CN108139676A - 移动体装置、曝光装置、平面显示器的制造方法、组件制造方法、及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的用以求出能在与XY平面平行的方向移动的基板保持具(36)于Z轴方向的位置信息的测量系统,具备:与基板保持具(36)对向设置能于Y轴方向与基板保持具(36)同步移动的Y滑件(76)、设在Y滑件(76)的传感器头(78)、以及控制Y滑件(76)并使用设在基板保持具(36)的延伸于X轴方向的靶(38)藉由传感器头(78)求出基板保持具(36)于Z轴方向的位置信息的控制系。
Description
技术领域
本发明关于移动体装置、曝光装置、平面显示器的制造方法、组件制造方法、及测量方法。
背景技术
一直以来,在用以制造液晶显示组件、半导体组件(集成电路等)等电子组件(微组件)的微影制程中,使用一边使光罩或标线片(以下,统称为「光罩」)、与玻璃板或晶圆等(以下,统称为「基板」)沿既定扫描方向同步移动、一边将形成在光罩的图案使用能量束转印至基板上的步进扫描(step&scan)方式的曝光装置(所谓的扫描步进机(亦称扫描机)等(例如,参照专利文献1)。
于此种曝光装置,为了将形成在光罩的图案以高分辨率成像在基板上,测量基板的表面位置(例如,基板表面在与水平面交叉的方向的位置信息)并进行使该基板的表面位置自动地位于投影光学系的焦深内的自动对焦控制。
此时,为确实地进行自动对焦控制,最好是能以高精度测量基板的表面位置。
在先技术文献
专利文献
[专利文献1]美国专利申请公开第2010/0266961号说明书
发明内容
本发明第1方式提供一种移动体装置,具备:第1移动体,保持物体,可往第1方向移动;第2移动体,对向于该第1移动体设置,能往该第1方向移动;以及测量部,具有设在该第1及第2移动体中之一移动体的测量系、与设在另一移动体的被测量系,该测量系对该被测量系照射测量光束以测量该第1移动体于上下方向之位置;该测量部,相对往该第1方向移动的该第1移动体,以对向于该第1移动体的方式使该第2移动体往该第1方向移动,进行测量。
本发明第2方式提供一种移动体装置,其具备:第1移动体,保持物体,可往第1方向移动;第2移动体,对向于该第1移动体设置,可往该第1方向移动;以及测量部,具有设在该第1及第2移动体中之一移动体的测量系、与设在另一移动体的被测量系,该测量系对该被测量系照射测量光束以测量该第1移动体于上下方向之位置。
本发明第3方式提供一种曝光装置,其具备第1方式的移动体装置及第2方式的移动体装置中之任一种、以及对该第1移动体所保持的物体使用能量束形成既定图案的图案形成装置。
本发明第4方式提供一种平面显示器的制造方法,其包含:使用第3方式的曝光装置使该物体曝光的动作;以及使曝光后的该物体显影的动作。
本发明第5方式提供一种组件制造方法,其包含:使用第3方式的曝光装置使该物体曝光的动作;以及使曝光后的该物体显影的动作。
本发明第6方式提供一种测量方法,包含:对设在保持物体可往第1方向移动的第1移动体与和该第1移动体对向设置可往该第1方向移动的第2移动体中之一方的被测量系,从设在该第1移动体与该第2移动体中之另一方的测量系照射测量光束,以测量该第1移动体于上下方向之位置的动作;于该测量动作,以和往该第1方向移动的该第1移动体对向的方式,该第2移动体相对该第1移动体往该第1方向移动,进行该测量。
附图说明
图1是概略显示第1实施方式的液晶曝光装置的构成的图。
图2是图1的A-A线剖面图。
图3是图1的液晶曝光装置所具备的基板载台Z倾斜位置测量系的概念图。
图4是显示以液晶曝光装置的控制系为中心构成的主控制装置的输出入关系的方块图。
图5是用以说明步进动作时的基板载台装置及基板载台Z倾斜位置测量系的动作的图。
图6(a)及图6(b)是用以说明曝光动作时的基板载台装置及基板载台Z倾斜位置测量系的动作的图(其1及其2)。
图7是显示第2实施方式的液晶曝光装置的图(剖面图)。
图8是用以说明第2实施方式的基板载台Z倾斜位置测量系的动作的图。
图9是显示第3实施方式的液晶曝光装置的图(前视图)。
图10是第3实施方式的基板载台Z倾斜位置测量系的概念图。
图11是显示第3实施方式的液晶曝光装置的图(剖面图)。
图12是显示第4实施方式的液晶曝光装置的图(前视图)。
图13是第4实施方式的基板位置测量系的概念图。
图14是显示第5实施方式的液晶曝光装置的图(剖面图)。
图15是第5实施方式的基板位置测量系的概念图。
图16(a)及图16(b)是显示第6实施方式的基板载台装置的图(分别为剖面图、俯视图)。
图17是显示测量光束在编码器标尺上的照射点的图。
具体实施方式
《第1实施方式》
以下,针对第1实施方式,使用图1~图6(b)加以说明。
图1中概略的显示了第1实施方式的液晶曝光装置10的构成。液晶曝光装置10,例如是以用于液晶显示设备(平面显示器)等的矩形(方型)玻璃基板P(以下,简称为基板P)为曝光对象物的步进扫描方式的投影曝光装置,所谓的扫描机。
液晶曝光装置10,具有照明系12、保持形成有电路图案等的光罩M的光罩载台装置14、投影光学系16、装置本体18、保持表面(图1中朝向+Z侧的面)涂布有光阻剂(感应剂)的基板P的基板载台装置20、以及此等的控制系等。以下,将曝光时光罩M与基板P相对投影光学系16分别被扫描的方向设为X轴方向、水平面内与X轴正交的方向为Y轴方向、与X轴及Y轴正交的方向为Z轴方向进行说明。此外,将绕X轴、Y轴及Z轴旋转的方向分别设为θx、θy及θz方向来进行说明。
照明系12,具有与例如美国专利第5,729,331号说明书等所揭露的照明系相同的构成。照明系12,将从未图示的光源(水银灯等)射出的光,分别透过未图示的反射镜、分色镜、遮帘、滤波器、各种透镜等,作为曝光用照明光(照明光)IL照射于光罩M。照明光IL,使用例如i线(波长365nm)、g线(波长436nm)、h线(波长405nm)等的光(或上述i线、g线、h线的合成光)。
光罩载台14保持有光穿透型的光罩M。主控制装置50(参照图4)透过包含线性马达的光罩载台驱动系52(参照图4)将光罩载台14(亦即光罩M)相对照明系12(照明光IL)往X轴方向(扫描方向)以既定长行程加以驱动、并微幅驱动于Y轴方向及θz方向。光罩载台14于水平面内的位置信息,由包含雷射干涉仪的光罩载台位置测量系54(参照图4)加以求出。
投影光学系16配置在光罩载台装置14的下方。投影光学系16,是与例如美国专利第6,552,775号说明书等所揭示的投影光学系具有相同构成的、所谓的多透镜(multi-lens)投影光学系,具备形成正立正像的两侧远心的复数个光学系。从投影光学系16投射向基板P的照明光IL的光轴AX与Z轴平行。
于液晶曝光装置10,当以来自照明系12的照明光IL照明位在既定照明区域内的光罩M时,藉由通过光罩M的照明光,透过投影光学系16将该照明区域内的光罩M的投影像(部分正立像),形成在基板P上的曝光区域。并相对照明区域(照明光IL)使光罩M于扫描方向移动且相对曝光区域(照明光IL)使基板P于扫描方向移动,据以进行基板P上的一个照射(shot)区域的扫描曝光,于该照射区域转印形成在光罩M的图案(对应光罩M的扫描范围的图案全体)。此处,光罩M上的照明区域与基板P上的曝光区域(照明光的照射区域),是藉由投影光学系16而彼此成为光学上共轭关系。
装置本体18是支承上述光罩载台14及投影光学系16的部分,透过复数个防振装置18d设置在无尘室的地面F上。装置本体18,具有与美国专利申请公开第2008/0030702号说明书所揭示的装置本体相同的构成,具有支承上述投影光学系16的上架台部18a(亦称光学平台等)、一对下架台部18b(图1中,因在纸面深度方向重迭,因此一方未图示。参照图2)、及一对中架台部18c。
基板载台装置20,是用以将基板P相对投影光学系16(照明光IL)加以高精度定位的部分,将基板P沿水平面(X轴方向及Y轴方向)以既定的长行程加以驱动、并微幅驱动于6自由度方向。基板载台装置20的构成虽无特别限定,但以使用例如美国专利申请公开第2008/129762号说明书、或美国专利申请公开第2012/0057140号说明书等所揭示的包含2维粗动载台、与相对该2维粗动载台被微幅驱动的微动载台的所谓的粗微动构成的载台装置较佳。
本第1实施方式中的基板载台装置20,举一例而言,是具备复数个(本实施方式中为3个)底座22(图1中于纸面深度方向重迭。参照图2)、Y粗动载台24、X粗动载台26、重量抵销装置28、Y步进导件30、微动载台32、基板保持具36等的粗微动构成的载台装置。
底座22由延伸于Y轴方向的构件构成,以和装置本体18在振动上绝缘的状态设置在地面F上。3个底座22于X轴方向以既定间隔配置(参照图2)。
Y粗动载台24,如图2所示,载置在3个底座22上。Y粗动载台24,具有与上述底座22对应的3个Y托架24a、与载置在该3个Y托架24a上的一对(图2中一方未图示。参照图1)X梁24b。Y粗动载台24,透过用以将基板P驱动于6自由度方向的基板载台驱动系56(图2中未图示。参照图4)的一部分的复数个Y致动器24c,在3个底座22上以既定长行程被驱动于Y轴方向。又,Y粗动载台24透过配置在与底座22之间的线性引导装置24d,被直进引导于Y轴方向。
回到图1,X粗动载台26被载置在一对X梁24b上。X粗动载台26由俯视(从+Z方向观察)矩形的板状构件构成,于中央形成有开口部。X粗动载台26,透过基板载台驱动系56(参照图4)的一部分的复数个X致动器26a,在Y粗动载台24上以既定长行程被驱动于X轴方向。又,X粗动载台26,透过配置在与Y粗动载台24之间的线性引导装置26b,被直进引导于X轴方向。又,图2是显示X粗动载台26位于+X侧的行程终点的状态的图。又,X粗动载台26,藉由上述线性引导装置26b相对Y粗动载台24往Y轴方向的相对移动受到机械性的限制,而与Y粗动载台24一体的往Y轴方向移动。上述基板载台驱动系56所具有的Y致动器24c(参照图2)、X致动器26a(参照图1),可使用线性马达、进给螺杆(滚珠螺杆)装置等。
重量抵销装置28,如图2所示,插入形成在X粗动载台26的开口部内。重量抵销装置28亦称为心柱,从下方支承微动载台32、及包含基板保持具36的系统的自重。关于重量抵销装置28的详情,因已揭露于美国专利申请公开第2010/0018950号说明书,因此省略其说明。重量抵销装置28,透过复数个连接装置28a(亦称挠曲(Flexure)装置)机械性的连接于X粗动载台26,受X粗动载台26牵引而与X粗动载台26一体的沿XY平面移动。
Y步进导件30,其作为重量抵销装置28移动时的平台的部分。Y步进导件30由延伸于X轴方向的构件构成,透过复数个线性引导装置30a载置在装置本体18所具有的一对下架台部18b上。Y步进导件30插入Y粗动载台24所具有的一对X梁24b间(参照图1)、且透过复数个连接装置30b(图2中未图示。参照图1)机械性的连接于Y粗动载台24。据此,Y步进导件30即与Y粗动载台24一体的往Y轴方向以既定长行程移动。重量抵销装置28,透过空气轴承28b以非接触状态载置在Y步进导件30上,在X粗动载台26于Y粗动载台24上仅往X轴方向移动的情形时,在静止状态的Y步进导件30上往X轴方向移动,而在X粗动载台26与Y粗动载台24一体的往Y轴方向移动(亦包含伴随往X轴方向的移动的情形)情形时,则与Y步进导件30一体的(避免从Y步进导件30脱落)往Y轴方向移动。
微动载台32由俯视矩形的板状(或箱形)构件构成,以中央部透过球面轴承装置34相对XY平面摆动(倾斜动作)自如的状态,被重量抵销装置28从下方以非接触状态(可沿XY平面相对移动的状态)支承。于微动载台32上面固定有基板保持具36,于该基板保持具36上载置基板P。基板保持具36形成为俯视矩形的板状,以真空吸附方式保持基板P。
微动载台32是上述基板载台驱动系56(图1及图2中未图示。参照图4)的一部分,透过包含X粗动载台26所具有的固定子与微动载台32所具有的可动子的复数个线性马达,由主控制装置50(参照图4)控制相对X粗动载台26被微幅驱动于6自由度方向。复数个线性马达,分别包含复数个X音圈马达56x(图1中未图示)、Y音圈马达56y(图2中未图示)、Z音圈马达56z。又,主控制装置50,在X粗动载台26沿XY平面以长行程移动时,藉由上述复数个线性马达对微动载台32赋予推力,以使微动载台32与X粗动载台26一体的沿XY平面以长行程移动。包含基板载台驱动系56的以上说明的基板载台装置20的构成(测量系除外),以揭示于美国专利申请公开第2012/0057140号说明书等。
微动载台32(亦即基板P)的位置测量系,如图4所示,包含用以求出基板于XY平面内的位置信息(含θz方向的旋转量信息)的基板载台水平面内位置测量系58(以下,称「水平面内位置测量系58」)、与用以求出基板在与水平面交叉的方向的位置信息(Z轴方向的位置信息、θx及θy方向的旋转量信息。以下,称「Z倾斜位置信息」)的基板载台Z倾斜位置测量系70(以下,称「Z倾斜位置测量系70」)。
作为水平面内位置测量系58,虽未图示,但可采用使用固定在微动载台32、基板保持具36(分别参照图1)的棒状反射镜(与X轴平行延伸的Y棒状反射镜、及与Y轴平行延伸的X棒状反射镜)的光干涉仪系统等。关于使用光干涉仪系统的位置测量系的详情,因已揭露于美国专利申请公开第2010/0018950号说明书等,因此省略说明。
Z倾斜位置测量系70,如图1所示,具有一对读头单元(读头单元72a、72b)。一读头单元72a配置在投影光学系16的+Y侧、另一读头单元72b配置在投影光学系16的-Y侧(参照图2)。读头单元72a、72b,除配置不同外,为实质相同的装置。
读头单元72a、72b,使用基板载台装置20所具有的一对靶38(target、靶构件)测量基板P的Z倾斜位置信息。一对靶38中,一配置在基板保持具36的+Y侧、另一配置在基板保持具36的-Y侧。一对靶38于Y轴方向的间隔,设定为与上述读头单元72a、72b的Y轴方向间隔大致相同。
靶38,由图1及图2可知,由延伸于X轴方向、且与XY平面平行的板状(带状)构件构成。靶38的上面为反射面。作为靶38,可使用平面镜等。靶38的X轴方向长度被设定为较基板保持具36(及基板P)的X轴方向长度长,于本实施方式,设定为基板保持具36的X轴方向长度的1.1~2倍程度。又,靶38的长度亦可较基板保持具36的X轴方向长度短。例如,可对应测量Z倾斜位置信息的场所及时序,设置复数个较基板保持具36的X轴方向长度短的靶38。
靶38,以其上面的高度位置(Z轴方向的位置)与载置在基板保持具36上的基板P表面的高度位置大致相同的方式,透过托架38a安装在基板保持具36的侧面。因此,当基板保持具36被驱动于与水平面交叉的方向(往光轴AX方向的移动、及相对水平面倾斜的方向)时,一对靶38即与该基板保持具36一体的往与水平面交叉的方向移动。据此,载置在基板保持具36上的基板P的姿势变化即反映于靶38的上面(反射面)。又,图1及图2中,虽然靶38安装在基板保持具36的侧面,但只要能反映基板P的姿势变化的话,靶38的设置位置并无特别限定,可固定在微动载台32、亦可直接安装在基板保持具36的上面。此外,亦可将基板保持具36、微动载台32、基板P等的至少一部分的上面作为靶38,以测量Z倾斜位置信息。亦即,可使基板保持具36、微动载台32、基板P等的至少一部分的上面具有与靶38同等的功能。如此,即使不设置靶38亦可,故能简化基板载台装置20的构成。
其次,说明读头单元72a、72b。读头单元72a,如图1所示,具备Y线性致动器74、以该Y线性致动器74相对投影光学系16(及装置本体18)于Y轴方向被以既定行程驱动的Y滑件76、及固定在Y滑件76的一对传感器头78(图1中于纸面深度方向重迭。参照图2)。读头单元72b亦同。
Y线性致动器74(驱动机构)固定在装置本体18所具有的上架台部18a的下面。Y线性致动器74,具备将Y滑件76往Y轴方向引导的线性导件、与对Y滑件76赋予推力的驱动系。线性导件的种类虽无特别限定,但以反复再现性高的空气轴承较佳。驱动系的种类亦无特别限定,可使用线性马达、皮带(或金属线)驱动装置等。
Y线性致动器74受主控制装置50(参照图4)控制。主控制装置50控制Y线性致动器74,以使Y滑件76往Y轴方向的移动方向、移动量及移动速度与基板P(微动载台32)往Y轴方向的移动方向、移动量及移动速度大致相同。又,图1及图2中虽未图标,主控制装置50透过Y滑件位置测量系80(参照图4),求出Y滑件76相对装置本体18(亦即投影光学系16)的位置信息。作为Y滑件位置测量系80,可以是如线性编码器系统般的测量系统,亦可以是基于对Y线性致动器74的输入讯号等之物。
一对传感器头78在Y滑件76的下面于X轴方向分离安装(参照图2)。一对传感器头78,如图3所示,与靶38对向、朝向下方(-Z方向)配置。本实施方式中,作为传感器头78,例如使用雷射变位计,但传感器头78的种类,只要能以所欲之精度(解析能力)且以非接触方式测量以装置本体18(参照图1)为基准的靶38往Z轴方向的位移的话,无特别限定。
此处,各读头单元72a、72b所具有的一对传感器头78,由于于X轴方向分离,因此,主控制装置50(参照图4)可根据该一对传感器头78的输出的平均值,求出对应的靶38的Z轴方向位置(变位量)信息,以及可根据一对传感器头78的输出之差求出靶38的θy方向的倾斜量信息。又,由于读头单元72a、72b(及对应的靶38)于Y轴方向分离,因此,主控制装置50可根据该读头单元72a、72b所具有的不在同一直在线的合计4个传感器头78的输出,求出基板保持具36(参照图1)的θx方向的倾斜量信息。此外,在求出靶38的Z轴方向位置(变位量)信息时,可根据该一对传感器头78中的1个传感器头的输出加以求出。
图4中显示了以液晶曝光装置10(参照图1)的控制系为中心构成,统筹控制构成各部的主控制装置50的输出入关系的方块图。主控制装置50包含工作站(或微电脑)等,统筹控制液晶曝光装置10的构成各部。
以上述方式构成的液晶曝光装置10(参照图1),在主控制装置50(参照图4)的管理下,藉由未图示的光罩装载器进行光罩M往光罩载台14上的装载、并藉由未图示的基板装载器进行基板P往基板载台装置20(基板保持具36)上的装载。之后,由主控制装置50,使用未图标的对准检测系实施对准测量,该对准测量结束后,对设定在基板P上的复数个照射区域逐次进行步进扫描(step&scan)方式的曝光动作。
于上述扫描曝光动作时,主控制装置50(参照图4)根据Z倾斜位置测量系70(参照图4)的输出,以在基板P上的照明光IL(参照图1)的照射区域(曝光区域)自动地位于投影光学系16(参照图1)的焦深内的方式,进行基板P的Z倾斜方向的定位控制(所谓的自动对焦控制)。又,作为基板P的Z倾斜位置测量系,可将在上述曝光区域的近旁直接测量基板P的面位置信息的方式的测量系(公知的自动对焦传感器),与本实施方式的Z倾斜位置测量系70并用。
在一连串的步进扫描(step&scan)方式的曝光动作时,主控制装置50(参照图4),如图5、图6(a)所示,在为进行照射间移动而使基板P(基板保持具36)往Y轴方向(图5、图6(a)中为+Y方向。参照白箭头)移动时,以和该基板P同步的方式(来自传感器头78的测量光不会脱离对应的靶38的方式),将读头单元72a、72b各个的Y滑件76往Y轴方向驱动(参照图5、图6(a)的黑箭头)。如此,即能与基板P的Y位置无关的,求出基板P的Z倾斜位置信息。此时,靶38的Y轴方向宽度,由于设定得较传感器头78在靶38上的测量点充分的大,因此传感器头78与基板保持具36在Y轴方向的位置即使不是严谨的同步亦可。
相对于此,如图6(b)所示,在一连串的步进扫描方式的曝光动作时,为进行扫描曝光动作而使基板P(基板保持具36)往X轴方向(图6(b)中为-X方向。参照白箭头)移动时,主控制装置50(参照图4),是使读头单元72a、72b各个的Y滑件76在静止状态(传感器头78与对应的靶38对向的状态)下,求出基板P的Z倾斜位置信息。又,在靶38表面的平面度及Y滑件76的直行精度之确保有可能困难之情形时,关于上述平面度、直行精度,可预先进行测量以求出修正信息,于实际之Z倾斜位置信息之测量时,根据上述修正信息修正传感器头78之输出即可。
根据以上说明之第1实施方式之Z倾斜位置测量系70,由于是以装置本体18为基准,直接测量保持基板P之基板保持具36之姿势变化,因此能高精度求出基板P之Z倾斜位置信息。此处,虽可考虑在基板保持具36安装测量传感器,以重量抵销装置28(亦即Y步进导件30)为基准求出基板保持具36的姿势变化,但因重量抵销装置28(及Y步进导件30)是沿着XY平面移动的构成,因此测量精度有可能降低。相对于此,本实施方式的Z倾斜位置测量系70,因是以安装投影光学系16的上架台部18a为基准,因此能与基板载台装置20的动作无关的,以高精度测量基板P的姿势变化。
又,在上述曝光区域近旁直接测量基板P的面位置信息的方式的Z倾斜位置测量系(自动对焦传感器),如图2所示,在基板保持具36位于X轴方向的行程终点时,由于基板P不在投影光学系16的下方,因此无法求出基板P的Z倾斜位置信息,但藉由本实施方式的Z倾斜位置测量系70的使用,能与基板保持具36的X轴方向位置无关的,求出基板P的Z倾斜位置信息。
《第2实施方式》
其次,使用图7及图8,说明第2实施方式的液晶曝光装置,。第2实施方式的液晶曝光装置的构成,除用以求出基板P的Z倾斜位置信息的测量系的构成不同外,与上述第1实施方式相同,因此,以下仅针对相异点加以说明,针对与上述第1实施方式具有相同构成及功能的要素,赋予与上述第1实施方式相同的符号并省略其说明。
相对于上述第1实施方式的Z倾斜位置测量系70(参照图6(a)等),在投影光学系16的+Y侧及-Y侧分别各配置1个读头单元(读头单元72a、72b),于本第2实施方式的Z倾斜位置测量系170,如图8所示,在投影光学系16的+Y侧配置2个读头单元172a、172c、并在投影光学系16的-Y侧亦配置有2个读头单元172b、172d。亦即,主控制装置50(参照图4)于上述第1实施方式是使用2个读头单元72a、72b(亦即,合计4个传感器头78)求出基板P的Z倾斜位置信息,相对于此,于本第2实施方式,则是适当的使用4个读头单元172a~172d(亦即,合计8个传感器头78)求出基板P的Z倾斜位置信息。读头单元172a~172d的构成,因与上述第1实施方式的读头单元72a、72b相同,故省略其说明。
又,如图2、图6(a)等所示,相对于上述第1实施方式中,2个读头单元72a、72b的X位置与投影光学系16的X位置大致相同,如图8所示,于本第2实施方式,投影光学系16的+Y侧的2个读头单元172a、172c,其中之一(读头单元172a)较投影光学系16配置在+X侧、而另一(读头单元172c)则配置在投影光学系16的-X侧(亦即扫描方向的前侧与内侧)。投影光学系16的-Y侧的2个读头单元172b、172d亦同。如此,本第2实施方式中,在投影光学系16的周围即配置有4个读头单元172a~172d。此外,关于在基板保持具36透过托架138a固定具有延伸于X轴方向的反射面的靶138的点,虽与上述第1实施方式相同,但本第2实施方式中,靶138的X轴方向尺寸较上述第1实施方式短。
本第2实施方式中在扫描曝光动作时的各读头单元172a~172d的动作,因与上述第1实施方式大致相同,故省略其说明。亦即,主控制装置50(参照图4),一边使各读头单元172a~172d的Y滑件76与基板保持具36(基板P)往Y轴方向的移动(参照图8的白箭头)同步往Y轴方向移动(参照图8的黑箭头)、一边根据4个读头单元172a~172d中的至少2个读头单元(读头单元172a与读头单元172b、或读头单元172c与读头单元172d、或所有读头单元172a~172d)具有的传感器头78的输出,求出基板P的Z倾斜位置信息。
以上说明的本第2实施方式的Z倾斜位置测量系170,由于是在投影光学系16的+X侧及-X侧分别配置有在Y轴方向分离的2个读头单元(读头单元172a、172b、及读头单元172c、172d),因此与上述第1实施方式相较,于X轴方向的检测区域较长。从而,如图7所示,与上述第1实施方式(参照图2)相较,可将靶138的X轴方向长度做得较短。如此,能使微动载台32轻量化,因此能提升基板P的位置控制性。
《第3实施方式》
其次,使用图9~图11说明第3实施方式的液晶曝光装置。第3实施方式的液晶曝光装置的构成,除用以求出基板P的Z倾斜位置信息的测量系的构成不同外,与上述第1或第2实施方式相同,因此,以下仅针对相异点进行说明,对与上述第1或第2实施方式具有相同构成及功能的要素,赋予与上述第1或第2实施方式相同的符号并省略其说明。
本第3实施方式的Z倾斜位置测量系270,具有传感器头78的Y滑件76相对水平面(XY平面)的倾斜量信息是由主控制装置50(参照图4)求出的点与上述第1及第2实施方式不同。主控制装置50,根据传感器头78的输出与该输出时的Y滑件76的倾斜量信息(亦即,一边修正Y滑件76的倾斜)求出基板P的Z倾斜位置信息。
又,本第3实施方式,以和上述第2实施方式相同的配置(亦即,于投影光学系16的周围),配置有4个读头单元272a~272d(参照图9及图11)。4个读头单元272a~272d的构成,除配置不同外,实质相同。又,不限于此,亦可以是以和上述第1实施方式相同的配置(亦即,在与投影光学系16相同的X位置),配置2个读头单元的构成。此时,与上述第1实施方式同样的,使用X轴方向的尺寸较靶138长的靶38(参照图2等)。
如图10所示,读头单元272a(读头单元272b~272d亦同)与上述第2实施方式同样的,具有对靶138(往-Z方向)照射测量光、于X轴方向分离的一对传感器头78(朝下读头)。使用4个读头单元272a~272d各自具有的一对(合计8个)传感器头78求出基板P的Z倾斜位置信息的手法,因与上述第2实施方式相同,故省略说明。
此处,于读头单元272a,安装有传感器头78的Y滑件76(图10中未图示。参照图9)是藉由线性引导装置被直进引导于Y轴方向的构成,传感器头78(测量光相对对应的靶138的光轴)有可能产生倾斜及Z变位。因此,主控制装置50(参照图4)使用安装在Y滑件76的4个传感器头278(朝上读头),求出关于Y滑件76的倾斜(倾倒)量的信息(亦包含关于光轴方向的变位量的信息)、并根据4个传感器头278的输出修正2个传感器头78的输出,以抵销该Y滑件76的倾斜(测量光的光轴的偏移)。又,本第4实施方式中,4个传感器头278(朝上读头)虽配置在不在同一直在线的4个位置,但不限于此,亦可将3个传感器头278配置在不在同一直在线的3处。
本实施方式中,作为传感器头278(朝上传感器),例如使用与传感器头78相同的雷射变位计,使用固定在上架台部18a(参照图9、图11)下面的延伸于Y轴方向的靶280(亦即以上架台部18a为基准),求出Y滑件76的倾斜量相关的信息。又,只要是能以所欲之精度求出关于Y滑件76的倾斜量的信息的话,传感器头278的种类并无特别限定。
根据以上说明的第3实施方式,能以更高的精度求出基板P的Z倾斜信息。又,因传感器头78(朝下读头)的输出获得修正,因此Y滑件76的直进引导精度,与上述第1及第2实施方式相较可以较为粗糙。
《第4实施方式》
其次,使用图12及图13说明第4实施方式的液晶曝光装置。本第4实施方式中的Z倾斜位置测量系370,如图12所示,与上述第1实施方式同样的,具有配置在投影光学系16的+Y侧的读头单元372a、与配置在投影光学系16的-Y侧的读头单元372b。又,于基板保持具36,与读头单元372a、372b对应安装有一对靶338。靶338的X轴方向长度与上述第1实施方式相同。
如图13所示,读头单元372a,与上述第3实施方式(参照图10)同样的,具有用以求出基板P(参照图12)的Z倾斜位置信息的一对传感器头78(朝下读头)、与用以测量一对传感器头78的倾斜量信息的4个传感器头278(朝上读头)。关于使用传感器头78、278求出基板P的Z倾斜位置信息的程序等,因与上述第3实施方式相同,故省略其说明。
又,本第4实施方式的液晶曝光装置,作为用以求出基板P于水平面内的位置信息的测量系的水平面内位置测量系58(参照图4),具有编码器系统。以下,关于本第3实施方式是针对编码器系统进行说明,而对与上述第1~第3实施方式具有相同构成及功能的要素,赋予与上述第1~第3实施方式相同的符号并省略其说明。
如图12所示,读头单元372a,具备Y线性致动器74、藉由该Y线性致动器74相对投影光学系16于Y轴方向被以既定行程驱动的Y滑件76、以及固定在Y滑件76的复数个测量读头(详情后叙)。读头单元372b亦相同。Y线性致动器74及Y滑件76的构成及功能,因与上述第1实施方式的读头单元72a(参照图1)具有的Y线性致动器74及Y滑件76实质相同,因此省略说明。
如图13所示,读头单元372a,作为上述复数个测量读头的一部分,具有2个X编码器读头384x(朝下X读头)、2个Y编码器读头384y(朝下Y读头)、2个X编码器读头386x(朝上X读头)及2个Y编码器读头386y(朝上Y读头)。又,如上所述,读头单元372a,作为上述复数个测量读头的一部分,具有一对传感器头78(朝下Z读头)与4个传感器头278(朝上Z读头)。以上的各读头384x、384y、386x、386y、78、278固定在Y滑件76(参照图12)。除图12中是构成为于纸面成左右对称外,读头单元372b亦同样构成。此外,一对靶338,于图12中构成为左右对称。
此处,本第4实施方式中,于靶338的上面安装有复数个标尺板340。标尺板340由延伸于X轴方向的俯视带状的构件构成,接着在靶338的上面。标尺板340的X轴方向长度,与靶338的X轴方向长度相较较短,复数个标尺板340于X轴方向以既定间隔(彼此分离)排列。又,在靶338的上面中、包含-Y侧端部近旁的带状区域,未贴有标尺板340,该带状区域对向于一对传感器头78(朝下Z读头),与上述第1~第3实施方式同样的,其功能在于作为基板P的Z倾斜位置测量用的反射面。又,亦可将复数个标尺板340的上面作为反射面,以进行基板P的Z倾斜位置测量。据此,因无需设置该带状区域,因此可简化靶338的构成。
于标尺板340形成有X标尺342x与Y标尺342y。X标尺342x形成在标尺板340的-Y侧的一半区域,Y标尺342y则形成在标尺板340的+Y侧的一半区域。X标尺342x具有反射型的X绕射光栅,Y标尺342y具有反射型的Y绕射光栅。又,于图13中,为便于理解,标尺板340显示的较实际厚,且形成X标尺342x、Y标尺342y的复数个格子线间的间隔(间距)显示的较实际宽。
2个X编码器读头384x在对向于X标尺342x配置的状态下,对X标尺342x照射测量光。主控制装置50(参照图4)反应随着基板P(参照图12)往X轴方向的移动,基于来自X标尺342x的光的X编码器读头384x的输出,求出基板P于X轴方向的变位量信息。2个Y编码器读头384y亦同样的与Y标尺342y对向配置,主控制装置50反应该Y编码器读头384y的输出,求出基板P于Y轴方向的变位量信息。又,主控制装置50根据读头单元372a及读头单元372b(参照图12)各个的X编码器读头384x的输出,求出基板P于θz方向的旋转量信息。
此处,2个X编码器读头384x及Y编码器读头384y于X轴方向的间隔,设定为较相邻的标尺板340间的间隔宽。因此,与基板P(参照图12)的X位置无关的,2个X编码器读头384x、Y编码器读头384y中的至少一方始终与标尺板340对向。据此,主控制装置50(参照图4)可根据2个编码器读头384x、384y中的一方、或2个编码器读头384x、384y的平均值,求出基板P的位置信息。又,于本实施方式,复数个标尺板340虽于X轴方向以既定间隔配置,但不限于此,以可使用X轴方向长度与靶338同等的长条状标尺板。此场合,用以求出基板P于水平面内的位置信息的编码器读头(朝下X读头384x、朝下Y读头384y),针对1个读头单元372a、372b,分别设置1个即可。
又,关于水平面内位置测量系58,在相对图13的标尺板380设于+X方向侧的X编码器读头384x与Y编码器读头384y(称+X方向侧的读头组)从标尺板340中的第1标尺板340往第2标尺板340(与第1标尺板相邻的标尺板340)移动以测定第2标尺板340时,+X方向侧的读头组,虽可紧接在使用第2标尺板340而成测量动作可能的状态后,测量基板P于X轴方向的位置信息,但+X方向侧的读头组的输出是从不定值(或零)再度开始计数,因此无法用于基板P的X位置信息的算出。因此,在此状态下,需要+X方向侧读头组各个的输出的接续处理。作为接续处理,具体而言,进行将不定值(或零)的+X方向侧读头组的输出,使用相对标尺板380设在-X方向侧的X编码器读头384x与Y编码器读头384y(称-X方向侧的读头组)的输出加以修正(以成为同值)的处理。该接续处理在-X方向侧的读头组到达第1标尺的测量范围外之前结束。
同样的,在-X方向侧的读头组到达第1标尺板340的测量范围外的情形时,在到达该测量范围外之前,将-X方向侧读头组的输出视为无效。因此,基板P的X位置信息是根据+X方向侧读头组的输出加以求出。然后,紧接着在-X方向侧读头组的各个成为可使用第2标尺板340进行测量动作后,对-X方向侧的读头组,进行使用+X方向侧读头组的输出的接续处理。
又,上述接续处理的前提在于,4个读头(+X方向侧的读头组、-X方向侧的读头组)彼此的位置关系为已知。此各读头间的位置关系,可在上述4个读头对向于共通的标尺的状态下使用该标尺求出,或使用配置在各读头间的测量装置(雷射干涉仪及距离传感器等)加以求出。此接续处理,可就朝上X读头386x与Y读头386y进行,亦可就朝下Z读头78及朝上Z读头278等进行。
又,主控制装置50(参照图4),与上述第1~第3实施方式同样的,随着基板P(参照图12)往Y轴方向的移动,将Y滑件76(参照图12)与基板P同步往Y轴方向驱动。此时,本实施方式的水平面内位置测量系58根据Y滑件76具有的X编码器读头384x、Y编码器读头384y的输出求出基板P的位置信息,因此,Y滑件76本身往Y轴方向的变位量信息,亦须以和基板P同程度的精度加以测量。因此,本实施方式的水平面内位置测量系58,作为Y滑件位置测量系80(参照图4),进一步具备使用固定在上架台部18a(参照图12)下面的标尺板380求出Y滑件76的变位的编码器系统。
标尺板380由延伸于Y轴方向的板状构件构成,于其下面,与上述标尺板340同样的,形成有X标尺382x及Y标尺382y。又,于Y滑件76(参照图12),与X标尺382x对向、安装有2个于Y轴方向分离的X编码器读头386x,并与Y标尺382y对向、安装有2个于Y轴方向分离的Y编码器读头386y。又,标尺板380亦与4个传感器头278(朝上Z读头)对向,亦具有作为在使用该4个传感器头278求出Y滑件76的倾斜量时的靶(反射面)的功能。
主控制装置50(参照图4),在使基板P(参照图12)往Y轴方向移动时,与该基板P同步使Y滑件76往Y轴方向移动。主控制装置50根据2个X编码器读头386x及2个Y编码器读头386y的输出,求出此时的Y滑件76于XY平面内的位置信息,并根据该Y滑件76的位置信息与安装在Y滑件76的2个X编码器读头384x、Y编码器读头384y的输出,求出基板P于XY平面内的位置信息。如以上所述,本实施方式的水平面内位置测量系58,透过Y滑件76、间接的以装置本体18为基准,以编码器系统求出基板P于水平面内的位置信息。
根据以上说明的第4实施方式,是以编码器系统求出基板P于XY平面内的位置信息,因此与光干涉仪系统相较,能降低空气波动等的影响,提升测量精度。此外,本实施方式的编码器系统,读头追随基板P往Y轴方向的移动而移动,因此无需准备能涵盖基板P于XY平面内的全移动范围的大标尺板。
又,于本第4实施方式,藉由X编码器读头384x、386x及Y编码器读头384y、386y求出基板P及Y滑件76各个的XY平面内的位置信息,但亦可使用可测量Z轴方向的变位量信息的2维编码器读头(XZ编码器读头或YZ编码器读头),与基板P及Y滑件76各个的XY平面内的位置信息,一并求出基板P及Y滑件76各个的Z倾斜变位量信息。此场合,可省略用以求出基板P的Z倾斜位置信息的传感器头78、278。又,此场合,为求出基板P的Z倾斜位置信息,2个朝下Z读头必须始终对向于标尺板340,因此,藉由将标尺板340以和靶338同程度的长度的1片长条标尺板来构成、或将上述2维编码器读头于X轴方向以既定间隔配置3个以上较佳。
又,于本第4实施方式,在靶338的上面设有为了获得基板P于XY平面内的位置信息而使用的标尺板340、与基板P的Z倾斜位置测量用的被测量面(未贴有标尺板340的带状区域),因此无需将X编码器读头384x与Y编码器读头384y跨于标尺板340间时进行的接续处理,针对传感器头78(朝下Z读头)进行。如此,即能简单的进行Z倾斜位置测量。又,亦可将复数个标尺板340的上面作为反射面,在进行基板P的Z倾斜位置测量的情形时,针对传感器头78(朝下Z读头)亦进行接续处理。此场合,由于可不设置该带状区域,因此能简化靶338的构成。
此处,如上所述,在上述基板保持具36的Y步进动作时,于基板载台装置20,例如2个Y滑件76与基板保持具36同步被驱动于Y轴方向。亦即,主控制装置50(参照图4)一边根据编码器系统的输出将基板保持具36往Y轴方向驱动至目标位置、一边根据Y滑件位置测量系80(参照图4。此处是编码器系统)的输出将Y滑件76驱动于Y轴方向。此时,主控制装置50同步驱动Y滑件76与基板保持具36(以Y滑件76追随基板保持具36的方式)。又,主控制装置50是在复数个读头384x、384y中的至少1个读头不会从标尺板340脱离(不会到可测量范围外)的范围,进行Y滑件76的位置控制。
因此,与基板保持具36的Y位置(亦包含基板保持具36的移动中)无关的,从X读头384x、Y读头384y(分别参照图13)分别照射的测量光束,不会从X标尺342x、Y标尺342y(分别参照图13)脱离。换言之,只要在使基板保持具36往Y轴方向移动中(Y步进动作中)从X读头384x、Y读头384y照射的测量光束的各个不会从X标尺342x、Y标尺342y脱离的程度,亦即使用来自X读头384x、Y读头384y的测量光束进行的测量不会中断(可持续测量)程度,使例如2个Y滑件76与基板保持具36同步往Y轴方向移动即可。
此时,可在基板保持具36往步进方向(Y轴方向)移动之前,使Y滑件76(X读头384x、386x、Y读头384y、386y)较基板保持具36先往步进方向开始移动。如此,可抑制各读头的加速度,进一步抑制移动中的各读头的倾斜(相对行进方向倾斜的情形)。此外,亦可取代此,使Y滑件76较基板保持具36慢开始往步进方向移动。
又,当基板保持具36的Y步进动作结束时,即根据光罩载台位置测量系54(参照图4)的输出将光罩M(参照图1)驱动于-X方向,并与该光罩M同步,根据基板载台水平面内位置测量系(参照图4。此处是编码器系统)的输出将基板保持具36驱动于-X方向,据以将光罩图案转印至基板P上的照射(shot)区域。此时,例如2个Y滑件76为静止状态。于液晶曝光装置10,藉由适当反复上述光罩M的扫描动作、基板保持具36的Y步进动作及基板保持具36的扫描动作,据以对基板P上的复数个照射区域依序转印光罩图案。于上述曝光动作时,例如2个Y滑件76,为维持与靶338(标尺板340)的对向状态,而在基板保持具36每次往+Y方向及-Y方向步进时,被与该基板保持具36往同方向、同距离驱动。
此处,如上所述,Y标尺342y具有延伸于X轴方向的复数个格子线。此外,如图17所示,从Y读头384y照射至Y标尺342y上的测量光束的照射点384y(为方便起见,赋予与Y读头相同符号来进行说明),是以Y轴方向为长轴方向的椭圆状。于编码器系统,当Y读头384y与Y标尺342y于Y轴方向相对移动而测量光束跨于格子线时,来自Y读头384y的输出即根据来自上述照射点的±1次绕射光的相位变化而变化。
相对于此,主控制装置50(参照图4),在上述扫描曝光动作中,将基板保持具36驱动于扫描方向(X轴方向)时,以来自Y滑件76(参照图12)所具有的Y读头384y的测量光束不会跨于形成Y标尺342y的复数个格子线的方式,亦即,以Y读头384y的输出不会变化(变化为零)的方式,控制Y滑件76的步进方向的位置(Y位置)。
具体而言,例如以具有解析能力高于构成Y标尺342y的格子线间的间距的传感器测量Y读头384y的Y位置,在来自该Y读头384y的测量光束的照射点即将跨于格子线(Y读头384y的输出即将变化)的前一刻,透过Y线性致动器74(参照图12)控制Y读头384y的Y位置。此外,不限于此,亦可例如在因来自Y读头384y的测量光束跨于格子线而使得Y读头384y的输出变化的情形时,反应于此,藉由对该Y读头384y进行驱动控制,实质的使来自Y读头384y的输出不变化。此场合,不需要测量Y读头384y的Y位置的传感器。
《第5实施方式》
其次,使用图14及图15说明第5实施方式的液晶曝光装置。本第5实施方式的液晶曝光装置与上述第4实施方式同样的,使用编码器系统求出基板P于水平面内的位置信息,但该编码器系统用(水平面内位置测量系)的读头单元、与Z倾斜位置测量系用的读头单元是独立的点,与上述第4实施方式不同。以下,说明与第4实施方式的相异点,针对与上述第4实施方式具有相同构成及功能的要素,赋予与上述第4实施方式相同的符号并省略其说明。
本第5实施方式的液晶曝光装置中的Z倾斜位置测量系,与上述第3实施方式的Z倾斜位置测量系270同样构成。亦即,如图14所示,于上架台部18a的下面安装有4个读头单元272a~272d(图12中,读头单元272b、272d未图示。参照图9等),使用该读头单元272a~272d求出基板P的Z倾斜位置信息。于上架台部18a,以和读头单元272a~272d对向的方式固定有靶280(反射面)。关于使用4个读头单元272a~272d分别具有的Z传感器头78、278求出基板P的Z倾斜位置信息的程序等,因与上述第3实施方式相同,故省略说明。
编码器系统(水平面内位置测量系58),与上述第4实施方式同样的,隔着投影光学系16具有一对读头单元472a、472b。读头单元472a、472b,除配置不同外,实质上具有相同构成。读头单元472a配置在读头单元272a与读头单元272c之间。此外,虽未图标,但读头单元472b配置在读头单元272b与读头单元272d之间。读头单元472a、472b与读头单元272a~272d同样的,固定在上架台部18a的下面。又,于上架台部18a与读头单元472a、472b对向固定有标尺板380。
如图15所示,读头单元472a是从上述第4实施方式的读头单元372a(参照图13)去除复数个传感器头78、278之物。关于使用本第5实施方式中的读头单元472a、472b(参照图14)求出基板P于水平面内的位置信息的程序等,因与上述第4实施方式相同,故省略说明。
根据本第5实施方式,由于基板P的水平面内位置测量系的读头单元、与基板的Z倾斜位置测量系用的读头单元是独立的,因此与上述第4实施方式相较,读头单元的构成简单、且各传感器头的配置容易。此外,与上述第4实施方式相较,能缩短靶438的X轴方向尺寸。
《第4及第5各实施方式的变形例》
又,上述第4及第5各实施方式(基板载台水平面内位置测量系58是编码器系统时的实施方式)中,将X标尺(图中所示的X轴方向测量用的格子图案)及Y标尺(图中所示的Y轴方向测量用的格子图案)设置在彼此独立的标尺用构件(例如配置在靶338上的复数个标尺板)。然而,亦可将此等复数个格子图案,在同一长标尺用构件上以分开成一群一群的格子图案的方式形成。或者,亦可在同一长标尺用构件上连续形成格子图案。
又,将在靶338、438上,于X轴方向复数个标尺透过既定间隔的间隙连接配置的标尺群(标尺列),以复数个列配置在彼此于Y轴方向分离的不同位置(例如相对投影光学系16的一侧(+Y侧)的位置、与另一侧(-Y侧)的位置)的情形时,可配置成复数个列间、上述既定间隔的间隙的位置于X轴方向不重复。以此方式配置复数个标尺列的话,即不会有彼此对应标尺列配置的读头同时到达测量范围外(换言之,两读头同时对向于间隙)的情形。
又,将在靶338、438上,于X轴方向的复数个标尺透过既定间隔的间隙连接配置的标尺群(标尺列),以复数个列配置在彼此于Y轴方向分离的不同位置(例如相对投影光学系16的一侧(+Y侧)的位置、与另一侧(-Y侧)的位置)的情形时,可将此复数个标尺群(复数个标尺列)构成为可根据在基板上的照射的配置(照射图、shot map)加以区分使用。例如,将复数个标尺列整体的长度,做成在标尺列间互异的话,即能因应不同的照射图,亦能因应取4面的情形与取6面的情形等基板上形成的照射区域的数量变化。此外,以此方式配置、并使各标尺列的间隙的位置在X轴方向为互异的位置的话,因分别对应复数个标尺列的各读头不会有同时成为测量范围外的情形,因此能减少接续处理中被视为不定值的传感器的数量,以高精度进行接续处理。
又,可将在靶338、438上,于X轴方向的复数个标尺透过既定间隔的间隙连接配置的标尺群(标尺列)中,1个标尺(X轴测量用的图案)于X轴方向的长度,做成可连续测定1照射区域的长度(在使基板保持具上的基板一边往X轴方向移动、一边进行扫描曝光时,组件图案被照射而在基板上形成的长度)量的长度。如此一来,在1照射区域的扫描曝光中,无需进行读头相对复数个标尺的接续控制,因此能容易的进行扫描曝光中的基板P(基板保持具)的位置测量(位置控制)。
又,靶338、438上的透过既定间隔的间隙将复数个标尺于X轴方向连接配置的标尺群(标尺列)中,于上述实施方式,虽将各标尺的长度相同者连接配置,但亦可将长度互异的标尺连接配置。例如,可将靶338、438上的标尺列中,于X轴方向配置在中央部的标尺的长度物理上做成较靠近两端部分别配置的标尺(标尺列中,配置在各端部的标尺)的X轴方向长度长。
又,靶338、438上透过既定间隔的间隙的复数个标尺于X轴方向连接配置的标尺群(标尺列)中,复数个标尺间的距离(换言之,间隙长度)、1个标尺的长度、以及与相对该标尺列移动的2个读头(在1个Y滑件76的内部彼此对向配置的读头,例如图13所示的2个读头384x),是以满足「1个标尺长度>对向配置的读头间的距离>标尺间的距离」的关系的方式配置。此关系,不仅是设在靶338、438上的标尺及与此对应的读头384x、384y,在将设于上架台部18a的标尺板380于Y轴方向以既定间隔配置的情形时,设在该上架台部18a的标尺板380及与此对应的读头386x、386y间亦满足上述关系。
又,一对X读头384x与一对Y读头384y虽以各1个成对的方式于X轴方向排列配置(X读头384x与Y读头384y虽在X轴方向配置在相同位置),但亦可将此等于X轴方向相对错开配置。
又,形成在靶338、438上的标尺板340内,X标尺342x与Y标尺342y虽在X轴方向以同一长度形成,但亦可使此等长度互异。此外,亦可使两者于X轴方向相对错开配置。
又,在某一Y滑件76及与此对应的标尺列(透过既定间隙将复数个标尺于既定方向连接配置的标尺列)于X轴方向相对移动时,Y滑件76内的某一组读头(例如图13的X读头384x与Y读头384y)在同时对向于上述标尺间的间隙后再同时对向于另一标尺的情形时(读头384x、384y接续到另一标尺的情形时),必须算出该接续的读头的测量初期值。此时,可使用与接续的读头不同另一在Y滑件76内剩余的一组读头(384x、384y)、及与此不同的再一个读头(于X轴方向分离、且配置在与脱离的读头间的距离较标尺长度短的位置者)的输出,来算出接续的读头在接续时的初期值。上述再一读头,可以是X轴方向的位置测量用读头、亦可以是Y轴方向的位置测量用读头。
又,于以上有说明“Y滑件76与基板保持具36同步移动”的情形,此是代表Y滑件76以大致维持对基板保持具36的相对位置关系的状态移动之意,并不限定于Y滑件76、基板保持具36两者间的位置关系、移动方向及移动速度以严密一致的状态移动的情形。
又,编码器系统,为取得基板载台装置20移动至与基板装载器的基板更换位置的期间的位置信息,可在基板载台装置20或其他载台装置设置基板更换用的标尺,使用朝下读头(X读头384x等)来取得基板载台装置20的位置信息。或者,在基板载台装置20或其他载台装置设置基板更换用的读头,藉测量标尺板340或基板更换用标尺,据以取得基板载台装置20的位置信息。此外,设置与编码器系统不同的另一位置测量系(例如载台上的标记与观察此标记的观察系)来进行载台的更换位置控制(管理)。
又,Z传感器不限于编码器系统,可以是雷射干涉仪、TOF传感器,亦可以是可测定距离的传感器。
又,虽是在靶338、438上设置标尺板340的构成,但亦可将标尺以曝光处理直接形成在基板P。例如,可形成在照射区域间的刻划在线。如此,即能测量形成在基板上的标尺,根据该位置测量结果,求出基板上的各照射区域的非线形成分误差,此外,亦能根据该误差提升曝光时的重迭精度。
又,Y滑件76、Y线性致动器74虽设在装置本体18的上架台部18a的下面(参照图12),但亦可设置在下架台部18b或中架台部18c。
《第6实施方式》
其次,使用图16(a)及图16(b)说明第6实施方式的液晶曝光装置。本第6实施方式的液晶曝光装置,用以将基板P相对投影光学系16(参照图1)进行高精度定位的基板载台装置520的构成,与上述第1~第5实施方式相异。用以求出基板P的6自由度方向的位置信息的测量系的构成,可适当使用与上述第1~第5实施方式的测量系中的任一者相同构成的测量系。以下,关于本第6实施方式,仅说明与上述第1~第5实施方式的相异点,针对与上述第1~第5实施方式具有相同构成及功能的要素,赋予与上述第1~第5实施方式相同的符号并省略其说明。
上述第1~第5实施方式中,基板P是以其背面被真空吸附保持于基板保持具36(参照图1等),相对于此,如图16(a)及图16(b)所示,本第6实施方式中的基板载台装置520,基板保持具540形成为俯视矩形框状(画框状),仅吸附保持基板P的端部近旁的点是不同的。此外,包含基板P中央部的大致全面,被可相对水平面于Z倾斜方向微幅驱动的非接触台536从下方非接触支承,据以沿着该非接触台536的上面被平面矫正。
进一步详细说明的话,非接触台536被固定在微动载台32的上面上。于本第6实施方式,微动载台32透过包含球形接头等的复数个链接装置550机械性的(不过,以能往Z倾斜方向微幅移动的状态)连结于X粗动载台26,藉由被该X粗动载台26牵引,而往X轴方向及Y轴方向以既定长行程移动。又,基板保持具540,具有形成为俯视矩形框状的本体部542、与固定在该本体部542上面的吸附部544。吸附部544亦与本体部542同样的,形成为俯视矩形框状。基板P被真空吸附保持于吸附部544。上述非接触台536,以对基板保持具540的吸附部544形成有既定间隙的状态,插入该吸附部544所具有的开口内。非接触台536,藉由并用对基板P下面的加压气体的喷出与气体的吸引,使负载(pre-load)作用于基板P,将该基板P以非接触状态(不妨碍沿水平面的相对移动的状态)加以平面矫正。
又,从微动载台32的下面,复数片(本实施方式中为4片)导板548沿水平面成放射状延伸。基板保持具540,对应上述复数片导板548,具有包含空气轴承的复数个垫546,藉由从该空气轴承喷向导板548上面的加压气体的静压,以非接触状态被载置在导板548上。微动载台32,与上述第1~第5实施方式不同的,相对X粗动载台24仅被微幅驱动于Z倾斜方向。此时,由于上述复数片导板548亦与微动载台32一体的往Z倾斜方向移动(姿势变化),因此当微动载台32姿势变化时,该微动载台32、非接触台536及基板保持具540(亦即基板P)即一体的姿势变化。
又,基板保持具540,透过包含该基板保持具540具有的可动子与微动载台32具有的固定子的复数个线性马达552(音圈马达),相对微动载台32被微幅驱动于水平面内的3自由度方向。此外,在微动载台32沿XY平面以长行程移动时,以微动载台32与该基板保持具540可一体的沿XY平面以长行程移动的方式,藉由上述复数个线性马达552对基板保持具540赋予推力。
于基板保持具540,与上述第1实施方式同样的,透过托架38a固定有靶38。主控制装置50(参照图4),与上述第1实施方式同样的,使用对靶38照射测量光的复数个传感器头78(参照图1等),测量基板保持具540(亦即基板P)的姿势变化量。又,包含复数个传感器头78的配置,基板P的Z倾斜位置的测量系的构成可与上述第2~第5实施方式同样的变形。此外,本第6实施方式中,虽于基板保持具540透过托架38a固定靶38,但不限于此,可在基板保持具540的上面直接贴附靶38(及标尺板340)、亦可对基板保持具540的上面进行镜面加工,以使其具有与靶同等的功能。
又,上述第1~第6各实施方式中所说明的构成,可适当变更。例如,上述各实施方式中,用以求出基板P的Z倾斜位置信息的传感器头78(朝下读头),是对安装在基板保持具36的靶38(138、238)所具有的反射面照射测量光,但只要能反射从传感器头78照射的测量光、且能反映基板P的姿势变化的话,靶的形态不限于此,亦可以是使基板P反射测量光(亦即,使基板P本身发挥靶的功能)。此外,上述各实施方式的靶38等亦可以是安装在微动载台32。
又,上述各实施方式中,是相对延伸于X轴方向(扫描方向)的靶38,传感器头78(朝下读头)往Y轴方向移动的构成,但不限于此,亦可以是靶38延伸于其他方向(Y轴方向),传感器头78相对该靶38的延伸方向于水平面内正交的方向移动的构成。
又,上述各实施方式中,是基板载台装置20具有延伸于X轴方向的靶38,安装在装置本体18的传感器头78与该靶38同步往Y轴方向移动的构成,但亦可相反的,基板载台装置20具有传感器头78,安装在装置本体18的靶38与该传感器头78同步往Y轴方向移动的构成。此场合,测量靶38的姿势变化,根据该输出修正传感器头78的输出即可。
又,上述各实施方式中,重量抵销装置28载置在可往Y轴方向移动的可动平台的Y步进导件30上,但不限于此,亦可以是在具有可涵盖重量抵销装置28于XY平面内的全移动范围的导引面的固定式平台上载置重量抵销装置28。
又,于照明系12所使用的光源、及从该光源照射的照明光IL的波长无特别限定,可以是ArF准分子雷射光(波长193nm)、KrF准分子雷射光(波长248nm)等的紫外光、F2雷射光(波长157nm)等的真空紫外光。
又,上述各实施方式中,作为投影光学系16虽是使用等倍系,但不限于此,亦可使用缩小系或放大系。
又,曝光装置的用途不限于将液晶显示组件图案转印至方型玻璃板片的液晶用曝光装置,亦能广泛的适用于例如有机EL(Electro-Luminescence)面板制造用的曝光装置、半导体制造用的曝光装置、用以制造薄膜磁头、微机器及DNA芯片等的曝光装置。此外,不仅仅是半导体组件等的微组件,为制造光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置及电子束曝光装置等所使用的标线片或光罩,而将电路图案转印至玻璃基板或硅晶圆等的曝光装置,亦能适用。
又,作为曝光对象的物体不限于玻璃板,亦可以是例如晶圆、陶瓷基板、薄膜构件、或光罩母板(空白光罩)等其他物体。此外,曝光对象物为平板显示器用基板的情形时,该基板的厚度无特别限定,亦包含例如薄膜状(具可挠性的片状构件)。又,本实施方式的曝光装置,在曝光对象物为一边长度、或对角长500mm以上的基板时尤其有效。此外,在曝光对象的基板是具有可挠性的片状的情形时,该片状物可以是形成为卷筒状。
液晶显示组件(或半导体组件)等电子组件,是经由进行组件的功能性能设计的步骤、依据此设计步骤制作光罩(或标线片)的步骤、制作玻璃基板(或晶圆)的步骤、以上述各实施方式的曝光装置及其曝光方法将光罩(标线片)的图案转印至玻璃基板的微影步骤、对曝光后的玻璃基板进行显影的显影步骤、将残存抗蚀剂部分以外的部分的露出构件以蚀刻加以去除的蚀刻步骤、将蚀刻后不要的抗蚀剂去除的抗蚀剂除去步骤、以及组件组装步骤、检查步骤等而制造出。此场合,于微影步骤使用上述实施方式的曝光装置实施前述曝光方法,于玻璃基板上形成组件图案,因此能以良好的生产性制造高积体度的组件。
又,援用关于上述实施方式所引用的曝光装置等的所有美国专利申请公开说明书及美国专利说明书的揭示,作为本说明书记载的一部分。
工业实用性
如以上的说明,本发明的移动体装置及测量方法适于求出移动体的位置信息。又,本发明的曝光装置适于使物体曝光。此外,本发明的平面显示器的制造方法适于平面显示器的制造。再者,本发明的组件制造方法适于微组件的制造。
【符号说明】
10:液晶曝光装置
20:基板载台装置
36:基板保持具
70:基板载台Z倾斜位置测量系
72a、72b:读头单元
74:Y线性致动器
76:Y滑件
78:传感器头
P:基板
Claims (21)
1.一种移动体装置,具备:
第1移动体,其保持物体,可向第1方向移动;
第2移动体,其与所述第1移动体对置设置,能向所述第1方向移动;以及
测量部,其具有设在所述第1移动体及第2移动体中的一个移动体上的测量系、与设在另一个移动体上的被测量系,所述测量系对所述被测量系照射测量光束以测量所述第1移动体在上下方向上的位置,
所述测量部以下述方式进行测量,即相对于向所述第1方向移动的所述第1移动体,以与所述第1移动体对置的方式使所述第2移动体向所述第1方向移动。
2.如权利要求1所述的移动体装置,其中,所述第2移动体以所述测量光束不会从所述被测量系脱离的方式,相对于所述第1移动体向所述第1方向移动。
3.如权利要求1或2所述的移动体装置,其中,所述测量系设于所述第2移动体;
所述测量部补偿因设于所述第2移动体的所述测量系向所述第1方向的驱动而产生的以所述上下方向为轴的旋转方向的测量误差,以测量所述第1移动体在所述第1方向上的位置。
4.如权利要求1至3中任一项所述的移动体装置,其中,所述被测量系具有能测量所述第1移动体在与所述第1方向交叉的第2方向上的可移动范围的长度。
5.如权利要求4所述的移动体装置,其中,所述第1移动体以所述测量光束不会从所述被测量系脱离的方式向所述第2方向移动。
6.如权利要求4或5所述的移动体装置,其中,在所述第1移动体向所述第2方向移动时,所述测量部在不改变所述第2移动体在所述第2方向上的位置的情形下进行测量。
7.如权利要求4至6中任一项所述的移动体装置,其中,所述测量系设有多个;
多个所述测量系对所述被测量系的测量点在所述第2方向上位置互异。
8.如权利要求1至7中任一项所述的移动体装置,其中,所述测量部,对所述被测量系照射所述测量光束、并根据所述测量光束的来自所述被测量系的返回光,测量所述第1移动体在所述上下方向上的位置。
9.如权利要求1至8中任一项所述的移动体装置,其进一步具备作为所述第1移动体的移动的基准的基准构件;
所述第2移动体在所述上下方向上配置在所述第1移动体与所述基准构件之间。
10.如权利要求1至9中任一项所述的移动体装置,其具有:
第1测量系,用以求出所述第2移动体在所述第1方向上的位置信息;以及
第2测量系,包含设在所述第1移动体及所述第2移动体中的一个移动体上的绕射光栅、以及设在所述第1移动体及所述第2移动体中的另一个移动体上且使用所述绕射光栅求出所述第1移动体在包含所述第1方向的2维平面内的位置信息的编码器读头;
根据所述第1测量系及第2测量系的输出,求出所述第1移动体在所述2维平面内的位置信息。
11.如权利要求1至10中任一项所述的移动体装置,其进一步具备以非接触方式支承所述物体的支承部;
所述第1移动体保持由所述支承部非接触支承的所述物体。
12.一种移动体装置,具备:
第1移动体,其保持物体,可向第1方向移动;
第2移动体,其与所述第1移动体对置设置,能向所述第1方向移动;以及
测量部,其具有设在所述第1移动体及第2移动体中的一个移动体上的测量系、与设在另一个移动体上的被测量系,所述测量系对所述被测量系照射测量光束以测量所述第1移动体在上下方向上的位置。
13.一种曝光装置,其具备:
权利要求1至12中任一项所述的移动体装置;以及
对所述第1移动体所保持的物体使用能量束形成既定图案的图案形成装置。
14.如权利要求13所述的曝光装置,其中,所述物体是用于平面显示器的基板。
15.如权利要求13或14所述的曝光装置,其中,所述基板的至少一边的长度或对角长为500mm以上。
16.一种平面显示器的制造方法,其包含:
使用权利要求13至15中任一项所述的曝光装置使所述物体曝光的步骤;以及
使曝光后的所述物体显影的步骤。
17.一种组件制造方法,其包含:
使用权利要求13至15中任一项所述的曝光装置使所述物体曝光的步骤;以及
使曝光后的所述物体显影的步骤。
18.一种测量方法,包含:
对设在保持物体并可向第1方向移动的第1移动体和与所述第1移动体对置设置并可向所述第1方向移动的第2移动体中的一方上的被测量系,从设在所述第1移动体与所述第2移动体中的另一方上的测量系照射测量光束,以测量所述第1移动体在上下方向上的位置的步骤;
在进行所述测量的步骤中,以与向所述第1方向移动的所述第1移动体对置的方式,所述第2移动体相对于所述第1移动体向所述第1方向移动,进行所述测量。
19.如权利要求18所述的测量方法,其中,所述第2移动体以所述测量光束不会从所述被测量系脱离的方式相对于所述第1移动体向所述第1方向移动。
20.如权利要求18或19所述的测量方法,其中,所述测量系设于所述第2移动体;
在进行所述测量的步骤中,补偿因设于所述第2移动体的所述测量系向所述第1方向的移动而产生的以所述上下方向为轴的旋转方向的测量误差,以测量所述第1移动体在所述第1方向上的位置。
21.如权利要求18至20中任一项所述的测量方法,其中,所述被测量系具有能测量所述第1移动体在与所述第1方向交叉的第2方向上的可移动范围的长度。
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