TWI397782B - A moving body driving method and a moving body driving system, a pattern forming method and apparatus, an element manufacturing method, and a processing system - Google Patents

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Description

移動體驅動方法及移動體驅動系統、圖案形成方法及裝置、元件製造方法、以及處理系統
本發明，係關於移動體驅動方法及移動體驅動系統、圖案形成方法及裝置、元件製造方法、以及處理系統，更詳言之，係關於實質沿二維平面驅動移動體之移動體驅動方法及移動體驅動系統、利用該移動體驅動方法之圖案形成方法及具備該移動體驅動系統的圖案形成裝置、利用該圖案形成方法的元件製造方法、以及對該移動體上所保持之物體施加處理的處理系統。
以往，在製造半導體元件(積體電路等)、液晶顯示元件等之電子元件(微型元件)的微影製程中，主要使用步進重複方式之投影曝光裝置(所謂步進器)、步進掃描方式之投影曝光裝置(所謂掃描步進器(亦稱掃描器))等。
然而，作為被曝光基板之晶圓的表面，例如會因晶圓之起伏等而未必為平坦。因此，特別是掃描器等之掃描型曝光裝置，當以掃描曝光方式將標線片圖案轉印於晶圓上的某照射區域時，係使用多點焦點位置檢測系統(以下亦稱為「多點AF系統」)等檢測設定於曝光區域內之複數個檢測點中晶圓表面在投影光學系統之光軸方向的位置資訊(聚焦資訊)，並根據該檢測結果，控制保持晶圓之平台或載台在光軸方向之位置及傾斜、亦即進行聚焦調平控制(參照例如美國專利第5448332號說明書)，以使晶圓表面在曝光區域內隨時一致於投影光學系統之像面(成為像面之焦深範圍內)。
又，步進器或掃描器等，伴隨著積體電路之微細化使所使用之曝光用光之波長亦逐年變短，又，投影光學系統之數值孔徑亦逐漸增大(高NA化)，藉此謀求提升解析度。另一方面，藉由曝光用光之短波長化及投影光學系統之高NA化能使焦深非常狹窄，因此恐有使曝光動作時之聚焦裕度不足之虞。因此，作為實質縮短曝光波長且使焦深與在空氣中相較實質變大(變寬)的方法，係有一種利用液浸法之曝光裝置最近受到矚目(參照例如國際公開第2004/053955號小冊子)。
然而，此種利用液浸法之曝光裝置、或其他之投影光學系統下端面與晶圓之間的距離(工作距離)狹窄的曝光裝置，係難以將上述多點AF系統配置於投影光學系統附近。另一方面，曝光裝置係被要求實現高精度之晶圓面位置控制，以實現高精度之曝光。
又，步進器或掃描器等用以保持被曝光基板(例如晶圓)之載台(台)的位置測量，一般係使用高分析能力之雷射干涉儀來進行。然而，測量載台位置之雷射干涉儀之光束的光路長高達數百mm程度以上，且伴隨著半導體元件之高度集成化之圖案的微細化，係越被要求高精度之載台的位置控制，因此，目前已逐漸無法忽視因雷射干涉儀之光束光路上之環境氣氛之溫度變化或溫度梯度之影響而產生之空氣搖晃所導致的測量值短期變動。
因此，較佳為，不僅依賴干涉儀而穩定且高精度進行包含曝光中之晶圓之聚焦調平控制之平台在光軸方向及與光軸正交之面之傾斜方向的位置控制。
本發明第1形態之移動體驅動方法，係驅動實質上沿著二維平面移動的移動體，其特徵在於：具有配置於該移動體之動作區域內至少一部分之1個或2個以上之測量點、當該移動體位於該測量點之任一者時檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向之位置資訊的第1檢測裝置，及從該動作區域外對該移動體沿著該二維平面照射測量光、檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向之位置資訊的第2檢測裝置之中，於該移動體在與該二維平面垂直之方向及相對該二維平面之傾斜方向之至少一者之位置的伺服控制，依據該移動體的狀況分別使用下述模式中之至少兩個模式，亦即，使用該第1檢測裝置的第1模式、使用該第2檢測裝置的第2模式、及併用兩者的第3模式。
藉此，於移動體在與二維平面垂直之方向及相對二維平面之傾斜方向之至少一者之位置的伺服控制，依據移動體的狀況分別使用下述模式中之至少兩個模式，亦即，使用第1檢測裝置的第1模式、使用第2檢測裝置的第2模式、及併用兩者的第3模式。因此，能依據移動體的狀況進行穩定且高精度的驅動。
本發明第2形態之圖案形成方法，係在物體形成圖案，其特徵在於：為了對該物體形成圖案，使用本發明之移動體驅動方法，驅動裝載有該物體的移動體。
藉此，在使用本發明之移動體驅動方法穩定且高精度驅動之移動體上所裝載的物體形成圖案，可在物體上高精度形成圖案。
本發明第3形態之元件製造方法，包含圖案形成步驟，其特徵在於：該圖案形成步驟，使用本發明之圖案形成方法在基板上形成圖案。
本發明第4形態之第1移動體驅動系統，係驅動實質上沿著二維平面移動的移動體，其特徵在於，具備：第1檢測裝置，具有配置於該移動體之動作區域內至少一部分之1個或2個以上之測量點，當該移動體位於該測量點之任一者時，檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向的位置資訊；第2檢測裝置，從該動作區域外對該移動體沿著該二維平面照射測量光，檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向的位置資訊；以及控制裝置，於該移動體在與該二維平面垂直之方向及相對該二維平面之傾斜方向之至少一者之位置的伺服控制，依據該移動體的狀況分別使用下述模式中之至少兩個模式，亦即，使用該第1檢測裝置的第1模式、使用該第2檢測裝置的第2模式、及併用兩者的第3模式。
藉此，藉由控制裝置，於移動體在與二維平面垂直之方向及相對二維平面之傾斜方向之至少一者之位置的伺服控制，依據移動體的狀況分別使用下述模式中之至少兩個模式，亦即，使用第1檢測裝置的第1模式、使用第2檢測裝置的第2模式、及併用兩者的第3模式。因此，能依據移動體的狀況進行穩定且高精度的驅動。
本發明第5形態之第2移動體驅動系統，係驅動實質上沿著二維平面移動的移動體，其特徵在於，具備：第1檢測裝置，具有配置於該移動體之動作區域內至少一部分之1個或2個以上之測量點，當該移動體位於該測量點時，檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向的位置資訊；第2檢測裝置，從該動作區域外對該移動體沿著該二維平面照射測量光，檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向的位置資訊；以及控制裝置，根據該移動體在該二維平面內之位置與該第1檢測裝置之該測量點之配置，選擇該第1檢測裝置之檢測結果、該第2檢測裝置之檢測結果、或該第1檢測裝置之檢測結果及該第2檢測裝置之檢測結果雙方的三種中任一種檢測結果，使用所選擇之檢測結果控制該移動體在與該二維平面垂直之方向及相對該二維平面之傾斜方向之至少一者的位置。
藉此，藉由控制裝置，根據移動體在二維平面內之位置與第1檢測裝置之測量點之配置，選擇第1檢測裝置之檢測結果、第2檢測裝置之檢測結果、或第1檢測裝置之檢測結果及第2檢測裝置之檢測結果雙方的三種中任一種檢測結果，使用所選擇之檢測結果控制移動體在與二維平面垂直之方向及相對二維平面之傾斜方向之至少一者的位置。因此，能根據移動體在二維平面內之位置與第1檢測裝置之測量點之配置，穩定且高精度驅動移動體。
本發明第6形態之圖案形成裝置，係在物體形成圖案，其特徵在於，具備：圖案產生裝置，在該物體上產生圖案；以及本發明之第1、第2移動體驅動系統之任一者；為了對該物體形成圖案，藉由該移動體驅動系統進行裝載有該物體之移動體的驅動。
藉此，在藉由本發明之第1、第2移動體驅動系統之任一者高精度驅動之移動體上的物體，以圖案產生裝置產生圖案，藉此，可在物體上高精度形成圖案。
本發明第7形態之處理系統，係對實質上沿著二維平面移動之移動體上所保持之物體施加處理，其特徵在於，具備：第1檢測裝置，具有配置於該移動體之動作區域內至少一部分之1個或2個以上之測量點，當該移動體位於該測量點之任一者時，檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向的位置資訊；第2檢測裝置，從該動作區域外對該移動體沿著該二維平面照射測量光，檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向的位置資訊；以及控制裝置，根據該處理之內容，選擇該第1檢測裝置之檢測結果、該第2檢測裝置之檢測結果、或該第1檢測裝置之檢測結果及該第2檢測裝置之檢測結果雙方的三種中任一種檢測結果，使用所選擇之檢測結果控制該移動體在與該二維平面垂直之方向及相對該二維平面之傾斜方向之至少一者的位置。
藉此，藉由控制裝置，根據對物體施加之處理內容，選擇第1檢測裝置之檢測結果、第2檢測裝置之檢測結果、或第1檢測裝置之檢測結果及第2檢測裝置之檢測結果雙方的三種中任一種檢測結果，使用所選擇之檢測結果控制移動體在與二維平面垂直之方向及相對該二維平面之傾斜方向之至少一者的位置。因此，能根據對物體施加之處理內容高效率且高精度地進行移動體在與二維平面垂直之方向及相對該二維平面之傾斜方向之至少一者的位置控制。
本發明第8形態之第3移動體驅動系統，係驅動實質上沿著二維平面移動的第1移動體及第2移動體，其特徵在於，具備：第1檢測裝置，具有配置於該第1移動體及第2移動體之至少一者之動作區域內至少一部分之1個或2個以上之測量點，當該第1移動體或該第2移動體位於該測量點之任一者時，檢測位於該測量點之該第1移動體或該第2移動體在與該二維平面垂直之方向的位置資訊；第2檢測裝置，從該動作區域外對該第1移動體或該第2移動體沿著該二維平面照射測量光，檢測照射有該測量光之該第1移動體或該第2移動體在與該二維平面垂直之方向的位置資訊；以及控制裝置，根據驅動對象為該第1移動體及該第2移動體之何者，選擇該第1檢測裝置之檢測結果、該第2檢測裝置之檢測結果、或該第1檢測裝置之檢測結果及該第2檢測裝置之檢測結果雙方的三種中任一種檢測結果，使用所選擇之檢測結果控制該驅動對象之移動體在與該二維平面垂直之方向及相對該二維平面之傾斜方向之至少一者的位置。
藉此，藉由控制裝置，根據驅動對象為第1移動體及第2移動體之何者，選擇第1檢測裝置之檢測結果、第2檢測裝置之檢測結果、或第1檢測裝置之檢測結果及第2檢測裝置之檢測結果雙方的三種中任一種檢測結果，使用所選擇之檢測結果控制驅動對象之移動體在與二維平面垂直之方向及相對二維平面之傾斜方向之至少一者的位置。
以下，根據圖1～圖24說明本發明之一實施形態。
圖1係概略顯示一實施形態之曝光裝置100的構成。曝光裝置100，係步進掃描方式之掃描型曝光裝置、亦即所謂掃描機。如後述般，本實施形態中係設有投影光學系統PL，以下之說明中，將與此投影光學系統PL之光軸AX平行之方向設為Z軸方向、將在與該Z軸方向正交之面內標線片與晶圓相對掃描的方向設為Y軸方向、將與Z軸及Y軸正交之方向設為X軸方向，且將繞X軸、Y軸、及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別設為θx、θy、及θz方向。
曝光裝置100，包含：照明系統10；標線片載台RST，係保持該照明系統10之曝光用照明光(以下稱為照明光或曝光用光)IL所照明的標線片R；投影單元PU，包含用以使從標線片R射出之照明光IL投射於晶圓W上的投影光學系統PL；載台裝置50，具有晶圓載台WST及測量載台MST；以及上述裝置之控制系統等。於晶圓載台WST上裝載有晶圓W。
照明系統10，例如美國專利申請公開第2003/0025890號說明書等所揭示，其包含光源、具有包含光學積分器等之照度均一化光學系統、以及標線片遮簾等(均未圖示)的照明光學系統。該照明系統10，係籍由照明光(曝光用光)IL，以大致均一之照度來照明被標線片遮簾(遮罩系統)規定之標線片R上的狹縫狀照明區域IAR。此處，作為一例，係使用ArF準分子雷射光(波長193nm)來作為照明光IL。又，作為光學積分器，可使用例如複眼透鏡、棒狀積分器(內面反射型積分器)或繞射光學元件等。
於標線片載台RTS上例如籍由真空吸附固定有標線片R，該標線片R係於其圖案面(圖1之下面)形成有電路圖案等。標線片載台RST，能籍由包含例如線性馬達等之標線片載台驅動系統11(在圖1未圖示、參照圖6)而在XY平面內微幅驅動，且能以指定之掃描速度驅動於掃描方向(指圖1之圖面內左右方向的Y軸方向)。
標線片載台RST在XY平面(移動面)內之位置資訊(包含θz方向之位置(旋轉)資訊)，係藉由標線片雷射干涉儀(以下稱為「標線片干涉儀」)116，透過移動鏡15(實際上，係設有具有與Y軸正交之反射面的Y移動鏡(或後向反射器)、以及具有與X軸正交之反射面的X移動鏡)例如以0.25nm左右之分析能力隨時檢測。標線片干涉儀116之測量值，係傳送至主控制裝置20(於圖1未圖示，參照圖6)。主控制裝置20，即根據標線片干涉儀116之測量值算出標線片載台RST在X軸方向、Y軸方向及θz方向的位置，且籍由根據該算出結果控制標線片載台驅動系統11，來控制標線片載台RST之位置(及速度)。此外，亦可對標線片載台RST之端面進行鏡面加工來形成反射面(相當於移動鏡15之反射面)，以代替移動鏡15。又，標線片干涉儀116亦可測量標線片載台RST在Z軸、θx及θy方向之至少一個方向的位置資訊。
投影單元PU，係配置於標線片載台RST之圖1下方。投影單元PU，包含：鏡筒40；以及投影光學系統PL，具有由以既定位置關係保持於鏡筒40內之複數個光學元件。作為投影光學系統PL，例如係使用沿與Z軸方向平行之光軸AX排列之複數個透鏡(透鏡元件)所構成的折射光學系統。投影光學系統PL，例如係兩側遠心且具有既定投影倍率(例如1/4倍、1/5倍、或1/8倍等)。藉此，當以來自照明系統10之照明光IL來照明照明區域IAR時，籍由通過投影光學系統PL之第1面(物體面)與其圖案面大致配置成一致之標線片R的照明光IL，使該照明區域IAR內之標線片R的電路圖案縮小像(電路圖案之一部分縮小像)透過投影光學系統PL(投影單元PU)形成於區域(以下亦稱為曝光區域)IA；該區域IA係與配置於其第2面(像面)側、表面塗布有光阻(感光劑)之晶圓W上的前述照明區域IAR共軛。接著，藉由標線片載台RST與晶圓載台WST之同步驅動，使標線片相對照明區域IAR(照明光IL)移動於掃描方向(Y軸方向)，且使晶圓W相對曝光區域(照明光IL)移動於掃描方向(Y軸方向)，藉此對晶圓W上之一個照射區域(區劃區域)進行掃描曝光，以將標線片之圖案轉印於該照射區域。亦即，本實施形態中，係藉由照明系統10、標線片及投影光學系統PL將圖案生成於晶圓W上，藉由照明光IL對晶圓W上之感光層(光阻層)之曝光將該圖案形成於晶圓W上。
此外，雖未圖示，但投影單元PU係透過防振機構搭載於以三支支柱支持之鏡筒固定座。但並不限於此，例如亦可如國際公開第2006/038952號小冊子所揭示，將投影單元PU懸吊支撐於配置在投影單元PU上方之未圖示主框架構件、或懸吊支撐於配置標線片載台RST之底座構件等。
又，本實施形態之曝光裝置100，由於係進行適用液浸法的曝光，因此會隨著投影光學系統PL之數值孔徑NA實質性地增大而使標線片側之開口變大。因此為了珀茲伐條件且避免投影光學系統之大型化，亦可採用包含反射鏡與透鏡而構成之反折射系統(catadioptric)來作為投影光學系統。又，亦可不僅於晶圓W形成感光層(光阻層)，亦形成保護晶圓或感光層之保護膜(上塗膜)等。
又，本實形形態之曝光裝置100，由於係進行適用液浸法的曝光，因此係設有構成局部液浸裝置8一部分之嘴單元32來包圍用以保持透鏡(以下亦稱「前端透鏡」)191之鏡筒40之下端部周圍，該透鏡係構成投影光學系統PL之最靠像面側(晶圓W側)之光學元件。本實施形態中，嘴單元32係如圖1所示其下端面與前端透鏡191之下端面設定成大致同一面高。又，嘴單元32，具備液體Lq之供應口及回收口、與晶圓W對向配置且設有回收口之下面、以及分別與液體供應管31A及液體回收管31B連接之供應流路及回收流路。液體供應管31A與液體回收管31B，如圖3所示，在俯視時(從上方觀看)係相對X軸方向及Y軸方向傾斜45°，相對通過投影單元PU中心(投影光學系統PL之光軸AX、在本實施形態中與前述曝光區域IA之中心一致)且與Y軸方向平行的直線(基準軸)LV配置成對稱。
於液體供應管31A，連接有其一端連接於液體供應裝置5(圖1中未圖示、參照圖6)之未圖示供應管的另一端，於液體回收管31B，連接有其一端連接於液體回收裝置6(圖1中未圖示、參照圖6)之未圖示回收管的另一端。
液體供應裝置5，包含供應液體之槽、加壓泵、溫度控制裝置、以及用以控制液體對液體供應管31A之供應及停止的閥等。該閥最好係使用例如不僅可進行液體之供應及停止、亦能調整流量的流量控制閥。前述溫度控制裝置，係將槽內之液體溫度調整至與收納有例如曝光裝置之處理室(未圖示)內之溫度同樣程度。此外，槽、加壓泵、溫度控制裝置、閥等，曝光裝置100不需全部具備，亦能將其至少一部分由設有曝光裝置100之工廠內的設備來代替。
液體回收裝置6，包含用以回收液體之槽及吸引泵、以及透過液體回收管31B控制液體之回收及停止的閥等。該閥最好係使用與液體供應裝置5之閥相同的流量控制閥。此外，槽、吸引泵、閥等，曝光裝置100不需全部具備，亦能將其至少一部分由設有曝光裝置100之工廠內的設備來代替。
本實施形態中，作為上述液體Lq，係使用可使ArF準分子雷射光(波長193nm之光)透射的純水(以下除必要情況外，僅記述為「水」)。純水具有在半導體製造工廠等能容易地大量獲得且對晶圓上之光阻及光學透鏡等無不良影響的優點。
水對ArF準分子雷射光之折射率n為大致1.44。於該水中，照明光IL之波長，係縮短至193nm×1/n=約134nm。
液體供應裝置5及液體回收裝置6分別具備控制器，各控制器籍由主控制裝置20來控制(參照圖6)。液體供應裝置5之控制器，係根據來自主控制裝置20之指令，以既定開度開啟連接於液體供應管31A的閥，透過液體供應管31A、供應流路、以及供應口將液體(水)供應至前端透鏡191與晶圓W之間。又，此時，液體回收裝置6之控制器，係根據來自主控制裝置20之指令，以既定開度開啟連接於液體回收管31B的閥，透過回收口、回收流路、以及液體回收管31B，從前端透鏡191與晶圓W之間將液體(水)回收至液體回收裝置6(液體槽)內部。此時，主控制裝置20，係對液體供應裝置5之控制器、液體回收裝置6之控制器發出指令，以使供應至前端透鏡191與晶圓W間的水量與回收之水量恆相等。因此，使前端透鏡191與晶圓W間之液體(水)Lq(參照圖1)保持一定量。此時，保持於前端透鏡191與晶圓W之間的液體(水)Lq係隨時更換。
從上述說明可清楚得知，本實施形態之局部液浸裝置8，包含嘴單元32、液體供應裝置5、液體回收裝置6、液體供應管31A及液體回收管31B等。此外，局部液浸裝置8之一部分、例如至少嘴單元32，亦可懸吊支撐於用以保持投影單元PU之主框架(包含前述之鏡筒固定座)，或亦可設於與主框架不同之框架構件。或者，當如前所述將投影單元PU懸吊支撐時，雖亦可將投影單元PU與嘴單元32一體懸吊支撐，但本實施形態中，係將嘴單元32設於與投影單元PU獨立懸吊支撐之測量框架。此情況下，亦可不懸吊支撐投影單元PU。
此外，即使測量載台MST位於投影單元PU下方時，亦能與上述同樣地將水充滿於後述測量台與前端透鏡191之間。
又，上述說明中，作為一例，雖分別設有各一個液體供應管(嘴)與液體回收管(嘴)，但並不限於此，只要在考量與周圍構件之關係下亦能進行配置的話，亦可採用例如國際公開第99/49504號小冊子所揭示之具有多數個嘴之構成。扼要言之，只要係至少能將液體供應至構成投影光學系統PL之最下端之光學構件(前端透鏡)191與晶圓W之間的構成，該構成可為任意者。例如，本實施形態之曝光裝置，亦能適用在揭示於國際公開第2004/053955號小冊子之液浸機構或歐洲專利申請公開第1420298號說明書的液浸機構等。
回到圖1，載台裝置50，具備配置於底座12上方之晶圓載台WST及測量載台MST、測量此等載台WST、MST之位置資訊之測量系統200(參照圖6)，以及驅動載台WST、MST之載台驅動系統124(參照圖6)等。測量系統200，如圖6所示包含干涉儀系統118、編碼器系統150及面位置測量系統180等。此外，干涉儀系統118及編碼器系統150等，留待後述。
回到圖1，於晶圓載台WST、測量載台MST各自之底面之複數處，設有未圖示之非接觸軸承、例如真空預壓型空氣靜壓軸承(以下稱為「空氣墊」)，籍由從此等空氣墊往底座12上面噴出之加壓空氣的靜壓，使晶圓載台WST、測量載台MST透過數μm程度之間隙以非接觸方式支撐於底座12的上方。又，兩載台WST、MST，係可藉由包含線性馬達等之載台驅動系統124(參照圖6)而獨立驅動於XY平面內。
晶圓載台WST，包含：載台本體91；以及裝載於載台本體91上的晶圓台WTB。晶圓台WTB及載台本體91，可藉由包含線性馬達及Z調平機構(包含例如音圈馬達等)之驅動系統，相對底座12驅動於六自由度方向(X,Y,Z,θx、θy、θz)。
於晶圓台WTB上設有藉由真空吸附等來保持晶圓W的晶圓保持具(未圖示)。晶圓保持具雖可與晶圓台WTB形成為一體，但本實施形態中晶圓保持具與晶圓台WTB係分別構成，藉由例如真空吸附等將晶圓保持具固定於晶圓台WTB之凹部內。又，於晶圓台WTB上面設有板體(撥液板)28，該板體具有與裝載於晶圓保持具上之晶圓W表面大致同一面高、已對液體Lq進行撥液化處理的表面(撥液面)，其外形(輪廓)為矩形且於其中央部形成有較晶圓保持具(晶圓之裝載區域)大一圈的圓形開口。板體28，係由低熱膨脹率之材料、例如玻璃或陶瓷(例如首德公司之Zerodur(商品名))、Al2 O3 或TiC等)構成，於其表面例如由氟樹脂材料、聚四氟乙烯(鐵氟龍(註冊商標))等氟系樹脂材料、丙烯酸系樹脂材料或矽系樹脂材料等來形成撥液膜。進一步地，如圖4(A)之晶圓台WTB(晶圓載台WST)之俯視圖所示，板體28具有用以包圍圓形開口之外形(輪廓)為矩形之第1撥液區域28a、以及配置於第1撥液區域28a周圍之矩形框狀(環狀)第2撥液區域28b。第1撥液區域28a，例如在進行曝光動作時，形成有從晶圓表面超出之液浸區域14(參照例如圖13)之至少一部分，第2撥液區域28b，係形成有後述編碼器系統用之標尺。此外，板體28之表面之至少一部分亦可不與晶圓表面為同一面高，亦即亦可係相異之高度。又，板體28雖可係單一板體，但在本實施形態中為複數個板體，例如組合分別與第1及第2撥液區域28a,28b對應之第1及第2撥液板來構成。本實施形態中，由於如前所述係使用水來作為液體Lq，因此以下將第1及第2撥液區域28a,28b亦稱為第1及第2撥水板28a,28b。
此情形下，與曝光用光IL會照射於內側之第1撥水板28a相對地，曝光用光IL幾乎不會照射到外側之第2撥水板28b。考量到此點，本實施形態中係於第1撥水板28a表面形成有被施以對曝光用光IL(此時為真空紫外區之光)有充分之耐性之撥水塗布膜的第1撥水區域，而於第2撥水板28b表面則形成被施以對曝光用光IL之耐性較第1撥水區域差之撥水塗布膜的第2撥水區域。由於一般而言，並不容易對玻璃板施以對曝光用光IL(此時為真空紫外區之光)有充分之耐性之撥水塗布膜，因此若如上述般將第1撥水板28a與其周圍之第2撥水板28b分離成兩個部分可更具效果。此外亦並不限於此，亦可對同一板體之上面施加對曝光用光IL之耐性相異之兩種撥水塗布膜，以形成第1撥水區域及第2撥水區域。又，第1及第2撥水區域之撥水塗布膜的種類亦可相同。例如亦可於同一板體僅形成一個撥水區域。
又，由圖4(A)可清楚得知，於第1撥水板28a之＋Y側端部之X軸方向的中央部形成有長方形缺口，於此缺口與第2撥水板28b所包圍之長方形空間內部(缺口內部)埋入有測量板30。於此測量板30之長邊方向中央(晶圓台WTB之中心線LL上)形成基準標記FM，於基準標記FM之X軸方向一側與另一側，形成有相對基準標記FM中心配置成對稱之一對空間像測量狹縫圖案(狹縫狀之測量用圖案)SL。各空間像測量狹縫圖案SL，例如係使用具有沿Y軸方向與X軸方向之邊的L字形狹縫圖案、或分別延伸於X軸及Y軸方向之兩個直線狀的狹縫圖案等。
又，如圖4(B)所示，收納有光學系統(包含物鏡、反射鏡、中繼透鏡等)之L字形框體36，係以從晶圓台WTB貫通載台本體91內部一部分之狀態，安裝成一部分埋入於上述各空間像測量狹縫圖案SL下方之晶圓載台WST內部的狀態。雖省略圖示，但筐體36係與上述一對空間像測量狹縫圖案SL對應設置有一對。
上述筐體36內部之光學系統，係將透射過空間像測量狹縫圖案SL之照明光IL沿L字形路徑導引，並朝向-Y方向射出。此外，以下為了方便說明，係使用與筐體36相同之符號將筐體36內部之光學系統記述為送光系統36。
再者，於第2撥水板28b上面，沿其四邊各以既定間距直接形成有多數個格子線。進一步詳言之，於第2撥水板28b之X軸方向一側與另一側(圖4(A)中之左右兩側)的區域分別形成有Y標尺39Y1 ,39Y2 ，Y標尺39Y1 ,39Y2 ，例如係以X軸方向為長邊方向之格子線38以既定間距沿平行於Y軸之方向(Y軸方向)而形成之以Y軸方向為週期方向之反射型格子(例如繞射光柵)所構成。
同樣地，於第2撥水板28b之Y軸方向一側與另一側(圖4(A)中之上下兩側)的區域分別以被Y標尺39Y1 及39Y2 夾著之狀態形成有X標尺39X1 ,39X2 ，X標尺39X1 ,39X2 ，例如係以Y軸方向為長邊方向之格子線37以既定間距沿平行於X軸之方向(X軸方向)而形成之以X軸方向為週期方向之反射型格子(例如繞射光柵)所構成。上述各標尺，例如係以全像片等來於第2撥水板28b表面作成反射型繞射光柵。此時，於各標尺係以既定間隔(間距)刻出由窄狹縫或槽等構成之格子來作為標度。用於各標尺之繞射光柵之種類並不限定，不僅能以機械方式形成槽等，例如亦可係將干涉紋燒結於感光性樹脂來加以作成。不過，各標尺例如係以138nm～4μm間之間距(例如1μm間距)將上述繞射光柵之標度刻於薄板狀玻璃來作成。此等標尺係被前述撥液膜(撥水膜)覆蓋。此外，圖4(A)中為了方便圖示，格子之間距係圖示成較實際間距大許多。此點在其他的圖中亦相同。
承上所述，本實施形態由於將第2撥水板28b本身構成標尺，因此係使用低熱膨脹之玻璃板來作為第2撥水板28b。然而並不限於此，亦可將形成有格子之低熱膨脹之玻璃板等所構成的標尺構件，藉由例如板彈簧(或真空吸附)等固定於晶圓台WTB上面，以避免其產生局部性之伸縮，此時，亦可將於全面施有同一撥水塗布膜之撥水板代用為板體28。或者，亦可以低熱膨脹率之材料形成晶圓台WTB，此情形下，一對Y標尺與一對X標尺亦可直接形成於該晶圓台WTB上面。
此外，為了保護繞射光柵，以具有撥水性(撥液性)之低熱膨脹率的玻璃板來覆蓋亦為有效。此處，係使用厚度與晶圓相同程度、例如厚度1mm的玻璃板，於晶圓台WTB上面設置成其玻璃板表面與晶圓面相同高度(面高相同)。
又，於各標尺端附近，分別設有用以決定後述編碼器讀頭與標尺間之相對位置之定位圖案。此定位圖案例如由反射率不同之格子線構成，當編碼器讀頭在此定位圖案上掃描時，編碼器之輸出訊號強度即會變化。因此，係預先決定臨限值，以檢測輸出訊號強度超過該臨限值的位置。以此檢測出之位置為基準設定編碼器讀頭與標尺間之相對位置。
前述晶圓台WTB之-Y端面,-X端面，係分別施以鏡面加工而形成為圖2所示之後述干涉儀系統118用之反射面17a,17b。
測量載台MST，如圖1所示，包含藉由未圖示線性馬達等在XY平面內驅動之載台本體92與裝載於載台本體92上之測量台MTB。測量載台MST可藉由未圖示驅動系統相對底座12驅動於至少三自由度方向(X,Y,θz)。
此外，圖6中，包含晶圓載台WST之驅動系統與測量載台MST之驅動系統在內顯示為載台驅動系統124。
於測量台MTB(及載台本體92)設有各種測量用構件。作為該測量用構件，例如圖2及圖5(A)所示，係採用具有針孔狀受光部來在投影光學系統PL之像面上接收照明光IL的照度不均感測器94、用以測量投影光學系統PL所投影之圖案空間像(投影像)的空間像測量器96、以及例如國際公開第2003/065428號小冊子等所揭示的夏克一哈特曼(Shack-Hartman)方式之波面像差測量器98等。波面像差感測器98，例如能使用國際公開第99/60361號小冊子(對應歐洲專利第1,079,223號說明書)所揭示者。
照度不均感測器94，例如能使用與美國專利第4,465,368號說明書等所揭示者相同之構造。又，空間像測量器96，例如能使用與美國專利申請公開第2002/0041377號說明書等所揭示者相同之構造。此外，本實施形態中雖將三個測量用構件(94,96,98)設於測量載台MST，但測量用構件之種類、及/或數量等並不限於此。測量用構件，例如可使用用以測量投影光學系統PL之透射率的透射率測量器、及/或能採用用以觀察前述局部液浸裝置8、例如嘴單元32(或前端透鏡191)等的測量器等。再者，亦可將與測量用構件相異之構件、例如用以清潔嘴單元32、前端透鏡191等的清潔構件等裝載於測量載台MST。
本實施形態中，參照圖5(A)可知，使用頻率高之感測器類、照度不均感測器94或空間像測量器96等，係配置於測量載台MST之中心線CL(通過中心之Y軸)上。因此，本實施形態中，使用此等感測器類之測量，並非係以使測量載台MST移動於X軸方向之方式來進行，而係僅以使其移動於Y軸方向之方式來進行。
除了上述感測器以外，尚能採用例如美國專利申請公開第2002/0061469號說明書等所揭示之照度監測器(具有在投影光學系統PL之像面上接收照明光IL之既定面積的受光部)，此照度監測器最好亦配置於中心線上。
此外，本實施形態中，對應所進行之籍由透過投影光學系統PL與液體(水)Lq之曝光用光(照明光)IL來使晶圓W曝光的液浸曝光，使用照明光IL之測量所使用的上述照度不均感測器94(以及照度監測器)、空間像測量器96、以及波面像差感測器98，即係透過投影光學系統PL及水來接收照明光IL。又，各感測器，例如亦可僅有光學系統等之一部分裝載於測量台MTB(及載台本體92)，或亦可將感測器整體配置於測量台MTB(及載台本體92)。
又，於測量台MTB之＋Y端面、-X端面形成有與前述晶圓台WTB相同之反射面19a,19b(參照圖2及圖5(A))。
如圖5(B)所示，於測量載台MST之載台本體92之-Y側端面固定有框狀安裝構件42。又，於載台本體92之-Y側端面，安裝構件42開口內部之在X軸方向之中心位置附近，係以能與前述一對送光系統36對向之配置固定有一對受光系統44。各受光系統44，係由中繼透鏡等之光學系統、受光元件(例如光電倍增管等)、以及收納此等之筐體來構成。由圖4(B)及圖5(B)、以及截至目前為止之說明可知，本實施形態中，在晶圓載台WST與測量載台MST於Y軸方向接近既定距離以內之狀態(包含接觸狀態)下，透射過測量板30之各空間像測量狹縫圖案SL的照明光IL係被前述各送光系統36導引，而以各受光系統44之受光元件接收光。亦即，藉由測量板30、送光系統36、以及受光系統44，來構成與美國專利申請公開第2002/0041377號說明書等所揭示者相同之空間像測量裝置45(參照圖6)。
於安裝構件42上，沿X軸方向延伸設置有由截面矩形之棒狀構件構成之基準桿(以下簡稱為「FD桿」)。此FD桿46，係藉由全動態框構造以動態方式支撐於測量載台MST上。
由於FD桿46為原器(測量基準)，因此其材料係採用低熱膨脹率之光學玻璃陶瓷、例如首德公司之Zerodur(商品名)等。此FD桿46之上面(表面)的平坦度設定得較高，與所謂基準平面板相同程度。又，於該FD桿46之長邊方向一側與另一側端部附近，係如圖5(A)所示分別形成有以Y軸方向為週期方向的基準格子(例如繞射光柵)52。此一對基準格子52之形成方式，係隔著既定距離在FD桿46之X軸方向中心、亦即相隔前述中心線CL配置成對稱。
又，於FD桿46上面以圖5(A)所示之配置形成有複數個基準標記M。該複數個基準標記M，係以同一間距在Y軸方向形成為三行的排列，各行排列形成為在X軸方向彼此偏移既定距離。各基準標記M，例如使用可藉由後述第一對準系統、第二對準系統來檢測之尺寸的二維標記。基準標記M之形狀(構成)雖亦可與前述基準標記FM相異，但本實施形態中基準標記M與基準標記FM係相同構成，且亦與晶圓W之對準標記相同構成。此外，本實施形態中，FD桿46之表面及測量台MTB(亦可包含前述測量用構件)之表面均分別以撥液膜(撥水膜)覆蓋。
本實施形態之曝光裝置100，雖在圖1中為了避免圖式過於複雜而予以省略，但實際上如圖3所示，係配置有第一對準系統AL1，該第一對準系統AL1在前述基準軸LV上，從投影光學系統PL之光軸AX往-Y側相隔既定距離的位置具有檢測中心。此第一對準系統AL1，係透過支撐構件54固定於未圖示主框架之下面。隔著此第一對準系統AL1，於X軸方向一側與另一側，分別設有其檢測中心相對該直線LV配置成大致對稱之第二對準系統AL21 ,AL22 與AL23 ,AL24 。亦即，五個對準系統AL1,AL21 ～AL24 之檢測中心，係在X軸方向配置於相異位置，亦即沿X軸方向配置。
各第二對準系統AL2n (n=1～4)，如代表顯示之對準系統AL24 般，係固定於能以旋轉中心O為中心往圖3中之順時針及逆時針方向旋轉既定角度範圍的臂56n (n=1～4)前端(旋動端)。本實施形態中，各第二對準系統AL2n 之一部分(例如至少包含將對準光照射於檢測區域、且將檢測區域內之對象標記所產生之光導至受光元件的光學系統)係固定於臂56n ，剩餘之一部分則設於用以保持投影單元PU的主框架。第二對準系統AL21 ,AL22 ,AL23 ,AL24 能藉由分別以旋轉中心O為中心旋動來調整X位置。亦即，第二對準系統AL21 ,AL22 ,AL23 ,AL24 之檢測區域(或檢測中心)能獨立移動於X軸方向。因此，第一對準系統AL1及第二對準系統AL21 ,AL22 ,AL23 ,AL24 能調整其檢測區域在X軸方向的相對位置。此外，本實施形態中，雖藉由臂之旋動來調整第二對準系統AL21 ,AL22 ,AL23 ,AL24 的X位置，但並不限於此，亦可設置將第二對準系統AL21 ,AL22 ,AL23 ,AL24 往復驅動於X軸方向的驅動機構。又，第二對準系統AL21 ,AL22 ,AL23 ,AL24 之至少一個亦可不僅可移動於X軸方向而亦可移動於Y軸方向。此外，由於各第二對準系統AL2n 之一部分係藉由臂56n 來移動，因此可藉由未圖示感測器例如干涉儀或編碼器等來測量固定於臂56n 之一部分的位置資訊。此感測器可僅測量第二對準系統AL2n 在X軸方向的位置資訊，亦能使其可測量其他方向例如Y軸方向及/或旋轉方向(包含θx及θy方向的至少一方)的位置資訊。
於各臂56n 上面，設有由差動排氣型之空氣軸承構成的真空墊58n (n=1～4，圖3中未圖示，參照圖6)。又，臂56n ，例如藉由包含馬達等之旋轉驅動機構60n (n=1～4，圖3中未圖示，參照圖6)，可依主控制裝置20之指示來旋動。主控制裝置20在臂56n 之旋轉調整後，即使各真空墊58n 作動以將各臂56n 吸附固定於未圖示主框架。藉此，即可維持各臂56n 之旋轉角度調整後的狀態，亦即維持第一對準系統AL1及4個第二對準系統AL21 ～AL24 的所欲位置關係。
此外，與主框架之臂56n 對向的部分只要係磁性體，亦可代替真空墊58採用電磁石。
本實施形態之第一對準系統AL1及4個第二對準系統AL21 ～AL24 ，可使用例如影像處理方式之FIA(Field Image Alignment(場像對準))系統，其能將不會使晶圓上之光阻感光的寬頻檢測光束照射於對象標記，並以攝影元件(CCD(電荷耦合裝置)等)拍攝藉由來自該對象標記之反射光而成像於受光面的對象標記像、以及未圖示之指標(設於各對準系統內之指標板上的指標圖案)像，並輸出該等之拍攝訊號。來自第一對準系統AL1及4個第二對準系統AL21 ～AL24 各自之攝影訊號，係透過未圖示之對準訊號處理系統供應至圖6的主控制裝置20。
此外，作為上述各對準系統係不限於FIA系統，當然亦能單獨或適當組合使用能將同調檢測光照射於對象標記以檢測從此對象標記產生之散射光或繞射光的對準感測器，或是干涉從該對象標記產生之兩繞射光(例如同階數之繞射光、或繞射於同方向之繞射光)來加以檢測的對準感測器。又，本實施形態中，五個對準系統AL1,AL21 ～AL24 ，雖係透過支撐構件54或臂56n 固定於用以保持投影單元PU的主框架下面，但並不限於此，亦可設於例如前述測量框架。
其次，說明用以測量晶圓載台WST及測量載台MST之位置資訊之干涉儀系統118(參照圖6)的構成等。
此處，在具體說明干涉儀系統之構成前，先簡單說明干涉儀之測量原理。干涉儀係朝向設於測量對象物之反射面照射測距光束(測距光)。干涉儀將其反射光與參照光之合成光接收，並測量將反射光(測距光)與參照光會整其偏振方向而使其彼此干涉的干涉光之強度。此處，會因反射光與參照光之光路差ΔL而使反射光與參照光間之相對相位(相位差)變化KΔL。因此，干涉光之強度會與1＋a‧cos(KΔL)成正比地變化。不過若採用同差檢波方式，測距光與參照光之波數則相同為K。定數a係取決於測距光與參照光之強度比。此處，相對參照光之反射面，一般係設於投影單元PU側面(視情形亦會設於干涉儀單元內)。此參照光之反射面為測距之基準位置。如上述，光路差ΔL會反映基準位置至反射面之距離。因此，只要測量相對於至反射面之距離之變化的干涉光強度變化次數(條紋數)，即可從其計數值與測量單位之積算出設置於測量對像物之反射面的位移。此處之測量單位，當係單通方式之測量儀時，係測距光之波長之二分之一，當係雙通方式之測量儀時，係測距光之波長之四分之一。
此外，當使用外差檢波方式之干涉儀時，測距光之波數K1與參照光之波數K2會略為相異。此時，將測距光與參照光之光路長分別設為L1 ,L2 ，測距光與參照光之間之相位差被賦予為KΔL＋ΔKL1 ，干涉光之強度會與1＋a‧cos(KΔL＋ΔKL1 )成正比地變化。其中，光路差ΔL=L1 -L2 ,ΔK=K1 -K2 ,K=K2 。此處，參照光之光路長L2 若充分短而可成立近似ΔL≒L1 ，則干涉光之強度會與1＋a‧cos[(K＋ΔK)ΔL]成正比地變化。由此可知，干涉光之強度，隨著光路差ΔL之變化而以參照光之波長2π/K週期振動，且其週期振動之包絡線以較長週期2π/ΔK振動(波差)。因此，外差檢波方式中，可從長週期之波差得知光路差ΔL之變化方向、亦即測量對像物之位移方向。
此外，干涉儀之主要誤差要因，有光束光路上之環境氣氛之溫度搖晃(空氣搖晃)之效果。例如因空氣搖晃使光之波長λ變化成λ＋Δλ。因此波長之微小變化Δλ而產生之相位差KΔL之變化，由於波數K=2π/λ，因此可求出為2πΔLΔλ/λ2 。此處，假設光之波長λ=1μm，微小變化Δλ=1nm，相較於光路差ΔL=100mm，相位變化為2π×100。此相位變化與測量單位之100倍之位移對應。如上述，當光路長設定成較長時，干涉儀在短時間產生之空氣搖晃之影響大，短期穩定性較差。上述情況下，最好係使用後述之具有編碼器或Z讀頭的面位置測量系統。
干涉儀系統118如圖2所示，包含晶圓載台WST之位置測量用之Y干涉儀16、X干涉儀126,127,128、以及Z干涉儀43A,43B、以及測量載台MST之位置測量用之Y干涉儀18及X干涉儀130等。Y干涉儀16及X干涉儀126,127,128(圖1中X干涉儀126～128並未圖示，參照圖2)，係分別對晶圓台WTB之反射面17a,17b照射測距光束，並籍由接收各自之反射光，測量各反射面從基準位置(例如於投影單元PU側面配置固定鏡，再以該處為基準面)的位移、亦即晶圓載台WST在XY平面內的位置資訊，並將該測量位置資訊供應至主控制裝置20。本實施形態中，如後所述，作為上述各干涉儀，除了一部分以外均使用具有複數個測距軸之多軸干涉儀。
另一方面，於載台本體91之-Y側端面，如圖4(A)及圖4(B)所示，透過未圖示動態支撐機構安裝有以X軸方向為長邊方向的移動鏡41。移動鏡41係由將長方體構件與固接於該長方體一面(-Y側之面)之一對三角柱狀構件一體化的構件構成。由圖2可知，移動鏡41係設計成X軸方向之長度較晶圓台WTB之反射面17a長了至少後述兩個Z干涉儀之間隔量。
對移動鏡41之-Y側之面施以鏡面加工，而如圖4(B)所示形成有三個反射面41b,41a,41c。反射面41a，係構成移動鏡41之-Y側端面之一部分，與XZ平面成平行且延伸於X軸方向。反射面41b，係構成與反射面41a之＋Z側相鄰的面，相對反射面41a成鈍角且沿伸於X軸方向。反射面41c，係構成與反射面41a之-Z側相鄰的面，係設置成隔著反射面41a與反射面41b對稱。
與移動鏡41對向設有對該移動鏡41照射測距光束之一對Z干涉儀43A,43B(參照圖1及圖2)。
從綜合觀看圖1及圖2可知，Z干涉儀43A,43B，係於Y干涉儀16之X軸方向一側與另一側分離大致同一距離，且分別配置成略低於Y干涉儀16的位置。
如圖1所示，從Z干涉儀43A,43B分別向反射面41b投射沿Y軸方向之測距光束B1，且向反射面41c(參照圖4(B))投射沿Y軸方向之測距光束B2。本實施形態中，具有與被反射面41b及反射面41c依序反射之測距光束B1正交之反射面的固定鏡47B、以及具有與被反射面41c及反射面41b依序反射之測距光束B2正交之反射面的固定鏡47A，係在從移動鏡41往-Y方向分離既定距離的位置，在不干涉於測距光束B1,B2之狀態下分別延伸設置於X軸方向。
固定鏡47A,47B，係被支撐於設在用以支撐例如投影單元PU之框架(未圖示)的同一支撐體(未圖示)。
如圖2(及圖13)所示，Y干涉儀16，係從前述基準軸LV沿於-X側,＋X側分離同一距離的Y軸方向測距軸，將測距光束B41 ,B42 照射於晶圓台WTB之反射面17a，再接收各自之反射光，藉此來檢測晶圓台WTB之測距光束B41 ,B42 之照射點中的Y軸方向位置(Y位置)。此外，圖1中僅代表性地將測距光束B41 ,B42 圖示為測距光束B4。
又，Y干涉儀16，係於測距光束B41 ,B42 之間在Z軸方向隔開既定間隔，沿Y軸方向測距軸將測距光束B3投射向反射面41a，再接收被反射面41a反射的測距光束B3，藉此來檢測移動鏡41之反射面41a(亦即晶圓載台WST)的Y位置。
主控制裝置20，係根據Y干涉儀16之與測距光束B41 ,B42 對應的測距軸之測量值平均值，算出反射面17a、亦即晶圓台WTB(晶圓載台WST)的Y位置(更正確而言為Y軸方向之移位ΔY)。又，主控制裝置20係從與測距光束B41 ,B42 對應的測距軸之測量值之差，算出晶圓載台WST在繞Z軸之旋轉方向(θz方向)的移位(偏搖量)Δθz(Y) 。又，主控制裝置20，係根據反射面17a及在反射面41a之Y位置(Y軸方向之移位ΔY)，算出晶圓載台WST在θx方向的移位(縱搖量)Δθx。
又，如圖2及圖13所示，X干涉儀126，係沿在通過投影光學系統PL光軸之X軸方向之直線(基準軸)LH相距同一距離之雙軸測距軸，將測距光束B51 ,B52 投射於晶圓台WTB。主控制裝置20，係根據與測距光束B51 ,B52 對應的測距軸之測量值，算出晶圓載台WST在X軸方向的位置(X位置，更正確而言為X軸方向之移位ΔX)。又，主控制裝置20係從與測距光束B51 ,B52 對應的測距軸之測量值之差，算出晶圓載台WST在θz方向的移位(偏搖量)Δθz(X) 。此外，從X干涉儀126獲得之Δθz(X) 與從Y干涉儀16獲得之Δθz(Y) 彼此相等，代表晶圓載台WST往θz方向的移位(偏搖量)Δθz。
又，如圖14及圖15等所示，從X干涉儀128將測距光束B7沿連結卸載位置UP(供進行晶圓台WTB上之晶圓卸載)與裝載位置LP(供進行晶圓對晶圓台WTB上之裝載)之X軸的平行直線LUL，照射於晶圓台WTB的反射面17b。又，如圖16及圖17等所示，從X干涉儀127將測距光束B6沿通過第一對準系統AL1檢測中心之X軸的平行直線(基準軸)LA，照射至晶圓台WTB的反射面17b。
主控制裝置20，亦可從X干涉儀127之測距光束B6之測量值、以及X干涉儀128之測距光束B7之測量值，求出晶圓載台WST在X軸方向的移位ΔX。不過，三個X干涉儀126,127,128之配置係在Y軸方向不同。因此，X干涉儀126係使用於進行圖13所示之曝光時，X干涉儀127係使用於進行圖19等所示之晶圓對準時，X干涉儀128係使用於進行圖15所示之晶圓裝載時及圖14所示之晶圓卸載時。
如圖1所示，從前述Z干涉儀43A,43B分別向移動鏡41照射沿Y軸之測距光束B1,B2。此等測距光束B1,B2，係分別以既定入射角(設為θ/2)射入移動鏡41之反射面41b,41c。又，測距光束B1，係在反射面41b,41c依序反射，而呈垂直射入固定鏡47B的反射面，測距光束B2，係在反射面41c,41b依序反射，而呈垂直射入固定鏡47A的反射面。接著，在固定鏡47A,47B之反射面反射之測距光束B2,B1，再度在反射面41b,41c依序反射、或再度在反射面41c,41b依序反射(逆向反轉射入時之光路)而以Z干涉儀43A,43B接收光。
此處，若將移動鏡41(亦即晶圓載台WST)往Z軸方向之移位設為ΔZo，將往Y軸方向之移位設為ΔYo，則測距光束B1,B2的光路長變化ΔL1,ΔL2，可分別以下式(1),(2)表示。
ΔL1=ΔYo×(1＋cosθ)＋ΔZo×sinθ…(1)
ΔL2=ΔYo×(1＋cosθ)-ΔZo×sinθ…(2)
接著，依據式(1),(2)，ΔYo及ΔZo可由下式(3),(4)求出。
ΔZo=(ΔL1-ΔL2)/2sinθ…(3)
ΔYo=(ΔL1＋ΔL2)/{2(1＋cosθ)}…(4)
上述之移位ΔZo、ΔYo，係分別以Z干涉儀43A,43B求出。因此，將以Z干涉儀43A求出之移位設為ΔZoR,ΔYoR，將以Z干涉儀43B求出之移位設為ΔZoL,ΔYoL。接著，將Z干涉儀43A,43B各自照射之測距光束B1,B2在X軸方向分離的距離設為D(參照圖2)。在上述前提之下，移動鏡41(亦即晶圓載台WST)往θz方向之移位(偏搖量)Δθz、以及往θy方向之移位(橫搖量)Δθy、可由下式(5),(6)求出。
Δθz=tan-1 {(ΔYoR-ΔYoL)/D}…(5)
Δθy=tan-1 {(ΔZoL-ΔZoR)/D}…(6)
承上所述，主控制裝置20可藉由使用上述式(3)～式(6)，根據Z干涉儀43A,43B的測量結果，算出晶圓載台WST在四自由度的移位ΔZo、ΔYo、Δθz、Δθy。
如此，主控制裝置20，可從干涉儀系統118之測量結果，求出晶圓載台WST在六自由度方向(Z,X,Y,Δθz,Δθx,Δθy方向)的移位。
此外，本實施形態中，雖採用了晶圓載台WST係由可在六自由度驅動移動的單一載台構成，但亦可取代此單一載台採用下述之晶圓載台WST，其包含可在XY面內移動自如之載台本體91，以及裝載於該載台本體91上之能相對該載台本體91微幅驅動於至少Z軸方向、θx方向、以及θy方向的晶圓台WTB，或者，亦可採用晶圓台WTB亦能相對載台本體91微動於X軸方向、Y軸方向、以及θz方向之所謂粗微動構成的晶圓載台WST。不過，在此情形下，須為能以干涉儀系統118測量晶圓台WTB在六自由度方向之位置資訊的構成。測量載台MST，同樣地亦可由載台本體91與裝載於載台本體91上之三自由度或六自由度的測量台MTB構成。又，亦可於晶圓台WTB設置由平面鏡構成之移動鏡來代替反射面17a,反射面17b。
不過，本實施形態中，晶圓載台WST(晶圓台WTB)之位置控制用之XY平面內之位置資訊(包含θz方向之旋轉資訊)，主要係藉由後述編碼器系統來測量，干涉儀16,126,127之測量值係輔助性地用於修正(校正)該編碼器系統之測量值長期性變動(例如因標尺隨時間之變形等所造成)的情形等。
此外，干涉儀系統118之至少一部分(例如光學系統等)，雖可設於用以保持投影單元PU之主框架，或與如前所述懸吊支撐之投影單元PU設置成一體，但本實施形態中係設於前述測量框架。
此外，本實施形態中雖係以設於投影單元PU之固定鏡之反射面為基準面測量晶圓載台WST之位置資訊，但配置該基準面之位置不限於投影單元PU，並不一定要使用固定鏡測量晶圓載台WST之位置資訊。
又，本實施形態中，由干涉儀系統118測量之晶圓載台WST的位置資訊，並不用在後述曝光動作或對準動作等，而主要是用在編碼器系統之校正動作(亦即測量值之校正)等，但例如亦可將干涉儀系統118之測量資訊(亦即六自由度方向之位置資訊的至少一個)用在例如曝光動作及/或對準動作等。又，亦可考量將干涉儀系統118作為編碼器系統之後備使用，關於此點留後詳述。本實施形態中，編碼器系統係測量晶圓載台WST在三自由度方向、亦即X軸、Y軸、以及θz方向的位置資訊。因此，在進行曝光動作等時，干涉儀系統118之測量資訊中，可僅使用與編碼器系統對晶圓載台WST之位置資訊之測量方向(X軸、Y軸、以及θz方向)相異的方向，例如在θx方向及/或θy方向的位置資訊，或除了該相異方向之位置資訊以外，再加上使用與編碼器系統之測量方向相同方向(亦即X軸、Y軸、以及θz方向之至少一個)之位置資訊。又，亦可在曝光動作中使用干涉儀系統118所測量之晶圓載台WST在Z軸方向之位置資訊。
除此之外，於干涉儀系統118(參照圖6)亦包含用以測量測量台MTB之二維位置座標的Y干涉儀18,X干涉儀130。Y干涉儀18,X干涉儀130(圖1中X干涉儀130未圖示，參照圖2)係對測量台WTB之反射面19a,19b如圖2所示照射測距光束，且接受各自之反射光，藉此測量各反射面自基準位置之位移。主控制裝置20係接收Y干涉儀18,X干涉儀130之測量值，算出測量載台MST之位置資訊(包含例如至少X軸及Y軸方向之位置資訊與θz方向之旋轉資訊)。
此外，亦可使用與晶圓載台WST用之Y干涉儀16相同之多軸干涉儀來作為測量台MTB用之Y干涉儀。又，亦可使用與晶圓載台WST用之X干涉儀126相同之兩軸干涉儀來作為測量台MTB用之X干涉儀。又，為了測量測量載台MST之Z位移、Y位移、偏搖量、以及橫搖量，亦可導入與晶圓載台WST用之Z干涉儀43A,43B相同的干涉儀。
其次，說明用以測量晶圓載台WST在XY平面內之位置資訊(包含θz方向之旋轉資訊)之編碼器系統150(參照圖6)的構成等。
本實施形態之曝光裝置100，如圖3所示，係以從四方包圍前述嘴單元32周圍的狀態配置有編碼器系統150之四個讀頭單元62A～62D。此等讀頭單元62A～62D，雖在圖3等中為了避免圖式過於複雜而予以省略，但實際上係透過支撐構件以懸吊狀態固定於用以保持前述投影單元PU的主框架。
讀頭單元62A及62C，如圖3所示係於投影單元PU之＋X側、-X側，分別以X軸方向為長邊方向配置。又，讀頭單元62A,62C，分別具備相隔在X軸方向之間隔WD配置的複數個(此處為五個)Y讀頭65i ,64j (i,j=1～5)。更詳細而言，讀頭單元62A及62C，除了投影單元PU之周邊以外，分別具備於前述直線(基準軸)LH(通過投影光學系統PL之光軸AX且與X軸平行)上以間隔WD配置的複數個(此處為四個)Y讀頭(652 ～655 或641 ～644 )、以及配置在投影單元PU之周邊中自基準軸LH往-Y方向相離既定距離的位置、亦即嘴單元32之-Y側位置的一個Y讀頭(645 或651 )。讀頭單元62A,62C亦分別具備後述之五個Z讀頭。以下，視必要情況，亦將Y讀頭65i ,64j 分別記述為Y讀頭65,64。
讀頭單元62A，係構成使用前述Y標尺39Y1 來測量晶圓載台WST(晶圓台WTB)在Y軸方向之位置(Y位置)之多眼(此處為五眼)的Y線性編碼器(以下適當簡稱為「Y編碼器」或「編碼器」)70A(參照圖6)。同樣地，讀頭單元62C，係構成使用前述Y標尺39Y2 來測量晶圓載台WST之Y位置之多眼(此處為五眼)的Y編碼器70C(參照圖6)。此處，讀頭單元62A,62C所分別具備之五個Y讀頭(64I 或65j )(亦即測量光束)在X軸方向之間隔WD，係設定成較Y標尺39Y1 ,39Y2 在X軸方向的寬度(更正確而言為格子線38之長度)略窄。
如圖3所示，讀頭單元62B，具備配置於嘴構件32(投影單元PU)之＋Y側、於上述基準軸LV上沿Y軸方向相隔既定間隔WD配置的複數個(此處為四個)X讀頭665 ～663 。又，讀頭單元62D，具備配置於相隔嘴構件32(投影單元PU)之讀頭單元62B相反側的第一對準系統AL1之-Y側、於上述基準軸LV上相隔既定間隔WD配置的複數個(此處為四個)X讀頭661 ～664 。以下，視必要情況，亦將X讀頭661 ～668 記述為X讀頭66。
讀頭單元62B，係構成使用前述X標尺39X1 來測量晶圓載台WST在X軸方向之位置(X位置)之多眼(此處為四眼)的X線性編碼器(以下適當簡稱為「X編碼器」或「編碼器」)70B(參照圖6)。又，讀頭單元62D，係構成使用前述X標尺39X2 來測量晶圓載台WST之X位置之多眼(此處為四眼)的X編碼器70D(參照圖6)。
此處，讀頭單元62B,62D所分別具備之相鄰X讀頭66(亦即測量光束)之間隔，係設定成較前述X標尺39X1 ,39X2 在Y軸方向的寬度(更正確而言為格子線37之長度)窄。又，讀頭單元62B之最靠-Y側之X讀頭665 與讀頭單元62D之最靠＋Y側之X讀頭664 之間隔係設定成較晶圓台WTB在Y軸方向之寬度略窄，以能藉由晶圓載台WST往Y軸方向之移動在該兩個X讀頭間切換(後述之接續)。
本實施形態中，於讀頭單元62A,62C之-Y側相隔既定距離分別設有讀頭單元62F,62E。讀頭單元62F及62E，雖在圖3等中為了避免圖式過於複雜而予以省略，但實際上係透過支撐構件以懸吊狀態固定於用以保持前述投影單元PU的主框架。此外，讀頭單元62E,62F及前述讀頭單元62A～62D在例如投影單元PU為懸吊支撐的情形下，亦可與投影PU懸吊支撐成一體，或設於前述測量框架。
讀頭單元62E具備X軸方向之位置相異之四個Y讀頭671 ～674 。更詳細而言，讀頭單元62E，具備於第二對準系統AL21 之-X側在前述基準軸LA上相隔與前述間隔WD大致相同間隔而配置之三個Y讀頭671 ～673 、以及配置於自最內側(＋X側)Y讀頭673 往＋X側相離既定距離(較WD短一些之距離)、且自基準軸LA往＋Y側相離既定距離之第二對準系統AL21 之＋Y側之位置的一個Y讀頭674 。
讀頭單元62F係在基準軸LV與讀頭單元62E成對稱，具備與上述四個Y讀頭671 ～674 在基準軸LV配置成對稱的四個Y讀頭681 ～684 。以下，視必要情況，亦將Y讀頭671 ～674 、681 ～684 記述為Y讀頭67,68。在進行後述之對準動作時等，至少各一個Y讀頭67,68分別對向於Y標尺39Y2 ,39Y1 ，藉由該Y讀頭67,68(亦即由此等Y讀頭67,68構成之Y編碼器70E,70F)測量晶圓載台WST之Y位置(及θz旋轉)。
又，本實施形態中，在進行後述第二對準系統之基線測量時(Sec-BCHK(時距))，FD桿46之一對基準格子52與在X軸方向與第二對準系統AL21 ,AL24 相鄰之Y讀頭673 ，682 係分別對向，藉由與該一對基準格子52對向之Y讀頭673 ,682 ，以各自之基準格子52的位置來測量FD桿46的Y位置。以下，將由與一對基準格子52分別對向之Y讀頭673 ,682 所構成之編碼器稱為Y線性編碼器(適當稱為「Y編碼器」或「編碼器」)70E2 ,70F2 。又，為了識別，將由與上述Y標尺39Y2 ,39Y1 分別對向之Y讀頭67,68所構成之Y編碼器70E,70F稱為Y編碼器70E1 ,70F1 。
上述線性編碼器70A～70F，係例如以0.1nm左右的分析能力測量晶圓載台WST之位置座標，並將其測量值供應至主控制裝置20。主控制裝置20即根據線性編碼器70A～70D中之三個、或70B,70D,70E1 ,70F1 中之三個測量值控制晶圓載台WST在XY平面內的位置，並根據編碼器70E2 ,70F2 之測量值控制FD桿46在θz方向之旋轉。此外，線性編碼器之構成等將於後述。
本實施形態之曝光裝置100，如圖3所示，設有與照射系統90a及受光系統90b所構成、例如美國專利第5,448,332號說明書等所揭示者相同構成之斜入射方式的多點焦點位置檢測系統(以下簡稱為「多點AF系統」)。本實施形態中，作為其一例，係於前述讀頭單元62E之-X端部之+Y側配置照射系統90a，並以與其相對之狀態於前述讀頭單元62F之+X端部之+Y側配置受光系統90b。
此多點AF系統(90a,90b)之複數個檢測點，係在被檢測面上沿X軸方向以既定間隔配置。本實施形態中，例如配置成一行M列(M為檢測點之總數)或兩行N列(N為檢測點總數之1/2)的陣列狀。圖3中並未個別圖示檢測光束分別照射之複數個檢測點，而係顯示在照射系統90a及受光系統90b之間延伸於X軸方向的細長檢測區域(光束區域)AF。此檢測區域AF，由於其X軸方向之長度係設定成與晶圓W之直徑相同，因此藉由僅沿Y軸方向掃描晶圓W一次，即能測量晶圓W之大致全面之Z軸方向位置資訊(面位置資訊)。又，該檢測區域AF，由於係於Y軸方向，配置於液浸區域14(曝光區域IA)與對準系統(AL1,AL21 ～AL24 )之檢測區域之間，因此能同時以多點AF系統與對準系統進行其檢測動作。多點AF系統雖可設於用以保持投影單元PU之主框架等，但在本實施形態中係設於前述測量框架。
此外，複數個檢測點雖係以1行M列或2行N列來配置，但行數及/或列數並不限於此。不過，當行數為2以上時，最好係在不同行之間使檢測點在X軸方向之位置亦相異。再者，雖複數個檢測點係沿X軸方向配置，但並不限於此，亦可將複數個檢測點之全部或一部分配置於在Y軸方向上的不同位置。例如亦可沿與X軸及Y軸兩方交叉之方向配置複數個檢測點。亦即，複數個檢測點只要至少在X軸方向位置相異即可。又，雖在本實施形態中係對複數個檢測點照射檢測光束，但例如亦可對檢測區域AF全區照射檢測光束。再者，檢測區域AF在X軸方向之長度亦可不與晶圓W之直徑為相同程度。
在多點AF系統(90a,90b)之複數個檢測點中位於兩端之檢測點附近、亦即檢測區域AF之兩端部附近，以相對基準軸LV呈對稱之配置設有各一對之Z位置測量用面位置感測器讀頭(以下簡稱為「Z讀頭」)72a,72b及72c,72d。此等Z讀頭72a～72d固定於未圖示主框架之下面。此外，Z讀頭72a～72d亦可設於前述測量框架等。
Z讀頭72a～72d，係使用例如使用在CD驅動裝置等所使用之光拾取構成的光學式位移感測器讀頭(CD拾取方式之感測器讀頭)，其係自上方對晶圓台WTB照射光，並接收其反射光來測量該光之照射點中晶圓台WTB表面在與XY平面正交之Z軸方向的位置資訊。
再者，前述讀頭單元62A,62C，在與各自具備之五個Y讀頭65j ,64i (i,j=1～5)相同之X位置錯開Y位置處分別具備五個Z讀頭76j ,74i (i,j=1～5)。此處，分別屬於讀頭單元62A,62C之三個Z讀頭763 ～765 ,741 ～743 係從基準軸LH往＋Y方向相隔既定距離而與基準軸LH平行配置。又，讀頭單元62A,62C各自所屬之最內側之Z讀頭761 ,745 係配置於投影單元PU之＋Y側，自最內側算起之第二個Z讀頭762 ,744 ，係配置於Y讀頭652 ,644 各自之-Y側。又，分別屬於讀頭單元62A,62C之五個Z讀頭76j, 74i (i,j=1～5)，係彼此相對基準軸LV配置成對稱。此外，各Z讀頭76,74，係使用與前述Z讀頭72a～72d相同之光學式位移感測器之讀頭。此外，Z讀頭之構成等，留待後述。
此處，Z讀頭743 係位於與前述Z讀頭72a,72b相同之Y軸平行的直線上。同樣地，Z讀頭763 係位於與前述Z讀頭72c,72d相同之Y軸平行的直線上。
又，Z讀頭743 與Z讀頭744 之平行於Y軸方向的距離、及Z讀頭763 與Z讀頭762 之平行於Y軸方向的距離，與Z讀頭72a,72b之平行於Y軸方向的間隔(與Z讀頭72c,72d之平行於Y軸方向的間隔一致)大致相同。又，Z讀頭743 與Z讀頭745 之平行於Y軸方向的距離、及Z讀頭763 與Z讀頭761 之平行於Y軸方向的距離，略短於Z讀頭72a，72b之平行於Y軸方向的間隔。
上述Z讀頭72a～72d、Z讀頭741 ～745 、以及Z讀頭761 ～765 係如圖6所示，透過訊號處理/選擇裝置170連接於主控制裝置20，主控制裝置20，係透過訊號處理/選擇裝置170從Z讀頭72a～72d、Z讀頭741 ～745 、以及Z讀頭761 ～765 中選擇任意之Z讀頭並成作動狀態，透過訊號處理/選擇裝置170接收以成該作動狀態之Z讀頭檢測出之面位置資訊。本實施形態，係包含Z讀頭72a～72d、Z讀頭741 ～745 、Z讀頭761 ～765 、以及訊號處理/選擇裝置170，而構成用以測量晶圓載台WST在Z軸方向及相對XY平面之傾斜方向之位置資訊的面位置測量系統180(測量系統200之一部分)。
此外，圖3中係省略測量載台MST之圖示，以保持於該測量載台MST與前端透鏡191之間之水Lq而形成的液浸區域係由符號14表示。又，圖3中，符號UP係顯示供進行晶圓台WTB上之晶圓卸載的卸載位置，符號LP係顯示供進行晶圓對晶圓台WTB上之裝載的裝載位置。本實施形態中，卸載位置UP與裝載位置LP係相對基準軸LV設定成對稱。此外，亦能使卸載位置UP與裝載位置LP為同一位置。
圖6，係顯示曝光裝置100之控制系統的主要構成。此控制系統，係以由用以統籌裝置整體之微電腦(或工作站)所構成的主控制裝置20為中心。於連接於此主控制裝置20之外部記憶裝置之記憶體34儲存有干涉儀系統118、編碼器系統150(編碼器70A～70F)、Z讀頭72a～72d,741 ～745 ，761 ～765 等測量器系統的修正資訊。此外，圖6中，係將前述照度不均感測器94、空間像測量器96、以及波面像差感測器98等設於測量載台MST之各種感測器，合稱為感測器群99。
其次，針對Z讀頭72a～72d,741 ～745 ,及761 ～765 之構成等，以圖7所示之Z讀頭72a為代表進行說明。
Z讀頭72a如圖7所示，具備聚焦感測器FS、收納有聚焦感測器FS之感測器本體ZH及將感測器本體ZH驅動於Z軸方向之驅動部(未圖示)、以及測量感測器本體ZH在Z軸方向之位移的測量部ZE等。
作為聚焦感測器FS，係使用與CD驅動裝置等所使用之光拾取方式相同之光學式位移感測器，其係藉由對測量對象面S照射探測光束LB並接收其反射光，以光學方式讀取測量對象面S之位移。關於聚焦感測器之構成等，留待後述。聚焦感測器FS之輸出訊號係送至未圖示驅動部。
驅動部(未圖示)包含致動器例如音圈馬達，該音圈馬達之可動件及固定件之一方係固定於感測器本體ZH，另一方則固定於收容感測器本體ZH及測量部ZE等之未圖示筐體的一部分。該驅動部，係依據來自聚焦感測器FS之輸出訊號，以使感測器本體ZH與測量對象面S之距離保持於一定的方式(更正確而言，係使測量對象面S保持於聚焦感測器FS之光學系統最佳聚焦位置)將感測器本體ZH驅動於Z軸方向。藉此，感測器本體ZH則追隨測量對象面S在Z軸方向之位移，而保持聚焦鎖定狀態。
本實施形態中，係使用例如繞射干涉方式之編碼器作為測量部ZE。測量部ZE，包含設於支撐構件SM(固定於感測器本體ZH上面且沿伸於Z軸方向)側面之以Z軸方向為週期方向的反射型繞射光柵EG、以及與該繞射光柵EG對向安裝於未圖示筐體的編碼器讀頭EH。編碼器讀頭EH係將探測光束EL照射於繞射光柵EG，並以受光元件接收來自繞射光柵EG之反射、繞射光，藉此讀取探測光束EL之照射點之來自基準點(例如原點)的位移，以讀取感測器本體ZH在Z軸方向的位移。
本實施形態中，如上所述，在聚焦鎖定狀態下，感測器本體ZH係以與測量對象面S保持一定距離之方式位移於Z軸方向。因此，測量部ZE之編碼器讀頭EH，係藉由測量感測器本體ZH在Z軸方向之位移來測量測量對象面S之面位置(Z位置)。編碼器讀頭EH之測量值，係作為Z讀頭72a之測量值，透過前述訊號處理/選擇裝置170供應至主控制裝置20。
聚焦感測器FS，例如圖8(A)所示包含照射系統FS1 、光學系統FS2 、受光系統FS3 之三個部分。
照射系統FS1 ，包含例如由雷射二極體構成之光源LD、以及配置在該光源LD所射出之雷射光之光路上的繞射光柵板(繞射光學元件)ZG。
光學系統FS2 ，例如包含依序配置在繞射光柵板ZG產生之雷射光之繞射光亦即探測光束LB1 之光路上的偏振分光器PBS、準直透鏡CL、四分之一波長板(λ/4板)WP、以及物鏡OL等。
受光系統FS3 ，例如包含依序配置於探測光束LB1 在測量對象面S之反射光束LB2 之返回光路上的圓筒透鏡CYL及四分割受光元件ZD。
藉由聚焦感測器FS，使在照射系統FS1 之光源LD產生之直線偏振之雷射光照射於繞射光柵板ZG，藉由該繞射格子板ZG產生繞射光(探測光束)LB1 。此探測光束LB1 之中心軸(主光線)係與Z軸平行且與測量對象面S正交。
接著，探測光束LB1 、亦即相對偏振分光器PBS之分離面為P偏振之偏振成分的光，係射入光學系統FS2 。在光學系統FS2 內，探測光束LB1 係透射過偏振分光器PBS，於準直透鏡CL轉換成平行光束，透射過λ/4板WP，成為一圓偏光而在物鏡OL聚光，並照射於測量對象面S。藉此，在該測量對象面S產生與探測光束LB1 之射入光反向之圓偏光即反射光(反射光束)LB2 。接著，反射光束LB2 ，係相反地沿射入光(探測光束LB1 )之光路，透射過物鏡OL、λ/4板WP、準直透鏡CL，而射向偏振分光器PBS。此時，藉由透射過兩次λ/4板WP，反射光束LB2 則轉換成S偏振。因此，反射光束LB2 ，係在偏振分光器PBS之分離面彎折其行進方向，而送至受光系統FS3 。
受光系統FS3 中，反射光束LB2 係透射過圓筒透鏡CYL，照射於四分割受光元件ZD之檢測面。此處，圓筒透鏡CYL係所謂「桶型」之透鏡，如圖8(B)所示，YZ截面具有凸部朝向Y軸方向之凸形狀，且如圖8(C)所示，XY截面具有矩形狀。因此，透射過圓筒透鏡CYL之反射光束LB2 ，其截面形狀在Z軸方向與X軸方向被聚集成非對稱，而產生非點像差。
四分割受光元件ZD，係以其檢測面接收反射光束LB2 。四分割受光元件ZD之檢側面，如圖9(A)所示，整體為正方形，以其兩條對角線為分離線等分割成四個檢測區域a,b,c,d。檢測面之中心為OZD 。
此處，在圖8(A)所示之理想聚焦狀態(聚焦一致之狀態)、亦即探測光束LB1 於測量對象面S0 上連結焦點的狀態下，反射光束LB2 在檢側面上之截面形狀，如圖9(C)所示係以中心OZD 為中心的圓形。
又，圖8(A)中，探測光束LB1 於測量對象面S1 上連結焦點之所謂前聚焦狀態(亦即測量對象面S位於理想位置S0 ，四分割受光元件ZD係與處於圖8(B)及圖8(C)中符號1所示位置之狀態等價的狀態)，反射光束LB2 在檢側面上之截面形狀，如圖9(B)所示係以中心OZD 為中心的橫長圓形。
又，圖8(A)中，探測光束LB1 於測量對象面S-1 上連結焦點之所謂後聚焦狀態(亦即測量對象面S位於理想位置S0 ，四分割受光元件ZD係與處於圖8(B)及圖8(C)中符號-1所示位置之狀態等價的狀態)，反射光束LB2 在檢側面上之截面形狀，如圖9(D)所示係以中心OZD 為中心的縱長圓形。
連接於四分割受光元件ZD之未圖示之運算電路中，將四個檢測區域a,b,c,d所受光之光的強度分別設為Ia,Ib,Ic,Id，將次式(7)所表示之聚焦錯誤I算出，並輸出至未圖示驅動部。
I=(Ia+Ic)-(Ib+Id)…(7)
此外，上述理想聚焦狀態下，由於四個檢測區域各自之光束截面的面積彼此相等，因此可得到聚焦錯誤I=0。又，在上述前聚焦狀態下，根據式(7)可得到聚焦錯誤I＜0，在後聚焦狀態下，根據式(7)可得到聚焦錯誤I＞0。
未圖示之驅動部，係從聚焦感測器FS內之檢測部FS3 接收聚焦錯誤I，並以重現I=0之方式將收納有聚焦感測器FS之感測器本體ZH驅動於Z軸方向。藉由此驅動部之動作，感測器本體ZH會追隨測量對象面S之Z位移而位移，因此探測光束必定會在測量對象面S上連結焦點、亦即感測器本體ZH與測量對象面S間之距離隨時保持一定(保持聚焦鎖定狀態)。
另一方面，未圖示之驅動部，亦能以使測量部ZE之測量結果一致於來自Z讀頭72a外部之輸入訊號的方式，將感測器本體ZH驅動於Z軸方向並加以定位。因此，亦能使探測光束LB之焦點位於與實際測量對象面S之面位置不同的位置。藉由此驅動部之動作(標尺伺服控制)，能執行後述Z讀頭之切換的歸返處理、輸出訊號之異常產生時之迴避處理等。
本實施形態中，如前所述，係採用編碼器作為測量部ZE，使用編碼器讀頭EH讀取設置於感測器本體ZH之繞射光柵EG的Z位移。編碼器讀頭EH，由於係測量測量對象(繞射光柵EG)自基準點之位移的相對位置感測器，因此須定出其基準點。本實施形態中，當設有用以檢測繞射光柵EG之端部之定位圖案、或於繞射格子EG設有定位圖案時，可藉由檢測該定位圖案來決定其Z位移之基準位置(例如原點)。不論如何，可對應繞射光柵EG之基準位置來決定測量對象面S之基準面位置，並測量測量對象面S自該基準面位置之Z位移、亦即Z軸方向的位置。此外，在Z讀頭之啟動時及復歸時，必定執行繞射光柵EG之基準位置(例如原點、亦即測量對象面S之基準面位置)的設定。此情形下，基準位置最好係設定於感測器本體ZH之移動範圍中央附近。因此可設置用以調整光學系統之焦點位置之驅動線圈來調整物鏡OL之Z位置，以使與該中央附近之基準位置對應的基準面位置與聚焦感測器FS之光學系統的焦點位置一致。又，測量部ZE，當感測器本體ZH位於基準位置(例如原點)時，產生原點檢測訊號。
Z讀頭72a中，由於感測器本體ZH及測量部ZE均收納於未圖示筐體內部，且探測光束LB1 之露出至筐體外部的部分之光路長亦極短，因此空氣搖晃的影響非常小。因此，包含Z讀頭之感測器，例如與雷射干涉儀相較，其在空氣搖晃程度之較短期間中之測量穩定性(短期穩定性)格外優異。
其他Z讀頭亦具有與上述Z讀頭72a相同之構成及功能。如上所述，本實施形態中，Z讀頭，係與編碼器同樣地採用從上方(+Z方向)觀察Y標尺39Y1 ,39Y2 等的繞射光柵面。因此，藉由以複數個Z讀頭測量晶圓台WTB上面之不同位置之面位置資訊，而能測量晶圓載台WST在Z軸方向之位置與θy旋轉(橫搖)及θx旋轉(縱搖)。不過，本實施形態中，在曝光時，有鑑於各一個Z讀頭係與晶圓台WTB上之Y標尺39Y1 ,39Y2 對向的構成，因此在包含Z讀頭之面位置測量系統係不測量縱搖。
其次，說明以本實施形態之曝光裝置100進行之晶圓W表面在Z軸方向之位置資訊(面位置資訊)之檢測(以下稱為聚焦映射)。
在進行聚焦映射時，主控制裝置20係如圖10(A)所示根據對向於X標尺39X2 之X讀頭662 (X線性編碼器70D)、以及分別對向於Y標尺39Y1 ,Y2 之兩個Y讀頭682 ,673 (Y線性編碼器70F1 ,70E1 )管理晶圓載台WST在XY平面內的位置。在此圖10(A)之狀態下，通過晶圓台WTB中心(與晶圓W中心大致一致)之與Y軸平行的直線(中心線)係一致於前述基準線LV的狀態。又，此處雖省略圖示，但於晶圓載台WST之+Y側具有測量載台MST，於前述FD桿46及晶圓台WTB與投影光學系統PL之前端透鏡191之間保持有水(參照圖18)。
接著，在此狀態下，主控制裝置20係開始晶圓載台WST往+Y方向之掃描(SCAN)，在此掃描開始後，至晶圓載台WST往+Y方向移動，使多點AF系統(90a,90b)之檢測光束(檢測區域AF)開始照射於晶圓W上為止之期間，係使Z讀頭72a～72d與多點AF系統(90a,90b)一起作動(使其啟動)。
接著，在Z讀頭72a～72d與多點AF系統(90a,90b)同時作動的狀態下，如圖10(B)所示，在晶圓載台WST往+Y方向行進之期間，以既定取樣間隔，擷取Z讀頭72a～72d所測量之晶圓台WTB表面(板體28表面)在Z軸方向之位置資訊(面位置資訊)、以及多點AF系統(90a,90b)所檢測之複數個檢測點中晶圓W表面在Z軸方向之位置資訊(面位置資訊)，將該擷取之各面位置資訊與各取樣時之Y線性編碼器70F1 ,70E1 之測量值之三者彼此賦予對應關係後逐一儲存於未圖示記憶體。
接著，當多點AF系統(90a,90b)之檢測光束不照射於晶圓W時，主控制裝置20，即結束上述取樣，將多點AF系統(90a,90b)之各檢測點之面位置資訊，換算成以同時擷取之Z讀頭72a～72d之面位置資訊為基準的資料。
進一步詳述之，係根據Z讀頭72a,72b之測量值之平均值，求出板體28在-X側端部附近之區域(形成有Y標尺39Y2 的區域)上之既定點(例如Z讀頭72a,72b各自之測量值之中點，亦即相當於與多點AF系統(90a,90b)之複數個檢測點之排列大致相同之X軸上的點，以下將此點稱為左測量點P1)中的面位置資訊。又，根據Z讀頭72c,72d之測量值之平均值，求出板體28在+X側端部附近之區域(形成有Y標尺39Y1 的區域)上之既定點(例如Z讀頭72c,72d各自之測量值之中點，亦即相當於與多點AF系統(90a,90b)之複數個檢測點之排列大致相同之X軸上的點，以下將此點稱為右測量點P2)中的面位置資訊。接著，主控制裝置20，如圖10(C)所示，將多點AF系統(90a，90b)之各檢測點中之面位置資訊，換算成以將左測量點P1之面位置與右測量點P2之面位置連結之直線為基準的面位置資料z1～zk。上述換算，主控制裝置20係針對所有取樣時所擷取之資訊進行。
如上述，藉由預先取得上述換算資料，例如在曝光時等，主控制裝置20，係以前述Z讀頭74i ,76j 測量晶圓台WTB表面(形成有Y標尺39Y2 之區域上的點(上述左測量點P1附近的點)、以及形成有Y標尺39Y1 之區域上的點(上述右測量點P2附近的點))，以算出晶圓載台WST之Z位置與θy旋轉(橫搖)量θy。接著，使用此等Z位置與橫搖量θy與Y干涉儀16所測量之晶圓載台WST之θx旋轉(縱搖)量θx，進行既定運算，算出在前述曝光區域IA中心(曝光中心)之晶圓台WTB表面之Z位置(Z0 )、橫搖量θy、以及縱搖量θx，根據此算出結果，求出連結上述左測量點P1之面位置與右測量點P2之面位置之通過曝光中心的直線，藉由使用此直線與面位置資料z1～zk，而可在不實際取得晶圓W表面之面位置資訊的情況下進行晶圓W上面之面位置控制(聚焦調平控制)。因此，由於可將多點AF系統毫無問題地配置於自投影光學系統PL離開的位置，因此即使係工作距離狹小的曝光裝置等，亦可非常合適地適用本實施形態之聚焦映射。
此外，上述說明中，雖係分別根據Z讀頭72a,72b之測量值之平均值、Z讀頭72c,72d之平均值算出左測量點P1之面位置與右測量點P2的面位置，但並不限於此，亦可將多點AF系統(90a,90b)之各檢測點中的面位置資訊，換算成以將例如Z讀頭72a,72c所測量之面位置連結之直線為基準的面位置資料。此情形下，可先分別求出在各取樣時點取得之Z讀頭72a之測量值與Z讀頭72b之測量值之差，以及Z讀頭72c之測量值與Z讀頭72d之測量值之差。接著，在曝光時等進行面位置控制時，係以之讀頭74i 及76j 測量晶圓台WTB表面以算出晶圓載台WST之Z位置與θy旋轉，藉由使用此等算出值，以Y干涉儀16測量之晶圓載台WST之縱搖量θx、前述面位置資料zl～zk、以及前述之差來進行既定運算，藉此可在不實際取得晶圓W表面之面位置資訊的情況下進行晶圓W之面位置控制。
不過，以上說明係以晶圓台WTB表面在X軸方向不存在凹凸之情況為前提。因此，以下為簡化說明，於晶圓台WTB表面之X軸方向係不存在有凹凸。
其次，說明聚焦校正。聚焦校正，係指進行下述兩處理：求出晶圓台WTB在一基準狀態下之X軸方向一側與另一側端部之面位置資訊、與多點AF系統(90a,90b)之測量板30表面之代表檢測點中之檢測結果(面位置資訊)的關係的處理(聚焦校正之前半處理)，以及在與上述基準狀態相同之狀態下，求出與使用空間像測量裝置45檢測之投影光學系統PL之最佳聚焦位置對應之晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部之面位置資訊的處理(聚焦校正之後半處理)，根據此等處理結果，求出多點AF系統(90a，90b)之代表檢測點中之偏置、亦即投影光學系統PL之最佳聚焦位置與多點AF系統之檢測原點的偏差等處理。
在進行聚焦校正時，主控制裝置20係如圖11(A)所示，根據與X標尺39X2 對向之X讀頭662 (X線性編碼器70D)、以及分別與Y標尺39Y1 ,39Y2 對向之兩個Y讀頭682 ,673 (Y線性編碼器70F1 ,70E1 )，管理晶圓載台WST在XY平面內的位置。此圖11(A)之狀態，係與前述圖10A之狀態大致相同之狀態。不過，在此圖11A之狀態下，晶圓載台WST係在Y軸方向位於被來自多點AF系統(90a,90b)之檢測光束照射於前述測量板30的位置。
(a)在此狀態下，主控制裝置20係進行如下所述之聚焦校正之前半處理。亦即，主控制裝置20，係一邊檢測前述Z讀頭72a,72b,72c,72d所檢測之晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊，一邊以該面位置資訊為基準，使用多點AF系統(90a,90b)檢測前述測量板30(參照圖3)表面之面位置資訊。藉此，求出晶圓台WTB之中心線一致於基準線LV之狀態下之Z讀頭72a,72b,72c,72d的測量值(晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊)、以及多點AF系統(90a,90b)對測量板30表面之檢測點(複數個檢測點中位於中央或其附近的檢測點)之檢測結果(面位置資訊)的關係。
(b)其次，主控制裝置20使晶圓載台WST往+Y方向移動既定距離，在測量板30配置於投影光學系統PL之下方近處的位置使晶圓載台WST停止。接著，主控制裝置20進行如下所述之聚焦校正的後半處理。亦即，主控制裝置20係如圖11(B)所示，與上述聚焦校正之前半處理時同樣地，以Z讀頭72a～72d所測量之面位置資訊為基準，一邊控制測量板30(晶圓載台WST)在投影光學系統PL之光軸方向的位置(Z位置)，一邊使用空間像測量裝置45，例如國際公開第2005/124834號小冊子等所揭示般以Z方向掃描測量標線片R或形成於標線片載台RST上未圖示標記板的測量標記之空間像，並根據其結果測定投影光學系統PL之最佳聚焦位置。主控制裝置20，在上述Z方向掃描測量中，係與擷取來自空間像測量裝置45之輸出訊號的動作同步，擷取用以測量晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊之一對Z讀頭743 、763 的測量值。接著，將與投影光學系統PL之最佳聚焦位置對應之Z讀頭743 、763 的值儲存於未圖示記憶體。此外，之所以在聚焦校正之後半處理中，以Z讀頭72a～72d所測量的面位置資訊為基準，來控制測量板30(晶圓載台WST)在投影光學系統PL之光軸方向的位置(Z位置)，係因此聚焦校正之後半處理係在前述聚焦映射的途中進行之故。
此時，如圖11(B)所示，由於液浸區域14係形成於投影光學系統PL與測量板30(晶圓台WTB)之間，因此上述空間像之測量係透過投影光學系統PL及水Lq進行。又，在圖11(B)中雖省略圖示，但空間像測量裝置45之測量板30等係裝載於晶圓載台WST，受光元件等係裝載於測量載台MST，因此上述空間像之測量係在晶圓載台WST與測量載台MST保持接觸狀態(或接近狀態)下進行(參照圖20)。
(c)藉此，主控制裝置20，係根據在上述(a)之聚焦校正之前半處理中所求出之Z讀頭72a～72d的測量值(晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊)、與多點AF系統(90a,90b)對測量板30表面之檢測結果(面位置資訊)的關係、以及在上述(b)之聚焦校正之後半處理中所求出之與投影光學系統PL之最佳聚焦位置對應之Z讀頭743 、763 的測量值(亦即，晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊)，求出多點AF系統(90a,90b)之代表檢測點中之偏置、亦即投影光學系統PL之最佳聚焦位置與多點AF系統之檢測原點的偏差。本實施形態中，此代表檢測點雖係例如複數個檢測點中位於中央或其附近的檢測點，但其數目及/或位置等可為任意。在此情形下，主控制裝置20係進行多點AF系統之檢測原點的調整，以使該代表檢測點之偏置成為零。此調整例如可藉由受光系統90b內部之未圖示平行平面板之角度調整來以光學方式進行，或亦可以電氣方式調整檢測偏置。或者，亦可不進行檢測原點之調整，而係先儲存其偏置。此處，係藉由上述光學方式進行該檢測原點之調整。藉此，多點AF系統(90a,90b)之聚焦校正則結束。此外，光學方式之檢測原點之調整，由於難以在代表檢測點以外之所有剩餘檢測點將其偏置設為零，因此剩餘之檢測點最好係先儲存光學方式調整後之偏置。
其次，說明與多點AF系統(90a，90b)之複數個檢測點個別對應之複數個受光元件(感測器)間之檢測值的偏置修正(以下，稱為AF感測器間偏置修正)。
在進行此AF感測器間偏置修正時，主控制裝置20係如圖12(A)所示，從多點AF系統(90a,90b)之照射系統90a將檢測光束照射於具備既定基準平面之前述FD桿46，並擷取來自多點AF系統(90a,90b)(已接收反射自FD桿46表面(基準平面)的反射光)之受光系統90b的輸出訊號。
此情形下，FD桿46表面，只要係與XY平面設定成平行，主控制裝置20即根據如上述方式擷取之輸出訊號，求出與複數個檢測點個別對應之受光系統90b內之複數個感測器之檢測值(測量值)的關係，並將該關係儲存於記憶體，或者，藉由電氣調整各感測器之檢測偏置進行AF感測器間偏置修正，以使所有感測器之檢測值成為例如與前述聚焦校正時之代表檢測點對應之感測器之檢測值相同的值。
然而，本實施形態中，在擷取來自多點AF系統(90a,90b)之受光系統90b的輸出訊號時，由於主控制裝置20係如圖12(A)所示，使用Z讀頭744 ,745 ,761 ,762 檢測測量載台MST(與FD桿46一體)表面之傾斜，因此不一定要將FD桿46表面設定成與XY平面平行。亦即，如圖12(B)之示意所示，各檢測點之檢測值，分別為該圖中箭頭所示之值，只要連結檢測值上端之線有該圖中之虛線所示的凹凸，即調整各檢測值以使連結檢測值上端之線成為該圖中實線所示。
其次，根據圖13～圖23說明本實施形態之曝光裝置100中使用晶圓載台WST與測量載台MST的並行處理動作。此外，以下動作中，係透過主控制裝置20，以前述方式進行局部液浸裝置8之液體供應裝置5及液體回收裝置6之各閥的開關控制，藉以隨時將水充滿於投影光學系統PL之前端透鏡191之射出面側。以下為了使說明易於理解，省略與液體供應裝置5及液體回收裝置6之控制相關的說明。又，之後之動作說明雖會利用到多數圖式，但於各圖式中有時會對同一構件賦予符號，有時則不會賦予。亦即各圖式所記載之符號雖相異，但不論該等圖式中有無符號，均為同一構成。此點與截至目前為止之說明中所使用之各圖式亦相同。
圖13，係顯示對晶圓載台WST上所裝載之晶圓W進行步進掃描方式之曝光的狀態。此曝光，係根據開始前進行之晶圓對準(EGA,Enhanced Global Alignment,加強型全晶圓對準)等之結果，反覆進行照射區域間移動動作(使晶圓載台WST往用以使晶圓W上之各照射區域曝光的掃描開始位置(加速開始位置)移動)與掃描曝光動作(以掃描曝光方式對各照射區域轉印形成於標線片R的圖案)，據以進行。又，曝光係依位於晶圓W上之-Y側之照射區域至位於+Y側之照射區域的順序來進行。此外，係在將液浸區域14形成於投影單元PU與晶圓W間的狀態下進行。
上述曝光中，係藉由主控制裝置20，晶圓載台WST在XY平面內的位置(包含θz方向旋轉)，係根據兩個編碼器70A,70C、以及兩個X編碼器70B,70D之一方的合計三個編碼器之測量結果來控制。此處，兩個X編碼器70B,70D，係由X標尺39X1 ,39X2 之所分別對向之兩個X讀頭66構成，兩個Y編碼器70A,70C，係由Y標尺39Y1 ,39Y2 之所分別對向之兩個Y讀頭65,64構成。又，晶圓載台WST之Z位置與θy方向之旋轉(橫搖)，係根據分別對向於晶圓台WTB表面之X軸方向一側與另一側端部之分別屬於讀頭單元62C,62A之Z讀頭741 ,761 之測量值來控制。晶圓載台WST之θX旋轉(縱搖)，係根據Y干涉儀16之測量值來控制。此外，當包含Z讀頭74i ,76i 之三個以上的Z讀頭對向於晶圓台WTB之第2撥水板28b的表面時，亦可根據Z讀頭741 ,76i 及其他一個Z讀頭之測量值，來控制晶圓載台WST在Z軸方向之位置、θy旋轉(橫搖)、以及θx旋轉(縱搖)。無論如何，晶圓載台WST在Z軸方向之位置、θy方向之旋轉、以及θx方向之旋轉之控制(亦即晶圓W之聚焦調平控制)，係根據事前進行之聚焦映射之結果來進行。
如圖13所示之晶圓載台WST之位置，雖X讀頭665 (圖13中以圓圈框住所示)對向於X標尺39X1 ，但無對向於X標尺39X2 之X讀頭66。因此，主控制裝置20係使用一個X編碼器70B與兩個Y編碼器70A,70C執行晶圓載台WST之位置(X,Y,θz)控制。此處，當晶圓載台WST從圖13所示之位置往-Y方向移動時，X讀頭665 從X標尺39X1 脫離(變成不對向)，取而代之地X讀頭664 (圖13中以虛線圓圈框住所示)對向於X標尺39X2 。因此，主控制裝置20，係切換成使用一個X編碼器70D與兩個Y編碼器70A,70C之晶圓載台WST之位置(X,Y,θz)控制。
當晶圓載台WST位於圖13所示之位置時，Z讀頭743 ,763 (圖13中以圓圈框住所示)分別對向於Y標尺39Y2 ,39Y1 。因此，主控制裝置20係使用Z讀頭743 ,763 執行晶圓載台WST之位置(Z,θy)控制。此處，當晶圓載台WST從圖13所示之位置往+X方向移動時，Z讀頭743 ,763 從對應之Y標尺脫離，取而代之地，Z讀頭744 ,764 (圖13中以虛線圓圈框住所示)對向於Y標尺39Y2 ,39Y1 。因此,主控制裝置20,係切換成使用Z讀頭744 ,764 之晶圓載台WST之位置(Z,θy)控制。
如上所述,主控制裝置20，係根據晶圓載台WST之位置座標不停地切換所使用之編碼器與Z讀頭，以執行晶圓載台WST之位置控制。
此外，與使用上述測量器系統之晶圓載台WST之位置測量獨立地，隨時進行使用干涉儀系統118之晶圓載台WST之位置(X,Y,Z,θx,θy,θz)測量。此處,使用構成干涉儀系統118之X干涉儀126,127,或128測量晶圓載台WST之X位置及θz旋轉(偏搖)，使用Y干涉儀16測量Y位置、θx旋轉、以及θz旋轉,使用Z干涉儀43A,43B(圖13中未圖示，參照圖1或2)測量Y位置、Z位置、θy旋轉、以及θz旋轉。X干涉儀126,127,以及128，係根據晶圓載台WST之Y位置使用其中任一個。在曝光中，如圖13所示係使用X干涉儀126。干涉儀系統118之測量結果，除了縱搖(θX旋轉)以外，係輔助性地或在後述後備時、或無法進行編碼器系統150之測量時等，利用於晶圓載台WST之位置控制。
在晶圓W之曝光結束後，主控制裝置20係將晶圓載台WST往卸載位置UP驅動。此時，在曝光中彼此分離之晶圓載台WST與測量載台MST可接觸或接近至隔著300μm左右之分離距離，而移行至近接狀態。此處，測量台MTB上之FD桿46之-Y側面與晶圓台WTB之+Y側面係接觸或接近。保持此近接狀態藉由使兩載台WST,MST往-Y方向移動，使形成於投影單元PU下之液浸區域14移動至測量載台MST上。例如圖14、圖15係顯示移動後之狀態。
晶圓載台WST，在開始朝向卸載位置UP之驅動後，進一步往-Y方向移動而從有效動程區域(晶圓載台WST在曝光及晶圓對準時所移動之區域)脫離時，構成編碼器70A～70D之所有X讀頭、Y讀頭、以及所有Z讀頭，即從晶圓台WTB上之對應標尺脫離。因此，無法進行根據編碼器70A～70D之及Z讀頭之測量結果的晶圓載台WST之位置控制。在此前一刻，主控制裝置20，係切換至根據干涉儀系統118之測量結果的晶圓載台WST之位置控制。此處。係使用三個X干涉儀126,127,128中之X干涉儀128。
其後，晶圓載台WST解除與測量載台MST之近接狀態，如圖14所示移動至卸載位置UP。移動後，主控制裝置20即卸載晶圓台WTB上之晶圓W。接著，主控制裝置20係將晶圓載台WST往+X方向驅動而使其移動至裝載位置LP，而如圖15所示，將次一晶圓W裝載至晶圓台WTB上。
與此等動作並行地，主控制裝置20即執行Sec-BCHK(第二次基線檢查)，該Sec-BCHK係進行測量載台MST所支撐之FD桿46在XY平面內之位置調整、以及四個第二對準系統AL21 ～AL24 之基線測量。Sec-BCHK係在每次更換晶圓時依時距進行。此處，為了測量XY平面內之位置(θz旋轉)係使用前述Y編碼器70E2 ,70F2 。
其次，主控制裝置20如圖16所示，驅動晶圓載台WST使測量板30上之基準標記FM定位於第一對準系統AL1之檢測視野內，以進行用以決定對準系統AL1、AL21 ～AL24 之基線測量之基準位置之Pri-BCHK(第一基線檢查)的前半處理。
此時，如圖16所示，兩個Y讀頭682 ,673 與一個X讀頭66(圖中圓圈框住所示)分別對向於X標尺39Y1 ,39Y2 與X標尺39X2 。因此，主控制裝置20，係從干涉儀系統118切換至使用編碼器系統150(編碼器70F1 ,70E1 ,70D)之載台控制。干涉儀系統118係除了θx旋轉之測量外再度輔助性地使用。此外，係使用三個X干涉儀126,127,128中之X干涉儀127。
其次，主控制裝置20根據上述三個編碼器之測量值，一邊管理晶圓載台WST之位置，一邊開始晶圓載台WST朝向檢測對準標記(附設於三個第一對準照射區域)之位置的+Y方向移動。
接著，當晶圓載台WST到達圖17所示之位置時，主控制裝置20即使晶圓載台WST停止。在此之前，主控制裝置20會在Z讀頭72a～72d全部或一部分與晶圓台WTB對向之時點或在此之前之時點作動該等Z讀頭72a～72d(使其啟動)，以開始晶圓載台WST之Z位置及傾斜(θy旋轉)的測量。
在晶圓載台WST停止後，主控制裝置20即使用第一對準系統AL1,第二對準系統AL22 ,AL23 大致同時且個別檢測出附設於三個第一對準照射區域AS之對準標記(參照圖17中之星標記)，再將上述三個對準系統AL11 ,AL22 ,AL23 之檢測結果與進行該檢測時之上述三個編碼器的測量值以彼此相關聯之方式儲存於未圖示記憶體。
如上所述，本實施形態中，在檢測第一對準照射區域之對準標記之位置，結束移行至測量載台MST與晶圓載台WST成為接觸狀態(或接近狀態)的動作。接著，藉由主控制裝置20，開始在該接觸狀態(或接近狀態)下之兩載台WST,MST從上述位置往＋Y方向的移動(步進移動向用以檢測附設於五個第二對準照射區域之對準標記的位置)。在該兩載台WST,MST往＋Y方向之移動開始之前，主控制裝置20係如圖17所示開始將多點AF系統(90a,90b)之檢測光束對晶圓台WTB照射。藉此於晶圓台WTB上形成多點AF系統的檢測區域。
接著，在上述兩載台WST,MST往＋Y方向之移動中，當兩載台WST,MST到達圖18所示之位置時，主控制裝置20即進行前述聚焦校正的前半處理，求出在晶圓台WTB之中心線與基準軸LV一致的狀態下，Z讀頭72a,72b,72c,72d之測量值(晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部的面位置資訊)、以及多點AF系統(90a,90b)對測量板30表面之檢測結果(面位置資訊)的關係。此時，液浸區域14係形成於FD桿46上面。
接著，使兩載台WST,MST在保持接觸狀態(或接近狀態)之狀態下往+Y方向更進一步移動，而到達圖19所示之位置時。此處，主控制裝置20係使用五個對準系統AL1,AL21 ～AL24 大致同時且個別檢測出附設於五個第二對準照射區域之對準標記(參照圖19中之星標記)，再將上述五個對準系統AL1,AL21 ～AL24 之檢測結果、以及用以測量該檢測時之晶圓載台WST在XY平面內之位置之三個編碼器的測量值以彼此相關聯之方式儲存於未圖示記憶體，此時，主控制裝置20係根據與X標尺39X2 對向之X讀頭662 (X線性編碼器70D)及Y線性編碼器70F1 ,70E1 的測量值來控制晶圓載台WST在XY平面內的位置。
又，主控制裝置20，在結束上述附設於五個第二對準照射區域之對準標記的同時檢測動作後，即再度開始在接觸狀態(或接近狀態)下之兩載台WST，MST往+Y方向的移動，同時如圖19所示，使用Z讀頭72a～72d與多點AF系統(90a,90b)開始前述之聚焦映射。
接著，當兩載台WST,MST到達圖20所示測量板30配置於投影光學系統PL下方近處的位置時，主控制裝置20並不將用於晶圓載台WST在投影光學系統PL之光軸方向之位置(Z位置)控制的Z讀頭切換至Z讀頭74i ,76j ，而係在持續以Z讀頭72a～72d所測量之面位置資訊為基準之、晶圓載台WST(測量板30)之Z位置控制的狀態下，進行前述聚焦校正後半的處理。
接著，主控制裝置20根據上述聚焦校正前半處理及後半處理的結果，依前述步驟求出多點AF系統(90a,90b)之代表檢測點之偏置，藉由前述光學方法調整多點AF系統的檢測原點，以使該偏置成為零。
此外，在此圖20之狀態下，仍持續執行前述聚焦映射。
藉由使在上述接觸狀態(或接近狀態)下之兩載台WST,MST往＋Y方向移動，而使晶圓載台WST到達圖21所示之位置時，主控制裝置20即使晶圓載台WST停止在該位置，且使測量載台MST持續往＋Y方向移動。接著，主控制裝置20使用五個對準系統AL1,AL21 ～AL24 大致同時且個別檢測出附設於五個第三對準照射區域之對準標記(參照圖21中之星標記)，並將上述五個對準系統AL1,AL21 ～AL24 之檢測結果與進行該檢測時之上述三個編碼器的測量值以彼此相關聯之方式儲存於未圖示記憶體。此時，亦持續進行聚焦映射。
另一方面，從上述晶圓載台WST之停止起經過既定時間後，測量載台MST與晶圓載台WST係從接觸(或接近狀態)移行至分離狀態。在移行至此分離狀態後，主控制裝置20即使測量載台MST到達曝光開始待機位置(係在該處待機至曝光開始為止)時即停在該位置。
其次，主控制裝置20開始使晶圓載台WST往+Y方向移動向附設於三個第四對準照射區域之對準標記的檢測位置。此時仍持續進行聚焦映射。另一方面，測量載台MST係在上述曝光開始待機位置待機中。
接著，當晶圓載台WST到達圖22所示之位置時，主控制裝置20即立即使晶圓載台WST停止，且使用第一對準系統AL1、第二對準系統AL22 ,AL23 大致同時且個別檢測出附設於晶圓W上三個第四對準照射區域之對準標記(參照圖22中之星標記)，並將上述三個對準系統AL1,AL22 ,AL23 之檢測結果與進行該檢測時之上述四個編碼器中至少三個編碼器的測量值以彼此相關聯之方式儲存於未圖示記憶體。在此時點亦持續進行聚焦映射，測量載台MST則係持續在上述曝光開始待機位置待機。接著，主控制裝置20使用以上述方式獲得之合計十六個對準標記之檢測結果與所對應之編碼器的測量值，透過例如美國專利第4,780,617號說明書等所揭示之統計運算，算出編碼器系統150之編碼器70B,70D,70E1 ,70F1 之測量軸所規定之對準座標系統(以第一對準系統AL1之檢測中心為原點的XY座標系統)上晶圓W上之所有照射區域的排列資訊(座標值)。
其次，主控制裝置20一邊再度使晶圓載台WST往+Y方向移動，一邊持續進行聚焦映射。接著，當來自多點AF系統(90a,90b)之檢測光束自晶圓W表面偏離時，即如圖23所示結束聚焦映射。
其後，主控制裝置20係使晶圓載台WST移動至用以對晶圓W上之第一照射區域進行曝光的掃描開始位置(加速開始位置)，在其移動途中，係在維持晶圓載台WST之Z位置、θy旋轉、θx旋轉的狀態下，將用於晶圓載台WST之Z位置、θy旋轉之控制之Z讀頭，從Z讀頭72a～72d切換至Z讀頭74i ，74j 。在其切換後，主控制裝置20立即根據前述晶圓對準(EGA)之結果及五個對準系統AL1,AL21 ～AL22 之最新的基線測量結果等，透過液浸曝光進行步進掃描方式之曝光，以將標線片圖案依序轉印至晶圓W上之複數個照射區域。其後，反覆進行同樣之動作。
其次，說明使用Z讀頭測量結果來算出晶圓載台WST之Z位置與傾斜量的方法。主控制裝置20，在聚焦校正與聚焦映射時係使用構成面位置測量系統180(參照圖6)之四個Z讀頭70a～70d，測量晶圓載台WST之高度Z與傾斜(橫搖)θy。又，主控制裝置20在曝光時使用兩個Z讀頭74i ,76j (i,j為1至5之任一數字)測量晶圓載台WST之高度Z與傾斜(橫搖)θy。此外，各Z讀頭對所對應之Y標尺39Y1 或39Y2 之上面(形成於其上面之反射型繞射光柵之面)照射探測光束，並接收其反射光，藉此測量各標尺(反射型繞射光柵)之面位置。
圖24(A)，係顯示在基準點O之高度Z0 、繞X軸之旋轉角(傾斜角)θx、繞Y軸之旋轉角(傾斜角)θy的二維平面。此平面之位置(X,Y)的高度Z，係透過下式(8)之函數來賦予。
f(X,Y)=-tanθy．X+tanθx．Y+Z0 ...(8)
如圖24(B)所示，在曝光時，使用兩個Z讀頭74i ，76j (i,j為1至5之任一數字)，測量在晶圓載台WST之移動基準面與投影光學系統PL之光軸AX之交點(基準點)O之、晶圓台WTB之自移動基準面(與XY平面實質平行的面)起的高度Z與橫搖θy。此處，例如係使用Z讀頭743 ,763 。與圖24(A)之例同樣地，將晶圓台WTB在基準點O之高度設為Z0 、繞X軸之傾斜(縱搖)設為θx、繞Y軸之傾斜(橫搖)設為θy。此時，在XY平面內位於座標(pL ,qL )之Z讀頭743 、位於座標(pR ,qR )之Z讀頭763 所分別提示之Y標尺39Y2 ,39Y1 (所形成之反射型繞射光柵)之面位置的測量值ZL ,ZR ，係依據與式(8)相同之理論式(9),(10)。
ZL =-tanθy．pL +tanθx．qL +Z0 ...(9)
ZR =-tanθy．pR +tanθx‧qR +Z0 ...(10)
因此，透過理論式(9),(10)，在基準點O之晶圓台WTB之高度Z0 與橫搖θy，可使用Z讀頭743 ,763 之測量值ZL ,ZR ，表示為如次式(11),(12)所示。
Z0 ={ZL +ZR -tanθx．(qL +qR )}/2...(11)
tanθy={ZL -ZR -tanθx．(qL -qR )}/(pR -pL )...(12)
此外，在使用Z讀頭之其他組合時，亦能藉由使用理論式(11),(12)，算出在基準點O之晶圓台WTB之高度Z0 與橫搖θy。不過，縱搖θx係使用另一感測器系統(在本實施形態中為干涉儀系統118)之測量結果。
如圖24(B)所示，在聚焦校正與聚焦映射時係使用四個Z讀頭72a～72d，測量在多點AF系統(90a,90b)之複數個檢測點之中心點O’之晶圓台WTB之高度Z與橫搖θy。此處，Z讀頭72a～72d分別設置於位置(X,Y)=(pa ,qa ),(pb ,qb ),(pc ,qc ),(pd ,qd )。此位置如圖24(B)所示，係相對中心點O’=(Ox’,Oy’)設定成對稱，亦即pa =pb ,pc =pd ,qa =qc ,qb =qd ，且(pa ＋pc )/2=(pb ＋pd )/2=Ox’,(qa ＋qb )/2=(qc ＋qd )/2=Oy’。
從Z讀頭72a,72b之測量值Za,Zb之平均(Za＋Zb)/2求出晶圓台WTB在位置(pa =pb ,Oy’)之點e的高度Ze，並從Z讀頭72c,72d之測量值Zc,Zd之平均(Zc＋Zd)/2求出晶圓台WTB在位置(pc =pd ,Oy’)之點f的高度Zf。此處，將晶圓台WTB在中心點O’之高度設為Z0 、繞Y軸之傾斜(橫搖)設為θy，Ze與Zf係分別依據理論式(13),(14)。
Ze{=(Za＋Zb)/2}=-tanθx ‧(pa ＋pb -2Ox’)/2＋Z0 …(13)
Zf{=(Zc＋Zd)/2}=-tanθy‧(pc ＋pd -2Ox’)/2＋Z0 …(14)
如此，透過理論式(13),(14)，晶圓台WTB在中心點O’的高度Z0 與橫搖θy，可使用Z讀頭70a～70d之測量值Za～Zd，表示如次式(15),(16)。
Z0 =(Ze＋Zf)/2=(Za＋Zb＋Zc＋Zd)/4…(15)
tanθy=-2(Ze-Zf)/(pa ＋pb -pc -pd )=-(Za＋Zb-Zc-Zd)/(pa ＋pb -pc -pd )…(16)
其中，縱搖θx係使用另一感測器系統(在本實施形態中為干涉儀系統118)的測量結果。
如圖16所示，在從干涉儀系統118對晶圓載台WST之伺服控制切換至編碼器系統150(編碼器70A～70F)及面位置測量系統180(Z讀頭72a～72d,741 ～745 ,761 ～765 )之伺服控制後一刻，由於僅有Z讀頭72b,72d之兩個與對應之Y標尺39Y1 ,39Y2 對向，因此無法使用式(15)、式(16)算出晶圓台WTB在中心點O’的Z,θy位置。此時，可運用式(17),(18)。
Z0 ={Zb +Zd -tanθx‧(qb +qd -2Oy’)}/2…(17)
tanθy={Zb -Zd -tanθx‧(qb -qd )}/(pd -pb )…(18)
接著，晶圓載台WST往+Z方向移動，伴隨於此使Z讀頭72a,72c與所對應之Y標尺39Y1 ,39Y2 對向後，運用上式(15),(16)。
如前所述，對晶圓W之掃描曝光係藉下述方式來進行，即根據晶圓W表面之凹凸將晶圓載台WST微幅驅動於Z軸方向及傾斜方向，以調整晶圓W之面位置及傾斜(聚焦調平)，藉以使晶圓W表面之曝光區域IA部分一致於投影光學系統PL之像面的焦深範圍內。因此，在掃描曝光前係執行用以測量晶圓W表面之凹凸(聚焦圖)之聚焦映射。此處，晶圓W表面之凹凸，係如圖10(B)所示，一邊使晶圓載台WST移動於+Y方向，一邊相隔既定取樣間隔(亦即Y間隔)，以使用Z讀頭72a～72d所測量之晶圓台WTB(更正確而言為對應之Y標尺39Y1 ,39Y2 )的面位置為基準，使用多點AF系統(90a,90b)進行測量。
更詳言之，係如圖24(B)所示，從使用Z讀頭72a,72b所測量之Y標尺39Y2 之面位置Za,Zb之平均求出晶圓台WTB在點e的面位置Ze，並從使用Z讀頭72c,72d所測量之Y標尺39Y1 之面位置Zc,Zd之平均求出晶圓台WTB在點f的面位置Zf。多點AF系統之複數個檢測點及該等之中心O’係位於連結點e與點f之平行於X軸的直線ef上。如圖10(C)所示，係以將晶圓台WTB在點e(圖10(C)中之P1)之面位置Ze與在點f(圖10(C)中之P2)之面位置Zf連結之次式(19)所示直線為基準，使用多點AF系統(90a,90b)測量晶圓W表面在檢測點Xk 之面位置Z0k 。
Z(X)=-tanθy‧X+Z0 ...(19)
其中，Z0 與tanθy，係使用Z讀頭72a～72d之測量結果Za～Zd，從上式(15),(16)求出。透過所求得之面位置之結果Z0k ，如次式(20)求出晶圓W表面之凹凸資料(聚焦圖)Zk 。
Zk =Z0k -Z(Xk )…(20)
在曝光時，係依各照射區域，依據上述方式所求出之聚焦圖Zk 將晶圓載台WST微幅驅動於Z軸方向及傾斜方向，藉此與前述同樣地調整晶圓W之面位置及傾斜。此處，在曝光時係使用Z讀頭74i ,76j (i,j=1～5)測量晶圓台WTB(更正確而言為對應之Y標尺39Y2 ,39Y1 )的面位置。因此，再度設定聚焦圖Zk 之基準線Z(X)。其中，Z0 與tanθy，係使用Z讀頭74i ,76j (i,j=1～5)之測量結果ZL ,ZR ，從上式(11),(12)求出。藉由以上步驟使晶圓W表面之面位置換算為Zk +Z(Xk )。
接著，說明如何分別使用Z讀頭與Z干涉儀。如上述，本實施形態中，主控制裝置20使用面位置測量系統180(Z讀頭72a～72d,741 ～746 ,761 ～766 )(參照圖6)與構成干涉儀系統118(參照圖6)之Z干涉儀43A,43B的兩測量系統，測量晶圓載台WST在Z軸方向與θy方向的位置座標，依據該等測量結果二維驅動晶圓載台WST。此處，主控制裝置20，適當切換使用面位置測量系統180(Z讀頭72a～72d,741 ～746 ,761 ～766 )之測量結果的伺服控制(第1控制模式)、使用Z干涉儀43A,43B之測量結果的伺服控制(第2控制模式)、及使用兩測量系統之測量結果的伺服控制(第3控制模式)的3個控制模式，以驅動控制晶圓載台WST。
如上述，Z干涉儀43A,43B，於晶圓載台WST之全移動動程區域，為了測量其Z、θy位置而配置。相對於此，Z讀頭72a～72d,741 ～746 ,761 ～766 ，僅於晶圓載台WST之有效動程區域、亦即為進行對準及曝光動作、以及聚焦映射，晶圓載台WST移動之區域，為了測量其Z、θy位置而配置。圖14、圖15所示之為了進行晶圓W之裝載與卸載而移動的區域，並未被涵蓋在內。
因此，主控制裝置20，當晶圓載台WST例如為了更換晶圓W而移動於裝載、卸載區域內時，進行使用Z干涉儀43A,43B之測量結果的伺服控制(第2控制模式)。又，當晶圓載台WST為了進行例如曝光、聚焦映射、聚焦校正而移動於有效動程區域內時，適當選擇並進行使用面位置測量系統180(Z讀頭72a～72d,741 ～746 ,761 ～766 )之測量結果的伺服控制(第1控制模式)、使用Z干涉儀43A,43B之測量結果的伺服控制(第2控制模式)、及使用兩測量系統之測量結果的伺服控制(第3控制模式)中之任一者。
此外，主控制裝置20，如圖16所示，當晶圓載台WST橫跨有效動程區域與裝載、卸載區域時，在第2控制模式與3個控制模式之任一者之間，切換晶圓載台WST的控制模式。然而，選擇3個控制模式中之第2控制模式時，不進行控制模式的切換。
又，截至目前為止之說明中，為了簡化說明，雖說明係由主控制裝置20來進行曝光裝置構成各部分的控制(包含載台系統(標線片載台RST及晶圓載台WST等)之控制、干涉儀系統118、編碼器系統150等)，但並不限於此，當然亦可由複數個控制裝置來分擔進行上述主控制裝置20所進行之控制的至少一部分。例如，亦可將進行載台系統之控制、編碼器系統150之控制、面位置測量系統180之讀頭切換等之載台控制裝置，設於主控制裝置20之管理下。又，上述主控制裝置20所進行之控制並不一定要由硬體來實現，亦可藉由用以規定主控制裝置20、或如前述分擔進行控制之數個控制裝置各自之動作的電腦程式，而由軟體來予以實現。
如以上詳細說明，根據本實施形態，藉由主控制裝置20，進行晶圓載台WST在與XY平面正交之Z軸方向及相對XY平面之傾斜方向(θy方向)之至少一者之位置的伺服控制時，根據晶圓載台WST之狀況，例如，晶圓載台WST之位置(例如，晶圓載台WST相對Z讀頭72a～72d，741 ～746 ,761 ～766 之位置的位置關係)、或對晶圓載台WST上之晶圓W的處理內容(聚焦映射中、晶圓更換中、曝光中等)，分別使用：使用面位置測量系統180(Z讀頭)的第1模式、使用Z干涉儀43A,43B的第2模式、及併用兩者的第3模式之中的至少2個模式。因此，能根據晶圓載台WST之狀況，進行穩定且高精度的驅動。
又，根據曝光裝置100，藉由主控制裝置20，根據驅動對象為晶圓載台WST及測量載台MST之何者來選擇面位置測量系統180(Z讀頭)之檢測結果、Z干涉儀43A,43B之檢測結果、面位置測量系統180(Z讀頭)及Z干涉儀43A,43B之檢測結果兩者其中之一，使用選擇之檢測結果控制該驅動對象之載台在Z軸方向及相對XY平面之傾斜方向之至少一者之位置。舉一例而言，如圖12(A)所示之AF感測器間偏置修正之情形，驅動對象為測量載台MST，此時，藉由主控制裝置20，使用檢測測量台MTB表面之面位置的Z讀頭744 ,745 ,761 ,762 之檢測結果，控制該驅動對象之測量載台MST在Z軸方向及相對XY平面之傾斜方向之至少一者之位置。
又，根據本實施形態之曝光裝置100，以上述方式將標線片R之圖案轉印形成於Z軸方向(及θy方向)之位置受到高精度控制之晶圓載台WST(晶圓台WTB)上所裝載之晶圓W的各照射區域，藉此能在晶圓W上的各照射區域高精度形成圖案。
又，根據本實施形態之曝光裝置100，係根據事前進行之前述聚焦映射之結果，在不於曝光中測量晶圓W表面之面位置資訊的狀態下，使用Z讀頭在掃描曝光中高精度地進行晶圓之聚焦調平控制，藉此能於晶圓W上以良好精度形成圖案。進而，本實施形態中，由於能藉由液浸曝光實現高解析度之曝光，因此從此點來看亦能以良好精度將微細圖案轉印於晶圓W上。
此外，上述實施形態中，各讀頭之聚焦感測器FS，雖亦可在進行前述聚焦伺服時，將焦點對焦於用以保護Y標尺39Y1 ,39Y2 上所形成之繞射光柵面的玻璃罩表面，但最好係將焦點對焦於較玻璃罩表面遠的面、例如繞射光柵面等。如此，當在玻璃罩表面存在微粒等異物(雜質)時等，由於該玻璃罩表面會成為散焦了玻璃罩厚度量的面，因此Z讀頭不易受到該異物之影響。
此外，上述實施形態中，係採用於晶圓載台WST之動作範圍(移動範圍中裝置在實際行程上移動的範圍)之晶圓載台WST外部(上方)配置複數個Z讀頭、以各Z讀頭檢測晶圓台WTB(Y標尺39Y1 ,39Y2 )表面之Z位置之構成的面位置測量系統，但本發明並不限定於此。例如亦可代替面位置測量系統180，而採用例如在移動體(例如上述實施形態中之晶圓載台WST)上面配置複數個Z讀頭、且在與該Z讀頭對向之移動體外部設置用以反射來自Z續頭之探測光束之反射面的檢測裝置。
又，上述實施形態中，雖例示採用下述構成之編碼器系統，亦即於晶圓台(晶圓載台)上設置格子部(Y標尺，X標尺)、且與此對向地於晶圓載台外部配置X讀頭，Y讀頭的構成，但並不限於此，亦可採用於移動體設置編碼器讀頭、且與此對向地於移動體外部配置二維格子(或配置成二維之一維格子部)之構成的編碼器系統。此時，在將Z讀頭亦配置於移動體上面的情況下，亦可將該二維格子(或配置成二維之一維格子部)兼用為用以反射來自Z讀頭之探測光束的反射面。
又，上述實施形態中，雖說明各Z讀頭係如圖7所示具備被驅動部(未圖示)驅動於Z軸方向之收納有聚焦感測器FS之感測器本體ZH(第1感測器)、以及測量第1感測器(感測器本體ZH)在Z軸方樣之位移之測量部ZE(第2感測器)等的情形，但本發明並不限定於此。亦即，Z讀頭(感測器讀頭)中，第1感測器本身不一定要可移動於Z軸方向，只要構成第1感測器(例如前述聚焦感測器等)之構件一部分可移動，且可根據移動體在Z軸方向之移動使該構件隨之移動，以保持第1感測器與該測量對象物表面之光學位置關係(例如與第1感測器內之受光元件之受光面(檢測面)之共軛關係)者即可。此時，第2感測器係測量該移動構件自基準位置起在移動方向之位移。當然，當於移動體上設有感測器讀頭時，只要根據該移動體在垂直於二維平面之方向的位置變化，使移動構件移動以維持第1感測器之測量對象物例如上述二維格子(或配置成二維之一維格子部)等與第1感測器在光學上之位置關係即可。
又，上述實施形態中，雖說明編碼器讀頭與Z讀頭係分別設置，但並不限於此，亦能採用兼具例如編碼器讀頭與Z讀頭之功能的讀頭，或採用光學系統一部分為共通之編碼器讀頭與Z讀頭，或將編碼器讀頭與Z讀頭設於同一筐體內而一體化之複合讀頭。
又，上述實施形態中，嘴單元32之下面與投影光學系統PL之前端光學元件之下端面雖大致同一面高，但並不限於此，亦能將例如嘴單元32之下面配置成較前端光學元件之射出面更接近投影光學系統PL之像面(亦即晶圓)附近。亦即，局部液浸裝置8並不限於上述構造，例如亦能使用歐洲專利申請公開第1420298號說明書、國際公開第2004/055803號小冊子、國際公開第2004/057590號小冊子、國際公開第2005/029559號小冊子(對應美國專利申請公開第2006/0231206號說明書)、國際公開第2004/086468號小冊子(對應美國專利申請公開第2005/0280791號說明書)、美國專利第6,952,253號說明書等所記載者。又，亦可採用如國際公開第2004/019128號小冊子(對應美國專利申請公開第2005/0248856號說明書)所揭示者，除了前端光學元件之像面側之光路以外，於前端光學元件之物體面側的光路亦以液體充滿。再者，亦可於前端光學元件表面之一部分(至少包含與液體之接觸面)或全部形成具有親液性及/或溶解防止功能的薄膜。此外，雖石英與液體之親液性較高且亦不需溶解防止膜，但最好係至少將螢石形成溶解防止膜。
此外，上述各實施形態中，雖使用純水(水)作為液體，但本發明當然並不限定於此。亦可使用化學性質穩定、照明光IL之透射率高的安全液體來作為液體，例如氟系惰性液體。作為此氟系惰性液體，例如能使用氟洛黎納特(Fluorinert,美國3M公司之商品名稱)。此氟系惰性液體亦具優異冷卻效果。又，作為液體，亦能使用對照明光IL之折射率較純水(折射率1.44左右)高者，例如折射率為1.5以上之液體。此種液體，例如有折射率約1.50之異丙醇、折射率約1.61之甘油(glycerine)之類具有C-H鍵結或O-H鍵結的既定液體、己烷、庚烷、癸烷等既定液體(有機溶劑)、或折射率約1.60之十氫萘(Decalin:Decahydronaphthalene)等。或者，亦可係混合上述液體中任意兩種類以上之液體者，亦可係於純水添加(混合)上述液體之至少一種者。或者，液體LQ，亦可係於純水添加(混合)H+ 、Cs+ 、K+ 、Cl- 、SO4 2- 、PO4 2- 等鹼基或酸等者。再者，亦可係於純水添加(混合)A1氧化物等微粒子者。上述液體能使ArF準分子雷射光透射。又，作為液體，最好係光之吸收係數較小，溫度依存性較少，並對塗布於投影光學系統PL(前端之光學構件)及/或晶圓表面之感光材(或保護膜(頂層塗布膜)或反射防止膜等)較穩定者。又，在以F2 雷射為光源時，只要選擇全氟聚醚油(Fomblin Oil)即可。再者，作為液體，亦能使用對照明光IL之折射率較純水高者，例如折射率為1.6～1.8左右者。亦能使用超臨界流體來作為液體。又，投影光學系統PL之前端光學元件例如能以石英(二氧化矽)、氟化鈣(螢石)、氟化鋇、氟化鍶、氟化鋰、氟化納等氟化化合物之單結晶材料形成，或亦可以折射率較石英或螢石高(例如1.6以上)之材料來形成。作為折射率1.6以上之材料，例如能使用國際公開第2005/059617號小冊子所揭示之藍寶石、二氧化鍺等、或者可使用如國際公開第2005/059618號小冊子所揭示之氯化鉀(折射率約1.75)等。
又，上述實施形態中，亦可將回收之液體再予以利用，此時最好係將過濾器(用以從回收之液體除去雜質)設於液體回收裝置或回收管等。
又，上述實施形態中，雖說明了曝光裝置為液浸型曝光裝置的情形，但並不限於此，亦能採用在不透過液體(水)之狀態下使晶圓W曝光的乾燥型曝光裝置。
又，上述實施形態中，雖說明了將本發明適用於步進掃描方式等之掃描型曝光裝置，但並不限於此，亦能將本發明適用於步進器等靜止型曝光裝置。又，本發明亦適用於用以合成照射區域與照射區域之步進接合方式的縮小投影曝光裝置、近接方式之曝光裝置、或鏡面投影對準曝光器等。再者，本發明亦能適用於例如美國專利6,590,634號說明書、美國專利5,969,441號說明書、美國專利6,208,407號說明書等所揭示，具備複數個晶圓載台的多載台型曝光裝置。
又，上述實施形態之曝光裝置中之投影光學系統並不僅可為縮小系統，亦可為等倍系統及放大系統之任一者，投影光學系統PL不僅可為折射系統，亦可係反射系統及反折射系統之任一者，其投影像亦可係倒立像與正立像之任一者。再者，透過投影光學系統PL來照射照明光IL之曝光區域IA，雖係在投影光學系統PL之視野內包含光軸AX的軸上區域，但例如亦可與如國際公開第2004/107011號小冊子所揭示之所謂線上型反折射系統同樣地，其曝光區域為不含光軸AX之離軸區域，該線上型反折射系統具有複數個反射面且將至少形成一次中間像之光學系統(反射系統或反折射系統)設於其一部分，並具有單一光軸。又，前述照明區域及曝光區域之形狀雖為矩形，但並不限於此，亦可係例如圓弧、梯形、或平行四邊形等。
又，上述實施形態之曝光裝置的光源，不限於ArF準分子雷射光源，亦能使用KrF準分子雷射光源(輸出波長248nm)、F2 雷射(輸出波長157nm)、Ar2 雷射(輸出波長126nm)、Kr2 雷射(輸出波長146nm)等脈衝雷射光源，或發出g線(波長436nm)、i線(波長365nm)等發射亮線之超高壓水銀燈等。又，亦可使用YAG雷射之諧波產生裝置等。另外，可使用例如國際公開第99/46835號小冊子(對應美國專利第7,023,610號說明書)所揭示之諧波，其係以塗布有鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器，將從DFB半導體雷射或纖維雷射射出之紅外線區或可見區的單一波長雷射光放大來作為真空紫外光，並以非線形光學結晶將其轉換波長成紫外光。
又，上述實施形態中，作為曝光裝置之照明光IL，並不限於波長大於100nm之光，亦可使用波長未滿100nm之光。例如，近年來，為了曝光70nm以下之圖案，已進行了一種EUV曝光裝置之開發，其係以SOR或電漿雷射為光源來產生軟X線區域(例如5～15nm之波長域)之EUV(Extreme Ultra Violet)光，且使用根據其曝光波長(例如13.5nm)所設計之全反射縮小光學系統及反射型光罩。此裝置由於係使用圓弧照明同步掃描光罩與晶圓來進行掃瞄曝光之構成，因此能將本發明非常合適地適用於上述裝置。此外，本發明亦適用於使用電子射線或離子光束等之帶電粒子射線的曝光裝置。
又，上述實施形態中，雖使用於具光透射性之基板上形成既定遮光圖案(或相位圖案，減光圖案)的光透射性光罩(標線片)，但亦可使用例如美國專利第6,778,257號說明書所揭示之電子光罩來代替此光罩，該電子光罩(亦稱為可變成形光罩、主動光罩、或影像產生器，例如包含非發光型影像顯示元件(空間光調變器)之一種之DMD(Digital Micro-mirror Device)等)係根據欲曝光圖案之電子資料來形成透射圖案、反射圖案、或發光圖案。
又，本發明亦能適用於，例如國際公開第2001/035168號說明書所揭示，藉由將干涉紋形成於晶圓上、而在晶圓上形成等間隔線圖案之曝光裝置(微影系統)。
進而，例如亦能將本發明適用於例如美國專利第6,611,316號說明書所揭示之曝光裝置，其係將兩個標線片圖案透過投影光學系統在晶圓上合成，藉由一次之掃描曝光來對晶圓上之一個照射區域大致同時進行雙重曝光。
又，於物體上形成圖案之裝置並不限於前述曝光裝置(微影系統)，例如亦能將本發明適用於以噴墨式來將圖案形成於物體上的裝置。
此外，上述實施形態中待形成圖案之物體(能量束所照射之曝光對象的物體)並不限於晶圓，亦可係玻璃板、陶瓷基板、膜構件、或者光罩基板等其他物體。
曝光裝置用途並不限定於半導體製造用之曝光裝置，亦可廣泛適用於例如用來製造將液晶顯示元件圖案轉印於方型玻璃板之液晶用曝光裝置，或製造有機EL、薄膜磁頭、攝影元件(CCD等)、微型機器及DNA晶片等的曝光裝置。又，除了製造半導體元件等微型元件以外，為了製造用於光曝光裝置、EUV(極遠紫外線)曝光裝置、X射線曝光裝置及電子射線曝光裝置等的標線片或光罩，亦能將本發明適用於用以將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置。
此外，本發明之移動體驅動系統、移動體驅動方法並不限定於曝光裝置，亦可廣泛適用於其他之基板處理裝置(例如雷射修理裝置、基板檢查裝置等其他)，或其他精密機械中之試料定位裝置、打線裝置等具備在二維面內移動之載台等移動體的裝置。
此外，援用與上述實施形態所引用之曝光裝置等相關之所有公報(說明書)、國際公開小冊子、美國專利申請公開說明書及美國專利說明書之揭示，來作為本說明書之記載的一部分。
半導體元件，係經由下述步驟所製造，即：進行元件之功能、性能設計的步驟、由矽材料製作晶圓之步驟、藉由前述實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)將形成於標線片(光罩)之圖案轉印於晶圓的微影步驟、使已曝光之晶圓顯影之顯影步驟、藉由蝕刻除去光阻殘存部分以外部分之露出構件的蝕刻步驟、除去結束蝕刻後不需要之光阻之光阻除去步驟、元件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝步驟)、檢查步驟等。
由於只要使用以上說明之本實施形態的元件製造方法，即會在曝光步驟中使用上述實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)及曝光方法(圖案形成方法)，因此可一邊維持高重疊精度，一邊進行高產能之曝光。據此，能提昇形成有微細圖案之高積體度之微型元件的生產性。
如以上之說明，本發明之移動體驅動系統及移動體驅動方法，係適於在移動面內驅動移動體。又，本發明之圖案形成方法及圖案形成裝置，適於在物體上形成圖案。又，本發明之元件製造方法，適於製造微型元件。又，本發明之處理裝置，適於對移動體上所保持之物體施加處理。
AF．．．檢測區域
AL1．．．第一對準系統
AL21 ～AL24 ．．．第二對準系統
AX．．．光軸
B1～B4．．．測距光束
B41 ,B42 ．．．測距光束
B51 ,B52 ．．．測距光束
B6,B7．．．測距光束
CL．．．準直透鏡
CYL．．．圓筒透鏡
D．．．距離
EG．．．繞射光柵
EH．．．編碼器讀頭
EL．．．探測光束
FM．．．基準標記
FS．．．聚焦感測器
FS1 ．．．照射系統
FS2 ．．．光學系統
FS3 ．．．受光系統
IA．．．曝光區域
IAR．．．照明區域
IL．．．曝光用光
LA．．．基準軸
LB．．．探測光束
LB1 ．．．探測光束
LB2 ．．．反射光束
LD．．．光源
LH．．．基準軸
LL．．．中心線
LP．．．裝載位置
Lq．．．液體
LUL．．．直線
LV．．．基準軸
M．．．基準標記
MST．．．測量載台
MTB．．．測量台
O．．．旋轉中心
OL．．．物鏡
OZD ．．．檢測面之中心
PBS．．．偏振分光器
PL．．．投影光學系統
PU．．．投影單元
P1．．．左測量點
P2．．．右測量點
R．．．標線片
RST．．．標線片載台
S,S-1 ,S0 ,S1 ．．．測量對象面
SL．．．空間像測量狹縫圖案
SM．．．支撐構件
UP．．．卸載位置
W．．．晶圓
WD．．．間隔
WP．．．四分之一波長板
WST．．．晶圓載台
WTB．．．晶圓台
ZD．．．四分割受光元件
ZE．．．測量部
ZG．．．繞射光柵板
ZH．．．感測器本體
z1～zk．．．面位置資料
5．．．液體供應裝置
6．．．液體回收裝置
8．．．局部液浸裝置
10．．．照明系統
11．．．標線片載台驅動系統
12．．．底座
14．．．液浸區域
15．．．移動鏡
16．．．Y干涉儀
17a,17b．．．反射面
18．．．Y干涉儀
19a,19b．．．反射面
20．．．主控制裝置
28．．．板體
28a．．．第一撥液區域
28b．．．第二撥液區域
30．．．測量板
31A．．．液體供應管
31B．．．液體回收管
32．．．嘴單元
34．．．記憶體
36．．．筐體
37,38．．．格子線
39X1 ,39X2 ．．．X標尺
39Y1 ,39Y2 ．．．Y標尺
40．．．鏡筒
41．．．移動鏡
41a,41b,41c．．．反射面
42．．．安裝構件
43A,43B．．．Z干涉儀
44．．．受光系統
45．．．空間像測量裝置
46．．．FD桿
47A,47B．．．固定鏡
50．．．載台裝置
52．．．基準格子
54．．．支撐構件
561 ～564 ．．．臂
581 ～584 ．．．真空墊
601 ～604 ．．．旋轉驅動機構
62A～62F．．．讀頭單元
64．．．Y讀頭
641 ～645 ．．．Y讀頭
65．．．Y讀頭
651 ～655 ．．．Y讀頭
66．．．X讀頭
661 ～668 ．．．X讀頭
67．．．Y讀頭
671 ～674 ．．．Y讀頭
68．．．Y讀頭
681 ～684 ．．．Y讀頭
70A,70C．．．Y線性編碼器
70B,70D．．．X線性編碼器
70E,70F．．．Y線性編碼器
72a～72d．．．Z讀頭
741 ～745 ．．．Z讀頭
761 ～765 ．．．Z讀頭
90a,90b．．．多點AF系統
91．．．載台本體
92．．．載台本體
94．．．照度不均感測器
96．．．空間像測量器
98．．．波面像差測量器
99．．．感測器群
100．．．曝光裝置
116．．．標線片干涉儀
118．．．干涉儀系統
124．．．載台驅動系統
126～128,130．．．X干涉儀
150．．．編碼器系統
191．．．前端透鏡
170．．．訊號處理/選擇裝置
180．．．面位置測量系統
200．．．測量系統
圖1係顯示一實施形態之曝光裝置的概略構成圖。
圖2係顯示圖1之載台裝置的俯視圖。
圖3係顯示圖1之曝光裝置所具備之各種測量裝置(編碼器、對準系統、多點AF系統、Z讀頭等)配置的俯視圖。
圖4(A)係顯示晶圓載台WST之俯視圖，圖4(B)係顯示晶圓載台WST之一部分截面的概略側視圖。
圖5(A)係顯示測量載台MST之俯視圖，圖5(B)係顯示測量載台MST之一部分截面的概略側視圖。
圖6係顯示一實施形態之曝光裝置之控制系統構成的方塊圖。
圖7係概略顯示Z讀頭構成一例的圖。
圖8(A)係顯示聚焦感測器構成一例的圖，圖8(B)及圖8(C)係用以說明圖8(A)之圓筒透鏡之形狀及功能的圖。
圖9(A)係顯示四分割受光元件之檢測區域之分割狀態的圖，圖9(B)、圖9(C)及圖9(D)，分別顯示在前聚焦狀態、理想聚焦狀態、以及後聚焦狀態之反射光束LB2 在檢測面上的截面形狀的圖。
圖10(A)～圖10(C)係用以說明以一實施形態之曝光裝置進行之聚焦映射的圖。
圖11(A)及圖11(B)係用以說明以一實施形態之曝光裝置進行之聚焦校正的圖。
圖12(A)及圖12(B)係用以說明以一實施形態之曝光裝置進行之AF感測器間偏置修正的圖。
圖13係顯示對晶圓載台上之晶圓進行步進掃描方式之曝光時之狀態之晶圓載台及測量載台之狀態的圖。
圖14係顯示晶圓卸載時(測量載台在到達將進行Sec-BCHK(時距)之位置時)兩載台的狀態。
圖15係顯示晶圓裝載時之兩載台的狀態。
圖16係顯示從干涉儀之載台伺服控制切換至編碼器之載台伺服控制時(晶圓載台移動至進行Pri-BCHK之前半處理的位置時)之兩載台的狀態。
圖17係使用對準系統AL1,AL22 ,AL23 ，來同時檢測附設於三個第一對準照射區域之對準標記時晶圓載台與測量載台的狀態。
圖18係顯示進行聚焦校正前半之處理時晶圓載台與測量載台的狀態。
圖19係使用對準系統AL1,AL21 ～AL24 ，來同時檢測附設於五個第二對準照射區域之對準標記時晶圓載台與測量載台的狀態。
圖20係在進行Pri-BCHK後半之處理及聚焦校正後半之處理之至少一者時晶圓載台與測量載台的狀態。
圖21係使用對準系統AL1,AL21 ～AL24 ，來同時檢測附設於五個第三對準照射區域之對準標記時晶圓載台與測量載台的狀態。
圖22係使用對準系統AL1,AL22 ,AL23 ，來同時檢測附設於三個第一對準照射區域之對準標記時晶圓載台與測量載台的狀態。
圖23係顯示聚焦映射結束時之晶圓載台與測量載台的狀態。
圖24(A)及圖24(B)係說明使用Z讀頭之測量結果之晶圓載台之Z位置與傾斜量的算出方法的圖。
AF．．．檢測區域
LV．．．基準軸
PL．．．投影光學系統
PU．．．投影單元
W．．．晶圓
WST．．．晶圓載台
WTB．．．晶圓台
14．．．液浸區域
39X1 ,39X2 ．．．X標尺
39Y1 ,39Y2 ．．．Y標尺
66．．．X讀頭
662 ．．．X讀頭
67．．．Y讀頭
673 ．．．Y讀頭
68．．．Y讀頭
682 ．．．Y讀頭
72a～72d．．．Z讀頭
741 ,743 ,744 ．．．Z讀頭
762 ,763 ．．．Z讀頭
90a,90b．．．多點AF系統

Claims (36)

  1. 一種曝光方法，係透過投影光學系統以照明光使基板曝光，其特徵在於，包含：藉由具有載置該基板之移動體與驅動該移動體之馬達之載台系統使該基板移動之動作；藉由具有對標尺構件分別照射光束之複數個讀頭之第1檢測裝置之該複數個讀頭中與該標尺構件對向之讀頭檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向之位置資訊之動作，該標尺構件用於該移動體在和與該投影光學系統之光軸正交之該二維平面平行之方向之位置資訊之檢測，形成反射型之格子；替代該第1檢測裝置之檢測或與其檢測並行地，藉由對該移動體之反射面照射測量光之第2檢測裝置檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向之位置資訊之動作；以及根據該第1檢測裝置之檢測結果、該第2檢測裝置之檢測結果、該第1、第2檢測裝置之兩方之檢測結果之任一者，控制該移動體在與該二維平面垂直之方向及相對該二維平面之傾斜方向之至少一者之位置之動作。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，藉由該第1檢測裝置對該反射型之格子之光束照射，檢測該移動體在與該二維平面平行之方向之位置資訊。
  3. 如申請專利範圍第2項之曝光方法，其中，該反射型之格子係透過該複數個讀頭分別被照射該光束。
  4. 如申請專利範圍第2項之曝光方法，其中，藉由與該 投影光學系統分離配置且與該第1、第2檢測裝置不同之第3檢測裝置檢測在與該二維平面垂直之方向之該移動體所載置之基板之位置資訊；該第3檢測裝置之檢測動作中，藉由該第1、第2檢測裝置之至少一方檢測該移動體之位置資訊。
  5. 如申請專利範圍第2項之曝光方法，其中，配置在載置該基板之該移動體之上面側之該標尺構件從其上方透過該讀頭被照射該光束；該測量光照射至與該標尺構件不同之該移動體之反射面。
  6. 如申請專利範圍第2項之曝光方法，其中，該標尺構件從其下方透過設在該移動體之該複數個讀頭分別被照射該光束。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之曝光方法，其中，該第2檢測裝置係使用干涉儀系統。
  8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之曝光方法，其中，在該移動體之位置控制使用的使用從該第1檢測裝置獲得之位置資訊之第1模式、使用從該第2檢測裝置獲得之位置資訊之第2模式、及從該第1、第2檢測裝置之兩方獲得之位置資訊之第3模式之一個係切換至其他模式。
  9. 如申請專利範圍第8項之曝光方法，其中，依據該移動體之狀況分開使用該第1、第2及第3模式之至少二個進行該移動體之位置控制。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光方法，其係根據該移 動體現在的動作內容或現在的位置，進行該模式的切換。
  11. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之曝光方法，其中，依據該複數個讀頭與該反射型之格子之位置關係選擇該移動體之位置控制使用的從該第1檢測裝置獲得之位置資訊、從該第2檢測裝置獲得之位置資訊、及從該第1、第2檢測裝置之兩方獲得之位置資訊中之一者。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光方法，其中，透過該複數個讀頭照射之光束全部偏離該標尺構件時，使用該第2檢測裝置之檢測結果進行該移動體之位置控制。
  13. 如申請專利範圍第12項之曝光方法，其中，透過該複數個讀頭照射之光束之至少一個位於該標尺構件時，使用該第1檢測裝置之檢測結果進行該移動體之位置控制。
  14. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之曝光方法，其中，依據用於該基板之曝光處理之動作，選擇該移動體之位置控制使用的從該第1檢測裝置獲得之位置資訊、從該第2檢測裝置獲得之位置資訊、及從該第1、第2檢測裝置之兩方獲得之位置資訊中之一者。
  15. 如申請專利範圍第14項之曝光方法，其中，該動作為對該基板照射該照明光之曝光動作與測量關於該基板之資訊之測量動作之至少一者之情形，至少使用該第1檢測裝置之檢測結果進行該移動體之位置控制。
  16. 如申請專利範圍第15項之曝光方法，其中，在該測量動作，測量該基板之表面形狀與形成在該基板之圖案之 位置資訊之至少一者。
  17. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之曝光方法，其中，與該移動體不同之移動體係藉由該第1、第2檢測裝置之至少一者測量與該二維平面垂直方向之位置資訊；依據作為該位置控制之對象之移動體，選擇從該第1檢測裝置獲得之位置資訊、從該第2檢測裝置獲得之位置資訊、及從該第1、第2檢測裝置之兩方獲得之位置資訊中之一者。
  18. 一種元件製造方法，包含：使用申請專利範圍第1至17項中任一項之曝光方法使基板曝光之動作；以及使該曝光後基板顯影之動作。
  19. 一種曝光裝置，係透過投影光學系統以照明光使基板曝光，其特徵在於，具備：載台系統，具有保持該基板之移動體與驅動該移動體之馬達；第1檢測裝置，具有對標尺構件分別照射光束之複數個讀頭，藉由該複數個讀頭中與該標尺構件對向之讀頭檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向之位置資訊，該標尺構件用於該移動體在和與該投影光學系統之光軸正交之該二維平面平行之方向之位置資訊之檢測，形成反射型之格子；第2檢測裝置，對該移動體之反射面照射測量光，檢測該移動體在與該二維平面垂直之方向之位置資訊；以及 根據從該第1檢測裝置獲得之位置資訊、從該第2檢測裝置獲得之位置資訊、從該第1、第2檢測裝置之兩方獲得之位置資訊之任一者，控制該移動體在與該二維平面垂直之方向及相對該二維平面之傾斜方向之至少一者之位置。
  20. 如申請專利範圍第19項之曝光裝置，其中，該第1檢測裝置藉由對該反射型之格子之光束照射，檢測該移動體在與該二維平面平行之方向之位置資訊。
  21. 如申請專利範圍第20項之曝光裝置，其中，該第1檢測裝置，係透過該複數個讀頭分別將該光束照射至該反射型之格子。
  22. 如申請專利範圍第20項之曝光裝置，其進一步具備與該第1、第2檢測裝置不同之第3檢測裝置，該第3檢測裝置與該投影光學系統分離配置，檢測在與該二維平面垂直之方向之該移動體所載置之基板之位置資訊；該第3檢測裝置之檢測動作中，藉由該第1、第2檢測裝置之至少一方檢測該移動體之位置資訊。
  23. 如申請專利範圍第20項之曝光裝置，其中，該第1檢測裝置，對配置在載置該基板之該移動體之上面側之該標尺構件從其上方透過該讀頭照射該光束；該第2檢測裝置，對與該標尺構件不同之該移動體之反射面照射該測量光。
  24. 如申請專利範圍第20項之曝光裝置，其中，該第1檢測裝置，對該標尺構件從其下方透過設在該移動體之該 複數個讀頭分別照射該光束。
  25. 如申請專利範圍第19至24項中任一項之曝光裝置，其中，該第2檢測裝置係干涉儀系統。
  26. 如申請專利範圍第19至24項中任一項之曝光裝置，其中，該控制裝置，能將在該移動體之位置控制使用的使用從該第1檢測裝置獲得之位置資訊之第1模式、使用從該第2檢測裝置獲得之位置資訊之第2模式、及從該第1、第2檢測裝置之兩方獲得之位置資訊之第3模式之一個切換至其他模式。
  27. 如申請專利範圍第26項之曝光裝置，其中，該控制裝置，依據該移動體之狀況分開使用該第1、第2及第3模式之至少二個進行該移動體之位置控制。
  28. 如申請專利範圍第27項之曝光裝置，其中，該控制裝置，根據該移動體現在的動作內容或現在的位置，進行該模式的切換。
  29. 如申請專利範圍第19至24項中任一項之曝光裝置，其中，該控制裝置，依據該複數個讀頭與該反射型之格子之位置關係選擇該移動體之位置控制使用的從該第1檢測裝置獲得之位置資訊、從該第2檢測裝置獲得之位置資訊、及從該第1、第2檢測裝置之兩方獲得之位置資訊中之一者。
  30. 如申請專利範圍第29項之曝光裝置，其中，透過該複數個讀頭照射之光束全部偏離該標尺構件時，該控制裝置使用該第2檢測裝置之檢測結果控制該移動體之該位置。
  31. 如申請專利範圍第30項之曝光裝置，其中，透過該複數個讀頭照射之光束之至少一個位於該標尺構件時，該控制裝置使用該第1檢測裝置之檢測結果控制該移動體之該位置。
  32. 如申請專利範圍第19至24項中任一項之曝光裝置，其中，該控制裝置依據用於該基板之曝光處理之動作，選擇該移動體之位置控制使用的從該第1檢測裝置獲得之位置資訊、從該第2檢測裝置獲得之位置資訊、及從該第1、第2檢測裝置之兩方獲得之位置資訊中之一者。
  33. 如申請專利範圍第32項之曝光裝置，其中，該動作為對該基板照射該照明光之曝光動作與測量關於該基板之資訊之測量動作之至少一者之情形，該控制裝置至少使用該第1檢測裝置之檢測結果控制該移動體之位置。
  34. 如申請專利範圍第33項之曝光裝置，其中，在該測量動作，測量該基板之表面形狀與形成在該基板之圖案之位置資訊之至少一者。
  35. 如申請專利範圍第19至24項中任一項之曝光裝置，其中，該載台系統具有與該移動體不同之移動體；該第1、第2檢測裝置分別可測量該不同之移動體之位置資訊；該控制裝置，依據作為該位置控制之對象之移動體，選擇從該第1檢測裝置獲得之位置資訊、從該第2檢測裝置獲得之位置資訊、及從該第1、第2檢測裝置之兩方獲得之位置資訊中之一者。
  36. 一種元件製造方法，包含：使用申請專利範圍第19至35項中任一項之曝光裝置使基板曝光之動作；以及使該曝光後基板顯影之動作。
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