TWI463277B - Measuring apparatus and method, pattern forming apparatus, exposure apparatus and method, and component manufacturing method - Google Patents

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Description

測定裝置及方法、圖案形成裝置、曝光裝置及方法、以及元件製造方法
本發明，係關於測定裝置及方法、處理裝置及方法、圖案形成裝置及方法、曝光裝置及方法、以及元件製造方法，更詳言之，係關於用以測定在平面內移動之移動體之位置資訊的測定裝置及測定方法、用以對在平面內移動之移動體上所裝載之物體進行既定處理的處理裝置及處理方法、具備該測定裝置或該處理裝置之圖案形成裝置、以及包含該測定方法之圖案形成方法、透過光學系統以能量束使物體曝光之曝光裝置及曝光方法、以及使用該測定方法、該處理方法、曝光裝置及曝光方法中任一項的元件製造方法。
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縮小投影曝光裝置(所謂步進器)、步進掃描方式之投影曝光裝置(所謂掃描步進機(亦稱掃描機))。
然而，作為被曝光基板之晶圓的表面，例如會因起伏等而使晶圓並不一定為平坦。因此，特別是在使用掃描機等之掃描型曝光裝置來將標線片圖案以掃描曝光方式轉印至晶圓上某照射區域時，係使用多點焦點位置檢測系統(以下亦稱「多點AF系統」)等，來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，以使晶圓表面在曝光區域內恆一致於投影光學系統之像面(成為像面之焦深的範圍內)，亦即進行所謂聚焦調平控制(例如參照專利文獻1)。
此種曝光裝置，伴隨著積體電路之微細化，所使用之曝光用光的波長亦逐年變短，且投影光學系統之數值孔徑亦逐漸增大(大NA化)，而能謀求解析度之提升。然而，卻有可能產生因曝光用光之波長短且投影光學系統之大NA化使焦深過窄，導致曝光動作時之聚焦裕度不足。因此，作為可在實質上縮短曝光波長且使焦深增加至較在空氣中大(寬)的方法，近來係有一種利用液浸法之曝光裝置越來越受到矚目(例如參照專利文獻1)。
另一方面，步進機或掃描機等，隨著積體電路之微細化使所使用之曝光用光波長逐年縮短，且投影光學系統之數值孔徑亦逐漸增大(大NA化)，藉此來謀求解析度之提升。另一方面，由於曝光用光之短波長化及投影光學系統之大NA化導致焦深非常狹窄，因而有可能使曝光動作時之聚焦裕度不足。因此最近有一種利用液浸法之曝光裝置受到矚目，該液浸法係在實質上縮短曝光波長，且在實質上使焦深較在空氣中大(寬)的方法(參照專利文獻2)。
然而，此種利用液浸法之曝光裝置，或者其他投影光學系統下端面與晶圓肩之距離(作業距離)較狹小的曝光裝置，係難以將上述多點AF系統配至於投影光學系統附近。另一方面，為了實現高精度之曝光，不但須要求曝光裝置要能實現高精度之晶圓面位置控制，亦須要求高產能。
又，步進機或掃描機等，一般是使用高分析能之雷射干涉儀來測量用以保持被曝光基板(例如晶圓)之載台的位置。然而，因用以測量載台位置之雷射干涉儀之光束光路長有時亦有數百mm左右以上者，且隨著半導體元件之高積體化之圖案的微細化，使得載台之位置控制開始被要求需要更高精度，因此目前，已無法忽視在雷射干涉儀的光束光路上因環境氣氛的溫度晃動(空氣晃動)而造成測量值的短期變動現象。
【專利文獻1】日本特開平6-283403號公報
【專利文獻2】國際公開第2004/053955號小冊子
本發明係有鑑於上述情形而完成，其第1觀點為一種測定裝置，係測定保持物體在既定平面內移動之移動體的位置資訊，其特徵在於，具備：編碼器系統，包含設於該移動體之格子部，以及分別對該格子部照射光、並個別接收來自該格子部之反射光的複數個讀頭，以測量該移動體在該平面內的位置資訊；以及面位置測量系統，包含複數個面位置感測器，該面位置感測器係對該格子部照射光，並接收其反射光來測量該光之照射點中該移動體在與該平面正交之方向的位置資訊，以測量該移動體在與該平面正交之方向及相對該平面之傾斜方向的位置資訊。
藉此，由測量值之短期穩定性良好之編碼器系統來在不受空氣晃動等之影響的情況下以高精度測量移動體在平面內的位置資訊，且能藉由面位置測量系統來在不受空氣 晃動之影響的情況下以高精度測量移動體在與平面正交之方向的位置資訊。此時，由於編碼器系統及面位置測量系統之兩者均可直接測量移動體之面，因此能簡易且直接地控制移動體之位置。
本發明從第2觀點觀之，為一種圖案形成裝置(第1圖案形成裝置)，係於物體上形成圖案，其特徵在於，具備：測量保持該物體之該移動體之位置資訊之申請專利範圍第1至19項中任一項之測定裝置；以及用以生成該圖案的圖案生成裝置。
藉此，由於能以測定裝置高精度控制裝載物體之移動體、進一步而言為移動體上之物體在平面內之位置及面位置，因此幾乎不會產生因平面內之位置控制誤差及面位置控制誤差所導致之圖案形成不良，而能在物體上高精度地形成圖案。
本發明從第3觀點觀之，為一種曝光裝置(第1曝光裝置)，係透過光學系統以能量束使物體曝光，其特徵在於，具備：移動體，其在與該光學系統對向之表面一部分設有該物體的裝載區域，可移動於在與該光學系統之光軸垂直之既定平面內彼此正交之第1及第2方向；以及測量裝置，具有複數個在該第1及第2方向之至少一方向中檢測點位置分別不同的感測器，可在該複數個檢測點測量該移動體在與該平面正交之第3方向的位置資訊。
藉此，能在不大受空氣晃動之影響的情況下，藉由測量裝置以高精度測量移動體表面在與平面正交之第3方向 的位置資訊。
本發明從第4觀點觀之，為一種曝光裝置(第2曝光裝置)，係透過光學系統以能量束使物體曝光，其特徵在於，具備：移動體，係可保持該物體而移動於在與該光學系統之光軸垂直之既定平面內彼此正交之第1及第2方向；以及測量裝置，包含：第1檢測系統，具有複數個在該第1及第2方向之至少一方向中檢測點位置不同的感測器，能在該各檢測點測量該移動體在與該平面正交之第3方向的位置資訊；以及第2檢測系統，係與該第1檢測系統相異，用以測量保持於該移動體之該物體在該第3方向之位置資訊。
藉此，能使用第1檢測系統與第2檢測系統來取得移動體表面在與平面正交之第3方向的位置資訊、保持於移動體之物體在該第3方向之位置資訊。並藉由利用此取得之位置資訊的關係，其後僅由第1檢測系統來測量移動體在第3方向及相對平面之傾斜方向的位置資訊，即可在不取得物體表面之面位置資訊的情況下測量物體的面位置。
本發明從第5觀點觀之，為一種元件製造方法，其特徵在於，包含：使用本發明之第1、第2曝光裝置之任一者來使物體曝光的步驟；以及使該已曝光之物體顯影的步驟。
本發明從第6觀點觀之，為一種測定方法，係測定保持物體在既定平面內移動之移動體的位置資訊，其特徵在於，包含：第1步驟，係使用編碼器系統來測量該移動體在該平面內之位置資訊，該編碼器系統包含設於該移動體 之格子部、以及分別對該格子部照射光並個別接收來自該格子部之反射光的複數個讀頭；以及第2步驟，係使用面位置測量系統來測量該移動體在與該平面正交之方向及相對該平面之傾斜方向的位置資訊，該面位置測量系統包含複數個面位置感測器，該複數個面位置感測器係對該格子部照射光，並接收其反射光來測量該光之照射點中該移動體在與該平面正交之方向的位置資訊。
藉此，由測量值之短期穩定性良好之編碼器系統來在不受空氣晃動等之影響的情況下以高精度測量移動體在平面內的位置資訊，且能使用面位置測量系統來在不受空氣晃動之影響的情況下以高精度測量移動體在與平面正交之方向的位置資訊。此時，由於編碼器系統及面位置測量系統之兩者均可直接測量移動體之上面，因此能簡易且直接地控制移動體之位置。
本發明從第7觀點觀之，為一種圖案形成方法，其特徵在於，包含：在將物體裝載於該移動體上之狀態下，使用本發明之測定方法來測定該移動體之位置資訊的步驟；以及照射能量束以將圖案形成於保持在該移動體之該物體上的步驟。
藉此，由於能以本發明之測定方法高精度控制裝載物體之移動體、進一步而言為該移動體上之物體在平面內之位置及面位置，因此幾乎不會產生因平面內之位置控制誤差及面位置控制誤差所導致之圖案形成不良，而能在物體上高精度地形成圖案。
本發明從第8觀點觀之，為一種元件製造方法，其特徵在於，包含：藉由本發明之圖案形成方法來將圖案形成於物體上的步驟；以及對形成有圖案之該物體進行處理的步驟。
本發明從9觀點觀之，為一種曝光方法(第1曝光方法)，係透過光學系統以能量束來使物體曝光，其特徵在於，包含：將該物體裝載於，於與該光學系統對向之表面一部分設有該物體之裝載區域、可移動於在與該光學系統之光軸垂直之既定平面內彼此正交之第1及第2方向之移動體的步驟；以測量裝置測量該移動體在與該平面正交之第3方向之位置資訊的步驟，該測量裝置具有複數個在該第1及第2方向之至少一方向檢測點位置分別不同的感測器。
藉此，能在不大受空氣晃動之影響的情況下，藉由測量裝置以高精度測量移動體表面在與平面正交之第3方向的位置資訊。
本發明從第10觀點觀之，為一種曝光方法(第2曝光方法)，係透過光學系統以能量束使物體曝光，其特徵在於，包含：裝載步驟，係將該物體裝載於可移動於在與該光學系統之光軸垂直之既定平面內彼此正交之第1及第2方向的移動體上；以及測量步驟，係使用測量裝置來測量該移動體及該物體在該第3方向的位置資訊，該測量裝置，包含：第1檢測系統，具有複數個在該第1及第2方向之至少一方向檢測點位置不同的感測器，能以該各檢測點測量該移動體在與該平面正交之第3方向的位置資訊；以及第2 檢測系統，係與該第1檢測系統相異，用以測量保持於該移動體之該物體在該第3方向之位置資訊。
藉此，能在第2步驟中，使用包含第1檢測系統與第2檢測系統之測量裝置，來測量移動體表面在與平面正交之第3方向的位置資訊、以及保持於移動體之物體在第3方向之位置資訊，並測量此等位置資訊的關係。
本發明從第11觀點觀之，為一種元件製造方法，其特徵在於，包含：使用本發明之第1、第2曝光方法之任一者來使物體曝光的步驟；以及使該已曝光之物體顯影的步驟。
以下，根據圖1~圖36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。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，係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，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。
照明系統10，例如特開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，作為光學積分器，係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在移動面內之位置(包含θ z方向之旋轉資訊)，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軸方向正交之反射面的Y移動鏡(或後向反射器)、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。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)。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，雷射干涉儀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。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(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係與形成於其第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。此處，投影單元PU係透過防振機構搭載於以三隻支柱支持之鏡筒固定座(未圖示)，但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。此外，本實施形態之曝光裝置100，由於係進行適用液浸法之曝光，因此會隨著投影光學系統PL之數值孔徑NA在實質上增大使標線片側之孔徑亦變大。如此，僅以透鏡構成的折射光學系統，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之反折射系統(catadi optric系統)。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、此處為透鏡(以下亦稱「前端透鏡」)191，係設有構成局部液浸裝置8一部分之嘴單元32來包圍用以保持該透鏡191之鏡筒40之下端部周圍。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°，相對通過投影光學系統PL之光軸AX之Y軸方向的直線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8)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8)之未圖示回收管的另一端。
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，係包含液體之槽及吸引泵、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，回收液體之槽、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，此處係使用可使ArF準分子雷射光(波長193nm之光)透射的純水(以下除特別必要情況外，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。據此，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，係包含嘴單元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MTB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號公報的液浸機構等。
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8)，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8)，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，係可藉由載台驅動系統124而獨立驅動於Y軸方向(圖1之紙面內左右方向)及X軸方向(圖1之紙面正交方向)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，圖2中未圖示，參照圖1)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，圖2中未圖示，參照圖1)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分別產生的推力，而能控制晶圓載台WST之偏轉(繞θ z之方向的旋轉)。又，籍由稍微改變一對Y軸線性馬達82,83分別產生的推力，而能控制測量載台MST之偏轉。
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8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。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。或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4(A)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軸方向為周期方向之反射型光柵(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4(A)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軸方向為周期方向之反射型光柵(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光柵RG(圖10(A))。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~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。或者，亦可以低熱膨脹率之材料來形成晶圓台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。
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8)之Y軸干涉儀16及X軸干涉儀126(圖1中X軸干涉儀126並未圖示，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。
測量載台MST，包含前述載台本體92與裝載於該載台本體92上之測量台MTB。測量台MTB亦透過未圖示之Z調平機構裝載於載台本體92上。然而並不限於此，亦可採用可將測量台MTB相對載台本體92微動於X軸方向、Y軸方向及θ z方向之所謂粗微動構造的測量載台MST，或將測量載台MST固定於載台本體92，並使包含該測量台MTB之載台本體92構成為可驅動於六自由度方向。
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。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)所揭示者。
照度不均感測器94，例如能使用與日本特開昭57-117238號公報(對應美國專利第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)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、例如用以清掃嘴單元32、前端透鏡191等的清掃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及空間像測量器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，尚能採用例如日本特開平11- 16816號公報(對應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)。
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)、以及收納此等之框體來構成。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)等所揭示者相同之空間像測量裝置45(參照圖8)。
於安裝構件42上，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。
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5(A)所示分別形成有以Y軸方向為周期方向的基準格子(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(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，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5(A))。干涉儀系統118(參照圖8)之Y軸干涉儀18及X軸干涉儀130(圖1中X軸干涉儀130並未圖示，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120。
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。如以立體圖顯示X軸固定件80,81之+X側端部附近的圖6所示，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。
開閉器49A，如圖6所示，係設於形成在X軸固定件80之開口51A的-Y側，可藉由包含氣缸等之驅動機構34A被驅動於箭頭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6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。
制動器機構48B亦與制動器機構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，根據圖7(A)~圖7(D)，以制動器機構48A為代表說明前述制動器機構48A,48B的作用。
如圖7(A)所示，在開閉器48A處於關閉開口51A之狀態的情形下，如圖7(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(抵接)，使X軸固定件80,81彼此不能更加接近。此時，如圖7(B)所示，當固定於減震器47A之活塞104a前端之讀頭部104d移動至最靠-Y側時(亦即，減震器47A之未圖示彈簧縮為最短，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7(C)所示，當透過驅動機構34A來降下驅動開閉器49A時，開口51A即成為開放狀態。此時當X軸固定件81,80彼此接近時，即會如圖7(D)所示，可使減震器74A之活塞104a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彼此較圖7(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，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300μm左右之距離)(參照圖14(B)等)。
開口51A之深度，可如圖7(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(相當於底部部分)之間亦形成有間隙，或亦可設定成減震器47A之活塞104a的讀頭部104d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，以使減震器47A與開口51A之壁部不接觸。
此外，本實施形態中，雖於X軸固定件81與X軸固定件80設有一對制動器機構48A,48B，但亦可僅設置制動器機構48A,48B之一方，或亦可於晶圓載台WST與測量載台MST設置與上述同樣之制動器機構。
返回圖2，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-PTr之透射型光感測器)構成，如圖6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。籍由該間隔偵測感測器43A，當X軸固定件80與X軸固定件81從圖6之狀態更為接近時，板狀構件41A即進入受光部144B與發光部 144A之間，使該板狀構件41A之下半部遮蔽來自發光部144A之光，以受光部144B接收之光即徐徐減少，使其輸出電流變小。因此，主控制裝置20，即能籍由檢測該輸出電流，來偵測出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，如圖6所示包含U字型固定構件143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。此時，發光部145A，如圖6所示，配置於較前述間隔偵測感測器43A之發光部144A高些許的位置，與此對應地，受光部145B則配置於從間隔偵測感測器43A之受光部144B高些許的位置。
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300μm左右之距離的階段)，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之光即不會射入受光部145B。因此，主控制裝置20，即能檢測出來自受光部145B之輸出電流為零，藉此來偵測出兩台係彼此接觸(或接近至300μm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3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軸方向中配置於相異位置，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，圖3中未圖示，參照圖8)，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8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。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，分別以X軸方向為長邊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，分別以Y軸方向為長邊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3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8)。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8)。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3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3之十一個中與第一對準系統AL1重疊之三個係未圖示))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8)。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8)。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3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8)。
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3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(參照圖8)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。
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)的矩陣狀。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軸方向中，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， 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軸方向中位置相異即可。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。
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，該圖3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3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，亦能使卸載位置UP與裝載位置LP為同一位置。
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8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9(A)及圖9(B)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9(A)及圖9(B)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9(A)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管。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管，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9(B)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管。
其次，針對編碼器70A~70F之構成等，以放大顯示於圖10(A)之Y編碼器70A為代表進行說明。此圖10(A)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 之反射型繞射光柵RG，在偏振分光器PBS反射之光束LB2 則透過反射鏡R1b到達反射型繞射光柵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 之照射而從繞射光柵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10(B)所示，本實施形態之編碼器，可使用橫長延伸於光柵RG之周期方向之截面形狀的雷射光束LB來作為檢測光。圖10(B)中，與光柵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。以下，根據圖11說明以本實施形態之曝光裝置100進行之標尺之格子間距修正及格子變形之修正。
該圖11中，符號IBY1,IBY2，係顯示從Y軸干涉儀16照射於晶圓台WTB之反射面17a之多數個光軸中兩光軸的測距光束，符號IBX1,IBX2，係顯示從X軸干涉儀126照射於晶圓台WTB之反射面17b之多數個光軸中兩光軸的測距光束。此時，測距光束IBY1,IBY2，係相對上述直線LV(與連結複數個X讀頭66之中心的直線一致)配置成對稱，Y軸干涉儀16之實質測距軸與上述直線LV一致。因此，只要藉由Y軸干涉儀16，即能在無阿貝(Abbe)誤差之 狀態下測量晶圓台WTB的Y位置。同樣地，測距光束IBX1,IBX2，係相對通過投影光學系統PL之光軸且與X軸平行之直線LH(與連結複數個Y讀頭64之中心的直線一致)配置成對稱，X軸干涉儀126之實質測距軸與通過投影光學系統PL之光軸且與X軸平行之直線LH一致。因此，只要藉由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X位置。
首先，說明X標尺之格子線變形(格子線彎曲)與Y標尺之格子線的間距修正。此處為了使說明較為簡單，係假設反射面17b為一理想平面。
首先，主控制裝置20根據Y軸干涉儀16與X軸干涉儀126之測量值驅動晶圓載台WST，以將晶圓載台WST定位成如圖11所示，Y標尺39Y1 及39Y2 配置於各自對應之讀頭單元62A,62D(至少一個讀頭)的正下方，且Y標尺39Y1 ,39Y2 (繞射光柵)+Y側之一端位於與各自對應之讀頭單元62A,62C一致的位置。
其次，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移動於例如圖11中箭頭所示之+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Y線性編碼器70A,70C之測量值及Y軸干涉儀16之測量值(測定光束IBY1,IBY2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。亦即，主控制裝置20，係求出隨著晶圓載台WST之移動而依序對向配置於讀頭單元62A及62C之Y標尺39Y1 ,39Y2 之格子間距(相鄰之格子線的間隔)及該格子間距的修正資訊。修正資訊，例如當以橫軸為干涉儀之測量值，以縱軸為編碼器之測量值時，可求出為將兩者關係以曲線顯示之修正圖等。此時Y軸干涉儀16之測量值由於係以前述極低速掃描晶圓載台WST時所得之值，因此不但不包含長期性變動誤差，亦幾乎不包含因空氣晃動等導致之短期性變動誤差，可將之視為可忽視誤差之正確之值。此外，當在上述範圍內，亦可如圖11中之箭頭F’所示使晶圓載台WST移動於-Y方向，在透過與上述相同之步驟求出Y標尺39Y1 ,39Y2 之格子間距(相鄰之格子線的間隔)及該格子間距的修正資訊。此處，雖係沿Y標尺39Y1 ,39Y2 兩端橫越所對應之讀頭單元62A,62C的範圍使晶圓載台WST驅動於Y軸方向，但並不限於此，例如亦可在晶圓之曝光動作時晶圓載台WST所移動之Y軸方向的範圍內驅動晶圓載台WST。
又，主控制裝置20，係在上述晶圓載台WST之移動中，使用伴隨該移動而依序對向配置於X標尺39X1 ,39X2 之讀頭單元62B及62D之複數個X讀頭66所得到的測量值、以及與各測量值對應之Y軸干涉儀16的測量值，來進行既 定統計運算，而一併求出依序對向於該複數個X讀頭66之格子線37之變形(彎曲)的修正資訊。此時，主控制裝置20，例如係算出依序對向配置於X標尺39X1 ,39X2 之讀頭單元62B及62D之複數個讀頭的測量值(或加權平均值)等，以作為格子彎曲之修正資訊。之所以如此，係當反射面17b為一理想平面時，由於在將晶圓載台WST運送於+Y方向或-Y方向之過程中應會反覆出現相同之模糊圖案，因此只要將以複數個X讀頭66取得之測量資料予以平均化，即能正確地求出依序對向於該複數個讀頭66之格子線37之變形(彎曲)的修正資訊。
此外，當反射面17b非為理想平面時，即預先測量該反射面之凹凸(彎曲)以求出該彎曲之修正資料。接著，在上述晶圓載台WST移動於+Y方向或-Y方向時，只要代替將X軸干涉儀126之測量值固定於既定值之方式，藉由根據該修正資料來控制晶圓載台WST之X位置，即可正確地使晶圓載台WST移動於Y軸方向。如此一來，即能與上述同樣地，求得Y標尺之格子間距之修正資訊及格子線37之變形(彎曲)的修正資訊。此外，以複數個X讀頭66取得之測量資料係反射面17b在相異部位基準的複數個資料，由於任一讀頭均係測量同一格子線的變形(彎曲)，因此藉由上述之平均化動作，亦有反射面之彎曲修正剩餘誤差經平均化而接近真正之值(換言之，藉由將以複數個讀頭取得之測量資料(格子線之彎曲資訊)予以平均化，而能減弱彎曲剩餘誤差之影響)的附帶效果。
其次，說明Y標尺之格子線變形(格子線彎曲)與X標尺之格子線的間距修正。此處為了使說明較為簡單，係假設反射面17a為一理想平面。此時，只要在上述修正之情形中將X軸方向與Y軸方向交換來進行處理即可。
亦即首先，主控制裝置20係驅動晶圓載台WST，以將晶圓載台WST定位成，X標尺39X1 及39X2 配置於各自對應之讀頭單元62B,62D(至少一個讀頭)的正下方，且X標尺39X1 ,39X2 (繞射光柵)+Y側(或-X側)之一端位於與各自對應之讀頭單元62B,62C一致的位置。其次，主控制裝置20，即以可忽視X軸干涉儀126之測量值之短期變動程度的低速並將Y軸干涉儀16之測量值固定於既定值，且根據X軸干涉儀126等之測量值，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+X方向(或-X方向)，直到例如X標尺39X1 ,39X2 之另一端(-Y側(或+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X線性編碼器70B,70D之測量值及X軸干涉儀126之測量值(測定光束IBX1,IBX2之測量值)，並根據該擷取之測量值求出X線性編碼器70B,70D之測量值與X軸干涉儀126之測量值的關係。亦即，主控制裝置20，係求出隨著晶圓載台WST之移動而依序對向配置於讀頭單元62B及62D之X標尺39X1 ,39X2 之格子間距及該格子間距的修正資訊。修正資訊，例如當以橫軸為干涉儀之測量值，以縱軸為編碼器測量值時，可求出為 將兩者關係以曲線顯示之修正圖等。此時X軸干涉儀126之測量值由於係以前述極低速掃描晶圓載台WST時所得之值，因此不但不包含長期性變動誤差，亦幾乎不包含因空氣晃動等導致之短期性變動誤差，可將之視為可忽視誤差之正確之值。
又，主控制裝置20，係在上述晶圓載台WST之移動中，使用伴隨該移動而依序對向配置於Y標尺39Y1 ,39Y2 之讀頭單元62A及62C之複數個X讀頭64所得到的測量值、以及與各測量值對應之X軸干涉儀126的測量值，來進行既定統計運算，而一併求出依序對向於該複數個Y讀頭64之格子線38之變形(彎曲)的修正資訊。此時，主控制裝置20，例如係算出依序對向配置於Y標尺39Y1 ,39Y2 之讀頭單元62A及62C之複數個讀頭的測量值(或加權平均值)等，以作為格子彎曲之修正資訊。之所以如此，係當反射面17a為一理想平面時，由於在將晶圓載台WST運送於+X方向或-X方向之過程中應會反覆出現相同之模糊圖案，因此只要將以複數個Y讀頭64取得之測量資料予以平均化，即能正確地求出依序對向於該複數個讀頭64之格子線38之變形(彎曲)的修正資訊。
此外，當反射面17a非為理想平面時，即預先測量該反射面之凹凸(彎曲)以求出該彎曲之修正資料。接著，在上述晶圓載台WST移動於+X方向或-X方向時，只要代替將Y軸干涉儀16之測量值固定於既定值之方式，藉由根據該修正資料來控制晶圓載台WST之Y位置，即可正確地使晶 圓載台WST移動於X軸方向。如此一來，即能與上述同樣地，求得X標尺之格子間距之修正資訊及格子線38之變形(彎曲)的修正資訊。
主控制裝置20係透過上述方式，在既定之時點中、例如依各批量，求得Y標尺之格子間距之修正資訊及格子線37之變形(彎曲)的修正資訊，以及X標尺之格子間距之修正資訊及格子線38之變形(彎曲)的修正資訊。
接著，在批量內之晶圓的曝光處理中，主控制裝置20係一邊根據Y標尺之格子間距之修正資訊及上述格子線38之變形(彎曲)的修正資訊來修正讀頭單元62A,62C所得的測量值(亦即編碼器70A,70C之測量值)，一邊控制晶圓載台WST在Y軸方向的位置。藉此，可不受Y標尺之格子間距隨時間之變化及格子線38之彎曲的影響，使用Y線性編碼器70A,70C以良好精度控制晶圓載台WST在Y軸方向的位置。
又，在批量內之晶圓的曝光處理中，主控制裝置20係一邊根據X標尺之格子間距之修正資訊及格子線38之變形(彎曲)的修正資訊來修正讀頭單元62B,62D所得的測量值(亦即編碼器70B,70D之測量值)，一邊控制晶圓載台WST在X軸方向的位置。藉此，可不受X標尺之格子間距隨時間之變化及格子線37之彎曲的影響，使用X線性編碼器70B,70D以良好精度控制晶圓載台WST在X軸方向的位置。
此外，上述說明中，雖係對Y標尺39Y1 ,39Y2 及X標尺39X1 ,39X2 均進行格子間距、以及格子線彎曲之修正資 訊的取得，但並不限於此，亦可僅對Y標尺39Y1 ,39Y2 及X標尺39X1 ,39X2 之任一者進行格子間距及格子線彎曲之修正資訊的取得，或亦可對Y標尺39Y1 ,39Y2 及X標尺39X1 ,39X2 兩者進行格子間距、格子線彎曲中任一者之修正資訊的取得。當例如僅進行格子線彎曲之修正資訊的取得時，亦可不使用Y軸干涉儀16，而僅根據Y線性編碼器70A,70C之測量值來使晶圓載台WST移動於Y軸方向，或亦可不使用X軸干涉儀126，而僅根據X線性編碼器70B,70D之測量值來使晶圓載台WST移動於X軸方向。
其次，使用圖12(A)~圖12(C)，簡單地說明以本實施形態之曝光裝置100進行之晶圓對準。此外，其詳細情形留待後述。
此處，係說明將依圖12(C)所示之配置(照射圖)而形成有複數個照射區域之晶圓W上被著色的十六個照射區域AS作為對準照射區域時的動作。此外，圖12(A)，圖12(B)中係省略測量載台MST之圖示。
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。此外，該第二對準系統AL21 ~AL24 之具體位置調整之方法，留待後述。
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12(A)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12(A)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12(A)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)。
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儲存於未圖示記憶體。
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12(B)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儲存於未圖示記憶體。
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(參照圖12(B)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的測量值以彼此相關聯之方式儲存於未圖示記憶體。
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上述四個編碼器的測量值、以及第二對準系統Al2n 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，算出上述四個編碼器(四個讀頭單元)之測量軸所規定之座標系統(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。
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。
又，此時，會因晶圓載台WST在XY平面內之位置(特別是Y位置(晶圓W進入複數個對準系統之比例))不同，使複數個對準系統所大致同時檢測之晶圓W上之對準標記的檢測點數(測量點數)相異。因此，在使晶圓載台WST移動於與複數個對準系統之排列方向(X軸方向)正交的Y軸方向 時，可視晶圓載台WST之位置、換言之即視晶圓W上之照射區域排列，使用所需數目之對準系統來同時檢測晶圓W上之互異位置的標記。
此外，通常晶圓W之表面不會是理想平面，而會多少有些凹凸。因此，僅在晶圓台WTB在Z軸方向(與投影光學系統PL之光軸AX平行的方向)之某位置、以上述複數個對準系統同時進行測量時，至少一個對準系統在散焦之狀態下進行對準標記之檢測的可能性很高。因此，本實施形態中，係以下述方式來抑制因以散焦狀態進行對準標記之檢測導致之對準標記位置的測量誤差。
亦即，主控制裝置20，係依上述各對準照射區域中用以檢測對準標記之晶圓載台WST之各定位位置，一邊藉由構成載台驅動系統124一部分之未圖示Z調平機構，改變複數個對準系統AL1,AL21 ~AL24 與晶圓台WTB(晶圓載台WST)所裝載之晶圓W之間、於垂直於XY平面之Z軸方向(聚焦方向)中的相對位置關係，一邊控制載台驅動系統124(Z調平機構)與對準系統AL1,AL21 ~AL24 ，以能藉由與各對準標記對應之各對準系統來大致同時檢測形成於晶圓W上之互異位置的各對準標記。
圖13(A)~圖13(C)，係顯示在前述第三對準照射區域之對準標記檢測位置，在晶圓載台WST已定位之圖12(B)所示之狀態中五個對準系統AL1,AL21 ~AL24 檢測晶圓W上之標記的情形。此等圖13(A)~圖13(C)，係使晶圓台WTB(晶圓W)位於分別不同之Z位置並使用對準系統AL1, AL21 ~AL24 來同時檢測不同對準標記的情形。圖13(A)之狀態下，兩端之對準系統AL21 ,AL24 為聚焦狀態而剩餘之對準系統則為散焦狀態。圖13(B)之狀態下，對準系統AL22 及AL23 為聚焦狀態而剩餘之對準系統則為散焦狀態。圖13(C)之狀態下，僅有中央之對準系統AL1為聚焦狀態而剩餘之對準系統則為散焦狀態。
如此，一邊藉由使晶圓台WTB(晶圓W)之Z位置變化，來改變複數個對準系統AL1,AL21 ~AL24 與晶圓台WTB(晶圓載台WST)所裝載之晶圓W之間、於Z軸方向(聚焦方向)中的相對位置關係，一邊以對準系統AL1,AL21 ~AL24 檢測對準標記，藉此任一對準系統均能大致以最佳聚焦狀態測量對準標記。因此，主控制裝置20藉由於各對準系統中，例如優先使用在最良好之聚焦狀態下之標記檢測結果等，即可幾乎不受晶圓W表面之凹凸及複數個對準系統之最佳聚焦差異的影響，以良好精度檢測出形成於晶圓W上之彼此不同位置的標記。
此外，上述說明中，雖係於各對準系統中例如優先使用在最良好之聚焦狀態下之標記檢測結果，但並不限於此，主控制裝置20亦可使用在散焦狀態下之標記檢測結果來求出對準標記的位置資訊。此情形下，亦能乘上與散焦狀態對應之權重來使用在散焦狀態下之標記檢測結果。又，有時會隨著例如形成於晶圓之層的材料等不同，使散焦狀態下之標記檢測結果較最佳聚焦狀態下之標記檢測結果良好。此時，亦可依各對準系統以得到最良好結果之聚 焦狀態、亦即以散焦狀態來進行標記檢測，並使用其檢測結果來求出標記之位置資訊。
又，由圖13(A)~圖13(C)亦可知，有時所有對準系統之光軸並不一定會均與相同理想方向(Z軸方向)正確一致，亦會因相對該Z軸之光軸的傾斜(平行性)之影響而使對準標記之位置檢測結果含有誤差。因此，最好係預先測量所有對準系統之光軸相對Z軸的傾斜，並根據該測量結果來修正對準標記之位置檢測結果。
其次，說明第一對準系統AL1之基線測量(基線檢查)。此處，第一對準系統AL1之基線，係指投影光學系統PL之圖案(例如標線片R之圖案)投影位置與第一對準系統AL1之檢測中心的位置關係(或距離)。
a.在該第一對準系統AL1之基線測量開始之時點，如圖14(A)所示，藉由嘴單元32來在投影光學系統PL與測量台MTB及CD桿46之至少一方之間形成液浸區域14。亦即，晶圓載台WST與測量載台MST為分離狀態。
當進行第一對準系統AL1之基線測量時，首先主控制裝置20，係如圖14(A)所示以第一對準系統AL1檢測(觀察)位於前述測量板30中央之基準標記FM(參照圖14(A)中之星符號)。接著，主控制裝置20將該第一對準系統AL1之檢測結果與該檢測時編碼器70A~70D之測量值彼此賦予對應關係後儲存於記憶體。以下為了方便說明，將此處理稱為Pri-BCHK之前半處理。在進行此Pri-BCHK之前半處理時，晶圓台WTB在XY平面內的位置，係根據對向於X 標尺39X1 ,39X2 之圖14(A)中以圓圈框住顯示的兩個X讀頭66(編碼器70B,70D)、以及對向於Y標尺39Y1 ,39Y2 之圖14(A)中以圓圈框住顯示的兩個Y讀頭64y2 ,64y1 (編碼器70A,70C)來控制。
b.其次，主控制裝置20即開始使晶圓載台WST往+Y方向移動，以使測量板30如圖14(B)所示位於投影光學系統PL之正下方位置。在該晶圓載台WST往+Y方向之移動開始後，主控制裝置20即根據間隔偵測感測器43A,43C之輸出偵測晶圓載台WST與測量載台MST之接近，而在此前後、亦即晶圓載台WST往+Y方向移動時，透過前述驅動機構34A,34B開始開啟開閉器49A,49B，藉由開啟該開閉器以容許晶圓載台WST與測量載台MST更加接近。又，主控制裝置20根據開閉感測器101之檢測結果來確認開閉器49A,49B之開啟。
c.其次，當主控制裝置20根據撞擊偵測感測器43B,43C之輸出偵測到晶圓載台WST與測量載台MST彼此接觸(或接近至300μm左右之距離)時，即立刻使晶圓載台WST暫時停止。其後，主控制裝置20即在保持晶圓載台WST與測量載台MST彼此接觸之狀態下(或保持300μm左右之距離之狀態下)，進一步地將該等成一體地往+Y方向移動。接著，在此移動之途中將液浸區域14從CD桿46交付至晶圓台WTB。
d.接著，當晶圓載台WST到達圖14(B)所示之位置時，主控制裝置20即停止兩載台WST,MST，並使用包含測量 板30之前述空間像測量裝置45來測量投影光學系統PL所投影之標線片R上的一對測量標記投影像(空間像)。例如可使用與前述日本特開2002-14005號公報(對應美國專利申請公開第2002/0041377號說明書)等揭示之方法同樣的方法，透過使用一對空間像測量狹縫圖案SL之狹縫掃描方式的空間像測量動作，分別測量一對測量標記之空間像，並將該測量結果(與晶圓台WTB之XY位置對應的空間像強度)儲存於記憶體。以下為了方便說明，將此標線片R上之一對測量標記的空間像測量處理稱為Pri-BCHK之後半處理。在進行此Pri-BCHK之後半處理時，晶圓台WTB在XY平面內的位置，係根據對向於X標尺39X1 ,39X2 之圖14(B)中以圓圈框住顯示的兩個X讀頭66(編碼器70B,70D)、以及對向於Y標尺39Y1 ,39Y2 之圖14(B)中以圓圈框住顯示的兩個Y讀頭64(編碼器70A,70C)來控制。
接著，主控制裝置20即根據前述Pri-BCHK之前半處理結果與Pri-BCHK之後半處理結果算出第一對準系統AL1之基線。
此外，如上所述，在此第一對準系統AL1之基線測量結束的時點(亦即Pri-BCHK之後半處理結束的時點)，測量載台MST與晶圓載台WST為接觸狀態(或分離300μm左右之距離的狀態)。
其次，主要說明在開始對批量之晶圓之處理前(批量前頭)所進行之第二對準系統AL2n (n=1~4)的基線測量動作。此處之第二對準系統AL2n 的基線，係指以第一對準系 統AL1(之檢測中心)為基準之各第二對準系統AL2n (之檢測中心)的相對位置。此外，第二對準系統AL2n (n=1~4)，例如係依照批量內晶圓之照射圖資料被前述旋轉驅動機構60n 驅動而設定出其X軸方向位置。
e.在進行於批量前頭所進行之第二對準系統之基線測量(以下亦適當稱為Sec-BCHK)時，主控制裝置20首先如圖15(A)所示，以第一對準系統AL1檢測批量前頭之晶圓W(處理晶圓)上的特定對準標記(參照圖15(A)中之星標記)，並將其檢測結果與該檢測時編碼器70A~70D之測量值彼此賦予對應關係後儲存於記憶體。在此圖15(A)之狀態下，晶圓台WTB在XY平面內的位置，係根據對向於X標尺39X1 ,39X2 之的兩個X讀頭66(編碼器70B,70D)、以及對向於Y標尺39Y1 ,39Y2 的兩個Y讀頭64y2 ,64y1 (編碼器70A,70C)，藉由主控制裝置20來控制。
f.其次，主控制裝置20使晶圓載台WST往-X方向移動既定距離，而如圖15(B)所示，以第二對準系統AL21 檢測上述特定對準標記(參照圖15(B)中之星標記)，並將其檢測結果與該檢測時編碼器70A~70D之測量值彼此賦予對應關係後儲存於記憶體。在此圖15(B)之狀態下，晶圓台WTB在XY平面內的位置，係根據對向於X標尺39X1 ,39X2 之的兩個X讀頭66(編碼器70B,70D)、以及對向於Y標尺39Y1 ,39Y2 之兩個Y讀頭64(編碼器70A,70C)來控制。
g.同樣地，主控制裝置20使晶圓載台WST依序往+X方向移動，以剩下之第二對準系統AL22 ,AL23 ,AL24 依序 檢測上述特定對準標記，並將其檢測結果與該檢測時編碼器70A~70D之測量值彼此依序賦予對應關係後儲存於記憶體。
h.接著，主控制裝置20根據上述e.之處理結果與上述f.或g.之處理結果，分別算出各第二對準系統AL2n 之基線。
承上所述，由於可使用批量前頭之晶圓W(處理晶圓)，藉由以第一對準系統AL1與各第二對準系統AL2n 檢測出該晶圓W上之同一對準標記來求出各第二對準系統AL2n 的基線，因此其結果，亦可藉由該處理亦修正因進行處理導致之對準系統間的檢測偏置誤差。此外，亦可取代晶圓之對準標記而使用晶圓載台WST或測量載台MST上之基準標記，來進行第二對準系統AL2n 之基線測量。此時，亦可兼用第一對準系統AL1之基線測量所使用之測量板30的基準標記FM，亦即能以第二對準系統AL2n 來分別檢測基準標記FM。或者，亦可以與第二對準系統AL2n 相同之位置關係將n個基準標記設於晶圓載台WST或測量載台MST，再以第二對準系統AL2n 大致同時執行基準標記之檢測。此基準標記，例如可使用CD桿46之基準標記M。再者，能以第一對準系統AL1相對基線測量用基準標記FM之既定位置關係，將第二對準系統AL2n 之基線測量用基準標記設於晶圓載台WST，來與第一對準系統AL1對基準標記FM之檢測大致同時地執行第二對準系統AL2n 對基準標記FM的檢測。此時第二對準系統AL2n 之基線測量用基準標記可係 一個，亦可係複數個，例如與第二對準系統AL2n 設置成相同數目。又，本實施形態中，由於第一對準系統AL1及第二對準系統AL2n 能分別檢測出二維標記(X,Y標記)，因此藉由在第二對準系統AL2n 之基線測量時使用二維標記，即能同時求出第二對準系統AL2n 之X軸及Y軸方向的基線。本實施形態中，基準標記FM,M及晶圓之對準標記，包含複數條線標記分別周期性排列於X軸及Y軸方向的一維X標記及Y標記。
其次，說明在批量內之晶圓處理中，以既定時點、例如晶圓之曝光結束至次一晶圓裝載至晶圓台WTB上之動作結束的期間，亦即晶圓更換中所進行之Sec-BCHK動作。此時之Sec-BCHK，由於係以每次更換晶圓之時距來進行，因此以下亦稱為Sec-BCHK(時距)。
在進行此Sec-BCHK(時距)時，主控制裝置20係如圖16所示移動測量載台MST，以使配置有第一對準系統AL1之檢測中心之上述直線LV與中心線CL大致一致，且CD桿46與第一對準系統AL1及第二對準系統AL2n 對向。接著，根據與CD桿46上之一對基準格子52分別對向之圖16中以圓圈框住顯示之Y讀頭64y1 ,64y2 (Y軸線性編碼器70E,70F)的測量值調整CD桿46之θ z旋轉，且根據用以檢測位於測量台MTB之中心線CL上或其附近之基準標記M、在圖16中以圓圈框住顯示之第一對準系統AL1的測量值，並使用例如干涉儀之測量值調整CD桿46的XY位置。
接著，在此狀態下，主控制裝置20藉由使用四個第二 對準系統AL21 ~AL24 同時測量位於各第二對準系統視野內之CD桿46上的基準標記M，來分別求出四個第二對準系統AL21 ~AL24 的基線。接著，藉由在進行其後之處理時使用新測量出之基線，來修正四個第二對準系統AL21 ~AL24 之基線的漂移。
此外，上述Sec-BCHK(時距)雖係藉由複數個第二對準系統來同時測量相異之基準標記，但並不限於此，亦能藉由複數個第二對準系統依序(非同時)測量CD桿46上之同一基準標記M，來分別求出四個第二對準系統AL21 ~AL24 之基線。
其次，根據圖17(A)及圖17(B)簡單說明第二對準系統AL2n 之位置調整動作。
在進行調整前，第一對準系統AL1與四個第二對準系統AL21 ~AL24 之位置關係為圖17(A)之位置關係。
主控制裝置20如圖17(B)所示移動測量載台MST，使第一對準系統AL1與四個第二對準系統AL21 ~AL24 位於CD桿46上方。其次，與進行上述Sec-BCHK(時距)時同樣地，根據Y軸線性編碼器70E,70F(Y讀頭64y1 ,64y2 )的測量值調整CD桿46之θ z旋轉，且根據用以檢測位於測量台MTB之中心線CL上或其附近之基準標記M之第一對準系統AL1的測量值來調整CD桿46的XY位置。與此同時，主控制裝置20根據包含次一曝光對象之晶圓上對準照射區域之尺寸及配置(亦即晶圓上對準標記之配置)資訊的照射圖資訊，驅動旋轉驅動機構601 ~604 ，以使設於各第二對準 系統AL2n 前端之臂56分別以各自之旋轉中心為中心如圖17(B)中箭頭所示般旋轉。此時，主控制裝置20係一邊監測各第二對準系統AL2n 之檢測結果，一邊在CD桿46上之所欲基準標記M進入各第二對準系統AL2n 之視野(檢測區域)的位置停止各臂56的旋轉。藉此，配合附於待檢測對準照射區域之對準標記的配置，來調整(改變)第二對準系統AL2n 之基線。亦即，改變第二對準系統AL2n 之檢測區域在X軸方向的位置。藉此，僅須使晶圓W移動於X軸方向，即能藉由各第二對準系統AL2n 來依序檢測出在晶圓W上其X軸方向位置大致相同且Y軸方向位置相異之複數個對準標記。本實施形態中，晶圓對準動作、亦即第一對準系統AL1及第二對準系統AL2n 對晶圓之對準標記的檢測動作，雖如後述般使晶圓W僅往Y軸方向進行一維移動，但亦可在該動作之途中使至少一個第二對準系統AL2n 之檢測區域與晶圓W相對移動於與Y軸方向相異之方向(例如X軸方向)。此時，雖可藉由第二對準系統AL2n 之移動來調整檢測區域之位置，但亦可在考量調整時間或基線變化等後僅使晶圓W移動。
接著，在以上述方式調整第二對準系統AL2n 之基線後，主控制裝置20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。藉此來維持各臂56n 之旋轉角度調整後的狀態。
此外，上述說明中，雖係以五個對準系統AL1,AL21 ~AL24 來同時且個別檢測出形成於CD桿46上相異位置之 基準標記M，但並不限於此，亦能以五個對準系統AL1,AL21 ~AL24 來同時且個別檢測出形成於晶圓W(處理晶圓)上相異位置之對準標記，並調整各臂56n 之旋轉，藉此來同時調整第二對準系統AL2n 之基線。又，本實施形態中，雖係使用CD桿46之基準標記M等來調整第二對準系統AL2n 之基線(檢測區域之位置)，但調整動作並不限於此，例如亦可以前述感測器一邊測量第二對準系統AL2n 之位置一邊使其移動至目標位置。此時，可採用根據該感測器所測量之第二對準系統AL2n 之位置或移動量來修正移動前測量之基線的程序，在移動後再度執行基線測量的程序，或在移動後至少進行第二對準系統AL2n 之基線測量的程序。
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)的檢測(以下稱為聚焦映射)。
在進行此聚焦映射時，主控制裝置20係如圖18(A)所示，根據對向於X標尺39X2 之的X讀頭66(X線性編碼器70D)、以及分別對向於Y標尺39Y1 ,39Y2 的兩個Y讀頭64y2 ,64y1 (Y線性編碼器70A,70C)來管理晶圓台WTB在XY平面內的位置。在此圖18(A)之狀態下，與通過晶圓台WTB中心(與晶圓W之中心大致一致)之Y軸平行的直線(中心線)，係與前述直線LV一致。
接著，在此狀態下，主控制裝置20開始晶圓載台WST往+Y方向之掃描(SCAN)，在此掃描開始後，在晶圓載台WST往+Y方向移動直到多點AF系統(90a,90b)之檢測光 束開始照射於晶圓W上為止的期間，使Z感測器72a~72d與多點AF系統(90a,90b)一起作動(使其導通)。
接著，在此Z感測器72a~72d與多點AF系統(90a,90b)同時作動之狀態下，如圖18(B)所示在晶圓載台WST往+Y方向行進的期間，係以既定取樣間隔擷取Z感測器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)、以及以多點AF系統(90a,90b)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)，並將該擷取之各面位置資訊與各取樣時Y線性編碼器70A,70C之測量值之三者彼此賦予對應關係後依序儲存於未圖示記憶體。
接著，當多點AF系統(90a,90b)之檢測光束不照射至晶圓W時，主控制裝置20即結束上述取樣動作，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感測器72a~72d之面位置資訊為基準的資料。
更進一步詳言之，係根據Z感測器72a,72b之測量值平均值來求出板體28之-X側端部附近區域(形成有Y標尺39Y2 之區域)上既定之點(例如Z感測器72a,72b各自之測量點之中點、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)的面位置資訊。又，根據Z感測器72c,72d之測量值來求出板體28之+X側端部附近區域(形成有Y標尺39Y1 之區域)上既定之點(例如Z感測器72c,72d各自之測量點之中點、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)的面位置資訊。接著，主控制裝置20如圖18(C)所示，將多點AF系統(90a,90b)之各檢測點的面位置資訊，換算成以連結左測量點P1之面位置與右測量點P2之面位置之直線為基準的面位置資料z1~zk。主控制裝置20係依所有取樣時所擷取之資訊進行上述換算。
如上所述，藉由預先取得上述之換算資料，例如在進行曝光時等，以前述Z感測器741,j 、743,j 及761,q 、762,q 測量晶圓台WTB表面(形成有Y標尺39Y2 之區域上的點、以及形成有Y標尺39Y1 之區域上的點)，以算出晶圓台WTB之Z位置與相對XY平面的傾斜(主要為θ y旋轉)。藉由使用該算出之晶圓台WTB之Z位置、相對XY平面的傾斜(主要為θ y旋轉)、以及前述面位置資料z1~zk，即可在不實際取得晶圓表面之面位置資訊的情況下控制晶圓W上面的面位置。因此，由於即使將多點AF系統配置於離開投影光學系統PL之位置亦不會產生任何問題，因此即使係作業距離較窄之曝光裝置，亦能非常合適地適用於本實施形態之聚焦映射。
此外，上述說明中，雖係分別根據Z感測器72a,72b之測量值的平均值、Z感測器72c,72d之測量值的平均值來算出左測量點P1之面位置與右測量點P2之面位置，但並不限於此，亦可將多點AF系統(90a,90b)各檢測點之面位置資訊，換算成例如以連結Z感測器72a,72c所測量之面位置之直線為基準的面位置資料。此時，係分別預先求出 在各取樣時點取得之Z感測器72a之測量值與Z感測器72b之測量值的差、以及Z感測器72c之測量值與Z感測器72d之測量值的差。接著，在曝光時等進行面位置控制時，以Z感測器741,j 、742,j 及761,q 、762,q 測量晶圓台WTB表面，以算出晶圓台WTB之Z位置與相對XY平面的傾斜(不僅θ y旋轉亦包含θ x旋轉)，並藉由使用該算出之晶圓台WTB之Z位置、相對XY平面的傾斜、以及前述面位置資料z1~zk及前述之差，即可在不實際取得晶圓表面之面位置資訊的情況下控制晶圓W的面位置。
以上，係以在晶圓台WTB表面不存在凹凸為前提下之說明。然而，實際上如圖18(C)所示，會於晶圓WTB表面、亦即形成有Y標尺39Y2 之第1部分區域28b1 之表面及形成有Y標尺39Y1 之第2部分區域28b2 之表面等有凹凸。然而，即使係如上述於晶圓台WTB表面存在有凹凸時，在晶圓W之子午線(與通過晶圓中心之Y軸平行的直線)上之點仍能以極高精度進行面位置控制。
以下，針對此點進行說明。
在進行聚焦映射時，作為映射時之基準之Z感測器72a~72d係檢測晶圓台WTB表面上之某位置(XY座標位置)的面位置資訊。接著，由上述說明可清楚得知，聚焦映射，係先固定晶圓載台WST之X位置，一邊使晶圓載台WST往+Y方向一直線移動一邊進行。亦即，在進行聚焦映射時Z感測器72a~72d檢測該面位置資訊之線(第2撥水板28b之表面上)亦係與Y軸平行的直線。
在進行該聚焦映射時(晶圓載台WST往+Y方向移動時)，位於晶圓之子午線上之照射區域，在不使晶圓載台WST移動於X軸方向之情況下係配置於曝光位置(投影光學系統PL下方)。在子午線上之照射區域到達曝光位置時，位於平行於與Z感測器72a,72b相同之Y軸的直線上、且位於平行於與一對Z感測器741,4 、742,4 、Z感測器72c,72d相同之Y軸的直線上的一對Z感測器761,3 、762,3 ，係檢測在聚焦映射時Z感測器72a,72b及Z感測器72c,72d分別檢測面位置資訊之晶圓台WTB上之點之相同點的面位置資訊。亦即，作為多點AF系統(90a,90b)之面位置資訊檢測基準之Z感測器所測量的基準面，在聚焦映射時與曝光時為相同。因此，即使於晶圓台WTB表面產生凹凸或起伏等，在對子午線上之照射區域進行曝光時可不用考量該凹凸或起伏，可將聚焦映射時所得到之Z位置直接作為Z位置使用，而能在曝光時進行晶圓之聚焦控制，因此能進行高精度之聚焦控制。
在對子午線上以外之照射區域進行曝光時，當於晶圓台WTB表面無凹凸及起伏等的情況下，雖可確保與上述子午線上之照射區域相同程度之聚焦控制精度，但當於晶圓台WTB表面有凹凸或起伏等的情況下，聚焦控制精度則取決於後述之導線Z移動修正的精度。又，主控制裝置20當為了對子午線上以外之照射區域進行曝光而使晶圓載台WST移動於例如X軸方向時，係隨著該晶圓載台WST之移動而在複數個Z感測器間接管測量值。
其次說明聚焦校正。聚焦校正之意，係指進行下述兩個處理：聚焦校正之前半處理，係求出某基準狀態中晶圓台WTB在X軸方向之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表面之代表檢測點之檢測結果(面位置資訊)的關係；以及聚焦校正之後半處理，係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所檢測出之投影光學系統PL之最佳聚焦位置對應之、晶圓台WTB在X軸方向之一側與另一側端部的面位置資訊，並根據上述兩處理之處理結果，求出多點AF系統(90a,90b)之代表檢測點之偏置、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。
在進行此聚焦校正時，主控制裝置20係如圖19(A)所示，根據分別對向於X標尺39X1 ,39X2 之兩個X讀頭66(X線性編碼器70B,70D)、以及分別對向於Y標尺39Y1 ,39Y2 的兩個Y讀頭64y2 ,64y1 (Y線性編碼器70A,70C)來管理晶圓台WTB在XY平面內的位置。在此圖19(A)之狀態下，係晶圓台WTB之中心線與前述直線LV一致的狀態。又，在此圖19(A)之狀態下，晶圓台WTB係位於Y軸方向中來自多點AF系統(90a,90b)之檢測光束會照射於前述測量板30的位置。又，此處雖省略圖示，但於晶圓台WTB(晶圓載台WST)之+Y側係有測量載台MST，前述CD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31)。
(a)在此狀態下，主控制裝置20係進行如下述之聚焦 校正之前半處理。亦即，主控制裝置20係一邊檢測前述Z感測器72a,72b,72c,72d(在位於多點AF系統(90a,90b)之檢測區域兩端部之檢測點各自的附近)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，求出在晶圓台WTB之中心線與前述直線LV一致的狀態下Z感測器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表面之檢測點(複數個檢測點中位於中央或其附近之檢測點)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，並在測量板30配置於投影光學系統PL正下方之位置時停止晶圓載台WST。接著，主控制裝置20即進行如下述之聚焦校正的後半處理。亦即，主控制裝置20係如圖19(B)所示，一邊以各一對之Z感測器741,4 、742,4 、Z感測器761,3 、762,3 (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)所測量之面位置資訊為基準，控制測量板30(晶圓台WTB)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以狹縫掃描方式測量形成於標線片R或形成於標線片載台RST上之未圖示標記板之測量標記的空間像，再根據其測量結果測定投影光學系統PL之最佳聚焦位置。此時，如圖19(B)所示，由於液浸區域14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及水來進行。又，於圖19(B)中雖省略圖示，但由於空間像測量裝置45之測量板30等係裝載於晶圓載台WST(晶圓台WTB)、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保持晶圓載台WST與測量載台MST彼此接觸之狀態(或接觸狀態)下進行(參照圖33)。藉由上述測定，求出在晶圓台WTB之中心線與前述直線LV一致的狀態下Z感測器741,4 、742,4 、Z感測器761,3 、762,3 (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)。此測量值，係與投影光學系統PL之最佳聚焦位置對應。
(c)藉此，主控制裝置20即能根據在上述(a)之聚焦校正前半處理所求出之Z感測器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)、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)之聚焦校正後半處理所求出之與投影光學系統PL之最佳聚焦位置對應之Z感測器741,4 、742,4 、Z感測器761,3 、762,3 (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，該代表檢測點雖例如係複數個檢測點之中央或其附近之檢測點，但其數目及/或位置等可為任意。此時，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為零。此調整例如可藉由調整受光系統90b內部之未圖示平行平面板的角度來以光學方式進行，或亦可以電氣方式調整檢測偏置。又，不進行檢測原點之調整，而事先儲存該偏置亦可。此處係藉由上述光學方法來進行該檢測原點之調整。藉此，多點AF系統(90a,90b)之聚焦校正即結束。此外，光學方式之檢測原點之調整，由於並不易使代表檢測點以外之剩餘檢測點之偏置均為零，因此剩餘之檢測點最好係事先儲存進行光學調整後之偏置。
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)。
在進行此多點感測器間偏置修正時，主控制裝置20係如圖20(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CD桿46，並在多點AF系統(90a,90b)之受光系統90b接收來自CD桿46表面(基準平面)之反射光後，擷取來自受光系統90b之輸出訊號。
此時，只要CD桿46表面設定成與XY平面平行，主控制裝置20即可根據以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，或者以電氣方式調整各感測器之檢測偏置，以使所有感測器之檢測值例如與進行前述聚焦校正時對應於代表檢測點之感測器之檢測值成 為同一值，藉此能進行AF感測器間偏置修正。
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之輸出訊號時，由於主控制裝置20會如圖20(A)所示使用Z感測器72a,72b,72c,72d來檢測出CD桿46表面的傾斜，因此不一定要將CD桿46表面設定成與XY平面平行。亦即只要如圖20(B)之示意圖所示般使各檢測點之檢測值分別成為該圖中箭頭所示之值即可，亦即若連結檢測值上端之線有如該圖中虛線所示之凹凸時，即將各檢測值調整成連結檢測值上端之線成為該圖中所示之實線即可。
其次，說明用以求出修正資訊之導線Z移動修正，該修正資訊係用以修正晶圓台WTB表面、更正確而言為第2撥水板28b表面在X軸方向之凹凸之影響。此處，導線Z移動修正之進行，係一邊使晶圓台WTB移動於X軸方向，一邊以既定取樣間隔，同時擷取Z感測器(用以檢測晶圓台WTB之第2撥水板28b表面左右區域之面位置資訊)之測量值、以及多點AF系統對晶圓之面位置資訊的檢測值。
在進行此導線Z移動修正時，主控制裝置20係與前述之聚焦映射同樣地，如圖21(A)所示，根據分別對向於X標尺39X1 ,39X2 之的兩個X讀頭66(X線性編碼器70B,70D)、以及分別對向於Y標尺39Y1 ,39Y2 的兩個Y讀頭64y2 ,64y1 (Y線性編碼器70A,70C)來管理晶圓台WTB在XY平面內的位置。在此圖21(A)之狀態下，晶圓台WTB之中心線係位於前述直線LV之+Y側，主控制裝置20使用Z感 測器72a,72b及72c,72d測量晶圓台WTB之第2撥水板28b表面左右區域之-X側端部附近之點的面位置資訊，同時使用多點AF系統(90a,90b)來檢測晶圓之面位置資訊。
其次，主控制裝置20即如圖21(A)中白色箭頭所示，使晶圓載台WST以既定速度移動於-Y方向。在此移動中，主控制裝置20係以既定取樣間隔，反覆執行同時擷取上述Z感測器72a,72b及Z感測器72c,72d之測量值與多點AF系統(90a,90b)的動作。接著如圖21(B)所示，在Z感測器72a,72b及Z感測器72c,72d與晶圓台WTB之第2撥水板28b表面左右區域之+X側端部附近之點對向的狀態下，結束上述同時擷取動作之時點時即結束作業。
接著，主控制裝置20求出多點AF系統(90a,90b)在各檢測點之面位置資訊與同時擷取之Z感側器72a~72d之面位置資訊的關係。接著，從進行不同取樣時所求出之複數關係中算出第2撥水板28b表面在X軸方向的凹凸。亦即，由於此時多點AF系統(90a,90b)係調整了感測器間偏置，因此只要是第2撥水板28b表面之相同點，與任一檢測點對應之感測器之檢測值亦應為相同值。因此，以與不同檢測點對應之感測器檢測第2撥水板28b表面之相同點時之檢測值之差，會直接反應出第2撥水板28b表面之凹凸及其移動時之晶圓台在Z軸方向之位置變動。因此，藉由利用此關係，以從進行不同取樣時所求出之複數關係中求出第2撥水板28b表面在X軸方向的凹凸。
如上述，主控制裝置20，係一邊使晶圓台WTB(晶圓載 台WST)移動於X軸方向，一邊根據使用多點AF系統(90a,90b)依序檢測出之結果，求出在晶圓台WTB(晶圓載台WST)移動於X軸方向(位於不同之X位置)時產生之晶圓台WTB表面在Z軸方向之位置變動相關的資訊。主控制裝置20係在進行曝光時增加此資訊來作為修正量，同時進行晶圓W之聚焦控制。
其次，根據圖22~圖36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22，係顯示對晶圓載台WST上之晶圓W(此處係例舉某批量(一批量為25片或50片)中間的晶圓)進行步進掃描方式之曝光的狀態。此時之測量載台MST，係與晶圓載台WST保持既定距離追隨移動。因此，在曝光結束後，在移行至與晶圓載台WST為前述接觸狀態(或接近狀態)時之測量載台MST的移動距離，只要與上述既定距離為相同距 離即足夠。
在此曝光中，藉由主控制裝置20，根據分別對向於X標尺39X1 ,39X2 之圖22中以圓圈框住顯示之兩個X讀頭66(X編碼器70B,70D)、以及分別對向於Y標尺39Y1 ,39Y2 之圖22中以圓圈框住顯示的兩個Y讀頭64(Y編碼器70A,70C)的測量值，來控制晶圓台WTB(晶圓載台WST)在XY平面內的位置(包含θ z旋轉)。又，藉由主控制裝置20，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各一對Z感測器741,j ,742,j ,761,q ,762,q 的測量值，來控制晶圓台WTB在Z軸方向之位置與θ y旋轉(橫搖)及θ x旋轉(縱搖)。此外，晶圓台WTB在Z軸方向之位置與θ y旋轉(橫搖)係根據Z感測器741,j ,742,j ,761,q ,762,q 的測量值來控制，θ x旋轉(縱搖)亦可根據Y軸干涉儀16之測量值來控制。無論如何，在該曝光中晶圓台WTB在Z軸方向之位置、θ y旋轉及θ x旋轉之控制(晶圓W之聚焦調平控制)，係根據事前進行之前述聚焦映射之結果來進行。
又，為了防止在該曝光中晶圓載台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，根據事前進行之前述晶圓對準(EGA，加強型全晶圓對準)之結果及對準系統AL1,AL21 ~AL22 之最新基線等，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。又，依位於圖22之-Y側之照射區域至位於+Y側之照射區域的順序來進行。
又，主控制裝置20，亦可在進行曝光中，儲存編碼器70A~70D之測量值與干涉儀16,126之測量值，並視需要來更新前述修正圖。
接著，當如圖23所示對晶圓W之曝光結束前、例如依序對晶圓W上之不同照射區域依序曝光時，在對最終照射區域進行曝光前，主控制裝置20係透過驅動機構34A,34B來下降驅動開閉器49A,49B，以將開口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，即一邊將X軸干涉儀130之測量值維持於一定值，一邊根據Y軸干涉儀18之測量值控制載台驅動系統124，使測量載台MST(測量台MTB)移動至圖24所示之位置。此時，CD桿46(測量台MTB)之-Y側面與晶圓台WTB之+Y側端面係接觸。此外，亦可監控例如用以測量各台在Y軸方向之位置之干涉儀或編碼器的測量值，使測量台MTB與晶圓台WTB在Y軸方向分離300μm左右，保持非接觸之狀態(接近狀態)。
其次，如圖25所示，主控制裝置20一邊保持晶圓台WTB與測量台MTB在Y軸方向之位置關係，一邊開始將測量載台MST驅動於-Y方向、將晶圓載台WST驅動向卸載位置UP的動作。當此動作開始時，在本實施形態中測量 載台MST僅移動於-Y方向，晶圓載台WST則移動於-Y方向及-X方向。
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之前端透鏡191與晶圓W之間的水(液浸區域14之水)，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→板體28→CD桿46→測量台MTB之順序移動。此外，在上述移動當中，晶圓台WTB、測量台MTB係保持前述接觸狀態(或接近狀態)。此外，圖25係顯示液浸區域14之水從板體28移至CD桿46前一刻的狀態。
當從圖25之狀態更進一步地將晶圓載台WST、測量載台MST往-Y方向同時驅動些微距離時，由於Y編碼器70A,70C即無法測量晶圓載台WST(晶圓台WTB)之位置，因此在此之前，主控制裝置20即將晶圓載台WST(晶圓台WTB)之Y位置及θ z旋轉的控制，從基於Y編碼器70A,70C之測量值之控制切換成基於Y軸干涉儀16之測量值之控制。接著在既定時間後，由於測量載台MST即如圖26所示到達前述進行Sec-BCHK(時距)之位置，因此主控制裝置120即使測量載台MST停止在該位置，且藉由與X標尺39X1 對向之圖26中以圓圈框住顯示的X讀頭66(X線性編碼器70B)來測量晶圓載台WST之X位置，以Y軸干涉儀16測量Y位置及θ z旋轉等，同時使晶圓載台WST進一步往卸載位置UP驅動並使其在卸載位置UP停止。此外，在圖26之狀態下，於測量台MTB與前端透鏡191之間保持有水。
其次，主控制裝置20如圖26及圖27所示，使用測量載台MST之CD桿46，以前述步驟測量四個第二對準系統相對第一對準系統AL1的相對位置。並進行Sec-BCHK(時距)。主控制裝置20，以與此Sec-BCHK(時距)同時進行之方式，對未圖示卸載臂之驅動系統下達指令以卸載停在卸載位置UP之晶圓載台WST上的晶圓W，且在卸載時使上升驅動之上下動銷CT(圖26中未圖示，參照圖27)上升既定量，並將晶圓載台WST往+X方向驅動使其移動至裝載位置LP。此處，晶圓之卸載動作之進行方式，係以上下動銷CT從下方支撐頂起晶圓W，卸載臂從該晶圓W下方進入，再使上下動銷CT略往下移動或卸載臂略往上升等，來從上下動銷CT將晶圓承交至卸載臂。
其次，主控制裝置20如圖28所示將測量載台MST移動至最佳待機位置(以下稱為「最佳急停待機位置」)，該待機位置係供將測量載台MST從離開晶圓載台WST之狀態移行至與晶圓載台WST之前述接觸狀態(或接近狀態)的位置，再以前述步驟關閉開閉器49A,49B。主控制裝置20以與上述動作同時進行之方式，對未圖示裝載臂之驅動系統下達指令以將新的晶圓W裝載於晶圓台WTB上。此晶圓W之裝載動作之進行步驟如下，將保持於裝載臂之晶圓W從裝載臂移交至維持上升既定量狀態之上下動銷CT，在裝載臂退離後，藉由使上下動銷CT下降以將晶圓W裝載於晶圓保持具，再以未圖示真空夾具予以吸附。此時，由於維持上下動銷CT上升既定量之狀態，因此與將上下動銷CT 下降驅動後收納於晶圓保持具內部之情形相較，能以更短時間來進行晶圓裝載動作。此外，圖28係顯示晶圓W裝載於晶圓台WTB之狀態。
本實施形態中，上述測量載台MST之最佳急停待機位置，係根據附設於晶圓上之對準照射區域之對準標記的Y座標來適當地設定。藉此，當移行至上述接觸狀態(或接近狀態)時，由於不需進行使測量載台MST移動至該最佳急停待機位置的動作，因此與使測量載台MST在離開最佳急停待機位置之位置待機的情形相較，能削減一次測量載台MST之移動次數。又，本實施形態中，係將上述最佳急停待機位置設定成能使晶圓載台WST停止於供進行前述晶圓對準之位置，且係能移行至上述接觸狀態(或接近狀態)的位置。
其次，主控制裝置20，如圖29所示使晶圓載台WST從裝載位置LP移動至測量板30上之基準標記FM定位在第一對準系統AL1之視野(檢測區域)內的位置(亦即進行前述Pri-BCHK之前半處理的位置)。在此移動之途中，主控制裝置20係將晶圓台WTB在XY平面內之位置的控制，從基於編碼器70B(X軸方向)之測量值之控制、及基於Y軸干涉儀16(Y軸方向及θ z旋轉)之測量值之控制，切換成基於對向於X標尺39X1 ,39X2 之圖29中以圓圈框住顯示的兩個X讀頭66(編碼器70B,70D)、以及對向於Y標尺39Y1 ,39Y2 之圖29中以圓圈框住顯示的兩個Y讀頭64y2 ,64y1 (編碼器70A,70C)之測量值的控制。
接著，主控制裝置20，即進行使用第一對準系統AL1來檢測基準標記FM之前述Pri-BCHK的前半處理。此時，測量載台MST係在前述最佳急停位置待機中。
其次，主控制裝置20一邊根據上述四個編碼器之測量值來管理晶圓載台WST之位置，一邊開始使晶圓載台WST往+Y方向移動向用以檢測對準標記(附設於前述三個第一照射區域AS(參照圖12(C))的位置。在此晶圓載台WST往+Y方向之移動開始後，主控制裝置20即以前述步驟開啟開閉器49A,49B，以使晶圓載台WST與測量載台MST能更加接近。又，主控制裝置20係根據開閉感測器101之檢測結果來確認開閉器49A,49B已開啟。
接著，當晶圓載台WST到達圖30所示之位置時，主控制裝置20即根據撞擊偵測感測器43B,43C之輸出偵測晶圓載台WST與測量載台MST之彼此接觸(或接近至300μm左右之距離)，並立刻使晶圓載台WST停止。在此之前，主控制裝置20會在Z感測器72a~72d之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感測器72a~72d(使其導通)，以開始晶圓台WTB之Z位置及傾斜(θ y旋轉及θ x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30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，此時之附設於三個第一對準照射區域AS之對準標記的同時檢測動作，係如前所述藉由改變晶圓台WTB的Z位置，來一邊改變複數個對準系統AL1,AL21 ~AL24 與晶圓台WTB所裝載之晶圓W之間、於Z軸方向(聚焦方向)中的相對位置關係，一邊予以進行。
如上所述，本實施形態中，在檢測第一對準照射區域AS之對準標記之位置，結束移行至測量載台MST晶圓載台WST成為接觸狀態(或接近狀態)的動作，並藉由主控制裝置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(步進移動向前述用以檢測附設於五個第二對準照射區域AS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30所示開始多點AF系統(90a,90b)之檢測光束對晶圓台WTB的照射。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31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之中心線與前述直線LV一致的狀態下Z感測器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CD桿46與晶圓台WTB之邊界附近。亦即，係液浸區 域14之水從CD桿46移交至晶圓台WTB前一刻的狀態。
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32所示之位置時，即使用五個對準系統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AS之對準標記(參照圖32中之星標記)，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儲存於未圖示記憶體。此外，此時之附設於五個第二對準照射區域AS之對準標記的同時檢測動作，亦如前所述一邊改變晶圓台WTB之Z位置，一邊予以進行。
又，此時由於不存在與X標尺39X1 對向且位於上述直線LV上之X讀頭，因此主控制裝置20係根據與X標尺39X2 對向之X讀頭66(Y線性編碼器70D)及Y線性編碼器70A,70C的測量值來控制晶圓台WTB在XY平面內的位置。
如上所述，本實施形態中，在第二對準照射區域AS之對準標記之檢測結束的時間點，可檢測出合計八個之對準標記的位置資訊(二維位置資訊)。因此在此階段時，主控制裝置20亦可使用此等之位置資訊來進行例如前述EGA方式之統計運算，求出晶圓W之標尺(照射倍率)，並根據該算出之照射倍率來調整投影光學系統PL之光學特性、例如投影倍率。本實施形態中，可藉由驅動構成投影光學系統PL之特定可動透鏡，或改變構成投影光學系統PL之特定透鏡間所形成之氣密室內部的氣體壓力，來控制用以調整投影 光學系統PL之光學特性的調整裝置68(參照圖8)，以調整投影光學系統PL之光學特性。亦即，主控制裝置20亦可在對準系統AL1,AL21 ~AL24 檢測完晶圓W上之既定數目(此處為八個)標記的階段，根據該等之檢測結果控制調整裝置68，以調整投影光學系統PL之光學特性。此外，標記之數目不限於八個或係檢測對象之標記之總數的一半等，只要例如係在計算晶圓之標尺等所需的數目以上即可。
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AS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32所示，使用Z感測器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33所示測量板30配置於投影光學系統PL正下方的位置時，主控制裝置20即進行前述Pri-BCHK之後半處理及前述聚焦校正之後半處理。
接著，主控制裝置20根據前述Pri-BCHK之前半處理的結果與Pri-BCHK之後半處理的結果算出第一對準系統AL1之基線。同時，主控制裝置20根據前述聚焦校正前半處理所求得之Z感測器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)、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、以及在前述聚焦校正後半處理所求得之與投影光學系統PL之最佳聚焦位置對應之Z感測器741,4 、742,4 、Z 感測器761,3 、762,3 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)之代表檢測點之偏置，並藉由前述光學方法將多點AF系統之檢測原點調整到該偏置成為零。
在此情形下，從產量之觀點來看，亦可僅進行上述Pri-BCHK之後半處理及聚焦校正之後半處理之其中一方，亦可在不進行兩處理之狀態下移行至次一處理。當然，若不進行Pri-BCHK之後半處理即亦無進行前述Pri-BCHK之前半處理的必要，此時，主控制裝置20只要使晶圓載台WST移動至可從前述裝載位置LP檢測出附設於第一對準照射區域AS之對準標記的位置即可。
此外，係在該圖33之狀態下持續進行前述聚焦映射。
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34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AS之對準標記(參照圖34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儲存於未圖示記憶體。此外，此時之附設於五個第三對準照射區域AS之對準標記的同時檢測動作，亦如前所述一邊改變晶圓台WTB之Z位置，一邊予以進行。又，在此時點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，前述減震器47A,47B即從形成於X軸固定件80之開口51A,51B脫離，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即透過驅動機構34A,34B上升驅動開閉器49A,49B，以設定成關閉開口51A,51B之狀態，且當測量載台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使晶圓載台WST往+Y方向移動向附設於前述三個第一對準照射區域AS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，晶圓載台WST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35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上三個第一對準照射區域AS之對準標記(參照圖35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，此時之附設於三個第一對準照射區域AS之對準標記的同時檢測動作，亦如前所述一邊改變晶圓台WTB之Z位置，一邊予以進行。又，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四個編碼器的測量值，透過例如前述EGA方式進行統計運算，算出上述四個編碼器之測量軸所規定之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36所示結束聚焦映射。其後，主控制裝置20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，對批量內之剩餘晶圓亦反覆進行同樣之動作。
如以上所說明，根據本實施形態，可藉由編碼器系統(包含測量值之短期穩定性良好之編碼器70A~70D等)來在不受空氣晃動等之影響的情況下以高精度測量晶圓台WTB在XY平面內的位置資訊，且能藉由面位置測量系統(包含Z感測器72a~72d,741,1 ~742,6 、以及761,1 ~762,6 等)來在不受空氣晃動等之影響的情況下以高精度測量晶圓台WTB在與XY平面正交之Z軸方向的位置資訊。此時，由於上述編碼器系統及上述面位置測量系統之兩者均可直接測量晶圓台WTB之上面，因此能簡易且直接控制晶圓台WTB之位置、進而能控制晶圓W之位置。
又，根據本實施形態，係在進行前述聚焦映射時，藉由主控制裝置20使上述面位置測量系統與多點AF系統 (90a,90b)同時作動，將多點AF系統(90a,90b)之檢測結果換算成以面位置測量系統之測量結果為基準的資料。因此，藉由預先取得此換算資料，在其後僅需藉由面位置測量系統測量晶圓台WTB在Z軸方向之位置資訊、以及相對XY平面之傾斜方向的位置資訊，即能在不取得晶圓W之面位置資訊的情況下控制晶圓W之面位置。因此，本實施形態中，即使前端透鏡191與晶圓W表面之作業距離較窄，亦不會產生任何問題，能以良好精度執行曝光時晶圓W之聚焦/調平控制。
本實施形態中，從前述使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作的說明可知，在晶圓W從用以將晶圓W搬入晶圓載台WST之位置(裝載位置LP)移動至用以對晶圓W進行既定處理、例如進行曝光(圖案形成)之位置的過程中，主控制裝置20係進行面位置控制系統與多點AF系統(90a,90b)之同時作動、以及上述資料之換算處理(聚焦映射)。
又，本實施形態中，在開始對準系統AL1,AL21 ~AL24 對複數個待檢測標記之檢測動作(例如前述晶圓對準動作)直到結束該複數個晶圓之檢測動作為止的過程中，主控制裝置20係進行上述面位置控制系統與多點AF系統(90a,90b)之同時作動且開始上述資料之換算處理。
又，根據本實施形態，由於能如上述般以高精度控制晶圓台WTB、進一步而言為晶圓W之面位置，因此能進行幾乎不會產生因面位置控制誤差所導致之曝光不良的高精 度曝光，藉此能在不產生影像模糊之狀態下將圖案像形成於晶圓W上。
又，根據本實施形態，可藉由主控制裝置20，例如在進行曝光前，以晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部之面位置資訊為基準，使用多點AF系統(90a,90b)之檢測值(測量值)來測量晶圓W之面位置資訊，且在進行曝光時，亦能以晶圓台WTB在X軸方向一側與另一側端部之面位置資訊為基準，調整晶圓W在平行於投影光學系統PL之光軸AX之方向及在相對與光軸AX正交之面之傾斜方向的位置。因此，不論在曝光前是否已測量晶圓W之面位置資訊，在實際進行曝光時，亦能以高精度進行晶圓W之面位置控制。
又，根據本實施形態，空間像測量裝置45之一部分係設於晶圓台WTB(晶圓載台WST)且剩餘之一部分則設於測量載台MST，並測量藉由投影光學系統PL所形成之測量標記的空間像。因此，當例如進行前述聚焦校正時，即可藉由該空間像測量裝置45，在測量投影光學系統PL之最佳聚焦位置時，將設有空間像測量裝置45一部分之晶圓台WTB(晶圓載台WST)在與投影光學系統PL之光軸平行之方向的位置作為該最佳聚焦位置之基準來進行測量。因此，在以照明光IL對晶圓進行曝光時，即可根據該最佳聚焦位置之測量結果來以高精度調整晶圓台WTB(晶圓載台WST)在與投影光學系統PL之光軸平行之方向的位置。又，由於在晶圓台WTB(晶圓載台WST)僅設有空間像測量裝置45之 一部分，因此不會使該晶圓台WTB(晶圓載台WST)大型化，能良好地確保該位置控制性。此外，亦可不將空間像測量裝置45剩餘之一部分全部設於測量載台MST，而將之分別設於測量載台MST及其外部。
又，根據本實施形態，係藉由Y軸干涉儀18及X軸干涉儀130來測量測量載台MST之位置資訊，並藉由四個線性編碼器70A~70D測量晶圓台WTB(晶圓載台WST)之位置資訊。此處之線性編碼器70A~70D係反射型編碼器，其包含具有配置於晶圓台WTB上且以分別平行於Y軸、X軸之方向為周期方向之光柵的複數個光柵(亦即Y標尺39Y1 ,39Y2 或X標尺39X1 ,39X2 )、以及與標尺39Y1 ,39Y2 ,39X1 ,39X2 對向配置的讀頭(Y讀頭64或X讀頭66)。因此，線性編碼器70A~70D，從各讀頭照射於所對向標尺(光柵)之光束之光路長度較Y軸干涉儀18及X軸干涉儀130短許多，因此不易受到空氣晃動之影響，其測量值之短期穩定性優於Y軸干涉儀18及X軸干涉儀130。因此，能穩定地控制用以保持晶圓之晶圓台WTB(晶圓載台WST)的位置。
又，根據本實施形態，以Y軸方向為測量方向之複數個Y讀頭64在X軸方向之間隔，係設定成較Y標尺39Y1 ,39Y2 在X軸方向的寬度窄，以X軸方向為測量方向之複數個X讀頭66在Y軸方向之間隔，係設定成較X標尺39X1 ,39X2 在Y軸方向的寬度窄。藉此，在使晶圓台WTB(晶圓載台WST)移動時，可一邊依序切換複數個Y讀頭64，一邊根據用以將檢測光(光束)照射於Y標尺39Y1 或39Y2 之Y 線性編碼器70A或70C之測量值，來測量晶圓台WTB(晶圓載台WST)之Y位置，且可同時地一邊依序切換複數個X讀頭66，一邊根據用以將檢測光(光束)照射於X標尺39X1 或39X2 之X線性編碼器70B或70D之測量值，來測量晶圓台WTB(晶圓載台WST)之X位置。
又，根據本實施形態，係在為了取得前述標尺之格子間距之修正資訊而使晶圓台(晶圓載台WST)往Y軸方向移動時，藉由主控制裝置20以前述步驟求出用以修正各格子線37(構成X標尺39X1 ,39X2 )之彎曲的修正資訊(光柵彎曲之修正資訊)。接著，藉由主控制裝置20，一邊根據晶圓台WTB(晶圓載台WST)之Y位置資訊及X標尺39X1 ,39X2 之光柵彎曲的修正資訊(以及格子間距之修正資訊)來修正從讀頭單元62B,62D得到之測量值，一邊使用X標尺39X1 ,39X2 與讀頭單元62B,62D來將晶圓台WTB(晶圓載台WST)驅動於X軸方向。因此，可不受構成X標尺39X1 ,39X2 之各格子彎曲的影響，使用利用X標尺39X1 ,39X2 之讀頭單元62B,62D(編碼器70B,70D)來以良好精度進行晶圓台WTB(晶圓載台WST)往X軸方向之驅動。又，藉由在Y軸方向亦進行與上述相同之動作，而亦能以良好精度進行晶圓台WTB(晶圓載台WST)往Y軸方向之驅動。
又，根據本實施形態，係在晶圓載台WST往Y軸方向直線移動之期間，藉由在X軸方向相距既定間隔設定有複數個檢測點之多點AF系統(90a,90b)來檢測晶圓W表面之面位置資訊，且藉由沿X軸方向將檢測區域排列成一列之 複數個對準系統AL1,AL21 ~AL24 來檢測在晶圓W上位置彼此不同之對準標記。亦即，由於晶圓載台WST(晶圓W)僅係呈直線地通過多點AF系統(90a,90b)之複數個檢測點(檢測區域AF)與複數個對準系統AL1,AL21 ~AL24 之檢測區域，即結束晶圓W大致全面之面位置資訊的檢測、以及在晶圓W上待檢測之所有對準標記(例如EGA之對準照射區域之對準標記)的檢測，因此，與毫無關聯地(分別獨立地)進行對準標記之檢測動作與面位置資訊(聚焦資訊)之檢測動作的情形相較，能更加提升產能。
本實施形態中，如從前述使用晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作之說明可知，主控制裝置20，係在晶圓載台WST從裝載位置向曝光位置(曝光區域IA)之移動的途中(亦即晶圓載台WST往Y軸方向之移動中)，以複數個對準系統AL1,AL21 ~AL24 同時檢測在晶圓W上X軸方向之位置不同的複數個標記(對準照射區域之對準標記)，且以多點AF系統(90a,90b)檢測伴隨著晶圓載台WST往Y軸方向之移動而通過複數個對準系統之檢測區域的晶圓W之面位置資訊。因此，與毫無關聯地進行對準標記之檢測動作與面位置資訊(聚焦資訊)之檢測動作的情形相較，能更加提升產能。此外，本實施形態中裝載位置與曝光位置雖在X軸方向中相異，但在X軸方向之位置為相同亦可。此時，能使晶圓載台WST大致成一直線地從裝載位置移動至對準系統(及多點AF系統)的檢測區域。又，亦可使裝載位置與卸載位置為同一位置。
又，根據本實施形態，能一邊根據分別對向於一對Y標尺39Y1 ,39Y2 之一對Y讀頭64y2 ,64y1 (一對Y軸線性編碼器70A,70C)的測量值，來測量晶圓台WTB(晶圓載台WST)在Y軸方向之位置與θ z旋轉(偏搖)，一邊使晶圓台WTB(晶圓載台WST)移動於Y軸方向。又，此情況下，由於能在已配合形成於晶圓W上之照射區域排列(尺寸等)調整了第二對準系統AL21 ~AL24 相對第一對準系統AL1在X軸方向之相對位置的狀態下，實現晶圓台WTB(晶圓載台WST)往Y軸方向之移動，因此能以複數個對準系統AL1,AL21 ~AL24 同時測量晶圓W上於Y軸方向之位置相同且於X軸方向之位置相異之複數個照射區域(例如對準照射區域)的對準標記。
又，根據本實施形態，可藉由主控制裝置20，一邊根據編碼器系統(Y線性編碼器70A,70C、X線性編碼器70B,70D)之測量值來控制晶圓台WTB(晶圓載台WST)的位置，一邊使用對準系統AL1,AL21 ~AL24 來檢測晶圓W上之對準標記。亦即，能一邊根據分別對向於Y標尺39Y1 ,39Y2 之Y讀頭64(Y線性編碼器70A,70C)、以及分別對向於X標尺39X1 ,39X2 之X讀頭66(X線性編碼器70B,70D)的測量值，來以高精度控制晶圓台WTB(晶圓載台WST)的位置，一邊使用對準系統AL1,AL21 ~AL24 來檢測晶圓W上之對準標記。
又，根據本實施形態，由於會隨著晶圓台WTB(晶圓載台WST)在XY平面內之位置不同，使對準系統AL1,AL21 ~AL24 所同時檢測之晶圓W上之對準標記的檢測點數(測量點數)不同，因此例如在進行前述晶圓對準時等，在使晶圓台WTB(晶圓載台WST)往與X軸交叉之方向移動、例如往Y軸方向移動時，即可根據晶圓台WTB(晶圓載台WST)在Y軸方向之位置、換言之即根據晶圓W上之照射區域的配置(LAYOUT)，來使用所需數目之對準系統同時檢測晶圓W上位置彼此不同的對準標記。
又，根據本實施形態，有時會藉由主控制裝置20，在待以對準系統檢測之對準標記仍殘存於晶圓W上的階段下(例如已結束附設於前述第二對準照射區域AS之對準標記之檢測的時點)，根據截至目前為止對準系統所檢測出之晶圓W上之複數個(例如八個)對準標記的檢測結果，來控制調整裝置68以調整投影光學系統PL之光學特性。此種情形下，在此投影光學系統PL之光學特性之調整後，例如要進行投影光學系統PL之既定測量標記(或圖案)之像的檢測等時，即使測量標記之像已隨著上述調整而移位，但由於亦會測量該移位後之測量標記的像，因此其結果，測量標記之像隨著調整投影光學系統PL光學特性所導致的移位，並不會成為測量誤差的要因。又，由於在檢測完所有待檢測對準標記之前，即根據截止目前為止所檢測出之對準標記之檢測結果來開始上述調整，因此能將上述調整與剩餘之對準標記之檢測動作同時進行。亦即本實施形態中，能使上述調整所需之時間，重疊於自開始第三對準照射區域AS之對準標記之檢測起至第一對準照射區域AS之對準標 記之檢測結束為止的時間。藉此，與檢測完所有標記後才開始上述調整之習知技術相較，能更提升產能。
又，根據本實施形態，係藉由主控制裝置20，在測量投影光學系統PL之圖案(例如標線片R之圖案)像投影位置與對準系統AL1檢測中心之位置關係(對準系統AL1之基線)的動作(例如前述Pri-BCHK之前半處理)開始後直到該動作結束的期間(例如到前述Pri-BCHK之後半處理結束為止的期間)，進行對準系統AL1,AL21 ~AL24 對晶圓W上之對準標記(例如前述三個第一對準照射區域及五個第二對準照射區域之對準標記)的檢測動作。亦即，能將對準系統對標記之檢測動作的至少一部分與上述位置關係之測量動作同時進行。因此，能在上述位置關係之測量動作結束之時點，結束對準系統對晶圓W上待檢測之複數個對準標記之檢測動作的至少一部分。藉此，與在上述位置關係之測量動作前或其後進行對準系統對上述複數個對準標記之檢測動作的情形相較，能更提升產能。
又，根據本實施形態，係藉由主控制裝置20，在對準系統AL1,AL21 ~AL24 對晶圓W上待檢測之複數個對準標記之檢測動作(例如前述晶圓對準動作，亦即第一對準照射區域AS至分別附設於第一對準照射區域AS之合計十六個對準標記的檢測動作)開始後直到該動作結束的期間，進行以投影光學系統PL投影標線片R之圖案像之投影位置與對準系統AL1檢測中心之位置關係(對準系統AL1之基線)的測量動作。亦即，能與對準系統對標記之檢測動作之一部 分同時進行上述位置關係之測量動作。因此，能在進行對準系統AL1,AL21 ~AL24 對晶圓W上待檢測之複數個對準標記之檢測動作的期間，結束上述位置關係之測量動作。藉此，與在以對準系統對晶圓W上待檢測之複數個對準標記之檢測動作前或其後進行上述位置關係之測量動作的情形相較，能更提升產能。
又，根據本實施形態，係藉由主控制裝置20，在開始晶圓W上待檢測之複數個對準標記之檢測動作(例如前述晶圓對準動作，亦即十六個對準標記之檢測動作)後直到該檢測動作結束前，進行晶圓台WTB與測量台MTB之接觸動作(或接近至例如300μm以下之接近狀態)、以及使該兩台分離之分離狀態的切換動作。換言之，根據本實施形態，係在前述接觸狀態(或接近狀態)下開始對準系統對晶圓W上待檢測之複數個對準標記之檢測動作，而在結束複數個標記之所有檢測動作前，控制該兩載台以從該接觸狀態(或接近狀態)切換成該分離狀態。因此，能在進行晶圓W上待檢測之複數個對準標記之檢測動作的期間結束上述狀態之切換動作。藉此，與在晶圓W上待檢測之複數個對準標記之檢測動作前或其後進行上述狀態之切換動作的情形相較，能更提升產能。
又，根據本實施形態，主控制裝置20係在該分離狀態下開始對準系統AL1之基線測量動作，且在該接觸狀態(或接近狀態)結束該動作。
又，根據本實施形態，係藉由主控制裝置20控制載台 驅動系統124(Z調平機構)與對準系統AL1,AL21 ~AL24 ，以一邊透過未圖示調平機構改變複數個對準系統與晶圓W在Z軸方向(聚焦方向)之相對位置關係，一邊以相對應之複數個對準系統來同時檢測晶圓W上位置彼此不同的對準標記。換言之，係一邊以複數個對準系統同時改變複數個對準系統與晶圓W在聚焦方向之相對位置關係，一邊以相對應之複數個對準系統來同時檢測晶圓W上位置彼此不同的標記。藉此能於各對準系統例如以最良好之聚焦狀態來進行標記檢測，並藉由優先使用該檢測結果，即可幾乎不受晶圓W表面之凹凸及複數個對準系統之最佳聚焦差異的影響，以良好精度檢測出晶圓W上之位置彼此不同的標記。此外，本實施形態中，對準系統AL1,AL21 ~AL24 雖係大致沿X軸方向配置，但一邊以複數個對準系統同時改變複數個對準系統與晶圓W在聚焦方向之相對位置關係、一邊以相對應之複數個對準系統來同時檢測晶圓W上位置彼此不同之標記的方法，即使對準系統係異於上述之配置亦相當有效。扼要言之，只要能以複數個對準系統來大致同時檢測出形成於晶圓W上之彼此互異之位置的標記即可。
此外，上述實施形態之說明中，係如圖3所示，讀頭單元62C所具備之複數對(六對)Z感測器741,j 、742,j 與複數個Y讀頭64係在X軸方向交互配置，同樣地讀頭單元62C所具備之複數對(六對)Z感測器761,q 、762,q 與複數個Y讀頭64係在X軸方向交互配置，但本發明並不限定於此。例如亦可取代前述讀頭單元62C,62A而使用圖37所示之讀 頭單元62C’,62A’。讀頭單元62C’中，Z感測器74與Y讀頭64係交互配置於直線LH上，且讀頭單元62A’中，Z感測器76與Y讀頭64係交互配置於直線LH上。或者，例如亦可取代前述讀頭單元62C,62A而使用圖38所示之讀頭單元162C,162A。讀頭單元162C中，係使用亦具備Z感測器功能之Y讀頭64’來代替Y讀頭64，同樣地，讀頭單元162A中，係使用亦具備Z感測器功能之Y讀頭64’來代替Y讀頭64，此時，在Y軸方向與Z軸方向晶圓台WTB上之同一測量區域為共通的測量點。此時，前述Z感測器72a,72b最好係與讀頭單元162C之Y讀頭64’之特定一個配置於同一Y軸方向的直線上，前述Z感測器72c,72d最好係與讀頭單元162A之Y讀頭64’之特定一個配置於同一Y軸方向的直線上。又，亦可使感測器(讀頭之配置及/或測量光學系統的旋轉)在X,Y,Z均成為晶圓台WTB上之同一測量區域為共通的測量點。此外，亦可將前述各對Z感測器741,j 、742,j 配置於Y讀頭64之+Y側與-Y側，且同樣地將前述各對Z感測器761,q 、762,q 配置於Y讀頭64之+Y側與-Y側。此時，Z感測器741,j 、742,j 及夾於其間之Y讀頭64、以及Z感測器72a,72b最好係位於同一Y軸方向之直線上，Z感測器761,q 、762,q 及夾於其間之Y讀頭64、以及Z感測器72a,72b最好係位於同一Y軸方向之直線上。又，此時，Z感測器741,j 、742,j 及Z感測器761,q 、762,q ，可係相對Y讀頭64對稱配置，亦可非為對稱配置。
此外，上述實施形態中所例示之情形，為用於測量Y 軸方向位置之一對Y標尺39Y1 ,39Y2 、以及用於測量X軸方向位置之一對X標尺39X1 ,39X2 係設於晶圓台WTB上，與此對應地，一對讀頭單元62A,62C係隔著投影光學系統PL配置於X軸方向一側與另一側，兩個讀頭單元62B,62D係隔著投影光學系統PL配置於Y軸方向一側與另一側。然而並不限於此，亦可僅將Y軸方向位置測量用之Y標尺39Y1 ,39Y2 及X軸方向位置測量用之X標尺39X1 ,39X2 中之至少一方配置一個(並非一對)在晶圓台WTB上，或著，亦可將一對讀頭單元62A,62C及兩個讀頭單元62B,62D中之至少一方僅設置一個。又，標尺之延設方向及讀頭單元之延設方向，並不限定於上述實施形態之X軸方向、Y軸方向等之正交方向，只要係彼此交叉之方向即可。
此外，上述說明中，雖說明了在以晶圓載台WST進行晶圓更換之期間，使用測量載台MST之CD桿46來進行Sec-BCHK(時距)，但並不限於此，亦可使用測量載台MST之測量用構件進行照度不均測量(及照度測量)、空間像測量、波面像差測量等之至少一個，並將該測量結果反映於其後進行之晶圓曝光。具體而言，例如能根據測量結果，藉由調整裝置68來進行投影光學系統PL之調整。
又，上述實施形態中，雖說明了在進行用以取得標尺之格子間距修正資訊的校正時，係以能忽視干涉儀之測量值短期變動程度之低速(極低速)來使晶圓台WTB移動，但並不限於此，亦能以非極低速之速度來使其移動。此時，例如亦可在取得Y標尺39Y1 ,39Y2 之格子間距修正資訊等 時，將晶圓台設定於X軸方向中之相異位置，一邊以與上述實施形態同樣之方式使晶圓台分別在各自之位置移動於Y軸方向，一邊在該移動中同時擷取編碼器70A,70C之測量值與Y軸干涉儀16之測量值、以及讀頭單元62A,62C之測量值，使用兩次之同時擷取動作所得之取樣值建立連立方程式，再藉由解此連立方程式，來分別獨立求出Y標尺之格子間距的修正資訊(例如修正圖)。
又，上述實施形態中，如圖10(A)所示，雖係以分光器等光學構件來使來自光源之光分歧，並使用具備用以反射分歧後之光之兩片反射鏡的繞射干涉方式編碼器來作為編碼器70A~70F，但並不限於此，亦能使用三光柵之繞射干涉式編碼器，或例如日本特開2005-114406號公報等所揭示之具備光反射塊之編碼器等。又，上述實施形態中，讀頭單元62A~62D雖具有以既定間隔配置之複數個讀頭，但並不限於此，亦能採用單一讀頭，其具備用以將光束射出至細長延伸於Y標尺或X標尺之間距方向之區域的光源、以及接收來自光束之Y標尺或X標尺(繞射光柵)之反射光(繞射光)且於Y標尺或X標尺之間距方向接收光束之排列成毫無間隙的多數個受光元件。
又，上述實施形態中，亦能以能使來自讀頭單元62A~62D之檢測光透射的保護構件(例如薄膜或玻璃板等)來覆蓋反射型繞射光柵，以防止繞射光柵之損傷等。又，在上述實施形態中雖係將反射型繞射光柵設於與XY平面大致平行之晶圓載台WST的上面，但亦可將反射型繞射光柵 設於例如晶圓載台WST的下面。此時，讀頭單元62A~62D係配置於晶圓載台WST之下面所對向之例如底座板。再者，上述實施形態中，雖係使晶圓載台WST在水平面內移動，但亦可使其在與水平面交叉之平面(例如ZX平面等)內移動。又，當標線片載台RST係二維移動時，亦可設置與前述編碼器系統相同構成之編碼器系統來測量標線片載台RST的位置資訊。
此外，上述實施形態中，干涉儀系統118雖係能在五自由度之方向(X軸、Y軸、θ x、θ y、θ z)測量晶圓載台WST之位置資訊，但亦能使其能測量Z軸方向之位置資訊。此時，亦可至少在進行曝光動作時，使用前述編碼器系統之測量值與干涉儀系統118之測量值(至少包含Z軸方向之位置資訊)來進行晶圓載台WST之位置控制。此干涉儀系統118，例如日本特開2000-323404號公報(對應美國專利第7,116,401號說明書)、日本特表2001-513267號公報(對應美國專利第6,208,407號說明書)等所揭示般，將相對XY平面傾斜既定角度(例如45度)之反射面設於晶圓載台WST之側面，並透過該反射面將測定光束照射於設於例如前述鏡筒固定座或測量框架等的反射面，藉此來測量晶圓載台WST之Z軸方向之位置資訊。此干涉儀系統118，亦能藉由使用複數個測定光束來測量除了Z軸方向以外之θ x方向及/或θ y方向的位置資訊。此時，亦可不使用照射於晶圓載台WST之移動鏡、用以測量θ x方向及/或θ y方向之位置資訊的測定光束。
又，上述實施形態中，雖複數個Z感測器74i,j ,p,q 係設於讀頭單元62C,62A，但並不限於此，亦可將與Z感測器相同之面位置感測器設於例如測量框架。又，編碼器讀頭及Z感測器各自與晶圓載台之上面的間隔，最好較與投影光學系統PL之前端透鏡191的間隔小，例如較窄。藉此能提升測量精度。此時由於難以設置AF感測器，因此簡易之Z感測器顯得特別有效。
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)、日本特開2004-289126號公報(對應美國專利第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空間亦以液體充滿。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)Al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投射光學系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，雖說明了本發明係適用於具備了晶圓載台WST(移動體)、測量載台MST(另一移動體)、對準系統(AL1、AL21 ~AL22 )、多點AF系統(90a,90b)、Z感測器、干涉儀系統118、以及編碼器系統(70A~70F)等全部的曝光裝置，但本發明並不限定於此。例如本發明亦能適用於未設置測量載台MST等的曝光裝置。本發明，只要是具備上述各構成部分中之晶圓載台(移動體)與除此以外之一部分構成部分者，即能適用。舉一例而言，例如以標記檢測系統為重點之發明，只要至少具備晶圓載台WST與對準系統之裝置，即能適用。又，干涉儀系統與編碼器系統 當然並不一定要兩者均設置。
又，上述實施形態中，雖說明了空間像測量裝置45係分離配置於不同載台，更具體而言係分離配置於晶圓載台WST與測量載台MST，但分離配置之感測器並不限於空間像測量裝置，例如亦可係波面像差測量器等。又，不同載台並不限於晶圓載台與測量載台之組合。
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。即使係步進器等，亦能藉由編碼器來測量裝載有曝光對象物體之載台的位置，而能同樣地使因空氣晃動所導致之位置測量誤差的產生可能性幾乎為零。此時，可根據使用干涉儀之測量值來供修正編碼器之測量值短期變動的修正資訊、以及編碼器之測量值，來以高精度定位載台，其結果能將高精度之標線片圖案轉印至物體上。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日本特開平10-163099號公報、日本特開平10-214783號公報(對應美國專利6,590,634號說明書)、日本特表2000-505958號公報(對應美國專利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1999/46835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日本特表2004-519850號公報(對應美國專利第6,611,316號)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，本發明之測定裝置及測定方法，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。
又，上述實施形態的曝光裝置EX(圖案形成裝置)，係藉由組裝各種次系統(包含本案申請範圍中所列舉的各構成 要素)，以能保持既定之機械精度、電氣精度、光學精度之方式所製造。為確保此等各種精度，於組裝前後，係進行對各種光學系統進行用以達成光學精度之調整、對各種機械系統進行用以達成機械精度之調整、對各種電氣系統進行用以達成電氣精度之調整。從各種次系統至曝光裝置之組裝製程，係包含機械連接、電路之配線連接、氣壓迴路之配管連接等。當然，從各種次系統至曝光裝置之組裝製程前，係有各次系統個別之組裝製程。當各種次系統至曝光裝置之組裝製程結束後，即進行綜合調整，以確保曝光裝置全體之各種精度。此外，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。
接著，說明在微影步驟使用上述曝光裝置(圖案形成裝置)之元件製造方法的實施形態。
圖39，係顯示元件(IC(積體電路)或LSI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39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)中，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40，係顯示半導體元件中該步驟204之詳細流程例。圖40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，當結束上述前處理步驟時，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(圖案形成裝置)及曝光方法(圖案形成方法)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，來於晶圓上形成多重電路圖案。
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(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，本發明之測定裝置及測定方法，適於測定保持物體之移動體在平面內之位置資訊及在正交於平面之方向的位置。本發明之處理裝置及處理方法，適於對在平面內移動之移動體上所裝載之物體進行既定處理。又，本發明之圖案形成裝置及圖案形成方法，適於在物體上形成圖案。又，本發明之曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法，適於製造半導體元件或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
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
28‧‧‧板體
28a‧‧‧第1撥液區域
28b‧‧‧第2撥液區域
28b1 ‧‧‧第1部分區域
28b2 ‧‧‧第2部分區域
30‧‧‧測量板
31A‧‧‧液體供應管
31B‧‧‧液體回收管
32‧‧‧嘴單元
34A,34B‧‧‧驅動機構
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‧‧‧基準光柵
54‧‧‧支撐構件
561 ~564 ‧‧‧臂
581 ~584 ‧‧‧真空墊
601 ~604 ‧‧‧旋轉驅動機構
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
68‧‧‧調整裝置
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
104a,104d‧‧‧讀頭部
116‧‧‧標線片干涉儀
118‧‧‧干涉儀系統
124‧‧‧載台驅動系統
126,130‧‧‧X軸干涉儀
142,143‧‧‧固定構件
144A,145A‧‧‧發光部
144B,145B‧‧‧受光部
191‧‧‧前端透鏡
AF‧‧‧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
CT‧‧‧上下動銷
FM‧‧‧基準標記
IA‧‧‧曝光區域
IAR‧‧‧照明區域
IBX1,IBX2,IBY1,IBY2‧‧‧測距光束
IL‧‧‧照明用光
L2a,L2b‧‧‧透鏡
LB‧‧‧雷射光束
LB1 ,LB2 ‧‧‧光束
LD‧‧‧半導體雷射
LP‧‧‧裝載位置
Lq‧‧‧液體
LH,LV‧‧‧直線
M‧‧‧光罩
MTB‧‧‧測量台
MST‧‧‧測量載台
O‧‧‧旋轉中心
PBS‧‧‧偏振分光器
PL‧‧‧投影光學系統
PU‧‧‧投影單元
R‧‧‧標線片
R1a,R1b,R2a,R2b‧‧‧反射鏡
RG‧‧‧反射型繞射光柵
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感測器等)配置的俯視圖。
圖4(A)，係顯示晶圓載台之俯視圖，圖4(B)，係顯示晶圓載台之一部分截面的概略側視圖。
圖5(A)，係顯示測量載台之俯視圖，圖5(B)，係顯示測量載台之一部分截面的概略側視圖。
圖6，係顯示X軸固定件80,81在圖2中之+X側端部附近的立體圖。
圖7(A)~圖7(D)，係用以說明制動器機構之作用的圖。
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(A)及圖9(B)，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管。
圖10(A)，係顯示編碼器構成例的圖，圖10(B)，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11，係用以說明以一實施形態之曝光裝置進行之標尺之格子間距修正及格子變形之修正的圖。
圖12(A)~圖12(C)，係用以說明以一實施形態之曝光裝置進行晶圓對準的圖。
圖13(A)~圖13(C)，係用以說明一邊使晶圓台WTB(晶圓W)之Z位置變化、一邊以複數個對準系統同時檢測晶圓上之標記的圖。
圖14(A)及圖14(B)，係用以說明第一對準系統之基線測量動作的圖。
圖15(A)及圖15(B)，係用以說明在批量前頭進行之第二對準系統之基線測量動作的圖。
圖16，係用以說明每於更換晶圓時進行之第二對準系統之基線檢查動作的圖。
圖17(A)及圖17(B)，係用以說明第二對準系統之位置調整動作的圖。
圖18(A)~圖18(C)，係用以說明以一實施形態之曝光裝置進行聚焦映射的圖。
圖19(A)及圖19(B)，係用以說明以一實施形態之曝光裝置進行聚焦校正的圖。
圖20(A)及圖20(B)，係用以說明以一實施形態之曝光裝置進行AF感測器間偏置修正的圖。
圖21(A)及圖21(B)，係用以說明以一實施形態之曝光裝置進行導線Z移動修正的圖。
圖22，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下晶圓載台及測量載台的狀態。
圖23，係顯示在晶圓載台WST側對晶圓W之曝光已結束之階段時之晶圓載台及測量載台的狀態。
圖24，係顯示曝光結束後，在從晶圓載台與測量載台彼此分離之狀態移至兩載台彼此接觸之狀態後一刻之兩載台的狀態。
圖25，係顯示一邊保持晶圓台與測量台在Y軸方向之位置關係、一邊使測量載台往-Y方向移動且使晶圓載台往卸載位置移動時兩載台的狀態。
圖26，係顯示測量載台在到達將進行Sec-BCHK(時距)之位置時晶圓載台與測量載台的狀態。
圖27，係與進行Sec-BCHK(時距)同時將晶圓載台從卸載位置移動至裝載位置時晶圓載台與測量載台的狀態。
圖28，係顯示測量載台往最佳急停待機位置移動、晶圓裝載於晶圓台上時晶圓載台與測量載台的狀態。
圖29，係顯示測量載台在最佳急停待機位置待機中、晶圓載台往進行Pri-BCHK前半之處理之位置移動時兩載台的狀態。
圖30，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31，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32，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33，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34，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35，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36，係顯示聚焦映射結束時晶圓載台與測量載台的狀態。
圖37，係用以說明Y讀頭與Z感測器之配置相異之讀頭單元之變形例的圖。
圖38，係用以說明Y讀頭與Z感測器之配置相異之讀 頭單元之另一變形例的圖。
圖39，係用以說明元件製造方法之實施形態的流程圖。
圖40，係用以顯示圖39之步驟204之具體例的流程圖。
14．．．液浸區域
54．．．支撐構件
561 ~564 ．．．臂
581 ~584 ．．．真空墊
31A．．．液體供應管
31B．．．液體回收管
32．．．嘴單元
39X1 ,39X2 ．．．X標尺
39Y1 ,39Y2 ．．．Y標尺
62A~62D．．．讀頭單元
64．．．Y讀頭
64y1 ,64y2 ．．．Y讀頭
66．．．X讀頭
72a~72d．．．Z感測器
741,1 ~742,6 ．．．Z感測器
761,1 ~762,6 ．．．Z感測器
90a．．．照射系統
90b．．．受光系統
AL1．．．第一對準系統
AL21 ~AL24 ．．．第二對準系統
AF．．．檢測區域
LP．．．裝載位置
Lq．．．液體
LH,LV．．．直線
O．．．旋轉中心
PL(PU)．．．投影光學系統
UP．．．卸載位置
W．．．晶圓
WTB．．．晶圓台
WST．．．晶圓載台

Claims (93)

  1. 一種測定裝置，係測定保持物體在既定平面內移動之移動體的位置資訊，其特徵在於，具備：編碼器系統，包含設於該移動體之格子部，以及分別對該格子部照射光、並個別接收來自該格子部之反射光的複數個讀頭，以測量該移動體在該平面內的位置資訊；以及面位置測量系統，包含複數個面位置感測器，該面位置感測器係對該格子部照射光，並接收其反射光來測量該光之照射點中該移動體在與該平面正交之方向的位置資訊，以測量該移動體在與該平面正交之方向及相對該平面之傾斜方向的位置資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項之測定裝置，其中，該格子部，包含：第1格子部，具有以與該平面內之第1軸平行之方向為周期方向的格子，係配置於該移動體上；以及第2格子部，具有以與該第1軸交叉之第2軸的平行方向為周期方向的格子，係配置於該移動體上；該複數個讀頭，包含：複數個第1讀頭，係分別構成用以將檢測光照射於該第1格子部、以測量該移動體在與該第1軸平行之方向之位置資訊的第1編碼器，沿與該第1軸正交之方向相距既定間隔配置，以及複數個第2讀頭，係分別構成用以將檢測光照射於該第2格子部、以測量該移動體在與該第2軸平行之方向之位置資訊的第2編碼器，沿與該第2軸正交之方向相距既定間隔配置。
  3. 如申請專利範圍第2項之測定裝置，其中，該第1軸與該第2軸彼此正交。
  4. 如申請專利範圍第2項之測定裝置，其中，該複數個面位置感測器，於至少一部分包含複數個特定面位置感測器；該複數個特定面位置感測器與該複數個第1讀頭，係配置於與該第1軸正交之方向的相同直線上。
  5. 如申請專利範圍第4項之測定裝置，其中，該複數個特定面位置感測器與該複數個第1讀頭，係交互配置於該直線上。
  6. 如申請專利範圍第2項之測定裝置，其中，該複數個面位置感測器，於至少一部分包含複數個特定面位置感測器；該複數個特定面位置感測器係相互對應且相隔既定間隔配置於，位在隔著與該第1軸正交之方向之直線一側與另一側之與該直線平行的兩條直線上，該直線係連結該複數個第1讀頭。
  7. 如申請專利範圍第6項之測定裝置，其中，該複數個特定面位置感測器，係相對連結該複數個第1讀頭之與該第1軸正交之方向的直線配置成對稱。
  8. 如申請專利範圍第6項之測定裝置，其中，該複數個特定面位置感測器與該複數個第1讀頭，係在與該第1軸正交之方向交互配置。
  9. 如申請專利範圍第6項之測定裝置，其中，在隔著該 複數個第1讀頭之與第1軸平行之方向的一側與另一側，各配置有一個該特定面位置感測器。
  10. 如申請專利範圍第4至9項中任一項之測定裝置，其進一步具備面位置檢測裝置，係具有與該複數個第1讀頭之排列平行、沿與該第1軸正交之方向之直線相距既定間隔設定的複數個檢測點，藉由分別對設定於對象物體上之該複數個檢測點照射檢測光束並個別接收該檢測光束反射自該對象物體的反射光，來檢測該對象物體表面在該複數個檢測點的面位置資訊；在該面位置檢測裝置之複數個檢測點中、分別位於兩端部附近之兩個檢測點附近，係以在與該第1軸平行之方向的軸上和該特定面位置感測器之配置對應的方式，各至少配置有一個該面位置感測器。
  11. 如申請專利範圍第10項之測定裝置，其進一步具備控制裝置，係使該面位置感測器與該面位置檢測裝置成為同時作動的狀態，並將藉由該同時作動而得之該面位置檢測裝置在該複數個檢測點之檢測結果，換算成以該同時作動所得之該面位置感測器的測量結果為基準的資料，該面位置感測器，係配置於該複數個檢測點中分別位於兩端部附近之兩個檢測點附近。
  12. 如申請專利範圍第5、8、9項中任一項之測定裝置，其中，該面位置測量系統進一步包含計算裝置，該計算裝置，係根據與該移動體之該第1軸之正交方向一側與另一側端部對向的兩個該特定面位置感測器之測量值，來算出 該移動體在與該平面正交之方向的位置資訊及與該第1軸正交之方向的傾斜資訊。
  13. 如申請專利範圍第2至9項中任一項之測定裝置，其進一步具備面位置檢測裝置，係具有與該複數個第1讀頭之排列平行、沿與該第1軸正交之方向之直線相距既定間隔設定的複數個檢測點，藉由分別對設定於對象物體上之該複數個檢測點照射檢測光束並個別接收該檢測光束反射自該對象物體的反射光，來檢測該對象物體表面在該複數個檢測點的面位置資訊。
  14. 如申請專利範圍第13項之測定裝置，其中，該面位置檢測裝置之複數個檢測點中分別位於兩端部附近之兩個檢測點附近，至少各配置有一個該面位置感測器。
  15. 如申請專利範圍第14項之測定裝置，其中，分別隔著該兩個檢測點之平行於該第1軸之方向的一側與另一側，各配置有一個該面位置感測器。
  16. 如申請專利範圍第13項之測定裝置，其進一步具備運算處理裝置，係使該面位置檢測裝置將該檢測光束照射於具備既定基準平面的基準構件，並根據接收來自該基準平面之反射光之該面位置檢測裝置的輸出，來求出該面位置檢測裝置之複數個檢測點之測量值間之關係。
  17. 如申請專利範圍第16項之測定裝置，其中，該基準構件，係動態支撐於在該平面內與該移動體分別獨立移動之另一移動體上。
  18. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之測定裝置， 其中，該面位置測量系統，係隨著該移動體之移動，而在該複數個面位置感測器間進行測量值之接管。
  19. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之測定裝置，其中，該面位置感測器，係CD拾取方式之感測器。
  20. 一種圖案形成裝置，係於物體上形成圖案，其特徵在於，具備：測量保持該物體之該移動體之位置資訊之申請專利範圍第1至19項中任一項之測定裝置；以及用以生成該圖案的圖案生成裝置。
  21. 如申請專利範圍第20項之圖案形成裝置，其中，該圖案生成裝置係將能量束照射於該物體。
  22. 一種曝光裝置，係透過光學系統以能量束使物體曝光，其特徵在於，具備：移動體，其在與該光學系統對向之表面一部分設有該物體的裝載區域，可移動於在與該光學系統之光軸垂直之既定平面內彼此正交之第1及第2方向；以及測量裝置，具有複數個在該第1及第2方向之至少一方向中檢測點位置分別不同的感測器，可在該複數個檢測點測量該移動體在與該平面正交之第3方向的位置資訊。
  23. 如申請專利範圍第22項之曝光裝置，其中，該測量裝置，係藉由其檢測點維持於該移動體表面中與該裝載區域相異之區域內的該複數個感測器之至少一個，來測量該移動體在該第3方向的位置資訊。
  24. 如申請專利範圍第23項之曝光裝置，其中，該移動 體在隨著該移動體移動之既定動作中的移動範圍，該複數個檢測點之至少一個係維持於該相異之區域內。
  25. 如申請專利範圍第24項之曝光裝置，其中，在該既定動作中，該複數個檢測點之至少兩個係維持於該相異之區域內，該測量裝置，係測量該移動體在該第3方向之位置資訊、以及傾斜資訊。
  26. 如申請專利範圍第24項之曝光裝置，其中，在該既定動作中，該複數個檢測點中不在同一直線上之至少三個檢測點係維持於該相異之區域內，該測量裝置，係測量該移動體在該第3方向之位置資訊、以及在相異兩方向的傾斜資訊。
  27. 如申請專利範圍第24項之曝光裝置，其中，在該既定動作中，該檢測點維持於該相異區域內之感測器之位置及/或數目係會變化。
  28. 如申請專利範圍第24項之曝光裝置，其中，該既定動作，至少包含該能量束對該物體之曝光動作。
  29. 如申請專利範圍第22至28項中任一項之曝光裝置，其進一步具備：調整裝置，係在以該能量束對該物體進行曝光動作時，根據該測量裝置所測量之該移動體位置資訊，調整透過該光學系統所形成之圖案像與該物體的位置關係。
  30. 如申請專利範圍第22至28項中任一項之曝光裝置，其中，該測量裝置，係藉由對應於該移動體在該平面內之位置而至少一個為相異之複數個該感測器來分別測量 該移動體在該第3方向的位置資訊。
  31. 如申請專利範圍第22至28項中任一項之曝光裝置，其中，該測量裝置，係根據該移動體在該平面內之位置，來切換該複數個感測器中用於該位置資訊之測量的感測器。
  32. 如申請專利範圍第22至28項中任一項之曝光裝置，其中，該複數個感測器之該檢測點，係在該第1及第2方向中之至少一方向，分別相距既定間隔設定於該光學系統兩側。
  33. 如申請專利範圍第22至28項中任一項之曝光裝置，其中，該複數個感測器，與該移動體表面在該第3方向之間隔係該光學系統與該移動體表面之間隔的同程度以下。
  34. 如申請專利範圍第22至28項中任一項之曝光裝置，其中，該移動體之表面係在該第3方向中與裝載於該移動體之該物體表面大致一致。
  35. 如申請專利範圍第22至28項中任一項之曝光裝置，其中，該測量裝置，包含與具有該複數個感測器之第1檢測系統相異，用以測量裝載於該移動體之該物體在該第3方向之位置資訊的第2檢測系統；在該第2檢測系統對該物體之檢測動作中，藉由該第1檢測系統測量該移動體在該第3方向之位置資訊。
  36. 一種曝光裝置，係透過光學系統以能量束使物體曝光，其特徵在於，具備： 移動體，係可保持該物體而移動於在與該光學系統之光軸垂直之既定平面內彼此正交之第1及第2方向；以及測量裝置，包含：第1檢測系統，具有複數個在該第1及第2方向之至少一方向中檢測點位置不同的感測器，能在該各檢測點測量該移動體在與該平面正交之第3方向的位置資訊；以及第2檢測系統，係與該第1檢測系統相異，用以測量保持於該移動體之該物體在該第3方向之位置資訊。
  37. 如申請專利範圍第36項之曝光裝置，其中，該第2檢測系統具有沿該第1及第2方向中之一方向延伸的檢測區域，用以測量該檢測區域內之複數點中該物體在該第3方向之位置資訊。
  38. 如申請專利範圍第37項之曝光裝置，其中，該測量裝置，能藉由該第2檢測系統來在該物體之大致全面測量該第3方向的位置資訊，該物體係在與該一方向交叉之方向與該檢測區域相對移動。
  39. 如申請專利範圍第38項之曝光裝置，其中，該檢測區域，係在該一方向中形成於與該物體相同程度的範圍。
  40. 如申請專利範圍第36項之曝光裝置，其進一步具備調整裝置，係在以該能量束對該物體進行曝光動作時，一邊藉由該第1檢測系統測量該移動體之位置資訊，一邊根據該第2檢測系統所測量之該物體的位置資訊，來調整透過該光學系統而形成之圖案像與該物體的位置關係。
  41. 如申請專利範圍第40項之曝光裝置，其中，該調整 裝置係移動該物體以調整其與該圖案像之位置及傾斜。
  42. 如申請專利範圍第36項之曝光裝置，其中，該第1檢測系統，其複數個檢測點係沿該第1及第2方向中之一方向配置，且該第2檢測系統，具有在該第1及第2方向中之另一方向與該複數個檢測點分離配置之檢測區域，該第1檢測系統，包含與該複數個檢測點分別獨立配置於該檢測區域附近的至少兩個檢測點。
  43. 如申請專利範圍第42項之曝光裝置，其中，該測量裝置，在該第2檢測系統測量該物體之位置資訊時，係藉由該第1檢測系統來測量該移動體在該至少兩個檢測點的位置資訊。
  44. 如申請專利範圍第36項之曝光裝置，其進一步具備控制裝置，用以對該第1及第2檢測系統所測量之位置資訊賦予對應關係。
  45. 如申請專利範圍第36至44項中任一項之曝光裝置，其中，該第1檢測系統，用於該移動體之位置資訊之測量，對形成反射型格子之格子部分別藉由該複數個感測器照射測量光束；該第2檢測系統對該物體從其上方照射檢測光束。
  46. 如申請專利範圍第45項之曝光裝置，其中，該測量裝置包含編碼器系統，該編碼器系統具有對該格子部分別照射光束之複數個讀頭，測量該移動體之位置資訊。
  47. 如申請專利範圍第22至28、36至44項中任一項之曝光裝置，其進一步具備保持該光學系統之框架構件； 該複數個感測器，係懸吊支撐在該框架構件。
  48. 如申請專利範圍第22至28、36至44項中任一項之曝光裝置，其中，該測量裝置包含編碼器系統，該編碼器系統具有與該光學系統配置成既定位置關係、且與於表面設有格子部之該移動體相對移動的讀頭單元。
  49. 如申請專利範圍第48項之曝光裝置，其進一步具備保持該光學系統之框架構件；該讀頭單元，係懸吊支撐在該框架構件。
  50. 如申請專利範圍第48項之曝光裝置，其中，藉由該複數個感測器之至少一個來測量該移動體在該第3方向之位置資訊，該複數個感測器，係將該檢測點維持於該移動體表面中與該裝載區域相異之區域內，該相異之區域，包含配置該格子部之區域的至少一部分。
  51. 如申請專利範圍第48項之曝光裝置，其中，該讀頭單元，在該第3方向與該移動體表面之間隔係該光學系統與該移動體表面之間隔的同程度以下。
  52. 如申請專利範圍第48項之曝光裝置，其中，藉由該編碼器系統所測量之位置資訊，至少用在該能量束對該物體的曝光動作。
  53. 如申請專利範圍第48項之曝光裝置，其進一步具備修正裝置，其用以修正因該格子部而產生之該編碼器系統的測量誤差。
  54. 如申請專利範圍第22至28、36至44項中任一項之曝光裝置，其進一步具備以液體充滿該光學系統與該物體 之間以形成液浸區域的液浸系統，使該能量束透過該光學系統及該液浸區域之液體來使該物體曝光。
  55. 一種元件製造方法，其特徵在於，包含：使用申請專利範圍第22~54項中任一項之曝光裝置來使物體曝光的步驟；以及使該已曝光之物體顯影的步驟。
  56. 一種測定方法，係測定保持物體在既定平面內移動之移動體的位置資訊，其特徵在於，包含：第1步驟，係使用編碼器系統來測量該移動體在該平面內之位置資訊，該編碼器系統包含設於該移動體之格子部、以及分別對該格子部照射光並個別接收來自該格子部之反射光的複數個讀頭；以及第2步驟，係使用面位置測量系統來測量該移動體在與該平面正交之方向及相對該平面之傾斜方向的位置資訊，該面位置測量系統包含複數個面位置感測器，該複數個面位置感測器係對該格子部照射光，並接收其反射光來測量該光之照射點中該移動體在與該平面正交之方向的位置資訊。
  57. 如申請專利範圍第56項之測定方法，其中，該第2步驟，係隨著該移動體之移動，而在該面位置測量系統之複數個面位置感測器間進行測量值之接管。
  58. 一種圖案形成方法，其特徵在於，包含：在將物體裝載於該移動體上之狀態下，使用申請專利範圍第56或57項之測定方法來測定該移動體之位置資訊 的步驟；以及照射能量束以將圖案形成於保持在該移動體之該物體上的步驟。
  59. 一種元件製造方法，其特徵在於，包含：藉由申請專利範圍第58項之圖案形成方法來將圖案形成於物體上的步驟；以及對形成有圖案之該物體進行處理的步驟。
  60. 一種曝光方法，係透過光學系統以能量束來使物體曝光，其特徵在於，包含：將該物體裝載於，於與該光學系統對向之表面一部分設有該物體之裝載區域、可移動於在與該光學系統之光軸垂直之既定平面內彼此正交之第1及第2方向之移動體的步驟；以測量裝置測量該移動體在與該平面正交之第3方向之位置資訊的步驟，該測量裝置具有複數個在該第1及第2方向之至少一方向檢測點位置分別不同的感測器。
  61. 如申請專利範圍第60項之曝光方法，其中，藉由該檢測點維持於該移動體表面中與該裝載區域相異之區域內的該複數個感測器之至少一個，來測量該移動體在該第3方向的位置資訊。
  62. 如申請專利範圍第61項之曝光方法，其中，該移動體在隨著該移動體移動之既定動作中的移動範圍，該複數個檢測點之至少一個係維持於該相異之區域內。
  63. 如申請專利範圍第62項之曝光方法，其中，在該既 定動作中，該複數個檢測點之至少兩個係維持於該相異之區域內，測量該移動體在該第3方向之位置資訊、以及傾斜資訊。
  64. 如申請專利範圍第62項之曝光方法，其中，在該既定動作中，該複數個檢測點中不在同一直線上之至少三個係維持於該相異之區域內，測量該移動體在該第3方向之位置資訊、以及在相異兩方向的傾斜資訊。
  65. 如申請專利範圍第62項之曝光方法，其中，在該既定動作中，該檢測點維持於該相異之區域內之感測器之位置及/或數目係會變化。
  66. 如申請專利範圍第62項之曝光方法，其中，該既定動作，至少包含該能量束對該物體之曝光動作。
  67. 如申請專利範圍第60至66項中任一項之曝光方法，其進一步包含以下步驟，即在以該能量束對該物體進行曝光動作時，根據該測量裝置所測量之該移動體位置資訊，調整透過該光學系統所形成之圖案像與該物體的位置關係。
  68. 如申請專利範圍第60至66項中任一項之曝光方法，其中，係藉由對應於該移動體在該平面內之位置而至少一個為相異之複數個該感測器來分別測量該移動體在該第3方向的位置資訊。
  69. 如申請專利範圍第60至66項中任一項之曝光方法，其中，對應於該移動體在該平面內之位置，來切換該複數個感測器中用於該位置資訊之測量的感測器。
  70. 如申請專利範圍第60至66項中任一項之曝光方法，其中，該複數個感測器之該檢測點，係在該第1及第2方向之至少一方向，分別相距既定間隔設定於該光學系統兩側。
  71. 如申請專利範圍第60至66項中任一項之曝光方法，其中，該複數個感測器，與該移動體表面在該第3方向之間隔係該光學系統與該移動體表面之間隔的同程度以下。
  72. 如申請專利範圍第60至66項中任一項之曝光方法，其中，該移動體之表面係在該第3方向與裝載於該移動體之該物體表面大致一致。
  73. 如申請專利範圍第60至66項中任一項之曝光方法，其中，藉由與具有該複數個感測器之第1檢測系統相異之第2檢測系統，測量保持於該移動體之該物體在該第3方向之位置資訊，且在該第2檢測系統對該物體之檢測動作中，藉由該第1檢測系統測量該移動體在該第3方向之位置資訊。
  74. 一種曝光方法，係透過光學系統以能量束使物體曝光，其特徵在於，包含：裝載步驟，係將該物體裝載於可移動於在與該光學系統之光軸垂直之既定平面內彼此正交之第1及第2方向的移動體上；以及測量步驟，係使用測量裝置來測量該移動體及該物體在該第3方向的位置資訊，該測量裝置，包含：第1檢測 系統，具有複數個在該第1及第2方向之至少一方向檢測點位置不同的感測器，能以該各檢測點測量該移動體在與該平面正交之第3方向的位置資訊；以及第2檢測系統，係與該第1檢測系統相異，用以測量保持於該移動體之該物體在該第3方向之位置資訊。
  75. 如申請專利範圍第74項之曝光方法，其中，藉由具有沿該第1及第2方向之一方向延伸的檢測區域之該第2檢測系統，測量在該檢測區域內之複數點之該物體在該第3方向之位置資訊。
  76. 如申請專利範圍第75項之曝光方法，其中，藉由該第2檢測系統來在該物體之大致全面測量該第3方向的位置資訊，該物體係在與該一方向交叉之方向與該檢測區域相對移動。
  77. 如申請專利範圍第76項之曝光方法，其中，該檢測區域，係在該一方向形成於與該物體相同程度的範圍。
  78. 如申請專利範圍第74項之曝光方法，其進一步包含調整步驟，其在以該能量束對該物體進行曝光動作時，一邊藉由該第1檢測系統測量該移動體之位置資訊，一邊根據該第2檢測系統所測量之該物體的位置資訊，來調整透過該光學系統而形成之圖案像與該物體的位置關係。
  79. 如申請專利範圍第78項之曝光方法，其中，該調整之步驟係移動該物體以調整其與該圖案像之位置及傾斜。
  80. 如申請專利範圍第74項之曝光方法，其中，該第1檢測系統，其複數個檢測點係沿該第1及第2方向中之一 方向配置，且該第2檢測系統，具有在該第1及第2方向之另一方向中與該複數個檢測點分離配置之檢測區域，該第1檢測系統，包含與該複數個檢測點分別獨立配置於該檢測區域附近的至少兩個檢測點。
  81. 如申請專利範圍第80項之曝光方法，其中，該測量裝置，在該第2檢測系統測量該物體之位置資訊時，係藉由該第1檢測系統來測量該移動體在該至少兩個檢測點的位置資訊。
  82. 如申請專利範圍第74項之曝光方法，其進一步包含用以對該第1及第2檢測系統所測量之位置資訊賦予對應關係的步驟。
  83. 如申請專利範圍第74至82項中任一項之曝光方法，其中，藉由用於該移動體之位置資訊之測量、對形成反射型格子之格子部分別藉由該複數個感測器照射測量光束的該第1檢測系統，測量該移動體之位置資訊；藉由對該物體從其上方照射檢測光束之該第2檢測系統，測量該物體之位置資訊。
  84. 如申請專利範圍第83項之曝光方法，其中，藉由具有對該格子部分別照射光束之複數個讀頭之編碼器系統，測量該移動體之位置資訊。
  85. 如申請專利範圍第60至66、74至82項中任一項之曝光方法，其中，藉由懸吊支撐在保持該光學系統之框架構件之該複數個感測器，測量該移動體之位置資訊。
  86. 如申請專利範圍第60至66、74至82項中任一項之 曝光方法，其中，藉由具有與該光學系統配置成既定位置關係、且與於表面設有格子部之該移動體相對移動的讀頭單元的編碼器系統，測量該移動體之位置資訊。
  87. 如申請專利範圍第86項之曝光方法，其中，透過懸吊支撐在保持該光學系統之框架構件之該讀頭單元，對該格子部照射測量光束。
  88. 如申請專利範圍第86項之曝光方法，其中，藉由該複數個感測器之至少一個來測量該移動體在該第3方向之位置資訊，該複數個感測器，係將該檢測點維持於該移動體表面中與該裝載區域相異之區域內，該相異之區域，包含配置該格子部之區域的至少一部分。
  89. 如申請專利範圍第86項之曝光方法，其中，該讀頭單元，在該第3方向與該移動體表面之間隔係該光學系統與該移動體表面之間隔的同程度以下。
  90. 如申請專利範圍第86項之曝光方法，其中，藉由該編碼器系統所測量之位置資訊，至少用在該能量束對該物體的曝光動作。
  91. 如申請專利範圍第86項之曝光方法，其進一步具備修正步驟，用以修正因該格子部而產生之該編碼器系統的測量誤差。
  92. 一種元件製造方法，其特徵在於，包含：使用申請專利範圍第60~91中任一項之曝光方法來使物體曝光的步驟；以及使該已曝光之物體顯影的步驟。
  93. 如申請專利範圍第92項之元件製造方法，其中，藉由供應至該光學系統下之液體形成液浸區域；該物體係透過該光學系統與該液浸區域之液體被以該能量束曝光。
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