专利名称：载置台装置、图案形成装置、曝光装置、载置台驱动方法、曝光方法、以及器件制造方法
技术领域：
本发明涉及载置台装置、图案形成装置、曝光装置、载置台驱动方法、曝光方 法、以及器件制造方法，更详细而言涉及具备沿着规定平面移动的粗微动载置台的载置 台装置、具备该载置台装置的图案形成装置、具备所述载置台装置的曝光装置、对粗微 动载置台进行驱动的载置台驱动方法、利用该载置台驱动方法的曝光方法、以及使用所 述曝光装置或者曝光方法的器件制造方法。
背景技术：
以往，在制造半导体元件(集成电路等)、液晶显示元件等电子器件(微型器 件)的平板印刷工序中，主要使用步进重复(Step and Repeat)方式的投影曝光装置(所 谓的步进电机)、或者步进扫描方式(Step and Scan)的投影曝光装置(所谓扫描步进电机 (也称为扫描器))等。然而，将来，半导体元件进一步高集成化，需要与其相伴地对应该形成在晶片 (wafer)上的电路图案可靠地进行微细化，在半导体元件的大量生产装置即曝光装置中， 要求进一步提高晶片等的位置检测精度。例如，在专利文献1中，公开了在基板平台上搭载了编码器类型的传感器(编码 器头)的曝光装置。然而，特别是在具有粗动载置台和在该粗动载置台上移动的微动载 置台的粗微动载置台上载专利文献1的编码器头的情况下，通常将编码器头搭载于微动 载置台上。但是，在这种情况下，为了对该编码器头的电源的供给等，需要在粗动载置 台与微动载置台之间进行布线(根据情况用光纤连接两个载置台)，但由于微动载置台在 粗动载置台上移动，所以作用于该布线等的张力有可能妨碍微动载置台的平滑的动作。 特别是在将多个编码器头载置于微动载置台上的情况下，该布线等的牵拉有可能形成较 大的障碍。专利文献1 美国专利申请公开第2006/0227309号说明书

发明内容
根据本发明的第1方面，提供第1载置台装置，其特征在于，具备粗微动载 置台，包含沿着规定平面移动的粗动载置台、和能够在该粗动载置台上微动的微动载置 台；以及测量装置，具有设置在所述粗动载置台中的编码器头，根据对在所述粗微动载 置台的外部中与所述规定平面实质上平行地配置的第1光栅部照射第1测量波束并接收来 自所述第1光栅部的衍射光而得到的第1位置信息、以及所述粗动载置台和所述微动载置 台的相对的第2位置信息，来测量所述微动载置台的规定方向的位置信息。据此，由于在粗动载置台中设置了编码器头，所以即使微动载置台在粗动载置 台上移动，也不会由于配管等的张力等而妨碍微动载置台的动作。另外，通过测量装 置，根据从编码器头向第1光栅部照射第1测量波束并接收来自第1光栅部的衍射光而得到的第1位置信息、以及所述粗动载置台和所述微动载置台的相对的第2位置信息，高精 度地测量微动载置台的规定方向的位置信息。因此，能够高精度地驱动微动载置台和/ 或粗粗动载置台。根据本发明的第2方面，提供第2载置台装置，其特征在于，具备粗微动载 置台，包含沿着规定平面移动的粗动载置台、和能够在该粗动载置台上微动的微动载置 台；测量装置，具有设置在所述粗动载置台中的编码器头，对在所述粗微动载置台的外 部中与所述规定平面实质上平行地配置的第1光栅部、和设置在所述微动载置台中的第2 光栅部分别照射第1、第2测量波束，接收来自所述第1、第2光栅部的衍射光，来测量 所述微动载置台的规定方向的位置信息。据此，由于在粗动载置台中设置了编码器头，所以即使微动载置台在粗动载置 台上移动，也不会由于配管等的张力等而妨碍微动载置台的动作。另外，通过测量装 置，从编码器头向第1光栅部和第2光栅部分别照射第1、第2测量波束，接收来自第1、 第2光栅部的衍射光，高精度地测量微动载置台的规定方向的位置信息。因此，能够高 精度地驱动微动载置台和/或粗粗动载置台。根据本发明的第3方面，提供第3载置台装置，其特征在于，具备粗微动载置 台，包含沿着规定平面移动的粗动载置台、和能够在该粗动载置台上微动并且在至少一 部分中具有光透射部的微动载置台；以及测量装置，具有固定在所述粗动载置台中的一 个或者两个以上的编码器头，根据向在所述粗微动载置台的外部中与所述规定平面实质 上平行地配置的第1光栅部经由所述光透射部照射第1测量波束，并经由所述光透射部接 收来自所述第1光栅部的衍射光的至少一个所述编码器头的输出，来测量所述规定平面 内的所述粗微动载置台的位置信息。据此，由于在粗动载置台中固定了一个或者两个以上的编码器头，所以即使微 动载置台在粗动载置台上移动，也不会由于配管等的张力等而妨碍微动载置台的动作。 另外，通过测量装置，根据向第1光栅部经由微动载置台的光透射部照射第1测量波束， 并经由光透射部接收来自第1光栅部的衍射光的至少一个编码器头的输出，高精度地测 量规定平面内的粗微动载置台的位置信息。因此，能够高精度地驱动粗微动载置台。根据本发明的第4方面，提供一种图案形成装置，在物体上形成图案，其特征 在于，具备在所述微动载置台上载置所述物体的第1至第3载置台装置中的任意一个； 以及图案化装置，在所述微动载置台上载置的物体上生成图案。据此，通过图案化装置在能够高精度地驱动的微动载置台上载置的物体上生成 图案，所以能够在物体上高精度地形成图案。根据本发明的第5方面，提供一种曝光装置，通过照射能量波束而在物体上形 成图案，其特征在于，具备在所述微动载置台上载置所述物体的第1至第3载置台装 置中的任意一个；以及图案化装置，对在所述微动载置台上载置的物体照射所述能量波
束o据此，通过图案化装置在能够高精度地驱动的微动载置台上载置的物体上照射 能量波束，所以能够通过能量波束对该物体进行曝光，而在该物体上高精度地形成图案。根据本发明的第6方面，提供一种器件制造方法，其特征在于，包括使用本发明的曝光装置对物体进行曝光；以及使所述被曝光的物体显影。根据本发明的第7方面，提供第1载置台驱动方法，对具有沿着规定平面移动的 粗动载置台、和能够在该粗动载置台上微动的微动载置台的粗微动载置台进行驱动，其 特征在于，包括如下步骤设置在所述粗动载置台中，根据从对在所述粗微动载置台的 外部中与所述规定平面实质上平行地配置的第1光栅部照射第1测量波束并接收来自所述 第1光栅部的衍射光的编码器头的输出得到的第1位置信息、以及所述粗动载置台和所述 微动载置台的相对的第2位置信息，来测量所述微动载置台的规定方向的位置信息。据此，由于在粗动载置台中设置了编码器头，所以即使微动载置台在粗动载置 台上移动，也不会由于配管等的张力等而妨碍微动载置台的动作。另外，在粗微动载置 台沿着规定平面移动了的情况下，根据从向第1光栅部照射第1测量波束并经由光透射部 接收来自第1光栅部的衍射光的编码器头的输出得到的第1位置信息以及所述粗动载置台 和所述微动载置台的相对的第2位置信息，高精度地测量微动载置台的规定方向的位置 信息。因此，能够高精度地驱动微动载置台和/或粗动载置台。根据本发明的第8方面，提供第2载置台驱动方法，对具有沿着规定平面移动的 粗动载置台、和能够在该粗动载置台上微动的微动载置台的粗微动载置台进行驱动，其 特征在于，包括如下工序设置在所述粗动载置台中，根据对在所述粗微动载置台的外 部中与所述规定平面实质上平行地配置的第1光栅部、和配置在所述微动载置台中的第2 光栅部分别照射第1、第2测量波束，并接收来自所述第1、第2光栅部的衍射光的编码 器头的输出，来测量所述微动载置台的规定方向的位置信息。据此，由于在粗动载置台中设置了编码器头，所以即使微动载置台在粗动载置 台上移动，也不会由于配管等的张力等而妨碍微动载置台的动作。另外，在粗微动载置 台沿着规定平面移动了的情况下，根据对第1光栅部和第2光栅部分别照射第1、第2测 量波束并接收来自第1、第2光栅部的衍射光的编码器头的输出，高精度地测量微动载置 台的规定方向的位置信息。因此，能够高精度地驱动微动载置台和/或粗动载置台。根据本发明的第9方面，提供第3载置台驱动方法，对具有沿着规定平面移动的 粗动载置台、和能够在该粗动载置台上微动的微动载置台的粗微动载置台进行驱动，其 特征在于，包括在所述粗动载置台中固定的一个或者两个以上的编码器头中，根据对 在所述粗微动载置台的外部中与所述规定平面实质上平行地配置的第1光栅部经由所述 微动载置台的光透射部照射第1测量波束，并经由所述光透射部接收来自所述第1光栅部 的衍射光的至少一个所述编码器头的输出，来测量所述规定平面内的所述粗微动载置台 的位置信息的工序；以及根据所测量出的所述粗微动载置台的位置信息，对所述粗微动 载置台进行驱动的工序。据此，由于在粗动载置台中固定了一个或者两个以上的编码器头，所以即使微 动载置台在粗动载置台上移动，也不会由于配管等的张力等而妨碍微动载置台的动作。 另外，在粗微动载置台沿着规定平面移动了的情况下，根据经由微动载置台的光透射部 向第1光栅部照射第1测量波束，并经由光透射部接收来自第1光栅部的衍射光的至少一 个编码器头的输出，高精度地测量规定平面内的粗微动载置台的位置信息。因此，能够 高精度地驱动粗微动载置台。根据本发明的第10方面，提供一种曝光方法，通过照射能量波束而在物体上形成图案，其特征在于，使用本发明的第1至第3载置台驱动方法中的任意一个，进行在所 述微动载置台上载置了所述物体的粗微动载置台的驱动。据此，由于使用本发明的第1至第3载置台驱动方法中的任意一个来高精度地驱 动载置了物体的微动载置台，所以能够通过能量波束对该物体进行曝光，而在该物体上 高精度地形成图案。根据本发明的第11方面，提供一种器件制造方法，其特征在于，包括使用本 发明的曝光方法对物体进行曝光；以及使所述被曝光的物体显影。


图1是概略地示出一个实施方式的曝光装置的结构的图。图2是用于说明编码器头以及干涉计的配置的图。图3是对图1的晶片载置台的一部分进行剖面而示出的图。图4是用于说明编码器头的本体部内的光学系统的结构的图。图5是示出图1的曝光装置中的与载置台控制关联的控制系统的主要结构的框 图。
具体实施例方式以下，根据图1 图5，对本发明的一个实施方式进行说明。图1示出了一个实施方式的曝光装置100的概略结构。曝光装置100是步进扫 描方式的投影曝光装置、即所谓的扫描器。如后所述，在本实施方式中设置了投影光学 系统PL，以下，将与该投影光学系统PL的光轴AX平行的方向设为Z轴方向、将在与其 正交的面内对标线片和晶片进行相对扫描的方向设为Y轴方向、将与Z轴以及Y轴正交 的方向设为X轴方向、将绕X轴、Y轴以及Z轴的旋转(倾斜)方向分别设为ex、0y 以及9 z方向来进行说明。曝光装置100具备照明系统10、包括保持标线片R的标线片载置台RST、投影 单元PU及载置晶片W的晶片载置台WST的晶片载置台装置50、以及它们的控制系统寸。照明系统10如例如如美国专利申请公开第2003/0025890号说明书等公开的那 样，包含光源和照明光学系统，该照明光学系统具有包含光学积分器等的照度均勻化光 学系统以及标线片挡板等(都未图示)。照明系统10针对由标线片挡板(掩蔽系统)规 定的标线片R上的狭缝状的照明区域IAR通过照明光(曝光光)IL按照大致均勻的照度进 行照明。此处，作为照明光IL，作为一个例子，使用ArF准分子激光(波长193nm)。在标线片载置台RST上，例如通过真空吸附固定了在其图案面(图1中的下面) 中形成了电路图案等的标线片R。标线片载置台RST能够通过例如包括线性电机等的标 线片载置台驱动系统11(在图1中未图示，参照图5)，在XY平面内进行微少驱动，并且 能够在扫描方向(图1中的纸面内左右方向即Y轴方向)上按照规定的扫描速度进行驱 动。利用向图1所示的移动镜15 (实际上，设置了具有与Y轴方向正交的反射面的Y 移动镜(或者后向反射器)和具有与X轴方向正交的反射面的X移动镜)照射测长波束的标线片激光干涉计(以下，称为“标线片干涉计”)16，按照例如0.25nm左右的分辨 率，对标线片载置台RST的XY平面(移动面)内的位置信息(包括0z方向的位置、即 0z旋转的信息)进行常时检测。投影单元PU配置于标线片载置台RST的图1中的下方(-Z侧)，保持在未图示 的主体的一部分上。投影单元PU具有镜筒40、和由该镜筒40保持的多个光学元件构成 的投影光学系统PL。作为投影光学系统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(透镜零件)构成的折射光学系统。投影光学系统PL例如在双 侧焦阑(bilateral telecentric)中具有规定的投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或者1/8倍等)。 因此，如果利用来自照明系统10的照明光IL对照明区域IAR进行了照明，则由经过了 图案面与投影光学系统PL的第1面(物体面)大致一致地配置的标线片R的照明光IL， 经由投影光学系统PL，在投影光学系统PL的第2面(像面)侧配置的在表面上涂敷了抗 蚀剂(感应剂)的晶片W上的与所述照明区域IAR共轭的区域(曝光区域)IA上，形成 该照明区域IAR内的标线片R的电路图案的缩小像(电路图案的一部分的缩小像)。于 是，通过标线片载置台RST和晶片载置台WST的同步驱动，相对照明区域IAR(照明光 IL)使标线片R在扫描方向(Y轴方向)上相对移动，并且相对曝光区域IA(照明光IL) 使晶片W在扫描方向(Y轴方向)上相对移动，从而进行晶片W上的1个拍摄区域(划 分区域)的扫描曝光，向该拍摄区域转印标线片R的图案。即，在本实施方式中通过照 明系统10、以及投影光学系统PL在晶片W上生成标线片R的图案，通过照明光IL在晶 片W上对感应层(抗蚀剂层)进行曝光，从而在晶片W上形成该图案。在镜筒40的-Z侧端部的周围，例如按照与镜筒40的下端面大致相同的面的高 度，与XY平面平行地配置了刻度板21。在本实施方式中，该刻度板21由在其一部分 具有插入镜筒40的-Z侧端部的圆形的开口、以及插入后述对准系统的-Z侧端部的圆形 的开口的矩形的板构成，悬挂支撑在未图示的主体上。在本实施方式中，在支撑投影单 元PU的未图示的主框架(计量框架)上悬挂支撑了刻度板21。在刻度板21的下表面 (-Z侧的面)，作为二维光栅，形成了由以Y轴方向为周期方向的规定间距例如lym的 栅格和以X轴方向为周期方向的规定间距例如lym的栅格构成的反射型的二维衍射栅格 RG(参照图3以及图4)。该衍射栅格RG覆盖晶片载置台WST的移动范围。晶片载置台装置50具备在底面上由多个(例如3个或者4个)防振机构(图示 省略)大致水平地支撑的载置台基座12、在该载置台基座12上配置的晶片载置台WST、 对该晶片载置台WST进行驱动的晶片载置台驱动系统27 (在图1中仅图示了一部分，参 照图5)、以及后述的编码器系统及晶片激光干涉计系统等。载置台基座12由具有平板状的外形的部件构成，其上表面的平坦度加工得非常 高，成为晶片载置台WST移动时的引导面。在载置台基座12的内部中，收容了包含以 XY 二维方向为行方向、列方向而矩阵状地配置的多个线圈14a的线圈单元。晶片载置台WST如图1所示，具有晶片粗动载置台(以下，简称为粗动载置 台)91、和由例如包含霍尔线圈电机等的未图示的驱动机构相对粗动载置台91非接触地 支撑的晶片平台WTB。晶片平台WTB还被称为晶片微动载置台。晶片平台WTB如图 2所示，由俯视时(从上方看)大致正方形的板状部件构成，通过未图示的驱动机构，在 x轴方向、Y轴方向、z轴方向、ex方向、ey方向、以及0Z方向这6个自由度方向上进行微小驱动。粗动载置台91具备在上端部的外周设置了其外缘与晶片平台WTB 大致重合的正方形形状的凸缘部28的长方体状(高度较低的正四边柱状)的本体部；以 及在该本体部的底部一体地设置的滑动器部91a。滑动器部91a具有由在XY平面内 XY 二维排列的多个磁铁构成的磁铁单元；收容该磁铁单元的框体；以及设置在该框体 的底面的周围的多个空气轴承。磁铁单元与所述线圈单元一起，构成了例如如美国专利 第5,196,745号说明书等公开的通过洛伦兹电磁力驱动进行驱动的平面电机30。另外，作 为平面电机30，不限于洛伦兹电磁力驱动方式，也可以使用可变磁阻驱动方式的平面电 机。通过所述多个空气轴承在载置台基座12上隔着规定的余隙例如数ym左右的余 隙而浮置支撑晶片载置台WST (粗动载置台91)，并由所述平面电机30在X轴方向、Y 轴方向以及9 z方向上对其进行驱动。另外，也可以由平面电机30在6个自由度方向上 驱动晶片载置台WST。在本实施方式中，由图5的主控制装置20控制供给到构成线圈单元的各线圈14a 的电流的大小以及方向。包含平面电机30和所述驱动机构地构成了图5的晶片载置台驱 动系统27。另外，平面电机30不限于动磁方式，而也可以是动圈方式。另外，作为平 面电机30，也可以使用磁浮方式的平面电机。在这种情况下，也可以不设置上述的空气 轴承。在晶片平台WTB上，在其上表面的圆形凹部内设置了未图示的晶片保持器，在 该晶片保持器上载置晶片W。晶片W通过未图示的吸盘(chuck)机构进行例如真空吸附 (或者静电吸附)，固定在晶片保持器上。在本实施方式中，吸附到晶片保持器上的晶片 W的表面与晶片平台WTB的表面中的至少晶片载置区域(与圆形凹部大致对应)的周围 区域的表面，被设定为大致相同的高度。但是，无需一定要这样设定。另外，构成为能够利用编码器系统70(在图1中未图示，参照图5)来测量晶片 载置台WST的XY平面内的位置信息。以下，对编码器系统70的结构等进行详述。在晶片载置台WST中，如图2的俯视图所示，在其4角分别设置了编码器头(以 下，适宜地简称为头)60A、60B、60C以及60D。其中，位于晶片载置台WST的一个对 角线上的一对头60A、60C是以Y轴方向为测量方向的头。而位于晶片载置台WST的另 一个对角线上的一对头60B、60D是以X轴方向为测量方向的头。此处，以头60C为代表，基于该头60C附近的晶片载置台WST的剖面图即图 3，对头60A 60D相对于晶片载置台WST的安装状况进行说明。头60C如图3所示，具有在其内部收容后述光学系统的长方体状(或者圆筒状) 的本体部22，固定在粗动载置台91的凸缘部28上表面的、与+X端部+Y端部的角部(角 的附近的区域)。即，头60C被固定在晶片平台WTB的与+X端部+Y端部的角部对向 的位置。详述的话，从上方向在凸缘部28的上表面形成的规定深度的俯视时矩形(或者 圆形)的凹部28a的内部插入而固定了头60C的本体部22。另外，从下方向其上部是在 晶片平台WTB中形成于下面的俯视时矩形(或者圆形)且比凹部28a大一圈的凹部23的 内部插入了头60C。(即，在晶片平台WTB的下表面，在四角的附近，与头60A、60B、 60C、60D分别对向地，形成了 4个凹部23，在各凹部23的内部，以将下端部的一部分 去除并分别收容头60A、60B、60C、60D的状态，经由未图示的驱动机构，在粗动载置台91的上方，非接触地支撑着晶片平台WTB。)在这种情况下，在头60C的本体部22的上表面以及外周面、与晶片平台WTB之 间，形成了即使晶片平台WTB在粗动载置台91上在6个自由度方向中的任意一个方向上 被最大限地驱动，也不会使本体部22接触到凹部23的内壁面的程度的间隙。在凸缘部28的凹部28a的底壁中，在其中央部形成了上下贯通了的开口 28b，经 由该开口 28b，向本体部22的内部导入了其各自的一端的4根光纤62a、62b、62c、62d 被安装在凸缘部28的外部。4根光纤62a、62b、62c、62d的另一端被安装在粗动载置 台91的下端部附近。其中，光纤62b、62d是受光用光纤，各自的另一端与分别具有第 1、第2光检测器的未图示的第1、第2受光系统光学地连接。另外，光纤62a、62c是送 光用光纤，各自的另一端与同一光源(或者射出同一波长的光的两个光源)分别光学地连 接。另外，光纤62a、62c也可以是同一光纤在途中被分支的光纤，在这种情况下，能够 对来自同一光源的光进行2分割，而分别导入到本体部22内。在晶片平台WTB的凹部23的上壁部分中，形成了在上下方向上贯通，并具有台 阶部的开口 24。在该开口 24的内部中，以支撑在台阶部中的状态，固定了例如由玻璃等 透明部件构成的光栅板26。在光栅板26的Y轴方向的中央部中，形成了以Y轴方向为 周期方向的反射型的衍射栅格RG2y。在这种情况下，在光栅板26的外周缘与开口 24的 内壁面之间，形成了规定的余隙。其目的为，在光栅板26热膨胀的情况下，使多余的热 应力不会作用于光栅板26。另外，光栅板26的上表面成为与晶片平台WTB上表面大致 相同的面。另外，也可以使光栅板26的设置面不是关于Z轴方向而与晶片平台WTB的 上表面相同的面。以Y轴方向作为测量方向的剩下的头60A与上述头60C同样地构成，固定在凸 缘部28的-X端部-Y端部的角部中。另外，该头60A的附近的各构成部件也与上述同 样地构成。另外，以X轴方向为测量方向的一对头60B、60D与上述头60C同样地构成，分 别固定在凸缘部28的+X端部-Y端部的角部、-X端部+Y端部的角部。另外，这些头 的附近的各构成部件也与上述同样地构成。但是，与头60B、60D对向的光栅板26中形 成的衍射栅格的周期方向为X轴方向。此处，使用图4，对头60C的内部的光学系统的概略结构等进行说明。在头60C 的本体部22的内部中，例如，收容了包含其分离面与XZ平面平行的偏振分束器PBS、 一对反射镜Rla、Rib、各两对透镜Lla、Lib及L2a、L2b、四分支一波长板(以下，记 载为 X/4 板)WPla、WPlb 及 WP2a、WP2b> 以及反射镜 R2a、R2b 及 R3a、R3b 等的
光学系统64。与偏振分束器PBS的入射面对向地分别配置了光纤62a、62c的一端面，与偏振 分束器PBS的射出面对向地分别配置了光纤62b、62d的一端面。在由该头60C构成的编码器(以下，记载为Y编码器70C(参照图5))中，从设 置在粗动载置台91中的光源、例如半导体激光器等射出的激光波束LB(测量光)分别经 由光纤62a、62c入射到偏振分束器PBS，通过偏振分离而形成测量波束LBp LB2以及
LB 3 > LB4 o透过偏振分束器PBS后的测量波束LBi经由反射镜Rla到达刻度板21，由偏振分束器PBS反射的测量波束LB2经由反射镜Rib到达刻度板21。另外，此处“偏振分 离”是指，将入射波束分离为P偏振分量和S偏振分量。通过照射测量波束LB” LB2而从衍射栅格RG产生的规定次数的衍射波束、例 如1次衍射波束分别经由透镜Lib、Lla被入/4板WPlb、WPla变换为圆偏振之后，通 过反射镜R2b、R2a反射而再次通过入/4板WPlb、WPla,逆向地经过与去路相同的光 路而到达偏振分束器PBS。到达了偏振分束器PBS的两个波束各自的偏振方向相对于原来的方向旋转了 90 度。因此，之前透过了偏振分束器PBS的测量波束LBi的1次衍射波束由偏振分束器 PBS反射，经由光纤62b入射到第1受光系统(未图示)，并且之前由偏振分束器PBS反 射的测量波束LB2的1次衍射波束透过偏振分束器PBS而与测量波束LBi的1次衍射波 束同轴地合成后经由光纤62b入射到第1受光系统。然后，针对所述两个1次衍射波束，在第1受光系统的内部，例如通过检偏振器 使偏振方向一致，相互干涉而成为干涉光，由第1光检测器、例如光电倍增管等检测该 干涉光，变换为与干涉光的强度对应的电信号。同样地，透过偏振分束器PBS的测量波束LB3经由反射镜Rla到达光栅板26， 被偏振分束器PBS反射的测量波束LB4经由反射镜Rib到达光栅板26。由于照射测量波束LB3、LB4的照射从衍射栅格RG2y产生的规定次数的衍射波 束、例如1次衍射波束分别经由透镜L2b、L2a被入/4板WP2b、WP2a变换为圆偏振光 之后，由反射镜R3b、R3a反射而再次通过入/4板WP2b、WP2a,逆向地经过与去路相 同的光路而到达偏振分束器PBS。到达偏振分束器PBS的两个波束的各自的偏振方向相对于原来的方向旋转了 90 度。因此，之前透过偏振分束器PBS的测量波束LB3的1次衍射波束由偏振分束器PBS 反射后，经由光纤62d入射到第2受光系统(未图示)，并且之前由偏振分束器PBS反射 的测量波束LB4的1次衍射波束透过偏振分束器PBS而与测量波束LB3的1次衍射波束 同轴地合成后经由光纤62d入射到第2受光系统。然后，针对所述两个1次衍射波束，在第2受光系统的内部，利用例如检偏振器 使偏振方向一致，相互干涉而成为干涉光，由第2光检测器检测该干涉光，变换为与干 涉光的强度对应的电信号。如从所述说明可知，在Y编码器70C (编码器头60C)中，测量波束LA、LB2、 以及LB3、LB4空气中的光路长比干涉计等短，所以几乎能够忽略空气波动的影响。于 是，与测量方向(在这种情况下，Y轴方向)相关的、由于晶片载置台WST的移动导致 的头60C与刻度板21的相对移动、和/或晶片平台WTB和粗动载置台91 (即，光栅板 26和头60C)的相对移动在测量波束LBp LB2、和/或LB3、LB4上位相发生变化，干涉 光的强度也变化。利用第1、第2受光系统分别检测该干涉光的强度变化，与该强度变 化对应的第1位置信息以及第2位置信息从Y编码器70C输出到主控制装置20 (参照图 5)。在该情况下，第1位置信息是表示粗动载置台91和刻度板21与Y轴方向相关的相 对位置(第1位置关系)的信息，第2位置信息是表示粗动载置台91和光栅板26 (晶片 平台WTB)与Y轴方向相关的相对位置(第2位置关系)的信息。但是，如从图4可知，在本实施方式中，沿着关于与刻度板21的下表面(栅格形成面)垂直、即与Z轴平行的规定的中心轴AXE对称的光路，向衍射栅格RG、RG2y 分别照射测量波束LBp LB2以及测量波束LB3、LB4。在头60C等中，测量波束LBi和 LB2的光路左右对称、以及测量波束LB3*LB4的光路左右对称很重要。这是因为，如 果失去了对称性，则由于该对称性的失去而产生测量误差。对于这一点，例如在国际公 开第2008/026732号(对应美国专利申请公开第2008/0106722号说明书)等中进行了详 述。在本实施方式中，由于设置为沿着共用所述中心轴对称的光路，从头60C向 衍射栅格RG、RG2Y分别照射测量波束LB” LB2以及测量波束LB3、LB4,所以能够维 持所述对称性，并且能够将一部分的光学元件、例如图4中的反射镜Rla、Rib等共用于 测量波束LBp LB2以及源于它们的衍射波束、和测量波束LB3、LB4以及源于它们的衍 射波束中共用。头60A具有与头60C同样地构成的光学系统64，向刻度板21以及光栅板26，分 别照射各一对测量波束，根据与上述同样的测量原理，将表示粗动载置台91和刻度板21 的与Y轴方向相关的相对位置的第1位置信息、以及表示粗动载置台91和光栅板26 (晶 片平台WTB)与Y轴方向相关的相对位置的第2位置信息输出到主控制装置20。以下， 将由头60A构成的编码器Y称为编码器70A(参照图5)。在剩下的头60B、60D中，虽然测量方向是X轴方向，但与所述头60C同样地构 成，按照同样的测量原理，将表示粗动载置台91和刻度板21与X轴方向相关的相对位置 的第1位置信息、以及表示粗动载置台91和光栅板26(晶片平台WTB)与X轴方向相关 的相对位置的第2位置信息输出到主控制装置20。以下，将由头60B、60D构成的编码 器称为X编码器70B、70D(参照图5)。主控制装置20能够根据来自Y编码器70C的第1位置信息以及第2位置信息， 计算出粗动载置台91和刻度板21 (衍射栅格RG)与Y轴方向相关的第1位置关系以及粗 动载置台91和光栅板26 (衍射栅格RG2y、即晶片平台WTB)与Y轴方向相关的第2位置 关系，并且根据第1以及第2位置关系，计算出晶片平台WTB (晶片W)和刻度板21 (衍 射栅格RG)的与Y轴方向相关的位置关系、即晶片平台WTB (晶片W)的与Y轴方向相 关的位置(Y位置)Yc。主控制装置20与上述同样地，能够根据来自Y编码器70A的第1位置信息以及 第2位置信息，计算出所述第1位置关系和第2位置关系，并且根据第1以及第2位置关 系，计算出晶片平台WTB (晶片W)和刻度板21 (衍射栅格RG)的与Y轴方向相关的位 置关系、即晶片平台WTB (晶片W)的与Y轴方向相关的位置(Y位置)Ya。主控制装置20能够与所述同样地，根据来自X编码器70B、70D各自的第1位 置信息以及第2位置信息，计算出晶片平台WTB (晶片W)和刻度板21 (衍射栅格RG) 的与X轴方向相关的位置关系、即晶片平台WTB (晶片W)与X轴方向相关的位置(X位 置)Xb、Xd。然后，主控制装置20在曝光时等，使用所述Y位置Yc、Ya以及X位置Xb、 Xd中的至少3个，计算出晶片平台WTB在XY平面内的位置(即，X轴方向、Y轴方 向、以及9Z方向这3个自由度方向的位置)，同时进行晶片平台WTB在XY平面内的 位置控制。另外，对于本实施方式的编码器系统70的各编码器而言，如果例如晶片平台WTB相对XY平面倾斜，则所述测量波束LB3*LB4的光路的对称性被破坏，所述第2 位置信息中将产生测量误差。另外，例如如果粗动载置台91相对XY平面倾斜，则测量 波束LB3和LB4的光路的对称性以及测量波束LBi和LB2的光路的对称性被破坏，所述第 1位置信息以及第2位置信息中将产生测量误差。因此，预先求出晶片平台WTB相对XY平面的倾斜(ex旋转、0 y旋转)与各 编码器的第2位置信息中包含的测量误差的关系、以及粗动载置台91相对XY平面的倾 斜与各编码器的第1以及第2位置信息中包含的测量误差的关系，以例如校正函数或者校 正映射的形式，将该求出的关系保存在主控制装置20的内部存储器中。另外，能够利用 与例如所述国际公开第2008/026732号(对应美国专利申请公开第2008/0106722号说明 书)等公开的对由于头和刻度向非测量方向的相对运动引起的各编码器的测量误差进行 校正的校正信息的取得方法同样的方法，来取得上述各关系。另外，在本实施方式中，构成为能够通过晶片激光干涉计系统(以下，称为 “晶片干涉计系统”)18(参照图5)，独立于编码器系统70地，测量晶片载置台WST的
位置。晶片载置台WST在X轴方向以及Y轴方向各自的一侧的端面(侧面)中形成X 反射面以及Y反射面，晶片干涉计系统18能够向X反射面和Y反射面分别照射多个激光 波束(测长波束)，来测量晶片载置台WST的5个自由度方向(X轴方向、Y轴方向、 0X方向、ey方向、以及ez方向)的位置。对晶片平台WTB的+Y侧的面(+Y端面)以及_X侧的面(_X端面)，分别实 施镜面加工，形成了反射面17a、17b(参照图2)。另外，在粗动载置台91的凸缘部28 中，对+Y端面以及-X端面分别实施镜面加工，形成了反射面17c、17d(参照图2以及 图3)。晶片干涉计系统18具备向反射面17a以及17c分别照射与Y轴方向平行的多 个测长波束的Y干涉计18Y;向反射面17b以及17d分别照射与X轴方向平行的多个测 长波束的X干涉计，该X干涉计包括多个、在本实施方式中为两个的X干涉计18X” 18X2(参照图2以及图5)。Y干涉计18Y与Y轴方向相关的实质上的测长轴是穿过投影光学系统PL的光轴 AX和后述对准系统ALG的检测中心的Y轴方向的直线。Y干涉计18Y对晶片平台WTB 的Y轴方向、ez方向以及ex方向的位置信息、以及粗动载置台91的ex方向(以及 Y轴方向)的位置信息进行测量。另外，X干涉计18&的与X轴方向相关的实质上的测长轴是穿过投影光学系统 PL的光轴AX的X轴方向的直线。X干涉计18X2对晶片平台WTB的X轴方向、0y方 向(以及9 z方向)的位置信息、以及粗动载置台91的0y方向(以及X轴方向)的位
置信息进行测量。另外，X干涉计18X2的测长轴是穿过对准系统ALG的检测中心的X轴方向的 直线。X干涉计18Xi对晶片平台WTB的X轴方向以及ey方向的位置信息、以及粗动 载置台91的ey方向(以及X轴方向)的位置信息进行测量。另外，例如，也可以代替所述反射面17a、17b，而在晶片平台WTB的端部安装 由平面镜构成的移动镜。另外，也可以设为在晶片平台WTB中设置相对XY平面倾斜了 45°的反射面，经由该反射面对晶片平台WTB的Z轴方向的位置进行测量。
晶片干涉计系统18的各干涉计的测量值被供给到主控制装置20。但是，在本 实施方式中，在进行晶片载置台WST(晶片平台WTB)的XY平面内的位置(包括ez 旋转)的控制时，主要使用由上述的编码器系统70测量的位置信息，将干涉计18Y、 18X” 18&的测量值辅助地用于对该编码器系统70的测量值的长期性变动(例如由于刻 度的经时性变形等而引起)进行校正(矫正)的情况、或者编码器系统的输出异常时的缓 冲用途等。其中，利用晶片干涉计系统18的各干涉计来测量晶片平台WTB关于X轴方 向、Y轴方向以及eZ方向以外的ex方向以及ey方向的位置。另外，利用晶片干涉 计系统18的各干涉计来测量粗动载置台91的e X旋转以及e y旋转。在投影光学系统PL的-Y侧，如图1以及图2所示，隔着规定的规定间隔而配 置了对准系统ALG。在本实施方式中，作为对准系统ALG，作为一个例子，使用通过用 卤素灯等的宽带(宽频)光对标记进行照明并对该标记图像进行图像处理而测量标记位置 的图像处理方式的对准传感器的一种即FIA (Field Image Alignment，场像对准)系统。来 自对准系统ALG的摄像信号经由未图示的对准信号处理系统被供给到主控制装置20 (参 照图5)。另外，作为对准系统ALG，不限于FIA系统，而当然也可以单独或者适当地组 合使用例如将相干的检测光照射到对象标记并对从该对象标记产生的散射光或者衍射光 进行检测、或者使从该对象标记产生的两个衍射光(例如同次数的衍射光、或者向同方 向衍射的衍射光)干涉而检测的对准传感器。另外，在本实施方式的曝光装置100中，在投影单元PU的附近，设置与例如美 国专利第5,448,332号说明书等公开的结构同样的结构的斜入射方式的多点焦点位置检测 系(以下，简称为多点AF系统)AF (在图1中未图示，参照图5)。多点AF系统AF的 检测信号经由未图示的AF信号处理系统被供给到主控制装置20 (参照图5)。主控制装 置20根据多点AF系统AF的检测信号，对各检测点处的晶片W表面的Z轴方向的位置信 息进行检测，根据该检测结果来执行扫描曝光中的晶片W的所谓调焦调平控制。另外， 也可以设为在对准系统ALG的附近设置多点AF系统，在晶片对准时事先取得晶片表面 的面位置信息(凹凸信息)，在曝光时，使用对该面位置信息和晶片平台上表面的Z轴方 向的位置进行检测的其他传感器的测量值，来执行晶片W的所谓调焦调平控制。在曝光装置100中，进而，在标线片R的上方，设置了使用了曝光波长的光的 TTR(Through The Reticle,经由标线片(对准))方式的一对标线片对准检测系统13A、 13B(在图1中未图示，参照图5)。标线片对准检测系统13A、13B的检测信号经由未图 示的对准信号处理系统被供给到主控制装置20。在图5的框图中，将与曝光装置100的载置台控制相关联的控制系统的一部分省 略而示出。以主控制装置20为中心而构成了该控制系统。主控制装置20包含由CPU(中 央运算处理装置)、ROM(只读存储器)、RAM(随机访问存储器)等构成的所谓微型计 算机(或者工作站)，总体地控制装置整体。在如上所述构成的曝光装置100中，在制造器件时，使用所述标线片对准检测 系统13A、13B、晶片平台WTB上的未图示的基准板等，通过与通常的扫描步进电机同 样的顺序(例如，美国专利第5,646,413号说明书等公开的顺序)，进行标线片对准以及对 准系统ALG的基线测量，随之进行晶片对准(例如美国专利第4,780,617号说明书等公开的增强全晶对准(EGA)等)等。然后，通过主控制装置20，根据基座线的测量结果以及晶片对准的结果，进行 步进扫描方式的曝光动作，向晶片W上的多个拍摄区域分别转印标线片R的图案。通过 交替重复执行进行所述的标线片载置台RST和晶片载置台WST的同步移动的扫描曝光动 作和使晶片载置台WST移动到用于拍摄区域的曝光的加速开始位置的拍摄间移动(步进) 动作，来进行该曝光动作。在所述扫描曝光中，主控制装置20使用编码器系统70，对晶片平台WTB (晶片 载置台WST)在XY平面内的位置信息(包括ez方向的旋转信息)进行测量，并且使用 X干涉计18Xi以及Y干涉计18Y对晶片平台WTB的eX旋转以及dy旋转、以及粗动 载置台91的0x旋转以及0y旋转进行测量，根据晶片平台WTB的0x旋转以及0y旋 转、以及粗动载置台91的ex旋转以及ey旋转、和所述校正函数或者校正映射，对编 码器系统70的至少3个编码器的各测量值进行校正，根据该校正后的至少3个编码器的 各测量值，对晶片平台WTB在XY平面内的位置进行控制。另外，在所述扫描曝光中， 主控制装置20通过根据多点AF系统AF的测量值来驱动未图示的驱动机构，从而执行使 晶片W的曝光对象的拍摄区域的一部分(与曝光区域IA对应的区域)与投影光学系统PL 的焦点深度内相符合的、晶片W的所谓调焦调平控制。因此，在调焦调平时，在Z轴方 向、ex方向、以及ez方向中的至少一个方向上驱动晶片平台WTB。因此，基于本实施方式的曝光装置100，能够执行晶片W的所谓调焦调平控 制，并且根据编码器系统70的各编码器的测量信息，高精度地控制晶片载置台WST在 XY平面内的位置(包括ez方向的旋转)。但是，如果将载置台基座12的上表面的加工精度、和滑动器部91a的多个空气 轴承的性能提高某种程度，则粗动载置台91在z轴方向、ex方向以及ey方向的移动 变得非常小。在这种情况下，几乎能够忽略由于粗动载置台91相对XY平面的倾斜引起 的、各编码器的第1、第2位置信息中包含的测量误差。在这种情况下，无需利用晶片 干涉计系统18对粗动载置台91的倾斜进行测量。另外，在这种情况下，即使晶片平台 WTB相对XY平面倾斜，也不会破坏各编码器的测量波束LB” LB2的光路的对称性，仅 失去与测量波束LB” LB2相比光路长度更短、衍射栅格相对头的倾斜的影响更小的测量 波束LB3、LB4的光路的对称性。因此，能够减小由于晶片平台WTB相对XY平面的倾 斜引起的各编码器的测量误差。如以上说明，基于本实施方式的晶片载置台装置50，由于在粗动载置台91中设 置了构成编码器系统70的多个头60A 60D，所以无需在粗动载置台91与晶片平台WTB 之间存在用于对这些头60A 60D供给电力用等的布线等。因此，即使在粗动载置台91 上在x轴方向、Y轴方向、z轴方向、ex方向、ex方向以及0Z方向这6个自由度方 向中的任意一个方向上，通过驱动机构驱动晶片平台WTB，也不会因所述布线等的张力 等而妨碍晶片平台WTB的动作。另外，当晶片平台WTB在粗动载置台91上在与XY平 面平行的方向上移动了的情况下，由于编码器系统70，根据多个头60A 60D中的与刻 度板21(衍射栅格RG)以及光栅板26(衍射栅格1102￥等)对向的一个或者两个以上的头 的输出，高精度地测量XY平面内的晶片平台WTB的位置信息。因此，能够不受晶片平 台WTB的微动的影响地高精度地测量晶片平台WTB在XY平面内的位置信息。
另外，在晶片载置台装置50中，即使晶片平台WTB在相对于粗动载置台91可 移动的范围内移动，也不会特别对由各头进行的测量造成障碍。因此，不会由于由晶片 平台WTB的调平、以及加减速引起的粗动载置台91与晶片平台WTB之间的相对变位等 影响，而产生由编码器系统70进行的晶片平台WTB等的位置测量受到恶劣影响、例如产 生测量误差、或者无法测量等状况。另外，根据本实施方式，如上所述，不会因布线等的张力等而妨碍晶片平台 WTB的动作，所以即使在晶片载置台WST中安装了多个编码器头，也不会特别产生 障碍。因此，不会受到晶片平台WTB的微动的影响，而能够高精度地求出晶片平台 WTB (晶片载置台WST)在XY平面内的位置信息，还能够高精度地控制曝光时的晶片平 台WTB (晶片载置台WST)在XY平面内的位置，而高精度地对晶片平台WTB上保持的 晶片W进行曝光。另外，由于在头内不存在作为热源的光源以及光检测器，所以能够减 轻由于晶片平台WTB的热带来的影响。另外，在所述实施方式中，从各头向刻度板21(衍射栅格RG)、光栅板26(例如 衍射栅格RG2Y)分别照射一对测量波束LB” LB2、和一对测量波束LB3、LB4。然后， 主控制装置20根据分别源于测量波束LBp LB2的衍射光(来自衍射栅格RG的返回光) 彼此的干涉光的光电变换信号，求出粗动载置台91和刻度板21的与测量方向相关的第1 位置关系，根据分别源于测量波束LB3、1^4的衍射光(例如来自衍射栅格RG2y的返回 光)彼此的干涉光的光电变换信号，求出粗动载置台91和光栅板26 (晶片平台WTB)的 与所述测量方向相关的第2位置关系，进而根据第1以及第2位置关系，计算出晶片平台 WTB和刻度板21的与所述测量方向相关的位置关系。但是，本发明不限于此。g卩，例如，在晶片平台WTB (微动载置台)中，与粗动载置台91上固定的一个 或者两个以上编码器头(包括该编码器头而构成了编码器系统(测量装置))对向地，至 少存在能够使来自各编码器头的测量波束透过的光透射部、例如开口部、透明部(例如 光栅板26就相当于此)等的一部分即可，也可以不设置光栅(衍射栅格)。即使在所述 情况下，也可以根据向在晶片载置台WST (粗微动载置台)的外部与XY平面实质上平行 地配置的刻度板21 (衍射栅格RG)经由所述光透射部照射测量波束(LBp LB2)并经由所 述光透射部接收来自刻度板21 (衍射栅格RG)的衍射光的至少一个编码器头的输出，高 精度地测量XY平面内的晶片载置台WST的位置信息(例如，几乎不会受到空气波动的 影响)。在该情况下，由于在粗动载置台91上固定了一个或者两个以上编码器头，所以 即使在粗动载置台上在任意一个方向上驱动微动载置台(晶片平台WTB)，也不会由于配 管等的张力等而妨碍微动载置台的动作。另外，在所述情况下，还可以具备对粗动载置台91和微动载置台(晶片平台 WTB)在XY平面内的位置关系进行测量的传感器。在这种情况下，作为传感器，作为 一个例子，能够使用包含对微动载置台中配置的衍射栅格照射测量波束的编码器头的编 码器。在所述情况下，能够根据晶片载置台WST的位置信息、即刻度板21和晶片载置 台WST在XY平面内的位置关系的信息、以及所述传感器的测量信息，与所述实施方式 同样地，不受微动载置台(晶片平台WTB)的微动的影响，而高精度地求出微动载置台在 XY平面内的位置信息，进而能够高精度地控制微动载置台(粗微动载置台)在XY平面 内的位置。另外，虽然在所述传感器中也可以将编码器头设置于微动载置台，但优选在
19微动载置台中设置衍射栅格。这时，设置衍射栅格的位置不限于所述实施方式而可以是 任意的，所述传感器也可以与所述实施方式的编码器独立设置，或者将其至少一部分在 上述实施方式的编码器中兼用。另外，所述传感器除了编码器以外、例如也可以是干涉 计等，在这种情况下无需在微动载置台中设置衍射栅格。另外，也可以采用如下结构与所述实施方式同样地，即使在晶片平台WTB中 设置光透射部(光栅板26)以及衍射栅格(RG2Y)的情况下，例如，对本体部22内部的光 学系统的结构进行研究，对刻度板21照射一对第1测量波束，将源于各个第1测量波束 的来自衍射栅格RG的一对衍射波束、或者分别源于这一对衍射波束的一对衍射波束作为 一对第2测量波束，照射到光栅板26(例如衍射栅格RG2y)，通过受光系统接收源于各个 第2测量波束的来自衍射栅格RG2Y的一对衍射波束，作为该受光系统的输出信号，输出 相当于所述第1位置关系和第2位置关系之差的信息。或者，也可以采用如下结构对 光栅板26 (例如衍射栅格RG2y)照射一对第1测量波束，将源于各个第1测量波束的来自 衍射栅格RG2y的一对衍射波束、或者分别源于其一对衍射波束的一对衍射波束作为一对 第2测量波束，照射到刻度板21，通过受光系统接收由来于各个第2测量波束的来自衍射 栅格RG的一对衍射波束，作为该受光系统的输出信号，输出相当于所述第1位置关系和 第2位置关系之差的信息。总之，在载置台装置以及曝光装置中，不论头内部的光学系 统的结构如何，具备如下测量装置即可在粗动载置台中固定一个或者两个以上的向在 与规定平面(XY平面)实质上平行地配置的第1光栅部以及微动载置台中设置的第2光 栅部分别照射第1、第2测量波束并接收分别来自第1以及第2光栅部的衍射光的编码器 头，根据与第1以及第2光栅部对向的至少一个编码器头的输出，对规定平面内的微动载 置台的位置信息进行测量。另外，也可以在刻度板21和光栅板26中使与测量方向相关的测量波束的照射位 置不同。即，也可以在刻度板21和光栅板26中使测量波束的光轴不同轴。另外，在所述实施方式中，说明了编码器系统70具备一对X头和一对Y头的情 况，但本发明不限于此。即，编码器头的数量没有特别限制，为了对晶片载置台WST的 XY平面内的位置信息(包括eZ旋转)进行测量，包括X头和Y头至少各1个，合计具 有3个即可。另外，也可以代替所述一对X头和一对Y头，而使用以正交2轴方向为测 量方向的二维头。在这种情况下，若存在至少两个二维头，则能够对晶片载置台WST的 XY平面内的位置信息(包括0z旋转)进行测量。或者，也可以并用能够测量Z轴方 向的位置信息的传感器(或者头)，也可以组合能够测量X轴方向以及Y轴方向的位置信 息的传感器(或者头)或者以X轴方向为测量方向的传感器(X传感器)和以Y轴方向为 测量方向的传感器(Y传感器)。另外，除了主传感器以外，还可以设置在该主传感器的 输出异常等时用于其缓冲器的缓冲传感器，在设置多组的主传感器和缓冲传感器的情况 下，也可以针对每个组兼用微动载置台的光栅。另外，也可以使用能够对与X轴方向以及Y轴方向中的至少一方和Z轴方向相 关的位置信息进行测量的编码器。在该情况下，也可以与上述同样地，根据与z轴方向 相关的粗动载置台91和刻度板21的第1位置信息、以及由其他传感器得到的粗动载置台 91和微动载置台(晶片平台WTB)的第2位置信息，来求出微动载置台的与Z轴方向相 关的位置信息。
另外，在所述实施方式中，编码器能够对X轴方向以及Y轴方向中的至少一方 的位置信息进行测量，但不限于此，而也可以仅测量例如Z轴方向。另外，在所述实施方式中，在刻度板21的下表面上形成了二维衍射栅格，但不 限于此，只要作为与晶片载置台的移动路径(各头的移动路径)对应的配置，也可以在刻 度板21的下表面中，组合地形成以X轴方向为周期方向的X光栅、和以Y轴方向为周期 方向的Y光栅。另外，也可以组合多个刻度板来构成刻度板21。或者，也可以仅配置 刻度，以使至少能够在曝光动作和对准动作中由编码器进行测量。另外，也可以在例如投影光学系统和对准系统被分离的曝光装置等中，在投影 光学系统的附近(周围)、和对准系统的附近(周围)，配置各自独立的刻度板。在这种 情况下，在进行晶片W的曝光动作时，使用配置于投影光学系统的附近的刻度板，通过 编码器系统，对晶片载置台的位置进行测量，在晶片对准等时，使用配置于对准系统的 附近的刻度板，利用编码器系统对晶片载置台的位置进行测量。另外，在所述实施方式中，例示了除了编码器系统以外，还设置了晶片干涉计 系统的情况，但也可以不设置晶片干涉计系统。另外，在所述实施方式中，对在头60A 60D的外部(粗动载置台91)配置光 源以及受光系统(包含光检测器)，在这些光源以及受光系统与头60A 60D各自之间， 使用光纤26a 26d对从光源入射到编码器头的光(测量光)以及从编码器头返回到受光 系统的光这两者进行导光的情况进行了说明，但本发明不限于此。例如，在编码器头内 具有半导体激光器等光源的情况下，也可以用光纤光学性地连接各编码器头与受光系统 (包含光检测器)之间。或者，也可以在编码器头内具有受光系统(包含光检测器)。在 这种情况下，在头的外部中存在光源的情况下，在光源与头之间，与所述实施方式同样 地，从光源经由测量光的光纤而进行送光。另外，在上述实施方式中，还可以代替所述各光纤，而使用中继光学系统等其 他送光光学系统。另外，在上述实施方式中，例示了将经由光纤26a 26d分别光学地 与头60A 60D连接的光源以及受光系统(包含光检测器)配置在粗动载置台91上的 情况，但并不一定要将光源以及受光系统(包含光检测器)等全部配置在粗动载置台91 中。另外，在所述实施方式中，说明了在扫描步进电机中应用了本发明的情况，但 不限于此，也可以在步进电机等静止型曝光装置中应用本发明。即使是步进电机等，也 能够通过用编码器对搭载了曝光对象的物体的载置台的位置进行测量，而与使用干涉计 来测量该载置台的位置的情况不同地基本使由于空气波动产生位置测量误差的发生，并 且能够根据编码器的测量值，高精度地对载置台进行对位，结果能够高精度地在物体上 转印标线片图案。另外，在将拍摄区域和拍摄区域合成的步进接合方式的缩小投影曝光 装置中也可以应用本发明。另外，上述实施方式的曝光装置中的投影光学系统不仅是缩小系统而且还可以 是等倍以及放大系统中的任意一个，投影光学系统PL不仅是折射系统，也可以是反射系 以及反射折射系中的任意一个，其投影像也可以是倒立像以及正立像中的任意一个。另外，照明光IL不限于ArF准分子激光(波长193nm)，而也可以是KrF准分子 激光(波长248nm)等紫外光、F2激光(波长157nm)等真空紫外光。也可以如例如美国专利第7,023,610号说明书公开那样，作为真空紫外光，使用通过例如掺杂了铒(或者 铒与镱这两者)的光纤放大器对从DFB半导体激光器或者光纤激光器振荡的红外域、或 者可视域的单一波长激光进行放大，并使用非线性光学晶体波长变换为紫外光而得到的 高次谐波。另外，在所述实施方式中，作为曝光装置的照明光IL，不限于波长lOOnm以上 的光，而当然也可以使用波长不足lOOnm的光。例如，能够在使用软X射线区域(例 如5 15nm的波长域)的EUV (Extreme Ultraviolet)光的EUV曝光装置中应用本发明。 另外，在使用电子射线或者离子波束等电荷粒子线的曝光装置中也可以应用本发明。进 而，也可以在例如美国专利申请公开第2005/0259234号说明书等公开的在投影光学系统 与晶片之间充满了液体的液浸型曝光装置等中应用本发明。在该液浸型曝光装置中，也 应用上述实施方式的晶片载置台装置50具备的各编码器头的结构。由于利用以与晶片平 台WTB的上表面大致相同的高度由玻璃等构成的光栅板，塞住了晶片平台WTB上表面 的开口，所以即使假设形成液浸区域的液体位于头上，也几乎不会产生液漏等缺点。另外，在上述实施方式中，使用了在光透射性的基板上形成了规定的遮光图 案(或者相位图案/减光图案)的光透射型掩模(标线片)，但也可以代替该标线片， 而使用例如如美国专利第6,778,257号说明书的公开那样，根据应曝光的图案的电子数 据来形成透射图案或者反射图案、或者发光图案的电子掩模(还称为可变成形掩模、有 源掩模、或者图像生成器，例如包括非发光型图像显示元件(空间光调制器)的一种即 DMD (Digital Micro-mirror Device,数字微镜芯片)等)。在使用所述可变成形掩模的情 况下，由于搭载了晶片或者玻璃板等的载置台相对可变成形掩模进行扫描，所以通过使 用编码器来测量该载置台的位置，能够得到与所述实施方式等同的效果。另外，在如例如国际公开第2001/035168号的公开那样，通过在晶片W上形成 干涉条纹，而在晶片W上形成线和空间图案(line and space pattern)的曝光装置(平板印 刷系统)中，也可以应用本发明。进而，在如例如美国专利第6,611,316号说明书的公开那样，经由投影光学系统 在晶片上合成两个标线片图案，并通过一次的扫描曝光而对晶片上的1个拍摄区域大致 同时进行双重曝光的曝光装置中，也可以应用本发明。另外，在物体上形成图案的装置不限于上述的曝光装置(平板印刷系统)，在例 如通过喷墨方式在物体上形成图案的装置中也可以应用本发明。另外，在上述实施方式中应形成图案的物体(照射了能量波束的曝光对象的物 体)不限于晶片，也可以是玻璃板、陶瓷基板膜部件、或者掩模板等其他物体。作为曝光装置的用途，不限于半导体制造用的曝光装置，例如，还可以广泛应 用于在角型的玻璃板上转印液晶显示元件图案的液晶用的曝光装置、和用于制造有机 EL、薄膜磁头、摄像元件(CCD等)、微型机器以及DNA芯片等的曝光装置中。另外， 不仅是半导体元件等微型器件，而且在为了制造光曝光装置、EUV曝光装置、X射线曝 光装置、以及电子射线曝光装置等中使用的标线片或者掩模而对玻璃基板或者硅晶片等 转印电路图案的曝光装置中也可以应用本发明。另外，本发明的载置台装置不限于曝光装置，也可以在其他基板的处理装置 (例如，激光维修装置、基板检查装置等其他)、或者其他精密机械中的试样的对位装置、引线键合装置等装置中广泛应用。另外，援引了此前的说明中引用的与曝光装置等相关的所有公报(包括国际公 开公报)、美国专利申请公开说明书以及美国专利说明书的公开，并将它们作为本说明书 的记载的一部分。另外，通过进行器件的功能/性能设计的步骤、制作基于该设计步骤的标线片 的步骤、从硅材料制作晶片的步骤、用上述实施方式的曝光装置将掩模中形成的图案转 印到晶片等物体上的平板印刷步骤、对所曝光的晶片(物体)进行显影的显影步骤、通 过蚀刻去除残存抗蚀剂的部分以外的部分的露出部件的蚀刻步骤、去除蚀刻结束而变得 不需要的抗蚀剂的抗蚀剂除去步骤、器件组装步骤(包括切割工序、键合工序、封装工 序)、以及检查步骤等，来制造半导体器件。在这种情况下，由于在平板印刷步骤中，使 用了所述实施方式的曝光装置，所以能够高成品率地制造高集成度的器件。(产业上的可利用性)如以上说明，本发明的载置台装置以及载置台驱动方法适用于高精度良地管理 微动载置台的位置。另外，本发明的图案形成装置适用于在物体上形成图案。另外，本 发明的曝光装置以及曝光方法、以及器件制造方法适用于制造半导体元件以及液晶显示 元件等电子器件等。
2权利要求
1.一种载置台装置，其特征在于，具备粗微动载置台，包含沿着规定平面移动的粗动载置台、和能够在该粗动载置台上微 动的微动载置台；以及测量装置，具有设置在所述粗动载置台中的编码器头，根据对在所述粗微动载置台 的外部与所述规定平面实质上平行地配置的第1光栅部照射第1测量波束并接收来自所述 第1光栅部的衍射光而得到的第1位置信息、以及所述粗动载置台和所述微动载置台的相 对的第2位置信息，来测量所述微动载置台的规定方向的位置信息。
2.根据权利要求1所述的载置台装置，其特征在于，所述测量装置包含与所述编码器头不同的传感器，通过所述传感器取得所述粗动载 置台和所述微动载置台的第2位置信息。
3.根据权利要求1所述的载置台装置，其特征在于，所述测量装置通过所述编码器头取得所述粗动载置台和所述微动载置台的第2位置 fn息ο
4.根据权利要求3所述的载置台装置，其特征在于，所述测量装置通过所述编码器头，对设置于所述微动载置台中的第2光栅部照射第2 测量波束，并接收来自所述第2光栅部的衍射光而得到所述第2位置信息。
5.—种载置台装置，其特征在于，具备粗微动载置台，包含沿着规定平面移动的粗动载置台、和能够在该粗动载置台上微 动的微动载置台；测量装置，具有设置在所述粗动载置台中的编码器头，对在所述粗微动载置台的外 部与所述规定平面实质上平行地配置的第1光栅部、和设置在所述微动载置台中的第2光 栅部分别照射第1、第2测量波束，接收来自所述第1、第2光栅部的衍射光，来测量所 述微动载置台的规定方向的位置信息。
6.根据权利要求1 5中的任意一项所述的载置台装置，其特征在于，所述测量装置经由设置在所述微动载置台中的光透射部将所述第1测量波束照射到 所述第1光栅部。
7.根据权利要求1 6中的任意一项所述的载置台装置，其特征在于，所述测量装置至少测量与和所述规定平面平行的一个方向相关的所述微动载置台的 位置信息。
8.根据权利要求1 7中的任意一项所述的载置台装置，其特征在于，所述测量装置具有在所述粗动载置台的不同位置配置的多个所述编码器头，至少测 量所述规定平面内的3个自由度方向的位置信息。
9.一种载置台装置，其特征在于，具备粗微动载置台，包含沿着规定平面移动的粗动载置台、和能够在该粗动载置台上微 动并且在至少一部分中具有光透射部的微动载置台；以及测量装置，具有固定在所述粗动载置台中的一个或者两个以上的编码器头，根据向 在所述粗微动载置台的外部与所述规定平面实质上平行地配置的第1光栅部经由所述光 透射部照射第1测量波束，并经由所述光透射部接收来自所述第1光栅部的衍射光的至少 一个所述编码器头的输出，来测量所述规定平面内的所述粗微动载置台的位置信息。
10.根据权利要求6或者9所述的载置台装置，其特征在于，在所述粗动载置台中，在多个不同的位置固定了所述编码器头，所述微动载置台在 所述多个编码器头分别对向的区域中具有所述光透射部。
11.根据权利要求10所述的载置台装置，其特征在于，在所述微动载置台中，在与所述多个编码器头分别对向的位置，设置了第2光栅部，所述多个编码器头分别还向对向的所述第2光栅部照射第2测量波束，并接收来自该 第2光栅部的衍射光，所述测量装置根据至少一个所述编码器头的输出，来测量所述规定平面内的所述微 动载置台的位置信息。
12.根据权利要求5或者11所述的载置台装置，其特征在于，所述第1测量波束和所述第2测量波束是从同一光源产生的光波束。
13.根据权利要求12所述的载置台装置，其特征在于，在所述编码器头内取出所述第1测量波束以及所述第2测量波束中的一个测量波束由 对应的光栅部衍射后得到的衍射波束中的至少一部分，从而生成另一个测量波束。
14.根据权利要求11 13中的任意一项所述的载置台装置，其特征在于，所述多个编码器头分别沿着共用与所述第1光栅部垂直的规定的中心轴的光路，向 所述第1、第2光栅部分别照射所述第1、第2测量波束。
15.根据权利要求11 14中的任意一项所述的载置台装置，其特征在于，所述测量装置根据来自所述多个编码器头各自的输出，计算所述粗动载置台和所述 第1光栅部的与和所述规定平面平行的测量方向相关的第1位置关系、以及所述粗动载置 台和所述第2光栅部的与所述测量方向相关的第2位置关系，并且根据所述第1以及第2 位置关系，计算所述微动载置台和所述第1光栅部的与所述测量方向相关的位置关系。
16.根据权利要求8、11 15中的任意一项所述的载置台装置，其特征在于，所述微动载置台在相对所述规定平面的倾斜方向上可动，所述测量装置对起因于所述微动载置台的倾斜的、所述微动载置台的位置信息的测 量中使用的所述编码器头的测量误差进行校正。
17.根据权利要求8、10 16中的任意一项所述的载置台装置，其特征在于，所述微动载置台由俯视图为矩形的部件构成，在与所述微动载置台的四角部对应的 所述粗动载置台的位置，分别配置了所述编码器头。
18.根据权利要求10 17中的任意一项所述的载置台装置，其特征在于，所述测量装置对起因于所述粗动载置台相对所述规定平面的倾斜的、所述粗微动载 置台的位置信息的测量中使用的所述编码器头的测量误差进行校正。
19.根据权利要求9或者10所述的载置台装置，其特征在于，还具备对所述粗动载置台和所述微动载置台的所述规定平面内的位置关系进行测量 的传感器。
20.根据权利要求1 19中的任意一项所述的载置台装置，其特征在于，所述第1光栅部包含覆盖所述粗微动载置台的移动范围的二维栅格。
21.根据权利要求1 20中的任意一项所述的载置台装置，其特征在于，所述微动载置台非接触地支撑于所述粗动载置台。
22.—种图案形成装置，在物体上形成图案，其特征在于，具备在所述微动载置台上载置所述物体的权利要求1 21中的任意一项所述的载置台装 置；以及在所述微动载置台上载置的物体上生成图案的图案化装置。
23.根据权利要求22所述的图案形成装置，其特征在于，所述物体具有感应层，所述图案化装置通过照射能量波束对所述感应层进行曝光而 在所述物体上生成图案。
24.—种曝光装置，通过照射能量波束而在物体上形成图案，其特征在于，具备在所述微动载置台上载置所述物体的权利要求1 21中的任意一项所述的载置台装置；以及对在所述微动载置台上载置的物体照射所述能量波束的图案化装置。
25.—种器件制造方法，其特征在于，包括使用权利要求24所述的曝光装置对物体进行曝光；以及使所述曝光的物体显影。
26.—种载置台驱动方法，对具有沿着规定平面移动的粗动载置台、和能够在该粗动 载置台上微动的微动载置台的粗微动载置台进行驱动，其特征在于，包括如下工序根据设置在所述粗动载置台中、从对在所述粗微动载置台的外部与所述规定平面实 质上平行地配置的第1光栅部照射第1测量波束并接收来自所述第1光栅部的衍射光的编 码器头的输出得到的第1位置信息、以及所述粗动载置台和所述微动载置台的相对的第2 位置信息，来测量所述微动载置台的规定方向的位置信息。
27.根据权利要求26所述的载置台驱动方法，其特征在于，在进行所述测量的工序中，通过与所述编码器头不同的传感器来取得所述粗动载置 台和所述微动载置台的第2位置信息。
28.根据权利要求26所述的载置台驱动方法，其特征在于，在进行所述测量的工序中，通过所述编码器头取得所述粗动载置台和所述微动载置 台的第2位置信息。
29.根据权利要求28所述的载置台驱动方法，其特征在于，所述编码器头对设置在所述微动载置台中的第2光栅部照射第2测量波束，并接收来 自所述第2光栅部的衍射光而得到所述第2位置信息。
30.一种载置台驱动方法，对具有沿着规定平面移动的粗动载置台和能够在该粗动载 置台上微动的微动载置台的粗微动载置台进行驱动，其特征在于，包括如下工序根据设置在所述粗动载置台中、分别对在所述粗微动载置台的外部与所述规定平面 实质上平行地配置的第1光栅部和配置在所述微动载置台中的第2光栅部照射第1、第2 测量波束并接收来自所述第1、第2光栅部的衍射光的编码器头的输出，来测量所述微动 载置台的规定方向的位置信息。
31.根据权利要求26 30中的任意一项所述的载置台驱动方法，其特征在于，所述编码器头经由设置在所述微动载置台中的光透射部将所述第1测量波束照射到 所述第1光栅部。
32.根据权利要求26 31中的任意一项所述的载置台驱动方法，其特征在于， 在进行所述测量的工序中，至少测量与和所述规定平面平行的一个方向相关的所述微动载置台的位置信息。
33.根据权利要求26 32中的任意一项所述的载置台驱动方法，其特征在于， 在所述粗动载置台中，在不同的位置，配置了多个所述编码器头，在进行所述测量的工序中，测量所述微动载置台的至少所述规定平面内的3个自由 度方向的位置信息。
34.一种载置台驱动方法，对具有沿着规定平面移动的粗动载置台和能够在该粗动载 置台上微动的微动载置台的粗微动载置台进行驱动，其特征在于，包括在所述粗动载置台中固定的一个或者两个以上的编码器头中，根据对在所述粗微动 载置台的外部与所述规定平面实质上平行地配置的第1光栅部经由所述微动载置台的光 透射部照射第1测量波束并经由所述光透射部接收来自所述第1光栅部的衍射光的、至少 一个所述编码器头的输出，来测量所述规定平面内的所述粗微动载置台的位置信息的工 序；以及根据所测量出的所述粗微动载置台的位置信息，对所述粗微动载置台进行驱动的工序。
35.根据权利要求34所述的载置台驱动方法，其特征在于，在所述粗动载置台中，在多个不同的位置固定了所述编码器头，所述微动载置台在 所述多个编码器头分别对向的区域中具有所述光透射部，在所述进行测量的工序中，根据从所述多个编码器头选择的至少一个编码器头的输 出，来测量所述规定平面内的所述粗微动载置台的位置信息。
36.根据权利要求35所述的载置台驱动方法，其特征在于，在所述微动载置台中，在与所述多个编码器头分别对向的位置设置了第2光栅部， 在进行所述测量的工序中，根据还向对向的所述第2光栅部照射第2测量波束并接收 来自该第2光栅部的衍射光的、至少一个所述编码器头的输出，来测量所述规定平面内 的所述微动载置台的位置信息，在进行所述驱动的工序中，还考虑所测量出的所述微动载置台的位置信息而对所述 粗微动载置台进行驱动。
37.根据权利要求30或者36所述的载置台驱动方法，其特征在于， 所述第1测量波束和所述第2测量波束是从同一光源产生的光波束。
38.根据权利要求37所述的载置台驱动方法，其特征在于，在所述编码器头内取出所述第1测量波束以及所述第2测量波束中的一个测量波束被 对应的光栅部衍射得到的衍射波束的至少一部分，从生成另一个测量波束。
39.根据权利要求36 38中的任意一项所述的载置台驱动方法，其特征在于， 在进行所述测量的工序中，根据来自所述多个编码器头各自的输出，计算所述粗动载置台和所述第1光栅部的与和所述规定平面平行的测量方向相关的第1位置关系、以及 所述粗动载置台和所述第2光栅部的与所述测量方向相关的第2位置关系，并且根据所述 第1以及第2位置关系，计算所述微动载置台和所述第1光栅部的与所述测量方向相关的 位置关系。
40.根据权利要求36 39中的任意一项所述的载置台驱动方法，其特征在于， 在进行所述测量的工序中，对起因于所述微动载置台的倾斜的、所述微动载置台的位置信息的测量中使用的所述编码器头的测量误差进行校正。
41.根据权利要求34 40中的任意一项所述的载置台驱动方法，其特征在于， 在进行所述测量的工序中，对起因于所述粗动载置台相对所述规定平面的倾斜的、所述粗微动载置台的位置信息的测量中使用的所述编码器头的测量误差进行校正。
42.—种曝光方法，通过照射能量波束而在物体上形成图案，其特征在于，使用权利要求26 41中的任意一项所述的载置台驱动方法，进行在所述微动载置台 上载置了所述物体的粗微动载置台的驱动。
43.—种器件制造方法，其特征在于，包括使用权利要求42所述的曝光方法对物体进行曝光；以及 使所述曝光后的物体显影。
全文摘要
载置台装置具备具有沿着XY平面移动的粗动载置台(91)、和能够在该粗动载置台上至少在与XY平面平行的方向上微动的平台(WTB)的晶片载置台；以及编码器系统。在粗动载置台中，设置了多个编码器头(60C等)。各头向与XY平面平行地配置的第1光栅部(RG)以及平台中设置的第2光栅部(RG2Y)分别照射测量波束(LB1、LB2)等，接收来自第1以及第2光栅部各自的衍射光。编码器系统根据与第1以及第2光栅部对向的至少一个编码器头的输出，来测量XY平面内的平台(晶片载置台)的位置信息。
文档编号G01D5/38GK102017072SQ20098011533
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月30日 优先权日2008年4月30日
发明者柴崎祐一 申请人:株式会社尼康