本发明关于曝光装置、平面显示器之制造方法、以及元件制造方法。
背景技术：
以往，在制造液晶显示元件、半导体元件(集成电路等)等之电子元件(微型元件)之微影制程中，使用步进扫描方式之曝光装置(所谓扫描步进机(亦称为扫描机))等，其一边使光罩(photomask)或标线片(以下总称为「光罩」)与玻璃板或晶圆(以下总称为「基板」)沿着既定扫描方向(SCAN方向)同步移动，一边使用能量光束将形成在光罩之图案转印至基板上。
作为此种曝光装置，已知有使用基板载台装置所具有之棒反射镜(长条之镜)求出曝光对象基板在水平面内之位置信息的光干涉仪系统者(参照例如专利文献1)。
此处，在使用光干涉仪系统求出基板之位置信息之情形，无法忽视所谓空气波动之影响。又，上述空气波动之影响，虽能借助使用编码器系统来减低，但因近年基板之大型化，难以准备能涵盖基板全移动范围的标尺。
现有技术文献
[专利文献1]美国专利申请公开第2010/0266961号说明书
技术实现要素：
根据本发明之第1态样，提供一种曝光装置，对在彼此正交之第1方向及第2方向移动之移动体所保持之物体，在移动体往第1方向之移动中经由光学系照射照明光，其具有：第1被测量部，根据移动体往第1方向之移动而被测量；第1测量部，根据移动体往第1方向之移动，一边相对第1被测量部往第1方向相对移动一边测量第1被测量部；多个第2被测量部，根据移动体往第2方向之移动而被测量，配置于在第1方向彼此不同之位置；以及多个第2测量部，对应多个第2被测量部之各个设置，且根据物体往第2方向之移动，一边相对第2被测量部往第2方向相对移动一边测量第2被测量部。
根据本发明之第2态样，提供一种曝光装置，对在彼此正交之第1方向及第2方向移动之移动体所保持之物体，在移动体往第1方向之移动中经由光学系照射照明光，其具有：多个被测量部，根据移动体往第2方向之移动而被测量，配置于在第1方向彼此不同之位置，以取得移动体在第2方向之位置信息；以及多个测量部，对应多个被测量部之各个设置，且根据物体往第2方向之移动，一边相对被测量部往第2方向相对移动一边测量被测量部。
根据本发明之第3态样，提供一种曝光装置，在对被保持成能在包含彼此正交之第1方向及第2方向之面内往第1及第2方向移动之物体往第1方向之移动中，经由光学系对物体照射照明光，其具有：多个被测量部，根据物体往第2方向之移动而被测量，配置于在第1方向彼此不同之位置，以取得物体在第2方向之位置信息；以及多个测量部，对应多个被测量部之各个设置，且根据物体往第2方向之移动，一边相对被测量部往第2方向相对移动一边测量被测量部。
根据本发明之第4态样，提供一种曝光装置，对在彼此正交之第1方向及第2方向移动之移动体所保持之物体，在移动体往第1方向之移动中经由光学系照射照明光，其具备：第1被测量部，根据移动体往第1方向之移动而被测量；以及第1测量部，在与第1被测量部对向配置时，根据移动体往第1方向之移动，一边相对第1被测量部往第1方向相对移动一边测量第1被测量部；第1测量部，包含多个第1测量部，其根据移动体往第2方向之移动而往第2方向移动，且在第2方向彼此不同之位置中与第1被测量部对向配置。
根据本发明之第5态样，提供一种曝光装置，对在彼此正交之第1方向及第2方向移动之移动体所保持之物体，在移动体往第1方向之移动中经由光学系照射照明光，其具有：第1被测量部，根据移动体往第1方向之移动而被测量，彼此配置于在第2方向之不同位置；以及多个第1测量部，在测量多个第1被测量部之位置，根据移动体往第1方向之移动，一边相对第1被测量部往第1方向相对移动一边测量第1被测量部。
根据本发明之第6态样，提供一种曝光装置，对在彼此正交之第1方向及第2方向移动之移动体所保持之物体，在移动体往第1方向之移动中经由光学系照射照明光，其具备：被测量部，根据移动体往第1方向之移动而被测量；以及测量部，在与被测量部对向配置时，根据移动体往第1方向之移动，一边相对被测量部往第1方向相对移动一边测量被测量部；被测量部，能往在第2方向彼此不同之第1位置及第2位置移动；测量部，包含与移动至第1位置之被测量部对向配置之第1测量部及与移动至第2位置之被测量部对向配置之第2测量部。
根据本发明之第7态样，提供一种平面显示器制造方法，其包含：使用第1至第6态样中任一项之曝光装置使前述物体曝光之动作；以及使曝光后之前述物体显影之动作。
根据本发明之第8态样，提供一种元件制造方法，其包含：使用第1至第6态样中任一项之曝光装置使前述物体曝光之动作；以及使曝光后之前述物体显影之动作。
附图说明
图1是概略显示第1实施方式之液晶曝光装置之构成的图。
图2(A)是概略显示图1之液晶曝光装置所具备之光罩编码器系统之构成的图，图2(B)是光罩编码器系统之一部分(图2(A)之A部)的放大图。
图3(A)是概略显示图1之液晶曝光装置所具备之基板编码器系统之构成的图，图3(B)及图3(C)是基板编码器系统之局部(图3(A)之B部)放大图。
图4是基板编码器系统所具有之读头单元之侧视图。
图5是图4之C-C线剖面图。
图6是基板编码器系统之概念图。
图7是显示以液晶曝光装置之控制系为中心构成之主控制装置之输出入关系的方块图。
图8(A)是显示曝光动作时之光罩编码器系统之动作的图(其1)，图8(B)是显示曝光动作时之基板编码器系统之动作的图(其1)。
图9(A)是显示曝光动作时之光罩编码器系统之动作的图(其2)，图9(B)是显示曝光动作时之基板编码器系统之动作的图(其2)。
图10(A)是显示曝光动作时之光罩编码器系统之动作的图(其3)，图10(B)是显示曝光动作时之基板编码器系统之动作的图(其3)。
图11(A)是显示曝光动作时之光罩编码器系统之动作的图(其4)，图11(B)是显示曝光动作时之基板编码器系统之动作的图(其4)。
图12(A)是显示曝光动作时之光罩编码器系统之动作的图(其5)，图12(B)是显示曝光动作时之基板编码器系统之动作的图(其5)。
图13(A)是显示曝光动作时之光罩编码器系统之动作的图(其6)，图13(B)是显示曝光动作时之基板编码器系统之动作的图(其6)。
图14(A)是显示曝光动作时之光罩编码器系统之动作的图(其7)，图14(B)是显示曝光动作时之基板编码器系统之动作的图(其7)。
图15(A)是显示曝光动作时之光罩编码器系统之动作的图(其8)，图15(B)是显示曝光动作时之基板编码器系统之动作的图(其8)。
图16(A)～(E)是用以说明光罩编码器系统及基板编码器系统中之读头输出之接续处理之图(其1～其5)。
图17(A)是显示比较例之基板编码器系统的图，图17(B)是用以说明本实施方式之基板编码器系统之效果的图。
图18(A)及图18(B)是显示第2实施方式之基板编码器系统的图(其1及其2)。
图19(A)及图19(B)是显示第1及第2变形例之基板的图，图19(C)及图19(D)是显示第1及第2变形例之光罩的图。
图20(A)及图20(B)是用以说明用以求出一对读头间之距离之测量系构成之图(其1及其2)。
图21(A)及图21(B)是用以说明用以求出Y滑动台之倾斜量之测量系构成之图(其1及其2)。
图22(A)～图22(C)是显示读头及标尺之配置之变形例(其1～其3)的图。
图23(A)及图23(B)是显示读头及标尺之配置之变形例(其4及其5)的图。
图24(A)及图24(B)是用以说明编码器读头之上下驱动机构之构造的图(其1及其2)。
图25(A)及图25(B)是用以说明基板编码器系统与光罩编码器系统之相对位置测量系之第1概念的图(其1及其2)。
图26是显示基于基板编码器系统与光罩编码器系统之相对位置测量系之第1概念的具体例的图。
图27(A)及图27(B)是用以说明基板编码器系统与光罩编码器系统之相对位置测量系之第2概念的图(其1及其2)。
图28(A)～图28(C)是显示基于基板编码器系统与光罩编码器系统之相对位置测量系之第2概念(其1)的具体例的图。
图29(A)～图29(C)是显示基于基板编码器系统与光罩编码器系统之相对位置测量系之第2概念(其2)的具体例的图。
图30是显示基于基板编码器系统与光罩编码器系统之相对位置测量系之第3概念(其1)的具体例的图。
图31是显示基于基板编码器系统与光罩编码器系统之相对位置测量系之第3概念(其2)的具体例的图。
图32是用以说明基板对准测量系统之构成的图。
图33是用以说明基板对准测量系统之另一构成的图。
图34(A)～图34(C)是用以说明第2实施方式之变形例构成的图(其1～其3)。
图35(A)～图35(C)是用以说明第2实施方式之另一变形例构成的图(其1～其3)。
图36是显示在编码器标尺上之测量光束之照射点之图。
实施方式
《第1实施方式》
以下，使用图1～图17(B)说明第1实施方式。
图1是概略显示第1实施方式之液晶曝光装置10之构成。液晶曝光装置10，是以用于例如液晶显示设备(平面显示器)等之矩形(角型)之玻璃基板P(以下单称为基板P)作为曝光对象物之步进扫描方式之投影曝光装置、即所谓扫描机。
液晶曝光装置10，具有照明系12、保持形成有电路图案等之光罩M之光罩载台装置14、投影光学系16、装置本体18、保持于表面(图1中为朝向+Z侧之面)涂布有抗蚀剂(感应剂)之基板P之基板载台装置20、以及这些之控制系等。以下，将曝光时光罩M与基板P相对投影光学系16被扫描之方向作为X轴方向，将在水平面内与X轴正交之方向作为Y轴方向，将与X轴及Y轴正交之方向作为Z轴方向，将绕X轴、Y轴、以及Z轴之旋转方向分别作为θx、θy、以及θz方向来进行说明。又，将在X轴、Y轴、以及Z轴方向之位置分别作为X位置、Y位置、以及Z位置来进行说明。
照明系12，与例如美国专利第5,729,331号说明书等所揭示之照明系同样地构成。照明系12，将从未图示之光源(例如水银灯)射出之光分别经由未图示之反射镜、分光镜、光阀、波长选择滤光器、各种透镜等，作为曝光用照明光(照明光)IL照射于光罩M。作为照明光IL，可使用i线(波长365nm)、g线(波长436nm)、h线(波长405nm)等之光(或者上述i线、g线、h线之合成光)。
光罩载台装置14，包含以真空吸附保持光罩M之光罩保持具40、用以将光罩保持具40往扫描方向(X轴方向)以既定长行程驱动且往Y轴方向及θz方向适当地微幅驱动之光罩驱动系91(图1中未图示。参照图7)、以及用以求出光罩保持具40在XY平面内之位置信息(亦包含θz方向之旋转量信息。以下同)之光罩位置测量系。光罩保持具40，由例如美国专利申请公开第2008/0030702号说明书所揭示之形成有俯视矩形之开口部之框状构件构成。光罩保持具40，经由空气轴承(未图示)载置于固定在装置本体18之一部分亦即上架台部18a之一对光罩导件42上。光罩驱动系91，包含线性马达(未图标)。
光罩位置测量具备光罩编码器系统48，其包含经由透过编码器基座43设于上架台部18a之一对编码器读头单元44(以下单称为读头单元44)与和上述一对读头单元44对应地配置于光罩保持具40下面之多个编码器标尺46(图1中重叠于纸面深度方向。参照图2(A))。关于光罩编码器系统48之构成，将于后述详细说明。
投影光学系(投影系)16，配置于光罩载台装置14之下方。投影光学系16，是与例如美国专利第6,552,775号说明书等所揭示之投影光学系相同构成之所谓多透镜投影光学系，具备以两侧远心之等倍系形成正立正像之多个(本实施方式中为11个。参照图2(A))光学系(投影光学系)。
液晶曝光装置10，在借助被来自照明系12之照明光IL照明光罩M上之照明区域后，借助通过光罩M之照明光，经由投影光学系16将其照明区域内之光罩M之电路图案之投影像(部分正立像)，形成于与基板P上之照明区域共轭之照明光之照射区域(曝光区域)。接着，相对照明区域(照明光IL)使光罩M相对移动于扫描方向，且相对曝光区域(照明光IL)使基板P相对移动于扫描方向，藉此进行基板P上之一个照射区域之扫描曝光，而于该照射区域转印形成在光罩M之图案。
装置本体18，支承上述光罩载台装置14及投影光学系16，经由多个防振装置19而设置于洁净室之地11上。装置本体18，是与例如美国专利申请公开第2008/0030702号说明书所揭示之装置本体相同之构成，具有支承上述投影光学系16之上架台部18a(亦称为光学平台等)、一对下架台部18b、以及一对中架台部18c。
基板载台装置20，用以将基板P相对于投影光学系16(照明光IL)高精度地定位者，将基板P沿着水平面(X轴方向及Y轴方向)以既定长行程驱动，且将该基板P微幅驱动于6自由度方向。基板载台装置20之构成虽无特别限定，但较佳为使用如例如美国专利申请公开第2008/129762号说明书、或者美国专利申请公开第2012/0057140号说明书等所揭示之、包含门型之二维粗动载台与相对该二维粗动载台被微幅驱动之微动载台之所谓粗微动构成之载台装置。
基板载台装置20具备基板保持具34。基板保持具34由俯视矩形之板状构件构成，于其上面上载置基板P。基板保持具34借助构成基板驱动系93(图1中未图示。参照图7)之一部分之多个线性马达(例如音圈马达)，而相对投影光学系16在X轴及/或Y轴方向以既定长行程被驱动，且被微幅驱动于6自由度方向。
又，液晶曝光装置10，具有用以求出基板保持具34之6自由度方向之位置信息之基板位置测量系。基板位置测量系，如图7所示，包含用以求出基板P之Z轴、θx、θy方向(以下称为Z倾斜方向)之位置信息之Z倾斜位置测量系98及用以求出基板P在XY平面内之位置信息之基板编码器系统50。Z倾斜位置测量系98之构成虽无特别限定，但可使用揭示于例如美国专利申请公开第2010/0018950号说明书之测量系，其使用包含基板保持具34之系统上所安装之多个传感器，以装置本体18(下架台部18b)作为基准求出基板P之Z倾斜方向之位置信息。基板编码器系统50之构成留待后述。
其次，使用图2(A)及图2(B)说明光罩编码器系统48之构成。如图2(A)示意地显示，于光罩保持具40中光罩M(更详言之是用以收容光罩M之未图示之开口部)之+Y侧及－Y侧之区域，分别配置有多个编码器标尺46(以下单称为标尺46)。此外，为了容易理解，图2(A)中，多个标尺46虽以实线图标，且图标成看似配置于光罩保持具40之上面，但多个标尺46，实际上如图1所示，以多个标尺46各自下面之Z位置与光罩M之下面(图案面)之Z位置一致之方式配置于光罩保持具40之下面侧。
本实施方式之光罩保持具40中，于光罩M之+Y侧及－Y侧之区域，分别在X轴方向以既定间隔配置有三个标尺46。亦即，光罩保持具40合计具有六个标尺46。多个标尺46之各个，除了在光罩M之+Y侧与－Y侧配置成纸面上下对称这点以外，其余则实质相同。标尺46由以石英玻璃形成之延伸于X轴方向之俯视矩形之板状(带状)构件构成。光罩保持具40以陶瓷形成，多个标尺46固定于光罩保持具40。
如图2(B)所示，于标尺46下面(本实施方式中为朝向－Z侧之面)中宽度方向一侧(在图2(B)中为－Y侧)之区域形成有X标尺47x。又，于标尺46下面中宽度方向另一侧(在图2(B)中为+Y侧)之区域形成有Y标尺47y。X标尺47x，借助具有于X轴方向以既定节距形成之(以X轴方向作为周期方向)延伸于Y轴方向之多个格子线(一维格子)的反射型绕射格子(X光栅)构成。同样地，Y标尺47y，借助具有于Y轴方向以既定节距形成之(以Y轴方向作为周期方向)延伸于X轴方向之多个格子线(一维格子)的反射型绕射格子(Y光栅)构成。本实施方式之X标尺47x及Y标尺47y中，多个格子线，以10nm以下之间隔形成。此外，图2(A)及图2(B)中，为了图示方便，格子间之间隔(节距)图示成较实际宽广许多。其他图亦同。
又，如图1所示，于上架台部18a上面固定有一对编码器基座43。一对编码器基座43之其中一方配置于+X侧之光罩导件42之－X侧，另一方则配置于－X侧之光罩导件42之+X侧(亦即一对光罩导件42之间之区域)。又，上述投影光学系16之一部分配置于一对编码器基座43之间。编码器基座43如图2(A)所示，由延伸于X轴方向之构件构成。于一对编码器基座43各自之长度方向中央部固定有编码器读头单元44(以下单称为读头单元44)。亦即，读头单元44，经由编码器基座43固定于装置本体18(参照图1)。一对读头单元44，除了在光罩M之+Y侧与－Y侧配置成于纸面上下对称这点以外，其余实质相同，因此以下仅针对其中一方(－Y侧)说明。
如图2(B)所示，读头单元44，具有由俯视矩形之板状构件构成之单元基座45。于单元基座45，固定有在X轴方向分离配置之一对X读头49x、以及在X轴方向分离配置之一对Y读头49y。亦即，光罩编码器系统48具有四个X读头49x，且具有四个Y读头49y。此外，图2(B)中，虽一方之X读头49x与一方之Y读头49y收容于一个壳体内，另一方之X读头49x与另一方之Y读头49y收容于另一个壳体内，但上述一对X读头49x及一对Y读头49y亦可分别独立配置。又，图2(B)中，为了容易理解，虽图示成一对X读头49x与一对Y读头49y配置于标尺46上方(+Z侧)，但实际上，一对X读头49x配置于X标尺47y下方，一对Y读头49y配置于Y标尺47y下方(参照图1)。
一对X读头49x及一对Y读头49y，相对单元基座45固定成不会因振动等使一对X读头49x间之距离及一对Y读头49y间之距离变化。又，单元基座45本身，亦以一对X读头49x间之距离及一对Y读头49y间之距离不因温度变化等而变化之方式，以热膨胀率较标尺46低之(或者与标尺46同等之)材料形成。
X读头49x及Y读头49y，是如例如美国专利申请公开第2008/0094592号说明书所揭示之所谓绕射干涉方式之编码器读头，对对应之标尺(X标尺47x、Y标尺47y)照射测量光束并接收来自该标尺之光束，藉此将光罩保持具40(亦即光罩M。参照图2(A))之位移量信息对主控制装置90(参照图7)供应。亦即，在光罩编码器系统48，借助四个X读头49x及与该X读头49x对向之X标尺47x(依光罩保持具40之X位置而不同)，构成用以求出光罩M在X轴方向之位置信息之四个X线性编码器92x(图2(B)中未图示。参照图7)，借助四个Y读头49y及与该Y读头49y对向之Y标尺47y(依光罩保持具40之X位置而不同)，构成用以求出光罩M在Y轴方向之位置信息之四个Y线性编码器92y(图2(B)中未图示。参照图7)。
主控制装置90，如图7所示，根据四个X线性编码器92x、及四个Y线性编码器92y之输出，以例如10nm以下之分解能力求出光罩保持具40(参照图2(A))在X轴方向及Y轴方向之位置信息。又，主控制装置0，根据四个X线性编码器92x(或者例如四个Y线性编码器92y)中之至少两个输出求出光罩保持具40之θz位置信息(旋转量信息)。主控制装置90，根据从上述光罩编码器系统48之测量值求出之光罩保持具40在XY平面内之位置信息，使用光罩驱动系91控制光罩保持具40在XY平面内之位置。
此处，如图2(A)所示，于光罩保持具40，如上所述般，在光罩M之+Y侧及－Y侧之区域分别于X轴方向以既定间隔配置有三个标尺46。
接着，本实施方式之光罩载台装置14如图2(B)所示，一个读头单元44所具有之一对X读头49x及一对Y读头49y各自之间隔，设定为较相邻之标尺46间之间隔宽。藉此，光罩编码器系统48中，一对X读头49x中随时有至少一方对向于X标尺47x，且一对Y读头49y中之至少一方随时对向于Y标尺47y。因而，光罩编码器系统48，能将光罩保持具40(参照图2(A))之位置信息不中断地供应至主控制装置90(参照图7)。
具体说明之，在光罩保持具40(参照图2(A))往+X侧移动之情形，光罩编码器系统48，以下述顺序移行至各状态：一对读头49x之两方对向于相邻之一对X标尺47x中之+X侧之X标尺47x之第1状态(图2(B)所示之状态)、－X侧之X读头49x对向于上述相邻之一对X标尺47x之间之区域(未对向于任一X标尺47x)且+X侧之X读头49x对向于上述+X侧之X标尺47x之第2状态、－X侧之X读头49x对向于－X侧之X标尺47x且+X侧之X读头49x对向于+X侧之X标尺47x之第3状态、－X侧之X读头49x对向于－X侧之标尺47x且+X侧之X读头49x对向于一对X标尺47x之间之区域之(未对向于任一X标尺47x)第4状态、以及一对读头49x之两方对向于－X侧之X标尺47x之第5状态。因而，随时有至少一方之X读头49x对向于X标尺47x。
主控制装置90(参照图7)，在上述第1、第3、及第5状态下，根据一对X读头49x之输出之平均值求出光罩保持具40之X位置信息。又，主控制装置90，在上述第2状态下，仅根据+X侧之X读头49x之输出求出光罩保持具40之X位置信息，在上述第4状态下，仅根据－X侧之X读头49x之输出求出光罩保持具40之X位置信息。因而，光罩编码器系统48之测量值不会中断。
更详细说明之，本实施方式之光罩编码器系统48，为了使光罩编码器系统48之测量值不中断，在上述第1、第3、第5之状态亦即一对读头之两方对向于标尺且从该一对读头之各个供应输出之状态、与上述第2、第4状态亦即一对读头中之仅一方对向于标尺且仅从该一方之读头供应输出之状态之间移行时，进行读头输出之接续处理。以下，使用图16(A)～图16(E)说明读头之接续处理。此外，为了简化说明，图16(A)～图16(E)中，于标尺46形成有二维格子(光栅)。又，各读头49x、49y之输出为理想值。又，以下说明中，虽针对相邻之一对X读头49x(为了说明方便，称为49x1,49x2)之接续处理进行说明，但相邻之一对Y读头49y(为了说明方便，称为49y1,49y2)亦是进行相同之接续处理。
如图16(A)所示，在一对X读头49x1,49x2分别使用相邻之一对标尺46(为了说明方便，称为461,462)中之+X侧标尺462来求出光罩保持具40(图2(A)参照)之X位置信息的情形，一对X读头49x1,49x2两者输出X坐标信息。此处，一对X读头49x1,49x2之输出为相同值。其次，如图16(B)所示，由于在光罩保持具40往+X方向移动后，X读头49x1即会成为标尺462之测量范围外，因此在成为该测量范围外前，将X读头49x1之输出作无效处理。因而，光罩保持具40之X位置信息仅根据X读头49x2之输出而求出。
又，如图16(C)所示，在光罩保持具40(图2(A)参照)更加往+X方向移动后，X读头49x1即与－X侧之标尺461对向。虽X读头49x1，在成为能使用标尺461进行测量动作之状态后即立即输出光罩保持具40之X位置信息，但X读头49x1之输出，由于从不定值(或零)再度开始计数，因此无法用于光罩保持具40之X位置信息之算出。因而，在此状态下，必须进行一对X读头49x1,49x2各自之输出之接续处理。作为接续处理，具体而言，将为不定值(或零)之X读头49x1之输出，进行使用X读头49x2之输出(以成为相同值之方式)修正的处理。该接续处理，在光罩保持具40进一步往+X方向移动，而如图16(D)所示，X读头49x2到达标尺462之测量范围外前完成。
同样地，如图16(D)所示，在X读头49x2到达标尺462之测量范围外时，在到达该测量范围外前，将X读头49x2之输出作无效处理。因而，光罩保持具40(图2(A)参照)之X位置信息，仅根据X读头49x1之输出而被求出。接着，如图16(E)所示，光罩保持具40进一步往+X方向移动，在一对X读头49x1,49x2分别能使用标尺461进行测量动作后立即对X读头49x2进行使用X读头49x1之输出之接续处理。其后，根据一对X读头49x1,49x2各自之输出求出光罩保持具40之X位置信息。
其次，说明基板编码器系统50之构成。如图1所示，基板编码器系统50，具备配置于基板载台装置20之多个编码器标尺52(在图1中重叠于纸面深度方向。参照图3(A))、固定于上架台部18a下面之多个(本实施方式中为两个)编码器基座54、固定于编码器基座54下面之多个编码器标尺56、以及多个(本实施方式中对应一个编码器基座54有两个)编码器读头单元60(以下，单称读头单元60)。此外，图1中，两个编码器基座54，由于在纸面深度方向(X轴方向)重叠，因此－X侧之编码器基座54隐藏于+X侧之编码器基座54之纸面内侧。同样地，与－X侧之编码器基座54对应之两个读头单元60，隐藏于与+X侧之编码器基座54对应之两个读头单元60之纸面内侧。
多个(两个)编码器基座54在X轴方向配置于彼此不同之位置。图3(A)中，将两个编码器基座54在X轴方向分离配置。本实施方式中，借助在构成投影光学系16之两个透镜模块(图3(A)中，由右侧五支投影透镜构成之第1透镜模块与由左侧六支投影透镜构成之第2透镜模块)之各个设置各编码器基座54，来将两个编码器基座54分离配置。
此外，此两个编码器基座之配置并不限于此。例如，为了减低由设在各编码器基座54上之标尺56与测量其之读头单元60所构成的编码器系统之阿贝误差，较佳为将各编码器基座54配置于接近投影光学系16之投影中心(从第1透镜模块与第2透镜模块射出之照明光整体之中心)之位置。在图3(A)之情形，在将两个编码器基座54彼此在图3(A)中往投影光学系16之投影区域中心于X轴方向接近时，一方之编码器基座54即配置于与第1透镜模块之照明光之射出区域一部分(在X轴方向)重叠之位置，另一方之编码器基座54配置于与第2透镜模块之照明光之射出区域一部分(在X轴方向)重叠之位置。例如在使两编码器基座54最为接近之场合，两编码器基座成为在X轴方向接触之状态。
如图3(A)示意地显示，在本实施方式之基板载台装置20中，于基板P之+Y侧及－Y侧之区域，分别在X轴方向以既定间隔配置有四个编码器标尺52(以下单称为标尺52)。亦即，基板载台装置20合计具有八个标尺52。多个标尺52之各个除了在基板P之+Y侧与－Y侧配置成纸面上下对称这点以外，实质的为相同之物。标尺52，与上述光罩编码器系统48之标尺46(分别参照图2(A))同样地，由以石英玻璃形成之延伸于X轴方向之俯视矩形板状(带状)之构件所构成。
此外，本实施方式中，虽针对多个标尺52固定于基板保持具34上面之情形来说明，但多个标尺52之配置位置并不限于此，亦可例如在基板保持具34外侧相对该基板保持具34隔着既定间隙之状态下分离(不过，以在6自由度方向上与基板保持具34一体地移动之方式)配置。
如图3(B)所示，在标尺52上面之宽度方向一侧(在图3(B)中为－Y侧)之区域形成有X标尺53x。又，在标尺52上面之宽度方向另一侧(在图3(B)中为+Y侧)之区域形成有Y标尺53y。X标尺53x及Y标尺53y之构成，由于与形成于上述光罩编码器系统48之标尺46(分别参照图2(A))之X标尺47x及Y标尺47y(分别参照图2(B))相同，因此省略说明。
返回图3(A)，两个编码器基座54(以及对应之两个读头单元60)在X轴方向分离配置。两个编码器基座54之构成除了配置不同这点以外，其余部分实质相同，因此以下仅针对一方之编码器基座54、以及对应该编码器基座54之一对读头单元60之构成进行说明。
编码器基座54，从图4及图5可知，具备固定于上架台部18a下面之延伸于Y轴方向之板状构件构成的第1部分54a、以及固定于第1部分54a下面之延伸于Y轴方向之由XZ剖面U字形构件构成的第2部分54b，整体形成为延伸于Y轴方向之筒状。本实施方式中，如图3(A)所示，两个编码器基座54之X位置，虽与投影光学系16之X位置在一部分重复，但编码器基座54与投影光学系16系机械式地分离(以非接触状态)配置。此外，编码器基座54，亦可在投影光学系16之+Y侧与－Y侧分离配置。如图5所示，于编码器基座54下面固定有一对Y线性导件63a。一对Y线性导件63a分别由延伸于Y轴方向之构件构成，在X轴方向以既定间隔相互平行配置。
于编码器基座54下面固定有多个编码器标尺56(以下单称为标尺56)。本实施方式中，标尺56如图1(A)所示，于投影光学系16之+Y侧区域在Y轴方向分离配置有两个，于投影光学系16之－Y侧区域在Y轴方向分离配置有两个。亦即，于编码器基座54合计固定有四个标尺56。多个标尺56之各个实质相同。标尺56，由延伸于Y轴方向之俯视矩形之板状(带状)构件构成，与配置于基板载台装置20之标尺52同样地，借助石英玻璃形成。此外，为了容易理解，图3(A)中，多个标尺56以实线图标，并图标成配置于编码器基座54上面，但多个标尺56，实际上如图1所示配置于编码器基座54下面侧。
如图3(C)所示，在标尺56下面之宽度方向一侧(在图3(C)中为+X侧)之区域形成有X标尺57x。又，在标尺56下面之宽度方向另一侧(在图3(C)中为－X侧)之区域形成有Y标尺57y。X标尺57x及Y标尺57y之构成，由于与形成于上述光罩编码器系统48之标尺46(分别参照图2(A))之X标尺47x及Y标尺47y(分别参照图2(B))相同，因此省略说明。
返回图1，两个读头单元60，于编码器基座54下方在Y轴方向分离配置。两个读头单元60之各个，由于除了在图1中配置成纸面左右对称这点以外，其余实质相同，因此以下仅针对其中一方(－Y侧)说明。读头单元60，如图4所示，具备Y滑动平台62、一对X读头64x、一对Y读头64y(图4中由于隐藏于一对X读头64x之纸面内侧，故未图示。参照图3(C))、一对X读头66x(图4中一方之X读头66x未图示，参照图3(B))、一对Y读头66y(图4中一方之Y读头66y未图示，参照图3(B))、以及用以将Y滑动平台62驱动于Y轴方向之皮带驱动装置68。本实施方式中，Y滑动平台62、皮带驱动装置68虽构成为设在装置本体18之上架台部18a下面(参照图4)，但亦可设于中架台部18c。
Y滑动平台62由俯视矩形之板状构件构成，于编码器基座54之下方，相对该编码器基座54隔着既定空隙配置。又，Y滑动平台62之Z位置，设定为不论基板载台装置20所具有之基板保持具34(分别参照图1)之Z倾斜位置为何，均较该基板保持具34更靠+Z侧。
于Y滑动平台62之上面，如图5所示，对上述Y线性导件63a经由未图示之滚动体(例如循环式之多个滚珠)于Y轴方向滑动自如地卡合之Y滑动构件63b固定有多个(相对于一支Y线性导件63a为两个(参照图4))。Y线性导件63a与对应该Y线性导件63a之Y滑动构件63b构成例如美国专利第6,761,482号说明书所揭示机械式Y线性导件装置63，Y滑动平台62，经由一对Y线性导件装置63相对于编码器基座54被直进导引于Y轴方向。
皮带驱动装置68，如图4所示具备旋转驱动装置68a、滑轮68b、以及皮带68c。此外，亦可分为－Y侧之Y滑动平台62驱动用与+Y侧之Y滑动平台62(图4中未图示。参照图3(A))驱动用，亦可独立配置皮带驱动装置68，亦可以一个皮带驱动装置68一体地驱动一对Y滑动平台62。
旋转驱动装置68a固定于编码器基座54，具备未图示之旋转马达。该旋转马达之旋转数、旋转方向，被主控制装置90(参照图7)控制。滑轮68b，借助旋转驱动装置68a而绕与X轴平行之轴线被旋转驱动。又，虽未图标，但皮带驱动装置68，具有相对于上述滑轮68b在Y轴方向分离配置、以绕与X轴平行之轴线旋转自如之状态安装于编码器基座54之另一滑轮。皮带68c，一端及另一端连接于Y滑动平台62，且长度方向之中间部之2处以上述滑轮68b及上述另一滑轮(未图示)被赋予既定张力之状态卷挂。皮带68c之一部分插通于编码器基座54内，例如抑制来自皮带68c之粉尘附着于标尺52,56等。Y滑动平台62，借助滑轮68b被旋转驱动，被皮带68c牵引而往Y轴方向以既定行程往复移动。
主控制装置90(参照图7)，将一方(+Y侧)之读头单元60在配置于较投影光学系16(参照图1)靠+Y侧之两个标尺56之下方、且将另一方(－Y侧)之读头单元60在配置于较投影光学系16靠－Y侧之两个标尺56之下方，往Y轴方向以既定行程适当地同步驱动。此外，作为驱动Y滑动平台62之致动器，本实施方式中虽使用包含带齿滑轮68b与带齿皮带68c之皮带驱动装置68，但并不限于此，亦可使用包含无齿滑轮与皮带之摩擦轮装置。又，牵引Y滑动平台62之可挠性构件不限于皮带，亦可是例如绳、金属线、链条等。又，用以驱动Y滑动平台62之致动器种类不限于皮带驱动装置68，例如亦可是线性马达、进给螺杆装置等之其他驱动装置。
X读头64x、Y读头64y(在图4中未图示。参照图5)、X读头66x、以及Y读头66y之各个，是与上述光罩编码器系统48所具有之X读头49x、Y读头49y(分别参照图2(B))相同之所谓绕射干涉方式之编码器读头，固定于Y滑动平台62。此处，读头单元60中，一对Y读头64y、一对X读头64x、一对Y读头66y、以及一对X读头66x，以各自相互间之距离不会因振动等而变化之方式相对Y滑动平台62固定。又，Y滑动平台62本身亦同样地，以一对Y读头64y、一对X读头64x、一对Y读头66y、以及一对X读头66x各自相互间之距离不会因例如温度变化而变化之方式，以热膨胀率较标尺52,56低之(或者与标尺52,56同等之)材料形成。
如图6所示，一对X读头64x之各个，对X标尺57x上之在Y轴方向彼此分离之2处(2点)照射测量光束，一对Y读头64y之各个，对Y标尺57y上之在Y轴方向彼此分离之2处(2点)照射测量光束。基板编码器系统50，借助上述X读头64x及Y读头64y接收来自对应之标尺之光束，将Y滑动平台62(图6中未图示。参照图4及图5)之位移量信息供应至主控制装置90(参照图7)。
亦即，基板编码器系统50，借助八个(2×4)X读头64x及与该X读头64x对向之X标尺57x(依Y滑动平台62之Y位置而不同)，构成用以求出四个Y滑动平台62(亦即四个读头单元60(参照图1))各自在Y轴方向之位置信息之八个X线性编码器96x(图6中未图示。参照图7)，借助八个(2×4)Y读头64y及与该Y读头64y对向之Y标尺57y(依Y滑动平台62之Y位置而不同)，构成用以求出四个Y滑动平台62各自在Y轴方向之位置信息之八个Y线性编码器96y(图6中未图示。参照图7)。
主控制装置90如图7所示，根据八个X线性编码器96x、以及八个Y线性编码器96y之输出，以例如10nm以下之分解能力求出四个读头单元60(参照图1)各自在X轴方向及Y轴方向之位置信息。又，主控制装置90，根据与一个读头单元60对应之两个X线性编码器96x(或者两个Y线性编码器96y)之输出求出该读头单元60之θz位置信息(旋转量信息)。主控制装置90，根据四个读头单元60各自在XY平面内之位置信息，使用皮带驱动装置68控制读头单元60在XY平面内之位置。
此处，如图3(A)所示，于编码器基座54，如上所述在投影光学系16之+Y侧及－Y侧之区域分别在Y轴方向以既定间隔配置有两个标尺56。
又，与上述光罩编码器系统48同样地，基板编码器系统50中，一个读头单元60所具有之一对X读头64x及一对Y读头64y各自之间隔，亦如图3(C)所示设定成较相邻之标尺56间之间隔宽。藉此，基板编码器系统50中，一对X读头64x中随时有至少一方对向于X标尺57x，且一对Y读头64y中之至少一方随时对向于Y标尺57y。因而，基板编码器系统50，可不中断测量值而求出Y滑动平台62(读头单元60)之位置信息。因此，此处亦进行与上述之光罩编码器系统48中之读头输出之接续处理相同之读头输出之接续处理(参照图16(A)～图16(E))。
又，如图6所示，一对X读头66x之各个，对X标尺53x上之在X轴方向彼此分离之2处(2点)照射测量光束，一对Y读头66y之各个，对Y标尺53y上之在X轴方向彼此分离之2处(2点)照射测量光束。基板编码器系统50，借助上述X读头66x及Y读头66y接收来自对应之标尺之光束，将基板保持具34(图6中未图示。参照图1)之位移量信息供应至主控制装置90(参照图7)。
亦即，基板编码器系统50，借助八个(2×4)X读头66x及与该X读头66x对向之X标尺53x(依基板保持具34之X位置而不同)，构成用以求出基板P在X轴方向之位置信息之八个X线性编码器94x(图6中未图示。参照图7)，借助八个(2×4)Y读头66y及与该Y读头66y对向之Y标尺53y(依基板保持具34之X位置而不同)，构成用以求出基板P在Y轴方向之位置信息之八个Y线性编码器94y(图6中未图示。参照图7)。
主控制装置90如图7所示，根据八个X线性编码器94x及八个Y线性编码器94y之输出、以及上述八个X线性编码器96x及八个Y线性编码器96y之输出(亦即，四个读头单元60各自在XY平面内之位置信息)，以10nm以下之分解能力求出基板保持具34(参照图1)相对装置本体18(参照图1)在X轴方向及Y轴方向之位置信息。换言之，主控制装置90，根据用以测量基板保持具34往X方向移动时之基板保持具之X方向位置之X线性编码器94x之输出、以及用以测量读头单元60之X方向位置之X线性编码器96x之输出，求出载置于基板保持具34之基板P之X轴方向之位置信息。又，主控制装置90，根据Y线性编码器94y之输出、以及用以测量与基板保持具34往Y方向之驱动同步地被驱动于Y方向之读头单元60之Y方向位置之Y线性编码器96y之输出，求出载置于基板保持具34之基板P之Y轴方向之位置信息。又，主控制装置90，根据八个X线性编码器94x(或者八个Y线性编码器94y)中之至少两个输出求出基板保持具34之θz位置信息(旋转量信息)。主控制装置90，根据从上述基板编码器系统50之测量值求出之基板保持具34在XY平面内之位置信息，使用基板驱动系93控制基板保持具34在XY平面内之位置。
又，如图3(A)所示，于基板保持具34，如上所述在基板P之+Y侧及－Y侧之区域分别在X轴方向以既定间隔配置有四个标尺52。
又，与上述光罩编码器系统48同样地，一个读头单元60所具有之一对X读头66x及一对Y读头66y各自之间隔，如图3(B)所示，设定为较相邻之标尺52间之间隔宽。藉此，基板编码器系统50中，一对X读头66x中随时有至少一方对向于X标尺53x，且一对Y读头66y中之至少一方随时对向于Y标尺53y。因而，基板编码器系统50，可不中断测量值而求出基板保持具34(参照图3(A))之位置信息。因此，此处亦进行与上述之光罩编码器系统48中之读头输出之接续处理相同之读头输出之接续处理(参照图16(A)～图16(E))。
又，以本实施方式之基板编码器系统50所具有之合计十六个朝下读头(八个X读头66x及八个Y读头66y)中至少三个读头随时对向于任一个标尺之方式，设定各读头之间隔及各标尺之间隔。藉此，能在曝光动作中随时保持能求出基板保持具34在水平面之3自由度方向(X、Y、θz)之位置信息。
返回图5，防尘盖55由形成为XZ剖面U字状之延伸于Y轴方向之构件构成，上述编码器基座54之第2部分54b及Y滑动平台62隔着既定空隙插入一对对向面间。于防尘盖55之下面形成有使X读头66x及Y读头66y通过之开口部。藉此，抑制从Y线性导件装置63、皮带68c等产生之粉尘附着于标尺52。又，于编码器基座54之下面固定有一对防尘板55a(图4中未图示)。标尺56配置于一对防尘板55a间，抑制从Y线性导件装置63等产生之粉尘附着于标尺56。
图7显示以液晶曝光装置10(参照图1)之控制系为中心构成、统筹控制构成各部之主控制装置90之输出入关系的方块图。主控制装置90包含工作站(或微电脑)等，统筹控制液晶曝光装置10之构成各部。
以如上述方式构成之液晶曝光装置10(参照图1)，在主控制装置90(参照图7)之管理下，借助未图示之光罩装载器进行光罩M对光罩载台装置14上之装载，且借助未图示之基板装载器进行基板P对基板载台装置20(基板保持具34)上之装载。其后，借助主控制装置90，使用未图标之对准检测系执行对准测量，在该对准测量之结束后，对设定于基板P上之多个照射区域进行逐次步进扫描方式之曝光动作。
其次，使用图8(A)～图15(B)说明曝光动作时之光罩载台装置14及基板载台装置20之动作一例。此外，以下说明中，虽说明于1片基板P上设定有四个照射区域之情形(所谓撷取4面之情形)，但设定于1片基板P上之照射区域之数目及配置能适当变更。
图8(A)显示对准动作结束后之光罩载台装置14，图8(B)显示对准动作结束后之基板载台装置20(不过，基板保持具34以外之构件未图示。以下同)。曝光处理，作为一例，如图8(B)所示，从设定于基板P之－Y侧且+X侧之第1照射区域S1开始进行。光罩载台装置14，如图8(A)所示，以光罩M之+X侧端部位于较被来自照明系12之照明光IL(分别参照图1)照射之照明区域(不过，图8(A)所示之状态，还未对光罩M照射照明光IL)略靠－X侧之方式，根据光罩编码器系统48(参照图7)之输出进行光罩M之定位。
具体而言，相对照明区域之光罩M之图案区域之+X侧端部，往-X侧相隔为了以既定速度扫描曝光所必须之助跑距离(亦即，为了达到既定速度所必须之加速距离)而配置，以在该位置能借助光罩编码器系统48测量光罩M位置之方式设有标尺46。主控制装置90(参照图7)亦在至少三个(四个读头49x及四个读头49y中之三个)读头不从标尺46脱离(不成为可测量范围外)之范围内进行光罩保持具40之位置控制。
又，基板载台装置20，如图8(B)所示，以第1照射区域S1之+X侧端部位于较被来自投影光学系16之照明光IL(参照图1)照射之曝光区域(不过，图8(B)所示之状态，还未对基板P照射照明光IL)略靠－X侧之方式，根据基板编码器系统50(参照图8)之输出进行基板P之定位。具体而言，相对曝光区域之基板P之第1照射区域S1之+X侧端部，往-X侧相隔为了以既定速度扫描曝光所必须之助跑距离(亦即，为了达到既定速度所必须之加速距离)，以在该位置能借助基板编码器系统50测量基板P位置之方式设有标尺52。主控制装置90(参照图7)亦在至少三个(八个读头66x及八个读头66y中之三个)读头不从标尺52脱离(不成为可测量范围外)之范围内进行基板保持具34之位置控制。
此外，即使在结束照射区域之扫描曝光并分别使光罩M及基板P减速之侧，亦同样地，以使光罩M及基板P进一步移动为了从扫描曝光时之速度减速至既定速度所必须之减速距离为止能以光罩编码器系统48、基板编码器系统50分别测量光罩M、基板P之位置之方式设有标尺46、52。或者，亦可使之能在加速中及减速中之至少一方之动作中，借助与光罩编码器系统48、基板编码器系统50不同之另一测量系分别测量光罩M及基板P之位置。
其次，如图9(A)所示，光罩保持具40被往+X方向驱动(加速、等速驱动、以及减速)，且与该与光罩保持具40同步地，如图9(B)所示，基板保持具34被往+X方向驱动(加速、等速驱动、以及减速)。在光罩保持具40被驱动时，主控制装置90(参照图7)，根据光罩编码器系统48(参照图7)之输出进行光罩M之位置控制，且根据基板编码器系统50(参照图7)之输出进行基板P之位置控制。在基板保持具34被往X轴方向驱动时，四个读头单元60成为静止状态。在光罩保持具40及基板保持具34被往X轴方向等速驱动之期间，对基板P照射通过光罩M及投影光学系16之照明光IL(分别参照图1)，藉此光罩M所具有之光罩图案被转印至照射区域S1。
在对基板P上之第1照射区域S1之光罩图案之转印结束后，基板载台装置20如图10(B)所示，为了进行对设定在第1照射区域S1之+Y侧之第2照射区域S2之曝光动作，根据基板编码器系统50(参照图7)之输出，基板保持具34被往－Y方向驱动(Y步进)既定距离(基板P之宽度方向尺寸之大致一半之距离)。在上述基板保持具34之Y步进动作时中，光罩保持具40如图10(A)所示，以光罩M之－X侧端部位于较照明区域(不过在图10(A)所示之状态，不照明光罩M)略靠+X侧之状态静止。
此处，如图10(B)所示，在上述基板保持具34之Y步进动作时，基板载台装置20中，四个读头单元60与基板保持具34同步地被往Y轴方向驱动。亦即，主控制装置90(参照图7)，为了一边维持多个读头66y中之至少一个读头不从标尺52脱离之状态(不成为能测量范围外之状态)、一边将基板保持具34经由基板驱动系93(参照图7)往Y轴方向驱动至目标位置，而根据基板编码器系统50(参照图7)中之Y线性编码器94y之输出与Y线性编码器96y(参照图7)之输出，将四个读头单元60经由对应之皮带驱动装置68(参照图7)往Y轴方向驱动。此时，主控制装置90，将四个读头单元60与基板保持具34同步地(以四个读头单元60追随基板保持具34之方式、亦即追随载置于基板保持具34之基板P往Y轴方向(步进方向)之移动之方式)驱动。又，主控制装置90(参照图7)，在多个读头64x,64y中之至少一个读头不从标尺56脱离(不成为可测量范围外)之范围内进行Y滑动平台62之位置控制(往Y轴方向之驱动控制)。
因而，无论基板保持具34之Y位置(亦包含基板保持具34之移动中)为何，从X读头66x、Y读头66y(分别参照图6)照射之测量光束均不会从X标尺53x、Y标尺53y(分别参照图6)脱离。换言之，只要以将基板保持具34在往Y轴方向移动中(Y步进动作中)从X读头66x、Y读头66y照射之测量光束均不会从X标尺53x、Y标尺53y脱离之程度、亦即通过来自X读头66x、Y读头66y之测量光束之测量不中断之(能持续测量之)程度，使四个读头单元60与基板保持具34同步地往Y轴方向移动即可。
此时，亦可在基板保持具34往步进方向(Y轴方向)移动前，使Y滑动平台62(X读头64x、66x、Y读头64y、66y)比基板保持具34先往步进方向开始移动。藉此，能抑制各读头之加速度，进而能抑制移动中之各读头之倾斜(相对于行进方向往前方倾倒)。又，亦可取代此方式，而使Y滑动平台62比基板保持具34慢往步进方向开始移动。
在基板保持具34之Y步进动作结束后，即如图1(A)所示，根据光罩编码器系统48(参照图7)之输出将光罩保持具40往－X方向驱动，且与该光罩保持具40同步地，如图11(B)所示，根据基板编码器系统50(参照图7)之输出将基板保持具34往－X方向驱动。藉此，于第2照射区域S2转印光罩图案。此时，四个读头单元60亦为静止状态。
在对第2照射区域S2之曝光动作结束后，光罩载台装置14如图12(A)所示，光罩保持具40被往+X方向驱动，以光罩M之－X侧端部较照明区域略靠+X侧之方式，根据光罩编码器系统48(参照图7)之输出进行光罩M之定位。又，基板载台装置20如图12(B)所示，为了对设定在第2照射区域S2之－X侧之第3照射区域S3进行曝光动作，基板保持具34被往+X方向驱动，以第3照射区域S3之－X侧端部较曝光区域略靠+X侧之方式，根据基板编码器系统50(参照图7)之输出进行基板P之定位。在图12(A)及图12(A)所示之光罩保持具40及基板保持具34之移动动作时，不会从照明系12(参照图1)对光罩M(参照图12(A))及基板P(参照图12(B))照射照明光IL。亦即，图12(A)及图12(B)所示之光罩保持具40及基板保持具34之移动动作单为光罩M及基板P之定位动作(X步进动作)。
在光罩M及基板P之X步进动作完毕后，光罩载台装置14即如图13(A)所示，根据光罩编码器系统48(参照图7)之输出将光罩保持具40往－X方向驱动，且与该光罩保持具40同步地，如图13(B)所示根据基板编码器系统50(参照图7)之输出将基板保持具34往－X方向驱动。藉此，于第3照射区域S3转印光罩图案。此时亦同样地，四个读头单元60成为静止状态。
在对第3照射区域S3之曝光动作结束后，基板载台装置20如图14(B)所示，为了对设定在第3照射区域S3之－Y侧之第4照射区域S4进行曝光动作，基板保持具34被往+Y方向驱动(步进驱动)既定距离。此时，与图10(B)所示之基板保持具34之Y步进动作时同样地，光罩保持具40成为静止状态(参照图14(A))。又，四个读头单元60，与基板保持具34同步地(以追随基板保持具34之方式)被往+Y方向驱动。
在基板保持具34之Y步进动作完毕后，即图15(A)所示，根据光罩编码器系统48(参照图7)之输出将光罩保持具40往+X方向驱动，且与该光罩保持具40同步地，如图15(B)所示根据基板编码器系统50(参照图7)之输出将基板保持具34往+X方向驱动。藉此，于第4照射区域S4转印光罩图案。此时亦同样地，四个读头单元60成为静止状态。
此处，如上所述，Y标尺53y具有延伸于X轴方向之多条格子线。又，如图36所示，从Y读头66y照射至Y标尺53y上之测量光束之照射点66y(为了方便说明，赋予与Y读头相同符号来说明)，是以Y轴方向作为长轴方向之椭圆状。Y线性编码器94y(参照图6)，在Y读头66y与Y标尺53y相对移动于Y轴方向而测量光束跨格子线后，来自Y读头66y之输出，即根据来自上述照射点之±1次绕射光之相位变化而变化。
相对于此，主控制装置90(参照图6)，在上述扫描曝光动作中，在将基板保持具34往扫描方向(X轴方向)驱动时，以读头单元60(参照图4(B))所具有之Y读头66y不会跨形成Y标尺53y之多个格子线之方式、亦即来自Y读头66y之输出不会变化(变化为零)之方式，控制读头单元60在步进方向之位置(Y位置)。
具体而言，例如借助具有较构成Y标尺53y之格子线间之节距更高之分解能力的传感器测量Y读头66y之Y位置，在来自该Y读头66y之测量光束之照射点即将跨过格子线(Y读头66y之输出即将变化)前一刻，通过读头单元驱动系86(参照图6)控制Y读头66y之Y位置。此外，并不限于此，在因例如来自Y读头66y之测量光束跨过格子线而Y读头66y之输出已变化时，亦可对应此事，驱动控制该Y读头66y，藉此能实质地使来自Y读头66y之输出不变化。此情形下，不需要测量Y读头66y之Y位置之传感器。
在按照以上流程于基板P上之第1～第4照射区域S1～S4进行光罩图案之转印完毕后，在既定基板交换位置进行基板P之交换。此处，一般而言，基板交换位置，由于以投影光学系16不成为基板交换之障碍之方式设定在从投影光学系16下方近处离开之位置，因此在使基板保持具34往基板交换位置移动时，安装于读头单元60之X读头66x、Y读头66y有可能从基板保持具34上之标尺52脱离(成为非对向状态)，造成基板编码器系统50之输出中断。作为此种情况之对策，例如可考虑将基板保持具34大型化并将更长之标尺52配置于基板保持具34上、或者于从基板保持具34离开之位置设置用于板交换时之标尺(或者标记)。又，亦可另外设置基板交换用之副读头，来测量设在基板保持具34外之标尺(或者标记)。
如以上所说明，根据本实施方式之液晶曝光装置10，用以求出光罩M在XY平面内之位置信息之光罩编码器系统48、以及用以求出基板P在XY平面内之位置信息之基板编码器系统50(分别参照图1)，由于对对应之标尺照射之测量光束之光路长较短，因此相较于习知干涉仪系统能更减低空气波动之影响。因而，光罩M及基板P之定位精度提升。又，由于空气波动之影响小，因此能省略使用习知干涉仪系统时所必须之部分空调设备，因此能降低成本。
再者，在使用干涉仪系统之情形，虽必须将大且重之棒反射镜设于光罩载台装置14及基板载台装置20，但本实施方式之光罩编码器系统48及基板编码器系统50，由于不需要上述棒反射镜，因此包含光罩保持具40之系、以及包含基板保持具34之系可分别小型轻量化，且重量平衡亦变佳，藉此光罩M、基板P之位置控制性提升。又，由于与使用干涉仪系统之情形相较，调整部位较少即可，因此光罩载台装置14及基板载台装置20之成本降低，进而维护性亦提升。又，组装时之调整亦容易(或者不需要)。
又，本实施方式之基板编码器系统50，由于借助将四个读头单元60与基板P同步地往Y轴方向(使追随)以求出基板P之Y位置信息的构成，因此不需将延伸于Y轴方向之标尺配置于基板载台装置20侧(或不需于装置本体18侧在Y轴方向排列多个读头)。因而，能简化基板位置测量系之构成，而能降低成本。
又，本实施方式之光罩编码器系统48，由于一边将相邻之一对编码器读头(X读头49x、Y读头49y)之输出依据光罩保持具40之X位置适当地切换、一边求出该光罩保持具40在XY平面内之位置信息的构成，因此即使将多个标尺46于X轴方向以既定间隔(彼此分离地)配置，亦可在不中断之情形下求出光罩保持具40之位置信息。因而，不需准备与光罩保持具40之移动行程同等长度(本实施方式之标尺46之约3倍长度)之标尺，即能降低成本，特别是对于如本实施方式之使用大型光罩M之液晶曝光装置10非常合适。本实施方式之基板编码器系统50亦同样地，由于多个标尺52在X轴方向以既定间隔配置，多个标尺56在Y轴方向以既定间隔配置，因此不需准备与基板P之移动行程同等长度之标尺，对于使用大型基板P之液晶曝光装置10非常合适。
又，如图17(A)所示之比较例之基板编码器系统950所示，与将编码器基座54设有一个(故编码器读头60为两个)之情形相较，图17(B)所示之本实施方式之基板编码器系统50，由于具备由多个(两个)编码器单元(由编码器基座54A与读头单元60A,60B构成之编码器单元、以及由编码器基座54B与读头单元60C,60D构成之编码器单元)，因此能使基板保持具34上之标尺之数目较少或使整体之长度较短。其原因在于，只要如本实施方式般具备两个编码器单元，即使标尺52整体较短，亦可与基板保持具34往X轴方向之移动相应地切换两个编码器单元来使用之故。例如，图17(B)中，在编码器单元仅有一个(由编码器基座54A与读头单元60A,60B构成之编码器单元)之情形时，虽为了测量图17(B)之状态之基板保持具34之位置(X,Y位置)必须将标尺52先配置至读头单元60A之测量位置(读头单元60A之下方近处)为止，但本实施方式中，由于另一个编码器单元(由编码器基座54B与读头单元60C,60D构成之编码器单元)位于能测量标尺52之位置，因此能使标尺52长度如图示般整体缩短。此外，将标尺52长度如图示般整体缩短(减少标尺52数目)，可达成基板载台装置20(参照图1)之小型化、轻量化。
《第2实施方式》
其次，使用图18(A)及图18(B)说明第2实施方式之液晶曝光装置。第2实施方式之液晶曝光装置之构成，由于除了基板编码器系统150之构成不同这点以外，其余均与上述第1实施方式相同，因此以下仅针对相异点说明，针对与上述第1实施方式具有相同构成及功能之要素，赋予与上述第1实施方式相同之符号，省略其说明。
在上述第1实施方式中之基板编码器系统50(参照图3(A))，分别在投影光学系16之+Y侧及－Y侧，于X轴方向分离配置有一对读头单元60及编码器基座54。相对于此，如图18(A)所示，本第2实施方式之基板编码器系统150之相异点在于，分别在投影光学系16之+Y侧(图18中之上侧，于以下亦称「上侧」)及－Y侧(图18中之下侧，于以下亦称「下侧」)，于Y轴方向分离配置有一对读头单元60(60A与60B之组或60C与60D之组)及一对标尺列52。
又，本第2实施方式之基板载台装置120，在基板保持具34上面中之基板P之+Y侧(上侧)及－Y侧(下侧)各自之区域中，于X轴方向各相隔既定间隔(分离)配置之分别包含五个标尺46的多个标尺列(52A～52D)，在Y轴方向分离而各形成两列(52A与52B之两列或52C与52D之两列)，合计形成四列。且这些以与在Y轴方向分离配置之标尺列52A～52D之配置对应之方式，彼此在Y轴方向分离配置多个读头单元60(60A～60D)。一对读头单元(60A与60B及60C与60D)，构成为与基板保持具134在Y轴方向之移动(Y步进)同步地移动于Y轴方向。
基板编码器系统150，例如如图18(B)所示，在基板保持具134相对于投影光学系16从图18(A)所示状态往－Y方向移动后，－Y侧(下侧)之一对读头单元60C,60D中之－Y侧之读头单元60D，成为从编码器基座154上之标尺56脱离之状态。因而，在使基板保持具134往－Y方向步进移动时，必须以在－Y侧(下侧)之读头单元60D从编码器基座154上之标尺56脱离前，能进行不依赖读头单元60D之测量(下侧为仅使用读头单元60C之测量)之方式，进行读头单元60之输出之开关。
同样地，虽未图示，在基板保持具134相对于投影光学系16而从图18(A)所示之状态往+Y方向移动后，+Y侧之一对读头单元60A,60B中之+Y侧之读头单元60A，即成为从编码器基座154上之标尺56脱离之状态。因而，在使基板保持具134往+Y方向步进移动时，必须以在读头单元60A从编码器基座154上之标尺56脱离前，能进行不依赖读头单元60A之测量(上侧为仅使用读头单元60B之测量)之方式，进行读头单元60之输出之开关。
根据第2实施方式，基板保持具134(基板P)不论在Y轴方向中之任何位置，由于具备排列于Y轴方向之多个(两个)读头单元(60A,60B与60C,60D)、以及与该等读头单元协同进行测量之基板保持具134上之标尺列52A～52B，因此能减少编码器基座154上之标尺56数目或使整体长度缩短。其原因在于，只要如本实施方式般将读头单元与标尺列之组合(SET)隔着投影光学系16分别在Y方向之上侧、下侧具备多组(2SET)，则即使编码器基座154上之标尺56整体较短，亦能与基板保持具34往Y轴方向之移动相应地，一边切换用于测量之组一边使用之故。例如，图18(B)中，在上侧、下侧分别仅设有一组(标尺52A与读头单元60A、标尺52D与读头单元60D)之情形时，虽为了测量图18(B)之状态之基板保持具34之位置(X,Y位置)必须将编码器基座154上之标尺56先配置至读头单元60D之测量位置(读头单元60D之下方近处)为止，但本实施方式中，由于另一组(标尺54C与读头单元60C)位于能测量标尺56之位置，因此能使标尺56长度如图示般整体缩短。
此外，若将标尺56长度如图示般整体缩短(减少标尺56数目)，由于编码器基座154，即如图1所示可安装于上架台部18a(光学平台)，因此换言之，能缩短上架台部18a在Y轴方向之长度。
又，根据第2实施方式，由于将基板保持具134上之标尺52隔着投影光学系16于Y方向之各侧(+Y侧、－Y侧)各准备多支，且与其相应地亦准备多个读头单元60，因此在基板保持具34进行Y步进时，即能追随此而将驱动于Y方向之读头单元60之可动范围(Y方向之可动范围)缩短成较于各侧仅具有一组之情形短(较小)。换言之，由于能将可动体即读头单元60往Y方向之可动范围抑制得较短，因此可动体(读头单元60)之移动能限制在所需最低限度，而能抑制对精度面之影响。
此外，上述第1及第2各实施方式之构成仅为一例，能适当变更。例如，上述第1实施方式中，X编码器系统50虽在投影光学系16之+Y侧以及－Y侧分别具有在X轴方向分离之一对Y滑动平台62，但Y滑动平台62之数目亦可为三个以上，于该三个Y滑动平台62之各个，亦可与上述第1实施方式同样地，安装合计八个读头64x,64y,66x,66y(亦即，读头单元60在X轴方向以既定间隔配置三个以上)。又，第1及第2实施方式中，于Y滑动平台62在X轴方向以既定间隔安装之朝下之读头66x,66y之数目亦可为三个以上。
又，上述第1实施方式中，由于一对Y滑动平台62同步被驱动于Y轴方向，因此亦可借助将例如一对Y滑动平台62一体化而使Y滑动平台62成为一个，并于该一个Y滑动平台62，以与上述第1实施方式相同之配置配置朝下之读头66x,66y。此情形下，能省略一方之Y滑动平台62之驱动系(编码器基座54)及测量系(朝上之读头64x,64y)。又，上述第2实施方式中亦同样地，亦可链接分别配置于投影光学系16之+Y侧及－Y侧之Y滑动平台62。
又，上述各实施方式中，标尺46,52虽分别安装于光罩保持具48、基板保持具34，但不限于此，标尺46可直接形成于光罩M，标尺52可直接形成于基板P。图19(A)所示之基板P中，于照射区域之端部附近(照射区域内或照射区域间)形成有标尺52，图19(B)所示之基板P中，除了照射区域之端部附近外，进一步于照射区域内之未形成图案之区域亦形成有标尺52。此种标尺52，于光罩M预先形成元件图案与标尺图案，能与该元件图案对基板P之转印(曝光)动作同时形成于基板P上。因而，在进行第2层以后之曝光动作时，能使用形成于基板P上之标尺52直接进行该基板P之位置控制。同样地，如图19(C)及图19(D)所示，亦可于光罩M直接形成标尺46。又，作为基板编码器系统，借助与形成于照射区域内之多个标尺52对应地配置多个读头单元60，由于能于曝光对象之各照射区域精确地进行基板P之位置测量，因此位置控制性提升。且使用照射区域内之多个标尺之测定结果求出各照射区域之非线形成分误差，并根据该误差进行曝光时之基板P之位置控制，藉此亦能使重叠曝光精度提升。关于使该多个读头单元60与基板P之Y步进动作同步地于Y轴方向以既定行程移动，且在扫描曝光动作时成为静止状态这点，与上述各实施方式相同。
又，如图20(A)及图20(B)所示，亦可以传感器164,166测量读头单元60所具有之一对编码器读头(亦即一对X读头64x、一对X读头66x、一对Y读头64y、以及一对Y读头66y各个)相互间之距离，并使用该测量值修正基板编码器系统50之输出。传感器164,166之种类虽无特别限定，但能使用例如雷射干涉仪等。基板编码器系统50，虽如上述进行一对编码器读头之输出之接续处理，但在此接续处理中，以一对编码器读头间之间隔为已知且不变作为前提条件。因此，作为安装各读头之Y滑动平台62，虽以例如热膨胀等之影响少之材料形成，但亦能如本变形例般，借助测量编码器读头间之间隔，假使Y滑动平台62变形(一对编码器读头间之间隔变化)，亦能以高精度求出基板P之位置信息。同样地，光罩编码器系统48中，亦可测量一对编码器读头(亦即一对X读头49x及一对Y读头49y)间之距离，并使用该测量值修正光罩编码器系统48之输出。关于光罩编码器系统48之读头49x,49y亦相同。又，亦可测量读头单元60所具有之所有(本实施方式中合计为八个)读头(朝下之一对读头66x,66y、朝上之一对读头64x,64y)各自之相对位置关系并修正测量值。
又，如上所述，亦可进行适当(例如每于基板交换时)测量读头单元60所具有之一对编码器读头(亦即一对X读头64x、一对X读头66x、一对Y读头64y、以及一对Y读头66y各个)相互间之距离的校准动作。又，亦可与进行上述读头间之间隔测定之校准点分开设置用以进行光罩编码器系统48、基板编码器系统50各自之输出之原点定位之校准点。用以进行该原点定位之定位标记，例如亦可配置于多个标尺46,52之延长线上(外侧)，亦可配置于相邻之一对标尺46,52间，或形成于标尺46,52内。
又，亦可求出安装有各编码器读头64x,64y,66x,66y之Y滑动平台62相对水平面之倾斜(θx、θy方向之倾斜)量，并与该倾斜量(亦即各读头64x,64y,66x,66y之光轴之倾倒量)相应地修正基板编码器系统50之输出。作为测量系，如图21(A)所示，能使用将多个Z传感器64z安装于Y滑动平台62，并以编码器基座54(或上架台部18a)作为基准求出Y滑动平台62之倾斜量的测量系。或者，如图21(B)所示，亦可设置两轴之雷射干涉仪264，并求出Y滑动平台62之倾斜量(θx、θy方向之倾斜量)及旋转量(θz方向之旋转量)。又，亦可个别测量各读头64x,64y,66x,66y之倾斜量。
又，上述第2实施方式中，亦可如图22(A)所示，使－X侧之X读头66X1及－X侧之Y读头66Y1之X位置，与构成投影光学系16之多个光学系中相对通过投影光学系16光学中心之与Y轴平行之轴线OC配置于－X侧之光学系16a之X位置一致，且使+X侧之X读头66X2及+X侧之Y读头66Y2之X位置，与多个光学系中相对轴线OC配置于+X侧之光学系16b之X位置一致，亦即，使一对X读头66X1,66X2间之间隔及一对Y读头66Y1,66Y2间之间隔与光学系16a,16b间之间隔一致。藉此能减低阿贝误差。此外，亦可不一定要与光学系16a,16b间之间隔一致，亦可使－X侧之X读头66X1,Y读头66Y1与+X侧之X读头66X2,Y读头66Y2相对轴线OC以等距离(相对轴线OC呈对称地)配置。又，上述第1实施方式中，亦能借助将在X轴方向相邻之一对读头单元60相对轴线OC以等距离(相对轴线OC呈对称地)配置以减低阿贝误差。此情形下，亦能使在X轴方向相邻之一对读头单元60中配置于内侧之读头66x,66y与光学系16a,16b之X位置一致。
又，如图22(B)所示，针对一个读头单元60(参照图18(A))，可于X轴方向以既定间隔(较相邻之标尺521,522间之间隔长之距离)安装例如三个X读头66X1～66X3及例如三个Y读头66Y1～66Y3。此情形下，可于轴线OC上配置中央之X读头66X2及Y读头66Y2。此情形下，由于两个读头始终对向于标尺，因此θz方向之位置测量精度稳定。
又，亦可如图22(C)所示，将+Y侧之标尺521,522之X位置与－Y侧之标尺523,524之X位置(亦即将标尺52间之间隙之位置)相互错开成+Y侧之X读头66X3,Y读头66Y3不会与－Y侧之X读头66X1,Y读头66Y1(或X读头66X2,Y读头66Y2)同时成为测量范围外。此情形下，+Y侧之X读头66x及Y读头66y能分别省略一个。
又，亦可如图23(A)所示，将+Y侧之标尺521,522之X位置与－Y侧之标尺523,524之X位置相互错开成+Y侧之X读头66X3,Y读头66Y3不会与－Y侧之X读头66X1,Y读头66Y1同时成为测量范围外，且+Y侧之X读头66X4,Y读头66Y4不会与－Y侧之X读头66X2,Y读头66Y2同时成为测量范围外。
又，亦可如图23(B)所示，将+Y侧之X读头66X3,Y读头66Y3配置于轴线OC上。此情形下，亦将+Y侧之标尺521,522之X位置与－Y侧之标尺523,524之X位置相互错开成不会与－Y侧之X读头66X2,Y读头66Y2同时成为测量范围外。
又，如图24(A)及图24(B)所示，亦可于与安装于基板保持具40之标尺52(参照图1)对向之朝下之读头66x,66y设置Z驱动机构。读头66x,66y包含能在Z轴方向移动之可动读头206。在基板P与标尺52之Z变动较小且为已知之情形，可将可动读头206与基板保持具40之Z轴/倾斜轴同步地上下动(例如，追随基板P之自动聚焦动作而驱动)。又，在基板P与标尺52间之Z变动不同之情形时，亦可于读头66x,66y搭载自动聚焦机构，并根据该自动聚焦机构之输出使可动读头206上下动。又，在因将可动读头206驱动于Z轴方向而导致之误差之影响较大之情形时，作为Z驱动机构，可设置固定在Y滑动平台62之X干涉仪202与能往Z轴方向移动之反射镜204(可动读头206固定于反射镜204)，并反馈偏差。
又，亦可设置测量光罩载台装置14侧之编码器(光罩编码器系统48)与基板载台20侧之编码器(基板编码器系统50)相互间之相对位置的测量系(相关位置测量系)。于图25(A)及图25(B)显示有上述相对位置测量系之概念图。
作为相对位置测量系之概念，借助光罩编码器系统之位置传感器观察透镜标尺(或基准标记)，并管理光罩载台装置14侧之编码器系统及基板载台装置20侧之编码器系统之相对位置的构成。就其程序而言，(S1)以位置传感器测量光罩编码器与标尺后，(S2)驱动基板载台侧之编码器系统，测量标尺位置(或基准标记)，(S3)借助上述(S1)及(S2)，管理光罩载台装置14及基板载台装置20之相对位置。就具体动作而言，i)在观察透镜标尺(基板载台侧)之标记后，ii)观察光罩载台编码器及透镜标尺(基板载台侧)之差异。在上述i)之步骤中，A：观察基准标记，且B：观察透镜标尺(参照图25(B)之(i))。又，在上述ii)之步骤中，于光罩载台侧亦配置标记并加以观察(参照图25(B)之(ii))。亦可如图26所示，于投影光学系16设置形成有基准标记之板，并观察形成于该板之标记。
又，作为相对位置测量系，亦能为如图27(A)及图27(B)所示之态样。在图27(A)之态样，借助各编码器之位置传感器(干涉仪)测定透镜距离。又，在图27(B)之态样，借助各编码器(透镜/光罩载台侧，透镜/板载台侧)观察透镜间距离。此外，各编码器能驱动。在图27(A)及图27(B)所示之态样、亦即透镜(像位置)基准之情形时，虽非如上述图25(A)～图26所示之构成亦会成立，但亦可与上述图25(A)～图26所示之构成加以组合。又，相对位置之校正，可在基线测量(透镜校准等之像位置基准校准)时进行。图28(A)～图28(C)，是显示与上述图27(A)所示态样相关之详细情况的图，图29(A)～图29(C)，是显示与上述图27(B)所示态样相关之详细情况的图。
图30及图31显示有基于上述概念(参照图25(A)及图25(B))之相对位置测量系之另一具体例。图30及图31所示之态样，是将上述两个态样组合而成者。作为其步骤，与上述图26所示之态样同样地，i)在观察透镜标尺(基板载台侧)之标记后，ii)观察光罩载台编码器及透镜标尺(基板载台侧)之差异。在上述i)之步骤中，A：观察基准标记，且B：观察透镜标尺(参照图30及图31之(i))。又，在上述ii)之步骤中，于光罩载台侧亦配置标记并加以观察(参照图30及图31之(ii))。
此外，于液晶曝光装置10(参照图1)，在支承投影光学系16之上架台部18a(光学平台)，如图32所示，设有用以测量基板P上之多个对准标记Mk(以下单称为「标记Mk」)之多个对准显微镜ALG系(以下单称为「ALG系」)。在图32之例中，于基板P上设定有四个照射区域(所谓撷取4面之情形)，于该四个照射区域各自之四角部附近形成有标记Mk(图标成较实际大非常多)。ALG系，以能同时检测出(测量)在基板上之Y轴方向形成之多个标记Mk之方式，在Y轴方向配置有多个。图32中，以能测量在Y轴方向排列之两个照射区域内所形成之合计四个标记Mk之方式，以与标记Mk形成间隔相应之间隔，将四个ALG系在Y方向排列而经由基座构件354固设于上架台部18a。基座构件354，虽与上述之基座构件54为大致同等之构成，但如图32所示，标尺356构成(Y轴方向之设置长度)较设置于上述基座构件54之标尺56短，这点相异。其原因在于，在以ALG系检测出标记Mk时，虽为了使各标记Mk配置于各ALG系之观察视野内而使基板移动于X方向，但在该标记检测时几乎无使基板移动于Y方向之必要，而不大需要检测基板之Y方向之移动之故。此外，图32中，虽说明ALG系固设于设在上架台部18a之基座构件354之下面，但并不限于此，亦可将ALG系直接固设于上架台部18a。
基座构件354由延伸于Y轴方向之构件构成，于其下面(图32中为了使理解容易而以实线显示)固定有四个标尺356。此四个标尺356中内侧之两个标尺，其Y轴方向之长度较外侧之标尺短。此外，图32中，虽于一对编码器基座54之－X侧配置有基座构件354，但配置位置并不特别限定，例如亦可配置于一对编码器基座54之+X侧，亦可配置于一对编码器基座52之+X侧及－X侧之各侧，或配置于一对编码器基座54之间。
此外，图32所示之例中，X轴方向测量用之标尺52，在X轴方向中设置至设置有ALG系之位置，在该位置设有对标尺52照射测量光束之读头单元60。其原因在于，是为了避免在对准测量时借助编码器系统(标尺52与读头单元60)进行之位置测量，因与ALG系之标记检测位置之关系而产生阿贝误差之故。因此，图32中，并非为如第1实施方式(图3(A)或图17(B))所示之标尺52之配置(以投影光学系16为中心在+X方向侧、－X方向侧为大致对称之数目或长度之配置)。图32中，如图所示，设置成在扫描方向侧之一侧(－X侧)中，标尺52数目较该另一侧(+X侧)多(或标尺52之全长较长)。
读头单元60，与上述基板编码器系统50之读头单元60(分别参照图3(A)等)为相同构成。使用此读头单元60与标尺52,356，以与上述实施方式所说明者相同之手法求出基板P之位置信息(X位置,Y位置)。又，基板P上之多个标记Mk之检测动作，将基板P驱动于X轴方向，于对准显微镜ALG系之正下方将标记Mk适当地定位后进行。具体而言，若在各ALG系之视野内捕捉到标记Mk，则就各ALG系检测各ALG系之既定位置(例如视野中心)与各标记Mk之中心位置的位置关系。根据该各ALG系之检测结果与上述中所求出之基板P位置信息(X,Y位置)求出各标记Mk之位置信息。
此外，图32中虽说明了将ALG系固设于上架台部18a(光学平台)，但亦可将多个ALG系之相对位置关系构成为可变更。例如，将多个ALG系中之一部分ALG系或全部之ALG系，以能借助马达或皮带等驱动系移动于Y方向之方式配置于光学平台，且将检测ALG系间之Y方向之相对位置变动之传感器(使用TOF(Time－of－Flight)法之距离测定传感器或干涉仪等)设于可动ALG系或固定ALG系。如此一来，即使在任意照射配置(标记配置)、例如进行所谓取6面之(在Y轴方向相邻之标记Mk之间隔较图32所示之场合窄)之情形时，亦能容易地进行标记Mk之检测。又，当于一片基板P上混在有面积相异之多个照射区域(所谓同时撷取)之情形时，亦即标记Mk未规则地配置于基板P上之情形时，亦能借助控制多个ALG系在Y方向之相对位置关系来容易地对应。此外，此情形下，可动ALG系之Y轴方向之位置控制，用户根据传达给曝光装置之制法所含之照射图信息(设计上之标记Mk之坐标位置信息)来进行。
又，作为在Y轴方向为可动之对准显微镜系统，亦可考虑与图32不同之其他构成。液晶曝光装置10(图1)，亦可除了上述基板编码器系统50以外，还具有如图33所示之基板对准标记测量系统450(以下，单称为「ALG测量系统450」)。ALG测量系统450，是检测形成于基板P上之多个标记Mk之装置。此外，图33亦与图32同样地，虽说明了于基板P上设定有四个照射区域，于该四个照射区域各自之四角部附近形成有标记Mk，但标记Mk之数目及配置位置可适当变更。
ALG测量系统450具有基座构件454与一对可动平台460。基座构件454，除了上述基板编码器系统50之编码器基座54(分别参照图1)与标尺56数目增加这点以外，其余则为实质相同之构件，固定于装置本体18之上架台部18a(分别参照图1)之下面。基座构件454由延伸于Y轴方向之构件构成，于其下面(图33中为了容易理解而以实线显示)固定有较基座54多(例如七个)之标尺56。此外，图33亦与图32同样地，虽于一对编码器基座54之－X侧配置有基座构件454，但配置位置并不特别限定，例如亦可配置于一对编码器基座54之+X侧，亦可配置于一对编码器基座52之+X侧及－X侧之各侧，或配置于一对编码器基座54之间。
图33所示之与基座构件454对向配置之一对读头单元60，系与上述实施方式同样地与基板保持具34同步被驱动于Y轴方向，其构成亦与上述实施方式相同。
进一步地，在图33之例中，具备相对此一对读头单元60能在至少Y方向相对移动之一对可动平台460。此可动平台460，除了取代四个朝下读头(一对X读头66x、一对Y读头66y。参照图6)而具有包含影像传感器等之对准显微镜(ALG系)这点以外，与上述基板编码器系统50之读头单元60(分别参照图3(A)等)为相同构成。亦即，可动平台460，借助未图示之致动器而在基座构件454下方往Y轴方向被以既定行程适当(一体地或独立地)驱动。又，可动平台460具有四个朝上读头(一对X读头64x、一对Y读头64y。参照图6)。可动平台460之位置信息，借助包含与上述四个朝上读头对应之标尺56之编码器系统以高精度求出。此外，与一个基座构件454对应之可动平台460之数目，在图33中虽为两个，但并不特别限定，亦可为一个或三个以上。又，可动平台460之可动范围亦可较读头单元60宽，标尺54之数目亦可适当地变更。
基板P上之多个标记Mk之检测动作，在将ALG系与标记Mk之Y位置(如上述之设计上之标记Mk之坐标位置信息)相应地定位后，将基板P驱动于X轴方向(此驱动时之基板保持具34之X、Y位置控制系根据来自与基座构件454对向配置之读头单元60之输出来进行)，将标记Mk适当地定位于ALG系之下方近处(视野内)而进行。
本ALG测量系统450中，由于能任意地改变可动平台460、亦即ALG系之Y位置，因此即使在Y轴方向相邻之标记Mk之间隔变化，亦能容易地进行标记Mk之同时检测。因而，即使例如在Y轴方向相邻之标记Mk之间隔较图33所示之情形窄，亦能容易地进行标记Mk之检测。又，即使是所谓同时撷取之场合，亦可借助适当地控制可动平台360之Y位置而容易地对应。
关于上述ALG系之构成，虽在图32、33中以上述第1实施方式为基础进行了说明，但并不限于此，亦能适用于上述第2实施方式之系统。又，亦能适用于作为上述第1实施方式之比较例所说明之图17(A)所示之系统。
又，上述第1实施方式之光罩编码器系统48、基板编码器系统50中，编码器读头及标尺之配置亦可相反。亦即，用以求出光罩保持具40之位置信息之X线性编码器92x、y线性编码器92y，亦可为于光罩保持具40安装编码器读头，于编码器基座43安装标尺的构成。又，用以求出基板保持具34之位置信息之X线性编码器94x、y线性编码器94y，亦可于基板保持具34安装编码器读头，于Y滑动平台62安装标尺。此情形下，安装于基板保持具34之编码器读头，可沿着X轴方向配置多个，并可相互切换动作。同样地，用以求出Y滑动平台62之位置信息之X线性编码器96x、y线性编码器96y，亦可于Y滑动平台62安装标尺，于编码器基座54(装置本体18)安装编码器读头。此情形下，安装于编码器基座54之编码器读头，可沿着Y轴方向配置多个，并可相互切换动作。在于基板保持具34及编码器基座54固定编码器读头之情形，亦可使固定于Y滑动平台62之标尺共通化。
又，虽说明了基板编码器系统50中，于基板载台装置20侧固定有多个延伸于X轴方向之标尺52，于装置本体18(编码器基座54)侧固定有多个延伸于Y轴方向之标尺56的情形，但并不限于此，亦可于基板载台装置20侧固定有多个延伸于Y轴方向之标尺，于装置本体18侧固定有多个延伸于X轴方向之标尺。此情形下，读头单元60，在基板P之曝光动作时与基板保持具34同步地被往X轴方向驱动。
又，虽说明了光罩编码器系统48中，三个标尺46于X轴方向分离配置，基板编码器系统50中，两个标尺52于Y轴方向分离配置，四个(或五个)标尺56于X轴方向分离配置的情形，但标尺之数目并不限于此，可视例如光罩M、基板P之大小、或者移动行程适当变更。又，多个标尺可不一定要分离配置，亦可使用例如更长之一个标尺(在上述实施方式之情形，例如为标尺46之约3倍长度之标尺、标尺52之约2倍长度之标尺、标尺56之约4倍(或5倍)长度之标尺)。
又，在设置多个标尺之场合，各标尺之长度亦可彼此相异。例如，借助将延伸于X轴方向之标尺之长度设定成较照射区域在X轴方向之长度长，即能避免在扫描曝光动作时之接续处理。关于延伸于Y轴方向之标尺亦相同。再者，亦可以能对应照射区域数目之变化之方式(例如撷取4面之场合与撷取6面之场合)，在配置于投影光学系16一侧之标尺与配置于另一侧之标尺，使彼此长度相异。
又，虽说明了于标尺46,52,56各自之表面独立地形成有X标尺与Y标尺之情形，但不限于此，亦可使用XY二维标尺。此情形下，编码器读头亦能使用XY二维读头。又，虽说明了使用绕射干涉方式之编码器系统之情形，但不限于此，亦能使用所谓拾取(pick up)方式、磁气方式等之其他编码器，亦能使用例如美国专利第6,639,686号说明书等所揭示之所谓扫描编码器等。又，Y滑动平台62之位置信息，亦可借助编码器系统以外之测量系统(例如光干涉仪系统)来求出。
又，亦可取代上述第2实施方式(图18)之构成，改采用图34所示之构成(变形例1)，如此仍能得到与上述第2实施方式之效果同等之效果。图34(变形例1)中，在基板保持具34上，相对投影光学系16于上下(+Y侧、－Y侧)之区域分别配置有一列标尺列52。又，分别将能在Y轴方向移动之读头60，在相对投影光学系16之上下(+Y侧、－Y侧)区域分别各配置多个(图34中为两个)。图34(A)～图34(C)，显示基板保持具34从图34(A)之状态往Y轴方向步进移动时之迁移。又，各图下方之图，是将往Y轴方向步进移动中之标尺52与读头60之位置关系，使用上侧构成(读头60A,60B与标尺52)而代表性地显示之图。由于下侧构成(读头60C,60D与标尺52)之关系亦与上侧构成同等，因此以下说明主要使用上侧构成来说明。
图34中，一对读头60A,60B(60C,60D)中之一方之读头60A(60C)，构成为能在Y轴方向移动范围D1。另一方之读头60B(60D)，构成为能在Y轴方向移动范围D2。藉此，借助一对读头60A,60B，涵盖标尺52(基板保持具34)之Y轴方向之可动范围(D1+D2)。换言之，上述第1实施方式(图3(A))所示之一个可动读头60与标尺52之移动同步而在Y轴方向移动之范围，在本变形例1构成为由两个可动读头60A,60B来分摊。如图34(A)所示，在标尺52于Y轴方向移动D2之范围时，读头60B与标尺52同步地移动。在标尺52步进移动至跨范围D1与D2之边界之位置时，如图34(B)所示，两个读头60A,60B之各个同时测量标尺52。根据在此同时测量所得之各读头60A,60B之输出，将使用于位置测量之读头从读头60B切换至读头60A(换言之即设定读头60A之输出之初始值)。其后，在进一步使标尺52往Y轴方向步进移动时，读头60A与标尺52同步地移动。借助如此地构成多个(一对)可动读头60A,60B，而能谋求编码器基座54在Y轴方向之小型化(标尺56之数目减低)，且能缩短各读头之可动范围。
此外，图34所示之变形例1中，虽构成为一对读头60A,60B之Y轴方向之可动范围(D1,D2)连续，但亦可构成为一部分重叠。
又，即使取代上述第2实施方式(图18)之构成，改采用图35所示之构成(变形例2)，仍能得到与上述第2实施方式之效果同等之效果。上述之变形例1(图34)与本变形例2(图35)之相异点在于，变形例1中可动读头60A,60B在Y轴方向之可动范围为连续或重叠，相较于此，本变形例2中存在可动读头60A,60B之任一者均无法移动之(无法位于之))范围D3、且设有测量标尺52(基板保持具34)在Y轴方向之位置的干涉仪530。以下说明中，以这些相异点为中心进行说明。
一对读头60A,60B(60C,60D)中之一方之读头60A(60C)，构成为可在Y轴方向移动范围D1。另一方之读头60B(60D)，构成为可在Y轴方向移动范围D2。然而，存在两读头60A,60B均无法追随标尺52移动之范围D3。在标尺52于Y轴方向步进移动此范围D3时，使用干涉仪530之输出监控标尺52之Y轴方向之位置。藉此，借助一对读头60A,60B及干涉仪530，涵盖标尺52(基板保持具34)之Y轴方向之可动范围(D1+D2+D3)。换言之，上述第1实施方式(图3(A))所示之一个之可动读头60与标尺52之移动同步而在Y轴方向移动之范围，在本变形例1构成为由两个可动读头60A,60B与干涉仪530来分摊。如图35(A)所示，在标尺52在Y轴方向移动D2之范围时，读头60B与标尺52同步地移动。在标尺52步进移动范围D3时，使用干涉仪530之输出与在范围D2最后测量之读头60B之输出来求出基板保持具34之位置信息。在标尺52步进移动至范围D1之位置时，使用干涉仪530之输出与在范围D2最后测量之读头60B之输出，设定读头60A之输出之初始值。其后，在标尺52进一步地往Y轴方向步进移动时，读头60A与标尺52同步移动。借助如此构成，除了可得到上述第2实施方式之效果外，借助在步进移动区间之一部分利用干涉仪而能使各读头之可动范围更加缩短。
此外，此变形例2中，虽使多个读头60A～60D为可动式，但亦可借助使用干涉仪而设成固定式。例如亦可于与照射尺寸(照射图)相应地预先决定之Y轴方向之位置，将多个读头60A～60D相对光学平台固定地配置。作为一例，亦可将读头60A在图35中固定配置于范围D1之上端部，将读头60B在图35中固定配置于范围D2之下端部(图35(A)之状态)，且将干涉仪530之测距范围设为范围D1+D2+D3之大致全区。如此一来，即可不将读头设为可动式。
此外，上述各实施方式中，构成为将X标尺(图中所示之X轴方向测量用之格子图案)或Y标尺(图中所示之Y轴方向测量用之格子图案)设成彼此独立之标尺用构件(例如配置于编码器基座上之多个标尺构件)。然而，亦可将这些多个格子图案，于相同长度之标尺用构件上各区分成一群格子图案而形成。又，亦可于相同长度之标尺用构件上连续形成格子图案。
又，在基板保持具34上，在X轴方向将多个标尺隔着既定间隔之间隙相连配置之多列标尺群(标尺列)，配置于彼此在Y轴方向分离之不同位置(例如相对投影光学系16之一侧(+Y侧)之位置与另一侧(－Y侧)之位置)时，亦可在多列间，以上述既定间隔之间隙之位置在X轴方向不重复之方式配置。只要如此配置多个标尺列，与彼此之标尺列对应配置之读头即不会同时成为测量范围外(换言之，两读头同时对向于间隙)。
又，在基板保持具34上，将在X轴方向隔着既定间隔之间隙且相连配置有多个标尺之标尺群(标尺列)，于Y轴方向彼此分离之不同位置(例如相对投影光学系16在一侧(+Y侧)之位置与另一侧(－Y侧)之位置)配置多列的情形，亦可将此多个标尺群(多个标尺列)，构成为能根据基板上之照射配置(照射图)区分使用。例如，只要使作为多个标尺列整体之长度在标尺列间彼此相异，即能对应不同之照射图，于撷取4面之情形与撷取6面之情形等，亦能对应形成于基板上之照射区域之数目变化。又，只要如此配置，且使各标尺列之间隙之位置在X轴方向设在彼此不同之位置，由于分别对应于多个标尺列之读头不会同时位于测量范围外，因此能减少接续处理中成为不定值之传感器数目，高精度地进行接续处理。
又，在基板保持具34上，于X轴方向多个标尺隔着既定间隔之间隙相连配置之标尺群(标尺列)中，亦可将一个标尺(X轴测量用之图案)在X轴方向之长度，设定成能以一照射区域之长度(在一边使基板保持具上之基板移动于X轴方向、一边进行扫描曝光时，被照射元件图案而形成于基板上的长度)量连续测定的长度。如此，在一照射区域之扫描曝光中，由于可不进行对多个标尺之读头之接续控制，因此能使扫描曝光中之基板P(基板保持具)之位置测量(位置控制)更加容易。
又，在基板保持具34上多个标尺相隔既定间隔之间隙在X轴方向相连配置之标尺群(标尺列)中，在上述实施方式虽将各标尺长度相同者相连配置，但亦可将长度彼此不同之标尺相连配置。例如，在基板保持具34上之标尺列中，亦可相较于分别配置于靠X轴方向之两端部处之标尺(标尺列中配置于各端部之标尺)在X轴方向之长度，使配置于中央部之标尺之物理长度更长。
又，上述实施方式中，在基板保持具34上多个标尺相隔既定间隔之间隙在X轴方向相连配置之标尺群(标尺列)中，多个标尺间之距离(换言之为间隙之长度)与一个标尺之长度与相对该标尺列移动之两个读头(一个读头单元60内部中彼此对向配置之读头、例如图6所示之两个读头66x)，以满足「一个标尺长度＞对向配置之读头间之距离＞标尺间之距离」之关系之方式配置。此关系，不仅在设在基板保持具34上之标尺与对应其之读头单元60之间、在设在编码器基座54之标尺56与对应其之读头单元60之间亦被满足。
又，上述各实施方式(参照例如图6)中，一对X读头66x与一对Y读头66y虽以分别组成一对之方式在X轴方向排列配置(惟X读头66x与Y读头66y在X轴方向配置于相同位置)，但亦可将这些在X轴方向相对错开配置。
又，上述各实施方式(参照例如图6)中，在形成于基板保持具34上之标尺52内，虽X标尺53x与Y标尺53y在X轴方向以同一长度形成，但亦可使这些之长度彼此相异。或亦可使两者在X轴方向相对错开配置。
此外，在某读头60与对应其之标尺列(将多个标尺相隔既定间隙在既定方向相连配置之标尺列)在X轴方向相对移动时，于读头60内之某一组读头(例如图6之X读头66x与Y读头66y)同时对向于上述标尺间之间隙后同时对向于另一标尺的情形(读头66x,66y接续至另一标尺之情形)，必须算出该接续后之读头之测量初始值。此时，亦可使用与接续后之读头不同之读头60内之剩余之一组读头(66x,66y)、以及与其不同之再另一个读头(配置于在X轴方向分离且与脱离之读头之距离较标尺长度还短的位置)之输出，算出接续后读头之接续时之初始值。上述之再另一个读头，可为X轴方向之位置测量用读头或Y轴方向之位置测量用读头。
又，上述实施方式中，虽有说明到读头60与基板保持具34同步移动之内容，但此是指读头60以大致维持相对于基板保持具34之相对位置关系之状态移动，并非限定成读头60以基板保持具34两者间之位置关系、移动方向、以及移动速度严谨地一致之状态移动的情况。
又，各实施方式之基板编码器系统，亦可为了取得基板载台装置20移动至与基板装载器之基板交换位置之期间之位置信息，而于基板载台装置20或另一载台装置设置基板交换用之标尺，并使用朝下之读头(X读头66x等)来取得基板载台装置20之位置信息。或者，亦可于基板载台装置20或另一载台装置设置基板交换用之读头，并借助测量标尺56或基板交换用之标尺来取得基板载台装置20之位置信息。
又，各实施方式之光罩编码器系统，亦可为了取得光罩载台装置14移动至与光罩装载器之光罩交换位置之期间之位置信息，而于光罩载台装置14或另一载台装置设置光罩交换用之标尺，并使用读头单元44来取得光罩载台装置14之位置信息。又，亦可设置与编码器系统不同之另一位置测量系(例如载台上之标记与观察其之观察系)来进行载台之交换位置控制(管理)。
又，具有多个标尺56之编码器基座54，虽直接安装于上架台部18a(光学平台)下面之构成，但不限于此，亦可将既定基座构件以相对于上架台部18a下面分离之状态悬吊配置，并于该基座构件安装编码器基座54。
又，基板载台装置20，只要至少能将基板P沿着水平面以长行程驱动即可，视情况不同亦可不能进行6自由度方向之微幅定位。对于此种二维载台装置，上述各实施方式之基板编码器系统亦能非常合适地适用。
又，上述实施方式中，虽说明为了使基板保持具34上之基板P移动于X轴方向、Y轴方向，而使基板保持具34成为能移动于X轴方向及Y轴方向之构成，但并不限于此。例如亦可将基板保持具34构成为能以非接触支承(例如空气悬浮支承)基板P之构成。基板P为了能与基板保持具34之移动同步地移动，是构成为在被基板保持具34悬浮支承之状态下保持于能与基板保持具34一体移动之保持构件。又，另外构成第2基板驱动系，其在将基板P于基板保持具34上以非接触方式支承之状态下，使该保持构件相对基板保持具34移动。接着，保持构件构成为，于X、Y轴方向中之一方之轴方向与基板保持具34同步移动，于另一方之轴方向相对基板保持具34移动。只要如此构成曝光装置，则在将基板保持具34上所悬浮支承之基板驱动于二维方向时，于一方之轴方向(例如X轴方向)驱动基板P时使用基板保持具34驱动保持构件，于另一方之轴方向(例如Y轴方向)驱动基板P时使用第2基板驱动系驱动保持构件。
又，上述实施方式中，虽根据测量基板保持具34移动之编码器系统(例如图6所示之标尺52与读头66x,66y)之输出与测量读头单元60相对装置本体(光学平台18a)之移动之编码器系统(例如图6所示之标尺56与读头64x,64y)之输出，求出基板P(基板保持具34)之位置信息(X、Y位置信息)，但作为一方之编码器系统亦可使用与编码器系统不同之另一测量系、例如光干涉仪系统等之其他测量系统来求出。又，作为代用之测量系统并不限于光干涉仪系统，只要能测定测定对象物(读头单元60或基板保持具34)之移动中之X、Y、θz者，亦可使用其他方式之测量系统(雷射-距离仪或音波距离仪等)。
又，照明光可以是ArF准分子雷射光(波长193nm)、KrF准分子雷射光(波长248nm)等之紫外光、F2雷射光(波长157nm)等之真空紫外光。此外，作为照明光，亦可使用DFB半导体雷射或光纤雷射发出之红外线带发出之红外线带、或可见光带之单一波长之雷射光，以掺杂有铒(或铒及镱两者)之光纤放大器加以增幅，使用非线性光学结晶加以波长转换为紫外光之谐波。又，亦可使用固体雷射(波长：355nm、266nm)等。
又，虽针对投影光学系16为具备多支光学系之多透镜方式之投影光学系的情形做了说明，但投影光学系之支数不限于此，只要是1支以上即可。此外，不限于多透镜方式之投影光学系，亦可以是使用欧夫纳反射镜之投影光学系等。又，投影光学系16可以是放大系、或缩小系。
又，曝光装置之用途不限于将液晶显示元件图案转印至方型玻璃板片之液晶用曝光装置，亦能广泛的适用于有机EL(Electro-Luminescence)面板制造用之曝光装置、半导体制造用之曝光装置、用以制造薄膜磁头、微机器及DNA芯片等之曝光装置。此外，不仅仅是半导体元件等之微元件，为制造光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置及电子束曝光装置等所使用之光罩或标线片，而将电路图案转印至玻璃基板或硅晶圆等曝光装置，亦能适用。
又，作为曝光对象之物体不限于玻璃板，亦可以是晶圆、陶瓷基板、薄膜构件、或光罩母板(空白光罩)等其他物体。此外，曝光对象物为平面显示器用基板之场合，该基板之厚度无特限定，亦包含薄膜状(具可挠性之片状构件)者。又，本实施方式之曝光装置，在一边长度、或对角长500mm以上之基板为曝光对象物时尤其有效。
液晶显示元件(或半导体元件)等之电子元件，经由进行元件之功能性能设计的步骤、依据此设计步骤制作光罩(或标线片)的步骤、制作玻璃基板(或晶圆)的步骤、以上述各实施方式之曝光装置及其曝光方法将光罩(标线片)之图案转印至玻璃基板的微影步骤、对曝光后之玻璃基板进行显影的显影步骤、将残存抗蚀剂部分以外之部分之露出构件以蚀刻加以去除的蚀刻步骤、将蚀刻后不要之抗蚀剂去除的抗蚀剂除去步骤、以及元件组装步骤、检查步骤等而制造出。此场合，由于于微影步骤使用上述实施方式之曝光装置实施前述曝光方法，于玻璃基板上形成元件图案，因此能以良好之生产性制造高积体度之元件。
此外，援用与上述实施方式引用之曝光装置等相关之所有美国专利申请公开说明书及美国专利说明书之揭示作为本说明书记载之一部分。
产业上可利用性
如以上之说明，本发明之曝光装置适于使物体曝光。又，本发明之平面显示器制造方法，适于平面显示器之生产。又，本发明之元件制造方法，适于微型元件之生产。
符号说明
10液晶曝光装置；14光罩载台装置；20基板载台装置；34基板保持具；40光罩保持具；44读头单元；46标尺；48光罩编码器系统；50基板编码器系统；52标尺；56标尺；60读头单元；90主控制装置；M光罩；P基板。