(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体上の複数の区画領域をステップ・アンド・スキャン方式で露光し、前記複数の区画領域それぞれにパターンを形成する露光方法であって、
前記物体を保持して所定平面に沿って移動する移動体の前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際の移動経路中の加速度の絶対値が所定値未満となる複数の較正点において、該移動体の前記平面内の位置情報を計測するエンコーダシステム及びレーザ干渉計システムの計測値を、前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中であって、前記移動体の移動中に取り込む第１工程と；
前記較正点毎に、前記エンコーダシステムの計測値に基づいて前記パターンと前記物体との位置合わせ精度を向上させるための所定の較正処理を行ないつつ、前記干渉計システムの計測値に基づいて前記移動体を駆動して、前記物体上の複数の区画領域をステップ・アンド・スキャン方式で露光する第２工程と；を含む露光方法。
【請求項２】
前記較正処理は、前記エンコーダシステムの計測値に基づいて、前記干渉計システムの計測値を補正することを含む請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記較正処理は、前記エンコーダシステムの計測値に基づいて、前記複数の区画領域と前記パターンとの位置関係を調整することを含む請求項１に記載の露光方法。
【請求項４】
前記パターンは、前記物体を保持する前記移動体と同期して走査方向に移動されるマスクに形成され、
前記前記複数の区画領域と前記パターンとの位置関係を調整は、前記エンコーダシステムの計測値に基づいて、前記同期移動中の前記マスクの位置を調整することで行われる請求項３に記載の露光方法。
【請求項５】
前記複数の較正点は、前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際の移動経路中の前記移動体の加速度が零となる点である請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項６】
前記複数の較正点は、前記物体上の各区画領域毎に定められている請求項５に記載の露光方法。
【請求項７】
前記複数の較正点は、前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際の各区画領域の露光開始点又は露光終了点である請求項５又は６に記載の露光方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の露光方法を用いて物体上の複数の区画領域を露光し、前記複数の区画領域それぞれ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物体を現像する工程と；を含むデバイス製造方法。
【請求項９】
物体上の複数の区画領域をステップ・アンド・スキャン方式で露光し、前記複数の区画領域それぞれにパターンを形成する露光装置であって、
物体を保持して所定平面に沿って移動する移動体と；
前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測するエンコーダシステム及びレーザ干渉計システムと；
前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行なうに当たり、前記移動体の移動経路中の加速度の絶対値が所定値未満となる複数の較正点において、前記エンコーダシステム及び前記レーザ干渉計システムの計測値を、前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中であって、前記移動体の移動中に取り込み、前記較正点毎に、前記エンコーダシステムの計測値に基づいて前記パターンと前記物体との位置合わせ精度を向上させるための所定の較正処理を行ないつつ、前記干渉計システムの計測値に基づいて前記移動体を駆動する制御装置と；を含む露光装置。
【請求項１０】
前記移動体の前記所定平面に平行な一面には、露光時の走査方向と一致する第１方向を周期方向とする一対の第１グレーティングが前記物体の載置領域を挟んで配置され、
前記エンコーダシステムは、前記第２方向に関して位置が異なる複数の第１ヘッドを有し、前記一対の第１グレーティングにそれぞれ対向する２つの第１ヘッドの計測値に基づいて前記移動体の前記第１方向及び前記所定平面内の回転方向の位置情報を計測する請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記移動体の前記一面には、前記第１方向に直交する第２方向を周期方向とする一対の第２グレーティングが前記物体の載置領域を挟んでさらに配置され、
前記エンコーダシステムは、前記第１方向に関して位置が異なる複数の第２ヘッドをさらに有し、前記一対の第２グレーティングの少なくとも一方に対向する少なくとも１つの第２ヘッドの計測値に基づいて前記移動体の前記第２方向位置情報をも計測する請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記較正処理は、前記エンコーダシステムの計測値に基づいて、前記干渉計システムの計測値を補正することを含む請求項９〜１１のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記較正処理は、前記前記エンコーダシステムの計測値に基づいて、前記複数の区画領域と前記パターンとの位置関係を調整することを含む請求項９〜１１のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記パターンは、マスクに形成され、
前記マスクを保持して走査方向に移動可能なマスクステージをさらに備え、
前記制御装置は、前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中に、前記マスクステージと前記移動体とを走査方向に同期移動して各区画領域に前記パターンを形成するに際し、前記前記エンコーダシステムの計測値に基づいて、前記マスクステージの位置を調整する請求項１３に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記複数の較正点は、前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際の移動経路中の前記移動体の加速度が零となる点である請求項９〜１４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記複数の較正点は、前記物体上の各区画領域毎に定められている請求項１５に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記複数の較正点は、前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際の各区画領域の露光開始点又は露光終了点である請求項１５又は１６に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、半導体素子、液晶表示素子等を製造するリソグラフィ工程で用いられる露光方法及び露光装置、並びに前記露光方法を用い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、液晶表示素子等のマイクロデバイス（電子デバイスなど）を製造するリソグラフィ工程では、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）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。
【０００３】
この種の露光装置では、ウエハ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は２次元方向に例えばリニアモータ等により駆動される。ウエハステージ等の位置計測は、長期に渡って計測値の安定性が良好で、高分解能なレーザ干渉計を用いて行われるのが、一般的である。
【０００４】
しかるに、半導体素子の高集積化に伴う、パターンの微細化により、より高精度なステージの位置制御が要求されるようになり、今や、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ている。
【０００５】
一方、ステージの位置計測に使用されるレーザ干渉計以外の計測装置として、エンコーダがあるが、エンコーダは、スケールを使用するため、そのスケールの機械的な長期安定性（格子ピッチのドリフト、固定位置ドリフト、熱膨張等）に欠け、このためレーザ干渉計に比べて、計測値のリニアリティに欠け、長期安定性に劣るという欠点を有している。
【０００６】
上述のレーザ干渉計とエンコーダとの欠点に鑑みて、レーザ干渉計とエンコーダ（回折格子を用いる位置検出センサ）とを併用して、ステージの位置を計測する装置が、種々提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
また、従来のエンコーダの計測分解能は、干渉計に比べて劣っていたが、最近では、計測分解能が、レーザ干渉計と同程度、あるいはより高分解能のエンコーダが出現しており（例えば、特許文献２参照）、上述のレーザ干渉計とエンコーダとを組み合わせる技術が、注目されるようになってきた。
【０００８】
例えば露光装置で、エンコーダを用いてウエハステージの移動面内の位置計測を行う場合には、広範囲なウエハステージの移動範囲をカバーするため、ウエハステージ上面にスケール（グレーティング）を配置し、これに対向して配置されたエンコーダヘッドでウエハステージの２次元面内の位置情報を計測することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、最近になって、上述のような構成のエンコーダによりウエハステージの位置計測を行う場合、ウエハステージの加減速時に計測精度が低下し、最近のスキャニング・ステッパなどに要求されるサブナノメートルオーダーの位置計測精度の達成が困難になるおそれがあることが判明した。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１５１４０５号公報
【特許文献２】特開２００５−３０８５９２号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上述した事情の下になされたもので、第１の観点からすると、物体上の複数の区画領域をステップ・アンド・スキャン方式で露光し、前記複数の区画領域それぞれにパターンを形成する露光方法であって、前記物体を保持して所定平面に沿って移動する移動体の前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際の移動経路中の加速度の絶対値が所定値未満となる複数の較正点において、該移動体の前記平面内の位置情報を計測するエンコーダシステム及びレーザ干渉計システムの計測値を、前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中であって、前記移動体の移動中に取り込む第１工程と；前記較正点毎に、前記エンコーダシステムの計測値に基づいて前記パターンと前記物体との位置合わせ精度を向上させるための所定の較正処理を行ないつつ、前記干渉計システムの計測値に基づいて前記移動体を駆動して、前記物体上の複数の区画領域をステップ・アンド・スキャン方式で露光する第２工程と；を含む露光方法である。
【００１２】
これによれば、物体上の複数の区画領域をステップ・アンド・スキャン方式で露光する際に、移動体の加速度に起因するエンコーダシステムの計測誤差が小さくなる較正点毎に、エンコーダシステムの計測値に基づいてパターンと物体との位置合わせ精度を向上させるための所定の較正処理が行なわれるとともに、干渉計システムの計測値に基づいて移動体が駆動される。従って、干渉計システムとエンコーダシステムとの計測値の事前キャリブレーションなどを行なうことなく、簡易な手法により、エンコーダシステム及び干渉計システム両者の利点を活かし、物体上の複数の区画領域に精度良くパターンを形成することが可能になる。
【００１３】
本発明は、第２の観点からすると、本発明の露光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物体を現像する工程と；を含むデバイス製造方法である。
【００１４】
本発明は、第３の観点からすると、物体上の複数の区画領域をステップ・アンド・スキャン方式で露光し、前記複数の区画領域それぞれにパターンを形成する露光装置であって、物体を保持して所定平面に沿って移動する移動体と；前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測するエンコーダシステム及びレーザ干渉計システムと；前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行なうに当たり、前記移動体の移動経路中の加速度の絶対値が所定値未満となる複数の較正点において、前記エンコーダシステム及び前記レーザ干渉計システムの計測値を、前記ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中であって、前記移動体の移動中に取り込み、前記較正点毎に、前記エンコーダシステムの計測値に基づいて前記パターンと前記物体との位置合わせ精度を向上させるための所定の較正処理を行ないつつ、前記干渉計システムの計測値に基づいて前記移動体を駆動する制御装置と；を含む露光装置である。
【００１５】
これによれば、制御装置により、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行なうに当たり、移動体の移動経路中の加速度の絶対値が所定値未満となる複数の較正点において、エンコーダシステム及びレーザ干渉計システムの計測値を取り込み、較正点毎に、エンコーダシステムの計測値に基づいてパターンと物体との位置合わせ精度を向上させるための所定の較正処理を行ないつつ、干渉計システムの計測値に基づいて移動体が駆動される。このため、物体上の複数の区画領域をステップ・アンド・スキャン方式で露光する際に、移動体の加速度に起因するエンコーダシステムの計測誤差が小さくなる較正点毎に、エンコーダシステムの計測値に基づいてパターンと物体との位置合わせ精度を向上させるための所定の較正処理が行なわれるとともに、干渉計システムの計測値に基づいて移動体が駆動される。従って、干渉計システムとエンコーダシステムとの計測値の事前キャリブレーションなどを行なうことなく、簡易な手法により、エンコーダシステム及び干渉計システム両者の利点を活かし、物体上の複数の区画領域に精度良く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】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図１６に基づいて説明する。
【００１７】
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・スキャン方式の走査型露光装置、すなわち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が設けられており、以下においては、この投影光学系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レチクルとウエハとが相対走査される方向を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。
【００１８】
露光装置１００は、照明系１０、該照明系１０からの露光用照明光（以下、照明光、又は露光光と呼ぶ）ＩＬにより照明されるレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出された照明光ＩＬをウエハＷ上に投射する投影光学系ＰＬを含む投影ユニットＰＵ、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含んでいる。ウエハステージＷＳＴ上には、ウエハＷが載置されている。
【００１９】
照明系１０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応する米国特許出願公開第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、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。この照明系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としては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。また、オプティカルインテグレータとしては、例えばフライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）あるいは回折光学素子などを用いることができる。
【００２０】
レチクルステージＲＳＴ上には、回路パターンなどがそのパターン面（図１における下面）に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６参照）によって、ＸＹ平面内で微少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）に指定された走査速度で駆動可能となっている。
【００２１】
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６参照）に送られる。主制御装置２０は、レチクル干渉計１１６の計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向の位置を算出するとともに、この算出結果に基づいてレチクルステージ駆動系１１を制御することで、レチクルステージＲＳＴの位置（及び速度）を制御する。なお、移動鏡１５に代えて、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１５の反射面に相当）を形成することとしても良い。また、レチクル干渉計１１６はＺ軸、θｘ及びθｙ方向の少なくとも１つに関するレチクルステージＲＳＴの位置情報も計測可能としても良い。
【００２２】
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内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子を有する投影光学系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レンズ（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。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β（βは例えば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からの照明光ＩＬによって照明領域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（感光剤）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。
【００２３】
なお、不図示ではあるが、投影ユニットＰＵは、防振機構を介して３本の支柱で支持される鏡筒定盤に搭載されている。ただし、これに限らず、例えば国際公開第２００６／０３８９５２号パンフレットに開示されているように、投影ユニットＰＵの上方に配置される不図示のメインフレーム部材、あるいはレチクルステージＲＳＴが配置されるベース部材などに対して投影ユニットＰＵを吊り下げ支持しても良い。
【００２４】
ステージ装置５０は、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、これらのステージＷＳＴ，ＭＳＴの位置情報を計測する計測システム２００（図６参照）、及びステージＷＳＴ，ＭＳＴを駆動するステージ駆動系１２４（図６参照）などを備えている。計測システム２００は、図６に示されるように、干渉計システム１１８及びエンコーダシステム１５０などを含む。干渉計システム１１８は、図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴの位置計測用のＹ干渉計１６、Ｘ干渉計１２６、１２７、１２８、並びに計測ステージＭＳＴの位置計測用のＹ干渉計１８及びＹ干渉計１３０等を含む。
【００２５】
図１に戻り、ウエハステージＷＳＴ，計測ステージＭＳＴそれぞれの底面には、不図示の非接触軸受、例えば真空予圧型空気静圧軸受（以下、「エアパッド」と呼ぶ）が複数ヶ所に設けられており、これらのエアパッドからベース盤１２の上面に向けて噴出された加圧空気の静圧により、ベース盤１２の上方にウエハステージＷＳＴ，計測ステージＭＳＴが数μｍ程度のクリアランスを介して非接触で支持されている。また、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６参照）によって、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に独立して駆動可能である。
【００２６】
ウエハステージＷＳＴ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９１と、ステージ本体９１上に不図示のＺ・レベリング機構（例えばボイスコイルモータなど）を介して搭載され、ステージ本体９１に対してＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向に相対的に微小駆動されるウエハテーブルＷＴＢとを含んでいる。
【００２７】
ウエハテーブルＷＴＢ上には、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。ウエハホルダはウエハテーブルＷＴＢと一体に形成しても良いが、本実施形態ではウエハホルダとウエハテーブルＷＴＢとを別々に構成し、例えば真空吸着などによってウエハホルダをウエハテーブルＷＴＢの凹部内に固定している。また、ウエハテーブルＷＴＢの上面には、ウエハホルダ上に載置されるウエハＷの表面とほぼ面一となる表面を有し、かつ外形（輪郭）が矩形でその中央部にウエハホルダ（ウエハの載置領域）よりも一回り大きな円形開口が形成されたプレート２８が設けられている。プレート２８は、低熱膨張率の材料、例えばガラス又はセラミックス（ショット社のゼロデュア（商品名）、Ａｌ２Ｏ３あるいはＴｉＣなど）から成る。さらにプレート２８は、図４（Ａ）のウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の平面図に示されるように、その表面の外周部に、後述のエンコーダシステムのためのスケールが形成される。なお、プレート２８はその表面の少なくとも一部がウエハの表面と面一でなくても良い、すなわち異なる高さであっても良い。
【００２８】
また、図４（Ａ）から明らかなように、プレート２８の円形開口の＋Ｙ側には、そのＸ軸方向の中央部に長方形の開口が形成され、この開口の内部に計測プレート３０が埋め込まれている。この計測プレート３０の長手方向の中央（ウエハテーブルＷＴＢのセンターラインＬＬ上）には、基準マークＦＭが形成されるとともに、該基準マークのＸ軸方向の一側と他側に、基準マークの中心に関して対称な配置で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が形成されている。各空間像計測スリットパターンＳＬとしては、一例として、Ｙ軸方向とＸ軸方向とに沿った辺を有するＬ字状のスリットパターン、あるいはＸ軸及びＹ軸方向にそれぞれ延びる２つの直線状のスリットパターンなどを用いることができる。
【００２９】
そして、上記各空間像計測スリットパターンＳＬ下方のウエハステージＷＳＴの内部には、図４（Ｂ）に示されるように、対物レンズ、ミラー、リレーレンズなどを含む光学系が収納されたＬ字状の筐体３６が、ウエハテーブルＷＴＢからステージ本体９１の内部の一部を貫通する状態で、一部埋め込み状態で取り付けられている。筐体３６は、図示は省略されているが、上記一対の空間像計測スリットパターンＳＬに対応して一対設けられている。
【００３０】
上記筐体３６内部の光学系は、空間像計測スリットパターンＳＬを透過した照明光ＩＬを、Ｌ字状の経路に沿って導き、＋Ｙ方向に向けて射出する。なお、以下においては、便宜上、上記筐体３６内部の光学系を筐体３６と同一の符号を用いて送光系３６と記述する。
【００３１】
さらに、プレート２８の上面には、その外周部の４辺のそれぞれに沿って所定ピッチで多数の格子線が直接形成されている。これをさらに詳述すると、プレート２８のＸ軸方向一側と他側（図４（Ａ）における左右両側）の端部の領域には、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2がそれぞれ形成され、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2はそれぞれ、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軸に平行な方向（Ｙ軸方向）に沿って形成される、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。
【００３２】
同様に、プレート２８のＹ軸方向一側と他側（図４（Ａ）における上下両側）の端部の領域には、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、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2はそれぞれ、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軸に平行な方向（Ｘ軸方向）に沿って形成される、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。上記各スケールとしては、プレート２８の表面に例えばホログラム等により反射型の回折格子が作成されたものが用いられている。この場合、各スケールには狭いスリット又は溝等から成る格子が目盛りとして所定間隔（ピッチ）で刻まれている。各スケールに用いられる回折格子の種類は限定されるものではなく、機械的に溝等が形成されたもののみならず、例えば、感光性樹脂に干渉縞を焼き付けて作成したものであっても良い。但し、各スケールは、例えば薄板状のガラスに上記回折格子の目盛りを、例えば１３８ｎｍ〜４μｍの間のピッチ、例えば１μｍピッチで刻んで作成されている。なお、図４（Ａ）では、図示の便宜上から、格子のピッチは、実際のピッチに比べて格段に広く図示されている。その他の図においても同様である。
【００３３】
このように、本実施形態では、プレート２８の外周部そのものがスケールを構成するので、プレート２８として低熱膨張率のガラス板を用いることとしたものである。しかし、これに限らず、格子が形成された低熱膨張率のガラス板などから成るスケール部材を、局所的な伸縮が生じないように、例えば板ばね（又は真空吸着）等によりウエハテーブルＷＴＢの上面に固定しても良い。あるいは、ウエハテーブルＷＴＢを低熱膨張率の材料で形成することも可能であり、かかる場合には、一対のＹスケールと一対のＸスケールとは、そのウエハテーブルＷＴＢの上面に直接形成しても良い。
【００３４】
ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、それぞれ鏡面加工が施され、図２に示される反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。干渉計システム１１８のＹ干渉計１６、並びに３つのＸ干渉計１２６、１２７及び１２８（図１では、Ｘ干渉計１２６〜１２８は不図示、図２参照）は、これらの反射面１７ａ、１７ｂにそれぞれ干渉計ビーム（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、各反射面の基準位置（例えば投影ユニットＰＵの側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの変位、すなわちウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報を計測し、この計測値が主制御装置２０に供給される。ここで、Ｘ干渉計１２６，１２７及び１２８は、ウエハステージＷＳＴのＹ位置に応じて、いずれか１つが使用される。
【００３５】
本実施形態では、上記各干渉計として、一部（例えば干渉計１２８）を除いて、測長軸を複数有する多軸干渉計が用いられおり、Ｙ干渉計１６及びＸ干渉計１２６又は１２７のいずれかの計測値に基づいて、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢ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）も計測可能である。また、干渉計システム１１８は、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置情報を計測する不図示のＺ干渉計をも備えている。
【００３６】
なお、干渉計システム１１８はその少なくとも一部（例えば、光学系など）が、投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム部材に設けられる、あるいは前述の如く吊り下げ支持される投影ユニットＰＵと一体に設けられても良い。
【００３７】
なお、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴがＸＹ平面内で自在に移動可能なステージ本体９１と、ステージ本体９１上に搭載され、ステージ本体９１に対してＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向に相対的に微小駆動可能なウエハテーブルＷＴＢとを含むものとしたが、これに限らず、６自由度で移動可能な単一のステージをウエハステージＷＳＴとして採用しても勿論良い。また、反射面１７ａ，反射面１７ｂの代わりに、ウエハテーブルＷＴＢに平面ミラーから成る移動鏡を設けても良い。さらに、投影ユニットＰＵに設けられる固定ミラーの反射面を基準面としてウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するものとしたが、その基準面を配置する位置は投影ユニットＰＵに限られるものでないし、必ずしも固定ミラーを用いてウエハステージＷＳＴの位置情報を計測しなくても良い。
【００３８】
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。計測テーブルＭＴＢについても不図示のＺ・レベリング機構を介してステージ本体９２上に搭載されている。しかしながら、これに限らず、例えば、計測テーブルＭＴＢを、ステージ本体９２に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に微動可能に構成したいわゆる粗微動構造の計測ステージＭＳＴを採用しても良いし、あるいは、計測テーブルＭＴＢをステージ本体９２に固定し、その計測テーブルＭＴＢを含むステージ本体９２を６自由度方向に駆動可能な構成にしても良い。
【００３９】
なお、図６では、ウエハステージＷＳＴのステージ本体９１を駆動するリニアモータ等及びＺ・レベリング機構、並びに計測ステージＭＳＴのステージ本体９２を駆動するリニアモータ等及びＺ・レベリング機構を含んで、ステージ駆動系１２４として示されている。
【００４０】
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及び図５（Ａ）に示されるように、投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光するピンホール状の受光部を有する照度むらセンサ９４、投影光学系ＰＬにより投影されるパターンの空間像（投影像）を計測する空間像計測器９６、及び例えば国際公開第０３／０６５４２８号パンフレットなどに開示されているシャック−ハルトマン（Shack-Hartman）方式の波面収差計測器９８などが採用されている。波面収差計測器９８としては、例えば国際公開第９９／６０３６１号パンフレット（対応欧州特許第１,０７９,２２３号）に開示されるものも用いることができる。
【００４１】
照度むらセンサ９４としては、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報（対応する米国特許第４，４６５，３６８号明細書）などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。また、空間像計測器９６としては、例えば特開２００２−１４００５号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書）などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。なお、本実施形態では３つの計測用部材（９４、９６、９８）を計測ステージＭＳＴに設けるものとしたが、計測用部材の種類、及び／又は数などはこれに限られない。計測用部材として、例えば投影光学系ＰＬの透過率を計測する透過率計測器などを用いても良い。
【００４２】
本実施形態では、図５（Ａ）からもわかるように、使用頻度の高いセンサ類、照度むらセンサ９４及び空間像計測器９６などは、計測ステージＭＳＴのセンターラインＣＬ（中心を通るＹ軸）上に配置されている。このため、本実施形態では、これらのセンサ類を用いた計測を、計測ステージＭＳＴをＸ軸方向に移動させることなく、Ｙ軸方向にのみ移動させて行うことができる。
【００４３】
上記各センサに加え、例えば特開平１１−１６８１６号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書）などに開示される、投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光する所定面積の受光部を有する照度モニタを採用しても良く、この照度モニタもセンターライン上に配置することが望ましい。
【００４４】
なお、各センサは、例えば光学系などの一部だけが計測テーブルＭＴＢ（及びステージ本体９２）に搭載されていても良いし、センサ全体を計測テーブルＭＴＢ（及びステージ本体９２）に配置するようにしても良い。
【００４５】
計測ステージＭＳＴのステージ本体９２には、図５(Ｂ)に示されるように、その−Ｙ側の端面に、枠状の取付部材４２が固定されている。また、ステージ本体９２の−Ｙ側の端面には、取付部材４２の開口内部のＸ軸方向の中心位置近傍に、前述した一対の送光系３６に対向し得る配置で、一対の受光系４４が固定されている。各受光系４４は、リレーレンズなどの光学系と、受光素子、例えばフォトマルチプライヤチューブなどと、これらを収納する筐体とによって構成されている。図４（Ｂ）及び図５(Ｂ)、並びにこれまでの説明からわかるように、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）では、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が前述の各送光系３６で案内され、各受光系４４の受光素子で受光される。すなわち、計測プレート３０、送光系３６及び受光系４４によって、前述した特開２００２−１４００５号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書）などに開示されるものと同様の、空間像計測装置４５（図６参照）が構成される。
【００４６】
取付部材４２の上には、断面矩形の棒状部材から成る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。このＦＤバー４６は、フルキネマティックマウント構造によって、計測ステージＭＳＴ上にキネマティックに支持されている。
【００４７】
ＦＤバー４６は、原器（計測基準）となるため、低熱膨張率の光学ガラスセラミックス、例えば、ショット社のゼロデュア（商品名）などがその素材として採用されている。このＦＤバー４６の上面（表面）は、いわゆる基準平面板と同程度にその平坦度が高く設定されている。また、ＦＤバー４６の長手方向の一側と他側の端部近傍には、図５（Ａ）に示されるように、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。この一対の基準格子５２は、所定距離を隔ててＦＤバー４６のＸ軸方向の中心、すなわち前述のセンターラインＣＬに関して対称な配置で形成されている。
【００４８】
また、このＦＤバー４６の上面には、図５（Ａ）に示されるような配置で複数の基準マークＭが形成されている。この複数の基準マークＭは、同一ピッチでＹ軸方向に関して３行の配列で形成され、各行の配列がＸ軸方向に関して互いに所定距離だけずれて形成されている。各基準マークＭとしては、後述するプライマリアライメント系、セカンダリ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。基準マークＭはその形状（構成）が前述の基準マークＦＭと異なっても良いが、本実施形態では基準マークＭと基準マークＦＭとは同一の構成であり、かつウエハＷのアライメントマークとも同一の構成となっている。
【００４９】
計測テーブルＭＴＢの＋Ｙ端面、−Ｘ端面にも前述したウエハテーブルＷＴＢと同様の反射面１９ａ、１９ｂが形成されている（図２及び図５（Ａ）参照）。干渉計システム１１８のＹ干渉計１８、Ｘ干渉計１３０（図１では、Ｘ干渉計１３０は不図示、図２参照）は、これらの反射面１９ａ、１９ｂに、図２に示されるように、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、各反射面の基準位置からの変位、すなわち計測ステージ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、この計測値が主制御装置２０に供給される。
【００５０】
本実施形態の露光装置１００では、図１では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、図３に示されるように、投影ユニットＰＵの中心（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ、本実施形態では前述の露光領域ＩＡの中心とも一致）を通りかつＹ軸と平行な直線（基準軸）ＬＶ上で、その光軸ＡＸ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、支持部材５４を介して不図示のメインフレーム部材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。すなわち、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4はその検出中心がＸ軸方向に関して異なる位置に配置されている、すなわちＸ軸方向に沿って配置されている。
【００５１】
各セカンダリアライメント系ＡＬ２n（ｎ＝１〜４）は、セカンダリアライメント系ＡＬ２4について代表的に示されるように、回転中心Ｏを中心として図３における時計回り及び反時計回りに所定角度範囲で回動可能なアーム５６n（ｎ＝１〜４）の先端（回動端）に固定されている。本実施形態では、各セカンダリアライメント系ＡＬ２nはその一部（例えば、アライメント光を検出領域に照射し、かつ検出領域内の対象マークから発生する光を受光素子に導く光学系を少なくとも含む）がアーム５６nに固定され、残りの一部は投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム部材に設けられる。セカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4はそれぞれ、回転中心Ｏを中心として回動することで、Ｘ位置が調整される。すなわち、セカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4はその検出領域（又は検出中心）が独立にＸ軸方向に可動である。従って、プライマリアライメント系ＡＬ１及びセカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4はＸ軸方向に関してその検出領域の相対位置が調整可能となっている。なお、本実施形態では、アームの回動によりセカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4のＸ位置が調整されるものとしたが、これに限らず、セカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4をＸ軸方向に往復駆動する駆動機構を設けても良い。また、セカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4の少なくとも１つをＸ軸方向だけでなくＹ軸方向にも可動として良い。なお、各セカンダリアライメント系ＡＬ２nはその一部がアーム５６nによって移動されるので、不図示のセンサ、例えば干渉計、あるいはエンコーダなどによって、アーム５６nに固定されるその一部の位置情報が計測可能となっている。このセンサは、セカンダリアライメント系ＡＬ２nのＸ軸方向の位置情報を計測するだけでも良いが、他の方向、例えばＹ軸方向、及び／又は回転方向（θｘ及びθｙ方向の少なくとも一方を含む）の位置情報も計測可能として良い。
【００５２】
各アーム５６nの上面には、差動排気型のエアベアリングから成るバキュームパッド５８n（ｎ＝１〜４）が設けられている。また、アーム５６nは、例えばモータ等を含む回転駆動機構６０n（ｎ＝１〜４、図３では不図示、図６参照）によって、主制御装置２０の指示に応じて回動可能である。主制御装置２０は、アーム５６nの回転調整後に、各バキュームパッド５８nを作動させて各アーム５６nを不図示のメインフレーム部材に吸着固定する。これにより、各アーム５６nの回転角度調整後の状態、すなわち、プライマリアライメント系ＡＬ１及び４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4の所望の位置関係が維持される。
【００５３】
なお、メインフレーム部材のアーム５６nに対向する部分が磁性体であるならば、バキュームパッド５８に代えて電磁石を採用しても良い。
【００５４】
本実施形態では、プライマリアライメント系ＡＬ１及び４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれとして、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（各アライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。プライマリアライメント系ＡＬ１及び４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれからの撮像信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して図６の主制御装置２０に供給されるようになっている。
【００５５】
なお、上記各アライメント系としては、ＦＩＡ系に限らず、例えばコヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光）を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。
【００５６】
本実施形態の露光装置１００では、図３に示されるように、投影ユニットＰＵの周囲を四方から囲む状態で、エンコーダシステムの４つのヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄが配置されている。これらのヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄは、図３等では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、支持部材を介して前述した投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム部材に吊り下げ状態で固定されている。
【００５７】
ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、図３に示されるように、Ｘ軸方向の位置が異なる複数（ここでは５つ）のＹヘッド６５i、６４i（ｉ＝１〜５）をそれぞれ備えている。より詳細には、ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、それぞれ、Ｘ軸方向に沿って投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通りかつＸ軸と平行な直線（基準軸）ＬＨ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４つ）のＹヘッド６５2〜６５5，６４1〜６４4と、これら４つのＹヘッドの投影光学系ＰＬ側に距離ＷＤ離れ、かつ基準軸ＬＨから−Ｙ方向に所定距離離れた位置に配置された１つのＹヘッド６５1，６４5とを備えている。
【００５８】
ヘッドユニット６２Ａは、前述の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（以下、適宜「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する）７０Ａ（図６参照）を構成する。同様に、ヘッドユニット６２Ｃは、前述の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エンコーダ７０Ｃ（図６参照）を構成する。ここで、ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃがそれぞれ備える５つのＹヘッド６５及び６４（すなわち、計測ビーム）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。
【００５９】
ヘッドユニット６２Ｂは、図３に示されるように、投影ユニットＰＵの＋Ｙ側に配置され、上記基準軸ＬＶ上にＹ軸方向に沿って間隔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、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、上記基準軸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。ヘッドユニット６２Ｂは、前述の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（以下、適宜「Ｘエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する）７０Ｂ（図６参照）を構成する。また、ヘッドユニット６２Ｄは、前述の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６参照）を構成する。
【００６０】
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（計測ビーム）の間隔ＷＤは、前述の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。またヘッドユニット６２Ｂの最も−Ｙ側のＸヘッド６６とヘッドユニット６２Ｄの最も＋Ｙ側のＸヘッド６６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軸方向の幅よりも僅かに狭く設定されている。
【００６１】
本実施形態では、さらに、ヘッドユニット６２Ｃ、６２Ａの−Ｙ側に所定距離隔てて、ヘッドユニット６２Ｅ、６２Ｆが、それぞれ設けられている。ヘッドユニット６２Ｅ及び６２Ｆは、図３等では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、支持部材を介して、前述した投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム部材に吊り下げ状態で固定されている。なお、ヘッドユニット６２Ｅ、６２Ｆ及び前述のヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄは、例えば投影ユニットＰＵが吊り下げ支持される場合は投影ユニットＰＵと一体に吊り下げ支持しても良い。
【００６２】
ヘッドユニット６２Ｅは、Ｘ軸方向の位置が異なる４つのＹヘッド６７1〜６７4を備えている。より詳細には、ヘッドユニット６２Ｅは、セカンダリアライメント系ＡＬ２1の−Ｘ側にＸ軸に平行な直線上に前述の間隔ＷＤとほぼ同一間隔で配置された３つのＹヘッド６７1〜６７3と、最も内側（＋Ｘ側）のＹヘッド６７3から＋Ｘ側に所定距離（ＷＤより幾分短い距離）離れ、かつセカンダリアライメント系ＡＬ２1の＋Ｙ側に所定距離離れた位置に配置された１つのＹヘッド６７4とを備えている。
【００６３】
ヘッドユニット６２Ｆは、前述の基準軸ＬＶに関して、ヘッドユニット６２Ｅと対称であり、上記４つのＹヘッド６７1〜６７4と基準軸ＬＶに関して対称に配置された４つのＹヘッド６８1〜６８4を備えている。後述するアライメント動作の際などには、Ｙスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1にＹヘッド６７，６８が少なくとも各１つそれぞれ対向し、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７０Ｃ、７０Ａ）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。
【００６４】
また、本実施形態では、後述するセカンダリアライメント系のベースライン計測時（Sec‐BCHK（セカンダリ・べースラインチェック）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６７3，６８2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）７０Ｅ，７０Ｆ（図６参照）と呼ぶ。
【００６５】
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７０Ｅ，７０Ｆの計測値に基づいて、ＦＤバー４６のθｚ方向の回転を制御する。
【００６６】
図３において、符号ＵＰは、ウエハテーブルＷＴＢ上のウエハのアンロードが行われるアンローディングポジションを示し、符号ＬＰはウエハテーブルＷＴＢ上へのウエハのロードが行われるローディングポジションを示す。本実施形態では、アンロードポジションＵＰと、ローディングポジションＬＰとは、基準軸ＬＶに関して対称に設定されている。なお、アンロードポジションＵＰとローディングポジションＬＰとを同一位置としても良い。
【００６７】
図６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６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などの計測ステージ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。
【００６８】
本実施形態の露光装置１００では、前述したようなウエハテーブルＷＴＢ上のＸスケール、Ｙスケールの配置及び前述したようなＸヘッド、Ｙヘッドの配置を採用したことから、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲（すなわち、本実施形態では、アライメント及び露光動作のために移動する範囲）では、必ず、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2と、Ｙヘッド６５，６４（ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃ）又はＹヘッド６８，６７（ヘッドユニット６２Ｆ，６２Ｅ）とがそれぞれ対向し、かつＸスケール３９Ｘ1、３９Ｘ2のいずれか一方にＸヘッド６６（ヘッドユニット６２Ｂ又は６２Ｄ）が対向するようになっている。
【００６９】
次に、本実施形態の露光装置１００における露光動作について、図７〜図８（Ｂ）に基づいて説明する。本実施形態では、図７に示されるようなＮ個（Ｎは例えば７６）のショット領域に対して、同図に示されるような経路で露光が行われる。なお、図７に示される経路は、前述の露光領域ＩＡ（図８（Ａ）参照）の中心Ｐが各ショット領域上を通過する軌跡を示すものである。この軌跡中の実線部は、各ショット領域の露光の際の露光領域ＩＡの中心Ｐの経路を示し、点線部（破線部）は、非走査方向の同一行内の隣接ショット間における中心Ｐの移動軌跡を示し、一点鎖線部は、異なる行間における中心Ｐの移動軌跡を示している。
【００７０】
ここでは、（ａ）連続する２つのショット領域（ただし、第１番目のショット領域でなく、また行間を跨ぐ２つのショット領域でもないものとする）の走査露光動作、及び（ｂ）第１番目のショット領域（ファーストショット）の露光動作を代表的に採り挙げて説明するものとする。
【００７１】
（ａ）連続する２つのショット領域の走査露光動作
連続する２つのショット領域の走査露光動作について、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を用いて説明する。図８（Ａ）には、投影光学系ＰＬの有効フィールドＰＬ’に内接する、ウエハＷ上の幅ｗのスリット状の照明領域（レチクルＲ上の照明領域ＩＡＲと共役な露光領域）ＩＡとショット長Ｌのショット領域Ｓk，Ｓk+1との関係が平面図にて示され、図８（Ｂ）には、ステージ移動時間ｔとＹ軸方向に関するウエハステージＷＳＴの速度Ｖｙとの関係が示されている。なお、実際には、ショット領域が露光領域ＩＡに対して矢印ＴＲの反対方向に移動することで露光が行なわれるが、図８（Ａ）では、図８（Ｂ）のステージ移動時間とウエハステージＷＳＴのＹ速度Ｖｙの関係とを対応付けるため、露光領域ＩＡがショット領域Ｓk，Ｓk+1に対し移動するように示されている。
【００７２】
まず、一般的な同期走査手順としては、ショット領域Ｓkの端部から所定距離離れた位置に露光領域ＩＡの中心Ｐが位置付けられ、その位置からウエハステージＷＳＴの加速が開始される（ただし、実際には、一点鎖線で示されるような経路を辿って加速されるが、説明の便宜上、実線で示されるような経路を辿るものとする）。それと同時にレチクルＲとウエハＷの同期制御が開始され、レチクルステージＲＳＴは、ウエハステージＷＳＴと反対向き、かつウエハステージＷＳＴの速度の投影倍率βの逆数倍の速度で、ウエハステージＷＳＴの動きに追従するように同期移動を開始する。そして、この両ステージＷＳＴ、ＲＳＴの加速開始時点から、加速が終了し一定の速度となるまでの時間Ｔaを、加速時間と呼ぶ。加速終了後には、ウエハＷとレチクルＲとの変位誤差が所定の関係になるまでレチクルステージＲＳＴによるウエハステージＷＳＴに対する追従制御が行われた状態で、露光が開始される。この加速終了後、露光開始までの時間Ｔbを、整定時間と呼ぶ。また、照明光ＩＬが照射され、実際の走査露光が行われる時間Ｔcを、露光時間と呼ぶ。また、露光時間終了後のウエハステージＷＳＴが、等速で移動する時間Ｔdを、等速度オーバースキャン時間（後整定時間）と呼び、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴが減速する時間Ｔeを、減速オーバースキャン時間と呼ぶ。なお、減速オーバースキャン時間Ｔeにおいては、ウエハステージＷＳＴは、Ｙ軸方向への駆動と並行して、Ｘ軸方向にも駆動されているので、露光領域ＩＡの中心ＰはＵ字状の軌跡を描く（以下、この動作をショット間ステッピングとも呼ぶ）。
【００７３】
その後、同様にして、ウエハステージＷＳＴとレチクルステージＲＳＴとをそれぞれ逆方向に駆動しつつ、隣接するショット領域Ｓk+1の露光を行う。
【００７４】
露光装置１００では、上述したような速度に従って走査露光を行うべく、主制御装置２０が、両ステージＷＳＴ，ＲＳＴが移動するような軌道条件に基づいて、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴを同期移動させる。
【００７５】
（ｂ）第１番目のショット領域（ファーストショット）の露光動作
ファーストショットの露光動作は、図８（Ａ）の実線の軌跡に沿ってウエハステージＷＳＴが駆動される点を除き、上記連続する２つのショット領域の走査露光動作と同様である。
【００７６】
なお、行間を跨ぐ２つのショット領域の間の行間移動動作については、説明を省略する。
【００７７】
次に、本実施形態の露光装置１００における、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを用いた並行処理動作について、図９〜図１６に基づいて説明する。また、以後の動作説明は、多数の図面を用いて行うが、図面毎に同一の部材に符号が付されていたり、付されていなかったりしている。すなわち、図面毎に、記載している符号が異なっているが、それら図面は符号の有無に関わらず、同一構成である。これまでに説明に用いた、各図面についても同様である。
【００７８】
図９には、ウエハステージＷＳＴ上に載置されたウエハＷに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われている状態が示されている。この露光は、開始前に行われるウエハアライメント（ＥＧＡ：Enhanced Global Alignment）等の結果に基づいて、前述の如く、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）へウエハステージＷＳＴを移動するショット間移動と、各ショット領域に対してレチクルＲに形成されたパターンを走査露光方式で転写する走査露光と、を繰り返すことにより行われる。
【００７９】
上述のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中、主制御装置２０は、干渉計システム１１８を用いてウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）計測を、常時行なっている。具体的には、主制御装置２０は、上記の露光動作中、図９に示されるように、前述のＸ干渉計１２６及びＹ干渉計１６の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸ位置、Ｙ位置、θｚ回転（ヨーイング）、θｙ回転（ローリング）及びθｘ回転（ピッチング）を管理している。また、主制御装置２０は、不図示のＺ干渉計の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＺ位置を管理している。なお、ウエハテーブルＷＴＢのＺ軸方向の位置（Ｚ位置）、θｙ回転（ローリング）及びθｘ回転（ピッチング）の少なくとも１つ、例えばＺ位置及びθｙ回転をその他のセンサ、例えばウエハテーブルＷＴＢの上面のＺ位置を検出するセンサによって計測しても良い。
【００８０】
また、上述の干渉計システム１１８を用いたウエハテーブルＷＴＢの位置計測と独立に、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置（θｚ方向の回転を含む）を、２つのＹエンコーダ７０Ａ，７０Ｃと、２つのＸエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄの一方との合計３つのエンコーダを用いて計測している。ここで、２つのＸエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄは、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のそれぞれに対向する２つのＸヘッド６６によって構成され、２つのＹエンコーダ７０Ａ，７０Ｃは、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のそれぞれに対向するＹヘッド６５、６４により構成される。
【００８１】
しかるに、ウエハステージＷＳＴの加減速中には、ウエハテーブルＷＴＢ上面のＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2などが、その加速度の影響で変形するおそれがあり、これらのＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向するＹヘッド６５，６４の計測値に基づいてウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向の位置を計測するＹエンコーダ７０Ａ，７０Ｃの計測値に誤差が生じる蓋然性が高い。この一方、エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄの計測値が受ける空気揺らぎの影響は、干渉計と比べた場合には無視できるほど小さいので、空気揺らぎに起因する計測の短期安定性は、干渉計に比べて格段に良い。
【００８２】
そこで、本実施形態の露光装置１００では、主制御装置２０は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光の動作の際には、エンコーダシステムではなく、干渉計システム１８０のＸ干渉計１２６、Ｙ干渉計１６の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴを駆動する（位置制御）するとともに、ウエハステージＷＳＴ（及びレチクルステージＲＳＴ）の加速時間Ｔa後、整定時間Ｔbが経過してレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとが等速同期状態に達した時点であるウエハＷ上の各ショット領域Ｓi（ｉ＝１，２，……Ｎ）の露光開始点（この露光開始点ではウエハステージＷＳＴの加速度は零である）にウエハステージＷＳＴが到達する都度、ウエハテーブルＷＴＢ上面のＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2にそれぞれ対向する各１つのＹヘッド６５、６４（エンコーダ７０Ａ，７０Ｃ）と、Ｙスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の所定の一方に対向するＹヘッド６６（エンコーダ７０Ｂ又は７０Ｄ）の計測値に基づいて、Ｘ干渉計１２６、Ｙ干渉計１６の計測値を補正する。この補正により、Ｘ干渉計１２６及びＹ干渉計１６の空気揺らぎに起因する計測誤差がキャンセルされる。
【００８３】
図１１には、一例として、ファーストショットＳ1の露光開始点にウエハテーブルＷＴＢが達した瞬間（図１０に示される露光開始点ｐ1に露光領域ＩＡの中心Ｐが達した瞬間）の状態が示されている。この図１１からわかるように、露光開始点ｐ1では、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢ上面のＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2にそれぞれ対向する各１つのＹヘッド６５4、６４4（エンコーダ７０Ａ，７０Ｃ）の計測値と、Ｙスケール３９Ｘ1に対向するＸヘッド６６7（エンコーダ７０Ｂ）の計測値を、干渉計システム１１８のＸ干渉計１２６及びＹ干渉計１６等の計測値と同時に取り込み、上記Ｙヘッド６５4、６４4及びＸヘッド６６7の計測値に基づいて、Ｘ干渉計１２６及びＹ干渉計１６の計測値を補正する。
【００８４】
また、図１２には、第７番目のショット領域Ｓ7の露光開始点にウエハテーブルＷＴＢが達した瞬間（図１０に示される露光開始点ｐ7に露光領域ＩＡの中心Ｐが達した瞬間）の状態が示されている。この図１２からわかるように、露光開始点ｐ7では、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢ上面のＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2にそれぞれ対向する各１つのＹヘッド６５2、６４2（エンコーダ７０Ａ，７０Ｃ）の計測値と、Ｙスケール３９Ｘ1に対向するＸヘッド６６7（エンコーダ７０Ｂ）の計測値を、干渉計システム１１８のＸ干渉計１２６及びＹ干渉計１６等の計測値と同時に取り込み、上記Ｙヘッド６５2、６４2及びＸヘッド６６7の計測値に基づいて、Ｘ干渉計１２６及びＹ干渉計１６の計測値を補正する。
【００８５】
主制御装置２０は、上述のようにして、各ショット領域Ｓiの露光開始点ｐi（ｉ＝１，２，……Ｎ）にウエハステージＷＳＴが到達する都度、エンコーダシステムの３つのエンコーダの計測値に基づいて、干渉計システム１１８のＸ干渉計１２６及びＹ干渉計１６の計測値を補正しつつ、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷの露光を行なう。
【００８６】
この場合、ウエハＷ上の各ショット領域Ｓkの露光開始点ｐkで上記のＸ干渉計１２６及びＹ干渉計１６の計測値の補正を行ってから、次のショット領域Ｓk+1の露光開始点ｐk+1までの間の区間では、主制御装置２０は、その補正後の干渉計１２６、１６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（θｚ回転を含む）を制御する。また、露光中のウエハテーブルＷＴＢのＺ軸方向の位置，θｙ回転及びθｘ回転の制御（ウエハＷのフォーカス・レベリング制御）は、主制御装置２０により、ウエハＷ表面の面位置情報を検出する不図示の面位置検出系を用いたリアルタイムの面位置検出の結果に基づいて行われる。なお、主制御装置２０は、露光中にウエハテーブルＷＴＢの面位置を不図示の面位置センサを用いて検出しつつ、事前に計測したウエハの面位置情報の計測結果に基づいて、ウエハＷのフォーカス・レベリング制御を行っても良い。
【００８７】
ウエハＷの露光が終了すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをアンロードポジションＵＰに向けて駆動する。その際、露光中には互いに離れていたウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとが、互いに接近する。これは、後述するSec-BCHK（セカンダリ・ベースラインチェック）を行なうためである。
【００８８】
ウエハステージＷＳＴが、計測ステージＭＳＴに対する上述の接近状態に移行後、更に−Ｙ方向へ移動して有効ストローク領域（ウエハステージが露光及びウエハアライメント時に移動する領域）から外れると、エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄを構成する全てのＸヘッド、Ｙヘッドが、ウエハテーブルＷＴＢ上の対応するスケールから外れる。そのため、エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄの計測結果に基づくステージ制御が不可能になる。このとき、主制御装置２０は、干渉計システム１１８の計測結果に基づいてウエハステージＷＳＴを制御している。ここで、３つのＸ干渉計１２６，１２７，１２８のうちＸ干渉計１２８が使用される。
【００８９】
その後、図１３に示されるように、ウエハステージＷＳＴは、計測ステージＭＳＴと近接したまま、アンロードポジションＵＰに移動する。移動後、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢ上のウエハＷをアンロードする。そして、図１４に示されるように、ウエハステージＷＳＴを＋Ｘ方向に駆動してローディングポジションＬＰに移動させ、ウエハテーブルＷＴＢ上に次のウエハＷをロードする。
【００９０】
これらの動作と平行して、主制御装置２０は、計測ステージＭＳＴに支持されたＦＤバー４６のＸＹ平面内での位置調整と、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン計測と、を行うSec-BCHK（セカンダリ・ベースラインチェック）を実行する。ここで、ＸＹ平面内の位置（θｚ回転）を計測するために、Ｙヘッド６７3，６８2とＹヘッド６７3，６８2のそれぞれが対向する計測ステージＭＴＢ上の一対の基準格子５２とから構成されるＹエンコーダ７０Ｅ，７０Ｆが使用される。ここで、θｚ回転以外の成分、すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸方向の成分についてのエンコーダによる計測制御について行わないのは、複数のアライメント系間で後述するウエハアライメント（計測）の際に時間的な同期を取ることで、結果的にステージ制御誤差をキャンセルすることができるからである。
【００９１】
次に、主制御装置２０は、図１５に示されるように、ウエハステージＷＳＴを駆動し、計測プレート３０上の基準マークＦＭをプライマリアライメント系ＡＬ１の検出視野内に位置決めし、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン計測の基準位置を決定するPri-BCHKの前半の処理を行う。
【００９２】
このとき、図１５に示されるように、２つのＹヘッド６８2，６７3と１つのＸヘッド６６（図中に丸で囲んで示されている）が、それぞれＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2とＸスケール３９Ｘ2に対向するようになる。そこで、主制御装置２０は、エンコーダシステム１５０（エンコーダ７０Ａ，７０Ｃ，７０Ｄ）を用いたウエハステージＷＳＴの位置計測をも再開する。干渉計システム１１８の３つのＸ干渉計１２６，１２７，１２８のうちＸ干渉計１２７が使用される。
【００９３】
その後、主制御装置２０は、プライマリアライメント系ＡＬ１とセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、ウエハアライメント（ＥＧＡ）を実行する（図１６中の星マーク参照）。
【００９４】
なお、本実施形態では、図１６に示されるウエハアライメントを開始するまでに、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴは当接又は近接するスクラム状態へ移行している。ここで、スクラム状態に移行するのは、後述するPri-BCHKの後半の処理を実行するためである。主制御装置２０は、スクラム状態を保ちながら、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴを＋Ｙ方向に駆動する。
【００９５】
ウエハアライメント（ＥＧＡ）と並行して、主制御装置２０は、空間像計測装置４５を用いたウエハテーブルＷＴＢのＸＹ位置に対するレチクルＲ上のマークの投影像の強度分布を計測するPri-BCHKの後半の処理を実行する。
【００９６】
以上の作業が終了すると、主制御装置２０は、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴのスクラム状態を解除する。そして、図９に示されるように、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行い、新しいウエハＷ上にレチクルパターンを転写する。以降、同様の動作が繰り返し実行される。
【００９７】
以上、説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、主制御装置２０により、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行なうに当たり、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の移動経路中の加速度が零となるウエハＷ上の各ショット領域Ｓiの露光開始点ｐi（ｉ＝１〜Ｎ（Ｎは例えば７６））において、エンコーダシステム１５０及び干渉計システム１１８の計測値を取り込み、露光開始点ｐi毎に、エンコーダシステム１５０の計測値に基づいて干渉計システム１１８（Ｘ干渉計１２６及びＹ干渉計１６）の計測値を補正しつつ、干渉計システム１１８の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴが駆動される。このため、ウエハＷ上の複数のショット領域（Ｓ1〜ＳN）をステップ・アンド・スキャン方式で露光する際に、ウエハステージＷＳＴの加速度に起因するエンコーダシステムの計測誤差が小さくなる露光開始点ｐi毎に、エンコーダシステムの計測値に基づいて干渉計システム１１８の計測値を補正し、その補正後の干渉計システム１１８の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴが駆動される。従って、干渉計システム１１８とエンコーダシステム１５０との計測値の事前キャリブレーションなどを行なうことなく、簡易な手法により、エンコーダシステム１５０及び干渉計システム１１８両者の利点を活かし、ウエハＷ上の複数のショット領域に精度良くレチクルＲのパターンを転写形成することが可能になる。
【００９８】
なお、上記実施形態では、ウエハＷ上の各ショット領域の露光開始点毎に、主制御装置２０が、エンコーダシステム１５０の計測値に基づいて、干渉計システム１１８の計測値を補正する場合について説明したが、これに限らず、例えばウエハＷ上の各ショット領域の露光開始点毎に、エンコーダシステム１５０の計測値に基づいて、レチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）とウエハステージＷＳＴ（ウエハＷ）との同期移動中のレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）位置を調整する、例えばレチクルステージＲＳＴの目標値を補正しても良い。要は、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の移動経路中の加速度の絶対値が所定値未満となる複数の較正点、例えばウエハＷ上の各ショット領域の露光開始点で、ウエハＷと該ウエハＷ上に形成されるパターンとの位置合わせ精度（重ね合わせ精度を含む）を向上させるための所定の較正処理を行なえば良い。
【００９９】
また、上記実施形態では、主制御装置２０が、ウエハＷ上の各ショット領域の露光開始点毎に、上記の較正処理を行なう場合について説明したが、これに限らず、ウエハＷ上の各ショット領域の露光終了位置（この露光終了位置もウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の加速度は零である）毎に、上述の較正処理を行っても良い。この他、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の加速度が零ではないが、加速度の絶対値が所定値未満、例えば零に近くなる複数の較正点、例えば各ショット領域の露光のための露光開始直前の整定時間Ｔbの開始点（加速時間Ｔaの終了点）毎に、上述の較正処理を行っても良い。
【０１００】
また、これまでは、較正点が、ウエハＷ上のショット領域毎に定められている場合について説明したが、これに限らず、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際のウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の移動経路中に複数点定められていれば良い。
【０１０１】
なお、上記実施形態の露光装置１００において、露光中に限らず、その他の処理時、例えば前述のウエハアライメント（ＥＧＡ）の実行に際して、主制御装置２０は、干渉計システム１１８の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置を制御しつつ、複数の較正点でエンコーダシステム１５０の計測値に基づいて、空気揺らぎに起因する干渉計システム１１８の計測誤差がアライメント結果に与える影響を除去することとしても良い。主制御装置２０は、例えば、サンプルショット領域のアライメントマークを前述のアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4の少なくとも一部で検出するため、目標位置にウエハステージＷＳＴを位置決めする都度、アライメントマークの計測中、又はそれと前後して、エンコーダシステム１５０の計測値に基づいて、干渉計システム１１８の計測値を補正することとしても良い。これによっても、結果的にウエハＷと該ウエハＷ上に形成されるパターンとの位置合わせ精度（重ね合わせ精度を含む）を向上させることが可能である。
【０１０２】
なお、上記実施形態では、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ついて説明したが、これに限らず、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、国際公開第２００４／０５３９５５号パンフレット（対応米国特許出願公開第２００５／０２５２５０６号明細書）、米国特許第６,９５２,２５３号明細書、欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号パンフレット、国際公開第２００４／０５７５９０号パンフレット、米国特許出願公開第２００６／０２３１２０６号、米国特許出願公開第２００５／０２８０７９１号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体（例えば純水など）が満たされる液浸型露光装置に本発明を適用しても良い。
【０１０３】
また、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを備えた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、計測ステージを持たないシングルウエハステージタイプの露光装置は勿論、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第５，９６９，４４１号）、米国特許第６，２０８，４０７号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ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置にも本発明を適用できる。
【０１０４】
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。さらに、投影光学系ＰＬを介して照明光ＩＬが照射される露光領域ＩＡは、投影光学系ＰＬの視野内で光軸ＡＸを含むオンアクシス領域であるが、例えば国際公開第２００４／１０７０１１号パンフレットに開示されるように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも１回形成する光学系（反射系又は反屈系）がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系と同様に、その露光領域は光軸ＡＸを含まないオフアクシス領域でも良い。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。
【０１０５】
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、例えば国際公開第１９９９／４６８３５号パンフレット（対応米国特許７,０２３,６１０号）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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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号公報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。
【０１０８】
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、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。
【０１０９】
さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、パターンが転写形成されたウエハを現像するステップ、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】
【０１１３】
以上説明したように、本発明の露光方法及び露光装置は、ウエハ等の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】
【０１１４】
【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１のステージ装置を示す平面図である。
【図３】図１の露光装置が備えるエンコーダ、アライメント系などの配置を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）はウエハステージを示す平面図、図４（Ｂ）はウエハステージＷＳＴを示す一部断面した概略側面図である。
【図５】図５（Ａ）は計測ステージを示す平面図、図５（Ｂ）は計測ステージを示す一部断面した概略側面図である。
【図６】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７】ウエハテーブルに載置されたウエハ上の、露光領域の中心の移動軌跡を示す平面図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、隣接する２つのショット領域の露光動作を説明するための図である。
【図９】露光時におけるエンコーダ及び干渉計によるウエハステージの位置計測を説明するための図である。
【図１０】エンコーダシステムの計測値に基づいて、干渉計システムの計測値の補正が行われる、ウエハ上の各ショット領域の露光開始点ｐ1〜ｐ76を示す図である。
【図１１】ファーストショットの露光開始点にウエハテーブルＷＴＢが達した瞬間の状態を示す図である。
【図１２】第７番目のショット領域の露光開始点にウエハテーブルＷＴＢが達した瞬間状態を示す図である。
【図１３】ウエハのアンローディング時における干渉計によるウエハステージの位置計測を説明するための図である。
【図１４】ウエハのローディング時における干渉計によるウエハステージの位置計測を説明するための図である。
【図１５】干渉計によるステージサーボ制御中に、エンコーダによるステージの計測が再開された時における、ウエハステージとエンコーダヘッドの配置を示す図である。
【図１６】ウエハアライメント時におけるエンコーダ及び干渉計によるウエハステージの位置計測を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１６…Ｙ干渉計、２０…主制御装置、３９Ｘ1，３９Ｘ2…Ｘスケール、３９Ｙ1，３９Ｙ2…Ｙスケール、６２Ａ〜６２Ｆ…ヘッドユニット、６４…Ｙヘッド、６５…Ｙヘッド、６６…Ｘヘッド、６７…Ｙヘッド、６８…Ｙヘッド、７０Ａ〜７０Ｆ…エンコーダ、１００…露光装置、１１８…干渉計システム、１５０…エンコーダシステム、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＴＢ…ウエハテーブル、ＷＳＴ…ウエハステージ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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