(57)【要約】      （修正有）【課題】基板ステージが基板処理系下方と露光用光学系下方との間で移動したときに、露光または処理を開始するまでの時間を短縮する。【解決手段】  露光装置は、基板にパターンを露光する露光用光学系と、前記露光用光学系と離れた位置で、前記基板に対して所定の処理を行う基板処理系と、前記露光用光学系の光軸と垂直な平面に沿って移動する基板ステージＡ，Ｂと、前記基板ステージが前記基板処理系下方から前記露光用光学系下方へ移動している間に前記基板ステージの前記光軸方向における位置を前記基板ステージの移動範囲にわたって連続的に計測する計測手段ＤＺ１〜３，ＵＺ１〜３とを有する。【選択図】  図３
2005317916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にパターンを露光する露光用光学系と、
前記露光用光学系と離れた位置で、前記基板に対して所定の処理を行う基板処理系と、
前記露光用光学系の光軸と垂直な平面に沿って移動する基板ステージと、
前記基板ステージが前記基板処理系下方から前記露光用光学系下方へ移動している間に前記基板ステージの前記光軸方向における位置を前記基板ステージの移動範囲にわたって連続的に計測する計測手段とを有することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記計測手段は干渉計を有し、該干渉計から出射される計測光を前記基板ステージ上に設けられたミラーによって前記光軸方向に反射させることによって前記基板ステージの光軸方向における位置を計測することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記干渉計は複数の干渉計を有し、前記基板ステージの光軸と垂直な方向における位置に基づいて、前記複数の干渉計のうち計測に用いる干渉計を選択する選択手段を有することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記ミラーから前記光軸方向に反射された計測光を反射するように配置された固定ミラーを有し、
前記ミラーは前記光軸方向に垂直な第１方向に沿って配置され、前記固定ミラーは前記光軸方向及び前記第１方向と垂直な第２方向に沿って配置されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記干渉計を第２方向に移動させる移動手段を有し、
前記移動手段は前記基板ステージの第２方向における移動に同期して移動させることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記移動手段は、前記干渉計を搭載した移動ステージを有し、
基板ステージに接続される実装部が、前記移動ステージに搭載されていることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記露光用光学系と前記基板処理系は前記第１方向に並んで配置されており、前記基板ステージが前記露光用光学系下方と前記基板処理系下方との間で移動するときに前記ミラーから前記光軸方向に反射された計測光を反射するように配置された第２固定ミラーを有することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の露光装置。
【請求項８】
前記固定ミラーと前記第２固定ミラーは前記第１方向に間隔をおいて配置され、前記ミラー反射面の前記第１方向における有効長は前記間隔よりも長いことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
前記基板ステージの前記光軸と垂直な方向における位置を連続的に計測する第２計測手段を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１０】
前記基板ステージは複数の基板ステージを有し、前記複数の基板ステージのうち少なくとも２つは前記露光用光学系と前記基板処理系との間で入れ替え可能であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１１】
２つの基板ステージを前記露光用光学系と前記基板処理系との間で入れ替えている間に、前記計測手段は前記２つの基板ステージの前記光軸方向における位置を連続的に計測することを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記基板処理系は、前記基板の前記光軸方向における位置、または前記基板上に形成されたパターンの前記光軸と垂直な方向における位置を計測するための計測用光学系であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の露光装置。
【請求項１３】
基板ステージ上の基板に対して第１領域で第１の処理をした後に、第１領域から第１方向に離れた第２領域で第２の処理をする露光装置において、
前記露光装置は前記基板ステージの光軸方向における位置を計測する干渉計と、前記干渉計が照射する計測光を反射するように前記基板ステージ上に設けられたミラーを有し、
前記干渉計は前記第１方向に離れて配置された少なくとも３つの干渉計を備え、各干渉計は前記ミラーの前記第１方向における寸法よりも短い間隔で配置されることを特徴とする露光装置。
【請求項１４】
前記基板ステージの前記第１方向における位置情報に基づいて、前記複数の干渉計のうち計測に用いる干渉計を選択する選択手段を有することを特徴とする請求項１３記載に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記基板ステージが前記第１領域から前記第２領域に移動している間に前記干渉計の出力に基づいて、前記基板ステージの光軸方向における駆動を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１３または１４に記載の露光装置。
【請求項１６】
基板にパターンを露光する露光用光学系と、
前記基板に露光をする前に、前記基板に対して所定の処理を行う基板処理系と、
前記露光用光学系の光軸と垂直な平面に沿って移動する基板ステージと、
前記基板ステージ上に設けられた基準部と、
前記基準部の光軸方向における位置を検出するための検出用光学系と、
前記基板ステージが前記基板処理系下方から前記露光用光学系下方へ移動している間に前記基板ステージの前記光軸方向における位置を前記基板ステージの移動範囲にわたって連続的に計測する計測手段と、
前記計測手段からの出力に基づいて前記基板ステージの前記光軸方向における駆動を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記基板ステージが前記基板処理系下方から前記露光用光学系下方へ移動している間に、前記基準部が前記検出用光学系の前記光軸方向における検出範囲内に入るように駆動を制御することを特徴とする露光装置。
【請求項１７】
デバイス製造方法であって、
感光剤が塗布された基板に請求項１〜１６のいづれかに記載の露光装置によってパターンを転写又は描画する工程と、
前記基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及び該露光装置を利用したデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等のデバイスを製造する露光装置では、生産性の向上が大きな課題である。近年では、生産性を向上させるべく、基板を搭載する基板ステージを複数設けて、露光とそれ以外の処理を同時に行う露光装置が開発されている。
【０００３】
露光以外の処理として、例えばフォーカス（焦点合わせ）やアライメント（位置合わせ）のための計測処理が挙げられる。この場合、露光用光学系と離れた位置にフォーカスやアライメントのための計測用光学系が配置される。
【０００４】
特許文献１には、基板を搭載する基板ステージを２つ設けて、２枚の基板に対して並行して露光とアライメント情報検出とを実施することによって生産性を向上させる技術が開示されている。特許文献１に記載された露光装置では、基板に露光をするための投影光学系とアライメント情報を検出するためのアライメント光学系が離れて配置され、２つの基板ステージが投影光学系とアライメント光学系の下で互いに入れ替え可能となっている。ここで、投影光学系とアライメント光学系との間で基板ステージの並進方向（投影光学系の光軸と垂直な方向）における位置を計測し続けることが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２８０２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の露光装置において、パターンの焦点位置に対して高精度にウエハ表面を合わせるためには、基板ステージの光軸方向における位置計測についても考慮しなくてはならない。露光位置と処理位置は、お互いの基板ステージの接触を避けるために並進方向に離れて設ける必要があり、この場合、基板ステージの光軸方向における位置計測手段を別途設ける必要がある。
【０００６】
しかしながら、位置計測手段を別途設けた場合には、処理位置から露光位置へ移動している間で計測が途切れてしまい、移動後に基準位置を再度定める必要がある。基準位置を定める方法として、Ｚ方向で基準位置に突き当てたり、基準部を検出光学検出系で検出する等の方法があるが、どちらも露光開始を遅らせてしまう。また、基準部を検出光学系で検出する場合には、検出光学系の光軸方向における検出範囲内にステージが入っていることが前提となるが、ステージを案内するガイドの精度によっては、検出範囲から基準部が外れてしまうおそれがある。このことは干渉計等の変位センサを位置計測手段として用いた場合には特に問題となる。
【０００７】
本発明は、上述の課題を基礎としてなされたものであり、その例示的目的は、基板処理系下方と露光用光学系下方との間で移動したときに、露光または処理を開始するまでの時間を短縮し、生産性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するために、露光装置は、基板にパターンを露光する露光用光学系と、前記露光用光学系と離れた位置で、前記基板に対して所定の処理を行う基板処理系と、前記露光用光学系の光軸と垂直な平面に沿って移動する基板ステージと、前記基板ステージが前記基板処理系下方から前記露光用光学系下方へ移動している間に前記基板ステージの前記光軸方向における位置を前記基板ステージの移動範囲にわたって連続的に計測する計測手段とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板処理系下方と露光用光学系下方との間で移動したときに、露光または処理を開始するまでの時間を短縮し、生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の好適な実施形態としての露光装置を例示的に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を概略的に示す正面図である。図２は、図１に示す露光装置に搭載されるステージ装置の構成を概略的に示す平面図である。図１、図２に示す露光装置１００は、例えば、半導体デバイス等のデバイスを製造するための装置として構成されうる。
【００１２】
露光装置１００は、２枚の基板をそれぞれ操作、駆動、或いは位置決めする２つのステージを有するステージ装置を備えている。ステージ装置は、例えば、ステージ定盤、２つのステージ、該２つのステージを駆動する駆動部（アクチュエータ）等を含んで構成されうる。図示の実施形態では、ステージ定盤ＳＰ上にコイル列で構成された固定子ＳＴＥが配置され、固定子ＳＴＥの上に２つのステージＡ、Ｂが配置されている。ステージＡ、Ｂは、磁石列で構成された可動子を有し、固定子ＳＴＥ及び可動子によって平面モータが構成されている。ステージＡ、Ｂは、固定子ＳＴＥを平面モータによってＸ、Ｙ方向に移動可能に構成されている。ステージＡ、Ｂはまた、それらの上に搭載されたウエハチャック（不図示）をＺ方向、チルト方向（Ｘ、Ｙ軸周り）、Ｚ軸周りに微小駆動することができる微動ステージを搭載しうる。微動ステージは、更に、Ｘ、Ｙ方向にウエハチャックを微動させるように構成されてもよい。ウエハチャック上には、露光対象物であるウエハ等の基板が載置される。なお、ステージＡ、Ｂは粗動ステージと微動ステージを別途に設ける必要はなく、粗動と微動を一体にして６自由度方向に駆動してもよい。
【００１３】
ステージＡ、Ｂの側面及び上面にはミラーが配置され、干渉計によりステージＡ、Ｂの６自由度方向の位置が計測される。ミラーは、ステージＡ、Ｂに一体的に形成されてもよいし、別個に作成された後にステージＡ、Ｂに取り付けられてもよい。
【００１４】
露光装置１００は、ウエハにパターンを転写又は描画する露光実行領域（作業領域）と、アライメントのための計測を行なう計測実行領域（作業領域）とを含み、露光実行領域には、露光用光学系（典型的には、投影光学系）ＥＯＰが配置され、計測実行領域には計測用光学系ＡＯＰが配置されている。ＥＡは露光用光学系ＥＯＰの光軸、ＭＡは計測用光学系ＡＯＰの光軸を示しており、以下では、両光軸方向をＺ方向として光軸に垂直な平面をＸＹ平面とする。
【００１５】
露光用光学系ＥＯＰの上には、レチクル（原版）Ｒを保持するレチクルホルダＲＳ、レチクルＲを照明してそのパターンを露光用光学系ＥＯＰを通してステージＡ、Ｂ（図１に示す状態ではステージＢ）上のウエハに投影するための照明光学系ＩＬが配置されうる。このような構成に代えて、電子線等の荷電粒子線によってウエハ上にパターンを描画する構成を採用することもできる。計測用光学系ＡＯＰの上には、ステージＡ、Ｂ（図１に示す状態ではステージＡ）上のウエハ上に設けられたアライメントマーク（不図示）の位置を検出するための検出器ＡＤが配置されている。これにより、ステージＡ、Ｂのそれぞれに設けられたアライメント基準マークＭ１とウエハ上のアライメントマークの位置を計測することができる。
【００１６】
計測実行領域には、ウエハの表面位置を計測するための斜入射光学系ＦＯＰが設けられている。斜入射光学系は、たとえばＬＥＤ等の光をウエハ表面に照射する照射手段と、ウエハ表面から反射された光を受光するＣＣＤ等の受光手段を有する。これにより、ステージＡ、Ｂのそれぞれに設けられたフォーカス基準マークＭ２とウエハの表面位置を計測することができる。これらの基準マークＭ１及びＭ２は、図中では簡略化のためＭとして表しているが、アライメント基準マークＭ１とフォーカス基準マークＭ２は別の場所に設けてもよい。
【００１７】
露光実行領域には、パターンの焦点位置にフォーカス基準マークＭ２を合わせるための検出用光学系ＡＦが設けられている。検出方法として、光を照射させた際に基準マークを透過する光、または反射する光を、ＣＣＤ等を用いて画像検出してもよく、その他センサを用いた光量検出、コントラスト検出、位相検出であってもよい。このような検出用光学系は、光軸方向においてある検出可能範囲を有する。また、図示はしていないが、露光実行領域には、次に形成するパターンと前回形成されたパターンとを位置合わせするためにアライメント基準マークＭ１の位置を検出するための光学系を有する。
【００１８】
ステージＡ、Ｂへのウエハの供給及びそれらからのウエハの回収は、例えば、搬送機構Ｃによってなされうる。
【００１９】
ステージＡ、Ｂは、露光実行領域及び計測実行領域の双方に移動可能に構成されている。例えば、図１、図２に示す状態では、ステージＡが計測実行領域内に位置し、ステージＢが露光実行領域内に位置するが、平面モータを駆動することによって、ステージＡを露光実行領域内に移動させ、ステージＢを計測実行領域内に移動させることができる。
【００２０】
例えば、図１、図２に示す状態において、ステージＢ上のウエハ（既に、計測実行領域においてアライメント及びフォーカスのための計測が実施されているものとする）をアライメント及びフォーカスのための計測結果にしたがって位置決めしながら該ウエハに露光用光学系ＥＯＰを通してレチクルＲのパターンを投影し転写する一方で、ステージＡ上のウエハに形成されているアライメントマークの位置を検出器ＡＤで検出し、ウエハの表面位置を斜入射光学系ＦＯＰで検出することができる。
【００２１】
ステージＢ上のウエハの露光処理及びステージＡ上のウエハの計測処理（アライメントマークの位置を検出する処理とウエハ表面位置を検出する処理）が終了すると、ステージＡを露光実行領域内に移動させるとともに、ステージＢを計測対象領域内に移動させることができる。
【００２２】
この状態で、ステージＡ上のウエハをアライメント及びフォーカスのための計測結果にしたがって位置決めしながら該ウエハに露光用光学系ＥＯＰを通してレチクルＲのパターンを投影し転写する一方で、ステージＢ上のウエハを搬送機構Ｃによって回収し、更に、搬送機構Ｃによって新たなウエハをステージＢ上に供給し、該ウエハに形成されているアライメントマークの位置を検出器ＡＤで検出し、ウエハの表面位置を斜入射光学系ＦＯＰで検出することができる。
【００２３】
以上のような処理、すなわち、計測処理と露光処理を並列して実行することにより、スループットを向上させることができる。ステージＡ、Ｂの位置の交換（２枚のウエハの交換）のためのステージＡ，Ｂの移動の際に、ステージＡ、Ｂの位置の連続的な計測を可能にすることが好ましい。このような連続的な位置計測は、ステージＡ、Ｂの連続的なフィードバック制御を可能にする。連続的な位置計測ができない場合には、位置計測を再開する度にステージＡ、Ｂの位置制御系を初期化する必要がある。連続的な位置計測において、干渉計を使用する場合には、干渉計による計測結果がステージＡ、Ｂの移動に伴って途切れないことが要求される。ここで、連続的とは、サンプリング制御系においては、所定の時間間隔にしたがって計測結果をサンプリング可能であることを含み、サンプリングの１つのタイミングと次のタイミングとの間隔においては計測結果が得られなくても構わない。特に、ステージの光軸方向における位置を計測するための干渉計を連続的に計測することで、ステージを露光用光学系の下方に移動ながら、検出用光学系の検出範囲内に合わせ込むことができる。これにより、ステージを露光用光学系の下方に移動させた後に検出範囲内に合わせ込むための工程が不要となり、結果として基板の焦点合わせにかかる時間を低減させて、生産性の向上に寄与する。
【００２４】
以下では、ステージＡ、Ｂの連続的な位置計測を実現する装置構成及び方法を説明する。
【００２５】
図３は、本発明の第１実施形態の計測システムの構成を模式的に示す図である。図３の（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。図４に示すように、ステージＡ、Ｂは、４側面に平面ミラーＭ１〜Ｍ４を有し、平面ミラーＭ１〜Ｍ４に干渉計のビームが照射されることにより、Ｘ方向、Ｙ方向の位置、並びに、チルト（Ｘ軸周り、Ｙ軸周りの回転）、Ｚ軸周りの回転を計測することができる。ステージＡ、Ｂは、この計測結果にしたがって制御される。ここで、干渉計は参照光と計測光とを干渉させることにより変位を計測するものであり、上述のミラーに照射されるビームは計測光である。参照光は、所定の距離だけ導光させればよく、たとえば基準位置として露光用光学系を支持する支持部材に固定されたミラーに照射／反射させることによって導光させてもよい。これによって基準位置に対するステージの位置を計測することができる。
【００２６】
また、ステージＡ、Ｂは、４側面のうち対向する２側面（対辺をなす２つの側面）に、水平面に対して４５度をなす平面ミラーＭ５、Ｍ６を有する。平面ミラーＭ５、Ｍ６は、Ｙ方向に沿って延びている。そして、平面ミラーＭ５、Ｍ６と協働してステージＡ、ＢのＺ方向位置を計測するためのＺ方向用固定ミラーＺＭＵ１、ＺＭＵ３、ＺＭＤ１、ＺＭＤ３がＸ方向に伸びるように配置され、また、ＺＭＵ１とＺＭＵ３との間、ＺＭＤ１とＺＭＤ３との間に、Ｚ方向用固定ミラーＺＭＵ２、ＺＭＤ２が配置されている。
【００２７】
固定ミラーＺＭＵ１、ＺＭＵ３、ＺＭＤ１、ＺＭＤ３のＺ方向位置は同一である。固定ミラーＺＭＵ１とＺＭＤ１、ＺＭＵ３とＺＭＤ３は、それぞれＹ方向位置が同一でＸ方向位置が異なる。固定ミラーＺＭＵ１とＺＭＵ３、ＺＭＤ１とＺＭＤ３は、それぞれＸ方向位置が同一でＹ方向位置が異なる。
【００２８】
ステージＡ、Ｂの固定ミラーＭ５、Ｍ６に対して、Ｘ方向に平行にＺ方向計測用の干渉計ビームを照射すると、不図示の計測定盤によってＸＹ平面に平行に支持された固定ミラーＺＭＵ１、ＺＭＵ２、ＺＭＵ３、ＺＭＤ１、ＺＭＤ２、ＺＭＤ３を基準として、ステージＡ、ＢのＺ方向の位置を計測することができる。ここで、計測される値は、Ｘ方向変位とＺ方向変位とを含むので、Ｚ方向変位を知るには別途Ｘ方向変位を計測する必要がある（Ｘ方向変位を計測については後述する）。
【００２９】
Ｚ方向計測用の干渉計ビームは、＋Ｘ方向、−Ｘ方向に向けて、各々３本ずつ、合計で６本が出射される。それらのうち４本のビームＵＺ１、ＵＺ３、ＤＺ１、ＤＺ３によって、Ｘ方向に延びる固定ミラーＺＭＵ１、ＺＭＵ３、ＺＭＤ１、ＺＭＤ３を基準としてＺ方向変位を計測することができる。固定ミラーＺＭＵ１、ＺＭＵ３、ＺＭＤ１、ＺＭＤ３は、Ｘ方向に延びているので、ステージＡ、ＢがＸ方向に移動しているときもステージＡ、ＢのＺ方向位置を計測することができる。ビームＵＺ１、ＤＺ１は、ステージＡ、Ｂのうち計測用光学系の下方に位置しているステージのＺ方向変位を計測するために用いられ、ビームＵＺ３、ＤＺ３は露光用光学系の下方に位置しているステージのＺ方向変位を計測するために用いられる。
【００３０】
残りの２本のビームＵＺ２、ＤＺ２は、不図示の計測定盤によってＸＹ平面に平行に支持された固定ミラーＺＭＵ２、ＺＭＤ２と協働してステージＡ、ＢのＺ方向位置を計測するために使用される。ビームＵＺ２、ＤＺ２は、ステージＡ、Ｂが露光用光学系下方と計測系光学系下方との間を移動している間に用いられる。ここで、２本のビームＵＺ２、ＤＺ２を使用してステージＡ、ＢのＺ方向位置を計測するときはステージＡ、ＢのＸ方向位置が固定されるので（すなわち、Ｙ軸に沿って移動）、固定ミラーＺＭＵ２、ＺＭＤ２はＸ方向に延びた構造を有する必要はない。
【００３１】
Ｘ方向の変位計測用の干渉計ビーム群ＵＸ１、ＵＸ２、ＵＸ３、ＵＸ４、ＤＸ１、ＤＸ２、ＤＸ３、ＤＸ４は、それぞれ２本のビームを含み、ステージＡ、ＢのＸ方向の変位とＹ軸周りの回転を計測できるよう配置されている。干渉計ビーム群ＵＸ１、ＵＸ２、ＵＸ３、ＵＸ４は、−Ｘ方向からステージＡ、Ｂに向かって干渉計から出射され、干渉計ビーム群ＤＸ１、ＤＸ２、ＤＸ３、ＤＸ４は、＋Ｘ方向からステージＡ、Ｂに向かって干渉計から出射される。
【００３２】
Ｙ方向の変位計測用の干渉計ビーム群ＬＹ１、ＬＹ２、ＲＹ１、ＲＹ２は、それぞれ３本のビームを含み、ステージＡ、ＢのＹ方向の変位、Ｚ軸周りの回転、Ｘ軸周りの回転を計測できるように配置されている。干渉計ビーム群ＬＹ１、ＬＹ２は、−Ｙ方向からステージＡ、Ｂに向かって干渉計から出射され、干渉計ビーム群ＲＹ１、ＲＹ２は、＋Ｙ方向からステージＡ、Ｂに向かって干渉計から出射される。
【００３３】
つまり、Ｘ方向の変位計測用の１つのビーム群とＹ方向の変位計測用の１つのビーム群とＺ方向の変位計測用の１本のビームとでステージＡ、Ｂの６軸の変位を計測することができる。
【００３４】
Ｘ方向用のビーム群ＵＸ１、ＵＸ２、ＵＸ３、ＵＸ４の間隔、及び、Ｘ方向の用の他の干渉計ビーム群ＤＸ１、ＤＸ２、ＤＸ３、ＤＸ４の間隔は、Ｘ変位計測用のミラーＭ３、Ｍ４の有効長より短く設定され、また、Ｙ方向用のビーム群ＬＹ１、ＬＹ２の間隔、及び、Ｙ方向用の他のビーム群ＲＹ１、ＲＹ２の間隔は、Ｙ変位計測用のミラーＭ１、Ｍ２の有効長より短く設定されている。
【００３５】
以下、図３に示す計測システムの動作を説明する。図５は、ステージＡ、Ｂのスワップ（位置交換）の直前の状態を示している。ステージＡの中心が計測光軸ＭＡ中心に位置し、ステージＢの中心が露光光軸ＥＡの中心に位置している。ステージＡの６軸位置は、ビーム群ＬＹ１によりＹ（Ｙ方向位置）、ωｚ（Ｚ軸周りの回転）、ωｘ（Ｘ軸周りの回転）が計測され、ビーム群ＵＸ１によりＸ（Ｘ方向の位置）、ωｚ（Ｚ軸周りの回転）が計測され、ビームＵＺ１によりＺ（Ｚ方向位置）が計測される。
【００３６】
Ｘ方向にはビーム群ＤＸ１やビームＤＺ１も照射されているので、これらによってもステージＡの位置情報を得ることができる。しかしながら、この例では、スワップ動作において、ステージＡは−Ｘ方向に移動させ、ステージＢは＋Ｘ方向に移動させるので、ステージＡの位置は図中上側（−Ｘ方向）のビーム／ビーム群を使って得られる値に基づいて計測し、ステージＢの位置は図中下側（＋Ｘ方向）のビーム／ビーム群を使って得られる値に基づいて計測する。
【００３７】
同様に、ステージＢの６軸位置は、ビーム群ＲＹ２によりＹ、ωｚ、ωｘが計測され、ビーム群ＤＸ４によりＸ、ωｚが計測され、ビームＤＺ３によりＺが計測される。
【００３８】
次に、ステージＡは−Ｘ方向に駆動され、ステージＢは＋Ｘ方向に駆動され、図６に示す状態になる。この状態で、ステージＡにはビーム群ＬＹ１とＲＹ１が両方向から照射され、ステージＢにはビーム群ＬＹ２とＲＹ２が両方向から照射される。ここで、ステージＡのＹ、ωｚ、ωｘは、ビーム群ＲＹ１を使って計測するように、使用するビーム群が切り替えられる。また、ステージＢのＹ、ωｚ、ωｘは、計測に使用するビーム群がビーム群ＲＸ２からＬＹ２に切り替えられる。
【００３９】
ところで、図５の状態では、ステージＡには、Ｙ方向に関しては、ビーム群ＬＹ１しか照射されない。これは、ビーム群ＲＹ２は、ステージＢで遮られるからである。同様に、ステージＢには、Ｙ方向に関しては、ビーム群ＲＹ２しか照射されない。これは、ビーム群ＬＹ１は、ステージＡで遮られるからである。つまり、Ｙ方向に関するビーム群については、−Ｙ方向に位置するステージには、ビーム群ＬＹ１しか照射されず、＋Ｙ方向に位置するステージにはビーム群ＲＹ２しか照射されない。ところが、スワップが終わるとステージＡ、Ｂの位置が入れ代わる。つまり、ステージＡは＋Ｙ側に配置され、ステージＢは−Ｙ側に配置されることになる。その状態では、ステージＡにはビーム群ＲＹ２が照射され、ステージＢにはビーム群ＬＹ１が照射される。
【００４０】
したがって、ステージＡについては、スワップの過程で、Ｙ、ωｘ、ωｚを計測するためのビーム群がＬＹ１からＲＹ２に切り替えられる必要がある。同様に、再度スワップを行なう場合には、そのスワップの過程で、Ｙ、ωｘ、ωｚを計測するためのビーム群がＲＹ２からＬＹ２に切り替えられる必要がある。
【００４１】
ステージＢについても、図６に示す状態で、Ｙ、ωｘ、ωｚを計測するためのビーム群をＲＹ２からＬＹ２に切り替える必要がある。
【００４２】
このような切り替えを実現するためには、切り替え時に、ステージＡ、Ｂの各々について、Ｙ方向ビームがステージの両側から照射されていること（すなわち、切り替え前のビーム群と切り替え後のビーム群の双方がステージに照射されていること）が必要である。これが実現されなければ、干渉計による計測を中断することなくスワップを完了することができない。
【００４３】
ここで、ビーム群ＲＹ１やＬＹ２は、スワップ過程において計測が途切れることを防止するために使用される。
【００４４】
更に、ステージＡは−Ｘ方向に駆動され、ステージＢは＋Ｘ方向に駆動されて、図７に示す状態になる。この状態は、ステージＡの４５度のミラーＭ６のＸ方向位置がＺ固定ミラーＺＭＵ２のＸ方向位置に一致し、また、ステージＢの４５度のミラーＭ３のＸ方向位置がＺ固定ミラーＺＭＤ２のＸ方向の位置に一致する状態である。このような状態を経由することにより、ステージＡについてはＺ方向の計測用の干渉計ビームをＵＺ１からＵＺ２に切り替えることが可能になり、ステージＢについてはＺ方向の計測用の干渉計ビームをＤＺ３からＤＺ２に切り替えることが可能になる。
【００４５】
ビームＵＺ２は、その後に更にビームＵＺ３によるＺ方向位置の計測に移行するための中継用ビームである。同様に、ビームＤＺ２は、その後に更にビームＤＺ１によるＺ方向位置の計測に移行するための中継用ビームである。ビームＵＺ２、ＤＺ２の使用は、ステージＡ、Ｂ（ミラーＭ５、Ｍ６）のＹ方向寸法の大きくしないことに寄与する。
【００４６】
ビームＵＺ１からビームＵＺ３に直接切り替える構成や、ビームＤＺ３からビームＤＺ１に直接切り替える構成では、ステージＡ、ＢのＹ方向寸法が大きくする必要がある。しかしながら、ステージＡ、Ｂにおいて露光、アライメント用計測を独立して実施するためには、ステージＡ、Ｂが最も近づく状態において互いに干渉しないようにする必要がある。例えば、図５に示す位置をステージＡ、Ｂのアライメント用計測、露光動作におけるＹ方向ストローク中心とすると、ステージＡは少なくともＹストロークの１／２だけ＋Ｙ方向に移動しうるし、ステージＢは、少なくともＹ方向ストロークの１／２だけ−Ｙ方向に移動しうる。このような状況においてもステージＡ、Ｂが衝突しないようにするためには、ビームＵＺ１、ＵＺ３の間隔、及び、ビームＤＺ１、ＤＺ３の間隔は、｛（ステージＡのＹ方向幅）／２＋（ステージＡのストローク）／２＋（ステージＢのＹ方向幅）／２＋（ステージＢのストローク）／２＋余裕｝以上に設計する必要がある。したがって、ステージＡ、Ｂの独立した動作を可能にするためには、ビームＵＺ１、ＵＺ３の間隔、及び、ビームＤＺ１、ＤＺ３の間隔は、ステージＡ、ＢのＹ方向の幅より大きくなければならない。そこで、上記のように中継用のビームＵＺ２、ＤＺ２を設けることが望ましい。したがって、ビームＵＺ１、ＵＺ２の間隔、ビームＵＺ２、ＵＺ３の間隔、ビームＤＺ１、ＤＺ２の間隔、ビームＤＺ２、ＤＺ３の間隔はミラーのＹ方向の幅よりも小さい。
【００４７】
次に、ステージＡについては、Ｚ方向に関するビームをＵＺ１→ＵＺ２→ＵＺ３のように切り替えるとともにＸ方向に関するビーム群をＵＸ１→ＵＸ２→ＵＸ３→ＵＸ４のように切り替えながら、ステージＢについては、Ｚ方向に関するビームをＤＺ３→ＤＺ２→ＤＺ１のように切り替えるとともにＸ方向に関するビーム群をＤＸ４→ＤＸ３→ＤＸ２→ＤＸ１のように切り替えながら、図８→図９→図１０→図１１→図１２のように状態を遷移させて１回のスワップが完了する。
【００４８】
スワップ前はステージＡに対して図中左からＹ方向ビームＬＹ１が照射されていたのが、スワップ後はステージＡに対して図中右からＹ方向ビームＲＹ２が照射される。同様に、ステージＢについては、スワップ前は図中右からＹ方向ビームＲＹ２が照射されていたのがスワップ後は図中左からＹ方向ビームＬＹ１が照射される。つまり、スワップの過程でＹ方向（スワップ方向）の計測用のビームの照射方向が切り替わる。
【００４９】
図１０は、スワップ過程でステージＡ、ＢのＹ方向の位置が一致した状態である。この状態で、ステージＡ、Ｂに対するＸ方向計測用の干渉計ビームの照射が途切れないようにするためには、ステージＡ、ＢのＹ方向の位置が一致する位置においては、Ｘ方向に関する干渉計ビームが＋Ｘ方向、−Ｘ方向の双方の干渉計から出射される必要がある。つまり、一方のステージによって他方のステージへの干渉計ビームが遮られる状態においても、該他方のステージに他のビームが照射される必要がある。
【００５０】
これはＹ方向の計測用の干渉計ビームについても当てはまるが、Ｙ方向については、典型的には、アライメント計測や露光の中心位置でステージＡ、ＢのＸ方向の位置が略一致するため、スワップを考量しなくても、干渉計ビームは、＋Ｙ方向、−Ｙ方向の干渉計の双方から出射される構成が採用されうる。
【００５１】
本発明では、露光用光学系と、露光用光学系と離れた位置で、前記基板に対して所定の処理を行う基板処理系と、ＸＹ平面に沿って移動する基板ステージとを有しており、基板ステージが前記露光用光学系下方と前記基板処理系下方との間で移動している間に前記基板ステージのＺ方向における位置を計測する干渉計を切り替えて（連続的に）計測することにより、それぞれの下方で突き当てや基準マーク検出をする必要がないため、移動後に迅速に露光または所定の処理をすることができる。
【００５２】
また、Ｚ方向位置を計測する計測手段は、干渉計ではなく、エンコーダ等をステージに設けてもよい。エンコーダをステージに設けた場合、計測手段の特性上、ステージを案内して支持する定盤に対するステージのＺ方向の位置を計測することになる。しかしながら、定盤はステージ重量によって変形してしまい、ステージが移動する場合にはその影響はさらに問題となる。このような定盤に対してステージの位置を計測することは精度の面で好ましくない。本実施形態において、計測手段は干渉計を有し、干渉計から出射されるビームを基板ステージ上に設けられたミラーによってＺ方向に反射させることによって基板ステージのＺ方向における位置を計測しているため、定盤変形の影響を受けない基準に対して位置を計測することができる。
【００５３】
干渉計を用いた場合、ステージのＸＹ方向可動領域全域に固定ミラーを設けてもよい。しかしながら、固定ミラーは反射面積が大きいほど反射面を加工する精度の制約を受けてしまい、結果として誤差要因を増加させてしまう。コストの面からも固定ミラーはできるだけ最小限に構成したほうが好ましい。本実施形態において、ミラーはＸ方向に沿って配置され、固定ミラーはＹ方向に沿って配置されているため、ミラーの面精度の制約を小さくすることができる。特に、受渡用固定ミラーは、２つの基板ステージが露光用光学系下方と計測用光学系下方との間で入れ替わるシステムにおいては、２つの基板ステージがすれ違うときのＸ方向位置は設計により決まるため、そのＸ位置上方に設ければよい。
【００５４】
以上は、干渉計による計測を途切れさせることなく連続的にステージの６軸位置を計測するための構成例であるが、基本的には、Ｚ方向の計測のための構成と、Ｘ方向、Ｙ方向、ωｘ、ωｙ、ωｚの計測のための構成とを独立して考えることができる。そこで、以下では、Ｚ方向の計測のための構成と、Ｘ方向、Ｙ方向、ωｘ、ωｙ、ωｚの計測のための構成とを分離して説明する。なお、Ｚ方向の計測用の各構成と、Ｘ、Ｙ、ωｘ、ωｙ、ωｚの計測用の各構成との組み合わせとしては、あらゆる組み合わせが可能である。
【００５５】
＜第１実施形態の変形例＞
図１３、図１４は、Ｙ、ωｘ、ωｚ計測の変形例を示す図である。これらの変形例は、先に示した実施形態と同様に、ステージＡ、Ｂの双方について、Ｙ方向の計測用の干渉計ビームが両方向から照射されるＸ方向位置を有する。
【００５６】
図３に示す構成例では、干渉計ビームＬＹ１とＲＹ２とが実質的に同じ軸に配置され、干渉計ビームＬＹ２とＲＹ１がそれぞれ前記軸に対して逆方向にオフセットしている。一方、図１３に示す変形例では、干渉計ビームＬＹ１とＲＹ２との間にＸ方向にオフセットを設けているが、この変形例もまた、ステージＡ、Ｂの双方について、Ｙ方向の計測用の干渉計ビームが両方向から照射されるＸ方向位置を有する。図１４に示す他の変形例では、干渉計ビームＬＹ１とＲＹ１のＸ方向の位置が同一であり、干渉計ビームＬＹ２とＲＹ２のＸ方向の位置が同一であるが、この変形例もまた、ステージＡ、Ｂの双方について、Ｙ方向の計測用の干渉計ビームが両方向から照射されるＸ方向位置を有する。
【００５７】
更に、図３に示す構成例から干渉計ビームＬＹ２又はＲＹ１を除去して、３組の干渉計ビームにした変形例もまた、ステージＡ、Ｂの双方について、Ｙ方向の計測用の干渉計ビームが両方向から照射されるＸ方向位置を有する。
【００５８】
図１５、図１６は、Ｘ、ωｙ計測の変形例を示す図である。いずれの変形例においても、ステージＡ、ＢのＹ方向位置が一致する位置において、Ｘ方向の計測用の干渉計ビームは、＋Ｘ方向と−Ｘ方向とから出射されるので、干渉計を切り替えながらスワップを行なうことができる。
【００５９】
＜第２実施形態＞
図１７は、本発明の第２実施形態の計測システムの構成を模式的に示す図である。図１７の（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。本発明の第２実施形態は、Ｚ方向の計測方法が異なる他は、第１実施形態と同様である。
【００６０】
第１実施形態では、ステージＡ、Ｂ側のＺ方向計測用ミラーが水平面に対して４５度をなすミラーＭ５、Ｍ６であり、計測定盤に固定されたＺ方向計測ミラーがＸＹ平面に平行なミラーＺＭＵ１、ＺＭＵ３、ＺＭＤ１、ＺＭＤ３である。第２実施形態では、ステージＡ、Ｂ側のＺ方向計測用ミラーがＸＹ平面に平行な平面ミラーＭ７、Ｍ８であり、計測定盤に固定されたＺ方向計測ミラーが水平面に対して４５度をなす三角ミラーとＺＭＵ１１、ＺＭＵ１２、ＺＭＤ１１、ＺＭＤ１２である。また、中継用のミラーＺ１、Ｚ２も、水平面に対して４５度の角度をもつ三角ミラーとなっている。
【００６１】
ステージＡ、Ｂ側のＺ方向計測ミラーＭ７、Ｍ８がＹ方向に延び、固定側のＺ方向計測ミラーＺＭＵ１１、ＺＭＵ１２、ＺＭＤ１１、ＺＭＤ１２がＸ方向に延びている。
【００６２】
ステージＡのＺ方向位置は、移動干渉計ＵＩ１、ＤＩ１から＋Ｙ方向に照射される移動ＺビームＭＺ１、ＭＺ２が三角ミラーＺＭＵ１１、ＺＭＤ１１で９０度曲げられて鉛直下方に進行し、ステージＡの平面ミラーＭ７、Ｍ８で反射されて再び三角ミラーＺＭＵ１１、ＺＭＤ１１に入射して９０度曲げられて移動干渉計ＵＩ１、ＤＩ１に戻り、参照光と干渉してステージＡのＺ方向の変位が測定される。
【００６３】
図１７に示す状態では、ステージＡのＺ方向位置は、移動ＺビームＭＺ１と移動ＺビームＭＺ２の両方によって計測される。スワップ以外の通常の露光やアライメント用計測においては、２つのビームＭＺ１、ＭＺ２の両方を使ってωｙを高精度に測定することもできるし、これらを切り替えて使ってステージがＸ方向移動したときにＺ方向計測ができる領域を広げることもできる。
【００６４】
ステージＢのＺ方向変位についても同様である。移動干渉計ＵＩ１、ＤＩ１から−Ｙ方向に照射される移動ＺビームＭＺ３、ＭＺ４は、三角ミラーＺＭＵ１２、ＺＭＤ１２で９０度曲げられて鉛直下方に進行する。鉛直下方に曲げられた移動ＺビームＭＺ３、ＭＺ４は、ステージＢの平面ミラーＭ７、Ｍ８で反射されて再び三角ミラーＺＭＵ１２、ＺＭＤ１２に入射して９０度曲げられて移動干渉計ＵＩ２、ＤＩ２に戻り、参照光と干渉してステージＢのＺ方向の変位が測定される。
【００６５】
移動干渉計ＵＩ１、ＤＩ１、ＵＩ２、ＤＩ２は、不図示の干渉計ステージに搭載され、不図示の制御手段によってステージＡ又はＢのＸ方向の移動に同期してステージＡ又はＢに追従して移動する。ステージＡ、Ｂに設けられた平面ミラーＭ７、Ｍ８はＹ方向に延びているが、Ｘ方向には延びていない。したがって、ステージＡ、ＢがＸ方向に移動するとビームを反射できなくなる。これを避けるためにステージＡ、ＢのＸ方向の移動に同期して、干渉計ステージがＸ方向に移動し、移動干渉計ＵＩ１、ＤＩ１、ＵＩ２、ＤＩ２もＸ方向に移動する。
【００６６】
中継用ミラーＺ１、Ｚ２は、ミラーＺＭＵ１及びＺＭＤ１とミラーＺＭＵ２及びＺＭＤ２との間、例えばほぼ中間位置に配置されている。スワップ時以外、すなわち露光及びアライメント計測時は、中継用ミラーＺ１、Ｚ２の鉛直下方にミラーが存在しないので、中継用ミラーＺ１、Ｚ２に入射するビームは下方に曲げられて固定子ＳＴＥに入射し、中継用ミラーＺ１、Ｚ２には戻ってこない。
【００６７】
中継用三角ミラーＺ１、Ｚ２を使用してＺ方向計測がなされるのは、スワップの過程でステージＡ、ＢのＸ位置が変化しないときに限られるので中継用三角ミラーＺ１、Ｚ２に入射する干渉計ビームは移動する必要が無く、固定である。また、中継用三角ミラーＺ１、Ｚ２は、Ｘ方向に延びた構造を有する必要はなく、経路が一定した干渉計ビームＦＺ１、ＦＺ２を反射できる寸法を有すれば十分である。
【００６８】
次に、図１７に示す計測システムの動作を説明する。ステージＡ、Ｂをスワップするために、図１７に示す状態から、図１８に示すように、ステージＡを−Ｘ方向に駆動し、ステージＢを＋Ｘ方向に駆動する。このとき、移動ＺビームＭＺ１、ＭＺ３を出射する移動干渉計ＵＩ１、ＵＩ２は、Ｘ方向位置がステージＡのミラーＭ７のＸ方向位置と略一致するようにステージＡに同期してＸ方向に駆動され、移動ＺビームＭＺ２、ＭＺ４を出射する移動干渉計ＤＩ１、ＤＩ２は、Ｘ方向位置がステージＢのミラーＭ８のＸ方向位置と略一致するようにステージＢに同期してＸ方向に駆動される。図１８は、ステージＡのもう１つのミラーＭ８のＸ方向位置と固定ＺビームＦＺ１のＸ方向位置とが略一致し、ステージＢのもう１つの平面ミラーＭ７のＸ方向位置と固定ＺビームＦＺ２のＸ方向位置とが略一致する位置である。
【００６９】
以降の動作は、ステージＡもステージＢも同様なので、以下では、代表的にステージＡについて説明する。図１８に示す状態では、ステージＡのＺ方向位置は、移動ＺビームＭＺ１で計測されている。この状態から、ステージＡは、Ｙ方向に移動して図１９に示す状態になる。この状態では、ステージＡのＺ方向位置は、移動ＺビームＭＺ１と固定ＺビームＦＺ１の両方で計測することができる。そして、以降は、固定ＺビームＦＺ１で計測するようにビームが切り替えられる。ステージＡが更に＋Ｙ方向に移動すると図２０に示す状態になる。この状態では、ステージＡのＺ方向位置は、固定ＺビームＦＺ１と移動ＺビームＭＺ３の両方で計測することができる。そして、以降は、移動ＺビームＭＺ３で計測するようにビームが切り替えられる。ステージＡは、更に＋Ｙ方向に移動して図２１に示す状態になる。
【００７０】
ステージＢは、ステージＡと逆の−Ｙ方向に移動する。すなわち、ステージＢは、図１８→図１９→図２０のように移動しながら、Ｚ計測ビームが移動ＺビームＭＺ４→固定ＺビームＦＺ２→移動ＺビームＭＺ２と切り替えられて図２１に示す状態になる。
【００７１】
この状態から、ステージＡ、ステージＢは、それぞれ＋Ｘ方向、−Ｘ方向に移動してＸ方向位置が中央に戻る。この際も、ステージＡの移動に同期して移動ＺビームＭＺ１、ＭＺ３を出射する移動干渉計ＵＩ１、ＵＩ２が＋Ｘ方向に移動し、また、ステージＢの移動に同期して移動ＺビームＭＺ２、ＭＺ４を出射する移動干渉計ＤＩ１、ＤＩ２が−Ｘ方向に移動し、図２２に示す状態になる。
【００７２】
この状態において、露光やアライメント計測をするときは、スワップ時とは異なり、ステージＢのＸ方向移動に対して移動ＺビームＭＺ１及び移動ＺビームＭＺ２が同期してＸ方向に移動し、ステージＡのＸ方向移動に対して移動ＺビームＭＺ３及び移動ＺビームＭＺ４が同期してＸ方向に移動する。露光やアライメント計測のときは、固定ＺビームＦＺ１、ＦＺ２は動作しない。以上のようにして、ステージＡ、Ｂを干渉計による位置計測を途切れさせることなくスワップすることができる。
【００７３】
図１８→図１９→図２０のようなステージＡ、Ｂの移動に伴い干渉計ビームを２回にわたって切り替える。ここで、Ｘ方向に延びるミラーＺＭＵ１１、ＺＭＵ１２（ＺＭＤ１１、ＺＭＤ１２）に照射されているビームを直接切り替えることは、通常のストロークの設計では不可能なので固定ＺビームＦＺ１（ＦＺ２）を中継用ビームとして配置している。
【００７４】
よって、第２実施形態においても、Ｚ方向計測用の固定ミラーをＸ方向に延びるようにに配置し、Ｚ計測用可動ミラーをＹ方向に延びるように設定した場合に、中間にＺ方向計測用のビームを切り替えるためのビームを配置する必要がある。
【００７５】
これにより、ステージが露光用光学系下方に移動したときに、ステージをＺ方向で基準位置に突き当てる必要がないため、迅速に露光処理を開始することができる。また、突き当てを行わずに、検出用光学系を用いてステージ上のフォーカス基準マークＭ２を検出する場合にも、露光用光学系下方に移動している間に検出範囲内に合わせ込むことができる。
【００７６】
なお本実施形態では、移動干渉計は干渉計ビームを出射しているが、ステージＡ、Ｂに設けられた平面ミラーに対して干渉計ビームを照射することことができればよく、移動体に搭載した三角ミラー等の干渉計ビーム導光手段であってもよい。この場合には、干渉計ビーム導光手段より導入された計測光は、固定ミラーにより９０度曲げられて鉛直下方のステージＡ、Ｂの平面ミラーＭ９、Ｍ１０を照射して、ステージＡ、ＢのＺ方向における位置を計測する。
【００７７】
＜第３実施形態＞
図２３は、本発明の第３実施形態の計測システムの構成を模式的に示す図である。図２３（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。第３実施形態は、移動干渉計を設けている点では第２実施形態と同様であるが、ステージに外部から供給される実装部を引き回す構成を示している点で異なる。また、第２実施形態ではＺ方向計測用の固定ミラーがＸ方向に延びているのに対し、第３実施形態ではＺ方向計測用の固定ミラーがＹ方向に延びている。
【００７８】
図２３において、Ｚ計測用の干渉計を搭載したステージに実装部を搭載している。実装部とは、ステージＡ，Ｂに信号及び電力を供給するケーブル類や、たとえばステージＡ、Ｂに用いられる気体軸受のプレッシャーエアーや、予圧を与えるためのバキュームなどといった空圧用配管類と、ステージの温度調整をするための冷却液配管類が含まれる。ステージＡ、Ｂが移動することでこれらの実装部にストレスがかかると、ステージＡ、Ｂに対して外乱として作用し、実装部が破断、切断される可能性もある。
【００７９】
Ｚ位置計測用の固定ミラーＺＭＵ２１〜ＺＭＵ２３、ＺＭＤ２１〜ＺＭＤ２３は、水平面に対して４５度の角度をなす三角ミラーである。ステージＡ、Ｂに設けられたＺ位置計測用ミラーＭ９、Ｍ１０は、ＸＹ面に平行な平面ミラーであり、Ｘ方向に延びている。Ｙ方向に延びるＺ位置計測用の固定ミラーＺＭＵ２１〜ＺＭＵ２３とＺＭＤ２１〜ＺＭＤ２３とは、Ｘ方向にオフセットして２列に配置されている。
【００８０】
ステージＢについては、−Ｘ方向に配置された移動干渉計Ｉ２１、Ｉ２２から出射される平行な移動ＺビームＭＺ２１、ＭＺ２２Ｚが位置計測用の固定ミラーＺＭＵ２１〜ＺＭＵ２３に照射される。固定ミラーＺＭＵ２１〜ＺＭＵ２３は、移動干渉計Ｉ２１、Ｉ２２から出射される移動ＺビームＭＺ２１、ＭＺ２２を９０度曲げて鉛直下方のステージＢの平面ミラーＭ９、Ｍ１０に照射してステージＢのＺ方向位置を計測できるように配置されている。
【００８１】
同様に、ステージＡについては、＋Ｘ方向に配置された移動干渉計Ｉ２３、Ｉ２４から出射される平行な移動ＺビームＭＺ３、ＭＺ４がＺ位置計測用の固定ミラーＺＭＵ２３、ＺＭＵ２４に照射される。固定ミラーＺＭＵ２３、ＺＭＵ２４は、移動干渉計Ｉ２３、Ｉ２４から出射される移動ＺビームＭＺ２３、ＭＺ２４を９０度曲げて鉛直下方のステージＡの平面ミラーＭ９、Ｍ１０に照射してステージＡのＺ方向位置を計測できるように配置されている。
【００８２】
ステージＡ、Ｂの平面ミラーＭ９、Ｍ１０はＸ方向に延びていて、ステージＡ、ＢがＹ方向に移動するとビームが照射できなくなるので、移動ＺビームＭＺ２１、ＭＺ２２を出射する移動干渉計Ｉ２１、Ｉ２２はステージＢのＹ方向移動に同期してＹ方向に移動し、移動ビームＭＺ３、ＭＺ４を出射する移動干渉計Ｉ２３、Ｉ２４はステージＡのＹ方向移動に同期してＹ方向に移動する。
【００８３】
移動干渉計Ｉ２１は移動体ＭＹ２１上に、移動干渉計Ｉ２２は移動体ＭＹ２２上に保持されており、移動体ＭＹ２１、移動体ＭＹ２２は共通のガイドＧＹＢ上を各々独立に駆動している。また移動干渉計Ｉ２３は移動体ＭＹ２３上に、移動干渉計Ｉ２４は移動体ＭＹ２４上に保持されており、移動体ＭＹ２３、移動体ＭＹ２４は共通のガイドＧＹＡ上を各々独立に駆動している。
【００８４】
実装部ＣＡは図２３（ｂ）のようにＸＹ平面上にＵ字状に形成され、Ｕ字状に形成された実装部ＣＡの片方の端がステージＡに接続され、もう一方の端が干渉計Ｉ２３を上面に保持している移動体ＭＹ２３に接続されている。同様に、実装部ＣＢはＸＹ平面上にＵ字状に形成され、Ｕ字状に形成された実装部ＣＢの片方の端がステージＢに接続され、もう一方の端が干渉計Ｉ２２を上面に保持している移動体ＭＹ２２に接続されている。
【００８５】
このように実装部ＣＡ、ＣＢはＵ字状に形成されているため、Ｕ字形状の曲率が変化することにより、ステージＡ、ＢがＸ方向に移動した際に実装部ＣＡ、ＣＢに大きなストレスを与えないようにすることができる。
【００８６】
図２４は、ステージＡ、ＢがＸ方向に移動した際の実装部ＣＡ、ＣＢの様子を表した図である。図２４（ａ）はステージＡが＋Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢが−Ｘ方向の端へ移動した状態で、図２４（ｂ）はステージＡ、ＢともにＸ方向の中央位置へ移動した状態で、図２４（ｃ）はステージＡが−Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢが＋Ｘ方向の端へ移動した状態である。
【００８７】
図２４（ａ）では、実装部ＣＡ、ＣＢのＵ字形状の曲率を小さくおり、図２４（ｂ）ではＵ字形状の曲率を図２４（ａ）よりも大きくし、図２４（ｃ）ではさらにＵ字形状の曲率を大きくしている。
【００８８】
また、実装部ＣＡ、ＣＢが接続されている移動体ＭＹ２３、ＭＹ２２は、ステージＡ、ＢのＹ方向の移動に同期してＹ方向に移動するので、ステージＡ、Ｂが移動した際に、実装部ＣＡ、ＣＢに大きなストレスを与えないようにすることができる。
【００８９】
以上のように、ステージＡ、ＢのＸ方向及びＹ方向の移動に対して、実装部ＣＡ、ＣＢがステージＡ、Ｂの移動に追従することができるため、実装部ＣＡ、ＣＢは大きなストレスを与えないようにすることができ、結果としてステージＡ、Ｂへの外乱を低減することができる。
【００９０】
次にステージＡ、ＢのＺ方向位置の連続計測システム、及び、そのときステージＡ、Ｂの実装動作について図２５を用いて説明する。図２５（ａ）の状態からステージＡ、Ｂをスワップするために、ステージＢは−Ｘ方向に駆動され、ステージＡは＋Ｘ方向に駆動されて、図２５（ｂ）に示す状態になる。
【００９１】
ステージＡ、Ｂをスワップするには、ステージＢの＋Ｘ方向の外縁がステージＡの−Ｘ方向の外縁よりも−Ｘ方向に位置する必要があり、また、そのときにステージＡ、ＢのＺ方向位置が計測できている必要がある。そのために、Ｙ方向に延びるＺ位置計測用の固定三角ミラーＺＭＵ２１〜ＺＭＵ２３とＺＭＤ２１〜ＺＭＤ２３とがＸ方向にオフセットして２列設けられている。つまり、Ｚ計測用固定三角ミラーが１列しか存在しない場合には、ステージＡ、ＢのＺ方向を計測しながらステージＡ、Ｂをスワップしようとすると、両者が衝突することになりうる。
【００９２】
その後、ステージＢは＋Ｙ方向に移動し、その移動に追従して移動ＺビームＭＺ２１、ＭＺ２２を出射する移動干渉計Ｉ２１、Ｉ２２が＋Ｙ方向に移動する。同時に、ステージＡは−Ｙ方向に移動し、その移動に追従して移動ＺビームＭＺ２３、ＭＺ２４を出射する移動干渉計Ｉ２３、Ｉ２４が−Ｙ方向に移動して、図２５（ｃ）に示す状態になる。移動干渉計が＋Ｙ方向に移動する際に、Ｉ２２は固定ミラーＺＭＵ２１とＺＭＵ２２との間で、Ｉ２１は固定ミラーＺＭＵ２３とＺＭＤ２３との間で途切れることになるが、途切れる前に干渉計Ｉ２２とＩ２１は同時にステージＢ上のミラーを計測しているため、不図示の干渉計切替手段によって使用する干渉計を切り替えたときに、切替前に用いていた干渉計で計測した情報を、切替後に用いる干渉計に引き継ぐことができる。移動干渉計が−Ｙ方向に移動する際も同様である。
【００９３】
図２５（ｃ）に示すように、ステージＡは−Ｘ方向に移動し、ステージＢは＋Ｘ方向に移動し、スワップが完了する。
【００９４】
以上の構成により、ステージＡ、Ｂをスワップする時もステージＡ、ＢのＺ方向位置の連続的に計測を行うことができ、且つ、ステージＡ、Ｂへの実装部にストレスをかけることなく、実装部をステージＡ、Ｂへ接続することができる。
【００９５】
＜第３実施形態の変形例１＞
図２６は、第３実施形態の変形例１の概略図であり、図２６（ａ）は平面図、図２６（ｂ）は側面図である。第３実施形態とは実装部が相違しており、その他の部分については変更がないため、詳細な説明は省略する。
【００９６】
図２６において、実装部を保持する実装ガイドＣＧＡが移動干渉計Ｉ２３を上面に保持している移動体ＭＹ２３に設けられている。実装部ＣＡは、移動体ＭＹ２３から実装ガイドＣＧＡを介してステージＡに接続される。実装部ＣＡは図２６のようにＸＺ平面上にＵ字状に形成され、Ｕ字状に形成された実装部ＣＡの片方の端がステージＡに接続され、もう一方の端が実装ガイドＣＧＡに固定されている。
【００９７】
また、実装部を保持する実装ガイドＣＧＢが移動干渉計Ｉ２２を上面に保持している移動体ＭＹ２２に設けられている。実装部ＣＢは、移動体ＭＹ２２から実装ガイドＣＧＢを介してステージＢに接続される。実装部ＣＢは実装部ＣＡと同様にＸＺ平面上にＵ字状に形成され、Ｕ字状に形成された実装部ＣＢの片方の端がステージＢに接続され、もう一方の端が実装ガイドＣＧＢに固定されている。
【００９８】
このように、実装部ＣＡ，ＣＢはＸＺ平面上にＵ字状に形成されているので、ステージＡ、ＢのＸ方向の移動した場合、Ｕ字形状の曲部が移動することで、実装部ＣＡ、ＣＢに大きなストレスをかけないようにすることができる。
【００９９】
図２７（ａ）〜（ｃ）はステージＡ、ＢがＸ方向に移動した際の、実装部ＣＡ、ＣＢの様子を示す図である。図２７（ａ）はステージＡが＋Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢが−Ｘ方向の端へ移動した状態で、図２７（ｂ）はステージＡ、ＢがともにＸ方向の中央位置へ移動した状態で、図２７（ｃ）はステージＡが−Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢが＋Ｘ方向の端へ移動した状態である。
【０１００】
図２７（ａ）において、実装部ＣＡはＵ字形状の曲部を＋Ｘ方向に移動させており、実装部ＣＢはＵ字状形状の曲部を−Ｘ方向に移動させている。図２７（ｂ）において、実装部ＣＡ、ＣＢはＵ字状形状の曲部を初期位置（図２７（ａ）の移動前の状態）に移動させている。図２７（ｃ）において、実装部ＣＡはＵ字状形状の曲部を−Ｘ方向に移動させており、実装部ＣＢはＵ字状形状の曲部を＋Ｘ方向に移動させている。
【０１０１】
このように、ステージＡ、ＢがＸ方向に移動すると、実装部ＣＡ、ＣＢはＵ字形状の曲部をＸ方向に移動させて追従しているので、ステージＡ、ＢのＸ方向の移動に対して実装部ＣＡ、ＣＢに大きなストレスをかけないようにすることができる。
【０１０２】
また、実装ガイドＣＧＡ、ＣＧＢ、及び、実装部ＣＡ、ＣＢを有する移動体ＭＹ２３、移動体ＭＹ２２は、ステージＡ、ＢのＹ方向の移動に同期してＹ方向に移動するので、ステージＡ、ＢのＹ方向の移動に対して実装部ＣＡ、ＣＢに大きなストレスをかけないようにすることができる。
【０１０３】
また、実装ガイドＣＧＡの−Ｘ方向の外縁は固定子ＳＴＥのＸ方向の中心より＋Ｘ方向にあり、実装ガイドＣＧＢの＋Ｘ方向の外縁は固定子ＳＴＥのＸ方向の中心より−Ｘ方向にあるため、ステージＡ、Ｂの入れ替え時にそれぞれの実装ガイドを接触させないようにすることができる。
【０１０４】
＜第３実施形態の変形例２＞
図２８は、第３実施形態の変形例２の概略を表す図であり、図２８（ａ）は平面図、図２８（ｂ）は側面図である。第３実施形態とは実装部の引き回しにおいて相違しており、その他の部分については同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１０５】
変形例２では、上述の変形例１における実装ガイドＣＧＡ、ＣＧＢに対してさらにＸ方向で移動する実装ステージＭＸＡ、ＭＸＢが設けられている。実装ステージＭＸＡ、ＭＸＢは、たとえばボールねじやリニアモータによってＸ方向に駆動することができる。実装ガイドＣＧＡ、ＣＧＢはＹ方向に移動可能であるため、実装ステージＭＸＡ、ＭＸＢは、ステージＡ、Ｂの位置情報に基づいて駆動を制御することによってＸＹ方向でステージＡ、Ｂに追従することができる。以下、ステージＡの実装部について説明するが、ステージＢについても同様である。
【０１０６】
ステージＡに接続される実装部ＣＡは、実装ステージＭＸＡに一旦保持され、実装ガイドＣＧＡ、移動体ＸＹ２３を介して外部に引き回される。ここで、実装部ＣＡは、ステージＡと実装ステージＭＸＡとの間（ＣＡ１）でたわみを持たせることでステージＡと実装ステージＭＸＡ間の相対位置が変化しても外乱を吸収することができる。
【０１０７】
また、実装部ＣＡは、実装ステージＭＸＡと実装ガイドＣＧＡとの間（ＣＡ２）でＸＺ平面でＵ字形に形成され、実装部ＣＡ２の片方の端部は実装ステージＭＸＡに、他方の端部は実装ガイドＣＧＡに接続されている。これにより、実装ステージＭＸＡがＸ方向に移動した際に実装部ＣＡ２に大きなストレスが与えられないようにすることができる。
【０１０８】
図２９を用いて、ステージＡ、Ｂが移動した際に実装ステージＭＸＡ、ＭＸＢが追従する様子を説明する。
【０１０９】
図２９（ａ）はステージＡが＋Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢが−Ｘ方向の端へ移動した状態で、図２９（ｂ）はステージＡ、ＢがＸ方向の中央位置へ移動した状態で、図２９（ｃ）はステージＡが−Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢが＋Ｘ方向の端へ移動した状態である。
【０１１０】
図２９（ａ）において、ステージＡが＋Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢが−Ｘ方向の端へ移動しており、ステージＡの移動に同期して実装ステージＭＸＡは＋Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢの移動に同期して実装ステージＭＸＢは−Ｘ方向の端へ移動することにより、実装部ＣＡ１、ＣＢ１に大きなストレスをかけないようにしている。
【０１１１】
また、実装部ＣＡ２は実装ステージＭＸＡのＸ方向の移動に対して、Ｕ字形状の曲部を＋Ｘ方向に移動させており、実装部ＣＢ２は実装ステージＭＸＢのＸ方向の移動に対して、Ｕ字形状の曲部を−Ｘ方向に移動させている。
【０１１２】
図２９（ｂ）において、ステージＡが−Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢが＋Ｘ方向の端へ移動しており、ステージＡの移動に同期して実装ステージＭＸＡは−Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢの移動に同期して実装ステージＭＸＢは＋Ｘ方向の端へ移動することにより、実装部ＣＡ１、ＣＢ１に大きなストレスをかけないようにしている。
【０１１３】
図２９（ｃ）において、ステージＡが−Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢが＋Ｘ方向の端へ移動しており、ステージＡの移動に同期して実装ステージＭＸＡは−Ｘ方向の端へ移動し、ステージＢの移動に同期して実装ステージＭＸＢは＋Ｘ方向の端へ移動することにより、実装部ＣＡ１、ＣＢ１に大きなストレスをかけないようにしている。
【０１１４】
また、実装部ＣＡ２は実装ステージＭＸＡの−Ｘ方向の移動に対して、Ｕ字形状の曲部を−Ｘ方向に移動させており、実装部ＣＢ２は実装ステージＭＸＢの＋Ｘ方向の移動に対して、Ｕ字形状の曲部を＋Ｘ方向に移動させている。
【０１１５】
このように、干渉計を搭載した移動ステージをステージに対してＹ方向で同期させ、移動ステージとともに移動する実装ステージがステージにＸ方向で同期することで、ステージが２次元方向に移動したとしても、実装部に大きなストレスがかからないようにすることができる。
【０１１６】
＜第３実施形態の変形例３＞
図３０は、第３実施形態の変形例３を概略的に表す図であり、図３０（ａ）は平面図、図３０（ｂ）は側面図である。第３実施形態とは干渉計を搭載した移動体において相違しており、その他の部分については同様であるので詳細な説明を省略する。
【０１１７】
図３０において、移動干渉計Ｉ２３と移動干渉計Ｉ２４はともに移動体ＭＯＡ上に保持されており、移動体ＭＯＡがガイドＧＹＡ上を移動することによって、移動干渉計Ｉ２３と移動干渉計Ｉ２４は一緒に移動する。また、移動干渉計Ｉ２１と移動干渉計Ｉ２２は移動体ＭＯＢ上に保持されており、移動体ＭＯＢがガイドＧＹＢ上を移動することにより、移動干渉計Ｉ２１と移動干渉計Ｉ２２は一緒に移動する。
【０１１８】
移動干渉計Ｉ２３と移動干渉計Ｉ２４は、それぞれステージＡ上のミラーＭ９、Ｍ１０のＹ方向に追従する必要があるが、ミラーＭ９とミラーＭ１０との間のＹ方向における距離は変化しないため、このような構成であってもステージＡのＺ方向における位置を計測することができる。
【０１１９】
変形例３の構成によれば、第３実施形態に比べて、追従制御すべき移動体が少なくなるため、追従制御する際に生じる誤差の影響を低減することができる。
【０１２０】
＜第３実施形態の変形例４＞
図３１は、第３実施形態の変形例４を表す概略図であり、図３１（ａ）は平面図であり、図３１（ｂ）は側面図である。第３実施形態とは移動体の構成が相違しており、その他の部分については同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１２１】
第３実施形態では、移動干渉計を搭載した移動体に実装部を保持させていたが、変形例４では、実装部を搭載する実装部移動体と移動干渉計を搭載した移動体がガイドを共通にしているだけで、独立に移動する。
【０１２２】
図３１において、ガイドＧＹＡ上に、移動干渉計Ｉ２３を保持している移動体ＭＹ２３と、移動干渉計Ｉ２４を保持している移動体ＭＹ２４とは別に実装移動体ＭＣＡを構成し、ガイドＧＹＡ上で移動体ＭＹ２３と移動体ＭＹ２４と実装移動体ＭＣＡが各々独立に駆動できるようにする。
【０１２３】
図３１において、ガイドＧＹＢ上に、移動干渉計Ｉ２１を保持している移動体ＭＹ２１と、移動干渉計Ｉ２２を保持している移動体ＭＹ２２とは別に実装移動体ＭＣＢを構成し、ガイドＧＹＢ上で移動体ＭＹ２１と移動体ＭＹ２２と実装移動体ＭＣＢが各々独立に駆動できるようにする。
【０１２４】
＜第３実施形態の変形例５＞
図３２は、第３実施形態の変形例５を表す概略図であり、図３２（ａ）は平面図であり、図３２（ｂ）は側面図である。変形例５は第３実施形態における構成をステージが１つの場合に適用した例である。
【０１２５】
図３２において、ステージＡについては、＋Ｘ方向に配置された移動干渉計Ｉ２３、Ｉ２４から出射される平行な移動ＺビームＭＺ２３、ＭＺ２４がＺ位置計測用の固定ミラーＺＭＤ２３、ＺＭＤ２２に照射される。固定ミラーＺＭＤ２１〜ＺＭＤ２３は、移動干渉計Ｉ２３、Ｉ２４から出射される移動ＺビームＭＺ２３、ＭＺ２４を９０度曲げて鉛直下方のステージＡの平面ミラーＭ９、Ｍ１０に照射してステージＡのＺ方向位置を計測できるように配置されている。
【０１２６】
ステージＡの平面ミラーＭ９、Ｍ１０はＸ方向に延びていて、ステージＡがＹ方向に移動するとビームが照射できなくなるので、移動ビームＭＺ３、ＭＺ４を出射する移動干渉計Ｉ２３、Ｉ２４はステージＡのＹ方向移動に同期してＹ方向に移動する。このことによりステージＡが移動してもＺ方向の連続的な位置を計測することができる。
【０１２７】
また、図３２において、第３実施形態と同様に、移動干渉計Ｉ２３を搭載した移動体ＭＹ２３に、実装部ＣＡを保持させ、実装部ＣＡがＵ字形状部を有することによって、ステージＡがＸＹ方向に移動しても、実装部ＣＡに大きなストレスをかけないようにすることができる。
【０１２８】
＜第４実施形態＞
図３３は、本発明の第４実施形態の計測システムの構成を模式的に示す図である。第４実施形態では、Ｚ位置計測用の固定ミラーＺＭＵ３１〜ＺＭＵ３３、ＺＭＤ３１〜ＺＭＤ３３はＹ方向に延びていて、ステージＡ、Ｂに設けられたＺ位置計測用のミラーＭ１１、Ｍ１２はＸ方向に延びている。第４実施形態では、Ｚ位置計測用の固定ミラーＺＭＵ３１〜ＺＭＵ３３、ＺＭＤ３１〜ＺＭＤ３３は、ＸＹ平面に平行な平面ミラーとして構成され、ステージＡ、Ｂに設けられたＺ位置計測用のミラーは、水平面に対して４５度の角度をなしている。このような構成によれば、Ｚ位置計測用の干渉計ビームを出射する干渉計を移動させる必要が無く、位置を固定することができる。
【０１２９】
ステージＡについては、−Ｙ方向に配置された干渉計からＺ位置計測用の干渉計ビームＺ３３、Ｚ３４が照射され、ステージＡのミラーＭ１２で９０度曲げられて鉛直上方のＺ位置計測用の平面固定ミラーＺＭＵ３１、ＺＭＵ３４に照射され、ステージＡのＺ方向位置を計測することができる。
【０１３０】
同様に、ステージＢにについては、＋Ｙ方向に配置された干渉計からＺ位置計測用の干渉計ビームＺ３１、Ｚ３２が照射され、ステージＢのミラーＭ１１で９０度曲げられて鉛直上方のＺ位置計測用の平面固定ミラーＺＭＵ３３、ＺＭＤ３３に照射され、ステージＢのＺ方向位置を計測することができる。
【０１３１】
ここで、ステージＡは、Ｚ位置計測用の干渉計ビームＺ３３、Ｚ３４の双方でＺ方向位置が計測され、ステージＢは、Ｚ位置計測用の干渉計ビームＺ３１、Ｚ３２の双方でＺ方向位置が計測される。
【０１３２】
以上の構成において、まず、図３４に示すように、ステージＡは−Ｘ方向に駆動され、ステージＢは＋Ｘ方向に駆動される。この結果、ステージＡは、Ｚ位置計測用の干渉計ビームＺ３２、Ｚ３３でＺ方向位置が計測され、ステージＢは、Ｚ位置計測用の干渉計ビームＺ３１、Ｚ３４でＺ方向位置が計測される状態になる。
【０１３３】
この状態では、ステージＡの＋Ｘ方向の外縁がステージＢの−Ｘ方向の外縁よりも−Ｘ方向に位置し、続いてステージＡ、ＢをＹ方向に移動させて、Ｙ方向位置を入れ換えることができる。また、固定ミラーが２列に配置されていることにより、ステージＡ、ＢのＺ方向位置を連続的に計測しながらステージＡ、Ｂをスワップすることができる。
【０１３４】
その後、図３５に示す状態になるように、ステージＡは＋Ｙ方向に駆動され、ステージＢは−Ｙ方向に向かって駆動される。Ｚ固定ミラーＺＭＵ３１〜３３、ＺＭＤ３１〜ＺＭＤ３３には、露光光軸ＥＡの周辺、計測光軸ＭＡの周辺で露光光学系や計測光学系との空間的干渉を避けるため切れ目が設けられる。しかしながら、図３４に示す状態において、ステージＡにはＺ位置計測用ビームＺ３２、Ｚ３３が照射されるので、Ｚ位置計測用の固定ミラーに切れ目があっても、Ｚ位置の計測が途切れることなくステージＡをＹ方向に移動させることができる。ステージＢについても同様で、ステージＢにはＺ位置計測用ビームＺ３１、Ｚ３４が照射されるので、Ｚ位置計測用の固定ミラーに切れ目があっても、Ｚ位置の計測が途切れることなくステージＢをＹ方向に移動させることができる。
【０１３５】
更に、図３５に示す状態から図３６に示す状態に、ステージＡ、Ｂを駆動することによってスワップは完了する。
【０１３６】
＜第５実施形態＞
図３７は、上記の露光装置におけるステージ駆動システムの第５実施形態を示す図である。ここまでは、ガイドレスの平面モータを例にして、干渉計による計測を途切れさせずに２つのステージをスワップするための構成について説明した。しかしながら、本発明は、ガイドレスの平面モータだけでなく、例えば、図３７に示すような２組のＸＹ移動機構によってステージＡ、Ｂを駆動して、２組のＸＹ駆動機構間でステージＡ、Ｂを交換するタイプの装置にも適用が可能である。
【０１３７】
＜干渉計の切り替え＞
図３８は、第１実施形態〜第５実施形態における干渉計を切り替える機能を有する制御系を概略的に示す図である。複数の干渉計１０１〜１０３は、ステージの所定方向の位置を計測するように配置された干渉計（例えば、ビーム群ＵＸ１〜ＵＸ４をそれぞれ使ってステージの位置を計測する干渉計）である。複数の干渉計１０１〜１０３の出力である位置計測結果は、セレクタ１１０に提供される。セレクタ１１０は、例えば、ステージの位置信号（例えば、目標位置信号ＰＯＳ）にしたがって複数の干渉計１０１〜１０３の出力を選択することによって干渉計を切り替える。この際、セレクタ１１０は、セレクタ１１０の出力（位置計測結果）が途切れないように（すなわち、連続的に位置計測結果が得られるように）、干渉計の出力を選択する。セレクタ１１０の出力は、ステージの計測位置として減算器１１５に入力され、減算器１１５において目標位置信号ＰＯＳの値から減算される。減算器１１５の出力である位置偏差信号は、補償器１２０を通してアクチュエータ（例えば、前述の固定子ＳＴＥ）１３０に提供される。このような構成は、各ステージの各軸について設けられ、これにより２つのステージの位置を連続的に計測しながらフィードバック制御により２つのステージの位置を制御することができ、また、２つのステージの位置を交換することができる。
【０１３８】
＜デバイス製造方法＞
次に、この露光装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説明する。図３９は半導体デバイスの全体的な製造プロセスのフローを示す図である。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ２（マスク作製）では設計した回路パターンに基づいてマスクを作製する。
【０１３９】
一方、ステップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを用いて、上記の露光装置によりリソグラフィ技術を利用してウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ５によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の組み立て工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ４で作製された半導体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。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、ステップ７でこれを出荷する。
【０１４０】
上記ステップ４のウエハプロセスは以下のステップを有する。ウエハの表面を酸化させる酸化ステップ、ウエハ表面に絶縁膜を成膜するＣＶＤステップ、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する電極形成ステップ、ウエハにイオンを打ち込むイオン打ち込みステップ、ウエハに感光剤を塗布するレジスト処理ステップ、上記の露光装置によって回路パターンをレジスト処理ステップ後のウエハに転写又は描画する露光ステップ、露光ステップで露光したウエハを現像する現像ステップ、現像ステップで現像したレジスト像以外の部分を削り取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剥離ステップ。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンを形成する。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明の好適な実施形態の露光装置の構成を概略的に示す正面図である。
【図２】図１に示す露光装置のステージ構成を概略的に示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態の計測システムの構成を模式的に示す図である。
【図４】ミラーを有するステージの構成例を示す図である。
【図５】第１実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図６】第１実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図７】第１実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図８】第１実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図９】第１実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図１０】第１実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図１１】第１実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図１２】第１実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図１３】第１実施形態の変形例を示す図である。
【図１４】第１実施形態の変形例を示す図である。
【図１５】第１実施形態の変形例を示す図である。
【図１６】第１実施形態の変形例を示す図である。
【図１７】本発明の第２実施形態の計測システムの構成を示す図である。
【図１８】第２実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図１９】第２実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図２０】第２実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図２１】第２実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図２２】第２実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図２３】本発明の第３実施形態における構成を示す図である。
【図２４】第３実施形態における動作を説明するための図である。
【図２５】第３実施形態における動作を説明するための図である。
【図２６】第３実施形態の変形例１を示す図である。
【図２７】第３実施形態の変形例１の動作を示す図である。
【図２８】第３実施形態の変形例２を示す図である。
【図２９】第３実施形態の変形例２の動作を示す図である。
【図３０】第３実施形態の変形例３を示す図である。
【図３１】第３実施形態の変形例４を示す図である。
【図３２】第３実施形態の変形例５を示す図である。
【図３３】本発明の第４実施形態の計測システムの構成を示す図である。
【図３４】第４実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図３５】第４実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図３６】第４実施形態の計測システムの動作を説明するための図である。
【図３７】本発明の第５実施形態の計測システムの構成を示す図である。
【図３８】干渉計を切り替える機能を有する制御系を概略的に示す図である。
【図３９】半導体デバイスの製造プロセスを示す図である。
【符号の説明】
【０１４２】
ＥＯＰ  露光用光学系
ＡＯＰ  計測用光学系
ＥＡ  露光用光学系の光軸
ＭＡ  計測用光学系の光軸
Ａ，Ｂ  ステージ
ＳＴＥ  固定子
ステージ定盤  ＳＰ
Ｒ  レチクル
Ｍ  基準マーク
ＦＯＰ  斜入射光学系
ＡＤ  検出器
ＡＦ  検出用光学系
Ｃ  搬送手段
ＩＬ  照明光学系
ＲＳ  レチクルステージ
１００  ステージ装置
Ｍ１〜Ｍ１２  ステージ上のミラー
ＺＭＤ１〜ＺＭＤ３，ＺＭＵ１〜ＺＭＵ３  固定ミラー
ＤＺ１〜ＤＺ３，ＵＺ１〜ＵＺ３  Ｚ方向用干渉計ビーム
ＤＸ１〜ＤＸ４，ＵＸ１〜ＵＸ４  Ｘ方向用干渉計ビーム
ＲＹ１，ＲＹ２，ＬＹ１，ＬＹ２  Ｙ方向用干渉計ビーム
ＵＩ１，ＵＩ２，ＤＩ１，ＤＩ２  移動干渉計
ＺＭＤ１１，ＺＭＤ１２，ＺＭＵ１１，ＺＭＵ１２，Ｚ１，Ｚ２  固定ミラー
ＭＺ１〜ＭＺ４，ＦＺ１，ＦＺ２  Ｚ方向用干渉計ビーム
Ｉ２１〜Ｉ２４  移動干渉計
ＭＺ２１〜ＭＺ２４  Ｚ方向用干渉計ビーム
ＣＡ，ＣＢ  実装部
ＧＹＡ，ＧＹＢ  ガイド
ＺＭＤ２１〜２３，ＺＭＤ２１〜２３  固定ミラー
ＭＹ２１〜ＭＹ２４  移動体
ＣＧＡ，ＣＧＢ  実装ガイド
ＭＸＡ，ＭＸＢ  実装ステージ
ＭＯＡ，ＭＯＢ  移動体
ＭＣＡ，ＭＣＢ  実装移動体
ＺＭＤ３１〜ＺＭＤ３３，ＺＭＵ３１〜ＺＭＵ３３  固定ミラー
Ｚ３１〜Ｚ３３  Ｚ方向用干渉計ビーム
ＭＸ  Ｘ可動子
ＭＹ  Ｙ可動子
１０１〜１０３  干渉計
１１０  セレクタ
１１５  減算器
１２０  補償器
１３０  アクチュエータ
【図１】
2005317916.tif 000003
【図２】
2005317916.tif 000004
【図３】
2005317916.tif 000005
【図４】
2005317916.tif 000006
【図５】
2005317916.tif 000007
【図６】
2005317916.tif 000008
【図７】
2005317916.tif 000009
【図８】
2005317916.tif 000010
【図９】
2005317916.tif 000011
【図１０】
2005317916.tif 000012
【図１１】
2005317916.tif 000013
【図１２】
2005317916.tif 000014
【図１３】
2005317916.tif 000015
【図１４】
2005317916.tif 000016
【図１５】
2005317916.tif 000017
【図１６】
2005317916.tif 000018
【図１７】
2005317916.tif 000019
【図１８】
2005317916.tif 000020
【図１９】
2005317916.tif 000021
【図２０】
2005317916.tif 000022
【図２１】
2005317916.tif 000023
【図２２】
2005317916.tif 000024
【図２３】
2005317916.tif 000025
【図２４】
2005317916.tif 000026
【図２５】
2005317916.tif 000027
【図２６】
2005317916.tif 000028
【図２７】
2005317916.tif 000029
【図２８】
2005317916.tif 000030
【図２９】
2005317916.tif 000031
【図３０】
2005317916.tif 000032
【図３１】
2005317916.tif 000033
【図３２】
2005317916.tif 000034
【図３３】
2005317916.tif 000035
【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
2005317916.tif 000041