(57)【要約】【課題】ＡＦの正逆差などのテーブルのステージに対する駆動状態の差によって生じる制御状態の差に影響を受けることのないウエハ上へのパターンの高精度な転写を実現する【解決手段】制御装置２０により、ウエハＷと基準面との所定の位置関係を維持するためアクチュエータ２１Ａ、２１Ｂ等を介してテーブルＷＴＢを投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向及び傾斜方向に駆動しつつ、ステージ２８が移動される。また、制御装置２０により、そのステージの移動中に、ステージに対するテーブルの駆動量を検出するセンサ２１Ａ、２１Ｂ等の検出値が取得され、そのセンサの検出値に基づいて、光軸ＡＸ方向及び傾斜方向に関するウエハＷの位置が制御される。従って、テーブルのステージに対する駆動状態の差によって生じる制御状態の差に影響を受けることがなくなる。【選択図】図１
2006120964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、
前記投影光学系の光軸に直交する面内で移動するステージと；
前記物体が載置されるテーブルと；
前記ステージ上で、前記テーブルを前記投影光学系の光軸方向及び前記光軸に直交する面に対する傾斜方向に駆動可能な駆動機構と；
前記駆動機構による前記ステージに対する前記テーブルの駆動量を検出するセンサと；
前記物体と基準面との所定の位置関係を維持するため前記駆動機構を介して前記テーブルを前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に駆動しつつ、前記ステージを移動させ、その移動中に前記センサの検出値を取得し、その取得したセンサの検出値に基づいて、前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に関する前記物体の位置を制御する制御装置と；を含む露光装置。
【請求項２】
前記ステージの移動面が形成された定盤と；
前記定盤を前記投影光学系の光軸方向及び前記光軸に直交する面に対する傾斜方向に駆動可能な駆動装置と；を更に備え、
前記制御装置は、前記駆動機構及び前記駆動装置の少なくとも一方を制御することで、前記物体の前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に関する位置制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記投影光学系の視野内の複数の検出点で前記物体表面の前記光軸方向の位置情報を検出する多点焦点位置検出系を更に備え；
前記基準面は、前記多点焦点位置検出系の各検出点における前記位置情報を検出する受光素子の検出原点によって規定される面であり、所定の位置関係は、前記基準面と前記物体表面とがほぼ一致する関係であることを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記多点焦点位置検出系の出力に基づいて前記駆動機構を制御することで前記テーブルの位置を制御するとともに、前記取得した前記センサの検出値に基づいて補正情報を算出し、その補正情報を前記テーブルの目標位置に対するオフセットとすることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記マスクが載置されるマスクステージと；
前記マスクステージと同期して前記ステージを所定方向に移動させる駆動系と；を更に備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に係り、更に詳しくは、半導体素子（集積回路）、液晶表示素子などの電子デバイスを製造する際にリソグラフィ工程で用いられる露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、マスク（又はレチクル）のパターンの像を投影光学系を介して、レジスト（感光剤）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の物体（以下、「ウエハ」と呼ぶ）上の複数のショット領域の各々に転写するステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、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】
この種の投影露光装置では、集積回路の高集積化によるパターンの微細化に伴って、より高い解像力（解像度）が年々要求されるようになり、かかる解像力の向上の要求に応えるべく、露光光の短波長化及び投影光学系の開口数（ＮＡ）の増大化（大ＮＡ化）が次第に進み、その結果、投影光学系の焦点深度が次第に狭くなってきた。
【０００４】
そこで、近年の投影露光装置では、露光にあたって、ウエハ上のショット領域毎（ステッパの場合）又は逐次（スキャニング・ステッパの場合）に投影光学系の像面に対するウエハ表面の位置ズレを、例えば斜入射方式の多点焦点位置検出系によって検出し、その検出結果に基づいてウエハが載置されたウエハテーブル（又はウエハステージ）を投影光学系の光軸方向に駆動することで、前記の位置ずれをリアルタイムに補正している。
【０００５】
ところで、近年の投影露光装置では、ウエハステージを支持するステージ定盤が、投影光学系を保持するメインフレームとは、物理的に分離して投影光学系の下方に設置されるタイプ（以下、便宜上「ステージ定盤別置きタイプ」と呼ぶ）が比較的多く用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。このステージ定盤別置きタイプのスキャニング・ステッパ等の場合、露光中のフォーカス・レベリング制御に際し、ウエハテーブル上のウエハ表面と、投影光学系の像面とが離れていると、そのフォーカス・レベリング制御の際のウエハの面位置の追い込みに時間が掛かり、あるいは追い込み遅れが生じて、スループット又は露光精度の低下を招く。従って、露光の際には、ウエハ表面が、投影光学系ＰＬの像面の近傍に位置していることが望ましい。
【０００６】
かかる点に鑑み、現状のスキャニング・ステッパでは、ＡＦ面とウエハテーブル上面との面合わせ、すなわちＡＦ面とウエハステージの移動面（走り面）とを平行にするための調整を次のようにして実行している。ここで、ＡＦ面とは、センサ間オフセットが調整された多点焦点位置検出系の複数のセンサの出力が全て基準値（例えば零）である場合に規定される仮想的な基準平面を意味する。
【０００７】
まず、多点焦点位置検出系の各センサを、ベストフォーカス位置が原点となるように予めキャリブレーションし、前述のＡＦ面を、投影光学系の像面に一致させる。そして、多点焦点位置検出系を用いて、ウエハテーブル上の基準平面板（この面位置は、ウエハテーブル上のウエハの面位置とほぼ同一面上に位置している）の面位置情報を計測し、この計測結果に基づいてステージ定盤の高さ位置を調整することで、基準平面板の面位置をＡＦ面に一致させる、すなわちＡＦ面とウエハステージの移動面（走り面）とを平行にする調整が実行されている。
【０００８】
しかしながら、上記の調整方法では、露光対象のショット領域のウエハ上の位置の差、すなわちウエハステージのステージ定盤上の位置の差に起因する、ウエハテーブルのウエハステージに対する駆動状態（テーブル駆動用の各アクチュエータの駆動状態）の差によって発生する例えば走り面のショット毎の差を補正することができないため、結果的にプラススキャンが行われるショット領域かマイナススキャンが行われるショット領域かによってスキャン方向に応じたフォーカス制御の差（ＡＦの正逆差）が現れてきてしまうという不都合があった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２９１６６３号公報
【特許文献２】米国特許第６，６９０，４５０号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上述の事情のもとでなされたもので、第１の観点からすると、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して物体（Ｗ）上に転写する露光装置であって、前記投影光学系の光軸に直交する面内で移動するステージ（２８）と；前記物体が載置されるテーブル（ＷＴＢ）と；前記ステージ上で、前記テーブルを前記投影光学系の光軸方向及び前記光軸に直交する面に対する傾斜方向に駆動可能な駆動機構（２１Ａ〜２１Ｃ）と；前記駆動機構による前記ステージに対する前記テーブルの駆動量を検出するセンサ（２３Ａ〜２３Ｃ）と；前記物体と基準面との所定の位置関係を維持するため前記駆動機構を介して前記テーブルを前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に駆動しつつ、前記ステージを移動させ、その移動中に前記センサの検出値を取得し、その取得したセンサの検出値に基づいて、前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に関する前記物体の位置を制御する制御装置（２０）と；を含む露光装置である。
【００１１】
これによれば、制御装置により、物体と基準面との所定の位置関係を維持するため駆動機構を介してテーブルを投影光学系の光軸方向及び該光軸に直交する面に対する傾斜方向の少なくとも一方向に駆動しつつ、ステージが移動される。また、制御装置により、そのステージの移動中に、駆動機構によるステージに対するテーブルの駆動量を検出するセンサの検出値が取得され、その取得されたセンサの検出値（すなわちステージに対するテーブルの駆動量）に基づいて、前記光軸方向及び前記傾斜方向の少なくとも一方向に関する前記物体の位置が制御される。
【００１２】
この場合、制御装置は、上記センサの検出値に基づきテーブルのステージに対する駆動状態を知ることができ、その駆動状態に応じた制御状態に基づいて、前記光軸方向及び傾斜方向の少なくとも一方向に関する物体の位置を制御することで、物体と基準面との所定の位置関係が維持される。
【００１３】
従って、例えば、マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する際に、前述の基準面を投影光学系による前記パターンの最良結像面又はこれに実質的に一致する面として、制御装置が上記制御を行うことで、テーブルのステージに対する駆動状態の差によって生じる制御状態の差に影響を受けることのない、パターンの物体上への転写を実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図６に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、第１の実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（スキャニング・ステッパ（スキャナ）とも呼ばれる）である。
【００１６】
この露光装置１００は、光源及び照明光学系を含み、照明光（露光光）ＩＬによりマスクとしてのレチクルＲを照明する照明系１０、レチクルＲを載置するマスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬを含む投影ユニットＰＵ、物体としてのウエハＷが載置されるウエハステージＷＳＴ、前記レチクルステージＲＳＴ及び前記投影ユニットＰＵなどが搭載されたボディＢＤ、及びこれらの制御系等を備えている。
【００１７】
前記照明系１０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応する米国特許出願公開２００３／００２５８９０号）などに開示されるように、光源、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、ビームスプリッタ、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド等（いずれも不図示）を含んで構成されている。この照明系１０では、レチクルブラインドで規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。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。また、オプティカルインテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）あるいは回折光学素子などを用いることができる。
【００１８】
前記レチクルステージＲＳＴは、後述する第２コラム３４の天板を構成するレチクルベース３６上に、その底面に設けられた不図示のエアベアリングなどによって例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されている。このレチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが真空吸着（又は静電吸着）により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、リニアモータ等を含むレチクルステージ駆動部１２により、後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直なＸＹ平面内で２次元的に（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に）微少駆動可能であるとともに、レチクルベース３６上を所定の走査方向（ここでは、図１における紙面直交方向であるＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００１９】
レチクルステージＲＳＴは、実際には、リニアモータによりレチクルベース３６上をＹ軸方向に所定ストローク範囲で駆動可能なレチクル粗動ステージと、該レチクル粗動ステージに対して少なくとも３つのアクチュエータ（例えばボイスコイルモータなど）によりＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に微小駆動可能なレチクル微動ステージとによって構成されているが、図１では、図示の便宜上から単一のステージとして示されている。従って、以下においても、レチクルステージＲＳＴはレチクルステージ駆動部１２によりＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に微少駆動可能であるとともに、Ｙ軸方向に走査駆動が可能な単一のステージであるものとして説明する。
【００２０】
本実施形態の場合、レチクルステージＲＳＴの駆動時（特に走査駆動時）のリニアモータの固定子に作用する反力に起因する振動の影響を極力低減するための対策が講じられている。具体的には、前述のリニアモータの固定子は、例えば特開平８−３３０２２４号公報（対応する米国特許第５，８７４，８２０号）などに開示されるように、ボディＢＤとは別に設けられた不図示の支持部材（リアクションフレーム）によってそれぞれ支持され、レチクルステージＲＳＴの駆動の際にリニアモータの固定子に作用する反力は、それらのリアクションフレームを介してクリーンルームの床面Ｆに伝達される（逃がされる）ようになっている。この他、例えば、特開平８−６３２３１号公報（対応する米国特許第６，２４６，２０４号）などに開示される運動量保存則を利用した反力キャンセル機構をレチクルステージＲＳＴの反力キャンセル機構として採用しても良い。
【００２１】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、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、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。この場合、投影ユニットＰＵを構成する鏡筒４０の側面に固定された固定鏡１４を基準として位置計測が行われる。ここで、実際には、レチクルステージＲＳＴ上にはＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡と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、これらの移動鏡に対応してレチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計とが設けられ、更に、これに対応して、Ｘ軸方向位置計測用の固定鏡と、Ｙ軸方向位置計測用の固定鏡が設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１５、レチクル干渉計１６、固定鏡１４として示されている。なお、例えば、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１５の反射面に相当）を形成しても良い。また、レチクルステージＲＳＴの走査方向（本実施形態ではＹ軸方向）の位置検出に用いられるＸ軸方向に伸びた反射面の代わりに、少なくとも１つのコーナーキューブ型ミラー（例えばレトロリフレクタ）を用いても良い。ここで、レチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計の一方、例えばレチクルＹ干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ位置に加え、θｚ方向の回転も計測できるようになっている。
【００２２】
このレチクル干渉計１６の計測値は、ステージ制御装置２０及びこれを介して主制御装置５０に供給され、ステージ制御装置２０では、主制御装置５０からの指示に応じ、レチクル干渉計１６の計測値に基づいてレチクルステージ駆動部１２を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。
【００２３】
レチクルＲの上方には、前記投影光学系ＰＬを介してウエハステージＷＳＴ上の一対の基準マークとこれに対応するレチクルＲ上の一対のレチクルマークとを同時に観察するための露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント系から成る一対のレチクルアライメント系１３Ａ、１３Ｂ（図１では不図示、図４参照）がＸ軸方向に所定距離隔てて設けられている。この一対のレチクルアライメント系としては、例えば特開平７−１７６４６８号公報（対応する米国特許第５，６４６，４１３号）などに開示されるものと同様の構成のものが用いられている。
【００２４】
前記投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方でボディＢＤの一部に保持されている。このボディＢＤは、クリーンルームの床面Ｆ上に設置されたフレームキャスタＦＣ上に設けられた第１コラム（メインフレーム）３２と、この第１コラム３２の上に固定された第２コラム３４とを備えている。
【００２５】
前記フレームキャスタＦＣは、床面Ｆ上に水平に置かれたベースプレートＢＳと、該ベースプレートＢＳ上に固定された複数本、例えば３本（又は４本）の脚部３９（但し、図１における紙面奥側の脚部は図示省略）とを備えている。
【００２６】
前記第１コラム３２は、上記フレームキャスタＦＣを構成する複数本の脚部３９それぞれの上端に個別に固定された複数、ここでは３つの第１防振機構５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ（但し、図１では紙面奥側の第１防振機構５６Ｃは図示省略、図４参照）によって、ほぼ水平に支持されている。
【００２７】
前記第１コラム３２は、例えば鋳物から成り、そのほぼ中央部に不図示の円形開口が形成されている。この円形開口内に、投影ユニットＰＵが、上方から挿入され、その外周部の下端部近傍に設けられたフランジＦＬＧを介して第１コラム３２によって支持されている。
【００２８】
前記第１コラム３２の上面には、投影ユニットＰＵを取り囲む位置に、複数本、例えば３本の脚４１（但し、図１における紙面奥側の脚は図示省略）の一端（下端）が固定されている。これらの脚４１それぞれの他端（上端）面は、ほぼ同一の水平面上にあり、これらの脚４１それぞれの上端面に前述のレチクルベース３６の下面が固定されている。このようにして、複数本の脚４１によってレチクルベース３６が水平に支持されている。すなわち、レチクルベース３６とこれを支持する３本の脚４１とによって第２コラム３４が構成されている。レチクルベース３６には、その中央部に照明光ＩＬの通路となる開口３６ａが形成されている。
【００２９】
前記投影ユニットＰＵは、円筒状でその外周部の下端部近傍にフランジＦＬＧが設けられた鏡筒４０と、該鏡筒４０に保持された複数の光学素子から成る露光光学系としての投影光学系ＰＬとによって構成されている。
【００３０】
前記投影光学系ＰＬとしては、例えばＺ軸方向の共通の光軸ＡＸを有する複数のレンズ（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。この投影光学系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倍又は１／５倍）を有する。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲが照明されると、このレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明光ＩＬが照射された照明領域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）が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に形成される。ここで、ウエハＷは、例えば半導体（シリコンなど）又はＳＯＩ（Silicon Insulator）などの円板状の基板であり、その上にレジスト（感光剤）が塗布されている。
【００３１】
前記ウエハステージＷＳＴは、投影ユニットＰＵの下方に水平に配置された定盤としてのステージベース７１の上面に、その底面に設けられた複数のエアベアリングを介して非接触で浮上支持されている。
【００３２】
前記ステージベース７１は、前述のベースプレートＢＳ上に設置されたメンテプレートと呼ばれる平板ＭＰ上の複数箇所（例えば３箇所）にそれぞれ配置された、複数（例えば３つ）の支持部材７３と、該各支持部材７３の上面にそれぞれ固定された複数（例えば３つ）の第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃ（但し、図１では紙面奥側の第２防振機構６６Ｃは図示省略、図４参照）とによって、ほぼ水平に支持されている。
【００３３】
前記ステージベース７１の＋Ｚ側の面（上面）は、その平坦度が非常に高くなるように加工されており、ウエハステージＷＳＴの移動面（走り面）とされている。
【００３４】
前記ウエハステージＷＳＴは、投影ユニットＰＵの図１における下方で、リニアモータ（あるいは平面モータ）などのアクチュエータを含むＸＹ駆動部２９（図１では不図示、図３参照）によって上記ガイド面に沿ってＸＹ面内で駆動されるステージとしてのＸＹステージ２８と、該ＸＹステージ２８上で３つのＺ位置駆動部３８Ａ〜３８Ｃ（但し、紙面奥側のＺ位置駆動部３８Ｃは図１では不図示、図３参照）によって３点で支持されたテーブルとしてのウエハテーブルＷＴＢとを含んで構成されている。ウエハテーブルＷＴＢの上面には、ウエハホルダＷＨを介してウエハＷが真空吸着（又は静電吸着）等により固定されている。
【００３５】
前記ＸＹステージ２８は、ステージベース７１の上面の上方に不図示のエアベアリングによって例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持され、ＸＹ駆動部２９を構成する不図示のリニアモータ等によって走査方向であるＹ軸方向（図１における紙面直交方向）及びこれに直交するＸ軸方向（図１における紙面内左右方向）に２次元駆動が可能に構成されている。
【００３６】
前記Ｚ位置駆動部３８Ａ〜３８Ｃは、ウエハテーブルＷＴＢ下面のそれぞれの支持点を投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に独立して駆動する３つの駆動機構としてのアクチュエータ（例えばボイスコイルモータなど）２１Ａ〜２１Ｃ（但し、図１では紙面奥側のアクチュエータ２１Ｃは不図示、図４参照）と、これらのアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃそれぞれによる各支持点のＺ軸方向の駆動量（基準位置からの変位）をそれぞれ検出するセンサとしてのエンコーダ２３Ａ〜２３Ｃ（但し、図１では紙面奥側のエンコーダ２３Ｃは不図示、図４参照）とを含んで構成されている。
【００３７】
エンコーダ２３Ａ〜２３Ｃとしては、例えば光学式又は静電容量式等のエンコーダを使用することができる。本実施形態では、上記アクチュエータ２１Ａ〜２１ＣによってウエハテーブルＷＴＢを、光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）及び光軸に直交する面（ＸＹ面）に対する傾斜方向、すなわちＸ軸回りの回転方向であるθｘ方向、Ｙ軸回りの回転方向であるθｙ方向に駆動する駆動機構が構成されている。また、エンコーダ２３Ａ〜２３Ｃで計測されるウエハテーブルＷＴＢのアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃによる各支持点のＺ軸方向の駆動量（基準点からの変位）はステージ制御装置２０及びこれを介して主制御装置５０に供給される。エンコーダ２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃそれぞれの計測値を、Ｚ21A、Ｚ21B、Ｚ21Cとする。
【００３８】
前記ウエハテーブルＷＴＢ上には、基準マーク板ＦＭが、その表面がウエハＷとほぼ同一高さとなる状態で設けられている。この基準マーク板ＦＭの表面には、少なくとも一対のレチクルアライメント用の第１基準マークと、これらの第１基準マークに対して既知の位置関係にある後述するオフアクシス・アライメント系のベースライン計測用の第２基準マークなどが形成されている。
【００３９】
前記ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸＹ面内の位置情報は、その上部に固定された移動鏡１７に測長ビームを照射する干渉計システム１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。この干渉計システム１８は、第１コラム３２に吊り下げ状態で固定され、投影ユニットＰＵを構成する鏡筒４０の側面に固定された固定鏡５７の反射面を基準とする移動鏡１７の反射面の位置情報をウエハステージＷＳＴの位置情報として計測する。干渉計システム１８としては、例えばヘテロダイン方式のマイケルソン干渉計が用いられている。
【００４０】
ここで、ウエハテーブルＷＴＢ上には、実際には、図２に示されるように、走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡１７Ｙと非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡１７Ｘとが設けられ、これに対応して固定鏡及びレーザ干渉計も、Ｘ軸方向位置計測用とＹ軸方向位置計測用のものがそれぞれ設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１７、固定鏡５７、干渉計システム１８として図示されている。なお、例えば、ウエハテーブルＷＴＢの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１７Ｘ、１７Ｙの反射面に相当）を形成しても良い。
【００４１】
また、ウエハテーブルＷＴＢには、後述する多点焦点位置検出系のセンサ間オフセットの調整などに用いられる基準平面板（この面位置は、ウエハテーブル上のウエハの面位置とほぼ同一面上に位置している）なども設けられている。
【００４２】
前記干渉計システム１８は、図２に示されるように、Ｙ軸干渉計１８Ｙと、２つのＸ軸干渉計１８Ｘ1、１８Ｘ2とを含んで構成されている。
【００４３】
Ｙ軸干渉計１８Ｙからは、ウエハＷ表面とほぼ同一のＸＹ平面上をそれぞれ通り、平面視で（上方から見て）投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＹ軸に関して対称な配置のＹ軸方向の光軸ＬＷＹL及びＬＷＹRをそれぞれ有する一対の測長ビーム（測定光）がＹ移動鏡１７Ｙにそれぞれ照射されている。なお、このＹ軸干渉計１８Ｙからは光軸ＬＷＹL及びＬＷＹRより上方を通り、光軸ＡＸと直交するＹ軸方向の光軸を有する参照ビームが不図示のＹ固定鏡に照射されている。光軸ＬＷＹLと光軸ＬＷＹRとの間隔は、２Ｄである。
【００４４】
前記Ｘ軸干渉計１８Ｘ1からは、Ｙ固定鏡に照射されている参照ビームとほぼ同一のＸＹ面上を通り投影光学系ＰＬの光軸に直交するＸ軸方向の光軸を有する参照ビームが不図示のＸ固定鏡に照射されている。また、このＸ軸干渉計１８Ｘ1からは、その参照ビームの下方に位置し、平面視でその参照ビームの光軸に重なるＸ軸方向の光軸ＬＷＸBを有する測長ビームがＸ移動鏡１７Ｘに照射されている。
【００４５】
一方、前記Ｘ軸干渉計１８Ｘ2からは、上記参照ビームと同じＸＹ面上を通り、かつオフアクシス・アライメント系ＡＬＧの検出中心を通るＸ軸方向の光軸を有する参照ビームがアライメント系ＡＬＧに固定された不図示のＸ固定鏡に照射されている。また、このＸ軸干渉計１８Ｘ1からは、前記光軸ＬＷＸBとほぼ同じＸＹ面上を通り、アライメント系ＡＬＧの検出中心を通るＸ軸方向の光軸ＬＷＸMを有する測長ビームがＸ移動鏡１７Ｘに照射されている。
【００４６】
Ｙ軸干渉計１８Ｙ及び２つのＸ軸干渉計１８Ｘ1、１８Ｘ2の計測値（出力）は、ステージ制御装置２０及びこれを介して主制御装置５０に供給されている。
【００４７】
本実施形態では、Ｙ軸干渉計１８Ｙの光軸ＬＷＹL，ＬＷＹRの計測値ＷＹL，ＷＹRの平均値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向位置がステージ制御装置２０及び主制御装置５０によって計測される。また、Ｙ軸干渉計１８Ｙの光軸ＬＷＹL，ＬＷＹRの計測値の差と光軸間隔２Ｄとに基づいて、Ｚ軸回りの回転方向（θｚ方向）に関するウエハテーブルＷＴＢの位置情報（すなわちヨーイング情報）が、ステージ制御装置２０及び主制御装置５０によって計測される。
【００４８】
また、Ｘ軸干渉計１８Ｘ1の光軸ＬＷＸBの計測値ＷＸBに基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向位置がステージ制御装置２０及び主制御装置５０によって計測される。
【００４９】
また、Ｘ軸干渉計１８Ｘ2の光軸ＬＷＸMの計測値ＷＸMに基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の位置情報がステージ制御装置２０及び主制御装置５０によって計測される。
【００５０】
ステージ制御装置２０及び主制御装置５０は、アライメント系ＡＬＧを用いてウエハＷ上のアライメントマーク（ウエハマーク）を検出するウエハアライメントの際には、Ｘ軸干渉計１８Ｘ2の計測値ＷＸMに基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸ位置情報を計測するが、それ以外の露光時などには、Ｘ軸干渉計１８Ｘ1の計測値ＷＸBに基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸ位置情報を計測する。従って、露光時、ウエハアライメント時のいずれにおいても、いわゆるアッベ誤差なく、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸ位置情報を計測することが可能である。
【００５１】
なお、Ｙ軸干渉計１８Ｙからは光軸ＬＷＹL、ＬＷＹRの下方を通り平面視で光軸ＬＷＹL、ＬＷＹRにそれぞれ重なる光軸に沿って別の測長ビームがＹ移動鏡１７Ｙに対して照射されている。同様に、Ｘ軸干渉計１８Ｘ1、１８Ｘ2のそれぞれからは、光軸ＬＷＸB、ＬＷＸMの下方を通り、平面視で光軸ＬＷＸB、ＬＷＸMにそれぞれ重なる光軸に沿って別の測長ビームがＸ移動鏡１７Ｘに対して照射されている。従って、本実施形態では、Ｙ軸干渉計１８Ｙの出力に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのθｘ回転（ピッチング）を計測できるとともに、Ｘ軸干渉計１８Ｘ1、１８Ｘ2の計測値に基づいて、露光時、アライメント時のウエハテーブルＷＴＢのθｙ回転（ローリング）を計測できるようになっている。しかしながら、ピッチング及びローリングの計測結果は、ウエハテーブルＷＴＢのピッチング、ローリングの補正のためではなく、これらに起因するウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向、Ｘ軸方向の位置誤差を補正するために用いられるものであるので、以下では、干渉計システム１８によるウエハテーブルＷＴＢのピッチング、ローリング計測に関しては、その説明を省略する。
【００５２】
上述のように、干渉計システム１８は、３つの干渉計１８Ｙ、１８Ｘ1、１８Ｘ2を含んで構成されるが、干渉計システム１８は、上述したウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測する、１つのシステムとして観念することができる。従って、以下では、特に必要な場合を除き、干渉計システム１８は、ウエハテーブルＷＴＢのＸ、Ｙ及びθｚ方向に関する位置情報を計測可能な単一のシステムであるものとして説明する。
【００５３】
ステージ制御装置２０では、主制御装置５０からの指示に応じて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報（又は速度情報）に基づいて、ＸＹ駆動部２９を介してウエハステージＷＳＴのＸＹ面内の位置を制御する。
【００５４】
図３には、前記ステージベース７１の一端部近傍の構成部分が、一部断面して示されている。前記第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃは、そのうちの一つの第２防振機６６Ａを代表的に採りあげて、図３に示されるように、ステージベース７１を支持するエアマウント８０と、ステージベース７１をＺ軸方向（図３における紙面内上下方向（重力方向に一致））に高応答で微小駆動可能な微小駆動部８７とを備えている。
【００５５】
前記エアマウント８０は、上部に開口を有するハウジング８２と、ハウジング８２の前記開口を塞ぐ状態で設けられた保持部材８３と、前記ハウジング８２と保持部材８３とに接続され、これらハウジング８２及び保持部材８３とともにほぼ気密状態の気体室８４を形成するダイヤフラム８５と、前記気体室８４の内部に充填された気体、例えば空気の圧力を調整する電磁レギュレータ８６とを備えている。この場合、気体室８４内部の空気の圧力により保持部材８３を介してステージベース７１が保持されている。
【００５６】
前記微小駆動部８７は、ステージベース７１に直接取り付けられた可動子８７ａと、該可動子８７ａとの間で電磁相互作用を行いステージベース７１をＺ軸方向に駆動する電磁力を発生する固定子８７ｂとを有するボイスコイルモータ８７と、該ボイスコイルモータ８７に駆動電流を供給する電流供給源８８とを備えている。
【００５７】
上記のように構成された第２防振機構６６Ａでは、不図示のコントローラにより不図示の圧力センサの計測値に基づいて電磁レギュレータ８６が制御され、気体室８４内の気体、例えば空気の圧力制御が行われる。また、高応答の制御が必要な場合には、コントローラは、ステージベース７１に取り付けられた不図示の加速度計などの出力に応じてボイスコイルモータ８７を制御する。さらに、不図示のコントローラでは、ステージ制御装置２０からの指令に基づき、ボイスコイルモータ８７又は電磁レギュレータ８６を制御する。また、ベースプレートＢＳ及び平板ＭＰなどを介して伝達される床振動などの微振動は、エアマウント８０の空気ばねによって除振される（マイクロＧレベルで絶縁される）。残りの第２防振機構６６Ｂ、６６Ｃは、上述の第２防振機構６６Ａと同様に構成され、同様に機能する。
【００５８】
また、前記３つの第１防振機構５６Ａ〜５６Ｃのそれぞれは、支持対象物が異なる点を除き、上述の第２防振機構６６Ａと同様にして構成されているので詳細説明は省略する。
【００５９】
本実施形態では、ステージベース７１を３点で支持する第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃによって、主制御装置５０及びステージ制御装置２０の指示の下、該ステージベース７１を、光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）及び光軸に直交する面（ＸＹ面）に対する傾斜方向、すなわちＸ軸回りの回転方向であるθｘ方向、Ｙ軸回りの回転方向であるθｙ方向に駆動する駆動装置が構成されている。そして、前記第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃによるステージベース７１の各支持点の駆動量（基準点からの変位）は、例えば、平板ＭＰ又は支持部材７３に設けられた基準位置に対するステージベース７１の各支持点のＺ軸方向の変位を検出する変位センサ６４Ａ〜６４Ｃ（図３では不図示、図４参照）で計測され、主制御装置５０に供給される。ここで、変位センサ６６Ａ〜６６Ｃとしては、例えば光学式又は静電容量式等の変位センサを使用することができ、計測される各支持点の変位は（Ｚ66A、Ｚ66B、Ｚ66C）とする。
【００６０】
図１に戻り、前記第１コラム３２の下面には、照射系４２ａ及び受光系４２ｂから成る、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応米国特許第５，４４８，３３２号）等に開示されるものと同様の斜入射方式の多点焦点位置検出系（以下、適宜「多点ＡＦ系」とも呼ぶ）が設けられている。このように、照射系４２ａ及び受光系４２ｂと、投影光学系ＰＬとが、同一の部材（第１コラム３２）に取り付けられており、両者の位置関係が一定に維持されている。
【００６１】
照射系４２ａは、主制御装置５０によってオンオフが制御される光源を有し、多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を投影光学系の結像面に向け、かつ光軸ＡＸに対して斜め方向からウエハ表面に対して照射する。一方、ウエハ表面で反射されたそれらの結像光束の反射光束は、受光系４２ｂ内の受光素子によって受光され、電気信号（焦点ずれ信号）に変換される。この焦点ずれ信号（デフォーカス信号）は、ステージ制御装置２０及びこれを介して主制御装置５０に供給されている。
【００６２】
さらに、本実施形態の露光装置１００では、図１では図示が省略されているが、第１コラム３２の投影ユニットＰＵの−Ｙ側には、前述のオフアクシス・アライメント系ＡＬＧ（図２、図４参照）が設けられている。このアライメント系ＡＬＧとしては、例えば、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子（ＣＣＤ）等を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系のセンサが用いられている。このアライメント系ＡＬＧは、指標中心を基準とするマークの位置情報を主制御装置５０に供給する。主制御装置５０は、この供給された情報と、干渉計システム１８の計測値とに基づいて、検出対象のマーク、具体的には前述した基準マーク板ＦＭ上の第２基準マーク又はウエハ上のアライメントマークのアライメント座標系（Ｘ軸干渉計１８Ｘ2の光軸と、Ｙ軸干渉計１８Ｙの光軸とによって規定される前述のウエハアライメントの際の座標系）上における位置情報を計測するようになっている。
【００６３】
図４には、本実施形態の露光装置１００における、制御系の主要な構成がブロック図にて示されている。この図４中、主制御装置５０及びステージ制御装置２０を中心として、制御系が構成されている。
【００６４】
主制御装置５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含んで構成され、装置全体を統括して制御する。また、ステージ制御装置２０は、マイクロコンピュータから成り、主制御装置５０の指示に応じ、レチクルステージ駆動部１２、ＸＹ駆動部２９、Ｚ位置駆動部３８Ａ〜３８Ｃ、第１防振機構５６Ａ〜５６Ｃ及び第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃ等を制御する。
【００６５】
なお、説明が前後したが、本実施形態の露光装置１００においても、ＡＦ面とウエハテーブルＷＴＢ上面との面合わせ、すなわちＡＦ面とウエハステージＷＳＴの移動面（走り面）とを平行にするための調整が先に説明した手順と同様の手順で実行されている。
【００６６】
図５には、露光装置１００のウエハテーブルＷＴＢの位置制御に関連する制御系の構成が、機能ブロック図にて示されている。この図５に示されるステージ制御装置２０の機能ブロック図は、走査露光時におけるものを示し、ステージ制御装置２０を構成するマイクロプロセッサにより実行される種々の制御プログラム（ソフトウェア）によって実現される機能の一部をブロック化して示したものである。なお、図５の機能ブロック図に示される構成要素の一部に対応するハードウェアを設けても良いことは勿論である。
【００６７】
この図５において、ステージ制御装置２０は、ステージ位置指令生成部２０ａ、変換部２０ｂ、ウエハステージ制御部２０ｃ、テーブル位置指令生成部２０ｄ、演算部２０ｅ、テーブル制御部２０ｆ、ベース位置指令生成部２０ｇ、ベース制御部２０ｈ及び補正部２０ｉ等を備えている。この他、ステージ制御装置２０は、レチクルステージ駆動部１２を制御するレチクルステージ制御部等をも備え、走査露光時などには、レチクルステージ駆動部１２を介してレチクルステージＲＳＴを走査方向に駆動するのに同期して、ＸＹ駆動部２９を介してウエハステージＷＳＴをレチクルステージＲＳＴと反対方向に投影光学系ＰＬの投影倍率に応じた速度比で駆動するようになっている。すなわち、ステージ制御装置２０とレチクルステージ駆動部１２とＸＹ駆動部２９とによって、レチクルステージＲＳＴと同期してウエハステージＷＳＴを走査方向に移動させる駆動系が構成されている（図４参照）。しかし、ここではレチクルステージ制御部等の説明は省略するものとする。
【００６８】
前記ステージ位置指令生成部２０ａは、主制御装置５０からの指示に応じ、ウエハステージＷＳＴに対する位置指令（Ｘ0，Ｙ0，θｚ0）を後段の減算部Ｐ１に出力する。
【００６９】
前記変換部２０ｂは、干渉計システム１８の計測値ＷＸB，ＷＹL，ＷＹRを入力し、これらの計測値（ＷＸB，ＷＹL，ＷＹR）をウエハステージＷＳＴの重心のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向の位置情報（Ｘ、Ｙ、θｚ）に変換して減算部Ｐ１に出力する。
【００７０】
前記減算部Ｐ１は、前述の位置指令（Ｘ0，Ｙ0，θｚ0）と位置情報（Ｘ、Ｙ、θｚ）との差である位置偏差（ΔＸ、ΔＹ、Δθｚ）を算出しウエハステージ制御部２０ｃに出力する。
【００７１】
ウエハステージ制御部２０ｃは、位置偏差（ΔＸ、ΔＹ、Δθｚ）を動作信号として例えば（比例＋積分）制御動作を行い、位置偏差（ΔＸ、ΔＹ、Δθｚ）を零に近づけるようなＸ、Ｙ、θｚ方向の速度指令値を算出するコントローラと、該コントローラからの速度指令値に基づいてＸＹ駆動部２９に対する推力指令値を算出する算出器とを備えている。このウエハステージ制御部２０ｃからの推力指令値に基づいてＸＹ駆動部２９が駆動されることで、ウエハステージＷＳＴのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）が制御される。
【００７２】
前記テーブル位置指令生成部２０ｄは、ウエハＷの表面（又はウエハテーブルＷＴＢの上面）のＺ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向の位置の目標値として、所定の値、ここでは（０，０，０）を、後段の減算部Ｐ２に出力する。
【００７３】
前記演算部２０ｅは、多点ＡＦ系の受光系４２ｂの出力に基づいて、ウエハＷの表面（又はウエハテーブルＷＴＢの上面）のＺ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向の位置情報（Ｚ、θｘ，θｙ）を算出し、減算部Ｐ２に出力する。
【００７４】
減算部Ｐ２は、目標値（０、０、０）と位置情報（Ｚ、θｘ，θｙ）との差である位置偏差（ΔＺ（＝−Ｚ）、Δθｘ（＝−θｘ）、Δθｙ（＝−θｙ））を算出し、テーブル制御部２０ｆに出力する。
【００７５】
前記テーブル制御部２０ｆには、位置偏差（ΔＺ、Δθｘ、Δθｙ）の他、干渉計システム１８の計測値（ＷＸB，ＷＹL，ＷＹR）及び３つのエンコーダ２３Ａ〜２３Ｃからの出力（Ｚ21A，Ｚ21B，Ｚ21C）も入力されている。このテーブル制御部２０ｆは、一例として、位置偏差（ΔＺ、Δθｘ、Δθｙ）を動作信号として、例えば（比例＋積分）制御動作を行い、位置偏差（ΔＺ、Δθｘ、Δθｙ）を零に近づけるようなＺ、θｘ，θｙ方向の速度指令値を算出するコントローラ、該コントローラからの指令値を積分する積分器、該積分器からの出力と干渉計システム１８の計測値（ＷＸB，ＷＹL，ＷＹR）とに基づいてアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃそれぞれに対する位置指令を算出する算出部、該算出部から出力される位置指令と前記エンコーダ２３Ａ〜２３Ｃそれぞれからの出力（Ｚ21A，Ｚ21B，Ｚ21C）との差である位置偏差を演算する減算部、及び該減算部から出力される位置偏差をアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃそれぞれに対する指令値に変換する変換ゲイン（又は該変換ゲインと同等の機能を有するコントローラ）等を含んで構成されている。また、このテーブル制御部２０ｆから、その内部の減算部の出力である位置偏差（すなわちアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃそれぞれに対する位置指令と対応するエンコーダ２３Ａ〜２３Ｃの計測値との差）（ΔＺ21A、ΔＺ21B、ΔＺ21C）が、後述する補正部２０ｉに出力されている。
【００７６】
走査露光時などに、ステージ制御装置２０の演算部２０ｅは、多点ＡＦ系（４２ａ、４２ｂ）からの例えばＳカーブ信号などの焦点ずれ信号（デフォーカス信号）に基づいてウエハＷ表面のＺ位置、θｘ方向の回転，θｙ方向の回転（Ｚ、θｘ，θｙ）を算出し、その算出結果に基づき、減算部Ｐ２で位置偏差（ΔＺ、Δθｘ、Δθｙ）が算出される。この位置偏差（ΔＺ、Δθｘ、Δθｙ）に基づいて、テーブル制御部２０ｆが、前述のアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃそれぞれの駆動量（各アクチュエータに対する推力指令値）を算出し、アクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃそれぞれによって駆動される対応する支持点のＺ軸方向の変位を検出するリニアエンコーダ２３Ａ〜２３Ｃの出力をモニタしつつ、アクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃを駆動する。このようにして、ウエハテーブルＷＴＢのＺ軸方向への移動、及び２次元方向の傾斜（すなわち、θｘ，θｙ方向の回転）が制御され、照明光ＩＬの照射領域（前述の照明領域と共役な照明光ＩＬの照射領域）内で投影光学系ＰＬの結像面にウエハＷの表面を実質的に合致させる、ウエハＷのフォーカス・レベリング動作が実行される。
【００７７】
前記ベース位置指令生成部２０ｇは、第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃそれぞれによるステージベース７１の支持点のＺ位置のサーボ目標値（Ｚ’66A，Ｚ’66B，Ｚ’66C）を、後段の減算部Ｐ３に出力する。このサーボ目標値については更に後述する。
【００７８】
減算部Ｐ３には、サーボ目標値（Ｚ’66A，Ｚ’66B，Ｚ’66C）の他、変位センサ６４Ａ〜６４Ｃからの第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃの支持点の変位（Ｚ66A，Ｚ66B，Ｚ66C）が入力されている。この加算部Ｐ３は、サーボ目標値（Ｚ’66A，Ｚ’66B，Ｚ’66C）と変位（Ｚ66A，Ｚ66B，Ｚ66C）との差である位置偏差（ΔＺ66A，ΔＺ66B，ΔＺ66C）を算出し、該位置偏差（ΔＺ66A，ΔＺ66B，ΔＺ66C）をベース制御部２０ｈに出力する。
【００７９】
前記ベース制御部２０ｈは、位置偏差（ΔＺ66A，ΔＺ66B，ΔＺ66C）を動作信号として例えば（比例＋積分）制御動作を行うコントローラ等によって構成され、位置偏差（ΔＺ66A，ΔＺ66B，ΔＺ66C）を零に近づけるような第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃに対する指令値を算出し、第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃに出力する。
【００８０】
前記補正部２０ｉは、テーブル制御部２０ｆからの前述の位置偏差（ΔＺ21A、ΔＺ21B、ΔＺ21C）の入力に基づいて、補正情報（ｄ66A，ｄ66B，ｄ66C）を算出し、前記ベース位置指令生成部２０ｇに出力している。
【００８１】
ここで、この補正部２０ｉの機能について、さらに説明する。
【００８２】
上述した説明から明らかなように、ステージ制御装置２０及びこれによって制御される駆動系などに、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹステージ２８に対する駆動状態の差によって生じる制御状態の差、例えば走り面のショット毎の差に起因するＡＦの正逆差その他の制御誤差が生じない場合には、ベース位置指令生成部２０ｇは、前述した基準平面板の面位置をＡＦ面に一致させる（すなわちＡＦ面とウエハステージＷＳＴの移動面（走り面）であるステージベース７１上面とを平行にする調整を予め行った際の値をそのまま維持する）指令値（以下、基本指令値とよぶ）をサーボ目標値として出力すれば良い。
【００８３】
一方、例えば走り面のショット毎の差に起因するＡＦの正逆差などの制御誤差が生じるおそれがある場合には、この誤差が結果的に補正されるような指令値（基本指令値を補正した指令値）を、ベース位置指令生成部２０ｇがサーボ目標値として出力することが望ましい。
【００８４】
そこで、補正部２０ｉは、テーブル制御部２０ｆから送られてくる、アクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃそれぞれに対する位置指令と対応するエンコーダ２３Ａ〜２３Ｃの計測値との差、すなわち前述の位置偏差（ΔＺ21A、ΔＺ21B、ΔＺ21C）に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹステージ２８に対する駆動状態（アクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃの駆動状態）を求め、この駆動状態に応じた第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃに対する補正情報（ｄ66A，ｄ66B，ｄ66C）を干渉計システム１８の計測値を考慮して求め、その補正情報（ｄ66A，ｄ66B，ｄ66C）を、ベース位置指令生成部２０ｇに出力する。
【００８５】
これを更に詳述すると、ウエハＷのフォーカス・レベリング動作に際しては、ウエハＷ上の露光領域（前述の照明領域ＩＡＲに共役な投影光学系による照明光ＩＬの投射領域）部分が像面に一致するようなウエハテーブルＷＴＢのＺ位置及びチルト制御が、多点ＡＦ系（４２ａ，４２ｂ）の計測結果に基づいて行われる。このとき、アクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃが指令値通りに駆動されない場合、その指令値に対する誤差がエンコーダ２３Ａ〜２３Ｃを介して検出され、その誤差に応じた位置偏差（ΔＺ21A、ΔＺ21B、ΔＺ21C）がテーブル制御部２０ｆから補正部２０ｉに入力され、該補正部２０ｉによって、そのときの干渉計システム１８の計測値を考慮して、上記誤差をキャンセルするための第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃに対する補正情報（ｄ66A，ｄ66B，ｄ66C）が求められ、その補正情報（ｄ66A，ｄ66B，ｄ66C）がベース位置指令生成部２０ｇに供給される。
【００８６】
そして、ベース位置指令生成部２０ｇは、基本指令値を補正情報（ｄ66A，ｄ66B，ｄ66C）で補正した指令値（Ｚ’66A，Ｚ’66B，Ｚ’66C）をサーボ目標値として減算部Ｐ３に出力する。減算部Ｐ３は、そのサーボ目標値（Ｚ’66A，Ｚ’66B，Ｚ’66C）と変位センサ６４Ａ〜６４Ｃの計測値（Ｚ66A，Ｚ66B，Ｚ66C）との差である位置偏差（ΔＺ66A，ΔＺ66B，ΔＺ66C）をベース制御部２０ｈに出力する。そして、この位置偏差（ΔＺ66A，ΔＺ66B，ΔＺ66C）を動作信号として、ベース制御部２０ｈが制御動作を行い、前述の位置偏差（ΔＺ21A、ΔＺ21B、ΔＺ21C）が零に近づくように、第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃを介してステージベース７１のＺ、θｘ、θｙ方向の位置が調整される。
【００８７】
このようにして、ウエハＷのフォーカス・レベリング動作が支障なく継続される。
【００８８】
ここで、前述したアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃが指令値通りに駆動されない要因の一つとして、前述したＡＦの正逆差の要因となる、ウエハステージＷＳＴの移動面（走り面）であるステージベース７１上面が、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って前述のＡＦ面（投影光学系ＰＬの像面に略一致している）に対して傾斜する現象が挙げられるが、本実施形態では、前述の如く、走り面の傾斜などによりアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃが指令値通りに駆動されない現象が発生すると、このときの位置偏差（ΔＺ21A、ΔＺ21B、ΔＺ21C）を零に近づけるための補正情報が、干渉計システム１８の計測値を考慮して補正部２０ｉで算出され、この補正情報に従ってベース制御部２０ｈによって第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃを介してステージベース７１のＺ、θｘ、θｙ方向の位置が調整される。
【００８９】
ここで、上記の補正情報は、ウエハステージＷＳＴのＸＹ面内の移動状態に応じた、ステージベース７１上面のＡＦ面（投影光学系ＰＬの像面に略一致している）に対する傾斜状態に応じた補正情報となる。従って、本実施形態ではＡＦの正逆差（プラススキャンが行われるショット領域かマイナススキャンが行われるショット領域かによる、スキャン方向に応じたフォーカス制御の差）なども抑制される。
【００９０】
次に、本実施形態の露光装置１００で実行される露光工程の動作についてごく簡単に説明する。
【００９１】
露光装置１００では、通常のスキャニング・ステッパと同様に、レチクルアライメント、ベースライン計測、及びウエハアライメント（ＥＧＡ方式等）等の準備作業が行われた後、ウエハＷ上のショット領域に対する走査露光と、ショット領域間のウエハの移動とを交互に繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われる。この露光工程の動作は、基本的に通常のスキャニング・ステッパと同様であるので、詳細説明は省略する。
【００９２】
図６には、一例として複数（例えば７６個）のショット領域に対して、露光を行う際の、上記ステップ・アンド・スキャン中の前述の照明領域ＩＡＲと共役な照明光ＩＬのウエハ上の照射領域、すなわち図２に示される露光領域ＩＡの中心点（光軸ＡＸに略一致）のウエハＷ上での相対移動の軌跡が示されている。この図６の軌跡中の実線部は、各ショット領域の露光の際の露光領域ＩＡの中心点の経路を示し、点線部は、非走査方向の同一行内の隣接ショット領域間における露光領域ＩＡの中心点の移動軌跡を示し、一点鎖線部は、異なる行間における露光領域ＩＡの中心点の移動軌跡を示す。なお、実際には、露光領域ＩＡが固定でウエハＷが移動するのであるが、図６においては、説明の便宜上、ウエハＷ上を露光領域ＩＡの中心点が移動するかのように図示している。
【００９３】
この場合、異なるショット領域間でのウエハＷの移動は停止することなく行われる。すなわち、ファーストショットＳ1から最後のショットＳ76の走査露光が完了するまでの間、ウエハＷは走査方向及び非走査方向の少なくとも一方の速度成分が零とならないように移動される。従って、短時間でウエハステージＷＳＴのショット領域間移動動作が可能となり、スループットの向上が可能となっている。
【００９４】
上記の走査露光中、前述したウエハＷのフォーカス・レベリング動作、及びこれに伴う、ステージ制御装置２０による、エンコーダ２３Ａ〜２３Ｃからの出力信号（Ｚ21A，Ｚ21B，Ｚ21C）に基づく補正情報の算出、並びにこの補正情報に従った第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃの制御が実行される。
【００９５】
以上説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、レチクルＲに形成されたパターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に転写する走査露光の際には、ステージ制御装置２０により、ウエハＷと基準面（前述のＡＦ面（投影光学系ＰＬの像面とほぼ一致するように調整されている））との所定の位置関係を維持するため、Ｚ位置駆動部３８Ａ〜３８Ｃをそれぞれ構成するアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃを介してウエハテーブルＷＴＢを投影光学系ＰＬの光軸方向及び該光軸に直交する面に対する傾斜方向の少なくとも一方向に駆動しつつ、ＸＹステージ２８（ウエハステージＷＳＴ）が移動される。また、ステージ制御装置２０により、そのＸＹステージ２８（ウエハステージＷＳＴ）の移動中に、アクチュエータ２１Ａ〜２１ＣによるＸＹステージ２８に対するウエハテーブルＷＴＢの駆動量を検出するエンコーダ２３Ａ〜２３Ｃの検出値が取得され、その取得されたエンコーダ２３Ａ〜２３Ｃの検出値（すなわちＸＹステージ２８に対するウエハテーブルＷＴＢの駆動量）に基づいて、Ｚ軸（光軸ＡＸ）方向及びＸＹ面に対する傾斜方向の少なくとも一方向に関するウエハＷの位置が制御される。
【００９６】
この場合、ステージ制御装置２０は、アクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃに対する位置指令と上記エンコーダ２３Ａ〜２３Ｃの検出値とに基づきウエハテーブルＷＴＢのＸＹステージ２８に対する駆動状態を知ることができ、その駆動状態に応じた制御状態に基づいて、補正情報を算出し、この補正情報に基づいて第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃを制御し、光軸ＡＸ方向及びＸＹ面に対する傾斜方向の少なくとも一方向に関するウエハＷの位置を制御することで、ウエハＷと前述の基準面との所定の位置関係が維持される。
【００９７】
従って、前述の基準面を投影光学系ＰＬによるパターンの最良結像面（像面）又はこれに実質的に一致するＡＦ面として、ステージ制御装置２０が上記制御を行うことで、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹステージ２８に対する駆動状態の差によって生じる制御状態の差に影響を受けることのない、パターンのウエハＷ上への転写を実現することが可能になる。本実施形態では、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹステージ２８に対する駆動状態の差によって影響を受けることがないようなウエハＷのフォーカス・レベリング制御を実現することができるので、パターンの転写精度に悪影響を与えるようなＡＦの正逆差が生じることがない。
【００９８】
また、本実施形態のように、走査露光中のみならず、ショット間ステッピング動作中も、ウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）を連続的に移動する場合、ショット間ステッピング動作中に行われるフォーカスの追い込み動作中にも、ウエハの移動の向きに応じて生じるＡＦの正逆差と同様のウエハＷのＺ軸方向の制御誤差が発生するのも効果的に防止される。
【００９９】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図７に基づいて説明する。この第２の実施形態に係る露光装置は、ステージ制御装置の機能（すなわちステージ制御装置の機能ブロック図）の一部が、前述した第１の実施形態の露光装置１００と相違するが、その他の部分の構成及び作用等は同様になっている。従って、以下では、重複説明を避ける観点から、上記の相違点を中心に説明する。また、同様の観点から、第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用いると共に、その説明を省略するものとする。
【０１００】
図７には、本第２の実施形態に係る露光装置のウエハテーブルＷＴＢの位置制御に関連する制御系の構成が、機能ブロック図にて示されている。この図７に示されるステージ制御装置２０’の機能ブロック図は、走査露光時におけるものを示し、ステージ制御装置２０’を構成するマイクロプロセッサにより実行される種々の制御プログラム（ソフトウェア）によって実現される機能の一部をブロック化して示したものである。なお、図７の機能ブロック図に示される構成要素の一部に対応するハードウェアを設けても良いことは勿論である。
【０１０１】
この図７において、ステージ制御装置２０’は、ステージ位置指令生成部２０ａ、変換部２０ｂ、ウエハステージ制御部２０ｃ、テーブル位置指令生成部２０ｄ、演算部２０ｅ、テーブル制御部２０ｆ及び補正部２０ｊ等を備えている。この他、ステージ制御装置２０’は、レチクルステージ駆動部１２を制御するレチクルステージ制御部、及び第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃの制御系（ベース位置指令生成部、ベース制御部など）等をも備えているが、ここではそれらについての図示等は省略する。
【０１０２】
この図７の機能ブロック図と図５の機能ブロック図とを比較すると明らかなように、本第２の実施形態では、補正情報をベース位置指令生成部に対して出力していた前述の補正部２０ｉに代えて、補正情報をアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃの制御系に対して出力する補正部２０ｊが設けられている点が前述の第１の実施形態と相違している。
【０１０３】
補正部２０ｊは、テーブル制御部２０ｆからの前述の位置偏差（ΔＺ21A、ΔＺ21B、ΔＺ21C）の入力に基づいて、所定の演算（座標変換演算を含む）を行って補正情報（Ｚ’，θｘ’，θｙ’）を算出し、テーブル位置指令生成部２０ｄと減算部Ｐ２との間に設けられた加算部Ｐ４に出力している。この結果、この補正部２０ｊからの補正情報（Ｚ’，θｘ’，θｙ’）とテーブル位置指令生成部２０ｄからの位置指令（０，０，０）との加算値（Ｚ’，θｘ’，θｙ’）、すなわち補正情報（Ｚ’，θｘ’，θｙ’）が加算部Ｐ４から減算部Ｐ２に対して実質的な目標値として出力される。このように、本第２の実施形態では、上記の補正情報が、テーブル位置指令生成部２０ｄからの位置指令（０，０，０）、すなわちウエハテーブルＷＴＢの目標位置に対するオフセットとして与えられる。そして、減算部Ｐ２は、補正情報（Ｚ’，θｘ’，θｙ’）と演算部２０ｅで求められた位置情報（Ｚ、θｘ，θｙ）との差である位置偏差（ΔＺ（＝Ｚ’−Ｚ）、Δθｘ（＝θｘ’−θｘ）、Δθｙ（＝θｙ’−θｙ））を算出し、テーブル制御部２０ｆに出力する。
【０１０４】
この結果、テーブル制御部２０ｆによって、位置偏差（ΔＺ、Δθｘ、Δθｙ）を動作信号として、その位置偏差（ΔＺ、Δθｘ、Δθｙ）を零に近づけるようなアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃの制御が、前述の第１の実施形態と同様にして行われる。
【０１０５】
ここで、ウエハＷのフォーカス・レベリング動作に際しては、ウエハＷ上の露光領域ＩＡ部分が像面に一致するようなウエハテーブルＷＴＢのＺ位置及びチルト制御が、多点ＡＦ系（４２ａ，４２ｂ）の計測結果に基づいて行われる。このとき、アクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃが指令値通りに駆動されない場合、その指令値に対する誤差がエンコーダ２３Ａ〜２３Ｃを介して検出され、その誤差に応じた位置偏差（ΔＺ21A、ΔＺ21B、ΔＺ21C）がテーブル制御部２０ｆから補正部２０ｊに入力され、該補正部２０ｊによって、所定の座標変換演算を含む演算が行われ、上記誤差をキャンセルするためのＺ、θｘ，θｙ方向の補正情報（Ｚ’，θｘ’，θｙ’）が求められ、その補正情報（Ｚ’，θｘ’，θｙ’）が加算部Ｐ４に出力される。そして、前述の如く、加算部Ｐ４から減算部Ｐ２に対して補正情報（Ｚ’，θｘ’，θｙ’）が実質的な目標値として出力され、この目標値と演算部２０ｅで求められた位置情報（Ｚ、θｘ，θｙ）との差である位置偏差を動作信号としテーブル制御部２０ｆによってアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃの駆動が行われる。
【０１０６】
また、本第２の実施形態では、図示は省略したが、ベース位置指令生成部２０ｇは、前述した基本指令値をサーボ目標値Ｚ’66A，Ｚ’66B，Ｚ’66Cとして減算部Ｐ３に出力する。このサーボ目標値に応じてベース制御部２０ｈを介して第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃが駆動される。
【０１０７】
なお、その他の部分の構成等は、前述した第１の実施形態と同様になっている。
【０１０８】
上述のように構成された本第２の実施形態に係る露光装置によると、前述した第１の実施形態と同等の効果を得ることができる他、補正情報に基づいて、第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃ（ステージベース７１）に比べて高応答なアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃを駆動するので、より確実にＡＦ正逆差などのウエハテーブルＷＴＢのＸＹステージ２８に対する駆動状態の差によって生じるウエハ等の制御誤差の発生を抑制することが可能になる。
【０１０９】
なお、上記第１、第２の実施形態で説明したステージ制御装置２０、２０’の機能ブロック図は、一例であって、本発明がこれに限定されないことは勿論である。例えば、第１の実施形態において、エンコーダ２３Ａ〜２３Ｃの出力及びテーブル制御部２０ｆの出力を補正部２０ｉにそれぞれ直接入力して、補正部２０ｉが、それらの出力に基づいてアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃの駆動状態を推定し、その推定した駆動状態と干渉計システムの計測値とに基づいて、補正情報を算出することとしても良い。あるいは、上記第１の実施形態と同様の構成を採用するとしても、例えばテーブル制御部２０ｆの内部構成を変更しても良い。例えば、エンコーダ２３Ａ〜２３Ｃの出力をテーブル制御部２０ｆの内部に入力後、その出力を微分及び座標変換し、その座標変換後の速度情報とコントローラから出力されるＺ、θｘ、θｙ方向に関する速度指令値との偏差を算出することとしても良い。この場合には、その偏差（速度偏差）を動作信号として加速度の指令値を算出するコントローラと、該コントローラの出力を干渉計システム１８の計測値を考慮してアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃに対する指令値に変換する演算を行う部分とを設けることが必要となる。このように、ステージ制御装置２０、２０’の内部構成は、種々考えられるが、要は、エンコーダ２３Ａ〜２３Ｃの計測値に基づいて、アクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃの動作状態を認識し、この動作状態に応じた補正情報を用いて、アクチュエータ２１Ａ〜２１Ｃ及び第２防振機構６６Ａ〜６６Ｃの少なくとも一方を制御することで、ウエハＷ（ウエハテーブルＷＴＢ）の光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）及びＸＹ面に対する傾斜方向（θｘ方向、θｙ方向）の少なくとも一方向に関する位置制御を行うものであれば良い。
【０１１０】
なお、上記各実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用される場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、又はプロミキシティ方式の露光装置などにも本発明を適用することができる。
【０１１１】
また、上記各実施形態の露光装置における投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍およ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。
【０１１２】
なお、上記各実施形態では、露光装置１００が、照明光ＩＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を用いる場合について説明したが、これに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）は勿論、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（例えばｇ線、ｉ線など）や、波長が１７０ｎｍ以下の光、例えばＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ光（波長１４６ｎｍ）等の他の真空紫外光を用いても良い。
【０１１３】
また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、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（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）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。
【０１１４】
また、本発明の露光装置では、照明光として波長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、かかる装置にも本発明を好適に適用できる。さらに、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号パンプレットなどに開示される、投影光学系とウエハとの間に液体（例えば純水など）が満たされる液浸型露光装置、あるいはステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、又はプロキシミティ方式の露光装置なども、本発明を好適に適用できる。さらに、照明光ＩＬとして紫外光などだけでなく、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置、Ｘ線露光装置などにも本発明を好適に適用できる。
【０１１５】
なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるデバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【０１１６】
なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、上記各実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するリソグラフィステップ、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。
【産業上の利用可能性】
【０１１７】
以上説明したように、本発明の露光装置は、半導体素子、液晶表示素子などのマイクロデバイスの製造に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】第１の実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】ウエハステージと干渉計システムを示す平面図である。
【図３】図１のステージベースの一端近傍の構成部分を、一部断面して示す図である。
【図４】図１の露光装置の制御系の主要部を示すブロック図である。
【図５】第１の実施形態の露光装置におけるウエハテーブルの位置制御に関連する制御系の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】第１の実施形態の露光装置でウエハＷ上の複数のショット領域に対する露光を行う際の露光領域の中心点の移動軌跡を概略的に示す図である。
【図７】第２の実施形態の露光装置におけるウエハテーブルの位置制御に関連する制御系の構成を示す機能ブロック図である。
【符号の説明】
【０１１９】
１２…レチクルステージ駆動部（同期駆動系の一部）、２０…ステージ制御装置（制御装置）、２１Ａ〜２１Ｃ…アクチュエータ（駆動機構）、２３Ａ〜２３Ｃ…エンコーダ（センサ）、２９…ＸＹ駆動部（同期駆動系の一部）、６０a…受光系（多点焦点位置検出系の一部）、６０ｂ…照射系（多点焦点位置検出系の一部）、６６Ａ〜６６Ｃ…第２防振機構（駆動装置）、７１…ステージベース（定盤）、１００…露光装置、Ｒ…レチクル（マスク）、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ（物体）、ＷＳＴ…ウエハステージ（ステージ）、ＷＴＢ…ウエハテーブル（テーブル）、ＲＳＴ…レチクルステージ（マスクステージ）。
【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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