TW201723674A - 移動體裝置、曝光裝置、平面顯示器之製造方法、及元件製造方法、以及物體之移動方法 - Google Patents

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Abstract

使基板(P)移動之基板載台裝置(20)具備：支承基板之彼此不同之區域之非接觸保持具(32)及基板載具(40)、使非接觸保持具及基板載具移動之第1驅動系、使基板載具相對非接觸保持具移動之第2驅動系、包含求出基板載具之位置資訊之編碼器系統之測量系(70)、以及根據測量系之輸出進行基板載具之位置控制之控制系。非接觸保持具，將基板支承成基板能相對非接觸保持具移動，基板載具保持基板，與第2驅動系所致之移動對應地使基板相對非接觸保持具移動。

Description

移動體裝置、曝光裝置、平面顯示器之製造方法、及元件製造方法、以及物體之移動方法
本發明係關於移動體裝置、曝光裝置、平面顯示器之製造方法、及元件製造方法、以及物體之移動方法，更詳言之，係關於使物體移動之移動體裝置及移動方法、包含移動體裝置之曝光裝置、使用曝光裝置之平面顯示器、或元件之製造方法。
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。
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態様，係提供一種移動體裝置，其具備：支承部，係以非接觸方式支承物體；保持部，保持被前述支承部以非接觸方式支承之前述物體；第1驅動部，係使前述保持部往彼此交叉之第1及第2方向移動；基準構件，作為前述保持部往前述第1及第2方向之移動的基準；第1測量部，具有：具有前述第1方向之測量成分之第1格子部、以及配置成對向於前述第1格子部且對前述第1格子部照射測量光束之第1讀頭，前述第1格子部與前述第1讀頭中之一方設於前述保持部，前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方設於前述基準構件與前述保持部之間，藉由前述第1讀頭及前述第1格子構件測量前述第1讀頭之位置資訊；第2測量部，測量前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方之位置資訊；以及位置測量系，根據以前述第1及第2測量部測量之位置資訊，求出在前述第1及第2方向中保持前述物體之前述保持部之位置資訊。
根據本發明之第2態様，係提供一種曝光裝置，其具備：第1態樣之移動體裝置；以及使用能量束於前述物體形成既定圖案之圖案形成裝置。
根據本發明之第3態様，係提供一種平面顯示器製造方法， 其包含：使用第2態樣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4態様，係提供一種元件製造方法，其包含：使用第2態樣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5態様，係提供一種物體移動方法，其包含：藉由支承部以非接觸方式支承物體的動作；藉由保持部保持被前述支承部以非接觸方式支承之前述物體的動作；藉由第1驅動部使前述保持部往彼此交叉之第1及第2方向移動的動作；藉由第1測量部，使用第1讀頭及第1格子構件測量前述第1讀頭之位置資訊的動作；該第1測量部具有：具有前述第1方向之測量成分之前述第1格子部、以及配置成對向於前述第1格子部且對前述第1格子部照射測量光束之前述第1讀頭，前述第1格子部與前述第1讀頭中之一方設於前述保持部，前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方設於作為前述保持部往前述第1及第2方向移動之基準的基準構件與前述保持部之間；藉由第2測量部測量前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方之位置資訊的動作；以及根據以前述第1及第2測量部測量之位置資訊，求出在前述第1及第2方向中保持前述物體之前述保持部之位置資訊的動作。
10‧‧‧液晶曝光裝置
20‧‧‧基板載台裝置
32‧‧‧非接觸保持具
40‧‧‧基板載具
48‧‧‧標尺板
70‧‧‧基板位置測量系
76‧‧‧Y滑件
78x,80x‧‧‧X編碼器讀頭
78y,80y‧‧‧Y編碼器讀頭
82‧‧‧標尺板
P‧‧‧基板
圖1係概略顯示第1實施形態之液晶曝光裝置構成的圖。
圖2係顯示圖1之A-A線剖面圖。
圖3係顯示圖1之液晶曝光裝置所具備之基板載台裝置之詳細的圖。
圖4係基板載台裝置之要部放大圖。
圖5係圖1之液晶曝光裝置所具備之基板位置測量系之概念圖。
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係用以說明基板載台裝置之動作(往-Y方向之步進動作)的圖。
圖8(a)及圖8(b)係用以說明在曝光動作時之基板載台裝置之動作(其1)的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
圖9(a)及圖9(b)係用以說明在曝光動作時之基板載台裝置之動作(其2)的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
圖10(a)及圖10(b)係用以說明在曝光動作時之基板載台裝置之動作(其3)的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
圖11係第2實施形態之基板位置測量系之概念圖。
圖12(a)及圖12(b)係顯示第3實施形態之基板載台裝置的圖(分別為剖面圖、俯視圖)。
《第1實施形態》
以下，使用圖1~圖10(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圖案之光罩M之光罩載台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分別被掃描之方向作為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軸方向來進行說明。又，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。
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。亦即，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14保持光透過型之光罩M。主控制裝置50(參照圖6)，透過包含例如線性馬達之光罩載台驅動系52(參照圖6)將光罩載台14(亦即光罩M)相對照明系12(照明光IL)往X軸方向(SCAN方向)以既定長行程驅動，且微幅驅動於Y軸方向及θ z方向。光罩載台14在水平面內之位置資訊，藉由包含例如雷射干涉儀之光罩載台位置測量系54(參照圖6)來求出。
投影光學系(投影系)16，配置於光罩載台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，具備例如形成正立正像之兩側遠心之複數個光學系。從投影光學系16投射至基板P之照明光IL之光軸AX係與Z軸平行。
液晶曝光裝置10，在藉由被來自照明系12之照明光IL照明位於既定照明區域內之光罩M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(部分圖案之像)形成於基板P上之曝光區域。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。此處，光罩M上之照明區域與基板P上之曝光區域(照明光之照射區域)，係藉由投影光學系16而成為彼此在光學上共軛之關係。
裝置本體18，係支承上述光罩載台14及投影光學系16的部分，透過複數個防振裝置18d而設置於潔淨室之地F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(圖1中由於重疊於紙面深度方向故一方未圖示。參照圖2)、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)高精度地定位的部分，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，且微幅驅動於6自由度方向。基板載台裝置20，具備底框22、粗動載台24、重量消除裝置26、X導桿28、基板平台30、非 接觸保持具32、一對輔助平台34、基板載具40等。
底框22具備一對X柱22a。X柱22a由延伸於X軸方向之YZ剖面矩形之構件構成。一對X柱22a，在Y軸方向以既定間隔配置，在分別透過腳部22b而與裝置本體18物理性分離(在振動上絶緣)的狀態下設置於地F上。一對X柱22a及腳部22b，分別藉由連接構件22c而連接為一體。
粗動載台24，係用以將基板P往X軸方向以長行程驅動之部分，與上述一對X柱22a對應地具備一對X托架24a。X托架24a形成為YZ剖面倒L字狀，透過複數個機械式線性導引裝置24c而載置於對應之X柱22a上。
一對X托架24a，係透過用以驅動基板平台30之基板平台驅動系56(參照圖6)一部分亦即X線性致動器並藉由主控制裝置50(參照圖6)，沿著對應之X柱22a往X軸方向被以既定長行程(基板P在X軸方向之長度之1~1.5倍程度)同步驅動。用以驅動X托架24a之X線性致動器之種類能適當變更，圖2中，雖使用包含例如X托架24a所具有之可動件與對應之X柱22a所具有之固定件之線性馬達24d，但並不限於此，亦能使用例如進給螺桿(滾珠螺桿)裝置等。
又，如圖2所示，粗動載台24具有一對Y固定件62a。Y固定件62a由延伸於Y軸方向之構件構成(參照圖1)。一方之Y固定件62a係在粗動載台24之+X側端部近旁，另一方之Y固定件62a則在粗動載台24之-X側端部近旁，分別架設於一對X托架24a上(參照圖1)。Y固定件62a之功能留待後述。
重量消除裝置26，插入於粗動載台24所具有之一對X托架24a間，從下方支承包含基板平台30及非接觸保持具32之系統之自重。關於重量消除裝置26之詳細，由於揭示於例如美國專利申請公開第2010/0018950號說明書，因此省略說明。重量消除裝置26，係透過從該重量消除裝置26呈放射狀延伸之複數個連接裝置26a(亦稱為撓曲裝置)，對粗動載台24以機械方式連接，藉由被粗動載台24牽引，而與粗動載台24一體地移動於X軸方向。此外，重量消除裝置26，雖係透過從該重量消除裝置26呈放射狀延伸之連接裝置26a連接於粗動載台24，但由於僅移動於X軸方向，因此亦可為藉由延伸於X方向之連接裝置26a而連接於粗動載台24的構成。
X導桿28係作為重量消除裝置26移動時之平台發揮功能的部分。X導桿28由延伸於X軸方向之構件所構成，如圖1所示，插入底框22所具有之一對X柱22a間，固定於裝置本體18所具有之一對下架台部18b上。在Y軸方向，X導桿28之中心與藉由照明光IL而生成於基板P上之曝光區域之中心大致一致。X導桿28之上面設定為與XY平面(水平面)平行。上述重量消除裝置26，係透過例如空氣軸承26b以非接觸狀態載置於X導桿28上。粗動載台24在底框22上移動於X軸方向時，重量消除裝置26係在X導桿28上移動於X軸方向。
基板平台30，由在俯視時以X軸方向為長邊方向之矩形板狀(或箱形)之構件構成，如圖2所示，以中央部透過球面軸承裝置26c相對XY平面擺動自如之狀態被重量消除裝置26從下方以非接觸方式支承。又，如圖1所示，於基板平台30連接有一對輔助平台34(圖2中未圖 示)。關於一對輔助平台34之功能，留待後述。
返回圖2，基板平台30係基板平台驅動系56(參照圖6)之一部分，藉由包含粗動載台24所具有之固定件與基板平台30本身所具有之可動件的複數個線性馬達30a(例如音圈馬達)，而相對粗動載台24，被往相對水平面(XY平面)交叉之方向、亦即Z軸方向、θ x方向、及θ y方向(以下稱為Z傾斜方向)適當微幅驅動。
基板平台30，係透過從基板平台30呈放射狀延伸之複數個連接裝置30b(撓曲裝置)對粗動載台24以機械方式連接。連接裝置30b包含例如球接合件，以避免阻礙基板平台30相對粗動載台24之往Z傾斜方向之微小行程的相對移動。又，在粗動載台24往X軸方向以長行程移動之情形時，係透過上述複數個連接裝置30b而被粗動載台24牽引，藉此粗動載台24與基板平台30一體地移動於X軸方向。此外，基板平台30由於不往Y軸方向移動，因此亦可非透過對粗動載台24呈放射狀延伸之連接裝置30b，而係透過在X軸方向平行之複數個連接裝置30b連接於粗動載台24。
非接觸保持具32，係由在俯視時以X軸方向為長邊方向之矩形板狀(或箱形)構件構成，以其上面從下方支承基板P。非接觸保持具32，具有使基板P不產生撓曲、皺紋等(予以平面矯正)之功能。非接觸保持具32固定於基板平台30之上面，與上述基板平台30一體地往X軸方向以長行程移動，且微幅移動於Z傾斜方向。
非接觸保持具32之上面(基板支承面)中之四邊各自之長度設定為與基板P四邊各自之長度大致相同(實際係略短)。是以，非接觸 保持具32，能從下方支承基板P之大致整體，具體而言，能從下方支承基板P上之曝光對象區域(基板P之除了形成於端部近旁之空白區域以外的區域)。
設置於基板載台裝置20外部之未圖示之加壓氣體供給裝置與真空吸引裝置，係透過例如管(tube)等之配管構件連接於非接觸保持具32。又，於非接觸保持具32之上面(基板載置面)形成有複數個與上述配管構件連通之微小孔部。非接觸保持具32，係藉由將從上述加壓氣體供給裝置供給之加壓氣體(例如壓縮空氣)透過上述孔部(之一部分)對基板P下面噴出而使基板P浮起。又，非接觸保持具32，係與上述加壓氣體之噴出併用，藉由從上述真空吸引裝置供給之真空吸引力，來吸引基板P之下面與基板支承面間之空氣。藉此，係於基板P作用荷重(預裝載)，而沿著非接觸保持具32之上面被平面矯正。不過，由於在基板P與非接觸保持具32間形成間隙，因此不會阻礙基板P與非接觸保持具32在與水平面平行之方向之相對移動。
基板載具40係保持基板P之部分，使該基板P相對照明光IL(參照圖1)移動於水平面內之3自由度方向(X軸方向、Y軸方向、及θ z方向)。基板載具40，形成為在俯視時為矩形之框狀(畫框狀)，在保持有基板P端部(外周緣部)近旁之區域(空白區域)之狀態下，相對非接觸保持具32沿著XY平面移動。以下，使用圖3說明基板載具40之詳細。
基板載具40如圖3所示，具備一對X框架42x與一對Y框架42y。一對X框架42x，分別由延伸於X軸方向之平板狀構件所構成，於Y軸方向以既定(較基板P及非接觸保持具32在Y軸方向之尺寸寬)間隔 配置。又，一對Y框架42y，分別由延伸於Y軸方向之平板狀構件所構成，於X軸方向以既定(較基板P及非接觸保持具32在X軸方向之尺寸寬)間隔配置。
+X側之Y框架42y，係透過間隔件42s連接於一對X框架42x各自之+X側端部近旁。同樣地，-X側之Y框架42y，係透過間隔件42s連接於一對X框架42x各自之-X側端部近旁中之下面。藉此，一對Y框架42y上面之高度位置(Z軸方向之位置)，設定為較一對X框架42x下面之高度位置低(-Z側)。
又，於一對X框架42x各自之下面，在X軸方向分離安裝有一對吸附墊44。是以，基板載具40，合計具有例如四個吸附墊44。吸附墊44，係從一對X框架42x彼此相向之面往彼此對向之方向(基板載具40之內側)突出配置。例如四個之吸附墊44，其水平面內之位置(對X框架42x之安裝位置)被設定成以基板P插入一對X框架42x間之狀態從下方支承該基板P之四角部近旁(空白區域)。於例如四個之吸附墊44分別連接有未圖示之真空吸引裝置。吸附墊44，藉由從上述真空吸引裝置供給之真空吸引力而吸附保持基板P之下面。此外，吸附墊44之數目並不限定於此，係能適當變更。
此處，如圖2所示，在組合有非接觸保持具32與基板載具40之狀態下，基板P，係藉由基板載具40所具有之吸附墊44而從下方被支承(吸附保持)四角部近旁，且包含中央部之大致全面被非接觸保持具32從下方以非接觸方式支承。在此狀態下，基板P之+X側及-X側之端部，係從非接觸保持具32之+X側及-X側之端部分別突出，例如四個之吸附 墊44(圖2中一部分未圖示)，係吸附保持該基板P之從非接觸保持具32突出之部分。亦即，吸附墊44，其對X框架42x之安裝位置被設定成在X軸方向位於非接觸保持具32外側。
其次說明用以驅動基板載具40之基板載具驅動系60(參照圖6)。本實施形態中，主控制裝置50(參照圖6)係透過該基板載具驅動系60，將基板載具40相對於非接觸保持具32往Y軸方向以長行程驅動，且微幅驅動於水平面內之3自由度方向。又，主控制裝置50，係透過上述之基板平台驅動系56(參照圖6)與基板載具驅動系60，將非接觸保持具32與基板載具40往X軸方向一體地(同步地)驅動。
基板載具驅動系60如圖2所示具備一對Y線性致動器62，該Y線性致動器62包含上述之粗動載台24所具有之Y固定件62a、及與該Y固定件62a協同地產生Y軸方向之推力之Y可動件62b。於一對Y線性致動器62各自之Y可動件62b，如圖4所示安裝有Y固定件64a與X固定件66a。
Y固定件64a，構成與安裝於基板載具40(Y框架42y之下面)之Y可動件64b協同地對基板載具40賦予Y軸方向之推力的Y音圈馬達64。又，X固定件66a，構成與安裝於基板載具40(Y框架42y之下面)之X可動件66b協同地對基板載具40賦予X軸方向之推力的X音圈馬達66。如此，基板載台裝置20，係於基板載具40之+X側及-X側分別具有各一個Y音圈馬達64與X音圈馬達66。
此處，在基板載具40之+X側與-X側，Y音圈馬達64及X音圈馬達66，分別以基板P之重心位置為中心配置成點對稱。是以，在 使用基板載具40之+X側之X音圈馬達66與基板載具40之-X側之X音圈馬達66對基板載具40作用往X軸方向之推力時，可得到與對基板P之重心位置作用往與X軸方向平行之推力者相同之効果，亦即能抑制對基板載具40(基板P)作用θ z方向之力矩。此外，關於一對Y音圈馬達64，由於隔著在X軸方向之基板P之重心(線)配置，因此不會對基板載具40作用θ z方向之力矩。
基板載具40，係透過上述一對Y音圈馬達64及一對X音圈馬達66，藉由主控制裝置50(參照圖6)而相對粗動載台24(亦即非接觸保持具32)被往水平面內之3自由度方向微幅驅動。又，主控制裝置50，在粗動載台24(亦即非接觸保持具32)往X軸方向以長行程移動時，係使用上述一對X音圈馬達66對基板載具40賦予X軸方向之推力，以使非接觸保持具32與基板載具40一體地往X軸方向以長行程移動。
又，主控制裝置50(參照圖6)，係使用上述一對Y線性致動器62及一對Y音圈馬達64，使基板載具40相對於非接觸保持具32往Y軸方向以長行程相對移動。具體說明之，主控制裝置50，係一邊使一對Y線性致動器62之Y可動件62b移動於Y軸方向，一邊使用包含安裝於該Y可動件62b之Y固定件64a的Y音圈馬達64使Y軸方向之推力作用於基板載具40。藉此，基板載具40，係與非接觸保持具32獨立(分離)地往Y軸方向以長行程移動。
如上述，本實施形態之基板載台裝置20中，保持基板P之基板載具40，係在X軸(掃描)方向與非接觸保持具32一體地以長行程移動，在Y軸方向，則與非接觸保持具32獨立地以長行程移動。此外，從圖 2可知，雖吸附墊44之Z位置與非接觸保持具32之Z位置一部分重複，但基板載具40相對非接觸保持具32以長行程移動之方向僅為Y軸方向，因此不會有吸附墊44與非接觸保持具32接觸之虞。
又，在基板平台30(亦即非接觸保持具32)被驅動於Z傾斜方向之情形時，被非接觸保持具32平面矯正後之基板P，由於係與非接觸保持具32一起在Z傾斜方向變化姿勢，因此吸附保持基板P之基板載具40，會與該基板P一起在Z傾斜方向變化姿勢。此外，亦可藉由吸附墊44之彈性變形使基板載具40之姿勢不變化。
返回圖1，一對輔助平台34，係在基板載具40與非接觸保持具32分離而往Y軸方向相對移動時與非接觸保持具32協同動作而支承該基板載具40所保持之基板P之下面及基板載具40(X框架42x)的裝置。如上所述，基板載具40，由於係在保持有基板P之狀態下相對非接觸保持具32移動，因此在從例如圖1所示之狀態基板載具40往+Y方向移動後，基板P之+Y側之端部近旁則變得不被非接觸保持具32支承。因此，基板載台裝置20，為了抑制上述基板P中不被非接觸保持具32支承之部分之自重所導致之彎曲，係使用一對輔助平台34中之一方從下方支承該基板P。一對輔助平台34，除了配置成紙面左右對稱這點以外，其餘實質上為相同構造。
輔助平台34如圖3所示具有複數個氣浮單元36。此外，本實施形態中，氣浮單元36雖形成為延伸於Y軸方向之棒狀，複數個氣浮單元36係在X軸方向隔著既定間隔配置的構成，但只要能抑制因基板P自重所導致之彎曲，則其形狀、數目、配置等不特別限定。複數個氣浮單元36 如圖4所示，被從基板平台30側面突出之臂狀支承構件36a從下方支承。於複數個氣浮單元36與非接觸保持具32之間形成有微小間隙。
氣浮單元36上面之高度位置設定為與非接觸保持具32上面之高度位置大致相同(或略低)。氣浮單元36，藉由從其上面對基板P下面噴出氣體(例如空氣)而以非接觸方式支承該基板P。此外，上述之非接觸保持具32，雖係使預裝載作用於基板P來進行基板P之平面矯正，但氣浮單元36，由於只要能抑制基板P之彎曲即可，因此亦可單僅對基板P下面供給氣體，而不特別管理在氣浮單元36上之基板P之高度位置。
其次，說明用以測量基板P(基板載具40)在6自由度方向之位置資訊之基板位置測量系70(參照圖6)。本實施形態之基板位置測量系70如圖1所示具有一對讀頭單元72。一方之讀頭單元72配置於投影光學系16之-Y側，另一方之讀頭單元72配置於投影光學系16之+Y側。
一對讀頭單元72之各個，係使用基板載具40所具有之反射型繞射格子來求出基板P在水平面內之位置資訊(X軸方向及Y軸方向之位置資訊、以及θ z方向之旋轉量資訊)。與一對讀頭單元72對應地，於基板載具40之一對X框架42x各自之上面，如圖3所示貼附有複數個(圖3中為例如六片)標尺板46。標尺板46係延伸於X軸方向之俯視帶狀之構件。標尺板46之X軸方向長度較X框架42x之X軸方向長度短，複數個標尺板46在X軸方向相隔既定間隔(彼此分離地)排列。
圖5顯示-Y側之X框架42x及對應此之讀頭單元72。於固定於X框架42x上之複數個標尺板46之各個形成有X標尺48x與Y標尺48y。X標尺48x形成於標尺板46之-Y側之一半區域，Y標尺48y形成於 標尺板46之+Y側之一半區域。X標尺48x具有反射型X繞射格子，Y標尺48y具有反射型Y繞射格子。此外，圖5中為了容易理解，形成X標尺48x、Y標尺48y之複數條格子線間之間隔(節距)圖示成較實際寬。
讀頭單元72，如圖4所示具備Y線性致動器74、藉由該Y線性致動器74而相對投影光學系16(參照圖1)被往Y軸方向以既定行程驅動之Y滑件76、以及固定於Y滑件76之複數個測量讀頭(X編碼器讀頭78x,80x、Y編碼器讀頭78y,80y、Z感測器讀頭78z,80z)。除了在圖1及圖4中構成為紙面左右對稱這點除外，一對讀頭單元72為相同構成。又，分別固定於一對X框架42x上之複數個標尺板46，亦在圖1及圖4中構成為左右對稱。
Y線性致動器74固定於裝置本體18所具有之上架台部18a之下面。Y線性致動器74，具備將Y滑件76往Y軸方向直進導引之線性導件與對Y滑件76賦予推力之驅動系。線性導件之種類雖無特別限定，但較佳為重複再現性高之空氣軸承。又，驅動系之種類亦無特別限定，能使用例如線性馬達、皮帶(或金屬線)驅動裝置等。
Y線性致動器74係由主控制裝置50(參照圖6)控制。Y線性致動器74所致之Y滑件76往Y軸方向之行程量，設定為與基板P(基板載具40)往Y軸方向之行程量同等。
讀頭單元72，如圖5所示具備一對X編碼器讀頭78x(以下稱為「X讀頭78x」)、一對Y編碼器讀頭78y(以下稱為「Y讀頭78y」)、以及一對Z感測器讀頭78z(以下稱為「Z讀頭78z」)。一對X讀頭78x、Y讀頭78y、Z讀頭78z，分別在X軸方向相隔既定距離分離配置。
X讀頭78x及Y讀頭78y，係例如美國專利申請公開第2008/0094592號說明書所開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48x、Y標尺48y)朝下(-Z方向)照射測量光束，並接收來自該標尺之光束(返回光)，藉此將基板載具40之位移量資訊供給至主控制裝置50(參照圖6)。
亦即，基板位置測量系70(參照圖6)，係構成用以藉由一對讀頭單元72所具有之合計例如四個之X讀頭78x、對向於該X讀頭78x之X標尺48x來求出基板載具40在X軸方向之位置資訊的例如四個X線性編碼器系統。同樣地，係構成用以藉由一對讀頭單元72所具有之合計例如四個之Y讀頭78y、對向於該Y讀頭78y之Y標尺48y來求出基板載具40在Y軸方向之位置資訊的例如四個Y線性編碼器系統。
此處，一對讀頭單元72分別所具有之一對X讀頭78x及一對Y讀頭78y各自在X軸方向之間隔設定為較相鄰之標尺板46間之間隔寬。藉此，X編碼器系統及Y編碼器系統，不論基板載具40之X軸方向之位置為何，一對X讀頭78x中始終有至少一方對向於X標尺48x且一對Y讀頭78y中有至少一方始終對向於Y標尺48y。
具體而言，主控制裝置50(參照圖6)，係在一對X讀頭78x均對向於X標尺48x之狀態下，根據該一對X讀頭78x之輸出之平均值求出基板載具40之X位置資訊。又，主控制裝置50，在僅一對X讀頭78x之一方對向於X標尺48x之狀態下，係僅根據該一方之X讀頭78x之輸出求出基板載具40之X位置資訊。是以，X編碼器系統，能將基板載具40之位置資訊不中斷地供給至主控制裝置50。關於Y編碼器系統亦相同。
又，作為用以求出基板載具40(亦即基板P。參照圖3)之Z傾斜方向之位置資訊之一對Z感測器讀頭78z，能使用例如雷射位移儀。此處，固定在對應-Y側之讀頭單元72之X框架42x上的複數個標尺板46，係在該X框架42x之上面中配置於+Y側之區域(參照圖1)。藉此，在X框架42x上面之-Y側區域，形成有未安裝有標尺板46之延伸於X軸方向之帶狀區域。
接著，在X框架42x上面之上述帶狀區域，係藉由例如鏡面加工而作成反射面。一對Z讀頭78z均對上述反射面(朝下)照射測量光束，並接收來自該反射面之反射光束，藉此求出在該測量光束之照射點之基板載具40於Z軸方向之位移量資訊並供給至主控制裝置50(參照圖6)。主控制裝置50(參照圖6)，係根據一對讀頭單元72分別所具有之一對Z讀頭78z、亦即合計為例如四個之Z讀頭78z之輸出，求出基板載具40在Z傾斜方向之位置資訊。此外，Z讀頭78z之種類，只要能以所欲精度(分析能力)且以非接觸方式測量以裝置本體18(參照圖1)作為基準之基板載具40(更詳細而言為X框架42x)在Z軸方向之位移，則無特別限定。
此處，如上所述，本實施形態之基板載具40，由於亦能在Y軸方向以既定長行程移動，因此主控制裝置50(參照圖6)，係以維持X讀頭78x、Y讀頭78y之各個與對應之標尺48x,48y之對向狀態之方式，與基板載具40在Y軸方向之位置相應地將一對讀頭單元72各自之Y滑件76(參照圖4)以追隨基板載具40之方式透過Y線性致動器74(參照4)驅動於Y軸方向(參照圖7)。主控制裝置50，將Y滑件76(亦即各讀頭78x,78y)之位移量(位置資訊)與來自各讀頭78x,78y之輸出合併，綜合地求出基板 載具40之水平面內之位置資訊。
Y滑件76(參照圖4)在水平面內之位置(位移量)資訊，係藉由與使用了上述X讀頭78x、Y讀頭78y之編碼器系統同等之測量精度之編碼器系統96來求出。Y滑件76，如從圖4及圖5可知，具有一對X編碼器讀頭80x(以下稱為「X讀頭80x」)及一對Y編碼器讀頭80y(以下稱為「Y讀頭80y」)。一對X讀頭80x及一對Y讀頭80y，分別在Y軸方向相隔既定距離分離配置。
主控制裝置50(參照圖6)，係使用固定於裝置本體18之上架台部18a(分別參照圖1)下面之複數個標尺板82，求出Y滑件76在水平面內之位置資訊。標尺板82，由延伸於Y軸方向之俯視帶狀之構件所構成。本實施形態中，於一對讀頭單元72各自之上方，在Y軸方向相隔既定間隔(彼此分離地)配置有例如兩片標尺板82。
如圖5所示，於標尺板82下面中之+X側區域，與上述一對X讀頭80x對向地形成有X標尺84x，於標尺板82下面中之-X側區域，與上述一對Y讀頭80y對向地形成有Y標尺84y。X標尺84x，Y標尺84y，係與形成於上述標尺板46之X標尺48x，Y標尺48y實質上相同構成之光反射型繞射格子。又，X讀頭80x、Y讀頭80y亦為與上述X讀頭78x、Y讀頭78y(朝下讀頭)相同構成之繞射干渉方式之編碼器讀頭。
一對X讀頭80x及一對Y讀頭80y，係對對應之標尺(X標尺84x、Y標尺84y)朝上方(+Z方向)照射測量光束，並接收來自該標尺之光束，藉此將Y滑件76(參照圖4)在水平面內之位移量資訊供給至主控制裝置50(參照圖6)。一對X讀頭80x及一對Y讀頭80y各自在Y軸 方向之間隔設定為較相鄰之標尺板82間之間隔寬。藉此，不論Y滑件76之Y軸方向之位置為何，一對X讀頭80x中始終有至少一方對向於X標尺84x且一對Y讀頭80y中有至少一方始終對向於Y標尺84y。是以，能將Y滑件76之位置資訊不中斷地供給至主控制裝置50(參照圖6)。
此處，如圖4所示，讀頭單元72中，Y滑件76由於係藉由線性導件裝置而被往Y軸方向直進導引之構成，因此固定於該Y滑件76之複數個測量讀頭(X讀頭78x,80x、Y讀頭78y,80y、Z讀頭78z,80z)有可能產生傾斜。是以，主控制裝置50(參照圖6)係使用安裝於Y滑件76之例如四個Z感測器讀頭80z(以下稱為「Z讀頭80z」)，求出與Y滑件76之傾斜(傾倒)量相關之資訊(亦包含與光軸方向之位移量相關之資訊)，且以抵消該Y滑件76傾斜(測量光之光軸之偏移)之方式，根據例如四個之感測器讀頭80z之輸出修正各測量讀頭(X讀頭78x,80x、Y讀頭78y,80y、Z讀頭78z)。此外，本實施形態中，例如四個感測器讀頭80z(朝上讀頭)雖配置於不在同一直線上之四處，但並不限於此，亦可將例如三個感測器讀頭80z配置於不在同一直線上之三處。
本實施形態中，作為感測器讀頭80z(朝上感測器)，例如係使用與感測器讀頭78z相同之雷射位移儀，使用固定於上架台部18a(參照圖9、圖11)下面之未圖示之目標(延伸於Y軸方向之反射面)(亦即以上架台部18a作為基準)求出與Y滑件76之傾斜量相關之資訊。此外，只要能以所欲之精度求出與Y滑件76傾斜量相關之資訊，則感測器讀頭80z之種類並不特別限定。又，本實施形態中，由於例如兩片標尺板82係在Y軸方向分離配置，因此雖使用與標尺板82不同之其他目標，但在使用較本 實施形態之標尺板82長條之一片標尺板之情形時，亦可將該長條標尺板之格子面作為目標(反射面)使用。
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50之輸出入關係的方塊圖。主控制裝置50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50(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(基板載具40，及非接觸保持具32)上之裝載。其後，藉由主控制裝置50，使用未圖示之對準檢測系執行對準測量、以及使用未圖示之自動聚焦感測器(基板P之面位置測量系)之聚焦匹配，在該對準測量及聚焦匹配結束後，對設定於基板P上之複數個照射區域依序進行步進掃描(step and scan)方式之曝光動作。此外，雖說明液晶曝光裝置10係在事前進行用以定位基板P之Z方向位置之聚焦匹配，但亦可不事前進行，而係一邊進行掃描曝光動作、一邊在進行掃描曝光前一刻隨時進行聚焦匹配。
其次，使用圖8(a)~圖10(b)說明曝光動作時之基板載台裝置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。又，本實施形態中，曝光處理，作為一例係說明從設定在基板P之-Y側且+X側之第1照射區域S1開始進行。又，為了避免圖示過於複雜，圖8(a)~圖10(b)中係省略了基板載台裝置20所具有之要素之一部分。
圖8(a)及圖8(b)分別顯示對準動作等完畢且對第1照射區域S1之曝光動作之準備結束的狀態之基板載台裝置20之俯視圖及前視圖。基板載台裝置20，如圖8(a)所示，係以第1照射區域S1之+X側之端部位於較藉由來自投影光學系16之照明光IL(分別參照圖8(b))之照射而形成於基板P上之曝光區域IA(其中，在圖8(a)所示之狀態下，仍未對基板P照射照明光IL)略靠-X側之方式，根據基板位置測量系70(參照圖6)之輸出將基板P定位。
又，由於在Y軸方向，曝光區域IA之中心與X導桿28(亦即非接觸保持具32)之中心大致一致，因此保持於基板載具40之基板P之+Y側端部近旁係從非接觸保持具32突出。基板P之該突出部分係被非接觸保持具32之+Y側所配置之輔助平台34從下方予以支承。此時，基板P之+Y側端部近旁雖不進行非接觸保持具32之平面矯正，但由於包含曝光對象之第1照射區域S1之區域，係維持已進行平面矯正之狀態，因此不會影響曝光精度。
其次，從圖8(a)及圖8(b)所示之狀態，與光罩M(參照圖1)同步地，如圖9(a)及圖9(b)所示，基板載具40與非接觸保持具32根據基板位置測量系70(參照圖6)之輸出在X導桿28上往+X方向一體地(同步地)被驅動(加速、等速驅動及減速)(參照圖9(a)之黑箭頭)。在基板載具40與非接觸保持具32被往X軸方向等速驅動之期間，通過光罩M(參照圖1)及投影光學系16之照明光IL(分別參照圖9(b))照射於基板P，藉此光罩M所具有之光罩圖案轉印於照射區域S1。此時，基板載具40，係與上述對準測量之結果相應地，相對非接觸保持具32被往 水平面內3自由度方向適當微幅驅動，非接觸保持具32，係與上述聚焦匹配之結果相應地被往Z傾斜方向適當微幅驅動。
此處，基板位置測量系70(參照圖6)中，在基板載具40與非接觸保持具32被往X軸方向(圖9(a)中為+X方向)驅動時，一對讀頭單元72各自所具有之Y滑件76為靜止狀態。
在對基板P上之第1照射區域S1之光罩圖案之轉印完畢後，基板載台裝置20，係如圖10(a)及圖10(b)所示，為了對設定在第1照射區域S1之+Y側之第2照射區域S2進行曝光動作，而根據基板位置測量系70(參照圖6)之輸出將基板載具40相對非接觸保持具32往-Y方向驅動(Y步進驅動)既定距離(基板P之寬度方向尺寸之大致一半距離)(參照圖10(a)之白箭頭)。藉由上述基板載具40之Y步進動作，保持於基板載具40之基板P之-Y側端部近旁係被配置於非接觸保持具32之-Y側之輔助平台34從下方予以支承。
又，主控制裝置50(參照圖6)，在將上述基板載具40往-Y方向驅動時，係將一對讀頭單元72各自所具有之Y滑件76(分別參照圖4)在Y軸方向與基板載具40同步地驅動於-Y方向(參照圖10(a)之黑箭頭)。亦即，如圖7所示，在基板載具40往-Y方向以既定行程移動後，一對Y滑件76係與基板載具40同步地往-Y方向移動。此處，本說明書中所謂「同步地移動」，係意指基板載具40與Y滑件76以大略維持相對位置關係之狀態移動，並非限定於以位置(移動方向及速度)嚴謹地一致之狀態移動之情形。
以下，雖未圖示，但藉由與光罩M(參照圖1)同步地，基 板載具40與非接觸保持具32被往-X方向驅動，來進行對第2照射區域S2之掃描曝光。又，藉由適當地反覆與基板載具40之Y步進動作及光罩M同步之基板載具40與非接觸保持具32往X軸方向之等速移動，來依序進行對設定在基板P上之全照射區域之掃描曝光動作。
根據以上說明之本第1實施形態之液晶曝光裝置10所具有之基板載台裝置20，用以求出基板P在XY平面內之位置資訊之基板位置測量系70由於包含編碼器系統，因此相較於例如習知之干涉儀系統，能減低空氣波動之影響。是以，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基板載台裝置20，但本實施形態之編碼器系統48，由於不需要上述棒反射鏡，因此包含基板載具40之系可小型輕量化，且重量平衡亦變佳，藉此基板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。
又，本實施形態之基板位置測量系70(編碼器系統)，由於係藉由將一對讀頭單元72各自之Y滑件76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70之構成，而能降低成本。
又，本實施形態之基板位置測量系70(編碼器系統)，由於 係一邊將相鄰之一對編碼器讀頭(X讀頭78x、Y讀頭78y)之輸出依據基板載具40之X位置適當地切換、一邊求出該基板載具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，亦可不中斷地求出基板載具40之位置資訊。是以，不需準備與基板載具40之移動行程同等長度之標尺板，即能降低成本，特別是對於如本實施形態之使用大型基板P之液晶曝光裝置10非常合適。
又，基板載台裝置20，在進行基板P之XY平面內之高精度定位時，由於僅保持該基板P外周緣部之框狀之基板載具40被驅動於水平面內3自由度方向，因此與例如將吸附保持基板P下面整體之基板保持具驅動於水平面內3自由度方向以進行基板P之高精度定位的情形相較，由於驅動對象物(本實施形態中為基板載具40)為輕量，因此位置控制性提升。又，能使驅動用之致動器(本實施形態中為Y音圈馬達64、X音圈馬達66)小型化。
《第2實施形態》
其次使用圖11說明第2實施形態。本第2實施形態之液晶曝光裝置，雖係與上述第1實施形態同樣地，使用編碼器系統求出基板P在水平面內之位置資訊，但在該編碼器系統用(水平面內位置測量系)之讀頭單元與Z傾斜位置測量系用之讀頭單元彼此獨立這點係與上述第1實施形態相異。以下，針對與第1實施形態之相異點進行說明，針對具有與上述第1實施形態相同構成及功能之要素，係賦予與上述第1實施形態相同符號而省略其說明。
本第2實施形態之基板位置測量系70A，係在Y軸方向之投 影光學系16(參照圖1)之一側及另一側分別具有一個讀頭單元72A及兩個讀頭單元72B(圖11中僅圖示一側)。讀頭單元72A在X軸方向之位置係與投影光學系16大致一致。兩個讀頭單元72B，係在X軸方向配置於讀頭單元72A之一側及另一側。
讀頭單元72A，係從上述第1實施形態之讀頭單元72(參照圖5)去除Z讀頭78z、80z而成者。亦即，讀頭單元72A，係藉由一對X讀頭78x及一對Y讀頭78y，使用安裝於基板載具40之複數個標尺板46求出該基板載具40在XY平面內之位置資訊。一對X讀頭78x及一對Y讀頭78y與基板載具40同步移動於Y軸方向、以及其位置資訊藉由一對X讀頭80x及一對Y讀頭80y並使用標尺板82來求出，這些部分由於與上述第1實施形態相同，因此省略說明。
讀頭單元72B，係從上述第1實施形態之讀頭單元72(參照圖5)去除X讀頭78x,80x及Y讀頭78y,80y而成者。亦即，讀頭單元72B，係藉由一對Z讀頭78z使用基板載具40之X框架42x之上面(反射面)來求出該基板載具40在Z傾斜方向之位置資訊。一對Z讀頭78z與基板載具40同步地移動於Y軸方向、以及其姿勢變化藉由例如四個Z讀頭80z並使用固定於裝置本體18(參照圖1)之目標82B來求出，這些部分由於與上述第1實施形態相同，因此省略說明。
根據本第2實施形態，基板P在水平面內之位置測量系用之讀頭單元72A與基板在Z傾斜方向之位置測量系用之讀頭單元72B彼此獨立，因此相較於上述第1實施形態，讀頭單元之構成較為簡易，各測量讀頭之配置容易。
《第3實施形態》
其次，使用圖12(a)及圖12(b)說明第3實施形態。第3實施形態之液晶曝光裝置之構成中，用以將基板P相對投影光學系16(參照圖1)高精度定位之基板載台裝置120之構成係與上述第1實施形態相異。用以求出基板P在6自由度方向之位置資訊之測量系之構成係與上述第1實施形態相同。以下，針對本第3實施形態，僅說明與上述第1實施形態之相異點，針對具有與上述第1實施形態相同構成及功能之要素，係賦予與上述第1實施形態相同符號而省略其說明。
上述第1實施形態中，保持基板P之框狀(畫框狀)之基板載具40能相對於非接觸保持具32，於非掃描方向(Y軸方向)獨立地以既定行程相對移動(參照圖1等)，相較於此，圖12(a)及圖12(b)所示之本第3實施形態中之基板載台裝置120中，基板載具140係在掃描方向(X軸方向)及非掃描方向分別與非接觸保持具32一體地以既定長行程移動，這點係相異。基板載具140能相對於非接觸保持具32在水平面內3自由度方向以微幅行程相對移動這點，則與上述第1實施形態之基板載台裝置20相同。
更詳細說明之，本第3實施形態中，粗動載台124構成為能在X軸及Y軸方向以既定長行程移動。用以使粗動載台124在Y軸方向以長行程移動之構成雖無特別限定，但能使用例如美國專利申請公開第2012/0057140號說明書等所揭示之公知之門型XY載台裝置。又，重量消除裝置26，係以與粗動載台124一體地往X軸及Y軸方向以既定長行程移動之方式連接於粗動載台124。又，X導桿28(參照圖1等)亦能於Y軸方向 以既定長行程移動。用以使X導桿28於Y軸方向以長行程移動之構成雖無特別限定，但例如可以機械方式連接於上述XY載台裝置中之Y載台。粗動載台124與基板平台30係透過複數個連接裝置30b(撓曲裝置)以機械方式(不過係在能於Z傾斜方向微幅移動之狀態)連接這點，係與上述第1實施形態相同。藉此，基板平台30及非接觸保持具32，係與粗動載台124一體地於X軸及Y軸方向以既定長行程移動。
基板載具140具有形成為在俯視時為矩形之框狀的本體部142、與固定於該本體部142上面之吸附部144。吸附部144亦與本體部142同樣地，形成為在俯視時為矩形之框狀。基板P係被吸附部144例如真空吸附保持。上述非接觸保持具32，在相對吸附部144之內壁面形成有既定間隙之狀態下，插入於該吸附部144所具有之開口內。非接觸保持具32使荷重(預裝載)作用於基板P而以非接觸方式予以平面矯正這點，係與上述第1實施形態相同。
又，從基板平台30下面，有複數片(本實施形態中例如為四片)導板148沿著水平面呈放射狀地延伸。基板載具140，係與上述複數個導板148對應地具有包含空氣軸承之複數個墊146，藉由從該空氣軸承對導板148上面噴出之加壓氣體之靜壓，而以非接觸狀態載置於導板148上。在基板平台30被微幅驅動於Z傾斜方向時，上述複數個導板148亦與基板平台30一體地移動(姿勢變化)於Z傾斜方向，在基板平台30之姿勢變化後，該基板平台30、非接觸保持具32、及基板載具140(亦即基板P)之姿勢一體地變化。
又，基板載具140，係透過包含該基板載具140所具有之可 動件與基板平台30所具有之固定件之複數個線性馬達152(X音圈馬達及Y音圈馬達)相對基板平台30被往水平面內之3自由度方向微幅驅動。又，在基板平台30沿著XY平面以長行程移動時，以基板平台30與基板載具140一體地沿著XY平面以長行程移動之方式，藉由上述複數個線性馬達152對基板載具140賦予推力。
在基板載具140之上面之+Y側及-Y側之端部近旁，與上述第1實施形態同樣地，分別固定有複數個標尺板46。使用標尺板46及基板載具140之上面(反射面)求出基板載具140(亦即基板P)之6自由度方向之位置資訊的手法，由於與上述第1實施形態相同，故省略說明。
此外，上述第1~第3實施形態分別說明之構成可適當變更。例如上述各實施形態中，雖於基板載具40上，在X軸方向以既定間隔排列有複數個標尺板46，但亦可使用X軸方向之長度與基板P相同程度之長度之長條標尺板。此情形下，只要針對一對讀頭單元72之各個，分別設有各一個X讀頭78x及Y讀頭78y。在設置複數個標尺板46時，各標尺板46之長度亦可彼此相異。例如，藉由將延伸於X軸方向之標尺板之長度，設定為較照射區域之X軸方向之長度長，即能避免掃描曝光動作時讀頭單元72跨不同標尺板46進行基板P之位置控制。又，在(例如擷取4面之情形與擷取6面之情形)，可在配置於投影光學系16之一側之標尺與配置於另一側之標尺使彼此長度相異。又，於Y軸方向配置有複數個之標尺板，在將相隔既定間隔之間隙相連配置之標尺群(標尺列)，配置複數列於彼此在X軸方向分離之不同位置(例如相對投影光學系16之一側(+X側)之位置與另一側(-X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Y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，在基板載具40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，在基板載具40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，在基板載具40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，雖係藉由X編碼器讀頭78x,80x及Y編碼器讀頭78y,80y，求出基板P及Y滑件76各自在XY平面內之位置資訊，但亦可使用能測量例如Z軸方向之位移量資訊之二維編碼器讀頭(XZ編碼器讀頭或YZ編碼器讀頭)，與基板P及Y滑件76各自在XY平面內之位置資訊一併地求出基板P及Y滑件76各自之Z傾斜位移量資訊。此情形下，能省略用以求出基板P之Z傾斜位置資訊之感測器讀頭78z,80z。此外，此情形下， 為了求出基板P之Z傾斜位置資訊，兩個朝下之Z讀頭必須始終對向於標尺板46，因此較佳為由與X框架42x相同程度之長度之一片長條標尺板構成標尺板46、或將上述二維編碼器讀頭在X軸方向以既定間隔配置例如三個以上。
又，上述各實施形態之編碼器系統中，雖係基板載具40,140具有標尺板46(繞射格子)、讀頭單元72具有測量讀頭之構成，但並不限於此，亦可係基板載具40,140具有測量讀頭，與該測量讀頭同步移動之標尺板安裝於裝置本體18(與上述各實施形態相反之配置)。
又，上述各實施形態中，複數個標尺板46雖係在X軸方向以既定間隔配置，但並不限於此，例如亦可使用以與基板載具40在X軸方向之長度相同程度之長度形成之長條之一片標尺板。此情形下，由於可隨時維持標尺板與讀頭之對向狀態，因此各讀頭單元72所具有之X讀頭78x、Y讀頭78y可分別為一個。關於標尺板82亦相同。又，上述第1實施形態中，雖於X框架42x上面之大致整體安裝有標尺板46，但安裝標尺板46之範圍，可視基板載具40在X軸方向之移動範圍適當變更。亦即，只要在基板載具40之移動範圍內，複數個讀頭能對向於最靠+X側之標尺板46及最靠-X側之標尺板46，則標尺板46之安裝範圍可更短。又，視情況不同，亦可於較X框架42x在X軸方向之長度長之範圍設置複數片(或長條之一片)標尺板，此情形下，可於在X軸方向較X框架42x長之另一構件安裝標尺板46。又，上述各實施形態中，雖係組合由一維標尺與一維讀頭構成之一維編碼器系統來進行二維測量，但並不限於此，可使用二維標尺(XY標尺)與二維讀頭(XY讀頭)所構成之二維編碼器系統。
又，上述各實施形態中，基板載具40之位置資訊及Y滑件76之位置資訊雖係分別藉由編碼器系統來求出，但並不限於此，Y滑件76之位置資訊，亦可藉由例如光干涉儀系統等其他測量系統來求出。
又，上述第1實施形態之基板載台裝置20，雖非接觸保持具32與基板載具40能一體地往X軸(掃描)方向移動，且基板載具40能相對非接觸保持具32往Y軸(非掃描)方向移動，但亦可與此相反地，非接觸保持具32與基板載具40可一體地往Y軸方向移動且基板載具40能相對非接觸保持具32往X軸方向移動。此情形下，只要在掃描曝光動作時，僅使基板載具40往掃描方向以長行程移動即可，由於驅動對象物較輕，因此位置控制性提升。又，能將驅動用之致動器小型化。
又，上述各實施形態中，基板載具40等，雖係沿著基板P外周緣部(四邊)藉由例如四支框架構件(第1實施形態中為一對X框架42x及一對Y框架42y)形成為矩形框狀，但只要能確實地進行基板P之吸附保持，則並不限於此，基板載具40等亦可由沿著例如基板P之外周緣部中之一部分之框架構件來構成。具體而言，基板載具，亦可由沿著基板P之三邊之例如三支框架構件而形成為俯視U字形，或者，亦可由沿著基板P之相鄰兩邊之例如兩支框架構件而形成為俯視L字形。又，基板載具，亦可由沿著基板P之一邊之例如僅一支框架構件來形成。又，基板載具，亦可藉由保持基板P之彼此相異之部分且彼此獨立地進行位置控制之複數個構件來構成。
又，上述各實施形態中，非接觸保持具32雖係以非接觸方式支承基板P，但只要不阻礙基板P與非接觸保持具32在與水平面平行之 方向之相對移動，則並不限於此，亦可透過例如滾珠等滾動體來以接觸狀態支承。
又，照明系12所使用之光源及從該光源照射之照明光IL之波長並無特別限定，例如可為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、或F2雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。
又，上述各實施形態中，作為投影光學系16雖使用等倍系，但並不限於此，亦可使用縮小系或放大系。
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。又，在曝光對象之基板為具有可撓性之片狀時，該片體亦可形成為滾軸狀。
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
如以上所說明，本發明之移動體裝置及物體之移動方法適於使物體移動。又，本發明之曝光裝置適於將物體曝光。又，本發明之平面顯示器之製造方法適於平面顯示器之製造。又，本發明之元件製造方法，適於微型元件之製造。
18a‧‧‧上架台部
20‧‧‧基板載台裝置
30‧‧‧基板平台
32‧‧‧非接觸保持具
36‧‧‧氣浮單元
36a‧‧‧支承構件
40‧‧‧基板載具
42x‧‧‧X框架
42y‧‧‧Y框架
44‧‧‧吸附墊
46‧‧‧標尺板
62‧‧‧Y線性致動器
62a‧‧‧Y固定件
62b‧‧‧Y可動件
64‧‧‧Y音圈馬達
64a‧‧‧Y固定件
64b‧‧‧Y可動件
66‧‧‧X音圈馬達
66a‧‧‧X固定件
66b‧‧‧X可動件
70‧‧‧基板位置測量系
72‧‧‧讀頭單元
74‧‧‧Y線性致動器
76‧‧‧Y滑件
78x,80x‧‧‧X編碼器讀頭
78y,80y‧‧‧Y編碼器讀頭
78z,80z‧‧‧Z感測器讀頭
82‧‧‧標尺板
P‧‧‧基板

Claims (23)

  1. 一種移動體裝置，其具備：支承部，係以非接觸方式支承物體；保持部，保持被前述支承部以非接觸方式支承之前述物體；第1驅動部，係使前述保持部往彼此交叉之第1及第2方向移動；基準構件，作為前述保持部往前述第1及第2方向之移動的基準；第1測量部，具有：具有前述第1方向之測量成分之第1格子部、以及配置成對向於前述第1格子部且對前述第1格子部照射測量光束之第1讀頭，前述第1格子部與前述第1讀頭中之一方設於前述保持部，前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方設於前述基準構件與前述保持部之間，藉由前述第1讀頭及前述第1格子構件測量前述第1讀頭之位置資訊；第2測量部，測量前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方之位置資訊；以及位置測量系，根據以前述第1及第2測量部測量之位置資訊，求出在前述第1及第2方向中保持前述物體之前述保持部之位置資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項之移動體裝置，其中，前述第1驅動部，係使保持於前述保持部之前述物體相對前述支承部往前述第2方向移動。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之移動體裝置，其進一步具備使前述支承部往前述第1方向移動之第2驅動部；前述第1及第2驅動部，係使前述保持部及前述支承部往前述第1方向移動。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之移動體裝置，其進一步具備設 有前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方之移動體；前述移動體，係以與前述第1驅動部使前述保持部往前述第2方向之驅動不同之時序被驅動於前述第2方向。
  5. 如申請專利範圍第4項之移動體裝置，其中，前述移動體係在前述第2方向以既定間隔設有複數個；前述第1測量部，係藉由設於前述複數個移動體之各個之前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方、與設於前述保持部之前述第1格子部與前述第1讀頭中之一方測量位置資訊。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之移動體裝置，其中，前述第2測量部具有：具有前述第2方向之測量成分之第2格子部、以及對前述第2格子部照射測量光束之第2讀頭，前述第2格子部與前述第2讀頭中之一方設於前述移動體，前述第2格子部與前述第2讀頭中之一方設於前述基準構件。
  7. 如申請專利範圍第6項之移動體裝置，其中，前述第1測量部，包含在前述第1方向彼此分離配置之複數個第1被測量系、與在前述第1方向彼此分離配置之複數個第1測量系；前述第2測量部，包含在前述第2方向彼此分離配置之複數個第2被測量系、與在前述第2方向彼此分離配置之複數個第2測量系；前述第1及第2測量部中，相鄰之一對前述測量系間之間隔較相鄰之一對前述被測量系間之間隔寬。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之移動體裝置，其中，前述支承部與前述保持部設成彼此為非接觸。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之移動體裝置，其中，前述支承 部，係以非接觸方式支承前述物體之下面。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之移動體裝置，其中，前述保持部，包含保持前述物體之外周緣部至少一部分之框狀構件。
  11. 一種曝光裝置，其具備：申請專利範圍第1至10項中任一項之移動體裝置；以及使用能量束於前述物體形成既定圖案之圖案形成裝置。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置，其中，前述支承部，具有能支承前述物體中形成前述圖案之對象之大致全區域的支承面。
  13. 如申請專利範圍第12項之曝光裝置，其中，前述第1驅動部，係以在前述第2方向前述物體之至少一部分從前述支承部脫離之方式使前述保持部與前述支承部相對移動。
  14. 如申請專利範圍第11至13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。
  15. 如申請專利範圍第14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。
  16. 一種平面顯示器製造方法，其包含：使用申請專利範圍第11至14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。
  17. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍第11至14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。
  18. 一種物體移動方法，其包含：藉由支承部以非接觸方式支承物體的動作；藉由保持部保持被前述支承部以非接觸方式支承之前述物體的動作；藉由第1驅動部使前述保持部往彼此交叉之第1及第2方向移動的動作；藉由第1測量部，使用第1讀頭及第1格子構件測量前述第1讀頭之位置資訊的動作；該第1測量部具有：具有前述第1方向之測量成分之前述第1格子部、以及配置成對向於前述第1格子部且對前述第1格子部照射測量光束之前述第1讀頭，前述第1格子部與前述第1讀頭中之一方設於前述保持部，前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方設於作為前述保持部往前述第1及第2方向移動之基準的基準構件與前述保持部之間；藉由第2測量部測量前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方之位置資訊的動作；以及根據以前述第1及第2測量部測量之位置資訊，求出在前述第1及第2方向中保持前述物體之前述保持部之位置資訊的動作。
  19. 如申請專利範圍第18項之物體移動方法，其中，藉由前述第1驅動部之移動，包含使保持於前述保持部之前述物體相對前述支承部往前述第2方向移動的動作。
  20. 如申請專利範圍第18或19項之物體移動方法，其中，藉由前述第1驅動部之移動，包含使前述保持部往前述第1方向移動且藉由第2驅動部使前述支承部往前述第1方向移動的動作。
  21. 如申請專利範圍第18至20項中任一項之物體移動方法，其中，在藉由前述第1驅動部之移動動作中，係以與前述第1驅動部使前述保持部往前述第2方向之驅動不同之時序，將設置前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方之移動體往前述第2方向驅動。
  22. 如申請專利範圍第21項之物體移動方法，其中，前述移動體係在前述第2方向以既定間隔設有複數個；在測量前述第1讀頭之位置資訊之動作中，係藉由設於前述複數個移動體之各個之前述第1格子部與前述第1讀頭中之另一方、與設於前述保持部之前述第1格子部與前述第1讀頭中之一方測量位置資訊。
  23. 如申請專利範圍第21或22項之物體移動方法，其中，前述第2測量部具有：具有前述第2方向之測量成分之第2格子部、以及對前述第2格子部照射測量光束之第2讀頭，前述第2格子部與前述第2讀頭中之一方設於前述移動體，前述第2格子部與前述第2讀頭中之一方設於前述基準構件。
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