(57)【要約】【課題】位置制御性の向上した基板ステージ装置を提供する。【解決手段】  基板ステージ装置２０は、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面内に沿って移動可能な基板ホルダ３４と、Ｙ軸方向に沿って基板ホルダに同期して移動可能なヘッドユニット６０と、スケール５２が基板ホルダに設けられるとともにヘッド６６ｘ、６６ｙがヘッドユニットに設けられ、上記ヘッドの出力に基づいてＸ軸及びＹ軸方向に関する基板ホルダの位置情報を求める基板位置計測用エンコーダシステムと、ヘッドユニットのＹ軸方向に関する位置情報を求めるヘッドユニット位置計測用エンコーダシステムと、上記基板位置計測用エンコーダシステム及びヘッドユニット位置計測用エンコーダシステムの出力に基づいて、基板ホルダのＸＹ平面内の位置制御を行う位置制御系と、を備える。【選択図】図４
2018107467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する第１及び第２方向を含む所定の２次元平面に沿って移動可能な第１移動体と、
前記第１方向に沿って前記第１移動体に同期して移動可能な第２移動体と、
スケール及びヘッドの一方が前記第１移動体に設けられるとともに前記スケールと前記ヘッドの他方が前記第２移動体に設けられる第１エンコーダシステムを含み、前記ヘッドの出力に基づいて少なくとも前記第２方向に関する前記第１移動体の位置情報を求める第１計測系と、
前記第２移動体の前記第１方向に関する位置情報を求める第２計測系と、
前記第１及び第２計測系の出力に基づいて、前記第１移動体の前記２次元平面内の位置制御を行う位置制御系と、を備える移動体装置。
【請求項２】
前記第２計測系は、スケール及びヘッドの一方が前記第２移動体に設けられ、他方が所定の固定部材に設けられた第２エンコーダシステムを含む請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記第１計測系の前記第１エンコーダシステムは、前記第１及び第２方向に関する前記第１移動体の位置情報を求めることが可能であり、
前記位置制御系は、前記第２計測系により求められた前記第２移動体の前記第１方向に関する位置情報と、前記第１計測系により求められた前記第２移動体に対する前記第１移動体の前記第１方向に関する相対位置情報とに基づいて、前記第１移動体の前記第１方向に関する位置制御を行う請求項１又は２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記第２移動体は、前記第１移動体と独立に前記第１方向に駆動される請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記第２移動体が前記第１方向に所定間隔で複数設けられ、
前記複数の第２移動体のそれぞれに設けられた前記スケール及びヘッドの他方と、該スケール及びヘッドの他方に対応して前記第１移動体に設けられた前記スケール及びヘッドの一方とによって第１エンコーダシステムが複数設けられる請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記第１エンコーダシステムは、前記第１方向に互いに離間して配置された複数のスケールと、前記第１方向に互いに離間して配置された複数のヘッドとを含み、
前記第１移動体と前記第２移動体とは、前記複数のヘッドのすべてが前記第１方向の最も一側のスケールに対向する位置と、前記複数のヘッドのすべてが前記第１方向の最も他側のスケールに対向する位置との間を、前記第１方向に沿って相対移動する請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項７】
隣接する一対の前記ヘッド間の間隔が隣接する一対の前記スケール間の間隔よりも広い請求項６に記載の移動体装置。
【請求項８】
前記スケールは、前記第１方向に沿って所定間隔で少なくとも３つ設けられる請求項６又は７に記載の移動体装置。
【請求項９】
前記第１移動体は、前記２次元平面に交差する方向に移動可能に設けられ、
前記第１移動体の前記交差する方向への位置変化量に応じて、前記第１エンコーダシステムのヘッドの前記２次元平面に交差する方向に駆動する請求項１〜８のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１０】
第１方向へ移動可能な第１移動体と、
前記第１移動体に対向して配置され、前記第１方向と交差する第２方向へ移動可能な第２移動体と、
前記第２方向に関する前記第１移動体の動きに対応して前記第２移動体を前記第２方向へ移動させる駆動系と、
計測ビームを発するヘッドおよび前記計測ビームが照射されるスケールの一方が前記第１移動体に配置され、前記ヘッドおよび前記スケールの他方が前記第２移動体に配置される第１エンコーダシステムを含み、前記スケールを介した前記計測ビームを受光する前記ヘッドの出力に基づいて前記第１移動体と前記第２移動体との間の相対的な位置情報を求める第１計測系と、
前記相対的な位置情報とは異なる前記第２移動体の位置情報を求める第２計測系と、
前記第１及び第２計測系の出力に基づいて、前記第１移動体の位置制御を行う位置制御系と、
を備える移動体装置。
【請求項１１】
前記第２計測系は、前記第１及び第２移動体とは異なる部材に設けられた部材に対する前記第２移動体の位置情報を求める請求項１０に記載の移動体装置。
【請求項１２】
所定の物体が前記第１移動体に保持される請求項１〜１１のいずれか一項に記載の移動体装置と、
所定のパターンを保持するパターン保持体を前記第１移動体に同期して前記第２方向に駆動しつつ、エネルギビームを用いて前記パターン保持体を介して前記物体に前記パターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置。
【請求項１３】
所定の固定部材に設けられたヘッドの出力に基づいて前記パターン保持体の少なくとも前記第２方向の位置情報を求めるための第３エンコーダシステムを含む第３計測系と、
前記第３エンコーダシステムのヘッドと、前記第１エンコーダシステムのスケールとの相対位置情報を計測する第４計測系と、を更に備える請求項１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記物体は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板である請求項１２又は１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である請求項１４に記載の露光装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項１７】
請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
露光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１８】
互いに直交する第１及び第２方向を含む所定の２次元平面に沿って移動体を駆動する移動体の駆動方法であって、
第１移動体と、該第１移動体に対向して配置された第２移動体との一方にヘッドが設けられるとともに、前記第１及び第２移動体の他方にスケールが設けられるエンコーダシステムの出力に基づいて、前記第１移動体を前記第２方向に駆動することと、
前記第１移動体を前記第１方向に駆動することと、
前記第１移動体が前記第１方向に移動する際に、前記第２移動体を前記第１移動体と同期して前記第１方向に駆動することと、
前記エンコーダシステムの出力から求められる前記第１移動体の前記第２方向の位置情報と、前記第２移動体の前記第１方向の位置情報とに基づいて、前記第１移動体の前記２次元平面内の位置制御を行うことと、を含む移動体駆動方法。
【請求項１９】
前記エンコーダシステムは、前記第１及び第２方向に関する前記第１移動体の位置情報を求めることが可能であり、
前記位置制御することでは、前記第２移動体の前記第１方向の位置情報と、前記エンコーダシステムの出力から求められる前記第２移動体に対する前記第１移動体の前記第１方向に関する相対位置情報とに基づいて、前記第１移動体の前記第１方向に関する位置制御を行う請求項１８に記載の移動体駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、デバイス製造方法、及び移動体駆動方法に係り、更に詳しくは、所定の２次元平面に沿って移動体を駆動する移動体装置及び移動体駆動方法、前記移動体装置を含む露光装置、前記露光装置を用いたフラットパネルディスプレイの製造方法、及び前記露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）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、マスク（フォトマスク）又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）と、ガラスプレート又はウエハ（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向（スキャン方向）に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。
【０００３】
この種の露光装置としては、基板ステージ装置が有するバーミラー（長尺の鏡）を用いて露光対象基板の水平面内の位置情報を求める光干渉計システムを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、光干渉計システムを用いて基板の位置情報を求める場合、いわゆる空気揺らぎの影響を無視することができない。また、上記空気揺らぎの影響は、エンコーダシステムを用いることにより低減できるが、近年の基板の大型化により、基板の全移動範囲をカバーすることができるスケールを用意することが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の事情の下でなされたもので、第１の観点からすると、互いに直交する第１及び第２方向を含む所定の２次元平面に沿って移動可能な第１移動体と、前記第１方向に沿って前記第１移動体に同期して移動可能な第２移動体と、スケール及びヘッドの一方が前記第１移動体に設けられるとともに前記スケールと前記ヘッドの他方が前記第２移動体に設けられる第１エンコーダシステムを含み、前記ヘッドの出力に基づいて少なくとも前記第２方向に関する前記第１移動体の位置情報を求める第１計測系と、前記第２移動体の前記第１方向に関する位置情報を求める第２計測系と、前記第１及び第２計測系の出力に基づいて、前記第１移動体の前記２次元平面内の位置制御を行う位置制御系と、を備える移動体装置である。
【０００７】
ここで、本明細書において、「同期して移動」とは、第１及び第２移動体が、相対位置関係を概ね維持した状態で移動することを意味し、位置（移動方向及び速度）が厳密に一致した状態で移動する場合に限定されるものではないことを意味する。
【０００８】
これによれば、第１移動体の第２方向の位置情報が第１エンコーダシステムにより求められる。ここで、第２移動体が第１移動体に同期して第１方向に移動するので、第１エンコーダシステムは、第１移動体の第１方向の位置に関わらず該第１移動体の第２方向の位置情報を求めることができる。また、第１移動体の第１方向の位置情報は、第２計測系の出力に基づいて求めることができる。このように、第１エンコーダシステムは、第１移動体の第２方向の移動範囲のみをカバーできればよく効率が良い。
【０００９】
本発明は、第２の観点からすると、所定の物体が前記第１移動体に保持される本発明の第１の観点に係る移動体装置と、所定のパターンを保持するパターン保持体を前記第１移動体に同期して前記第２方向に駆動しつつ、エネルギビームを用いて前記パターン保持体を介して前記物体に前記パターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置である。
【００１０】
本発明は、第３の観点からすると、本発明の第２の観点に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法である。
【００１１】
本発明は、第４の観点からすると、本発明の第２の観点に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光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である。
【００１２】
本発明は、第５の観点からすると、互いに直交する第１及び第２方向を含む所定の２次元平面に沿って移動体を駆動する移動体の駆動方法であって、第１移動体と、該第１移動体に対向して配置された第２移動体との一方にヘッドが設けられるとともに、前記第１及び第２移動体の他方にスケールが設けられるエンコーダシステムの出力に基づいて、前記第１移動体を前記第２方向に駆動することと、前記第１移動体を前記第１方向に駆動することと、前記第１移動体が前記第１方向に移動する際に、前記第２移動体を前記第１移動体と同期して前記第１方向に駆動することと、前記エンコーダシステムの出力から求められる前記第１移動体の前記第２方向の位置情報と、前記第２移動体の前記第１方向の位置情報とに基づいて、前記第１移動体の前記２次元平面内の位置制御を行うことと、を含む移動体駆動方法である。
【００１３】
本発明は、第６の観点からすると、第１方向へ移動可能な第１移動体と、前記第１移動体に対向して配置され、前記第１方向と交差する第２方向へ移動可能な第２移動体と、前記第２方向に関する前記第１移動体の動きに対応して前記第２移動体を前記第２方向へ移動させる駆動系と、計測ビームを発するヘッドおよび前記計測ビームが照射されるスケールの一方が前記第１移動体に配置され、前記ヘッドおよび前記スケールの他方が前記第２移動体に配置される第１エンコーダシステムを含み、前記スケールを介した前記計測ビームを受光する前記ヘッドの出力に基づいて前記第１移動体と前記第２移動体との間の相対的な位置情報を求める第１計測系と、前記相対的な位置情報とは異なる前記第２移動体の位置情報を求める第２計測系と、前記第１及び第２計測系の出力に基づいて、前記第１移動体の位置制御を行う位置制御系と、を備える移動体装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の液晶露光装置が備える基板ステージ装置の一例を示す図である。
【図３】図３（Ａ）は、マスクエンコーダシステムの構成を概略的に示す図、図３（Ｂ）は、マスクエンコーダシステムの一部（図３（Ａ）のＡ部）拡大図である。
【図４】図４（Ａ）は、基板エンコーダシステムの構成を概略的に示す図、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、基板エンコーダシステムの一部（図４（Ａ）のＢ部）拡大図である。
【図５】基板エンコーダシステムが有するヘッドユニットの側面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】基板エンコーダシステムの概念図である。
【図８】液晶露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。
【図９】図９（Ａ）は、露光動作時におけるマスクエンコーダシステムの動作を示す図（その１）であり、図９（Ｂ）は、露光動作時における基板エンコーダシステムの動作を示す図（その１）である。
【図１０】図１０（Ａ）は、露光動作時におけるマスクエンコーダシステムの動作を示す図（その２）であり、図１０（Ｂ）は、露光動作時における基板エンコーダシステムの動作を示す図（その２）である。
【図１１】図１１（Ａ）は、露光動作時におけるマスクエンコーダシステムの動作を示す図（その３）であり、図１１（Ｂ）は、露光動作時における基板エンコーダシステムの動作を示す図（その３）である。
【図１２】図１２（Ａ）は、露光動作時におけるマスクエンコーダシステムの動作を示す図（その４）であり、図１２（Ｂ）は、露光動作時における基板エンコーダシステムの動作を示す図（その４）である。
【図１３】図１３（Ａ）は、露光動作時におけるマスクエンコーダシステムの動作を示す図（その５）であり、図１３（Ｂ）は、露光動作時における基板エンコーダシステムの動作を示す図（その５）である。
【図１４】図１４（Ａ）は、露光動作時におけるマスクエンコーダシステムの動作を示す図（その６）であり、図１４（Ｂ）は、露光動作時における基板エンコーダシステムの動作を示す図（その６）である。
【図１５】図１５（Ａ）は、露光動作時におけるマスクエンコーダシステムの動作を示す図（その７）であり、図１５（Ｂ）は、露光動作時における基板エンコーダシステムの動作を示す図（その７）である。
【図１６】図１６（Ａ）は、露光動作時におけるマスクエンコーダシステムの動作を示す図（その８）であり、図１６（Ｂ）は、露光動作時における基板エンコーダシステムの動作を示す図（その８）である。
【図１７】第２の実施形態に係るマスクエンコーダシステムの一部拡大図である。
【図１８】第３の実施形態に係る基板エンコーダシステムの一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について、図１〜図１６（Ｂ）を用いて説明する。
【００１６】
図１には、第１の実施形態に係る液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・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。
【００１７】
液晶露光装置１０は、照明系１２、回路パターンなどが形成されたマスクＭを保持するマスクステージ装置１４、投影光学系１６、装置本体１８、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置２０、及びこれらの制御系等を有している。以下、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系１６に対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に関する位置をそれぞれＸ位置、Ｙ位置、及びＺ位置として説明を行う。
【００１８】
照明系１２は、例えば米国特許第５，７２９，３３１号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。照明系１２は、図示しない光源（例えば、水銀ランプ）から射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどを介して、露光用照明光（照明光）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）などの光（あるいは、上記ｉ線、ｇ線、ｈ線の合成光）が用いられる。
【００１９】
マスクステージ装置１４は、マスクＭを、例えば真空吸着により保持するマスクホルダ４０、マスクホルダ４０を走査方向（Ｘ軸方向）に所定の長ストロークで駆動するとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に適宜微少駆動するためのマスク駆動系９１（図１では不図示。図８参照）、及びマスクホルダ４０のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報も含む。以下同じ）を求めるためのマスク位置計測系を含む。マスクホルダ４０は、例えば米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書に開示されるような、平面視矩形の開口部が形成された枠状部材から成る。マスクホルダ４０は、装置本体１８の一部である上架台部１８ａに固定された一対のマスクガイド４２上に、例えばエアベアリング（不図示）を介して載置されている。マスク駆動系９１は、例えばリニアモータ（不図示）を含む。
【００２０】
マスク位置計測系は、上架台部１８ａにエンコーダベース４３を介して固定された一対のエンコーダヘッドユニット４４（以下、単にヘッドユニット４４と称する）と、マスクホルダ４０の下面に上記一対のヘッドユニット４４に対応して配置された複数のエンコーダスケール４６（図１では紙面奥行き方向に重なっている。図３（Ａ）参照）とを含むマスクエンコーダシステム４８を備える。マスクエンコーダシステム４８の構成については、後に詳しく説明する。
【００２１】
投影光学系１６は、マスクステージ装置１４の下方に配置されている。投影光学系１６は、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書などに開示される投影光学系と同様な構成の、いわゆるマルチレンズ投影光学系であり、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成する複数（本実施形態では、例えば１１本。図３（Ａ）参照）の光学系を備えている。
【００２２】
液晶露光装置１０では、照明系１２からの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、マスクＭを通過した照明光により、投影光学系１６を介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光の照射領域（露光領域）に形成される。そして、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭが走査方向に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐが走査方向に相対移動することで、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭに形成されたパターンが転写される。
【００２３】
装置本体１８は、上記マスクステージ装置１４、及び投影光学系１６を支持しており、複数の防振装置１９を介してクリーンルームの床１１上に設置されている。装置本体１８は、例えば米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書に開示される装置本体と同様に構成されており、上記投影光学系１６を支持する上架台部１８ａ（光学定盤などとも称される）、一対の下架台部１８ｂ（図１では、紙面奥行き方向に重なっているため一方は不図示。図２参照。）、及び一対の中架台部１８ｃを有している。
【００２４】
基板ステージ装置２０は、基板Ｐを投影光学系１６（露光光ＩＬ）に対して高精度位置決めするためのものであり、基板Ｐを水平面（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向）に沿って所定の長ストロークで駆動するとともに、該基板Ｐを６自由度方向に微少駆動する。基板ステージ装置２０の構成は、特に限定されないが、例えば米国特許出願公開第２００８／１２９７６２号明細書、あるいは米国特許出願公開第２０１２／００５７１４０号明細書などに開示されるような、ガントリタイプの２次元粗動ステージと、該２次元粗動ステージに対して微少駆動される微動ステージとを含む、いわゆる粗微動構成のステージ装置を用いることが好ましい。
【００２５】
図２には、本実施形態の液晶露光装置１０で用いられる、いわゆる粗微動構成の基板ステージ装置２０の一例が示されている。基板ステージ装置２０は、一対のベースフレーム２２、Ｙ粗動ステージ２４、Ｘ粗動ステージ２６、重量キャンセル装置２８、Ｙステップガイド３０、微動ステージ３２を備えている。
【００２６】
ベースフレーム２２は、Ｙ軸方向に延びる部材から成り、装置本体１８と振動的に絶縁された状態で、床１１上に設置されている。また、装置本体１８の一対の下架台部１８ｂの間には、補助ベースフレーム２３が配置されている。Ｙ粗動ステージ２４は、一対のベースフレーム２２間に架設された一対（図２では一方は不図示）のＸビーム２５を有している。前述した補助ベースフレーム２３は、Ｘビーム２５の長手方向中間部を下方から支持している。Ｙ粗動ステージ２４は、基板Ｐを6自由度方向に駆動するための基板駆動系９３（図２では不図示。図８参照）の一部である複数のＹリニアモータを介して一対のベースフレーム２２上でＹ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。Ｘ粗動ステージ２６は、一対のＸビーム２５間に架設された状態でＹ粗動ステージ２４上に載置されている。Ｘ粗動ステージ２６は、基板駆動系９３の一部である複数のＸリニアモータを介してＹ粗動ステージ２４上でＸ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。また、Ｘ粗動ステージ２６は、Ｙ粗動ステージ２４に対するＹ軸方向への相対移動が機械的に制限されており、Ｙ粗動ステージ２４と一体的にＹ軸方向に移動する。
【００２７】
重量キャンセル装置２８は、一対のＸビーム２５間に挿入され、且つＸ粗動ステージ２６に機械的に接続されている。これにより、重量キャンセル装置２８は、Ｘ粗動ステージ２６と一体的にＸ軸及び／又はＹ軸方向に所定の長ストロークで移動する。Ｙステップガイド３０は、Ｘ軸方向に延びる部材から成り、Ｙ粗動ステージ２４に機械的に接続されている。これにより、Ｙステップガイド３０は、Ｙ粗動ステージ２４と一体的にＹ軸方向に所定の長ストロークで移動する。上記重量キャンセル装置２８は、複数のエアベアリングを介してＹステップガイド３０上に載置されている。重量キャンセル装置２８は、Ｘ粗動ステージ２６がＸ軸方向にのみ移動する場合、静止状態のＹステップガイド３０上をＸ軸方向に移動し、Ｘ粗動ステージ２６がＹ軸方向に移動する場合（Ｘ軸方向への移動を伴う場合も含む）、Ｙステップガイド３０と一体的に（Ｙステップガイド３０から脱落しないように）Ｙ軸方向に移動する。
【００２８】
微動ステージ３２は、平面視矩形の板状（あるいは箱形）の部材から成り、中央部が球面軸受け装置２９を介してＸＹ平面に対して揺動自在な状態で重量キャンセル装置２８に下方から支持されている。微動ステージ３２の上面には、基板ホルダ３４が固定され、該基板ホルダ３４上に基板Ｐが載置される。微動ステージ３２は、Ｘ粗動ステージ２６が有する固定子と微動ステージ３２が有する可動子とを含み、上記基板駆動系９３（図２では不図示。図８参照）の一部を構成する複数のリニアモータ３３（例えば、ボイスコイルモータ）により、Ｘ粗動ステージ２６に対して６自由度方向に微少駆動される。また、微動ステージ３２は、上記複数のリニアモータ３３を介してＸ粗動ステージ２６から付与される推力により、該Ｘ粗動ステージ２６とともにＸ軸及び／又はＹ軸方向に所定の長ストロークで移動する。以上説明した基板ステージ装置２０の構成（ただし、計測系を除く）は、例えば米国特許出願公開第２０１２／００５７１４０号明細書に開示されている。
【００２９】
また、基板ステージ装置２０は、微動ステージ３２（すなわち基板ホルダ３４、及び基板Ｐ）の６自由度方向の位置情報を求めるための基板位置計測系を有している。基板位置計測系は、図８に示されるように、基板ＰのＺ軸、θｘ、θｙ方向（以下、Ｚ・チルト方向と称する）の位置情報を求めるためのＺ・チルト位置計測系９８、及び基板ＰのＸＹ平面内の位置情報を求めるための基板エンコーダシステム５０を含む。Ｚ・チルト位置計測系９８は、図２に示されるように、微動ステージ３２の下面に取り付けられたプローブ３６ａと、重量キャンセル装置２８に取り付けられたターゲット３６ｂとを含むＺセンサ３６を複数備えている。複数のＺセンサ３６は、例えば微動ステージ３２の中心を通るＺ軸に平行な軸線回りに所定間隔で、例えば４つ（少なくとも３つ）配置されている。主制御装置９０（図８参照）は、上記複数のＺセンサ３６の出力に基づいて、微動ステージ３２のＺ位置情報、及びθｘ、及びθｙ方向の回転量情報を求める。上記Ｚセンサ３６を含み、Ｚ・チルト位置計測系９８の構成については、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に詳しく開示されている。基板エンコーダシステム５０の構成は、後述する。
【００３０】
次に、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を用いてマスクエンコーダシステム４８の構成について説明する。図３（Ａ）に模式的に示されるように、マスクホルダ４０におけるマスクＭ（より詳細には、マスクＭを収容するための不図示の開口部）の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の領域には、それぞれ複数のエンコーダスケール４６（以下、単にスケール４６と称する）が配置されている。なお、理解を容易にするために、図３（Ａ）では、複数のスケール４６が実線で図示され、マスクホルダ４０の上面に配置されているように図示されているが、複数のスケール４６は、実際には、図１に示されるように、複数のスケール４６それぞれの下面のＺ位置と、マスクＭの下面（パターン面）のＺ位置とが一致するように、マスクホルダ４０の下面側に配置されている。
【００３１】
本実施形態のマスクホルダ４０において、マスクＭの＋Ｙ側、及び−Ｙ側の領域には、それぞれスケール４６がＸ軸方向に所定間隔で、例えば３つ配置されている。すなわち、マスクホルダ４０は、合計で、例えば６つのスケール４６を有している。複数のスケール４６それぞれは、マスクＭの＋Ｙ側と−Ｙ側とで紙面上下対称に配置されている点を除き、実質的に同じものである。スケール４６は、例えば石英ガラスにより形成されたＸ軸方向に延びる平面視矩形の板状（帯状）の部材から成る。マスクホルダ４０は、例えばセラミックスにより形成され、複数のスケール４６は、マスクホルダ４０に固定されている。
【００３２】
図３（Ｂ）に示されるように、スケール４６の下面（本実施形態では、−Ｚ側を向いた面）における、幅方向一側（図３（Ｂ）では、−Ｙ側）の領域には、Ｘスケール４７ｘが形成されている。また、スケール４６の下面における、幅方向他側（図３（Ｂ）では、＋Ｙ側）の領域には、Ｙスケール４７ｙが形成されている。Ｘスケール４７ｘは、Ｘ軸方向に所定ピッチで形成された（Ｘ軸方向を周期方向とする）Ｙ軸方向に延びる複数の格子線を有する反射型の回折格子（Ｘグレーティング）によって構成されている。同様に、Ｙスケール４７ｙは、Ｙ軸方向に所定ピッチで形成された（Ｙ軸方向を周期方向とする）Ｘ軸方向に延びる複数の格子線を有する反射型の回折格子（Ｙグレーティング）によって構成されている。本実施形態のＸスケール４７ｘ、及びＹスケール４７ｙにおいて、複数の格子線は、例えば１０ｎｍ以下の間隔で形成されている。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、図示の便宜上、格子間の間隔（ピッチ）は、実際よりも格段に広く図示されている。その他の図も同様である。
【００３３】
また、図１に示されるように、上架台部１８ａの上面には、一対のエンコーダベース４３が固定されている。一対のエンコーダベース４３は、一方が＋Ｘ側のマスクガイド４２の−Ｘ側、他方が−Ｘ側のマスクガイド４２の＋Ｘ側（すなわち一対のマスクガイド４２の間の領域）に配置されている。また、上記投影光学系１６の一部が、一対のエンコーダベース４３の間に配置されている。エンコーダベース４３は、図３（Ａ）に示されるように、Ｘ軸方向に延びる部材から成る。一対のエンコーダベース４３それぞれの長手方向中央部には、エンコーダヘッドユニット４４（以下、単にヘッドユニット４４と称する）が固定されている。すなわち、ヘッドユニット４４は、エンコーダベース４３を介して装置本体１８（図１参照）に固定されている。一対のヘッドユニット４４は、マスクＭの＋Ｙ側と−Ｙ側とで紙面上下対称に配置されている点を除き、実質的に同じものであるので、以下、一方（−Ｙ側）についてのみ説明する。
【００３４】
図３（Ｂ）に示されるように、ヘッドユニット４４は、平面視矩形の板状部材から成るユニットベース４５を有している。ユニットベース４５には、Ｘ軸方向に離間して配置された一対のＸヘッド４９ｘ、及びＸ軸方向に離間して配置された一対のＹヘッド４９ｙが固定されている。すなわち、マスクエンコーダシステム４８は、Ｘヘッド４９ｘを、例えば４つ有するとともに、Ｙヘッド４９ｙを、例えば４つ有している。なお、図３（Ｂ）では、一方のＸヘッド４９ｘと一方のＹヘッド４９ｙとがひとつの筐体内に収容され、他方のＸヘッド４９ｘと他方のＹヘッド４９ｙとが別のひとつの筐体内に収容されているが、上記一対のＸヘッド４９ｘ、及び一対のＹヘッド４９ｙは、それぞれ独立して配置されていても良い。また、図３（Ｂ）では、理解を容易にするため、一対のＸヘッド４９ｘと一対のＹヘッド４９ｙとがスケール４６の上方（＋Ｚ側）に配置されたように図示されているが、実際には、一対のＸヘッド４９ｘは、Ｘスケール４７ｙの下方に、一対のＹヘッド４９ｙは、Ｙスケール４７ｙの下方にそれぞれ配置されている（図１参照）。
【００３５】
一対のＸヘッド４９ｘ、及び一対のＹヘッド４９ｙは、例えば振動などに起因して一対のＸヘッド４９ｘ間の距離、及び一対のＹヘッド４９ｙ間の距離が変化しないように、ユニットベース４５に対して固定されている。また、ユニットベース４５自体も、一対のＸヘッド４９ｘ間の距離、及び一対のＹヘッド４９ｙ間の距離が、例えば温度変化などに起因して変化しないように、熱膨張率がスケール４６より低い（あるいはスケール４６と同等の）材料で形成されている。
【００３６】
Ｘヘッド４９ｘ、及びＹヘッド４９ｙは、例えば米国特許出願公開第２００８／００９４５９２号明細書に開示されるような、いわゆる回折干渉方式のエンコーダヘッドであり、対応するスケール（Ｘスケール４７ｘ、Ｙスケール４７ｙ）に計測ビームを照射し、そのスケールからのビームを受光することにより、マスクホルダ４０（すなわち、マスクＭ。図３（Ａ）参照）の変位量情報を主制御装置９０（図８参照）に供給する。すなわち、マスクエンコーダシステム４８では、例えば４つのＸヘッド４９ｘと、該Ｘヘッド４９ｘに対向するＸスケール４７ｘ（マスクホルダ４０のＸ位置によって異なる）とによって、マスクＭのＸ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＸリニアエンコーダ９２ｘ（図３（Ｂ）では不図示。図８参照）が構成され、例えば４つのＹヘッド４９ｙと、該Ｙヘッド４９ｙに対向するＹスケール４７ｙ（マスクホルダ４０のＸ位置によって異なる）とによって、マスクＭのＹ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＹリニアエンコーダ９２ｙ（図３（Ｂ）では不図示。図８参照）が構成される。
【００３７】
主制御装置９０は、図８に示されるように、例えば４つのＸリニアエンコーダ９２ｘ、及び、例えば４つのＹリニアエンコーダ９２ｙの出力に基づいてマスクホルダ４０（図３（Ａ）参照）のＸ軸方向、及びＹ軸方向の位置情報を、例えば１０ｎｍ以下の分解能で求める。また、主制御装置９０は、例えば４つのＸリニアエンコーダ９２ｘ（あるいは、例えば４つのＹリニアエンコーダ９２ｙ）のうちの少なくとも２つの出力に基づいてマスクホルダ４０のθｚ位置情報（回転量情報）を求める。主制御装置９０は、上記マスクエンコーダシステム４８の計測値から求められたマスクホルダ４０のＸＹ平面内の位置情報に基づき、マスク駆動系９１を用いてマスクホルダ４０のＸＹ平面内の位置を制御する。
【００３８】
ここで、図３（Ａ）に示されるように、マスクホルダ４０には、上述したように、マスクＭの＋Ｙ側、及び−Ｙ側の領域それぞれにスケール４６がＸ軸方向に所定間隔で、例えば３つ配置されている。また、上記Ｘ軸方向に所定間隔で配置された、例えば３つのスケール４６のうち、最も＋Ｘ側のスケール４６にヘッドユニット４４（一対のＸヘッド４９ｘ、一対のＹヘッド４９ｙ（それぞれ図３（Ｂ）参照）の全て）が対向する位置と、最も−Ｘ側のスケール４６にヘッドユニット４４が対向する位置との間で、マスクホルダ４０がＸ軸方向に駆動される。
【００３９】
そして、本実施形態のマスクステージ装置１４では、図３（Ｂ）に示されるように、ひとつのヘッドユニット４４が有する一対のＸヘッド４９ｘ、及び一対のＹヘッド４９ｙそれぞれの間隔が、隣接するスケール４６間の間隔よりも広く設定されている。これにより、マスクエンコーダシステム４８では、一対のＸヘッド４９ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール４７ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド４９ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール４７ｙに対向する。従って、マスクエンコーダシステム４８は、マスクホルダ４０（図３（Ａ）参照）の位置情報を途切れさせることなく主制御装置９０（図８参照）に供給することができる。
【００４０】
具体的に説明すると、例えばマスクホルダ４０（図３（Ａ）参照）が＋Ｘ側に移動する場合、マスクエンコーダシステム４８は、隣接する一対のＸスケール４７ｘのうちの＋Ｘ側のＸスケール４７ｘに対して一対のヘッド４９ｘの両方が対向する第１の状態（図３（Ｂ）に示される状態）、−Ｘ側のＸヘッド４９ｘが上記隣接する一対のＸスケール４７ｘの間の領域に対向し（いずれのＸスケール４７ｘにも対向せず）、＋Ｘ側のＸヘッド４９ｘが上記＋Ｘ側のＸスケール４７ｘに対向する第２の状態、−Ｘ側のＸヘッド４９ｘが−Ｘ側のＸスケール４７ｘに対向し、且つ＋Ｘ側のＸヘッド４９ｘが＋Ｘ側のＸスケール４７ｘに対向する第３の状態、−Ｘ側のＸヘッド４９ｘが−Ｘ側のスケール４７ｘに対向し、＋Ｘ側のＸヘッド４９ｘが一対のＸスケール４７ｘの間の領域に対向する（いずれのＸスケール４７ｘにも対向しない）第４の状態、及び−Ｘ側のＸスケール４７ｘに対して一対のヘッド４９ｘの両方が対向する第５の状態、を上記順序で移行する。従って、常に少なくとも一方のＸヘッド４９ｘがＸスケール４７ｘに対向する。
【００４１】
主制御装置９０（図８参照）は、上記第１、第３、及び第５の状態では、一対のＸヘッド４９ｘの出力の平均値に基づいてマスクホルダ４０のＸ位置情報を求める。また、主制御装置９０は、上記第２の状態では、＋Ｘ側のＸヘッド４９ｘの出力のみに基づいてマスクホルダ４０のＸ位置情報を求め、上記第４の状態では、−Ｘ側のＸヘッド４９ｘの出力のみに基づいてマスクホルダ４０のＸ位置情報を求める。したがって、マスクエンコーダシステム４８の計測値が途切れることがない。
【００４２】
次に、基板エンコーダシステム５０の構成について説明する。基板エンコーダシステム５０は、図１に示されるように、基板ステージ装置２０に配置された複数のエンコーダスケール５２（図１では紙面奥行き方向に重なっている。図４（Ａ）参照）、上架台部１８ａの下面に固定されたエンコーダベース５４、エンコーダベース５４の下面に固定された複数のエンコーダスケール５６、及び一対のエンコーダヘッドユニット６０を備えている。
【００４３】
図４（Ａ）に模式的に示されるように、本実施形態の基板ステージ装置２０において、基板Ｐの＋Ｙ側、及び−Ｙ側の領域には、それぞれエンコーダスケール５２（以下、単にスケール５２と称する）がＸ軸方向に所定間隔で、例えば５つ配置されている。すなわち、基板ステージ装置２０は、合計で、例えば１０のスケール５２を有している。複数のスケール５２それぞれは、基板Ｐの＋Ｙ側と−Ｙ側とで紙面上下対称に配置されている点を除き、実質的に同じものである。スケール５２は、上記マスクエンコーダシステム４８のスケール４６（それぞれ図３（Ａ）参照）と同様に、例えば石英ガラスにより形成されたＸ軸方向に延びる平面視矩形の板状（帯状）の部材から成る。
【００４４】
なお、図１及び図４（Ａ）では、理解を容易にするために、複数のスケール５２が基板ホルダ３４の上面に固定されているように図示されているが、複数のスケール５２は、実際には、図２に示されるように、基板ホルダ３４とは離間した状態で、微動ステージ３２にスケールベース５１を介して固定されている（なお、図２には、複数のスケール５２が基板Ｐの＋Ｘ側及び−Ｘ側に配置される場合が示されている）。ただし、場合によっては、実際に基板ホルダ３４上に複数のスケール５２が固定されても良い。以下の説明では、複数のスケール５２が基板ホルダ３４上に配置されているのものとして説明を行う。
【００４５】
図４（Ｂ）に示されるように、スケール５２の上面における、幅方向一側（図４（Ｂ）では、−Ｙ側）の領域には、Ｘスケール５３ｘが形成されている。また、スケール５２の上面における、幅方向他側（図４（Ｂ）では、＋Ｙ側）の領域には、Ｙスケール５３ｙが形成されている。Ｘスケール５３ｘ、及びＹスケール５３ｙの構成は、上記マスクエンコーダシステム４８のスケール４６（それぞれ図３（Ａ）参照）に形成されたＸスケール４７ｘ、及びＹスケール４７ｙ（それぞれ図３（Ｂ）参照）と同じであるので説明を省略する。
【００４６】
エンコーダベース５４は、図５及び図６から分かるように、上架台部１８ａの下面に固定されたＹ軸方向に延びる板状の部材から成る第１部分５４ａと、第１部分５４ａの下面に固定されたＹ軸方向に延びるＸＺ断面Ｕ字状の部材から成る第２部分５４ｂとを備え、全体的にＹ軸方向に延びる筒状に形成されている。図４（Ａ）に示されるように、エンコーダベース５４のＸ位置は、投影光学系１６の中心のＸ位置と概ね一致しているが、エンコーダベース５４と投影光学系１６とが接触しないように配置されている。なお、エンコーダベース５４は、投影光学系１６と＋Ｙ側と−Ｙ側とで分離して配置されていても良い。エンコーダベース５４の下面には、図６に示されるように、一対Ｙリニアガイド６３ａが固定されている。一対のＹリニアガイド６３ａは、それぞれＹ軸方向に延びる部材から成り、Ｘ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。
【００４７】
エンコーダベース５４の下面には、複数のエンコーダスケール５６（以下、単にスケール５６と称する）が固定されている。本実施形態において、スケール５６は、図１に示されるように、投影光学系１６よりも＋Ｙ側の領域に、例えば２つ、投影光学系１６よりも−Ｙ側の領域に、例えば２つ、それぞれＹ軸方向に離間して配置されている。すなわち、エンコーダベース５４には、合計で、例えば４つのスケール５６が固定されている。複数のスケール５６それぞれは、実質的に同じものである。スケール５６は、Ｙ軸方向に延びる平面視矩形の板状（帯状）の部材から成り、基板ステージ装置２０に配置されたスケール５２と同様に、例えば石英ガラスにより形成されている。なお、理解を容易にするために、図４（Ａ）では、複数のスケール５６が実線で図示され、エンコーダベース５４の上面に配置されているように図示されているが、複数のスケール５６は、実際には、図１に示されるようにエンコーダベース５４の下面側に配置されている。
【００４８】
図４（Ｃ）に示されるように、スケール５６の下面における、幅方向一側（図４（Ｃ）では、＋Ｘ側）の領域には、Ｘスケール５７ｘが形成されている。また、スケール５６の下面における、幅方向他側（図４（Ｃ）では、−Ｘ側）の領域には、Ｙスケール５７ｙが形成されている。Ｘスケール５７ｘ、及びＹスケール５７ｙの構成は、上記マスクエンコーダシステム４８のスケール４６（それぞれ図３（Ａ）参照）に形成されたＸスケール４７ｘ、及びＹスケール４７ｙ（それぞれ図３（Ｂ）参照）と同じであるので説明を省略する。
【００４９】
図１に戻り、一対のエンコーダヘッドユニット６０（以下、単にヘッドユニット６０と称する）は、エンコーダベース５４の下方にＹ軸方向に離間して配置されている。一対のヘッドユニット６０それぞれは、図１で紙面左右対称に配置されている点を除き実質的に同じものであるので、以下一方（−Ｙ側）について説明する。ヘッドユニット６０は、図５に示されるように、Ｙスライドテーブル６２、一対のＸヘッド６４ｘ、一対のＹヘッド６４ｙ（図５では一対のＸヘッド６４ｘの紙面奥側に隠れているため不図示。図４（Ｃ）参照）、一対のＸヘッド６６ｘ（図５では一方のＸヘッド６６ｘは不図示。図４（Ｂ）参照）、一対のＹヘッド６６ｙ（図５では一方のＹヘッド６６ｙは不図示。図４（Ｂ）参照）、及びＹスライドテーブル６２をＹ軸方向に駆動するためのベルト駆動装置６８を備えている。
【００５０】
Ｙスライドテーブル６２は、平面視矩形の板状の部材から成り、エンコーダベース５４の下方に、該エンコーダベース５４に対して所定のクリアランスを介して配置されている。また、Ｙスライドテーブル６２のＺ位置は、基板ステージ装置２０が有する基板ホルダ３４（それぞれ図１参照）のＺ・チルト位置に関わらず、該基板ホルダ３４よりも＋Ｚ側となるように設定されている。
【００５１】
Ｙスライドテーブル６２の上面には、図６に示されるように、上記Ｙリニアガイド６３ａに対して不図示の転動体（例えば循環式の複数のボール）を介してＹ軸方向にスライド自在に係合するＹスライド部材６３ｂが複数（１本のＹリニアガイド６３ａに対して、例えば２つ（図５参照））固定されている。Ｙリニアガイド６３ａと、該Ｙリニアガイド６３ａに対応するＹスライド部材６３ｂとは、例えば米国特許第６，７６１，４８２号明細書に開示されるように機械的なＹリニアガイド装置６３を構成しており、Ｙスライドテーブル６２は、一対のＹリニアガイド装置６３を介してエンコーダベース５４に対してＹ軸方向に直進案内される。
【００５２】
ベルト駆動装置６８は、図５に示されるように、回転駆動装置６８ａ、プーリ６８ｂ、及びベルト６８ｃを備えている。なお、−Ｙ側のＹスライドテーブル６２駆動用と＋Ｙ側のＹスライドテーブル６２（図５では不図示。図４（Ａ）参照）駆動用とで、独立してベルト駆動装置６８が配置されても良いし、ひとつのベルト駆動装置６８で一対のＹスライドテーブル６２を一体的に駆動しても良い。
【００５３】
回転駆動装置６８ａは、エンコーダベース５４に固定され、不図示の回転モータを備えている。該回転モータの回転数、回転方向は、主制御装置９０（図８参照）により制御される。プーリ６８ｂは、回転駆動装置６８ａによりＸ軸に平行な軸線回りに回転駆動される。また、不図示であるが、ベルト駆動装置６８は、上記プーリ６８ｂに対してＹ軸方向に離間して配置され、Ｘ軸に平行な軸線回りに回転自在の状態でエンコーダベース５４に取り付けられた別のプーリを有している。ベルト６８ｃは、一端、及び他端がＹスライドテーブル６２に接続されるとともに、長手方向の中間部の２箇所が上記プーリ６８ｂ、及び上記別のプーリ（不図示）に所定の張力が付与された状態で巻き掛けられている。ベルトの６８ｃの一部は、エンコーダベース５４内に挿通されており、例えばベルト６８ｃからの粉塵がスケール５２、５６に付着することなどが抑制されている。Ｙスライドテーブル６２は、プーリ６８ｂが回転駆動されることにより、ベルト６８ｃに牽引されてＹ軸方向に所定のストロークで往復移動する。
【００５４】
主制御装置９０（図８参照）は、一方（＋Ｙ側）のヘッドユニット６０を投影光学系１６よりも＋Ｙ側に配置された、例えば２つのスケール５６の下方で、他方（−Ｙ側）のヘッドユニット６０を投影光学系１６よりも−Ｙ側に配置された、例えば２つのスケール５６の下方で、Ｙ軸方向に所定のストロークで適宜同期駆動する。なお、Ｙスライドテーブル６２を駆動するアクチュエータとして、本実施形態では、歯付きのプーリ６８ｂと、歯付きのベルト６８ｃとを含むベルト駆動装置６８が用いられているが、これに限られず、歯無しプーリとベルトとを含む摩擦車装置が用いられても良い。また、Ｙスライドテーブル６２を牽引する可撓性部材は、ベルトに限られず、例えばロープ、ワイヤ、チェーンなどであっても良い。また、Ｙスライドテーブル６２を駆動するためのアクチュエータの種類は、ベルト駆動装置６８に限られず、例えばリニアモータ、送りネジ装置などの他の駆動装置であっても良い。
【００５５】
Ｘヘッド６４ｘ、Ｙヘッド６４ｙ（図５では不図示。図６参照）、Ｘヘッド６６ｘ、及びＹヘッド６６ｙそれぞれは、上述したマスクエンコーダシステム４８が有するＸヘッド４９ｘ、Ｙヘッド４９ｙと同様の、いわゆる回折干渉方式のエンコーダヘッドであり、Ｙスライドテーブル６２に固定されている。ここで、ヘッドユニット６０において、一対のＹヘッド６４ｙ、一対のＸヘッド６４ｘ、一対のＹヘッド６６ｙ、及び一対のＸヘッド６６ｘは、それぞれの相互間の距離が、例えば振動などに起因して変化しないように、Ｙスライドテーブル６２に対して固定されている。また、Ｙスライドテーブル６２自体も、一対のＹヘッド６４ｙ、一対のＸヘッド６４ｘ、一対のＹヘッド６６ｙ、及び一対のＸヘッド６６ｘそれぞれの相互間の距離が、例えば温度変化に起因して変化しないように、熱膨張率がスケール５２、５６より低い（あるいはスケール５２、５６と同等の）材料で形成されている。
【００５６】
図７に示されるように、一対のＸヘッド６４ｘそれぞれは、Ｘスケール５７ｘの上のＹ軸方向に互いに離間した２箇所（２点）に計測ビームを照射し、一対のＹヘッド６４ｙそれぞれは、Ｙスケール５７ｙ上のＹ軸方向に互いに離間した２箇所（２点）に計測ビームを照射する。基板エンコーダシステム５０では、上記Ｘヘッド６４ｘ、及びＹヘッド６４ｙが対応するスケールからのビームを受光することにより、Ｙスライドテーブル６２（図７では不図示。図５及び図６参照）の変位量情報を主制御装置９０（図８参照）に供給する。すなわち、基板エンコーダシステム５０では、例えば４つのＸヘッド６４ｘと、該Ｘヘッド６４ｘに対向するＸスケール５７ｘ（Ｙスライドテーブル６２のＹ位置によって異なる）とによって、一対のＹスライドテーブル６２（すなわち一対のヘッドユニット６０（図１参照））それぞれのＹ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＸリニアエンコーダ９６ｘ（図７では不図示。図８参照）が構成され、例えば４つのＹヘッド６４ｙと、該Ｙヘッド６４ｙに対向するＹスケール５７ｙ（Ｙスライドテーブル６２のＹ位置によって異なる）とによって、一対のＹスライドテーブル６２それぞれのＹ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＹリニアエンコーダ９６ｙ（図７では不図示。図８参照）が構成される。
【００５７】
主制御装置９０は、図８に示されるように、例えば４つのＸリニアエンコーダ９６ｘ、及び、例えば４つのＹリニアエンコーダ９６ｙの出力に基づいて、一対のヘッドユニット６０（図１参照）それぞれのＸ軸方向、及びＹ軸方向の位置情報を、例えば１０ｎｍ以下の分解能で求める。また、主制御装置９０は、一方のヘッドユニット６０に対応する、例えば２つのＸリニアエンコーダ９６ｘ（あるいは、例えば２つのＹリニアエンコーダ９６ｙ）の出力に基づいて該一方のヘッドユニット６０のθｚ位置情報（回転量情報）を、他方のヘッドユニット６０に対応する、例えば２つのＸリニアエンコーダ９６ｘ（あるいは、例えば２つのＹリニアエンコーダ９６ｙ）の出力に基づいて該他方のヘッドユニット６０のθｚ位置情報（回転量情報）をそれぞれ求める。主制御装置９０は、一対のヘッドユニット６０それぞれのＸＹ平面内の位置情報に基づき、ベルト駆動装置６８を用いてヘッドユニット６０のＹ軸方向の位置を制御する。
【００５８】
ここで、図４（Ａ）に示されるように、エンコーダベース５４には、上述したように、投影光学系１６の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の領域それぞれにスケール５６がＹ軸方向に所定間隔で、例えば２つ配置されている。また、上記Ｙ軸方向に所定間隔で配置された、例えば２つのスケール５６のうち、＋Ｙ側のスケール５６にヘッドユニット６０（一対のＸヘッド６４ｘ、一対のＹヘッド６４ｙ（それぞれ図４（Ｃ）参照）の全て）が対向する位置と、−Ｙ側のスケール５６にヘッドユニット６０が対向する位置との間で、Ｙスライドテーブル６２がＹ軸方向に駆動される。
【００５９】
そして、上記マスクエンコーダシステム４８と同様に、基板エンコーダシステム５０においても、ひとつのヘッドユニット６０が有する一対のＸヘッド６４ｘ、及び一対のＹヘッド６４ｙそれぞれの間隔は、図４（Ｃ）に示されるように、隣接するスケール５６間の間隔よりも広く設定されている。これにより、基板エンコーダシステム５０では、一対のＸヘッド６４ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール５７ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド６４ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール５７ｙに対向する。従って、基板エンコーダシステム５０は、計測値を途切れさせることなくＹスライドテーブル６２（ヘッドユニット６０）の位置情報を求めることができる。
【００６０】
また、図７に示されるように、一対のＸヘッド６６ｘそれぞれは、Ｘスケール５３ｘの上のＸ軸方向に互いに離間した２箇所（２点）に計測ビームを照射し、一対のＹヘッド６６ｙそれぞれは、Ｙスケール５３ｙ上のＸ軸方向に互いに離間した２箇所（２点）に計測ビームを照射する。基板エンコーダシステム５０では、上記Ｘヘッド６６ｘ、及びＹヘッド６６ｙが対応するスケールからのビームを受光することにより、基板ホルダ３４（図７では不図示。図２参照）の変位量情報を主制御装置９０（図８参照）に供給する。すなわち、基板エンコーダシステム５０では、例えば４つのＸヘッド６６ｘと、該Ｘヘッド６６ｘに対向するＸスケール５３ｘ（基板ホルダ３４のＸ位置によって異なる）とによって、基板ＰのＸ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＸリニアエンコーダ９４ｘ（図７では不図示。図８参照）が構成され、例えば４つのＹヘッド６６ｙと、該Ｙヘッド６６ｙに対向するＹスケール５３ｙ（基板ホルダ３４のＸ位置によって異なる）とによって、基板ＰのＹ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＹリニアエンコーダ９４ｙ（図７では不図示。図８参照）が構成される。
【００６１】
主制御装置９０は、図８に示されるように、例えば４つのＸリニアエンコーダ９４ｘ、及び、例えば４つのＹリニアエンコーダ９４ｙの出力、並びに上記４つのＸリニアエンコーダ９６ｘ、及び、例えば４つのＹリニアエンコーダ９６ｙの出力（すなわち、一対のヘッドユニット６０それぞれのＸＹ平面内の位置情報）に基づいて基板ホルダ３４（図２参照）のＸ軸方向、及びＹ軸方向の位置情報を、例えば１０ｎｍ以下の分解能で求める。また、主制御装置９０は、例えば４つのＸリニアエンコーダ９４ｘ（あるいは、例えば４つのＹリニアエンコーダ９４ｙ）のうちの少なくとも２つの出力に基づいて基板ホルダ３４のθｚ位置情報（回転量情報）を求める。主制御装置９０は、上記基板エンコーダシステム５０の計測値から求められた基板ホルダ３４のＸＹ平面内の位置情報に基づき、基板駆動系９３を用いて基板ホルダ３４のＸＹ平面内の位置を制御する。
【００６２】
また、図４（Ａ）に示されるように、基板ホルダ３４には、上述したように、基板Ｐの＋Ｙ側、及び−Ｙ側の領域それぞれにスケール５２がＸ軸方向に所定間隔で、例えば５つ配置されている。また、上記Ｘ軸方向に所定間隔で配置された、例えば５つのスケール５２のうち、最も＋Ｘ側のスケール５２にヘッドユニット６０（一対のＸヘッド６６ｘ、一対のＹヘッド６６ｙ（それぞれ図４（Ｂ）参照）の全て）が対向する位置と、最も−Ｘ側のスケール５２にヘッドユニット６０が対向する位置との間で、基板ホルダ３４がＸ軸方向に駆動される。
【００６３】
そして、上記マスクエンコーダシステム４８と同様に、ひとつのヘッドユニット６０が有する一対のＸヘッド６６ｘ、及び一対のＹヘッド６６ｙそれぞれの間隔は、図４（Ｂ）に示されるように、隣接するスケール５２間の間隔よりも広く設定されている。これにより、基板エンコーダシステム５０では、一対のＸヘッド６６ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール５３ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド６６ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール５３ｙに対向する。従って、基板エンコーダシステム５０は、計測値を途切れさせることなく基板ホルダ３４（図４（Ａ）参照）の位置情報を求めることができる。
【００６４】
図６に戻り、防塵カバー５５は、ＸＺ断面Ｕ字状に形成されたＹ軸方向に延びる部材から成り、一対の対向面間に上述したエンコーダベース５４の第２部分５４ｂ、及びＹスライドテーブル６２が所定のクリアランスを介して挿入されている。防塵カバー５５の下面には、Ｘヘッド６６ｘ、及びＹヘッド６６ｙを通過させる開口部が形成されている。これにより、Ｙリニアガイド装置６３、ベルト６８ｃなどから発生する粉塵がスケール５２に付着することが抑制される。また、エンコーダベース５４の下面には、一対の防塵板５５ａ（図５では不図示）が固定されている。スケール５６は、一対の防塵板５５ａ間に配置されており、Ｙリニアガイド装置６３などから発生する粉塵がスケール５６に付着することが抑制される。
【００６５】
図８には、液晶露光装置１０（図１参照）の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置９０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置９０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、液晶露光装置１０の構成各部を統括制御する。
【００６６】
上述のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）では、主制御装置９０（図８参照）の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ装置１４上へのマスクＭのロードが行われるとともに、不図示の基板ローダによって、基板ステージ装置２０（基板ホルダ３４）上への基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置９０により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、そのアライメント計測の終了後、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。
【００６７】
次に、露光動作時におけるマスクステージ装置１４、及び基板ステージ装置２０の動作の一例を、図９（Ａ）〜図１６（Ｂ）を用いて説明する。なお、以下の説明では、１枚の基板Ｐ上に４つのショット領域が設定された場合（いわゆる４面取りの場合）を説明するが、１枚の基板Ｐ上に設定されるショット領域の数、及び配置は、適宜変更可能である。
【００６８】
図９（Ａ）には、アライメント動作が完了した後のマスクステージ装置１４が、図９（Ｂ）には、アライメント動作が完了した後の基板ステージ装置２０（ただし基板ホルダ３４以外の部材は不図示。以下、同じ）がそれぞれ示されている。露光処理は、一例として、図９（Ｂ）に示されるように、基板Ｐの−Ｙ側かつ＋Ｘ側に設定された第１ショット領域Ｓ１から行われる。マスクステージ装置１４では、図９（Ａ）に示されるように、照明系１２からの照明光ＩＬ（それぞれ図１参照）が照射される照明領域（ただし、図９（Ａ）に示される状態では、まだマスクＭに対し照明光ＩＬは照射されていない）よりもマスクＭの＋Ｘ側の端部が幾分−Ｘ側に位置するように、マスクエンコーダシステム４８（図８参照）の出力に基づいてマスクＭの位置決めがされる。具体的には、例えば、照明領域に対してマスクＭのパターン領域の＋Ｘ側の端部が、所定の速度で走査露光するために必要な助走距離（すなわち、所定の速度に達するために必要な加速距離）だけ−Ｘ側に配置され、その位置においてマスクエンコーダシステム４８によりマスクＭの位置が計測できるようにスケール４６が設けられている。また、基板ステージ装置２０では、図９（Ｂ）に示されるように、投影光学系１６からの照明光ＩＬ（図１参照）が照射される露光領域（ただし、図９（Ｂ）に示される状態では、まだ基板Ｐに対し照明光ＩＬは照射されていない）よりも第１ショット領域Ｓ１の＋Ｘ側の端部が幾分−Ｘ側に位置するように、基板エンコーダシステム５０（図８参照）の出力に基づいて基板Ｐの位置決めがされる。具体的には、例えば、露光領域に対して基板Ｐの第１ショット領域Ｓ１の＋Ｘ側の端部が、所定の速度で走査露光するために必要な助走距離（すなわち、所定の速度に達するために必要な加速距離）だけ−Ｘ側に配置され、その位置において基板エンコーダシステム５０により基板Ｐの位置が計測できるようにスケール５２が設けられている。なお、ショット領域の走査露光を終えてマスクＭおよび基板Ｐをそれぞれ減速する側においても、同様に走査露光時の速度から所定の速度まで減速させるために必要な減速距離だけマスクＭおよび基板Ｐをさらに移動させるまでマスクエンコーダシステム４８、基板エンコーダシステム５０によりそれぞれマスクＭ、基板Ｐの位置を計測可能なようにスケール４６，５２が設けられている。あるいは、加速中および減速中の少なくとも一方の動作中には、マスクエンコーダシステム４８、基板エンコーダシステム５０とは別の計測系によってマスクＭおよび基板Ｐの位置をそれぞれ計測できるようにしても良い。
【００６９】
次いで、図１０（Ａ）に示されるように、マスクホルダ４０が＋Ｘ方向に駆動（加速、等速駆動、及び減速）されるとともに、該マスクホルダ４０に同期して、図１０（Ｂ）に示されるように、基板ホルダ３４が＋Ｘ方向に駆動（加速、等速駆動、及び減速）される。マスクホルダ４０が駆動される際、主制御装置９０（図８参照）は、マスクエンコーダシステム４８（図８参照）の出力に基づいてマスクＭの位置制御を行うとともに、基板エンコーダシステム５０（図８参照）の出力に基づいて基板Ｐの位置制御を行う。基板ホルダ３４がＸ軸方向に駆動される際、一対のヘッドユニット６０は、静止状態とされる。マスクホルダ４０、及び基板ホルダ３４がＸ軸方向に等速駆動される間、基板Ｐには、マスクＭ及び投影光学系１６を通過した照明光ＩＬ（それぞれ図１参照）が照射され、これによりマスクＭが有するマスクパターンがショット領域Ｓ１に転写される。
【００７０】
基板Ｐ上の第１ショット領域Ｓ１に対するマスクパターンの転写が完了すると、基板ステージ装置２０では、図１１（Ｂ）に示されるように、第１ショット領域Ｓ１の＋Ｙ側の設定された第２ショット領域Ｓ２への露光動作のために、基板ホルダ３４が−Ｙ方向に所定距離（基板Ｐの幅方向寸法のほぼ半分の距離）、基板エンコーダシステム５０（図８参照）の出力に基づいて駆動（Ｙステップ）される。上記基板ホルダ３４のＹステップ動作時において、マスクホルダ４０は、図１１（Ａ）に示されるように、マスクＭの−Ｘ側の端部が照明領域（ただし、図１１（Ａ）に示される状態では、マスクＭは照明されない）よりも幾分＋Ｘ側に位置した状態で静止している。
【００７１】
ここで、図１１（Ｂ）に示されるように、上記基板ホルダ３４のＹステップ動作時において、基板ステージ装置２０では、一対のヘッドユニット６０が、基板ホルダ３４に同期してＹ軸方向に駆動される。すなわち、主制御装置９０（図８参照）は、基板エンコーダシステム５０（図８参照）のうち、Ｙリニアエンコーダ９４ｙの出力に基づいて、基板ホルダ３４を基板駆動系９３（図８参照）を介して目標位置までＹ軸方向に駆動しつつ、Ｙリニアエンコーダ９６ｙ（図８参照）の出力に基づいて、一対のヘッドユニット６０を対応するベルト駆動装置６８（図８参照）を介してＹ軸方向に駆動する。この際、主制御装置９０は、一対のヘッドユニット６０と基板ホルダ３４とを同期して（一対のヘッドユニット６０が基板ホルダ３４に追従するように）駆動する。従って、基板ホルダ３４のＹ位置（基板ホルダ３４の移動中も含む）に関わらず、Ｘヘッド６６ｘ、Ｙヘッド６６ｙ（それぞれ図７参照）から照射される計測ビームそれぞれが、Ｘスケール５３ｘ、Ｙスケール５３ｙ（それぞれ図７参照）から外れることがない。換言すると、基板ホルダ３４をＹ軸方向に移動中（Ｙステップ動作中）にＸヘッド６６ｘ、Ｙヘッド６６ｙから照射される計測ビームそれぞれがＸスケール５３ｘ、Ｙスケール５３ｙから外れない程度、すなわちＸヘッド６６ｘ、Ｙヘッド６６ｙからの計測ビームによる計測が途切れない（計測を継続できる）程度に、一対のヘッドユニット６０と基板ホルダ３４とを同期してＹ軸方向へ移動させれば良い。
【００７２】
基板ホルダ３４のＹステップ動作が完了すると、図１２（Ａ）に示されるように、マスクエンコーダシステム４８（図８参照）の出力に基づいてマスクホルダ４０が−Ｘ方向に駆動されるとともに、該マスクホルダ４０に同期して、図１２（Ｂ）に示されるように、基板エンコーダシステム５０（図８参照）の出力に基づいて基板ホルダ３４が−Ｘ方向に駆動される。これにより、第２ショット領域Ｓ２にマスクパターンが転写される。この際も一対のヘッドユニット６０は、静止状態とされる。
【００７３】
第２ショット領域Ｓ２への露光動作が完了すると、マスクステージ装置１４では、図１３（Ａ）に示されるように、マスクホルダ４０が＋Ｘ方向に駆動され、照明領域よりもマスクＭの−Ｘ側の端部が幾分＋Ｘ側に位置するように、マスクエンコーダシステム４８（図８参照）の出力に基づいてマスクＭの位置決めがされる。また、基板ステージ装置２０では、図１３（Ｂ）に示されるように、第２ショット領域Ｓ２の−Ｘ側に設定された第３ショット領域Ｓ３への露光動作のために、基板ホルダ３４が＋Ｘ方向に駆動され、露光領域よりも第３ショット領域Ｓ３の−Ｘ側の端部が幾分＋Ｘ側に位置するように、基板エンコーダシステム５０（図８参照）の出力に基づいて基板Ｐの位置決めがされる。図１３（Ａ）及び図１３（Ａ）に示されるマスクホルダ４０、及び基板ホルダ３４の移動動作時において、照明系１２（図１参照）からは、照明光ＩＬがマスクＭ（図１３（Ａ）参照）及び基板Ｐ（図１３（Ｂ）参照）に対して照射されない。すなわち、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示されるマスクホルダ４０、及び基板ホルダ３４の移動動作は、単なるマスクＭ、及び基板Ｐの位置決め動作（Ｘステップ動作）である。
【００７４】
マスクＭ、及び基板ＰのＸステップ動作が完了すると、マスクステージ装置１４では、図１４（Ａ）に示されるように、マスクエンコーダシステム４８（図８参照）の出力に基づいてマスクホルダ４０が−Ｘ方向に駆動されるとともに、該マスクホルダ４０に同期して、図１４（Ｂ）に示されるように、基板エンコーダシステム５０（図８参照）の出力に基づいて基板ホルダ３４が−Ｘ方向に駆動される。これにより、第３ショット領域Ｓ３にマスクパターンが転写される。この際も一対のヘッドユニット６０は、静止状態とされる。
【００７５】
第３ショット領域Ｓ３への露光動作が完了すると、基板ステージ装置２０では、図１５（Ｂ）に示されるように、第３ショット領域Ｓ３の−Ｙ側の設定された第４ショット領域Ｓ４への露光動作のために、基板ホルダ３４が＋Ｙ方向に所定距離、駆動（Ｙステップ駆動）される。この際、図１１（Ｂ）に示される基板ホルダ３４のＹステップ動作時と同様に、マスクホルダ４０は静止状態とされる（図１５（Ａ）参照）。また、一対のヘッドユニット６０は、基板ホルダ３４に同期して（基板ホルダ３４に追従するように）＋Ｙ方向に駆動される。
【００７６】
基板ホルダ３４のＹステップ動作が完了すると、図１６（Ａ）に示されるように、マスクエンコーダシステム４８（図８参照）の出力に基づいてマスクホルダ４０が＋Ｘ方向に駆動されるとともに、該マスクホルダ４０に同期して、図１６（Ｂ）に示されるように、基板エンコーダシステム５０（図８参照）の出力に基づいて基板ホルダ３４が＋Ｘ方向に駆動される。これにより、第４ショット領域Ｓ４にマスクパターンが転写される。この際も一対のヘッドユニット６０は、静止状態とされる。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態に係る液晶露光装置１０によれば、マスクＭのＸＹ平面内の位置情報を求めるためのマスクエンコーダシステム４８、及び基板ＰのＸＹ平面内の位置情報を求めるための基板エンコーダシステム５０（それぞれ図１参照）それぞれは、対応するスケールに対して照射される計測ビームの光路長が短いので、例えば従来の干渉計システムに比べて空気揺らぎの影響を低減できる。従って、マスクＭ、及び基板Ｐの位置決め精度が向上する。また、空気揺らぎの影響が小さいので、従来の干渉計システムを用いる場合に必須となる部分空調設備を省略でき、コストダウンが可能となる。
【００７８】
さらに、干渉計システムを用いる場合には、大きくて重いバーミラーをマスクステージ装置１４、及び基板ステージ装置２０に備える必要があったが、本実施形態に係るマスクエンコーダシステム４８、及び基板エンコーダシステム５０では、上記バーミラーが不要となるので、マスクホルダ４０を含む系、及び基板ホルダ３４を含む系それぞれが小型・軽量化するとともに重量バランスが良くなり、これによりマスクＭ、基板Ｐの位置制御性が向上する。また、干渉計システムを用いる場合に比べ、調整箇所が少なくて済むので、マスクステージ装置１４、及び基板ステージ装置２０のコストダウンし、さらにメンテナンス性も向上する。また、組み立て時の調整も容易（あるいは不要）となる。
【００７９】
また、本実施形態に係る基板エンコーダシステム５０では、一対のヘッドユニット６０を基板Ｐに同期してＹ軸方向に駆動する（追従させる）ことにより、基板ＰのＹ位置情報を求める構成であるため、基板ステージ装置２０側にＹ軸方向に延びるスケールを配置する必要（あるいは装置本体１８側にＹ軸方向に複数のヘッドを配列する必要）がない。従って、基板位置計測系の構成をシンプルにすることができ、コストダウンが可能となる。
【００８０】
また、本実施形態に係るマスクエンコーダシステム４８では、隣接する一対のエンコーダヘッド（Ｘヘッド４９ｘ、Ｙヘッド４９ｙ）の出力をマスクホルダ４０のＸ位置に応じて適宜切り換えながら該マスクホルダ４０のＸＹ平面内の位置情報を求める構成であるので、複数のスケール４６をＸ軸方向に所定間隔で（互いに離間して）配置しても、マスクホルダ４０の位置情報を途切れることなく求めることができる。従って、マスクホルダ４０の移動ストロークと同等の長さ（本実施形態のスケール４６の約３倍の長さ）のスケールを用意する必要がなく、コストダウンが可能であり、特に本実施形態のような大型のマスクＭを用いる液晶露光装置１０に好適である。本実施形態に係る基板エンコーダシステム５０も同様に、複数のスケール５２がＸ軸方向に、複数のスケール５６がＹ軸方向に、それぞれ所定間隔で配置されるので、基板Ｐの移動ストロークと同等の長さのスケールを用意する必要がなく、大型の基板Ｐを用いる液晶露光装置１０に好適である。
【００８１】
《第２の実施形態》
次に第２の実施形態について図１７を用いて説明する。本第２の実施形態の構成は、マスクエンコーダシステム１４８の一部の構成を除き、上記第１の実施形態と同じなので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００８２】
図１７に示されるように、本第２の実施形態のマスクエンコーダシステム１４８において、ヘッドユニット１４４のユニットベース４５には、複数のセンサ７０が固定されている。主制御装置９０（図１７では不図示。図８参照）は、エンコーダベース４３、及び上架台部１８ａを貫通する貫通孔７２を介して、装置本体１８の上架台部１８ａに固定されたスケール５６に形成された不図示のマーク（あるいはスケール５６に形成された格子線）を複数のセンサ７０を用いて検出することにより、スケール５６（すなわち装置本体１８）に対するＹヘッド４９ｙ、及びＸヘッド４９ｘのＸＹ平面に平行な方向の変位量情報を求める。主制御装置９０は、及び上記変位量情報（センサ７０の出力）を用いてマスクエンコーダシステム１４８の計測値（Ｙヘッド４９ｙ、及びＸヘッド４９ｘの出力）を更正しつつ、マスクホルダ４０の位置制御を行う。センサ７０の種類は、特に限定されないが、例えば空間像計測センサと同様の画像センサを用いることができる。
【００８３】
本第２の実施形態によれば、基板ホルダ３４の位置制御の基準であるスケール５６が、マスクホルダ４０の位置制御の基準としても機能する。すなわち、マスクエンコーダシステム１４８と基板エンコーダシステム５０とをひとつのシステム（閉じた系）とすることができるので、例えばマスクホルダ４０の位置制御の基準を他の部材（例えば投影光学系１６（図１参照））とする場合に比べ、該他の部材の姿勢変化に影響を受けることがない。従って、マスクＭ及び基板Ｐの位置決め精度が向上する。
【００８４】
《第３の実施形態》
次に第３の実施形態について図１８を用いて説明する。本第３の実施形態の構成は、基板エンコーダシステム１５０の一部の構成を除き、上記第１の実施形態と同じなので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【００８５】
図１８に示されるように、本第３の実施形態の基板エンコーダシステム１５０が有するヘッドユニット１６０において、Ｘヘッド６６ｘ、Ｙヘッド６６ｙそれぞれは、Ｙスライドテーブル６２に対してＺアクチュエータ７６を介してＺ軸方向に微少ストロークで移動可能に取り付けられている。Ｚアクチュエータ７６の種類は、特に限定されないが、例えばカム装置、ピエゾ素子、リニアモータなどを用いることができる。基板エンコーダシステム１５０では、不図示のＺセンサにより、Ｘヘッド６６ｘ、Ｙヘッド６６ｙそれぞれと、基板ステージ装置２０が有するスケール５２の表面との間の距離が常時計測される。
【００８６】
ここで、本実施形態のような回折干渉方式のエンコーダヘッドを用いたリニアエンコーダシステムにおいて、スケール表面のＺ位置変化により、エンコーダヘッドの出力に誤差が発生すること（本実施形態の場合、基板ホルダ３４のＺ位置により、Ｘヘッド６６ｘ、Ｙヘッド６６ｙそれぞれがＺ軸方向にも感度を持つこと）が知られている（例えば、米国特許出願公開第２００８／００９４５９２号明細書参照）。そこで、主制御装置９０（図１８では不図示。図８参照）は、上記Ｚセンサの出力に基づいて、複数のＸヘッド６６ｘ、Ｙヘッド６６ｙそれぞれを適宜Ｚ軸方向に微少駆動することにより、上記スケールのＺ位置変化に起因して発生する誤差を抑制する。従って、基板Ｐの位置決め精度が向上する。Ｚセンサとしては、例えばＣＤドライブ装置などで用いられるような光ピックアップ方式のＺセンサを用いても良いし、例えばＸヘッド６６ｘ（あるいはＹヘッド６６ｙ）に、米国特許第７，５６１，２８０号明細書に開示されるような２次元エンコーダヘッドを用いて、基板ホルダ３４のＸ軸方向（あるいはＹ軸方向）の位置情報と併せてＺ軸方向の位置情報をひとつのエンコーダヘッドで求めるようにしても良い。
【００８７】
なお、以上説明した第１〜第３実施形態の構成は、適宜変更が可能である。例えば、上記第１実施形態のマスクエンコーダシステム４８、基板エンコーダシステム５０において、エンコーダヘッド、及びスケールの配置は逆であっても良い。すなわち、例えばマスクホルダ４０の位置情報を求めるためのＸリニアエンコーダ９２ｘ、Ｙリニアエンコーダ９２ｙは、マスクホルダ４０にエンコーダヘッドが取り付けられ、エンコーダベース４３にスケールが取り付けられる構成であっても良い。また、基板ホルダ３４の位置情報を求めるためのＸリニアエンコーダ９４ｘ、Ｙリニアエンコーダ９４ｙは、基板ホルダ３４にエンコーダヘッドが取り付けられ、Ｙスライドテーブル６２にスケールが取り付けられても良い。その場合、基板ホルダ３４に取り付けられるエンコーダヘッドは、例えばＸ軸方向に沿って複数配置され、相互に切り換え動作可能に構成されると良い。同様に、Ｙスライドテーブル６２の位置情報を求めるためのＸリニアエンコーダ９６ｘ、Ｙリニアエンコーダ９６ｙは、Ｙスライドテーブル６２にスケールが取り付けられ、エンコーダベース５４（装置本体１８）にエンコーダヘッドが取り付けられても良い。その場合、エンコーダベース５４に取り付けられるエンコーダヘッドは、例えばＹ軸方向に沿って複数配置され、相互に切り換え動作可能に構成されると良い。基板ホルダ３４、及びエンコーダベース５４にエンコーダヘッドが固定される場合、Ｙスライドテーブル６２に固定されるスケールを共通化しても良い。
【００８８】
また、基板エンコーダシステム５０において、基板ステージ装置２０側にＸ軸方向に延びるスケール５２が複数固定され、装置本体１８（エンコーダベース５４）側にＹ軸方向に延びるスケール５６が複数固定される場合について説明したが、これに限られず、基板ステージ装置２０側にＹ軸方向に延びるスケール、装置本体１８側にＸ軸方向に延びるスケールがそれぞれ複数固定されても良い。この場合、ヘッドユニット６０は、基板Ｐの露光動作時に基板ホルダ３４に同期してＸ軸方向に駆動される。
【００８９】
また、マスクエンコーダシステム４８では、例えば３つのスケール４６がＸ軸方向に離間して配置され、基板エンコーダシステム５０では、例えば２つのスケール５２がＹ軸方向、例えば５つのスケール５６がＸ軸方向にそれぞれ離間して配置される場合を説明したが、スケールの数は、これに限られず、例えばマスクＭ、基板Ｐの大きさ、あるいは移動ストロークに応じて適宜変更が可能である。また、必ずしも複数のスケールが離間して配置されていなくても良く、例えばより長いひとつのスケール（上記実施形態の場合では、例えばスケール４６の約３倍の長さのスケール、スケール５２の約２倍の長さのスケール、スケール５６の約５倍の長さのスケール）を用いても良い。
【００９０】
また、スケール４６、５２、５６それぞれの表面にＸスケールとＹスケールとが独立に形成された場合を説明したが、これに限られず、例えばＸＹ２次元スケールを用いても良い。この場合、エンコーダヘッドもＸＹ２次元ヘッドを用いることができる。また、回折干渉方式のエンコーダシステムを用いる場合について説明したが、これに限られず、いわゆるピックアップ方式、磁気方式などの他のエンコーダも用いることができ、例えば米国特許第６，６３９，６８６号明細書などに開示されるいわゆるスキャンエンコーダなども用いることができる。また、Ｙスライドテーブル６２の位置情報は、エンコーダシステム以外の計測システム（例えば光干渉計システム）により求められても良い。
【００９１】
また、基板ステージ装置２０は、少なくとも基板Ｐを水平面に沿って長ストロークで駆動できれば良く、場合によっては６自由度方向の微少位置決めができなくても良い。このような２次元ステージ装置に対しても上記第１〜第３の実施形態に係る基板エンコーダシステムを好適に適用できる。
【００９２】
また、照明光は、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、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。また、照明光としては、例えば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。また、固体レーザ（波長：３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）などを使用しても良い。
【００９３】
また、投影光学系１６が複数本の光学系を備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学系の本数はこれに限らず、１本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、オフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。また、投影光学系１６としては、拡大系、又は縮小系であっても良い。
【００９４】
また、露光装置の用途としては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に限定されることなく、例えば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル製造用の露光装置、半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、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マスク又はレチクルを製造するために、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適用できる。
【００９５】
また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、例えばウエハ、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。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が５００ｍｍ以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。
【００９６】
液晶表示素子（あるいは半導体素子）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マスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板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、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、ガラス基板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。
【００９７】
なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
以上説明したように、本発明の移動体装置及び移動体の駆動方法は、移動体を所定の２次元平面に沿って駆動するのに適している。また、本発明の露光装置は、物体に所定のパターンを形成するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの生産に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。
【符号の説明】
【００９９】
１０…液晶露光装置、１４…マスクステージ装置、２０…基板ステージ装置、３４…基板ホルダ、４０…マスクホルダ、４４…ヘッドユニット、４６…スケール、４８…マスクエンコーダシステム、５０…基板エンコーダシステム、５２…スケール、５６…スケール、６０…ヘッドユニット、９０…主制御装置、Ｍ…マスク、Ｐ…基板。
【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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