位置测量系统及位置测量方法、移动体装置、移动体驱动方法、曝光装置及曝光方法、图案...的制作方法

专利名称：位置测量系统及位置测量方法、移动体装置、移动体驱动方法、曝光装置及曝光方法、图案 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及位置测量系统及位置测量方法、移动体装置、移动体驱动方法、曝光装
置及曝光方法、图案形成装置、以及组件制造方法，更详细而言，其涉及测量沿规定平面移 动的移动体的位置信息的位置测量系统及位置测量方法、具备该位置测量系统的移动体装 置、使用该位置测量方法的移动体驱动方法、具备该移动体装置的曝光装置及图案形成装 置、使用该移动体驱动方法的曝光方法、以及使用该曝光装置、该图案形成装置、或该曝光 方法的组件制造方法。
背景技术：
以往，在制造半导体组件(集成电路等)、液晶显示元件等电子组件(微型组件) 的光刻步骤中，主要使用步进重复方式的縮小投影曝光装置(所谓步进器)、或步进扫描方 式的縮小投影曝光装置(所谓扫描步进器(也称为扫描仪))等。 在这种曝光装置中，通过投影光学系统将标线片(或掩模)的图案转印于晶片或 玻璃基板等被曝光物体(以下总称为晶片)上的多个照射区域，因此保持晶片的晶片载台 例如通过线性马达等驱动于二维方向。特别是扫描步进器，不仅是晶片载台，标线片载台也 通过线性马达等以规定行程驱动于扫描方向。 晶片载台等的位置信息，一般而言，通过长期具有高稳定性的激光干涉仪来测量。 然而，随着近年来半导体组件的高集成化导致图案的微细化，而进一步要求高精度的晶片 载台的位置控制性能，因此逐渐无法忽视因光束路上的环境氛围的温度变化或温度梯度而 产生的空气扰动所造成的激光干涉仪的测量误差。 因此，与激光干涉仪相比较，不易受空气扰动之影响的编码器，已被采用为载台的 位置测量装置(例如，参照专利文献1)。然而，在采用专利文献1所记载的编码器作为晶片 载台的位置测量装置时，必须将线性标度尺设置于偏离载台重心的位置。因此，难以正确地 进行载台驱动的伺服控制，并且因晶片的加工点例如从投影曝光装置时的曝光中心(投影 光学系统的光轴)偏离测量轴，晶片载台的旋转/倾斜所产生的阿贝误差(abbe error)等 的影响，导致难以进行高精度的晶片处理，例如曝光处理。
专利文献1 :日本特开2004-101362号公报。

发明内容
根据本发明的第1实施方式，提供一种第1位置测量系统，对沿着包含相互正交的 第1轴及第2轴的规定平面移动的移动体的位置信息进行测量，上述位置测量系统的特征 在于包括第1固定光栅及第2固定光栅，在上述移动体的外部分别延伸设置于平行于上述 第1轴的方向，其中上述第1固定光栅以平行于上述第1轴的方向为周期方向，上述第2固 定光栅以平行于上述第2轴的方向为周期方向；光学构件，具有把与上述第1及第2固定光栅的周期方向对应的方向分别作为其周期方向的第1及第2移动光栅，并被安装于上述移 动体；以及第1及第2感光系统，分别对应于上述第1及第2固定光栅，包含上述第1固定 光栅、上述第1移动光栅、及上述第1感光系统，构成对与平行于上述第1轴的方向相关的 上述移动体的位置信息进行测量的第1测量装置，包含上述第2固定光栅、上述第2移动光 栅、及上述第2感光系统，构成对与平行于上述第2轴的方向相关的上述移动体的位置信息 进行测量的第2测量装置。 据此，第l测量装置，沿平行于第l轴的光路将测量光照射于安装于移动体具有的 光学构件的第1移动光栅，将从该第1移动光栅所产生的衍射光，照射于在移动体的外部延 设于与第1轴平行的方向且以平行于第1轴的方向为周期方向的第1固定光栅，经由光学 构件以第1感光系统接收从该第1固定光栅所产生的衍射光，由此测量移动体在平行于第1 轴的方向的位置信息。另外，第2测量装置，沿平行于第1轴平行的光路，将测量光照射于 安装于移动体具有的光学构件的第2移动光栅，将从该第2移动光栅所产生的衍射光，照射 于在移动体的外部延设于与第1轴平行的方向且以平行于第2轴的方向为周期方向的第2 固定光栅，经由光学构件以第2感光系统接收从该第2固定光栅所产生的衍射光，由此测量 移动体在平行于第2轴的方向的位置信息。此时，由于以平行于第l轴的方向为周期方向 的第1固定光栅，可配置在与通过所希望的点的第1轴平行的轴上，因此可在至少平行于第 l轴的方向进行高精度的移动体的位置测量。另一方面，具有第1、第2移动光栅的光学构 件可配置于移动体的任意位置，例如也可配置于与通过重心的第2轴平行的直线上。因此， 至少可在平行于第2轴的方向，在移动体的重心附近测量移动体的位置。
根据本发明的第2实施方式，提供一种第l移动体装置，包括移动体，沿着包含相 互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动；本发明的第1位置测量系统，对上述移动体的上 述规定平面内的位置信息进行测量；以及驱动装置，基于由上述位置测量系统所测量的上 述移动体的位置信息，沿着规定平面驱动上述移动体。
据此，可根据通过本发明的第1位置测量系统以高精度所测量的移动体在分别平 行于第1轴、第2轴的方向的位置信息，通过驱动装置沿规定平面驱动移动体。因此，可进 行高精度的移动体的驱动。 根据本发明的第3实施方式，提供一种第2位置测量系统，对沿着包含相互正交的 第1轴及第2轴的规定平面移动的移动体的位置信息进行测量，所述位置测量系统的特征 在于包括第1测量装置，包含在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向 且以平行于上述第1轴的方向为周期方向的第1基准光栅；设于上述移动体且以与上述第 1基准光栅的周期方向对应的方向作为周期方向的第1衍射光栅；与上述第1基准光栅对 应的第1感光系统，上述第1测量装置对上述移动体在平行于上述第1轴的方向的位置信 息进行测量；以及第2测量装置，包含设置于上述移动体且以平行于上述第2轴的方向为 周期方向的第2基准光栅；在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以 与上述第2基准光栅的周期方向对应的方向作为周期方向的第2衍射光栅；与上述第2基 准光栅对应的第2感光系统，上述第2测量装置对上述移动体在平行于上述第2轴的方向 的位置信息进行测量。 据此，第1测量装置，沿平行于第1轴的光路将测量光照射于设置在移动体的第1 衍射光栅，将从该第1衍射光栅所产生的衍射光，照射于在移动体的外部延设于与第1轴平行的方向且以平行于第1轴的方向为周期方向的第1基准光栅，以第1感光系统接收从 该第1基准光栅所产生的衍射光，由此测量移动体在平行于第1轴的方向的位置信息。另 外，第2测量装置，沿平行于第1轴平行的光路，将测量光照射于设置在移动体且以平行于 第2轴的方向为周期方向的第2基准光栅，将从该第2基准光栅所产生的衍射光，照射于在 移动体的外部延设于与第1轴平行的方向且以平行于第2轴的方向为周期方向的第2衍射 光栅，以第2感光系统接收从该第2衍射光栅所产生的衍射光，由此测量移动体在平行于第 2轴的方向的位置信息。此时，由于第l基准光栅，可配置在与通过所希望的点的第l轴平 行的轴上，因此可在至少平行于第1轴的方向进行高精度的移动体的位置测量。另一方面， 第2基准光栅可配置于移动体的任意位置，例如也可配置于与通过重心的第2轴平行的直 线上。因此，至少可在平行于第2轴的方向，于移动体的重心附近测量移动体的位置。
根据本发明的第4实施方式，提供一种第2移动体装置，其特征在于包括移动体， 沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动；本发明的第2位置测量系统，对上述 移动体于上述规定平面内的位置信息进行测量；以及驱动装置，基于由上述位置测量系统 所测量的上述移动体的位置信息，沿着规定平面驱动上述移动体。 据此，可根据通过本发明的第2位置测量系统以高精度所测量的移动体在分别平 行于第1轴、第2轴的方向的位置信息，通过驱动装置沿规定平面驱动移动体。因此，可进 行高精度的移动体的驱动。 根据本发明的第5实施方式，提供一种第3位置测量系统，对沿着包含相互正交的 第1轴及第2轴的规定平面移动的移动体的位置信息进行测量，所述位置测量系统的特征 在于包括第1测量装置，沿着至少一部分包含平行于上述第1轴的第1光路的光路，将第 1测量光照射于安装在上述移动体的光学构件具有的第1移动光栅，将从上述第1移动光 栅所产生的衍射光，照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以 平行于上述第1轴的方向为周期方向的第1固定光栅，经由上述光学构件对从上述第1固 定光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第1轴的方向的位置信 息进行测量；以及第2测量装置，沿着至少一部分包含接近上述第1光路且平行于上述第1 轴的第2光路的光路，将第2测量光照射于上述光学构件具有的第2移动光栅，将从上述第 2移动光栅所产生的衍射光照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方 向且以平行于上述第2轴的方向为周期方向的第2固定光栅，经由上述光学构件对从上述 第2固定光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第2轴的方向的 位置信息进行测量。 据此，可通过第1测量装置测量移动体在平行于该第1轴的方向的位置信息，可通 过第2测量装置测量移动体在平行于该第2轴的方向的位置信息。此时，由于第1固定光 栅，可配置在与通过所希望的点的第1轴平行的轴上，因此可在至少平行于第1轴的方向进 行高精度的移动体的位置测量。另一方面，设有第1、第2移动光栅的光学构件可配置于移 动体的任意位置，例如也可配置于与通过重心的第2轴平行的直线上。因此，至少可在平行 于第2轴的方向，于移动体的重心附近测量移动体的位置。另外，由于第1光路与第2光路 平行且彼此接近，且第1、第2测量光沿第1、第2光路照射于固定在移动体的共通光学构 件，因此可使移动体的位置测量的测量点在平行于第1轴及第2轴的方向接近。
根据本发明的第6实施方式，提供一种第3移动体装置，其特征在于包括移动体，
10沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动；本发明的第3位置测量系统，对上述 移动体在上述规定平面内的位置信息进行测量；以及驱动装置，基于由上述位置测量系统 所测量的上述移动体的位置信息，沿着规定平面驱动上述移动体。 据此，可根据通过本发明的第3位置测量系统以高精度所测量的移动体在分别平 行于第1轴、第2轴的方向的位置信息，通过驱动装置沿规定平面驱动移动体。因此，可进 行高精度的移动体的驱动。 根据本发明的第7实施方式，提供一种照射能量束将图案形成于物体上的曝光装 置，其特征在于包括为了形成上述图案，沿着规定平面对保持上述物体的移动体进行驱动 的本发明的第1、第2、及第3移动体装置中的任一种。 据此，为了照射能量束以将图案形成于物体上，通过本发明的第1、第2、及第3移 动体装置中的任一种，沿规定平面驱动用以保持该物体的移动体。由此，能以良好精度将图 案形成于物体上。 根据本发明的第8实施方式，提供一种第1组件制造方法，其包含使用本发明的 曝光装置，将图案形成于物体上的步骤；以及对形成有该图案的该物体施以处理的步骤。
根据本发明的第9实施方式，提供一种将图案形成于物体上的图案形成装置，其 特征在于包括移动体，可保持上述物体并移动；图案生成装置，将图案形成于上述物体 上；以及在规定平面内驱动上述移动体的本发明的第1、第2、及第3移动体装置中的任一 种。 据此，通过本发明的第1、第2、及第3移动体装置中的任一种，沿规定平面驱动用 以保持该物体的移动体，以将图案形成于物体上。由此，即可以良好精度将图案形成于物体 上。 根据本发明的第10实施方式，提供一种第2组件制造方法，其包含使用本发明的 图案形成装置，将图案形成于物体上的步骤；以及对形成有该图案的该物体施以处理的步骤。 根据本发明的第11实施方式，提供一种第1位置测量方法，对沿着包含相互正交 的第1轴及第2轴的规定平面移动的移动体的位置信息进行测量，所述位置测量方法的特 征在于包括第1测量步骤，沿着平行于上述第1轴的光路将第1测量光照射于光学构件具 有的第l移动光栅，上述光学构件安装于以与第1固定光栅的周期方向对应的方向为周期 方向的上述移动体，再将从上述第1移动光栅所产生的衍射光，照射于在上述移动体的外 部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以平行于上述第1轴的方向为周期方向的上述第 1固定光栅，经由上述光学构件由第1感光系统对从上述第1固定光栅所产生的衍射光进行 感光，由此对上述移动体在平行于上述第1轴的方向的位置信息进行测量；以及第2测量步 骤，沿着平行于上述第1轴的光路将第2测量光照射于上述光学构件具有的第2移动光栅， 上述光学构件以与第2固定光栅的周期方向对应的方向为周期方向，沿着平行于上述第1 轴的光路照射第2测量光，将从上述第2移动光栅所产生的衍射光，照射于在上述移动体的 外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以平行于上述第2轴的方向为周期方向的上述 第2固定光栅，经由上述光学构件以第2感光系统接收从上述第2固定光栅所产生的衍射 光，由此对上述移动体在平行于上述第2轴的方向的位置信息进行测量。
根据本发明的第12实施方式，提供一种第2位置测量方法，对沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动的移动体的位置信息进行测量，所述位置测量方法的特 征在于包括第1测量步骤，沿着平行于上述第1轴的光路，将第1测量光照射于设置在上 述移动体且以与第1基准光栅的周期方向对应的方向为周期方向的第1衍射光栅，将从上
述第1衍射光栅所产生的衍射光照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴 的方向且以平行于上述第1轴的方向为周期方向的上述第1基准光栅，由第1感光系统对 从上述第1基准光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第1轴的 方向的位置信息进行测量；以及第2测量步骤，沿着平行于上述第1轴的光路，将第2测量 光照射于设置在上述移动体且以平行于上述第2轴的方向为周期方向的第2基准光栅，将 从上述第2基准光栅所产生的衍射光照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述 第1轴的方向且以与上述第2基准光栅的周期方向对应的方向为周期方向的第2衍射光 栅，由第2感光系统对从上述第2衍射光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在 平行于上述第2轴的方向的位置信息进行测量。 根据本发明的第13实施方式，提供一种第3位置测量方法，对沿着包含相互正交 的第1轴及第2轴的规定平面移动的移动体的位置信息进行测量，所述位置测量方法的特 征在于包括第1测量步骤，沿着至少一部分包含平行于上述第1轴的第1光路的光路，将 第1测量光照射于安装在上述移动体的光学构件具有的第1移动光栅，将从上述第1移动 光栅所产生的衍射光照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴方向且以 平行于上述第1轴的方向为周期方向的第1固定光栅，经由上述光学构件对由上述第1固 定光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第1轴的方向的位置信 息进行测量；以及第2测量步骤，沿着至少一部分包含接近上述第1光路且平行于上述第1 轴的第2光路的光路，将第2测量光照射于上述光学构件具有的第2移动光栅，将从上述第 2移动光栅所产生的衍射光照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方 向且以平行于上述第2轴的方向为周期方向的第2固定光栅，经由上述光学构件对由上述 第2固定光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第2轴的方向的 位置信息进行测量。 根据本发明的第14实施方式，提供一种移动体驱动方法，其特征在于使用本发 明的第1至第3位置测量方法，对沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动的 移动体在上述规定平面内的位置信息进行测量的步骤；以及基于所测量的上述移动体的位 置信息，沿着规定平面驱动上述移动体的步骤。 根据本发明的第15实施方式，提供一种照射能量束将图案形成于物体上的曝光 方法，其特征在于为了形成上述图案，使用本发明的移动体驱动方法，沿着规定平面驱动 保持上述物体的移动体。 根据本发明的第16实施方式，提供一种组件制造方法，其特征在于包括使用本 发明的曝光方法，将图案形成于物体上的步骤；以及对形成有上述图案的上述物体实施处 理的步骤。


图1概略表示一实施方式的曝光装置的结构。 图2(A)将图1的曝光装置所具备的载台装置省略一部分表示的立体图，图2(B)
12表示从图2(A)除去晶片驱动系统及晶片载台后的状态。 图3(A) 图3(C)用于说明一实施方式的曝光装置所具备的载台驱动系统的功 能。 图4(A)及图4(B)用于说明一实施方式的曝光装置所具备的编码器系统的结构。 图5(A)及图5(B)用于说明Y编码器的结构。 图6(A)及图6(B)用于说明X编码器的结构。 图7表示图1的曝光装置的控制系统的主要结构的方块图。 图8(A)及图8(B)用于说明编码器系统的第1变形例。 图9(A)及图9(B)用于说明编码器系统的第2变形例。 图10 (A)及图10(B)用于说明编码器系统的第3变形例。
具体实施例方式
以下，根据图1 图7说明本发明的一实施方式。图1概略表示一实施方式的曝
光装置ioo的结构。 曝光装置IOO是步进扫描方式的投影曝光装置，即所谓的扫描仪。此外，如后所 述，在本实施方式的曝光装置100中设有投影光学系统PL。以下，以与投影光学系统PL的 光轴AX平行的方向为Z轴方向，在正交于此的面内用于进行标线片R与晶片W的曝光而相 对扫描的方向为Y轴方向，正交于Z轴及Y轴的方向为X轴方向，绕X轴、Y轴、及Z轴的旋
转(倾斜)方向分别为e x、 e y、及e z方向进行说明。 曝光装置100，具备包含照明单元10P、标线片载台RST、投影光学系统PL、及晶片 载台WST等的载台装置50、及它们的控制系统等。此外，在图1等中，晶片W载置于晶片载 台WST上。 例如如美国专利申请公开第2003/0025890号说明书所公开的那样，照明单元IOP 包含光源、以及具有包含光学积分器等照度均匀化光学系统及标线片遮帘等(都未图示) 的照明光学系统。照明单元IOP通过照明光(曝光用光)IL以大致均匀的照度照明以标线 片遮帘(掩模系统)所界定的标线片R上的狭缝状照明区域IAR。照明光IL，以一例而言， 使用ArF准分子激光(波长193nm)。 在标线片载台RST上，其图案面(图1的下面)形成有电路图案等的标线片R通 过例如真空吸附来固定。标线片载台RST通过例如包含线性马达等的标线片载台驱动系统 ll，可在XY平面内微幅驱动，且可以规定的扫描速度驱动于扫描方向(图1的纸面内的左 右方向即Y轴方向)。 标线片载台RST的XY平面内的位置信息(包含9 z方向的旋转信息)，通过标线 片激光干涉仪(以下，称为标线片干涉仪)116，通过移动镜15 (实际上，设有具有正交于Y 轴的反射面的Y移动镜(或复归反射器)与具有正交于X轴的反射面的X移动镜)，以例 如0. 25nm左右的分析能力随时进行检测。标线片干涉仪116的测量值被传送至控制装置 10(图1中未图示、参照图7)。 投影光学系统PL例如使用由沿着与Z轴方向平行的光轴AX排列的多个光学元件 (透镜元件)所构成的折射光学系统。投影光学系统PL例如为两侧远心并且具有规定投 影倍率(例如1/4倍或1/5倍)。因此，当由照明单元IOP照射标线片R上的照明区域IAR时，通过图案面大致与投影光学系统PL的第l面(物体面) 一致所设置的标线片R的照明 光IL，经由投影光学系统PL使其照明区域IAR内的标线片R的电路图案的縮小像(电路图 案的一部分的縮小像)，形成于设置在投影光学系统PL的第2面(像面)侧且与表面涂布 有抗蚀剂(感应剂)的晶片W上的该照明区域IAR共轭的区域(以下也称为曝光区域)IA。 接着，通过同步驱动标线片载台RST与晶片载台WST，使标线片R相对于照明区域IAR(照明 光IL)沿扫描方向(Y轴方向)相对移动，且使晶片W相对于曝光区域(照明光IL)沿扫描 方向(Y轴方向)相对移动，来进行晶片W上的1个照射区域(区隔区域)的扫描曝光，而 使标线片R的图案转印于该照射区域。即，在本实施方式中，通过照明单元IOP、及投影光学 系统PL在晶片W上产生标线片R的图案，并通过照明光IL在晶片W上的感应层(抗蚀剂 层)所产生的曝光，而在晶片W上形成该图案。 在投影光学系统PL侧面的附近，设有对准系统ALG。作为对准系统ALG可使用例 如美国专利第5， 493， 403号说明书等所公开的影像处理方式的传感器。对准系统ALG的检 测结果传送至控制装置IO(参照图7)。 载台装置50，具备在底座面上经由未图示的防振机构被水平地支撑的载台座 12、配设于该载台座12上的晶片载台WST、驱动晶片载台WST的晶片驱动系统124(在图1中 未图示、参照图7)、以及测量晶片载台WST的XY平面内的位置信息的位置测量系统200 (图 l中未图示、参照图7)。 在图2(A)中，省略一部分表示载台装置50的立体图。如图2(A)所示，在载台座 12的X轴方向的一侧与另一侧，分别配置有一对Y轴线性马达136Ypl36Y2。 Y轴线性马达 136^， 136Y2具备以Y轴方向为长边方向设置于底座面上的Y固定组件134Y" 134Y^及经 由未图示的空气轴承等以非接触方式分别卡合于该Y固定组件134Y" 134Y2的Y可动组件 132Yp 132Y2。作为Y轴线性马达136Yp 136Y2，可使用可动磁石型及可动线圈型的任一种线 性马达。 Y可动组件132Y" 132Y2以Y轴方向为长边方向并且XZ截面具有逆U字状的形状。 Y可动组件132Y" 132Y2分别固定于一对X固定组件134^， 134X2的长边方向的一端及另一 端。经由未图示的空气轴承等， 一对X可动组件132^， 132X2分别以非接触方式卡合于X固 定组件134Xn 134X2。在本实施方式中，X可动组件132Xn 132X2构成晶片载台WST的一部 分。即，晶片载台WST，如图2(A)所示，具有经由未图示的晶片保持具来载置晶片W的矩形 板状本体部、及分别一体设置于该本体部的+Y侧及-Y侧且以X轴方向为长边方向的X可 动组件132X15132X2。在这种情况下，通过X固定组件134X15134&、及独立地卡合于该X固 定组件134Xn 134X2的X可动组件132Xn 132X2，分别构成X轴线性马达136X" 136X2。作为 X轴线性马达136^， 136X2，也可使用可动磁石型及可动线圈型的任一种线性马达。
在本实施方式中，包含上述Y轴线性马达136Yi，136L及X轴线性马达136X^ 136&，构成将晶片载台WST在载台座12上，如图3(A) 图3(C)等所示，沿XY二维方向驱 动自如的XY驱动系统。此外，在图3(A) 图3(C)中，为了表示后述编码器系统150的构 成各部，将晶片载台WST的一部分进行剖视表示。图3(A)表示晶片载台WST位于载台座12 上的大致中央的状态。另外，图3(B)表示晶片载台WST从图3(A)的位置，通过利用X轴线 性马达136^， 136X2驱动至-X方向，且利用Y轴线性马达136Yp 136Y2驱动至_Y方向，使晶 片载台WST移动至载台座12上的-X侧端部且-Y侧端部的角落附近的状态。另外，图3 (C)
14表示晶片载台WST从图3 (A)的位置利用X轴线性马达136^， 136X2驱动至+X方向，且利用 Y轴线性马达136Y" 136Y2驱动至+Y方向，由此使晶片载台WST移动至载台座12上的+X侧 端部且+Y侧端部的角落附近的状态。 在本实施方式中，也可通过利用使X轴线性马达136X" 136X2分别产生的、对晶片 载台WST的X轴方向的驱动力(推力)彼此不同，而使晶片载台WST旋转于9z方向。
在本实施方式中，虽未图示，保持晶片的晶片保持具经由未图示的Z倾斜驱动机 构而装载于晶片载台WST上。Z倾斜驱动机构以不同的3点来支撑晶片保持具，且包含将 各支撑点驱动于Z轴方向的驱动机构(例如，音圈马达等)。Z倾斜驱动机构将晶片保持具
在晶片载台wsT上微幅驱动于z轴方向、ex方向及ey方向。在本实施方式中，包含上述
XY驱动系统、及Z倾斜驱动机构，而构成在载台座12上将晶片W(晶片保持具)驱动于6个 自由度方向的晶片驱动系统124(参照图7)。晶片驱动系统124的构成各部由控制装置10 控制(参照图7)。 晶片载台WST的位置信息由位置测量系统200(参照图7)随时进行检测，该检测 结果传送至控制装置10 (参照图7)。位置测量系统200具备干涉仪系统118及编码器系统 150(参照图7)。 干涉仪系统118至少测量晶片载台WST的XY平面内的3个自由度方向(X，Y， e z) 的位置信息。在本实施方式中，晶片载台WST的XY平面内的3个自由度方向的位置控制， 由控制装置IO，主要根据编码器系统150的测量值进行。干涉仪系统118作为例如编码器 系统150输出异常时的备份用、及/或编码器系统150校正时的位置测量用等辅助性使用。 此外，也可并用干涉仪系统118与编码器系统150来进行晶片载台WST(晶片平台WTB)的 位置控制。 编码器系统150，如图2(A)的立体图所示，具备2个Y编码器20Y"20Y2，、及X编 码器20X。图2(B)表示从图2(A)除去晶片驱动系统124及晶片载台WST后(它们的轮廓 以虚拟线(双点划线)图示)的状态。 Y编码器20Yp 20Y2及X编码器20X，分别具备在内部包含光源与感光元件的编码 器单元22Yp22L，及22X。编码器单元22Y15 22Y2及22X，如图2 (A)及图2(B)所示，离开载 台座12的-Y侧规定距离，且分别设置于对应载台座12的X轴方向中央附近的位置。编码 器单元22Yp22Y2及22X分别射出同调的光，例如波长A ( = 850nm)的激光(以下，称为测 量光)LY1， LY3， LX1。 此处，3个测量光LY1， LY3及LX1的光路都平行于Y轴且彼此接近。在本实施方 式中，测量光LX1的光路设定成正交于投影光学系统PL的光轴AX(参照图1)。另外，测量 光LY1，LY3的光路分别沿-X，+X方向，隔着等距离配置在比测量光LX1的光路稍微靠+Z侧 的同一XY平面内。 测量光LY1， LY3及LX1照射于以X轴方向为长边方向的反射镜区块30。反射镜 区块30，如图2 (A)(及图2 (B))所示，安装(固定)于晶片载台WST的底面(下面)。反射 镜区块30由可透射波长A的激光的材料所构成的方形柱状光学构件(详细构造将于后 述)，使平行于XZ平面的其一面(-Y侧的面)与编码器单元22Yn 22Y2， 22X相对向，使平行 于XY平面的其一面(下面)与载台座12相对向，并固定于晶片载台WST底面的Y轴方向 的大致中央。反射镜区块30的X轴方向的长度，依照晶片载台WST的X轴方向的移动行程
15设定成适当的长度。即，设定成在晶片载台WST的X轴方向的全移动行程， 一定会使3个测 量光LY1， LY3， LXl照射于反射镜区块30的_Y侧的面。在本实施方式中，设定成与晶片载 台WST的X轴方向的宽度大致相等。 其次，针对编码器系统150的具体构成、及Y编码器20Y" 20Y2及X编码器20X的 测量原理，根据图4(A) 图6(B)进行说明。 图4 (A)及图4 (B)包含反射镜区块30概略地表示Y编码器20Yp 20Y2及X编码器 20X的构成。在图4(B)中，3个测量光LY1， LY3， LX1在反射镜区块内的光路以虚线表示。 但在该图4(B)中，测量光LY1，LY3重迭于纸面正交方向(深度方向)。另外，图5(A)及图 5(B)表示仅取出编码器系统150的构成组件中的Y编码器20YJ勺必要构成要素。另外，图 6(A)及图6(B)表示仅取出编码器系统150的构成要素中X编码器20X的必要构成要素。 在图5(A)及图6(A)中，除了一部分以外也分别图示反射镜区块30的内部。
反射镜区块30，如图4(A) 图6(B)所示，为一种光学构件，其将以X轴方向为长 边方向且具有正方形的YZ截面的同一尺寸的方形柱状的2个区块30" 302重迭于上下方向 并予以一体化。下侧的区块3(^由将2个直角棱镜各自的斜面分别相对向并予以一体化的 分离光学元件(也称为分光棱镜)所构成。此时，在至少一方的直角棱镜的斜面，于其表面 形成有例如电介质多层膜或金属薄膜等，在一体化后的状态下，与半反射镜同样地，其斜面 成为测量光LY1， LY3， LX1的透射率与反射率为同程度的反射面32"在区块3(^的其它面 则形成有抗反射膜。上侧的区块3(^虽也可由与区块3(^同样的分光棱镜来构成，不过在 本实施方式中，使用一种将一方的斜面形成反射膜并使其斜面分别相对向并予以一体化的 2个直角棱镜构成的光学元件。此时，通过各斜面所形成的面成为全反射面322。 2个区块 30p 302各自的-Y侧的一面形成为同一面。 在区块3(^的-Y侧的面的上半部(+Z侧)，如图4(A)及图5(A)所示，配置有以X 轴方向为长边方向的移动光栅34Y。另外，在区块30J勺-Y侧的面的下半部(-Z侧)，即移 动光栅34Y的-Z侧，配置有以X轴方向为长边方向的移动光栅34X。移动光栅34Y，34X分 别以Z轴方向、X轴方向为周期方向的透射型衍射光栅。另外，移动光栅34Y，34X的长边方 向的长度与反射镜区块30的长度大致相同。 另外，在区块30!的-Z侧的面的-Y侧半部，如图5 (A)、图5 (B)、及图4 (B)所示，配 置有以X轴方向为长边方向的移动光栅36Y。另外，在区块3(^的-Z侧的面的+Y侧半部， 即移动光栅36Y的+￥侧，如图6(A)、图6(B)、及图4(B)所示，配置有以X轴方向为长边方 向的移动光栅36X。移动光栅36Y， 36X分别由以Y轴方向、X轴方向为周期方向的透射型衍 射光栅所构成。另外，移动光栅36Y，36X的长边方向的长度与反射镜区块30的长度大致相 同。 在载台座12的上面，如图2(B)等所示，固定光栅38Yp38L，38X分别延设于Y轴 方向。固定光栅38Y"38Y2，38X成为分别对应于测量光LY1，LY3，LX1的光路的配置。S卩，固 定光栅38X配置于载台座12上面的X轴方向的大致中央，固定光栅38Y" 38Y2则分别配置 于固定光栅38X的-X侧、及+X侧。固定光栅38Y" 38Y2分别为以形成于与XY平面平行的 载台座12上面的Y轴方向为周期方向的反射型衍射光栅。另外，固定光栅38X为以形成于 载台座12上面的Y轴方向为周期方向的反射型衍射光栅。固定光栅38Y"38L及38X的Y 轴方向的长度设定成可涵盖晶片载台WST的Y轴方向的移动行程的长度。S卩，设定成在晶片载台WST的Y轴方向的全移动行程中，一定会使从反射镜区块30以后述方式射出的3个 测量光LY1， LY3及LX1 (正确而言，源自它们的衍射光)，分别照射于固定光栅38Y" 38Y2及 38X的长度。 此处，代表性地举出Y编码器20Y"针对Y编码器的测量原理进行说明。
从编码器单元22^所射出的测量光LY1，例如如图5 (A)所示，垂直照射于配置在 反射镜区块30的移动光栅34Y。由此，从移动光栅34Y在YZ平面内产生衍射角不同的多个 衍射光。在图5(A)及图5(B)中，代表性地图示其中的士1次衍射光。这些衍射光透射区 块3(^内而在反射面32工反射，使其光路弯折于-Z方向后，照射于移动光栅36Y。由此，从移 动光栅36Y产生源自在移动光栅34Y所产生的衍射光的多个衍射光。在图5(A)及图5(B) 中，图示源自从移动光栅34Y所产生的+1次衍射光的-1次衍射光LYlp及源自从移动光栅 34Y所产生的-1次衍射光的+1次衍射光LY12。 从移动光栅36Y所产生的衍射光LY"， LY12，从区块3(^ (反射镜区块30)射出，并 照射于上述固定光栅38Y。由此，从固定光栅38^产生源自衍射光LY1" LY12的多个衍射 光。此处，源自衍射光LY^的-1次衍射光与源自衍射光LY^的+1次衍射光聚光(合成) 于与Z轴平行的同轴上，而成为合成光LY2。合成光LY2返回到区块3(^ (反射镜区块30)， 并依序透射移动光栅36Y、反射面32"入射到区块302。接着，合成光LY2在全反射面322反 射，使光路折射于-Y方向，从区块302的-Y侧的面作为输出光射出。接着，该合成光LY2沿 平行于Y轴的光路返回编码器单元22Yp由编码器单元22工内的感光元件(未图示)感光 并且对其强度被进行测量。 合成光(输出光)LY2的强度，通过从固定光栅38^所产生的衍射光彼此干涉，而 对在移动光栅36Y与固定光栅38^间的Y轴方向的相对位移产生正弦变化。因此，编码器 单元22^从合成光(输出光)LY2的强度变化检测出衍射光的相位差，并从该相位差求出 移动光栅36Y与固定光栅38Y间的Y轴方向的相对位移。 从移动光栅34Y，36Y所产生的衍射光的衍射角，取决于测量光LY1的波长与移动 光栅34Y，36Y的间距。同样地，从固定光栅38^所产生的衍射光的衍射角，取决于测量光 LY1的波长与固定光栅38^的间距。在本实施方式中，依照测量光LY1的波长适当设定移 动光栅34Y，36Y及固定光栅38^的间距，以从固定光栅38Y1产生平行于Z轴的源自衍射光 LY"的-1次衍射光与源自衍射光LY12的+1次衍射光。同时，适当设定移动光栅34Y，36Y 与固定光栅38^的平行于Z轴方向的位置关系，以使从固定光栅38^所产生的上述2个衍 射光聚光于同轴上。 Y编码器20Y2从编码器单元22Y2将测量光LY3垂直照射于移动光栅34Y，并与Y 编码器20^同样地，得到合成光(输出光)LY4，根据合成光(输出光)LY4的强度变化求出 移动光栅36Y与固定光栅38Y2间的Y轴方向的相对位移。 其次，针对X编码器20X的测量原理进行说明。从编码器单元22X所射出的测量 光LX1，例如如图6(A)所示，垂直照射于配设在反射镜区块30的移动光栅34X。由此，从移 动光栅34X在XY平面内产生衍射角不同的多个衍射光。在图6(A)及图6(B)中，代表性地 图示其中的士l次衍射光。然而，在图6(B)中，这些衍射光重迭于纸面正交方向(深度方 向)。这些衍射光透射区块3(^内而在反射面32工反射，使其光路弯折于-Z方向后，照射于 移动光栅36X。由此，从移动光栅36X产生源自在移动光栅34X所产生的衍射光的多个衍射
17光。在图6(A)及图6(B)中，图示源自从移动光栅34X所产生的+1次衍射光的-1次衍射 光LX1^及源自从移动光栅34X所产生的-1次衍射光的+1次衍射光LX12。然而，在图6 (B) 中，这些衍射光重迭于纸面垂直方向。 从移动光栅36X所产生的衍射光LX"， LX12，从区块3(^ (反射镜区块30)射出，并 照射于上述固定光栅38X。由此，从固定光栅38X产生源自衍射光LXlp LX12的多个衍射光。 此处，源自衍射光LX^的-1次衍射光、与源自衍射光LX12的+1次衍射光聚光于与Z轴平 行的同轴上，而成为合成光LX2。合成光LX2返回区块3(^ (反射镜区块30)，并依序透射移 动光栅36X、反射面32"入射到区块302。接着，合成光LX2在全反射面322反射，使光路弯 折于-Y方向，再从区块302的-Y侧的面作为输出光射出。接着，该合成光LX2沿平行于Y 轴的光路返回到编码器单元22X，由编码器单元22X内的感光元件(未图示)感光并且对其 强度进行测量。接着，根据编码器单元22X从合成光(输出光)LX2的强度变化检测出衍射 光的相位差，再从该相位差求出移动光栅36X与固定光栅38X间的X轴方向的相对位移。
此时，也依照测量光LX1的波长、移动光栅34X， 36X的间距、及固定光栅38X的间 距，适当设定移动光栅34X， 36X与固定光栅38X的位置关系，以使在固定光栅38X所产生的 衍射光聚光于与Z轴平行的同轴上。 Y编码器20Y" 20Y2的相对位移的测量值分别供给到控制装置10。控制装置10则 根据Y编码器201， 20Y2的相对位移的测量值的平均值，算出从基准位置起在晶片载台WST 的Y轴方向的位移，即Y轴方向的位置(Y位置)。另外，控制装置10根据Y编码器201， 20Y2的相对位移的测量值的差，高精度地测量晶片载台WST的偏转(e z方向的旋转)。另 外，X编码器20X的相对位移的测量值供给到控制装置10。控制装置10则根据X编码器 20X的相对位移的测量值，算出从基准位置起在晶片载台WST的X轴方向的位移，即X轴方 向的位置(X位置)。 构成本实施方式的编码器系统150的一部分的Y编码器20Yp从上述说明可知，如 干涉仪那样，不仅将从晶片载台WST返回的测量光与另外准备的参照光加以合成并测量该 合成光的强度，还将从移动光栅34Y，36Y所产生的衍射光在固定光栅38^加以合成并测量 该合成光的强度。即，作为强度变化的测量对象的合成光(输出光)LY2，不仅在编码器单元 22^内合成，也在作为位置测量对象的晶片载台WST侧合成。因此，合成光(输出光)LY2即 使在从晶片载台WST(反射镜区块30)返回Y编码器20^的期间，受到空气的扰动，从合成 光(输出光)LY2的强度变化所检测出的衍射光间的相位差并不变化。因此，即使晶片载台 WST离开编码器单元22Yp Y编码器20Yi也不易受空气扰动的影响。同样地，Y编码器20Y2 也不易受空气扰动的影响。其结果，通过使用Y编码器20Yp20L就可以测量更高精度的晶 片载台WST的Y位置。 同样地，即使晶片载台WST离开编码器单元22X， X编码器20X也不易受空气扰动 的影响。因此，通过使用X编码器20X就可以测量更高精度的晶片载台WST的X位置。
此处，针对本实施方式的Y编码器20Y" 2(^2、及X编码器20X，着眼于构成这些的 衍射光栅的功能，来说明这些编码器的结构。 上述Y编码器20Yi是使用移动光栅34Y， 36Y及固定光栅38Y工的3个光栅的衍射 干涉式编码器。此处，固定反射镜区块30的晶片载台WST即使位移至Y编码器20^的测 量方向，测量光LY1的照射点在移动光栅34Y，36Y上也不会位移至它们的周期方向。因此，移动光栅34Y仅发挥使测量光LY1衍射，并产生至少2个衍射光(例如± 1次衍射光)的 功能。另外，移动光栅36Y则仅发挥使从移动光栅34Y所产生的2个衍射光衍射，以产生衍 射光LY1" LY12，并使它们在固定光栅38^上照射于大致同一点的功能。
另一方面，当晶片载台位移至Y轴方向时，源自测量光LY1的衍射光LYlp LY12的 照射点，即在固定光栅38^上位移至其周期方向(Y轴方向)。因此，固定光栅38^不仅 使所照射的衍射光LY1" LY12衍射，并合成于同轴上以产生合成光LY2，也发挥依照移动光 栅36Y(即晶片载台WST)与固定光栅38^之间的与Y轴方向相关的相对位移，产生衍射光 LYlp LY12之间的相位差的基准光栅的功能。 上述Y编码器20Y2是使用移动光栅34Y， 36Y及固定光栅38Y2的3个光栅的衍射 干涉式编码器。在Y编码器20Y2中，各衍射光栅发挥与Y编码器20^同样的功能。因此， 固定光栅38Y2也发挥上述基准光栅的功能。 另外，上述X编码器20X是使用移动光栅34X， 36X及固定光栅38X的3个光栅的 衍射干涉式编码器。移动光栅34X与移动光栅34Y同样地发挥使测量光LX1衍射、并产生 至少2个衍射光(例如± 1次衍射光)的功能。移动光栅36X与移动光栅36Y同样地发挥 使在移动光栅34X所产生的2个衍射光衍射并产生衍射光LX1" LX12，并使这些衍射光LXlp LX12在固定光栅38X上照射于大致同一点的功能。 此处，当固定反射镜区块30的晶片载台WST位移至X编码器20X的测量方向(X轴 方向)时，测量光LX1的照射点在移动光栅34X上位移至其周期方向(X轴方向)。另外，在 移动光栅34X所产生的衍射光的照射点，在移动光栅36X上位移至其周期方向(X轴方向)。 因此，移动光栅34X，36X也发挥依照在配置这些移动光栅34X，36X的晶片载台WST与固定 光栅38X间的X轴方向的相对位移，产生作为合成光LY2而合成的衍射光LXlpLX^间的相 位差的基准光栅的功能。 另一方面，即使晶片载台WST位移至X轴方向，源自测量光LX1的衍射光LX1" LX12 的照射点，在固定光栅38X上也不会位移至其周期方向(X轴方向)。因此，固定光栅38X仅 发挥使所照射的衍射光LX1" LX12衍射、并合成于同轴上以产生合成光LX2的功能。
从以上考虑可知，在Y编码器20^， 20Y2中，发挥基准光栅的功能的衍射光栅，作为 固定光栅381， 38Y2配置于载台座12上。另外，在X编码器20X中，发挥基准光栅的功能的 衍射光栅，作为移动光栅34X，36X配置于固定在晶片载台WST的反射镜区块30。
图7表示曝光装置100的控制系统的主要构成。控制系统以包含统筹控制装置整 体的微机(或工作站)的控制装置10为中心所构成。 在本实施方式的曝光装置100中，以与通常的扫描仪同样的顺序，通过控制装置 10进行标线片对准及晶片对准系统ALG的基线测量、以及EGA等晶片对准。接着，根据晶片 对准结果，进行步进扫描方式的曝光动作，以将标线片R的图案分别转印于晶片W上的多个 照射区域。该曝光动作通过交互反复照射区域间步进动作与上述扫描曝光动作来进行，其 中照射区域间步进动作是为了晶片W的下一照射区域的曝光，而使保持晶片W的晶片载台 WST移动至加速开始位置。 曝光中，控制装置10基于标线片干涉仪116的测量值来控制标线片载台RST的位 置，且基于编码器系统150的各编码器的测量值，进行晶片载台WST的XY平面内的位置控 制。另外，控制装置IO基于未图示的焦点传感器的测量值，经由未图示的Z倾斜驱动机构，将晶片保持具驱动于Z轴方向、9x方向、及9y方向，由此进行晶片W的焦点调平控制。
以上，如详细说明的那样，根据本实施方式的曝光装置100，从编码器系统150的Y 编码器单元22Yp22L，沿平行于Y轴的光路将测量光LYl，LY3，分别照射于移动光栅34Y，其 中该移动光栅34Y配置于固定在晶片载台WST的反射镜区块30的侧面。通过该照射从移 动光栅34Y所产生的衍射光，经由配置于反射镜区块30底面的移动光栅36Y，分别照射于配 置在载台座12上面的固定光栅38Yp 38Y2，从固定光栅38Y" 38Y2分别产生的衍射光(更正 确而言为衍射光的合成光LY2， LY4)，则经由反射镜区块30，在Y编码器单元22Yp22Yj内 部的感光元件)感光。接着，移动光栅36Y与固定光栅38Yp38Y2之间的Y轴方向的相对位 移的测量值从Y编码器单元22Y" 22Y2输出至控制装置10。 另外，从编码器系统150的X编码器单元22X，沿平行于Y轴的光路将测量光LX1 照射于配置在反射镜区块30侧面的移动光栅34X。通过该照射从移动光栅34X所产生的衍 射光，经由配置于反射镜区块30底面的移动光栅36X，照射于配置在载台座12上面的固定 光栅38X，从固定光栅38X分别产生的衍射光(更正确而言为衍射光的合成光LX2)，经由反 射镜区块30，在X编码器单元22X(内部的感光元件)感光。接着，移动光栅34X，36X与固 定光栅38X之间的X轴方向的相对位移的测量值从X编码器单元22X输出至控制装置10。
因此，控制装置IO可基于来自Y编码器单元22Yp22L、及X编码器单元22X的相 对位移的测量值，测量晶片载台WST的Y位置及e z方向的旋转、以及X位置。
此处，在Y编码器20Y"20Y2中，配置于载台座12上面的固定光栅38Y" 38Y2发挥 基准光栅的功能，该基准光栅依照移动光栅36Y(即晶片载台WST)与固定光栅38Y" 38Y2之 间的与Y轴方向相关的相对位移，产生从固定光栅38Yp38L所产生的士l次衍射光(LYlp LY12)之间的相位差。另外，在X编码器20X中，配置于固定在晶片载台WST的反射镜区块 30的移动光栅34X， 36X发挥基准光栅的功能，该基准光栅依照移动光栅34X， 36X (即晶片载 台WST)与固定光栅38X之间的与X轴方向相关的相对位移，产生作为合成光LX2所合成的 衍射光LX1" LX12之间的相位差。 此时，由于固定光栅38Y"38L配置在从与投影光学系统PL的光轴AX正交的Y轴 起平行于离开同一距离-X方向、+X方向的Y轴的直线(轴)上，因此通过使用Y编码器单 元22Y"22L的测量值的平均值，即可在平行于Y轴的方向，进行无阿贝误差(abbe error) 的高精度晶片载台WST的位置测量。另一方面，移动光栅36X配置在平行于通过晶片载台 WST的大致重心的X轴的直线上。因此，在平行于X轴的方向，可在晶片载台WST的重心附 近测量晶片载台WST的位置，进而也可通过重心驱动来进行高精度的晶片载台WST的位置 控制。 另外，由于晶片载台WST的Y轴方向、及X轴方向的位置测量所使用的测量光LY1， LY3及LX都沿平行于Y轴的光路，分别照射于配置在安装于晶片载台WST的共通反射镜区 块30的移动光栅34Y， 34X，因此可在分别平行于Y轴、X轴的方向使晶片载台WST的位置测 量的测量点接近。由此，可縮小编码器系统150所占有的空间。 进而，根据本实施方式，通过使用上述编码器系统150，可进行高精度的晶片载台 WST的位置测量，进而也可进行位置控制。由此，可将标线片R的图案以良好精度转印于晶 片W上的多个照射区域。 此外，上述实施方式的Y编码器20Yp 20Y2，、及X编码器20X等的结构仅为一例，
20但本发明并非限定于此。以下，针对上述实施方式的几种变形例，以编码器系统为中心进行 说明。此外，在以下变形例中，为简化说明及图示的方便，Y编码器并非一对而采取仅设置1 个的例。《第1变形例》 图8 (A)及图8 (B)表示包含Y编码器20Y'及X编码器20X'的第1变形例的编码 器系统150'的结构。图8(A)除了一部分也图示反射镜区块30'的内部。如图8(A)及图 8(B)所示，反射镜区块30'相当于从上述实施方式的反射镜区块30除去了 (未设置)配置 于区块3(^的-Y侧的面的移动光栅34Y， 34X。 在本例中，反射镜区块30'取代上述反射镜区块30，而安装(固定)于晶片载台 WST的底面(下面)。另外，从Y编码器单元22Y所射出的测量光LY1的光路，与正交于投 影光学系统PL的光轴的Y轴一致，从X编码器单元22X所射出的测量光LX1的光路，则位 于测量光LY1的光路的+X侧。另外，对应这些测量光LY1， LX1的光路，固定光栅38Y，38X 与先前同样地配置于载台座上。以下各变形例也同样。 根据本例的Y编码器20'，从编码器单元22Y所射出的测量光LY1，透射反射镜区 块30'内，而在反射面32工反射，使光路弯折于-Z方向，再照射于移动光栅36Y。由此，在移 动光栅36Y于YZ平面内产生衍射角不同的多个衍射光。在图8(A)及图8(B)中，图示士l 次衍射光LYlp LY12。衍射光LYlp LY12照射于固定光栅38Y，由此从固定光栅38Y产生源 自衍射光LYl" LY12的多个衍射光。此处，源自衍射光LY^的-1次衍射光、与源自衍射光 LY12的+1次衍射光逆行于原衍射光的光路，在移动光栅36Y聚光(合成)于与Z轴平行的 同轴上，而成为合成光LY2。合成光LY2透射反射面32工后，在全反射面322反射，使光路弯 折于-Y方向，再从反射镜区块30'的-Y侧的面作为输出光射出。接着，该合成光LY2沿平 行于Y轴的光路返回编码器单元22Y，并由编码器单元22Y内的感光元件(未图示)感光 并且对其强度进行测量。接着，通过编码器单元22Y，与先前同样地，根据合成光(输出光) LY2的强度变化，求出移动光栅36Y与固定光栅38Y之间的Y轴方向的相对位移，该测量值 则输出至控制装置10。 另外，根据本例的X编码器20X'，从编码器单元22X所射出的测量光LX1，透射反 射镜区块30'内，在反射面32工反射，使光路弯折于-Z方向，而照射于移动光栅36X。由此， 从移动光栅36X在XZ平面内产生衍射角不同的多个衍射光。在图8(A)及图8(B)中，图 示±1次衍射光LXlpLXl"然而，在图8(B)中，这些衍射光重迭于纸面正交方向(深度方 向)。 衍射光LXlpLXl2照射于固定光栅38X。由此，从固定光栅38X产生源自LX1" LX12 的多个衍射光。此处，源自衍射光LX^的-1次衍射光、与源自衍射光LX12的+1次衍射光 逆行于原衍射光的光路，在移动光栅36X聚光(合成)于与Z轴平行的同轴上，而成为合成 光LX2。合成光LX2透射反射面32工后，在全反射面322反射，使光路弯折于-Y方向，再从 反射镜区块30'的-Y侧的面作为输出光射出。接着，该合成光LX2沿平行于Y轴的光路返 回编码器单元22X，并通过编码器单元22X内的感光元件(未图示)感光并且对其强度进行 测量。接着，通过编码器单元22X，与先前同样地，根据合成光(输出光)LX2的强度变化，求 出移动光栅36X与固定光栅38X之间的X轴方向的相对位移，该测量值则输出至控制装置 10。
在本例中，基于测量光LY1的波长来设定移动光栅36Y、及固定光栅38Y的间距，以 使源自衍射光LY^的-1次衍射光、与源自衍射光LY12的+1次衍射光逆行于原衍射光的光 路。同样地，基于测量光LX1的波长来设定移动光栅36X、及固定光栅38X的间距，以使源自 衍射光LX^的-1次衍射光、与源自衍射光LX12的+1次衍射光逆行于原衍射光的光路。
包含上述Y编码器20Y'与X编码器20X'的编码器系统150'，虽无法测量晶片载 台WST的e z旋转，不过除了该点以外，具有与上述实施方式的编码器系统150同样的功 能。也可设置成设有一对Y编码器20Y'，以测量晶片载台WST的9z旋转。
《第2变形例》 图9(A)及图9(B)表示包含Y编码器20Y"及X编码器20X"的第2变形例的编码 器系统150"的结构。如图9(A)及图9(B)所示，反射镜区块30"相当于在构成上述实施方 式的反射镜区块30的区块3(^中，除去了 (未设置)配置于-Z侧的面的移动光栅36Y， 36X。
在本例中，反射镜区块30"取代上述反射镜区块30，而安装(固定)于晶片载台 WST的下部。 根据本例的Y编码器20Y"，从编码器单元22Y所射出的测量光(输入光)LY，垂直 照射于配置在反射镜区块30"的-Y侧的面的移动光栅34Y。由此，从移动光栅34Y在YZ平 面内产生衍射角不同的多个衍射光。在图9(A)及图9(B)中，图示士l次衍射光LYp LY2。 这些衍射光LYp LY2透射反射镜区块30"内，在反射面32反射，使光路弯折于_Z方向后，从 反射镜区块30"射出，而照射于固定光栅38Y。由此，从固定光栅38Y产生源自衍射光LYp LY2的多个衍射光。此处，源自衍射光的-1次衍射光、与源自衍射光LY2的+1次衍射光 逆行于原衍射光的光路，在反射面32反射，使光路弯折于-Y方向，在移动光栅34Y聚光(合 成)于与Y轴平行的同轴上，而成为合成光LY。合成光LY作为输出光从反射镜区块30" 的-Y侧的面射出。接着，该合成光LY沿从编码器单元22Y所射出的测量光(输入光)LY的 光路返回编码器单元22Y。接着，在编码器单元22Y内，经由分光镜与测量光(输入光)LY 分离，通过感光元件(未图示)感光并且对其强度进行测量。接着，通过编码器单元22Y，与 先前同样地，基于合成光(输出光)LY的强度变化，求出移动光栅34Y与固定光栅38Y之间 的Y轴方向的相对位移，该测量值则输出至控制装置10。 另外，根据本例的X编码器20X"，从编码器单元22X所射出的测量光(输入光)LX， 垂直照射于设置在反射镜区块30"的移动光栅34X。由此，从移动光栅34X在XY平面内产 生衍射角不同的多个衍射光。在图9(A)及图9(B)中，图示±1次衍射光L&， LX2。然而， 在图9(B)中，这些衍射光重迭于纸面正交方向(深度方向)。这些衍射光L&， LX2透射反 射镜区块30"内，在反射面32反射，使光路弯折于-Z方向，从反射镜区块30"射出，而照射 于固定光栅38X。由此，从固定光栅38X产生源自衍射光L&， LX2的多个衍射光。此处，源 自衍射光的-1次衍射光、与源自衍射光LX2的+1次衍射光逆行于原衍射光的光路，在 反射面32反射，使光路弯折于-Y方向，在移动光栅34X聚光(合成)于与Y轴平行的同轴 上，作为合成光LX从反射镜区块30"的-Y侧的面射出。接着，该合成光LX沿测量光(输入 光)LX的光路返回编码器单元22X。接着，在编码器单元22X内，经由分光镜与测量光(输 入光)LX分离，通过感光元件(未图示)感光并且对其强度进行测量。接着，通过编码器单 元22X，与先前同样地，基于合成光(输出光)LX的强度变化，求出移动光栅34X与固定光栅 38X之间的X轴方向的相对位移，该测量值则输出至控制装置10。
在本例中，基于测量光LY的波长来设定固定光栅38Y与移动光栅34Y的间距，以 使源自衍射光的-1次衍射光、与源自衍射光LY2的+1次衍射光逆行于原衍射光的光 路。同样地，基于测量光LX的波长来设定固定光栅38X与移动光栅34X的间距，以使源自 衍射光的-1次衍射光、与源自衍射光LX2的+1次衍射光逆行于原衍射光的光路。
由上述Y编码器20Y"与X编码器20X"所构成的编码器系统150"，虽无法测量晶 片载台WST的9z旋转，不过除了该点以外，具有与上述实施方式的编码器系统150同样的 功能。也可设置成设有一对Y编码器20Y"，以测量晶片载台WST的9z旋转。
此外，与上述实施方式的Y编码器20Y与X编码器20X同样地，在上述第l变形例 的Y编码器20Y'与X编码器20X'、及上述第2变形例的Y编码器20Y"与X编码器20X"中， 移动光栅与固定光栅的功能并不相同。即，在第1变形例的Y编码器20Y'中，固定光栅38Y 发挥基准光栅的功能，而在X编码器20X'中，移动光栅36X则发挥基准光栅的功能。在第2 变形例的Y编码器20Y"中，固定光栅38Y发挥基准光栅的功能，而在X编码器20X"中，移 动光栅34X则发挥基准光栅的功能。
《第3变形例》 上述第1及第2变形例，由于固定光栅38X使在移动光栅(36X或34X)所产生的2 个衍射光(士l次衍射光)衍射，将该衍射所产生的多个衍射光中的2个衍射光，在移动光 栅(36X或34X)合成于同轴上，因此发挥逆行于原衍射光的光路的功能。因此，可使用将在 移动光栅(36X或34X)所产生的2个衍射光(士l次衍射光)分别垂直反射的一对反射面， 以取代固定光栅38X。 图10(A)及图10(B)表示在上述第1变形例中，设置反射构件38X'以取代固定光 栅38X的第3变形例的X编码器20X3。在图10(A)及图10(B)中，Y编码器及其它部分省 略了图示。 在反射构件38X'，设有分别对在移动光栅36X所产生的衍射光LXlp LX12正交的 2个反射面38X' "38X' 2。此外，在上述第2变形例中，也可设置反射构件38X'，以取代固 定光栅38X。此时，2个反射面38X' p 38X' 2设定成分别对在移动光栅34X所产生的衍射光 LXlp LX12正交。 此第3变形例的X编码器20X3，具有与第1变形例的X编码器20X'(或第2变形 例的X编码器20X")同样的功能。 也可以1个编码器单元来构成编码器单元22Y，22X。此时，可构成小型的位置测量 系统。 此外，上述实施方式的第1、第3变形例，虽由2个区块30p3(^构成反射镜区块 30 (或30')，不过也可将2个反射面32"3^设置于1个区块内以构成反射镜区块。另外， 反射镜区块也可通过衍射光栅及反射面以外的部分为空间的中空构件来构成。另外，在上 述实施方式等中，也可使用直线偏光的光作为各测量光，且将例如偏光分光镜与1/4波长 板加以组合以构成反射镜区块，由此使测量光的反射、透射以良好效率进行。
另外，在上述实施方式及各变形例中，虽针对使用从移动光栅与固定光栅所产生 的多个衍射光中±1次衍射光的情形作了说明，不过并不限于此，只要是零次以外则可使 用任意的同一次数(±2次、±3次、...)或产生于同一方向的衍射光的组合。然而，此时必 须依照测量光的波长设定各光栅的间距，必要时适当设定光栅彼此的位置关系，由此使该衍射光的组合具有与上述实施方式或各变形例的±1次衍射光同样的功能。
另外，在上述实施方式及各变形例中，虽针对将反射镜区块固定于晶片载台WST 的底面(下面)，并将固定光栅设置于反射镜区块的下方，也即载台座12的上面的情形作了 说明，不过并不限于此，也可将反射镜区块(光学构件)安装于晶片载台WST的上面，并将 固定光栅配置于反射镜区块的上方，例如配置于保持投影光学系统的主框架(量测框架) 的下面。即，也可采用与上述实施方式及各变形例所说明的编码器系统上下颠倒的编码器 系统来测量晶片载台WST的位置。 另外，在上述实施方式及各变形例中，也可仅设置编码器系统，而不一定要设置干 涉仪系统。 此外，在上述实施方式中，本发明虽针对应用于不经由液体(例如纯水等)进 行晶片W的曝光的干式曝光装置的情形作了说明，不过并不限于此，例如如国际公开第 99/49504号、欧洲专利申请公开第1， 420， 298号说明书、国际公开第2004/055803号、日本 特开2004-289126号公报(对应美国专利第6， 952， 253号说明书)所公开的那样，也可将 本发明应用于下述曝光装置，该曝光装置在投影光学系统与晶片之间，形成包含照明光的 光路的液浸空间，并经由投影光学系统及液浸空间的液体，以照明光使晶片曝光。
另外，在上述实施方式中，虽针对将本发明应用于步进扫描方式等扫描型曝光装 置的情形作了说明，不过并不限于此，也可将本发明应用于步进器等静止型曝光装置。即使 是步进器等也可与上述实施方式同样地，使用编码器来测量装载曝光对象的物体的载台的 位置，因此可获得同样的效果。另外，本发明也可应用于将照射区域与照射区域加以合成的 步进接合(St印and Stitch)方式的縮小投影曝光装置、近接方式的曝光装置、或镜面投射 分析仪等。再者，例如如美国专利第6， 590， 634号说明书、美国专利第5， 969， 441号说明书、 及美国专利第6， 208， 407号说明书等所公开的那样，也可将本发明应用于具备多个晶片载 台的多载台型曝光装置。另外，例如如国际公开第2005/074014号等所公开的那样，本发明 也可应用于除了晶片载台还具备包含测量构件(例如，基准标记、及/或传感器等)的测量 载台的曝光装置。 另外，上述实施方式的曝光装置中的投影光学系统不仅是縮小系统，还可以是等 倍系统或放大系统的任意一种，投影光学系统PL不仅是折射系统，还可以是反射系统及反 射折射系统的任意一种，其投影像可以是倒立像及正立像的任意一种。另外，上述照明区域
及曝光区域其形状虽设为矩形，不过并不限于此，也可以是例如圆弧、梯形、或平行四边形等。 此外，上述实施方式中的曝光装置的光源并不限于ArF准分子激光，也可使用KrF 准分子激光(输出波长为248nm) 、 F2激光(输出波长为157nm) 、 Ar2激光(输出波长为 126nm) 、Kr2激光(输出波长为146nm)等脉冲激光源、发出g线(波长为436nm) 、 i线(波 长为365nm)等辉线的超高压水银灯等。另外，也可使用YAG激光的谐波产生装置等。此外， 例如如美国专利第7， 023， 610号说明书所公开的那样，也可使用以涂布有例如铒(或铒及 镱两者)的光纤放大器，将从DFB半导体激光或纤维激光射出的红外线区域或可见光区域 的单一波长激光放大，并使用非线形光学结晶将其波长转换成紫外光的高次谐波。
另外，作为曝光装置的照明光IL并不限于波长为100nm以上的光，当然也可使用 波长低于100nm的光。例如，本发明也可应用于使用软X射线区域(例如，5 15nm的波长
24区)的EUV(ExtremeUltraviolet :极紫外线)光作为曝光用光的EUV曝光装置。此外，本 发明也可应用于使用电子线或离子束等带电粒子线的曝光装置等。 另外，在上述实施方式中，虽使用将规定遮光图案(或相位图案/减光图案)形成 于光透射性基板上的光透射型掩模(标线片)，但例如如美国专利第6， 778， 257号说明书所 公开的那样，也可使用基于应曝光图案的电子数据，形成透射图案、反射图案、或发光图案 的电子掩模(包含也称为可变成形掩模、主动式掩模、或图案产生器，例如非发光型影像显 示元件(空间光调制器)的一种的DMD(Digital Micro-mirrowDevice :数字微型反射镜组 件)等)，以取代该标线片。 另外，也可将本发明应用于例如通过将干涉条纹形成于晶片上而将线与间隔图案 形成于晶片上的曝光装置(光刻系统)。 此外，例如如美国专利第6，611，316号说明书所公开的那样，也可将本发明应用 于经由投影光学系统将2个标线片图案合成在晶片上，并通过1次扫描曝光使晶片上的1 个照射区域大致同时双重曝光的曝光装置。 另外，将图案形成于物体上的装置并不限于上述曝光装置(光刻系统)，也可将本 发明应用于例如以喷墨方式将图案形成于物体上的装置。 此外，在上述实施方式中，应形成图案的物体(能量束所照射的曝光对象的物体) 并不限于晶片，也可以是玻璃板、陶瓷基板、薄膜构件、或空白掩模(mask blanks)等其它物 体。 作为曝光装置的用途并不限于半导体制造用的曝光装置，也可广泛应用于例如将 液晶显示元件图案转印于方形玻璃板的液晶用曝光装置、用于制造有机EL、薄膜磁头、摄影 元件(CCD等)、微型组件、以及DNA芯片等的曝光装置。另外，不仅是半导体组件等微型组 件，也可将本发明应用于为了制造光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置、及电子线曝光 装置等所使用的标线片或掩模，而将电路图案转印于玻璃基板或硅晶片等的曝光装置。
此外，本发明的移动体装置并不限于曝光装置，也可广泛应用于其它基板的处理 装置(例如，激光修补装置、基板检查装置、及其它)、其它精密机械的试样的定位装置、打 线装置等具备在2维面内移动的载台等移动体的装置。 此外，援用截至目前的说明所引用的曝光装置等相关的所有公报(包含国际公开 公报)、美国专利申请公开说明书、及美国专利说明书的公开作为本说明书的记载的一部 分。 半导体元件等电子组件经由以下步骤所制造，进行组件的功能/性能设计的步 骤、制作根据该设计步骤的标线片的步骤、从硅材料制作晶片的步骤、通过上述实施方式的 曝光装置(图案形成装置)将掩模(标线片)的图案转印于晶片的光刻步骤、使曝光后的晶 片显影的显影步骤、通过蚀刻除去抗蚀剂残存的部分以外的部分的露出构件的蚀刻步骤、 除去已完成蚀刻而不需要的抗蚀剂的抗蚀剂除去步骤、组件组装步骤(包含切割步骤、接 合步骤、及封装步骤)、以及检查步骤等。此时，由于在光刻步骤使用上述实施方式的曝光装 置并执行上述曝光方法，而于晶片上形成组件图案，因此能以良好生产性制造高集成度的 组件。 本发明的位置测量系统及位置测量方法，适合于测量沿规定平面移动的移动体的 位置信息。另外，本发明的移动体装置及移动体驱动方法，适合于沿规定平面驱动移动体。另外，本发明的曝光装置及曝光方法，适合于照射能量束以将图案形成于物体上。另外，本 发明的图案形成装置，适合于将图案形成于物体上。另外，本发明的组件制造方法适合于制 造电子组件。
权利要求
一种位置测量系统，对沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动的移动体的位置信息进行测量，上述位置测量系统的特征在于包括第1固定光栅及第2固定光栅，在上述移动体的外部分别延伸设置于平行于上述第1轴的方向，其中上述第1固定光栅以平行于上述第1轴的方向为周期方向，上述第2固定光栅以平行于上述第2轴的方向为周期方向；光学构件，具有把与上述第1及第2固定光栅的周期方向对应的方向分别作为其周期方向的第1及第2移动光栅，并被安装于上述移动体；以及第1及第2感光系统，分别对应于上述第1及第2固定光栅，包含上述第1固定光栅、上述第1移动光栅、及上述第1感光系统，构成对与平行于上述第1轴的方向相关的上述移动体的位置信息进行测量的第1测量装置，包含上述第2固定光栅、上述第2移动光栅、及上述第2感光系统，构成对与平行于上述第2轴的方向相关的上述移动体的位置信息进行测量的第2测量装置。
2. 根据权利要求1所述的位置测量系统，其特征在于上述光学构件以平行于上述第2轴的方向为长边方向，就上述长边方向，具有与上述移动体的平行于上述第2轴的方向的长度相同程度以上的长度。
3. 根据权利要求1或2所述的位置测量系统，其特征在于上述第1及第2移动光栅配置于上述光学构件之一面。
4. 根据权利要求3所述的位置测量系统，其特征在于上述光学构件还包括以与上述第1及第2固定光栅的周期方向对应的方向分别作为周期方向、且分别配置于不同于上述一面的另一面的第3及第4移动光栅。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的位置测量系统，其特征在于将上述第1及第2固定光栅配置在平行于与上述移动体相对向的上述规定平面的面上。
6. 根据权利要求5所述的位置测量系统，其特征在于将上述第1及第2固定光栅隔开距离地配置在平行于上述第2轴的方向。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的位置测量系统，其特征在于上述第1及第2固定光栅，就平行于上述第1轴的方向，具有与上述移动体的移动行程相同程度以上的长度。
8. 根据权利要求1至7中任一项所述的位置测量系统，其特征在于上述第1测量装置还包括在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以平行于上述第1轴的方向为周期方向的第3固定光栅；与上述第3固定光栅对应的第3感光系统，基于上述第1感光系统与上述第3感光系统的输出，进一步测量上述移动体在围绕正交于上述规定平面的第3轴的旋转方向的位置信息。
9. 一种移动体装置，包括移动体，沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动；权利要求1至8中任一项所述的位置测量系统，对上述移动体的上述规定平面内的位置信息进行测量；以及驱动装置，基于由上述位置测量系统所测量的上述移动体的位置信息，沿着规定平面驱动上述移动体。
10. 根据权利要求9所述的移动体装置，其特征在于构成上述位置测量系统的一部分的上述光学构件被安装于上述移动体的重心附近。
11. 一种位置测量系统，对沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动的移动体的位置信息进行测量，所述位置测量系统的特征在于包括第l测量装置，包含在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第l轴的方向且以平行于上述第1轴的方向为周期方向的第1基准光栅；设于上述移动体且以与上述第1基准光栅的周期方向对应的方向作为周期方向的第1衍射光栅；与上述第1基准光栅对应的第1感光系统，上述第1测量装置对上述移动体在平行于上述第1轴的方向的位置信息进行测量；以及第2测量装置，包含设置于上述移动体且以平行于上述第2轴的方向为周期方向的第2基准光栅；在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以与上述第2基准光栅的周期方向对应的方向作为周期方向的第2衍射光栅；与上述第2基准光栅对应的第2感光系统，上述第2测量装置对上述移动体在平行于上述第2轴的方向的位置信息进行测量。
12. 根据权利要求11所述的位置测量系统，其特载在于上述第1衍射光栅及上述第2基准光栅以平行于上述第2轴的方向为长边方向，就上述长边方向，具有与上述移动体的平行于上述第2轴的方向的长度相同程度以上的长度。
13. 根据权利要求11或12所述的位置测量系统，其特征在于上述第1测量装置还包括第3衍射光栅配置于与设置上述移动体的上述第1衍射光栅及上述第2基准光栅的部位不同的部位，并以与上述第l基准光栅的周期方向对应的方向为周期方向；上述第2测量装置还包括第4衍射光栅配置于与设置上述移动体的上述第1衍射光栅及上述第2基准光栅的部位不同的部位，并以与上述第2基准光栅的周期方向对应的方向为周期方向。
14. 根据权利要求11至13中任一项所述的位置测量系统，其特征在于上述第1基准光栅及上述第2衍射光栅配置在与上述移动体相对向的平行于上述规定平面的面上。
15. 根据权利要求14项所述的位置测量系统，其特征在于上述第1基准光栅及上述第2衍射光栅隔开距离地配置在平行于上述第2轴的方向。
16. 根据权利要求11至15中任一项所述的位置测量系统，其特征在于上述第1基准光栅及上述第2衍射光栅，就平行于上述第1轴的方向，具有与上述移动体的移动行程相同程度以上的长度。
17. 根据权利要求11至16中任一项所述的位置测量系统，其特征在于上述第1测量装置还包括在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以平行于上述第1轴的方向为周期方向的第3基准光栅；与上述第3基准光栅对应的第3感光系统，基于上述第1感光系统与上述第3感光系统的输出，进一步对上述移动体在围绕正交于上述规定平面的第3轴的旋转方向的位置信息进行测量。
18. —种移动体装置，其特征在于包括移动体，沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动；权利要求11至17中任一项所述的位置测量系统，对上述移动体于上述规定平面内的位置信息进行测量；以及驱动装置，基于由上述位置测量系统所测量的上述移动体的位置信息，沿着规定平面驱动上述移动体。
19. 根据权利要求18所述的移动体装置，其特征在于构成上述位置测量系统的一部分的上述第1衍射光栅及上述第2基准光栅被设置于上述移动体的重心附近。
20. —种位置测量系统，对沿着包含相互正交的第l轴及第2轴的规定平面移动的移动体的位置信息进行测量，所述位置测量系统的特征在于包括第1测量装置，沿着至少一部分包含平行于上述第1轴的第1光路的光路，将第1测量光照射于安装在上述移动体的光学构件具有的第1移动光栅，将从上述第1移动光栅所产生的衍射光，照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以平行于上述第l轴的方向为周期方向的第1固定光栅，经由上述光学构件对从上述第1固定光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第1轴的方向的位置信息进行测量；以及第2测量装置，沿着至少一部分包含接近上述第1光路且平行于上述第1轴的第2光路的光路，将第2测量光照射于上述光学构件具有的第2移动光栅，将从上述第2移动光栅所产生的衍射光照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以平行于上述第2轴的方向为周期方向的第2固定光栅，经由上述光学构件对从上述第2固定光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第2轴的方向的位置信息进行测量。
21. 根据权利要求20所述的位置测量系统，其特征在于上述光学构件以平行于上述第2轴的方向为长边方向，就上述长边方向，具有与上述移动体的平行于上述第2轴的方向的长度相同程度以上的长度。
22. 根据权利要求20或21所述的位置测量系统，其特征在于上述第1及第2移动光栅分别以与上述第1及第2固定光栅的周期方向对应的方向为周期方向。
23. 根据权利要求20至22中任一项所述的位置测量系统，其特征在于上述光学构件还具有将从上述第1及第2移动光栅所产生的衍射光分别进行汇集的第3及第4移动光栅，上述第3及第4移动光栅分别以与上述第1及第2固定光栅的周期方向对应的方向为周期方向。
24. 根据权利要求20至22中任一项所述的位置测量系统，其特征在于上述光学构件设有将从上述第1及第2固定光栅所产生的衍射光分别进行汇集的第3及第4移动光栅；上述第3及第4移动光栅分别以与上述第1及第2固定光栅的周期方向对应的方向为周期方向。
25. 根据权利要求20至24中任一项所述的位置测量系统，其特征在于上述光学构件具有将上述第1及第2测量光的光路分别朝向上述第1及第2固定光 栅弯折的反射构件。
26. 根据权利要求20至25中任一项所述的位置测量系统，其特征在于 上述光学构件具有将从上述第1及第2固定光栅所产生的衍射光的光路分别弯折于平行于上述第1及第2光路的方向的反射构件。
27. 根据权利要求20至26中任一项所述的位置测量系统，其特征在于 上述第1及第2光路就平行于上述第2轴的方向，隔着规定距离配置。
28. 根据权利要求27所述的位置测量系统，其特征在于上述第1及第2固定光栅在平行于与上述移动体相对向的上述规定平面的面上，在平 行于上述第2轴的方向隔着上述规定距离配置。
29. 根据权利要求20至28中任一项所述的位置测量系统，其特征在于上述第1及第2固定光栅在平行于上述第1轴的方向，具有与上述移动体的移动行程 相同程度以上的长度。
30. —种移动体装置，其特征在于包括移动体，沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动；权利要求20至29中任一项所述的位置测量系统，对上述移动体在上述规定平面内的 位置信息进行测量；以及驱动装置，基于由上述位置测量系统所测量的上述移动体的位置信息，沿着规定平面 驱动上述移动体。
31. 根据权利要求30所述的移动体装置，其特征在于构成上述位置测量系统的一部分的上述光学构件被安装于上述移动体的重心附近。
32. 根据权利要求30或31所述的移动体装置，其特征在于上述位置测量系统还包括第3测量装置，沿着至少一部分包含接近上述第1光路且平行于上述第1轴的第3光路的光路，将第3测量光照射于上述第1移动光栅，将从上述第 1移动光栅所产生的衍射光照射于在上述移动体的外部延伸设置于上述第1轴方向且以平 行于上述第1轴的方向为周期方向的第3固定光栅，经由上述光学构件对从上述第3固定 光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第1轴的方向的位置信息 进行测量。
33. 根据权利要求32所述的移动体装置，其特征在于上述第1及第3光路分别从上述第2光路隔着等距离地配置在平行于上述第2轴的方 向的一侧与另一侧。
34. —种照射能量束将图案形成于物体上的曝光装置，其特征在于包括 为了形成上述图案，沿着规定平面对保持上述物体的移动体进行驱动的权利要求9、10、18、19、30至33中任一项所述的移动体装置。
35. —种组件制造方法，其特征在于包括使用权利要求34项所述的曝光装置，将图案形成于物体上的步骤；以及 对形成有上述图案的上述物体实施处理的步骤。
36. —种将图案形成于物体上的图案形成装置，其特征在于包括 移动体，可保持上述物体并移动；图案生成装置，将图案形成于上述物体上；以及在规定平面内驱动上述移动体的权利要求9、10、18、19、30至33中任一项所述的移动 体装置。
37. 根据权利要求36所述的图案形成装置，其特征在于 上述物体具有感应层，上述图案生成装置通过将能量束照射于上述感应层以形成上述图案。
38. —种组件制造方法，其特征在于包括使用权利要求36或37所述的图案形成装置，将图案形成于物体上的步骤；以及 对形成有上述图案的上述物体实施处理的步骤。
39. —种位置测量方法，对沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动的移动 体的位置信息进行测量，所述位置测量方法的特征在于包括第1测量步骤，沿着平行于上述第1轴的光路将第1测量光照射于光学构件具有的第1 移动光栅，上述光学构件安装于以与第1固定光栅的周期方向对应的方向为周期方向的上 述移动体，再将从上述第1移动光栅所产生的衍射光，照射于在上述移动体的外部延伸设 置于平行于上述第1轴的方向且以平行于上述第1轴的方向为周期方向的上述第1固定光 栅，经由上述光学构件由第1感光系统对从上述第1固定光栅所产生的衍射光进行感光，由 此对上述移动体在平行于上述第1轴的方向的位置信息进行测量；以及第2测量步骤，沿着平行于上述第1轴的光路将第2测量光照射于上述光学构件具有 的第2移动光栅，上述光学构件以与第2固定光栅的周期方向对应的方向为周期方向，沿着 平行于上述第1轴的光路照射第2测量光，将从上述第2移动光栅所产生的衍射光，照射于 在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以平行于上述第2轴的方向为 周期方向的上述第2固定光栅，经由上述光学构件以第2感光系统接收从上述第2固定光 栅所产生的衍射光，由此对上述移动体在平行于上述第2轴的方向的位置信息进行测量。
40. 根据权利要求39所述的位置测量方法，其特征在于上述光学构件以平行于上述第2轴的方向为长边方向，就上述长边方向，具有与上述 移动体的平行于上述第2轴的方向的长度相同程度以上的长度。
41. 根据权利要求39或40所述的位置测量方法，其特征在于 上述第1及第2移动光栅被配置于上述光学构件之一面。
42. —种位置测量方法，对沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动的移动 体的位置信息进行测量，所述位置测量方法的特征在于包括第1测量步骤，沿着平行于上述第1轴的光路，将第1测量光照射于设置在上述移动体 且以与第1基准光栅的周期方向对应的方向为周期方向的第1衍射光栅，将从上述第1衍 射光栅所产生的衍射光照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向 且以平行于上述第1轴的方向为周期方向的上述第1基准光栅，由第1感光系统对从上述 第1基准光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第1轴的方向的 位置信息进行测量；以及第2测量步骤，沿着平行于上述第1轴的光路，将第2测量光照射于设置在上述移动体 且以平行于上述第2轴的方向为周期方向的第2基准光栅，将从上述第2基准光栅所产生 的衍射光照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以与上述第2基准光栅的周期方向对应的方向为周期方向的第2衍射光栅，由第2感光系统对从上述第2 衍射光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第2轴的方向的位置 信息进行测量。
43. 根据权利要求42所述的位置测量方法，其特征在于上述第1衍射光栅及上述第2基准光栅以平行于上述第2轴的方向为长边方向，就上 述长边方向，具有与上述移动体的平行于上述第2轴的方向的长度相同程度以上的长度。
44. 根据权利要求42或43所述的位置测量方法，其特征在于上述第1基准光栅及上述第2衍射光栅配置在与上述移动体相对向的上述规定平面平 行的面上。
45. —种位置测量方法，对沿着包含相互正交的第1轴及第2轴的规定平面移动的移动 体的位置信息进行测量，所述位置测量方法的特征在于包括第1测量步骤，沿着至少一部分包含平行于上述第1轴的第1光路的光路，将第1测量 光照射于安装在上述移动体的光学构件具有的第1移动光栅，将从上述第1移动光栅所产 生的衍射光照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴方向且以平行于上 述第1轴的方向为周期方向的第1固定光栅，经由上述光学构件对由上述第1固定光栅所 产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第1轴的方向的位置信息进行测 量；以及第2测量步骤，沿着至少一部分包含接近上述第1光路且平行于上述第1轴的第2光 路的光路，将第2测量光照射于上述光学构件具有的第2移动光栅，将从上述第2移动光栅 所产生的衍射光照射于在上述移动体的外部延伸设置于平行于上述第1轴的方向且以平 行于上述第2轴的方向为周期方向的第2固定光栅，经由上述光学构件对由上述第2固定 光栅所产生的衍射光进行感光，由此对上述移动体在平行于上述第2轴的方向的位置信息 进行测量。
46. 根据权利要求45所述的位置测量方法，其特征在于上述光学构件具有将上述第1及第2测量光的光路分别朝向上述第1及第2固定光 栅弯折的反射构件。
47. 根据权利要求45或46所述的位置测量方法，其特征在于上述光学构件具有将从上述第1及第2固定光栅所产生的衍射光的光路分别弯折于 平行于上述第1及第2光路的方向的反射构件。
48. —种移动体驱动方法，其特征在于使用权利要求39至47中任一项所述的位置测量方法，对沿着包含相互正交的第1轴 及第2轴的规定平面移动的移动体在上述规定平面内的位置信息进行测量的步骤；以及 基于所测量的上述移动体的位置信息，沿着规定平面驱动上述移动体的步骤。
49. 一种照射能量束将图案形成于物体上的曝光方法，其特征在于为了形成上述图案，使用权利要求48所述的移动体驱动方法，沿着规定平面驱动保持 上述物体的移动体。
50. —种组件制造方法，其特征在于包括使用权利要求49所述的曝光方法，将图案形成于物体上的步骤；以及对形成有上述图案的上述物体实施处理的步骤。
全文摘要
本发明的位置测量系统，在载台下面固定有设置了移动光栅(34Y，34X，36Y，36X)的反射镜区块(30)。在与载台下面相对向的载台座上面，配置有固定光栅(38Y1，38Y2，38X)。包含移动光栅(34Y，36Y)及固定光栅(38Y1，38Y2)，而构成对载台的Y位置信息进行测量的Y编码器(20Y1，20Y2)。同样地，包含移动光栅(34X，36X)及固定光栅(38X)，而构成对载台的X位置信息进行测量的X编码器(20X)。
文档编号G01D5/36GK101796614SQ20098010031
公开日2010年8月4日 申请日期2009年2月6日 优先权日2008年2月8日
发明者牧野内进 申请人:株式会社尼康