(57)【要約】【課題】移動体に設けられた計測面への位置計測センサの計測ビームの投射を制御することにより、計測面の歪みを回避する。【解決手段】所定平面内を移動するステージＷＳＴの位置を計測するために、ヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｆが設置されている。ヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｆは、それぞれ、複数のエンコーダヘッド等を備えている。各エンコーダヘッドから、計測ビームが、ステージＷＳＴの上面に設けられているスケール３９Ｙ1、３９Ｙ2、３９Ｘ1、３９Ｘ2に投射される。ここで、長時間、同一位置に計測ビームが投射され続けると、スケール３９Ｙ1、３９Ｙ2、３９Ｘ1、３９Ｘ2に照射熱に起因する変形が生じ、エンコーダ（位置計測センサ）の計測誤差が発生する。そこで、計測ビームを、切る、間欠投射する、或いは強度を変えて投射することにより、その投射量を制御することで、スケールの変形を抑制する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定平面内で移動体を駆動する移動体駆動方法であって、
前記移動体上と該移動体外部との一方に設置された計測面に計測ビームを投射する、前記移動体上と該移動体外部との他方に設置されたヘッドを備える位置計測系を用いて、前記移動体の位置を計測し、計測結果に基づいて前記移動体を駆動する工程と；
前記移動体が待機状態にあるときには、前記計測ビームの投射を制御する工程と；
を含む移動体駆動方法。
【請求項２】
前記制御する工程では、前記計測ビームを切る、又は前記計測ビームの強度を制御する、請求項１に記載の移動体駆動方法。
【請求項３】
前記制御する工程では、前記計測ビームを間欠投射する、請求項１又は２に記載の移動体駆動方法。
【請求項４】
前記制御する工程では、前記計測ビームを、前記計測面によって吸収される量が一定量を超えない強度及び時間間隔で、前記計測面に投射する、請求項２又は３に記載の移動体駆動方法。
【請求項５】
前記一定量は、前記計測面が前記計測ビームを吸収することによって発生する熱量から定められる、請求項４に記載の移動体駆動方法。
【請求項６】
前記制御する工程では、前記計測ビームを遮る又は反射する制御機構を用いて、前記計測ビームの投射を制御する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動体駆動方法。
【請求項７】
前記制御する工程を、前記計測面上から投射点が外れている前記計測ビームに対して実行する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動体駆動方法。
【請求項８】
エネルギビームを照射することによって物体上の区画領域にパターンを形成する露光方法であって、
前記区画領域にパターンを形成するために、請求項１〜７のいずれか一項に記載の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を駆動する工程を含む露光方法。
【請求項９】
物体上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記物体上にパターンを形成するために、請求項１〜７のいずれか一項に記載の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を駆動する工程を含むパターン形成方法。
【請求項１０】
前記物体は感応層を有し、
前記感応層にエネルギビームを照射することによって、前記パターンを形成する、請求項９に記載のパターン形成方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０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１２】
所定平面内で移動体を駆動する移動体駆動装置であって、
前記移動体上と該移動体外部との一方に設置された計測面に計測ビームを投射する、前記移動体上と該移動体外部との他方に設置されたヘッドを用いて、前記移動体の位置を計測する位置計測系と；
前記移動体を、前記位置計測系の計測結果に基づいて、前記所定平面内で駆動する駆動装置と；
前記移動体が待機状態にあるときには、前記計測ビームの投射を制御する制御装置と；
を備える移動体駆動装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記計測ビームを切る、又は前記計測ビームの強度を制御する、請求項１２に記載の移動体駆動装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記計測ビームを間欠投射する、請求項１２又は１３に記載の移動体駆動装置。
【請求項１５】
前記制御装置は、前記計測ビームを、前記計測面によって吸収される量が一定量を超えない強度及び時間間隔で、前記計測面に投射する、請求項１３又は１４に記載の移動体駆動装置。
【請求項１６】
前記一定量は、前記計測面が前記計測ビームを吸収することによって発生する熱量から定められる、請求項１５に記載の移動体駆動装置。
【請求項１７】
前記制御装置は、前記計測ビームを遮る又は反射する制御機構を備え、該制御機構を用いて前記計測ビームの投射を制御する、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の移動体駆動装置。
【請求項１８】
前記制御装置は、前記計測面上から投射点が外れている前記計測ビームに対して投射を制御する、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の移動体駆動装置。
【請求項１９】
前記計測面には、前記所定平面内の第１軸と平行な方向を周期方向とする回折格子が形成され、
前記位置計測系は、前記計測面と該計測面に計測ビームを投射する前記ヘッドとの前記第１軸に平行な方向に関する相対位置を計測するエンコーダシステムを含む、請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の移動体駆動装置。
【請求項２０】
前記計測面には、さらに、前記所定平面内で前記第１軸と直交する第２軸に平行な方向を周期方向とする別の回折格子が形成され、
前記エンコーダシステムは、さらに、前記計測面と前記ヘッドとの前記第２軸に平行な方向に関する相対位置を計測する、請求項１９に記載の移動体駆動装置。
【請求項２１】
前記計測面は、低熱膨張率の部材から構成され、該部材上に前記回折格子が形成される、請求項１９又は２０に記載の移動体駆動装置。
【請求項２２】
前記回折格子は、前記計測ビームを透過する部材によってカバーされる、請求項２１に記載の移動体駆動装置。
【請求項２３】
前記位置計測系は、前記計測ビームの投射点における、前記所定平面と直交する方向に関する前記計測面の位置を計測する面位置計測システムを含む、請求項１２〜２２のいずれか一項に記載の移動体駆動装置。
【請求項２４】
前記位置計測系は、前記ヘッドを用いて、前記移動体上に存在するマークを検出するマーク検出系を含む、請求項１２〜２３のいずれか一項に記載の移動体駆動装置。
【請求項２５】
エネルギビームを照射することによって物体上の区画領域にパターンを形成する露光装置であって、
前記区画領域にパターンを形成するために、前記物体を保持する移動体を所定平面内で駆動する、請求項１２〜２５のいずれか一項に記載の移動体駆動装置を備える露光装置。
【請求項２６】
物体にパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記物体を保持して移動可能な移動体と；
前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と；
前記移動体を所定平面内で駆動する、請求項１２〜２５のいずれか一項に記載の移動体駆動装置と；
を備えるパターン形成装置。
【請求項２７】
前記物体は感応層を有し、
前記パターン生成装置は、前記感応層にエネルギビームを照射することによって、前記パターンを形成する、請求項２６に記載のパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体駆動方法及び装置、露光方法及び装置、パターン形成方法及び装置、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、移動体を所定平面に沿って駆動する移動体駆動方法及び装置、前記移動体駆動方法を利用する露光方法及び前記移動体駆動装置を備える露光装置、前記移動体駆動方法を利用するパターン形成方法及び前記移動体駆動装置を備えるパターン形成装置、並びに前記パターン形成方法を利用するデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、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）、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、ウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、ウエハと総称する）上の複数のショット領域にレチクル（又はマスク）のパターンを転写するために、ウエハを保持するウエハステージが、例えばリニアモータ等により２次元方向に駆動される。ウエハステージの位置は、一般的に、長期に渡って高い安定性を有するレーザ干渉計を用いて、計測されていた。
【０００４】
しかし、近年、半導体素子の高集積化に伴うパターンの微細化に伴い、重ね合わせ精度の要求が厳しくなり、レーザ干渉計のビーム路上の雰囲気の温度変化や温度勾配の影響で発生する空気揺らぎに起因する計測値の短期的な変動がオーバレイバジェット中の大きなウエイトを占めるようになった。
【０００５】
そこで、レーザ干渉計と同程度以上の計測分解能を有し、一般的に干渉計に比べて空気揺らぎの影響を受けにくいエンコーダを、ウエハステージの位置計測装置として採用する露光装置が、先に提案されている（例えば、特許文献１参照）。発明者らは、種々の実験等を行った結果、エンコーダのヘッドから回折格子が形成されたスケールに一定時間以上計測ビームを照射し続けると、スケールが熱膨張により微小変形し、この微小変形が無視できない程度の計測誤差の要因となり得ることが、最近になって判明した。
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、第１の観点からすると、所定平面内で移動体を駆動する移動体駆動方法であって、前記移動体上と該移動体外部との一方に設置された計測面に計測ビームを投射する、前記移動体上と該移動体外部との他方に設置されたヘッドを備える位置計測系を用いて、前記移動体の位置を計測し、計測結果に基づいて前記移動体を駆動する工程と；前記移動体が待機状態にあるときには、前記計測ビームの投射を制御する工程と；を含む移動体駆動方法である。
【０００８】
これによれば、位置計測系を用いた移動体の位置の計測結果に基づいて移動体が駆動される。一方、移動体が待機状態にあるときには、計測面に対する計測ビームの投射が制御される。これにより、計測面に与えられる照射熱を調整することができ、照射熱によって発生する応力による計測面の歪みを抑えることができる。従って、高い位置計測精度を長期に渡って維持し、移動体の駆動精度を保障することが可能になる。
【０００９】
本発明は、第２の観点からすると、エネルギビームを照射することによって物体上の区画領域にパターンを形成する露光方法であって、前記区画領域にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を駆動する工程を含む露光方法である。
【００１０】
これによれば、物体上の区画領域にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、物体を保持する移動体が駆動される。このため、精度良く、物体上の区画領域にパターンを形成することが可能になる。
【００１１】
本発明は、第３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形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を駆動する工程を含むパターン形成方法である。
【００１２】
これによれば、物体上にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、物体を保持する移動体が駆動される。このため、精度良く、物体上にパターンを形成することが可能になる。
【００１３】
本発明は、第４の観点からすると、本発明のパターン形成方法を用いて、物体上にパターンを形成する工程と；前記パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と；を含むデバイス製造方法である。
【００１４】
本発明は、第５の観点からすると、所定平面内で移動体を駆動する移動体駆動装置であって、前記移動体上と該移動体外部との一方に設置された計測面に計測ビームを投射する、前記移動体上と該移動体外部の他方に設置されたヘッドを用いて、前記移動体の位置を計測する位置計測系と；前記移動体を、前記位置計測系の計測結果に基づいて、前記所定平面内で駆動する駆動装置と；前記移動体が待機状態にあるときには、前記計測ビームの投射を制御する制御装置と；を備える移動体駆動装置である。
【００１５】
これによれば、駆動装置により、移動体が、位置計測系の計測結果に基づいて、所定平面内で駆動される。一方、移動体が待機状態にあるときには、制御装置により、計測面に対する計測ビームの投射が制御される。これにより、計測面に与えられる照射熱を調整することができ、照射熱によって発生する応力による計測面の歪みを抑えることができる。従って、高い位置計測精度を長期に渡って維持し、移動体の駆動精度を保障することが可能になる。
【００１６】
本発明は、第６の観点からすると、エネルギビームを照射することによって物体上の区画領域にパターンを形成する露光装置であって、前記区画領域にパターンを形成するために、前記物体を保持する移動体を所定平面内で駆動する、本発明の移動体駆動装置を備える露光装置である。
【００１７】
これによれば、物体上の区画領域にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動装置により、物体を保持する移動体が所定平面内で駆動される。このため、精度良く、物体上の区画領域にパターンを形成することが可能になる。
【００１８】
本発明は、第７の観点からすると、物体にパターンを形成するパターン形成装置であって、前記物体を保持して移動可能な移動体と；前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と；前記移動体を所定平面内で駆動する、本発明の移動体駆動装置と；を備えるパターン形成装置である。
【００１９】
これによれば、物体上にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動装置により、物体を保持する移動体が所定平面内で駆動される。このため、精度良く、物体上にパターンを形成することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図１１（Ｃ）に基づいて説明する。
【００２１】
図１には、一実施形態の露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系ＰＬとプライマリアライメント系ＡＬ１（図４、図５等参照）が設けられている。以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内で光軸ＡＸとプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を結ぶ直線と平行な方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
【００２２】
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。図1では、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷが載置されている。
【００２３】
照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステム）で規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを、照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとして、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられる。
【００２４】
レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図７参照）によって、ＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。
【００２５】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（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。
【００２６】
投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられる。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系１０によってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、その第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクル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ＩＡ（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。
【００２７】
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、ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測する計測システム２００（図７参照）、及びウエハステージＷＳＴ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。
【００２８】
ウエハステージＷＳＴは、不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングなどにより、数μｍ程度のクリアランスを介して、ベース盤１２の上方に支持されている。また、ウエハステージＷＳＴは、リニアモータ等を含むステージ駆動系１２４（図７参照）によって、Ｘ軸方向とＹ軸方向に独立して駆動可能である。
【００２９】
ウエハステージＷＳＴは、ステージ本体９１と、該ステージ本体９１上に搭載されたウエハテーブルＷＴＢとを含む。このウエハテーブルＷＴＢ及びステージ本体９１は、リニアモータ及びＺ・レベリング機構（ボイスコイルモータなどを含む）を含む駆動系によって、ベース盤１２に対し、６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）に駆動可能に構成されている。
【００３０】
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。図２に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢ上面のウエハホルダ（ウエハＷ）の＋Ｙ側には、計測プレート３０が設けられている。この計測プレート３０には、中央に基準マークＦＭが設けられ、基準マークＦＭのＸ軸方向の両側に一対の空間像計測スリットパターン（スリット状の計測用パターン）ＳＬが、設けられている。そして、各空間像計測スリットパターンＳＬに対応して、ウエハテーブルＷＴＢの内部には、光学系及び受光素子などが配置されている。すなわち、ウエハテーブルＷＴＢ上には、空間像計測スリットパターンＳＬを含む一対の空間像計測装置４５Ａ，４５Ｂ（図７参照）が設けられている。
【００３１】
また、ウエハテーブルＷＴＢ上面には、後述するエンコーダシステムで用いられるスケールが形成されている。詳述すると、ウエハテーブルＷＴＢ上面のＸ軸方向（図２における紙面内左右方向）の一側と他側の領域には、それぞれＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2が形成されている。Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2は、例えば、Ｘ軸方向を長手方向とする格子線３８が所定ピッチでＹ軸方向に配列された、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば回折格子）によって構成されている。
【００３２】
同様に、ウエハテーブルＷＴＢ上面のＹ軸方向（図２における紙面内上下方向）の一側と他側の領域には、Ｙスケール３９Ｙ1及び３９Ｙ2に挟まれた状態で、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2がそれぞれ形成されている。Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2は、例えば、Ｙ軸方向を長手方向とする格子線３７が所定ピッチでＸ軸方向に配列された、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば回折格子）によって構成されている。
【００３３】
なお、格子線３７，３８のピッチは、例えば１μｍと設定される。図２及びその他の図において、図示の便宜のため、格子のピッチを実際のピッチよりも大きく図示している。
【００３４】
また、回折格子を保護するために、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（同一面）になるよう、ウエハテーブルＷＳＴ上面に設置される。
【００３５】
また、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、図２に示されるように、後述する干渉計システムで用いられる反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。
【００３６】
また、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ側の面には、図２に示されるように、国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットに開示されるＣＤバーと同様の、Ｘ軸方向に延びるフィデューシャルバー（以下、「ＦＤバー」と略述する）４６が取り付けられている。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ＬＬに関して対称な配置で、Ｙ軸方向を周期方向とする基準格子（例えば回折格子）５２がそれぞれ形成されている。また、ＦＤバー４６の上面には、複数の基準マークＭが形成されている。各基準マークＭとしては、後述するアライメント系によって検出可能な寸法の２次元マークが用いられている。
【００３７】
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、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸとプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を結ぶＹ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＶ上で、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。図５に示されるように、プライマリアライメント系ＡＬ１を挟んで、Ｘ軸方向の一側と他側には、基準軸ＬＶに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2と、ＡＬ２3，ＡＬ２4とがそれぞれ設けられている。セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4は、可動式の支持部材を介してメインフレーム（不図示）の下面に固定されており、駆動機構６０1〜６０4（図７参照）を用いて、Ｘ軸方向に関してそれらの検出領域の相対位置が調整可能となっている。
【００３８】
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。
【００３９】
干渉計システム１１８は、図３に示されるように、反射面１７ａ又は１７ｂにそれぞれ干渉計ビーム（測長ビーム）を投射し、その反射光を受光して、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置を計測するＹ干渉計１６と、３つのＸ干渉計１２６〜１２８と、一対のＺ干渉計４３Ａ，４３Ｂとを備えている。詳述すると、Ｙ干渉計１６は、基準軸ＬＶに関して対称な一対の測長ビームＢ４1，Ｂ４2を含む少なくとも３つのＹ軸に平行な測長ビームを反射面１７ａ、及び後述する移動鏡４１に投射する。また、Ｘ干渉計１２６は、図３に示されるように、光軸ＡＸと基準軸ＬＶとに直交するＸ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＨに関して対称な一対の測長ビームＢ５1，Ｂ５2を含む少なくとも３つのＸ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに投射する。また、Ｘ干渉計１２７は、アライメント系ＡＬ１の検出中心にて基準軸ＬＶと直交するＸ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＡを測長軸とする測長ビームＢ６を含む少なくとも２つのＹ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに投射する。また、Ｘ干渉計１２８は、Ｙ軸に平行な測長ビームＢ７を反射面１７ｂに投射する。
【００４０】
干渉計システム１１８の各干渉計からの位置情報は、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、Ｙ干渉計１６及びＸ干渉計１２６又は１２７の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情報）、θｙ方向の回転情報（すなわちローリング情報）、及びθｚ方向の回転情報（すなわちヨーイング情報）も求めることができる。
【００４１】
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。
【００４２】
移動鏡４１に対向して、干渉計システム１１８（図７参照）の一部を構成する一対のＺ干渉計４３Ａ，４３Ｂが設けられている（図１及び図３参照）。Ｚ干渉計４３Ａ，４３Ｂは、移動鏡４１を介して、例えば投影ユニットＰＵを支持するフレーム（不図示）に固定された固定鏡４７Ａ，４７Ｂにそれぞれ２つのＹ軸に平行な測長ビームＢ１，Ｂ２を投射する。そして、それぞれの反射光を受光して、測長ビームＢ１，Ｂ２の光路長を計測する。その結果より、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの４自由度（Ｙ，Ｚ，θｙ，θｚ）方向の位置を算出する。
【００４３】
本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、主として、後述するエンコーダシステム１５０を用いて計測される。干渉計システム１１８は、ウエハステージＷＳＴがエンコーダシステム１５０の計測領域外（例えば、アンローディングポジション又はローディングポジション付近）に位置する際に、使用される。また、干渉計システム１１８はエンコーダシステム１５０の計測結果の長期的変動（例えばスケールの経時的な変形などによる）を補正（較正）する場合などに補助的に使用される。勿論、干渉計システム１１８とエンコーダシステム１５０とを併用して、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の全位置情報を計測することとしても良い。
【００４４】
本実施形態の露光装置１００には、干渉計システム１１８とは独立に、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を計測するために、エンコーダシステム１５０を構成する複数のヘッドユニットが設けられている。
【００４５】
図４に示されるように、投影ユニットＰＵの＋Ｘ側、＋Ｙ側、−Ｘ側、及びプライマリアライメント系ＡＬ１の−Ｙ側に、４つのヘッドユニット６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、及び６２Ｄが、それぞれ配置されている。また、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4のＸ軸方向の両外側にヘッドユニット６２Ｅ、６２Ｆが、それぞれ設けられている。これらのヘッドユニット６２Ａ〜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。
【００４６】
ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、図５に示されるように、それぞれ複数（ここでは５個）のＹヘッド６５1〜６５5及びＹヘッド６４1〜６４5を備えている。ここで、Ｙヘッド６５2〜６５5及びＹヘッド６４1〜６４4は、基準軸ＬＨ上に間隔ＷＤで配置されている。Ｙヘッド６５1及びＹヘッド６４5は、基準軸ＬＨから−Ｙ方向に所定距離離れた投影ユニットＰＵの−Ｙ側の位置に配置されている。Ｙヘッド６５1，６５2間、及びＹヘッド６４4，６４5間のＸ軸方向の間隔もＷＤに設定されている。なお、Ｙヘッド６５1〜６５5とＹヘッド６４5〜６４1は、基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。以下では、必要に応じて、Ｙヘッド６５1〜６５5及びＹヘッド６４1〜６４5を、それぞれ、Ｙヘッド６５及びＹヘッド６４とも記述する。
【００４７】
ヘッドユニット６２Ａは、Ｙスケール３９Ｙ1を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは５眼）のＹリニアエンコーダ７０Ａ（図７参照）を構成する。同様に、ヘッドユニット６２Ｃは、Ｙスケール３９Ｙ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ位置を計測する多眼（ここでは５眼）のＹリニアエンコーダ７０Ｃ（図７参照）を構成する。なお、以下では、Ｙリニアエンコーダを、適宜、「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する。
【００４８】
ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える５個のＹヘッド６５，６４（より正確には、Ｙヘッド６５，６４が発する計測ビームのスケール上の投射点）のＸ軸方向の間隔ＷＤは、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ軸方向の幅（より正確には、格子線３８の長さ）より僅かに狭く設定されている。従って、例えば、露光の際などには、それぞれ５個のＹヘッド６５，６４のうち、少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向する（計測ビームを投射する）。
【００４９】
ヘッドユニット６２Ｂは、図５に示されるように、投影ユニットＰＵの＋Ｙ側に配置され、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４個）のＸヘッド６６5〜６６8を備えている。また、ヘッドユニット６２Ｄは、プライマリアライメント系ＡＬ１の−Ｙ側に配置され、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４個）のＸヘッド６６1〜６６4を備えている。以下では、必要に応じて、Ｘヘッド６６5〜６６8及びＸヘッド６６1〜６６4をＸヘッド６６とも記述する。
【００５０】
ヘッドユニット６２Ｂは、Ｘスケール３９Ｘ1を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸方向の位置（Ｘ位置）を計測する、多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｂ（図７参照）を構成する。また、ヘッドユニット６２Ｄは、Ｘスケール３９Ｘ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ位置を計測する多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｄ（図７参照）を構成する。なお、以下では、Ｘリニアエンコーダを、適宜、「エンコーダ」と略述する。
【００５１】
ここで、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備える隣接するＸヘッド６６（より正確には、Ｘヘッド６６が発する計測ビームのスケール上の投射点）のＹ軸方向の間隔ＷＤは、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のＹ軸方向の幅（より正確には、格子線３７の長さ）よりも狭く設定されている。従って、例えば、露光の際などには、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備えるＸヘッド６６のうち少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2に対向する（計測ビームを投射する）。
【００５２】
なお、ヘッドユニット６２Ｂの最も−Ｙ側のＸヘッド６６5とヘッドユニット６２Ｄの最も＋Ｙ側のＸヘッド６６4との間隔は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動により、その２つのＸヘッド間で切り換え（つなぎ）が可能となるように、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向の幅よりも狭く設定されている。
【００５３】
ヘッドユニット６２Ｅは、図５に示されるように、複数（ここでは４個）のＹヘッド６７1〜６７4を備えている。ここで、３個のＹヘッド６７1〜６７3は、セカンダリアライメント系ＡＬ２1の−Ｘ側に、基準軸ＬＡ上に間隔ＷＤとほぼ同一間隔で配置されている。Ｙヘッド６７4は、基準軸ＬＡから＋Ｙ方向に所定距離離れたセカンダリアライメント系ＡＬ２1の＋Ｙ側に配置されている。なお、Ｙヘッド６７3，６７4間のＸ軸方向の間隔もＷＤと設定されている。
【００５４】
ヘッドユニット６２Ｆは、複数（ここでは４個）のＹヘッド６８1〜６８4を備えている。これらのＹヘッド６８1〜６８4は、基準軸ＬＶに関して、Ｙヘッド６７4〜６７1と対称な位置に配置されている。以下では、必要に応じて、Ｙヘッド６７1〜６７4及びＹヘッド６８1〜６８4を、それぞれＹヘッド６７及びＹヘッド６８とも記述する。
【００５５】
アライメント計測の際には、少なくとも各１つのＹヘッド６７，６８が、それぞれＹスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1に対向する。このＹヘッド６７，６８（すなわち、これらＹヘッド６７，６８によって構成されるＹエンコーダ７０Ｅ，７０Ｆ）によってウエハステージＷＳＴのＹ位置（及びθｚ回転）が計測される。
【００５６】
また、本実施形態では、セカンダリアライメント系のベースライン計測時などに、セカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２4にＸ軸方向で隣接するＹヘッド６７3，６８2が、ＦＤバー４６の一対の基準格子５２とそれぞれ対向し、その一対の基準格子５２と対向するＹヘッド６７3，６８2によって、ＦＤバー４６のＹ位置が、それぞれの基準格子５２の位置で計測される。以下では、一対の基準格子５２にそれぞれ対向するＹヘッド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）７０Ｅ2，７０Ｆ2（図７参照）と呼ぶ。また、識別のため、Ｙスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1に対向するＹヘッド６７，６８によって構成されるＹエンコーダを、Ｙエンコーダ７０Ｅ1、７０Ｆ1と呼ぶ。
【００５７】
上述した６つのリニアエンコーダ７０Ａ〜７０Ｆの計測値は、主制御装置２０に供給され、主制御装置２０は、リニアエンコーダ７０Ａ〜７０Ｄのうちの３つ、又はリニアエンコーダ７０Ｅ1，７Ｆ1，７０Ｂ及び７０Ｄのうちの３つの計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置を制御するとともに、リニアエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2の計測値に基づいて、ＦＤバー４６（ウエハステージＷＳＴ）のθｚ方向の回転を制御する。
【００５８】
なお、各エンコーダヘッド（Ｙヘッド、Ｘヘッド）として、例えば、国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットに開示されている干渉型のエンコーダヘッドを用いることができる。この種のエンコーダヘッドでは、２つの計測光を対応するスケールに投射し、それぞれの戻り光を１つの干渉光に合成して受光し、その干渉光の強度を光検出器を用いて計測する。その干渉光の強度変化より、スケールの計測方向（回折格子の周期方向）への変位を計測する。
【００５９】
さらに、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。多点ＡＦ系としては、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を採用している。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、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。
【００６０】
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。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。
【００６１】
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、面位置計測システム１８０の一部を構成する各一対のＺ位置計測用のヘッド（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。
【００６２】
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変位センサのヘッドが用いられる。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投射し、その反射光を受光して、投射点におけるウエハテーブルＷＴＢの面位置を計測する。なお、本実施形態では、Ｚヘッドの計測ビームは、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を採用している。
【００６３】
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５つのＹヘッド６５j，６４i（ｉ，ｊ＝１〜５）と同じＸ位置に、ただしＹ位置をずらして、それぞれ５つのＺヘッド７６j，７４i（ｉ，ｊ＝１〜５）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３つのＺヘッド７６3〜７６5，７４1〜７４3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Ｚヘッド７６1と７４5は投影ユニットＰＵの＋Ｙ側に、残りのＺヘッド７６2と７４4はそれぞれＹヘッド６５2と６４4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５つのＺヘッド７６，７４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７６，７４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採用される。
【００６４】
ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える５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投射点）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、例えば、露光の際などには、Ｙヘッド６５，６４と同様に、それぞれ５個のＺヘッド７６，７４のうち、少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向する。
【００６５】
上述したＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４5，７６1〜７６5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に接続されている。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，７４1〜７４5，７６1〜７６5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，７４1〜７４5，７６1〜７６5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が構成されている。
【００６６】
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。
【００６７】
上述のようにして構成された本実施形態の露光装置では、例えば国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットの実施形態中に開示されている手順と同様の手順に従って、ウエハステージＷＳＴを用いた処理が、主制御装置２０によって実行される。
【００６８】
すなわち、図８に示されるアンローディングポジションＵＰにウエハステージＷＳＴがあるときに、ウエハＷがアンロードされ、図９に示されるローディングポジションＬＰに移動したときに、新たなウエハＷがウエハテーブルＷＴＢ上にロードされる。アンローディングポジションＵＰ、ローディングポジションＬＰ近傍では、ウエハステージＷＳＴの６自由度の位置は、干渉計システム１１８の計測値に基づいて制御されている。このとき、Ｘ干渉計１２８が用いられる。また、アンローディングポジションＵＰ、ローディングポジションＬＰ及び両者間の移動経路では、全てのエンコーダヘッド及びＺヘッドが、スケール３９Ｙ1，３９Ｙ2，３９Ｘ1，３９Ｘ2のいずれにも対向することがない。すなわち、アンローディングポジションＵＰ、ローディングポジションＬＰ及び両者間の移動経路の領域は、すべてのエンコーダヘッド及びＺヘッドの計測ビームの投射点がスケール外に位置するので、ウエハステージＷＳＴを所定時間以上停止させる必要がある場合には、その待避位置として好適な位置となっている。なお、例えばローディングポジションＬＰにおいて、露光前のウエハＷの周辺の一部にＸヘッド６６1〜６６4の一部が対向することがあるが、ヘッドからの計測ビームは、ウエハＷ表面のレジストを感光させるおそれはないので特に支障はない。
【００６９】
ローディング終了後、ウエハステージＷＳＴを移動して、計測プレート３０の基準マークＦＭをプライマリアライメント系ＡＬ１で検出するプライメリアライメント系ＡＬ１のベースラインチェック前半の処理が行われる。これと前後して、エンコーダシステム及び干渉計システムの原点の再設定（リセット）が行われる。
【００７０】
その後、エンコーダシステム１５０及びＺヘッド７２ａ〜７２ｄを用いてウエハステージＷＳＴの６自由度方向の位置を計測しつつ、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、ウエハＷ上の複数のサンプルショット領域のアライメントマークを検出するアライメント計測が実行され、これと並行して多点ＡＦ系（９０ａ、９０ｂ）を用いてフォーカスマッピング（Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄの計測値を基準とする、ウエハＷの面位置（Ｚ位置）情報の計測）が行われる。そして、これらアライメント計測及びフォーカスマッピングのためのウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動中に、計測プレート３０が投影光学系ＰＬの直下に達したとき、空間像計測器４５Ａ，４５Ｂを用いてレチクルＲ上の一対のアライメントマークをスリットスキャン方式で計測する、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインチェック後半の処理が行われる。
【００７１】
その後、アライメント計測及びフォーカスマッピングが続行される。
【００７２】
そして、アライメント計測及びフォーカスマッピングが終了すると、アライメント計測の結果求められるウエハ上の各ショット領域の位置情報と、最新のアライメント系のベースラインとに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の複数のショット領域が露光され、レチクルのパターンが転写される。露光動作中、フォーカスマッピングにより得られた情報に基づいて、ウエハＷのフォーカスレベリング制御が行われる。なお、露光中のウエハのＺ、θｙは、Ｚヘッド７４，７６の計測値に基づいて制御されるが、θｘは、Ｙ干渉計１６の計測値に基づいて制御される。
【００７３】
なお、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン計測は、適宜なタイミングで、国際公開パンフレットに開示される方法と同様に、前述のエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2の計測値に基づいて、ＦＤバー４６（ウエハステージＷＳＴ）のθｚ回転を調整した状態で、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、それぞれの視野内にあるＦＤバー４６上の基準マークＭを同時に計測することで行われる。
【００７４】
上述のようにして、ウエハステージＷＳＴを用いた一連の処理が行われるが、何らかの原因により、ウエハステージＷＳＴを用いた一連の処理を一時的に停止して、ウエハステージＷＳＴを待機状態（アイドル状態）にしなければならない事態が生じることがある。
【００７５】
例えば、ウエハ交換時に、新たなウエハが、露光装置１００に例えばインラインにて接続されたコータ・デベロッパから送られてこないような場合であれば、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを前述した待避位置の１つであるローディングポジションＬＰに停止させて待機させることができる。
【００７６】
一方、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などから離れた位置にウエハステージＷＳＴがあるときにウエハステージＷＳＴを短時間待機させる必要が生じた場合などには、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの位置にかかわらず、換言すれば、エンコーダのヘッド及びＺヘッドからの計測ビームの投射点が対応するスケール上に位置しているか否かにかかわらず、計測ビームがスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2，３９Ｘ1，３９Ｘ2に投射されないようにしている。これによって、スケール上の一箇所に、エンコーダのヘッド及びＺヘッドからの計測ビームが照射され続けるのを防止している。
【００７７】
この場合おいて、エンコーダのヘッド及びＺヘッドがそれぞれ有する光源（レーザ光源）そのものをＯＦＦにしても良いが、これらのヘッドの光源をＯＦＦにすると、再度ＯＮにしたときの計測ビームの射出状態が安定化するまでに長時間を要するので、好ましくない。勿論、再度ＯＮにしても使用に際して十分に安定化させることができるのであれば、光源をＯＦＦにしても良い。
【００７８】
そこで、本実施形態では、一例として図１０（Ａ）に示されるように、各エンコーダヘッド（代表的に符号Ｅｈで表されている）に、矢印Ａ，Ａ’方向に移動可能な遮蔽板ＢＰ１を設けている。そして、主制御装置２０が、遮蔽板ＢＰ１を、図１０（Ｂ）に示される計測ビームＬＢの光路上に移動させて計測ビームＬＢを遮ることで、計測ビームＬＢが、ウエハテーブルＷＴＢに照射されるのを防止する。すなわち、主制御装置２０は、遮蔽板の駆動機構（不図示）を介して遮蔽板ＢＰ１を開閉制御することで、各エンコーダヘッドＥｈを実質的にＯＮ／ＯＦＦすることができる。
【００７９】
同様に、図１１（Ａ）に示されるように、各Ｚヘッド（代表的に符号Ｚｈで表されている）に、矢印Ｂ，Ｂ’方向に移動可能な遮蔽板ＢＰ２を設けている。そして、主制御装置２０が、遮蔽板ＢＰ２を、図１１（Ｂ）に示される計測ビームＬＢ’の光路上に移動させて計測ビームＬＢ’を遮ることで、計測ビームＬＢ’が、ウエハテーブルＷＴＢに照射されるのを防止する。
【００８０】
この場合において、遮断板は、それぞれのヘッドの筐体の外に設けるのが望ましいが、ヘッド（筐体）内の温度が変化しない、若しくは温度の変化が許容範囲内におさまれば、遮断板を筐体内に設けても良い。
【００８１】
なお、遮断板として、計測ビームを完全に遮る部材に限らず、計測ビームの強度を適度に弱める部材を用いても良い。
【００８２】
この他、上述の遮断板ＢＰ１，ＢＰ２に代えて、図１０（Ｃ）及び図１１（Ｃ）にそれぞれ示されるように、ヘッドの匡体にＹＺ面内で回動可能な反射板ＲＰ１，ＲＰ２を設け、該反射板ＲＰ１，ＲＰ２をそれぞれ用いて、スケールＳＣを含めウエハテーブルＷＴＢ上面以外の適当な場所に、計測ビームＬＢ，ＬＢ’を反射させることも可能である。
【００８３】
また、光源が各ヘッドの外部にあり、リレー光学系あるいは光ファイバ等で導光されている場合は、その経路（光路）に対して挿脱自在の遮蔽板を設け、この遮蔽板を光路に対して挿入することで、計測ビームがスケール上に照射されるのを防止しても良い。この場合、光源（レーザ光源）そのものをＯＦＦにする必要はない。
【００８４】
なお、露光装置１００の稼働中においても、投射点が対応するスケール上に位置していない間は、エンコーダヘッド及びＺヘッドからの計測ビームがウエハテーブルＷＴＢには投射されないようにすることが、スケールの熱変形によるエンコーダの計測誤差を抑制する観点からは望ましい。この場合、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの位置計測の結果から、対応するスケール上に投射点が位置していないヘッドを特定し、特定されたヘッドに対して、上述の計測ビームの投射制御を実行する。
【００８５】
また、これまでは、エンコーダヘッド及びＺヘッドからの計測ビームがウエハテーブルＷＴＢには投射されないようにする場合について説明したが、その代わりに、スケールを歪ませるのに十分な熱応力が発生しないように、適当な時間間隔で間欠投射する、又は強度を下げて投射することとしても良い。これらの場合において、主制御装置２０は、さらに、計測ビームの強度とその間欠投射の時間間隔を、スケールを歪ませるのに十分な熱応力が発生しないように、適切に設定する。
【００８６】
主制御装置２０は、アイドル中は、全てのヘッドに対して、上述の計測ビームの投射制御を実行し続ける。そして、アイドル状態が解消された際には、主制御装置２０は、通常時の投射制御を実行する。
【００８７】
この他、上述の各方法に代えて、あるいはこれと組み合わせて、スケールを構成する素材として熱膨張率の小さな素材を採用することで、スケールの熱変形を抑制しても良い。図１２には、スケールＳＣの構成の一例が示されている。この図１２のスケールＳＣでは、基盤となるガラス板ＢＧ上に、回折格子のベース層ＢＬが設けられ、ベース層ＢＬ上に、反射型回折格子ＲＧが、金属の蒸着などにより形成されている。そして、ベース層ＢＬとの間で、回折格子ＲＧを挟み込むように、接着層ＧＬが形成され、接着層の上に回折格子ＲＧを保護するカバーガラスＣＧが設置されている。
【００８８】
この図１２に示されるスケールＳＣでは、ベース層ＢＬと接着層ＧＬには、用途から考えて、熱膨張率の小さい材質を使用することが難しい。また、カバーガラスＣＧについても、計測ビームを透過する材質という制約より、熱膨張率の小さい材質を使用することが難しい。一方、本実施形態では、反射型回折格子をスケールとして使用するので、光が透過するガラス材を基盤となるガラス板ＢＧとして使用する必然性はない。そこで、熱膨張率の小さい部材を基盤として使用する。これにより、その上に形成されるベース層ＢＬ、回折格子ＲＧ、接着層ＧＬ、カバーガラスＣＧの変形を抑えることが可能となる。
【００８９】
以上、詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１００には、ウエハステージＷＳＴの位置を計測するために、エンコーダのヘッド６４1〜６４5，６５1〜６５5，６７1〜６７4，及び６８1〜６８4、並びにＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４5，及び７６1〜７６5が設置されている。また、これらのヘッドから発せられる計測ビームが、ウエハステージＷＳＴの上面に設けられているスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2に投射される。そして、主制御装置２０により、ヘッド６４1〜６４5，６５1〜６５5，６７1〜６７4，及び６８1〜６８4を含むエンコーダシステム１５０、及びＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４5，及び７６1〜７６5を含む面位置計測システム１８０の計測結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴが、ステージ駆動系１２４を介して、ＸＹ平面内で駆動される。一方、移動体が待機状態にあるときには、主制御装置２０により、スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2に対する上記各ヘッドからの計測ビームの投射が制御される。例えば、露光装置１００のアイドル中には、主制御装置２０は、計測ビームを、切る、間欠投射する、あるいは強度を変えて投射する。このようにして、計測ビームのスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2上への投射を制御することにより、スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2に与えられる照射熱が調整される。これにより、照射熱によるスケールの変形（歪み）を抑えることができる。従って、エンコーダヘッド６４〜６８（及びＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４ｉ，７６ｊ（ｉ，ｊ＝１〜５））の高い位置計測精度を長期に渡って維持し、ウエハステージＷＳＴの高い駆動精度を保障することが可能になる。
【００９０】
また、本実施形態の露光装置１００によると、ウエハＷ上の区画領域（ショット領域）にパターンを形成するために、主制御装置２０及びステージ駆動系１２４により、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴがＸＹ平面内で駆動される。このため、精度良く、ウエハＷ上の区画領域にパターンを形成することが可能になる。
【００９１】
なお、上記実施形態では、スケールを歪ませ得る計測ビームとして、主として、エンコーダヘッドとＺヘッドから発せられる計測ビームを取り上げた。しかし、同様に、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4と多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の計測ビームも、スケールを歪ませ得る。そこで、上記実施形態において、これらの計測ビームのスケールに対する投射量の調整をも、主制御装置２０が、行う。すなわち、これらアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4及び多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）についても、それらの計測ビームの投射点がスケール上に位置する際には（投射対象であるウエハＷ上以外に位置する際には）、先と同様に、計測ビームの投射を止めることとしても良い。これにより、その熱によって発生する応力によるスケールの歪みを抑えることが望ましい。
【００９２】
なお、上記実施形態で説明したエンコーダシステムなどの各計測装置の構成は一例に過ぎず、本発明がこれに限定されないことは勿論である。例えば、上記実施形態では、ウエハテーブル（ウエハステージ）上に格子部（Ｙスケール、Ｘスケール）を設け、これに対向してＸヘッド、Ｙヘッドをウエハステージの外部に配置する構成のエンコーダシステムを採用した場合について例示したが、これに限らず、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書などに開示されているように、ウエハステージにエンコーダヘッドを設け、これに対向してウエハステージの外部に格子部（例えば２次元格子又は２次元に配置された１次元の格子部）を配置する構成のエンコーダシステムを採用しても良い。この場合において、Ｚヘッドもウエハステージに設け、その格子部の面を、Ｚヘッドの計測ビームが照射される反射面としても良い。
【００９３】
また、上述の実施形態では、本発明が、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適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号パンフレット、特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６,９５２,２５３号明細書）などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
【００９４】
また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置を上記実施形態と同様に、エンコーダを用いて計測することができるので、同様の効果を得ることができる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明は適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。また、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号パンフレットなどに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも本発明は適用が可能である。
【００９５】
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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）によりマスク（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】
【０１０５】
本発明の移動体駆動方法及び装置は、移動体を駆動するのに適している。また、本発明の露光方法及び装置は、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のパターン形成方法及び装置は、物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、半導体素子又は液晶表示素子などの電子デバイスを製造するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【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】ウエハステージを示す平面図である。
【図３】図１の露光装置が備えるステージ装置及び干渉計の配置を示す平面図である。
【図４】図１の露光装置が備えるステージ装置及び計測装置類の配置を示す平面図である。
【図５】エンコーダヘッド（Ｘヘッド、Ｙヘッド）とアライメント系の配置を示す平面図である。
【図６】Ｚヘッドと多点ＡＦ系の配置を示す平面図である。
【図７】一実施形態に係る露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。
【図８】ウエハステージのアンローディングポジションを示す図である。
【図９】ウエハステージのローディングポジションを示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は、遮断板又は反射板を用いてのエンコーダヘッドの計測ビームの投射制御を説明するための図、
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、遮断板又は反射板を用いてのＺヘッドの計測ビームの投射制御を説明するための図である。
【図１２】熱変形を抑えるためのスケールの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０７】
２０…主制御装置、３９Ｘ1，３９Ｘ2…Ｘスケール、３９Ｙ1，３９Ｙ2…Ｙスケール、５０…ステージ装置、６２Ａ〜６２Ｆ…ヘッドユニット、６４，６５…Ｙヘッド、６６…Ｘヘッド、６７，６８…Ｙヘッド、７０Ａ，７０Ｃ…Ｙリニアエンコーダ、７０Ｂ，７０Ｄ…Ｘリニアエンコーダ、７２ａ〜７２ｄ，７４，７６…Ｚヘッド、９０ａ，９０ｂ…多点ＡＦ系、１００…露光装置、１１８…干渉計システム、１２４…ステージ駆動系、１５０…エンコーダシステム、１８０…面位置計測システム、２００…計測システム、ＡＬ１…プライマリアライメント系、ＡＬ２1〜ＡＬ２4…セカンダリアライメント系、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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