(57)【要約】  ウエハ（Ｗ）を取り囲んでウエハステージ（ＷＳＴ）に固定されている４つの移動スケール（４４Ａ〜４４Ｄ）と、各移動スケールに対応し、その長手方向の長さのほうが、それに直交する方向の長さよりも実質的に長い光をそれぞれ射出するヘッドユニット（４６Ａ〜４６Ｄ）とを有するリニアエンコーダ（５０Ａ〜５０Ｄ）を備える。そして、各エンコーダの計測結果に基づいて、ウエハステージ（ＷＳＴ）のＸＹ面内の位置情報を算出する。これにより、大型化を招くことなく、移動体の位置を精度良く計測することができる。
2007097350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の平面内で移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測装置であって、
前記移動体上に配置されるとともに前記平面内の第１軸に平行な方向を周期方向とする第１のグレーティングと；
前記平面内で第１軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを前記第１のグレーティングに照射する第１照射系と、前記第１のグレーティングからの光を受光し、前記移動体の前記第１軸に平行な方向に関する位置情報を含む信号を出力する第１の受光素子とを含む第１軸エンコーダヘッドと；を備える位置計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置計測装置において、
前記移動体上に配置されるとともに前記平面内で前記第１軸に交差する第２軸に平行な方向を周期方向とする第２のグレーティングと；
前記平面内で第２軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを前記第２のグレーティングに照射する第２照射系と、前記第２のグレーティングからの光を受光し、前記移動体の前記第２軸に平行な方向に関する位置情報を含む信号を出力する第２の受光素子とを含む第２軸エンコーダヘッドと；をさらに備える位置計測装置。
【請求項３】
請求項２に記載の位置計測装置において、
前記第２照射系から前記第２のグレーティングに照射される光ビームは、前記平面に直交する第３軸と前記平面内で前記第２軸に直交する軸とを含む面内で、所定角度範囲で偏向される光である位置計測装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置計測装置において、
前記第１照射系から前記第１のグレーティングに照射される光ビームは、前記平面に直交する第３軸と前記平面内で前記第１軸に直交する軸とを含む面内で、所定角度範囲で偏向される光である位置計測装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置計測装置において、
前記第１のグレーティング及び第２のグレーティングの少なくとも一方は、前記移動体上に所定間隔を隔てて一対配置され、
前記少なくとも一方のグレーティングに対応して、前記第１、第２軸エンコーダヘッドの少なくとも一方は、一対設けられている位置計測装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の位置計測装置において、
前記第１、第２軸エンコーダヘッドのうち、一対設けられたエンコーダヘッドの出力に基づいて、前記移動体の前記平面内の回転情報を算出する演算装置をさらに備える位置計測装置。
【請求項７】
所定の平面内で第１及び第２軸に平行な方向に移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測装置であって、
前記移動体上で前記第１軸に平行な方向に周期的に配置される第１グレーティングと；
前記平面内で前記第１軸と交差し、かつ前記第２軸に平行な方向に関して前記第１グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを前記第１グレーティングに照射する第１エンコーダヘッドと；を備える位置計測装置。
【請求項８】
請求項７に記載の位置計測装置において、
前記第１エンコーダヘッドは、前記移動体の前記第２軸に平行な方向への移動に応じて前記第１グレーティングからの光を異なる位置で検出する受光部を含む位置計測装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の位置計測装置において、
前記第１エンコーダヘッドは、前記第２軸に平行な方向に関して前記光ビームを移動する位置計測装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の位置計測装置において、
前記第１グレーティングは、前記平面と実質的に平行な前記移動体の一面に設けられ、前記第１エンコーダヘッドは、前記移動体の一面と対向するように設けられる位置計測装置。
【請求項１１】
請求項７〜１０のいずれか一項に記載の位置計測装置において、
前記第１グレーティングは、前記移動体上で前記第２軸に平行な方向に関して離れて一対設けられ、前記第１エンコーダヘッドは、前記一対の第１グレーティングに対応して一対設けられる位置計測装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか一項に記載の位置計測装置において、
前記移動体上で前記第２軸に平行な方向に周期的に配置される第２グレーティングと、
前記平面内で前記第２軸と交差し、かつ前記第１軸に平行な方向に関して前記第２グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを前記第２グレーティングに照射する第２エンコーダヘッドと、をさらに備える位置計測装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の位置計測装置において、
前記第２エンコーダヘッドは、前記移動体の前記第１軸に平行な方向への移動に応じて前記第２グレーティングからの光を異なる位置で検出する受光部を含む位置計測装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の位置計測装置において、
前記第２エンコーダヘッドは、前記第１軸に平行な方向に関して前記光ビームを移動する位置計測装置。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の位置計測装置において、
前記第２グレーティングは、前記平面と実質的に平行な前記移動体の一面に設けられ、前記第２エンコーダヘッドは、前記移動体の一面と対向するように設けられる位置計測装置。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の位置計測装置において、
前記第２グレーティングは、前記移動体上で前記第１軸に平行な方向に関して離れて一対設けられ、前記第２エンコーダヘッドは、前記一対の第１グレーティングに対応して一対設けられる位置計測装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の位置計測装置と；
前記位置計測装置の計測結果に基づいて、前記移動体を前記平面内で駆動する駆動装置と；を備える移動体駆動システム。
【請求項１８】
物体が前記移動体に載置される請求項１７に記載の移動体駆動システムと；
前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と；を含むパターン形成装置。
【請求項１９】
前記物体を保持する移動体と；
前記移動体の位置情報を計測する請求項１〜１６のいずれか一項に記載の位置計測装置と；
前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と；を備え、
前記位置計測装置を用いて前記移動体を移動させるパターン形成装置。
【請求項２０】
請求項１８又は１９に記載のパターン形成装置において、
前記パターン生成装置は、前記物体をエネルギビームにより露光することで前記パターンを生成するパターン形成装置。
【請求項２１】
請求項１８又は１９に記載のパターン形成装置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２２】
物体を露光する露光装置であって、
前記物体を保持する移動体と、
前記移動体の位置情報を計測する請求項１〜１６のいずれか一項に記載の位置計測装置と、を備える露光装置。
【請求項２３】
所定の平面内で移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測方法であって、
前記平面内の第１軸に平行な方向を周期方向として前記移動体上に配置された第１のグレーティングに、前記平面内で第１軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを照射し、前記第１のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第１軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程を含む位置計測方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の位置計測方法において、
前記平面内で前記第１軸に交差する第２軸に平行な方向を周期方向として前記移動体上に配置された第２のグレーティングに、前記平面内で第２軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを照射し、前記第２のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第２軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程をさらに含む位置計測方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の位置計測方法において、
前記第２のグレーティングに照射される光ビームは、前記平面に直交する第３軸と前記平面内で前記第２軸に直交する軸とを含む面内で、所定角度範囲で偏向される光である位置計測方法。
【請求項２６】
請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の位置計測方法において、
前記第１のグレーティングに照射される光ビームは、前記平面に直交する第３軸と前記平面内で前記第１軸に直交する軸とを含む面内で、所定角度範囲で偏向される光である位置計測方法。
【請求項２７】
請求項２３〜２６のいずれか一項に記載の位置計測方法において、
前記第１のグレーティング及び第２のグレーティングの少なくとも一方は、前記移動体上に所定間隔を隔てて一対配置され、
前記一対配置された前記少なくとも一方のグレーティングにそれぞれ前記光ビームを照射し、前記一対配置された前記少なくとも一方のグレーティングからの光をそれぞれ受光して、前記移動体の前記平面内の回転情報を算出する工程をさらに含む位置計測方法。
【請求項２８】
所定の平面内で第１及び第２軸に平行な方向に移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測方法であって、
前記平面内で前記第１軸と交差し、かつ前記第２軸に平行な方向に関して前記第１グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを、前記移動体上で前記第１軸に平行な方向に周期的に配置される第１グレーティングに照射し、前記第１のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第１軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程を含む位置計測方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の位置計測方法において、
前記移動体の前記第２軸に平行な方向への移動に応じて前記第１グレーティングからの光を異なる位置で検出する位置計測方法。
【請求項３０】
請求項２８又２９に記載の位置計測方法において、
前記第２軸に平行な方向に関して前記光ビームを移動する位置計測方法。
【請求項３１】
請求項２８〜３０のいずれか一項に記載の位置計測方法において、
前記第１グレーティングは、前記平面と実質的に平行な前記移動体の一面に設けられ、前記光ビームは、前記移動体の一面と対向する方向から照射される位置計測方法。
【請求項３２】
請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の位置計測方法において、
前記第１グレーティングは、前記移動体上で前記第２軸に平行な方向に関して離れて一対設けられ、前記一対の第１グレーティングにそれぞれ前記光ビームを照射し、前記一対の第１グレーティングからの光をそれぞれ受光する位置計測方法。
【請求項３３】
請求項２８〜３２のいずれか一項に記載の位置計測方法において、
前記平面内で前記第２軸と交差し、かつ前記第１軸に平行な方向に関して前記第２グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを、前記移動体上で前記第２軸に平行な方向に周期的に配置される第２グレーティングに照射し、前記第２のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第２軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程をさらに含む位置計測方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の位置計測方法において、
前記移動体の前記第１軸に平行な方向への移動に応じて前記第２グレーティングからの光を異なる位置で検出する位置計測方法。
【請求項３５】
請求項３３又は３４に記載の位置計測方法において、
前記第１軸に平行な方向に関して前記第２グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを、前記第１軸に平行な方向に関して移動する位置計測方法。
【請求項３６】
請求項３３〜３５のいずれか一項に記載の位置計測方法において、
前記第２グレーティングは、前記平面と実質的に平行な前記移動体の一面に設けられ、前記第２エンコーダヘッドは、前記移動体の一面と対向する方向から照射される位置計測方法。
【請求項３７】
請求項３３〜３６のいずれか一項に記載の位置計測方法において、
前記第２グレーティングは、前記移動体上で前記第１軸に平行な方向に関して離れて一対設けられ、前記一対の第２グレーティングにそれぞれ前記光ビームを照射し、前記一対の第２グレーティングからの光をそれぞれ受光する位置計測方法。
【請求項３８】
請求項２３〜３７のいずれか一項に記載の位置計測方法を用いて移動体の位置情報を計測する工程と；
計測された位置情報に基づいて、前記移動体を前記平面内で駆動する工程と；を含む、移動体駆動方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載の移動体駆動方法を用いて、物体が載置される移動体を駆動する工程と；
前記物体上にパターンを生成する工程と；を含むパターン形成方法。
【請求項４０】
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、
前記物体上にパターンを生成する際に、請求項２３〜３７のいずれか一項に記載の位置計測方法を用いて、前記物体を保持する移動体の位置情報を計測する工程を含むパターン形成方法。
【請求項４１】
請求項３９又は４０に記載のパターン形成方法において、
前記パターンの生成は、前記物体をエネルギビームにより露光することで行われるパターン形成方法。
【請求項４２】
請求項４１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４３】
物体を露光する露光方法であって、
請求項２３〜３７のいずれか一項に記載の位置計測方法を用いて、前記物体を保持する移動体の位置情報を計測する工程を含む露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置計測装置及び位置計測方法、移動体駆動システム及び移動体駆動方法、パターン形成装置及びパターン形成方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、移動体の位置情報を計測する位置計測装置及び位置計測方法、移動体を所定の平面内で駆動する移動体駆動システム及び移動体駆動方法、該移動体駆動システムを具備するパターン形成装置及び移動体駆動方法を用いるパターン形成方法、位置計測装置を具備する露光装置及び位置計測方法を用いる露光方法、並びに該パターン形成装置又はパターン形成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、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）の製造におけ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）、又はステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが比較的多く用いられている。【０００３】
この種の露光装置では、例えばウエハ又はガラスプレート等の被露光基板（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はＸＹ２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揺らぎに起因する計測値の短期的な変動が無視できなくなりつつある。【０００５】
一方、最近では、位置計測装置の一種であるエンコーダとして、計測分解能が、レーザ干渉計と同程度以上のものが出現している（例えば特許文献１、特許文献２（特に従来技術の記載）等参照）。【０００６】
しかしながら、露光装置のウエハステージにエンコーダを用いようとすると、ウエハステージにおける露光位置から遠く離れた位置に設置するのが通常であった（例えば、特許文献２参照）。このため、ウエハステージの外形が大きくなってしまうという不都合があった。【０００７】
【特許文献１】米国特許第６，６３９，６８６号明細書
【特許文献２】特開２００４−１０１３６２号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、第１の観点からすると、所定の平面内で移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測装置であって、前記移動体上に配置されるとともに前記平面内の第１軸に平行な方向を周期方向とする第１のグレーティングと；前記平面内で第１軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを前記第１のグレーティングに照射する第１照射系と、前記第１のグレーティングからの光を受光する第１の受光素子とを含む第１軸エンコーダヘッドと；前記第１の受光素子からの光電変換信号に基づいて、前記移動体の前記第１軸に平行な方向に関する位置情報を算出する演算装置と；を備える第１の位置計測装置である。【０００９】
これによれば、例えば第１軸エンコーダヘッドを移動体上の第１のグレーティングに対向して配置することができるので、光ビームの光路を短くすることができ、しかも移動体上の所望の位置にグレーティングを配置しても移動体の第１軸に平行な方向（以下、第１軸方向と略述する）に関する位置情報を得ることができる。従って、移動体の小型化が可能であるとともに、レーザ干渉計と異なり、実質的に揺らぎ（屈折率変化）の影響などを受けることなく、移動体の第１軸方向に関する位置情報を得ることができる。【００１０】
この場合において、移動体が、第１軸に交差する方向、例えば第１軸に直交する方向に移動しても、第１照射系から前記平面内で第１軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームが移動体上の第１のグレーティングに照射される。これにより、移動体の移動に影響を受けることなく、移動体の第１軸方向に関する位置情報を得ることができる。【００１１】
本発明は、第２の観点からすると、所定の平面内で第１及び第２軸に平行な方向に移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測装置であって、前記移動体上で前記第１軸に平行な方向に周期的に配置される第１グレーティングと；前記平面内で前記第１軸と交差し、かつ前記第２軸に平行な方向に関して前記第１グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを前記第１グレーティングに照射する第１エンコーダヘッドと；を備える第２の位置計測装置である。【００１２】
これによれば、例えば第１エンコーダヘッドを移動体上の第１グレーティングに対向して配置することができるので、光ビームの光路を短くすることができ、しかも移動体が第２軸に平行な方向に関して第１グレーティングの長さと同程度移動しても移動体の第１軸に平行な方向に関する位置情報を得ることができる。従って、移動体の小型化が可能であるとともに、レーザ干渉計と異なり、実質的に揺らぎ（屈折率変化）の影響などを受けることなく、移動体の第１軸に平行な方向に関する位置情報を得ることができる。【００１３】
本発明は、第３の観点からすると、本発明の第１、第２の位置計測装置のいずれかと；前記位置計測装置の計測結果に基づいて、前記移動体を前記平面内で駆動する駆動装置と；を備える移動体駆動システムである。【００１４】
これによれば、本発明の第１、第２の位置計測装置のいずれかを備えているため、移動体の第１軸方向の位置を精度良く計測することができ、この計測結果に基づいて、駆動装置により移動体が前記平面内で駆動される。従って、移動体を平面内で少なくとも第１軸方向に精度良く駆動することが可能となる。【００１５】
本発明は、第４の観点からすると、物体が前記移動体に載置される本発明の移動体駆動システムと；前記物体上に形成するパターンを生成する生成装置と；を含む第１のパターン形成装置である。【００１６】
これによれば、本発明の移動体駆動システムにより精度良く駆動される物体上にパターン生成装置で生成されたパターンが形成される。これにより、物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。【００１７】
本発明は、物体を保持する移動体と；前記移動体の位置情報を計測する本発明の第１、第２の位置計測装置のいずれかと；前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と；を備え、前記位置計測装置を用いて前記移動体を移動させる第２のパターン形成装置である。【００１８】
これによれば、例えばパターン生成装置が物体上にパターンを生成する際に、本発明の第１、第２の位置計測装置のいずれかを用いて物体を保持する移動体が移動される。【００１９】
本発明は、第５の観点からすると、本発明の第１、第２のパターン形成装置のいずれか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。【００２０】
本発明は、第６の観点からすると、物体を露光する露光装置であって、前記物体を保持する移動体と、前記移動体の位置情報を計測する本発明の第１、第２の位置計測装置のいずれかと、を備える露光装置である。【００２１】
これによれば、例えば物体の露光の際に、本発明の第１、第２の位置計測装置のいずれかを用いて物体を保持する移動体の位置情報が計測される。【００２２】
本発明は、第７の観点からすると、所定の平面内で移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測方法であって、前記平面内の第１軸に平行な方向を周期方向として前記移動体上に配置された第１のグレーティングに、前記平面内で第１軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームを照射し、前記第１のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第１軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程を含む第１の位置計測方法である。【００２３】
これによれば、例えば移動体上に配置された第１のグレーティングに、対向する方向から光ビームを照射する構成を採用することができるので、光ビームの光路を短くすることができ、しかも移動体上の所望の位置にグレーティングを配置しても移動体の第１軸方向に関する位置情報を得ることができる。従って、移動体の小型化が可能であるとともに、レーザ干渉計と異なり、実質的に揺らぎ（屈折率変化）の影響などを受けることなく、移動体の第１軸方向に関する位置情報を得ることができる。【００２４】
この場合において、移動体が、第１軸に交差する方向、例えば第１軸に直交する方向に移動しても、前記平面内で第１軸に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームが移動体上の第１のグレーティングに照射される。これにより、移動体の移動に影響を受けることなく、移動体の第１軸方向に関する位置情報を得ることができる。【００２５】
本発明は、第８の観点からすると、所定の平面内で第１及び第２軸に平行な方向に移動可能な移動体の位置情報を計測する位置計測方法であって、前記平面内で前記第１軸と交差し、かつ前記第２軸に平行な方向に関して前記第１グレーティングと同程度以上の長さで延びる光ビームを、前記移動体上で前記第１軸に平行な方向に周期的に配置される第１グレーティングに照射し、前記第１のグレーティングからの光を受光して、前記移動体の前記第１軸に平行な方向に関する位置情報を計測する工程を含む第２の位置計測方法である。【００２６】
これによれば、例えば移動体上の第１グレーティングに、対向する方向から光ビームを照射することができるので、光ビームの光路を短くすることができ、しかも移動体が第２軸に平行な方向に関して第１グレーティングの長さと同程度移動しても移動体の第１軸に平行な方向に関する位置情報を得ることができる。従って、移動体の小型化が可能であるとともに、レーザ干渉計と異なり、実質的に揺らぎ（屈折率変化）の影響などを受けることなく、移動体の第１軸に平行な方向に関する位置情報を得ることができる。【００２７】
本発明は、第９の観点からすると、本発明の第１、第２の位置計測方法のいずれかを用いて移動体の位置情報を計測する工程と；計測された位置情報に基づいて、前記移動体を前記平面内で駆動する工程と；を含む、移動体駆動方法である。【００２８】
これによれば、本発明の第１、第２の位置計測方法のいずれかを用いて移動体の位置情報を計測するので、移動体の第１軸方向の位置を精度良く計測することができ、計測された位置情報に基づいて、移動体が前記平面内で駆動される。従って、移動体を平面内で少なくとも第１軸に平行な方向に精度良く駆動することが可能となる。【００２９】
本発明は、第１０の観点からすると、本発明の移動体駆動方法を用いて、物体が載置される移動体を駆動する工程と；前記物体上にパターンを生成する工程と；を含む第１のパターン形成方法である。【００３０】
これによれば、本発明の移動体駆動方法を用いて精度良く駆動される物体上にパターンが生成される。これにより、物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。【００３１】
本発明は、第１１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、前記物体上にパターンを生成する際に、本発明の第１、第２の位置計測方法のいずれかを用いて、前記物体を保持する移動体の位置情報を計測する工程を含む第２のパターン形成方法である。【００３２】
これによれば、例えば物体上にパターンを生成する際に、本発明の第１、第２の位置計測方法のいずれかを用いて物体を保持する移動体の位置情報が計測される。【００３３】
本発明は、第１２の観点からすると、本発明の第１、第２のパターン形成方法のいずれか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。【００３４】
本発明は、第１３の観点からすると、物体を露光する露光方法であって、本発明の第１、第２の位置計測方法のいずれかを用いて、前記物体を保持する移動体の位置情報を計測する工程を含む露光方法である。【００３５】
これによれば、例えば物体の露光の際に、本発明の第１、第２の位置計測方法のいずれかを用いて物体を保持する移動体の位置情報が計測される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【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】一実施形態に係る露光装置で用いられるエンコーダシステム及び干渉計システムを説明するための図である。
【図３】図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、それぞれ図２におけるエンコーダのエンコーダヘッドを説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ図３のエンコーダヘッドの光源ユニットから射出される光を説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｄ）は、それぞれ図３のエンコーダヘッドの作用を説明するための図である。
【図６】一実施形態に係る露光装置のステージ制御に関連する制御系を一部省略して示すブロック図である。
【図７】一実施形態に係る露光装置で用いられるエンコーダヘッドの変形例を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）は図７のエンコーダヘッドを用いたときのエンコーダの出力信号を説明するためのタイミングチャートであり、図８（Ｂ）はエンコーダの出力信号から復元された信号を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】液浸露光装置で用いられるウエハステージの変形例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。【００３８】
図１には、一実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置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、いわゆるスキャニング・ステッパである。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（図１における紙面内左右方向）をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向（図１における紙面直交方向）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。【００３９】
露光装置１００は、光源及び照明光学系を含み、照明光（露光光）ＩＬによりレチクルＲを照明する照明系１０、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、ウエハＷが載置されるウエハステージＷＳＴを含むウエハステージ装置１２、レチクルステージＲＳＴ及び投影ユニットＰＵなどが搭載されたボディＢＤ、及びこれらの制御系等を備えている。【００４０】
照明系１０は、不図示の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上でＸ軸方向に延びるスリット状の照明領域を、照明光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。【００４１】
レチクルステージＲＳＴは、後述する第２コラム３４の天板を構成するレチクルベース３６上に、その底面に設けられた不図示のエアベアリングなどによって、例えば数μｍ程度のクリアランスを介して支持されている。【００４２】
レチクルステージＲＳＴは、ここでは、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により、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直なＸＹ平面内で２次元的に（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に）微少駆動可能であるとともに、走査方向（Ｙ軸方向）に指定された速度で走査駆動可能である。なお、レチクルステージＲＳＴは、例えば特開平８−１３０１７９号公報（対応米国特許第６,７２１,０３４号明細書）に開示される粗微動構造としても良く、その構造は本実施形態（図１など）に限定されるものではない。【００４３】
レチクルステージＲＳＴの位置情報は、図１に示される、レチクルＹレーザ干渉計（以下、「レチクルＹ干渉計」という）１６ｙ等を含むレチクル干渉計システムによって、計測されている。レチクル干渉計システムは、実際には図６に示されるように、レチクルＹ干渉計１６ｙと、レチクルＸ干渉計１６ｘとを備えている。【００４４】
レチクルＹ干渉計１６ｙは、投影ユニットＰＵの鏡筒４０の側面に固定された固定鏡１４（図１参照）を基準として、レチクルステージＲＳＴのＹ位置を、移動鏡（平面鏡又はレトロリフレクタなど）１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出する。なお、レチクルＹ干渉計１６ｙはその少なくとも一部（例えば、光源を除く光学ユニット）が、例えばレチクルベース３６に固定されている。また、レチクルＸ干渉計１６ｘは、レチクルステージＲＳＴに固定された（又は形成された）Ｙ軸方向に延びて形成される反射面に、測定ビームを照射し、その反射面のＸ位置を、レチクルステージＲＳＴのＸ位置として、鏡筒４０の側面に固定された固定鏡（不図示）を基準として計測する。なお、レチクル干渉計システムは、必ずしも鏡筒４０に設けられる固定鏡を用いてレチクルステージＲＳＴの位置情報を計測しなくても良い。【００４５】
レチクルＸ干渉計１６ｘからＸ位置情報及びレチクルＹ干渉計１６ｙからのＹ位置情報は、主制御装置２０に送られている（図６参照）。【００４６】
投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方でボディＢＤの一部に保持されている。このボディＢＤは、クリーンルームの床面Ｆ上に設置された、例えばフレームキャスタＦＣ上に設けられた第１コラム３２と、この第１コラム３２の上に固定された第２コラム３４とを備えている。【００４７】
フレームキャスタＦＣは、床面Ｆ上に水平に置かれたベースプレートＢＳと、該ベースプレートＢＳ上に固定された複数本、例えば３本（又は４本）の脚部３９（但し、図１における紙面奥側の脚部は図示省略）とを備えている。【００４８】
第１コラム３２は、上記複数本の脚部３９それぞれの上端に個別に固定された複数、例えば３つ（又は４つ）の第１の防振機構５６によって、ほぼ水平に支持された鏡筒定盤（メインフレーム）３８を備えている。【００４９】
鏡筒定盤３８には、そのほぼ中央部に不図示の円形開口が形成され、この円形開口内に投影ユニットＰＵが上方から挿入され、投影ユニットＰＵはその外周部に設けられたフランジＦＬＧを介して保持されている。鏡筒定盤３８の上面には、投影ユニットＰＵを取り囲む位置に、複数本、例えば３本の脚４１（但し、図１における紙面奥側の脚は図示省略）の一端（下端）が固定されている。これらの脚４１それぞれの他端（上端）面は、ほぼ同一の水平面上にあり、これらの脚４１に前述のレチクルベース３６が固定されている。このようにして、複数本の脚４１によってレチクルベース３６が水平に支持されている。すなわち、レチクルベース３６とこれを支持する複数本の脚４１とによって第２コラム３４が構成されている。レチクルベース３６には、その中央部に照明光ＩＬの通路となる開口３６ａが形成されている。なお、第２コラム３４（すなわち、少なくともレチクルベース３６）は、防振機構を介して第１コラム３２に配置しても良いし、あるいは第１コラム３２とは独立にしてベースプレートＢＳに設置しても良い。【００５０】
投影ユニットＰＵは、円筒状でフランジＦＬＧが設けられた鏡筒４０と、該鏡筒４０に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬとを含む。本実施形態では、投影ユニットＰＵを鏡筒定盤３８に載置するものとしたが、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、あるいはレチクルベース３６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。【００５１】
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枚のレンズ（レンズエレメント）を含む屈折光学系が用いられている。この投影光学系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倍又は１／５倍）を有する。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによって前述の照明領域が照明されると、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を介してその照明領域内のレチクル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上の前記照明領域に共役な領域（露光領域）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（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動することで、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Ｒ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。【００５２】
ウエハステージ装置１２は、前記ベースプレートＢＳ上に複数（例えば３つ）の第２の防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたステージベース７１、該ステージベース７１の上方に配置されたウエハステージＷＳＴ、該ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系２７等を備えている。【００５３】
ステージベース７１は、定盤とも呼ばれる板状部材からなり、その上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージＷＳＴの移動の際のガイド面とされている。【００５４】
ウエハステージＷＳＴは、例えばリニアモータ、ボイスコイルモータ等を含むウエハステージ駆動系２７によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向の６自由度方向に駆動される。【００５５】
なお、ウエハステージＷＳＴとして、例えばリニアモータ等により少なくともＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に駆動されるウエハステージ本体と、該ウエハステージ本体上でボイスコイルモータなどにより少なくともＺ軸方向、θｘ方向、θｙ方向に微小駆動されるウエハテーブルとを備えた構造を採用しても良い。【００５６】
ウエハステージＷＳＴ上に、不図示のウエハホルダを介してウエハＷが載置され、ウエハＷは、例えば真空吸着（又は静電吸着）によって固定されている。【００５７】
また、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面（移動面）内の位置情報は、図１に示される、ヘッドユニット４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄ及び移動スケール４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄなどを含むエンコーダシステムと、ウエハレーザ干渉計システム（以下、「ウエハ干渉計システム」という）１８とによってそれぞれ計測可能に構成されている。以下、ウエハステージＷＳＴ用のエンコーダシステム、及びウエハ干渉計システム１８の構成等について詳述する。【００５８】
ウエハステージＷＳＴの上面には、図２に示されるように、ウエハＷを取り囲んで４つの移動スケール４４Ａ〜４４Ｄが固定されている。これを更に詳述すると、移動スケール４４Ａ〜４４Ｄは、同一素材（例えばセラミックス、又は低熱膨張のガラスなど）から成り、その表面に長手方向を周期方向とする反射型の回折格子が形成されている。この回折格子は、例えば４μｍ〜１３８ｎｍの間のピッチ、本実施形態では１μｍピッチで形成されている。なお、図２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。【００５９】
移動スケール４４Ａ及び４４Ｃは、長手方向が図２におけるＹ軸方向と一致し、ウエハステージＷＳＴ（移動鏡１７Ｘ，１７Ｙを除いて考える）の中心を通る、Ｙ軸方向に平行な中心線に関して対称に配置され、移動スケール４４Ａ，４４Ｃに形成された各回折格子も、その中心線に関して対称の配置となっている。これらの移動スケール４４Ａ、４４Ｃは、回折格子がＹ軸方向に周期的に配列されているので、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置計測に用いられる。【００６０】
また、移動スケール４４Ｂ及び４４Ｄは、長手方向が図２におけるＸ軸方向と一致し、ウエハステージＷＳＴ（移動鏡１７Ｘ，１７Ｙを除いて考える）の中心を通る、Ｘ軸方向に平行な中心線に関して対称に配置され、移動スケール４４Ｂ，４４Ｄに形成された各回折格子も、その中心線に関して対称の配置となっている。これらの移動スケール４４Ｂ、４４Ｄは、回折格子がＸ軸方向に周期的に配列されているので、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置計測に用いられる。【００６１】
なお、図１においては、ウエハＷが、移動スケール４４Ｃの上方に露出した状態が示されているが、これは便宜上このようにしたもので、実際には、移動スケール４４Ａ〜４４Ｄの上面はウエハＷの上面とほぼ同一高さ、若しくは上方に位置している。【００６２】
一方、図１及び図２からわかるように、投影ユニットＰＵの最下端部の周囲を四方から囲む状態で、４つのエンコーダヘッドユニット（以下、「ヘッドユニット」と略述する）４６Ａ〜４６Ｄが、それぞれ対応する移動スケール４４Ａ〜４４Ｄと交差して配置されている。ヘッドユニット４６Ａ〜４６Ｄ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、支持部材を介して鏡筒定盤３８に吊り下げ状態で固定されている。【００６３】
ヘッドユニット４６Ａ、４６Ｃは、投影ユニットＰＵの−Ｘ側、＋Ｘ側にそれぞれ、対応する移動スケール４４Ａ、４４Ｃの長手方向（図２におけるＹ軸方向）と直交するＸ軸方向を長手方向として、かつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して対称に配置されている。また、ヘッドユニット４６Ｂ、４６Ｄは、投影ユニットＰＵの＋Ｙ側、−Ｙ側にそれぞれ、対応する移動スケール４４Ｂ、４４Ｄの長手方向（図２におけるＸ軸方向）と直交するＹ軸方向を長手方向として、かつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して対称に配置されている。【００６４】
ヘッドユニット４６Ａ〜４６Ｄのそれぞれは、同様な構成及び作用を有している。そこで、ヘッドユニット４６Ａについて代表的に説明する。【００６５】
ヘッドユニット４６Ａは、一例として図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示されるように、その長手方向に沿って所定間隔（例えば、ほぼ隙間がないピッチ）で配置された複数の光源４８（光源群）を有する光源ユニット４７、受光素子ＰＤ、及び３個の固定側の回折格子、すなわち第１ないし第３のインデックススケール４９ａ〜４９ｃを有している。【００６６】
各光源４８は、それぞれほぼ鉛直下方（−Ｚ方向）に向けて、例えば波長８５０ｎｍのレーザ光を射出する。従って、本実施形態では、一例として図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、光源ユニット４７からは、実質的にＸ軸方向に細長く延びる光ビームＢｍが、ほぼ鉛直下方に向けて射出される。なお、光源４８としては、例えばレーザダイオード（半導体レーザ）などが用いられる。【００６７】
第１のインデックススケール４９ａは、光源ユニット４７の下方（−Ｚ側）に配置され、Ｙ軸方向を周期方向とする例えば４μｍ〜１３８ｎｍの間のピッチ、一例として０．９８μｍ（１μｍとは僅かに異なる）ピッチの回折格子がその長手方向（Ｘ軸方向）のほぼ全範囲に形成されたプレートから成る透過型の位相格子である。このため、光源ユニット４７から射出された光ビームＢｍが、インデックススケール４９ａに照射されると、その光ビームＢｍの複数の回折光が発生する。図５（Ａ）には、それらの回折光のうち、第１のインデックススケール４９ａで発生した＋１次回折光Ｂａ１と−１次回折光Ｂａ２とが示されている。【００６８】
第２のインデックススケール４９ｂは、Ｙ軸方向を周期方向とする例えば０．４９μｍピッチ（インデックススケール４９ａの半分のピッチ）の回折格子がその長手方向（Ｘ軸方向）のほぼ全範囲に形成されたプレートから成る透過型の位相格子である。このインデックススケール４９ｂは、インデックススケール４９ａで発生した＋１次回折光Ｂａ１が入射可能な位置に配置されている。また、第３のインデックススケール４９ｃは、インデックススケール４９ｂと同様の回折格子が形成されたプレートから成る透過型の位相格子であり、インデックススケール４９ａで発生した−１次回折光Ｂａ２が入射可能な位置に配置されている。【００６９】
インデックススケール４９ｂは、インデックススケール４９ａで発生した＋１次回折光Ｂａ１を回折して−１次回折光Ｂｂを生成し、この−１次回折光Ｂｂは移動スケール４４Ａに向かう。また、インデックススケール４９ｃは、インデックススケール４９ａで発生した−１次回折光Ｂａ２を回折して＋１次回折光を生成し、この＋１次回折光は移動スケール４４Ａに向かう。【００７０】
ここで、インデックススケール４９ｂで生成された−１次回折光と、インデックススケール４９ｃで生成された＋１次回折光とは、移動スケール４４Ａ上の同一位置（領域）に入射する。図５（Ｂ）には、図５（Ａ）を＋Ｙ側から見た側面図が示されている。【００７１】
移動スケール４４Ａの表面には、前述の如く、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型回折格子が形成されている。この移動スケール４４Ａは、インデックススケール４９ｂで生成した−１次回折光を回折して＋１次回折光を生成し、第３のインデックススケール４９ｃで生成した＋１次回折光を回折して−１次回折光を生成する。そして、これらの回折光は、互いに干渉した状態で、移動スケール４４Ａの上方（インデックススケール４９ａの下方）に位置する受光素子ＰＤで受光される。【００７２】
この場合、前述の如く、インデックススケール４９ａの格子ピッチと移動スケール４４Ａの格子ピッチとは、互いに僅かに異なるので、一例として図５（Ｃ）に示されるように、バーニヤ縞を受光素子面に発生させることができる。この場合に、一例として図５（Ｄ）に示されるように、受光素子ＰＤを２つの部分受光素子（ＰＤａ、ＰＤｂ）からなる２分割受光素子とすることにより、例えば部分受光素子ＰＤａからｓｉｎ波状の信号が出力され、部分受光素子ＰＤｂからｃｏｓ波状の信号が出力される。すなわち、２相正弦波を得ることができる。なお、２相正弦波を得る方法には、例えば、柳尾、渡辺：「最近の光電エンコーダ技術と応用」、光学技術コンタクト、Ｖｏｌ１９．Ｎｏ５（以下、便宜上「柳尾文献」という）、に記載されているように、種々の方法があり、いずれの方法を用いても良い。【００７３】
なお、インデックススケール４９ａと移動スケール４４Ａとの格子ピッチは、必ずしも僅かに異ならせる必要は無く、例えばインデックススケール４９ａと移動スケール４４Ａとの格子ピッチを同一（例えば１μｍ）にしても良い。この場合、インデックススケール４９ｂ，４９ｃの格子ピッチは、例えば０．５μｍとしても良い。いずれにしても、受光素子ＰＤ（必ずしも２分割受光素子でなくても良い）で受光した干渉光の光電変換信号がエンコーダヘッド４６Ａの出力信号として主制御装置２０に供給される。【００７４】
主制御装置２０は、例えば、上記柳尾文献に記載されている方法、あるいはその他の公知の手法を用いて、受光素子ＰＤからの出力信号に基づいて得られる、互いに９０°位相が異なる２つの周期的な信号（例えばｓｉｎ波、ｃｏｓ波）を検出し、２つの信号の振幅と位相との関係から、エンコーダヘッド４６Ａと移動スケール４４Ａとの相対位置関係及び両者の相対的な運動方向を算出する。すなわち、主制御装置２０は、受光素子ＰＤの出力信号に基づいて、移動スケール４４Ａ（ウエハステージＷＳＴ）のＹ軸方向に関する位置情報を算出する。このように、本実施形態では、ヘッドユニット４６Ａと移動スケール４４Ａとによって、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置情報（移動量及び移動方向）を計測するＹリニアエンコーダ（以下、適宜「エンコーダ」と略述する）５０Ａ（図２、図６参照）が構成されている。【００７５】
同様に、ヘッドユニット４６Ｂは、移動スケール４４Ｂとともに、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置情報（移動量及び移動方向）を計測するＸリニアエンコーダ（以下、適宜「エンコーダ」と略述する）５０Ｂ（図２、図６参照）を構成する。また、ヘッドユニット４６Ｃは、移動スケール４４Ｃとともに、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の（移動量及び移動方向）を計測するＹリニアエンコーダ５０Ｃ（図２、図６参照）を構成する。また、ヘッドユニット４６Ｄは、移動スケール４４Ｄとともに、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の（移動量及び移動方向）を計測するＸリニアエンコーダ５０Ｄ（図２、図６参照）を構成する。これらエンコーダ５０Ｂ〜５０Ｄの出力信号は、主制御装置２０に供給されている。主制御装置２０は、Ｙリニアエンコーダ５０Ａ、５０Ｃと、Ｘリニアエンコーダ５０Ｂ、５０Ｄとの少なくとも一方の出力信号に基づいて、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向、及び／又はＸ軸方向に関する位置情報に加え、θｚ方向に関する位置情報、すなわちＺ軸回りの回転情報（ヨーイング）をも算出する。なお、本実施形態では４つのヘッドユニット４６Ａ〜４６Ｄを鏡筒定盤３８に吊り下げ支持するものとしたが、図１の露光装置１００が前述の如くメインフレーム部材又はレチクルベース３６に対して投影ユニットＰＵを吊り下げ支持する構成である場合、例えば投影ユニットＰＵと一体にヘッドユニット４６Ａ〜４６Ｄを吊り下げ支持しても良いし、あるいは投影ユニットＰＵとは独立にメインフレーム部材又はレチクルベース３６から吊り下げ支持される計測フレームに４つのヘッドユニット４６Ａ〜４６Ｄを設けても良い。後者では、投影ユニットＰＵを吊り下げ支持していなくても良い。【００７６】
また、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報は、図１に示されるように、ウエハステージＷＳＴに固定された移動鏡１７に測長ビームを照射するウエハレーザ干渉計システム（以下、「ウエハ干渉計システム」という）１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ウエハ干渉計システム１８は、その少なくとも一部（例えば、光源を除く光学ユニット）が、鏡筒定盤３８に吊り下げ状態で固定されている。なお、ウエハ干渉計システム１８の少なくとも一部を、投影ユニットＰＵと一体に吊り下げ支持しても良いし、あるいは前述の計測フレームに設けても良い。【００７７】
ここで、ウエハステージＷＳＴ上には、実際には、図２に示されるように、走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡１７Ｙと、非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡１７Ｘとが設けられているが、図１では、これらが代表的に移動鏡１７として示されている。【００７８】
ウエハ干渉計システム１８は、図２に示されるように、ウエハＹ干渉計１８Ｙと、２つのウエハＸ干渉計１８Ｘ1及び１８Ｘ2との３つの干渉計を含む。このうち、ウエハＹ干渉計（以下、「Ｙ干渉計」と略述する）１８Ｙとしては、図２に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（前述の露光領域の中心）及び不図示のアライメント系の検出中心を通るＹ軸に平行な軸（中心軸）に関して対称な２つの測長軸を含む複数の測長軸を有する多軸干渉計が用いられている。Ｙ干渉計１８Ｙは、図２に示されるように、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ、図１参照）を通るＹ軸に平行な直線から同一距離−Ｘ側，＋Ｘ側に離れたＹ軸方向の測長軸に沿って２本の測定ビームを移動鏡１７Ｙにそれぞれ投射し、それぞれの反射光を受光することで、測定ビームの照射点におけるウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置情報を、投影光学系ＰＬの鏡筒の側面に固定されたＹ固定鏡の反射面を基準として検出している。また、このＹ干渉計は、ウエハステージＷＳＴのθｘ方向の回転情報（ピッチング）及びθｚ方向の回転情報（ヨーイング）をも計測する。【００７９】
ウエハＸ干渉計１８Ｘ1は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＸ軸に平行な軸（中心軸）に関して対称な２つの測長軸に沿って測定ビームを移動鏡１７Ｘに対して照射する。このウエハＸ干渉計１８Ｘ1は、投影ユニットＰＵの鏡筒４０の側面に固定されたＸ固定鏡の反射面を基準とする移動鏡１７Ｘの反射面の位置情報をウエハステージＷＳＴのＸ位置として計測する。また、このＸ干渉計１８Ｘ1は、ウエハステージＷＳＴのθｙ方向の回転情報（ローリング）も計測する。【００８０】
ウエハＸ干渉計１８Ｘ2は、不図示のアライメント系の検出中心を通る、Ｘ軸に平行な測長軸に沿って測定ビームを移動鏡１７Ｘに対して照射し、アライメント系の側面に固定された固定鏡の反射面を基準とする移動鏡１７Ｘの反射面の位置情報をウエハステージＷＳＴのＸ位置として計測する。【００８１】
なお、図１では、Ｘ干渉計１８Ｘ1，１８Ｘ2及びＹ干渉計１８Ｙが代表的にウエハ干渉計システム１８として示され、Ｘ軸方向位置計測用の固定鏡とＹ軸方向位置計測用の固定鏡とが代表的に固定鏡５７として図示されている。また、アライメント系及びこれに固定された固定鏡は図示が省略されている。【００８２】
本実施形態では、ウエハＸ干渉計１８Ｘ１とウエハＹ干渉計１８Ｙとは、ウエハの露光動作時に用いられるエンコーダシステムのキャリブレーションに用いられるとともに、ウエハＸ干渉計１８Ｘ２とウエハＹ干渉計１８Ｙとは、アライメント系によるマーク検出時に用いられる。なお、ウエハＸ干渉計１８Ｘ2を、ウエハＸ干渉計１８Ｘ1と同様に多軸干渉計によって構成し、ウエハステージＷＳＴのＸ位置の他、回転情報（ヨーイング及びローリング）を計測できるようにしても良い。また、例えば、移動鏡１７Ｘ，１７Ｙに代えて、ウエハステージＷＳＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１７Ｘ，１７Ｙの反射面に相当）を形成しても良い。さらに、ウエハ干渉計システム１８は必ずしも投影ユニットＰＵ及びアライメント系に設けられる固定鏡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。【００８３】
ウエハＹ干渉計１８Ｙ、ウエハＸ干渉計１８Ｘ1及びウエハＸ干渉計１８Ｘ2の計測結果は、主制御装置２０に供給される。【００８４】
図６には、本実施形態の露光装置１００のウエハステージ制御に関連する制御系が一部省略してブロック図にて示されている。この図６の制御系は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含み、装置全体を統括して制御する主制御装置２０を中心として構成されている。【００８５】
上述のようにして構成された露光装置１００では、例えば特開昭６１−４４４２９号公報及び対応する米国特許第４,７８０,６１７号明細書などに開示されているＥＧＡ（エンハンスド・グローバル・アライメント）方式などで行われるウエハアライメント動作時には、上述の如く、ウエハ干渉計システム１８の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置が主制御装置２０によって管理され、ウエハアライメント動作時以外、例えば露光動作時などには、エンコーダ５０Ａ〜５０Ｄの計測結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置が主制御装置２０によって管理される。なお、ウエハアライメント動作時にもエンコーダ５０Ａ〜５０Ｄの計測値に基づいてウエハステージＷＳＴの位置を管理しても良い。また、エンコーダ５０Ａ〜５０Ｄの計測値に基づいてウエハステージＷＳＴの位置を管理する場合、ウエハ干渉計システム１８の少なくとも１つの計測値（例えば、Ｚ軸、θｘ及びθｙ方向の位置情報）を併用しても良い。【００８６】
従って、本実施形態では、ウエハアライメント動作終了後、露光開始前までの間で、ウエハステージのＸＹ平面内の位置計測に用いる位置計測系を、ウエハ干渉計システム１８（すなわち、ウエハＹ干渉計１８Ｙ及びウエハＸ干渉計１８Ｘ2）からエンコーダ５０Ａ〜５０Ｄへ切り替える、位置計測系の切り換え動作が、主制御装置２０によって所定の手順で行われる。【００８７】
本実施形態の露光装置１００では、通常のスキャニング・ステッパと同様に、レチクルアライメント系、ウエハステージＷＳＴ上の基準マーク板及びアライメント系（いずれも不図示）などを用いて、レチクルアライメント（レチクル座標系とウエハ座標系との対応付けを含む）及びアライメント系のベースライン計測などの一連の作業が行われる。これらの一連の作業中のレチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴの位置制御は、干渉計１６ｙ及び１６ｘ、並びに干渉計１８Ｘ1，１８Ｘ2，１８Ｙの計測値に基づいて行われる。なお、レチクルアライメント、あるいはベースライン計測などでも、前述したエンコーダの計測値のみ、又は干渉計とエンコーダの両方の計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴの位置制御を行っても良い。【００８８】
次いで、主制御装置２０により、不図示のウエハローダ（搬送装置）を用いてウエハステージＷＳＴ上のウエハ交換（ウエハステージＷＳＴ上にウエハがない場合は、ウエハのロード）が行われ、そのウエハに対するアライメント系を用いた、例えばＥＧＡ方式のウエハアライメントが行われる。このウエハアライメントにより、アライメント座標系上におけるウエハ上の複数のショット領域の配列座標（すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸方向の位置情報）が求められる。【００８９】
その後、位置計測系の切り替えが行われ、主制御装置２０により、ＥＧＡ方式にて求めたウエハ上の各ショット領域の位置情報、先に計測したベースライン及びエンコーダ５０Ａ〜５０Ｄの計測値に基づいてウエハステージＷＳＴの位置を管理し、かつ干渉計１６ｙ及び１６ｘの計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴの位置を管理しつつ、通常のスキャニング・ステッパと同様の手順で、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、レチクルＲのパターンがウエハ上の複数のショット領域にそれぞれ転写される。【００９０】
以上説明したように、本実施形態によると、エンコーダ５０Ａ〜５０Ｄのヘッドユニット４６Ａ〜４６Ｄは、真上からウエハステージＷＳＴ上の移動スケール４４Ａ〜４４Ｄに光ビームを照射するので、その光ビームの光路長をレーザ干渉計の測長ビームの光路長に比べて格段短くすることができる。また、ヘッドユニットが、真上から移動スケールに光ビームを照射するので、移動スケール４４Ａ〜４４Ｄが、ウエハＷの近傍に該ウエハＷを取り囲む配置を採用することができる。従って、ウエハステージＷＳＴの小型化が可能であるとともに、レーザ干渉計と異なり、実質的に揺らぎ（屈折率変化）の影響などを受けることなく、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を精度良く求めることができる。【００９１】
また、ウエハステージＷＳＴが、Ｙ軸に交差する方向、例えばＸ軸方向に移動しても、ヘッドユニット４６Ａ，４６Ｃの照射系からＸ軸方向に実質的に細長く延びる光ビームがウエハステージＷＳＴ上の移動スケール４４Ａ、４４Ｃにそれぞれ照射されるので、主制御装置２０は、ヘッドユニット４６Ａ，４６Ｃ（エンコーダ５０Ａ、５０Ｃ）の出力信号に基づいてウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置情報（及びθｚ方向の回転情報）を求めることができる。同様に、ウエハステージＷＳＴが、Ｘ軸に交差する方向、例えばＹ軸方向に移動しても、ヘッドユニット４６Ｂ，４６Ｄの照射系からＹ軸方向に実質的に細長く延びる光ビームがウエハステージＷＳＴ上の移動スケール４４Ｂ、４４Ｄにそれぞれ照射されるので、主制御装置２０は、ヘッドユニット４６Ｂ，４６Ｄ（エンコーダ５０Ｂ、５０Ｄ）の出力信号に基づいてウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置情報（及びθｚ回転情報）を求めることができる。【００９２】
また、本実施形態では、また、波長８５０ｎｍの光源を用いて、ピッチがほぼ１μｍの回折格子を有するインデックススケール４９ａ及び移動スケール４４Ａ〜４４Ｄ、並びにピッチがこれらの１／２のインデックススケール４９ｂ，４９ｃを用いて、前述のような反射式の３格子エンコーダ（回折干渉方式）を構成しているので、レーザ干渉計と同程度、ないしは、より高い分解能で、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を精度良く計測することが可能になる。このように、移動スケール４４Ａ〜４４Ｄ（グレーティング）の周期（格子ピッチ）を光ビームの波長を考慮して適切に定めることで、レーザ干渉計と同程度の分解能での計測が可能となる。【００９３】
また、本実施形態によると、少なくとも露光時には、前述の如く、エンコーダ５０Ａ〜５０Ｄを用いて、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報を精度良く求めることができる。従って、主制御装置２０は、この計測結果に基づいて、ウエハステージ駆動系２７を介してウエハステージＷＳＴをＸＹ平面内で精度良く駆動することが可能となる。【００９４】
また、本実施形態によると、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを、Ｙ軸方向に同期移動することで、照明系１０、レチクルＲ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、そのパターンでウエハＷ上の感応層（レジスト層）が露光される。これにより、ウエハＷ上に精度良くパターンを形成することが可能になる。【００９５】
なお、本実施形態では、上記各ヘッドユニットが、光源ユニット４７の複数の光源４８（光源群）により、実質的にＸ軸方向、又はＹ軸方向に細長く延びる光ビームＢｍを形成する場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えばシリンドリカルレンズ（ビームエクスパンダ）などの光学素子を用いて、単一の光源から射出されるレーザ光を整形することで、実質的にＸ軸方向、又はＹ軸方向に細長く延びる光ビームを形成することとしても良いし、複数の光源から射出されるレーザ光を１つまたは複数のシリンドリカルレンズなどでそれぞれ整形し、この整形した複数のレーザ光を繋いで実質的にＸ軸方向、又はＹ軸方向に細長く延びる光ビームを形成することとしても良い。前者では、光源ユニット４７の光源が１つで済み、後者では、光源ユニット４７はその長手方向に複数の光源が離散的に配置され、図３（Ｂ）と比べて光源の数が少なくて済む。【００９６】
あるいは、前記ヘッドユニット４６Ａに代えて、一例として図７に示されるように、光源４８と、該光源４８から射出された光ビーム（レーザ光）を、ＸＺ平面（Ｚ軸とＸ軸とを含む面）内で、所定角度範囲で偏向することで、ＸＹ平面内で光ビームをＸ軸方向に走査するための偏向光学素子５０（例えば、ガルバノミラー）と、前記受光素子ＰＤとを有するヘッドユニットを、用いても良い。すなわち、この走査される光ビームにより、実質的にＸ軸方向に細長く延びる光ビームを形成することとしても良い。この場合、一例として図８（Ａ）に示されるように、受光素子ＰＤから出力される信号は間歇的になるが、光ビームのスキャン周波数がウエハステージＷＳＴの移動に比べて充分に速ければ、ピークホールドなどの手法でエンコーダ信号Ｓｅを復元できる（図８（Ｂ）参照）。【００９７】
その他のヘッドユニット４６Ｂ〜４６Ｄについても、図８（Ａ）と同様の構成を採用し、走査される光ビームにより、実質的にＸ軸方向、又はＹ軸方向に細長く延びる光ビームを形成することとしても良い。実質的にＹ軸方向に細長く延びる光ビームを形成する場合、光源４８から射出された光ビーム（レーザ光）を、ＹＺ平面（Ｚ軸とＹ軸とを含む面）内で、所定角度範囲で偏向することで、ＸＹ平面内で光ビームをＹ軸方向に走査することは勿論である。なお、ＸＹ平面内で光ビームをＸ軸、又はＹ軸方向に走査するヘッドユニットを採用する場合、ＸＹ平面内での光ビームの断面形状は、例えばスポット状、あるいは走査される方向に延びるライン状などでも良い。【００９８】
要は、前記ヘッドユニット４６Ａ〜４６Ｄにおける計測方向に直交する方向に実質的に細長く延びる光ビームが、各ヘッドユニットから射出されれば良い。【００９９】
また、上記実施形態では、前記ヘッドユニットの受光素子ＰＤが１個の受光素子の場合について説明したが、これに限らず、複数の受光素子を各ヘッドユニットの長手方向に配置しても良い。この場合に、複数の受光素子を並列接続しても良い。また、複数の受光素子をウエハステージＷＳＴの位置に応じて切り替えて用いても良い。【０１００】
また、上記実施形態では、エンコーダ５０Ａ〜５０Ｄとして、３格子の回折干渉式のエンコーダを用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば、上記実施形態のエンコーダにおける、インデックススケール４９ｂ，４９ｃの代わりに、２枚の反射ミラーを備えたエンコーダ、あるいは、インデックススケール４９ａの代わりにビームスプリッタなどの光学素子で光源からの光を分岐するエンコーダなどを用いても良い。あるいは、例えば、特開２００５−１１４４０６号公報などに開示されるような、光反射ブロックを備えたエンコーダなどを用いても良い。【０１０１】
なお、上記実施形態では、Ｙ軸方向位置の計測に用いられる一対の移動スケール４４Ａ，４４Ｃと、Ｘ軸方向位置の計測に用いられる一対の移動スケール４４Ｂ，４４Ｄとが、ウエハステージＷＳＴ上に設けられ、これに対応して、一対のヘッドユニット４６Ａ、４６Ｃが投影光学系ＰＬのＸ軸方向の一側と他側に配置され、一対のヘッドユニット４６Ｂ、４６Ｄが投影光学系ＰＬのＹ軸方向の一側と他側に配置される場合について例示した。しかしながら、これに限らず、Ｙ軸方向位置の計測用の移動スケール４４Ａ，４４Ｃ及びＸ軸方向位置計測用の移動スケール４４Ｂ，４４Ｄのうち、少なくとも一方が、一対でなく１つのみ、ウエハステージＷＳＴ上に設けられていても良いし、あるいは、一対のヘッドユニット４６Ａ、４６Ｃ及び一対のヘッドユニット４６Ｂ、４６Ｄのうち、少なくとも一方が、一対でなく１つのみ設けられていても良い。また、移動スケールの延設方向及びヘッドユニットの延設方向は、上記実施形態のＸ軸方向、Ｙ軸方向のような直交方向に限定されるものではない。【０１０２】
また、上記実施形態では、移動スケール４４Ａ〜４４Ｄは、例えばセラミックス又は低熱膨張のガラスからなる板状部材の表面に反射型の回折格子が形成されるものとしたが、例えばウエハステージＷＳＴの上面に直接、反射型の回折格子を形成しても良い。さらに、ヘッドユニット４６Ａ〜４６Ｄからの光ビームＢｍが透過可能な保護部材（例えば、薄膜またはガラス板など）で反射型の回折格子を覆い、回折格子の損傷などを防止しても良い。また、上記実施形態ではＸＹ平面とほぼ平行なウエハステージＷＳＴの上面に反射型の回折格子を設けるものとしたが、例えばウエハステージＷＳＴの下面に反射型の回折格子を設けても良い。この場合、ヘッドユニット４６Ａ〜４６ＤはウエハステージＷＳＴの下面が対向する、例えばステージベース７１に配置される。さらに、上記実施形態ではウエハステージＷＳＴを水平面内で移動させるものとしたが、水平面と交差する平面（例えば、ＺＸ平面など）内で移動させても良い。また、レチクルステージＲＳＴが２次元移動する場合、前述のエンコーダシステムと同様の構成のエンコーダシステムを設けてレチクルステージＲＳＴの位置情報を計測しても良い。【０１０３】
なお、上記実施形態ではウエハ干渉計システム１８が５自由度の方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θｘ、θｙ及びθｚ方向）に関してウエハステージＷＳＴの位置情報を計測可能であるものとしたが、Ｚ軸方向の位置情報をも計測可能として良い。この場合、少なくとも露光動作時に、前述のエンコーダシステムの計測値とウエハ干渉計システム１８の計測値（少なくともＺ軸方向の位置情報を含む）とを用いてウエハステージＷＳＴの位置制御を行っても良い。このウエハ干渉計システム１８は、例えば特開２０００−３２３４０４号公報（対応米国特許第７,１１６,４０１号明細書）、特表２００１−５１３２６７号公報（対応米国特許第６,２０８,４０７号明細書）などに開示されているように、ＸＹ平面に対して所定角度（例えば４５度）傾斜した反射面をウエハステージＷＳＴの側面に設け、この反射面を介して測定ビームを、例えば鏡筒定盤３８あるいは前述の計測フレームなどに設けられる反射面に照射することで、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置情報を計測する。このウエハ干渉計システム１８では、複数の測定ビームを用いることで、Ｚ軸方向に加えてθｘ方向及び／又はθｙ方向の位置情報も計測可能となる。この場合、ウエハステージＷＳＴの移動鏡１７に照射されるθｘ方向及び／又はθｙ方向の位置情報を計測するための測定ビームは用いなくても良い。【０１０４】
また、例えば特開平１０−２１４７８３号公報及び対応する米国特許第６,３４１,００７号明細書、並びに国際公開第９８／４０７９１号パンフレット及び対応する米国特許第６,２６２,７９６号明細書などに開示されているように、２つのウエハステージを用いて露光動作と計測動作（例えば、アライメント系によるマーク検出など）とをほぼ並行して実行可能なツインウエハステージ方式の露光装置でも、前述のエンコーダシステム（図２）を用いて各ウエハステージの位置制御を行うことが可能である。ここで、露光動作時だけでなく計測動作時でも、各ヘッドユニットの配置、長さなどを適切に設定することで、前述のエンコーダシステム（図２）をそのまま用いて各ウエハステージの位置制御を行うことが可能であるが、前述したヘッドユニット（４６Ａ〜４６Ｄ）とは別に、その計測動作中に使用可能なヘッドユニットを設けても良い。例えば、アライメント系を中心として十字状に配置される４つのヘッドユニットを設け、上記計測動作時にはこれらヘッドユニットと対応の移動スケール（４６Ａ〜４６Ｄ）とによって各ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するようにしても良い。ツインウエハステージ方式の露光装置では、２つのウエハステージにそれぞれ２つ又は４つの移動スケール（図２）が設けられるとともに、一方のウエハステージに載置されたウエハの露光動作が終了すると、その一方のウエハステージとの交換で、計測位置にてマーク検出などが行われた次のウエハを載置する他方のウエハステージが露光位置に配置される。また、露光動作と並行して行われる計測動作は、アライメント系によるウエハなどのマークの検出に限られるものでなく、その代わりに、あるいはそれと組み合わせて、例えばウエハの面情報（段差情報など）の検出などを行っても良い。【０１０５】
また、上記実施形態では、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号パンフレット、国際公開第１９９９／２３６９２号パンフレット、米国特許第６,８９７,９６３号明細書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（基準マーク、センサなど）を有する計測ステージを設け、ウエハの交換動作時などにウエハステージとの交換で計測ステージを投影光学系ＰＬの直下に配置し、露光装置の特性（例えば、投影光学系の結像特性（波面収差など）、照明光ＩＬの偏光特性など）を計測するものとしても良い。この場合、計測ステージにも移動スケールを配置し、前述のエンコーダシステムを用いて計測ステージの位置制御を行うようにしても良い。また、ウエハステージに載置したウエハの露光動作中、計測ステージはウエハステージと干渉しない所定位置に退避しており、この退避位置と露光位置との間で移動されることになる。このため、その退避位置においても、あるいはその退避位置と露光位置との一方から他方への移動中にも、ウエハステージと同様に、計測ステージの移動範囲をも考慮し、エンコーダシステムによる位置計測が不能となって計測ステージの位置制御が切れることがないように各ヘッドユニットの配置、長さなどを設定する、あるいはそれらヘッドユニットとは別のヘッドユニットを設けることが好ましい。又は、その退避位置で、又はその移動中にエンコーダシステムによる計測ステージの位置制御が切れるときは、エンコーダシステムとは別の計測装置（例えば干渉計、エンコーダなど）を用いて計測ステージの位置制御を行うことが好ましい。【０１０６】
また、上記実施形態では、スキャニング・ステッパ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、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（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エンコーダで計測することにより、干渉計を用いてそのステージの位置を計測する場合と異なり、空気揺らぎなどに起因する位置計測誤差の発生を殆ど零にすることができる。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。【０１０７】
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系ＰＬ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、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（反射系又は反射屈折系）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。【０１０８】
また、照明光ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、又はＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。真空紫外光として、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号明細書）に開示されているように、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。【０１０９】
また、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又は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。【０１１０】
さらに、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、欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書、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号明細書、米国特許出願公開第２００５／０２８０７９１号明細書などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体（例えば純水など）が満たされる液浸露光装置などにも本発明を適用することができる。かかる場合には、例えば、図９に示されるように、ウエハステージＷＳＴ（又はウエハテーブルＷＴＢ）の上面に設けられる撥液板ＷＲＰを、例えば低熱膨張率のガラスにし、そのガラスにスケールパターン（回折格子）を直接形成しても良い。あるいは、ウエハテーブルをガラスとして回折格子を形成しても良い。なお、上記実施形態の移動スケール（図２）を有するウエハステージ（又は計測ステージ）を備える液浸型露光装置では、その移動スケールの表面に撥液膜を形成しておくことが好ましい。【０１１１】
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。かかる可変成形マスクを用いる場合には、ウエハ又はガラスプレート等が搭載されるステージが、可変成形マスクに対して走査されるので、そのステージの位置をエンコーダを用いて計測するようにすれば良い。【０１１２】
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Ｗ上に形成することによって、ウエハＷ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。さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第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回の走査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などにも本発明を適用することができる。【０１１３】
なお、上記実施形態及び変形例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なく、ガラスプレート、セラミック基板、マスクブランクス、あるいはフィルム部材など他の物体でも良い。また、その物体の形状は円形のみならず、矩形など他の形状でも良い。【０１１４】
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。【０１１５】
本発明のパターン形成装置は、エネルギビームによる露光によって物体にパターンを形成する露光装置に限らず、物体が移動体に載置される本発明の移動体駆動システムと、物体上にパターンを生成するパターン生成装置とを備えていれば良い。例えば、特開２００４−１３０３１２号公報などに開示される，インクジェットヘッド群と同様のインクジェット式の機能性液体付与装置を備えた素子製造装置と同様のパターン生成装置を備えたパターン形成装置にも本発明は適用可能である。上記公開公報に開示されるインクジェットヘッド群は、所定の機能性液体（例えば金属含有液体、感光材料など）をノズル（吐出口）から吐出して基板（例えばＰＥＴ、ガラス、シリコン、紙など）に付与するインクジェットヘッドを複数有している。従って、移動体駆動システムを構成する位置計測装置で計測された位置情報に基づいて移動体の位置を精度良く制御しつつ、その移動体上に載置された物体上に、上記のパターン生成装置によりパターンを生成することで、その物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。【０１１６】
なお、本発明は、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置（例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボンディング装置等の移動ステージを備えた装置にも広く適用できる。【０１１７】
なお、本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上述した各種の公報、国際公開パンフレット、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書における開示を援用して、本明細書の記載の一部とする。【０１１８】
なお、半導体デバイスは、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、上記実施形態の露光装置１００でレチクルに形成されたパターンの投影光学系ＰＬによる像、あるいは例えば電子マスク（可変成形マスク）を含むパターン生成装置で発生したパターンで物体（ウエハなど）を露光し、その露光後の物体を現像するソグラフィステップ、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が用いられるので、高集積度のデバイスを歩留り良く製造することができる。【０１１９】
また、上記実施形態の露光装置（パターン形成装置）は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上説明したように、本発明の位置計測装置及び位置計測方法は、移動体の位置を計測するのに適している。また、本発明の移動体駆動システム及び移動体駆動方法は、移動体を２次元面内で駆動するのに適している。また、本発明のパターン形成装置及びパターン形成方法は、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、マイクロデバイス（電子デバイス）の製造に適している。
【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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【国際調査報告】
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