(57)【要約】【課題】ウエハステージの位置計測系を較正する。【解決手段】ウエハステージＷＳＴ上に設けられたＹ軸方向を周期方向とするＹスケール３９Ｙ１，３９Ｙ２のそれぞれに対向可能なＹ軸方向に離間する少なくとも各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７を用いて、ウエハステージＷＳＴ上に配置された較正用ウエハＣＷ上のＹ軸方向を周期方向とする回折格子ＧＹ１，ＧＹ２の位置をそれぞれ計測して、各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７のそれぞれの第１の位置関係を求め、各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７を用いて、それぞれ、Ｙスケール３９Ｙ１，３９Ｙ２の位置を計測して、各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７のそれぞれのＹ軸方向の第２の位置関係を求め、第１及び第２の位置関係を用いて、エンコーダシステムを較正する。【選択図】図１１
2014086560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の平面内で移動する少なくとも１つの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位置計測系を較正する較正方法であって、
前記エンコーダシステムは、前記少なくとも１つの移動体及び該移動体の外部の一方に前記平面に平行に互いに離れて配置され、それぞれ少なくとも第１方向を周期方向とする第１及び第２格子部のそれぞれに２つ同時に対向可能で、対向する格子部の少なくとも前記第１方向に関する位置情報を計測する、前記第１方向の位置が異なる少なくとも各１つの第１及び第２ヘッドと少なくとも各１つの第３及び第４ヘッドとを含む複数のヘッドを有し、
前記第１及び第２ヘッドのそれぞれを少なくとも各１つ含む第１ヘッド組と、前記第３及び第４ヘッドのそれぞれを少なくとも各１つ含む第２ヘッド組とにより、それぞれ、少なくとも前記第１方向を周期方向とする第３格子部の位置情報を計測して前記第１及び第２ヘッド組のそれぞれについての前記第１方向に関する第１の位置関係を求めることを含む較正方法。
【請求項２】
前記第１及び第２ヘッド組のそれぞれにより、前記第１格子部及び前記第２格子部の前記第１方向の位置情報を計測して前記第１及び第２ヘッド組のそれぞれについての前記第１方向に関する第２の位置関係を求めることと、
前記第１及び第２ヘッド組それぞれについての前記第１及び前記第２の位置関係に基づいて、前記第１及び第２格子部の前記第１方向に関する伸縮差を求めることと、をさらに含む較正方法。
【請求項３】
前記第１及び第２格子部は、１つの移動体の一面に前記平面内で前記第１方向に交差する第２方向に離れて配置され、前記複数のヘッドは、前記移動体の外部に配置され、前記第３格子部は、前記平面内で移動可能である請求項１又は２に記載の較正方法。
【請求項４】
前記第１方向と前記第２方向とは、互いに直交する請求項３に記載の較正方法。
【請求項５】
前記第１及び第２ヘッド組の少なくとも一方は、前記第２方向に関して同じ位置に設置されている２つのヘッドを含み、前記少なくとも一方のヘッド組についての前記第１及び第２の位置関係は、前記第２方向に関して同じ位置に設置されている２つのヘッドの位置関係から得られる請求項３又は４に記載の較正方法。
【請求項６】
前記第１及び第２ヘッド組の少なくとも一方は、前記第１方向に関する位置が等しい２つのヘッドと該２つのヘッドと前記第１方向に関する位置が異なる１つのヘッドを含み、前記少なくとも一方のヘッド組についての前記第１及び第２の位置関係は、前記１つのヘッドの前記第２方向に関する位置を基準とする前記２つのヘッドの計測結果の重み付け平均と、前記１つのヘッドの計測結果とから得られる請求項３又は４に記載の較正方法。
【請求項７】
前記第３格子部は、前記移動体又は前記移動体とは独立して前記平面内を移動する別の移動体上に設けられている請求項３〜６のいずれか一項に記載の較正方法。
【請求項８】
前記第３格子部は、前記移動体上に保持される基板上に形成されている請求項３〜７のいずれか一項に記載の較正方法。
【請求項９】
前記基板は、ガラス基板から成り、
前記第３格子部は、前記ガラス基板の裏面に形成されている請求項６に記載の較正方法。
【請求項１０】
前記位置計測系は、前記移動体の前記平面に直交する方向の位置情報を計測する別のヘッドを有し、
前記ガラス基板の表面には、前記別のヘッドが対向可能な反射面が設けられている請求項９に記載の較正方法。
【請求項１１】
前記基板の表面には撥液コートが施されている請求項８〜１０のいずれか一項に記載の較正方法。
【請求項１２】
前記基板上には、さらに複数のマークが所定の位置関係で形成され、
前記複数のマークのそれぞれは、前記移動体上に存在するマークを検出する複数のマーク検出系のそれぞれによって計測可能である請求項８〜１１のいずれか一項に記載の較正方法。
【請求項１３】
前記複数のマークのうちの一部のマークは、前記複数のマーク検出系によって同時に計測可能である請求項１２に記載の較正方法。
【請求項１４】
前記複数のマークのうちの一部を、前記複数のマーク検出系のうちの少なとも１つのマーク検出系によって検出し、該検出結果に基づいて前記基板の回転ずれを補償することをさらに含む請求項１２又は１３に記載の較正方法。
【請求項１５】
前記第３格子部は、前記第１ヘッド組及び前記第２ヘッド組のそれぞれが対向可能な少なくとも２つの格子部を有する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の較正方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の較正方法により、前記移動体の位置情報を計測する前記位置計測系を較正することと、
較正された前記位置計測系を用いて、前記移動体の位置を制御し、前記移動体上に保持された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ことと、
を含む露光方法。
【請求項１７】
前記エネルギビームは、光学系と液体とを介して前記物体上に照射される請求項１６に記載の露光方法。
【請求項１８】
請求項１６又は１７に記載の露光方法により物体上にパターンを形成することと、
パターンが形成された前記物体を現像することと、
を含むデバイス製造方法。
【請求項１９】
第１方向に離間して配置された２つのヘッドをそれぞれ含み、前記第１方向に交差する第２方向に離れて配置されたヘッド組を２組含む複数のヘッドを有するエンコーダシステムを含み、前記第１及び第２方向に平行な平面内で移動する移動体の位置情報を計測する位置計測系を較正するために用いられる較正用基板であって、
前記移動体上に搭載可能で、その搭載状態で前記移動体の移動により、前記各ヘッド組に属する前記２つのヘッドが対向可能な少なくとも前記第１方向を周期方向とする格子部がその一面に形成された基板から成る較正用基板。
【請求項２０】
前記格子部は、前記各ヘッド組に属する前記２つのヘッド間の前記第１方向の間隔に応じて所定間隔で配置された２つの格子を含む請求項１９に記載の較正用基板。
【請求項２１】
前記基板は、ガラス基板であり、
前記第３格子部は、前記ガラス基板の裏面に形成されている請求項１９又は２０に記載の較正用基板。
【請求項２２】
前記基板の表面の少なくとも一部は、高反射領域とされている請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の較正用基板。
【請求項２３】
前記基板の表面には撥液コートが施されている請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の較正用基板。
【請求項２４】
前記基板上に、さらに複数のマークが所定の位置関係で形成されている請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の較正用基板。
【請求項２５】
エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光装置であって、
前記物体を保持して、所定の平面内で移動する移動体と、
前記移動体上に配置され、前記平面に平行な第１方向を少なくとも周期方向とし、前記平面内で前記第１方向に交叉する第２方向に離れた第１及び第２格子部のそれぞれに２つ同時に対向可能で、対向する格子部の少なくとも前記第１方向に関する位置情報を計測する、前記第１方向に関して離間して配置された少なくとも各１つの第１及び第２ヘッドと、少なくとも各１つの第３及び第４ヘッドとを含む複数のヘッドを有し、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位置計測系と、
前記第１及び第２ヘッドのそれぞれを少なくとも各１つ含む第１ヘッド組と、前記第３及び第４ヘッドのそれぞれを少なくとも各１つ含む第２ヘッド組とが対向可能な少なくとも前記第１方向を周期方向とする第３格子部が配置され、前記移動体とは独立して前記平面内で移動可能な別の移動体と、
前記別の移動体を駆動して、前記エンコーダシステムの前記第１ヘッド組、及び前記第２ヘッド組を前記第３格子部に順次対向させて、前記エンコーダシステムを較正する制御装置と、を備える露光装置。
【請求項２６】
前記エネルギビームを前記物体に照射する光学系と、
前記光学系と前記物体の間に、液体を供給する液体供給装置と、
をさらに備える請求項２５に記載の露光装置。
【請求項２７】
前記別の移動体は、前記移動体との交換で、前記光学系の直下に移動して、前記光学系との間に前記液体を保持する請求項２６に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、較正方法、露光方法、露光装置、及び較正用基板、並びにデバイス製造方法に係り、特に、移動体の位置を計測する位置計測系を較正する較正方法、該較正方法を含む露光方法、前記較正方法の実施に好適な露光装置及び較正用基板、並びに前記露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。
【０００３】
従来、この種の露光装置では、一般的に、パターンが転写・形成されるウエハ又はガラスプレート等の基板（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、レーザ干渉計を用いて計測されていた。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、先に提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示される露光装置では、ウエハステージ上に配置されたグレーティング（スケール）に、ウエハステージの外部に配置されたエンコーダヘッドから計測ビームを照射し、その反射光を受光することによって、グレーティングの周期方向（計測方向）に関するウエハステージの位置を計測していた。
【０００５】
しかるに、特許文献１に開示されるような液浸露光装置では、グレーティング（スケール）上に液浸用の液体が残り、その液体の気化熱によりグレーティングが伸縮し、ウエハステージの位置制御において無視できないレベルの計測誤差を生ずるおそれがあった。特に、一対のＹスケール間の伸縮差などに起因する計測誤差が問題となる。
【０００６】
この他、ウエハステージ上にエンコーダヘッドを複数、例えば４つ設け、この複数のエンコーダヘッドに対向してウエハステージの外部に複数のグレーティング（スケール）を配置するタイプの露光装置も知られている（例えば特許文献２参照）。かかるタイプの露光装置でも、複数のスケール間の格子ピッチの差、及びエンコーダヘッドの位置関係に起因する計測誤差は、程度の差はあるが、問題になる。従って、これらの計測誤差を補正するための位置計測系の較正は必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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２００６／０２２７３０９号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、所定の平面内で移動する少なくとも１つの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位置計測系を較正する較正方法であって、前記エンコーダシステムは、前記少なくとも１つの移動体及び該移動体の外部の一方に前記平面に平行に互いに離れて配置され、それぞれ少なくとも第１方向を周期方向とする第１及び第２格子部のそれぞれに２つ同時に対向可能で、対向する格子部の少なくとも前記第１方向に関する位置情報を計測する、前記第１方向の位置が異なる少なくとも各１つの第１及び第２ヘッドと少なくとも各１つの第３及び第４ヘッドとを含む複数のヘッドを有し、前記第１及び第２ヘッドのそれぞれを少なくとも各１つ含む第１ヘッド組と、前記第３及び第４ヘッドのそれぞれを少なくとも各１つ含む第２ヘッド組とにより、それぞれ、少なくとも前記第１方向を周期方向とする第３格子部の位置情報を計測して前記第１及び第２ヘッド組のそれぞれについての前記第１方向に関する第１つの位置関係を求めることを含む較正方法が、提供される。
【０００９】
これによれば、少なくとも第１及び第２ヘッド組それぞれに含まれる第１及び第２ヘッド、第３及び第４ヘッドの位置関係を較正することが可能になり、ひいては較正後の第１及び第２ヘッド組それぞれを用いて、第１及び第２格子部を計測することで、第１及び第２格子部の伸縮差を較正することが可能になる。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、上記較正方法により、前記移動体の位置情報を計測する前記位置計測系を較正することと、較正された前記位置計測系を用いて、前記移動体の位置を制御し、前記移動体上に保持された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ことと、を含む露光方法が、提供される。
【００１１】
これによれば、高精度な移動体の駆動が可能になり、ひいては物体上にパターンを精度良く形成することが可能になる。
【００１２】
本発明の第３の態様によれば、上記露光方法により物体上にパターンを形成することと、パターンが形成された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。
【００１３】
本発明の第４の態様によれば、第１方向に離間して配置された２つのヘッドをそれぞれ含み、前記第１方向に交差する第２方向に離れて配置されたヘッド組を２組含む複数のヘッドを有するエンコーダシステムを含み、前記第１及び第２方向に平行な平面内で移動する移動体の位置情報を計測する位置計測系を較正するために用いられる較正用基板であって、前記移動体上に搭載可能で、その搭載状態で前記移動体の移動により、前記各ヘッド組に属する前記２つのヘッドが対向可能な少なくとも前記第１方向を周期方向とする格子部がその一面に形成された基板から成る較正用基板が、提供される。
【００１４】
これによれば、較正用基板を移動体に搭載し、格子部を各ヘッド組に属する２つのヘッドに、それぞれ対向させて、格子部の位置計測を行うことで、２つのヘッドの第１方向の位置関係を構成することが可能になる。
【００１５】
本発明の第５の態様によれば、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光装置であって、前記物体を保持して、所定の平面内で移動する移動体と、前記移動体上に配置され、前記平面に平行な第１方向を少なくとも周期方向とし、前記平面内で前記第１方向に交叉する第２方向に離れた第１及び第２格子部のそれぞれに２つ同時に対向可能で、対向する格子部の少なくとも前記第１方向に関する位置情報を計測する、前記第１方向に関して離間して配置された少なくとも各１つの第１及び第２ヘッドと、少なくとも各１つの第３及び第４ヘッドとを含む複数のヘッドを有し、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位置計測系と、前記第１及び第２ヘッドのそれぞれを少なくとも各１つ含む第１ヘッド組と、前記第３及び第４ヘッドのそれぞれを少なくとも各１つ含む第２ヘッド組とが対向可能な少なくとも前記第１方向を周期方向とする第３格子部が配置され、前記移動体とは独立して前記平面内で移動可能な別の移動体と、前記別の移動体を駆動して、前記エンコーダシステムの前記第１ヘッド組、及び前記第２ヘッド組を前記第３格子部に順次対向させて、前記エンコーダシステムを較正する制御装置と、を備える露光装置が、提供される。
【００１６】
これによれば、少なくとも第１及び第２ヘッド組それぞれに含まれる第１及び第２ヘッド、第３及び第４ヘッドの位置関係を較正することが可能になり、ひいては較正後の第１及び第２ヘッド組それぞれを用いて、第１及び第２格子部を計測することで、第１及び第２格子部の伸縮差を較正することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一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】ウエハステージを示す平面図である。
【図３】Ｘスケール及びＹスケール（回折格子）の構成を示す図である。
【図４】ステージ装置及び干渉計の配置を示す平面図である。
【図５】ステージ装置及びセンサユニットの配置を示す平面図である。
【図６】エンコーダヘッド（Ｘヘッド、Ｙヘッド）とアライメント系の配置を示す平面図である。
【図７】Ｚヘッドと多点ＡＦ系の配置を示す平面図である。
【図８】一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９】較正用ウエハの構成を示す平面図である。
【図１０】図１０（Ａ）はＹ軸方向に離間する２つのＹヘッドを用いて、図１０（Ｂ）はＹ軸方向に離間する３つのＹヘッドを用いて、較正用ウエハ上に形成された回折格子を検出する方法を説明するための図である。
【図１１】３つのＹヘッドを用いて較正用ウエハ上に形成された回折格子の位置を計測することで、ＹヘッドのＹ軸方向の離間距離（間隔）を求める動作を説明するための図（その１）である。
【図１２】３つのＹヘッドを用いて較正用ウエハ上に形成された回折格子の位置を計測することで、ＹヘッドのＹ軸方向の離間距離（間隔）を求める動作を説明するための図（その２）である。
【図１３】Ｙ軸方向の間隔を較正した各３つのＹヘッドを用いてそれぞれ対応するＹスケールの位置を計測することで、Ｙスケールの伸縮を測定する動作を説明するための図である。
【図１４】２つのＸヘッドを用いて較正用ウエハ上に形成された回折格子の位置を計測することで、ＸヘッドのＸ軸方向の離間距離（間隔）を求める動作を説明するための図（その１）である。
【図１５】２つのＸヘッドを用いて較正用ウエハ上に形成された回折格子の位置を計測することで、ＸヘッドのＸ軸方向の離間距離（間隔）を求める動作を説明するための図（その２）である。
【図１６】Ｘ軸方向の間隔を較正した各２つのＸヘッドを用いてそれぞれ対応するＸスケールの位置を計測することで、Ｘスケールの伸縮を測定する動作を説明するための図である。
【図１７】２つのＺヘッドを用いて較正用ウエハ上に形成された反射面の面位置を計測することで、ＺヘッドのＺ軸方向の設置位置を求める動作を説明するための図（その１）である。
【図１８】２つのＺヘッドを用いて較正用ウエハ上に形成された反射面の面位置を計測することで、ＺヘッドのＺ軸方向の設置位置を求める動作を説明するための図（その２）である。
【図１９】Sec-BCHK（インターバル）について説明するための図（その１）である。
【図２０】Sec-BCHK（インターバル）について説明するための図（その２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、一実施形態について、図１〜図２０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、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
【００２０】
露光装置１００は、照明系１０、該照明系１０からの露光用照明光（以下、「照明光」又は「露光光」と呼ぶ）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含んでいる。ウエハステージＷＳＴ上には、ウエハＷが載置されている。
【００２１】
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んでいる。この照明系１０では、レチクルブラインド（マスキングシステム）で設定（制限）されたレチクルＲ上でＸ軸方向に延びるスリット状の照明領域を照明光（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８参照）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）１１６によって、移動鏡１５（又はレチクルステージＲＳＴの端面に形成された反射面）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１１６の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図８参照）に送られる。
【００２４】
投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成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）及び液体Ｌｑ（図１参照）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、その第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（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。
【００２５】
また、本実施形態の露光装置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、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、局所液浸装置８の一部を構成するノズルユニット３２が設けられている。本実施形態では、ノズルユニット３２は、図１に示されるように、その下端面が先端レンズ１９１の下端面とほぼ面一に設定されている。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。液体供給管３１Ａと液体回収管３１Ｂとは、図５に示されるように、平面視（上方から見て）でＸ軸方向及びＹ軸方向に対して４５°傾斜し、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＹ軸方向の直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＶに関して対称な配置となっている。
【００２６】
液体供給管３１Ａには、その一端が液体供給装置５（図１では不図示、図８参照）に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、液体回収管３１Ｂには、その一端が液体回収装置６（図１では不図示、図８参照）に接続された不図示の回収管の他端が接続されている。
【００２７】
液体供給装置５は、液体のタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、並びに液体供給管３１Ａに対する液体の供給・停止を制御するためのバルブ等を含んでいる。また、液体回収装置６は、液体のタンク及び吸引ポンプ、並びに液体回収管３１Ｂを介した液体の回収・停止を制御するためのバルブ等を含んでいる。なお、液体供給装置５及び液体回収装置６の構成部分の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。
【００２８】
本実施形態では、上記の液体として、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。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。
【００２９】
液体供給装置５及び液体回収装置６は、それぞれコントローラを具備しており、それぞれのコントローラは、主制御装置２０によって制御される（図８参照）。主制御装置２０は、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に供給される水Ｌｑの量と、回収される水Ｌｑの量とが常に等しくなるように、液体供給装置５のコントローラ、液体回収装置６のコントローラに対して指令を与える。従って、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に、一定量の水Ｌｑが保持される（図１参照）。この場合、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に保持された水Ｌｑは、常に入れ替わっている。
【００３０】
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５、液体回収装置６、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂ等を含み、局所液浸装置８が構成されている。局所液浸装置８は、ノズルユニット３２によって、先端レンズ１９１とウエハＷとの間を液体Ｌｑで満たして、照明光ＩＬの光路空間を含む局所的な液浸空間（図５に示される液浸領域１４に相当）を形成する。
【００３１】
なお、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と先端レンズ１９１との間に水を満たすことが可能である。
【００３２】
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。また、ノズルユニット３２の下面を、先端レンズ１９１の射出面よりも投影光学系ＰＬの像面（すなわちウエハ）の近くに配置する、あるいは先端レンズ１９１の像面側の光路に加えて、先端レンズ１９１の物体面側の光路も液体で満たす構成を採用しても良い。要は、少なくとも投影光学系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。
【００３３】
なお、図示の便宜上から、図１及び図５以外の他の図においては、ノズルユニット３２及び液浸領域（液体）等の図示は省略されている。
【００３４】
図１に戻り、前記ステージ装置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、及びこれらのステージＷＳＴ，ＭＳＴの位置情報を計測する計測システム２００（図８参照）、並びにステージＷＳＴ，ＭＳＴを駆動するステージ駆動系１２４（図８参照）などを備えている。
【００３５】
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（以下、「エアパッド」と呼ぶ）が複数ヶ所に設けられている。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、ステージ駆動系１２４によって、所定平面（ＸＹ平面）内のＹ軸方向（図１における紙面内左右方向）及びＸ軸方向（図１における紙面直交方向）に独立して２次元駆動可能である。
【００３６】
ウエハステージＷＳＴは、ステージ本体９１と、該ステージ本体９１上に搭載されたウエハテーブルＷＴＢとを含む。このウエハテーブルＷＴＢ及びステージ本体９１は、リニアモータ及びＺ・レベリング機構（ボイスコイルモータなどを含む）を含む駆動系によって、ベース盤１２に対し、６自由度方向（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸，θｘ，θｙ及びθｚの各方向）に駆動可能に構成されている。
【００３７】
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、例えば真空吸着などによってウエハテーブルＷＴＢの凹部内に固定されている。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。さらにプレート２８は、図２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（格子部）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。本実施形態では、前述の如く液体Ｌｑとして純水を用いるので、以下では第１及び第２撥液領域２８ａ、２８ｂをそれぞれ第１及び第２撥水板２８ａ、２８ｂとも呼ぶ。
【００３８】
また、図２から明らかなように、第１撥水板２８ａの＋Ｙ側の端部には、そのＸ軸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撥水板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。
【００３９】
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ＦＭのＸ軸方向の一側と他側に、基準マークＦＭの中心に関して対称な配置で一対の空間像計測スリットパターンＳＬが形成されている。各空間像計測スリットパターンＳＬとしては、一例として、Ｙ軸方向とＸ軸方向とに沿った辺を有するＬ字状のスリットパターンを用いることができる。
【００４０】
そして、上記各空間像計測スリットパターンＳＬ下方のウエハステージＷＳＴ部分には、対物レンズ、ミラー、リレーレンズなどを含む送光光学系が、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。
【００４１】
上記一対の送光光学系は、空間像計測スリットパターンＳＬを上方から下方に透過した照明光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。
【００４２】
さらに、第２撥水板２８ｂの上面には、その４辺のそれぞれに沿ってＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2、及びＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2が、それぞれ設けられている。これをさらに詳述すると、第２撥水板２８ｂのＸ軸方向一側と他側（図４（Ａ）における左右両側）の領域には、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2がそれぞれ配置されている。Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2はそれぞれ、例えばＸ軸方向を長手方向とする格子線３８が所定ピッチでＹ軸に平行な方向（Ｙ軸方向）に沿って形成される、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば回折格子）によって構成されている。
【００４３】
同様に、第２撥水板２８ｂのＹ軸方向一側と他側（図４（Ａ）における上下両側）の領域には、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2がそれぞれ配置されている。Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2はそれぞれ、例えばＹ軸方向を長手方向とする格子線３７が所定ピッチでＸ軸に平行な方向（Ｘ軸方向）に沿って形成される、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば回折格子）によって構成されている。
【００４４】
なお、格子線３７，３８のピッチは、例えば１μｍと設定される。図２及びその他の図において、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。
【００４５】
図３には、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2及びＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2（スケール３９と総称する）の構成の一例が示されている。ベース基板ＬＢ上に、回折格子のベース層ＬＧＲが設けられている。ベース層ＬＧＲ上に、金属を蒸着することによって、反射型回折格子が形成されている。この反射型回折格子（以下、適宜、ベース層と同じ符号を用いて反射型回折格子ＬＧＲと表記する）に、エンコーダヘッドＥｈ（後述するＹヘッド６５等）からの計測ビームＥｂが照射される。反射型回折格子ＬＧＲは、ベース層ＬＧＲ上に接着層ＬＧを介して低熱膨張率のカバーガラスＬＣＧを設置することで保護されている。液浸露光装置ではスケールが撥水板を兼ねる場合があり、接着層ＬＧを含むカバー層はエンコーダの光学部品の一部でもあるため、いずれの観点でも平坦度が重要である。そのため、接着層ＬＧの厚さは均一であることが望ましい。また、接着剤は一般的にガラス等より温度あるいは湿度等の環境変動に対して変化が大きいので、安定性の観点から接着層ＬＧを薄くすることが望ましい。カバーガラスＬＣＧ上に、バンドパスフィルター層ＬＢＰが設けられている。バンドパスフィルター層ＬＢＰは、複数の屈折率の異なる光学薄膜が積層された多層膜からなり、ＺヘッドＺｈ（後述するＺヘッド７６等）からの計測ビームＺｂ（例えば波長６５５ｎｍ）を反射し、エンコーダヘッドＥｈからの計測ビームＥｂ（例えば波長７５０ｎｍ）を透過する。なお、スケール３９は、カバーガラスＬＣＧ（より正確にはバンドパスフィルター層ＬＢＰ）の表面がウエハ面と同じ高さ（同一面）になるよう、ウエハテーブルＷＴＢ上面に設置されている。
【００４６】
また、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、図２に示されるように、後述する干渉計システムで用いられる反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。
【００４７】
さらに、ステージ本体９１の−Ｙ側の側面には、図１に示されるように、後述するＺ干渉計で用いられる、凹形状の反射面を有する移動鏡４１が取り付けられている。移動鏡４１は、図２からわかるように、Ｘ軸方向の長さがウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａよりも長い。
【００４８】
前記計測ステージＭＳＴは、ＸＹ平面内で移動可能なステージ本体９２と、該ステージ本体９２上に搭載された計測テーブルＭＴＢとを含んでいる。計測テーブルＭＴＢは、不図示のＺレベリング機構を介してステージ本体９２上に搭載されている。しかしながら、これに限らず、例えば、計測テーブルＭＴＢを、ステージ本体９２に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に微動可能に構成したいわゆる粗微動構造の計測ステージＭＳＴを採用しても良いし、あるいは、計測テーブルＭＴＢをステージ本体９２に固定し、その計測テーブルＭＴＢとステージ本体９２とを含む計測ステージＭＳＴの全体を６自由度方向に駆動可能な構成にしても良い。
【００４９】
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、図４に示されるように、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書に開示される計測ステージと同様に、投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光する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、及び例えばシャック−ハルトマン（Shack-Hartman）方式の波面収差計測器９８などが採用されている。
【００５０】
なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと液体（水）Ｌｑとを介して露光光（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Ｌｑを介して照明光ＩＬを受光することとなる。また、各センサは、例えば光学系などの一部だけが計測テーブルＭＴＢ（及びステージ本体９２）に搭載されていても良いし、センサ全体を計測テーブルＭＴＢ（及びステージ本体９２）に配置するようにしても良い。
【００５１】
ステージ本体９２の−Ｙ側の端面には、前述した一対の送光系に対向し得る配置で、一対の受光系（不図示）が固定されている。各受光系は、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。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軸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、計測プレート３０の各空間像計測スリットパターンＳＬを透過した照明光ＩＬが前述の各送光光学系で案内され、各受光系内部の各受光素子で受光される。すなわち、本実施形態では、米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書に開示される露光装置と同様に、前述の一対の送光光学系と、一対の受光系とにより、一対の空間像計測装置４５が構成される（図８参照）。
【００５２】
計測テーブルＭＴＢの−Ｙ側の面には、図１及び図４に示されるように、米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書に開示されるＣＤバーと同様の、Ｘ軸方向に延びるフィデューシャルバー（以下、「ＦＤバー」と略述する）４６が取り付けられている。ＦＤバー４６の長手方向の一側と他側の端部近傍には、センターラインＬＬに関して対称な配置で、Ｙ軸方向を周期方向とする不図示の基準格子（例えば回折格子）が相互に所定距離を隔てて配置されている。また、ＦＤバー４６の上面には、後述するアライメント系によって検出可能な寸法の基準マーク、例えば２次元マークが、複数形成されている。ＦＤ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。なお、本実施形態ではＦＤ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。
【００５３】
計測テーブルＭＴＢの＋Ｙ端面、−Ｘ端面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（図４参照）。
【００５４】
計測システム２００は、図８に示されるように、干渉計システム１１８、エンコーダシステム１５０及び面位置計測システム１８０などを含む。
【００５５】
干渉計システム１１８は、図４に示されるように、反射面１７ａ又は１７ｂにそれぞれ干渉計ビーム（測長ビーム）を照射し、その反射光を受光して、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置を計測するＹ干渉計１６と、３つのＸ干渉計１２６〜１２８と、一対のＺ干渉計４３Ａ，４３Ｂとを備えている。また、干渉計システム１１８は、この他、反射面１９ａ又は１９ｂにそれぞれ干渉計ビーム（測長ビーム）を照射し、その反射光を受光して、計測ステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置を計測するＹ干渉計１８と、Ｘ干渉計１３０とを備えている。
【００５６】
これをさらに詳述すると、Ｙ干渉計１６は、基準軸ＬＶに関して対称な一対の測長ビームＢ４1，Ｂ４2を含む少なくとも３つのＹ軸に平行な測長ビームを反射面１７ａ、及び移動鏡４１に照射する。また、Ｘ干渉計１２６は、図４に示されるように、光軸ＡＸと基準軸ＬＶとに直交するＸ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＨに関して対称な一対の測長ビームＢ５1，Ｂ５2を含む少なくとも３つのＸ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに照射する。また、Ｘ干渉計１２７は、後述するプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心にて基準軸ＬＶと直交するＸ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＡを測長軸とする測長ビームＢ６を含む少なくとも２つのＹ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに照射する。また、Ｘ干渉計１２８は、Ｙ軸に平行な測長ビームＢ７を反射面１７ｂに照射する。
【００５７】
干渉計システム１１８の上記各干渉計からの位置情報は、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、Ｙ干渉計１６及びＸ干渉計１２６又は１２７の計測結果に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸ，Ｙ位置に加え、θｘ方向の回転情報（すなわちピッチング）、θｙ方向の回転情報（すなわちローリング）、及びθｚ方向の回転情報（すなわちヨーイング）も算出することができる。また、主制御装置２０は、Ｙ干渉計１８及びＸ干渉計１３０の計測結果に基づいて、計測テーブルＭＴＢ（計測ステージＭＳＴ）の位置情報（少なくともＸ軸及びＹ軸方向の位置情報とθｚ方向の回転情報とを含む）を算出する。
【００５８】
一対のＺ干渉計４３Ａ，４３Ｂは、前述の移動鏡４１を介して、例えば投影ユニットＰＵを支持するフレーム（不図示）に固定された固定鏡４７Ａ，４７Ｂにそれぞれ２つのＹ軸に平行な測長ビームＢ１，Ｂ２を照射し、それぞれの反射光を受光して、測長ビームＢ１，Ｂ２の光路長を計測する。その結果より、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの４自由度方向（Ｙ軸，Ｚ軸，θｙ，θｚの各方向）の位置を算出する。
【００５９】
なお、エンコーダシステム１５０及び面位置計測システム１８０については、次に説明するアライメント系の説明の後に説明する。
【００６０】
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５及び図６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）を通る前述の基準軸ＬＶ上で、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が設けられている。プライマリアライメント系ＡＬ１は、不図示のメインフレームの下面に固定されている。図６に示されるように、プライマリアライメント系ＡＬ１を挟んで、Ｘ軸方向の一側と他側には、基準軸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、ＡＬ２3，ＡＬ２4とがそれぞれ設けられている。セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4は、可動式の支持部材を介してメインフレーム（不図示）の下面に固定されており、駆動機構６０1〜６０4（図８参照）により、Ｘ軸方向に関してそれらの検出領域の相対位置が調整可能となっている。
【００６１】
本実施形態では、アライメント系ＡＬ１，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。アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれからの撮像信号は、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。
【００６２】
本実施形態の露光装置１００には、干渉計システム１１８とは独立に、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を計測するために、エンコーダシステム１５０を構成する複数のヘッドユニットが設けられている。
【００６３】
図５に示されるように、投影ユニットＰＵの＋Ｘ側、＋Ｙ側、−Ｘ側、及びプライマリアライメント系ＡＬ１の−Ｙ側に、４つのヘッドユニット６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、及び６２Ｄが、それぞれ配置されている。また、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4のＸ軸方向の両外側にヘッドユニット６２Ｅ、６２Ｆが、それぞれ設けられている。ヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｆは、支持部材を介して、投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム（不図示）に吊り下げ状態で固定されている。なお、図５において、符号ＵＰは、ウエハステージＷＳＴ上にあるウエハのアンロードが行われるアンローディングポジションを示し、符号ＬＰは、ウエハステージＷＳＴ上への新たな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。
【００６４】
ヘッドユニット６２Ａ、６２Ｃは、図６に示されるように、前述の基準軸ＬＨ上に所定間隔で配置された複数（ここでは５個）のＹヘッド６５1〜６５5、Ｙヘッド６４1〜６４5を、それぞれ備えている。以下では、必要に応じて、Ｙヘッド６５1〜６５5及びＹヘッド６４1〜６４5を、それぞれ、Ｙヘッド６５及びＹヘッド６４とも表記する。
【００６５】
ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃは、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼のＹリニアエンコーダ７０Ａ，７０Ｃ（図８参照）を構成する。なお、以下では、Ｙリニアエンコーダを、適宜、「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」と略記する。
【００６６】
ヘッドユニット６２Ｂは、図６に示されるように、投影ユニットＰＵの＋Ｙ側に配置され、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４個）のＸヘッド６６5〜６６8を備えている。また、ヘッドユニット６２Ｄは、プライマリアライメント系ＡＬ１の−Ｙ側に配置され、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４個）のＸヘッド６６1〜６６4を備えている。以下では、必要に応じて、Ｘヘッド６６5〜６６8及びＸヘッド６６1〜６６4をＸヘッド６６とも表記する。
【００６７】
ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄは、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸方向の位置（Ｘ位置）を計測する多眼のＸリニアエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ（図８参照）を構成する。なお、以下では、Ｘリニアエンコーダを、適宜、「Ｘエンコーダ」又は「エンコーダ」と略記する。
【００６８】
ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える５個のＹヘッド６５，６４（より正確には、Ｙヘッド６５，６４が発する計測ビームのスケール上の照射点）のＸ軸方向の間隔ＷＤは、露光の際などに、少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向する（計測ビームを照射する）ように定められている。同様に、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（より正確には、Ｘヘッド６６が発する計測ビームのスケール上の照射点）のＹ軸方向の間隔ＷＤは、露光の際などに、少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＸスケール３９Ｘ1又は３９Ｘ2に対向する（計測ビームを照射する）ように定められている。
【００６９】
なお、ヘッドユニット６２Ｂの最も−Ｙ側のＸヘッド６６5とヘッドユニット６２Ｄの最も＋Ｙ側のＸヘッド６６4との間隔は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動により、その２つのＸヘッド間で切り換え（つなぎ）が可能となるように、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向の幅よりも狭く設定されている。
【００７０】
ヘッドユニット６２Ｅは、図６に示されるように、複数（ここでは４個）のＹヘッド６７1〜６７4を備えている。ヘッドユニット６２Ｆは、複数（ここでは４個）のＹヘッド６８1〜６８4を備えている。Ｙヘッド６８1〜６８4は、基準軸ＬＶに関して、Ｙヘッド６７4〜６７1と対称な位置に配置されている。以下では、必要に応じて、Ｙヘッド６７4〜６７1及びＹヘッド６８1〜６８4を、それぞれＹヘッド６７及びＹヘッド６８とも記述する。
【００７１】
アライメント計測の際には、少なくとも各１つのＹヘッド６７，６８が、それぞれＹスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1に対向する。Ｙヘッド６７，６８（すなわち、Ｙヘッド６７，６８によって構成されるＹエンコーダ７０Ｅ，７０Ｆ（図８参照））によってウエハステージＷＳＴのＹ位置（及びθｚ回転）が計測される。
【００７２】
また、本実施形態では、セカンダリアライメント系のベースライン計測時などに、セカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２4にＸ軸方向で隣接するＹヘッド６７3，６８2が、ＦＤバー４６の一対の基準格子（不図示）とそれぞれ対向し、その一対の基準格子と対向するＹヘッド６７3，６８2によって、ＦＤバー４６のＹ位置が、それぞれの基準格子の位置で計測される。以下では、一対の基準格子５２（不図示）にそれぞれ対向するＹヘッド６７3，６８2によって構成されるエンコーダをＹリニアエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2（図８参照）と呼ぶ。また、識別のため、Ｙスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1に対向するＹヘッド６７，６８によって構成されるＹエンコーダを、Ｙエンコーダ７０Ｅ1，７０Ｆ1と呼ぶ。
【００７３】
本実施形態における露光装置１００では、後述するように、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2及びＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2が有する回折格子の伸縮を計測して、エンコーダシステム１５０（Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ及びＹエンコーダ７０Ａ，７０Ｃ）を較正する。図６に示されるように、この較正に用いられる２つのＸヘッド６６40，６６50が、さらに設けられている。Ｘヘッド６６40は、一例として、ヘッドユニット６２Ｄに属するＸヘッド６６4と同じＹ位置に、ただし＋Ｘ方向に所定距離隔てて設置されている。また、Ｘヘッド６６50は、ヘッドユニット６２Ｂに属するＸヘッド６６5と同じＹ位置に、ただし＋Ｘ方向に所定距離隔てて設置されている。なお、Ｘヘッドだけに限らずＹヘッドについても、較正用のヘッドを追加的に設けることとしても良い。
【００７４】
なお、各エンコーダヘッド（Ｙヘッド、Ｘヘッド）として、例えば、米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書に開示されている干渉型のエンコーダヘッドを用いることができる。この種のエンコーダヘッドでは、２つの計測ビームを対応するスケールに照射し、それぞれの戻り光を干渉させ、その干渉光の強度を、光検出器を介して計測する。その干渉光の強度変化より、格子ピッチの４分の１を計測単位として、スケールの計測方向（回折格子の周期方向）への変位を計測する。
【００７５】
さらに、本実施形態の露光装置１００では、図５及び図７に示されるように、照射系９０ａ及び受光系９０ｂから成る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。多点ＡＦ系としては、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を採用している。本実施形態では、一例として、前述のヘッドユニット６２Ｅの−Ｘ端部の＋Ｙ側に照射系９０ａが配置され、これに対峙する状態で、前述のヘッドユニット６２Ｆの＋Ｘ端部の＋Ｙ側に受光系９０ｂが配置されている。なお、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）は、投影ユニットＰＵを保持するメインフレームの下面に固定されている。
【００７６】
図５及び図７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９０ａ及び受光系９０ｂの間でＸ軸方向に延びる細長い検出領域（ビーム領域）ＡＦとして示されている。検出領域ＡＦは、Ｘ軸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軸方向に１回スキャンするだけで、ウエハＷのほぼ全面でＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を計測できる。
【００７７】
図７に示されるように、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の検出領域ＡＦの両端部近傍に、基準軸ＬＶに関して対称な配置で、面位置計測システム１８０の一部を構成する各一対のＺ位置計測用のヘッド（以下、「Ｚヘッド」と略記する）７２ａ，７２ｂ、及び７２ｃ，７２ｄが設けられている。これらのＺヘッド７２ａ〜７２ｄは、不図示のメインフレームの下面に固定されている。
【００７８】
Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄとしては、例えば、ＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップと同様の光学式変位センサのヘッドが用いられる。Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄは、ウエハテーブルＷＴＢに対し上方から計測ビームを照射し、その反射光を受光して、照射点におけるウエハテーブルＷＴＢの面位置を計測する。なお、本実施形態では、Ｚヘッドの計測ビームは、前述のＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のバンドパスフィルター層ＬＢＰによって反射される構成を採用している。
【００７９】
さらに、前述のヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃは、図７に示されるように、それぞれが備える５つのＹヘッド６５j，６４i（ｉ，ｊ＝１〜５）と同じＸ位置に、ただしＹ位置をずらして、それぞれ５つのＺヘッド７６j，７４i（ｉ，ｊ＝１〜５）を備えている。そして、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃのそれぞれに属する５つのＺヘッド７６j，７４iは、互いに基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。なお、各Ｚヘッド７６j，７４iとしては、前述のＺヘッド７２ａ〜７２ｄと同様の光学式変位センサのヘッドが採用される。
【００８０】
上述したＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４5，７６1〜７６5は、図８に示されるように、信号処理・選択装置１７０を介して主制御装置２０に接続されており、主制御装置２０は、信号処理・選択装置１７０を介してＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４5，７６1〜７６5の中から任意のＺヘッドを選択して作動状態とし、その作動状態としたＺヘッドで検出した面位置情報を信号処理・選択装置１７０を介して受け取る。本実施形態では、Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４5，７６1〜７６5と、信号処理・選択装置１７０とを含んでウエハステージＷＳＴのＺ軸方向及びＸＹ平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する面位置計測システム１８０が構成されている。
【００８１】
本実施形態では、主制御装置２０は、面位置計測システム１８０（図８参照）を用いて、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク領域、すなわち露光及びアライメント計測のためにウエハステージＷＳＴが移動する領域において、その２自由度方向（Ｚ，θｙ）の位置座標を計測する。
【００８２】
図８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。
【００８３】
上述のようにして構成された本実施形態に係る露光装置１００では、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書の実施形態中に開示されている手順と同様の手順に従って、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを用いた並行処理が、主制御装置２０によって実行される。そして、所定枚数、例えば２５枚又は５０枚をロットとして、ウエハ処理のための、上記並行処理が繰り返し行われるが、この並行処理中の所定のタイミングで、計測システム２００等の較正が行われる。以下、本実施形態に係る較正方法、すなわち露光装置１００で行われる計測システム２００等の較正方法について説明する。
【００８４】
図９には、本実施形態に係る較正方法において用いられる較正用ウエハＣＷが示されている。較正用ウエハＣＷは、上述のＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2及びＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2を構成するカバーガラスＬＣＧと同質のガラスウエハ（約０．７ｍｍ厚）から構成される。較正用ウエハＣＷは、シリコンウエハ、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）ウエハなどのデバイス製造用のウエハＷと同形状を有するガラスウエハから成り、その裏面にＹ軸方向を周期方向とする２つの回折格子ＧＹ１，ＧＹ２とＸ軸方向を周期方向とする２つの回折格子ＧＸ１，ＧＸ２とが、例えば金属蒸着などによって形成されている。本実施形態でガラスウエハを用いたのは、回折格子部分をカバー層まで含めてスケールと近い構成にするためである。なお、これらの回折格子が形成されたガラスウエハの裏面には、汚染防止のためのコーティングが施されている。
【００８５】
ここで、回折格子ＧＹ１，ＧＹ２は、それぞれ、平面視において（図９における＋Ｚ方向から見て）較正用ウエハＣＷの＋Ｙ側及び−Ｙ側の端部近傍にそれぞれ配置されている。回折格子ＧＹ１，ＧＹ２のＹ軸方向の離間距離は、基準軸ＬＨ、ＬＡの離間距離にほぼ等しい。これにより、例えば図１１（又は図１２）に示されるように、ヘッドユニット６２Ａ（６２Ｃ）に属するＹヘッド６５（６４）とヘッドユニット６２Ｆ（６２Ｅ）に属するＹヘッド６８１を除く残りのＹヘッド６８（Ｙヘッド６７４を除く残りのＹヘッド６７）とが、同時に、それぞれ回折格子ＧＹ１，ＧＹ２に対向する。また、回折格子ＧＹ１（ＧＹ２）のＸ軸方向の幅は、Ｙヘッド６４，６５（６７、６８）のＸ軸方向の離間距離ＷＤより幾分大きい。これにより、例えば図１１（又は図１２）に示されるように、ヘッドユニット６２Ａ（６２Ｃ）に属するＹヘッド６５（６４）のうちの２つのＹヘッドが、同時に、回折格子ＧＹ１に対向する。同様に、ヘッドユニット６２Ｆ（６２Ｅ）に属するＹヘッド６８１を除く残りのＹヘッド６８（Ｙヘッド６７４を除く残りのＹヘッド６７）のうちの２つのＹヘッドが、同時に、回折格子ＧＹ２に対向する。
【００８６】
一方、回折格子ＧＸ１，ＧＸ２は、平面視において較正用ウエハＣＷの中央部にＸ軸方向に離間して配置されている。回折格子ＧＸ１，ＧＸ２のＸ軸方向の離間距離は、Ｘヘッド６６５，６６５０のＸ軸方向の離間距離及びＸヘッド６６４，６６４０のＸ軸方向の離間距離にほぼ等しい。これにより、例えば図１４（図１５）に示されるように、Ｘヘッド６６５，６６５０（Ｘヘッド６６４，６６４０）が、同時に、それぞれ回折格子ＧＸ１，ＧＸ２に対向する。なお、回折格子ＧＹ１，ＧＹ２相互の間隔は、ヘッドユニット６２Ａ（６２Ｃ）のヘッド群と、Ｙヘッド６７４（Ｙヘッド６８１）の間隔に合わせても良い。
【００８７】
なお、本実施形態の較正用ウエハＣＷには２つの回折格子ＧＸ１，ＧＸ２を設けることとしたが、２つの回折格子ＧＸ１，ＧＸ２を含む大きさの１つのＸ軸方向を周期方向とする回折格子を設けても良い。また、回折格子ＧＸ１，ＧＸ２と配置上干渉しない限りにおいて、２つの回折格子ＧＹ１，ＧＹ２を含む大きさの１つのＹ軸方向を周期方向とする回折格子を設けても良い。ただし、必ずしもウエハ全面に回折格子を設ける必要はない。
【００８８】
図９に戻り、較正用ウエハＣＷには、その表面に金属を蒸着することによって、あるいは複数の屈折率の異なる光学薄膜を積層して多層膜を設けることによって、２つの反射面ＲＺ１，ＲＺ２が形成されている。反射面ＲＺ１，ＲＺ２は、平面視において較正用ウエハＣＷの中央部にＹ軸方向に離間して配置されている。反射面ＲＺ１，ＲＺ２のＹ軸方向の離間距離は、Ｚヘッド７２ｃ，７２ｄのＹ軸方向の離間距離及びＺヘッド７２ａ，７２ｂのＹ軸方向の離間距離にほぼ等しい。これにより、例えば図１７（図１８）に示されるように、Ｚヘッド７２ｃ，７２ｄ（Ｚヘッド７２ａ，７２ｂ）が、同時に、それぞれ反射面ＲＺ１，ＲＺ２に対向する。なお、本実施形態の較正用ウエハＣＷには２つの反射面ＲＺ１，ＲＺ２を設けたが、例えば較正用ウエハＣＷの全面を反射面にする等、その数及び大きさは任意に定めても良い。当然ながら、ガラスウエハの裏面に回折格子を形成する方式では格子部分を反射面から除く。後述のように回折格子を表面に形成する場合には、格子部分を含め全面を高反射にしても良い。
【００８９】
その他、較正用ウエハＣＷには、図９に示されるように、複数のアライメントマークＡＭが設けられている。複数のアライメントマークＡＭのうちＸ軸方向に配列された２つ又は４つのアライメントマークＡＭは、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4によって同時に検出可能な配置になっている。ここで、Ｘ軸方向に配列された４つのアライメントマークＡＭのうち、較正用ウエハＣＷの＋Ｘ側半部、−Ｘ側半部にそれぞれ存在する、隣接する２つのアライメントマークＡＭを、プライマリアライメント系ＡＬ１とセカンダリアライメント系ＡＬ２２、又はプライマリアライメント系ＡＬ１とセカンダリアライメント系ＡＬ２３とによって、同時に検出することも可能である。
【００９０】
なお、本実施形態の較正用ウエハＣＷは、その基板としてガラスウエハを用いるものとしたが、シリコンウエハ、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）ウエハなどのデバイス製造用のウエハを用いても良い。ウエハ搬送装置はデバイス製造用のウエハに対して最適化されるのが一般的であるので、スケールのカバー層が薄い、あるいはカバー層の厚さが違ってもエンコーダの計測に支障がない場合には、デバイス製造用のウエハを利用すると良い。その場合、回折格子はウエハの表面に形成する。その場合も、適宜、反射率を上げるための金属膜、及び／又は回折格子、反射面等を保護するための保護膜等を設けても良い。
【００９１】
次に、較正用ウエハＣＷを用いた回折格子（スケール）の伸縮の計測を含むエンコーダシステム１５０の較正について説明する。本実施形態に係る露光装置１００のようなウエハテーブルＷＴＢ上にエンコーダ用のスケールが設けられた液浸露光装置では、そのスケール上に液浸用の液体が残り、その液体の気化熱によりスケール、すなわち回折格子の伸縮が生じる。特に、２つのＹスケール３９Ｙ１、３９Ｙ２を構成する反射型回折格子間の伸縮差（及び２つのＸスケール３９Ｘ１、３９Ｘ２を構成する反射型回折格子間の伸縮差）が、エンコーダシステム１５０（図８参照）を用いるウエハステージＷＳＴの３自由度（Ｘ，Ｙ，θｚ）方向の位置制御において無視できないレベルの計測誤差を生じさせるおそれがある。従って、回折格子（スケール）の伸縮を計測する必要がある。
【００９２】
また、本実施形態に係る露光装置１００では、計測ステージＭＳＴを投影光学系ＰＬの直下に位置させることができず、かつウエハテーブルＷＴＢ上に露光対象のウエハが存在しないときに、較正用ウエハＣＷをウエハテーブルＷＴＢ上にロードして、較正用ウエハＣＷと投影光学系ＰＬとの間に液浸領域を保持することが行われるようになっている。そのため、較正用ウエハＣＷは、その表面に撥液コーティングが施され、装置内に常備されている。すなわち、較正用ウエハＣＷはいわゆるイマージョンランニングウエハ（immersion running wafer）を兼ねている。
【００９３】
まず、エンコーダシステム１５０（エンコーダ７０Ａ，７０Ｃ）の較正のためのＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ２の伸縮の計測について説明する。以下の動作中、主制御装置２０は、干渉計システム１１８を用いてウエハステージＷＳＴの６自由度（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）方向の位置を計測し、該計測結果に基づいてその姿勢を基準状態、すなわち（θｘ＝θｙ＝０）に保ちつつウエハステージＷＳＴを駆動する。
【００９４】
まず、主制御装置２０は、不図示のウエハローダを介して、較正用ウエハＣＷを、所定の格納位置からウエハテーブルＷＴＢ上に搬送し、ウエハテーブルＷＴＢが備えるウエハホルダ（不図示）上にロードする。
【００９５】
較正用ウエハＣＷのウエハホルダ上へのロード後、較正用ウエハＣＷのアライメント計測が実行される。主制御装置２０は、例えば、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のうちの所定の１つ、例えばプライマリアライメント系ＡＬ１を用いて、較正用ウエハＣＷ上の複数のアライメントマークＡＭの全て又はその一部を、順次検出し、その検出結果に基づいて、所定の統計演算を行うＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）を実行する。ＥＧＡについては、例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書等に詳細に開示されている。なお、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4とプライマリアライメント系ＡＬ１との位置関係が正確にわかっている場合などには、プライマリアライメント系ＡＬ１とセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4の少なくとも１つとを用いて、アライメント計測を行っても良い。
【００９６】
上記のＥＧＡの結果の１つとして、較正用ウエハＣＷのθｚ方向の回転ずれが求められる。なお、較正用ウエハＣＷを含むウエハのウエハテーブルＷＴＢ上へのロード時の位置の再現性（投入時位置再現性）が高い場合には、ＥＧＡを行うことなく、いわゆるサーチアライメントのみを行うようにしても良い。この場合、そのための専用のマークを、較正用ウエハＣＷにさらに設けても良い。
【００９７】
アライメント計測（ＥＧＡ）により較正用ウエハＣＷのθｚ回転ずれを検知した場合、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを回転する又は（／及び）較正用ウエハＣＷを再度ウエハホルダ（不図示）上に載置する、等により回転ずれを補正する。
【００９８】
アライメント計測（ＥＧＡ）の終了後、次のようにして、左右のＹエンコーダ対の間隔、すなわちＹヘッド６５とＹヘッド６８とのＹ軸方向の間隔（Ｙ軸方向に関する第１の位置関係）、及びＹヘッド６４とＹヘッド６７とのＹ軸方向の間隔（Ｙ軸方向に関する第１の位置関係）を計測する（求める）。
【００９９】
主制御装置２０は、一例として図１１に示されるように、２つのＹヘッド６５２，６５３が較正用ウエハＣＷの回折格子ＧＹ１に、１つのＹヘッド６８２が回折格子ＧＹ２に対向する位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めする。なお、ウエハステージＷＳＴの位置決め位置は、図１１に示される位置に限らず、少なくとも各１つのＹヘッド６５，６８がそれぞれ回折格子ＧＹ１，ＧＹ２に対向する位置であれば良い。例えば、１つのＹヘッド６５３が回折格子ＧＹ１に、２つのＹヘッド６８２，６８３が回折格子ＧＹ２に対向する位置でも良い。
【０１００】
かかる状態で、主制御装置２０は、Ｙヘッド６５２，６５３，６８２を用いて回折格子の位置を計測し、その計測結果に基づいて、ヘッドユニット６２Ａに属するＹヘッド６５とヘッドユニット６２Ｆに属するＹヘッド６８とのＹ軸方向の間隔、すなわちＹ軸方向に関する第１の位置関係を求める。
【０１０１】
ここで、図１０（Ａ）に示されるように、Ｘ軸方向に関する位置（設置位置）が等しいＹヘッドＥＹ１，ＥＹ２がそれぞれ回折格子ＧＹ１，ＧＹ２に対向する場合、ＹヘッドＥＹ１，ＥＹ２による回折格子ＧＹ１，ＧＹ２の位置の計測結果の差からＹヘッドＥＹ１，ＥＹ２のＹ軸方向の間隔が求まる。しかし、本実施形態に係る露光装置１００のＹヘッド６５，６８の配置では、図１１に示されるように、Ｘ軸方向に関する設置位置が互いに異なるＹヘッド６５２，６８２がそれぞれ回折格子ＧＹ１，ＧＹ２に対向するため、較正用ウエハＣＷのθｚ回転ずれを生じている場合に、回転誤差（所謂サインエラー）が発生してしまう。そこで、主制御装置２０は、次のように、Ｙヘッド６５２，６８２にＹヘッド６５３を加えた３つのＹヘッド６５２，６５３，６８２を用いてＹヘッド６５とＹヘッド６８とのＹ軸方向の間隔を求める。
【０１０２】
図１０（Ｂ）には、図１１に示されている状態と同様の状態、すなわち２つのＹヘッドＥＹ１，ＥＹ３が回折格子ＧＹ１に、１つのＹヘッドＥＹ２が回折格子ＧＹ２に、対向している状態が示されている。２つのＹヘッドＥＹ１，ＥＹ３の計測結果（それぞれＥ１，Ｅ３とする）を、Ｘ軸方向に関するＹヘッドＥＹ２の設置位置を基準とする該２つのＹヘッドＥＹ１，ＥＹ３の位置（Ｗ１２，Ｗ２３）を用いて重み平均する。この図の場合、Ｗ１２＜０、Ｗ２３＞０となる。重み平均は、Ｅａｖ＝（Ｅ１Ｗ２３−Ｅ３Ｗ１２）／ＷＤと与えられる。この重み平均の値を２つのＹヘッドＥＹ１，ＥＹ３の位置（の中心）として、ＹヘッドＥＹ２（計測結果をＥ２とする）とのＹ軸方向に関する間隔ＷＨ＝｜Ｅａｖ−Ｅ２｜を求める。なお、以下では、識別のため、このようにして求めたＹヘッド６５とＹヘッド６８とのＹ軸方向の間隔をＷＨ１とする。
【０１０３】
計測終了後、主制御装置２０は、図１２に示されるように、２つのＹヘッド６４３，６４４が較正用ウエハＣＷの回折格子ＧＹ１に、１つのＹヘッド６７３が回折格子ＧＹ２に対向する位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めする。なお、ウエハステージＷＳＴの位置決め位置は、図１２に示される位置に限らず、少なくとも各１つのＹヘッド６４，６７がそれぞれ回折格子ＧＹ１，ＧＹ２に対向する位置であれば良い。例えば、１つのＹヘッド６４３が回折格子ＧＹ１に、２つのＹヘッド６７２，６７３が回折格子ＧＹ２に対向する位置でも良い。
【０１０４】
かかる状態で、主制御装置２０は、上と同様に、Ｙヘッド６４３，６４４，６７３を用いて回折格子の位置を計測し、その計測結果に基づいて、ヘッドユニット６２Ｃに属するＹヘッド６４とヘッドユニット６２Ｅに属するＹヘッド６７とのＹ軸方向の間隔（ＷＨ２とする）、すなわちＹ軸方向に関する第１の位置関係を求める。
【０１０５】
ここまで、説明を簡便にするために、各エンコーダの出力から単純にヘッドの間隔が求められるものとしたが、本実施形態に係るエンコーダは、インクリメンタル方式であるため、干渉縞から得られる位相情報を除けば絶対性がない、すなわち絶対的な原点を内蔵しないセンサである。そこで、ヘッド間隔、及び較正用ウエハＣＷ上とウエハテーブルＷＴＢ上の回折格子の変動はエンコーダの信号周期（本実施形態では２５０ｎｍ）に対して十分小さいものとして、干渉縞の本数に当たる情報を推定することで原点を復元する必要がある。そのため、ヘッド及びその設置部、ウエハテーブル、較正用ウエハＣＷなどの部材の温度を安定に保つことが望ましい。ただし、原点の推定は完全でなくても良い。ヘッド間隔の推定値にオフセットが生じ，正しい間隔との比率分だけ伸縮計測結果に誤差が発生することになるが、これが伸縮計測に要求される精度に対して問題にならなければ良いためである。例えば、１００ｐｐｂの伸縮が生じ得る状況で、１ｐｐｂの精度で計測を行いたければ、原点推定に起因するヘッド間隔誤差は１%以下に抑えておけば良い。ただし、毎回の較正作業で同じ結果が得られる必要がある。
【０１０６】
以上のようにして、主制御装置２０は、同じ物差し、すなわち較正用ウエハＣＷ上に形成された回折格子ＧＹ１，ＧＹ２で、左右のＹエンコーダ対の間隔を、それぞれ求める。これにより、仮想的に「全く同じ間隔のエンコーダ対が２セットある状態」を作ることができ、仮想的に左右のＹエンコーダ対の間隔が等しくなったと見なせる（実際には、数値計算で補正を行う）。
【０１０７】
主制御装置２０は、Ｙ軸方向に関するＹヘッド６５，６８の間隔ＷＨ１とＹヘッド６４，６７の間隔ＷＨ２との差ＷＨ１−ＷＨ２を求め、オフセットＯ＝ＷＨ１−ＷＨ２として記憶する。そして、Ｙヘッド６４，６７（又は６５，６８）からの計測結果にオフセットＯを加える（又は減ずる）ことにより、Ｙヘッド６５，６８（又は６４，６７）のＹ軸方向の間隔を求める。
【０１０８】
上述の左右のＹエンコーダ対（Ｙヘッド対）の間隔の較正後、主制御装置２０は、次のようにしてＹスケール３９Ｙ１，３９Ｙ２の伸縮を計測する。すなわち、主制御装置２０は、図１３に示されるように、３つのＹヘッド６５２，６５３，６８２がＹスケール３９Ｙ１に、３つのＹヘッド６４３，６４４，６７３がＹスケール３９Ｙ２に対向する位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めする。かかる状態で、Ｙヘッド６５２，６５３，６８２を用いてＹスケール３９Ｙ１の位置を計測し、その計測結果を用いて（上述の重み平均Ｅａｖを用いて）、Ｙヘッド６５，６８のＹ軸方向の間隔（ＷＨ３とする）、すなわちＹ軸方向に関する第２の位置関係を求める。同様に、主制御装置２０は、Ｙヘッド６４３，６４４，６７３を用いてＹスケール３９Ｙ２の位置を計測し、その計測結果を用いて（上述の重み平均Ｅａｖを用いて）、Ｙヘッド６４，６７のＹ軸方向の間隔（ＷＨ４とする）、すなわちＹ軸方向に関する第２の位置関係を求める。ここでも前記と同様に原点の推定を行う。また、Ｙスケール３９Ｙ１，３９Ｙ２を同時に計測できれば処理時間の点で有利であるが、これは原理的に必須ではなく、別々に計測しても良い。
【０１０９】
主制御装置２０は、上で得られた間隔（計測値）ＷＨ１及びＷＨ３、並びに間隔（計測値）ＷＨ２及びＷＨ４をそれぞれ用いて、Ｙスケール３９Ｙ１，３９Ｙ２のそれぞれの伸縮率γ１＝ＷＨ３／ＷＨ１、γ２＝ＷＨ４／ＷＨ２を求める。
【０１１０】
ここで、間隔ＷＨ１と間隔ＷＨ２とは、上述したオフセットを用いた補正により、一致している。従って、γ１とγ２とが一致していない場合、Ｙスケール３９Ｙ１，３９Ｙ２の回折格子の伸縮差（誤差）が原因であると考えることができる。
【０１１１】
そこで、主制御装置２０は、γ２とγ１との比、すなわちβ＝γ２／γ１＝ＷＨ４／ＷＨ３を求めて記憶する。
【０１１２】
ここで、βが１より大きい場合、Ｙスケール３９Ｙ１に対してＹスケール３９Ｙ２が縮んでいること、すなわちエンコーダ７０Ａの計測単位に対してエンコーダ７０Ｃの計測単位が小さくなったことを意味する。反対に、βが１より小さい場合、Ｙスケール３９Ｙ１に対してＹスケール３９Ｙ２が伸びていること、すなわちエンコーダ７０Ａの計測単位に対してエンコーダ７０Ｃの計測単位が大きくなったことを意味する。
【０１１３】
そして、主制御装置２０は、例えば、Ｙヘッド６４，６７の計測単位に比βを乗じる（又はＹヘッド６５，６８の計測単位を比βで除する）。これにより、エンコーダシステム１５０のエンコーダ７０Ａ，７０Ｃが較正される。
【０１１４】
次に、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ２の伸縮の計測を含むエンコーダシステム１５０のエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄの較正について説明する。ここでは、上述したエンコーダ７０Ａ，７０Ｃの較正と異なる点を中心として説明する。
【０１１５】
上述した較正用ウエハＣＷのアライメント計測（ＥＧＡ）の終了後、先のエンコーダ７０Ａ，７０Ｃの較正に引き続いて、あるいはこれとは別に、主制御装置２０は、次のようにして、Ｘスケール３９Ｘ１、３９Ｘ２の回折格子の伸縮に用いられるＸヘッドのＸ軸方向の間隔を求める。
【０１１６】
主制御装置２０は、図１４に示されるように、Ｘヘッド６６５，６６５０がそれぞれ較正用ウエハＣＷの回折格子ＧＸ１，ＧＸ２に対向する位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めする。かかる状態でＸヘッド６６５，６６５０を用いてそれぞれ回折格子ＧＸ１，ＧＸ２の位置を計測し、その計測結果に基づいて、Ｘヘッド６６５，６６５０のＸ軸方向の間隔（ＷＨ５とする）、すなわちＸ軸方向に関する第１の位置関係を求める。
【０１１７】
計測終了後、主制御装置２０は、図１５に示されるように、Ｘヘッド６６４，６６４０がそれぞれ較正用ウエハＣＷの回折格子ＧＸ１，ＧＸ２に対向する位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めする。かかる状態で、上と同様に、Ｘヘッド６６４，６６４０を用いてそれぞれ回折格子ＧＸ１，ＧＸ２の位置を計測し、その計測結果に基づいて、Ｘヘッド６６４，６６４０の方向の間隔（ＷＨ６とする）、すなわちＸ軸方向に関する第１の位置関係を求める。
【０１１８】
主制御装置２０は、Ｘ軸方向に関するＸヘッド６６５，６６５０の間隔ＷＨ５とＸヘッド６６４，６６４０の間隔ＷＨ６との差ＷＨ５−ＷＨ６を求め、オフセットＯ’＝ＷＨ５−ＷＨ６として記憶する。そして、Ｘヘッド６６４，６６４０（又は６６５，６６５０）からの計測結果にオフセットＯ’を加える（又は減ずる）ことにより、Ｘヘッド６６４，６６４０（又は６６５，６６５０）のＸ軸方向の間隔を求める。
【０１１９】
上述のＸヘッド６６５，６６５０及びＸヘッド６６４，６６４０それぞれの間隔の較正後、主制御装置２０は、次のようにしてＸスケール３９Ｘ１，３９Ｘ２の伸縮を計測する。すなわち、主制御装置２０は、図１６に示されるように、２つのＸヘッド６６５，６６５０がＸスケール３９Ｘ１に、２つのＸヘッド６６４，６６４０がＸスケール３９Ｘ２に対向する位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めする。かかる状態で、Ｘヘッド６６５，６６５０を用いてＸスケール３９Ｘ１の位置を計測し、その計測結果を用いてＸヘッド６６４，６６４０のＸ軸方向の間隔（ＷＨ７とする）、すなわちＸ軸方向に関する第２の位置関係を求める。同様に、主制御装置２０は、Ｘヘッド６６４，６６４０を用いてＸスケール３９Ｘ２の位置を計測し、その計測結果を用いてＸヘッド６６４，６６４０のＸ軸方向の間隔（ＷＨ８とする）、すなわちＸ軸方向に関する第２の位置関係を求める。
【０１２０】
主制御装置２０は、上で得られた間隔（計測値）ＷＨ５及びＷＨ７、並びに間隔（計測値）ＷＨ６及びＷＨ８をそれぞれ用いて、Ｘスケール３９Ｘ１，３９Ｘ２のそれぞれの伸縮率γ３＝ＷＨ７／ＷＨ５、γ４＝ＷＨ８／ＷＨ６を求める。
【０１２１】
ここで、間隔ＷＨ５と間隔ＷＨ６とは、上述したオフセットＯ’を用いた補正により、一致している。従って、γ３とγ４とが一致していない場合、Ｘスケール３９Ｘ１，３９Ｘ２の回折格子の伸縮差（誤差）が原因であると考えることができる。
【０１２２】
そこで、主制御装置２０は、γ４とγ３との比、すなわちβ’＝γ４／γ３＝ＷＨ８／ＷＨ７を求めて記憶する。
【０１２３】
ここで、β’が１より大きい場合、Ｘスケール３９Ｘ１に対してＸスケール３９Ｘ２が縮んでいること、すなわちエンコーダ７０Ｂの計測単位に対してエンコーダ７０Ｄの計測単位が小さくなったことを意味する。反対に、β’が１より小さい場合、Ｘスケール３９Ｘ１に対してＸスケール３９Ｘ２が伸びていること、すなわちエンコーダ７０Ｂの計測単位に対してエンコーダ７０Ｄの計測単位が大きくなったことを意味する。
【０１２４】
そして、例えば、主制御装置２０は、Ｘヘッド６６４，６６４０の計測単位に比β’を乗じる（又はＸヘッド６６５，６６５０の計測単位を比β’で除する）。これにより、エンコーダシステム１５０のエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄが較正される。
【０１２５】
次に、面位置計測システム１８０の較正について、Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄの較正を取り上げて説明する。
【０１２６】
上述した較正用ウエハＣＷのアライメント計測（ＥＧＡ）の終了後（又は上述のエンコーダシステム１５０の較正の終了後）、主制御装置２０は、次のようにしてＺヘッドの検出オフセット（Ｚ軸方向の設置位置のずれによるものを含む）を較正する。
【０１２７】
主制御装置２０は、図１７に示されるように、Ｚヘッド７２ｃ，７２ｄがそれぞれ較正用ウエハＣＷの反射面ＲＺ１，ＲＺ２に対向する位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めする。かかる状態で、主制御装置２０は、Ｚヘッド７２ｃ，７２ｄを用いてそれぞれ反射面ＲＺ１，ＲＺ２の面位置を計測し、その計測結果に基づいて、Ｚヘッド７２ｃ，７２ｄのうちの一方、例えばＺヘッド７２ｃの検出値を基準とする他方のＺヘッド７２ｄの検出オフセット（ＯＺ１とする）を求める。
【０１２８】
計測終了後、主制御装置２０は、図１８に示されるように、Ｚヘッド７２ａ，７２ｂがそれぞれ較正用ウエハＣＷの反射面ＲＺ１，ＲＺ２に対向する位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めする。この位置決めに際して、主制御装置２０は、前述の干渉計システム１１８の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢの姿勢を基準状態（θｘ、θｙ方向の回転を零）に維持し且つＺ軸方向の位置を所定値に維持したまま、ウエハステージＷＳＴをＸＹ平面内で駆動する。かかる状態で、前述と同様に、Ｚヘッド７２ａ，７２ｂを用いてそれぞれ反射面ＲＺ１，ＲＺ２の面位置を計測し、その計測結果に基づいて、Ｚヘッド７２ａ，７２ｂのうちの一方、例えばＺヘッド７２ａの検出値を基準とする他方のＺヘッド７２ｂの検出オフセット（ＯＺ２とする）を求める。そして、主制御装置２０は、検出オフセットＯＺ１、ＯＺ２が、ともに零になるように、例えばＺヘッド７２ｄ、７２ｂの検出原点を、光学的手法又は電気的手法により調整する。
【０１２９】
露光装置１００では、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書に開示される露光装置と同様に、ウエハアライメントと並行して、Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄと多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）とを同時に用いたウエハＷ表面のＺ軸方向に関する位置情報（面位置情報）の検出（フォーカスマッピング）が行われる。このフォーカスマッピングに際して、Ｚヘッド７２ａ及び７２ｂでＹスケール３９Ｙ２上面のＺ位置を検出すると同時にＺヘッド７２ｃ及び７２ｄで、Ｙスケール３９Ｙ１上面のＺ位置を検出するが、上述のＺヘッド７２ｄ、７２ｂの検出原点の調整が行われていれば、Ｙスケール３９Ｙ２及び／又はＹスケール３９Ｙ１に長手方向に沿って傾斜が存在しても、これに影響されることなく、精度良くフォーカスマッピングを行うことが可能になる。
【０１３０】
なお、主制御装置２０は、上述の検出オフセットＯＺ１、ＯＺ２の調整を行う代わりに、所定の１つのヘッド、例えばＺヘッド７２ｃの計測値を基準として、残りのＺヘッド７２ｄ、７２ａ、７２ｂの検出オフセットをそれぞれ求め、全ての検出オフセットが、ともに零になるように、例えばＺヘッド７２ｄ、７２ａ、７２ｂの検出原点を、光学的手法又は電気的手法により調整しても良い。
【０１３１】
主制御装置２０は、その他のＺヘッド７４1〜７４5，７６1〜７６5の検出原点の調整を、前述と同様に、較正用ウエハＣＷの反射面ＲＺ１（又はＲＺ２）の面位置を計測した結果に基づいて行なっても良い。
【０１３２】
次に、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン計測(Sec-BCHK)ついて簡単に説明する。例えば、米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書に記載される露光装置では、以下のような手順で、ウエハ交換毎というインターバルで、Sec-BCHK（インターバル）が、行われる。
【０１３３】
このSec-BCHK（インターバル）に際しては、Ｙ軸リニアエンコーダ７０Ｅ，７０Ｆの計測値に基づいて、ＦＤバー４６のθｚ回転を調整するとともに、計測テーブルＭＴＢのセンターラインＣＬ上又はその近傍に位置する基準マークＭを検出するプライマリアライメント系ＡＬ１の計測値に基づいて、例えば干渉計の計測値を用いてＦＤバー４６のＸＹ位置を調整する。そして、この状態で、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、それぞれのセカンダリアライメント系の視野内にあるＦＤバー４６上の基準マーク同時に計測することで、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースラインをそれぞれ求める。
【０１３４】
これに対し、本実施形態に係る露光装置１００では、ＦＤバー４６の代わりに、較正用ウエハＣＷを用いてSec-BCHK（インターバル）を行うことができる。
【０１３５】
主制御装置２０は、エンコーダシステム１５０の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置を制御しつつ、図１９に示されるように、プライマリアライメント系ＡＬ１と、これに隣接するセカンダリアライメント系、例えばセカンダリアライメント系ＡＬ２３との検出視野内に、それぞれ較正用ウエハＣＷのアライメントマークＡＭが入る位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めする。かかる状態で、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２３を用いて、それぞれの検出視野内のアライメントマークＡＭを検出し、その計測結果から、セカンダリアライメント系ＡＬ２３のベースライン、すなわちプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心とセカンダリアライメント系ＡＬ２３の検出中心との位置関係を算出する。
【０１３６】
次いで、主制御装置２０は、図２０に示されるように、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4の検出視野内に、それぞれ較正用ウエハＣＷのアライメントマークＡＭが入る位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めする。かかる状態でセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いてそれぞれの検出視野内のアライメントマークＡＭを検出し、その計測結果と、先の求めたプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心とセカンダリアライメント系ＡＬ２３の検出中心との位置関係とに基づいて、残りのセカンダリアライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２２、ＡＬ２4のベースラインをそれぞれ算出する。
【０１３７】
本実施形態では、ＦＤバー４６の基準マークを検出する前述のSec-BCHK（インターバル）とは異なり、ウエハアライメント（ＥＧＡ計測）の際と同様の条件でSec-BCHK（インターバル）を行うことが可能になる。これは、特にウエハステージＷＳＴの位置計測において、その位置に応じた計測誤差が生ずる場合などに好適である。
【０１３８】
また、例えば、米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書に開示される露光装置では、ロット先頭にもセカンダリアライメント系のベースライン計測（Sec-BCHK）が行われる。このSec-BCHKは、ロット先頭のウエハ（プロセスウエハ）上の特定のアライメントマークを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ＡＬ２１、ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4で順次検出することによって行われる。これに対し、本実施形態では、このロット先頭のSec-BCHKに際しても、プロセスウエハに代えて、較正用ウエハＣＷを用い、特定の１つのアライメントマークＡＭを、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２１、ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4で順次検出することとしても良い。あるいは、較正用ウエハＣＷ上の複数のアライメントマークを使い、同一のマークをプライマリアライメント系ＡＬ１といずれかのセカンダリアライメント系のどちらで計測しても同じ結果が得られるように較正を行なっても良い。プロセスウエハ上のアライメントマークは、その形が変形しているおそれがあるが、較正用ウエハＣＷ上のアライメントマークＡＭは変形などのおそれはない。従って、プロセスウエハを用いる場合に比べて、高精度なSec-BCHKが可能になる。
【０１３９】
本実施形態では、主制御装置２０は、露光装置１００の起動時、ロット先頭時、若しくは露光装置１００のアイドル中等に、上述の手順に従ってエンコーダシステム１５０（エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄ）、面位置計測システム１８０（Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４5，７６1〜７６5）、さらにアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を較正する。そして、主制御装置２０は、較正済みのエンコーダシステム１５０（エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄ）を用いてウエハステージＷＳＴの位置を計測し、その結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴを駆動制御する。
【０１４０】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る露光装置１００によると、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）上に設けられたＹ軸方向を周期方向とするＹスケール３９Ｙ１，３９Ｙ２のそれぞれに対向可能なＹ軸方向に離間する少なくとも各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７を用いて、ウエハテーブルＷＴＢ上にロードされた較正用ウエハＣＷ上のＹ軸方向を周期方向とする回折格子ＧＹ１，ＧＹ２の位置をそれぞれ計測して、各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７のＹ軸方向の間隔（Ｙ軸方向に関する第１の位置関係）を求め、当該各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７を用いて、それぞれ、Ｙスケール３９Ｙ１，３９Ｙ２の位置を計測して、各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７のそれぞれの間隔（Ｙ軸方向に関する第２の位置関係）を求め、第１及び第２の位置関係を用いて、エンコーダシステム１５０のＹエンコーダ７０Ａ、７０Ｃ、７０Ｅ、７０Ｆを較正する。これにより、各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７の間隔を較正し、Ｙスケール３９Ｙ１，３９Ｙ２の伸縮による位置計測誤差を補正して、エンコーダシステム１５０のＹエンコーダ７０Ａ、７０Ｃ、７０Ｅ、７０Ｆを較正することが可能となる。
【０１４１】
同様に、本実施形態に係る露光装置１００によると、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）上に設けられたＸ軸方向を周期方向とするＸスケール３９Ｘ１，３９Ｘ２のそれぞれに対向可能なＸ軸方向に離間する少なくとも各２つのＸヘッド６６５，６６５０及びＸヘッド６６４，６６４０を用いて、ウエハテーブルＷＴＢ上にロードされた較正用ウエハＣＷ上のＸ軸方向を周期方向とする回折格子ＧＸ１，ＧＸ２の位置をそれぞれ計測して、各２つのＸヘッド６６５，６６５０及びＸヘッド６６４，６６４０のそれぞれの間隔（Ｘ軸方向に関する第１の位置関係）を求め、当該各２つのＸヘッド６６５，６６５０及びＸヘッド６６４，６６４０を用いて、それぞれ、Ｘスケール３９Ｘ１，３９Ｘ２の位置を計測して、各２つのＸヘッド６６５，６６５０及びＸヘッド６６４，６６４０のそれぞれの間隔（Ｘ軸方向に関する第２の位置関係）を求め、第１及び第２の位置関係を用いて、エンコーダシステム１５０のＸエンコーダ７０Ｂ、７０Ｄを較正する。
【０１４２】
これにより、各２つのＸヘッド６６５，６６５０及びＸヘッド６６４，６６４０の間隔を較正し、Ｘスケール３９Ｘ１，３９Ｘ２の伸縮による位置計測誤差を補正して、エンコーダシステム１５０のＸエンコーダ７０Ｂ、７０Ｄを較正することが可能となる。
【０１４３】
また、本実施形態に係る露光装置１００によると、主制御装置２０は、上述の較正方法を用いて、少なくとも一対のＹスケール３９Ｙ１、３９Ｙ２の伸縮差、及び一対のＸスケール３９Ｘ１、３９Ｘ２の伸縮差に起因する計測誤差の補正が可能となるように較正されたエンコーダシステム１５０を用いてウエハステージＷＳＴの位置を計測し、その計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴを駆動して、ウエハステージＷＳＴ上のウエハを露光する。従って、高精度なウエハステージＷＳＴの駆動、ひいては高精度な露光が可能となる。
【０１４４】
また、本実施形態に係る露光装置１００では、ウエハステージＷＳＴ上に設けられたＹ軸方向（Ｘ軸方向）を周期方向とするＹスケール３９Ｙ１，３９Ｙ２（Ｘスケール３９Ｘ１，３９Ｘ２）のそれぞれに対向可能なＹ軸方向（Ｘ軸方向）に離間する少なくとも各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７（Ｘヘッド６６５，６６５０及びＸヘッド６６４，６６４０）が対向可能なＹ軸方向（Ｘ軸方向）を周期方向とする回折格子ＧＹ１，ＧＹ２（ＧＸ１，ＧＸ２）を有する較正用ウエハＣＷを用いて、エンコーダシステム１５０が較正される。較正用ウエハＣＷを用いることにより、特にウエハステージＷＳＴの移動ストローク以上にＸ軸方向に離間する各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７の間隔を較正することが可能となる。そして、間隔が較正された各２つのＹヘッド６５，６８及びＹヘッド６４，６７（Ｘヘッド６６５，６６５０及びＸヘッド６６４，６６４０）を用いることでＹスケール３９Ｙ１，３９Ｙ２（Ｘスケール３９Ｘ１，３９Ｘ２）の伸縮による位置計測誤差を補正して、エンコーダシステム１５０を較正することが可能となる。
【０１４５】
なお、これまでの説明では、較正用の回折格子ＧＹ１，ＧＹ２（ＧＸ１，ＧＸ２）等が形成された較正用ウエハＣＷを用いてエンコーダシステム１５０等を較正することとしたが、較正用の回折格子ＧＹ１，ＧＹ２（ＧＸ１，ＧＸ２）等を計測ステージＭＳＴの計測テーブルＭＴＢの上面に設けても良い（図４参照）。そして、この計測テーブルＭＴＢ上の回折格子ＧＹ１，ＧＹ２（ＧＸ１，ＧＸ２）等を用いてエンコーダシステム１５０等を較正することとしても良い。かかる場合の較正方法は、較正用ウエハＣＷを用いる場合とほぼ同様のため、詳細説明は省略する。勿論、スペース的に配置が可能であれば、ウエハテーブルＷＴＢ上に回折格子ＧＹ１，ＧＹ２（ＧＸ１，ＧＸ２）等を設けても良い。
【０１４６】
また、上記実施形態では、較正用ウエハＣＷを用いて、一対のＹスケール３９Ｙ１、３９Ｙ２間の伸縮差に起因する一対のＹエンコーダの計測誤差を補正することで、エンコーダシステムを較正する場合について説明したが、これに限らず、較正用ウエハＣＷを用いて、ヘッドの位置を較正しても良い。例えば、主制御装置２０は、先に説明した、較正用ウエハＣＷ上に形成された回折格子ＧＹ１，ＧＹ２を用いて計測した、ヘッドユニット６２Ａに属するＹヘッド６５とヘッドユニット６２Ｆに属するＹヘッド６８とのＹ軸方向の間隔ＷＨ１（計測値）と、ヘッドユニット６２Ｃに属するＹヘッド６４とヘッドユニット６２Ｅに属するＹヘッド６７とのＹ軸方向の間隔ＷＨ２（計測値）との比、又は差に基づいて、Ｙヘッド６５及び６７のいずれかのＹ位置、又はＹヘッド６４及び６７のいずれかのＹ位置の較正を行なっても良い。あるいは主制御装置２０は、間隔ＷＨ１（計測値）とこれに対応する設計値との差（又は比）からＹヘッド６５及びＹヘッド６８の一方のＹ位置を基準として、他方のＹヘッドのＹ位置の設計値からのずれを求め、その他方のＹヘッドのＹ位置をキャリブレーションしても良い。同様に、主制御装置２０は、間隔ＷＨ２（計測値）とこれに対応する設計値との差（又は比）に基づいて、Ｙヘッド６４及びＹヘッド６７の一方のＹ位置を基準として、他方のＹヘッドのＹ位置の設計値からのずれを求め、その他方のＹヘッドのＹ位置をキャリブレーションしても良い。このようなＹヘッドのキャリブレーションは、Ｙスケール３９Ｙ１、３９Ｙ２の回折格子の伸縮が既知で、かつ左右のエンコーダ対をそれぞれ構成するヘッド対の一方のＹヘッドの位置が他方に比べて変動しにくい場合には、信頼性の高いものとなる。
【０１４７】
なお、上記実施形態で説明したエンコーダシステム及び面位置計測システムの構成は一例に過ぎないことは勿論である。例えば、上記実施形態では、ウエハテーブル（ウエハステージ）上に格子部（Ｙスケール、Ｘスケール）を設け、これに対向してＹヘッド、Ｘヘッドをウエハステージの外部に配置する構成のエンコーダシステムを採用した場合について例示したが、これに限らず、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書などに開示されているように、ウエハステージにエンコーダヘッドを設け、これに対向してウエハステージの外部に複数、例えば４つのグレーティングプレートから成る格子部（例えば２次元格子又は２次元に配置された１次元の格子部）を配置する構成のエンコーダシステムを採用しても良い。かかる場合にも、同一方向を周期方向とする異なるグレーティングプレート同士の格子の伸縮差に起因するエンコーダの計測誤差が補正可能となるように、上記実施形態と同様に、その異なるグレーティングプレートとは異なる物差しを用いてエンコーダシステムを較正することは、有効である。この場合において、Ｚヘッドもウエハステージに設け、その格子部の面を、Ｚヘッドの計測ビームが照射される反射面としても良い。
【０１４８】
また、上記実施形態では、例えばヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃの内部にエンコーダヘッドとＺヘッドとが、別々に設けられている場合について説明したが、エンコーダヘッドとＺヘッドとの機能を備えた単一のヘッドを、エンコーダヘッドとＺヘッドの組に代えて用いても良い。
【０１４９】
また、上述の実施形態の露光装置が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露光装置と同様の液浸露光装置である場合について説明したが、これに限らず、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に係るエンコーダシステム等の較正方法は、好適に適用することができる。ドライタイプの露光装置であっても、例えば上記実施形態と同様の構成のエンコーダシステムにより、ウエハステージの位置を計測する場合には、エンコーダシステムの各ヘッドから計測ビームが照射される、ウエハテーブル上の各スケール（回折格子）は、長時間の使用において、機械的あるいは熱的な力が加えられて伸縮することがあり、そのような回折格子（スケール）の伸縮は、エンコーダの計測誤差の要因となるからである。
【０１５０】
また、露光装置が、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置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上記実施形態と同様に、エンコーダを用いて計測することができるので、同様の効果を得ることができる。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、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも上記実施形態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ているように、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も上記実施形態を適用できる。
【０１５１】
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、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。
【０１５２】
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ2レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ2レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、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。
【０１５３】
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、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも上記実施形態を好適に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、上記実施形態は適用できる。
【０１５４】
また、上記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。
【０１５５】
また、例えば干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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はなく、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。
【０１５８】
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、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。
【０１５９】
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）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。
【符号の説明】
【０１６０】
２０…主制御装置、３９Ｘ1，３９Ｘ2…Ｘスケール、３９Ｙ1，３９Ｙ2…Ｙスケール、５０…ステージ装置、６２Ａ〜６２Ｆ…ヘッドユニット、６４，６５…Ｙヘッド、６６…Ｘヘッド、６７，６８…Ｙヘッド、７０Ａ，７０Ｃ…Ｙエンコーダ、７０Ｂ，７０Ｄ…Ｘエンコーダ、７２ａ〜７２ｄ，７４，７６…Ｚヘッド、１００…露光装置、１１８…干渉計システム、１２４…ステージ駆動系、１５０…エンコーダシステム、１８０…面位置計測システム、２００…計測システム、ＣＷ…較正用ウエハ、ＰＬ…投影光学系、ＰＵ…投影ユニット、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル。
【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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