TWI728425B - 移動體裝置、曝光裝置、平面顯示器之製造方法、以及元件製造方法 - Google Patents

移動體裝置、曝光裝置、平面顯示器之製造方法、以及元件製造方法 Download PDF

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TWI728425B
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Abstract

本發明之基板載台裝置(20)，具備：微動載台(60)，可沿著XY平面移動；XY2維載台裝置(X樑(30)、X托架(40))，將微動載台誘導於與XY平面平行之方向；複數個重量抵消裝置(70)，能與微動載台同步移動於與XY平面平行之方向且協動地支撐微動載台之自重；第1Y步進導件(50)，在與X軸平行之方向設於X樑之+Y側，導引移動於與X軸平行之方向之複數個重量抵消裝置之一部分；以及第2Y步進導件(50)，在與Y軸平行之方向設於X樑之另一側，導引移動於與X軸平行之方向之複數個重量抵消裝置之另一部分。

Description

移動體裝置、曝光裝置、平面顯示器之製造方法、以及元件製造方法
本發明係關於移動體裝置、曝光裝置、平面顯示器之製造方法、以及元件製造方法，詳言之，係關於包含能沿既定2維平面移動之移動體之移動體裝置、包含前述移動體裝置之曝光裝置、使用前述曝光裝置之平面顯示器之製造方法、及使用前述曝光裝置之元件製造方法。
一直以來，於製造液晶顯示元件、半導體元件(積體電路等)等電子元件(微元件)之微影製程，係使用一邊使光罩(photomask)或標線片(以下，統稱「光罩」)與玻璃板或晶圓(以下，統稱「基板」)沿既定掃描方向同步移動、一邊將形成在光罩之圖案使用能量束轉印至基板上之步進掃描(step & scan)方式之曝光裝置(所謂的掃描步進機(亦稱掃描機))等。
作為此種曝光裝置，廣為人知的有藉由使用一支柱狀構件即重量抵消裝置(亦稱為心柱)從下方支撐保持有基板之台構件，以減低用以進行該台構件之定位之致動器之負荷者(例如，參照專利文獻1)。
此處，伴隨著近年基板之大型化，保持基板之台構件亦有大型化之傾向，對應於此，重量抵消裝置及導引重量抵消裝置之導引構件亦大型化。
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
用以解決課題之手段
本發明有鑑於上述情事而生，其第1觀點係一種移動體裝置，其具備：移動體，可沿著包含彼此正交之第1及第2軸之既定2維平面移動；誘導裝置，將前述移動體誘導於與前述第1及第2軸平行之方向；複數個自重支撐裝置，能與前述移動體同步移動於與前述2維平面平行之方向且協動地支撐前述移動體之自重；第1導引構件，在與前述第2軸平行之方向設於前述誘導裝置之一側，導引移動於與前述第1軸平行之方向之前述複數個自重支撐裝置之一部分；以及第2導引構件，在與前述第2軸平行之方向設於前述誘導裝置之另一側，導引移動於與前述第1軸平行之方向之前述複數個自重支撐裝置之另一部分。
藉此，由複數個自重支撐裝置協動地支撐移動體之自重。亦即，各個自重支撐裝置支撐移動體之自重之一部分。因此，與由假設一個自重支撐裝置支撐移動體之全自重之情形相較，能將作用於用以導引自重支撐裝置之導引構件之載重分散，而能使該導引構件薄型化、輕量化。又，由於在複數處支撐移動體，因此能使移動體薄型化、輕量化，且位置控制、姿勢控制變得容易。
本發明第2觀點係一種曝光裝置，其具備：既定物體被保持在前述移動體之本發明第1觀點之移動體裝置；以及使用能量束於前述物體形成既定圖案的圖案形成裝置。
本發明第3觀點係一種平面顯示器之製造方法，其包含：使用本發明之曝光裝置使前述物體曝光、以及使曝光後前述物體顯影。
本發明第4觀點係一種元件製造方法，其包含；使用本發明之曝光裝置使前述物體曝光、以及使曝光後前述物體顯影。
10‧‧‧液晶曝光裝置
20‧‧‧基板載台裝置
30‧‧‧X樑
40‧‧‧X托架
50‧‧‧Y步進導件
60‧‧‧微動載台
70‧‧‧重量抵消裝置
P‧‧‧基板
圖1係概略顯示一實施形態之液晶曝光裝置之構成的圖。
圖2係顯示圖1之液晶曝光裝置所具有之基板載台裝置之的俯視圖(省略一部分要素)。
圖3係圖2之A-A線剖面圖。
圖4係顯示基板載台裝置之第1變形例之圖。
圖5係顯示基板載台裝置之第2變形例之圖。
圖6係顯示基板載台裝置之第3變形例之圖。
圖7係顯示圖6之基板載台裝置之俯視圖(省略一部分要素)。
圖8係顯示基板載台裝置之第4變形例之圖。
圖9係顯示基板載台裝置之第5變形例之圖。
圖10係顯示基板載台裝置之第6變形例之圖。
以下，使用圖1~圖3說明一實施形態。
圖1中概略顯示了一實施形態之液晶曝光裝置10之構成。液晶曝光裝置10係以例如用於液晶顯示裝置(平面顯示器)等之矩形(方型)玻璃基板P(以下，僅稱為基板P)為曝光對象物之步進掃描方式之投影曝光裝置、所謂的掃描機(scanner)。
液晶曝光裝置10，具有照明系12、保持形成有電路圖案等之光罩M之光罩載台14、投影光學系16、一對載台架台18、保持表面(圖1中朝向+Z側之面)塗有抗蝕劑(感應劑)之基板P之基板載台裝置20、以及此等之控制系等。以下，係設曝光時光罩M與基板P相對投影光學系16分別掃描之方向為X軸方向、於水平面內與X軸正交之方向為Y軸方向、與X軸及Y軸正交之方向為Z軸方向，繞X軸、Y軸及Z軸旋轉之方向分別為θx、θy及θz方向進行說明。又，於X軸、Y軸及Z軸方向之位置分別為X位置、Y位置及Z位置進行說明。
照明系12，具有與例如美國專利第5,729,331號說明書等所揭示之照明系相同構成。照明系12，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)。
光罩載台14，係保持光透射型之光罩M。於光罩M之下面(朝向-Z側之面)形成有既定之電路圖案(光罩圖案)。光罩載台14，係透過例如線性馬達(未圖示)將光罩M相對照明系12(照明光IL)於X軸方向以既定長行程驅動，且於Y軸方向及θz方向加以微幅驅動。光罩M之水平面內之位置資訊藉由例如包含雷射干涉儀之光罩載台位置測量系(未圖示)求出。
投影光學系16配置在光罩載台14之下方。投影光學系16具有與例如美國專利第6,552,775號說明書等所揭示之投影光學系相同構成，係所謂之多透鏡投影光學系，具備例如兩側遠心之等倍系且形成正立正像之複數個光學系。
於液晶曝光裝置10，當以來自照明系12之照明光IL照明光罩M上之照明區域時，藉由通過光罩M之照明光，透過投影光學系16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)，形成於基板P上與照明區域共軛之 照明光之照射區域(曝光區域)。接著，藉由光罩M相對照明區域(照明光IL)於掃描方向相對移動且基板P相對曝光區域(照明光IL)於掃描方向相對移動，據以進行基板P上之1個照射(shot)區域之掃描曝光，於該照射區域轉印形成在光罩M之圖案。
一對載台架台18係分別由延伸於Y軸方向之板狀構件構成，於X軸方向分離配置。載台架台18透過複數個防振裝置17設置於潔淨室之地11上。於載台架台18之上面，如圖2所示，於X軸方向以既定間隔固定有例如3支延伸於Y軸方向之Y線性導件19a。一對載台架台18係構成液晶曝光裝置10之裝置本體(機體)的構件，上述之光罩載台14以及投影光學系16支撐於裝置本體。
基板載台裝置20，具有複數(本實施形態中為例如3個)個底框22、X樑30、X托架40、一對Y步進導件50、微動載台60(基板台62及基板保持具64(圖2中未圖示。參照圖1))、以及複數(在本實施形態為例如4個)之重量抵消裝置70。此外，圖2雖係圖1所示之基板載台裝置20之俯視圖，但為了容易理解，係去除基板保持具64(參照圖1)，且以虛線顯示基板台62。
例如3個之底框22，分別由延伸於Y軸方向之構件構成，於X軸方向以既定間隔彼此平行配置。例如3個之底框22中，第1底框22於+X側之載台架台18之+X側，第2底框22於-X側之載台架台18之-X側，第3底框22於一對載台架台18之間，分別相對載台架台18以隔著既定之空隙之狀態設置於地11(參照圖1)上。例如3個之底框22係実質相同構造。於底框22之上端面(+Z側之端部)，如圖1所示，固定有延伸於Y軸方向之Y線性導件21a。又，於底框22之兩側面，分別固定有包含於Y軸方向以既定間隔排列之複數個磁石單元之Y線性馬達固定子23a。
X樑30係由延伸於X軸方向之YZ剖面之矩形構件構成，載置於上述之例如3個之底框22上。X樑30下面之Z位置，設定於較載台架台18之上面靠+ Z側，X樑30係從載台架台18振動上分離。X樑30如圖3所示形成為中空，高度(Z軸)方向尺寸設定為較寬度(Y軸)方向尺寸大。返回圖1，於X樑30之長度方向之兩端部附近及長度方向中央部附近各自之下面，與例如3個之底框22分別對應地固定有被稱為Y托架32之構件。Y托架32係由XZ剖面倒U字形之構件構成，於一對對向面間插入對應之底框22。
於Y托架32之頂面固定有複數個Y滑動構件21b(圖1中係於紙面深度方向重疊)，其形成為XZ剖面倒U字形，透過未圖示之滾動體(例如複數個球體等)滑動自如地卡合於固定在對應之底框22之Y線性導件21a。Y滑動構件21b與對應之Y線性導件21a，構成將X樑30(以及例如3個之Y托架32)沿著例如3個之底框22於Y軸方向直進導引之機械式Y線性導引裝置21。又，於Y托架32之一對對向面，分別與固定於對應之底框22之Y線性馬達固定子23a對向地固定有Y線性馬達可動子23b。Y線性馬達可動子23b具有未圖示之線圈單元，供給至該線圈單元之電力，藉由未圖示之主控制裝置控制。Y線性馬達可動子23b與對應之Y線性馬達固定子23a，構成將X樑30(以及例如3個之Y托架32)於Y軸方向以既定行程行程驅動之Y線性馬達23。X樑30，由於中央部與兩端部附近一起被Y線性馬達23驅動，因此可抑制中央部之往Y軸方向之彎曲。此外，雖未圖示，於例如3個之底框22之至少1個固定有以Y軸方向作為週期方向之Y標尺，於對應該底框22之Y托架32，固定有與Y標尺一起構成用以求出Y托架32在Y軸方向之位置資訊之Y線性編碼器系統之編碼器讀頭。X樑30在Y軸方向之位置，係根據上述編碼器讀頭之輸出由未圖示之主控制裝置控制。
於X樑30之上面，如圖3所示固定有一對X線性導件34a。一對X線性導件34a，分別由延伸於X軸方向之構件構成，於Y軸方向以既定間隔彼此平行配置。又，於X樑30之兩側面，分別固定有包含於X軸方向以既定間隔排列之複數個磁石單元之X線性馬達固定子35a。
X托架40係由YZ剖面倒U字形之構件構成，於一對對向面間插入有X樑30。於X托架40之頂面固定有複數個X滑動構件34b(圖3中係於紙面深度方向重疊)，形成為YZ剖面倒U字形，透過未圖示之滾動體(例如複數個球體等)滑動自如地卡合於固定在X樑30之一對X線性導件34a。X滑動構件34b與對應之X線性導件34a，構成將X托架40沿著X樑30於X軸方向直進導引之機械式X線性導引裝置34。又，於X托架40之一對對向面，分別與固定於X樑30之X線性馬達固定子35a對向地固定有X線性馬達可動子35b。X線性馬達可動子35b，具有未圖示之線圈單元，供給至該線圈單元之電力，藉由未圖示之主控制裝置控制。X線性馬達可動子35b與對應之X線性馬達固定子35a，構成將X托架40於X軸方向以既定行程行程驅動之X線性馬達35。
X托架40係藉由上述X線性導引裝置35之作用，而被限制相對X樑30之於Y軸方向之相對移動。是以，在基板載台裝置20，在X樑30於Y軸方向以既定之行程移動後，X樑30與X托架40會一體地往Y軸方向移動。亦即，X樑30與X托架40，構成所謂之門型(gantry)之2維載台裝置。此外，雖未圖示，但於X樑30固定有以X軸方向作為周期方向之X標尺，於X托架40，固定有與X標尺一起構成用以求出X托架40在X軸方向之位置資訊之X線性編碼器系統之編碼器讀頭。X托架40在X軸方向之位置，係根據上述編碼器讀頭之輸出而被未圖示之主控制裝置所控制。
一對Y步進導件50，如圖2所示，配置於一對載台架台18上。一對Y步進導件50之中，第1Y步進導件50係於X托架40之+Y側，第2Y步進導件50係於X托架40之-Y側，分別於X托架40隔著既定之空隙彼此平行地配置。Y步進導件50，由延伸於X軸方向之YZ剖面之矩形構件構成。Y步進導件50之長度方向尺寸，設定為較微動載台60在X軸方向之移動行程長。又，Y步進導件50之寬度方向尺寸，雖設定為與X樑30之寬度方向尺寸大致相同，但Y步進導件50之高度 方向尺寸(厚度)設定為較X樑30小(薄)，具體而言，係如圖3所示以X樑30之一半程度之厚度形成。Y步進導件50之上面，係作成平面度較高。於Y步進導件50之下面固定有複數個Y滑動構件19b(圖1中係於紙面深度方向重疊)，其形成為XZ剖面倒U字形，透過未圖示之滾動體(例如複數個球體等)滑動自如地卡合於固定在載台架台18之Y線性導件19a。Y滑動構件19b與對應之Y線性導件19a，構成將Y步進導件50在一對載台架台18上於Y軸方向直進導引之機械式Y線性導引裝置19。
返回圖2，一對Y步進導件50分別透過複數(在本實施形態中為例如2個)連結裝置52連接於X樑30。連結裝置52包含延伸於Y軸方向之棒狀構件與分別設於該棒狀構件之長度方向兩端部之滑節裝置(例如球形接合件)，透過上述滑節裝置將上述棒狀構件架設於Y步進導件50與X樑30之間。因此，Y步進導件50與X樑30，係在Z軸方向、θx方向、以及θY方向(以下稱為Z傾斜方向)於振動上分離。基板載台裝置20中，在X樑30被往Y軸方向之一側(例如+Y方向)驅動後，另一側(例如-Y側)之Y步進導件50，藉由透過例如2個連結裝置52而被X樑30牽引而與該X樑30一體地往一側(例如+Y方向)移動，且一側(例如+Y側)之Y步進導件50藉由上述棒狀構件之Y軸方向之剛性，透過例如2個連結裝置52被按壓於X樑30，藉此與該X樑30一體地往一側(例如+Y方向)。
複數個連結裝置52之高度位置(Z位置)係與Y步進導件50之重心高度位置大致一致。因此，在Y步進導件50被X樑30牽引或按壓而移動於Y軸方向時，由於在該Y步進導件50不會作用繞X軸之力矩(縱搖力矩)，因此無使載台架台18(裝置本體)振動之虞。此外，亦能將一對Y步進導件50彼此以剛性高之構件連結，此情形下，能僅藉由一方(+Y側或-Y側)之連結裝置52之牽引而使Y步進導件50與X樑30一體地移動於Y軸方向。是以，作為連結裝置52，能取代上述棒狀構件，而使用於Y軸方向之剛性低之繩或薄板狀構件。此外，本 實施形態中，雖於Y步進導件50之長度方向之端部附近藉由連結裝置52連結Y步進導件50與X樑30，但連結裝置52之數目及位置並無特別限定。又，雖未圖示，係於X樑30與一對Y步進導件50之各個之間，配置有用以將對X托架40供給電力等之纜線類對應於X托架40之動作而導引之纜線導引裝置。
微動載台60如圖3所示具有基板台62及基板保持具64。基板台62，由俯視矩形之箱形構件構成。本實施形態中，基板台62雖形成為中空，但亦可形成為中實。基板保持具64由俯視矩形之板狀構件構成，透過例如螺栓(未圖示)等而固定於基板台62之上面。於基板保持具64之上面載置基板P。基板保持具64，係使用從設置於基板載台裝置20外部之真空裝置(未圖示)供給之真空吸引力來吸附保持基板P。
微動載台60，係藉由包含複數個音圈馬達之微動載台驅動系，在X托架40上被微幅驅動於水平面內之3自由度方向(X軸、Y軸、θZ方向)。本實施形態中，複數個音圈馬達如圖2所示包含例如2個之X音圈馬達66x及例如2個之Y音圈馬達66y。
例如2個之X音圈馬達66x中之一方及例如2個之Y音圈馬達66y中之一方，配置於基板台62之+X側。本實施形態中，一方之X音圈馬達66x配置於較基板台62之中心(重心)之Y位置更靠-Y側，一方之Y音圈馬達66y配置於較基板台62之中心(重心)之Y位置更靠+Y側。又，例如2個之X音圈馬達66x中之另一方，配置於基板台62之-X側且為相對基板台62中心(重心)之上述一方X音圈馬達66x之對角。同樣地，例如2個之Y音圈馬達66y中之另一方，配置於基板台62之-X側且為相對基板台62中心(重心)之上述一方Y音圈馬達66y之對角。
一方(基板台62之+X側)之X音圈馬達66x係如圖3所示，包含透過支撐柱67固定於X托架40上面之剖面T字形之固定子68a、以及固定於基板 台62之+X側側面之剖面U字形之可動子68b。X音圈馬達66x係固定子68a具有未圖示之線圈單元、可動子68b具有未圖示之磁石單元之動磁型線性馬達，產生於與X軸平行之方向之推力。另一方之X音圈馬達66x(圖3中未圖示。參照圖2)之構成，由於與一方之X音圈馬達66x相同，因此省略說明。又，例如2個之Y音圈馬達66y(參照圖2)，由於除了產生與Y軸平行之推力這點以外，係與X音圈馬達66x實質相同構成之動磁型線性馬達，因此省略說明。此外，X音圈馬達66x、Y音圈馬達66y亦可為移動線圈型。又，亦可係使用能產生X軸及Y軸方向之推力之2自由度音圈馬達來將基板台62微幅驅動於水平面內之3自由度方向之構成。
又，例如2個之X音圈馬達66x及例如2個之Y音圈馬達66y(參照圖2)各自之高度位置(Z位置)，係與微動載台60之重心之高度位置大致一致，係抑制因從例如2個之X音圈馬達66x及例如2個之Y音圈馬達66y被賦予之推力使微動載台60往θx及θY方向之旋轉(縱搖力矩之產生)。
返回圖1，未圖示之主控制裝置，在使X托架40往X軸及/或Y軸方向以既定行程移動時，係透過上述複數個音圈馬達(X音圈馬達66x、Y音圈馬達66y)往基板台62作用X軸及/或Y軸方向之推力(使其加速)。藉此，包含保持有基板P之基板保持具64在內，微動載台60與X托架40同步地(一體地)往X軸方向及/或Y軸方向以既定行程移動。又，未圖示之主控制裝置，藉由使例如2個之X音圈馬達66x(或2個之Y音圈馬達66y)各自之輸出(推力)不同，而使微動載台60相對X托架40往θZ方向微幅驅動。此外，雖未圖示，於上述之X托架40，安裝有用以機械式地限定微動載台60之相對X托架40之移動範圍之擋止構件、或用以在X軸及Y軸方向測量微動載台60之相對X托架40之相對移動量之間隙感測器等。
又，微動載台驅動系具有用以使微動載台60相對X托架40往Z傾斜方向微幅驅動之複數個Z音圈馬達66z。本實施形態中，Z音圈馬達66z如圖2所 示，對應於基板台62之四角部而例如合計配置有4個。Z音圈馬達66z如圖3所示，與上述之X音圈馬達66x同樣地，係包含具有未圖示之線圈單元之固定子68a與具有未圖示之磁石單元之可動子68b的動磁型線性馬達，產生與Z軸平行之推力。例如4個之Z音圈馬達66z，係以配置於基板台62與Y步進導件50之間之空間內之方式，將固定子68a固定於X托架40之側面，且可動子68b透過支架69固定於基板台62之下面。
微動載台60之水平面內之3自由度方向(X軸、Y軸、θZ方向)之位置資訊，係使用例如設於基板台62之未圖示之鏡，藉由固定於裝置本體之未圖示之雷射干涉儀求出。又，微動載台60之Z傾斜方向之位置資訊，係藉由例如固定於基板台62之複數個雷射變位儀(未圖示)，以Y步進導件50之上面(或固定於重量抵消裝置70之標的物)做為基準求出。上述之微動載台60之6自由度方向之位置測量系之構成，揭示於例如美國專利申請公開第2010/0018950號說明書。此外，微動載台60之位置測量系之構成並不限於此，亦可使用例如編碼器系統。
重量抵消裝置70，在本實施形態中如圖2所示例如設有4個，基板台62，係從下方被例如4個之重量抵消裝置70支撐。例如4個之重量抵消裝置70中之2個，係於+Y側之Y步進導件50上在X軸方向彼此分離地載置，其他2個，係於-Y側之Y步進導件50上在X軸方向彼此分離地載置。+Y側之例如2個之重量抵消裝置70，配置於+Y側之例如2個之Z音圈馬達66z之間之空間內，-Y側之例如2個之重量抵消裝置70，配置於-Y側之例如2個之Z音圈馬達66z之間之空間內。例如4個之重量抵消裝置70，由於實質上為相同構造，因此以下針對其中1個做說明。
重量抵消裝置70如圖3所示，具有由在+Z側開口之有底筒狀構件構成之筐體72、安裝於筐體72下面之空氣軸承73、載置於筐體72之底面上之 空氣彈簧74、載置於空氣彈簧74上之Z滑動構件76、以及安裝於Z滑動構件76之空氣軸承77。
筐體72，如圖2所示，係相對於X托架40、或透過固定於X托架40之俯視T字形之支架78而相對於X托架40，透過複數個(在本實施形態為例如3個)連結裝置79而連接。連結裝置79，包含延伸於與XY平面平行之方向之棒狀構件(或薄板、繩等)、分別設於該棒狀構件之長度方向兩端部之滑節裝置(例如球形接合件)，透過上述滑節裝置將上述棒狀構件架設於重量抵消裝置70與X托架40(或支架78)之間。例如3個之連結裝置79，係繞Z軸以大致均等之間隔配置成放射狀。在本實施形態為例如3個之連結裝置79中之2個架設於筐體72與X托架40之間，剩餘之1個連結裝置79架設於筐體72與支架78之間。筐體72，藉由例如3個之連結裝置79之作用，其水平面內之3自由度方向(X軸、Y軸、以及θZ方向)之位置被X托架40拘束，且相應地在Z傾斜方向於振動上分離。
空氣軸承73，係以軸承面(氣體噴出面)朝向-Z側之狀態安裝於筐體72之底面。空氣軸承73之軸承面，對向於Y步進導件50之上面，重量抵消裝置70，藉由從空氣軸承73對Y步進導件50之上面噴出之加壓氣體之靜壓，以非接觸狀態載置於Y步進導件50上。此外，空氣軸承73之數目，在本實施形態中雖為1個，但並不限於此，亦可為複數個。
從重量抵消裝置70之外部對空氣彈簧74供給加壓氣體。空氣彈簧74，係對Z滑動構件76使重力方向朝上之力作用。供給至空氣彈簧74之加壓氣體之壓力，係被主控制裝置適當地控制。Z滑動構件76，由延伸於Z軸方向之筒狀(或板狀)之構件構成，插入於筐體72之內徑側。Z滑動構件76，透過例如未圖示之空氣軸承而以低摩擦被筐體72導引，相對於筐體72之5自由度方向(X軸、Y軸、θZ、θx、θY方向)之相對移動受限制。空氣軸承77，係以軸承面(氣體噴出面)朝向+Z側之狀態，於Z滑動構件76之上端面，透過例如鉸鏈裝置等相 對於水平面擺動自如地被安裝。空氣軸承77之軸承面對向於基板台62之下面。基板台62之下面中對向於空氣軸承77之軸承面之部分，平面度被作成較高。重量抵消裝置70，藉由從空氣軸承77對基板台62下面噴出之加壓氣體之靜壓，將基板台62以非接觸狀態從下方支撐。
在基板載台裝置20，1個重量抵消裝置70，係使微動載台60重量之1/4之重力方向朝上之力作用於微動載台60。藉此，例如4個之重量抵消裝置70協動地抵消微動載台60之自重，而減輕例如4個之Z音圈馬達66z之負荷。
又，在基板載台裝置20，在保持有基板P之微動載台60與X托架40一起往X軸及/或Y軸方向以既定行程移動時，係適當地進行基板P之Z傾斜位置控制。此時，基板台62藉由複數個Z音圈馬達66z，被往Z軸、θx、θY方向之至少1方向驅動。例如，在4個重量抵消裝置70之各個，對應於基板台62之姿勢之變化(在與水平面正交之方向之移動量、相對於水平面之傾斜量之變化)，將Z滑動構件76藉由空氣彈簧74之彈性往Z軸方向以微幅行程移動，且空氣軸承77對應於基板台62下面之傾斜量而傾動(擺動)。此時，例如4個之重量抵消裝置70各自之動作係獨立。藉此，不論微動載台60之姿勢為何，均能隨時藉由例如4個之重量抵消裝置70支撐微動載台60之自重。
基板載台裝置20中，在X托架40(及微動載台60)與X樑30一體地往Y軸方向以既定行程移動後，例如4個之重量抵消裝置70之各個，藉由透過複數個連結裝置79(及支架78)被X托架40牽引(或按壓)，而與該X托架40一體地往Y軸方向以既定行程移動。此時，X樑30與例如2個之Y步進導件50，由於一體地往Y軸方向移動，因此重量抵消裝置70不會從對應之Y步進導件50脫落。又，在X托架40(及微動載台60)沿著X樑30往X軸方向以既定行程移動(亦包含伴隨往Y軸方向之移動之場合)後，例如4個之重量抵消裝置70之各個，藉由透過複數個連結裝置79(及支架78)被X托架40牽引(或按壓)，而與該X托架 40一體地在對應之Y步進導件50上往X軸方向以既定行程移動。上述之例如3個之連結裝置79之Z位置，設定為與重量抵消裝置70之重心之高度位置大致相同，在X托架40移動時，防止重量抵消裝置70繞與行進方向正交之軸方向(θx、θY)旋轉。
以上述方式構成之液晶曝光裝置10(參照圖1)，係在主控制裝置(未圖示)之管理下，藉由未圖示之光罩裝載器進行光罩M對光罩載台14上之裝載，以及藉由未圖示之基板裝載器進行基板P對基板載台裝置20上之裝載。其後，藉由主控制裝置，使用未圖示之對準檢測系執行對準測量，在對準測量結束後，進行步進掃描方式之曝光動作。此外，此曝光動作由於與以往進行之步進掃描方式相同，因此其詳細說明亦省略。
在上述曝光動作時，未圖示之主控制裝置，係進行使用上述複數個Z音圈馬達66z適當地將微動載台60往Z傾斜方向驅動之控制(自動聚焦控制)，以使例如基板P之表面位於投影光學系16(參照圖1)之焦深內。在該自動聚焦控制時，基板台62係藉由複數個Z音圈馬達66z而被往Z傾斜方向微幅驅動。接著，主控制裝置，係將複數個重量抵消裝置70之各個個別控制，具體而言，係以不論例如基板台62之Z位置為何均隨時產生既定之朝上之力之方式，控制對空氣彈簧74供給之加壓氣體之壓力。藉此，減輕複數個Z音圈馬達66z之負荷。
根據以上說明之一實施形態之基板載台裝置20，由於係藉由例如4個之重量抵消裝置70支撐微動載台60之自重(亦即，各個重量抵消裝置70只要支撐微動載台60之自重之例如1/4即可)，因此作用於導引(支撐)例如4個之重量抵消裝置70之各個之Y步進導件50之載重，較由假設1個之重量抵消裝置支撐微動載台60之全自重之基板載台裝置(以下稱為比較例之基板載台裝置(未圖示))更為分散。是以，能較上述比較例之基板載台裝置使Y步進導件50(以及支撐Y步進導件50之載台架台18)更加薄型化、輕量化。又，由於能使各個重 量抵消裝置70較上述比較例更為小型化、輕量化，因此能將用以使重量抵消裝置70懸浮於Y步進導件50上之空氣軸承73、用以以非接觸方式支撐基板台62之空氣軸承77均予以小型化。又，藉由Y步進導件50之薄型化、重量抵消裝置70之小型化，基板載台裝置20整體之高度變低。
又，由於係從下方支撐基板台62之例如4處之構成，因此相較於上述比較例之基板載台裝置更能抑制因基板台62之自重導致之變形。是以，能謀求基板台62本身之薄型化、輕量化，提升微動載台60之位置控制性。又，藉由基板台62之輕量化，亦能使用以微幅驅動該基板台62之音圈馬達(X音圈馬達66x、Y音圈馬達66y、Z音圈馬達66z)小型化、省電化。又，基板台62，由於被例如4個之重量抵消裝置70支撐，因此對縱搖力矩之剛性高。
又，由於係將基板台62在不於同一直線上之4處予以支撐的構成，因此相較於上述比較例之基板載台裝置，微動載台60之姿勢較為穩定。是以，例如在進行基板載台裝置20之維護等時，則不需要用以防止基板台62之傾倒(翻倒)之輔助裝置。又，不需要用以使微動載台60成為能擺動之狀態之軸承裝置(例如球面軸承裝置或美國專利申請公開第2010/0018950號說明書所揭示之擬似球面軸承裝置)，基板載台裝置20之構成變得簡單。
又，由於於一對Y步進導件50間配置有用以將微動載台60沿著XY平面誘導之XY2維載台(X樑30及X托架40)，因此基板載台裝置20整體之構成較為小型。又，重量抵消裝置70之維護性亦提升。
此外，以上說明之一實施形態之基板載台裝置20之構成能適當變更。例如，如圖4所示之第1變形例之基板載台裝置20A，亦可與重量抵消裝置70A之Z滑動構件76之上端面(+Z側之端面)對向地，於基板台62之下面傾動自如地安裝空氣軸承77。本第1變形例之基板載台裝置20A中，不論微動載台60之姿勢(相對水平面之傾斜角度)為何均能隨時使空氣軸承77之軸承面維持於與Z滑 動構件76之上端面(XY平面)平行。是以，基板台62不會因自重而沿著由複數個空氣軸承77形成之導引面意外地移動。
又，例如亦可如圖5所示之第2變形例之基板載台裝置20B，微動載台60B具有載置於+Y側之Y步進導件50上之例如2個(在圖5中重疊於紙面深度方向)之重量抵消裝置70所支撐之第1基板台62B1、以及載置於-Y側之Y步進導件50上之例如2個(在圖5中重疊於紙面深度方向)之重量抵消裝置70所支撐之第2基板台62B2。第1基板台62B1與第2基板台62B2由不同構件構成，於Y軸方向分離配置。基板保持具64固定於第1以及第2基板台62B1、62B2上。根據本第2變形例，相較於上述實施形態之基板載台裝置20能使微動載台60B更加輕量化。又，由於第1及第2基板台62B1、62B2分離，因此假使基板保持具64、第1及第2基板台62B1、62B2熱膨脹或熱収縮，亦難以產生因彼此之膨脹量或収縮量之差而導致之基板保持具64之變形(與所謂雙金屬現象相同之現象)，基板保持具64上面之平面度被良好地保持。
此外，基板載台裝置20B，雖係第1基板台62B1被+Y側之例如2個之重量抵消裝置70支撐且第2基板台62B2被-Y側之例如2個之重量抵消裝置70支撐之構成(亦即，將第1實施形態之基板台62(參照圖3)對應於2個Y步進導件50而分割成2個構件(基板台62B1、62B2)的構成)，但並不限於此，例如亦可係如對應於+X側之2個重量抵消裝置70及-X側之2個重量抵消裝置70(分別參照圖2)而將基板台62(參照圖3)分割成2個構件的構成，或例如亦可係如對應於4個重量抵消裝置70之各個而將基板台62(參照圖3)分割成4個構件之構成。
又，例如亦可如圖6及圖7所示之第3變形例之基板載台裝置20C，在將微動載台60(圖7中僅圖示基板台62)加速及減速時，將用以使基板台62按壓於X托架40之旋轉橢圓體80a~80d如圖7所示般與基板台62之+X、- X、+Y、以及-Y側各自之側面對向配置。旋轉橢圓體80a~80d之各個如圖6所示，設置成能藉由配置於X托架40或支架78上之旋轉馬達82而繞與Z軸平行之軸以例如90°之角度旋轉。
基板載台裝置20C，例如使停止狀態之基板台62於-X方向加速時，如圖7所示，配置於基板台62之+X側之旋轉橢圓體80a被旋轉驅動至長軸平行於X軸之位置。接著，在旋轉橢圓體80a之外周面與基板台62之側面抵接之狀態下，使X托架40往-X方向移動，藉此能在不使用X音圈馬達66x之情形下從X托架40對基板台62賦予推力(使之加速)。相對於此，在以高精度控制基板台62之水平面內之位置之場合，旋轉橢圓體80a，例如如圖7中之-X，+Y、及-Y側各自之旋轉橢圓體80b~80d般，被旋轉驅動至長軸與對向之基板台62之側面成平行的位置。在此狀態下，由於於旋轉橢圓體80a~80d與基板台62之間形成有既定空隙，因此能進行基板台62之微幅驅動。根據本第3變形例，由於能在不使用X音圈馬達66x、Y音圈馬達66y之情形下使微動載台60加減速，因此能量效率佳。
此外，上述第3變形例中，雖旋轉橢圓體80a~80d配置於基板台62之外側，但並不限於此，例如亦可如圖8所示之第4變形例之基板載台裝置20D，將旋轉橢圓體80e、80f収容於形成在基板台62之開口部86a、86b內。界定開口部86a之壁面間之X軸方向之間隔及界定開口部86b之壁面間之Y軸方向之間隔，設定為與旋轉橢圓體80e、80f之長軸長度大致相同(實際上係略長)。本第4變形例中，在使基板台62往X軸方向加減速時，旋轉橢圓體80e之長軸與X軸成平行，使基板台62往Y軸方向加減速時，旋轉橢圓體80f之長軸與Y軸成平行。又，在微幅驅動基板台62時，旋轉橢圓體80e之長軸與Y軸成平行，旋轉橢圓體80f之長軸與X軸成平行。
又，上述實施形態(以及第1~第4變形例)中，雖X樑30被Y線 性馬達23(參照圖1)驅動，X托架40被X線性馬達35(參照圖3)驅動，但用以驅動X樑30及X托架40之致動器之種類不限定於此，亦可使用例如進給螺桿裝置、皮帶驅動裝置、線(wire)驅動裝置等。又，基板載台裝置20、20A~20D中，由於基板台62之X位置藉由包含X音圈馬達66x之微動載台驅動系高精度控制(微動載台60被微幅驅動)，因此X托架40之X位置之定位精度亦可較基板台62低。因此，例如亦可如圖9所示之第5變形例之基板載台裝置20E般，藉由包含架設於X托架40E與Y托架32之間之俯視V字形之連桿機構與驅動該連桿機構之旋轉馬達之例如4個X致動器90來驅動X托架40E。在基板載台裝置20E，配置於X托架40E之+X側之例如2個之X致動器90與配置於X托架40E之-X側之例如2個之X致動器90係協動地將X托架40E往X軸方向以既定行程驅動。
此外，上述第5變形例中之X致動器90雖係連桿機構本身具有致動器之構成，但並不限於此，例如亦可如圖10所示之第6變形例之基板載台裝置20F般，藉由載置於X樑30F上之進給螺桿裝置92驅動連桿機構。
又，上述一實施形態(包含第1~第5變形例。以下同)中，雖係複數個重量抵消裝置70被X托架40牽引之構成，但用以使重量抵消裝置70與X托架40一體地移動之構造能適當變更，例如，亦可係構成為X托架40(透過例如空氣軸承以非接觸方式)按壓重量抵消裝置70。又，亦可構成為將複數個重量抵消裝置70以既定之連結構件相互連結，而該連結構件被X托架40牽引(或按壓)。又，亦可構成為複數個重量抵消裝置70藉由致動器(例如於X托架40固定有固定子、於重量抵消裝置70固定有可動子之音圈馬達等)相對X托架40以非接觸方式驅動。
又，上述實施形態中，雖係在+Y側之Y步進導件50上，由例如2個之重量抵消裝置70支撐微動載台60，且在-Y側之Y步進導件50上，由例如2個之重量抵消裝置70支撐微動載台60的構成，但重量抵消裝置70之數目及配置 能適當變更。亦即，重量抵消裝置70，亦可於+Y側及-Y側之Y步進導件50上分別各有1個。又，載置於一對Y步進導件50上之重量抵消裝置70之數目亦可不同，例如亦可係如於一方之Y步進導件50上載置1個重量抵消裝置70、於另一方之Y步進導件50上載置2個重量抵消裝置70之構成。又，載置於1個Y步進導件50上之重量抵消裝置70之數目亦只要係1個以上則無特別限定，亦可載置例如3個以上之重量抵消裝置70。
又，上述實施形態中，雖係包含X樑30、X線性導引裝置34、X線性馬達35、以及X托架40之X軸方向之驅動機構在Y軸方向於一對Y步進導件50之間設有1組之構成，但亦可係以將一對Y步進導件50在Y軸方向夾著之方式配置複數組X軸方向之驅動機構的構成。此情形下，亦可取代連結裝置52，設置將例如一對Y步進導件50在Y軸方向相互連結之連結裝置。又，亦可設置將一方之Y步進導件50上之重量抵消裝置70與另一方之Y步進導件50上之重量抵消裝置70相互連結之連結裝置。又，亦可將用以使微動載台60微幅驅動於3自由度方向之微動載台驅動系設於各X托架40。又，在此情形下，亦能作成對一對Y步進導件50設置1個重量抵消裝置70之構成。此時，用以支撐1個重量抵消裝置(換言之，1組之筐體及空氣彈簧)之空氣軸承，亦可取代空氣軸承73，設置例如跨一對Y步進導件50而配置之空氣軸承、或相對1個筐體而對應於各Y步進導件50之複數個空氣軸承。
又，上述實施形態中，雖係包含底框22與設於底框22之Y線性導引裝置21、Y線性馬達23及Y托架32之Y軸方向驅動機構在X軸方向配置有3組的構成，但亦可係配置4組以上的構成。此情形下，載台架台18及Y線性導引裝置19，例如可在X軸方向配置於複數個Y軸方向驅動機構之各個之間。
又，上述實施形態中，亦可適當配置能相對既定基準面測量藉由Z音圈馬達66z被往Z軸方向驅動之微動載台60之高度位置的感測器(稱為Z感測 器)。此情形下，Z感測器，例如可為對Y步進導件50之上面或設於重量抵消裝置70之既定基準構件之表面等照射光束並檢測其反射光束，藉此測量相對該反射面之高度位置(Z軸方向之距離)的感測器。又，配置Z感測器之數目及位置能適當設定，例如亦可對應於一對Y步進導件50之各個來設置複數個Z感測器，亦可對應於複數個重量抵消裝置70之各個而設置複數個Z感測器。再者，可設置用以校正(calibration)複數個Z感測器之彼此之測量結果之機構。或者，亦可取代設置複數個Z感測器，而設置參照代表基準面之1個Z感測器。
又，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，亦可使用例如DFB半導體雷射或光纖雷射發出之紅外線帶發出之紅外線帶、或可見光帶之單一波長之雷射光，以例如摻雜有鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器加以增幅，使用非線性光學結晶加以波長轉換為紫外光之諧波。又，亦可使用固體雷射(波長：355nm、266nm)等。
又，雖針對投影光學系16為具備複數支光學系之多透鏡方式之投影光學系的情形做了說明，但投影光學系之支數不限於此，只要是1支以上即可。此外，不限於多透鏡方式之投影光學系，亦可以是使用歐夫納反射鏡之投影光學系等。又，投影光學系16可以是放大系、或縮小系。
又，曝光裝置之用途不限於將液晶顯示元件圖案轉印至方型玻璃板片之液晶用曝光裝置，亦能廣泛的適用於例如有機EL(Electro-Luminescence)面板製造用之曝光裝置、半導體製造用之曝光裝置、用以製造薄膜磁頭、微機器及DNA晶片等之曝光裝置。此外，不僅僅是半導體元件等之微元件，為製造光曝光裝置、EUV曝光裝置、X線曝光裝置及電子束曝光裝置等所使用之光罩或標線片，而將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等曝光裝置，亦能適用。
又，作為曝光對象之物體不限於玻璃板，亦可以是例如晶圓、陶 瓷基板、薄膜構件、或光罩母板(空白光罩)等其他物體。此外，曝光對象物為平面顯示器用基板之場合，該基板之厚度無特限定，亦包含例如薄膜狀(具可撓性之片狀構件)者。又，本實施形態之曝光裝置，在一邊長度、或對角長500mm以上之基板為曝光對象物時尤其有效。
液晶顯示元件(或半導體元件)等之電子元件，係經由進行元件之功能性能設計的步驟、依據此設計步驟製作光罩(或標線片)的步驟、製作玻璃基板(或晶圓)的步驟、以上述各實施形態之曝光裝置及其曝光方法將光罩(標線片)之圖案轉印至玻璃基板的微影步驟、對曝光後之玻璃基板進行顯影的顯影步驟、將殘存抗蝕劑部分以外之部分之露出構件以蝕刻加以去除的蝕刻步驟、將蝕刻後不要之抗蝕劑去除的抗蝕劑除去步驟、以及元件組裝步驟、檢査步驟等而製造出。此場合，由於於微影步驟使用上述實施形態之曝光裝置實施前述曝光方法，於玻璃基板上形成元件圖案，因此能以良好之生產性製造高積體度之元件。
此外，援用與上述實施形態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。
產業上可利用性
如以上之說明，本發明之移動體裝置，非常適合沿既定2維平面驅動移動體。又。本發明之曝光裝置非常適合於物體形成既定圖案。此外，本發明之平面顯示器之製造方法，非常適合平面顯示器之生產。又，本發明之元件製造方法非常適合微元件之生產。
18‧‧‧載台架台
19a‧‧‧Y線性導件
20‧‧‧基板載台裝置
21a‧‧‧Y線性導件
22‧‧‧底框
23a‧‧‧Y線性馬達固定子
30‧‧‧X樑
32‧‧‧Y托架
40‧‧‧X托架
50‧‧‧Y步進導件
52‧‧‧連結裝置
60‧‧‧微動載台
62‧‧‧基板台
66x‧‧‧X音圈馬達
66y‧‧‧Y音圈馬達
66z‧‧‧Z音圈馬達
70‧‧‧重量抵消裝置
78‧‧‧支架
79‧‧‧連結裝置

Claims (14)

  1. 一種移動體裝置，其具備：移動體，可朝向於二維平面內相互交叉之第1方向與第2方向移動；第1驅動裝置，使前述移動體朝向前述第1方向與前述第2方向移動；第2驅動裝置，使前述移動體於上下方向相對於前述第1驅動裝置相對移動；支承裝置，具有分別支承前述移動體之不同部分的第1支承部與第2支承部；導引構件，分別可相對移動地以非接觸方式支承前述第1支承部與前述第2支承部；第1基底，支承前述第1驅動裝置與前述第2驅動裝置；以及第2基底，與前述第1基底分離而配置，支承前述導引構件；前述第1驅動裝置，使支承有前述移動體之狀態的前述支承裝置於前述導引構件上移動。
  2. 如請求項1所述之移動體裝置，其中前述第1支承部與前述第2支承部，於前述第2方向上分別支承相互分離的前述移動體之區域。
  3. 如請求項1或2所述之移動體裝置，其中前述導引構件，具有可相對移動地支承前述第1支承部之第1導引構件、與可相對移動地支承前述第2支承部之第2導引構件。
  4. 如請求項1或2所述之移動體裝置，其具有第1驅動部，使支承前述移動體之前述支承裝置，相對於前述導引構件向前述第1方向相對移動；以及第2驅動部，使前述支承裝置與前述導引構件向前述第2方向移動。
  5. 如請求項4所述之移動體裝置，其具備連接部，連接前述第1驅動部與前述支承裝置；且 前述第1驅動部，經由前述連接部使支承前述移動體之前述支承裝置向前述第1方向移動。
  6. 如請求項4所述之移動體裝置，其具備連接裝置，連接被支承於前述第2驅動部之前述第1驅動部、與前述第1及第2導引構件；且前述第2驅動部，一面於支承有前述第1驅動部之狀態下向前述第2方向移動，一面經由前述連接裝置，使支承前述支承裝置之前述第1及第2導引構件向前述第2方向移動。
  7. 如請求項1或2所述之移動體裝置，其中前述支承裝置，以非接觸方式支承前述移動體。
  8. 一種曝光裝置，其具備：如請求項1至7中任一項所述之移動體裝置，於前述移動體保持物體；以及圖案形成裝置，使用能量束於前述物體形成既定之圖案。
  9. 如請求項8所述之曝光裝置，其中於前述物體形成前述既定之圖案時，保持有前述物體之前述移動體相對於前述能量束於前述第1方向相對移動。
  10. 如請求項8或9所述之曝光裝置，其中前述移動體，具有被支承於前述支承裝置之本體部、與被固定於前述本體部上、載置前述物體之物體載置部；前述本體部，包含在與前述二維平面平行之方向上相互分離而設置之複數個構件，該複數個構件被支承於相互不同的前述支承裝置。
  11. 如請求項8或9所述之曝光裝置，其中前述物體，係被使用於平面顯示器之基板。
  12. 如請求項11所述之曝光裝置，其中 前述基板之至少一邊的長度或對角線長度係500mm以上。
  13. 一種平面顯示器之製造方法，其包含：使用如請求項11或12所述之曝光裝置曝光前述物體之動作；以及使曝光後之前述物體顯影之動作。
  14. 一種元件製造方法，其包含：使用如請求項8至10中任一項所述之曝光裝置曝光前述物體之動作；以及使曝光後之前述物體顯影之動作。
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