TW201727378A - 曝光裝置、平面顯示器之製造方法、元件製造方法、及曝光方法 - 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(P)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(32)及基板載具移動之Y音圈馬達(64)、X音圈馬達(66)、以及使基板載具相對非接觸保持具移動之Y線性致動器(62)，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(40)係保持基板，與Y線性致動器所致之移動對應地使基板相對非接觸保持具移動，非接觸保持具，具有能支承基板中設有複數個對準標記(Mk)之區域的支承面。

Description

曝光裝置、平面顯示器之製造方法、元件製造方法、及曝光方法
本發明係關於曝光裝置、平面顯示器之製造方法、及元件製造方法、以及曝光方法，更詳言之，係關於透過光學系一邊以照明光掃描物體一邊進行曝光之曝光裝置及曝光方法、使用前述曝光裝置之平面顯示器之製造方法或元件製造方法。
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，已知有為了進行曝光動作時之基板定位而在該曝光動作開始前使用對準檢測系進行形成在基板上之標記之位置測量(所謂對準測量)者(參照例如專利文獻1)。
此種曝光裝置，為了提升曝光精度，較佳為能以高精度檢測 設於基板之對準標記。
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，係提供一種曝光裝置，係透過光學系將照明光照射於具有複數個標記之物體，將前述物體相對前述照明光驅動以分別掃描曝光前述物體之複數個區劃區域，其具備：第1支承部，能以非接觸方式支承在彼此交叉之第1及第2方向之至少一方向排列配置之前述複數個區劃區域；保持部，保持被前述第1支承部以非接觸方式支承的前述物體；檢測部，係進行檢測設在前述複數個區劃區域之前述複數個標記的檢測動作；以及第1驅動部，以被前述保持部保持、已進行前述檢測動作之前述物體之一部分從前述第1支承部脫離之方式，將前述保持部相對前述第1支承部驅動。
根據本發明之第2態様，係提供一種平面顯示器之製造方法，其包含：使用第1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3態様，係提供一種元件製造方法，其包含：使用第1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，係提供一種曝光方法，係透過光學系將照明光照射於具有複數個標記之物體，將前述物體相對前述照明光驅 動以分別掃描曝光前述物體之複數個區劃區域，其包含：藉由第1支承部以非接觸方式支承在彼此交叉之第1及第2方向之至少一方向排列配置之前述複數個區劃區域的動作；以保持部保持被前述第1支承部以非接觸方式支承的前述物體的動作；以檢測部進行檢測設在前述複數個區劃區域之前述複數個標記之檢測動作的動作；以及以被前述保持部保持、已進行前述檢測動作之前述物體之一部分從前述第1支承部脫離之方式，使用第1驅動部將前述保持部相對前述第1支承部驅動的動作。
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
50‧‧‧主控制裝置
90‧‧‧對準測量系
92、94‧‧‧預對準感測器
96‧‧‧精密對準感測器
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(a)及圖6(b)係顯示圖1之液晶曝光裝置所具備之預對準感測器的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
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)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(a)及圖11(b)係用以說明在曝光動作時之基板載台裝置之動作(其4)的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
圖12(a)及圖12(b)係用以說明在曝光動作時之基板載台裝置之動作(其5)的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
圖13(a)及圖13(b)係用以說明在曝光動作時之基板載台裝置之動作(其6)的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
圖14(a)及圖14(b)係用以說明在曝光動作時之基板載台裝置之動作(其7)的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
圖15(a)及圖15(b)係用以說明在曝光動作時之基板載台裝置之動作(其8)的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
圖16(a)及圖16(b)係顯示第2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15(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7)，透過包含例如線性馬達之光罩載台驅動系52(參照圖7)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7)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軸大致平行。
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物理地分離(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而一體地連接。
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7)一部分亦即X線性致動器並藉由主控制裝置50(參照圖7)，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軸方向之構件所構成(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)之構件所構成，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傾斜方向之微幅行程的相對移動。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)構件所構成，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幅孔部。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42a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42a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7)。本實施形態中，主控制裝置50(參照圖7)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7)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軸方向同步地(一體地)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7)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7)，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所示具有複數個空氣浮起單元36。此外，本實施形態中，空氣浮起單元36雖形成為延伸於Y軸方向之棒狀，複數個空氣浮起單元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。複數個空氣浮起單元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。於複數個空氣浮起單元36與非接觸保持具32之間形成有 微幅間隙。
空氣浮起單元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)。空氣浮起單元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，但空氣浮起單元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，而不特別管理在空氣浮起單元36上之基板P之高度位置。
其次，說明用以測量基板P在6自由度方向之位置資訊之水平面內位置測量系70。基板位置測量系包含：用以求出基板平台30在與水平面交叉之方向之位置資訊(Z軸方向之位置資訊、θ x及θ y方向之旋轉量資訊。以下稱為「Z傾斜位置資訊」)之Z傾斜位置測量系58(參照圖7)、以及用以求出基板載具40在XY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)之水平面內位置測量系70(參照圖7)。
Z傾斜位置測量系58(參照圖7)，如圖2所示包含固定在基板平台30下面且固定於球面軸承裝置26c周圍之複數個(至少三個)雷射位移儀58a。雷射位移儀58a，係藉由對固定於重量消除裝置26之殼體之靶58b照射測量並接收其反射光，而將在該測量光之照射點之基板平台30在Z軸方向之位移量資訊供給至主控制裝置50(參照圖7)。例如，至少三個雷射位移儀58a配置於不在同一直線上之三處(例如對應正三角形頂點之位置)，主控制裝置50，係根據該至少三個雷射位移儀58a之輸出，求出基 板平台30(亦即基板P)之Z傾斜位置資訊。重量消除裝置26，由於沿著X導桿28之上面(水平面)移動，因此主控制裝置50，不論基板平台30之X位置為何均能測量基板平台30相對水平面之姿勢變化。
水平面內位置測量系70(參照圖7)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。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由延伸於X軸方向之俯視帶狀之構件構成。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)。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7)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」)及一對Y編碼器讀頭78y(以下稱為「Y讀頭78y」)。一對X讀頭78x、一對Y讀頭78y，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7)。
亦即，水平面內位置測量系70(參照圖7)，係構成用以藉由一對讀頭單元72所具有之合計例如四個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，讀頭單元72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7)，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。
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7)，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。主控制裝置50，將Y滑件76(亦即各讀頭78x,78y)在Y軸方向之位移量(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7)，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7)。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7)。
對準測量系90如圖7所示，具備在基板P(參照圖1)對基板載台裝置20(參照圖1)之裝載(搬入)動作後檢測基板P端部之位置之預對準感測器92,94、以及檢測形成於基板P之對準標記之精密對準感測器96(以下單稱為「對準感測器96」)。
如圖6(a)所示，預對準感測器92，係在使非接觸保持具32及基板載具40位於既定裝載位置(基板交換位置)之狀態下，於能檢測出基板P之+X側端部之位置配置有例如一個。又，預對準感測器94，係在能檢測出上述裝載位置中之基板P之+Y側端部的位置在X軸方向分離配置有例如兩個。
預對準感測器92係公知之邊緣感測器，如圖6(b)所示具備光源92a、受光部92b。光源92a，藉由固定於例如裝置本體18(參照圖1)而配置於基板P之上方，受光部92b，係隔著基板P(於基板P下方)與光源92a對向配置。從光源92a照射之測量光之與光軸正交之剖面係延伸於X軸方向之線狀(參照圖6(a))，受光部92b，藉由接收該測量光而檢測出基板P之+X側端部。預對準感測器94，係除了測量光之與光軸正交之剖面為延伸於Y軸方向之線狀(參照圖6(a))這點以外，其餘與預對準感測器92相同構成(光源94a及受光部94b)之邊緣感測器。此外，圖6(a)為了容易理解，僅圖示從光源92a,94a照射之測量光，對該測量光賦予與預對準感測器92,94相同符號。
主控制裝置50(參照圖7)，係根據例如一個預對準感測器 92之受光部92b及例如兩個預對準感測器94各自之受光部94b之輸出，進行基板P在水平面內3自由度方向之大致的(粗略之)位置測量。基板P，由於會有藉由例如未圖示裝載裝置搬送至基板載台裝置20上時旋轉於θ z方向的情形，因此主控制裝置50在該旋轉量超過既定臨限值時即進行基板P之預裝載(搬入動作之重新進行)。又，只要基板P之旋轉量在上述臨限值內，則藉由基板載具40保持基板P。又，係視必要情形，使保持有基板P之基板載具40旋轉於θ z方向以進行基板P之位置之微調整。
對準感測器96如圖6(b)所示，係在投影光學系16之+X側且在Y軸方向以既定間隔設有例如六個(圖1、圖2中未圖示)。又，於基板P上，如圖6(a)所示形成有複數個對準標記Mk(以下單稱為「標記Mk」)。具體而言，於基板P上，係在X軸方向以既定間隔，形成有例如四列在Y軸方向彼此分離之例如六個標記Mk(亦即合計為24個標記Mk)所構成的標記列。又，如後所述，本實施形態中，於基板P設定有例如四個照射區域(矩形區劃區域)S1~S4，標記Mk係於一個照射區域內形成有例如六個。更詳細說明之，於一個照射區域內，在+X側之端部近旁形成有例如三個標記Mk，且於-X側之端部近旁形成有例如三個標記Mk。
此外，標記Mk之數目及配置，可視例如照射區域之數目等而適當變更。又，圖6(a)等之俯視圖中雖標記Mk以白圓圈顯示，但實際之標記形狀不限定於此，亦能適當變更。又，在圖6(a)等，為了容易理解，標記Mk係圖示成較實際大很多。又，標記Mk亦可形成於相鄰之照射區域間之區域(亦即照射區域之外側)。
上述之例如六個對準感測器96在Y軸方向之間隔，設定成 與形成上述標記列之例如六個標記Mk在Y軸方向之間隔大致相同。藉此，例如六個對準感測器96在X軸方向之位置係相同，能同時檢測出例如六個對準標記Mk。此外，本實施形態中，由於六個對準感測器96同時檢測六個標記Mk，因此在圖6(a)等之俯視圖中，係對例如六個對準感測器96之檢測區域(延伸於Y軸方向之帶狀區域)賦予與對準感測器96相同之符號。
又，以六個對準感測器96形成之檢測區域(參照圖6(a)之符號96)在Y軸方向之中心，係以與以投影光學系16(參照圖6(b))形成於基板P上之曝光區域IA在Y軸方向之中心大致一致之方式，設定例如六個對準感測器96之安裝位置。又，X導桿28(亦即非接觸保持具32)在Y軸方向之中心位置，係與曝光區域IA在Y軸方向之中心位置大致一致。因此，例如六個對準感測器96，係在以基板P之大致全部被非接觸保持具32支承之方式定位基板載具40之Y位置的狀態下，同時檢測檢測對象之例如六個對準標記Mk。例如六個對準感測器96之輸出被供給至主控制裝置50(參照圖7)。關於根據對準感測器96而由主控制裝置50進行之精密對準動作，留待後述。
圖7係顯示表示以液晶曝光裝置10(參照圖1)之控制系為中心構成且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。
其次，使用圖8(a)~圖15(b)說明使用本實施形態之液晶曝光裝置10之曝光動作。此處，以下說明中，雖係說明於一片基板P上 設定有四個照射區域之情形(所謂擷取4面之情形)，但設定於一片基板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，為了避免圖式過於複雜，圖8(a)~圖10(b)中省略了基板載台裝置20所具有之要素之一部分。又，本實施形態中，係於基板P上，藉由疊合轉印複數個光罩圖案來形成複數個層(階層)，以下說明中，係說明形成第2層以後之圖案之情形，亦即於已形成有至少一次圖案(及複數個標記Mk)之基板P重疊形成圖案之情形。
液晶曝光裝置10(參照圖1)，係在主控制裝置50(參照圖7)之管理下，藉由未圖示之光罩裝載器對光罩載台14上進行光罩M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。主控制裝置50在基板P對基板載台裝置20之裝載後，即進行使用前述預對準感測器92,94(參照圖6(a)及圖6(b))之預對準動作。
預對準動作後，主控制裝置50(參照圖7)係進行使用了複數個對準感測器96之精密對準動作。如上所述，由於本實施形態中，係從設定在基板P之-Y側且+X側之第1照射區域S1(參照圖6(a))開始掃描曝光，因此主控制裝置50係在該第1照射區域S1之曝光動作前，進行形成於基板P之+X側之一半之例如12個標記Mk之檢測。
主控制裝置50(參照圖7)如圖8(a)所示，係以形成於基板P上之例如四個標記列中從+X側起算第二個標記列位於複數個對準感測器96之正下方近處之方式，控制板載台裝置20進行基板P之定位， 在此狀態下，如圖8(b)所示，複數個對準感測器96測量定位於正下方近處之標記Mk(圖8(b)中未圖示。參照圖8(a)中塗黑之標記Mk)在XY平面內之位置。
其次，主控制裝置50(參照圖7)如圖9(a)所示，控制基板載台裝置20，以形成於基板P上之例如四個標記列中形成在最靠+X側之標記列位於複數個對準感測器96之正下方近處之方式，進行基板P之定位，在此狀態下，如圖9(b)所示，複數個對準感測器96測量定位於正下方近處之標記Mk(圖9(b)中未圖示。參照圖9(a)中塗黑之標記Mk)在XY平面內之位置。
主控制裝置50(參照圖7)，根據經上述兩次之對準標記Mk之測量動作而求出之合計12個標記Mk之位置資訊，藉由公知之加強型全晶圓對準(EGA)方式，算出第1照射區域S1(參照圖6(a))之排列資訊(包含關於區劃區域之位置(座標值)、形狀等之資訊)。此外，本實施形態中，為了抑制往次一步驟之第1照射區域S1之曝光動作移行時之基板載台裝置20之移動量，最初雖在檢測從+X側算起第二列之標記列後，檢測最靠+X側之標記列，但上述檢測之順序亦可為相反。
如上所述，標記列之檢測動作，係在Y軸方向使非接觸保持具32之中心與曝光區域IA之中心在大致一致之狀態下進行。因此，主控制裝置50(參照圖7)，係在第1照射區域S1之排列資訊之算出後，為了進行該第1照射區域S1之掃描曝光動作而如圖10(a)所示，使基板載具40相對非接觸保持具32往+Y方向以既定(基板P在Y軸方向之長度之一半程度)之行程驅動，藉此於既定曝光開始位置定位基板P。此時，雖基板 P之+Y側之端部近旁由於會從非接觸保持具32脫離而不進行平面矯正，但包含曝光對象之第1照射區域S1(參照圖6(a))之區域，由於會維持已進行平面矯正之狀態，因此不會對曝光精度造成影響。又，係以曝光區域IA位於基板P外側(+X側)之方式，非接觸保持具32、一對輔助平台34、及基板載具40一體地被往-X方向驅動。
此後，如圖11(a)及圖11(b)所示，非接觸保持具32、一對輔助平台34、及基板載具40一體地被往+X方向驅動(加速、等速移動、減速)(參照圖11(a)之黑箭頭)。投影光學系16，係對等速移動之基板P投射通過光罩M(參照圖1)之照明光IL(圖11(a)中未圖示)。此時，主控制裝置50(參照圖7)，係根據未圖示之光罩對準系之輸出與上述排列資訊之算出結果，一邊進行基板載具40在水平面內3自由度方向之微幅定位(參照圖11(a)之白色箭頭及θ z方向)，一邊將基板P相對照明光IL(曝光區域IA)往+X方向移動。又，液晶曝光裝置10(參照圖1)，係與上述精密對準動作並行地，事前進行使用了未圖示自動聚焦感測器(基板P之面位置測量系)之聚焦映射(focus mapping)，在上述掃描曝光動作時，主控制裝置50係依據該聚焦映射之結果，將非接觸保持具32往Z傾斜方向適當地微幅驅動。此外，圖11(a)及圖11(b)，係顯示在對第1照射區域S1之掃描曝光動作結束後一刻之基板載台裝置20。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方向位置之聚焦映射，但亦可不事前進行，而係一邊進行掃描曝光動作，一邊在掃描曝光前一刻隨時進行聚焦映射。
其次，主控制裝置50(參照圖7)，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(參照圖6(a))之曝光動作，而如圖12(a)及圖12(b)所示，將基板載具40相對非接觸保持具32往-Y方向驅動。
主控制裝置50(參照圖7)，係從圖12(a)所示之狀態，如圖13(a)及圖13(b)所示，一邊將基板載具40及非接觸保持具32往-X方向驅動，一邊對基板P投射照明光IL，而於第2照射區域S2轉印光罩圖案。此時，雖基板P之-Y側之端部近旁亦往非接觸保持具32之外側突出，但由於第2照射區域S2已藉由非接觸保持具32進行平面矯正，因此不會影響曝光精度。
此處，主控制裝置50(參照圖7)，係根據藉由對上述第1照射區域S1之曝光動作前所進行之對準測量動作(圖8(a)~參照圖9(b))而求出的12個標記Mk之位置資訊，求出第2照射區域S2之排列資訊，並一邊根據該排列資訊將基板P微幅定位於3自由度方向一邊進行第2照射區域S2之掃描曝光。亦即，本實施形態中，由於藉由複數個(本實施形態中為例如六個)對準感測器96將對準測量區域跨第1及第2照射區域S1、S2形成，因此主控制裝置50，能藉由兩次標記檢測動作，檢測形成於第1及第2照射區域S1、S2之所有標記Mk。接著，主控制裝置50，在第1及第2照射區域S1、S2之掃描曝光動作前檢測形成於該第1及第2照射區域S1、S2之所有標記Mk。是以，主控制裝置50，即在第2照射區域S2之曝光動作前不再度檢測該第2照射區域S2內之標記Mk(僅進行排列資訊之算出)，而將第1及及第2照射區域S1、S2連續曝光。
在第2照射區域S2之掃描曝光動作結束後，主控制裝置50 (參照圖7)，為了進行對第3及第4照射區域S3、S4(分別參照圖6(a))之掃描曝光，而進行形成於該第3及第4照射區域S3、S4內之標記Mk之檢測動作。主控制裝置50，係與上述第1及第2照射區域S1、S2內之標記檢測動作時同樣地，如圖14(a)及圖14(b)所示，將基板載具40往+Y方向驅動，以基板P之大致整體被非接觸保持具32支承(平面矯正)之方式進行基板P之定位。
主控制裝置50(參照圖7)，係將非接觸保持具32、一對輔助平台34、以及基板載具40一體地往+X方向驅動，以形成於基板P上之例如四個標記列中從+X側觀看時第3列標記列位於複數個對準感測器96之正下方近處之方式，進行基板P之定位，在此狀態下，如圖14(b)所示，複數個對準感測器96測量定位在正下方近處之標記Mk(圖14(b)中未圖示。參照圖14(a)中塗黑之標記Mk)在XY平面內之位置。
其次，主控制裝置50(參照圖7)係如圖15(a)所示，控制基板載台裝置20，以形成於基板P上之例如四個標記列中形成於最靠-X側之標記列位於複數個對準感測器96之正下方近處之方式，進行基板P之定位，在此狀態下，如圖15(b)所示，複數個對準感測器96測量定位在正下方近處之標記Mk(圖15(b)中未圖示。參照圖15(a)中塗黑之標記Mk)在XY平面內之位置。主控制裝置50，係根據藉由上述兩次對準標記Mk之測量動作求出之合計例如12個標記Mk之位置資訊，透過EGA方式算出第3及第4照射區域S3、S4(參照圖6(a))之排列資訊。
以下，未圖示之主控制裝置50(參照圖7)，係與對上述第1及第2照射區域S1、S2之掃描曝光動作(圖10(a)~圖13(b))同樣 地，一邊根據上述排列資訊適當控制基板載台裝置20，一邊依序進行對第3及第4照射區域S3、S4之掃描曝光動作。
根據以上說明之本實施形態之液晶曝光裝置10，包含例如六個對準感測器96之精密對準測量系，由於能同時檢測跨複數個照射區域(在上述實施形態中為第1及第2照射區域S1、S2或第3及第4照射區域S3、S4)之複數個標記Mk，因此與假使就各照射區域進行標記檢測動作之情形相較，能縮短標記測量時間。是以，整體之產能提升。
又，非接觸保持具32，由於具有將基板P大致全面予以平面矯正之大小，因此如上所述，即使係進行跨複數個照射區域之標記Mk之同時位置測量的情形，亦能使該複數個照射區域成為平面矯正後之狀態。是以，能確實地求出複數個標記Mk之位置資訊。
《第2實施形態》
其次，使用圖16(a)及圖16(b)說明第2實施形態。第2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的構成與上述第1實施形態相異。以下，針對本第2實施形態，僅就與上述第1實施形態之相異點進行說明，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能相對非接觸保持具32往非掃描方向(Y軸方向)獨立地以既定行程移動(參照圖1等)，相較於此，圖16(a)及圖16(b)所示之本第2實施形態中之基板載台裝置120中，基板載具140係分別在掃描方向(X軸方 向)及非掃描方向與非接觸保持具32一體地以既定長行程移動，此點係相異。基板載具140能相對非接觸保持具32往水平面內3自由度方向以微幅行程移動這點，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2實施形態中，粗動載台124構成為能往X軸及Y軸方向以既定長行程移動。用以使粗動載台124往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)亦能往Y軸方向以既定長行程移動。用以使X導桿28往Y軸方向以長行程移動之構成雖無特別限定，但例如可機械式地連接於上述XY載台裝置中之Y載台。粗動載台124與基板平台30透過複數個連接裝置30b(撓曲裝置)機械式地(不過係以可微幅移動於Z傾斜方向之狀態)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124一體地往X軸及Y軸方向以既定長行程移動。
基板載具140具有形成為俯視時為矩形之框狀之本體部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，係以相對吸附部144之內壁面形成有既定間隙之狀態插入於該吸附部144所具有之開口內。非接觸保持具32於基板P作用荷重(預裝載)而以非接觸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之下面，有複數片(本實施形態中例如四片)導板148沿水平面延伸成放射狀。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。由於在基板平台30被往Z傾斜方向微幅驅動之情形，上述複數個導板148亦與基板平台30一體地移動於Z傾斜方向(姿勢變化)，因此在基板平台30之姿勢變化時，該基板平台30、非接觸保持具32及基板載具140(亦即基板P)係一體地變化姿勢。
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賦予推力這點係與上述第1實施形態相同。
於基板載具140上面中之+Y側及一Y側之端部近旁，係與上述第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求出基板載具140(亦即基板P)在水平面內3自由度方向之位置資訊之手法，由於與上述第1實施形態相同，因此省略說明。
本第2實施形態亦同樣地，於基板P上，在X軸方向以既定間隔形成有例如四列包含於Y軸方向以既定間隔配置之例如六個標記Mk之標記列，主控制裝置50(參照圖7)，係以該標記列位於複數個對準感測器96之檢測視野內之方式，使非接觸保持具32及基板載具140一體地往X 軸方向。又，上述第1實施形態中，雖在照射區域間移動(Y步進移動)時，基板載具40相對非接觸保持具32往Y軸方向以長行程移動(參照圖12(a)等)，但本第2實施形態中，在上述Y步進動作時，非接觸保持具32及基板載具140係一體地往Y軸方向移動。關於使用本第2實施形態之基板載台裝置120之曝光動作，由於與使用習知XY載台之基板P之曝光動作相同，因此省略說明。本第2實施形態亦能得到與上述第1實施形態相同之効果。
此外，上述第1及第2各實施形態中所說明之構成能適當變更。例如上述各實施形態中，由於有可能產生因對第1及第2照射區域S1、S2之掃描曝光而導致基板P產生形狀變化(扭曲等)，而在對第1及第2照射區域S1、S2之掃描曝光後才進行第3及第4照射區域S3、S4之對準測量動作，但並不限於此，亦可在例如第1照射區域S1之曝光動作前進行所有(第1~第4照射區域S1~S4內)標記Mk之檢測動作，並根據該檢測結果，連續進行所有照射區域S1~S4之曝光動作。此情形下，可提升產能。
又，上述各實施形態中，雖係藉由X軸方向之位置相同且在Y軸方向以既定間隔排列之例如六個對準感測器96所構成之感測器群，同時檢測出基板P上之例如六個標記Mk，但對準感測器96之數目及配置並不限定於此，係能適當變更。例如，亦可除了上述感測器群外再配置相同構成之例如六個對準感測器96所構成之另一感測器群。此情形下，可將上述兩個感測器群在X軸方向之間隔設定成能同時檢測在從+Y方向觀看時之第一個與第二個標記列(及第三個與第四個標記列)，而能藉由一次標記檢測動作進行第1及第2照射區域S1、S2(或第3及第4照射區域S3、 S4)內之所有標記Mk之位置測量。
又，上述各實施形態中，基板載具40等，雖係藉由沿著基板P外周緣部(四邊)之例如四支框架構件(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。
此外，Z傾斜位置測量系58，雖係如圖2或圖13所示，藉由設於基板平台30下面之雷射位移儀58a，對固定在重量消除裝置26之殼體之靶58b照射測量光，並接收其反射光來取得基板平台30在Z軸方向之位移量資訊，但不限定於此。亦可取代Z傾斜位置測量系58，將Z感測器讀頭78z與X讀頭78x及Y讀頭78y一起配置於讀頭單元72。作為Z感測器讀頭78z，可使用例如雷射位移儀。於X框架42x中未配置有與X讀頭78x及Y讀頭78y對向之標尺之區域，藉由鏡面加工形成反射面。Z感測器讀頭78z，藉由對反射面照射測量光束並接收來自其反射面之反射光束，來求出該測量光束之照射點中之基板載具40、440在Z軸方向之位移量資訊。此外，Z讀頭78z之種類，只要係能以所欲精度(解析能力)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、440(更詳細而 言為X框架42x)在Z軸方向之位移，則不特別限定。
又，雖藉由X編碼器讀頭78x及Y編碼器讀頭78y求出基板P及Y滑件76各自在XY平面內之位置資訊，但亦可使用例如能測量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Z傾斜位置測量系58或Z感測器讀頭78z。此外，此情形下，為了求出基板P之Z傾斜位置資訊，由於必須隨時有兩個朝下之Z讀頭對向於標尺板46，因此較佳為藉由與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、或者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，上述各實施形態中，雖複數個標尺板46在X軸方向以既定間隔配置，但並不限於此，亦可使用例如以與基板載具40等之X軸方向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。在設置複數個標尺板46之情形，各標尺板46之長度亦可互異。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在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，上述各實施形態中，基板載具40等之水平面內之位置 測量雖係使用編碼器系統來進行，但不限於此，亦可於例如基板載具40安裝分別延伸於X軸方向及Y軸方向之棒反射鏡，並藉由使用了該棒反射鏡之干渉儀系統，來進行基板載具40等之位置測量。又，上述各實施形態之編碼器系統，雖係基板載具40等具有標尺板46(繞射格子)且讀頭單元72具有測量讀頭之構成，但不限於此，亦可係基板載具40等具有測量讀頭，與該測量讀頭同步移動之標尺板安裝於裝置本體18(與上述各實施形態為相反之配置)。
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情形，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。此情形，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，本發明之曝光裝置及曝光方法，適於透過光 學系一邊以照明光掃描物體一邊進行曝光。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
28‧‧‧X導桿
30‧‧‧基板平台
32‧‧‧非接觸保持具
34‧‧‧輔助平台
36‧‧‧空氣浮起單元
40‧‧‧基板載具
44‧‧‧吸附墊
46‧‧‧標尺板
62‧‧‧Y線性致動器
64‧‧‧Y音圈馬達
66‧‧‧X音圈馬達
92‧‧‧預對準感測器
92a‧‧‧光源
92b‧‧‧受光部
94‧‧‧預對準感測器
94a‧‧‧光源
94b‧‧‧受光部
96‧‧‧對準感測器
IA‧‧‧曝光區域
IL‧‧‧照明光
Mk‧‧‧標記
P‧‧‧基板
S1~S4‧‧‧第1~第4照射區域

Claims (25)

  1. 一種曝光裝置，係透過光學系將照明光照射於具有複數個標記之物體，將前述物體相對前述照明光驅動以分別掃描曝光前述物體之複數個區劃區域，其具備：第1支承部，能以非接觸方式支承在彼此交叉之第1及第2方向之至少一方向排列配置之前述複數個區劃區域；保持部，保持被前述第1支承部以非接觸方式支承的前述物體；檢測部，係進行檢測設在前述複數個區劃區域之前述複數個標記的檢測動作；以及第1驅動部，以被前述保持部保持、已進行前述檢測動作之前述物體之一部分從前述第1支承部脫離之方式，將前述保持部相對前述第1支承部驅動。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其進一步具備將前述第1支承部往前述第1及第2方向驅動之第2驅動部；前述第1及第2驅動部之至少一驅動部，係以檢測對象之前述複數個標記位於前述檢測部之檢測區域內之方式，使前述保持部相對前述檢測部移動。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之曝光裝置，其中，前述檢測部，係以設在前述物體之所有區劃區域被前述第1支承部支承之狀態，進行前述檢測動作。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之曝光裝置，其中，前述第1驅動部，係以支承有已進行前述檢測動作之前述複數個區劃區域中被掃描曝 光之前述區劃區域之前述第1支承部的支承位置變化之方式，相對前述第1支承部驅動前述保持部。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之曝光裝置，其進一步具備：第2支承部，係支承前述物體中被前述第1支承部支承之區域以外之區域。
  6. 如申請專利範圍第5項之曝光裝置，其中，前述第1驅動部，係以已進行前述檢測動作之前述物體之一部分從前述第1支承部被支承至前述第2支承部之方式驅動前述保持部。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之曝光裝置，其中，前述第1支承部及前述保持部設成彼此非接觸。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之曝光裝置，其中，前述第1支承部，係支承與前述保持部所保持之前述物體之保持區域不同之區域。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之曝光裝置，其中，前述第1支承部，具有對前述物體與前述第1支承部之間供給氣體之第1供氣孔。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其中，前述第1支承部，具有吸引前述物體與前述第1支承部之間之氣體之吸氣孔。
  11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項之曝光裝置，其具備在前述第2方向設在前述第1支承部之一側及另一側、用以支承前述物體的第2支承部；前述第2驅動系，係使被前述保持部支承之前述物體從前述第1支承部與前述第2支承部之一方往另一方移動。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置，其中，前述第2支承部，具有對前述物體與前述第2支承部之間供給氣體之第2供氣孔。
  13. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之曝光裝置，其具備支承前述保持部之第3支承部；前述第3支承部，設於在上下方向低於前述第1支承部之位置。
  14. 如申請專利範圍第1至13項中任一項之曝光裝置，其進一步具備求出前述保持部之位置資訊之編碼器系統；構成前述編碼器系統之讀頭及標尺之至少一方設於前述保持部。
  15. 如申請專利範圍第1至14項中任一項之曝光裝置，其中，前述保持部包含支承前述物體之外周緣部之至少一部分之框狀構件。
  16. 如申請專利範圍第1至15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。
  17. 如申請專利範圍第16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。
  18. 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17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。
  19. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍第1至17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。
  20. 一種曝光方法，係透過光學系將照明光照射於具有複數個標記之物體，將前述物體相對前述照明光驅動以分別掃描曝光前述物體之複數個區 劃區域，其包含：藉由第1支承部以非接觸方式支承在彼此交叉之第1及第2方向之至少一方向排列配置之前述複數個區劃區域的動作；以保持部保持被前述第1支承部以非接觸方式支承的前述物體的動作；以檢測部進行檢測設在前述複數個區劃區域之前述複數個標記之檢測動作的動作；以及以被前述保持部保持、已進行前述檢測動作之前述物體之一部分從前述第1支承部脫離之方式，使用第1驅動部相對前述第1支承部驅動前述保持部的動作。
  21. 如申請專利範圍第20項之曝光方法，其進一步包含使用第2驅動部將前述第1支承部往前述第1及第2方向驅動的動作；使用前述第1及第2驅動部之至少一方，以檢測對象之前述複數個標記位於前述檢測部之檢測區域內之方式，使前述保持部相對前述檢測部移動。
  22. 如申請專利範圍第20或21項之曝光方法，其中，使用前述檢測部，以設在前述物體之所有區劃區域被前述第1支承部支承之狀態進行前述檢測動作。
  23. 如申請專利範圍第20至22項中任一項之曝光方法，其中，使用前述第1驅動部，以支承有已進行前述檢測動作之前述複數個區劃區域中被掃描曝光之前述區劃區域之前述第1支承部的支承位置變化之方式，將前述保持部相對前述第1支承部驅動。
  24. 如申請專利範圍第20至23項中任一項之曝光方法，其進一步包含： 以第2支承部支承前述物體中被前述第1支承部支承之區域以外之區域的動作。
  25. 如申請專利範圍第24項之曝光方法，其中，使用前述第1驅動部，以已進行前述檢測動作之前述物體之一部分從前述第1支承部被支承至前述第2支承部之方式驅動前述保持部。
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