(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影光学系を介して照明光で基板を露光する露光装置であって、
前記基板を保持するホルダを有するステージと、
一部が前記ステージに設けられる平面モータを有し、前記投影光学系の光軸と垂直な所定面内で互いに直交する第１、第２方向を含む６自由度方向に関して前記基板が移動されるように前記ステージを駆動する駆動システムと、
前記ステージに設けられる４つのヘッドであって、それぞれ反射型格子が形成される４つの部分と、該４つの部分によって規定される開口とを有するスケール部材に対してその下方からそれぞれ計測ビームを照射する前記４つのヘッドを有し、前記６自由度方向に関する前記ステージの位置情報を計測する計測システムと、
前記計測システムで計測される位置情報に基づいて、前記駆動システムによる前記ステージの駆動を制御するコントローラと、を備え、
前記スケール部材は、前記投影光学系が前記開口内に位置するように設けられ、
前記４つのヘッドは、前記４つのヘッドのうち前記第１方向に離れた２つのヘッドの間隔が前記開口の前記第１方向の幅よりも大きく、かつ前記４つのヘッドのうち前記第２方向に離れた２つのヘッドの間隔が前記開口の前記第２方向の幅よりも大きくなるように前記ステージに配置され、
前記基板の露光動作において前記ステージが移動される移動領域は、前記４つのヘッドのうち第１ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち第１部分を除く３つの部分と対向する第１領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１ヘッドと異なる第２ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１部分と異なる第２部分を除く３つの部分と対向する第２領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１、第２ヘッドと異なる第３ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１、第２部分と異なる第３部分を除く３つの部分と対向する第３領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１、第２、第３ヘッドと異なる第４ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１、第２、第３部分と異なる第４部分を除く３つの部分と対向する第４領域と、前記４つのヘッドがそれぞれ前記４つの部分と対向する第５領域と、を含み、
前記露光動作において、前記ステージは、前記第１、第２、第３、第４領域の１つから、前記第５領域を介して、前記第１、第２、第３、第４領域のうち前記１つの領域と異なる領域に移動され、
前記異なる領域では、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドの１つの代わりに、前記４つのヘッドのうち前記１つの領域で用いられる３つのヘッドと異なる別のヘッドが用いられるとともに、前記別のヘッドと、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドのうち前記１つのヘッドを除く２つのヘッドとの３つのヘッドによって、前記ステージの位置情報が計測され、
前記コントローラは、前記ステージが前記第５領域にいる間に、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドの代わりに、前記異なる領域で用いられる３つのヘッドを用いて、前記ステージの駆動を制御する露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置において、
前記コントローラは、前記第５領域において前記ステージの前記４つのヘッドから得られる位置情報を用いて、前記ステージの駆動制御に用いられる補正情報を取得し、
前記補正情報は、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドによる前記ステージの駆動制御の代わりに、前記異なる領域で用いられる３つのヘッドによる前記ステージの駆動制御を行なうために用いられる露光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の露光装置において、
前記補正情報は、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドによって計測される位置情報から得られる、前記異なる領域において前記別のヘッドを使って前記ステージの駆動を制御するための情報を含む露光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の露光装置において、
前記別のヘッドによる前記ステージの駆動制御のための情報は、前記第５領域を介して前記１つの領域から前記異なる領域に移動する前記ステージが前記第５領域内にいる間に取得される露光装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記４つのヘッドはそれぞれ、前記第１方向又は前記第２方向と、前記第１、第２方向と直交する第３方向との２方向に関する前記ステージの位置情報を計測可能であり、
前記別のヘッドによる前記ステージの駆動制御のための情報は前記２方向に関して取得される露光装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記４つの部分はそれぞれ反射型の２次元格子が形成され、前記所定面と実質的に平行となるように配置される露光装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記コントローラは、前記スケール部材の製造誤差と、前記ステージの加速度と、前記ヘッドの位置又は傾きとの少なくとも１つに起因して生じる前記計測システムの計測誤差を補償するように前記ステージの駆動を制御する露光装置。
【請求項８】
請求項１〜７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、前記ヘッドに近接して配置される補助ヘッドを有し、前記ヘッドを前記補助ヘッドに切り換えて前記計測を継続して実行可能である露光装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記投影光学系から離れて配置され、前記基板の位置情報を検出する検出系と、
前記４つの部分と異なる、それぞれ反射型格子が形成される４つの部分と、前記開口と異なる開口と、を有し、前記スケール部材と異なるスケール部材と、をさらに備え、
前記異なるスケール部材は、前記検出系が前記異なる開口内に位置するように配置され、
前記検出系による前記基板の検出動作中、前記計測システムによって前記ステージの位置情報が計測される露光装置。
【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、
前記基板は走査露光が行われ、
前記１つのヘッドから前記別のヘッドへの切換は、前記照明光が前記基板に照射される走査露光期間以外で行われる露光装置。
【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１つのヘッドから前記別のヘッドへの切換は、前記基板にパターンを形成するための前記ステージの等速移動期間以外で行われる露光装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記照明光で照明されるマスクを保持するマスクステージと、
前記マスクステージの位置情報を計測する、前記計測システムと異なるエンコーダシステムと、をさらに備え、
前記基板の走査露光において前記マスクと前記基板とが同期移動されるように前記マスクステージと前記ステージの駆動が制御される露光装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記４つのヘッドと異なる４つのヘッドを有し、前記ステージと異なるステージを、さらに備え、
前記計測システムは、前記異なる４つのヘッドの少なくとも３つによって、前記６自由度方向に関する前記異なるステージの位置情報を計測する露光装置。
【請求項１４】
デバイス製造方法であって、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【請求項１５】
投影光学系を介して照明光で基板を露光する露光方法であって、
前記投影光学系の光軸と垂直な所定面内で互いに直交する第１、第２方向を含む６自由度方向に関して前記基板が移動されるように、前記基板を保持するホルダを有するステージを駆動することと、
前記ステージに設けられる４つのヘッドであって、それぞれ反射型格子が形成される４つの部分と、該４つの部分によって規定される開口とを有するスケール部材に対してその下方からそれぞれ計測ビームを照射する前記４つのヘッドを有する計測システムによって、前記６自由度方向に関する前記ステージの位置情報を計測することと、
前記計測システムで計測される位置情報に基づいて、前記ステージの駆動を制御することと、を含み、
前記スケール部材は、前記投影光学系が前記開口内に位置するように設けられ、
前記４つのヘッドは、前記４つのヘッドのうち前記第１方向に離れた２つのヘッドの間隔が前記開口の前記第１方向の幅よりも大きく、かつ前記４つのヘッドのうち前記第２方向に離れた２つのヘッドの間隔が前記開口の前記第２方向の幅よりも大きくなるように前記ステージに配置され、
前記基板の露光動作において前記ステージが移動される移動領域は、前記４つのヘッドのうち第１ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち第１部分を除く３つの部分と対向する第１領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１ヘッドと異なる第２ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１部分と異なる第２部分を除く３つの部分と対向する第２領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１、第２ヘッドと異なる第３ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１、第２部分と異なる第３部分を除く３つの部分と対向する第３領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１、第２、第３ヘッドと異なる第４ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１、第２、第３部分と異なる第４部分を除く３つの部分と対向する第４領域と、前記４つのヘッドがそれぞれ前記４つの部分と対向する第５領域と、を含み、
前記露光動作において、前記ステージは、前記第１、第２、第３、第４領域の１つから、前記第５領域を介して、前記第１、第２、第３、第４領域のうち前記１つの領域と異なる領域に移動され、
前記異なる領域では、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドの１つの代わりに、前記４つのヘッドのうち前記１つの領域で用いられる３つのヘッドと異なる別のヘッドが用いられるとともに、前記別のヘッドと、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドのうち前記１つのヘッドを除く２つのヘッドとの３つのヘッドによって、前記ステージの位置情報が計測され、
前記ステージが前記第５領域にいる間に、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドの代わりに、前記異なる領域で用いられる３つのヘッドを用いて前記ステージの駆動が制御される露光方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の露光方法において、
前記第５領域において前記ステージの前記４つのヘッドから得られる位置情報を用いて、前記ステージの駆動制御に用いられる補正情報が取得され、
前記補正情報は、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドによる前記ステージの駆動制御の代わりに、前記異なる領域で用いられる３つのヘッドによる前記ステージの駆動制御を行なうために用いられる露光方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の露光方法において、
前記補正情報は、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドによって計測される位置情報から得られる、前記異なる領域において前記別のヘッドを使って前記ステージの駆動を制御するための情報を含む露光方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の露光方法において、
前記別のヘッドによる前記ステージの駆動制御のための情報は、前記第５領域を介して前記１つの領域から前記異なる領域に移動する前記ステージが前記第５領域内にいる間に取得される露光方法。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記４つのヘッドはそれぞれ、前記第１方向又は前記第２方向と、前記第１、第２方向と直交する第３方向との２方向に関する前記ステージの位置情報を計測し、
前記別のヘッドによる前記ステージの駆動制御のための情報は前記２方向に関して取得される露光方法。
【請求項２０】
請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記４つの部分はそれぞれ反射型の２次元格子が形成され、前記所定面と実質的に平行となるように配置される露光方法。
【請求項２１】
請求項１５〜２０のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記スケール部材の製造誤差と、前記ステージの加速度と、前記ヘッドの位置又は傾きとの少なくとも１つに起因して生じる前記計測システムの計測誤差が補償されるように前記ステージの駆動が制御される露光方法。
【請求項２２】
請求項１５〜２１のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記計測システムは、前記ヘッドに近接して配置される補助ヘッドを有し、前記計測が継続されるように前記ヘッドを前記補助ヘッドに切り換える露光方法。
【請求項２３】
請求項１５〜２２のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記投影光学系から離れて配置される検出系によって、前記基板の位置情報が検出され、
前記４つの部分と異なる、それぞれ反射型格子が形成される４つの部分と、前記開口と異なる開口と、を有し、前記スケール部材と異なるスケール部材は、前記検出系が前記異なる開口内に位置するように配置され、
前記検出系による前記基板の検出動作中、前記計測システムによって前記ステージの位置情報が計測される露光方法。
【請求項２４】
請求項１５〜２３のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記基板は走査露光が行われ、
前記１つのヘッドから前記別のヘッドへの切換は、前記照明光が前記基板に照射される走査露光期間以外で行われる露光方法。
【請求項２５】
請求項１５〜２４のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記１つのヘッドから前記別のヘッドへの切換は、前記基板にパターンを形成するための前記ステージの等速移動期間以外で行われる露光方法。
【請求項２６】
請求項１５〜２５のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記照明光で照明されるマスクを保持するマスクステージの位置情報は、前記計測システムと異なるエンコーダシステムによって計測され、
前記基板の走査露光において前記マスクと前記基板とが同期移動されるように前記マスクステージと前記ステージの駆動が制御される露光方法。
【請求項２７】
請求項１５〜２６のいずれか一項に記載の露光方法において、
前記４つのヘッドと異なる４つのヘッドを有し、前記ステージと異なるステージで基板が保持され、
前記異なる４つのヘッドの少なくとも３つによって、前記６自由度方向に関する前記異なるステージの位置情報が計測される露光方法。
【請求項２８】
デバイス製造方法であって、
請求項１５〜２７のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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（電子デバイス）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、並びに露光装置及び露光方法のいずれか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】
この種の露光装置では、半導体素子の高集積化によるデバイスパターンの微細化に伴い、高い重ね合わせ精度（位置合わせ精度）が要求されるようになってきた。このため、パターンが形成されるウエハ又はガラスプレート等の基板の位置計測にも一層高い精度が要求されるようになってきた。
【０００４】
かかる要求に応える装置として、例えば特許文献１には、基板テーブル上に搭載された複数のエンコーダタイプのセンサ（エンコーダヘッド）を用いる位置計測システムを備えた露光装置が提案されている。この露光装置では、エンコーダヘッドは、基板テーブルに対向して配置されたスケールに計測ビームを照射し、スケールからの戻りビームを受光することによって、基板テーブルの位置を計測する。
【０００５】
しかるに、特許文献１に記載の位置計測システムを備えた露光装置では、実際の運用としては、基板テーブルの位置に応じて、複数のエンコーダヘッドの中からスケールに対向するエンコーダヘッドを切り換えて使用する必要がある。さらに、使用するエンコーダヘッドの切り換えに際し、基板テーブルの位置計測結果の連続性を保障する必要もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【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】
【０００７】
本発明は、上述した事情の下になされたもので、その第１の態様によれば、投影光学系を介して照明光で基板を露光する露光装置であって、前記基板を保持するホルダを有するステージと、一部が前記ステージに設けられる平面モータを有し、前記投影光学系の光軸と垂直な所定面内で互いに直交する第１、第２方向を含む６自由度方向に関して前記基板が移動されるように前記ステージを駆動する駆動システムと、前記ステージに設けられる４つのヘッドであって、それぞれ反射型格子が形成される４つの部分と、該４つの部分によって規定される開口とを有するスケール部材に対してその下方からそれぞれ計測ビームを照射する前記４つのヘッドを有し、前記６自由度方向に関する前記ステージの位置情報を計測する計測システムと、前記計測システムで計測される位置情報に基づいて、前記駆動システムによる前記ステージの駆動を制御するコントローラと、を備え、前記スケール部材は、前記投影光学系が前記開口内に位置するように設けられ、前記４つのヘッドは、前記４つのヘッドのうち前記第１方向に離れた２つのヘッドの間隔が前記開口の前記第１方向の幅よりも大きく、かつ前記４つのヘッドのうち前記第２方向に離れた２つのヘッドの間隔が前記開口の前記第２方向の幅よりも大きくなるように前記ステージに配置され、前記基板の露光動作において前記ステージが移動される移動領域は、前記４つのヘッドのうち第１ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち第１部分を除く３つの部分と対向する第１領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１ヘッドと異なる第２ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１部分と異なる第２部分を除く３つの部分と対向する第２領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１、第２ヘッドと異なる第３ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１、第２部分と異なる第３部分を除く３つの部分と対向する第３領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１、第２、第３ヘッドと異なる第４ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１、第２、第３部分と異なる第４部分を除く３つの部分と対向する第４領域と、前記４つのヘッドがそれぞれ前記４つの部分と対向する第５領域と、を含み、前記露光動作において、前記ステージは、前記第１、第２、第３、第４領域の１つから、前記第５領域を介して、前記第１、第２、第３、第４領域のうち前記１つの領域と異なる領域に移動され、前記異なる領域では、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドの１つの代わりに、前記４つのヘッドのうち前記１つの領域で用いられる３つのヘッドと異なる別のヘッドが用いられるとともに、前記別のヘッドと、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドのうち前記１つのヘッドを除く２つのヘッドとの３つのヘッドによって、前記ステージの位置情報が計測され、前記コントローラは、前記ステージが前記第５領域にいる間に、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドの代わりに、前記異なる領域で用いられる３つのヘッドを用いて、前記ステージの駆動を制御する露光装置が、提供される。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、デバイス製造方法であって、本発明の露光装置を用いて基板を露光することと、前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。
【０００９】
本発明の第３の態様によれば、投影光学系を介して照明光で基板を露光する露光方法であって、前記投影光学系の光軸と垂直な所定面内で互いに直交する第１、第２方向を含む６自由度方向に関して前記基板が移動されるように、前記基板を保持するホルダを有するステージを駆動することと、前記ステージに設けられる４つのヘッドであって、それぞれ反射型格子が形成される４つの部分と、該４つの部分によって規定される開口とを有するスケール部材に対してその下方からそれぞれ計測ビームを照射する前記４つのヘッドを有する計測システムによって、前記６自由度方向に関する前記ステージの位置情報を計測することと、前記計測システムで計測される位置情報に基づいて、前記ステージの駆動を制御することと、を含み、前記スケール部材は、前記投影光学系が前記開口内に位置するように設けられ、前記４つのヘッドは、前記４つのヘッドのうち前記第１方向に離れた２つのヘッドの間隔が前記開口の前記第１方向の幅よりも大きく、かつ前記４つのヘッドのうち前記第２方向に離れた２つのヘッドの間隔が前記開口の前記第２方向の幅よりも大きくなるように前記ステージに配置され、前記基板の露光動作において前記ステージが移動される移動領域は、前記４つのヘッドのうち第１ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち第１部分を除く３つの部分と対向する第１領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１ヘッドと異なる第２ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１部分と異なる第２部分を除く３つの部分と対向する第２領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１、第２ヘッドと異なる第３ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１、第２部分と異なる第３部分を除く３つの部分と対向する第３領域と、前記４つのヘッドのうち前記第１、第２、第３ヘッドと異なる第４ヘッドを除く３つのヘッドがそれぞれ、前記４つの部分のうち前記第１、第２、第３部分と異なる第４部分を除く３つの部分と対向する第４領域と、前記４つのヘッドがそれぞれ前記４つの部分と対向する第５領域と、を含み、前記露光動作において、前記ステージは、前記第１、第２、第３、第４領域の１つから、前記第５領域を介して、前記第１、第２、第３、第４領域のうち前記１つの領域と異なる領域に移動され、前記異なる領域では、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドの１つの代わりに、前記４つのヘッドのうち前記１つの領域で用いられる３つのヘッドと異なる別のヘッドが用いられるとともに、前記別のヘッドと、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドのうち前記１つのヘッドを除く２つのヘッドとの３つのヘッドによって、前記ステージの位置情報が計測され、前記ステージが前記第５領域にいる間に、前記１つの領域で用いられる３つのヘッドの代わりに、前記異なる領域で用いられる３つのヘッドを用いて前記ステージの駆動が制御される露光方法が、提供される。
【００１０】
本発明の第４の態様によれば、デバイス製造方法であって、本発明の露光方法を用いて基板を露光することと、前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】投影光学系の周囲に配置されるエンコーダシステムの構成を示す図である。
【図３】アライメント系の周囲に配置されるエンコーダシステムの構成を示す図である。
【図４】ウエハステージを一部破砕して示す拡大図である。
【図５】ウエハステージ上のエンコーダヘッドの配置を示す図である。
【図６】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の主要な構成を示すブロック図である。
【図７】エンコーダヘッド及びスケール板の配置とエンコーダシステムの計測領域との関係を示す図（その１）である。
【図８】図７のウエハＷ１を拡大して示す図である。
【図９】ステップ・アンド・スキャン方式の露光におけるウエハ上での露光中心の移動軌跡を示す図（その１）である。
【図１０】図１０（Ａ）はエンコーダヘッドの切り換え手順の一例を示す図（その１）、図１０（Ｂ）はエンコーダヘッドの切り換え前後におけるウエハステージの駆動速度の時間変化を示す図、図１０（Ｃ）及び図１０（Ｄ）はエンコーダヘッドの切り換え手順の一例を示す図（その２及び３）である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、つなぎ演算及びつなぎ処理を説明するための図である。
【図１２】エンコーダヘッドの切り換え時におけるつなぎ処理の概略を示す図である。
【図１３】エンコーダヘッド及びスケール板の配置とエンコーダシステムの計測領域との関係を示す図（その２）である。
【図１４】図１３のウエハＷ２を拡大して示す図である。
【図１５】ステップ・アンド・スキャン方式の露光におけるウエハ上での露光中心の移動軌跡を示す図（その２）である。
【図１６】図１６（Ａ）〜図１６（Ｃ）は、エンコーダヘッドの切り換え手順の一例を示す図（その４〜６）である。
【図１７】図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、ウエハステージの加速に伴うエンコーダシステムの計測誤差の発生原理を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図１７（Ｂ）に基づいて説明する。
【００１３】
図１には、一実施形態に係る露光装置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。
【００１４】
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、ウエハＷが載置されるウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２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。
【００１５】
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。
【００１６】
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６参照）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における紙面直交方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。
【００１７】
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（θｚ回転量）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、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するために、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、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用いても良い。
【００１８】
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ＷＳＴ１、ＷＳＴ２との同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系１０、及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にレチクルＲのパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。
【００１９】
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。
【００２０】
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、本実施形態では図２に示されるように、例えばＬ字状の４つの部分（部品）２１１，２１２，２１３，２１４から構成され、その中央に形成される例えば矩形の開口２１ａ内に鏡筒４０の−Ｚ側端部が挿入されている。ここで、スケール板２１のＸ軸方向及びＹ軸方向の幅はそれぞれａ及びｂ、開口２１ａのＸ軸方向及びＹ軸方向の幅はそれぞれａｉ及びｂｉである。
【００２１】
スケール板２１から＋Ｘ方向に離間した位置には、図１に示されるように、スケール板２１とほぼ同一平面上にスケール板２２が、配置されている。スケール板２２も、図３に示されるように、例えばＬ字状の４つの部分（部品）２２１，２２２，２２３，２２４から構成され、その中央に形成される例えば矩形の開口２２ａ内に後述するアライメント系ＡＬＧの−Ｚ側端部が挿入されている。スケール板２２のＸ軸方向及びＹ軸方向の幅はそれぞれａ及びｂ、開口２２ａのＸ軸方向及びＹ軸方向の幅はそれぞれａｉ及びｂｉである。なお、本実施形態ではＸ軸及びＹ軸方向に関してスケール板２１、２２の幅、及び開口２１ａ、２２ａの幅をそれぞれ同一としたが、必ずしも同一の幅とする必要はなく、Ｘ軸及びＹ軸方向の少なくとも一方に関してその幅を異ならせても良い。
【００２２】
本実施形態では、スケール板２１，２２は、投影ユニットＰＵ及びアライメント系ＡＬＧ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）に吊り下げ支持されている。スケール板２１，２２の下面（−Ｚ側の面）には、Ｘ軸を基準とする４５度方向（Ｙ軸を基準とする−４５度方向）を周期方向とする所定ピッチ、例えば１μｍの格子と、Ｘ軸を基準とする−４５度方向（Ｙ軸を基準とする−１３５度方向）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２、図３及び図４参照）が形成されている。ただし、２次元回折格子ＲＧ及び後述するエンコーダヘッドの構成上、スケール板２１，２２を構成する部分２１１〜２１４，２２１〜２２４のそれぞれの外縁近傍には幅ｔの非有効領域が含まれる。スケール板２１，２２の２次元回折格子ＲＧは、それぞれ、少なくとも露光動作時及びアライメント（計測）時におけるウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動範囲をカバーしている。
【００２３】
ウエハステージ装置５０は、図１に示されるように、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、ステージベース１２上に配置されたウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２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６参照）、及びウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置を計測する計測系等を備えている。計測系は、図６に示される、エンコーダシステム７０，７１及び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略称する）１８等を備えている。なお、エンコーダシステム７０，７１及びウエハ干渉計システム１８については、さらに後述する。ただし、本実施形態では、ウエハ干渉計システム１８は必ずしも設けなくても良い。
【００２４】
ステージベース１２は、図１に示されるように、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高く仕上げられ、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２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。
【００２５】
なお、ステージベース１２とは別にこれを浮上支持するための別のベース部材を設けて、ステージベース１２を、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の駆動力の反力の作用により、運動量保存則に従って移動するカウンターマス（反力キャンセラ）として機能させても良い。
【００２６】
ウエハステージＷＳＴ１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ＷＴＢ１とを有している。この場合、ウエハテーブルＷＴＢ１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、少なくとも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。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電磁力（ローレンツ力）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。
【００２７】
ウエハステージＷＳＴ１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（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）、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ＷＴＢ１（ウエハＷ）は、ステージベース１２に対して、６自由度方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向（以下、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ、θｙ、θｚ）と略記する）に駆動可能である。
【００２８】
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、平面モータ３０によってウエハステージＷＳＴ１を６自由度方向に駆動することとしても良い。また、ウエハテーブルＷＴＢ１を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向のうちの少なくとも一方向に微動可能としても良い。すなわち、ウエハステージＷＳＴ１を粗微動ステージにより構成しても良い。
【００２９】
ウエハテーブルＷＴＢ１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。図示していないが、ウエハテーブルＷＴＢ１上の一方の対角線上には、ウエハホルダを挟んで第１基準マーク板と第２基準マーク板とが設けられている。第１、第２基準マーク板の上面には、後述する一対のレチクルアライメント系１３Ａ，１３Ｂ及びアライメント系ＡＬＧにより検出される複数の基準マークがそれぞれ形成されている。なお、第１、第２基準マーク板の複数の基準マークの位置関係は既知であるものとする。
【００３０】
ウエハステージＷＳＴ２も、ウエハステージＷＳＴ１と同様に構成されている。
【００３１】
エンコーダシステム７０，７１は、それぞれ、投影光学系ＰＬ直下の領域を含む露光時移動領域とアライメント系ＡＬＧ直下の領域を含む計測時移動領域とにおけるウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）の位置情報を求める（計測する）。ここで、エンコーダシステム７０，７１の構成等について詳述する。なお、露光時移動領域（第１移動領域）は、投影光学系ＰＬを介してウエハの露光が行われる露光ステーション（第１領域）内で、露光動作中にウエハステージが移動される領域であり、その露光動作は、例えばウエハ上でパターンを転写すべき全てのショット領域の露光だけでなく、その露光のための準備動作（例えば、前述の基準マークの検出）なども含む。計測時移動領域（第２移動領域）は、アライメント系ＡＬＧによるウエハのアライメントマークの検出によってその位置情報の計測が行われる計測ステーション（第２領域）内で、計測動作中にウエハステージが移動される領域であり、その計測動作は、例えばウエハの複数のアライメントマークの検出だけでなく、アライメント系ＡＬＧによる基準マークの検出（さらには、Ｚ軸方向に関するウエハの位置情報（段差情報）の計測）なども含む。
【００３２】
ウエハテーブルＷＴＢ１，ＷＴＢ２には、それぞれ図２及び図３の平面図に示されるように、上面の４隅のそれぞれにエンコーダヘッド（以下、適宜、ヘッドと略称する）６０１〜６０４が配置されている。ここで、ヘッド６０１，６０２間のＸ軸方向の離間距離とヘッド６０３，６０４間のＸ軸方向の離間距離は互いに等しくＡである。また、ヘッド６０１，６０４間のＹ軸方向の離間距離とヘッド６０２，６０３間のＹ軸方向の離間距離は互いに等しくＢである。これらの離間距離Ａ，Ｂは、スケール板２１の開口２１ａの幅ａｉ，ｂｉよりも大きい。厳密には、前述の非有効領域の幅ｔを考慮して、Ａ≧ａｉ＋２ｔ，Ｂ≧ｂｉ＋２ｔである。ヘッド６０１〜６０４は、図４にヘッド６０１を代表的に採り上げて示されるように、ウエハテーブルＷＴＢ１，ＷＴＢ２に形成されたＺ軸方向の所定深さの穴の内部にそれぞれ収容されている。
【００３３】
ヘッド６０１は、図５に示されるように、Ｘ軸を基準とする１３５度方向（すなわちＸ軸を基準とする−４５度方向）及びＺ軸方向を計測方向とする２次元ヘッドである。同様に、ヘッド６０２〜６０４は、それぞれ、Ｘ軸を基準とする２２５度方向（すなわちＸ軸を基準とする４５度方向）及びＺ軸方向、Ｘ軸を基準とする３１５度方向（すなわちＸ軸を基準とする−４５度方向）及びＺ軸方向、Ｘ軸を基準とする４５度方向及びＺ軸方向を計測方向とする２次元ヘッドである。ヘッド６０１〜６０４は、図２及び図４から明らかなように、それぞれ、対向するスケール板２１の部分２１１〜２１４又はスケール板２２の部分２２１〜２２４の表面に形成された２次元回折格子ＲＧに計測ビームを照射し、２次元回折格子からの反射・回折ビームを受光することにより、それぞれの計測方向についてのウエハテーブルＷＴＢ１，ＷＴＢ２（ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２）の位置を計測する。ここで、ヘッド６０１〜６０４のそれぞれとして、例えば米国特許第７，５６１，２８０号明細書に開示される変位計測センサヘッドと同様の構成のセンサヘッドを用いることができる。
【００３４】
上述のようにして構成されたヘッド６０１〜６０４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】
ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が前述の露光時移動領域内に位置する際には、ヘッド６０１は、スケール板２１（の部分２１１）に計測ビーム（計測光）を照射し、スケール板２１の表面（下面）に形成されたＸ軸を基準とする１３５度方向、すなわちＸ軸を基準とする−４５度方向（以下、単に−４５度方向と称する）を周期方向とする格子からの回折ビームを受光して、ウエハテーブルＷＴＢ１，ＷＴＢ２の−４５度方向及びＺ軸方向の位置を計測する２次元エンコーダ７０１、７１１（図６参照）を構成する。同様に、ヘッド６０２〜６０４は、それぞれ、スケール板２１（の部分２１２〜２１４）に計測ビーム（計測光）を照射し、スケール板２１の表面（下面）に形成されたＸ軸を基準とする２２５度方向、すなわちＸ軸を基準とする＋４５度方向（以下、単に４５度方向と称する）、３１５度方向、すなわちＸ軸を基準とする−４５度方向、及び４５度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、ウエハテーブルＷＴＢ１，ＷＴＢ２の２２５度（４５度）方向及びＺ軸方向の位置、３１５度（−４５度）方向及びＺ軸方向の位置、及び４５度方向及びＺ軸方向の位置、を計測する２次元エンコーダ７０２〜７０４、７１２〜７１４（図６参照）を構成する。
【００３６】
また、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が前述の計測時移動領域内に位置する際には、ヘッド６０１は、スケール板２２（の部分２２１）に計測ビーム（計測光）を照射し、スケール板２２の表面（下面）に形成された１３５度方向（−４５度方向）を周期方向とする格子からの回折ビームを受光して、ウエハテーブルＷＴＢ１，ＷＴＢ２の１３５度方向及びＺ軸方向の位置を計測する２次元エンコーダ７０１、７１１（図６参照）を構成する。同様に、ヘッド６０２〜６０４は、それぞれ、スケール板２２（の部分２２２〜２２４）に計測ビーム（計測光）を照射し、スケール板２２の表面（下面）に形成された２２５度方向（４５度方向）、３１５度方向（−４５度方向）、及び４５度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、ウエハテーブルＷＴＢ１，ＷＴＢ２の２２５度方向（４５度方向）及びＺ軸方向の位置、３１５度方向（−４５度方向）及びＺ軸方向の位置、及び４５度方向及びＺ軸方向の位置を、それぞれ計測する２次元エンコーダ７０２〜７０４、７１２〜７１４（図６参照）を構成する。
【００３７】
上述の説明からわかるように、本実施形態では、スケール板２１，２２のどちらに計測ビーム（計測光）を照射するか、すなわち、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が前述の露光時移動領域、計測時移動領域のいずれの領域内にあるかにかかわらず、ウエハステージＷＳＴ１上のヘッド６０１〜６０４は、計測ビーム（計測光）を照射しているスケール板とともに、それぞれ２次元エンコーダ７０１〜７０４を構成し、ウエハステージＷＳＴ２上のヘッド６０１〜６０４は、計測ビーム（計測光）を照射しているスケール板とともに、それぞれ２次元エンコーダ７１１〜７１４を構成するものとしている。
【００３８】
２次元エンコーダ（以下、適宜、エンコーダと略称する）７０１〜７０４，７１１〜７１４のそれぞれの計測値は、主制御装置２０（図６参照）に供給される。主制御装置２０は、２次元回折格子ＲＧが形成されたスケール板２１（を構成する部分２１１〜２１４）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）の計測値に基づいて、投影光学系ＰＬ直下の領域を含む露光時移動領域内でのウエハテーブルＷＴＢ１，ＷＴＢ２の位置情報を求める。同様に、主制御装置２０は、２次元回折格子ＲＧが形成されたスケール板２２（を構成する部分２２１〜２２４）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）の計測値に基づいて、アライメント系ＡＬＧ直下の領域を含む計測時移動領域内でのウエハテーブルＷＴＢ１，ＷＴＢ２の位置情報を求める。
【００３９】
また、本実施形態の露光装置１００では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２（ウエハテーブルＷＴＢ１，ＷＴＢ２）の位置は、ウエハ干渉計システム１８（図６参照）によって、エンコーダシステム７０，７１とは独立して、計測可能である。ウエハ干渉計システム１８の計測結果は、エンコーダシステム７０，７１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７０，７１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。なお、ウエハ干渉計システム１８の詳細は省略する。
【００４０】
アライメント系ＡＬＧは、図１に示されるように、投影光学系ＰＬの＋Ｘ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６参照）に供給される。
【００４１】
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マークに照射し、その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。
【００４２】
この他、本実施形態の露光装置１００には、アライメント系ＡＬＧと一緒に計測ステーションに配置され、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６参照）が設けられている。多点ＡＦ系ＡＦによる計測動作はその少なくとも一部がアライメント系ＡＬＧによるマーク検出動作と並行して行われるとともに、前述のエンコーダシステムによってその計測動作中にウエハテーブルの位置情報が計測される。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６参照）。主制御装置２０は、多点ＡＦ系ＡＦの検出信号と前述のエンコーダシステムの計測情報に基づいて、ウエハＷ表面のＺ軸方向の位置情報（段差情報／凹凸情報）を検出し、露光動作ではその事前検出情報と前述のエンコーダシステムの計測情報（Ｚ軸、θｘ及びθｙ方向の位置情報）と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、露光ステーション内で投影ユニットＰＵの近傍に多点ＡＦ系を設け、露光動作時にウエハ表面の位置情報（凹凸情報）を計測しつつウエハテーブルを駆動して、ウエハＷのフォーカス・レベリング制御を実行することとしても良い。
【００４３】
露光装置１００では、さらに、レチクルＲの上方に、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに開示される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系１３Ａ，１３Ｂ（図１では不図示、図６参照）が設けられている。レチクルアライメント系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。なお、レチクルアライメント系に代えて、ウエハステージＷＳＴ上に設けられた不図示の空間像計測器を用いてレチクルアライメントを行っても良い。
【００４４】
図６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、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）等からな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。
【００４５】
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、主制御装置２０により、ウエハがローディングされたウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の一方を計測ステーション（計測時移動領域）内で移動して、アライメント系ＡＬＧ及び多点ＡＦ系によるウエハの計測動作が実行される。すなわち、計測時移動領域内でウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の一方に保持されたウエハＷに対して、アライメント系ＡＬＧを用いたマーク検出、いわゆる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）と、多点ＡＦ系を用いたウエハの面情報（段差／凹凸情報）の計測とが行われる。その際、エンコーダシステム７０（エンコーダ７０１〜７０４）又はエンコーダシステム７１（エンコーダ７１１〜７１４）により、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）の位置情報が求められる（計測される）。
【００４６】
ウエハアライメントなどの計測動作後、一方のウエハステージ（ＷＳＴ１又はＷＳＴ２）は露光時移動領域に移動し、主制御装置２０により、レチクルアライメント系１３Ａ，１３Ｂ、ウエハテーブル（ＷＴＢ１又はＷＴＢ２）上の基準マーク板（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等が行われる。
【００４７】
そして、主制御装置２０により、ウエハアライメント等の計測結果に基づいて、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、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２との同期移動を行う走査露光動作と、ウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２をショット領域の露光のための加速開始位置に移動させるショット間移動（ステッピング）動作とを交互に繰り返すことで行われる。露光動作時には、エンコーダシステム７０（エンコーダ７０１〜７０４）又はエンコーダシステム７１（エンコーダ７１１〜７１４）により、一方のウエハステージ（ＷＳＴ１又はＷＳＴ２）の６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）の位置情報が求められる（計測される）。
【００４８】
また、本実施形態の露光装置１００は、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を備えている。そこで、一方のウエハステージ、例えばウエハステージＷＳＴ１上にロードされたウエハに対してステップ・アンド・スキャン方式の露光を行うのと並行して、他方のウエハステージＷＳＴ２上に載置されたウエハに対してウエハアライメントなどを行う、並行処理動作が行われる。
【００４９】
本実施形態の露光装置１００では、前述の通り、主制御装置２０は、露光時移動領域内及び計測時移動領域内のいずれにおいても、エンコーダシステム７０（図６参照）を用いて、ウエハステージＷＳＴ１の６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）の位置情報を求める（計測する）。また、主制御装置２０は、露光時移動領域内及び計測時移動領域内のいずれにおいても、エンコーダシステム７１（図６参照）を用いて、ウエハステージＷＳＴ２の６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）の位置情報を求める（計測する）。
【００５０】
ここで、エンコーダシステム７０，７１によるＸＹ平面内の３自由度方向（Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｘ，Ｙ，θｚ）とも略記する））の位置計測の原理などについてさらに説明する。ここでは、エンコーダヘッド６０１〜６０４又はエンコーダ７０１〜７０４の計測結果又は計測値は、エンコーダヘッド６０１〜６０４又はエンコーダ７０１〜７０４のＺ軸方向でない計測方向の計測結果を意味する。
【００５１】
本実施形態では、前述のようなエンコーダヘッド６０１〜６０４及びスケール板２１の構成及び配置を採用したことにより、露光時移動領域内ではエンコーダヘッド６０１〜６０４のうちの少なくとも３つが、常時、スケール板２１（の対応する部分２１１〜２１４）に対向する。
【００５２】
図７及び図１３には、ウエハステージＷＳＴ１上のエンコーダヘッド６０１〜６０４及びスケール板２１の各部分２１１〜２１４の配置とエンコーダシステム７０の計測領域Ａ０〜Ａ４との関係が示されている。なお、ウエハステージＷＳＴ２はウエハステージＷＳＴ１と同様に構成されているので、ここではウエハステージＷＳＴ１についてのみ説明する。
【００５３】
ウエハステージＷＳＴ１の中心（ウエハの中心に一致）が、露光時移動領域内で、かつ露光中心（露光領域ＩＡの中心）Ｐに対して＋Ｘ側かつ＋Ｙ側の領域（露光中心Ｐを原点とする第１象限内の領域（ただし、領域Ａ０を除く））である第１領域Ａ１内に位置する場合、ウエハステージＷＳＴ１上のヘッド６０４，６０１，６０２がそれぞれスケール板２１の部分２１４，２１１，２１２に対向する。第１領域Ａ１内では、ヘッド６０４，６０１，６０２（エンコーダ７０４，７０１，７０２）から有効な計測値が主制御装置２０に送られる。なお、以下の説明中のウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置は、そのウエハステージの中心（ウエハの中心に一致）の位置を意味する。すなわち、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の中心の位置と記述する代わりに、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の位置と記述する。
【００５４】
同様に、ウエハステージＷＳＴ１が、露光時移動領域内で、かつ露光中心Ｐに対して−Ｘ側かつ＋Ｙ側の領域（露光中心Ｐを原点とする第２象限内の領域（ただし、領域Ａ０を除く））である第２領域Ａ２内に位置する場合、ヘッド６０１，６０２，６０３がそれぞれスケール板２１の部分２１１，２１２，２１３に対向する。ウエハステージＷＳＴ１が、露光時移動領域内で、かつ露光中心Ｐに対して−Ｘ側かつ−Ｙ側の領域（露光中心Ｐを原点とする第３象限内の領域（ただし、領域Ａ０を除く））である第３領域Ａ３内に位置する場合、ヘッド６０２，６０３，６０４がそれぞれスケール板２１の部分２１２，２１３，２１４に対向する。ウエハステージＷＳＴ１が、露光時移動領域内で、かつ露光中心Ｐに対して＋Ｘ側かつ−Ｙ側の領域（露光中心Ｐを原点とする第４象限内の領域（ただし、領域Ａ０を除く））である第４領域Ａ４内に位置する場合、ヘッド６０３，６０４，６０１がそれぞれスケール板２１の部分２１３，２１４，２１１に対向する。
【００５５】
本実施形態では、前述のエンコーダヘッド６０１〜６０４及びスケール板２１の構成及び配置についての条件（Ａ≧ａｉ＋２ｔ，Ｂ≧ｂｉ＋２ｔ）に加えて、ウエハ上のパターンが形成されるショット領域のサイズ（Ｗ，Ｌ）を考慮して、条件Ａ≧ａｉ＋Ｗ＋２ｔ，Ｂ≧ｂｉ＋Ｌ＋２ｔを加える。ここで、Ｗ、Ｌは、それぞれ、ショット領域のＸ軸方向、Ｙ軸方向の幅である。Ｗ、Ｌは、それぞれ、走査露光区間の距離、Ｘ軸方向へのステッピングの距離に等しい。この条件では、図７及び図１３に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１が、露光中心Ｐを中心とする十字状の領域Ａ０（露光中心Ｐを通るＹ軸方向を長手方向とする幅Ａ−ａｉ−２ｔの領域とＸ軸方向を長手方向とする幅Ｂ−ｂｉ−２ｔの領域とを含む領域（以下、第０領域と呼ぶ））内に位置する場合、ウエハステージＷＳＴ１上の全ヘッド６０１〜６０４がスケール板２１（対応する部分２１１〜２１４）に対向する。従って、第０領域Ａ０内では、全ヘッド６０１〜６０４（エンコーダ７０１〜７０４）から有効な計測値が主制御装置２０に送られる。なお、本実施形態では上記条件（Ａ≧ａｉ＋２ｔ，Ｂ≧ｂｉ＋２ｔ）に加えて、パターンが形成されるウエハ上のショット領域のサイズ（Ｗ，Ｌ）を考慮して、条件Ａ≧ａｉ＋Ｗ＋２ｔ，Ｂ≧ｂｉ＋Ｌ＋２ｔを加えても良い。ここで、Ｗ、Ｌは、それぞれ、ショット領域のＸ軸方向、Ｙ軸方向の幅である。Ｗ、Ｌは、それぞれ、走査露光区間の距離、Ｘ軸方向へのステッピングの距離に等しい。
【００５６】
主制御装置２０は、ヘッド６０１〜６０４（エンコーダ７０１〜７０４）の計測結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１のＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。ここで、エンコーダ７０１〜７０４の計測値（それぞれＣ１〜Ｃ４と表記する）は、ウエハステージＷＳＴ１の位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）に対して、次式（１）〜（４）のように依存する。
【００５７】
Ｃ１＝−（ｃｏｓθｚ＋ｓｉｎθｚ）Ｘ／√２
＋（ｃｏｓθｚ−ｓｉｎθｚ）Ｙ／√２＋√２ｐｓｉｎθｚ…（１）
Ｃ２＝−（ｃｏｓθｚ−ｓｉｎθｚ）Ｘ／√２
−（ｃｏｓθｚ＋ｓｉｎθｚ）Ｙ／√２＋√２ｐｓｉｎθｚ…（２）
Ｃ３＝  （ｃｏｓθｚ＋ｓｉｎθｚ）Ｘ／√２
−（ｃｏｓθｚ−ｓｉｎθｚ）Ｙ／√２＋√２ｐｓｉｎθｚ…（３）
Ｃ４＝  （ｃｏｓθｚ−ｓｉｎθｚ）Ｘ／√２
＋（ｃｏｓθｚ＋ｓｉｎθｚ）Ｙ／√２＋√２ｐｓｉｎθｚ…（４）
ただし、ｐは、図５に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢ１（ＷＴＢ２）の中心からのヘッドのＸ軸及びＹ軸方向に関する距離である。
【００５８】
主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１の位置する領域Ａ０〜Ａ４に応じてスケール板２１に対向する３つのヘッド（エンコーダ）を特定し、それらの計測値が従う式を上式（１）〜（４）から選択して連立方程式を組み、３つのヘッド（エンコーダ）の計測値を用いて連立方程式を解くことにより、ウエハステージＷＳＴ１のＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。例えば、ウエハステージＷＳＴ１が第１領域Ａ１内に位置する場合、主制御装置２０は、ヘッド６０１，６０２，６０４（エンコーダ７０１，７０２，７０４）の計測値が従う式（１），（２），及び（４）から連立方程式を組み、式（１），（２），及び（４）それぞれの左辺に各ヘッドの計測値を代入して連立方程式を解く。
【００５９】
なお、ウエハステージＷＳＴ１が第０領域Ａ０内に位置する場合、主制御装置２０は、ヘッド６０１〜６０４（エンコーダ７０１〜７０４）から任意の３つを選択すれば良い。例えば、ウエハステージＷＳＴ１が第１領域から第０領域に移動した後では、第１領域に対応するヘッド６０１，６０２，６０４（エンコーダ７０１，７０２，７０４）を選択すると良い。
【００６０】
主制御装置２０は、上の算出結果（Ｘ，Ｙ，θｚ）に基づいて、露光時移動領域内でウエハステージＷＳＴ１を駆動（位置制御）する。
【００６１】
ウエハステージＷＳＴ１が、計測時移動領域内に位置する場合、主制御装置２０は、エンコーダシステム７０を用いて３自由度方向（Ｘ，Ｙ，θｚ）の位置情報を計測する。ここで、計測原理等は、露光中心Ｐがアライメント系ＡＬＧの検出中心に、スケール板２１（の部分２１１〜２１４）がスケール板２２（の部分２２１〜２２４）に置き換わる以外、ウエハステージＷＳＴ１が先の露光時移動領域内に位置する場合と同様である。
【００６２】
さらに、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置に応じて、スケール板２１，２２に対向するヘッド６０１〜６０４のうちの３つを、少なくとも１つが異なる３つに切り換えて使用する。ここで、エンコーダヘッドを切り換える際には、例えば米国特許出願公開第２００８／００９４５９２号明細書などに開示されているように、ウエハステージの位置計測結果の連続性を保証するためのつなぎ処理が行われる。
【００６３】
ここで、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作時におけるヘッド６０１〜６０４の切り換えとつなぎ処理についてさらに説明する。
【００６４】
第１の例として、図７に示されるウエハＷ１に対する露光動作について説明する。ここで、ウエハＷ１上には、一例として、図８に拡大して示されるように、Ｘ軸方向に偶数、Ｙ軸方向に奇数の全３６個のショット領域Ｓ１〜Ｓ３６が、配列されているものとする。
【００６５】
ウエハＷ１に対して、図９に示される経路に沿って、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われる。なお、図９中の経路は、露光中心（露光領域ＩＡの中心）Ｐが各ショット領域上を通過する軌跡を示すものである。この軌跡中の実線部は、各ショット領域の走査露光の際の露光中心Ｐの移動軌跡を示し、点線部（破線部）は、走査方向及び非走査方向の隣接ショット領域間における露光中心Ｐのステップ移動の際の軌跡を示す。なお、実際には、露光中心Ｐが固定で、ウエハが図９の経路と逆向きに移動するのであるが、本明細書中では、説明の便宜上から、固定のウエハに対して露光中心が移動するものとしている。
【００６６】
本実施形態の露光装置１００では、ヘッド６０１〜６０４のうちのスケール板２１に対向する３つが、ウエハステージＷＳＴ１の位置に応じて切り換えて、使用される。従って、ウエハステージＷＳＴ１が、図７に示される領域Ａ１〜Ａ４のうちの１つの領域から領域Ａ０を介して他の領域に移動する際に、使用するヘッドが切り換えられる。そこで、図９には、ウエハＷ１上の露光中心Ｐの軌跡に重ねて、該軌跡中の露光中心Ｐの位置にウエハステージＷＳＴ１が位置するときにスケール板２１に対向するヘッドの組に対応する領域Ｂ０〜Ｂ４が示されている。
【００６７】
図９における領域Ｂ０〜Ｂ４は、それぞれ、図７におけるウエハステージＷＳＴ１の移動領域Ａ０〜Ａ４に対応する。例えば、領域Ｂｉ内のショット領域を走査露光する、あるいは次のショット領域へステップ移動する際には、ウエハステージＷＳＴ１は領域Ａｉ内を移動する。従って、露光中心Ｐが領域Ｂ１内に位置する際には、ヘッド６０４，６０１，６０２がスケール板２１に対向する。同様に、露光中心Ｐが領域Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，及びＢ０内に位置する際には、それぞれ、ヘッド６０１，６０２，６０３、ヘッド６０２，６０３，６０４、ヘッド６０３，６０４，６０１、及び全ヘッド６０１〜６０４がスケール板２１に対向する。
【００６８】
従って、ショット領域の走査露光又はショット領域間のステップ移動により、露光中心Ｐが図９に示される軌跡上を移動して、領域Ｂ１〜Ｂ４のうちの１つの領域から領域Ｂ０を介して他の領域に移動する際に、使用するヘッドが切り換えられる。そこで、図９中には、ウエハＷ１に対するヘッドの切り換えの発生場所が二重丸にて示されている。
【００６９】
例えば、まず、露光中心Ｐが、第１ショット領域Ｓ１〜第３ショット領域Ｓ３を露光処理して領域Ｂ１から領域Ｂ０へ移動した後、円Ｃ１内に示される領域Ｂ０内の第４ショット領域Ｓ４を露光処理して領域Ｂ２内の第５ショット領域Ｓ５へステップ移動する際に、ヘッドの切り換え（第１切換）が発生する。ここで、前述の通り、露光中心Ｐが領域Ｂ１，Ｂ０，Ｂ２内に位置する際には、それぞれ、ヘッド６０４，６０１，６０２、全ヘッド６０１〜６０４、ヘッド６０１，６０２，６０３がスケール板２１に対向する。従って、第１切換では、ヘッド６０４，６０１，６０２からヘッド６０１，６０２，６０３へ、使用するヘッドが切り換えられる。
【００７０】
図１０（Ａ）には、第１切換の詳細を説明するための図９中の円Ｃ１内部の拡大図が示され、第１切換前後におけるウエハステージＷＳＴ１のＹ軸方向に関する速度Ｖｙの時間変化が図１０（Ｂ）に示されている。
【００７１】
主制御装置２０は、第３ショット領域Ｓ３を露光処理した後、ヘッド６０４，６０１，６０２（エンコーダ７０４，７０１，７０２）の計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１を駆動（位置制御）して、露光中心Ｐを第４ショット領域Ｓ４の露光のための加速開始位置ｅ４に移動させる。露光中心Ｐが加速開始位置ｅ４に到達すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１（ウエハＷ１）とレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）との同期移動を開始する。すなわち、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１を加速駆動し、それと同時にレチクルステージＲＳＴを、ウエハステージＷＳＴ１と反対向きかつウエハステージＷＳＴ１の速度の投影倍率βの逆数倍の速度で、ウエハステージＷＳＴ１の動きに追従して駆動する。図１０（Ｂ）に示されるように、加速開始（時刻ｔ４）から加速時間Ｔaの経過後、両ステージＷＳＴ１、ＲＳＴの速度は一定になる。
【００７２】
加速終了後、露光開始までの整定時間Ｔbの間、主制御装置２０は、ウエハＷ１とレチクルＲとの変位誤差が所定の関係（ほぼ零）になるまでレチクルステージＲＳＴをウエハステージＷＳＴ１に対して追従駆動する。
【００７３】
整定時間Ｔbの後、主制御装置２０は、ヘッド６０４，６０１，６０２（エンコーダ７０４，７０１，７０２）の計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１を等速駆動する。これにより、露光時間Ｔcの間、図１０（Ａ）に示されるように、露光領域ＩＡ（露光中心Ｐ）がショット領域Ｓ４の−Ｙ端から＋Ｙ端まで等速度で移動し、ショット領域Ｓ４が走査露光される。走査露光中、ウエハＷ１とレチクルＲとの等速同期移動状態が維持される。
【００７４】
露光終了後、等速度オーバースキャン時間（後整定時間）Ｔdの間、ウエハステージＷＳＴ１は等速度で移動する。この間に、図１０（Ａ）に示されるように、露光中心Ｐはショット領域Ｓ４の＋Ｙ側の第１切換位置Ｐ１を等速度で通過する。この時、主制御装置２０は、ヘッド６０４，６０１，６０２（エンコーダ７０４，７０１，７０２）からヘッド６０１，６０２，６０３（エンコーダ７０１，７０２，７０３）へ、使用するヘッドを切り換える。ここで、主制御装置２０は、切り換えの前後を通じてウエハステージＷＳＴ１の位置の計測結果の連続性を保障するために、つなぎ処理を実行する。すなわち、主制御装置２０は、ヘッド６０１，６０２，６０３の計測値から得られるウエハステージＷＳＴ１の位置の計測結果（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）がヘッド６０４，６０１，６０２の計測値から得られるウエハステージＷＳＴ１の計測結果（Ｘ，Ｙ，θｚ）に一致するように、切り換え後に新たに使用するヘッド６０３の計測値Ｃ３をリセットする。このつなぎ処理の詳細は後述する。
【００７５】
切り換え後、減速オーバースキャン時間Ｔeの間、主制御装置２０は、ヘッド６０１，６０２，６０３（エンコーダ７０１，７０２，７０３）の計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１を減速駆動する。同時に、レチクルステージＲＳＴも減速させる。なお、減速オーバースキャン時間Ｔeにおいては、ウエハステージＷＳＴ１は、Ｙ軸方向への移動と並行してＸ軸方向にも移動される。これにより、露光中心Ｐがショット領域Ｓ４の＋Ｙ端からＵ字状の軌跡を描いて、領域Ｂ２内の次のショット領域Ｓ５に向かってステップ移動する。
【００７６】
主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１の減速終了後、引き続き、先と同様に、ただしウエハステージＷＳＴ１とレチクルステージＲＳＴとをそれぞれ逆方向に駆動して、次のショット領域Ｓ５を露光する。
【００７７】
エンコーダシステム７０（７１）の計測結果にはスケールの製造誤差等に起因する計測誤差が含まれる。
【００７８】
ここで、以下においては、ヘッドの切り換え及びつなぎ処理の原理を簡単に説明するため４つのヘッドを抽象的にＥｎｃ１，Ｅｎｃ２，Ｅｎｃ３，Ｅｎｃ４とも表記するものとする。
【００７９】
図１１（Ａ）には、ヘッド（エンコーダ）Ｅｎｃ１，Ｅｎｃ２，Ｅｎｃ３からエンコーダＥｎｃ２，Ｅｎｃ３，Ｅｎｃ４への切り換え前後における、エンコーダＥｎｃ１，Ｅｎｃ２，Ｅｎｃ３の計測値から算出されるウエハステージＷＳＴ１の位置座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）と、エンコーダＥｎｃ２，Ｅｎｃ３，Ｅｎｃ４の計測値から算出されるウエハステージＷＳＴ１の位置座標（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）との時間変化（の軌跡）が示されている。スケールの製造誤差等に起因する計測誤差により、ウエハステージＷＳＴ１の位置の計測結果の軌跡は微細に揺らぐ。そのため、例えば米国特許出願公開第２００８／００９４５９２号明細書などに開示されているような単純なつなぎ処理では、その計測誤差まで取り込んで新たに使用されるエンコーダＥｎｃ４の計測値（ここではヘッド６０４の計測値Ｃ４）がリセットされてしまう。本実施形態では、かかる事態が生じることがないようなつなぎ処理を採用している。
【００８０】
次に、本実施形態の露光装置１００で行われるつなぎ処理の原理を説明する。本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１の位置座標は、主制御装置２０により、例えば９６μｓｅｃの時間間隔で制御されている。この制御サンプリング間隔毎に、位置サーボ制御系（主制御装置２０の一部）が、ウエハステージＷＳＴ１の現在位置を更新し、目標位置に位置決めするための推力指令値などを演算し、その結果をウエハステージ駆動系２７に出力している。前述のように、ウエハステージＷＳＴ１の現在位置は、エンコーダシステム７０を構成するヘッド６０１〜６０４（エンコーダ７０１〜７０４）のうちの３つの計測値より算出される。これらのヘッド（エンコーダ）の計測値は、制御サンプリング間隔よりはるかに短い時間間隔（計測サンプリング間隔）で監視されている。
【００８１】
図１２には、エンコーダシステム７０の計測結果に基づくウエハステージＷＳＴの駆動（位置制御）、ヘッド６０１〜６０４（エンコーダ７０１〜７０４）の切り換え、及び該切り換えに伴うつなぎ処理の概略が示されている。図１２中の符号ＣＳＣＫは、ウエハステージＷＳＴ１の位置制御のサンプリングクロック（制御クロック）の発生タイミングを示し、符号ＭＳＣＫは、エンコーダの計測のサンプリングクロック（計測クロック）の発生タイミングを示す。
【００８２】
主制御装置２０は、制御クロック（ＣＳＣＫ）毎に、エンコーダシステム７０（を構成する４つのエンコーダＥｎｃ１，Ｅｎｃ２，Ｅｎｃ３，Ｅｎｃ４）の計測値を監視する。
【００８３】
第１切換時には、エンコーダＥｎｃ１，Ｅｎｃ２，Ｅｎｃ３，Ｅｎｃ４は、それぞれ、ヘッド６０４，６０１，６０２，６０３（エンコーダ７０４，７０１，７０２，７０３）に対応する。
【００８４】
制御クロック時には、主制御装置２０は、第１制御クロック時のように、エンコーダＥｎｃ１，Ｅｎｃ２，Ｅｎｃ３の計測値から対応する式（１）〜式（３）から成る連立方程式を用いてウエハステージＷＳＴ１の位置座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出するとともに、切り換え後に使用するエンコーダＥｎｃ２，Ｅｎｃ３，Ｅｎｃ４の計測値からもウエハステージＷＳＴ１の位置座標（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）を算出する。
【００８５】
主制御装置２０は、ショット領域Ｓ４の走査露光（露光時間Ｔｃ）の終了まで、エンコーダＥｎｃ１，Ｅｎｃ２，Ｅｎｃ３の計測値から算出されたステージ位置座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）をサーボ制御用ステージ座標としてウエハステージ駆動系２７に出力して、ウエハステージＷＳＴ１を駆動する。露光終了後、等速度オーバースキャン時間（後整定時間）Ｔdの間の第３制御クロック時に、主制御装置２０は、エンコーダＥｎｃ１，Ｅｎｃ２，Ｅｎｃ３からエンコーダＥｎｃ２，Ｅｎｃ３，Ｅｎｃ４へ切り換える。
【００８６】
図１１（Ａ）に示されるように、スケールの製造誤差等に起因する計測誤差により、単純なつなぎ処理では、算出されるステージ位置座標の連続性が満たされない。そこで、主制御装置２０は、ショット領域Ｓ４に対する走査露光、すなわち図１０（Ａ）に示される走査露光区間の一部Ｑ１についてウエハステージＷＳＴ１を等速駆動するのと並行して、制御クロック（ＣＳＣＫ）毎につなぎ処理のための前処理（つなぎ演算とも呼ぶ）を実行する。すなわち、主制御装置２０は、図１２に示されるように、位置座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）と位置座標（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）との差分を求め、さらに所定のクロック数Ｋについて差分の移動平均ＭＡＫ｛（Ｘ，Ｙ，θｚ）−（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）｝を求め、座標オフセットＯとして保持する。図１２中、移動平均の演算が符号ＭＡＫにて表されている。
【００８７】
なお、位置座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）と位置座標（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）のそれぞれに対して所定のクロック数Ｋについて移動平均ＭＡＫ（Ｘ，Ｙ，θｚ）とＭＡＫ（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）を求め、これらの差ＭＡＫ（Ｘ，Ｙ，θｚ）−ＭＡＫ（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）を座標オフセットＯとして保持しても良い。
【００８８】
主制御装置２０は、切り換えの際、つなぎ処理を実行する。すなわち、主制御装置２０は、直前の制御クロック時（この場合、第２制御クロック時）にエンコーダＥｎｃ１，Ｅｎｃ２，Ｅｎｃ３の計測値より算出されたウエハステージＷＳＴ１の位置座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）と一致するよう、第３制御クロック時に、エンコーダＥｎｃ２，Ｅｎｃ３，Ｅｎｃ４の計測値より算出されるウエハステージＷＳＴ１の位置座標（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）に、直前の第２制御クロック時に保持された座標オフセットＯを加える。オフセット補正された位置座標｛（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）＋Ｏ｝を、エンコーダＥｎｃ４の計測値が従う式（１）〜（４）のいずれかに代入して、エンコーダＥｎｃ４の計測値を算出し、それをエンコーダＥｎｃ４の計測値としてセットする。図１２では、このつなぎ処理が記号ＣＨにて示されている。
【００８９】
上のつなぎ処理を行う際、座標オフセットＯの値が直近の所定クロック数について十分安定していることを確認することとする。さらに、前述の通り、スケールの製造誤差等に起因する計測誤差のため、エンコーダシステム７０の計測値より算出されるウエハステージＷＳＴ１の位置座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）は、真の位置に対して微細に揺らぐ。そこで、エンコーダＥｎｃ１，Ｅｎｃ２，Ｅｎｃ３の計測値より算出されるウエハステージＷＳＴ１の位置座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）とエンコーダＥｎｃ２，Ｅｎｃ３，Ｅｎｃ４の計測値より算出されるウエハステージＷＳＴ１の位置座標（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）との差が十分安定している座標オフセットＯに一致又はほぼ一致するタイミング（クロック発生時）にて、つなぎ処理を行うと良い。
【００９０】
以上のつなぎ処理により、図１１（Ｂ）に示されるように、切り換え前後で算出されるウエハステージの位置座標の連続性が保障される。
【００９１】
なお、つなぎ処理は、上記のように、切り換え後のヘッドの計測値を補正する場合に限らず、他の処理もあり、それらを採用しても良い。例えば、その計測誤差をオフセットとしてウエハステージの現在位置又は目標位置にオフセットを加えて、ウエハステージを駆動（位置制御）する、あるいはその計測誤差分だけレチクル位置を補正するなど他の手法を適用しても良い。
【００９２】
切り換え後、図１２における第４制御クロック時以降、主制御装置２０は、エンコーダＥｎｃ２，Ｅｎｃ３，Ｅｎｃ４の計測値から算出される位置座標（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）をサーボ制御用ステージ座標としてウエハステージ駆動系２７に出力して、ウエハステージＷＳＴ１を駆動制御する。
【００９３】
なお、上述の第１切換では、領域Ｂ０内の第４ショット領域Ｓ４を走査露光した後、領域Ｂ２内の第５ショット領域Ｓ５へステップ移動する前に、使用するヘッドを切り換えた。ここで、図７に示されるウエハＷ１上のショット領域の配列では、図９に示されるように領域Ｂ０内に第３ショット領域Ｓ３も含まれている。そこで、図１０（Ｃ）に示されるように、領域Ｂ０内の第３ショット領域Ｓ３を走査露光した後、第４ショット領域Ｓ４へステップ移動する前に、使用するヘッドを切り換えることも可能である。この場合、ショット領域Ｓ３に対する走査露光区間の一部Ｑ１’についてウエハステージＷＳＴ１を等速駆動するのと並行して上述のつなぎ演算を行い、第３ショット領域Ｓ３を走査露光した後、ウエハステージＷＳＴ１が第３ショット領域Ｓ３の−Ｙ側の切り換え発生位置Ｐ１’を等速度で通過する際に、使用するヘッドをヘッド６０４，６０１，６０２からヘッド６０１，６０２，６０３へ切り換えることとなる。その際、主制御装置２０は、切り換えの前後を通じてウエハステージＷＳＴ１の位置の計測結果の連続性を保障するために、つなぎ処理、すなわち切り換え後に新たに使用するヘッド６０３の計測値Ｃ３をつなぎ演算よって求められた座標オフセットＯを用いてリセットする。
【００９４】
上述の第１切換と同様に、露光中心Ｐが、第７ショット領域Ｓ７〜第１０ショット領域Ｓ１０を露光処理して領域Ｂ２から領域Ｂ０へ移動した後、領域Ｂ０内の第１１ショット領域Ｓ１１を露光処理して領域Ｂ１内の第１２ショット領域Ｓ１２へステップ移動する際に、ヘッドの切り換え（第２切換）が発生する。ここでは、ヘッド６０１，６０２，６０３からヘッド６０４，６０１，６０２へ、使用するヘッドが切り換えられる。
【００９５】
次に、ウエハＷ１上のＹ軸方向の中央にＸ軸方向に並ぶ第１５ショット領域Ｓ１５〜第２２ショット領域Ｓ２２をステップ・アンド・スキャン露光する際に、露光中心Ｐが、領域Ｂ０を介して領域Ｂ１，Ｂ４間又は領域Ｂ２，Ｂ３間を移動する。ここで、ヘッドの切り換え（第３〜第１１切換）が発生する。露光中心Ｐが、領域Ｂ０を介して、領域Ｂ１，Ｂ４間を移動する際にはヘッド６０４，６０１，６０２とヘッド６０３，６０４，６０１との間で、領域Ｂ２，Ｂ３間を移動する際にはヘッド６０１，６０２，６０３とヘッド６０２，６０３，６０４との間で、使用するヘッドが切り換えられる。
【００９６】
図１０（Ｄ）には、第３〜第１１切換を代表して第８及び第９切換の詳細を説明するための図９中の円Ｃ２内部の拡大図が示されている。この図１０（Ｄ）からわかるように、第２０ショット領域Ｓ２０及び第２１ショット領域Ｓ２１（及びその他の第１５ショット領域Ｓ１５〜第１９ショット領域Ｓ１９、第２２ショット領域Ｓ２２）は、領域Ｂ０内に位置する。露光中心Ｐの軌跡は、領域Ｂ０をまたいで領域Ｂ２，Ｂ３間に拡がっている。すなわち、露光中心Ｐは、領域Ｂ０をまたいで領域Ｂ２，Ｂ３間を往復する。
【００９７】
主制御装置２０は、第１９ショット領域Ｓ１９を露光処理した後、ヘッド６０２，６０３，６０４（エンコーダ７０２，７０３，７０４）の計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１を駆動（位置制御）して、露光中心Ｐを、図１０（Ｄ）において破線で表されるＵ字上の経路に沿って、第２０ショット領域Ｓ２０に向けてステップ移動させる。
【００９８】
ステップ移動の途中で、露光中心Ｐが加速開始位置に到達すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１（ウエハＷ１）とレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）との加速（同期駆動）を開始する。加速開始から加速時間（Ｔa）の経過後、両ステージＷＳＴ１、ＲＳＴの速度は一定になる。
【００９９】
さらに整定時間（Ｔb）の後の露光時間（Ｔc）の間、主制御装置２０は、ヘッド６０２，６０３，６０４（エンコーダ７０２，７０３，７０４）の計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１を等速駆動する。これにより、露光中心Ｐが、図１０（Ｄ）において実線を用いて表される直線経路（走査露光経路）に沿って等速移動する。すなわち、露光領域ＩＡ（露光中心Ｐ）がショット領域Ｓ２０の＋Ｙ端から−Ｙ端まで等速度で移動し、ショット領域Ｓ２０が走査露光される。
【０１００】
主制御装置２０は、上のショット領域Ｓ２０の走査露光と並行して、厳密にはショット領域Ｓ２０に対する走査露光経路の一部Ｑ２についてウエハステージＷＳＴ１を等速駆動するのと並行して前述のつなぎ演算を行う。主制御装置２０は、第２０ショット領域Ｓ２０を走査露光した後、ウエハステージＷＳＴ１が第２０ショット領域Ｓ２０の−Ｙ側の切り換え発生位置Ｐ２を等速度で通過する際に、使用するヘッドをヘッド６０２，６０３，６０４からヘッド６０１，６０２，６０３へ切り換える。ここで、主制御装置２０は、切り換えの前後を通じてウエハステージＷＳＴ１の位置の計測結果の連続性を保障するために、前述のつなぎ処理、すなわち切り換え後に新たに使用するヘッド６０１の計測値Ｃ１をつなぎ演算よって求められた座標オフセットＯを用いてリセットする。
【０１０１】
切り換え後、主制御装置２０は、ヘッド６０１，６０２，６０３（エンコーダ７０１，７０２，７０３）の計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１を駆動（位置制御）して、次のショット領域Ｓ２１に向けてステップ移動させる。ここで、露光中心Ｐは、ショット領域Ｓ２０の−Ｙ端からＵ字状の軌跡を描いて、一旦領域Ｂ２に退出し、再び領域Ｂ０内に戻り、次のショット領域Ｓ２０に向かう。
【０１０２】
ステップ移動の途中で、露光中心Ｐが加速開始位置に到達すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１（ウエハＷ１）とレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）との加速（同期駆動）を開始する。
【０１０３】
そして、加速開始から加速時間Ｔa及び整定時間Ｔbの経過後、主制御装置２０は、ヘッド６０１，６０２，６０３（エンコーダ７０１，７０２，７０３）の計測結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１を、図１０（Ｄ）中に実線で表される直線経路（走査露光経路）に沿って等速駆動する。これにより、露光領域ＩＡ（露光中心Ｐ）がショット領域Ｓ２１の−Ｙ端から＋Ｙ端まで等速度で移動し、ショット領域Ｓ２１が走査露光される。
【０１０４】
主制御装置２０は、上のショット領域Ｓ２１の走査露光と並行して、厳密にはショット領域Ｓ２１に対する走査露光経路の一部Ｑ３についてウエハステージＷＳＴ１を等速駆動するのと並行して前述のつなぎ演算を行う。主制御装置２０は、第２１ショット領域Ｓ２１を走査露光した後、ウエハステージＷＳＴ１が第２１ショット領域Ｓ２１の＋Ｙ側の切り換え発生位置Ｐ３を等速度で通過する際に、使用するヘッドをヘッド６０１，６０２，６０３からヘッド６０２，６０３，６０４へ切り換える。ここで、主制御装置２０は、切り換えの前後を通じてウエハステージＷＳＴ１の位置の計測結果の連続性を保障するために、前述のつなぎ処理、すなわち切り換え後に新たに使用するヘッド６０４の計測値Ｃ４をつなぎ演算よって求められた座標オフセットＯを用いてリセットする。
【０１０５】
切り換え後、主制御装置２０は、ヘッド６０２，６０３，６０４（エンコーダ７０２，７０３，７０４）の計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１を駆動（位置制御）して、次のショット領域Ｓ２２に向けてステップ移動させる。ここで、露光中心Ｐは、ショット領域Ｓ２１の＋Ｙ端からＵ字状の軌跡を描いて、一旦領域Ｂ３に退出し、再び領域Ｂ０内に戻り、次のショット領域Ｓ２２に向かう。
【０１０６】
次に、露光中心Ｐが、第２３ショット領域Ｓ２３〜第２６ショット領域Ｓ２６を露光処理して領域Ｂ３から領域Ｂ０へ移動した後、領域Ｂ０内の第２７ショット領域Ｓ２７を露光処理して領域Ｂ４内の第２８ショット領域Ｓ２８へステップ移動する際に、ヘッドの切り換え（第１２切換）が発生する。ここでは、ヘッド６０２，６０３，６０４からヘッド６０３，６０４，６０１へ、使用するヘッドが切り換えられる。その詳細は、前述の第１切換と同様である。
【０１０７】
同様に、露光中心Ｐが、第３１ショット領域Ｓ３１〜第３３ショット領域Ｓ３３を露光処理して領域Ｂ４から領域Ｂ０へ移動した後、領域Ｂ０内の第３４ショット領域Ｓ３４を露光処理して領域Ｂ３内の第３５ショット領域Ｓ３５へステップ移動する際に、ヘッドの切り換え（第１３切換）が発生する。ここでは、ヘッド６０３，６０４，６０１からヘッド６０２，６０３，６０４へ、使用するヘッドが切り換えられる。この詳細も、前述の第１切換と同様である。
【０１０８】
上述のヘッドの切り換え手順及びつなぎ処理により、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作において、ウエハ上の各ショット領域を走査露光する最中にヘッドの切り換えが発生することがないので、十分なパターンの重ね合わせ精度が維持され、安定したウエハの露光処理が実現される。また、走査露光中、ウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）が等速移動している間につなぎ演算を行い、その結果を用いて走査露光直後につなぎ処理及びヘッドの切り換えを行うので、ヘッドの切り換え前後を通じてウエハステージの位置計測結果の連続性が保障される。
【０１０９】
次に、第２の例として、図１３に示されるウエハＷ２に対する露光動作について説明する。ここで、ウエハＷ２上には図１４に拡大して示されるように、Ｘ軸方向に奇数、Ｙ軸方向に偶数の全３８個のショット領域Ｓ１〜Ｓ３８が配列されている。
【０１１０】
ウエハＷ２に対して、図１５に示される経路に沿って、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われる。図１５中、経路に重ねて、該経路中の露光中心Ｐの位置にウエハステージＷＳＴ１が位置するときにスケール板２１に対向するヘッドの組に対応する領域Ｂ０〜Ｂ４と、ヘッドの切り換えの発生場所とが示されている。図１５の表記は、図９の表記と同様である。
【０１１１】
まず、露光中心Ｐが、第１ショット領域Ｓ１を露光処理して領域Ｂ１から領域Ｂ０へ移動した後、領域Ｂ０内の第２ショット領域Ｓ２を露光処理して領域Ｂ２内の第３ショット領域Ｓ３へステップ移動する際に、ヘッドの切り換え（第１切換）が発生する。ここで、前述の通り、露光中心Ｐが領域Ｂ１，Ｂ０，Ｂ２内に位置する際には、それぞれ、ヘッド６０４，６０１，６０２、全ヘッド６０１〜６０４、ヘッド６０１，６０２，６０３がスケール板２１に対向する。従って、第１切換では、ヘッド６０４，６０１，６０２からヘッド６０１，６０２，６０３へ、使用するヘッドが切り換えられる。その詳細は、前述の第１の例におけるウエハＷ１に対する第１切換と同様である。
【０１１２】
上述の第１切換と同様に、露光中心Ｐが、第４ショット領域Ｓ４〜第６ショット領域Ｓ６を露光処理して領域Ｂ２から領域Ｂ０へ移動した後、領域Ｂ０内の第７ショット領域Ｓ７を露光処理して領域Ｂ１内の第８ショット領域Ｓ８へステップ移動する際に、ヘッドの切り換え（第２切換）が発生する。ここでは、ヘッド６０１，６０２，６０３からヘッド６０４，６０１，６０２へ、使用するヘッドが切り換えられる。
【０１１３】
次に、ウエハＷ２上のＹ軸方向の中央（第３行目）にＸ軸方向に並ぶ第１１ショット領域Ｓ１１〜第１９ショット領域Ｓ１９をステップ・アンド・スキャン露光する際に、露光中心Ｐが、領域Ｂ０を介して領域Ｂ１，Ｂ４間又は領域Ｂ２，Ｂ３間を移動する。ここで、ヘッドの切り換え（第３〜第１０切換）が発生する。同様に、第４行目にＸ軸方向に並ぶ第２０ショット領域Ｓ２０〜第２８ショット領域Ｓ２８をステップ・アンド・スキャン露光する際に、露光中心Ｐが、領域Ｂ０を介して領域Ｂ１，Ｂ４間又は領域Ｂ２，Ｂ３間を移動する。ここで、ヘッドの切り換え（第１１〜第１８切換）が発生する。露光中心Ｐが、領域Ｂ０を介して、領域Ｂ１，Ｂ４間を移動する際にはヘッド６０４，６０１，６０２とヘッド６０３，６０４，６０１との間で、領域Ｂ２，Ｂ３間を移動する際にはヘッド６０１，６０２，６０３とヘッド６０２，６０３，６０４との間で、使用するヘッドが切り換えられる。
【０１１４】
図１６（Ａ）には、第３〜第１８切換を代表して第３及び第４切換の詳細を説明するための図１５中の円Ｃ３内部の拡大図が示されている。この図１６（Ａ）からわかるように、第１１ショット領域Ｓ１１及び第１２ショット領域Ｓ１２は、領域Ｂ０と領域Ｂ１との境界上に位置する。露光中心Ｐの軌跡は、領域Ｂ０をまたいで領域Ｂ１，Ｂ４間に拡がっている。すなわち、露光中心Ｐは、領域Ｂ０をまたいで領域Ｂ１，Ｂ４間を往復する。
【０１１５】
この例では、露光対象のショット領域が領域Ｂ０内に完全に含まれていないため、第３及び第４切換の詳細手順は、前述のウエハＷ１に対する第８及び第９切換の詳細手順と幾分相違する。そこで、相違点に重点を置いて、第３及び第４切換の詳細を説明する。
【０１１６】
主制御装置２０は、第１０ショット領域Ｓ１０を露光処理した後、ヘッド６０４，６０１，６０２（エンコーダ７０４，７０１，７０２）の計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１を駆動（位置制御）して、露光中心Ｐを、図１５において破線で表される経路に沿って、第１１ショット領域Ｓ１１の露光のための加速開始位置に向けてステップ移動させる。
【０１１７】
ステップ移動後、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１（ウエハＷ１）とレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）との加速同期駆動を開始する。加速開始から加速時間（Ｔa）の経過後、両ステージＷＳＴ１、ＲＳＴの速度は一定になる。
【０１１８】
さらに整定時間（Ｔb）の後の露光時間（Ｔc）の間、主制御装置２０は、ヘッド６０４，６０１，６０２（エンコーダ７０４，７０１，７０２）の計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１を等速駆動する。これにより、露光中心Ｐが、図１６（Ａ）中に実線で表される直線経路（走査露光経路）に沿って等速移動する。すなわち、露光領域ＩＡ（露光中心Ｐ）がショット領域Ｓ１１の−Ｙ端から＋Ｙ端まで等速度で移動し、ショット領域Ｓ１１が走査露光される。
【０１１９】
主制御装置２０は、前述のウエハＷ１に対する第８及び第９切り換えと同様に、ショット領域Ｓ１１の走査露光と並行して、厳密にはショット領域Ｓ１１に対する走査露光経路の一部Ｑ５についてウエハステージＷＳＴ１を等速移動するのと並行して前述のつなぎ演算を行う。主制御装置２０は、第１１ショット領域Ｓ１１を走査露光した後、ウエハステージＷＳＴ１が第１１ショット領域Ｓ１１の＋Ｙ側の切り換え発生位置Ｐ５を等速度で通過する際に、使用するヘッドをヘッド６０４，６０１，６０２からヘッド６０３，６０４，６０１へ切り換える（第３切換）。ここで、主制御装置２０は、切り換えの前後を通じてウエハステージＷＳＴ１の位置の計測結果の連続性を保障するために、前述のつなぎ処理、すなわち切り換え後に新たに使用するヘッド６０３の計測値Ｃ３をつなぎ演算よって求められた座標オフセットＯを用いてリセットする。
【０１２０】
切り換え後、主制御装置２０は、ヘッド６０３，６０４，６０１（エンコーダ７０３，７０４，７０１）の計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１を駆動（位置制御）して、次のショット領域Ｓ１２に向けてステップ移動させる。ここで、露光中心Ｐは、ショット領域Ｓ１１の＋Ｙ端からＵ字状の軌跡を描いて、一旦領域Ｂ４に退出し、再び領域Ｂ０内に戻り、次のショット領域Ｓ１２に向かう。
【０１２１】
ステップ移動の途中で、露光中心Ｐが加速開始位置に到達すると、ショット領域Ｓ１２を露光処理するため、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１（ウエハＷ１）とレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）との加速（同期駆動）を開始する。しかし、ショット領域Ｓ１２は領域Ｂ０と領域Ｂ１との境界上に位置するため、第１２ショット領域Ｓ１２を走査露光する最中にヘッドを切り換える必要が生じる。そこで、第４切換では、第１２ショット領域Ｓ１２を走査露光する前に、使用するヘッドをヘッド６０３，６０４，６０１からヘッド６０４，６０１，６０２へ切り換える。
【０１２２】
第４切換では、主制御装置２０は、切り換えに先立って、露光中心ＰがＵ字状の経路に沿ってショット領域Ｓ１１からショット領域Ｓ１２へステップ移動する途中、整定時間Ｔb中に通過する一部の短い直線区間Ｑ６についてウエハステージＷＳＴ１を等速駆動するのと並行して、前述のつなぎ演算を行う。主制御装置２０は、第１２ショット領域Ｓ１２を走査露光する前、ウエハステージＷＳＴ１が第１２ショット領域Ｓ１２の＋Ｙ側の切り換え発生位置Ｐ６を等速度で通過する際に、使用するヘッドをヘッド６０３，６０４，６０１からヘッド６０４，６０１，６０２へ切り換える。ここで、主制御装置２０は、切り換えの前後を通じてウエハステージＷＳＴ１の位置の計測結果の連続性を保障するために、前述のつなぎ処理、すなわち切り換え後に新たに使用するヘッド６０２の計測値Ｃ２をつなぎ演算よって求められた座標オフセットＯを用いてリセットする。
【０１２３】
切り換え後、主制御装置２０は、ヘッド６０４，６０１，６０２（エンコーダ７０４，７０１，７０２）の計測結果に従って、ウエハステージＷＳＴ１を、図１６（Ａ）中に実線で表される直線経路（走査露光経路）に沿って等速移動する。これにより、露光領域ＩＡ（露光中心Ｐ）がショット領域Ｓ１２の＋Ｙ端から−Ｙ端まで等速度で移動し、ショット領域Ｓ１２が走査露光される。
【０１２４】
ただし、整定時間Ｔb中のつなぎ演算では、ウエハステージＷＳＴ１が等速度で駆動される距離（直線区間Ｑ６の距離）が短いため、十分に安定した座標オフセットＯが得られないことが起こり得る。
【０１２５】
かかる事態の発生を未然に防止するため、つなぎ演算のための時間を十分に確保する（十分に安定した座標オフセットＯを得る）ための第１の方法として、ウエハステージＷＳＴ１が加速駆動される間に、すなわち図１６（Ａ）において露光中心ＰがＵ字状の経路に沿ってショット領域Ｓ１２に向かってステップ移動する途中、加速時間Ｔa（あるいは減速オーバースキャン時間Ｔeと加速時間Ｔa）中に通過する十分に長い曲線区間Ｑ６’についてウエハステージＷＳＴ１を駆動するのと並行して、前述のつなぎ演算を行うことが考えられる。しかし、この時、ウエハステージＷＳＴ１は加速されるため、エンコーダシステム７０によるステージ位置計測に誤差が発生し得る。
【０１２６】
すなわち、図１７（Ａ）に示されるように、本実施形態のエンコーダシステム７０では、ウエハステージＷＳＴ１に搭載されたヘッド６０１から、Ｚ軸に平行に、対向するスケール板２１（２２）に計測ビームが照射される。しかし、ウエハステージＷＳＴ１に、例えば図１７（Ｂ）中に矢印で示される方向（−Ｘ方向）の加速度が加えられると、エンコーダヘッド６０１の設置位置がウエハステージＷＳＴ１に対して相対的に＋Ｘ方向にシフトするとともに設置姿勢がθｙ方向に傾く。これにより計測ビームが傾き、設計上の照射点からずれたスケール板２１（２２）上の点に照射され、計測誤差が発生する。
【０１２７】
そこで、加速時間中もつなぎ演算を行う場合のあることを考慮して、予めウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）の加速度とエンコーダシステム７０（７１）の計測誤差との関係を実測し、露光装置の稼働中、その実測データを用いてエンコーダシステム７０（７１）の計測結果を補正することとしても良い。あるいは、ウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）にヘッド６０１〜６０４の位置と傾きを測定する測定器を設け、測定器の測定結果に基づいてヘッド６０１〜６０４の計測値を補正することとしても良い。
【０１２８】
つなぎ演算のための時間を十分に確保するための第２の方法として、図１６（Ｂ）に示されるように、ステップ経路に冗長区間Ｑ６”を設けてウエハステージＷＳＴ１が等速移動する区間（すなわち図１６（Ａ）における区間Ｑ６）を伸長し、その区間をウエハステージＷＳＴ１が等速度で駆動される間につなぎ演算を行うことが考えられる。
【０１２９】
つなぎ演算のための時間を十分に確保するための第３の方法として、前述のエンコーダヘッド６０１〜６０４及びスケール板２１の構成及び配置についての条件（Ｂ≧ｂｉ＋Ｌ＋２ｔ）に加えて、さらにＵ字状のステップ区間のＹ軸方向の距離Ｌａを考慮して、条件Ｂ≧ｂｉ＋２Ｌａ＋２ｔを加える（すなわち、条件Ｂ≧ｂｉ＋Ｍａｘ（Ｌ，２Ｌａ）＋２ｔに変更する。）ことが考えられる。
【０１３０】
図１６（Ｃ）には、図１５中の円Ｃ４の内部が拡大して示されている。ただし、この図１６（Ｃ）では、上記の条件Ｂ≧ｂｉ＋Ｍａｘ（Ｌ，２Ｌａ）＋２ｔに従い、領域Ｂ０がＹ軸方向に拡げられている。この図１６（Ｃ）の場合、Ｕ字状のステップ区間が領域Ｂ０内に完全に含まれるため、ショット領域Ｓ１９を走査露光した後、ショット領域Ｓ２０に向かってＹステップする際にのみヘッド切換（図１５における第１０切換）を要し、図１５における第３〜９切換及び第１１〜１８切換が不要となる。
【０１３１】
なお、条件Ｂ≧ｂｉ＋Ｍａｘ（Ｌ，２Ｌａ）＋２ｔは、ウエハＷ２のようにＹ軸方向に偶数のショット領域が配列されたショット配列に限らず、任意のショット配列に対して適用することも可能である。
【０１３２】
次に、露光中心Ｐが、第２９ショット領域Ｓ２９〜第３１ショット領域Ｓ３１を露光処理して領域Ｂ４から領域Ｂ０へ移動した後、領域Ｂ０内の第３２ショット領域Ｓ３２を露光処理して領域Ｂ３内の第３３ショット領域Ｓ３３へステップ移動する際に、ヘッドの切り換え（第１９切換）が発生する。ここでは、ヘッド６０３，６０４，６０１からヘッド６０２，６０３，６０４へ、使用するヘッドが切り換えられる。その詳細は、前述の第１切換と同様である。
【０１３３】
同様に、露光中心Ｐが、第３６ショット領域Ｓ３６を露光処理して領域Ｂ３からＢ０へ移動した後、領域Ｂ０内の第３７ショット領域Ｓ３７を露光処理して領域Ｂ４内の第３８ショット領域Ｓ３８へステップ移動する際に、ヘッドの切り換え（第２０切換）が発生する。ここでは、ヘッド６０２，６０３，６０４からヘッド６０３，６０４，６０１へ、使用するヘッドが切り換えられる。この詳細も、前述の第１切換と同様である。
【０１３４】
上述のヘッドの切り換え手順及びつなぎ処理により、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作において、ウエハ上の各ショット領域を走査露光する最中にヘッドの切り換えが発生することがないので、十分なパターンの重ね合わせ精度が維持され、安定したウエハの露光処理が実現される。また、主制御装置２０は、走査露光中、ウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）が等速移動している間につなぎ演算を行い、その結果を用いて走査露光直後につなぎ処理及びヘッドの切り換えを行う。あるいは、主制御装置２０は、ステップ移動中、ウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）が等速移動している間につなぎ演算を行う、若しくは加速移動している間に加速度補正をしつつつなぎ演算を行い、その結果を用いて走査露光直前につなぎ処理及びヘッドの切り換えを行う。これにより、ヘッドの切り換え前後を通じてウエハステージの位置計測結果の連続性が保障される。
【０１３５】
次に、エンコーダシステム７０，７１による３自由度方向（Ｚ，θｘ，θｙ）の位置計測の原理などについてさらに説明する。ここでは、エンコーダヘッド６０１〜６０４又はエンコーダ７０１〜７０４の計測結果又は計測値は、エンコーダヘッド６０１〜６０４又はエンコーダ７０１〜７０４のＺ軸方向の計測結果を意味する。
【０１３６】
本実施形態では、前述のようなエンコーダヘッド６０１〜６０４及びスケール板２１の構成及び配置を採用したことにより、露光時移動領域内では、ウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）の位置する領域Ａ０〜Ａ４に応じて、エンコーダヘッド６０１〜６０４のうちの少なくとも３つがスケール板２１（の対応する部分２１１〜２１４）に対向する。スケール板２１に対向するヘッド（エンコーダ）から有効な計測値が主制御装置２０に送られる。
【０１３７】
主制御装置２０は、エンコーダ７０１〜７０４の計測結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）の位置（Ｚ，θｘ，θｙ）を算出する。ここで、エンコーダ７０１〜７０４のＺ軸方向に関する計測値（前述のＺ軸方向ではない計測方向、すなわちＸＹ平面内の一軸方向についての計測値Ｃ１〜Ｃ４と区別して、それぞれ、Ｄ１〜Ｄ４と表記する）は、ウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）の位置（Ｚ，θｘ，θｙ）に対して、次式（５）〜（８）のように依存する。
【０１３８】
Ｄ１＝−ｐｔａｎθｙ＋ｐｔａｎθｘ＋Ｚ  …（５）
Ｄ２＝  ｐｔａｎθｙ＋ｐｔａｎθｘ＋Ｚ  …（６）
Ｄ３＝  ｐｔａｎθｙ−ｐｔａｎθｘ＋Ｚ  …（７）
Ｄ４＝−ｐｔａｎθｙ−ｐｔａｎθｘ＋Ｚ  …（８）
ただし、ｐは、ウエハテーブルＷＴＢ１（ＷＴＢ２）の中心からのヘッドのＸ軸及びＹ軸方向に関する距離（図５参照）である。
【０１３９】
主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）の位置する領域Ａ０〜Ａ４に応じて３つのヘッド（エンコーダ）の計測値の従う式を上式（５）〜（８）から選択し、選択した３つの式から構成される連立方程式に３つのヘッド（エンコーダ）の計測値を代入して解くことにより、ウエハステージＷＳＴ１（ＷＳＴ２）の位置（Ｚ，θｘ，θｙ）を算出する。例えば、ウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）が第１領域Ａ１内に位置する場合、主制御装置２０は、ヘッド６０１，６０２，６０４（エンコーダ７０１，７０２，７０４）（又はヘッド６０１，６０２，６０４（エンコーダ７１１，７１２，７１４）の計測値が従う式（５），（６），及び（８）から連立方程式を組み、式（５），（６），及び（８）それぞれの左辺に計測値を代入して解く。
【０１４０】
なお、ウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）が第０領域Ａ０内に位置する場合、ヘッド６０１〜６０４（エンコーダ７０１〜７０４）（又はヘッド６０１，〜６０４（エンコーダ７１１〜７１４））から任意の３つを選択し、選択した３つのヘッドの計測値が従う式から組まれる連立方程式を用いれば良い。
【０１４１】
主制御装置２０は、上の算出結果（Ｚ，θｘ，θｙ）と前述の段差情報（フォーカスマッピングデータ）とに基づいて、露光時移動領域内でウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）をフォーカス・レベリング制御する。
【０１４２】
ウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）が、計測時移動領域内に位置する場合、主制御装置２０は、エンコーダシステム７０又は７１を用いて３自由度方向（Ｚ，θｘ，θｙ）の位置情報を計測する。ここで、計測原理等は、露光中心がアライメント系ＡＬＧの検出中心に、スケール板２１（の部分２１１〜２１４）がスケール板２２（の部分２２１〜２２４）に置き換わる以外、ウエハステージＷＳＴ１が先の露光時移動領域内に位置する場合と同様である。主制御装置２０は、エンコーダシステム７０又は７１の計測結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１又はＷＳＴ２をフォーカス・レベリング制御する。なお、計測時移動領域（計測ステーション）では必ずしもフォーカス・レベリングを行わなくても良い。すなわち、マーク位置及び段差情報（フォーカスマッピングデータ）の取得を行っておき、その段差情報から段差情報取得時（計測時）のウエハステージのＺ・チルト分を差し引くことで、ウエハステージの基準面、例えば上面を基準とする段差情報得て置く。そして、露光時には、この段差情報とウエハステージ（の基準面）の３自由度方向（Ｚ，θｘ，θｙ）の位置情報とに基づいて、フォーカス・レベリングが可能になるからである。
【０１４３】
さらに、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置に応じて、スケール板２１，２２に対向するヘッド６０１〜６０４のうちの３つを、少なくとも１つが異なる３つに切り換えて使用する。ここで、エンコーダヘッドを切り換える際には、ウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）の位置の計測結果の連続性を保証するため、前述と同様のつなぎ処理が行われる。
【０１４４】
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１００には、投影光学系ＰＬ（アライメント系ＡＬＧ）直下の領域を除くウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動範囲をカバーするスケール板２１に、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２に搭載された４つのヘッド６０１〜６０４から計測ビームを照射することによって、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の６自由度（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）方向の位置情報を計測するエンコーダシステム７０，７１が設けられている。そして、ヘッド６０１〜６０４の配置間隔Ａ，Ｂは、それぞれ、スケール板２１，２２の開口の幅ａｉ，ｂｉよりも大きく定められている。これにより、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置に応じて４つのヘッド６０１〜６０４の中からスケール板２１，２２に対向する３つのヘッドを切り換えて使用することにより、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置情報を求める（計測する）ことが可能となる。
【０１４５】
さらに、本実施形態の露光装置１００では、ヘッド６０１〜６０４の配置間隔Ａ，Ｂは、それぞれ、スケール板２１，２２の開口の幅ａｉ，ｂｉとショット領域の幅Ｗ，Ｌとの和よりも大きく定められている。これにより、ウエハを露光するためにウエハを保持するウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を走査（等速）駆動する間に、ヘッド６０１〜６０４を切り換えることなしにウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置情報を計測することができる。従って、精度良くパターンをウエハ上に形成することができ、特に第２層目（セカンドレイヤ）以後の露光に際しては重ね合わせ精度を高精度に維持することが可能となる。
【０１４６】
また、本実施形態の露光装置１００では、４つのヘッド６０１〜６０４により計測されるウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置情報の計測結果を用いることによって、ウエハ上の対象ショット領域を露光するために、ウエハを保持するウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が走査（等速）駆動され、駆動の後、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置に応じて４つのヘッド６０１〜６０４の中から位置情報を計測するために用いられる３つ１組のヘッド組が（異なるヘッドを少なくとも１つ含む）別のヘッド組に切り換えられる。あるいは、位置情報の計測結果を用いることによって、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が、対象ショット領域についての走査（等速）駆動の開始点に向けてステップ駆動され、ステップ駆動の後、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が対象ショット領域を露光するために走査（等速）される前に、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置に応じて４つのヘッド６０１〜６０４の中から位置情報を計測するために用いられるヘッド組が（異なるヘッドを含む）別のヘッド組に切り換えられる。これにより、ウエハを露光するためにウエハを保持するウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を走査（等速）駆動する間に、ヘッド６０１〜６０４を切り換えることなしにウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の位置情報を計測することができる。従って、精度良くパターンをウエハ上に形成することができ、特に第２層目（セカンドレイヤ）以後の露光に際しては重ね合わせ精度を高精度に維持することが可能となる。
【０１４７】
なお、上記実施形態では、ウエハテーブル上面の４隅のヘッドにそれぞれ近接して少なくとも１つの補助ヘッドを設け、メインのヘッドに計測異常が生じた場合に、近接する補助ヘッドに切り換えて計測を継続しても良い。その際、補助ヘッドについても前述の配置条件を適用しても良い。
【０１４８】
なお、上記実施形態では、スケール板２１，２２の部分２１１〜２１４，２２１〜２２４のそれぞれの下面に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、対応するエンコーダヘッド６０１〜６０４の計測方向（ＸＹ平面内での一軸方向）のみを周期方向とする１次元回折格子が形成された場合においても、上記実施形態は適用可能である。
【０１４９】
また、上記実施形態では、各ヘッド６０１〜６０４（エンコーダ７０１〜７０４）として、ＸＹ平面内の一軸方向とＺ軸方向とを計測方向とする２次元エンコーダが採用された場合について例示したが、これに限らず、ＸＹ平面内の１軸方向を計測方向とする１次元エンコーダとＺ軸方向とを計測方向とする１次元エンコーダ（あるいは非エンコーダ方式の面位置センサ等）とを採用しても良い。又は、ＸＹ平面内で互いに直交する２軸方向を計測方向とする２次元エンコーダを採用することも可能である。さらに、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の３方向を計測方向とする３次元エンコーダ（３ＤＯＦセンサ）を採用しても良い。
【０１５０】
なお、上記実施形態では、露光装置がスキャニング・ステッパである場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に上記実施形態を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置をエンコーダで計測することにより、干渉計により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ウエハ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・スティッチ方式の投影露光装置にも上記実施形態は適用することができる。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上記実施形態を適用しても良い。また、例えば、米国特許出願公開第２００７／０２１１２３５号明細書及び米国特許出願公開第２００７／０１２７００６号明細書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上記実施形態を適用しても良い。
【０１５１】
また、上記実施形態の露光装置を、例えば国際公開第９９／４９５０４号、米国特許出願公開第２００５／０２５９２３４号明細書などに開示される液浸型としても良い。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【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。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、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。
【０１５５】
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも上記実施形態を適用することができる。
【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や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも上記実施形態を適用できる。
【０１５９】
半導体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、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及び露光方法が用いられるので、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。
【０１６０】
また、上記実施形態の露光装置（パターン形成装置）は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
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】
【０１６２】
２０…主制御装置、２１，２２…スケール板、２１１〜２１４，２２１〜２２４…スケール板、２７…ウエハステージ駆動系、５０…ウエハステージ装置、６０１〜６０４…エンコーダヘッド、７０，７１…エンコーダシステム、７０１〜７０４，７１１〜７１４…エンコーダ、１００…露光装置、ＡＬＧ…アライメント系、ＷＳＴ１，ＷＳＴ２…ウエハステージ、ＷＴＢ１，ＷＴＢ２…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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【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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