(57)【要約】【課題】移動体の傾斜によって生じる計測システムの計測誤差の影響を受けることがない、高精度な移動体の駆動を実現する。【解決手段】  制御装置により、計測システム７０によって計測される微動ステージＷＦＳの計測方向に関する位置情報と、該位置情報に含まれる微動ステージＷＦＳの傾斜に起因する計測誤差の補正情報とに基づいて、微動ステージＷＦＳが駆動される。従って、微動ステージＷＦＳの傾斜によって生じる計測システムの計測方向に関する位置情報に含まれる計測誤差の影響を受けることがない、高精度な微動ステージＷＦＳの駆動が可能になる。【選択図】図１
2010272866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を保持して実質的に所定平面に沿って移動可能で、前記物体の裏面側で前記所定平面に実質的に平行な面にグレーティングが配置された移動体と；
前記物体の載置面とは反対側の前記移動体の外部から前記グレーティングに向けて所定波長の計測光を照射し、該計測光に由来する前記グレーティングからの回折光を受光し、前記所定平面内の計測方向に関する前記移動体の位置情報を計測する計測システムと；
前記移動体の前記計測方向に関する位置情報と、該位置情報に含まれる前記移動体の傾斜によって生じる計測誤差の補正情報とに基づいて、前記移動体を駆動する駆動システムと；を備える移動体装置。
【請求項２】
前記移動体の前記所定平面に対する傾斜情報を計測する傾斜計測系をさらに備える請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記補正情報は、前記物体の表面と前記移動体の前記グレーティングが配置された面との間隔に応じ、前記移動体の傾斜によって生じる計測誤差の第１補正情報を含む請求項２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記補正情報は、前記移動体の前記グレーティングが配置された面の傾斜によって生じる計測誤差の第２補正情報をさらに含む請求項３に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記位置情報と前記傾斜情報とに基づいて、前記移動体を、複数の異なる姿勢に変化させ、各姿勢を維持しつつ前記所定平面に垂直な方向に関する異なる位置で前記移動体の前記計測方向に関する位置情報を計測し、該位置情報に基づいて前記第２補正情報を作成又は更新する制御装置をさらに備える請求項４に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記傾斜計測系は、前記移動体の前記所定平面に実質的に平行な面に前記所定波長とは異なる波長の少なくとも３本の計測ビームを照射し、該計測ビームそれぞれの前記移動体からの反射光を受光する請求項２〜５のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項７】
前記駆動システムは、前記補正情報に基づいて、前記移動体を駆動するための目標位置及び前記位置情報のいずれかを補正する請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項８】
前記グレーティングは、前記所定平面内で互いに直交する第１軸及び第２軸にそれぞれ平行な第１及び第２方向の一方の方向を周期方向とする回折格子を含み、
前記計測システムは、前記移動体の前記一方の方向の位置情報を計測する請求項１〜７のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項９】
前記グレーティングは、前記所定平面内の前記第１及び第２方向の他方の方向を周期方向とする回折格子をさらに含み、
前記計測システムは、前記他方の方向に関する前記移動体の位置情報をも計測する請求項８に記載の移動体装置。
【請求項１０】
前記グレーティングは、前記第１及び第２方向を周期方向とする２次元格子である請求項９に記載の移動体装置。
【請求項１１】
前記移動体は、前記所定波長の光が内部を進行可能であり、
前記グレーティングは、前記移動体の前記物体の載置面と該載置面と反対側の前記所定平面と平行な一面との間に配置され、
前記計測システムは、前記移動体の前記一面を介して前記計測光を前記移動体の内部に入射させて前記グレーティングに照射する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１２】
前記移動体は、前記物体を保持するとともに、その裏面に前記グレーティングが配置された保持部材と、該保持部材が搭載されかつ内部を前記計測光が透過するテーブルとを含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１３】
前記保持部材は、前記テーブルに対して着脱自在である請求項１２に記載の移動体装置。
【請求項１４】
前記移動体は、前記計測光が入射しかつ前記所定平面と実質的に平行な一面に前記グレーティングが形成される透明部材と、前記物体を保持しかつ前記透明部材に対してその一面側に設けられる保持部材とを含む請求項１〜１１のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１５】
前記移動体を少なくとも前記所定平面に平行な面内で相対移動可能に支持し、少なくとも前記所定平面に沿って移動可能な移動部材をさらに備え、
前記駆動システムは、前記移動体を単独で若しくは前記移動部材と一体で駆動する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１６】
前記計測光は、前記所定平面内で前記移動体を位置決めすべき所定点又はその近傍に照射される請求項１〜１５のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１７】
前記移動体は、内部に空間部を有し、
前記計測システムは、前記移動体が前記所定点を含む所定範囲の領域内にあるときに前記空間部内に位置する計測アームを有し、該計測アームには、前記計測光を前記グレーティングに照射し、前記計測光に由来する前記グレーティングからの回折光を受光するヘッドの少なくとも一部が設けられている請求項１６に記載の移動体装置。
【請求項１８】
エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光装置であって、
前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と；
前記エネルギビームが照射される前記物体が前記移動体に保持される請求項１〜１７のいずれか一項に記載の移動体装置と；を備える露光装置。
【請求項１９】
前記計測光は、前記エネルギビームの照射領域内の所定点に照射される請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記所定点は、前記パターニング装置の露光中心である請求項１９に記載の露光装置。
【請求項２１】
請求項１８〜２０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；
露光された前記基板を現像することと；を含むデバイス製造方法。
【請求項２２】
エネルギビームを物体に照射して前記物体上に所定のパターンを形成する露光方法であって、
前記物体を保持するとともに、前記物体の裏面側で所定平面に実質的に平行な面にグレーティングが配置された移動体を、前記所定平面に沿って移動させ、前記物体の載置面とは反対側の前記移動体の外部から前記グレーティングに向けて所定波長の計測光を照射し、該計測光に由来する前記グレーティングからの回折光を受光して前記所定平面内の計測方向に関する前記移動体の位置情報を計測することと；
前記移動体の前記計測方向に関する位置情報と、該位置情報に含まれる前記移動体の傾斜によって生じる計測誤差の補正情報とに基づいて、前記移動体を駆動することと；を含む露光方法。
【請求項２３】
前記移動体の前記所定平面に対する傾斜情報を計測することをさらに含み、
前記駆動することでは、前記移動体の前記計測方向に関する位置情報と、計測された前記傾斜情報に対応する前記計測誤差の補正情報とに基づいて、前記移動体を駆動する請求項２２に記載の露光方法。
【請求項２４】
前記補正情報は、前記物体の表面と前記移動体の前記グレーティングが配置された面との間隔に応じ、前記移動体の傾斜によって生じる計測誤差の第１補正情報を含む請求項２３に記載の露光方法。
【請求項２５】
前記補正情報は、前記移動体の前記グレーティングが配置された面の傾斜によって生じる計測誤差の第２補正情報をさらに含む請求項２４に記載の露光方法。
【請求項２６】
前記位置情報と前記傾斜情報とに基づいて、前記移動体を、複数の異なる姿勢に変化させ、各姿勢を維持しつつ前記所定平面に垂直な方向に関する異なる位置で前記移動体の前記計測方向に関する位置情報を計測し、該位置情報に基づいて前記第２補正情報を作成又は更新することをさらに含む請求項２５に記載の露光方法。
【請求項２７】
前記傾斜情報を計測することでは、前記移動体の前記所定平面に実質的に平行な面に前記所定波長とは異なる波長の少なくとも３本の計測ビームを照射し、該計測ビームそれぞれの前記移動体からの反射光を受光する計測系を用いる請求項２３〜２６のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２８】
前記駆動することでは、前記補正情報に基づいて、前記移動体を駆動するための目標位置及び前記位置情報のいずれかを補正する請求項２２〜２７のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２９】
前記グレーティングは、前記所定平面内で互いに直交する第１軸及び第２軸にそれぞれ平行な第１及び第２方向の一方の方向を周期方向とする回折格子を含み、
前記計測することでは、前記移動体の前記一方の方向の位置情報を計測する請求項２２〜２８のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３０】
前記グレーティングは、前記所定平面内の前記第１及び第２方向の他方の方向を周期方向とする回折格子をさらに含み、
前記計測することでは、前記他方の方向に関する前記移動体の位置情報をも計測する請求項２９に記載の露光方法。
【請求項３１】
前記グレーティングは、前記第１及び第２方向を周期方向とする２次元格子である請求項３０に記載の露光方法。
【請求項３２】
前記移動体は、前記所定波長の光が内部を進行可能であり、
前記グレーティングは、前記移動体の前記物体の載置面と該載置面と反対側の前記所定平面と平行な一面との間に配置され、
前記計測することでは、前記移動体の前記一面を介して前記計測光を前記移動体の内部に入射させて前記グレーティングに照射し、該計測光に由来する前記グレーティングからの回折光を受光する請求項２２〜３１のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３３】
前記移動体は、前記物体を保持するとともに、その裏面に前記グレーティングが配置された保持部材と、該保持部材が搭載されかつ内部を前記計測光が透過するテーブルとを含む請求項２２〜３２のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３４】
前記保持部材は、前記テーブルに対して着脱自在である請求項３３に記載の露光方法。
【請求項３５】
前記移動体は、前記計測光が入射しかつ前記所定平面と実質的に平行な一面に前記グレーティングが形成される透明部材と、前記物体を保持しかつ前記透明部材に対してその一面側に設けられる保持部材とを含む請求項２２〜３２のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３６】
少なくとも前記所定平面に沿って移動可能な移動部材により、前記移動体を少なくとも前記所定平面に平行な面内で相対移動可能に支持することをさらに含み、
前記駆動することでは、前記移動体を単独で若しくは前記移動部材と一体で駆動する請求項２２〜３５のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３７】
前記計測光は、前記所定平面内で前記移動体を位置決めすべき所定点又はその近傍に照射される請求項２２〜３６のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３８】
前記移動体は、内部に空間部を有し、
前記計測することでは、前記移動体が前記所定点を含む所定範囲の領域内にあるときに前記空間部内に位置する計測アームにその少なくとも一部が設けられ、前記計測光を前記グレーティングに照射し、前記計測光に由来する前記グレーティングからの回折光を受光するヘッドを用いて前記計測を行う請求項３７に記載の露光方法。
【請求項３９】
前記計測光は、前記エネルギビームの照射領域内の所定点に照射される請求項２２〜３８のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項４０】
前記所定点は、露光中心である請求項３９に記載の露光方法。
【請求項４１】
請求項２２〜４０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、移動体装置、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、二次元平面に沿って移動可能な移動体を含む移動体装置、該移動体装置を備える露光装置及びエネルギビームを前記移動体上の物体に照射して所定のパターンを形成する露光方法、並びに前記露光装置又は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、主として、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））などが用いられている。
【０００３】
この種の露光装置では、一般的に、パターンが形成されるウエハ又はガラスプレート等の感応物体（以下、ウエハと総称する）を保持して２次元移動するウエハステージの位置が、レーザ干渉計により計測されていた。しかし、近年の半導体素子の高集積化に伴うパターンの微細化により、さらに高精度なウエハステージの位置制御性能が要求されるようになり、その結果、レーザ干渉計のビーム路上の雰囲気の温度変化、及び／又は温度勾配の影響で発生する空気揺らぎに起因する計測値の短期的な変動が、無視できなくなってきた。
【０００４】
かかる不都合を改善するものとして、レーザ干渉計と同程度以上の計測分解能を有するエンコーダを、ウエハステージの位置計測装置として採用した露光装置に係る発明が、種々提案されている（例えば特許文献１参照）。しかるに、特許文献１などに開示される液浸露光装置では、液体が蒸発する際の気加熱などの影響によりウエハステージ（ウエハステージ上面に設けられるグレーティング）が変形するおそれがあるなど、未だ改善すべき点があった。
【０００５】
かかる不都合を改善するものとして、例えば、特許文献２には、第５の実施形態として、光透過部材で構成されたウエハステージの上面にグレーティングを設け、ウエハステージの下方に配置されたエンコーダ本体から計測ビームをウエハステージに入射させてグレーティングに照射し、グレーティングで発生する回折光を受光することによって、グレーティングの周期方向に関するウエハステージの変位を計測するエンコーダシステムを備えた露光装置が開示されている。この装置では、グレーティングは、カバーガラスで覆われているので、気化熱などの影響は受け難く、高精度なウエハステージの位置計測が可能である。
【０００６】
しかしながら、特許文献２の第５の実施形態に係るエンコーダ本体の配置は、定盤上を移動する粗動ステージと、ウエハを保持して粗動ステージ上で移動する微動ステージとを含む、いわゆる粗微動構造のステージ装置において微動ステージの位置情報を計測する場合には、採用することが困難であった。定盤の上方に配置される粗動ステージがエンコーダ本体からの計測ビームがさらに上方に位置する微動ステージに照射されるのを妨害するからである。
【０００７】
また、ウエハステージ上のウエハに対する露光などを行う際には、ウエハ表面の露光点と同一の二次元平面内のウエハステージの位置情報を計測することが望ましいが、ウエハステージが二次元平面に対して傾斜している場合には、ウエハステージの位置を例えば下方から計測するエンコーダの計測値には、ウエハ表面とグレーティングの配置面との高さの差などに起因する計測誤差が含まれてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／００９４５９４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、物体を保持して実質的に所定平面に沿って移動可能で、前記物体の裏面側で前記所定平面に実質的に平行な面にグレーティングが配置された移動体と；前記物体の載置面とは反対側の前記移動体の外部から前記グレーティングに向けて所定波長の計測光を照射し、該計測光に由来する前記グレーティングからの回折光を受光し、前記所定平面内の計測方向に関する前記移動体の位置情報を計測する計測システムと；前記移動体の前記計測方向に関する位置情報と、該位置情報に含まれる前記移動体の傾斜によって生じる計測誤差の補正情報とに基づいて、前記移動体を駆動する駆動システムと；を備える移動体装置が、提供される。
【００１０】
これによれば、駆動システムにより、計測システムによって計測される移動体の計測方向に関する位置情報と、該位置情報に含まれる移動体の傾斜に起因する計測誤差の補正情報とに基づいて、移動体が駆動される。従って、移動体の傾斜によって生じる計測システムの計測方向に関する位置情報に含まれる計測誤差の影響を受けることがない高精度な移動体の駆動が可能になる。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光装置であって、前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と；エネルギビームが照射される前記物体が前記移動体に保持される本発明の移動体装置と；を備える露光装置が、提供される。
【００１２】
これによれば、本発明の移動体装置により、エネルギビームが照射される物体を保持する移動体が高精度に駆動されるので、その物体にパターニング装置からエネルギビームが照射されることで、物体の高精度な露光、すなわち高精度なパターンの形成が可能になる。
【００１３】
本発明の第３の態様によれば、本発明の露光装置を用いて基板を露光することと；露光された前記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。
【００１４】
本発明の第４の態様によれば、エネルギビームを物体に照射して前記物体上に所定のパターンを形成する露光方法であって、前記物体を保持するとともに、前記物体の裏面側で所定平面に実質的に平行な面にグレーティングが配置された移動体を、前記所定平面に沿って移動させ、前記物体の載置面とは反対側の前記移動体の外部から前記グレーティングに向けて所定波長の計測光を照射し、該計測光に由来する前記グレーティングからの回折光を受光して前記所定平面内の計測方向に関する前記移動体の位置情報を計測することと；前記移動体の前記計測方向に関する位置情報と、該位置情報に含まれる前記移動体の傾斜によって生じる計測誤差の補正情報とに基づいて、前記移動体を駆動することと；を含む露光方法が、提供される。
【００１５】
これによれば、計測される移動体の計測方向に関する位置情報と、該位置情報に含まれる移動体の傾斜によって生じる計測誤差の補正情報とに基づいて、移動体が駆動される。従って、移動体の傾斜によって生じる計測システムの計測方向に関する位置情報に含まれる計測誤差の影響を受けることがない高精度な移動体の駆動が可能になる。
【００１６】
本発明の第５の態様によれば、本発明の露光方法を用いて基板を露光することと；露光された前記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】
【００１７】
【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】図２（Ａ）は、図１の露光装置が備えるステージ装置を示す−Ｙ方向から見た側面図、図２（Ｂ）は、ステージ装置を示す平面図である。
【図３】図１の露光装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】微動ステージ駆動系を構成する磁石ユニット及びコイルユニットの配置を示す平面図である。
【図５】図５（Ａ）は、微動ステージを粗動ステージに対してＺ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図、図５（Ｂ）は、微動ステージを粗動ステージに対してＹ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図、図５（Ｃ）は、微動ステージを粗動ステージに対してＸ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図である。
【図６】微動ステージの中央部を＋Ｚ方向に撓ませる際の動作を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）は、Ｘヘッド７７ｘの概略構成を示す図、図７（Ｂ）は、Ｘヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれの計測アーム内での配置を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）は、計測アームの先端部を示す斜視図、図８（Ｂ）は、計測アームの先端部の上面を＋Ｚ方向から見た平面図である。
【図９】ピッチング量θｘにおける微動ステージのＺ位置に対するエンコーダの計測誤差を示すグラフである。
【図１０】図１０（Ａ）は、スキャン露光時のウエハの駆動方法を説明するための図、図１０（Ｂ）は、ステッピング時のウエハの駆動方法を説明するための図である。
【図１１】変形例に係るグレーティングの配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図１０（Ｂ）に基づいて説明する。
【００１９】
図１には、一実施形態の露光装置１００の構成が概略的に示されている。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、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、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軸方向及びＹ軸方向に直交する方向を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う。
【００２０】
露光装置１００は、照明系１０、レチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、局所液浸装置８、微動ステージ（テーブルとも呼ぶ）ＷＦＳを有するステージ装置５０、及びこれらの制御系等を備えている。図１において、微動ステージＷＦＳ上には、ウエハＷが載置されている。
【００２１】
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とも呼ばれる）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。
【００２２】
レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが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３参照）によって、ＸＹ平面内で微小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。
【００２３】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１３によって、レチクルステージＲＳＴに固定された移動鏡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）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１３の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図３参照）に送られる。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ように、エンコーダシステムによってレチクルステージＲＳＴの位置情報を計測しても良い。
【００２４】
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）に配置されている。投影ユニットＰＵは、不図示の支持部材によって水平に支持されたメインフレーム（メトロロジーフレームとも呼ばれる）ＢＤによってその外周部に設けられたフランジ部を介して支持されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、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）を有する屈折光学系が用いられている。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域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（投影ユニットＰＵ）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上で前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴと微動ステージＷＦＳ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）に相対移動させるとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、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、そ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。ここで、投影ユニットＰＵはメインフレームＢＤに保持され、本実施形態では、メインフレームＢＤが、それぞれ防振機構を介して設置面（床面など）に配置される複数（例えば３つ又は４つ）の支持部材によってほぼ水平に支持されている。なお、その防振機構は各支持部材とメインフレームＢＤとの間に配置しても良い。また、例えば国際公開第２００６／０３８９５２号に開示されているように、投影ユニットＰＵの上方に配置される不図示のメインフレーム部材、あるいはレチクルベースなどに対して投影ユニットＰＵを吊り下げ支持しても良い。
【００２５】
局所液浸装置８は、液体供給装置５、液体回収装置６（いずれも図１では不図示、図３参照）、及びノズルユニット３２等を含む。ノズルユニット３２は、図１に示されるように、投影光学系ＰＬを構成する最も像面側（ウエハＷ側）の光学素子、ここではレンズ（以下、「先端レンズ」ともいう）１９１を保持する鏡筒４０の下端部周囲を取り囲むように不図示の支持部材を介して、投影ユニットＰＵ等を支持するメインフレームＢＤに吊り下げ支持されている。本実施形態では、主制御装置２０が液体供給装置５（図３参照）を制御して、ノズルユニット３２を介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体Ｌｑ（図１参照）を供給するとともに、液体回収装置６（図３参照）を制御して、ノズルユニット３２を介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体Ｌｑを回収する。このとき、主制御装置２０は、供給される液体の量と回収される液体の量とが常に等しくなるように、液体供給装置５と液体回収装置６を制御する。従って、先端レンズ１９１とウエハＷとの間には、一定量の液体Ｌｑ（図１参照）が常に入れ替わって保持される。本実施形態では、上記の液体Ｌｑとして、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する純水を用いるものとする。
【００２６】
ステージ装置５０は、図１に示されるように、床面上に防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたベース盤１２、ウエハＷを保持してベース盤１２上で移動するウエハステージＷＳＴ、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系５３（図３参照）及び各種計測系（１６、７０（図３参照）等）等を備えている。
【００２７】
ベース盤１２は、平板状の外形を有する部材から成り、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。
【００２８】
ウエハステージＷＳＴは、図１及び図２（Ａ）等に示されるように、その底面に設けられた複数の非接触軸受（例えばエアベアリング（図示省略））によりベース盤１２上に浮上支持され、ウエハステージ駆動系５３の一部を構成する粗動ステージ駆動系５１（図３参照）により、ＸＹ二次元方向に駆動されるウエハ粗動ステージ（以下、粗動ステージと略述する）ＷＣＳと、粗動ステージＷＣＳに非接触状態で支持され、粗動ステージＷＣＳに対して相対移動可能なウエハ微動ステージ（以下、微動ステージと略述する）ＷＦＳとを有している。微動ステージＷＦＳは、ウエハステージ駆動系５３の一部を構成する微動ステージ駆動系５２（図３参照）によって粗動ステージＷＣＳに対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向（以下、６自由度方向、又は６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）と記述する）に駆動される。本実施形態では、粗動ステージ駆動系５１と微動ステージ駆動系５２とを含んで、ウエハステージ駆動系５３が構成されている。
【００２９】
ウエハステージＷＳＴ（粗動ステージＷＣＳ）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報も含む）は、ウエハステージ位置計測系１６によって計測される。また、微動ステージＷＦＳの６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）の位置情報は微動ステージ位置計測系７０（図３参照）によって計測される。ウエハステージ位置計測系１６及び微動ステージ位置計測系７０の計測結果（計測情報）は、粗動ステージＷＣＳ及び微動ステージＷＦＳの位置制御のため、主制御装置２０（図３参照）に供給される。
【００３０】
上記各種計測系を含み、ステージ装置５０の構成各部の構成等については、後に詳述する。
【００３１】
露光装置１００では、投影ユニットＰＵの中心から＋Ｙ側に所定距離隔てた位置にウエハアライメント系ＡＬＧ（図１では不図示、図３参照）が配置されている。ウエハアライメント系ＡＬＧとしては、例えば画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられる。ウエハアライメント系ＡＬＧは、主制御装置２０により、ウエハアライメント（例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ））の際に、後述する微動ステージＷＦＳ上の計測プレートに形成された第２基準マーク、又はウエハＷ上のアライメントマークの検出に用いられる。ウエハアライメント系ＡＬＧの撮像信号は、不図示の信号処理系を介して主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、ウエハアライメント系ＡＬＧの検出結果（撮像結果）と、検出時の微動ステージＷＦＳ（ウエハＷ）の位置情報とに基づいて、対象マークのアライメント時座標系におけるＸ，Ｙ座標を算出する。
【００３２】
この他、本実施形態における露光装置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３参照）が設けられている。多点ＡＦ系ＡＦの検出信号は、不図示のＡＦ信号処理系を介して主制御装置２０に供給される（図３参照）。主制御装置２０は、多点ＡＦ系ＡＦの検出信号に基づいて、多点ＡＦ系ＡＦの複数の検出点それぞれにおけるウエハＷ表面のＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を検出し、そ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、ウエハアライメント系ＡＬＧの近傍に多点ＡＦ系を設けて、ウエハアライメント（ＥＧＡ）時にウエハＷ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、後述する微動ステージ位置計測系７０の一部を構成するレーザ干渉計システム７５（図３参照）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。なお、レーザ干渉計システム７５ではなく、微動ステージ位置計測系７０を構成する後述のエンコーダシステム７３の計測値を、フォーカス・レベリング制御で用いても良い。
【００３３】
また、レチクルステージＲＳＴの上方には、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに詳細に開示されるように、露光波長の光（本実施形態では照明光ＩＬ）をアライメント用照明光とする画像処理方式の一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２（図１においてはレチクルアライメント系ＲＡ2は、レチクルアライメント系ＲＡ１の紙面奥側に隠れている）が配置されている。レチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２の検出信号は、不図示の信号処理系を介して主制御装置２０に供給される（図３参照）。なお、レチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２は設けなくても良い。この場合、例えば米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号などに開示されるように、微動ステージＷＦＳに光透過部（受光部）が設けられる検出系を搭載して、レチクルアライメントマークの投影像を検出することが好ましい。
【００３４】
図３には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。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、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、前述の局所液浸装置８、粗動ステージ駆動系５１、微動ステージ駆動系５２など、露光装置１００の構成各部を統括制御する。
【００３５】
ここで、ステージ装置５０の構成等について詳述する。粗動ステージＷＣＳは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、平面視で（＋Ｚ方向から見て）Ｘ軸方向を長手方向とする長方形板状の粗動スライダ部９１と、粗動スライダ部９１の長手方向の一端部と他端部の上面にＹＺ平面に平行な状態でそれぞれ固定され、かつＹ軸方向を長手方向とする長方形板状の一対の側壁部９２ａ，９２ｂと、側壁部９２ａ,９２ｂそれぞれの上面に固定された一対の固定子部９３ａ、９３ｂと、を備えている。粗動ステージＷＣＳは、全体として、上面のＸ軸方向中央部及びＹ軸方向の両側面が開口した高さの低い箱形の形状を有している。すなわち、粗動ステージＷＣＳには、その内部にＹ軸方向に貫通した空間部が形成されている。
【００３６】
粗動ステージＷＣＳの底面（粗動スライダ部９１の底面）には、図２（Ａ）に示されるように、マトリックス状に配置された複数の永久磁石９１ａから成る磁石ユニットが固定されている。磁石ユニットに対応して、ベース盤１２の内部には、図１に示されるように、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１４を含む、コイルユニットが収容されている。磁石ユニットは、ベース盤１２のコイルユニットと共に、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方式の平面モータから成る粗動ステージ駆動系５１（図３参照）を構成している。コイルユニットを構成する各コイル１４に供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０によって制御される（図３参照）。粗動ステージＷＣＳは、上記磁石ユニットが設けられた粗動スライダ部９１の底面の周囲に固定された前述のエアベアリングによって、ベース盤１２上に例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持され、粗動ステージ駆動系５１によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に駆動される。なお、粗動ステージ駆動系５１としては、ローレンツ電磁力駆動方式の平面モータに限らず、例えば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。なお、電磁力駆動方式における電磁力はローレンツ力に限られない。この他、粗動ステージ駆動系５１を、磁気浮上型の平面モータによって構成しても良い。この場合、粗動スライダ部９１の底面にエアベアリングを設けなくても良くなる。
【００３７】
一対の固定子部９３ａ、９３ｂそれぞれは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、外形が板状の部材から成り、その内部に微動ステージＷＦＳを駆動するためのコイルユニットＣＵａ、ＣＵｂが収容されている。コイルユニットＣＵａ、ＣＵｂを構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０によって制御される。コイルユニットＣＵａ、ＣＵｂの構成については、さらに後述する。
【００３８】
一対の固定子部９３ａ，９３ｂそれぞれは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形板状の形状を有する。固定子部９３ａは、＋Ｘ側の端部が側壁部９２ａ上面に固定され、固定子部９３ｂは、−Ｘ側の端部が側壁部９２ｂ上面に固定されている。
【００３９】
微動ステージＷＦＳは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、平面視でＸ軸方向を長手方向とする八角形板状の部材から成る本体部８１と、本体部８１の長手方向の一端部と他端部にそれぞれ固定された一対の可動子部８２ａ、８２ｂと、を備えている。
【００４０】
本体部８１は、その内部を後述するエンコーダシステムの計測ビーム（レーザ光）が進行可能とする必要があることから、光が透過可能な透明な素材で形成されている。また、本体部８１は、その内部におけるレーザ光に対する空気揺らぎの影響を低減するため、中実に形成されている（内部に空間を有しない）。なお、透明な素材は、低熱膨張率であることが好ましく、本実施形態では一例として合成石英（ガラス）などが用いられる。なお、本体部８１は、その全体が透明な素材で構成されていても良いが、エンコーダシステムの計測ビームが透過する部分のみが透明な素材で構成されていても良く、この計測ビームが透過する部分のみが中実に形成されていても良い。
【００４１】
微動ステージＷＦＳの本体部８１（より正確には、後述するカバーガラス）の上面中央には、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（不図示）が設けられている。本実施形態では、例えば環状の凸部（リム部）内に、ウエハＷを支持する複数の支持部（ピン部材）が形成される、いわゆるピンチャック方式のウエハホルダが用いられ、一面（表面）がウエハ載置面となるウエハホルダの他面（裏面）側に後述するグレーティングＲＧなどが設けられる。なお、ウエハホルダは、微動ステージＷＦＳと一体に形成されていても良いし、本体部８１に対して、例えば静電チャック機構あるいはクランプ機構等を介して、又は接着等により固定されていても良い。
【００４２】
さらに、本体部８１の上面には、ウエハホルダ（ウエハＷの載置領域）の外側に、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、ウエハＷ（ウエハホルダ）よりも一回り大きな円形の開口が中央に形成され、かつ本体部８１に対応する八角形状の外形（輪郭）を有するプレート（撥液板）８３が取り付けられている。プレート８３の表面は、液体Ｌｑに対して撥液化処理されている（撥液面が形成されている）。プレート８３は、その表面の全部（あるいは一部）がウエハＷの表面と同一面となるように本体部８１の上面に固定されている。また、プレート８３には、図２（Ｂ）に示されるように、一端部に円形の開口が形成され、この開口内にその表面がプレート８３の表面と、すなわちウエハＷの表面とほぼ同一面となる状態で計測プレート８６が埋め込まれている。計測プレート８６の表面には、前述した一対の第１基準マークと、ウエハアライメント系ＡＬＧにより検出される第２基準マークとが少なくとも形成されている（第１及び第２基準マークはいずれも図示省略）。なお、プレート８３を本体部８１に取り付ける代わりに、例えばウエハホルダを微動ステージＷＦＳと一体に形成し、微動ステージＷＦＳの、ウエハホルダを囲む周囲領域（プレート８３と同一の領域（計測プレート８６の表面を含んでも良い）の上面に撥液化処理を施して、撥液面を形成しても良い。
【００４３】
図２（Ａ）に示されるように、本体部８１の上面には、２次元グレーティング（以下、単にグレーティングと呼ぶ）ＲＧが水平（ウエハＷ表面と平行）に配置されている。グレーティングＲＧは、透明な素材から成る本体部８１の上面に、固定（あるいは形成）されている。グレーティングＲＧは、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型の回折格子（Ｘ回折格子）と、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型回折格子（Ｙ回折格子）と、を含む。本実施形態では、本体部８１上で２次元グレーティングが固定あるいは形成される領域（以下、形成領域）は、一例として、ウエハＷよりも一回り大きな円形となっている。
【００４４】
グレーティングＲＧは、保護部材、例えばカバーガラス８４によって覆われて、保護されている。本実施形態では、カバーガラス８４の上面に、ウエハホルダを吸着保持する前述の静電チャック機構が設けられている。なお、本実施形態では、カバーガラス８４は、本体部８１の上面のほぼ全面を覆うように設けられているが、グレーティングＲＧを含む本体部８１の上面の一部のみを覆うように設けても良い。また、保護部材（カバーガラス８４）は、本体部８１と同一の素材によって形成しても良いが、これに限らず、保護部材を、例えば金属、セラミックスで形成しても良い。また、グレーティングＲＧを保護するのに十分な厚みを要するため板状の保護部材が望ましいが、素材に応じて薄膜状の保護部材を用いても良い。
【００４５】
なお、グレーティングＲＧの形成領域のうち、ウエハホルダの周囲にはみ出す領域に対応するカバーガラス８４の一面には、グレーティングＲＧに照射されるエンコーダシステムの計測ビームがカバーガラス８４を透過しないように、すなわち、ウエハホルダ裏面の領域の内外で計測ビームの強度が大きく変動しないように、例えばその形成領域を覆う反射部材（例えば薄膜など）を設けることが望ましい。
【００４６】
本体部８１は、図２（Ａ）からもわかるように、長手方向の一端部と他端部との下端部に外側に突出した張り出し部が形成された全体として八角形板状部材から成り、その底面の、グレーティングＲＧに対向する部分に凹部が形成されている。本体部８１は、グレーティングＲＧが配置された中央の領域は、その厚さが実質的に均一な板状に形成されている。
【００４７】
本体部８１の＋Ｘ側、−Ｘ側の張り出し部それぞれの上面には、断面凸形状のスペーサ８５ａ、８５ｂが、それぞれの凸部８９ａ、８９ｂを、外側に向けてＹ軸方向に延設されている。
【００４８】
可動子部８２ａは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向寸法（長さ）及びＸ軸方向寸法（幅）が、共に固定子部９３ａよりも短い（半分程度の）２枚の平面視矩形状の板状部材８２ａ１、８２ａ２を含む。板状部材８２ａ１、８２ａ２は、本体部８１の＋Ｘ側の端部に対し、前述したスペーサ８５ａの凸部８９ａを介して、Ｚ軸方向（上下）に所定の距離だけ離間した状態でともにＸＹ平面に平行に固定されている。この場合、板状部材８２ａ２は、スペーサ８５ａと本体部８１の＋Ｘ側の張り出し部とによって、その−Ｘ側端部が挟持されている。２枚の板状部材８２ａ１、８２ａ２の間には、固定子部９３ａの−Ｘ側の端部が非接触で挿入されている。板状部材８２ａ１、８２ａ２の内部には、後述する磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２が、収容されている。
【００４９】
可動子部８２ｂは、スペーサ８５ｂにＺ軸方向（上下）に所定の間隔が維持された２枚の板状部材８２ｂ１、８２ｂ２を含み、可動子部８２ａと左右対称ではあるが同様に構成されている。２枚の板状部材８２ｂ１、８２ｂ２の間には、固定子部９３ｂの＋Ｘ側の端部が非接触で挿入されている。板状部材８２ｂ１、８２ｂ２の内部には、磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２と同様に構成された磁石ユニットＭＵｂ１、ＭＵｂ２が、収容されている。
【００５０】
ここで、前述したように、粗動ステージＷＣＳは、Ｙ軸方向の両側面が開口しているので、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳに装着する際には、板状部材８２ａ１、８２ａ２、及び８２ｂ１、８２ｂ２間に固定子部９３ａ、９３ｂがそれぞれ位置するように、微動ステージのＷＦＳのＺ軸方向の位置決めを行い、この後に微動ステージＷＦＳをＹ軸方向に移動（スライド）させれば良い。
【００５１】
微動ステージ駆動系５２は、前述した可動子部８２ａが有する一対の磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２と、固定子部９３ａが有するコイルユニットＣＵａと、可動子部８２ｂが有する一対の磁石ユニットＭＵｂ１、ＭＵｂ２と、固定子部９３ｂが有するコイルユニットＣＵｂと、を含む。
【００５２】
これをさらに詳述する。図４からわかるように、固定子部９３ａの内部における−Ｘ側の端部には、複数（ここでは、１２個）の平面視長方形状のＹＺコイル（以下、適宜「コイル」と略述する）５５、５７が、Ｙ軸方向に等間隔でそれぞれ配置された２列のコイル列が、Ｘ軸方向に所定間隔で配置されている。ＹＺコイル５５は、上下方向（Ｚ軸方向）に重ねて配置された平面視矩形状の上部巻線と下部巻線（不図示）とを有する。また、固定子部９３ａの内部であって、上述した２列のコイル列の間には、Ｙ軸方向を長手方向とする細長い平面視長方形状の一つのＸコイル（以下、適宜「コイル」と略述する）５６が、配置されている。この場合、２列のコイル列と、Ｘコイル５６とは、Ｘ軸方向に関して等間隔で配置されている。２列のコイル列と、Ｘコイル５６とを含んで、コイルユニットＣＵａが構成されている。
【００５３】
なお、以下では、図４を用いて、コイルユニットＣＵａ及び磁石ユニットＭＵａ１，ＭＵａ２をそれぞれ有する一方の固定子部９３ａ及び可動子部８２ａについて説明するが、他方の固定子部９３ｂ及び可動子部８２ｂは、これらと同様に構成され、同様に機能する。従って、コイルユニットＣＵｂ、磁石ユニットＭＵｂ１，ＭＵｂ２は、コイルユニットＣＵａ、磁石ユニットＭＵａ１，ＭＵａ２と同様に構成されている。
【００５４】
可動子部８２ａの一部を構成する＋Ｚ側の板状部材８２ａ１の内部には、図４を参照するとわかるように、Ｘ軸方向を長手方向とする平面視長方形の複数（ここでは１０個）の永久磁石６５ａ、６７ａが、Ｙ軸方向に等間隔で配置された２列の磁石列が、Ｘ軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。２列の磁石列それぞれは、コイル５５、５７に対向して配置されている。また、板状部材８２ａ１の内部であって、上述の２列の磁石列の間には、Ｘ軸方向に離間して配置されたＹ軸方向を長手方向とする一対（２つ）の永久磁石６６ａ１、６６ａ２が、コイル５６に対向して配置されている。
【００５５】
複数の永久磁石６５ａは、交互に極性が逆極性となるような配置で配列されている。複数の永久磁石６７ａから成る磁石列は、複数の永久磁石６５ａから成る磁石列と同様に構成されている。また、永久磁石６６ａ１、６６ａ２は、互いに逆極性となるように配置されている。複数の永久磁石６５ａ、６７ａ及び６６ａ１、６６ａ２によって、磁石ユニットＭＵａ１が構成されている。
【００５６】
−Ｚ側の板状部材８２ａ２の内部にも、上述した板状部材８２ａ１の内部と同様の配置で、永久磁石が配置され、これらの永久磁石によって、磁石ユニットＭＵａ２が構成されている。
【００５７】
ここで、Ｙ軸方向に隣接して配置された複数の永久磁石６５ａは、隣接する２つの永久磁石（便宜上第１、第２の永久磁石とする）６５ａそれぞれが、ＹＺコイル（便宜上第１のＹＺコイルと呼ぶ）５５の巻線部に対向したとき、第２の永久磁石６５に隣接する第３の永久磁石６５ａが、上述の第１のＹＺコイル５５に隣接する第２のＹＺコイル５５の巻線部に対向しないように（コイル中央の中空部、又はコイルが巻き付けられたコア、例えば鉄芯に対向するように）、複数の永久磁石６５及び複数のＹＺコイル５５のＹ軸方向に関する位置関係（それぞれの間隔）が設定されている。この場合、第３の永久磁石６５ａに隣接する第４の永久磁石６５ａ及び第５の永久磁石６５ａそれぞれは、第２のＹＺコイル５５に隣接する第３のＹＺコイル５５の巻線部に対向する。永久磁石６７ａ、及び−Ｚ側の板状部材８２ａ２の内部の２列の永久磁石列のＹ軸方向に関する間隔も、同様になっている。
【００５８】
本実施形態では、上述のような各コイルと永久磁石との配置が採用されているので、主制御装置２０は、Ｙ軸方向に配列された複数のＹＺコイル５５、５７に対して、一つおきに電流を供給することによって、微動ステージＷＦＳをＹ軸方向に駆動することができる。また、これと併せて、主制御装置２０は、ＹＺコイル５５、５７のうち、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向への駆動に使用していないコイルに電流を供給することによって、Ｙ軸方向への駆動力とは別に、Ｚ軸方向への駆動力を発生させ、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳから浮上させることができる。そして、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置に応じて、電流供給対象のコイルを順次切り替えることによって、微動ステージＷＦＳの粗動ステージＷＣＳに対する浮上状態、すなわち非接触状態を維持しつつ、微動ステージＷＦＳをＹ軸方向に駆動する。また、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳから浮上させた状態で、Ｙ軸方向に駆動するとともに、これと独立にＸ軸方向にも駆動可能である。
【００５９】
また、主制御装置２０は、例えば図５（Ａ）に示されるように、微動ステージＷＦＳの＋Ｘ側の可動子部８２ａと−Ｘ側の可動子部８２ｂとに、互いに異なる大きさのＹ軸方向の駆動力（推力）を作用させることによって（図５（Ａ）の黒塗り矢印参照）、微動ステージＷＦＳをＺ軸回りに回転（θｚ回転）させることができる（図５（Ａ）の白抜き矢印参照）。なお、図５（Ａ）とは反対に、＋Ｘ側の可動子部８２ａに作用させる駆動力を−Ｘ側よりも大きくすることで、微動ステージＷＦＳをＺ軸に対して左回りに回転させることができる。
【００６０】
また、主制御装置２０は、図５（Ｂ）に示されるように、微動ステージＷＦＳ１の＋Ｘ側の可動子部８２ａと−Ｘ側の可動子部８２ｂとに、互いに異なる浮上力（図５（Ｂ）の黒塗り矢印参照）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳをＹ軸回りに回転（θｙ駆動）させること（図５（Ｂ）の白抜き矢印参照）ができる。なお、図５（Ｂ）とは反対に、可動子部８２ａに作用させる浮上力を可動子部８２ｂ側よりも大きくすることで、微動ステージＷＦＳをＹ軸に対して左回りに回転させることができる。
【００６１】
さらに、主制御装置２０は、例えば図５（Ｃ）に示されるように、微動ステージＷＦＳの可動子部８２ａ、８２ｂそれぞれにおいて、Ｙ軸方向の＋側と−側とに、互いに異なる浮上力（図５（Ｃ）の黒塗り矢印参照）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳをＸ軸回りに回転（θｘ駆動）させること（図５（Ｃ）の白抜き矢印参照）ができる。なお、図５（Ｃ）とは反対に、可動子部８２ａ（及び８２ｂ）の−Ｙ側の部分に作用させる浮上力を＋Ｙ側の部分に作用させる浮上力よりも小さくすることで、微動ステージＷＦＳをＸ軸に対して左回りに回転させることができる。
【００６２】
以上の説明からわかるように、本実施形態では、微動ステージ駆動系５２により、微動ステージＷＦＳを、粗動ステージＷＣＳに対して非接触状態で浮上支持するとともに、粗動ステージＷＣＳに対して、非接触で６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）へ駆動することができるようになっている。
【００６３】
また、本実施形態では、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳに浮上力を作用させる際、固定子部９３ａ内に配置された２列のコイル５５、５７（図４参照）に互いに反対方向の電流を供給することによって、例えば図６に示されるように、可動子部８２ａに対して、浮上力（図６の黒塗り矢印参照）と同時にＹ軸回りの回転力（図６の白抜き矢印参照）を作用させることができる。同様に、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳに浮上力を作用させる際、固定子部９３ｂ内に配置された２列のコイル５５、５７に互いに反対方向の電流を供給することによって、可動子部８２ａに対して、浮上力と同時にＹ軸回りの回転力を作用させることができる。
【００６４】
また、主制御装置２０は、一対の可動子部８２ａ、８２ｂそれぞれに、互いに反対の方向のＹ軸回りの回転力（θｙ方向の力）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する中央部を＋Ｚ方向又は−Ｚ方向に撓ませることができる（図６のハッチング付き矢印参照）。従って、図６に示されるように、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する中央部を＋Ｚ方向に（凸状に）撓ませることによって、ウエハＷ及び本体部８１の自重に起因する微動ステージＷＦＳ（本体部８１）のＸ軸方向の中間部分の撓みを打ち消して、ウエハＷ表面のＸＹ平面（水平面）に対する平行度を確保できる。これにより、ウエハＷが大径化して微動ステージＷＦＳが大型化した時などに、特に効果を発揮する。
【００６５】
また、ウエハＷが自重等により変形すると、照明光ＩＬの照射領域（露光領域ＩＡ）内において、微動ステージＷＦＳ上に載置されたウエハＷの表面が、投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に入らなくなるおそれもある。そこで、主制御装置２０が、上述した微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する中央部を＋Ｚ方向に撓ませる場合と同様に、一対の可動子部８２ａ、８２ｂそれぞれに、互いに反対の方向のＹ軸回りの回転力を作用させることによって、ウエハＷがほぼ平坦になるように変形され、露光領域ＩＡ内でウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に入るようにすることもできる。なお、図６には、微動ステージＷＦＳを＋Ｚ方向に（凸形状に）撓ませる例が示されているが、コイルに対する電流の向きを制御することによって、これとは反対の方向に（凹形状に）微動ステージＷＦＳの撓ませることも可能である。
【００６６】
なお、自重撓み補正及び／又はフォーカス・レベリング制御のためだけでなく、例えば米国再発行特許ＲＥ３７３９１号明細書などに開示されているように、ウエハのショット領域内の所定点が露光領域ＩＡを横切る間に、焦点深度の範囲内でその所定点のＺ軸方向の位置を変化させて実質的に焦点深度を増大させる超解像技術を採用する場合にも、微動ステージＷＦＳ（及びこれに保持されたウエハＷ）をＹ軸に垂直な面（ＸＺ面）内で凹形状又は凸形状に変形させる手法を適用することができる。
【００６７】
本実施形態の露光装置１００では、ウエハＷに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作時には、微動ステージＷＦＳのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の位置情報を含む）は、主制御装置２０により、後述する微動ステージ位置計測系７０のエンコーダシステム７３（図３参照）を用いて計測される。微動ステージＷＦＳの位置情報は、主制御装置２０に送られ、主制御装置２０は、この位置情報に基づいて微動ステージＷＦＳの位置を制御する。
【００６８】
これに対し、ウエハステージＷＳＴ（微動ステージＷＦＳ）が微動ステージ位置計測系７０の計測領域外にあるときには、ウエハステージＷＳＴの位置情報は、主制御装置２０により、ウエハステージ位置計測系１６（図３参照）を用いて計測される。ウエハステージ位置計測系１６は、図１に示されるように、粗動ステージＷＣＳ側面に鏡面加工により形成された反射面に測長ビームを照射してウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を計測するレーザ干渉計を含んでいる。なお、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置情報は、上述のウエハステージ位置計測系１６に代えて、その他の計測装置、例えばエンコーダシステムによって計測しても良い。この場合、例えばベース盤１２の上面に２次元スケールを配置し、粗動ステージＷＣＳの底面にエンコーダヘッドを取り付けることができる。
【００６９】
微動ステージ位置計測系７０は、図１に示されるように、ウエハステージＷＳＴが投影光学系ＰＬの下方に配置された状態で、粗動ステージＷＣＳの内部の空間部内に挿入される計測部材（計測アーム７１）を備えている。計測アーム７１は、メインフレームＢＤに支持部７２を介して片持ち支持（一端部近傍が支持）されている。なお、計測部材は、ウエハステージの移動の妨げにならない構成を採用する場合には、片持ち支持に限らず、その長手方向の両端部で支持されても良い。
【００７０】
計測アーム７１は、Ｙ軸方向を長手方向とする、幅方向（Ｘ軸方向）よりも高さ方向（Ｚ軸方向）の寸法が大きい縦長の長方形断面を有する四角柱状（すなわち直方体状）の部材であり、光を透過する同一の素材、例えばガラス部材が複数貼り合わされて形成されている。計測アーム７１は、後述するエンコーダヘッド（光学系）が収容される部分を除き、中実に形成されている。計測アーム７１は、前述したようにウエハステージＷＳＴが投影光学系ＰＬの下方に配置された状態では、先端部が粗動ステージＷＣＳの空間部内に挿入され、図１に示されるように、その上面が微動ステージＷＦＳの下面（より正確には、本体部８１（図１では不図示、図２（Ａ）等参照）の下面）に対向している。計測アーム７１の上面は、微動ステージＷＦＳの下面との間に所定のクリアランス、例えば数ｍｍ程度のクリアランスが形成された状態で、微動ステージＷＦＳの下面とほぼ平行に配置される。なお、計測アーム７１の上面と微動ステージＷＦＳの下面との間のクリアランスは、数ｍｍ以上でも以下でも良い。
【００７１】
微動ステージ位置計測系７０は、図３に示されるように、エンコーダシステム７３と、レーザ干渉計システム７５とを備えている。エンコーダシステム７３は、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向の位置を計測するＸリニアエンコーダ７３ｘ、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置を計測する一対のＹリニアエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂを含む。エンコーダシステム７３では、例えば米国特許第７，２３８，９３１号明細書、及び米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書などに開示されるエンコーダヘッド（以下、適宜ヘッドと略述する）と同様の構成の回折干渉型のヘッドが用いられている。ただし、本実施形態では、ヘッドは、後述するように光源及び受光系（光検出器を含む）が、計測アーム７１の外部に配置され、光学系のみが計測アーム７１の内部に、すなわちグレーティングＲＧに対向して配置されている。以下、特に必要な場合を除いて、計測アーム７１の内部に配置された光学系をヘッドと呼ぶ。
【００７２】
エンコーダシステム７３は、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向の位置を１つのＸヘッド７７ｘ（図７（Ａ）及び図７（Ｂ）参照）で計測し、Ｙ軸方向の位置を一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂ（図７（Ｂ）参照）で計測する。すなわち、グレーティングＲＧのＸ回折格子を用いて微動ステージＷＦＳのＸ軸方向の位置を計測するＸヘッド７７ｘによって、前述のＸリニアエンコーダ７３ｘが構成され、グレーティングＲＧのＹ回折格子を用いて微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置を計測する一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂによって、一対のＹリニアエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂが構成されている。
【００７３】
ここで、エンコーダシステム７３を構成する３つのヘッド７７ｘ、７７ｙａ、７７ｙｂの構成について説明する。図７（Ａ）には、３つのヘッド７７ｘ、７７ｙａ、７７ｙｂを代表して、Ｘヘッド７７ｘの概略構成が示されている。また、図７（Ｂ）には、Ｘヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれの計測アーム７１内での配置が示されている。
【００７４】
図７（Ａ）に示されるように、Ｘヘッド７７ｘは、その分離面がＹＺ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、反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂ、及び反射ミラーＲ３ａ，Ｒ３ｂ等を有し、これらの光学素子が所定の位置関係で配置されている。Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂも同様の構成の光学系を有している。Ｘヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれは、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、ユニット化されて計測アーム７１の内部に固定されている。
【００７５】
図７（Ｂ）に示されるように、Ｘヘッド７７ｘ（Ｘエンコーダ７３ｘ）では、計測アーム７１の−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられた光源ＬＤｘから−Ｚ方向にレーザビームＬＢｘ０が射出され、計測アーム７１の一部にＸＹ平面に対して４５°の角度で斜設された反射面ＲＰを介してＹ軸方向に平行にその光路が折り曲げられる。このレーザビームＬＢｘ０は、計測アーム７１の内部の中実な部分を、計測アーム７１の長手方向（Ｙ軸方向）に平行に進行し、反射ミラーＲ３ａ（図７（Ａ）参照）に達する。そして、レーザビームＬＢｘ０は、反射ミラーＲ３ａによりその光路が折り曲げられて、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する。レーザビームＬＢｘ０は、偏光ビームスプリッタＰＢＳで偏光分離されて２つの計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2となる。偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した計測ビームＬＢｘ1は反射ミラーＲ１ａを介して微動ステージＷＦＳに形成されたグレーティングＲＧ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ＬＢｘ2は反射ミラーＲ１ｂを介してグレーティングＲＧ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。
【００７６】
計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2の照射によってグレーティングＲＧから発生する所定次数の回折ビーム、例えば１次回折ビームそれぞれは、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。
【００７７】
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、各々そ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ＬＢｘ1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ＬＢｘ2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。これにより、計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2それぞれの１次回折ビームは同軸上に合成ビームＬＢｘ12として合成される。合成ビームＬＢｘ12は、反射ミラーＲ３ｂでその光路が、Ｙ軸に平行に折り曲げられて、計測アーム７１の内部をＹ軸に平行に進行し、前述の反射面ＲＰを介して、図７（Ｂ）に示される計測アーム７１の−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられたＸ受光系７４ｘに送光される。
【００７８】
Ｘ受光系７４ｘでは、合成ビームＬＢｘ12として合成された計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2の１次回折ビームが不図示の偏光子（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、この干渉光が不図示の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、微動ステージＷＦＳが計測方向（この場合、Ｘ軸方向）に移動すると、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は、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する位置情報として主制御装置２０（図３参照）に供給される。
【００７９】
図７（Ｂ）に示されるように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂには、それぞれの光源ＬＤｙａ、ＬＤｙｂから射出され、前述の反射面ＲＰで光路が９０°折り曲げられたＹ軸に平行なレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０が入射し、前述と同様にして、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂから、偏向ビームスプリッタで偏光分離された計測ビームそれぞれのグレーティングＲＧ（のＹ回折格子）による１次回折ビームの合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２が、それぞれ出力され、Ｙ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される。ここで、光源ＬＤｙａ、ＬＤｙｂから射出されるレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０とＹ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２とは、図７（Ｂ）における紙面垂直方向に重なる光路をそれぞれ通る。また、上述のように、光源から射出されるレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０とＹ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２とが、Ｚ軸方向に離れた平行な光路を通るように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂでは、それぞれの内部で光路が適宜折り曲げられている（図示省略）。
【００８０】
図８（Ａ）には、計測アーム７１の先端部が斜視図にて示されており、図８（Ｂ）には、計測アーム７１の先端部の上面を＋Ｚ方向から見た平面図が示されている。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示されるように、Ｘヘッド７７ｘは、Ｘ軸に平行な直線ＬＸ上で計測アーム７１のセンターラインＣＬから等距離にある２点（図８（Ｂ）の白丸参照）から、計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２（図８（Ａ）中に実線で示されている）を、グレーティングＲＧ上の同一の照射点に照射する（図７（Ａ）参照）。計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２の照射点、すなわちＸヘッド７７ｘの検出点（図８（Ｂ）中の符号ＤＰ参照）は、ウエハＷに照射される照明光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致している（図１参照）。なお、計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２は、実際には、本体部８１と空気層との境界面などで屈折するが、図７（Ａ）等では、簡略化して図示されている。
【００８１】
図７（Ｂ）に示されるように、一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれは、センターラインＣＬの＋Ｘ側、−Ｘ側に配置されている。Ｙヘッド７７ｙａは、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸に平行な直線ＬＹａ上で直線ＬＸからの距離が等しい２点（図８（Ｂ）の白丸参照）から、グレーティングＲＧ上の共通の照射点に図８（Ａ）においてそれぞれ破線で示される計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２を照射する。計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２の照射点、すなわちＹヘッド７７ｙａの検出点が、図８（Ｂ）に符号ＤＰｙａで示されている。
【００８２】
Ｙヘッド７７ｙｂは、センターラインＣＬに関して、Ｙヘッド７７ｙａの計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２の射出点に対称な２点（図８（Ｂ）の白丸参照）から、計測ビームＬＢｙｂ１，ＬＢｙｂ２を、グレーティングＲＧ上の共通の照射点ＤＰｙｂに照射する。図８（Ｂ）に示されるように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれの検出点ＤＰｙａ、ＤＰｙｂは、Ｘ軸に平行な直線ＬＸ上に配置される。
【００８３】
ここで、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置は、２つのＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂの計測値の平均に基づいて決定する。従って、本実施形態では、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置は、検出点ＤＰｙａ、ＤＰｙｂの中点ＤＰを実質的な計測点として計測される。中点ＤＰは、計測ビームＬＢｘ１，ＬＢＸ２のグレーティングＲＧ上の照射点と一致する。
【００８４】
すなわち、本実施形態では、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報の計測に関して、共通の検出点を有し、この検出点は、ウエハＷに照射される照明光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致する。従って、本実施形態では、主制御装置２０は、エンコーダシステム７３を用いることで、微動ステージＷＦＳ上に載置されたウエハＷの所定のショット領域にレチクルＲのパターンを転写する際、微動ステージＷＦＳのＸＹ平面内の位置情報の計測を、常に露光位置の直下（微動ステージＷＦＳの裏面側）で行うことができる。また、主制御装置２０は、一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂの計測値の差に基づいて、微動ステージＷＦＳのθｚ方向の回転量を計測する。
【００８５】
レーザ干渉計システム７５は、図８（Ａ）に示されるように、３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３を計測アーム７１の先端部から、微動ステージＷＦＳの下面に入射させる。レーザ干渉計システム７５は、これら３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３それぞれを照射する３つのレーザ干渉計７５ａ〜７５ｃ（図３参照）を備えている。
【００８６】
レーザ干渉計システム７５では、３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３は、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示されるように、計測アーム７１の上面上の同一直線上に無い３点それぞれから、Ｚ軸に平行に射出される。ここで、３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３は、図８（Ｂ）に示されるように、その重心が、照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致する、二等辺三角形（又は正三角形）の各頂点に相当する３点から、それぞれ射出される。この場合、測長ビームＬＢｚ３の射出点（照射点）はセンターラインＣＬ上に位置し、残りの測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２の射出点（照射点）は、センターラインＣＬから等距離にある。本実施形態では、主制御装置２０は、レーザ干渉計システム７５を用いて、微動ステージＷＦＳのＺ軸方向の位置、θｘ方向及びθｙ方向の回転量の情報を計測する。なお、レーザ干渉計７５ａ〜７５ｃは、計測アーム７１の−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられている。レーザ干渉計７５ａ〜７５ｃから−Ｚ方向に射出された測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３は、前述の反射面ＲＰを介して計測アーム７１内をＹ軸方向に沿って進行し、その光路がそれぞれ折り曲げられて、上述の３点から射出される。
【００８７】
本実施形態では、微動ステージＷＦＳの下面に、エンコーダシステム７３からの各計測ビームを透過させ、レーザ干渉計システム７５からの各測長ビームの透過を阻止する、波長選択フィルタ（図示省略）が設けられている。この場合、波長選択フィルタは、レーザ干渉計システム７５からの各測長ビームの反射面をも兼ねる。波長選択フィルタとして、波長選択性を有する薄膜などが用いられ、本実施形態では、波長選択フィルタは、例えば透明板（本体部８１）の一面に設けられ、グレーティングＲＧはその一面に対してウエハホルダ側に配置される。
【００８８】
以上の説明からわかるように、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０のエンコーダシステム７３及びレーザ干渉計システム７５を用いることで、微動ステージＷＦＳの６自由度方向の位置を計測することができる。この場合、エンコーダシステム７３では、計測ビームの空気中での光路長が極短くかつほぼ等しいため、空気揺らぎの影響が殆ど無視できる。従って、エンコーダシステム７３により、微動ステージＷＦＳのＸＹ平面内（θｚ方向も含む）の位置情報を高精度に計測できる。また、エンコーダシステム７３によるＸ軸方向、及びＹ軸方向の実質的なグレーティング上の検出点、及びレーザ干渉計システム７５によるＺ軸方向の微動ステージＷＦＳ下面上の検出点は、それぞれ露光領域ＩＡの中心（露光位置）にＸＹ平面内で一致するので、検出点と露光位置とのＸＹ平面内のずれに起因するいわゆるアッベ誤差の発生が実質的に無視できる程度に抑制される。従って、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０を用いることで、検出点と露光位置とのＸＹ平面内のずれに起因するアッベ誤差なく、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置を高精度に計測できる。
【００８９】
しかし、投影光学系ＰＬの光軸に平行なＺ軸方向に関しては、ウエハＷの表面の位置で、エンコーダシステム７３によって微動ステージＷＦＳのＸＹ平面内の位置情報を計測しているわけではない、すなわちグレーティングＲＧの配置面とウエハＷの表面とのＺ位置が一致しているわけではない。従って、グレーティングＲＧ（すなわち、微動ステージＷＦＳ）がＸＹ平面に対して傾斜している場合、エンコーダシステム７３の各エンコーダの計測値に基づいて、微動ステージＷＦＳを位置決めすると、結果的に、グレーティングＲＧの配置面とウエハＷの表面とのＺ位置の差ΔＺ（すなわちエンコーダシステム７３による検出点と露光位置とのＺ軸方向の位置ずれ）に起因して、グレーティングＲＧのＸＹ平面に対する傾斜に応じた位置決め誤差（一種のアッベ誤差）が生じてしまう。しかるに、この位置決め誤差（位置制御誤差）は、差ΔＺと、ピッチング量θｘ、ローリング量θｙとを用いて、簡単な演算で求めることができ、これをオフセットとし、そのオフセット分だけエンコーダシステム７３（の各エンコーダ）の計測値を補正した補正後の位置情報に基づいて、微動ステージＷＦＳの位置制御を行うことで、上記の一種のアッベ誤差の影響を受けることがなくなる。
【００９０】
また、本実施形態のエンコーダシステム７３の構成では、グレーティングＲＧ（すなわち微動ステージＷＦＳ）の非計測方向、特に傾斜（θｘ，θｙ）・回転（θｚ）方向への変位に起因する計測誤差が発生し得る。そこで、主制御装置２０は、計測誤差を補正するための補正情報を作成する。ここでは、一例として、Ｘエンコーダ７３ｘの計測誤差を補正するための補正情報の作成方法を説明する。なお、本実施形態のエンコーダシステム７３の構成では、微動ステージＷＦＳのＸ，Ｙ，Ｚ方向への変位に起因する計測誤差は発生しないものとする。
ａ．  主制御装置２０は、まず、ウエハステージ位置計測系１６を用いてウエハステージＷＳＴの位置情報を監視しつつ粗動ステージ駆動系５１を制御して、粗動ステージＷＣＳとともに微動ステージＷＦＳを、Ｘエンコーダ７３ｘの計測領域内に駆動する。
ｂ．  次に、主制御装置２０は、レーザ干渉計システム７５及びＹエンコーダ７３ｙａ、ｙｂの計測結果に基づいて、微動ステージ駆動系５２を制御して、微動ステージＷＦＳを、ローリング量θｙ、ヨーイング量θｚをともにゼロ、及び所定のピッチング量θｘ（例えば２００μｒａｄ）に、固定する。
ｃ．  次に、主制御装置２０は、レーザ干渉計システム７５及びＹエンコーダ７３ｙａ、ｙｂの計測結果に基づいて、微動ステージ駆動系５２を制御して、上記の微動ステージＷＦＳの姿勢（ピッチング量θｘ、ローリング量θｙ＝０、ヨーイング量θｚ＝０）を維持しつつ、微動ステージＷＦＳを所定の範囲内、例えば−１００μｍ〜＋１００μｍ、でＺ軸方向に駆動して、Ｘエンコーダ７３ｘを用いて微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する位置情報を計測する。
ｄ．  次に、主制御装置２０は、レーザ干渉計システム７５及びＹエンコーダ７３ｙａ、ｙｂの計測結果に基づいて、微動ステージ駆動系５２を制御して、微動ステージＷＦＳのローリング量θｙ、ヨーイング量θｚを固定したまま、ピッチング量θｘを、所定の範囲内、例えば−２００μｒａｄ〜＋２００μｒａｄ、で変更する。ここで、ピッチング量θｘを、所定の刻みΔθｘで変更することとする。そして、各ピッチング量θｘについて、ｃ．と同様の処理を実行する。
ｅ．  上述のｂ．〜ｄ．の処理によって、θｙ＝θｚ＝０における、θｘ，Ｚに対するＸエンコーダ７３ｘの計測結果が得られる。この計測結果を、図９に示されるように、微動ステージＷＦＳのＺ位置を横軸に、Ｘエンコーダ７３ｘの計測値を縦軸にとり、そしてこれらの関係を各ピッチング量θｘに対してプロットする。これにより、ピッチング量θｘ毎にプロット点を結ぶことで傾きの異なる複数の直線が得られ、これらの直線の交点が、真のＸエンコーダ７３ｘの計測値を示す。そこで、交点を原点に選ぶことにより、縦軸がＸエンコーダ７３ｘの計測誤差に読み替えられる。ここで、原点でのＺ位置をＺｘ０とする。以上の処理によって得られたθｙ＝θｚ＝０における、θｘ，Ｚに対するＸエンコーダ７３ｘの計測誤差を、θｘ補正情報とする。
ｆ．  上述のｂ．〜ｄ．の処理と同様に、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳのピッチング量θｘ及びヨーイング量θｚをともにゼロに固定し、微動ステージＷＦＳのローリング量θｙを変化させる。そして、各θｙに対し、微動ステージＷＦＳをＺ軸方向に駆動し、Ｘエンコーダ７３ｘを用いて微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する位置情報を計測する。得られた結果を用いて、図９と同様に、θｘ＝θｚ＝０における、各θｙに対する微動ステージＷＦＳのＺ位置とＸエンコーダ７３ｘの計測値との関係を、プロットする。さらに、ローリング量θｙ毎にプロット点を結んで得られる傾きの異なる複数の直線交点を原点に選ぶ、すなわち交点に対応するＸエンコーダ７３ｘの計測値を真の計測値とし、この真の計測値からのずれを計測誤差とする。ここで、原点でのＺ位置をｚｙ０とする。以上の処理によって得られたθｘ＝θｚ＝０における、θｙ，Ｚに対するＸエンコーダ７３ｘの計測誤差を、θｙ補正情報とする。
ｇ．  上述のｂ．〜ｄ．及びｆ．の処理と同様に、主制御装置２０は、θｘ＝θｙ＝０における、θｚ，Ｚに対するＸエンコーダ７３ｘの計測誤差を求める。なお、先と同様に、原点でのＺ位置をｚｚ０とする。この処理によって得られる計測誤差を、θｚ補正情報とする。
【００９１】
なお、θｘ補正情報は、ピッチング量θｘとＺ位置の各計測点における離散的なエンコーダの計測誤差からなるテーブルデータ、あるいはエンコーダの計測誤差を表すピッチング量θｘ、Ｚ位置の試行関数の形でメモリ内に記憶しておいても良い。後者では、その試行関数の未定係数を、エンコーダの計測誤差を用いて例えば最小二乗法により予め決定する。θｙ補正情報及びθｚ補正情報についても同様である。
【００９２】
なお、エンコーダの計測誤差は、一般に、ピッチング量θｘ、ローリング量θｙ、及びヨーイング量θｚのすべてに依存する。しかし、その依存度は小さいことが知られている。従って、グレーティングＲＧの姿勢変化に起因するエンコーダの計測誤差は、θｘ，θｙ，及びθｚのそれぞれに独立に依存するとみなすことができる。すなわち、グレーティングＲＧの姿勢変化に起因するエンコーダの計測誤差（全計測誤差）を、θｘ，θｙ，及びθｚのそれぞれに対する計測誤差の線形和、例えば次式（１）の形で与えることができる。
【００９３】
Δｘ＝Δｘ（Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）
＝θｘ（Ｚ−Ｚｘ０）＋θｙ（Ｚ−Ｚｙ０）＋θｚ（Ｚ−Ｚｚ０）    …（１）
主制御装置２０は、上述の補正情報の作成手順と同様の手順に従って、Ｙエンコーダ７３ａ、７３ｙｂの計測誤差を補正するための補正情報（θｘ補正情報、θｙ補正情報、θｚ補正情報）を作成する。全計測誤差Δｙ＝Δｙ（Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）は、上式（１）と同様の形で与えることができる。
【００９４】
主制御装置２０は、以上の処理を、露光装置１００の起動時、アイドル中、あるいは所定枚数、例えば単位数のウエハ交換時、などに実行して、上記Ｘエンコーダ７３ｘ、Ｙエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂの補正情報（θｘ補正情報、θｙ補正情報、θｚ補正情報）を作成しておく。そして、主制御装置２０は、露光装置１００の稼働中は、微動ステージＷＦＳのθｘ，θｙ，θｚ，Ｚ位置を監視し、これらの計測結果を用いて、補正情報（θｘ補正情報、θｙ補正情報、θｚ補正情報）からＸエンコーダ７３ｘ及びＹエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂの誤差補正量Δｘ，Δｙを求める。
【００９５】
そして、主制御装置２０は、これらの誤差補正量Δｘ，Δｙを用いて、Ｘエンコーダ７３ｘ及びＹエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂの計測値を前述したオフセット分補正した補正後の計測値をさらに補正することにより、傾斜（θｘ，θｙ）・回転（θｚ）方向への微動ステージＷＦＳの変位に起因するエンコーダシステム７３の計測誤差を補正する。あるいは、これらの誤差補正量及びオフセットを用いて、微動ステージＷＦＳの目標位置を補正しても良い。この取り扱いにおいても、エンコーダシステム７３の計測誤差を補正する場合と同様の効果を得ることができる。なお、Ｘエンコーダ７３ｘ及びＹエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂの計測値は、誤差補正量を用いて補正した後、さらに前述したオフセット分を補正しても良いし、誤差補正量とオフセットとを同時に用いて、Ｘエンコーダ７３ｘ及びＹエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂの計測値を補正しても良い。
【００９６】
上述のようにして構成された本実施形態の露光装置１００では、デバイスの製造に際し、まず、主制御装置２０により、ウエハアライメント系ＡＬＧを用いて、微動ステージＷＦＳの計測プレート８６上の第２基準マークが検出される。次いで、主制御装置２０により、ウエハアライメント系ＡＬＧを用い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。なお、本実施形態の露光装置１００では、ウエハアライメント系ＡＬＧは、投影ユニットＰＵからＹ軸方向に離間して配置されているので、ウエハアライメント行う際、微動ステージ位置計測系７０のエンコーダシステム（計測アーム）による微動ステージＷＦＳの位置計測ができない。そこで、前述したウエハステージ位置計測系１６と同様のレーザ干渉計システム（不図示）を介してウエハＷ（微動ステージＷＦＳ）の位置を計測しながらウエハのアライメントを行うものとする。また、ウエハアライメント系ＡＬＧと投影ユニットＰＵとが離間しているので、主制御装置２０は、ウエハアライメントの結果得られたウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を、第２基準マークを基準とする配列座標に変換する。
【００９７】
そして、主制御装置２０は、露光開始に先立って、前述の一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２、及び微動ステージＷＦＳの計測プレート８６上の一対の第１基準マークなどを用いて、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を行う。そして、主制御装置２０は、レチクルアライメントの結果と、ウエハアライメントの結果（ウエハＷ上の各ショット領域の第２基準マークを基準とする配列座標）とに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行い、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンをそれぞれ転写する。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。この場合、液浸露光による走査露光が行われる。本実施形態の露光装置１００では、上述の一連の露光動作中、主制御装置２０により、微動ステージ位置計測系７０を用いて、微動ステージＷＦＳ（ウエハＷ）の位置が計測され、エンコーダシステム７３の各エンコーダの計測値が、上述したようにして補正され、その補正後のエンコーダシステム７３の各エンコーダの計測値に基づいてウエハＷのＸＹ平面内の位置が制御される。また、露光中のウエハＷのフォーカス・レベリング制御は、前述の如く、主制御装置２０により、多点ＡＦ系ＡＦの計測結果に基づいて行われる。
【００９８】
なお、上述の走査露光動作時は、ウエハＷをＹ軸方向に高加速度で走査する必要があるが、本実施形態の露光装置１００では、主制御装置２０は、走査露光動作時には、図１０（Ａ）に示されように、原則的に粗動ステージＷＣＳを駆動せず、微動ステージＷＦＳのみをＹ軸方向に（必要に応じて他の５自由度方向にも併せて）駆動する（図１０（Ａ）の黒塗り矢印参照）ことで、ウエハＷをＹ軸方向に走査する。これは、粗動ステージＷＣＳを駆動する場合に比べ、微動ステージＷＦＳのみを動かす方が駆動対象の重量が軽い分、高加速度でウエハＷを駆動できて有利だからである。また、前述のように、微動ステージ位置計測系７０は、その位置計測精度がウエハステージ位置計測系１６よりも高いので、走査露光時には微動ステージＷＦＳを駆動した方が有利である。なお、この走査露光時には、微動ステージＷＦＳの駆動による反力（図１０（Ａ）の白抜き矢印参照）の作用により、粗動ステージＷＣＳが微動ステージＷＦＳと反対側に駆動される。すなわち、粗動ステージＷＣＳがカウンタマスとして機能し、ウエハステージＷＳＴの全体から成る系の運動量が保存され、重心移動が生じないので、微動ステージＷＦＳの走査駆動によってベース盤１２に偏荷重が作用するなどの不都合が生じることがない。
【００９９】
一方、Ｘ軸方向にショット間移動（ステッピング）動作を行う際には、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向への移動可能量が少ないことから、主制御装置２０は、図１０（Ｂ）に示されるように、粗動ステージＷＣＳをＸ軸方向に駆動することによって、ウエハＷをＸ軸方向に移動させる。
【０１００】
以上説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、微動ステージＷＦＳのＸＹ平面内の位置情報は、主制御装置２０により、前述の計測アーム７１を有する微動ステージ位置計測系７０のエンコーダシステム７３を用いて計測される。この場合、微動ステージ位置計測系７０の各ヘッドは、粗動ステージＷＣＳの空間部内に配置されているので、微動ステージＷＦＳとそれらのヘッドとの間には、空間が存在するのみである。従って、各ヘッドを微動ステージＷＦＳ（グレーティングＲＧ）に近接して配置することができ、これにより、微動ステージ位置計測系７０による微動ステージＷＦＳの位置情報の高精度な計測、ひいては主制御装置２０による微動ステージ駆動系５２（及び粗動ステージ駆動系５１）を介した微動ステージＷＦＳの高精度な駆動が可能になる。また、この場合、計測アーム７１から射出される、微動ステージ位置計測系７０を構成するエンコーダシステム７３、レーザ干渉計システム７５の各ヘッドの計測ビームのグレーティングＲＧ上の照射点は、ウエハＷに照射される露光光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡの中心（露光位置）に一致している。ここで、全ての計測ビームの照射点が露光中心と一致しているわけではないが、アッベ誤差の影響を抑制、あるいは無視し得る程度である。従って、主制御装置２０は、検出点と露光位置とのＸＹ平面内のずれに起因するいわゆるアッベ誤差の影響を受けることなく、微動ステージＷＦＳの位置情報を高精度に計測することができる。
【０１０１】
また、主制御装置２０は、グレーティングＲＧの配置面とウエハＷの表面とのＺ位置の差ΔＺと、グレーティングＲＧ（すなわち微動ステージＷＦＳ）の傾斜角θｘ、θｙと、を用いて、差ΔＺに起因するグレーティングＲＧのＸＹ平面に対する傾斜に応じた位置決め誤差（位置制御誤差、一種のアッベ誤差）を求め、これをオフセットとして、そのオフセット分だけエンコーダシステム７３（の各エンコーダ）の計測値を補正する。さらに、主制御装置２０は、補正情報（θｘ補正情報、θｙ補正情報、θｚ補正情報）からＸエンコーダ７３ｘ及びＹエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂの誤差補正量Δｘ，Δｙを求め、Ｘエンコーダ７３ｘ及びＹエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂの計測値をさらに補正する。従って、エンコーダシステム７３によって、微動ステージＷＦＳの位置情報を高精度に計測することができる。また、計測アーム７１をグレーティングＲＧの直下に配置することによって、エンコーダシステム７３の各ヘッドの計測ビームの大気中の光路長を極短くできるので、空気揺らぎの影響が低減され、この点においても、微動ステージＷＦＳの位置情報を高精度に計測することができる。
【０１０２】
また、本実施形態の露光装置１００によると、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳの位置情報の高精度な計測結果に基づいて、微動ステージＷＦＳを精度良く駆動することができる。従って、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳに載置されたウエハＷをレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）に同期して精度良く駆動し、走査露光により、レチクルＲのパターンをウエハＷ上に精度良く転写することが可能になる。
【０１０３】
なお、上記実施形態では、主制御装置２０は、露光の際、エンコーダシステム７３の各エンコーダの計測値に含まれる、差ΔＺに起因するグレーティングＲＧのＸＹ平面に対する傾斜に応じた位置決め誤差（位置制御誤差、一種のアッベ誤差）とともに、グレーティングＲＧ（すなわち微動ステージＷＦＳ）の非計測方向、特に傾斜（θｘ，θｙ）・回転（θｚ）方向への変位に起因する計測誤差をも補正する場合について説明した。しかし、後者の計測誤差は、通常前者の計測誤算に比べて小さいので、前者の計測誤差のみを補正しても良い。
【０１０４】
なお、上記実施形態では、レーザ干渉計システム（不図示）を介してウエハＷ（微動ステージＷＦＳ）の位置を計測しながらウエハのアライメントを行うものとしたが、これに限らず、上述した微動ステージ位置計測系７０の計測アーム７１と同様の構成の計測アームを含む第２の微動ステージ位置計測系をウエハアライメント系ＡＬＧの近傍に設け、これを用いてウエハアライメント時における微動ステージのＸＹ平面内の位置計測を行うものとしても良い。また、この場合、アッベ誤差の補正を前述と同様に行っても良い。
【０１０５】
なお、上記実施形態では、微動ステージを、粗動ステージに対して移動可能に支持すると共に、６自由度方向に駆動する微動ステージ駆動系５２として、コイルユニットを一対の磁石ユニットで上下から挟み込むサンドイッチ構造が採用される場合について例示した。しかし、これに限らず、微動ステージ駆動系は、磁石ユニットを一対のコイルユニットで上下から挟み込む構造であっても良いし、サンドイッチ構造でなくても良い。また、コイルユニットを微動ステージに配置し、磁石ユニットを粗動ステージに配置しても良い。
【０１０６】
また、上記実施形態では、微動ステージ駆動系５２により、微動ステージを、６自由度方向に駆動するものとしたが、必ずしも６自由度に駆動できなくても良い。例えば、微動ステージ駆動系はθｘ方向に関して微動ステージを駆動できなくても良い。
【０１０７】
なお、上記実施形態では、微動ステージＷＦＳは、電磁力（ローレンツ力）の作用により粗動ステージＷＣＳに非接触支持されたが、これに限らず、例えば微動ステージＷＦＳに真空予圧空気静圧軸受等を設けて、粗動ステージＷＣＳに対して浮上支持しても良い。また、微動ステージ駆動系５２は、上述したムービングマグネット型のものに限らず、ムービングコイル型のものであっても良い。さらに微動ステージＷＦＳは、粗動ステージＷＣＳに接触支持されていても良い。従って、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳに対して駆動する微動ステージ駆動系５２としては、例えばロータリモータとボールねじ（又は送りねじ）とを組み合わせたものであっても良い。
【０１０８】
なお、ウエハステージＷＳＴの移動範囲全域でその位置計測が可能となるように微動ステージ位置計測系を構成しても良い。この場合にはウエハステージ位置計測系１６が不要になる。また、上記実施形態において、ベース盤１２をウエハステージの駆動力の反力の作用により移動可能なカウンタマスとしても良い。この場合、粗動ステージをカウンタマスとして使用してもしなくても良いし、粗動ステージを上記実施形態と同様にカウンタマスとして使用するときでも粗動ステージを軽量化することができる。
【０１０９】
また、上記実施形態では、微動ステージ位置計測系が、全体が例えばガラスによって形成され、内部を光が進行可能な計測アームを備える場合を説明したが、これに限らず、計測アームは、少なくとも前述の各レーザビームが進行する部分が、光を透過可能な中実な部材によって形成されていれば良く、その他の部分は、例えば光を透過させない部材であっても良いし、中空構造であっても良い。
【０１１０】
また、例えば計測アームとしては、グレーティングに対向する部分から計測ビームを照射できれば、例えば計測アームの先端部に光源や光検出器等を内蔵していても良い。この場合、計測アームの内部にエンコーダの計測ビームを進行させる必要は無い。また、計測アームは、各レーザビームが進行する部分（ビーム光路部分）が中空などでも良い。あるいは、エンコーダシステムとして、格子干渉型のエンコーダシステムを採用する場合には、回折格子が形成される光学部材を、セラミックス又はインバーなどの低熱膨張性のアームに設けるだけでも良い。これは、特にエンコーダシステムでは、空気揺らぎの影響を極力受けないように、ビームが分離している空間が極めて狭く（短く）なっているからである。さらに、この場合、温度制御した気体を、微動ステージ（ウエハホルダ）とアームとの間（及びビーム光路）に供給して温度安定化を図っても良い。さらに、計測アームは、その形状は特に問わない。
【０１１１】
また、微動ステージ位置計測系は、必ずしも、計測アームを備えている必要はなく、粗動ステージの空間部内にグレーティングＲＧに対向して配置され、該グレーティングＲＧに少なくとも１本の計測ビームを照射し、該計測ビームのグレーティングＲＧからの回折光を受光するヘッドを有し、該ヘッドの出力に基づいて微動ステージＷＦＳの少なくともＸＹ平面内の位置情報を計測できれば足りる。
【０１１２】
また、上記実施形態では、エンコーダシステム７３が、Ｘヘッドと一対のＹヘッドを備える場合について例示したが、これに限らず、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向を計測方向とする２次元ヘッド（２Ｄヘッド）を、１つ又は２つ設けても良い。２Ｄヘッドを２つ設ける場合には、それらの検出点がグレーティング上で露光位置を中心として、Ｘ軸方向に同一距離離れた２点になるようにしても良い。
【０１１３】
なお、微動ステージ位置計測系７０は、レーザ干渉計システム７５を備えることなく、エンコーダシステム７３のみで微動ステージの６自由度方向に関する位置情報を計測できるようにしても良い。この場合、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方とＺ軸方向に関する位置情報を計測可能なエンコーダを用いることができる。この場合のエンコーダとしては、例えば米国特許第７，５６１，２８０号明細書に開示される変異計測センサヘッドシステムを用いることができる。そして、例えば、２次元のグレーティングＲＧ上の同一直線上に無い３つの計測点に、Ｘ軸方向とＺ軸方向に関する位置情報を計測可能なエンコーダ（上記変異計測センサヘッドシステムなど）と、Ｙ軸方向とＺ軸方向に関する位置情報を計測可能なエンコーダ（上記変異計測センサヘッドシステムなど）とを含む合計３つのエンコーダから計測ビームを照射し、グレーティングＲＧからのそれぞれの戻り光を受光することで、グレーティングＲＧが設けられた移動体の６自由度方向の位置情報を計測することとすることができる。また、エンコーダシステム７３の構成は上記実施形態に限られないで任意で構わない。例えばＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に関する位置情報を計測可能な３Ｄヘッドを用いても良い。
【０１１４】
なお、上記実施形態では、微動ステージの上面、すなわちウエハに対向する面にグレーティングが配置されているものとしたが、これに限らず、例えば図１１に示されるように、グレーティングＲＧは、ウエハＷを保持するウエハホルダＷＨの下面に形成されていても良い。この場合、露光中にウエハホルダＷＨが膨張したり、微動ステージＷＦＳに対する装着位置がずれたりした場合であっても、これに追従してウエハホルダ（ウエハ）の位置を計測することができる。グレーティングＲＧは、ウエハホルダＷＨの下面に固定されていても良い。この場合、グレーティングＲＧが固定又は形成される透明板の一面をウエハホルダの裏面に接触又は近接して配置しても良い。
【０１１５】
また、グレーティングＲＧは、微動ステージの下面に配置されていても良く、この場合、セラミックスなどの不透明な部材にグレーティングＲＧを固定又は形成しても良い。また、この場合、エンコーダヘッドから照射される計測ビームが微動ステージの内部を進行しないので、微動ステージを光が透過可能な中実部材とする必要がなく、微動ステージを中空構造にして内部に配管、配線等を配置することができ、微動ステージを軽量化できる。この場合、グレーティングＲＧの表面に保護部材（カバーガラス）を設けても良い。あるいは、従来の微動ステージにウエハホルダとグレーティングＲＧを保持するだけでも良い。また、ウエハホルダを、中実のガラス部材によって形成し、該ガラス部材の上面（ウエハ載置面）にグレーティングＲＧを配置しても良い。
【０１１６】
なお、上記実施形態では、露光装置が液浸型の露光装置である場合について説明したが、これに限られるものではなく、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置にも上記実施形態は好適に適用することができる。
【０１１７】
なお、上記実施形態では、露光装置が、スキャニング・ステッパである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上記実施形態を適用しても良い。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制御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上記実施形態は適用することができる。
【０１１８】
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、この投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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露光装置に上記実施形態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、上記実施形態は適用できる。
【０１２１】
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システム及びレーザ干渉計システム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。
【０１２２】
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）にも上記実施形態を適用することができる。
【０１２３】
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上記実施形態を適用することができる。
【０１２４】
なお、上記実施形態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。
【０１２５】
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上記実施形態を適用できる。
【０１２６】
なお、本発明の移動体装置は、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。
【０１２７】
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、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハ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を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ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。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
以上説明したように、本発明の移動体装置は、所定平面内で移動体を駆動するのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、エネルギビームを物体上に照射して物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、電子デバイスを製造するのに適している。
【符号の説明】
【０１２９】
１０…照明系、２０…主制御装置、５０…ステージ装置、５１…粗動ステージ駆動系、５２…微動ステージ駆動系、７０…微動ステージ位置計測系、７１…計測アーム、７３…エンコーダシステム、７５…レーザ干渉計システム、７７ｘ…Ｘヘッド、７７ｙａ，７７ｙｂ…Ｙヘッド、１００…露光装置、ＩＬ…照明光、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル、ＲＧ…グレーティング、Ｗ…ウエハ、ＷＦＳ…微動ステージ、ＷＣＳ…粗動ステージ、ＷＨ…ウエハホルダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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