(57)【要約】【課題】実質的に所定平面に沿って移動する移動体の、該所定平面に垂直な方向の位置情報を、安定かつ高精度に計測する。【解決手段】投影ユニットＰＵの＋Ｘ，−Ｘ側にそれぞれ複数のＺヘッド７６，７４が、常時各２つのＺヘッドが対になってウエハステージ上の一対のＹスケール（反射面）に対向するように、Ｘ軸と平行に、Ｙスケールの有効幅の半分以下の間隔ＷＤで配列されている。同時にＹスケールに対向する２つのＺヘッドからなるヘッド対のうち、優先ヘッドの計測値を、優先ヘッドの計測値がヘッドの動作不良等により異常である場合には他方のヘッドの計測値を、使用して、ウエハステージの少なくともＺ軸方向の位置情報を、安定かつ高精度に計測する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に所定平面に沿って移動する移動体を含む移動体装置であって、
前記移動体と該移動体の外部との一方に配置され、前記所定平面と平行な面内の第１方向を長手方向とし、前記第１方向と直交する第２方向に所定幅を有する反射面と；
前記反射面上に配置される複数の計測点で前記所定平面に直交する第３方向に関する前記移動体の位置情報を計測する計測装置と；を備え、
前記複数の計測点の配置が、前記複数の計測点のうちのｎ点（ただしｎは２以上の整数）以上が前記反射面上の前記所定幅内に位置するとともに、前記移動体が所定位置にあるときには前記複数の計測点のうちのｎ＋１点以上が前記反射面上の前記所定幅内に位置するように、定められている移動体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の移動体装置において、
前記反射面は、前記移動体の前記所定平面と実質的に平行な面に設けられている移動体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の移動体装置において、
前記移動体には、前記反射面が、前記第２方向に離れて一対設けられ、
前記移動体が前記所定平面内の所定範囲にあるとき、前記一対の反射面の少なくとも一方に、常に、ｎ個以上の計測点が位置するように、前記計測点の配置が定められている移動体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記反射面の前記所定幅内に位置する前記ｎ点以上の計測点、又は前記移動体が前記所定位置にあるときに前記反射面の所定幅内に位置する前記ｎ＋１点以上の計測点、のうちの第１計測点での計測情報を含む第１計測情報を優先的に用いて前記移動体の位置制御を行う制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記反射面の前記所定幅内に位置する計測点での計測情報に異常が生じた場合、前記移動体の位置制御に優先的に用いる計測情報を前記第１計測点とは異なる第２計測点での計測情報を含む第２計測情報に切り換える移動体装置。
【請求項５】
請求項４に記載の移動体装置において、
前記制御装置は、前記第１計測点での計測情報に異常が生じた場合、前記移動体の位置制御に用いる計測情報を前記第２計測情報に切り換える移動体装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の移動体装置において、
前記第１計測情報及び前記第２計測情報のそれぞれは、複数計測点での計測情報を含む移動体装置。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の移動体装置において、
前記第１計測情報及び前記第２計測情報のそれぞれは、１つの計測点での計測情報である移動体装置。
【請求項８】
請求項４〜７のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、計測点に計測光を照射するヘッドを複数有し、
前記計測情報の異常が前記ヘッドの動作不良より発生した場合、前記制御装置は前記切り換えを行う移動体装置。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、計測点に計測光を照射するヘッドを複数有し、前記複数のヘッドのそれぞれは互いに異なる計測点に対して前記計測光を照射する移動体装置。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の移動体装置において、
前記計測点が、前記第２方向に関して前記反射面の所定幅の半分以下の間隔毎に、実質的に等間隔に配置されている移動体装置。
【請求項１１】
請求項１又は２に記載の移動体装置において、
前記計測装置は、同一の計測点に計測光を照射する第１、第２ヘッドを有し、前記第１ヘッドから照射された計測光の照射領域と前記第２ヘッドから照射された計測光の照射領域とは、重畳することなく近接する移動体装置。
【請求項１２】
実質的に所定平面に沿って移動する移動体を含む移動体装置であって、
前記移動体と該移動体の外部との一方に配置され、前記所定平面と平行な面内の第１方向を長手方向とし、前記第１方向と直交する第２方向に所定幅を有する反射面と；
前記反射面上に配置される複数の計測点で前記所定平面に直交する第３方向に関する前記反射面の位置情報を計測する計測装置と；を備え、
前記計測装置は、第１計測点に対して計測光を照射する第１ヘッドと、前記第１計測点、又はその近傍に計測光を照射する第２ヘッドとを含むヘッドセットを複数有する移動体装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の移動体装置において、
前記反射面は、前記移動体の前記所定平面と実質的に平行な面に設けられている移動体装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の移動体装置において、
前記ヘッドセットに含まれる前記第１ヘッドと前記第２ヘッドとによって計測光が照射される計測点が、前記所定幅毎に、実質的に等間隔に配置されている移動体装置。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記計測装置において、前記第１ヘッドにより計測光が照射される計測領域と前記第２ヘッドにより計測光が照射される計測領域との少なくとも一部が重畳している移動体装置。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記第１ヘッドが生成する計測情報を優先的に使用して前記移動体の位置を制御するとともに、前記第１ヘッドが生成する計測情報に異常が生じた場合、優先的に使用する計測情報を、前記第１ヘッドが生成する計測情報から前記第２ヘッドが生成する計測情報に、切り換える制御装置をさらに備える移動体装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の移動体装置において、
前記計測情報の異常が前記ヘッドの動作不良より発生した場合、前記制御装置は前記切り換えを行う移動体装置。
【請求項１８】
実質的に所定平面に沿って移動する移動体を含む移動体装置であって、
前記移動体の移動範囲内に配置された複数の計測点で前記所定平面に直交する方向に関する前記移動体の位置情報を計測する計測装置を備え；
前記計測装置は、前記移動体が所定位置に位置するときに前記複数の計測点のうちの少なくとも１つに計測光を照射して計測情報を生成する複数のヘッドを備える移動体装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の移動体装置において、
前記ヘッドは移動体に配置される移動体装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の移動体装置において、
前記移動体は、前記ヘッドから照射される前記計測光を反射する反射面を有する移動体装置。
【請求項２１】
請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記複数のヘッドは、前記移動体が前記所定位置に位置するときに前記複数の計測点のうちの１つの同一の計測点に計測光を照射する第１ヘッド及び第２ヘッドを含み、前記計測点では、前記第１ヘッドから照射された計測光の照射領域と前記第２ヘッドから照射された計測光の照射領域との少なくとも一部が重畳する移動体装置。
【請求項２２】
請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記複数のヘッドは、前記移動体が前記所定位置に位置するときに前記複数の計測点のうちの１つの同一の計測点に計測光を照射する第１ヘッド及び第２ヘッドを含み、前記計測点では、前記第１ヘッドから照射された計測光の照射領域と前記第２ヘッドから照射された計測光の照射領域とは、重畳することなく近接する移動体装置。
【請求項２３】
請求項２１又は２２に記載の移動体装置において、
前記同一の計測点に計測光を照射する複数のヘッドのうちの第１ヘッドが生成する計測情報を優先的に使用して前記移動体の位置を制御するとともに、前記第１ヘッドが生成する計測情報に異常が生じた場合、優先的に使用する計測情報を、前記第１ヘッドが生成する計測情報から、前記複数のヘッドのうちの第２ヘッドが生成する計測情報に切り換える制御装置をさらに備える移動体装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の移動体装置において、
前記計測情報の異常が前記ヘッドの動作不良より発生した場合、前記制御装置は前記切り換えを行う移動体装置。
【請求項２５】
物体にパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記物体上にパターンを形成するパターニング装置と；
前記物体が前記移動体に載置される請求項１〜２４のいずれか一項に記載の移動体装置と；を備えるパターン形成装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載のパターン形成装置において、
前記物体は感応層を有し、前記パターニング装置は、前記感応層を露光することによって前記物体上にパターンを形成するパターン形成装置。
【請求項２７】
エネルギビームを照射することによって物体にパターンを形成する露光装置であって、
前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と；
前記物体が前記移動体に載置される請求項１〜２４のいずれか一項に記載の移動体装置と；
前記エネルギビームに対して前記物体を相対移動させるために、前記移動体を駆動する駆動装置と；を備える露光装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体装置、パターン形成装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、実質的に所定平面に沿って移動する移動体を備える移動体装置、移動体に載置される物体上にパターンを形成するパターン形成装置、及びエネルギビームを照射することによって物体にパターンを形成する露光装置、並びに該露光装置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（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、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、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】
しかるに、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）の表面は、例えばウエハのうねり等によって必ずしも平坦ではない。このため、特にスキャナなどの走査型露光装置では、ウエハ上のあるショット領域にレチクルパターンを走査露光方式で転写する際に、露光領域内に設定された複数の検出点におけるウエハ表面の投影光学系の光軸方向に関する位置情報（フォーカス情報）を、例えば多点焦点位置検出系（以下、「多点ＡＦ系」とも呼ぶ）などを用いて検出し、その検出結果に基づいて、露光領域内でウエハ表面が常時投影光学系の像面に合致する（像面の焦点深度の範囲内となる）ように、ウエハを保持するテーブル又はステージの光軸方向の位置及び傾きを制御する、いわゆるフォーカス・レベリング制御が行われている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、ステッパ、又はスキャナなどでは、集積回路の微細化に伴い使用される露光光の波長は年々短波長化するとともに、投影光学系の開口数も次第に増大（高ＮＡ化）しており、これによって解像力の向上が図られている。この一方、露光光の短波長化及び投影光学系の高ＮＡ化によって、焦点深度が非常に狭くなってきたため、露光動作時のフォーカスマージンが不足するおそれが生じていた。そこで、実質的に露光波長を短くして、かつ空気中に比べて焦点深度を実質的に大きく（広く）する方法として、液浸法を利用した露光装置が、最近注目されるようになってきた（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、この液浸法を利用した露光装置、あるいはその他の、投影光学系の下端面とウエハとの間の距離（ワーキングディスタンス）が狭い露光装置では、上述した多点ＡＦ系を投影光学系の近傍に配置することは困難である。この一方、露光装置には、高精度な露光を実現するために上述のフォーカス・レベリング制御を高精度且つ安定に行うことが要請される。
【特許文献１】米国特許第５，４４８，３３２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／２５９２３４号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、実質的に所定平面に沿って移動する移動体を含む移動体装置であって、前記移動体と該移動体の外部との一方に配置され、前記所定平面と平行な面内の第１方向を長手方向とし、前記第１方向と直交する第２方向に所定幅を有する反射面と；前記反射面上に配置される複数の計測点で前記所定平面に直交する第３方向に関する前記移動体の位置情報を計測する計測装置と；を備え、前記複数の計測点の配置が、前記複数の計測点のうちのｎ点（ただしｎは２以上の整数）以上が前記反射面上の前記所定幅内に位置するとともに、前記移動体が所定位置にあるときには前記複数の計測点のうちのｎ＋１点以上が前記反射面上の前記所定幅内に位置するように、定められている第１の移動体装置が提供される。
【０００７】
これによれば、計測装置が有する複数の計測点のうちのｎ点（ただしｎは２以上の整数）以上が反射面上の所定幅内に位置するとともに、移動体が所定位置にあるときにはｎ＋１点以上が反射面上の所定幅内に位置する。そのため、少なくとも１つの計測点において、所定平面に直交する第３方向に関する移動体の位置情報を計測することが可能になる。従って、反射面上の所定幅内に位置するｎ点以上、移動体が所定位置にあるときにはｎ＋１点以上の計測点の一部での計測に異常が生じても、残りの計測点で、第３方向に関する移動体の位置情報を確実に計測することが可能となる。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、実質的に所定平面に沿って移動する移動体を含む移動体装置であって、前記移動体と該移動体の外部との一方に配置され、前記所定平面と平行な面内の第１方向を長手方向とし、前記第１方向と直交する第２方向に所定幅を有する反射面と；前記反射面上に配置される複数の計測点で前記所定平面に直交する第３方向に関する前記反射面の位置情報を計測する計測装置と；を備え、前記計測装置は、第１計測点に対して計測光を照射する第１ヘッドと、前記第１計測点、又はその近傍に計測光を照射する第２ヘッドとを含むヘッドセットを複数有する第２の移動体装置が提供される。
【０００９】
これによれば、計測装置は、それが有する複数の計測点のうちの第１計測点に対して計測光を照射する第１ヘッドと、第１計測点又はその近傍に計測光を照射する第２ヘッドとを含むヘッドセットを複数有する。そのため、ヘッドセットに含まれる第１ヘッドと第２ヘッドのうち、一方のヘッドに異常が生じても、他方のヘッドが使用できるため、ヘッドセットは安定して反射面に計測光を照射し、所定平面に直交する第３方向に関する移動体の位置情報を計測する。従って、複数のヘッドセットを有する計測装置を用いることにより、第３方向に関する移動体の位置情報を確実に計測することが可能となる。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、実質的に所定平面に沿って移動する移動体を含む移動体装置であって、前記移動体の移動範囲内に配置された複数の計測点で前記所定平面に直交する第３方向に関する前記移動体の位置情報を計測する計測装置を備え；前記計測装置は、前記移動体が所定位置に位置するときに前記複数の計測点のうちの少なくとも１つに計測光を照射して計測情報を生成する複数のヘッドを備える第３の移動体装置が提供される。
【００１１】
これによれば、計測装置は、移動体が所定位置に位置するときに、複数の計測点のうちの少なくとも１つに計測光を照射して計測情報を生成する複数のヘッドを備える。そのため、少なくとも１つのヘッドを用いて、所定平面に直交する第３方向に関する移動体の位置情報を計測することが可能になる。従って、複数のヘッドの一部に異常が生じても、残りの別のヘッドを用いて、第３方向に関する移動体の位置情報を確実に計測することが可能となる。
【００１２】
本発明の第４の態様によれば、物体にパターンを形成するパターン形成装置であって、前記物体上にパターンを形成するパターニング装置と；前記物体が前記移動体に載置される本発明の移動体装置（正確には、第１、第２、第３の移動体装置のいずれか）と；を備えるパターン形成装置が提供される。
【００１３】
これによれば、本発明の移動体装置の一部を構成する、所定平面に直交する第３方向に関する位置情報を確実に計測できる移動体上の物体に、パターニング装置によりパターンが生成される。従って、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。
【００１４】
本発明の第５の態様によれば、エネルギビームを照射することによって物体にパターンを形成する露光装置であって、前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と；前記物体が前記移動体に載置される本発明の移動体装置と；前記エネルギビームに対して前記物体を相対移動させるために、前記移動体を駆動する駆動装置と；を備える露光装置が提供される。
【００１５】
これによれば、パターニング装置から物体に照射されるエネルギビームに対して物体を相対移動させるために、駆動装置により、物体を載置する移動体が精度良く駆動される。従って、走査露光により、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。
【００１６】
本発明の第６の態様によれば、本発明の露光装置を用いるデバイス製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図９（Ｃ）に基づいて説明する。
【００１８】
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、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。
【００１９】
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、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、後述するエンコーダシステムの構成など一部が相違するが、全体的には、前述の国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレット（及びこれに対応する米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書）に開示される、露光装置と同様に構成されている。従って、以下では、特に必要な場合を除き、構成各部について簡略化して説明を行なうものとする。なお、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。
【００２０】
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、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。
【００２１】
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７参照）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）に所定の走査速度で駆動可能となっている。
【００２２】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面（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。
【００２３】
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（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、投影光学系ＰＬ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Ｒ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Ｒ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。
【００２４】
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となるように設定されている。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軸方向に対しておよそ４５°傾斜し、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に関して対称な配置となっている。
【００２５】
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。
【００２６】
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とともに、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、供給される水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（例えば図８参照）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と後述する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。
【００２７】
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である。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。
【００２８】
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と計測ステージ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７参照）、及びステージ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。なお、干渉計システム１１８及びエンコーダシステム１５０等については、後に詳述する。
【００２９】
ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴは、それぞれの底面に固定された不図示の複数の非接触軸受、例えばエアパッドにより、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、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、独立してＸＹ平面内で駆動可能である。
【００３０】
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。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。
【００３１】
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（撥液面が形成されている）。なお、プレート２８は、その表面の全部又は一部がウエハＷの表面と面一となるようにウエハテーブルＷＴＢ上面に設置されている。
【００３２】
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２８ｂと、を有する。なお、本実施形態では、前述の如く液体Ｌｑとして水が用いられているので、以下では第１及び第２撥液領域２８ａ，２８ｂをそれぞれ第１及び第２撥水板２８ａ，２８ｂとも呼ぶ。
【００３３】
第１撥水板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、それを挟むよう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。
【００３４】
第２撥水板２８ｂには、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ている。詳述すると、第２撥水板２８ｂのＸ軸方向一側と他側（図２（Ａ）における左右両側）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。同様に、第２撥水板２８ｂのＹ軸方向一側と他側（図２（Ａ）における上下両側）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。格子線３７，３８のピッチは、例えば１μｍと設定される。なお、図２（Ａ）では、図示の便宜のため、格子のピッチは、実際のピッチよりも大きく図示されている。その他の図においても同様である。
【００３５】
なお、回折格子を保護するために、撥水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（面位置）になるよう、ウエハテーブルＷＳＴ上面に設置される。
【００３６】
また、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（Ａ）に示されるように、後述する干渉計システム１１８のための、反射面１７ａ，１７ｂが形成されている。
【００３７】
計測ステージＭＳＴは、図１に示されるように、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は、不図示の駆動系によりベース盤１２に対し、少なくとも３自由度方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）に駆動可能に構成されている。
【００３８】
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。
【００３９】
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、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、例えば国際公開第２００３／０６５４２８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、及び照度モニタ（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。
【００４０】
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。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（撥水膜）で覆われている。
【００４１】
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（Ｂ）参照）。
【００４２】
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、前述の基準軸ＬＶ上で、投影光学系ＰＬ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、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、直線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）により、それらの検出領域（又は検出中心）が独立にＸ軸方向に駆動である。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、図４等に示されるプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を通るＸ軸に平行な直線（基準軸）ＬＡは、前述の干渉計１２７からの測長ビームＢ６の光軸に一致する。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
次に、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの位置情報を計測する干渉計システム１１８（図７参照）の構成等について説明する。
【００４６】
干渉計システム１１８は、図３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、及びＺ干渉計４３Ａ，４３Ｂ並びに計測ステージＭＳＴの位置計測用のＹ干渉計１８及びＸ干渉計１３０等を含む。Ｙ干渉計１６及び３つのＸ干渉計１２６、１２７、１２８は、ウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａ，１７ｂに、それぞれ干渉計ビーム（測長ビーム）Ｂ４（Ｂ４1，Ｂ４2）、Ｂ５（Ｂ５1，Ｂ５2）、Ｂ６、Ｂ７を照射する。そして、Ｙ干渉計１６、並びに３つのＸ干渉計１２６、１２７、１２８は、それぞれの反射光を受光して、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報を計測し、この計測した位置情報を主制御装置２０に供給する。
【００４７】
なお、例えば、Ｘ干渉計１２６は、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Ｘ軸と平行な直線（基準軸ＬＨ（図４、図５等参照））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に照射する。また、Ｙ干渉計１６は、前述の基準軸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に照射する。このように、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ている。そこで、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。
【００４８】
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。
【００４９】
移動鏡４１に対向して、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を照射する。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。
【００５０】
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の計測領域外（例えば、図４等に示されるアンローディングポジションＵＰ及びローディングポジションＬＰ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。
【００５１】
干渉計システム１１８のＹ干渉計１８、Ｘ干渉計１３０は、図３に示されるように、計測テーブルＭＴＢの反射面１９ａ、１９ｂに、干渉計ビーム（測長ビーム）を照射して、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。
【００５２】
次に、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）を計測するエンコーダシステム１５０（図７参照）の構成等について説明する。
【００５３】
本実施形態の露光装置１００では、図４に示されるように、ノズルユニット３２から四方へ延在する状態で、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、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。
【００５４】
ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、図５に示されるように、複数（ここでは９個）のＹヘッド６５1〜６５9及び６４1〜６４9をそれぞれ備えている。詳細には、ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、それぞれ、前述の基準軸ＬＨ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは７個）のＹヘッド６５3〜６５9及び６４1〜６４7と、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側の位置に基準軸ＬＨと平行に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは２個）のＹヘッド６５1，６５2及び６４8，６４9とを備えている。なお、Ｙヘッド６５2，６５3間、及びＹヘッド６４7，６４8間のＸ軸方向の間隔もＷＤに設定されている。以下では、適宜、Ｙヘッド６５1〜６５9、６４1〜６４9を、それぞれ、Ｙヘッド６５、６４とも記述する。
【００５５】
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、９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７参照）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、９眼）のＹエンコーダ７０Ｃ（図７参照）を構成する。ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える９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照射点）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）の半分より僅かに狭く設定されている。従って、それぞれ９個のＹヘッド６５，６４のうち、少なくとも各２つのヘッドが、露光時などには、常に、対応するＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向する。すなわち、それぞれ９個のＹヘッド６５，６４が発する計測ビームのうち、少なくとも各２つの計測ビームを、対応するＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に照射可能である。
【００５６】
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、上記基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数、ここでは７個のＸヘッド６６8〜６６14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、上記基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数、ここでは７個のＸヘッド６６1〜６６7を備えている。以下では、適宜、Ｘヘッド６６1〜６６14を、Ｘヘッド６６とも記述する。
【００５７】
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、７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７参照）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、７眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｄ（図７参照）を構成する。
【００５８】
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照射点）のＹ軸方向の間隔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）の半分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のうち少なくとも各２つのヘッドが、次に説明する切り換え（つなぎ）時などを除き、露光時などには、対応するＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2に対向する。すなわち、それぞれ７個のＸヘッド６６が発する計測ビームのうち、少なくとも各２つの計測ビームを、対応するＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2に照射可能である。なお、ヘッドユニット６２Ｂの最も−Ｙ側のＸヘッド６６8とヘッドユニット６２Ｄの最も＋Ｙ側のＸヘッド６６7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。
【００５９】
なお、本実施形態におけるＸヘッド６６の配置では、上述の切り換え（つなぎ）の際には、ヘッドユニット６２Ｂに属するＸヘッド６６のうち最も−Ｙ側のＸヘッド６６8のみが対応するＸスケール３９Ｘ1に対向し、ヘッドユニット６２Ｄに属するＸヘッド６６のうち最も＋Ｙ側のＸヘッド６６7のみが対応するＸスケール３９Ｘ2に対向する。すなわちＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2にＸヘッド６６が各１つのみ対向する。そこで、ヘッドユニット６２Ｂと６２Ｄの間隔を距離ＷＤ以上狭めて、切り換え（つなぎ）時においても、Ｘヘッド６６8とＸヘッド６６7が、同時に対応するＸスケールに対向するのに加えて、Ｘヘッド６６6及び６６9の少なくとも一方が、同時に対応するＸスケールに対向するようにしても良い。
【００６０】
本実施形態では、さらに、図４に示されるように、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、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６２Ｅは、図５に示されるように、７つのＹヘッド６７1〜６７7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側に前述の基準軸ＬＡ上に間隔ＷＤとほぼ同一間隔で配置された５つのＹヘッド６７1〜６７5と、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、基準軸ＬＡと平行に間隔ＷＤで配置された２つのＹヘッド６７6，６７7と、を備えている。なお、Ｙヘッド６７5，６７6間のＸ軸方向の間隔もＷＤと設定されている。以下では、Ｙヘッド６７1〜６７7を、適宜、Ｙヘッド６７とも記述する。
【００６２】
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７つのＹヘッド６７と基準軸ＬＶに関して対称に配置された７つのＹヘッド６８1〜６８7を備えている。以下では、Ｙヘッド６８1〜６８7を、適宜、Ｙヘッド６８とも記述する。
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２つそれぞれ対向する。すなわち、それぞれ７つのＹヘッド６７，６８が発する計測ビームのうち、少なくとも各２つの計測ビームを、アライメント時などには、常に、Ｙスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1に照射可能である。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。
【００６３】
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６７5，６８3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６７，６８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と呼ぶ。また、識別のため、上述したＹスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1にそれぞれ対向するＹヘッド６７，６８によって構成されるＹエンコーダ７０Ｅ、７０Ｆを、Ｙエンコーダ７０Ｅ1、７０Ｆ1と呼ぶ。
【００６４】
上述したリニアエンコーダ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７０Ｂ，７０Ｄ，７０Ｅ1，７０Ｆ1のうちの３つの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴ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のθｚ方向の回転を制御する。
【００６５】
本実施形態の露光装置１００では、図４及び図６に示されるように、照射系９０ａ及び受光系９０ｂから成る、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点焦点位置検出系（以下、「多点ＡＦ系」と略述する）が設けられている。本実施形態では、一例として、前述のヘッドユニット６２Ｅの−Ｘ端部の＋Ｙ側に照射系９０ａが配置され、これに対峙する状態で、前述のヘッドユニット６２Ｆの＋Ｘ端部の＋Ｙ側に受光系９０ｂが配置されている。なお、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）は、前述した投影ユニットＰＵを保持するメインフレームの下面に固定されている。
【００６６】
多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の複数の検出点は、被検面上でＸ軸方向に沿って所定間隔で配置される。本実施形態では、例えば１行Ｍ列（Ｍは検出点の総数）又は２行Ｎ列（Ｎ＝Ｍ／２）のマトリックス状に配置される。図４及び図６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。この検出領域ＡＦは、Ｘ軸方向の長さがウエハＷの直径と同程度に設定されているので、ウエハＷをＹ軸方向に１回スキャンするだけで、ウエハＷのほぼ全面でＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を計測できる。
【００６７】
図６に示されるように、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の検出領域ＡＦの両端部近傍に、基準軸ＬＶに関して対称な配置で、各一対のＺ位置計測用の面位置センサのヘッド（以下、「Ｚヘッド」と略述する）７２ａ，７２ｂ、及び７２ｃ，７２ｄが設けられている。これらのＺヘッド７２ａ〜７２ｄは、不図示のメインフレームの下面に固定されている。
【００６８】
Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄとしては、例えば、ＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップと同様の光学式の変位センサのヘッドが用いられている。Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄは、ウエハテーブルＷＴＢに対し上方から計測ビームを照射し、その反射光を受光して、照射点におけるウエハテーブルＷＴＢの表面のＸＹ平面に直交するＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を計測する。なお、本実施形態では、Ｚヘッドの計測ビームが、前述のＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2を構成する反射型回折格子によって反射される構成が採用されている。
【００６９】
さらに、前述のヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃは、図６に示されるように、それぞれが備える９つのＹヘッド６５j，６４i（ｉ，ｊ＝１〜９）と同じＸ位置に、ただしＹ位置をずらして、それぞれ９つのＺヘッド７６j，７４i（ｉ，ｊ＝１〜９）を備えている。ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃのそれぞれに属する外側の５つのＺヘッド７６5〜７６9，７４1〜７４5は、基準軸ＬＨから＋Ｙ方向に所定距離隔てて、基準軸ＬＨと平行に配置されている。また、ヘッドユニット６２Ａと６２Ｃのそれぞれに属する最も内側の２つのＺヘッド７６1，７６2及び７４8，７４9は投影ユニットＰＵの＋Ｙ側に、残りのＺヘッド７６3，７６4及び７４6，７４7はそれぞれＹヘッド６５3，６５4及び６４6，６４7の−Ｙ側に、配置されている。そして、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃのそれぞれに属する９つのＺヘッド７６j，７４iは、互いに基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。なお、各Ｚヘッド７６j，７４iとしては、前述のＺヘッド７２ａ〜７２ｄと同様の光学式変位センサのヘッドが用いられている。
【００７０】
ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える９つのＺヘッド７６，７４（より正確には、Ｚヘッドが発する計測ビームのスケール上の照射点）のＸ軸方向の間隔は、Ｙヘッドの６５，６４のＸ軸方向の間隔ＷＤと等しく設定されている。従って、Ｙヘッド６５，６４と同様に、それぞれ９個のＺヘッド７６j，７４iのうち、少なくとも各２つのヘッドが、露光時などには、常に、対応するＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向する。すなわち、それぞれ９個のＺヘッド７６j，７４iが発する計測ビームのうち、少なくとも各２つの計測ビームを、対応するＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に照射可能である。
【００７１】
上述したＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４9，７６1〜７６9は、図７に示されるように、信号処理・選択装置１７０を介して主制御装置２０に接続されており、主制御装置２０は、信号処理・選択装置１７０を介してＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４9，７６1〜７６9の中から任意のＺヘッドを選択して作動状態とし、その作動状態としたＺヘッドで検出した面位置情報を信号処理・選択装置１７０を介して受け取る。本実施形態では、Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４9，７６1〜７６9と、信号処理・選択装置１７０とを含んでウエハステージＷＳＴのＺ軸方向及びＸＹ平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する面位置計測システム１８０（計測システム２００の一部）が構成されている。なお、以下では、Ｚヘッド７４1〜７４9，７６1〜７６9を、適宜、それぞれＺヘッド７４，７６とも記述する。
【００７２】
さらに、本実施形態の露光装置１００では、レチクルＲの上方に、露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント系から成る一対のレチクルアライメント検出系１３Ａ，１３Ｂ（図１では不図示、図７参照）が設けられている。レチクルアライメント検出系１３Ａ，１３Ｂの検出信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して主制御装置２０に供給される。
【００７３】
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。
【００７４】
本実施形態の露光装置１００では、前述のウエハテーブルＷＴＢ上のＹスケールの配置及び前述のＺヘッドの配置を採用したことから、図８に示されるように、ウエハステージＷＳＴが露光動作のために移動する範囲では、必ず、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃに属するＺヘッド７６，７４がそれぞれＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向するようになっている。なお、図８では、対応するＹスケールに対向したＺヘッドが実線の丸で囲んで示されている。
【００７５】
前述の如く、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃは、常に、少なくとも２つのＺヘッドを対応するＹスケールに対向させる（より正確には、常に、少なくとも２つの計測ビームを対応するＹスケールに照射可能である）。そこで、主制御装置２０は、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃのそれぞれについて、Ｙスケールに対向する２つのＺヘッドを対にして使用する。そして、主制御装置２０は、その２つのＺヘッドの計測値を常に監視し、いずれか一方の計測値をそのヘッド対（もしくは２つのＺヘッドが属するヘッドユニット）の計測値として代表させる。主制御装置２０は、例えば、２つのＺヘッドのうち、先にスケールに対向したヘッドを優先ヘッド、後からスケールに対向したヘッドを補助ヘッド、とする。あるいは、主制御装置２０は、スケールの長手方向に直交する方向の中央に近い方のヘッドを優先ヘッドとし、残りのヘッドを補助ヘッドとしても良い。主制御装置２０は、通常時には優先ヘッドの計測値を、そして優先ヘッドの計測値に異常が発生した場合には補助ヘッドの計測値を、ヘッド対（もしくはヘッドユニット）のＺ軸方向に関する計測値として代表させることとすれば良い。主制御装置２０は、この取り扱いに従って、２つのヘッドユニット６２Ａ，６２ＣのＺ軸方向に関する計測値を監視する。
【００７６】
主制御装置２０は、優先ヘッドの計測結果の正当性を検証するため、特にヘッドの動作不良（異常）に起因する優先ヘッドの出力異常を検証するため、そのヘッド内部の受光素子から出力される光電変換信号を監視し、光電変換信号が無いとき（信号強度が零のとき）、あるいは、その信号強度が極端に低レベルであるとき、異常、それ以外は正常と判断する。
【００７７】
このため、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴが露光動作のために移動する範囲では、２つのヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃ（それぞれに属するＺヘッド）の計測結果に基づいて、ステージ駆動系１２４を構成する各モータを制御することで、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置（ウエハテーブルＷＴＢの面位置）及び傾斜方向の位置（θｙ方向の位置）を、安定かつ高精度に制御することができる。
【００７８】
また、主制御装置２０は、図８中に白抜き矢印で示されるようにウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に駆動する際、そのウエハテーブルＷＴＢの面位置を計測するＺヘッド７６，７４のヘッド対を、同図中に矢印ｆ1で示されるように、隣のヘッド対に順次切り換える。詳述すると、Ｚヘッド７６については実線の丸で囲まれるヘッド対７６4，７６5から点線の丸で囲まれるヘッド対７６5，７６6へ、Ｚヘッド７４については実線の丸で囲まれるヘッド対７４4，７４5から点線の丸で囲まれるヘッド対７４5，７４6へ、切り換える。ここで、切り換え前のヘッド対と切り換え後のヘッド対では、１つのヘッド（７６5，７４5）が共通となる。
【００７９】
本実施形態では、このＺヘッド７６，７４の切り換え（つなぎ）を円滑に行うために、前述の如く、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃが備えるＺヘッド７６，７４のうち、入れ替わる２つのヘッド（例えば、図８の例では、Ｚヘッド７６4と７６6、７４4と７４6）のＸ軸方向の間隔（隣接するヘッドのＸ軸方向の間隔ＷＤの２倍）が、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ軸方向の幅よりも狭く設定されている。換言すれば、隣接するＺヘッドの間隔ＷＤがＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ軸方向の幅の半分より狭く設定されているのである。
【００８０】
本実施形態では、ウエハステージＷＳＴの移動に伴い、そのＺ位置を計測するために使用するＺヘッドを、あるヘッド対（例えば、Ｚｈ１，Ｚｈ２）から、一方のヘッド（Ｚｈ２）を含む別のヘッド対（Ｚｈ２，Ｚｈ３）に切り換える方式が採用されている。しかし、この方式に限らず、あるヘッド対（例えば、Ｚｈ１，Ｚｈ２）から、共通ヘッドを含まない別のヘッド対（Ｚｈ３，Ｚｈ４）へ切り換える変形方式を採用しても良い。この変形方式においても、上述の方式と同様に、通常時には優先ヘッドの計測値を、その異常時には補助ヘッドの計測値をヘッド対（もしくはこれらのヘッドが属するヘッドユニット）の計測値として代表させれば良い。
【００８１】
なお、Ｚヘッドの計測値に異常が発生する原因として、大きく２つの原因、すなわち、ヘッドの動作不良に由来する原因と、計測ビームが照射される反射面（本実施形態ではスケール））の異常に由来する原因がある。前者の例としては、ヘッドの機械的故障が代表的に挙げられる。具体的には、ヘッド自体の故障、計測ビーム光源の故障、ヘッドに水滴が付着する事態などが挙げられる。計測ビーム光源が故障しないまでも、計測ビームの強度が極端に低下してしまう事態も、ヘッドに由来する原因と言える。一方、後者の例としては、スケール（反射面）の表面に液浸領域の液体が残存し、あるいはゴミ等の異物が付着し、その残存した液体又は付着した異物を計測ビームが走査する場合などが挙げられる。
【００８２】
本実施形態における優先ヘッドと補助ヘッドから構成されるヘッド対を、常時少なくとも１つ対応するスケールに対向させる方法は、ヘッドの動作不良に起因する計測値の異常に対してだけでなく、スケールの異常に起因する計測値の異常に対しても有効である。
【００８３】
次に、本実施形態の露光装置１００で行われるウエハＷ表面のＺ軸方向に関する位置情報（面位置情報）の検出（以下、フォーカスマッピングと呼ぶ）について説明する。
【００８４】
このフォーカスマッピングに際しては、主制御装置２０は、図９（Ａ）に示されるように、Ｘスケール３９Ｘ2に対向する２つのＸヘッド６６（長丸で囲まれている）の一方（Ｘリニアエンコーダ７０Ｄ）と、Ｙスケール３９Ｙ1，Ｙ2にそれぞれ対向する各２つのＹヘッド６８，６７（長丸で囲まれている）の所定の一方（Ｙリニアエンコーダ７０Ｆ1，７０Ｅ1）との計測値に基づいてウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置を管理している。この図９（Ａ）の状態では、前述の基準軸ＬＶに、ウエハテーブルＷＴＢの中心（ウエハＷの中心にほぼ一致）を通るＹ軸に平行な直線（センターライン）が一致した状態となっている。
【００８５】
そして、この状態で、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への走査（スキャン）を開始し、この走査開始後、ウエハステージＷＳＴが＋Ｙ方向に移動して、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の検出ビームがウエハＷ上に掛かり始めるまでの間に、Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄと多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）とを共に作動させる（ＯＮにする）。
【００８６】
そして、主制御装置２０は、このＺヘッド７２ａ〜７２ｄと多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）とが同時に作動している状態で、図９（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴが＋Ｙ方向へ進行している間に、所定のサンプリング間隔で、Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄで計測されるウエハテーブルＷＴＢ表面（プレート２８の表面）のＺ軸方向に関する位置情報（面位置情報）と、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）で検出される複数の検出点におけるウエハＷ表面のＺ軸方向に関する位置情報（面位置情報）とを、取り込み、その取り込んだ各面位置情報と各サンプリング時のＹリニアエンコーダ７０Ｆ1，７０Ｅ1の計測値との三者を相互に対応付けて不図示のメモリに逐次格納する。
【００８７】
そして、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の検出ビームがウエハＷに掛からなくなると、主制御装置２０は、上記のサンプリングを終了し、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の各検出点についての面位置情報を、同時に取り込んだＺヘッド７２ａ〜７２ｄによる面位置情報を基準とするデータに換算する。
【００８８】
これをさらに詳述すると、主制御装置２０は、Ｚヘッド７２ａ，７２ｂの計測値の平均値に基づいて、プレート２８の−Ｘ側端部近傍の領域（Ｙスケール３９Ｙ2が形成された領域）上の所定の点（例えば、Ｚヘッド７２ａ，７２ｂそれぞれの計測点の中点、すなわち多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の複数の検出点の配列とほぼ同一のＸ軸上の点に相当：以下、この点を左計測点Ｐ１と呼ぶ）における面位置情報を求める。また、主制御装置２０は、Ｚヘッド７２ｃ，７２ｄの計測値の平均値に基づいて、プレート２８の＋Ｘ側端部近傍の領域（Ｙスケール３９Ｙ1が形成された領域）上の所定の点（例えば、Ｚヘッド７２ｃ，７２ｄそれぞれの計測点の中点、すなわち多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の複数の検出点の配列とほぼ同一のＸ軸上の点に相当：以下、この点を右計測点Ｐ２と呼ぶ）における面位置情報を求める。そして、主制御装置２０は、図９（Ｃ）に示されるように、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の各検出点における面位置情報を、左計測点Ｐ１の面位置と右計測点Ｐ２の面位置とを結ぶ直線を基準とする面位置データｚ１〜ｚkに換算する。このような換算を、主制御装置２０は、全てのサンプリング時に取り込んだ情報について行う。
【００８９】
このようにして、予め上記の換算データを取得しておくことで、例えば、露光の際などには、主制御装置２０は、前述のＺヘッド７４、７６でウエハテーブルＷＴＢ表面（Ｙスケール３９Ｙ2が形成された領域上の点（上記の左計測点Ｐ１の近傍の点）、及びＹスケール３９Ｙ1が形成された領域上の点（上記の右計測点Ｐ２の近傍の点））を計測して、ウエハテーブルＷＴＢのＺ位置とθｙ回転（ローリング）量θｙを算出する。そして、主制御装置２０は、これらのＺ位置とローリング量θｙとＹ干渉計１６で計測されるウエハテーブルＷＴＢのθｘ回転（ピッチング）量θｘとを用いて、所定の演算を行い、前述の露光領域ＩＡの中心（露光中心）におけるウエハテーブルＷＴＢ表面のＺ位置（Ｚ0）、すなわちウエハステージＷＳＴのＺ位置（Ｚ0）、ローリング量θｙ及びピッチング量θｘとを算出し、この算出結果に基づいて、上述の左計測点Ｐ１の面位置と右計測点Ｐ２の面位置とを結ぶ、露光中心を通る直線を求め、この直線と面位置データｚ１〜ｚkとを用いることで、ウエハＷ表面の面位置情報を実際に取得することなく、ウエハＷ上面の面位置制御（フォーカス・レベリング制御）を行う。従って、本実施形態のフォーカスマッピングは、多点ＡＦ系を投影光学系ＰＬから離れた位置に配置しても何ら支障がないので、ワーキングディスタンスが狭い露光装置などにも好適に適用できる。
【００９０】
また、本実施形態の露光装置１００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る露光装置と基本的に同様の手順で、上記のフォーカスマッピングなども含む、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が行なわれる。この並行処理動作は、次の２点を除けば、上記国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットの実施形態中に開示される露光装置と同様であるから、詳細説明は省略する。
【００９１】
第１は、ウエハステージＷＳＴが露光動作のために移動する範囲内にあるとき、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向、及びθｙ方向の位置情報の計測にも用いられる面位置計測システム１８０のいずれかの優先ヘッドの出力に異常が発生したとき、主制御装置２０により、前述のようにしてその優先ヘッドとともにヘッド対を構成する補助ヘッドの計測値が、そのヘッド対（もしくはその２つのヘッドが属するヘッドユニット）のＺ軸方向の計測値として用いられる点である。
【００９２】
第２は、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の際のウエハステージＷＳＴのショット間ステッピング動作時などに、前述した、ウエハステージのＷＳＴのＺ軸方向、及びθｙ方向の位置情報を計測するために使用するＺヘッドを、あるヘッド対（例えば、Ｚｈ１，Ｚｈ２）から、一方のヘッド（Ｚｈ２）を含む別のヘッド対（Ｚｈ２，Ｚｈ３）に切り換える方式のヘッドの切り換えが行なわれる点である。
【００９３】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る露光装置１００によると、ウエハステージＷＳＴが、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作のために移動する範囲にあるとき、ウエハステージＷＳＴに設けられたＹスケール３９Ｙ1、３９Ｙ2には、常に、ヘッドユニット６２Ｃ、６２Ａに属する複数のＺヘッドのうち、各２つ以上のＺヘッドがそれぞれ対向している。このため、主制御装置２０は、その各２つ以上のＺヘッドのうち少なくとも１つ（２つのＺヘッドが、対応するＹスケールに対応している場合は、優先ヘッド、又は優先ヘッドの出力に異常がある場合には、補助ヘッド）の計測結果を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＺ軸方向の位置情報及びθｙ方向の回転情報（ローリング量）を、常に、高精度に（空気揺らぎの影響などを受けることなく）計測することができる。また、主制御装置２０は、Ｙ干渉計１６の計測値に基づいてウエハテーブルＷＴＢのθｘ回転も精度良く計測することができる。
【００９４】
また、本実施形態に係る露光装置１００によると、事前に行なわれた前述のフォーカスマッピングの結果に基づいて、露光中にウエハＷ表面の面位置情報を計測することなく、Ｚヘッドを用いて走査露光中にウエハのフォーカス・レベリング制御を高精度に行うことで、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。さらに、本実施形態では、液浸露光により高解像度の露光を実現できるので、この点においても微細パターンを精度良くウエハＷ上に転写することが可能になる。
【００９５】
また、図６から明らかなように、露光時にウエハテーブルＷＴＢのＺ位置及びθｙ回転の制御に用いられる、ヘッドユニット６２Ｃ、６２Ａにそれぞれ属する複数のＺヘッド７４、７６のうち、一部のＺヘッド７４6〜７４9及び７６1〜７６4が、同一ユニット内の他のＺヘッドとは、Ｙ軸方向に関して位置が異ならされている。このため、ヘッドユニット６２Ｃ、６２Ａに属する複数のＺヘッド７４、７６を、液浸装置８の一部を構成するノズルユニット３２及び液体供給配管３１Ａ，液体回収配管３１Ｂなどを避けて、投影ユニットＰＵ周囲の空きスペースに配置できる。ヘッドユニット６２Ｃ、６２Ａに属するＹヘッドについても同様である。この場合、隣接するＺヘッド（及びＹヘッド６４、６５）のＸ軸方向の間隔は、所望の間隔、例えばＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ軸方向の幅（例えば７６ｍｍ）の半分より狭い間隔ＷＤ、例えば３５ｍｍに設定したまま、Ｚヘッド７４及びＹヘッド６４を含むヘッドユニット６２Ｃ、及びＺヘッド７６及びＹヘッド６５を含むヘッドユニット６２Ａを、支障なく、投影ユニットＰＵ周囲の空きスペースに配置することができる。従って、ウエハテーブルＷＴＢの移動時に隣接するＺヘッド間での切り換えを支障なく行うことができると共に、装置全体の小型化が可能である。
【００９６】
なお、上記実施形態では、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃに属するＺヘッドを２つ一組のヘッド対として用いる場合について説明したが、これと共に、フォーカスマッピング時に用いられるＺヘッド７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄのそれぞれを、２つ一組のＺヘッド（ヘッド対）で構成し、それぞれのヘッド対でいずれか一方を優先ヘッドとし、その優先ヘッドの出力に異常が発生したとき、ウエハステージＷＳＴのＺ位置制御に用いるＺヘッドを補助ヘッドに切り換えることとしても良い。
【００９７】
《変形例》
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置情報を、安定かつ高精度に計測するために、常時、２つのＺヘッドを共通のスケール（反射面）に対向させた。そして、その２つのＺヘッドからなるヘッド対のうち、優先ヘッドの計測値を、優先ヘッドの計測値にヘッドの動作不良（又はスケールの異常）に起因する異常が発生した場合には他方の補助ヘッドの計測値を、使用することとした。しかし、これに限らず、常時、優先ヘッドと補助ヘッドとの２つのヘッドを用いる計測方法として、様々な変形例が考えられる。
【００９８】
以下、図１０（Ａ）〜図１２に基づいて、代表的な変形例のいくつかについて説明する。なお、図１０（Ａ）〜図１２において、スケールＳＹ（すなわちウエハステージ）は−Ｘ方向に移動しているものとする。
【００９９】
第１の変形例として、優先ヘッドと補助ヘッドの２つのＺヘッドをセット（ヘッドセットと呼ぶ）にし、常時少なくとも１つのヘッドセットをスケールに対向させる場合が挙げられる。この第１の変形例では、図１０（Ａ）に示されるように、スケールＳＹの長手方向（Ｙ軸方向）に近接して配置された２つのＺヘッドＺｈ１，Ｚｈ２から成るヘッドセットＨｓ１と、Ｙ軸方向に近接して配置された別の２つのＺヘッドＺｈ３，Ｚｈ４から成るヘッドセットＨｓ２とが、１つのスケールＳＹに対向している。この第１の変形例では、Ｙ軸方向に近接する２つのＺヘッドから構成される複数のヘッドセットが用意されており、それらがＸ軸方向に平行に、スケールＳＹの有効幅より狭い間隔で、配置されている。それにより、常時１つのヘッドセットがスケールＳＹに対向することとなる。
【０１００】
図１０（Ａ）の状態から、スケールＳＹ（すなわちウエハステージ）が−Ｘ方向に移動すると、ヘッドセットＨｓ１がスケールＳＹから外れる。より正確に説明すると、ヘッドセットＨｓ１を構成する２つのＺヘッドＺｈ１，Ｚｈ２が射出する計測ビームの照射点、すなわちＺヘッドＺｈ１，Ｚｈ２の計測点が、スケールＳＹの有効領域から外れる。そこで、ヘッドセットＨｓ１がスケールＳＹから外れる前に、主制御装置２０により、ステージ位置を管理するヘッドセットが、ヘッドセットＨｓ１からヘッドセットＨｓ２に切り換えられる。
【０１０１】
この第１の変形例は、前述のヘッドの動作不良に起因する計測値の異常に対してだけでなく、スケールの異常に起因する計測値の異常に対しても有効である。
【０１０２】
上述の第１の変形例に準ずる第２の変形例が、図１０（Ｂ）に示されている。図１０（Ｂ）と図１０（Ａ）とを比較してわかるように、第１の変形例では、ヘッドセットを構成する２つのＺヘッドが、それぞれの異なる計測点を構成が採用されているのに対し、第２の変形例では、ヘッドセットを構成する２つのヘッドが、同じ計測点を走査する構成が採用されている。従って、第１の変形例では、２つのＺヘッドは異なる計測値を提示するのに対し、第２の変形例では、通常は２つのＺヘッドは互いに等しい計測値を提示する。第２の変形例の構成を採用することにより、ヘッドセットを構成する２つのヘッドの一方の優先ヘッドの機械的な故障などにより、その優先ヘッドの計測値に異常が発生したとしても、他方の補助ヘッドの正常な計測値を、ヘッドセットの計測値として使用することができる。従って、ヘッドセットとしての計測結果には異常は検出されない。
【０１０３】
なお、第２の変形例と第１の変形例の違いは、ヘッドセットを構成する２つのＺヘッドの計測点の位置が同じか異なるかの違いのみである。従って、第２の変形例における各ヘッドセット及び各ヘッドセットを構成する個々のＺヘッドの配置は、第１の変形例のそれと、同様に設定すれば良い。それにより、切り換え処理の手順も同じとなる。
【０１０４】
上述の第１、第２の変形例では、ヘッドセットを構成する２つのＺヘッドが、スケールの長手方向（Ｙ軸方向）に並列に配置される。これらの例に対応して、スケールの長手方向と直交する方向（Ｘ軸方向）に並列に配置する例も考えられる。
【０１０５】
図１１（Ａ）には、図１０（Ａ）の第１の変形例に対応する、第３の変形例が示されている。第３の変形例では、第１の変形例と同様に、優先ヘッドと補助ヘッドの２つのヘッドをセットにし、常時少なくとも１つのヘッドセットをスケールに対向させる。ただし、図１１（Ａ）では、第１の変形例と異なり、スケールＳＹの有効幅方向（Ｘ軸方向）に近接して配置された２つのＺヘッドＺｈ１，Ｚｈ２から成るヘッドセットＨｓ１と、Ｘ軸方向に近接して配置された別の２つのＺヘッドＺｈ３，Ｚｈ４から成るヘッドセットＨｓ２とが、１つのスケールＳＹに対向している。この第３の変形例では、Ｘ軸方向に近接する２つのＺヘッドから構成される複数のヘッドセットが用意されており、それらがＸ軸方向に平行に、常時１つのヘッドセットがスケールＳＹに対向するように、配置されている。ただし、隣り合う２つのヘッドセットの間隔は、図１１（Ａ）に示されるように、２つのヘッドセット（を構成する全４つのヘッド）から射出される計測ビームの照射点（計測点）が、スケールＳＹの有効領域内に位置する間隔に設定されている。
【０１０６】
図１１（Ａ）の状態から、スケールＳＹ（すなわちウエハステージ）が−Ｘ方向に移動すると、ＺヘッドＺｈ１の計測点がスケールＳＹの有効領域から外れる。ここで、仮に、ＺヘッドＺｈ１がヘッドセットＨｓ１の優先ヘッドとして選ばれていたとすると、主制御装置２０により、スケールＳＹから外れた時点で、優先ヘッドはＺヘッドＺｈ２に切り換えられる。さらに、スケールＳＹが−Ｘ方向に移動すると、次いでＺヘッドＺｈ２の計測点がスケールＳＹから外れる。そこで、遅くともこの時点までに、すなわち、ヘッドセットＨｓ１を構成する両ＺヘッドＺｈ１，Ｚｈ２の計測点がスケールＳＹから外れる前に、ステージ位置を管理するヘッドセットが、ヘッドセットＨｓ１からヘッドセットＨｓ２に切り換えられる。
【０１０７】
この第３の変形例は、第１の変形例と同様に、前述のヘッドの動作不良に起因する計測値の異常に対してだけでなく、スケールの異常に起因する計測値の異常に対しても有効である。
【０１０８】
上述の第３の変形例に準ずる第４の変形例が、図１１（Ｂ）に示されている。図１１（Ｂ）と図１１（Ａ）とを比較してわかるように、第３の変形例では、ヘッドセットを構成する２つのＺヘッドは、それぞれの異なる計測点を走査する構成が採用されているのに対し、第４の変形例では、同じ計測点を走査する構成が採用されている。従って、第３の変形例の構成では、２つのＺヘッドは異なる計測値を提示するのに対し、第４の変形例の構成では、通常２つのＺヘッドは互いに等しい計測値を提示する。第４の変形例の構成により、ヘッドセットを構成する２つのＺヘッドの一方の優先ヘッドの計測値に、その優先ヘッドの機械的な故障などにより、異常が発生したとしても、他方の補助ヘッドの正常な計測値を使用することができるので、ヘッドセットとしての計測結果には異常は検出されない。
【０１０９】
なお、第４の変形例と第３の変形例の違いは、ヘッドセットを構成する２つのＺヘッドの計測点の位置が同じか異なるかの違いのみである。従って、第４の変形例における各ヘッドセット及び各ヘッドセットを構成する個々のＺヘッドの配置は、第３の変形例のそれと、同様に設定すれば良い。それにより、切り換え処理の手順なども同じとなる。
【０１１０】
また、図１１（Ｂ）と図１０（Ｂ）とを比較してわかるように、第４の変形例と第２の変形例とは、単にヘッドセットを構成する２つのＺヘッドの近接方向が異なるだけなので、得られる効果は同じである。
【０１１１】
また、図１１（Ａ）の第３の変形例では、隣り合う２つのヘッドセットの配置間隔が、２つのヘッドセット（を構成する全４つのヘッド）から射出される計測ビームの照射点（計測点）が、スケールＳＹの有効領域内に位置する間隔に設定されるものとした。しかし、ヘッドセットの切り換え処理上、図１２に示されるように、一方のヘッドセット（Ｈｓ２）を構成する２つのＺヘッド（Ｚｈ３，Ｚｈ４）と、他方のヘッドセット（Ｈｓ１）を構成する２つのＺヘッド（Ｚｈ１，Ｚｈ２）のうちの一方のＺヘッド（Ｚｈ２）との、３つのＺヘッド（Ｚｈ２，Ｚｈ３，Ｚｈ４）がスケールＳＹに対向する配置間隔に、隣り合う２つのヘッドセットの配置間隔が設定されていても良い。
【０１１２】
なお、これら４つの変形例では、１つの優先ヘッドと１つの補助ヘッドとから構成されるヘッドセットが用いられるものとしたが、補助ヘッドの数は１つに限らず、複数設けられていても良い。このような構成のエンコーダヘッドを用いた場合、より多くの計測データを検出することができるので、計測結果の信頼性が向上する。また、これら４つの変形例のように、ヘッドセット内の複数ヘッドがスケールの横断方向（これらの変形例ではＸ軸方向）に同じ位置を観測している場合には、「先に有効になった方を優先」、「スケール中心線に近い方を優先」という指針では順位付けができない。従って、予めヘッドセット内で固定の優先順位を決めておくことが望ましい。
【０１１３】
なお、上記実施形態で説明した面位置計測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）上に反射面（Ｙスケール）を設け、これに対向してＺヘッドをウエハステージの外部に配置する構成の面位置計測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、ウエハステージにＺヘッドを設け、これに対向してウエハステージの外部に反射面を配置する構成の面位置計測システムを採用しても良い。この場合、ウエハステージの複数箇所、例えば４隅にそれぞれ少なくとも２つのＺヘッドを設け、この少なくとも２つのＺヘッドの１つを優先ヘッド、残りの少なくとも１つのＺヘッドを補助ヘッドとして、上記実施形態及び変形例と同様にウエハステージの位置制御を行なうようにしても良い。なお、この少なくとも２つのＺヘッドはウエハステージ上で近接して配置しても良いし、あるいは所定間隔離して配置しても良い。特に後者では、例えはウエハステージの中心から放射方向に沿って配置しても良い。
【０１１４】
また、ウエハステージの外部に設けた反射面はその表面が下方を向くので、液浸領域の液体が残存することは全く考えられず、ゴミ等の異物も殆ど付着しないと考えられる。従って、反射面の異常に起因するＺヘッドの出力の異常は考慮する必要がないので、ヘッドの切り換えを行なう制御装置は、ヘッドの動作不良に起因する優先ヘッドの出力異常のみを監視することとしても良い。
【０１１５】
また、上記実施形態及び変形例では、エンコーダヘッドとＺヘッドとが別々に設けられている場合について説明したが、エンコーダヘッド毎にＺヘッドを備えても良いし、各エンコーダヘッドがＸ軸又はＹ軸方向とＺ軸方向との２方向の位置検出が可能なヘッド（センサ）であっても良い。特に、前者ではエンコーダヘッドとＺヘッドとを一体的に設けても良い。
【０１１６】
また、上記実施形態及び変形例において、Ｚヘッドの動作不良（異常）は、機械的な故障の他、ヘッドの倒れ又はそのテレセントリシティの崩れなども含む。また、ヘッドをステージに配置し、反射面をその上方に設けるタイプの面位置計測システムの場合には、ヘッドに異物（例えば液浸用液体などを含む）が付着した場合なども、Ｚヘッドの異常（動作不良）に含む。また、位置計測が不能となる場合に限らず、計測精度が許容値を超える場合（ヘッドの出力（強度）が許容範囲外となる）場合も、Ｚヘッドの異常に含まれる。
【０１１７】
また、上記実施形態では、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃが、それぞれ各９個のＺヘッドを備える場合について説明したが、これに限らず、投影ユニットの両外側に、一対の反射面（上記実施形態ではＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2）に同時に対向可能な２つ以上のＺヘッドが、それぞれあれば足り、その数は問わない。
【０１１８】
また、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のθｙ方向の回転情報は、Ｚ干渉計４３Ａ，４３Ｂ、あるいはＸ干渉計１２６などでも計測できるので、Ｚヘッドは、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃのいずれか一方にのみ、複数設けるようにしても良い。同様の趣旨からは、Ｚヘッドの計測対象であるＹスケールも、ウエハテーブルＷＴＢのＺ位置を計測する目的のためだけであるならば、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のいずれか一方のみが設けられていれば足りる。また、Ｚヘッドの計測対象として、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に代えて、専用の反射面がウエハテーブルＷＴＢ上面に形成されていても良い。
【０１１９】
また、上記実施形態では、液浸システムの一部を構成する、ノズルユニット３２等を避けて、Ｚヘッド７４，７６が配置された場合について説明したが、これに限らず、Ｘ軸に平行な直線に沿って、複数のセンサヘッドを配置する場合には、その直線上に存在する構造物を避けるべく、少なくとも一部のセンサヘッドを、その直線上からずらすことが望ましい。このような構造物としては、前述の投影光学ユニットＰＵ及びその周辺部材の他、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の少なくとも一部、あるいは、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２nの少なくとも一部などが代表的に挙げられる。上記実施形態では、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）を避けて、Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄが配置されている。
【０１２０】
なお、上記実施形態ではノズルユニット３２の下面と投影光学系ＰＬの先端光学素子の下端面とがほぼ面一であるものとしたが、これに限らず、例えばノズルユニット３２の下面を、先端光学素子の射出面よりも投影光学系ＰＬの像面（すなわちウエハ）の近くに配置しても良い。すなわち、局所液浸装置８は上述の構造に限られず、例えば、欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書、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、米国特許第６,９５２,２５３号明細書などに記載されているものを用いることができる。また、例えば米国特許出願公開第２００５／０２４８８５６号明細書に開示されているように、先端光学素子の像面側の光路に加えて、先端光学素子の物体面側の光路も液体で満たすようにしても良い。さらに、先端光学素子の表面の一部（少なくとも液体との接触面を含む）又は全部に、親液性及び／又は溶解防止機能を有する薄膜を形成しても良い。なお、石英は液体との親和性が高く、かつ溶解防止膜も不要であるが、蛍石は少なくとも溶解防止膜を形成することが好ましい。
【０１２１】
なお、上記実施形態では、液体として純水（水）を用いるものとしたが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。液体としては、化学的に安定で、照明光ＩＬの透過率が高く安全な液体、例えばフッ素系不活性液体を使用しても良い。このフッ素系不活性液体としては、例えばフロリナート（米国スリーエム社の商品名）が使用できる。このフッ素系不活性液体は冷却効果の点でも優れている。また、液体として、照明光ＩＬに対する屈折率が、純水（屈折率は１．４４程度）よりも高い、例えば１．５以上の液体を用いても良い。この液体としては、例えば、屈折率が約１．５０のイソプロパノール、屈折率が約１．６１のグリセロール（グリセリン）といったＣ−Ｈ結合あるいはＯ−Ｈ結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体（有機溶剤）、あるいは屈折率が約１．６０のデカリン(Decalin: Decahydronaphthalene)などが挙げられる。あるいは、これら液体のうち任意の２種類以上の液体が混合されたものであっても良いし、純水にこれら液体の少なくとも１つが添加（混合）されたものであっても良い。あるいは、液体としては、純水に、Ｈ＋、Ｃｓ＋、Ｋ＋、Ｃｌ−、ＳＯ４２−、ＰＯ４２−等の塩基又は酸を添加（混合）したものであっても良い。更には、純水にＡｌ酸化物等の微粒子を添加（混合）したものであっても良い。これら液体は、ＡｒＦエキシマレーザ光を透過可能である。また、液体としては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少なく、投影光学系（先端の光学部材）、及び／又はウエハの表面に塗布されている感光材（又は保護膜（トップコート膜）あるいは反射防止膜など）に対して安定なものであることが好ましい。また、Ｆ2レーザを光源とする場合は、フォンブリンオイルを選択すれば良い。さらに、液体としては、純水よりも照明光ＩＬに対する屈折率が高い液体、例えば屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用しても良い。液体として、超臨界流体を用いることも可能である。また、投影光学系ＰＬの先端光学素子を、例えば石英（シリカ）、あるいは、フッ化カルシウム（蛍石）、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成しても良いし、石英や蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で形成しても良い。屈折率が１．６以上の材料としては、例えば、国際公開第２００５／０５９６１７号パンフレットに開示される、サファイア、二酸化ゲルマニウム等、あるいは、国際公開第２００５／０５９６１８号パンフレットに開示される、塩化カリウム（屈折率は約１．７５）等を用いることができる。
【０１２２】
また、上記実施形態で、回収された液体を再利用するようにしても良く、この場合は回収された液体から不純物を除去するフィルタを液体回収装置、又は回収管等に設けておくことが望ましい。
【０１２３】
なお、上記実施形態では、露光装置が液浸型の露光装置である場合について説明したが、これに限られるものではなく、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も採用することができる。
【０１２４】
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ウエハテーブルのＺ位置を上記実施形態と同様に、Ｚヘッド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。
【０１２５】
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及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。
【０１２６】
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、例えば米国特許第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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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】
【０１３５】
以上説明したように、本発明の移動体装置は、所定平面に沿って移動する移動体の所定平面に直交する方向の位置を管理するのに適している。また、本発明のパターン形成装置は、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、本発明の露光装置及び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】
【０１３６】
【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の露光装置の干渉計システムの測長軸の配置を説明するための図であり、ステージ装置を一部省略して示す平面図である。
【図４】図１の露光装置が備える各種計測システムの配置を示す図である。
【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図である。
【図６】Ｚヘッドと多点ＡＦ系の配置を示す図である。
【図７】図１の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】複数のＺヘッドによるウエハテーブルのＺ軸方向と傾斜方向の位置計測、及びＺヘッドの切り換えについて説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、フォーカスマッピングについて説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ、面位置計測システムの第１及び第２の変形例を説明するための図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれ、面位置計測システムの第３及び第４の変形例を説明するための図である。
【図１２】面位置計測システムのその他の変形例を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１３７】
２０…主制御装置、３９Ｙ1，３９Ｙ2…Ｙスケール、６２Ａ〜６２Ｆ…ヘッドユニット、７２ａ〜７２ｄ，７４，７６…Ｚヘッド、１００…露光装置、１８０…面位置計測システム、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、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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