TWI797605B - 曝光裝置、平面顯示器之製造方法、及元件製造方法 - Google Patents

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Abstract

基板載台裝置(20)具備：支承基板(P)之彼此不同之區域之非接觸保持具(32)及基板載具(40)、使非接觸保持具移動於X軸方向之X致動器、與非接觸保持具往X軸方向之移動對應地在X軸方向使基板載具移動之X音圈馬達(66)、在Y軸方向使基板載具相對非接觸保持具移動之Y線性致動器(62)及Y音圈馬達(64)。非接觸保持具，將基板支承成基板能相對非接觸保持具移動，基板載具係保持基板，與Y線性致動器及Y音圈馬達所致之移動對應地使基板相對非接觸保持具移動於Y軸方向。

Description

曝光裝置、平面顯示器之製造方法、及元件製造方法
本發明係關於曝光裝置、曝光方法、平面顯示器之製造方法、及元件製造方法。
以往，在製造液晶顯示元件、半導體元件(積體電路等)等之電子元件(微型元件)之微影製程中，係使用步進掃描方式之曝光裝置(所謂掃描步進機(亦稱為掃描機))等，其係一邊使光罩(photomask)或標線片(以下總稱為「光罩」)與玻璃板或晶圓(以下總稱為「基板」)沿著既定掃描方向同步移動，一邊使用能量光束將形成在光罩之圖案轉印至基板上。
作為此種曝光裝置，已知有為了將基板高速且高精度地定位，將保持基板之基板保持具往水平面內之三自由度方向(掃描方向、交叉掃描方向、以及水名片內之旋轉方向)微幅驅動者(參照例如專利文獻1)。
此處，隨著近年基板大型化，基板保持具亦大型化且變重，而有難以進行基板之定位控制的傾向。
先行技術文獻
[專利文獻1]美國專利申請公開第2010/0266961號說明書
根據本發明之第1態様，係提供一種曝光裝置，係透過光學系統將照明光照射於物體，將前述物體相對前述照明光驅動以分別掃描曝光前述物體之複數個區域，其具備：第1支承部，將前述複數個區域中之第1區域與在第1方向與前述第1區域排列設置之第2區域之至少一部分區域以非接觸方式支承；保持部，保持在與前述第1方向交叉之第2方向不與前述第1支承部重疊的位置被前述第1支承部以非接觸方式支承的前述物體；以及第1驅動部，在前述第2方向與前述第1支承部分離配置，以前述第2區域之另一部分之區域被前述第1支承部支承之方式，將保持前述物體之前述保持部相對前述第1支承部往前述第1方向驅動。
根據本發明之第2態様，係提供一種曝光裝置，係將照明光照射於物體，將前述物體相對前述照明光往第1方向移動以分別掃描曝光前述物體之複數個區域，其具備：第1支承部，係以非接觸方式支承前述複數個區域中之至少第1區域；保持部，係保持被前述支承部以非接触方式支承之前述物體；第2驅動系統，將前述保持部，以前述第1區域之一部分在前述第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向之一方向脫離前述支承部之方式相對前述支承部驅動；以及第2驅動系統，將前述支承部往另一方向驅動。
根據本發明之第3態様，係提供一種曝光裝置，係透過光學系統將照明光照射於物體，將前述物體相對前述照明光驅動以掃描曝光前述物體，其具備：第1支承部，係以非接觸方式支承前述物體之大致全面；保持部，係保持被前述支承部以非接触方式支承之前述物體；以及驅動部，係將前述保持部相對前述第1支承部驅動；前述驅動部，將保持被前述第1支承部以非接觸方式支承大致全面之前述物體的前述保持部，以前述物體之一部分從前述第1支承部脫離之 方式，相對前述物體中之被照射前述照明光之區域予以驅動。
根據本發明之第4態様，係提供一種平面顯示器之製造方法，其包含：使用第1至第3態樣之任一曝光裝置使前述物體曝光之動作；以及使曝光後之前述物體顯影之動作。
根據本發明之第5態様，係提供一種元件製造方法，其包含：使用第1至第3態樣之任一曝光裝置使前述物體曝光之動作；以及使曝光後之前述物體顯影之動作。
根據本發明之第6態様，係提供一種曝光方法，係透過光學系統將照明光照射於物體，將前述物體相對前述照明光驅動以分別掃描曝光前述物體之複數個區域，其包含：藉由第1支承部以非接觸方式支承前述複數個區域中之第1區域與在第1方向與前述第1區域排列設置之第2區域之至少一部分區域的動作；藉由保持部在與前述第1方向交叉之第2方向不與前述第1支承部重疊的位置被前述第1支承部以非接觸方式支承的物體的動作；以及藉由在前述第2方向與前述第1支承部分離配置之第1驅動部，以前述第2區域之另一部分之區域被前述第1支承部支承之方式，將保持前述物體之前述保持部相對前述第1支承部往前述第1方向驅動的動作。
根據本發明之第7態様，係提供一種曝光方法，係將照明光照射於物體，將前述物體相對前述照明光往第1方向移動以分別掃描曝光前述物體之複數個區域，其包含：藉由第1支承部以非接觸方式支承前述複數個區域中之至少第1區域的動作；藉由保持部保持被前述支承部以非接触方式支承之前述物體的動作；將前述保持部，以前述第1區域之一部分在前述第1方向及與前述第1方向交叉之第2方向之一方向脫離前述支承部之方式相對前述支承部驅動的動作；以及將前述支承部往另一方向驅動的動作。
根據本發明之第8態様，係提供一種曝光方法，係透過光學系統 將照明光照射於物體，將前述物體相對前述照明光驅動以掃描曝光前述物體，其包含：藉由第1支承部以非接觸方式支承前述物體之大致全面的動作；藉由保持部保持被前述第1支承部以非接触方式支承之前述物體的動作；以及將前述保持部相對前述第1支承部相對驅動的動作；前述相對驅動之動作，係將保持被前述第1支承部以非接觸方式支承大致全面之前述物體的前述保持部，以前述物體之一部分從前述第1支承部脫離之方式，相對前述物體中之被照射前述照明光之區域予以驅動。
10:液晶曝光裝置
20:基板載台裝置
22:底框
24:粗動載台
26:重量消除裝置
28:X導桿
32:非接觸保持具
34:輔助平台
40:基板載具
P:基板
[圖1]係概略顯示第1實施形態之液晶曝光裝置構成的圖。
[圖2]係顯示圖1之A-A線剖面圖。
[圖3]係顯示圖1之液晶曝光裝置所具備之基板載台裝置之詳細的圖。
[圖4]係基板載台裝置之要部放大圖。
[圖5]係圖1之液晶曝光裝置所具備之基板位置測量系統之概念圖。
[圖6]係顯示以液晶曝光裝置之控制系統為中心構成之主控制裝置之輸出入關係的方塊圖。
[圖7(a)及圖7(b)]係用以說明在曝光動作時之基板載台裝置之動作(其1)的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
[圖8(a)及圖8(b)]係用以說明在曝光動作時之基板載台裝置之動作(其2)的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
[圖9(a)及圖9(b)]係用以說明在曝光動作時之基板載台裝置之動作(其3)的圖(分別為俯視圖及前視圖)。
[圖10(a)及圖10(b)]係顯示第1實施形態之第1變形例之基板載具的圖(分 別為俯視圖及前視圖)。
[圖11]係顯示第1實施形態之第2變形例之基板載台裝置的圖。
[圖12(a)]係第2變形例之基板載具的俯視圖，[圖12(b)]係第2變形例之基板平台之俯視圖。
[圖13(a)及圖13(b)]係顯示第1實施形態之第3變形例之基板載台裝置的圖(分別為俯視圖及剖面圖)。
[圖14]係顯示第2實施形態之基板載台裝置的圖。
[圖15(a)及圖15(b)]係顯示圖14之基板載台裝置所具有之Y導桿、重量消除裝置等的圖(分別為俯視圖及側視圖)。
[圖16(a)及圖16(b)]係顯示圖14之基板載台裝置所具有之底框、粗動載台等的圖(分別為俯視圖及側視圖)。
[圖17(a)及圖17(b)]係顯示圖14之基板載台裝置所具有之非接觸保持具、輔助平台等的圖(分別為俯視圖及側視圖)。
[圖18(a)及圖18(b)]係顯示圖14之基板載台裝置所具有之基板載具等的圖(分別為俯視圖及側視圖)。
[圖19(a)及圖19(b)]係用以說明第2實施形態之基板載台裝置之掃描曝光時之動作的圖(分別為俯視圖及側視圖)。
[圖20(a)及圖20(b)]係用以說明第2實施形態之基板載台裝置之Y步進動作的圖(其1及其2)。
[圖21]係顯示第2實施形態之變形例(第4變形例)之基板載台裝置的圖。
[圖22(a)及圖22(b)]係顯示圖21之基板載台裝置所具有之Y導桿、重量消除裝置等的圖(分別為俯視圖及側視圖)。
[圖23(a)及圖23(b)]係顯示圖21之基板載台裝置所具有之底框、粗動載台等的圖(分別為俯視圖及側視圖)。
[圖24(a)及圖24(b)]係顯示圖21之基板載台裝置所具有之非接觸保持具、輔助平台等的圖(分別為俯視圖及側視圖)。
[圖25(a)及圖25(b)]係顯示圖21之基板載台裝置所具有之基板載具等的圖(分別為俯視圖及側視圖)。
[圖26(a)]係用以說明第4變形例之基板載台裝置之基板搬出時的圖，[圖26(b)]係圖26(a)之B-B線剖面圖。
《第1實施形態》
以下，使用圖1~圖9(b)說明第1實施形態。
圖1係概略顯示第1實施形態之液晶曝光裝置10之構成。液晶曝光裝置10，係以用於例如液晶顯示裝置(平面顯示器)等之矩形(角型)之玻璃基板P(以下單稱為基板P)作為曝光對象物之步進掃描方式之投影曝光裝置、即所謂掃描機。
液晶曝光裝置10，具有照明系統12、保持形成有電路圖案等圖案之光罩M之光罩載台14、投影光學系統16、裝置本體18、保持於表面(圖1中為朝向+Z側之面)塗布有抗蝕劑(感應劑)之基板P之基板載台裝置20、以及此等之控制系統等。以下，將曝光時光罩M與基板P相對投影光學系統16分別被掃描之方向作為X軸方向，將在水平面內與X軸正交之方向作為Y軸方向，將與X軸及Y軸正交之方向作為Z軸方向來進行說明。又，將繞X軸、Y軸、以及Z軸之旋轉方向分別作為θx、θy、以及θz方向來進行說明。
照明系統12，係與例如美國專利第5,729,331號說明書等所揭示之照明系統同樣地構成。亦即，照明系統12，係將從未圖示之光源(例如水銀燈)射出之光分別透過未圖示之反射鏡、分光鏡、光閥、波長選擇濾光器、各種透鏡 等，作為曝光用照明光(照明光)IL照射於光罩M。作為照明光IL，可使用i線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)等之光(或者上述i線、g線、h線之合成光)。
光罩載台14保持光透過型之光罩M。主控制裝置50(參照圖6)，透過包含例如線性馬達之光罩載台驅動系統52(參照圖6)將光罩載台14(亦即光罩M)相對照明系統12(照明光IL)往X軸方向(SCAN方向)以既定長行程驅動，且微幅驅動於Y軸方向及θz方向。光罩載台14在水平面內之位置資訊，藉由包含例如雷射干涉儀之光罩載台位置測量系統54(參照圖6)來求出。
投影光學系統(投影系統)16，配置於光罩載台14之下方。投影光學系統16，係與例如美國專利第6,552,775號說明書等所揭示之投影光學系統相同構成之所謂多透鏡投影光學系統，具備例如形成正立正像之兩側遠心之複數個光學系統。從投影光學系統16投射至基板P之照明光IL之光軸AX係與Z軸大致平行。
液晶曝光裝置10，在藉由被來自照明系統12之照明光IL照明位於既定照明區域內之光罩M後，藉由通過光罩M之照明光，透過投影光學系統16將其照明區域內之光罩M之電路圖案之投影像(部分圖案之像)形成於基板P上之曝光區域。接著，相對照明區域(照明光IL)使光罩M相對移動於掃描方向，且相對曝光區域(照明光IL)使基板P相對移動於掃描方向，藉此進行基板P上之一個照射區域之掃描曝光，而於該照射區域轉印形成在光罩M之圖案。此處，光罩M上之照明區域與基板P上之曝光區域(照明光之照射區域)，係藉由投影光學系統16而成為彼此在光學上共軛之關係。
裝置本體18，係支承上述光罩載台14及投影光學系統16的部分，透過複數個防振裝置18d而設置於潔淨室之地F上。裝置本體18，係與例如美國專利申請公開第2008/0030702號說明書所揭示之裝置本體相同之構成，具有支承 上述投影光學系統16之上架台部18a(亦稱為光學平台等)、一對下架台部18b(圖1中由於重疊於紙面深度方向故一方未圖示。參照圖2)、以及一對中架台部18c。
基板載台裝置20，係用以將基板P相對於投影光學系統16(照明光IL)高精度地定位的部分，將基板P沿著水平面(X軸方向及Y軸方向)以既定長行程驅動，且微幅驅動於6自由度方向。基板載台裝置20，具備底框22、粗動載台24、重量消除裝置26、X導桿28、基板平台30、非接觸保持具32、一對輔助平台34、基板載具40等。
底框22具備一對X柱22a。X柱22a由延伸於X軸方向之YZ剖面矩形之構件構成。一對X柱22a，在Y軸方向以既定間隔配置，在分別透過腳部22b而與裝置本體18物理地分離(在振動上絶緣)的狀態下設置於地F上。一對X柱22a及腳部22b，分別藉由連接構件22c而一體地連接。
粗動載台24，係用以將基板P往X軸方向以長行程驅動之部分，與上述一對X柱22a對應地具備一對X托架24a。X托架24a形成為YZ剖面倒L字狀，透過複數個機械式線性導引裝置24c而載置於對應之X柱22a上。
一對X托架24a，係透過用以驅動基板平台30之基板平台驅動系統56(參照圖6)一部分亦即X線性致動器並藉由主控制裝置50(參照圖6)，沿著對應之X柱22a往X軸方向被以既定長行程(基板P在X軸方向之長度之1~1.5倍程度)同步驅動。用以驅動X托架24a之X線性致動器之種類能適當變更，圖2中，雖使用包含例如X托架24a所具有之可動件與對應之X柱22a所具有之固定件之線性馬達24d，但並不限於此，亦能使用例如進給螺桿(滾珠螺桿)裝置等。
又，如圖2所示，粗動載台24具有一對Y固定件62a。Y固定件62a由延伸於Y軸方向之構件所構成(參照圖1)。一方之Y固定件62a係在粗動載台24之+X側端部近旁，另一方之Y固定件62a則在粗動載台24之-X側端部近旁，分別架設於一對X托架24a上(參照圖1)。Y固定件62a之功能留待後述。
重量消除裝置26，插入於粗動載台24所具有之一對X托架24a間，從下方支承包含基板平台30及非接觸保持具32之系統之自重。關於重量消除裝置26之詳細，由於揭示於例如美國專利申請公開第2010/0018950號說明書，因此省略說明。重量消除裝置26，係透過從該重量消除裝置26呈放射狀延伸之複數個連接裝置26a(亦稱為撓曲裝置)，對粗動載台24以機械方式連接，藉由被粗動載台24牽引，而與粗動載台24一體地移動於X軸方向。此外，重量消除裝置26，雖係透過從該重量消除裝置26呈放射狀延伸之連接裝置26a連接於粗動載台24，但由於僅移動於X軸方向，因此亦可為藉由延伸於X方向之連接裝置26a而連接於粗動載台24的構成。
X導桿28係作為重量消除裝置26移動時之平台發揮功能的部分。X導桿28由延伸於X軸方向之構件所構成，如圖1所示，插入底框22所具有之一對X柱22a間，固定於裝置本體18所具有之一對下架台部18b上。在Y軸方向，X導桿28之中心與藉由照明光IL而生成於基板P上之曝光區域之中心大致一致。X導桿28之上面設定為與XY平面(水平面)平行。上述重量消除裝置26，係透過例如空氣軸承26b以非接觸狀態載置於X導桿28上。粗動載台24在底框22上移動於X軸方向時，重量消除裝置26係在X導桿28上移動於X軸方向。
基板平台30，由在俯視時以X軸方向為長邊方向之矩形板狀(或箱形)之構件所構成，如圖2所示，以中央部透過球面軸承裝置26c相對XY平面擺動自如之狀態被重量消除裝置26從下方以非接觸方式支承。又，如圖1所示，於基板平台30連接有一對輔助平台34(圖2中未圖示)。關於一對輔助平台34之功能，留待後述。
返回圖2，基板平台30係基板平台驅動系統56(參照圖6)之一部分，藉由包含粗動載台24所具有之固定件與基板平台30本身所具有之可動件的複數個線性馬達30a(例如音圈馬達)，而相對粗動載台24，被往相對水平面(XY 平面)交叉之方向、亦即Z軸方向、θx方向、及θy方向(以下稱為Z傾斜方向)適當微幅驅動。
基板平台30，係透過從基板平台30呈放射狀延伸之複數個連接裝置30b(撓曲裝置)對粗動載台24以機械方式連接。連接裝置30b包含例如球接合件，以避免阻礙基板平台30相對粗動載台24之往Z傾斜方向之微小行程的相對移動。又，在粗動載台24往X軸方向以長行程移動之情形時，係透過上述複數個連接裝置30b而被粗動載台24牽引，藉此粗動載台24與基板平台30一體地移動於X軸方向。此外，基板平台30由於不往Y軸方向移動，因此亦可非透過對粗動載台24呈放射狀延伸之連接裝置30b，而係透過在X軸方向平行之複數個連接裝置30b連接於粗動載台24。
非接觸保持具32，係由在俯視時以X軸方向為長邊方向之矩形板狀(或箱形)構件所構成，以其上面從下方支承基板P。非接觸保持具32，具有使基板P不產生撓曲、皺紋等(予以平面矯正)之功能。非接觸保持具32固定於基板平台30之上面，與上述基板平台30一體地往X軸方向以長行程移動，且微幅移動於Z傾斜方向。
非接觸保持具32之上面(基板支承面)中之四邊各自之長度設定為與基板P四邊各自之長度大致相同(實際係略短)。是以，非接觸保持具32，能從下方支承基板P之大致整體，具體而言，能從下方支承基板P上之曝光對象區域(基板P之除了形成於端部近旁之空白區域以外的區域)。
設置於基板載台裝置20外部之未圖示之加壓氣體供給裝置與真空吸引裝置，係透過例如管(tube)等之配管構件連接於非接觸保持具32。又，於非接觸保持具32之上面(基板載置面)形成有複數個與上述配管構件連通之微小孔部。非接觸保持具32，係藉由將從上述加壓氣體供給裝置供給之加壓氣體(例如壓縮空氣)透過上述孔部(之一部分)對基板P下面噴出而使基板P浮起。又， 非接觸保持具32，係與上述加壓氣體之噴出併用，藉由從上述真空吸引裝置供給之真空吸引力，來吸引基板P之下面與基板支承面間之空氣。藉此，係於基板P作用荷重(預裝載)，而沿著非接觸保持具32之上面被平面矯正。不過，由於在基板P與非接觸保持具32間形成間隙，因此不會阻礙基板P與非接觸保持具32在與水平面平行之方向之相對移動。
基板載具40係保持基板P之部分，使該基板P相對照明光IL(參照圖1)移動於水平面內之3自由度方向(X軸方向、Y軸方向、及θz方向)。基板載具40，形成為在俯視時為矩形之框狀(畫框狀)，在保持有基板P端部(外周緣部)近旁之區域(空白區域)之狀態下，相對非接觸保持具32沿著XY平面移動。以下，使用圖3說明基板載具40之詳細。
基板載具40如圖3所示，具備一對X框架42x與一對Y框架42y。一對X框架42x，分別由延伸於X軸方向之平板狀構件所構成，於Y軸方向以既定(較基板P及非接觸保持具32在Y軸方向之尺寸寬)間隔配置。又，一對Y框架42y，分別由延伸於Y軸方向之平板狀構件所構成，於X軸方向以既定(較基板P及非接觸保持具32在X軸方向之尺寸寬)間隔配置。
+X側之Y框架42y，係透過間隔件42a連接於一對X框架42x各自之+X側端部近旁。同樣地，-X側之Y框架42y，係透過間隔件42a連接於一對X框架42x各自之-X側端部近旁中之下面。藉此，一對Y框架42y上面之高度位置(Z軸方向之位置)，設定為較一對X框架42x下面之高度位置低(-Z側)。
又，於一對X框架42x各自之下面，在X軸方向分離安裝有一對吸附墊44。是以，基板載具40，合計具有例如四個吸附墊44。吸附墊44，係從一對X框架42x彼此相向之面往彼此對向之方向(基板載具40之內側)突出配置。例如四個吸附墊44，其水平面內之位置(對X框架42x之安裝位置)被設定成以基板P插入一對X框架42x間之狀態從下方支承該基板P之四角部近旁(空白區域)。 於例如四個吸附墊44分別連接有未圖示之真空吸引裝置。吸附墊44，藉由從上述真空吸引裝置供給之真空吸引力而吸附保持基板P之下面。此外，吸附墊44之數目並不限定於此，係能適當變更。
此處，如圖2所示，在組合有非接觸保持具32與基板載具40之狀態下，基板P，係藉由基板載具40所具有之吸附墊44而從下方被支承(吸附保持)四角部近旁，且包含中央部之大致全面被非接觸保持具32從下方以非接觸方式支承。在此狀態下，基板P之+X側及-X側之端部，係從非接觸保持具32之+X側及-X側之端部分別突出，例如四個吸附墊44(圖2中一部分未圖示)，係吸附保持該基板P之從非接觸保持具32突出之部分。亦即，吸附墊44，其對X框架42x之安裝位置被設定成在X軸方向位於非接觸保持具32外側。
其次說明用以驅動基板載具40之基板載具驅動系統60(參照圖6)。本實施形態中，主控制裝置50(參照圖6)係透過該基板載具驅動系統60，將基板載具40相對於非接觸保持具32往Y軸方向以長行程驅動，且微幅驅動於水平面內之3自由度方向。又，主控制裝置50，係透過上述之基板平台驅動系統56(參照圖6)與基板載具驅動系統60，將非接觸保持具32與基板載具40往X軸方向一體地(同步地)驅動。
基板載具驅動系統60如圖2所示具備一對Y線性致動器62，該Y線性致動器62包含上述之粗動載台24所具有之Y固定件62a及與該Y固定件62a協同地產生Y軸方向之推力之Y可動件62b。於一對Y線性致動器62各自之Y可動件62b，如圖4所示安裝有Y固定件64a與X固定件66a。
Y固定件64a，構成與安裝於基板載具40(Y框架42y之下面)之Y可動件64b協同地對基板載具40賦予Y軸方向之推力的Y音圈馬達64。又，X固定件66a，構成與安裝於基板載具40(Y框架42y之下面)之X可動件66b協同地對基板載具40賦予X軸方向之推力的X音圈馬達66。如此，基板載台裝置20，係於基 板載具40之+X側及-X側分別具有各一個Y音圈馬達64與X音圈馬達66。
此處，在基板載具40之+X側與-X側，Y音圈馬達64及X音圈馬達66，分別以基板P之重心位置為中心配置成點對稱。是以，在使用基板載具40之+X側之X音圈馬達66與基板載具40之-X側之X音圈馬達66對基板載具40作用往X軸方向之推力時，可得到與對基板P之重心位置作用往與X軸方向平行之推力者相同之効果，亦即能抑制對基板載具40(基板P)作用θz方向之力矩。此外，關於一對Y音圈馬達64，由於隔著在X軸方向之基板P之重心(線)配置，因此不會對基板載具40作用θz方向之力矩。
基板載具40，係透過上述一對Y音圈馬達64及一對X音圈馬達66，藉由主控制裝置50(參照圖6)而相對粗動載台24(亦即非接觸保持具32)被往水平面內之3自由度方向微幅驅動。又，主控制裝置50，在粗動載台24(亦即非接觸保持具32)往X軸方向以長行程移動時，係使用上述一對X音圈馬達66對基板載具40賦予X軸方向之推力，以使非接觸保持具32與基板載具40一體地往X軸方向以長行程移動。
又，主控制裝置50(參照圖6)，係使用上述一對Y線性致動器62及一對Y音圈馬達64，使基板載具40相對於非接觸保持具32往Y軸方向以長行程相對移動。具體說明之，主控制裝置50，係一邊使一對Y線性致動器62之Y可動件62b移動於Y軸方向，一邊使用包含安裝於該Y可動件62b之Y固定件64a的Y音圈馬達64使Y軸方向之推力作用於基板載具40。藉此，基板載具40，係與非接觸保持具32獨立(分離)地往Y軸方向以長行程移動。
如上述，本實施形態之基板載台裝置20中，保持基板P之基板載具40，係在X軸(掃描)方向與非接觸保持具32一體地以長行程移動，在Y軸方向，則與非接觸保持具32獨立地以長行程移動。此外，從圖2可知，雖吸附墊44之Z位置與非接觸保持具32之Z位置一部分重複，但基板載具40相對非接觸保持 具32以長行程移動之方向僅為Y軸方向，因此不會有吸附墊44與非接觸保持具32接觸之虞。
又，在基板平台30(亦即非接觸保持具32)被驅動於Z傾斜方向之情形時，被非接觸保持具32平面矯正後之基板P，由於係與非接觸保持具32一起在Z傾斜方向變化姿勢，因此吸附保持基板P之基板載具40，會與該基板P一起在Z傾斜方向變化姿勢。此外，亦可藉由吸附墊44之彈性變形使基板載具40之姿勢不變化。
返回圖1，一對輔助平台34，係在基板載具40與非接觸保持具32分離而往Y軸方向相對移動時與非接觸保持具32協同動作而支承該基板載具40所保持之基板P之下面的裝置。如上所述，基板載具40，由於係在保持有基板P之狀態下相對非接觸保持具32移動，因此在從例如圖1所示之狀態基板載具40往+Y方向移動後，基板P之+Y側之端部近旁則變得不被非接觸保持具32支承。因此，基板載台裝置20，為了抑制上述基板P中不被非接觸保持具32支承之部分之自重所導致之彎曲，係使用一對輔助平台34中之一方從下方支承該基板P。一對輔助平台34，除了配置成紙面左右對稱這點以外，其餘實質上為相同構造。
輔助平台34如圖3所示具有複數個空氣浮起單元36。此外，本實施形態中，空氣浮起單元36雖形成為延伸於Y軸方向之棒狀，複數個空氣浮起單元36係在X軸方向隔著既定間隔配置的構成，但只要能抑制因基板P自重所導致之彎曲，則其形狀、數目、配置等不特別限定。複數個空氣浮起單元36如圖4所示，被從基板平台30側面突出之臂狀支承構件36a從下方支承。於複數個空氣浮起單元36與非接觸保持具32之間形成有微小間隙。
空氣浮起單元36上面之高度位置設定為與非接觸保持具32上面之高度位置大致相同(或略低)。空氣浮起單元36，藉由從其上面對基板P下面噴出氣體(例如空氣)而以非接觸方式支承該基板P。此外，上述之非接觸保持具 32，雖係使預裝載作用於基板P來進行基板P之平面矯正，但空氣浮起單元36，由於只要能抑制基板P之彎曲即可，因此亦可單僅對基板P下面供給氣體，而不特別管理在空氣浮起單元36上之基板P之高度位置。
其次，說明用以測量基板P在6自由度方向之位置資訊之水平面內位置測量系統70。基板位置測量系統包含：用以求出基板平台30在與水平面交叉之方向之位置資訊(Z軸方向之位置資訊、θx及θy方向之旋轉量資訊。以下稱為「Z傾斜位置資訊」)之Z傾斜位置測量系統58(參照圖6)、以及用以求出基板載具40在XY平面內之位置資訊(X軸方向、及Y軸方向之位置資訊、以及θz方向之旋轉量資訊)之水平面內位置測量系統70(參照圖6)。
Z傾斜位置測量系統58(參照圖6)，如圖2所示包含固定在基板平台30下面且固定於球面軸承裝置26c周圍之複數個(至少三個)雷射位移儀58a。雷射位移儀58a，係藉由對固定於重量消除裝置26之殼體之目標58b照射測量並接收其反射光，而將在該測量光之照射點之基板平台30在Z軸方向之位移量資訊供給至主制御裝置50(參照圖6)。例如，至少三個雷射位移儀58a配置於不在同一直線上之三處(例如對應正三角形頂點之位置)，主制御裝置50，係根據該至少三個雷射位移儀58a之輸出，求出基板平台30(亦即基板P)之Z傾斜位置資訊。重量消除裝置26，由於沿著X導桿28之上面(水平面)移動，因此主制御裝置50，不論基板平台30之X位置為何均能測量基板平台30相對水平面之姿勢變化。
水平面內位置測量系統70(參照圖6)如圖1所示具有一對讀頭單元72。一方之讀頭單元72配置於投影光學系統16之-Y側，另一方之讀頭單元72配置於投影光學系統16之+Y側。
一對讀頭單元72之各個，係使用基板載具40所具有之反射型繞射格子來求出基板P在水平面內之位置資訊。與一對讀頭單元72對應地，於基板載具40之一對X框架42x各自之上面，如圖3所示貼附有複數個(圖3中為例如六片) 標尺板46。標尺板46由延伸於X軸方向之俯視帶狀之構件構成。標尺板46之X軸方向長度較X框架42x之X軸方向長度短，複數個標尺板46在X軸方向相隔既定間隔(彼此分離地)排列。
圖5顯示+Y側之X框架42x及對應此之讀頭單元72。於固定於X框架42x上之複數個標尺板46之各個形成有X標尺48x與Y標尺48y。X標尺48x形成於標尺板46之-Y側之一半區域，Y標尺48y形成於標尺板46之+Y側之一半區域。X標尺48x具有反射型X繞射格子，Y標尺48y具有反射型Y繞射格子。此外，圖5中為了容易理解，形成X標尺48x、Y標尺48y之複數條格子線間之間隔(節距)圖示成較實際寬。
讀頭單元72，如圖4所示具備Y線性致動器74、藉由該Y線性致動器74而相對投影光學系統16(參照圖1)被往Y軸方向以既定行程驅動之Y滑件76、以及固定於Y滑件76之複數個測量讀頭(X編碼器讀頭78x,80x、Y編碼器讀頭78y,80y)。除了在圖1及圖4中構成為紙面左右對稱這點除外，一對讀頭單元72為相同構成。又，分別固定於一對X框架42x上之複數個標尺板46，亦在圖1及圖4中構成為左右對稱。
Y線性致動器74固定於裝置本體18所具有之上架台部18a之下面。Y線性致動器74，具備將Y滑件76往Y軸方向直進導引之線性導件與對Y滑件76賦予推力之驅動系統。線性導件之種類雖無特別限定，但較佳為重複再現性高之空氣軸承。又，驅動系統之種類亦無特別限定，能使用例如線性馬達、皮帶(或金屬線)驅動裝置等。
Y線性致動器74係由主控制裝置50(參照圖6)控制。Y線性致動器74所致之Y滑件76往Y軸方向之行程量，設定為與基板P(基板載具40)往Y軸方向之行程量同等。
讀頭單元72，如圖5所示具備一對X編碼器讀頭78x(以下稱為「X 讀頭78x」)及一對Y編碼器讀頭78y(以下稱為「Y讀頭78y」)。一對X讀頭78x、一對Y讀頭78y，分別在X軸方向相隔既定距離分離配置。
X讀頭78x及Y讀頭78y，係例如美國專利申請公開第2008/0094592號說明書所開示之所謂繞射干渉方式之編碼器讀頭，係對對應之標尺(X標尺48x、Y標尺48y)朝下(-Z方向)照射測量光束，並接收來自該標尺之光束(返回光)，藉此將基板載具40之位移量資訊供給至主控制裝置50(參照圖6)。
亦即，水平面內位置測量系統70(參照圖6)，係構成用以藉由一對讀頭單元72所具有之合計例如四個X讀頭78x、對向於該X讀頭78x之X標尺48x來求出基板載具40在X軸方向之位置資訊的例如四個X線性編碼器系統。同樣地，係構成用以藉由一對讀頭單元72所具有之合計例如四個Y讀頭78y、對向於該Y讀頭78y之Y標尺48y來求出基板載具40在Y軸方向之位置資訊的例如四個Y線性編碼器系統。
此處，讀頭單元72所具有之一對X讀頭78x及一對Y讀頭78y各自在X軸方向之間隔設定為較相鄰之標尺板46間之間隔寬。藉此，X編碼器系統及Y編碼器系統，不論基板載具40之X軸方向之位置為何，一對X讀頭78x中始終有至少一方對向於X標尺48x且一對Y讀頭78y中有至少一方始終對向於Y標尺48y。
具體而言，主控制裝置50(參照圖6)，係在一對X讀頭78x均對向於X標尺48x之狀態下，根據該一對X讀頭78x之輸出之平均值求出基板載具40之X位置資訊。又，主控制裝置50，在僅一對X讀頭78x之一方對向於X標尺48x之狀態下，係僅根據該一方之X讀頭78x之輸出求出基板載具40之X位置資訊。是以，X編碼器系統，能將基板載具40之位置資訊不中斷地供給至主控制裝置50。關於Y編碼器系統亦相同。
此處，如上所述，本實施形態之基板載具40，由於亦能在Y軸方向以既定長行程移動，因此主控制裝置50(參照圖6)，係以維持X讀頭78x、Y讀 頭78y之各個與對應之標尺48x,48y之對向狀態之方式，與基板載具40在Y軸方向之位置相應地將一對讀頭單元72各自之Y滑件76(參照圖4)以追隨基板載具40之方式透過Y線性致動器74(參照4)驅動於Y軸方向。主控制裝置50，將Y滑件76(亦即各讀頭78x,78y)在Y軸方向之位移量(位置資訊)與來自各讀頭78x,78y之輸出合併，綜合地求出基板載具40之水平面內之位置資訊。
Y滑件76(參照圖4)在水平面內之位置(位移量)資訊，係藉由與使用了上述X讀頭78x、Y讀頭78y之編碼器系統同等之測量精度之編碼器系統96來求出。Y滑件76，如從圖4及圖5可知，具有一對X編碼器讀頭80x(以下稱為「X讀頭80x」)及一對Y編碼器讀頭80y(以下稱為「Y讀頭80y」)。一對X讀頭80x及一對Y讀頭80y，分別在Y軸方向相隔既定距離分離配置。
主控制裝置50(參照圖6)，係使用固定於裝置本體18之上架台部18a(分別參照圖1)下面之複數個標尺板82，求出Y滑件76在水平面內之位置資訊。標尺板82，由延伸於Y軸方向之俯視帶狀之構件所構成。本實施形態中，於一對讀頭單元72各自之上方，在Y軸方向相隔既定間隔(彼此分離地)配置有例如兩片標尺板82。
如圖5所示，於標尺板82下面中之+X側區域，與上述一對X讀頭80x對向地形成有X標尺84x，於標尺板82下面中之-X側區域，與上述一對Y讀頭80y對向地形成有Y標尺84y。X標尺84x,Y標尺84y，係與形成於上述標尺板46之X標尺48x,Y標尺48y實質上相同構成之光反射型繞射格子。又，X讀頭80x、Y讀頭80y亦為與上述X讀頭78x、Y讀頭78y(朝下讀頭)相同構成之繞射干渉方式之編碼器讀頭。
一對X讀頭80x及一對Y讀頭80y，係對對應之標尺(X標尺84x、Y標尺84y)朝上方(+Z方向)照射測量光束，並接收來自該標尺之光束，藉此將Y滑件76(參照圖4)在水平面內之位移量資訊供給至主控制裝置50(參照圖 6)。一對X讀頭80x及一對Y讀頭80y各自在Y軸方向之間隔設定為較相鄰之標尺板82間之間隔寬。藉此，不論Y滑件76之Y軸方向之位置為何，一對X讀頭80x中始終有至少一方對向於X標尺84x且一對Y讀頭80y中有至少一方始終對向於Y標尺84y。是以，能將Y滑件76之位置資訊不中斷地供給至主控制裝置50(參照圖6)。
圖6顯示以液晶曝光裝置10(參照圖1)之控制系統為中心構成、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。主控制裝置50包含工作站(或微電腦)等，統籌控制液晶曝光裝置10之構成各部。
以如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50(參照圖6)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，且藉由未圖示之基板裝載器進行基板P對基板載台裝置20(基板載具40，及非接觸保持具32)上之裝載。其後，藉由主控制裝置50，使用未圖示之對準檢測系統執行對準測量、以及使用未圖示之自動聚焦感測器(基板P之面位置測量系統)之聚焦匹配，在該對準測量及聚焦匹配結束後，對設定於基板P上之複數個照射區域依序進行步進掃描(step and scan)方式之曝光動作。
其次，使用圖7(a)~圖9(b)說明曝光動作時之基板載台裝置20之動作一例。此外，以下說明中，雖係說明於1片基板P上設定有四個照射區域之情形(所謂擷取4面之情形)，但設定於1片基板P上之照射區域之數目及配置能適當變更。又，本實施形態中，曝光處理，作為一例係說明從設定在基板P之-Y側且+X側之第1照射區域S1開始進行。又，為了避免圖示過於複雜，圖7(a)~圖9(b)中係省略了基板載台裝置20所具有之要素之一部分。
圖7(a)及圖7(b)分別圖示有對準動作等完畢，對第1照射區域S1之曝光動作準備已結束之狀態之基板載台裝置20之俯視圖及前視圖。基板載台裝置20，如圖7(a)所示，以第1照射區域S1之+X側端部位於較被來自投 影光學系統16之照明光IL(分別參照圖7(b))照射而形成於基板P上之曝光區域IA(不過，圖7(a)所示之狀態，係還未對基板P照射照明光IL)略靠-X側之方式，根據水平面內位置測量系統70(參照圖6)之輸出進行基板P之定位。
又，由於在Y軸方向，曝光區域IA之中心與X導桿28(亦即非接觸保持具32)之中心大致一致，因此保持於基板載具40之基板P之+Y側端部近旁係從非接觸保持具32突出。基板P之該突出部分係被非接觸保持具32之+Y側所配置之輔助平台34從下方予以支承。此時，基板P之+Y側端部近旁雖不進行非接觸保持具32之平面矯正，但由於包含曝光對象之第1照射區域S1之區域，係維持已進行平面矯正之狀態，因此不會影響曝光精度。
其次，從圖7(a)及圖7(b)所示之狀態，與光罩M(參照圖1)同步地，如圖8(a)及圖8(b)所示，基板載具40與非接觸保持具32根據水平面內位置測量系統70(參照圖6)之輸出在X導桿28上往+X方向一體地(同步地)被驅動(加速、等速驅動及減速)(參照圖8(a)之黑箭頭)。在基板載具40與非接觸保持具32被往X軸方向等速驅動之期間，通過光罩M(參照圖1)及投影光學系統16之照明光IL(分別參照圖8(b))照射於基板P，藉此光罩M所具有之光罩圖案轉印於照射區域S1。此時，基板載具40，係與對準測量之結果相應地，相對非接觸保持具32被往水平面內3自由度方向適當微幅驅動，非接觸保持具32，係與上述聚焦匹配之結果相應地被往Z傾斜方向適當微幅驅動。
此處，在水平面內位置測量系統70(參照圖6)中，在基板載具40與非接觸保持具32被驅動於X軸方向(在圖8(a)為+X方向)時，一對讀頭單元72分別所具有之Y滑件76(分別參照圖4)為靜止狀態(不過，不需要讀頭單元72嚴謹地靜止，只要讀頭單元72所具有之讀頭之至少一部分在Y軸方向對向於標尺板46即可)。
在對基板P上之第1照射區域S1之光罩圖案轉印完畢後，基板載 台裝置20，即如圖9(a)及圖9(b)所示，為了對設定在第1照射區域S1之+Y側之第2照射區域S2進行曝光動作，而根據水平面內位置測量系統70(參照圖6)之輸出將基板載具40相對非接觸保持具32往-Y方向驅動(Y步進驅動)既定距離(基板P之在寬度方向尺寸之大致一半之距離)(參照圖9(a)之黑箭頭)。藉由上述基板載具40之Y步進動作，保持於基板載具40之基板P之-Y側之端部近旁係被配置於非接觸保持具32之-Y側之輔助平台34從下方予以支承。
又，水平面內位置測量系統70(參照圖6)中，在上述基板載具40被驅動於Y軸方向時，一對讀頭單元72分別所具有之Y滑件76(分別參照圖4)，係與基板載具40同步(不過，速度不需要嚴謹地一致)地被驅動於Y軸方向。
以下，雖未圖示，但藉由與光罩M(參照圖1)同步地，基板載具40與非接觸保持具32被往-X方向驅動，來進行對第2照射區域S2之掃描曝光。又，藉由適當地反覆與基板載具40之Y步進動作及光罩M同步之基板載具40與非接觸保持具32往X軸方向之等速移動，來依序進行對設定在基板P上之全照射區域之掃描曝光動作。
根據以上說明之本第1實施形態之液晶曝光裝置10所具有之基板載台裝置20，在進行基板P之XY平面內之高精度定位時，由於將僅保持該基板P外周緣部之框狀之基板載具40驅動於水平面內3自由度方向，因此與例如將吸附保持基板P下面整體之基板保持具驅動於水平面內3自由度方向以進行基板P之高精度定位的情形相較，由於驅動對象物(本實施形態中為基板載具40)為輕量，因此位置控制性提升。又，能使驅動用之致動器(本實施形態中為Y音圈馬達64、X音圈馬達66)小型化。
又，用以求出基板P在XY平面內之位置資訊之水平面內位置測量系統70由於包含編碼器系統，因此與例如以往之干渉計系統相較能減低空氣波動之影響。是以，基板P之定位精度提升。又，由於空氣波動之影響小，因此能 省略使用以往之干渉計系統時所必須之部分空調設備，而能降低成本。
此外，本第1實施形態所說明之構成僅為一例，係能適當變形。例如，在圖10(a)及圖10(b)所示之第1變形例之基板載具40A中，於一對X框架42x各自之外側面連接有輔助之板構件42b。板構件42b如圖10(b)所示，配置成與XY平面大致平行，其下面隔著既定間隙對向於氣浮單元36之上面。複數個氣浮單元36，藉由對板構件42b下面噴出氣體，而使+Z方向(重力方向朝上)之力(升力)作用於基板載具40A。本第1變形例之基板載具40A，由於板構件42b始終被複數個氣浮單元36從下方支承，因此即使假使於非接觸保持具32與複數個氣浮單元36之間形成有段差(Z軸方向之高度位置之差)，亦能在基板載具40A相對於非接觸保持具32移動於Y軸方向時防止X框架42x與非接觸保持具32(或氣浮單元36)接觸。
又，如例如圖11所示之第2變形例之基板載台裝置120，亦可於基板載具140安裝有基準指標板144，且於基板平台30安裝有標記測量感測器132。於基準指標板144，如圖12(a)所示有複數個基準標記146在Y軸方向彼此分離形成。基準指標板144，係以上述複數個基準標記146之Z位置與基板P表面之Z位置成為大致相同之方式(參照圖11)，透過提高構件148而固定於基板載具140之-X側之Y框架142y之上面。返回圖11，複數個標記測量感測器132，安裝於從基板平台30之-X側側面突出形成之俯視T字形(參照圖12(b))之平板狀構件134。複數個標記測量感測器132係如圖12(b)所示，與上述複數個基準標記146對應地(亦即與複數個基準標記146在上下方向重疊)在Y軸方向彼此分離配置。
本第2變形例中，係使用複數個基準標記146與對應之複數個標記測量感測器132，進行例如投影光學系統16(參照圖1)之光學特性(例如刻度(scaling)、位移、旋轉等)相關之校準。關於校準方法，由於與例如日本特開2006-330534號公報所揭示之校準方法實質相同，因此省略說明。本第2變形例中， 由於相對於具有基準標記146之基板載具140以機械方式分離之基板平台30具有標記測量感測器132，因此基板載具140本身不需要配線等，能將基板載具140輕量化。
又，本第2變形例之基板載具140之Y框架142y，較上述第1實施形態形成為更寬。又，如圖12(b)所示，於上述平板狀構件134之上面及從基板平台30之+X側側面突出形成之平板狀構件136之上面，分別安裝有在Y軸方向分離之例如兩個空氣軸承138。如圖11所示，+X側之例如兩個空氣軸承138，對向於基板載具140之+X側之Y框架142y之下面，-X側之例如兩個空氣軸承138，對向於基板載具140之-X側之Y框架142y之下面。空氣軸承138，藉由對對向之Y框架142y之下面噴出加壓氣體，而隔著既定間隙以非接觸方式支承基板載具140。藉此抑制基板載具140之撓曲。此外，空氣軸承138，亦可於基板載具140側安裝成對向於上述平板狀構件134、136之上面。又，亦可取代空氣軸承138，而使用例如磁石使基板載具140磁浮，或者使用音圈馬達等之致動器使浮力作用。
又，亦可如圖13(a)及圖13(b)所示之第3變形例之基板載台裝置220，Y線性致動器62、Y音圈馬達64、及X音圈馬達66之Z位置設定為與基板載具40A相同。亦即，基板載台裝置220，於基板載具40A之Y框架42y側面固定有Y音圈馬達64之Y可動件64b及X音圈馬達66之X可動件66b。又，Y音圈馬達64之Y固定件64a、及用以將安裝有X音圈馬達66之X固定件66a之Y可動件62b驅動於Y軸方向之Y線性致動器62之Y固定件62a，係以與基板載具40之Z位置相同之方式在粗動載台224上透過支柱62c被安裝。
又，本第3變形例之基板載具40A，係與上述第1變形例(參照圖10(a)及圖10(b))同樣地，具有被複數個氣浮單元36從下方支承之一對輔助板構件42b。又，如圖13(b)所示，與上述第2變形例(參照圖11~圖12(b))同樣地，從基板平台30之-X側及+X側側面分別突出有平板狀構件234,236，於 該構件234,236上分別固定有延伸於Y軸方向之氣浮單元238。氣浮單元238上面之高度位置，設定於較氣浮單元36上面之高度位置低之位置。基板載具240中，Y框架242y始終(不論Y軸方向之位置為何)被氣浮單元238從下方以非接觸方式支承。換言之，基板載具40A載置於一對氣浮單元238上。藉此抑制基板載具40A之撓曲。
《第2實施形態》
其次使用圖14~圖20(b)說明第2實施形態之液晶曝光裝置。第2實施形態之液晶曝光裝置之構成，由於除了基板載台裝置420之構成相異這點以外，其餘則與上述第1實施形態相同，因此以下僅說明相異點，針對具有與上述第1實施形態相同構成及功能之要素，賦予與上述第1實施形態相同之符號而省略其說明。
上述第1實施形態之基板載台裝置20(參照圖1等)中，保持基板P之基板載具40，係在掃描方向與非接觸保持具32一體地以長行程移動，且在非掃描方向與非接觸保持具32分離而以長行程移動的構成，相較於此，本第2實施形態之基板載台裝置420則與上述第1實施形態相反地，保持基板P之基板載具440，在非掃描方向與非接觸保持具32一體地以長行程移動，且在掃描方向與非接觸保持具32分離而以長行程移動，這點係相異。亦即，本第2實施形態之基板載台裝置420整體而言，係使上述第1實施形態之基板載台裝置20繞Z軸旋轉例如90°而構成。此外，基板P之長邊方向，係與上述第1實施形態同樣地與X軸大致平行。
以下，說明基板載台裝置420之詳細。如圖14所示，基板載台裝置420具備底框422、粗動載台424、重量消除裝置26(圖14中未圖示。參照圖15(a)等)、Y導桿428(圖14中未圖示。參照圖15(a)等)、基板平台30(圖14中未不圖示。參照圖17(a)等)、非接觸保持具32、一對輔助平台434、基板載具440等。上述底框422、粗動載台424、Y導桿428、一對輔助平台434、基板載具 440，由於分別係發揮與上述第1實施形態中之底框22、粗動載台24、X導桿28、基板平台30、非接觸保持具32、一對輔助平台34、基板載具40(參照圖1及圖2)相同功能的構件，因此以下簡單說明之。此外，重量消除裝置26、基板平台30、及非接觸保持具32，分別與上述第1實施形態實質相同。
如圖15(a)及圖15(b)所示，本第2實施形態中，透過防振裝置18d設置於地F上之裝置本體418之一部分亦即下架台部418b由一片板狀構件所構成，於該下架台部418b之上面固定有Y導桿428。於Y導桿428上載置有重量消除裝置26。又，如圖16(a)及圖16(b)所示，底框422具有透過腳部422b設置於地F上之一對Y柱422a，於該底框422上，以能在Y軸方向以既定長行程移動之方式載置有粗動載台424。本第2實施形態中，粗動載台424具有連接一對Y托架424a之+Y側及-Y側各自之端部近旁的一對Y平台424b。於Y平台424b，連接有用以牽引重量消除裝置26(參照圖15(a)等)之連接裝置26a之一端、及用以牽引基板平台30(參照圖17(b)等)之連接裝置30b之一端。又，於一對Y平台424b透過支柱462c固定有X固定件462a。X固定件462a，係與X可動件462b一起構成X線性致動器462。又，於X可動件462b安裝有Y固定件464a及X固定件466a。
如圖17(a)及圖17(b)所示，基板平台30及非接觸保持具32，係與上述第1實施形態同樣地，由在俯視時以X軸方向為長邊方向之矩形板狀(或者箱形)之構件構成。一對輔助平台434分別具有被從基板平台30側面突出之臂狀之支承構件436a從下方支承之複數個氣浮單元436。氣浮單元436與上述第1實施形態(參照圖3等)不同，係由延伸於X軸方向之構件構成。又，於基板平台30，透過支承構件438a連接有一對氣浮單元438。氣浮單元438，除了延伸於X軸方向這點以外，係發揮與上述第3變形例(參照圖13(a)及圖13(b))之氣浮單元238相同功能。亦即，一對氣浮單元438，如圖14所示從下方以非接觸方式支承基板載具440所具有之一對X框架442x。
如圖18(a)及圖18(b)所示，基板載具440由與上述第1實施形態(參照圖3等)相同之矩形框狀(畫框狀)之構件構成，具有一對X框架442x及一對Y框架442y。上述第1實施形態之基板載具40係於X框架42x之下面側安裝有Y框架42y(參照圖3)，相較於此，本第2實施形態之基板載具440中，Y框架442y係安裝於X框架442x之上面側。藉此，避免Y框架442y與輔助平台434所具有之氣浮單元438(分別參照圖14)之接觸。又，複數個吸附墊44安裝於Y框架442y之下面。於一對X框架442x分別安裝有複數個標尺板46這點係與上述第1實施形態相同。又，於一對X框架442x各自之側面，安裝有與上述Y固定件464a及X固定件466a(分別參照圖16(a))一起構成Y音圈馬達464、X音圈馬達466(分別參照圖20(a))之Y可動件464b、X可動件466b。關於基板載具440之位置測量系統，由於與上述第1實施形態相同，因此省略說明。
主制御裝置50，係如圖19(a)及圖19(b)所示，將僅基板載具440驅動於X軸方向來進行對曝光區域IA之基板P在X軸方向之定位。基板P中未被非接觸保持具32支承之區域，係被一對輔助平台434之任一者支承。在本第2實施形態中之曝光動作，由於僅基板載具440相對曝光區域IA在X軸方向被以長行程驅動，因此基板P(以形成有既定間隙之狀態)通過非接觸保持具32之上空。非接觸保持具32將通過上空之基板P以非接觸方式予以平面矯正。
又，主制御裝置50係如圖20(a)及圖20(b)所示，藉由將粗動載台424及非接觸保持具32往Y軸方向以既定長行程驅動，且使基板載具440與粗動載台424一體地移動於Y軸方向，來進行相對於投影光學系統16(亦即曝光區域IA(參照圖19(a)))之基板P在Y軸方向之定位。
根據以上說明之第2實施形態，由於掃描曝光時僅基板載具440被驅動於掃描方向，因此與非接觸保持具32及一對輔助平台34均需一併驅動於掃描方向之上述第1實施形態(參照圖8(a)等)相較，能更抑制振動之發生，而 能進行高精度之曝光動作。又，重量消除裝置26，由於僅在Y步進動作時移動，因此Y導桿428之長邊方向之尺寸較上述第1實施形態之X導桿28短。又，重量消除裝置26，由於在曝光動作時為靜止狀態，因此該重量消除裝置26用之平台之Y導桿428之導引面之平坦度較上述第1實施形態粗略即可。
此外，本第2實施形態所說明之構成僅為一例，能適當變形。例如，亦可如圖21~圖26(b)所示之第2實施形態之變形例(第4變形例)之基板載台裝置520，一對輔助平台534與基板平台30(參照圖24(a))物理性地分離。以下，針對第4變形例，僅說明與上述第2實施形態之相異點，關於共通之要素，賦予與上述第2實施形態相同符號而省略說明。
如圖22(a)及圖22(b)所示，於下架台部418b上，係在X軸方向以既定間隔固定有例如3支Y導桿528。Y導桿528，雖以與上述第2實施形態之Y導桿428(參照圖15(a)等)相同尺寸、形狀形成，但由於本第4變形例中，重量消除裝置26透過機械式線性導引裝置26d載置於Y導桿528上，因此Y導桿528上面之平面度係較上述第2實施形態之Y導桿428粗略。又，於+X側及-X側之Y導桿528上，透過Y線性導引裝置26d載置有Z致動器526。
又，如圖23(a)及圖23(b)所示，於粗動載台524所具有之一對Y平台424b，分別連接有往+Y及-Y方向突出之一對板狀構件524a。於板狀構件524a，連接有用以牽引上述Z致動器526(參照圖22(b)等)之連接裝置26a之一端。亦即，本第4變形例中，例如兩個Z致動器526(分別參照圖22(b)等)係與重量消除裝置26同樣地(與重量消除裝置26一體地)被粗動載台524牽引。
如圖24(a)及圖24(b)所示，一對輔助平台534分別具有複數個(圖24(a)中為例如四個)氣浮單元436。複數個氣浮單元436，係與上述第2實施形態同樣地，從下方支承基板P中不被非接觸保持具32支承之部分。又，輔助平台534具有一對氣浮單元538。輔助平台534中，複數個氣浮單元436與一對氣 浮單元538一體載置於基底構件536a上。+X側之輔助平台534，係被上述之+X側之Z致動器526(參照圖22(b)等)從下方支承，-X側之輔助平台534，係被上述之-X側之Z致動器526(參照圖22(b)等)從下方支承(參照圖26(b))。又，於基板平台30，亦透過支承構件538a固定有一對氣浮單元538。此外，上述第2實施形態之氣浮單元438係以能涵蓋基板載具440(分別參照圖14)X軸方向之全移動範圍程度(基板P之3倍程度)之長度形成，相較於此，本變形例之氣浮單元538，係以與其他氣浮單元436相同程度(與基板P相同程度)之長度形成。
本第4變形例亦與上述第2實施形態同樣地，基板載具540之X框架442x(分別參照圖21)被複數個氣浮單元538(輔助平台534所具有之氣浮單元538及基板平台30所具有之氣浮單元538)適當地從下方支承。
如圖25(a)及圖25(b)所示，基板載具540中，Y框架442y係透過間隔件442a(圖25(a)中係隱藏於Y框架442y而未圖示)固定於X框架442x上。又，相較於-X側之一對吸附墊44安裝於-X側之Y框架442y下面，+X側之一對吸附墊44係從X框架442x之內側面突出形成。藉此，本變形例之基板載具540，係從圖25(a)所示之狀態如圖25(b)所示地使基板P往+X方向移動，而通過+X側之Y框架442y之下方，藉此能進行基板P相對於基板載具40之搬出。又，亦能藉由使基板P移動於-X方向以對基板載具40進行基板P之搬入。
又，於-X側之Y框架442y上，係與上述第1實施形態之第2變形例(參照圖12(a))同樣地，透過提高構件148固定有形成有複數個基準標記146之基準指標板144。又，於-X側之Y框架442y下面，係與上述複數個基準標記146對應地安裝有複數個標記測量感測器532。亦即，上述第2變形例中，基準指標板144與標記測量感測器132係分離設置(參照圖11)，相較於此，本變形例中，基準指標板144與標記測量感測器532一體地設於基板載具540。關於使用基準指標板144之校準，由於與上述第2變形例相同，因此省略說明。
圖26(a)及圖26(b)係顯示基板P之搬出動作時之基板載台裝置520。基板P之搬出，係在將基板載具540在X軸方向之移動範圍中央、亦即基板P之大致整體被非接觸保持具32支承之狀態下進行。基板P在透過基板載具540之吸附保持被解除後，藉由未圖示搬出裝置相對基板載具540被往+X方向滑動。藉此，基板P，係從非接觸保持具32上被往+X側之輔助平台534所具有之複數個氣浮單元438上移交(移載)。此外，用以使基板P滑動於X軸方向之搬出裝置，亦可設於基板載台裝置520外部(亦包含液晶曝光裝置之外部裝置)，亦可由基板載台裝置520本身具有。
以上說明之第2變形例之基板載台裝置520(參照圖21)，由於一對輔助平台534與基板平台30(及非接觸保持具32)係物理性分離，因此能藉由驅動對象物之輕量化提升基板P之Z傾斜位置制御性。又，由於能獨立控制一對輔助平台534各自之Z位置，因此在例如基板P從非接觸保持具32上移動至輔助平台534之氣浮單元436上(移載)時，藉由稍微下降該輔助平台534之Z位置，即能避免基板P之端部與氣浮單元436之接觸。又，由於能藉由使基板P滑動而從基板載具540搬出(及搬入)，因此即使在基板載台裝置520上方之空間狹小之情形，亦能容易地進行基板載具540上之基板交換。
此外，以上說明之第1及第2各實施形態(包含其變形例)之構成僅為一例，亦能適當變更。例如上述各實施形態中，基板載具40等，雖係藉由沿著基板P外周緣部(四邊)之例如四支框架構件(第1實施形態中為一對X框架42x及一對Y框架42y)形成為矩形框狀，但只要能確實地進行基板P之吸附保持，則並不限於此，基板載具40等亦可由沿著例如基板P之外周緣部中之一部分之框架構件來構成。具體而言，基板載具，亦可由沿著基板P之三邊之例如三支框架構件而形成為俯視U字形，或者，亦可由沿著基板P之相鄰兩邊之例如兩支框架構件而形成為俯視L字形。又，基板載具，亦可由沿著基板P之一邊之例如僅一支 框架構件來形成。又，基板載具，亦可藉由保持基板P之彼此相異之部分且彼此獨立地進行位置控制之複數個構件來構成。
此外，Z傾斜位置測量系統58，雖係如圖2或圖13所示，藉由設於基板平台30下面之雷射位移儀58a，對固定在重量消除裝置26之殼體之目標58b照射測量光，並接收其反射光來取得基板平台30在Z軸方向之位移量資訊，但不限定於此。亦可取代Z傾斜位置測量系統58，將Z感測器讀頭78z與X讀頭78x及Y讀頭78y一起配置於讀頭單元72。作為Z感測器讀頭78z，可使用例如雷射位移儀。於X框架42x中未配置有與X讀頭78x及Y讀頭78y對向之標尺之區域，藉由鏡面加工形成反射面。Z感測器讀頭78z，藉由對反射面照射測量光束並接收來自其反射面之反射光束，來求出該測量光束之照射點中之基板載具40、440在Z軸方向之位移量資訊。此外，Z讀頭78z之種類，只要係能以所欲精度(解析能力)且以非接觸方式測量以裝置本體18(參照圖1)作為基準之基板載具40、440(更詳細而言為X框架42x)在Z軸方向之位移，則不特別限定。
又，雖藉由X編碼器讀頭78x及Y編碼器讀頭78y求出基板P及Y滑件76各自在XY平面內之位置資訊，但亦可使用例如能測量Z軸方向之位移量資訊之二維編碼器讀頭(XZ編碼器讀頭或YZ編碼器讀頭)，與基板P及Y滑件76各自在XY平面內之位置資訊一併求出基板P及Y滑件76各自之Z傾斜位移量資訊。此情形下，能省略用以求出基板P之Z傾斜位置資訊之Z傾斜位置測量系統58或Z感測器讀頭78z。此外，此情形下，為了求出基板P之Z傾斜位置資訊，由於必須隨時有兩個朝下之Z讀頭對向於標尺板46，因此較佳為藉由與X框架42x相同程度之長度之一片長條標尺板構成標尺板46、或者將上述二維編碼器讀頭在X軸方向以既定間隔配置例如三個以上。
又，上述各實施形態中，雖複數個標尺板46在X軸方向以既定間隔配置，但並不限於此，亦可使用例如以與基板載具40等之X軸方向長度相同程 度之長度形成之長條之一片標尺板。此情形下，由於隨時維持標尺板與讀頭之對向狀態，因此各讀頭單元72所具有之X讀頭78x、Y讀頭78y可分別為一個。關於標尺板82亦相同。在設置複數個標尺板46之情形，各標尺板46之長度亦可互異。例如，藉由將延伸於X軸方向之標尺板之長度設定為較照射區域在X軸方向之長度長，即能避免掃描曝光動作時讀頭單元72跨不同標尺板46進行基板P之位置控制。又，在(例如擷取4面之情形與擷取6面之情形)，可在配置於投影光學系統16之一側之標尺與配置於另一側之標尺使彼此長度相異。
又，上述各實施形態中，基板載具40等之水平面內之位置測量雖係使用編碼器系統來進行，但不限於此，亦可於例如基板載具40安裝分別延伸於X軸方向及Y軸方向之棒反射鏡，並藉由使用了該棒反射鏡之干涉儀系統，來進行基板載具40等之位置測量。又，上述各實施形態之編碼器系統，雖係基板載具40等具有標尺板46(繞射格子)且讀頭單元72具有測量讀頭之構成，但不限於此，亦可係基板載具40等具有測量讀頭，與該測量讀頭同步移動之標尺板安裝於裝置本體18(與上述各實施形態為相反之配置)。
又，雖說明了氣浮單元36係與非接觸保持具32一起，在第1實施形態中移動於X軸方向，在第2實施形態中移動於Y軸方向之情形，但並不限於此。亦可在第1實施形態中，將例如基板P移動於X軸方向時能抑制該基板P撓曲之長度之(涵蓋基板P移動範圍)氣浮單元36配置於非接觸保持具32之+Y側及-Y側之至少一方，藉此氣浮單元36亦不移動於X軸方向而固定地配置。亦可在第2實施形態中，藉由將例如基板P移動於Y軸方向時能抑制將該基板P撓曲之長度之(涵蓋基板P移動範圍)氣浮單元36配置於非接觸保持具32之+X側及-X側之至少一方，藉此氣浮單元36亦不移動於Y軸方向而固定地配置。
又，上述各實施形態中，非接觸保持具32雖係以非接觸方式支承基板P，但只要不阻礙基板P與非接觸保持具32在與水平面平行之方向之相對移 動，則並不限於此，亦可透過例如滾珠等滾動體來以接觸狀態支承。
又，照明系統12所使用之光源及從該光源照射之照明光IL之波長並無特別限定，例如可為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、或F2雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。
又，上述各實施形態中，作為投影光學系統16雖使用等倍系統，但並不限於此，亦可使用縮小系統或放大系統。
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。又，在曝光對象之基板為具有可撓性之片狀時，該片體亦可形成為滾軸狀。
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、檢查步驟等而 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、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
如以上所說明，本發明之移動體裝置適於使物體移動。又，本發明之曝光裝置適於將既定圖案形成於物體。又，本發明之平面顯示器之製造方法適於平面顯示器之生產。又，本發明之元件製造方法，適於微型元件之生產。
18b:下架台部
18d:防振裝置
20:基板載台裝置
22:底框
22a:X柱
22b:腳部
22c:連接構件
24:粗動載台
24a:X托架
26:重量消除裝置
26a:連接裝置
26c:球面軸承裝置
28:X導桿
30:基板平台
30a:線性馬達
30b:連接裝置
32:非接觸保持具
40:基板載具
42a:間隔件
42x:X框架
42y:Y框架
44:吸附墊
46:標尺板
58a:雷射位移儀
58b:目標
62:Y線性致動器
62a:Y固定件
62b:Y可動件
64:Y音圈馬達
64a:Y固定件
64b:Y可動件
66:X音圈馬達
66a:X固定件
66b:X可動件
F:地
P:基板

Claims (15)

  1. 一種曝光裝置，係將照明光照射於物體，藉由使前述物體相對於前述照明光相對移動來掃描曝光前述物體，其具備：第1支承部，具有能支承前述物體之曝光對象區域之全面的大小，將前述物體之前述曝光對象區域之中掃描曝光中的區域以非接觸方式支承；保持部，保持被前述第1支承部以非接觸方式支承的前述物體；第1驅動部，驅動前述保持部；第2驅動部，驅動前述第1支承部；以及對準測量部，進行前述全面被前述第1支承部以非接觸方式支承之前述物體之對準測量；前述對準測量完畢後，前述第1驅動部，在進行前述掃描曝光時使前述保持部相對於前述第1支承部往第1方向相對移動；前述第1驅動部與前述第2驅動部，分別使前述保持部與前述第1支承部往與前述第1方向不同的第2方向移動，變更進行前述掃描曝光的前述物體內的區域。
  2. 如請求項1所述之曝光裝置，其中，前述保持部，保持於在前述第2方向不與前述第1支承部重疊的位置被前述第1支承部以非接觸方式支承的前述物體。
  3. 如請求項1或2所述之曝光裝置，其中，前述第1支承部，在前述曝光對象區域之中第1區域的掃描曝光中，將前述第1區域的一部分、與前述曝光對象區域之中與前述第1區域不同位置的第2區域的一部分以非接觸方式支承。
  4. 如請求項1或2所述之曝光裝置，其中，前述第1支承部具有：前述物體之前述曝光對象區域之前述全面被前述第1支承部以非接觸方式支承的第1狀態、與藉由前述第1驅動部之驅動，前述物體之 前述曝光對象區域之一部分從前述第1支承部脫離的第2狀態。
  5. 如請求項4所述之曝光裝置，其進而具備：第2支承部，在前述第2狀態中，支承前述物體之中、被前述第1支承部支承的區域以外的區域。
  6. 如請求項1或2所述之曝光裝置，其進而具備：編碼器系統，求出前述第1方向及前述第2方向上的前述保持部之位置資訊；構成前述編碼器系統之讀頭及標尺之至少一方係設於前述保持部。
  7. 如請求項1或2所述之曝光裝置，其中，前述第1支承部具有對前述物體之下面供給空氣之供給孔。
  8. 如請求項7所述之曝光裝置，其中，前述第1支承部具有吸引位於前述物體之下面之空氣之吸引孔。
  9. 如請求項1或2所述之曝光裝置，其中，前述物體，係用於平面顯示器之基板。
  10. 如請求項9所述之曝光裝置，其中，前述基板，係至少一邊之長度或對角長為500mm以上。
  11. 一種平面顯示器之製造方法，其包含：使用如請求項1至10中任一項所述之曝光裝置使前述物體曝光之動作；以及使曝光後之前述物體顯影之動作。
  12. 一種元件製造方法，其包含：使用如請求項1至10中任一項所述之曝光裝置使前述物體曝光之動作；以及使曝光後之前述物體顯影之動作。
  13. 一種曝光方法，係將照明光照射於物體，藉由使前述物體相對於前述照明光相對移動來掃描曝光前述物體，其具備：藉由具有能支承前述物體之曝光對象區域之全面的大小的第1支承部，將前 述物體之前述曝光對象區域之中掃描曝光中的區域以非接觸方式支承的步驟；藉由保持部來保持被前述第1支承部以非接觸方式支承的前述物體的步驟；藉由第1驅動部來驅動前述保持部的步驟；藉由第2驅動部來驅動前述第1支承部的步驟；以及藉由對準測量部，來進行前述全面被前述第1支承部以非接觸方式支承之前述物體之對準測量的步驟；前述對準測量完畢後，前述第1驅動部，在進行前述掃描曝光時使前述保持部相對於前述第1支承部往第1方向相對移動；前述第1驅動部與前述第2驅動部，分別使前述保持部與前述第1支承部往與前述第1方向不同的第2方向移動，變更進行前述掃描曝光的前述物體內的區域。
  14. 一種曝光方法，係透過光學系統將照明光照射於物體，使前述物體相對於前述照明光相對移動以分別掃描曝光前述物體之複數個區域，其包含：在針對前述複數個區域中之第1區域之掃描曝光開始時，藉由第1支承部，將前述第1區域和在第1方向與前述第1區域排列設置之第2區域之至少一部分區域以非接觸方式支承的動作；藉由保持部，來保持於在與前述第1方向交叉之第2方向不與前述第1支承部重疊的位置被前述第1支承部以非接觸方式支承的前述物體的動作；藉由在前述第2方向與前述第1支承部分離配置之第1驅動部，以在針對前述第1區域之掃描曝光中，前述第2區域之另一部分之區域被前述第1支承部支承之方式，使保持前述物體之前述保持部相對於前述第1支承部往前述第1方向相對移動的動作；以及藉由前述第1驅動部、與使前述第1支承部往前述第2方向移動之第2驅動部，在前述掃描曝光時，分別使前述保持部與前述第1支承部往前述第2方向移動。
  15. 如請求項14所述之曝光方法，其中，前述第1支承部，具有能支承前述物體之曝光對象區域之全面的大小；前述第1支承部具有：前述物體之曝光對象區域之全面被前述第1支承部以非接觸方式支承的第1狀態、與藉由前述第1驅動部之驅動，前述物體之曝光對象區域之一部分從前述第1支承部脫離，前述物體之曝光對象區域之其他部分被前述第1支承部以非接觸方式支承的第2狀態。
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