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TWI649644B - 曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法 - Google Patents

曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法 Download PDF

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TWI649644B
TWI649644B TW107107276A TW107107276A TWI649644B TW I649644 B TWI649644 B TW I649644B TW 107107276 A TW107107276 A TW 107107276A TW 107107276 A TW107107276 A TW 107107276A TW I649644 B TWI649644 B TW I649644B
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柴崎祐一
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日商尼康股份有限公司
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Abstract

本發明之曝光裝置，具備對涵蓋除了緊臨投影光學系(PL)下方區域外之晶圓載台(WST1)移動範圍之標尺板(21)，使用晶圓載台(WST1)上搭載之四個讀頭(601~604)照射測量光束據以測量晶圓載台(WST1)之位置資訊之編碼器系統。此處，讀頭(601~604)之配置間隔(A、B)係設定為分別大於標尺板(21)之開口之寬度(ai、bi)。如此，視晶圓載台之位置從四個讀頭中切換使用與標尺板對向之三個讀頭，即能測量晶圓載台之位置資訊。

Description

曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法
本發明係關於曝光裝置及曝光方法、以及元件製造方法，特別是關於在製造半導體元件等微元件(電子元件)之微影製程所使用之曝光裝置及曝光方法、以及使用該曝光方法之元件製造方法。
一直以來，於製造半導體元件(積體電路等)、液晶顯示元件等電子元件(微元件)之微影製程，主要係使用步進重複(step & repeat)方式之投影曝光裝置(所謂之步進機)、或步進掃描(step & scan)方式之投影曝光裝置(所謂之掃描步進機(亦稱為掃描機))等。
此種曝光裝置，隨著半導體元件高積體化之元件圖案微細化，日漸被要求要具有高重疊精度(位置對準精度)。因此，形成有圖案之晶圓或玻璃板等基板之位置測量亦被要求更高之精度。
作業回應此種要求之裝置，例如專利文獻1中揭示了一種具備位置測量系統之曝光裝置，此位置測量系統係使用搭載在基板台上之複數個編碼器型感測器(編碼器讀頭)。此曝光裝置中，編碼器讀頭係藉由對與基板台對向配置之標尺照射測量光束、並接受來自標尺之返回光束據以測量基板台之位置。
然而，具備專利文獻1所記載之位置測量系統之曝光裝置，在實 際之運用上，須視基板台之位置從複數個編碼器讀頭中切換使用與標尺對向之編碼器讀頭。再者，在切換使用之編碼器讀頭時，亦必須要能確保基板台位置測量結果之連續性。
[先行技術文獻]
[專利文獻1]美國專利申請公開第2006/0227309號說明書
本發明係在上述情形下完成者，其第1態樣之第1曝光裝置，係藉由能量束使物體上配置成矩陣狀之複數個區劃區域依序曝光，以於該複數個區劃區域分別形成圖案，其具備：移動體，係保持物體沿既定平面移動；位置測量系，具備設於該移動體之複數個讀頭，根據該複數個讀頭中對與該移動體對向配置成與該既定平面略平行、一部分具有開口之測量面照射測量光束並接收來自該測量面之返回光束以測量該移動體在各個測量方向之位置之既定數讀頭之測量結果，求出該移動體之位置資訊；以及控制系，係根據以該位置測量系求出之該位置資訊驅動該移動體、並視該移動體之位置將用於算出該移動體位置資訊之該既定數讀頭之至少一個切換為其他讀頭；該複數個讀頭中、在該既定平面內於第1方向分離之二個讀頭之分離距離，大於於該第1方向之該開口之寬度。
根據此裝置，能視移動體之位置從複數個編碼器讀頭中切換使用與標尺對向之編碼器讀頭，以測量移動體之位置資訊。
本發明第2態樣之第2曝光裝置，係藉由能量束使配置在物體上之複數個區劃區域依序曝光，以於該複數個區劃區域分別形成圖案，其具備：移動體，係保持物體沿既定平面移動；位置測量系，具備設於該移動體之複數 個讀頭，根據該複數個讀頭中對與該移動體對向配置成與該既定平面略平行、一部分具有測量非有效區域之測量面照射測量光束並接收來自該測量面之返回光束以測量該移動體在各個測量方向之位置之既定數讀頭之測量結果，求出該移動體之位置資訊；以及控制系，係根據以該位置測量系求出之該位置資訊，一邊切換用於算出該移動體之位置資訊之讀頭、一邊驅動該移動體；該複數個讀頭中、在該既定平面內分離於第1方向之二個讀頭之分離距離，係考慮於既定方向之該測量非有效區域之尺寸加以定之。
根據此裝置，由於前述二個讀頭之分離距離係考慮於既定方向之測量非有效區域之尺寸加以適當決定，因此為了在物體上之對象區劃區域形成圖案而使移動體等速移動於既定方向之期間，能在不切換讀頭之情形下測量移動體之位置資訊。因此，能以良好精度將圖案形成於物體上。
本發明第3態樣之第3曝光裝置，係藉由能量束使物體上配置成矩陣狀之複數個區劃區域依序曝光，以於該複數個區劃區域分別形成圖案，其具備：移動體，係保持物體沿既定平面移動；位置測量系，具有設於該移動體之複數個讀頭，根據該複數個讀頭中對與該移動體對向配置成與該既定平面略平行、一部分具有開口之測量面照射測量光束並接收來自該測量面之返回光束以測量該移動體在各個測量方向之位置之既定數讀頭之測量結果，求出該移動體之位置資訊；以及控制系，係根據以該位置測量系求出之位置資訊驅動該移動體，並視該移動體之位置將用於算出該移動體位置資訊之該既定數讀頭之至少一個切換為其他讀頭；在該複數個讀頭中之第1讀頭群與至少一個讀頭與該第1讀頭群不同之第2讀頭群所含之讀頭對向於該測量面之第1區域內，根據根據該第1讀頭群之測量結果求出之該移動體之位置資訊，在該移動體為了將該圖案形成於該複數個區劃區域中之對象區劃區域而在該既定平面內之第1方向等速移動後，在僅該第2讀頭群中所含之讀頭從該第1區域往與該測量面對向之 第2區域移動之前，將用於算出該移動體位置資訊之讀頭切換為該第2讀頭群。
根據此裝置，為了在物體上之對象區劃區域形成圖案而使移動體等速移動於第1方向之期間，能在不切換讀頭之情形下測量移動體之位置資訊。因此，能以良好精度將圖案形成於物體上。
本發明第4態樣之第1曝光方法，係藉由能量束使物體上配置成矩陣狀之複數個區劃區域依序曝光，以於該複數個區劃區域分別形成圖案，其包含：根據設於保持該物體沿既定平面移動之移動體之複數個讀頭中對與該移動體對向配置成與該既定平面略平行之測量面照射測量光束、並接收來自該測量面之返回光束以測量該移動體於各個測量方向之位置之既定數讀頭之測量結果，求出該移動體之位置資訊之動作；根據該位置資訊，為了將該圖案形成於該複數個區劃區域中之對象區劃區域，而將該移動體等速移動於該既定平面內之第1方向之動作；以及於該等速移動後，視該移動體之位置將用於算出該移動體位置資訊之該既定數讀頭之至少一個切換為其他讀頭之動作。
根據此方法，為了在物體上之對象區劃區域形成圖案而使移動體等速移動於第1方向之期間，能在不切換讀頭之情形下測量移動體之位置資訊。因此，能以良好精度將圖案形成於物體上。
本發明第5態樣之第2曝光方法，係藉由能量束使物體上配置成矩陣狀之複數個區劃區域依序曝光，以於該複數個區劃區域分別形成圖案，其包含：根據設於保持該物體沿既定平面移動之移動體之複數個讀頭中對與該移動體對向配置成與該既定平面略平行之測量面照射測量光束、並接收來自該測量面之返回光束以測量該移動體於各個測量方向之位置之既定數讀頭之測量結果，求出該移動體之位置資訊之動作；根據該求出之位置資訊，朝用以對該複數個區劃區域中之對象區劃區域形成該圖案之等速移動開始點步進驅動該移動體之動作；以及於該步進驅動後，為了於該對象區劃區域形成該圖案而該移動 體等速移動於該第1方向之前，視該移動體之位置將用於算出該移動體位置資訊之該既定數讀頭之至少一個，切換為其他讀頭之動作。
根據此方法，為了在物體上之對象區劃區域形成圖案而使移動體等速移動於第1方向之期間，能在不切換讀頭之情形下測量移動體之位置資訊。因此，能以良好精度將圖案形成於物體上。
本發明第6態樣之第3曝光方法，係藉由能量束使物體上配置成矩陣狀之複數個區劃區域依序曝光，以於該複數個區劃區域分別形成圖案，其包含：在設於保持該物體沿既定平面移動之移動體之複數個讀頭中之第1讀頭群與至少一個讀頭係與該第1讀頭群不同之第2讀頭群中所含之讀頭對向於與該既定平面略平行設置之測量面之第1區域內，根據該第1讀頭群之測量結果求出該移動體之位置資訊，根據該位置資訊為了於該複數個區劃區域中之對象區劃區域形成該圖案而使該移動體等速移動於該既定平面內之第1方向之動作；以及該等速移動後，在該移動體從該第1區域往僅該第2讀頭群中所含之讀頭對向於該測量面之第2區域移動前，將用於算出該位置資訊之讀頭切換為該第2讀頭群之動作。
根據此方法，為了在物體上之對象區劃區域形成圖案而使移動體等速移動於第1方向之期間，能在不切換讀頭之情形下測量移動體之位置資訊。因此，能以良好精度將圖案形成於物體上。
本發明第7態樣之第4曝光方法，係藉由能量束使物體上配置成矩陣狀之複數個區劃區域依序曝光，以於該複數個區劃區域分別形成圖案，其包含：設於保持該物體沿既定平面移動之移動體之複數個讀頭中之第1讀頭群與至少一個讀頭與該第1讀頭群不同之第2讀頭群中所含之讀頭在與該既定平面略平行設置之測量面對向之第1區域內，根據該第1讀頭群之測量結果求出該移動體之位置資訊，根據該位置資訊，朝著用以對該複數個區劃區域中之對象區 劃區域形成圖案之等速移動開始點，步進驅動該移動體之動作；以及該步進驅動後，在該移動體為了於該對象區劃區域形成該圖案從該開始點於該第1方向等速移動、而從該第1區域往僅該第2讀頭群中所含之讀頭與該測量面對向之第2區域移動前，將該位置資訊之測量所使用之讀頭切換為該第2讀頭群之動作。
根據此方法，為了在物體上之對象區劃區域形成圖案而使移動體等速移動於第1方向之期間，能在不切換讀頭之情形下測量移動體之位置資訊。因此，能以良好精度將圖案形成於物體上。
本發明第8態樣之第4曝光裝置，係藉由能量束使物體上配置成矩陣狀之複數個區劃區域依序曝光，以於該複數個區劃區域分別形成圖案，其具備：移動體，係保持物體沿既定平面移動；位置測量系，具有設於該移動體之複數個讀頭，根據該複數個讀頭中對與該移動體對向配置成與該既定平面略平行之測量面照射測量光束、接收來自該測量面之返回光束以測量該移動體於各個測量方向之位置之既定數讀頭之測量結果，求出該移動體之位置資訊；以及控制系，係根據以該位置測量系求出之位置資訊驅動該移動體且為了於該複數個區劃區域中之對象區劃區域形成該圖案，而在該移動體於該既定平面內之第1方向等速移動時以外之時，將用於算出該移動體位置資訊之該既定數讀頭之至少一個切換為其他讀頭。
根據此裝置，為了在物體上之對象區劃區域形成圖案而使移動體等速移動於第1方向之期間，讀頭不會被切換。因此，能以良好精度將圖案形成於物體上。
本發明第9態樣之第5曝光方法，係藉由能量束使物體上配置成矩陣狀之複數個區劃區域依序曝光，以於該複數個區劃區域分別形成圖案，其包含：根據設於保持該物體沿既定平面移動之移動體之複數個讀頭中對與該移動體對向配置成與該既定平面略平行之測量面照射測量光束、並接收來自該測 量面之返回光束以測量該移動體於各個測量方向之位置之既定數讀頭之測量結果，求出該移動體之位置資訊之動作；以及在為了於該對象區劃區域形成該圖案而該移動體等速移動於該第1方向時以外之時，視該移動體之位置將用於算出該移動體位置資訊之該既定數讀頭之至少一個切換為其他讀頭之動作。
根據此方法，為了在物體上之對象區劃區域形成圖案而使移動體等速移動於第1方向之期間，讀頭不會被切換。因此，能以良好精度將圖案形成於物體上。
本發明第10態樣之元件製造方法，其包含：使用本發明第1~第5曝光方法中之任一者於物體上形成圖案之動作；以及使形成有該圖案之該物體顯影之動作。
10‧‧‧照明系
11‧‧‧標線片載台驅動系
12‧‧‧載台基座
13A、13B‧‧‧標線片對準系
14a‧‧‧線圈
15‧‧‧移動鏡
16‧‧‧標線片干涉儀
18‧‧‧晶圓干涉儀系統
20‧‧‧主控制裝置
21、22‧‧‧標尺板
211~214‧‧‧標尺板21之4個部分
221~224‧‧‧標尺板22之4個部分
21a‧‧‧開口
27‧‧‧晶圓載台驅動系
30‧‧‧平面馬達
40‧‧‧鏡筒
50‧‧‧晶圓載台裝置
601~604‧‧‧編碼器讀頭
70、71‧‧‧編碼器系統
701~704、711~714‧‧‧二維編碼器
91‧‧‧載台本體
91a‧‧‧滑件部
100‧‧‧曝光裝置
A‧‧‧讀頭601與602於X軸方向之分離距離
a‧‧‧標尺板21之X軸方向寬度
ai‧‧‧開口21a之X軸方向寬度
A0~A4‧‧‧測量區域
ALG‧‧‧對準系
B‧‧‧讀頭601與604於Y軸方向之分離距離
b‧‧‧標尺板21之Y軸方向寬度
bi‧‧‧開口21a之Y軸方向寬度
B0~B4‧‧‧區域
C1~C4‧‧‧編碼器701~704之測量值
Enc1~Enc4‧‧‧編碼器
IA‧‧‧曝光區域
IAR‧‧‧照明區域
IL‧‧‧照明光(曝光用光)
MAK‧‧‧移動平均
P‧‧‧曝光中心
P1~P6‧‧‧切換位置
PL‧‧‧投影光學系
PU‧‧‧投影單元
Q1~Q6‧‧‧掃描曝光區域之一部分
R‧‧‧標線片
RG‧‧‧二維繞射光柵
RST‧‧‧標線片載台
S1~S38‧‧‧第1~第38照射區域
t‧‧‧非有效區域之寬度
W‧‧‧晶圓
WTB1、WTB2‧‧‧晶圓台
WST1、WST2‧‧‧晶圓載台
圖1係概略顯示一實施形態之曝光裝置之構成的圖。
圖2係顯示配置在投影光學系周圍之編碼器系統之構成的圖。
圖3係顯示配置在對準系周圍之編碼器系統之構成的圖。
圖4係將晶圓載台之一部分加以剖斷的放大圖。
圖5係顯示晶圓載台上之編碼器讀頭之配置的圖。
圖6係顯示圖1之曝光裝置中與載台控制相關聯之控制系之主要構成的方塊圖。
圖7係顯示編碼器讀頭及標尺板之配置與編碼器系統之測量區域之關係的圖(其1)。
圖8係放大顯示圖7之晶圓W1的圖。
圖9係顯示在步進掃描方式之曝光中曝光中心於晶圓上之移動軌跡的圖(其 1)。
圖10(A)係顯示編碼器讀頭切換程序之一例的圖(其1)、圖10(B)係顯示在編碼器讀頭切換前後之晶圓載台之驅動速度之時間變化的圖、圖10(C)及圖10(D)係顯示編碼器讀頭切換程序之一例的圖(其2及其3)。
圖11(A)及圖11(B)係用以說明接續運算及接續處理之圖。
圖12係顯示在編碼器讀頭切換時之接續處理之概況的圖。
圖13係顯示編碼器讀頭及標尺板之配置與編碼器系統之測量區域之關係的圖(其2)。
圖14係放大顯示圖13之晶圓W2的圖。
圖15係顯示在步進掃描方式之曝光中曝光中心於晶圓上之移動軌跡的圖(其2)。
圖16(A)~圖16(C)係顯示編碼器讀頭切換程序之一例的圖(其4~其6)。
圖17(A)及圖17(B)係用以說明隨著晶圓載台之加速所產生之編碼器系統測量誤差之原理的圖。
以下，根據圖1~圖17(B)說明本發明之一實施形態。
圖1中顯示了一實施形態之曝光裝置100之概略構成。曝光裝置100係步進掃描方式之投影曝光裝置、亦即、係所謂的掃描機。如後所述，本實施形態中設有投影光學系PL，以下，係設與投影光學系PL之光軸AX平行之方向為Z軸方向、在與此正交之面內相對掃描標線片與晶圓之方向為Y軸方向、與Z軸及Y軸正交之方向為X軸方向，並設繞X軸、Y軸及Z軸之旋轉(傾斜)方向分別為θx、θy及θz方向來進行說明。
曝光裝置100，具備照明系10、保持標線片R之標線片載台 RST、投影單元PU、裝載晶圓W之晶圓載台WST1、包含WST2之晶圓載台裝置50及此等之控制系等。
照明系10，係例如美國專利申請公開第2003/0025890號說明書等所揭示，包含：光源、含光學積分器等之照度均一化光學系、以及具有標線片遮簾等(皆未未圖示)之照明光學系。照明系10藉由照明光(曝光用光)IL以大致均一之照度照明被標線片遮簾(遮蔽系統)規定之標線片R上狹縫狀照明區域IAR。此處，照明光IL，例如係使用ArF準分子雷射光(波長193nm)。
於標線片載台RST上，以例如真空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標線片R。標線片載台RST能藉由例如包含線性馬達等之標線片載台驅動系11(圖1中未圖示，參照圖6)於XY平面內進行微驅動，並以既定之掃描速度驅動於掃描方向(圖1中與紙面正交之方向之Y軸方向)。
標線片載台RST之XY平面(移動面)內之位置資訊(包含θz方向之位置(θz旋轉量)資訊)，係以圖1中所示、對移動鏡15(實際上，係設有具有與Y軸方向正交之反射面之Y移動鏡(或復歸反射器)及具有與X軸方向正交之之反射面之X移動鏡)照射測距光束之標線片雷射干涉儀(以下，稱「標線片干涉儀」)16以例如0.25nm程度之解析能力隨時檢測。此外，為測量標線片R之至少3自由度方向之位置資訊，可取代標線片干涉儀16、或與其組合使用例如美國專利申請公開第2007/0288121號說明書等所揭示之編碼器系統。
投影單元PU係保持於配置在標線片載台RST之圖1下方(-Z側)、構成未圖示之機體之一部分之主機架(亦稱為計量框架：metrology frame)。投影單元PU具有鏡筒40、以及由保持於該鏡筒40之複數個光學元件構成之投影光學系PL。投影光學系PL，係使用例如由沿著與Z軸方向平行之光軸AX排列之複數個光學元件(透鏡元件)構成之折射光學系。投影光學系PL係例如兩側遠心、且具有既定投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍等)。因此，當 照明區域IAR被來自照明系10之照明光IL照明時，即藉由通過圖案面與投影光學系PL之第1面(物體面)配置成大致一致之標線片R之照明光IL，透過投影光學系PL將該照明區域IAR內之標線片R之電路圖案縮小像(部分電路圖案之縮小像)形成於配置在投影光學系PL之第2面(像面)側、表面塗有抗蝕劑(感應劑)之晶圓W上之與前述照明區域IAR共軛之區域(曝光區域)IA。接著，藉由同步驅動標線片載台RST與晶圓載台WST1、WST2使標線片R相對照明區域IAR(照明光IL)移動於掃描方向(Y軸方向)，並相對曝光區域IA(照明光IL)使晶圓W移動於掃描方向(Y軸方向)，據以進行晶圓W上之一個照射區域(區劃區域)之掃描曝光，於該照射區域傳印標線片R之圖案。亦即，本實施形態係藉由照明系10及投影光學系PL於晶圓W上生成標線片R之圖案，並以照明光IL使晶圓W上之感應層(抗蝕層)曝光而於晶圓W上形成該圖案。
又，主機架可以是習知所使用之門型、及例如美國專利申請公開第2008/0068568號說明書等所揭示之懸吊支承型之任一種。
於鏡筒40之-Z側端部周圍，和例如鏡筒40之下端面大致同一面高、以和XY平面平行的配置有標尺板21。標尺板21，於本實施形態中，如圖2所示，係由例如L字狀之四個部分(零件)211、212、213、214構成，於形成在其中央之例如矩形開口21a內插入鏡筒40之-Z側端部。此處，標尺板21之X軸方向及Y軸方向之寬度分別為a及b、開口21a之X軸方向及Y軸方向之寬度則分別為ai及bi。
從標尺板21於+X方向分離之位置，如圖1所示，在與標尺板21大致同一平面上配置有標尺板22。標尺板22，如圖3所示，亦係例如由L字狀之四個部分(零件)221、222、223、224構成，於其中央形成之例如矩形開口22a內插入後述對準系ALG之-Z側端部。標尺板22之X軸方向及Y軸方向之寬度分別為a及b、開口22a之X軸方向及Y軸方向之寬度則分別為ai及bi。又，本實施形態 中，雖將於X軸及Y軸方向之標尺板21、22之寬度及開口21a、22a之寬度分別設為相同一，但不一定須為相同寬度，於亦可於X軸及Y軸方向之至少一方使其寬度不同。
本實施形態中，標尺板21、22係被懸吊支承於用以支承投影單元PU及對準系ALG之未圖示之主機架(計量框架：metrology frame)。於標尺板21、22下面(-Z側之面)，形成有由以X軸為基準之45度方向(以Y軸為基準之-45度方向)為週期方向之既定間距、例如1μm之光柵、與以X軸為基準之-45度方向(以Y軸為基準之-135度方向)為週期方向之既定間距、例如1μm之光柵構成之反射型二維繞射光柵RG(參照圖2、圖3及圖4)。不過，二維繞射光柵RG及後述編碼器讀頭之構成上，在構成標尺板21、22之部分211~214、221~224各個之外緣近旁包含寬度t之非有效區域。標尺板21、22之二維繞射光柵RG，分別涵蓋至少在曝光動作時及對準(測量)時之晶圓載台WST1、WST2之移動範圍。
晶圓載台裝置50，如圖1所示，具備：以複數(例如三個或四個)防振機構(圖示省略)大致水平支承於地面上之載台基座12、配置在載台基座12上之晶圓載台WST1、WST2、驅動晶圓載台WST1、WST2之晶圓載台驅動系27(圖1中僅顯示一部分、參照圖6)以及測量晶圓載台WST1、WST2之位置之測量系等。測量系具備圖6中所示之編碼器系統70、71及晶圓雷射干涉儀系統(以下，簡稱為晶圓干涉儀系統)18等。又，關於編碼器系統70、71及晶圓干涉儀系統18，留待後述。惟，本實施形態中，並不一定須設置晶圓干涉儀系統18。
載台基座12，如圖1所示，係由具平板狀外形之構件構成，其上面之平坦度作成非常高，以作為晶圓載台WST1、WST2移動時之導引面。於載台基座12內部，收容有包含以XY二維方向為行方向、列方向配置成矩陣狀之複數個線圈14a之線圈單元。
此外，亦可設置與載台基座12不同之用以懸浮支承此之另一基 座構件，令其具有使載台基座12因晶圓載台WST1、WST2之驅動力之反作用力而依據動量守恆定律移動之配衡質量(反作用力抵銷器)之功能。
晶圓載台WST1，如圖1所示，具有：載台本體91、以及配置在該載台本體91上方、藉由未圖示之Z傾斜驅動機構以非接觸方式支承於載台本體91之晶圓台WTB1。此場合，晶圓台WTB1係藉由Z傾斜驅動機構以3點調整電磁力等朝上方之力(斥力)與包含自重之朝下方之力(引力)之平衡，以非接觸非常加以支承，且被微驅動於至少Z軸方向、θx方向及θy方向之3自由度方向。於載台本體91之底部設有滑件部91a。滑件部91a具有由在XY平面內XY二維排列之複數個磁石構成之磁石單元、與收容該磁石單元誌筐體、以及設在該筐體底面周圍之複數個空氣軸承。磁石單元與前述線圈單元一起構成例如美國專利第5,196,745號說明書等所揭示之以電磁力(羅倫茲力)驅動之平面馬達30。當然，作為平面馬達30不限於羅倫茲力驅動方式，亦可使用可變磁阻驅動方式之平面馬達。
晶圓載台WST1係藉由上述複數個空氣軸承、隔著既定間隙(間隔/間隙(gap)/空間距離)、例如數μm程度之間隙懸浮支承於載台基座12上，以平面馬達30驅動於X軸方向、Y軸方向及θz方向。因此，晶圓台WTB1(晶圓W)可相對載台基座12被驅動於6自由度方向(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θx方向、θy方向及θz方向(以下，簡記為X、Y、Z、θx、θy、θz))。
本實施形態中，供給至構成線圈單元之各線圈14a之電流大小及方向係以主控制裝置20加以控制。包含平面馬達30與前述Z傾斜驅動機構而構成晶圓載台驅動系27。又，平面馬達30不限於動磁(moving magnet)方式，亦可以是動圈(moving coil)方式。作為平面馬達30亦可使用、磁浮方式之平面馬達。此場合，可不設置前述空氣軸承。又，亦可使用平面馬達30來進行晶圓載台WST1之6自由度方向驅動。當然，亦可作成使晶圓台WTB1微動於X軸方 向、Y軸方向、θz方向中之至少一方向。亦即，可以粗微動載台構成晶圓載台WST1。
於晶圓台WTB1上透過未圖示之晶圓保持具裝載晶圓W、以未圖示之夾頭機構、以例如真空吸附(或靜電吸附)分方加以固定。雖未圖示，但於晶圓台WTB1上一對角線上，隔著晶圓保持具設有第1基準標記板與第2基準標記板。於第1、第2基準標記板上面分別形成有以後述一對標線片對準系13A、13B及對準系ALG加以檢測之複數個基準標記。此處，係設第1、第2基準標記板之複數個基準標記之位置關係為已知。
晶圓載台WST2之構成與晶圓載台WST1相同。
編碼器系統70、71係分別用以求出(測量)晶圓載台WST1、WST2在包含緊鄰投影光學系PL下方區域之曝光時移動區域、與包含緊鄰對準系ALG下方區域之測量時移動區域之6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)之位置資訊。此處，詳述編碼器系統70、71之構成等。又，曝光時移動區域(第1移動區域)係在透過投影光學系PL進行晶圓曝光之曝光站(第1區域)內、晶圓載台於曝光動作中移動之區域，該曝光動作不僅是例如晶圓上待轉印圖案之所有照射區域之曝光，亦包含為進行該曝光之準備動作(例如，前述基準標記之檢測)等。測量時移動區域(第2移動區域)係在以對準系ALG進行晶圓對準標記之檢測據以進行其位置資訊之測量之測量站(第2區域)內、晶圓載台於測量動作中移動之區域，該測量動作不僅是例如晶圓之複數個對準標記之檢測，亦包含以對準系ALG進行之基準標記之檢測(以及於Z軸方向之晶圓位置資訊(段差資訊)之測量)等。
於晶圓台WTB1、WTB2，分別如圖2及圖3之俯視圖所示，在上面四角分別配置有編碼器讀頭(以下，適當的簡稱為讀頭)601~604。此處，讀頭601、602於X軸方向之分離距離與讀頭603、604於X軸方向之分離距離彼此相等 為A。此外，讀頭601、604於Y軸方向之分離距離與讀頭602、603於Y軸方向之分離距離彼此相等為B。此等分離距離A、B較標尺板21之開口21a之寬度ai、bi來得大。嚴格來說，考量前述非有效區域之寬度t，為A≧ai+2t、b≧bi+2t。讀頭601~604，如圖4中代表性的舉讀頭601為例所示，係分別被收容在形成於晶圓台WTB1、WTB2之Z軸方向既定深度之孔內部。
讀頭601，如圖5所示，係以X軸為基準之135度方向(亦即以X軸為基準之-45度方向)及Z軸方向為測量方向之二維讀頭。同樣的，讀頭602~604亦分別是以X軸為基準之225度方向(亦即以X軸為基準之45度方向)及Z軸方向、以X軸為基準之315度方向(亦即以X軸為基準之-45度方向)及Z軸方向、以X軸為基準之45度方向及Z軸方向為測量方向之二維讀頭。讀頭601~604，由圖2及圖4可知，係分別對對向之標尺板21之部分211~214或標尺板22之部分221~224表面形成之二維繞射光柵RG照射測量光束，並接收來自二維繞射光柵之反射、繞射光束，據以測量於各個測量方向之晶圓台WTB1、WTB2(晶圓載台WST1、WST2)之位置。此處，作為讀頭601~604，可分別使用例如與美國專利第7,561,280號說明書所揭示之位移測量感測器讀頭相同構成之感測器讀頭。
以上述方式構成之讀頭601~604，由於測量光束在空氣中之光路長極短，因此可幾乎忽視空氣波動之影響。不過，本實施形態中，光源及光檢測器係設在各讀頭之外部、具體而言係設在載台本體91內部(或外部)，而僅光學系係設在各讀頭之內部。而光源及光檢測器與光學系係經由未圖示之光纖、光學連接。為提升晶圓台WTB(微動載台)之定位精度，亦可作成為在載台本體91(粗動載台)與晶圓台WTB(微動載台)之間(以下，簡稱為粗微動載台間)進行雷射光等之空中傳輸，或將讀頭設於載台本體91(粗動載台)而以該讀頭測量載台本體91(粗動載台)之位置、且以另一感測器測量粗微動載台間之相對位移。
在晶圓載台WST1、WST2位於前述曝光時移動區域內時，讀頭601構成為對標尺板21(之部分211)照射測量光束(測量光)、並接收來自形成在標尺板21表面(下面)之以X軸為基準之135度方向、亦即以X軸為基準之-45度方向(以下，僅稱為-45度方向)為週期方向之光柵之繞射光束，以測量晶圓台WTB1、WTB2之-45度方向及Z軸方向位置之二維編碼器701、711(參照圖6)。同樣的，讀頭602~604分別構成對標尺板21(之部分212~214)照射測量光束(測量光)、並接收來自形成在標尺板21表面(下面)之以X軸為基準之225度方向、亦即以X軸為基準之+45度方向(以下，僅稱為45度方向)、315度方向、亦即以X軸為基準之-45度方向、以及以45度方向為週期方向之光柵之繞射光束，以測量晶圓台WTB1、WTB2之225度(45度)方向及Z軸方向位置、315度(-45度)方向及Z軸方向位置、以及45度方向及Z軸方向位置之二維編碼器702~704、712~714(參照圖6)。
又，在晶圓載台WST1、WST2位於前述測量時移動區域內時，讀頭601構成為對標尺板22(之部分221)照射測量光束(測量光)、並接收來自形成在標尺板22表面(下面)以135度方向(-45度方向)為週期方向之光柵之繞射光束，以測量晶圓台WTB1、WTB2之135度方向及Z軸方向位置之二維編碼器701、711(參照圖6)。同樣的，讀頭602~604分別構成為對標尺板22(之部分222~224)照射測量光束(測量光)、並接收來自形成在標尺板22表面(下面)之以225度方向(45度方向)、315度方向(-45度方向)及45度方向為週期方向之光柵之繞射光束，以分別測量晶圓台WTB1、WTB2之225度方向(45度方向)及Z軸方向位置、315度方向(-45度方向)及Z軸方向位置、及45度方向及Z軸方向位置之二維編碼器702~704、712~714(參照圖6)。
由上述說明可知，本實施形態中，無論是對標尺板21、22之任一者照射測量光束(測量光)，亦即，無論晶圓載台WST1、WST2是在前述曝光 時移動區域、測量時移動區域之任一區域內，晶圓載台WST1上之讀頭601~604皆與照射測量光束(測量光)之標尺板一起分別構成二維編碼器701~704，晶圓載台WST2上之讀頭601~604皆與照射測量光束(測量光)之標尺板一起分別構成二維編碼器711~714。
二維編碼器(以下，適當的簡稱為編碼器)701~704、711~714之各編碼器之測量值係供應至主控制裝置20(參照圖6)。主控制裝置20根據與形成有二維繞射光柵RG之標尺板21(構成之部分211~214)下面對向之至少三個編碼器(亦即，輸出有效測量值之至少三個編碼器)之測量值，求出晶圓台WTB1、WTB2在包含緊鄰投影光學系PL下方區域之曝光時移動區域內之位置資訊。同樣的，主控制裝置20根據與形成有二維繞射光柵RG之標尺板22(構成之部分221~224)下面對向之至少三個編碼器(亦即，輸出有效測量值之至少三個編碼器)之測量值，求出晶圓台WTB1、WTB2在包含緊鄰對準系ALG下方區域之測量時移動區域內之位置資訊。
又，本實施形態之曝光裝置100中，晶圓載台WST1、WST2(晶圓台WTB1、WTB2)之位置可藉由晶圓干涉儀系統18(參照圖6)而與編碼器系統70、71分開獨立的加以測量。晶圓干涉儀系統18之測量結果，係係輔助性的用於修正(校正)編碼器系統70、71之測量值之長期變動(例如標尺之經時變形等造成)之情形時、或編碼器系統70、71之輸出異常時之備用等。此處，省略晶圓干涉儀系統18之詳細說明。
對準系ALG，如圖1所示，係在投影光學系PL之+X側相隔既定間隔配置之離軸方式之對準系。本實施形態中，作為對準系ALG，例如係使用以鹵素燈等之寬頻光照明標記，並藉由對此標記影像進行影像處理據以測量標記位置之影像處理方式對準感測器之一種的FIA(Field Image Alignment)系。來自對準系ALG之攝影訊號透過未圖示之對準訊號處理系供應至主控制裝置20(參 照圖6)。
又，對準系ALG不限於FIA系，當然亦可單獨或適當組合使用例如對標記照射相干的(coherent)檢測光，並檢測從該標記產生之散射光或繞射光、或使從標記產生之二個繞射光(例如同次數之繞射光、或繞射於同方向之繞射光)干渉後加以檢測之對準感測器。作為對準系ALG，亦可使用例如美國專利申請公開第2008/0088843號說明書等所揭示之具有複數個檢測區域之對準系。
此外，於本實施形態之曝光裝置100，設有與對準系ALG一起配置於測量站、與例如美國專利第5,448,332號說明書等所揭示者相同構成之斜入射方式之多點焦點位置檢測系(以下，簡稱為多點AF系)AF(圖1中未圖示，參照圖6)。以多點AF系AF進行之測量動作，其至少一部分係與以對準系ALG進行之標記檢測動作平行進行，且使用前述編碼器系統於該測量動作中測量晶圓台之位置資訊。多點AF系AF之檢測訊號經由AF訊號處理系(未圖示)供應至主控制裝置20(參照圖6)。主控制裝置20根據多點AF系AF之檢測訊號與前述編碼器系統之測量資訊，檢測晶圓W表面之Z軸方向之位置資訊(段差資訊/凹凸資訊)，曝光動作係根據該事前檢測資訊與前述編碼器系統之測量資訊(Z軸、θx及θy方向之位置資訊)實施掃描曝光中晶圓W之所謂的聚焦、調平控制。又，亦可在曝光站內於投影單元PU近旁設置多點AF系，於曝光動作時一邊測量晶圓表面之位置資訊(凹凸資訊)一邊驅動晶圓台，來實施晶圓W之聚焦、調平控制。
曝光裝置100中，進一步的於標線片R之上方設有例如美國專利第5,646,413號說明書等所揭示之使用曝光波長之光之TTR(Through The Reticle)方式之一對標線片對準系13A、13B(圖1中未圖示，參照圖6)。標線片對準系13A、13B之檢測訊號經由未圖示之對準訊號處理系供應至主控制裝置20。又，亦可取代標線片對準系而使用設在晶圓載台WST上之未圖示之空間像測量器進 行標線片對準。
圖6係曝光裝置100之與載台控制關聯之控制系之部分省略的方塊圖。此控制系係以主控制裝置20為中心而構成。主控制裝置20包含由CPU(中央運算處理裝置)、ROM(唯讀記憶體)、RAM(隨機存取記憶體)等構成之所謂的微電腦(或工作站)，統籌控制裝置全體。
以上述方式構成之曝光裝置100，於元件之製造時，藉由主控制裝置20使裝載了晶圓之晶圓載台WST1、WST2之一方在測量站(測量時移動區域)內移動，以實施使用對準系ALG及多點AF系之晶圓測量動作。亦即，針對在測量時移動區域內晶圓載台WST1、WST2之一方所保持之晶圓W，進行使用對準系ALG之標記檢測、所謂的晶圓對準(例如美國專利第4,780,617號說明書等所揭示之全晶圓加強型對準(EGA)等)、與使用多點AF系之晶圓面資訊(段差/凹凸資訊)之測量。此時，以編碼器系統70(編碼器701~704)或編碼器系統71(編碼器711~714)求取(測量)晶圓載台WST1、WST2之6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)之位置資訊。
晶圓對準等之測量動作後，一方之晶圓載台(WST1或WST2)移動至曝光時移動區域，藉由主控制裝置20，使用標線片對準系13A、13B、晶圓台(WTB1或WTB2)上之基準標記板(未圖示)等，以和一般掃描步進機相同之程序(例如美國專利第5,646,413號說明書等所揭示之程序)進行標線片對準等。
接著，由主控制裝置20根據晶圓對準等之測量結果進行步進掃描方式之曝光動作，將標線片R之圖案分別轉印至晶圓W上之複數個照射區域。步進掃描方式之曝光動作，係藉由交互的反覆實施進行標線片載台RST與晶圓載台WST1或WST2之同步移動之掃描曝光動作、與將晶圓載台WST1或WST2移動至為進行照射區域曝光之加速開始位置之照射間移動(步進)動作，據以進行。於曝光動作時，以編碼器系統70(編碼器701~704)或編碼器系統71(編 碼器711~714)求出(測量)一方之晶圓載台(WST1或WST2)之6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)之位置資訊。
又，本實施形態之曝光裝置100具備二個晶圓載台WST1、WST2。因此，係進行下述平行處理動作，亦即與對一方之晶圓載台、例如裝載於晶圓載台WST1上之晶圓進行步進掃描方式之曝光，並與此平行的，進行對另一方之晶圓載台WST2上裝載之晶圓進行晶圓對準等。
本實施形態之曝光裝置100，如前所述，主控制裝置20在曝光時移動區域內及測量時移動區域內之任一者時，皆使用編碼器系統70(參照圖6)求出(測量)晶圓載台WST1之6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)之位置資訊。又，主控制裝置20，在曝光時移動區域內及測量時移動區域內之任一者時，皆使用編碼器系統71(參照圖6)求出(測量)晶圓載台WST2之6自由度方向(X、Y、Z、θx、θy、θz)之位置資訊。
接著，進一步說明使用編碼器系統70、71之XY平面內之3自由度方向(X軸方向、Y軸方向及θz方向(亦簡記為X、Y、θz))之位置測量原理等。此處，編碼器讀頭601~604或編碼器701~704之測量結果或測量值，係指編碼器讀頭601~604或編碼器701~704之非Z軸方向之測量方向之測量結果。
本實施形態，藉由採用前述編碼器讀頭601~604及標尺板21之構成及配置，在曝光時移動區域內，編碼器讀頭601~604中之至少三個、可恆與標尺板21(之對應部分211~214)對向。
圖7及圖13中顯示了晶圓載台WST1上之編碼器讀頭601~604及標尺板21之各部分211~214之配置與編碼器系統70之測量區域A0~A4之關係。又，由於晶圓載台WST2與晶圓載台WST1同樣構成，因此，此處僅說明晶圓載台WST1。
當晶圓載台WST1之中心(與晶圓之中心一致)位於曝光時移動區 域內、且相對曝光中心(曝光區域IA之中心)P位置+X側且+Y側之區域(以曝光中心P為原點之第1象限內區域(惟，不含區域A0))之第1區域A1內時，晶圓載台WST1上之讀頭604、601、602分別對向於標尺板21之部分214、211、212。於第1區域A1內，從讀頭604、601、602(編碼器704、701、702)將有效測量值送至主控制裝置20。以下說明中之晶圓載台WST1、WST2之位置，係指該晶圓載台之中心(與晶圓之中心一致)位置。亦即，將晶圓載台WST1、WST2之中心之位置記載為晶圓載台WST1、WST2之位置。
同樣的，當晶圓載台WST1於曝光時移動區域內、且相對曝光中心P位置-X側且+Y側區域(以曝光中心P為原點之第2象限內區域(惟，不含區域A0))之第2區域A2內時，讀頭601、602、603分別對向於標尺板21之部分211、212、213。當晶圓載台WST1於曝光時移動區域內、且相對曝光中心P位置-X側且-Y側區域(以曝光中心P為原點之第3象限內區域(惟，不含區域A0))之第3區域A3內時，讀頭602、603、604分別對向於標尺板21之部分212、213、214。當晶圓載台WST1於曝光時移動區域內、且相對曝光中心P位置+X側且-Y側區域(以曝光中心P為原點之第4象限內區域(惟，不含區域A0))之第4區域A4內時，讀頭603、604、601分別對向於標尺板21之部分213、214、211。
本實施形態中，除針對前述編碼器讀頭601~604及標尺板21之構成及配置之條件(A≧ai+2t、B≧bi+2t)外，亦考慮晶圓上形成圖案之照射區域之尺寸(W、L)，再加上條件A≧ai+W+2t、B≧bi+L+2t。此處，W、L分別為照射區域之X軸方向、Y軸方向之寬度。W、L分別與掃描曝光區間之距離、往X軸方向步進之距離相等。在此條件下，如圖7及圖13所示，當晶圓載台WST1位於以曝光中心P為中心之十字狀區域A0(包含以通過曝光中心P之Y軸方向為長邊方向之寬度A-ai-2t之區域、與以X軸方向為長邊方向之寬度B-bi-2t之區域的區域(以下，稱第0區域))內之情形時，晶圓載台WST1上之所有讀頭 601~604對向於標尺板21(對應之部分211~214)。因此，在第0區域A0內，從所有讀頭601~604(編碼器701~704)將有效測量值送至主控制裝置20。又，本實施形態中除上述條件(A≧ai+2t、B≧bi+2t)外，亦可考慮形成圖案之晶圓上照射區域之尺寸(W、L)，而再加上條件A≧ai+W+2t、B≧bi+L+2t。此處，W、L分別為照射區域之X軸方向、Y軸方向之寬度。W、L分別與掃描曝光區間之距離、往X軸方向之步進距離相等。
主控制裝置20根據讀頭601~604(編碼器701~704)之測量結果，算出晶圓載台WST1在XY平面內之位置(X、Y、θz)。此處，編碼器701~704之測量值(分別記載為C1~C4)係如次式(1)~(4)所示，依存於晶圓載台WST1之位置(X、Y、θz)。
其中，如圖5所示，p係從晶圓台WTB1(WTB2)之中心於讀頭之X軸及Y軸方向之距離。
主控制裝置20，依據晶圓載台WST1所在之區域A0~A4特定出與標尺板21對向之三個讀頭(編碼器)，並從上式(1)~(4)中選擇該等測量值依據之式來組合連立方程式，使用三個讀頭(編碼器)之測量值解連立方程式，據以算出晶圓載台WST1於XY平面內之位置(X、Y、θz)。例如，晶圓載台WST1位 於第1區域A1內之情形時，主控制裝置20從讀頭601、602、604(編碼器701、702、704)之測量值依據之式(1)、(2)及(4)組合連立方程式，將各讀頭之測量值代入式(1)、(2)及(4)各式左邊以解連立方程式。
又，當晶圓載台WST1位置第0區域A0內之情形時，主控制裝置20從讀頭601~604(編碼器701~704)中選擇任意三個即可。例如，在晶圓載台WST1從第1區域移動至第0區域後，選擇與第1區域對應之讀頭601、602、604(編碼器701、702、704)即可。
主控制裝置20根據上述算出結果(X、Y、θz)，於曝光時移動區域內驅動晶圓載台WST1(進行位置控制)。
當晶圓載台WST1位於測量時移動區域內之情形時，主控制裝置20使用編碼器系統70測量3自由度方向(X、Y、θz)之位置資訊。此處，關於測量原理等，除曝光中心P更換為對準系ALG之檢測中心、標尺板21(之部分211~214)更換為標尺板22(之部分221~224)外，與晶圓載台WST1位於之前之曝光時移動區域內之情形相合。
進一步的，主控制裝置20依據晶圓載台WST1、WST2之位置，將與標尺板21、22對向之讀頭601~604中之三個，切換為至少一個不同之三個加以使用。此處，於切換編碼器讀頭時，係進行例如美國專利申請公開第2008/0094592號說明書等所揭示之確保晶圓載台位置測量結果之連續性的接續處理。
接著，進一步說明在步進掃描方式之曝光動作時讀頭601~604之切換與接續處理。
作為第1例，針對圖7所示之對晶圓W1之曝光動作加以說明。此處，於晶圓W1上，例如，如圖8中放大所示，於X軸方向排列有偶數、Y軸方向排列有奇數之合計36個照射區域S1~S36。
對晶圓W1，沿圖9所示之路徑進行步進掃描方式之曝光。又，圖9中之路徑係顯示曝光中心(曝光區域IA之中心)P通過各照射區域上之軌跡。此軌跡中之實線部係表示各照射區域之掃描曝光時之曝光中心P之移動軌跡，點線部(虛線部)則係顯示在掃描方向及非掃描方向之相鄰照射區域間之曝光中心P之步進移動實時之軌跡。雖然實際上，曝光中心P固定而係晶圓與圖9之路徑反向移動，但本說明書中為便於說明，係假設！中心相對固定之晶圓移動。
本實施形態之曝光裝置100，讀頭601~604中與標尺板21對向之三個係依據晶圓載台WST1之位置切換使用。因此，在晶圓載台WST1從圖7所示之區域A1~A4中之一個區域經由區域A0往其他區域移動時，即切換使用之讀頭。因此，圖9中係顯示與晶圓W1上之曝光中心P之軌跡重疊而晶圓載台WST1位於該軌跡中曝光中心P之位置時，與標尺板21對向之讀頭組對應之區域B0~B4。
圖9中之區域B0~B4，分別對應圖7中晶圓載台WST1之移動區域A0~A4。例如，在區域Bi內之照射區域之掃描曝光、或往次一照射區域之步進移動時，晶圓載台WST1係在區域Ai內移動。因此，在曝光中心P位於區域B1內時，是讀頭604、601、602對向於標尺板21。同樣的，在曝光中心P位於區域B2、B3、B4及B0內時，則是分別為讀頭601、602、603、讀頭602、603、604、讀頭603、604、601及全讀頭601~604對向於標尺板21。
承上所述，在因照射區域之掃描曝光或照射區域間之步進移動，曝光中心P在圖9所示之軌跡上移動而從區域B1~B4中之一個區域經由區域B0移動至其他區域時，切換使用之讀頭。因此，圖9中，對晶圓W1之讀頭切換之發生位置以雙層圓加以表示。
例如，首先，曝光中心P在對第1照射區域S1~第3照射區域S3進行曝光處理而從區域B1往區域B0移動後，對圓C1內所示之區域B0內之第4照射 區域S4進行曝光處理後而往區域B2內之第5照射區域S5步進移動時，即發生讀頭之切換(第1切換)。此處，如前所述，在曝光中心P位於區域B1、B0、B2內時，分別是讀頭604、601、602、全讀頭601~604、讀頭601、602、603對向於標尺板21。因此，第1切換係將使用之讀頭從讀頭604、601、602切換為讀頭601、602、603。
圖10(A)係用以詳細說明第1切換之圖9中之圓C1內部之放大圖，在第1切換前後之晶圓載台WST1於Y軸方向之速度Vy之時間變化則顯示於圖10(B)。
主控制裝置20在對第3照射區域S3進行曝光處理後，根據讀頭604、601、602(編碼器704、701、702)之測量結果對晶圓載台WST1進行驅動(位置控制)，使曝光中心P移動至為進行第4照射區域S4之曝光之加速開始位置e4。當曝光中心P到達加速開始位置e4時，主控制裝置20即開始晶圓載台WST1(晶圓W1)與標線片載台RST(標線片R)之同步移動。亦即，主控制裝置20加速驅動晶圓載台WST1，與此同時，與晶圓載台WST1反向且以晶圓載台WST1速度之投影倍率β之反數倍速度，追蹤晶圓載台WST1之動作驅動標線片載台RST。如圖10(B)所示，從加速開始(時間t4)經過加速時間Ta後，兩載台WST1、RST之速度即一定。
加速終了後、至曝光開始為止之安定時間(settling time)Tb之期間，主控制裝置20相對晶圓載台WST1進行標線片載台RST之追蹤驅動直到晶圓W1與標線片R之位移誤差成為既定之關係(大致零)。
安定時間Tb後，主控制裝置20根據讀頭604、601、602(編碼器704、701、702)之測量結果以等速驅動晶圓載台WST1。如此，在曝光時間Tc之期間，如圖10(A)所示，曝光區域IA(曝光中心P)即從照射區域S4之-Y端等速度移動至+Y端，照射區域S4被掃描曝光。於掃描曝光中，晶圓W1與標線片R之 等速同步移動狀態係受到維持。
曝光終了後、等速度過掃描時間(後安定時間)Td之期間，晶圓載台WST1以等速度移動。在此期間，如圖10(A)所示，曝光中心P以等速度通過照射區域S4之+Y側第1切換位置P1。此時，主控制裝置20將使用之讀頭從讀頭604、601、602(編碼器704、701、702)切換為讀頭601、602、603(編碼器701、702、703)。此時，主控制裝置20為確保切換前後之晶圓載台WST1之位置測量結果之連續性，實施接續處理。亦即，主控制裝置20為使從讀頭601、602、603之測量值所得之晶圓載台WST1之位置測量結果(X’、Y’、θz’)與從讀頭604、601、602之測量值所得之晶圓載台WST1之測量結果(X、Y、θz)一致，重設切換後新使用之讀頭603之測量值C3。此接續處理之詳情留待後敘。
切換後、減速過掃描時間Te之期間，主控制裝置20根據讀頭601、602、603(編碼器701、702、703)之測量結果進行晶圓載台WST1之減速驅動。同時，亦使標線片載台RST減速。又，於減速過掃描時間Te，晶圓載台WST1係與往Y軸方向之移動並行亦往X軸方向移動。如此，曝光中心P即從照射區域S4之+Y端以U字狀軌跡、朝向區域B2內之次一照射區域S5步進移動。
主控制裝置20在晶圓載台WST1之減速終了後、持續的與先前同樣的，惟將晶圓載台WST1與標線片載台RST分別驅動於相反方向，使次一照射區域S5曝光。
於編碼器系統70(71)之測量結果中會包含因標尺之製造誤差等造成之測量誤差。
接著，以下為簡單的說明讀頭之切換及接續處理之原理，將四個讀頭亦抽象的記載為Enc1、Enc2、Enc3、Enc4。
圖11(A)中顯示了在從讀頭(編碼器)Enc1、Enc2、Enc3切換為編碼器Enc2、Enc3、Enc4之前後，從編碼器Enc1、Enc2、Enc3之測量值算出之晶 圓載台WST1之位置座標(X、Y、θz)、與從編碼器Enc2、Enc3、Enc4之測量值算出之晶圓載台WST1之位置座標(X’、Y’、θz’)之時間變化(之軌跡)。因標尺製造誤差等造成之測量誤差，晶圓載台WST1之位置測量結果之軌跡會微細擺動。因此，例如美國專利申請公開第2008/0094592號說明書等所揭示之單純的接續處理，將會一併計入該測量誤差而重設新使用之編碼器Enc4之測量值(此處為讀頭604之測量值C4)。本實施形態則係採用不會產生此種狀態之接續處理。
其次，說明於本實施形態之曝光裝置100進行之接續處理之原理。本實施形態中，晶圓載台WST1之位置座標係由主控制裝置20以例如96μsec之時間間隔加以控制。於每一控制取樣間隔，位置伺服控制系(主控制裝置20之一部分)更新晶圓載台WST1之現在位置，運算出為定位於目標位置之推力指令值等，將該結果輸出至晶圓載台驅動系27。如前所述，晶圓載台WST1之現在位置係從構成編碼器系統70之讀頭601~604(編碼器701~704)中之三個測量值算出。此等讀頭(編碼器)之測量值係以遠短於控制取樣間隔之時間間隔(測量取樣間隔)加以監測。
圖12中顯示了根據編碼器系統70之測量結果之晶圓載台WST之驅動(位置控制)、讀頭601~604(編碼器701~704)之切換以及伴隨該切換之接續處理之概略情形。圖12中之符號CSCK係表示晶圓載台WST1之位置控制之取樣時脈(控制時脈)之產生時序、符號MSCK則表示編碼器之測量之取樣時脈(測量時脈)之產生時序。
主控制裝置20於每一控制時脈(CSCK)，監測編碼器系統70(構成此之四個編碼器Enc1、Enc2、Enc3、Enc4)之測量值。
於第1切換時，編碼器Enc1、Enc2、Enc3、Enc4分別對應讀頭604、601、602、603(編碼器704、701、702、703)。
於控制時脈時，主控制裝置20如第1控制時脈時般，從編碼器Enc1、Enc2、Enc3之測量值使用由對應之式(1)~式(3)構成之連立方程式算出晶圓載台WST1之位置座標(X、Y、θz)，且亦從切換後使用之編碼器Enc2、Enc3、Enc4之測量值算出晶圓載台WST1之位置座標(X’、Y’、θz’)。
主控制裝置20至照射區域S4之掃描曝光(曝光時間Tc)終了為止，將從編碼器Enc1、Enc2、Enc3之測量值算出之載台位置座標(X、Y、θz)作為伺服控制用載台座標輸出至晶圓載台驅動系27，以驅動晶圓載台WST1。在曝光終了後、等速度過掃描時間(後安定時間)Td之期間之第3控制時脈時，主控制裝置20將編碼器Enc1、Enc2、Enc3切換為編碼器Enc2、Enc3、Enc4。
如圖11(A)所示，因標尺製造誤差等造成之測量誤差，以單純之接續處理是無法滿足算出之載台位置座標之連續性。因此，主控制裝置20，與對照射區域S4之掃描曝光、亦即針對如圖10(A)所示之掃描曝光區間之一部分Q1等速驅動晶圓載台WST1之動作並行，就每一控制時脈(CSCK)實施為進行接續處理之前處理(亦稱為接續接續運算)。亦即，主控制裝置20，如圖12所示，求出位置座標(X、Y、θz)與位置座標(X’、Y’、θz’)之差分，再就既定時脈數k求出差分之移動平均MAK{(X、Y、θz)-(X’、Y’、θz’)}，作為座標偏移(offset)O加以保持。圖12中，移動平均之演算係以符號MAK表示。
又，亦可針對位置座標(X、Y、θz)與位置座標(X’、Y’、θz’)之各個就既定時脈數K求出移動平均MAK(X、Y、θz)與MAK(X’、Y’、θz’)，將此等差MAK(X、Y、θz)-MAK(X’、Y’、θz’)作為座標偏移O加以保持。
主控制裝置20，在切換時，實施接續處理。亦即，主控制裝置20為了與前一控制時脈時(此場合，為第2控制時脈時)從編碼器Enc1、Enc2、Enc3之測量值算出之晶圓載台WST1之位置座標(X、Y、θz)一致，而於第3控制時脈時，在從編碼器Enc2、Enc3、Enc4之測量值算出之晶圓載台WST1之位置 座標(X’、Y’、θz’)中加入前一第2控制時脈時所保持之座標偏移O。將經偏移修正之位置座標{(X’、Y’、θz’)+O}代入編碼器Enc4之測量值依據之式(1)~(4)之任一者以算出編碼器Enc4之測量值，將其設定為編碼器Enc4之測量值。圖12中，此接續處理係以記號CH表示。
在進行上述接續處理時，須確認座標偏移O之值針對最近之既定時脈數充分的安定。再者，如前所述，由於標尺製造誤差等造成之測量誤差，從編碼器系統70之測量值算出之晶圓載台WST1之位置座標(X、Y、θz)會相對真位置微細的擺動。因此，以從編碼器Enc1、Enc2、Enc3之測量值算出之晶圓載台WST1之位置座標(X、Y、θz)與從編碼器Enc2、Enc3、Enc4之測量值算出之晶圓載台WST1之位置座標(X’、Y’、θz’)之差充分安定之座標偏移O一致或大致一致之時序(時脈產生時)，進行接續處理較佳。
藉由以上之接續處理，如圖11(B)所示，即能確保切換前後算出之晶圓載台位置座標之連續性。
又，接續處理並非如上述般限於修正切換後讀頭測量值之情形，亦有其他處理，可採用該等處理。例如，亦可適用將該測量誤差作為偏移，於晶圓載台之現在位置或目標位置加入偏移以進行晶圓載台之驅動(位置控制)、或僅修正該測量誤差分之標線片位置等之其他手法。
切換後，在圖12之第4控制時脈時以後，主控制裝置20將從編碼器Enc2、Enc3、Enc4之測量值算出之位置座標(X’、Y’、θz’)作為伺服控制用載台座標輸出至晶圓載台驅動系27，以驅動控制晶圓載台WST1。
又，上述第1切換，係在區域B0內之第4照射區域S4之掃描曝光後、往區域B2內之第5照射區域S5之步進移動前，切換使用之讀頭。此處，圖7所示之晶圓W1上之照射區域之排列，如圖9所示，區域B0內亦包含第3照射區域S3。因此，如圖10(C)所示，亦可在區域B0內之第3照射區域S3之掃描曝光後、 往第4照射區域S4之步進移動前，且換所使用之讀頭。此場合，係與對照射區域S3之掃描曝光區間之一部分Q1’等速驅動晶圓載台WST1之動作並行進行上述接續運算，在第3照射區域S3之掃描曝光後、晶圓載台WST1以等速度通過第3照射區域S3之-Y側之切換發生位置P1’時，將使用之讀頭從讀頭604、601、602切換為讀頭601、602、603。此時，主控制裝置20為確保切換前後晶圓載台WST1之位置測量結果之連續性，使用以接續處理、亦即將切換後新使用之讀頭603之測量值C3，使用以接續運算求出之座標偏移O加以重設。
與上述第1切換同樣的，曝光中心P在進行第7照射區域S7~第10照射區域S10之曝光處理而從區域B2往區域B0移動後、進行區域B0內第11照射區域S11之曝光處理而往區域B1內第12照射區域S12步進移動時，發生讀頭之切換(第2切換)。此處，使用之讀頭係從讀頭601、602、603切換為讀頭604、601、602。
其次，在進行晶圓W1上之Y軸方向中央排列於X軸方向之第15照射區域S15~第22照射區域S22之步進掃描曝光時，曝光中心P經由區域B0在區域B1、b4間或區域B2、B3間移動。此時，發生讀頭之切換(第3~第11切換)。在曝光中心P經由區域B0而在區域B1、B4間移動時使用之讀頭在讀頭604、601、602與讀頭603、604、601之間切換，而在區域B2、B3間移動時使用之讀頭則在讀頭601、602、603與讀頭602、603、604之間切換。
圖10(D)係顯示為詳細說明代表第3~第11切換之第8及第9切換，而將圖9中之圓C2內部加以放大之圖。由此圖10(D)可知，第20照射區域S20及第21照射區域S21(及其他第15照射區域S15~第19照射區域S19、第22照射區域S22)係位於區域B0內。曝光中心P之軌跡跨越區域B0而在區域B2、B3間展開。亦即，曝光中心P係跨越區域B0在區域B2、B3間來回。
主控制裝置20，在第19照射區域S19之曝光處理後，根據讀頭 602、603、604(編碼器702、703、704)之測量結果進行晶圓載台WST1之驅動(位置控制)，使曝光中心P沿著圖10(D)中以虛線所示之U字路徑朝第20照射區域S20步進移動。
於步進移動途中，當曝光中心P到達加速開始位置時，主控制裝置20即開始晶圓載台WST1(晶圓W1)與標線片載台RST(標線片R)之加速(同步驅動)。從加速開始經加速時間(Ta)後，兩載台WST1、RST之速度即一定。
進一步的，在安定時間(Tb)後之曝光時間(Tc)之期間，主控制裝置20根據讀頭602、603、604(編碼器702、703、704)之測量結果等速驅動晶圓載台WST1。據此，曝光中心P即沿著圖10(D)中以實線所示之直線路徑(掃描曝光路徑)等速移動。亦即，曝光區域IA(曝光中心P)從照射區域S20之+Y端以等速度移動至-Y端，照射區域S20被掃描曝光。
主控制裝置20，與上述照射區域S20之掃描曝光並行，嚴格來說，與對照射區域S20之掃描曝光路徑之一部分Q2等速移動晶圓載台WST1之動作並行，進行前述接續運算。主控制裝置20在第20照射區域S20之掃描曝光後、晶圓載台WST1以等速度通過第20照射區域S20之-Y側之切換發生位置P2時，將使用之讀頭從讀頭602、603、604切換為讀頭601、602、603。此時，主控制裝置20為確保切換前後晶圓載台WST1之位置測量結果之連續性，使用以前述接續處理、亦即將切換後新使用之讀頭601之測量值C1，使用以接續運算求出之座標偏移O加以重設。
切換後，主控制裝置20根據讀頭601、602、603(編碼器701、702、703)之測量結果進行晶圓載台WST1之驅動(位置控制)，使其往次一照射區域S21步進移動。此時，曝光中心P從照射區域S20之-Y端描繪一U字軌跡，暫時退出區域B2、再回到區域B0內，朝向次一照射區域S20。
於步進移動途中，當曝光中心P到達加速開始位置時，主控制裝 置20即開始晶圓載台WST1(晶圓W1)與標線片載台RST(標線片R)之加速(同步驅動)。
在從加速開始經過加速時間Ta及安定時間Tb後，主控制裝置20根據讀頭601、602、603(編碼器701、702、703)之測量結果，沿著圖10(D)中以實線所示之直線路徑(掃描曝光路徑)等速驅動晶圓載台WST1。據此，曝光區域IA(曝光中心P)即從照射區域S21之-Y端以等速度移動至+Y端，照射區域S21被掃描曝光。
主控制裝置20，與上述照射區域S21之掃描曝光並行，嚴格來說，與對照射區域S21之掃描曝光路徑之一部分Q3等速移動晶圓載台WST1之動作並行，進行前述接續運算。主控制裝置20在第21照射區域S21之掃描曝光後、晶圓載台WST1以等速度通過第21照射區域S21之+Y側之切換發生位置P3時，將使用之讀頭從讀頭601、602、603切換為讀頭602、603、604。此時，主控制裝置20為確保切換前後晶圓載台WST1之位置測量結果之連續性，使用以前述接續處理、亦即將切換後新使用之讀頭604之測量值C4，使用以接續運算求出之座標偏移O加以重設。
切換後，主控制裝置20根據讀頭602、603、604(編碼器702、703、704)之測量結果進行晶圓載台WST1之驅動(位置控制)，使其往次一照射區域S22步進移動。此時，曝光中心P從照射區域S21之+Y端描繪一U字軌跡，暫時退出區域B3、再回到區域B0內，朝向次一照射區域S22。
其次，曝光中心P，在進行第23照射區域S23~第26照射區域S26之曝光處理而從區域B3往區域B0移動後、進行區域B0內之第27照射區域S27之曝光處理而往區域B4內之第28照射區域S28步進移動時，發生讀頭之切換(第12切換)。此處，使用之讀頭係從讀頭602、603、604切換為讀頭603、604、601。其詳細動作與前述第1切換相同。
同樣的，曝光中心P在進行第31照射區域S31~第33照射區域S33之曝光處理而從區域B4往區域B0移動後、進行區域B0內第34照射區域S34之曝光處理而往區域B3內第35照射區域S35步進移動時，發生讀頭之切換(第13切換)。此處，使用之讀頭係從讀頭603、604、601切換為讀頭602、603、604。其詳細動作亦與前述第1切換相同。
藉由上述讀頭之切換程序及接續處理，於步進掃描方式之曝光動作中，不會產生在晶圓上各照射區域之掃描曝光之進行中切換讀頭之情形，因此能維持充分的圖案重疊精度，實現安定之晶圓曝光處理。此外，於掃描曝光中，係在晶圓載台WST1(WST2)等速移動之期間進行接續運算、並使用其結果在掃描曝光後立即進行接續處理及讀頭之切換，因此能確保讀頭切換前後晶圓載台之位置測量結果之連續性。
接著，作為第2例，說明對圖13所示晶圓W2之曝光動作。此處，於晶圓W2上，如圖14中放大現顯示，於X軸方向排列有奇數、Y軸方向排列有偶數之所有38個照射區域S1~S38。
對晶圓W2，沿圖15所示之路徑進行步進掃描方式之曝光。圖15中，顯示了與路徑重疊，晶圓載台WST1位於該路徑中曝光中心P之位置時與標尺板21對向之讀頭組對應之區域B0~B4、與讀頭切換之發生位置。圖15之記載與圖9之記載相同。
首先，曝光中心P在進行第1照射區域S1之曝光處理而從區域B1往區域B0移動後、進行區域B0內第2照射區域S2之曝光處理而往區域B2內第3照射區域S3步進移動時，發生讀頭之切換(第1切換)。此處，如前所述，在曝光中心P位於區域B1、B0、B2內時，分別是讀頭604、601、602、所有讀頭601~604、讀頭601、602、603對向於標尺板21。因此，於第1切換，係將使用之讀頭從讀頭604、601、602切換為讀頭601、602、603。其詳細動作與前述第1例中對晶圓 W1之第1切換相同。
與上述第1切換同樣的，曝光中心P在進行第4照射區域S4~第6照射區域S6之曝光處理而從區域B2往區域B0移動後、進行區域B0內第7照射區域S7之曝光處理而往區域B1內第8照射區域S8步進移動時，發生讀頭之切換(第2切換)。此時，使用之讀頭係從讀頭601、602、603切換為讀頭604、601、602。
其次，在進行晶圓W2上Y軸方向中央(第3行目)排列於X軸方向之第11照射區域S11~第19照射區域S19之步進掃描曝光時，曝光中心P經由區域B0在區域B1、b4間或區域B2、b3間移動。此時，發生讀頭之切換(第3~第10切換)。同樣的，在進行第4行排列於X軸方向之第20照射區域S20~第28照射區域S28之步進掃描曝光時，曝光中心P經由區域B0在區域B1、b4間或區域B2、b3間移動。此時，發生讀頭之切換(第11~第18切換)。曝光中心P經由區域B0在區域B1、B4間移動時係在讀頭604、601、602與讀頭603、604、601之間、在區域B2、b3間移動時則在讀頭601、602、603與讀頭602、603、604之間切換使用之讀頭。
圖16(A)係顯示為詳細說明代表第3~第18切換之第3及第4切換，而將圖15中之圓C3內部加以放大之圖。由此圖16(A)可知，第11照射區域S11及第12照射區域S12係位於區域B0與區域B1之交境上。曝光中心P之軌跡跨越區域B0而在區域B1、B4間展開。亦即，曝光中心P係跨越區域B0在區域B1、B4間來回。
此例中，由於曝光對象之照射區域並非完全包含在區域B0內，因此第3及第4切換之詳細程序與對前述晶圓W1之第8及第9切換之詳細程序有若干不同。因此，將重點置於不同處，詳細說明第3及第4切換。
主控制裝置20在進行第10照射區域S10之曝光處理後，根據讀頭604、601、602(編碼器704、701、702)之測量結果進行晶圓載台WST1之驅動(位置控制)，使曝光中心P沿圖15中以虛線所示之路徑，朝為進行第11照射區域S11 之曝光之加速開始位置步進移動。
步進移動後，主控制裝置20開始晶圓載台WST1(晶圓W1)與標線片載台RST(標線片R)之加速同步驅動。從加速開始至經過加速時間(Ta)後，兩載台WST1、RST之速度即一定。
進一步的在安定時間(Tb)後之曝光時間(Tc)之期間，主控制裝置20根據讀頭604、601、602(編碼器704、701、702)之測量結果等速驅動晶圓載台WST1。據此，曝光中心P即沿著圖16(A)中以實線所示之直線路徑(掃描曝光路徑)等速移動。亦即，曝光區域IA(曝光中心P)從照射區域S11之-Y端以等速度移動至+Y端，照射區域S11被掃描曝光。
主控制裝置20與前述對晶圓W1之第8及第9切換同樣的，與照射區域S11之掃描曝光並行、嚴格來說係與對照射區域S11之掃描曝光路徑之一部分Q5等速移動晶圓載台WST1之動作並行，進行前述接續運算。主控制裝置20在進行第11照射區域S11之掃描曝光後，晶圓載台WST1以等速度通過第11照射區域S11之+Y側之切換發生位置P5時，將使用之讀頭從讀頭604、601、602切換為讀頭603、604、601(第3切換)。此時，主控制裝置20為確保切換前後晶圓載台WST1之位置測量結果之連續性，使用以前述接續處理、亦即將切換後新使用之讀頭603之測量值C3，使用以接續運算求出之座標偏移O加以重設。
切換後，主控制裝置20根據讀頭603、604、601(編碼器703、704、701)之測量結果進行晶圓載台WST1之驅動(位置控制)，使其朝次一照射區域S12步進移動。此時，曝光中心P從照射區域S11之+Y端描繪一U字軌跡，暫時退出區域B4、再回到區域B0內，朝向次一照射區域S22。
於步進移動途中，當曝光中心P到達加速開始位置時，為進行照射區域S12之曝光處理，主控制裝置20開始晶圓載台WST1(晶圓W1)與標線片載台RST(標線片R)之加速(同步驅動)。然而，由於照射區域S12係位在區域B0與區 域B1之交界上，因此即產生在進行第12照射區域S12之掃描曝光中切換讀頭之必要。因此，第4切換係在進行第12照射區域S12之掃描曝光前，將使用之讀頭從讀頭603、604、601切換為讀頭604、601、602。
於第4切換，主控制裝置20在切換之前，與曝光中心P沿U字狀路徑從照射區域S11往照射區域S12步進移動之途中，真對安定時間Tb中通過之部分短直線區間Q6等速驅動晶圓載台WST1之動作並行，進行前述接續運算。主控制裝置20在進行第12照射區域S12之掃描曝光前，晶圓載台WST1以等速度通過第12照射區域S12之+Y側之切換發生位置P6時，將使用之讀頭從讀頭603、604、601切換為讀頭604、601、602。此時，主控制裝置20為確保切換前後晶圓載台WST1之位置測量結果之連續性，使用以前述接續處理、亦即將切換後新使用之讀頭602之測量值C2，使用以接續運算求出之座標偏移O加以重設。
切換後，主控制裝置20根據讀頭604、601、602(編碼器704、701、702)之測量結果，使晶圓載台WST1沿圖16(A)中以實線所示之直線路徑(掃描曝光路徑)等速移動。據此，曝光區域IA(曝光中心P)以等速度從照射區域S12之+Y端移動至-Y端，照射區域S12被掃描曝光。
不過，安定時間Tb中之接續運算，由於晶圓載台WST1被以等速度驅動之距離(直線區間Q6之距離)較短，有可能發生無法獲得充分安定之座標偏移O之情形。
為防範上述事態之發生於未然，作為充分確保(獲得充分安定之座標偏移O)用以進行接續運算之時間之第1方法，可考慮在加速驅動晶圓載台WST1之期間，亦即在圖16(A)中曝光中心P沿U字狀路徑朝照射區域S12步進移動之途中、與針對加速時間Ta(或減速過掃描時間Te與加速時間Ta)中通過之充分長之曲線區間Q6’驅動晶圓載台WST1之動作並行，進行前述接續運算。惟，此時由於晶圓載台WST1係加速，因此以編碼器系統70進行之載台位置測量有 可能產生誤差。
亦即，如圖17(A)所示，本實施形態之編碼器系統70，係從搭載於晶圓載台WST1讀頭601、與Z軸平行的對對向之標尺板21(22)照射測量光束。然而，於晶圓載台WST1施加例如圖17(B)中以箭頭所示方向(-X方向)之加速度時，編碼器讀頭601之設置位置即相對晶圓載台WST1往+X方向位移且設置姿勢往θy方向傾斜。如此，測量光束即傾斜、而照射於偏離設計上照射點之標尺板21(22)上之點，產生測量誤差。
因此，考量加速時間中亦會有進行接續運算之情形而預先實測晶圓載台WST1(WST2)之加速度與編碼器系統70(71)之測量誤差之關係，於曝光裝置之作動中，使用該實測資料修正編碼器系統70(71)之測量結果亦可。或者，亦可於晶圓載台WST1(WST2)設置測定讀頭601~604之位置與傾斜之測定器，根據測定器之測定結果來修正讀頭601~604之測量值。
作為充分確保為進行接續運算之時間之第2方法，如圖16(B)所示，可考慮於步進路徑設置冗長區間Q6”來延長晶圓載台WST1等速移動之區間(亦即圖16(A)中之區間Q6)，在晶圓載台WST1被以等速度驅動於該區間之期間進行接續運算。
作為充分確保為進行接續運算之時間之第3方法，可可考慮在針對前述編碼器讀頭601~604及標尺板21之構成及配置之條件(B≧bi+L+2t)外，再考慮U字狀步進區間之Y軸方向距離La而加上條件B≧bi+2La+2t(亦即，變更為條件B≧bi+Max(L、2La)+2t)。
圖16(C)放大顯示了圖15中之圓C4內部。不過，此圖16(C)中，依據上述條件B≧bi+Max(L、2La)+2t而將區域B0擴大於Y軸方向。此圖16(C)之情形，由於U字狀步進區間完全包含在區域B0內，因此在照射區域S19之掃描曝光後，僅在往照射區域S20進行Y步進時需要讀頭切換(圖15中之第10切換)， 而無需圖15中之第3~9切換及第11~18切換。
又，條件B≧bi+Max(L、2La)+2t並不限於晶圓W2般於Y軸方向排列偶數照射區域之照射區域排列，可適用於任意照射區域排列。
接著，在曝光中心P進行第29照射區域S29~第31照射區域S31之曝光處理而從區域B4往區域B0移動後，進行區域B0內第32照射區域S32之曝光處理而往區域B3內第33照射區域S33步進移動時，發生讀頭之切換(第19切換)。此時，使用之讀頭從讀頭603、604、601切換為讀頭602、603、604。其詳細動作與前述第1切換相同。
同樣的，在曝光中心P進行第36照射區域S36之曝光處理而從區域B3往B0移動後，進行區域B0內第37照射區域S37之曝光處理而往區域B4內第38照射區域S38步進移動時，發生讀頭之切換(第20切換)。此時，使用之讀頭從讀頭602、603、604切換為讀頭603、604、601。其詳細動作亦與前述第1切換相同。
藉由上述讀頭之切換程序及接續處理，於步進掃描方式之曝光動作中，不會產生在晶圓上各照射區域之掃描曝光之進行中切換讀頭之情形，因此能維持充分的圖案重疊精度，實現安定之晶圓曝光處理。此外，主控制裝置20係在掃描曝光中晶圓載台WST1(WST2)等速移動之期間進行接續運算，並使用其結果在掃描曝光後立刻進行接續處理及讀頭之切換。或者，主控制裝置20係在步進移動中晶圓載台WST1(WST2)等速移動之期間進行接續運算、或加速移動之期間一邊進行加速度修正一邊進行接續運算，並使用其結果在掃描曝光後立刻進行接續處理及讀頭之切換。如此，確保讀頭切換前後晶圓載台之位置測量結果之連續性。
接著，進一步說明以編碼器系統70、71進行之3自由度方向(Z、θx、θy)之位置測量原理等。此處，編碼器讀頭601~604或編碼器701~704之測 量結果或測量值，係指編碼器讀頭601~604或編碼器701~704之Z軸方向之測量結果。
本實施形態，由於採用了如前述之編碼器讀頭601~604及標尺板21之構成及配置，在曝光時移動區域內，依據晶圓載台WST1(WST2)所在之區域A0~A4，編碼器讀頭601~604中之至少三個與標尺板21(之對應部分211~214)對向。從與標尺板21對向之讀頭(編碼器)將有效測量值送至主控制裝置20。
主控制裝置20根據編碼器701~704之測量結果算出晶圓載台WST1(WST2)之位置(Z、θx、θy)。此處，編碼器701~704於Z軸方向之測量值(非前述Z軸方向之測量方向，亦即與針對XY平面內之一軸方向之測量值C1~C4作出區別，分別記載為D1~D4)，係如次式(5)~(8)般依存於晶圓載台WST1(WST2)之位置(Z、θx、θy)。
D1=-ptanθy+ptanθx+Z...(5)
D2=ptanθy+ptanθx+Z...(6)
D3=ptanθy-ptanθx+Z...(7)
D4=-ptanθy-ptanθx+Z...(8)
其中，p係從晶圓台WTB1(WTB2)之中心至讀頭之X軸及Y軸方向之距離(參照圖5)。
主控制裝置20依據晶圓載台WST1(WST2)所在之區域A0~A4從上式(5)~(8)選擇三個讀頭(編碼器)之測量值依據之式，藉由將三個讀頭(編碼器)之測量值代入以解由所選擇之三個式構成之連立方程式，據以算出晶圓載台WST1(WST2)之位置(Z、θx、θy)。例如，晶圓載台WST1(或WST2)位於第1區域A1內之情形時，主控制裝置20由讀頭601、602、604(編碼器701、702、704)(或讀頭601、602、604(編碼器711、712、714)之測量值依據之式(5)、(6)及(8)組合連立方程式，將測量值代入式(5)、(6)及(8)各式之左邊以解之。
又，當晶圓載台WST1(或WST2)位置第0區域A0內之情形時，從讀頭601~604(編碼器701~704)(或讀頭601~604(編碼器711~714))選擇任意三個，使用由所選擇之三個讀頭之測量值依據之式組合之連立方程式即可。
主控制裝置20根據上述算出結果(Z、θx、θy)與前述段差資訊(focus mapping data)，於曝光時移動區域內進行晶圓載台WST1(或WST2)聚焦調平控制。
當晶圓載台WST1(或WST2)位於測量時移動區域內之情形時，主控制裝置20使用編碼器系統70或71測量3自由度方向(Z、θx、θy)之位置資訊。此處，測量原理等，除曝光中心換為對準系ALG之檢測中心、標尺板21(之部分211~214)換為標尺板22(之部分221~224)外，與晶圓載台WST1位於之前之曝光時移動區域內之情形相同。主控制裝置20根據編碼器系統70或71之測量結果，進行晶圓載台WST1或WST2之聚焦調平控制。又，於測量時移動區域(測量站)亦可不進行聚焦、調平。亦即，先取得標記位置及段差資訊(focus mapping data)，並從該段差資訊減去段差資訊取得時(測量時)之晶圓載台之Z傾斜分，據以取得晶圓載台之基準面、例如以上面為基準之段差資訊。於曝光時，根據此段差資訊與晶圓載台(之基準面)之3自由度方向(Z、θx、θy)之位置資訊，即能進行聚焦、調平。
進一步的，主控制裝置20依據晶圓載台WST1、WST2之位置，將與標尺板21、22對向之讀頭601~604中之三個換為至少一個不同之三個來使用。此處，於切換編碼器讀頭時，為確保晶圓載台WST1(或WST2)之位置測量結果之連續性，進行與前述相同之接續處理。
如以上詳細之說明，於本實施形態之曝光裝置100，設有對涵蓋除了緊鄰投影光學系PL(對準系ALG)下方區域外之晶圓載台WST1、WST2之移動範圍之標尺板21，從晶圓載台WST1、WST2搭載之四個讀頭601~604照射測 量光束，據以測量晶圓載台WST1、WST2之6自由度(X、Y、Z、θx、θy、θz)方向之位置資訊之編碼器系統70、71。此外，讀頭601~604之配置間隔A、B分別設定為大於標尺板21、22之開口之寬度ai、bi。如此，視晶圓載台WST1、WST2之位置從四個讀頭601~604中切換使用與標尺板21、22對向之三個讀頭，即能求出(測量)晶圓載台WST1、WST2之位置資訊。
此外，本實施形態之曝光裝置100中，讀頭601~604之配置間隔A、B分別設定為大於標尺板21、22之開口寬度ai、bi與照射區域之寬度W、L之和。如此，在為使晶圓曝光而掃描(等速)驅動保持晶圓之晶圓載台WST1、WST2之期間，即能在不切換讀頭601~604之情形下測量晶圓載台WST1、WST2之位置資訊。因此，能以良好精度將圖案形成於晶圓上，尤其是在第2層(second layer)以後之曝光時，能將重疊精度維持於高精度。
又，本實施形態之曝光裝置100，為了使用以四個讀頭601~604測量之晶圓載台WST1、WST2之位置資訊之測量結果來使晶圓上之對象照射區域曝光，而掃描(等速)驅動保持晶圓之晶圓載台WST1、WST2，驅動後，視晶圓載台WST1、WST2之位置從四個讀頭601~604中將用於測量位置資訊之三個一組之讀頭組(包含至少一個不同之讀頭)切換為另一讀頭組。或者，藉由位置資訊之測量結果之使用，將晶圓載台WST1、WST2往針對對象照射區域之掃描(等速)驅動之開始點步進驅動，於步進驅動後，在晶圓載台WST1、WST2為了使對象照射區域曝光而掃描(等速)之前，視晶圓載台WST1、WST2之位置將四個讀頭601~604中用於位置資訊之測量之讀頭組(包含不同之讀頭)切換為另一讀頭組。如此，在為使晶圓曝光而掃描(等速)驅動保持晶圓之晶圓載台WST1、WST2之期間，即能在不切換讀頭601~604之情形下測量晶圓載台WST1、WST2之位置資訊。因此，能以良好精度將圖案形成於晶圓上，尤其是在第2層(second layer)以後之曝光時，能將重疊精度維持於高精度。
又，上述實施形態，可分別接近晶圓台上面四角之讀頭設置至少一個輔助讀頭，在主要讀頭發生測量異常時，切換為近旁之輔助讀頭來持續進行測量。此時，針對輔助讀頭亦可適用前述配置條件。
又，上述實施形態，雖係針對在標尺板21、22之部分211~214、221~224各個之下面形成有二維繞射光柵RG之情形作了例示，但不限於此，形成有僅以對應編碼器讀頭601~604之測量方向(在XY平面內之一軸方向)為週期方向之1維繞射光柵之場合，亦能適用上述實施形態。
又，上述實施形態，雖係針對各讀頭601~604(編碼器701~704)採用以XY平面內之一軸方向與Z軸方向為測量方向之二維編碼器之情形作了例示，但不限於此，亦可採用以XY平面內之1軸方向為測量方向之1維編碼器與以Z軸方向為測量方向之1維編碼器(或非編碼器方式之面位置感測器等)。或者，亦可採用以XY平面內彼此正交之之2軸方向為測量方向之二維編碼器。再者，亦可採用以X軸、Y軸及Z軸方向之3方向為測量方向之3維編碼器(3DOF感測器)。
又，上述實施形態雖係針對曝光裝置為掃描步進機之情形作了說明，但不限於此，亦可於步進機等之靜止型曝光裝置適用上述實施形態。即使是步進機等，藉由以編碼器測量搭載有曝光對象物體之載台之位置，與使用干涉儀測量載台位置之情形不同的，能使空氣波動造成之位置測量誤差之發生幾乎為零，可根據編碼器之測量值高精度的定位載台，其結果，能以高精度將標線片圖案轉印至晶圓上。此外，上述實施形態亦能適於將照射區域與照射區域加以合成之步進接合(step & stitch)方式之投影曝光裝置。再者，亦可於例如美國專利第6,590,634號說明書、美國專利第5,969,441號說明書、美國專利第6,208,407號說明書等所揭示之具備複數個晶圓載台之多載台型曝光裝置適用上述實施形態。此外，亦可於例如美國專利申請公開第2007/0211235號說明書 及美國專利申請公開第2007/0127006號說明書等所揭示之具備與晶圓載台不同之、包含測量構件(例如基準標記及/或感測器等)之測量載台之曝光裝置適用上述實施形態。
又，上述實施形態之曝光裝置，亦可以是例如國際公開第99/49504號、美國專利申請公開第2005/0259234號說明書等所揭示之液浸型曝光裝置。
又，上述實施形態之曝光裝置中之投影光學系不限於縮小系而可以是等倍及放大系之任一種，投影光學系PL不限於折射系而亦可以是反射系及折反射系之任一種，其投影像可以是倒立像及正立像之任一種。
又，照明光IL不限於ArF準分子雷射光(波長193nm)，亦可以是KrF準分子雷射光(波長248nm)等之紫外光、或F2雷射光(波長157nm)等之真空紫外光。亦可使用例如美國專利第7,023,610號說明書所揭示之以摻雜有鉺(或鉺及鐿兩者)之光纖放大器，將從DFB半導體雷射或光纖雷射發出之紅外線區或可見區的單一波長雷射光加以放大作為真空紫外光，並以非線形光學結晶將其轉換波長成紫外光之諧波。
又，上述實施形態中，雖係使用在光透射性之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(標線片)，但亦可取代此標線片，使用例如美國專利第6,778,257號說明書所揭示之根據待曝光圖案之電子資料，來形成透射圖案或反射圖案、或發光圖案之電子光罩(包含亦稱為可變成形光罩、主動光罩或影像產生器之例如非發光型影像顯示元件(空間光調變器)之一種的DMD(Digital Micro-mirror Device)等)。使用該可變成形光罩之場合，由於搭載晶圓或玻璃板片等之載台係相對可變成形光罩被掃描，藉由使用編碼器系統及雷射干涉儀系統測量此載台之位置，即能獲得與上述實施形態同等之效果。
又，上述實施形態亦能適應用於例如國際公開第2001/035168號所揭示之藉由在晶圓W上形成干涉條紋，據以在晶圓W上形成線與空間圖案(line & space)圖案之曝光裝置(微影系統)。
再者，亦能將上述實施形態適用於例如美國專利第6,611,316號所揭示之將兩個標線片圖案透過投影光學系統合成在晶圓上，藉由一次掃描曝光使晶圓上之一個照射區域大致同時雙重曝光之曝光裝置。
又，上述實施形態中待形成圖案之物體(被照射能量束之曝光對象物體)不限於晶圓，亦可以是玻璃板、陶瓷基板、薄膜構件或光罩母板等之其他物體。
曝光裝置之用途不限於半導體製造用之曝光裝置，亦能廣泛適用於例如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、及用以製造有機EL、薄膜磁頭、攝影元件(CCD等)、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，本發明亦能適用於為製造光曝光裝置、EUV曝光裝置、X線曝光裝置及電子束曝光裝置等所使用之標線片或光罩，而將電路圖案轉印至玻璃基板或矽晶圓等之曝光裝置。
又，援用以上說明所引用之關於曝光裝置等所有公報、國際公開公報、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。
半導體元件等之電子元件，係經由進行元件之功能、性能設計之步驟、製作依據此設計步驟之標線片之步驟、從矽材料製作晶圓之步驟、以前述各實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)及其曝光方法將光罩(標線片)圖案轉印至晶圓之微影步驟、使曝光後晶圓(物體)顯影之顯影步驟、將殘存有光阻之以外部分之露出構件以蝕刻加以去除之蝕刻步驟、將蝕刻後不要之光阻去除之光阻除去步驟、元件組裝步驟(包含切割步驟、結合步驟、封裝步驟)、以及檢 査步驟等而製造出。此場合，於微影製程使用上述實施形態之曝光裝置及曝光方法，因此能以良好之生產性製造高積體度之元件。
如以上所述，上述實施形態之曝光裝置(圖案形成裝置)，係將包含本案申請專利範圍所舉之各構成要素的各種子系統，以能保持既定機械精度、電氣精度、光學精度之方式，加以組裝製造。為確保上述各種精度，於此組裝之前後，對各種光學系統進行用以達成光學精度之調整，對各種機械系統進行用以達成機械精度之調整，對各種電氣系統則進行用達成各種電氣精度之調整。各種子系統組裝至曝光裝置之步驟，包含各種子系統彼此間之機械連接、電氣迴路之連接、氣壓迴路之連接等。此各種子系統組裝至曝光裝置之步驟前，當然有各個子系統之組裝步驟。各種子系統組裝至曝光裝置之步驟結束後，即進行綜合調整，以確保曝光裝置全體之各種精度。又，曝光裝置的製造以在溫度及清潔度等受到管理的無塵室中進行較佳。
[產業上之可利用性]
如以上之說明，本發明之曝光裝置及曝光方法適於使物體曝光。又，本發明之元件製造方法非常適於製造半導體元件或液晶顯示元件等之電子元件。

Claims (35)

  1. 一種曝光裝置，係透過投影光學系以照明光分別曝光基板之複數個區域，其具備：照明光學系，以前述照明光照明光罩；第1載台，配置於前述投影光學系之上方，並保持前述光罩；第1驅動系統，驅動前述第1載台；第1編碼器系統，測量前述第1載台之位置資訊；基座，配置於前述投影光學系之下方；第2載台，配置於前述基座上，並具有保持前述基板之保持具；第2驅動系統，具有於前述基座上懸浮支承前述第2載台之磁浮方式之平面馬達，驅動前述第2載台；第2編碼器系統，具有設於前述第2載台之四個讀頭，前述四個讀頭對具有分別形成有反射型光柵之四個部分及被前述四個部分實質地圍繞之開口之標尺構件，從其下方分別照射測量光束，測量在6自由度方向之前述第2載台之位置資訊，前述6自由度方向包含於與前述投影光學系之光軸垂直之既定面內彼此正交之第1、第2方向；以及控制系統，根據前述第1、第2編碼器之測量資訊，分別控制前述第1、第2驅動系統，且於前述基板之掃描曝光中，以相對前述照明光使前述光罩與前述基板分別相對移動之方式來控制前述第1、第2驅動系統；前述標尺構件，以前述投影光學系位於前述開口內之方式設於前述投影光學系之下端側；前述控制系統，以前述第2載台於移動區域內被移動之方式來控制前述第2驅動系統，前述移動區域，包含前述四個讀頭分別與前述四個部分對向之第1區域、及分別一部分與前述第1區域不同之四個第2區域； 控制前述第2驅動系統，以使前述第2載台經由前述第1區域，從前述四個讀頭中之三個讀頭分別與前述四個部分中之三個部分對向之前述四個第2區域中之一個，移動至前述四個讀頭中與前述三個讀頭不同之另一讀頭與前述三個讀頭中之兩個讀頭之共三個讀頭，分別與前述四個部分中與前述三個部分不同之另一部分與前述三個部分中之兩個部分之共三個部分對向之、前述四個第2區域中與前述一個第2區域不同之第2區域；為了於前述不同之第2區域內移動前述第2載台，以取代用在前述一個第2區域之三個讀頭對前述第2載台之驅動控制而進行用在前述不同之第2區域之包含前述另一讀頭及前述兩個讀頭的三個讀頭對前述第2載台之驅動控制之方式，將用在前述一個第2區域之三個讀頭中與前述兩個讀頭不同之一個讀頭切換為前述另一讀頭；前述切換，於前述第2載台位於前述第1區域之期間進行。
  2. 如請求項1所述之曝光裝置，其中，前述一個讀頭，於前述不同之第2區域之一部分，不與前述四個部分中與前述另一部分及前述兩個部分不同之一個部分對向，前述另一讀頭，於前述一個第2區域之一部分，不與前述另一部分對向。
  3. 如請求項2所述之曝光裝置，其中，於前述第2載台位於前述第1區域之期間，取代用在前述一個第2區域之三個讀頭對前述第2載台之驅動控制，而進行用在前述不同之第2區域之三個讀頭對前述第2載台之驅動控制。
  4. 如請求項3所述之曝光裝置，其中，前述控制系統，使用用以補償前述第2編碼器系統之測量誤差之修正資訊，在前述不同之第2區域移動前述第2載台，該測量誤差係因取代用在前述一個第2區域之三個讀頭對前述第2載台之驅動控制而進行用在前述不同之第2區域之三個讀頭對前述第2載台之驅動控制而產生。
  5. 如請求項4所述之曝光裝置，其中，前述修正資訊，於前述第2載台位於前述第1區域之期間被取得。
  6. 如請求項4所述之曝光裝置，其中，前述測量誤差，係因在前述一個第2區域與前述不同之第2區域中用於前述測量之前述讀頭及前述部分有一個不同而產生。
  7. 如請求項4所述之曝光裝置，其中，前述修正資訊，包含用以補償從前述第1區域內之前述第2載台之、用在前述一個第2區域之三個讀頭獲得之位置資訊及從用在前述不同之第2區域之三個讀頭獲得之位置資訊之差的偏移。
  8. 如請求項1~7中任一項所述之曝光裝置，其進而具備支承前述投影光學系之計量框架；前述標尺構件，以前述反射型光柵與前述既定面實質地平行，且配置於前述投影光學系之下端側之方式，懸吊支承於前述計量框架。
  9. 如請求項8所述之曝光裝置，其中，前述四個部分分別形成反射型二維光柵，且係實質L字狀。
  10. 如請求項8所述之曝光裝置，其中，前述四個部分分別於外緣具有非有效區域。
  11. 如請求項8所述之曝光裝置，其中，前述四個讀頭，分別可測量前述第2載台在與前述既定面平行之方向、及與前述既定面正交之方向之2方向之位置資訊。
  12. 如請求項8所述之曝光裝置，其中，前述四個讀頭，分別以與另一讀頭之間隔在前述第1、第2方向之至少一方比前述開口之寬度大之方式，設於前述第2載台。
  13. 如請求項12所述之曝光裝置，其中，前述四個讀頭，以在前述第1方向前述四個讀頭中之兩個讀頭之間隔比前述開口之寬度大、且在前述第2 方向前述四個讀頭中之兩個讀頭之間隔比前述開口之寬度大之方式，設於前述第2載台。
  14. 如請求項8所述之曝光裝置，其進而具備：檢測系，與前述投影光學系分離而設於前述計量框架，檢測前述基板之位置資訊；以及與前述標尺構件不同之標尺構件，具有與前述四個部分不同之分別形成有反射型光柵之四個部分；前述不同之標尺構件，以前述檢測系位於其開口內且配置於前述檢測系之下端側之方式，懸吊支承於前述計量框架；在前述檢測系對前述基板之檢測動作中，藉由前述第2編碼器系統測量前述第2載台之位置資訊。
  15. 如請求項14所述之曝光裝置，其中，前述四個讀頭，分別以在前述第1、第2方向之至少一方與其他讀頭之間隔比前述不同之標尺構件之開口之寬度大之方式，設於前述第2載台。
  16. 如請求項8所述之曝光裝置，其中，前述第2編碼器系統，具有與前述四個讀頭不同，且分別接近前述四個讀頭而配置之至少一個讀頭。
  17. 如請求項8所述之曝光裝置，其中，前述切換，於前述照明光照射於前述基板之掃描曝光期間以外、或者於用以於前述基板形成圖案之前述第2載台之等速移動期間以外進行。
  18. 如請求項8所述之曝光裝置，其中，前述控制系統，一邊補償因前述標尺構件之製造誤差、前述第2載台之加速度、前述讀頭之位置或傾斜之至少一者而產生之前述第2編碼器測量誤差，一邊控制前述第2載台之移動。
  19. 如請求項1~18中任一項所述之曝光裝置，其中，前述平面馬達，具有設於前述基座與前述第2載台之一方之線圈單元、以及設於前述基座 與前述第2載台之另一方之磁石單元；前述基座作為前述第2載台之配衡質量來使用。
  20. 如請求項19所述之曝光裝置，其進而具備配置於前述基座上，且與前述第2載台不同之第2載台；前述第2編碼器系統，具有設於前述不同之第2載台、與前述四個讀頭不同之四個讀頭，藉由前述不同之四個讀頭中之至少三個，測量在前述6自由度方向之前述不同之第2載台之位置資訊。
  21. 一種曝光方法，係透過投影光學系以照明光分別曝光基板之複數個區域，其包含：以第1編碼器系統測量第1載台之位置資訊之動作，前述第1載台配置於前述投影光學系之上方，並保持被前述照明光照明之光罩；藉由磁浮方式之平面馬達移動前述第2載台之動作，前述磁浮方式之平面馬達於配置於前述投影光學系之下方之基座上懸浮支承具有保持前述基板之保持具之第2載台；藉由第2編碼器系統，測量在6自由度方向之前述第2載台之位置資訊之動作，前述第2編碼器系統具有設於前述第2載台之四個讀頭，前述四個讀頭對具有分別形成有反射型光柵之四個部分及被前述四個部分實質地圍繞之開口之標尺構件，從其下方分別照射測量光束，前述6自由度方向包含於與前述投影光學系之光軸垂直之既定面內彼此正交之第1、第2方向；以及根據前述第1、第2編碼器之測量資訊，分別控制前述第1、第2載台之移動之動作；進行使前述光罩與前述基板相對前述照明光分別相對移動之前述基板之掃描曝光；前述標尺構件，以前述投影光學系位於前述開口內之方式設於前述投影光 學系之下端側；前述第2載台，於包含前述四個讀頭分別與前述四個部分對向之第1區域、及分別一部分與前述第1區域不同之四個第2區域的移動區域內移動，且經由前述第1區域，從前述四個讀頭中之三個讀頭分別與前述四個部分中之三個部分對向之前述四個第2區域中之一個，移動至前述四個讀頭中與前述三個讀頭不同之另一讀頭與前述三個讀頭中之兩個讀頭之共三個讀頭，分別與前述四個部分中與前述三個部分不同之另一部分與前述三個部分中之兩個部分之共三個部分對向之、前述四個第2區域中與前述一個第2區域不同之第2區域；為了於前述不同之第2區域內移動前述第2載台，以取代用在前述一個第2區域之三個讀頭對前述第2載台之驅動控制而進行用在前述不同之第2區域之包含前述另一讀頭及前述兩個讀頭的三個讀頭對前述第2載台之驅動控制之方式，將用在前述一個第2區域之三個讀頭中與前述兩個讀頭不同之一個讀頭切換為前述另一讀頭；前述一個讀頭，於前述不同之第2區域，不與用在前述一個第2區域之三個部分中與前述兩個部分不同之一個部分對向，前述另一讀頭，於前述一個第2區域，不與前述另一部分對向；前述切換，於前述第2載台位於前述第1區域之期間進行。
  22. 如請求項21所述之曝光方法，其中，前述一個讀頭，於前述不同之第2區域之一部分，不與前述四個部分中與前述另一部分及前述兩個部分不同之一個部分對向，前述另一讀頭，於前述一個第2區域之一部分，不與前述另一部分對向。
  23. 如請求項22所述之曝光方法，其中，於前述第2載台位於前述第1區域之期間，取代用在前述一個第2區域之三個讀頭對前述第2載台之驅動控制，而進行用在前述不同之第2區域之三個讀頭對前述第2載台之驅動控制。
  24. 如請求項23所述之曝光方法，其中，為了在前述不同之第2區域移動前述第2載台，使用用以補償前述第2編碼器系統之測量誤差之修正資訊，該測量誤差係因取代用在前述一個第2區域之三個讀頭對前述第2載台之驅動控制而進行用在前述不同之第2區域之三個讀頭對前述第2載台之驅動控制而產生。
  25. 如請求項24所述之曝光方法，其中，前述修正資訊，於前述第2載台位於前述第1區域之期間被取得。
  26. 如請求項24所述之曝光方法，其中，前述測量誤差，係因在前述一個第2區域與前述不同之第2區域中用於前述測量之前述讀頭及前述部分有一個不同而產生。
  27. 如請求項24所述之曝光方法，其中，前述修正資訊，包含用以補償從前述第1區域內之前述第2載台之、用在前述一個第2區域之三個讀頭獲得之位置資訊及從用在前述不同之第2區域之三個讀頭獲得之位置資訊之差的偏移。
  28. 如請求項21~27中任一項所述之曝光方法，其中，前述標尺構件，配置於前述投影光學系之下端側，且以前述反射型光柵與前述既定面實質地平行之方式，懸吊支承於支承前述投影光學系之計量框架。
  29. 如請求項28所述之曝光方法，其中，前述四個部分分別形成反射型二維光柵，且係實質L字狀。
  30. 如請求項28所述之曝光方法，其中，前述四個讀頭，分別可測量前述第2載台在與前述既定面平行之方向、及與前述既定面正交之方向之2方向之位置資訊。
  31. 如請求項28所述之曝光方法，其中，前述四個讀頭，以在前述第1方向前述四個讀頭中之兩個讀頭之間隔比前述開口之寬度大、且在前述第2 方向前述四個讀頭中之兩個讀頭之間隔比前述開口之寬度大之方式，設於前述第2載台。
  32. 如請求項28所述之曝光方法，其中，藉由與前述投影光學系分離而設於前述計量框架之檢測系，檢測前述基板之位置資訊；並且具有與前述四個部分不同之，分別形成有反射型光柵之四個部分，且與前述標尺構件不同之標尺構件，以前述檢測系位於其開口內且其配置於前述檢測系之下端側之方式，懸吊支承於前述計量框架；在前述檢測系對前述基板之檢測動作中，藉由前述第2編碼器系統測量前述第2載台之位置資訊。
  33. 如請求項32所述之曝光方法，其中，前述四個讀頭，分別以在前述第1、第2方向之至少一方與其他讀頭之間隔比前述不同之標尺構件之開口之寬度大之方式，設於前述第2載台。
  34. 一種元件製造方法，其包含：使用請求項21~33中任一項所述之曝光方法曝光基板之動作；以及使曝光後之前述基板顯影之動作。
  35. 一種元件製造方法，其包含：使用請求項1~20中任一項所述之曝光方法曝光基板之動作；以及使曝光後之前述基板顯影之動作。
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