特許 6885334 露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法、並びに露光方法

(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】6885334

(24)【登録日】2021年5月17日

(45)【発行日】2021年6月16日

(54)【発明の名称】露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法、並びに露光方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 9/00 20060101AFI20210603BHJP

   G03F 7/22 20060101ALI20210603BHJP

【ＦＩ】

   G03F9/00 Z

   G03F7/22 Z

【請求項の数】23

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2017-543493(P2017-543493)

(86)(22)【出願日】2016年9月28日

(86)【国際出願番号】JP2016078642

(87)【国際公開番号】WO2017057471

(87)【国際公開日】20170406

【審査請求日】2019年8月7日

(31)【優先権主張番号】特願2015-192792(P2015-192792)

(32)【優先日】2015年9月30日

(33)【優先権主張国】JP

(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】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100175824

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 淳一

(72)【発明者】

【氏名】青木 保夫

【審査官】 今井 彰

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０４４７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６０１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７９２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３８２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０５４１４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５３８４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０７２２６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ １／００−１／８６

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７、２１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学系を介して照明光を複数のマークを有する物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を相対駆動して前記物体の複数の区画領域をそれぞれ走査露光する露光装置であって、
互いに交差する第１及び第２方向の少なくとも一方の方向に並んで配置された前記複数の区画領域を非接触支持可能な第１支持部と、
前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持する保持部と、
前記複数の区画領域に設けられた前記複数のマークを検出する検出動作を行う検出部と、
前記保持部に保持され、前記検出動作が行われた前記物体の一部が前記第１支持部から外れるように、前記保持部を前記第１支持部に対して相対駆動させる第１駆動部と、
前記第１支持部を前記第１及び第２方向へ駆動する第２駆動部と、を備え、
前記第１及び第２駆動部の少なくとも一方の駆動部は、前記検出部の検出領域内に検出対象の前記複数のマークが位置するように前記保持部を前記検出部に対して移動させる露光装置。

【請求項2】

前記検出部は、前記第１支持部により前記物体に設けられた全ての区画領域が支持された状態で、前記検出動作を行う請求項１に記載の露光装置。

【請求項3】

前記第１駆動部は、前記検出動作が行われた前記複数の区画領域のうちの前記走査露光される区画領域が支持された前記第１支持部内の支持位置が変化するように、前記保持部を前記第１支持部に対して相対駆動する請求項１又は２に記載の露光装置。

【請求項4】

前記物体のうち前記第１支持部に支持された領域以外の領域を支持する第２支持部をさらに備える請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項5】

前記第１駆動部は、前記検出動作が行われた前記物体の一部が前記第１支持部から前記第２支持部に支持されるように、前記保持部を駆動する請求項４に記載の露光装置。

【請求項6】

前記第１支持部および前記保持部は、互いに非接触に設けられる請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項7】

前記第１支持部は、前記保持部が保持する前記物体の保持領域とは異なる領域を支持する請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項8】

前記第１支持部は、前記物体と前記第１支持部との間に気体を供給する第１給気給孔を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項9】

前記第１支持部は、前記物体と前記第１支持部との間の気体を吸引する吸気孔を有する請求項８に記載の露光装置。

【請求項10】

前記第２方向に関して前記第１支持部の一側及び他側に設けられ、前記物体を支持する第２支持部を備え、
前記第２駆動部は、前記保持部に支持された前記物体を前記第１支持部と第２支持部との一方から他方へ移動させる請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項11】

前記第２支持部は、前記物体と前記第２支持部との間に気体を供給する第２給気給孔を有する請求項１０に記載の露光装置。

【請求項12】

前記保持部を支持する第３支持部を備え、
前記第３支持部は、上下方向に関して前記第１支持部よりも低い位置に設けられる請求項１〜１１のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項13】

前記保持部の位置情報を求めるエンコーダシステムを更に備え、
前記エンコーダシステムを構成するヘッド及びスケールの少なくとも一方は、前記保持部に設けられる請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項14】

前記保持部は、前記物体の外周縁部の少なくとも一部を支持する枠状部材を含む請求項１〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項15】

前記物体は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板である請求項１〜１４のいずれか一項に記載の露光装置。

【請求項16】

前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である請求項１５に記載の露光装置。

【請求項17】

請求項１〜１６のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。

【請求項18】

請求項１〜１６のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

【請求項19】

光学系を介して照明光を複数のマークを有する物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を相対駆動して前記物体の複数の区画領域をそれぞれ走査露光する露光方法であって、
互いに交差する第１及び第２方向の少なくとも一方の方向に並んで配置された前記複数の区画領域を第１支持部によって非接触支持することと、
前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持部によって保持することと、
前記複数の区画領域に設けられた前記複数のマークを検出部によって検出する検出動作を行なうことと、
前記保持部に保持され、前記検出動作が行われた前記物体の一部が前記第１支持部から外れるように、第１駆動部を用いて前記保持部を前記第１支持部に対して相対駆動させることと、
第２駆動部を用いて前記第１支持部を前記第１及び第２方向へ駆動することと、を含み、
前記第１及び第２駆動部の少なくとも一方を用いて、前記検出部の検出領域内に検出対象の前記複数のマークが位置するように前記保持部を前記検出部に対して移動させる露光方法。

【請求項20】

前記検出部を用いて、前記第１支持部により前記物体に設けられた全ての区画領域が支持された状態で、前記検出動作を行う請求項１９に記載の露光方法。

【請求項21】

前記第１駆動部を用いて、前記検出動作が行われた前記複数の区画領域のうちの前記走
査露光される区画領域が支持された前記第１支持部内の支持位置が変化するように、前記保持部を前記第１支持部に対して相対駆動する請求項１９又は２０に記載の露光方法。

【請求項22】

前記物体のうち前記第１支持部に支持された領域以外の領域を第２支持部によって支持することをさらに含む請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の露光方法。

【請求項23】

前記第１駆動部を用いて、前記検出動作が行われた前記物体の一部が前記第１支持部から前記第２支持部に支持されるように、前記保持部を駆動する請求項２２に記載の露光方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法、並びに露光方法に係り、更に詳しくは、光学系を介して照明光で物体を走査しながら露光する露光装置及び露光方法、前記露光装置を用いたフラットパネルディスプレイ、又はデバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）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、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）と、ガラスプレート又はウエハ等（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。

【0003】

この種の露光装置としては、露光動作時における基板の位置決めのために、該露光動作の開始前にアライメント検出系を用いて基板上に形成されたマークの位置計測（いわゆるアライメント計測）を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

この種の露光装置は、基板に設けられたアライメントマークを高精度で検出することが、露光精度を向上させるうえで好ましい。

【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２０１０／０２６６９６１号明細書

【発明の概要】

【0006】

本発明の第１の態様によれば、光学系を介して照明光を複数のマークを有する物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を相対駆動して前記物体の複数の区画領域をそれぞれ走査露光する露光装置であって、互いに交差する第１及び第２方向の少なくとも一方の方向に並んで配置された前記複数の区画領域を非接触支持可能な第１支持部と、前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持する保持部と、前記複数の区画領域に設けられた前記複数のマークを検出する検出動作を行う検出部と、前記保持部に保持され、前記検出動作が行われた前記物体の一部が前記第１支持部から外れるように、前記保持部を前記第１支持部に対して相対駆動させる第１駆動部と、前記第１支持部を前記第１及び第２方向へ駆動する第２駆動部と、を備え、前記第１及び第２駆動部の少なくとも一方の駆動部は、前記検出部の検出領域内に検出対象の前記複数のマークが位置するように前記保持部を前記検出部に対して移動させる露光装置が、提供される。

【0007】

本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が、提供される。

【0008】

本発明の第３の態様によれば、第１の態様に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

【0009】

本発明の第４の態様によれば、光学系を介して照明光を複数のマークを有する物体に照射して、前記照明光に対して前記物体を相対駆動して前記物体の複数の区画領域をそれぞれ走査露光する露光方法であって、互いに交差する第１及び第２方向の少なくとも一方の方向に並んで配置された前記複数の区画領域を第１支持部によって非接触支持することと、前記第１支持部により非接触支持された前記物体を保持部によって保持することと、前記複数の区画領域に設けられた前記複数のマークを検出部によって検出する検出動作を行なうことと、前記保持部に保持され、前記検出動作が行われた前記物体の一部が前記第１支持部から外れるように、第１駆動部を用いて前記保持部を前記第１支持部に対して相対駆動させることと、第２駆動部を用いて前記第１支持部を前記第１及び第２方向へ駆動することと、を含み、前記第１及び第２駆動部の少なくとも一方を用いて、前記検出部の検出領域内に検出対象の前記複数のマークが位置するように前記保持部を前記検出部に対して移動させる露光方法が、提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図3】図１の液晶露光装置が備える基板ステージ装置の詳細を示す図である。

【図4】基板ステージ装置の要部拡大図である。

【図5】図１の液晶露光装置が備える基板位置計測系の概念図である。

【図6】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図１の液晶露光装置が備えるプリアライメントセンサを示す図（それぞれ平面図、及び正面図）である。

【図7】液晶露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。

【図8】図８（ａ）及び図８（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その１）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。

【図9】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その２）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。

【図10】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その３）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。

【図11】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その４）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。

【図12】図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その５）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。

【図13】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その６）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。

【図14】図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その７）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。

【図15】図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、露光動作時における基板ステージ装置の動作（その８）を説明するための図（それぞれ平面図、及び正面図）である。

【図16】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第２の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図（それぞれ断面図、平面図）である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について、図１〜図１５（ｂ）を用いて説明する。

【0012】

図１には、第１の実施形態に係る液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。

【0013】

液晶露光装置１０は、照明系１２、回路パターン等のパターンが形成されたマスクＭを保持するマスクステージ１４、投影光学系１６、装置本体１８、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置２０、及びこれらの制御系等を有している。以下、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系１６に対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を行う。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

【0014】

照明系１２は、例えば米国特許第５，７２９，３３１号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。すなわち、照明系１２は、図示しない光源（例えば、水銀ランプ）から射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどを介して、露光用照明光（照明光）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）などの光（あるいは、上記ｉ線、ｇ線、ｈ線の合成光）が用いられる。

【0015】

マスクステージ１４は、光透過型のマスクＭを保持している。主制御装置５０（図７参照）は、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系５２（図７参照）を介してマスクステージ１４（すなわちマスクＭ）を、照明系１２（照明光ＩＬ）に対してＸ軸方向（スキャン方向）に所定の長ストロークで駆動するとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に微少駆動する。マスクステージ１４の水平面内の位置情報は、例えばレーザ干渉計を含むマスクステージ位置計測系５４（図７参照）により求められる。

【0016】

投影光学系１６は、マスクステージ１４の下方に配置されている。投影光学系１６は、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書などに開示される投影光学系と同様な構成の、いわゆるマルチレンズ型の投影光学系であり、例えば正立正像を形成する両側テレセントリックな複数の光学系を備えている。投影光学系１６から基板Ｐに投射される照明光ＩＬの光軸ＡＸは、Ｚ軸にほぼ平行である。

【0017】

液晶露光装置１０では、照明系１２からの照明光ＩＬによって所定の照明領域内に位置するマスクＭが照明されると、マスクＭを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系１６を介してその照明領域内のマスクＭのパターンの投影像（部分的なパターンの像）が、基板Ｐ上の露光領域に形成される。そして、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭが走査方向に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐが走査方向に相対移動することで、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭに形成されたパターン（マスクＭの走査範囲に対応するパターン全体）が転写される。ここで、マスクＭ上の照明領域と基板Ｐ上の露光領域（照明光の照射領域）とは、投影光学系１６によって互いに光学的に共役な関係になっている。

【0018】

装置本体１８は、上記マスクステージ１４、及び投影光学系１６を支持する部分であり、複数の防振装置１８ｄを介してクリーンルームの床Ｆ上に設置されている。装置本体１８は、例えば米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書に開示される装置本体と同様に構成されており、上記投影光学系１６を支持する上架台部１８ａ（光学定盤などとも称される）、一対の下架台部１８ｂ（図１では、紙面奥行き方向に重なっているため一方は不図示。図２参照）、及び一対の中架台部１８ｃを有している。

【0019】

基板ステージ装置２０は、基板Ｐを投影光学系１６（照明光ＩＬ）に対して高精度位置決めする部分であり、基板Ｐを水平面（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向）に沿って所定の長ストロークで駆動するとともに、６自由度方向に微少駆動する。基板ステージ装置２０は、ベースフレーム２２、粗動ステージ２４、重量キャンセル装置２６、Ｘガイドバー２８、基板テーブル３０、非接触ホルダ３２、一対の補助テーブル３４、基板キャリア４０などを備えている。

【0020】

ベースフレーム２２は、一対のＸビーム２２ａを備えている。Ｘビーム２２ａは、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面矩形の部材から成る。一対のＸビーム２２ａは、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されており、それぞれ脚部２２ｂを介して装置本体１８とは物理的に分離（振動的に絶縁）された状態で床Ｆ上に設置されている。一対のＸビーム２２ａ、及び脚部２２ｂは、それぞれ接続部材２２ｃにより一体的に接続されている。

【0021】

粗動ステージ２４は、基板ＰをＸ軸方向に長ストロークで駆動するための部分であり、上記一対のＸビーム２２ａに対応して、一対のＸキャリッジ２４ａを備えている。Ｘキャリッジ２４ａは、ＹＺ断面逆Ｌ字状に形成され、対応するＸビーム２２ａ上に複数の機械的なリニアガイド装置２４ｃを介して載置されている。

【0022】

一対のＸキャリッジ２４ａそれぞれは、基板テーブル３０を駆動するための基板テーブル駆動系５６（図７参照）の一部であるＸリニアアクチュエータを介して主制御装置５０（図７参照）により、対応するＸビーム２２ａに沿ってＸ軸方向に所定の長ストローク（基板ＰのＸ軸方向の長さの１〜１．５倍程度）で同期駆動される。Ｘキャリッジ２４ａを駆動するためのＸリニアアクチュエータの種類は、適宜変更可能であり、図２では、例えばＸキャリッジ２４ａが有する可動子と、対応するＸビーム２２ａが有する固定子とを含むリニアモータ２４ｄが用いられているが、これに限られず、例えば送りネジ（ボールネジ）装置などを使用することも可能である。

【0023】

また、図２に示されるように、粗動ステージ２４は、一対のＹ固定子６２ａを有している。Ｙ固定子６２ａは、Ｙ軸方向に延びる部材から成る（図１参照）。一方のＹ固定子６２ａは、粗動ステージ２４の＋Ｘ側の端部近傍において、他方のＹ固定子６２ａは、粗動ステージ２４の−Ｘ側の端部近傍において、それぞれ一対のＸキャリッジ２４ａ上に架設されている（図１参照）。Ｙ固定子６２ａの機能については後述する。

【0024】

重量キャンセル装置２６は、粗動ステージ２４が有する一対のＸキャリッジ２４ａ間に挿入されており、基板テーブル３０、及び非接触ホルダ３２を含む系の自重を下方から支持している。重量キャンセル装置２６の詳細に関しては、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されているので、説明を省略する。重量キャンセル装置２６は、該重量キャンセル装置２６から放射状に延びる複数の接続装置２６ａ（フレクシャ装置とも称される）を介して、粗動ステージ２４に対して機械的に接続されており、粗動ステージ２４に牽引されることにより、粗動ステージ２４と一体的にＸ軸方向に移動する。なお、重量キャンセル装置２６は、該重量キャンセル装置２６から放射状に延びる接続装置２６ａを介して、粗動ステージ２４に接続されるとしたが、Ｘ軸方向にのみ移動するためＸ方向に延びる接続装置２６ａにより、粗動ステージ２４に接続される構成としても良い。

【0025】

Ｘガイドバー２８は、重量キャンセル装置２６が移動する際の定盤として機能する部分である。Ｘガイドバー２８は、Ｘ軸方向に延びる部材から成り、図１に示されるように、ベースフレーム２２が有する一対のＸビーム２２ａ間に挿入され、装置本体１８が有する一対の下架台部１８ｂ上に固定されている。Ｙ軸方向に関して、Ｘガイドバー２８の中心は、照明光ＩＬにより基板Ｐ上に生成される露光領域の中心とほぼ一致している。Ｘガイドバー２８の上面は、ＸＹ平面（水平面）と平行に設定されている。上記重量キャンセル装置２６は、Ｘガイドバー２８上に、例えばエアベアリング２６ｂを介して非接触状態で載置されている。粗動ステージ２４がベースフレーム２２上でＸ軸方向に移動する際、重量キャンセル装置２６は、Ｘガイドバー２８上をＸ軸方向に移動する。

【0026】

基板テーブル３０は、平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形の板状（あるいは箱形）の部材から成り、図２に示されるように、中央部が球面軸受け装置２６ｃを介してＸＹ平面に対して揺動自在な状態で重量キャンセル装置２６に下方から非接触支持されている。また、基板テーブル３０には、図１に示されるように、一対の補助テーブル３４（図２では不図示）が接続されている。一対の補助テーブル３４の機能については、後述する。

【0027】

図２に戻り、基板テーブル３０は、基板テーブル駆動系５６（図７参照）の一部であって、粗動ステージ２４が有する固定子と基板テーブル３０自体が有する可動子とを含む複数のリニアモータ３０ａ（例えばボイスコイルモータ）により、粗動ステージ２４に対して、水平面（ＸＹ平面）に対して交差する方向、すなわちＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向（以下、Ｚチルト方向と称する）に適宜微小駆動される。

【0028】

基板テーブル３０は、基板テーブル３０から放射状に延びる複数の接続装置３０ｂ（フレクシャ装置）を介して、粗動ステージ２４に対して機械的に接続されている。接続装置３０ｂは、例えばボールジョイントを含み、基板テーブル３０の粗動ステージ２４に対するＺチルト方向への微小ストロークでの相対移動を阻害しないようになっている。また、粗動ステージ２４がＸ軸方向に長ストロークで移動する場合には、上記複数の接続装置３０ｂを介して粗動ステージ２４に牽引されることにより、粗動ステージ２４と基板テーブル３０とが、一体的にＸ軸方向に移動する。なお、基板テーブル３０は、Ｙ軸方向へ移動しないため、粗動ステージ２４に対して放射状に延びる接続装置３０ｂではなく、Ｘ軸方向に平行な複数の接続装置３０ｂを介して、粗動ステージ２４に接続されるようにしても良い。

【0029】

非接触ホルダ３２は、平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形の板状（あるいは箱形）の部材から成り、その上面で基板Ｐを下方から支持する。非接触ホルダ３２は、基板Ｐにたるみ、皺などが生じないようにする（平面矯正する）機能を有する。非接触ホルダ３２は、基板テーブル３０の上面に固定されており、上記基板テーブル３０と一体的にＸ軸方向に長ストロークで移動するとともに、Ｚチルト方向に微小移動する。

【0030】

非接触ホルダ３２の上面（基板支持面）における四辺それぞれの長さは、基板Ｐの四辺それぞれの長さとほぼ同じに（実際には幾分短く）設定されている。従って、非接触ホルダ３２は、基板Ｐのほぼ全体を下方から支持すること、具体的には、基板Ｐ上における露光対象領域（基板Ｐの端部近傍に形成される余白領域を除く領域）を下方から支持可能となっている。

【0031】

非接触ホルダ３２には、基板ステージ装置２０の外部に設置された不図示の加圧気体供給装置と真空吸引装置とが、例えばチューブなどの配管部材を介して接続されている。また、非接触ホルダ３２の上面（基板載置面）には、上記配管部材と連通する微小な孔部が複数形成されている。非接触ホルダ３２は、上記加圧気体供給装置から供給される加圧気体（例えば圧縮空気）を上記孔部（の一部）を介して基板Ｐの下面に噴出することにより基板Ｐを浮上させる。また、非接触ホルダ３２は、上記加圧気体の噴出と併用して、上記真空吸引装置から供給される真空吸引力により、基板Ｐの下面と基板支持面との間の空気を吸引する。これにより、基板Ｐに荷重（プリロード）が作用し、非接触ホルダ３２の上面に沿って平面矯正される。ただし、基板Ｐと非接触ホルダ３２との間に隙間が形成されることから、基板Ｐと非接触ホルダ３２との水平面に平行な方向の相対移動は阻害されない。

【0032】

基板キャリア４０は、基板Ｐを保持する部分であり、該基板Ｐを照明光ＩＬ（図１参照）に対して水平面内の３自由度方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向）に移動させる。基板キャリア４０は、平面視で矩形の枠状（額縁状）に形成されており、基板Ｐの端部（外周縁部）近傍の領域（余白領域）を保持した状態で、非接触ホルダ３２に対してＸＹ平面に沿って移動する。以下、基板キャリア４０の詳細を図３を用いて説明する。

【0033】

基板キャリア４０は、図３に示されるように、一対のＸフレーム４２ｘと、一対のＹフレーム４２ｙとを備えている。一対のＸフレーム４２ｘは、それぞれＸ軸方向に延びる平板状の部材から成り、Ｙ軸方向に所定の（基板Ｐ及び非接触ホルダ３２のＹ軸方向の寸法よりも広い）間隔で配置されている。また、一対のＹフレーム４２ｙは、それぞれＹ軸方向に延びる平板状の部材から成り、Ｘ軸方向に所定の（基板Ｐ及び非接触ホルダ３２のＸ軸方向の寸法よりも広い）間隔で配置されている。

【0034】

＋Ｘ側のＹフレーム４２ｙは、一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの＋Ｘ側の端部近傍における下面にスペーサ４２ａを介して接続されている。同様に、−Ｘ側のＹフレーム４２ｙは、一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの−Ｘ側の端部近傍における下面にスペーサ４２ａを介して接続されている。これにより、一対のＹフレーム４２ｙの上面の高さ位置（Ｚ軸方向の位置）は、一対のＸフレーム４２ｘの下面の高さ位置よりも低く（−Ｚ側）に設定されている。

【0035】

また、一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの下面には、一対の吸着パッド４４がＸ軸方向に離間して取り付けられている。従って、基板キャリア４０は、合計で、例えば４つの吸着パッド４４を有している。吸着パッド４４は、一対のＸフレーム４２ｘが互いに向かい合う面から、互いに対向する方向（基板キャリア４０の内側）に突き出して配置されている。例えば４つの吸着パッド４４は、一対のＸフレーム４２ｘ間に基板Ｐが挿入された状態で、該基板Ｐの四隅部近傍（余白領域）を下方から支持できるように、水平面内の位置（Ｘフレーム４２ｘに対する取り付け位置）が設定されている。例えば４つの吸着パッド４４それぞれには、不図示の真空吸引装置が接続されている。吸着パッド４４は、上記真空吸引装置から供給される真空吸引力により、基板Ｐの下面を吸着保持する。なお、吸着パッド４４の数は、これに限定されず、適宜変更が可能である。

【0036】

ここで、図２に示されるように、非接触ホルダ３２と基板キャリア４０とが組み合わされた状態で、基板Ｐは、基板キャリア４０の有する吸着パッド４４によって四隅部近傍が下方から支持（吸着保持）されるとともに、中央部を含むほぼ全面が非接触ホルダ３２により下方から非接触支持される。この状態で、基板Ｐの＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部は、非接触ホルダ３２の＋Ｘ側及び−Ｘ側の端部からそれぞれ突き出しており、例えば４つの吸着パッド４４（図２では一部不図示）は、該基板Ｐの非接触ホルダ３２から突き出した部分を吸着保持する。すなわち、吸着パッド４４は、Ｘ軸方向に関して非接触ホルダ３２の外側に位置するように、Ｘフレーム４２ｘに対する取り付け位置が設定されている。

【0037】

次に基板キャリア４０を駆動するための基板キャリア駆動系６０（図７参照）について説明する。本実施形態において、主制御装置５０（図７参照）は、該基板キャリア駆動系６０を介して、基板キャリア４０を非接触ホルダ３２に対してＹ軸方向に長ストロークで駆動するとともに、水平面内３自由度方向に微小駆動する。また、主制御装置５０は、上述した基板テーブル駆動系５６（図７参照）と、基板キャリア駆動系６０とを介して、非接触ホルダ３２と基板キャリア４０とをＸ軸方向に同期して（一体的に）駆動する。

【0038】

基板キャリア駆動系６０は、図２に示されるように、上述した粗動ステージ２４が有するＹ固定子６２ａと、該Ｙ固定子６２ａと協働してＹ軸方向の推力を発生するＹ可動子６２ｂとを含む、一対のＹリニアアクチュエータ６２を備えている。一対のＹリニアアクチュエータ６２それぞれのＹ可動子６２ｂには、図４に示されるように、Ｙ固定子６４ａとＸ固定子６６ａとが取り付けられている。

【0039】

Ｙ固定子６４ａは、基板キャリア４０（Ｙフレーム４２ｙの下面）に取り付けられたＹ可動子６４ｂと協働して基板キャリア４０にＹ軸方向の推力を付与するＹボイスコイルモータ６４を構成している。また、Ｘ固定子６６ａは、基板キャリア４０（Ｙフレーム４２ｙの下面）に取り付けられたＸ可動子６６ｂと協働して基板キャリア４０にＸ軸方向の推力を付与するＸボイスコイルモータ６６を構成している。このように、基板ステージ装置２０は、基板キャリア４０の＋Ｘ側、及び−Ｘ側のそれぞれにＹボイスコイルモータ６４とＸボイスコイルモータ６６とをそれぞれ１つ有している。

【0040】

ここで、基板キャリア４０の＋Ｘ側と−Ｘ側とで、Ｙボイスコイルモータ６４、及びＸボイスコイルモータ６６は、それぞれ基板Ｐの重心位置を中心に点対称に配置されている。従って、基板キャリア４０の＋Ｘ側のＸボイスコイルモータ６６と、基板キャリア４０の−Ｘ側のＸボイスコイルモータ６６とを用いて基板キャリア４０にＸ軸方向に推力を作用させる際、基板Ｐの重心位置にＸ軸方向に平行に推力を作用させたのと同様の効果を得ること、すなわち基板キャリア４０（基板Ｐ）にθｚ方向のモーメントが作用することを抑制することができる。なお、一対のＹボイスコイルモータ６４に関しては、Ｘ軸方向に関する基板Ｐの重心（線）を挟んで配置されているので、基板キャリア４０にθｚ方向のモーメントが作用しない。

【0041】

基板キャリア４０は、上記一対のＹボイスコイルモータ６４、及び一対のＸボイスコイルモータ６６を介して、主制御装置５０（図７参照）により、粗動ステージ２４（すなわち非接触ホルダ３２）に対して水平面内の３自由度方向に微少駆動される。また、主制御装置５０は、粗動ステージ２４（すなわち非接触ホルダ３２）がＸ軸方向に長ストロークで移動する際に、非接触ホルダ３２と基板キャリア４０とが一体的にＸ軸方向に長ストロークで移動するように、上記一対のＸボイスコイルモータ６６を用いて、基板キャリア４０にＸ軸方向の推力を付与する。

【0042】

また、主制御装置５０（図７参照）は、上記一対のＹリニアアクチュエータ６２、及び一対のＹボイスコイルモータ６４を用いて、基板キャリア４０を非接触ホルダ３２に対してＹ軸方向に長ストロークで相対移動させる。具体的に説明すると、主制御装置５０は、一対のＹリニアアクチュエータ６２のＹ可動子６２ｂをＹ軸方向に移動させつつ、該Ｙ可動子６２ｂに取り付けられたＹ固定子６４ａを含むＹボイスコイルモータ６４を用いて基板キャリア４０にＹ軸方向の推力を作用させる。これにより、基板キャリア４０は、非接触ホルダ３２と独立（分離）してＹ軸方向に長ストロークで移動する。

【0043】

このように、本実施形態の基板ステージ装置２０において、基板Ｐを保持する基板キャリア４０は、Ｘ軸（走査）方向に関しては、非接触ホルダ３２と一体的に長ストロークで移動し、Ｙ軸方向に関しては、非接触ホルダ３２とは独立に長ストロークで移動する。なお、図２から分かるように、吸着パッド４４のＺ位置と、非接触ホルダ３２のＺ位置とが一部重複しているが、基板キャリア４０が非接触ホルダ３２に対して長ストロークで相対移動するのは、Ｙ軸方向のみであるので、吸着パッド４４と非接触ホルダ３２とが接触するおそれはない。

【0044】

また、基板テーブル３０（すなわち非接触ホルダ３２）がＺチルト方向に駆動された場合、非接触ホルダ３２に平面矯正された基板Ｐが、非接触ホルダ３２とともにＺチルト方向に姿勢変化するので、基板Ｐを吸着保持する基板キャリア４０は、該基板ＰとともにＺチルト方向に姿勢変化する。なお、吸着パッド４４の弾性変形により基板キャリア４０の姿勢が変化しないようにしても良い。

【0045】

図１に戻り、一対の補助テーブル３４は、基板キャリア４０が非接触ホルダ３２と分離してＹ軸方向に相対移動する際に非接触ホルダ３２と協働して、該基板キャリア４０が保持する基板Ｐの下面を支持する装置である。上述したように基板キャリア４０は、基板Ｐを保持した状態で、非接触ホルダ３２に対して相対移動することから、例えば図１に示される状態から基板キャリア４０が＋Ｙ方向に移動すると、基板Ｐの＋Ｙ側の端部近傍が非接触ホルダ３２に支持されなくなる。このため、基板ステージ装置２０では、上記基板Ｐのうち、非接触ホルダ３２により支持されない部分の自重による撓みを抑制するため、該基板Ｐを一対の補助テーブル３４の一方を用いて下方から支持する。一対の補助テーブル３４は、紙面左右対称に配置されている点を除き、実質的に同じ構造である。

【0046】

補助テーブル３４は、図３に示されるように、複数のエア浮上ユニット３６を有している。なお、本実施形態において、エア浮上ユニット３６は、Ｙ軸方向に延びる棒状に形成され、複数のエア浮上ユニット３６がＸ軸方向に所定間隔で配置される構成であるが、基板Ｐの自重に起因する撓みを抑制することができれば、その形状、数、配置などは、特に限定されない。複数のエア浮上ユニット３６は、図４に示されるように、基板テーブル３０の側面から突き出したアーム状の支持部材３６ａに下方から支持されている。複数のエア浮上ユニット３６と非接触ホルダ３２との間には、微小な隙間が形成されている。

【0047】

エア浮上ユニット３６の上面の高さ位置は、非接触ホルダ３２の上面の高さ位置とほぼ同じに（あるいは幾分低く）設定されている。エア浮上ユニット３６は、その上面から基板Ｐの下面に対して気体（例えば空気）を噴出することにより、該基板Ｐを非接触支持する。なお、上述した非接触ホルダ３２は、基板Ｐにプリロードを作用させて基板Ｐの平面矯正を行ったが、エア浮上ユニット３６は、基板Ｐの撓みを抑制することができれば良いので、単に基板Ｐの下面に気体を供給するだけでもよく、エア浮上ユニット３６上における基板Ｐの高さ位置を特に管理しなくてもよい。

【0048】

次に、基板Ｐの６自由度方向の位置情報を計測するための基板位置計測系について説明する。基板位置計測系は、基板テーブル３０の水平面に交差する方向の位置情報（Ｚ軸方向の位置情報、θｘ及びθｙ方向の回転量情報。以下「Ｚチルト位置情報」と称する）を求めるためのＺチルト位置計測系５８（図７参照）と、基板キャリア４０のＸＹ平面内の位置情報（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向の位置情報、並びにθｚ方向の回転量情報）を求めるための水平面内位置計測系７０（図７参照）とを含む。

【0049】

Ｚチルト位置計測系５８（図７参照）は、図２に示されるように、基板テーブル３０の下面であって、球面軸受け装置２６ｃの周囲に固定された複数（少なくとも３つ）のレーザ変位計５８ａを含む。レーザ変位計５８ａは、重量キャンセル装置２６の筐体に固定されたターゲット５８ｂに対して計測光を照射し、その反射光を受光することにより、該計測光の照射点における基板テーブル３０のＺ軸方向の変位量情報を主制御装置５０（図７参照）に供給する。例えば、少なくとも３つのレーザ変位計５８ａは、同一直線上にない３箇所（例えば正三角形の頂点に対応する位置）に配置されており、主制御装置５０は、該少なくとも３つのレーザ変位計５８ａの出力に基づいて、基板テーブル３０（すなわち基板Ｐ）のＺチルト位置情報を求める。重量キャンセル装置２６は、Ｘガイドバー２８の上面（水平面）に沿って移動するので、主制御装置５０は、基板テーブル３０のＸ位置に関わらず、基板テーブル３０の水平面に対する姿勢変化を計測することができる。

【0050】

水平面内位置計測系７０（図７参照）は、図１に示されるように、一対のヘッドユニット７２を有している。一方のヘッドユニット７２は、投影光学系１６の−Ｙ側に配置され、他方のヘッドユニット７２は、投影光学系１６の＋Ｙ側に配置されている。

【0051】

一対のヘッドユニット７２それぞれは、基板キャリア４０が有する反射型の回折格子を用いて基板Ｐの水平面内の位置情報を求める。一対のヘッドユニット７２に対応して、基板キャリア４０の一対のＸフレーム４２ｘそれぞれの上面には、図３に示されるように、複数（図３では、例えば６枚）のスケール板４６が貼り付けられている。スケール板４６は、Ｘ軸方向に延びる平面視帯状の部材から成る。スケール板４６のＸ軸方向の長さは、Ｘフレーム４２ｘのＸ軸方向の長さに比べて短く、複数のスケール板４６が、Ｘ軸方向に所定の間隔で（互いに離間して）配列されている。

【0052】

図５には、＋Ｙ側のＸフレーム４２ｘと、これに対応するヘッドユニット７２が示されている。Ｘフレーム４２ｘ上に固定された複数のスケール板４６それぞれには、Ｘスケール４８ｘとＹスケール４８ｙとが形成されている。Ｘスケール４８ｘは、スケール板４６の−Ｙ側の半分の領域に形成され、Ｙスケール４８ｙは、スケール板４６の＋Ｙ側の半分の領域に形成されている。Ｘスケール４８ｘは、反射型のＸ回折格子を有し、Ｙスケール４８ｙは、反射型のＹ回折格子を有している。なお、図５では、理解を容易にするために、Ｘスケール４８ｘ、Ｙスケール４８ｙを形成する複数の格子線間の間隔（ピッチ）は、実際よりも広く図示されている。

【0053】

ヘッドユニット７２は、図４に示されるように、Ｙリニアアクチュエータ７４、該Ｙリニアアクチュエータ７４により投影光学系１６（図１参照）に対してＹ軸方向に所定のストロークで駆動されるＹスライダ７６、及びＹスライダ７６に固定された複数の計測ヘッド（Ｘエンコーダヘッド７８ｘ、８０ｘ、Ｙエンコーダヘッド７８ｙ、８０ｙ）を備えている。図１及び図４で紙面左右対称に構成されている点を除き、一対のヘッドユニット７２は、同様に構成されている。また、一対のＸフレーム４２ｘ上それぞれに固定された複数のスケール板４６も、図１及び図４において、左右対称に構成されている。

【0054】

Ｙリニアアクチュエータ７４は、装置本体１８が有する上架台部１８ａの下面に固定されている。Ｙリニアアクチュエータ７４は、Ｙスライダ７６をＹ軸方向に直進案内するリニアガイドと、Ｙスライダ７６に推力を付与する駆動系とを備えている。リニアガイドの種類は、特に限定されないが、繰り返し再現性の高いエアベアリングが好適である。また、駆動系の種類も、特に限定されず、例えばリニアモータ、ベルト（あるいはワイヤ）駆動装置などを用いることができる。

【0055】

Ｙリニアアクチュエータ７４は、主制御装置５０（図７参照）により制御される。Ｙリニアアクチュエータ７４によるＹスライダ７６のＹ軸方向へのストローク量は、基板Ｐ（基板キャリア４０）のＹ軸方向へのストローク量と同等に設定されている。

【0056】

ヘッドユニット７２は、図５に示されるように、一対のＸエンコーダヘッド７８ｘ（以下「Ｘヘッド７８ｘ」と称する）、及び一対のＹエンコーダヘッド７８ｙ（以下「Ｙヘッド７８ｙ」と称する）を備えている。一対のＸヘッド７８ｘ、一対のＹヘッド７８ｙは、それぞれＸ軸方向に所定距離で離間して配置されている。

【0057】

Ｘヘッド７８ｘ、及びＹヘッド７８ｙは、例えば米国特許出願公開第２００８／００９４５９２号明細書に開示されるような、いわゆる回折干渉方式のエンコーダヘッドであり、対応するスケール（Ｘスケール４８ｘ、Ｙスケール４８ｙ）に対して下向き（−Ｚ方向）に計測ビームを照射し、そのスケールからのビーム（戻り光）を受光することにより、基板キャリア４０の変位量情報を主制御装置５０（図７参照）に供給する。

【0058】

すなわち、水平面内位置計測系７０（図７参照）では、一対のヘッドユニット７２が有する合計で、例えば４つのＸヘッド７８ｘと、該Ｘヘッド７８ｘに対向するＸスケール４８ｘとによって、基板キャリア４０のＸ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＸリニアエンコーダシステムが構成されている。同様に、一対のヘッドユニット７２が有する合計で、例えば４つのＹヘッド７８ｙと、該Ｙヘッド７８ｙに対向するＹスケール４８ｙとによって、基板キャリア４０のＹ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＹリニアエンコーダシステムが構成されている。

【0059】

ここで、ヘッドユニット７２が有する一対のＸヘッド７８ｘ、及び一対のＹヘッド７８ｙそれぞれのＸ軸方向に関する間隔は、隣接するスケール板４６間の間隔よりも広く設定されている。これにより、Ｘエンコーダシステム、及びＹエンコーダシステムでは、基板キャリア４０のＸ軸方向の位置に関わらず、一対のＸヘッド７８ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール４８ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド７８ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール４８ｙに対向する。

【0060】

具体的には、主制御装置５０（図７参照）は、一対のＸヘッド７８ｘがともにＸスケール４８ｘに対向した状態では、該一対のＸヘッド７８ｘの出力の平均値に基づいて基板キャリア４０のＸ位置情報を求める。また、主制御装置５０は、一対のＸヘッド７８ｘの一方のみがＸスケール４８ｘに対向した状態では、該一方のＸヘッド７８ｘの出力のみに基づいて基板キャリア４０のＸ位置情報を求める。従って、Ｘエンコーダシステムは、基板キャリア４０の位置情報を途切れさせることなく主制御装置５０に供給することができる。Ｙエンコーダシステムについても同様である。

【0061】

ここで、上述したように、本実施形態の基板キャリア４０は、Ｙ軸方向にも所定の長ストロークで移動可能であることから、主制御装置５０（図７参照）は、Ｘヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙそれぞれと、対応するスケール４８ｘ、４８ｙとの対向状態が維持されるように、基板キャリア４０のＹ軸方向の位置に応じて一対のヘッドユニット７２それぞれのＹスライダ７６（図４参照）を、基板キャリア４０に追従するように、Ｙリニアアクチュエータ７４（図４参照）を介してＹ軸方向に駆動する。主制御装置５０は、Ｙスライダ７６（すなわち各ヘッド７８ｘ、７８ｙ）のＹ軸方向の変位量（位置情報）と、各ヘッド７８ｘ、７８ｙからの出力とを併せて、総合的に基板キャリア４０の水平面内の位置情報を求める。

【0062】

Ｙスライダ７６（図４参照）の水平面内の位置（変位量）情報は、上記Ｘヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙを用いたエンコーダシステムと同等の計測精度のエンコーダシステムにより求められる。Ｙスライダ７６は、図４及び図５から分かるように、一対のＸエンコーダヘッド８０ｘ（以下「Ｘヘッド８０ｘ」と称する）、及び一対のＹエンコーダヘッド８０ｙ（以下「Ｙヘッド８０ｙ」と称する）を有している。一対のＸヘッド８０ｘ、及び一対のＹヘッド８０ｙは、それぞれＹ軸方向に所定距離で離間して配置されている。

【0063】

主制御装置５０（図７参照）は、装置本体１８の上架台部１８ａ（それぞれ図１参照）の下面に固定された複数のスケール板８２を用いて、Ｙスライダ７６の水平面内の位置情報を求める。スケール板８２は、Ｙ軸方向に延びる平面視帯状の部材から成る。本実施形態では、一対のヘッドユニット７２それぞれの上方に、例えば２枚のスケール板８２が、Ｙ軸方向に所定間隔で（互いに離間して）配置されている。

【0064】

図５に示されるように、スケール板８２の下面における＋Ｘ側の領域には、上記一対のＸヘッド８０ｘに対向してＸスケール８４ｘが形成され、スケール板８２の下面における−Ｘ側の領域には、上記一対のＹヘッド８０ｙに対向してＹスケール８４ｙが形成されている。Ｘスケール８４ｘ、Ｙスケール８４ｙは、上述したスケール板４６に形成されたＸスケール４８ｘ、Ｙスケール４８ｙと実質的に同様な構成の光反射型回折格子である。また、Ｘヘッド８０ｘ、Ｙヘッド８０ｙも上述したＸヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙ（下向きヘッド）と同様の構成の回折干渉方式のエンコーダヘッドである。

【0065】

一対のＸヘッド８０ｘ、及び一対のＹヘッド８０ｙは、対応するスケール（Ｘスケール８４ｘ、Ｙスケール８４ｙ）に対して上向き（＋Ｚ方向）に計測ビームを照射し、そのスケールからのビームを受光することにより、Ｙスライダ７６（図４参照）の水平面内の変位量情報を主制御装置５０（図７参照）に供給する。一対のＸヘッド８０ｘ、及び一対のＹヘッド８０ｙそれぞれのＹ軸方向に関する間隔は、隣接するスケール板８２間の間隔よりも広く設定されている。これにより、Ｙスライダ７６のＹ軸方向の位置に関わらず、一対のＸヘッド８０ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール８４ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド８０ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール８４ｙに対向する。従って、Ｙスライダ７６の位置情報を途切れさせることなく主制御装置５０（図７参照）に供給することができる。

【0066】

アライメント計測系９０は、図７に示されるように、基板ステージ装置２０（図１参照）に対する基板Ｐ（図１参照）のローディング（搬入）動作後に基板Ｐの端部の位置を検出するプリアライメントセンサ９２、９４と、基板Ｐに形成されたアライメントマークを検出するファインアライメントセンサ９６（以下、単に「アライメントセンサ９６」と称する）とを備えている。

【0067】

図６（ａ）に示されるように、プリアライメントセンサ９２は、非接触ホルダ３２、及び基板キャリア４０を所定のローディングポジション（基板交換位置）に位置させた状態で、基板Ｐの＋Ｘ側の端部を検出可能な位置に、例えば１つ配置されている。また、プリアライメントセンサ９４は、上記ローディングポジションにおける基板Ｐの＋Ｙ側の端部を検出可能な位置にＸ軸方向に離間して、例えば２つ配置されている。

【0068】

プリアライメントセンサ９２は、公知のエッジセンサであり、図６（ｂ）に示されるように、光源９２ａと、受光部９２ｂとを備えている。光源９２ａは、例えば装置本体１８（図１参照）に固定されることにより、基板Ｐの上方に配置され、受光部９２ｂは、基板Ｐを挟んで（基板Ｐの下方に）光源９２ａに対向して配置されている。光源９２ａから照射される計測光の光軸に直交する断面は、Ｘ軸方向に延びるライン状（図６（ａ）参照）であり、受光部９２ｂは、該計測光を受光することにより基板Ｐの＋Ｘ側の端部を検出する。プリアライメントセンサ９４は、計測光の光軸に直交する断面がＹ軸方向に延びるライン状（図６（ａ）参照）である点を除き、プリアライメントセンサ９２と同様に構成（光源９４ａ、及び受光部９４ｂ）されたエッジセンサである。なお、図６（ａ）は、理解を容易にするために、光源９２ａ、９４ａから照射される計測光のみが図示されており、該計測光にプリアライメントセンサ９２、９４を同じ符号が付されている。

【0069】

主制御装置５０（図７参照）は、例えば１つのプリアライメントセンサ９２の受光部９２ｂ、及び例えば２つのプリアライメントセンサ９４それぞれの受光部９４ｂの出力に基づいて、基板Ｐの水平面内３自由度方向の大まかな（ラフな）位置計測を行う。基板Ｐは、例えば不図示のローディング装置によって基板ステージ装置２０上に搬送される際にθｚ方向に回転している場合があるので、主制御装置５０は、該回転量が所定の閾値を超えていた場合には、基板Ｐのリロード（搬入動作のやり直し）を行う。また、基板Ｐの回転量が上記閾値内であれば、基板キャリア４０により基板Ｐを保持させる。また、必要に応じて、基板Ｐを保持した基板キャリア４０をθｚ方向に回転させて、基板Ｐの位置の微調整を行う。

【0070】

アライメントセンサ９６は、図６（ｂ）に示されるように、投影光学系１６の＋Ｘ側であって、Ｙ軸方向に所定間隔で、例えば６つ設けられている（図１、図２では不図示）。また、基板Ｐ上には、図６（ａ）に示されるように、複数のアライメントマークＭｋ（以下、単に「マークＭｋ」と称する）が形成されている。具体的には、基板Ｐ上には、Ｙ軸方向に互いに離間した、例えば６つのマークＭｋから成るマーク列が、Ｘ軸方向に所定間隔で、例えば４列（すなわち、合計で２４のマークＭｋが）形成されている。また、後述するように、本実施形態において、基板Ｐには、例えば４つのショット領域（矩形の区画領域）Ｓ１〜Ｓ４が設定され、マークＭｋは、ひとつのショット領域内に、例えば６つ形成される。より詳細に説明すると、ひとつのショット領域内には、＋Ｘ側の端部近傍に、例えば３つのマークＭｋが形成されるとともに、−Ｘ側の端部近傍に、例えば３つのマークＭｋが形成される。

【0071】

なお、マークＭｋの数、及び配置は、例えばショット領域の数などに応じて、適宜変更が可能である。また、図６（ａ）などの平面図では、マークＭｋが丸印で示されているが、実際のマークの形状は、これに限定されず、適宜変更が可能である。また、図６（ａ）などでは、理解を容易にするため、マークＭｋは、実際よりも格段に大きく図示されている。また、マークＭｋは、隣接するショット領域間の領域（すなわちショット領域の外側）に形成されていても良い。

【0072】

上述した例えば６つのアライメントセンサ９６のＹ軸方向の間隔は、上述したマーク列を形成する、例えば６つのマークＭｋのＹ軸方向の間隔とほぼ同じに設定されている。これにより、例えば６つのアライメントセンサ９６は、Ｘ軸方向の位置が同じである、例えば６つのアライメントマークＭｋを同時に検出することができる。なお、本実施形態では、６つのアライメントセンサ９６が６つのマークＭｋを同時検出することから、図６（ａ）などの平面図では、例えば６つのアライメントセンサ９６による検出領域（Ｙ軸方向に延びる帯状の領域）にアライメントセンサ９６と同じ符号が付されている。

【0073】

また、６つのアライメントセンサ９６により形成される検出領域（図６（ａ）の符号９６参照）のＹ軸方向に関する中心は、投影光学系１６（図６（ｂ）参照）により基板Ｐ上に形成される露光領域ＩＡのＹ軸方向に関する中心とほぼ一致するように、例えば６つのアライメントセンサ９６の取付位置が設定されている。また、Ｘガイドバー２８（すなわち、非接触ホルダ３２）のＹ軸方向に関する中心位置は、露光領域ＩＡのＹ軸方向に関する中心位置とほぼ一致している。このため、例えば６つのアライメントセンサ９６は、基板Ｐのほぼ全部が非接触ホルダ３２に支持されるように基板キャリア４０のＹ位置が位置決めされた状態で、検出対象の、例えば６つのアライメントマークＭｋを同時に検出する。例えば６つのアライメントセンサ９６の出力は、主制御装置５０（図７参照）に供給される。アライメントセンサ９６に基づいて主制御装置５０が行うファインアライメント動作については、後述する。

【0074】

図７には、液晶露光装置１０（図１参照）の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置５０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置５０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、液晶露光装置１０の構成各部を統括制御する。

【0075】

次に、本実施形態の液晶露光装置１０を用いた露光動作について、図８（ａ）〜図１５（ｂ）を用いて説明する。ここで、以下の説明では、１枚の基板Ｐ上に４つのショット領域が設定された場合（いわゆる４面取りの場合）を説明するが、１枚の基板Ｐ上に設定されるショット領域の数、及び配置は、適宜変更可能である。また、本実施形態において、露光処理は、一例として基板Ｐの−Ｙ側かつ＋Ｘ側に設定された第１ショット領域Ｓ１から行われるものとして説明する。また、図面の錯綜を避けるため、図８（ａ）〜図１０（ｂ）では、基板ステージ装置２０が有する要素の一部が省略されている。また、本実施形態において、基板Ｐ上には、複数のマスクパターンが重ね合わせて転写されることにより複数のレイヤ（階層）が形成されるものとし、以下の説明では、第２層以降のパターンを形成する場合、すなわち、既にパターン（及び複数のマークＭｋ）が少なくとも１回形成された基板Ｐに重ねてパターンを形成する場合について説明する。

【0076】

液晶露光装置１０（図１参照）では、主制御装置５０（図７参照）の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ１４上へのマスクＭのロードが行われるとともに、不図示の基板ローダによって、基板ステージ装置２０（基板キャリア４０、及び非接触ホルダ３２）上への基板Ｐのロードが行われる。主制御装置５０は、基板Ｐの基板ステージ装置２０へのロードの後、前述したプリアライメントセンサ９２、９４（図６（ａ）及び図６（ｂ）参照）を用いたプリアライメント動作を行う。

【0077】

プリアライメント動作の後、主制御装置５０（図７参照）は、複数のアライメントセンサ９６を用いたファインアライメント動作を行う。上述したように、本実施形態では、基板Ｐの−Ｙ側かつ＋Ｘ側に設定された第１ショット領域Ｓ１（図６（ａ）参照）から走査露光を開始することから、主制御装置５０は、該第１ショット領域Ｓ１の露光動作に先立って、基板Ｐの＋Ｘ側の半分に形成された、例えば１２個のマークＭｋの検出を行う。

【0078】

主制御装置５０（図７参照）は、図８（ａ）に示されるように、複数のアライメントセンサ９６の直下に、基板Ｐ上に形成された、例えば４つのマーク列のうち、＋Ｘ側から２つめのマーク列が位置するように、基板ステージ装置２０を制御して基板Ｐの位置決めを行い、この状態で、図８（ｂ）に示されるように、複数のアライメントセンサ９６が、直下に位置決めされたマークＭｋ（図８（ｂ）では不図示。図８（ａ）で黒く塗りつぶされたマークＭｋ参照）のＸＹ平面内の位置を計測する。

【0079】

次いで、主制御装置５０（図７参照）は、図９（ａ）に示されるように、基板ステージ装置２０を制御して、基板Ｐ上に形成された、例えば４つのマーク列のうち、最も＋Ｘ側に形成されたマーク列が複数のアライメントセンサ９６の直下に位置するように、基板Ｐの位置決めを行い、この状態で、図９（ｂ）に示されるように、複数のアライメントセンサ９６が、直下に位置決めされたマークＭｋ（図９（ｂ）では不図示。図９（ａ）で黒く塗りつぶされたマークＭｋ参照）のＸＹ平面内の位置を計測する。

【0080】

主制御装置５０（図７参照）は、上記２回のアライメントマークＭｋの計測動作により求めた、合計で、１２個のマークＭｋの位置情報に基づいて、公知のエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式によって、第１ショット領域Ｓ１（図６（ａ）参照）の配列情報（区画領域の位置（座標値）、形状等に関する情報を含む）を算出する。なお、本実施形態では、次工程である第１ショット領域Ｓ１の露光動作へ移行する際の基板ステージ装置２０の移動量を抑制するために、最初に＋Ｘ側から２列目のマーク列を検出した後、最も＋Ｘ側のマーク列を検出したが、上記検出の順番は、逆でも良い。

【0081】

上述したように、マーク列の検出動作は、Ｙ軸方向に関して非接触ホルダ３２の中心と露光領域ＩＡの中心とを、ほぼ一致させた状態で行われる。このため、主制御装置５０（図７参照）は、第１ショット領域Ｓ１の配列情報の算出後、該第１ショット領域Ｓ１の走査露光動作のために、図１０（ａ）に示されるように、基板キャリア４０を非接触ホルダ３２に対して＋Ｙ方向に所定（基板ＰのＹ軸方向に関する長さの半分程度）のストロークで駆動することにより、所定の露光開始位置に基板Ｐを位置決めする。この際、基板Ｐの＋Ｙ側の端部近傍は、非接触ホルダ３２から外れるため平面矯正が行われないが、露光対象の第１ショット領域Ｓ１（図６（ａ）参照）を含む領域は、平面矯正が行われた状態が維持されるので、露光精度に影響はない。また、露光領域ＩＡが基板Ｐの外側（＋Ｘ側）に位置するように、非接触ホルダ３２、一対の補助テーブル３４、及び基板キャリア４０が、一体的に−Ｘ方向に駆動される。

【0082】

この後、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示されるように、非接触ホルダ３２、一対の補助テーブル３４、及び基板キャリア４０が、一体的に＋Ｘ方向に駆動（加速、等速移動、減速）される（図１１（ａ）の黒矢印参照）。投影光学系１６は、等速移動する基板Ｐに対してマスクＭ（図１参照）を通過した照明光ＩＬ（図１１（ａ）では不図示）を投射する。この際、主制御装置５０（図７参照）は、不図示のマスクアライメント系の出力と上記配列情報の算出結果に基づいて、基板キャリア４０の水平面内３自由度方向の微小位置決め（図１１（ａ）の白矢印参照、およびθｚ方向）を行いつつ、基板Ｐを照明光ＩＬ（露光領域ＩＡ）に対して＋Ｘ方向へ移動させる。また、液晶露光装置１０（図１参照）では、上記ファインアライメント動作と並行して、不図示のオートフォーカスセンサ（基板Ｐの面位置計測系）を用いたフォーカスマッピングが事前に行われており、上記走査露光動作時において、主制御装置５０は、該フォーカスマッピングの結果に応じて、非接触ホルダ３２をＺチルト方向に適宜微小駆動する。なお、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）には、第１ショット領域Ｓ１に対する走査露光動作が終了した直後の基板ステージ装置２０が示されている。なお、液晶露光装置１０は、基板ＰのＺ方向位置を決めるためのフォーカスマッピングを事前に行うと説明したが、事前に行わず、走査露光動作を行いながら、走査露光をする直前に随時フォーカスマッピングを行うようにして良い。

【0083】

次いで、主制御装置５０（図７参照）は、第１ショット領域Ｓ１の＋Ｙ側に設定された第２ショット領域Ｓ２（図６（ａ）参照）に対する露光動作を行うため、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示されるように、基板キャリア４０を非接触ホルダ３２に対して−Ｙ方向に駆動する。

【0084】

主制御装置５０（図７参照）は、図１２（ａ）に示される状態から、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示されるように、基板キャリア４０、及び非接触ホルダ３２を−Ｘ方向に駆動しつつ、基板Ｐに照明光ＩＬを投射して、第２ショット領域Ｓ２にマスクパターンを転写する。この際も、基板Ｐの−Ｙ側の端部近傍が非接触ホルダ３２の外側に突き出すが、第２ショット領域Ｓ２は、非接触ホルダ３２により平面矯正が行われるので、露光精度に影響がない。

【0085】

ここで、主制御装置５０（図７参照）は、上記第１ショット領域Ｓ１に対する露光動作前に行われたアライメント計測動作（図８（ａ）〜図９（ｂ）参照）により求められた、１２個のマークＭｋの位置情報に基づいて、第２ショット領域Ｓ２の配列情報を求め、該配列情報に基づいて基板Ｐを３自由度方向に微小位置決めしつつ第２ショット領域Ｓ２の走査露光を行う。すなわち、本実施形態では、複数（本実施形態では、例えば６つ）のアライメントセンサ９６によりアライメント計測領域が第１及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２に跨って形成されるため、主制御装置５０は、２回のマーク検出動作により、第１及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２に形成された全てのマークＭｋを検出できる。そして、主制御装置５０は、第１及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２の走査露光動作に先立って、該第１及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２に形成された全てのマークＭｋを検出する。従って、主制御装置５０は、第２ショット領域Ｓ２の露光動作前に改めて該第２ショット領域Ｓ２内のマークＭｋを検出することなく（配列情報の算出を行うのみで）、第１及及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２を連続して露光する。

【0086】

第２ショット領域Ｓ２の走査露光動作が終了すると、主制御装置５０（図７参照）は、第３及び第４ショット領域Ｓ３、Ｓ４（それぞれ図６（ａ）参照）に対する走査露光を行うため、該第３及び第４ショット領域Ｓ３、Ｓ４内に形成されたマークＭｋの検出動作を行う。主制御装置５０は、上記第１及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２内のマーク検出動作時と同様に、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示されるように、基板キャリア４０を＋Ｙ方向に駆動して、基板Ｐのほぼ全体が、非接触ホルダ３２に支持（平面矯正）されるように基板Ｐの位置決めを行う。

【0087】

主制御装置５０（図７参照）は、非接触ホルダ３２、一対の補助テーブル３４、及び基板キャリア４０が、一体的に＋Ｘ方向に駆動し、基板Ｐ上に形成された、例えば４つのマーク列のうち、＋Ｘ側から見て３列目のマーク列が複数のアライメントセンサ９６の直下に位置するように、基板Ｐの位置決めを行い、この状態で、図１４（ｂ）に示されるように、複数のアライメントセンサ９６が、直下に位置決めされたマークＭｋ（図１４（ｂ）では不図示。図１４（ａ）で黒く塗りつぶされたマークＭｋ参照）のＸＹ平面内の位置を計測する。

【0088】

次いで、主制御装置５０（図７参照）は、図１５（ａ）に示されるように、基板ステージ装置２０を制御して、基板Ｐ上に形成された、例えば４つのマーク列のうち、最も−Ｘ側に形成されたマーク列が複数のアライメントセンサ９６の直下に位置するように、基板Ｐの位置決めを行い、この状態で、図１５（ｂ）に示されるように、複数のアライメントセンサ９６が、直下に位置決めされたマークＭｋ（図１５（ｂ）では不図示。図１５（ａ）で黒く塗りつぶされたマークＭｋ参照）のＸＹ平面内の位置を計測する。主制御装置５０は、上記２回のアライメントマークＭｋの計測動作により求められた、合計で、例えば１２のマークＭｋの位置情報に基づいて、ＥＧＡ方式によって、第３及び第４ショット領域Ｓ３、Ｓ４（図６（ａ）参照）の配列情報を算出する。

【0089】

以下、不図示である、主制御装置５０（図７参照）は、上記第１及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２に対する走査露光動作（図１０（ａ）〜図１３（ｂ））と同様に、上記配列情報に基づいて、基板ステージ装置２０を適宜制御しつつ、第３及び第４ショット領域Ｓ３、Ｓ４に対する走査露光動作を順次行う。

【0090】

以上説明した本実施形態の液晶露光装置１０によれば、例えば６つのアライメントセンサ９６を含むファインアライメント計測系は、複数のショット領域（上記実施形態では、第１及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２、あるいは第３及び第４ショット領域Ｓ３、Ｓ４）に跨る複数のマークＭｋを同時に検出できるので、仮にショット領域毎にマーク検出動作を行う場合に比べ、マーク計測時間を短縮できる。従って、全体的なスループットが向上する。

【0091】

また、非接触ホルダ３２は、基板Ｐのほぼ全面を平面矯正する大きさを有しているので、上述したように、複数のショット領域に跨るマークＭｋの同時位置計測を行う場合であっても、該複数のショット領域を平面矯正された状態とすることができる。従って、複数のマークＭｋの位置情報を確実に求めることができる。

【0092】

《第２の実施形態》
次に第２の実施形態について、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）を用いて説明する。第２の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板Ｐを投影光学系１６（図１参照）に対して高精度位置決めするための基板ステージ装置１２０の構成が、上記第１の実施形態と異なる。以下、本第２の実施形態については、上記第１の実施形態との相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

【0093】

上記第１の実施形態において、基板Ｐを保持する枠状（額縁状）の基板キャリア４０が、非接触ホルダ３２に対して、非スキャン方向（Ｙ軸方向）に独立して所定のストロークで相対移動可能であったのに対し（図１など参照）、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示される本第２の実施形態における基板ステージ装置１２０において、基板キャリア１４０は、スキャン方向（Ｘ軸方向）、及び非スキャン方向のそれぞれで、非接触ホルダ３２と一体的に所定の長ストロークで移動する点が異なる。基板キャリア１４０が非接触ホルダ３２に対して水平面内３自由度方向に微小ストロークで相対移動可能である点は、上記第１の実施形態の基板ステージ装置２０と同様である。

【0094】

より詳細に説明すると、本第２の実施形態において、粗動ステージ１２４は、Ｘ軸、及びＹ軸方向に所定の長ストロークで移動可能に構成されている。粗動ステージ１２４をＹ軸方向に長ストロークで移動させるための構成は、特に限定されないが、例えば米国特許出願公開第２０１２／００５７１４０号明細書などに開示されるような、公知のガントリタイプのＸＹステージ装置を用いることができる。また、重量キャンセル装置２６は、粗動ステージ１２４と一体的にＸ軸、及びＹ軸方向に所定の長ストロークで移動するように粗動ステージ１２４に接続されている。また、Ｘガイドバー２８（図１など参照）もＹ軸方向に所定の長ストロークで移動可能となっている。Ｘガイドバー２８をＹ軸方向に長ストロークで移動させるための構成は、特に限定されないが、例えば上記ＸＹステージ装置のうち、Ｙステージに機械的に接続すると良い。粗動ステージ１２４と基板テーブル３０とが複数の接続装置３０ｂ（フレクシャ装置）を介して機械的に（ただしＺチルト方向に微小移動可能な状態で）接続されている点は、上記第１の実施形態と同じである。これにより、基板テーブル３０及び非接触ホルダ３２は、粗動ステージ１２４と一体的にＸ軸、及びＹ軸方向に所定の長ストロークで移動する。

【0095】

基板キャリア１４０は、平面視で矩形の枠状に形成された本体部１４２と、該本体部１４２の上面に固定された吸着部１４４とを有している。吸着部１４４も本体部１４２と同様に、平面視で矩形の枠状に形成されている。基板Ｐは、吸着部１４４に、例えば真空吸着保持される。上記非接触ホルダ３２は、吸着部１４４の内壁面に対して所定の隙間が形成された状態で、該吸着部１４４が有する開口内に挿入されている。非接触ホルダ３２が基板Ｐに荷重（プリロード）を作用させて非接触で平面矯正する点は、上記第１の実施形態と同じである。

【0096】

また、基板テーブル３０の下面からは、複数（本実施形態では、例えば４枚）のガイド板１４８が水平面に沿って放射状に延びている。基板キャリア１４０は、上記複数のガイド板１４８に対応して、エアベアリングを含む複数のパッド１４６を有しており、該エアベアリングからガイド板１４８の上面に噴出される加圧気体の静圧により、ガイド板１４８上に非接触状態で載置されている。基板テーブル３０がＺチルト方向に微小駆動された場合、上記複数のガイド板１４８も基板テーブル３０と一体的にＺチルト方向に移動（姿勢変化）するので、基板テーブル３０が姿勢変化すると、該基板テーブル３０、非接触ホルダ３２、及び基板キャリア１４０（すなわち基板Ｐ）が、一体的に姿勢変化する。

【0097】

また、基板キャリア１４０は、該基板キャリア１４０が有する可動子と基板テーブル３０が有する固定子とを含む複数のリニアモータ１５２（Ｘボイスコイルモータ、及びＹボイスコイルモータ）を介して基板テーブル３０に対して水平面内の３自由度方向に微小駆動される。また、基板テーブル３０がＸＹ平面に沿って長ストロークで移動する際には、基板テーブル３０と基板キャリア１４０とが一体的にＸＹ平面に沿って長ストロークで移動するように、上記複数のリニアモータ１５２によって基板キャリア１４０に推力が付与される点は上記第１の実施形態と同じである。

【0098】

基板キャリア１４０の上面における＋Ｙ側、及び−Ｙ側の端部近傍それぞれには、上記第１の実施形態と同様に、複数のスケール板４６が固定されている。スケール板４６を用いて基板キャリア１４０（すなわち基板Ｐ）の水平面内３自由度方向の位置情報を求める手法は、上記第１の実施形態と同じであるので説明を省略する。

【0099】

本第２の実施形態においても、基板Ｐ上には、Ｙ軸方向に所定間隔で配置された、例えば６つのマークＭｋを含むマーク列が、Ｘ軸方向及びに所定間隔で、例えば４列形成され、主制御装置５０（図７参照）は、該マーク列が複数のアライメントセンサ９６の検出視野内に位置するように、非接触ホルダ３２、及び基板キャリア１４０を一体的にＸ軸方向に移動させる。また、上記第１の実施形態では、ショット領域間移動（Ｙステップ移動）時には、基板キャリア４０が非接触ホルダ３２に対してＹ軸方向に長ストロークで移動したが（図１２（ａ）など参照）、本第２実施形態では、上記Ｙステップ動作時には、非接触ホルダ３２、及び基板キャリア１４０が一体的にＹ軸方向に移動する。本第２の実施形態に係る基板ステージ装置１２０を用いた露光動作については、従来のＸＹステージを用いた基板Ｐの露光動作と同じであるので、説明を省略する。本第２の実施形態でも、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0100】

なお、上記第１及び第２の各実施形態で説明した構成については、適宜変更が可能である。例えば上記各実施形態では、第１及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２に対する走査露光に起因して基板Ｐに形状変化（歪みなど）が生ずる可能性があるので、第３及び第４ショット領域Ｓ３、Ｓ４のアライメント計測動作を、第１及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２に対する走査露光後に行ったが、これに限られず、例えば第１ショット領域Ｓ１の露光動作前に、全て（第１〜第４ショット領域Ｓ１〜Ｓ４内）のマークＭｋの検出動作を行い、該検出結果に基づいて、全てのショット領域Ｓ１〜Ｓ４の露光動作を連続的に行っても良い。この場合、スループットが向上する。

【0101】

また、上記各実施形態では、Ｘ軸方向の位置が同じ、且つＹ軸方向に所定間隔で配列された、例えば６つのアライメントセンサ９６から成るセンサ群によって、基板Ｐ上の、例えば６つのマークＭｋを同時検出したが、アライメントセンサ９６の数、及び配置は、これに限定されず、適宜変更が可能である。例えば、上記センサ群に加えて、同様の構成の、例えば６つのアライメントセンサ９６から成る別のセンサ群を配置しても良い。この場合、上記２つのセンサ群のＸ軸方向の間隔を、＋Ｙ方向から見て１番目と２番目のマーク列（及び３番目と４番目のマーク列）を同時検出できるように設定すると良く、第１及び第２ショット領域Ｓ１、Ｓ２（あるいは第３及び第４ショット領域Ｓ３、Ｓ４）内の全てのマークＭｋの位置計測を、１回のマーク検出動作によって行うことができる。

【0102】

また、上記各実施形態において、基板キャリア４０等は、基板Ｐの外周縁部（４辺）に沿った、例えば４本のフレーム部材（第１の実施形態では、一対のＸフレーム４２ｘ、及び一対のＹフレーム４２ｙ）により矩形の枠状に形成されたが、基板Ｐの吸着保持を確実に行うことができれば、これに限られず、基板キャリア４０等は、例えば基板Ｐの外周縁部のうち、一部に沿ったフレーム部材により構成されても良い。具体的には、基板キャリアは、基板Ｐの３辺に沿った、例えば３本のフレーム部材により、平面視でＵ字状に形成されても良いし、あるいは、基板Ｐの隣接する２辺に沿った、例えば２本のフレーム部材により、平面視でＬ字上に形成されても良い。また、基板キャリアは、基板Ｐの１辺に沿った、例えば１本のフレーム部材のみにより形成されていても良い。また、基板キャリアは、基板Ｐの互いに異なる部分を保持し、互いに独立に位置制御がされる複数の部材により構成されても良い。

【0103】

なお、Ｚチルト位置計測系５８は、図２や図１３に示されるように、基板テーブル３０の下面に設けられたレーザ変位計５８ａにより、重量キャンセル装置２６の筐体に固定されたターゲット５８ｂに対して計測光を照射し、その反射光を受光して基板テーブル３０のＺ軸方向の変位量情報を得ていたが、これに限定されない。Ｚチルト位置計測系５８の代わりにＺセンサヘッド７８ｚを、ヘッドユニット７２に、Ｘヘッド７８ｘと、Ｙヘッド７８ｙと共に配置する。Ｚセンサヘッド７８ｚとしては、例えばレーザ変位計が用いられている。Ｘフレーム４２ｘにおいて、Ｘヘッド７８ｘおよびＹヘッド７８ｙに対向するスケールが配置されていない領域に、鏡面加工により反射面が形成する。Ｚセンサヘッド７８ｚは、反射面に対して計測ビームを照射し、その反射面からの反射ビームを受光することにより、該計測ビームの照射点における基板キャリア４０、４４０のＺ軸方向の変位量情報を求める。なお、Ｚヘッド７８ｚの種類は、装置本体１８（図１参照）を基準とした基板キャリア４０、４４０（より詳細には、Ｘフレーム４２ｘ）のＺ軸方向の変位を所望の精度（分解能）で、且つ非接触で計測できれば、特に限定されない。

【0104】

また、Ｘエンコーダヘッド７８ｘ、及びＹエンコーダヘッド７８ｙによって、基板Ｐ、及びＹスライダ７６それぞれのＸＹ平面内の位置情報を求めたが、例えばＺ軸方向の変位量情報を計測可能な２次元エンコーダヘッド（ＸＺエンコーダヘッド、あるいはＹＺエンコーダヘッド）を用いて、基板Ｐ及びＹスライダ７６それぞれのＸＹ平面内の位置情報と併せて、基板Ｐ及びＹスライダ７６それぞれのＺチルト変位量情報を求めても良い。この場合、基板ＰのＺチルト位置情報を求めるためのＺチルト位置計測系５８やＺセンサヘッド７８ｚを省略することが可能である。なお、この場合、基板ＰのＺチルト位置情報を求めるためには、常に２つの下向きＺヘッドがスケール板４６に対向している必要があるので、スケール板４６をＸフレーム４２ｘと同程度の長さの１枚の長尺のスケール板により構成すること、あるいは上記２次元エンコーダヘッドをＸ軸方向に所定間隔で、例えば３つ以上配置することが好ましい。

【0105】

また、上記各実施形態において、複数のスケール板４６がＸ軸方向に所定間隔で配置されたが、これに限られず、例えば基板キャリア４０等のＸ軸方向の長さと同程度の長さで形成された長尺の１枚のスケール板を用いても良い。この場合、スケール板とヘッドとの対向状態が常に維持されるので、各ヘッドユニット７２が有するＸヘッド７８ｘ、Ｙヘッド７８ｙは、それぞれ１つで良い。スケール板８２についても同様である。スケール板４６を複数設ける場合、各スケール板４６の長さが互いに異なっていても良い。例えば、Ｘ軸方向に延びるスケール板の長さを、ショット領域のＸ軸方向の長さより長く設定することにより、走査露光動作時においてヘッドユニット７２が異なるスケール板４６を跨いだ基板Ｐの位置制御を回避することができる。また、（例えば４面取りの場合と６面取りの場合）、投影光学系１６の一側に配置されるスケールと、他側に配置されるスケールとで、互いに長さを異ならせても良い。

【0106】

また、上記各実施形態において、基板キャリア４０等の水平面内の位置計測は、エンコーダシステムを用いて行われたが、これに限られず、例えば基板キャリア４０にＸ軸方向及びＹ軸方向それぞれに延びるバーミラーを取り付け、該バーミラーを用いた干渉計システムによって、基板キャリア４０等の位置計測を行っても良い。また、上記各実施形態のエンコーダシステムでは、基板キャリア４０等がスケール板４６（回折格子）を有し、ヘッドユニット７２が計測ヘッドを有する構成であったが、これに限られず、基板キャリア４０等が計測ヘッドを有し、該計測ヘッドと同期して移動するスケール板が装置本体１８に取り付けられても（上記各実施形態とは逆の配置でも）良い。

【0107】

また、上記各実施形態において、非接触ホルダ３２は、基板Ｐを非接触支持したが、基板Ｐと非接触ホルダ３２との水平面に平行な方向の相対移動を阻害しなければ、これに限られず、例えばボールなどの転動体を介して接触状態で支持しても良い。

【0108】

また、照明系１２で用いられる光源、及び該光源から照射される照明光ＩＬの波長は、特に限定されず、例えばＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、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。

【0109】

また、上記各実施形態では、投影光学系１６として、等倍系が用いられたが、これに限られず、縮小系、あるいは拡大系を用いても良い。

【0110】

また、露光装置の用途としては、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に限定されることなく、例えば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル製造用の露光装置、半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、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マスク又はレチクルを製造するために、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適用できる。

【0111】

また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、例えばウエハ、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。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が５００ｍｍ以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。また、露光対象の基板が可撓性を有するシート状である場合には、該シートがロール状に形成されていても良い。

【0112】

液晶表示素子（あるいは半導体素子）などの電子デバイスは、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マスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板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、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を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

【0113】

なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

【産業上の利用可能性】

【0114】

以上説明したように、本発明の露光装置及び露光方法は、光学系を介して照明光で物体を走査しながら露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの生産に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。

【符号の説明】

【0115】

１０…液晶露光装置、２０…基板ステージ装置、３２…非接触ホルダ、４０…基板キャリア、５０…主制御装置、９０…アライメント計測系、９２、９４…プリアライメントセンサ、９６…ファインアライメントセンサ、Ｐ…基板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】