TWI591442B - 控制方法、曝光方法、元件製造方法、及平板顯示器之製造方法 - Google Patents

控制方法、曝光方法、元件製造方法、及平板顯示器之製造方法 Download PDF

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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
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    • G03F9/7088Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection

Description

控制方法、曝光方法、元件製造方法、及平板顯示器之製造方法
本發明係關於定位方法、曝光方法、元件製造方法、及平板顯示器之製造方法,尤其是關於於基板上形成複數個區劃區域時使前述基板定位於既定位置之定位方法、包含用以進行該定位之測量之曝光方法、使用該曝光方法之元件製造方法、及平板顯示器之製造方法。
一直以來,製造液晶顯示元件、半導體元件(積體電路等)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(所謂的步進機)、或步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置(所謂的掃描步進機(亦稱掃描機))等。
近年來,曝光裝置之曝光對象物的基板、尤其是液晶顯示元件用基板(矩形玻璃基板),其尺寸有日益大型化之傾向,隨此傾向,曝光裝置之基板載台裝置亦大型化,其重量亦增大。發明人先前曾提出了一種曝光裝置,其目的在於對應此種載台之大型化(例如,參照專利文獻1)。
曝光裝置中,於表面塗布有感應劑之玻璃板或晶圓等(以下總稱為基板)載置於基板載台上。然而,由於例如液晶用之玻璃基板,在最新的第10世代有一邊為3公尺以上等更加大型化之趨勢,因此係被期望開發出一種新的裝置可實現保持此基板之基板載台之更加小型化。
先行技術文獻
[專利文獻1]美國專利申請公開第2010/0018950號說明書
作為用以實現基板載台之更加小型化之一個手法,雖有研究採用具有遠小於基板之基板保持面之基板載台,但此情形下,當使位於一片基板上全面之複數個區域曝光時,在從該複數個區域之曝光開始至結束之期間,必須有將基板暫時從基板載台取下並再度使之保持於基板載台之動作。此情形下,與對基板進行第2層以後之曝光之情形不同地,在進行第1層之曝光時,通常於基板上不存在對準標記,因此基板對曝光位置之定位成為問題。本發明即為了改善此種問題而作成,採用了以下之構成。
根據本發明之第1態樣,係提供一種定位方法,係於基板上形成複數個區劃區域時將前述基板定位於既定位置,其包含:每於前述基板上形成區劃區域時使前述基板在平行於該基板之面之面內步進移動,在該步進移動前後檢測出前述基板之相同檢測對象部之位置資訊之動作;以及根據前述檢測對象部之位置資訊之檢測結果,於前述區劃區域之形成時將前述基板對既定位置定位之動作。
根據此發明,基板之步進移動,不限於藉由保持有該基板之移動來進行之情形,在僅使基板相對該保持構件移動之情形,亦即即使係在步進移動時暫時從該保持構件將 基板卸除之情形,亦能在區劃區域之形成時無障礙地將基板對既定位置以良好精度定位。因此,在使基板上之大致全面曝光時,能採用以在途中暫時卸除基板為前提之較基板小之保持構件。
根據本發明之第2態樣,係提供一種第1曝光方法,藉由能量束使基板曝光,於前述基板上形成疊合有複數層圖案之複數個區劃區域,其中:在用以於前述基板上形成前述複數個區劃區域之第1層之曝光時,使用本發明之定位方法進行前述基板對曝光位置之定位;在疊合於前述基板上所形成之複數個區劃區域而形成圖案區域之第2層以後之曝光時,係藉由檢測出在前層以前之曝光時與前述各區劃區域之圖案一起形成於前述基板之標記之位置,以進行前述基板對前述曝光位置之定位。
根據本發明之第3態樣,係提供一種第2曝光方法,藉由能量束使基板曝光,於前述基板上形成疊合有複數層圖案之複數個區劃區域,其中:在用以於前述基板上形成前述複數個區劃區域之第1層之曝光時,前述基板與吸附其外周緣部至少一部分加以支承之基板支承構件一體化,藉由對設於前述基板支承構件之反射面照射測量光束之基板干涉儀系統測量前述基板之位置,並根據其測量結果進行前述基板對曝光位置之定位;在疊合於前述基板上所形成之複數個區劃區域而形成圖案區域之第2層以後之曝光時,係藉由檢測出在前層以前之曝光時與前述各區劃區域之圖案一起形成於前述基板之標記之位置,以進行前述基 板對前述曝光位置之定位。
根據本發明之第4態樣,係提供一種第3曝光方法,係相對曝光位置在與前述基板之面平行之既定面內之第1方向驅動基板,並藉由能量束使前述基板上之複數個被處理區域曝光,其包含:在對應於前述基板上之被處理區域之配置與處理順序之前述第1方向之位置,在前述既定面內使基板位移於正交於前述第1方向之第2方向而將前述基板搬入移動體上之動作;以及在搬入前述基板之前述第1方向之位置,開始用以將前述基板對前述曝光位置定位之定位之測量之動作。
根據本發明之第5態樣,係提供一種元件製造方法,包含:以上述第1至第3曝光方法之任一個使基板曝光的動作;以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
根據本發明之第6態樣,係提供一種平板顯示器之製造方法,包含:以上述第1至第3曝光方法之任一個使作為前述基板之用於平板顯示器之基板曝光的動作;以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
《第1實施形態》
以下,根據圖1~圖26說明第1實施形態。
圖1係省略後述之空氣懸浮單元群等後概略顯示第1實施形態之曝光裝置100之構成的圖,圖2顯示了省略曝光裝置100之一部分的俯視圖。圖2相當於較圖1之投影 光學系PL下方之部分(較後述鏡筒平台下方之部分)的俯視圖。曝光裝置100係用於例如平板顯示器、液晶顯示裝置(液晶面板)等之製造。曝光裝置100係以用於液晶顯示裝置之顯示面板等之矩形(方型)玻璃基板P(以下,簡稱為基板P)為曝光對象物之投影曝光裝置。
曝光裝置100,具備照明系IOP、保持光罩M之光罩載台MST、投影光學系PL、搭載有光罩載台MST及投影光學系PL等之機體BD(圖1等中僅顯示一部分)、包含保持基板P之微動載台26(基板台)的基板載台裝置PST及該等之控制系等。以下,係設曝光時光罩M與基板P相對投影光學系PL分別相對掃描之方向為X軸方向(X方向)、在水平面內與此正交之方向為Y軸方向(Y方向)、與X軸及Y軸正交之方向為Z軸方向(Z方向),繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉(傾斜)方向則分別設為θ x、θ y及θ z方向來進行說明。
照明系IOP,係與例如美國專利第6,552,775號說明書等所揭示之照明系相同的構成。亦即,照明系IOP係使從未圖示之光源(例如水銀燈)射出之光分別經由未圖示之反射鏡、分光鏡、光閘(shutter)、波長選擇濾波器、各種透鏡等而作為曝光用照明光(照明光)IL照射於光罩M。照明光IL,係使用例如i線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)等之光(或上述i線、g線、h線之合成光)。此外,照明光IL之波長可藉由波長選擇濾波器根據例如所要求之解析度適宜的加以切換。
於光罩載台MST,以例如真空吸附(或靜電吸附)方式固 定有其圖案面(圖1之下面)形成有電路圖案等之光罩M。光罩載台MST,係透過例如固定在其底面之未圖示的空氣軸承以非接觸狀態支承在構成機體BD之一部分之未圖示的光罩平台上。光罩載台MST係藉由例如包含線性馬達之光罩載台驅動系12(圖1中未顯示,參照圖5),以既定行程被驅動於掃描方向(X軸方向)並分別適當的被微驅動於Y軸方向及θ z方向。光罩載台MST於XY平面內之位置資訊(含θ z方向之旋轉資訊)係以光罩雷射干涉儀系統14(以下,稱「光罩干涉儀系統」)加以測量,此光罩雷射干涉儀系統14包含對設於(或形成於)光罩載台MST之反射面照射測長光束之複數個雷射干涉儀。
投影光學系PL係在光罩載台MST之圖1中之下方,被支承於機體BD之一部分的鏡筒平台16。投影光學系PL具有與例如美國專利第6,552,775號說明書所揭示之投影光學系相同之構成。亦即,投影光學系PL包含光罩M之圖案像之投影區域配置成例如鋸齒狀之複數個投影光學系(多透鏡投影光學系),其功能與具有以Y軸方向為長邊方向之單一長方形狀(帶狀)像場之投影光學系相等。本實施形態中,複數個投影光學系之各個係使用以例如兩側遠心之等倍系形成正立正像者。又,以下將投影光學系PL之配置成鋸齒狀之複數個投影區域統稱為曝光區域IA。
因此,當光罩M上之照明區域被來自照明系IOP之照明光IL照明時,即藉由通過光罩M之照明光IL,透過投影光學系PL將該照明區域內之光罩M之電路圖案之投影像 (部分正立像)形成於配置在投影光學系PL之像面側、表面塗布有光阻劑(感應劑)之基板P上與前述照明區域共軛之照明光IL之照射區域(曝光區域)IA。並藉由光罩載台MST與保持基板P之後述保持具PH(微動載台26)之同步驅動,相對照明區域(照明光IL)使光罩M移動於掃描方向(X軸方向)並相對曝光區域(照明光IL)使基板P移動於掃描方向(X軸方向),進行基板P上1個照射(shot)區域(區劃區域)之掃描曝光,於該照射(shot)區域轉印光罩M之圖案。亦即,曝光裝置100係藉由照明系IOP及投影光學系PL於基板P上生成光罩M之圖案,藉由使用照明光IL之基板P上感應層(光阻層)之曝光於基板P上形成該圖案。
機體BD,如圖1及將從+X方向觀察曝光裝置100之概略側視圖之一部分省略的圖4所示,具備:由在地面F上於X軸方向相隔既定距離彼此平行且以Y軸方向為長邊方向配置之長方體構件構成之一對(2個)基板載台架台(以下,簡稱為架台)18、於一對架台18上透過一對側框20被支承為水平之鏡筒平台16、以及未圖示之光罩平台。又,架台18並不限於2個,可以是1個、亦可以是3個以上。
各架台18係透過複數個防振裝置22設置在地面F上(參照圖1及圖4)。一對側框20,如圖2及圖4所示,各個之下端分別連接於一對架台18上面之Y軸方向一端部與另一端部。鏡筒平台16由與XY平面平行配置之以Y軸方向為長邊方向之長方體狀構件構成,在一對架台18上Y軸方向之兩端部被一對側框20從下方支承。
基板載台裝置PST,如圖1所示,具有粗動載台部24、微動載台26及重量抵銷裝置28等。重量抵銷裝置28,如圖1及圖4所示,係配置在配置於一對架台18上之X導件82之與XY平面平行的上面上。
粗動載台部24,如圖4所示,具有2支(一對)X樑30A、30B、粗動台32、以及將2支X樑30A、30B之各個分別在地面F上加以支承之複數個脚部34。
X樑30A、30B之各個由延伸於X軸方向、YZ剖面為矩形框狀之中空構件構成,於Y軸方向以既定間隔彼此平行的配置(參照圖1~圖4)。X樑30A、30B之各個,如圖1中針對X樑30A所示,在長邊方向(X軸方向)兩端部近旁與中央部之3處,藉由3個脚部34於地面F上、從下方相對一對架台18以非接觸加以支承。如此,粗動載台部24即相對一對架台18在振動上分離。又,脚部34之配置及數量可任意設定。此外,X樑30A、30B並不限於中空構件,可以是中實構件、亦可以是YZ剖面為I型之棒狀構件。
於X樑30A、30B各個之上面,如圖4所示於Y軸方向中央固定有延伸於X軸方向之X線性導件36。本實施形態中,X線性導件36具有包含於X軸方向以既定間隔排列之複數個永久磁石的磁石單元,兼作為X固定子。此外,亦可與X線性導件36分別獨立設置具有磁石單元之X固定子。又,亦可將X線性導件於X樑30A、30B上設置複數支、例如兩支。
粗動台32,如圖4所示,係配置在X樑30A、30B上。 粗動台32由於中央形成有貫通於Z軸方向之開口之俯視矩形之板狀構件構成。圖4中,粗動台32與後述重量抵銷裝置28皆係部分的以剖面圖顯示。於粗動台32各個之下面,如圖4所示,固定有與固定在X樑30A、30B各個之X線性導件36透過未圖示之氣體靜壓軸承(例如空氣軸承)等以非接觸(隔著既定間隙(gap、clearance))卡合之複數個滑件44。滑件44,係對各X線性導件36於X軸方向以既定間隔設有例如4個(參照圖1),於粗動台32各個之下面,固定有例如合計8個滑件44。粗動台32,係藉由包含X線性導件36與滑件44之複數個X線性導件裝置,直進引導於X軸方向。
又,此場合,各滑件44包含線圈單元,藉由各滑件44所具有之合計8個線圈單元,與前述X固定子一起構成將粗動台32以既定行程驅動於X軸方向之X線性馬達42(參照圖5)。
又,亦可於滑件44之外,另行設置X可動子,在此場合,滑件44可包含滾動體(例如複數個球等)、以可滑動之方式卡合於各X線性導件36。
又,圖1~圖4中雖未圖示,在X樑30A、30B之既定一方,例如於X樑30A固定有以X軸方向為週期方向之X標尺,於粗動台32固定有構成使用X標尺求出粗動台32於X軸方向之位置資訊之X線性編碼器系統46(參照圖5)的編碼器讀頭。粗動台32於X軸方向之位置,係根據上述編碼器讀頭之輸出由主控制裝置50(參照圖5)加以控制。
又,雖然同樣的於圖1至圖4中未圖示,但於粗動台32之各個,安裝有用以測量微動載台26對粗動台32於X軸及Y軸方向之相對移動量(相對位移量)的間隙感測器48A、48B(參照圖5)等。主控制裝置50,在以間隙感測器48A、48B測量之相對移動量達成既定限制值之情形時,立即停止微動載台26及粗動台32。亦可取代間隙感測器48A、48B或再加上以機械方式限制微動載台26相對粗動台32之可移動量的機械制動器構件。
此處,說明順序雖略有倒置,但接著說明微動載台26。微動載台26,由圖1及圖4可知,係由俯視矩形之板狀(或箱形)構件構成,於其上面搭載有保持具PH(以下簡稱為保持具)。保持具PH,由圖2可知其X軸方向之長度與基板P同等,Y軸方向之寬度(長度)則為基板P之約1/3。保持具PH,將基板P之一部分(此處,係基板P之Y軸方向約1/3部分)以例如真空吸附(或靜電吸附)方式加以吸附保持,並可向上噴出加壓氣體(例如高壓空氣)以該噴出壓力從下方以非接觸(懸浮)方式支承基板P之一部分(基板P之約1/3)。保持具PH對基板P之高壓空氣之噴出與真空吸附之切換,係透過將保持具PH切換連接於未圖示之真空泵與高壓空氣源之保持具吸排氣切換裝置51(參照圖5),以主控制裝置50加以進行。
微動載台26可被包含複數個音圈馬達(或線性馬達)之微動載台驅動系52(參照圖5),在粗動台32上微驅動於6自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θ x、θ y及θ z之各方向)。
詳言之,如圖1所示,於粗動台32之+X側端部上面,透過支承構件33設有固定子56,與此對向的,於微動載台26之+X側側面與固定子56一起固定有構成X音圈馬達54X之可動子58。此處,實際上,係將相同構成之X音圈馬達54X於Y軸方向相隔既定距離設置一對。
又,雖未圖示,但在粗動台32之+Y側端部之上面透過支承構件設有Y音圈馬達之固定子,與此對向的,於微動載台26之+Y側側面,固定有Y音圈馬達之可動子。此處,實際上,係將相同構成之Y音圈馬達(以下,為了說明方便係標記為Y音圈馬達54Y)於X軸方向相隔既定距離設置一對。
微動載台26,係藉由主控制裝置50,使用一對X音圈馬達54X透過後述重量抵銷裝置28而與粗動台32同步驅動(與粗動台32於同方向以同速度驅動),據以和粗動台32一起以既定行程移動於X軸方向,使用一對Y音圈馬達54Y加以驅動,來相對粗動台32以微小行程移動於Y軸方向。
又,微動載台26,係藉由控制裝置50,使一對X音圈馬達54X之各個或一對Y音圈馬達54Y之各個產生彼此反方向之驅動力,來相對粗動台32移動於θ z方向。
本實施形態中,藉由上述X線性馬達42與微動載台驅動系52之各一對的X音圈馬達54X及Y音圈馬達54Y,可使微動載台26相對投影光學系PL(參照圖1)於X軸方向以長行程移動(粗動),且於X軸、Y軸及θ z方向之3自由度方向微少移動(微動)。
又,微動載台驅動系52,如圖1所示,具有用以將微動載台26微驅動於其餘3自由度方向(θ x、θ y及Z軸之各方向)之複數個、例如4個Z音圈馬達54Z。複數個Z音圈馬達54Z之各個由固定在粗動台32上面之固定子59、與固定在微動載台26下面之可動子57構成,配置在對應微動載台26下面之四個角部處(圖1中,僅顯示4個Z音圈馬達54Z中之2個,其他2個則省略圖示。此外,圖4中僅顯示4個Z音圈馬達54Z中之1個,其他3個則省略圖示)。上述各音圈馬達54X、54Y、54Z之固定子全部安裝在粗動台32。各音圈馬達54X、54Y、54Z可以是動磁型、或動圈型之任一種。又,關於用以測量微動載台26之位置之位置測量系,留待後述。
於X樑30A之+Y側及X樑30B之-Y側,如圖4所示一對框架110A、110B之各個,以避免接觸架台18之方式設置在地面F上。於一對框架110A、110B各個之上面設置有氣浮單元群84A、84B。
氣浮單元群84A、84B,如圖2及圖4所示,係配置在保持具PH之Y軸方向兩側。氣浮單元群84A、84B之各個,如圖2所示,係在Y軸方向之寬度與基板P之Y軸方向寬度同等、X軸方向之長度與保持具PH掃描移動時之移動範圍大致同等長度之矩形區域內,於X軸方向以既定間隔、於Y軸方向隔著些微間隙分散配置之複數個氣浮單元構成。曝光區域IA之中心與氣浮單元群84A、84B之中心的X位置大致一致。各氣浮單元之上面係設定成與保持具PH 上面同等、或略低。
分別構成氣浮單元群84A、84B之各氣浮單元之支承面(上面),係多孔質體或具有機械的複數個微小孔之盤式(thrust type)空氣軸承構造。各氣浮單元藉由來自氣體供應裝置85(參照圖5)之加壓氣體(例如高壓空氣)之供應,而能將基板P之一部分懸浮支承。對各氣浮單元84之高壓空氣之供應的on/off,係以圖所示之主控制裝置50控制。此處,圖4中,為求製圖之方便而僅顯示了單一氣體供應裝置85,但不限於此,可使用對各氣浮單元84個別的供應高壓空氣之與氣浮單元同數的氣體供應裝置,或使用分別連接於複數個氣浮單元之2個以上的氣體供應裝置。圖5中,代表性的僅顯示單一之氣體供應裝置85。無論何者,皆係由主控制裝置50個別的控制氣體供應裝置85對各氣浮單元之高壓空氣之供應的on/off。
由上述說明可知,本實施形態中,可藉由保持具PH與保持具PH兩側(±Y側)之氣浮單元群84A、84B中之至少一方懸浮支承基板P之整體。此外,藉由保持具PH單側(+Y側或-Y側)之氣浮單元群84A或84B亦能懸浮支承基板P之整體。
又,氣浮單元群84A、84B,若分別具有與上述Y軸方向之寬度與基板P之Y軸方向寬度同等、X軸方向之長度與保持具PH掃描移動時之移動範圍大致同等長度的矩形區域大致同等之總支承面積的話,亦可置換為單一之大型氣浮單元,或將各個氣浮單元之大小作成與圖2之情形不同 而分散配置在上述矩形區域內。
在配置構成氣浮單元群84A、84B各個之複數個氣浮單元之上述矩形區域內,如圖2所示,相對通過曝光區域IA中心(投影光學系PL之中心)之X軸,非對稱的配置有複數個、例如3個基板Y步進移送裝置88與1個基板X步進移送裝置91。基板Y步進移送裝置88及基板X步進移送裝置91之各個,係在不與氣浮單元干涉之情形下,配置在上述矩形區域內。此處,基板Y步進移送裝置88之數量可以是2個、亦可以是4個以上。
基板Y步進移送裝置88係用以保持基板P(例如吸附)使其向Y軸方向移動之裝置,俯視下,於氣浮單元群84A、88B各個之內部於X軸方向以既定間隔配置3個。各基板Y步進移送裝置88分透過支承構件89固定在框架110A或110B上(參照圖4)。
各基板Y步進移送裝置88,如舉-Y側之一個而如圖4所示,具備吸附基板P之背面移動於Y軸方向之可動部88a與固定在框架110A或110B之固定部88b。可動部88a,舉一例而言,係藉由以設於可動部88a之可動子與設於固定部88b之固定子構成之線性馬達所構成之驅動裝置90(圖4中未圖示,參照圖5),相對框架110A或110B被驅動於Y軸方向。於基板Y步進移送裝置88設有測量可動部88a之位置之編碼器等的位置讀取裝置92(圖4中未圖示,參照圖5)。又,驅動裝置90並不限於線性馬達,亦可由以使用滾珠螺桿或皮帶之旋轉馬達作為驅動源之驅動機構構成。
各基板Y步進移送裝置88之可動部88a之Y軸方向移動行程為基板P之Y軸方向長度的約2/3(略短)。
又,各基板Y步進移送裝置88之可動部88a(基板吸附面)由於需要吸附基板P之背面、或解除吸附而從基板P分離,因此亦能藉由驅動裝置90微驅動於Z軸方向。又,實際上,可動部88a雖係吸附基板P移動於Y軸方向,但以下說明中,除須特別加以區別之情形外,不區別基板Y步進移送裝置88與可動部88a。
基板X步進移送裝置91係用以保持(例如吸附)基板P使其往X軸方向移動之裝置,俯視下,於氣浮單元群84A、88B內部各配置有1個。各基板X步進移送裝置91分別透過支承構件93固定於框架110A或110B上(參照圖4)。
各基板X步進移送裝置91,如圖4所示,具備吸附基板P之背面移動於X軸方向之可動部91a與固定在框架110A或110B之固定部91b。可動部91a係藉由例如由線性馬達構成之驅動裝置95(圖4中未圖示,參照圖5)相對框架110A或110B驅動於X軸方向。於基板X步進移送裝置91設有測量可動部91a之位置之編碼器等的位置讀取裝置97(圖4中未圖示,參照圖5)。又,驅動裝置95不限於線性馬達,亦可由以使用滾珠螺桿或皮帶之旋轉馬達作為驅動源之驅動機構構成。
各基板X步進移送裝置91之可動部91a之X軸方向移動行程,例如為基板P之X軸方向長度的約2倍。各固定部91b之+X側端部,從氣浮單元群84A、84B往+X側露 出既定長度。
又,由於各基板X步進移送裝置91之可動部91a(基板吸附面)須吸附基板P之背面、和解除吸附以從基板P分離,因此亦能被驅動裝置95微驅動於Z軸方向。又,實際上,可動部91a雖係吸附基板P移動於X軸方向,但以下說明中,除特別須要區別之情形外,不區別基板X步進移送裝置91與可動部91a。
又,上述說明中,基板Y步進移送裝置88及基板X步進移送裝置91各個之可動部,由於須進行與基板P之分離、接觸,因此亦能移動於Z軸方向,但不限於此,為進行可動部(基板吸附面)對基板P之吸附及與基板P之分離,亦可以是微動載台26移動於Z軸方向。
重量抵銷裝置28,如圖1及圖4所示,由延伸於Z軸方向之柱狀構件構成,亦稱為心柱。重量抵銷裝置28透過後述稱為調平裝置之裝置從下方支承微動載台26。重量抵銷裝置28配置在粗動台32之開口內,其上半部較粗動台32露出於上方,其下半部較粗動台32露出於下方。
重量抵銷裝置28,如圖4所示,具有筐體64、空氣彈簧66及Z滑件68等。筐體64由+Z側開口之有底筒狀構件構成。於筐體64之下面,安裝有軸承面朝向-Z側之複數個空氣軸承(以下,稱基墊(base pad))70。空氣彈簧66被收容在筐體64之內部。於空氣彈簧66,從外部供應加壓氣體(例如高壓空氣)。Z滑件68由延伸於Z軸方向、例如低高度之圓柱狀構件構成,插入筐體64內,裝載於空氣彈簧 66上。於Z滑件68,設有用以限制Z軸方向以外方向之運動的導件(未圖示)。作為此導件,係使用例如空氣軸承、或平行板彈簧等。平行板彈簧係由例如於Z滑件68之上端部與下端部配置成放射狀、連接Z滑件68與筐體64之上下各3片(合計6片)之與XY平面平行之厚度較薄的彈性鋼板等構成之板彈簧構成。藉由平行板彈簧之使用(由於以板彈簧之撓曲量決定行程,因此雖無法於以空氣軸承構成導件之場合般對應較長之行程),Z滑件68可作成於Z軸方向較短、亦即作為成低高度之構造。又,於筐體64周圍,如圖1及圖4所示,固定有配置成放射狀之複數個腕71。於各腕71之前端部上面設有靶板72,此靶板72係用於安裝在微動載台26下面之複數個光反射型感測器(亦稱水準感測器)74之各個。光反射型感測器74,實際上,係配置於不在一直線上之3處以上。藉由此等複數個光反射型感測器74,構成測量微動載台26之Z軸方向位置及傾斜量(θ x及θ y方向之旋轉量)的Z傾斜測量系76(參照圖5)。又,圖4中為避免圖面之錯綜複雜,光反射型感測器74僅顯示1個。
調平裝置78係將微動載台26在Z滑件68上傾斜自如(相對XY平面於θ x及θ y方向擺動自如)的加以支承之裝置。調平裝置78係具有圖4中以球狀構件示意的顯示之球面軸承、或擬似球面軸承構造體
此場合,調平裝置78之例如上面(球面上半部)係固定於微動載台26,能作成於Z滑件68上面形成有容許調平裝置78之θ x方向及θ y方向之旋轉(傾斜)之凹部。或者,於 此相反地,亦能作成調平裝置78之例如下面(球面下半部)係固定於Z滑件68,容許相對調平裝置78之微動載台26之θ x方向及θ y方向之傾斜之凹部形成於微動載台26。不論係何者,調平裝置78係被Z滑件68從下方支承,容許微動載台26在繞水平面內之軸(例如X軸與Y軸)之微小角度範圍內之傾動。
重量抵銷裝置28,藉由空氣彈簧66產生之重力方向朝上之力,透過Z滑件68及調平裝置78來抵消(cancel)包含微動載台26之系的重量(重力方向朝下之力),據以減輕上述複數個Z音圈馬達54Z之負載。
重量抵銷裝置28透過一對連結裝置80連接於粗動台32(參照圖1)。一對連結裝置80之Z位置與重量抵銷裝置28於Z軸方向之重心位置大致一致。各連結裝置80包含與XY平面平行之薄厚度的鋼板等,亦稱為彎曲(flexure)裝置。一對連結裝置80之各個係配置成與重量抵銷裝置28之+X側與-X側彼此對峙。各連結裝置80在重量抵銷裝置28之筐體64與粗動台32之間配置成與X軸平行,將兩者連結。因此,重量抵銷裝置28、透過調平裝置78支承於重量抵銷裝置28之上部構成部份(微動載台26及保持具PH等),透過一對連結裝置80之任一者被粗動台32牽引,而與粗動台32一體的往X軸方向移動。此時,於重量抵銷裝置28,由於在包含與該Z軸方向之重心位置之XY平面平行之平面內會作用牽引力,因此不會有繞與移動方向(X軸)正交之軸(Y軸)之力矩(pitching moment)之作用。
如上所述,本實施形態中,包含粗動台32、重量抵銷裝置28、微動載台26及保持具PH等構成與基板P一體移動於X軸方向之移動體(以下,適當的稱基板載台(26、28、32、PH))。
又,關於包含調平裝置78、連結裝置80,本實施形態之重量抵銷裝置28之詳細構成一例,已揭示於例如美國專利申請公開第2010/0018950號說明書(不過,本實施形態中,由於重量抵銷裝置28不往Y軸方向移動,因此無需Y軸方向之連結裝置)。上述美國專利申請公開說明書中,於Z滑件68上面設有被稱為密封墊之空氣軸承,藉由該密封墊,調平裝置從下方以非接觸被支承。本實施形態中當然亦可採用上述構成。
X導件82,如圖1、圖2及圖4所示,具有以X軸方向為長邊方向之長方體形狀。X導件82係在上述一對架台18之上面(+Z側面),以橫越一對架台18之方式配置並固定。X導件82之長邊方向(X軸方向)尺寸係設定為較在X軸方向以既定間隔配置之一對架台18各於X軸方向之尺寸、與一對架台18間之間隙之X軸方向尺寸之和略長(大致同等)。
X導件82之上面(+Z側之面)與XY平面平行且被作成平坦度非常的高。於X導件82上,如圖1及圖4所示,搭載重量抵銷裝置28,透過基墊70被懸浮支承(以非接觸狀態支承)。X導件82之上面被調整為與水平面(XY平面)大致平行,其功能係作為重量抵銷裝置28移動時之引導面。 X導件82之長邊方向尺寸被設定為較重量抵銷裝置28(亦即粗動台32)之X軸方向可移動量略長。X導件82之上面之寬度方向尺寸(Y軸方向尺寸)係被設定成可與複數個基墊70所有之軸承面對向的尺寸(參照圖4)。X導件82之材質及製造方法雖無特別限定,例如有以鑄鐵等之鑄造形成之情形、以石材(例如輝長岩)形成之情形、以陶瓷或CFRP(Carbon Fiver Reinforced Plastics)材等形成之情形等。又,X導件82係以中實構件或內部具有肋部之中空構件、形狀為長方體之構件形成。又,X導件82不限於長方體構件,亦可以是YZ剖面為I型之棒狀構件。
於微動載台26之Y軸方向兩側面之X軸方向中央附近,如圖1及圖2所示,分別透過未圖示之移動鏡支承部件安裝有由具有與X軸正交之反射面之平面反射鏡(或角隅稜鏡)構成之一對X移動鏡94X。一對X移動鏡94X,在較保持具PH之-X側端面更往+X側,設於較基板P上面(表面)低之位置,具體而言係設於較保持具PH下面低些許之位置。
於微動載台26之-Y側側面,如圖4所示,透過未圖示之反射鏡保持構件固定有由具有與Y軸正交之反射面之長條狀平面反射鏡構成之Y移動鏡94Y。微動載台26(保持具PH)之XY平面內之位置資訊,以使用一對X移動鏡94X及Y移動鏡94Y之雷射干涉儀系統(以下,稱基板載台干涉儀系統)98(參照圖5),以例如0.5~1nm程度之分解能力隨時加以檢測。又,實際上,基板載台干涉儀系統98,如圖 2及圖5所示,具備對應一對X移動鏡94X之X雷射干涉儀(以下,簡稱為X干涉儀)98X1,98X2及對應Y移動鏡94Y之一對Y雷射干涉儀(以下,簡稱為Y干涉儀)98Y1,98Y2。X干涉儀98X1,98X2及Y干涉儀98Y1,98Y2之測量結果被供應至主控制裝置50(參照圖5)。
一對X干涉儀98X1、98X2之各個,如圖4所示,係個別的固定在各個之一端部(下端部)固定於-X側架台18之從+X方向干涉具有L字形之框架(X干涉儀框架)102A、102B的另一端(上端)。此處,作為框架102A、102B,由於係使用L字形之物,因此可避免框架102A、102B與前述框架110A、110B及移動於X軸方向之粗動台32的干涉。
又,一對X干涉儀98X1、98X2係與一對X移動鏡94X1、94X2對向,在較基板P之上面低之位置於Y軸方向配置在能收容於保持具PH與氣浮單元群84A或84B間之間隙的位置。據此,本實施形態之基板載台裝置PST中,一對X干涉儀98X1、98X2與設置在保持具PH之X軸方向移動範圍外之位置之情形相較,可配置在較接近-X側之架台18之位置。
又,X干涉儀98X1、98X2中之既定一方,例如X干涉儀98X2,如圖1所示,係使用將2條於Z軸方向分離之干涉儀光束(測量光束)照射於X移動鏡94X2之多軸干涉儀。其理由留待後敘。
又,作為X干涉儀,並不限於對一對X移動鏡94X1、94X2之各個個別照射干涉儀光束(測量光束)之一對X干涉 儀98X1、98X2,亦可使用射出包含照射於一對X移動鏡94X1、94X2之各個之至少各1條測量光束之複數條測量光束的多軸干涉儀。
一對Y干涉儀98Y1、98Y2,如圖2所示,係配置在構成氣浮單元群84B之最接近保持具PH之第1列的氣浮單元列及與此相鄰之第2列的氣浮單元列之間、且與構成第1列氣浮單元列之位於X軸方向中心近旁之相鄰氣浮單元彼此間之2處間隙對向的位置。此2處間隙,係相對通曝光區域IA中心之Y軸成對稱的間隙。一對Y干涉儀98Y1、98Y2,如圖4所示,係以和Y移動鏡94Y對向、且與構成氣浮單元群84B之氣浮單元分離(非接觸)之方式,固定在設於前述框架110B上面之支承構件104上面。本實施形態中,係從一對Y干涉儀98Y1、98Y2分別透過上述2處間隙對Y移動鏡94Y照射測量光束(測長光束)。
作為Y干涉儀,不限於對Y移動鏡94Y個別的照射干涉儀光束(測量光束)之一對Y干涉儀98Y1、98Y2,亦可使用對Y移動鏡94Y照射2條測量光束之多軸干涉儀。
本實施形態中,X干涉儀98X1、98X2於Z軸方向位於較基板P之表面(於曝光時,為使此面與投影光學系PL之像面一致,進行基板P之聚焦、調平控制)低之位置,因此X位置之測量結果中會包含因X軸方向移動時之微動載台26之姿勢變化(pitching、俯仰)造成之阿貝誤差。主控制裝置50藉由以前述多軸干涉儀構成之X干涉儀98X2檢測微動載台26之俯仰量,根據該檢測結果,進行X干涉儀98X1、 98X2測得之X位置測量結果中所含之上述阿貝誤差的修正。亦即,為進行該阿貝誤差之修正,作為X干涉儀98X2,係使用對X移動鏡94X2照射於Z軸方向分離之2條干涉儀光束(測量光束)、亦即可檢測微動載台26之俯仰量的多軸干涉儀。
又,微動載台26於θ x、θ y及Z軸方向之位置資訊,係藉由前述之Z傾斜測量系76(固定在微動載台26下面之不在一直線上之3處以上的光反射型感測器74),使用前述腕71前端之靶板72來加以求出。包含Z傾斜測量系76、上述微動載台26之位置測量系之構成,已揭示於例如美國專利申請公開第2010/0018950號說明書。因此,作為X干涉儀98X1、98X2在使用不檢測微動載台26之橫搖量之型式之干涉儀之場合等,主控制裝置50可根據以Z傾斜測量系76求出之微動載台26於θ y方向之位置資訊(橫搖量),進行以X干涉儀98X1、98X2測量出之X位置測量結果中所含之上述阿貝誤差之修正。
除此之外,亦可不測量單一微動載台26於θ x、θ y及Z軸方向之位置資訊,而藉由固定在可視為與投影光學系PL一體之微動載台26上方之構件(機體BD之一部分,例如鏡筒平台16)的未圖示之斜入射方式之多點焦點位置檢測系(焦點感測器),從上方直接僅測量基板P於θ x、θ y及Z軸方向之位置資訊。當然,亦可測量基板P與微動載台26於θ x、θ y及Z軸方向之位置資訊。
在位於保持具PH上方之鏡筒平台16之下端部,如圖1 及圖2、以及取出圖2一部分之圖3所示,設有複數個、例如8個對準檢測系AL1~AL8。8個對準檢測系AL1~AL8,各自之檢測視野(檢測區域)如圖3中以黑圓圈示意顯示,例如係分別以X軸方向、Y軸方向作為行方向、列方向,以2行4列於投影光學系PL之+X側與-X側各配置有4個。此情形下,對準檢測系AL1~AL4屬於-Y側之第1行,對準檢測系AL5~AL8屬於+Y側之第2行。又,對準檢測系ALi與AL(i+4)(i=1、2、3、4)分別屬於第i列。
保持具PH藉由微動載台26之X軸方向之移動,而能通過8個對準檢測系AL1~AL8之下。對準檢測系AL1~AL8中之至少一部分,可作成能根據基板P上圖案區域之配置(照射數、取面數)而變更其XY方向之位置。
對準檢測系AL1~AL8,具有例如具備CCD攝影機之顯微鏡,當預先設置在基板P之既定位置之標記進入顯微鏡之視野內時,即藉由執行對準測量,將標記之位置資訊(XY平面內之位置偏移資訊)送至控制基板載台裝置PST之可動部之位置的主控制裝置50。
圖5中,顯示了以曝光裝置100之控制系為中心構成、統籌控制構成各部之主控制裝置50之輸出入關係的方塊圖。圖5中係顯示與基板載台系相關連之構成各部。主控制裝置50包含工作站(或微電腦)等,統籌控制曝光裝置100之構成各部。
其次,說明以上述方式構成之本實施形態之曝光裝置100進行之基板處理之一連串的動作。此處,作為一例,係 針對對基板P進行第1層後之曝光之情形,根據圖6~圖26加以說明。又,圖6~圖26中所示之曝光區域IA,係曝光時照明光IL透過投影光學系PL照射之照明區域,實際上,在曝光以外時是不會形成的,但為使基板P與投影光學系PL間之位置關係明確,皆加以顯示。
首先,在主控制裝置50之管理下,藉由未圖示之光罩搬送裝置(光罩裝載器)進行將光罩M裝載至光罩載台MST上之裝載動作,並藉由未圖示之基板搬入裝置,進行將基板P搬入(投入)基板載台裝置PST上之動作。於基板P,在曝光前藉由例如打碼機(Titler),作為一例如圖2所示標記出(設有)複數個、例如於X軸方向4個、於Y軸方向4個合計16個之標記M11、M12、……M44。此等標記中,標記Mj1、Mj2、Mj3、Mj4、Mj+11、Mj+12、Mj+13、Mj+14(j=1、2、3)之位置關係以與對準檢測系AL1、AL2、AL3、AL4、AL5、AL6、AL7、AL8之檢測視野(以下簡稱為視野)在水平面內之位置關係對應之配置標記於基板P上。因此,能以8個對準檢測系AL1~AL8同時且個別地檢測出j行與j+1行之合計8個標記。
主控制裝置50如圖6所示,使用氣浮單元群84B懸浮支承被基板搬入裝置搬入-Y側之氣浮單元群84B上方之基板P,同時使用-Y側之基板X步進移送裝置91加以吸附保持,如圖6中以塗黑箭頭所示般往-X方向搬送。
其次,主控制裝置50使用-Y側之最靠+X側之基板Y步進移送裝置88吸附保持藉由氣浮單元群84B懸浮支承 之基板P,且解除基板X步進移送裝置91對基板P之吸附。接著,主控制裝置50使用基板Y步進移送裝置88將基板P如圖6中以虛線箭頭所示往+Y方向搬送。
據此,如圖7所示,基板P即被裝載成跨在保持具PH與保持具PH之-Y側氣浮單元群84B之一部分。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸引。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84B之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。此時,為使基板P上之至少2個標記進入任一對準檢測系之視野、且來到保持具PH上,基板P係被裝載成跨在保持具PH與氣浮單元群84B之一部分。圖7中,標記M33、M34、M43、M44之4個分別進入對準檢測系AL1、AL2、AL5、AL6之視野。
緊接著在上述保持具PH對基板P之吸附動作開始後,藉由主控制裝置50解除基板Y步進移送裝置88對基板P之吸附,基板Y步進移送裝置88(可動部88a)回到圖8所示之-Y側移動限度位置的待機位置。此時,基板X步進移送裝置91(可動部91a),亦被主控制裝置50,送回至圖8所示之-X側移動限度位置的待機位置。
之後,藉由主控制裝置50,以和習知相同之對準測量方法求出微動載台26(保持具PH)相對投影光學系PL之位置之位置。此處,微動載台26相對投影光學系PL之對準 測量,係藉由以對準檢測系AL測量設於微動載台26之未圖示基準指標來測量者,亦可使用與前述對準檢測系不同之對準檢測系。
接著,主控制裝置50根據上述測量(微動載台26相對投影光學系PL之對準測量等)結果,透過粗動台32驅動微動載台26使基板P上之至少2個標記移動至任一對準檢測系之視野內(此情形下,係使標記M33、M34、M43、M44之4個進入對準檢測系AL1、AL2、AL5、AL6之檢測系之視野內),以進行基板P相對投影光學系PL之對準測量,根據該結果,求出為進行基板P上之第1個區域之曝光的掃描開始位置。此處,為進行曝光之掃描,由於掃描曝光時之等速移動區間的前後包含加速區間及減速區間,因此嚴格來說,掃描開始位置係加速開始位置。接著,主控制裝置50驅動粗動台32並微驅動微動載台26,將基板P定位於該掃描開始位置(加速開始位置)。此時,進行微動載台26(保持具PH)相對於粗動台32之X軸、Y軸及θ z方向(或6自由度方向)之精密的微定位驅動。圖8中顯示了以此方式將基板P定位在為進行基板P上第1個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)後一刻的狀態。
之後,進行步進掃描方式之曝光動作。
步進掃描方式之曝光動作係對基板P上之複數個區域依序進行曝光處理。基板P在掃描動作時,係於X軸方向加速既定加速時間,之後被既定時間等速驅動(此等速驅動中,進行曝光(掃描曝光)),之後則進行與加速時間相同時 間之減速(以下將此基板P之一連串動作稱為X掃描動作)。又,基板在步進動作時(照射區域間移動時),係被適當的驅動於X軸或Y軸方向(以下,分別稱X步進動作、Y步進動作)。本實施形態中,後述之各照射區域SAn(n=1、2、3、4、5、6)之最大曝光寬度(Y軸方向之寬度)為基板P之約1/3。
具體而言,曝光動作係以下述方式進行。
從圖8之狀態,基板載台(26、28、32、PH)如圖8中塗白箭頭所示,被驅動向-X方向,進行P之X掃描動作。此時,光罩M(光罩載台MST)與基板P(微動載台26)同步被往-X方向驅動,第1個區域(曝光對象區域)會通過投影光學系PL之光罩M圖案之投影區域的曝光區域IA,因此,於此時進行對第1個區域之掃描曝光。掃描曝光,係在微動載台26(保持具PH)往-X方向之加速後的等速移動中,經由光罩M、投影光學系PL對基板P照射照明光IL來進行。
於上述X掃描動作時,主控制裝置50在將基板P之一部分(基板P全體之約1/3)吸附固定於搭載在微動載台26之保持具PH、將基板P之一部分(基板P全體之約2/3)懸浮支承在氣浮單元群84B上之狀態下,驅動基板載台(26、28、32、PH)。此時,主控制裝置50根據X線性編碼器系統46之測量結果透過X線性馬達42將粗動台32驅動於X軸方向,並根據基板載台干涉儀系統98、Z傾斜測量系76之測量結果,驅動微動載台驅動系52(各音圈馬達54X、 54Y、54Z)。據此,基板P即與微動載台26在被一體的懸浮支承於重量抵銷裝置28上之狀態下,被粗動台32牽引而移動於X軸方向,並藉由來自粗動台32之相對驅動,於X軸、Y軸、Z軸、θ x、θ y及θ z之各方向(6自由度方向)進行精密的位置控制。又,主控制裝置50於X掃描動作時,與微動載台26(保持具PH)同步,根據光罩干涉儀系統14之測量結果將保持光罩M之光罩載台MST掃描驅動於X軸方向,並微驅動於Y軸方向及θ z方向。圖9中顯示了對第1個區域之掃描曝光結束,保持基板P之一部分之基板載台(26、28、32、PH)停止的狀態。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA1。
接著,進行用以使基板P之未曝光區域移動至保持具PH上的Y步進動作。此基板P之Y步進動作,係由主控制裝置50以位於-Y側且為X軸方向之正中央位置之基板Y步進移送裝置88(可動部88a)吸附保持處於圖9所示狀態之基板P之背面,在解除保持具PH對該基板P之吸附後,在藉由來自保持具PH之高壓空氣之排氣與氣浮單元群84B之接續的高壓空氣之排氣使基板P懸浮之狀態下,如圖9中虛線箭頭所示,以基板Y步進移送裝置88將基板P往+Y方向搬送。如此,相對保持具PH僅基板P往+Y方向移動,如圖10所示,基板P即被裝載成與照射區域SA1在-Y側相鄰之未曝光之第2個區域(曝光對象區域)及與此區域在+X側相鄰之區域對向於保持具PH、跨在保持具PH與氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分的狀 態。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸氣(吸引)。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。
接著,進行基板P相對投影光學系PL之新的對準測量、亦即進行基板P上預先設置之次一照射區域用標記之測量。於此對準測量時,為使測量對象之標記位於對準檢測系之檢測視野內,視需要進行基板P之X步進動作(參照圖10之塗白箭頭)。基板P之X步進動作,係由主控制裝置50在與X掃描動作相同之狀態下驅動(不過,移動中之位置偏差並不如掃描動作時嚴密的加以限制)基板載台(26、28、32、PH)來進行。
在對準測量,主控制裝置50如圖11所示,分別使用對準檢測系AL3、AL4、AL7、AL8同時且個別地檢測出標記M23、M24、M33、M34.此處,於測量對象之複數個標記之一部分,包含有先前已以對準檢測系AL1、AL2檢測出位置之標記M33、M34,且該兩個標記M33、M34,係以與對準檢測系AL1、AL2之位置關係為已知之其他對準檢測系AL7、AL8檢測。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第2個區域之曝光之新的對準測量。
接著,當基板P相對投影光學系PL之新的對準測量結束時,即由主控制裝置50根據該結果,進行對基板P上之為第2個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)之定位、以及微動載台26相對粗動台32之X軸、Y軸及θ z方向(或6自由度方向)之精密的微定位驅動。圖12中,顯示了以此方式於掃描開始位置定位有保持具PH(微動載台26)後之狀態。
接著,由控制裝置50,如圖12中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之+X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。圖13中顯示了對第2個區域之掃描曝光結束,基板載台(26、28、32、PH)停止的狀態。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA2。
其次,進行用以使基板P之未曝光區域移動至保持具PH上之Y步進動作。於此基板P之Y步進動作時,主控制裝置50以-Y側且最+X側之基板Y步進移送裝置88(可動部88a)吸附保持處於圖13所示狀態之基板P之背面,在解除保持具PH對該基板P之吸附後,在藉由來自保持具PH之高壓空氣之排氣與氣浮單元群84B及84A之接續的高壓空氣之排氣使基板P懸浮的狀態下,如圖13及圖14中塗黑箭頭所示,以基板Y步進移送裝置88往+Y方向搬送基板P。此時,在前述-Y側之基板Y步進移送裝置88之行程較短之場合,可由主控制裝置50使用+Y側之基板Y步進移送裝置88接續基板P之搬送(參照圖15中之塗黑箭 頭)。為進行此接續,主控制裝置50可將+Y側之基板Y步進移送裝置88(可動部88a)預先驅動於-Y方向,使其在保持具PH之近旁待機(參照圖13、圖14)。
藉由上述之基板P之Y步進動作,相對保持具PH僅基板P往+Y方向移動,如圖15所示,基板P即被裝載成與照射區域SA2在-Y側相鄰之未曝光之第3個區域(曝光對象區域)及與此區域在+X側相鄰之區域對向於保持具PH、跨在保持具PH與氣浮單元群84A之一部分的狀態。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84A之一部分懸浮支承。
接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸氣(吸引)。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84A之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。
接著,進行基板P相對投影光學系PL之新的對準測量、亦即進行基板P上預先設置之次一照射區域用標記之測量。於此對準測量時,視需要進行前述基板P之X步進動作,以使測量對象之標記位於對準檢測系之檢測視野內。
在對準測量,主控制裝置50如圖15所示,分別使用對準檢測系AL1、AL2、AL5、AL6同時且個別地檢測出標記M13、M14、M23、M24。此處,於測量對象之複數個標記之一部分,包含有先前已以對準檢測系AL3、AL4檢測出位置之標記M23、M24,且該兩個標記M23、M24,係以與對準 檢測系AL3、AL4之位置關係為已知之其他對準檢測系AL5、AL6檢測。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第3個區域之曝光之新的對準測量。
接著,當基板P相對投影光學系PL之新的對準測量結束時,即由主控制裝置50根據該結果,進行對基板P上之為第1個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)之定位,如圖15中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之-X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。圖16中顯示了對第3個區域之掃描曝光結束,基板載台(26、28、32、PH)停止的狀態。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA3。
其次,雖主控制裝置50為進行次一曝光之加速,而進行將基板P如圖16中塗白箭頭所示,略往-X方向驅動之基板P之X步進動作,但在此途中,如圖17所示,係於對準檢測系AL1、AL2、AL3、AL4、AL5、AL6、AL7、AL8之檢測視野內,分別定位標記M11、M12、M13、M14、M21、M22、M23、M24,使用對準檢測系AL3、AL5、AL6、AL7同時且個別地檢測出其中例如4個標記、例如標記M13、M21、M22、M23。此情形下,在照射區域SA3之曝光後,由於基板P不從保持具PH卸除,因此亦可根據先前之對準結果進行為次一曝光之基板之定位。然而,接著若一旦將基板P從保持具PH卸除,則難以進行該次一基板之定位。因 此,為了避免發生此種事態,在上述對準測量中,係檢測出包含標記M11、M12之複數個標記之位置。又,此情形下,係一併地於測量對象之複數個標記之一部分,包含有先前已以對準檢測系AL1、AL5檢測出位置之標記M13、M23,且該兩個標記M13、M23,係以與對準檢測系AL1、AL5之位置關係為已知之其他對準檢測系AL3、AL7檢測。因此,在照射區域SA3之曝光後縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第4個區域之曝光之新的對準測量。
主控制裝置50根據上述對準之結果,將保持具PH(微動載台26)定位於為第4個區域之曝光之加速開始位置,結束X步進。主控制裝置50與基板P之X步進動作並行地使光罩載台MST返回至加速開始位置。
接著,由主控制裝置50,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之-X方向加速,以和前述同樣的進行掃描曝光。圖18中顯示了對基板P上之第4個區域之掃描曝光結束、基板載台(26、28、32、PH)停止的狀態。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA4。
其次,進行用以使基板P之未曝光區域移動至保持具PH上之Y步進動作。此基板P之Y步進動作,係由主控制裝置50以+Y側且最-X側之基板Y步進移送裝置88(可動部88a)吸附保持處於圖18所示狀態之基板P之背面,在解除保持具PH對該基板P之吸附後,在藉由來自保持具 PH之高壓空氣之排氣與氣浮單元群84A之接續的高壓空氣之排氣使基板P懸浮的狀態下,如圖18中塗黑箭頭所示,以基板Y步進移送裝置88往-Y方向搬送基板P。此時,在前述+Y側之基板Y步進移送裝置88之行程較短之場合,可由主控制裝置50使用-Y側之基板Y步進移送裝置88接續基板P之搬送(參照圖19中之塗黑箭頭)。為進行此接續,主控制裝置50可將+Y側之基板Y步進移送裝置88(可動部88a)預先驅動於-Y方向,使其在保持具PH之近旁待機(參照圖18)。藉此,相對保持具PH僅基板P往-Y方向移動,如圖19所示,基板P即被裝載成基板P上之照射區域SA2與在+X側與基板P上之照射區域SA2相鄰之第5個區域對向於保持具PH、跨在保持具PH與氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分的狀態。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸氣(吸引)。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。
接著,進行基板P相對投影光學系PL之新的對準測量、亦即進行基板P上預先設置之次一照射區域用標記之測量。於此對準測量時,視需要進行X步進動作,以使測量對象之對準標記位於對準檢測系之檢測視野內。
在對準測量,主控制裝置50如圖20所示,分別使用對 準檢測系AL3、AL4、AL7、AL8同時且個別地檢測出標記M21、M22、M31、M32.此處,於測量對象之複數個標記之一部分,包含有先前已以對準檢測系AL5、AL6檢測出位置之標記M21、M22,且該兩個標記M21、M22,係以與對準檢測系AL6、AL6之位置關係為已知之其他對準檢測系AL3、AL4檢測。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第5個區域之曝光之新的對準測量。
接著,當基板P相對投影光學系PL之新的對準測量結束時,即由主控制裝置50根據該結果,微動載台26相對粗動台32之X軸、Y軸及θ z方向(或6自由度方向)之精密的微定位驅動。
接著,由控制裝置50,如圖20中之塗白箭頭所示,開始基板P與光罩M之+X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。圖21中顯示了對基板P上之第5個區域之掃描曝光結束,基板載台(26、28、32、PH)停止的狀態。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA5。
接著,進行用以使基板P之未曝光區域移動至保持具PH上的Y步進動作。在此基板P之Y步進動作時,係由主控制裝置50以位於-Y側且為X軸方向之正中央位置之基板Y步進移送裝置88(可動部88a)吸附保持處於圖21所示狀態之基板P之背面,在解除保持具PH對該基板P之吸附後,在藉由來自保持具PH之高壓空氣之排氣與氣浮單元群84A與84B之接續的高壓空氣之排氣使基板P懸浮之狀態 下,如圖21中虛線箭頭所示,以基板Y步進移送裝置88將基板P往-Y方向搬送。如此,相對保持具PH僅基板P往Y軸方向移動(參照圖22)。
藉由基板Y步進移送裝置88被往-Y方向驅動、最後之未曝光照射區域及與此相鄰之照射區域SA1移動於保持具PH上之基板P,其一部分(基板P全體之約1/3)藉由保持具PH之吸附再度固定於保持具PH,一部分(基板P全體之其餘約2/3)被氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,進行基板P相對投影光學系PL之新的對準測量、亦即進行基板P上預先設置之次一區域用標記之測量。於此對準測量時,為使測量對象之標記位於對準檢測系之檢測視野內,視需要進行基板P之X步進動作(參照圖22之塗白箭頭)。
在對準測量,主控制裝置50如圖23所示,分別使用對準檢測系AL1、AL2、AL5、AL6同時且個別地檢測出標記M31、M32、M41、M42。此處,於測量對象之複數個標記之一部分,包含有先前已以對準檢測系AL7、AL8檢測出位置之標記M31、M32,且該兩個標記M31、M32,係以與對準檢測系AL7、AL8之位置關係為已知之其他對準檢測系AL1、AL2檢測。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第6個區域之曝光之新的對準測量。
接著,當基板P相對投影光學系PL之新的對準測量結束時,即由主控制裝置50根據該結果,進行對基板P上之 為第6個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)之定位(包含微動載台26相對粗動台32之X軸、Y軸及θ z方向(或6自由度方向)之精密的微定位),如圖24中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之-X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。圖25中顯示了對基板P上之第6個區域之掃描曝光結束,基板載台(26、28、32、PH)停止的狀態。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA6。
另一方面,在開始上述基板P之新的對準測量之前一刻,如圖23所示,藉由未圖示之基板搬入裝置,將新的基板P搬入(投入)氣浮單元群84A上。此時,+Y側之基板X步進移送裝置91之可動部91a移動至+X側之移動限度位置近旁之位置、亦即新投入的基板P之下方位置並在該位置待機。
接著,與上述對照射區域SA6之曝光並行的,新投入之基板P由主控制裝置50以-Y側之基板X步進移送裝置91加以吸附保持往-X側搬送(參照圖24)。
另一方面,結束了對所有照射區域SA1~SA6之曝光之基板P,主控制裝置50使用+Y側且最-X側之基板Y步進移送裝置88,如圖25中以虛線塗白箭頭所示的往+Y側搬送,從保持具PH上完全退出而被搬運至氣浮單元群84B上(參照圖26)。與此大致同時,新投入之基板P則由主控制裝置50使用+Y側且最-X側之基板Y步進移送裝置88,如圖25及圖26中虛線箭頭所示的往-Y側搬送,-Y 側之一部分(1/3之部分)位於保持具PH上,藉由保持具PH吸附(固定)其一部分(參照圖26)。
被搬運至氣浮單元群84B上之完成曝光的基板P,由主控制裝置50使用-Y側之基板X步進移送裝置91,如圖26之塗黑箭頭所示,往+X方向搬送,以未圖示之基板搬出裝置往+X方向搬出。
與上述完成曝光之基板P之搬出並行的,在對一部分固定於保持具PH之基板P進行與前述同樣的對準動作後,即開始基板P與光罩M之+X方向加速,以和前述同樣的方式進行對最初之照射區域(最-Y側且+X側之區域)之掃描曝光。之後,以和對前述第1片基板P之曝光時同樣的程序,反復進行對第2片基板P上其餘照射區域之對準(X步進、Y步進)、曝光等動作、以及對第3片以後之基板之對準(X步進、Y步進)、曝光等動作。
不過,關於第2片基板P,由前述在第1片基板被第4個曝光之基板上最-Y側且+X側之區域之曝光最初進行的上述說明可知,本實施形態中,第1片(奇數片)基板P與第2片(偶數片)基板P在照射區域之曝光順序上是不同的。第1片(奇數片)基板P之曝光順序為照射區域SA1、SA2、SA3、SA4、SA5、SA6,相對於此,第2片(偶數片)基板P之曝光則為照射區域SA4、SA5、SA6、SA1、SA2、SA3之順序。又,此情形下,第1片(奇數片)基板P係從-Y側搬入保持具PH,從保持具PH往-Y側搬出。另一方面,第2片(偶數片)基板P係從+Y側搬入保持具PH,從保持具PH 往+Y側搬出。不過,曝光順序及基板P對保持具PH之搬入搬出方向並不限於此。
如以上之說明,根據本實施形態之曝光裝置100,主控制裝置50每於基板P上形成照射區域時,係使基板P在XY平面內步進移動(Y步進或X步進),並在該步進移動前後使用對準檢測系AL1~AL8之一部分檢測出基板P上至少包含2個相同標記(已被標出之標記)之複數個標記之位置資訊,根據該等標記之檢測結果、亦即對準測量之結果,在基板P上之被處理區域之曝光(照射區域之形成)時使基板P對曝光位置(曝光區域IA)定位。因此,不僅在進行使基板P與保持具PH一體往X軸方向移動之基板P之X步進動作之情形,即使係在進行使用基板Y步進移送裝置88僅使基板P相對保持具PH移動於Y軸方向之Y步進動作之情形、亦即在步進移動時從保持具PH暫時卸除基板P之情形,亦能在照射區域之形成時無障礙地使基板P對曝光位置(曝光區域IA)精度良好地定位。因此,在使基板P上之大致全面曝光時,即使以途中卸除基板P為前提而採用具有較基板P小之保持面之保持具PH,亦不會特別產生問題。
又,根據本實施形態之曝光裝置100,搭載於微動載台26之保持具PH係保持與基板P之被曝光面(被處理面)相反側之面之一部分。亦即,保持具PH之基板保持面較基板P小,具體而言,係設定為約1/3。因此,依據主控制裝置50之指示,在基板Y步進移送裝置88將基板P從微動載台26(保持具PH)搬出時,基板P係往Y軸方向位移之方式在 XY平面內被搬送,此時,基板Y步進移送裝置88僅使基板P移動較基板P之Y軸方向尺寸(寬度或長度)小之距離、亦即僅使基板P於Y軸方向位移與基板P之Y軸方向尺寸之約1/3的保持具PH之Y軸方向寬度相同距離,基板P之搬出即結束(例如參照圖25、圖26)。如此,本實施形態中,基板P搬出時之基板的移動距離(搬出距離)較基板之尺寸小,因此與習知相較,能縮短基板之搬出時間。
又,根據本實施形態之曝光裝置100,在對基板P上最終照射區域之掃描曝光結束之時間點,微動載台26(保持具PH)可在某一X軸方向之位置使完成曝光之基板P滑至Y軸方向一側以從保持具PH上搬出(退避),與此並行(大致同時)的從Y軸方向另一側使曝光前之基板P滑動以搬入(投入)保持具PH上(參照圖25及圖26)。
又,在將曝光前之基板P搬入微動載台26(保持具PH)時,亦係使基板P往Y軸方向位移之方式,根據主控制裝置50之指示,由基板Y步進移送裝置88在XY平面內加以搬送,此時,基板Y步進移送裝置88僅需使基板P往Y軸方向位移較基板P之Y軸方向尺寸(寬度或長度)小之距離、亦即與保持具PH之Y軸方向寬度(基板P之Y軸方向尺寸之約1/3)相同距離,即結束基板P之搬入。因此,除了基板之搬出時間外,基板之搬入時間亦能較先前縮短,其結果,能縮短基板之更換時間。
又,曝光裝置100,係藉由主控制裝置50在因應待形成於基板P上之照射區域之配置及曝光順序之保持具PH之 X軸方向位置,進行基板P從保持具PH上往Y軸方向一側之滑動搬出。又,藉由主控制裝置50在因應待形成於基板P上之照射區域之配置及曝光順序之保持具PH之X軸方向位置,進行基板P從Y軸方向另一側往保持具PH上之滑動搬入。再者,係藉由主控制裝置50,在該滑動搬入之基板P之X軸方向之位置開始用以基板P對曝光位置之對準之測量、亦即前述標記之測量。亦即,基板P之搬入後用於標記測量之對準檢測系,被決定為因應待形成於基板P上之照射區域之配置及曝光順序以對短時間開始對準測量。
因此,根據本實施形態之曝光裝置100,無須如習知基板更換時般,使保持具PH移動至決定之基板更換位置(例如,+X方向之移動限度位置近旁之位置)。據此,能更進一步的縮短基板更換時間。除此以外,不論進行該基板更換之保持具PH位置為何,均能以最短時間開始對準測量,此點亦能謀求產能之提昇。
又,上述實施形態中,第1片(奇數片)基板P係從-Y側搬入保持具PH並從保持具PH往-Y側搬出。另一方面,第2片(偶數片)基板P係從+Y側搬入保持具PH並從保持具PH往+Y側搬出。藉此,不論是奇數片之基板P及偶數片之基板P之任一者,均能以最短時間從保持具PH進行基板P之搬出。
此處,上述實施形態中之說明,雖係例示曝光完成之基板P從保持具PH搬出之搬出方向,在奇數片之基板與偶數片之基板為相反方向之情形,但視待形成於基板上之照 射區域之配置及曝光順序,當然可以將偶數片基板及奇數片基板中之兩方,從保持具PH上往-Y方向(或+Y方向)搬出。亦即,本實施形態中,主控制裝置50係以基板之更換時間為最短之方式,在根據待形成於基板P上之照射區域之配置及曝光順序之保持具PH之X軸方向位置,往因應待形成於基板P上之照射區域之配置及曝光順序之方向搬出基板P。因此,與無論待形成於基板上之照射區域(被處理區域)之配置與處理順序為何,皆在一定之X位置、往相同方向搬出之情形相較,可縮短基板更換時間。
曝光裝置100,在進行上述之第1層之曝光時,係於基板P上之每個照射區域連同光罩圖案同時轉印對準標記。因此,在曝光裝置100中,在對基板P進行第2層以後之曝光時,係使用該等對準標記進行與以往相同之對準測量,並根據其測量結果,進行曝光時之基板P之位置控制(包含X掃描、X步進及Y步進)。
又,本實施形態之曝光裝置100,在裝載基板P、並確保該基板P之平坦度之狀態下加以吸附保持之保持具PH之基板保持面(基板裝載面),僅須習知基板保持具之約1/3面積即足夠,因此可使保持具PH小型、輕量化。此外,用以支承經輕量化之保持具PH之微動載台26亦能小型、輕量化,而能提升使用各音圈馬達54X、54Y、54Z進行之微動載台26之高速、高加減速驅動及位置控制性。又,由於保持具PH經小型化,因此能縮短該基板保持部之平面度加工時間、提升加工精度。再者,本實施形態中,由於微動 載台26於Y軸方向不進行步進移動,而係被粗動台32牽引而於X軸方向以長行程移動,並相對粗動台32為驅動於6自由度方向。因此,粗動台32以粗驅動精度即足夠,亦能使其構造簡單且小型、輕量、低成本化。又,在基板P之Y步進動作時,係藉由基板Y步進移送裝置88僅使基板P往Y軸方向以粗精度步進移動。因此,亦能使基板Y步進移送裝置88之構造簡單且小型、輕量、低成本化。
本實施形態之曝光裝置100所具備之基板載台裝置PST,對於在基板P於交又掃描方向(Y軸方向)配置複數個照射區域之多面配置是非常有效的。
又,保持具PH之Y軸方向兩側之氣浮單元群84A、84B之支承面的Y軸方向尺寸,並不限於與基板P之Y軸方向尺寸同等,可較其大、亦可略小。
此外,上述實施形態中,雖例示了與對準檢測系AL1~AL8之視野配置對應地於曝光後形成照射區域之區域以外之部分形成有用於基板P之對準之標記之情形,但不限於此,亦可例如在複數個對準檢測系之視野為固定時,於形成複數個照射區域之區域之外周部以能由該複數個對準檢測系檢測之配置藉由打碼機形成標記。或者,於基板P之背面以能由複數個對準檢測系檢測之配置設置標記。此情形下,複數個對準檢測系例如設於保持具PH內部。
又,上述實施形態中,雖例示了為了防止因基板P之旋轉產生之對準誤差之發生,而在基板P之步進前後以位置關係為已知之不同對準檢測系檢測至少2個相同標記之 情形,但不限於此,例如在幾乎不產生基板P之旋轉、或能忽視基板P之旋轉之情形等,亦可在基板P之步進前後以位置關係為已知之不同對準檢測系檢測至少1個相同標記。
此外,上述實施形態中,雖說明了重量抵銷裝置(心柱)為與微動載台一體型者,但不限於此,亦可係與微動載台分離者。亦可無水準感測器之靶用的腕。又,調平機構與重量抵銷機構部可上下相反配置。如前所言,重量抵銷裝置之構造並限定於前述實施形態。
《變形例》
上述實施形態之曝光裝置中,亦可使用將基板P保持成一體、並可藉由氣浮單元使其與基板P一體懸浮之框狀的基板支承構件。以下,作為一例,針對將此種基板支承構件適用於與第1實施形態之曝光裝置100相同構成之曝光裝置之情形,根據圖27加以說明。
基板支承構件69,如圖27所示,具有俯視呈矩形(大致正方形狀)之輪廓,由中央部具有於Z軸方向貫通之俯視矩形開口部、厚度方向尺寸小(薄)的框狀構件構成。基板支承構件69,於Y軸方向以既定間隔具有一對以X軸方向為長邊方向、與XY平面平行之平板狀構件的X框構件61x,一對X框構件61x分別在+X側、-X側之端部,以Y軸方向為長邊方向之與XY平面平行之平板狀構件的Y框構件61y加以連接。一對X框構件61x及一對Y框構件61y之各個,從確保剛性及輕量化之觀點來看,以例如 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics)等繊維強化合成樹脂材料、或陶瓷等形成者較佳。
於-Y側之X框構件61x上面,固定有於-Y側之面具有反射面的平面反射鏡所構成之Y移動鏡194Y。又,於-X側之Y框構件61y之上面,固定有由在-X側之面具有反射面之平面反射鏡所構成的X移動鏡194X。此場合,於保持具PH及微動載台26之任一者皆無須設置X移動鏡、Y移動鏡。
基板支承構件69(亦即基板P)之XY平面內之位置資訊(含θ z方向之旋轉資訊),係以包含對X移動鏡194X之反射面照射測長光束之一對X干涉儀98X1、98X2及對Y移動鏡194Y之反射面照射測長光束之一對Y干涉儀98Y1、98Y2的前述基板載台干涉儀系統98,以例如0.5nm程度之分解能力隨時加以檢測。此變形例中,Y干涉儀98Y1、98Y2係安裝於氣浮單元群84B之-Y側側框20,通過較前述第1實施形態之Y干涉儀之光路上方之空間對Y移動鏡194Y照射與Y軸平行之測長光束。
又,X干涉儀、Y干涉儀係考量分別在基板支承構件69之移動可能範圍內,至少一個測長光束可照射到對應之移動鏡,來設定其台數及/或測長光束之光軸數、或間隔。因此,各干涉儀之台數(光軸數)不限於2台,視基板支承構件之移動行程,例如可以僅是1台(1軸)、或3台(3軸)以上。
基板支承構件69具有複數個、例如4個將基板P之端部(外周緣部)從下方以真空吸附加以保持之保持單元65。4 個保持單元65係於X軸方向分離、在一對X框構件61x各個之彼此對向的對向面各安裝有2個。又,保持單元之數量及配置不限於此,例如可視基板大小、易撓曲度等適當的追加。此外,保持單元亦可安裝於Y框構件。保持單元65,具有例如其上面設有用來以真空吸附方式吸附基板P之吸附墊的剖面L字形基板裝載構件、與將該基板裝載構件連接於X框構件61x的平行板彈簧,基板裝載構件係構成為相對X框構件61x於X軸方向及Y軸方向藉由平行板彈簧之剛性拘束其位置,且藉由板彈簧之彈性能不往θ x方向旋轉而往Z軸方向位移(上下動)。與此種保持單元65及具備此之基板支承構件69相同構成之基板保持框,例如已詳細的揭露於美國專利申請公開第2011/0042874號說明書。
圖27之變形例中,在基板P之X步進或Y步進動作、或者基板P對基板載台裝置PST之搬出入時,主控制裝置50可藉由基板X步進移送裝置91之可動部91a或基板Y步進移送裝置88之可動部88a,來吸附保持基板支承構件69之任一X框構件61x或任一Y框構件61y,亦可吸附保持基板P。
圖27之變形例中,可透過固定於基板支承構件69之X移動鏡194X、Y移動鏡194Y以基板載台干涉儀系統98測量基板P之位置,因此,在使用此變形例之曝光裝置對基板P進行第1層之曝光之情形時,亦能根據以基板載台干涉儀系統98測量之基板P之位置資訊,依設計值以充分之 精度進行將基板P定位至為進行各照射區域之曝光之加速開始位置的定位。因此,根據此變形例,在對基板P之第1層之曝光時,亦無須事前使用打碼機等來於基板P形成標記。
此外,若能於基板支承構件69之Y框構件61y、X框構件61x形成相當於X移動鏡94X、Y移動鏡94Y之反射面的反射面的話,並不一定須要設置X移動鏡94X、Y移動鏡94Y。此場合,可使基板支承構件69輕量化不設置該等移動鏡之份。
基板支承構件可僅用於對基板P之第1層之曝光時,亦可在第2層後之曝光時亦使用。前者之情形,於第2層後之曝光時,須以基板載台干涉儀系統98測量微動載台26之位置,因此須將例如由前述角隅稜鏡構成之一對X移動鏡94X及由長條鏡構成之Y移動鏡94Y安裝在與前述第1實施形態相同之位置。此外,於此場合,雖亦可將基板載台干涉儀系統98兼用於第1層之曝光時之基板支承構件69(基板P)及第2層之曝光時之微動載台26之位置資訊之測量,但不限於此,亦可將測量基板支承構件69(基板P)之位置的基板干涉儀系統,與基板載台干涉儀系統98分開另行設置。
又,作為基板支承構件,並不限於框狀之構件,亦可使用框之一部分有缺口之形狀的基板支承構件。例如可使用上述美國專利申請公開第2011/0042874號說明書之第8實施形態中所揭露之俯視U字形的基板保持框。此外,只 要是不會對基板掃描曝光時之動作帶來不良影響之構成的話,可新設置輔助基板支承構件69之XY平面內之驅動、例如輔助X軸方向之長行程驅動的驅動機構。
《第2實施形態》
其次,針對第2實施形態,根據圖28~圖30(F)加以說明。此處,與前述第1實施形態相同或同等之構成部分係賦予相同或類似符號,並簡化或省略其說明。本第2實施形態之曝光裝置,在與第1層曝光時之基板P之定位相關連之構成部份雖與前述第1實施形態之曝光裝置100相異,但其他部分則與第1實施形態相同。
圖28係簡化顯示本第2實施形態之曝光裝置200之俯視圖。此圖28中,氣浮單元群84A、84B、保持具PH、曝光區域IA、以及後述之邊緣感測器以外之部分之圖示省略。
曝光裝置200除了與前述第1實施形態之曝光裝置100相同構成部分以外,還具備圖28所示之一對X位置測量用邊緣感測器(以下簡稱為X感測器)122X1、122X2、3個Y位置測量用邊緣感測器(以下簡稱為Y感測器)122Y1、122Y2、122Y3
一對X感測器122X1、122X2設於保持具PH。一對X感測器122X1、122X2之各個,一體固定於一對編碼器讀頭(未圖示)之+Z側之面,該編碼器讀頭,係分別對具有於保持具PH內部以Y軸方向為長度方向而配置之以Y軸方向為週期方向之光柵之標尺120X照射測量光束,而測量在各測量光束之照射點之Y軸方向之位置(Y位置)。X感測器 122X1及122X2之各個,係於保持具PH安裝成不妨礙保持具PH對基板P之吸附且能與編碼器讀頭一體移動於Y軸方向。本實施形態中,一對X感測器122X1、122X2用於檢測基板P之-X側邊緣之X位置(相對保持具PH之基板P之X位置)及θ z方向之旋轉。分別固定有X感測器122X1、122X2之一對編碼器讀頭之測量值,係在例如檢測基板P之θ z方向之旋轉時所使用。
Y感測器122Y1、122Y2、122Y3設於氣浮單元群84B上方之鏡筒平台16之下面。Y感測器122Y1、122Y2、122Y3之各個,個別固定於3個編碼器讀頭之-Z側之面,該編碼器讀頭,係安裝於鏡筒平台16、分別對具有以Y軸方向為週期方向之光柵且以Y軸方向為長度方向之未圖示標尺照射測量光束,而測量在各測量光束之照射點之Y軸方向之位置。Y感測器122Y1、122Y2、122Y3之各個能分別沿以Y軸方向為長度方向之Y導件121a、121b、121c與編碼器讀頭一體移動。Y導件121a、121b、121c之各個例如藉由線性馬達被驅動於Y軸方向。本實施形態中,Y感測器122Y1、122Y2、122Y3之各個用於檢測出基板P之邊緣之Y位置。
一對X感測器122X1、122X2及3個Y感測器122Y1、122Y2、122Y3之測量結果,供應至主控制裝置50。又,分別固定有X感測器122X1、122X2及3個Y感測器122Y1、122Y2、122Y3之5個編碼器讀頭之測量結果亦供應至主控制裝置50。主控制裝置50根據X感測器122X1、122X2之測量結果與固定有此等之一對編碼器讀頭之測量結果,求 出在一對X感測器122X1、122X2之各檢測點之基板P之測量對象邊緣(-X側邊緣)之X位置及θ z旋轉,求出在Y感測器122Y1、122Y2、122Y3之各檢測點之基板P之測量對象邊緣(-Y側邊緣)之Y位置。
本第2實施形態之曝光裝置200中,對基板P之第1層之曝光時之基板之對準方法雖與前述第1實施形態相異,但其他部分則以與第1實施形態之曝光裝置100相同之順序進行相同之動作。以下,以相異點為中心根據圖29(A)~圖30(F)且適當參照其他圖式說明對基板P進行第1層曝光之情形。圖29(A)~圖30(F)中所示之曝光區域IA,係在曝光時照明光IL透過投影光學系PL所照射之照射區域,實際上雖不會在曝光以外時形成,但為使基板P與投影光學系PL間之位置關係明確而隨時加以顯示。又,圖29(A)~圖30(F)中,氣浮單元群84A、84B一部分省略顯示。
此處,針對於基板P形成圖28所示之6個照射區域SA1~SA6之情形加以說明。
首先,與前述同樣地,在主控制裝置50之管理下,藉由未圖示之光罩搬送裝置(光罩裝載器)進行將光罩M裝載至光罩載台MST上的裝載動作,並藉由未圖示之基板搬入裝置進行將基板P搬入(投入)基板載台裝置PST上之搬入動作,基板P即被裝載成跨在保持具PH與氣浮單元群84B之一部分(參照圖29(A))。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸引。據此,即成為以保持具 PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84B之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。此時,如圖29(A)所示,一對X感測器122X1、122X2被主控制裝置50設定於基板P之與第1個區域(形成照射區域SA1之區域)之Y軸方向一端與另一端對應之-X側邊緣之位置。此處,X感測器122X1、122X2之間隔設定為與Y步進時之基板P之移動距離大致相同之距離。
之後,藉由主控制裝置50,以和習知相同之對準測量方法求出微動載台26(保持具PH)相對投影光學系PL之位置。其次,主控制裝置50使用一對X感測器122X1、122X2測量基板P之-X側邊緣之2處之X位置及θ z旋轉,並使用最+X側之Y感測器122Y1,測量基板P之-Y側邊緣之Y位置,據以進行基板P相對投影光學系PL之對準測量。接著,主控制裝置50根據上述各邊緣位置之測量結果與微動載台26相對投影光學系PL之對準測量之結果,驅動粗動台32且微驅動微動載台26,將基板P定位於該掃描開始位置(加速開始位置)。此時,進行微動載台26(保持具PH)相對於粗動台32之X軸、Y軸及θ z方向(或6自由度方向)之精密的微定位驅動。圖29(A)中顯示了以此方式將基板P定位在為進行基板P上第1個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)後一刻的狀態。
之後,進行步進掃描方式之曝光動作。步進掃描方式之曝光動作係對基板P上之複數個區域依序進行曝光處 理。本第2實施形態中,後述之照射區域SAn(n=1、2、3、4、5、6)之最大曝光寬度(Y軸方向之寬度)為基板P之約1/3。
從圖29(A)之狀態,基板載台(26、28、32、PH)與光罩M(光罩載台MST)如圖29(A)中塗白箭頭所示,被驅動向-X方向,與前述同樣地進行P之X掃描動作。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA1(參照圖29(B))。
其後,係與前述第1實施形態同樣地進行用以使基板P之未曝光區域往保持具PH上移動之Y步進動作。藉此,基板P即被裝載成與照射區域SA1在-Y側相鄰之未曝光之第2個區域(曝光對象區域)(及與此區域在+X側相鄰之區域)對向於保持具PH、跨在保持具PH與氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分的狀態(參照圖29(C))。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸氣(吸引)。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。
接著,主控制裝置50使用一對X感測器122X1、122X2測量基板P之-X側邊緣之2處之X位置及θ z旋轉,並使用最+X側之Y感測器122Y1,測量基板P之-Y側邊緣之 Y位置。
在使用上述3個邊緣感測器進行基板P相對投影光學系PL之位置測量(對準測量)時,主控制裝置50先對於前照射區域(此時為照射區域SA1)曝光前使用一方邊緣感測器122X2所測量之與基板P之-X側邊緣上之位置大致相同之位置(測量點)使用另一方邊緣感測器122X1進行測量。因此,主控制裝置50能測量基板P之-X側邊緣上之相同測量對象位置(測量點)之X軸方向位置變化(位移)量。又,主控制裝置50使用先於前照射區域(此時為照射區域SA1)曝光前已測量基板P之-Y側邊緣之Y位置之邊緣感測器122Y1測量基板P之相同邊緣之Y位置。亦即,主控制裝置50測量基板P之-Y側邊緣之Y軸方向之位移量。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第2個區域之曝光之新的對準測量。
接著,當基板P相對投影光學系PL之新的對準測量結束時,即由主控制裝置50根據該結果,進行對基板P上之為第2個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)之定位、以及微動載台26相對粗動台32之X軸、Y軸及θ z方向(或6自由度方向)之精密的微定位驅動。圖29(C)中,顯示了以此方式於掃描開始位置定位有基板P(保持具PH)(微動載台26)後之狀態。
接著,主控制裝置50如圖29(C)中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之+X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。藉 由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA2(參照圖29(D))。
其次,係與前述同樣地進行用以使基板P之未曝光區域往保持具PH上移動之+Y方向之Y步進動作。藉此,如圖29(E)所示,基板P即被裝載成與照射區域SA2在-Y側相鄰之未曝光之第3個區域(曝光對象區域)(及與此區域在+X側相鄰之區域)對向於保持具PH、跨在保持具PH與氣浮單元群84A之一部分的狀態。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84A之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸氣(吸引)。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84A之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。
接著,主控制裝置50使用一對X感測器122X1、122X2測量基板P之-X側邊緣之2處之X位置,並使用Y感測器122Y1測量基板P之-Y側邊緣之Y位置。此情形下,與前述同樣地,先對於前照射區域曝光前使用一方邊緣感測器122X2所測量之與基板P之-X側邊緣上之位置大致相同之位置(測量點)使用另一方邊緣感測器122X1進行測量,使用先於前照射區域(此時為照射區域SA1)曝光前已測量基板P之-Y側邊緣之Y位置之邊緣感測器122Y1測量基板P之相同邊緣之Y位置。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第3個區域之曝光之新的對準測量。
接著,藉由主控制裝置50根據該對準測量結果,進行對基板P上之為第3個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)之定位,如圖29(E)中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之-X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。圖29(F)中顯示了對基板P上之第3個區域之掃描曝光結束、基板P(基板載台(26、28、32、PH))停止的狀態。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA3。
其次,雖主控制裝置50為進行次一曝光之加速,而進行將基板P如圖29(F)中塗白箭頭所示,略往+X方向驅動之基板P之X步進動作,但在此時,如圖29(F)所示,藉由Y感測器122Y1與122Y3進行同時測量,先求出在照射區域SA3之形成前已測量基板P之-Y側邊緣之Y位置之Y感測器122Y1之測量值與在次一區域之曝光前用於測量基板P之-Y側邊緣之Y位置之Y感測器122Y3之測量值之關係(進行Y感測器122Y1、122Y3間之校準)。在此校準時,基板P之旋轉最好係調整為大致成為零。此情形下,在照射區域SA3之曝光後,由於基板P不從保持具PH卸除,因此亦可根據之前之對準結果進行為次一曝光之基板之定位。然而,接著若要暫時將基板P從保持具PH卸除,則基板之次一對準則會變得困難。因此為了避免發生此種事態,係進行Y感測器122Y1與122Y3之同時測量及Y感測器122Y1、122Y3間之校準。因此,縱使在照射區域SA3之曝光後暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以 良好精度進行為第4個區域之曝光之新的對準測量(基板P相對投影光學系PL之位置測量)。此外,依據基板P上之照射區域之配置不同,亦可想到在X步進時難以進行Y感測器122Y1與122Y3之同時測量之情形。此情形下,亦可伴隨基板之移動,進行Y感測器122Y1與122Y2之同時測量、以及接著進行Y感測器122Y2與122Y3之同時測量,再根據兩方之同時測量結果,進行Y感測器122Y1、122Y3間之校準。
主控制裝置50根據上述測量結果,將基板P(保持具PH(微動載台26))定位於為第4個區域之曝光之加速開始位置,結束X步進。圖30(A)顯示保持具PH(微動載台26)被定位於掃描開始位置之狀態。主控制裝置50與基板P之X步進動作並行地使光罩載台MST返回至加速開始位置。
接著,由主控制裝置50,如圖30(A)中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之-X方向加速,以和前述同樣的進行掃描曝光。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA4(參照圖30(B))。
其次,與前述同樣地進行用以使基板P之未曝光區域移動至保持具PH上之-Y方向之Y步進動作。藉此,基板P即被裝載成照射區域SA2及與該照射區域SA2在+X側相鄰之第5個區域對向於保持具PH、跨在保持具PH與氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分的狀態(參照圖30(C))。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元 群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸氣(吸引)。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。
接著,主控制裝置50使用一對X感測器122X1、122X2測量基板P之-X側邊緣之2處之X位置,並使用Y感測器122Y1測量基板P之-Y側邊緣之Y位置。此情形亦與前述同樣地,先對於前照射區域曝光前使用一方邊緣感測器122X1所測量之與基板P之-X側邊緣上之位置大致相同之位置(測量點)使用另一方邊緣感測器122X2進行測量,使用先於前照射區域(此時為照射區域SA1)曝光前已測量基板P之-Y側邊緣之Y位置之邊緣感測器122Y3測量基板P之相同邊緣之Y位置。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第5個區域之曝光之新的對準測量。
接著,藉由主控制裝置50根據該對準測量結果,進行對基板P上之為第5個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)之定位,如圖30(C)中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之-X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA5(參照圖30(D))。
其次,與前述同樣地進行用以使基板P之未曝光區域移動至保持具PH上之-Y方向之Y步進動作。藉此,基板P即被裝載成未曝光照射區域及與此相鄰之照射區域SA1對向於保持具PH、跨在保持具PH與氣浮單元群84B之一部分的狀態(參照圖30(E))。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸氣(吸引)。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84B之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。接著,主控制裝置50使用一對X感測器122X1、122X2測量基板P之-X側邊緣之2處之X位置及θ z方向之旋轉,並使用Y感測器122Y3測量基板P之-Y側邊緣之Y位置。此情形亦與前述同樣地,先對於前照射區域曝光前使用一方邊緣感測器122X1所測量之與基板P之-X側邊緣上之位置大致相同之位置(測量點)使用另一方邊緣感測器122X2進行測量,使用先於前照射區域(此時為照射區域SA1)曝光前已測量基板P之-Y側邊緣之Y位置之邊緣感測器122Y3測量基板P之相同邊緣之Y位置。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第6個區域之曝光之新的對準測量。
接著,藉由主控制裝置50根據該對準測量結果,進行對基板P上之為第6個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)之定位(微動載台26相對粗動台32之X軸、Y軸及 θ z方向(或6自由度方向)之精密的微定位驅動),如圖30(E)中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之-X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA6(參照圖30(F))。
另一方面,在開始上述基板P之新的對準測量之前一刻,藉由未圖示之基板搬入裝置,將新的基板P搬入(投入)氣浮單元群84A上,並與對上述照射區域SA6之曝光並行地搬送新投入之基板P。另一方面,結束了對所有照射區域SA1~SA6之曝光之基板P,藉由主控制裝置50從保持具PH上被搬運至氣浮單元群84B上,藉由未圖示之基板搬出裝置往+X方向搬出。
與上述完成曝光之基板P往氣浮單元群84B上之滑動搬送大致同時,新投入之基板P,則藉由主控制裝置50使-Y側之一部分(1/3之部分)位於保持具PH上,藉由保持具PH吸附(固定)其一部分(參照圖26)。接著,與上述完成曝光之基板P之搬出並行的,在對一部分固定於保持具PH之基板P進行與前述同樣的對準動作後,即開始基板P與光罩M之+X方向加速,以和前述同樣的方式進行對最初之照射區域(最-Y側且+X側之區域)之掃描曝光。之後,以和對前述第1片基板P之曝光時同樣的程序,反復進行對第2片基板P上其餘照射區域之對準(X步進、Y步進)、曝光等動作、以及對第3片以後之基板之對準(X步進、Y步進)、曝光等動作。
如以上所說明,根據本第2實施形態之曝光裝置200,能得到與前述之第1實施形態之曝光裝置100同等之效果。除此之外,根據曝光裝置200,在對基板P之第1層之曝光時,亦無須事前使用打碼機等來於基板P形成標記。
此外,上述第2實施形態中,雖例示了X感測器122X1、122X2設於保持具PH之情形,但不設於保持具PH時,例如亦可將與上述之Y感測器122Y1~122Y3相同構成之一對X感測器設於微動載台26外部。
《第3實施形態》
其次,針對第3實施形態之曝光裝置300,根據圖31~圖33(F)加以說明。此處,與前述第1實施形態相同或同等之構成部分係賦予相同或類似符號,並簡化或省略其說明。本第3實施形態之曝光裝置,在與第1層曝光時之基板P之定位相關連之構成部份雖與前述第1實施形態之曝光裝置100相異,但其他部分則與第1實施形態相同。
圖31係簡化顯示本第3實施形態之曝光裝置300之俯視圖。此圖31中,氣浮單元群84A、84B、保持具PH、曝光區域IA、以及後述之檢測單元及干涉儀以外之部分之圖示省略。
曝光裝置300除了與前述第1實施形態之曝光裝置100相同構成部分以外,還具備圖31所示之一對X位置測量用檢測單元(以下簡稱為X檢測單元)124X1、124X2、3個Y位置測量用檢測單元(以下簡稱為Y檢測單元)124Y1、124Y2、124Y3
一對X檢測單元124X1、124X2之各個,由XZ剖面L字形構件構成,能沿於保持具PH內部以Y軸方向為長度方向而配置之以Y軸方向為長度方向之導件126a、126b移動。一對X檢測單元124X1、124X2之各個,於保持具PH上安裝成不妨礙保持具PH對基板P之吸附且能移動於X軸方向,藉由例如線性馬達在保持具PH上被驅動於X軸方向。
一對X檢測單元124X1、124X2之各個,於-X側之面設有反射面,能吸附固定於基板P之-X側端部之側面及背面。此情形下,X檢測單元124X1、124X2之各個係藉由主控制裝置50進行對基板P之吸附及吸附之解除,亦即安裝、卸除。一對X檢測單元124X1、124X2之各個,於對向於基板P背面之面設有段部,藉由此段部之存在,於基板P被吸附固定成其反射面與基板P之X軸方向之位置關係成為一定。
根據本第3實施形態之曝光裝置300,係設有對一對X檢測單元124X1、124X2之各個照射測量光束以測量基板P之X位置之一對X干涉儀130X1、130X2。X干涉儀130X1、130X2,係將與X軸平行之測量光束照射於與X檢測單元124X1、124X2各自之反射面中與基板P之側面(端面)大致同高之位置。測量光束與基板P之上面在Z軸方向之間隔△Z越小越好,最好是例如1mm以下。當△Z超過1mm時,X干涉儀130X1、130X2之至少一方最好係使用能測量X檢測單元124X1或124X2之橫搖(θ y旋轉)之多軸干涉儀。
Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3設於氣浮單元群84B 上方之鏡筒平台16之下面。Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3之各個,由YZ剖面U字形構件構成,能沿安裝於保持具PH之以Y軸方向為長度方向之導件121a、121b、121c移動。Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3之各個,於其下端部具有能吸附固定於基板P之-Y側端部之側面及背面之YZ剖面L字形吸附部,於-Y側之面設有反射面。此情形下,Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3之各個係藉由主控制裝置50進行對基板P之吸附及吸附之解除,亦即安裝、卸除。Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3之各個,藉由例如線性馬達被驅動於Y軸方向。
Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3之各個於基板P被吸附固定成在Y軸方向其反射面與基板P之位置關係成為一定。
根據本第3實施形態之曝光裝置300,係設有對Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3之各個照射測量光束以測量基板P之Y位置之3個Y干涉儀130Y1、130Y2、130Y3。Y干涉儀130Y1、130Y2、130Y3,係通過氣浮單元群84B上方之空間而將與Y軸平行之測量光束照射於與Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3各自之反射面中與基板P之側面(端面)大致同高之位置。測量光束與基板P之上面在Z軸方向之間隔越小越好,最好是例如1mm以下。此處,當有妨礙Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3之移動之虞時,係於氣浮單元群84B上面之一部分沿Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3之移動路徑形成凹部(未圖示)。
一對X干涉儀130X1、130X2及3個Y干涉儀130Y1、130Y2、130Y3之測量結果,供應至主控制裝置50。主控制裝置50根據X干涉儀130X1、130X2之測量結果,求出在一對X干涉儀130X1、130X2各自之測量光束之照射點之基板P之X位置及θ z旋轉,根據Y干涉儀130Y1、130Y2、130Y3各個之測量結果,求出在各自之測量光束之照射點之基板Y位置。
本第3實施形態之曝光裝置300中,對基板P之第1層之曝光時之基板之對準方法雖與前述第1實施形態相異,但其他部分則以與第1實施形態之曝光裝置100相同之順序進行相同之動作。以下,以相異點為中心根據圖32(A)~圖33(F)且適當參照其他圖式說明對基板P進行第1層曝光之情形。圖32(A)~圖33(F)中所示之曝光區域IA,係在曝光時照明光IL透過投影光學系PL所照射之照射區域,實際上雖不會在曝光以外時形成,但為使基板P與投影光學系PL間之位置關係明確而隨時加以顯示。又,圖32(A)~圖33(F)中,氣浮單元群84A、84B一部分省略顯示。
此處,針對於基板P形成圖31所示之6個照射區域SA1~SA6之情形加以說明。
首先,與前述同樣地,在主控制裝置50之管理下,藉由未圖示之光罩搬送裝置(光罩裝載器)進行將光罩M裝載至光罩載台MST上的裝載動作,並藉由未圖示之基板搬入裝置進行將基板P搬入(投入)基板載台裝置PST上之搬入動作,基板P即被裝載成跨在保持具PH與氣浮單元群84B之 一部分(參照圖32(A))。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸引。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84B之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。此時,如圖32(A)所示,一對X檢測單元124X1、124X2藉由主控制裝置50而安裝於基板P之與第1個區域(形成照射區域SA1之區域)之Y軸方向一端與另一端對應之-X側邊緣之位置。又,最+X側之Y檢測單元124Y1藉由主控制裝置50而安裝於基板P之-Y側端部。
之後,藉由主控制裝置50,以和習知相同之對準測量方法求出微動載台26(保持具PH)相對投影光學系PL之位置。
接著,主控制裝置50使用一對X干涉儀130X1、130X2測量X檢測單元124X1、124X2之X位置、亦即基板P之-X側端面之2處之X位置及θ z旋轉,並使用最+X側之Y干涉儀130Y1,測量Y檢測單元124Y1之Y位置、亦即基板P之(-Y側端面之)Y位置(參照圖32(A))。此時,X干涉儀130X1、130X2之間隔設定為在Y步進時之基板P之移動距離大致相同距離。
接著,主控制裝置50根據上述基板P之XY平面內之3自由度方向之位置之測量結果與微動載台26相對投影光學系PL之對準測量之結果,驅動粗動台32且微驅動微動 載台26,將基板P定位於該掃描開始位置(加速開始位置)。首先,在Y檢測單元124Y1未安裝於基板P之狀態下,根據Y干涉儀130Y1之測量結果,進行微動載台26(保持具PH)相對於粗動台32之Y軸方向之定位,其後,在對基板P之吸附解除後,進行微動載台26(保持具PH)相對於粗動台32之X軸及θ z方向(或X軸、θ z、Z軸、θ x、θ y之各方向)之精密微定位。以下,雖省略說明,但本第3實施形態中,在後述之掃描曝光時等Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3之全部均未安裝於基板P時、亦即不論藉由Y干涉儀130Y1、130Y2、130Y3之哪一者均無法測量基板P之Y位置時之基板P之Y位置測量,係在基板P吸附於保持具PH時藉由前述之基板載台干涉儀系統98之Y干涉儀98Y1、98Y2來進行。
圖32(A)中顯示了以上述方式將基板P定位在為進行基板P上第1個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)後一刻的狀態。
之後,進行步進掃描方式之曝光動作。步進掃描方式之曝光動作係對基板P上之複數個區域依序進行曝光處理。本第3實施形態中,各照射區域SAn(n=1、2、3、4、5、6)之最大曝光寬度(Y軸方向之寬度)為基板P之約1/3。
從圖32(A)之狀態,基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)如圖32(A)中塗白箭頭所示,被驅動向-X方向,與前述同樣地進行P之掃描曝光。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA1(參照 圖32(B))。本第3實施形態中,掃描曝光中之基板P之X位置及θ z旋轉之控制係藉由主控制裝置50根據X干涉儀130X1、130X2之測量結果及/或基板載台干涉儀系統98之Y干涉儀98Y1、98Y2之測量結果來進行。
其次,藉由主控制裝置50,X檢測單元124X1、124X2從基板P被卸除,與前述第1實施形態同樣地進行用以使基板P之未曝光區域往保持具PH上移動之+Y方向之Y步進動作(參照圖32(B)中之塗白箭頭)。主控制裝置50係將Y檢測單元124Y1安裝於基板P之-Y側端部,並在Y步進動作中,一邊使用Y干涉儀130Y1監測其Y位置之變化、一邊將基板P往+Y方向驅動。藉此,基板P即被裝載成與照射區域SA1在-Y側相鄰之未曝光之第2個區域(曝光對象區域)(及與此區域在+X側相鄰之區域)對向於保持具PH、跨在保持具PH與氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分的狀態(參照圖32(C))。亦即,以此方式進行基板P之Y步進及Y位置之粗定位。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸氣(吸引)。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。
接著,主控制裝置50將一對X檢測單元124X1、124X2安裝於基板P之-X側端部之2處,使用X干涉儀130X1、 130X2測量X檢測單元124X1、124X2之X位置(基板P之-X側邊緣之2處之X位置)及θ z旋轉,並使用Y干涉儀130Y1測量基板P之Y位置。
在使用上述3個干涉儀130X1、130X2、以及130Y1進行基板P相對投影光學系PL之位置測量(對準測量)時,主控制裝置50先對於前照射區域(此時為照射區域SA1)曝光前使用一方X干涉儀130X2所測量之與基板P之-X側邊緣上之位置大致相同之位置(測量點)使用另一方X干涉儀130X1進行測量。因此,主控制裝置50能測量基板P之-X側邊緣上之相同測量對象位置(測量點)之X軸方向位置變化(位移)量。又,主控制裝置50使用先於前照射區域(此時為照射區域SA1)曝光前已測量基板P之Y位置之Y干涉儀130Y1測量基板P之Y位置。亦即,主控制裝置50測量基板P之Y軸方向之位移量。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第2個區域之曝光之新的對準測量。
接著,當基板P相對投影光學系PL之新的對準測量結束時,即由主控制裝置50根據對準測量之結果,以與前述相同之順序進行對基板P上之為第2個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)之定位、以及微動載台26相對粗動台32之X軸、Y軸及θ z方向(或6自由度方向)之精密的微定位驅動。圖32(C)中,顯示了以此方式於掃描開始位置定位有保持具PH(微動載台26)後之狀態。
接著,主控制裝置50如圖32(C)中之塗白箭頭所示,開 始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之+X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA2(參照圖32(D))。
其次,藉由主控制裝置50,X檢測單元124X1、124X2從基板P被卸除,與前述同樣地進行用以使基板P之未曝光區域往保持具PH上移動之+Y方向之Y步進動作(參照圖32(D)中之塗白箭頭)。主控制裝置50係將Y檢測單元124Y1安裝於基板P之-Y側端部,並在Y步進動作中,一邊使用Y干涉儀130Y1監測其Y位置之變化、一邊將基板P往+Y方向驅動。藉此,如圖32(E)所示,基板P即被裝載成與照射區域SA2在-Y側相鄰之未曝光之第3個區域(曝光對象區域)(及與此區域在+X側相鄰之區域)對向於保持具PH、跨在保持具PH與氣浮單元群84A之一部分的狀態。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84A之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸氣(吸引)。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84A之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。
接著,主控制裝置50將一對X檢測單元124X1、124X2安裝於基板P之-X側端部之2處,使用X干涉儀130X1、130X2測量X檢測單元124X1、124X2之X位置(基板P之-X側邊緣之2處之X位置)及θ z旋轉,並使用Y干涉儀 130Y1測量基板P之Y位置。此情形下,與前述同樣地,先對於前照射區域曝光前使用一方X干涉儀130X1所測量之與基板P之-X側邊緣上之位置大致相同之位置(測量點)使用另一方X干涉儀130X1進行測量,使用先於前照射區域(此時為照射區域SA2)曝光前已測量基板P之Y位置之Y干涉儀130Y1測量基板P之Y位置。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第3個區域之曝光之新的對準測量。
接著,當基板P之新的對準測量結束時,即由主控制裝置50根據對準測量之結果,以與前述相同之順序進行對基板P上之為第3個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)之定位,如圖32(E)中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之-X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。圖32(F)中顯示了對基板P上之第3個區域之掃描曝光結束、基板P(基板載台(26、28、32、PH))停止的狀態。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA3。
其次,雖主控制裝置50為進行次一曝光之加速,而進行將基板P如圖32(F)中塗白箭頭所示,略往+X方向驅動之基板P之X步進動作。在此X步進動作前,主控制裝置50係將Y檢測單元124Y3從基板P卸除。此情形下,在照射區域SA3之曝光後,由於基板P不從保持具PH卸除,因此亦可根據之前之對準結果進行為次一曝光之基板之定位。基板P之X步進動作則係為了該定位而進行。主控制 裝置50係根據X干涉儀130X1、130X2之測量值,一邊監測基板P之X位置與θ z旋轉,一邊進行上述之基板P之X步進動作。
主控制裝置50在基板P之X步進後,如圖33(A)所示,在將Y檢測單元124Y3安裝於基板P之-Y側端部之狀態下,使用Y干涉儀130Y3測量基板P之Y位置,進行基板P之Y位置之微調整。藉此,結束基板P往為第4個區域之曝光之加速開始位置之定位。圖33(A)中,顯示基板P(保持具PH(微動載台26))被定位於掃描開始位置之狀態。此情形下,主控制裝置50與基板P之X步進動作並行地使光罩載台MST返回至加速開始位置。此處,本第3實施形態中,係將一對X檢測單元124X1、124X2及Y檢測單元124Y1~124Y3之任一者、例如Y檢測單元124Y3安裝於基板P,使用X干涉儀130X1、130X2檢測X檢測單元124X1、124X2之X位置,且使用Y干涉儀130Y3檢測Y檢測單元124Y3之位置,藉此能求出基板P之基準位置、例如基板中心之X、Y、θ z方向之位置。因此,在照射區域SA3之曝光後,即使將基板P從保持具PH卸除,亦可毫無障礙地將基板P定位於為第4次曝光之加速開始位置。
接著,主控制裝置50將基板P從Y檢測單元124Y3卸除,如圖33(A)中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之-X方向加速,以和前述同樣的進行掃描曝光。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA4(參照圖33(B))。
其次,藉由主控制裝置50將X檢測單元124X1、124X2從基板P卸除,與前述同樣地進行用以使基板P之未曝光區域移動至保持具PH上之-Y方向之Y步進動作(參照圖33(B)中之塗白箭頭)。主控制裝置50係將Y檢測單元124Y3安裝於基板P之-Y側端部,並在Y步進動作中,一邊使用Y干涉儀130Y3監測其Y位置之變化、一邊將基板P往-Y方向驅動。藉此,成為基板P上之照射區域SA2及與該照射區域SA2在+X側相鄰之第5個區域對向於保持具PH、跨在保持具PH與氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分的狀態(參照圖33(C))。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從排氣切換為吸氣(吸引)。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84A之一部分與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。
接著,主控制裝置50將一對X檢測單元124X1、124X2安裝於基板P之-X側端部之2處,使用X干涉儀130X1、130X2測量X檢測單元124X1、124X2之X位置(基板P之-X側邊緣之2處之X位置)及θ z旋轉,並使用Y干涉儀130Y1測量基板P之Y位置。此情形下亦與前述同樣地,先對於前照射區域曝光前使用一方邊緣感測器122X1所測量之與基板P之-X側邊緣上之位置大致相同之位置(測量點)使用另一方邊緣感測器122X2進行測量,使用先於前照射區 域(此時為照射區域SA1)曝光前已測量基板P之-Y側邊緣之Y位置之邊緣感測器122Y3測量基板P之相同邊緣之Y位置。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第5個區域之曝光之新的對準測量。
接著,當相對投影光學系PL之基板P之新的對準測量結束時,即由主控制裝置50根據對準測量之結果,以與前述相同之順序進行對基板P上之為第5個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)之定位,如圖30(C)中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之-X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA5(參照圖33(D))。
其次,藉由主控制裝置50將X檢測單元124X1、124X2從基板P卸除,與前述同樣地進行用以使基板P之最後未曝光區域移動至保持具PH上之-Y方向之Y步進動作(參照圖33(D)中之塗白箭頭)。主控制裝置50係將Y檢測單元124Y3安裝於基板P之-Y側端部,並在Y步進動作中,一邊使用Y干涉儀130Y3監測其Y位置之變化、一邊將基板P往-Y方向,驅動。藉此,如圖33(E)所示,基板P即被裝載成最後之未曝光區域及與此相鄰之照射區域SA1對向於保持具PH上、跨在保持具PH與氣浮單元群84B之一部分的狀態。此時,基板P係被保持具PH與氣浮單元群84B之一部分懸浮支承。接著,由主控制裝置50將保持具PH從 排氣切換為吸氣(吸引)。據此,即成為以保持具PH吸附固定基板P之一部分(基板P全體之約1/3)、以氣浮單元群84B之一部分懸浮支承基板P之一部分(基板P全體之其餘約2/3)的狀態。
接著,主控制裝置50將一對X檢測單元124X1、124X2安裝於基板P之-X側端部之2處,使用X干涉儀130X1、130X2測量X檢測單元124X1、124X2之X位置(基板P之-X側邊緣之2處之X位置)及θ z旋轉,並使用Y干涉儀130Y3測量基板P之Y位置。此情形下亦與前述同樣地,先對於前照射區域曝光前使用一方X干涉儀130X1所測量之與基板P之-X側邊緣上之位置大致相同之位置(測量點)使用另一方X干涉儀130X2進行測量,使用先於前照射區域(此時為照射區域SA5)曝光前已測量基板P之Y位置之Y干涉儀130Y3測量基板P之Y位置。因此,縱使暫時將基板P從保持具PH卸除,亦能毫無障礙地以良好精度進行為第6個區域之曝光之新的對準測量。
接著,當基板P之新的對準測量結束時,即由主控制裝置50根據對準測量之結果,以與前述相同之順序進行對基板P上之為第6個區域之曝光之掃描開始位置(加速開始位置)之定位,如圖33(E)中之塗白箭頭所示,開始基板P(基板載台(26、28、32、PH))與光罩M(光罩載台MST)之-X方向之加速,進行與前述相同之掃描曝光。藉由此曝光,於基板P上形成有已曝光感應層之照射區域SA6(參照圖33(F))。
另一方面,在開始上述基板P之新的對準測量之前一刻,藉由未圖示之基板搬入裝置,將新的基板P搬入(投入)氣浮單元群84A上,並與對上述照射區域SA6之曝光並行地搬送新投入之基板P。另一方面,結束了對所有照射區域SA1~SA6之曝光之基板P,藉由主控制裝置50從保持具PH上被搬運至氣浮單元群84B上,藉由未圖示之基板搬出裝置往+X方向搬出。
與上述完成曝光之基板P往氣浮單元群84B上之滑動搬送大致同時,新投入之基板P,則藉由主控制裝置50使-Y側之一部分(1/3之部分)位於保持具PH上,藉由保持具PH吸附(固定)其一部分。接著,與上述完成曝光之基板P之搬出並行的,在對一部分固定於保持具PH之基板P進行與前述同樣的對準動作後,即開始基板P與光罩M之+X方向加速,以和前述同樣的方式進行對最初之照射區域(最-Y側且+X側之區域)之掃描曝光。之後,以和對前述第1片基板P之曝光時同樣的程序,反復進行對第2片基板P上其餘照射區域之對準(X步進、Y步進)、曝光等動作、以及對第3片以後之基板之對準(X步進、Y步進)、曝光等動作。
如以上所說明,根據本第3實施形態之曝光裝置300,能得到與前述之第1實施形態之曝光裝置100同等之效果。除此之外,根據曝光裝置300,在對基板P之第1層之曝光時,亦無須事前使用打碼機等來於基板P形成標記。
此外,上述第3實施形態中,雖例示了X檢測單元 124X1、124X2設於保持具PH之情形,但不設於保持具PH時,例如亦可將與上述之Y檢測單元124Y1~124Y3相同構成之一對X檢測單元設於微動載台26外部。
又,上述第3實施形態中,Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3雖設於氣浮單元群84B上方之鏡筒平台16之下面,但不限於此,亦可於一方氣浮單元群84B之一部分設置能配置導件121a、121b、121c之空隙,並於該空隙內配置導件121a、121b、121c等與Y檢測單元124Y1、124Y2、124Y3亦可。
又,上述第3實施形態中,係例示使用X干涉儀130X1、130X2及Y干涉儀130Y1~130Y3之各個檢測出X檢測單元124X1、124X2及Y檢測單元124Y1~124Y3之位置之情形。然而並不限於此,亦可以編碼器測量至少一個檢測單元之位置。
此外,上述各實施形態中,保持具PH之基板保持面之Y軸方向尺寸,不限於基板P之Y軸方向尺寸之1/3,亦可係1/2、1/4等,扼要言之,保持具PH之基板保持面之Y軸方向尺寸只要較基板P之Y軸方向尺寸小某程度以上即可。實際上,係設定為與形成於基板P上之照射區域尺寸同等(略大)。
又,上述各實施形態中,雖係針對在保持具PH之Y軸方向一側與另一側與粗動台32及微動載台26等分離配置之框架上設置氣浮單元群84A、84B之情形做了說明,但亦可將氣浮單元群84A、84B中之至少一方作成搭載於粗動台 32上而能於X軸方向可動的構成,或亦可設置另一追隨粗動台移動之移動體,在該另一移動體上搭載氣浮單元群而於X軸方向可動。此場合,亦可在搭載了氣浮單元群之粗動台32或追隨粗動台移動之另一移動體上,設置配置在氣浮單元群內部之前述基板Y步進移送裝置88。
又,上述各實施形態中,雖係針對為防止基板P之撓曲之目的而使用氣浮單元84A、84B之情形做了說明,但不限於此,亦可以具備接觸型滾動軸承(使用滾筒或球等)之基板垂下防止裝置,來替換上述各實施形態之氣浮單元之至少一部分。為防止基板P之撓曲,亦可使用具備氣浮單元、滾動軸承以外之軸承構件的基板垂下防止裝置。
又,上述各實施形態雖係針對於微動載台26搭載保持具PH之情形做了說明,但不限於此,作為微動載台之材料使用陶瓷等之情形時,可於其上部施以蝕刻加工等,將具有與保持基板之上述保持具PH同等機能之保持部與微動載台一體構成。
又,上述各實施形態共通具備之構成部分,亦有並非一定須由曝光裝置所具備者。例如,重量抵銷裝置亦非必須。此場合,用以使基板保持具移動之移動載台雖是必須的,但該移動載台可以是所謂的粗微動載台、或單獨的6DOF載台。重要的是,移動載台可在XY平面內(至少於X軸方向)驅動基板保持具即可,而若能進行6自由度方向之驅動的話,更佳。
又,上述各實施形態,雖針對曝光裝置係進行伴隨基 板P之步進掃描動作之掃描型曝光的投影曝光裝置之場合做了說明,但不限於此,上述各實施形態亦可適用於步進接合(step & stitch)方式之投影曝光裝置、以及不使用投影光學系之近接(proximity)方式之曝光裝置。
又,上述各實施形態之曝光裝置中,照明光可以是ArF準分子雷射光(波長193nm)、KrF準分子雷射光(波長248nm)等之紫外光、F2雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。此外,作為照明光,可使用例如將從DFB半導體雷射或光纖雷射振盪出之紅外線帶、或可見光帶之單一波長雷射光,以例如摻雜有鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器加以放大作為真空紫外光,並以非線性光學結晶將其轉換波長成紫外光之諧波。此外,亦可使用固體雷射(波長:355nm、266nm)等。
又,各上述實施形態,雖係針對投影光學系PL係具備複數個光學系(投影光學單元)之多透鏡方式之投影光學系之情形做了說明,但投影光學單元之數量不限於此,只要有1個以上即可。此外,不限於多透鏡方式之投影光學系,亦可以是例如使用offner型大型反射鏡之投影光學系等。
又,上述各實施形態中之投影光學系PL,雖係針對使用投影倍率為等倍之情形做了說明,但不限於此,投影光學系亦可以是縮小系或放大系之任一種。
又,上述各實施形態中,雖係使用於光透射性之光罩基板上形成有既定遮光圖案(或相位圖案、減光圖案)之光透射型光罩,但亦可取代此光罩而使用例如美國專利第 6,778,257號說明書所揭露之根據待曝光圖案之電子資料形成透射圖案、反射圖案或發光圖案之電子光罩(可變成形光罩)、例如使用非發光型影像顯示元件(亦稱為空間光變調器)之一種之DMD(Digital Micro-mirror Device)可變成形光罩。
又,上述各實施形態之曝光裝置,特別是對尺寸(包含外徑、對角線、一邊中之至少一個)為500mm以上之基板、例如液晶顯示元件等平板顯示器(FPD)用大型基板曝光之曝光裝置適用時尤其有效。此係因本發明乃因應基板大型化而成之故。
此外,可使用上述各實施形態之曝光裝置,製造微元件之液晶顯示元件。首先,將圖案像形成於感光性基板(塗有光阻之玻璃基板等)、所謂之光微影製程。在此光微影製程中使上述各實施形態之曝光裝置,於感光性基板上形成包含多數電極等之既定圖案。之後,經曝光之基板經由顯影步驟、蝕刻步驟、光阻剝離步驟等各步驟,於基板上形成既定圖案。藉由反覆複數次圖案形成步驟,於基板上疊合形成複數層圖案。在分別進行第1層之曝光及第2層以後之曝光時之對準係如前述般進行。其後,經彩色濾光片形成步驟、單元組裝步驟及模組組裝步驟等,獲得微元件之液晶顯示元件。
產業上之可利用性
本發明之定位方法,適於對基板進行第1層曝光時之基板定位。又,本發明之曝光方法,適於於基板上形成疊 合有複數層圖案之複數個區劃區域。又,本發明之元件製造方法及平板顯示器之製造方法適合於液晶顯示元件等之製造。
14‧‧‧光罩干涉儀系統
16‧‧‧鏡筒平台
18‧‧‧基板載台架台
20‧‧‧側框
24‧‧‧粗動載台
26‧‧‧微動載台
28‧‧‧重量抵銷裝置
30A、30B‧‧‧X樑
32‧‧‧粗動台
33‧‧‧支承構件
34‧‧‧脚部
35‧‧‧支承構件
36‧‧‧X線性導件
44‧‧‧滑件
46‧‧‧X線性編碼器系統
48A、48B‧‧‧間隙感測器
50‧‧‧主控制裝置
51‧‧‧保持具吸排氣切換裝置
52‧‧‧微動載台驅動系
54X‧‧‧X音圈馬達
54Y‧‧‧Y音圈馬達
54Z‧‧‧Z音圈馬達
56、59‧‧‧固定子
58、57‧‧‧可動子
61x‧‧‧X框構件
61y‧‧‧Y框構件
64‧‧‧筐體
65‧‧‧保持單元
66‧‧‧空氣彈簧
68‧‧‧Z滑件
69‧‧‧基板支承構件
70‧‧‧基墊
71‧‧‧腕
72‧‧‧靶板
74‧‧‧光反射型感測器
76‧‧‧Z傾斜測量系
78‧‧‧調平裝置
80‧‧‧連結裝置
82‧‧‧X導件
84A、84B‧‧‧氣浮單元
85‧‧‧氣體供應裝置
88‧‧‧基板Y步進移送裝置
88a‧‧‧可動部
88b‧‧‧固定部
89‧‧‧支承構件
90‧‧‧驅動裝置
91‧‧‧基板X步進移送裝置
91a‧‧‧可動部
91b‧‧‧固定部
92‧‧‧位置讀取裝置
94X1、94X2‧‧‧X移動鏡
94Y‧‧‧Y移動鏡
95‧‧‧驅動裝置
98‧‧‧雷射干涉儀系統
98X‧‧‧X雷射干涉儀
98X1、98X2‧‧‧X干涉儀
98Y‧‧‧Y雷射干涉儀
98Y1、98Y2‧‧‧Y干涉儀
100、200、300‧‧‧曝光裝置
102A、102B‧‧‧框架
104‧‧‧支承構件
110A、110B‧‧‧框架
120X‧‧‧標尺
121a、121b、121c‧‧‧Y導件
122X1、122X2‧‧‧X感測器
122Y1、122Y2、122Y3‧‧‧Y感測器
AL1~AL8‧‧‧對準檢測系
BD‧‧‧機體
IA‧‧‧曝光區域
IL‧‧‧照明光
IOP‧‧‧照明系
F‧‧‧地面
M‧‧‧光罩
MST‧‧‧光罩載台
P‧‧‧基板
PH‧‧‧基板保持具
PL‧‧‧投影光學系
PST‧‧‧基板載台裝置
SA1~SA6‧‧‧照射區域
圖1係概略顯示第1實施形態之曝光裝置100之構成的圖。
圖2係顯示曝光裝置100的部分省略俯視圖。
圖3係用以說明圖2所示之對準檢測系之配置等之圖,係從圖2進一步省略一部分構成部分後之圖。
圖4係從圖1之+X方向觀察曝光裝置100之側視圖(一部分省略,一部分以剖面顯示之圖)。
圖5係顯示以曝光裝置100之控制系為中心構成之主控制裝置之輸出入關係的方塊圖。
圖6係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其1)。
圖7係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其2)。
圖8係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其3)。
圖9係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其4)。
圖10係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其5)。
圖11係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其6)。
圖12係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其7)。
圖13係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其8)。
圖14係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其9)。
圖15係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其10)。
圖16係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其11)。
圖17係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其12)。
圖18係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其13)。
圖19係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其14)。
圖20係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其15)。
圖21係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其16)。
圖22係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其17)。
圖23係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其18)。
圖24係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其19)。
圖25係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其20)。
圖26係用以說明以曝光裝置100進行之為基板處理之一連串動作的圖(其21)。
圖27係用以說明使用基板支承構件之變形例之圖。
圖28係概略顯示第2實施形態之曝光裝置200之部分省略俯視圖。
圖29(A)~圖29(F)係用以說明以曝光裝置200進行之為基板處理之一連串動作的圖(其1~其6)。
圖30(A)~圖30(F)係用以說明以曝光裝置200進行之為基板處理之一連串動作的圖(其7~其12)。
圖31係概略顯示第3實施形態之曝光裝置300之部分省略俯視圖。
圖32(A)~圖32(F)係用以說明以曝光裝置300進行之為基板處理之一連串動作的圖(其1~其6)。
圖33(A)~圖33(F)係用以說明以曝光裝置300進行之為基板處理之一連串動作的圖(其7~其12)。
84A、84B‧‧‧氣浮單元
122X1、122X2‧‧‧X感測器
122Y1、122Y2、122Y3‧‧‧Y感測器
IA‧‧‧曝光區域
P‧‧‧基板
PH‧‧‧基板保持具
SA1~SA3‧‧‧照射區域

Claims (25)

  1. 一種曝光裝置,係將具有複數個區劃區域之基板往第1方向驅動,以將前述複數個區劃區域分別掃描曝光,其具備:標記檢測部,檢測設於前述基板上之標記;第1支承部,支承前述基板之一部分;第2支承部,在與前述第1方向交叉之第2方向與前述第1支承部排列設置,支承前述基板之另一部分;以及驅動部,將前述基板相對前述第1及第2支承部往前述第2方向驅動;前述第1支承部,支承具有前述複數個區劃區域中之第1區域與複數個前述標記之前述基板之一部分;前述驅動部,在前述第1支承部上之前述複數個標記被前述標記檢測部檢測且前述第1區域被掃描曝光後,以在前述複數個標記中之一部分標記被前述第1支承部支承之狀態下,支承於前述第2支承部且在前述第2方向與前述第1區域排列設置之第2區域被前述第1支承部支承之方式,將前述基板往前述第2方向驅動;前述標記檢測部,係檢測支承前述第2區域之前述第1支承部所支承之前述一部分之標記。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置,其中,前述驅動部,係將被前述第1及第2支承部懸浮支承之前述基板往前述第2方向驅動。
  3. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置,其中,前述驅 動部,係以前述第1支承部上之另一部分之標記從前述第1支承部脫離之方式驅動前述基板。
  4. 如申請專利範圍第3項之曝光裝置,其中,前述驅動部,係以前述第1區域支承於前述第2支承部之方式,將前述基板相對前述第1支承部驅動。
  5. 如申請專利範圍第4項之曝光裝置,其中,前述驅動部,係吸附前述基板並將前述基板往前述第2方向驅動。
  6. 如申請專利範圍第5項之曝光裝置,其中,前述標記檢測部,係檢測在前述第2方向設於前述第1區域與前述第2區域間之前述一部分標記。
  7. 如申請專利範圍第6項之曝光裝置,其中,前述第2支承部,係在前述第2方向設於前述第1支承部之兩相鄰處。
  8. 如申請專利範圍第7項之曝光裝置,其中,前述標記檢測部,具有往前述第2方向分離設置之第1檢測部與第2檢測部;前述第2檢測部,係檢測被前述驅動部往前述第2方向驅動之前述基板上藉由前述第1檢測部檢測出之前述一部分標記。
  9. 如申請專利範圍第8項之曝光裝置,其進一步具備:具有既定圖案之光罩、以及根據前述標記檢測部之檢測結果修正前述基板相對前述光罩之位置之修正部;前述第1支承部,以前述既定圖案形成於前述基板上之方式,在支承有前述基板之狀態下往前述第1方向驅動。
  10. 如申請專利範圍第9項之曝光裝置,其中,前述驅動部,將被前述第1及第2支承部懸浮支承之前述基板往前述第1方向驅動。
  11. 如申請專利範圍第10項之曝光裝置,其中,前述第2支承部,係在前述掃描曝光中,在支承有前述基板之狀態下往前述第1方向驅動。
  12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項之曝光裝置,其中,前述第1支承部,係在前述掃描曝光中,在支承有前述基板之狀態下往前述第1方向驅動。
  13. 如申請專利範圍第12項之曝光裝置,其中,前述基板係平板顯示器用之基板。
  14. 如申請專利範圍第12項之曝光裝置,其中,前述基板尺寸為500mm以上。
  15. 一種平板顯示器之製造方法,包含:使用申請專利範圍第13項之曝光裝置使前述基板曝光的動作;以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
  16. 一種元件製造方法,包含:使用申請專利範圍第14項之曝光裝置使前述基板曝光的動作;以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
  17. 一種曝光方法,係將具有複數個區劃區域之基板往第1方向驅動,以將前述複數個區劃區域分別掃描曝光,其包含: 藉由標記檢測部檢測設於前述基板上之標記的動作;以第1支承部支承前述基板之一部分、且以在與前述第1方向交叉之第2方向與前述第1支承部排列設置之第2支承部支承前述基板之另一部分的動作;以及將前述基板相對前述第1及第2支承部往前述第2方向驅動的動作;前述驅動的動作,係在前述第1支承部上之前述複數個標記被前述標記檢測部檢測且前述第1區域被掃描曝光後,以在前述複數個標記中之一部分標記被前述第1支承部支承之狀態下,支承於前述第2支承部且在前述第2方向與前述第1區域排列設置之第2區域被前述第1支承部支承之方式,將前述基板往前述第2方向驅動;前述檢測之動作,係檢測支承前述第2區域之前述第1支承部所支承之前述一部分之標記。
  18. 如申請專利範圍第17項之曝光方法,其中,前述驅動之動作,係將被前述第1及第2支承部懸浮支承之前述基板往前述第2方向驅動。
  19. 如申請專利範圍第18項之曝光方法,其中,前述驅動之動作,係以前述第1支承部上之另一部分之標記從前述第1支承部脫離之方式,將前述基板相對前述第1支承部驅動。
  20. 如申請專利範圍第19項之曝光方法,其中,前述驅動之動作,係以前述第1區域支承於前述第2支承部之方式,將前述基板相對前述第1支承部驅動。
  21. 如申請專利範圍第19項之曝光方法,其中,前述驅動之動作,係檢測在前述第2方向設於前述第1區域與前述第2區域間之前述一部分標記。
  22. 如申請專利範圍第21項之曝光方法,其進一步包含:根據前述標記檢測部之檢測結果修正前述基板相對具有既定圖案之光罩之位置的動作;以及以前述既定圖案形成於被前述第1支承部支承之前述基板上之方式,驅動前述基板的動作。
  23. 如申請專利範圍第22項之曝光方法,其中,前述驅動之動作,係將被前述第1及第2支承部懸浮支承之前述基板往前述第1方向驅動。
  24. 一種平板顯示器之製造方法,包含:使用申請專利範圍第17至23項中任一項之曝光方法使前述基板曝光的動作;以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
  25. 一種元件製造方法,包含:使用申請專利範圍第17至23項中任一項之曝光方法使前述基板曝光的動作;以及使曝光後之前述基板顯影的動作。
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