(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定平面に沿って移動体を駆動する精度を較正するための較正方法であって、
前記所定平面内の一軸に平行な第１方向に前記移動体を駆動して、該移動体の前記所定平面に実質的に平行な一面に設けられた前記第１方向を周期方向とする第１、第２グレーティングに、それぞれ対向する一対のエンコーダヘッドにより、前記第１方向に関する前記移動体の位置を計測する工程と；
前記一対のエンコーダヘッドの計測結果により、該一対のエンコーダヘッドの少なくとも一方の計測値を較正するための較正データを作成する工程と；
を含む較正方法。
【請求項２】
前記作成する工程では、前記一対のエンコーダヘッドの一方の計測値を基準にして他方の計測値を較正するための較正データを作成する、請求項１に記載の較正方法。
【請求項３】
前記作成する工程では、前記一対のエンコーダヘッドの両方の計測値を、該計測値の平均を基準にして、較正するための較正データを作成する、請求項１に記載の較正方法。
【請求項４】
前記第１、第２グレーティングは、前記所定平面内で前記一軸に直交する軸に平行な第２方向に離間して設置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の較正方法。
【請求項５】
所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動方法であって、
前記所定平面に実質的に平行な前記移動体の一面に設けられた前記所定平面内の一軸に平行な第１方向を周期方向とする第１、第２グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第１、第２エンコーダヘッドを備える第１、第２ヘッドユニットの少なくとも一方を用いて、前記第１方向に関する前記移動体の位置を計測する工程と；
前記計測する工程の計測結果と、請求項１〜４のいずれか一項に記載の較正方法を用いて作成される較正データと、に基づいて、前記移動体を駆動する工程と；
を含む移動体駆動方法。
【請求項６】
前記移動体の位置に応じて、前記第１、第２ヘッドユニットの間で、使用するエンコーダヘッドを切り換える工程をさらに含む、請求項５に記載の移動体駆動方法。
【請求項７】
前記切り換える工程では、前記移動体が、前記第１エンコーダヘッドが前記第１グレーティングに対向する前記移動体の第１移動領域と、前記第２エンコーダヘッドが前記第２グレーティングに対向する前記移動体の第２移動領域と、の間を、該両移動領域が重複する領域を介して移動する間に、切り換えの前後で前記移動体の位置の計測値が維持されるように、切り換え後に使用する前記エンコーダヘッドの計測値を再設定する、請求項６に記載の移動体駆動方法。
【請求項８】
エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光方法であって、
前記パターンを形成するために、請求項５〜７のいずれか一項に記載の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を駆動する工程を含む露光方法。
【請求項９】
物体上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記パターンを形成するために、請求項５〜７のいずれか一項に記載の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を所定平面に沿って駆動する工程を含むパターン形成方法。
【請求項１０】
前記物体は感応層を有し、
前記感応層にエネルギビームを照射して前記パターンを形成する、請求項９に記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
前記エネルギビームを、光学系と、該光学系と前記物体の間に供給される液体と、を介して照射する、請求項１０に記載のパターン形成方法。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか一項に記載のパターン形成方法を用いて、物体上にパターンを形成する工程と；
前記パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と；
を含むデバイス製造方法。
【請求項１３】
所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動装置であって、
前記所定平面に実質的に平行な前記移動体の一面に設けられた前記所定平面内の一軸に平行な第１方向を周期方向とする第１、第２グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第１、第２エンコーダヘッドを含み、前記第１方向に関する前記移動体の位置を計測する第１、第２ヘッドユニットと；
請求項１〜４のいずれか一項に記載の較正方法を用いて作成される較正データを記憶する記憶装置と；
前記第１、第２ヘッドユニットの少なくとも一方を用いて得られる前記移動体の位置の計測結果と前記較正データとに基づいて、前記移動体を駆動する駆動装置と；
を備える移動体駆動装置。
【請求項１４】
前記第１、第２グレーティングは、前記所定平面内で前記一軸に直交する軸に平行な第２方向に離間して設置される、請求項１３に記載の移動体駆動装置。
【請求項１５】
前記複数の第１、第２エンコーダヘッドのうち、少なくとも一対の第１、第２エンコーダヘッドの前記第２方向に関する離間距離は、前記第１、第２グレーティングの前記第２方向の離間距離と、ほぼ等しい、請求項１３又は１４に記載の移動体駆動装置。
【請求項１６】
前記移動体の位置に応じて、前記第１、第２ヘッドユニットの間で、使用するエンコーダヘッドを切り換える切り換え装置をさらに備える、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の移動体駆動装置。
【請求項１７】
前記切り換え装置は、前記移動体が、前記第１エンコーダヘッドが前記第１グレーティングに対向する前記移動体の第１移動領域と、前記第２エンコーダヘッドが前記第２グレーティングに対向する前記移動体の第２移動領域と、の間を、該両移動領域が重複する領域を介して移動する間に、切り換えの前後で前記移動体の位置の計測値が維持されるように、切り換え後に使用する前記エンコーダヘッドの計測値を再設定する、請求項１６に記載の移動体駆動装置。
【請求項１８】
エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光装置であって、
前記パターンを形成するために、前記物体を保持する移動体を所定平面に沿って駆動する、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の移動体駆動装置を備える露光装置。
【請求項１９】
物体にパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記物体を保持して移動可能な移動体と；
前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と；
前記移動体を所定平面に沿って駆動する、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の移動体駆動装置と；
を備えるパターン形成装置。
【請求項２０】
前記物体は感応層を有し、
前記パターン生成装置は、前記感応層にエネルギビームを照射することによって、前記パターンを形成する、請求項１９に記載のパターン形成装置。
【請求項２１】
前記パターン生成装置は、光学系を含み、
前記光学系と前記物体の間に、液体を供給する液体供給装置をさらに備える、請求項２０に記載のパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、較正方法、移動体駆動方法及び装置、露光方法及び装置、パターン形成方法及び装置、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、所定平面に沿って移動体を駆動する精度を較正するための較正方法、該較正方法を導入して所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動方法及び装置、前記移動体駆動方法を利用する露光方法及び前記移動体駆動装置を備える露光装置、前記移動体駆動方法を利用するパターン形成方法及び前記移動体駆動装置を備えるパターン形成装置、並びに前記パターン形成方法を利用するデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）と、ステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））と、が用いられている。
【０００３】
これらの露光装置では、ウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、ウエハと総称する）上の複数のショット領域にレチクル（又はマスク）のパターンを転写するために、ウエハを保持するウエハステージが、例えばリニアモータ等により２次元方向に駆動される。ウエハステージの位置は、一般的に、長期に渡って高い安定性を有するレーザ干渉計を用いて、計測されていた。
【０００４】
しかし、近年、半導体素子の高集積化に伴うパターンの微細化に伴い、重ね合わせ精度の要求が厳しくなり、レーザ干渉計のビーム光路上の雰囲気の温度変化や温度勾配の影響で発生する空気揺らぎに起因する計測値の短期的な変動がオーバレイバジェット中の大きなウエイトを占めるようになった。
【０００５】
そこで、レーザ干渉計と同程度以上の計測分解能を有し、一般的に干渉計に比べて空気揺らぎの影響を受けにくいエンコーダを、ウエハステージの位置計測装置として採用する露光装置を、出願人は先に提案した（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかるに、特許文献１に開示されている露光装置では、投影光学系の光軸とアライメント系の検出中心を結ぶ直線に平行な方向（Ｙ軸方向）に関して、ウエハステージの移動ストロークが長く設定されている。そして、Ｙ軸方向に関して、ウエハステージの上面の一側と他側に、一対のスケール（回折格子）を設け、これに対応してエンコーダの一対のヘッドユニットをＹ軸方向に関して離して配置する装置構成が採用されている。従って、特許文献１に開示されている露光装置などでは、ウエハステージのＹ軸方向の位置に応じて、ヘッドユニット（ヘッド）を切り換えて使用することになるが、どちらのヘッドを用いても、使用するスケールの違いなどによらず、同じ計測結果が得られるようにする必要がある。
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１の観点からすると、所定平面に沿って移動体を駆動する精度を較正するための較正方法であって、前記所定平面内の一軸に平行な第１方向に前記移動体を駆動して、該移動体の前記所定平面に実質的に平行な一面に設けられた前記第１方向を周期方向とする第１、第２グレーティングに、それぞれ対向する一対のエンコーダヘッドにより、前記第１方向に関する前記移動体の位置を計測する工程と；前記一対のエンコーダヘッドの計測結果により、該一対のエンコーダヘッドの少なくとも一方の計測値を較正するための較正データを作成する工程と；を含む較正方法である。
【０００９】
これによれば、第１、第２グレーティングにそれぞれ対向する一対のエンコーダヘッドにより移動体の位置を計測するので、一対のエンコーダヘッドのそれぞれから第１、第２グレーティングに起因する計測誤差を含んだ計測結果が得られる。そこで、一対のエンコーダヘッドの計測結果により、一対のエンコーダヘッドの少なくとも一方の計測値を較正するための較正データを作成する。そして、作成した較正データを用いて、第１、第２グレーティングの少なくとも一方に対向するエンコーダヘッドの計測値を較正することにより、第１グレーティングに対向するエンコーダヘッドの計測結果に基づく移動体の駆動制度と、第２グレーティングに対向するエンコーダヘッドの計測結果に基づく移動体の駆動精度と、を一致させることが可能になる。
【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動方法であって、前記所定平面に実質的に平行な前記移動体の一面に設けられた前記所定平面内の一軸に平行な第１方向を周期方向とする第１、第２グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第１、第２エンコーダヘッドを備える第１、第２ヘッドユニットの少なくとも一方を用いて、前記第１方向に関する前記移動体の位置を計測する工程と；前記計測する工程の計測結果と、本発明の較正方法を用いて作成される較正データと、に基づいて、前記移動体を駆動する工程と；を含む移動体駆動方法である。
【００１１】
これによれば、第１、第２ヘッドユニットの少なくとも一方を用いて計測される第１方向に関する移動体の位置の計測結果と、本発明の較正方法を用いて作成される較正データと、に基づいて、移動体が駆動される。そのため、較正データを用いて、第１、第２ヘッドユニットの少なくとも一方の、グレーティングに起因する計測誤差を含んだ計測結果を較正することができる。それにより、第１グレーティングに対向する第１エンコーダヘッドから構成される第１ヘッドユニットを用いた場合と、第２グレーティングに対向する第２エンコーダヘッドから構成される第２ヘッドユニットを用いた場合とで、移動体の位置計測の計測精度が一致するようになる。従って、第１、第２ヘッドユニットの間でエンコーダヘッドを切り換えて使用する場合でも、常に、等しい移動体の駆動精度を維持することが可能になる。
【００１２】
本発明は、第３の観点からすると、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光方法であって、前記パターンを形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を駆動する工程を含む露光方法である。
【００１３】
これによれば、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、物体を保持する移動体を駆動する。そのため、精度良く、物体上にパターンを形成することが可能になる。
【００１４】
本発明は、第４の観点からすると、物体上にパターンを形成するパターン形成方法であって、前記パターンを形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を所定平面に沿って駆動する工程を含むパターン形成方法である。
【００１５】
これによれば、物体上にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、物体を保持する移動体を駆動する。これにより、精度良く、物体上にパターンを形成することが可能になる。
【００１６】
本発明は、第５の観点からすると、本発明のパターン形成方法を用いて、物体上にパターンを形成する工程と；前記パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と；を含むデバイス製造方法である。
【００１７】
本発明は、第６の観点からすると、所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動装置であって、前記所定平面に実質的に平行な前記移動体の一面に設けられた前記所定平面内の一軸に平行な第１方向を周期方向とする第１、第２グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第１、第２エンコーダヘッドを含み、前記第１方向に関する前記移動体の位置を計測する第１、第２ヘッドユニットと；本発明の較正方法を用いて作成される較正データを記憶する記憶装置と；前記第１、第２ヘッドユニットの少なくとも一方を用いて得られる前記移動体の位置の計測結果と前記較正データとに基づいて、前記移動体を駆動する駆動装置と；を備える移動体駆動装置である。
【００１８】
これによれば、駆動装置が、第１、第２ヘッドユニットの少なくとも一方を用いて計測される第１方向に関する移動体の位置の計測結果と、本発明の較正方法を用いて作成される較正データと、に基づいて、移動体を駆動する。そのため、較正データを用いて、第１、第２ヘッドユニットの少なくとも一方の、グレーティングに起因する計測誤差を含んだ計測結果を較正することができる。これにより、第１グレーティングに対向する第１エンコーダヘッドから構成される第１ヘッドユニットを用いた場合と、第２グレーティングに対向する第２エンコーダヘッドから構成される第２ヘッドユニットを用いた場合とで、移動体の位置計測の計測精度、ひいては駆動精度が一致するようになる。従って、第１、第２ヘッドユニットの間でエンコーダヘッドを切り換えて使用する場合でも、常に、等しい移動体の駆動精度を維持することが可能になる。
【００１９】
本発明は、第７の観点からすると、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成する露光装置であって、前記パターンを形成するために、前記物体を保持する移動体を所定平面に沿って駆動する、本発明の移動体駆動装置を備える露光装置である。
【００２０】
これによれば、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動装置を用いて、物体を保持する移動体を所定平面に沿って駆動する。そのため、精度良く、物体上にパターンを形成することが可能になる。
【００２１】
本発明は、第８の観点からすると、物体にパターンを形成するパターン形成装置であって、前記物体を保持して移動可能な移動体と；前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と；前記移動体を所定平面に沿って駆動する、本発明の移動体駆動装置と；を備えるパターン形成装置である。
【００２２】
これによれば、物体上にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動装置を用いて、物体を保持する移動体を所定平面に沿って駆動する。それにより、精度良く、物体上にパターンを形成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図１１に基づいて説明する。
【００２４】
図１には、一実施形態の露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系ＰＬとプライマリアライメント系ＡＬ１が設けられており、以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内で光軸ＡＸとプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を結ぶ直線と平行な方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
【００２５】
また、図３、図４などにおいて、ＸＹ平面内における３つの基準軸、すなわち、光軸ＡＸとプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を結ぶＹ軸に平行な基準軸ＬＶ、光軸ＡＸと基準軸ＬＶとに直交するＸ軸に平行な基準軸ＬＨ、アライメント系ＡＬ１の検出中心にて基準軸ＬＶと直交するＸ軸に平行な基準軸ＬＡ、を導入する。
【００２６】
露光装置１００は、照明系１０、レチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、局所液浸装置８、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを有するステージ装置５０、及びこれらの制御系、等を備えている。露光装置１００は、一部を除いて、国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットの実施形態として開示されている露光装置と同様に構成されている。図１において、ウエハステージＷＳＴ上には、ウエハＷが載置されている。
【００２７】
照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステム）で規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを、照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとして、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられる。
【００２８】
レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図７参照）によって、ＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。
【００２９】
レチクルステージＲＳＴの移動面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１１６によって、移動鏡１５（実際には、Ｙ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（あるいは、レトロリフレクタ）とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられている）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１１６の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図７参照）に送られる。
【００３０】
投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられる。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系１０によってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、その第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系１０、レチクル及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。
【００３１】
本実施形態の露光装置１００には、液浸方式の露光を行うために、局所液浸装置８が設けられている。局所液浸装置８は、液体供給装置５、液体回収装置６（いずれも図１では不図示、図７参照）、液体供給管３１Ａ、液体回収管３１Ｂ、及びノズルユニット３２等を含む。ノズルユニット３２は、図１に示されるように、投影光学系ＰＬを構成する最も像面側（ウエハＷ側）の光学素子、ここではレンズ（以下、「先端レンズ」ともいう）１９１を保持する鏡筒４０の下端部周囲を取り囲むように、投影ユニットＰＵを保持する不図示のメインフレームに吊り下げ支持されている。本実施形態では、ノズルユニット３２は、図１に示されるように、その下端面が先端レンズ１９１の下端面とほぼ同一面に設定されている。また、ノズルユニット３２は、液体Ｌｑの供給口及び回収口と、ウエハＷが対向して配置され、かつ回収口が設けられる下面と、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂとそれぞれ接続される供給流路及び回収流路とを備えている。液体供給管３１Ａと液体回収管３１Ｂとは、図４に示されるように、平面視（上方から見て）でＸ軸方向及びＹ軸方向に対してほぼ４５°傾斜し、基準軸ＬＶに関して対称な配置となっている。
【００３２】
液体供給管３１Ａは液体供給装置５（図１では不図示、図７参照）に、液体回収管３１Ｂは液体回収装置６（図１では不図示、図７参照）に接続されている。ここで、液体供給装置５には、液体を貯蔵するタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。液体回収装置６には、回収した液体を貯蔵するタンク、吸引ポンプ、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。
【００３３】
主制御装置２０は、液体供給装置５（図７参照）を制御して、液体供給管３１Ａを介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体を供給する。そして、液体回収装置６（図７参照）を制御して、液体回収管３１Ｂを介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体を回収する。このとき、主制御装置２０は、供給される液体の量と回収される液体の量とが常に等しくなるように、液体供給装置５と液体回収装置６を制御する。従って、先端レンズ１９１とウエハＷとの間には、一定量の液体Ｌｑ（図１参照）が常に入れ替わって保持され、それにより液浸領域１４が形成される。なお、投影ユニットＰＵの下方に後述する計測ステージＭＳＴが位置する場合にも、同様に先端レンズ１９１と計測テーブルとの間に液浸領域１４を形成することができる。
【００３４】
本実施形態では、上記の液体として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する純水（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする。なお、ＡｒＦエキシマレーザ光に対する水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４であり、水の中では、照明光ＩＬの波長は、１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。
【００３５】
ステージ装置５０は、図１に示されるように、ベース盤１２の上方に配置されたウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴ、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴの位置情報を計測する計測システム２００（図７参照）、及び両ステージＷＳＴ，ＭＳＴを駆動するステージ駆動系１２４（図７参照）等を備えている。計測システム２００は、図７に示されるように、干渉計システム１１８、エンコーダシステム１５０、及び面位置計測システム１８０などを含む。
【００３６】
ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴは、不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングなどにより、数μｍ程度のクリアランスを介して、ベース盤１２の上方に支持されている。また、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴは、リニアモータ等を含むステージ駆動系１２４（図７参照）によって、Ｘ軸方向とＹ軸方向に独立して駆動可能である。
【００３７】
ウエハステージＷＳＴは、ステージ本体９１と、該ステージ本体９１上に搭載されたウエハテーブルＷＴＢとを含む。このウエハテーブルＷＴＢ及びステージ本体９１は、リニアモータ及びＺ・レベリング機構（ボイスコイルモータなどを含む）を含む駆動系によって、ベース盤１２に対し、６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）に駆動可能に構成されている。
【００３８】
ウエハテーブルＷＴＢの上面の中央には、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（不図示）が設けられている。ウエハホルダ（ウエハの載置領域）の外側には、図２（Ａ）に示されるように、ウエハホルダよりも一回り大きな円形の開口が中央に形成され、かつ矩形状の外形（輪郭）を有するプレート（撥液板）２８が設けられている。プレート２８の表面は、液体Ｌｑに対して撥液化処理されている（撥液面を形成する）。なお、プレート２８は、その表面の全部、あるいは一部がウエハＷの表面と同一面となるようにウエハテーブルＷＴＢ上面に固定されている。
【００３９】
プレート２８は、中央に上述の円形の開口が形成された矩形の外形（輪郭）を有する第１撥液領域（第１撥液板）２８ａと、その周囲に配置された矩形枠状（環状）の第２撥液領域（第２撥液板）２８ｂと、を有する。
【００４０】
第１撥液板２８ａの＋Ｙ側の端部には、計測プレート３０が設けられている。この計測プレート３０には、中央に基準マークＦＭが設けられ、基準マークＦＭのX軸方向の両側に一対の空間像計測スリットパターン（スリット状の計測用パターン）ＳＬが、設けられている。そして、各空間像計測スリットパターンＳＬに対応して、それらを透過する照明光ＩＬを、ウエハステージＷＳＴ外部（後述する計測ステージＭＳＴに設けられる受光系）に導く送光系（不図示）が設けられている。
【００４１】
第２撥液板２８ｂには、後述するエンコーダシステムで用いられるスケールが形成されている。詳述すると、第２撥液板２８ｂのＸ軸方向（図２（Ａ）における紙面内左右方向）の一側と他側の領域には、それぞれＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2が形成されている。Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2は、例えば、Ｘ軸方向を長手方向とする格子線３８が所定ピッチでＹ軸方向に配列された、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば回折格子）によって構成されている。
【００４２】
同様に、第２撥液板２８ｂのＹ軸方向（図２（Ａ）における紙面内上下両側）の一側と他側の領域には、Ｙスケール３９Ｙ1及び３９Ｙ2に挟まれた状態で、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2がそれぞれ形成されている。Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2は、例えば、Ｙ軸方向を長手方向とする格子線３７が所定ピッチでＸ軸方向に配列された、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば回折格子）によって構成されている。
【００４３】
なお、格子線３７，３８のピッチは、例えば１μｍと設定される。図２（Ａ）及びその他の図において、図示の便宜のため、格子のピッチを実際のピッチよりも大きく図示している。
【００４４】
また、回折格子を保護するために、撥液性をそなえた低熱膨張率のガラス板でカバーすることも有効である。ここで、ガラス板としては、厚さがウエハと同程度、例えば厚さ１ｍｍのものを用いることができ、そのガラス板の表面がウエハ面と同じ高さ（面一）になるよう、ウエハテーブルＷＳＴ上面に設置される。
【００４５】
また、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、図２（Ａ）に示されるように、後述する干渉計システムで用いられる反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。
【００４６】
計測ステージＭＳＴは、不図示のリニアモータ等によってＸＹ平面内で駆動されるステージ本体９２と、ステージ本体９２上に搭載された計測テーブルＭＴＢとを含んでいる。計測ステージＭＳＴも、ウエハステージＷＳＴと同様に、不図示の駆動系によりベース盤１２に対し、６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）に駆動可能に構成されている。
【００４７】
なお、図７では、ウエハステージＷＳＴの駆動系と計測ステージＭＳＴの駆動系とを含んで、ステージ駆動系１２４として示されている。
【００４８】
計測テーブルＭＴＢ（及びステージ本体９２）には、各種計測用部材が設けられている。この計測用部材としては、例えば、図２（Ｂ）に示されるように、照度むらセンサ９４、空間像計測器９６、波面収差計測器９８、照度モニタ（不図示）などが設けられている。また、ステージ本体９２には、前述の一対の送光系（不図示）に対向する配置で、一対の受光系（不図示）が設けられている。本実施形態では、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとがＹ軸方向に関して所定距離以内に近接した状態（接触状態を含む）において、ウエハステージＷＳＴ上の計測プレート３０の各空間像計測スリットパターンＳＬを透過した照明光ＩＬを各送光系（不図示）で案内し、計測ステージＭＳＴ内の各受光系（不図示）の受光素子で受光する、空間像計測装置４５（図７参照）が構成される。
【００４９】
また、計測テーブルＭＴＢの＋Ｙ端面、−Ｘ端面には、干渉計用の反射面１９ａ，１９ｂが形成されている。
【００５０】
計測テーブルＭＴＢの−Ｙ側端面には、図２（Ｂ）に示されるように、フィデューシャルバー（以下、「ＦＤバー」と略述する）４６がＸ軸方向に延設されている。ＦＤバー４６の長手方向の一側と他側の端部近傍には、センターラインＣＬに関して対称な配置で、Ｙ軸方向を周期方向とする基準格子（例えば回折格子）５２がそれぞれ形成されている。また、ＦＤバー４６の上面には、複数の基準マークＭが形成されている。各基準マークＭとしては、後述するアライメント系によって検出可能な寸法の２次元マークが用いられている。なお、ＦＤバー４６の表面及び計測テーブルＭＴＢの表面も撥液膜で覆われている。
【００５１】
本実施形態の露光装置１００では、図４及び図５に示されるように、基準軸ＬＶ上で、その光軸から−Ｙ側に所定距離隔てた位置に検出中心を有するプライマリアライメント系ＡＬ１が配置されている。プライマリアライメント系ＡＬ１は、不図示のメインフレームの下面に固定されている。プライマリアライメント系ＡＬ１を挟んで、Ｘ軸方向の一側と他側には、基準軸ＬＶに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2と、ＡＬ２3，ＡＬ２4とがそれぞれ設けられている。セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4は、可動式の支持部材を介してメインフレーム（不図示）の下面に固定されており、駆動機構６０1〜６０4（図７参照）を用いて、Ｘ軸方向に関してそれらの検出領域の相対位置が調整可能となっている。
【００５２】
本実施形態では、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれとして、例えば画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれからの撮像信号は、不図示の信号処理系を介して主制御装置２０に供給される。
【００５３】
干渉計システム１１８は、図３に示されるように、反射面１７ａ又は１７ｂにそれぞれ干渉計ビーム（測長ビーム）を投射し、その反射光を受光して、ウエハステージＷＳＴの位置を計測するＹ干渉計１６、及び３つのＸ干渉計１２６〜１２８、並びに計測ステージＭＳＴの位置を計測するＹ干渉計１８、及びＸ干渉計１３０を備えている。詳述すると、Ｙ干渉計１６は、基準軸ＬＶに関して対称な一対の測長ビームＢ４1，Ｂ４2を含む少なくとも３つのＹ軸に平行な測長ビームを反射面１７ａ、及び後述する移動鏡４１に投射する。また、Ｘ干渉計１２６は、図３に示されるように、基準軸ＬＨに関して対称な一対の測長ビームＢ５1，Ｂ５2を含む少なくとも３つのＸ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに投射する。また、Ｘ干渉計１２７は、基準軸ＬＡを測長軸とする測長ビームＢ６を含む少なくとも２つのＹ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに投射する。また、Ｘ干渉計１２８は、Ｙ軸に平行な測長ビームＢ７を反射面１７ｂに投射する。
【００５４】
干渉計システム１１８の各干渉計からの位置情報は、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、Ｙ干渉計１６及びＸ干渉計１２６又は１２７のいずれかの計測結果に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸ，Ｙ位置に加え、θｘ方向の回転情報（すなわちピッチング）、θｙ方向の回転情報（すなわちローリング）、及びθｚ方向の回転情報（すなわちヨーイング）も算出することができる。
【００５５】
また、図１に示されるように、ステージ本体９１の−Ｙ側の側面に、凹形状の反射面を有する移動鏡４１が取り付けられている。移動鏡４１は、図２（Ａ）からわかるように、Ｘ軸方向の長さがウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａよりも、長く設計されている。
【００５６】
移動鏡４１に対向して、干渉計システム１１８（図７参照）の一部を構成する一対のＺ干渉計４３Ａ，４３Ｂが設けられている（図１及び図３参照）。Ｚ干渉計４３Ａ，４３Ｂは、移動鏡４１を介して、例えば投影ユニットＰＵを支持するフレーム（不図示）に固定された固定鏡４７Ａ，４７Ｂにそれぞれ２つの測長ビームＢ１，Ｂ２を投射する。そして、それぞれの反射光を受光して、測長ビームＢ１，Ｂ２の光路長を計測する。その結果より、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの４自由度（Ｙ，Ｚ，θｙ，θｚ）方向の位置を算出する。
【００５７】
本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、主として、後述するエンコーダシステム１５０を用いて計測される。干渉計システム１１８は、ウエハステージＷＳＴがエンコーダシステム１５０の計測領域外（例えば、アンローディングポジションとローディングポジション付近）に位置する際に、使用される。また、エンコーダシステム１５０の計測結果の長期的変動（例えばスケールの経時的な変形などによる）を補正（較正）する場合などに補助的に使用される。勿論、干渉計システム１１８とエンコーダシステム１５０とを併用して、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の全位置情報を計測することとしても良い。
【００５８】
干渉計システム１１８のＹ干渉計１８、及びＸ干渉計１３０は、図３に示されるように、反射面１９ａ，１９ｂに、干渉計ビーム（測長ビーム）を投射して、それぞれの反射光を受光することにより、計測ステージＭＳＴの位置情報（例えば、少なくともＸ軸及びＹ軸方向の位置情報とθｚ方向の回転情報とを含む）を計測し、その計測結果を、主制御装置２０に供給する。
【００５９】
本実施形態の露光装置１００には、干渉計システム１１８とは独立に、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を計測するために、エンコーダシステム１５０を構成する複数のヘッドユニットが設けられている。
【００６０】
図４に示されるように、ノズルユニット３２の＋Ｘ側、＋Ｙ側、−Ｘ側、及びプライマリアライメント系ＡＬ１の−Ｙ側に、４つのヘッドユニット６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、及び６２Ｄが、それぞれ配置されている。また、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4のＸ軸方向の両外側にヘッドユニット６２Ｅ、６２Ｆが、それぞれ設けられている。これらのヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄは、支持部材を介して、投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム（不図示）に吊り下げ状態で固定されている。
【００６１】
ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、図５に示されるように、それぞれ複数（ここでは５個）のＹヘッド６５1〜６５5及びＹヘッド６４1〜６４5を備えている。ここで、Ｙヘッド６５2〜６５5及びＹヘッド６４1〜６４4は、基準軸ＬＨ上に間隔ＷＤで配置されている。Ｙヘッド６５1及びＹヘッド６４5は、基準軸ＬＨから−Ｙ方向に所定距離離れたノズルユニット３２の−Ｙ側の位置に配置されている。Ｙヘッド６５1，６５2間、及びＹヘッド６４4，６４5間のＸ軸方向の間隔もＷＤに設定されている。なお、Ｙヘッド６５1〜６５5とＹヘッド６４5〜６４1は、基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。以下では、必要に応じて、Ｙヘッド６５1〜６５5及びＹヘッド６４1〜６４5を、それぞれ、Ｙヘッド６５及びＹヘッド６４とも記述する。
【００６２】
ヘッドユニット６２Ａは、Ｙスケール３９Ｙ1を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは５眼）のＹリニアエンコーダ７０Ａ（図７参照）を構成する。同様に、ヘッドユニット６２Ｃは、Ｙスケール３９Ｙ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ位置を計測する多眼（ここでは５眼）のＹリニアエンコーダ７０Ｃ（図７参照）を構成する。なお、以下では、Ｙリニアエンコーダを、適宜、「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する。
【００６３】
ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える５個のＹヘッド６５，６４（より正確には、Ｙヘッド６５，６４が発する計測ビームのスケール上の投射点）のＸ軸方向の間隔ＷＤは、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ軸方向の幅（より正確には、格子線３８の長さ）より僅かに狭く設定されている。従って、それぞれ５個のＹヘッド６５，６４のうち、少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向する（計測ビームを投射する）。
【００６４】
ヘッドユニット６２Ｂは、図５に示されるように、ノズルユニット３２（投影ユニットＰＵ）の＋Ｙ側に配置され、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４個）のＸヘッド６６5〜６６8を備えている。また、ヘッドユニット６２Ｄは、ノズルユニット３２（投影ユニットＰＵ）を介してヘッドユニット６２Ｂとは反対側のプライマリアライメント系ＡＬ１の−Ｙ側に配置され、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４個）のＸヘッド６６1〜６６4を備えている。以下では、必要に応じて、Ｘヘッド６６5〜６６8及びＸヘッド６６1〜６６4をＸヘッド６６とも記述する。
【００６５】
ヘッドユニット６２Ｂは、Ｘスケール３９Ｘ1を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸方向の位置（Ｘ位置）を計測する、多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｂ（図７参照）を構成する。また、ヘッドユニット６２Ｄは、Ｘスケール３９Ｘ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ位置を計測する多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｄ（図７参照）を構成する。なお、以下では、Ｘリニアエンコーダを、適宜、「Ｘエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する。
【００６６】
ここで、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備える隣接するＸヘッド６６（より正確には、Ｘヘッド６６が発する計測ビームのスケール上の投射点）のＹ軸方向の間隔ＷＤは、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のＹ軸方向の幅（より正確には、格子線３７の長さ）よりも狭く設定されている。従って、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備えるＸヘッド６６のうち少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2に対向する（計測ビームを投射する）。
【００６７】
なお、ヘッドユニット６２Ｂの最も−Ｙ側のＸヘッド６６5とヘッドユニット６２Ｄの最も＋Ｙ側のＸヘッド６６4との間隔は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動により、その２つのＸヘッド間で切り換え（つなぎ）が可能となるように、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向の幅よりも狭く設定されている。
【００６８】
ヘッドユニット６２Ｅは、図５に示されるように、複数（ここでは４個）のＹヘッド６７1〜６７4を備えている。ここで、３個のＹヘッド６７1〜６７3は、セカンダリアライメント系ＡＬ２1の−Ｘ側に、基準軸ＬＡ上に間隔ＷＤとほぼ同一間隔で配置されている。Ｙヘッド６７4は、基準軸ＬＡから＋Ｙ方向に所定距離離れたセカンダリアライメント系ＡＬ２1の＋Ｙ側に配置されている。なお、Ｙヘッド６７3，６７4間のＸ軸方向の間隔もＷＤと設定されている。
【００６９】
ヘッドユニット６２Ｆは、複数（ここでは４個）のＹヘッド６８1〜６８4を備えている。これらのＹヘッド６８1〜６８4は、基準軸ＬＶに関して、Ｙヘッド６７4〜６７1と対称な位置に配置されている。すなわち、３個のＹヘッド６８2〜６８4は、セカンダリアライメント系ＡＬ２4の＋Ｘ側に、基準軸ＬＡ上に間隔ＷＤとほぼ同一間隔で配置されている。Ｙヘッド６８1は、基準軸ＬＡから＋Ｙ方向に所定距離離れたセカンダリアライメント系ＡＬ２4の＋Ｙ側に配置されている。なお、Ｙヘッド６８1，６８2間のＸ軸方向の間隔もＷＤと設定されている。以下では、必要に応じて、Ｙヘッド６７1〜６７4及びＹヘッド６８1〜６８4を、それぞれＹヘッド６７及びＹヘッド６８とも記述する。
【００７０】
アライメント計測の際には、少なくとも各１つのＹヘッド６７，６８が、それぞれＹスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1に対向する。このＹヘッド６７，６８（すなわち、これらＹヘッド６７，６８によって構成されるＹエンコーダ７０Ｅ，７０Ｆ）によってウエハステージＷＳＴのＹ位置（及びθｚ回転）が計測される。
【００７１】
また、本実施形態では、セカンダリアライメント系のベースライン計測時などに、セカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２4にＸ軸方向で隣接するＹヘッド６７3，６８2が、ＦＤバー４６の一対の基準格子５２とそれぞれ対向し、その一対の基準格子５２と対向するＹヘッド６７3，６８2によって、ＦＤバー４６のＹ位置が、それぞれの基準格子５２の位置で計測される。以下では、一対の基準格子５２にそれぞれ対向するＹヘッド６７，６８によって構成されるエンコーダをＹリニアエンコーダ（適宜、「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」とも略述する）７０Ｅ2，７０Ｆ2（図７参照）と呼ぶ。また、識別のため、Ｙスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1に対向するＹヘッド６７，６８によって構成されるＹエンコーダを、Ｙエンコーダ７０Ｅ1、７０Ｆ1と呼ぶ。
【００７２】
上述した６つのリニアエンコーダ７０Ａ〜７０Ｆの計測値は、主制御装置２０に供給され、主制御装置２０は、リニアエンコーダ７０Ａ〜７０Ｄのうちの３つ又はリニアエンコーダ７０Ｅ1，７０Ｆ1，７０Ｂ及び７０Ｄのうちの３つの計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置を制御するとともに、リニアエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2の計測値に基づいて、ＦＤバー４６（計測ステージＭＳＴ）のθｚ方向の回転を制御する。
【００７３】
さらに、本実施形態では、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄを較正するために使用するＸヘッド６６0が、Ｘヘッド６６4の＋Ｙ側に間隔ＷＤ隔てて設けられている。後述するように、Ｘヘッド６６0は、Ｘヘッド６６5がＸスケール３９Ｘ1に対向するとともに、Ｘスケール３９Ｘ2に対向する位置に設置されている。ここで、Ｘヘッド６６0，６６5のＹ軸方向の離間距離は、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のＹ軸方向の離間距離にほぼ等しく設定されている。
【００７４】
本実施形態の露光装置１００には、図６に示されるように、ウエハステージＷＳＴに載置されるウエハＷの全面の面位置を計測するための多点焦点位置検出系（９０ａ，９０ｂ）と、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向と傾斜方向の位置を計測するための面位置計測システム１８０を構成する複数のＺヘッド（７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４5，７６1〜７６5）が設けられている。Ｚヘッドは、図７に示されるように、面位置計測システム１８０を構成する信号処理・選択装置１７０を介して主制御装置２０に接続される。なお、多点焦点位置検出系と面位置計測システム１８０の詳細については、国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットにおいて開示されているので詳細説明は省略する。また、図６などでは、それぞれ検出ビームが照射される複数の検出点が、個別に図示されず、照射系９０ａ及び受光系９０ｂの間でＸ軸方向に延びる細長い検出領域（ビーム領域）ＡＦとして示されている。
【００７５】
図７には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ（又はワークステーション）から成る主制御装置２０を中心として構成されている。なお、図７においては、前述した照度むらセンサ９４、空間像計測器９６、及び波面収差計測器９８など、計測ステージＭＳＴに設けられた各種センサが、纏めてセンサ群９９として示されている。
【００７６】
本実施形態では、主制御装置２０は、エンコーダシステム１５０（図７参照）を用いることにより、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク領域、すなわちアライメント及び露光動作のためにウエハステージＷＳＴが移動する領域において、その３自由度（Ｘ，Ｙ，θｚ）方向の位置座標を計測することができる。
【００７７】
各エンコーダヘッドとしては、例えば、国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットに開示されている干渉型のエンコーダヘッドが用いられている。この種のエンコーダヘッドでは、２つの計測光を対応するスケールに投射し、それぞれの戻り光を１つの干渉光に合成して受光し、その強度を光検出器を用いて計測する。
【００７８】
本実施形態では、前述のようなエンコーダヘッドの配置を採用したことにより、常時、Ｘスケール３９Ｘ1又は３９Ｘ2に少なくとも１つのＸヘッド６６が、Ｙスケール３９Ｙ1に少なくとも１つのＹヘッド６５が、Ｙスケール３９Ｙ2に少なくとも１つのＹヘッド６４が、それぞれ対向する。スケールに対向しているエンコーダヘッドは、ヘッドの位置（より正確には計測ビームの投射点の位置）を基準とする、それぞれの計測方向についてのウエハステージＷＳＴの位置（より正確には計測ビームを投射するスケールの位置）を計測する。その計測結果は、上述のリニアエンコーダ７０Ａ〜７０Ｄの計測結果として、主制御装置２０に供給される。
【００７９】
主制御装置２０は、リニアエンコーダ７０Ａ〜７０Ｄのうちの少なくとも３つの計測結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。ここで、Ｘヘッド６６，Ｙヘッド６５，６４の計測値（それぞれＣX，ＣY1，ＣY2と表記する）は、ウエハステージＷＳＴの位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）に対して、次式（１）〜（３）のように依存する。
【００８０】
ＣＸ＝  （ｐＸ−Ｘ）ｃｏｓθｚ＋（ｑＸ−Ｙ）ｓｉｎθｚ  …（１）
ＣＹ1＝−（ｐＹ1−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑＹ1−Ｙ）ｃｏｓθｚ  …（２）
ＣＹ2＝−（ｐＹ2−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑＹ2−Ｙ）ｃｏｓθｚ  …（３）
ただし、（ｐＸ，ｑＸ），（ｐＹ1，ｑＹ1），（ｐＹ2，ｑＹ2）は、それぞれＸヘッド６６，Ｙヘッド６５，Ｙヘッド６４のＸ，Ｙ設置位置（より正確には計測ビームの投射点のＸ，Ｙ位置）である。そこで、主制御装置２０は、３つのヘッドの計測値ＣX，ＣY1，ＣY2を連立方程式（１）〜（３）に代入し、それらを解くことにより、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。この算出結果に従って、ウエハステージＷＳＴを駆動制御する。
【００８１】
また、主制御装置２０は、リニアエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2の計測値に基づいて、ＦＤバー４６（計測ステージＭＳＴ）のθｚ方向の回転を制御する。ここで、リニアエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2の計測値（それぞれＣＹ1，ＣＹ2と表記する）は、ＦＤバー４６の（Ｘ，Ｙ，θｚ）位置に対し、式（２）（３）のように依存する。従って、ＦＤバー４６のθｚ位置は、計測値ＣＹ1，ＣＹ2より、次式（４）のように求められる。
【００８２】
ｓｉｎθｚ＝−（ＣＹ1−ＣＹ2）／（ｐＹ1−ｐＹ2）  …（４）
ただし、簡単のため、ｑＹ1＝ｑＹ2を仮定した。
【００８３】
主制御装置２０は、スケールに対向している少なくとも３つのエンコーダヘッドの計測値より、ウエハステージＷＳＴのＸＹ位置を算出する。ここで、本実施形態において採用したエンコーダヘッドの配置により、ウエハステージＷＳＴの移動に伴い、スケールに対向するヘッドが、順次、隣接ヘッドと入れ換わる。そこで、主制御装置２０は、ステージ位置を算出するために計測値を監視するエンコーダヘッドを、ウエハステージＷＳＴの移動に従って、順次、隣接ヘッドに切り換える。
【００８４】
例えば、図８（Ａ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴが＋Ｘ方向に移動したとする。この場合、矢印ｅ1で示されるように、ウエハステージＷＳＴのＹ位置を計測するＹヘッド６４が、Ｙヘッド６４3からＹヘッド６４4へと、切り換えられる。また、図８（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴが＋Ｙ方向に移動したとする。この場合、矢印ｅ２で示されるように、ウエハステージＷＳＴのＸ位置を計測するＸヘッド６６が、Ｘヘッド６６5からＸヘッド６６6へと、切り換えられる。このように、Ｙヘッド６４（及び６５）は、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向への移動に伴い、順次、隣のヘッドに切り換えられる。また、Ｘヘッド６６も、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向への移動に伴い、順次、隣のヘッドに切り換えられる。
【００８５】
なお、エンコーダでは相対変位が検出されるので、絶対変位（すなわち位置）を算出するために、基準位置を定めなくてはならない。そこで、ヘッドの切り換え時には、切り換え後に使用されるヘッドの計測値、すなわち基準位置がリセットされる。このヘッドの切り換え時に行う計測値のリセット処理は、つなぎ処理とも呼ばれる。
【００８６】
前述した如く、ウエハステージＷＳＴの（Ｘ，Ｙ，θｚ）位置を算出するためには、少なくとも３つのヘッドの計測値が必要となる。従って、主制御装置２０は、ヘッドの切り換え処理では、３つのヘッド（第１のヘッド組と呼ぶ）を用いる位置計測から、別のヘッドを含む３つのヘッド（第２のヘッド組と呼ぶ）を用いる位置計測へ切り換える。その際、主制御装置２０は、まず、第１のヘッド組に属する３つのエンコーダヘッドの計測値を用いて連立方程式（１）〜（３）を解き、ウエハステージＷＳＴの（Ｘ，Ｙ，θｚ）位置を算出する。次に、ここで算出された（Ｘ，Ｙ，θｚ）位置を用いて、新たに使用するヘッドの計測値が従う式（１）〜（３）と同様の理論式より、その新たに使用するヘッドが示すべき予測値を求める。そして、主制御装置２０は、その予測値を新たに使用するヘッドの計測値（初期値）として設定する。
【００８７】
以上のつなぎ処理により、ウエハステージＷＳＴの位置計測の結果（Ｘ，Ｙ，θｚ）を維持したまま、ヘッドの切り換え処理が完了する。それ以降は、切り換え後に使用する３つのヘッドの計測値を用いて、前述と同様の連立方程式を解いて、ウエハステージＷＳＴの（Ｘ，Ｙ，θｚ）位置を算出する。そして、その結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴが駆動制御される。
【００８８】
次に、本実施形態の露光装置１００で行われるＸエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄの較正方法について説明するが、その較正方法の説明に先立って、較正が必要な理由について説明する。
【００８９】
本実施形態の露光装置１００では、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動ストロークが長いため、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置（Ｙ位置）に応じて、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置（Ｘ位置）の計測に使用されるエンコーダが使い分けられる。すなわち、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴがＹ軸方向の移動ストローク領域の＋Ｙ側半部の領域に位置するとき、すなわち投影ユニットＰＵの下方に位置するときには、Ｘスケール３９Ｘ1に対向する（計測ビームを投射する）ヘッドを有するヘッドユニット６２Ｂ（Ｘエンコーダ７０Ｂ）を用いて、ウエハステージＷＳＴのＸ位置を計測する。一方、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴがＹ軸方向の移動ストローク領域の−Ｙ側半部に位置するとき、すなわちアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4の下方に位置するときには、Ｘスケール３９Ｘ2に対向する（計測ビームを投射する）ヘッドを有するヘッドユニット６２Ｄ（Ｘエンコーダ７０Ｄ）を用いて、ウエハステージＷＳＴのＸ位置を計測する。
【００９０】
例えば、図９に示されるように、ウエハステージＷＳＴが、Ｘエンコーダ７０Ｂを構成するＸヘッド６６5がＸスケール３９Ｘ1に対向する位置から−Ｙ方向に移動すると、Ｘヘッド６６5がＸスケール３９Ｘ1から外れ、Ｘエンコーダ７０Ｄを構成するＸヘッド６６4がＸスケール３９Ｘ２に対向するようになる。このとき、主制御装置２０により、Ｘエンコーダ７０Ｂから７０Ｄへの切り換え、すなわち、異なるＸスケールを走査するＸヘッド６６5からＸヘッド６６4への切り換えが行われる。
【００９１】
Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄは、ともにウエハステージＷＳＴのＸ位置を計測するために設けられている。そのため、いずれのＸエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄを用いて計測した場合でも、ウエハステージＷＳＴが同一のＸ位置にあるときには、等しい計測値を出力しなくてはならない。すなわち、図９に示されるＸヘッド６６5，６６4の間の切り換え時は勿論、この切り換えの前後においても、ウエハステージＷＳＴのθｚ回転が零であるとき、Ｘスケール３９Ｘ1及びＸスケール３９Ｘ2に、それぞれ対向するＸヘッド６６（６６5〜６６8のいずれか）及びＸヘッド６６（６６1〜６６4のいずれか）の計測値は一致していることが重要である。
【００９２】
しかるに、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の格子部（グレーティング）を完全に同一に製造することは実現が困難であり、また、ウエハテーブルＷＴＢに取り付ける際に取り付け誤差なく２つのＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2を取り付けることも難しい。従って、仮に、全てのＸヘッド６６のＸ位置が一致しており、かつウエハステージＷＳＴのθｚ回転が零である場合であっても、Ｘスケール３９Ｘ1及びＸスケール３９Ｘ2の同一のＸ位置に計測ビームを照射するＸヘッド６６同士の計測値は一致しないものと考えられる。現実には、ヘッドユニット６２Ｂとヘッドユニット６２Ｄとの離間距離は長いので、長期に渡って全てのＸヘッド６６のＸ位置が一致している状態を維持することは困難である。さらに、本実施形態の露光装置１００では液浸露光方式を採用しているため、液浸領域１４が頻繁に一方のＸスケール３９Ｘ1上を往来する。ここで、液浸領域１４を形成する液体Ｌｑが完全に回収されず、わずかでもスケール上に残ってしまうと、液体とスケール間の温度差により発生する熱応力、又は液体が気化することによって発生する気化熱、によりＸスケール３９Ｘ1が歪む。そのため、Ｘスケール３９Ｘ2に対して、Ｘスケール３９Ｘ1の歪みは特に大きく、さらに装置の使用とともに拡大することが予想される。従って、Ｘヘッド６６5，６６4の計測値の一致を、長期にわたって保証することは困難である。
【００９３】
このような理由により、本実施形態では、以下に説明する較正方法に従って、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄを較正するための較正データを作成し、作成された較正データを用いてＸエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄの少なくとも一方を較正する。なお、本実施形態では、大きな歪みが予想されるＸスケール３９Ｘ1を使用するＸエンコーダ７０Ｂの計測値を、Ｘエンコーダ７０Ｄの計測値を基準にして較正するものとする。
【００９４】
この較正に際し、較正用に設けた前述のＸヘッド６６0が使用される。Ｘヘッド６６0は隣接するＸヘッド６６4と間隔ＷＤ隔てて設置されているため、例えば図９に示されるように、Ｘヘッド６６0，６６4は同時に共通のＸスケール３９Ｘ2に対向し得る。また、Ｘヘッド６６4，６６5は、当該両者間の切り換えができるように、同時にかつ個別に、Ｘスケール３９Ｘ2，３９Ｘ1に対向する位置に設置されている。従って、図９に示されるように、Ｘヘッド６６0，６６4がＸスケール３９Ｘ2に対向すると共に、Ｘヘッド６６5がＸスケール３９Ｘ1に対向し得る。（また、Ｘヘッド６６0がＸスケール３９Ｘ2に対向すると共に、Ｘヘッド６６5，６６6がＸスケール３９Ｘ1に対向し得る。）
【００９５】
また、Ｘヘッド６６0は、図９に示されるように、Ｘヘッド６６5がＸスケール３９Ｘ1に対向するときに、Ｘスケール３９Ｘ2に対向する位置に設置されている。ここで、Ｘヘッド６６0，６６5のＹ軸方向の離間距離は、Ｘスケール３９Ｘ2，３９Ｘ1のＹ軸方向の離間距離にほぼ等しく設定されている。
【００９６】
そこで、主制御装置２０は、次のようにして、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄを較正するための較正データを作成する。
ａ．  主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを移動させて、図１０に示されるように、Ｘスケール３９Ｘ1上面の−Ｘ端部にＸヘッド６６5（計測ビーム）を対向させ、それと同時に、Ｘスケール３９Ｘ2上面の−Ｘ端部にＸヘッド６６0（計測ビーム）を対向させる。このとき、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを基準状態に設定している。すなわち、主制御装置２０は、Ｚ干渉計４３Ａ，４３Ｂを用いてウエハステージＷＳＴのＺ位置、及びθｙ方向の位置（回転）を計測し、Ｙ干渉計１６を用いてウエハステージＷＳＴのθｘ方向，及びθｚ方向の位置（回転）を計測することで、ウエハステージＷＳＴを、４自由度（Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）方向についての基準位置に位置決めしている。
ｂ．次に、主制御装置２０は、上記のウエハステージＷＳＴの基準状態を維持し、かつＹ干渉計１６の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴのＹ位置を維持しつつ、Ｘスケール３９Ｘ2に対向するＸヘッド６６0（エンコーダ７０Ｄ）の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴを一定の速度で、図１０及び図１１中に白抜き矢印で示されるように−Ｘ方向に走査駆動する。これにより、図１０及び図１１中に示されるように、Ｘヘッド６６5の計測ビームがＸスケール３９Ｘ1上をＸ軸に平行な基準線ＬＸ１に沿って走査されると同時に、Ｘヘッド６６0の計測ビームがＸスケール３９Ｘ2上をＸ軸に平行な基準線ＬＸ2に沿って走査される。この両計測ビームの走査中、すなわちウエハステージＷＳＴの等速移動中に、主制御装置２０は、所定のサンプリング間隔で（又はウエハステージＷＳＴが一定距離移動する毎に）、Ｘヘッド６６0及びＸヘッド６６5の計測値Ｅ1（ｘi）及びＥ2（ｘi）（ｉ＝１〜Ｎ（Ｎは総サンプリング数））を同時にサンプリングする。ここで、ヨーイング（θｚ方向の回転）については高い制御精度が要求されるので、Ｙ干渉計１６に代えて、Ｙエンコーダ７０Ａ，７０Ｃの計測値に基づいて制御することとしても良い。
【００９７】
なお、上では、反射面１７ａが理想的な平面であるとの仮定の下、ウエハステージＷＳＴの等速移動中、Ｘ位置を維持するものとしたが、反射面が理想的な平面でない場合には、予め反射面の凹凸形状を計測し、その計測データに基づいて、ウエハステージＷＳＴのＸ位置を制御することで、ウエハステージＷＳＴが正確にＹ軸方向に駆動されるようにすれば良い。
ｃ．上記のウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の移動及びデータのサンプリングが終了すると、主制御装置２０は、各サンプリング点で得られた２つのＸヘッド６６5，６６0の計測値Ｅ1（ｘi），Ｅ2（ｘi）の差ΔＥを、次式（５）に基づいて算出する。
【００９８】
ΔＥi＝ΔＥ（ｘi）＝Ｅ1（ｘi）−Ｅ2（ｘi）  …（５）
ｄ．次に、主制御装置２０は、得られた離散データΔＥiに適当な補間公式を適用して、連続関数としての較正データ（較正関数）ΔＥ（ｘ）を作成する。
【００９９】
なお、式（５）の計算は、上述の如く、全てのデータのサンプリングが終了した段階で行っても良いし、各サンプリングデータの取得直後に行うようにしても良い。
【０１００】
また、主制御装置２０は、Ｘスケール３９Ｘ2に対向するＸヘッド６６0（エンコーダ７０Ｄ）ではなく、他の計測装置、例えばＸ干渉計１２６の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に等速移動させても良い。また、ウエハステージＷＳＴのＺ，θｙ位置を、面位置計測システム１８０を用いて、計測することとしても良い。
【０１０１】
また、上述の如く、ウエハステージＷＳＴの移動中に、２つのＸヘッド６６5，６６0の計測値をサンプリングする代わりに、ウエハステージＷＳＴを、所定ステップ距離間隔でステップ移動（この場合には、必ずしも等速移動でなくても良い）し、ステップ位置（停止位置）毎に、上記のサンプリングを行っても良い。
【０１０２】
本実施形態の露光装置１００では、主制御装置２０により、例えば露光装置１００の起動時、ロット先頭のウエハの処理開始時、若しくは装置１００のアイドル中等に、上述の手順に従ってＸエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄの較正データが作成される。
【０１０３】
そして、本実施形態では、前述の国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットの実施形態中に開示されている手順と同様の手順に従って、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを用いた以下のような一連の処理動作が行われる。すなわち、
a)  図４に示されるアンローディングポジションＵＰにウエハステージＷＳＴがあるときに、ウエハＷがアンロードされ、図４に示されるローディングポジションＬＰに移動したときに、新たなウエハＷがウエハテーブルＷＴＢ上にロードされる。アンローディングポジションＵＰ、ローディングポジションＬＰ近傍では、ウエハステージＷＳＴの６自由度の位置は、干渉計システム１１８の計測値に基づいて制御されている。このとき、Ｘ干渉計１２８が用いられる。
【０１０４】
上述のウエハ交換が行われるのと並行して、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン計測が行われる。このベースライン計測は、上記国際公開パンフレットに開示される方法と同様に、前述のエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2の計測値に基づいて、ＦＤバー４６（ウエハステージＷＳＴ）のθｚ回転を調整した状態で、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、それぞれのセカンダリアライメント系の視野内にあるＦＤバー４６上の基準マークＭを同時に計測することで行われる。
ｂ）  ローディング及びセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン計測終了後、ウエハステージＷＳＴを移動して、計測プレート３０の基準マークＦＭをプライマリアライメント系ＡＬ１で検出するプライメリアライメント系ＡＬ１のベースラインチェック前半の処理が行われる。これと前後して、エンコーダシステム及び干渉計システムの原点の再設定（リセット）が行われる。
ｃ）  その後、エンコーダシステム及びＺヘッドを用いてウエハステージＷＳＴの６自由度方向の位置を計測しつつ、アライメント系を用いて、ウエハＷ上の複数のサンプルショット領域のアライメントマークを検出するアライメント計測が実行され、これと並行して多点ＡＦ系（９０ａ、９０ｂ）を用いてフォーカスマッピング（Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄの計測値を基準とする、ウエハＷの面位置（Ｚ位置）情報の計測）が行われる。ここで、アライメント計測開始後、フォーカスマッピングが開始される前に、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとがスクラム状態となり、これらアライメント計測及びフォーカスマッピングのためのウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動により、液浸領域１４が計測ステージＭＳＴ上からウエハステージＷＳＴ上へ受け渡される。そして、計測プレート３０が投影光学系ＰＬの直下に達したとき、空間像計測器を用いてレチクルＲ上の一対のアライメントマークをスリットスキャン方式で計測する、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインチェック後半の処理が行われる。
ｄ）  その後、アライメント計測及びフォーカスマッピングが続行される。
ｅ）  そして、アライメント計測及びフォーカスマッピングが終了すると、アライメント計測の結果求められるウエハ上の各ショット領域の位置情報と、最新のアライメント系のベースラインとに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の複数のショット領域が露光され、レチクルのパターンが転写される。露光動作中、フォーカスマッピングにより得られた情報に基づいて、ウエハＷのフォーカスレベリング制御が行われる。なお、露光中のウエハのＺ、θｙは、Ｚヘッド７４，７６の計測値に基づいて制御されるが、θｘは、Ｙ干渉計１６の計測値に基づいて制御される。
【０１０５】
本実施形態では、上述の一連の動作に際し、主制御装置２０は、Ｘエンコーダ７０Ｂ又は７０Ｄの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴを駆動する際に、事前に作成した構成データ、例えば最新の較正データ、すなわち較正関数ΔＥ（ｘ）を用いてＸエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄの少なくとも一方、ここではＸエンコーダ７０Ｂの計測値を較正する。すなわち、主制御装置２０は、次式（６）に従って、補正値Ｘを求め、較正後の計測値に従ってウエハステージＷＳＴを駆動制御する。
【０１０６】
Ｘ＝Ｘ0−ΔＥ（ｘ）  …（６）
ここで、Ｘ0は、Ｘエンコーダ７０Ｂを構成するＸヘッド６６5〜６６8のいずれかからＸスケール３９Ｘ1上の点ｘに計測ビームを投射した際に得られるＸ位置の実測値である。なお、計測ビームの投射点のｘ位置は、ウエハステージＷＳＴの（Ｘ，Ｙ，θｚ）位置から算出される。
【０１０７】
なお、主制御装置２０は、ウエハアライメント計測時、露光中など、別の動作の実行中に、これと並行して較正データの作成のためのデータサンプリングを実行することとしても良い。ただし、この場合、一度には部分的なサンプリングデータしか得られないので、全てのデータが蓄えられてから、あるいは一定期間、得られるデータを蓄えてから、較正データの少なくとも一部を更新する。また、古いデータは適宜削除し、新しいデータのみを用いて、較正データを更新することとする。それにより、較正に要する時間を大幅に短縮することが可能になる。
【０１０８】
以上詳細に説明したように、本実施形態によると、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄを較正するために、較正用のＸヘッド６６0が、投影光学系ＰＬ（プライマリアライメント系ＡＬ１）とヘッドユニット６２Ｄの間に設置されている。また、Ｘヘッド６６0とヘッドユニット６２Ｄに属するＸヘッドのうちの最も＋Ｙ側に位置するＸヘッド６６4との離間距離が、他の隣接ヘッドの離間距離ＷＤと等しく、且つ、Ｘヘッド６６0とヘッドユニット６２Ｂに属するＸヘッドのうちの最も−Ｙ側に位置するＸヘッド６６5との離間距離が、それぞれの対応するＸスケール３９Ｘ2，３９Ｘ1の離間距離にほぼ等しく設定されている。そして、主制御装置２０は、前述した手順で、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に駆動して、そのＸ位置をＸヘッド６６0，６６5を用いて比較計測し、それらの計測結果を一致させる較正データを作成する。この較正データを用いて較正することにより、ウエハステージＷＳＴのＹ位置に応じてＸエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ（Ｘヘッド６６1〜６６4，６６5〜６６8）を切り換えて使用する場合にも、ウエハステージＷＳＴの位置計測の計測精度が一致するようになる。従って、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ（Ｘヘッド６６1〜６６4，６６5〜６６8）を切り換えて使用する場合でも、常に、同一のウエハステージＷＳＴの駆動精度を維持することが可能になる。
【０１０９】
また、本実施形態によると、露光の際に、上述のようにして、ウエハステージＷＳＴが駆動され、その駆動精度が維持される。従って、走査露光により、ウエハＷ上の各ショット領域に、レチクルＲのパターンを精度良く、転写形成することが可能になる。
【０１１０】
なお、上記実施形態では、露光装置１００として液浸露光装置を採用したので、Ｘスケール３９Ｘ1の歪みが大きいこと、すなわちＸエンコーダ７０Ｂの計測誤差がＸエンコーダ７０Ｄのそれよりも大きいことを予想して、Ｘエンコーダ７０Ｄを基準にしてＸエンコーダ７０Ｂを較正することとした。しかし、これに限らず、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置に本発明を適用することができる。この場合、両Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄの計測精度に大きな差は予想されない。そのような場合には、例えば、２つのＸヘッド６６5，６６0の計測値の平均を基準にして、両Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄの較正データを作成すると良い。
【０１１１】
また、上記実施形態では、Ｘスケール３９Ｘ1の歪みが大きいことを前提として、エンコーダ７０Ｄ（Ｘヘッド６６0）の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に等速移動させるものとしたが、ドライタイプの露光装置の場合、Ｘヘッド６６5，６６0のいずれの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に等速移動させても良い。もちろん、この場合も、例えばＸ干渉計１２６の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に等速移動させても良い。
【０１１２】
その場合、主制御装置２０は、先と同様の手順に従って、Ｘヘッド６６5，６６0を用いて、それぞれの計測ビームの投射点を基準とするＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のＸ位置を計測し、それぞれの計測値Ｅ1（ｘi），Ｅ2（ｘi）の平均ＡＧＶi（Ｅ1，Ｅ2）＝｛Ｅ1（ｘi）＋Ｅ2（ｘi）｝／２を求め、それを基準とする各計測値のずれΔＥ1i＝Ｅ1（ｘi）−ＡＧＶi（Ｅ1，Ｅ2），ΔＥ2i＝Ｅ2（ｘi）−ＡＧＶi（Ｅ1，Ｅ2）を求める。そして、離散データΔＥ1i，ΔＥ2iに適当な補間公式を適用し、連続関数としての較正データ（較正関数）を作成する。両エンコーダ７０Ｂ，７０Ｄそれぞれに対して求められた較正関数をΔＥ1（ｘ），ΔＥ2（ｘ）と表記する。
【０１１３】
そして、主制御装置２０は、作成された較正関数ΔＥ1（ｘ），ΔＥ2（ｘ）を用いて、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄそれぞれの計測結果を較正する。ここで、例えば、Ｘエンコーダ７０Ｂの計測値を、Ｘ＝Ｘ0１−ΔＥ1（ｘ）を用いて較正するとともに、Ｘエンコーダ７０Ｄの計測値を、Ｘ＝Ｘ0２−ΔＥ2（ｘ）を用いて較正する。
【０１１４】
ここで、Ｘ0１は、Ｘエンコーダ７０Ｂを構成するＸヘッド６６5〜６６8のいずれかからＸスケール３９Ｘ1上の点ｘに計測ビームを投射した際に得られるＸ位置の実測値である。また、Ｘ０２は、Ｘエンコーダ７０Ｄを構成するＸヘッド６６1〜６６4のいずれかからＸスケール３９Ｘ２上の点ｘに計測ビームを投射した際に得られるＸ位置の実測値である。なお、計測ビームの投射点のｘ位置は、ウエハステージＷＳＴの（Ｘ，Ｙ，θｚ）位置から算出される。
【０１１５】
また、上記実施形態では、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2ともに局所的な損傷はないものとして、図１０に示されるように、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2上の１つのｙ位置にのみ、ｘ位置の異なる複数のサンプリン点（計測点）を設けた。しかし、局所的な損傷がある場合、サンプリン点のｙ位置に依存する計測誤差が発生するので、さらにｙ位置の異なる複数のサンプリン点を設け、それらに対して上述の較正方法と同様の計測を行い、ｘ、ｙの２次元関数としての較正データを作成すると良い。
【０１１６】
なお、本実施形態の較正方法では、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄを較正するために、較正用の追加ヘッド６６0を、ヘッドユニット６２Ｄに属する最も＋Ｙ側のヘッド６６4から、＋Ｙ方向に距離ＷＤの位置に設けた。この追加ヘッド６６0をヘッドユニット６２Ｄに含め、Ｘエンコーダ７０Ｄの構成要素として、ステージ位置計測に使用しても良い。その場合、Ｘヘッド６６0とＸスケール３９Ｘ2が対向するステージＷＳＴのＹ座標の区間と、Ｘヘッド６６5とＸスケール３９Ｘ1が対向するステージＷＳＴのＹ座標の区間とが、ほぼ一致するので、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ間の切り換え（つなぎ）処理において、十分なつなぎ精度を確保できるという利点もある。
【０１１７】
また、較正用の追加ヘッド６６0を、ヘッドユニット６２Ｂに属する最も−Ｙ側のヘッド６６5から、−Ｙ方向に距離ＷＤの位置に設けても良い。ここで、Ｘヘッド６６0，６６4の離間距離を、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の離間距離にほぼ等しく選ぶ。Ｘヘッド６６0，６６4を用いて、前述のＸヘッド６６0，６６5を用いた較正方法と同様の手順に従って、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄを較正することも可能である。なお、この追加ヘッド６６0をヘッドユニット６２Ｂに含め、Ｘエンコーダ７０Ｂの構成要素として、ステージ位置計測に使用しても良い。その場合、上述と同様に、Ｘヘッド６６0とＸスケール３９Ｘ1が対向するステージＷＳＴのＹ座標の区間と、Ｘヘッド６６4とＸスケール３９Ｘ2が対向するステージＷＳＴのＹ座標の区間とが、ほぼ一致するので、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ間の切り換え（つなぎ）処理において、十分なつなぎ精度を確保できるという利点もある。
【０１１８】
また、追加ヘッドを設ける代わりに、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０ＤのＹ軸方向の配置間隔を、本実施形態におけるＸヘッド６６0，６６5のＹ間隔に狭め、そして、Ｘヘッド６６0，６６5の代わりに、Ｘヘッド６６4，６６5を用いてＸエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄを較正しても良い。このＸヘッドの配置を採用した場合、上述と同様に、Ｘヘッド６６4とＸスケール３９Ｘ2が対向するステージＷＳＴのＹ座標の区間と、Ｘヘッド６６5とＸスケール３９Ｘ1が対向するステージＷＳＴのＹ座標の区間とが、ほぼ一致するので、Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ間の切り換え（つなぎ）処理において、十分なつなぎ精度を確保できるという利点もある。
【０１１９】
なお、上記実施形態で説明したエンコーダシステムなどの各計測装置の構成は一例に過ぎず、本発明がこれに限定されないことは勿論である。例えば、上記実施形態では、ウエハテーブル（ウエハステージ）上に格子部（Ｙスケール、Ｘスケール）を設け、これに対向してＸヘッド、Ｙヘッドをウエハステージの外部に配置する構成のエンコーダシステムを採用した場合について例示したが、これに限らず、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号などに開示されているように、ウエハステージにエンコーダヘッドを設け、これに対向してウエハステージの外部に格子部（例えば２次元格子又は２次元に配置された１次元の格子部）を配置する構成のエンコーダシステムを採用しても良い。この場合において、Ｚヘッドもウエハステージに設け、その格子部の面を、Ｚヘッドの計測ビームが照射される反射面としても良い。
【０１２０】
また、上述の実施形態では、本発明が、投影光学系とプレートとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でプレートを露光する液浸露光方式の露光装置に適用された場合について説明したが、非液浸露光方式の露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１２１】
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置を上記実施形態と同様に、エンコーダを用いて計測することができるので、同様の効果を得ることができる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明は適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。また、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号パンフレットなどに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも本発明は適用が可能である。
【０１２２】
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。
【０１２３】
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ2レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ2レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
【０１２４】
また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも本発明を好適に適用することができる。この他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。
【０１２５】
また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。
【０１２６】
また、例えば干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
【０１２７】
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１２８】
また、物体上にパターンを形成する装置は、前述の露光装置（リソグラフィシステム）に限られず、例えばインクジェット方式にて物体上にパターンを形成する装置にも本発明を適用することができる。
【０１２９】
なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。
【０１３０】
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
【０１３１】
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レチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）によりレチクル（マスク）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ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。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
本発明の較正方法、該較正方法を適用して前記移動体を駆動する移動体駆動方法及び装置は、移動体を駆動するのに適している。また、本発明の露光方法及び装置は、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のパターン形成方法及び装置は、物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、半導体素子又は液晶表示素子などの電子デバイスを製造するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２（Ａ）はウエハステージを示す平面図、図２（Ｂ）は計測ステージを示す平面図である。
【図３】図１の露光装置が備えるステージ装置及び干渉計の配置を示す平面図である。
【図４】図１の露光装置が備えるステージ装置及びセンサユニットの配置を示す平面図である。
【図５】エンコーダヘッド（Ｘヘッド、Ｙヘッド）とアライメント系の配置を示す平面図である。
【図６】Ｚヘッドと多点ＡＦ系の配置を示す平面図である。
【図７】一実施形態に係る露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、複数のヘッドから構成されるエンコーダを用いたウエハテーブルの位置計測及びヘッド間の切り換えを説明するための図である。
【図９】ヘッドユニット６２Ｂに属するＸヘッドとヘッドユニット６２Ｄに属するＸヘッド間の切り換えを説明するための図である。
【図１０】Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄを較正するための較正データを作成する方法を説明するための図（その１）である。
【図１１】Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄを較正するための較正データを作成する方法を説明するための図（その２）である。
【符号の説明】
【０１３４】
２０…主制御装置、３９Ｘ1，３９Ｘ2…Ｘスケール、３９Ｙ1，３９Ｙ2…Ｙスケール、５０…ステージ装置、６２Ａ〜６２Ｆ…ヘッドユニット、６４，６５…Ｙヘッド、６６…Ｘヘッド、６７，６８…Ｙヘッド、７０Ａ，７０Ｃ…Ｙエンコーダ、７０Ｂ，７０Ｄ…Ｘエンコーダ、１００…露光装置、１１８…干渉計システム、１２４…ステージ駆動系、１５０…エンコーダシステム、２００…計測システム、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル。
【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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