相同。 又，於區塊3(h之一Z側之面的一Y侧半部，如圖5(a)、 圖5(B) '及圖4(B)所示，係配置有以X轴方向為長邊方向 之移動光栅36Y。又，於區塊30丨之一Z側之面的+ γ側半 部，亦即移動光柵36Y之+ Y側，如圖6(A)、圖6(B)、及 圖4(B)所示，則配置有以X軸方向為長邊方向之移動光栅 3 6X。移動光栅36Y，36X係分別由以Y軸方向、X軸方向 為週期方向之透射型繞射光柵所構成。又，移動光柵36Y, 〇 36X之長邊方向的長度係與反射鏡區塊30之長度大致相 同。 於載台座12之上面，如圖2(B)等所示，固定光栅38Yl5 3 8Υ2，38Χ係分別延設於Υ軸方向。固定光柵38Yl5 38Υ2, 3 8Χ係呈分別對應測量光LY1，LY3, LX1之光路的配置。亦 即，固定光柵38X係配置於載台座12上面之X軸方向的大 致中央，固定光栅38Y!，38Y2則分別配置於固定光栅38χ 之一X側、及+ X側。固定光柵38Yl5 38Υ2分別屬以形成於 與ΧΥ平面平行之載台座12上面之Υ軸方向為週期方向的 反射型繞射光栅。又，固定光柵38Χ係屬以形成於載台座 12上面之Υ轴方向為週期方向的反射型繞射光柵。固定光 柵38Υ!，38Υ2及38Χ之Υ轴方向的長度係設定成可涵蓋晶 圓載台WST之Y轴方向之移動行程的長度。亦即，係設定 成在晶圓載台WST之Y轴方向的全移動行程，—定會使從 反射鏡區塊30以後述方式射出之3個測量光LY1，LY3及 22 200947140 LX1(正確而言’源、自此等之繞射光），分別照射於固定光柵 3 8Y!，38Υ2 及 38X 的長度。 此處代表性舉出γ編碼器2〇 Υι，針對Y編碼器之測 量原理作說明。 _從編碼器單元训所射出之測量光LY1，如例如圖5(A) 所示，係垂直照射於配置在反射鏡區塊3〇之移動光柵 34Y。藉此，從移動光柵34γ| ¥2平面内產生繞射角不同 〇 之複數個繞射光。® 5(A)及圖5(B)中，係代表性圖示其令 之±1次繞射光。此等繞射光係透射區塊3〇1内而在反射面 32!反射，使其光路彎折於—z方向後，照射於移動光柵 36Y藉此，從移動光柵γ產生源自在移動光柵μγ所 產生之繞射光的複數個繞射光。圖5(Α)及圖5(Β)中，係圖 示源自從移動光栅34Υ所產生之+ i次繞射光的_ i次繞射 光LYl1、及源自從移動光柵34Y所產生之一1次繞射光的 + 1次繞射光lyi2。 〇 從移動光柵36Y所產生之繞射光LYlh LY12，係從區 塊30!(反射鏡區塊3〇)射出，並照射於前述固定光柵38γ。 藉此’從固定光柵38Υ!產生源自繞射光LYl l5 LY12的複數 個繞射光。此處，源自繞射光LY1】之一 1次繞射光與源自 繞射光LY12之+ 1次繞射光即聚光（合成）於與z轴平行之 同軸上’而成為合成光LY2。合成光LY2係返回區塊3〇1 (反 射鏡區塊30)，並依序透射移動光柵36Y、反射面32!，再 射入區塊3〇2。接著，合成光LY2即在全反射面322反射， 使光路彎折於—γ方向，再從區塊3〇2之_γ側之面以輸出 23 200947140 光射出。接著，該合成光LY2係沿平行於γ軸之光路返回 編碼器單元22Υ1，並藉由編碼器單元22!内之受光元件（未 圖示）受光以測量其強度。 合成光（輸出光）LY2之強度，係藉由從固定光柵38 Yt 所產生之繞射光彼此干涉，而對在移動光柵36Y與固定光 柵38Y〗間之Y轴方向的相對位移產生正弦變化。因此，編 碼器單元22Y!係從合成光（輸出光）LY2之強度變化檢測出 繞射光之相位差，並從該相位差求出移動光柵36Y與固定 光栅38Y間之Y轴方向的相對位移。 從移動光栅34Y，36 Y所產生之繞射光的繞射角，係取 決於測量光LY1之波長與移動光柵34Y, 36Y之間距。同樣 地’從固定光栅38Yt所產生之繞射光的繞射角，則取決於 測量光LY1之波長與固定光栅3 8丫丨之間距。本實施形態， 係依測量光LY1之波長適當設定移動光柵34Y，36Y及固定 光栅38Y1之間距’以從固定光栅38Y1產生平行於Z軸之 源自繞射光LY1 i的一 1次繞射光與源自繞射光LY12的+ 1 次繞射光。同時’並適切設定移動光柵34Y，36Y與固定光 栅3 8Y1之平行於Z轴方向的位置關係，以使從固定光柵 38 Υι所產生之上述2個繞射光聚光於同軸上。 Y編碼器20Y2係從編碼器單元22Y2將測量光LY3垂 直照射於移動光栅34Y ’而與Y編碼器20 丫丨同樣地，得到 合成光（輸出光）LY4’再從合成光（輸出光）LY4之強度變化 求出移動光柵36Y與固定光柵38Y2間之Y軸方向的相對位 移。 24 200947140 其次，針對X編碼器20X之測量原理作說明》從編碼 器單元22X所射出之測量光LX1，如例如圖6(A)所示，係 垂直照射於配設在反射鏡區塊30之移動光栅34X。藉此， 從移動光柵34X在χγ平面内產生繞射角不同之複數個繞 射光。圖6(A)及圖6(B)中，係代表性圖示其中之±1次繞射 光。然而，圖6(B)中，此等繞射光係重疊於紙面正交方向（深 度方向）。此等繞射光係透射區塊30丨内而在反射面32!反 φ 射，使其光路彎折於一Z方向後，照射於移動光柵36X。藉 此’從移動光柵36X產生源自在移動光柵34X所產生之繞 射光的複數個繞射光。圖6(A)及圖6(B)中，係圖示源自從 移動光柵34X所產生之+1次繞射光的—1次繞射光LXh、 及源自從移動光栅34X所產生之一1次繞射光的+ 1次繞射 光LX 12。然而，圖6(B)中，此等繞射光係重疊於紙面垂直 方向。 從移動光柵36Χ所產生之繞射光LXlls LX12，係從區 ❹ 塊3〇ι (反射鏡區塊30)射出，並照射於前述固定光柵38X。 藉此，從固定光柵38X產生源自繞射光LXl，LX12之複數 個繞射光。此處’源自繞射光LX 1!之一1次繞射光、與源 自繞射光LXh之+1次繞射光即聚光於與z軸平行之同軸 上’而成為合成光LX2。合成光LX2係返回區塊30!(反射 鏡區塊30)’並依序透射移動光柵36X、反射面32i，再射 入區塊3〇2。接著，合成光LX2即在全反射面322反射，使 光路彎折於一Y方向’再從區塊3〇2之一γ側之面以輸出光 射出。接著，該合成光LX2係沿平行於γ軸之光路返回編 25 200947140 碼器單元22X，並藉由編碼器單元22χ内之受光元件（未圖 示）受光以測量其強度。接著，藉由編碼器單元22 X從合 成光（輸出光）LX2之強度變化檢測出繞射光之相位差，再從 該相位差求出移動光栅36x與固定光柵38χ間之χ軸方向 的相對位移。 此時，亦依測量光LX1之波長、移動光柵34χ，36χ之 間距、及固定光栅38χ之間距，適切設定移動光栅34χ，“Χ 與固定光栅38Χ之位置關係，以使在固定光柵38χ所產生 之繞射光聚光於與Ζ轴平行之同轴上。 Υ編碼器2〇Yl，20Υ2之相對位移的測量值係分別供應

至控制裝置ίο。控制裝置10則根據γ編碼器2〇Υι，2〇γ 之相對位移之測量值的平均值，算出從基準位置起在晶s 載台wst之γ軸方向的位移，亦即γ軸方向的位置(η 置）。又，控制裝置10係根據γ編碼器2〇Υι，2〇Υ2之相集 位移之測量值的差’以高精度測量晶圓載台之偏轉（Θ ζ方向之旋轉)。又，Χ編碼器2〇χ之相對位移的測量值痛 供應至控制裝S 控制裝置1G則根據χ編碼器2〇χ之 相對位移的測量值’算出從基準位置起在晶圓載台術之 X軸方向的位移，亦即X轴方向的位置（χ位置）。 構成本實施形態之編碼器系統150之一部分的Υ編碼 :20γ,，從上述說明可知，如干涉計般，係不僅將從晶圓 載台WST返回之„光與另外準備之參照光加以合成並測 量該合成光之強度’亦將從移動光柵34Υ，36Υ所產生之繞 射光在固定光柵38Υ1加以合成並測量該合成光之強度。亦 26 200947140 即，強度變化之測量對象的合成光（輸出光）LY2，係不僅在 編碼器單元22Y!内合成，亦在位置測量對象之晶圓載台 WST侧合成。因此，合成光（輸出光）LY2即使在從晶圓載 台WST(反射鏡區塊30)返回Y編碼器20Y!之期間，受到空 氣之擾動，從合成光（輸出光）LY2之強度變化所檢測出之繞 射光間的相位差亦不會變化。因此，即使晶圓載台WST離 開編碼器單元22Y1，Y編碼器20Y!亦不易受空氣擾動之影 I 響。同樣地，Υ編碼器20Υ2亦不易受空氣擾動之影響。其 結果，藉由使用Υ編碼器20Υ!，20Υ2即可以更高精度來測 量晶圓載台WST之Υ位置。 同樣地，即使晶圓載台WST離開編碼器單元22Χ，X 編碼器20Χ亦不易受空氣擾動之影響。因此，藉由使用X 編碼器20Χ即可以更高精度來測量晶圓載台WST之X位 置。 此處，針對本實施形態之Υ編碼器20Yl5 20Υ2、及X @ 編碼器20Χ，著眼於構成此等之繞射光柵的功能，說明此等 編碼器之構成。 上述Υ編碼器20Υ!係屬使用移動光栅34Υ，36Υ及固 定光柵38Υ:之3個光柵的繞射干涉式編碼器。此處，固定 反射鏡區塊30之晶圓載台WST即使位移至Υ編碼器20Υ! 之測量方向，測量光LY1之照射點在移動光柵34Υ，36Υ上 亦不會位移至該等之週期方向。因此，移動光柵34Υ僅發 揮使測量光LY1繞射，並產生至少2個繞射光（例如±1次繞 射光）的功能。又，移動光柵36Υ則僅發揮使從移動光柵34Υ 27 200947140 所產生之2個繞射光繞射，以產生繞射光lyi丨，lY12，並 使該等在固定光栅38丫1上照射於大致同一點的功能。 另一方面’當晶圓載台位移至γ轴方向時，源自測量 光LY1之繞射光LY1 !，LY12的照射點，即在固定光栅38Υι 上位移至其週期方向（γ轴方向）。因此，固定光柵^丫丨不 僅使所照射之繞射光LY1〗，LYU繞射，並合成於同轴上以 產生合成光LY2，亦發揮依移動光栅36Υ(亦即晶圓載台 WST)與固定光栅38Υ!間在Υ轴方向的相對位移，產生繞 射光LYli，LYl2間之相位差之基準光拇的功能。 上述Y編碼器20Y2係屬使用移動光栅34Y, 36Y及固 定光栅38 Y2之3個光柵的繞射干涉式編碼器編碼器2〇γ2 中’各繞射光栅係發揮與Y編碼器20Y!同樣之功能。因此， 固定光栅38Y2亦發揮上述基準光柵之功能。 又’上述X編碼器20X係屬使用移動光柵34X, 36X及 固疋光栅38X之3個光柵的繞射干涉式編碼器。移動光栅 34X ’與移動光栅34Y同樣地，係發揮使測量光LX1繞射， 並產生至少2個繞射光（例如± 1次繞射光）的功能。移動光 柵36X ’與移動光柵36Y同樣地，係發揮使在移動光栅34X 所產生之2個繞射光繞射，以產生繞射光lx 1丨，LX 12，並 使該等繞射光LXh，LX12在固定光栅38X上照射於大致同 一點的功能。 此處，當固定反射鏡區塊30之晶圓載台WST位移至X 編碼器20X之測量方向（X軸方向）時，測量光lxi之照射 點在移動光柵34X上即位移至其週期方向（X軸方向又， 28 200947140 在移動光栅34X所產生之繞射光的照射點，在移動光柵36χ 上位移至其週期方向（X軸方向）。因此，移動光栅34χ，36χ 亦發揮基準光栅之功能，以依在配置該等移動光栅34χ， 36Χ之晶圓載台WST與固定光栅38χ間之χ軸方向的相對 位移，產生作為合成光LY2而合成之繞射光^ LXl2間 的相位差。 ❹

另一方面，即使晶圓载台WST位移至χ軸方向，源自 測量光LX1之繞射光LXll，LXh的照射點，在固定光柵38χ 上亦不會位移至其週期方向（χ軸方向）β因此，固定光柵38χ 僅發揮使所照射之繞射光LXll，LXh繞射，並合成於同軸 上以產生合成光LX2的功能。 從以上考慮可知，Y編碼器20 Yl5 20Y2中，發揮基準 光柵之功能的繞射光栅，係以固定光栅38γ卜38Υ2配置於 載台座12上。又，χ編碼器2〇χ中，發揮基準光栅之功能 的繞射光栅，係以移動光柵34χ，36χ配置於固定在晶圓載 台WST之反射鏡區塊30。 圖7係表示曝光裝置1〇〇之控制系統的主要構成。控 制系統係以包含統籌控制裝置整體之微電腦（或工作站）的 控制裝置10為中心所構成。 本實施形態之曝光裝置100,係以與通常之掃描器同樣 之順序，藉由控制裝置1〇進行標線片對準及晶圓對準系統 ALG之基線測量、以及EGA等晶圓對準。接著，根據晶圓 對準結果，進行步進掃描方式之曝光動作，以將標線片r 之圖案分別轉印於晶圓W上之複數個照射區域。該曝光動 29 200947140 作係藉由交互反覆照射區域間步進動作與上述掃描曝光動 作來進行，其中照射區域間步進動作係為了晶圓w之下一 照射區域之曝光’而使保持晶圓w之晶圓載台wst移動至 加速開始位置。 曝光中，控制裝置ίο係根據標線片干涉計116之測量 值來控制標線片載台RST之位置’且根據編碼器系統15〇 之各編碼器的測量值，進行晶圓載台WST之又丫平面内的 位置控制。又，控制裝置10係根據未圖示之焦點感測器的 測量值，透過未圖示之Z傾斜驅動機構，將晶圓保持具驅 © 動於Z轴方向、0X方向、及6»y方向，藉此進行晶圓w之

焦點調平控制D 以上，如詳細所作之說明，根據本實施形態之曝光裝 置100，係從編碼器系統150之γ編碼器單元22Υι，22Υ2 , 沿平行於γ轴之光路將測量光LY1，LY3,分別照射於移動 光柵34Y ’其中該移動光栅34Y係配置於固定在晶圓載台 wst之反射鏡區塊30的側面。藉由該照射從移動光栅34γ 所產生之繞射光，即透過配置於反射鏡區塊3〇底面之移動 〇 光桃36Υ’分別照射於配置在載台座12上面之固定光栅 38Yl5 38Υ2,從固定光柵38Υι，38γ2分別所產生之繞射光（更 正確而言，係繞射光之合成光LY2, LY4)，則透過反射鏡區 塊3〇 ’在γ編碼器單元22Yi，m (内部之受光元件）受 光。接著’移動光柵36Y與固定光柵38Yl5 38Y2間之γ轴 方向之相對位移的測量值即從Υ編碼器單元22Yl5 22Υ2輸 出至控制裝置1 〇。 30 200947140 又，從編碼器系統150之x編碼器單元22χ，沿平行 於γ轴之光路將測量光LX1照射於配置在反射鏡區塊3〇 側面之移動光柵34X。藉由該照射從移動光柵34χ所產生 之繞射光，即透過配置於反射鏡區塊3〇底面之移動光柵 36Χ ’照射於配置在載台座12上面之固定光柵38χ，從固 定光栅38Χ分別所產生之繞射光（更正確而言，係繞射光之 合成光LX2)’即透過反射鏡區塊3〇，在χ編碼器單元22χ(内 ⑩ 部之受光元件）受光。接著，移動光柵34Χ，36Χ與固定光 柵38Χ間之X軸方向之相對位移的測量值即從χ編碼器單 元22Χ輸出至控制裝置1 〇。 因此，控制裝置1〇可根據來自γ編碼器單元22Υι， 22ΥΖ、及X編碼器單元22χ之相對位移的測量值，測量晶 圓載台WST之γ位置及0Ζ方向之旋轉、以及χ位置。 此處’ Υ編碼器20 Υ!，20Υ2中，配置於載台座12上面 之固定光柵38丫丨，38Υ2係發揮基準光柵之功能，其係依移 ❹ 動光栅36Υ(亦即晶圓載台WST)與固定光栅38Υη 38Υ2間 在Υ轴方向之相對位移’產生從固定光栅38Υι, 38γ2所產 生之±1次繞射光（LYll5 LYh)間之相位差。又，χ編碼器 20X中，配置於固定在晶圓載台WST之反射鏡區塊30的移 動光柵34X，36X，係發揮基準光栅之功能，其係依移動光 柵34X，36X (亦即晶圓載台WST)與固定光柵38X間之χ轴 方向的相對位移，產生作為合成光LX2而合成之繞射光 LX 11，LX 12間之相位差。 此時’由於固定光栅38Υι，38γ2係配置在從與投影光 31 200947140 學系統PL之光輛ΑΧ正交之γ軸起平行於離開同一距離— X方向、+ Χ方向之γ軸的直線（軸）上，因此藉由使用¥編 碼器單元22Υ!，22Υ2之測量值的平均值，即可在平行於γ 軸之方向，進行無阿貝誤差（abbe err〇r)之高精度晶圓載台 wst的位置測量。另一方面，移動光柵36χ係配置在平行 於通過晶圓載台WST之大致重心之χ軸的直線上。因此， 在平行於X軸之方向，可在晶圓載台WST之重心附近測量 晶圓載台WST之位置，進而亦可藉由重心驅動來進行高精 度之晶圓載台WST的位置控制。 又，由於晶圓載台WST之γ軸方向、及x轴方向之位 置測量所使用之測量光LY1，LY3及LX，係皆沿平行於Y 軸之光路，为別照射於配置在安装於晶圓載台之共通 反射鏡區塊30的移動光柵34γ，34X ’因此可在分別平行於 Y轴、X轴之方向使晶圓載台WST之位置測量的測量點接 近。藉此，可縮小編碼器系統丨5〇所佔用之空間。 再者，根據本實施形態，藉由使用上述編碼器系統 B〇,即可進行高精度之晶圓載台WST的位置測量，進而 亦可進行位置控制。藉此，可將標線片尺之圖案以良好精 度轉印於晶圓w上之複數個照射區域。 此外，上述實施形態之Y編碼器20 Υι，2〇y2，、及乂編 碼器20X等之構成僅為一例，本發明並非限定於此。以下， 針對上述實施形態之幾種變形例，以編碼器系統為中心作 說明。此外，以下變形例，為簡化說明及圖示之方便，Y編 褐器並非一對而採取僅設置1個之例。 200947140 《第1變形例》 圖8(A)及圖8(B)係表示包含γ編供 編碼器20¥及义編碼 器20X之第1變形例之編碼器系絲〗 1命系統15〇的構成。圖8(A) 除了一部分亦圖示反射鏡區塊 瓜υ之内部。如圖8(A)及圖 明所不’反射鏡區塊30,係、相當於從上述實施形態之反 射鏡區塊30除去（未設置）配置於區塊外之 — γ側之面之移 動光柵34Υ，34Χ者。

❹ 本例，反射鏡區塊30,係取代上述反射鏡區塊3〇，而 安裝（固定）於晶圓載台WST之底面（下面又，從γ編碼 器單元22Y所射出之測量光…的光路，係與正交於投影 光學系統PL之光軸的γ軸一致，從χ編碼器單元22χ所 射出之測量光LX1的光路，則位於測量光LY1之光路的+ 又側。又’對應此等測量光LY1，LX1的光路，固定光柵38γ 38Χ係與先前同樣地配置於載台座上。以下各變形例亦同 樣。 根據本例之Υ編碼器20’ ，從編碼器單元22γ所射出 之測量光LY1，係透射反射鏡區塊3〇，内，而在反射面32ι 反射’使光路彎折於一Z方向，再照射於移動光柵36Υ»藉 此，在移動光柵36Y於YZ平面内產生繞射角不同之複數個 繞射光。圖8(A)及圖8(B)中，係圖示±1次繞射光LYL， LYh。繞射光LY1!，LY12係照射於固定光栅38Y，藉此從 固定光柵38Y即產生源自繞射光LYlls LY12的複數個繞射 光。此處’源自繞射光LY1!之一1次繞射光、與源自繞射 光LY12之+1次繞射光即逆循原繞射光之光路，在移動光 33 200947140 柵36Y聚光（合成）於與z軸平行之同軸上，而成為合成光 LY2。合成光LY2係透射反射面32ι後’在全反射面322反 射，使光路彎折於一γ方向，再從反射鏡區塊3〇，之_γ 側之面以輸出光射出。接著，該合成光LY2係沿平行於γ 軸之光路返回編碼器單元22 γ，並藉由編碼器單元22 Y内 之受光元件（未圖示）受光以測量其強度。接著，藉由編碼 器單兀22 Y’與先前同樣地，根據合成光（輸出光）LY2之強 度變化’求出移動光柵36γ與固定光柵38γ間之Y抽方向 的相對位移，該測量值則輸出至控制裝置1 〇。 〇 又，根據本例之X編碼器20 X，，從編碼器單元22χ 所射出之測量光LX1 ’係透射反射鏡區塊3〇，内，在反射 面32i反射，使光路彎折於_2方向，而照射於移動光柵 36X。藉此，從移動光栅36父在又2平面内產生繞射角不同 之複數個繞射光。圖8(A)及圖8(B)中，係圖示±1次繞射光 LXh，LX12。然而，圖8(B)中，此等繞射光係重疊於紙面 正交方向（深度方向）。 繞射光LX 1丨，LX 12係照射於固定光柵38X。藉此，從 ❹ 固定光栅38X產生源自LX1,，LXh之複數個繞射光。此 處源自繞射光LX 1!之一 1次繞射光、與源自繞射光lx 1 2 之+1次繞射光即逆循原繞射光之光路，在移動光栅36χ聚 光（合成）於與Ζ軸平行之同軸上，而成為合成光lx2。合成 光LX2係透射反射面32!後，在全反射面322反射，使光路 弯折於一 Υ方向，再從反射鏡區塊30，之— γ側之面以輸 出光射出。接著，該合成光LX2係沿平行於γ軸之光路返 34 200947140 回編碼器單元22X，並藉由編碼器單元22 X内之受光元件 (未圖示）受光以測量其強度。接著，藉由編碼器單元22 X， 與先前同樣地，根據合成光（輸出光）LX2之強度變化，求出 移動光柵36X與固定光柵38X間之X軸方向的相對位移， 該測量值則輸出至控制裝置10。 本例，係根據測量光LY1之波長來設定移動光栅36Y、 及固定光栅38Y之間距，以使源自繞射光LYh之一1次繞 射光、與源自繞射光LY12之+ 1次繞射光逆循原繞射光之 Ο 光路。同樣地’係根據測量光LX1之波長來設定移動光柵 36X、及固定光栅38X之間距，以使源自繞射光LX1!之一1 次繞射光、與源自繞射光LX12之+ 1次繞射光逆循原繞射 光之光路。 包含上述Y編碼器20 Y’與X編碼器20X’之編碼器 系統150’ ’雖無法測量晶圓載台WST之0 z旋轉，不過除 了該點以外，係具有與上述實施形態之編碼器系統1 50同 ❹ 樣的功能。亦可設置成設有一對Y編碼器20 Y’ ，以測量 晶圓載台WST之0 z旋轉。 《第2變形例》 圖9(A)及圖9(B)係表示包含γ編碼器2〇 γ”及X編碼 器20X”之第2變形例之編碼器系統150”的構成。如圖9(A) 及圖9(B)所示，反射鏡區塊30”係相當於在構成上述實施 形態之反射鏡區塊30之區塊3〇ι甲，除去（未設置）配置於 ~ Z側之面之移動光栅36Y，36X者。 本例’反射鏡區塊30”係取代上述反射鏡區塊3〇，而 35 200947140 安裝（固定）於晶圓載台WST之下部。 根據本例之Y編碼器20 Y” ，從編碼器單元22γ所射 出之測量光（輸入光）LY，係垂直照射於配置在反射鏡區塊 30”之一Υ侧之面的移動光栅34Υ。藉此，從移動光栅34γ 在υζ平面内產生繞射角不同之複數個繞射光^圖9(Α)及圖 9(B)中’係圖示±1次繞射光LY!，LY2。該等繞射光LYi， LY2係透射反射鏡區塊30”内，在反射面32反射，使光路 彎折於一Z方向後，從反射鏡區塊30”射出，而照射於固 定光栅38Y。藉此，從固定光柵38Y產生源自繞射光LYi, 〇 LY2之複數個繞射光。此處，源自繞射光LYl2_i次繞射 光、與源自繞射光LY2之+1次繞射光即逆循原繞射光之光 路’在反射面32反射’使光路彎折於—γ方向，在移動光 柵34Y聚光（合成）於與γ轴平行之同軸上，而成為合成光 LY。合成光LY係以輸出光從反射鏡區塊3〇”之_ γ側之 面射出。接著，該合成光LY係沿從編碼器單元22γ所射出 之測量光（輸入光）L Υ之光路返回編碼器單元22γ。接著， 在編碼器單元22 Υ内，透過分光鏡與測量光（輸入光）LY分❹ 離，再藉由受光元件（未圖示）受光以測量其強度。接著， 藉由編碼器單元22 Y，與先前同樣地，根據合成光（輪出 光）LY之強度變化，求出移動光栅34γ與固定光栅38γ間 之Υ軸方向的相對位移，該測量值則輪出至控制裝置1〇。 又，根據本例之X編碼器2〇χ” ，從編碼器單元22χ 所射出之測篁光（輸入光）Lx，係垂直照射於設置在反射鏡 區塊30”之移動光栅34χ。藉此，從移動光栅34χ在 36 200947140 平面内產生繞射角不同之複數個繞射光。圖9( A)及圖9(B) 中’係圖示±1次繞射光LXt , LX2。然而，圖9(B)中，也等 繞射光係重疊於紙面正交方向（深度方向）。此等繞射光LXl , LX2係透射反射鏡區塊30”内，在反射面32反射，使光路 彎折於一Z方向’從反射鏡區塊30”射出，而照射於固定 光柵38X。藉此，從固定光柵38X即產生源自繞射光LXl， LA之複數個繞射光。此處，源自繞射光LXl之_ i次繞射 光、與源自繞射光LX2之+ 1次繞射光即逆循原繞射光之光 路，在反射面32反射’使光路彎折於一 γ方向，在移動光 柵34X聚光（合成）於與γ軸平行之同軸上，再以合成光[χ 從反射鏡區塊30”之一γ側之面射出。接著，該合成光lx 係沿測量光（輸入光）LX之光路返回編碼器單元22X。接著， 在編碼器單元22 X内’透過分光鏡與測量光（輸入光）LX分 離，再藉由受光元件（未圖示）受光以測量其強度。接著， 藉由編碼器單元22 X，與先前同樣地，根據合成光（輸出 光）LX之強度變化，求出移動光柵34X與固定光柵38X間 之X轴方向的相對位移，該測量值則輸出至控制裝置1〇。 本例，係根據測量光LY之波長來設定固定光栅38Y與 移動光柵34Y之間距，以使源自繞射光LY!之一1次繞射 光、與源自繞射光LY2之+ 1次繞射光逆循原繞射光之光 路。同樣地，係根據測量光LX之波長來設定固定光栅38X 與移動光柵34X之間距，以使源自繞射光LXi之一1次繞射 光、與源自繞射光LX2之+ 1次繞射光逆循原繞射光之光路。 由上述Y編碼器20 Y”與X編碼器20X”所構成之編 37 200947140 碼器系統150” ，雖無法測量晶圓載台WST之θ z旋轉，不 過除了該點以外，係具有與上述實施形態之編碼器系統1 同樣的功能。亦可設置成設有一對γ編碼器2〇 γ，，，以測 量晶圓載台WST之0z旋轉。 此外’與上述實施形態之Y編碼器20 Y與χ編碼器 20Χ同樣地，即使在上述第i變形例之γ編碼器2〇 γ,與 X編碼器20Χ’ 、及上述第2變形例之γ編碼器2〇 γ”與 X編碼器20Χ” ，移動光柵與固定光柵之功能亦不相同。亦 即，在第1變形例之Υ編碼器20 Υ，中，固定光栅38γ係 © 發揮基準光栅之功能’而在X編碼器2〇χ，中，移動光柵 36Χ則發揮基準光柵之功能。在第2變形例之γ編碼器 Υ中’固定光栅38Υ係發揮基準光栅之功能，而在X編 碼器20Χ”中，移動光栅34Χ則發揮基準光栅之功能。 《第3變形例》 上述第1及第2變形例，由於固定光柵38χ係使在移 動光柵（36Χ或34Χ)所產生之2個繞射光（;!;1次繞射光）繞 射，將藉由該繞射所產生之複數個繞射光中之2個繞射光， © 在移動光柵（3 6Χ或3 4Χ)合成於同軸上，因此係發揮逆循原 繞射光之光路的功能。因此，可使用將在移動光柵（36χ或 3 4Χ)所產生之2個繞射光（±1次繞射光）分別垂直反射的— 對反射面，以取代固定光柵38Χ。 圖10(A)及圖10(B)係表示在上述第1變形例，設置反 射構件38Χ’以取代固定光栅38Χ之第3變形例的X編碼 器2ΟΧ3。圖10(A)及圖10(B)中，Υ編碼器及其他部分係 38 200947140 省略了圖示。 於反射構件38Χ，，設有分別對在移動光柵36Χ所產 生之繞射光LXlb LX12正交之2個反射面38Χ，卜38Χ， 2。此外，上述第2變形例，亦可設置反射構件38χ，，以 取代固定光栅38Χ。此時，2個反射面38Χ，！，38Χ，2係設 定成分別對在移動光栅34Χ所產生之繞射光lxi!，LXl2i 交0 此第3變形例之X編碼器2OX3，係具有與第！變形例 之X編碼器20X’ （或第2變形例之X編碼器2〇χ”）同樣的 功能。亦可以1個編碼器單元來構成編碼器單元22γ，22Χ。 此時’可構成小型化之位置測量系統。 此外’上述實施形態之第1、第3變形例，雖由2個區 塊3〇ι;，3〇2構成反射鏡區塊30(或30’ ），不過亦可將2個 反射面32 !，32 2設置於1個區塊内以構成反射鏡區塊。又， 反射鏡區塊亦可藉由繞射光柵及反射面以外之部分為空間 的中空構件來構成。又，上述實絶形態等中，亦可使用直 線偏光之光作為各測量光，且將例如偏光分光鏡與1/4波長 板加以組合以構成反射鏡區塊，藉此使測量光之反射、透 射以良好效率進行。 又，上述實施形態及各變形例，雖針對使用從移動光 柵與固定光柵所產生之複數個繞射光中±1次繞射光之情形 作了說明，不過並不限於此，只要是零次以外亦可使用任 意之同一次數（±2次、±3次、…）或產生於同一方向之繞射 光的組合。然而，此時必須依測量光之波長設定各光栅之 39 200947140 間距’必要時適切設定光柵彼此之位置關係，藉此使該繞 射光之組合具有與上述實施形態或各變形例之±1次繞射光 同樣的功能。 又’上述實施形態及各變形例，雖針對將反射鏡區塊 固定於晶圓載台WST之底面（下面），並將固定光柵設置於 反射鏡區塊之下方，亦即載台座12之上面的情形作了說 明’不過並不限於此，亦可將反射鏡區塊（光學構件）安裝於 晶圓載台WST之上面，並將固定光柵配置於反射鏡區塊之 上方’例如用以保持投影光學系統之主框架（量測框架）的下 ❹ 面。亦即，亦可採用與上述實施形態及各變形例所說明之 編瑪器系統上下顛倒之編蝎器系統來測量晶圓載台WST之 位置。 又’上述實施形態及各變形例，亦可僅設置編碼器系 統’而不一定要設置干涉計系統。 此外’上述實施形態，本發明雖針對應用於不透過液 體（例如純水等）進行晶圓W之曝光的乾式曝光裝置的情形 作了說明’不過並不限於此，如例如國際公開第99/ 49504 號、歐洲專利申請公開第1420,298號說明書、國際公開第 2004/055803號、日本特開2004— 289126號公報（對應美 國專利第6,952,253號說明書）所揭示般，亦可將本發明應用 於下述曝光裝置，其係在投影光學系統與晶圓之間，形成 包含照明光之光路的液浸空間’並透過投影光學系統及液 浸空間之液體，以照明光使晶圓曝光。 又’上述實施形態’雖針對將本發明應用於步進掃描 40 200947140 方式等掃描型曝光裝置的情形作了說明，不過並不限於 此，亦可將本發明應用於步進器等靜止型曝光裝置。即使 ^步進器等亦可與上述實施形態同樣地，使用編碼器來測 量裝載曝光對象之物體之載台的位置，因此可獲得同樣之 效果。又，本發明亦可應用於將照射區域與照射區域加以 合成之步進接合（Step and Stitch)方式之縮小投影曝光裝 置、近接方式之曝光裝置、或鏡面投射分析儀等。再者， 如例如美國專利第6,590,634號說明書、美國專利第 5,969,441號說明書、及美國專利第6,2〇8,4〇7號說明書等所 2示般，亦可將本發明應用於具備複數個晶圓載台之多載 台型曝光裝置。又，如例如國際公開第2〇〇5/〇74〇14號等 所揭示般，本發明亦可應用於除了晶圓載台另外亦具備包 含測量構件（例如，基準標記、及/或感測器等）之測量載台 的曝光裝置。 又，上述實施形態之曝光裝置的投影光學系統係不 僅縮小系統，等倍系統或放大系統之任一種皆可投影光 學系統PL係不僅折射系統，反射系統及反射折射系統之任 一種皆可，其投影像係倒立像及正立像之任一種皆可。又， 上述照日月1域及#光區域其形狀雖設為㈣，不過並不限 於此，例如圓弧、梯形、或平行四邊形等亦可。 此外’上述實施形態之曝光裝置的光源並不限於ArF 準刀子雷射，亦可使用KrF準分子雷射（輸出波長為 48nm) F2雷射（輸出波長為157nm)、A~雷射光（輸出波長 為 m) Kl*2雷射（輸出波長為i46nm)等脈衝雷射光源、 200947140 發出g線（波長為436nm)、i線（波長為365nm)等輝線之超 高壓水銀燈等。又’亦可使用YAG雷射之諧波產生裝置等。 此外’如例如美國專利第7,〇23,610號說明書所揭示般，亦 可使用諸波’其係以塗布有例如斜（或斜及鏡兩者）之光纖放 大器’將從DFB半導體雷射或纖維雷射射出之紅外線區域 或可見光區域的單一波長雷射光放大，並使用非線形光學 結晶將其波長轉換成紫外光。 又，曝光裝置之照明光IL並不限於波長為l〇〇nm以上 之光’當然亦可使用波長為低於1 〇〇ηιη之光。例如，本發 © 明亦可應用於使用、軟X射線區域（例如，5〜15nm之波長區） 之EUV(Extreme Ultraviolet :極紫外線）光作為曝光用光的 EUV曝光裝置。此外，本發明亦可應用於使用電子線或離 子束等帶電粒子線之曝光裝置等。 又’上述實施形態，雖使用將既定遮光圖案（或相位圖 案/減光圖案）形成於光透射性基板上之光透射型遮罩（標線 片），但如例如美國專利第6,778,257號說明書所揭示般，亦 可使用根據待曝光之圖案的電子資料，形成透射圖案、反 〇 射圖案 '或發光圖案之電子遮罩（包含亦稱為可變成形遮 罩、主動式遮罩、或圖案產生器，例如非發光型影像顯示 疋件（空間光調變器）之一種的DMD(Digital Micr〇 mirr〇w

Device:數位微型反射鏡元件）等），以取代該標線片。 又，亦可將本發明應用於例如藉由將干涉條紋形成於 晶圓上而將線與間隔圖案形成於晶圓上之曝光裝置（微影系 統）。 42 200947140 此外’如例如美國專利第6,611,316號說明書所揭示 般’亦可將本發明應用於透過投影光學系統將2個標線片 圖案合成在晶圓上，並藉由丨次掃描曝光使晶圓上之丨個 照射區域大致同時雙重曝光的曝光裝置。 又’將圖案形成於物體上之裝置並不限於上述曝光裝 置（微影系統）’亦可將本發明應用於例如以噴墨方式將圖案 形成於物體上之裝置。 此外，上述實施形態，待形成圖案之物體（能量束所照 射之曝光對象的物體）並不限於晶圓，玻璃板、陶瓷基板、 薄膜構件、或空白光罩（mask blanks)等其他物體亦可。 曝光裝置之用途並不限於半導體製造用之曝光裝置， 亦可廣泛應用於例如將液晶顯示元件圖案轉印於方形玻璃 板之液晶用曝光裝置、用以製造有機電致發光、薄膜磁頭、 攝影元件（CCD等）、微型元件、以及DNA晶片等之曝光裝 置。又’不僅是半導體元件等微型元件，亦可將本發明應 用於為了製造光曝光裝置、EUV曝光裝置、X線曝光裝置、 及電子線曝光裝置等所使用之標線片或光罩，而將電路圖 案轉印於玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置。 此外，本發明之移動體裝置並不限於曝光裝置，亦可 廣泛應用於其他基板之處理裝置（例如，雷射修補裝置、基 板檢查裝置、及其他）、其他精密機械之試樣的定位裝置、 打線裝置等具備在2維面内移動之載台等移動體的裝置。 此外’援用載至目前之說明所引用之曝光裝置等相關 的所有公報（包含國際公開公報）、美國專利申請公開說明 43 200947140 書、及美國專利說明書之艉 部 之揭7^作為本說明書之記載的 分0 …半導體元件等電子元件係經由以下步驟所製造，亦即 能/性能設計的步驟、製作根據該設計步驟之 標線片的步驟、從石夕材料製作晶圓的步驟 形態之曝光裝鼷查壯 藉由上述實施 置（圖案形成裝置）將遮翠（標線片 於晶圓的微影步餓、佔成止β ’〜圃呆得印 後之晶圓顯影的顯影步驟、藉 由ϋ刻除去光阻殘存之Λρ八LV Α Α 、 击嫌Μ 之部分之露出構件的韻刻 Ο 步驟、除去已完成蝕刻而不需要之光阻的光阻除去步驟、 兀件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、及封裝步驟卜以 及檢查步驟等。此時’由於在微影步驟使用上述實施形離 之曝光裝置並執行上述曝光方法’而於晶圓上形成元件圖 案，因此能以良好生產性製造高積體度之元件。 ❹ 本發明之位置測量系統及位置測量方法，係適合於測 量沿既定平面移動之移動體的位置資訊。X，本發明之移 動體裝置及移動體驅動方法’係適合於沿既定平面驅動移 動體。又’本發明之曝光裝置及曝光方法，係適合於昭射 能量束以將圖案形成於物體上…本發明之圖案形成裝 置，係適合於將圖案形成於物體上。又，本發明之元件製 造方法係適合於製造電子元件。 【圖式簡單說明】 圖1係概略表示一實施形態之曝光裝置的構成。 圖2(A)係省略一部分表示圖丨之曝光裝置所具備之載 44 200947140 台裝置的立體圖，圖2(B)係表示從圖2(A)除去晶圓驅動系 統及晶圓載台後之狀態。 圖3(A)〜圖3(C)係用以說明一實施形態之曝光裝置所 具備之載台驅動系統的功能。 圖4(A)及圖4(B)係用以說明一實施形態之曝光裝置所 具備之編碼器系統的構成。 圖5(A)及圖5(B)係用以說明Y編碼器之構成。 圖6(A)及圖6(B)係用以說明X編碼器之構成。 圖7係表示圖1之曝光裝置之控制系統之主要構成的 方塊圖。 圖8(A)及圖8(B)係用以說明編碼器系統之第1變形例。 圖9(A)及圖9(B)係用以說明編碼器系統之第2變形例。 圖10(A)及圖10(B)係用以說明編碼器系統之第3變形 例。 【主要元件符號說明】 10 控制裝置 11 標線片載台驅動系統 15 移動鏡 12 載台座 20X, 20X’ ，20X” X 編碼器 20Y,, 20Y2 Y 編碼器 22Y,，22Y2, 22X, 22Y 編碼器單元 30, 30’ ，30” 反射鏡區塊 45 200947140 3 01, 3 0 2 區塊 32, 32! 反射面 322 全反射面 34Χ, 34Υ, 36Χ, 36Υ 移動光柵 38Χ, 38Υ, 38Υι, 38Υ2 固定光栅 38Χ’ 反射構件 38Χ* 1, 38Χ* 2 反射面 50 载台裝置

100 曝光裝置 標線片干涉計 干涉計系統 晶圓驅動系統 116 118 124 X可動元件 X固定元件 X軸線性馬達 Υ可動元件 Υ固定元件 Υ軸線性馬達

132Χ1} 132Χ2 134Xl5 134Χ2 136Χι, 136Χ2 132Υ,, 132Υ2 134Υ1? 134Υ2 136Υ,, 136Υ2 150，150’ ，150” 編碼器系統 200 位置測量系統 ALG 對準系統 ΑΧ 光轴 ΙΑ 曝光區域 IAR 照明區域 46 200947140 IL 照明 光 IOP 照明 單兀 LX 測量 光（輸入光） LY 測量 光（輸入光） LX1， LY1，LY3 測量 光 LX2, LY2, LY4 合成 光（輸出光） LXlj, LX12 繞射光 LXi, lx2 繞射光 LYi, ly2 繞射光 LYlb LY12 繞射光 PL 投影 光學系統 R 標線 片 RST 標線 片載台 W 晶圓 WST 晶圓 載台 47

Claims (1)

1. 200947140 七、申請專利範圍： 1. 一種位置測量系統，用以測量沿包含彼此正交之第i 轴及第2轴之既定平面移動之移動體的位置資訊，其特徵 在於，具備： 第1固定光栅及第2固定光栅，係在該移動體之外部 分別延設於與該第1軸平行之方向，其中該第！固定光柵 係以平打於該第i轴之方向為週期方向而該第2固定光 柵則以平行於該第2軸之方向為週期方向； 光學構件’具有以對應該第1及第2固定光柵之週期^ 方向之方向為其週期方向的第i及第2移動光栅並安裝 於該移動體；以及 第1及第2受光系統，係分別對應該第【及第2固定 包含該第1固定光栅、該第1移動光栅、及該第4 光系統’構成用以測量該移動體在平行於該第丨軸之方向 之位置資訊的第1測量裝置； 〇 包含該第2固定光栅、該第2移動光柵、及該第2受 先系統，而構成用以測量該移動體在平行於該帛2軸之方 向之位置資訊的第2測量裝置。 2.如申請專利範圍第】項之位置測量系统其中，該光 學構件係以平行於該第2轴 ., 问馮長邊方向，在該長邊 向，具有與該移動體平行於該第2 度以上的長度。 _之方向之長度同程 3·如申請專利範圍第…項之位置測量系統，其中， 48 200947140 該第1及第2移動光栅係配置於該光學構件之一面。 (如申請專利範圍第3項之位置測量系統，其中，該光 學構件，進一步具有以對應該第1及第2固定光柵之週期 方向的方向為其週期方向、且分別配置於不同於該一面之 另一面的第3及第4移動光柵。 5·如申請專利範圍第…項中任—項之位置測量系

   ’、中該第1及第2固定光柵，係配置在與該移動體 相對向之該既定平面平行的面上。 6. 如申請專利範圍第5項之位置測量系統，其中，該第 1及第2固定光栅’係於與該第2軸平行之方向分離配置。 7. 如申請專利範圍第丨至6項中任一項之位置測量系 統，其中，該第1及第2固定光柵，在平行於該第丨軸之 方向’具有與該移動體之移動行程同程度以上的長度。 8 ·如申請專利範圍第1至7項中任一項之位置測量系 統，其中，該第丨測量裝置，進一步包含在該移動體之外 部延設於與該第1轴平行之方向且以平行於該第1抽之方 向為週期方向的第3固定光柵、及對應該第3固定光柵之 第3受光系統； 根據該第1受光系統與該第3受光系統之輸出，進— 步測量該移動體在繞正交於該既定平面之第3輛之旋轉方 向的位置資訊。 9.一種移動體裝置，具備： 移動體’沿包含彼此正交之第1轴及第2軸之既定平 面移動； 49 200947140 申請專利範圍第丨至8項中任一項之位置測量系統， - 用以測量該移動體之該既定平面内的位置資訊；以及 驅動裝置’根據以該位置測量系統所測量之該移動體 的位置資訊’沿既定平面驅動該移動體。 10. 如申請專利範圍第9項之移動體裝置，其中，構成 該位置測量系統之一部分的該光學構件係安裝於該移動體 之重心附近。 11. 一種位置測量系統，用以測量沿包含彼此正交之第 1軸及第2軸之既定平面移動之移動體的位置資訊，其特徵❹ 在於，具備： ' 第1測量裝置，包含：在該移動體之外部延設於與該 第軸平行之方向且以平行於該第1軸之方向為週期方向 的第1基準光柵、設於該移動體且以對應該第1基準光柵 之週期方向之方向為週期方向的第1繞射光柵、及對應該 第1基準光柵的第1受光系統，以測量該移動體在平行於 該第1轴之方向的位置資訊；以及 第2測量裝置，包含：設於該移動體且以平行於該第2 Q 軸之方向為週期方向的第2基準光柵、在該移動體之外部 延扠於與該第1軸平行之方向且以對應該第2基準光栅之 週期方向之方向為週期方向的第2繞射光柵、及對應該第2 準光柵的第2受光系統，以測量該移動體在平行於該第2 轴之方向的位置資訊。 12. 如申請專利範圍第丨丨項之位置測量系統，其中，該 第1繞射光柵及該第2基準光栅係以平行於該第2轴之方 50 200947140 向為長邊方向，在該長邊方向具有與該移動體之平行於該 第2軸之方向之長度同程度以上的長度。 13. 如申請專利範圍第11或12項之位置測量系統，其 中’該第1測量裝置進一步包含第3繞射光柵，係配置於 與設置該移動鱧之該第1繞射光柵及該第2基準光柵之部 位不同的部位’並以對應該第1基準光柵之週期方向的方 向為週期方向；該第2測量裝置進一步包含第4繞射光栅， 係配置於與設置該移動體之該第1繞射光柵及該第2基準 ® 光栅之部位不同之部位，並以對應該第2基準光柵之週期 方向的方向為週期方向。 14. 如申請專利範圍第11至13項中任一項之位置測量 系統，其中，該第1基準光柵及該第2繞射光柵，係配置 在與該移動體相對向之該既定平面平行的面上。 1 5.如申請專利範圍第14項之位置測量系統，其中，該 第1基準光柵及該第2繞射光栅，係在與該第2軸平行之 ^ 方向分離配置。 ❹ 16.如申請專利範圍第η至15項中任一項之位置測量 系統’其中，該第1基準光柵及該第2繞射光栅，係在平 行於該第1轴之方向，具有與該移動體之移動行程同程度 以上的長度。 17_如申請專利範圍第u至16項中任一項之位置測量 系統，其中，該第1測量裝置，進一步包含在該移動體之 外部延設於與該第1轴平行之方向且以平行於該第〖軸之 方向為週期方向的第3基準光柵、及對應該第3基準光栅 51 200947140 之第3受光系統；根據該第1受光系統與該第3受光系統 之輸出，進一步測量該移動體在繞正交於該既定平面之第3 轴之旋轉方向的位置資訊。 18. —種移動體裝置，具備： 移動體，沿包含彼此正交之第1軸及第2軸之既定平 面移動； 申凊專利範圍第11至1 7項中任一項之位置測量系 統，用以測量該移動體於該既定平面内的位置資訊；以及 驅動裝置，根據以該位置測量系統所測量之該移動體 ❹ 的位置資訊’沿既定平面驅動該移動體。 19, 如申請專利範圍第18項之移動體裝置，其中，構成 該位置測量系統之一部分的該第丨繞射光栅及該第2基準 光栅，係設置於該移動體之重心附近。 20_—種位置測量系統，用以測量沿包含彼此正交之第 1軸及第2軸之既定平面移動之移動體的位置資訊其特徵 在於，具備： 第1測量裝置，沿至少一部分包含平行於該第i軸之 〇 第1光路的光路，將第丨測量光照射於具有安裝在該移動 體之光學構件的第1移動光柵，將從該第i移動光柵所產 生之繞射光，照射於在該移動體之外部延設於與該第丨轴 平行之方向且以平行於該第i軸之方向為週期方向的第i 固定光柵，透過該光學構件接收從該第丨固定光柵所產生 之繞射光，藉此測量該移動體在平行於該第丨軸之方向的 位置資訊；以及 52 200947140 第2測量裝置，沿至少一部分包含接近該第i光路且 與該第1轴平行之第2光路的光路，將第2測量光照射於 具有該光學構件的帛2移動光栅’將從該第2移動光柵所 產生之繞射光照射於在該移動體之外部延設於與該第^轴 平行之方向且以平行於該第2軸之方向為週期方向的第2 固定光栅’透過該光學構件接收從該帛2固定光栅所產生 之繞射光，藉此測量該移動體在平行於該第2軸之方向的 位置資訊。

   21. 如申請專利範圍第2〇項之位置測量系統其中該 光學構件係以平行於該帛2轴之方向為長邊方向在該長 邊方向具有與該移動體之平行於該第2軸之方向之長度同 程度以上的長度。 22. 如申請專利範圍第20至21項中任一項之位置測量 系統，其中’該第1及第】移動光柵，係分別以對應該第卫 及第1固定光柵之週期方向的方向為週期方向。 23. 如申D青專利範圍第2〇至22項中任一項之位置測量 系統，其中，該光學構件，進一步具有將從該第1及第i 移動光柵所產生之繞射光分別加以聚光的第3及第4移動 光柵； 該第3及第4移動光柵，係分別以對應該第1及第2 固定光柵之週期方向之方向為週期方向。 24.如申請專利範圍第2〇至22項中任一項之位置測量 系統，其中，該光學構件，設有將從該第j及第2固定光 柵所產生之繞射光分別加以聚光的第3及第4移動光柵； 53 200947140 該第3及第4移動光栅，係分別以對應該第i及第2 固定光柵之週期方向之方向為週期方向。 25. 如申請專利範圍第2〇至以項中任一項之位置測量 系統’其中，該光學構件’具有將該帛1及第2測量光之 光路分別朝向該第1及第2固折的反射構件。 26. 如申請專利範圍第2〇至25項中任一項之位置測量 系統’其中’該光學構件，具有將從該第i及冑2固定光 栅所產生之繞射光之光路分別彎折於與該帛i及第2光路 平行之方向的反射構件。 如申π專利範圍第20至26項中任一項之位置測量 其巾豸第1及第2光路係在平行於該第2軸之方 向隔著既定距離配置。 28_如申請專利範圍第27項之位置測量系統其中該 if第2固定光栅，係在平行於與該移動體相對向之該 二面的面上’於平行於該第2軸之方向隔著該既定距

   29.如申請專利範圍第 ^ ^ # 王U項中任一項之位置汗 糸統，其中，該第1及第2固定光 舳夕士上 疋九栅，係在平行於該j 釉之方向，具有與該移動體之移 J叮桎问程度以上的長, •一種移動體裝置，具備： 面移I動體’沿包含彼此正交之帛1軸及第2軸之既吳 統 中請專利範圍第20至 用以測量該移動體於該 29項中任—項之位置測量系 既定平面内的位置資訊；以及 54 200947140 驅動裝置，根據以該位置測量系統所測量之該移動體 的位置資訊’沿既定平面驅動該移動體。 31. 如申凊專利範圍第30項之移動體裝置，其中，構成 該位置測量系統之一部分的該光學構件，係安裝於該移動 體之重心附近。 / 32. 如申請專利範圍第30或31項之移動餿裝置，其中， 該位置測量系統進一步具備第3測量裝置，係沿至少一部 分包含接近該第1光路且與該第〖轴平行之第3光路的光 路，將第3測量光照射於該第丨移動光柵，將從該第1移 動光柵所產生之繞射光，照射於在該移動體之外部延設於 該第1轴方向且以平行於該第丨軸之方向為週期方向的第3 固定光柵，透過該光學構件接收從該第3固定光柵所產生 之繞射光，藉此測量該移動體在平行於該第1軸之方向的 位置資訊。 33. 如申請專利範圍第32項之移動體裝置，其中，該該 第1及第3光路，係分別從該第2光路隔著等距離配置在 平行於該第2轴之方向之一側與另一側。 34. —種曝光裝置，係照射能量束以將圖案形成於物體 上，其特徵在於具備： 為形成該圖案而沿既定平面驅動用以保持該物體之移 動體之申請專利範圍第9、10、18、19、30至33項中任一 項之移動體裝置。 35·—種元件製造方法，其包含： 使用申請專利範圍第34項之曝光裝置，將圖案形成於 55 200947140 物體上之步驟；以及 對形成有該圖案之該物髏施以處理之步驟。 36.—種圖案形成裝置，係將圖案形成於物體，其特徵 在於，具備： 移動體’可保持該物體並移動； 圖案生成裝置’用以將圖案形成於該物體上；以及 申請專利範圍第9、1〇、18、19、30至33項中任一項 之移動體裝置’用以在既定平面内驅動該移動體。 37·如申請專利範圍第％項之圖案形成裝置，其中，該 ❹ 物體具有感應層； 該圖案生成裝置，係藉由將能量束照射於該感應層以 形成該圖案。 38·—種元件製造方法，其包含： 使用申請專利範圍第36或37項之圖案形成裝置，將 圖案形成於物體上之步驟；以及 對形成有該圖案之該物體施以處理之步驟。

   39,種位置測量方法，用以測量沿包含彼此正交之第 1軸及第2軸之既定平面移動之移動體的位置資訊，其特徵 在於，包含： 第1測量步驟，沿平行於該第i轴之光路將第i測 光照射於具有光學構件之第1移動光栅，該光學構件孫 裝於以對應第i固定光栅之週期方向之方向為週期方向 該移動趙，再將從該第1移動光柵所Μ之繞射光，照 於在該移動體之外部延設於與該第丨軸平行之方向且以 56 200947140 行於該第1轴之方向為週期方向的該第1固定光拇透過 i光學構件以第1受光系統接收從該第丨固定光栅所產生 之繞射光，藉此測量該移動體在平行於該第i轴之方向的 位置資訊；以及 '第2測量步驟，沿平行於該第1軸之光路將第2測量 光照射於具有該光學構件的第2移動光概，該光學構件係 以對應第2固定光柵之週期方向之方向為週期方向，再沿 平行於該第1軸之光路照射第2測量光，將從該第2移動 光柵所產生之繞射光，照射於在該移動體之外部延設於與 該第1轴平行之方向且以平行於該第2轴之方向為週期方 向的該第2固定光柵，透過該光學構件以第2受光系統接 收從該第2固定光栅所產生之繞射光，藉此測量該移動體 在平行於該第2軸之方向的位置資訊。 40. 如申請專利範圍第39項之位置測量方法，其中，該 光學構件係以平行於該第2轴之方向為長邊方向，在該^ it方向具有與該移動體之平行於該第2軸之方向之長度同 罾程度以上的長度。 41. 如申請專利範圍第39或4〇項之位置測量方法其 中，該第1及第1移動光柵係配置於該光學構件之一面。 42. —種位置測量方法，用以測量沿包含彼此正交之第 1軸及第2軸之既定平面移動之移動體的位置資訊，其特徵 在於，包含： 第1測量步驟，沿平行於該帛i抽之光路，將第丄測 量光照射於設在該移動體且以對應第1基準光栅之週期方 57 200947140 向之方向為週期方向的第丨繞射光栅，將從該第丨繞射光 柳所產生之繞射光’照射於在該移動體之外部延設於與該 第1轴平行之方向且以平行於該第丨轴之方向為週期方向 的該第1基準光柵，以第〗受光系統接收從該第】基準光 栅所產生之繞射光，藉此測量該移動體在平行於該第丨轴 之方向的位置資訊；以及 第2測量步驟，係沿平行於該第丨軸之光路將第2 測量光照射於設在該移動體且以平行於該第2轴之方向為 週期方向的第2基準光栅，將從該第2基準光栅所產生之 0 繞射光，照射於在該移動體之外部延設於與該第丨軸平行 之方向且以對應該第2基準光栅之週期方向之方向為週期 方勹的第2繞射光栅，以第2受光系統接收從該第2繞射 光栅所產生之繞射光，藉此測量該移動體在平行於該第2 軸之方向的位置資訊。 43. 如申請專利範圍第42項之位置測量方法，其中，該 第1繞射光柵及該第2基準光栅係以平行於該第2軸之方 向為長邊方向，在該長邊方向具有與該移動體之平行於該❹ 第2軸之方向之長度同程度以上的長度。 44. 如申請專利範圍第42或43項之位置測量方法其 中，該第1基準光柵及該第2繞射光柵，係配置在與該移 動體相對向之該既定平面平行的面上。 45. —種位置測量方法，用以測量沿包含彼此正交之第 1軸及第2軸之既定平面移動之移動髏的位置資訊其特徵 在於，包含： 58 200947140 第1測量步驟，沿至少一部分包含平行於該第丨轴之 第1光路的光路，將第1測量光照射於具有安裝在該移動 體之光學構件的第1移動光柵，將從該第1移動光柵所產 生之繞射光，照射於在該移動體之外部延設於與該第丨軸 方向平行且以平行於該第1軸之方向為週期方向的第1固 定光柵’透過該光學構件接收從該第1固定光柵所產生之 繞射光，藉此測量該移動體在平行於該第丨軸之方向的位 置資訊；以及

   ❹ 第2測量步驟，係沿至少一部分包含接近該第丨光路 且與該第1軸平行之第2光路的光路，將第2測量光照射 於具有該光學構件的第2移動光柵，將從該第2移動光柵 所產生之繞射光照射於在該移動體之外部延設於與該第i 軸平行之方向且以平行於該第2軸之方向為週期方向的第2 固定光柵，透過該光學構件接收從該第2固定光柵所產生 之繞射光，藉此測量該移動體在平行於該第2轴之方向的 位置資訊。 6如申叫專利範圍第45項之位置測量方法，其中，該 光學構件’具有將該第1及帛2測量光之光路分別朝向該 第1及第2固定光栅彎折之反射構件。 47. 如申請專利範圍第45或46項之位置測量方法，其 中該光予構件，具有將從該第1及第2固定光柵所產生 之繞射光之光路分別彎折於平行於該帛1及第2光路之方 向的反射構件。 48. 種移動體驅動方法，其包含： 59 200947140

   移動之移動體於該既定平面內66仞番咨& ι . 2轴之既定平面

   該移動體之步驟。

   上，其特徵在於： 使用申請專利範圍第48項之移動體驅動方法沿既定平 面驅動用以保持該物體之移動髏，以形成該圖案。 50. 一種元件製造方法，其包含： 使用申請專利範圍第49項之曝光方法’將圖案形成於 物體上之步驟；以及 對形成有該圖案之該物艎施以處理之步驟。 八、圖式·· (如次頁） ❹ 60