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TWI498680B - A stage driving method and a stage apparatus, an exposure apparatus, and an element manufacturing method - Google Patents

A stage driving method and a stage apparatus, an exposure apparatus, and an element manufacturing method Download PDF

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TWI498680B
TWI498680B TW101146582A TW101146582A TWI498680B TW I498680 B TWI498680 B TW I498680B TW 101146582 A TW101146582 A TW 101146582A TW 101146582 A TW101146582 A TW 101146582A TW I498680 B TWI498680 B TW I498680B
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TW
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wafer
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liquid
substrate stage
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TW101146582A
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Inventor
柴崎祐一
Original Assignee
尼康股份有限公司
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Publication date
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Description

載台驅動方法及載台裝置、曝光裝置、及元件製造方法
本發明，係關於載台驅動方法及載台裝置、曝光裝置、及元件製造方法，更詳言之，係關於將能在包含有液體局部供應之2維面內之第1區域之區域移動之2個載台驅動之載台驅動方法及適於實施該載台驅動方法之載台裝置，在投影光學系統與基板之間供應液體且透過投影光學系統與該液體使基板曝光之曝光裝置，以及使用該曝光裝置之元件製造方法。
習知，在供製造半導體元件(積體電路等)、液晶顯示元件等電子元件之微影步驟，主要使用步進重複(step and repeat)方式之縮小投影曝光裝置(所謂步進機)，或步進掃描(step and scan)方式之投影曝光裝置(所謂掃描步進機(亦稱為掃描機))，將光罩或標線片(以下，統稱為「標線片」)之圖案像透過投影光學系統，轉印於塗布有光阻(感光劑)之晶圓或玻璃板等之感光性基板(以下，稱為「基板」或「晶圓」)上之複數個各照射區域。
投影曝光裝置所具備之投影光學系統之解析度R，能以下式(1)之瑞利(Rayleigh)式表示R=K1 ×λ/NA (1)
在此，λ係曝光波長，NA係投影光學系統之數值孔徑，K1 係處理係數。由於此式(1)，所使用之曝光波長(曝光用光之波長)越短，且投影光學系統之數值孔徑(NA)越大，解析度R則越高。因此，隨著積體電路之微細化，使用於投影曝光裝置之曝光波長則年年越短波長化，目前以比KrF準分子雷射光(波長248nm)短波長之ArF準分子雷射光(波長193nm)為光源之曝光裝置亦實用化。又，投影光學系統之數值孔徑亦逐漸增大。
進行曝光時，與解析度同樣，焦點深度(DOF)亦重要。焦點深度δ，能以下式(2)表示。
δ=K2 ×λ/NA2 (2)
在此，K2 係處理係數。依據式(1)、式(2)，為了要提高解析度R，若使曝光波長縮短，使數值孔徑NA變大(大NA化)，則得知焦點深度δ會變小。在投影曝光裝置，係將晶圓之表面配合投影光學系統之像面來進行曝光，因此，較佳者為焦點深度δ應具某程度大。
然而，藉由上述曝光用光之短波長化及投影光學系統之大NA化，焦點深度δ係越來越變小。又，曝光波長將來會變成更短波長化已確定，假如保持此趨勢，焦點深度δ則會變過小，而產生曝光動作時之焦點裕度不足之虞。
因此，當作實質上能使曝光波長縮短，且比空氣中使 焦點深度變大(寬廣)之方法，最近利用液浸法之曝光裝置則引起注目。利用該液浸法之曝光裝置，已知悉：在投影光學系統之下面與晶圓表面之間，以局部填滿水或有機溶劑等之液體之狀態，進行曝光者(例如，參照下述專利文獻1)。 此專利文獻1所記載之曝光裝置，係利用在液體中之曝光用光之波長，會成為空氣中之1/n倍(n係液體之折射率，通常1.2~1.6程度)，來提高解析度，並且比起不使用液浸法能獲得與該解析度相同解析度之投影光學系統(假設此種投影光學系統之製造係可能)，能使焦點深度擴大為n倍，即比空氣中能使焦點深度實質上擴大n倍。
然而，專利文獻1所記載之曝光裝置，於晶圓交換時，在晶圓載台從投影光學系統正下方離開前之階段，需要將液體暫時回收，使投影光學系統之下面與晶圓表面之間，從濕狀態變成乾狀態。但是，如此，若每於晶圓交換時，需要進行液體之回收與供應，可確定液體之回收與供應所需之時間會變成曝光裝置之產能降低之要因。
又，如上述，將投影光學系統之像面側之光路空間從濕狀態變成乾狀態時，若持續乾狀態，則在構成投影光學系統最下端之光學構件(所謂前球，透鏡或玻璃板等；以下，稱為「前端透鏡」)之表面，會有產生水紋(水痕)之虞。又，在該前端透鏡附近若配置自動對焦機構之構成構件之光學構件(例如稜鏡)之情形，在該自動對焦機構之構成構件之光學構件表面，會有產生水紋(水痕)之虞。此水紋之產生，則會成為投影光學系統之透過率降低或閃光(flare)之要因，進 而或會成為使投影光學系統之其他結像性能惡化之要因。又，若在上述稜鏡等產生水痕之情形，以自動對焦方式使晶圓表面與投影光學系統之像面對準時之面對準精度則有降低之虞。又，水痕之產生若嚴重時，需要前端透鏡或光學構件之更換，但其更換所需之時間會成為使曝光裝置之運轉率降低之要因。
又，在本說明書，使用水以外之液體時，將形成於前端透鏡等之花紋亦稱為水紋(水痕)。
(專利文獻1)國際公開第99/49504號小冊子
本發明，有鑒於上述情況，依第1觀點，一種載台驅動方法，係在包含有液體局部供應之2維面內之第1區域、與位於該第1區域之第1軸方向一側之第2區域之既定範圍區域內，獨立驅動第1載台與第2載台，其特徵在於： 當從該第1、第2載台中之一載台位於該第1區域之第1狀態，遷移至另一載台位於該第1區域之第2狀態時，使該第1載台與第2載台，維持於與該第1軸方向交叉之第2軸方向上呈近接狀態及接觸狀態之任一狀態，並將該第1、第2載台朝該第2軸方向同時驅動。
在此，所謂「第1載台與第2載台呈近接狀態」，係指以從第1載台與第2載台之間不洩漏液體，或液體之洩漏少之程度，使第1載台與第2載台呈近接狀態而言。但是，第1載台與第2載台之間隔之容許值，係因該兩載台之材質或液體之種類等而不同。本說明書，係站在此種觀 點使用「第1載台與第2載台呈近接狀態」之表現。
依此，在包含將液體局部供應之2維面內之第1區域、與位於該第1區域之第1軸方向一側之第2區域之既定範圍區域內，使第1載台與第2載台獨立驅動時，在從一載台位於該第1區域之第1狀態遷移至另一載台位於該第1區域之第2狀態之情形，第1、第2載台，維持與第1軸方向交叉之第2軸方向彼此呈近接狀態或接觸狀態，而朝第2軸方向同時驅動。藉此，以在第1、第2載台中之至少一載台上形成液浸區域之狀態，邊防止或抑制從第1、第2載台(兩載台)之間隙洩漏液體，邊能從第1狀態遷移至第2狀態。即，從一載台上保持液體之狀態，經過在雙方之載台上保持液體之狀態，至另一載台上保持液體之狀態，不必經過液體之全回收、再度供應之步驟，能使其遷移。因此，將從第1狀態至第2狀態之遷移能以短時間進行。
本發明，依第2觀點，一種載台驅動方法，係在包含有液體局部供應之2維面內之第1區域、與位於該第1區域之第1軸方向一側之第2區域之既定範圍之區域內，驅動第1載台；在包含該第1區域、與位於該第1區域之該第1軸方向之另一側之第3區域之既定範圍之區域內，驅動第2載台，其特徵在於： 當從該第1、第2載台中之一載台位於該第1區域之第1狀態，遷移至另一載台位於該第1區域之第2狀態時，使該第1載台與第2載台，維持與該第1軸方向呈近接狀態及接觸狀態之任一狀態，並將該第1、第2載台朝該第1軸 方向同時驅動。
依此，在包含將液體局部供應之2維面內之第1區域、與位於該第1區域之第1軸方向一側之第2區域之既定範圍區域內，驅動第1載台，在包含該第1區域、與位於該第1區域之該第1軸方向之另一側之第3區域之既定範圍區域內，驅動第2載台時，從一載台位於第1區域之第1狀態遷移至另一載台位於第1區域之第2狀態時，第1載台與第2載台，維持與第1軸方向呈近接狀態或接觸狀態之任一狀態，而朝第1軸方向同時驅動。藉此，以在第1、第2載台中之至少一載台上形成液浸區域之狀態，邊防止或抑制從第1、第2載台之間隙洩漏液體，邊能從第1狀態遷移至第2狀態。即，從一載台上保持液體之狀態，經過在雙方之載台上保持液體之狀態，至另一載台上保持液體之狀態，不必經過液體之全回收、再度供應之步驟，能使其遷移。因此，將從第1狀態至第2狀態之遷移能以短時間進行。
本發明，依第3觀點，第1載台裝置，具備：第1、第2載台，能在包含有液體局部供應之2維面內之第1區域、與位於該第1區域之第1軸方向一側之第2區域之既定範圍區域內獨立驅動；及控制裝置，當從該第1、第2載台中之一載台位於該第1區域之第1狀態，遷移至另一載台位於該第1區域之第2狀態時，該第1載台與該第2載台，維持與該第1軸方向交叉之第2軸方向呈近接狀態及接觸狀態之任一狀態，以 使該第1、第2載台朝該第2軸方向同時移動的方式，來控制該第1、第2載台。
依此，從第1、第2載台中之一載台位於有液體局部供應之2維面內之第1區域之第1狀態，遷移至另一載台位於該第1區域之第2狀態時，藉由控制裝置，控制第1、第2載台，使第1、第2載台維持與第1軸方向交叉之第2軸方向彼此呈近接狀態或接觸狀態，而朝第2軸方向同時移動。藉此，以在第1、第2載台中之至少一載台上形成液浸區域之狀態，邊防止或抑制從第1、第2載台(兩載台)之間隙洩漏液體，邊能從第1狀態遷移至第2狀態。即，從一載台上保持液體之狀態，經過在雙方之載台上保持液體之狀態，至另一載台上保持液體之狀態，不必經過液體之全回收、再度供應之步驟，能使其遷移。因此，將從第1狀態至第2狀態之遷移能以短時間進行。
本發明，依第4觀點，第2載台裝置，具備：第1載台，能在包含有液體局部供應之2維面內之第1區域、與位於該第1區域之第1軸方向一側之第2區域之既定範圍之區域內移動；第2載台，能在包含該第1區域、與位於該第1區域之該第1軸方向之另一側之第3區域之既定範圍區域內移動；及控制裝置，使從該第1、第2載台中之一載台位於該第1區域之第1狀態，遷移至另一載台位於該第1區域之第2狀態時，將該第1、第2載台控制成，維持與該第1軸方向 呈近接狀態及接觸狀態之任一狀態，以使該第1、第2載台朝該第1軸方向同時移動。
依此，從第1、第2載台中之一載台位於有液體局部供應之2維面內之第1區域之第1狀態，遷移至另一載台位於該第1區域之第2狀態時，藉由控制裝置，控制第1載台與第2載台，使第1、第2載台維持與第1軸方向呈近接狀態及接觸狀態之任一狀態，而朝第1軸方向同時移動。藉此，以在第1、第2載台中之至少一載台上形成液浸區域之狀態，邊防止或抑制從第1、第2載台之間隙洩漏液體，邊能從第1狀態遷移至第2狀態。即，從一載台上保持液體之狀態，經過在雙方之載台上保持液體之狀態，至另一載台上保持液體之狀態，不必經過液體之全回收、再度供應之步驟，能使其遷移。因此，將從第1狀態至第2狀態之遷移能以短時間進行。
本發明，依第5觀點，第1曝光裝置，係在投影光學系統與基板之間供應液體，透過該投影光學系統與該液體，藉由能量光束使該基板曝光，具備：第1載台，能在包含待供應該液體之該投影光學系統正下方之第1區域、與位於該投影光學系統之第1軸方向一側之第2區域之既定範圍區域內移動；第2載台，能在包含該第1區域、與位於該投影光學系統之第1軸方向之另一側之第3區域之區域內移動；載台驅動系統，使該第1、第2載台驅動，並且使從一載台位於該第1區域之第1狀態遷移至另一載台位於該第1 區域之第2狀態時，使該第1載台與第2載台，維持與該第1軸方向呈近接狀態及接觸狀態之任一狀態，並將該第1、第2載台朝該第1軸方向同時驅動；第1標記檢測系統，配置於該第2區域上方，供檢測存在於該第1載台上之標記；及第2標記檢測系統，配置於該第3區域上方，供檢測存在於該第2載台上之標記。
依此，使從一載台位於待供應液體之投影光學系統正下方之第1區域之第1狀態遷移至另一載台位於第1區域之第2狀態時，藉由載台驅動系統，維持第1、第2載台與第1軸方向呈近接狀態及接觸狀態，使該第1、第2載台朝第1軸方向同時驅動。因此，以在投影光學系統與其正下方之至少一載台上保持著液體之狀態，邊防止或抑制從第1、第2載台之間隙洩漏液體，邊能從第1狀態遷移至第2狀態。即，從使用一載台進行透過投影光學系統與液體之基板之曝光動作後，至使用另一載台開始透過投影光學系統與液體之基板之曝光動作為止期間，從一載台與投影光學系統之間保持液體之狀態，經過在雙方之載台與投影光學系統之間保持液體之狀態，至另一載台與投影光學系統之間保持液體之狀態，不必經過液體之全回收、再度供應之步驟，能使其遷移。因此，將使用一載台之曝光動作結束後之使用另一載台之曝光動作，能以短時間開始。又，在投影光學系統之像面側，因持續存在液體，故能有效地防止在投影光學系統之像面側之光學構件產生前述之水紋 (水痕)。又，因能分別一起進行對第1載台上之基板之曝光動作與以第2之標記檢測系統之第2載台上之基板之標記檢測動作(對準動作)，及對第2載台上之基板之曝光動作與以第1之標記檢測系統之第1載台上之基板之標記檢測動作(對準動作)，故相較於使用1個載台將基板交換、標記檢測(對準)及曝光動作逐次進行之情形，能期待產能之提高。
本發明，依第6觀點，第2曝光裝置，係在投影光學系統與基板之間供應液體，透過該投影光學系統與液體，藉由能量光束使該基板曝光，具備；第1載台，能在包含供應該液體之該投影光學系統正下方之第1區域、與位於該第1區域之第1軸方向一側之第2區域之既定範圍區域內移動，且能載置該基板；第2載台，能在包含該第1區域、與位於該第1區域之第1軸方向之另一側之第3區域之區域內移動，且用於既定之測量；及載台驅動系統，使該第1、第2載台驅動，並且使從一載台位於該第1區域之第1狀態遷移至另一載台位於該第1區域之第2狀態時，使該第1載台與該第2載台，維持與該第1軸方向呈近接狀態及接觸狀態之任一狀態，並將該第1載台與第2載台朝該第1軸方向同時驅動。
依此，從一載台位於待供應液體之投影光學系統正下方之第1區域之第1狀態遷移至另一載台位於第1區域之第2狀態時，藉由載台驅動系統，第1、第2載台，維持與第1軸方向呈近接狀態及接觸狀態之任一狀態，使第1、第 2載台向第1軸方向同時驅動。因此，以在投影光學系統與位於其正下方之至少一載台之間保持著液體之狀態，邊防止或抑制從第1載台與第2載台之間隙洩漏液體，邊能從第1狀態遷移至第2狀態。即，對第1載台上之基板透過投影光學系統與液體進行基板之曝光動作後，至使用第2載台在投影光學系統正下方開始測量為止期間，從第1載台與投影光學系統之間保持液體之狀態，經過在雙方之載台與投影光學系統之間保持液體之狀態，至第2載台與投影光學系統之間保持液體之狀態，不必經過液體之全回收、再度供應之步驟，能使其遷移。又，對第2載台結束測量後，至對第1載台開始曝光為止，亦同樣。因此，將使用第1載台之曝光動作結束後之使用第2載台之測量動作，及使用第2載台之測量動作結束後之使用第1載台之曝光動作，能以短時間開始，能獲得產能之提高。又，在投影光學系統之像面側，因持續存在液體，故能有效地防止在投影光學系統之像面側之光學構件產生前述之水紋(水痕)。又，將使用第1載台之基板之曝光動作與使用第2載台之基板之檢測動作，依測量動作能一起進行。
本發明，依第7觀點，第3曝光裝置，係在投影光學系統與基板之間供應液體，透過該投影光學系統與液體，使該基板曝光，具備：第1載台，能在包含供應該液體之該投影光學系統正下方之第1區域、與位於該第1區域之第1軸方向一側之第2區域之既定範圍區域內移動； 第2載台，能在包含該第1區域與該第2區域之區域內，與該第1載台獨立移動；及載台驅動系統，使該第1、第2載台驅動，並且使從一載台位於該第1區域之第1狀態遷移至另一載台位於該第1區域之第2狀態時，使該第1載台與該第2載台，維持於與該第1軸方向交叉之第2軸方向上呈近接狀態及接觸狀態之任一狀態，並將該第1、第2載台朝該第2軸方向同時驅動。
依此，從一載台位於待供應液體之投影光學系統正下方之第1區域之第1狀態遷移至另一載台位於第1區域之第2狀態時，藉由載台驅動系統，第1、第2載台，維持與第2軸方向(與第1區域與第2區域所排列之第1方向的方向交叉)呈近接狀態及接觸狀態之任一狀態，使第1、第2載台向第2軸方向同時驅動。因此，以在投影光學系統與位於其正下方之至少一載台之間保持著液體之狀態，邊防止或抑制從第1載台與第2載台之間隙洩漏液體，邊能從第1狀態遷移至第2狀態。即，在一載台側透過投影光學系統與液體進行基板之曝光動作後，至在另一載台側透過投影光學系統與液體開始基板之曝光動作為止期間，從一載台與投影光學系統之間保持液體之狀態，經過在雙方之載台與投影光學系統之間保持液體之狀態，至另一載台與投影光學系統之間保持液體之狀態，不必經過液體之全回收、再度供應之步驟，能使其遷移。因此，將使用一載台之曝光動作結束後之使用第2載台之測量動作，及使用第2 載台之測量動作結束後之使用另一載台之曝光動作，能以短時間開始，能獲得產能之提高。又，在投影光學系統之像面側，因持續存在液體，故能有效地防止在投影光學系統之像面側之光學構件產生前述之水紋(水痕)。
本發明，依第8觀點，第4曝光裝置，係在投影光學系統與基板之間供應液體，透過該投影光學系統與該液體，使該基板曝光，具備：第1載台，能在包含待供應該液體之該投影光學系統正下方之第1區域、及與該第1區域不同區域之區域內移動；第2載台，能在包含該第1區域、及與該第2區域不同區域之區域內，與該第1載台獨立移動；載台驅動系統，使該第1、第2載台驅動，並且使從一載台位於該第1區域之第1狀態遷移至另一載台位於該第1區域之第2狀態時，使該第1載台與該第2載台，維持與既定方向呈近接狀態，並將該第1、第2載台朝該既定方向同時驅動；及抑制構件，設置於該第1載台及該第2載台之至少一方，從該第1狀態遷移至該第2狀態時其位於該兩載台之間隙，藉此來防止該液體從該間隙洩漏。
依此，從能在包含投影光學系統正下方之第1區域、及與該第1區域不同區域之區域內移動之第1、第2載台之一載台，位於第1區域之第1狀態，遷移至另一載台位於第1區域之第2狀態時，藉由使第1載台與第2載台與第1 軸方向呈近接狀態，並且使抑制構件(設置於第1、第2載台之至少一方，用以抑制液體之洩漏)以位於兩載台之間隙之狀態朝該既定方向同時驅動，從第1狀態遷移至第2狀態時，故能極力防止液體從兩載台之間洩漏。
又，在微影步驟，使用本發明之各第1~第4曝光裝置，以該能量光束來使基板曝光，藉此，能將元件圖案精度良好地轉印在基板上，結果能提高高積體度之微元件之生產性。因此，本發明，進一步從另一觀點來看，亦可稱元件製造方法，其包含使用本發明之第1~第4曝光裝置之任一種，以該能量光束使基板曝光之微影步驟。
 《第1實施形態》
以下，依圖1~圖10說明本發明之第1實施形態。
在圖1，表示第1實施形態之曝光裝置100之概略構成。此曝光裝置100，係步進掃描(step and scan)方式之投影曝光裝置，即所謂掃描步進機(亦稱為掃描機)。此曝光裝置100，具備：照明系統10；標線片載台RST，用以保持當作光罩使用之標線片R；投影單元PU；晶圓載台裝置50，具有當作第1、第2載台使用之晶圓載台WST1、WST2；偏軸對準(off axis alignment)系統ALG1、ALG2，當作第1、第2標記檢測系統；及此等構件之控制系統。在晶圓載台WST1、WST2上，載置作為基板之晶圓。在圖1，在晶圓載台WST1上載置晶圓W1，在晶圓載台WST2上載置晶圓 W2。
前述照明系統10，例如日本特開2001-313250號公報及對應於此之美國專利申請公開第2003/0025890號說明書所揭示，包含：光源、照度均勻化光學系統(含有光學積分器)、分束器、中繼透鏡、可變ND濾光片、標線片遮簾等(均未圖示)。此照明系統10，將標線片遮簾所限制之標線片R上之狹縫狀照明區域，藉由照明用光(曝光用光)IL(作為能量光束)以大致均勻之照度照明。在此，照明用光IL，作為一例，使用ArF準分子雷射光(波長193nm)。又，光學積分器，能使用複眼透鏡、桿式積分器(內面反射型積分器)或繞射光學元件等。其他，照明系統10，亦可採用例如日本特開平6-349701號公報及對應於此之美國專利第5,534,970號等所揭示之構成。在本案所指定之指定國(或所選擇之選擇國)之國內法令所允許之範圍，援用上述各公報及對應於此之美國專利申請公開說明書或美國專利之揭示，作為本說明書之記載之一部分。
在前述標線片載台RST上，將形成電路圖案等於其圖案面(在圖1係下面)之標線片R，例如藉由真空吸附固定。標線片載台RST，例如藉由包含線性馬達等之標線片載台驅動部11(在圖1未圖示，參照圖5)，能在垂直於照明系統10之光軸(一致於後述之投影光學系統PL之光軸AX)之XY平面內微驅動，並且能朝既定之掃描方向(在此，設為與圖1紙面正交方向之Y軸方向)以所指定之掃描速度驅動。
標線片載台RST之載台移動面內之位置，係藉由標線 片雷射干涉計(以下，稱為「標線片干涉計」)116，透過移動鏡15，例如以0.5~1nm程度之分解能持續檢測。在此，實際上，雖在標線片載台RST上設置具有正交於Y軸方向之反射面之Y移動鏡與具有正交於X軸方向之反射面之X移動鏡，對應此等移動鏡設置標線片Y干涉計與標線片X干涉計，但在圖1以移動鏡15、標線片干涉計116為代表此等元件來表示。又，亦可例如將標線片載台RST之端面鏡面加工來形成反射面(相當於上述之X移動鏡、Y移動鏡之反射面)。又，替代朝X軸方向延伸之反射面(使用於標線片載台RST之掃描方向(在本實施形態係Y軸方向)之位置檢測)，亦可使用至少1個直角反射鏡(corner cube mirror)(例如retroreflector)。在此，標線片Y干涉計與標線片X干涉計之一方，例如標線片Y干涉計，係具有2軸測長軸之2軸干涉計，根據此標線片Y干涉計之測量值，除了標線片載台RST之Y位置外，亦能測量Z軸周圍之旋轉方向(θ z方向)之旋轉。
標線片干涉計116之測量值，送至主控制裝置20(在圖1未圖示，參照圖5)，主控制裝置20，根據此標線片干涉計116之測量值算出標線片載台RST之X、Y、θ z方向之位置，並且根據此算出結果控制標線片載台驅動部11，藉此來控制標線片載台RST之位置(及速度)。
在標線片R之上方，將使用曝光波長之光之TTR(Through The Reticle)對準系統所構成之一對標線片對準檢測系統RAa、RAb沿X軸方向隔既定距離設置，用以 透過投影光學系統PL將標線片R上之標線片標記與所對應之基準標記板上之基準標記同時觀察。此等標線片對準檢測系統RAa、RAb，使用例如與日本特開平7-176468號公報及對應於此之美國專利第5,646,413號等所揭示者同樣之構成。在本案所指定之指定國(或所選擇之選擇國)之國內法令所允許之範圍，援用上述公報及對應於此之美國專利之揭示，作為本說明書之記載之一部分。
投影單元PU，配置於圖1之標線片載台RST之下方。投影單元PU，包含：鏡筒40；及投影光學系統PL，由在該鏡筒40內以既定之位置關係保持之複數個光學元件組成。投影光學系統PL，例如使用由具有Z軸方向之共同光軸AX之複數個透鏡(透鏡元件)所構成之折射光學系統。此投影光學系統PL，例如在兩側遠心具有既定之投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍)。因此，若以來自照明系統10之照明用光IL使標線片R之照明區域照明，藉由通過此標線片R之照明用光IL，透過投影單元PU(投影光學系統PL)，將該照明區域內之標線片R之電路圖案之縮小像(電路圖案之一部分之縮小像)形成於在表面塗布有光阻(感光劑)之晶圓上。
又，在本實施形態之曝光裝置100，如後述由於係進行適用液浸法之曝光，故伴隨數值孔徑NA實質上增大，標線片側之孔徑亦變大。因此，在僅以透鏡構成之折射光學系統，要滿足珀茲伐(Petzval)條件變成困難，而有使投影光學系統大型化之趨勢。為了要避免此種投影光學系統之大型 化，亦可使用包含反射鏡與透鏡所構成之反射折射系統(catadioptric 系統)。
又，本實施形態，在構成投影光學系統PL之最像面側(晶圓側)之透鏡(以下，稱為「前端透鏡」)91與晶圓載台WST1或WST2上之晶圓之間(或前端透鏡91與晶圓載台WST1或WST2之間)，設置用以局部供應液體之液體供排系統32。在圖1，表示構成此液體供排單元之嘴，來代表液體供排系統32。又，對液體供排系統32之構成等，將予後述。
前述晶圓載台裝置50，具備：基盤12；晶圓載台WST1、WST2，配置於該基盤12上面之上方；干涉計系統118(參照圖5)，係包含用來測量此等晶圓載台WST1、WST2之位置之干涉計之位置測量裝置；及晶圓載台驅動部124(參照圖5)，用以驅動晶圓載台WST1、WST2。
在晶圓載台WST1、WST2之底面，將未圖示之非接觸軸承，例如真空預壓型空氣靜壓軸承(以下，稱為「氣墊」)設置於複數個位置，藉由從該等氣墊朝基盤12上面所噴出之加壓空氣之靜壓，在基盤12上面之上方將圓載台WST1、WST2透過數μm程度之間隙非接觸地浮起支撐。又，晶圓載台WST1、WST2，藉由晶圓載台驅動部124，獨立於X軸方向(圖1紙面內之左右方向)及Y軸方向(與圖1紙面正交之方向)能沿2維方向驅動。
在基盤12上，如圖2之俯視圖所示，將一對X軸線性導件(朝X軸方向延伸之X固定件)86、87沿Y軸方向隔既 定間隔配置。此等X軸線性導件86、87，例如藉由內設永久磁鐵群組(沿X軸方向以既定間隔且交替配置之N極磁鐵與S極磁鐵之複數組所構成)之磁極單元來構成。在此等X軸線性導件86、87上方，設置各2個滑件82、84及83、85，形成將所對應之X軸線性導件86、87從上方包圍之狀態且非接觸。即，合計4個滑件82、84、83、85，具有截面倒U字形之形狀，形成將X軸線性導件86、87從上方及側方包圍，對所對應之X軸線性導件86、87分別透過未圖示之氣墊例如以數μm程度之間隙浮起支撐。各滑件82、84、83、85，例如藉由分別內設沿X軸方向以既定間隔配置之電樞線圈之電樞單元來構成。即，在本實施形態，藉由電樞單元所構成之滑件82、84與磁極單元所構成之X軸線性導件86，分別構成動圈型之X軸線性馬達。同樣地，藉由滑件83、85與X軸線性導件87，分別構成動圈(moving coil)型之X軸線性馬達。以下，對上述4個各X軸線性馬達，使用與構成各可動件之滑件82、84、83、85相同之符號，稱為X軸線性馬達82、X軸線性馬達84、X軸線性馬達83、X軸線性馬達85。
上述4個X軸線性馬達中，構成2個X軸線性馬達82、83之滑件，分別固定於Y軸線性導件80(當作朝Y軸方向延伸之Y固定件)之長邊方向之一端與另一端。又，構成另外之2個X軸線性馬達84、85之滑件，固定於Y軸線性導件81(當作朝Y軸方向延伸之Y固定件)之一端與另一端。因此，Y軸線性導件80、81，藉由各一對之X軸線性馬達 82、83、84、85，使其沿X軸分別驅動。
前述各Y軸線性導件80、81，例如藉由分別內設沿Y軸方向以既定間隔配置之電樞線圈之電樞單元來構成。
一Y軸線性導件81，以插入狀態設置於形成在晶圓載台WST1之開口。在此晶圓載台WST1之上述開口之內部，設置具有永久磁鐵群組(例如沿Y軸方向以既定間隔且交替配置之N極磁鐵與S極磁鐵之複數組所構成)之磁極單元。藉由此磁極單元與Y軸線性導件81，構成將晶圓載台WST1沿Y軸方向驅動之動磁型之Y軸線性馬達。同樣地，另一Y軸線性導件80，以插入狀態設置於形成在晶圓載台WST2之開口。在此晶圓載台WST2之上述開口之內部，設置與晶圓載台WST1側同樣之磁極單元。藉由此磁極單元與Y軸線性導件80，構成將晶圓載台WST2沿Y軸方向驅動之動磁(moving magnet)型之Y軸線性馬達。在以下，對此等Y軸線性馬達，使用與構成各固定件之線性導件81、80相同之符號，稱為Y軸線性馬達81、Y軸線性馬達80。
在本實施形態，包含X軸線性馬達82~85及Y軸線性馬達80、81，來構成圖5所示之晶圓載台驅動部124。構成此晶圓載台驅動部124之上述各線性馬達，則藉由圖5所示之主控制裝置20控制。
又，藉由使一對X軸線性馬達84、85(或82、83)分別所產生之推力稍微不同，能控制晶圓載台WST1(或WST2)之偏搖(yawing)。
在本實施形態，各晶圓載台WST1、WST2，雖以單一 之載台圖示，但實際上，具備：載台本體，藉由Y軸線性馬達81、80分別驅動；晶圓台，透過Z‧調平驅動機構(例如音圈馬達)載置於該載台本體之上部，對載台本體相對地沿Z軸方向及X軸周圍之旋轉方向(θ x方向)、Y軸周圍之旋轉方向(θ y方向)微驅動。
在前述晶圓載台WST1上(晶圓台上)，如圖1所示，設置晶圓保持具H1，藉由真空吸附等保持晶圓W1。晶圓保持具H1，如圖3之立體圖所示，具備：本體部70，俯視(從上方觀察)大致呈正方形；4片輔助板72a~72d，以從上方重疊於本體部70之方式配置於晶圓W1之載置區域周圍。此等輔助板72a~72d之表面，形成與晶圓W1之表面大致相同之高度。又，輔助板72a~72d，亦可由一個構件構成。又，若能在投影光學系統PL之像面側保持液體Lq，亦可在晶圓表面與輔助板表面之間有段差。
在晶圓載台WST1之上面，將X移動鏡17X(在X軸方向之一端(+X側端)具有與X軸正交之反射面)朝Y軸方向延設，將Y移動鏡17Y(在Y軸方向之一端(+Y側端)具有與Y軸正交之反射面)朝X軸方向延設。對此等移動鏡17X、17Y之各反射面，如圖2所示，將來自構成後述之干涉計系統118(參照圖5)的干涉計之干涉計光束(測長光束)投射，藉由以各干涉計接收該反射光，將從各移動鏡反射面之基準位置(一般係在投影單元PU側面，或對準系統ALG1之側面配置固定反射鏡，以此為基準面)之位移測量，藉此，測量晶圓載台WST1之2維位置。較佳者為移動鏡 17X、17Y之上面亦設為與晶圓W1大致相同之高度。
在此，如圖3所示，在各輔助板72a~72d與晶圓W1之間，雖存在間隙D，但間隙D之尺寸，係以成為0.1~1mm之方式設定。又，在晶圓W1，雖在其一部分存在缺口(V字形之缺口)，但因此缺口之尺寸亦係僅1mm程度，故省略圖示。
又，輔助板72a，在其一部分形成圓形開口，在其開口內，嵌入基準標記板FM1。基準標記板FM1，係使其表面與輔助板72a為大致同一面。在基準標記板FM1之表面，形成至少一對標線片對準用之第1基準標記，及如後述以對準系統ALG1所檢測之第2基準標記(均未圖示)等。
在前述晶圓載台WST2上(晶圓台上)，如圖1所示，設置晶圓保持具H2，藉由真空吸附等保持晶圓W2。此晶圓保持具H2，係與前述之晶圓保持具H1構成同樣。因此，在形成於構成此晶圓保持具H2之1個輔助板之一部分之圓形開口內，嵌入基準標記板FM2(在圖1未圖示，參照圖2)。
又，在晶圓載台WST2之上面，將X移動鏡117X(在X軸方向之一端(-X側端)具有與X軸正交之反射面)朝Y軸方向延設，將Y移動鏡117Y(在Y軸方向之一端(+Y側端)具有與Y軸正交之反射面)朝X軸方向延設。對此等移動鏡117X、117Y之各反射面，如圖2所示，將來自構成後述之干涉計系統118之干涉計之干涉計光束(測長光束)投射，藉由以各干涉計接收該反射光，將來自各移動鏡反射面之基準位置之位移測量，藉此，測量晶圓載台WST2之2維位 置。
又，例如，可將晶圓載台WST1、WST2之端面作鏡面加工來形成移動鏡(相當於前述之移動鏡17X、17Y、117X、117Y之反射面)。
又，在晶圓載台WST1、WST2彼此對向側之面，例如在晶圓載台WST1之-X側面，於其全面，如圖10所示，貼附密封構件93。此密封構件93，例如使用由含氟橡膠等所構成之彈性密封構件。
又，替代晶圓載台WST1之-X側面，亦可將密封構件93貼附於晶圓載台WST2之+X側面，亦可將密封構件93貼附於晶圓載台WST1之-X側面與晶圓載台WST2之+X側面雙方。
回到圖1，在分別隔相同距離於投影單元PU之+X側、-X側之位置，分別配置前述之偏軸對準系統(以下，略述為「對準系統」)ALG1、ALG2。此等對準系統ALG1、ALG2，實際上，係裝設於用以保持投影單元PU之保持構件。此等對準系統ALG1、ALG2，例如使用影像處理方式之FIA(Field Image Alignment)系統之感測器，該影像處理方式，係將對象標記之像(將不使晶圓上之光阻感光之寬頻(broad band)之檢測光束照射於對象標記，藉由來自該對象標記之反射光結像於受光面)與未圖示之指標(設置於對準系統ALG1、ALG2內之指標板上之指標圖案)之像使用攝影元件(CCD等)來攝影後，將此等攝影信號輸出。又，對準系統ALG1、ALG2，不限於FIA系統，將相干(coherent)之檢測 用光照射於對象標記，檢測從該對象標記所產生之散射光或繞射光，或使從該對象標記所產生之2個繞射光(例如同次數之繞射光，或繞射於同方向之繞射光)干涉來檢測之對準感測器，單獨或適當組合使用當然可能。
在本實施形態，對準系統ALG1，係使用於形成在晶圓載台WST1上之晶圓W1之對準標記及形成在基準標記板FM1上之基準標記之位置測量等。又，對準系統ALG2，係使用於形成在晶圓載台WST2上之晶圓W2之對準標記及形成在基準標記板FM2上之基準標記之位置測量等。
來自此等對準系統ALG1、ALG2之資料，如圖5所示，供應至主控制裝置20。
其次，參照圖2說明干涉計系統118之構成等。如圖2所示，干涉計系統118，具有：3個Y軸干涉計46、48、44，分別具有測軸BI2Y、BI3Y、BI1Y，平行於通過投影光學系統PL之投影中心(光軸AX)、對準系統ALG1、ALG2之各檢測中心之Y軸；及2個X軸干涉計16、18，分別具有測軸BI1X、BI2X，平行於連結投影光學系統PL之投影中心(光軸AX)及對準系統ALG1、ALG2之檢測中心之X軸。
在此，當晶圓載台WST1位於投影光學系統PL之光軸正下方之位置附近之區域(第1區域)，對該晶圓載台WST1上之晶圓進行曝光時，藉由X軸干涉計18、Y軸干涉計46來管理晶圓載台WST1之位置。以下，將藉由此X軸干涉計18、Y軸干涉計46各測長軸所規定之座標系統稱為第1曝光座標系統。
又，晶圓載台WST2當投影光學系統PL位於第1區域，對該晶圓載台WST2上之晶圓進行曝光時，藉由X軸干涉計16、Y軸干涉計46來管理晶圓載台WST2之位置。以下，將藉由此X軸干涉計16、Y軸干涉計46各別之測長軸所規定之座標系統稱為第2曝光座標系統。
又，當晶圓載台WST1，位於對準系統ALG1之檢測中心正下方之位置附近之區域(第2區域)，要進行形成於其晶圓載台WST1上之晶圓之對準標記之檢測時，例如要進行後述之晶圓對準時，藉由X軸干涉計18、Y軸干涉計48來管理晶圓載台WST1之位置。以下，將藉由此X軸干涉計18、Y軸干涉計48各測長軸所規定之座標系統稱為第1對準座標系統。
又，當晶圓載台WST2，位於對準系統ALG2之檢測中心正下方之位置附近之區域(第3區域)，要進行形成於其晶圓載台WST2上之晶圓之對準標記之檢測時，例如要進行後述之晶圓對準時，藉由X軸干涉計16、Y軸干涉計44來管理晶圓載台WST2之位置。以下，將藉由此X軸干涉計16、Y軸干涉計44各別之測長軸所規定之座標系統稱為第2對準座標系統。
從上述之說明得知，在本實施形態，來自X軸干涉計18、16之干涉計光束，在晶圓載台WST1、WST2之移動範圍之全域持續分別照射於晶圓載台WST1、WST2之移動鏡17X、117X。因此，對X軸方向，使用投影光學系統PL曝光時，即使使用對準系統ALG1、ALG2時等任何情形，晶 圓載台WST1、WST2之位置，則藉由X軸干涉計18、16來管理。此等X軸干涉計18、16，係具有相對於Y軸方向及Z軸方向離開之至少3支光軸之多軸干涉計，各光軸之輸出值能獨立測量。因此，此等X軸干涉計18、16，除了晶圓載台WST1、WST2之X軸方向之位置測量以外，亦能測量Y軸周圍之旋轉量(橫搖量(rolling))及Z軸周圍之旋轉量(偏搖量)。
又，上述Y軸干涉計46、48、44，例如係具有相對於Z軸方向離開之各2支光軸之2軸干涉計，各光軸之輸出值能獨立測量。因此，此等Y軸干涉計46、48、44，除了晶圓載台WST1、WST2之Y軸方向之位置測量以外，亦能測量X軸周圍之旋轉量(俯仰量(pitching))。
又，上述多軸干涉計，亦可傾斜45。而設置於晶圓載台WST1、WST2之反射面，對設置於將投影光學系統PL載置之架台(未圖示)之反射面照射雷射光束，來檢測相對於投影光學系統PL之光軸方向(Z軸方向)之相對位置資料。
其次，依圖4說明前述液體供排系統32。此液體供排系統32，具備：液體供應裝置5；液體回收裝置6；供應管21、22、27、28，連接於液體供應裝置5；及回收管23、24、29、30，連接於液體回收裝置6。
前述液體供應裝置5，包括：液體之槽；加壓泵；溫度控制裝置；及複數個閥，用以控制對各供應管21、22、27、28之液體之供應、停止等。各閥，例如較佳者為使用流量控制閥，不僅液體之供應、停止，而且亦能進行流量調整。 前述溫度控制裝置，係用來將液體槽內之液體溫度，調整為與收納有例如投影單元PU等所構成之曝光裝置本體之室(未圖示)內之溫度相同程度的溫度。
前述供應管21，將其一端連接於液體供應裝置5，將其他端分支為3個，在各分支端分別形成(或設置)由尖細嘴所構成之供應嘴21a、21b、21c。此等供應嘴21a、21b、21c之前端，位於前述之前端透鏡91(參照圖1)附近，沿X軸方向隔既定間隔且近接於曝光區域IA(與前述槽上之照明區域共同作用之像面上之區域)之+Y來配置。以供應嘴21a為中心，將供應嘴21b、21c配置於大致左右對稱。
前述供應管22，將其一端連接於液體供應裝置5，將其他端分支為3個，在各分支端分別形成(或設置)由尖細嘴構成之供應嘴22a、22b、22c。此等供應嘴22a、22b、22c之前端，位於前端透鏡91附近，沿X軸方向隔既定間隔且近接於曝光區域IA之-Y來配置。在此情形，供應嘴22a、22b、22c，隔著曝光區域IA對向於供應嘴21a、21b、21c來配置。
前述供應管27，將其一端連接於液體供應裝置5，將其他端形成(或設置)為由尖細嘴所構成之供應嘴27a。此供應嘴27a之前端，位於前端透鏡91附近，近接於曝光區域IA之-X側來配置。
前述供應管28，將其一端連接於液體供應裝置5，將其他端形成(或設置)為由尖細嘴所構成之供應嘴28a。此供應嘴28a之前端，位於前端透鏡91附近，近接於曝光區域 IA之+X側，且隔著曝光區域IA對向於供應嘴27a來配置。
又，不需要將用以供應液體之槽、加壓泵、溫度控制裝置、閥等全部設於曝光裝置100，至少將一部分能由設置曝光裝置100之工廠等之設備來替代。
前述液體回收裝置6，包括：液體之槽；吸引泵；及複數個閥，用以控制分別透過各回收管23、24、29、30之液體之回收、停止等。各閥，較佳者為對應前述之液體供應裝置5側之閥，使用流量控制閥。
前述回收管23，將其一端連接於液體回收裝置6，將其他端分支為二股，在各分支端分別形成(或設置)由尾寬嘴所構成之回收嘴23a、23b。在此情形，回收嘴23a、23b，係交替配置於供應嘴22a~22c之間。各回收嘴23a、23b之前端及各供應嘴22a、22b、22c之前端，大致沿著平行於X軸之同一直線上來配置。
前述回收管24，將其一端連接於液體回收裝置6，將其他端分支為二股，在各分支端分別形成(或設置)由尾寬嘴所構成之回收嘴24a、24b。在此情形，回收嘴24a、24b，係在供應嘴21a~21c之間，交替且隔著曝光區域IA分別對向於回收嘴23a、23b來配置。各回收嘴23a、23b之前端及各供應嘴21a、21b、21c之前端，大致沿著平行於X軸之同一直線上來配置。
前述回收管29，將其一端連接於液體回收裝置6，將其他端分支為二股，在各分支端分別形成(或設置)由尾寬嘴所構成之回收嘴29a、29b。此等回收嘴29a、29b，係隔著 供應嘴28a配置。各回收嘴29a、29b及供應嘴28a之前端，大致沿著平行於Y軸之同一直線上來配置。
前述回收管30，將其一端連接於液體回收裝置6，將其他端分支為二股，在各分支端分別形成(或設置)由尾寬嘴所構成之回收嘴30a、30b。此等回收嘴30a、30b，係隔著供應嘴27a，且隔著曝光區域IA分別對向於回收嘴29a、29b來配置。各回收嘴30a、30b及供應嘴27a之前端，大致沿著平行於Y軸之同一直線上來配置。
又，不需要將用以回收液體之槽、吸引泵、閥等全部設於曝光裝置100，至少將一部分能由設置曝光裝置100之工廠等之設備來替代。
在本實施形態，上述液體，係使用能透過ArF準分子雷射光(波長193nm)之超純水(以下，除了特別需要時，簡單稱為「水」)。超純水，能在半導體製造工廠容易大量獲得，並且具有對塗布於晶圓上之光阻(感光劑)或光學透鏡等無不良影響之優點。又，超純水對環境無不良影響，並且因雜質之含有量極低，故亦能期待對晶圓之表面及前端透鏡91之表面之洗淨作用。
對ArF準分子雷射光之水之折射率n，係大致1.44。在此水中，照明用光IL之波長，則使其短波長化為193nm×1/n=約134nm。
前述液體供應裝置5及液體回收裝置6，分別具備控制器，各控制器，藉由主控制裝置20來控制(參照圖5)。例如，沿圖4中之實線箭頭A所示之方向(-Y方向)使晶圓 W1(或W2)移動時，液體供應裝置5之控制器，依照主控制裝置20之指示，以既定開度打開連接於供應管21之閥，使其他閥為全閉，透過設置於供應管21之供應嘴21a~21c朝-Y方向將水供應至前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間。又，此時，液體回收裝置6之控制器，依照主控制裝置20之指示，以既定開度打開連接於回收管23之閥，使其他閥為全閉，透過回收嘴23a、23b從前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間將水回收至液體回收裝置6之內部。此時，主控制裝置20，對液體供應裝置5、液體回收裝置6發出指令，使從供應嘴21a~21c朝-Y方向供應至前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間之水量，與透過回收嘴23a、23b回收之水量相等。因此，在前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間，保持一定量之水Lq(參照圖1)。在此情形，保持於前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間之水Lq持續替換。
又，沿圖4中之虛線箭頭A’所示之方向(+Y方向)使晶圓W1(或W2)移動時，液體供應裝置5之控制器，依照主控制裝置20之指示，以既定開度打開連接於供應管22之閥，使其他閥為全閉，透過設置於供應管22之供應嘴22a~22c朝+Y方向將水供應至前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間。又，此時，液體回收裝置6之控制器，依照主控制裝置20之指示，以既定開度打開連接於回收管24之閥，使其他閥為全閉，透過回收嘴24a、24b從前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間至液體回收裝置6之內部回收水。此時，主控制裝置20，對液體供應裝置5、液體回收裝置6發出指令，使 從供應嘴22a~22c朝+Y方向供應至前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間之水量，與透過回收嘴24a、24b回收之水量相等。因此，在前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間，保持一定量之水Lq(參照圖1)。在此情形，保持於前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間之水Lq持續替換。
如此，在本實施形態，因隔著曝光區域IA在Y軸方向一側與另一側，分別設置彼此成組之供應嘴群組與回收嘴群組，故即使要將晶圓朝+Y方向或-Y方向之任一方移動時，在晶圓W1(或W2)與前端透鏡91之間使水穩定地持續填滿。即，即使係正掃描及負掃描之任一情形，亦能在前端透鏡91與晶圓之間穩定地保持水。
又，因水會流動於晶圓W1(或W2)上，故即使在晶圓W1(或W2)上附著異物(包含來自光阻之飛散粒子)之情形，能將該異物用水沖洗。又，因供應藉由液體供應裝置5已調整為既定溫度之水，且此水係持續替換，故即使在曝光時照明用光IL照射於晶圓W1(或W2)上，在晶圓與流動於該晶圓上之水之間進行熱交換，能防止晶圓表面之溫度上升。又，在本實施形態，因水沿與移動晶圓之方向相同方向流動，故不會使已吸收異物或熱之液體滯留於前端透鏡正下方之曝光區域而能將其回收。
又，若要朝圖4中實線箭頭B所示之方向(+X方向)移動晶圓W1(或W2)時，液體供應裝置5之控制器，依照主控制裝置20之指示，以既定開度打開連接於供應管27之閥，使其他閥為全閉，透過設置於供應管27之供應嘴27a朝+X 方向將水供應至前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間。又，此時，液體回收裝置6之控制器，依照主控制裝置20之指示，以既定開度打開連接於回收管29之閥，使其他閥為全閉，透過回收嘴29a、29b將水從前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間回收至液體回收裝置6之內部。此時，主控制裝置20，對液體供應裝置5、液體回收裝置6發出指令，使從供應嘴27a供應至前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間之水量，與透過回收嘴29a、29b回收之水量相等。因此，在前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間，保持一定量之水Lq(參照圖1)。在此情形，保持於前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間的水Lq持續替換。
又，若要朝圖4中虛線箭頭B’所示之方向(-X方向)移動晶圓W1(或W2)時，液體供應裝置5之控制器，依照主控制裝置20之指示，以既定開度打開連接於供應管28之閥，使其他閥為全閉，透過設置於供應管28之供應嘴28a朝-X方向將水供應至前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間。又，此時，液體回收裝置6之控制器，依照主控制裝置20之指示，以既定開度打開連接於回收管30之閥，使其他閥為全閉，透過回收嘴30a、30b將水從前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間回收至液體回收裝置6之內部。此時，主控制裝置20，對液體供應裝置5、液體回收裝置6發出指令，使從供應嘴28a供應至前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間之水量，與透過回收嘴30a、309b回收之水量相等。因此，在前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間，保持一定量之水Lq(參 照圖1)。在此情形，保持於前端透鏡91與晶圓W1(或W2)之間之水Lq持續替換。
藉此，與使晶圓W1(或W2)朝Y軸方向移動之情形同樣，即使要將晶圓朝+X方向或-X方向之任一方移動時，將水穩定地填滿於晶圓與前端透鏡91之間。因此，在所謂照射間步進時，即使其步進方向係任何方向，亦能在晶圓與前端透鏡91之間穩定地持續保持水。
又，以上，雖對在晶圓與前端透鏡91之間將水保持之情形說明，但如前述，因晶圓表面與晶圓保持具H1、H2之表面成為大致同一面，故即使晶圓保持具H1(或H2)位於對應投影單元P正下方之曝光區域IA之位置之情形，與上述同樣，水則保持於前端透鏡91與晶圓保持具H1(或H2)，亦即與前述之輔助板之間。又，步進時，若在晶圓與前端透鏡91之間能保持水之情形，亦可停止水之供應與回收。
又，除了從X軸方向或Y軸方向進行水之供應及回收之嘴外，例如亦可設置用以從斜方向進行水之供應及回收之嘴。
又，亦可與晶圓之移動方向無關，從供應嘴21a~21c、22a~22c、27a、28a持續供應液體Lq，從回收嘴23a、23b、24a、24b、29a、29b、30a、30b持續回收液體Lq。
又，液體供排系統不限於上述圖4之形態，只要能在投影光學系統PL之像面側形成液浸區域，能適用各種形態。
本實施形態100，進一步在用以保持投影單元PU之未圖示之保持構件，設置斜射入方式之多點焦點位置檢測系 統，係由照射系統90a(在圖1未圖示，參照圖5)及受光系統90b(在圖1未圖示，參照圖5)構成，與例如日本特開平6-283403號公報及對應於此之美國專利第5,448,332等所揭示者同樣。照射系統90a，具有以圖5之主控制裝置20控制開關之光源，朝投影光學系統PL之結像面射出用以形成多數個針孔或狹縫之像之光束。此所射出之光束，透過設置於投影單元PU之鏡筒之未圖示之稜鏡(照射系統90a內之光學系統之一部分)對光軸AX從斜方向照射於晶圓表面。另一方面，在晶圓表面被反射之此等光束之反射光束，以設置於投影單元PU之鏡筒之未圖示之另外之稜鏡(受光系統90b內之光學系統之一部分)反射，藉由受光系統90b內之受光元件受光。
此焦點位置檢測系統(90a、90b)之受光系統90b之輸出之焦點偏移信號(散焦信號)，係供應至主控制裝置20。主控制裝置20，在後述之掃描曝光時等，算出來自受光系統90b之焦點偏移信號(散焦信號)，例如根據S曲線信號算出晶圓表面之Z位置及θ x、θ y旋轉，使所算出之晶圓表面之Z位置及θ x、θ y旋轉對此等之目標值之差變成零，即要使焦點偏移為零，藉由透過晶圓載台驅動部124控制晶圓載台WST1、WST2之Z軸方向之移動，及2維方向之傾斜(即，θ x、θ y方向之旋轉)，在照明用光IL之照射區域(與前述之照射區域共同之區域)內執行使投影光學系統PL之結像面與晶圓之表面實質上一致之自動對焦(auto focus)及自動調平(auto levelling)。又，在本案所指定之指定國(或所 選擇之選擇國)之國內法令所允許之範圍，援用上述日本特開平6-283403號公報及對應之美國專利之揭示，作為本說明書之記載之一部分。
又，焦點位置檢測系統，亦可透過液體檢測晶圓表面之位置資料，亦可不透過液體檢測。又，焦點位置檢測系統，不限於在投影光學系統PL之像面側檢測晶圓表面之位置資料，亦可從投影光學系統PL離開處檢測晶圓表面之位置資料。
在圖5，表示本實施形態之曝光裝置100之控制系統之主要構成。此控制系統，以將裝置全體綜合控制之微電腦(或工作站)所構成之主控制裝置20為中心來構成。
其次，說明本實施形態之曝光裝置100曝光時之各部之動作。在此，如圖2所示，說明在晶圓載台WST1側進行曝光之情形。
此曝光動作之開始時，在主控制裝置20，根據事前所進行之例如增強型總對準(EGA，Enhanced Global Alignment)等之晶圓對準之結果等，邊監視干涉計18、46之測量值，邊控制X軸線性馬達84、85及Y軸線性馬達81，而將晶圓載台WST1移動至用以晶圓W1之第1照射區域之曝光用掃描開始位置(加速開始位置)。在此曝光次序，係在第1曝光座標系統上進行晶圓載台WST1之位置管理。
其次，在主控制裝置20，開始相對於標線片R(標線片載台RST)與晶圓W1(晶圓載台WST1)之Y軸方向之相對掃描。此相對掃描時，主控制裝置20，邊監視前述之干涉計 18、46及標線片干涉計116之測量值，邊控制標線片載台驅動部11並且Y軸線性馬達81(及X軸線性馬達84、85)。
接著，當兩載台RST、WST1加速至各目標掃描速度時，在主控制裝置20，對未圖示之光源(ArF準分子雷射裝置)發出指令，開始脈衝發光。然後，當兩載台RST、WST1達到等速同步狀態時，藉由來自照明系統10之照明用光IL(紫外脈衝光)使標線片R之圖案區域開始照明，開始掃描曝光。雖在此掃描曝光開始之前，如上述，光源之脈衝發光已開始，但藉由主控制裝置20，照明系統10內之可動標線片遮簾(未圖示)之既定葉片同步於標線片載台RST而移動，藉此防止在掃描曝光之開始前對晶圓W1進行不必要之曝光。
然後，以照明用光IL依次照明標線片R之圖案區域，藉由完成對圖案區域全面之照明，結束晶圓W1上之第1照射區域之掃描曝光。藉此，標線片R之圖案透過投影光學系統PL縮小轉印於晶圓W1上之第1照射區域。
在此情形，掃描曝光結束後，亦藉由主控制裝置20，使照明系統10內之可動標線片遮簾(未圖示)同步於標線片載台RST而移動，藉此防止晶圓W1之不必要之曝光。
如上述，結束第1照射區域之掃描曝光後，藉由主控制裝置20，透過X軸線性馬達84、85及Y軸線性馬達81使晶圓載台WST1沿X、Y方向步進移動，移動至用以第2照射區域之曝光之加速開始位置(掃描開始位置)。此照射間步進時，主控制裝置20，依干涉計18、46之測量值將晶圓 載台WST1之X、Y、θ z方向之位置位移即時(real time)檢測。並且，根據此測量結果，主控制裝置20，控制晶圓載台WST1之位置，使晶圓載台WST1之XY位置位移成為既定狀態。又，主控制裝置20，根據晶圓載台WST1之θ z方向之資料，控制標線片載台RST(標線片微動載台)及晶圓載台WST1之至少一旋轉，使其晶圓側之旋轉位移補償。
接著，於照射間步進結束後，藉由主控制裝置20，與上述同樣，控制各部之動作，對晶圓W1上之第2照射區域進行與上述同樣之掃描曝光。
如上述，反覆進行晶圓W1上之照射區域之掃描曝光與供下次照射曝光之照射間步進動作，使標線片R之圖案依序轉印於晶圓W1上之曝光對象之照射區域全部。
又，上述之對晶圓W1之步進掃描方式之曝光動作中，按照晶圓W1之移動方向之變化，藉由主控制裝置20，如前述，進行液體供排系統32之液體供應裝置5及液體回收裝置6之各閥之開關控制則係理所當然。因此，上述之對晶圓W1之步進掃描方式之曝光動作中，在前端透鏡91與晶圓W1之間維持持續將一定量之水穩定地保持之狀態。
其次，對使用2個晶圓載台WST1、WST2之並行處理動作，參照圖2及圖6~圖9說明。又，以下之動作中，藉由主控制裝置20，按照位於投影單元PU正下方之第1區域之晶圓載台之移動方向，如前述進行液體供排系統32之液體供應裝置5及液體回收裝置6之各閥之開關控制，在投影光學系統PL之前端透鏡91正下方持續填滿水。但是， 以下，為了要使說明容易瞭解，將關於液體供應裝置5及液體回收裝置6之控制之說明省略。
在圖2表示：對晶圓載台WST1上之晶圓W1如前述以步進掃描方式進行曝光，與此並行，在晶圓載台WST2側，在對準系統ALG2之下方之第3區域進行對晶圓W2之晶圓對準之狀態。
如上述，對晶圓W1以步進掃描方式進行曝光期間，在晶圓載台WST2側，則進行如下所述之動作。
即，在上述之晶圓對準前，在左側裝載位置，未圖示之晶圓搬送機構與晶圓載台WST2之間進行晶圓交換。在此，所謂左側裝載位置，係指設定為基準標記板FM2位於對準系統ALG2之正下方之位置而言。在此情形，在左側裝載位置，藉由對準系統ALG2檢測基準標記板FM2上之第2基準標記以前，藉由主控制裝置20執行Y軸干涉計44之重置(reset)。
上述第2基準標記之檢測時，主控制裝置20，使用對準系統ALG2取進第2基準標記之影像，對其影像信號施加既定之處理，藉由解析其處理後之信號來檢測以對準系統ALG2之指標中心為基準之第2基準標記之位置。又，主控制裝置20，根據其第2基準標記之位置之檢測結果與其檢測時之干涉計16、44之測量結果，算出第2對準座標系統上之第2基準標記之位置座標。
其次，主控制裝置20，藉由邊在前述第2對準座標系統上管理晶圓載台WST2之XY面內之位置，邊使用對準系 統ALG2來檢測附設於晶圓W2上之特定之複數個照射區域(樣本照射區域)之對準標記(樣本標記)之位置資料(對對準系統ALG2之檢測中心之位置資料)，來求出第2對準座標系統上之樣本標記之位置資料。接著，主控制裝置20，根據其檢測結果與特定之照射區域之設計上之位置座標，執行例如日本特開昭61-22249號公報及對應於此之美國專利第4,780,617號等所揭示之統計運算，來算出晶圓W2上之複數個照射區域之第2對準座標系統上之位置座標。即，如上述，進行EGA(增強型總對準)。並且，主控制裝置20，藉由從晶圓W2上之複數個照射區域之第2對準座標系統上之位置座標將前述第2基準標記之位置座標減算，使複數個照射區域之位置座標轉換成以第2基準標記之位置為原點之位置座標。又，在本案所指定之指定國(或所選擇之選擇國)之國內法令所允許之範圍，援用上述公報及對應美國專利之揭示，作為本說明書之記載之一部分。
上述在2個晶圓載台WST1、WST2上並行而進行之曝光次序與晶圓交換/對準次序，通常，係晶圓交換/對準次序最先結束。因此，已結束對準之晶圓載台WST2，則在既定之待機位置呈等待狀態。
並且，在晶圓載台WST1側，在對晶圓W1之曝光結束之時點，主控制裝置20，將晶圓載台WST1、WST2朝圖6所示之既定位置分別開始移動。
並且，將晶圓載台WST1、WST2移動至圖6所示之位置後，主控制裝置20，則開始使晶圓載台WST1與晶圓載 台WST2同時朝+X方向驅動之動作。又，在圖6之狀態，晶圓載台WST1與晶圓載台WST2係透過設置於晶圓載台WST1之彈性密封構件93接觸。
如上述，藉由主控制裝置20，使晶圓載台WST1、WST2同時移動，在圖6之狀態，保持於投影單元PU之前端透鏡91與晶圓W1之間之水，則伴隨晶圓載台WST1、WST2朝+X側移動，在晶圓W1→晶圓載台WST1(更具體而言係晶圓保持具H1)→晶圓載台WST2(更具體而言係晶圓保持具H2)上依序移動。又，上述移動期間，晶圓載台WST1、WST2則與圖6之狀態同樣透過彈性密封構件93保持彼此接觸之位置關係。在圖7，表示：在上述移動之中途，水同時存在於晶圓載台WST1、WST2(晶圓保持具H1、H2)時之狀態，即從晶圓載台WST1上待將水交給晶圓載台WST2上之前之狀態。
從圖7之狀態，當進一步使晶圓載台WST1、WST2朝+X方向同時驅動既定距離，則如圖8所示，形成在晶圓載台WST2上之包含基準標記板FM2之區域與前端透鏡91之間保持水之狀態。先行於此，主控制裝置20，在使來自Y軸干涉計46之干涉計光束能照射於移動鏡117Y之任一時點，執行Y軸干涉計46之重置。
接著，主控制裝置20，朝圖9所示之右側裝載位置開始晶圓載台WST1之驅動。此右側裝載位置，設定為基準標記板FM1位在對準系統ALG1之正下方之位置。
與朝上述右側裝載位置之晶圓載台WST1之移動開始 並行，主控制裝置20，藉由一對標線片對準系統RAa、RAb(參照圖1)使用照明用光IL進行基準標記板FM2上之一對第1基準標記與對應於其之標線片R上之標線片對準標記之晶圓上投影像之相對位置檢測。此時，基準標記板FM2上之一對第1基準標記與標線片對準標記之像之檢測，係透過投影光學系統PL及水來進行。
並且，主控制裝置20，根據此所檢測之相對位置資料，與對預先所求之第2基準標記之晶圓W2上之各照射區域之位置資料，及既知之第1基準標記與第2基準標記之位置關係，算出標線片R之圖案之投影位置(投影光學系統PL之投影中心)與晶圓W2上之各照射區域之相對位置關係。並且，根據其算出結果，主控制裝置20，與前述之晶圓W1之情形同樣，在第2曝光座標系統上邊管理晶圓載台WST2之位置，邊以步進掃描方式將標線片R之圖案轉印於晶圓W2上之各照射區域。
與上述晶圓載台WST2側之動作並行，晶圓載台WST1側，在右側裝載位置，與未圖示之晶圓搬送系統之間進行晶圓交換，與晶圓交換同時或在其後，藉由主控制裝置20使用對準系統ALG1進行基準標記板FM1上之第2基準標記之檢測。主控制裝置20，先在此第2基準標記之檢測以前執行Y軸干涉計48之重置。其後，主控制裝置20，邊在第1對準時座標系統上管理晶圓載台WST1，邊對晶圓W2進行使用對準系統ALG1之EGA。
以後，藉由主控制裝置20，反覆進行與上述晶圓載台 WST1、WST2之並行動作。
使用晶圓載台WST1與晶圓載台WST2之並行處理時，在對一晶圓載台上之晶圓之曝光結束，至對另一晶圓載台上之晶圓之曝光要開始期間，雖會進行從一晶圓載台在投影單元PU正下方之狀態(即，在一晶圓載台上水附著之狀態)，遷移至另一晶圓載台在投影單元PU正下方之狀態(即，在另一晶圓載台上水附著之狀態)，但此時，如前述，維持晶圓載台WST1、WST2於X軸方向透過彈性密封構件93呈接觸狀態(圖10之狀態)。因此，如圖7所示，即使在晶圓載台WST1、WST2彼此間使水跨越(液浸區域)之狀態，藉由彈性密封構件93能確實防止水(液體)透過晶圓載台WST1、WST2彼此之間隙向載台下方洩漏。
又，在晶圓載台WST1與晶圓載台WST2之移動途中，雖會存在來自干涉計46、48任一干涉計光束不照射於晶圓載台WST1之移動鏡17Y之狀態(移動期間，移動區間)，又，存在來自干涉計46、44任一干涉計光束亦不照射於晶圓載台WST2之移動鏡117Y之狀態(移動期間，移動區間)，但在本實施形態，此情形之兩晶圓載台WST1、WST2之位置，係藉由未圖示之線性編碼機(linear encorder)來管理。又，使用線性編碼機來管理晶圓載台之位置時，在來自任一Y軸干涉計之干涉計光束會照射於移動鏡17Y或117Y之時點，藉由主控制裝置20執行Y軸干涉計之重置。
如從以上說明可知，在本實施形態，藉由晶圓載台驅動部124構成載台驅動系統之至少一部分。又，藉由此載 台驅動系統，與晶圓載台WST1、WST2構成載台裝置之至少一部分。
如以上詳細說明，依本實施形態之曝光裝置100及該曝光裝置所具備之載台裝置，並且在該曝光裝置100所執行之晶圓載台WST1、WST2之驅動方法，從一晶圓載台WST1(或WST2)位於第1區域(包含有液體(水)供應之投影單元PU(投影光學系統PL)正下方之位置)之第1狀態，遷移至另一晶圓載台WST2(或WST1)位於第1區域之第2狀態時，藉由載台驅動系統(124等)，晶圓載台WST1、WST2維持於X軸方向透過彈性密封構件93呈接觸狀態，晶圓載台WST1、WST2朝X軸方向同時驅動。
因此，在投影光學系統PL(投影單元PU)與位於其正下方之特定之晶圓載台(此圓載台，伴隨移動從一晶圓載台切換為另一晶圓載台)之間供應著水之狀態，水不會從兩晶圓載台之間隙洩漏，能使從一晶圓載台WST1(或WST2)位於第1區域之第1狀態，遷移至另一晶圓載台WST2(或WST1)位於第1區域之第2狀態。即，在一晶圓載台側透過投影光學系統PL與水(液體)進行晶圓之曝光動作後，至在另一晶圓載台側透過投影光學系統PL與水(液體)開始晶圓之曝光動作前為止期間，能從一晶圓載台與投影光學系統PL之間使水保持之狀態，遷移至另一晶圓載台與投影光學系統PL之間使水保持之狀態，而不需要經過水之全回收、再度供應等步驟。
因此，能將從一晶圓載台側之曝光動作結束至另一晶 圓載台側之曝光動作開始為止之時間縮短(即，維持為與非液浸曝光之通常之曝光裝置(非液浸曝光裝置)相同程度)，能獲得產能之提高。又，因在投影光學系統PL之像面側持續存在水，故能有效地防止在投影光學系統PL之像面側之光學構件(例如前端透鏡91及前述之多點焦點位置檢測系統之稜鏡等)產生水紋(水痕，water mark)，能長期良好地維持投影光學系統PL之結像性能及多點焦點位置檢測系統之檢測精度。
又，藉由在前述2個晶圓載台WST1、WST2之並行處理動作，比起習知之具備單晶圓載台之曝光裝置(使用1個晶圓載台，將晶圓交換、晶圓對準及曝光動作，依序進行)，能獲得產能之提高。
又，因藉由液浸曝光，進行高解像度且比空氣中大焦點深度之曝光，故能將標線片R之圖案精度良好地轉印於晶圓上，例如當作元件規格(device rule)能實現70~100nm程度之微細圖案之轉印。
又，在本實施形態，藉由晶圓載台WST1與晶圓載台WST2係透過彈性密封構件93接觸，除的能防止自兩晶圓載台之間隙之漏水外，亦能減低晶圓載台WST1與晶圓載台WST2接觸時之衝擊。
再者，在本實施形態，因在晶圓載台WST1之-X側面及晶圓載台WST2之+X側面未設置干涉計用之移動鏡，故即使兩晶圓載台係於X軸方向呈近接狀態，因兩晶圓載台上之移動鏡之反射面彼此不會近接而相面對，故兩晶圓載 台沿X軸方向同時驅動之期間，不僅能藉由干涉計系統118監視兩晶圓載台之位置，亦能防止在移動鏡之反射面附著水。
《第2實施形態》
其次，依圖11~圖15(B)說明本發明之第2實施形態。在此，對與前述第1實施形態同一或同等之部分，使用同一之符號，並且將其說明簡化或省略。在此第2實施形態之曝光裝置，晶圓載台裝置之構成等，及使用2個晶圓載台之並行處理動作則與第1實施形態不同。又，標記檢測系統僅設置1個，亦與前述第1實施形態不同。其他部分之構成等，則與前述第1實施形態相同。因此，以下，僅以相異處為中心來說明，以免重複說明。
圖11，係表示本第2實施形態之曝光裝置之控制系統之構成。若將此圖11與圖5作比較，則得知在本第2實施形態，替代前述第1實施形態之晶圓載台驅動部124，設置晶圓載台驅動部124A，此一點係與前述之第1實施形態不同。
在本第2實施形態，替代前述之晶圓載台裝置50，設置圖12所示之晶圓載台裝置50’。此晶圓載台裝置50’，如圖12所示，具備：基盤12；晶圓載台WST1’，係配置於該基盤12上面之上方(在圖12之紙面前側)之第1載台，及晶圓載台WST2’，係第2載台；6個干涉計151X1 、151X2 、151X3 、151X4 、151Y1 、151Y2 ，係用來測量此等晶圓載台WST1’、WST2’之位置之位置測量系統；第1驅動部171、 第2驅動部172，用以將晶圓載台WST1’、WST2’個別地驅動，俯視(從上方觀察)呈大致H字形；第1連接機構195及第2連接機構196(在圖12未圖示，參照圖11)。
在此，藉由上述6個干涉計151X1 、151X2 、151X3 、151X4 、151Y1 、151Y2 ，構成圖11之干涉計系統118A；包含第1驅動部171、第2驅動部172、第1連接機構195及第2連接機構196，來構成圖11之晶圓載台驅動部124A。
前述第1驅動部171，具備：X軸線性馬達136X，係用以使晶圓載台WST1’(或WST2’)朝X軸方向驅動之線性致動器(linear actuator)；及一對Y軸線性馬達136Y1 、136Y2 ，用以使晶圓載台WST1’(或WST2’)與X軸線性馬達136X一體地朝掃描方向之Y軸方向驅動。
前述X軸線性馬達136X，具備：X軸線性導件181，係將X軸方向當作長邊方向之固定件；及X可動件179，沿該X軸線性導件181且朝X軸方向移動。
X軸線性導件181，由朝X軸方向延伸之框體，及具有在其內部以既定間隔沿X軸方向配設之複數個電樞線圈之電樞單元構成。在此X軸線性導件181之長邊方向(X軸方向)之一端部，固定一Y軸線性馬達136Y1 之可動件(Y可動件)184，在另一端部固定另一Y軸線性馬達136Y2 之可動件(Y可動件)185。
前述X可動件179，例如，具有筒狀(形成將X軸線性導件181從周圍包圍)之形狀，在其內部設置YZ截面逆U字形之可動件軛。在此可動件軛，沿其長邊方向交替配置 複數個N極永久磁鐵與複數個S極永久磁鐵。因此，在X可動件179之內部空間，沿X軸方向形成交流磁場。
在此情形，藉由X可動件179，與X軸線性導件181之間之電磁相互作用，使其產生使X可動件179朝X軸方向驅動之驅動力(洛倫茲(Lorentz)力)。即，X軸線性馬達136X，係動磁型電動力驅動方式之線性馬達。
在X可動件179之-Y側面，設置第1連接機構195(在圖12未圖示，參照圖11)，用以將晶圓載台WST1’(或WST2’)連接。此第1連接機構195，例如能使用利用電磁之磁吸引力者，或將晶圓載台WST1’(或WST2’)機械式地卡合之機構等。主控制裝置20，控制此第1連接機構195，使晶圓載台WST1’(或WST2’)連接於X可動件179，或使其解除其連接。又，在連接狀態，晶圓載台WST1’(或WST2’)藉由X可動件179成為單邊支撐之狀態。在圖12，表示X可動件179將晶圓載台WST1’單邊支撐之狀態。
一Y軸線性馬達136Y1 ，具備：Y軸線性導件188，係朝Y軸方向延設之固定件；及Y可動件184，沿該Y軸線性導件188移動。前述Y軸線性導件188，使用與前述X軸線性導件181同樣構成之電樞單元。又，Y可動件184，雖係XZ截面逆U字形之形狀，但使用與前述之X可動件同樣構成之磁極單元。即，Y軸線性馬達136Y1 ，係動磁型電動力驅動方式之線性馬達。
另一Y軸線性馬達136Y2 ，具備：Y軸線性導件189，係朝Y軸方向延設之固定件；及Y可動件185，沿該Y軸 線性導件189移動。此Y軸線性馬達136Y2 ，係與Y軸線性馬達136Y1 同樣構成之動磁型電動力驅動方式之線性馬達。
又，如前述，藉由將X軸線性導件181之兩端部分別固定於Y可動件184、185，若Y軸線性馬達136Y1 、136Y2 產生Y軸方向之驅動力，則與X軸線性馬達136X一起使晶圓載台WST1’(或WST2’)驅動於Y軸方向。在此情形，藉由使Y軸線性馬達136Y1 、136Y2 所產生之驅動力不同，透過X軸線性馬達136X能控制晶圓載台WST1’(或WST2’)之Z軸周圍之旋轉。
前述第2驅動部172，配置於前述第1驅動部171之-Y側面，在圖12之紙面內形成大致對稱。此第2驅動部172，係與上述第1驅動部171同樣構成。即，此第2驅動部172，具備：X軸線性馬達138X，係由X軸線性導件180及X可動件178所構成之線性致動器；Y軸線性馬達138Y1 ，由設置於X軸線性導件180之一端之Y可動件182及Y軸線性導件186所構成；及Y軸線性馬達138Y2 ，由設置於X軸線性導件180之另一端之Y可動件183及Y軸線性導件187所構成。
在X可動件178之+Y側面，與X可動件179同樣，設置第2連接機構196(在圖12未圖示，參照圖11)，與前述之第1連接機構同樣，用以將晶圓載台WST1’(或WST2’)連接。主控制裝置20，控制此第2連接機構196，使晶圓載台WST1’(或WST2’)連接於X可動件178，或使其解除其 連接。又，在圖12，表示晶圓載台WST1’連接於X可動件178成為單邊支撐之狀態。
前述晶圓載台WST1’，具備：載台本體，與構成前述第1實施形態之晶圓載台WST1不同，未設置磁極單元部分；及晶圓台，係與構成在該載台本體之上面透過未圖示之Z‧傾斜(tilt)驅動機構所設置之前述晶圓載台WST1同樣。在此晶圓台之上面，設置+Y移動鏡47Y1 、-Y移動鏡47Y2 、+X移動鏡47X於±Y側端部及+X側端部附近。
前述晶圓載台WST2’，構成為與上述晶圓載台WST1’同樣。在構成此晶圓載台WST2’之晶圓台之上面，設置+Y移動鏡49Y1 、-Y移動鏡49Y2 、-X移動鏡49X於±Y側端部及-X側端部附近。
又，在本第2實施形態，亦在未將晶圓載台WST1’之移動鏡配置於附近之側面(-X側面)，及未將晶圓載台WST2’之移動鏡配置於附近之側面(+X側面)之至少一方，設置與圖10所示之彈性密封構件93同樣之彈性密封構件。
又，如圖12所示，在投影光學系統PL之-Y側隔既定距離，設置標記檢測系統之對準系統ALG。
前述干涉計系統118A，如圖12所示，具有：2個Y軸干涉計151Y1 、151Y2 ，具有與將投影光學系統PL之投影中心(光軸)與對準系統ALG之檢測中心連結之Y軸平行之測長軸；2個X軸干涉計151X1 、151X2 ，分別具有與在投影光學系統PL之投影中心(光軸)與干涉計151Y1 之測長軸垂直交叉之X軸平行之測長軸；及2個X軸干涉計151X3 、 151X4 ，分別具有與在對準系統ALG之檢測中心與干涉計151Y2 之測長軸垂直交叉之X軸平行之測長軸。
4個X軸干涉計151X1 ~151X4 ，係相對於Y軸方向及Z軸方向離開且至少具有3支光軸之多軸干涉計，各光軸之輸出值係能獨立測量。因此，在此等X軸干涉計151X1 ~151X4 ，除了晶圓載台WST1’或WST2’之X軸方向之位置測量以外，亦能測量Y軸周圍之旋轉量(橫搖量)及Z軸周圍之旋轉量(偏搖量)。
上述2個Y軸干涉計151Y1 、151Y2 ，係相對於Z軸方向離開且具有各2支光軸之2軸干涉計，各光軸之輸出值係能獨立測量。因此，在此等Y軸干涉計151Y1 、151Y2 ，除了晶圓載台WST1’或WST2’之Y軸方向之位置測量以外，亦能測量X軸周圍之旋轉量(俯仰量)。
在此情形，晶圓載台WST1’位於投影光學系統PL之光軸正下方之位置之附近之區域(第1區域)，要進行對其晶圓載台WST1’上之晶圓(在圖12晶圓W1)之曝光時，在以X軸干涉計151X1 、Y軸干涉計151Y1 各測長軸所規定之第1曝光座標系統上，進行晶圓載台WST1’之XY平面內之位置管理。
又，晶圓載台WST2’位於投影光學系統PL之光軸正下方之位置附近之區域(第1區域)，要進行對其晶圓載台WST2’上之晶圓(在圖12晶圓W2)之曝光時，在以X軸干涉計151X2 、Y軸干涉計151Y1 各測長軸所規定之第2曝光座標系統上，進行晶圓載台WST2’之XY平面內之位置管 理。
又，晶圓載台WST1’位於對準系統ALG正下方之位置附近之區域(第2區域)，要進行對其晶圓載台WST1’上之晶圓(在圖12晶圓W1)之對準(EGA)等時，在以X軸干涉計151X3 、Y軸干涉計151Y2 各測長軸所規定之第1對準座標系統上，進行晶圓載台WST1’之XY平面內之位置管理。
再者，晶圓載台WST2’位於對準系統ALG正下方之位置附近之區域(第2區域)，要進行對其晶圓載台WST2’上之晶圓(在圖12晶圓W2)之對準(EGA)等時，在以X軸干涉計151X4 、Y軸干涉計151Y2 各測長軸所規定之第2對準座標系統上，進行晶圓載台WST2’之XY平面內之位置管理。
其他之構成部分，係包含液體供排系統32在內構成為與前述之第1實施形態同樣。
其次，依圖12~圖15(B)，說明本第2實施形態之曝光裝置所進行之一連串之動作，包含對一晶圓載台上之晶圓之曝光動作，及對另一晶圓載台上之晶圓之對準動作等之並行處理動作。又，以下之動作中，藉由主控制裝置20，按照位於投影光學系統PL正下方之第1區域之晶圓載台之移動方向，如前述，進行液體供排系統32之液體供應裝置5及液體回收裝置6之各閥之開閉控制，在投影光學系統PL之前端透鏡91正下方持續填滿水。但是，以下，為了要使說明容易瞭解，省略液體供應裝置5及液體回收裝置6相關之說明。
又，在晶圓載台WST1’與晶圓載台WST2’之移動途中， 存在來自X軸干涉計或Y軸干涉計之干涉計光束，不照射於移動鏡，致使要以干涉計進行晶圓載台之位置管理成為困難之區間。此情形之晶圓載台位置，係藉由未圖示之線性編碼機(linear encorder)來管理，如上述若使用線性編碼機來管理晶圓載台之位置時，在來自所要之干涉計之干涉計光束會接觸於移動鏡之時點，藉由主控制裝置20執行該干涉計之重置。但是，以下，為了要防止說明之煩雜化，關於使用線性編碼機進行晶圓載台之位置測量及干涉計之重置，則省略其說明。
在圖12，表示：對載置於晶圓載台WST1’上之晶圓W1，與前述第1實施形態同樣以步進掃描方式進行曝光，並行於此，在晶圓載台WST2’側，在對準系統ALG之下方之第2區域進行對晶圓W2之對準之狀態。
又，上述對晶圓W1之曝光動作，主控制裝置20，在前述第1曝光座標系統上邊管理晶圓載台WST1’之位置，邊藉由使前述之X軸線性馬達136X、一對Y軸線性馬達136Y1 、136Y2 驅動控制，移動晶圓載台WST1’來進行。
在晶圓載台WST1’側對晶圓W1以步進掃描方式執行曝光期間，在晶圓載台WST2’側，執行如下之動作。
即，先於上述晶圓對準之前，在既定之裝載位置，在未圖示之晶圓搬送機構與晶圓載台WST2’之間進行晶圓交換。
晶圓交換後，主控制裝置20，在前述之第2對準座標系統上邊管理晶圓載台WST2’之XY面內之位置，邊使用對 準系統ALG執行包含檢測樣本標記(附設於晶圓W2上之特定之複數個樣本照射區域)之位置資料之前述EGA，來算出晶圓W2上之複數個照射區域之第2對準座標系統上之位置座標。又，在圖12，表示樣本標記檢測時之狀態。又，主控制裝置20，在檢測樣本標記之位置資料之前後，檢測形成於晶圓載台WST2’上之基準標記板FM2之第2基準標記之位置資料。並且，主控制裝置20，將預先所求得之晶圓W2上之複數個照射區域之第2對準座標系統上之位置座標，轉換為以第2基準標記之位置為原點之位置座標。
又，上述晶圓對準時等之晶圓載台WST2’之移動，係藉由主控制裝置20使前述之X軸線性馬達138X、一對Y軸線性馬達138Y1 、138Y2 驅動控制來進行。
對上述晶圓載台WST2’上之晶圓W2之晶圓對準動作，與對晶圓載台WST1’上之晶圓W1之曝光動作，通常，係晶圓對準動作先結束。因此，主控制裝置20，晶圓對準之結束後，透過X軸線性馬達138X、一對Y軸線性馬達138Y1 、138Y2 將晶圓載台WST2’移動至圖13(A)所示之既定待機位置，在其位置等待。
其後，對晶圓載台WST1’上之晶圓W1之曝光動作結束後，主控制裝置20，則透過X軸線性馬達136X、一對Y軸線性馬達136Y1 、136Y2 使晶圓載台WST1’移動至圖13(A)所示之位置。又，對晶圓W1之曝光結束位置，較佳者為設定於此圖13(A)之位置附近。
將晶圓載台WST1’移動至圖13(A)所示之位置後，主控 制裝置20，透過X軸線性馬達138X及一對Y軸線性馬達138Y1 、138Y2 使晶圓載台WST2’移動至圖13(B)所示之既定待機位置。在晶圓載台WST2’移動至圖13(B)之位置之狀態，晶圓載台WST1’與晶圓載台WST2’則與前述第1實施形態同樣透過彈性密封構件呈接觸狀態。
其次，主控制裝置20，控制X軸線性馬達136X、一對Y軸線性馬達136Y1 、136Y2 ，並且X軸線性馬達138X及一對Y軸線性馬達138Y1 、138Y2 ，使晶圓載台WST1’與晶圓載台WST2’同時朝+X方向移動。在圖14(A)，表示：如上述兩晶圓載台WST1’、WST2’從圖13(B)之狀態同時朝+X方向移動，在包含晶圓載台WST2’上之基準標記板FM2之區域與前端透鏡91之間保持水之狀態。
在圖13(B)之狀態，保持於投影單元PU之前端透鏡91與晶圓W1之間之水，則伴隨晶圓載台WST1’、WST2’朝+X側移動，在晶圓W1→晶圓載台WST1’→晶圓載台WST2’上依序移動。又，上述移動期間，晶圓載台WST1’、WST2’則透過彈性密封構件93保持彼此接觸之位置關係。
其次，主控制裝置20，將用前述第1連接機構195之X可動件179與晶圓載台WST1’之連接狀態，及用前述第2連接機構196之X可動件178與晶圓載台WST2’之連接狀態，一起解除後，將X可動件179朝+Y方向，將X可動件178向-Y方向稍微驅動。在圖14(B)，表示此X可動件179、178之驅動後狀態。
又，在圖14(B)之狀態，晶圓載台WST1’、WST2’，藉 由設置於各底面(-Z側之面)之未圖示之氣墊，浮起支撐於基盤12上。但是，不限於此，亦可在晶圓載台WST1’、WST2’側或基盤12側設置可伸縮之支持腳，在將晶圓載台WST1’、WST2’與X可動件179、178之接觸解除直前，藉由支持腳使晶圓載台WST1’、WST2’穩定地支撐於基盤12上方。
其次，主控制裝置20，透過Y軸線性馬達136Y1 、136Y2 、X軸線性馬達136X驅動X可動件179，移動至能連接於晶圓載台WST2’之位置，並且，透過Y軸線性馬達138Y1 、138Y2 、X軸線性馬達138X驅動X可動件178，移動至能連接於晶圓載台WST1’之位置。此時，各X可動件之位置，係藉由未圖示之編碼器來管理。
在圖15(A)，表示：如上述，驅動X可動件179，移動至能連接於晶圓載台WST2’之位置，驅動X可動件178，移動至能連接於晶圓載台WST1’之位置之狀態。其後，主控制裝置20，透過第1連接機構195將晶圓載台WST2’連接於X可動件179，並且透過第2連接機構196將晶圓載台WST1’連接於X可動件178。又，亦可不朝Y軸方向移動，而進行X可動件178、179朝X方向移動與晶圓載台WST1’、WST2’之拆裝。
如上述，在X可動件179連接於晶圓載台WST2’，在X可動件178連接於晶圓載台WST1’後，主控制裝置20，在前述第2曝光座標系統上邊管理晶圓載台WST2’之位置，邊使用前述標線片對準系統RAa、RAb測量基準標記 板FM2上之一對第1基準標記與標線片R上之一對標線片對準標記。並且，根據其測量結果與預先所進行之晶圓對準之結果，將晶圓載台WST2’移動至用以曝光於晶圓W2上之第1次之照射區域之之加速開始位置。然後，主控制裝置20，在第2曝光座標系統上邊管理晶圓載台WST2’之位置，邊透過X軸線性馬達136X及一對Y軸線性馬達136Y1 、136Y2 ，使晶圓載台WST2’驅動控制，對晶圓W2之步進掃描方式之曝光動作則與前述第1實施形態同樣來進行。
另一方面，主控制裝置20，透過Y軸線性馬達138Y1 、138Y2 ，及X軸線性馬達138X，使晶圓載台WST1’向裝載位置移動。此移動中之晶圓載台WST1’之位置，係在前述之第1對準座標系統上管理。並且，在裝載位置，對晶圓載台WST1’上之已曝光完之晶圓W1與下1個曝光對象之晶圓進行交換後，主控制裝置20，與上述同樣對新晶圓進行晶圓對準動作。
並且，在晶圓載台WST1’之晶圓對準結束，且晶圓載台WST2’之曝光動作結束之階段，晶圓載台WST1’與晶圓載台WST2’則經過與上述之途徑完全相反之途徑，再度使其回至圖12之狀態。
如此，本第2實施形態之曝光裝置，係將邊進行晶圓載台WST1’、WST2’之轉換(switching)，邊將對另一晶圓載台上之晶圓之曝光動作，與另一晶圓載台上之晶圓交換及晶圓對準動作，以同時並行處理進行。
從以上之說明得知，在本第2實施形態，藉由晶圓載台驅動部124A及主控制裝置20構成載台驅動系統。又，藉由此載台驅動系統，與晶圓載台WST1’、WST2’構成載台裝置。又，藉由第1連接機構195、第2連接機構、Y軸線性馬達136Y1 ~136Y4 、X軸線性馬達136X、138X及控制此等構件之主控制裝置20構成轉換裝置。
如以上詳細說明，依本第2實施形態之曝光裝置及該曝光裝置所具備之載台裝置，並且該曝光裝置所執行之晶圓載台WST1’、WST2’之驅動方法，若要從一晶圓載台WST1’(或WST2’)位於有液體供應之投影光學系統PL正下方之第1區域之第1狀態遷移至另一晶圓載台WST2’(或WST1’)位於第1區域之第2狀態時，藉由載台驅動系統(20，124A)，晶圓載台WST1’、WST2’於X軸方向(前述第1區域與對準系統ALG正下方之位置附近之第2區域排列之Y軸方向交叉之方向)透過彈性密封構件93維持呈接觸狀態，使晶圓載台WST1’、WST2’同時朝X軸方向驅動。
因此，能將水(液體)以在投影光學系統PL與位於其正下方之特定之晶圓載台(此晶圓載台，伴隨移動從一晶圓載台轉換為另一晶圓載台)之間供應(保持)著之狀態，不使液體從兩晶圓載台之間隙洩漏，而從一晶圓載台WST1’(或WST2’)位於第1區域之第1狀態遷移至另一晶圓載台WST2’(或WST1’)位於第1區域之第2狀態。即，在一晶圓載台側透過投影光學系統PL與水進行晶圓之曝光動作後，至在另一晶圓載台側透過投影光學系統PL與水(液體)開始 晶圓之曝光動作為止期間，從一晶圓載台與投影光學系統PL之間保持水之狀態，至另一晶圓載台與投影光學系統PL之間保持水之狀態，不需要經過水之全回收，再供應等步驟，能使其遷移。因此，能縮短在一晶圓載台側之曝光動作結束至在另一晶圓載台側之曝光動作開始為止之時間(即，能維持於與非液浸曝光之通常之曝光裝置(非液浸曝光裝置)相同程度)，而能獲得產能之提高。又，因在投影光學系統PL之像面側水持續存在，藉由與前述第1實施形態同樣之理由，能長期使投影光學系統PL之結像性能及多點焦點檢測系統之檢測精度良好維持。
又，藉由前述2個晶圓載台WST1’、WST2’之並行處理動作，比起具備習知之單晶圓載台之曝光裝置(使用1個晶圓載台，逐次執行晶圓交換，晶圓對準及曝光動作)，能獲得產能之提高。
又，在本第2實施形態之曝光裝置，藉由以液浸曝光，進行高解像度且比空氣中大焦點深度之曝光，能使標線片R之圖案精度良好地轉印於晶圓上。
又，在本第2實施形態，藉由與前述第1實施形態同樣之理由，除了能防止從兩晶圓載台之間隙漏水外，進一步能減低晶圓載台WST1’與晶圓載台WST2’接觸時之衝擊。
又，在本第2實施形態，與前述第1實施形態同樣，因在晶圓載台WST1’之-X側面及晶圓載台WST2’之+X側面未設置干涉計用之移動鏡，故即使相對於X軸方向兩晶圓載台近接狀態，因兩晶圓載台上之移動鏡之反射鏡彼此 不會近接而向面對，故能將兩晶圓載台之位置藉由干涉計系統118A在兩晶圓載台同時驅動於X軸方向之期間中監視。又，亦能防止水在移動鏡之反射鏡附著。
又，在本第2實施形態，雖在晶圓載台WST1’、WST2’上分別配置3個移動鏡，將干涉計配置6個，但移動鏡及干涉計之配置並不限於上述第2實施形態之配置。例如，亦可採用在兩晶圓載台分別配置2個移動鏡，使用此等2個移動鏡能測量兩晶圓載台之位置之干涉計配置。
又，在本第2實施形態，保持於前端透鏡91下之水，雖從一載台上移動至另一載台上後，進行X可動件178、179之替換，但亦可在水從一載台上移動至另一載台上前，進行X可動件178、179之替換。
《第3實施形態》
其次，依圖16~圖18(B)說明本發明之第3實施形態。在此，對與前述第1實施形態同一或同等之部分，使用同一之符號，並且將其說明簡化或省略。在此第3實施形態之曝光裝置，僅晶圓載台裝置之構成等，係與第1實施形態不同，其他部分之構成等，則相同。因此，以下，為避免重複說明僅以相異處為中心說明。
本第3實施形態之晶圓載台50”，如圖16所示，與前述之構成第1實施形態之曝光裝置之晶圓載台裝置50不同，具備：能載置晶圓之晶圓載台WST；及測量專用之測量載台MST。
此等晶圓載台WST及測量載台MST，對應前述第1實 施形態之晶圓載台WST1及晶圓載台WST2，藉由與第1實施形態同樣之晶圓載台驅動部(80~87)使其在2維面內驅動。
又，在投影光學系統PL(投影單元PU之鏡筒)附近，僅設置1個對準系統ALG。又，投影單元PU與對準系統ALG，實際上，如圖16所示呈內嵌狀態。即，在比投影單元PU之下端部附近之其他部分形成小徑的部分之外側(前端透鏡之周圍部分)且投影單元PU之大徑部之下方部分，將對準系統ALG之至少下端部定位。
在前述測量載台MST之上面，設置各種測量用構件。此測量用構件，例如，包含：基準標記板，將日本特開平5-21314號公報及對應於此之美國專利第5,243,195號等所揭示之複數個基準標記形成；及感測器，透過投影光學系統PL將照明用光IL受光等。感測器，例如，能採用：照度監視器，具有既定面積之受光部，在日本特開平11-16816號公報及對應於此之美國專利申請公開第2002/0061469號說明書等所揭示之投影光學系統PL之像面上將照明用光IL受光；照度不均感測器，具有針孔狀之受光部，在日本特開昭57-117238號公報及對應於此之美國專利第4,465,368號等所揭示之投影光學系統PL之像面上將照明用光IL受光；空間像測量器，測量圖案之空間像(投影像)之光強度，藉由在日本特開2002-14005號公報及對應於此之美國專利申請公開第2002/0041377號說明書等所揭示之投影光學系統PL投影等。在本案所指定之指定國(或所選擇之選擇國) 之國內法令所允許之範圍，援用上述公報及對應於此之美國專利申請公開說明書或美國專利之揭示，作為本說明書之記載之一部分。又，載置於晶圓載台WST上之測量用構件，不限於在此所列舉者，視必要能載置各種測量用構件。
又，在本實施形態，對應進行液浸曝光(透過投影光學系統PL與水藉由曝光用光(照明用光)IL來曝光晶圓)，在使用於用照明用光IL之測量之上述照度監視器、照度不均感測器、空間像測量器，透過投影光學系統PL與水將照明用光IL受光。又，各感測器，例如亦可僅將光學系統等之一部分載置於測量載台MST，亦可將感測器全體配置於測量載台MST。
又，在晶圓載台WST，可載置測量用構件，亦可不載置。
又，在本第3實施形態，與前述第1實施形態同樣，在晶圓載台WST之-X側面與測量載台MST之+X側面之至少一方，設置與圖10之彈性密封構件93同樣之彈性密封構件。
以下，對使用本第3實施形態所具備之晶圓載台WST與測量載台MST之並行處理動作，依圖16~圖18(B)加以說明。又，在本第3實施形態之曝光裝置，亦設置與第1實施形態同樣之干涉計系統，使晶圓載台WST與測量載台MST之位置，與第1實施形態同樣加以管理。以下之說明，為了要避免重複說明，省略關於干涉計系統之兩載台位置管理之記載。又，以下之動作中，藉由主控制裝置20，按 照位於投影單元PU正下方之第1區域之載台之移動方向，如前述進行液體供排系統32之液體供應裝置5及液體回收裝置6之各閥之開閉控制，在投影光學系統PL之前端透鏡91正下方持續填滿水。但是，以下，為了要使說明容易瞭解，省略關於液體供應裝置5及液體回收裝置6之控制之說明。
在圖16，表示與第1實施形態同樣進行對晶圓載台WST上之晶圓W之步進掃描方式之曝光的狀態。此時，測量載台MST，在既定之待機位置(不會與晶圓載台WST衝突)等待。
並且，在晶圓載台WST側，例如1批(1批係25片或50片)晶圓W之曝光結束之階段，主控制裝置20，使測量載台MST移動至圖17(A)所示之位置。在此圖17(A)之狀態，測量載台MST與晶圓載台WST，係透過前述彈性密封構件接觸。
其次，主控制裝置20，邊保持測量載台MST晶圓載台WST與測量載台MST之X軸方向之位置關係，邊開始將兩載台WST、MST同時朝+X方向驅動之動作。
如上述，藉由主控制裝置20，使晶圓載台WST、測量載台MST同時驅動後，在圖17(A)之狀態，保持於投影單元PU之前端透鏡91與晶圓W之間之水，則伴隨晶圓載台WST、測量載台MST朝+X側移動，在晶圓W→晶圓載台WST→測量載台MST上依序移動。又，上述移動期間，晶圓載台WST、測量載台MST則與圖17(A)之狀態同樣透過 彈性密封構件保持彼此接觸之位置關係。在圖17(B)，表示：在上述移動途中，水(液浸區域)同時跨越於晶圓載台WST、測量載台MST而存在時之狀態，即從晶圓載台WST上將水待供應於測量載台MST上之前之狀態。
從圖17(B)之狀態，進一步使晶圓載台WST、測量載台MST朝+X方向同時驅動既定距離，則如圖18(A)所示，形成測量載台MST與前端透鏡91之間保持水之狀態。
其次，主控制裝置20，使晶圓載台WST移動至既定之晶圓交換位置並且進行晶圓之交換，與此並行，按照需要執行使用測量載台MST之既定之測量。此測量，例如在標線片載台RST上之標線片交換後進行。對準系統ALG之基線測量，可作為一例。具體而言，主控制裝置20，使用前述之標線片對準系統RAa、RAb同時檢測與基準標記板FM上(設置於測量載台MST上)之一對第1基準標記對應之標線片上之標線片對準標記，來檢測對應一對第1基準標記之標線片對準標記之位置關係。與此同時，主控制裝置20，藉由以對準系統ALG檢測上述基準標記板FM上之第2基準標記，來檢測對準系統ALG之檢測中心與第2基準標記之位置關係。並且，主控制裝置20，根據對應上述一對第1基準標記之標線片對準標記之位置關係及對準系統ALG之檢測中心與第2基準標記之位置關係，以及既知之一對第1基準標記與第2基準標記之位置關係，求得投影光學系統PL之標線片圖案之投影中心(投影位置)與對準系統ALG之檢測中心(檢測位置)之距離。又，將此時之狀態，表 示於圖18(B)。
又，測量上述對準系統ALG之基線，並且在標線片上將標線片對準標記複數對形成，對應於此在基準標記板FM上形成複數對第1基準標記，將至少2對之第1基準標記與所對應之標線片對準標記之相對位置，藉由邊使標線片載台RST、測量載台MST移動，邊使用標線片對準系統RAa、RAb測量，進行標線片對準。
在此情形，使用標線片對準系統RAa、RAb之標記之檢測，係透過投影光學系統PL及水來進行。
接著，在上述兩載台WST、MST上之作業結束之階段，主控制裝置20，例如將測量載台MST與晶圓載台WST，維持著透過彈性密封構件使其呈接觸狀態，在XY面內驅動，與前述同樣對交換後之晶圓W進行晶圓對準，即使用對準系統ALG進行交換後之晶圓W上之對準標記之檢測，而算出晶圓W上之複數個照射區域之位置座標。
其後，主控制裝置20，與前述者相反，邊保持晶圓載台WST與測量載台MST之位置關係，邊使兩載台WST、MST朝-X方向同時驅動，使晶圓載台WST(晶圓W)移動至投影光學系統PL之下方後，即液浸區域從測量載台MST移動至晶圓載台WST(晶圓W)上後，使測量載台MST退避至既定位置。
其後，主控制裝置20，對晶圓W執行步進掃描方式之曝光動作，將標線片圖案依序轉印於晶圓W上之複數個照射區域。又，為了晶圓W上之各照射區域之曝光，晶圓載 台WST移動至加速開始位置，係根據上述晶圓對準之結果所得之晶圓W上之複數個照射區域之位置座標，與之前所測量之基線來進行。
又，在上述說明，測量動作，雖對要進行基線測量之情形說明，但不限於此，亦可使用測量載台MST，將照度測量、照度不均測量、空間像測量等，例如與晶圓交換一起進行，使用其測量結果，反應於其後要進行之晶圓W之曝光。又，載置於測量載台MST之感測器，不限於上述者，亦可設置例如進行波面測量之感測器。
又，在上述第3實施形態，雖說明對1批之晶圓W之曝光結束時，使晶圓載台WST與測量載台MST接觸而移動，使在投影光學系統PL與測量載台MST之間保持水，但是較佳者為每於各晶圓交換，進行上述動作，使在投影光學系統PL與測量載台MST之間保持水，則不必多言。又，基線等之測量，如前述，亦可每於1批之曝光結束時進行，亦可每於晶圓交換，或既定片數之晶圓之曝光結束後進行。
如從上述說明可知，在本第3實施形態，與第1實施形態同樣，藉由晶圓載台驅動部(80~87)構成載台驅動系統之至少一部分。又，藉由載台驅動系統與晶圓載台WST與測量載台MST構成載台裝置之至少一部分。
如以上所說明，依本第3實施形態之曝光裝置及該曝光裝置所具備之載台裝置，從晶圓載台WST(或測量載台MST，位於有液體(水)供應之投影光學系統PL正下方之第 1區域之第1狀態遷移至測量載台MST(或晶圓載台WST)位於第1區域之第2狀態時，藉由上述載台驅動系統，維持兩載台於X軸方向透過彈性密封構件呈接觸狀態，使晶圓載台WST、測量載台MST朝X軸方向同時驅動。因此，以在投影光學系統PL與位於其正下方之特定載台(此載台，伴隨移動，從一載台轉換為另一載台)之間供應著水(液體)之狀態，不會從兩載台之間隙使液體洩漏，使能從一載台位於第1區域之第1狀態遷移至另一載台位於第1區域之第2狀態。即，在晶圓載台WST側透過投影光學系統PL與水(液體)進行曝光動作後，至在測量載台MST在投影光學系統PL正下方開始測量為止期間，從一晶圓載台WST與投影光學系統PL之間保持水之狀態至測量載台MST與投影光學系統PL之間保持水之狀態，不需要經過水之全回收，再供應等步驟，能使其遷移。又，對使用測量載台MST之測量結束後，至使用晶圓載台WST之曝光開始為止，亦相同。
因此，將從晶圓載台WST側之曝光動作結束至測量載台MST側之測量動作開始之時間，及從測量載台MST側之測量結束，至晶圓載台WST側之曝光動作開始之時間縮短(即，維持於與非液浸曝光之通常之曝光裝置(非液浸曝光裝置)相同程度)，能獲得產能之提高。又，在投影光學系統PL之像面側，因持續存在水(液體)，故能有效地防止前述之水紋(水痕)產生。
又，藉由液浸曝光，進行高解像度且比空氣中大焦點 深度之曝光，能使標線片R之圖案精度良好地轉印於晶圓上，例如當作元件規格能實現70~100nm程度之微細圖案之轉印。
又，因能每於晶圓之交換等，使用載置於測量載台MST之測量用構件進行各種測量，使測量結果反應於其後之曝光動作，故能以持續調整為高精度之狀態進行晶圓之曝光。
又，若使用測量載台MST所進行之測量動作係不使用照明用光IL，亦能將測量載台MST側之測量動作，與晶圓載台WST側之晶圓W之曝光動作一起進行。
又，在上述第3實施形態，雖以將測量載台MST與晶圓載台WST透過彈性密封構件呈接觸狀態進行晶圓對準，但亦可在要進行晶圓對準之前，以使2個載台呈接觸狀態，將晶圓載台WST移動至投影光學系統PL(及對準系統ALG)之下方，使測量載台MST退避後，進行晶圓對準。
又，在上述第3實施形態，雖能使基準標記板FM上之第1基準標記與第2基準標記同時測量，但亦可測量第1基準標記與第2基準標記之一方後，以在測量載台MST上保持水之狀態移動來測量另一方。
又，上述第1~第3實施形態所使用之彈性密封構件，如圖19(A)所示，亦可採用彈性密封構件93’，在一載台(在此，係載台WST2(WST2’、MST))之+X側面形成截面大致梯形狀之槽49，在該槽49以埋入狀態裝配。如此構成，亦能獲得與上述各實施形態同樣之效果。對此圖19(A)所示之構成，亦可不僅在一載台，而在雙方之載台設置。
又，如圖19(B)所示，亦可在一載台(在此，係載台WST1(WST1’、WST))之+Z面形成截面大致梯形狀之槽49’，在該槽49’將彈性密封構件93”以埋入狀態裝配，在另一載台(在此，係載台WST2(WST2’、MST))上面之+X側端部設置平板94。在此情形，在兩載台呈近接狀態，藉由平板94接觸於彈性密封構件93”，如圖19(B)所示，能使水不會從兩載台間洩漏。
又，如圖19(C)所示，亦可藉由在兩載台所對向之各側面例如藉由鐵氟龍(登錄商標)等施加撥水被膜95，俾在兩載台之間隙防止水之滲入及漏水。藉此，因兩載台間能維持非接觸狀態，故不會引起兩載台之近接所造成之載台變形或位置控制精度惡化等之虞。
又，在上述第1~第3實施形態，雖設置彈性密封構件，但亦可不必設置彈性密封構件及其他抑制漏水之抑制構件。在此情形，亦可在從一載台位於投影光學系統PU正下方之狀態遷移至另一載台位於投影光學系統PU正下方之狀態之期間，使兩載台直接接觸。又，雖由兩載台之材質、兩載台之表面狀態或形狀、液體之種類等而定，但即使在遷移時兩載台近接狀態(例如兩載台之間隔係2mm以下)，若藉由液體之表面張力不使液體洩漏，則亦可不施加撥水被膜。主要係要維持不使液體從兩載台間洩漏之位置關係，來使兩載台遷移即可。
又，遷移時在兩載台間水(液體)之洩漏，若洩漏量係微少，因有時候亦有被容許之情形，故遷移時之兩載台之間 隔，不僅要考慮載台之材質或載台之表面狀態或形狀、液體之種類，亦可考慮容許洩漏量來決定。
又，在上述第1~第3實施形態，雖在2個載台之接觸面未形成移動鏡之反射面，但此不是必須要件，只要能防止水從2個載台洩漏，亦可在至少一載台之接觸面形成移動鏡之反射面。此種實施形態，例如能考慮如下之第4實施形態。
《第4實施形態》
其次，依圖20~圖23(B)說明本發明之第4實施形態。在此，對與前述第3實施形態相同或同等之部分，使用相同之符號，並且將其說明簡化或省略。在此第4實施形態之曝光裝置，僅晶圓載台裝置之構成(包含干涉計之配置)，與前述第3實施形態一部分不同，其他部分之構成等，則與第3實施形態之裝置相同。因此，以下，為了要避免重複說明，僅以相異處為中心說明。
本第4實施形態之晶圓載台裝置150，如圖20所示，具備：晶圓載台WST’，能載置晶圓；測量專用之測量載台MST’；及干涉計系統，包含6個雷射干涉計(以下，簡稱「干涉計」)IF1~IF6。
前述晶圓載台WST’，雖下述兩點係與前述第3實施形態之晶圓載台WST不同，即，第1點，如圖21所示，將其-X側(測量載台MST’對向之側)之上端部一部分形成為比其他部分突出之板狀之凸緣部111a，及第2點，在其+X側端面Se及+Y側端面Sd設置鏡面加工所形成之反射面， 來替代前述之移動鏡，但是其他部分，則構成為與晶圓載台WST相同。又，此晶圓載台WST’之上面，以載置晶圓W之狀態，包含晶圓W表面及凸緣部111a，全面係大致同一平面(同一面)。
前述測量載台MST’，雖下述兩點係與前述第3實施形態之測量載台MST不同，即，第1點，如圖21所示，在其+X側(與晶圓載台WST’對向之側)設置突部111c，將隔著既定間隙卡合於前述凸緣部111a之段部111b設於其上端部；及第2點，在其-X側端面Sa、+Y側端面Sb、及+X側之端面(突部111c之+X側之端面)Sc，設置鏡面加工所形成之反射面，來替代前述之移動鏡；但是其他部分，則構成為與測量載台MST相同。在此情形，如圖21所示，在晶圓載台WST’之凸緣部111a與測量載台MST’之段部111b卡合之狀態，使晶圓載台WST’之上面與測量載台MST’之上面全體能形成全平面。
本實施形態之晶圓載台WST’及測量載台MST’，與前述之第3實施形態之晶圓載台WST及測量載台MST同樣，藉由晶圓載台驅動部(80~87)使其在2維面內驅動。
前述干涉計系統，如圖20所示，具有：3個Y軸干涉計IF3、IF4、IF2，分別具有分別通過投影光學系統PL之投影中心(光軸AX)，對準系統ALG之各檢測中心，及從投影光學系統PL之投影中心離既定距離於-X方向之位置且平行於Y軸方向之測長軸；2個干涉計IF1、IF5，分別具有連結投影光學系統PL之投影中心(光軸AX)及對準系統 ALG之檢測中心且平行於X軸之測長軸；及干涉計IF6，具有與通過從投影光學系統PL之投影中心起於-Y方向離既定距離位置之X軸方向平行之測長軸。
在此，晶圓載台WST’位於投影光學系統PL之光軸正下方之位置附近之區域(第1區域)，對其晶圓載台WST’上之晶圓進行曝光時，藉由X軸干涉計IF5、Y軸干涉計IF3來管理晶圓載台WST’之位置。以下，將藉由X軸干涉計IF5、Y軸干涉計IF3之各測長軸所規定之座標系統稱為曝光座標系統。
又，晶圓載台WST’位於對準系統ALG之檢測中心正下方之位置附近之區域(第2區域)，要進行形成於其晶圓載台WST’上之晶圓之對準標記之檢測，例如晶圓對準等時，藉由X軸干涉計IF5、Y軸干涉計IF4來管理晶圓載台WST’之位置。以下，將藉由X軸干涉計IF5、Y軸干涉計IF4之各測長軸所規定之座標系統稱為對準座標系統。
又，測量載台MST’，位於如圖20所示之待機位置附近之區域時，藉由X軸干涉計IF1、Y軸干涉計IF2來管理測量載台MST’之位置。以下，將藉由X軸干涉計IF1、Y軸干涉計IF2之各測長軸所規定之座標系統稱為等待座標系統。
X軸干涉計IF6，在晶圓曝光結束後之晶圓交換等時，測量相對於晶圓載台WST’之X軸方向之位置。
如從上述說明可知，在本實施形態，X軸干涉計IF5、IF1，係具有相對於X軸方向及Z軸方向離開之至少3支光 軸之多軸干涉計，各光軸之輸出值係能獨立測量。因此，在此等X軸干涉計IF5、IF1，除了晶圓載台WST’、測量載台MST’之X軸方向之位置測量以外，亦能測量Y軸周圍之旋轉量(橫搖量)及Z軸周圍之旋轉量(偏搖量)。又，X軸干涉計IF6，亦可多軸干涉計，亦可光軸1支之干涉計。
又，上述Y軸干涉計IF2、IF3、IF4，係具有相對於Z軸方向離開之各2支光軸之2軸干涉計，各光軸之輸出值係能獨立測量。因此，在此等Y軸干涉計IF2、IF3、IF4，除了晶圓載台WST’或測量載台MST’之Y軸方向之位置測量以外，亦能測量X軸周圍之旋轉量(俯仰量)。
以下，對使用本第4實施形態之曝光裝置所具備之晶圓載台WST’與測量載台MST’之並行處理動作，依圖20~圖23(B)加以說明。又，以下之動作中，藉由主控制裝置20，按照位於投影單元PU正下方之第1區域之載台之移動方向，如前述，進行液體供排系統32之液體供應裝置5及液體回收裝置6之各閥之開閉控制，在投影光學系統PL之前端透鏡91正下方持續填滿水。但是，以下，為了要使說明容易瞭解，省略液體供應裝置5及液體回收裝置6相關之說明。
在圖20，表示將對晶圓載台WST’上之晶圓W之步進掃描方式之曝光，與前述之第1實施形態同樣進行之狀態。 此時，測量載台MST’，在不與晶圓載台WST’衝突之既定之待機位置等待。在此情形，主控制裝置20，將測量載台MST’之位置在前述之等待座標系統上管理，將晶圓載台 WST’之位置在前述之曝光座標系統上管理。
並且，在晶圓載台WST’側，在例如對1批(1批係25片或50片)之晶圓W之曝光結束之階段，主控制裝置20，使測量載台MST’移動至圖22(A)所示之位置。在此圖22(A)之狀態，測量載台MST’與晶圓載台WST’，如圖21所示成為設置於晶圓載台WST’之凸緣部111a之-X側端面與測量載台MST’之段部111b之-X側面近接(或接觸)之狀態。
在此，因將晶圓載台WST’側之凸緣部111a之X軸方向之寬度尺寸，比測量載台MST’側之段部111b之X軸方向之寬度尺寸設為大，故能防止使測量載台MST’之鏡面加工端面(反射面)Sc與除晶圓載台WST’之凸緣部111a外之-X側端面(-X側端面之凸緣部111a下方之部分)接觸。
其次，主控制裝置20，邊保持晶圓載台WST’與測量載台MST’之X軸方向之位置關係，邊開始使兩載台同時驅動於+X方向之動作。
如上述，若藉由主控制裝置20，使晶圓載台WST’、測量載台MST’同時驅動，在圖22(A)之狀態，保持於投影單元PU之前端透鏡91與晶圓W之間之水，則伴隨晶圓載台WST’、測量載台MST’之+X側移動，在晶圓W→晶圓載台WST’→測量載台MST’上依序移動。又，上述之移動期間中，晶圓載台WST’與測量載台MST’係保持如圖21所示之位置關係。在圖22(B)，表示在上述之移動中途水(液浸區域)同時跨越存在於晶圓載台WST’、測量載台MST’上時之狀態，即表示從晶圓載台WST’上將水供應於測量載台MST’ 上之前之狀態。亦在此狀態晶圓載台WST’與測量載台MST’係保持如圖21所示之位置關係。在圖21之狀態，因晶圓載台WST’之凸緣部111a之邊緣與對向凸緣部111a之測量載台MST’之上面之邊緣的間隙係維持於0.3mm以下，故即使水移動於其間隙上，能防止水滲入其間隙。在此情形，藉由將凸緣部111a之上面與測量載台MST’之上面分別形成為撥水性(與水之接觸角度係80°以上)，能更確實防止水滲入其間隙。又，在此移動中，來自干涉計IF2之干涉計光束雖不照射至測量載台MST’之端面Sb，但因與此大約同時(其前或後)干涉計IF3之干涉計光束會照射至測量載台MST’之端面Sb，故在其時點藉由主控制裝置20執行干涉計IF3之重置。
若從圖22(B)之狀態，進一步將晶圓載台WST’、測量載台MST’同時朝+X方向既定距離驅動，如圖23(A)所示，成為在測量載台MST’與前端透鏡91之間保持水之狀態。
其次，主控制裝置20，與使晶圓載台WST’驅動於+X方向及-Y方向並行，使測量載台MST’朝+X方向及+Y方向驅動。在此驅動期間，因在晶圓載台WST’之端面Se，不再照射來自干涉計IF5之干涉計光束，而使干涉計IF6之干涉計光束照射，故主控制裝置20，以兩干涉計光束照射之狀態，使用干涉計IF5之測量值，使干涉計IF6重置。另一方面，因來自干涉計IF4之干涉計光束會照射至測量載台MST’之端面Sb，故主控制裝置20，在兩干涉計光束照射之任一時點，使用干涉計IF3之測量值，使干涉計IF4重置。 又，因在測量載台MST’之端面Sc，會照射來自干涉計IF5之干涉計光束，故主控制裝置20，則執行干涉計IF5之重置(或考慮干涉計IF1之測量值之重置)。
如上述，形成如圖23(B)所示之兩載台之配置，即，晶圓載台WST’位於既定之晶圓交換位置，並且測量載台MST’位於投影光學系統PL正下方。又，在晶圓載台WST’，若干涉計IF4之干涉計光束不照射，藉由干涉計系統，雖不能測量Y軸方向之位置，但可藉由未圖示之線性編碼器等來管理晶圓載台WST’之Y位置。或亦可追加晶圓載台WST’尚在晶圓交換位置時能測量晶圓載台WST’之Y軸方向之位置之干涉計。在圖23(B)所示之狀態，在晶圓載台WST’側進行晶圓交換，與此並行，在測量載台MST’側按照必要執行既定之測量。此測量，例如在標線片載台RST之標線片交換後將對準系統ALG之基線測量，與上述第3實施形態同樣執行。在此情形，測量載台MST’之X軸方向之位置，比干涉計IF1較佳者為使用干涉計IF5來測量。藉由在晶圓W之曝光中使用測量測量載台MST’之X軸方向之位置之干涉計IF5，邊測量測量載台MST’之位置，邊進行基線測量，能以高精度執行根據其基線(量)之晶圓W之對準(定位)。
又，與上述第3實施形態同樣，與上述對準系統ALG之基線測量一起，進行前述之標線片對準。
並且，在上述之兩載台WST’、MST’上之作業結束之階段，主控制裝置20，例如將測量載台MST’與晶圓載台WST’，恢復為圖23(A)之狀態，邊維持使晶圓載台WST’與 測量載台MST’近接(或接觸)之狀態，邊在XY面內驅動，與前述同樣對交換後之晶圓W進行晶圓對準，即使用對準系統ALG進行交換後之晶圓W上之對準標記之檢測，來算出晶圓W上之複數個照射區域之位置座標。又，此晶圓對準時之晶圓載台WST’之位置管理，則在前述之對準座標系統上管理。
其後，主控制裝置20，邊保持晶圓載台WST’與測量載台MST’之X軸方向之位置關係，邊與前述者相反，將兩載台WST’、MST’向-X方向同時驅動，而使晶圓載台WST’(晶圓W)移動至投影光學系統PL之下方後，將測量載台MST’退避至既定位置。在此期間，亦以與前述者相反之步驟進行干涉計系統之干涉計之重置等。
其後，主控制裝置20，與上述各實施形態同樣，對晶圓W執行步進掃描方式之曝光動作，將標線片圖案依序轉印於晶圓W上之複數個照射區域。
又，在上述說明，測量動作，雖對進行基線測量之情形說明，但不限於此，與上述第3實施形態同樣，亦可進行照度測量、照度不均測量、空間像計測量等。又與上述第3實施形態同樣，不限於1批之曝光結束後，每於既定片數(例如1片)之晶圓交換，亦能按照必要執行各種之測量。又，亦可在測量載台MST’載置波面像差測量裝置，使其測量動作，來測量投影光學系統PL之波面像差。或，亦可在測量載台MST’設置觀察攝影機，來檢查形成於投影光學系統PL之像面側之液浸區域之狀態。
又，使用對準系統ALG進行交換後之晶圓W之對準標記之檢測，不一定需要使晶圓載台WST’與測量載台MST’邊保持既定之近接狀態邊執行，亦可在兩載台離開後開始對準標記之檢測，亦可以兩載台近接狀態進行一部分之對準標記之檢測後，使兩載台離開，來進行剩餘之對準標記之檢測。
如以上所說明，依本第4實施形態，與第3實施形態同樣，晶圓載台WST’(或測量載台MST’)，從位於供應液體(水)之投影光學系統PL正下方之第1區域之第1狀態遷移至測量載台MST’位於第1區域之第2狀態時，藉由載台驅動系統(包含晶圓載台驅動部(80~87)來構成)，使晶圓載台WST’側之凸緣部111sa與測量載台MST’之段部111b成為卡合狀態，藉由晶圓載台WST’之上面與測量載台MST’之上面能實現全平面。因此，在投影光學系統PL與其正下方之至少一載台(此載台，伴隨移動從一載台轉換為另一載台)之間以保持水(液體)之狀態，不會從兩載台之間隙使液體洩漏，能從一載台位於第1區域之第1狀態遷移至另一載台位於第1區域之第2狀態。即，在晶圓載台WST’側進行透過投影光學系統PL與水(液體)之曝光動作後，至在測量載台MST’側開始在投影光學系統PL正下方之測量為止期間，從晶圓載台WST’與投影光學系統PL之間保持水之狀態至在測量載台MST’與投影光學系統PL之間保持水之狀態，不需要經過水之全回收，再供應等步驟，能使其遷移。又，使用測量載台MST’之測量結束後，至使用晶圓載台 WST’開始曝光為止期間亦同樣。
因此，能使從晶圓載台WST’側之曝光動作結束至測量載台MST’之測量動作開始為止之時間，及從測量載台MST’側之測量結束至晶圓載台WST’側之曝光動作開始為止之時間縮短(即，維持於與非液浸曝光之通常之曝光裝置(非液浸曝光裝置)相同程度)，能獲得產能之提高。又，因在投影光學系統PL之像面側，水(液體)持續存在，故能有效地防止前述之水紋(水痕)之產生。
又，在本第4實施形態，因在晶圓載台WST’設置凸緣部111a，將與此卡合之段部111b設置於測量載台MST’，故即使在兩載台所對向側之投影光學系統PL之端面Sc設置反射面，不會產生障礙，能從晶圓載台WST’與投影光學系統PL之間保持水之狀態遷移至投影光學系統PL與測量載台MST’之間保持水之狀態(或其相反)。
又，藉由液浸曝光，進行高解像度且比空氣中大焦點深度之曝光，能將標線片R之圖案精度良好地轉印於晶圓上，例如當作元件規格能實現70~100nm程度之微細圖案之轉印。
又，在上述第4實施形態，雖對在晶圓載台WST’側設置凸緣部111a，在測量載台MST’側設置具有段部111b之突部111c之情形說明，但本發明並不限於此，亦可在晶圓載台WST’設置具有段部之突部，在測量載台MST’側設置凸緣部。又，在上述第4實施形態，雖對測量載台MST’之+X側之端部以形成段部111b於上端部之單一之突部形成 之情形，加以說明，但是，此係由於需要使其突部111c之+X側之端面Sc形成反射面而構成者，不一定要構成如此。例如，若不需要形成反射面，相當於突部111b之部分，則可在上端部形成隔著既定間隙卡合於凸緣部111a之段部，其他部分亦可任何形狀。同樣，晶圓載台WST’側只要在上端部設置凸緣部111a，其他部分之形狀，亦可為任何形狀。
又，在上述第4實施形態，雖將凸緣部111a一體形成於晶圓載台WST’，但亦可以從晶圓載台WST’本體能裝卸之板構件來形成凸緣部111a。
又，亦可採用設置彈性密封構件之構成，以凸緣部111a與段部111b卡合之狀態，使在凸緣部111a與段部111b之間介有彈性密封構件。即，例如，藉由在凸緣部111a之-X側端部設置彈性密封構件，能完全防止晶圓載台WST’與測量載台MST’之間之漏水。又，藉由設置彈性密封構件，即使在晶圓載台WST’與測量載台MST’會接觸之情形，能減低其衝擊。當然，亦可將彈性密封構件設置於測量載台MST’側，替代彈性密封構件，亦可在晶圓載台WST’與測量載台MST’之至少一兩載台對向之位置，施加撥水被膜。
又，在上述第4實施形態之載台之一方設置凸緣部，在另一方設置段部之概念，不僅兩載台係測量載台與晶圓載台之情形，在兩載台均係晶圓載台之情形，亦能採用。
即，例如，要採用如上述第1實施形態(參照圖2)或第2實施形態(參照圖12)之載台裝置之構成之情形，因晶圓載台WST1與晶圓載台WST2相對於X軸方向之位置關係不 變，故如圖24所示，能採用在一晶圓載台之X軸方向一側具備凸緣部111a，在另一晶圓載台之X軸方向另一側具備將段部111b形成於其上端部之突部111c之構成。
又，例如，如圖25(A)所示，若採用晶圓載台WST1”、WST2”相對於X軸方向之位置關係會變更之載台裝置時，如圖25(B)所示，需要採用使各晶圓載台WST1”、WST2”，具備凸緣部與具有段部之突部之構成。藉由採用如上述之構成，即使晶圓載台WST1”位於-X側，晶圓載台WST2”位於+X側之情形，或晶圓載台WST1”位於+X側，晶圓載台WST2”位於-X側之情形，與前述第4實施形態同樣，以防止漏水之狀態，能從一晶圓載台上水接觸狀態，遷移至另一晶圓載台上水接觸狀態。
又，在上述各實施形態，保持於前端透鏡91下之水，從一載台上移動至另一載台上時，亦可在前端透鏡91下保持著水，使水之供應與回收停止。特別，在藉由水之供應水之壓力會升高之情形，因從2個載台之間隙容易漏水，故較佳者為停止水之供應與回收。
又，在上述各實施形態，雖液體係使用超純水(水)，但本發明當然並不限於此。液體，亦可使用化學性穩定、照明用光IL之透過率高、安全之液體，例如使用氟系惰性液體。此氟系惰性液體，例如能使用Fluorinert(美國3M公司之商品名稱)。此氟系惰性液體，對冷卻效果亦良好。又，液體，亦能使用對照明用光IL有透過性且折射率盡量高，又，對投影光學系統或塗布於晶圓表面之光阻穩定者(例 如，洋杉油)。又，若使用F2 雷射光作為光源時，液體能使用氟系液體(例如，豐布林油(Fomblin oil))。
又，在上述各實施形態，亦可將所回收之液體再利用，在此情形，較佳者為將用以從所回收之液體去除雜質之過濾器設置於液體回收裝置或回收管等。
又，在上述實施形態，雖投影光學系統PL之最像面側之光學元件係前端透鏡91，但該光學元件不限於透鏡，亦可為光學板(平行平面板等)，用以調整投影光學系統PL之光學特性，例如像差(球面像差、彗形像差)之調整，亦可簡單之蓋玻璃。投影光學系統PL之最像面側之光學元件(在上述實施形態係前端透鏡91)，起因於藉由照明用光IL之照射從光阻所產生之飛散粒子或液體中之雜質之附著等，會與液體(在上述實施形態係水)接觸，使其表面污染。因此，其光學元件，亦可裝卸(交換)自如地固定於鏡筒40之最下部，定期交換。
如上述之情形，若接觸於液體之光學元件係透鏡，其交換構件之成本昂貴，且交換所需之時間變長，會導致維護成本(運轉成本)之上升或產能之降低。因此，接觸於液體之光學元件，亦可使用例如比前端透鏡91廉價之平行平面板。
又，在上述各實施形態，使液體流動之範圍可設為使覆蓋標線片之圖案像之投影區域(照明用光IL之照射區域)全域，其大小雖可任意，但，為了要控制流速、流量，較佳者為比照射區域稍微小，使其範圍盡量縮小。
又，在上述各實施形態，雖對將本發明適用於步進掃描方式等之掃描型曝光裝置之情形說明，但本發明之適用範圍當然不限於此。即，亦能合適地適用於步進重複方式之縮小投影曝光裝置。
曝光裝置之用途並不限於半導體製造用之曝光裝置，例如，能廣泛地適用於用以將液晶顯示元件圖案轉印於方型之玻璃板之液晶用曝光裝置，或用以製造有機EL、薄膜磁頭、攝影元件(CCD等)、微型機器、及DNA晶片等之曝光裝置。又，不僅是半導體元件等之微元件，供製造光曝光裝置、EUV曝光裝置、X線曝光裝置、及電子曝光裝置等所使用之標線片或光罩，在玻璃基板或矽晶圓等轉印電路圖案之曝光裝置，亦能適用本發明。
又，在上述各實施形態之曝光裝置之光源，不限於ArF準分子雷射光源，亦能使用KrF準分子雷射光源、F2 雷射光源等之脈衝雷射光源，或發出g線(波長436nm)、i線(波長365nm)等光線超壓水銀燈等。
又，將DFB半導體雷射或光纖雷射所振盪之紅外域，或可視域之單一波長雷射光，例如以摻雜鉺(或鉺與釔雙方)之光纖放大器放大，而使用非線性光學結晶波長轉換為紫外光之高諧波亦可。又，投影光學系統之倍率，不僅是縮小系統，亦可為等倍及放大系統之任一種。
《元件製造方法》
其次，對將上述實施形態之曝光裝置在微影步驟使用之元件製造方法之實施形態，加以說明。
在圖26，表示元件(IC或LSI等半導體晶片、液晶面板、CCD、薄膜磁頭、微型機器等)之製造例之流程圖。如圖26所示，首先，在步驟201(設計步驟)，進行元件之機能、性能設計(例如，半導體元件之電路設計等)，進行用以實現該機能之圖案設計。接著，在步驟202(光罩製作步驟)，製作形成有所設計之電路圖案之光罩。另一方面，在步驟203(晶圓製造步驟)，使用矽等材料製造晶圓。
其次，在步驟204(晶圓處理步驟)，使用在步驟201~步驟203所準備之光罩與晶圓，如後述，藉由微影技術等在晶圓上形成實際之電路等。其次，在步驟205(元件組裝步驟)，使用在步驟204所處理之晶圓進行元件組裝。在此步驟205，按照需要，包含切割步驟、接合步驟、及封裝步驟(晶片封入)等步驟。
最後，在步驟206(檢查步驟)，進行在步驟205所製作之元件之動作確認測試、耐久測試等之檢查。經過如上述之步驟後，元件則完成而出貨。
在圖27，表示半導體元件之上述步驟204之詳細流程例。在圖27，在步驟211(氧化步驟)使晶圓之表面氧化。在步驟212(CVD步驟)在晶圓表面形成絕緣膜。在步驟213(電極形成步驟)在晶圓上以蒸鍍形成電極。在步驟214(離子植入步驟)在晶圓植入離子。以上之步驟211~步驟214，分別構成晶圓處理之各階段之前處理步驟，按照各階段所需要之處理選擇來執行。
在晶圓處理之各階段，上述之前處理步驟結束後，執 行後處理步驟如下。在此後處理步驟，首先，在步驟215(光阻形成步驟)，在晶圓塗布感光劑。接著，在步驟216(曝光步驟)，藉由如上所說明之曝光裝置將光罩之電路圖案轉印於晶圓。其次，在步驟217(顯影步驟)，使所曝光之晶圓顯影，在步驟218(蝕刻步驟)，將光阻所殘留之部分以外之部分之露出構件以蝕刻去除。並且，在步驟219(光阻去除步驟)，去除已完成蝕刻而變成不要之光阻。
藉由重複進行此等前處理步驟與後處理步驟，能在晶圓上形成多層之電路圖案。
使用以上所說明之本實施形態之元件製造方法，藉由在曝光步驟(步驟216)使用上述各實施形態之曝光裝置以能量光束(照明用光IL)使晶圓(基板)曝光，因在晶圓上形成元件圖案，故能長期間實現高產能且高精度之曝光。因此，能提高形成微細圖案之高積體度之微元件之生產性。
如以上說明，本發明之載台驅動裝置，適於驅動第1載台與第2載台。又，本發明之曝光裝置，適於在投影光學系統與基板之間供應液體，透過投影光學系統與液體藉由能量光束使前述基板曝光。又，本發明之元件製造方法，適於微元件之生產。
5‧‧‧液體供應裝置
6‧‧‧液體回收裝置
10‧‧‧照明系統
11‧‧‧標線片載台驅動部
12‧‧‧基盤
15‧‧‧移動鏡
16、18‧‧‧X軸干涉計
17X、117X‧‧‧X移動鏡
17Y、117Y‧‧‧Y移動鏡
20‧‧‧主控制裝置
21、22、27、28‧‧‧供應管
21a、21b、21c、22a、22b、22c、27a、28a‧‧‧供應嘴
23、24、29、30‧‧‧回收管
23a、23b、24a、24b、29a、29b、30a、30b‧‧‧回收嘴
32‧‧‧液體供排系統
40‧‧‧鏡筒
44、46、48‧‧‧Y軸干涉計
47X、49X‧‧‧X移動鏡
47Y1 、47Y2 、49Y1 、49Y2 ‧‧‧Y移動鏡
49、49’‧‧‧槽
50、50’、50”‧‧‧晶圓載台裝置
70‧‧‧本體部
72a~72d‧‧‧輔助板
80~87‧‧‧晶圓載台驅動部
80、81、136Y1 、136Y2 、138Y1 、138Y2 、186、187、188、189‧‧‧Y軸線性導件(Y軸線性馬達)
82、83、84、85、86、87、136X、138X、180、181‧‧‧X軸線性導件(X軸線性馬達)
90a‧‧‧照射系統
90b‧‧‧受光系統
91‧‧‧前端透鏡
93、93’、93”‧‧‧密封構件、彈性密封構件
94‧‧‧平板
95‧‧‧潑水被膜
100‧‧‧曝光裝置
111a‧‧‧凸緣部
111b‧‧‧段部
111c‧‧‧突部
116‧‧‧標線片干涉計
118、118A‧‧‧干涉計系統
124、124A‧‧‧晶圓載台驅動部
151X1 、151X2 、151X3 、151X4 、151Y1 、151Y2 ‧‧‧干涉 計
171‧‧‧第1驅動部
172‧‧‧第2驅動部
178、179‧‧‧X可動件
182、183、184、185‧‧‧Y可動件
195‧‧‧第1連接機構
196‧‧‧第2連接機構
ALG1、ALG2‧‧‧對準系統
BI1X、BI2X、BI1Y、BI2Y、BI3Y‧‧‧測軸
AX‧‧‧光軸
FM1、FM2‧‧‧基準標記板
H1、H2‧‧‧晶圓保持具
IA‧‧‧曝光區域
IF1、IF5、IF6‧‧‧X軸干涉計
IF2、IF3、IF4‧‧‧Y軸干涉計
IL‧‧‧照明用光(曝光用光)
Lq‧‧‧液體
MST、MST’‧‧‧測量載台
PL‧‧‧投影光學系統
PU‧‧‧投影單元
R‧‧‧標線片
RAa、Rab‧‧‧標線片對準檢測系統
RST‧‧‧標線片載台
Sb、Sc、Se‧‧‧端面
W1、W2‧‧‧晶圓
WST1、WST2、WST1’、WST2’、WST1”、WST2”‧‧‧晶圓載台
圖1係表示第1實施形態之曝光裝置之概略圖。
圖2係表示第1實施形態之晶圓載台裝置之俯視圖。
圖3係表示圖2之晶圓載台WST1之立體圖。
圖4係表示液體供排機構之概略俯視圖。
圖5係表示第1實施形態之曝光裝置之控制系統主要構成之方塊圖。
圖6係用以說明並行處理動作之2個晶圓載台之驅動方法之圖(其1)。
圖7係用以說明並行處理動作之2個晶圓載台之驅動方法之圖(其2)。
圖8係用以說明並行處理動作之2個晶圓載台之驅動方法之圖(其3)。
圖9係用以說明並行處理動作之2個晶圓載台之驅動方法之圖(其4)。
圖10係表示彈性密封構件之圖。
圖11係表示第2實施形態之曝光裝置之控制系統主要構成之方塊圖。
圖12係表示第2實施形態之晶圓載台裝置之俯視圖。
圖13(A)係用以說明第2實施形態之並行處理動作之2個晶圓載台之驅動方法之圖(其1)。
圖13(B)係用以說明第2實施形態之並行處理動作之2個晶圓載台之驅動方法之圖(其1)。
圖14(A)係用以說明第2實施形態之並行處理動作之2個晶圓載台之驅動方法之圖(其2)。
圖14(B)係用以說明第2實施形態之並行處理動作之2個晶圓載台之驅動方法之圖(其2)。
圖15(A)係用以說明第2實施形態之並行處理動作之2個晶圓載台之驅動方法之圖(其3)。
圖15(B)係用以說明第2實施形態之並行處理動作之2個晶圓載台之驅動方法之圖(其3)。
圖16係表示第3實施形態之晶圓載台裝置之俯視圖。
圖17(A)係用以說明第3實施形態之並行處理動作之晶圓載台與測量載台之驅動方法之圖(其1)。
圖17(B)係用以說明第3實施形態之並行處理動作之晶圓載台與測量載台之驅動方法之圖(其1)。
圖18(A)係用以說明第3實施形態之並行處理動作之晶圓載台與測量載台之驅動方法之圖(其2)。
圖18(B)係用以說明第3實施形態之並行處理動作之晶圓載台與測量載台之驅動方法之圖(其2)。
圖19(A)係用以說明抑制構件之變形例之圖。
圖19(B)係用以說明抑制構件之變形例之圖。
圖19(C)係用以說明抑制構件之變形例之圖。
圖20係表示第4實施形態之晶圓載台裝置之俯視圖。
圖21係表示晶圓載台與測量載台近接狀態之圖。
圖22(A)係用以說明第4實施形態之並行處理動作之晶圓載台與測量載台之驅動方法之圖(其1)。
圖22(B)係用以說明第4實施形態之並行處理動作之晶圓載台與測量載台之驅動方法之圖(其1)。
圖23(A)係用以說明第4實施形態之並行處理動作之晶圓載台與測量載台之驅動方法之圖(其2)。
圖23(B)係用以說明第4實施形態之並行處理動作之晶圓載台與測量載台之驅動方法之圖(其2)。
圖24係用以說明第4實施形態之變形例之圖(其1)。
圖25(A)係用以說明第4實施形態之變形例之圖(其2)。
圖25(B)係用以說明第4實施形態之變形例之圖(其2)。
圖26係用以說明本發明之元件製造方法之流程圖。
圖27係表示圖26之步驟204之具體例之流程圖。
10‧‧‧照明系統
12‧‧‧基盤
15‧‧‧移動鏡
16‧‧‧X軸干涉計
17X‧‧‧X移動鏡
18‧‧‧X軸干涉計
32‧‧‧液體供排系統
40‧‧‧鏡筒
50‧‧‧晶圓載台裝置
91‧‧‧前端透鏡
100‧‧‧曝光裝置
116‧‧‧標線片干涉計
117X‧‧‧X移動鏡
ALG1‧‧‧對準系統
ALG2‧‧‧對準系統
AX‧‧‧光軸
H1‧‧‧晶圓保持具
H2‧‧‧晶圓保持具
IL‧‧‧照明用光(曝光用光)
Lq‧‧‧液體
PL‧‧‧投影光學系統
PU‧‧‧投影單元
R‧‧‧標線片
RAa‧‧‧標線片對準檢測系統
Rab‧‧‧標線片對準檢測系統
RST‧‧‧標線片載台
W1‧‧‧晶圓
W2‧‧‧晶圓
WST1‧‧‧晶圓載台
WST2‧‧‧晶圓載台

Claims (16)

  1. 一種微影投影裝置，其包含：一基板載台，其握持一基板；一投影系統，其投影一圖案化的發射光束至該基板載台所握持的該基板上；一液體抑制結構，其抑制在該投影系統與該基板、該基板載台或兩者之間的間隙中的一液體，並且其形成該間隙之邊界的一部分；一構件，其形成該間隙之邊界的一部分以取代該基板、該基板載台或是兩者；以及一驅動系統，其獨立地移動該基板載台和該構件，其中，該構件具有一量測元件，一發射光束經由該投影系統和該液體放射在該量測元件上，並且該驅動系統在水平面上移動該基板載台和該構件同時該基板載台和該構件係靠在一起或是接觸，使用該構件取代該基板、該基板載台或兩者以形成該間隙之該邊界的一部分，或者是使用該基板、該基板載台或兩者取代該構件以形成該間隙之該邊界的一部分。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該驅動系統在與該基板、該基板載台或兩者相同之平面上移動該構件，以跟隨該基板、該基板載台或兩者穿過該液體抑制結構。
  3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該基板載台和該構件為可拆卸耦合。
  4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該驅動系統 包含移動該構件之一第一驅動系統以及移動該基板載台之一第二驅動系統。
  5. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該構件係在與該基板載台相同的垂直層級，並且該構件和該基板載台都不被移動出該垂直層級而以該構件取代該基板、該基板載台或兩者而作為該間隙之該邊界的一部分，或者是以該基板、該基板載台或兩者取代該構件而作為該間隙之該邊界的一部分。
  6. 一種製造一裝置之方法，其包含：提供一液體至一間隙，一圖案化的光束通過該間隙，一基板、一基板載台或是兩者形成該間隙之一邊界的一部分；藉由維持該液體於該基板、該基板載台或兩者以及另一結構之間以維持該液體至該間隙；以一構件取代該基板、該基板載台或兩者作為該間隙之該邊界的一部分，同時藉由在水平面上移動該構件和該基板載台同時該構件和該基板載台係靠在一起或是接觸以防止該液體之洩漏，該構件具有一量測元件，且一發射光束經由該液體放射在該量測元件上；以及投影一圖案化的發射光束透過該液體至該基板上。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中，該取代包含在與該基板、該基板載台或兩者之相同平面上移動該構件以跟隨該基板、該基板載台或兩者。
  8. 如申請專利範圍第6項之方法，其進一步包含可拆卸地耦合該基板載台和該構件。
  9. 如申請專利範圍第6項之方法，其中，該構件和該基板載台為分別地移動。
  10. 如申請專利範圍第6項之方法，其中，該構件係在與該基板載台相同的垂直層級，並且該構件和該基板載台都不被移動出該垂直層級而以該構件取代該基板、該基板載台或兩者而作為該間隙之該邊界的一部分，或者是以該基板、該基板載台或兩者取代該構件而作為該間隙之該邊界的一部分。
  11. 一種微影投影裝置，其包含：一基板載台，其握持一基板；一投影系統，其投影一圖案化的發射光束至該基板載台所握持的該基板上；一液體抑制結構，其抑制在該投影系統與該基板、該基板載台或兩者之間的間隙中的一液體，並且其形成該間隙之邊界的一部分；一構件，其被置於出自該基板載台之水平面上，且其形成該間隙之邊界的一部分以取代該基板、該基板載台或是兩者，以及一驅動系統，其在該水平面上移動該基板載台和該構件，同時該基板載台和該構件為靠在一起或是接觸，而以該構件取代該基板、該基板載台或兩者來作為該間隙之該邊界的一部分，其中，該構件具有一量測元件，且一發射光束經由該液體被放射在該量測元件上。
  12. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中，該驅動系統 在與該基板、該基板載台或兩者相同的平面上移動該構件以跟隨該基板、該基板載台或兩者穿過該液體抑制結構。
  13. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中，該基板載台和該構件為可拆卸耦合。
  14. 如申請專利範圍第11項之裝置，其進一步包含一控制器，其分別地控制該構件和該基板載台。
  15. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中，該構件係在與該基板載台相同的垂直層級，並且該構件和該基板載台都不被移動出該垂直層級而以該構件取代該基板、該基板載台或兩者而作為該間隙之該邊界的一部分，或者是以該基板、該基板載台或兩者取代該構件而作為該間隙之該邊界的一部分。
  16. 如申請專利範圍第11項之裝置，其中，該驅動系統包含一第一長衝程致動器，其移動該構件；以及一第二長衝程致動器，其移動該基板載台。
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