(57)【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平行に移動する移動体と；
前記物体の一面を含む、該物体が載置される前記移動体の一面上に液体を供給する液体供給装置と；
前記移動体の前記一面との間に前記液体が供給される光学系を含み、該光学系と前記液体とを介して前記物体にエネルギビームを照射し、前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と；
前記移動体の前記一面上に配置された複数のエンコーダヘッドを有し、該複数のエンコーダヘッドのうち、前記移動体の外部に前記所定平面と平行に配置されたグレーティング部に対向する所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記移動体の位置情報を計測するエンコーダシステムを含む計測システムと；
前記複数のエンコーダヘッドの少なくとも１つについて、その受光部上の前記液体の残留情報を検出する検出装置と；
前記計測システムの計測情報に基づいて、前記移動体を移動し、その移動に伴う、前記複数のエンコーダヘッドと前記液体によって形成される液浸領域との位置関係の変化を監視し、前記液浸領域を通過することが認識されたエンコーダヘッドを前記検出装置による液体の残留情報の検出対象とする制御装置と；
を備える露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置において、
前記制御装置は、前記検出装置により所定の基準に基づく液体の残留が検出されたエンコーダヘッド以外の前記所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記所定平面内における前記移動体の位置情報を計測する露光装置。
【請求項３】
物体を保持して実質的に所定平面に平行に移動する移動体と；
前記物体の一面を含む、該物体が載置される前記移動体の一面上に液体を供給する液体供給装置と；
前記移動体の前記一面との間に前記液体が供給される光学系を含み、該光学系と前記液体とを介して前記物体にエネルギビームを照射し、前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と；
前記移動体の前記一面上に配置された複数のエンコーダヘッドを有し、該複数のエンコーダヘッドのうち、前記移動体の外部に前記所定平面と平行に配置されたグレーティング部に対向する所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記移動体の位置情報を計測するエンコーダシステムを含む計測システムと；
前記計測システムの計測情報に基づいて、前記移動体を移動し、その移動に伴う、前記複数のエンコーダヘッドと前記液体によって形成される液浸領域との位置関係の変化を監視し、前記移動体の位置情報の計測に用いられている前記所定数のエンコーダヘッドのいずれかが前記液浸領域に所定距離以内に接近又は到達したと判断したとき、前記移動体の位置情報の計測に用いるエンコーダヘッドを、前記液浸領域に接近又は到達したと判断したエンコーダヘッドを含まない前記所定数のエンコーダヘッドに切り換える制御装置と；を備える露光装置。
【請求項４】
前記複数のエンコーダヘッドの少なくとも１つについて、その受光部上の前記液体の残留情報を検出する検出装置をさらに備える請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
請求項４に記載の露光装置において、
前記制御装置は、前記検出装置により所定の基準に基づく液体の残留が検出されたエンコーダヘッド以外の前記所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記所定平面内における前記移動体の位置情報を計測する露光装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の露光装置において、
前記制御装置は、前記計測システムによって計測される前記所定平面内における前記移動体の位置情報に基づいて、前記液体によって形成される液浸領域を通過したエンコーダヘッドについて前記検出装置を用いて前記液体の残留情報を検出する露光装置。
【請求項７】
請求項１、２、４〜６のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記検出装置は、前記移動体の一面に計測光を照射し、前記一面からの反射光を受光し、該反射光の光量を計測することによって前記液体の残留情報を検出する露光装置。
【請求項８】
請求項７に記載の露光装置において、
前記検出装置は、前記計測光を前記移動体の一面に対して斜入射する露光装置。
【請求項９】
請求項１、２、４〜８のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記検出装置は、前記移動体の外に配置されている露光装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記計測システムは、少なくとも前記所定平面内における前記移動体の位置情報を計測する干渉計システムをさらに含む露光装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記複数のエンコーダヘッドは、前記所定平面内で互いに直交する第１及び第２方向のそれぞれを計測方向とする第１及び第２ヘッドを含み、
前記エンコーダシステムは、前記第１及び第２ヘッドを各１つ含む少なくとも３つのエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記所定平面内における前記移動体の位置情報を計測する露光装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の露光装置において、
前記グレーティング部は、前記第１ヘッドが対向し得る範囲をカバーする前記第１方向を周期方向とする第１回折格子と、前記第２ヘッドが対向し得る範囲をカバーする前記第２方向を周期方向とする第２回折格子と、を含む露光装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の露光装置において、
前記グレーティング部は、前記第１及び第２ヘッドが対向し得る範囲をカバーする前記第１および第２方向を周期方向とする２次元格子を含む露光装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記複数のエンコーダヘッドは、前記所定平面内で互いに直交する第１及び第２方向の両方を計測方向とする２次元ヘッドを含み、
前記エンコーダシステムは、少なくとも２つの前記２次元ヘッドの出力に基づいて、前記所定平面内における前記移動体の位置情報を計測する露光装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の露光装置において、
前記グレーティング部は、前記２次元ヘッドが対向し得る範囲をカバーする前記第１及び第２方向を周期方向とする２次元格子を含む露光装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記移動体の一面は、前記物体とわずかな間隙を挟んでほぼ同一面を形成するとともに、前記複数のエンコーダヘッドをカバーする光透過部材によって覆われている露光装置。
【請求項１７】
光学系と液体とを介して物体にエネルギビームを照射し、前記物体にパターンを形成する露光方法であって、
実質的に所定平面に平行に移動する移動体の前記物体が載置される一面上に配置された複数のエンコーダヘッドのうち、前記移動体の外部に前記所定平面と平行に配置されたグレーティング部に対向する所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記移動体の位置情報を計測する工程と；
前記複数のエンコーダヘッドの少なくとも１つについて、その受光部上の前記液体の残留情報を検出する工程と；を含み、
前記検出する工程では、前記計測する工程で計測される前記移動体の位置情報に基づいて、その移動に伴う、前記複数のエンコーダヘッドと前記液体によって形成される液浸領域との位置関係の変化を監視し、前記液浸領域を通過することが認識されたエンコーダヘッドに対して前記液体の残留情報の検出が行われる露光方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の露光方法において、
前記計測する工程では、前記検出する工程で所定の基準に基づき液体の残留が検出されたエンコーダヘッド以外の前記所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記所定平面内における前記移動体の位置情報を計測する露光方法。
【請求項１９】
光学系と液体とを介して物体にエネルギビームを照射し、前記物体にパターンを形成する露光方法であって、
実質的に所定平面に平行に移動する移動体の前記物体が載置される一面上に配置された複数のエンコーダヘッドのうち、前記移動体の外部に前記所定平面と平行に配置されたグレーティング部に対向する所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記移動体の位置情報を計測する工程と；
前記位置情報に基づいて、前記移動体を移動し、その移動に伴う、前記複数のエンコーダヘッドと前記液体によって形成される液浸領域との位置関係の変化を監視し、前記移動体の位置情報を計測に用いられている前記所定数のエンコーダヘッドのいずれかが前記液浸領域に所定距離以内に接近又は到達したと判断したとき、前記移動体の位置情報の計測に用いるエンコーダヘッドを、前記液浸領域に接近又は到達したと判断したエンコーダヘッドを含まない前記所定数のエンコーダヘッドに切り換える工程と；を含む露光方法。
【請求項２０】
前記複数のエンコーダヘッドの少なくとも１つについて、その受光部上の前記液体の残留情報を検出する工程を、さらに含む請求項１９に記載の露光方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の露光方法において、
前記計測する工程では、前記検出する工程で所定の基準に基づき液体の残留が検出されたエンコーダヘッド以外の前記所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記所定平面内における前記移動体の位置情報を計測する露光方法。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の露光方法において、
前記検出する工程では、前記所定平面内における前記移動体の位置情報に基づいて、前記液体によって形成される液浸領域を通過したエンコーダヘッドについて前記液体の残留情報を検出する露光方法。
【請求項２３】
請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記複数のエンコーダヘッドは、前記所定平面内で互いに直交する第１及び第２方向のそれぞれを計測方向とする第１及び第２ヘッド、又は前記所定平面内で互いに直交する第１及び第２方向の両方を計測方向とする２次元ヘッドを含み、
前記計測する工程では、前記第１及び第２ヘッドを各１つ含む少なくとも３つのエンコーダヘッド、又は少なくとも２つの前記２次元ヘッドの出力に基づいて、前記所定平面内における前記移動体の位置情報を計測する露光方法。
【請求項２４】
請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の露光方法により物体上にパターンを形成する工程と；
前記パターンが形成された前記物体を現像する工程と；を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、特に、半導体素子などのマイクロデバイスを製造するリソグラフィ工程で用いられる露光装置及び露光方法、並びに該露光方法を利用するデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。
【０００３】
しかしながら、将来的に、半導体素子は更に高集積化し、これに伴ってウエハ上に形成すべき回路パターンが微細化することは確実であり、半導体素子の大量生産装置である露光装置には、ウエハ等の位置検出精度の更なる向上が要請される。
【０００４】
例えば、特許文献１には、基板テーブル上にエンコーダタイプのセンサ（エンコーダヘッド）が搭載された液浸露光方式の露光装置が開示されている。この種の露光装置では、基板と光学系との間に液体が供給され、液浸領域が形成されるが、その液浸領域は、基板テーブルの移動により、基板上から基板テーブル上へ移動することがある。その液浸領域（を形成する液体）内部にエンコーダヘッドが進入し、退出した後に、液体がそのエンコーダヘッドの上面（受光面）に残留するおそれがある。このような場合、その受光面に液体が残留したエンコーダヘッドには計測誤差が生じる、又は残留量が多い場合は、そのエンコーダヘッドを用いた計測そのものが困難になるなど、正常に機能しなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した事情の下になされたもので、第１の観点からすると、物体を保持して実質的に所定平面に平行に移動する移動体と；前記物体の一面を含む、該物体が載置される前記移動体の一面上に液体を供給する液体供給装置と；前記移動体の前記一面との間に前記液体が供給される光学系を含み、該光学系と前記液体とを介して前記物体にエネルギビームを照射し、前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と；前記移動体の前記一面上に配置された複数のエンコーダヘッドを有し、該複数のエンコーダヘッドのうち、前記移動体の外部に前記所定平面と平行に配置されたグレーティング部に対向する所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記移動体の位置情報を計測するエンコーダシステムを含む計測システムと；前記複数のエンコーダヘッドの少なくとも１つについて、その受光部上の前記液体の残留情報を検出する検出装置と；前記計測システムの計測情報に基づいて、前記移動体を移動し、その移動に伴う、前記複数のエンコーダヘッドと前記液体によって形成される液浸領域との位置関係の変化を監視し、前記液浸領域を通過することが認識されたエンコーダヘッドを前記検出装置による液体の残留情報の検出対象とする制御装置と；を備える第１の露光装置である。
【０００７】
これによれば、移動体の移動に伴い、複数のエンコーダヘッドのうちいずれかが液浸領域を通過する場合、そのエンコーダヘッドの液浸領域の通過が、制御装置によって認識され、そのエンコーダヘッドが検出装置による液体の残留情報の検出対象とされる。そして、その検出対象とされたエンコーダヘッドが液浸領域を通過後に、検出装置によりその受光部上の液体の残留情報が検出される。これにより、受光面上に液体が多く残留し正常に機能しないエンコーダヘッドの使用を避けることが可能となり、これにより高精度且つ安定な移動体の位置情報の計測が可能となる。
【０００８】
なお、ヘッドの受光部とは、ヘッドが保護部材、例えばカバーガラスなどで覆われている場合には、そのカバーガラスの表面のうち、そのヘッドからの計測光及び該計測光に由来するグレーティングからの戻り光が通過する領域を含む所定範囲の領域を指す。また、検出装置の検出領域は、所定の面積領域などの他、所定間隔で複数の検出点が配列されている場合における、その複数の検出点全体が占める領域をも意味する。本明細書では、かかる意味で、受光部、検出領域なる用語を用いている。
本発明は、第２の観点からすると、物体を保持して実質的に所定平面に平行に移動する移動体と；前記物体の一面を含む、該物体が載置される前記移動体の一面上に液体を供給する液体供給装置と；前記移動体の前記一面との間に前記液体が供給される光学系を含み、該光学系と前記液体とを介して前記物体にエネルギビームを照射し、前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と；前記移動体の前記一面上に配置された複数のエンコーダヘッドを有し、該複数のエンコーダヘッドのうち、前記移動体の外部に前記所定平面と平行に配置されたグレーティング部に対向する所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記移動体の位置情報を計測するエンコーダシステムを含む計測システムと；前記計測システムの計測情報に基づいて、前記移動体を移動し、その移動に伴う、前記複数のエンコーダヘッドと前記液体によって形成される液浸領域との位置関係の変化を監視し、前記移動体の位置情報の計測に用いられている前記所定数のエンコーダヘッドのいずれかが前記液浸領域に所定距離以内に接近又は到達したと判断したとき、前記移動体の位置情報の計測に用いるエンコーダヘッドを、前記液浸領域に接近又は到達したと判断したエンコーダヘッドを含まない前記所定数のエンコーダヘッドに切り換える制御装置と；を備える第２の露光装置である。
これによれば、移動体の移動に伴い、移動体の位置情報の計測に用いられている所定数のエンコーダヘッドのいずれかが液浸領域に対して所定距離以内に接近又は到達したと判断したとき、制御装置により、移動体の位置情報の計測に用いられるエンコーダヘッドが、前記液浸領域に接近又は到達したと判断したエンコーダヘッドを含まない前記所定数のエンコーダヘッドに切り換えられる。これにより、計測システムによって、複数のエンコーダヘッドのうち、その受光面上に液体が付着するおそれのない所定数のエンコーダヘッドを用いて、所定平面内における移動体の位置情報が計測される。従って、受光面上に液体が多く残留し正常に機能しないエンコーダヘッドの使用を避けることが可能となり、これにより高精度且つ安定な移動体の位置情報の計測が可能となる。
【０００９】
本発明は、第３の観点からすると、光学系と液体とを介して物体にエネルギビームを照射し、前記物体にパターンを形成する露光方法であって、実質的に所定平面に平行に移動する移動体の前記物体が載置される一面上に配置された複数のエンコーダヘッドのうち、前記移動体の外部に前記所定平面と平行に配置されたグレーティング部に対向する所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記移動体の位置情報を計測する工程と；前記複数のエンコーダヘッドの少なくとも１つについて、その受光部上の前記液体の残留情報を検出する工程と；を含み、前記検出する工程では、前記計測する工程で計測される前記移動体の位置情報に基づいて、その移動に伴う、前記複数のエンコーダヘッドと前記液体によって形成される液浸領域との位置関係の変化を監視し、前記液浸領域を通過することが認識されたエンコーダヘッドに対して前記液体の残留情報の検出が行われる第１の露光方法である。
本発明は、第４の観点からすると、光学系と液体とを介して物体にエネルギビームを照射し、前記物体にパターンを形成する露光方法であって、実質的に所定平面に平行に移動する移動体の前記物体が載置される一面上に配置された複数のエンコーダヘッドのうち、前記移動体の外部に前記所定平面と平行に配置されたグレーティング部に対向する所定数のエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記移動体の位置情報を計測する工程と；前記位置情報に基づいて、前記移動体を移動し、その移動に伴う、前記複数のエンコーダヘッドと前記液体によって形成される液浸領域との位置関係の変化を監視し、前記移動体の位置情報を計測に用いられている前記所定数のエンコーダヘッドのいずれかが前記液浸領域に所定距離以内に接近又は到達したと判断したとき、前記移動体の位置情報の計測に用いるエンコーダヘッドを、前記液浸領域に接近又は到達したと判断したエンコーダヘッドを含まない前記所定数のエンコーダヘッドに切り換える工程と；を含む第２の露光方法である。
【００１０】
これらによれば、受光面上に液体が多く残留し正常に機能しないエンコーダヘッドの使用を避けることができ、これにより高精度且つ安定な移動体の位置情報の計測が可能となる。
【００１１】
本発明は、第５の観点からすると、本発明の第１及び第２の露光方法のいずれかにより物体上にパターンを形成する工程と；前記パターンが形成された前記物体を現像する工程と；を含むデバイス製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２（Ａ）は、液体検出装置の構成を説明するための図、図２（Ｂ）は検出点の配置を説明するための図である。
【図３】エンコーダヘッド及び干渉計の配置を説明するための図である。
【図４】図１のウエハステージを一部破砕して示す拡大図である。
【図５】図１の露光装置におけるステージ制御に関連する制御系を、一部省略して、液体供給装置等とともに示すブロック図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｆ）は、液体検出装置を用いた液体の残留の診断手順を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、液体検出装置の変形例を説明するための図である。
【図８】第２の実施形態の露光装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図６（Ｆ）に基づいて説明する。
【００１４】
図１には、第１の実施形態の露光装置１００の概略構成が示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわち、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行なう。
【００１５】
露光装置１００は、照明系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、局所液浸装置８、ウエハＷが載置されるウエハステージＷＳＴを含むウエハステージ装置５０、及びこれらの制御系等を備えている。
【００１６】
照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系とを含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステム）で規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【００１７】
レチクルステージＲＳＴ上には、回路パターンなどがそのパターン面（図１における下面）に形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図５参照）によって、ＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。
【００１８】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面（移動面）内の位置情報（θｚ方向の位置（以下ではθｚ回転量とも呼ぶ）の情報を含む）は、図１に示される、移動鏡１５（実際には、Ｙ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（あるいは、レトロリフレクタ）とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられている）に測長ビームを照射するレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。なお、例えば米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書などに開示されているエンコーダシステムを、レチクル干渉計１６の代わりに、あるいはそれと組み合わせて用いて、レチクルＲの少なくとも３自由度方向の位置情報を計測しても良い。
【００１９】
投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方（−Ｚ側）に配置され、不図示のボディの一部を構成するメインフレーム（メトロロジーフレーム）に保持されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、該鏡筒４０に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬとを有している。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列された複数の光学素子（レンズエレメント）からなる屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによって照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（露光領域）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動するとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動することで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、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。
【００２０】
なお、メインフレームは、従来用いられている門型、及び例えば米国特許出願公開第２００８／００６８５６８号明細書などに開示される吊り下げ支持型のいずれであっても良い。
【００２１】
本実施形態の露光装置１００には、液浸方式の露光を行うために、前述の如く、局所液浸装置８が設けられている。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５参照）、液体供給管３１Ａ、液体回収管３１Ｂ、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、投影ユニットＰＵを保持する不図示のメインフレームに吊り下げ支持されている。本実施形態では、ノズルユニット３２は、その下端面が先端レンズ１９１の下端面とほぼ同一面に設定されている。また、ノズルユニット３２は、液体Ｌｑの供給口及び回収口と、ウエハＷが対向して配置されかつ回収口が設けられる下面と、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂとそれぞれ接続される供給流路及び回収流路と、を備えている。
【００２２】
液体供給管３１Ａは液体供給装置５（図５参照）に、液体回収管３１Ｂは液体回収装置６（図５参照）に、それぞれ接続されている。ここで、液体供給装置５には、液体を貯蔵するタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。液体回収装置６には、回収した液体を貯蔵するタンク、吸引ポンプ、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。
【００２３】
主制御装置２０は、液体供給装置５（図５参照）を制御して、液体供給管３１Ａを介して先端レンズ１９１とウエハＷ（又はウエハＷが搭載されたウエハテーブルＷＴＢの上面（後述するプレート２８））との間に液体を供給し、液体回収装置６（図５参照）を制御して、液体回収管３１Ｂを介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体を回収する。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が常に入れ替わって保持され、それにより液浸領域ＡＬｑ（例えば、図２（Ａ）、図３等参照）が形成される。
【００２４】
本実施形態では、上述の液体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（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする。なお、ＡｒＦエキシマレーザ光に対する水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４であり、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。
【００２５】
鏡筒４０の−Ｚ側端部の周囲には、例えば鏡筒４０の下端面とほぼ同一面となる高さで、スケール板２１がＸＹ平面に平行に配置されている。スケール板２１は、本実施形態では、その一部に鏡筒４０の−Ｚ側端部が挿入される円形の開口、及び後述するアライメント系の−Ｚ側端部が挿入される円形の開口を有する矩形のプレートから成り、不図示のボディに吊り下げ支持されている。本実施形態では、投影ユニットＰＵを支持する不図示のメインフレーム（メトロロジーフレーム）にスケール板２１が吊り下げ支持されている。スケール板２１の下面（−Ｚ側の面）には、２次元グレーティングとして、Ｙ軸方向を周期方向とする所定ピッチ、例えば１μｍの格子と、Ｘ軸方向を周期方向とする所定ピッチ、例えば１μｍの格子とから成る反射型の２次元回折格子ＲＧ（図４参照）が形成されている。この回折格子ＲＧは、ウエハステージＷＳＴの移動範囲をカバーする、所定幅の十字状の領域に形成されている。スケール板２１の回折格子ＲＧが形成されていない領域には、後述する液体検出装置の計測ビームの通路となる開口部（又は光透過部）が形成されている。
【００２６】
ウエハステージ装置５０は、床面上に複数（例えば３つ又は４つ）の防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたステージベース１２、該ステージベース１２上に配置されたウエハステージＷＳＴ、該ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系２７（図１では一部のみ図示、図５参照）、及びウエハステージＷＳＴの位置情報を計測する計測系を備えている。計測系は、図５に示される、エンコーダシステム７０及びウエハレーザ干渉計システム１８等を備えている。なお、エンコーダシステム７０及びウエハレーザ干渉計システム１８については、さらに後述する。
【００２７】
ステージベース１２は、平板状の外形を有する部材からなり、その上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージＷＳＴの移動の際のガイド面とされている。ステージベース１２の内部には、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数のコイル１４ａを含む、コイルユニットが収容されている。
【００２８】
ウエハステージＷＳＴは、図１に示されるように、ステージ本体９１と、該ステージ本体９１の上方に配置され、不図示のＺ・チルト駆動機構によって、ステージ本体９１に対して非接触で支持されたウエハテーブルＷＴＢとを有している。この場合、ウエハテーブルＷＴＢは、Ｚ・チルト駆動機構によって、電磁力等の上向きの力（斥力）と、自重を含む下向きの力（引力）との釣り合いを３点で調整することで、非接触で支持されるとともに、Ｚ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向の３自由度方向に微小駆動される。ステージ本体９１の底部には、スライダ部９１ａが設けられている。このスライダ部９１ａは、ＸＹ平面内でＸＹ二次元配列された複数の磁石から成る磁石ユニットと、該磁石ユニットを収容する筐体と、該筐体の底面の周囲に設けられた複数のエアベアリングとを有している。磁石ユニットは、前述のコイルユニットとともに、例えば米国特許第５，１９６，７４５号明細書などに開示されるローレンツ電磁力駆動による平面モータ３０を構成している。なお、平面モータ３０としては、ローレンツ電磁力駆動方式に限らず、可変磁気抵抗駆動方式の平面モータを用いることもできる。
【００２９】
ウエハステージＷＳＴは、上記複数のエアベアリングによってステージベース１２上に所定のクリアランス、例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持され、平面モータ３０によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に駆動される。従って、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハＷ）は、ステージベース１２に対して、６自由度方向に駆動可能である。なお、平面モータ３０によってウエハステージＷＳＴを６自由度方向に駆動しても良い。
【００３０】
本実施形態では、コイルユニットを構成する各コイル１４ａに供給される電流の大きさ及び方向が、主制御装置２０によって制御される。平面モータ３０と、前述のＺ・チルト駆動機構とを含んで、ウエハステージ駆動系２７が構成されている。なお、平面モータ３０はムービングマグネット方式に限らず、ムービングコイル方式でも良い。また、平面モータ３０として、磁気浮上方式の平面モータを用いても良い。この場合、前述のエアベアリングを設けなくても良い。また、ウエハテーブルＷＴＢを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の少なくとも１つの方向に微動可能としても良い。すなわち、ウエハステージＷＳＴを粗微動ステージにより構成しても良い。
【００３１】
ウエハテーブルＷＴＢ上には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷが載置され、不図示のチャック機構によって例えば真空吸着（又は静電吸着）され、固定されている。また、ウエハテーブルＷＴＢの＋Ｙ側の面（＋Ｙ端面）及び−Ｘ側の面（−Ｘ端面）には、それぞれ鏡面加工が施され、図３に示されるように、後述するウエハレーザ干渉計システム１８で用いられる、反射面１７ａ，１７ｂが形成されている。また、図３に示されるように、ウエハホルダ（ウエハの載置領域）の外側には、ウエハホルダよりも僅かに大きな円形の開口が中央に形成され、かつ矩形状の外形（輪郭）を有するプレート（撥液板）２８が設けられている。プレート２８は、低熱膨張率の透明材料、例えばガラスから成る。プレート２８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）。なお、プレート２８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設置されている。
【００３２】
エンコーダシステム７０は、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ回転量の情報を含む）を計測する。ここで、エンコーダシステム７０の構成等について詳述する。
【００３３】
ウエハテーブルＷＴＢには、図３の平面図に示されるように、その４隅にそれぞれエンコーダヘッド（以下、適宜、ヘッドと略述する）６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ及び６０Ｄが配置されている。ここで、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄは、Ｘ軸方向又はＹ軸方向で隣接するヘッド間の離間距離が、液浸領域ＡＬｑの幅よりも十分大きくなる位置に配置されている。これらのヘッド６０Ａ〜６０Ｄは、図４にヘッド６０Ｃを代表的に採り上げて示されるように、ウエハテーブルＷＴＢにそれぞれ形成されたＺ軸方向の所定深さの穴の内部に嵌合されている。ヘッド６０Ａ〜６０Ｄの上面は、プレート２８によってカバーされている。
【００３４】
図３に戻り、ウエハテーブルＷＴＢ上面の一方の対角線上に位置する一対のヘッド６０Ａ，６０Ｃは、Ｙ軸方向を計測方向とするヘッド（Ｙヘッド）である。また、ウエハテーブルＷＴＢ上面のもう一方の対角線上に位置する一対のヘッド６０Ｂ，６０Ｄは、Ｘ軸方向を計測方向とするヘッド（Ｘヘッド）である。ヘッド６０Ａ〜６０Ｄのそれぞれとしては、例えば米国特許第７，２３８，９３１号明細書、及び国際公開第２００７／０８３７５８号などに開示されるヘッドと同様の構成のものが用いられている。この構成のヘッドでは、計測ビームの空気中での光路長が極短いため、空気揺らぎの影響が殆ど無視できる。ただし、本実施形態では、光源及び光検出器は各ヘッドの外部、具体的には、ステージ本体９１の内部（又は外部）に設けられ、光学系のみが各ヘッドの内部に設けられている。そして、光源及び光検出器と、光学系とは、不図示の光ファイバを介して光学的に接続されている。ウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージ）の位置決め精度を向上させるため、ステージ本体９１（粗動ステージ）とウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージ）との間（以下、粗微動ステージ間と略述する）で、レーザ光等を空中伝送しても良いし、あるいはヘッドをステージ本体９１（粗動ステージ）に設けて、該ヘッドによりステージ本体９１（粗動ステージ）の位置を計測し、かつ別のセンサで粗微動ステージ間の相対変位を計測する構成としても良い。
【００３５】
Ｙヘッド６０Ａ，６０Ｃは、スケール板２１に計測ビーム（計測光）を照射し、スケール板２１表面（下面）に形成されたＹ軸方向を周期方向とする格子からの回折ビームを受光して、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置を計測するＹリニアエンコーダ（以下、適宜、Ｙエンコーダ又はエンコーダと略述する）７０Ａ，７０Ｃ（図５参照）をそれぞれ構成する。また、Ｘヘッド６０Ｂ，６０Ｄは、スケール板２１に計測ビームを照射し、スケール板２１の表面に形成されたＸ軸方向を周期方向とする格子からの回折ビームを受光して、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置を計測するＸリニアエンコーダ（以下、適宜、エンコーダと略述する）７０Ｂ，７０Ｄ（図５参照）をそれぞれ構成する。
【００３６】
エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄそれぞれの計測値は、主制御装置２０（図５参照）に供給される。主制御装置２０は、回折格子ＲＧが形成されたスケール板２１の下面に対向する少なくとも３つのエンコーダ（すなわち、有効な計測値を出力している少なくとも３つのエンコーダ）の計測値（出力）に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ回転量の情報を含む）を求める。
【００３７】
液体検出装置８０（図５参照）は、ノズルユニット３２の周囲に設けられている。液体検出装置８０は、ウエハテーブルＷＴＢの上面（プレート２８の上面）上の液体Ｌｑの残留状態、本実施形態では、残留の有無を検出するためのものである。液体検出装置８０は、主として、エンコーダヘッド６０Ａ〜６０Ｄの受光面（すなわちプレート２８上面の、各エンコーダヘッドからの計測ビーム及び該計測ビームに由来する回折格子ＲＧからの回折ビームが通過する領域を含む所定範囲の領域）上の液体Ｌｑの残留状態を検出するために用いられる。
【００３８】
液体検出装置８０は、照射系と受光系とから成る、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と同様の構成の４つの液体検出センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ（図５参照）を含む。多点焦点位置検出系では、ウエハ表面のＺ軸方向に関する位置（Ｚ位置）がベストフォーカス位置からずれることで、ウエハ表面における各検出点からの反射光のスリットを介した受光素子への光量が変化することを利用して、Ｚ位置を検出する。これに対して、本実施形態の液体検出センサ８０ａ〜８０ｄでは、ウエハテーブルＷＴＢの上面に残存する液体Ｌｑの影響により、ウエハテーブルＷＴＢ上面における各検出点からの反射光のスリットを介した受光素子への光量が変化することを利用して、液体Ｌｑの残留状態を検出するようになっている。
【００３９】
液体検出センサ８０ａは、図２（Ａ）に示されるように、液浸領域ＡＬｑの＋Ｙ側で、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＹ軸方向の基準軸（不図示）に関して対称の位置に、相互に対峙して配置された照射系８０ａ１と受光系８０ａ２とを有する。液体検出センサ８０ａは、液浸領域ＡＬｑの＋Ｙ側に、Ｘ軸方向に沿って所定間隔で配列された複数の検出点Ｍａを有する（図２（Ａ）の円ｃ内を拡大して示す図２（Ｂ）参照）。ただし、図２（Ａ）では、それぞれ検出ビームが照射される複数の検出点が個別に図示されず、照射系８０ａ１及び受光系８０ａ２の間でＸ軸方向に延びる細長い検出領域Ｍａとして示されている。
【００４０】
また、液体検出センサ８０ｂは、図２（Ａ）に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＸ軸方向の基準軸（不図示）に関して、照射系８０ａ１及び受光系８０ａ２と、それぞれ対称に配置された、照射系８０ｂ１及び受光系８０ｂ２を有する。液体検出センサ８０ｂは、液浸領域ＡＬｑの−Ｙ側に、Ｘ軸方向に沿って所定間隔で配列された複数の検出点Ｍｂを有する。
【００４１】
液体検出センサ８０ｄは、図２（Ａ）に示されるように、液浸領域ＡＬｑの＋Ｘ側で、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＸ軸方向の基準軸（不図示）に関して対称の位置に、相互に対峙して配置された照射系８０ｄ１と受光系８０ｄ２とを有する。液体検出センサ８０ｄは、液浸領域ＡＬｑの＋Ｘ側に、Ｙ軸方向に沿って所定間隔Ｄで配列された複数の検出点Ｍｄを有する（図２（Ｂ）参照）。
【００４２】
また、液体検出センサ８０ｃは、図２（Ａ）に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＹ軸方向の基準軸（不図示）に関して、照射系８０ｄ１及び受光系８０ｄ２と、それぞれ対称に配置された、照射系８０ｃ１及び受光系８０ｃ２を有する。液体検出センサ８０ｃは、液浸領域ＡＬｑの−Ｘ側に、Ｙ軸方向に沿って所定間隔で配列された複数の検出点Ｍｃを有する。
【００４３】
液体検出センサ８０ａ〜８０ｄが有する、すべての検出点Ｍａ〜Ｍｄ（総称してＭと表記する）は、図２（Ａ）に示されるように、液浸領域ＡＬｑの周囲を取り囲んでいる。
【００４４】
なお、液体検出センサ８０ａ〜８０ｄの照射系及び受光系は、ノズルユニット３２とともに、投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム（不図示）に吊り下げ支持されている。この場合、相互に対を成す照射系及び受光系は、スケール板２１の開口部（又は光透過部）を介して、計測光の照射、プレート２８の表面からの反射光の受光が可能となる位置に配置されている。
【００４５】
液体検出センサ８０ａを構成する照射系８０ａ１は、検出点Ｍａのそれぞれに位置するウエハテーブルＷＴＢ上の点に、計測光を斜入射する。受光系８０ａ２は、これらの計測光のウエハテーブルＷＴＢ上からの反射光を受光し、その検出結果（各検出点からの反射光の光量を示す信号）を、主制御装置２０に出力する。その他の液体検出センサ８０ｂ，８０ｃ，８０ｄも、液体検出センサ８０ａと同様に機能する。
【００４６】
液体検出センサ８０ａ〜８０ｄは、上述のように、ウエハテーブルＷＴＢの上面に向けて、一定量の計測光を斜入射する。ここで、ウエハテーブルＷＴＢ上に液体が残留していなければ、各検出点から常に一定量の反射光が、それぞれの受光系内の各受光素子によって検出される。しかし、ウエハテーブルＷＴＢ上に液体が残留していると、液体によって計測光の一部が遮られる、あるいは乱反射されるなどにより、上記各受光素子によって検出される反射光の光量が減少する。液体検出センサ８０ａ〜８０ｄは、このような光量の変化を検出することによって、エンコーダヘッド６０Ａ〜６０Ｄの受光面に相当するウエハテーブルＷＴＢ上面上の液体の残留状態を検出する。液体検出センサ８０ａ〜８０ｄ（液体検出装置８０）の使用法の詳細については、後述する。
【００４７】
本実施形態の露光装置１００では、ウエハステージＷＳＴの位置は、ウエハレーザ干渉計システム（以下、「ウエハ干渉計システム」という）１８（図５参照）によって、エンコーダシステム７０とは独立して、計測可能である。
【００４８】
ウエハ干渉計システム１８は、図３に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａにＹ軸方向と平行な複数の測長ビームを照射するＹ干渉計１８Ｙと、反射面１７ｂにＸ軸方向と平行な１又は２以上の測長ビームを照射するＸ干渉計とを備え、このＸ干渉計は複数、本実施形態では２つのＸ干渉計１８Ｘ1，１８Ｘ2を含む。
【００４９】
Ｙ干渉計１８ＹのＹ軸方向に関する実質的な測長軸は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと、後述するアライメント系ＡＬＧの検出中心とを通るＹ軸方向の直線（前述の基準軸）である。Ｙ干渉計１８Ｙは、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向、θｚ方向（及びθｘ方向）の位置情報を計測する。
【００５０】
また、Ｘ干渉計１８Ｘ1のＸ軸方向に関する実質的な測長軸は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＸ軸方向の直線（前述の基準軸）である。Ｘ干渉計１８Ｘ1は、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向、θｚ方向（及びθｙ方向）の位置情報を計測する。
【００５１】
また、Ｘ干渉計１８Ｘ2の測長軸は、アライメント系ＡＬＧの検出中心を通るＸ軸方向の直線である。Ｘ干渉計１８Ｘ1は、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向（及びθｙ方向）の位置情報を計測する。
【００５２】
なお、反射面１７ａ，１７ｂに代えて、例えばウエハテーブルＷＴＢの端部に、平面ミラーからなる移動鏡を取り付けても良い。また、ウエハテーブルＷＴＢにＸＹ平面に対し４５度傾斜した反射面を設け、該反射面を介してウエハテーブルＷＴＢのＺ軸方向の位置を計測するようにしても良い。
【００５３】
ウエハ干渉計システム１８の各干渉計の計測値は、主制御装置２０に供給される。但し、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置制御のための位置情報（θｚ回転量の情報を含む）は、主として、前述のエンコーダシステム７０によって計測され、干渉計１８Ｙ、１８Ｘ1、１８Ｘ2の計測値は、エンコーダシステム７０の計測値の長期的変動（例えばスケールの経時的な変形などによる）を補正（較正）する場合、あるいはエンコーダシステムの出力異常時のバックアップ用などとして補助的に用いられる。また、本実施形態では、主制御装置２０は、エンコーダシステム７０によってウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置を制御している際に、所定のサンプリング間隔（ウエハステージＷＳＴの位置制御のための制御クロックの発生タイミングより格段に短い間隔）で、ウエハ干渉計システム１８の各干渉計の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置情報を算出し、この算出結果に基づいて、４つのヘッド６０Ａ〜６０Ｄのいずれかが、液浸領域ＡＬｑに接近している（あるいは液浸領域ＡＬｑ内に位置している）かどうかを監視している。すなわち、本実施形態では、ウエハ干渉計システム１８の各干渉計の計測値は、前述の目的のために補助的に用いられるのみならず、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄと液浸領域ＡＬｑとの位置関係を監視するのに用いられる。
【００５４】
アライメント系ＡＬＧは、図１及び図３に示されるように、投影光学系ＰＬの−Ｙ側に所定間隔を隔てて配置されたオフアクシス方式のアライメント系である。本実施形態では、アライメント系ＡＬＧとして、一例としてハロゲンランプ等のブロードバンド（広帯域）光でマークを照明し、このマーク画像を画像処理することによってマーク位置を計測する画像処理方式のアライメントセンサの一種であるＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント系ＡＬＧからの撮像信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して主制御装置２０（図５参照）に供給される。
【００５５】
なお、アライメント系ＡＬＧとしては、ＦＩＡ系に限らず、例えばコヒーレントな検出光を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。アライメント系ＡＬＧとして、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示される、複数の検出領域を有するアライメント系を採用しても良い。
【００５６】
この他、本実施形態の露光装置１００には、投影ユニットＰＵの近傍に、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点焦点位置検出系（以下、多点ＡＦ系と略述する）ＡＦ（図１では不図示、図５参照）が設けられている。多点ＡＦ系ＡＦの検出信号は、ＡＦ信号処理系（不図示）を介して主制御装置２０に供給される（図５参照）。主制御装置２０は、多点ＡＦ系ＡＦの検出信号に基づいて、各検出点におけるウエハＷ表面のＺ軸方向の位置情報を検出し、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、アライメント系ＡＬＧの近傍に多点ＡＦ系を設けて、ウエハアライメント時にウエハ表面の面位置情報（凹凸情報）を事前に取得し、露光時には、その面位置情報とウエハテーブル上面のＺ軸方向の位置を検出する別のセンサ（例えば、エンコーダあるいは干渉計など）の計測値とを用いて、ウエハＷのいわゆるフォーカス・レベリング制御を実行することとしても良い。
【００５７】
露光装置１００では、さらに、レチクルＲの上方に、露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through  The  Reticle）方式の一対のレチクルアライメント検出系１３Ａ，１３Ｂ（図１では不図示、図５参照）が設けられている。レチクルアライメント検出系１３Ａ，１３Ｂの検出信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して主制御装置２０に供給される。
【００５８】
図５には、露光装置１００のステージ制御に関連する制御系が一部省略して、液体供給装置及び液体回収装置とともに、ブロック図にて示されている。この制御系は、主制御装置２０を中心として構成されている。主制御装置２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含み、装置全体を統括して制御する。
【００５９】
上述のようにして構成された露光装置１００では、デバイスの製造に際し、前述のレチクルアライメント検出系１３Ａ，１３Ｂ、ウエハテーブルＷＴＢ上の基準板（不図示）などを用いて、通常のスキャニング・ステッパと同様の手順（例えば、米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに開示される手順）で、レチクルアライメント及びアライメント系ＡＬＧのベースライン計測が行われ、これと前後してウエハアライメント（例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに開示されるエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）など）などが行われる。
【００６０】
そして、主制御装置２０により、ベースラインの計測結果、及びウエハアライメントの結果に基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われ、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンがそれぞれ転写される。ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作は、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。また、本実施形態の露光装置１００では、上記走査露光の際、ウエハＷと投影光学系ＰＬの先端レンズ１９１との間に供給される液体Ｌｑとを介して、ウエハＷ上の感応層（レジスト層）にレチクルＲから射出された照明光ＩＬが投射される。すなわち、液浸露光が行われる。これにより、ウエハＷ上の各ショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。
【００６１】
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中、ウエハＷの周縁にあるショット領域にパターンを転写する際などに、ウエハステージＷＳＴの移動により、液体ＬｑによってウエハＷ上に形成される液浸領域ＡＬｑ（あるいはその一部）が、ウエハＷ上からウエハテーブルＷＴＢのプレート２８上に移動し、さらにプレート２８上のヘッド６０Ａ〜６０Ｄに移動することがある。換言すれば、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄが液浸領域ＡＬｑ内に進入することがある。図３には、液浸領域ＡＬｑがヘッド６０Ｃの一部に掛かった状態が示されている。
【００６２】
液浸領域ＡＬｑがヘッド（例えばヘッド６０Ｃ）の真上に移動した状態では、そのヘッド６０Ｃからの計測光が、液浸領域ＡＬｑを形成する液体Ｌｑによって遮られる、散乱される、あるいは短波長化される等の現象が生じ得る。従って、そのヘッド６０Ｃは、正常に機能しなくなる。このとき、仮に、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置制御に用いられる、３つのヘッドの１つにヘッド６０Ｃが含まれていた場合には、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置を正しく制御することはできなくなる。
【００６３】
本実施形態では、上記のような事態が発生することがないように、前述した如く、主制御装置２０は、エンコーダシステム７０によってウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置を制御している際に、所定のサンプリング間隔で、ウエハ干渉計システム１８の各干渉計の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置情報を算出し、この算出結果に基づいて、４つのヘッド６０Ａ〜６０Ｄのいずれかが、液浸領域ＡＬｑに接近したかどうかを判断している。そして、主制御装置２０は、いずれかのヘッド（例えばヘッド６０Ｃ）が液浸領域に接近したと判断した場合には、そのヘッド（例えばヘッド６０Ｃ）以外のヘッド（例えば６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｄ）（から構成されるエンコーダ（例えば７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｄ））の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置制御を行うようになっている。
【００６４】
ここで、図３の状態は、実際には、ウエハステージＷＳＴが、ヘッド６０Ｃが、液浸領域ＡＬｑの−Ｙ側に位置していた位置から、＋Ｙ方向に進み、これに伴って、ヘッド６０Ｃが液浸領域ＡＬｑ内に進入して抜け出る直前、換言すれば液浸領域ＡＬｑがヘッド６０Ｃ上を通過し終わる直前の状態を示すものとする。この場合、図３に示される位置から、ウエハステージＷＳＴが＋Ｙ方向に移動すると、液浸領域ＡＬｑがヘッド６０Ｃ上を通過し、ヘッド６０Ｃが液浸領域ＡＬｑから外れ、通常であれば、ヘッド６０Ｃは正常に機能するようになり（機能が回復し）、ヘッド６０Ｃを、ウエハステージＷＳＴの位置制御に使用できるようになる。
【００６５】
しかし、仮に、液浸領域ＡＬｑがヘッド６０Ｃの上を通過した後、液体Ｌｑの一部がヘッド６０Ｃの受光面（に相当するウエハテーブルＷＴＢの上面（プレート２８の上面））上に残留すると、ヘッド６０Ｃの計測光が、その残留する液体Ｌｑによって遮られる、散乱される、あるいは短波長化される等の現象が生じ、このためにそのヘッド６０Ｃが正常に機能しなくなるおそれがある。
【００６６】
そこで、主制御装置２０は、液浸領域ＡＬｑがヘッド６０Ａ〜６０Ｃのいずれかの上を通過した後、そのヘッドの受光面に相当するプレート２８の上面の液体の残留状態を、前述の液体検出装置８０（液体検出センサ８０ａ〜８０ｄ）を用いて検出する。
【００６７】
ここで、この液体の残留状態の検出の一例について、図６（Ａ）〜図６（Ｆ）に基づいて説明する。
【００６８】
図６（Ａ）には、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の移動に伴い、ヘッド６０Ｃが液浸領域ＡＬｑに進入する前の状態が示されている。この状態では、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置制御のため、ヘッド６０Ｃを含む３つのヘッド（例えばヘッド６０Ａ，６０Ｃ，６０Ｄ）を用いてウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報を計測しているものとする。図６（Ａ）〜図６（Ｆ）において、同じヘッド６０Ｃが、色つきの円（二重円）と色無し（白抜き）の円とで表されている。ここで、色つきの円は、ヘッド６０ＣがウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測するために使用されている状態を示し、色無しの円は、ヘッド６０ＣがウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測するために使用されていない状態を示す。
【００６９】
本実施形態では、前述の如く、主制御装置２０は、常時、ウエハ干渉計システム１８を用いて計測されるウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報を用いて、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄと液浸領域ＡＬｑとの位置関係を監視している。そして、主制御装置２０は、いずれかのヘッドが、液浸領域ＡＬｑに所定距離以内に接近したときには、これを認識する。例えば、図６（Ａ）の状態では、主制御装置２０は、ヘッド６０Ｃが液浸領域ＡＬｑに接近したことを認識し、ヘッド６０Ｃが液浸領域ＡＬｑに進入する前に、ヘッド６０Ｃから、それまで使用されていなかったヘッド（例えば６０Ｂ）に、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報の計測に使用するヘッドを変更する。これ以後、主制御装置２０により、ヘッド６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｄの計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢの位置が制御されることになる。なお、本実施形態では、ウエハ干渉計システム１８用いて計測されるウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報を用いて、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄと液浸領域ＡＬｑとの位置関係を監視しているが、これに限らず、ヘッドの切り換えを短時間で行える場合など、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸＹ平面内の位置情報（Ｘ，Ｙ、θｚ）の計測不能状態の発生を未然に回避できるのであれば、エンコーダシステム７０により計測されるウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報を用いて、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄと液浸領域ＡＬｑとの位置関係を監視しても良い。
【００７０】
図６（Ａ）に示される状態から、ウエハテーブルＷＴＢが＋Ｙ方向に移動すると、それに伴ってヘッド６０Ｃが液浸領域ＡＬｑに進入する。図６（Ｂ）には、進入を開始した直後の状態が示されている。そして、図６（Ｂ）に示される状態から、ウエハテーブルＷＴＢが＋Ｙ方向にさらに移動すると、図６（Ｃ）に示されるように、ヘッド６０Ｃが液浸領域ＡＬｑから退出し、液体検出装置８０を構成する液体検出センサ８０ａの一部の複数の検出点Ｍａを通過する。図６（Ｃ）には、ヘッド６０Ｃが、それらの検出点Ｍａを通過し始めた直後の状態が示されている。
【００７１】
ここで、主制御装置２０は、液体検出装置８０が有する液体検出センサ８０ａを用いて、ヘッド６０Ｃの受光面上の液体Ｌｑの残留状態（ここでは、残留の有無）の検出を開始する。すなわち、液体検出センサ８０ａの照射系８０ａ１からウエハテーブルＷＴＢ上面（プレート２８上面）上の複数の検出点Ｍａに計測光が照射される。ここで、検出点Ｍａの一部はヘッド６０Ｃ上に位置しているので、計測光の一部はヘッド６０Ｃの上部に照射される。そして、ウエハテーブルＷＴＢの移動に伴い、ヘッド６０Ｃは検出点Ｍａを通過し終える。図６（Ｄ）には、通過し終わる直前の状態が示されている。
【００７２】
主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動に伴い、図６（Ｃ）に示される状態から図６（Ｄ）に示される状態へと変化し、ヘッド６０Ｃが検出点Ｍａを通過する間、受光系８０ａ２の複数の受光素子（各受光素子は、検出点Ｍａに個別に対応）によって検出される反射光の光量を監視する。主制御装置２０は、受光系８０ａ２の複数の受光素子でそれぞれ検出される反射光の光量（積算値又はヘッドの液浸領域通過を含む所定時間における時間平均値）が、全ての受光素子で、ほぼ同一であれば、ヘッド６０Ｃの受光面上の液体Ｌｑの残留は無いことを検出する。この場合、主制御装置２０は、図６（Ｅ）に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測するために、他のいずれかのヘッドに代えて、ヘッド６０Ｃの使用を再開することができる。
【００７３】
一方、図６（Ｆ）に示されるように、液浸領域ＡＬｑを通過後、ヘッド６０Ｃの受光面に相当するウエハテーブルＷＴＢ上面（プレート２８上面）の領域に液体Ｌｑが残留すると、該液体Ｌｑによって液体検出センサ８０ａの計測光が遮られる、あるいは散乱されるため、受光系８０ａ２の複数の受光素子のうち、ヘッド６０Ｃ（の受光面に相当するウエハテーブルＷＴＢ上面（プレート２８上面）の領域）が通過する一部の検出点Ｍａに対応する一部の受光素子で検出される反射光の光量が、他の受光素子で検出される反射光の光量より減少する。そこで、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動に伴い、図６（Ｃ）に示される状態から図６（Ｄ）に示される状態へと変化し、ヘッド６０Ｃが一部の検出点Ｍａを通過する間に、上記の一部の受光素子で検出される反射光の光量が、他の受光素子で検出される反射光の光量より減少したことを検出した場合に、ヘッド６０Ｃの受光面上の液体Ｌｑの残留があることを検出する。この場合、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測するために、引き続き、ヘッド６０Ｃを除く残りの３つのヘッドを使用する。
【００７４】
このように、主制御装置２０は、一度、その受光面上に液体Ｌｑの残留があることが検出されたヘッドは、再度、液浸領域ＡＬｑを通過し、液体検出装置８０（液体検出センサ８０ａ〜８０ｄ）を用いて液体Ｌｑの残留がないことが検出されるまで、ウエハステージＷＳＴの位置情報計測には使用することがない。従って、４つのヘッドがウエハテーブルＷＴＢ上に搭載された本実施形態の露光装置１００では、２つ以上のヘッドについて液体Ｌｑの残留があることが検出された場合、あるいは、１つのヘッドについて液体の残留が検出された後、そのヘッドについて液体の残留がないことを検出する前に、別のヘッドについて液体の残留が検出された場合には、エンコーダシステム７０を用いたウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ回転量の情報を含む）の計測が不可能となる。そこで、かかる事態が発生し難くなるように、５つ以上のヘッドをウエハテーブルＷＴＢ上に搭載することとしても良い。
【００７５】
主制御装置２０は、上述のヘッド６０Ｃの場合と同様に、いずれかのヘッドが液浸領域ＡＬｑからその＋Ｙ側に退出した場合には、液浸領域ＡＬｑの＋Ｙ側に複数の検出点（検出領域）Ｍａを有する液体検出センサ８０ａを用いて、液体の残留の有無を検出する。また、主制御装置２０は、いずれかのヘッドが液浸領域ＡＬｑからその−Ｙ側、−Ｘ側、＋Ｘ側に退出した場合、液浸領域ＡＬｑの−Ｙ側、−Ｘ側、＋Ｘ側に複数の検出点Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄを有する液体検出センサ８０ｂ，８０ｃ，８０ｄを、それぞれ用いて、センサ８０ａを用いた場合と同様に、液体の残留の有無を検出する。
【００７６】
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、主制御装置２０によりヘッド６０Ａ〜６０Ｄと液浸領域ＡＬｑとの位置関係がウエハ干渉計システム１８（又はエンコーダシステム７０）の計測値に基づいて監視され、いずれかのヘッドが液浸領域ＡＬｑを通過することが認識された場合には、そのときのウエハステージＷＳＴの進行方向に応じて、液体検出装置８０の液体検出センサ８０ａ〜８０ｄの１つが選択され、その選択された液体検出センサにより、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄの１つ（液浸領域ＡＬｑがその上面を通過するヘッド）について、その受光面上の液体Ｌｑの残留状態が検出され、その検出結果が主制御装置２０に出力される。そのため、主制御装置２０は、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄのうち、その受光面上の液体の残留状態が良好な（すなわち、液体の残留がない）３つのヘッドを用いて、ＸＹ平面内におけるウエハステージＷＳＴの位置情報を計測することができる。従って、受光面上に液体が多く残留し正常に機能しないエンコーダヘッドの使用を避けることができ、これにより、高精度且つ安定なウエハステージＷＳＴの位置情報の計測が可能となる。
【００７７】
また、本実施形態の露光装置１００によると、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中も、主制御装置２０により、受光面上に液体が残留していない３つのエンコーダヘッドを用いて、ウエハステージＷＳＴの高精度な位置計測及び位置制御が行われるので、走査露光方式の液浸露光により、レチクルＲのパターンを、ウエハＷ上に各ショット領域に精度良く転写することが可能になる。
【００７８】
また、本実施形態の露光装置１００において、装置のアイドル中、ウエハ交換時等、適宜、すべてのヘッドについて液体の残留状態を検出するシーケンスを設けることも有効である。このため、液体検出装置８０（を構成する個々の液体検出センサ８０ａ〜８０ｄ）と同様のセンサを、液浸領域ＡＬｑの近傍以外の適当な場所、例えば露光開始前にすべてのヘッドが通過する位置の近傍に設けても良い。
【００７９】
なお、上記実施形態では、液体検出装置８０（が有する４つの液体検出センサ８０ａ〜８０ｄ）の検出点Ｍを、液浸領域ＡＬｑの周囲を囲むように配置した。しかし、これに限らず、液浸領域ＡＬｑはＸ軸方向に幅広となっているため、ヘッドが液浸領域ＡＬｑをＸ軸方向に通過することが殆どない場合も考えられ、このような場合には、液浸領域ＡＬｑの±Ｙ側のみに液体検出装置の検出点（検出領域）を配置しても良い。すなわち、検出点Ｍａ，Ｍｂを有する液体検出センサ８０ａ，８０ｂのみを設けても良い。
【００８０】
なお、上記実施形態では、液体検出装置８０を構成する液体検出センサ８０ａ〜８０ｄをウエハステージＷＳＴの外部に配置し、液浸領域ＡＬｑを通過したヘッドについて、液体の残留状態を検出する場合について説明した。しかし、これに限らず、ウエハステージＷＳＴに搭載される複数のヘッド、例えばヘッド６０Ａ〜６０Ｄに、液体検出装置の一部を構成する液体検出センサを個別に設けることとしても良い。
【００８１】
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）には、ヘッド６０Ａ〜６０Ｄに個別に設けられる液体検出センサの一例として、ヘッド６０Ｃに設けられた液体検出センサ８２Ｃが示されている。液体検出センサ８２Ｃは、ウエハテーブルＷＴＢの内部に、ヘッド６０Ｃの筐体に近接して配置される照射系８２Ｃａと受光系８２Ｃｂとを含む。照射系８２Ｃａと受光系８２Ｃｂとは、ヘッド６０Ｃとともに、プレート２８によってカバーされている。ここで、液体検出センサ８２Ｃは、スケール板２１（回折格子ＲＧ）にヘッド６０Ｃから照射される計測ビームＬＢ１，ＬＢ２及び該計測ビームＬＢ１，ＬＢ２の回折格子ＲＧからの回折ビームが通過するプレート２８上面上の領域（すなわち、ヘッド６０Ｃの受光面）内に、複数の検出点（又は検出領域）を有する。
【００８２】
照射系８２Ｃａは、プレート２８上面上の複数の検出点のそれぞれに、計測光ＬＢ０を斜入射する。ここで、斜入射の角度は、図７（Ａ）に示されるように、プレート２８上に液体Ｌｑが残留していなければ計測光ＬＢ０が全反射するように、設定されている。受光系８２Ｃｂは、計測光ＬＢ０のプレート２８の上面からの反射光を受光する。ここで、図７（Ｂ）に示されるように、プレート２８上に液体Ｌｑが残留していると、計測光ＬＢ０の一部が液体Ｌｑを介してウエハテーブルＷＴＢから漏れ出すため、受光系８２Ｃｂによって検出される複数の検出点からの反射光の総光量が減少する。そこで、主制御装置２０は、液体検出センサ８２Ｃを用いて、このような総光量の変化を検出することによって、ヘッド６０Ｃの受光面上の液体の残留状態（例えば、残留の有無）を検出することができる。
【００８３】
液体検出センサ８２Ｃと同様の液体検出センサを全てのヘッドに個別に設けることにより、主制御装置２０は、ヘッドが液浸領域ＡＬｑを通過した直後に限らず、装置のアイドル中、あるいはウエハ交換時等は勿論、常時、ヘッドの受光面上の液体の残留の有無を検出することができる。また、この場合、ヘッドの数を問わず、ヘッド毎に液体検出センサを設けることができる。
【００８４】
また、これまでは、主制御装置２０が、液体検出装置８０を用いて検出される反射光の光量の変化より、ヘッドの受光面上の液体の残留状態として、残留の有無を検出する場合を例示した。しかるに、残留する液体が少量であれば、ヘッドがその機能を完全に失わず、計測値に誤差は生じるが位置情報の計測そのものは可能な場合がある。この場合において、その誤差が許容範囲内の場合もある。そこで、例えば、液体検出装置８０を用いて、検出される反射光の光量の変化より、ヘッドの受光面上に残留する液体の量も測定することとしても良い。この場合、予め許容できる残留液体の量を計測誤差の許容値に基づき、実験等で求め、この求めた残留液体の量を閾値として定めておく。そして、主制御装置２０は、液体の残留量が該閾値の量より少なければ、誤差は発生するが、十分許容できる程度であると判断して、ヘッドの使用を再開する。一方、主制御装置２０は、液体の残留量が閾値の量を超えた場合、もはや誤差は許容できない、すなわちヘッドは正常に機能しないと判断し、そのヘッドを使用しないこととすれば良い。
【００８５】
なお、上記第１の実施形態では、スケール板２１の下面に、２次元回折格子ＲＧが形成された場合について例示したが、これに限らず、Ｙ軸方向とＸ軸方向とをそれぞれ周期方向とする２つの１次元回折格子が形成されたスケール板を、スケール板２１に代えて設けても良い。この場合、Ｙ軸方向を周期方向とする１次元回折格子は、ウエハステージＷＳＴの移動によりＹヘッド６０Ａ，６０Ｃが対向し得る領域をカバーし、Ｘ軸方向を周期方向とする１次元回折格子はＸヘッド６０Ｂ，６０Ｄが対向し得る領域をカバーすることとすれば良い。
【００８６】
なお、ヘッドの出力異常の要因としては、前述の液浸領域ＡＬｑ内への進入、ヘッドの受光面上の液体Ｌｑの残留の他に、ヘッド上にゴミ等の異物が付着し計測光が遮られる、あるいはヘッドが故障する等の要因も考えられる。上記実施形態のように、ウエハテーブルＷＴＢ上に１次元ヘッドが４つ設けられている場合には、液浸領域外に位置する３つのヘッドを用いてウエハステージＷＳＴのＸＹ面内の位置情報の計測を行う必要があるが、その３つのヘッドの１つに、上述の異物付着などが生じるおそれがある。かかる事態を考慮して、次の第２の実施形態のように、１次元ヘッドを５つ以上、ウエハテーブル上に設置しても良い。
【００８７】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図８に基づいて説明する。ここで、前述の第１の実施形態の露光装置１００と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いると共に、その説明を簡略化し若しくは省略する。
【００８８】
この第２の実施形態の露光装置は、ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するエンコーダシステムの構成、特にウエハステージＷＳＴ上のエンコーダヘッドの配置及びスケール板の構成が、前述の第１の実施形態の露光装置１００と異なるが、その他の部分の構成等は同様になっている。従って、以下では、その相違点を中心として、第２の実施形態について説明する。なお、本第２の実施形態の露光装置では、後述する複数のヘッドに前述した液体検出センサ８２Ｃ（図７（Ａ）及び図７（Ｂ）参照）と同様の液体検出センサが設けられている。すなわち、前述の液体検出装置８０は、設けられていない。
【００８９】
図８には、本第２の実施形態の露光装置の、一部省略した平面図が示されている。本第２の実施形態の露光装置では、図８に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）上面の四辺のそれぞれに沿って各４つのヘッドが配置されている。詳述すると、ウエハテーブルＷＴＢ上面の、−Ｙ側の辺の近傍に、ヘッドユニット６０Ａを構成する４つのヘッド６０Ａ１〜６０Ａ４が、その辺に沿って、所定間隔で配置されている。ヘッド６０Ａ１〜６０Ａ４は、液浸領域ＡＬｑのＸ軸方向の幅よりも大きな間隔で配置されている。同様に、ウエハテーブルＷＴＢ上面の、−Ｘ側、＋Ｙ側、＋Ｘ側の辺それぞれの近傍には、ヘッドユニット６０Ｂを構成する４つのヘッド６０Ｂ１〜６０Ｂ４、ヘッドユニット６０Ｃを構成する４つのヘッド６０Ｃ１〜６０Ｃ４、及びヘッドユニット６０Ｄを構成する４つのヘッド６０Ｄ１〜６０Ｄ４が、それぞれの辺に沿って、所定間隔で配置されている。同じヘッドユニットに属するヘッドは、それらの配列方向についての液浸領域ＡＬｑの幅よりも大きな間隔で配置されている。
【００９０】
また、本第２の実施形態の露光装置では、前述のスケール板２１に代えて、ヘッドユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄにそれぞれ対応する４つのスケール板２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄが、設けられている。スケール板２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、それぞれ、投影光学系ＰＬの下端部の−Ｙ側、−Ｘ側、＋Ｙ側、＋Ｘ側に配置されている。スケール板２１Ａ，２１Ｃの下面（−Ｚ側の面）には、Ｙ軸方向を周期方向とする１次元回折格子が形成されている。また、スケール板２１Ｂ，２１Ｄの下面には、Ｘ軸方向を周期方向とする１次元回折格子が形成されている。
【００９１】
ヘッドユニット６０Ａ〜６０Ｄに属する各ヘッドは、それぞれ、対応するスケール板２１Ａ〜２１Ｄに計測ビーム（計測光）を照射し、それによって発生する回折光を受光して、それぞれの計測方向に関するウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するエンコーダ（７０Ａ〜７０Ｄ）を構成する。スケール板２１Ａ〜２１Ｄの幅は、対応するヘッドユニットに属する互いに隣接するヘッドの間隔より十分長く、対応するヘッドユニットに属する２つ以上のヘッドが同時に対向可能である。
【００９２】
図７に示される状態では、ヘッドユニット６０Ａに属する４つのヘッドのうち３つのＹヘッド６０Ａ２，６０Ａ３，６０Ａ４が、スケール板２１Ａに対向している。また、ヘッドユニット６０Ｂ及び６０Ｄに属する各４つのヘッドのうち、各２つのＸヘッド６０Ｂ３，６０Ｂ４及び６０Ｄ３，６０Ｄ４が、それぞれ、スケール板２１Ｂ及び２１Ｄに対向している。一方、ヘッドユニット６０Ｃに属する４つのヘッドは、いずれもスケール板２１Ｃに対向していない。また、このとき、ヘッド６０Ｃ３は液浸領域ＡＬｑに接近している。
【００９３】
この場合、主制御装置２０は、前述と同様にウエハ干渉計システム１８（又はエンコーダシステム）で計測される、ウエハステージＷＳＴの位置情報に基づいて、いずれかのヘッドが液浸領域ＡＬｑ内に接近（又は進入）しているか否かを判断し、ヘッド６０Ｃ３が液浸領域ＡＬｑに接近していると判断する。そして、主制御装置２０は、そのヘッド６０Ｃ３を除く残りのヘッドの中から、さらに、出力が異常なヘッドを除外する。この出力異常のヘッドには、各ヘッドに設けられた液体検出センサにより、液体の残留があること（又は閾値の残存量を超える液体の残留）が検出されたヘッドに加え、ゴミ等の異物が付着したヘッドなどが含まれる。これらの異物の付着も、その検出原理から明らかなように、前述した液体検出装置８０を用いて検出することができる。
【００９４】
そして、主制御装置２０は、残った複数のヘッドの中から、必要な数、例えば３つのヘッドを選択する。
【００９５】
例えば、図７の場合、主制御装置２０は、スケール板２１Ａに対向しているＹヘッド６０Ａ２，６０Ａ３，６０Ａ４からＹヘッド６０Ａ３を、スケール板２１Ｂに対向しているＸヘッド６０Ｂ３，６０Ｂ４からＸヘッド６０Ｂ４を、スケール板２１Ｄに対向しているＸヘッド６０Ｄ３，６０Ｄ４からＸヘッド６０Ｄ４を、それぞれ選択している。
【００９６】
そして、主制御装置２０は、これらの３つのヘッド６０Ａ３，６０Ｂ４，６０Ｄ４（エンコーダ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｄ）の計測値を用いて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報を求める。
【００９７】
このように、主制御装置２０は、複数のヘッドのうち、液浸領域ＡＬｑに近接（又は進入）しているヘッド、さらに液浸領域ＡＬｑ外に位置するが異常な計測値を出力するヘッド、を除く残りのヘッドの中から３つのヘッド（エンコーダ）を選び、それらの計測値を用いてウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報を求める。
【００９８】
以上のようにして構成され、機能する本第２の実施形態の露光装置によると、前述した第１の実施形態の露光装置１００と同様の効果を得ることができる他、液体以外の異物付着等により正常に機能しないヘッドが、ウエハステージＷＳＴの位置制御に用いられることがなくなる。
【００９９】
なお、上記第１、第２の実施形態では、各ヘッド６０Ａ〜６０Ｄ（エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄ）として、１つの方向（Ｘ軸方向又はＹ軸方向）のみを計測方向とする１次元エンコーダを採用したが、これに限らず、Ｘ軸方向とＹ軸方向との両方を計測方向とする２次元エンコーダを採用しても良い。この場合、主制御装置２０は、例えば回折格子ＲＧが形成された前述のスケール板２１の下面に対向する少なくとも２つのエンコーダ（すなわち、有効な計測値を出力している少なくとも２つのエンコーダ）の計測値を用いて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ回転量の情報を含む）を求めることとすることができる。
【０１００】
なお、上記第１、第２の実施形態におけるウエハステージでのエンコーダ（ヘッド）の配置は一例であって、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、ウエハステージの４隅に、それぞれ、エンコーダ及びそのパックアップ用エンコーダを、ステージ中心から放射方向に沿って配置しても良い。
【０１０１】
また、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）などの移動体の一面上にエンコーダヘッドを配置する場合に、ヘッド本体は移動体の内部に配置し、一面には受光部のみを配置しても良い。
【０１０２】
また、上記第１、第２の実施形態では、液体検出センサが設けられる場合を説明したが、これに限らず、液体検出センサは必ずしも設けてなくても良い。この場合、エンコーダの出力などを代用することもできるし、あるいは、液体検出を一切行わず、露光シーケンスにおいて液体が接触することが分かっているヘッドを事前に他のヘッドに切り換えるのみでも良い。この場合、切り換え後、前のヘッドの出力に異常がなければ、再度前のヘッドに切り換えても（再使用しても）良い。
【０１０３】
なお、上記第１、第２の実施形態の露光装置において、露光動作時だけでなく他の動作、例えば基準マークの検出、あるいはウエハステージ上のセンサ（照明むらセンサ、空間像計測センサ、照射量センサ、偏光センサ、波面計測センサなどなど）による計測などの動作時に同様にヘッド切換を行っても良い。ただし、ウエハステージが少なくとも１つの計測部材（センサなど）を有し、ウエハステージ上に液浸領域が形成されていることが前提となる。
【０１０４】
また、後述する計測ステージを備える露光装置で、計測ステージの位置情報をエンコーダで計測する場合にも、ヘッドの切換は、同様に適用できる。
【０１０５】
なお、上記第１、第２の実施形態において、Ｚ軸方向の位置情報の計測が可能なセンサ（又はヘッド）を併用しても良いし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置情報の計測が可能なセンサ（又はヘッド）あるいはＸ軸方向を計測方向とするセンサ（Ｘセンサ）とＹ軸方向を計測方向とするセンサ（Ｙセンサ）とを組み合わせても良い。
【０１０６】
この他、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ても良い。
【０１０７】
また、例えば投影光学系とアライメント系とが離れている露光装置などでは、投影光学系の近傍（周囲）と、アライメント系の近傍（周囲）とで別々のスケール板を配置しても良い。この場合、ウエハＷの露光動作を行う際には、投影光学系の近傍に配置されたスケール板を用いて、エンコーダシステムにより、ウエハステージの位置が計測され、ウエハアライメントの際などには、アライメント系の近傍に配置されたスケール板を用いて、エンコーダシステムにより、ウエハステージの位置が計測されることとなる。
【０１０８】
また、上記実施形態では、エンコーダシステムに加えて、ウエハ干渉計システムが設けられている場合を例示したが、ウエハ干渉計システムは、必ずしも設けなくても良い。
【０１０９】
なお、上記各実施形態では、スキャニング・ステッパに本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置をエンコーダで計測することにより、干渉計を用いてそのステージの位置を計測する場合と異なり、空気揺らぎに起因する位置計測誤差の発生を殆ど零にすることができ、エンコーダの計測値に基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも本発明は適用することができる。さらに、例えば、米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されるように複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置に本発明を適用しても良い。また、例えば、国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されるようにウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置に本発明を適用しても良い。
【０１１０】
また、上記各実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍系及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。
【０１１１】
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。
【０１１２】
また、上記各実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に本発明を適用することができる。この他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。
【０１１３】
また、上記各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、そのステージの位置をエンコーダを用いて計測することで、上記各実施形態と同等の効果を得ることができる。
【０１１４】
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
【０１１５】
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１１６】
なお、上記各実施形態及び変形例でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。
【０１１７】
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
【０１１８】
なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンをウエハ等の物体上に転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハ（物体）を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置が用いられるので、高集積度のデバイスを歩留り良く製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
以上説明したように、本発明の露光装置及び露光方法は、物体を露光するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、半導体素子又は液晶表示素子などの電子デバイスを製造するのに適している。
【符号の説明】
【０１２０】
８…局所液浸装置、１０…照明系、２０…主制御装置、２１…スケール板、２７…ウエハステージ駆動系、３０…平面モータ、５０…ウエハステージ装置、６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ…ヘッド、７０…エンコーダシステム、７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ…エンコーダ、８０…液体検出装置、８０ａ〜８０ｄ，８２Ｃ…液体検出センサ、９１…ステージ本体、１００…露光装置、ＡＬｑ…液浸領域、Ｌｑ…液体（液浸液）、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル、Ｗ…ウエハ、Ｒ…レチクル、ＰＬ…投影光学系。
【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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