TW201723673A - 曝光裝置、平面顯示器之製造方法、以及元件製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種液晶曝光裝置，係對沿著XY平面移動之基板保持具(34)所保持之基板(P)，在基板保持具(34)往X軸方向之移動中透過光學系(16)照射照明光，其具有：標尺(52)，根據基板保持具往X軸方向之移動而被測量；讀頭(66x、66y)，根據基板保持具往X軸方向之移動，一邊相對標尺(52)往X軸方向相對移動一邊測量標尺(52)；複數個標尺(56)，根據基板保持具往Y軸方向之移動而被測量，配置於在X軸方向彼此不同之位置；以及複數個讀頭(64x、64y)，係對應標尺(56)之各個設置，且根據基板往Y軸方向之移動，一邊相對標尺(56)往Y軸方向相對移動一邊測量標尺(56)。

Description

曝光裝置、平面顯示器之製造方法、以及元件製造方法
本發明係關於曝光裝置、平面顯示器之製造方法、以及元件製造方法。
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，一邊使用能量光束將形成在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(參照例如專利文獻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，係對在彼此正交之第1方向及第2方向移動之移動體所保持之物體，在移動體往第1方向之移動中透過光學系照射照明光，其具有：第1被測量部，根據移動體往第1方向之移動而被測量；第1測量部，根據移動體往第1方向之移動，一邊相對第1被測量部往第1方向相對移動一邊測量第1被測量部；複數個第2被測量部，根據移動體往第2方向之移動而被測量，配置於在第1方向彼此不同之位置；以及複數個第2測量部，係對應複數個第2被測量部之各個設置，且根據物體往第2方向之移動，一邊相對第2被測量部往第2方向相對移動一邊測量第2被測量部。
根據本發明之第2態樣，提供一種曝光裝置，係對在彼此正交之第1方向及第2方向移動之移動體所保持之物體，在移動體往第1方向之移動中透過光學系照射照明光，其具有：複數個被測量部，係根據移動體往第2方向之移動而被測量，配置於在第1方向彼此不同之位置，以取得移動體在第2方向之位置資訊；以及複數個測量部，係對應複數個被測量部之各個設置，且根據物體往第2方向之移動，一邊相對被測量部往第2方向相對移動一邊測量被測量部。
根據本發明之第3態樣，提供一種曝光裝置，係在對被保持成能在包含彼此正交之第1方向及第2方向之面內往第1及第2方向移動之 物體往第1方向之移動中，透過光學系對物體照射照明光，其具有：複數個被測量部，係根據物體往第2方向之移動而被測量，配置於在第1方向彼此不同之位置，以取得物體在第2方向之位置資訊；以及複數個測量部，係對應複數個被測量部之各個設置，且根據物體往第2方向之移動，一邊相對被測量部往第2方向相對移動一邊測量被測量部。
根據本發明之第4態樣，提供一種曝光裝置，係對在彼此正交之第1方向及第2方向移動之移動體所保持之物體，在移動體往第1方向之移動中透過光學系照射照明光，其具備：第1被測量部，根據移動體往第1方向之移動而被測量；以及第1測量部，在與第1被測量部對向配置時，根據移動體往第1方向之移動，一邊相對第1被測量部往第1方向相對移動一邊測量第1被測量部；第1測量部，包含複數個第1測量部，其根據移動體往第2方向之移動而往第2方向移動，且在第2方向彼此不同之位置中與第1被測量部對向配置。
根據本發明之第5態樣，提供一種曝光裝置，係對在彼此正交之第1方向及第2方向移動之移動體所保持之物體，在移動體往第1方向之移動中透過光學系照射照明光，其具有：第1被測量部，根據移動體往第1方向之移動而被測量，彼此配置於在第2方向之不同位置；以及複數個第1測量部，在測量複數個第1被測量部之位置，根據移動體往第1方向之移動，一邊相對第1被測量部往第1方向相對移動一邊測量第1被測量部。
根據本發明之第6態樣，提供一種曝光裝置，係對在彼此正交之第1方向及第2方向移動之移動體所保持之物體，在移動體往第1方 向之移動中透過光學系照射照明光，其具備：被測量部，根據移動體往第1方向之移動而被測量；以及測量部，在與被測量部對向配置時，根據移動體往第1方向之移動，一邊相對被測量部往第1方向相對移動一邊測量被測量部；被測量部，能往在第2方向彼此不同之第1位置及第2位置移動；測量部，包含與移動至第1位置之被測量部對向配置之第1測量部及與移動至第2位置之被測量部對向配置之第2測量部。
根據本發明之第7態樣，提供一種平面顯示器製造方法，其包含：使用第1至第6態樣中任一項之曝光裝置使前述物體曝光之動作；以及使曝光後之前述物體顯影之動作。
根據本發明之第8態樣，提供一種元件製造方法，其包含：使用第1至第6態樣中任一項之曝光裝置使前述物體曝光之動作；以及使曝光後之前述物體顯影之動作。
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)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3(B)及圖3(C)係基板編碼器系統之局部(圖3(A)之B部)放大圖。
圖4係基板編碼器系統所具有之讀頭單元之側視圖。
圖5係圖4之C-C線剖面圖。
圖6係基板編碼器系統之概念圖。
圖7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8(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8(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9(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9(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10(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10(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11(A)係顯示曝光動作時之光罩編碼器系統之動作的圖(其4)，圖11(B)係顯示曝光動作時之基板編碼器系統之動作的圖(其4)。
圖12(A)係顯示曝光動作時之光罩編碼器系統之動作的圖(其5)，圖12(B)係顯示曝光動作時之基板編碼器系統之動作的圖(其5)。
圖13(A)係顯示曝光動作時之光罩編碼器系統之動作的圖(其6)，圖13(B)係顯示曝光動作時之基板編碼器系統之動作的圖(其6)。
圖14(A)係顯示曝光動作時之光罩編碼器系統之動作的圖(其7)，圖14(B)係顯示曝光動作時之基板編碼器系統之動作的圖(其7)。
圖15(A)係顯示曝光動作時之光罩編碼器系統之動作的圖(其8)，圖15(B)係顯示曝光動作時之基板編碼器系統之動作的圖(其8)。
圖16(A)~(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之接續處理之圖(其1~其5)。
圖17(A)係顯示比較例之基板編碼器系統的圖，圖17(B)係用以說明本實施形態之基板編碼器系統之效果的圖。
圖18(A)及圖18(B)係顯示第2實施形態之基板編碼器系統的圖(其1及其2)。
圖19(A)及圖19(B)係顯示第1及第2變形例之基板的圖，圖19(C)及圖19(D)係顯示第1及第2變形例之光罩的圖。
圖20(A)及圖20(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21(A)及圖21(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22(A)~圖22(C)係顯示讀頭及標尺之配置之變形例(其1~其3)的圖。
圖23(A)及圖23(B)係顯示讀頭及標尺之配置之變形例(其4及其5)的圖。
圖24(A)及圖24(B)係用以說明編碼器讀頭之上下驅動機構之構造的圖(其1及其2)。
圖25(A)及圖25(B)係用以說明基板編碼器系統與光罩編碼器系統之相對位置測量系之第1概念的圖(其1及其2)。
圖26係顯示基於基板編碼器系統與光罩編碼器系統之相對位置測量系之第1概念的具體例的圖。
圖27(A)及圖27(B)係用以說明基板編碼器系統與光罩編碼器系統之相對位置測量系之第2概念的圖(其1及其2)。
圖28(A)~圖28(C)係顯示基於基板編碼器系統與光罩編碼器系統之相對位置測量系之第2概念(其1)的具體例的圖。
圖29(A)~圖29(C)係顯示基於基板編碼器系統與光罩編碼器系統之相對位置測量系之第2概念(其2)的具體例的圖。
圖30係顯示基於基板編碼器系統與光罩編碼器系統之相對位置測量系之第3概念(其1)的具體例的圖。
圖31係顯示基於基板編碼器系統與光罩編碼器系統之相對位置測量系之第3概念(其2)的具體例的圖。
圖32係用以說明基板對準測量系統之構成的圖。
圖33係用以說明基板對準測量系統之另一構成的圖。
圖34(A)~圖34(C)係用以說明第2實施形態之變形例構成的圖(其1~其3)。
圖35(A)~圖35(C)係用以說明第2實施形態之另一變形例構成的圖(其1~其3)。
圖36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17(B)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，係以用於例如液晶顯示裝置(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，將曝光時光罩M與基板P相對投影光學系16被掃描之方向作為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θx、θy、以及θz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,係與例如美國專利第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(例如水銀燈)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i線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)等之光(或者上述i線、g線、h線之合成光)。
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θz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7)、以及用以求出光罩保持具40在XY平面內之位置資訊(亦包含θz方向之旋轉量資訊。以下同)之光罩位置測量系。光罩保持具40，係由例如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)。
光罩位置測量系具備光罩編碼器系統48，其包含透過透過編碼器基座43設於上架台部18a之一對編碼器讀頭單元44(以下單稱為讀頭單元44)與和上述一對讀頭單元44對應地配置於光罩保持具40下面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))。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，配置於光罩載台裝置14之下方。投影光學系16，係與例如美國專利第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18，係支承上述光罩載台裝置14及投影光學系16，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，係與例如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，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)、一對下架台部18b、以及一對中架台部18c。
基板載台裝置20，係用以將基板P相對於投影光學系16(照明光IL)高精度地定位者，將基板P沿著水平面(X軸方向及Y軸方向)以既定長行程驅動，且將該基板P微幅驅動於6自由度方向。基板載台裝置20之構成雖無特別限定，但較佳為使用如例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。
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。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7)之一部分之複數個線性馬達(例如音圈馬達)，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。
又，液晶曝光裝置10，具有用以求出基板保持具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7所示，包含用以求出基板P之Z軸、θx、θy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，但可使用揭示於例如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(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。
本實施形態之光罩保持具40中，係於光罩M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。
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(一維格子)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(一維格子)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，固定有在X軸方向分離配置之一對X讀頭49x、以及在X軸方向分離配置之一對Y讀頭49y。亦即，光罩編碼器系統48具有四個X讀頭49x，且具有四個Y讀頭49y。此外，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)。
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間之距離及一對Y讀頭49y間之距離變化。又，單元基座45本身，亦以一對X讀頭49x間之距離及一對Y讀頭49y間之距離不因溫度變化等而變化之方式，以熱膨脹率較標尺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，係如例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7)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7)，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7)。
主控制裝置90，如圖7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，以例如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(或者例如四個Y線性編碼器92y)中 之至少兩個輸出求出光罩保持具40之θz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軸方向以既定間隔配置有三個標尺46。
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，設定為較相鄰之標尺46間之間隔寬。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7)。
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7)，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。
更詳細說明之，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16(A)~圖16(E)說明讀頭之接續處理。此外，為了簡化說明，圖16(A)~圖16(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16(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16(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16(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16(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16(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之輸出作無效處理。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16(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。
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3(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。
複數個(兩個)編碼器基座54在X軸方向配置於彼此不同之位置。圖3(A)中，將兩個編碼器基座54在X軸方向分離配置。本實施形態中，藉由在構成投影光學系16之兩個透鏡模組(圖3(A)中，由右側五支投影透鏡構成之第1透鏡模組與由左側六支投影透鏡構成之第2透鏡模組)之各個設置各編碼器基座54，來將兩個編碼器基座54分離配置。
此外，此兩個編碼器基座之配置並不限於此。例如，為了減低由設在各編碼器基座54上之標尺56與測量其之讀頭單元60所構成的編碼器系統之阿貝誤差，較佳為將各編碼器基座54配置於接近投影光學系16之投影中心(從第1透鏡模組與第2透鏡模組射出之照明光整體之中心)之位置。在圖3(A)之情形，在將兩個編碼器基座54彼此在圖3(A)中往投影光學系16之投影區域中心於X軸方向接近時，一方之編碼器基座54即配置於與第1透鏡模組之照明光之射出區域一部分(在X軸方向)重疊之位置，另一方之編碼器基座54配置於與第2透鏡模組之照明光之射出區域一部分(在X 軸方向)重疊之位置。例如在使兩編碼器基座54最為接近之場合，兩編碼器基座係成為在X軸方向接觸之狀態。
如圖3(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。
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，亦可例如在基板保持具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。
如圖3(B)所示，在標尺52上面之寬度方向一側(在圖3(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3(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。
返回圖3(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，從圖4及圖5可知，具備固定於上架台部18a下面之延伸於Y軸方向之板狀構件構成的第1部分54a、以及固定於第1部分54a下面之延伸於Y軸方向之由XZ剖面U字形構件構成的第2部分54b，整體形成為延伸於Y軸方向之筒狀。本實施形態中，如圖3(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。如圖5所示，於編碼器基座54下面固定有一對Y線性導件63a。一對Y線性導件63a分別由延伸於Y軸方向之構件構成，在X軸方向以既定間隔相互平行配置。
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1(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。此外，為了容易理解，圖3(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。
如圖3(C)所示，在標尺56下面之寬度方向一側(在圖3(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3(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，如圖4所示，具備Y滑動平台62、一對X讀頭64x、一對Y讀頭64y(圖4中由於隱藏於一對X讀頭64x之紙面內側，故未圖示。參照圖3(C))、一對X讀頭66x(圖4中一方之X讀頭66x未圖示，參照圖3(B))、一對Y讀頭66y(圖4中一方之Y讀頭66y未圖示，參照圖3(B))、以及用以將Y滑動平台62驅動於Y軸方向之皮帶驅動裝置68。本實施形態中，Y滑動平台62、皮帶驅動裝置68雖構成為設在裝置本體18之上架台部18a下面(參照圖4)，但亦可設於中架台部18c。
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。
於Y滑動平台62之上面，如圖5所示，對上述Y線性導件63a透過未圖示之滾動體(例如循環式之複數個滾珠)於Y軸方向滑動自如地卡合之Y滑動構件63b固定有複數個(相對於一支Y線性導件63a為兩個(參照圖4))。Y線性導件63a與對應該Y線性導件63a之Y滑動構件 63b構成例如美國專利第6,761,482號說明書所揭示機械式Y線性導件裝置63，Y滑動平台62，透過一對Y線性導件裝置63相對於編碼器基座54被直進導引於Y軸方向。
皮帶驅動裝置68，如圖4所示具備旋轉驅動裝置68a、滑輪68b、以及皮帶68c。此外，亦可分為-Y側之Y滑動平台62驅動用與+Y側之Y滑動平台62(圖4中未圖示。參照圖3(A))驅動用，亦可獨立配置皮帶驅動裝置68，亦可以一個皮帶驅動裝置68一體地驅動一對Y滑動平台62。
旋轉驅動裝置68a固定於編碼器基座54，具備未圖示之旋轉馬達。該旋轉馬達之旋轉數、旋轉方向，被主控制裝置90(參照圖7)控制。滑輪68b，藉由旋轉驅動裝置68a而繞與X軸平行之軸線被旋轉驅動。又，雖未圖示，但皮帶驅動裝置68，具有相對於上述滑輪68b在Y軸方向分離配置、以繞與X軸平行之軸線旋轉自如之狀態安裝於編碼器基座54之另一滑輪。皮帶68c，一端及另一端連接於Y滑動平台62，且長度方向之中間部之2處以上述滑輪68b及上述另一滑輪(未圖示)被賦予既定張力之狀態捲掛。皮帶68c之一部分插通於編碼器基座54內，例如抑制來自皮帶68c之粉塵附著於標尺52,56等。Y滑動平台62，藉由滑輪68b被旋轉驅動，被皮帶68c牽引而往Y軸方向以既定行程往復移動。
主控制裝置90(參照圖7)，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，往Y軸方向以既定行程適當地同步驅動。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包含帶齒滑輪68b與帶齒皮帶68c之皮帶驅動裝置68，但並不限於此，亦可使用包含無齒滑輪與皮帶之摩擦輪裝置。又，牽引Y滑動平台62之可撓性構件不限於皮帶，亦可係例如繩、金屬線、鏈條等。又，用以驅動Y滑動平台62之致動器種類不限於皮帶驅動裝置68，例如亦可係線性馬達、進給螺桿裝置等之其他驅動裝置。
X讀頭64x、Y讀頭64y(在圖4中未圖示。參照圖5)、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例如溫度變化而變化之方式，以熱膨脹率較標尺52,56低之(或者與標尺52,56同等之)材料形成。
如圖6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6中未圖示。參照圖4及圖5)之位移量資訊供應至主控制裝置90(參照圖7)。
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6中未圖示。參照圖7)，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6中未圖示。參照圖7)。
主控制裝置90如圖7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，以例如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θz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，使用皮帶驅動裝置68控制讀頭單元60在XY平面內之位置。
此處，如圖3(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3(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16(A)~圖16(E))。
又，如圖6所示，一對X讀頭66x之各個，係對X標尺53x上之在X軸方向彼此分離之2處(2點)照射測量光束，一對Y讀頭66y之各個，係對Y標尺53y上之在X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66x及Y讀頭66y接收來自對應之標尺之光束，將基板保持具34(圖6中未圖示。參照圖1)之位移量資訊供應至主控制裝置90(參照圖7)。
亦即，基板編碼器系統50，藉由八個(2×4)X讀頭66x及與該X讀頭66x對向之X標尺53x(依基板保持具34之X位置而不同)，構成用以求出基板P在X軸方向之位置資訊之八個X線性編碼器94x(圖6中未圖示。參照圖7)，藉由八個(2×4)Y讀頭66y及與該Y讀頭66y對向之Y標尺53y(依基板保持具34之X位置而不同)，構成用以求出基板P在Y軸方向之位置資訊之八個Y線性編碼器94y(圖6中未圖示。參照圖7)。
主控制裝置90如圖7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。換言之，主控制裝置90，係根據用以測量基板保持具34往X方向移動時之基板保持具之X方向位置之X線性編碼器94x之輸出、以及用以測量讀頭單元60之X方向位置之X線性編碼器96x之輸出，求出載置於基板保持具34之基板P之 X軸方向之位置資訊。又，主控制裝置90，根據Y線性編碼器94y之輸出、以及用以測量與基板保持具34往Y方向之驅動同步地被驅動於Y方向之讀頭單元60之Y方向位置之Y線性編碼器96y之輸出，求出載置於基板保持具34之基板P之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θz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，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3(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3(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16(A)~圖16(E))。
又，以本實施形態之基板編碼器系統50所具有之合計十六個朝下讀頭(八個X讀頭66x及八個Y讀頭66y)中至少三個讀頭隨時對向於任一個標尺之方式，設定各讀頭之間隔及各標尺之間隔。藉此，能在曝光動作中隨時保持能求出基板保持具34在水平面之3自由度方向(X、Y、 θz)之位置資訊。
返回圖5，防塵蓋55由形成為XZ剖面U字狀之延伸於Y軸方向之構件構成，上述編碼器基座54之第2部分54b及Y滑動平台62隔著既定空隙插入一對對向面間。於防塵蓋55之下面形成有使X讀頭66x及Y讀頭66y通過之開口部。藉此，抑制從Y線性導件裝置63、皮帶68c等產生之粉塵附著於標尺52。又，於編碼器基座54之下面固定有一對防塵板55a(圖4中未圖示)。標尺56配置於一對防塵板55a間，抑制從Y線性導件裝置63等產生之粉塵附著於標尺56。
圖7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7)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，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。
其次，使用圖8(A)~圖15(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(所謂擷取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8(A)顯示對準動作結束後之光罩載台裝置14，圖8(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8(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8(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8(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7)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7)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8(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8(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8)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7)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52脫離 (不成為可測量範圍外)之範圍內進行基板保持具34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9(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9(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7)，係根據光罩編碼器系統48(參照圖7)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7)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。
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10(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7)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10(A)所示，以光罩M之-X側端部位於較照明區域(不過在圖10(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10(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，主控制裝置90(參照圖7)，係為了一邊維持複數個讀頭66y中之至少一個讀頭不從標尺52脫離之狀態(不成為能測量範圍外之狀態)、一邊將基板保持具34透過基板驅動系93(參照圖7)往Y軸方向驅動至目標位置，而根據基板編碼器系統50(參照圖7)中之Y線性編碼器94y之輸出與Y線性編碼器96y(參照圖7)之輸出，將四個讀頭單元60透過對應之皮帶驅動裝置68(參照圖7)往Y軸方向驅動。此時，主控制裝置90，係將四個讀頭單元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、亦即追隨載置於基板保持具34之基板P往Y軸方向(步進方向)之移動之方式)驅動。又，主控制裝置90(參照圖7)，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(往Y軸方向之驅動控制)。
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6)照射之測量光束均不會從X標尺53x、Y標尺53y(分別參照圖6)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。
在基板保持具34之Y步進動作結束後，即如圖1(A)所示，根據光罩編碼器系統48(參照圖7)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，如圖11(B)所示，根據基板編碼器系統50(參照圖7)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。
在對第2照射區域S2之曝光動作結束後，光罩載台裝置14係如圖12(A)所示，光罩保持具40被往+X方向驅動，以光罩M之-X側端部較照明區域略靠+X側之方式，根據光罩編碼器系統48(參照圖7)之輸出進行光罩M之定位。又，基板載台裝置20係如圖12(B)所示，為了對設定在第2照射區域S2之-X側之第3照射區域S3進行曝光動作，基板保持具34被往+X方向驅動，以第3照射區域S3之-X側端部較曝光區域略靠+X側之方式，根據基板編碼器系統50(參照圖7)之輸出進行基板P之定位。在圖12(A)及圖12(A)所示之光罩保持具40及基板保持具34之移動動作時，不會從照明系12(參照圖1)對光罩M(參照圖12(A)) 及基板P(參照圖12(B))照射照明光IL。亦即，圖12(A)及圖12(B)所示之光罩保持具40及基板保持具34之移動動作單為光罩M及基板P之定位動作(X步進動作)。
在光罩M及基板P之X步進動作完畢後，光罩載台裝置14即如圖13(A)所示，根據光罩編碼器系統48(參照圖7)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，如圖13(B)所示根據基板編碼器系統50(參照圖7)之輸出將基板保持具34往-X方向驅動。藉此，於第3照射區域S3轉印光罩圖案。此時亦同樣地，四個讀頭單元60成為靜止狀態。
在對第3照射區域S3之曝光動作結束後，基板載台裝置20係如圖14(B)所示，為了對設定在第3照射區域S3之-Y側之第4照射區域S4進行曝光動作，基板保持具34被往+Y方向驅動(步進驅動)既定距離。此時，與圖10(B)所示之基板保持具34之Y步進動作時同樣地，光罩保持具40成為靜止狀態(參照圖14(A))。又，四個讀頭單元60，與基板保持具34同步地(以追隨基板保持具34之方式)被往+Y方向驅動。
在基板保持具34之Y步進動作完畢後，即圖15(A)所示，根據光罩編碼器系統48(參照圖7)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，如圖15(B)所示根據基板編碼器系統50(參照圖7)之輸出將基板保持具34往+X方向驅動。藉此，於第4照射區域S4轉印光罩圖案。此時亦同樣地，四個讀頭單元60成為靜止狀態。
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36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，例如係藉由具有較構成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。
在按照以上流程於基板P上之第1~第4照射區域S1~S4進行光罩圖案之轉印完畢後，係在既定基板交換位置進行基板P之交換。此處，一般而言，基板交換位置，由於係以投影光學系16不成為基板交換之障礙之方式設定在從投影光學系16下方近處離開之位置，因此在使基板保持具34往基板交換位置移動時，安裝於讀頭單元60之X讀頭66x、Y讀頭 66y有可能從基板保持具34上之標尺52脫離(成為非對向狀態)，造成基板編碼器系統50之輸出中斷。作為此種情況之對策，例如可考量將基板保持具34大型化並將更長之標尺52配置於基板保持具34上、或者於從基板保持具34離開之位置設置用於板交換時之標尺(或者標記)。又，亦可另外設置基板交換用之副讀頭，來測量設在基板保持具34外之標尺(或者標記)。
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、以及包含基板保持具34之系可分別小型輕量化，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，由於係藉由將四個 讀頭單元60與基板P同步地往Y軸方向(使追隨)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。
又，如圖17(A)所示之比較例之基板編碼器系統950所示，與將編碼器基座54設有一個(故編碼器讀頭60為兩個)之情形相較，圖17(B)所示之本實施形態之基板編碼器系統50，由於具備由複數個(兩個)編碼器單元(由編碼器基座54A與讀頭單元60A,60B構成之編碼器單元、以及由編碼器基座54B與讀頭單元60C,60D構成之編碼器單元)，因此能使基板保持具34上之標尺之數目較少或使整體之長度較短。其原因在於，只要如本實施形態般具備兩個編碼器單元，即使標尺52整體較短，亦可與基 板保持具34往X軸方向之移動相應地切換兩個編碼器單元來使用之故。例如，圖17(B)中，在編碼器單元僅有一個(由編碼器基座54A與讀頭單元60A,60B構成之編碼器單元)之情形時，雖為了測量圖17(B)之狀態之基板保持具34之位置(X,Y位置)必須將標尺52先配置至讀頭單元60A之測量位置(讀頭單元60A之下方近處)為止，但本實施形態中，由於另一個編碼器單元(由編碼器基座54B與讀頭單元60C,60D構成之編碼器單元)位於能測量標尺52之位置，因此能使標尺52長度如圖示般整體縮短。此外，將標尺52長度如圖示般整體縮短(減少標尺52數目)，可達成基板載台裝置20(參照圖1)之小型化、輕量化。
《第2實施形態》
其次，使用圖18(A)及圖18(B)說明第2實施形態之液晶曝光裝置。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150之構成不同這點以外，其餘均與上述第1實施形態相同，因此以下僅針對相異點說明，針對與上述第1實施形態具有相同構成及功能之要素，賦予與上述第1實施形態相同之符號，省略其說明。
在上述第1實施形態中之基板編碼器系統50(參照圖3(A))，係分別在投影光學系16之+Y側及-Y側，於X軸方向分離配置有一對讀頭單元60及編碼器基座54。相對於此，如圖18(A)所示，本第2實施形態之基板編碼器系統150之相異點在於，係分別在投影光學系16之+Y側(圖18中之上側，於以下亦稱「上側」)及-Y側(圖18中之下側，於以下亦稱「下側」)，於Y軸方向分離配置有一對讀頭單元60(60A與60B之組或60C與60D之組)及一對標尺列52。
又，本第2實施形態之基板載台裝置120，係在基板保持具34上面中之基板P之+Y側(上側)及-Y側(下側)各自之區域中，於X軸方向各相隔既定間隔(分離)配置之分別包含五個標尺46的複數個標尺列(52A~52D)，係在Y軸方向分離而各形成兩列(52A與52B之兩列或52C與52D之兩列)，合計形成四列。且此等係以與在Y軸方向分離配置之標尺列52A~52D之配置對應之方式，彼此在Y軸方向分離配置複數個讀頭單元60(60A~60D)。一對讀頭單元(60A與60B及60C與60D)，構成為與基板保持具134在Y軸方向之移動(Y步進)同步地移動於Y軸方向。
基板編碼器系統150，例如如圖18(B)所示，在基板保持具134相對於投影光學系16從圖18(A)所示狀態往-Y方向移動後，-Y側(下側)之一對讀頭單元60C,60D中之-Y側之讀頭單元60D，成為從編碼器基座154上之標尺56脫離之狀態。是以，在使基板保持具134往-Y方向步進移動時，必須以在-Y側(下側)之讀頭單元60D從編碼器基座154上之標尺56脫離前，能進行不依賴讀頭單元60D之測量(下側為僅使用讀頭單元60C之測量)之方式，進行讀頭單元60之輸出之切換控制。
同樣地，雖未圖示，在基板保持具134相對於投影光學系16而從圖18(A)所示之狀態往+Y方向移動後，+Y側之一對讀頭單元60A,60B中之+Y側之讀頭單元60A，即成為從編碼器基座154上之標尺56脫離之狀態。是以，在使基板保持具134往+Y方向步進移動時，必須以在讀頭單元60A從編碼器基座154上之標尺56脫離前，能進行不依賴讀頭單元60A之測量(上側為僅使用讀頭單元60B之測量)之方式，進行讀頭單元60之輸出之切換控制。
根據第2實施形態，基板保持具134(基板P)不論在Y軸方向中之任何位置，由於具備排列於Y軸方向之複數個(兩個)讀頭單元(60A,60B與60C,60D)、以及與該等讀頭單元協同進行測量之基板保持具134上之標尺列52A~52B，因此能減少編碼器基座154上之標尺56數目或使整體長度縮短。其原因在於，只要如本實施形態般將讀頭單元與標尺列之組合(SET)隔著投影光學系16分別在Y方向之上側、下側具備複數組(2 SET)，則即使編碼器基座154上之標尺56整體較短，亦能與基板保持具34往Y軸方向之移動相應地，一邊切換用於測量之組一邊使用之故。例如，圖18(B)中，在上側、下側分別僅設有一組(標尺52A與讀頭單元60A、標尺52D與讀頭單元60D)之情形時，雖為了測量圖18(B)之狀態之基板保持具34之位置(X,Y位置)必須將編碼器基座154上之標尺56先配置至讀頭單元60D之測量位置(讀頭單元60D之下方近處)為止，但本實施形態中，由於另一組(標尺54C與讀頭單元60C)位於能測量標尺56之位置，因此能使標尺56長度如圖示般整體縮短。
此外，若將標尺56長度如圖示般整體縮短(減少標尺56數目)，由於編碼器基座154，即如圖1所示可安裝於上架台部18a(光學平台)，因此換言之，能縮短上架台部18a在Y軸方向之長度。
又，根據第2實施形態，由於係將基板保持具134上之標尺52隔著投影光學系16於Y方向之各側(+Y側、-Y側)各準備複數支，且與其相應地亦準備複數個讀頭單元60，因此在基板保持具34進行Y步進時，即能追隨此而將驅動於Y方向之讀頭單元60之可動範圍(Y方向之可動範圍)縮短成較於各側僅具有一組之情形短(較小)。換言之，由於能將 可動體即讀頭單元60往Y方向之可動範圍抑制得較短，因此可動體(讀頭單元60)之移動能限制在所需最低限度，而能抑制對精度面之影響。
此外，上述第1及第2各實施形態之構成僅為一例，能適當變更。例如，上述第1實施形態中，X編碼器系統50雖在投影光學系16之+Y側以及-Y側分別具有在X軸方向分離之一對Y滑動平台62，但Y滑動平台62之數目亦可為三個以上，於該三個Y滑動平台62之各個，亦可與上述第1實施形態同樣地，安裝合計八個讀頭64x,64y,66x,66y(亦即，讀頭單元60在X軸方向以既定間隔配置三個以上)。又，第1及第2實施形態中，於Y滑動平台62在X軸方向以既定間隔安裝之朝下之讀頭66x,66y之數目亦可為三個以上。
又，上述第1實施形態中，由於一對Y滑動平台62係同步被驅動於Y軸方向，因此亦可藉由將例如一對Y滑動平台62一體化而使Y滑動平台62成為一個，並於該一個Y滑動平台62，以與上述第1實施形態相同之配置配置朝下之讀頭66x,66y。此情形下，能省略一方之Y滑動平台62之驅動系(編碼器基座54)及測量系(朝上之讀頭64x,64y)。又，上述第2實施形態中亦同樣地，亦可連結分別配置於投影光學系16之+Y側及-Y側之Y滑動平台62。
又，上述各實施形態中，標尺46,52雖分別安裝於光罩保持具48、基板保持具34，但不限於此，標尺46可直接形成於光罩M，標尺52可直接形成於基板P。圖19(A)所示之基板P中，於照射區域之端部附近(照射區域內或照射區域間)形成有標尺52，圖19(B)所示之基板P中，除了照射區域之端部附近外，進一步於照射區域內之未形成圖案之區 域亦形成有標尺52。此種標尺52，係於光罩M預先形成元件圖案與標尺圖案，能與該元件圖案對基板P之轉印(曝光)動作同時形成於基板P上。是以，在進行第2層以後之曝光動作時，能使用形成於基板P上之標尺52直接進行該基板P之位置控制。同樣地，如圖19(C)及圖19(D)所示，亦可於光罩M直接形成標尺46。又，作為基板編碼器系統，藉由與形成於照射區域內之複數個標尺52對應地配置複數個讀頭單元60，由於能於曝光對象之各照射區域精確地進行基板P之位置測量，因此位置控制性提升。且使用照射區域內之複數個標尺之測定結果求出各照射區域之非線形成分誤差，並根據該誤差進行曝光時之基板P之位置控制，藉此亦能使重疊曝光精度提升。關於使該複數個讀頭單元60與基板P之Y步進動作同步地於Y軸方向以既定行程移動，且在掃描曝光動作時成為靜止狀態這點，係與上述各實施形態相同。
又，如圖20(A)及圖20(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，但能使用例如雷射干渉儀等。基板編碼器系統50，雖如上述係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知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，雖係以例如熱膨脹等之影響少之材料形成，但亦能如本變形例般，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，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。關於光罩編碼器系統48之讀頭49x,49y亦相同。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(例如每於基板交換時)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之間隔測定之校準點分開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之校準點。用以進行該原點定位之定位標記，例如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(θx、θy方向之傾斜)量，並與該傾斜量(亦即各讀頭64x,64y,66x,66y之光軸之傾倒量)相應地修正基板編碼器系統50之輸出。作為測量系，如圖21(A)所示，能使用將複數個Z感測器64z安裝於Y滑動平台62，並以編碼器基座54(或上架台部18a)作為基準求出Y滑動平台62之傾斜量的測量系。或者，如圖21(B)所示，亦可設置兩軸之雷射干渉儀264，並求出Y滑動平台62之傾斜量(θx、θy方向之傾斜量)及旋轉量(θz方向之旋轉量)。又，亦可個別測量各讀頭64x,64y,66x,66y之傾斜量。
又，上述第2實施形態中，亦可如圖22(A)所示，使-X 側之X讀頭66X1及-X側之Y讀頭66Y1之X位置，與構成投影光學系16之複數個光學系中相對通過投影光學系16光學中心之與Y軸平行之軸線OC配置於-X側之光學系16a之X位置一致，且使+X側之X讀頭66X2及+X側之Y讀頭66Y2之X位置，與複數個光學系中相對軸線OC配置於+X側之光學系16b之X位置一致，亦即，使一對X讀頭66X1,66X2間之間隔及一對Y讀頭66Y1,66Y2間之間隔與光學系16a,16b間之間隔一致。藉此能減低阿貝誤差。此外，亦可不一定要與光學系16a,16b間之間隔一致，亦可使-X側之X讀頭66X1,Y讀頭66Y1與+X側之X讀頭66X2,Y讀頭66Y2相對軸線OC以等距離(相對軸線OC呈對稱地)配置。又，上述第1實施形態中，亦能藉由將在X軸方向相鄰之一對讀頭單元60相對軸線OC以等距離(相對軸線OC呈對稱地)配置以減低阿貝誤差。此情形下，亦能使在X軸方向相鄰之一對讀頭單元60中配置於內側之讀頭66x,66y與光學系16a,16b之X位置一致。
又，如圖22(B)所示，針對一個讀頭單元60(參照圖18(A))，可於X軸方向以既定間隔(較相鄰之標尺521,522間之間隔長之距離)安裝例如三個X讀頭66X1~66X3及例如三個Y讀頭66Y1~66Y3。此情形下，可於軸線OC上配置中央之X讀頭66X2及Y讀頭66Y2。此情形下，由於兩個讀頭始終對向於標尺，因此θz方向之位置測量精度穩定。
又，亦可如圖22(C)所示，將+Y側之標尺521,522之X位置與-Y側之標尺523,524之X位置(亦即將標尺52間之間隙之位置)相互錯開成+Y側之X讀頭66X3,Y讀頭66Y3不會與-Y側之X讀頭66X1,Y讀頭66Y1(或X讀頭66X2,Y讀頭66Y2)同時成為測量範圍外。此情形下， +Y側之X讀頭66x及Y讀頭66y能分別省略一個。
又，亦可如圖23(A)所示，將+Y側之標尺521,522之X位置與-Y側之標尺523,524之X位置相互錯開成+Y側之X讀頭66X3,Y讀頭66Y3不會與-Y側之X讀頭66X1,Y讀頭66Y1同時成為測量範圍外，且+Y側之X讀頭66X4,Y讀頭66Y4不會與-Y側之X讀頭66X2,Y讀頭66Y2同時成為測量範圍外。
又，亦可如圖23(B)所示，將+Y側之X讀頭66X3,Y讀頭66Y3配置於軸線OC上。此情形下，亦將+Y側之標尺521,522之X位置與-Y側之標尺523,524之X位置相互錯開成不會與-Y側之X讀頭66X2,Y讀頭66Y2同時成為測量範圍外。
又，如圖24(A)及圖24(B)所示，亦可於與安裝於基板保持具40之標尺52(參照圖1)對向之朝下之讀頭66x,66y設置Z驅動機構。讀頭66x,66y包含能在Z軸方向移動之可動讀頭206。在基板P與標尺52之Z變動較小且為已知之情形，可將可動讀頭206與基板保持具40之Z軸/傾斜軸同步地上下動(例如，追隨基板P之自動聚焦動作而驅動)。又，在基板P與標尺52間之Z變動不同之情形時，亦可於讀頭66x,66y搭載自動聚焦機構，並根據該自動聚焦機構之輸出使可動讀頭206上下動。又，在因將可動讀頭206驅動於Z軸方向而導致之誤差之影響較大之情形時，作為Z驅動機構，可設置固定在Y滑動平台62之X干渉儀202與能往Z軸方向移動之反射鏡204(可動讀頭206固定於反射鏡204)，並反饋偏差。
又，亦可設置測量光罩載台裝置14側之編碼器(光罩編碼器系統48)與基板載台20側之編碼器(基板編碼器系統50)相互間之相對 位置的測量系(相關位置測量系)。於圖25(A)及圖25(B)顯示有上述相對位置測量系之概念圖。
作為相對位置測量系之概念，係藉由光罩編碼器系統之位置感測器觀察透鏡標尺(或基準標記)，並管理光罩載台裝置14側之編碼器系統及基板載台裝置20側之編碼器系統之相對位置的構成。就其程序而言，(S1)以位置感測器測量光罩編碼器與標尺後，(S2)驅動基板載台側之編碼器系統，測量標尺位置(或基準標記)，(S3)藉由上述(S1)及(S2)，管理光罩載台裝置14及基板載台裝置20之相對位置。就具體動作而言，i)在觀察透鏡標尺(基板載台側)之標記後，ii)觀察光罩載台編碼器及透鏡標尺(基板載台側)之差異。在上述i)之步驟中，係A：觀察基準標記，且B：觀察透鏡標尺(參照圖25(B)之(i))。又，在上述ii)之步驟中，係於光罩載台側亦配置標記並加以觀察(參照圖25(B)之(ii))。亦可如圖26所示，於投影光學系16設置形成有基準標記之板，並觀察形成於該板之標記。
又，作為相對位置測量系，亦能為如圖27(A)及圖27(B)所示之態樣。在圖27(A)之態樣，係藉由各編碼器之位置感測器(干渉儀)測定透鏡距離。又，在圖27(B)之態樣，係藉由各編碼器(透鏡/光罩載台側，透鏡/板載台側)觀察透鏡間距離。此外，各編碼器係能驅動。在圖27(A)及圖27(B)所示之態樣、亦即透鏡(像位置)基準之情形時，雖非如上述圖25(A)~圖26所示之構成亦會成立，但亦可與上述圖25(A)~圖26所示之構成加以組合。又，相對位置之校正，可在基線測量(透鏡校準等之像位置基準校準)時進行。圖28(A)~圖28(C)，係顯示與上 述圖27(A)所示態樣相關之詳細情況的圖，圖29(A)~圖29(C)，係顯示與上述圖27(B)所示態樣相關之詳細情況的圖。
圖30及圖31顯示有基於上述概念(參照圖25(A)及圖25(B))之相對位置測量系之另一具體例。圖30及圖31所示之態樣，係將上述兩個態樣組合而成者。作為其步驟，係與上述圖26所示之態樣同樣地，i)在觀察透鏡標尺(基板載台側)之標記後，ii)觀察光罩載台編碼器及透鏡標尺(基板載台側)之差異。在上述i)之步驟中，係A：觀察基準標記，且B：觀察透鏡標尺(參照圖30及圖31之(i))。又，在上述ii)之步驟中，係於光罩載台側亦配置標記並加以觀察(參照圖30及圖31之(ii))。
此外，於液晶曝光裝置10(參照圖1)，在支承投影光學系16之上架台部18a(光學平台)，係如圖32所示，設有用以測量基板P上之複數個對準標記Mk(以下單稱為「標記Mk」)之複數個對準顯微鏡ALG系(以下單稱為「ALG系」)。在圖32之例中，於基板P上設定有四個照射區域(所謂擷取4面之情形)，於該四個照射區域各自之四角部附近形成有標記Mk(圖示成較實際大非常多)。ALG系，以能同時檢測出(測量)在基板上之Y軸方向形成之複數個標記Mk之方式，在Y軸方向配置有複數個。圖32中，以能測量在Y軸方向排列之兩個照射區域內所形成之合計四個標記Mk之方式，以與標記Mk形成間隔相應之間隔，將四個ALG系在Y方向排列而透過基座構件354固設於上架台部18a。基座構件354，雖與上述之基座構件54為大致同等之構成，但如圖32所示，標尺356構成(Y軸方向之設置長度)較設置於上述基座構件54之標尺56短，這點係相異。其原因在於，在以ALG系檢測出標記Mk時，雖為了使各標記Mk配置於各 ALG系之觀察視野內而使基板移動於X方向，但在該標記檢測時幾乎無使基板移動於Y方向之必要，而不大需要檢測基板之Y方向之移動之故。此外，圖32中，雖說明ALG系固設於設在上架台部18a之基座構件354之下面，但並不限於此，亦可將ALG系直接固設於上架台部18a。
基座構件354由延伸於Y軸方向之構件構成，於其下面(圖32中為了使理解容易而以實線顯示)固定有四個標尺356。此四個標尺356中內側之兩個標尺，其Y軸方向之長度較外側之標尺短。此外，圖32中，雖於一對編碼器基座54之-X側配置有基座構件354，但配置位置並不特別限定，例如亦可配置於一對編碼器基座54之+X側，亦可配置於一對編碼器基座52之+X側及-X側之各側，或配置於一對編碼器基座54之間。
此外，圖32所示之例中，X軸方向測量用之標尺52，在X軸方向中係設置至設置有ALG系之位置，在該位置設有對標尺52照射測量光束之讀頭單元60。其原因在於，係為了避免在對準測量時藉由編碼器系統(標尺52與讀頭單元60)進行之位置測量，因與ALG系之標記檢測位置之關係而產生阿貝誤差之故。因此，圖32中，並非為如第1實施形態(圖3(A)或圖17(B))所示之標尺52之配置(以投影光學系16為中心在+X方向側、-X方向側為大致對稱之數目或長度之配置)。圖32中，如圖所示，係設置成在掃描方向側之一側(-X側)中，標尺52數目較該另一側(+X側)多(或標尺52之全長較長)。
讀頭單元60，係與上述基板編碼器系統50之讀頭單元60(分別參照圖3(A)等)為相同構成。係使用此讀頭單元60與標尺52,356，以與上述實施形態所說明者相同之手法求出基板P之位置資訊(X位置,Y 位置)。又，基板P上之複數個標記Mk之檢測動作，係將基板P驅動於X軸方向，於對準顯微鏡ALG系之正下方將標記Mk適當地定位後進行。具體而言，若在各ALG系之視野內捕捉到標記Mk，則就各ALG系檢測各ALG系之既定位置(例如視野中心)與各標記Mk之中心位置的位置關係。根據該各ALG系之檢測結果與上述中所求出之基板P位置資訊(X,Y位置)求出各標記Mk之位置資訊。
此外，圖32中雖說明了將ALG系固設於上架台部18a(光學平台)，但亦可將複數個ALG系之相對位置關係構成為可變更。例如，將複數個ALG系中之一部分ALG系或全部之ALG系，以能藉由馬達或皮帶等驅動系移動於Y方向之方式配置於光學平台，且將檢測ALG系間之Y方向之相對位置變動之感測器(使用TOF(Time-of-Flight)法之距離測定感測器或干渉儀等)設於可動ALG系或固定ALG系。如此一來，即使在任意照射配置(標記配置)、例如進行所謂取6面之(在Y軸方向相鄰之標記Mk之間隔較圖32所示之場合窄)之情形時，亦能容易地進行標記Mk之檢測。又，當於一片基板P上混在有面積相異之複數個照射區域(所謂同時擷取)之情形時，亦即標記Mk未規則地配置於基板P上之情形時，亦能藉由控制複數個ALG系在Y方向之相對位置關係來容易地對應。此外，此情形下，可動ALG系之Y軸方向之位置控制，係使用者根據傳達給曝光裝置之製法所含之照射圖資訊(設計上之標記Mk之座標位置資訊)來進行。
又，作為在Y軸方向為可動之對準顯微鏡系統，亦可考量與圖32不同之其他構成。液晶曝光裝置10(圖1)，亦可除了上述基板編碼器系統50以外，還具有如圖33所示之基板對準標記測量系統450(以下， 單稱為「ALG測量系統450」)。ALG測量系統450，係檢測形成於基板P上之複數個標記Mk之裝置。此外，圖33亦與圖32同樣地，雖說明了於基板P上設定有四個照射區域，於該四個照射區域各自之四角部附近形成有標記Mk，但標記Mk之數目及配置位置可適當變更。
ALG測量系統450具有基座構件454與一對可動平台460。基座構件454，除了上述基板編碼器系統50之編碼器基座54(分別參照圖1)與標尺56數目增加這點以外，其餘則為實質相同之構件，固定於裝置本體18之上架台部18a(分別參照圖1)之下面。基座構件454由延伸於Y軸方向之構件構成，於其下面(圖33中為了容易理解而以實線顯示)固定有較基座54多(例如七個)之標尺56。此外，圖33亦與圖32同樣地，雖於一對編碼器基座54之-X側配置有基座構件454，但配置位置並不特別限定，例如亦可配置於一對編碼器基座54之+X側，亦可配置於一對編碼器基座52之+X側及-X側之各側，或配置於一對編碼器基座54之間。
圖33所示之與基座構件454對向配置之一對讀頭單元60，係與上述實施形態同樣地與基板保持具34同步被驅動於Y軸方向，其構成亦與上述實施形態相同。
進一步地，在圖33之例中，具備相對此一對讀頭單元60能在至少Y方向相對移動之一對可動平台460。此可動平台460，除了取代四個朝下讀頭(一對X讀頭66x、一對Y讀頭66y。參照圖6)而具有包含影像感測器等之對準顯微鏡(ALG系)這點以外，係與上述基板編碼器系統50之讀頭單元60(分別參照圖3(A)等)為相同構成。亦即，可動平台460，係藉由未圖示之致動器而在基座構件454下方往Y軸方向被以既定行 程適當(一體地或獨立地)驅動。又，可動平台460具有四個朝上讀頭(一對X讀頭64x、一對Y讀頭64y。參照圖6)。可動平台460之位置資訊，係藉由包含與上述四個朝上讀頭對應之標尺56之編碼器系統以高精度求出。此外，與一個基座構件454對應之可動平台460之數目，在圖33中雖為兩個，但並不特別限定，亦可為一個或三個以上。又，可動平台460之可動範圍亦可較讀頭單元60寬，標尺54之數目亦可適當地變更。
基板P上之複數個標記Mk之檢測動作，係在將ALG系與標記Mk之Y位置(如上述之設計上之標記Mk之座標位置資訊)相應地定位後，將基板P驅動於X軸方向(此驅動時之基板保持具34之X、Y位置控制係根據來自與基座構件454對向配置之讀頭單元60之輸出來進行)，將標記Mk適當地定位於ALG系之下方近處(視野內)而進行。
本ALG測量系統450中，由於能任意地改變可動平台460、亦即ALG系之Y位置，因此即使在Y軸方向相鄰之標記Mk之間隔變化，亦能容易地進行標記Mk之同時檢測。是以，即使例如在Y軸方向相鄰之標記Mk之間隔較圖33所示之情形窄，亦能容易地進行標記Mk之檢測。又，即使係所謂同時擷取之場合，亦可藉由適當地控制可動平台360之Y位置而容易地對應。
關於上述ALG系之構成，雖在圖32、33中以上述第1實施形態為基礎進行了說明，但並不限於此，亦能適用於上述第2實施形態之系統。又，亦能適用於作為上述第1實施形態之比較例所說明之圖17(A)所示之系統。
又，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。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之曝光動作時與基板保持具34同步地被往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，四個(或五個)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，可視例如光罩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，亦可使用例如更長之一個標尺(在上述實施形態之情形，例如為標尺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，在設置複數個標尺之場合，各標尺之長度亦可彼此相異。例如，藉由將延伸於X軸方向之標尺之長度設定成較照射區域在X軸方向之長度長，即能避免在掃描曝光動作時之接續處理。關於延伸於Y軸方向之標尺亦相同。再者，亦可以能對應照射區域數目之變化之方式(例如擷取4面之場合與擷取6面之場合)，在配置於投影光學系16一側之標尺與配置於另一側之標尺，使彼此長度相異。
又，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，但不限於此，亦可使用XY二維標尺。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，但不限於此，亦能使用所謂拾取(pick up)方式、磁氣方式等之其他編碼器，亦能使用例如美國專利第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(例如光干渉儀系統)來求出。
又，亦可取代上述第2實施形態(圖18)之構成，改採用圖34所示之構成(變形例1)，如此仍能得到與上述第2實施形態之効果同等之効果。圖34(變形例1)中，在基板保持具34上，係相對投影光學系16於上下(+Y側、-Y側)之區域分別配置有一列標尺列52。又，分別將能在Y軸方向移動之讀頭60，在相對投影光學系16之上下(+Y側、-Y側)區域分別各配置複數個(圖34中為兩個)。圖34(A)~圖34(C)， 係顯示基板保持具34從圖34(A)之狀態往Y軸方向步進移動時之遷移。又，各圖下方之圖，係將往Y軸方向步進移動中之標尺52與讀頭60之位置關係，使用上側構成(讀頭60A,60B與標尺52)而代表性地顯示之圖。由於下側構成(讀頭60C,60D與標尺52)之關係亦與上側構成同等，因此以下說明主要係使用上側構成來說明。
圖34中，一對讀頭60A,60B(60C,60D)中之一方之讀頭60A(60C)，構成為能在Y軸方向移動範圍D1。另一方之讀頭60B(60D)，構成為能在Y軸方向移動範圍D2。藉此，藉由一對讀頭60A,60B，涵蓋標尺52(基板保持具34)之Y軸方向之可動範圍(D1+D2)。換言之，上述第1實施形態(圖3(A))所示之一個可動讀頭60與標尺52之移動同步而在Y軸方向移動之範圍，在本變形例1係構成為由兩個可動讀頭60A,60B來分攤。如圖34(A)所示，在標尺52於Y軸方向移動D2之範圍時，讀頭60B係與標尺52同步地移動。在標尺52步進移動至跨範圍D1與D2之邊界之位置時，係如圖34(B)所示，兩個讀頭60A,60B之各個同時測量標尺52。根據在此同時測量所得之各讀頭60A,60B之輸出，將使用於位置測量之讀頭從讀頭60B切換至讀頭60A(換言之即設定讀頭60A之輸出之初始值)。其後，在進一步使標尺52往Y軸方向步進移動時，讀頭60A係與標尺52同步地移動。藉由如此地構成複數個(一對)可動讀頭60A,60B，而能謀求編碼器基座54在Y軸方向之小型化(標尺56之數目減低)，且能縮短各讀頭之可動範圍。
此外，圖34所示之變形例1中，雖構成為一對讀頭60A,60B之Y軸方向之可動範圍(D1,D2)連續，但亦可構成為一部分重疊。
又，即使取代上述第2實施形態(圖18)之構成，改採用圖35所示之構成(變形例2)，仍能得到與上述第2實施形態之効果同等之効果。上述之變形例1(圖34)與本變形例2(圖35)之相異點在於，變形例1中可動讀頭60A,60B在Y軸方向之可動範圍為連續或重疊，相較於此，本變形例2中存在可動讀頭60A,60B之任一者均無法移動之(無法位於之))範圍D3、且設有測量標尺52(基板保持具34)在Y軸方向之位置的干渉儀530。以下說明中，係以此等相異點為中心進行說明。
一對讀頭60A,60B(60C,60D)中之一方之讀頭60A(60C)，構成為可在Y軸方向移動範圍D1。另一方之讀頭60B(60D)，構成為可在Y軸方向移動範圍D2。然而，存在兩讀頭60A,60B均無法追隨標尺52移動之範圍D3。在標尺52於Y軸方向步進移動此範圍D3時，係使用干渉儀530之輸出監控標尺52之Y軸方向之位置。藉此，藉由一對讀頭60A,60B及干渉儀530，涵蓋標尺52(基板保持具34)之Y軸方向之可動範圍(D1+D2+D3)。換言之，上述第1實施形態(圖3(A))所示之一個之可動讀頭60與標尺52之移動同步而在Y軸方向移動之範圍，在本變形例1係構成為由兩個可動讀頭60A,60B與干渉儀530來分攤。如圖35(A)所示，在標尺52在Y軸方向移動D2之範圍時，讀頭60B係與標尺52同步地移動。在標尺52步進移動範圍D3時，係使用干渉儀530之輸出與在範圍D2最後測量之讀頭60B之輸出來求出基板保持具34之位置資訊。在標尺52步進移動至範圍D1之位置時，係使用干渉儀530之輸出與在範圍D2最後測量之讀頭60B之輸出，設定讀頭60A之輸出之初始值。其後，在標尺52進一步地往Y軸方向步進移動時，讀頭60A係與標尺52同步移動。藉由如此構 成，除了可得到上述第2實施形態之効果外，藉由在步進移動區間之一部分利用干渉儀而能使各讀頭之可動範圍更加縮短。
此外，此變形例2中，雖使複數個讀頭60A~60D為可動式，但亦可藉由使用干渉儀而設成固定式。例如亦可於與照射尺寸(照射圖)相應地預先決定之Y軸方向之位置，將複數個讀頭60A~60D相對光學平台固定地配置。作為一例，亦可將讀頭60A在圖35中固定配置於範圍D1之上端部，將讀頭60B在圖35中固定配置於範圍D2之下端部(圖35(A)之狀態)，且將干渉儀530之測距範圍設為範圍D1+D2+D3之大致全區。如此一來，即可不將讀頭設為可動式。
此外，上述各實施形態中，構成為將X標尺(圖中所示之X軸方向測量用之格子圖案)或Y標尺(圖中所示之Y軸方向測量用之格子圖案)設成彼此獨立之標尺用構件(例如配置於編碼器基座上之複數個標尺構件)。然而，亦可將此等複數個格子圖案，於相同長度之標尺用構件上各區分成一群格子圖案而形成。又，亦可於相同長度之標尺用構件上連續形成格子圖案。
又，在基板保持具34上，在X軸方向將複數個標尺隔著既定間隔之間隙相連配置之複數列標尺群(標尺列)，配置於彼此在Y軸方向分離之不同位置(例如相對投影光學系16之一側(+Y側)之位置與另一側(-Y側)之位置)時，亦可在複數列間，以上述既定間隔之間隙之位置在X軸方向不重複之方式配置。只要如此配置複數個標尺列，與彼此之標尺列對應配置之讀頭即不會同時成為測量範圍外(換言之，兩讀頭同時對向於間隙)。
又，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，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，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，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。
又，上述實施形態中，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6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6)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，上述各實施形態(參照例如圖6)中，在形成於基板保持具34上之標尺52內，雖X標尺53x與Y標尺53y在X軸方向以同一長度形成，但亦可使此等之長度彼此相異。或亦可使兩者在X軸方向相對錯開配置。
此外，在某讀頭60與對應其之標尺列(將複數個標尺相隔既定間隙在既定方向相連配置之標尺列)在X軸方向相對移動時，於讀頭60內之某一組讀頭(例如圖6之X讀頭66x與Y讀頭66y)同時對向於上述標尺間之間隙後同時對向於另一標尺的情形(讀頭66x,66y接續至另一標 尺之情形)，必須算出該接續後之讀頭之測量初始值。此時，亦可使用與接續後之讀頭不同之讀頭60內之剩餘之一組讀頭(66x,66y)、以及與其不同之再另一個讀頭(配置於在X軸方向分離且與脫離之讀頭之距離較標尺長度還短的位置)之輸出，算出接續後讀頭之接續時之初始值。上述之再另一個讀頭，可為X軸方向之位置測量用讀頭或Y軸方向之位置測量用讀頭。
又，上述實施形態中，雖有說明到讀頭60與基板保持具34同步移動之內容，但此係指讀頭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，並非限定成讀頭60以基板保持具34兩者間之位置關係、移動方向、以及移動速度嚴謹地一致之狀態移動的情況。
又，各實施形態之基板編碼器系統，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交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交換用之標尺，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。或者，亦可於基板載台裝置20或另一載台裝置設置基板交換用之讀頭，並藉由測量標尺56或基板交換用之標尺來取得基板載台裝置20之位置資訊。
又，各實施形態之光罩編碼器系統，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交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交換用之標尺，並使用讀頭單元44來取得光罩載台裝置14之位置資訊。又，亦可設置與編碼器系統不同之另一位置測量系(例如載台上之標記與觀察其之觀察系)來進行載台之交換位置控制(管理)。
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，上述實施形態中，雖說明為了使基板保持具34上之基板P移動於X軸方向、Y軸方向，而使基板保持具34成為能移動於X軸方向及Y軸方向之構成，但並不限於此。例如亦可將基板保持具34構成為能以非接觸支承(例如空氣懸浮支承)基板P之構成。基板P為了能與基板保持具34之移動同步地移動，係構成為在被基板保持具34懸浮支承之狀態下保持於能與基板保持具34一體移動之保持構件。又，係另外構成第2基板驅動系，其在將基板P於基板保持具34上以非接觸方式支承之狀態下，使該保持構件相對基板保持具34移動。接著，保持構件構成為，於X、Y軸方向中之一方之軸方向與基板保持具34同步移動，於另一方之軸方向相對基板保持具34移動。只要如此構成曝光裝置，則在將基板保持具34上所懸浮支承之基板驅動於二維方向時，於一方之軸方向(例如X軸方向)驅動基板P時係使用基板保持具34驅動保持構件，於另一方之軸方向(例如Y軸方向)驅動基板P時係使用第2基板驅動系驅動保持構件。
又，上述實施形態中，雖係根據測量基板保持具34移動之編碼器系統(例如圖6所示之標尺52與讀頭66x,66y)之輸出與測量讀頭 單元60相對裝置本體(光學平台18a)之移動之編碼器系統(例如圖6所示之標尺56與讀頭64x,64y)之輸出，求出基板P(基板保持具34)之位置資訊(X、Y位置資訊)，但作為一方之編碼器系統亦可使用與編碼器系統不同之另一測量系、例如光干渉儀系統等之其他測量系統來求出。又，作為代用之測量系統並不限於光干渉儀系統，只要係能測定測定對象物(讀頭單元60或基板保持具34)之移動中之X、Y、θz者，亦可使用其他方式之測量系統(雷射-距離儀或音波距離儀等)。
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，本發明之曝光裝置適於使物體曝光。又，本 發明之平面顯示器製造方法，適於平面顯示器之生產。又，本發明之元件製造方法，適於微型元件之生產。
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 (34)

  1. 一種曝光裝置，係對在彼此正交之第1方向及第2方向移動之移動體所保持之物體，在前述移動體往前述第1方向之移動中透過光學系照射照明光，其具有：第1被測量部，根據前述移動體往前述第1方向之移動而被測量；第1測量部，根據前述移動體往前述第1方向之移動，一邊相對前述第1被測量部往前述第1方向相對移動一邊測量前述第1被測量部；複數個第2被測量部，根據前述移動體往前述第2方向之移動而被測量，配置於在前述第1方向彼此不同之位置；以及複數個第2測量部，係對應前述複數個第2被測量部之各個設置，且根據前述物體往前述第2方向之移動，一邊相對前述第2被測量部往前述第2方向相對移動一邊測量前述第2被測量部。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，根據前述第1測量部之輸出與前述第2測量部之輸出，求出前述移動體在前述第1方向及前述第2方向之位置資訊。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之曝光裝置，其中，前述第1測量部與前述第2測量部係一體移動；基於前述移動體往前述第1方向之移動，根據相對前述第1被測量部在前述相對移動時之前述第1測量部及前述第2測量部之輸出求出前述第1方向之位置資訊；基於前述移動體往前述第2方向之移動，根據相對前述第2被測量部在前述相對移動時之前述第1測量部及前述第2測量部之輸出求出前述第 2方向之位置資訊。
  4. 如申請專利範圍第3項之曝光裝置，其中，前述第1被測量部，包含在前述第1方向上複數個格子區域彼此分離配置之第1格子構件；前述第1測量部，包含對前述第1格子構件照射測量光束之讀頭；前述第2被測量部，包含在前述第2方向上複數個格子區域彼此分離配置之第2格子構件；前述第2測量部，包含對前述第2格子構件照射測量光束之讀頭。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之曝光裝置，其中，前述第1被測量部設於前述移動體上。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之曝光裝置，其中，前述第2被測量部設於保持前述光學系之保持構件。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之曝光裝置，其中，前述複數個第2被測量部，配置於在前述第1方向彼此分離之位置。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之曝光裝置，其中，前述光學系，具備複數個透鏡模組，該複數個透鏡模組分別包含對基板照射前述照明光之在前述第2方向排列配置之複數個投影透鏡；前述複數個透鏡模組，在前述第1方向分離配置；前述複數個第2被測量部，配置成在前述第1方向之位置重疊於前述複數個透鏡模組之各個。
  9. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之曝光裝置，其具有測量形成於前述基板上之標記之標記測量系；前述光學系包含對基板照射前述照明光之投影光學系； 前述複數個第2被測量部，配置成在前述第1方向之位置重疊於前述測量系與前述投影光學系之各個。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其中，前述複數個第2被測量部中對應前述測量系之第2被測量部，構成為在前述第2方向之長度較對應前述投影光學系之第2測量部短。
  11. 如申請專利範圍第9或10項之曝光裝置，其中，前述標記測量系，設成在前述第2方向分離設有複數個且能變更在前述第2方向之至少兩個標記測量系之相對間隔。
  12. 一種曝光裝置，係對在彼此正交之第1方向及第2方向移動之移動體所保持之物體，在前述移動體往前述第1方向之移動中透過光學系照射照明光，其具有：複數個被測量部，係根據前述移動體往前述第2方向之移動而被測量，配置於在前述第1方向彼此不同之位置，以取得前述移動體在前述第2方向之位置資訊；以及複數個測量部，係對應前述複數個被測量部之各個設置，且根據前述物體往前述第2方向之移動，一邊相對前述被測量部往前述第2方向相對移動一邊測量前述被測量部。
  13. 一種曝光裝置，係在對被保持成能在包含彼此正交之第1方向及第2方向之面內往前述第1及第2方向移動之物體往前述第1方向之移動中，透過光學系對前述物體照射照明光，其具有：複數個被測量部，係根據前述物體往前述第2方向之移動而被測量，配置於在前述第1方向彼此不同之位置，以取得前述物體在前述第2方向 之位置資訊；以及複數個測量部，係對應前述複數個被測量部之各個設置，且根據前述物體往前述第2方向之移動，一邊相對前述被測量部往前述第2方向相對移動一邊測量前述被測量部。
  14. 一種曝光裝置，係對在彼此正交之第1方向及第2方向移動之移動體所保持之物體，在前述移動體往前述第1方向之移動中透過光學系照射照明光，其具備：第1被測量部，根據前述移動體往前述第1方向之移動而被測量；以及第1測量部，在與前述第1被測量部對向配置時，根據前述移動體往前述第1方向之移動，一邊相對前述第1被測量部往前述第1方向相對移動一邊測量前述第1被測量部；前述第1測量部，包含複數個第1測量部，其根據前述移動體往前述第2方向之移動而往前述第2方向移動，且在前述第2方向彼此不同之位置與前述第1被測量部對向配置。
  15. 如申請專利範圍第14項之曝光裝置，其中，前述第1被測量部包含複數個第1被測量部，其根據前述移動體往前述第1方向之移動而被測量，配置於在前述第2方向彼此不同之位置；前述複數個第1測量部之各個，係在維持與前述複數個第1被測量部中對應之第1被測量部對向配置之狀態下，根據前述移動體往前述第1方向之移動，一邊相對前述第1被測量部往前述第1方向相對移動一邊測量前述各第1被測量部。
  16. 如申請專利範圍第15項之曝光裝置，其中，前述複數個第1測量部，係根據前述移動體往前述第2方向之移動，在維持前述各第1測量部在前述第2方向之相對位置關係之狀態下往前述第2方向移動。
  17. 如申請專利範圍第14項之曝光裝置，其中，前述複數個第1測量部在前述第2方向之可動範圍彼此不同。
  18. 如申請專利範圍第17項之曝光裝置，其中，前述複數個第1測量部在前述第2方向之可動範圍係連續。
  19. 如申請專利範圍第17或18項之曝光裝置，其中，前述複數個第1測量部均測量移動至在前述第2方向之既定位置之前述第2被測量部。
  20. 如申請專利範圍第19項之曝光裝置，其中，前述複數個第1測量部同時測量位於前述既定位置之前述第1被測量部。
  21. 如申請專利範圍第17項之曝光裝置，其中，前述複數個第1測量部在前述第2方向之可動範圍，在前述第2方向不連續。
  22. 如申請專利範圍第21項之曝光裝置，其進一步具有位置測量系，其測量在前述不連續區間之前述移動體在前述第2方向之位置。
  23. 如申請專利範圍第22項之曝光裝置，其中，前述測量系包含干涉儀；前述移動體在前述第2方向之位置，係根據前述第1測量部之輸出與前述位置測量系之輸出求出。
  24. 一種曝光裝置，係對在彼此正交之第1方向及第2方向移動之移動體所保持之物體，在前述移動體往前述第1方向之移動中透過光學系照射照明光，其具有：第1被測量部，根據前述移動體往前述第1方向之移動而被測量，彼 此配置於在前述第2方向之不同位置；以及複數個第1測量部，在測量前述複數個第1被測量部之位置，根據前述移動體往前述第1方向之移動，一邊相對前述第1被測量部往前述第1方向相對移動一邊測量前述第1被測量部。
  25. 一種曝光裝置，係對在彼此正交之第1方向及第2方向移動之移動體所保持之物體，在前述移動體往前述第1方向之移動中透過光學系照射照明光，其具備：被測量部，根據前述移動體往前述第1方向之移動而被測量；以及測量部，在與前述被測量部對向配置時，根據前述移動體往前述第1方向之移動，一邊相對前述被測量部往前述第1方向相對移動一邊測量前述被測量部；前述被測量部，能往在前述第2方向彼此不同之第1位置及第2位置移動；前述測量部，包含與移動至第1位置之前述被測量部對向配置之第1測量部及與移動至第2位置之前述被測量部對向配置之第2測量部。
  26. 如申請專利範圍第14至25項中任一項之曝光裝置，其具有：第2被測量部，根據前述移動體往前述第2方向之移動而被測量；以及複數個第2測量部，根據前述移動體往前述第2方向之移動，一邊相對前述第2被測量部往前述第2方向相對移動一邊測量前述第2被測量部；前述第1測量部與前述第2測量部係一體移動；基於前述移動體往前述第1方向之移動，根據相對前述第1被測量部在前述相對移動時之前述第1測量部及前述第2測量部之輸出求出前述第1 方向之位置資訊；基於前述移動體往前述第2方向之移動，根據相對前述第2被測量部在前述相對移動時之前述第1測量部及前述第2測量部之輸出求出前述第2方向之位置資訊。
  27. 如申請專利範圍第26項之曝光裝置，其中，前述第1被測量部，包含在前述第1方向上複數個格子區域彼此分離配置之第1格子構件；前述第1測量部，包含對前述第1格子構件照射測量光束之讀頭；前述第2被測量部，包含在前述第2方向上複數個格子區域彼此分離配置之第2格子構件；前述第2測量部，包含對前述第2格子構件照射測量光束之讀頭。
  28. 如申請專利範圍第26或27項之曝光裝置，其中，前述第1被測量部設於前述移動體上。
  29. 如申請專利範圍第26至28項中任一項之曝光裝置，其中，前述第2被測量部設於保持前述光學系之保持構件。
  30. 如申請專利範圍第1至29項中任一項之曝光裝置，其中，使用能量光束作為前述照明光於前述物體形成既定圖案。
  31. 如申請專利範圍第1至30項中任一項之曝光裝置，其中，前述物體係用於平面顯示器之基板。
  32. 如申請專利範圍第31項之曝光裝置，其中，前述基板，其至少一邊之長度或對角長為500mm以上。
  33. 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32中任一項之曝光裝置使前述物體曝光之動 作；以及使曝光後之前述物體顯影之動作。
  34. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍第1至32項中任一項之曝光裝置使前述物體曝光之動作；以及使曝光後之前述物體顯影之動作。
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