TW201721298A - 曝光裝置及曝光方法、以及平面顯示器製造方法 - Google Patents

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Abstract

液晶曝光裝置，設有保持基板(P)之基板保持具(34)，具備測量系，該測量系具有在X軸方向彼此分離配置之複數個標尺(52)、對標尺照射測量光束且能在Y軸方向移動之複數個讀頭(66x,66y)、以及測量複數個讀頭在Y軸方向之位置資訊之測量裝置，根據至少三個讀頭之測量資訊與前述測量裝置之測量資訊，測量基板保持具在水平面內3自由度方向之位置資訊，複數個讀頭，在基板保持具往X軸方向之移動中從複數個標尺中之一個脫離且移至與該一個標尺相鄰之另一標尺，將使用該移轉之讀頭讀頭以控制基板保持具之移動之修正資訊，根據至少三個讀頭之測量資訊來取得。

Description

曝光裝置及曝光方法、以及平面顯示器製造方法
本發明係關於曝光裝置及曝光方法、以及平面顯示器製造方法，更詳言之，係關於用在製造液晶顯示元件等微型元件之微影製程之曝光裝置及曝光方法、以及使用曝光裝置或曝光方法之平面顯示器製造方法。
以往，在製造液晶顯示元件、半導體元件(積體電路等)等之電子元件(微型元件)之微影製程中，係使用步進掃描方式之曝光裝置(所謂掃描步進機(亦稱為掃描機))等，其係一邊使光罩(photomask)或標線片(以下總稱為「光罩」)與玻璃板或晶圓(以下總稱為「基板」)沿著既定掃描方向(SCAN方向)同步移動，一邊將形成在以能量光束照明之光罩之圖案轉印至基板上。
作為此種曝光裝置，已知有使用基板載台裝置所具有之棒反射鏡(長條之鏡)求出曝光對象基板在水平面內之位置資訊的光干渉儀系統者(參照專利文獻1)。
此處，在使用光干渉儀系統求出基板之位置資訊之情形，無法忽視所謂空氣波動之影響。又，上述空氣波動之影響，雖能藉由使用編碼器系統來減低，但因近年基板之大型化，難以準備能涵蓋基板全移動範 圍的標尺。
先行技術文獻
[專利文獻1]美國專利申請公開第2010/0266961號說明書
根據本發明之第1態樣，提供一種曝光裝置，係透過光學系對物體照射照明光，其具備：移動體，配置於前述投影光學系下方，保持前述物體；驅動系，能在與前述光學系之光軸正交之既定平面內彼此正交之第1、第2方向移動前述移動體；測量系，具有：格子構件，具有在前述第1方向彼此分離配置之複數個格子區域；複數個讀頭，對前述格子構件分別照射測量光束且能在前述第2方向移動；以及測量裝置，測量在前述第2方向之前述複數個讀頭之位置資訊，該測量系設置成前述格子構件與前述複數個讀頭中之一方設於前述移動體，且前述格子構件與前述複數個讀頭中之另一方與前述移動體對向，根據前述複數個讀頭中前述測量光束照射於前述複數個格子區域中之至少一個格子區域之至少三個讀頭之測量資訊與前述測量裝置之測量資訊，測量至少在前述既定平面內之3自由度方向之前述移動體之位置資訊；以及控制系，根據以前述測量系測量之位置資訊，控制前述驅動系；前述複數個讀頭分別在前述移動體往前述第1方向之移動中，其前述測量光束從前述複數個格子區域中之一個格子區域脫離且移至與前述一個格子區域相鄰之另一格子區域；前述控制系，將使用前述複數個讀頭中從前述一個格子區域脫離之前述測量光束移至前述另一格子區域之與前述至少三個讀頭不同之讀頭以控制前述移動體之移動之 修正資訊，根據前述至少三個讀頭之測量資訊或使用前述至少三個讀頭測量之前述移動體之位置資訊來取得。
根據本發明之第2態樣，提供一種曝光裝置，係透過光學系對物體照射照明光，其具備：移動體，配置於前述投影光學系下方，保持前述物體；驅動系，能在與前述光學系之光軸正交之既定平面內彼此正交之第1、第2方向移動前述移動體；測量系，具有：格子構件，具有在前述第1方向彼此分離配置之複數個第1格子區域及在前述第2方向上與前述複數個第1格子區域不同之位置於前述第1方向彼此分離配置之複數個第2格子區域；複數個讀頭，對前述格子構件分別照射測量光束且能在前述第2方向移動；以及測量裝置，測量在前述第2方向之前述複數個讀頭之位置資訊，該測量系設置成前述格子構件與前述複數個讀頭中之一方設於前述移動體，且前述格子構件與前述複數個讀頭中之另一方與前述移動體對向，根據前述複數個讀頭中前述測量光束照射於前述複數個第1及第2格子區域中之至少兩個格子區域之至少三個讀頭之測量資訊與前述測量裝置之測量資訊，測量至少在前述既定平面內之3自由度方向之前述移動體之位置資訊；以及控制系，根據以前述測量系測量之位置資訊，控制前述驅動系；前述複數個讀頭分別在前述移動體往前述第1方向之移動中，其前述測量光束從前述複數個第1及第2格子區域中之一個格子區域脫離且移至與前述第1或第2格子區域相鄰之另一第1或第2格子區域；前述控制系，將使用前述複數個讀頭中從前述一個第1或第2格子區域脫離之前述測量光束移至前述另一第1或第2格子區域之與前述至少三個讀頭不同之讀頭以控制前述移動體之移動之修正資訊，根據前述至少三個讀頭之測量資訊 或使用前述至少三個讀頭測量之前述移動體之位置資訊來取得。
根據本發明之第3態樣，提供一種平面顯示器製造方法，其包含：使用第1態樣之曝光裝置或第2態樣之曝光裝置使基板曝光之動作；以及使曝光後之前述基板顯影之動作。
根據本發明之第4態樣，提供一種曝光方法，係透過光學系對物體照射照明光，其包含：藉由具有：具有在與前述光學系之光軸正交之既定平面內之一方向彼此分離配置之複數個格子區域之格子構件、對前述格子構件分別照射測量光束且能在前述既定平面內與前述第1方向正交之第2方向移動之複數個讀頭、以及測量在前述第2方向之前述複數個讀頭之位置資訊之測量裝置，且設置成前述格子構件與前述複數個讀頭中之一方設於保持前述物體之移動體、前述格子構件與前述複數個讀頭中之另一方與前述移動體對向的測量系，根據前述複數個讀頭中前述測量光束照射於前述複數個格子區域中之至少一個格子區域之至少三個讀頭之測量資訊與前述測量裝置之測量資訊，測量至少在前述既定平面內之3自由度方向之前述移動體之位置資訊的動作；以及根據以前述測量系測量之位置資訊移動前述移動體的動作；前述複數個讀頭分別在前述移動體往前述第1方向之移動中，其前述測量光束從前述複數個格子區域中之一個格子區域脫離且移至與前述一個格子區域相鄰之另一格子區域；將使用前述複數個讀頭中從前述一個格子區域脫離之前述測量光束移至前述另一格子區域之與前述至少三個讀頭不同之讀頭以控制前述移動體之移動之修正資訊，根據前述至少三個讀頭之測量資訊或使用前述至少三個讀頭測量之前述移動體之位置資訊來取得。
根據本發明之第5態樣，提供一種曝光方法，係透過光學系對物體照射照明光，其包含：藉由具有：具有在與前述光學系之光軸正交之既定平面內之第1方向彼此分離配置之複數個第1格子區域及在第2方向與前述複數個第1格子區域不同位置且在前述第1方向彼此分離配置之複數個第2格子區域的格子構件、對前述格子構件分別照射測量光束且能在前述第2方向移動之複數個讀頭、以及測量在前述第2方向之前述複數個讀頭之位置資訊之測量裝置，且設置成前述格子構件與前述複數個讀頭中之一方設於保持前述物體之移動體、前述格子構件與前述複數個讀頭中之另一方與前述移動體對向的測量系，根據前述複數個讀頭中前述測量光束照射於前述複數個第1及第2格子區域中之至少兩個格子區域之至少三個讀頭之測量資訊與前述測量裝置之測量資訊，測量至少在前述既定平面內之3自由度方向之前述移動體之位置資訊的動作；以及根據以前述測量系測量之位置資訊移動前述移動體的動作；前述複數個讀頭分別在前述移動體往前述第1方向之移動中，其前述測量光束從前述複數個第1及第2格子區域中之一個格子區域脫離且移至與前述一個第1或第2格子區域相鄰之另一第1或第2格子區域；將使用前述複數個讀頭中從前述一個第1或第2格子區域脫離之前述測量光束移至前述另一第1或第2格子區域之與前述至少三個讀頭不同之讀頭以控制前述移動體之移動之修正資訊，根據前述至少三個讀頭之測量資訊或使用前述至少三個讀頭測量之前述移動體之位置資訊來取得。
根據本發明之第6態樣，提供一種平面顯示器製造方法，其包含：使用第4或第5態樣之曝光方法使基板曝光之動作；以及使曝光後 之前述基板顯影之動作。
10‧‧‧液晶曝光裝置
14‧‧‧光罩載台裝置
20‧‧‧基板載台裝置
34‧‧‧基板保持具
40‧‧‧光罩保持具
44‧‧‧讀頭單元
46‧‧‧標尺
48‧‧‧光罩編碼器系統
50‧‧‧基板編碼器系統
52‧‧‧標尺
56‧‧‧標尺
60‧‧‧讀頭單元
90‧‧‧主控制裝置
M‧‧‧光罩
P‧‧‧基板
圖1係概略顯示第1實施形態之液晶曝光裝置之構成的圖。
圖2(A)係概略顯示圖1之液晶曝光裝置所具備之光罩編碼器系統之構成的圖，圖2(B)係光罩編碼器系統之一部分(圖2(A)之A部)的放大圖。
圖3(A)~圖3(E)係用以說明光罩編碼器系統及基板編碼器系統中之讀頭輸出接續處理的圖(其1~其5)。
圖4(A)係概略顯示圖1之液晶曝光裝置所具備之基板編碼器系統之構成的圖，圖4(B)及圖4(C)係基板編碼器系統之局部(圖4(A)之B部)放大圖。
圖5係基板編碼器系統之概念圖。
圖6係顯示以液晶曝光裝置之控制系為中心構成之主控制裝置之輸出入關係的方塊圖。
圖7(A)係顯示曝光動作時之光罩編碼器系統之動作的圖(其1)，圖7(B)係顯示曝光動作時之基板編碼器系統之動作的圖(其1)。
圖8(A)係顯示曝光動作時之光罩編碼器系統之動作的圖(其2)，圖8(B)係顯示曝光動作時之基板編碼器系統之動作的圖(其2)。
圖9(A)係顯示曝光動作時之光罩編碼器系統之動作的圖(其3)，圖9(B)係顯示曝光動作時之基板編碼器系統之動作的圖(其3)。
圖10(A)~(C)係用以說明讀頭輸出之接續處理之變形例(其1)之圖(其1~其3)。
圖11(A)~(F)係用以說明讀頭輸出之接續處理之變形例(其2)之圖(其1~其6)。
圖12(A)及圖12(B)係用以說明用以求出一對讀頭間之距離之測量系構成之圖(其1及其2)。
圖13(A)及圖13(B)係用以說明用以求出Y滑動台之傾斜量之測量系構成之圖(其1及其2)。
圖14係將第2實施形態之液晶曝光裝置所具有之基板保持具及基板編碼器系統之一對讀頭單元與投影光學系一起顯示之俯視圖。
圖15(A)及圖15(B)，係用以說明進行基板保持具之位置測量時之基板保持具在X軸方向之移動範圍的圖。
圖16(A)~圖16(D)，係用以說明第2實施形態中，基板保持具移動於X軸方向之過程中之一對讀頭單元與標尺之位置關係之狀態遷移中之第1狀態~第4狀態的圖。
圖17(A)~圖20(C)，係用以說明以第2實施形態之液晶曝光裝置進行之測量基板保持具之位置資訊之基板編碼器系統之讀頭之切換時之接續處理的圖。
圖18係將第3實施形態之液晶曝光裝置所具有之基板保持具及基板編碼器系統之一對讀頭單元與投影光學系一起顯示的俯視圖。
圖19係用以說明第4實施形態之液晶曝光裝置之特徵構成的圖。
圖20係顯示在編碼器標尺上之測量光束之照射點之圖。
《第1實施形態》
以下，使用圖1~圖11(F)說明第1實施形態。
圖1係概略顯示第1實施形態之液晶曝光裝置10之構成。液晶曝光裝置10，係以用於液晶顯示裝置(平面顯示器)等之矩形(角型)之玻璃基板P(以下單稱為基板P)作為曝光對象物之步進掃描方式之投影曝光裝置、即所謂掃描機。
液晶曝光裝置10，具有照明系12、保持形成有電路圖案等之光罩M之光罩載台裝置14、投影光學系16、裝置本體18、保持於表面(圖1中為朝向+Z側之面)塗布有抗蝕劑(感應劑)之基板P之基板載台裝置20、以及此等之控制系等。以下，將掃描曝光時相對照明光IL分別掃描光罩M與基板P之方向作為與投影光學系16之光軸(在本實施形態中係與照明系12之光軸一致)正交之既定平面(XY平面，在圖1中為水平面)內之X軸方向，將在水平面內與X軸正交之方向作為Y軸方向，將與X軸及Y軸正交之方向作為Z軸方向，將繞X軸、Y軸、以及Z軸之旋轉方向分別作為θ x、θ y、以及θ z方向來進行說明。又，將在X軸、Y軸、以及Z軸方向之位置分別作為X位置、Y位置、以及Z位置來進行說明。
照明系12，係與美國專利第5,729,331號說明書等所揭示之照明系同樣地構成。照明系12，係將從未圖示之光源(水銀燈)射出之光分別透過未圖示之反射鏡、分光鏡、光閥、波長選擇濾光器、各種透鏡等，作為曝光用照明光(照明光)IL照射於光罩M。作為照明光IL，可使用包含i線(波長365nm)、g線(波長436nm)、以及h線(波長405nm)之至少一個光(在本實施形態中為上述i線、g線、h線之合成光)。照明系12，具有對在Y軸方向位置不同之複數個照明區域分別照射照明光IL之複數個光學 系，此複數個光學系係與後述之投影光學系16之複數個光學系相同數目。
光罩載台裝置14，包含以真空吸附保持光罩M之光罩保持具(滑件，亦稱為可動構件)40、用以將光罩保持具40往掃描方向(X軸方向)以既定長行程驅動且往Y軸方向及θ z方向適當地微幅驅動之光罩驅動系91(圖1中未圖示。參照圖8)、以及用以測量光罩保持具40至少在XY平面內之位置資訊(包含X軸及Y軸方向與θ z方向之3自由度方向之位置資訊，θ z方向為旋轉(偏搖)資訊)。以下同)之光罩位置測量系。光罩保持具40，係由美國專利申請公開第2008/0030702號說明書所揭示之形成有俯視矩形之開口部之框狀構件構成。光罩保持具40，係透過空氣軸承(未圖示)載置於固定在裝置本體18之一部分亦即上架台部18a之一對光罩導件42上。光罩驅動系91，包含線性馬達(未圖示)。以下雖係以移動光罩保持具40者進行說明，但亦可係移動具有光罩M之保持部之平台或載台者。亦即，亦可不一定要將保持光罩之光罩保持具與光罩平台或光罩載台分別設置，亦可藉由真空吸附等將光罩保持於光罩平台或光罩載台上，在此情形下，保持光罩之光罩平台或光罩載台係移動於XY平面內之3自由度方向。
光罩位置測量系具備光罩編碼器系統48，其設置成一對編碼器讀頭單元44(以下單稱為讀頭單元44)與透過讀頭單元44照射測量光束之複數個編碼器標尺46(圖1中重疊於紙面深度方向。參照圖2(A))之一方設於光罩保持具40、編碼器讀頭44與複數個編碼器標尺46之另一方與光罩保持具40對向。本實施形態中，設置成編碼器讀頭44透過編碼器基座43設於上架台部18a，複數個編碼器標尺46於光罩保持具40之下面 側設置成分別與一對編碼器讀頭44對向。此外，亦可非上架台部18a，而於投影光學系16之上端側設置編碼器讀頭44。關於光罩編碼器系統48之構成，將於後述詳細說明。
投影光學系(投影系)16，支承於上架台部18a，配置於光罩載台裝置14之下方。投影光學系16，係與美國專利第6,552,775號說明書等所揭示之投影光學系相同構成之所謂多透鏡投影光學系，具備以兩側遠心之等倍系形成正立正像之複數個(本實施形態中為11個。參照圖2(A))光學系(投影光學系)。
液晶曝光裝置10，在藉由支承於上架台部18a、被來自照明系12之照明光IL照明光罩M上之照明區域後，藉由通過光罩M之照明光，透過投影光學系16將其照明區域內之光罩M之電路圖案之投影像(部分正立像)，形成於與基板P上之照明區域共軛之照明光之照射區域(曝光區域)。接著，相對照明區域(照明光IL)使光罩M相對移動於掃描方向，且相對曝光區域(照明光IL)使基板P相對移動於掃描方向，藉此進行基板P上之一個照射區域之掃描曝光，而於該照射區域轉印形成在光罩M之圖案。
裝置本體(本體部，亦稱為框架構造等)18，係支承上述光罩載台裝置14、投影光學系16、以及基板載台裝置20，透過複數個防振裝置19而設置於潔淨室之地11上。裝置本體18，係與美國專利申請公開第2008/0030702號說明書所揭示之裝置本體相同之構成。本實施形態中，具有支承上述投影光學系16之上架台部18a(亦稱為光學平台等)、配置基板載台裝置20之一對下架台部18b、以及一對中架台部18c。
基板載台裝置20，係用以在掃描曝光中，將基板P相對於透過投影光學系16投影之光罩圖案之複數個部分像(照明光IL)高精度地定位者，將基板P驅動於6自由度方向(X軸、Y軸及Z軸方向與θ x、θ y及θ z方向)。基板載台裝置20之構成雖無特別限定，但能使用如美國專利申請公開第2008/129762號說明書、或者美國專利申請公開第2012/0057140號說明書等所揭示之、包含門型之二維粗動載台與相對該二維粗動載台被微幅驅動之微動載台之所謂粗微動構成之載台裝置。此情形下，能藉由粗動載台將基板P移動於水平面內之3自由度方向，且藉由微動載台將基板P微動於6自由度方向。
基板載台裝置20具備基板保持具34。基板保持具34由俯視矩形之板狀構件構成，於其上面上載置基板P。此外，保持基板之基板保持具，不一定要與設有基板保持部之平台或載台(此處為微動載台32)分開設置，亦可藉由真空吸附等將基板保持於平台或載台上。基板保持具34藉由構成基板驅動系93(圖1中未圖示。參照圖6)之一部分之複數個線性馬達(音圈馬達)，而相對投影光學系16在X軸及/或Y軸方向以既定長行程被驅動，且被微幅驅動於6自由度方向。以上說明之基板載台裝置20之構成(不過，測量系除外)揭示於美國專利申請公開第2012/0057140號說明書。
又，液晶曝光裝置10，具有用以測量基板保持具34之6自由度方向之位置資訊之基板位置測量系。基板位置測量系，如圖6所示，包含用以求出基板P之Z軸、θ x、θ y方向(以下稱為Z傾斜方向)之位置資訊之Z傾斜位置測量系98及用以求出基板P在XY平面內之3自由度 方向之位置資訊之基板編碼器系統50。Z傾斜位置測量系98之構成雖無特別限定，但可使用揭示於美國專利申請公開第2010/0018950號說明書之測量系，其使用包含基板保持具34之系統上所安裝之複數個感測器，以裝置本體18(下架台部18b)作為基準求出基板P之Z傾斜方向之位置資訊。基板編碼器系統50之構成留待後述。
其次，使用圖2(A)及圖2(B)說明光罩編碼器系統48之構成。如圖2(A)示意地顯示，於光罩保持具40中光罩M(更詳言之係用以收容光罩M之未圖示之開口部)之+Y側及-Y側之區域，分別配置有複數個編碼器標尺46(雖亦稱為格子構件、格子部、柵構件等，以下單稱為標尺46)。此外，為了容易理解，圖2(A)中，複數個標尺46雖以實線圖示，且圖示成看似配置於光罩保持具40之上面，但複數個標尺46，實際上係如圖1所示，以複數個標尺46各自下面之Z位置與光罩M之下面(圖案面)之Z位置一致之方式配置於光罩保持具40之下面側。
複數個標尺46分別具有形成有反射型二維格子或排列方向(週期方向)不同之(正交之)兩個反射型一維格子之格子區域(格子部)，在光罩保持具40下面側於Y軸方向分別在光罩M之載置區域(包含前述開口部)兩側，以格子區域於X軸方向彼此分離配置之方式設有複數個標尺46。此外，雖亦可在X軸及Y軸方向亦以涵蓋標尺46全區之方式形成格子，但由於在標尺46端部難以精度良好地形成格子，因此在本實施形態中係以在標尺46中格子區域周圍成為餘白部之方式形成格子。因此，格子區域之間隔較在X軸方向相鄰之一對標尺46之間隔寬，在測量光束照射於格子區域外之期間成為無法進行位置測量之非測量期間(亦稱為非測量區 間，以下總稱為非測量期間)。
本實施形態之光罩保持具40中，係於光罩M之載置區域之+Y側及-Y側之區域，分別在X軸方向以既定間隔配置有三個標尺46。亦即，光罩保持具40合計具有六個標尺46。複數個標尺46之各個，除了在光罩M之+Y側與-Y側配置成紙面上下對稱這點以外，其餘則實質相同。標尺46由以石英玻璃形成之延伸於X軸方向之俯視矩形之板狀(帶狀)構件構成。光罩保持具40，以陶瓷形成，複數個標尺46固定於光罩保持具40。本實施形態中，亦可取代在X軸方向彼此分離配置之複數個標尺46而使用一個(單一)標尺作為光罩保持具用標尺使用。此情形下，格子區域雖可為一個，但亦可將複數個格子區域在X軸方向分離而形成於一個標尺。
如圖2(B)所示，於標尺46下面(本實施形態中為朝向-Z側之面)中寬度方向一側(在圖2(B)中為-Y側)之區域形成有X標尺47x。又，於標尺46下面中寬度方向另一側(在圖2(B)中為+Y側)之區域形成有Y標尺47y。X標尺47x，係藉由具有於X軸方向以既定節距形成之(以X軸方向作為週期方向)延伸於Y軸方向之複數個格子線的反射型繞射格子(X光柵)構成。同樣地，Y標尺47y，係藉由具有於Y軸方向以既定節距形成之(以Y軸方向作為週期方向)延伸於X軸方向之複數個格子線的反射型繞射格子(Y光柵)構成。本實施形態之X標尺47x及Y標尺47y中，複數個格子線，係以10nm以下之間隔形成。此外，圖2(A)及圖2(B)中，為了圖示方便，格子間之間隔(節距)圖示成較實際寬廣許多。其他圖亦同。
又，如圖1所示，於上架台部18a上面固定有一對編碼器基 座43。一對編碼器基座43之其中一方配置於+X側之光罩導件42之-X側，另一方則配置於-X側之光罩導件42之+X側(亦即一對光罩導件42之間之區域)。又，上述投影光學系16之一部分配置於一對編碼器基座43之間。編碼器基座43如圖2(A)所示，由延伸於X軸方向之構件構成。於一對編碼器基座43各自之長度方向中央部固定有編碼器讀頭單元44(以下單稱為讀頭單元44)。亦即，讀頭單元44，係透過編碼器基座43固定於裝置本體18(參照圖1)。一對讀頭單元44，除了在光罩M之+Y側與-Y側配置成於紙面上下對稱這點以外，其餘係實質相同，因此以下僅針對其中一方(-Y側)說明。
如圖2(B)所示，讀頭單元44，具有對配置於X軸方向之複數個標尺46之至少一個照射之測量光束之位置在X軸及Y軸方向之至少一方不同的複數個讀頭，具有由俯視矩形之板狀構件構成之單元基座45。於單元基座45，固定有以較在X軸方向相鄰之一對X標尺47x(格子區域)之間隔寬之間隔照射測量光束且彼此分離配置之一對X讀頭49x、以及以較在X軸方向相鄰之一對Y標尺47y(格子區域)之間隔寬之間隔照射測量光束且彼此分離配置之一對Y讀頭49y。亦即，光罩編碼器系統48，係於Y軸方向之光罩保持具40之光罩M載置區域兩側分別各具有一對X讀頭49x而具有合計四個，且於Y軸方向之光罩M載置區域兩側分別各具有一對Y讀頭49y而具有合計四個。此外，一對X讀頭49x或一對Y讀頭49y不需要分別較一對X標尺49x或一對Y標尺49y之間隔更寬地分離配置，亦可以與標尺間隔相同程度以下之間隔配置，或者亦可彼此接觸配置，扼要言之，只要以在X軸方向上一對測量光束較標尺間隔寬之間隔配置即可。又， 圖2(B)中，雖一方之X讀頭49x與一方之Y讀頭49y收容於一個殼體內，另一方之X讀頭49x與另一方之Y讀頭49y收容於另一個殼體內，但上述一對X讀頭49x及一對Y讀頭49y亦可分別獨立配置。又，圖2(B)中，為了容易理解，雖圖示成一對X讀頭49x與一對Y讀頭49y配置於標尺46上方(+Z側)，但實際上，一對X讀頭49x配置於X標尺47y下方，一對Y讀頭49y配置於Y標尺47y下方(參照圖1)。又，X位置相同之X讀頭49x與Y讀頭49y之間隔(Y軸方向之長度)設定為較標尺49之寬度(Y軸方向之長度)短。
一對X讀頭49x及一對Y讀頭49y，係相對單元基座45固定成不會因振動等使一對X讀頭49x(測量光束)之至少一方之位置(特別是測量方向(X軸方向)之位置)或讀頭(測量光束)間隔、以及一對Y讀頭49y(測量光束)之至少一方之位置(特別是測量方向(Y軸方向)之位置)或讀頭(測量光束)間隔變化。又，單元基座45本身，亦以一對X讀頭49x之位置或間隔及一對Y讀頭49y之位置或間隔不因溫度變化等而變化之方式，以熱膨張率較標尺46低之(或者與標尺46同等之)材料形成。
X讀頭49x及Y讀頭49y，係如美國專利申請公開第2008/0094592號說明書所揭示之所謂繞射干渉方式之編碼器讀頭，係對對應之標尺(X標尺47x、Y標尺47y)照射測量光束並接收來自該標尺之光束，藉此將光罩保持具40(亦即光罩M。參照圖2(A))之位移量資訊對主控制裝置90(參照圖6)供應。亦即，在光罩編碼器系統48，係藉由四個X讀頭49x及與該X讀頭49x對向之X標尺47x(依光罩保持具40之X位置而不同)，構成用以求出光罩M在X軸方向之位置資訊之四個X線性編碼 器92x(圖2(B)中未圖示。參照圖6)，藉由四個Y讀頭49y及與該Y讀頭49y對向之Y標尺47y(依光罩保持具40之X位置而不同)，構成用以求出光罩M在Y軸方向之位置資訊之四個Y線性編碼器92y(圖2(B)中未圖示。參照圖6)。本實施形態中，雖係使用XY平面內之不同之2方向(在本實施形態中係與X軸及Y軸方向一致)中之一方作為測量方向之讀頭，但亦可使用測量方向與X軸及Y軸方向中之一方不同之讀頭。，亦可使用將在XY平面內相對X軸或Y軸方向旋轉了45度之方向作為測量方向的讀頭。又，亦可取代XY平面內之不同之2方向中之一方作為測量方向之一維讀頭(X讀頭或Y讀頭)，而使用以X軸及Y軸方向中之一方與Z軸方向之2方向作為測量方向之二維讀頭(XZ讀頭或YZ讀頭)。此情形下，在與上述3自由度方向(X軸及Y軸方向與θ z方向)不同之3自由度方向(包含Z軸方向與θ x及θ y方向，θ x方向為橫搖資訊，θ y方向縱搖資訊)之光罩保持具40之位置資訊亦能測量。
主控制裝置90，如圖6所示，根據四個X線性編碼器92x、及四個Y線性編碼器92y之輸出，以10nm以下之分解能力求出光罩保持具40(參照圖2(A))在X軸方向及Y軸方向之位置資訊。又，主控制裝置0，根據四個X線性編碼器92x(或者四個Y線性編碼器92y)中之至少兩個輸出求出光罩保持具40之θ z位置資訊(旋轉量資訊)。主控制裝置90，係根據從上述光罩編碼器系統48之測量值求出之光罩保持具40在XY平面內之3自由度方向之位置資訊，使用光罩驅動系91控制光罩保持具40在XY平面內之位置。
此處，如圖2(A)所示，於光罩保持具40，如上所述般， 在光罩M之+Y側及-Y側之區域分別於X方向以既定間隔配置有三個標尺46。又，至少在基板P之掃描曝光中，在讀頭單元44(一對X讀頭49x、一對Y讀頭49y(分別參照圖3(B))之全部)對向於在上述X軸方向以既定間隔配置之三個標尺46中最靠+X側之標尺46的位置與讀頭單元44對向於最靠-X側之標尺46之位置之間，光罩保持具40被驅動往X軸方向。此外，亦可在光罩M之更換動作與預對準動作之至少一方中，以從在X軸方向被照射照明光IL之照明區域分離之方式移動光罩保持具40，在讀頭單元44之至少一個讀頭從標尺46脫離之情形，係設置在X軸方向從讀頭單元44分離配置之至少一個讀頭，在更換動作或預對準動作中亦能持續進行光罩編碼器系統48對光罩保持具40之位置測量。
接著，本實施形態之光罩載台裝置14係如圖2(B)所示，一個讀頭單元44所具有之一對X讀頭49x及一對Y讀頭49y各自之間隔，設定為較複數個標尺46中相鄰之一對標尺46之間隔寬。藉此，光罩編碼器系統48中，一對X讀頭49x中隨時有至少一方對向於X標尺47x，且一對Y讀頭49y中之至少一方隨時對向於Y標尺47y。是以，光罩編碼器系統48，能將光罩保持具40(參照圖2(A))之位置資訊不中斷地供應至主控制裝置90(參照圖6)。
具體說明之，在光罩保持具40(參照圖2(A))往+X側移動之情形，光罩編碼器系統48，係以下述順序移行至各狀態：一對讀頭49x之兩方對向於相鄰之一對X標尺47x中之+X側之X標尺47x之第1狀態(圖2(B)所示之狀態)、-X側之X讀頭49x對向於上述相鄰之一對X標尺47x之間之區域(未對向於任一X標尺47x)且+X側之X讀頭49x 對向於上述+X側之X標尺47x之第2狀態、-X側之X讀頭49x對向於-X側之X標尺47x且+X側之X讀頭49x對向於+X側之X標尺47x之第3狀態、-X側之X讀頭49x對向於-X側之標尺47x且+X側之X讀頭49x對向於一對X標尺47x之間之區域之(未對向於任一X標尺47x)第4狀態、以及一對讀頭49x之兩方對向於-X側之X標尺47x之第5狀態。是以，隨時有至少一方之X讀頭49x對向於X標尺47x。
主控制裝置90(參照圖6)，在上述第1、第3、及第5狀態下，係根據一對X讀頭49x之輸出之平均值求出光罩保持具40之X位置資訊。又，主控制裝置90，在上述第2狀態下，僅根據+X側之X讀頭49x之輸出求出光罩保持具40之X位置資訊，在上述第4狀態下，僅根據-X側之X讀頭49x之輸出求出光罩保持具40之X位置資訊。是以，光罩編碼器系統48之測量值不會中斷。此外，亦可在第1、第3、第5狀態均僅使用一對X讀頭49x之一方之輸出求出X位置資訊。不過，在第2、第4狀態下，於一對讀頭單元44之兩方中一對X讀頭49x之一方及一對Y讀頭49y之一方係從標尺46脫離而無法取得光罩保持具40在θ z方向之位置資訊(旋轉資訊)。因此，較佳為在相對光罩M之載置區域配置於+Y側之三個標尺46與配置於-Y側之三個標尺46，將相鄰之一對標尺46之間隔(未形成有格子之非格子區域)以在X軸方向不重疊之方式彼此錯開配置，即使在配置於+Y側之三個標尺46與配置於-Y側之三個標尺46之一方，X讀頭49x及Y讀頭49y從標尺46脫離，在另一方之X讀頭49x及Y讀頭49y亦不會從標尺46脫離。或者，在X軸方向將一對讀頭單元44錯開較相鄰之一對標尺46之間隔(非格子區域之寬度)寬之距離而配置。藉此，配 置於+Y側之一對X讀頭49x及配置於-Y側之一對X讀頭49x之合計四個讀頭中，在X軸方向上測量光束從標尺46之格子區域離之(無法測量之)非測量期間不重疊，至少在掃描曝光中能隨時測量光罩保持具40在θ z方向之位置資訊。此外，亦可在一對讀頭單元44之至少一方中，配置相對一對X讀頭49x及一對Y讀頭49y之至少一方在X軸方向分離配置之至少一個讀頭，在第2、第4狀態下亦在X讀頭49x及Y讀頭49y之至少一方使兩個讀頭與標尺46對向。
又，本實施形態之光罩編碼器系統48，為了使光罩編碼器系統48之測量值不中斷，在上述第1、第3、第5之狀態亦即一對讀頭之兩方對向於標尺且從該一對讀頭之各個供應輸出之狀態、與上述第2、第4狀態亦即一對讀頭中之僅一方對向於標尺且僅從該一方之讀頭供應輸出之狀態之間移行時，進行讀頭輸出之接續處理。以下，使用圖3(A)~圖3(E)說明讀頭之接續處理。此外，為了簡化說明，圖3(A)~圖3(E)中，於標尺46形成有二維格子(光柵)。又，各讀頭49x、49y之輸出為理想值。又，以下說明中，雖針對相鄰之一對X讀頭49x(為了說明方便，稱為49x1,49x2)之接續處理進行說明，但相鄰之一對Y讀頭49y(為了說明方便，稱為49y1,49y2)亦是進行相同之接續處理。
如圖3(A)所示，在一對X讀頭49x1,49x2分別使用相鄰之一對標尺46(為了說明方便，稱為461,462)中之+X側標尺462來求出光罩保持具40(圖2(A)參照)之X位置資訊的情形，一對X讀頭49x1,49x2兩者輸出X座標資訊。此處，一對X讀頭49x1,49x2之輸出為相同值。其次，如圖3(B)所示，由於在光罩保持具40往+X方向移動後，X讀頭49x1 即會成為標尺462之測量範圍外，因此係在成為該測量範圍外前，將X讀頭49x1之輸出作無效處理。是以，光罩保持具40之X位置資訊係僅根據X讀頭49x2之輸出而求出。
又，如圖3(C)所示，在光罩保持具40(圖2(A)參照)更加往+X方向移動後，X讀頭49x1即與-X側之標尺461對向。雖X讀頭49x1，在成為能使用標尺461進行測量動作之狀態後即立即輸出光罩保持具40之X位置資訊，但X讀頭49x1之輸出，由於係從不定值(或零)再度開始計數，因此無法用於光罩保持具40之X位置資訊之算出。是以，在此狀態下，必須進行一對X讀頭49x1,49x2各自之輸出之接續處理。作為接續處理，具體而言，係將為不定值(或零)之X讀頭49x1之輸出，進行使用X讀頭49x2之輸出(以成為相同值之方式)修正的處理。該接續處理，係在光罩保持具40進一步往+X方向移動，而如圖3(D)所示，X讀頭49x2到達標尺462之測量範圍外前完成。
同樣地，如圖3(D)所示，在X讀頭49x2到達標尺462之測量範圍外時，係在到達該測量範圍外前，將X讀頭49x2之輸出視為無効。是以，光罩保持具40(圖2(A)參照)之X位置資訊，係僅根據X讀頭49x1之輸出而被求出。接著，如圖3(E)所示，光罩保持具40進一步往+X方向移動，在一對X讀頭49x1,49x2分別能使用標尺461進行測量動作後立即對X讀頭49x2進行使用X讀頭49x1之輸出之接續處理。其後，根據一對X讀頭49x1,49x2各自之輸出求出光罩保持具40之X位置資訊。
以上說明之上述接續處理，係以一個讀頭單元44所具有之四個讀頭(兩個X讀頭49x、兩個Y讀頭49y)彼此之位置關係已知作為前 提。此各讀頭間之位置關係，能在上述四個讀頭對向於共通標尺之狀態下使用其標尺求出、或者使用配置於各讀頭間之測量裝置(雷射干渉儀或距離感測器等)來求出。
此外，上述接續處理，在X讀頭49x1成為無効(非主動)狀態之情形時，雖係根據與此成對之一個X讀頭49x2之輸出進行，但不限於此，亦可根據更多(三個或四個等)讀頭之輸出來進行接續處理。又，亦可使用更多讀頭之輸出並以該等之平均值進行接續處理。以下，使用圖10(A)~圖10(C)具體說明接續處理之變形例。此外，為了說明方便，圖10(A)~圖10(C)中，係對四個X讀頭49x賦予49x1~49x4之符號，對四個Y讀頭49y賦予49y1~49y4之符號來說明。又，對作為接續處理對象之相鄰一對標尺46賦予461,462之符號來說明。
光罩編碼器系統48中，由於複數個標尺46係在X軸方向分離配置，因此在從圖10(A)所示之八個讀頭(X讀頭49x1~49x4,Y讀頭49y1~49y4)對向於一方之標尺461之狀態，光罩M進一步往-X方向移動後，即如圖10(B)所示，產生一對讀頭單元44所具有之八個讀頭中、X位置相同之四個讀頭(X讀頭49x2,49x4,Y讀頭49y2,49y4)同時從標尺49脫離的狀態(非主動狀態)。如上所述，從標尺49脫離之各讀頭之輸出，係被進行設為不定值(或者零)之控制。
主控制裝置90(圖6參照)，在成為圖10(C)所示之上述非主動之(輸出值不定之)狀態的四個讀頭(X讀頭49x2,49x4，Y讀頭49y2,49y4)對向於另一方之標尺462前進行該非主動之讀頭之輸出值之復原處理(使用其他讀頭之輸出值之接續處理)。在使為非主動狀態之讀頭49y2之輸 出值復原時，係使用為主動狀態之四個讀頭(X讀頭49x1,49x3,Y讀頭49y1,49y3)中任意之三個(例如X讀頭49x1,Y讀頭49y1,49y3)之輸出，求出該主動之三個讀頭與作為接續處理對象之非主動之讀頭49y2之位置關係。如上述，此等讀頭間之位置關係為已知。此處，由於能從光罩M之移動方向事前預測其次預定成為非主動狀態之讀頭，因此用以進行上述接續處理之運算，係在作為接續處理對象之四個讀頭實際成為非主動狀態前(圖10(A)所示狀態)進行。又，同樣地，由於能事前預測其次預定成為非主動狀態之讀頭，因此在圖10(C)所示之一部分讀頭成為非主動狀態前一刻之狀態下，不使用該預定成為非主動狀態之讀頭(在圖10(C)中為X讀頭49x1,49x3,Y讀頭49y1,49y3)之輸出，而使用持續主動狀態之讀頭(在圖10(C)中為X讀頭49x2,49x4,Y讀頭49y2,49y4)之輸出來進行光罩M之位置資訊之測量(光罩M之位置控制)。
主控制裝置90(圖6參照)，係從上述主動之三個讀頭之輸出值求出非主動之Y讀頭49y2之位置資訊(X、Y、θ z各方向之位置資訊)，根據該位置資訊運算(推定)Y讀頭49y2之輸出值，將該輸出值作為已再度成為主動狀態之Y讀頭49y2之輸出值使用。關於圖10(B)中成為非主動狀態之其他讀頭(X讀頭49x2,49x4,Y讀頭49y4)之接續處理亦相同。
其次，說明基板編碼器系統50之構成。如圖1所示，基板編碼器系統50，具備配置於基板載台裝置20之複數個編碼器標尺52(在圖1中重疊於紙面深度方向。參照圖4(A))、固定於上架台部18a下面之複數個(本實施形態中為兩個)編碼器基座54、固定於編碼器基座54下面之複數個編碼器標尺56、以及複數個(本實施形態中對應一個編碼器基座54 有兩個)編碼器讀頭單元60(以下，單稱讀頭單元60)。此外，圖1中，兩個編碼器基座54，由於在紙面深度方向(X軸方向)重疊，因此-X側之編碼器基座54隱藏於+X側之編碼器基座54之紙面內側。同樣地，與-X側之編碼器基座54對應之兩個讀頭單元60，隱藏於與+X側之編碼器基座54對應之兩個讀頭單元60之紙面內側。
如圖4(A)示意地顯示，在本實施形態之基板載台裝置20中，於基板P(基板載置區域)之+Y側及-Y側之區域，分別在X軸方向以既定間隔配置有四個編碼器標尺52(以下單稱為標尺52)。亦即，基板載台裝置20合計具有八個標尺52。複數個標尺52之各個除了在基板P之+Y側與-Y側配置成紙面上下對稱這點以外，實質的為相同之物。標尺52，係與上述光罩編碼器系統48之標尺46(分別參照圖2(A))同樣地，由以石英玻璃形成之延伸於X軸方向之俯視矩形板狀(帶狀)之構件所構成。又，複數個標尺52分別具有形成有反射型二維格子或排列方向(週期方向)不同之(正交之)兩個反射型一維格子之格子區域(格子部)，在Y軸方向之基板載置區域兩側分別以在X軸方向上格子區域彼此分離配置之方式設有四個標尺52。
此外，本實施形態中，雖針對複數個標尺52固定於基板保持具34上面之情形來說明，但複數個標尺52之配置位置並不限於此，亦可在基板保持具34外側相對該基板保持具34隔著既定間隙之狀態下分離(不過，係以在6自由度方向上與基板保持具34一體地移動之方式)配置。此外，複數個標尺52亦可配置於具有基板保持具34且能在至少Z軸方向與θ x及θ y方向微動之基板平台之上面、或者將基板平台能微動地支承之基板載台 之上面等。
如圖4(B)所示，在標尺52上面之寬度方向一側(在圖4(B)中為-Y側)之區域形成有X標尺53x。又，在標尺52上面之寬度方向另一側(在圖4(B)中為+Y側)之區域形成有Y標尺53y。X標尺53x及Y標尺53y之構成，由於與形成於上述光罩編碼器系統48之標尺46(分別參照圖2(A))之X標尺47x及Y標尺47y(分別參照圖2(B))相同，因此省略說明。此外，本實施形態中，雖在形成於基板保持具34上之標尺52內，X標尺53x與Y標尺53y係在X軸方向以相同長度形成，但亦可使此等之長度互異。或亦可將兩者在X軸方向相對地錯開配置。
返回圖4(A)，兩個編碼器基座54(以及對應之兩個讀頭單元60)係在X軸方向分離配置。兩個編碼器基座54之構成除了配置不同這點以外，其餘部分係實質相同，因此以下僅針對一方之編碼器基座54、以及對應該編碼器基座54之一對讀頭單元60之構成進行說明。
編碼器基座54，由延伸於Y軸方向之板狀構件構成，如圖1所示，固定於上架台部18a之下面。本實施形態中，如圖4(A)所示，兩個編碼器基座54之X位置，雖與投影光學系16之X位置在一部分重複，但編碼器基座54與投影光學系16係機械式地分離(以非接觸狀態)配置。此外，編碼器基座54，亦可在投影光學系16之+Y側與-Y側分離配置。
於編碼器基座54下面固定有複數個編碼器標尺56(以下單稱為標尺56)。本實施形態中，標尺56如圖4(A)所示，於投影光學系16之+Y側區域在Y軸方向分離配置有兩個，於投影光學系16之-Y側區域在Y軸方向分離配置有兩個。亦即，於編碼器基座54合計固定有四個標尺56。 複數個標尺56之各個實質相同。標尺56，由延伸於Y軸方向之俯視矩形之板狀(帶狀)構件構成，與配置於基板載台裝置20之標尺52同樣地，藉由石英玻璃形成。複數個標尺56分別具有形成有反射型二維格子或排列方向(週期方向)不同之(正交之)兩個反射型一維格子的格子區域(格子部)，本實施形態中，與標尺46、52同樣地，具有形成有以X軸方向作為排列方向(週期方向)之一維格子之X標尺、以及形成有以Y軸方向作為排列方向(週期方向)之一維格子之Y標尺，在Y軸方向之投影光學系16之兩側，分別以在Y軸方向上格子區域彼此分離之方式設有兩個標尺56。此外，為了容易理解，圖4(A)中，複數個標尺56係以實線圖示，並圖示成配置於編碼器基座54上面，但複數個標尺56，實際上如圖1所示配置於編碼器基座54下面側。此外，本實施形態中雖於投影光學系16之+Y側與-Y側分別設置兩個標尺56，但亦可非為兩個而為一個或者三個以上之標尺56。又，本實施形態中雖係以格子面朝向下方之方式(格子區域與XY平面成平行之方式)設置標尺56，但亦可以例如格子區域與YZ平面成平行之方式設置標尺56。
如圖4(C)所示，在標尺56下面之寬度方向一側(在圖4(C)中為+X側)之區域形成有X標尺57x。又，在標尺56下面之寬度方向另一側(在圖4(C)中為-X側)之區域形成有Y標尺57y。X標尺57x及Y標尺57y之構成，由於與形成於上述光罩編碼器系統48之標尺46(分別參照圖2(A))之X標尺47x及Y標尺47y(分別參照圖2(B))相同，因此省略說明。
返回圖1，兩個讀頭單元60，係於編碼器基座54下方在Y 軸方向分離配置。兩個讀頭單元60之各個，由於除了在圖1中配置成紙面左右對稱這點以外，其餘實質相同，因此以下僅針對其中一方(-Y側)說明。讀頭單元60，從如圖4(B)及圖4(C)可知，具備Y滑動平台62、一對X讀頭64x、一對Y讀頭64y、一對X讀頭66x、以及一對Y讀頭66y。此外，本實施形態之一對讀頭單元60，除了已旋轉90度這點以外，與光罩編碼器系統48之一對讀頭單元44為相同構成。
Y滑動平台62由俯視矩形之板狀構件構成，於編碼器基座54之下方，相對該編碼器基座54隔著既定空隙配置。又，Y滑動平台62之Z位置，設定為不論基板載台裝置20所具有之基板保持具34(分別參照圖1)之Z傾斜位置為何，均較該基板保持具34更靠+Z側。
Y滑動平台62係藉由包含線性馬達等致動器之讀頭單元驅動系86(參照圖6)於Y軸方向被以長行程驅動。於Y滑動平台62與編碼器基座54之間設有用以將Y滑動平台62直進導引於Y軸方向之機械式線性導引裝置。又，Y滑動平台62藉由上述線性導引裝置之作用，而被限制相對編碼器基座54之往X軸方向之相對移動。
主控制裝置90(參照圖6)，係將一方(+Y側)之讀頭單元60在配置於較投影光學系16(參照圖1)靠+Y側之兩個標尺56之下方、且將另一方(-Y側)之讀頭單元60在配置於較投影光學系16靠-Y側之兩個標尺56之下方，分別往Y軸方向以既定行程適當地同步驅動。此處，雖亦可與基板載台裝置20往Y軸方向之移動同步地將一對讀頭單元60分別移動，但本實施形態中，係以一對讀頭單元60分別以在Y軸方向一對X讀頭66x及一對Y讀頭66y之測量光束均不會從標尺52之格子區域脫離(維 持至少一個測量光束對格子區域之照射)之方式移動一對讀頭單元60。此外，作為驅動Y滑動平台62之致動器，本實施形態中雖使用線性馬達，但並不限於此，亦可使用皮帶驅動裝置、進給螺桿裝置等其他驅動裝置。此外，本實施形態中，雖構成為設在裝置本體18之上架台部18a下面(參照圖4)，但亦可設於下架台部18b或中架台部18c。
X讀頭64x、Y讀頭64y、X讀頭66x、以及Y讀頭66y之各個，係與上述光罩編碼器系統48所具有之X讀頭49x、Y讀頭49y(分別參照圖2(B))相同之所謂繞射干渉方式之編碼器讀頭，固定於Y滑動平台62。此處，讀頭單元60中，一對Y讀頭64y、一對X讀頭64x、一對Y讀頭66y、以及一對X讀頭66x，係以各自相互間之距離不會因振動等而變化之方式相對Y滑動平台62固定。又，Y滑動平台62本身亦同樣地，以一對Y讀頭64y、一對X讀頭64x、一對Y讀頭66y、以及一對X讀頭66x各自相互間之距離不會因溫度變化而變化之方式，以熱膨張率較標尺52,56低之(或者與標尺52,56同等之)材料形成。又，Y位置相同之X讀頭64x與Y讀頭64y之間隔(X軸方向長度)設定為較標尺56之寬度(X軸方向長度)短。同樣地，X位置相同之X讀頭66x與Y讀頭66y之間隔(Y軸方向長度)設定為較標尺52之寬度(Y軸方向長度)短。
如圖5所示，一對X讀頭64x之各個，係對X標尺57x上之在Y軸方向彼此分離之2處(2點)照射測量光束，一對Y讀頭64y之各個，係對Y標尺57y上之在Y軸方向彼此分離之2處(2點)照射測量光束。基板編碼器系統50，藉由上述X讀頭64x及Y讀頭64y接收來自對應之標尺之光束，將Y滑動平台62(圖5中未圖示。參照圖4(A)及圖4(C)) 之位移量資訊供應至主控制裝置90(參照圖6)。
亦即，基板編碼器系統50，藉由八個(2×4)X讀頭64x及與該X讀頭64x對向之X標尺57x(依Y滑動平台62之Y位置而不同)，構成用以求出四個Y滑動平台62(亦即四個讀頭單元60(參照圖1))各自在Y軸方向之位置資訊之八個X線性編碼器96x(圖5中未圖示。參照圖6)，藉由八個(2×4)Y讀頭64y及與該Y讀頭64y對向之Y標尺57y(依Y滑動平台62之Y位置而不同)，構成用以求出四個Y滑動平台62各自在Y軸方向之位置資訊之八個Y線性編碼器96y(圖5中未圖示。參照圖6)。
主控制裝置90如圖6所示，係根據八個X線性編碼器96x、以及八個Y線性編碼器96y之輸出，以10nm以下之分解能力求出四個讀頭單元60(參照圖1)各自在X軸方向及Y軸方向之位置資訊。又，主控制裝置90，根據與一個讀頭單元60對應之兩個X線性編碼器96x(或者兩個Y線性編碼器96y)之輸出求出該讀頭單元60之θ z位置資訊(旋轉量資訊)。主控制裝置90，根據四個讀頭單元60各自在XY平面內之位置資訊，使用讀頭單元驅動系86(參照圖6)控制讀頭單元60在XY平面內之位置。
此處，如圖4(A)所示，於編碼器基座54，如上所述在投影光學系16之+Y側及-Y側之區域分別在Y軸方向以既定間隔配置有兩個標尺56。
又，與上述光罩編碼器系統48同樣地，基板編碼器系統50中，一個讀頭單元60所具有之一對X讀頭64x及一對Y讀頭64y各自之間隔，亦如圖4(C)所示設定成較相鄰之標尺56間之間隔寬。藉此，基板編碼器系統50中，一對X讀頭64x中隨時有至少一方對向於X標尺57x，且 一對Y讀頭64y中之至少一方隨時對向於Y標尺57y。是以，基板編碼器系統50，可不中斷測量值而求出Y滑動平台62(讀頭單元60)之位置資訊。因此，此處亦進行與上述之光罩編碼器系統48中之讀頭輸出之接續處理相同之讀頭輸出之接續處理(參照圖3(A)~圖3(E)，或參照圖10(A)~圖10(C))。
主控制裝置90如圖6所示，係根據八個X線性編碼器94x及八個Y線性編碼器94y之輸出、以及上述八個X線性編碼器96x及八個Y線性編碼器96y之輸出(亦即，四個讀頭單元60各自在XY平面內之位置資訊)，以10nm以下之分解能力求出基板保持具34(參照圖1)相對裝置本體18(參照圖1)在X軸方向及Y軸方向之位置資訊。又，主控制裝置90，根據八個X線性編碼器94x(或者八個Y線性編碼器94y)中之至少兩個輸出求出基板保持具34之θ z位置資訊(旋轉量資訊)。主控制裝置90，根據從上述基板編碼器系統50之測量值求出之基板保持具34在XY平面內之位置資訊，使用基板驅動系93控制基板保持具34在XY平面內之位置。
又，由於基板P在曝光動作中亦以微小角度被旋轉驅動於θ z方向，因此為了能求出該基板P在θ z方向之位置資訊，在基板編碼器系統50，係以合計十六個朝下讀頭(八個X讀頭66x及八個Y讀頭66y)中之至少三個讀頭隨時對向於任一標尺之方式，設定各讀頭之間隔及各標尺之間隔。藉此，在曝光動作中能隨時保持能求出基板保持具34在水平面內3自由度方向(X,Y,θ z)之位置資訊的狀態。
又，如圖3(A)所示，於基板保持具34，如上所述在基板P之+Y側及-Y側之區域分別在X軸方向以既定間隔配置有四個標尺52。
又，與上述光罩編碼器系統48同樣地，一個讀頭單元60所 具有之一對X讀頭66x及一對Y讀頭66y各自之間隔，係如圖4(B)所示，設定為較相鄰之標尺52間之間隔寬。藉此，基板編碼器系統50中，一對X讀頭66x中隨時有至少一方對向於X標尺53x，且一對Y讀頭66y中之至少一方隨時對向於Y標尺53y。是以，基板編碼器系統50，可不中斷測量值而求出基板保持具34(參照圖4(A))之位置資訊。因此，此處亦進行與上述之光罩編碼器系統48中之讀頭輸出之接續處理相同之讀頭輸出之接續處理(參照圖3(A)~圖3(E)或參照圖10(A)~圖10(C))。
此外，基板編碼器系統50之一對讀頭單元60之各個所具有之一對Y讀頭64y、一對X讀頭64x、一對Y讀頭66y、以及一對X讀頭66x、以及被來自此等讀頭之測量光束照射之標尺56,52，能同樣地適用前述之關於構成光罩編碼器系統48之讀頭、標尺所說明之所有說明(包含附註說明)之構成。
此外，上述接續處理之第1變形例(參照圖10(A)~圖10(C)參照)中，雖係使用配置於光罩M(或者基板P)之+Y側及-Y側之一對讀頭單元44(或者讀頭單元60)分別所具有之四個讀頭(亦即合計八個之讀頭)進行了接續處理，但關於用以求出基板保持具34位置資訊之朝下讀頭(X讀頭66x、Y讀頭66y)之接續處理，亦能進行如圖11(A)~圖11(F)所示之接續處理。以下，使用圖11(A)~圖11(F)具體說明接續處理之第2變形例。此外，為了說明方便，圖11(A)~圖11(F)中，對朝下之四個讀頭賦予X讀頭66x1、66x2、Y讀頭66y1、66y2之符號，且對朝上之四個讀頭賦予X讀頭64x1、64x2、Y讀頭64y1、64y2之符號說明。又，對作為接續處理對象之相鄰一對標尺52賦予521、522之符號來說明。 又，圖11(B)、圖11(D)、圖11(F)係分別對應圖11(A)、圖11(C)、圖11(E)之圖。
本接續處理之第2變形例中，如圖11(A)所示，亦係以讀頭單元60具有四個朝下之編碼器讀頭(X讀頭66x1、66x2、Y讀頭66y1、66y2)且此等四個讀頭間之位置關係為已知作為前提。進而，如圖11(B)所示，以讀頭單元60具有四個朝上之編碼器讀頭(X讀頭64x1、64x2、Y讀頭64y1、64y2)且此等四個讀頭間之位置關係亦為已知作為前提。此等各讀頭間之位置關係，能在上述朝上之四個讀頭或朝下之四個讀頭對向於分別對應之標尺(標尺52或標尺56)之狀態下使用該標尺來求出，或者，能使用配置於各讀頭間之測量裝置(雷射干渉儀等)來求出。此處，本變形例之接續處理，以在該接續處理中，四個朝上之讀頭(X讀頭64x1、64x2、Y讀頭64y1、64y2)不從固定於裝置本體18(參照圖1)之標尺56脫離作為前提。進而，亦以標尺56(固定)與基板保持具(參照圖4(A))上之標尺52(可動)之柵誤差為已知作為前提。
在上述第1變形例(參照圖10(A)~圖10(C))，係使用一對讀頭單元44所具有之合計八個讀頭，使該八個讀頭中成為非主動狀態之讀頭之輸出值復原，本第2變形例，在一個讀頭單元60所具有之四個朝下之讀頭(X讀頭66x1、66x2、Y讀頭66y1、66y2)中之兩個讀頭成為非主動狀態之情形時，係使用四個朝上之讀頭(X讀頭64x1、64x2、Y讀頭64y1、64y2)之輸出使上述成為非主動狀態之讀頭之輸出值復原。
具體說明之，基板編碼器系統50中，如圖11(A)所示，由於標尺521、522在X軸方向分離配置，因此在從四個讀頭(X讀頭66x1、 66x2、Y讀頭66y1、66y2)對向於一方之標尺521之狀態，基板P再往-X方向移動後，即如圖11(C)所示，產生讀頭單元60所具有之四個讀頭中X位置相同之兩個讀頭(X讀頭49x2、Y讀頭49y2)同時從標尺521、522脫離的狀態(非主動狀態)。如上所述，從標尺521、522脫離之各讀頭之輸出，係被進行設為不定值(或者零)之控制。又，如上所述，讀頭單元60，在基板P往X軸方向移動時，被控制成位置相對於固定之標尺56不改變(參照圖11(B)、圖11(D)、圖11(F))。
主控制裝置90(參照圖6)，係在成為圖11(E)所示之上述非主動之(輸出值不定之)狀態兩個讀頭(X讀頭66x2、Y讀頭66y2)對向於另一方之標尺522前進行該非主動之讀頭之輸出值之復原處理(使用其他讀頭之輸出值之接續處理)。在使為非主動狀態之讀頭66y2之輸出值復原時，係使用為主動狀態之六個讀頭(X讀頭66x1、64x1、64x2、Y讀頭66y1、64y1、64y2)中任意之三個(例如，X讀頭66x1、Y讀頭66y1、64y1)之輸出，求出該主動之三個讀頭與作為接續處理對象之非主動之讀頭66y2之位置關係。如上述，此等讀頭間之位置關係為已知。又，用於上述接續處理之主動之三讀頭，係包含至少一個以X軸方向作為測量方向之讀頭(上述例中，係X讀頭66x1、X讀頭64x1、64x2之任一者)與至少一個以Y軸方向作為測量方向之讀頭(上述例中，係Y讀頭66y1、Y讀頭64y1、64y2之任一者)。
主控制裝置90(參照圖6)，係從上述主動之三個讀頭之輸出值求出非主動之Y讀頭66y2之位置資訊(X、Y、θ z各方向之位置資訊)，根據該位置資訊運算(推定)Y讀頭66y2之輸出值，將該輸出值作為再度成為主動狀態之Y讀頭66y2之輸出值使用。關於圖11(C)中成為非主動狀 態之X讀頭66x2之接續處理亦相同。
圖6顯示以液晶曝光裝置10(參照圖1)之控制系為中心構成、統籌控制構成各部之主控制裝置90之輸出入關係的方塊圖。主控制裝置90包含工作站(或微電腦)等，統籌控制液晶曝光裝置10之構成各部。
以如上述方式構成之液晶曝光裝置10(參照圖1)，係在主控制裝置90(參照圖6)之管理下，藉由未圖示之光罩裝載器進行光罩M對光罩載台裝置14上之裝載，且藉由未圖示之基板裝載器進行基板P對基板載台裝置20(基板保持具34)上之裝載。其後，藉由主控制裝置90，使用未圖示之對準檢測系執行對準測量(基板P之複數個對準標記之檢測)，在該對準測量之結束後，對設定於基板P上之複數個照射區域進行逐次步進掃描方式之曝光動作。此外，在對準測量動作中亦藉由基板編碼器系統50測量基板保持具34之位置資訊。
其次，使用圖7(A)~圖9(B)說明曝光動作時之光罩載台裝置14及基板載台裝置20之動作一例。此外，以下說明中，雖係說明於1片基板P上設定有四個照射區域之情形(所謂取4面之情形)，但設定於1片基板P上之照射區域之數目及配置能適當變更。
圖7(A)顯示對準動作結束後之光罩載台裝置14，圖7(B)顯示對準動作結束後之基板載台裝置20(不過，基板保持具34以外之構件未圖示。以下同)。曝光處理，作為一例，係如圖7(B)所示，從設定於基板P之-Y側且+X側之第1照射區域S1開始進行。光罩載台裝置14，如圖7(A)所示，係以光罩M之+X側端部位於較被來自照明系12之照明光IL(分別參照圖1)照射之照明區域(不過，圖7(A)所示之狀態，係 還未對光罩M照射照明光IL)略靠-X側之方式，根據光罩編碼器系統48(參照圖6)之輸出進行光罩M之定位。
具體而言，，相對照明區域之光罩M之圖案區域之+X側端部，係往-X側相隔為了以既定速度掃描曝光所必須之助跑距離(亦即，為了達到既定速度所必須之加速距離)而配置，以在該位置能藉由光罩編碼器系統48測量光罩M位置之方式設有標尺46。主控制裝置90(參照圖6)亦係在至少三個(四個讀頭49x及四個讀頭49y中之三個)讀頭不從標尺46脫離(不成為可測量範圍外)之範圍內進行光罩保持具40之位置控制。
又，基板載台裝置20，如圖7(B)所示，係以第1照射區域S1之+X側端部位於較被來自投影光學系16之照明光IL(參照圖1)照射之曝光區域(不過，圖7(B)所示之狀態，係還未對基板P照射照明光IL)略靠-X側之方式，根據基板編碼器系統50(參照圖6)之輸出進行基板P之定位。具體而言，，相對曝光區域之基板P之第1照射區域S1之+X側端部，係往-X側相隔為了以既定速度掃描曝光所必須之助跑距離(亦即，為了達到既定速度所必須之加速距離)，以在該位置能藉由基板編碼器系統50測量基板P位置之方式設有標尺52。主控制裝置90(參照圖6)亦係在至少三個(八個讀頭66x及八個讀頭66y中之三個)讀頭不從標尺46脫離(不成為可測量範圍外)之範圍內進行光罩保持具40之位置控制。
此外，即使在結束照射區域之掃描曝光並分別使光罩M及基板P減速之側，亦同樣地，以使光罩M及基板P進一步移動為了從掃描曝光時之速度減速至既定速度所必須之減速距離為止能以光罩編碼器系統48、基板編碼器系統50分別測量光罩M、基板P之位置之方式設有標尺46、 52。或者，亦可使之能在加速中及減速中之至少一方之動作中，藉由與光罩編碼器系統48、基板編碼器系統50不同之另一測量系分別測量光罩M及基板P之位置。
其次，如圖8(A)所示，光罩保持具40被往+X方向驅動(加速、等速驅動、以及減速)，且與該與光罩保持具40同步地，如圖8(B)所示，基板保持具34被往+X方向驅動(加速、等速驅動、以及減速)。在光罩保持具40被驅動時，主控制裝置90(參照圖6)，係根據光罩編碼器系統48(參照圖6)之輸出進行光罩M之位置控制，且根據基板編碼器系統50(參照圖8)之輸出進行基板P之位置控制。在基板保持具34被往X軸方向驅動時，四個讀頭單元60成為靜止狀態。在光罩保持具40及基板保持具34被往X軸方向等速驅動之期間，對基板P照射通過光罩M及投影光學系16之照明光IL(分別參照圖1)，藉此光罩M所具有之光罩圖案被轉印至照射區域S1。此外，基板保持具34由於在掃描曝光動作時被往Y軸方向以微幅行程驅動，因此在因往該Y軸方向之微幅移動而有來自各讀頭66x,66y之測量光束從對應之標尺53x,53y脫離的可能性時，亦可在掃描動作時使讀頭單元60與基板保持具34同步地往Y軸方向以微幅行程移動。
在對基板P上之第1照射區域S1之光罩圖案之轉印結束後，基板載台裝置20係如圖9(B)所示，為了進行對設定在第1照射區域S1之+Y側之第2照射區域S2之曝光動作，係根據基板編碼器系統50(參照圖6)之輸出，基板保持具34被往-Y方向驅動(Y步進)既定距離(基板P之寬度方向尺寸之大致一半之距離)。在上述基板保持具34之Y步進 動作時中，光罩保持具40係如圖9(A)所示，以光罩M之-X側端部位於較照明區域(不過在圖9(A)所示之狀態，不照明光罩M)略靠+X側之狀態靜止。
此處，如圖9(B)所示，在上述基板保持具34之Y步進動作時，基板載台裝置20中，四個讀頭單元60係與基板保持具34同步地被往Y軸方向驅動。亦即，如圖6所示，主控制裝置90，係一邊根據基板編碼器系統50中Y線性編碼器94y之輸出，將基板保持具34透過基板驅動系93往Y軸方向驅動至目標位置，一邊根據Y線性編碼器96y之輸出，將四個讀頭單元60透過讀頭單元驅動系86往Y軸方向驅動。此時，主控制裝置90，係將一對讀頭單元60與基板保持具34同步地(以四個讀頭單元60追隨基板保持具34之方式)驅動。又，主控制裝置90，係在複數個讀頭64x,64y中之至少一個讀頭不從標尺56脫離(不成為可測量範圍外)之範圍內進行Y滑動平台62之位置控制。
是以，無論基板保持具34之Y位置(亦包含基板保持具34之移動中)為何，從X讀頭66x、Y讀頭66y(分別參照圖5)照射之測量光束均不會從X標尺53x、Y標尺53y(分別參照圖5)脫離。換言之，只要以將基板保持具34在往Y軸方向移動中(Y步進動作中)從X讀頭66x、Y讀頭66y照射之測量光束均不會從X標尺53x、Y標尺53y脫離之程度、亦即透過來自X讀頭66x、Y讀頭66y之測量光束之測量不中斷之(能持續測量之)程度，使四個讀頭單元60與基板保持具34同步地往Y軸方向移動即可。
此時，亦可在基板保持具34往步進方向(Y軸方向)移動前， 使Y滑動平台62(X讀頭64x、66x、Y讀頭64y、66y)比基板保持具34先往步進方向開始移動。藉此，能抑制各讀頭之加速度，進而能抑制移動中之各讀頭之傾斜(相對於行進方向往前方傾倒)。又，亦可取代此方式，而使Y滑動平台62比基板保持具34慢往步進方向開始移動。
以下，雖未圖示，但在基板保持具34之Y步進動作結束後，即根據光罩編碼器系統48(參照圖6)之輸出將光罩保持具40往-X方向驅動，且與該光罩保持具40同步地，根據基板編碼器系統50(參照圖6)之輸出將基板保持具34往-X方向驅動。藉此，於第2照射區域S2轉印光罩圖案。此時，四個讀頭單元60亦為靜止狀態。以下，藉由將上述光罩保持具40之掃描動作、基板保持具34之Y步進動作、以及基板保持具34之掃描動作適當反覆，以對基板P上之複數個照射區域依序轉印光罩圖案。在上述曝光動作時，一對讀頭單元60係以維持與標尺56之對向狀態之方式，每於基板保持具34往+Y方向及-Y方向步進時往與該基板保持具34相同方向被驅動相同距離。
此處，如上所述，在上述基板保持具34之Y步進動作時，基板載台裝置20中，四個Y滑件76係與基板保持具34同步地被往Y軸方向驅動。亦即，主控制裝置90(參照圖6)，係一邊根據基板編碼器系統之輸出，一邊將基板保持具34往Y軸方向驅動至目標位置，一邊根據Y滑件位置測量系80(參照圖4。此處為編碼器系統)之輸出，將Y滑件76往Y軸方向驅動。此時，主控制裝置90，係將Y滑件76與基板保持具34同步地(以Y滑件76追隨基板保持具34之方式)驅動。又，主控制裝置90，係在複數個讀頭384x,384y中之至少一個讀頭不從標尺板340脫離(不成為可測量 範圍外)之範圍內進行Y滑件76之位置控制。
是以，無論基板保持具34之Y位置(亦包含基板保持具34之移動中)為何，從X讀頭384x、Y讀頭384y(分別參照圖13)照射之測量光束均不會從X標尺342x、Y標尺342y(分別參照圖13)脫離。換言之，只要以將基板保持具34在往Y軸方向移動中(Y步進動作中)從X讀頭384x、Y讀頭384y照射之測量光束均不會從X標尺342x、Y標尺342y脫離之程度、亦即透過來自X讀頭384x、Y讀頭384y之測量光束之測量不中斷之(能持續測量之)程度，使例如兩個Y滑件76與基板保持具34同步地往Y軸方向移動即可。亦即，一對讀頭單元60與基板保持具34往Y軸方向之移動可非為同步、追隨移動。
此時，亦可在基板保持具34往步進方向(Y軸方向)移動前，使Y滑動平台76(X讀頭384x、386x、Y讀頭384y、386y)比基板保持具34先往步進方向開始移動。藉此，能抑制各讀頭之加速度，進而能抑制移動中之各讀頭之傾斜(相對於行進方向往前方傾倒)。又，亦可取代此方式，而使Y滑件76比基板保持具34慢往步進方向開始移動。
又，在基板保持具34之Y步進動作結束後，即根據光罩載台位置測量系54(參照圖4)之輸出將光罩M(參照圖1)往-X方向驅動，且與該光罩M同步地，根據基板載台水平面內位置測量系(參照圖4。此處為編碼器系統)之輸出將基板保持具34往-X方向驅動，藉此於基板P上之照射區域轉印光罩圖案。此時，例如兩個Y滑件76為靜止狀態。液晶曝光裝置10，藉由將上述光罩M之掃描動作、基板保持具34之Y步進動作、以及基板保持具34之掃描動作適當反覆，以對基板P上之複數個照射區域 依序轉印光罩圖案。在上述曝光動作時，例如兩個Y滑件76係以維持與目標338(標尺板340)之對向狀態之方式，每於基板保持具34往+Y方向及-Y方向步進時往與該基板保持具34相同方向被驅動相同距離。
此處，如上所述，Y標尺53y具有延伸於X軸方向之複數條格子線。又，如圖20所示，從Y讀頭66y照射至Y標尺53y上之測量光束之照射點66y(為了方便說明，係賦予與Y讀頭相同符號來說明)，係以Y軸方向作為長軸方向之橢圓狀。Y線性編碼器94y(參照圖6)，在Y讀頭66y與Y標尺53y相對移動於Y軸方向而測量光束跨格子線後，來自Y讀頭66y之輸出，即根據來自上述照射點之±1次繞射光之相位變化而變化。
相對於此，主控制裝置90(參照圖6)，在上述掃描曝光動作中，在將基板保持具34往掃描方向(X軸方向)驅動時，係以讀頭單元60(參照圖4(B))所具有之Y讀頭66y不會跨形成Y標尺53y之複數個格子線之方式、亦即來自Y讀頭66y之輸出不會變化(變化為零)之方式，控制讀頭單元60在步進方向之位置(Y位置)。
具體而言，係藉由具有較構成Y標尺53y之格子線間之節距更高之分解能力的感測器測量Y讀頭66y之Y位置，在來自該Y讀頭66y之測量光束之照射點即將跨過格子線(Y讀頭66y之輸出即將變化)前一刻，透過讀頭單元驅動系86(參照圖6)控制Y讀頭66y之Y位置。此外，並不限於此，在因例如來自Y讀頭66y之測量光束跨過格子線而Y讀頭66y之輸出已變化時，亦可對應此事，驅動控制該Y讀頭66y，藉此能實質地使來自Y讀頭66y之輸出不變化。此情形下，不需要測量Y讀頭66y之Y位置之感測器。
如以上所說明，根據本實施形態之液晶曝光裝置10，用以求出光罩M在XY平面內之位置資訊之光罩編碼器系統48、以及用以求出基板P在XY平面內之位置資訊之基板編碼器系統50(分別參照圖1)，由於對對應之標尺照射之測量光束之光路長較短，因此相較於習知干渉儀系統能更減低空氣波動之影響。是以，光罩M及基板P之定位精度提升。又，由於空氣波動之影響小，因此能省略使用習知干渉儀系統時所必須之部分空調設備，因此能降低成本。
再者，在使用干渉儀系統之情形，雖必須將大且重之棒反射鏡設於光罩載台裝置14及基板載台裝置20，但本實施形態之光罩編碼器系統48及基板編碼器系統50，由於不需要上述棒反射鏡，因此包含光罩保持具40之系(例如光罩載台裝置)、以及包含基板保持具34之系(例如基板載台裝置)可分別小型輕量化，且重量平衡亦變佳，藉此光罩M、基板P之位置控制性提升。又，由於與使用干渉儀系統之情形相較，調整部位較少即可，因此光罩載台裝置14及基板載台裝置20之成本降低，進而維護性亦提升。又，組裝時之調整亦容易(或者不需要)。
又，本實施形態之基板編碼器系統50，由於係在基板P往Y軸方向之移動(例如步進動作)中，藉由將四個讀頭單元60往Y軸方向驅動以求出基板P之Y位置資訊的構成，因此不需將延伸於Y軸方向之標尺配置於基板載台裝置20側、或將延伸於X軸方向之標尺之寬度於Y軸方向擴大(或不需於裝置本體18側在Y軸方向排列複數個讀頭)。是以，能簡化基板位置測量系之構成，而能降低成本。
又，本實施形態之光罩編碼器系統48，由於係一邊將相鄰 之一對編碼器讀頭(X讀頭49x、Y讀頭49y)之輸出依據光罩保持具40之X位置適當地切換、一邊求出該光罩保持具40在XY平面內之位置資訊的構成，因此即使將複數個標尺46於X軸方向以既定間隔(彼此分離地)配置，亦可在不中斷之情形下求出光罩保持具40之位置資訊。是以，不需準備與光罩保持具40之移動行程同等長度(本實施形態之標尺46之約3倍長度)之標尺，即能降低成本，特別是對於如本實施形態之使用大型光罩M之液晶曝光裝置10非常合適。本實施形態之基板編碼器系統50亦同樣地，由於複數個標尺52在X軸方向以既定間隔配置，複數個標尺56在Y軸方向以既定間隔配置，因此不需準備與基板P之移動行程同等長度之標尺，對於使用大型基板P之液晶曝光裝置10非常合適。
此外，上述第1實施形態中，雖係針對四個讀頭單元60分別具有用以測量基板保持具34位置之四個讀頭(各一對X讀頭66x及Y讀頭66y)、合計設有十六個基板保持具位置測量用讀頭之情形進行了說明，但基板保持具位置測量用讀頭之數目亦可為少於十六個。以下說明此種實施形態。
《第2實施形態》
其次，根據圖14~圖17說明第2實施形態。本第2實施形態之液晶曝光裝置之構成，由於除了基板編碼器系統50之一部分構成以外，其餘均與前述第1實施形態相同，因此以下僅針對相異點進行說明，針對與第1實施形態具有相同構成及功能之要素，賦予與第1實施形態相同之符號省略其說明。
圖14，係以俯視圖顯示本第2實施形態之基板保持具34及 基板編碼器系統50之一對讀頭單元60與投影光學系16。圖14中，為了使說明易於理解，省略了編碼器基座54等之圖示。又，圖14中，以虛線圖示讀頭單元60(Y滑動平台62)，且亦省略設於Y滑動平台62上面之X讀頭64x、Y讀頭64y之圖示。此處，雖上述第1實施形態中之基板編碼器系統50具有一對編碼器基座54，且與該一對編碼器基座54分別對應地合計具有四個讀頭單元60(參照圖4(A)等)，但本第2實施形態之基板編碼器系統50中，編碼器基座54(圖14中未圖示)僅設有一個，讀頭單元60則於投影光學系16之+Y側及-Y側分別配置各一個。
本第2實施形態之液晶曝光裝置，如圖14所示，係於隔著基板保持具34之基板載置區域之+Y側及-Y側之區域，分別以在X軸方向上格子區域彼此分離配置之方式在X軸方向以既定間隔配置有五個編碼器標尺152(以下單稱為標尺152)。在配置於基板載置區域之+Y側之五個標尺152與配置於-Y側區域之五個標尺152中，相鄰之標尺152(格子區域)間之間隔雖為相同，但其配置位置相對於+Y側之五個標尺152，-Y側之五個標尺152係整體往+X側偏離既定距離D(較相鄰之標尺152(格子區域)之間隔略大之距離)而配置。如此配置之原因，係為了避免產生測量基板保持具34之位置資訊之後述兩個X讀頭66x及兩個Y讀頭66y之合計四個讀頭中之兩個以上之讀頭不對向於任一標尺之狀態(亦即，四個讀頭中測量光束從標尺脫離之非測量期間不重疊)。
各標尺152，由以石英玻璃形成之延伸於X軸方向之俯視矩形之板狀(帶狀)構件所構成。於各標尺152之上面，形成有以X軸方向及Y軸方向作為週期方向之既定節距(1μm)之反射型二維繞射格子(二 維光柵)RG。以下，將前述格子區域亦單稱為二維光柵RG。此外，圖14，為了圖示方便，二維光柵RG之格子線間之間隔(節距)圖示成較實際寬許多。以下說明之其他圖亦相同。以下，將配置於基板保持具34之+Y側區域之五個標尺152稱為第1格子群，將配置於基板保持具34之-Y側區域之五個標尺152稱為第2格子群。
於位於+Y側之一方之讀頭單元60之Y滑動平台62之下面(-Z側之面)，以分別對向於標尺152之狀態，在X軸方向分離既定間隔(較相鄰之標尺152相互之間隔大之距離)固定有X讀頭66x與Y讀頭66y。同樣地，於位於-Y側之另一方之讀頭單元60之Y滑動平台62之下面(-Z側之面)，以分別對向於標尺152之狀態，在X軸方向分離既定間隔固定有Y讀頭66y與X讀頭66x。亦即，與第1格子群對向之X讀頭66x及Y讀頭66y、以及與第2格子群對向之X讀頭66x及Y讀頭66y分別以較相鄰之標尺152之格子區域之間隔寬之間隔將測量光束照射於標尺152。以下，為了說明方便，將一方之讀頭單元60所具有之X讀頭66x、Y讀頭66y亦分別稱為讀頭66a、讀頭66b，將另一方之讀頭單元60所具有之Y讀頭66y、X讀頭66x亦分別稱為讀頭66c、讀頭66d。
此情形下，讀頭66a與讀頭66c配置於相同X位置(與Y軸方向平行之相同直線上)，讀頭66b與讀頭66d，配置於和讀頭66a與讀頭66c之X位置不同之相同X位置(與Y軸方向平行之相同直線上)。藉由讀頭66a、66d與分別對向之二維光柵RG構成一對X線性編碼器，藉由讀頭66b、66c與分別對向之二維光柵RG構成一對Y線性編碼器。
本第2實施形態之液晶曝光裝置，包含讀頭單元60之剩餘 部分在內之其他部分之構成，除了使用主控制裝置90之基板編碼器系統之基板保持具34之驅動控制(位置控制)以外，其餘均與前述第1實施形態之液晶曝光裝置10相同。
本第2實施形態之液晶曝光裝置，能在圖15(A)所示之一對讀頭單元60對向於基板保持具34之+X端部之第1位置與圖15(B)所示之一對讀頭單元60對向於基板保持具34之-X端部之第2位置之間，在基板保持具34於X軸方向移動之範圍內，進行一對讀頭單元60之讀頭60a~60d、亦即一對X線性編碼器及一對Y線性編碼器對基板保持具34之位置測量。圖15(A)係顯示僅有讀頭66b不對向於任一標尺152之狀態，圖15(B)係顯示僅有讀頭66c不對向於任一標尺152之狀態。
在圖15(A)所示之第1位置與圖15(B)所示之第2位置之間將基板保持具34移動於X軸方向之過程中，一對讀頭單元60與標尺152之位置關係，係在圖16(A)~圖16(D)所分別顯示之第1狀態~第4狀態與四個讀頭66a~66d之全部對向於任一標尺152之二維光柵RG之(亦即，以四個讀頭66a~66d全部將測量光束照射於二維光柵RG)第5狀態的五個狀態之間遷移。以下，取代對向於標尺之二維光柵RG、或測量光束照射於標尺152之二維光柵RG之敘述方式，單以「讀頭對向於標尺」之敘述來描述。
此處，為了說明方便，舉出六個標尺152，對各標尺分別賦予用以識別之記號a~f，標記為標尺152a~152f(參照圖16(A))。
圖16(A)之第1狀態，係顯示讀頭66a對向於標尺152b且讀頭66c、66d對向於標尺152e，僅讀頭66b不對向於任一標尺之狀態， 圖16(B)之第2狀態，係顯示基板保持具34從圖16(A)之狀態往+X方向移動既定距離而成為讀頭66a、66b對向於標尺152b且讀頭66d對向於標尺152e，僅有讀頭66c不對向於任一標尺之狀態。在從圖16(A)之狀態遷移至圖16(B)之狀態之過程中，會經由讀頭66a、66b對向於標尺152b且讀頭66c、66d對向於標尺152e之第5狀態。
圖16(C)之第3狀態，係顯示基板保持具34從圖16(B)之狀態往+X方向移動既定距離而成為僅有讀頭66a不對向於任一標尺之狀態。在從圖16(B)之狀態遷移至圖16(C)之狀態之過程中，會經由讀頭66a、66b對向於標尺152b且讀頭66c對向於標尺152d且讀頭66d對向於標尺152e之第5狀態。
圖16(D)之第4狀態，係顯示基板保持具34從圖16(C)之狀態往+X方向移動既定距離而成為僅有讀頭66d不對向於任一標尺之狀態。在從圖16(C)之狀態遷移至圖16(D)之狀態之過程中，會經由讀頭66a對向於標尺152a且讀頭66b對向於標尺152b且讀頭66c對向於標尺152d且讀頭66d對向於標尺152e之第5狀態。
在從圖16(D)之狀態，基板保持具34再往+X方向移動既定距離，經由讀頭66a對向於標尺152a且讀頭66b對向於標尺152b且讀頭66c、66d對向於標尺152d之第5狀態後，成為讀頭66a對向於標尺152a且讀頭66c、66d對向於標尺152d，僅有讀頭66b不對向於任一標尺之第1狀態。
以上，雖說明了分別配置於基板保持具34之±Y側之標尺152中之各三個標尺152與一對讀頭單元60之間之狀態(位置關係)之遷 移，但在液晶曝光裝置10之標尺152與一對讀頭單元60之間，若著眼於分別配置於基板保持具34之±Y側之五個標尺中之相鄰之各三個標尺152，則與一對讀頭單元60之位置關係亦係以與上述相同之順序遷移。
如上述，本第2實施形態中，即使基板保持具34移動於X軸方向，兩個X讀頭66x亦即讀頭66a、66d與兩個Y讀頭66y亦即讀頭66b、66c之合計四個讀頭中之至少三個會隨時對向於任一標尺152(二維光柵RG)。再者，即使基板保持具34移動於Y軸方向，由於四個讀頭均以在Y軸方向上測量光束不從標尺152(二維光柵RG)脫離之方式將一對Y滑動平台62驅動於Y軸方向，因此四個讀頭之至少三個讀頭隨時對向於任一標尺152。是以，主控制裝置90，能隨時使用讀頭66a~66d中之三個，管理基板保持具34在X軸方向、Y軸方向以及θ z方向之位置資訊。以下進一步說明此點。
將X讀頭66x、Y讀頭66y之測量值分別設為CX、CY，測量值CX、CY，分別能以下式(1a)、(1b)表示。
CX=(pi-X)cos θ z+(qi-Y)sin θ z……(1a)
CY=-(pi-X)sin θ z+(qi-Y)cos θ z……(1b)
此處，X、Y、θ z分別顯示基板保持具34在X軸方向、Y軸方向及θ z方向之位置。又，pi、qi，為讀頭66a~66d各自之X位置座標、Y位置座標值。本實施形態中，讀頭66a、66b、66c、66d各自之X座標、Y位置座標值(pi、qi)(i=1，2，3，4)，係從自前述之四個X線性編碼器96x、四個Y線性編碼器96y之輸出算出之一對讀頭單元60(參照圖1)各自在X 軸方向及Y軸方向之位置資訊(Y滑動平台62之中心在X軸方向及Y軸方向之位置)，根據各讀頭相對於Y滑動平台62中心之已知位置關係簡單地算出。
是以，基板保持具34與一對讀頭單元60成為如圖15(A)所示之位置關係，此時若基板保持具34在XY平面內之3自由度方向之位置為(X,Y,θ z)，則三個讀頭66a、66c、66d之測量值，理論上能以下式(2a)~(2c)(亦稱為仿射轉換之關係)表示。
C1=(p1-X)cos θ z+(q1-Y)sin θ z……(2a)
C3=-(p3-X)sin θ z+(q3-Y)cos θ z……(2b)
C4=(p4-X)cos θ z+(q4-Y)sin θ z……(2c)
在基板保持具34位於座標原點(X,Y,θ z)=(0,0,0)之基準狀態下，透過聯立方程式(2a)~(2c)，成為C1=p1,C3=q3,C4=p4。基準狀態，為基板保持具34中心(與基板P中心大致一致)一致於投影光學系16之投影區域之中心，θ z旋轉為零之狀態。是以，基準狀態下，亦能藉由讀頭66b測量基板保持具34之Y位置，讀頭66b之測量值C2，按照式(1b)為C2=q2。
是以，在基準狀態下，只要將三個讀頭66a、66c、66d之測量值分別初始設定為p1、q3、p4，其後相對於基板保持具34之位移(X,Y,θ z)，三個讀頭66a、66c、66d即會提示以式(2a)~(2c)所賦予之理論值。
此外，在基準狀態下，亦可取代讀頭66a、66c、66d之任一個、讀頭66c，將讀頭66b之測量值C2初始設定為q2。
此情形下，相對於其後基板保持具34之位移(X,Y,θ z)， 三個讀頭66a、66b、66d即會提示以式(2a)、(2c)、(2d)所賦予之理論值。
C1=(p1-X)cos θ z+(q1-Y)sin θ z……(2a)
C4=(p4-X)cos θ z+(q4-Y)sin θ z……(2c)
C2=-(p2-X)sin θ z+(q2-Y)cos θ z……(2d)
聯立方程式(2a)~(2c)及聯立方程式(2a)、(2c)、(2d)，對於變數為三個(X,Y,θ z)係賦予三個式。是以，相反的，只要賦予聯立方程式(2a)~(2c)中之從屬變數C1、C3、C4、或者聯立方程式(2a)、(2c)、(2d)中之從屬變數C1、C4、C2，即能求出變數X,Y,θ z。此處，即使適用近似sin θ z≒θ z、或者適用高次之近似，亦能容易地解方程式。是以，能從讀頭66a、66c、66d(或讀頭66a、66b、66d)之測量值C1、C3、C4(或C1、C2、C4)算出晶圓載台WST之位置(X,Y,θ z)。
其次，針對以本第2實施形態之液晶曝光裝置進行之用以測量基板保持具34之位置資訊之、基板編碼器系統之讀頭切換時中之接續處理，亦即測量值之初始設定，以主控制裝置90之動作為中心進行說明。
本第2實施形態中，如前所述，在基板保持具34之有効行程範圍中隨時有三個編碼器(X讀頭及Y讀頭)測量基板保持具34之位置資訊，在進行編碼器(X讀頭或Y讀頭)之切換處理時，如圖17(B)所示，成為四個讀頭66a~66d之各個對向於任一標尺52而能測量基板保持具34位置之狀態(前述第5狀態)。圖17(B)係顯示如圖17(A)所示，顯示從以讀頭66a、66b及66d測量基板保持具34位置之狀態，基板保持具34往+X方向移動而如圖17(C)所示，遷移至以讀頭66b、66c、66d測量基 板保持具34位置之狀態之途中出現的第5狀態之一例。亦即，圖17(B)，係顯示用於測量基板保持具34之位置資訊之三個讀頭從讀頭66a、66b、66d切換至讀頭66b、66c、66d之途中的狀態。
在欲進行用於基板保持具34在XY平面內之位置控制(位置資訊之測量)之讀頭(編碼器)之切換處理(接續處理)的瞬間，如圖17(B)所示，讀頭66a、66b、66c及66d，分別對向於標尺152b、152b、152d、152e。在乍看圖17(A)至圖17(C)時，雖圖17(B)中似乎係從讀頭66a欲切換至讀頭66c，但在讀頭66a與讀頭66c，從測量方向不同這點亦可清楚看出，即使在欲進行接續之時點將讀頭66a之測量值(計數值)直接作為讀頭66c之測量值之初始值賦予，亦無任何意義。
因此，本實施形態中，主控制裝置90，係從使用三個讀頭66a、66b及66d之基板保持具34之位置資訊之測量(以及位置控制)，切換至使用三個讀頭66b、66c、66d之基板保持具34之位置資訊之測量(以及位置控制)。亦即，此方式與一般編碼器接續處理之概念不同，並非係從某讀頭接續至另一讀頭，而係從三個讀頭(編碼器)之組合接續至另一三個讀頭(編碼器)之組合。
主控制裝置90，首先根據讀頭66a、66d及66b之測量值C1、C4、C2解聯立方程式(2a)、(2c)、(2d)，算出基板保持具在XY平面內之位置資訊(X,Y,θ z)。
其次，主控制裝置90，係對下式(3)之仿射轉換之式代入以上算出之X,θ z，求出讀頭66c之測量值之初始值(讀頭66c所待測量之值)。
C3=-(p3-X)sin θ z+(q3-Y)cos θ z……(3)
上式(3)中，p3,q3係讀頭66c之測量點之X座標值、Y座標值。本實施形態中，如前所述座標值(p3、q3)使用下述值，亦即從自四個X線性編碼器96x與四個Y線性編碼器96y之輸出算出之一對讀頭單元60各自之Y滑動平台62中心在X軸方向及Y軸方向之位置，根據讀頭66c相對Y滑動平台62中心之已知位置關係算出的值。
藉由將上述初始值C3作為讀頭66c之初始值賦予，而在維持基板保持具34之3自由度方向之位置(X,Y,θ z)之狀態下，無衝突地結束接續。其後，使用切換後使用之讀頭66b、66c、66d之測量值C2、C3、C4解次一聯立方程式(2b)~(2d)，算出晶圓載台WST之位置座標(X,Y,θ z)。
C3=-(p3-X)sin θ z+(q3-Y)cos θ z……(2b)
C4=(p4-X)cos θ z+(q4-Y)sin θ z……(2c)
C2=-(p2-X)sin θ z+(q2-Y)cos θ z……(2d)
此外，以上雖說明了從三個讀頭切換至包含一個與此三個讀頭不同之另一讀頭之三個讀頭，但此係因使用從切換前之三個讀頭之測量值求出之基板保持具34之位置(X,Y,θ z)將待以切換後所使用之另一讀頭測量之值根據仿射轉換之原理算出，並將該算出之值設定為切換後所使用之另一讀頭之初始值，故作了如上之說明。然而，若忽略待以切換後所使用之另一讀頭測量之值之算出等流程，而僅著眼於作為切換及接續處理之直接對 象之兩個讀頭，則也可以說是將切換前所使用之三個讀頭中之一個讀頭切換至另一個讀頭。不論如何，讀頭之切換，係在切換前用於基板保持具之位置資訊之測量及位置控制之讀頭與切換後所使用之讀頭均同時對向於任一標尺152之狀態下進行。
此外，以上說明雖係讀頭66a~66d之切換之一例，但不論係任三個讀頭至另外三個讀頭之切換或任一讀頭至另一讀頭之切換，均係以與上述說明相同之流程進行讀頭切換。
以上說明之本第2實施形態之液晶曝光裝置係發揮與前述第1實施形態同等之作用効果。除此之外，根據本第2實施形態之液晶曝光裝置，係在基板保持具34之驅動中，藉由至少包含各一個基板編碼器系統50之X讀頭66x(X線性編碼器)與Y讀頭66y(Y線性編碼器)之三個讀頭(編碼器)測量在XY平面內之基板保持具34之位置資訊(包含θ z旋轉)。接著，藉由主控制裝置90，以在XY平面內之基板保持具34之位置在切換前後被維持之方式，將用於測量在XY平面內之基板保持具34之位置資訊的讀頭(編碼器)，從切換前用於基板保持具34之位置測量及位置控制之三個讀頭(編碼器)中之任一讀頭(編碼器)切換至另一讀頭(編碼器)。因此，不論是否已進行用於控制基板保持具34位置之編碼器之切換，均能在切換前後維持基板保持具34在XY平面內之位置，而能正確地接續。是以，能一邊在複數個讀頭(編碼器)間進行讀頭之切換及接續(測量值之接續處理)，一邊沿著既定路徑正確地使基板保持具34(基板P)沿著XY平面移動。
又，根據本第2實施形態之液晶曝光裝置，係在基板之曝光 中，藉由主控制裝置90，根據基板保持具34之位置資訊測量結果與用於測量該位置資訊之三個讀頭在XY平面內之位置資訊((X,Y)座標值)，在XY平面內驅動基板保持具34。此情形下，主控制裝置90，係一邊利用仿射轉換之關係算出在XY平面內之基板保持具34之位置資訊一邊在XY平面內驅動基板保持具34。藉此，能一邊使用分別具有複數個Y讀頭66y或複數個X讀頭66x之編碼器系統、一邊在基板保持具34之移動中切換用於控制之讀頭(編碼器)，一邊以良好精度控制基板保持具34(基板P)之移動。
此外，上述第2實施形態中，雖用以使用從相鄰一對標尺之一個脫離而測量光束移至另一標尺之讀頭(相當於上述另一讀頭)控制基板保持具移動之修正資訊(前述另一讀頭之初始值)，係根據以與至少一個標尺152對向之三個讀頭測量之位置資訊來取得，但此修正資訊，只要在另一讀頭之測量光束移至另一標尺後，在與至少一個標尺152對向之三個讀頭之一個從二維光柵RG脫離前取得即可。又，在將與至少一個標尺152對向之三個讀頭切換至包含上述另一讀頭之不同之三個讀頭切換來進行基板保持具之位置測量或位置控制的情形，其切換，只要在取得上述修正資訊後，在與至少一個標尺152對向之三個讀頭之一個從二維光柵RG脫離前進行即可。此外，修正資訊之取得與切換能實質同時地進行。
此外，上述第2實施形態中，係以在X軸方向(第1方向)，無第1格子群之二維光柵RG之區域(非格子區域)與無第2格子群之二維光柵RG之區域(非格子區域)不重疊之方式，換言之，以測量光束從二維光柵RG脫離之非測量期間在四個讀頭不重疊之方式，將第1格子群、第2格子群之各五個標尺152配置於基板保持具34上。此情形下，+Y側之讀 頭單元60所具有之讀頭66a,66b，係以較在X軸方向上第1格子群之無二維光柵RG之區域寬度寬的間隔配置，-Y側之讀頭單元60所具有之讀頭66c,66d，係以較在X軸方向上第2格子群之無二維光柵RG之區域寬度寬的間隔配置。然而，包含複數個二維格子之格子部與能與其對向之複數個讀頭的組合不限定於此。扼要言之，只要以在移動體往X軸方向之移動中，測量光束從二維光柵RG脫離之(無法測量之)非測量期間在四個讀頭66a,66b,66c,66d不重疊之方式，設定讀頭66a,66b之間隔及讀頭66c,66d之間隔、位置、第1，第2格子群之格子部之位置及長度或格子部之間隔及其位置即可，在第1格子群與第2格子群，即使在X軸方向上非格子區域之位置及寬度相同，亦可將與第1格子群之至少一個標尺152(二維光柵RG)對向之兩個讀頭及與第2格子群之至少一個標尺152(二維光柵RG)對向之兩個讀頭，錯開配置在X軸方向上較非格子區域之寬度寬的距離。此情形下，亦可將和第1格子群對向之兩個讀頭中配置於+X側之讀頭與和第2格子群對向之兩個讀頭中配置於-X側之讀頭的間隔，設為較非格子區域寬度寬的間隔，亦可將和第1格子群對向之兩個讀頭與和第2格子群對向之兩個讀頭在X軸方向交互配置，且將相鄰一對讀頭之間隔設定為較非格子區域之寬度寬。
又，上述第2實施形態中，雖說明了於基板保持具34之+Y側區域配置第1格子群，且於基板保持具34之-Y側區域配置第2格子群的情形，但亦可取代第1格子群及第2格子群中之一方、第1格子群，而使用形成有延伸於X軸方向之二維格子之單一標尺構件。此情形下，可有一個讀頭隨時對向於該單一標尺構件。此情形下，可藉由與第2格子群 對向地設置三個讀頭，並將該三個讀頭在X軸方向之間隔(測量光束之照射位置間之間隔)設成較相鄰標尺152上之二維光柵RG間之間隔寬，即能不論基板保持具34在X軸方向之位置為何，均使對向於第2格子群之三個讀頭中之至少兩個讀頭對向於第2格子群之至少兩個二維光柵RG。或者，亦可採用不論基板保持具34在X軸方向之位置為何，均能隨時有至少兩個讀頭對向於上述單一標尺構件的構成，同時能有至少兩個讀頭對向於第2格子群之至少一個二維光柵RG。此情形下，該至少兩個讀頭分別在基板保持具34往X軸方向之移動中，測量光束會從複數個標尺152(二維光柵RG)之一個脫離，且會移至與一個標尺152(二維光柵RG)相鄰之另一標尺152(二維光柵RG)。然而，藉由將至少兩個讀頭在X軸方向之間隔設為較相鄰標尺152之二維光柵RG之間隔寬，即在至少兩個讀頭間非測量期間不重疊，亦即隨時以至少一個讀頭將測量光束照射於標尺152。此等構成能隨時由至少三個讀頭與至少一個標尺152對向而測量3自由度方向之位置資訊。
此外，第1格子群與第2格子群之標尺之數目、相鄰標尺之間隔等亦可不同。此情形下，與第1格子群對向之至少兩個讀頭及與第2格子群對向之至少兩個讀頭之讀頭(測量光束)間隔、位置等亦可不同。
此外，上述第2實施形態中，讀頭66a~66d在X軸方向及在Y軸方向之位置，係從自四個X線性編碼器96x與四個Y線性編碼器96y之輸出算出之一對讀頭單元60各自之Y滑動平台62之中心在X軸方向及Y軸方向之位置，根據各讀頭相對於Y滑動平台62之中心之已知位置關係所算出。亦即，讀頭66a~66d之X軸方向及Y軸方向之位置之測量係使用編碼器系統。然而，並不限於此，讀頭66a~66d(一對讀頭單元60)，由於 僅能移動於Y軸方向，因此亦可使用編碼器系統等測量讀頭66a~66d在Y軸方向之位置資訊。亦即，上述第2實施形態中，四個X線性編碼器96x亦可不一定要設置。此情形下，在對讀頭66a~66d適用前述之式(2a)~(2d)等時，係使用設計值(固定值)作為p1~p4(X位置)，q1~q4(Y位置)則使用從四個Y線性編碼器96y之輸出算出之值。此外，在不利用仿射轉換之關係的情形，以讀頭66b,66c測量基板保持具34在Y軸方向之位置資訊時，係使用四個Y線性編碼器96y之測量資訊，藉由讀頭66a,66d測量基板保持具34在X軸方向之位置資訊時，亦可不使用四個Y線性編碼器96y之測量資訊。
此外，上述第2實施形態中，雖使用分別形成有單一之二維光柵RG(格子區域)之複數個標尺152，但並不限於此，兩個以上之格子區域中，亦可於第1格子群或第2格子群之至少一方包含在X軸方向分離形成之標尺152。
此外，上述第2實施形態中，由於隨時以三個讀頭測量、控制基板保持具34之位置(X,Y,θ z)，因此說明了包含相同構成之各五個標尺152之第1格子群與第2格子群，其在X軸方向錯開既定距離配置的情形，但並不限於此，第1格子群與第2格子群，其在X軸方向亦可不錯開(彼此大致完全對向地配置標尺152之列)，而在一方之讀頭單元60與另一方之讀頭單元60，使基板保持具34之位置測量用之讀頭(讀頭66x,66y)之配置在X軸方向上相異。此情形下，亦能隨時以三個讀頭測量、控制基板保持具34之位置(X,Y,θ z)。
此外，上述第2實施形態中，雖說明了使用讀頭66a,66b與 讀頭66c,66d之合計四個讀頭的情形，但並不限於此，亦可使用五個以上之讀頭。亦即，亦可於與第1格子群、第2格子群分別對向之各兩個讀頭之至少一方追加至少一個多餘讀頭。關於此構成，使用以下之第3實施形態進行說明。
《第3實施形態》
其次，根據圖18說明第3實施形態。本第3實施形態之液晶曝光裝置之構成，由於除了基板編碼器系統50之一部分構成以外，其餘均與前述第1及第2實施形態相同，因此以下僅針對相異點進行說明，對與第1及第2實施形態相同構成及功能之要素，賦予與第1及第2實施形態相同之符號，省略其說明。
圖18，係以俯視圖顯示本第3實施形態之基板保持具34及基板編碼器系統50之一對讀頭單元60與投影光學系16。圖18中，為了使說明容易理解，省略了編碼器基座54等之圖示。又，圖18中，係以虛線圖示讀頭單元60(Y滑動平台62)，且設於Y滑動平台62上面之X讀頭64x,y讀頭64y之圖示亦省略。
本第3實施形態之液晶曝光裝置，如圖18所示，係隔著基板保持具34之基板載置區域在+Y側及-Y側之區域分別在X軸方向以既定間隔配置有五個標尺152。在配置於基板載置區域之+Y側之五個標尺152與配置於-Y側區域之五個標尺152，其相鄰標尺152間之間隔相同，且基板載置區域之+Y側及-Y側之各五個標尺152彼此係對向而配置於相同之X位置。是以，相鄰標尺152間之間隙之位置，位於大致相同之Y軸方向之既定線寬之直線上。
於位於+Y側之一方之讀頭單元60之Y滑動平台62之下面(-Z側之面)，以分別對向於標尺152之狀態，Y讀頭66Y,X讀頭66x及Y讀頭66y之合計三個讀頭從-X側依序在X軸方向分離既定間隔(較相鄰標尺152相互之間隔大之距離)被固定。於位於-Y側之另一方之讀頭單元60之Y滑動平台62之下面(-Z側之面)，以分別對向於標尺152之狀態，Y讀頭66y與X讀頭66x在X軸方向分離既定間隔被固定。以下，為了說明方便，將一方之讀頭單元60所具有之三個讀頭從-X側依序分別稱為讀頭66e、讀頭66a、讀頭66b，將另一方之讀頭單元60所具有之Y讀頭66Y、X讀頭66x分別亦稱為讀頭66c、讀頭66d。
此情形下，讀頭66a與讀頭66c配置於相同之X位置(相同之Y軸方向之直線上)，讀頭66b與讀頭66d配置於相同之X位置(相同之Y軸方向之直線上)。藉由與讀頭66a,66d分別對向之二維光柵RG構成一對X線性編碼器，藉由與讀頭66b,66c,66e分別對向之二維光柵RG構成三個Y線性編碼器。
本第3實施形態之液晶曝光裝置中其他部分之構成，與前述第2實施形態之液晶曝光裝置相同。
本第3實施形態中，即使不將+Y側與-Y側之標尺152之列之配置在X軸方向錯開，只要一對讀頭單元60與基板保持具34同步移動於Y軸方向(或在與一對讀頭單元60與標尺152之列對向之位置維持基板保持具34之Y位置)，則讀頭66a~66e中之三個，不論基板保持具34之X位置為何均隨時對向於標尺152(二維光柵RG)。
以上說明之本第3實施形態之液晶曝光裝置，發揮與前述第 2實施形態之液晶曝光裝置相同之作用効果。
此外，上述第3實施形態中，基板保持具34之位置資訊測量用之複數個讀頭，除了切換讀頭所需之四個讀頭、讀頭66e,66b,66c,66d以外，亦可包含非測量期間一部分與該四個讀頭中之一個讀頭66c重疊之一個讀頭66a。接著，本第3實施形態，在基板保持具34之位置資訊(X,Y,θ z)之測量中，係使用包含四個讀頭66e,66b,66c,66d與一個讀頭66c的五個讀頭中測量光束照射於複數個格子區域(二維光柵RG)之至少一個的至少三個讀頭之測量資訊。
《第4實施形態》
其次，根據圖19說明第4實施形態。本第4實施形態之液晶曝光裝置之構成，如圖19所示，除了分別配置於基板保持具34之基板載置區域之+Y側與-Y側之標尺152之列與第3實施形態同樣地對向配置，且位於-Y側之一方之讀頭單元60與前述第1實施形態同樣地具有各兩個X讀頭66x,y讀頭66y方面，與前述第2實施形態之液晶曝光裝置之構成相異，但其他部分之構成則與第2實施形態之液晶曝光裝置相同。
於一方之讀頭單元60之Y滑動平台62之下面(-Z側之面)，在Y讀頭66y(讀頭66c)之-Y側相鄰地設有X讀頭66x(以下適當稱為讀頭66e)，且在X讀頭66x(讀頭66d)之-Y側相鄰地設有Y讀頭66y(以下適當稱為讀頭66f)。
本實施形態之液晶曝光裝置中，在一對讀頭單元60移動於Y軸方向之狀態(或在與一對讀頭單元60與標尺152之列對向之位置維持基板保持具34之Y位置之狀態)下，伴隨基板保持具34往X軸方向之移 動，雖有三個讀頭66a,66c,66e(稱為第1群組之讀頭)及三個讀頭66b,66d,66f(稱為第2群組之讀頭)之一方，不對向於任一標尺的情形，但此時，第1群組之讀頭與第2群組之讀頭之另一方一定會對向於標尺152(二維光柵RG)。亦即，本第4實施形態之液晶曝光裝置，即使不將+Y側與-Y側之標尺152之列之配置在X軸方向錯開，只要在基板保持具34往X軸方向之移動中，一對讀頭單元60移動於Y軸方向(或在與一對讀頭單元60與標尺152之列對向之位置維持基板保持具34之Y位置)，則能藉由第1群組之讀頭與第2群組之讀頭之至少一方所包含之三個讀頭，不論基板保持具34之X位置為何，均能測量基板保持具34之位置(X,Y,θ z)。
此處，考量第1群組之讀頭(讀頭66a,66c,66e)不與任一標尺對向而成為無法測量後，再度對向於標尺152時使該等讀頭66a,66c,66e復原之(使測量再度開始之)情形。此情形下，係在再度開始第1群組之讀頭(讀頭66a,66c,66e)之測量前之時點，藉由第2群組之讀頭(讀頭66b,66d,66f)持續進行基板保持具34之位置(X,Y,θ z)測量、控制。因此，主控制裝置90係如圖19所示，一對讀頭單元60跨分別配置於+Y側、-Y側之相鄰之兩個標尺152，在第1群組之讀頭與第2群組之讀頭對向於相鄰之兩個標尺152之一方與另一方之時點，以前述第2實施形態詳述之方法，根據第2群組之讀頭(讀頭66b,66d,66f)之測量值算出基板保持具之位置(X,Y,θ z)，並將此算出之基板保持具之位置(X,Y,θ z)代入前述仿射轉換之式，藉此同時算出第1群組之讀頭(讀頭66a,66c,66e)之初始值並設定。藉此，能簡單地使第1群組之讀頭復原，再度開始此等讀頭對基板保持具34之位置測量、控制。
根據以上說明之本第4實施形態之液晶曝光裝置，能發揮與前述第2實施形態之液晶曝光裝置相同之作用効果。
《第4實施形態之變形例》
此變形例，係在第4實施形態之液晶曝光裝置中，作為位於+Y側之另一方之讀頭單元60，使用與一方之讀頭單元60相同構成(或在紙面上下方向成對稱之構成)之讀頭單元的情形。
此情形下，與上述同樣地，將八個讀頭分組成配置成相同Y軸方向之直線狀之各四個讀頭所屬之第1群組之讀頭與第2群組之讀頭。
考量第1群組之讀頭不與任一標尺對向而成為無法測量後，再度對向於標尺152時使第1群組之讀頭復原，並再度開始該等讀頭之測量的情形。
此情形下，在再度開始第1群組之讀頭之測量前之時點，係藉由第2群組之讀頭中之三個讀頭持續進行基板保持具34之位置(X,Y,θ z)之測量、控制。因此，主控制裝置90，雖與前述同樣地，係在一對讀頭單元60跨分別配置於+Y側、-Y側之相鄰兩個標尺152，而第1群組之讀頭與第2群組之讀頭對向於相鄰之兩個標尺152之一方與另一方的時點，算出第1群組之讀頭各自之測量值之初始值，但此情形下，無法同時算出第1群組之四個讀頭之所有初始值。其理由在於，只要復原測量之讀頭為三個(將X讀頭與Y讀頭加起來的數目)，以與前述相同之流程設定了該等三個讀頭之測量值之初始值時，藉由將該等初始值設為前述測量值C1,C2,C3等並解前述聯立方程式，由於基板保持具之位置(X,Y,θ)係唯一地決定，因此沒什麼特別的問題。然而，並無法認知到能將基板保 持具之位置(X,Y,θ)唯一地決定之使用四個讀頭之測量值之、利用了仿射轉換之關係的聯立方程式。
因此，本變形例中，係將使復原之第1群組分組成分別包含另一讀頭之三個讀頭所屬之兩個群組，依各群組以與前述相同之方法，針對三個讀頭同時算出初始值並設定。在初始值之設定後，只要將任一群組之三個讀頭之測量值用於基板保持具34之位置控制即可。亦可將不用於位置控制之群組之讀頭對基板保持具34之位置測量，與基板保持具34之位置控制並行地執行。此外，亦能將使復原之第1群組之各讀頭之初始值以前述方法依序個別地算出。
此外，以上說明之第1~第4實施形態之構成能適當變更。，上述第1實施形態之光罩編碼器系統48、基板編碼器系統50中，編碼器讀頭及標尺之配置亦可相反。亦即，用以求出光罩保持具40之位置資訊之X線性編碼器92x、y線性編碼器92y，亦可為於光罩保持具40安裝編碼器讀頭，於編碼器基座43安裝標尺的構成。又，用以求出基板保持具34之位置資訊之X線性編碼器94x、y線性編碼器94y，亦可於基板保持具34安裝編碼器讀頭，於Y滑動平台62安裝標尺。此情形下，安裝於基板保持具34之編碼器讀頭，可沿著X軸方向配置複數個，並可相互切換動作。又，亦可使設於基板保持具34之編碼器讀頭為可動，且設置測量該編碼器讀頭之位置資訊之感測器，並於編碼器基座43設置標尺。此情形下，設於編碼器基座43之標尺為固定。同樣地，用以求出Y滑動平台62之位置資訊之X線性編碼器96x、y線性編碼器96y，亦可於Y滑動平台62安裝標尺，於編碼器基座54(裝置本體18)安裝編碼器讀頭。此情形下，安裝於編碼器基 座54之編碼器讀頭，可沿著Y軸方向配置複數個，並可相互切換動作。在於基板保持具34及編碼器基座54固定編碼器讀頭之情形，亦可使固定於Y滑動平台62之標尺共通化。
又，雖說明了基板編碼器系統50中，於基板載台裝置20側固定有複數個延伸於X軸方向之標尺52，於裝置本體18(編碼器基座54)側固定有複數個延伸於Y軸方向之標尺56的情形，但並不限於此，亦可於基板載台裝置20側固定有複數個延伸於Y軸方向之標尺，於裝置本體18側固定有複數個延伸於X軸方向之標尺。此情形下，讀頭單元60，係在基板P之曝光動作等之基板保持具34之移動中被往X軸方向驅動。
又，雖說明了光罩編碼器系統48中，三個標尺46於X軸方向分離配置，基板編碼器系統50中，兩個標尺52於Y軸方向分離配置，五個標尺56於X軸方向分離配置的情形，但標尺之數目並不限於此，可視光罩M、基板P之大小、或者移動行程適當變更。又，複數個標尺可不一定要分離配置，亦可使用較長之一個標尺(在上述實施形態之情形，為標尺46之約3倍長度之標尺、標尺52之約2倍長度之標尺、標尺56之約4倍或5倍長度之標尺)。又，在基板保持具34上，於X軸方向複數個標尺隔著既定間隔之間隙相連配置之標尺群(標尺列)中，亦可將一個標尺(X軸測量用之圖案)在X軸方向之長度，設定成能以一照射區域之長度(在一邊使基板保持具上之基板移動於X軸方向、一邊進行掃描曝光時，被照射元件圖案而形成於基板上的長度)量連續測定的長度。如此，在一照射區域之掃描曝光中，由於可不進行對複數標尺之讀頭之接續控制，因此能使掃描曝光中之基板P(基板保持具)之位置測量(位置控制)更加容易。 又，亦可使用長度不同之複數個標尺，只要將在X軸方向或Y軸方向排列配置之複數個格子區域包含於各自之格子部，則構成格子部之標尺之數目，可為任意數目。
在基板保持具34上，將在X軸方向隔著既定間隔之間隙且相連配置有複數個標尺之標尺群(標尺列)，於Y軸方向彼此分離之不同位置(例如相對投影光學系16在一側(+Y側)之位置與另一側(-Y側)之位置)配置複數列的情形，亦可將此複數個標尺群(複數個標尺列)，構成為能根據基板上之照射配置(照射圖)區分使用。例如，只要使作為複數個標尺列整體之長度在標尺列間彼此相異，即能對應不同之照射圖，於擷取4面之情形與擷取6面之情形等，亦能對應形成於基板上之照射區域之數目變化。又，亦可使配置於投影光學系16之一側之標尺與配置於另一側之標尺彼此長度互異。只要如此配置，且使各標尺列之間隙之位置在X軸方向設在彼此不同之位置，由於分別對應於複數個標尺列之讀頭不會同時位在測量範圍外，因此能減少接續處理中成為不定值之感測器數目，高精度地進行接續處理。
又，上述第1實施形態中，雖說明了於標尺46,52,56各自之表面獨立地形成有X標尺與Y標尺之情形，但並不限於此，亦可與前述第2~第4實施形態同樣地，使用形成有二維光柵之標尺。此情形下，編碼器讀頭亦能使用XY二維讀頭。又，雖說明了使用繞射干渉方式之編碼器系統之情形，但並不限於此，亦能使用所謂拾波(pick up)方式、磁方式等其他編碼器，亦能使用美國專利第6,639,686號說明書等所揭示之所謂掃描編碼器等。又，Y滑動平台62之位置資訊，亦可藉由編碼器系統以外之測量系 統(光干渉儀系統)求出。
此外，上述第2~第4實施形態及其變形例(以下簡稱為第4實施形態)中，雖說明了至少設置四個讀頭之情形，但此種情形下，只要將在第1方向排列配置之複數個格子區域包含於格子部，則構成格子部之標尺152之數目可為任意。該複數個格子區域，亦可不需配置於基板保持具34之隔著基板P之Y軸方向之一側及另一側兩方，亦可僅配置於其中一方。不過，為了在基板P之曝光動作中持續控制基板保持具34之位置(X,Y,θ z)，要滿足以下之條件。
亦即，至少在四個讀頭中之一個讀頭之測量光束從複數個格子區域(前述二維光柵RG)脫離之期間，剩餘之至少三個讀頭之測量光束照射於複數個格子區域之至少一個，且藉由基板保持具34往X軸方向(第1方向)移動，而在上述至少四個讀頭中測量光束從複數個格子區域脫離而切換上述一個讀頭。此情形下，至少四個讀頭，包含在X軸方向(第1方向)測量光束之位置(照射位置)彼此不同之兩個讀頭、以及在Y軸方向(第2方向)上測量光束之位置與前述兩個讀頭之至少一方不同且在X軸方向上測量光束之位置(照射位置)彼此不同之兩個讀頭，前述兩個讀頭，係在X軸方向中，以較複數個格子區域中相鄰之一對格子區域之間隔寬之間隔照射測量光束。
此外，亦可將排列於X軸方向之格子區域(二維光柵RG)之列在Y軸方向配置3列以上。上述第4實施形態中，亦可取代-Y側之五個標尺152而採用如下構成：設置分別具有將該五個標尺152之各個於Y軸方向予以二等分之面積之10個格子區域(二維光柵RG)所構成之、在Y 軸方向相鄰之兩個格子區域(二維光柵RG)之列，讀頭66e,66f能對向於一列之二維光柵RG，且讀頭66c,66d能對向於另一列之二維光柵RG。又，上述第4實施形態之變形例中，針對+Y側之五個標尺152亦可採用下述構成：設置由與上述相同之10個格子區域所構成之在Y軸方向相鄰之兩個格子區域(二維光柵RG)之列，一對讀頭能對向於一列之二維光柵RG，且剩餘之一對讀頭能對向於另一列之二維光柵RG。
此外，上述第2~第4實施形態中，在基板保持具34往X軸方向(第1方向)之移動中，以至少在四個讀頭相互間任何兩個讀頭之測量光束均不照射於任一二維光柵RG(從格子區域脫離)、亦即無法以讀頭測量之(非測量區間)不重疊之方式，設定標尺及讀頭之至少一方之位置或間隔、或者位置及間隔等是很重要的。例如，在基板保持具34上複數個標尺相隔既定間隔之間隙在X軸方向相連配置之標尺群(標尺列)中，複數個標尺間之距離(換言之為間隙之長度)與一個標尺之長度與相對該標尺列移動之兩個讀頭(一個讀頭單元60內部中彼此對向配置之讀頭、例如圖5所示之兩個讀頭66x)，係以滿足「一個標尺長度>對向配置之讀頭間之距離>標尺間之距離」之關係之方式配置。此關係，不僅在設在基板保持具34上之標尺與對應其之讀頭單元60之間、在設在編碼器基座54之標尺56與對應其之讀頭單元60之間亦被滿足。又，上述各實施形態(參照例如圖5)中，一對X讀頭66x與一對Y讀頭66y雖係以分別組成一對之方式在X軸方向排列配置(惟X讀頭66x與Y讀頭66y在X軸方向配置於相同位置)，但亦可將此等在X軸方向相對錯開配置。又，在基板保持具34上複數個標尺相隔既定間隔之間隙在X軸方向相連配置之標尺群(標尺列) 中，在上述實施形態雖係將各標尺長度相同者相連配置，但亦可將長度彼此不同之標尺相連配置。例如，在基板保持具34上之標尺列中，亦可相較於分別配置於靠X軸方向之兩端部處之標尺(標尺列中配置於各端部之標尺)在X軸方向之長度，使配置於中央部之標尺之物理長度更長。
此外，上述第2至第4實施形態中，亦可取代測量基板保持具34之位置資訊之各X讀頭66x，而使用以X軸方向及Z軸方向作為測量方向之編碼器讀頭(XZ讀頭)，且亦可取代各Y讀頭66y，而使用以Y軸方向及Z軸方向作為測量方向之編碼器讀頭(YZ讀頭)。作為此等讀頭，能使用與美國專利第7,561,280號說明書所揭示之位移測量感測器讀頭相同構成之感測器讀頭。在此種情形下，主控制裝置90，亦可在前述讀頭之切換及接續處理時，使用切換前用於基板保持具34之位置控制之三個讀頭之測量值進行既定運算，藉此除了用以保證在XY平面內3自由度方向(X,Y,θ z)之基板保持具34之位置測量結果之連續性的接續處理以外，亦以與前述相同之方法，進行用以保證在剩餘之3自由度方向(Z,θ x,θ y)之基板保持具34之位置測量結果之連續性之接續處理。若代表性地以第2實施形態為例具體地說明，則主控制裝置90，只要將用以使用四個讀頭66a,66b,66c,66d中測量光束從一個二維光柵RG(格子區域)脫離而移至另一個二維光柵RG(格子區域)之一個讀頭來控制基板保持具34在剩餘之3自由度方向(Z,θ x,θ y)之移動之修正資訊，根據剩餘之三個讀頭之Z軸方向(第3方向)之測量資訊、或者使用該剩餘之三個讀頭測量之基板保持具34在剩餘之3自由度方向(Z，θ x，θ y)之前述移動體之位置資訊來取得即可。
此外，上述第2至第4實施形態中，雖係設定測量光束從一個標尺脫離而移至另一標尺之另一讀頭之初始值，但並不限於此，亦可取得用以使用另一讀頭控制基板保持具之移動之修正資訊，如另一讀頭之測量值之修正資訊等。雖用以使用另一讀頭控制基板保持具之移動之修正資訊當然包含初始值，但並不限於此，只要係能用以使該另一讀頭再度開始測量之資訊即可，亦可為從在測量再度開始後應測量之值偏置之偏置值等。
又，上述第1~第4實施形態中，亦可取代光罩編碼器系統48之各X讀頭而使用前述XZ讀頭，且亦可取代各Y讀頭而使用前述YZ讀頭。或者，上述第1~第4實施形態中，亦可將光罩編碼器系統48，與基板編碼器系統50之基板保持具34之位置測量用編碼器同樣地，作成複數個讀頭可在Y軸方向相對標尺46移動之構成。又，亦可取代標尺46，使用形成有與前述標尺152相同之二維光柵RG之標尺。
同樣地，上述第1~第4實施形態中，亦可取代各X讀頭64x而使用前述XZ讀頭，且亦可取代各Y讀頭64y而使用前述YZ讀頭。此情形下，又，亦可取代標尺56，而使用形成有與前述標尺152相同之二維光柵RG之標尺。此情形下，一對XZ讀頭與一對YZ讀頭、以及此等讀頭可對向之編碼器系統，亦可測量複數個讀頭66x,66y之旋轉(θ z)與傾斜(θ x及θ y之至少一方)之至少一方之位置資訊。
此外，在標尺46,52,56,152等雖係於表面形成有格子之(表面為格子面之)物，但例如亦可設置覆蓋格子之罩構件(玻璃或薄膜等)，並將格子面設為標尺內部。
此外，至此為止之說明中，雖說明了光罩編碼器系統、基板 編碼器系統所分別具備之各讀頭在XY平面內之測量方向為X軸方向或Y軸方向之情形，但並不限於此，在上述第2~第4實施形態之情形，亦可取代二維光柵RG而使用將在XY平面內與X軸方向及Y軸方向交叉且彼此正交之兩方向(為了說明方便而稱為α方向、β方向)作為週期方向之二維格子，且亦可與此對應地，使用以α方向(以及Z軸方向)或β方向(以及Z軸方向)作為各自之測量方向之讀頭來作為前述各讀頭。又，在前述第1實施形態中，亦可取代各X標尺、Y標尺而使用以α方向、β方向作為週期方向之一維格子，且與此對應地使用以α方向(以及Z軸方向)或β方向(以及Z軸方向)作為各自之測量方向之讀頭來作為前述之各讀頭。
此外，上述第2~第4實施形態中，亦可以前述X標尺之列構成第1格子群，以前述Y標尺之列構成第2格子群，並與此對應地，將以能與X標尺之列對向之方式以既定間隔(較相鄰X標尺間之間隔大之間隔)配置複數個X讀頭(或XZ讀頭)，且將以能與Y標尺之列對向之方式以既定間隔(較相鄰Y標尺間之間隔大之間隔)配置複數個Y讀頭(或YZ讀頭)。
此外，上述第1~第4實施形態中，作為排列配置於X軸方向或Y軸方向之各標尺，當然亦可使用長度不同之複數個標尺。此情形下，在設置2列以上週期方向相同或正交之標尺之列之情形，亦可選擇能設定成標尺間之空間彼此不重疊之長度之標尺。亦即，構成一列標尺列之標尺間之空間之配置間隔可非為等間隔。
此外，上述第1~第4實施形態中，可動讀頭用編碼器，雖只要測量至少可動讀頭在移動方向(上述實施形態中為Y軸方向)之位置 資訊即可，但可亦測量與移動方向不同之至少一個方向(X,Z,θ x,θ y,θ z之至少一個)之位置資訊。例如，亦測量測量方向為X軸方向之讀頭(X讀頭)在X軸方向之位置資訊，並以此X資訊與X讀頭之測量資訊求出X軸方向之位置資訊。不過，測量方向為Y軸方向之讀頭(Y讀頭)，亦可不使用與測量方向正交之X軸方向之位置資訊。同樣地，X讀頭，亦可不使用與測量方向正交之Y軸方向之位置資訊。扼要言之，可測量與讀頭之測量方向不同之至少一個方向之位置資訊，並以此測量資訊與讀頭之測量資訊求出在測量方向之基板保持具34之位置資訊。又，例如可使用在X軸方向位置不同之2條測量光束測量可動讀頭在θ z方向之位置資訊(旋轉資訊)，並使用此旋轉資訊，以X,Y讀頭之測量資訊求出X軸、Y軸方向之位置資訊。此情形下，將X讀頭與Y讀頭中之一方配置兩個，將另一方配置一個，以測量方向相同之兩個讀頭在與測量方向正交之方向上不成為同一位置之方式配置，藉此即能測量X,Y,θ z方向之位置資訊。另一個讀頭，可對與兩個讀頭不同之位置照射測量光束。再者，只要可動讀頭用編碼器之讀頭為XZ或YZ讀頭，則將例如XZ讀頭與YZ讀頭之一方之兩個、另一方之一個以不在同一直線上之方式配置，藉此不僅Z資訊，亦能測量θ x及θ y方向之位置資訊(傾斜資訊)。亦可以θ x及θ y方向之位置資訊之至少一方與X,Y讀頭之測量資訊求出X軸、Y軸方向之位置資訊。同樣地，即使係XZ或YZ讀頭，亦可測量在與Z軸方向不同之方向之可動讀頭之位置資訊，並以此測量資訊與讀頭測量資訊求出Z軸方向之位置資訊。此外，只要測量可動讀頭位置資訊之編碼器之標尺為單一標尺(格子區域)，則XY θ z與Z θ x θ y均能以三個讀頭測量，但在複數個標尺(格子區域)為 分離配置之情形，只要將X,Y讀頭各配置兩個、或者將XZ、YZ讀頭各配置兩個，並將X軸方向之間隔設定成四個讀頭之非測量期間不重疊即可。此說明，雖係以格子區域與XY平面平行配置之標尺作為前提，但格子區域與YZ平面平行配置之標尺亦能同樣地適用。
又，上述第1~第4實施形態中，雖係使用編碼器作為測量可動讀頭位置資訊之測量裝置，但除了編碼器以外，亦可使用例如干渉儀、雷射距離儀、超因波距離儀等。此情形下，例如亦可於可動讀頭(或其保持部)設置反射面，並與Y軸方向平行地將測量光束照射於反射面。特別是可動讀頭僅移動於Y軸方向時不需加大反射面，亦可容易地進行用以減低空氣波動之干渉儀光束光路之局部空調。
又，上述第1~第4實施形態中，雖係將對基板保持具之標尺照射測量光束之可動讀頭，於Y軸方向之投影系兩側各設置一個，但亦可各設置複數個可動讀頭。例如，只要以在Y軸方向上複數個可動讀頭之測量期間一部分重疊之方式配置相鄰之可動讀頭(測量光束)，則即使基板保持具往Y軸方向移動，亦能以複數個可動讀頭持續位置測量。此情形下，必須在複數個可動讀頭間進行接續處理。因此，亦可使用僅配置於投影系之±Y側中之一方且對至少一個標尺照射測量光束之複數個讀頭之測量資訊，取得與測量光束照射到標尺之另一讀頭相關的修正資訊，亦可使用不僅在±Y側中之一方亦配置於另一側之至少一個讀頭之測量資訊。扼要言之，只要使用分別配置於±Y側之複數個讀頭中測量光束照射於標尺之至少三個讀頭之測量資訊即可。
又，上述第1~第4實施形態之基板編碼器系統50中，雖 能在掃描曝光中基板P移動之掃描方向(X軸方向)將複數個標尺(格子區域)彼此分離配置，且能使複數個讀頭移動於基板P之步進方向(Y軸方向)，但亦可與此相反地，在步進方向(Y軸方向)將複數個標尺彼此分離配置，且將複數個讀頭移動於掃描方向(X軸方向)。
又，上述第1~第4實施形態中，光罩編碼器系統48及基板編碼器系統50之讀頭，不需具有將來自光源之光束照射於標尺之光學系之全部部分，亦可僅具有光學系一部分、例如射出部。
又，上述第2~第4實施形態中，一對讀頭單元60之讀頭不限於圖17之配置(X讀頭及Y讀頭分別配置於±Y側且於±Y側之一方與另一方在X軸方向之X,Y讀頭之配置為相反)，例如亦可X讀頭及Y讀頭分別配置於±Y側，且在±Y側之一方與另一方於X軸方向之X,Y讀頭之配置為相同。不過，若兩個Y讀頭之X位置為相同，則在兩個X讀頭中之一方之測量中斷時即無法測量θ z資訊，因此較佳為使兩個Y讀頭之X位置相異。
又，上述第1~第4實施形態中，在將從編碼器系統之讀頭照射測量光束之標尺(標尺構件、格子部)設於投影光學系16側時，並不限於支承投影光學系16之裝置本體18(框架構件)之一部分，亦可設於投影光學系16之鏡筒部分。
又，如圖12(A)及圖12(B)所示，亦可以感測器164、166測量讀頭單元60所具有之一對編碼器讀頭(亦即一對X讀頭64x、一對X讀頭66x、一對Y讀頭64y、以及一對Y讀頭66y各個)相互間之距離，並使用該測量值修正基板編碼器系統50之輸出。感測器164、166之種類雖 無特別限定，但能使用雷射干渉儀等。基板編碼器系統50，雖如上所述進行一對編碼器讀頭之輸出之接續處理，但在此接續處理中，係以一對編碼器讀頭間之間隔為已既且不變作為前提條件。因此，作為安裝各讀頭之Y滑動平台62，雖係以熱膨張等影響少之材料形成，但如本變形例般，藉由測量編碼器讀頭間之間隔，假使Y滑動平台62變形(一對編碼器讀頭間之間隔變化)，亦能以高精度求出基板P之位置資訊。同樣地，在光罩編碼器系統48中，亦可測量一對編碼器讀頭(亦即一對X讀頭49x及一對Y讀頭49y)間之距離，並使用該測量值修正光罩編碼器系統48之輸出。又，亦可測量讀頭單元60所具有之所有(本實施形態中合計為八個)讀頭(朝下之一對讀頭66x、66y、朝上之一對讀頭64x、64y)各自之相對位置關係並修正測量值。
又，如上所述，亦可進行適當(每於更換基板時)測量讀頭單元60所具有之一對編碼器讀頭(亦即一對X讀頭64x、一對X讀頭66x、一對Y讀頭64y、以及一對Y讀頭66y各個)相互間之距離的校準動作。又，亦可與進行上述讀頭間間隔之測定之校準點分開獨立地設置用以進行光罩編碼器系統48、基板編碼器系統50各自之輸出之原點定位的校準點。該用以進行原點定位之定位標記，亦可配置於複數個標尺46、52之延長線上(外側)，亦可配置於相鄰之一對標尺46、52間，或者形成於標尺46、52內。
又，亦可求出安裝有各編碼器讀頭64x、64y、66x、66y之Y滑動平台62相對水平面之傾斜(θ x、θ y方向之傾斜)量，並與該傾斜量(亦即各讀頭64x、64y、66x、66y之光軸之倒塌量)相應地修正基板編碼 器系統50之輸出。作為測量系，能如圖13(A)所示，使用將複數個Z感測器64z安裝於Y滑動平台62且以編碼器基座54(或者上架台部18a)作為來求出Y滑動平台62之傾斜量的測量系。Z感測器64z，可為雷射干渉儀、TOF感測器、或能測定距離之感測器。又，亦可如圖13(B)所示，設置2軸之雷射干渉儀264，求出Y滑動平台62之傾斜量(θ x、θ y方向之傾斜量)及旋轉量(θ z方向之旋轉量)。又，亦可使用陀螺儀感測器等來個別地測量各讀頭64x、64y、66x、66y之傾斜量。
又，具有複數個標尺56之編碼器基座54，雖係直接安裝於上架台部18a(光學平台)下面之構成，但不限於此，亦可將既定基座構件以相對於上架台部18a下面分離之狀態懸吊配置，並於該基座構件安裝編碼器基座54。
又，基板載台裝置20，只要至少能將基板P沿著水平面以長行程驅動即可，視情況不同亦可不能進行6自由度方向之微幅定位。對於此種二維載台裝置，上述各實施形態之基板編碼器系統亦能非常合適地適用。
又，上述第1實施形態中之讀頭之接續處理，雖使用讀頭之輸出(測量資訊)本身來進行，但不限於此，亦可使用根據讀頭之輸出而求出之測量對象物(光罩載台40、讀頭單元60、基板保持具34)之位置資訊來進行。
又，上述實施形態中，雖係藉由在Y軸方向上光罩M之一側與另一側分別設置複數個標尺46而形成有兩個標尺列，但不限於此，標尺列亦可係一列(僅在Y軸方向上光罩M之一側設置標尺46的構成)。此 情形下，讀頭單元44雖只要僅設有一個即可，但該一個讀頭單元44所具有之複數個讀頭，可將其數目及配置設定成即使來自一部分讀頭之測量光束從標尺脫離亦隨時有其他之至少三個讀頭與標尺對向。又，可將各讀頭配置成上述至少三個讀頭包含測量方向不同之讀頭(即配置成兩個(或一個)X讀頭與一個(或兩個)Y讀頭隨時與標尺對向)。而關於基板保持具34亦同樣地，標尺列亦可係1列。此情形下，對應於一個標尺列，讀頭單元60只要設有僅一個即可。具體而言，圖18中，亦可僅於基板P之+Y側，在X軸方向以既定間隔配置五個標尺152，且配置於該標尺152上方之一個讀頭單元60所具有之讀頭66A~66E被固定成能對向於標尺152。
又，上述實施形態之光罩載台裝置14，雖係僅於X軸方向以長行程移動之構成，但不限於此，亦可與X軸方向一併地在Y軸方向亦以既定長行程移動。此情形下，可以來自讀頭49x、49y之測量光束不從對應之標尺47x、47y脫離之方式，與基板位置測量用之讀頭單元60(參照圖4(A)等)同樣地，將讀頭單元44(參照圖2(B))構成為能與光罩保持具40同步往Y軸方向移動。此情形下，讀頭單元44在XY平面內之位置資訊，可以與讀頭單元60之位置測量系相同之構成(包含在標尺間之讀頭之接續處理)之編碼器系統進行測量。
又，上述實施形態中，雖於基板保持具34固定有延伸於X軸方向之標尺52，於編碼器基座54固定有延伸於Y軸方向之標尺56，但此等之方向亦可為相反。具體地舉一例而言，亦可構成為於基板保持具34固定有延伸於Y軸方向之標尺，於掃描動作時讀頭單元60與基板保持具34同步地往X軸方向以長行程移動。此情形下，在基板保持具34之Y步進動 作時，讀頭單元60為靜止狀態。
又，上述實施形態中，雖構成為於基板保持具34上設置標尺52，但亦可將標尺在曝光處理中直接形成於基板P。例如亦可形成於照射區域間之刻劃線上。如此，可測量形成於基板上之標尺，並根據其位置測量結果，求出基板上之各照射區域之非線性成分誤差，且亦能根據該誤差使曝光時之重疊精度提升。
又，上述實施形態中，雖有說明到讀頭單元60與基板保持具34同步移動之內容，但此係指讀頭單元60以大致維持相對於基板保持具34之相對位置關係之狀態移動，並不限定於讀頭單元60以基板保持具34兩者間之位置關係、移動方向、以及移動速度在嚴謹一致之狀態下移動的情況。
又，各實施形態之基板編碼器系統50，亦可為了取得基板載台裝置20移動至與基板裝載器之基板更換位置之期間之位置資訊，而於基板載台裝置20或另一載台裝置設置基板更換用之標尺，並使用朝下之讀頭(X讀頭66x等)來取得基板載台裝置20之位置資訊。又，亦可使用朝上之讀頭(X讀頭64x等)，測量設於編碼器基座54之基板更換用之標尺來取得基板載台裝置20之位置資訊。或者，亦可於基板載台裝置20或另一載台裝置設置基板更換用之讀頭，並藉由測量標尺56或基板更換用之標尺來取得基板載台裝置20之位置資訊。此外，基板更換用之讀頭，亦可相對基板載台裝置20或另一載台裝置設成可動或固定。
又，各實施形態之光罩編碼器系統48，亦可為了取得光罩載台裝置14移動至與光罩裝載器之光罩更換位置之期間之位置資訊，而於 光罩載台裝置14或另一載台裝置設置光罩更換用之標尺，並使用讀頭單元44來取得光罩載台裝置14之位置資訊。
此外，上述第1~第4實施形態中，雖係以Z傾斜位置測量系98及基板編碼器系統50構成基板位置測量系，但例如亦可取代X,Y讀頭而使用XZ,YZ讀頭，藉此僅以基板編碼器系統50構成基板位置測量系。
又，上述第1~第4實施形態中，亦可與基板編碼器系統50之一對讀頭單元60分開獨立地設置在X軸方向從讀頭單元60分離配置之至少一個讀頭。例如，亦可設置在X軸方向從投影光學系16分離配置、相對檢測基板P之對準標記之標記檢測系(對準系)分別在±Y側設置與讀頭單元60相同之可動讀頭單元，在基板標記之檢測動作中使用配置於標記檢測系之±Y側之一對讀頭單元測量基板保持具34之位置資訊。此情形下，即使在標記檢測動作中，一對讀頭單元60中全部測量光束均從標尺152脫離，亦能持續基板編碼器系統50(其他的一對讀頭單元)對基板保持具34之位置資訊之測量，能提高標記檢測系之位置等、曝光裝置之設計自由度。此外，藉由將測量基板P在Z軸方向之位置資訊之基板位置測量系配置於標記檢測系近旁，而能亦在基板之Z位置之檢測動作中進行基板編碼器系統50對基板保持具34之位置資訊之測量。或者，亦可將基板位置測量系配置於投影光學系16近旁，而在基板之Z位置之檢測動作中以一對讀頭單元60測量基板保持具34之位置資訊。又，本實施形態中，在基板保持具34配置於從投影光學系16分離設定之基板更換位置後，一對讀頭單元60之全部讀頭之測量光束從標尺152脫離。因此，亦能設置與配置於基板更換位置之基板保持具34之複數個標尺152之至少一個對向的至少一個讀頭，而能在 基板更換動作中亦進行基板編碼器系統50對基板保持具34之位置資訊之測量。此處，在基板保持具34到達基板更換位置前，換言之，在配置於基板更換位置之至少一個讀頭對向於標尺152前，一對讀頭單元60之全部讀頭之測量光束從標尺152脫離之情形，亦可於基板保持具34之移動路徑途中追加配置至少一個讀頭，而持續進行基板編碼器系統50對基板保持具34之位置資訊之測量。此外，在使用與一對讀頭單元60分開設置之至少一個讀頭之情形，亦可使用一對讀頭單元60之測量資訊進行前述之接續處理。又，與配置於上述基板更換位置之基板保持具34之複數個標尺152之至少一個對向之至少一個讀頭，亦可係位置固定(固定式)，亦可與上述各實施形態同樣地，設置成能以測量光束不從標尺脫離之方式移動(可為可動式)。
又，照明光可以是ArF準分子雷射光(波長193nm)、KrF準分子雷射光(波長248nm)等之紫外光、F2雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。此外，作為照明光，亦可使用DFB半導體雷射或光纖雷射發出之紅外線帶發出之紅外線帶、或可見光帶之單一波長之雷射光，以摻雜有鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器加以增幅，使用非線性光學結晶加以波長轉換為紫外光之諧波。又，亦可使用固體雷射(波長：355nm、266nm)等。
又，雖針對投影光學系16為具備複數支光學系之多透鏡方式之投影光學系的情形做了說明，但投影光學系之支數不限於此，只要是1支以上即可。此外，不限於多透鏡方式之投影光學系，亦可以是使用歐夫納反射鏡之投影光學系等。又，投影光學系16可以是放大系、或縮小系。
又，曝光裝置之用途不限於將液晶顯示元件圖案轉印至方型玻璃板片之液晶用曝光裝置，亦能廣泛的適用於有機EL (Electro-Luminescence)面板製造用之曝光裝置、半導體製造用之曝光裝置、用以製造薄膜磁頭、微機器及DNA晶片等之曝光裝置。此外，不僅僅是半導體元件等之微元件，為製造光曝光裝置、EUV曝光裝置、X線曝光裝置及電子束曝光裝置等所使用之光罩或標線片，而將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等曝光裝置，亦能適用。
又，作為曝光對象之物體不限於玻璃板，亦可以是晶圓、陶瓷基板、薄膜構件、或光罩母板(空白光罩)等其他物體。此外，曝光對象物為平面顯示器用基板之場合，該基板之厚度無特限定，亦包含薄膜狀(具可撓性之片狀構件)者。又，本實施形態之曝光裝置，在一邊長度、或對角長500mm以上之基板為曝光對象物時尤其有效。
液晶顯示元件(或半導體元件)等之電子元件，係經由進行元件之功能性能設計的步驟、依據此設計步驟製作光罩(或標線片)的步驟、製作玻璃基板(或晶圓)的步驟、以上述各實施形態之曝光裝置及其曝光方法將光罩(標線片)之圖案轉印至玻璃基板的微影步驟、對曝光後之玻璃基板進行顯影的顯影步驟、將殘存抗蝕劑部分以外之部分之露出構件以蝕刻加以去除的蝕刻步驟、將蝕刻後不要之抗蝕劑去除的抗蝕劑除去步驟、以及元件組裝步驟、檢査步驟等而製造出。此場合，由於於微影步驟使用上述實施形態之曝光裝置實施前述曝光方法，於玻璃基板上形成元件圖案，因此能以良好之生產性製造高積體度之元件。
此外，援用與上述實施形態引用之曝光裝置等相關之所有美國專利申請公開說明書及美國專利說明書之揭示作為本說明書記載之一部分。
產業上可利用性
如以上之說明，本發明之曝光裝置及曝光方法，適於在微影製程中對物體照射照明光以將之曝光。又，本發明之平面顯示器製造方法，適於平面顯示器之生產。
16‧‧‧投影光學系
20‧‧‧基板載台裝置
34‧‧‧基板保持具
50‧‧‧基板編碼器系統
52‧‧‧編碼器標尺
53x‧‧‧X標尺
53y‧‧‧Y標尺
54‧‧‧編碼器基座
56‧‧‧編碼器標尺
57x‧‧‧X標尺
57y‧‧‧Y標尺
60‧‧‧編碼器讀頭單元
62‧‧‧Y滑動平台
64x‧‧‧X讀頭
64y‧‧‧Y讀頭
66x‧‧‧X讀頭
66y‧‧‧Y讀頭
P‧‧‧基板

Claims (33)

  1. 一種曝光裝置，係透過光學系對物體照射照明光，其具備：移動體，配置於前述投影光學系下方，保持前述物體；驅動系，能在與前述光學系之光軸正交之既定平面內彼此正交之第1、第2方向移動前述移動體；測量系，具有：格子構件，具有在前述第1方向彼此分離配置之複數個格子區域；複數個讀頭，對前述格子構件分別照射測量光束且能在前述第2方向移動；以及測量裝置，測量在前述第2方向之前述複數個讀頭之位置資訊，該測量系設置成前述格子構件與前述複數個讀頭中之一方設於前述移動體，且前述格子構件與前述複數個讀頭中之另一方與前述移動體對向，根據前述複數個讀頭中前述測量光束照射於前述複數個格子區域中之至少一個格子區域之至少三個讀頭之測量資訊與前述測量裝置之測量資訊，測量至少在前述既定平面內之3自由度方向之前述移動體之位置資訊；以及控制系，根據以前述測量系測量之位置資訊，控制前述驅動系；前述複數個讀頭分別在前述移動體往前述第1方向之移動中，其前述測量光束從前述複數個格子區域中之一個格子區域脫離且移至與前述一個格子區域相鄰之另一格子區域；前述控制系，將使用前述複數個讀頭中從前述一個格子區域脫離之前述測量光束移至前述另一格子區域之與前述至少三個讀頭不同之讀頭以控制前述移動體之移動之修正資訊，根據前述至少三個讀頭之測量資訊或使用前述至少三個讀頭測量之前述移動體之位置資訊來取得。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，前述修正資訊，係在以包含前述至少三個讀頭與前述不同之讀頭之至少四個讀頭，分別將前述測量光束照射於包含前述另一格子區域之前述複數個格子區域之至少一個的期間取得。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之曝光裝置，其中，前述修正資訊，係在前述至少三個讀頭之一個之前述測量光束從包含前述另一格子區域之前述複數個格子區域之至少一個脫離前取得。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之曝光裝置，其中，前述測量系，在前述至少三個讀頭之一個讀頭之前述測量光束從包含前述另一格子區域之前述複數個格子區域之至少一個脫離前，使用取代前述至少三個讀頭之一個而包含已取得前述修正資訊之前述不同之讀頭的至少三個讀頭來測量前述移動體之位置資訊。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之曝光裝置，其中，前述控制系，在前述至少三個讀頭之一個讀頭之前述測量光束從包含前述另一格子區域之前述複數個格子區域之至少一個脫離前，將使用前述至少三個讀頭之前述移動體之移動控制，切換成使用取代前述至少三個讀頭之一個而包含已取得前述修正資訊之前述不同之讀頭的至少三個讀頭之前述移動體之移動控制。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之曝光裝置，其中，前述格子構件，具有在前述第2方向上位置與前述複數個格子區域不同且在前述第1方向彼此分離配置之與前述複數個格子區域不同之複數個格子區域；前述複數個讀頭之至少一個，係取代前述測量光束照射於前述不同之 複數個格子區域之至少一個且前述測量光束照射於前述複數個格子區域之至少一個之前述至少三個讀頭中之至少一個，被使用在前述移動體之位置資訊之測量。
  7. 一種曝光裝置，係透過光學系對物體照射照明光，其具備：移動體，配置於前述投影光學系下方，保持前述物體；驅動系，能在與前述光學系之光軸正交之既定平面內彼此正交之第1、第2方向移動前述移動體；測量系，具有：格子構件，具有在前述第1方向彼此分離配置之複數個第1格子區域及在前述第2方向上與前述複數個第1格子區域不同之位置於前述第1方向彼此分離配置之複數個第2格子區域；複數個讀頭，對前述格子構件分別照射測量光束且能在前述第2方向移動；以及測量裝置，測量在前述第2方向之前述複數個讀頭之位置資訊，該測量系設置成前述格子構件與前述複數個讀頭中之一方設於前述移動體，且前述格子構件與前述複數個讀頭中之另一方與前述移動體對向，根據前述複數個讀頭中前述測量光束照射於前述複數個第1及第2格子區域中之至少兩個格子區域之至少三個讀頭之測量資訊與前述測量裝置之測量資訊，測量至少在前述既定平面內之3自由度方向之前述移動體之位置資訊；以及控制系，根據以前述測量系測量之位置資訊，控制前述驅動系；前述複數個讀頭分別在前述移動體往前述第1方向之移動中，其前述測量光束從前述複數個第1及第2格子區域中之一個格子區域脫離且移至與前述第1或第2格子區域相鄰之另一第1或第2格子區域；前述控制系，將使用前述複數個讀頭中從前述一個第1或第2格子區 域脫離之前述測量光束移至前述另一第1或第2格子區域之與前述至少三個讀頭不同之讀頭以控制前述移動體之移動之修正資訊，根據前述至少三個讀頭之測量資訊或使用前述至少三個讀頭測量之前述移動體之位置資訊來取得。
  8. 如申請專利範圍第7項之曝光裝置，其中，前述修正資訊，係在以包含前述至少三個讀頭與前述不同之讀頭之至少四個讀頭，分別將前述測量光束照射於包含前述另一第1或第2格子區域之前述複數個第1及第2格子區域之至少兩個的期間取得。
  9. 如申請專利範圍第7或8項之曝光裝置，其中，前述修正資訊，係在前述至少三個讀頭之一個之前述測量光束從包含前述另一第1或第2格子區域之前述複數個第1及第2格子區域之至少兩個脫離前取得。
  10. 如申請專利範圍第7至9項中任一項之曝光裝置，其中，前述測量系，在前述至少三個讀頭之一個讀頭之前述測量光束從包含前述另一第1或第2格子區域之前述複數個第1及第2格子區域之至少兩個脫離前，使用取代前述至少三個讀頭之一個而包含已取得前述修正資訊之前述不同之讀頭的至少三個讀頭來測量前述移動體之位置資訊。
  11. 如申請專利範圍第7至10項中任一項之曝光裝置，其中，前述控制系，在前述至少三個讀頭之一個讀頭之前述測量光束從包含前述另一第1或第2格子區域之前述複數個第1及第2格子區域之至少兩個脫離前，將使用前述至少三個讀頭之前述移動體之移動控制，切換成使用取代前述至少三個讀頭之一個而包含已取得前述修正資訊之前述不同之讀頭的至少三個讀頭之前述移動體之移動控制。
  12. 如申請專利範圍第7至11項中任一項之曝光裝置，其中，前述至少三個讀頭，包含對前述複數個第1格子區域之至少一個照射前述測量光束之至少一個讀頭、以及對前述複數個第2格子區域之至少一個照射前述測量光束之至少兩個讀頭。
  13. 如申請專利範圍第12項之曝光裝置，其中，前述測量系，具有移動對前述複數個第1格子區域之至少一個照射前述測量光束之前述至少一個讀頭的第1驅動部、與移動對前述複數個第2格子區域之至少一個照射前述測量光束之前述至少兩個讀頭的第2驅動部；前述控制系，控制前述第1、第2驅動部，使至少在前述照明光對前述物體之照射中，前述至少三個讀頭分別在前述第2方向其前述測量光束不從前述複數個第1及第2格子區域脫離，。
  14. 如申請專利範圍第7至13項中任一項之曝光裝置，其中，前述複數個讀頭，包含在前述第1方向以較前述複數個第1格子區域中相鄰之一對第1格子區域之間隔寬之間隔照射前述測量光束之至少兩個讀頭、以及在前述第1方向以較前述複數個第2格子區域中相鄰之一對第2格子區域之間隔寬之間隔照射前述測量光束之至少兩個讀頭。
  15. 如申請專利範圍第7至14項中任一項之曝光裝置，其中，前述複數個第1格子區域與前述複數個第2格子區域，係在前述移動體之上面側在前述第2方向配置於前述物體載置區域兩側、或在前述移動體上方在前述第2方向配置於前述光學系兩側。
  16. 如申請專利範圍第7至15項中任一項之曝光裝置，其中，前述複數個第1及第2格子區域，分別形成於彼此不同之複數個標尺，且具有反射 型二維格子或彼此排列方向不同之兩個一維格子。
  17. 如申請專利範圍第1至16項中任一項之曝光裝置，其中，前述複數個讀頭，分別以在前述既定平面內彼此交叉之兩方向中之一方作為測量方向；前述測量系中用於測量之前述至少三個讀頭，包含以前述兩方向之一方作為測量方向之至少一個讀頭與以前述兩方向之另一方作為測量方向之至少兩個讀頭。
  18. 如申請專利範圍第1至17項中任一項之曝光裝置，其中，前述複數個讀頭，包含以在前述既定平面內與前述第1方向不同之方向作為測量方向之讀頭；前述測量系，為了使用前述測量方向與前述第1方向不同之讀頭測量前述移動體之位置資訊而使用前述測量裝置之測量資訊。
  19. 如申請專利範圍第1至18項中任一項之曝光裝置，其中，前述複數個讀頭，能在前述第2方向與前述移動體相對移動。
  20. 如申請專利範圍第1至19項中任一項之曝光裝置，其中，前述複數個讀頭分別以在前述既定平面內彼此交叉之兩方向中之一方與正交於前述既定平面之第3方向之兩方向作為測量方向；前述測量系，能使用前述至少三個讀頭，測量前述移動體在包含前述第3方向之與前述3自由度方向不同之3自由度方向之位置資訊。
  21. 如申請專利範圍第20項之曝光裝置，其中，前述修正資訊包含用以使用前述不同之讀頭以控制前述移動體在前述第3方向之移動之修正資訊。
  22. 如申請專利範圍第1至21項中任一項之曝光裝置，其中，前述物體 係透過前述光學系被前述照明光照明之光罩。
  23. 如申請專利範圍第1至21項中任一項之曝光裝置，其中，前述物體係透過前述光學系被前述照明光曝光之基板；前述光學系，具有分別將被前述照明光照明之光罩之圖案之部分像分別投影至前述基板上之複數個投影光學系。
  24. 如申請專利範圍第23項之曝光裝置，其進一步具備：支承前述複數個投影光學系之框架構件；前述格子構件與前述複數個讀頭之另一方設於前述框架構件。
  25. 如申請專利範圍第23或24項之曝光裝置，其進一步具備：支承前述複數個投影光學系之框架構件；前述測量裝置，於前述框架構件設置成於前述複數個讀頭設有標尺構件與第2讀頭之一方，且前述標尺構件與前述第2讀頭之另一方對向於前述複數個讀頭，透過前述第2讀頭對前述標尺構件照射測量光束，以測量前述複數個讀頭之位置資訊。
  26. 如申請專利範圍第25項之曝光方法，其中，前述測量裝置，係對前述標尺構件彼此不同之位置照射複數個前述測量光束，以測量在與前述第2方向不同之方向之前述複數個讀頭之位置資訊。
  27. 如申請專利範圍第23至26項中任一項之曝光裝置，其中，前述基板，係透過前述投影光學系被以前述照明光掃描曝光；前述複數個投影光學系，係在前述掃描曝光中對在與前述基板移動之掃描方向正交之方向上位置彼此不同之複數個投影區域分別投影前述部分像。
  28. 如申請專利範圍第27項之曝光裝置，其中，前述基板，係在前述掃描曝光中移動於前述第1方向或前述第2方向。
  29. 如申請專利範圍第23至28項中任一項之曝光裝置，其中，前述基板，係至少一邊之長度或對角長為500mm以上之平面顯示器用之基板。
  30. 一種平面顯示器製造方法，其包含：使用申請專利範圍第1至29中任一項之曝光裝置使基板曝光之動作；以及使曝光後之前述基板顯影之動作。
  31. 一種曝光方法，係透過光學系對物體照射照明光，其包含：藉由具有：具有在與前述光學系之光軸正交之既定平面內之一方向彼此分離配置之複數個格子區域之格子構件、對前述格子構件分別照射測量光束且能在前述既定平面內與前述第1方向正交之第2方向移動之複數個讀頭、以及測量在前述第2方向之前述複數個讀頭之位置資訊之測量裝置，且設置成前述格子構件與前述複數個讀頭中之一方設於保持前述物體之移動體、前述格子構件與前述複數個讀頭中之另一方與前述移動體對向的測量系，根據前述複數個讀頭中前述測量光束照射於前述複數個格子區域中之至少一個格子區域之至少三個讀頭之測量資訊與前述測量裝置之測量資訊，測量至少在前述既定平面內之3自由度方向之前述移動體之位置資訊的動作；以及根據以前述測量系測量之位置資訊移動前述移動體的動作；前述複數個讀頭分別在前述移動體往前述第1方向之移動中，其前述測量光束從前述複數個格子區域中之一個格子區域脫離且移至與前述一個 格子區域相鄰之另一格子區域；將使用前述複數個讀頭中從前述一個格子區域脫離之前述測量光束移至前述另一格子區域之與前述至少三個讀頭不同之讀頭以控制前述移動體之移動之修正資訊，根據前述至少三個讀頭之測量資訊或使用前述至少三個讀頭測量之前述移動體之位置資訊來取得。
  32. 一種曝光方法，係透過光學系對物體照射照明光，其包含：藉由具有：具有在與前述光學系之光軸正交之既定平面內之第1方向彼此分離配置之複數個第1格子區域及在第2方向與前述複數個第1格子區域不同位置且在前述第1方向彼此分離配置之複數個第2格子區域的格子構件、對前述格子構件分別照射測量光束且能在前述第2方向移動之複數個讀頭、以及測量在前述第2方向之前述複數個讀頭之位置資訊之測量裝置，且設置成前述格子構件與前述複數個讀頭中之一方設於保持前述物體之移動體、前述格子構件與前述複數個讀頭中之另一方與前述移動體對向的測量系，根據前述複數個讀頭中前述測量光束照射於前述複數個第1及第2格子區域中之至少兩個格子區域之至少三個讀頭之測量資訊與前述測量裝置之測量資訊，測量至少在前述既定平面內之3自由度方向之前述移動體之位置資訊的動作；以及根據以前述測量系測量之位置資訊移動前述移動體的動作；前述複數個讀頭分別在前述移動體往前述第1方向之移動中，其前述測量光束從前述複數個第1及第2格子區域中之一個格子區域脫離且移至與前述一個第1或第2格子區域相鄰之另一第1或第2格子區域；將使用前述複數個讀頭中從前述一個第1或第2格子區域脫離之前述 測量光束移至前述另一第1或第2格子區域之與前述至少三個讀頭不同之讀頭以控制前述移動體之移動之修正資訊，根據前述至少三個讀頭之測量資訊或使用前述至少三個讀頭測量之前述移動體之位置資訊來取得。
  33. 一種平面顯示器製造方法，其包含：使用申請專利範圍第31或32項之曝光方法使物體曝光之動作；以及使曝光後之前述物體顯影之動作。
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