TWI424273B - A moving body system, an exposure apparatus, and an element manufacturing method - Google Patents

A moving body system, an exposure apparatus, and an element manufacturing method Download PDF

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Description

移動體系統、曝光裝置及元件製造方法
本發明係關於移動體系統、曝光裝置及元件製造方法，更詳言之，係關於具有能獨立移動於既定一軸方向之兩個移動體的移動體系統、使用具備該移動體系統之曝光裝置及使用該曝光裝置來將元件圖案轉印至基板的元件製造方法。
以往，用以製造半導體元件(積體電路等)、液晶顯示元件等之電子元件的微影步驟，主要係使用步進重複方式之縮小投影曝光裝置(即所謂步進器)或步進掃描方式之投影曝光裝置(即所謂掃描步進器(稱掃描器))等，其係透過光學系統，將光罩(或標線片)之圖案分別轉印至塗布有光阻(感光劑)之晶圓或玻璃板等感光性物體(以下稱為「晶圓」)上的複數個照射區域。
此種投影曝光裝置，隨著積體電路之高積體化使圖案微細化，而逐年要求更高之解析力(解析度)，因此使曝光用光之短波長化及投影光學系統之數值孔徑(NA)的增大化(大NA化)逐漸進展。然而，曝光用光之短波長化及投影光學系統之大NA化，雖可提升投影曝光裝置之解析力，但另一方面卻會導致焦深之狹窄化。又，將來曝光波長勢必更為縮短，如此即有可能使焦深過窄，造成曝光動作時之聚焦裕度不足。
因此，最近有一種曝光裝置受到矚目，其係利用液浸法來作為在實質上縮短曝光波長、且與在空氣中相較使焦深增大(擴大)的方法。作為利用此液浸法之曝光裝置，已有一種在以水或有機溶劑等之液體局部性地充滿投影光學系統下面與晶圓表面間的狀態下來進行曝光的裝置(例如參照下述專利文獻1)。記載於該專利文獻1之曝光裝置，係利用在液體中之曝光用光的波長為在空氣中之1/n倍(n為液體折射率，通常為1.2~1.6左右)這點来提升解析度，且與不使用液浸法即能得到與該解析度相同之解析度的投影光學系統相較能使焦深擴大至n倍，亦即能使焦深與在空氣中相較在實質上擴大至n倍。
又，近來亦有提出具備兩個晶圓載台之曝光裝置、或具備晶圓載台及載台(測量載台)之曝光裝置；該載台(測量載台)係與晶圓載台分別獨立設置，並設有能在2維面內驅動、用於測量之測量器(例如參照專利文獻2、3等)。
然而，由於上述曝光裝置具備兩個載台，因此當無法適當控制兩載台、亦即假使兩載台失控時，兩載台即有撞擊之可能性。當產生此種撞擊時，不僅會使兩載台損傷，亦有因兩載台之損傷造成包含載台之定位精度等的控制性能惡化之虞。
【專利文獻1】國際公開99/49504號說明書【專利文獻2】特開平11/135400號公報【專利文獻3】特開平3/211812號公報
本發明有鑑於上述情形，從第1觀點觀之，係一種移動體系統，具有能獨立移動於既定一軸方向之兩個移動體，其特徵在於，具備：制動器機構，係阻止該兩個移動體彼此較既定距離接近；以及解除機構，能解除該制動器機構之阻止作用，容許該兩個移動體較該既定距離接近。
據此，當以制動器機構阻止兩個移動體彼此較既定距離接近、且以解除機構解除該制動器機構之阻止作用時，即能使兩個移動體較既定距離接近。藉此，當例如獨立驅動移動體彼此時，即使假設有兩個移動體之至少一方失控的情形，亦能藉由制動器機構來阻止各移動體彼此之接觸。再者，另一方面，例如當移動體彼此較既定距離接近時，藉由解除機構解除制動器機構之阻止作用，即能在沒有制動機構之妨礙的狀態下使兩移動體接近。
本發明從第2觀點觀之，為一種第1曝光裝置，係使基板曝光來於該基板形成圖案，其特徵在於，具備：本發明之第1移動體系統，係以該兩個移動體之至少一方保持該基板；以及控制裝置，係控制該解除機構之動作。
據此，由於本發明所具備之移動體系統，係藉由制動器機構來避免兩個移動體之撞擊，且籍由解除裝置，可使兩個移動體在不被制動器機構妨礙之狀態下較既定距離接近，因此在使以兩個移動體中之至少一方保持的基板曝光時，即使假設有至少一方失控的情形，亦能以制動器機構來防止兩個移動體間之接觸及損傷等。其結果，能高度維持移動體之控制性，進而可高度維持曝光精度。又，由於能藉由以解除裝置來解除制動器機構之阻止作用而使兩個移動體接近，因此在進行與曝光相關之動作等而須使兩個移動體接近時，亦能在無制動器機構之妨礙下使兩個移動體接近。
本發明從第3觀點觀之，為一種第2曝光裝置，係將液體供應至光學系統與基板之間，透過該光學系統與該液體以能量射束來使該基板曝光，其特徵在於，具備：本發明之第1移動體系統，其該兩個移動體分別具有能在與該光學系統間保持該液體之液浸可能區域，且以該兩個移動體之至少一方保持該基板；以及控制裝置，係為了使該液體從該兩個移動體之一液浸可能區域移動至另一液浸可能區域，而在維持該兩個移動體抵接或較該既定距離接近之既定狀態下，控制該兩個移動體之動作。
據此，在進行曝光動作時，為防範移動體之意外失控，係可使構成移動體系統之制動器機構保持在能阻止兩個移動體接近的狀態。另一方面，使液體之液浸區域從兩個移動體之一液浸可能區域移動至另一液浸可能區域時，係在以解除裝置解除制動器機構之前述阻止作用的狀態下，維持兩個移動體抵接或較該既定距離接近之既定狀態，來控制前述兩個移動體之動作。藉此，從在一移動體上形成有液浸可能區域的狀態轉換成於在另一移動體上形成有液浸可能區域的狀態時，即不須進行停止供應液體→兩個移動體之移動→再度開始供應液體之類的一連串動作。據此，可高度維持曝光精度，且實現兩個移動體在光學系統正下方移動時的高速化、進而實現高產能。
本發明從第4觀點觀之，為一種第2移動體系統，其特徵在於，具備：兩個移動體，係能獨立移動於既定一軸方向；以及變更裝置，係可在預先設定之複數個距離間改變在該既定一軸方向之該兩個移動體彼此能接近的距離。
本發明從第5觀點觀之，為一種曝光裝置，係使基板曝光來於該基板形成圖案，其特徵在於，具備：第2移動體系統，係以該兩個移動體之至少一方保持該基板；以及控制裝置，係控制該變更裝置之動作。
又，於微影步驟中，籍由使用本發明之第1~第3曝光裝置來將元件圖案轉印至基板上，而可提升高積體度之微元件的生產性。據此，本發明從其他觀點觀之，亦係一種使用本發明之第1~第3之任一曝光裝置的元件製造方法。
以下，根據圖1~圖9說明本發明之一實施型態。
圖1係概略顯示本發明一實施形態之曝光裝置100的構成。該曝光裝置100係步進掃描式掃描型曝光裝置、亦即掃描器。
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之曝光用照明用光(以下稱為「照明用光」或「曝光用光」)IL所照明的標線片R；投影單元PU，係包含用以使從標線片R射出之照明用光IL投射於晶圓W上的投影光學系統PL；載台裝置50，係具有晶圓載台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。
前述照明系統10，例如特開2001－313250號公號及與其對應之美國專利申請公開第2003/0025890號說明書或公報等所揭示，其包含光源、包含光學積分器等之照度均一化光學系統、分光鏡、中繼透鏡、可變ND濾光器、標線片遮廉等(均未圖示)。該照明系統10，係籍由照明用光(曝光用光)IL，以大致均一之照度來照明被標線片遮廉規定之標線片R上的狹縫狀照明區域。此處，作為一例，係使用ArF準分子雷射光(波長193nm)來作為照明用光IL。又，作為光學積分器，係可使用複眼透鏡、棒狀積分器(內面反射型積分器)或繞射光學元件等。在本國際申請案所指定之指定國(或選擇之選擇國)的國內法令允許範圍內，援用上述美國專利申請公開之揭示來作為本說明書之記載的一部份。
於前述標線片載台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，能籍由例如包含線性馬達等標線片載台驅動系統11(在圖1未圖示、參照圖8)而在XY平面內微幅驅動，且能以指定之掃描速度驅動於既定掃描方向(此處係指圖1之圖面內左右方向的Y軸方向)。
標線片載台RST之載台移動面內之位置(包含繞Z軸之旋轉)，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軸方向正交之反射面的Y移動鏡、以及具有與X軸方向正交之反射面的X移動鏡)例如以0.5~1nm左右之分析能力隨時檢測。該標線片干涉儀116之測量值，係傳送至主控制裝置20(於圖1未圖示，參照圖8)，主控制裝置20，即根據該標線片干涉儀116之檢測值算出標線片載台RST之X軸方向、Y軸方向及θ z方向(繞Z軸之旋轉方向)的位置，且藉由根據該計算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之端面進行鏡面加功來形成反射面(相當於移動鏡15之反射面)，來代替移動鏡15。
於標線片R上方，在X軸方向相距既定距離設有一對由使用曝光波長光線之TTR(Through The Reticle)對準系統構成的標線片對準檢測系統RAa、RAb，其用以透過投影光學系統PL同時觀察標線片R上之一對標線片對準標記及與其對應之測量載台MST上的一對基準標記(以下稱為「第1基準標記」)。作為此等標線片對準檢測系統RAa,RAb，例如係使用和特開平7－176468號公報及與其對應之美國專利第5,646,413號等所揭示者相同構成的裝置。在本國際申請案所指定之指定國(或選擇之選擇國)的國內法令允許範圍內，援用上述美國專利申請公開之揭示來作為本說明書之記載的一部份。
前述投影單元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；以及與投影光學系統PL，係由以既定位置關係保持於該鏡筒40內之複數個光學元件構成。作為投影光學系統PU，例如係使用具有Z軸方向之共通光軸AX之複數個透鏡(透鏡元件)所構成的折射光學系統。該投影光學系統PL，例如係兩側遠心且具有既定投影倍率(例如1/4倍或1/5倍)。藉此，當以來自照明系統10之照明用光IL來照明標線片R上的照明區域IAR時，籍由通過標線片R之照明用光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IA(以下亦稱為「曝光區域」)；該區域IA係與表面塗布有光阻(感光劑)之晶圓W上的前述照明區域IAR共軛。
此外，本實施形態之曝光裝置100，由於係以後述方式進行適用液浸法之曝光，因此隨著數值孔徑NA在實質上增大，使標線片側之孔徑亦變大。如此，僅以透鏡構成的反射光學系統，係難以滿足珀茲伐條件(Petzval Condition)，而使投影光學系統趨向大型。為避免此投影光學系統之大型化，亦可使用包含反射鏡與透鏡所構成之反射折射系統(catadi optric系統)。
又，本實形形態之曝光裝置100中，由於係進行適用液浸法的曝光，因此於作為構成投影光學系統PL之最靠像面側(晶圓W側)之光學元件的透鏡(以下亦稱「前端透鏡」)191附近，設有構成液浸裝置32的液體供應嘴31A與液體回收嘴31B。
於前述液體供應嘴31A，連接有其一端連接於液體供應裝置5(圖5中未圖示、參照圖8)之未圖示供應管的另一端，於前述液體回收嘴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8)之未圖示回收管的另一端。
前述液體供應裝置5，係包含液體槽、加壓泵、溫度控制裝置、以及用以控制液體對供應管之供應及停止的閥等。作為閥，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，係將液體槽內之液體溫度調整至收納有曝光裝置之處理室(未圖示)內之溫度同樣程度。此外，供應液體之槽、加壓泵、溫度控制裝置、閥等，曝光裝置100不需全部具備，亦能將其至少一部份由設有曝光裝置100之工廠等的設備來代替。
前述液體回收裝置6，係包含液體之槽及吸引泵、以及透過回收管控制液體之回收及停止的閥等。作為閥，最好係使用對應前述液體供應裝置5側之閥的流量控制閥。此外，用以回收液體之水、吸引泵、閥等，曝光裝置100不需全部具備，亦能將其至少一部份由設有曝光裝置100之工廠等的設備來代替。
作為上述液體，此處，係使用可使ArF準分子雷射光(波長193nm之光)透射的超純水(以下，除特別必要情況外，僅記述為「水」)。超純水，具有在半導體製造工廠等能大量獲得且對晶圓上之感光劑或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，照明用光IL之波長，係縮短至193nm×1/n＝約134nm。
前述液體供應裝置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8)。液體供應裝置5之控制器，係根據來自主控制器20之指令，以既定開度開啟連接於供應管的閥，透過液體供應嘴31A將水供應至前端透鏡191與晶圓W之間。又，此時，液體回收裝置6之控制器，係根據來自主控制器20之指令，以既定開度開啟連結於回收管的閥，透過液體回收嘴31B，從透鏡191與晶圓W之間將水回收至液體回收裝置6(液體槽)內部。此時，主控制器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，俾使從液體供應嘴31A供應至前端透鏡191與晶圓W間的水量與透過液體回收嘴31B回收之水量恆相等。據此，使透鏡191與晶圓W間之水量Lq(參照圖1)保持一定。此時，保持於透鏡191與晶圓W之間的水Lq係隨時更換。
從上述說明可清楚得知，本實施形態之液浸裝置32，係一種包含上述液體供應裝置5、液體回收裝置6、供應管、回收管、液體供應嘴31A及液體回收嘴31B等的局部液浸裝置。
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測量台MTB與前端透鏡191之間。
又，上述說明中，為簡化其說明，雖分別設有各一個液體供應嘴與液體回收嘴，但並不限於此，例如國際公開第99/49504號公報所揭示般，亦可採用具有多數個嘴之構成。扼要言之，只要係能將液體供應至構成投影光學系統PL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號公報之液浸機構或歐洲專利公開第1420298號公報的液浸機構。在本國際申請指定國(或選擇之選擇國)之國內法令所允許範圍內，援用上述國際申請公開說明書及歐洲專利申請公開之揭示來作為本說明書之記載的一部份。
前述載台裝置50，包含底座12；晶圓載台WST、測量載台MST，係配置於該底座12上面；干涉儀系統118(參照圖8)，包含測量此等載台WST、MST之位置的Y軸干涉儀16、18；以及載台驅動系統124(參照圖8)，係驅動載台WST、MST。
於晶圓載台WST、測量載台MST之底面複數處，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μ m程度之間隙以非接觸方式懸浮支撐於底座12上面的上方。又，各載台WST、MST，係構成為可藉由載台驅動系統124而獨立驅動於X軸方向(圖1之紙面內左右方向)及Y軸方向(圖1之紙面正交方向)的二維方向。
如圖2之俯視圖所示，於底座12上，延伸於Y軸方向之一對Y軸固定件86,87相隔既定間距配置於X軸方向。此等Y軸固定件86,87例如由內裝有永久磁石群之磁極單元構成，該永久磁石群係由沿Y軸方向以既定間隔且交互配置之複數組N極磁石與S極磁石構成。於此等Y軸固定件86,87，各兩個之Y軸可動件82,84及83,85係以卡合於所對應之Y軸固定件86,87之狀態下設置成非接觸。亦即，合計四個之Y軸可動件82,84,83,85，係呈插入於XZ截面為U字型之Y軸固定件86或87之內部空間的狀態，分別透過未圖示空氣軸承例如透過數μ m程度之間隙來懸浮支撐於所對應的Y軸固定件86或87。各Y軸可動件82,84,83,85，例如係由分別內裝有沿Y軸方向相距既定間隔所配置之電樞線圈的電樞單元所構成。亦即，本實施形態中，係以電樞元件單元所構成之Y軸可動件82,84與磁極單元所構成之Y軸固定件86，來分別構成移動線圈型的Y軸線性馬達。同樣地，以Y軸可動件83,85與Y軸固定件87，分別構成移動線圈型之Y軸線性馬達。以下，將上述四個Y軸線性馬達分別使用與各Y軸可動件82,84,83,85相同的符號來適當稱為Y軸線性馬達82、Y軸線性馬達84、Y軸線性馬達83及Y軸線性馬達85。
上述四個Y軸線性馬達中，兩個Y軸線性馬達82,83之可動件82,83，係分別固定於延伸於X軸方向之X軸固定件80長邊方向的一端與另一端。又，剩餘之兩個Y軸線性馬達84,85之可動件84,85，係固定於延伸於X軸方向之X軸固定件81的一端與另一端。據此，X軸固定件80,81，即可藉由各一對之Y軸線性馬達82,83,84,85分別沿Y軸被驅動。
前述各X軸固定件80,81，例如係由分別內裝有沿X軸方向相距既定間隔配置之電樞線圈的電樞單元所構成。
一X軸固定件81，係設置成插入形成於X移動體91(構成晶圓載台WST，圖2中未圖示,參照圖1)之未圖示開口的狀態。於該X移動體91之上述開口內部例如設有具永久磁石群的磁極單元，該永久磁石群係由沿X軸方向以既定間隔且交互配置之複數組N極磁石與S極磁石構成。以該磁極單元與X軸固定件81來構成用以將X移動體91驅動於X軸方向之動磁型X軸線性馬達。同樣地，另一X軸固定件80，係設置成插入形成於X移動體92(構成測量載台MST，圖2中未圖示，參照圖1)之未圖示開口的狀態。於該X移動體92之上述開口內部設有與晶圓載台WST側(X移動體91側)同樣的磁極單元。以該磁極單元與X軸固定件80來構成用以將測量載台MST驅動於X軸方向之動磁型X軸線性馬達。以下，將上述X軸線性馬達分別使用與各X軸可動件81,80(構成各固定件)相同的符號來適當稱為X軸線性馬達81、X軸線性馬達80。
本實施形態中，構成載台驅動系統124之上述各線性馬達，以由圖8所示之主控制裝置20來控制。此外，各線性馬達，並不限定於動磁型或移動線圈型之任一方，能視需要來適當選擇。
此外，籍由稍微改變一對Y軸線性馬達84,85(或82,83)分別產生的推力，而能控制晶圓載台WST或測量載台MST之偏轉。
前述晶圓載台WST，包含：前述X移動體91；以及晶圓台WTB，係透過未圖示Z－位準機構(例如音圈馬達等)而裝載於該X移動體91上，相對X移動體91微幅驅動於Z軸方向及繞X軸之旋轉方向(θ X方向)、繞Y軸旋轉的旋轉方向(θ Y方向)。
於前述晶圓台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)。又，於晶圓台WTB上面設有輔助板(撥水板)28(參照圖1,圖3)，該輔助板係與裝載於晶圓保持具之晶圓大致同一面高、其整體為矩形且於其中央部形成有較晶圓保持具大一圈的圓形開口。(參照圖1、圖3)。此輔助板(撥水板)28，係設定成較晶圓台WTB大一圈。輔助板(撥水板)28之撥液(撥水)面，一般較不耐遠紫外帶或真空紫外帶的光，而會因其曝光用光之照射使撥液(撥水)性能劣化。又，有可能會於輔助板(撥水板)28之上面形成液體的附著痕(水痕)。因此，輔助板(撥水板)28係作成可容易地拆裝(交換)於晶圓台WTB。此外，輔助板(撥水板)之固定，係能採用真空吸附方式或靜電吸附方式等的各種方式。
如圖2所示，該晶圓台WTB之－Y端面，係經由鏡面加工而形成為反射面17a，－X端面亦同樣地經由鏡面加工而形成為反射面17b。於此等反射面，係從構成干涉儀系統118(參照圖8)之干涉儀(在Y軸方向為Y軸干涉儀16，在X軸方向為複數個X軸干涉儀126,128)投射干涉儀光束(測距光束)，籍由以各干涉儀接收其反射光，測量各反射面從基準位置(一般係於投影單元PU側面或對準係統ALG之側面配置反射鏡，以該處為基準面)的位移，藉此，即可測量晶圓台WTB之二維位置。此外，圖2中雖未圖示，但當來自X軸干涉儀之測距光束無法照射至時，晶圓台WTB之位置係以編碼器77A(參照圖8)來測量。
前述測量載台MST，包含前述X移動體92與裝載於該X移動體92上之測量台MTB。測量台MTB亦透過未圖示之Z．位準測量機構裝載於X移動體92上。此外，亦可採用將測量台MTB固定於X移動體92、而可使X移動體92驅動於六自由度方向的構成。
於該測量台MTB(及X移動體92)設有各種測量用構件。作為該測量用構件，例如有日本特開平5－21314號公報及其對應之美國專利第5,243,195號等所揭示之透過形成有複數個基準標記之基準標記板或投影光學系統PL接收照明用光IL的感測器等。作為感測器，例如能採用日本特開平11－16816號公報及其對應之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之像面上接收照明用光IL之既定面積的受光部)，或日本特開昭57－117238號公報及其對應之美國專利第4,465,368號等所揭示之照度不均感測器(具有在投影光學系統PL之像面上接收照明用光IL的針孔狀受光部)，以及日本特開2002－14005號公報及其對應之美國專利申請公開第2002/0041377號說明書等所揭示之空間像測量器(用以測量以投影光學系統PL投影之圖案之空間像(投影影像)的光強度)等。在本國際申請指定之指定國(或選擇之選擇國)之國內法令所允許範圍內，援用上述各美國專利、各美國專利申請公開之揭示來作為本申請書之記載的一部份。
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與水之曝光用光(照明用光)IL來使晶圓W曝光的液浸曝光，使用照明用光IL之測量所使用的上述照度監測器、照度不均感測器、空間像測量器，即係透過投影光學系統PL及水來接收照明用光IL。又，各感測器，例如亦可僅有光學系統等之一部份裝載於測量台MTB(及X移動體92)，或亦可將感測器整體配置於測量台MTB(及X移動體92)。
如圖2及圖3(A)所示，於測量台MTB之－Y側端部設有延伸於X軸方向之脫離構件29。該脫離構件29，例如係由鐵氟龍(登記商標)樹脂構成，透過未圖示之永久磁石等固定於測量台MTB，如圖3(B)所示，當在受到來自Y軸方向之衝擊時(與撥水板28撞擊而產生之力量)，即如圖3(C)所示般能從測量台MTB脫離。
該測量台MTB之＋Y端面、－X端面亦形成有與前述晶圓台WTB同樣之反射面19a,19b(參照圖2)。於此等反射面，係從構成干涉儀系統118(參照圖8)之干涉儀(在Y軸方向為Y軸干涉儀18，在X軸方向為複數個X軸干涉儀126,128或130)投射干涉儀光束(測距光束)，籍由以各干涉儀接收其反射光，測量各反射面從基準位置(一般係於投影單元PU側面或對準係統ALG之側面配置反射鏡，並以該處為基準面)的位移，藉此，即可測量測量載台MST之二維位置。此外，圖2中雖未圖示，但當來自X軸干涉儀之測距光束無法照射至時，測量台MTB之位置係以編碼器77B(參照圖8)來測量。
此外，如圖2及以立體圖顯示X軸固定件80，81附近的圖4所示，於X軸固定件81與X軸固定件80設有制動器機構48A,48B。一制動器機構48A，包含：減震器47A，係設於一X軸固定件81；以及開閉器49A，係設於另一X軸固定件80之前述減震器47A的對向位置(＋Y側)。在X軸固定件80之與減震器47A對向的位置形成有開口51A。
前述減震器47A，係由油壓緩衝器構成，如圖5之截面圖所示，包含：圓筒狀(截面為圓形)的氣缸102；設於該氣缸102內部之圓柱狀活塞104c；連接於該活塞104c之活塞桿104a；以及設於該活塞桿104a之外周部，狹持於圓筒102之端面與活塞桿104a之頭部104d間的壓縮彈簧106。前述氣缸102內部，係由活塞104c來分隔第1室108A與第2室108B，透過設於活塞104c之孔104b，來相互連通各室108A,108B。於室108A,108B內部分別注入作動油。
前述開閉器49A，如圖4所示，係設於形成在X軸固定件80之開口51A的－Y側，藉由包含氣缸等所構成之驅動機構34A而驅動於箭頭A、A’方向(Z軸方向)。據此，可藉由開閉器49A來使開口51A成為開啟狀態或關閉狀態。該開閉器49A之開閉狀態，係籍由設於該開閉器49A附近之開關感測器(圖4中未圖示、參照圖8)101來檢測，該檢測結果送至主控制裝置20。
另一制動器機構48B亦與一制動器機構48A為同樣之構成。亦即，如圖2所示，制動器機構48B，包含設於一X軸固定件81之－X端部附近的減震器47B、以及設於另一X軸固定件80之與前述減震器47B對向之位置的開閉器49B。又，於X軸固定件80之開閉器49B的＋Y側部份形成有開口51B。
此處，根據放大顯示一制動器機構48A附近的圖6(A)~(D)來說明前述制動器48A,48B之作用。
如圖6(A)所示，在開閉器48A處於關閉開口51A之狀態的情形下，如圖6(B)所示當X軸固定件81與X固定件80接近時，亦籍由減震器47A與開閉器49A之接觸，使X軸固定件80,81彼此不能更加接近。此時，如圖6(B)所示，當減震器47A之活塞104C移動至最靠－Y側時(亦即，減震器縮短，其全長為最短時)，亦為晶圓台WTB與測量台MTB彼此不接觸的構成。
另一方面，如圖6(C)所示，當透過驅動機構34A來降下驅動開閉器49A時，由於開口51A即成為開放狀態，因此在X軸固定件81,80彼此接近時，即會如圖6(D)所示，可使減震器74A之前端部之至少一部份侵入開口51A內，而能使X軸固定件80,81彼此較圖6(B)所示之狀態更接近。在此種X軸固定件81,80彼此為最接近之狀態下，如圖7所示，能使晶圓台WTB與測量台MTB接觸(或使其接近至相距300 μ M左右之間隙)。
開口51A之深度，可如圖6(D)所示，設定成即使在X軸固定件81,80彼此為最接近之狀態下在減震器47A與開口51A之終端部(相當於底的部份)之間亦形成有間隙，或亦可設定成減震器47A接觸於終端部。又，在X軸固定件81,80相對移動於X軸方向時，亦可根據相對移動之量來預先設定開口部寬度，俾使減震器47A與開口51A之壁部不接觸。
此外，另一制動器48B亦發揮相同功能。
返回圖2，於X軸固定件80之＋X端部份設有間隔偵測感測器43A與撞擊偵測感測器43B，於X軸固定件81之＋X端部，係於其＋Y側突設有延伸於Y軸方向之細長板狀構件41A。又，如圖2所示，於X軸固定件80之－X端部設有間隔偵測感測器43C與撞擊偵測感測器43D，於X軸固定件81之－X端部，係於其＋Y側突設有延伸於Y軸方向之細長板狀構件41B。
前述間隔偵測感測器43A，例如由透射型光感測器(例如LED－PTr之透射型光感測器)構成，如圖4所示，包含U字形固定構件142、以及設於該固定構件142之對向之各一對的面之發光部144A與受光部144B。此間隔偵測感測器43A，係籍由檢測出受光部144B之輸出(藉由遮蔽來自發光部144A之光而變化)，來檢測發光部114A與受光部114B之間是否存在有不透光之物體。
亦即，籍由間隔偵測感測器43A，當X軸固定件80與X軸固定件81從圖4之狀態更為接近時，如圖7所示，板狀構件41A即進入受光部144B與發光部144A之間。此時，由於板狀構件41A之下半部遮蔽來自發光部144A之光，因此進入受光部144B之光即消失，使輸出電流變小。據此，主控制裝置20，即能籍由檢測該輸出電流，來檢測出兩移動體之間隔小於既定距離。
前述撞擊偵測感測器43B為一種感測器，其包含U字型固定構件以及設於該固定構件143之對向各一對之面的發光部145A與受光部145B，籍由檢測出受光部145B之輸出(藉由遮蔽來自發光部145A之光而變化)，來檢測發光部145A與受光部145B之間是否存在有不透光之物體。此時，發光部145A，如圖4所示，於前述間距感檢測感測器43A之發光部144A，設定在相異Z軸方向之位置(高度位置)的位置，受光部145B，係相對間隔偵測感測器43A之受光部144B，設定於在Z軸方向之位置(高度位置)相異的位置。
籍由此撞擊偵測感測器43B，在X軸固定件81,80彼此更接近、使晶圓台WTB與測量台MTB接觸之步驟時，由於板狀構件41A之上半部定位於發光部145A與受光部145B間，因此來自發光部145A之光即不會進入受光部145B。
此外，圖4中，板狀構件41A，雖設定成上半部較下半部長(更向＋Y方向突出之狀態)，但此係因晶圓台WTB與測量台MTB接觸時，板狀構件41A之上半部定位於發光部145A與受光部145B之間。據此，當能將撞擊偵測感測器43B設於更靠－Y側時，亦可僅採用長方形狀之板狀構件。
又，由於設於X軸固定件之－X端部附近的間隔偵測感測器43C及撞擊偵測感測器43D，亦與前述之設於＋X端部附近之間隔偵測感測器43A及撞擊偵測感測器43B同樣的構成，且板狀構件41B亦與前述板狀構件41A相同構成，因此省略其說明。
返回圖1，本實施形態之曝光裝置100中，於保持投影單元PU之保持構件設有離軸對準系統(以下，簡稱為「對準系統」)ALG。作為該對準系統ALG，可使用例如影像處理方式之FIA(Field Image Alignment(場像對準))系統感測器，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影像、以及未圖示之指標(設於對準系統ALG內之指標板上的指標圖案)影像，並輸出該等影像訊號。來自對準系統ALG之攝影信號，係供應至圖8的主控制裝置20。
此外，作為對準系統ALG，係不限於FIA系統，亦能單獨或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。
本實施形態之曝光裝置100，雖於圖1中省略圖示，但設有與照射系統90a及受光系統90b(參照圖8)所構成、例如於日本特開平6－283403號公報及其對應之美國專利第5,448,332號所揭示者相同之斜入射方式的多點焦點位置檢測系統。本實施形態中，作為其一例，照射系統90a係在投影單元PU之－X側懸吊支撐於用以保持投影單元PU之保持構件，受光系統90b係在投影單元PU之＋X側懸吊支撐於保持構件下方。亦即，照射系統90a及受光系統90b、與投影光學系統PL，均安裝於同一構件，兩者之位置關係維持於一定。在本國際申請指定之指定國(或所選擇之選擇國)之國內法令所許可範圍，援用於上述美國專利之揭示作為本申請書記載之一部份。
圖8，係顯示曝光裝置100之控制系統的主要構成。此控制系統，係以由用以統籌控制裝置整體之微電腦(或工作站)所構成的主控制裝置20為中心。
其次，根據圖2、圖7、圖9等，說明以上述方式構成之本實施形態的曝光裝置100中、使用晶圓載台WST與測量台MST所進行之並行處理動作。此外，以下動作中，係以主控制系統20來如前述般進行液浸裝置32之液體供應裝置5及液體回收裝置6之各閥的開關控制，隨時將水充滿於投影光學系統PL之前端透鏡191正下方。不過，以下為使說明容易理解，省略關於液體供應裝置5及液體回收裝置6之控制的說明。
圖2，係顯示對晶圓載台WST之晶圓W(此處，係以某批量(1批量為25片或50片)之最後晶圓來作為其一例)進行步進掃描方式之曝光時的狀態。此時，測量載台MST，係於不與晶圓載台WST撞擊之既定待機位置待機。又，此時，為防止晶圓載台WST與測量載台MST較既定距離接近，係設定成開閉器49A,49B為關閉開口51A,51B的狀態。
上述曝光動作，係籍由主控制裝置20，根據事前進行之例如EGA(加強型全晶圓對準)等之晶圓對準結果及最新之對準系統ALG之基線的測量結果等，反覆進行照射間移動動作(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)，藉此來進行。此外，上述曝光動作，係在將水保持在前端透鏡191與晶圓W間的狀態下進行。
接著，在晶圓載台WST側對晶圓W之曝光結束的步驟時，主控制系統20，透過驅動機構34A,34B來下降驅動開閉器49A,49B，將開口51A,51B設定成開啟狀態。主控制裝置20，在透過開閉感測器101確認開閉器49A,49B為完全開啟的狀態後，根據干涉儀系統118之測量值及編碼器77B之測量值來控制載台驅動系統124，使測量載台MST(測量台MTB)移動至圖7所示之位置。此時，測量台MTB之－Y側面與晶圓台WTB之＋Y側面係接觸。此外，亦可監控干涉儀系統118中、用以測量各載台之Y軸方向位置之干涉儀的檢測值，使測量台MTB與晶圓台WTB在Y軸方向離開300 μ m左右，保持非接觸之狀態。
其次，主控制裝置20，係一邊保持晶圓台WTB與測量台MTB在Y軸方向之位置關係，一邊開始同時將兩載台WST、MST驅動於－Y方向的動作。
如此，當藉由主控制裝置20同時驅動晶圓載台WST、測量載台MST時，保持於投影單元PU之透鏡191與晶圓W之間的水，即隨著晶圓載台WST及測量載台MST往－Y側之移動，而依序照晶圓W→撥水板28→測量台MTB上之順序移動。此外，在上述移動當中，晶圓台WTB、測量台MTB係保持相互接觸之位置關係。
當從上述狀態更進一步地將晶圓載台WST、測量載台MST往－Y方向驅動既定距離時，即如圖9所示，成為在測量載台MST與前端透鏡191之間保持有水的狀態。
其次，主控制系統20，一邊根據干涉儀系統118、編碼器77A之測量值管理晶圓載台WST之位置，一邊控制載台驅動系統124，使晶圓載台WST移動至既定晶圓交換位置，進行與次一批量之第一片晶圓的交換動作，同時，視需要執行使用測量載台MST之即定測量。作為該測量，例如可舉出對準系統ALG之基線測量來作為一例。具體而言，主控制裝置20，係使用前述標線片對準系統RAa,RAb，同時檢測出與設於測量台MTB上之基準標記區域內之一對第1基準標記對應的標線片上之標線片對準標記，來檢測出與一對第1基準標記對應之標線片對準標記的位置關係。與此同時，主控制裝置20，籍由以對準系統ALG檢測出上述基準標記區域內之第2基準標記，來檢測出對準系統ALG之檢測中心與第2基準標記之位置關係。接著，主控制裝置20，根據與上述一對第1基準標記之標線片對準標記對應的位置關係、對準系統ALG之檢測中心與第2基準標記之位置關係、以及已知之一對第1基準標記與第2基準標記的位置關係，來求出投影光學系統PL對標線片圖案之投影中心與對準系統ALG之檢測中心的距離、亦即對準系統ALG之基線。
此外，在進行上述對準系統ALG之基線測量的同時，先於標線片上形成複數對標線片對準標記，並與此對應於基準標記區域內形成複數對第1基準標記，藉由一邊使標線片載台RST、測量載台MST步進移動於Y軸方向、一邊使用標線片對準系統RAa,RAb來測量至少兩對第1基準標記與對應之標縣片對準標記的相對位置，即亦能進行所謂之標線片對準。
此時，使用標線片對準系統RAa,RAb之標記的檢測，係透過投影光學系統PL及水來進行。
接著，在上述兩載台WST,MST上之作業結束的階段，主控制裝置20，即使測量載台MST與晶圓載台WST接觸，並一邊維持該狀態一邊在XY面內驅動，使晶圓載台WST返回投影單元正下方。此外，如前所述，亦可使測量載台MST與晶圓載台WST為非接觸狀態。
主控制裝置20，與先前相反地，係一邊保持晶圓載台WST與測量載台MST在Y軸方向的位置關係，一邊同時將兩載台WST，MST驅動於＋Y方向，使晶圓載台WST(晶圓)移動至投影光學系統PL下方後，使測量載台MST退離至既定位置。在此階段，主控制裝置20，籍由透過驅動裝置34A,34B來上昇驅動開閉器49A,49B，將開口51A,51B設定成關閉狀態。
其後，主控制裝置20，即對新的晶圓執行晶圓對準、步進掃描方式之曝光動作，依序將標線片圖案轉印至晶圓上之複數個照射區域。之後，重覆進行同樣的動作。
此外，上述說明中，雖說明進行基線測量之情形來作為測量動作，但並不限於此，亦可在晶圓載台WST側進行各晶圓之交換時，使用測量載台MST之測量器群，進行照度測量、照度不均測量、空間像測量、波面像差測量之至少一種，並將該檢測結果反應至其後進行之晶圓曝光。具體而言，例如能根據測量結果，籍由未圖示之成像特性校正控制器來進行投影光學系統PL的調整。又，上述之空間像測量器、照度不均測量器、照度度監視器、以及波面像差測量器，並不一定要全部具備，亦可視必要僅裝載一部份。
又，上述說明中，雖對新晶圓之晶圓對準係在使測量載台MST退離後進行，但新晶圓之晶圓對準的至少一部份，亦可在使兩載台WST,MST接觸前、以及/或在使兩載台WST,MST接觸之狀態下進行。
此處，在進行上述之各種動作時，係籍由干涉儀系統118來檢測晶圓台WTB(晶圓載台WST)之位置及速度、測量台MTB(測量載台MST)之位置及速度。主控制裝置20，係算出兩載台之各時間的各相對速度，當算出之相對速度超過預定之值(臨限值)時，即進行抑制兩載台之速度的控制，藉此防止兩載台之失控、撞擊。
如以上之詳細說明，根據本實施形態之曝光裝置100，藉由制動器機構48A,48B，不僅可阻止兩個X軸固定件80,81彼此較既定距離接近，亦可阻止晶圓台WTB(撥水板28)與測量台MTB較既定距離接近。又，藉由驅動機構34A,34B使開閉器49A,49B退離，能解除該制動器機構48A,48B之阻止作用，使兩個X軸固定件80,81較既定距離接近，而使晶圓台WTB(撥水板28)與測量台MTB較既定距離接近。
特別是，如本實施形態之曝光裝置100，在採用液浸型之曝光裝置的情形下，當從晶圓台WTB(或測量台MTB)位於投影光學系統PL正下方之狀態，遷移至測量台MTB(或晶圓台WTB)位於投影光學系統PL正下方的狀態時，即解除減震器49A,49B之阻止作用。藉此，由於能使晶圓台WTB(撥水板28)與測量台MTB在接近之狀態下移動在投影光學系統正下方，因此無須進行以下(1)~(3)之一連串動作。亦即，不需要(1)回收存在於撥水板28(或測量台MTB)上之水、(2)將測量台MTB(或晶圓台WTB)移動至投影光學系統正下方、(3)再度供應水等的一連串動作。據此，可將曝光精度維持的較高，且使兩個載台之移動高速化，進而實現高產能。
又，主控制裝置20，當兩個X軸固定件之相對速度(晶圓台WTB與測量台MTB之相對速度)達既定值以上時，即限制兩個X軸固定件80,81(晶圓載台WST及測量載台MST)中之至少一方的速度。藉此，能事先防止兩個X軸固定件(晶圓載台WST及測量載台MST)之失控，進而減低晶圓台WTB與測量台MTB撞擊的可能性，其結果，可謀求避免晶圓載台WST與測量載台MST之損傷、維持各載台之驅動性能、以及維持曝光精度。
又，由於採用用以緩和來自Y軸方向之衝擊的減震器來作為制動器機構，因此即使在阻止移動體間接近之情形下，由於能緩合來自另一移動體之衝擊對一移動體造成的影響，因此能極力抑制各移動體之損傷等。
又，本實施形態中，由於包含用以檢測開閉器為開啟及關閉狀態時之至少一方的開閉感測器101，因此藉由根據該開閉感測器101之檢測結果來移動兩個X軸固定件80，81，即能在使X軸固定件80,81接近、或在使晶圓台WTB與測量台MTB接近或接觸時，避免減震器47A,47B與開閉器49A,49B機械干涉。
又，本實施形態中，由於不僅具備制動器機構48A,48B，亦具備間隔偵測感測器43A,43C，使用該感測器來檢測兩個X軸固定件80,81彼此是否較既定距離接近，因此能檢測出晶圓台WTB與測量台MTB之接近程度，即使假設在晶圓載台WST與測量載台MST失控等時亦能進一步減少撞擊的可能性。
再者，本實施形態中，由於包含用以檢測兩個X軸固定件80,81之撞擊的撞擊偵測感測器43B,43D，因此籍由根據該感測器43B,43D之檢測結果來進行兩個X軸固定件80,81的驅動控制，即能極力減低因晶圓台WTB與檢測台MTB之撞擊對各台等所造成的影響。又，籍由該感測器43B,34D來檢測出撞擊，而能迅速且容易地判斷是否開始進行維修保養。
又，本實施形態中，由於在測量台MTB之－Y側端部份配置有脫離構件29，因此即使晶圓台WTB(撥水板28)與測量台MTB撞擊，亦能籍由脫離構件29最初之脫離來極力縮小台本身的損傷。
此外，上述實施形態中，雖將脫離構件29配置於測量台MTB側，但並不限於此，脫離構件29，亦可設於晶圓台WTB之＋Y端部。
又，上述實施形態中，雖說明將制動器機構設於X軸固定件80,81的情形，但並不限於此，例如亦可將制動器機構設於晶圓台WTB(或)及測量台MTB。
又，上述實施形態中，雖阻止X軸固定件80,81彼此接近及晶圓台WTB(撥水板28)與測量台MTB之接近，但當然亦可阻止其他二物體之接近。
又，上述實施形態中，雖將制動器機構設於X軸固定件80,81，但亦可將制動器機構設於任一方。
又，上述實施形態中，雖將制動器機構設於X軸固定件80,81，來阻止X軸固定件80,81彼此之接近、以及阻止晶圓台WTB(撥水板28)與測量台MTB之接觸，但不限於此，亦可將制動器機構設於其他二物體的至少一方。例如，亦可將制動器機構設於晶圓台WTB(撥水板28)與測量台MTB之至少一方，來阻止晶圓台WTB(撥水板28)與測量台MTB的接近。又，亦能將制動器機構設於晶圓台WTB與測量台MTB之至少一方，以阻止X軸固定件80,81彼此接近或其他二物體之接近。
又，上述說明中，雖係在以晶圓載台進行晶圓交換之前後解除制動器機構48A,48B的阻止功能，但當然不限於此，亦能視必要解除制動器機構48A,48B的阻止功能。
此外，上述實施形態中，雖說明載台裝置50具備晶圓載台WST與測量載台MST的情形，但不限於此，兩個載台亦可均為晶圓載台。此時，由於能在在一載台上進行曝光動作時於另一載台進行晶圓交換及對準等的測量，因此能期待產能之提升。
又，上述實施形態中，雖採用減震器來作為制動器機構，但不限於此，即使係減震器以外之裝置(例如空氣緩衝器等)，只要係能緩和來自Y軸方向之衝擊者，能採用各種緩衝裝置。又，作為制動機構，並不限於緩衝裝置，亦可採用不具緩衝作用之制動器機構。
又，上述實施形態中，雖將減震器設於X軸固定件81側，而於X軸固定件80設置用以開關形成於該X軸固定件80之開口的開閉器，但不限於此，亦可將減震器設於X軸固定件80側，而於X軸固定件81形成開口且設置開閉器。
又，雖上述實施形態中係將開閉器驅動於Z軸方向，但並不限於此，亦可採用使開閉器移動於X軸方向的構成，或亦可採用較開口小一圈之蓋狀構件能在開口內部移動於Y軸方向的構成。
此外，上述實施形態中，雖將開口設於X軸固定件80，但不限於此，亦可如圖10所示，不設置開口，而由具有開閉器49A厚度之構件構成，透過使開閉器49A上下移動之驅動機構34A，將開閉器49A從圖10(A)之狀態改變為圖10(B)之狀態，藉此以減震器47A來阻止晶圓台WTB(撥水板28)與測量台MTB之接觸、並解除該阻止作用。
又，上述實施形態中，雖採用固定於一X軸固定件81之減震器與開閉器的組合，但本發明不限定於此，亦可如圖11所示，採用能使減震器移動於Y軸方向之構成。根據圖11(A)之構成，減震器47A，係沿設於X軸固定件81上之導件45，藉由氣缸所所構成之驅動機構34來驅動於Y軸方向。又，在與X軸固定件80之減震器47A對向的位置設有板構件49’。
此時，如圖11(A)所示，在減震器47A配置於＋Y側、而減震器47A較X軸固定件81突出於＋Y側的狀態下，如圖11(B)所示，即使兩X軸固定件81,80接近，亦可籍由減震器47A與板構件49之接觸，使X軸固定件80,81無法較既定距離接近。亦即，即使假如X軸固定件80,81之至少一方失控時，亦能阻止晶圓台WTB(撥水板28)與測量台MTB的接觸。
另一方面，如圖11(C)所示，減震器47A藉由驅動機構34’而移動至－Y側時，如圖11(D)所示，由於減震器47A與板構件49未接觸，因此可使兩X軸固定件81,80彼此最為接近。(亦即，使晶圓台WTB(撥水板28)與測量台MTB接觸或最為接近)
此外，上述變形例中，最好係設置可偵測減震器47A之位置係位於圖11(A)之位置、或處於圖11(C)之狀態之至少一方的感測器。
又，上述變形例(圖11(A)~圖11(D))中，亦可不設置設於X軸固定件80之板構件49，。又，亦可將減震器47A及驅動機構34’設於X軸固定件80側。
又，雖採用氣缸來作為上述實施形態之用以驅動開閉器49A的驅動機構34A,34B以及上述變形例之用以驅動減震器47A的驅動機構34’，但不限於此，亦能採用滾珠螺桿方式之驅動機構、或音圈馬達、線性馬達等各種驅動機構。
又，上述實施形態中，為了獲得晶圓台WTB及測量台MTB之位置資訊而使用干涉儀系統，但亦可使用編碼器等其他的測距系統來替代。
又，上述實施形態中，雖說明採用透射型光感測器來作為間隔偵測感測器及撞擊偵測感測器，但本發明並不限於此，例如採用光感測器時，亦可使用反射型光感測器或分離型光感測器。又，不限於光感測器，亦能使用線感測器或靜電容感測器等各種感測器。又，作為第3、第4檢測裝置，亦能使用直接測量兩個移動體間之距離的測量裝置。
又，上述實施形態中，當制動器機構48A(48B)之開閉器49A(49B)為關閉狀態時，雖在Y軸方向阻止X軸固定件80,81(晶圓台WTB與測量台MTB)較既定距離接近，但即使減震器47A(47B)之頭部104d與開閉器49A(49B)接觸，各X軸固定件80,81(晶圓台WTB與測量台MTB)亦能分別相對移動於X軸方向及Z軸方向。例如，X軸固定件80,81(晶圓台WTB與測量台MTB)分別移動於X軸方向時，如圖12(A)所示，即使減震器47A之頭部104d與開閉器49A接觸，亦能一邊限制X軸固定件80,81(晶圓台WTB與測量台MTB)彼此在Y軸方向接近、一邊移動於X軸方向。此處，為避免頭部104d與開閉器49A間之摩擦的影響，最好係於頭部104d與開閉器49A之各表面施以鐵氟龍(登記商標)的塗布等、用以使其易於滑動的表面處理。藉此，如圖12(B)所示，頭部104d與開閉器49A在接觸之狀態下，開閉器49A與頭部104d亦能以在彼此表面滑動的方式移動。如此，由於開閉器49A與頭部104d即使接觸亦可容許X軸方向的移動，因此可不受頭部104d與開閉器49A接觸之影響，使X軸固定件80,81(晶圓台WTB與測量台MTB)相對移動於X軸方向。此外，亦可將頭部104d與開閉器49A之接觸部作成可旋轉的球狀來替代前述表面處理。又，圖12(A)、圖12(B)，雖係顯示X軸固定件80,81(晶圓台WTB與測量台MTB)相對移動於X軸方向時之圖，但在Z軸方向亦相同。
此外，上述實施形態中，雖對曝光裝置為液浸型之曝光裝置的情形來加以說明，但並不限於此，亦能採用不透過液體(水)來進行晶圓W之曝光的乾式曝光裝置。此時，在同時進行曝光動作、對準動作等動作時，假設即使兩個載台失控，亦能防止兩載台彼此撞擊，且在須使2載台接近時，亦可籍由解除制動器機構之阻止作用，而在無制動器機構之妨礙下使兩個載台接近。
又，上述各實施形態中，雖使用超純水(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、照明用光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，亦能使用具有對照明用光IL之透射性、且折射率儘可能較高者，或使用對塗布於投影光學系統或晶圓表面之光阻穩定者(例如杉木油、cedar oil)來作為液體。在使用F2 雷射作為光源時，只要選擇全氟聚醚油(Fomblin Oil)即可。
又，上述各實施形態中，亦可再利用回收之液體，此時，最好將用以從所回收液體除去雜質的過濾器設置於液體回收裝置或回收管等。
又，上述實施形態中，雖說明本發明適用於步進掃描式等之掃描型曝光裝置，但本發明之適用範圍當然不限定於此。亦即，本發明亦可適用於步進重覆式之投影曝光裝置、步進接合方式之曝光裝置、或近接方式的曝光裝置。
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。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光束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。
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436 nm)、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，並以非線形光學結晶將其轉換波長成紫外光。又，投影光學系統可不僅為縮小系統，亦可為等倍或放大系統的任一種。
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。此裝置中，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。
《元件製造方法》
接著，說明在微影步驟使用上述曝光裝置之元件製造方法的實施形態。
圖13，係顯示元件(IC(積體電路)或LSI(大型積體)等半導體晶片、液晶面板、CCD、薄膜磁頭、微型機器等)的製造例流程圖。如圖13所示，首先，步驟201(設計步驟)中，係進行元件之功能/性能設計(例如半導體元件之電路設計等)，並進行用以實現其功能之圖案設計。接著，步驟202(光罩製作步驟)中，係製作形成有所設計電路圖案之光罩。另一方面，步驟203(晶圓製造步驟)中，係使用矽等材料來製造晶圓。
其次，步驟204(晶圓處理步驟)中，係使用在步驟201~步驟203所準備的光罩及晶圓，如後述般，藉由微影技術等將實際電路等形成於晶圓上。其次，步驟205(元件組裝步驟)中，使用在步驟204所處理之晶圓進行元件組裝。於此步驟205中，係視需要而包含切割製程、接合製程及封裝製程(晶片封入)等製程。
最後，步驟206(檢查步驟)，係進行在步驟205製成之元件的動作確認測試、耐久測試等檢查。在經過此等步驟後元件即告完成，並將之出貨。
圖14，係顯示半導體元件中該步驟204之詳細流程例。圖14中，步驟211(氧化步驟)，係使晶圓表面氧化。步驟212(CVD(化學氣相沉積)步驟)，係於晶圓表面形成絕緣膜。步驟213(電極形成步驟)，係藉由蒸鍍將電極形成於晶圓上。步驟214(離子植入步驟)，係將離子植入晶圓。以上步驟211~步驟214之各步驟，係構成晶圓處理之各階段的前處理步驟，並視各階段所需處理加以選擇並執行。
晶圓處理的各階段中，當結束該前處理步驟時，即如以下進行後處理步驟。此後處理步驟中，首先，步驟215(光阻形成步驟)，將感光劑塗布於晶圓。接著，步驟216(曝光步驟)中，使用以上說明之曝光裝置將光罩之電路圖案轉印於晶圓。其次，步驟217(顯影步驟)中，使曝光之晶圓顯影，步驟218(蝕刻步驟)中，藉由蝕刻，除去光阻殘存部分以外部分之露出構件。接著，步驟219(光阻除去步驟)中，除去結束蝕刻後不需要之光阻。
藉由反覆進行此等前處理步驟及後處理步驟，來於晶圓上多重形成電路圖案。
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(步驟216)中使用上述實施形態之曝光裝置，因此可一邊高度維持重疊精度，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元件的生產能力。
如以上之說明，本發明之移動體單元，係適於移動能獨立移動於既定一軸方向之兩個移動體。又，本發明之曝光裝置及元件製造方法，係適於製造半導體元件(積體電路)、液晶顯示元件等的電子元件。
5．．．液體供應裝置
6．．．液體回收裝置
10．．．照明系統
11．．．標線片載台驅動系統
12．．．底座
15．．．移動鏡
16,18．．．Y軸干涉儀
17a,17b,19a,19b．．．反射面
20．．．主控制裝置
28．．．輔助板
29．．．脫離構件
31A．．．液體供應嘴
31B．．．液體回收嘴
32．．．液浸裝置
34A,34B,34’．．．驅動機構
40．．．鏡筒
41A,41B．．．細長板狀構件
43A,43C．．．間隔偵測感測器
43B,43D．．．撞擊偵測感測器
45．．．導件
47A,47B．．．減震器
48A,48B．．．制動器機構
49’．．．板構件
49A,49B．．．開閉器
50．．．載台裝置
51A,51B．．．開口
77A,77B．．．編碼器
80,81．．．X軸固定件
82,83,84,85．．．Y軸可動件
86,87．．．Y軸固定件
90a．．．照射系統
90b．．．受光系統
91,92．．．X移動體
100．．．曝光裝置
101．．．開閉感測器
102．．．氣缸
104a．．．活塞桿
104b．．．孔
104c．．．活塞
104d．．．頭部
106．．．壓縮彈簧
108A,108B．．．室
116．．．標線片干涉儀
126,128,130．．．X軸干涉儀
142,143．．．固定構件
144A,145A．．．發光部
144B,145B．．．受光部
191．．．透鏡
ALG．．．對準係統
AX．．．光軸
IAR．．．照明區域
IL．．．照明用光
Lq．．．液體
MST．．．測量載台
MTB．．．測量台
PL．．．投影光學系統
PU．．．投影單元
R．．．標線片
RAa,RAb．．．標線片對準系統
RST．．．標線片載台
W．．．晶圓
WST．．．晶圓載台
WTB．．．晶圓台
圖1，係一實施形態之曝光裝置的概略圖。圖2，係圖1之載台裝置的俯視圖。
圖3(A)，係用以說明設於測量載台之脫離構件的說明圖(其1)。
圖3(B)，係用以說明設於測量載台之脫離構件的說明圖(其2)。
圖3(C)，係用以說明設於測量載台之脫離構件的說明圖(其3)。
圖4，係顯示X軸固定件80,81之＋X側端部的立體圖。
圖5，係用以說明減震器構成之說明圖。
圖6(A)，係用以說明制動器機構之作用的說明圖(其1)。
圖6(B)，係用以說明制動器機構之作用的說明圖(其2)。
圖6(C)，係用以說明制動器機構之作用的說明圖(其3)。
圖6(D)，係用以說明制動器機構之作用的說明圖(其4)。
圖7，係顯示X軸固定件間為最接近之狀態的俯視圖。
圖8，係顯示一實施形態之曝光裝置之控制系統主要構成的方塊圖圖9，係顯示測量載台位於投影光學系統正下方之狀態的俯視圖。
圖10(A)，係顯示制動器機構之第1變形例(其1)的圖。
圖10(B)，係顯示制動器機構之第1變形例(其2)的圖。
圖11(A)，係顯示制動器機構之第2變形例(其1)的圖。
圖11(B)，係顯示制動器機構之第2變形例(其2)的圖。
圖11(C)，係顯示制動器機構之第2變形例(其3)的圖。
圖11(D)，係顯示制動器機構之第2變形例(其4)的圖。
圖12(A)，係用以說明在減震器與開閉器接觸狀態下、X軸固定件80,81(晶圓台WTB與測量台MTB)在X軸方向之相對移動的圖(其1)。
圖12(B)，係用以說明在減震器與開閉器接觸狀態下、X軸固定件80,81(晶圓台WTB與測量台MTB)在X軸方向之相對移動的圖(其2)。
圖13，係用以說明本發明之元件製造方法的流程圖。
圖14，係顯示圖13之步驟204之具體例的流程圖。
12．．．底座
16,18．．．Y軸干涉儀
17a,17b,19a,19b．．．反射面
29．．．脫離構件
41A,41B．．．細長板狀構件
43A,43C．．．間隔偵測感測器
43B,43D．．．撞擊偵測感測器
47A,47B．．．減震器
48A,48B．．．制動器機構
49A,49B．．．開閉器
51A,51B．．．開口
80,81．．．X軸固定件
82,83,84,85．．．Y軸可動件
86,87．．．Y軸固定件
126,128,130．．．X軸干涉儀
ALG．．．對準係統
Lq．．．液體
MST．．．測量載台
MTB．．．測量台
PL．．．投影光學系統
W．．．晶圓
WST．．．晶圓載台
WTB．．．晶圓台

Claims (44)

  1. 一種移動體系統，具有能分別獨立移動於既定一軸方向的兩個移動體，其特徵在於，具備：制動器機構，設於該兩個移動體中之一移動體，能阻止該兩個移動體較既定距離接近；以及解除機構，係設於該兩個移動體中之另一移動體，解除該制動器機構之阻止作用，容許該兩個移動體較該既定距離接近。
  2. 如申請專利範圍第1項之移動體系統，其中，該制動器機構包含緩衝裝置；該緩衝裝置係設於該一移動體，用以緩和來自該一軸方向之衝擊。
  3. 如申請專利範圍第2項之移動體系統，其中，該制動器機構進一步包含板狀構件；該板狀構件係設於該另一移動體之與該緩衝裝置對向的位置。
  4. 如申請專利範圍第2項之移動體系統，其中，該解除機構包含第1變更機構；該第1變更機構，係可將該緩衝裝置位置從能阻止兩個移動體彼此較既定距離接近之第1位置改變成容許該接近之第2位置。
  5. 如申請專利範圍第4項之移動體系統，其進一步具備第1檢測裝置，用以檢測該緩衝裝置係位於該第1位置之情形及該第2位置之情形之至少一方。
  6. 如申請專利範圍第1項之移動體系統，其中，該制動器機構，具備：緩衝裝置，係設於該一移動體，用以緩衝來自該一軸 方向之衝擊；以及可動構件，係設於該另一移動體，可與該緩衝裝置接觸；該解除機構包含第2變更機構；該第2變更機構係將該可動構件之位置從可與該緩衝裝置接觸之第1位置改變成無法與該緩衝裝置接觸之第2位置。
  7. 如申請專利範圍第6項之移動體系統，其進一步具備第2檢測裝置，用以檢測該可動構件係位於該第1位置之情形及該第2位置之情形之至少一方。
  8. 如申請專利範圍第6項之移動體系統，其中，於該另一移動體形成有該緩衝裝置前端部之至少一部分可侵入的開口；該可動構件，係用以開關該開口之開閉器；該解除機構，係將該開閉器從關閉狀態改變為開啟狀態。
  9. 如申請專利範圍第1項之移動體系統，其中，該各移動體，具備：第1物體，係以與該一軸方向正交之另一軸方向為長邊方向，可移動於該一軸方向；以及第2物體，係可沿著該第1物體移動於該另一軸方向；以及載台，係連接於該第2物體。
  10. 如申請專利範圍第1項之移動體系統，其進一步具備用以檢測該兩個移動體之距離資訊的第3檢測裝置。
  11. 如申請專利範圍第10項之移動體系統，其中，該第3檢測裝置，係檢測該兩個移動體彼此是否已接近至既定距 離以下。
  12. 如申請專利範圍第11項之移動體系統，其中，係具備與該第3檢測裝置分別獨立設置之測距系統，該測距系統係用以測量該兩個移動體之各該一軸方向的位置資訊。
  13. 如申請專利範圍第1項之移動體系統，其進一步具備用以檢測該兩個移動體系統之撞擊的第4檢測裝置。
  14. 如申請專利範圍第1項之移動體系統，其中，於該兩個移動體之至少一部分，固定有可藉由兩個移動體之撞擊而脫離的脫離構件。
  15. 如申請專利範圍第1項之移動體系統，其中，該解除機構，係在使該兩個移動體較該既定距離接近時，解除該制動器機構之該阻止。
  16. 如申請專利範圍第1項之移動體系統，其中，該兩個移動體，可在維持該兩個移動體之抵接狀態下或在較既定距離接近之既定狀態下進行移動。
  17. 如申請專利範圍第6項之移動體系統，其中，於該可動構件之與該緩衝裝置接觸的部分施有表面處理，以減輕在該可動構件與該緩衝裝置間產生之摩擦的影響。
  18. 如申請專利範圍第6項之移動體系統，其中，該緩衝裝置能與該可動構件接觸的部分係形成球狀。
  19. 一種曝光裝置，係使基板曝光來於該基板形成圖案，其特徵在於，具備：申請專利範圍第1至18項中任一項之移動體系統，係以該兩個移動體之至少一方保持該基板；以及 控制裝置，係控制該解除機構之動作。
  20. 如申請專利範圍第19項之曝光裝置，其中，該控制裝置，在該兩個移動體之相對速度為既定值以上時，即限制該兩個移動體中至少一方之速度。
  21. 一種曝光裝置，係將液體供應至光學系統與基板之間，透過該光學系統與該液體以能量射束來使該基板曝光，其特徵在於，具備：申請專利範圍第1至18項中任一項之移動體系統，該兩個移動體分別具有能在與該光學系統間保持該液體之液浸可能區域，且以該兩個移動體之至少一方保持該基板；以及控制裝置，係為了使該液體從該兩個移動體之一液浸可能區域移動至另一液浸可能區域，而在維持該兩個移動體抵接或較該既定距離接近之既定狀態下，控制該兩個移動體之動作。
  22. 如申請專利範圍第21項之曝光裝置，其中，該一移動體，具備用以保持該基板的基板載台；該另一移動體，具備設有用於既定測量之測量部的測量載台。
  23. 如申請專利範圍第21項之曝光裝置，其中，該控制裝置，在該兩個移動體之相對速度為既定值以上時，即限制該兩個移動體中至少一方之速度。
  24. 一種移動體系統，其特徵在於，具備：兩個移動體，係能分別獨立移動於既定一軸方向；以 及變更裝置，具有設於該兩個移動體中之至少一方之可動構件，藉由使該可動構件位於第1位置，以禁止該兩個移動體在該既定一軸方向較既定距離接近，藉由使該可動構件位於與該第1位置不同之第2位置，以解除該禁止。
  25. 如申請專利範圍第24項之移動體系統，其中，該變更機構，包含用以阻止該兩個移動體接近的制動器機構；在該可動構件位於該第1位置時，以該制動器機構進行該阻止。
  26. 如申請專利範圍第25項之移動體系統，其中，該變更裝置，包含用以解除該制動器機構之該阻止的解除機構；在進行該阻止中之狀態下，該兩個移動體能在該既定一軸方向接近至第1距離，在已解除該阻止之狀態下，該兩個移動體能在該既定一軸方向接近至第2距離。
  27. 如申請專利範圍第26項之移動體系統，其中，根據檢測出該兩個移動體中至少一方之位置的結果來移動該兩個移動體中之至少一方，藉此使該兩個移動體接近至該第2距離。
  28. 一種曝光裝置，係使基板曝光來於該基板形成圖案，其特徵在於，具備：申請專利範圍第24至27項中任一項之移動體系統，係以該兩個移動體之至少一方保持該基板；以及控制裝置，係控制該變更裝置之動作。
  29. 一種半導體元件製造方法，包含微影步驟，其特徵 在於：使用申請專利範圍第19項之曝光裝置使基板曝光的動作；以及使該曝光後之基板顯影的動作。
  30. 一種半導體元件製造方法，包含微影步驟，其特徵在於：使用申請專利範圍第21項之曝光裝置使基板曝光的動作；以及使該曝光後之基板顯影的動作。
  31. 一種半導體元件製造方法，包含微影步驟，其特徵在於：使用申請專利範圍第28項之曝光裝置使基板曝光的動作；以及使該曝光後之基板顯影的動作。
  32. 一種曝光裝置，係將液體供應至光學構件與基板之間，透過該光學構件與該液體使該基板曝光，其特徵在於，具備：移動體系統，具有能在既定一軸方向獨立移動的兩個移動體，且能以至少一方保持該基板；變更裝置，具有設於該兩個移動體中之至少一方之可動構件，藉由使該可動構件位於第1位置，以禁止該兩個移動體在該既定一軸方向較既定距離接近，藉由使該可動構件位於與該第1位置不同之第2位置，以解除該禁止；以及 控制裝置，在已解除該禁止之狀態下，以該液體不從該兩個移動體之間流出之方式控制該兩個移動體的動作。
  33. 如申請專利範圍第32項之曝光裝置，其中，該變更裝置包含阻止該兩個移動體接近的制動器機構；在該可動構件位於該第1位置時，係藉由該制動器機構來進行該阻止。
  34. 如申請專利範圍第33項之曝光裝置，其中，該變更裝置包含用以解除該制動器機構之該阻止的解除機構；在進行該阻止中之狀態下，該兩個移動體能在該既定一軸方向接近至第1距離，在已解除該阻止之狀態下，該兩個移動體係抵接或能在該既定一軸方向接近至第2距離。
  35. 如申請專利範圍第34項之曝光裝置，其中，該控制裝置，根據檢測出該兩個移動體中之至少一方之位置的結果而使該兩個移動體中的至少一方移動，藉此使該兩個移動體接近至進行該抵接或接近至該第2距離的動作。
  36. 如申請專利範圍第34項之曝光裝置，其中，於該兩個移動體之各個與該光學構件間能形成該液體的液浸區域；該控制裝置，為了從在該兩個移動體中之一移動體與該光學構件之間形成有該液浸區域的狀態改變成在該兩個移動體中之另一移動體與該光學構件之間形成有該液浸區域的狀態，係使該兩個移動體在該抵接或在該既定一軸方向接近至該第2距離之狀態下，控制該兩個移動體的動作。
  37. 如申請專利範圍第34項之曝光裝置，其中，該移 動體系統，能使該兩個移動體之一方在包含含有該光學構件正下方之位置的第1區域、與位於該第1區域之該既定一軸方向一側之第2區域的既定範圍區域內移動，且使該兩個移動體之另一移動體在包含該第1區域與該第2區域之區域內與該一移動體分別獨立移動；該控制裝置，在使該一移動體從位於該第1區域之第1狀態轉移至該另一移動體位於該第1區域的第2狀態時，係在維持該兩個移動體在該抵接或在該既定一軸方向接近至該第2距離之狀態下，控制該兩個移動體的動作。
  38. 如申請專利範圍第33項之曝光裝置，其中，該制動器機構包含緩衝裝置；該緩衝裝置設於該兩個移動體中之一移動體，用以緩和來自該既定一軸方向的衝擊。
  39. 如申請專利範圍第38項之曝光裝置，其中，該解除機構可將該緩衝裝置位置從能阻止該兩個移動體較該既定距離更接近的阻止位置，改變成容許該接近的容許位置。
  40. 如申請專利範圍第33項之曝光裝置，其中，該制動器機構具有設於該一移動體、用以緩和來自該既定一軸方向之衝擊的緩衝裝置，以及設於另一移動體、能接觸於該緩衝裝置的移動構件；該解除機構能將該移動構件之位置從能接觸於該緩衝裝置的接觸位置改變成不接觸於該緩衝裝置的非接觸位置。
  41. 如申請專利範圍第40項之曝光裝置，其進一步具備檢測裝置，用以檢測該移動構件之位置。
  42. 如申請專利範圍第40項之曝光裝置，其中，於該另一移動體形成有該緩衝裝置前端部之至少一部分能侵入的開口；該移動構件係用以開關該開口的開閉器；該解除機構，能將該開閉器從關閉狀態改變成開啟狀態。
  43. 如申請專利範圍第32項之曝光裝置，其中，在該兩個移動體之至少一部分固定有藉由該兩個移動體之撞擊而脫離的脫離構件。
  44. 一種半導體元件製造方法，包含微影步驟，其特徵在於：使用申請專利範圍第32項之曝光裝置使基板曝光的動作；以及使該曝光後之基板顯影的動作。
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