(57)【要約】【課題】位置センサを用いた移動部材の移動情報の検出精度を向上させることができる移動情報検出方法、移動情報検出プログラム、計測装置、光学系、露光装置及びデバイスの製造方法を提供する。【解決手段】ステップＳ１１では、レンズをＺ軸方向及びθｘ方向に移動させると共に、複数の位置で位置センサを用いてレンズのＹ軸移動量ｄを検出させ、さらに、Ｙ軸移動量ｄを検出したときのレンズのＺ軸方向に関する位置及び傾斜角を検出させる。そして、ステップＳ１２，１３では、位置センサのスケールの傾き角度θを算出させる。その後、算出した傾き角度θに基づいて、位置センサを用いてレンズのＹ軸移動量ｄが補正される。【選択図】図６
2011159861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スケールと、該スケールの計測面に形成された目盛を読み取る読取り部とを備える位置センサを用いて、前記計測面に沿う第１の方向に関する移動部材の移動情報を検出する移動情報検出方法であって、
前記移動部材を、前記スケールの計測面内において前記第１の方向と交差する第２の方向に移動させると共に、前記計測面と交差する第３の方向を中心に傾斜させ、前記位置センサを用いて前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を検出し、
前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報の検出を、前記移動部材の前記第２の方向に関する位置を変化させ、且つ前記第３の方向を中心とした前記移動部材の傾斜角度を変化させて複数回行い、
複数回検出した前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報と、前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を検出したときの前記第２の方向に関する前記移動部材の位置と、前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を検出したときの前記移動部材の傾斜角度とに基づき、前記第２の方向に関する前記スケールの傾き角度を算出し、
算出した前記傾き角度に基づき、前記位置センサを用いた前記移動部材の前記第１の方向に関する移動情報を補正することを特徴とする移動情報検出方法。
【請求項２】
前記移動部材の移動情報は、前記移動部材の移動量を含んでおり、
前記第２の方向に関する前記移動部材の位置を変位させたときに、前記位置センサを用いて検出される前記第１の方向に関する前記移動部材の移動量が０（零）になる又は０（零）に近づく前記移動部材の傾斜角度を補正用傾斜角度として求め、
前記補正用傾斜角度に基づき前記傾き角度を算出することを特徴とする請求項１に記載の移動情報検出方法。
【請求項３】
前記移動部材の基準位置を設定すると共に、前記第３の方向に延びる軸線を設定し、前記移動部材は、前記軸線を中心とする周方向に移動可能であり、
前記軸線から前記移動部材の基準位置までの基準距離の算出値（ｄＲ）を、前記位置センサを用いて検出した前記第１方向に関する前記移動部材の移動量（ｄ）、前記第２方向に関する前記移動部材の位置（Ｚｄ）及び傾斜角度（Ｔｓ）を次式に代入して算出し、
ｄ＝（ｄＲ＋Ｚｄ）×ｓｉｎ（Ｔｓ）
前記移動部材を複数の位置に配置した際の前記第２の方向に関する前記移動部材の位置（Ｚｄ）、傾斜角度（Ｔｓ）及び前記第１の方向に関する前記移動部材の移動量（ｄ）に基づき算出された位置毎の基準距離の算出値（ｄＲ）に基づいて、前記軸線から前記移動部材の基準位置までの基準距離を求め、
前記第２方向に関する位置の異なる複数の位置に前記移動部材を配置した場合の補正用傾斜角度を、前記求めた基準距離に基づき位置毎に求め、
前記求めた複数の補正用傾斜角度に基づき前記傾き角度を算出することを特徴とする請求項２に記載の移動情報検出方法。
【請求項４】
前記移動部材が前記第１の方向に移動する共に前記第２の方向に移動した場合には、
補正量（Ｅｓ）を、次式に前記傾き角度（Ｔａ）及び前記第２方向に関する前記移動部材の位置（Ｚｄ）を代入して算出し、
Ｅｓ＝ｓｉｎ（Ｔａ）×Ｚｄ
前記位置センサを用いて検出された前記第１の方向に関する前記移動部材の移動量から前記補正量（Ｅｓ）を除くことにより、前記第１の方向に関する補正後の前記移動部材の移動量を算出することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の移動情報検出方法。
【請求項５】
スケールと、該スケールの計測面に形成された目盛を読み取る読取り部とを備える位置センサを用いて、前記計測面に沿う第１の方向に関する移動部材の移動情報の検出を制御装置に行なわせるための移動情報検出プログラムであって、
前記制御装置に、
前記移動部材を、前記スケールの計測面内において前記第１の方向と交差する第２の方向に移動させると共に、前記計測面と交差する第３の方向を中心に傾斜させ、前記位置センサを用いて前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を複数の位置で検出するステップと、
前記ステップにおいて複数位置で検出した第１の方向に関する前記移動部材の移動情報と、前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を検出したときの前記第２の方向に関する前記移動部材の位置と、前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を検出したときの前記移動部材の傾斜角度とに基づき、前記第２の方向に関する前記スケールの傾き角度を算出するステップと、
前記ステップで算出した前記傾き角度に基づき、前記位置センサを用いた前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を補正するステップと、を実行させることを特徴とする移動情報検出プログラム。
【請求項６】
第１の方向に関する移動部材の移動情報を計測する計測装置であって、
前記第１の方向に関する移動部材の移動情報を検出するための位置センサと、
前記位置センサを用いて前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を検出し、該検出結果を補正する制御装置と、を備え、
前記位置センサは、一方向に沿って配置される複数の目盛が形成された計測面を有するスケールと、前記スケールの前記計測面に対向して配置され且つ該計測面の目盛を読み取るための読取り部とを備え、前記スケール又は読取り部は、前記移動部材に設けられており、
前記制御装置は、
前記移動部材を、前記スケールの計測面内において前記第１の方向と交差する第２の方向に移動させると共に、前記計測面と交差する第３の方向を中心に傾斜させ、前記位置センサを用いて前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を複数の位置で検出し、
前記複数位置で検出した前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報と、前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を検出したときの前記第２の方向に関する前記移動部材の位置と、前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を検出したときの前記移動部材の傾斜角度とに基づき、前記第２の方向に関する前記スケールの傾き角度を算出し、
前記算出した前記傾き角度に基づき、前記位置センサを用いた前記第１の方向に関する前記移動部材の移動情報を補正することを特徴とする計測装置。
【請求項７】
前記移動部材の移動情報は、前記移動部材の移動量を含んでおり、
前記制御装置は、
前記移動部材を前記第２の方向に移動させたときに、前記位置センサを用いて検出される前記第１の方向に関する前記移動部材の移動量が０（零）になる又は０（零）に近づく前記移動部材の傾斜角度を補正用傾斜角度として求め、
前記補正用傾斜角度に基づき前記傾き角度を算出することを特徴とする請求項６に記載の計測装置。
【請求項８】
前記移動部材には基準位置が設定されると共に、前記第３の方向に延びる軸線が設定され、前記移動部材は、前記軸線を中心とする周方向に移動可能であり、
前記制御装置は、
前記軸線から前記移動部材の基準位置までの基準距離の算出値（ｄＲ）を、前記位置センサを用いて検出された前記第１方向に関する前記移動部材の移動量（ｄ）、前記第２方向に関する前記移動部材の位置（Ｚｄ）及び傾斜角度（Ｔｓ）を次式に代入して算出し、
ｄ＝（ｄＲ＋Ｚｄ）×ｓｉｎ（Ｔｓ）
前記移動部材を複数の位置に配置した際の前記第２の方向に関する前記移動部材の位置（Ｚｄ）、傾斜角度（Ｔｓ）及び第１の方向に関する前記移動部材の移動量（ｄ）に基づき算出された位置毎の基準距離の算出値（ｄＲ）に基づいて、前記軸線から前記移動部材の基準位置までの基準距離を求め、
前記第２方向に関する位置の異なる複数の位置に前記移動部材を配置した場合の補正用傾斜角度を、前記求めた基準距離に基づき位置毎に求め、
前記求めた複数の補正用傾斜角度に基づき前記傾き角度を算出することを特徴とする請求項７に記載の計測装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記移動部材が前記第１の方向に移動する共に前記第２の方向に移動した場合には、
補正量（Ｅｓ）を、次式に前記傾き角度（Ｔａ）及び前記第２方向に関する前記移動部材の位置（Ｚｄ）を代入して算出し、
Ｅｓ＝ｓｉｎ（Ｔａ）×Ｚｄ
前記位置センサを用いて検出された前記第１の方向に関する前記移動部材の移動量から前記補正量（Ｅｓ）を除くことにより、前記第１の方向に関する補正後の前記移動部材の移動量を算出することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の計測装置。
【請求項１０】
光学部材と、
前記光学部材を、保持装置を介して支持する支持部材と、
請求項６〜請求項９のうち何れか一項に記載の計測装置と、を備え、
前記スケール及び読取り部の何れか一方は、前記光学部材における放射ビームの入射領域外に配置され、前記スケール及び読取り部の何れか他方は、前記支持部材側に設けられていることを特徴とする光学系。
【請求項１１】
前記光学系の光軸を中心とした周方向において互いに異なる位置に、複数の前記位置センサをそれぞれ配置し、
前記制御装置は、前記複数の位置センサを用いて、前記光学部材の光軸と略直交する面内における移動情報を計測することを特徴とする請求項１０に記載の光学系。
【請求項１２】
前記保持装置は、前記光学部材を、前記支持部材に対して相対的に、前記第２の方向及び前記軸線を中心とした周方向を少なくとも含む複数方向に移動させるべく駆動することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の光学系。
【請求項１３】
所定のパターンを放射ビームで照明する照明光学系と、
前記パターンを介した放射ビームを、感光性材料が塗布された基板に照射する投影光学系と、を備え、
前記照明光学系及び投影光学系の少なくとも一方は、請求項１０〜請求項１２のうち何れか一項に記載の光学系で構成されることを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
所定のパターンが形成されたマスクを放射ビームで照明する照明光学系と、
前記マスクを保持するマスク保持装置と、
前記マスクを介した放射ビームを感光性材料が塗布された基板に照射する投影光学系と、
前記基板を保持する基板保持装置と、
請求項６〜請求項９のうち何れか一項に記載の計測装置と、を備え、
前記スケール及び読取り部の何れか一方は、前記マスク保持装置及び基板保持装置の少なくとも一方に設けられていることを特徴とする露光装置。
【請求項１５】
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、
前記リソグラフィ工程は、請求項１３又は請求項１４に記載の露光装置を用いることを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置センサを用いて移動部材の移動情報を検出する移動情報検出方法及び移動情報検出プログラムに関するものである。また、本発明は、移動部材の移動情報を検出するための位置センサを備える計測装置、該計測装置を備える光学系、該光学系を備える露光装置、及び該露光装置を用いるデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体集積回路などのマイクロデバイスを製造するためのリソグラフィ工程では、所定のパターン（回路パターンなど）を感光性材料が塗布されたウエハ、ガラスプレートなどの基板に形成するための露光装置が用いられる。こうした露光装置に搭載される投影光学系は、鏡筒と、該鏡筒に支持される複数の光学部材（レンズなど）とを備えている。
【０００３】
ところで、投影光学系において光学部材が投影光学系の光軸とほぼ直交する面内で移動（横シフトともいう。）すると、基板に投影されたパターンの像の位置が僅かにずれるおそれがある。そこで、近年では、投影光学系に、光学部材の移動量を計測するための計測装置を備えた露光装置が提案されている（特許文献１参照）。この露光装置では、計測装置によって光学部材の移動量が計測された場合、該移動量に基づいて、パターンの像と基板との投影光学系を介しての相対位置関係が調整される。そのため、基板には、パターンの像が適切な位置に投影することができた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３１７８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記計測装置には、第１の方向に沿って等間隔に設けられる複数の目盛が形成される計測面を有するスケール、及び計測面に対向して配置され且つ目盛を読み取るための読取り部を備える磁気式又は光学式の位置センサが設けられている。こうした位置センサを用いて光学部材の第１の方向への移動量を計測する場合には、光学部材へのスケールの取り付け方によって計測誤差を発生させるおそれがある。
【０００６】
図１２には、光学部材１００の第１の方向への移動量を計測するための位置センサ１０１を設けた場合が図示されている。すなわち、位置センサ１０１のスケール１０２が斜めに傾いた状態で光学部材１００に取り付けられた場合において、光学部材１００が基準位置から第１の方向と直交する第２の方向に移動したときには、光学部材１００が実際には第１の方向に移動していないにも関わらず、光学部材１００の第１の方向への移動量が誤検出される。そのため、光学部材１００の移動方向に第２の方向への移動成分が含まれる場合には、位置センサ１０１に基づき検出される光学部材１００の第１の方向への移動量には、スケール１０２の取り付け方に起因した誤差成分が含まれる。
【０００７】
また、こうした検出誤差は、光学部材１００へのスケール１０２の取り付け方に応じて異なる。そのため、一律なオフセット値を設定し、位置センサ１０１を用いて検出された光学部材１００の第１の方向への移動量をオフセット値で補正する方法は、適用しにくい。したがって、光学部材などの移動部材に対するスケール１０２の取り付け方に関係なく、位置センサを用いて移動部材の第１の方向への移動情報を、正確に検出できる技術が希求されていた。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、位置センサを用いた移動部材の移動情報の検出精度を向上させることができる移動情報検出方法、移動情報検出プログラム、計測装置、光学系、露光装置及びデバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、実施形態に示す図１〜図１１に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の移動情報検出方法は、スケール（５２，６０）と、該スケール（５２，６０）の計測面（５４，６１）に形成された目盛（５５，６２）を読み取る読取り部（５３）とを備える位置センサ（ＳＥ，ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）を用いて、前記計測面（５４，６１）に沿う第１の方向に関する移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出する移動情報検出方法であって、前記移動部材（２４，２６，２８）を、前記スケール（５２，６０）の計測面（５４，６１）内において前記第１の方向と交差する第２の方向に移動させると共に、前記計測面（５４，６１）と交差する第３の方向を中心に傾斜させ、前記位置センサ（ＳＥ，ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）を用いて前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出し、前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報の検出を、前記移動部材（２４，２６，２８）の前記第２の方向に関する位置を変化させ、且つ前記第３の方向を中心とした前記移動部材（２４，２６，２８）の傾斜角度を変化させて複数回行い、複数回検出した前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報と、前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出したときの前記第２の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の位置と、前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出したときの前記移動部材（２４，２６，２８）の傾斜角度とに基づき、前記第２の方向に関する前記スケール（５２，６０）の傾き角度を算出し、算出した前記傾き角度に基づき、前記位置センサ（ＳＥ，ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）を用いた前記移動部材（２４，２６，２８）の前記第１の方向に関する移動情報を補正することを要旨とする。
【００１０】
本発明の移動情報検出プログラムは、スケール（５２，６０）と、該スケール（５２，６０）の計測面（５４，６１）に形成された目盛（５５，６２）を読み取る読取り部（５３）とを備える位置センサ（ＳＥ，ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）を用いて、前記計測面（５４，６１）に沿う第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報の検出を制御装置（ＣＯＮＴ）に行なわせるための移動情報検出プログラムであって、前記制御装置（ＣＯＮＴ）に、前記移動部材（２４，２６，２８）を、前記スケール（５２，６０）の計測面（５４，６１）内において前記第１の方向と交差する第２の方向に移動させると共に、前記計測面（５４，６１）と交差する第３の方向を中心に傾斜させ、前記位置センサ（ＳＥ，ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）を用いて前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を複数の位置で検出するステップと、前記ステップにおいて複数位置で検出した第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報と、前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出したときの前記第２の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の位置と、前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出したときの前記移動部材（２４，２６，２８）の傾斜角度とに基づき、前記第２の方向に関する前記スケール（５２，６０）の傾き角度を算出するステップと、前記ステップで算出した前記傾き角度に基づき、前記位置センサ（ＳＥ，ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）を用いた前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を補正するステップと、を実行させることを要旨とする。
【００１１】
本発明の計測装置は、第１の方向に関する移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を計測する計測装置であって、前記第１の方向に関する移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出するための位置センサ（ＳＥ，ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）と、前記位置センサ（ＳＥ，ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）を用いて前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出し、該検出結果を補正する制御装置（ＣＯＮＴ）と、を備え、前記位置センサ（ＳＥ，ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）は、一方向に沿って配置される複数の目盛が形成された計測面（５４，６１）を有するスケール（５２，６０）と、前記スケール（５２，６０）の前記計測面（５４，６１）に対向して配置され且つ該計測面（５４，６１）の目盛（５５，６２）を読み取るための読取り部（５３）とを備え、前記スケール（５２，６０）又は読取り部（５３）は、前記移動部材（２４，２６，２８）に設けられており、前記制御装置（ＣＯＮＴ）は、前記移動部材（２４，２６，２８）を、前記スケール（５２，６０）の計測面（５４，６１）内において前記第１の方向と交差する第２の方向に移動させると共に、前記計測面（５４，６１）と交差する第３の方向を中心に傾斜させ、前記位置センサ（ＳＥ，ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）を用いて前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を複数の位置で検出し、前記複数位置で検出した前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報と、前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出したときの前記第２の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の位置と、前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出したときの前記移動部材（２４，２６，２８）の傾斜角度とに基づき、前記第２の方向に関する前記スケール（５２，６０）の傾き角度を算出し、前記算出した前記傾き角度に基づき、前記位置センサ（ＳＥ，ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）を用いた前記第１の方向に関する前記移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を補正することを特徴とする。
【００１２】
一般に、位置センサを用いて検出された第１の方向に関する移動部材（２４，２６，２８）の移動情報には、位置センサのスケールの傾き角度に応じた誤差成分が含まれている。そこで、本発明では、移動部材を第２の方向に移動させると共に、移動部材を第３の方向を中心に傾斜させ、複数位置で位置センサを用いて移動部材の第１の方向に関する移動情報を検出させる。そして、複数位置で検出した第１の方向に関する移動部材（２４，２６，２８）の移動情報と、第１の方向に関する移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出したときの第２の方向に関する移動部材（２４，２６，２８）の位置と、第１の方向に関する移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を検出したときの移動部材（２４，２６，２８）の傾斜角度とに基づき、第２の方向に関するスケール（５２，６０）の傾き角度を算出させる。そして、算出された傾き角度に基づいて、位置センサを用いて検出された第１の方向に関する移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を補正することにより、誤差成分の少ない第１の方向に関する移動部材（２４，２６，２８）の移動情報を得ることが可能となる。
【００１３】
なお、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものではないことは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、位置センサを用いた移動部材の移動情報の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態における露光装置を示す概略構成図。
【図２】レンズ保持装置を模式的に示す斜視図。
【図３】計測装置の電気的構成を示すブロック図。
【図４】レンズを模式的に示す平断面図。
【図５】レンズをＺ軸方向及びθｘ方向に移動させる様子を示す模式図。
【図６】本実施形態の移動情報補正処理を説明するフローチャート。
【図７】レンズのＺ軸移動量とＹ軸移動量との関係を示すグラフ。
【図８】レンズのＺ軸移動量と傾斜角度との関係を示すグラフ。
【図９】別の実施形態において、ウエハステージに位置センサのスケールが取り付けられた状態を模式的に示す平面図。
【図１０】デバイスの製造例のフローチャート。
【図１１】半導体デバイスの場合の基板処理に関する詳細なフローチャート。
【図１２】従来において光学部材に位置センサのスケールが傾いて取り付けられた状態を模式的に示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を具体化した一実施形態について図１〜図８に基づき説明する。なお、本実施形態では、投影光学系の光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な平面内で走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向をＹ軸方向とし、その走査方向に直交する非走査方向をＸ軸方向として説明する。また、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の周りの回転方向をθｘ方向、θｙ方向、θｚ方向ともいう。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の露光装置２１は、光源装置２２から供給された露光光ＥＬを用い、所定の回路パターンが形成されたレチクルＲを照明し、該照明によって形成される回路パターンの像をレジストなどの感光性材料が塗布されたウエハＷの露光面Ｗａに投影するための装置である。こうした露光装置２１は、光源装置２２からの露光光ＥＬでレチクルＲを照明する照明光学系２３と、レチクルＲを保持するレチクルステージ２４と、該レチクルＲを介した露光光ＥＬでウエハＷの露光面Ｗａ（感光性材料が塗布されたウエハ表面）を照射する投影光学系２５と、ウエハＷを保持するウエハステージ２６とを備えている。なお、本実施形態の光源装置としては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）を露光光ＥＬとして出力する光源が用いられている。
【００１８】
照明光学系２３は、図示しないフライアイレンズやロッドレンズなどのオプティカルインテグレータ、リレーレンズ及びコンデンサレンズなどの各種レンズ系、及び図示しない開口絞りなどを含んで構成されている。そして、光源装置２２から射出された露光光ＥＬが照明光学系２３を通過することにより、レチクルＲ上には、均一な光強度分布（光輝度分布ともいう。）を有し、且つＸ軸方向（図１において紙面と直交する方向）に延びる略矩形状の照明領域が形成される。
【００１９】
レチクルステージ２４は、照明光学系２３と投影光学系２５との間で、そのレチクルＲの載置面が光路と略直交するように配置されている。すなわち、レチクルステージ２４は、投影光学系２５の物体面側（＋Ｚ方向側であって、図１では上側）に配置されている。また、レチクルステージ２４には、レチクルＲを保持するための図示しないレチクル保持部（例えば、レチクルＲを真空吸着するための図示しない真空チャック）が設けられている。こうしたレチクルステージ２４は、図示しないレチクルステージ駆動部の駆動によって、Ｙ軸方向（図１において左右方向）に移動可能である。すなわち、レチクルステージ駆動部は、レチクル保持部に保持されるレチクルＲをＹ軸方向に所定ストロークで移動させる。また、レチクルステージ駆動部は、レチクルＲをＸ軸方向及びθｚ方向にも移動させることが可能である。
【００２０】
投影光学系２５は、露光光ＥＬでレチクルＲを照明することにより形成された回路パターンの像を所定の縮小倍率（例えば１／４倍）に縮小させる光学系であって、略円筒形状の鏡筒２７を備えている。この鏡筒２７内には、投影光学系２５の光軸ＡＸ（図４参照）に沿って配置される複数枚（図１では３枚のみ図示）のレンズ２８が収容されている。これら各レンズ２８は、後述するレンズ保持装置４０を介して鏡筒２７にそれぞれ支持されている。そして、物体面側であるレチクルＲ側から導かれた露光光ＥＬは、各レンズ２８を介してウエハステージ２６に保持されるウエハＷの露光面Ｗａに導かれる。
【００２１】
ウエハステージ２６は、投影光学系２５の像面側（−Ｚ方向側であって、図１では下側）において、ウエハＷが載置される載置面が露光光ＥＬの光路と略直交するように配置されている。また、ウエハステージ２６には、ウエハＷを保持するための図示しないウエハ保持部（例えば、ウエハＷを真空吸着するための図示しない真空チャック）と、該ウエハ保持部を保持する図示しないウエハホルダと、該ウエハホルダのＺ軸方向における位置及びＸ軸周り、Ｙ軸周りの傾斜角を調整する図示しないＺレベリング機構とが組み込まれている。こうしたウエハステージ２６は、図示しないウエハステージ駆動部によって、Ｙ軸方向に移動可能である。すなわち、ウエハステージ駆動部は、ウエハ保持部に保持されるウエハＷをＹ軸方向に所定ストロークで移動させる。また、ウエハステージ駆動部は、ウエハ保持部に保持されるウエハＷをＸ軸方向及びＺ軸方向にも移動可能に構成されている。
【００２２】
そして、ウエハＷの一つのショット領域にレチクルＲの回路パターンを形成する場合、照明光学系２３によって照明領域をレチクルＲに形成した状態で、レチクルステージ駆動部の駆動によって、レチクルＲをＹ軸方向（例えば、＋Ｙ方向側から−Ｙ方向側）に所定ストローク毎に移動させるとともに、ウエハステージ駆動部の駆動によって、ウエハＷをレチクルＲのＸ軸方向に沿った移動に対して投影光学系２５の縮小倍率に応じた速度比でＹ軸方向（例えば、−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側）に同期して移動させる。そして、一つのショット領域への回路パターンの形成が終了した場合、ウエハＷの他のショット領域に対する回路パターンの形成が連続して行われる。
【００２３】
次に、各レンズ２８のうち最も物体面側に位置するレンズ２８を保持するレンズ保持装置４０について図２に基づき説明する。なお、他のレンズ２８用のレンズ保持装置は、レンズ保持装置４０と略同一構成であるため、その説明を省略する。
【００２４】
鏡筒２７には、その内側に突出する図示しない円環状の支持部（フランジ部）が設けられており、鏡筒２７は、支持部を介してレンズ保持装置４０を支持している。こうしたレンズ保持装置４０は、上記支持部に支持される円環状のアウタリング４１を備え、該アウタリング４１は、ＸＹ平面と略平行な状態で配置されている。また、レンズ保持装置４０には、アウタリング４１上に配置されるパラレルリンク機構４２と、該パラレルリンク機構４２に支持される円環状のインナリング４３とが設けられており、該インナリング４３は、複数（本実施形態では３つ）の保持機構４９を介してレンズ２８を支持している。そして、パラレルリンク機構４２の駆動に伴ってインナリング４３の位置が変位することにより、レンズ２８のアウタリング４１に対する位置及び姿勢のうち少なくとも一方が調整される。
【００２５】
パラレルリンク機構４２は、インナリング４３をアウタリング４１に対して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向の６自由度方向に移動させるべく駆動する。本実施形態においてパラレルリンク機構４２は、インナリング４３をアウタリング４１に対して、投影光学系２５の光軸ＡＸと後述する第２位置センサＳＥ２とを繋ぐ方向に延びる軸（図４では一点鎖線で示す。）を中心とする回転方向、及び投影光学系２５の光軸ＡＸと後述する第３位置センサＳＥ３とを繋ぐ方向に延びる軸（図４では一点鎖線で示す。）を中心とする回転方向にも移動させることが可能である（図４参照）。すなわち、パラレルリンク機構４２は、２本のリンク４４を有するリンク機構４５を複数（本実施形態では３つ）備え、該各リンク機構４５は、周方向において等間隔にそれぞれ配置されている。
【００２６】
各リンク４４は、それぞれの長手方向における両端がアウタリング４１及びインナリング４３に球面対偶をなすようにそれぞれ形成されている。具体的には、各リンク４４は、第１軸部材４６と、該第１軸部材４６に接続又は連結される第２軸部材４７とをそれぞれ有している。各第１軸部材４６の一端（下端）は、アウタリング４１にボールジョイント４８を介してそれぞれ取り付けられ、各第２軸部材４７の他端（上端）は、インナリング４３に図示しないボールジョイントを介してそれぞれ取り付けられている。そして、第１軸部材４６及び第２軸部材４７の少なくとも一方の各々には、リンク４４の長さ、即ち第１軸部材４６の一端と第２軸部材４７の他端との距離を変更させるべく駆動する図示しないアクチュエータがそれぞれ設けられている。アクチュエータの一例として、リンク４４の長手方向に伸縮駆動する圧電素子が挙げられる。そして、各リンク４４は、後述する制御装置ＣＯＮＴに基づきアクチュエータが駆動する場合にそれぞれ伸縮動作する。
【００２７】
各保持機構４９は、各リンク機構４５と同一周方向位置であって、且つインナリング４３の＋Ｚ方向側の面（図３では上面）にそれぞれ配置されている。こうした各保持機構４９は、＋Ｚ方向側が閉塞すると共に−Ｚ方向側が開口する略逆Ｕ字状にそれぞれ形成されている。すなわち、各保持機構４９は、Ｚ軸方向に延びる一対の延設部４９ａと、該両延設部４９ａの＋Ｚ方向側の端部を連結する連結部４９ｂとをそれぞれ有している。
【００２８】
また、本実施形態の露光装置２１には、各レンズ２８のＸＹ平面での移動情報を個別に検出する計測装置５０が設けられている。この計測装置５０は、図３及び図４に示すように、各レンズ２８のＸＹ平面での移動情報を検出するためのＸＹ位置センサ５１と、該ＸＹ位置センサ５１からの検出信号に基づき各レンズ２８のＸＹ平面での移動情報を算出し、該算出結果に基づき各レンズ保持装置４０を制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。なお、本実施形態において、レンズ２８の移動情報には、レンズ２８の移動量（Ｘ軸方向への移動量、Ｙ軸方向への移動量）に関する情報及び各レンズ２８の位置に関する情報のうち少なくとも一方が含まれている。
【００２９】
ＸＹ位置センサ５１には、投影光学系２５の光軸ＡＸを中心とする周方向において等間隔に配置される複数（本実施形態では３つ）の位置センサＳＥ（ＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）が設けられている。これら各位置センサＳＥは、磁気式又は光学式のセンサであって、レンズ２８において露光光ＥＬが入射しない部分（本実施形態では、レンズ２８の側面）にそれぞれ固定されるスケール５２と、鏡筒２７の内壁に固定され且つスケール５２に対向して配置される読取り部５３とをそれぞれ有している。これら各読取り部５３は、制御装置ＣＯＮＴにそれぞれ電気的に接続されている。なお、図３では、明細書の説明理解の便宜上、レンズ保持装置４０の図示を省略している。
【００３０】
図５に示すように、スケール５２は、図示しない螺子などによってレンズ２８に取り付けられている。こうしたスケール５２は、平面状の計測面５４を備えており、該計測面５４には、一方向に沿ってほぼ等間隔に配置される複数の目盛５５が形成されている。これら各目盛５５は、計測面５４内において上記一方向とほぼ直交する方向にそれぞれ延びている。また、読取り部５３は、対応するスケール５２の目盛５５を読取り可能に構成されており、読取り結果に応じた情報（検出情報ともいう。）を制御装置ＣＯＮＴに出力する。
【００３１】
制御装置ＣＯＮＴは、図３に示すように、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び不揮発性のメモリなどから構築されるデジタルコンピュータと、各レンズ保持装置４０を駆動させるためのドライバ回路とを備えている。こうした制御装置ＣＯＮＴは、ハードウェア及びソフトウェアのうち少なくとも一方によりそれぞれ実現される機能部分として、補正情報記憶部５６、レンズ位置算出部５７及びレンズ位置制御部５８を有している。
【００３２】
補正情報記憶部５６には、位置センサＳＥのスケール５２のレンズ２８への取り付け方に起因して生じる検出誤差を補正するための補正情報（詳しくは、後述するスケール５２の傾き角度）が記憶される。
【００３３】
レンズ位置算出部５７は、ＸＹ位置センサ５１（即ち、各位置センサＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３）からの検出情報に基づきレンズ２８のＸＹ平面（即ち、Ｚ軸方向と直交する方向）での移動情報を算出し、該移動情報をレンズ位置制御部５８に出力する。また、レンズ位置算出部５７は、鏡筒２７へのレンズ２８の取り付け時や露光装置２１のメンテナンス時などに、スケール５２の傾き角度を算出する移動情報補正処理を行なう。なお、この移動情報補正処理については、後述する。
【００３４】
レンズ位置制御部５８は、レンズ位置算出部５７から入力されたレンズ２８の位置情報に基づき、レンズ保持装置４０を個別に制御する。また、レンズ位置制御部５８は、レンズ２８を移動させた場合にはその移動量に関する情報（レンズ２８のＺ軸方向への移動量（又はＺ軸方向における位置）など）をレンズ位置算出部５７に出力する。すなわち、レンズ位置制御部５８は、レンズ２８を＋Ｚ方向側に１μｍ移動させる場合には、所望する移動量（この場合、＋Ｚ方向側に１μｍ）に応じたパラレルリンク機構４２の各リンク４４の伸縮量を個別に設定し、該各リンク４４のアクチュエータを駆動させる。同様に、レンズ位置制御部５８は、レンズ２８を＋θｘ方向側に１°傾斜させる場合には、所望する移動量（この場合、＋θｘ方向側に１°）に応じたパラレルリンク機構４２の各リンク４４の伸縮量を個別に設定し、該各リンク４４のアクチュエータを駆動させる。
【００３５】
そして、レンズ２８がＸ軸方向に沿って移動した場合、各位置センサＳＥ１，ＳＥ２，ＳＥ３のうち、第１位置センサＳＥ１は、スケール５２と読取り部５３とがＸ軸方向に沿って配置されているため、レンズ２８のＸ軸方向における移動を検出できない。一方、第２位置センサＳＥ２及び第３位置センサＳＥ３は、レンズ２８のＸ軸方向における移動を検出でき、各位置センサＳＥ２，ＳＥ３の読取り部５３からは、それらによる読取り結果に応じた検出情報が制御装置ＣＯＮＴにそれぞれ出力される。また、レンズ２８がＹ軸方向に沿って移動した場合、第１位置センサＳＥ１の読取り部５３からは、レンズ２８のＹ軸方向への移動量に応じた検出情報が制御装置ＣＯＮＴに出力される。一方、第２位置センサＳＥ２及び第３位置センサＳＥ３の読取り部５３からは、それらによる読取り結果に応じた検出情報が制御装置ＣＯＮＴにそれぞれ出力される。
【００３６】
ところで、図５に示すように、第１位置センサＳＥ１のスケール５２を、該スケール５２の一方向（各目盛５５が並ぶ方向）をＹ軸方向と完全に一致させるようにレンズ２８に取り付けることは、困難である。そのため、第１の方向（この場合、Ｙ軸方向）と直交する第２の方向（この場合、Ｚ軸方向）に延びる基準線Ｌ１（図５では一点鎖線で示す。）に対するスケール５２の傾き角度θの絶対値は、０（零）よりも大きくなる。そこで、本実施形態では、スケール５２の傾き角度θを算出すると共に、該算出結果に応じた補正量を算出する移動情報補正処理が実行される。なお、図５では、スケール５２の傾き角度θが誇張されている。
【００３７】
次に、本実施形態の移動情報補正処理について、図５に示す模式図、図６に示すフローチャート及び図７、図８に示す各グラフに基づき説明する。ここでは、最も物体面側に位置するレンズ２８の第１位置センサＳＥ１に対する移動情報補正処理について説明する。なお、他の位置センサＳＥに対する移動情報補正処理は、最も物体面側に位置するレンズ２８の位置センサＳＥ１に対する移動情報補正処理と略同一内容であるため、それらの詳細な説明を省略する。
【００３８】
さて、移動情報補正処理において、ステップＳ１０では、レンズ位置制御部５８は、レンズ２８を＋Ｚ方向側及び−Ｚ方向側に移動させることが可能であって、且つレンズ２８をＸ軸方向に沿う軸線Ｓ１を中心とする＋θｘ方向及び−θｘ方向に移動させることが可能な位置に移動させる（図５参照）。そして、レンズ２８の移動が完了すると、レンズ位置制御部５８は、移動完了の旨をレンズ位置算出部５７に出力する。すると、レンズ位置算出部５７は、現時点のレンズ２８の位置を基準位置に設定する。なお、図５では、実線で示されたレンズ２８の位置が基準位置とする。
【００３９】
続いて、ステップＳ１１において、レンズ位置制御部５８は、レンズ２８を基準位置から移動させると共に、レンズ位置算出部５７は、複数位置でのレンズ２８のＹ軸方向への移動量（以下、Ｙ軸移動量ともいう。）ｄを、第１位置センサＳＥ１を用いて検出する。具体的には、レンズ位置制御部５８は、レンズ２８のＺ軸方向における移動量（以下、Ｚ軸移動量ともいう。）Ｚｄを、第１移動量（＝−γ）、第２移動量（＝−β）、第３移動量（＝−α）、第４移動量（＝０（零））、第５移動量（＝α）、第６移動量（＝β（＞α））及び第７移動量（＝γ（＞β））に設定する。なお、第５移動量、第６移動量及び第７移動量は、それぞれ正の値であるものとする。また、レンズ位置制御部５８は、レンズ２８のθｘ方向における傾斜角度Ｔｓを、第１傾斜角（＝−Ｔ３）、第２傾斜角（＝−Ｔ２）、第３傾斜角（＝−Ｔ１）、第４傾斜角（＝０（零））、第５傾斜角（＝Ｔ１）、第６傾斜角（＝Ｔ２（＞Ｔ１））及び第７傾斜角（＝Ｔ３（＞Ｔ２））に設定する。なお、第５傾斜角、第６傾斜角及び第７傾斜角は、それぞれ正の値であるものとする。
【００４０】
すなわち、レンズ位置制御部５８は、レンズ２８を合計４９の位置に移動（変位）することができる。ちなみに、Ｚ軸移動量Ｚｄが第４移動量であって且つ傾斜角度Ｔｓが第４傾斜角となる場合、レンズ２８は、基準位置に位置している。
【００４１】
そして、レンズ位置算出部５７は、Ｚ軸移動量Ｚｄが第１移動量であって且つ傾斜角度Ｔｓが第１傾斜角となる位置にレンズ２８が位置する場合、第１位置センサＳＥ１からの検出信号に基づきレンズ２８のＹ軸移動量ｄを算出する。続いて、レンズ位置算出部５７は、Ｚ軸移動量Ｚｄが第２移動量であって且つ傾斜角度Ｔｓが第２傾斜角となる位置にレンズ２８が位置する場合、第１位置センサＳＥ１からの検出信号に基づきレンズ２８のＹ軸移動量ｄを算出する。このように、レンズ位置算出部５７は、複数位置（この場合、４９位置）にレンズ２８を配置した場合における該レンズ２８のＹ軸移動量ｄを、第１位置センサＳＥ１からの検出信号に基づき算出する。
【００４２】
続いて、ステップＳ１２において、レンズ位置算出部５７は、ステップＳ１１での算出結果に基づき、軸線Ｓ１からレンズ２８の基準位置までの基準距離をピポタル径ＰＲとして算出する。本実施形態のレンズ保持装置４０は、レンズ２８をθｘ方向、即ち軸線Ｓ１を中心とする周方向に移動させることはできるが、このときの軸線Ｓ１の位置は、レンズ保持装置４０の個体毎に微妙に異なる。そのため、ピポタル径ＰＲは、レンズ２８をレンズ保持装置４０によって移動させた際の実測値を用いないことには正確に求めることができない。
【００４３】
そこで、本実施形態では、以下に示す方法でピポタル径ＰＲを算出する。すなわち、レンズ位置算出部５７は、Ｙ軸移動量ｄ、該Ｙ軸移動量ｄを検出したときのレンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄ、及び該Ｙ軸移動量ｄを検出したときのレンズ２８の傾斜角度Ｔｓを以下に示す関係式（式１）に代入し、ピポタル径算出値ｄＲを求める。ここでは、レンズ位置算出部５７は、レンズ２８を複数位置（この場合、全４９位置）に配置した場合のピポタル径算出値ｄＲを個別に算出する。
【００４４】
ｄ＝（ｄＲ＋Ｚｄ）×ｓｉｎ（Ｔｓ）  ・・・（式１）
ここで、レンズ２８の位置毎に検出されるＹ軸移動量ｄの各々には、スケール５２の傾き角度θに応じた検出誤差がそれぞれ含まれている。そのため、こうした各Ｙ軸移動量ｄを用いて算出された各ピポタル径算出値ｄＲには、当然、誤差成分がそれぞれ含まれている。ここで、レンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄが第１移動量であって且つ傾斜角度Ｔｓが第４傾斜角である場合に算出されるピポタル径算出値ｄＲ（＝ｄＲ１）は、理論上、以下に示す関係式（式２）で示すことができる。また、レンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄが第７移動量であって且つ傾斜角度Ｔｓが第４傾斜角である場合に算出されるピポタル径算出値ｄＲ（＝ｄＲ２）は、以下に示す関係式（式３）で示すことができる。また、レンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄが第４移動量であって且つ傾斜角度Ｔｓが第１傾斜角である場合に算出されるピポタル径算出値ｄＲ（＝ｄＲ３）は、以下に示す関係式（式４）で示すことができる。また、レンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄが第４移動量であって且つ傾斜角度Ｔｓが第７傾斜角である場合に算出されるピポタル径算出値ｄＲ（＝ｄＲ４）は、以下に示す関係式（式５）で示すことができる。
【００４５】
ｄＲ１＝ＰＲ＋Ａ  ・・・（式２）
ｄＲ２＝ＰＲ−Ａ  ・・・（式３）
ｄＲ３＝ＰＲ＋Ｂ  ・・・（式４）
ｄＲ４＝ＰＲ−Ｂ  ・・・（式５）
ただし、ＰＲ…実際のピポタル径、Ａ，Ｂ…Ｚ軸移動量Ｚｄ及び傾き角度θに応じた誤差量
すなわち、各ピポタル径算出値ｄＲは、実際のピポタル径ＰＲと、基準位置を基準としたレンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄ及び基準位置を基準としたレンズ２８の傾斜角度Ｔｓとに基づいた誤差量（Ａ，Ｂ）とをそれぞれ含んで算出される。また、上述したように、第１移動量の絶対値は、第７移動量の絶対値と同一であると共に、第２移動量の絶対値は、第６移動量の絶対値と同一であり、さらに、第３移動量の絶対値は、第５移動量の絶対値と同一である。また、第１傾斜角の絶対値は、第７傾斜角の絶対値と同一であると共に、第２傾斜角の絶対値は、第６傾斜角の絶対値と同一であり、さらに、第３傾斜角の絶対値は、第５傾斜角の絶対値と同一である。そこで、レンズ位置算出部５７は、各ピポタル径算出値ｄＲの平均値を算出し、該平均値をスケール５２の傾き角度θに対応した誤差量が大幅に取り除かれたピポタル径ＰＲとする。
【００４６】
なお、関係式（式２）〜（式４）は理論値であって、実際の各ピポタル径算出値ｄＲには、実際のピポタル径ＰＲ及び傾き角度θに応じた検出誤差だけではなく、レンズ保持装置４０によるレンズ２８のＺ軸方向への移動精度及びθｘ方向への移動精度に応じた誤差などがそれぞれ含まれる。しかし、本実施形態では、説明理解の便宜上、レンズ保持装置４０によるレンズ２８の移動精度に応じた誤差はないものとする。
【００４７】
続いて、ステップＳ１３において、レンズ位置算出部５７は、ステップＳ１２で算出したピポタル径ＰＲを用いて、スケール５２の傾き角度θを算出する。すなわち、図７は、第１位置センサＳＥ１を用いて検出されたＹ軸移動量ｄと、レンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄとの関係を示すグラフである。図７に示すように、傾斜角度Ｔｓが第４傾斜角である場合には、各Ｚ軸移動量Ｚｄに個別対応するＹ軸移動量ｄを示す各プロットがほぼ一直線に並ぶ。また、傾斜角度Ｔｓが第１傾斜角である場合もまた、各Ｚ軸移動量Ｚｄに個別対応するＹ軸移動量ｄを示す各プロットがほぼ一直線に並ぶ。また、傾斜角度Ｔｓが第７傾斜角である場合もまた、各Ｚ軸移動量Ｚｄに個別対応するＹ軸移動量ｄを示す各プロットがほぼ一直線に並ぶ。しかも、各Ｚ軸移動量Ｚｄに個別対応するＹ軸移動量ｄを示す各プロットが並ぶ各直線の傾きは、傾斜角度Ｔｓが小さいほど小さくなっている。なお、図７では、明細書の説明理解の便宜上、傾斜角度Ｔｓが第２傾斜角及び第５傾斜角である場合のプロット及び直線を省略している。
【００４８】
ここで、もし仮にスケール５２の傾き角度θが０（零）であるとすると、傾斜角度Ｔｓが第４傾斜角である場合の直線の傾きは、ほぼ０（零）になるはずである。また、スケール５２の傾き角度θの正負の符号が本実施形態の場合とは逆の場合、傾斜角度Ｔｓの符号が正である場合の直線の傾きのほうが、傾斜角度Ｔｓの符号が負である場合の直線の傾きよりも小さくなる。
【００４９】
つまり、上記直線の傾きが０（零）又は０（零）に限りなく近くなるような傾斜角度Ｔｓを求めることにより、スケール５２の傾き角度θを得ることができる。そこで、レンズ位置算出部５７は、レンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄが第１移動量である場合の各Ｙ軸移動量ｄと該各Ｙ軸移動量ｄに個別対応する各傾斜角度Ｔｓに基づき、Ｙ軸移動量ｄが０（零）となる傾斜角度Ｔｓを求める。また、レンズ位置算出部５７は、レンズ２８のＺ軸方向におけるＺ軸移動量Ｚｄが第２移動量である場合の各Ｙ軸移動量ｄと該各Ｙ軸移動量ｄに個別対応する各傾斜角度Ｔｓに基づき、Ｙ軸移動量ｄが０（零）となる傾斜角度Ｔｓを求める。すなわち、レンズ位置算出部５７は、レンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄ毎に、Ｙ軸移動量ｄが０（零）となる傾斜角度Ｔｓを求める。なお、図８には、レンズ２８のＺ軸方向におけるＺ軸移動量Ｚｄと、Ｙ軸移動量ｄが０（零）となる傾斜角度Ｔｓとの関係が示されている。
【００５０】
そして、レンズ位置算出部５７は、レンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄと求めた傾斜角度Ｔｓとに基づき、図８において実線の直線で示す一次関数を導出する。この一次関数は、公知の近似方法（一例として、最小二乗法）を用いて導出される。続いて、レンズ位置算出部５７は、導出した一次関数を用い、レンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄが０（零）となるときの傾斜角度Ｔｓ（以下、算出角度ともいう。）を算出する。この算出角度は、レンズ２８の傾斜角度Ｔｓが算出角度となるようにレンズ２８をθｘ方向に移動させた状態で該レンズ２８をＺ軸方向に移動させた場合に、第１位置センサＳＥ１を用いて検出するＹ軸移動量ｄがほぼ０（零）となる角度である。すなわち、傾斜角度Ｔｓが算出角度である場合、スケール５２の目盛５５が並ぶ一方向は、Ｙ軸方向とほぼ一致する。したがって、レンズ位置算出部５７は、上記算出角度をスケール５２の傾き角度θとし、該傾き角度θを補正情報記憶部５６に記憶させ、その後、移動情報補正処理を終了する。
【００５１】
次に、算出した傾き角度θを用いて、第１位置センサＳＥ１からの検出信号に基づき検出されたＹ軸移動量ｄの補正方法を説明する。
さて、レンズ２８の移動方向に、Ｚ軸方向への移動成分が含まれている場合、レンズ位置算出部５７は、レンズ２８のＺ軸方向へのＺ軸移動量Ｚｄを、レンズ位置制御部５８からの信号に基づき取得する。そして、レンズ位置算出部５７は、検出したレンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄと、補正情報記憶部５６に記憶されている傾き角度θとを、以下に示す関係式（式６）に代入し、補正量Ｅｓを算出する。
【００５２】
Ｅｓ＝Ｚｄ×ｓｉｎ（θ）  ・・・（式６）
続いて、レンズ位置算出部５７は、第１位置センサＳＥ１の読取り部５３から入力された検出信号に基づき、レンズ２８の補正前のＹ軸移動量ｄを検出する。そして、レンズ位置算出部５７は、検出した補正前のＹ軸移動量ｄから補正量Ｅｓを減算し、該減算結果を補正後のＹ軸移動量ｄとする。
【００５３】
その後、このように算出された補正後のＹ軸移動量ｄに基づき、レンズ位置制御部５８は、必要に応じてレンズ保持装置４０の駆動を制御する。
したがって、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
【００５４】
（１）第１位置センサＳＥ１を用いて検出されたＹ軸方向に関するレンズ２８のＹ軸移動量ｄ（即ち、補正前のＹ軸移動量）には、第１位置センサＳＥ１のスケール５２の傾き角度θに応じた誤差成分が含まれている。そこで、本実施形態では、レンズ２８をＺ軸方向に移動させると共に、レンズ２８をθｘ方向に移動させ、複数位置で第１位置センサＳＥ１を用いてレンズ２８のＹ軸移動量ｄを検出する。そして、複数位置で検出したレンズ２８のＹ軸移動量ｄと、該Ｙ軸移動量ｄを検出したときのレンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄと、該Ｙ軸移動量ｄを検出したときのレンズ２８の傾斜角度Ｔｓとに基づき、スケール５２の傾き角度θを算出する。そして、算出した傾き角度θに基づいて、第１位置センサＳＥ１を用いて検出されたレンズ２８のＹ軸移動量ｄを補正することにより、誤差成分の少ないＹ軸移動量ｄ（即ち、補正後のＹ軸移動量ｄ）を得ることができる。したがって、第１位置センサＳＥ１を用いてレンズ２８のＹ軸移動量ｄの検出精度を向上させることができる。
【００５５】
（２）また、本実施形態では、第２位置センサＳＥ２及び第３位置センサＳＥ３に関しても、第１位置センサＳＥ１の場合と同様な方法で、それらのスケール５２の傾き角度θが算出される。そして、該算出された傾き角度に基づき、第２位置センサＳＥ２及び第３位置センサＳＥ３を用いて検出されるレンズ２８の移動量が補正される。その結果、レンズ２８のＸＹ平面に沿う方向における移動情報を、正確に取得することができる。したがって、レンズ２８のＸＹ平面での位置をより正確に調整することができ、投影光学系２５の光学特性を向上させることができる。
【００５６】
（３）本実施形態のステップＳ１１において、レンズ２８のＺ軸方向における複数の位置は、基準位置を挟んで対象な位置にそれぞれ配置されている。同様に、レンズ２８の各傾斜角度Ｔｓは、基準位置を挟んで対象な位置にそれぞれ設定されている。そのため、複数の位置での各値に基づき算出した各ピポタル径算出値ｄＲの平均値を算出することにより、スケール５２の傾き角度θに起因した誤差成分の大部分がキャンセルされたピポタル径ＰＲを求めることができる。すなわち、ピポタル径ＰＲを容易に求めることができる。
【００５７】
なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・実施形態において、一つの位置センサＳＥに対して、移動情報補正処理を複数回（例えば３回）行なってもよい。このように移動情報補正処理を複数回実行することにより、スケール５２の傾き角度θに応じた誤差量をより小さくすることができ、ひいてはレンズ２８の位置検出精度をさらに向上させることができる。
【００５８】
・実施形態において、レンズ２８のＺ軸方向への移動量を検出するための位置センサを設け、該位置センサからの検出信号に基づきレンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄを検出してもよい。なお、こうした位置センサは、スケールと読取り部とを有する光学式又は磁気式のセンサであってもよいし、静電容量センサであってもよい。
【００５９】
同様に、レンズ２８の傾斜角度Ｔｓを検出するための位置センサを設け、該位置センサからの検出信号に基づきレンズ２８の傾斜角度Ｔｓを検出してもよい。
・本発明を、ウエハＷやレチクルＲを保持するステージの移動情報を検出するための計測装置に具体化してもよい。図９に示すように、ウエハＷ（図９では二点鎖線で示す。）を保持するウエハステージ２６には、ウエハステージ２６のＹ軸方向に関するＹ軸移動量を検出するための位置センサＳＥのスケール６０が設けられている。このスケール６０の計測面６１には、一方向に沿って配置される複数の目盛６２が形成されている。また、露光装置２１には、ウエハステージ２６をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びθｚ方向に移動させるための図示しないウエハステージ駆動部と、ウエハステージ２６のＸ軸方向に関する位置（又は移動量）を検出するための位置センサと、ウエハステージ２６のθｚ方向における傾斜角を検出するための位置センサとが設けられている。
【００６０】
そして、位置センサＳＥを用いて検出したウエハステージ２６のＹ軸方向に関する移動量を補正する場合には、上記実施形態と同様に、位置センサＳＥのスケール６０のウエハステージ２６に対する傾き角度θを算出させる。このとき、ウエハステージ２６をＺ軸方向へ移動させたり、θｚ方向に移動させたりする。こうした補正処理を行なうことにより、ウエハステージ２６の移動情報を正確に取得することができ、ひいてはウエハステージ２６に保持されるウエハＷの各ショット領域に、適切な位置にパターンを形成させることができる。
【００６１】
・実施形態では、ステップＳ１３において、１次の近似式を用いて傾き角度θを算出しているが、２次以上の近似式を用いて傾き角度θを算出してもよい。また、レンズ２８のＺ軸移動量Ｚｄ毎に求められた、Ｙ軸移動量ｄが０（零）となる各傾斜角度Ｔｓの平均値を算出し、該算出結果を傾き角度θとしてもよい。
【００６２】
・実施形態において、位置センサＳＥは、光学式のリニアエンコーダであってもよい。
・実施形態において、位置センサＳＥは、スケール５２を鏡筒２７側に取り付け、レンズ２８に読取り部５３を取り付けた構成でもよい。この場合であっても、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００６３】
・実施形態において、照明光学系２３が備えるレンズのうち少なくとも一つのレンズに、位置センサＳＥを設けてもよい。そして、位置センサＳＥを用いてレンズの移動情報を検出させてもよい。
【００６４】
・実施形態において、露光装置２１は、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またはマスクを製造するために、マザーレチクルからガラス基板やシリコンウエハなどへ回路パターンを転写する露光装置であってもよい。また、露光装置２１は、液晶表示素子（ＬＣＤ）などを含むディスプレイの製造に用いられてデバイスパターンをガラスプレート上へ転写する露光装置、薄膜磁気ヘッド等の製造に用いられて、デバイスパターンをセラミックウエハ等へ転写する露光装置、及びＣＣＤ等の撮像素子の製造に用いられる露光装置などであってもよい。
【００６５】
・実施形態において、光源装置２２は、例えばｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（１４６ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）等を供給可能な光源であってもよい。また、光源装置２２は、ＤＦＢ半導体レーザまたはファイバレーザから発振される赤外域、または可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（またはエルビウムとイッテルビウムの双方）がドープされたファイバアンプで増幅し、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供給可能な光源であってもよい。
【００６６】
・実施形態において、光源装置２２は、波長が１００ｎｍ程度以下の軟Ｘ線領域である極端紫外光、即ちＥＵＶ（Extreme Ultraviolet ）光を供給可能な光源であってもよい。この場合、光学系２３，２５が備える光学部材は、反射型のミラーとなる。こうしたミラーの移動情報を、上記実施形態の計測装置５０で計測してもよい。
【００６７】
・実施形態において、投影光学系２５とウエハＷとの間の光路中を１．１よりも大きな屈折率を有する媒体（典型的には液体）で満たす手法、所謂液浸法を適用してもよい。この場合、投影光学系２５とウエハＷとの間の光路中に液体を満たす手法としては、国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報に開示されているような局所的に液体を満たす手法や、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象のウエハＷを保持したステージを液槽の中で移動させる手法や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する手法などを採用することができる。
【００６８】
・実施形態において、露光装置２１を、可変パターン生成器（例えば、ＤＭＤ（Digital Mirror Device又はDigital Micro-mirror Device））を用いたマスクレス露光装置に具体化してもよい。このようなマスクレス露光装置は、例えば特開２００４−３０４１３５号公報、国際特許公開第２００６／０８０２８５号パンフレット及びこれに対応する米国特許公開第２００７／０２９６９３６号公報に開示されている。
【００６９】
・実施形態において、露光装置２１を、ステップ・アンド・リピート方式の装置に具体化してもよい。
・本発明の計測装置を、露光装置以外の他の装置に設けてもよい。ただし、他の装置には、移動部材と、少なくとも第１の方向、該第１の方向と交差する第２の方向、第１及び第２の各方向と交差する方向に延びる軸線を中心とした回転方向に移動部材を移動させることが可能な機構とを設けてもよい。また、また、他の装置には、移動部材の第２の方向に関する位置及び上記回転方向における傾斜角度を検出可能なセンサを設けてもよい。この場合であっても、移動部材に取り付けられたスケールの傾き角度θを算出し、位置センサを用いて検出された移動部材の第１の方向に関する移動量を、傾き角度θに応じた補正を行なうことにより、移動部材の第１の方向に関する移動量を正確に検出することができる。
【００７０】
次に、本発明の実施形態の露光装置２１によるデバイスの製造方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図１０は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
【００７１】
まず、ステップＳ１０１（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクルＲなど）を製作する。一方、ステップＳ１０３（基板製造ステップ）において、シリコン、ガラス、セラミックス等の材料を用いて基板（シリコン材料を用いた場合にはウエハＷとなる。）を製造する。
【００７２】
次に、ステップＳ１０４（基板処理ステップ）において、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４で用意したマスクと基板を使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によって基板上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１０５（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１０４で処理された基板を用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１０５には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１０６（検査ステップ）において、ステップＳ１０５で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【００７３】
図１１は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１０４の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ１１１（酸化ステップ）においては、基板の表面を酸化させる。ステップＳ１１２（ＣＶＤステップ）においては、基板表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ１１３（電極形成ステップ）においては、基板上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１１４（イオン打込みステップ）においては、基板にイオンを打ち込む。以上のステップＳ１１１〜ステップＳ１１４のそれぞれは、基板処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【００７４】
基板プロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ１１５（レジスト形成ステップ）において、基板に感光性材料を塗布する。引き続き、ステップＳ１１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置２１）によってマスクの回路パターンを基板に転写する。次に、ステップＳ１１７（現像ステップ）において、ステップＳ１１６にて露光された基板を現像して、基板の表面に回路パターンからなるマスク層を形成する。さらに続いて、ステップＳ１１８（エッチングステップ）において、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。そして、ステップＳ１１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となった感光性材料を取り除く。すなわち、ステップＳ１１８及びステップＳ１１９において、マスク層を介して基板の表面を加工する。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、基板上に多重に回路パターンが形成される。
【符号の説明】
【００７５】
２１…露光装置、２３…照明光学系、２４…移動部材、マスク保持装置としてのレチクルステージ、２５…投影光学系、２６…移動部材、基板保持装置としてのウエハステージ、２８…移動部材、光学部材としてのレンズ、２７…支持部材としての鏡筒、４０…レンズ保持装置、５０…計測装置、５２，６０…スケール、５３…読取り部、５４，６１…計測面、５５，６２…目盛、ＡＸ…光軸、ＣＯＮＴ…制御装置、Ｒ…マスクとしてのレチクル、Ｓ１…軸線、ＳＥ，ＳＥ１〜ＳＥ３…位置センサ、Ｗ…基板としてのウエハ。
【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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