(57)【要約】  周囲の気体の屈折率変動の影響を低減させて、ステージの位置決め精度等を向上できる露光装置である。投影光学系（ＰＬ）を介してウエハステージ（ＷＳＴ）上のウエハ（Ｗ）に露光用の照明光を照射して、ウエハ（Ｗ）に所定のパターンを形成する露光装置であって、ウエハステージ（ＷＳＴ）に設けられたスケールと、このスケールの位置情報を検出する複数のＸヘッド（６６）と、複数のＸヘッド（６６）を一体的に支持し、線膨張率がウエハステージ（ＷＳＴ）の本体部よりも小さい計測フレーム（２１）と、複数のＸヘッド（６４）の検出結果からウエハステージ（ＷＳＴ）の変位情報を求める制御装置とを備える。
2009011356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定部材に対する可動部材の変位情報を計測する計測方法であって、
前記所定部材と前記可動部材のうちの一方にスケールを設け、他方に前記スケールを検出可能な複数の検出器を設ける工程と、
前記所定部材に設けられた前記スケールまたは前記複数の検出器を、線膨張率が前記可動部材よりも小さい支持部材で支持する工程と、
前記複数の検出器の検出結果から前記可動部材の変位情報を計測する工程と、
を有する計測方法。
【請求項２】
前記支持部材は、インバーよりも線膨張率が小さい請求項１に記載の計測方法。
【請求項３】
前記所定部材は前記支持部材よりも線膨張率の大きいベース部材を有し、前記支持部材を前記ベース部材に、前記スケールの表面に沿った方向に変位可能な状態で連結する工程を有する請求項１または２に記載の計測方法。
【請求項４】
前記支持部材は、前記ベース部材に対して所定の基準位置においては相対変位しない状態で気体軸受を介して連結される請求項３に記載の計測方法。
【請求項５】
前記支持部材は、前記ベース部材に対して第１点で回転可能に連結され、第２点で前記第１点と前記第２点とを結ぶ方向に変位可能に連結される請求項４に記載の計測方法。
【請求項６】
前記スケールは、前記支持部材によって支持される複数のスケール部を含み、
前記複数のスケール部は、それぞれ前記所定部材に対して相対的に静止した固定点を有する請求項１または２に記載の計測方法。
【請求項７】
前記支持部材は、前記ベース部材に対して先端部が前記スケールの表面に沿った方向に変位可能な複数のフレキシャー部材を介して連結される請求項３に記載の計測方法。
【請求項８】
前記フレキシャー部材は棒状部材または棒状部材の一部にすり割り部が形成された部材である請求項７に記載の計測方法。
【請求項９】
前記可動部材の案内面を有する案内部材に対して前記支持部材を振動的に分離して支持する工程を有する請求項１から８のいずれか一項に記載の計測方法。
【請求項１０】
前記案内部材に対して前記支持部材の変位を抑制する工程を有する請求項９に記載の計測方法。
【請求項１１】
前記支持部材に干渉計の少なくとも一部の光学部材を設け、
前記干渉計によって前記支持部材に対する前記可動部材の変位情報を計測する工程を有する請求項１から１０のいずれか一項に記載の計測方法。
【請求項１２】
前記支持部材に気体を通すための複数の開口を設け、
前記支持部材の上方から前記可動部材に向けてダウンフロー方式で前記開口を通して気体を吹き付ける工程を有する請求項１から１１のいずれか一項に記載の計測方法。
【請求項１３】
前記スケールは、回折格子状の周期的パターンを含み、
前記検出器は、前記周期的パターンに検出光を照射して前記周期的パターンから発生する複数の回折光の干渉光を受光する請求項１から１２のいずれか一項に記載の計測方法。
【請求項１４】
可動部材に設けられたスケールを複数の検出器で検出して、前記可動部材の変位情報を計測する計測方法であって、
前記複数の検出器を支持部材で一体的に支持する工程と、
前記複数の検出器の検出結果から前記可動部材の変位情報を計測する工程と、
を有し、
前記支持部材は前記支持部材よりも線膨張率の大きいベース部材に、前記ベース部材に対して先端部が前記スケールの表面に沿った方向に変位可能な複数のフレキシャー部材を介して連結される計測方法。
【請求項１５】
ステージを所定部材に対して位置決め可能なステージ装置であって、
前記ステージと前記所定部材の一方に設けられたスケールと、
前記ステージと前記所定部材の他方に設けられ、前記スケールの位置に関する情報を検出する複数の検出器と、
前記所定部材に設けられた前記スケールまたは前記複数の検出器を支持するとともに、線膨張率が前記ステージよりも小さい支持部材と、
前記複数の検出器の検出結果から、前記ステージの変位情報を求める制御装置と、
を備えるステージ装置。
【請求項１６】
前記支持部材は、インバーよりも線膨張率が小さい請求項１５に記載のステージ装置。
【請求項１７】
前記所定部材は、前記支持部材よりも線膨張率の大きいベース部材を有し、
前記支持部材を前記ベース部材に、前記スケールの表面に沿った方向に変位可能な状態で連結する連結機構を備える請求項１５または１６に記載のステージ装置。
【請求項１８】
前記連結機構は、前記支持部材を前記ベース部材に対して所定の基準位置においては相対変位しないように連結する連結部材と、前記支持部材と前記ベース部材との間に気体を介在させる気体軸受とを含む請求項１７に記載のステージ装置。
【請求項１９】
前記連結部材は、第１点で前記支持部材と前記ベース部材とを回転可能に連結する第１部材と、第２点で前記第１点と前記第２点とを結ぶ方向に変位可能に前記支持部材と前記ベース部材とを連結する第２部材とを含む請求項１８に記載のステージ装置。
【請求項２０】
前記スケールは、前記支持部材によって支持される複数のスケール部を含み、
前記複数のスケール部は、それぞれ前記所定部材に対して相対的に静止した固定点を有する請求項１５または１６に記載のステージ装置。
【請求項２１】
前記連結機構は、前記支持部材と前記ベース部材とを連結するとともに、先端部が前記スケールの表面に沿った方向に変位可能な複数のフレキシャー部材を含む請求項１７に記載のステージ装置。
【請求項２２】
前記フレキシャー部材は棒状部材または棒状部材の一部にすり割り部が形成された部材である請求項２１に記載のステージ装置。
【請求項２３】
前記ステージが移動する際の案内面を有する案内部材と、
前記案内部材に対して前記支持部材を振動的に分離して支持する防振部材と、を備える請求項１５から２２のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項２４】
前記案内部材に対する前記支持部材の変位を計測する変位センサと、
前記変位センサの計測情報に基づいて前記案内部材に対する前記支持部材の変位を制御するアクチュエータと、を備える請求項２３に記載のステージ装置。
【請求項２５】
前記支持部材に対する前記ステージの変位情報を計測する干渉計を備え、前記干渉計の少なくとも一部の光学部材が前記支持部材に設けられている請求項１５から２４のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項２６】
前記ステージ装置は、ダウンフローで気体が供給される環境下に設置され、
前記支持部材に前記気体を通すための複数の開口が設けられた請求項１５から２５のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項２７】
前記スケールは、回折格子状の周期的パターンを含み、
前記検出器は、前記周期的パターンに検出光を照射して前記周期的パターンから発生する複数の回折光の干渉光を受光する請求項１５から２６のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項２８】
基板に露光光を照射して前記基板に所定のパターンを形成する露光装置であって、
請求項１５から２７のいずれか一項に記載のステージ装置を有し、前記ステージ装置により前記基板を位置決めする露光装置。
【請求項２９】
移動可能なステージに保持された基板に露光光を照射して前記基板に所定のパターンを形成する露光装置であって、
前記ステージに設けられたスケールと、
前記スケールの位置に関する情報を検出する複数の検出器と、
前記複数の検出器を一体的に支持する支持部材と、
前記支持部材よりも線膨張率の大きいベース部材と、
前記支持部材を前記ベース部材に、前記スケールの表面に沿った方向に変位可能な状態で連結する連結機構と、
前記複数の検出器の検出結果から、前記ステージの変位情報を求める制御装置と、
を備え、
前記連結機構は、前記支持部材と前記ベース部材とを連結するとともに、先端部が前記スケールの表面に沿った方向に変位可能な複数のフレキシャー部材を含む露光装置。
【請求項３０】
リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、
前記リソグラフィ工程で請求項２８または２９に記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の移動を行うためのステージ等の可動部材の位置情報を計測する計測技術及びステージ技術、このステージ技術を用いて物体の露光を行う露光技術、並びにこの露光技術を用いて半導体素子及び液晶表示素子などのデバイスを製造するデバイス製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子又は液晶表示素子等のデバイス（電子デバイス、マイクロデバイス等）を製造するためのリソグラフィ工程では、レチクル（又はフォトマスク等）に形成された回路パターンを投影光学系を介してフォトレジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上に投影露光するために、ステッパ等の静止露光型（一括露光型）の投影露光装置、及びスキャニングステッパ等の走査型の投影露光装置（走査型露光装置）等の露光装置が使用されている。このような露光装置においては、製造される回路パターンの位置歪や重ね合わせ誤差を低減するために、ウエハ等を位置決め又は移動するステージの位置計測用として、従来より周波数安定化レーザを光源としたレーザ干渉計が用いられて来た。【０００３】
レーザ干渉計において、レーザ光が伝播する光路上の気体の屈折率は、その気体の温度、圧力、湿度などに依存して変動し、屈折率の変動は干渉計の計測値の変動（干渉計の揺らぎ）を生じる。そこで、露光装置では、従来より干渉計の計測ビームの光路に対して温度制御された気体を送風する送風系を用いて、その光路の気体の温度を安定化することにより、干渉計の揺らぎを低減して来た。最近では、さらにレーザ干渉計の計測ビームの光路の気体の温度安定性を高めるために、その計測ビームの光路の少なくとも一部を筒状のカバー等で覆うようにした露光装置も提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−２８８３３１３号公報
【特許文献２】特開平８−２６１７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の如く、レーザ干渉計を用いる場合には、揺らぎの対策を施す必要がある。しかしながら、特に走査型露光装置のウエハステージのように計測対象のステージが高速に縦横に移動する場合には、ステージの移動によって気体の流れが不規則に変動するため、或る程度は干渉計の揺らぎが残存するという問題があった。
本発明は、このような事情に鑑み、周囲の気体の屈折率変動の影響を低減できる計測技術及びステージ技術、このステージ技術を用いてステージの位置決め精度等を向上できる露光技術、並びにこの露光技術を用いるデバイス製造技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による第１の計測方法は、所定部材に対する可動部材の変位情報を計測する計測方法であって、その所定部材とその可動部材のうちの一方にスケールを設け、他方にそのスケールを検出可能な複数の検出器を設ける工程と、その所定部材に設けられたそのスケールまたはその複数の検出器を、線膨張率がその可動部材よりも小さい支持部材で支持する工程と、その複数の検出器の検出結果からその可動部材の変位情報を計測する工程と、を有するものである。【０００６】
本発明による第２の計測方法は、可動部材に設けられたスケールを複数の検出器で検出して、その可動部材の変位情報を計測する計測方法であって、その複数の検出器を支持部材で一体的に支持する工程と、その複数の検出器の検出結果からその可動部材の変位情報を計測する工程と、を有し、その支持部材はその支持部材よりも線膨張率の大きいベース部材に、そのベース部材に対して先端部がそのスケールの表面に沿った方向に変位可能な複数のフレキシャー部材を介して連結されるものである。【０００７】
また、本発明によるステージ装置は、ステージを所定部材に対して位置決め可能なステージ装置であって、そのステージとその所定部材の一方に設けられたスケールと、そのステージとその所定部材の他方に設けられ、そのスケールの位置に関する情報を検出する複数の検出器と、その所定部材に設けられたそのスケールまたはその複数の検出器を支持するとともに、線膨張率がそのステージよりも小さい支持部材と、その複数の検出器の検出結果から、そのステージの変位情報を求める制御装置と、を備えるものである。【０００８】
また、本発明による第１の露光装置は、基板に露光光を照射してその基板に所定のパターンを形成する露光装置であって、本発明のステージ装置を有し、そのステージ装置によりその基板を位置決めするものである。
本発明による第２の露光装置は、移動可能なステージに保持された基板に露光光を照射してその基板に所定のパターンを形成する露光装置であって、そのステージに設けられたスケールと、そのスケールの位置に関する情報を検出する複数の検出器と、その複数の検出器を一体的に支持する支持部材と、その支持部材よりも線膨張率の大きいベース部材と、その支持部材をそのベース部材に、そのスケールの表面に沿った方向に変位可能な状態で連結する連結機構と、その複数の検出器の検出結果から、そのステージの変位情報を求める制御装置と、を備え、その連結機構は、その支持部材とそのベース部材とを連結するとともに、先端部がそのスケールの表面に沿った方向に変位可能な複数のフレキシャー部材を含むものである。
また、本発明によるデバイス製造方法は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、そのリソグラフィ工程で本発明の露光装置を用いるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可動部材（若しくはステージ）又は所定部材に設けられたスケールを検出器で検出する方式であるため、レーザ干渉計のように可動部材の移動ストロークと同程度の長さの光路を設ける必要がなく、周囲の気体の屈折率変動の影響を低減できる。また、可動部材又は所定部材のスケールが一つの検出器の検出対象領域から外れるような場合には、例えばそのスケールを検出可能な別の検出器に切り替えて計測が続行される。この際に、支持部材の線膨張率は可動部材又はベース部材よりも小さいため、仮に周囲の温度が変動しても、複数の検出器間又はスケール内の位置関係の変動が抑制されて、複数の検出器を切り替える際の計測誤差を小さくできる。従って、露光装置の場合には、ステージの位置決め精度等が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた図である。
【図２】図１のステージ装置を示す平面図である。
【図３】図１の計測フレーム２１を示す断面図である。
【図４】図１のアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4及び位置計測用のエンコーダの配置を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、ウエハステージを示す平面図、図５（Ｂ）は、ウエハステージＷＳＴを示す一部を断面とした側面図である。
【図６】図６（Ａ）は、計測ステージを示す平面図、図６（Ｂ）は、計測ステージを示す一部を断面とした側面図である。
【図７】第１の実施形態に係る露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、アレイ状に配置された複数のヘッドをそれぞれ含む複数のエンコーダによるウエハテーブルのＸＹ平面内の位置計測及びヘッド間の計測値の引き継ぎについて説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）は、エンコーダの構成の一例を示す図、図９（Ｂ）は、検出光として格子ＲＧの周期方向に長く延びる断面形状のレーザビームＬＢが用いられた場合を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）はファーストアライメントショットＡＳの計測を行う状態を示す図、図１０（Ｂ）はセカンドアライメントショットＡＳの計測を行う状態を示す図、図１０（Ｃ）は、ウエハのアライメントショットＡＳの配列の一例を示す図である。
【図１１】第１の実施形態の計測及び露光動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】第２の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた図である。
【図１３】第３の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す一部を切り欠いた図である。
【図１４】図１３の要部の拡大斜視図である。
【図１５】図１３の計測フレーム２１Ｍとヘッドベース２６との長さが変わった場合の動作の説明図である。
【図１６】図１６（Ａ）は細い棒状部材を示す図、図１６（Ｂ）はすり割り部の形成されたフレキシャー部材を示す図である。
【図１７】図１３の変形例の連結方法を示す一部を切り欠いた平面図である。
【図１８】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１９】他の実施形態に係る露光装置の要部を示す一部を切り欠いた図である。
【図２０】図１９のＡＡ線に沿う底面図である。
【符号の説明】
【００１１】
ＡＬ１…プライマリアライメント系、ＡＬ２1〜ＡＬ２4…セカンダリアライメント系、Ｒ…レチクル、Ｗ…ウエハ、ＷＴＢ…ウエハテーブル、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＭＴＢ…計測テーブル、ＭＳＴ…計測ステージ、２０…主制御装置、２１…計測フレーム、２１Ｍ…計測フレーム、２６…ヘッドベース、３２…ノズルユニット、３９Ｘ1，３９Ｘ2…Ｘスケール、３９Ｙ1，３９Ｙ2…Ｙスケール、６２Ａ〜６２Ｄ…ヘッドユニット、６４…Ｙヘッド、６６…Ｘヘッド、７０Ａ，７０Ｃ…Ｙエンコーダ、７０Ｂ，７０Ｄ…Ｘエンコーダ、１１３…フレキシャー部材
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［第１の実施形態］
以下、本発明の好ましい第１の実施形態につき図１〜図１１を参照して説明する。
図１には、本実施形態に係る露光装置１００の構成が概略的に示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、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、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行にＺ軸を取り、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にＹ軸を、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向にＸ軸を取り、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。【００１３】
露光装置１００は、照明系１０、該照明系１０からの露光用の照明光（露光光）ＩＬにより照明されるレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出された照明光ＩＬをウエハＷ上に投射する投影光学系ＰＬを含む投影ユニットＰＵ、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴ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。ウエハステージＷＳＴ上には、ウエハＷが載置されている。【００１４】
照明系１０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応する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（フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）、回折光学素子など）等を含む照度均一化光学系、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んでいる。照明系１０は、レチクルブラインド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ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。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。なお、照明光としては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、Ｆ2 レーザ光（波長１５７ｎｍ）、ＹＡＧレーザの高調波、固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波、又は水銀ランプの輝線（ｉ線等）なども使用できる。【００１５】
前記レチクルステージＲＳＴ上には、回路パターンなどがそのパターン面（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図７のレチクルステージ駆動系１１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（Ｙ方向）に指定された走査速度で駆動可能となっている。【００１６】
図１のレチクルステージＲＳＴの移動面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、レーザ干渉計よりなるレチクル干渉計１１６によって、移動鏡１５（ステージの端面を鏡面加工した反射面でもよい）を介して例えば０．５〜０．１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１１６の計測値は、図７の主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、レチクル干渉計１１６の計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴの少なくともＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向の位置を算出するとともに、この算出結果に基づいてレチクルステージ駆動系１１を制御することで、レチクルステージＲＳＴの位置及び速度を制御する。なお、レチクル干渉計１１６はＺ方向、及びθｘ、θｙ方向の少なくとも１つに関するレチクルステージＲＳＴの位置情報も計測可能として良い。【００１７】
図１において、レチクルステージＲＳＴの下方に配置された投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、該鏡筒４０内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子を有する投影光学系ＰＬとを含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば光軸ＡＸに沿って配列される複数のレンズエレメントを含む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β（例えば１／４倍、１／５倍、又は１／８倍などの縮小倍率）を有する。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、レチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介して照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの像が、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の露光領域ＩＡ（照明領域ＩＡＲに共役な領域）に形成される。【００１８】
なお、露光装置１００では、液浸法を適用した露光が行われる。この場合に、投影光学系の大型化を避けるために、投影光学系ＰＬとしてミラーとレンズとを含む反射屈折系を用いても良い。また、ウエハＷには感光層だけでなく、例えばウエハ又は感光層を保護する保護膜（トップコート膜）などを形成しても良い。
また、露光装置１００では、液浸法を適用した露光を行うため、投影光学系ＰＬを構成する最も像面側（ウエハＷ側）の光学素子である先端レンズ１９１を保持する鏡筒４０の下端部周囲を取り囲むように、局所液浸装置の一部を構成するノズルユニット３２が設けられている。【００１９】
図１において、ノズルユニット３２は、露光用の液体Ｌｑを供給可能な供給口と、液体Ｌｑを回収可能な回収口とを有する。その回収口には多孔部材（メッシュ）が配置されている。ウエハＷの表面と対向可能なノズルユニットの下面は、その多孔部材の下面、及び照明光ＩＬを通過させるための開口を囲むように配置された平坦面のそれぞれを含む。またその供給口は、ノズルユニット３２の内部に形成された供給流路及び供給管３１Ａを介して、液体Ｌｑを送出可能な液体供給装置１８６（図７参照）に接続されている。その回収口は、ノズルユニット３２の内部に形成された回収流路及び回収管３１Ｂを介して、少なくとも液体Ｌｑを回収可能な液体回収装置１８９（図７参照）に接続されている。【００２０】
液体供給装置１８６は、液体のタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、及び供給管３１Ａに対する液体の供給・停止を制御するための流量制御弁等を含んでおり、清浄で温度調整された露光用の液体Ｌｑを送出可能である。液体回収装置１８９は、液体のタンク、吸引ポンプ、及び回収管３１Ｂを介した液体の回収・停止を制御するための流量制御弁等を含んでおり、液体Ｌｑを回収可能である。なお、液体のタンク、加圧（吸引）ポンプ、温度制御装置、制御弁などは、そのすべてを露光装置１００で備えている必要はなく、少なくとも一部を露光装置１００が設置される工場などの設備で代替することもできる。【００２１】
図７の液体供給装置１８６及び液体回収装置１８９の動作は主制御装置２０によって制御される。図７の液体供給装置１８６から送出された露光用の液体Ｌｑは、図１の供給管３１Ａ、及びノズルユニット３２の供給流路を流れた後、その供給口より照明光ＩＬの光路空間に供給される。また、図７の液体回収装置１８９を駆動することによりその回収口から回収された液体Ｌｑは、図１のノズルユニット３２の回収流路を流れた後、回収管３１Ｂを介して液体回収装置１８９に回収される。図７の主制御装置２０は、ノズルユニット３２の供給口からの液体供給動作とノズルユニット３２の回収口による液体回収動作とを並行して行うことで、図１の先端レンズ１９１とウエハＷとの間の照明光ＩＬの光路空間を含む液浸領域１４（図３参照）を液体Ｌｑで満たすように、液体Ｌｑの液浸空間を形成する。【００２２】
本実施形態においては、露光用の液体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（水）を用いるものとする。純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できると共に、ウエハ上のフォトレジスト及び光学レンズ等に対する悪影響がない利点がある。ＡｒＦエキシマレーザ光に対する水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４である。この水の中では、照明光ＩＬの波長は、１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化されるため、解像度が向上する。【００２３】
上記の説明から明らかなように、本実施形態では、ノズルユニット３２、液体供給装置１８６、液体回収装置１８９、液体の供給管３１Ａ及び回収管３１Ｂ等を含み、局所液浸装置が構成されている。なお、局所液浸装置の一部、例えば少なくともノズルユニット３２は、投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム（前述の鏡筒を支持する定盤を含む）に吊り下げ支持されても良いし、メインフレームとは別のフレーム部材に設けても良い。本実施形態では投影ユニットＰＵとは独立に吊り下げ支持される計測フレーム２１に連結部材（不図示）を介してノズルユニット３２を設けている。この場合、投影ユニットＰＵを吊り下げ支持していなくても良い。【００２４】
なお、図１の投影ユニットＰＵ下方に計測ステージＭＳＴが位置する場合にも、上記と同様に後述する計測テーブルＭＴＢと先端レンズ１９１との間に水を満たすことが可能である。なお、上記の説明では、一例として液体供給管（ノズル）と液体回収管（ノズル）とがそれぞれ１つずつ設けられているものとしたが、これに限らず、周囲の部材との関係を考慮しても配置が可能であれば、例えば、国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されるように、ノズルを多数有する構成を採用することとしても良い。要は、投影光学系ＰＬを構成する最下端の光学部材（先端レンズ）１９１とウエハＷとの間に液体を供給することができるのであれば、その構成はいかなるものであっても良い。例えば、国際公開第２００４／０５３９５５号パンフレットに開示されている液浸機構、あるいは欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書に開示されている液浸機構なども本実施形態の露光装置に適用することができる。【００２５】
図１に戻り、ステージ装置５０は、ベース盤１２の上方に配置されたウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴ、これらのステージＷＳＴ，ＭＳＴの位置情報を計測するＹ軸干渉計１６，１８を含む干渉計システム１１８（図７参照）、及び露光の際などにウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するのに用いられる後述するエンコーダシステム、並びにステージＷＳＴ，ＭＳＴ及び後述のＺ・レベリング機構を駆動するステージ駆動系１２４（図７参照）などを備えている。【００２６】
ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴそれぞれの底面には、不図示の非接触軸受、例えば真空予圧型空気静圧軸受を構成するエアパッドが複数箇所に設けられており、これらのエアパッドからベース盤１２の上面に向けて噴出された加圧空気の静圧により、ベース盤１２の上方にウエハステージＷＳＴ，計測ステージＭＳＴが数μｍ程度のクリアランスを介して非接触で支持されている。また、ステージＷＳＴ，ＭＳＴは、図７のステージ駆動系１２４によって、Ｙ方向及びＸ方向に独立して２次元方向に駆動可能である。【００２７】
これをさらに詳述すると、床面上には、図２の平面図に示されるように、ベース盤１２を挟んでＸ方向の一側と他側に、Ｙ方向に延びる一対のＹ軸固定子８６，８７が、それぞれ配置されている。Ｙ軸固定子８６，８７は、例えばＹ方向に沿って所定間隔でかつ交互に配置されたＮ極磁石とＳ極磁石の複数の組から成る永久磁石群を内蔵する磁極ユニットによって構成されている。Ｙ軸固定子８６，８７には、各２つのＹ軸可動子８２，８４及び８３，８５が、それぞれ非接触で係合した状態で設けられている。すなわち、合計４つのＹ軸可動子８２、８４、８３、８５は、ＸＺ断面Ｕ字状のＹ軸固定子８６又は８７の内部空間に挿入された状態となっており、対応するＹ軸固定子８６又は８７に対して不図示のエアパッドをそれぞれ介して例えば数μｍ程度のクリアランスを介して非接触で支持されている。Ｙ軸可動子８２、８４、８３、８５のそれぞれは、例えばＹ方向に沿って所定間隔で配置された電機子コイルを内蔵する電機子ユニットによって構成されている。すなわち、本実施形態では、電機子ユニットから成るＹ軸可動子８２，８４と磁極ユニットから成るＹ軸固定子８６とによって、ムービングコイル型のＹ軸リニアモータがそれぞれ構成されている。同様にＹ軸可動子８３，８５とＹ軸固定子８７とによって、ムービングコイル型のＹ軸リニアモータがそれぞれ構成されている。以下においては、上記４つのＹ軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子８２，８４，８３及び８５と同一の符号を用いて、適宜、Ｙ軸リニアモータ８２，８４，８３及び８５と呼ぶものとする。【００２８】
上記４つのＹ軸リニアモータのうち、２つのＹ軸リニアモータ８２，８３の可動子８２，８３は、Ｘ方向に延びるＸ軸固定子８０の長手方向の一端と他端にそれぞれ固定されている。また、残り２つのＹ軸リニアモータ８４，８５の可動子８４，８５は、Ｘ方向に延びるＸ軸固定子８１の一端と他端に固定されている。従って、Ｘ軸固定子８０，８１は、各一対のＹ軸リニアモータ８２，８３、８４，８５によって、Ｙ軸に沿ってそれぞれ駆動される。【００２９】
Ｘ軸固定子８０，８１のそれぞれは、例えばＸ方向に沿って所定間隔で配置された電機子コイルをそれぞれ内蔵する電機子ユニットによって構成されている。
一方のＸ軸固定子８１は、ウエハステージＷＳＴの一部を構成するステージ本体９１（図１参照）に形成された不図示の開口に挿入状態で設けられている。このステージ本体９１の上記開口の内部には、例えばＸ方向に沿って所定間隔でかつ交互に配置されたＮ極磁石とＳ極磁石の複数の組から成る永久磁石群を有する磁極ユニットが設けられている。この磁極ユニットとＸ軸固定子８１とによって、ステージ本体９１をＸ方向に駆動するムービングマグネット型のＸ軸リニアモータが構成されている。同様に、他方のＸ軸固定子８０は、計測ステージＭＳＴを構成するステージ本体９２に形成された開口に挿入状態で設けられている。このステージ本体９２の上記開口の内部には、ウエハステージＷＳＴ側（ステージ本体９１側）と同様の磁極ユニットが設けられている。この磁極ユニットとＸ軸固定子８０とによって、計測ステージＭＳＴをＸ方向に駆動するムービングマグネット型のＸ軸リニアモータが構成されている。【００３０】
本実施形態では、ステージ駆動系１２４を構成する上記各リニアモータが、図７に示される主制御装置２０によって制御される。なお、各リニアモータは、それぞれムービングマグネット型、ムービングコイル型のどちらか一方に限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択することができる。なお、一対のＹ軸リニアモータ８４，８５（又は８２，８３）がそれぞれ発生する推力を僅かに異ならせることで、ウエハステージＷＳＴ（又は計測ステージＭＳＴ）のヨーイング（θｚ方向の回転）の制御が可能である。【００３１】
ウエハステージＷＳＴは、前述したステージ本体９１と、該ステージ本体９１上に不図示のＺ・レベリング機構（例えばボイスコイルモータなど）を介して搭載され、ステージ本体９１に対してＺ方向、θｘ方向、及びθｙ方向に相対的に微小駆動されるウエハテーブルＷＴＢとを含んでいる。
ウエハテーブルＷＴＢ上には、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。ウエハホルダはウエハテーブルＷＴＢと一体に形成しても良いが、本実施形態ではウエハホルダとウエハテーブルＷＴＢとを別々に構成し、例えば真空吸着などによってウエハホルダをウエハテーブルＷＴＢの凹部内に固定している。また、ウエハテーブルＷＴＢの上面には、ウエハホルダ上に載置されるウエハの表面とほぼ面一となる、液体Ｌｑに対して撥液化処理された表面（撥液面）を有し、かつ外形（輪郭）が矩形でその中央部にウエハホルダ（ウエハの載置領域）よりも一回り大きな円形の開口が形成されたプレート（撥液板）２８が設けられている。プレート２８は、低熱膨張率の材料、例えばガラス、ガラスセラミックス、又はセラミックス（ショット社のゼロデュア（商品名）、Ａｌ2Ｏ3あるいはＴｉＣなど）から成り、その表面には、例えばフッ素樹脂材料、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料あるいはシリコン系樹脂材料などにより撥液膜が形成される。【００３２】
さらにプレート２８は、図５（Ａ）のウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の平面図に示されるように、円形の開口を囲む、外形（輪郭）が矩形の第１撥液領域２８ａと、第１撥液領域２８ａの周囲に配置される矩形枠状（環状）の第２撥液領域２８ｂとを有する。第１撥液領域２８ａは、例えば露光動作時、ウエハの表面からはみ出す液浸領域１４（図３参照）の少なくとも一部が形成され、第２撥液領域２８ｂは、後述のエンコーダシステムのためのスケールが形成される。なお、プレート２８はその表面の少なくとも一部がウエハの表面と面一でなくても良い、すなわち異なる高さであっても良い。また、プレート２８は単一のプレートでも良いが、本実施形態では複数のプレート、例えば第１及び第２撥液領域２８ａ，２８ｂにそれぞれ対応する第１及び第２撥液板を組み合わせて構成する。なお、本実施形態の液体Ｌｑは純水であるため、撥液領域２８ａ，２８ｂには一例として撥水コートが施されている。【００３３】
この場合、内側の第１撥液領域２８ａには、照明光ＩＬが照射されるのに対し、外側の第２撥液領域２８ｂには、照明光ＩＬが殆ど照射されない。このことを考慮して、本実施形態では、第１撥液領域２８ａの表面には、照明光ＩＬ（この場合、真空紫外域の光）に対する耐性が十分にある撥水コートが施され、第２撥液領域２８ｂには、その表面に第１撥液領域２８ａに比べて照明光ＩＬに対する耐性が劣る撥水コートが施されている。【００３４】
また、図５（Ａ）から明らかなように、第１撥液領域２８ａの＋Ｙ方向側の端部には、そのＸ方向の中央部に長方形の切り欠きが形成され、この切り欠きと第２撥液領域２８ｂとで囲まれる長方形の空間の内部（切り欠きの内部）に計測プレート３０が埋め込まれている。この計測プレート３０の長手方向の中央（ウエハテーブルＷＴＢのセンターラインＬＬ上）には、基準マークＦＭが形成されるとともに、該基準マークのＸ方向の一側と他側に、基準マークの中心に関して対称な配置で一対の空間像計測用のスリットパターン（スリット状の計測用パターン）ＳＬが形成されている。各スリットパターンＳＬとしては、一例として、Ｙ方向とＸ方向とに沿った辺を有するＬ字状のスリットパターン、あるいはＸ軸及びＹ方向にそれぞれ延びる２つの直線状のスリットパターンなどを用いることができる。【００３５】
そして、上記各スリットパターンＳＬ下方のウエハステージＷＳＴの内部には、図５（Ｂ）に示されるように、対物レンズ、ミラー、リレーレンズなどを含む光学系よりなる送光系３６が収納されたＬ字状の筐体が、ウエハテーブルＷＴＢからステージ本体９１の内部の一部を貫通する状態で、一部埋め込み状態で取り付けられている。送光系３６は、図示は省略されているが、上記一対の空間像計測スリットパターンＳＬに対応して一対設けられている。送光系３６は、空間像計測スリットパターンＳＬを透過した照明光ＩＬを、Ｌ字状の経路に沿って導き、Ｙ方向に向けて射出する。【００３６】
さらに、第２撥液領域２８ｂの上面には、その４辺のそれぞれに沿って所定ピッチで多数の格子線３７，３８が直接形成されている。これをさらに詳述すると、第２撥液領域２８ｂのＸ方向の両側（図５（Ａ）における左右両側）の領域には、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2がそれぞれ形成されている。このＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2はそれぞれ、例えばＸ方向を長手方向とする格子線３８を所定ピッチでＹ軸に平行な方向（Ｙ方向）に沿って形成してなる、Ｙ方向を周期方向とする反射型の格子（例えば位相型の回折格子）によって構成されている。【００３７】
同様に、第２撥液領域２８ｂのＹ方向の両側（図５（Ａ）における上下両側）の領域には、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2がそれぞれ形成されている。このＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2はそれぞれ、例えばＹ方向を長手方向とする格子線３７を所定ピッチでＸ軸に平行な方向（Ｘ方向）に沿って形成してなる、Ｘ方向を周期方向とする反射型の格子（例えば位相型の回折格子）によって構成されている。【００３８】
上記各スケール３９Ｙ1，３９Ｙ2，３９Ｘ1，３９Ｘ2としては、第２撥液領域２８ｂの表面に例えばホログラム等により反射型の回折格子が作成されたものが用いられている。この場合、各スケールには狭いスリット又は溝等から成る格子が目盛りとして所定間隔（ピッチ）で刻まれている。各スケールに用いられる回折格子の種類は限定されるものではなく、機械的に溝等が形成されたもののみならず、例えば、感光性樹脂に干渉縞を焼き付けて作成したものであっても良い。但し、各スケールは、例えば薄板状のガラスに上記回折格子の目盛りを、例えば１３８ｎｍ〜４μｍの間のピッチ、例えば１μｍピッチで刻んで作成されている。これらスケールは前述の撥液膜（撥水膜）で覆われている。なお、図５（Ａ）では、図示の便宜上から、格子のピッチは、実際のピッチに比べて格段に広く図示されている。その他の図においても同様である。【００３９】
このように、本実施形態では、第２撥液領域２８ｂそのものがスケールを構成するので、第２撥液領域２８ｂの材料として低熱膨張のガラス板を用いることとしたものである。しかし、これに限らず、格子が形成された低熱膨張のガラス板などから成るスケール部材を、局所的な伸縮が生じないように、例えば板ばね（又は真空吸着）等によりウエハテーブルＷＴＢの上面に固定しても良く、この場合には、全面に同一の撥水コートが施された撥水板をプレート２８に代えて用いても良い。【００４０】
ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面、−Ｘ端面には、それぞれ鏡面加工が施され、図２に示される反射面１７ａ，１７ｂが形成されている。干渉計システム１１８（図７参照）のＹ軸干渉計１６及びＸ軸干渉計１２６（図２参照）は、これらの反射面１７ａ，１７ｂにそれぞれ干渉計ビーム（測長ビーム）を投射して、それぞれの反射光を受光する。そして、干渉計１６及び１２６は、各反射面の基準位置（例えば投影ユニットＰＵ側面に配置された参照鏡）からの変位、すなわちウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報を計測し、この計測値が主制御装置２０に供給される。本実施形態では、Ｙ軸干渉計１６及びＸ軸干渉計１２６として、ともに光軸を複数有する多軸干渉計が用いられており、これらの干渉計１６及び１２６の計測値に基づいて、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢのＸ，Ｙ方向の位置に加え、θｘ方向の回転情報（ピッチング）、θｙ方向の回転情報（ローリング）、及びθｚ方向の回転情報（ヨーイング）も計測可能である。【００４１】
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方向の回転情報を含む）は、主として、上述したＹスケール、Ｘスケールなどを含む、後述するエンコーダシステムによって計測され、干渉計１６，１２６の計測値は、そのエンコーダシステム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）する場合などに補助的に用いられる。また、Ｙ軸干渉計１６は、ウエハ交換のため、後述するアンローディングポジション、及びローディングポジション付近においてウエハテーブルＷＴＢのＹ方向の位置等を計測するのに用いられる。また、例えばローディング動作とアライメント動作との間、及び／又は露光動作とアンローディング動作との間におけるウエハステージＷＳＴの移動においても、干渉計システム１１８の計測情報、すなわち５自由度の方向（Ｘ方向、Ｙ方向、θｘ、θｙ及びθｚ方向）の位置情報の少なくとも１つが用いられる。【００４２】
なお、干渉計システム１１８のＹ軸干渉計１６、Ｘ軸干渉計１２６、及び後述の計測ステージＭＳＴ用のＹ軸干渉計１８、Ｘ軸干渉計１３０は、図１中の計測フレーム２１の平面図である図３に示すように、計測フレーム２１の底面に支持部材２４Ａ，２４Ｃ，２４Ｂ，２４Ｄを介して支持されている。しかしながら、Ｙ軸干渉計１６，１８及びＸ軸干渉計１２６，１３０を投影ユニットＰＵを保持するメインフレームに、又は前述の如く吊り下げ支持される投影ユニットＰＵと一体に設けても良い。これらの場合、干渉計１６，１８，１２６，１３０は、ステージに向かう側長ビームと参照鏡に向かう参照ビームとを分離及び合成する干渉光学系の部分のみを含み、側長ビームと参照ビームとの干渉光を受光するレシーバ（光電検出器）の部分は、不図示のコラムで支持するようにしてもよい。【００４３】
なお、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴがＸＹ平面内で自在に移動可能なステージ本体９１と、該ステージ本体９１上に搭載され、ステージ本体９１に対してＺ方向、θｘ方向、及びθｙ方向に相対的に微小駆動可能なウエハテーブルＷＴＢとを含むものとしたが、これに限らず、６自由度で移動可能な単一のステージをウエハステージＷＳＴとして採用しても勿論良い。また、反射面１７ａ，１７ｂの代わりに、ウエハテーブルＷＴＢに平面ミラーから成る移動鏡を設けても良い。さらに、参照鏡（基準面）を配置する位置は投影ユニットＰＵに限られるものでないし、必ずしも参照鏡を用いてウエハステージＷＳＴの位置情報を計測しなくても良い。【００４４】
また、本実施形態では、干渉計システム１１８によって計測されるウエハステージＷＳＴの位置情報が、後述の露光動作やアライメント動作などでは用いられず、主としてエンコーダシステムのキャリブレーション動作（すなわち、計測値の較正）などに用いられるものとしたが、干渉計システム１１８の計測情報（すなわち、５自由度の方向の位置情報の少なくとも１つ）を、例えば露光動作及び／又はアライメント動作などで用いても良い。本実施形態では、エンコーダシステムはウエハステージＷＳＴの３自由度の方向、すなわちＸ軸、Ｙ軸及びθｚ方向の位置情報を計測する。そこで、露光動作などにおいて、干渉計システム１１８の計測情報のうち、エンコーダシステムによるウエハステージＷＳＴの位置情報の計測方向（Ｘ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向）と異なる方向、例えばθｘ方向及び／又はθｙ方向に関する位置情報のみを用いても良いし、その異なる方向の位置情報に加えて、エンコーダシステムの計測方向と同じ方向（すなわち、Ｘ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向の少なくとも１つ）に関する位置情報を用いても良い。また、干渉計システム１１８はウエハステージＷＳＴのＺ方向の位置情報を計測可能としても良い。この場合、露光動作などにおいてＺ方向の位置情報を用いても良い。【００４５】
図１の計測ステージＭＳＴは、ステージ本体９２上に平板状の計測テーブルＭＴＢを固定して構成されている。計測テーブルＭＴＢ及びステージ本体９２には、各種計測用部材が設けられている。この計測用部材としては、例えば、図２及び図６（Ａ）に示されるように、ピンホール状の受光部を有する照度むらセンサ９４、投影光学系ＰＬにより投影されるパターンの空間像（投影像）を計測する空間像計測器９６、及び波面収差計測器９８などが採用されている。【００４６】
なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと液体（水）Ｌｑとを介して照明光ＩＬによりウエハＷを露光する液浸露光が行われるのに対応して、照明光ＩＬを用いる計測に使用される上記の照度むらセンサ９４（及び照度モニタ）、空間像計測器９６、並びに波面収差計測器９８では、投影光学系ＰＬ及び水を介して照明光ＩＬを受光することとなる。
計測ステージＭＳＴのステージ本体９２には、図６（Ｂ）に示されるように、その−Ｙ方向側の端面に、枠状の取付部材４２が固定されている。また、ステージ本体９２の−Ｙ方向側の端面には、取付部材４２の開口内部のＸ方向の中心位置近傍に、前述した図５（Ｂ）の一対の送光系３６に対向し得る配置で、一対の受光系４４が固定されている。各受光系４４は、リレーレンズなどの光学系と、受光素子、例えばフォトマルチプライヤチューブなどと、これらを収納する筐体とによって構成されている。図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）、並びにこれまでの説明から分かるように、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとが、Ｙ方向に関して所定距離以内に近接した状態（接触状態を含む）では、計測プレート３０の各スリットパターンＳＬを透過した照明光ＩＬが前述の各送光系３６で案内され、各受光系４４の受光素子で受光される。すなわち、計測プレート３０、送光系３６、及び受光系４４によって、特開２００２−１４００５号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書）などに開示されるものと同様の、空間像計測装置４５（図７参照）が構成される。【００４７】
図６（Ｂ）の取付部材４２上には、断面矩形の棒状部材から成る基準部材としてのコンフィデンシャルバー（以下、「ＣＤバー」と略述する）４６がＸ方向に延設されている。このＣＤバー４６は、フルキネマティックマウント構造によって、計測ステージＭＳＴ上にキネマティックに支持されている。
ＣＤバー４６は、原器（計測基準）となるため、低熱膨張率のガラスセラミックス、例えば、ショット社のゼロデュア（商品名）などがその素材として採用されている。このＣＤバー４６の上面（表面）は、いわゆる基準平面板と同程度にその平坦度が高く設定されている。また、このＣＤバー４６の長手方向の一側と他側の端部近傍には、図６（Ａ）に示されるように、Ｙ方向を周期方向とする基準格子（例えば回折格子）５２がそれぞれ形成されている。この一対の基準格子５２は、所定距離（Ｌとする）を隔ててＣＤバー４６のＸ方向の中心、すなわち前述のセンターラインＣＬに関して対称な配置で形成されている。【００４８】
また、このＣＤバー４６の上面には、図６（Ａ）に示されるような配置で複数の基準マークＭが形成されている。この複数の基準マークＭは、同一ピッチでＹ方向に関して３行の配列で形成され、各行の配列がＸ方向に関して互いに所定距離だけずれて形成されている。各基準マークＭとしては、後述するプライマリライメント系、セカンダリアライメント系によって検出可能な寸法の２次元マークが用いられている。基準マークＭはその形状（構成）が前述の図５（Ａ）の基準マークＦＭと異なっても良いが、本実施形態では基準マークＭと基準マークＦＭとは同一構成であり、かつウエハＷのアライメントマークとも同一の構成となっている。なお、本実施形態ではＣＤバー４６の表面、及び計測テーブルＭＴＢ（前述の計測用部材を含んでも良い）の表面もそれぞれ撥液膜（撥水膜）で覆われている。【００４９】
図２に示すように、計測テーブルＭＴＢの＋Ｙ端面、−Ｘ端面にも前述したウエハテーブルＷＴＢと同様の反射面１９ａ，１９ｂが形成されている。干渉計システム１１８（図７参照）のＹ軸干渉計１８、Ｘ軸干渉計１３０は、これらの反射面１９ａ，１９ｂに、干渉計ビーム（測長ビーム）を投射してそれぞれの反射光を受光することにより、各反射面の基準位置からの変位、すなわち計測ステージＭＳＴの位置情報（例えば、少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置情報とθｚ方向の回転情報とを含む）を計測し、この計測値が主制御装置２０に供給される。【００５０】
ところで、Ｘ軸固定子８１及び８０のＸ方向の両端部には、図２に示されるように、ストッパ機構４８Ａ，４８Ｂが設けられている。ストッパ機構４８Ａ，４８Ｂは、Ｘ軸固定子８１に設けられた、例えばオイルダンパから成る緩衝装置としてのショックアブソーバ４７Ａ，４７Ｂと、Ｘ軸固定子８０のショックアブソーバ４７Ａ，４７Ｂに対向する位置に設けられた開口５１Ａ，５１Ｂと、これを開閉するシャッタ４９Ａ，４９Ｂとを含んでいる。シャッタ４９Ａ，４９Ｂによる開口５１Ａ，５１Ｂの開閉状態は、シャッタ４９Ａ，４９Ｂ近傍に設けられた開閉センサ（図７参照）１０１により検出され、該検出結果が主制御装置２０に送られる。【００５１】
ここで、前記ストッパ機構４８Ａ，４８Ｂの作用について、ストッパ機構４８Ａを代表的に採り上げて説明する。
図２において、シャッタ４９Ａが開口５１Ａを閉塞する状態にある場合には、Ｘ軸固定子８１とＸ軸固定子８０が接近した場合にも、ショックアブソーバ４７Ａとシャッタ４９Ａが接触（当接）することにより、それ以上、Ｘ軸固定子８０，８１同士が接近できなくなる。一方、シャッタ４９Ａが開かれて開口５１Ａが開放された場合、Ｘ軸固定子８１，８０が互いに接近すると、ショックアブソーバ４７Ａの先端部の少なくとも一部を開口５１Ａ内に侵入させることができ、Ｘ軸固定子８１，８０同士を接近させることが可能となる。この結果、ウエハテーブルＷＴＢと計測テーブルＭＴＢ（ＣＤバー４６）とを接触させる（あるいは、３００μｍ程度の距離に近接させる）ことが可能である。【００５２】
図２において、Ｘ軸固定子８０の両端部の−Ｙ側には、間隔検知センサ４３Ａ，４３Ｃと衝突検知センサ４３Ｂ，４３Ｄとが設けられ、Ｘ軸固定子８１の両端部の＋Ｙ側には、Ｙ方向に細長い板状部材４１Ａ，４１Ｂが突設されている。間隔検知センサ４３Ａ，４３Ｃは、例えば透過型フォトセンサ（例えばＬＥＤ−フォトトランジストよりなるセンサ）から成り、Ｘ軸固定子８０とＸ軸固定子８１が接近して、間隔検知センサ４３Ａの間に板状部材４１Ａが入り、受光量が減少することから、Ｘ軸固定子８０，８１の間隔が所定距離以下になったことを検知できる。【００５３】
衝突検知センサ４３Ｂ，４３Ｄは、間隔検知センサ４３Ａ，４３Ｃと同様の光電センサであるが、さらにその奥に配置されている。衝突検知センサ４３Ｂ，４３Ｄによると、Ｘ軸固定子８１，８０が更に接近し、ウエハテーブルＷＴＢとＣＤバー４６（計測テーブルＭＴＢ）とが接触した段階（又は３００μｍ程度の距離に近接した段階）で、センサ間に板状部材４１Ａの上半部が位置決めされるため、主制御装置２０は、そのセンサの受光量が零になるのを検出することで、両テーブルが接触した（又は３００μｍ程度の距離に近接した）ことを検知できる。【００５４】
本実施形態の露光装置１００では、図１では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、図４に示されるように、投影ユニットＰＵの中心（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ、本実施形態では前述の露光領域ＩＡの中心とも一致）を通りかつＹ軸と平行な直線ＬＶ上で、その光軸ＡＸから−Ｙ側に所定距離隔てた位置に検出中心を有するプライマリアライメント系ＡＬ１が配置されている。このプライマリアライメント系ＡＬ１は、支持部材５４を介して計測フレーム２１（図１参照）に固定されている。プライマリアライメント系ＡＬ１を挟んで、Ｘ方向の一側と他側には、その直線ＬＶに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2と、セカンダリアライメント系ＡＬ２3，ＡＬ２4とがそれぞれ設けられている。すなわち、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4はその検出中心がＸ方向に関して異なる位置に配置されている、すなわちＸ方向に沿って配置されている。【００５５】
各セカンダリアライメント系ＡＬ２n（ｎ＝１〜４）は、セカンダリアライメント系ＡＬ２4について代表的に示されるように、回転中心Ｏを中心として図４における時計回り及び反時計回りに所定角度範囲で回動可能なアーム５６n（ｎ＝１〜４）の先端（回動端）に固定されている。本実施形態では、各セカンダリアライメント系ＡＬ２nはその一部（例えば、アライメント光を検出領域に照射し、かつ検出領域内の対象マークから発生する光を受光素子に導く光学系を少なくとも含む）がアーム５６nに固定され、残りの一部は計測フレーム２１に設けられる。セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4はそれぞれ、回転中心Ｏを中心として回動することで、Ｘ位置が調整される。すなわち、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4はその検出領域（又は検出中心）が独立にＸ方向に可動である。なお、本実施形態では、アームの回動によりセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のＸ位置が調整されるものとしたが、これに限らず、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4をＸ方向に往復駆動する駆動機構を設けても良い。また、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4の少なくとも１つをＸ方向だけでなくＹ方向にも可動として良い。なお、各セカンダリアライメント系ＡＬ２nはその一部がアーム５６nによって移動されるので、不図示のセンサ、例えば干渉計、あるいはエンコーダなどによって、アーム５６nに固定されるその一部の位置情報が計測可能となっている。このセンサは、セカンダリアライメント系ＡＬ２nのＸ方向の位置情報を計測するだけでも良いが、他の方向、例えばＹ方向、及び／又は回転方向（θｘ及びθｙ方向の少なくとも一方を含む）の位置情報も計測可能として良い。【００５６】
前記各アーム５６nの上面には、差動排気型のエアベアリングから成るバキュームパッド５８n（ｎ＝１〜４）が設けられている。また、アーム５６nは、例えばモータ等を含む回転駆動機構６０n（ｎ＝１〜４、図７参照）によって、主制御装置２０の指示に応じて回動可能である。主制御装置２０は、アーム５６nの回転調整後に、各バキュームパッド５８nを作動させて各アーム５６nを計測フレーム２１（図１参照）に吸着固定する。これにより、各アーム５６nの回転角度調整後の状態、すなわち、プライマリアライメント系ＡＬ１及び４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4の所望の位置関係が維持される。【００５７】
なお、計測フレーム２１のアーム５６nに対向する部分に磁性体を固定しておき、バキュームパッド５８nに代えて電磁石を採用しても良い。
本実施形態では、プライマリアライメント系ＡＬ１及び４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれとして、例えば画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。このＦＩＡ系では、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（各アライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する。アライメント系ＡＬ１及びＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれからの撮像信号は、図７の主制御装置２０に供給されるようになっている。【００５８】
なお、上記各アライメント系としては、ＦＩＡ系に限らず、例えばコヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象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。また、本実施形態では５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4を設けているため、アライメントを効率的に行うことができる。しかしながら、アライメント系の数は５つに限られるものでなく、２つ以上かつ４つ以下、あるいは６つ以上でも良いし、奇数ではなく偶数でも良い。また、プライマリアライメント系ＡＬ１のみを用いるだけでもよい。さらに、本実施形態では、５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4は、支持部材５４を介して計測フレーム２１に固定されるものとしたが、これに限らず、投影ユニットＰＵを保持するメインフレームの下面等に固定してもよい。【００５９】
本実施形態の露光装置１００では、図４に示されるように、前述したノズルユニット３２の周囲を四方から囲む状態で、エンコーダシステムの４つのヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄが配置されている。これらのヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄを構成する複数のＹヘッド６４及びＸヘッド６６は、図４では２点鎖線で示すように、固定部材（不図示）を介して、平板状の計測フレーム２１（図１参照）の底面に固定されている。その固定部材は、一例として計測フレーム２１に埋め込まれて接着等で固定された低膨張率の金属（例えばインバー等）製の雌ねじが形成された複数のブッシュと、ヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄの個々のヘッド６４，６６の筐体を対応するブッシュに固定するボルトとを含んで構成できる。【００６０】
図３は、計測フレーム２１を示す平面図である。図３に示すように、計測フレーム２１の中央部には投影ユニットＰＵの先端部を通すための開口２１ａが形成されている。計測フレーム２１は、極めて小さい線膨張率（低膨張率）の材料から形成されている。なお、ヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄは、例えば前述した投影ユニットＰＵを保持するメインフレームに固定された極めて小さい線膨張率の部材に吊り下げ状態で固定してもよい。【００６１】
計測フレーム２１の材料は、一例として線膨張率がそれぞれ±０．２×１０-7／Ｋ（±０．０２ｐｐｍ／Ｋ）程度以内の低膨張ガラス（例えば（株）オハラのCLEARCERAM-Z HS（商品名））又は低膨張ガラスセラミックス（例えばショット社のゼロデュア（ZERODUR）（商品名））である。また、計測フレーム２１の材料として、線膨張率が０．５×１０-6／Ｋ（０．５ｐｐｍ／Ｋ）程度以内の低膨張セラミックス、又はインバーよりも線膨張率の小さいスーパーインバーなども使用可能である。【００６２】
これに関して、図１のウエハステージＷＳＴのウエハテーブルＷＴＢのプレート２８が載置される本体部、及びウエハステージＷＳＴのステージ本体９１の材料は、例えば線膨張率が０．１×１０-4／Ｋ（１０ｐｐｍ／Ｋ）程度の鉄（鋼材）又は線膨張率が１×１０-6／Ｋ（１ｐｐｍ／Ｋ）程度のインバー等である。この結果、本実施形態の計測フレーム２１の線膨張率は、ウエハステージＷＳＴのスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2，３９Ｘ1，３９Ｘ2が形成される図５（Ａ）のプレート２８以外の部材（ウエハステージＷＳＴの本体部）の線膨張率に対して、例えば１／２〜１／５０程度に小さく設定されている。【００６３】
さらに、図１に示すように、本実施形態の露光装置１００は、不図示のチャンバ内の床ＦＬ上に設置されている。ウエハステージＷＳＴを案内するベース盤１２は、例えば複数の防振台（不図示）を介して床ＦＬ上に配置されている。そして、床ＦＬ上に、ベース盤１２を囲むように３箇所にＬ字型の吊り下げ部材２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ（図３参照）が固定され、吊り下げ部材２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの先端部から防振部材２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを介して計測フレーム２１が吊り下げて支持されている。防振部材２３Ａ〜２３Ｃは、例えば空気ばね方式、油圧方式、又は機械ばね方式で振動を遮断する部材である。【００６４】
図３において、計測フレーム２１をＹ方向に挟む位置、及び計測フレーム２１の−Ｘ方向の側面に沿った位置よりなる３箇所の床面上にコラム１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃが設置されている。コラム１０５Ａ，１０５Ｂと計測フレーム２１との間に、それぞれ計測フレーム２１のＸ方向の変位を計測するＸ軸センサ１０６ＸＡ，１０６ＸＢと、計測フレーム２１のＺ方向の変位を計測するＺ軸センサ１０６ＺＡ，１０６ＺＢとが取り付けられている。また、コラム１０５Ｃと計測フレーム２１との間に、計測フレーム２１のＹ方向の変位を計測するＹ軸センサ１０６Ｙと、計測フレーム２１のＺ方向の変位を計測するＺ軸センサ１０６ＺＣとが取り付けられている。６軸のセンサ１０６ＸＡ，１０６ＸＢ，１０６Ｙ，１０６ＺＡ〜１０６ＺＣとしては、例えば干渉計、静電容量型の変位センサ、又は渦電流式の変位センサ等が使用できる。これらの６軸のセンサ１０６ＸＡ〜１０６ＺＣによって、床面を基準とする計測フレーム２１のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θｘ方向、θｙ方向、θｚ方向の６自由度の変位が高精度に所定のサンプリングレートで計測され、計測値が制御部１０８に供給される。【００６５】
また、コラム１０５Ａ，１０５Ｂと計測フレーム２１との間に、それぞれ計測フレーム２１をＸ方向に変位させるＸ軸アクチュエータ１０７ＸＡ，１０７ＸＢと、計測フレーム２１をＺ方向に変位させるＺ軸アクチュエータ１０７ＺＡ，１０７ＺＢとが取り付けられている。さらに、コラム１０５Ｃと計測フレーム２１との間に、計測フレーム２１をＹ方向に変位させるＹ軸アクチュエータ１０７Ｙと、計測フレーム２１をＺ方向に変位させるＺ軸アクチュエータ１０７ＺＣとが取り付けられている。６軸の非接触方式のアクチュエータ１０７ＸＡ，１０７ＸＢ，１０７Ｙ，１０７ＺＡ〜１０７ＺＣとしては、例えばボイスコイルモータが使用できるが、それ以外の例えばＥＩコア方式等の電磁アクチュエータも使用できる。これら６軸のアクチュエータ１０７ＸＡ〜１０７ＺＣによって、床面に対する計測フレーム２１の６自由度の変位を制御できる。図７の主制御装置２０の制御のもとで制御部１０８は、走査露光中に、６軸のセンサ１０６ＸＡ〜１０６ＺＣの計測値に基づいて、床面に対する計測フレーム２１の６自由度の変位が所定の許容範囲内に収まるように６軸のアクチュエータ１０７ＸＡ〜１０７ＺＣをサーボ方式で駆動する。なお、計測フレーム２１の変位計測及び変位制御の基準としては、投影ユニットＰＵを支持するメインフレーム（不図示）等を用いてもよい。【００６６】
図１において、露光装置１００の稼働時には、露光装置１００が収納されたチャンバ（不図示）の天井の送風口６Ａ，６Ｂから矢印７Ａ，７Ｂで示すように、高度に清浄化されて温度が安定化された気体（例えばドライエアー等）がダウンフロー方式で所定流量で供給される。供給された気体の一部は、床ＦＬに設けられた回収口（不図示）から回収された後、防塵フィルタ及び温度制御部を経て再び送風口６Ａ，６Ｂからチャンバ内に戻される。この際に、そのチャンバ内をダウンフロー方式で気体が円滑に流れるように、図３に示すように、計測フレーム２１の投影ユニットＰＵを囲む領域のほぼ全面にＸ方向、Ｙ方向に所定ピッチで多数の開口２５が形成されている。これによって、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの温度安定性等が向上する。【００６７】
次に、図４において、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃは、投影ユニットＰＵの＋Ｘ側、−Ｘ側にそれぞれＸ方向に沿って投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通りかつＸ軸と平行な直線ＬＨ上に所定間隔で配置された複数（ここでは６個）のＹヘッド６４を備えている。Ｙヘッド６４は、それぞれ前述の図５（Ａ）のＹスケール３９Ｙ1又は３９Ｙ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ方向の位置（Ｙ位置）を計測する。また、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄは、投影ユニットＰＵの＋Ｙ側、−Ｙ側にそれぞれＹ方向に沿って光軸ＡＸを通りかつＹ軸と平行な直線ＬＶ上にほぼ所定間隔で配置された複数（ここでは７個及び１１個（ただし、図４ではその１１個のうちのプライマリアライメント系ＡＬ１と重なる３個は不図示））のＸヘッド６６を備えている。Ｘヘッド６６は、それぞれ前述の図５（Ａ）のＸスケール３９Ｘ1又は３９Ｘ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ方向の位置（Ｘ位置）を計測する。【００６８】
従って、図４のヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、それぞれ図５（Ａ）のＹスケール３９Ｙ1及び３９Ｙ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ位置を計測する多眼（ここでは６眼）のＹ軸のリニアエンコーダ（以下、適宜、Ｙエンコーダと略述する）７０Ａ及び７０Ｃ（図７参照）を構成する。Ｙエンコーダ７０Ａ，７０Ｃはそれぞれ複数のＹヘッド６４の計測値の切り替え（詳細後述）を行う切り替え制御部７０Ａａ，７０Ｃａを備えている。ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃが備える隣接するＹヘッド６４（すなわち、Ｙヘッド６４から照射される計測ビーム）の間隔は、前述のＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ方向の幅（より正確には、格子線３８の長さ）よりも狭く設定されている。また、ヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄがそれぞれ備える複数のＹヘッド６４、Ｘヘッド６６のうち、最も内側に位置するＹヘッド６４、Ｘヘッド６６は、光軸ＡＸになるべく近く配置するために、投影光学系ＰＬの鏡筒４０の下端部（より正確には先端レンズ１９１を取り囲むノズルユニット３２の横側）で計測フレーム２１に固定されている。【００６９】
また、ヘッドユニット６２Ｂ及び６２Ｄは、基本的にそれぞれ前述のＸスケール３９Ｘ1及び３９Ｘ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ位置を計測する、多眼（ここでは、７眼及び１１眼）のＸ軸のリニアエンコーダ（以下、適宜、Ｘエンコーダと略述する）７０Ｂ及び７０Ｄ（図７参照）を構成する。Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄはそれぞれ複数のＸヘッド６６の計測値の切り替え（詳細後述）を行う切り替え制御部７０Ｂａ，７０Ｄａを備えている。なお、本実施形態では、例えば後述するアライメント時などにヘッドユニット６２Ｄが備える１１個のＸヘッド６６のうちの２個のＸヘッド６６が、Ｘスケール３９Ｘ1及び３９Ｘ2に同時に対向する場合がある。この場合には、Ｘスケール３９Ｘ1及び３９Ｘ2とこれに対向するＸヘッド６６とによって、Ｘリニアエンコーダ７０Ｂ及び７０Ｄが構成される。【００７０】
ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備える隣接するＸヘッド６６（計測ビーム）の間隔は、前述のＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のＹ方向の幅（より正確には、格子線３７の長さ）よりも狭く設定されている。
さらに、図４のセカンダリアライメント系ＡＬ２1の−Ｘ側、セカンダリアライメント系ＡＬ２4の＋Ｘ側に、プライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を通るＸ軸に平行な直線上かつその検出中心に対してほぼ対称に検出点が配置されるＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2がそれぞれ設けられている。Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2の間隔は、前述した距離Ｌ（図６（Ａ）の基準格子５２のＹ方向の間隔）にほぼ等しく設定されている。Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2は、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの中心が上記直線ＬＶ上にある図４に示される状態では、Ｙスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1にそれぞれ対向するようになっている。後述するアライメント動作の際などでは、Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2に対向してＹスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1がそれぞれ配置され、このＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2（すなわち、これらＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2を含むＹエンコーダ７０Ｃ，７０Ａ）によってウエハステージＷＳＴのＹ位置（及びθｚ方向の角度）が計測される。【００７１】
また、本実施形態では、セカンダリアライメント系の後述するベースライン計測時などに、図６（Ａ）のＣＤバー４６の一対の基準格子５２とＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2とがそれぞれ対向し、Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2と対向する基準格子５２とによって、ＣＤバー４６のＹ位置が、それぞれの基準格子５２の位置で計測される。以下では、基準格子５２にそれぞれ対向するＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2によって構成されるリニアエンコーダをＹエンコーダ７０Ｅ，７０Ｆ（図７参照）と呼ぶ。【００７２】
上述した６つのエンコーダ７０Ａ〜７０Ｆの計測値は、主制御装置２０に供給され、主制御装置２０は、エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄの計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置を制御するとともに、Ｙエンコーダ７０Ｅ，７０Ｆの計測値に基づいて、ＣＤバー４６のθｚ方向の回転を制御する。
本実施形態の露光装置１００では、図４に示されるように、照射系９０ａ及び受光系９０ｂから成る、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応する米国特許第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）が設けられている。本実施形態では、一例として、前述のヘッドユニット６２Ｃの−Ｘ端部の−Ｙ側に照射系９０ａが配置され、これに対向する状態で、前述のヘッドユニット６２Ａの＋Ｘ端部の−Ｙ側に受光系９０ｂが配置されている。【００７３】
図４の多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の複数の検出点は、被検面上でＸ方向に沿って所定間隔で配置される。本実施形態では、例えば１行Ｍ列（Ｍは検出点の総数）又は２行Ｎ列（Ｎは検出点の総数の１／２）の行マトリックス状に配置される。図４中では、それぞれ検出ビームが照射される複数の検出点を、個別に図示せず、照射系９０ａ及び受光系９０ｂの間でＸ方向に延びる細長い検出領域ＡＦとして示している。この検出領域ＡＦは、Ｘ方向の長さがウエハＷの直径と同程度に設定されているので、ウエハＷをＹ方向に１回スキャンするだけで、ウエハＷのほぼ全面でＺ方向の位置情報（面位置情報）を計測できる。また、この検出領域ＡＦは、Ｙ方向に関して、前述の液浸領域１４（露光領域ＩＡ）とアライメント系（ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4）の検出領域との間に配置されているので、多点ＡＦ系とアライメント系とでその検出動作を並行して行うことが可能となっている。多点ＡＦ系は、投影ユニットＰＵを保持するメインフレームなどに設けても良いが、本実施形態では前述の計測フレームに設けるものとする。【００７４】
なお、複数の検出点は１行Ｍ列又は２行Ｎ列で配置されるものとしたが、行数及び／又は列数はこれに限られない。但し、行数が２以上である場合は、異なる行の間でも検出点のＸ方向の位置を異ならせることが好ましい。さらに、複数の検出点はＸ方向に沿って配置されるものとしたが、これに限らず、複数の検出点の全部又は一部をＹ方向に関して異なる位置に配置しても良い。【００７５】
本実施形態の露光装置１００は、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の複数の検出点のうち両端に位置する検出点の近傍、すなわち検出領域ＡＦの両端部近傍に、前述の直線ＬＶに関して対称な配置で、各一対のＺ位置計測用の面位置センサ（以下、Ｚセンサと略述する）７２ａ，７２ｂ、及び７２ｃ，７２ｄが設けられている。これらのＺセンサ７２ａ〜７２ｄは、例えば図３の計測フレーム２１の下面に固定されている。Ｚセンサ７２ａ〜７２ｄとしては、ウエハテーブルＷＴＢに対し上方から光を照射し、その反射光を受光してその光の照射点におけるウエハテーブルＷＴＢ表面のＸＹ平面に直交するＺ方向の位置情報を計測するセンサ、一例としてＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップのような構成の光学式の変位センサ（ＣＤピックアップ方式のセンサ）が用いられている。なお、Ｚセンサ７２ａ〜７２ｄは前述した投影ユニットＰＵのメインフレームなどに設けても良い。【００７６】
さらに、前述したヘッドユニット６２Ｃは、複数のＹヘッド６４を結ぶＸ方向の直線ＬＨを挟んで一側と他側に位置する、直線ＬＨに平行な２本の直線上にそれぞれ沿って且つ所定間隔で配置された複数（ここでは各６個、合計で１２個）のＺセンサ７４i,j（ｉ＝１，２、ｊ＝１，２，……，６）を備えている。この場合、対を成すＺセンサ７４1,j、７４2,jは、上記直線ＬＨに関して対称に配置されている。さらに、複数対（ここでは６対）のＺセンサ７４1,j、７４2,jと複数のＹヘッド６４とは、Ｘ方向に関して交互に配置されている。各Ｚセンサ７４i,jとしては、例えば、前述のＺセンサ７２ａ〜７２ｄと同様のＣＤピックアップ方式のセンサが用いられている。【００７７】
ここで、直線ＬＨに関して対称な位置にある各対のＺセンサ７４1,j，７４2,jの間隔は、前述したＺセンサ７２ｃ，７２ｄの間隔と同一間隔に設定されている。また、一対のＺセンサ７４1,4，７４2,4は、Ｚセンサ７２ａ，７２ｂと同一の、Ｙ方向に平行な直線上に位置している。
また、前述したヘッドユニット６２Ａは、前述の直線ＬＶに関して、上述の複数のＺセンサ７４i,jと対称に配置された複数、ここでは１２個のＺセンサ７６p,q（ｐ＝１，２、ｑ＝１，２，……，６）を備えている。各Ｚセンサ７６p,qとしては、例えば、前述のＺセンサ７２ａ〜７２ｄと同様のＣＤピックアップ方式のセンサが用いられている。また、一対のＺセンサ７６1,3，７６2,3は、Ｚセンサ７２ｃ，７２ｄと同一のＹ方向の直線上に位置している。Ｚセンサ７４i,j及び７６p,qは計測フレーム２１の底面に固定されている。【００７８】
なお、図４では、計測ステージＭＳＴの図示が省略されるとともに、その計測ステージＭＳＴと先端レンズ１９１との間に保持される水Ｌｑで形成される液浸領域１４が示されている。また、この図４において、符号７８は、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）のビーム路近傍に所定温度に温度調整されたドライエアーを、図４中の白抜き矢印で示されるように、例えばダウンフローにて送風する局所空調システムを示す。また、符号ＵＰは、ウエハテーブルＷＴＢ上のウエハのアンロードが行われるアンロードポジションを示し、符号ＬＰはウエハテーブルＷＴＢ上へのウエハのロードが行われるローディングポジションを示す。本実施形態では、アンロードポジションＵＰと、ローディングポジションＬＰとは、直線ＬＶに関して対称に設定されている。なお、アンロードポジションＵＰとローディングポジションＬＰとを同一位置としても良い。【００７９】
図７には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ（又はワークステーション）から成る主制御装置２０を中心として構成されている。なお、図７においては、前述した照度むらセンサ９４、空間像計測器９６及び波面収差計測器９８などの計測ステージＭＳＴに設けられた各種センサが、纏めてセンサ群９として示されている。【００８０】
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、前述したようなウエハテーブルＷＴＢ上のＸスケール、Ｙスケールの配置及び前述したようなＸヘッド、Ｙヘッドの配置を採用したことから、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）などに例示されるように、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲（すなわち、本実施形態では、アライメント及び露光動作のために移動する範囲）では、必ず、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2とヘッドユニット６２Ｂ、６２Ｄ（Ｘヘッド６６）とがそれぞれ対向し、かつＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2とヘッドユニット６２Ａ、６２Ｃ（Ｙヘッド６４）又はＹヘッド６４ｙ1、６４ｙ2とがそれぞれ対向するようになっている。なお、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）中では、対応するＸスケール又はＹスケールに対向したヘッドが丸で囲んで示されている。【００８１】
このため、主制御装置２０は、前述のウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では、エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄの少なくとも３つの計測値に基づいて、ステージ駆動系１２４を構成する各モータを制御することで、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、高精度に制御することができる。エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄの計測値が受ける空気揺らぎの影響は、干渉計に比べては無視できるほど小さいので、空気揺らぎに起因する計測値の短期安定性は、干渉計に比べて格段に良い。なお、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲及びスケールのサイズ（すなわち、回折格子の形成範囲）などに応じて、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄ，６２Ａ，６２Ｃのサイズ（例えば、ヘッドの数及び／又は間隔など）を設定している。従って、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では、４つのスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2、３９Ｙ1，３９Ｙ2が全てヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄ，６２Ａ，６２Ｃとそれぞれ対向するが、４つのスケールが全て対応するヘッドユニットと対向しなくても良い。例えば、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の一方、及び／又はＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2の一方がヘッドユニットから外れても良い。Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の一方、又はＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2の一方がヘッドユニットから外れる場合、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では３つのスケールがヘッドユニットと対向するので、ウエハステージＷＳＴのＸ軸、Ｙ軸及びθｚ方向の位置情報を常時計測可能である。また、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の一方、及びＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2の一方がヘッドユニットから外れる場合、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では２つのスケールがヘッドユニットと対向するので、ウエハステージＷＳＴのθｚ方向の位置情報は常時計測できないが、Ｘ軸及びＹ方向の位置情報は常時計測可能である。この場合、干渉計システム１１８によって計測されるウエハステージＷＳＴのθｚ方向の位置情報を併用して、ウエハステージＷＳＴの位置制御を行っても良い。【００８２】
また、図８（Ａ）中に白抜き矢印で示されるようにウエハステージＷＳＴをＸ方向に駆動する際、そのウエハステージＷＳＴのＹ方向の位置を計測するＹヘッド６４が、同図中に矢印ｅ1，ｅ2で示されるように、隣のＹヘッド６４に順次切り換わる。例えば、実線の丸で囲まれるＹヘッド６４から点線の丸で囲まれるＹヘッド６４へ切り換わる。このため、その切り換わりの前後で、図７のＹエンコーダ７０Ａ，７０Ｃ内の切り替え制御部７０Ａａ，７０Ｃａによって計測値が引き継がれる。すなわち、本実施形態では、このＹヘッド６４の切り換え及び計測値の引継ぎを円滑に行うために、前述の如く、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃが備える隣接するＹヘッド６４の間隔を、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ方向の幅よりも狭く設定したものである。【００８３】
また、本実施形態では、前述の如く、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄが備える隣接するＸヘッド６６の間隔は、前述のＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のＹ方向の幅よりも狭く設定されている。従って、上述と同様に、図８（Ｂ）中に白抜き矢印で示されるようにウエハステージＷＳＴをＹ方向に駆動する際、そのウエハステージＷＳＴのＸ方向の位置を計測するＸヘッド６６が、順次隣のＸヘッド６６に切り換わり（例えば実線の丸で囲まれるＸヘッド６６から点線の丸で囲まれるＸヘッド６６へ切り換わる）、その切り換わりの前後で図７のＸエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ内の切り替え制御部７０Ｂａ，７０Ｄａによって計測値が引き継がれる。【００８４】
次に、エンコーダ７０Ａ〜７０ＦのＹヘッド６４及びＸヘッド６６の構成等について、図９（Ａ）に拡大して示されるＹエンコーダ７０Ａを代表的に採り上げて説明する。この図９（Ａ）では、Ｙスケール３９Ｙ1に検出光（計測ビーム）を照射するヘッドユニット６２Ａの１つのＹヘッド６４を示している。
Ｙヘッド６４は、大別すると、照射系６４ａ、光学系６４ｂ、及び受光系６４ｃの３部分から構成されている。照射系６４ａは、レーザ光ＬＢをＹ軸及びＺ軸に対して４５°を成す方向に射出する光源、例えば半導体レーザＬＤと、該半導体レーザＬＤから射出されるレーザビームＬＢの光路上に配置されたレンズＬ１とを含む。光学系６４ｂは、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板と記述する）ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂ、及び反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂ等を備えている。【００８５】
前記受光系６４ｃは、偏光子（検光子）及び光検出器等を含む。このＹエンコーダ７０ＡのＹヘッド６４において、半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬＢはレンズＬ１を介して偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射し、偏光分離されて２つのビームＬＢ1、ＬＢ2となる。偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過したビームＬＢ1は反射ミラーＲ１ａを介してＹスケール３９Ｙ1に形成された反射型回折格子ＲＧに到達し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されたビームＬＢ2は反射ミラーＲ１ｂを介して反射型回折格子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。【００８６】
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Ｌ２ｂ、Ｌ２ａを介してλ／４板ＷＰ１ｂ、ＷＰ１ａにより円偏光に変換された後、反射ミラーＲ２ｂ、Ｒ２ａにより反射されて再度λ／４板ＷＰ１ｂ、ＷＰ１ａ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。偏光ビームスプリッタＰＢＳに達した２つのビームは、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で反射されて受光系６４ｃに入射するとともに、先に偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されたビームＬＢ2の１次回折ビームは、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過してビームＬＢ1の−１次回折ビームと同軸に合成されて受光系６４ｃに入射する。そして、上記２つの±１次回折ビームは、受光系６４ｃの内部で、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。【００８７】
なお、例えばビームＬＢ1，ＬＢ2を分岐及び合成する光学系等を付加して、その干渉光と位相が９０°異なる干渉光を生成し、この干渉光を光電変換して電気信号を生成してもよい。この場合、位相が９０°異なる２相の電気信号を用いることによって、Ｙスケール３９Ｙ1の周期（ピッチ）の１／２をさらに例えば数１００分の１以上に内挿した計測パルスを生成して、計測分解能を高めることができる。【００８８】
上記の説明からわかるように、Ｙエンコーダ７０Ａでは、干渉させる２つのビーム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ほとんど無視できる。そして、Ｙスケール３９Ｙ1（すなわちウエハステージＷＳＴ）が計測方向（この場合、Ｙ方向）に移動すると、２つのビームそれぞれの位相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６４ｃによって検出され、その強度変化に応じた位置情報がＹエンコーダ７０Ａの計測値として出力される。その他のエンコーダ７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ等も、エンコーダ７０Ａと同様にして構成されている。各エンコーダとしては、分解能が、例えば０．１ｎｍ程度のものが用いられている。なお、本実施形態のエンコーダでは、図９（Ｂ）に示されるように、検出光として格子ＲＧの周期方向に長く延びる断面形状のレーザビームＬＢを用いても良い。図９（Ｂ）では、格子ＲＧと比較してビームＬＢを誇張して大きく図示している。【００８９】
以下、本実施形態の露光装置１００におけるウエハステージＷＳＴの位置計測及び露光を行うための動作の一例につき図１１のフローチャートを参照して説明する。先ず、図１１のステップ２０１において、図３の計測フレーム２１にＸ軸、Ｙ軸のヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄの複数のエンコーダヘッド（Ｘヘッド６６、Ｙヘッド６４）と、複数軸のウエハ干渉計の干渉光学系であるＹ軸干渉計１６，１８及びＸ軸干渉計１２６，１３０とを取り付ける。次のステップ２０２において、計測フレーム２１を図３の吊り下げ部材２２Ａ〜２２Ｃから防振部材２３Ａ〜２３Ｃを介して吊り下げる。その後、投影ユニットＰＵの先端部を計測フレーム２１の開口２１ａに通して、ノズルユニット３２を含む液浸機構を装着する。【００９０】
次のステップ２０３において、図５（Ａ）のＸ軸、Ｙ軸のスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2が形成されたプレート２８をウエハテーブルＷＴＢ上に設置して、ウエハステージＷＳＴの組立調整を行うとともに、計測フレーム２１に図３に示す６軸のセンサ１０６ＸＡ〜１０６ＺＣ（変位センサ）及び６軸のアクチュエータ１０７ＸＡ〜１０７ＺＣの取付を行う。これまでのステップ２０１〜２０３の動作は、例えば露光装置１００の組立調整時にクリーンルーム内で実行される。組立調整完了後に、露光装置１００は所定のチャンバ内に収納されている。【００９１】
次に、露光装置１００の稼働開始時に、図１１のステップ２０４において、露光装置が収納されたチャンバ内で清浄な気体のダウンフローを開始する。次のステップ２０５において、図３のセンサ１０６ＸＡ〜１０６ＺＣを用いてコラム１０５Ａ〜１０５Ｃ（床面）に対する計測フレームの６自由度の変位を計測し、アクチュエータ１０７ＸＡ〜１０７ＺＣを介してその変位を許容範囲内に収める。次のステップ２０６において、ウエハステージＷＳＴを低速で移動し、Ｘヘッド６６、Ｙヘッド６４（エンコーダヘッド）とウエハ干渉計のＹ軸干渉計１６及びＸ軸干渉計１２６とで計測フレーム２１（投影光学系ＰＬ）に対するウエハステージＷＳＴの移動量を計測し、この計測結果に基づいてＸヘッド６６、Ｙヘッド６４（ヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄ）の計測値の較正（キャリブレーション）を行う。このキャリブレーションについて詳細に説明する。【００９２】
即ち、エンコーダのスケールは、使用時間の経過と共に熱膨張その他により回折格子が変形したり、回折格子のピッチが部分的は又は全体的に変化したりする等、機械的な長期安定性に欠ける。このため、その計測値に含まれる誤差が使用時間の経過と共に大きくなるので、これを補正する必要がある。この場合、図２のＹ軸干渉計１６及びＸ軸干渉計１２６によれば、アッベ誤差なくウエハテーブルＷＴＢのＹ位置及びＸ位置を計測することができる。【００９３】
そこで、Ｙ軸干渉計１６の計測値の干渉計揺らぎに起因する短期変動が無視できる程度の低速で、且つＸ軸干渉計１２６の計測値を所定値に固定しつつ、Ｙ軸干渉計１６及び図４のＺセンサ７４1,4、７４2,4、７６1,3、７６2,3の計測値に基づいて、ピッチング量、ローリング量及びヨーイング量を全て零に維持しながら、例えばＹスケール３９Ｙ1、３９Ｙ2の他端（−Ｙ側の一端）がそれぞれ対応するヘッドユニット６２Ａ、６２Ｃと一致するまで（前述の有効ストローク範囲で）ウエハステージＷＳＴを＋Ｙ方向に移動させる。この移動中に、主制御装置２０は、図７のＹリニアエンコーダ７０Ａ，７０Ｃの計測値及びＹ軸干渉計１６の計測値を、所定のサンプリング間隔で取り込み、その取り込んだ計測値に基づいてＹリニアエンコーダ７０Ａ，７０Ｃの計測値とＹ軸干渉計１６の計測値との関係を求める。この関係から、Ｙリニアエンコーダ７０Ａ，７０Ｃ（ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃ）の計測値の誤差を補正できる。【００９４】
同様に、Ｘ軸干渉計１２６を用いて、Ｘリニアエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ（ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄ）の計測値の誤差を補正できる。
次に図１１のステップ２０７において、複数のＸ軸、Ｙ軸のヘッドユニット６２Ａ〜６２ＤのＹヘッド６４、Ｘヘッド６６（エンコーダヘッド）の計測値を切り替えて、ウエハステージＷＳＴの座標位置を計測しながら、ウエハステージＷＳＴの位置及び速度を制御して、アライメント及びウエハの露光を行う。その後、ステップ２０８でレチクル交換等の次の工程の動作が行われる。【００９５】
具体的に、本実施形態の露光装置１００で行われる、ステップ２０７のウエハアライメントについて、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）を用いて簡単に説明する。
ここでは、図１０（Ｃ）に示されるレイアウト（ショットマップ）で複数のショット領域が形成されているウエハＷ上の着色された１６個のショット領域ＡＳを、アライメントショットとする場合の動作について説明する。なお、図１０（Ａ），図１０（Ｂ）では、計測ステージＭＳＴの図示は省略されている。【００９６】
この際に、予め図４のアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4で図６（Ａ）の計測ステージＭＳＴ側のＣＤバー４６上の対応する基準マークＭの座標を計測することによって、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン量（検出中心の座標と図１のレチクルＲのパターンの像の基準位置との位置関係）が求められて図７のアライメント演算系２０ａに記憶されている。また、前提として、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4は、アライメントショットＡＳの配置に合わせて、そのＸ方向の位置調整が事前に行われているものとする。【００９７】
まず、主制御装置２０は、ローディングポジションＬＰにウエハＷ中心が位置決めされたウエハステージＷＳＴを、図１０（Ａ）中の左斜め上に向けて移動させ、ウエハＷの中心が直線ＬＶ上に位置する、所定の位置（後述するアライメント開始位置）に位置決めする。この場合のウエハステージＷＳＴの移動は、主制御装置２０により、Ｘエンコーダ７０Ｄの計測値及びＹ軸干渉計１６の計測値に基づいて、ステージ駆動系１２４の各モータを駆動することで行われる。アライメント開始位置に位置決めされた状態では、ウエハＷが載置されたウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置（θｚ回転を含む）の制御は、図４のＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2にそれぞれ対向するヘッドユニット６２Ｄが備える２つのＸヘッド６６、及びＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2にそれぞれ対向するＹヘッド６４ｙ2，６４ｙ1（４つのエンコーダ）の計測値に基づいて行われる。【００９８】
次に、主制御装置２０は、上記４つのエンコーダの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴを＋Ｙ方向に所定距離移動して図１０（Ａ）に示される位置に位置決めし、プライマリアライメント系ＡＬ１、セカンダリアライメント系ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、３つのファーストアライメントショットＡＳに付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し（図１０（Ａ）中の星マーク参照）、上記３つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3の検出結果とその検出時の上記４つのエンコーダの計測値とを関連付けてアライメント演算系２０ａに供給する。なお、このときアライメントマークを検出していない、両端のセカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２4は、ウエハテーブルＷＴＢ（又はウエハ）に検出光を照射しないようにしても良いし、照射するようにしても良い。また、本実施形態のウエハアライメントでは、プライマリアライメント系ＡＬ１がウエハテーブルＷＴＢのセンターライン上に配置されるように、ウエハステージＷＳＴはそのＸ方向の位置が設定され、このプライマリアライメント系ＡＬ１はウエハの中心線上に位置するアライメントショットのアライメントマークを検出する。なお、ウエハＷ上で各ショット領域の内部にアライメントマークが形成されるものとしても良いが、本実施形態では各ショット領域の外部、すなわちウエハＷの多数のショット領域を区画するストリートライン（スクライブライン）上にアライメントマークが形成されているものとする。【００９９】
次に、主制御装置２０は、上記４つのエンコーダの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴを＋Ｙ方向に所定距離移動して５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4がウエハＷ上の５つのセカンドアライメントショットＡＳに付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出可能となる位置に位置決めし、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、５つのアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し、上記５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の検出結果とその検出時の上記４つのエンコーダの計測値とを関連付けてアライメント演算系２０ａに供給する。【０１００】
次に、主制御装置２０は、上記４つのエンコーダの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴを＋Ｙ方向に所定距離移動して５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4がウエハＷ上の５つのサードアライメントショットＡＳに付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出可能となる位置に位置決めし、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、５つのアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し（図１０（Ｂ）中の星マーク参照）、上記５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の検出結果とその検出時の上記４つのエンコーダの計測値とを関連付けてアライメント演算系２０ａに供給する。【０１０１】
次に、主制御装置２０は、上記４つのエンコーダの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴを＋Ｙ方向に所定距離移動してプライマリアライメント系ＡＬ１，セカンダリアライメント系ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、ウエハＷ上の３つのフォースアライメントショットＡＳに付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出可能となる位置に位置決めし、上記３つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、３つのアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し、上記３つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3の検出結果とその検出時の上記４つのエンコーダの計測値とを関連付けてアライメント演算系２０ａに供給する。【０１０２】
そして、アライメント演算系２０ａは、このようにして得た合計１６個のアライメントマークの検出結果と対応する上記４つのエンコーダの計測値とてプライマリアライメント系ＡＬ１、セカンダリアライメント系ＡＬ２nのベースラインとを用いて、例えば特開昭６１−４４４２９号公報（対応する米国特許第４，７８０，６１７号明細書）などに開示されるＥＧＡ方式にて統計演算を行って、上記４つのエンコーダ（４つのヘッドユニット）の計測軸で規定されるステージ座標系（例えば、投影光学系ＰＬの光軸を原点とするＸＹ座標系）上におけるウエハＷ上の全てのショット領域の配列を算出する。【０１０３】
このように、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴを＋Ｙ方向に移動させ、その移動経路上における４箇所にウエハステージＷＳＴを位置決めすることにより、合計１６箇所のアライメントショットＡＳにおけるアライメントマークの位置情報を、１６箇所のアライメントマークを単一のアライメント系で順次検出する場合などに比べて、格段に短時間で得ることができる。この場合において、例えばアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3について見れば特に分かり易いが、上記のウエハステージＷＳＴの移動する動作と連動して、これらアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3はそれぞれ、検出領域（例えば、検出光の照射領域に相当）内に順次配置される、Ｙ方向に沿って配列された複数のアライメントマークを検出する。このため、上記のアライメントマークの計測に際して、ウエハステージＷＳＴをＸ方向に移動させる必要が無いため、アライメントを効率的に実行できる。【０１０４】
次に、主制御装置２０の制御のもとで、アライメント演算系２０ａから供給された配列座標に基づいてヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄ（エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄ）の計測値を用いてウエハステージＷＳＴを駆動することで、液浸方式で、かつステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の全部のショット領域にレチクルＲのパターン像が露光される。
本実施形態の作用効果は以下の通りである。【０１０５】
（１）図１の露光装置１００による計測方法は、ウエハステージＷＳＴ（可動部材）に設けられたスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2及び３９Ｙ1，３９Ｙ2を複数のＸヘッド６６及びＹヘッド６４で検出して、ウエハステージＷＳＴの変位情報を計測する計測方法であって、複数のＸヘッド６６及びＹヘッド６４を線膨張率がウエハステージＷＳＴのスケール３９Ｘ1等が形成されたプレート２８を除く本体部の線膨張率よりも小さい計測フレーム２１で支持するステップ２０１と、複数のＸヘッド６６及びＹヘッド６４の検出結果からウエハステージＷＳＴの変位情報を計測するステップ２０７とを有する。【０１０６】
また、露光装置１００は、移動可能なウエハステージＷＳＴに保持されたウエハＷに照明光ＩＬ（露光光）を照射してウエハＷに所定のパターンを形成する露光装置であって、そのスケール３９Ｘ1，３９Ｙ1等と、そのスケールの位置情報を検出する複数のＸヘッド６６及びＹヘッド６４と、複数のＸヘッド６６及びＹヘッド６４を一体的に支持する計測フレーム２１と、複数のＸヘッド６６及びＹヘッド６４の検出結果から、ウエハステージＷＳＴの変位情報を求めるエンコーダ７０Ａ〜７０Ｄ内の切り替え制御部７０Ａａ〜７０Ｄａとを備えている。【０１０７】
従って、ウエハステージＷＳＴに設けられたスケールをＸヘッド６６、Ｙヘッド６４で検出する方式であるため、レーザ干渉計のように可動部材の移動ストロークと同程度の長さの光路を設ける必要がなく、周囲の気体の屈折率変動の影響を低減できる。また、スケール３９Ｘ1が一つのＸヘッド６６の検出対象領域から外れる場合には、そのスケール３９Ｘ1を検出可能な別のＸヘッド６６に切り替えて計測が続行される。この際、計測フレーム２１の線膨張率はウエハステージＷＳＴの本体部より小さく、周囲の温度が変動しても、複数のＸヘッド６６間の位置関係の変動が抑制され、複数のＸヘッド６６を切り替える際の計測誤差を小さくできる。従って、ウエハステージＷＳＴの位置決め精度、及び露光装置としての重ね合わせ精度等が向上する。【０１０８】
（２）また、計測フレーム２１は、インバーよりも線膨張率が小さい材料から形成されている。従って、計測フレーム２１にある程度の温度変化が生じても、計測誤差が小さく維持される。なお、計測フレーム２１は、複数のブロックをねじ止め等によって連結して構成してもよい。
（３）また、床面、ひいてはウエハステージＷＳＴの案内面を有するベース盤１２に対して計測フレーム２１を防振部材２３Ａ〜２３Ｃを介して振動的に分離して支持するステップ２０２を備えている。従って、ウエハステージＷＳＴを駆動する際の振動の影響でＸヘッド６６及びＹヘッド６４の計測誤差が生じることがない。【０１０９】
（４）また、図３のセンサ１０６ＸＡ〜１０６ＺＣ及びアクチュエータ１０７ＸＡ〜１０７ＺＣを用いて、床面、ひいてはウエハステージＷＳＴの案内面を有するベース盤１２に対して計測フレーム２１の変位を抑制するステップ２０５を備えている。従って、計測フレーム２１を防振部材を介して支持していても、Ｘヘッド６６及びＹヘッド６４の位置が安定に維持されて、計測精度が向上する。【０１１０】
（５）また、計測フレーム２１にウエハ干渉計の少なくとも一部の光学部材であるＹ軸干渉計１６、Ｘ軸干渉計１２６を設け、Ｙ軸干渉計１６、Ｘ軸干渉計１２６によって計測フレーム２１（投影光学系ＰＬ）に対するウエハステージＷＳＴの変位を計測するステップ２０６を有する。従って、Ｙ軸干渉計１６、Ｘ軸干渉計１２６による計測値によってＹヘッド６４及びＸヘッド６６による計測値のキャリブレーション等を行うことができる。【０１１１】
（６）また、スケール３９Ｘ1，３９Ｙ1は回折格子状の周期的パターンであり、Ｘヘッド６６及びＹヘッド６４は、その周期的パターンに検出光を照射してその周期的パターンから発生する複数の回折光（１次回折光）の干渉光を受光している。従って、Ｘヘッド６６及びＹヘッド６４によって、短い光路を用いて揺らぎの影響を小さくした上で、レーザ干渉計なみの分解能（精度）でウエハステージＷＳＴの変位を計測できる。【０１１２】
なお、エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄとしては、極性が反転する発磁体を微小ピッチで形成した周期的な磁気スケールと、この磁気スケールを読み取る磁気ヘッドとを含む磁気式のリニアエンコーダ等を使用することも可能である。
［第２の実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態につき図１２を参照して説明する。本実施形態は、図１のＸヘッド６６等を計測フレームで直接支持するのではなく、計測フレームに係合された部材で支持するものである。図１２において、図１に対応する部分には同一又は類似の符号を付してその詳細な説明を省略又は簡略化する。【０１１３】
図１２は、本実施形態の露光装置１００Ａを示す。図１２において、図１の計測フレーム２１の代わりに、平板状の計測フレーム２１Ｍが防振部材２３Ａ，２３Ｂ等を介して吊り下げ部材２２Ａ，２２Ｂ等に吊り下げて支持されている。また、計測フレーム２１Ｍの底面に平板状のエンコーダヘッド用のベース（以下、ヘッドベースと呼ぶ）２６が真空吸着によって保持されている。計測フレーム２１Ｍ及びヘッドベース２６には、ＸＹ平面内でほぼ同じ位置関係となるように、ダウンフローで供給される気体を通すための多数の開口（不図示）が形成されている。また、計測フレーム２１Ｍ及びヘッドベース２６には、それぞれ投影ユニットＰＵの下端部を通すための開口２１Ｍａ及び２６ａが形成されている。【０１１４】
さらに、ヘッドベース２６の底面に、図４のヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄを構成する複数のＸヘッド６６及び図４のヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃを構成する複数のＹヘッド６４（図１２では不図示）が固定部材（不図示）によって固定されている。ヘッドベース２６の底面には、Ｙ軸干渉計１６，１８及び図２のＸ軸干渉計１２６，１３０も固定される。なお、図４のアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4については、その全部を計測フレーム２１Ｍで支持し、ヘッドベース２６には、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4の先端部を通す開口を設けておいてもよい。又は、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4の少なくとも先端部の光学系をヘッドベース２６で支持してもよい。【０１１５】
また、図１２のウエハステージＷＳＴのプレート２８にも図５（Ａ）と同様にＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2及びＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2が形成されている。図１２のヘッドベース２６の底面のＸヘッド６６及びＹヘッド６４（不図示）もそれぞれＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2及びＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2の位置情報、ひいてはウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の位置情報を検出する。【０１１６】
図１２において、ヘッドベース２６は、その線膨張率がウエハステージＷＳＴのプレート２８（図５（Ａ）のスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2，３９Ｘ1，３９Ｘ2が形成されている）以外の部材（ウエハステージＷＳＴの本体部）の線膨張率よりも小さい材料、即ち極めて小さい線膨張率の材料から形成されている。ヘッドベース２６の材料は、図１の計測フレーム２１と同様の低膨張ガラス又は低膨張ガラスセラミックスである。ヘッドベース２６は計測フレーム２１Ｍに対して厚さが数分の１程度に小さい形状であるため、低膨張ガラス又は低膨張ガラスセラミックスを用いて容易にヘッドベース２６を形成できる。【０１１７】
さらに、図１２の計測フレーム２１Ｍは、線膨張率がヘッドベース２６よりも大きく、通常の鉄等の金属よりも小さい材料、例えば線膨張率が１×１０-6／Ｋ程度のインバーから形成されている。このような材料を用いることによって、大型の計測フレーム２１Ｍを一体的に容易に形成できる。また、計測フレーム２１Ｍには、図３の計測フレーム２１と同様に６軸のセンサ１０６ＸＡ〜１０６ＺＣ及び６軸のアクチュエータ１０７ＸＡ〜１０７ＺＣが設けられており、これによって、床面に対する変位が許容範囲内になるように制御が行われている。【０１１８】
また、計測フレーム２１Ｍの底面には、複数箇所にバキュームパッド１１１Ａ，１１１Ｂ等が設けられ、バキュームパッド１１１Ａ，１１１Ｂ等は配管１１２Ａ，１１２Ｂ等を介してコンプレッサ及び真空ポンプを含む吸着装置１１０に接続されている。吸着装置１１０からの加圧及び負圧によって、ヘッドベース２６は計測フレーム２１Ｍの底面に、厚さ数μｍ程度の空気層Ｇを挟んで真空予圧型空気静圧軸受方式で、ＸＹ平面（本実施形態ではほぼ水平面である）内で円滑に移動可能な状態で保持される。【０１１９】
ただし、ヘッドベース２６の位置が次第に変化することを防止するために、計測フレーム２１Ｍに対してヘッドベース２６は、計測の基準位置でボルト１０９Ａによって回転可能な状態で連結されている。さらに、計測フレーム２１Ｍに対してヘッドベース２６は、その基準位置と投影光学系ＰＬに関してほぼ対称な位置で、ヘッドベース２６に形成された長孔を介してボルト１０９Ｂによって、ボルト１０９Ａ，１０９Ｂを結ぶ直線に沿った方向に相対移動可能な状態で連結されている。この他の構成は図１の第１の実施形態と同様である。【０１２０】
本実施形態によれば、第１の実施形態の作用効果に加えて以下の作用効果を奏する。
（１）本実施形態においては、図１１のステップ２０１に対応するステップで、ヘッドベース２６の底面に複数のＸヘッド６６等及びＹ軸干渉計１６，１８等が取り付けられる。そして、そのヘッドベース２６が、ヘッドベース２６よりも線膨張率の大きい計測フレーム２１Ｍ（ベース部材）に、バキュームパッド１１１Ａ，１１１Ｂ等を介して、ウエハステージＷＳＴのプレート２８（Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2等）の表面に沿った方向に変位可能な状態で連結される。【０１２１】
従って、計測フレーム２１Ｍ及びヘッドベース２６をそれぞれ低膨張率の材料で容易に形成できる。さらに、計測フレーム２１Ｍ及びヘッドベース２６の線膨張率の相違により、僅かな温度変化によって両者の長さに相違が生じた場合を想定する。この場合でも、ヘッドベース２６はボルト１０９Ａを中心としてプレート２８（計測フレーム２１Ｍ）に沿って円滑に変位可能であるため、バイメタル効果によってヘッドベース２６が歪むことがない。従って、常に高精度にＸヘッド６６等によるウエハステージＷＳＴの位置計測を行うことができる。【０１２２】
（２）また、ヘッドベース２６は、計測フレーム２１Ｍに対してボルト１０９Ａの位置（所定の基準位置）においては相対変位しない状態で、バキュームパッド１１１Ａ，１１１Ｂ等（気体軸受）を介して連結される。従って、ヘッドベース２６の位置が次第に変化することがない。
（３）また、ヘッドベース２６は、計測フレーム２１Ｍに対してボルト１０９Ａ．１０９Ｂを結ぶ方向に変位可能に連結される。従って、ヘッドベース２６が次第に回転することがない。【０１２３】
なお、ヘッドベース２６は、計測フレーム２１Ｍに対して、ボルトの代わりに板ばね等を用いて変位可能な状態で連結してもよい。
［第３の実施形態］
以下、本発明の第３の実施形態につき図１３〜図１５を参照して説明する。本実施形態は、図１２の実施形態のように計測フレーム２１Ｍに対してヘッドベース２６を気体軸受を介して連結するのではなく、より簡単なフレキシャー機構を介して連結するものである。図１３〜図１５において、図１２に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。【０１２４】
図１３は、本実施形態の露光装置１００Ｂを示す。図１３において、Ｘヘッド６６等が固定されたヘッドベース２６が、計測フレーム２１Ｍの底面にＸ方向、Ｙ方向にほぼ所定間隔で配置された多数の棒状のフレキシャー部材１１３を介して、プレート２８（図５（Ａ）のＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2等が形成されている）の表面に沿った方向に変位可能な状態で連結される。言い換えると、多数のフレキシャー部材１１３の先端部（ヘッドベース２６側の端部）は、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2等に沿った方向に弾性変形の範囲内で変位可能である。【０１２５】
図１４は、図１３の計測フレーム２１Ｍ及びヘッドベース２６の一部を示す拡大斜視図である。図１４に示すように、フレキシャー部材１１３は、両端部に円周状の切り欠き部（すり割り部）１１３ａ，１１３ｂが形成されて、両端部で変形が容易な棒状部材である。また、計測フレーム２１Ｍ及びヘッドベース２６にはダウンフローで供給される気体を通すための多数の開口２５Ｍ及び２５が形成されている。この他の構成は図１２の実施形態と同様である。【０１２６】
本実施形態において、計測フレーム２１Ｍとヘッドベース２６とは、真空吸着機構のような複雑な機構を用いることなく、簡単な機構であるフレキシャー部材１１３を用いて線膨張率の相違による変形を吸収できる状態で連結されている。また、ヘッドベース２６の線膨張率は計測フレーム２１Ｍより小さい。このとき、両者の線膨張率の相違によって、図１５（Ａ）に示す状態から、温度変化によって図１５（Ｂ）に示すように、計測フレーム２１Ｍがヘッドベース２６よりも延びた場合を想定する。この場合でも、多数のフレキシャー部材１１３が弾性変形することによって、ヘッドベース２６の変形（ひいては複数のＸヘッド６６等の位置関係の変化）は最小限に抑制される。従って、図１３のＸヘッド６６等の計測値を切り替えた場合でも、ウエハステージＷＳＴの位置情報を高精度に計測できる。【０１２７】
また、計測フレーム２１Ｍはヘッドベース２６よりも線膨張率が大きいため、例えばインバーのような大型の部材を容易に形成できる材料を使用できるため、製造が容易である。なお、この第３の実施形態においては、ウエハステージＷＳＴの本体部の線膨張率は、ヘッドベース２６の線膨張率と同程度か、又はそれ以下であってもよい。
なお、本実施形態において、フレキシャー部材１１３の代わりに、図１６（Ａ）の細い棒状部材（簡単な構造のフレキシャー部材）１１４、又は図１６（Ｂ）に示す両端部に図１３のＸ方向に沿ったすり割り部１１５a及びＹ方向に沿ったすり割り部１１５ｂが形成されたフレキシャー部材１１５等を使用することも可能である。【０１２８】
また、図１７に平面図で示すように、計測フレーム２１Ｍとヘッドベース２６とを、投影ユニットＰＵをＸ方向に挟むように配置された複数のＹＺ平面にほぼ平行な板ばね１３１と、投影ユニットＰＵをＹ方向に挟むように配置された複数のＸＺ平面にほぼ平行な板ばね１３２と、それ以外の部分にほぼ均等に配置されたフレキシャー部材１１３とで連結してもよい。これによって、計測フレーム２１Ｍに対してヘッドベース２６をより安定に連結可能である。【０１２９】
なお、上記の実施形態では、ウエハステージＷＳＴ側にスケール３９Ｘ１，３９Ｙ１が固定され、計測フレーム２１等にエンコーダのヘッド６４，６６が固定されている。しかしながら、図１９の別の実施形態で示すように、ウエハステージＷＳＴ側にエンコーダのヘッド６４，６６を固定し、計測フレーム２１ＳにＸスケール３９ＡＸ１，３９ＡＸ２等を固定してもよい。【０１３０】
即ち、図１９の露光装置１００Ｃにおいて、投影ユニットＰＵ（投影光学系ＰＬ）の鏡筒のフランジ部４０Ｆがメインフレーム（不図示）に保持され、フランジ部４０Ｆの底面に、中央に投影ユニットＰＵを通す開口が形成された平板状の計測フレーム２１Ｓが固定されている。計測フレーム２１Ｓは、上述の計測フレーム２１と同様の線膨張率の小さい材料から形成されている。計測フレーム２１Ｓの底面に、投影ユニットＰＵをＹ方向に挟むように、Ｘ方向に所定ピッチの格子が形成された１対の矩形の平板状のＸスケール３９ＡＸ１，３９ＡＸ２が配置されている。【０１３１】
また、図１９のＡＡ線に沿う底面図である図２０に示すように、計測フレーム２１Ｓの底面に、投影ユニットＰＵをＸ方向に挟むように、Ｙ方向に所定ピッチの格子が形成された１対のＹスケール３９ＡＹ１，３９ＡＹ２が配置されている。Ｘスケール３９ＡＸ１，３９ＡＸ２及びＹスケール３９ＡＹ１，３９ＡＹ２はそれぞれほぼ同じ形状の平板状の保護ガラス１３２Ａ，１３２Ｂ，１３２Ｃ，１３２Ｄで覆われている。これらの保護ガラス１３２Ａ〜１３２Ｄは複数の取り付け部材１３３及び１３４によって、スケール３９ＡＸ１，３９ＡＸ２，３９ＡＹ１，３９ＡＹ２が熱変形等によって移動可能な程度の付勢力で計測フレーム２１Ｓに保持されている。さらに、投影ユニットＰＵの光軸ＡＸ（露光中心）を通りＸ軸及びＹ軸に平行な直線をＬＨ及びＬＶとして、直線ＬＨに沿って、Ｙスケール３９ＡＹ１，３９ＡＹ２上にバキュームパッド１１１Ｇ，１１１Ｈが設置され、直線ＬＶに沿って、Ｘスケール３９ＡＸ１，３９ＡＸ２上にバキュームパッド１１１Ｅ，１１１Ｆが設置されている。【０１３２】
バキュームパッド１１１Ｅ〜１１１Ｈは、それぞれ計測フレーム２１Ｓ内の通気孔及び図１９の配管１１２Ｅ，１１２Ｆ等を介して真空ポンプを含む吸着装置１１０Ａに接続されている。露光時には、吸着装置１１０Ａからバキュームパッド１１１Ｅ〜１１１Ｈを介してスケール３９ＡＸ１，３９ＡＸ２，３９ＡＹ１，３９ＡＹ２を計測フレーム２１Ｓ側に吸着する。これによって、スケール３９ＡＸ１，３９ＡＸ２，３９ＡＹ１，３９ＡＹ２のバキュームパッド１１１Ｅ〜１１１Ｈによって固定される点は、常に露光中心から外れることがなく、投影ユニットＰＵを基準として高精度に位置計測を行うことができる。
なお、バキュームパッド１１１Ｅ〜１１１Ｈに代えて、計測フレーム２１Ｓとスケール３９ＡＸ１，３９ＡＸ２，３９ＡＹ１，３９ＡＹ２とを機械的に固定する装置（例えば、第２の実施形態におけるボルト）を設ける構成とすることも可能である。
また、例えば、第３の実施形態として図１４〜１６に示す例のように、スケール３９ＡＸ１，３９ＡＸ２，３９ＡＹ１，３９ＡＹ２を、フレキシャー機構を介して連結するように構成することも可能である。【０１３３】
また、ウエハステージＷＳＴのステージ本体９１をＹ方向に挟むように１対のＹ方向に延びる検出フレーム１３５Ａ，１３５Ｂが固定され、本体部９１をＸ方向に挟むように１対のＸ方向に延びる検出フレーム１３５Ｃ，１３５Ｄ（１３５Ｄは不図示）が固定され、検出フレーム１３５Ａ，１３５Ｂには、Ｘスケール３９ＡＸ１，３９ＡＸ２を検出する複数のＸヘッド６６が所定間隔で固定され、検出フレーム１３５Ｃ，１３５Ｄには、Ｙスケール３９ＡＹ１，３９ＡＹ２を検出する複数のＹヘッド６４が所定間隔で固定されている。ウエハステージＷＳＴがＸ方向、Ｙ方向に移動した場合でも、これらの複数のＸヘッド６６及びＹヘッド６４を切り替えてスケール３９ＡＸ１，３９ＡＸ２，３９ＡＹ１，３９ＡＹ２を検出することによって、ウエハステージＷＳＴの位置を高精度に計測できる。なお、検出フレーム１３５Ａ〜１３５Ｄは、スーパーインバー等の極めて線膨張率の小さい材料から形成することが好ましい。【０１３４】
なお、上記の実施形態の露光装置を用いて半導体デバイス等のマイクロデバイスを製造する場合、マイクロデバイスは、図１８に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置１００（投影露光装置）によりレチクルのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。【０１３５】
言い換えると、このデバイスの製造方法は、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法において、そのリソグラフィ工程で上記の実施形態の露光装置を用いている。この際に、ウエハステージを高速に移動しても、干渉計の揺らぎの影響を受けることなく、かつ或る程度の温度変動が生じても、エンコーダによってウエハステージの位置を高精度に計測できるため、重ね合わせ精度等の露光精度が向上し、デバイスを高精度に、高いスループットで量産することができる。【０１３６】
なお、本発明は、上述のステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の投影露光装置（スキャナ）の他に、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパー等）、又は工作機械等にも適用できる。さらに、本発明は、液浸型露光装置以外の、ドライ露光型の露光装置にも同様に適用することができる。
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子やプラズマディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックスウエハ上に転写する露光装置、並びに撮像素子（ＣＣＤなど）、有機ＥＬ、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems)、及びＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置及びＥＵＶ露光装置などで使用される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。【０１３７】
このように、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。
また、明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約を含む２００７年７月１８日付け提出の日本国特許出願第２００７−１８７６４９の全ての開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれている。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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