TWI559098B - Mobile device and moving body driving method, exposure apparatus and exposure method, and component manufacturing method - Google Patents

Mobile device and moving body driving method, exposure apparatus and exposure method, and component manufacturing method Download PDF

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TWI559098B
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Description

移動體裝置及移動體驅動方法、曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法
本發明係關於移動體裝置及移動體驅動方法、曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法，進一步詳言之，係關於包含可沿既定平面移動之移動體之移動體裝置及驅動前述移動體之移動體驅動方法、利用具備前述移動體裝置之曝光裝置及前述移動體驅動方法之曝光方法、以及使用前述曝光裝置或前述曝光方法之元件製造方法。
一直以來，於製造半導體元件(積體電路等)、液晶顯示元件等電子元件(微元件)之微影製程，主要係使用步進重複(step & repeat)方式之投影曝光裝置(所謂之步進機)、步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置(所謂之掃描步進機(亦稱掃描機))等。
此種曝光裝置，一般，皆係使用雷射干涉儀來測量用以保持待轉印、形成圖案之晶圓或玻璃板等基板(以下，統稱為晶圓)2維移動之微動載台之位置。然而，隨著近年來半導體元件高積體化之圖案微細化，要求具有更進一步之高精度的微動載台之位置控制性能，其結果，變得無法忽視雷射干涉儀之光束路上之環境氣雰之温度變化及/或温 度梯度之影響所產生之空氣波動所造成之測量值之短期變動。
作為改良上述不良之方法，提出有各種採用與雷射干涉儀同程度以上之測量分解能力之編碼器來作為微動載台之位置測量裝置之曝光裝置相關之發明(例如，參照國際公開第2007/097379號)。然而，國際公開第2007/097379號(對應美國專利申請公開第2008/0088843號說明書)等所揭示之液浸曝光裝置，仍存在因液體蒸發時汽化熱等之影響導致晶圓載台(設在晶圓載台上面之光柵)變形之虞等，待改善之處。
為改善上述情形，於例如國際公開第2008/038752號(對應美國專利申請公開第2008/0094594號說明書)中之第5實施形態，揭示了一種具備在以光透射構件構成之晶圓載台上面設置光柵，從配置在晶圓載台下方之編碼器本體將測量光束射入晶圓載台以照射光柵，並藉由接收於光柵產生之之繞射光，來測量於光柵週期方向之晶圓載台之變位之編碼器系統的曝光裝置。此裝置中，由於光柵係被覆罩玻璃(cover glass)所覆蓋，因此不易受汽化熱等之影響，能進行高精度之晶圓載台之位置測量。
惟，國際公開第2008/038752號之第5實施形態之曝光裝置，係在透過懸吊支承構件懸吊支承於投影光學系統平台之載台平台設置編碼器本體，曝光裝置在曝光中之振動經由投影光學系統平台及懸吊支承構件傳至載台平台而導致編碼器讀頭之光軸傾斜等，而有因此降低編碼器系統之測量精度之虞。
本發明係在上述情事下產生，第1觀點係一種移動體裝置，具備：移動體，能在包含彼此正交之第1軸及第2軸之既定平面內移動，且測量面係沿與該既定平面實質平行之面配置；第1測量系統，至少其一方之端部係與該測量面對向配置，具有以平行於該第1軸之方向為長邊方向之臂構件，從該臂構件對該測量面至少照射一條第1測量光束，並接收該第1測量光束來自該測量面之光，以測量該移動體之至少該既定平面內之位置；第2測量系統，用以測量該臂構件之變動資訊；以及驅動系統，係根據該第1測量系統及該第2測量系統之輸出驅動該移動體。
根據此觀點，藉由驅動系統，根據從臂構件對移動體之沿與既定平面實質平行之面配置之測量面照射第1測量光束以測量移動體於既定平面內之位置之第1測量系統之測量結果、與測量臂構件之變動資訊之第2測量系統之測量結果，驅動移動體。此場合，驅動系統可使用第2測量系統之測量結果修正起因於第1測量系統之測量結果中所含之臂構件變動之測量誤差。因此，能以良好精度驅動移動體。
本發明第2觀點之曝光裝置，係藉由能量束之照射於物體形成圖案，其具備：該物體被裝載於該移動體上之本發明之移動體裝置；以及對裝載於該移動體上之該物體照射該能量束之圖案化裝置。
根據此觀點，由於能以良好精度驅動構成移動體裝置之移動體，因此以良好精度驅動裝載於此移動體之物體，藉圖案化裝置對該物體照射能量束，即能以於物體上以良 好精度形成圖案。
本發明第3觀點之元件製造方法，包含：使用本發明之曝光裝置使物體曝光之動作、以及使前述曝光後物體顯影之動作。
本發明第4觀點之移動體驅動方法，係沿既定平面驅動移動體，其包含：對沿該移動體上之該既定平面實質平行之面配置之測量面，從以至少一方之端部與該測量面對向配置之該既定平面實質平行之方向為長邊方向之臂構件照射至少一條第1測量光束，並接收該第1測量光束來自該測量面之光，以測量該移動體之至少該既定平面內之位置的第1步驟；以及根據該位置資訊之測量結果、與該測量結果中所含之起因於該臂構件變動之測量誤差之修正資訊，驅動該移動體的第2步驟。
根據此觀點，根據從臂構件對移動體之沿與既定平面實質平行之面配置之測量面照射第1測量光束以測量移動體於既定平面內之位置之測量結果、與起因於該測量結果中所含之前述臂構件變動之測量誤差之修正資訊，驅動移動體。此場合，可修正起因於移動體之既定平面內位置之測量結果中所含之臂構件變動之測量誤差。因此，良好精度驅動移動體。
本發明第5觀點之第1曝光方法，係藉由能量束之照射於物體形成圖案，其包含：為形成圖案，將裝載該物體之移動體使用本發明之移動體驅動方法加以驅動之步驟。
根據此觀點，由於能以良好精度驅動移動體，因此以良好精度驅動裝載於此移動體之物體，對該物體照射能量 束，即能於物體上以良好精度形成圖案。
本發明第6觀點之曝光方法，係藉由能量束之照射於物體形成圖案，其包含：將該物體載置第2移動體的第1步驟，該第2移動體係藉由可沿包含至少彼此正交之第1軸及第2軸之二維平面移動之第1移動體，保持成能在至少與該二維平面平行之面內相對該第1移動體移動，且在與該二維平面實質平行之一面設有測量面；對該測量面從以至少一方端部與該測量面對向配置之與該第1軸平行之方向為長邊方向之臂構件照射至少一條第1測量光束，並接收該第1測量光束來自該測量面之光，以測量該第2移動體之至少該既定平面內之位置的第2步驟；測量該臂構件之變動資訊的第3步驟；以及根據該第2步驟及該第3步驟之測量結果，將該第2移動體驅動於該二維平面內之掃描方向，據以相對該能量束掃描該物體的第4步驟。
根據此觀點，能於掃描曝光時以高精度驅動第2移動體，進行物體之高精度曝光。
本發明第7觀點之元件製造方法，包含：使用本發明之第1、第2曝光方法之任一者使物體曝光之動作、與使前述曝光後物體顯影之動作。
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‧‧‧基盤
13‧‧‧標線片雷射干涉儀
14‧‧‧線圈
15‧‧‧移動鏡
16‧‧‧晶圓載台位置測量系統
20‧‧‧主控制裝置
30、30’‧‧‧測量系統
30a~30d‧‧‧雷射干涉儀
30x、30z‧‧‧編碼器
30x1、30z1‧‧‧光源
30x2、30z2‧‧‧受光元件
32‧‧‧嘴單元
40‧‧‧鏡筒
50‧‧‧載台裝置
51‧‧‧粗動載台驅動系統
52‧‧‧微動載台驅動系統
55、57‧‧‧YZ線圈
551~553‧‧‧YZ線圈
65a、67a、66a1、66a2‧‧‧永久磁石
65a1~65a5、66b1、66b2‧‧‧永久磁石
70‧‧‧微動載台位置測量系統
71‧‧‧測量臂
72‧‧‧支承部
73‧‧‧編碼器系統
73x‧‧‧X線性編碼器
73ya、73yb‧‧‧Y線性編碼器
74x‧‧‧X受光系統
74ya、74yb‧‧‧Y受光系統
75‧‧‧雷射干涉儀系統
75a~75c‧‧‧雷射干涉儀
77x‧‧‧X讀頭
77ya、77yb‧‧‧Y讀頭
81‧‧‧微動載台本體部
82a、82b‧‧‧微動載台之可動件部
82a1、82a2‧‧‧板狀構件
82b1、82b2‧‧‧板狀構件
83‧‧‧板件(撥液板)
84‧‧‧覆罩玻璃
85a、85b‧‧‧間隔件
86‧‧‧測量板
91‧‧‧粗動滑件部
91a‧‧‧永久磁石
92a、92b‧‧‧側壁部
93a、93b‧‧‧固定件部
100‧‧‧曝光裝置
191‧‧‧前端透鏡
AF‧‧‧多點焦點位置檢測系統
ALG‧‧‧晶圓對準系統
AX‧‧‧光軸
BD‧‧‧主框架
BMF‧‧‧布魯斯特分離膜
CL‧‧‧測量臂之中央線
CUa、Cub‧‧‧線圈單元
DP、DPya、DPyb‧‧‧照射點
GRz‧‧‧繞射光柵
IA‧‧‧與照明區域共軛之區域(曝光區域)
IAR‧‧‧照明區域
IBa~IBd、IBx、IBz‧‧‧測長光束
IL‧‧‧照明光(曝光用光)
IRa~IRd、IRx、IRz‧‧‧參照光束
L2a、L2b‧‧‧透鏡
Lc、Lz‧‧‧雷射光
Lq‧‧‧液體
LBx0、LBx1、LBx2‧‧‧測量光束
LBx12‧‧‧合成光束
LBya0、LByb0‧‧‧平行Y軸之雷射光束
LBya1、LBya2‧‧‧測量光束
LBya12、LByb12‧‧‧測量光束
LBz1、LBz2、LBz3‧‧‧測長光束
LDya、LDyb‧‧‧光源
LYa、LYb‧‧‧直線
MUa1、MUa2‧‧‧磁石單元
MUb1、MUb2‧‧‧磁石單元
PS1‧‧‧光學構件
PBS‧‧‧偏光分束器
PL‧‧‧投影光學系統
PU‧‧‧投影單元
R‧‧‧標線片
R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、R3b‧‧‧反射鏡
RA1、RA2‧‧‧標線片對準系統
RG‧‧‧光柵
RP1~RP3‧‧‧反射面
RST‧‧‧標線片載台
W‧‧‧晶圓
WCS‧‧‧粗動載台
WFS‧‧‧微動載台
WP1a、WP1b‧‧‧四分之一波長板
WST‧‧‧晶圓載台
圖1係概略顯示一實施形態之曝光裝置之構成的圖。
圖2(A)係從-Y方向所視、圖1之曝光裝置所具備之載台裝置的側視圖，圖2(B)係顯示載台裝置的俯視圖。
圖3係顯示圖1之曝光裝置之控制系統構成的方塊圖。
圖4係顯示構成微動載台驅動系統之磁石單元及線圈 單元之配置的俯視圖。
圖5(A)係從-Y方向所視、構成微動載台驅動系統之磁石單元及線圈單元之配置的側視圖，圖5(B)係從+X方向所視、構成微動載台驅動系統之磁石單元及線圈單元之配置的側視圖。
圖6(A)係用以說明使微動載台相對粗動載台繞Z軸旋轉時之動作的圖，圖6(B)係用以說明使微動載台相對粗動載台繞Y軸旋轉時之動作的圖，圖6(C)係係用以說明使微動載台相對粗動載台繞X軸旋轉時之動作的圖。
圖7係用以說明使微動載台之中央部彎向+Z方向時之動作的圖。
圖8(A)係顯示測量臂之前端部的立體圖，圖8(B)係從+Z方向所視之測量臂前端部之上面的俯視圖。
圖9(A)係顯示X讀頭77x之概略構成的圖，圖9(B)係用以說明X讀頭77x、Y讀頭77ya、77yb分別在測量臂內之配置的圖。
圖10(A)及圖10(B)係顯示測量臂前端部於Z軸方向(上下方向)上下動(縱振動)之情形的圖。
圖11係顯示構成用以測量測量臂前端面之面位置之測量系統之4個雷射干涉儀的圖。
圖12係顯示構成用以測量測量臂前端面之變位之測量系統之編碼器的圖。
圖13(A)係用以說明製作對應測量臂前端面之面位置之編碼器系統修正資訊之方法的圖，圖13(B)係顯示對應所作成之修正資訊之圖表的圖。
圖14(A)係用以說明掃描曝光時之晶圓驅動方法的圖，圖14(B)係用以說明步進時之晶圓驅動方法的圖。
以下，根據圖1~圖14(B)說明本發明之一實施形態。
圖1中概略顯示了一實施形態之曝光裝置100之構成。此曝光裝置100係步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置、即所謂之掃描機。如後所述，本實施形態，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、在與此正交之面內標線片與晶圓相對掃描之方向設為Y軸方向、與Z軸及Y軸正交之方向設為X軸方向，並以繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別為θ x、θ y及θ z方向來進行說明。
曝光裝置100，如圖1所示，具備照明系統10、標線片載台RST、投影單元PU、局部液浸裝置8、具有微動載台WFS之載台裝置50、及此等之控制系統等。圖1中，於微動載台WFS上裝載有晶圓W。
照明系統10，係例如美國專利申請公開第2003/025890號說明書等所揭示，包含光源、含光學積分器等之照度均勻化光學系統、及具有標線片遮簾等(皆未圖示)之照明用光學系統。照明系統10，將標線片遮簾(亦亦稱為遮罩系統)所規定之標線片R上之狹縫狀照明區域IAR，藉照明用光(曝光用光)IL以大致均勻之照度加以照明。此處，作為照明用光IL，例如係使用ArF準分子雷射光(波長193nm)。
於標線片載台RST上，其圖案面(圖1之下面)形成有電 路圖案等之標線片R被以例如真空吸附方式加以固定。標線片載台RST，可藉由例如包含線性馬達等之標線片載台驅動系統11(圖1中未圖示，參照圖3)於XY平面內微寬度驅動，且於掃描方向(圖1中紙面內左右方向之Y軸方向)以既定掃描速度驅動。
標線片載台RST之XY平面內之位置資訊(含θ z方向之旋轉資訊)，係以標線片雷射干涉儀(以下，稱「標線片干涉儀」)13，透過固定於標線片載台RST之移動鏡15(實際上，係設置具有與Y軸方向正交之反射面之Y移動鏡(或復歸反射器)及具有與X軸方向正交之反射面之X移動鏡)以例如0.25nm程度之分解能力隨時加以檢測。標線片干涉儀13之測量值被送至主控制裝置20(圖1中未圖示，參照圖3)。又，亦可例如美國專利申請公開第2007/0288121號等之揭示，以編碼器系統測量標線片載台RST之位置資訊。
投影單元PU配置在標線片載台RST之圖1中下方。投影單元PU包含鏡筒40、與被保持在鏡筒40內之投影光學系統PL。投影光學系統PL，係使用例如由沿與Z軸方向平行之光軸AX排列複數個光學元件(透鏡元件)所構成之折射光學系統。投影光學系統PL係例如兩側遠心、且具有既定投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍等)。因此，當以照明系統10照明標線片R上之照明區域IAR時，藉由通過圖案面與投影光學系統PL之第1面(物體面)大致一致配置之標線片R之照明用光IL，透過投影光學系統PL(投影單元PU)將該照明區域IAR內之標線片R之電路圖案之縮小像(電路圖案之部分縮小像)，即形成在配置於投影光學系統PL 之第2面(像面)側、表面塗有光阻(感應劑)之晶圓W上與前述照明區域IAR共軛之區域(以下，亦稱曝光區域)IA。並藉由標線片載台RST與微動載台WFS之同步驅動，相對照明區域IAR(照明用光IL)使標線片R移動於掃描方向(Y軸方向)，並相對曝光區域IA(照明用光IL)使晶圓W移動於掃描方向(Y軸方向)，以進行晶圓W上之1個照射區域(區劃區域)之掃描曝光，於該照射區域轉印標線片R之圖案。亦即，本實施形態，係以照明系統10、標線片R及投影光學系統PL於晶圓W上生成圖案，以照明用光IL使晶圓W上之感應層(光阻層)曝光以在晶圓W上形成該圖案。此處，投影單元PU係保持於主框架，本實施形態中，主框架BD係被分別透過防振機構配置於設置面(地面等)之複數(例如3個或4個)支承構件支承為大致水平。又，該防振機構亦可配置在各支承構件與主框架BD之間。此外，亦可例如國際公開第2006/038952號小冊子之揭示，將投影單元PU懸吊支承於配置在投影單元PU上方之未圖示之主框架構件、或標線片基座等。
局部液浸裝置8，係對應本實施形態之曝光裝置100為進行液浸方式之曝光而設。局部液浸裝置8，包含液體供應裝置5、液體回收裝置6(圖1中皆未圖示，參照圖3)及嘴單元32等。嘴單元32，如圖1所示，以圍繞構成投影光學系統PL之最像面側(晶圓W側)之光學元件、此處係圍繞保持透鏡(以下，亦稱「前端透鏡」)191之鏡筒40下端部周圍之方式，透過未圖示之支承構件懸吊支承於支承投影單元PU等之主框架BD。本實施形態中，主控制裝置20控制液體供 應裝置5(參照圖3)透過嘴單元32將液體供應至前端透鏡191與晶圓W之間，並控制液體回收裝置6(參照圖3)透過嘴單元32從前端透鏡191與晶圓W之間回收液體。此時，主控制裝置20係以所供應之液體之量與所回收之液體之量恆相常之方式控制液體供應裝置5與液體回收裝置6。因此，在前端透鏡191與晶圓W之間隨時更換保持有固定量之液體Lq(參照圖1)。本實施形態中，上述液體係使用能使ArF準分子雷射光(波長193nm之光)透射之純水。又，ArF準分子雷射光對純水之折射率n約為1.44，於純水中，照明用光IL之波長即被短波長化為193nm×1/n=約134nm。
載台裝置50，如圖1所示，具備在地面上以防振機構(圖示省略)支承為大致水平之基盤12、保持晶圓W在基盤12上移動之晶圓載台WST、及各種測量系統(16、70(參照圖3)等)等。
基盤12由具有平板狀外形之構件構成，其上面被製成具有非常高之平坦度，作為晶圓載台WST之移動時之導引面。
晶圓載台WST，如圖1及圖2(A)等所示，藉由設於其底面之複數個非接觸軸承(例如空氣軸承(圖示省略))被懸浮支承於基盤12之上，具有以粗動載台驅動系統51(參照圖3)驅動於XY二維方向之晶圓粗動載台(以下，簡稱為粗動載台)WCS、及以非接觸狀態支承於粗動載台WCS能相對粗動載台WCS移動之晶圓微動載台(以下，簡稱為微動載台)WFS。微動載台WFS可藉由微動載台驅動系統52(參照圖3)相對粗動載台WCS被驅動於6自由度方向(X、Y、Z、 θ x、θ y、θ z)。
晶圓載台WST之XY平面內之位置資訊(含θ z方向之旋轉資訊)以晶圓載台位置測量系統16加以測量。又，微動載台WFS之6自由度方向(X、Y、Z、θ x、θ y、θ z)之位置資訊則以微動載台位置測量系統70(參照圖3)加以測量。晶圓載台位置測量系統16及微動載台位置測量系統70之測量結果，為進行粗動載台WCS、微動載台WFS之位置控制而被送至主控制裝置20(參照圖3)。此外，本實施形態中，設有為進行用以修正微動載台位置測量系統70之測量誤差之測量的測量系統30。測量系統30(參照圖3)亦連接於主控制裝置20。
包含上述各種測量系統之載台裝置50之構成各部之構成等，待後詳述。
曝光裝置100，在從投影單元PU之中心往+Y側相距既定距離之位置配置有晶圓對準系統ALG(圖1中未圖示，參照圖3)。晶圓對準系統ALG係使用例如影像處理方式之FIA(Field Image Alignment)系統。晶圓對準系統ALG，在主控制裝置20之控制下，於晶圓對準(例如全晶圓增強型對準(EGA))時，用於後述微動載台WFS上之測量板片上所形成之第2基準標記、或晶圓W上之對準標記之檢測。晶圓對準系統ALG之攝影訊號透過未圖示之訊號處理系統供應至主控制裝置20。主控制裝置20，根據晶圓對準系統ALG之檢測結果(攝影結果)、與檢測時之微動載台WFS(晶圓W)之位置資訊，算出對象標記對準時於座標系統之X、Y座標。
除此之外，於本實施形態之曝光裝置100，在投影單元 PU之附近，設有與例如美國專利第5,448,332號說明書等所揭示之相同構成之斜入射方式之多點焦點位置檢測系統(以下，簡稱為多點AF系統)AF(圖1中未圖示，參照圖3)。多點AF系統AF之檢測訊號透過未圖示之AF訊號處理系統供應至主控制裝置20(參照圖3)。主控制裝置20根據多點AF系統AF之檢測訊號，檢測在多點AF系統AF之複數個檢測點之晶圓W表面之Z軸方向位置資訊(面位置資訊)，根據該檢測結果實施掃描曝光中晶圓W之所謂的聚焦調平控制。又，亦可在晶圓對準檢測系統ALG附近設置多點AF系統，於事前取得晶圓對準(EGA)時晶圓W表面之面位置資訊(凹凸資訊)，於曝光時使用該面位置資訊、與後述構成微動載台位置測量系統70之一部分之雷射干涉儀系統75(參照圖3)之測量值，實施晶圓W之所謂的聚焦調平控制。此外，不使用雷射干涉儀系統75，而將構成微動載台位置測量系統70之後述編碼器系統73之測量值，用於聚焦調平控制。
又，於標線片載台RST之上方，配置有例如美國專利第5,646,413號說明書等所詳細揭示之具有CCD等之攝影元件，將曝光波長之光(本實施形態中為照明用光IL)作為對準用照明用光之影像處理方式之一對標線片對準系統RA1、RA2(圖1中，標線片對準系統RA2隱藏在標線片對準系統RA1之紙面內側)。一對標線片對準系統RA1、RA2係用在微動載台WFS上之後述測量板片緊挨在投影光學系統PL下方之狀態，由主控制裝置20透過投影光學系統PL檢測標線片R上所形成之一對標線片對準標記(圖示省略)之投影 像、與對應測量板片上之一對第1基準標記，以檢測投影光學系統PL所形成之標線片R之圖案之投影區域中心與測量板片上之基準位置、亦即一對第1基準標記之中心的位置關係。標線片對準系統RA1、RA2之檢測訊號經由未圖示之訊號處理系供應至主控制裝置20(參照圖3)。又，亦可不設置標線片對準系統RA1、RA2。此場合，最好是能例如美國專利申請公開第2002/0041377號等所揭示，於微動載台WFS搭載設有光透射部(受光部)之檢測系統以檢測標線片對準標記之投影像。
圖3中顯示了曝光裝置100之控制系統之主要構成。控制系統係以主控制裝置20為中心而構成。主控制裝置20包含工作站(或微電腦)等，統籌控制前述局部液浸裝置8、粗動載台驅動系統51、微動載台驅動系統52等、曝光裝置100之構成各部。
接著，詳述載台裝置50之構成等。於基盤12之內部，如圖1所示，收容有包含以XY二維方向為行方向、列方向配置成矩陣狀之複數個線圈14的線圈單元。
對應線圈單元，於粗動載台WCS之底面(後述粗動滑件部91之底面)，如圖2(A)所示，設有由以XY二維方向為行方向、列方向配置成矩陣狀之複數個永久磁石91a所構成之磁石單元。磁石單元，與基盤12之線圈單元一起構成例如美國專利第5,196,745號說明書等所揭示之羅倫茲電磁力驅動方式之平面馬達所構成之粗動載台驅動系統51(參照圖3)。供應至構成線圈單元之各線圈14之電流大小及方向以主控制裝置20加以控制(參照圖3)。粗動載台WCS藉由設 置上述磁石單元之粗動滑件部91底面周圍所固定之前述空氣軸承，透過既定間隙、例如數μm程度之間隙懸浮支承在基盤12上方，透過粗動載台驅動系統51被驅動於X軸方向、Y軸方向及θ z方向。又，粗動載台驅動系統51並不限於羅倫茲電磁力驅動方式之平面馬達，亦可使用例如可變磁阻驅動方式之平面馬達。除此之外，亦可以磁浮型平面馬達來構成粗動載台驅動系統51。此場合，可不在粗動滑件部91底面設置空氣軸承。
粗動載台WCS，如圖2(A)及圖2(B)所示，具備俯視(從+Z方向所視)以X軸方向為長邊方向之長方形板狀之粗動滑件部91、以平行於YZ平面之狀態分別固定在粗動滑件部91之長邊方向一端部與另一端部上面且以Y軸方向為長邊方向之長方形板狀之一對側壁部92a、92b、以及分別固定在側壁部92a、92b上面之一對固定件部93a、93b。粗動載台WCS，其全體為一具有上面之X軸方向中央部及Y軸方向兩側面開口之高度較低的箱形形狀。亦即，於粗動載台WCS之內部形成有貫通於Y軸方向之空間部。一對固定件部93a、93b分別由外形為板狀之構件構成，其內部收容有由用以驅動微動載台WFS之複數個線圈所構成之線圈單元CUa、CUb。供應至構成線圈單元CUa、Cub之各線圈之電流大小及方向由主控制裝置20加以控制。關於線圈單元CUa、Cub之構成，留待後述。
一對固定件部93a、93b，如圖2(A)及圖2(B)所示，分別具有以Y軸方向為長邊方向之矩形板狀之形狀。固定件部93a其+X側端部固定在側壁部92a上面，固定件部93b 其-X側端部固定在側壁部92b上面。
微動載台WFS，如圖2(A)及圖2(B)所示，具備由俯視以X軸方向為長邊方向之八角形板狀構件構成之本體部81、以及分別固定在本體部81之長邊方向一端部與另一端部之一對可動件部82a、82b。
本體部81，由於其內部必須可供後述編碼器系統之測量光束(雷射光)行進，因此係以光可透射之透明材料形成。又，本體部81，為降低在其內部之對雷射光之空氣波動之影響，係形成為中實(內部無空間)。又，透明材料以低熱膨漲率較佳，本實施形態中例如係使用合成石英(玻璃)等。此外，本體部81，可以全體為透明之材料構成，亦可僅將編碼器系統之測量光束透射之部分以透明之材料構成，而僅將此測量光束透射之部分作成中實亦可。
於微動載台WFS之本體部81(更正確而言，係後述覆罩玻璃)之上面中央，設有以真空吸附等方式保持晶圓W之晶圓保持具(未圖示)。本實施形態中，係使用例如在環狀凸部(肋部)內形成有支承晶圓W之複數個支承部(銷構件)之所謂銷夾頭(pin chuck)方式之晶圓保持具，在一面(表面)為晶圓載置面之晶圓保持具之另一面(背面)側設有後述光柵RG等。又，晶圓保持具可與微動載台WFS一體形成，亦可相對本體部81，透過例如静電夾頭機構或夾鉗(clamp)機構等、或以接著等方式加以固定。
再者，於本體部81上面，在晶圓保持具(晶圓W之裝載區域)外側，如圖2(A)及圖2(B)所示，安裝有中央形有較晶圓W(晶圓保持具)大一圈之圓形開口且具有對應本體部 81之八角形狀外形(輪廓)之板片(撥液板)83。板片83之表面，經針對液體Lq之撥液化處理(形成有撥液面)。板片83，以其表面全部(或一部分)與晶圓W表面同一面高之方式被固定在本體部81之上面。又，於板片83，如圖2(B)所示，在+X端部且-Y側端部附近形有圓形缺口，於此缺口內部，以其表面與板片83之表面、亦即與晶圓W表面大致同一面高之狀態埋有測量板片86。於測量板片86之表面，至少形成有以前述一對標線片對準檢測系統RA1、RA2分別加以檢測之一對第1基準標記、以及以晶圓對準系統ALG加以檢測之第2基準標記(第1及第2基準標記皆省略圖示)。又，亦可取代將板片83安裝於本體部81，而例如將晶圓保持具與微動載台WFS一體形成，並將微動載台WFS之圍繞晶圓保持具之周圍區域(與板片83同一區域(亦可包含測量板片86之表面)上面施以撥液化處理，以形成撥液面。
如圖2(A)所示，於本體部81上面，水平(與晶圓W表面平行)配置有2維光柵(以下，僅稱光柵)RG。光柵RG係固定(或形成)在由透明材料構成之本體部81上面。光柵RG包含以X軸方向為週期方向之反射型繞射光柵(X繞射光柵)、以及以Y軸方向為週期方向之反射型繞射光柵(Y繞射光柵)。本實施形態中，本體部81上固定或形成2維光柵之區域(以下，稱形成區域)，舉一例而言，係較晶圓W大一圈之大圓形。
光柵RG被保護構件、例如覆罩玻璃84覆蓋加以保護。本實施形態中，於覆罩玻璃84上面設有吸附保持晶圓保持具之前述静電夾頭機構。又，本實施形態中，覆罩玻璃84 雖係設置成覆蓋本體部81上面之大致全面，但亦可設置成僅覆議包含光柵RG之本體部81上面之一部分。此外，保護構件(覆罩玻璃84)可與本體部81相同之材料形成，但不限於此，亦可將保護構件以例如金屬、陶瓷加以形成。又，雖然以具有能充分保護光柵RG之厚度之板狀保護構件較佳，但亦可視材料使用薄膜狀之保護構件。
又，在光柵RG之形成區域中、對應突出至晶圓保持具周圍之區域之覆罩玻璃84之一面，為避免照射於光柵RG之編碼器系統之測量光束透射過覆罩玻璃84，亦即，避免晶圓保持具背面區域之內外測量光束之強度產生大變動，例如設置覆議該形成區域之反射構件(例如薄膜等)較佳。
除此之外，亦可將一面固定或形成光柵RG之透明板之另一面接觸或靠近晶圓保持具背面配置，且於該透明板之一面側設置保護構件(覆罩玻璃84)、或、不設置保護構件(覆罩玻璃84)而將固定或形成光柵RG之透明板之一面接觸或靠近晶圓保持具背面配置。尤其是前者，可取代透明板而將光柵RG固定形成於陶瓷等之不透明構件、或將光柵RG固定或形成在晶圓保持具之背面。或者，僅於習知微動載台保持晶圓保持具與光柵RG亦可。又，將晶圓保持具以中實玻璃構件加以形成，於該玻璃構件上面(晶圓載置面)配置光柵RG亦可。
本體部81，由圖2(A)可知，係由形成有從長邊方向之一端部與另一端部之下端部向外側突出之突出部、全體為八角形板狀構件構成，於其底面之對向於光柵RG之部分形成有凹部。本體部81，其配置光柵RG之中央區域係形成為 其厚度實質均勻之板狀。
於本體部81之+X側、-X側之突出部之上面，分別於Y軸方向、以各自之凸部89a、89b朝向外側之方式延設有剖面凸形狀之間隔件85a、85b。
可動件部82a，如圖2(A)及圖2(B)所示，包含Y軸方向尺寸(長度)及X軸方向尺寸(寬度)皆較固定件部93a短(一半程度)之二片俯視矩形之板狀構件82a1、82a2。此等二片板狀構件82a1、82a2，係隔著前述間隔件85a之凸部89a，在Z軸方向(上下)分開既定距離之狀態下皆與XY平面平行的固定於本體部81之長邊方向之+X側端部。此時，板狀構件82a2係被間隔件85a與本體部81之+X側突出部挾持其-X側端部。二片板狀構件82a1、82a2之間，以非接觸方式挿入粗動載台WCS之固定件部93a之-X側端部。於板狀構件82a1、82a2之內部設有後述磁石單元MUa1、MUa2。
可動件部82b，包含於間隔件85b之在Z軸方向(上下)維持既定間隔之二片板狀構件82b1、82b2，與可動件部82a為左右對稱之相同構成。於二片板狀構件82b1、82b2之間以非接觸方式挿入粗動載台WCS之固定件部93b之+X側端部。於板狀構件82b1、82b2之內部，設有與磁石單元MUa1、MUa2同樣構成之磁石單元MUb1、MUb2。
此處，如前所述，由於粗動載台WCS之Y軸方向兩側面為開口，因此在將微動載台WFS裝著於粗動載台WCS時，只是使固定件部93a、93b分別位於二片板狀構件82a1、82a2及82b1、82b2之間，並進行微動載台WFS之Z軸方向定位後，使微動載台WFS移動於(滑動)於Y軸方向即可。
接著，說明用以相對粗動載台WCS驅動微動載台WFS之微動載台驅動系統52之構成。微動載台驅動系統52，包含具有前述可動件部82a之一對磁石單元MUa1、MUa2、具有固定件部93a之線圈單元CUa、具有可動件部82b之一對磁石單元MUb1、MUb2、以及具有固定件部93b之線圈單元CUb。
進一步詳述如後。從圖4及圖5(A)以及圖5(B)可知，在固定件部93a內部之-X側端部，複數個(此處為12個)俯視長方形狀之YZ線圈(以下，適當的簡稱為「線圈」)55、57於Y軸方向等間隔分別配置之2行線圈列，於X軸方向相距既定間隔配置。YZ線圈55，具有在上下方向(Z軸方向)重疊配置之俯視長方形狀之上部繞組55a與下部繞組55b。又，在固定件部93a之內部、上述2行線圈列之間，配置有以Y軸方向為長邊方向之細長俯視長方形狀之1個X線圈(以下，適當的簡稱「線圈」)56。此場合，2行線圈列與X線圈56係在X軸方向以等間隔配置。包含2行線圈列與X線圈56構成線圈單元CUa。
以下，使用圖4及圖5(A)、以及圖5(B)，說明一對固定件部93a、93b中、一方之固定件部93a及被此固定件部93a所支承之可動件部82a，而另一方(-X側)之固定件部93b及可動件部82b具有與該等同樣之構成、同樣之功能。因此，線圈單元CUb、磁石單元MUb1、MUb2與線圈單元CUa、磁石單元MUa1、MUa2同樣的構成。
在構成微動載台WFS之可動件部82a之一部分之+Z側之板狀構件82a1內部，參照圖4及圖5(A)以及圖5(B)可 知，以X軸方向為長邊方向之俯視長方形之複數個(此處為10個)之永久磁石65a、67a於Y軸方向等間隔配置而成之2行磁石列，於X軸方向相距既定間隔配置。2行磁石列分別與線圈55、57對向配置。
複數個永久磁石65a，如圖5(B)所示，係由上面側(+Z側)為N極而下面側(-Z側)為S極之永久磁石、與上面側(+Z側)為S極而下面側(-Z側)為N極之永久磁石，於Y軸方向交互排列。由複數個永久磁石67a構成之磁石列，與由複數個永久磁石65a構成之磁石列為同樣之構成。
又，於板狀構件82a1之內部、上述2行磁石列之間，與線圈56對向配置有於X軸方向分離配置、以Y軸方向為長邊方向之一對(2個)永久磁石66a1、66a2。如圖5(A)所示，永久磁石66a1其上面側(+Z側)為N極而下面側(-Z側)為S極，永久磁石66a2則以上面側(+Z側)為S極下面側(-Z側)為N極。
藉由上述複數個永久磁石65a、67a及66a1、66a2構成磁石單元MUa1。
於-Z側之板狀構件82a2內部，如圖5(A)所示，亦以和上述+Z側板狀構件82a1同樣之配置，配置有永久磁石65b、66b1、66b2、67b。藉由此等永久磁石65b、66b1、66b2、67b構成磁石單元MUa2。此外，-Z側之板狀構件82a2內之永久磁石65b、66b1、66b2、67b，於圖4中，係對永久磁石65a、66a1、66a2、67a於紙面內側重疊配置。
此處，微動載台驅動系統52，如圖5(B)所示，複數個永久磁石65及複數個YZ線圈55於Y軸方向之位置關係(各 自之間隔)，係設定為於Y軸方向相鄰配置之複數個永久磁石(圖5(B)中，沿Y軸方向依序為永久磁石65a1~65a5)在相鄰2個永久磁石65a1及65a2分別對向於YZ線圈551之繞組部時，與該等相鄰之永久磁石65a3不對向於與上述YZ線圈551相鄰之YZ線圈552之繞組部(線圈中央之中空部、或捲繞線圈之鐵芯、例如與鐵芯對向)。又，如圖5(B)所示，各永久磁石65a4及65a5對向於與YZ線圈552相鄰之YZ線圈553之繞組部。永久磁石65b、67a、67b於Y軸方向之間隔亦相同(參照圖5(B))。
因此，微動載台驅動系統52，例如係在圖5(B)所示狀態下，對線圈551、553之上部繞組及下部繞組分別供應從+Z方向所視往右旋轉之電流時，即於線圈551、553作用出-Y方向之力(羅倫茲力)，而作為反作用於永久磁石65a、65b分別產生+Y方向之力。由於此等力之作用，微動載台WFS即相對粗動載台WCS往+Y方向移動。與上述情形相反的，對線圈551、553分別供應從+Z方向所視往左旋轉之電流時，微動載台WFS即相對粗動載台WCS往-Y方向移動。
藉由對線圈57之電流供應，能在與永久磁石67(67a、67b)之間進行電磁相互作用而將微動載台WFS驅動於Y軸方向。主控制裝置20，藉由控制對各線圈供應之電流，據以控制微動載台WFS之Y軸方向位置。
又，微動載台驅動系統52，例如在圖5(B)所示狀態下，對線圈552之上部繞組供應從+Z方向所視往左旋轉之電流、而對下部繞組供應從+Z方向所視往右旋轉之電流時，即分別於線圈552與永久磁石65a3之間產生吸引力、於線圈 552與永久磁石65b3之間產生斥力，微動載台WFS藉由此等吸引力及斥力而相對粗動載台WCS往上方(+Z方向)、亦即往懸浮方向移動。主控制裝置20藉控制對各線圈供應之電流，以控制懸浮狀態之微動載台WFS之Z方向位置。
又，當在圖5(A)所示狀態下，對線圈56供應從+Z方向所視往右旋轉之電流時，於線圈56產生作用於+X方向之力(羅倫茲力)，而作為反作用分別於永久磁石66a1、66a2、及66b1、66b2產生作用於-X方向之力，微動載台WFS即相對粗動載台WCS移動於-X方向。又，與上述情形相反的，當對線圈56供應從+Z方向所視往左旋轉之電流時，於永久磁石66a1、66a2及66b1、66b2產生+X方向之力，微動載台WFS相對粗動載台WCS移動於+X方向。主控制裝置20，藉控制對各線圈供應之電流，據以控制微動載台WFS之X軸方向位置。
由上述說明可知，本實施形態中，主控制裝置20係對排列於Y軸方向之複數個YZ線圈55、57每隔1個供應電流，據以將微動載台WFS驅動Y軸方向。與此平行的，主控制裝置20對YZ線圈55、57中未使用於將微動載台WFS驅動於Y軸方向之線圈供應電流，據以使其產生與往Y軸方向驅動力不同之往Z軸方向之驅動力，使微動載台WFS從粗動載台WCS浮起。此外，主控制裝置20視微動載台WFS之Y軸方向位置依序切換電流供應對象之線圈，據以一邊維持微動載台WFS相對粗動載台WCS之懸浮狀態、亦即非接觸狀態、一邊將微動載台WFS驅動於Y軸方向。又，主控制裝置20亦能在使微動載台WFS從粗動載台WCS浮 起之狀態下，與Y軸方向一起獨立的將其驅動於X軸方向。
又，主控制裝置20，例如圖6(A)所示，亦可藉由使微動載台WFS之+X側可動件部82a與-X側可動件部82b產生彼此不同大小之Y軸方向之驅動力(推力)(參照圖6(A)之黑箭頭)，據以使微動載台WFS繞Z軸旋轉(θ z旋轉)(參照圖6(A)之白箭頭)。
此外，主控制裝置20，可如圖6(B)所示，使彼此不同之浮力(參照圖6(B)之黑箭頭)作用於微動載台WFS之+X側可動件部82a與-X側可動件部82b，據以使微動載台WFS繞Y軸旋轉(θ y驅動)(參照圖6(B)之白箭頭)。
進一步的，主控制裝置20，亦可如圖6(C)所示，使彼此不同浮力(參照圖6(C)之黑箭頭)作用於微動載台WFS之各可動件部82a、82b之Y軸方向之+側與-側，據以使微動載台WFS繞X軸旋轉(θ x驅動)(參照圖6(C)白箭頭)。
由以上說明可知，本實施形態，可藉由微動載台驅動系統52，將微動載台WFS相對粗動載台WCS以非接觸狀態加以懸浮支承，且相對粗動載台WCS以非接觸方式驅動於6自由度方向(X、Y、Z、θ x、θ y、θ z)。
又，本實施形態中，主控制裝置20在使浮力作用於微動載台WFS時，可藉由對配置在固定件部93a內之2行線圈55、57(參照圖4)供應彼此相反方向之電流，據以如圖7所示，與浮力(參照圖7之黑箭頭)同時將繞Y軸旋律之旋轉力(參照圖7之白箭頭)作用於可動件部82a。又，主控制裝置20可藉由將彼此相反方向之繞Y軸旋轉之旋轉力分別作用於一對可動件部82a、82b，使微動載台WFS之中央部彎 向+Z方向或-Z方向(參照圖7之具影線箭頭)。因此，如圖7所示，藉由使微動載台WFS之中央部彎向+Z方向，可抵消因晶圓W及本體部81之自重引起之微動載台WFS(本體部81)之X軸方向中間部分之彎曲，確保晶圓W表面對XY平面(水平面)之平行度。如此，在晶圓W直徑大而微動載台WFS大型化時等，尤能發揮效果。
又，當晶圓W因自重等而變形時，於照明用光IL之照射區域(曝光區域IA)內，微動載台WFS上所裝載之晶圓W之表面亦有不進入投影光學系統PL之焦深範圍內之虞。因此，主控制裝置20可與使上述微動載台WFS於X軸方向之中央部彎向+Z方向之情形同樣的，藉由使彼此相反方向之繞Y軸旋轉之旋轉力分別作用於一對可動件部82a、82b，以使晶圓W之變形大致平坦，而能在曝光區域IA內晶圓W之表面進入投影光學系統PL之焦深範圍內。
又，不僅僅是為了修正自重彎曲及/或聚焦調平控制，在採用晶圓照射區域內之既定點橫越過曝光區域IA期間，於焦深範圍內使該既定點之Z軸方向位置變化以實質增大焦深之超解析技術之情形時，亦能適用使微動載台WFS(及所保持之晶圓W)在與Y軸垂直之面(XZ面)內變形為凹形或凸形之手法。
本實施形態之曝光裝置100，在進行對晶圓W之步進掃描(step & scan)方式之曝光動作時，微動載台WFS之XY平面內之位置資訊(含θ z方向之位置資訊)係由主控制裝置20使用後述微動載台位置測量系統70之編碼器系統73(參照圖3)加以測量。微動載台WFS之位置資訊被送至主控制 裝置20，主控制裝置20根據此位置資訊控制微動載台WFS之位置。
相對於此，在晶圓載台WST位於微動載台位置測量系統70之測量區域外時，晶圓載台WST之位置資訊係由主控制裝置20使用晶圓載台位置測量系統16(參照圖3)加以測量。晶圓載台位置測量系統16，如圖1所示，包含對粗動載台WCS側面以鏡面加工形成之反射面照射測長光束以測量晶圓載台WST之XY平面內位置資訊之雷射干涉儀。此外，圖1中雖省略圖示，但實際上，於粗動載台WCS形成有垂直於Y軸之Y反射面與垂直於X軸之X反射面，並與此對應，雷射干涉儀亦設有對X反射面、Y反射面分別照射測長光束之X干涉儀、Y干涉儀。又，晶圓載台位置測量系統16，例如Y干涉儀亦可具有複數個測長軸，根據各測長軸之輸出，測量晶圓載台WST之θ z方向之位置資訊(旋轉資訊)。再者，晶圓載台WST於XY平面內之位置資訊，可取代上述晶圓載台位置測量系統16而以其他測量裝置、例如編碼器系統加以測量。此場合，可於例如基盤12之上面配置2維標尺、於粗動載台WCS之底面設置編碼器讀頭。
其次，說明微動載台位置測量系統70(參照圖3)構成，此微動載台位置測量系統70包含微動載台WFS之XY平面內之位置資訊測量所使用之編碼器系統73、與微動載台WFS之Z、θ x及θ Y方向之位置資訊測量所使用之雷射干涉儀系統75。微動載台位置測量系統70，如圖1所示，具備在晶圓載台WST位於投影光學系統PL下方之狀態下，插入設在粗動載台內部之空間部內的測量構件(測量臂)71。測 量臂71，係透過支承部72懸臂(支承一端部附近)方式支承於曝光裝置100之主框架BD。又，在採用不妨礙晶圓載台移動之構成之情形時，測量構件並不限於懸臂支承，亦可以是於其長邊方向兩端部加以支承。
測量臂71，係以Y軸方向為長邊方向、具有高度方向(Z軸方向)尺寸大於寬度方向(X軸方向)之縱長長方形剖面之四角柱狀(亦即長方體狀)之構件，將可使光透射之相同材料、例如將玻璃構件予以貼合複數層所形成。測量臂71，如圖11所示，具有位於-Y側端部之直角稜鏡形狀之第1構件、以及與該第1構件一起構成為整體呈四角柱狀(亦即長方體狀)構件之第2構件。測量臂71，除收容後述編碼器讀頭(光學系統)之部分外，形成為中實。在第1構件與第2構件之界面(亦即，第1構件之斜面)，如圖11所示，除其外周部附近外具有反射膜而形成反射面RP1，並於反射面RP1之外周部中、至少上端部及下端部形成有布魯斯特(Brewster)分離膜(以下，簡稱為分離膜)BMP。亦即，第1構件構成為一部分具有反射面之偏向分束器。以下，將第1構件稱為第1構件PBS。於第1構件PBS之-Z側之面，全面具有反射膜而形成反射面RP2。
又，於測量臂之+Y側端面，全面具有反射膜而形成反射面RP3。關於反射面RP3之使用方法，留待後述。
測量臂71，如前所述，在晶圓載台WST被配置於投影光學系統PL下方之狀態下，前端部挿入粗動載台WCS之空間部內，如圖1所示，其上面對向於微動載台WFS之下面(正確而言，係對向於本體部81(圖1中未圖示，參照圖 2(A)等)下面)。測量臂71之上面，係在與微動載台WFS之下面之間形成有既定間隙、例如形成數mm程度之間隙之狀態下，配置成與微動載台WFS之下面大致平行。此外，測量臂71上面與微動載台WFS下面之間之間隙為數mm以上或以下皆可。
微動載台位置測量系統70，如圖3所示，具備測量微動載台WFS之X軸方向、Y軸方向及θ z方向位置之編碼器系統73、與測量微動載台WFS之Z軸方向、θ x方向及θ Y方向位置之雷射干涉儀系統75。編碼器系統73，包含測量微動載台WFS之X軸方向位置之X線性編碼器73x、測量微動載台WFS之Y軸方向位置之一對Y線性編碼器73ya、73yb(以下，適當的將此等合稱為Y線性編碼器73y)。編碼器系統73，係使用與例如美國專利第7,238,931號說明書、及國際公開第2007/083758號(對應美國專利申請公開第2007/288,121號說明書)等所揭示之編碼器讀頭(以下，適當的簡稱為讀頭)相同構成之繞射干涉型讀頭。不過，本實施形態中，讀頭係如後所述的，光源及受光系統(含光檢測器)配在測量臂71外部，僅有光學系統係在測量臂71內部、亦即配置成與光柵RG對向。以下，除非特別需要之情形外，將配置在測量臂71內部之光學系統稱為讀頭。
圖8(A)以立體圖顯示了測量臂71之前端部，圖8(B)則顯示了從+Z方向觀察測量臂71之前端部上面的俯視圖。編碼器系統73係以1個X讀頭77x(參照圖9(A)及圖9(B))測量微動載台WFS之X軸方向位置，以一對Y讀頭77ya、77yb(參照圖9(B))測量Y軸方向之位置。亦即，以使用光柵 RG之X繞射光柵測量微動載台WFS之X軸方向位置之X讀頭77x構成前述X線性編碼器73x，以使用光柵RG之Y繞射光柵測量微動載台WFS之Y軸方向位置之一對Y讀頭77ya、77yb構成一對Y線性編碼器73ya、73yb。
如圖8(A)及圖8(B)所示，X讀頭77x係從位於距測量臂71之中央線CL等距離之與X軸平行之直線LX上之2點(參照圖8(B)之白圓圈)，對光柵RG上照射測量光束LBx1、LBx2(圖8(A)中以實線所示)。測量光束LBx1、LBx2照射於光柵RG上之同一照射點(參照圖9(A))。測量光束LBx1、LBx2之照射點、亦即X讀頭77x之檢測點(參照圖8(B)中之符號DP)與照射於晶圓W之照明用光IL之照射區域(曝光區域)IA中心之曝光位置一致(參照圖1)。又，測量光束LBx1、LBx2，實際上雖會在本體部81與空氣層之界面等折射，但圖9(A)等中，予以簡化圖示。
如圖9(B)所示，一對Y讀頭77ya、77yb係分別配置在測量臂71之中央線CL之+X側、-X側。Y讀頭77ya，如圖8(A)及圖8(B)所示，配置在與Y軸平行之直線LYa上，從距直線LX相等距離之2點(參照圖8(B)之白圓圈)對光柵RG上之共通照射點分別照射圖8(A)中以虛線所示之測量光束LBya1、LBya2。測量光束LBya1、LBya2之照射點、亦即Y讀頭77ya之檢測點於圖8(B)中以符號Dpya顯示。
Y讀頭77yb與Y讀頭77ya同樣的，配置在距離測量臂71之中央線CL與直線Lya相同距離之與Y軸平行之直線LYb上，從距直線LX相等距離之2點(參照圖8(B)之白圓圈)對光柵RG上之共通照射點DPyb照射測量光束LByb1、 LByb2。如圖8(B)所示，測量光束LBya1、LBya2及測量光束LByb1、LByb2之檢測點DPya、Dpyb分別配置在與X軸平行之直線LX上。此處，主控制裝置20，係根據2個Y讀頭77ya、77yb之測量值之平均來決定微動載台WFS之Y軸方向之位置。因此，本實施形態中，微動載台WFS之Y軸方向位置係以檢測點DPya、Dpyb之中點為實質之測量點加以測量。此外，Y讀頭77ya、77yb所測量之檢測點DPya、DPyb之中點與測量光束LBx1、LBX2之光柵RG上之照射點DP一致。亦即，本實施形態中，關於微動載台WFS之X軸方向及Y軸方向之位置資訊之測量，具有共通之檢測點，此檢測點與照射於晶圓W之照明用光IL之照射區域(曝光區域)IA中心之曝光位置一致。因此，本實施形態中，主控制裝置20可藉由編碼器系統73之使用，在將標線片R之圖案轉印至微動載台WFS上所裝載之晶圓W之既定照射區域時，微動載台WFS之XY平面內之位置資訊之測量，能恆在曝光位置之正下方(背側)行。又，主控制裝置20根據分別測量微動載台WFS之Y軸方向位置之於X軸方向分離配置之一對Y讀頭77ya、77yb之測量值之差，測量微動載台WFS之θ z方向之旋轉量。
此處，說明構成編碼器系統73之3個讀頭77x、77ya、77yb之構成。圖9(A)中，以3個讀頭77x、77ya、77yb代表性的顯示了X讀頭77x之概略構成。又，圖9(B)顯示了X讀頭77x、Y讀頭77ya、77yb分別於測量臂71內之配置。
如圖9(A)所示，X讀頭77x具有分離面與YZ平面平行之偏光分束器PBS、一對反射鏡R1a、R1b、透鏡L2a、L2b、 四分之一波長板(以下，記載為λ/4板)WP1a、WP1b、反射鏡R2a、R2b、以及反射鏡R3a、R3b等，此等光學元件以既定之位置關係配置。Y讀頭77ya、77yb亦具有相同構成之光學系統。X讀頭77x、Y讀頭77ya、77yb，如圖9(A)及圖9(B)所示，分別被單元化固定在測量臂71之內部。
如圖9(B)所示，X讀頭77x(X線性編碼器73x)從設在測量臂71之-Y側端部上面(或其上方)之光源LDx於-Z方向射出雷射光束LBx0，透過對XY平面成45°角度斜設之前述反射面RP1將其光路彎折為與Y軸方向平行。此雷射光束LBx0於測量臂71內部之中實部分平行的行進於測量臂71之長邊方向(Y軸方向)，而到達圖9(A)所示之反射鏡R3a。接著，雷射光束LBx0被反射鏡R3a將其光路彎折後射入偏光分束器PBS。雷射光束LBx0被偏光分束器PBS偏光分離而成為二條測量光束LBx1、LBx2。透射過偏光分束器PBS之測量光束LBx1經由反射鏡R1a到達形成在微動載台WFS之光柵RG，而被偏光分束器PBS反射之測量光束LBx2則經由反射鏡R1b到達光柵RG。此處所謂之「偏光分離」，係指將入射光束分離為P偏光成分與S偏光成分。
藉由測量光束LBx1、LBx2之照射而從光柵RG產生之既定次數之繞射光束、例如1次繞射光束，分別經由透鏡L2a、L2b被λ/4板WP1a、WP1b轉換為圓偏光後，被反射鏡R2a、R2b反射而再度通過λ/4板WP1a、WP1b，反方向循著與來路相同之光路到達偏光分束器PBS。
到達偏光分束器PBS之2個1次繞射光束，其偏光方向各自相對原來方向旋轉90度。因此，先透射過偏光分束 器PBS之測量光束LBx1之1次繞射光束被偏光分束器PBS反射。先被偏光分束器PBS反射之測量光束LBx2之1次繞射光束透射過偏光分束器PBS。據此，測量光束LBx1、LBx2之各1次繞射光束即被合成於同軸上成為合成光束LBx12。合成光束LBx12被反射鏡R3b將其光路彎折為平行於Y軸，與Y軸平行的行進於測量臂71之內部，透過前述反射面RP1被送至圖9(B)所示之配置在測量臂71外部之X受光系統74x。
於X受光系統74x，被合成為合成光束LBx12之測量光束LBx1、LBx2之1次繞射光束藉由未圖示之偏光件(檢光件)使其偏光方向一致，彼此干涉而成為干涉光，此干涉光被未圖示之光檢測器檢測出而被轉換為對應干涉光強度之電氣訊號。此處，當微動載台WFS移動於測量方向(此場合，為X軸方向)時，二光束間之相位差產生變化而使干涉光之強度變化。此干涉光之強度變化被供應至主控制裝置20(參照圖3)作為微動載台WFS於X軸方向之位置資訊。
如圖9(B)所示，於Y讀頭77ya、77yb分別射入從光源LDya、LDyb射出、被前述反射面RP1將光路彎折90°而與Y軸平行之雷射光束LBya0、LByb0，和前述同樣的，從Y讀頭77ya、77yb分別輸出被偏向分束器偏向分離之測量光束分別於光柵RG(之Y繞射光柵)之1次繞射光束之合成光束LBya12、LByb12，而回到Y受光系統74ya、74yb。此處，光源Ldya與受光系統74ya、光源Ldyb與受光系統74yb，如圖9(B)所示，係分別排列於Y軸方向配置。因此，從光源LDya、LDyb射出之雷射光束LBya0、LByb0與回到Y受光系 統74ya、74yb之合成光束LBya12、LByb12，分別通過圖9(B)中於紙面垂直方向重疊之光路。又，如上所述，從光源射出之雷射光束LBya0、LByb0與回到Y受光系統74ya、74yb之合成光束LBya12、LByb12，於Y讀頭77ya、77yb係於其內部分別將光路適當的加以彎折(圖示省略)，以通過於Z軸方向分離之平行的光路。
雷射干涉儀系統75，如圖8(A)所示，將三條測長光束LBz1、LBz2、LBz3從測量臂71之前端部射入微動載台WFS之下面。雷射干涉儀系統75，具有分別照射此等三條測長光束LBz1、LBz2、LBz3之三個雷射干涉儀75a~75c(參照圖3)。
雷射干涉儀系統75，係將三條測長光束LBz1、LBz2、LBz3，如圖8(A)及圖8(B)所示，從測量臂71之上面上不在同一直線上之三點分別與Z軸平行的射出。此處，三條測長光束LBz1、LBz2、LBz3，如圖8(B)所示，係從重心與照射區域(曝光區域)IA中心之曝光位置一致之二等邊三角形(或正三角形)之各頂點位置分別照射。此場合，測長光束LBz3之射出點(照射點)位於中央線CL上，其餘測長光束LBz1、LBz2之射出點(照射點)則距中央線CL等距離。本實施形態中，主控制裝置20使用雷射干涉儀系統75測量微動載台WFS之Z軸方向位置、θ z方向及θ Y方向之旋轉量之資訊。又，雷射干涉儀75a~75c設在測量臂71之-Y側端部上面(或其上方)。從雷射干涉儀75a~75c往-Z方向射出之測長光束LBz1、LBz2、LBz3，經由前述反射面RP1於測量臂71內沿Y軸方向行進，其光路分別被彎折而從上述三點 射出。
本實施形態，於微動載台WFS之下面設有使來自編碼器系統73之各測量光束透射、阻止來自雷射干涉儀系統75之各測長光束透射之選波濾波器(圖示省略)。此場合，選波濾波器亦兼作為來自雷射干涉儀系統75之各測長光束之反射面。選波濾波器係使用具有波長選擇性之薄膜等，本實施形態中，係例如設於透明板(本體部81)之一面，而光柵RG相對該一面配置在晶圓保持具側。
由以上說明可知，主控制裝置20可藉由微動載台位置測量系統70之編碼器系統73及雷射干涉儀系統75之使用，測量微動載台WFS之6自由度方向之位置。此場合，於編碼器系統73，由於測量光束在空氣中之光路長極短且大致相等，因此能幾乎忽視空氣波動之影響。因此，可藉由編碼器系統73高精度的測量微動載台WFS於XY平面內之位置資訊(亦含θ z方向)。此外，編碼器系統73之X軸方向及Y軸方向之實質的光柵上之檢測點、及雷射干涉儀系統75於Z軸方向之微動載台WFS下面上之檢測點，分別與曝光區域IA之中心(曝光位置)一致，因此能將所謂阿貝誤差之產生抑制至實質上可忽視之程度。因此，主控制裝置20可藉由微動載台位置測量系統70之使用，在無阿貝誤差之情形下，高精度測量微動載台WFS之X軸方向、Y軸方向及Z軸方向之位置。
此外，本實施形態之曝光裝置100，主框架BD及基盤12雖係透過未圖示之防振機構設置，但例如從固定於主框架BD之各種可動裝置所產生之振動有可能於曝光時經由 支承部72傳至測量臂71。此場合，由於測量臂71係單邊支承構造之懸臂，因此有可能因上述振動而產生彎曲等之變形，使構成編碼器系統73之讀頭77x、77ya、77yb之光軸相對Z軸傾斜，而例如國際公開第2008/026732號(對應美國專利申請公開第2008/0106722號說明書)等之機構所揭示，於微動載台WFS之測量產生測量誤差。
圖10(A)及圖10(B)中，顯示因振動而產生彎曲之測量臂71之一最簡單例、即測量臂71之前端部於Z軸方向(上下方向)上下動(縱振動)之情形。由於上述振動，於測量臂71週期的反複產生如圖10(A)所示之彎曲與圖10(B)所示之彎曲，據此導致編碼器系統73之各讀頭77x、77ya、77yb之光軸傾斜，X讀頭77x之檢測點DP、Y讀頭77ya、77yb之實質檢測點相對曝光位置週期的移動於+Y方向及-Y方向。又，各讀頭77x、77ya、77yb與光柵RG之Z軸方向距離亦週期的變化。
此處，如上述國際公開第2008/026732號等所揭示，各讀頭77x、77ya、77yb之光軸相對光柵RG之傾斜成為編碼器系統73之測量誤差，進一步的，即使光軸之傾斜相同，只要各讀頭77x、77ya、77yb與光柵RG之距離不同的話，測量誤差亦會視此誤差而變化。
為避免此不良情形，本實施形態之曝光裝置100，主控制裝置20隨時測量測量臂71之形狀變化、具體而言係隨時測量測量臂71之前端面(自由端側之端面)之面位置變化、亦即編碼器系統73之各讀頭77x、77ya、77yb之光軸相對光柵RG之傾斜，使用與上述國際公開第2008/026732號 等所揭示之相同手法預先作成之編碼器系統73之修正資訊，修正編碼器系統73之測量誤差。此處，於以下說明之編碼器系統73之測量誤差之修正不考慮因測量臂71之θ Y方向之振動引起之測量誤差，而僅進行修正上述縱振動產生時之測量誤差(因θ x方向振動引起之測量誤差)及測量臂71前端於θ z方向振動(横振動)之情形時之測量誤差、以及產生上述縱振動與横振動之複合振動之情形時之測量誤差。惟，不限於此，亦可測量測量臂71之θ Y方向變位量，與因θ x方向、θ z方向之變位引起之測量誤差一起，修正因θ Y方向之變位引起之測量誤差。
本實施形態之曝光裝置100，係由主控制裝置20測量測量臂71之前端面位置(面位置)據以求出測量臂71之變動資訊、例如形狀變化。圖11中顯示了將用以測量測量臂前端面之面位置之測量系統30(參照圖3)加入取出顯示者。此處，雖針對測量系統30係測量測量臂71之形狀變化之情形進行說明，但不限於此，只要測量系統30係測量編碼器測量誤差之原因之測量臂71之變動資訊、例如形狀變化之外，亦包含其他變位、傾斜等之測量臂變動的話，任何構成皆可。
測量系統30具有4個雷射干涉儀30a~30d，其中，雷射干涉儀30b、30d隱藏在雷射干涉儀30a、30c之紙面內側。
各雷射干涉儀30a~30d，如圖11所示，係各2個2個被支承在分別固定於支承部72之-Y側之面之下端部附近之一對支承構件31。亦即，雷射干涉儀30a、30c係於Y軸 方向相距既定間隔被支承在圖11中之紙面前側之支承構件31，雷射干涉儀30b、30d則係於Y軸方向相距既定間隔被支承在圖11中紙面內側之支承構件31。雷射干涉儀30a~30d分別於-Z方向射出雷射光。
例如，從雷射干涉儀30a射出之雷射光La係以位於第1構件PBS上端部之分離膜BMF加以偏光分離為參照光束IRA與測長光束IBa。參照光束IRA被反射面RP2反射而經由分離膜BMF回到雷射干涉儀30a。另一方面，測長光束IBa沿與Y軸平行之光路透射過測量臂71之+X側端部且+Z側端部附近之中實部分，到達形成在測量臂71之+Y側端面之反射面RP3。接著，測長光束IBa被反射面RP3反射而逆向順著原來之光路，被合成為與參照光束IRA同軸回到雷射干涉儀30a。於雷射干涉儀30a內部，藉偏光件使參照光束IRA與測長光束IBa之偏光方向一致，彼此干涉而成為干涉光，此干涉光被未圖示之光檢測器檢測出，轉換為對應干涉光強度之電氣訊號。
從雷射干涉儀30c射出之雷射光Lc，被位於第1構件PBS下端部之分離膜BMF偏光分離為參照光束IRc與測長光束IBc。參照光束IRA被反射面RP2反射經由分離膜BMF回到雷射干涉儀30c。另一方面，測長光束IBc沿與Y軸平行之光路透射過測量臂71之+X側端部且-Z側端部附近之中實部分而到達反射面RP3。之後，測長光束IBc被反射面RP3反射，逆向順著原來之光路被合成為與參照光束IRc同軸而回到雷射干涉儀30c。於雷射干涉儀30c內部，藉偏光件使參照光束IRc與測長光束IBc之偏光方向一致，彼此 干涉而成為干涉光，此干涉光被未圖示之光檢測器檢測出，轉會為對應干涉光強度之電氣訊號。
其餘之雷射干涉儀30b、30d，其測長光束與參照光束分別順著與雷射干涉儀30a、30c相同之光路，分別由各自之光檢測器輸出對應光強度之電氣訊號。此場合，雷射干涉儀30b、30d之測長光束IBb、IBd之光路，就通過臂構件之XZ剖面中心之YZ平面，與測長光束IBa、IBc之光路成左右對稱。亦即，各雷射干涉儀30a~30d之測長光束IBa~IBd透射過測量臂71之中實部分，於對應測量臂71之前端面4角部之部分反射，順著相同光路回到雷射干涉儀30a~30d。
雷射干涉儀30a~30d，分別將對應測長光束IBa~IBd之反射光與參照光束之反射光的干涉光之強度資訊送至主控制裝置20。主控制裝置20根據此資訊，求出分別在以反射面RP2為基準之測量臂71之前端面(反射面RP3)上4角部之測長光束IBa~IBd之照射點位置(亦即，對應測長光束IBa~IBd之光路長)。又，亦可使用例如內藏參照鏡者作為雷射干涉儀30a~30d。或著，亦可取代雷射干涉儀30a~30d而使用將從1個或2個光源輸出之雷射光束予以分歧而生成測長光束IBa~IBd，對應各測長光束與參照光束之干涉光強度之干涉儀系統。此場合，亦可將同一雷射光束予以分歧多次以分別生成測長光束與參照光束，以從同一雷射光束生成之參照光束為基準，測量複數個測長光束之光路長。
主控制裝置20根據雷射干涉儀30a~30d之輸出之變 化、亦即根據測長光束IBa~IBd各自之光路長之變化，求出測量臂71之前端面之面位置資訊(傾斜角)。具體而言，例如測量臂71產生如圖10(A)所示之變形之情形時，測量臂71之固定端側之4角部中、配置在+Z側之2個雷射干涉儀30a、30b之測長光束IBa、IBb之光路長會變長，而配置在-Z側之雷射干涉儀30c、30d之測長光束IBc、IBd之光路長會變短。又，當測量臂71產生如圖10(B)所示之變形之情形時，相反的，測長光束IBa、IBb之光路長會變短，測長光束IBc、IBd之光路長會變長。主控制裝置20根據此種測量臂71之前端面之面位置資訊，求出讀頭77x、77ya、77yb之光軸相對Z軸之傾斜角、及與光柵RG間之距離，根據此等傾斜角與距離以及以下說明之修正資訊，求出編碼器系統73之各讀頭77x、77ya、77yb之測量誤差，並修正該測量值。
又，藉由測量測量臂71之前端面之變位(在與前端面平行方向之變位)，亦可測量測量臂71之形狀變化。圖12中，作為上述測量系統30之變形例，顯示了用以測量測量臂之前端面變位之測量系統30’。
測量系統30’包含2個編碼器30z、30x。編碼器30z具有光源30z1與受光元件30z2。編碼器30x具有光源30x1與受光元件30x2。如圖12所示，光源30z1與受光元件30z2係以各自之長邊方向與YZ平面平行、且相對XY平面及XZ平面分別成45°之狀態，支承於固定在支承部72之-Y側之面之下端部附近之未圖示之支承構件。又，光源30x1與受光元件30x2則係以各自之長邊方向與XY平面平行、且相對 YZ平面及XZ平面分別成45°之狀態，支承於未圖示之支承構件。惟，由於受光元件30x2係相對光源30x1位於-X側(圖12中紙面內側)，因此係隱藏在光源30x1之內側。
於測量臂71之-Y端部之+Z側固定有光學構件PS1。光學構件PS1具有如圖12所示之梯形YZ剖面(垂直於X軸之剖面)，係於X軸方向具有既定長度之六面體狀構件。光學構件PS1，其斜面對向於光源30z1與受光元件30z2。
編碼器30z，從光源30z1將雷射光Lz垂直的對光學構件PS1之斜面射出。雷射光Lz從斜面進入光學構件PS1內，通其內部射入設在測量臂71與光學構件PS1之間之分離面BMF。藉由射入分離面BMF，雷射光Lz被偏光分離為參照光束IRz與測量光束IBz。
參照光束IRz於光學構件PS1內，依序於光學構件PS1之-Z側面(反射面RP1)、-Y側面(反射面PR2)及分離面BMF反射而回到受光元件30z2。
另一方面，測量光束IBz進入測量臂71內，一邊於其±Z側面反射一邊透射過中實部分，朝向測量臂71之+Y端。此處，於測量臂71之+Y端面之+Z側設有四分之一波長板(λ/4板)WP、並於其+Y側設有以Z軸方向為週期方向之反射型繞射光柵GRz。測量光束IBz朝+Y方向透射過λ/4板WP，射入繞射光柵GRz。據此，產生於YZ平面內朝向複數個不同方向之繞射光(換言之，藉由繞射光柵GRz，測量光束IBz繞射向複數個方向)。複數個繞射光中、例如-1次之繞射光(繞射於-1次方向之測量光束IBz)朝-Y方向透射過λ/4板WP，一邊於測量臂71之±Z側面反射一 邊透射中實部分朝向測量臂71之-Y端。此處，測量光束IBz之偏光方向因二次透射過λ/4板WP而旋轉90度。因此，測量光束IBz於分離面BMF反射。
被反射之測量光束IBz，與先前同樣的，一邊於測量臂71之±Z側面反射一邊透射過中實部分，朝向測量臂71之+Y端。測量光束IBz於+Y方向透射過λ/4板WP，射入繞射光柵GRz。據此，再度，產生複數個繞射光(測量光束IBz繞射於複數個方向)。此等複數個繞射光中、例如-1次之繞射光(繞射於-1次方向之測量光束IBz)於-Y方向透射過λ/4板WP，一邊於測量臂71之±Z側面反射一邊透射過中實部分朝向測量臂71之-Y端。此處，測量光束IBz之偏光方向因二次透射過λ/4板WP而進一步再旋轉90度。因此，測量光束IBz透射過分離面BMF。
透射過之測量光束IBz被合成為參照光束IRz同軸上，與參照光束IRz一起回到受光元件30z2。於受光元件30z2之內部，參照光束IRz與測量光束IBz藉偏光件而使其偏光方向一致，成為干涉光。此干涉光被未圖示之光檢測器檢測出，轉換為對應干涉光強度之電氣訊號。
此處，當測量臂71彎曲而其+Y端面(前端面)於Z軸方向變位時，對應該變位，測量光束IBz之相位即相對參照光束IRz之相位偏移(shift)。據此，干涉光之強度變化。此干涉光之強度變化，被作圍測量臂71之前端面於Z軸方向之變位資訊而送至主控制裝置20。又，雖因測量臂71之彎曲，而使測量光束IBz之光路長產生變化，隨此，測量光束IBz之相位會偏移，但測量系統30’被設計成能使其程度較 測量臂71前端面之Z變位所伴隨之相位偏移程度充分的小。
於測量臂71之-Y端部之-Z側(光學構件PS1之-Z側)固定有光學構件PS2。光學構件PS2具有將光學構件PS1繞與Y軸平行之軸旋轉90°之形狀之六面體狀構件，以使其斜面位於前側。亦即，光學構件PS2係一具有梯形之XY剖面(與Z軸平行之剖面)，於Z軸方向具有既定長度之六面體狀構件。光學構件PS2，其斜面對向於光源30x1及受光元件30x2。
又，於測量臂71之+Y端面之-Z側，設有四分之一波長板(λ/4板)WP與進一步於其+Y側設置之以X軸方向為週期方向之反射型繞射光柵GRx。
編碼器30x，從光源30x1將雷射光LX對光學構件PS2之斜面垂直射出。雷射光LX從斜面進入光學構件PS2內，通過其內部射入分離面BMF。藉由射入分離面BMF，雷射光LX被偏光分離為參照光束IRx與測量光束IBx。
參照光束IRx與前述參照光束IRz同樣的，於光學構件PS2內，依序於光學構件PS2之-X側之反射面、-Y側之反射面及分離面BMF反射而回到受光元件30x2。
另一方面，測量光束IBx進入測量臂71內，經由與前述測量光束IBz相同之光路(XY平面內之光路)而被合成為與參照光束IRx在同軸上，與參照光束IRx一起回到受光元件30x2。於受光元件30x2內部，參照光束IRx與測量光束IBx藉偏光件使該等之偏光方向一致而成為干涉光。此干涉光被未圖示之光檢測器檢測出，轉會為對應干涉光強度之 電氣訊號。
此處，當測量臂71彎曲、其+Y端面(前端面)於X軸方向變位時，對應該變位，測量光束IBx之相位相對參照光束IRx之相位偏移。據此，干涉光之強度變化。此干涉光之強度變化，作為測量臂71之前端面於X軸方向之變位資訊供應至主控制裝置20。又，雖因測量臂71彎曲，而使測量光束IBx之光路長變化，隨此，測量光束IBx之相位會偏移，但測量系統30’被設計成能使其程度較測量臂71前端面之X變位所伴隨之相位偏移程度充分的小。
主控制裝置20，根據由編碼器30z、30x所供應之測量臂71之前端面於Z軸及X軸方向之變位資訊，求出設在測量臂71之前端附近之讀頭77x、77ya、77yb之光軸相對Z軸之傾斜角、及與光柵RG之距離，根據此等傾斜角與距離以及後述修正資訊，求出編碼器系統73之各讀頭77x、77ya、77yb之測量誤差，修正其測量值。
主控制裝置20，以和上述國際公開第2008/026732號等所揭示之相同手法，預先作成對應測量臂71前端面之面位置之編碼器系統73之修正資訊。亦即，主控制裝置20，如圖13(A)中簡略所示，在使測量臂71對向於光柵RG之狀態下驅動微動載台WFS，將其俯仰(pitching)量θ x、例如固定為200μ RAd(使偏搖(yawing)量θ z及橫搖(rolling)量θ y皆為零)。接著，主控制裝置20在Z軸方向之既定範圍內、以例如-100μm~+100μm驅動微動載台WFS，於該驅動中以既定取樣間隔分別將Y讀頭77ya(Y線性編碼器73ya)及Y讀頭77yb(Y線性編碼器73yb)之測量值儲存於記憶體 裝置42(參照圖3)。主控制裝置20並驅動微動載台WFS，一邊以既定量、例如40μ RAd減少俯仰量θ x、一邊於各位置將微動載台WFS於Z軸方向既定範圍內驅動，於各驅動中以既定取樣間隔依序擷取Y讀頭77ya及77yb各自之測量值，儲存於記憶體裝置42。主控制裝置20藉由上述處理將記憶體裝置42內之各資料，作於以横軸為Z位置、以縱軸為各讀頭測量值之2維座標系上，依序連結俯仰量θ x相同時之描點，並藉由使横軸偏移於縱軸方向以使俯仰量θ x為零之線(中央之横線)通過原點，就Y讀頭77ya及77yb分別作成如圖13(B)所示之圖表。圖13(B)之圖表上縱軸之值，係表示各俯仰量θ x在各Z位置之Y讀頭77ya(或77yb)之測量誤差。主控制裝置20將對應此圖13(B)之圖表之函數、亦即微動載台WFS之俯仰量θ x、微動載台WFS之Z位置及Y讀頭77ya(或77yb)之測量誤差各自之關係，作為關於各Y讀頭77ya、77yb之修正資訊儲存於記憶體裝置42內。或著，主控制裝置20亦可將圖13(B)之圖表上之各點予以圖表資料化，作為關於各Y讀頭77ya、77yb之修正資訊儲存於記憶體裝置42內。
其次，主控制裝置20以和使上述俯仰量θ x變化之情形相同之順序，在將微動載台WFS之俯仰量θ x及橫搖量θ y皆維持於零之狀態下，使微動載台WFS之偏搖量θ z在-200μ RAd<θ z<+200μ RAd之範圍依序變化，於各位置，將微動載台WFS在既定範圍內、例如-100μm~+100μm之範圍內驅動於Z軸方向，於該驅動中以既定取樣間隔依序分別擷取Y讀頭77ya及77yb之測量值，並予以圖表 資料化儲存於記憶體裝置42。又，關於Y讀頭77ya、77yb，在俯仰量θ x與偏搖量θ z皆不為零時之測量誤差係對應俯仰量θ x之測量誤差與對應偏搖量θ z之測量誤差之和。
主控制裝置20以和上述程序相同之程序，作成關於X讀頭77x(X線性編碼器73x)之修正資訊將其儲存於記憶體裝置42。惟，在求取關於讀頭77x之修正資訊時，係使微動載台WFS之俯仰量θ x及橫搖量θ y恆為零，使微動載台WFS之偏搖量θ z就-200μ RAd<θ z<+200μ RAd之範圍依序變化，於各位置，將微動載台WFS於既定範圍內、例如-100μm~+100μm之範圍內驅動於Z軸方向。
又，上述修正資訊之作成程序，係藉由驅動微動載台WFS來以擬似方式再現測量臂71變形之狀態(藉驅動微動載台WFS來再現與測量臂71變形狀態相等之狀態)，以該再現之狀態進行了測量誤差之測定，但亦可例如實際的將測量臂71加以彎曲(使其形狀變化)並在形狀變化後之狀態下測定測量誤差來進行修正資訊之作成，重要的是只要能再現編碼器系統73之各讀頭之光軸相對光柵RG傾斜之狀態即可。
上述Y線性編碼器73y之測量誤差△y、X線性編碼器73x之測量誤差△x，係以下式(1)、(2)所示之函數表示，主控制裝置20根據式(1)及式(2)運算編碼器系統73之測量誤差。
△y=f(z、θ x、θ z)=θ x(z-a)+θ z(z-b)……(1)
△x=g(z、θ z)=θ z(z-c)……(2)
又，上式(1)中，a係圖13(B)之圖表之各直線相交點之 Z座標、b係為取得Y編碼器之修正資訊而使偏搖量變化之情形時與圖13(B)相同之圖表之各直線交點之Z座標。！此，上式(2)中，c係為取得X編碼器之修正資訊而使偏搖量變化之情形時與圖13(B)相同之圖表之各直線交點之Z座標。
以上述方式構成之本實施形態之曝光裝置100，於元件之製造時，首先，由主控制裝置20使用晶圓對準系統ALG檢測微動載台WFS之測量板片86上之第2基準標記。接著，由主控制裝置20使用晶圓對準系統ALG進行晶圓對準(例如美國專利第4,780,617號說明書等所揭示全晶圓增強型對準(EGA)等)等。又，本實施形態之曝光裝置100，由於晶圓對準系統ALG係配置在於Y軸方向與投影單元PU分離之處，因此在進行晶圓對準時，無法以微動載台位置測量系統70之編碼器系統(測量臂)進行微動載台WFS之位置測量。因此，曝光裝置100，將包含與上述微動載台位置測量系統70之測量臂71相同構成之測量臂的第2微動載台位置測量系統(圖示省略)設於晶圓對準系統ALG附近，使用此來進行在晶圓對準時之微動載台之XY平面內之位置測量。惟，不限於此，亦可透過前述晶圓載台位置測量系統16一邊測量晶圓W之位置、一邊進行晶圓對準。再者，由於晶圓對準系統ALG與投影單元PU係分離，因此主控制裝置20，將從晶圓對準之結果所得之晶圓W上各照射區域之排列座標，轉換為以第2基準標記為基準之排列座標。
此外，當第2微動載台位置測量系統，舉一例而言，含懸臂式測量臂而與上述微動載台位置測量系統70同樣構成之情形時，可將該測量臂變動(部僅是形狀變化、亦包含變 位)造成之測量誤差，以和上述同樣的加以修正。
主控制裝置20，於曝光開始前，使用前述一對標線片對準系統RA1、RA2、及微動載台WFS之測量板片86上之一對第1基準標記等，以一般掃描步進機相同之程序(例如，美國專利第5,646,413號說明書等所揭示之程序)進行標線片對準。之後，主控制裝置20根據標線片對準之結果、與晶圓對準之結果(以晶圓W上各照射區域之第2基準標記為基準之排列座標)進行步進掃描(step & scan)方式之曝光動作，將標線片R之圖案分別轉印至晶圓W上之複數個照射區域。此曝光動作，係藉由交互的反複進行前述標線片載台RST與晶圓載台WST之同步移動的掃描曝光動作、以及將晶圓載台WST移動至為進行照射區域之曝光之加速開始位置的照射間移動(步進)動作據以進行。此場合，係進行液浸曝光之掃描曝光。本實施形態之曝光裝置100，在上述一連串之曝光動作中，由主控制裝置20使用微動載台位置測量系統70測量微動載台WFS(晶圓W)之位置，根據此測量結果控制晶圓W之位置。此時，主控制裝置20使用前述式(1)及式(2)、亦即使用記憶體裝置42中所儲存之修正資訊，一邊修正編碼器系統73之各編碼器之測量值、一邊控制晶圓W之XY平面內之位置(含θ z旋轉)。
又，上述掃描曝光動作時，雖需於Y軸方向以高加速度掃描晶圓W，但本實施形態之曝光裝置100，主控制裝置20於掃描曝光動作時，係如圖14(A)所示，原則上不驅動粗動載台WCS而僅將微動載台WFS驅動於Y軸方向(視需要亦包含其他5自由度方向)(參照圖14(A)之黑箭頭)，據以於 Y軸方向掃描晶圓W。此係由於與驅動粗動載台WCS之情形相較，僅使微動載台WFS移動時之驅動對象之重量較輕，較有利於能以高加速度驅動晶圓W之故。又，如前所述，由於微動載台位置測量系統70之位置測量精度高於晶圓載台位置測量系統16，因此在掃描曝光時驅動微動載台WFS是較有利的。又，在此掃描曝光時，因微動載台WFS之驅動產生之反作用力(參照圖14(A)之白箭頭)之作用，粗動載台WCS被驅動往微動載台WFS之相反側。亦即，粗動載台WCS具有配衡質量之功能，而保存由晶圓載台WST全體構成之系統之運動量，不會產生重心移動，因此不致因微動載台WFS之掃描驅動而對基盤12產生偏加重等之不理想狀態。
另一方面，在進行X軸方向之照射間移動(步進)動作時，由於微動載台WFS往X軸方向之可移動量較少，因此主控制裝置20，如圖14(B)所示，藉由將粗動載台WCS驅動於X軸方向，以使晶圓W移動於X軸方向。
如以上之說明，根據本實施形態之曝光裝置100，微動載台WFS之XY平面內之位置資訊，係藉由主控制裝置20，使用具有測量臂71(與配置於微動載台WFS之光柵RG對向配置)之微動載台位置測量系統70之編碼器系統73加以測量。此場合，從測量臂71射出、構成微動載台位置測量系統70之編碼器系統73、雷射干涉儀系統75之各讀頭之測量光束於光柵RG上之照射點，與照射於晶圓W之照明用光IL之照射區域(曝光區域)IA之中心(曝光位置)一致。因此，主控制裝置20能在不受所謂阿貝誤差之影響之情形 下，高精度的測量微動載台WFS之位置資訊。又，藉由將測量臂71配置在緊接著光柵RG之下方，可極力的縮短編碼器系統73之各讀頭之測量光束於大氣中之光路長，因此空氣波動之影響降低，就此點來看，亦能高精度的測量微動載台WFS之位置資訊。
再者，本實施形態之曝光裝置100，係由主控制裝置20根據微動載台位置測量系統70之測量結果、與使用雷射干涉儀30a~30d測量測量臂71之形狀變化(變動資訊)之測量系統30之測量結果，透過微動載台驅動系統52驅動微動載台WFS。此場合，即使產生於曝光裝置100之各種振動傳至測量臂71使測量臂71本身振動，而導致編碼器系統73之各讀頭之測量光束於光柵RG上之照射點不安定，主控制裝置20亦能以對應測量系統30之測量結果之修正資訊加以修正之編碼器系統73之各讀頭之測量值，驅動微動載台WFS。因此，能更進一步的以高精度測量微動載台WFS之位置資訊。又，由於測量系統30係使用雷射干涉儀(使測長光束在以玻璃形成之測量臂71內行進者)測量測量臂71之形狀變化，因此能在幾乎不受空氣波動影響之情形下，以高精度測量測量臂71之形狀變化。
此外，根據本實施形態之曝光裝置100，由於能以良好精度驅動微動載台WFS，因此能將裝載於此微動載台WFS之晶圓W與標線片載台RST(標線片R)同步、以良好精度加以驅動，藉由掃描曝光，將標線片R之圖案以良好精度轉印至晶圓W上。
又，上述實施形態，針對構成微動載台位置測量系統 70之臂構件，係具備全體以玻璃形成、光可在內部行進之測量臂71之情形作了說明，但本發明不限定於此。例如，臂構件只要至少前述各測長光束、各雷射光束行進之部分係以光可透射之中實構件形成即可，其他部分可以是例如不會使光透射之構件，亦可以是中空構造。此外，例如作為臂構件，只要是能從對向於光柵之部分照射測量光束的話，亦可在例如臂構件之前端部內建光源或光檢測器等。此場合，無需使編碼器之測量光束在臂構件內部行進，臂構件只要是至少構成測量系統30之雷射干涉儀之測長光束行進之部分係以光可透射之構件形成即可。再者，臂構件亦可不是角柱狀，而可以是例如剖面圓形之圓柱狀。又，剖面亦可不同。
此外，測量臂之各雷射光束行進之部分(光束光路部分)亦可以是中空等。或者，採用光柵干涉型之編碼器系統來作為編碼器系統之場合，可將形成繞射光柵之光學構件，設在陶瓷或因鋼(invar)等低熱膨漲性之臂。此係因，尤其是編碼器系統為極力避免受到空氣波動之影響，而將光束分離之空間做的極窄(短)之故。再者，此場合，亦可將經温度控制之氣體供應至微動載台(晶圓保持具)與臂之間(及光束之光路)以謀求温度之安定化。進一步的，由於配置晶圓載台之主框架BD下方之空間密閉性高，因此會因晶圓載台之移動使測量臂變動。
又，上述實施形態中，用以測量測量臂71之形狀變化之測長光束雖係照射於對應測量臂71前端面4角部之位置，但不限於此，亦可照射於測量臂71前端面之不在同一 直線上之3點。即使在此種情形下，亦能根據測量臂71前端面面位置之變化，測量測量臂71之形狀變化。
用以測量測量臂之形狀變化(亦含編碼器之測量誤差原因之變位、傾斜等之變動資訊)之測量系統不限於干涉儀，可以是其他光學裝置(編碼器等)，亦可取代干涉儀等之光學裝置、或與其組合使用至少1個其他之感測器(例如，加速度感測器、振動感測器、應變計(strain gauge)等)。
又，為求出測量臂之變動資訊，亦可與實際曝光(正式曝光)時完全相同的一邊移動晶圓載台WST、一邊進行對晶圓W之測試曝光，並測量以該測試曝光而印至晶圓上之標記之像、例如測量該標記像之位置資訊，根據該測量結果來製作測量臂變動所引起之測量誤差之修正資訊。此場合，可與上述同樣的進行圖表資料化，或者於曝光時，針對編碼器之測量值、晶圓之目標位置及標線片之目標位置之至少1個進行其修正。
又，上述實施形態，雖係例示編碼器系統73具備X讀頭與一對Y讀頭之情形，但不限於此，例如亦可設置1個或2個以X軸方向及Y軸方向之2方向為測量方向之2維讀頭(2D讀頭)。設置2個2D讀頭之情形時，可設置成該等之檢測點在光柵上以曝光位置為中心，於X軸方向相距同一距離之2點。
又，微動載台位置測量系統70，亦可設計成不具備雷射干涉儀系統75，而僅以編碼器系統73即能測量微動載台於6自由度方向之位置資訊。此場合，可使用能測量例如於X軸方向及Y軸方向之至少一方與於Z軸方向之位置資訊 的編碼器。例如，可從包含能測量於X軸方向與Z軸方向之位置資訊之編碼器、與能測量於Y軸方向與Z軸方向之位置資訊之編碼器之合計3個編碼器，對2維光柵RG上不在同一直線上之3個測量點照射測量光束，並分別接收來自光柵RG之返回光，以測量設有光柵RG之移動體之6自由度方向之位置資訊。又，編碼器系統73之構成不限於上述實施形態，可為任意構成。
又，上述實施形態，雖然光柵係配置在與微動載台上面、亦即與晶圓對向之面，但不限於此，光柵亦可形成在保持晶圓之晶圓保持具。此場合，即使曝光中晶圓保持具膨漲、或對微動載台之安裝位置產生偏移，亦能跟隨(follow-up)與此進行晶圓保持具(晶圓)測量。又，光柵亦可配置在微動載台之下面，此場合，由於從編碼器讀頭照射之測量光束不在微動載台內部行進，因此無需將微動載台作成光可透射之中實構件，而能將微動載台作成中空構造於內部配置管線、線路等，使微動載台輕量化。
又，上述實施形態中，雖係例示晶圓載台為組合粗動載台與微動載台之粗微動載台之情形，但本發明不限定於此。
又，將微動載台相對粗動載台驅動之驅動機構並不限於上述實施形態所說明者，例如實施形態中雖然將微動載台驅動於Y軸方向之線圈亦具有將微動載台驅動於Z軸方向之線圈之功能，但不限於此，亦可將微動載台驅動於Y軸方向之致動器(線性馬達)、與將微動載台驅動於Z軸方向、亦即使微動載台懸浮之致動器分別獨立設置。此場合， 由於能恆將固定浮力作用於微動載台，因此微動載台之Z軸方向之位置安定。
又，上述實施形態中，雖然微動載台WFS係藉由羅倫茲力(電磁力)之作用而以非接觸方式支承於粗動載台WCS，但不限於此，例如亦可於微動載台WFS設置真空加壓空氣靜壓軸承等，以對粗動載台WCS懸浮支承。此外，上述實施形態中，微動載台WFS雖能驅動於全6自由度方向，但不限於此，只要能至少在平行於XY平面之二維平面內移動即可。又，微動載台驅動系統52並不限於上述磁轉型者，亦可以是可動線圈型者。再者，微動載台WFS亦可以接觸方式支承於粗動載台WCS。因此，將微動載台WFS相對粗動載台WCS加以驅動之微動載台驅動系統52，亦可以是例如將旋轉馬達與滾珠螺桿(或進給螺桿)加以組合者。
又，亦可將微動載台位置測量系統構成為能在晶圓載台WST之全移動範圍進行其位置測量。此場合即無需晶圓載台位置測量系統16。又，上述實施形態中，亦可將基盤12構成為能藉由晶圓載台驅動力之反作用力之作用而移動之配衡質量。此場合，無論將或不將粗動載台使用為配衡質量皆可，將粗動載台與上述實施形態同樣的使用為配衡質量時，亦能使粗動載台輕量化。
又，上述實施形態雖係針對曝光裝置為液浸型曝光裝置之情形作了說明，但不限於此，本發明亦非常適合應用於不透過液體(水)進行晶圓W之曝光之乾式曝光裝置。
又，上述實施形態雖係針對本發明應用於掃描步進機(scanning stepper)之情形作了說明，但不限於此，本發明亦 能適用於步進機等之靜止型曝光裝置。即使是步進機等，藉由以編碼器測量裝載曝光對象物體之載台之位置，與使用干涉儀測量此載台之位置之情形不同的，能使空氣波動引起之位置測量誤差之產生幾乎為零，可根據編碼器之測量值以高精度定位載台，其結果，即能以高精度將標線片圖案轉印至物體上。又，本發明亦能適用於將照射區域與照射區域加以合成之步進接合(step & stitch)方式之縮小投影曝光裝置。
又，上述實施形態之曝光裝置中之投影光學系統不限於縮小系統，可以是等倍及放大系統之任一者，而投影光學系統PL不限於折射系統，可以是反射系統及折反射系統之任一者，此投影像可以是倒立像及正立像之任一者。
又，照明用光IL不限於ArF準分子雷射光(波長193nm)，亦可以設KrF準分子雷射光(波長248nm)等之紫外光、或F2雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。亦可使用例如美國專利第7,023,610號說明書所揭示之
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，以摻雜有鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器，將從DFB半導體雷射或光纖雷射射出之紅外線區或可見區的單一波長雷射光予以放大作為真空紫外光，並以非線形光學結晶將其轉換波長成紫外光之諧波。
又，上述實施形態，作為曝光裝置之照明用光IL不限於波長100nm以上之光，當然亦可使用不滿波長100nm之光。本發明亦能適用於使用例如軟X線區域(例如5~15nm 之波長帶)之EUV(Extreme Ultraviolet)光之EUV曝光裝置。除此之外，本發明亦能適用於使用電子束或離子束等帶電粒子束之曝光裝置。
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。使用該可變成形光罩之情形時，由於裝載晶圓或玻璃板等之載台係相對可變成形光罩被掃描，因此使用編碼器系統及雷射干涉儀系統測量此載台之位置，即能獲得與上述實施形態同等之效果。
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W上形成等間隔線(line & space)圖案之曝光裝置(微影系統)。
進一步的，例如亦能將本發明適用於例如美國專利第6,611,316號所揭示之將兩個標線片圖案透過投影光學系統在晶圓上合成，藉由一次掃描曝光來使晶圓上之一個照射區域大致同時進行雙重曝光之曝光裝置。
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之物體)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。
曝光裝置之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。
又，本發明之移動體裝置，不僅限於曝光裝置，亦能廣泛的適用於其他基板處理裝置(例如，雷射修復裝置、基板檢査裝置及其他)、或其他精密機械中之試料之定位裝置、打厭裝置等具備移動載台之裝置。
又，援用與上述說明中所引用之曝光裝置等相關之所有公報、國際公開、美國專利申請公開說明書及美國專利說明書之揭示作為本說明書記載之一部分。
半導體元件等之電子元件，係經由進行元件之功能、性能設計之步驟，由從矽材料形成晶圓之步驟，使用前述實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)將形成於光罩(標線片)之圖案轉印至晶圓之微影步驟，將曝光後晶圓加以顯影之顯影步驟，將殘存光阻之部分以外部分之露出構件以蝕刻加以去除之蝕刻步驟，去除經蝕刻後不要之光阻之光阻除去步驟，元件組裝步驟(含切割步驟、接合步驟、封裝步驟)、及檢査步驟等加以製造。此場合，由於係於微影製程，使用上述實施形態之曝光裝置實施前述曝光方法於晶圓上形成元件圖案，因此能以良好之生產性製造高積體度之元 件。
如以上之說明，本發明之移動體裝置及移動體驅動方法適合於既定平面內驅動移動體。又，本發明之曝光裝置及曝光方法適於對物體上照射能量束以在物體上形成圖案。此外，本發明之元件製造方法非常適於製造電子元件。
8‧‧‧局部液浸裝置
10‧‧‧照明系統
12‧‧‧基盤
13‧‧‧標線片雷射干涉儀
14‧‧‧線圈
15‧‧‧移動鏡
16‧‧‧晶圓載台位置測量系統
32‧‧‧嘴單元
40‧‧‧鏡筒
50‧‧‧載台裝置
70‧‧‧微動載台位置測量系統
71‧‧‧測量臂
72‧‧‧支承部
100‧‧‧曝光裝置
191‧‧‧前端透鏡
AX‧‧‧光軸
IA‧‧‧與照明區域共軛之區域(曝光區域)
IAR‧‧‧照明區域
IL‧‧‧照明光(曝光用光)
Lq‧‧‧液體
PL‧‧‧投影光學系統
PU‧‧‧投影單元
R‧‧‧標線片
RA1、RA2‧‧‧標線片對準系統
RG‧‧‧光柵
RST‧‧‧標線片載台
W‧‧‧晶圓
WCS‧‧‧粗動載台
WFS‧‧‧微動載台
WST‧‧‧晶圓載台

Claims (43)

  1. 一種透過投影光學系統以照明光使基板曝光之曝光裝置，其具備：基座構件，配置於前述投影光學系統之下方，被配置成表面與前述投影光學系統之光軸正交之既定面實質上平行；基板載台，其具有前述基板之載置區域設置在上面側且具有光柵之測量面設置在下面側的保持構件、以及以前述測量面與前述基座構件之表面之間形成空間之方式支承前述保持構件的本體部，被配置於前述基座構件上；驅動系統，驅動前述基板載台；第1測量系統，具有於前述投影光學系統之下方配置的較前述測量面為低之讀頭部，透過因前述基板載台被與前述投影光學系統對向配置而被配置在前述空間內之讀頭部，對前述測量面由下方照射測量光束，以測量前述基板載台之位置資訊；第2測量系統，其與前述第1測量系統不同，用以測量關於前述讀頭部位置之變動資訊；控制裝置，根據前述第1、第2測量系統之測量資訊，控制前述驅動系統進行之前述基板載台之驅動。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中，進一步具備支承前述投影光學系統之框架構件、與連接於前述框架構件並設有前述讀頭部之測量構件。
  3. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中，設有前述讀頭部之測量構件之一部分能夠進入前述空間內。
  4. 如申請專利範圍第3項之曝光裝置，其中，前述第2測量系統其至少一部分設於前述測量構件。
  5. 一種透過投影光學系統以照明光使基板曝光之曝光裝置，其具備：框架構件，支承前述投影光學系統；基座構件，配置於被前述框架構件支承之前述投影光學系統之下方，被配置成表面與前述投影光學系統之光軸正交之既定面實質上平行；基板載台，具有前述基板之載置區域、與配置的較前述載置區域低之具有光柵之測量面，被配置於前述基座構件上；驅動系統，用以驅動前述基板載台；測量構件，連接於框架構件且一部分被配置於前述投影光學系統之下方；第1測量系統，設於前述測量構件之一部分，具有配置的較前述測量面為低之讀頭部，透過因前述基板載台被與前述投影光學系統對向配置而與前述測量面對向之讀頭部，對前述測量面由下方照射測量光束，測量前述基板載台之位置資訊；第2測量系統，至少一部分設於前述測量構件，用以測量關於前述讀頭部位置之變動資訊；控制裝置，根據前述第1、第2測量系統之測量資訊，控制前述驅動系統進行之前述基板載台之驅動。
  6. 如申請專利範圍第5項之曝光裝置，其中，前述讀頭部係配置在與前述投影光學系統對向配置之前述基板載 台之前述測量面與前述基座構件之表面之間。
  7. 如申請專利範圍第2至6項任一項之曝光裝置，其中，前述第1測量系統係檢測透過前述讀頭部及前述測量構件之內部在前述測量面反射之前述測量光束。
  8. 如申請專利範圍第2至6項任一項之曝光裝置，其中，前述測量構件具有設置前述讀頭部且配置於前述投影光學系統下方之第1部、以及連接於前述框架構件且支承前述第1部之第2部。
  9. 如申請專利範圍第8項之曝光裝置，其中，前述第1部係以前述讀頭部位在透過前述投影光學系統前述照明光照射之曝光區域下方之方式，於前述既定面內之第1方向延伸設置。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其中，前述第1部係於前述第1方向之一側設有前述讀頭部，而於前述第1方向之另一側被前述第2部支承。
  11. 如申請專利範圍第10項之曝光裝置，其中，前述第1部係於前述第1方向僅於前述另一側被前述第2部支承。
  12. 如申請專利範圍第11項之曝光裝置，其中，前述第1部係相對移動至前述投影光學系統下方之前述基板載台，於前述第1方向從前述一側進入前述測量面與前述基座構件表面之間。
  13. 如申請專利範圍第1至6項任一項之曝光裝置，其中，前述驅動系統包含具有設於前述基座構件之固定子與設於前述基板載台之可動子的平面馬達； 前述基板載台係於前述基座構件上以和其表面非接觸之方式被支承；前述基座構件，包含可藉由以前述平面馬達進行之前述基板載台之驅動產生之反力作用力移動的配衡質量。
  14. 如申請專利範圍第13項之曝光裝置，其中，前述基板載台係藉由前述平面馬達磁浮於前述基座構件上。
  15. 如申請專利範圍第14項之曝光裝置，其中，前述基板載台係將前述載置區域設於上面側、前述測量面設於下面側之保持構件透過致動器以非接觸支承於本體部，且可藉由前述致動器在與前述既定面正交之方向彎曲之方式驅動前述保持構件。
  16. 如申請專利範圍第1至6項任一項之曝光裝置，其中，前述測量面形成有反射型之二維光柵；前述第1測量系統係檢測透過前述讀頭部在前述測量面反射之前述測量光束。
  17. 如申請專利範圍第16項之曝光裝置，其中，前述二維光柵之形成區域其尺寸較被保持於前述基板載台之基板之尺寸大。
  18. 如申請專利範圍第17項之曝光裝置，其中，前述基板載台具有覆蓋前述二維光柵之形成區域之保護構件；第1測量系統透過前述保護構件對前述二維光柵照射測量光束。
  19. 如申請專利範圍第16項之曝光裝置，其中，前述第1測量系統在前述既定面內相互正交之第1、第2方向，透過前述投影光學系統照射前述照明光之曝光區域內，具 有照射前述測量光束之檢測點。
  20. 如申請專利範圍第19項之曝光裝置，其中，前述檢測點於前述曝光區域內與其中心實質上一致。
  21. 如申請專利範圍第19項之曝光裝置，其中，前述第1測量系統對前述測量面照射包含前述測量光束之複數個測量光束；前述複數個測量光束，分別照射在前述曝光區域內於前述第1、第2方向之至少一方位置不同之複數個檢測點。
  22. 如申請專利範圍第21項之曝光裝置，其中，前述第1測量系統，係在包含前述第1、第2方向及與前述第1、第2方向正交之第3方向之6自由度方向，測量前述基板載台之位置資訊。
  23. 如申請專利範圍第22項之曝光裝置，其中，前述複數個檢測點之一個於前述曝光區域內與其中心實質上一致。
  24. 如申請專利範圍第23項之曝光裝置，其中，前述複數個檢測點包含於前述曝光區域內就其中心實質上對稱配置之一對檢測點。
  25. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍第1至24項中任一項之曝光裝置使基板曝光的動作；以及使前述曝光後之基板顯影的動作。
  26. 一種透過投影光學系統以照明光使基板曝光之曝光方法，其包含：將基板載台與前述投影光學系統對向配置的動作，前 述基板載台具有配置在表面與和前述投影光學系統之光軸正交之既定面實質上平行配置之基座構件上且前述基板之載置區域設在上面側、具有光柵之測量面設在下側的保持構件，以及將前述保持構件支承為前述測量面與前述基座構件之表面之間形成有空間的本體部；藉由透過配置在與前述投影光學系統對向之前述基板載台之前述空間內之讀頭對前述測量面由下方照射測量光束之第1測量系統，測量前述基板載台之位置資訊的動作；藉由與前述第1測量系統不同之第2測量系統，測量關於前述讀頭部之位置之變動資訊的動作；根據前述第1、第2測量系統之測量資訊，控制前述基板載台之驅動的動作。
  27. 如申請專利範圍第26項之曝光方法，其中，前述讀頭部係設置在測量構件而在前述投影光學系統之下方配置的較前述測量面低，前述測量構件連接在支承前述投影光學系統之框架構件。
  28. 如申請專利範圍第27項之曝光方法，其中，設置前述讀頭部之前述測量構件之一部分能夠進入前述空間內。
  29. 如申請專利範圍第28項之曝光方法，其中，藉由於前述測量構件之至少設有一部分之前述第2測量系統，測量關於前述基板載台之位置之變動資訊。
  30. 一種透過投影光學系統以照明光使基板曝光之曝光方法，其包含：將基板載台與前述投影光學系統對向配置的動作，前 述基板載台配置在表面與和前述投影光學系統之光軸正交之既定面實質上平行配置之基座構件上，具有前述基板之載置區域與配置的較前述載置區域低、具有光柵之測量面；藉由以配置的較前述測量面低之方式設在支承前述投影光學系統之框架構件所連接之測量構件，透過與前述投影光學系統對向配置之前述基板載台之前述測量面對向之讀頭部對前述測量面由下方照射測量光束之第1測量系統，測量前述基板載台之位置資訊的動作；藉由至少一部分設於前述測量構件之第2測量系統，測量關於前述讀頭部位置之變動資訊的動作；以及根據前述第1、第2測量系統之測量資訊，控制前述基板載台之驅動的動作。
  31. 如申請專利範圍第30項之曝光方法，其中，前述讀頭部係配置在與前述投影光學系統對向配置之前述基板載台之前述測量面與前述基座構件之表面之間。
  32. 如申請專利範圍第27至31項任一項之曝光方法，其中，於前述測量面反射之前述測量光束係透過前述讀頭部與前述測量構件之內部被檢測出。
  33. 如申請專利範圍第27至31項任一項之曝光方法，其中，前述測量構件具有：設有前述讀頭部並配置在前述投影光學系統下方之第1部、與連接於前述框架構件且支承前述第1部之第2部。
  34. 如申請專利範圍第33項之曝光方法，其中，前述第1部係於前述既定面內之第1方向延伸設置，以使前述讀頭部位在透過前述投影光學系統照射前述照明光之曝光區 域下方。
  35. 如申請專利範圍第34項之曝光方法，其中，前述第1部係於前述第1方向之一側設置前述讀頭部，於前述第1方向之另一側被前述第2部支承。
  36. 如申請專利範圍第35項之曝光方法，其中，前述第1部係於前述第1方向僅在前述另一側被前述第2部支承。
  37. 如申請專利範圍第36項之曝光方法，其中，前述第1部係相對移動至前述投影光學系統下方之前述基板載台，於前述第1方向從前述一側進入至前述測量面與前述基座構件之表面之間。
  38. 如申請專利範圍第26至31項任一項之曝光方法，其中，前述測量面形成有反射型之二維光柵；於前述測量面反射之前述測量光束透過前述讀頭部被檢測出。
  39. 如申請專利範圍第38項曝光方法，其中，前述測量光束係於在前述既定面內相互正交之第1、第2方向，照射在透過前述投影光學系統照射前述照明光之曝光區域內之檢測點。
  40. 如申請專利範圍第39項之曝光方法，其中，包含前述測量光束之複數個測量光束，係分別照射在於前述曝光區域內、於前述第1、第2方向之至少一方位置不同之複數個檢測點。
  41. 如申請專利範圍第40項之曝光方法，其中，係於包含前述第1、第2方向、及與前述第1、第2方向正交之 第3方向之6自由度方向，測量前述基板載台之位置資訊。
  42. 如申請專利範圍第41項之曝光方法，其中，前述複數個檢測點之一個，於前述曝光區域內與其中心實質上一致。
  43. 一種元件製造方法，其包含：使用申請專利範圍26至42項中任一項之曝光方法使基板曝光的動作；以及使前述曝光後之基板顯影的動作。
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