特許 5979254 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5979254

(24)【登録日】2016年8月5日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20160817BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20160817BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20160817BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 521

   G01B11/00 G

   H01L21/68 K

【請求項の数】30

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2015-735(P2015-735)

(22)【出願日】2015年1月6日

(62)【分割の表示】特願2013-176208(P2013-176208)の分割

【原出願日】2009年5月13日

(65)【公開番号】特開2015-84449(P2015-84449A)

(43)【公開日】2015年4月30日

【審査請求日】2015年1月26日

(31)【優先権主張番号】61/071,695

(32)【優先日】2008年5月13日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】12/463,562

(32)【優先日】2009年5月11日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100102901

【弁理士】

【氏名又は名称】立石 篤司

(72)【発明者】

【氏名】金谷 有歩

【審査官】 赤尾 隼人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０７１８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２３４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８６３８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１２９１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０８３７５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／０９７４６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／０２９７５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／０９７３７９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／０２６７３９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７；２１／６７−２１／６８３

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

投影系を介して照明光で基板を露光する露光装置であって、
前記投影系を支持するメトロロジーフレームを有するボディと、
前記投影系から離れて配置され、前記基板の位置情報を検出する検出系と、
前記投影系および前記検出系の下方に配置されるベースと、
前記ベース上に配置され、前記基板を保持するホルダを有するステージと、
前記ベースと前記ステージとの一方に磁石ユニットが設けられ、かつ前記ベースと前記ステージとの他方にコイルユニットが設けられる平面モータを有し、前記投影系の光軸と垂直な所定面内で互いに直交する第１、第２方向を含む６自由度方向に関して前記基板が移動されるように、前記ベース上で浮上支持される前記ステージを駆動する駆動装置と、
前記ステージに設けられる複数のヘッドを有し、前記投影系の下端側に配置されるように前記メトロロジーフレームに支持され、かつ反射型格子を有する第１グレーティング部に対してその下方から前記複数のヘッドを介してそれぞれ計測ビームを照射して、前記６自由度方向に関する前記ステージの位置情報を計測する計測装置と、
前記ステージに対する前記ヘッドの変位情報、または前記ステージに対する前記ヘッドの変位に起因して生じる前記計測装置の計測誤差を補償するための補正情報と、前記計測装置で計測される位置情報と、に基づいて、前記ステージの駆動を制御する制御装置と、を備え、
前記計測装置は、前記検出系による前記基板の検出動作において、前記検出系の下端側に配置されるように前記メトロロジーフレームに支持され、かつ反射型格子を有する第２グレーティング部に対してその下方から前記複数のヘッドを介してそれぞれ前記計測ビームを照射して前記ステージの位置情報を計測し、
前記第１グレーティング部はその開口内に前記投影系が位置し、かつその下面が前記所定面と実質的に平行となるように前記メトロロジーフレームに支持されるとともに、前記第２グレーティング部はその開口内に前記検出系が位置し、かつその下面が前記所定面と実質的に平行となるように前記メトロロジーフレームに支持される露光装置。

【請求項2】

請求項１に記載の露光装置において、
前記変位情報は、前記計測装置による前記ステージの位置情報の計測方向に関する、前記ステージでの前記ヘッドの変位情報を含む露光装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の露光装置において、
前記変位情報は、前記所定面と平行な方向に関する、前記ステージでの前記ヘッドの変位情報を含む露光装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記ヘッドの変位情報を計測する計測系を、さらに備え、
前記制御装置は、前記ステージの駆動制御のために、前記計測された変位情報を用いる露光装置。

【請求項5】

請求項４に記載の露光装置において、
前記計測系は、その少なくとも一部が前記ヘッドに設けられるセンサを含む露光装置。

【請求項6】

請求項４又は５に記載の露光装置において、
前記計測系は、前記変位情報を非接触で計測する非接触センサを含む露光装置。

【請求項7】

請求項４に記載の露光装置において、
前記計測系は、前記ステージの加速度に関する情報を計測するセンサを含む露光装置。

【請求項8】

請求項４に記載の露光装置において、
前記計測系は、前記ステージの位置情報を計測する、前記計測装置と異なる計測装置を含む露光装置。

【請求項9】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記変位情報は、前記ステージの駆動情報を含む露光装置。

【請求項10】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記変位情報又は前記補正情報は事前に取得されており、
前記制御装置は、前記事前に取得された変位情報又は補正情報を前記ステージの駆動制御に用いる露光装置。

【請求項11】

請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記複数のヘッドは、前記ホルダを挟んで２つの対角線上にそれぞれ一対ずつ配置される４つのヘッドを含む露光装置。

【請求項12】

請求項１〜１１のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記第１、第２グレーティング部はそれぞれ、前記反射型格子が２次元格子であり、前記２次元格子が前記開口の周囲に配置される露光装置。

【請求項13】

請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記ステージは、前記平面モータによって前記ベース上で磁気浮上される露光装置。

【請求項14】

請求項１〜１３のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記照明光で照明されるマスクを保持するマスクステージを、さらに備え、
前記計測装置は、前記マスクステージの位置情報を計測するエンコーダシステムを有する露光装置。

【請求項15】

デバイス製造方法であって、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

【請求項16】

投影系を介して照明光で基板を露光する露光方法であって、
ボディのメトロロジーフレームに支持される前記投影系と該投影系から離れて配置される検出系との下方に配置されるベース上で浮上支持され、前記基板を保持するホルダを有するステージを、前記検出系によって前記基板の位置情報を検出するために前記検出系と対向して前記基板が配置されるように、前記ベースと前記ステージとの一方に磁石ユニットが設けられ、前記ベースと前記ステージとの他方にコイルユニットが設けられる平面モータによって駆動することと、
前記投影系を介して前記照明光で前記基板を露光するために前記投影系と対向して前記基板が配置されるように、前記平面モータによって前記ステージを駆動することと、
前記基板の露光動作において、前記ステージに設けられる複数のヘッドを有し、前記投影系の下端側に配置されるように前記メトロロジーフレームに支持され、反射型格子を有する第１グレーティング部に対してその下方から前記複数のヘッドを介してそれぞれ計測ビームを照射する計測装置によって、前記投影系の光軸と垂直な所定面内で互いに直交する第１、第２方向を含む６自由度方向に関する前記ステージの位置情報を計測することと、
前記ステージに対する前記ヘッドの変位情報、または前記ステージに対する前記ヘッドの変位に起因して生じる前記計測装置の計測誤差を補償するための補正情報と、前記計測装置で計測される位置情報と、に基づいて、前記ステージの駆動を制御することと、を含み、
前記露光動作において、前記６自由度方向に関して前記基板を移動するように前記ステージが駆動され、
前記検出系による前記基板の検出動作において、前記検出系の下端側に配置されるように前記メトロロジーフレームに支持され、反射型格子を有する第２グレーティング部に対してその下方から前記複数のヘッドを介してそれぞれ前記計測ビームを照射する前記計測装置によって前記ステージの位置情報が計測され、
前記第１グレーティング部はその開口内に前記投影系が位置し、かつその下面が前記所定面と実質的に平行となるように前記メトロロジーフレームに支持されるとともに、前記第２グレーティング部はその開口内に前記検出系が位置し、かつその下面が前記所定面と実質的に平行となるように前記メトロロジーフレームに支持される露光方法。

【請求項17】

請求項１６に記載の露光方法において、
前記変位情報は、前記計測装置による前記ステージの位置情報の計測方向に関する、前記ステージでの前記ヘッドの変位情報を含む露光方法。

【請求項18】

請求項１６又は１７に記載の露光方法において、
前記変位情報は、前記所定面と平行な方向に関する、前記ステージでの前記ヘッドの変位情報を含む露光方法。

【請求項19】

請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記ヘッドの変位情報は計測系によって計測され、
前記ステージの駆動制御のために、前記計測された変位情報が用いられる露光方法。

【請求項20】

請求項１９に記載の露光方法において、
前記変位情報は、少なくとも一部が前記ヘッドに設けられるセンサによって計測される露光方法。

【請求項21】

請求項１９又は２０に記載の露光方法において、
前記変位情報は、非接触センサによって計測される露光方法。

【請求項22】

請求項１９に記載の露光方法において、
前記変位情報は、前記ステージの加速度に関する情報を含む露光方法。

【請求項23】

請求項１９に記載の露光方法において、
前記変位情報は、前記計測装置と異なる計測装置によって計測される前記ステージの位置情報から決定される露光方法。

【請求項24】

請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記変位情報は、前記ステージの駆動情報を含む露光方法。

【請求項25】

請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記変位情報又は前記補正情報は事前に取得されており、
前記事前に取得された変位情報又は補正情報が前記ステージの駆動制御に用いられる露光方法。

【請求項26】

請求項１６〜２５のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記複数のヘッドは、前記ホルダを挟んで２つの対角線上にそれぞれ一対ずつ配置される４つのヘッドを含む露光方法。

【請求項27】

請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記第１、第２グレーティング部はそれぞれ、前記反射型格子が２次元格子であり、前記２次元格子が前記開口の周囲に配置される露光方法。

【請求項28】

請求項１６〜２７のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記ステージは、前記平面モータによって前記ベース上で磁気浮上される露光方法。

【請求項29】

請求項１６〜２８のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記計測装置のエンコーダシステムによって、前記照明光で照明されるマスクを保持するマスクステージの位置情報が計測される露光方法。

【請求項30】

デバイス製造方法であって、
請求項１６〜２９のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、投影系を介して露光ビームで基板を露光する露光装置及び露光方法、並びに前記露光装置又は前記露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。

【0003】

将来的に、半導体素子は更に高集積化し、これに伴ってウエハ上に形成すべき回路パターンが微細化することは確実であり、半導体素子の大量生産装置である露光装置には、ウエハ等の位置検出精度の更なる向上が要請される。

【0004】

例えば、特許文献１には、基板テーブル上にエンコーダタイプのセンサ（エンコーダヘッド）が搭載された露光装置が開示されている。しかるに、基板テーブル上にエンコーダヘッドを搭載する場合、基板テーブルが動く（基板テーブルに加速度が加えられる）ことにより、基板テーブルに対するエンコーダヘッドの設置位置及び／又は設置姿勢が変化し、そのエンコーダヘッドを用いた基板テーブルの位置計測の精度が損なわれるおそれがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、上述した事情の下になされたもので、その第１の態様によれば、投影系を介して照明光で基板を露光する露光装置であって、前記投影系を支持するメトロロジーフレームを有するボディと、前記投影系から離れて配置され、前記基板の位置情報を検出する検出系と、前記投影系および前記検出系の下方に配置されるベースと、前記ベース上に配置され、前記基板を保持するホルダを有するステージと、前記ベースと前記ステージとの一方に磁石ユニットが設けられ、かつ前記ベースと前記ステージとの他方にコイルユニットが設けられる平面モータを有し、前記投影系の光軸と垂直な所定面内で互いに直交する第１、第２方向を含む６自由度方向に関して前記基板が移動されるように、前記ベース上で浮上支持される前記ステージを駆動する駆動装置と、前記ステージに設けられる複数のヘッドを有し、前記投影系の下端側に配置されるように前記メトロロジーフレームに支持され、かつ反射型格子を有する第１グレーティング部に対してその下方から前記複数のヘッドを介してそれぞれ計測ビームを照射して、前記６自由度方向に関する前記ステージの位置情報を計測する計測装置と、前記ステージに対する前記ヘッドの変位情報、または前記ステージに対する前記ヘッドの変位に起因して生じる前記計測装置の計測誤差を補償するための補正情報と、前記計測装置で計測される位置情報と、に基づいて、前記基板ステージの駆動を制御する制御装置と、を備え、前記計測装置は、前記検出系による前記基板の検出動作において、前記検出系の下端側に配置されるように前記メトロロジーフレームに支持され、かつ反射型格子を有する第２グレーティング部に対してその下方から前記複数のヘッドを介してそれぞれ前記計測ビームを照射して前記ステージの位置情報を計測し、前記第１グレーティング部はその開口内に前記投影系が位置し、かつその下面が前記所定面と実質的に平行となるように前記メトロロジーフレームに支持されるとともに、前記第２グレーティング部はその開口内に前記検出系が位置し、かつその下面が前記所定面と実質的に平行となるように前記メトロロジーフレームに支持される露光装置が、提供される。

【0007】

これによれば、制御装置により、計測装置で計測されるステージの位置情報と、ステージに対するヘッドの変位情報、またはステージに対する前記ヘッドの変位に起因して生じる前記計測装置の計測誤差を補償するための補正情報と、に基づいて、ステージの駆動が制御される。これにより、ステージの駆動に伴い、ヘッドがステージに対して移動した場合であっても、高精度なステージの位置情報の計測、ひいては高精度なステージの駆動制御が可能となる。

【0008】

本発明の第２の態様によれば、デバイス製造方法であって、本発明の露光装置を用いて基板を露光することと、前記露光された基板を現像することと；を含むデバイス製造方法が提供される。

【0009】

本発明の第３の態様によれば、投影系を介して照明光で基板を露光する露光方法であって、ボディのメトロロジーフレームに支持される前記投影系と該投影系から離れて配置される検出系との下方に配置されるベース上で浮上支持され、前記基板を保持するホルダを有するステージを、前記検出系によって前記基板の位置情報を検出するために前記検出系と対向して前記基板が配置されるように、前記ベースと前記ステージとの一方に磁石ユニットが設けられ、前記ベースと前記ステージとの他方にコイルユニットが設けられる平面モータによって駆動することと、前記投影系を介して前記照明光で前記基板を露光するために前記投影系と対向して前記基板が配置されるように、前記平面モータによって前記ステージを駆動することと、前記基板の露光動作において、前記ステージに設けられる複数のヘッドを有し、前記投影系の下端側に配置されるように前記メトロロジーフレームに支持され、反射型格子を有する第１グレーティング部に対してその下方から前記複数のヘッドを介してそれぞれ計測ビームを照射する計測装置によって、前記投影系の光軸と垂直な所定面内で互いに直交する第１、第２方向を含む６自由度方向に関する前記ステージの位置情報を計測することと、前記ステージに対する前記ヘッドの変位情報、または前記ステージに対する前記ヘッドの変位に起因して生じる前記計測装置の計測誤差を補償するための補正情報と、前記計測装置で計測される位置情報と、に基づいて、前記ステージの駆動を制御することと、を含み、前記露光動作において、前記６自由度方向に関して前記基板を移動するように前記ステージが駆動され、前記検出系による前記基板の検出動作において、前記検出系の下端側に配置されるように前記メトロロジーフレームに支持され、反射型格子を有する第２グレーティング部に対してその下方から前記複数のヘッドを介してそれぞれ前記計測ビームを照射する前記計測装置によって前記ステージの位置情報が計測され、前記第１グレーティング部はその開口内に前記投影系が位置し、かつその下面が前記所定面と実質的に平行となるように前記メトロロジーフレームに支持されるとともに、前記第２グレーティング部はその開口内に前記検出系が位置し、かつその下面が前記所定面と実質的に平行となるように前記メトロロジーフレームに支持される露光方法が、提供される。

【0010】

これによれば、ステージの駆動を制御することでは、計測することで計測されるステージの位置情報と、ステージに対するヘッドの変位情報、またはステージに対する前記ヘッドの変位に起因して生じる前記計測装置の計測誤差を補償するための補正情報と、に基づいて、ステージの駆動が制御される。これにより、ステージの駆動に伴い、ヘッドがステージに対して移動した場合であっても、高精度なステージの位置情報の計測、ひいては高精度なステージの駆動制御が可能となる。

【0011】

本発明の第４の態様によれば、デバイス製造方法であって、本発明の露光方法を用いて基板を露光することと、前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。

【図2】エンコーダヘッド及び干渉計の配置を説明するための図である。

【図3】図１のウエハステージを一部破砕して示す拡大図である。

【図4】図３の円Ｃ内の一部を拡大して示す図である。

【図5】ヘッドの内部構成を説明するための図である。

【図6】図１の露光装置におけるステージ制御に関連する制御系の主要な構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施形態について、図１〜図６に基づいて説明する。

【0014】

図１には、一実施形態の露光装置１００の概略構成が示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわち、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行なう。

【0015】

露光装置１００は、照明系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、ウエハＷが載置されるウエハステージＷＳＴを含むウエハステージ装置５０、及びこれらの制御系等を備えている。

【0016】

照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系とを含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステム）で規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。

【0017】

レチクルステージＲＳＴ上には、回路パターンなどがそのパターン面（図１における下面）に形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図６参照）によって、ＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。

【0018】

レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面（移動面）内の位置情報（θｚ方向の位置（以下ではθｚ回転量とも呼ぶ）の情報を含む）は、図１に示される、移動鏡１５（実際には、Ｙ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（あるいは、レトロリフレクタ）とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられている）に測長ビームを照射するレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。なお、例えば米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書などに開示されているエンコーダシステムを、レチクル干渉計１６の代わりに、あるいはそれと組み合わせて用いて、レチクルＲの少なくとも３自由度方向の位置情報を計測しても良い。

【0019】

投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方（−Ｚ側）に配置され、不図示のボディの一部を構成するメインフレーム（メトロロジーフレーム）に保持されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、該鏡筒４０に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬとを有している。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列された複数の光学素子（レンズエレメント）からなる屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによって照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（露光領域）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動することで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、このショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系１０、及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にレチクルＲのパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。

【0020】

なお、メインフレームは、従来用いられている門型、及び例えば米国特許出願公開第２００８／００６８５６８号明細書などに開示される吊り下げ支持型のいずれであっても良い。

【0021】

鏡筒４０の−Ｚ側端部の周囲には、例えば鏡筒４０の下端面とほぼ同一面となる高さで、スケール板２１がＸＹ平面に平行に配置されている。スケール板２１は、本実施形態では、この一部に鏡筒４０の−Ｚ側端部が挿入される円形の開口、及び後述するアライメント系の−Ｚ側端部が挿入される円形の開口を有する矩形のプレートから成り、不図示のボディの一部に吊り下げ支持されている。本実施形態では、投影ユニットＰＵを支持する不図示のメインフレーム（メトロロジーフレーム）にスケール板２１が吊り下げ支持されている。スケール板２１の下面（−Ｚ側の面）には、２次元グレーティングとして、Ｙ軸方向を周期方向とする所定ピッチ、例えば１μｍの格子と、Ｘ軸方向を周期方向とする所定ピッチ、例えば１μｍの格子とから成る反射型の２次元回折格子ＲＧ（図４及び図５参照）が形成されている。この回折格子ＲＧは、ウエハステージＷＳＴの移動範囲をカバーしている。

【0022】

ウエハステージ装置５０は、床面上に複数（例えば３つ又は４つ）の防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたステージベース１２、該ステージベース１２上に配置されたウエハステージＷＳＴ、該ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系２７（図１では一部のみ図示、図６参照）、及びウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の位置情報を計測する計測系を備えている。計測系は、図６に示される、エンコーダシステム７０及びウエハレーザ干渉計システム１８等を備えている。なお、エンコーダシステム７０及びウエハレーザ干渉計システム１８については、さらに後述する。

【0023】

ステージベース１２は、平板状の外形を有する部材からなり、その上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージＷＳＴの移動の際のガイド面とされている。ステージベース１２の内部には、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数のコイル１４ａを含む、コイルユニットが収容されている。

【0024】

ウエハステージＷＳＴは、図１に示されるように、ステージ本体９１と、該ステージ本体９１の上方に配置され、不図示のＺ・チルト駆動機構によって、ステージ本体９１に対して非接触で支持されたウエハテーブルＷＴＢとを有している。この場合、ウエハテーブルＷＴＢは、Ｚ・チルト駆動機構によって、電磁力等の上向きの力（斥力）と、自重を含む下向きの力（引力）との釣り合いを３点で調整することで、非接触で支持されるとともに、Ｚ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向の３自由度方向に微小駆動される。ステージ本体９１の底部には、スライダ部９１ａが設けられている。スライダ部９１ａは、ＸＹ平面内でＸＹ二次元配列された複数の磁石から成る磁石ユニットと、該磁石ユニットを収容する筐体と、該筐体の底面の周囲に設けられた複数のエアベアリングとを有している。磁石ユニットは、前述のコイルユニットとともに、例えば米国特許第５，１９６，７４５号明細書などに開示されるローレンツ電磁力駆動による平面モータ３０を構成している。なお、平面モータ３０としては、ローレンツ電磁力駆動方式に限らず、可変磁気抵抗駆動方式の平面モータを用いることもできる。

【0025】

ウエハステージＷＳＴは、上記複数のエアベアリングによってステージベース１２上に所定のクリアランス、例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持され、平面モータ３０によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に駆動される。従って、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハＷ）は、ステージベース１２に対して、６自由度方向に移動可能である。なお、平面モータ３０によってウエハステージＷＳＴを６自由度方向に駆動しても良い。

【0026】

本実施形態では、コイルユニットを構成する各コイル１４ａに供給される電流の大きさ及び方向が、主制御装置２０によって制御される。平面モータ３０と、前述のＺ・チルト駆動機構とを含んで、図６のウエハステージ駆動系２７が構成されている。なお、平面モータ３０はムービングマグネット方式に限らず、ムービングコイル方式でも良い。また、平面モータ３０として、磁気浮上方式の平面モータを用いても良い。この場合、前述のエアベアリングを設けなくても良い。また、ウエハテーブルＷＴＢを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の少なくとも１つの方向に微動可能としても良い。すなわち、ウエハステージＷＳＴを粗微動ステージにより構成しても良い。

【0027】

ウエハテーブルＷＴＢ上には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷが載置され、不図示のチャック機構によって例えば真空吸着（又は静電吸着）され、固定されている。また、ウエハテーブルＷＴＢの＋Ｙ側の面（＋Ｙ端面）及び−Ｘ側の面（−Ｘ端面）には、それぞれ鏡面加工が施され、図２に示されるように、後述するウエハレーザ干渉計システムで用いられる、反射面１７ａ，１７ｂが形成されている。

【0028】

エンコーダシステム７０は、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ回転量の情報を含む）を計測する。ここで、エンコーダシステム７０の構成等について詳述する。

【0029】

ウエハテーブルＷＴＢには、図２の平面図に示されるように、その４隅にそれぞれエンコーダヘッド（以下、適宜、ヘッドと略述する）６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄが取り付けられている。これらのヘッド６０Ａ〜６０Ｄは、図３にヘッド６０Ｃを代表的に採り上げて示されるように、ウエハテーブルＷＴＢにそれぞれ形成されたＺ軸方向の貫通孔２４の内部に収容されている。

【0030】

ウエハテーブルＷＴＢ上面の一方の対角線上に位置する一対のヘッド６０Ａ、６０Ｃは、Ｙ軸方向を計測方向とするヘッドである。また、ウエハテーブルＷＴＢ上面のもう一方の対角線上に位置する一対のヘッド６０Ｂ、６０Ｄは、Ｘ軸方向を計測方向とするヘッドである。ヘッド６０Ａ〜６０Ｄのそれぞれとしては、例えば米国特許第７，２３８，９３１号明細書、及び国際公開第２００７／０８３７５８号などに開示されるヘッド（エンコーダ）と同様の構成のものが用いられている。ただし、本実施形態では、後述するように光源及び光検出器は各ヘッドの外部に設けられ、光学系のみが各ヘッドの内部に設けられている。そして、光源及び光検出器と、光学系とは、後述する光ファイバを介して光学的に接続されている。

【0031】

ヘッド６０Ａ，６０Ｃは、スケール板２１に計測ビーム（計測光）を照射し、スケール板２１表面（下面）に形成されたＹ軸方向を周期方向とする格子からの回折ビームを受光して、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置を計測するＹリニアエンコーダ（以下、適宜、Ｙエンコーダ又はエンコーダと略述する）７０Ａ，７０Ｃ（図６参照）をそれぞれ構成する。また、ヘッド６０Ｂ，６０Ｄは、スケール板２１に計測ビームを照射し、スケール板２１表面に形成されたＸ軸方向を周期方向とする格子からの回折ビームを受光して、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置を計測するＸリニアエンコーダ（以下、適宜、エンコーダと略述する）７０Ｂ，７０Ｄ（図６参照）をそれぞれ構成する。

【0032】

本実施形態では、図３の円Ｃ内の一部を拡大した図４に示されるように、ヘッド６０Ｃは、幅及び奥行きに比べて高さが低い四角柱状（すなわち直方体状）の光学系収容部２２ａと、該光学系収容部２２ａの下方にＹ軸方向に延設された所定長さの四角柱状のファイバ収容部２２ｂとの２部分を有するハウジング２２を有している。光学系収容部２２ａは、ファイバ収容部２２ｂより外側に周囲全体に渡り一部が張り出している。前述の貫通孔２４は、図４に示されるように、ハウジング２２の形状に応じた形状に形成されている。そして、ハウジング２２は、上記張り出し部の下面が、貫通孔２４の段部に当接する状態で、ウエハテーブルＷＴＢに取り付けられている。この場合、ハウジング２２の貫通孔２４内部への挿入を容易にするため、貫通孔２４の内壁面とハウジング２２の外周面との間には、所定のクリアランスが形成される程度に、両者の寸法が設定されている。

【0033】

ハウジング２２には、光ファイバ６２ａ，６２ｂ及び６２ｃの一端が、それぞれ接続されている。光ファイバ６２ａ，６２ｂ，６２ｃは、ファイバ収容部２２ｂの下端、すなわちウエハテーブルＷＴＢの下面の近傍で、ステージ本体９１の上端部に突設されたファイバ保持部２８によって、ウエハテーブルＷＴＢがステージ本体９１に対して微小駆動されても、それらに応力が加わらないように、保持されている。

【0034】

光ファイバ６２ａは送光用ファイバであり、その他端はステージ本体９１に設けられた光源（不図示）、例えば半導体レーザなどに光学的に接続されている。また、光ファイバ６２ｂ，６２ｃは受光用ファイバであり、それぞれの他端はステージ本体９１に設けられた第１、第２受光系（不図示）に光学的に接続されている。第１、第２受光系は、それぞれ、偏光子（検光子）及び光検出器、例えばフォトマルチプライヤ・チューブなどを含む。なお、光ファイバ６２ａ，６２ｂ，６２ｃのハウジング２２内部の構成については後述する。

【0035】

ここで、ヘッド６０Ｃのハウジング２２内部に収容された光学系の構成などについて、図５に基づいて説明する。

【0036】

光学系収容部２２ａの内部には、図５に示されるように、例えば、その分離面がＸＺ平面と平行である偏光ビームスプリッタＰＢＳ、一対の反射ミラーＲ１ａ，Ｒ１ｂ、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂ、四分の一波長板（以下、λ／４板と表記する）ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂ、及び反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂ等が、所定の位置関係で、不図示の支持部材などを介して、ハウジング２２に固定されて成る主光学系６４と、副光学系６４₀（詳細については後述する）とが、収容されている。

【0037】

光ファイバ６２ａは、図５に示されるように、ハウジング２２の内部で、第１部分６２ａ₁と第２部分６２ａ₂とに分離されており、第１部分６２ａ₁と第２部分６２ａ₂とは、ビームスプリッタＢＳを介して光学的に接続されている。ビームスプリッタＢＳは、入射面を光ファイバ６２ａの第２部分６２ａ₂の一端側の端面に対向させ、射出面を光ファイバ６２ａの第１部分６２ａ₁の他端側の端面に対向させた状態で、不図示の支持部材を介してハウジング２２に固定されている。

【0038】

光学系６４の偏光ビームスプリッタＰＢＳの入射面に対向して光ファイバ６２ａの第１部分６２ａ₁の一端側の端面が配置され、偏光ビームスプリッタＰＢＳの射出面に対向して光ファイバ６２ｂの一端側の端面が配置されている。

【0039】

ヘッド６０Ｃ（Ｙエンコーダ７０Ｃ）において、ステージ本体９１に設けられた光源（不図示）からレーザビームＬＢが射出され、光ファイバ６２ａ（より正しくは、第２部分６２ａ₂、ビームスプリッタＢＳ、及び第１部分６２ａ₁）を介して偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射し、偏光分離により２つの計測ビームＬＢ₁，ＬＢ₂となる。偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した計測ビームＬＢ₁は反射ミラーＲ１ａを介してスケール板２１に到達し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された計測ビームＬＢ₂は反射ミラーＲ１ｂを介してスケール板２１に到達する。なお、ここで「偏光分離」とは、入射ビームをＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離することを意味する。

【0040】

計測ビームＬＢ₁，ＬＢ₂の照射によって回折格子ＲＧから発生する所定次数の回折ビーム、例えば１次回折ビームは、それぞれレンズＬ２ａ，Ｌ２ｂを介して、λ／４板ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂにより円偏光に変換された後、反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂにより反射されて再度λ／４板ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂを通り、往路と同じ光路を逆方向に辿って偏光ビームスプリッタＰＢＳに達する。

【0041】

偏光ビームスプリッタＰＢＳに達した２つの１次回折ビームは、各々この偏光方向が元の方向に対して９０度回転している。このため、先に偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した計測ビームＬＢ₁の１次回折ビームは、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射される。先に偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された計測ビームＬＢ₂の１次回折ビームは、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過する。そして、計測ビームＬＢ₁，ＬＢ₂それぞれの１次回折ビームは同軸上に合成され、合成ビームＬＢ₁₂として、光ファイバ６２ｂに入射する。合成ビームＬＢ₁₂は、光ファイバ６２ｂを介して、ステージ本体９１に設けられた第１受光系（不図示）に送光される。

【0042】

第１受光系（不図示）の内部では、合成ビームＬＢ₁₂として合成されたビームＬＢ₁，ＬＢ₂の１次回折ビームが例えば検光子によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。ここで、計測方向（この場合、Ｙ軸方向）に関する、ウエハステージＷＳＴの移動によるヘッド６０Ｃとスケール板２１との相対移動によって２つのビーム間の位相差が変化して干渉光の強度が変化する。この干渉光の強度の変化が、受光系（不図示）によって検出され、この強度変化に応じた位置情報がＹエンコーダ７０Ｃの主計測値として主制御装置２０（図６参照）に出力される。

【0043】

上の説明からわかるように、Ｙエンコーダ７０Ｃ（エンコーダヘッド６０Ｃ）では、ビームＬＢ₁，ＬＢ₂の空気中での光路長が極短いため、空気揺らぎの影響がほとんど無視できる。

【0044】

その他のヘッド６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｄ（エンコーダ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｄ）等も、ヘッド６０Ｃ（エンコーダ７０Ｃ）と同様にして構成されている。

【0045】

前述のようにウエハテーブルＷＴＢ上にヘッドを搭載する場合、ウエハテーブルＷＴＢが動くこと（ウエハテーブルＷＴＢに加速度が加えられること）等により、ヘッドの位置が設計位置からずれたり、この姿勢が基準姿勢から変化したりする蓋然性が高く、かかるヘッドの位置（姿勢を含む）の変化は、エンコーダシステム７０によるウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置計測の誤差要因となる。そこで、本実施形態では、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄのそれぞれに、ウエハテーブルＷＴＢに対するヘッドの位置及び姿勢の変化を計測するための、前述の副光学系６４_０が設けられている。

【0046】

ここで、図５に示される、ヘッド６０Ｃのハウジング２２内部の副光学系６４₀を代表的に取り上げて、副光学系の構成などについて説明する。

【0047】

ハウジング２２のファイバ収容部２２ｂの内部には、ＸＹ平面及びＸＺ平面と４５度をなす分離面を有する偏光ビームスプリッタＰＢＳ₀、λ／４板ＷＰ，ＷＰ₀、及び参照ミラーＲＭ₀等が、所定の位置関係で、不図示の支持部材などを介して、ハウジング２２に固定されて成る副光学系６４₀が、収容されている。

【0048】

前述したビームスプリッタＢＳにより、光ファイバ６２ａの第２部分６２ａ₂を介して導光されるレーザビームＬＢは、主光学系６４に対する入射ビームと、計測ビームＬＢ₀とに分岐される。計測ビームＬＢ₀は、副光学系６４₀の偏光ビームスプリッタＰＢＳ₀に入射し、偏光分離されて測長ビームと参照ビームとなる。測長ビームは偏光ビームスプリッタＰＢＳ₀で反射され、Ｙ軸に平行な光路に沿って、λ／４板ＷＰを通り、ファイバ収容部２２ｂ（ハウジング２２）に設けられた開口部（又は光透過部）を介して、ウエハテーブルＷＴＢの貫通孔２４の＋Ｙ側の内壁面に入射する。

【0049】

ウエハテーブルＷＴＢの貫通孔２４の＋Ｙ側の内壁面には、鏡面加工が施されて、Ｙ軸に垂直な反射面ＲＭが形成されている。従って、測長ビームは反射面ＲＭで反射され、元の光路を逆に辿って偏光ビームスプリッタＰＢＳ₀に戻る。この際、測長ビームは、λ／４板ＷＰを２度通ることで、その偏光方向は元の方向から９０度回転している。このため、測長ビームは偏光ビームスプリッタＰＢＳ₀を透過する。

【0050】

一方、参照ビームは偏光ビームスプリッタＰＢＳ₀を透過し、Ｚ軸に平行な光路に沿って、λ／４板ＷＰ₀を通り、参照ミラーＲＭ₀に入射し、反射される。反射された参照ビームは、元の光路を逆に辿って、再度λ／４板ＷＰ₀を通り、偏光ビームスプリッタＰＢＳ₀に戻る。ここで、参照ビームがλ／４板ＷＰを２度通ることにより、その偏光方向は元の方向から９０度回転している。このため、参照ビームは偏光ビームスプリッタＰＢＳ₀で反射される。

【0051】

偏光ビームスプリッタＰＢＳ₀を透過した測長ビームは、偏光ビームスプリッタＰＢＳ₀で反射された参照ビームと、同軸上に合成され、合成ビームＬＢ₀として光ファイバ６２ｃに入射する。合成ビームＬＢ₀は、光ファイバ６２ｃを介して、ステージ本体９１に設けられた第２受光系（不図示）に送光される。

【0052】

第２受光系（不図示）の内部では、合成ビームＬＢ₀として合成された側長ビームと参照ビームが例えば検光子によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。ここで、例えばウエハテーブルＷＴＢの動きに伴いヘッド６０Ｃの設置位置がＹ軸方向にずれると、ヘッド６０Ｃ内の副光学系６４₀と反射面ＲＭとの相対距離が変化する。これにより、測長ビームの光路長が変化し、該測長ビームと参照ビームとの光路長との差（光路差）が変化するため、干渉光の強度が変化する。この干渉光の強度の変化が受光系によって検出され、Ｙ軸方向に関するヘッド６０Ｃと反射面ＲＭとの相対位置、すなわちウエハテーブルＷＴＢとの相対位置ｄＹに関する情報が、Ｙエンコーダ７０Ｃ（ヘッド６０Ｃ）の副計測値として主制御装置２０に出力される。

【0053】

なお、副光学系６４₀に加えて副光学系６４₀と同様の別の副光学系を設け、その別の副光学系を、副光学系６４₀の＋Ｚ側に所定距離離間して配置しても良い。例えば、光ファイバ６２ａの第１部分を２つに切断して、その切断した２部分の端面間にビームスプリッタＢＳと同様にして別のビームスプリッタを配置し、主光学系６４に向かうレーザビームＬＢの一部をそのビームスプリッタで分岐して取り出し、別の副光学系に対する入射ビームとしても良い。勿論、別の副光学系の計測ビームと参照ビームの合成ビームは、上記と同様に光ファイバを介して別の受光系（第３受光系）に送られる。この場合、主制御装置２０は、副光学系６４₀と別の副光学系との副計測値の平均値として、ヘッド６０ＣとウエハテーブルＷＴＢとのＹ軸方向に関する相対位置ｄＹを求めることができるとともに、２つの副計測値の差に基づいて、ヘッド６０ＣとウエハテーブルＷＴＢとのθｘ方向に関する相対姿勢（傾斜）ｄθｘを求めることができる。以下では、上述の２つの副光学系が設けられているものとして、説明を行う。

【0054】

上述のように、Ｙエンコーダ７０Ｃ（ヘッド６０Ｃ）の出力として、スケール板２１に対するヘッド６０ＣのＹ軸方向に関する位置情報Ｙ（主計測値）と、異なるＺ位置におけるウエハテーブルＷＴＢに対するヘッド６０ＣのＹ軸方向に関する相対位置ｄＹ（２つの副計測値）が得られる。そこで、主制御装置２０は、その２つの副計測値を用いて前述の如く、ウエハテーブルＷＴＢに対するヘッド６０ＣのＹ軸方向に関する相対位置ｄＹとθｘ方向に関する相対姿勢ｄθｘとを算出し、その相対位置ｄＹと相対姿勢ｄθｘの算出結果を用いて、位置情報Ｙに対する補正量ΔＹ（ｄＹ，θｘ）を求め、該補正量ΔＹ（ｄＹ，θｘ）を位置情報Ｙの計測値に加えて、Ｙ＋ΔＹ（ｄＹ，θｘ）と補正する。なお、２つの副計測から、ウエハテーブルＷＴＢに対するヘッド６０ＣのＹ軸方向に関する相対位置ｄＹとθｘ方向に関する相対姿勢ｄθｘとを算出する演算回路を、Ｙエンコーダ７０Ｃの一部として設けても良い。

【0055】

なお、補正量ΔＹ（ｄＹ，θｘ）は、スケール板２１上面を基準とするヘッド６０Ｃの位置及び姿勢より、幾何学的に求めることができる。あるいは、オペレータの指示に基づき、主制御装置２０は、次のようにして、補正量ΔＹ（ｄＹ，θｘ）を実験的に求めても良い。すなわち、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢを例えばＹ軸方向に駆動しつつ、エンコーダシステム７０と後述するウエハ干渉計システム１８（図６参照）とを用いてウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向及びθｘ方向に関する位置の同時計測を、所定の複数のサンプリング点について、行う。次に、主制御装置２０は、Ｙエンコーダ７０Ｃ（ヘッド６０Ｃ）の計測値と、ウエハ干渉計システム１８の計測結果から予測されるＹエンコーダ７０Ｃ（ヘッド６０Ｃ）の計測値の予測値との差を、複数のサンプリング点のそれぞれについて求める。そして、主制御装置２０は、この差を表す、ヘッド６０Ｃの相対位置ｄＹと相対姿勢ｄθｘに関する関数を求め、この関数を補正量ΔＹ（ｄＹ，θｘ）とする。

【0056】

その他のヘッド６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｄ（エンコーダ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｄ）にも、ヘッド６０Ｃ（エンコーダ７０Ｃ）と同様の２つの副光学系が、それぞれ設けられている。ただし、主制御装置２０は、ヘッド６０Ｂ，６０Ｄ（エンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ）の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢに対するヘッド６０Ｂ，６０ＤのＸ軸方向に関する相対位置ｄＸとθｙ方向に関する相対姿勢ｄθｙを算出する。そして、主制御装置２０は、これらのヘッドについては、相対位置ｄＸと相対姿勢ｄθｙの算出結果を用いて、Ｘ軸方向に関する位置情報Ｘに対する補正量ΔＸ（ｄＸ，θｙ）を求め、その求めた補正量を位置情報Ｘの計測値に加えて、Ｘ＋ΔＸ（ｄＸ，θｙ）と補正する。なお、この場合も、２つの副計測から、ウエハテーブルＷＴＢに対する各ヘッドの計測方向に関する相対位置と計測方向についての傾斜方向に関する相対姿勢とを算出する演算回路を、各エンコーダの一部として設けても良い。

【0057】

エンコーダシステム７０の各ヘッド（６０Ａ〜６０Ｄ）の計測値及び副計測値は、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、上述のように、各ヘッドの副計測値に基づいて所定の演算を行い、位置情報（例えば、ヘッド６０Ｃについては位置情報Ｙ）に対する補正量を求め、補正量を位置情報の計測値に加えて補正する。そして、主制御装置２０は、回折格子ＲＧが形成されたスケール板２１の下面に対向する少なくとも３つのヘッド（すなわち、有効な計測値を出力している少なくとも３つのヘッド）の補正後の計測値を用いて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ回転量の情報を含む）を計測する。

【0058】

また、本実施形態の露光装置１００では、ウエハステージＷＳＴの位置は、ウエハレーザ干渉計システム（以下、「ウエハ干渉計システム」という）１８（図６参照）によって、エンコーダシステム７０とは独立して、計測可能である。

【0059】

ウエハ干渉計システム１８は、図２に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａにＹ軸方向と平行な複数の測長ビームを照射するＹ干渉計１８Ｙと、反射面１７ｂにＸ軸方向と平行な１又は２以上の測長ビームを照射するＸ干渉計とを備え、このＸ干渉計は複数、本実施形態では２つのＸ干渉計１８Ｘ₁，１８Ｘ₂を含む。

【0060】

Ｙ干渉計１８ＹのＹ軸方向に関する実質的な測長軸は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと、後述するアライメント系ＡＬＧの検出中心とを通るＹ軸方向の直線である。Ｙ干渉計１８Ｙは、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向、θｚ方向（及びθｘ方向）の位置情報を計測する。

【0061】

また、Ｘ干渉計１８Ｘ₁のＸ軸方向に関する実質的な測長軸は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＸ軸方向の直線である。Ｘ干渉計１８Ｘ₁は、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向、θｚ方向（及びθｙ方向）の位置情報を計測する。

【0062】

また、Ｘ干渉計１８Ｘ₂の測長軸は、アライメント系ＡＬＧの検出中心を通るＸ軸方向の直線である。Ｘ干渉計１８Ｘ₁は、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向（及びθｙ方向）の位置情報を計測する。

【0063】

なお、反射面１７ａ，１７ｂに代えて、例えばウエハテーブルＷＴＢの端部に、平面ミラーからなる移動鏡を取り付けても良い。また、ウエハテーブルＷＴＢにＸＹ平面に対し４５度傾斜した反射面を設け、該反射面を介してウエハテーブルＷＴＢのＺ軸方向の位置を計測するようにしても良い。

【0064】

ウエハ干渉計システム１８の各干渉計の計測値は、主制御装置２０に供給される。但し、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ回転量の情報を含む）は、主として、上述したエンコーダシステム７０によって計測され、干渉計１８Ｙ、１８Ｘ₁、１８Ｘ₂の計測値は、エンコーダシステム７０の計測値の長期的変動（例えばスケールの経時的な変形などによる）を補正（較正）する場合、あるいはエンコーダシステム７０の出力異常時のバックアップ用などとして補助的に用いられる。

【0065】

アライメント系ＡＬＧは、図１及び図２に示されるように、投影光学系ＰＬの−Ｙ側に所定間隔を隔てて配置されたオフアクシス方式のアライメント系である。本実施形態では、アライメント系ＡＬＧとして、一例としてハロゲンランプ等のブロードバンド（広帯域）光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測する画像処理方式のアライメントセンサの一種であるＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント系ＡＬＧからの撮像信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して主制御装置２０（図６参照）に供給される。

【0066】

なお、アライメント系ＡＬＧとしては、ＦＩＡ系に限らず、例えばコヒーレントな検出光をマークに照射し、そのマークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはマークから発生する２つの回折光（例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光）を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。アライメント系ＡＬＧとして、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示される、複数の検出領域を有するアライメント系を採用しても良い。

【0067】

この他、本実施形態の露光装置１００には、投影ユニットＰＵの近傍に、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点焦点位置検出系（以下、多点ＡＦ系と略述する）ＡＦ（図１では不図示、図６参照）が設けられている。多点ＡＦ系ＡＦの検出信号は、ＡＦ信号処理系（不図示）を介して主制御装置２０に供給される（図６参照）。主制御装置２０は、多点ＡＦ系ＡＦの検出信号に基づいて、各検出点におけるウエハＷ表面のＺ軸方向の位置情報を検出し、この検出結果に基づいて走査露光中のウエハＷのいわゆるフォーカス・レベリング制御を実行する。なお、アライメント系ＡＬＧの近傍に多点ＡＦ系を設けて、ウエハアライメント時にウエハ表面の面位置情報（凹凸情報）を事前に取得し、露光時には、その面位置情報とウエハテーブル上面のＺ軸方向の位置を検出する別のセンサ（例えば、エンコーダあるいは干渉計など）の計測値とを用いて、ウエハＷのいわゆるフォーカス・レベリング制御を実行することとしても良い。

【0068】

露光装置１００では、さらに、レチクルＲの上方に、露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）方式の一対のレチクルアライメント検出系１３Ａ，１３Ｂ（図１では不図示、図６参照）が設けられている。レチクルアライメント検出系１３Ａ，１３Ｂの検出信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して主制御装置２０に供給される。

【0069】

図６には、露光装置１００のステージ制御に関連する制御系が一部省略してブロック図にて示されている。この制御系は、主制御装置２０を中心として構成されている。主制御装置２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等からなるいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含み、装置全体を統括して制御する。

【0070】

上述のようにして構成された露光装置１００では、デバイスの製造に際し、前述のレチクルアライメント検出系１３Ａ，１３Ｂ、ウエハテーブルＷＴＢ上の基準板（不図示）などを用いて、通常のスキャニング・ステッパと同様の手順（例えば、米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに開示される手順）で、レチクルアライメント及びアライメント系ＡＬＧのベースライン計測が行われ、これと前後してウエハアライメント（例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに開示されるエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）など）などが行われる。

【0071】

そして、主制御装置２０により、ベースラインの計測結果、及びウエハアライメントの結果に基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われ、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンがそれぞれ転写される。この露光動作は、前述したレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期移動を行う走査露光動作と、ウエハステージＷＳＴをショット領域の露光のための加速開始位置に移動するショット間移動（ステッピング）動作とを交互に繰り返すことで行われる。

【0072】

本実施形態の露光装置１００では、上述の一連の動作中、主制御装置２０により、エンコーダシステム７０を構成する複数のエンコーダヘッド６０Ａ〜６０Ｄのうち、回折格子ＲＧが形成されたスケール板２１の下面に対向する少なくとも３つのエンコーダヘッド（すなわち、有効な計測値を出力している少なくとも３つのエンコーダヘッド）の計測値を前述した手順で補正しつつ、その補正後の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢがＸＹ平面内で駆動される。

【0073】

以上説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、主制御装置２０により、エンコーダシステム７０を介して計測されたＸＹ平面内におけるウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報（θｚ回転量の情報を含む）と、その位置情報の計測に用いられた、スケール板２１（回折格子ＲＧ）に対向する少なくとも３つのエンコーダヘッド（すなわち、有効な計測値を出力している少なくとも３つのエンコーダヘッド（エンコーダヘッド６０Ａ〜６０Ｄのうちの少なくとも３つ）それぞれとウエハテーブルＷＴＢとの相対位置に関する情報とに基づいて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）が駆動される。従って、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の駆動に伴い、エンコーダヘッドがウエハテーブルＷＴＢに対して移動した場合であっても、高精度なウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報の計測、ひいては高精度なウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の駆動制御が可能となる。

【0074】

また、本実施形態の露光装置１００によると、走査露光時においても、主制御装置２０は、上述のようにしてスケール板２１（回折格子ＲＧ）に対向する少なくとも３つのエンコーダヘッドの計測値を、それぞれのエンコーダヘッドとウエハテーブルＷＴＢとの相対位置に関する情報に基づいて補正しつつ、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）に同期して、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）を精度良く走査方向に駆動するので、走査露光の前後のウエハステージＷＳＴの加減速の影響を受けることなく、ウエハＷ上にレチクルＲのパターンを精度良く転写することができる。

【0075】

なお、上記実施形態では、ヘッド６０Ａ，６０Ｃ（エンコーダ７０Ａ，７０Ｃ）は、その計測方向であるＹ軸方向に関するウエハテーブルＷＴＢとの相対位置ｄＹと計測方向についての傾斜方向（θｘ方向）に関するウエハテーブルＷＴＢとの相対姿勢（傾斜）ｄθｘに対してのみ感度をもつことを前提として説明を行った。しかし、ヘッド６０Ａ，６０Ｃ（エンコーダ７０Ａ，７０Ｃ）が、Ｘ軸方向に関するウエハテーブルＷＴＢとの相対位置ｄＸとθｙ方向に関するウエハテーブルＷＴＢとの相対姿勢ｄθｙに対しても感度をもつ場合には、相対位置ｄＸと相対姿勢ｄθｙを計測する副光学系をさらに設けることが望ましい。この場合、主制御装置２０は、相対位置ｄＸ，ｄＹ及び相対姿勢ｄθｘ，ｄθｙの計測値を用いて、Ｙ軸方向に関する位置情報Ｙに対する補正量ΔＹ（ｄＸ，ｄＹ，ｄθｘ，ｄθｙ）を求め、それを加えて位置情報Ｙの計測値を補正する。

【0076】

同様に、ヘッド６０Ｂ，６０Ｄ（エンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ）が、Ｙ軸方向に関するウエハテーブルＷＴＢとの相対位置ｄＹとθｘ方向に関するウエハテーブルＷＴＢとの相対姿勢ｄθｘに対しても感度をもつ場合、相対位置ｄＹと相対姿勢ｄθｘを計測する副光学系をさらに設けることが望ましい。この場合、主制御装置２０は、相対位置ｄＸ，ｄＹ及び相対姿勢ｄθｘ，ｄθｙの計測値を用いて、Ｘ軸方向に関する位置情報Ｘに対する補正量ΔＸ（ｄＸ，ｄＹ，ｄθｘ，ｄθｙ）を求め、それを加えて位置情報Ｘの計測値を補正する。なお、補正量は、先と同様に求めることができる。

【0077】

なお、上記実施形態では、各ヘッド６０Ａ〜６０Ｄ（エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄ）として、１つの方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）のみを計測方向とする１次元エンコーダを用いる場合を例示したが、これらのヘッドに代えて、Ｘ軸方向とＹ軸方向とを計測方向とする２次元ヘッド（エンコーダ）を採用することもできる。この場合、上述した補正量ΔＹ（ｄＸ，ｄＹ，ｄθｘ，ｄθｙ）、ΔＸ（ｄＸ，ｄＹ，ｄθｘ，ｄθｙ）を求める取り扱いが必須となる。すなわち、副光学系６４₀と同様の構成の副光学系を少なくとも４つ、各ヘッドのファイバ収容部２２ｂに設ける。具体的には、Ｙ軸に平行な測長軸を有する２つの副光学系をＺ軸方向に離間して設け、Ｘ軸に平行な測長軸を有する２つの副光学系をＺ軸方向に離間して設ける。そして、これらの副光学系のそれぞれから出力される副計測値に基づいて、主制御装置２０は、各ヘッドのウエハテーブルＷＴＢに対するＸ軸方向及びＹ軸方向に関する相対位置ｄＸ，ｄＹとθｘ方向及びθｙ方向に関する相対姿勢ｄθｘ，ｄθｙとを算出し、この算出結果に基づき、位置情報Ｘ，Ｙに対する補正量ΔＸ（ｄＸ，ｄＹ，ｄθｘ，ｄθｙ），ΔＹ（ｄＸ，ｄＹ，ｄθｘ，ｄθｙ）を求め、これらの補正量を加えて位置情報Ｘ，Ｙの計測値を補正する。なお、補正量は、先と同様に求めることができる。

【0078】

さらに、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄ（エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄ）が、ウエハテーブルＷＴＢに対する相対位置ｄＺ及び／又は相対姿勢（回転）ｄθｚに対しても感度をもつ場合、相対位置ｄＺ及び／又は相対姿勢ｄθｚを計測するための副光学系をさらに設けることとする。そして、主制御装置２０は、相対位置ｄＸ，ｄＹと、相対姿勢ｄθｘ，ｄθｙと、相対位置ｄＺ及び／又は相対姿勢ｄθｚとの計測結果（算出結果）を用いて補正量を求め、それを加えて各ヘッドの計測方向に関する位置情報の計測値を補正する。なお、補正量は、先と同様に求めることができる。

【0079】

なお、上記実施形態では、各ヘッド６０Ａ〜６０Ｄに、それらのウエハテーブルＷＴＢに対する相対位置（相対姿勢を含む）を計測するための光学式（非接触式）の変位センサ（副光学系６４₀）を用いる場合について例示した。しかし、この変位センサに代えて加速度センサを用いても良い。この場合、各ヘッドから計測方向に関するウエハテーブルＷＴＢの位置情報の計測値とともに、このヘッドに加わる加速度情報の計測値が出力される。これらの計測値は主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、加速度情報の計測値に対して数値処理を施して、ヘッドとウエハテーブルＷＴＢとの相対位置に変換する。主制御装置２０は、変換により求められた相対位置を用いて、先と同様に、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報を補正することができる。

【0080】

また、変位センサは、ヘッドにスケールを設けるエンコーダなどでも良いし、非接触式に限らず、接触式でも良い。

【0081】

また、上記実施形態では、走査露光時などに変位センサを用いてリアルタイムに各ヘッド６０Ａ〜６０ＤのウエハテーブルＷＴＢに対する相対位置（相対姿勢を含む）を計測し、その計測結果に基づいてウエハテーブルＷＴＢの位置情報を補正するための補正情報を取得する場合について説明したが、これに限らず、事前に試し焼き（テスト露光）を行って、その結果に基づいて、補正情報を取得しておいても良い。

【0082】

また、加速度情報を用いる場合、その計測系は加速度センサに限らず、例えば干渉計の計測情報から加速度情報を得ても良いし、加速度情報の計測系は設けず、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）を移動させるための推力の情報からヘッドの変位情報を求めても良い。ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の移動だけでなく、例えばウエハテーブルＷＴＢ又はヘッドの熱変形などによっても計測誤差が生じるが、上記実施形態では、結果的にその計測誤差をも補正している。

【0083】

ウエハテーブル（微動ステージ）にエンコーダヘッドを設ける場合、ウエハテーブル（微動ステージ）及びエンコーダヘッドのチルト（θｘ方向及びθｙ方向の回転）による計測誤差はエンコーダシステムで元々補正計算しており、それ故、変位センサを用いて、各ヘッドのウエハテーブルＷＴＢに対するＸ軸方向及びＹ軸方向に関する相対位置ｄＸ，ｄＹのみならず、θｘ方向及びθｙ方向に関する相対姿勢ｄθｘ，ｄθｙをも算出し、この算出結果に基づき算出された補正量を用いて位置情報Ｘ，Ｙの計測値を補正する場合、チルトに起因する計測誤差が二重に補正されないようにする。

【0084】

なお、上記実施形態では、単一のウエハステージを備える露光装置に本発明が適用された場合について例示したが、これに限らず、例えば、米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されるように複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置に本発明を適用しても良い。また、例えば、国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されるようにウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置（参照）に本発明を適用しても良い。すなわち、計測ステージを備える露光装置であって、計測ステージの位置情報をエンコーダで計測する場合に、エンコーダの計測誤差を前述と同様にして、補正することとしても良い。

【0085】

さらに、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置、例えば２つのウエハステージを備えた露光装置では、計測ステーションでウエハの位置情報（マーク情報、面位置情報などを含む）を計測する場合にも、本発明を同様に適用して、その計測ステーションにあるウエハステージの位置を計測するエンコーダの計測誤差を補正することとしても良い。この場合、エンコーダの変位情報からエンコーダの計測情報を補正しても良いし、あるいはマーク位置の計測情報を補正しても良い。また、面位置情報の計測時にはＸＹ座標と対応付けてその結果を記憶するが、その対応付けるＸＹ座標を補正することとしても良い。

【0086】

また、上記実施形態では、エンコーダシステム７０が、一対のＸヘッドと、一対のＹヘッドとを備えた場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。すなわち、エンコーダヘッドの数は特に問わないが、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ回転量の情報を含む）を計測するためには、ＸヘッドとＹヘッドとを少なくとも各１つ含み、合計で３つ有していれば良い。また、１次元ヘッドに代えて２次元ヘッドを採用する場合、少なくとも２つの２次元ヘッドがあれば、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ回転量の情報を含む）を計測することができる。

【0087】

なお、上記実施形態におけるウエハステージでのエンコーダ（ヘッド）の配置は一例であって、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、ウエハステージの４隅に、それぞれ、エンコーダ及びそのバックアップ用エンコーダを、ステージ中心から放射方向に沿って配置しても良い。

【0088】

また、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）などの移動体の一面上にエンコーダヘッドを配置する場合に、ヘッド本体は移動体の内部に配置し、一面には受光部のみを配置しても良い。

【0089】

また、上記実施形態において、Ｚ軸方向の位置情報の計測が可能なセンサ（又はヘッド）を併用しても良いし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置情報の計測が可能なセンサ（又はヘッド）あるいはＸ軸方向を計測方向とするセンサ（Ｘセンサ）とＹ軸方向を計測方向とするセンサ（Ｙセンサ）とを組み合わせても良い。また、メインセンサに加えて、該メインセンサの出力異常時等にそのバックアップに用いられるバックアップセンサをも設けても良いし、メインセンサとバックアップセンサとを複数グループ設ける場合、グループ毎に微動ステージのグレーティングを兼用させても良い。

【0090】

また、上記実施形態では、エンコーダは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方の位置情報を計測可能としたが、これに限らず、例えばＺ軸方向のみ計測可能としても良い。

【0091】

また、上記実施形態では、スケール板２１の下面に２次元回折格子が形成されているものとしたが、これに限らず、ウエハステージの移動経路（各ヘッドの移動経路）に応じた配置になっていれば、スケール板２１の下面に、Ｘ軸方向を周期方向とするＸグレーティングと、Ｙ軸方向を周期方向とするＹグレーティングとを組み合わせて形成しても良い。また、スケール板２１を複数のスケール板を組み合わせて構成しても良い。あるいは、少なくとも露光動作とアライメント動作でエンコーダによる計測が可能となるようにスケールを配置するだけでも良い。

【0092】

また、例えば投影光学系とアライメント系とが離れている露光装置などでは、投影光学系の近傍（周囲）と、アライメント系の近傍（周囲）とで別々のスケール板を配置しても良い。この場合、ウエハＷの露光動作を行う際には、投影光学系の近傍に配置されたスケール板を用いて、エンコーダシステムにより、ウエハステージの位置が計測され、ウエハアライメントの際などには、アライメント系の近傍に配置されたスケール板を用いて、エンコーダシステムにより、ウエハステージの位置が計測されることとなる。

【0093】

また、上記実施形態では、エンコーダシステムに加えて、ウエハ干渉計システムが設けられている場合を例示したが、ウエハ干渉計システムは、必ずしも設けなくても良い。

【0094】

また、上記実施形態では、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄの外部（ステージ本体９１）に光源及び受光系（光検出器を含む）を配置し、これら光源及び受光系とヘッド６０Ａ〜６０Ｄそれぞれとの間で、光ファイバ６２ａ〜６２ｃを用いて、光源からエンコーダヘッドに入射する光（計測光）及びエンコーダヘッドから受光系に戻る光の両者を導光する場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、エンコーダヘッド内に半導体レーザなどの光源を有している場合には、各エンコーダヘッドと受光系（光検出器を含む）との間を光ファイバで光学的に接続するのみで良い。あるいは、エンコーダヘッド内に受光系（光検出器を含む）を有していても良い。この場合において、ヘッドの外部に光源がある場合には、光源とヘッドとの間で、光源からの計測光の光ファイバを介した送光を上記実施形態と同様に行う。

【0095】

また、上記実施形態では、前述の各光ファイバに代えて、リレー光学系その他の送光光学系を用いることも可能である。また、上記実施形態では、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄそれぞれと光ファイバを介して光学的に接続される光源及び受光系（光検出器を含む）が、ステージ本体９１に配置されている場合を例示したが、必ずしも光源及び受光系（光検出器を含む）等の全てがステージ本体９１に配置されている必要はない。

【0096】

また、ウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージ）の位置決め精度を向上させるため、ステージ本体９１（粗動ステージ）とウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージ）との間（以下、粗微動ステージ間と略述する）で、レーザ光等を空中伝送しても良いし、あるいはヘッドをステージ本体９１（粗動ステージ）に設けて、該ヘッドによりステージ本体９１（粗動ステージ）の位置を計測し、かつ別のセンサで粗微動ステージ間の相対変位を計測する構成としても良い。

【0097】

なお、上記実施形態では、スキャニング・ステッパに本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置をエンコーダで計測することにより、干渉計を用いてこのステージの位置を計測する場合と異なり、空気揺らぎに起因する位置計測誤差の発生を殆ど零にすることができ、エンコーダの計測値に基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも本発明は適用することができる。

【0098】

また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍系及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。

【0099】

また、照明光ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。

【0100】

また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に本発明を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。さらに、例えば米国特許出願公開第２００５／０２５９２３４号明細書などに開示される、投影光学系とウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などに本発明を適用しても良い。液浸型露光装置の場合、露光動作時だけでなく他の動作、例えば基準マークの検出、あるいはウエハステージ上のセンサ（照明むらセンサ、空間像計測センサ、照射量センサ、偏光センサ、波面計測センサなど）による計測などの動作時に、液体が接触するヘッドから他のヘッドに、ウエハステージの位置計測に用いるヘッドを切り換えることとしても良い。ただし、ウエハステージが少なくとも１つの計測部材（センサなど）を有し、ウエハステージ上に液浸領域が形成されていることが前提となる。ヘッドの切り換えは、液体検出センサの出力、エンコーダの出力などから液体が接触するヘッドを検出した結果に基づいて行うこととしても良いし、あるいは、液体検出を一切行わず、露光シーケンスにおいて液体が接触することが分かっているヘッドを事前に他のヘッドに切り換えるのみでも良い。

【0101】

また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。かかる可変成形マスクを用いる場合には、ウエハ又はガラスプレート等が搭載されるステージが、可変成形マスクに対して走査されるので、このステージの位置をエンコーダを用いて計測することで、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。

【0102】

また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

【0103】

さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。

【0104】

また、物体上にパターンを形成する装置は前述の露光装置（リソグラフィシステム）に限られず、例えばインクジェット方式にて物体上にパターンを形成する装置にも本発明を適用することができる。

【0105】

なお、上記実施形態及び変形例でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。

【0106】

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。

【0107】

なお、本発明の移動体システムは、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置（例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボンディング装置等の移動ステージを備えた装置にも広く適用できる。

【0108】

なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンをウエハ等の物体上に転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハ（物体）を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置が用いられるので、高集積度のデバイスを歩留り良く製造することができる。

【産業上の利用可能性】

【0109】

以上説明したように、本発明の露光装置及び露光方法は、ウエハ又はガラスプレート等の基板を露光するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、半導体素子又は液晶表示素子などの電子デバイスを製造するのに適している。

【符号の説明】

【0110】

１０…照明系、２０…主制御装置、２１…スケール板、２７…ウエハステージ駆動系、５０…ウエハステージ装置、６０Ａ…ヘッド、６０Ｂ…ヘッド、６０Ｃ…ヘッド、６０Ｄ…ヘッド、６４₀…副光学系、７０…エンコーダシステム、７０Ａ…Ｙリニアエンコーダ、７０Ｂ…Ｘリニアエンコーダ、７０Ｃ…Ｙリニアエンコーダ、７０Ｄ…Ｘリニアエンコーダ、９１…ステージ本体、１００…露光装置、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】