TWI460561B - Exposure method and apparatus, and component manufacturing method - Google Patents

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Description

曝光方法及裝置、以及元件製造方法
本發明，係關於用以使晶圓等之基板曝光的曝光技術、以及使用該曝光技術製造半導體元件及液晶顯示元件等之電子元件等的元件製造技術。
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，主要是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))等的曝光裝置。
然而，在製造半導體元件等之微影製程中，雖會於晶圓上重疊形成多層之電路圖案，但當在各層間之圖案重疊精度(以下單稱為「重疊精度」)較差時，半導體元件等即無法發揮既定之電路特性，會導致良率降低。因此，通常係預先對晶圓上複數個照射區域分別附設標記(對準標記)，以檢測該標記在曝光裝置之載台座標系統上的位置(座標值)。其後，根據該標記位置資訊與新形成之圖案(例如標線片圖案)的已知位置資訊，進行將晶圓上之一個照射區域對齊於該圖案之晶圓對準。
晶圓對準之方式，為了兼顧產能而主要係使用全晶圓對準，其係僅檢測晶圓上之數個照射區域(亦稱為取樣照射區域或對準照射區域)之對準標記而求出照射區域排列的規 則性，藉此來對齊各照射區域。其中特別是，以統計方法精密地算出晶圓上之照射區域排列的增強型全晶圓對準(EGA)已成為主流，例如揭示於日本特開昭61－44429號(美國專利第4,780,617號)。
以往之EGA方式之對準，係測量既定數量之付設於對準照射區域之標記的座標值，自此測量結果求出晶圓之定標(線性伸縮)等的參數，使用該參數算出晶圓上之所有照射區域的排列座標且進行投影光學系統之投影倍率的調整等。
然而，該參數之變化雖在晶圓之曝光中僅為些微，但會例如因所照射之曝光用光之熱能量等的影響而逐漸變化。因此，在曝光中實際之晶圓之照射區域的座標值、或照射區域內之電路圖案之大小會相對對準結果而變化，有可能會導致重疊精度降低。此種晶圓之曝光中之參數變化以往係能忽視之程度。然而今後若積體電路之微細化更加進展，為了達成必要之重疊精度，則亦有考量晶圓之曝光中之參數變化的必要。
本發明有鑑於上述情事，其目的係提供即使在晶圓等基板之曝光中基板之線性伸縮等位置資訊逐漸變化的情形下、亦能得到高重疊精度之曝光精度及元件製造技術。
根據本發明之第1態樣，提供一種曝光方法，係藉由以曝光用光照明圖案而以該曝光用光透過該圖案使基板曝 光，其特徵在於包含：在第1基板之曝光前及曝光後測量位置對齊資訊的動作(步驟201,204)；以及根據該測量結果，修正第2基板之曝光前之位置對齊資訊的動作(步驟208)。根據本發明，可從第1基板之曝光前及曝光後之位置對齊資訊求出曝光中之位置對齊資訊的變動。因此，藉由根據此變動修正第2基板之位置對齊資訊，即能提升第2基板之重疊精度。
根據本發明之第2態樣，提供一種曝光方法，係藉由以曝光用光照明圖案而以該曝光用光透過該圖案使基板曝光，其特徵在於包含：測量第1基板之曝光前之位置對齊資訊的第1步驟(步驟201)；一邊根據該第1步驟之測量結果進行該第1基板之位置對齊，一邊透過該圖案使該第1基板曝光的第2步驟(步驟203)；測量該第1基板之曝光後之位置對齊資訊的第3步驟(步驟204)；以及求出該第1及第3步驟中所測量之位置對齊資訊之變動量的第4步驟(步驟205)。根據本發明，能藉由使用在第4步驟求出之位置對齊資訊之變動量修正次一基板之位置對齊資訊，提升次一基板之重疊精度。
根據本發明之第3態樣，提供一種曝光方法，係以曝光用光使基板曝光，其特徵在於包含：以該曝光用光使第1基板曝光，在第1基板之曝光後檢測出該第1基板上之標記的動作(步驟204)；以及使用標記之檢測結果進行第2基板之曝光的動作(步驟207~209)。根據本發明，可藉由根據第1基板之標記檢測結果修正例如第2基板之標記檢 測結果(位置對齊資訊)，提升第2基板之重疊精度。
根據本發明之第4態樣，提供一種曝光方法，係以曝光用光使基板曝光，其特徵在於包含：在以該曝光用光對第1基板曝光前與曝光後分別檢測出該第1基板之標記的動作(步驟201,204)；以及使用該曝光後之檢測結果決定第2基板之位置對齊資訊的動作(步驟207,208)。根據本發明，可藉由根據第1基板之標記檢測結果修正例如第2基板之標記檢測結果並決定第2基板之位置對齊資訊，以提升第2基板之重疊精度。
根據本發明之第5態樣，提供一種曝光裝置，係藉由以曝光用光照明圖案而以該曝光用光透過該圖案使基板曝光，其特徵在於具備：測量該基板之位置對齊資訊之測量裝置(AL1,AL21 ~AL24 )；一邊根據該測量裝置之測量結果進行該基板之位置對齊，一邊控制該基板之曝光的控制裝置(20)；以及用以求出在既定基板之曝光前及曝光後以該測量裝置測量之位置對齊資訊之變動量的運算裝置(20a)。可藉由此曝光裝置實施根據於第1及第2態樣的曝光方法。
根據本發明之第6態樣，提供一種曝光裝置，係以曝光用光使基板曝光，其特徵在於具備：檢測該基板之標記的標記檢測系統(AL1,AL21 ~AL24 )；以及使用該標記檢測系統對曝光後之基板之標記的檢測結果，控制該基板之次一基板之曝光的控制裝置(20)。可藉由此曝光裝置實施根據於第3態樣的曝光方法。
根據本發明之第7態樣，提供一種曝光裝置，係以曝光用光使基板曝光，其特徵在於具備：檢測該基板之標記的標記檢測系統(AL1,AL21 ~AL24 )；以及使用該標記檢測系統對曝光前與曝光後之基板之標記的檢測結果，決定該基板之次一基板之位置對齊資訊的控制裝置(20)。可藉由此曝光裝置實施根據於第4態樣的曝光方法。
又，本發明之元件製造方法，其包含：使用本發明之曝光方法來使基板曝光的動作(304)；使已曝光之基板顯影的動作(304)；以及對已顯影之基板進行加工的動作(305)。此元件製造方法，由於使用本發明之曝光方法，因此能以高精度製造元件。
以下，根據圖式說明本發明之實施形態一例。
[實施例1]
圖1係概略顯示本實施形態之曝光裝置100的構成。此曝光裝置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，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θ x、θ y、及θ z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之曝光用照明用光(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(可動構件或可動體)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，例如日本特開2001－313250號公號(對應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(複眼透鏡、桿狀積分器(內面反射型積分器)、繞射光學元件等)等之照度均一化光學系統、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，例如亦能使用KrF準分子雷射光(波長247nm)、F2 雷射光(波長157nm)、YAG雷射之諧波、固態雷射(半導體雷射等)之諧波、或水銀燈之亮線(i等)等來作為照明光IL。例如亦能使用如美國專利第7,023,610號所揭示，包含光放大部(具有DFB半導體雷射或光纖雷射等固態雷射光源、光纖放大器等)及波長轉換部、可輸出波長193nm之脈衝光的諧波產生裝置。
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之圖7之標線片載台驅動系統11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Y軸方向)。
圖1之標線片載台RST在移動面內之位置(包含θ z方向之旋轉資訊)，係藉由標線片干涉儀116透過移動鏡15(亦可係對載台之端面進行鏡面加工後的反射面)例如以0.5~1nm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。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θ z方向的位置，且籍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)。又，標線片干涉儀116亦可測量標線片載台RST在Z軸、θ x及θ y方向之至少一個的位置資訊。
圖1中，配置於標線片載台RST下方之投影單元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該鏡筒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β(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。投影單元PU可如例如國際公開第2006/038952號小冊子所揭示，懸吊支撐於未圖示主框架、或懸吊支撐於載置標線片載台RST之底座構件等。
又，本例之投影光學系統PL，具備藉由將既定透鏡驅動於光軸AX方向、而能在既定範圍內微調投影倍率β的成像特性修正機構。
此外，本實施形態之曝光裝置100，係進行適用液浸法之曝光。此時，亦可使用包含反射鏡與透鏡之反折射系統(catadi optric系統)來作為投影光學系統PL。又，於晶圓W可不僅形成感光層，而亦可形成例如用以保護晶圓或感光層之保護膜(頂層塗布膜)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，來包圍用以保持前端透鏡191之鏡筒40之下端部周圍，該前端透鏡191係構成投影光學系統PL之最靠像面側(晶圓W側)之光學元件的透鏡。
圖3係顯示包含圖1之嘴單元32之局部液浸裝置的構成。此外，為了易於說明，圖3中係將板體28與晶圓保持具123描繪成與晶圓台WTB一體形成，但前端透鏡191之形狀與圖1不同。圖3中，具有能供應曝光用液體Lq 之供應口181與能回收曝光用液體Lq之回收口182。於回收口182配置有多孔構件(網眼)183。能與晶圓W表面對向之嘴單元32之下面，包含配置成包圍多孔構件183之下面及用以使照明光IL通過之開口32K的各平坦面32R。
供應口181，係透過形成於嘴單元32內部之供應流路184及供應管31A連接於能送出曝光用液體Lq的液體供應裝置186。回收口182，係透過形成於嘴單元32內部之回收流路187及回收管31B連接於能回收至少曝光用液體Lq的液體回收裝置189。
液體供應裝置186，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31A之供應及停止的流量控制閥等，能送出潔淨且溫度經調整的曝光用液體Lq。液體回收裝置189，係包含液體之槽及吸引泵、以及透過回收管31B控制液體之回收及停止的流量控制閥等，而能回收曝光用液體Lq。此外，液體槽、加壓(吸引)泵、溫度控制裝置、控制閥等，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。
液體供應裝置186及液體回收裝置189籍由圖7之主控制裝置20來控制。自圖3之液體供應裝置186送出之曝光用液體Lq，在流經供應管31A及嘴單元32之供應流路184後，自供應口181供應至照明光IL的光路空間。又，藉由驅動液體回收裝置189，自回收口182回收之曝光用液體Lq，係在流經嘴單元32之回收流路187後，透過回 收管31B被液體回收裝置189回收。圖7之主控制裝置20，藉由同時進行供應口181之液體供應動作與回收口182之液體回收動作，以曝光用液體Lq充滿前端透鏡191與晶圓W間之照明光IL的光路空間，以形成曝光用液體Lq之液浸空間LS1。
本實施形態中，作為上述曝光用液體Lq，係使用可使ArF準分子雷射光(波長193nm之光)透射的純水。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，因此可提升解析度。
從上述說明可清楚得知，本實施形態之局部液浸裝置8，係包含嘴單元32、液體供應裝置186、液體回收裝置189、液體之供應管31A及回收管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。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號小冊子之液浸機構或歐洲專利公開第1420298號說明書的液浸機構等。作為嘴單元，亦能採用美國專利申請公開第2005/0280791號、國際公開第2005/024517號小冊子、國際公開第2004/057589號小冊子、國際公開第2004/057590號小冊子、美國專利申請公開第2006/0231206號、美國專利第6,952,253號、美國專利第7,268,854號等所揭示的構造。
回到圖1，載台裝置50，具備；晶圓載台WST及測量載台MST，係配置於底座12上方；干涉儀系統118(參照圖7)，包含測量此等載台WST、MST之位置資訊的Y軸干涉儀16、18；後述之編碼器系統，係在曝光時等用以測量晶圓載台WST之位置資訊；以及載台驅動系統124(參照圖7)，係驅動載台WST、MST等。
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，載台WST、MST，係可藉由圖7之載台驅動 系統124而獨立驅動於Y軸方向及X軸方向的二維方向。
進一步詳述之，如圖2之俯視圖所示，於地面上，延伸於Y軸方向之一對Y軸固定件86,87隔著底座12分別配置於X軸方向之一側與另一側。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Y軸固定件86,87，各兩個之Y軸可動件82,84及83,85係設置成分別以非接觸方式卡合的狀態。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墊例如透過數μm程度之間隙來以非接觸方式支撐於所對應的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元件單元所構成。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。
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元件單元所構成。
一X軸固定件81，係設置成插入形成於載台本體91(構成晶圓載台WST一部分)之未圖示開口的狀態。於該載台本體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來構成用以將載台本體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載台本體92(構成測量載台MST)之未圖示開口的狀態。於該載台本體92之上述開口內部設有與晶圓載台WST側載台本體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。
本實施形態中，構成載台驅動系統124之上述各線性馬達，係由圖7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(測量載台MST)之偏轉(繞θ z之方向的旋轉)。
晶圓載台WST，包含：前述載台本體91；以及晶圓台WTB，係透過未圖示Z調平機構(例如音圈馬達等)裝載於該載台本體91上，可相對載台本體91微幅驅動於Z軸方向、θ x方向、以及θ y方向。此外，圖7中，係將上述各線性馬達與Z調平機構一起顯示為載台驅動系統124。
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，該板體係與裝載於晶圓保持具上之晶圓表面大致同一面高、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(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5A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純水來作為液體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表面形成有第1撥水區域，其係被施以對曝光用光IL(此時為真空紫外區之光)有充分之耐性之撥水塗布膜，而於第2撥水板28b表面則形成第2撥水區域，其係被施以對曝光用光IL之耐性較第1撥水區域差之撥水塗布膜。
又，由圖5A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以X軸方向為長邊之長方形缺口，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，於該基準標記之X軸方向一側與另一側，形成有相對基準標記中心配置成對稱之一對空間像測量狹縫圖案(狹縫狀測量用圖案)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，或分別沿X軸方向及Y軸方向延伸之兩個直線狀狹縫圖案等。
又，如圖5B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，但框體36係與上述一對空間像測量狹縫圖案SL對應設置有一對。
上述框體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，係使用與框體36相同之符號將上述框體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5A中之左右兩側)的區域分別形成有Y標尺39Y1 ,39Y2 ，此Y標尺39Y1 ,39Y2 ，例如係以延伸於X軸方向之格子線38以既定間距沿平行於Y軸之方向(Y軸方向)而形成之、周期性排列於Y軸方向之反射型光柵(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5A中之上下兩側)的區域分別形成有X標尺39X1 ,39X2 ，此X標尺39X1 ,39X2 ，例如係以延伸於Y軸方向之格子線37以既定間距沿平行於X軸之方向(X軸方向)而形成之、周期性排列於X軸方向之反射型光柵(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格子RG。此時，於各標尺係以既定間隔(間距)而刻出由窄狹縫或槽等構成之光柵來作為標度。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~4 μm間之間距(例如1 μm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5A中為了方便表示，光柵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，亦可將形成有光柵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。
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所示之反射面17a,反射面17b。干涉儀系統118(參照圖7)之Y軸干涉儀16及X軸干涉儀126(參照圖2)，係分別對此等反射面17a,17b投射干涉儀光束(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(一般係於投影單元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，並將該測量值供應至主控制裝置120。本實施形態 中，作為Y軸干涉儀16及X軸干涉儀126，均使用具有複數個光軸之多軸干涉儀，主控制裝置120，不但能根據此等Y軸干涉儀16及X軸干涉儀126之測量值來測量晶圓台WTB之X,Y位置，亦能測量θ x方向之旋轉資訊(亦即縱搖)、θ y方向之旋轉資訊(亦即橫搖)、以及θ z方向之旋轉資訊(亦即偏搖)。本實施形態中，晶圓載台WST(晶圓台WTB)在XY平面內之位置資訊(包含θ z方向之旋轉資訊)，主要係藉由包含上述Y標尺、X標尺等等之後述編碼器系統來測量，干涉儀16,126之測量值係輔助性地用於修正(校正)該編碼器系統之長期性變動(例如因標尺隨時間之變化等所造成)等。又，Y軸干涉儀16之用途，係為了更換晶圓，而在後述卸載位置及裝載位置附近測量晶圓台WTB的Y位置等。又，例如在裝載動作與對準動作之期間、及/或曝光動作與卸載動作之期間中晶圓載台WST移動，亦使用干涉儀系統118之測量資訊、亦即在五自由度方向(X軸、Y軸、θ x、θ y、θ z方向)之位置資訊的至少一個。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，晶圓載台WST雖包含可在XY平面內移動自如之載台本體91，以及裝載於該載台本體91上、可相對載台本體91被微幅驅動於Z軸方向、θ x方向、以及θ z方向的晶圓台WTB，但並不限於此，亦可採用能 在六自由度移動之單一載台來作為晶圓載台WST。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17b。再者，雖係以設於投影單元PU之固定鏡的反射面作為基準面來測量晶圓載台WST的位置資訊，但配置該基準面之位置並不限於投影單元PU，亦不一定要使用固定鏡來測量晶圓載台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(亦即五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。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θ z方向的位置資訊。因此，在進行曝光動作等時，干涉儀系統118之位置資訊中，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θ z方向)相異的方向，例如在θ x方向及/或θ y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θ z方向之至少一個)之位置資訊。又，干涉儀系統118亦可測量晶圓載台WST在Z軸方向之位置資訊。此時，亦可在曝光動作中使用Z軸方向之位置資訊。
於圖2之測量台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6A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03/065428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。
此外，本實施形態中，係進行藉由透過投影光學系統PL與液體(水)Lq以照明光IL使晶圓W曝光的液浸曝光，與此對應地，用於使用照明光IL之測量之上述照度不均感測器94(以及照度監測器)、空間像測量器96、以及波面像差測量器98，係透過投影光學系統PL及水接收照明光IL。如圖6B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)、以及收納此等之框體構成。由圖5B及圖6B、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，來構成與前述日本特開2002－14005號公報(對應美國專利申請公開第2002/0041377號說明書)、美 國專利第6,897,963號等所揭示者相同之空間像測量裝置45(參照圖7)。
於安裝構件42上，在X軸方向延伸設置有由截面矩形之棒狀構件構成之作為基準構件的基準桿(以下簡稱為「CD桿」)。此CD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。此外，CD桿46亦稱為基準桿。
由於CD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CD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CD桿46之長邊方向一側與另一側端部附近，係如圖6A所示分別形成有以Y軸方向為周期方向的基準光柵(例如繞射光柵)52。此一對基準光柵52之形成方式，係隔著既定距離(L)在CD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，於該CD桿46上面以圖6A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(標記檢測系統或檢測器)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，CD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。
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及圖6A)。干涉儀系統118(參照圖7)之Y軸干涉儀18及X軸干涉儀130(參照圖2)，係如圖2所示分別對此等反射面19a,19b投射干涉儀光束(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的位移、亦即測量載台MST的位置資訊(例如至少包含X軸及Y軸方向之位置資訊與θ z方向之旋轉資訊)，並將該測量值供應至主控制裝置20。
此外，如圖2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。制動器機構48A，包含：減震器47A，係設於X軸固定件81，係例如由油阻尼器構成之緩衝裝置；以及開閉器49A，係設於X軸固定件80之減震器47A的對向位置(＋X側端部之－Y側端面)。在X軸固定件80之與減震器47A對向的位置形成有開口51A。
可藉由開閉器49A來使開口51A成為開啟狀態或關閉狀態。透過該開閉器49A之開口51A之開閉狀態，係籍由設於該開閉器49A附近之開關感測器(參照圖7)101來檢測，該檢測結果送至主控制裝置20。
制動器機構48B亦與制動器機構48A同樣地，包含設於X軸固定件81之－X端部附近的減震器47B、以及設於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 分形成有開口51B。
此處，以制動器機構48A為代表說明前述制動器機構48A,48B的作用。
圖2中，在開閉器48A處於關閉開口51A之狀態的情形下，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(抵接)，使X軸固定件80,81彼此不能更加接近。另一方面，當開閉器49A開啟使開口51A成為開放狀態時，若X軸固定件81,80彼此接近，即會使減震器47A之前端部之至少一部分進入開口51A內，而能使X軸固定件80,81彼此更接近。其結果，能使晶圓台WTB與測量台MTB(CD桿46)彼此接觸(或使其接近至相距300 μm左右之距離)。
圖2中，於X軸固定件80之＋X端部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。
間隔偵測感測器43A，例如由透射型光感測器(例如LED－光電晶體之元件構成的感測器)構成，使X軸固定件80與X軸固定件81接近，板狀構件41A即進入間隔偵測感測器43A之元件間，減少受光量，因此能偵測到X軸固定件80,81之間隔已小於既定距離。
撞擊偵測感測器43B，與間隔偵測感測器43A相同之光電感測器，配置於較間隔偵測感測器43A更從板狀構件41A遠離的位置。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CD桿46(測量台MTB)接觸之階段時(或接近至300 μm左右之距離的階段)，由於板狀構件41A之上半部定位於感測器之元件間，因此主控制裝置20，即藉由檢測出該感測器之受光量為零，偵測出兩台係彼此接觸(或接近至300 μm左右之距離)。
此外，設於X軸固定件80之－X端部附近之間隔偵測感測器43C及撞擊偵測感測器43D，均與上述之間隔偵測感測器43A及撞擊偵測感測器43B為相同的構成，板狀構件41B亦與前述板狀構件41A為相同之構成。
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4所示，係配置有第一對準系統AL1，該第一對準系統AL1在通過投影單元PU之中心(與投影光學系統PL之光軸AX一致，本實施形態中亦與前述曝光區域IA之中心一致)且與Y軸平行之直線LV上，從該光軸往－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之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θ x及θ y方向的至少一方)的位置資 訊。
於前述各臂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)。又，臂56n ，例如藉由包含馬達等之旋轉驅動機構n (n＝1~4，參照圖7)，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，各臂之旋轉的具體調整方式，亦即4個第二對準系統AL21 ~AL24 相對第一對準系統AL1之相對位置的調整方法，留待後述。
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，係供應至圖7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，本實施形態中雖設置了五個對準系統AL1,AL21 ~AL24 ，但其數目並不限於五個，亦可係兩個以上且四個以下，或六個以上亦可，或亦可非為奇數而為偶數。再者，五個對準系統AL1,AL21 ~AL24 ，雖係透過支撐構件54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。
本實施形態之曝光裝置100，如圖4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之四個讀頭單元62A~62D。此等讀頭單元62A~62D，雖在圖4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62A,62C，係於投影單元PU之＋X側、－X側，分別延伸於X軸方向且相對投影光學系統PL之光軸AX配置成從光軸AX大致相隔同一距離。又，讀頭單元62B,62D，係於投影單元PU之＋Y側、－Y側，分別延伸於Y軸方向且相對投影光學系統PL之光軸AX配置成從光軸AX大致相隔同一距離。
如圖4所示，讀頭單元62A,62C，具備複數個(此處 為六個)以既定間隔配置於通過投影光學系統PL之光軸AX且與X軸平行之直線LH上的Y讀頭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(此處為六眼)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7)。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(晶圓台WTB)之Y位置)之多眼(此處為六眼)的Y編碼器70C(參照圖7)。此處，讀頭單元62A,62C所具備之相鄰Y讀頭64(亦即測量光束)的間隔，係設定成較前述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)窄。又，讀頭單元62A,62C各自具備之複數個Y讀頭64中位於最內側之Y讀頭64，為了儘可能配置於投影光學系統PL之光軸，係固定於投影光學系統PL之鏡筒40下端部(更正確而言為包圍前端透鏡191之嘴單元32的橫方向側)。
如圖4所示，讀頭單元62B，具備複數個(此處為七個)以既定間隔配置於上述直線LV上的X讀頭66。又，讀頭單元62D，具備複數個(此處為十一個(不過，圖4之十一個中與第一對準系統AL1重疊之十一個中之三個係未圖示))以既定間隔配置於上述直線LV上的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(晶圓台WTB)在X軸方向之位置(X位置)之多眼(此處為七眼)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7)。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(晶圓台WTB)之X位置之多眼(此處為十一眼)的X編碼器70D(參照圖87。又，本實施形態中，例如在進行後述對準時等讀頭單元62D所具備之十一個X讀頭66中之兩個讀頭66，有時會同時對向於X標尺39X1 ,X標尺39X2 。此時，係藉由X標尺39X1 與對向於此之X讀頭66來構成X線性編碼器70B，並藉由X標尺39X2 與對向於此之X讀頭66來構成X線性編碼器70D。
此處，十一個X讀頭66中之一部分、此處為三個X讀頭，係安裝於第一對準系統AL1之支撐構件54下方。又，讀頭單元62B,62D各自具備之相鄰X讀頭66(測量光束)的間隔，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,62D各自具備之複數個X讀頭66中位於最內側之X讀頭66，為了儘可能配置於投影光學系統PL之光軸，係固定於投影光學系統PL之鏡筒40下端部(更正確而言為包圍前端透鏡191之嘴單元32的橫方向側)。
再者，於第二對準系統AL21 之－X側、第二對準系統AL24 之＋Y側，分別設有在平行於X軸之直線(通過第一對準系統AL1之檢測中心)上且其檢測點相對該檢測中心配置成大致對稱的Y讀頭64y1 ,64y2 。Y讀頭64y1 ,64y2 之間隔，係設定成大致與前述距離L相等。Y讀頭64y1 ,64y2 ，在晶圓載台WST上之晶圓W中心位於上述直線LV上之圖4所示的狀態下，係分別與Y標尺39Y2 ,39Y1 對向。在 進行後述之對準動作時，Y標尺39Y2 ,39Y1 係分別與Y讀頭64y1 ,64y2 對向配置，藉由該Y讀頭64y1 ,64y2 (亦即藉由此等Y讀頭64y1 ,64y2 構成之Y編碼器70C,70A)來測量晶圓載台WST的Y位置(及θ z旋轉)。
又，本實施形態中，在進行第二對準系統之後述基線測量時，CD桿46之一對基準格子52與Y讀頭64y1 ,64y2 係分別對向，藉由與Y讀頭64y1 ,64y2 對向之基準格子52，以各自之基準格子52來測量CD桿46的Y位置。以下，將藉由與基準格子52分別對向之Y讀頭64y1 ,64y2 所構成之編碼器稱為Y軸線性編碼器70E,70F(參照圖7)。
上述六個線性編碼器70A~70E之測量值，係供應至主控制裝置20，主控制裝置20即根據線性編碼器70A~70D之測量值控制晶圓台WTB在XY平面內的位置，並根據編碼器70E,70F之測量值控制CD桿46在θ z方向之旋轉。
如圖4所示，本實施形態之曝光裝置100，設有與照射系統90a及受光系統90b所構成、例如於日本特開平6－283403號公報(對應美國專利第5,448,332號說明書)等所揭示者相同之斜入射方式的多點聚焦位置檢測系統(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62C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62A之＋X端部之－Y側配置受光系統90b。
圖4之多點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)的矩陣狀。圖4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，配置於前述液浸區域14(曝光區域IA)與對準系統(AL1,AL21 ,AL22 ,AL23 ,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在Y軸方向上的不同位置。
本實施形態之曝光裝置100，係在多點AF系統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，以相對前述直線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(以下簡稱為「Z感測器」)72a,72b及72c,72d。此等Z感測器72a~72d固定 於未圖示主框架之下面。Z感測器72a~72d，係使用例如使用在CD驅動裝置等之光學讀頭構成的光學式位移感測器(CD拾取方式之感測器)，其係對晶圓台WTB上方照射光，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。此外，Z感測器72a~72d亦可設於前述測量框架等。
再者，前述讀頭單元62C，具備隔著X軸方向之直線LH(連結複數個Y讀頭64)位於一側與另一側、分別沿平行於直線LH之兩條直線上且以既定間隔配置的複數個(此處為各六個，合計為十二個)Z感測器74i,j (i＝1,2，j＝1,2,…,6)。此時，成對之Z感測器741,j 、Z感測器742,j ，係相對上述直線LH配置成對稱。再者，複數對(此處為六對)之Z感測器741,j 、Z感測器742,j 與複數個Y讀頭64，係在X軸方向交互配置。各Z感測器74i,j ，例如係使用與前述Z感測器72a~72d相同之CD拾取方式的感測器。
此處，位於相對直線LH成對稱之位置的各對Z感測器741,j 、742,j 之間隔，係設定成與前述Z感測器74c,74d之間隔相同的間隔。又，一對Z感測器741,4 、742,4 ，係位於與Z感測器72a,72b相同之與Y軸方向平行的直線上。
又，前述讀頭單元62A，具備相對前述直線LV與上述複數個Z感測器74i,j 配置成對稱之複數個、此處為12個之Z感測器76p,q (p＝1,2，q＝1,2,…,6)。各Z感測器76p,q ，例如係使用與前述Z感測器72a~72d相同之CD拾取方式的感測器。又，一對Z感測器761,3 、762,3 ，係位於 與Z感測器72a,72b相同之Y軸方向的直線上。
此外，圖4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，該圖4中，符號78係顯示局部空調系統，其用以將溫度被調整至既定溫度之乾燥空氣沿圖4中所示之白色箭頭透過降流送至多點AF系統(90a,90b)之光束路附近。又，符號UP，係顯示供進行晶圓在晶圓台WTB上之卸載的卸載位置，符號LP係顯示供進行將晶圓裝載於晶圓台WTB上之裝載位置。本實施形態中，卸載位置UP與裝載位置LP係相對直線LV設定成對稱。此外，本實施形態中，雖將晶圓W之更換位置分別設定成卸載位置UP與裝載位置LP，但亦能使卸載位置UP與裝載位置LP為同一位置。又，雖省略液浸區域14在晶圓載台WST與測量載台MST之間之移動動作或基板更換中之測量載台MST之測量動作，但其動作已揭示於歐洲專利申請公開第1713113號說明書、國際公開第2006/013806號小冊子等。
圖7，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。此外，圖7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。
以上述方式構成之本實施形態的曝光裝置100，由於 採用如前所述之晶圓台WTB上之X標尺、Y標尺之配置及如前述之X讀頭、Y測頭的配置，因此會如圖8A及圖8B等之示例所示，晶圓載台WST之有效動程範圍(亦即本實施形態中之為了進行對準及曝光動作而移動的範圍)中，X標尺39X1 ,39X2 與讀頭單元62B,62D(X讀頭66)一定係分別對向，且Y標尺39Y1 ,39Y2 與讀頭單元62A,62C(X讀頭64)或Y讀頭64y1 ,64y2 一定係分別對向。此外，圖8A及圖8B中，相對應之與X標尺或Y標尺對向的讀頭係以圓圈框住表示。
因此，主控制裝置20可在前述晶圓載台WST之有效動程範圍中，藉由根據編碼器70A~70D之至少三個的測量值控制構成載台驅動系統124的各馬達，來以高精度控制晶圓載台WST在XY平面內的位置資訊(包含θ z方向之旋轉資訊)。編碼器70A~70D之測量值所承受之空氣晃動的影響，由於與干涉儀相較係小到幾乎可忽視，因此起因於空氣晃動之測量值的短期穩定性，係較干涉儀好上許多。此外，本實施形態中，係根據晶圓載台WST之有效動程範圍及標尺之尺寸(亦即繞射光柵的形成範圍)等來設定讀頭單元62A,62B,62C,62D之尺寸(例如讀頭數目及/或間隔等)。因此，在晶圓載台WST之有效動程範圍中，四個標尺39X1 ,39X2 ,39Y1 ,39Y2 雖均分別與讀頭單元62B,62D,62A,62C對向，但四個標尺亦可不全部與所對應之讀頭單元對向。例如X標尺39X1 ,39X2 之一方、及/或Y標尺39Y1 ,39Y2 之一方亦可從讀頭單元脫離。當X標尺39X1 , 39X2 之一方、或Y標尺39Y1 ,39Y2 之一方從讀頭單元脫離時，由於在晶圓載台WST之有效動程範圍中三個標尺仍與讀頭單元對向，因此能隨時測量晶圓載台WST在X軸、Y軸、以及θ z方向的位置資訊。又，當X標尺39X1 ,39X2 之一方、或Y標尺39Y1 ,39Y2 之一方從讀頭單元脫離時，由於在晶圓載台WST之有效動程範圍中兩個標尺與讀頭單元對向，因此雖無法隨時測量晶圓載台WST在θ z方向的位置資訊，但卻能隨時測量X軸及Y軸的位置資訊。此時，亦可併用藉由干涉儀系統118所測量之晶圓載台WST在θ z方向的位置資訊，來進行晶圓載台WST之位置控制。
又，當如圖8A中白色箭頭所示將晶圓載台WST驅動於X軸方向時，用以測量該晶圓載台WST在Y軸方向之位置的Y讀頭64，係如該圖中之箭頭e1 ,e2 所示依序切換至相鄰之Y讀頭64。例如檢測Y標尺39Y1 之Y讀頭64，係從實線圓圈框住之Y讀頭64切換至以虛線圓圈框住之Y讀頭64。如此，測量值係在此切換之前後被接續。亦即本實施形態中，為了能順利地進行該Y讀頭64之切換及測量值之接續，係如前所述般將讀頭單元62A,62C所具備之相鄰Y讀頭64的間隔設定成較Y標尺39Y1 ,39Y2 在X軸方向的寬度窄。
又，本實施形態中，由於如前所述係將讀頭單元62B,62D所具備之相鄰Y讀頭66的間隔設定成較前述X標尺39X1 ,39X2 在Y軸方向的寬度窄，因此與上述同樣地，當如圖8B中白色箭頭所示將晶圓載台WST驅動於Y軸方向 時，用以測量該晶圓載台WST在X軸方向之位置的X讀頭66，即依序切換至相鄰之X讀頭66(例如從實線圓圈框住之X讀頭66切換至以虛線圓圈框住之X讀頭66)，測量值係在此切換之前後被接續。
其次，針對編碼器70A~70F之構成等，以放大顯示於圖9A之Y編碼器70A為代表進行說明。此圖9A中，係顯示用以將檢測光(測量光束)照射於Y標尺39Y1 之讀頭單元62A的一個Y讀頭64。
Y讀頭64，大分為照射系統64a、光學系統64b、以及受光系統64c之三部分構成。照射系統64a，包含將雷射光束LB沿相對Y軸及Z軸成45∘之方向射出的光源(例如半導體雷射LD)，以及配置在該半導體雷射LD所射出之雷射光束LB之光路上的透鏡L1。光學系統64b，包含其分離面與XZ平面平行之偏振分光器PBS，一對反射鏡R1a,R1b，透鏡L2a,L2b，四分之一波長板(以下記述為λ/4板)WP1a,WP1b，以及反射鏡R2a,R2b等。
前述受光系統64c包含偏光件(測光件)及光檢測器等。該Y編碼器70A中，從半導體雷射LD射出之雷射光束LB係透過透鏡L1射入偏振分光器PBS，使其偏振光被分離成兩個光束LB1 ,LB2 。透射過偏振分光器PBS之光束LB1 ，透過反射鏡R1a到達形成於Y標尺39Y1 之反射型繞射格子RG，在偏振分光器PBS反射之光束LB2 則透過反射鏡R1b到達反射型繞射格子RG。此外，此處之「偏振光分離」，係指將入射光束分離成P偏光成分與S偏光成分。
藉由光束LB1 ,LB2 之照射而從繞射格子RG產生之既定次數的繞射光束、例如一次繞射光束，係在透過透鏡L2b,L2a而被λ/4板WP1a,WP1b轉換成圓偏光後，在反射鏡R2a,R2b反射而再度通過λ/4板WP1a,WP1b，沿與返路相同光路之相反方向到達偏振分光器PBS。到達偏振分光器PBS之兩個光束，其各自之偏光方向相對原本之方向被旋轉了90度。因此，先透射過偏振分光器PBS之光束LB1 的一次繞射光束，係在偏振分光器PBS反射而射入受光系統64c，先在偏振分光器PBS反射之光束LB2 的一次繞射光束，則透射過偏振分光器PBS後與光束LB1 合成為同軸而射入受光系統64c。接著，上述兩個一次繞射光束，係在受光系統64c內部被測光件整合其偏光方向，而彼此干涉成為干涉光，該干涉光被光檢測器檢測，並轉換成與干涉光強度對應之電氣訊號。
從上述說明可知，Y編碼器70A中，由於彼此干涉之兩個光束之光路長極短且大致相等，因此幾乎可忽視空氣晃動之影響。又，當Y標尺39Y1 (亦即晶圓載台WST)移動於測量方向(此時為Y軸方向)時，兩個光束各自之相位即變化使干涉光之強度變化。該干涉光之強度變化被受光系統64c檢測出，與該強度變化相對應之位置資訊即作為Y編碼器70A的測量值輸出。其他之編碼器70B,70C,70D等亦與編碼器70A為相同構成。各編碼器係使用分析能力為例如0.1nm左右者。此外，如圖9B所示，本實施形態之編碼器，可使用橫長延伸於格子RG之周期方向之截面 形狀的雷射光束LB來作為檢測光。圖9B中，與格子RG相較係誇大圖示了光束LB。
此外，編碼器之標尺，會隨著使用時間之經過因熱膨脹等其他原因導致繞射光柵變形，或繞射光柵之間距會產生部分或整體變化，欠缺機械式之長期穩定性。因此，由於其測量值所含之誤差會隨著使用時間之經過而變大，因此有需要進行修正。此時，只要藉由圖2之Y軸干涉儀16及X軸干涉儀126，即能在無阿貝(Abbe)誤差之狀態下測量晶圓台WTB的Y位置。
因此，主控制裝置20，即以可忽視Y軸干涉儀16之測量值之短期變動程度的低速並將X軸干涉儀126之測量值固定於既定值，且根據Y軸干涉儀16及圖4之Z感測器741,4 ，742,4 ，761,3 ，762,3 之測量值，一邊將縱搖量、橫搖量、以及偏搖量均維持於零，一邊將晶圓載台WST移動於＋Y方向，直到例如Y標尺39Y1 ,39Y2 之另一端(－Y側之一端)與各自對應之讀頭單元62A,62C一致為止(在前述之有效動程範圍內)。在此移動中，主控制裝置20係以既定取樣間隔擷取圖7之Y線性編碼器70A,70C之測量值及Y軸干涉儀16之測量值，並根據該擷取之測量值求出Y線性編碼器70A,70C之測量值與Y軸干涉儀16之測量值的關係。並根據此關係修正Y線性編碼器70A,70C之測量值之誤差。
同樣地，可使用X軸干涉儀126修正X線性編碼器70B,70D之測量值之誤差。
其次，使用圖10A~圖10C簡單地說明以本實施形態之曝光裝置100進行之晶圓對準。
此處，係說明將以圖10C所示之配置(照射圖)將形成有複數個照射區域之晶圓W上之十六個照射區域AS(圖10C中之黑色區域)設為對準照射區域時之動作。此外，圖10A,圖10B中，係省略測量載台MST的圖式。
此時，預先以圖4之對準系統AL1、AL21 ~AL24 測量圖6A之測量載台MST側之CD桿46上之對應之基準標記M的座標，藉此求出對準系統AL1、AL21 ~AL24 之基線量(檢測中心之座標與圖1之標線片R之圖案像之基準位置的位置關係)並儲存於圖7之對準運算系統20a(運算裝置)。又，其前提為，第二對準系統AL21 ~AL24 已配合對準照射區域AS之配置而事前調整了其X軸方向的位置。
首先，主控制裝置20係將晶圓W中心已定位於裝載位置LP之晶圓載台WST朝向圖10A中之左斜上方移動，並將其定位於晶圓W中心位於直線LV上之既定位置(後述之對準開始位置)。此時之晶圓載台WST的移動，係由主控制裝置20根據X編碼器70D之測量值及Y軸干涉儀16之測量值來驅動載台驅動系統124之各馬達，藉此來進行。在定位於對準開始位置之狀態下，裝載有晶圓W之晶圓台WTB在XY平面內的位置(包含θ z旋轉)控制，係根據分別對向於圖4之X標尺39X1 ,39X2 之讀頭單元62D所具備之兩個讀頭66的測量值、以及分別對向於Y標尺39Y1 ,39Y2 之Y讀頭64y2 ,64y1 (四個編碼器)的測量值來進行。 其次，主控制裝置20根據上述四個編碼器之測量值使晶圓載台WST往＋Y方向移動既定距離使其定位於圖10A所示之位置，使用第一對準系統AL1,第二對準系統AL22 ,AL23 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10A中之星標記)，再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的測量值以彼此相關聯之方式儲存於未圖示記憶體。此外，此時未檢測對準標記之兩端的第二對準系統AL21 ,AL24 ，亦可不對晶圓台WTB(或晶圓)照射檢測光或亦可照射。又，本實施形態之晶圓對準，係設定晶圓載台WST在X軸方向之位置，以使第一對準系統AL1配置於晶圓台WTB的中心線上，此第一對準系統AL1即檢測位於晶圓之子午線上之對準照射區域的對準標記。此外，雖亦可將對準標記形成於晶圓W上之各照射區域內部，但本實施形態中係將對準標記形成於各照射區域外部、亦即區劃出晶圓W之多數個照射區域的區塊界線(劃線)上。
其次，主控制裝置20根據上述四個編碼器之測量值使晶圓載台WST往＋Y方向移動既定距離，使其定位於能使用五個對準系統AL1,AL21 ~AL24 同時且個別檢測出附設於晶圓W上之五個第二對準照射區域AS之對準標記的位置，再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四個編碼器的測量值以彼此相關聯之方式供應至運算系統20a。
其次，主控制裝置20根據上述四個編碼器之測量值使 晶圓載台WST往＋Y方向移動既定距離，使其定位於能使用五個對準系統AL1,AL21 ~AL24 同時且個別檢測出附設於晶圓W上之五個第三對準照射區域AS之對準標記的位置，再使用五個對準系統AL1,AL21 ~AL24 ，同時且個別檢測出五個對準標記(參照圖10B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四個編碼器的測量值以彼此相關聯之方式供應至運算系統20a。
其次，主控制裝置20根據上述四個編碼器之測量值使晶圓載台WST往＋Y方向移動既定距離，使其定位於能使用第一對準系統AL1,第二對準系統AL22 ,AL23 同時且個別檢測出附設於晶圓W上之三個第一對準照射區域AS之對準標記的位置，再使用上述三個對準系統AL1,AL22 ，AL23 ，同時且個別檢測出三個對準標記，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的測量值以彼此相關聯之方式供應至運算系統20a。
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(參照圖10C)之檢測結果與所對應之上述四個編碼器的測量值、以及第一對準系統AL1、第二對準系統A12n 之基線，透過例如日本特開昭61－44429號公報(對應美國專利第4,780,617號說明書)等所揭示之EGA方式進行統計運算。接著，算出上述四個編碼器(四個讀頭單元)之測量軸所規定之載台座標系統(例如以投影光學系統PL之 光軸為原點的XY座標系統)上晶圓W上之所有照射區域的排列座標(排列資訊)。
此時，例如為了從上述對準照射區域之晶圓W上之座標系統之排列座標求出在載台座標系統之排列座標，係藉由最小平方法等決定由X軸、Y軸之定標(線性伸縮)(Sx,Sy)、旋轉度θ、正交度ω、以及X軸、Y軸之偏置(Ox,Oy)構成之六個參數值。接著，使用此等六個參數，從晶圓W上之各照射區域之晶圓W上座標系統之排列座標(x,y)，根據次式算出在載台座標系統之排列座標(Xf,Yf)。
如此，本實施形態中，藉由使晶圓載台WST往＋Y方向移動，且將晶圓載台WST定位在該移動路徑上之四處，與以單一對準系統依序檢測十六處之對準照射區域AS的情況等相較，即能以更短時間獲得對準標記在合計十六處之對準照射區域AS的位置資訊。在此情形下，尤其例如就對準系統AL1,AL22 ,AL23 來看可輕易得知，此等對準系統AL1,AL22 ,AL23 係與上述晶圓載台WST之移動動作連動，而分別檢測出依序配置於檢測區域(例如相當於檢測光之照射區域)內之沿Y軸方向排列之複數個對準標記。因此，在進行上述對準標記之測量時，即不須使晶圓載台 WST移動於X軸方向。檢測曝光後之對準標記之位置資訊時，只要使晶圓載台WST移動於－Y方向即可，因此此時亦不須使晶圓載台WST移動於X軸方向。此外，曝光前與曝光後之任一者，均能在對準標記之檢測動作時使晶圓載台WST移動於X軸方向。
其次，參照圖11之流程圖說明使用本實施形態之圖1之曝光裝置100依序將標線片R之圖案曝光於一批量之晶圓的動作例。
首先，將該批量之第一片晶圓(為晶圓W)裝載於晶圓台WTB上。此處為了使說明簡單，於第一片晶圓已結束第一層之曝光或已藉由既定加工而形成有對準標記。使晶圓載台WST驅動於＋Y方向，將晶圓W上之既定數目(此處為十六個)之對準照射區域AS如圖10A至圖10B所適依序定位於對準系統AL1,AL21 ~AL24 之視野內，藉此，藉由對準系統AL1,AL21 ~AL24 測量附設於各對準照射區域AS之對準標記的座標(圖11之步驟201)。此測量結果及對應之晶圓載台WST之座標值(編碼器70A~70D之測量值)係供應至圖7之對準運算系統20a，對準運算系統20a係算出式(1)之六個參數(Sx,Sy,θ,ω,Ox,Oy)。將包含使用此等參數根據式(1)所計算出之晶圓W上之所有照射區域之排列座標、以及式(1)之參數pi之資訊供應至主控制裝置20。
步驟202中，主控制裝置20，例如係配合定標Sx,Sy，使用上述成像特性修正機構修正投影光學系統PL之投影 倍率β。本例之定標Sx,Sy係相對於1倍之偏差，為了使說明單純，將投影倍率β相對X及Y方向之變化率之一倍起的偏差分別設為Mx及My。其結果，藉由將Mx及My分別設為定標Sx,Sy之值，投影倍率β於X方向及Y方向分別為(1＋Sx)倍、(1＋Sy)倍。因此，在開始對晶圓W之曝光的時點，，係將標線片R之圖案像正確地重疊曝光於已產生Sx及Sy之定標之晶圓W的各照射區域。
次一步驟203中，係在主控制裝置20之控制下，根據從對準運算系統20a供應之排列座標驅動晶圓載台WST，且透過在步驟202修正之投影倍率之投影光學系統PL，以液浸方式將標線片R之圖案像曝光於晶圓W上之所有照射區域。在此晶圓W之曝光中，有可能會因照明光之熱能量等的影響，使定標Sx,Sy等些微逐漸變動。此時，會使重疊精度在晶圓W之曝光中逐漸降低。特別是液浸曝光之情形下，由於在晶圓W上局部形成有液體之液浸區域，因此例如有時會因氣化熱等產生晶圓W之溫度變化亦即變形(伸縮等)。因此，晶圓W之熱變動、甚至變形或EGA參數之變化係難以預測。再者，液浸區域由於再曝光動作中係移動於晶圓W上，因此亦有可能產生溫度分布。
本實施形態中，作為對上述問題的對策，在步驟204中，對已結束曝光之第一片晶圓，亦與步驟201同樣地，藉由對準系統AL1,AL21 ~AL24 測量附設於各對準照射區域AS之對準標記的座標。此測量結果及對應之晶圓載台WST之座標值(編碼器70A~70D之測量值)係供應至圖7 之對準運算系統20a。對準運算系統20a係從其測量結果算出式(1)之參數pi(Sx,Sy,θ,ω,Ox,Oy)。步驟204中，晶圓W之移動方向係－Y方向，與步驟201之移動方向(＋Y方向)相反。其理由在於，在將已結束曝光之晶圓從投影光學系統PL之下方近處(曝光位置)移動至卸載位置UP的期間，可進行對準標記之檢測。藉此，即使在步驟204中再度進行對準標記之檢測，亦能抑制產能降低。
次一步驟205中，對準運算系統20a，係求出在步驟204求出之參數(Sx,Sy,θ,ω,Ox,Oy)相對於在步驟202求出之式(1)之參數(Sx,Sy,θ,ω,Ox,Oy)之變動量(△ Sx,△ Sy,△ θ,△ ω,△ Ox,△ Oy)之△ pi(i＝1~6)，並儲存於內部記憶體。
次一步驟206中，進行晶圓WTB上之晶圓更換，將第k(k＝2,3,…)片之晶圓裝載於晶圓台WTB上。次一步驟207中，與步驟201同樣地，藉由對準系統AL1,AL21 ~AL24 測量附設於第k片之晶圓之各對準照射區域AS之對準標記的座標。此測量結果及對應之晶圓載台WST之座標值(編碼器70A~70D之測量值)係供應至圖7之對準運算系統20a，對準運算系統20a係從其測量結果算出式(1)之參數pi(△ Sx,△ Sy,△ θ,△ ω,△ Ox,△ Oy)。
次一步驟208中，對準運算系統20a，例如係於在步驟207求出之參數pi(Sx,Sy,θ,ω,Ox,Oy)，加算在步驟205(或後述之步驟211)儲存之曝光中之參數變動量(△ Sx,△ Sy,△ θ,△ ω,△ Ox,△ Oy)之△ pi之1/2，並以如 下方式求出修正後之參數pi’(Sx’,Sy’,θ’,ω’,Ox’,Oy’)。
S×’＝S×＋△S×/2,Sy’＝Sy＋△Sy/2………(2A) θ’＝θ＋△θ/2,ω’＝ω＋△ω/2………(2B) O×’＝O×＋△O×/2,Oy’＝Oy＋△Oy/2………(2C)
接著，對準運算系統20a，係將修正後之參數pi’(Sx’,Sy’,θ’,ω’,Ox’,Oy’)代入式(1)所計算之第k片之晶圓之所有照射區域之排列座標、以及修正後之參數pi’供應至主控制裝置20。據此，主控制裝置20，係透過上述成像特性修正機構，將投影光學系統PL之投影倍率β之變化率之X方向及Y方向之偏差Mx及My設定成分別修正後之定標Sx’，Sy’。
次一步驟209中，係在主控制裝置20之控制下，根據從對準運算系統20a供應之排列座標驅動晶圓載台WST，且透過在步驟208修正之投影倍率之投影光學系統PL，以液浸方式將標線片R之圖案像曝光於晶圓W上之所有照射區域。
次一步驟210中，對準運算系統20a係求出在步驟210求出之參數(Sx,Sy,θ,ω,Ox,Oy)相對於在步驟207求出之式(1)之參數(Sx,Sy,θ,ω,Ox,Oy)之變動量(△ Sx,△ Sy,△ θ,△ ω,△ Ox,△ Oy)之△ pi(i＝1~6)，並儲存於內部記憶體。
次一步驟212中，當1批量之晶圓尚未曝光結束時。 即返回步驟206之動作，進行晶圓之更換。以下，則反覆上述步驟207~211之動作。接著，在步驟212結束1批量之晶圓曝光後，結束曝光步驟。
此時，即使步驟209中第k片晶圓之曝光中例如定標Sx,Sy逐漸些微變動，此變動傾向亦能視做為與其前一刻曝光之晶圓之變動傾向大致相同。接著，本實施形態中，由於使用以式(2A)~(2C)修正之參數且經修正之投影倍率，因此晶圓曝光中之參數誤差會變小，重疊精度可提升。
具體而言，圖12A，係顯示針對第一片至第四片之晶圓從對準系統AL1,AL21 ~AL24 之測量值算出之X軸之定標Sx之變化例，圖12B，係顯示經圖11之動作而修正之投影光學系統PL之X軸投影倍率之1倍起之偏差Mx的變化。圖12A及B中，橫軸之時點tk1(k＝1~4)係表示第k片晶圓之曝光前之標記測量已結束的時點(已結束圖11之步驟201,207的時點)，時點tk2(k＝1~4)係表示第k片晶圓之曝光之中間時點(步驟203,209的中間時點)，時點tk3(k＝1~4)係表示第k片晶圓之曝光後之標記測量已結束的時點(已結束步驟204,210的時點)。
如圖12A所示，當將第一片之晶圓之定標Sx之曝光前測量值設為Sx1，將曝光後測量值之變動量設為△S1，將第二片之晶圓之定標Sx之曝光前測量值設為Sx2時，如圖12B所示，第一片晶圓之投影倍率偏差Mx設定為Sx1，第二片晶圓之投影倍率偏差Mx設定為Sxa(＝Sx2＋△ S1/2)。以下，當將第二片、第三片晶圓之定標Sx之曝 光後之變動量設為△ S2、△ S3，將第三片、第四片晶圓之定標Sx之曝光前之測量值設為Sx3、Sx4時，如圖12B所示，第三片晶圓之投影倍率偏差Mx設定為Sxb(＝Sx3＋△ S2/2)，第四片晶圓之投影倍率偏差Mx設定為Sxc(＝Sx4＋△ S3/2)。
此時，在各晶圓之曝光中之定標Sx之變動，可如圖12A之實線直線所示在時間t上大致視作線形。因此，從圖12A及B可知，在第二片以後之晶圓之曝光中間時點t22,t32,t42中，修正後之投影倍率偏差Mx，係相等於實際變化之定標Sx之值，在曝光中可平均地提升重疊精度。
又，上述實施形態中，圖11之步驟201(或207)所測量之曝光前之晶圓上的對準標記與步驟204(或210)所測量之曝光後之晶圓上的對準標記為相同標記。因此，能正確地求出所求之式(1)之參數的變動量。
此外，圖11之步驟201(或207)所測量之曝光前之晶圓上的複數個對準標記與步驟204(或210)所測量之曝光後之晶圓上的複數個對準標記，亦可係至少一個為相同標記。此時，亦能正確地求出式(1)之參數的變動量。
不過，當如本例般對準照射區域AS之數目較多時，可藉由平均化效果而更高精度地求出式(1)之參數。因此，曝光前所測量之複數個對準標記與曝光後所測量之複數個對準標記亦可全部不同，或亦可使曝光後所測量之複數個對準標記數目較少。扼要言之，能將曝光前及曝光後之對準照射區域AS之排列設定成儘可能使測量時間縮短。
又，在圖11之步驟203之曝光時，第一片晶圓W係被圖1之晶圓台WTB(可動構件)保持，且根據步驟201之曝光前之標記座標的測量結果(曝光前之位置對齊資訊)一邊對準一邊被移動。接著，步驟204之曝光後之標記座標(曝光後之位置對齊資訊)之測量，係在解除晶圓台WTB對第一片晶圓W之保持前執行。其原因在於，能在不產生晶圓W之位置偏移的狀態下，高精度測量曝光前及曝光後之位置對齊資訊之變動量。又，其原因亦在於，晶圓W在進行對準及曝光之期間，係如前所述藉由真空吸附等強制保持於晶圓台WTB，觀測此狀態下之晶圓W之標記座標的變動即可反應作用於實際曝光時之晶圓的外在因素。
又，本實施形態中，由於係使用複數個對準系統AL1,AL21 ~AL24 ，因此亦可在例如圖11之步驟203(或步驟209)中，結束該晶圓之第一半面之曝光，在第二半面之曝光中，使用該對準系統AL1,AL21 ~AL24 測量已結束曝光之第一半面中之對準照射區域AS之對準標記位置。此時，例如係從位於圖10A及B所示之晶圓W左下側或右下側之照射區域開始曝光。藉此，能與位於晶圓上半部分之照射區域之曝光動作同時地，執行位於已結束曝光之晶圓之下半部分之對準標記的檢測動作。藉由如上述使曝光與位置對齊資訊之測量動作之兩者之至少一部分同時執行，而在其後之步驟204(或步驟210)中，僅測量剩下之第二半面中之對準標記位置即可，因此能提升產能。
關於此點，雖本實施形態之對準系統AL1,AL21 ~AL24 係影像處理方式，但作為對準系統AL1,AL21 ~AL24 ，例如亦可使用例如日本特開平2－272305號公報(對應美國專利第5,151,750號)所揭示之使繞射格子狀之標記與點光相對掃描之雷射步進對準方式(LSA方式)的對準系統、或接收來自繞射格子狀標記之干涉光的雷射干涉方式(LIA方式)之對準系統等。在例如使用LSA方式的對準系統時，可再上述晶圓之第二半面之照射區域的掃描曝光中，容易地同時進行第一半面之照射區域之對準標記的測量。
又，本實施形態中，由於使用複數個對準系統AL1,AL21 ~AL24 ，因此能在曝光對象之晶圓上複數處同時檢測對準標記。因此，能在不使曝光步驟之產能降低的狀態下，增多對準照射區域AS之數目而提高對準精度。不過，本發明亦適用於具備晶圓用之一個對準系統的曝光裝置。
此外，上述實施形態中，雖係使用第(k－1)片晶圓之曝光後所測量之對準標記之位置資訊、亦即EGA參數之變動量△ pi，修正第k片晶圓之參數pi，以算出第k片晶圓之照射區域位置(排列資訊)，但此排列資訊之算出方法不限於此。例如，亦可使用EGA參數pi算出第k片晶圓之照射區域位置，並根據第(k－1)片晶圓之對準標記之位置資訊修正該算出之位置。又，上述實施形態中雖係以EGA方式進行晶圓之對準，但並不限於EGA方式亦可使用其他對準方式。再者，上述實施形態中，雖係藉由投影光學系統PL之倍率調整減低因晶圓之定標錯誤造成之標線片之圖案像與照射區域之重疊誤差，但亦可修正例如因照射區 域之失真導致之重疊誤差。
又，上述實施形態中，在第k片晶圓之曝光中，雖係使用第(k－1)片晶圓之曝光後所測量之對準標記之位置資訊，來修正(決定)第k片晶圓之照射區域之位置、以及投影倍率，然而待測量對準標記之位置資訊之晶圓並不限於第(k－1)片晶圓。例如，第(k＋1)片晶圓以後之晶圓中，亦可使用至第k片為止之晶圓之至少兩片之對準標記的位置資訊，亦可不使用第k片晶圓之對準標記之位置資訊，而使用至第(k－1)片為止之至少一片之晶圓之對準標記的位置資訊。特別是後者，亦可不對批量內之晶圓中除了最後曝光之晶圓以外之所有晶圓，在其曝光後測量對準標記之位置資訊。亦即，可僅對除了最後晶圓以外之晶圓一部分測量對準標記之位置資訊。此時，可每隔一片或每隔複數片測量晶圓之對準標記之位置資訊，亦可改變不測量位置資訊之晶圓的片數。此外，不論是任一情形，對批量內之前頭(第一片)晶圓最好係測量對準標記之位置資訊。又，上述實施形態中，亦可將第(k－1)片晶圓之對準標記之位置資訊，分別使用在第k片以後之複數片晶圓。
又，上述實施形態中，雖係求出晶圓曝光前及曝光後之EGA方式之對準參數之變動量，並使用該變動量修正之後之晶圓的參數，但亦可與之同時或與之分別獨立地，測量晶圓曝光前及曝光後之對準系統AL1,AL21 ~AL24 之基線量(標線片圖案之像與對準系統之位置關係)、以及對準系統AL1,AL21 ~AL24 之測量值漂移等所導致之變動量， 再使用此變動量於之後之晶圓曝光時進行EGA參數之偏置之修正等。藉此亦可提升重疊精度。
又，能例如以圖5A之空間像測量狹縫圖案SL，改變晶圓W之Z方向位置並掃描線&空間圖案之像，藉此求出投影光學系統PL之最佳聚焦位置(在本實施形態中為位置對齊資訊之一種)。因此，在晶圓之曝光前及曝光後求出最佳聚焦位置，求出其變動量，並使晶圓之曝光面對齊於將該變動量之1/2加算至次一曝光前所求出之最佳聚焦位置的位置，以平均地減少離焦量。
又，上述實施形態中，圖11之步驟208中，係對晶圓之所有照射區域共通地求出修正後的參數。然而，曝光中之參數變動係大致相對時間線性地產生，當將前次之晶圓之曝光時之參數變動量設為△ p、將晶圓上之照射區域數目設為K個時，此次之對晶圓之第j個(j＝1~K)進行曝光的照射區域，亦可將參數之修正量設為j．△ p/K。藉此，能在晶圓上之所有照射區域使重疊誤差成為最小。
亦可代替上述實施形態所使用之編碼器系統，或除此以外再使用國際公開第2007/083758號小冊子(對應美國專利申請號11/655082)、國際公開第2007/097379號小冊子(對應美國專利申請號11/708533)等所揭示之編碼器系統。上述實施形態中，編碼器系統之四個讀頭單元62A~62D係固定於保持投影單元PU之主框架，於晶圓台WTB設有X標尺、Y標尺，但其構成不限定於此。亦可將讀頭單元62A~62D設於晶圓台WTB，將X標尺及Y標尺設 於主框架或其他部分。例如美國專利申請公開第2006/0227309號等所揭示，使用於基板台設置編碼器讀頭、且於基板台上方配置標尺之編碼器系統。
上述實施形態中，係舉具備晶圓載台與測量載台之曝光裝置為例進行了說明。但上述曝光裝置，亦揭示於例如國際公開第1999/236992號小冊子、美國專利第6,897,963號等，在指定國及選擇國之國內法令的允許範圍內，援用美國專利第6,897,963號等之揭示作為本文記載之一部分。
又，亦可將本發明適用於具備可保持基板P移動之複數個(兩個)基板載台之多載台型(雙載台型)曝光裝置。多載台型曝光裝置中，能保持基板(晶圓)移動之第1基板載台、以及能保持基板(晶圓)移動之第2基板載台分別獨立，而能移動於曝光站與測量站，本發明之基板曝光前及曝光後之位置資訊之測量，能在測量站進行。該等多載台型曝光裝置，係揭示於美國專利第6,590,634號、美國專利第5,969,441號、美國專利第5,815,246號、美國專利第6,674,510號、美國專利第5,969,081號、美國專利第6,208,407號、美國專利第6,710,849號、美國專利第6,341,007號、美國專利第6,400,441號、美國專利第6,549,269號、以及美國專利第6,590,634號，在指定國及選擇國之法令的允許範圍內，援用上述美國專利作為本文記載之一部分。
此外，本例之液體Lq雖係水，但亦可係水以外之液體。當例如照明光IL之光源係F2 雷射(波長157nm)時，亦 能使用F2 雷射光能透射過之液體，例如過氟聚醚(PFPE)等氟系流體來作為液體Lq。又，作為液體Lq，亦可使用對照明光IL具透射性且折射率盡可能較高、並對塗布於投影光學系統PL或基板P表面之光阻之膜較穩定者。
又，上述實施形態的投影曝光裝置，係藉由將由曝光光源、複數個透鏡等構成之照明光學系統、以及投影光學系統組裝於曝光裝置本體並進行光學調整，將多數個機械零件所構成之標線片載台或晶圓載台安裝於曝光裝置本體並連接配線或配管，進一步進行綜合調整(電氣調整、動作確認等)，藉此來製造。此外，該投影曝光裝置之製造最好是在溫度及清潔度等皆受到管理之潔淨室進行。
半導體元件之微型元件，例如能以圖13所示之製程製造。此製程，係經由下述步驟來進行製造，即：進行微型元件之功能、性能設計的步驟301、根據此設計步驟製作光罩(標線片)之步驟302、製造元件基材之基板的步驟303、包含藉由前述實施形態之曝光裝置將標線片之圖案曝光於基板(晶圓等)之步驟、使已曝光之基板顯影的步驟、以及已顯影基板之加熱(CURE)及蝕刻步驟等之基板處理步驟304、元件組裝(加工)步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝步驟)305、以及檢查步驟206等。
此外，本發明除了能適用於以上述步進掃描方式之掃描曝光型投影曝光裝置(掃描器)進行對準的情形以外，亦能適用於以步進重複方式之投影曝光裝置(步進器等)進行對準的情形。又，本發明亦能適用於，例如國際公開第2001 /035168號小冊子所揭示，藉由將干涉紋形成於基板P上、而在基板P上曝光線&間隔圖案之曝光裝置(微影系統)。又，例如亦能將本發明適用於美國專利第6,611,316號所揭示之曝光裝置，其係將兩個光罩圖案透過投影光學系統在基板上合成，藉由一次之掃描曝光來對基板上之一個照射區域大致同時進行雙重曝光。在本國際申請之指定國或選擇國之法令的允許範圍內，援用美國專利第6,611,316號等之揭示作為本文記載之一部分。又，本發明亦適用於近接方式之曝光裝置、或鏡面投影對準曝光器等。再者，本發明亦能適用於液浸型曝光裝置以外之以乾式曝光型曝光裝置進行對準的情形。
又，上述實施形態中，雖使用形成有轉印用圖案之標線片(光罩，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。使用DMD之曝光裝置，除了上述美國專利以外，亦揭示於例如日本特開平8－313842號公報、日本特開2004－304135號公報。在指定國或選擇國之法令的允許範圍內，援用美國專利第6,778,257號公報之揭示作為本文記載之一部分。
又，本發明並不限於半導體元件製造用之曝光裝置，亦可適用於例如用來製造包含液晶顯示元間或電漿顯示器 之顯示器之將元件圖案轉印於玻璃版上的曝光裝置，用來製造薄膜磁頭之將元件圖案轉印於陶瓷晶圓上的曝光裝置，以及製造攝影元件(CCD等)、有機EL、微型機器、MEMS(Microelectromechanical Systems)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)曝光裝置的光罩，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。
本案說明書所揭示之各種美國專利及美國專利申請公開等，除特別表示援用者外，在指定國或選擇國之法令的允許範圍內，亦援用該等之揭示作為本文之一部分。
根據本發明之曝光方法及曝光裝置，可藉由求出基板曝光中之位置對齊資訊之變動以修正次一基板曝光前之位置對齊資訊，提高次一基板之重疊精度。因此，藉由本發明，能以超高精度製造使用微影技術而形成之元件，對半導體產業之發展貢獻良多。
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
16,18‧‧‧Y軸干涉儀
17a,17b,19a,19b‧‧‧反射面
20‧‧‧主控制裝置
20a‧‧‧對準運算系統
28‧‧‧板體
28a‧‧‧第1撥液區域
28b‧‧‧第2撥液區域
30‧‧‧測量板
31A‧‧‧供應管
31B‧‧‧回收管
32‧‧‧嘴單元
32K‧‧‧開口
32R‧‧‧平坦面
36‧‧‧框體
37,38‧‧‧格子線
39X1 ,39X2 ‧‧‧X標尺
39Y1 ,39Y2 ‧‧‧Y標尺
40‧‧‧鏡筒
41A,41B‧‧‧板狀構件
42‧‧‧安裝構件
43A,43C‧‧‧間隔偵測感測器
43B,43D‧‧‧撞擊偵測感測器
44‧‧‧受光系統
45‧‧‧空間像測量裝置
46‧‧‧CD桿
47A,47B‧‧‧減震器
47A,48B‧‧‧制動器機構
49A,49B‧‧‧開閉器
50‧‧‧載台裝置
51A,51B‧‧‧開口
52‧‧‧基準格子
54‧‧‧支撐構件
561 ~564 ‧‧‧臂
581 ~584 ‧‧‧真空墊
62A~62D‧‧‧讀頭單元
64‧‧‧Y讀頭
64a‧‧‧照射系統
64b‧‧‧光學系統
64c‧‧‧受光系統
64y1 ,64y2 ‧‧‧Y讀頭
66‧‧‧X讀頭
70A,70C‧‧‧Y線性編碼器
70B,70D‧‧‧X線性編碼器
70E,70F‧‧‧Y軸線性編碼器
72a~72d‧‧‧Z感測器
741,1 ~742,6 ‧‧‧Z感測器
761,1 ~762,6 ‧‧‧Z感測器
78‧‧‧局部空調系統
80,81‧‧‧X軸固定件
82,84,83,85‧‧‧Y軸可動件
86,87‧‧‧Y軸固定件
90a‧‧‧照射系統
90b‧‧‧受光系統
91,92‧‧‧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
101‧‧‧開閉感測器
116‧‧‧標線片干涉儀
118‧‧‧干涉儀系統
123‧‧‧晶圓保持具
124‧‧‧載台驅動系統
126,130‧‧‧X軸干涉儀
181‧‧‧供應口
182‧‧‧回收口
183‧‧‧多孔構件
184‧‧‧供應流路
186‧‧‧液體供應裝置
187‧‧‧回收流路
189‧‧‧液體回收裝置
191‧‧‧前端透鏡
AF‧‧‧細長檢測區域
AL1‧‧‧第一對準系統
AL21 ~AL24 ‧‧‧第二對準系統
AS‧‧‧照射區域
AX‧‧‧光軸
CL,LL‧‧‧中心線
FM‧‧‧基準標記
IA‧‧‧曝光區域
IAR‧‧‧照明區域
IL‧‧‧照明光
L2a,L2b‧‧‧透鏡
LB‧‧‧雷射光束
LB1 ,LB2 ‧‧‧光束
LD‧‧‧半導體雷射
LL‧‧‧中心線
LP‧‧‧裝載位置
Lq‧‧‧液體
LH‧‧‧直線
LS1‧‧‧液浸空間
M‧‧‧光罩
MTB‧‧‧測量台
MST‧‧‧測量載台
O‧‧‧旋轉中心
PBS‧‧‧偏光分光器
PL‧‧‧投影光學系統
PU‧‧‧投影單元
R‧‧‧標線片
R1a,R1b,R2a,R2b‧‧‧反射鏡
RG‧‧‧反射型繞射格子
RST‧‧‧標線片載台
SL‧‧‧空間像測量狹縫圖案
UP‧‧‧卸載位置
W‧‧‧晶圓
WP1a,WP1b‧‧‧λ/4板
WTB‧‧‧晶圓台
WST‧‧‧晶圓載台
圖1，係顯示實施形態一例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之局部液浸裝置的截面圖。
圖4，係顯示圖1之對準系統AL1,AL21 ~AL24 及位置測量用編碼器之配置的圖。
圖5A，係顯示晶圓載台之俯視圖，圖5B，係顯示晶 圓載台WST之一部分截面的側視圖。
圖6A，係顯示測量載台之俯視圖，圖6B，係顯示測量載台之一部分截面的側視圖。
圖7，係顯示實施形態一例之曝光裝置之控制系統主要構成的方塊圖。
圖8A及圖8B，係用以說明分別包含配置成陣列狀之複數個讀頭之複數個編碼器對晶圓台在XY平面內之位置測量及讀頭間之測量值之接續。
圖9A，係顯示編碼器構成例的圖，圖9B，係顯示使用沿格子RG之周期方向延伸較長之截面形狀的雷射光束LB來作為檢測光的情形。
圖10A，係顯示進行第一對準照射區域AS之測量之狀態的圖，圖10B，係顯示進行第二對準照射區域AS之測量之狀態的圖，圖10C，係顯示晶圓之對準照射區域AS之排列一例的圖。
圖11，係實施形態之一例中對一批量之晶圓依序進行曝光之動作一例的流程圖。
圖12A，係圖11之情形之定標Sx之變動一例的圖，圖12B，係顯示與圖12A對應之投影倍率之變化的圖。
圖13，係用以說明微型元件之製程例的流程圖。

Claims (72)

  1. 一種曝光方法，係藉由以曝光用光照明圖案而以該曝光用光透過該圖案使基板曝光，其特徵在於包含：在第1基板之曝光前及曝光後測量位置對齊資訊的動作；以及根據該測量結果，修正第2基板曝光前之位置對齊資訊的動作，其中在第1基板曝光之後的該第1基板位置對齊資訊之測量係在該第1基板顯影之前動作。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，該第1基板位置對齊資訊之測量測量包含該第1基板上之標記檢測。
  3. 如申請專利範圍第2項之曝光方法，其中，該標記包含在該曝光前形成於該第1基板之標記。
  4. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，在該第1基板曝光前及該曝光後所測量之位置對齊資訊包含該第1基板上複數個標記各個的位置資訊，該曝光後檢測之複數個標記包含在該曝光前檢測之複數個標記的至少一個。
  5. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，該第1基板，在該曝光時被可動構件保持且根據該曝光前之位置對齊資訊被移動，該曝光後之位置對齊資訊係在解除該可動構件對該第1基板之保持前予以測量。
  6. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，該第1及第2基板之位置對齊資訊之測量動作之至少一部分係與曝光動作同時進行。
  7. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，在該第1基板之一部分區域之曝光後，一邊測量該已曝光之至少一個區域的位置對齊資訊、一邊使與該一部分區域不同的區域曝光。
  8. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，在該第1基板之所有區域之曝光後開始該位置對齊資訊之測量。
  9. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，該位置對齊資訊，包含根據該基板上複數個標記之位置資訊而取得之該基板上複數個區域的排列資訊。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光方法，其中，該位置資訊，係藉由在該基板上之複數處同時檢測標記而取得。
  11. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，該第1基板係透過該圖案和一投影光學系統而被曝光；並且該位置對齊資訊包含該投影光學系統之聚焦位置資訊。
  12. 如申請專利範圍第1項之曝光方法，其中，該第1基板係以該曝光用光透過圖案及液浸區域之液體而被曝光。
  13. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍第1項之曝光方法來曝光基板；使已曝光之基板顯影的動作；以及對已顯影之基板進行加工的動作。
  14. 一種曝光方法，係藉由以曝光用光照明圖案而以該曝光用光透過該圖案使基板曝光，其特徵在於包含： 測量第1基板之曝光前之位置對齊資訊的第1步驟；一邊根據該第1步驟之測量結果進行該第1基板之位置對齊、一邊透過該圖案使該第1基板曝光的第2步驟；測量該第1基板之曝光後以及顯影前之位置對齊資訊的第3步驟；以及求出該第1及第3步驟中所測量之位置對齊資訊之變動量的第4步驟。
  15. 如申請專利範圍第14項之曝光方法，其具有：根據在該第4步驟中求出之變動量求出對曝光前之位置對齊資訊之修正量的第5步驟；測量第2基板之曝光前之位置對齊資訊的第6步驟；以及根據使用該第5步驟中所求出之修正量修正該第6步驟之測量結果後取得之位置對齊資訊，進行該第2基板之位置對齊，且透過該圖案使該第2基板曝光的第7步驟。
  16. 如申請專利範圍第15項之曝光方法，其中，該第5步驟，包含：根據該第2基板上該圖案分別曝光之複數個區域的位置，調整該曝光前之位置對齊資訊之修正量的步驟。
  17. 如申請專利範圍第14項之曝光方法，其中，該位置對齊資訊，包含根據該基板上複數個標記之位置資訊之測量結果而取得之該基板上複數個區域的排列資訊。
  18. 如申請專利範圍第17項之曝光方法，其中，該排列資訊，係藉由在該基板上之複數處同時檢測標記而取得。
  19. 如申請專利範圍第17項之曝光方法，其中，該位置對齊資訊，包含關於透過該投影光學系統所形成該圖案像與測量在該基板上之標記位置資訊的對準系統之間之位置關係的資訊以及關於藉由該對準系統取得的測量值之變動量的資訊。
  20. 如申請專利範圍第14項之曝光方法，其中，在該第1步驟中，係一邊使該第1基板移動於既定方向一邊測量該位置對齊資訊，在該第3步驟中，係一邊使該第1基板移動於該既定方向之相反方向一邊測量該位置對齊資訊。
  21. 如申請專利範圍第14項之曝光方法，其中，在該第1步驟中，係一邊使該第1基板移動於既定方向、一邊在與該既定方向交叉之方向上位置不同的複數處同時檢測標記。
  22. 如申請專利範圍第14項之曝光方法，其中，該基板係透過該圖案及投影光學系統而被曝光；該位置對齊資訊，包含該投影光學系統之聚焦位置資訊。
  23. 如申請專利範圍第14項之曝光方法，其中，該第3步驟中，係在該第1基板之曝光結束前開始該位置對齊資訊之測量。
  24. 如申請專利範圍第14項之曝光方法，其中，該第3步驟中，係在該第1基板之曝光結束後開始該位置對齊資訊之測量。
  25. 一種元件製造方法，其包含： 使用申請專利範圍第14項之曝光方法來曝光基板；使已曝光之基板顯影的動作；以及對已顯影之基板進行加工的動作。
  26. 一種曝光方法，係以曝光用光使基板曝光，其特徵在於包含：以該曝光用光使第1基板曝光，接著在該第1基板曝光後和顯影前檢測出該第1基板上之標記的動作；以及使用該標記之檢測結果進行第2基板之曝光的動作。
  27. 如申請專利範圍第26項之曝光方法，其中，該標記包含在該曝光前形成於該第1基板的標記。
  28. 如申請專利範圍第26項之曝光方法，其中，在該曝光後所檢測之標記，包含為了取得在該第1基板之曝光中所使用之位置資訊而在該曝光前檢測之複數個標記的至少一個。
  29. 如申請專利範圍第26項之曝光方法，其中，其中，該第1基板，在該曝光時係被可動構件保持；並且該曝光後之標記檢測，係在解除該可動構件之保持前予以進行。
  30. 如申請專利範圍第26項之曝光方法，其中，其中，該第1及第2基板係分別在曝光前被檢測複數個標記；且在曝光時使用其檢測結果。
  31. 如申請專利範圍第26項之曝光方法，其中，該第1基板或該第2基板之標記之檢測動作之至少一部分係與曝光動作同時進行。
  32. 如申請專利範圍第31項之曝光方法，其中，該曝光前之標記之檢測動作之一部分係與該曝光動作同時進行。
  33. 如申請專利範圍第31項之曝光方法，其中，該第1基板係在其曝光動作結束前開始該標記之檢測動作。
  34. 如申請專利範圍第26項之曝光方法，其中，該第1及第2基板中之至少一者，係以該曝光用光透過圖案及液浸區域之液體而被曝光。
  35. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍第26項之曝光方法來曝光基板；使已曝光之基板顯影的動作；以及對已顯影之基板進行加工的動作。
  36. 一種曝光方法，係以曝光用光使基板曝光，其特徵在於包含：在以該曝光用光對第1基板曝光前與曝光後分別檢測出該第1基板之標記的動作；以及使用該曝光後之檢測結果決定第2基板之位置對齊資訊的動作，其中，在顯影該第1基板前進行該第1基板曝光後之第1基板之標記的檢測。
  37. 如申請專利範圍第36項之曝光方法，其中，該位置對齊資訊之決定亦使用該曝光前之檢測結果。
  38. 如申請專利範圍第36項之曝光方法，其中，根據自該檢測結果取得之該第1基板之定標資訊決定該第2基板的位置對齊資訊。
  39. 如申請專利範圍第38項之曝光方法，其中，該定標資訊，包含因該曝光使該第1基板之定標變動的變動資訊。
  40. 如申請專利範圍第36項之曝光方法，其中，該檢測結果，係用於修正從該第2基板之複數個標記之位置資訊取得之該第2基板上複數個區域的排列資訊。
  41. 如申請專利範圍第36項之曝光方法，其中，係在曝光前檢測該第1基板之複數個標記；並且該第1基板之在該曝光後檢測之標記，包含該曝光前所檢測出之複數個標記的至少一個。
  42. 如申請專利範圍第36項之曝光方法，其中，該第1基板，在該曝光時係被可動構件保持；並且該曝光後之標記檢測，係在解除該可動構件之保持前予以進行。
  43. 如申請專利範圍第36項之曝光方法，其中，在該第1及第2基板之各者曝光前被檢測複數個標記且在該第1及第2基板曝光時使用曝光前檢測標記之結果。
  44. 如申請專利範圍第36項之曝光方法，其中，該第1基板或該第2基板之標記之檢測動作之至少一部分係與曝光動作同時進行。
  45. 如申請專利範圍第44項之曝光方法，其中，該曝光前之標記之檢測動作之一部分係與該曝光動作同時進行。
  46. 如申請專利範圍第44項之曝光方法，其中，該第1基板係在其曝光動作結束前開始該標記之檢測動作。
  47. 如申請專利範圍第36項之曝光方法，其中，該第1 基板和該第2基板中之至少一者，係以該曝光用光透過圖案及液浸區域之液體而被曝光。
  48. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍第36項之曝光方法來曝光基板；使已曝光之基板顯影的動作；以及對已顯影之基板進行加工的動作。
  49. 一種曝光裝置，係藉由以曝光用光照明圖案而以該曝光用光透過該圖案使基板曝光，其特徵在於具備：測量該基板之位置對齊資訊之測量裝置；一邊根據該測量裝置之測量結果進行該基板之位置對齊、一邊控制該基板之曝光的控制裝置；以及用以求出在既定基板之曝光前以及既定基板之曝光後和顯影前以該測量裝置測量之位置對齊資訊之變動量的運算裝置。
  50. 如申請專利範圍第49項之曝光裝置，其中，該運算裝置，係根據該變動量求出對該測量裝置所測量之位置對齊資訊的修正量；在求出該修正量時，該控制裝置，係根據使用該修正量修正該測量裝置之測量結果後取得之位置對齊資訊，進行該基板之位置對齊，且透過該圖案使該基板曝光。
  51. 如申請專利範圍第50項之曝光裝置，其中，該運算裝置，係根據該基板上該圖案分別曝光之複數個區域的位置，調整根據該變動量之位置對齊資訊之修正量。
  52. 如申請專利範圍第49項之曝光裝置，其中，該測量 裝置包含用以檢測形成於該基板上之標記的對準系統。
  53. 如申請專利範圍第48項之曝光裝置，其中，該對準系統，係在該基板上之複數處同時測量標記。
  54. 如申請專利範圍第52項之曝光裝置，其中，該位置對齊資訊，包含：透過投影光學系統而形成之該圖案像與對準系統的位置關係、以及該對準系統之測量值變動量的資訊。
  55. 如申請專利範圍第49項之曝光裝置，其中，該基板係透過該圖案及投影光學系統而被曝光；該測量裝置，包含測量該投影光學系統之聚焦資訊的裝置。
  56. 如申請專利範圍第49項之曝光裝置，其進一步具備保持該基板之可動體，該測量裝置，係在該可動體解除該基板之保持前，執行該基板曝光後之測量。
  57. 如申請專利範圍第56項之曝光裝置，其中，該基板曝光後之測量，係在照射該曝光用光之曝光位置與從該可動體卸載該基板之位置之間之該可動體的移動路徑上執行。
  58. 如申請專利範圍第57項之曝光裝置，其中，該基板曝光前之測量，係將該基板裝載於該可動體之位置與該曝光位置之間之該可動體的移動路徑上執行。
  59. 如申請專利範圍第57項之曝光裝置，其中，該測量裝置，具有(1)在與該既定方向交叉之方向上位置不同之複數個檢測區域，且(2)可同時檢測該基板上之不同標記。
  60. 如申請專利範圍第49項之曝光裝置，其中，該基板曝光前之測量，係一邊使該基板相對該測量裝置移動於既定方向一邊執行；且該基板曝光後之測量，係一邊使該基板相對該測量裝置移動於既定方向之反方向一邊執行。
  61. 如申請專利範圍第49項之曝光裝置，其中，在該基板之曝光時於該基板上形成液浸區域，以該曝光用光透過該液浸區域之液體使該基板曝光。
  62. 一種曝光裝置，係以曝光用光使基板曝光，其特徵在於具備：檢測該基板之標記的標記檢測系統；以及使用該標記檢測系統對曝光後基板之標記的檢測結果，控制有別於該基板之次一基板之曝光的控制裝置。
  63. 如申請專利範圍第62項之曝光裝置，其進一步具備保持該基板之可動體，其中該標記檢測系統，係在該可動體解除該基板之保持前，執行該基板曝光後之標記檢測
  64. 如申請專利範圍第63項之曝光裝置，其中，該基板曝光後之標記檢測，係在照射該曝光用光之曝光位置與從該可動體卸載該基板之位置之間之該可動體的移動路徑上執行。
  65. 如申請專利範圍第63項之曝光裝置，其中，在該基板曝光前檢測該基板之標記之檢測，且該基板曝光前之標記檢測結果亦被用於控制有別於該基板之次一基板之曝光。
  66. 如申請專利範圍第62項之曝光裝置，其中，該基板 係在曝光前進行標記檢測，該基板曝光前之標記檢測，係一邊使該基板相對該標記檢測系統移動於既定方向一邊執行；且該基板曝光後之標記檢測，係一邊使該基板相對該標記檢測系統移動於既定方向之反方向一邊執行。
  67. 如申請專利範圍第62項之曝光裝置，其中，在該基板之曝光時於該基板上形成液浸區域，以該曝光用光透過該液浸區域之液體使該基板曝光。
  68. 一種曝光裝置，係以曝光用光使基板曝光，其特徵在於具備：檢測該基板之標記的標記檢測系統；以及使用該標記檢測系統對曝光前與曝光後之基板之標記的檢測結果，決定有別於該基板之次一基板之位置對齊資訊的控制裝置，其中，在該曝光後所得之該基板標記檢測的結果係在該基板顯影之前取得。
  69. 如申請專利範圍第68項之曝光裝置，其進一步具備保持該基板之可動體，其中，該標記檢測系統，係在該可動體解除該基板之保持前，執行該基板曝光後之標記檢測。
  70. 如申請專利範圍第69項之曝光裝置，其中，該標記檢測系統，係配置於第1方向上該曝光用光所照射之曝光位置與該基板之更換位置之間，具有在與該第1方向交叉之第2方向上位置不同之複數個檢測區域，可同時檢測該基板上之不同標記。
  71. 如申請專利範圍第70項之曝光裝置，其中，該基板 曝光前之標記檢測，係一邊使該可動以相對該標記檢測系統移動於該第1方向一邊執行；且該基板曝光後之標記檢測，係一邊使該可動體相對該標記檢測系統移動於該第1方向之反方向一邊執行。
  72. 如申請專利範圍第69項之曝光裝置，其中，在該基板之曝光時於該基板上形成液浸區域，以該曝光用光透過該液浸區域之液體使該基板曝光。
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