検出装置、移動体装置、パターン形成装置及びパターン形成方法、露光装置、及びデバイス製造方法
【課題】高精度なウエハステージの移動制御を行う。
【解決手段】ウエハステージの位置を計測するために用いられるスケール３９Ｙ2に対して検出装置ＰＤＹ1の照射系６９Ａからの検出ビームを照射し、スケール３９Ｙ2を介した検出ビームを受光系６９Ｂで検出することにより、スケールの表面状態（異物の存在状態）を検出する。これにより、スケールに対して非接触で表面状態の検出を行うことができる。さらに、この表面状態を考慮することで、ウエハステージの移動制御を高精度に行うことができる。
【解決手段】ウエハステージの位置を計測するために用いられるスケール３９Ｙ2に対して検出装置ＰＤＹ1の照射系６９Ａからの検出ビームを照射し、スケール３９Ｙ2を介した検出ビームを受光系６９Ｂで検出することにより、スケールの表面状態（異物の存在状態）を検出する。これにより、スケールに対して非接触で表面状態の検出を行うことができる。さらに、この表面状態を考慮することで、ウエハステージの移動制御を高精度に行うことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置、移動体装置、パターン形成装置及びパターン形成方法、露光装置及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、計測部材の表面状態を検出する検出装置、該検出装置を備える移動体装置、該移動体装置を備えるパターン形成装置、移動体に保持された物体上にパターンを形成するパターン形成方法、前記物体をエネルギビームで露光する露光装置、及び前記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（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】
これらのステッパ、又はスキャナ等では、被露光基板（例えばウエハ）を保持するステージの位置計測は、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。しかるに、レーザ干渉計のビームの光路長は数百ｍｍ程度以上もある。また、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性能が要求されるようになってきた。このような理由により、今や、レーザ干渉計のビーム路上の雰囲気の温度揺らぎ（空気揺らぎ）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。
【０００４】
そこで、最近においては、ステージの位置を計測する装置として、レーザ干渉計よりも温度揺らぎ（空気揺らぎ）に起因する計測値の短期的な変動が小さいリニアエンコーダを用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなリニアエンコーダを用いる場合に、スケール上に異物が存在すると、その異物により計測誤差が生じたり、計測ができなくなったりするおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／０９７３７９号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した事情の下になされたものであり、その第１の態様によれば、移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の、表面状態を検出する検出装置であって、前記計測部材に対して光ビームを照射する照射系と、前記計測部材を介した光ビームを検出する検出系と、を備える検出装置が提供される。
【０００７】
これによれば、計測部材に対して非接触で表面状態の検出を行うことが可能である。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、計測部材が設けられた移動体と、前記計測部材と対向するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の前記所定方向の位置情報を計測する計測装置と、前記計測部材の表面状態を検出する本発明の検出装置と、を備える第１の移動体装置が提供される。
【０００９】
これによれば、検出装置により、計測部材に対して非接触で、計測部材の表面状態が検出されるので、検出装置の検出動作が移動体の移動の邪魔をすることが無い。また、計測部材の表面状態（異物の付着状態など）を考慮することで、該表面状態に起因する計測装置の計測精度の悪化を抑制することができ、これにより、高精度な移動体の移動制御を行うことが可能となる。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、前記移動体が物体を保持する本発明の第１の移動体装置と、前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備える第１のパターン形成装置が提供される。
【００１１】
これによれば、移動体の位置制御（物体の位置制御）を精度良く行うことができるので、該移動体に保持された物体上に、パターン生成装置によりパターンを生成することで、物体上へ高精度なパターン生成を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明の第４の態様によれば、エネルギビームにより物体を露光して、前記物体にパターンを形成する露光装置であって、前記移動体が前記物体を保持する本発明の第１の移動体装置を備える第１の露光装置が提供される。
【００１３】
これによれば、移動体の位置情報の計測を精度良く行うことができるので、該移動体に保持された物体に対してパターンを精度良く形成することが可能となる。
【００１４】
本発明の第５の態様によれば、計測部材が設けられた移動体と、前記計測部材に対向するとき該計測部材に計測ビームを照射し、前記計測部材を介した前記計測ビームを受光するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の所定方向の位置情報を計測する計測装置と、前記計測部材の表面状態を検出する検出装置と、を備える第２の移動体装置が提供される。
【００１５】
これによれば、検出装置により、計測部材の表面状態が検出されるので、計測部材の表面状態（異物の付着状態など）を考慮することで、該表面状態に起因する計測装置の計測精度の悪化を抑制することができる。これにより、高精度な移動体の移動制御を行うことが可能となる。
【００１６】
本発明の第６の態様によれば、前記移動体が物体を保持する本発明の第２の移動体装置と、前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備える第２のパターン形成装置が提供される。
【００１７】
これによれば、移動体の位置制御（物体の位置制御）を精度良く行うことができるので、該移動体に保持された物体上に、パターン生成装置によりパターンを生成することで、物体上へ高精度なパターン生成を行うことが可能となる。
【００１８】
本発明の第７の態様によれば、エネルギビームにより物体を露光して、前記物体にパターンを形成する露光装置であって、前記移動体が前記物体を保持する本発明の第２の移動体装置を備える第２の露光装置が提供される。
【００１９】
これによれば、移動体の位置情報の計測を精度良く行うことができるので、該移動体に保持された物体に対してパターンを精度良く形成することが可能となる。
【００２０】
本発明の第８の態様によれば、載置された物体を保持して所定の平面内を移動する移動体と、前記移動体の前記物体が載置された前記平面に平行な一面と対向するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の前記一面の前記物体の載置領域外の領域に計測ビームを照射することで、前記移動体の所定方向の位置情報を計測する計測装置と、前記移動体の前記一面の前記物体の載置領域外の領域の表面状態を検出する検出装置と、を備える第３の移動体装置が提供される。
【００２１】
これによれば、検出装置により、移動体の一面の物体の載置領域外の領域の表面状態が検出されるので、計測装置からの検出ビームが照射される、移動体の一面の物体の載置領域外の領域の表面状態（異物の付着状態など）を考慮することで、該表面状態に起因する計測装置の計測精度の悪化を抑制することができる。これにより、高精度な移動体の所定方向の位置制御を行うことが可能となる。
【００２２】
本発明の第９の態様によれば、本発明の第３の移動体装置と、前記移動体に載置された物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備える第３のパターン形成装置である。
【００２３】
これによれば、移動体の位置制御（物体の位置制御）を精度良く行うことができるので、該移動体に保持された物体上に、パターン生成装置によりパターンを生成することで、物体上へ高精度なパターン生成を行うことが可能となる。
【００２４】
本発明の第１０の態様によれば、移動体に保持された物体上にパターンを形成するパターン形成工程と、前記移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の表面状態を検出する検出工程と、を含む第１のパターン形成方法が提供される。
【００２５】
これによれば、計測部材の表面状態（異物の付着状態など）による影響を回避した状態で、物体上へのパターン生成を高精度に行うことが可能となる。
【００２６】
本発明の第１１の態様によれば、移動体に保持された物体上にパターンを形成するパターン形成工程と、前記移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の表面上に存在する異物を除去する異物除去工程と、を含む第２のパターン形成方法が提供される。
【００２７】
これによれば、異物除去工程において、移動体に設けられた計測部材に存在する異物を除去するので、パターン形成工程において、計測部材に存在する異物の影響を受けることなく、物体上にパターンを形成することが可能となる。
【００２８】
本発明の第１２の態様によれば本発明の第１又は第２のパターン形成方法により物体上にパターンを形成する工程と、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が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施形態に係る露光装置を示す概略図である。
【図２】図１のステージ装置を示す平面図である。
【図３】図１の露光装置が備える各種計測装置（エンコーダ、アライメント系、多点ＡＦ系など）の配置を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、図３の検出装置の構成を示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の送光系から射出される検出ビームのスケールに対する入射状態を示す図である。
【図５】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６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、アレイ状に配置された複数のヘッドをそれぞれ含む複数のエンコーダによるウエハステージのＸＹ平面内の位置計測及びヘッド間の計測値の引き継ぎについて説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）は、エンコーダの構成の一例を示す図、図７（Ｂ）は、検出光として格子ＲＧの周期方向に長く延びる断面形状のレーザビームＬＢが用いられた場合を示す図である。
【図８】ウエハステージ上のウエハに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われている状態のウエハステージ及び計測ステージの状態を示す図である。
【図９】ウエハステージ側で、ウエハに対する露光が終了した段階のウエハステージ及び計測ステージの状態を示す図である。
【図１０】露光終了後に、ウエハステージと計測ステージとが離間した状態から両ステージが接触する状態に移行した直後の両ステージの状態を示す図である。
【図１１】ウエハステージと計測ステージとのＹ軸方向の位置関係を保ちつつ、計測ステージが−Ｙ方向に移動し、ウエハステージがアンローディングポジションに向けて移動しているときの両ステージの状態を示す図である。
【図１２】計測ステージがSec-BCHK（インターバル）を行う位置に到達したときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１３】Sec-BCHK（インターバル）が行われるのと並行して、ウエハステージがアンロードポジションからローディングポジションに移動したときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１４】計測ステージが最適スクラム待機位置へ移動し、ウエハがウエハステージ上にロードされたときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１５】計測ステージが最適スクラム待機位置で待機中に、ウエハステージがPri-BCHKの前半の処理を行う位置へ移動したときの両ステージの状態を示す図である。
【図１６】アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、３つのファーストアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１７】アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、５つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１８】アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、５つのサードアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１９】アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、３つのフォースアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図２０】フォーカスマッピングが終了したときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図２１】露光動作中のウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図２１に基づいて説明する。
【００３１】
図１には、一実施形態に係る露光装置１００の構成が概略的に示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちスキャナである。後述するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
【００３２】
露光装置１００は、照明系１０、該照明系１０からの露光用照明光（以下、「照明光」又は「露光光」と呼ぶ）ＩＬにより照明されるレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出された照明光ＩＬをウエハＷ上に投射する投影光学系ＰＬを含む投影ユニットＰＵ、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを有するステージ装置５０、及びこれらの制御系等を備えている。ウエハステージＷＳＴ上には、ウエハＷが載置されている。
【００３３】
照明系１０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応する米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書）などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、レチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系とを含んでいる。この照明系１０では、レチクルブラインド（マスキングシステム）で規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。また、オプティカルインテグレータとしては、例えばフライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）あるいは回折光学素子などを用いることができる。
【００３４】
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５参照）によって、ＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に指定された走査速度で駆動可能となっている。レチクルステージＲＳＴの位置情報は、レチクル干渉計１１６によって常時計測されている。
【００３５】
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、該鏡筒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、その第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、「露光領域」とも呼ぶ）ＩＡに形成される。不図示ではあるが、投影ユニットＰＵは、防振機構を介して３本の支柱で支持される鏡筒定盤に搭載されている。しかし、これに限らず、例えば国際公開第２００６／０３８９５２号に開示されているように、投影ユニットＰＵの上方に配置される不図示のメインフレーム部材、あるいはレチクルステージＲＳＴが配置されるベース部材などに対して投影ユニットＰＵを吊り下げ支持しても良い。
【００３６】
なお、本実施形態の露光装置１００では、液浸法を適用した露光が行われるので、ペッツヴァルの条件を満足し、かつ投影光学系の大型化を避けるために、ミラーとレンズとを含む反射屈折系（カタディ・オプトリック系）を用いても良い。
【００３７】
また、本実施形態の露光装置１００では、液浸法を適用した露光を行うため、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、局所液浸装置８の一部を構成するノズルユニット３２が設けられている。本実施形態では、ノズルユニット３２は、図１に示されるように、その下端面が先端レンズ１９１の下端面とほぼ同一面に設定されている。また、ノズルユニット３２は、液体Ｌｑの供給口及び回収口と、ウエハＷが対向して配置され、かつ回収口が設けられる下面と、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂとそれぞれ接続される供給流路及び回収流路とを備えている。
【００３８】
本実施形態においては、液体供給管３１Ａ、供給流路、及び供給口を介して、液体供給装置５（図１では不図示、図５参照）から先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体が供給されるとともに、回収口、回収流路、及び液体回収管３１Ｂを介して、液体回収装置６（図１では不図示、図５参照）によって、先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体が回収されることにより、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に、一定量の液体Ｌｑ（図１参照）が保持される。この場合、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に保持された液体Ｌｑは、常に入れ替わっている。
【００３９】
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。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。この水の中では、照明光ＩＬの波長は、１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。
【００４０】
上記の説明から明らかなように、本実施形態では、ノズルユニット３２、液体供給装置５、液体回収装置６、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂ等を含み、局所液浸装置８が構成されている。なお、局所液浸装置８の一部、例えば少なくともノズルユニット３２は、投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム（前述の鏡筒定盤を含む）に吊り下げ支持されても良いし、メインフレームとは別のフレーム部材に設けても良い。あるいは、前述の如く投影ユニットＰＵが吊り下げ支持される場合は、投影ユニットＰＵと一体にノズルユニット３２を吊り下げ支持しても良いが、本実施形態では投影ユニットＰＵとは独立に吊り下げ支持される計測フレームにノズルユニット３２を設けている。この場合、投影ユニットＰＵを吊り下げ支持していなくても良い。
【００４１】
なお、投影ユニットＰＵ下方に計測ステージＭＳＴが位置する場合にも、上記と同様に後述する計測ステージと先端レンズ１９１との間に水を満たすことが可能である。
【００４２】
図１に戻り、ステージ装置５０は、ベース盤１２上に配置されたウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴ、これらのステージＷＳＴ，ＭＳＴの位置情報を計測するＹ軸干渉計１６，１８を含む干渉計システム１１８（図５参照）、及び露光の際などにウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するのに用いられるエンコーダシステム２００（図５参照）、ステージＷＳＴ，ＭＳＴを駆動するステージ駆動系１２４（図５参照）、並びに後述する検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4、ＰＤＹ1、ＰＤＹ2（図３及び図５等参照）などを備えている。
【００４３】
ウエハステージＷＳＴ，計測ステージＭＳＴそれぞれの底面には、不図示の非接触軸受、例えば真空予圧型空気静圧軸受（以下、「エアパッド」と呼ぶ）が複数ヶ所に設けられており、これらのエアパッドからベース盤１２の上面に向けて噴出された加圧空気の静圧により、ベース盤１２上でウエハステージＷＳＴ，計測ステージＭＳＴが数μｍ程度のクリアランスを介して非接触で支持されている。また、ステージＷＳＴ，ＭＳＴは、ステージ駆動系１２４によって、互いに独立して少なくともＹ軸方向及びＸ軸方向に駆動可能である。
【００４４】
ウエハステージＷＳＴには、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（不図示）が設けられている。ウエハホルダはウエハステージＷＳＴと一体に形成しても良いが、本実施形態ではウエハホルダとウエハステージＷＳＴとを別々に構成し、例えば真空吸着などによってウエハホルダをウエハステージＷＳＴの凹部内に固定している。また、ウエハステージＷＳＴの上面には、ウエハホルダ上に載置されるウエハの表面とほぼ同一面となる、液体Ｌｑに対して撥液化処理された表面（撥液面）を有し、かつ外形（輪郭）が矩形でその中央部にウエハホルダ（ウエハの載置領域）よりも一回り大きな円形の開口が形成されたプレート（撥液板）２８が設けられている。プレート２８は、低熱膨張率の材料、例えばガラス又はセラミックス（ショット社のゼロデュア（商品名）、Ａｌ２Ｏ３あるいはＴｉＣなど）から成り、その表面には、例えばフッ素樹脂材料、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料あるいはシリコン系樹脂材料などにより撥液膜が形成される。さらにプレート２８は、ステージ装置５０の平面図である図２に示されるように、円形の開口を囲む、外形（輪郭）が矩形の第１撥液領域２８ａと、第１撥液領域２８ａの周囲に配置される矩形枠状（環状）の第２撥液領域２８ｂとを有する。第１撥液領域２８ａには、例えば露光動作時、ウエハの表面からはみ出す液浸領域１４（例えば図３参照）の少なくとも一部が形成され、第２撥液領域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る。なお、プレート２８はその表面の少なくとも一部がウエハの表面と同一面でなくても良い、すなわち異なる高さであっても良い。また、プレート２８は単一のプレートでも良いが、本実施形態では複数のプレート、例えば第１及び第２撥液領域２８ａ、２８ｂにそれぞれ対応する第１及び第２撥液板が組み合わせて構成される。本実施形態では、前述の如く液体Ｌｑとして純水を用いるので、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。
【００４５】
この場合、内側の第１撥水板２８ａには、露光光ＩＬが照射されるのに対し、外側の第２撥水板２８ｂには、露光光ＩＬが殆ど照射されない。このことを考慮して、本実施形態では、第１撥水版２８ａの表面には、露光光ＩＬ（この場合、真空紫外域の光）に対する耐性が十分にある撥水コートが施された第１撥水領域が形成され、第２撥水板２８ｂには、その表面に第１撥水領域に比べて露光光ＩＬに対する耐性が劣る撥水コートが施された第２撥水領域が形成されている。一般にガラス板には、露光光ＩＬ（この場合、真空紫外域の光）に対する耐性が十分にある撥水コートを施し難いので、このように第１撥水板２８ａとその周囲の第２撥水板２８ｂとの２つの部分に分離することは効果的である。なお、これに限らず、同一のプレートの上面に露光光ＩＬに対する耐性が異なる２種類の撥水コートを施して、第１撥水領域、第２撥水領域を形成しても良い。また、第１及び第２撥水領域で撥水コートの種類が同一でも良い。例えば、同一のプレートに１つの撥水領域を形成するだけでも良い。
【００４６】
また、図２から明らかなように、第１撥水板２８ａの＋Ｙ側の端部には、そのＸ軸方向の中央部に長方形の切り欠きが形成され、この切り欠きと第２撥水板２８ｂとで囲まれる長方形の空間の内部（切り欠きの内部）に計測プレート３０が埋め込まれている。計測プレート３０の長手方向の中央（ウエハステージＷＳＴのセンターラインＬＬ上）には、基準マークＦＭが形成されるとともに、該基準マークＦＭのＸ軸方向の一側と他側に、基準マークの中心に関して対称な配置で一対の空間像計測スリットパターン（スリット状の計測用パターン）ＳＬが形成されている。各空間像計測スリットパターンＳＬとしては、一例として、Ｙ軸方向とＸ軸方向とに沿った辺を有するＬ字状のスリットパターン、あるいはＸ軸及びＹ軸方向にそれぞれ延びる２つの直線状のスリットパターンなどを用いることができる。これら空間像計測スリットパターンＳＬ下方のウエハステージＷＳＴの内部には、スリットパターンＳＬとともに空間像計測装置４５（図５参照）を構成する光学系等が設けられている。
【００４７】
第２撥水板２８ｂは、実際には、図７（Ａ）に示されるように、２枚の板状部材２９ａ，２９ｂが貼り合わされて形成されている。このうち、下側の板状部材２９ｂの上面（＋Ｚ側の面）には、その４辺のそれぞれに沿って所定ピッチで回折格子ＲＧの多数の格子線が設けられている。これについて更に詳述すると、図２に示されるように、第２撥水板２８ｂ（板状部材２９ｂ）のＸ軸方向一側と他側（図２における上下両側）の領域には、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2がそれぞれ形成されている。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における左右両側）の領域には、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。本実施形態では、第２撥水板２８ｂを上記のように２枚の板状部材２９ａ，２９ｂで構成することで、上側の板状部材２９ａが回折格子ＲＧをカバーするので、回折格子ＲＧの損傷等を防止することが可能となっている。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。その他の図においても同様である。
【００４８】
ウエハステージＷＳＴの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、それぞれ鏡面加工が施され、図２に示される反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。干渉計システム１１８（図５参照）のＹ軸干渉計１６及びＸ軸干渉計１２６（図１では、Ｘ軸干渉計１２６は不図示、図２参照）は、反射面１７ａ，１７ｂにそれぞれ干渉計ビーム（測長ビーム）を投射して、それぞれの反射光を受光することにより、各反射面の基準位置（一般には投影ユニットＰＵ側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの変位、すなわちウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報を計測し、この計測値が主制御装置２０に供給される。本実施形態では、Ｙ軸干渉計１６及びＸ軸干渉計１２６として、ともに光軸を複数有する多軸干渉計が用いられている。Ｙ軸干渉計１６及びＸ軸干渉計１２６の計測値に基づいて、主制御装置２０は、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）も計測可能である。但し、本実施形態では、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）は、主として、上述したＹスケール、Ｘスケールなどを用いる、後述するエンコーダシステムの各エンコーダによって計測される。そして、干渉計１６，１２６の計測値は、各エンコーダの計測値の長期的変動（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用いられる。また、Ｙ軸干渉計１６は、ウエハ交換のため、後述するアンローディングポジション、及びローディングポジション付近においてウエハステージＷＳＴのＹ位置等を計測するのに用いられる。また、例えばローディング動作とアライメント動作との間、及び／又は露光動作とアンローディング動作との間におけるウエハステージＷＳＴの移動においても、干渉計システム１１８の計測情報、すなわち５自由度の方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θｘ、θｙ及びθｚ方向）の位置情報の少なくとも１つが用いられる。なお、干渉計システム１１８はその少なくとも一部（例えば、光学系など）が、投影ユニットＰＵを保持するメインフレームに設けられる、あるいは前述の如く吊り下げ支持される投影ユニットＰＵと一体に設けられても良いが、本実施形態では前述した計測フレームに設けられるものとする。
【００４９】
なお、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴとして、６自由度で移動可能な単一のステージを採用したが、ウエハステージＷＳＴとして、ＸＹ平面内で自在に移動可能なステージ本体と、該ステージ本体上に搭載され、ステージ本体に対してＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向に相対的に微小駆動可能なウエハテーブルとを含む構成を採用しても良い。また、反射面１７ａ，反射面１７ｂの代わりに、ウエハステージＷＳＴに平面ミラーから成る移動鏡を設けても良い。さらに、投影ユニットＰＵに設けられる固定ミラーの反射面を基準面としてウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するものとしたが、その基準面を配置する位置は投影ユニットＰＵに限られるものでないし、必ずしも固定ミラーを用いてウエハステージＷＳＴの位置情報を計測しなくても良い。
【００５０】
また、本実施形態では、干渉計システム１１８によって計測されるウエハステージＷＳＴの位置情報が、後述の露光動作やアライメント動作などでは用いられず、主として各エンコーダのキャリブレーション動作（すなわち、計測値の較正）などに用いられるものとしたが、干渉計システム１１８の計測情報（すなわち、５自由度の方向の位置情報の少なくとも１つ）を、例えば露光動作及び／又はアライメント動作などで用いても良い。本実施形態では、エンコーダシステムは、少なくとも３つのエンコーダにより、ウエハステージＷＳＴの３自由度の方向、すなわちＸ軸、Ｙ軸及びθｚ方向の位置情報を計測する。そこで、露光動作などにおいて、干渉計システム１１８の計測情報のうち、エンコーダによるウエハステージＷＳＴの位置情報の計測方向（Ｘ軸、Ｙ軸及びθｚ方向）と異なる方向、例えばθｘ方向及び／又はθｙ方向に関する位置情報のみを用いても良いし、その異なる方向の位置情報に加えて、エンコーダの計測方向と同じ方向（すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸及びθｚ方向の少なくとも１つ）に関する位置情報を用いても良い。また、干渉計システム１１８はウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置情報を計測可能としても良い。この場合、露光動作などにおいてＺ軸方向の位置情報を用いても良い。
【００５１】
計測ステージＭＳＴは、各種計測用部材を有しており、６自由度方向に駆動可能とされている。計測用部材としては、例えば、図２に示されるように、投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光するピンホール状の受光部を有する照度むらセンサ９４、投影光学系ＰＬにより投影されるパターンの空間像（投影像）を計測する空間像計測器９６、及び例えば国際公開第０３／０６５４２８号などに開示されているシャック−ハルトマン（Shack-Hartman）方式の波面収差計測器９８などが採用されている。波面収差計測器９８としては、例えば国際公開第９９／６０３６１号（対応欧州特許第１,０７９,２２３号）に開示されるものも用いることができる。
【００５２】
照度むらセンサ９４としては、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報（対応する米国特許第４，４６５，３６８号明細書）などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。また、空間像計測器９６としては、例えば特開２００２−１４００５号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書）などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。なお、本実施形態では３つの計測用部材（９４、９６、９８）を計測ステージＭＳＴに設けるものとしたが、計測用部材の種類、及び／又は数などはこれに限られない。計測用部材として、例えば投影光学系ＰＬの透過率を計測する透過率計測器、及び／又は、前述の局所液浸装置８、例えばノズルユニット３２（あるいは先端レンズ１９１）などを観察する計測器などを用いても良い。さらに、計測用部材と異なる部材、例えばノズルユニット３２、先端レンズ１９１などを清掃する清掃部材などを計測ステージＭＳＴに搭載しても良い。
【００５３】
上記各センサに加え、例えば特開平１１−１６８１６号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書）などに開示される、投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光する所定面積の受光部を有する照度モニタを採用しても良く、この照度モニタもセンターライン上に配置することが望ましい。
【００５４】
なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと液体（水）Ｌｑとを介して露光光（照明光）ＩＬによりウエハＷを露光する液浸露光が行われるのに対応して、照明光ＩＬを用いる計測に使用される上記の照度むらセンサ９４（及び照度モニタ）、空間像計測器９６、並びに波面収差計測器９８では、投影光学系ＰＬ及び水を介して照明光ＩＬを受光することとなる。また、各センサは、例えば光学系などの一部だけが計測ステージＭＳＴに搭載されていても良いし、センサ全体を計測ステージＭＳＴに配置するようにしても良い。
【００５５】
また、計測ステージＭＳＴの−Ｙ側の側面には、直方体状の基準部材としてのコンフィデンシャルバー（以下、「ＣＤバー」と略述する）４６がＸ軸方向に延設されている。このＣＤバー４６は、フルキネマティックマウント構造によって、計測ステージＭＳＴ上にキネマティックに支持されている。なお、ＣＤバー４６はフィデュシャルバー（「ＦＤバー」と略述）とも呼ばれる。
【００５６】
ＣＤバー４６は、原器（計測基準）となるため、低熱膨張率の光学ガラスセラミックス、例えば、ショット社のゼロデュア（商品名）などがその素材として採用されている。このＣＤバー４６の上面（表面）は、いわゆる基準平面板と同程度にその平坦度が高く設定されている。また、このＣＤバー４６の長手方向の一側と他側の端部近傍には、図２に示されるように、Ｙ軸方向を周期方向とする基準格子（例えば回折格子）５２がそれぞれ形成されている。この一対の基準格子５２は、所定距離を隔ててＣＤバー４６のＸ軸方向の中心、すなわちセンターラインＣＬに関して対称な配置で形成されている。
【００５７】
また、このＣＤバー４６の上面には、図２に示されるように複数の基準マークＭが形成されている。この複数の基準マークＭは、同一ピッチでＹ軸方向に関して３行の配列で形成され、各行の配列がＸ軸方向に関して互いに所定距離だけずれて形成されている。各基準マークＭとしては、後述するプライマリアライメント系、セカンダリアライメント系によって検出可能な寸法の２次元マークが用いられている。基準マークＭはその形状（構成）が前述の基準マークＦＭと異なっても良いが、本実施形態では基準マークＭと基準マークＦＭとは同一の構成であり、かつウエハＷのアライメントマークとも同一の構成となっている。なお、本実施形態ではＣＤバー４６の表面、及び計測ステージＭＳＴ（前述の計測用部材を含んでも良い）の表面もそれぞれ撥液膜（撥水膜）で覆われている。
【００５８】
計測ステージＭＳＴの＋Ｙ端面、−Ｘ端面も前述したウエハステージＷＳＴと同様の反射面１９ａ、１９ｂが形成されている（図２参照）。干渉計システム１１８（図５参照）のＹ軸干渉計１８、Ｘ軸干渉計１３０（図１では、Ｘ軸干渉計１３０は不図示、図２参照）は、これらの反射面１９ａ、１９ｂに、図２に示されるように、干渉計ビーム（測長ビーム）を投射して、それぞれの反射光を受光することにより、各反射面の基準位置からの変位、すなわち計測ステージＭＳＴの位置情報（例えば、少なくともＸ軸及びＹ軸方向の位置情報とθｚ方向の回転情報とを含む）を計測し、この計測値が主制御装置２０に供給される。
【００５９】
本実施形態の露光装置１００では、図１、図２では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、図３に示されるように、投影ユニットＰＵの中心を通りかつＹ軸と平行な直線ＬＶ上で、該中心から−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が支持部材５４に支持された状態で設けられている。また、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。各セカンダリアライメント系ＡＬ２n（ｎ＝１〜４）は、回転中心Ｏを中心として紙面内で回動可能とされており、この回動により、Ｘ位置が調整される。なお、５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4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る。ただし、これに限らず、５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4を、例えば前述した計測フレームに設けても良い。
【００６０】
本実施形態では、プライマリアライメント系ＡＬ１及び４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれとして、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（各アライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。プライマリアライメント系ＡＬ１及び４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれからの撮像信号は、図５の主制御装置２０に供給されるようになっている。
【００６１】
次に、本実施形態の露光装置１００におけるエンコーダシステム２００について、図３に基づいて説明する。なお、図３においては、計測ステージＭＳＴの図示が省略されるとともに、その計測ステージＭＳＴと先端レンズ１９１との間に保持される水Ｌｑで形成される液浸領域が符号１４で示されている。
【００６２】
この図３に示されるように、本実施形態の露光装置１００では、前述したノズルユニット３２の周囲を四方から囲む状態で、エンコーダシステムの４つのヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄが配置されている。これらのヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄは、図３等では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、支持部材を介して、前述した投影ユニットＰＵを保持するメインフレームに吊り下げ状態で固定されている。なお、ヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄは、例えば投影ユニットＰＵが吊り下げ支持される場合は投影ユニットＰＵと一体に吊り下げ支持しても良いし、あるいは前述した計測フレームに設けても良い。
【００６３】
ヘッドユニット６２Ａ、６２Ｃは、投影ユニットＰＵの＋Ｘ側、−Ｘ側にそれぞれＸ軸方向を長手方向として、かつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して対称に光軸ＡＸからほぼ同一距離隔てて配置されている。また、ヘッドユニット６２Ｂ、６２Ｄは、投影ユニットＰＵの＋Ｙ側、−Ｙ側にそれぞれＹ軸方向を長手方向として、かつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸからほぼ同一距離隔てて配置されている。
【００６４】
ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、図３に示されるように、Ｘ軸方向に沿って投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通りかつＸ軸と平行な直線ＬＨ上に所定間隔で配置された複数（ここでは６個）のＹヘッド６４を備えている。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のＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは、６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５参照）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のＹ位置を計測する多眼（ここでは、６眼）のＹエンコーダ７０Ｃ（図５参照）を構成する。ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃが備える隣接するＹヘッド６４（すなわち、計測ビーム）の間隔は、前述のＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ軸方向の幅（より正確には、格子線の長さ）よりも狭く設定されている。また、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える複数のＹヘッド６４のうち、最も内側に位置するＹヘッド６４は、投影光学系ＰＬの光軸になるべく近く配置するために、投影光学系ＰＬの鏡筒４０の下端部（より正確には先端レンズ１９１を取り囲むノズルユニット３２の横側）に固定されている。
【００６５】
ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃは、それぞれが備えるＹヘッド６４と同じＸ位置に、ただしＹ位置を＋Ｙ側に所定距離ずらして、それぞれ６個のＺセンサ７６1〜７６6、７４1〜７４6（図３では不図示、図５参照）を備えている。
【００６６】
Ｚセンサ７４1〜７４6、及びＺセンサ７６1〜７６6は、図５に示されるように、不図示の処理装置を介して主制御装置２０に接続されている。この処理装置を介してＺセンサ７２ａ〜７２ｄ（これらの配置については後述）も主制御装置２０に接続されている。
【００６７】
各Ｚセンサとしては、ウエハステージＷＳＴに対し上方から光を照射し、その反射光を受光してその光の照射点におけるウエハステージＷＳＴの上面（本実施形態では計測対象であるＹスケールの計測面（計測対称面））のＸＹ平面に直交するＺ軸方向の位置情報を計測するセンサ、一例としてＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップのような構成の光学式の変位センサ（光ピックアップ方式のセンサ）が用いられている。
【００６８】
主制御装置２０は、処理装置を介してＺセンサ７２ａ〜７２ｄ、Ｚセンサ７４1〜７４6、及びＺセンサ７６1〜７６6の中から任意のＺセンサを選択して作動状態とし、その作動状態としたＺセンサで検出した面位置情報を受け取る。
【００６９】
これを更に詳述すると、各Ｚセンサは、フォーカスセンサ、該フォーカスセンサを収納したセンサ本体及びセンサ本体をＺ軸方向に駆動する駆動部、並びにセンサ本体のＺ軸方向の変位を計測する計測部等（いずれも不図示）を備えている。
【００７０】
フォーカスセンサとしては、計測ビームを計測対象面に照射し、その反射光を受光することで、計測対象面の変位を光学的に読み取る光ピックアップと同様の光学式変位センサが用いられている。フォーカスセンサの出力信号（フォーカスエラーとも呼ばれる）は、駆動部に送られる。駆動部は、フォーカスセンサからの出力信号に従って、センサ本体と計測対象面との距離を一定に保つように（より正確には、計測対象面をフォーカスセンサの光学系のベストフォーカス位置に保つように）、センサ本体をＺ軸方向に駆動する。これにより、センサ本体は計測対象面のＺ軸方向の変位に追従し、フォーカスロック状態が保たれる。
【００７１】
計測部としては、本実施形態では、一例として回折干渉方式のエンコーダが用いられている。計測部は、センサ本体のＺ軸方向の変位を読み取る。
【００７２】
本実施形態では、上述のように、フォーカスロック状態では、センサ本体は、計測対象面との距離を一定に保つように、Ｚ軸方向に変位する。従って、計測部のエンコーダヘッドが、センサ本体のＺ軸方向の変位を計測することにより、計測対象面の面位置（Ｚ位置）が計測される。計測部のエンコーダヘッドの計測値が、Ｚセンサの計測値として前述の処理装置を介して主制御装置２０に供給される。
【００７３】
ヘッドユニット６２Ｂは、図３に示されるように、上記直線ＬＶ上にＹ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数、ここでは７個のＸヘッド６６を備えている。また、ヘッドユニット６２Ｄは、上記直線ＬＶ上に所定間隔で配置された複数、ここでは１１個（ただし、図３ではプライマリアライメント系ＡＬ１と重なる１１個のうちの３個は不図示）のＸヘッド６６を備えている。ヘッドユニット６２Ｂは、前述のＸスケール３９Ｘ1を用いて、ウエハステージＷＳＴ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５参照）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のＸ位置を計測する多眼（ここでは、１１眼）のＸエンコーダ７０Ｄ（図５参照）を構成する。また、本実施形態では、例えば後述するアライメント時などにヘッドユニット６２Ｄが備える１１個のＸヘッド６６のうちの２個のＸヘッド６６が、Ｘスケール３９Ｘ1，Ｘスケール３９Ｘ2に同時にそれぞれ対向する場合がある。この場合には、Ｘスケール３９Ｘ1と対向するＸヘッド６６、及びＸスケール３９Ｘ2と対向するＸヘッド６６のいずれを用いても良い。いずれにしても、ヘッドユニット６２ＤのＸスケールに対向するＸヘッド６６によってＸリニアエンコーダ７０Ｄが構成される。
【００７４】
ここで、１１個のＸヘッド６６のうちの一部、ここでは３個のＸヘッドは、プライマリアライメント系ＡＬ１を支持する支持部材５４の下方に取り付けられている。また、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備える隣接するＸヘッド６６（計測ビーム）の間隔は、前述のＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のＹ軸方向の幅（より正確には、格子線の長さ）よりも狭く設定されている。また、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備える複数のＸヘッド６６のうち、最も内側に位置するＸヘッド６６は、投影光学系ＰＬの光軸になるべく近く配置するために、投影光学系ＰＬの鏡筒の下端部（より正確には先端レンズ１９１を取り囲むノズルユニット３２の横側）に固定されている。
【００７５】
さらに、セカンダリアライメント系ＡＬ２1の−Ｘ側、セカンダリアライメント系ＡＬ２4の＋Ｘ側に、プライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を通るＸ軸に平行な直線上かつその検出中心に対してほぼ対称に検出点が配置されるＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2がそれぞれ設けられている。Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2の間隔は、前述したＣＤバー４６上の一対の基準格子５２間の間隔にほぼ等しく設定されている。Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2は、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの中心が上記直線ＬＶ上にある図３に示される状態では、Ｙスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1にそれぞれ対向するようになっている。後述するアライメント動作の際などでは、Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2に対向してＹスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1がそれぞれ配置され、このＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2（すなわち、これらＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2によって構成されるＹエンコーダ７０Ｅ、７０Ｆ（図５参照））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。
【００７６】
また、本実施形態では、セカンダリアライメント系の後述するベースライン計測時などに、Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2が、ＣＤ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６４ｙ1，６４ｙ2によって、ＣＤ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、基準格子５２にそれぞれ対向するＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2によって構成されるエンコーダをＹリニアエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2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６４ｙ1，６４ｙ2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。
【００７７】
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７０Ｅ，７０Ｆの計測値に基づいて、ＣＤバー４６のθｚ方向の回転を制御する。
【００７８】
また、本実施形態の露光装置１００（ステージ装置５０）には、図３に示されるように、スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2、３９Ｙ1，３９Ｙ2、及びＣＤバー４６上の一対の基準格子５２の表面状態（例えば、異物などの存在状態）を検出するための６つの検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4、ＰＤＹ1，ＰＤＹ2が設けられている（図３では、ハッチングが付されている）。検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4、ＰＤＹ1，ＰＤＹ2は、投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム（前述の鏡筒定盤を含む）に吊り下げ支持されても良いし、メインフレームとは別のフレーム部材に固定しても良い。
【００７９】
これら６つの検出装置のうち、検出装置ＰＤＸ1は投影ユニットＰＵの＋Ｙ側かつ−Ｘ側の位置に設けられており、検出装置ＰＤＸ2は投影ユニットＰＵの＋Ｙ側かつ＋Ｘ側の位置で、直線ＬＶを基準として検出装置ＰＤＸ1と左右対称な位置に設けられている。また、検出装置ＰＤＸ3は投影ユニットＰＵの−Ｙ側かつ−Ｘ側の位置に設けられており、検出装置ＰＤＸ4は、直線ＬＶを基準として検出装置ＰＤＸ3と左右対称な位置に設けられている。更に、検出装置ＰＤＹ1は、ヘッドユニット６２Ｃの−Ｙ側かつ照射系９０ａ（これについては後述する）の＋Ｙ側に配置され、検出装置ＰＤＹ2は、ヘッドユニット６２Ａの−Ｙ側かつ受光系９０ａ（これについては後述する）の＋Ｙ側の位置で、直線ＬＶを基準として検出装置ＰＤＹ1と左右対称な位置に配置されている。
【００８０】
検出装置ＰＤＹ1は、図４（Ａ）に示されるように、スケール３９Ｙ2の表面に対して検出ビームを照射する照射系６９Ａと、スケール３９Ｙ2の表面にて散乱した検出ビームを受光する受光系６９Ｂとを含んでいる。
【００８１】
照射系６９Ａは、例えば、レーザ光源、コリメータレンズ、照射光調整部材、アナモルフィックプリズム、絞り等を含む送光部６１と、ミラー６３とを含んでいる。レーザ光源は波長が、例えば約７８０ｎｍの検出ビームを射出する半導体レーザである。
【００８２】
送光部６１から射出された検出ビームは、ミラー６３で反射され、スケール３９Ｙ2の表面に９０°に近い入射角（図４では、８９°）で入射する。すなわち、検出ビームはスケール３９Ｙ2の表面にほぼ平行に入射するので、図４（Ｂ）に示されるように、検出ビームは、スケール３９Ｙ2表面のＸ軸方向のほぼ全域にわたって延びる帯状の照射領域ＢＡに照射される。そして、スケール３９Ｙ2の表面に、図４（Ａ）に示されるように、異物（パーティクル）１１が存在する場合、この異物１１に照射された検出ビームが散乱する。
【００８３】
受光系６９Ｂは、図４（Ａ）に示されるように、受光レンズ６５及びイメージセンサ６７を含んでいる。イメージセンサ６７としては、例えば、一次元ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の光電検出器が用いられる。
【００８４】
受光系６９Ｂでは、スケール３９Ｙ2表面の異物１１において散乱した散乱光のうち、受光レンズ６５に入射する散乱光をイメージセンサ６７にて受光する。この場合、異物１１のＸ位置に応じて、イメージセンサ６７上における散乱光の受光位置が変化する。このイメージセンサ６７の受光結果は、主制御装置２０（図５参照）に送られる。主制御装置２０は、この受光結果に基づいて異物１１の位置を特定する。
【００８５】
なお、検出装置ＰＤＹ2も上記検出装置ＰＤＹ1と同様の構成となっている。また、検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4は、検出ビームの照射方向が検出装置ＰＤＹ1，ＰＤＹ2とは異なるものの、検出装置ＰＤＹ1，ＰＤＹ2と同様になっている。したがって、検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4を用いることにより、スケール（３９Ｘ1又は３９Ｘ2）上に存在する異物１１の位置を検出することが可能である。本実施形態では、異物検出時に前述のエンコーダシステムで計測されるウエハステージＷＳＴの位置情報を用いるが、干渉計システム１１８で計測されるウエハステージＷＳＴの位置情報を代用あるいは併用しても良い。
【００８６】
なお、本実施形態では、検出装置からの検出ビームが、スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2、３９Ｙ1，３９Ｙ2、及びＣＤバー４６の基準格子５２に照射されるため、スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2、３９Ｙ1，３９Ｙ2及びＣＤバー４６の基準格子５２の回折格子における回折光が受光系６９Ｂにて受光されるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、回折格子の格子ピッチや向きが一定であり、受光系６９Ｂでは、常に同一の状態の回折光が受光されるので、回折光の受光によって異物１１からの散乱光の検出が影響を受けることが殆ど無い。すなわち、回折格子からの回折光の光量分だけ、受光光の光量（光強度）が底上げされるが、この底上げ分（ノイズ成分）は、位置に依存しないのに対し、異物１１からの散乱光は、位置によって異なるからである。しかしながら、異物の検出信号のＳ／Ｎ比を向上させる観点からは、イメージセンサ６７が回折光を受光しないように、受光系６９Ｂの配置等を設計することが好ましい。
【００８７】
さらに、本実施形態の露光装置１００では、図３に示されるように、照射系９０ａ及び受光系９０ｂから成る、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応する米国特許第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６２Ｃ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６２Ａの＋Ｘ端部の−Ｙ側に受光系９０ｂが配置されている。
【００８８】
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は検出点の総数の１／２）のマトリックス状に配置される。図３中では、それぞれ検出ビームが照射される複数の検出点を、個別に図示せず、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ＡＦとして示している。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。また、この検出領域ＡＦは、Ｙ軸方向に関して、前述の液浸領域１４（露光領域ＩＡ）とアライメント系（ＡＬ１、ＡＬ２1，ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4）の検出領域との間に配置されているので、多点ＡＦ系とアライメント系とでその検出動作を並行して行うことが可能となっている。多点ＡＦ系は、投影ユニットＰＵを保持するメインフレームなどに設けても良いが、本実施形態では前述の計測フレームに設けるものとする。
【００８９】
なお、複数の検出点は１行Ｍ列又は２行Ｎ列で配置されるものとしたが、行数及び／又は列数はこれに限られない。但し、行数が２以上である場合は、異なる行の間でも検出点のＸ軸方向の位置を異ならせることが好ましい。さらに、複数の検出点はＸ軸方向に沿って配置されるものとしたが、これに限らず、複数の検出点の全部又は一部をＹ軸方向に関して異なる位置に配置しても良い。例えば、Ｘ軸及びＹ軸の両方と交差する方向に沿って複数の検出点を配置しても良い。すなわち、複数の検出点は少なくともＸ軸方向に関して位置が異なっていれば良い。また、本実施形態では複数の検出点に検出ビームを照射するものとしたが、例えば検出領域ＡＦの全域に検出ビームを照射しても良い。さらに、検出領域ＡＦはＸ軸方向の長さがウエハＷの直径と同程度でなくても良い。
【００９０】
なお、図３では図示が省略されているが、多点ＡＦ系の複数の検出点のうち両端に位置する検出点の近傍、すなわち検出領域ＡＦの両端部近傍に、前述の直線ＬＶに関して対称な配置で、前述した各一対のＺセンサ７２ａ，７２ｂ、及び７２ｃ，７２ｄ（図５参照）が設けられている。これらの面位置センサとしては、ウエハステージＷＳＴに対し上方から光を照射し、その反射光を受光してその光の照射点におけるウエハステージＷＳＴ表面のＸＹ平面に直交するＺ軸方向の位置情報を計測するセンサ、一例としてＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップのような構成の光学式の変位センサ（光ピックアップ方式のセンサ）が用いられている。
【００９１】
図３において、符号ＵＰはウエハステージＷＳＴ上のウエハのアンロードが行われるアンローディングポジションを示し、符号ＬＰはウエハステージＷＳＴ上へのウエハのロードが行われるローディングポジションを示す。本実施形態では、アンロードポジションＵＰとローディングポジションＬＰとは、直線ＬＶに関して対称に設定されている。なお、ウエハＷの交換位置をアンロードポジションＵＰとローディングポジションＬＰとに分けて設定しているが、アンロードポジションＵＰとローディングポジションＬＰとを同一位置としても良い。
【００９２】
図５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５においては、前述した照度むらセンサ９４、空間像計測器９６及び波面収差計測器９８などの計測ステージＭＳＴに設けられた各種センサが、纏めてセンサ群９９として示されている。
【００９３】
上述のようにして構成された本実施形態の露光装置１００では、前述したようなウエハステージＷＳＴ上のＸスケール、Ｙスケールの配置及び前述したようなＸヘッド、Ｙヘッドの配置を採用したことから、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）などに例示されるように、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲（すなわち、本実施形態では、アライメント及び露光動作のために移動する範囲）では、必ず、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2とヘッドユニット６２Ｂ、６２Ｄ（Ｘヘッド６６）とがそれぞれ対向し、かつＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2とヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃ（Ｙヘッド６４）又はＹヘッド６４ｙ1、６４ｙ2とがそれぞれ対向するようになっている。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）中では、対応するＸスケール又はＹスケールに対向したヘッドが丸で囲んで示されている。
【００９４】
このため、主制御装置２０は、前述のウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では、エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄの少なくとも３つ、又はリニアエンコーダ７０Ｅ1，７０Ｆ1，７０Ｂ及び７０Ｄのうちの少なくとも３つの計測値に基づいて、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ＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を、高精度に制御することができる。エンコーダ７０Ａ〜７０Ｆの計測値が受ける空気揺らぎの影響は、干渉計に比べては無視できるほど小さいので、空気揺らぎに起因する計測値の短期安定性は、干渉計に比べて格段に良い。なお、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲及びスケールのサイズ（すなわち、回折格子の形成範囲）などに応じて、ヘッドユニット６２Ｂ、６２Ｄ、６２Ａ、６２Ｃのサイズ（例えば、ヘッドの数及び／又は間隔など）を設定している。従って、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では、４つのスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2、３９Ｙ1，３９Ｙ2が全てヘッドユニット６２Ｂ、６２Ｄ、６２Ａ、６２Ｃとそれぞれ対向するが、４つのスケールが全て対応するヘッドユニットと対向しなくても良い。例えば、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の一方、及び／又はＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2の一方がヘッドユニットから外れても良い。Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の一方、又はＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2の一方がヘッドユニットから外れる場合、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では３つのスケールがヘッドユニットと対向するので、ウエハステージＷＳＴのＸ軸、Ｙ軸及びθｚ方向の位置情報を常時計測可能である。また、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の一方、及びＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2の一方がヘッドユニットから外れる場合、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では２つのスケールがヘッドユニットと対向するので、ウエハステージＷＳＴのθｚ方向の位置情報は常時計測できないが、Ｘ軸及びＹ軸方向の位置情報は常時計測可能である。この場合、干渉計システム１１８によって計測されるウエハステージＷＳＴのθｚ方向の位置情報を併用して、ウエハステージＷＳＴの位置制御を行っても良い。
【００９５】
また、図６（Ａ）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、そのウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置を計測するＹヘッド６４が、同図中に矢印ｅ1，ｅ2で示されるように、隣のＹヘッド６４に順次切り換わる。例えば、実線の丸で囲まれるＹヘッド６４から点線の丸で囲まれるＹヘッド６４へ切り換わる。このため、その切り換わりの前後で、計測値が引き継がれる。すなわち、本実施形態では、このＹヘッド６４の切り換え及び計測値の引継ぎを円滑に行うために、前述の如く、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃが備える隣接するＹヘッド６４の間隔を、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ軸方向の幅よりも狭く設定したものである。
【００９６】
また、図示は省略されているが、上記のＹヘッドと同様に、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える、隣接するＺセンサ７６同士、７４同士の切り換え（つなぎ処理）が行われる。
【００９７】
また、本実施形態では、前述の如く、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄが備える隣接するＸヘッド６６の間隔は、前述のＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のＹ軸方向の幅よりも狭く設定されているので、上述と同様に、図６（Ｂ）中に白抜き矢印で示されるようにウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に駆動する際、そのウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置を計測するＸヘッド６６が、順次隣のＸヘッド６６に切り換わり（例えば実線の丸で囲まれるＸヘッド６６から点線の丸で囲まれるＸヘッド６６へ切り換わる）、その切り換わりの前後で計測値が引き継がれる。
【００９８】
ここで、エンコーダ７０Ａ〜７０Ｆの構成等について、図７（Ａ）に拡大して示されるＹエンコーダ７０Ａを代表的に採り上げて説明する。この図７（Ａ）では、Ｙスケール３９Ｙ1に検出光（計測ビーム）を照射するヘッドユニット６２Ａの１つのＹヘッド６４を示している。
【００９９】
Ｙヘッド６４は、大別すると、照射系６４ａ、光学系６４ｂ、及び受光系６４ｃの３部分から構成されている。
【０１００】
照射系６４ａは、レーザ光ＬＢをＹ軸及びＺ軸に対して４５°を成す方向に射出する光源、例えば半導体レーザＬＤと、該半導体レーザＬＤから射出されるレーザビームＬＢの光路上に配置されたレンズＬ１とを含む。
【０１０１】
光学系６４ｂは、その分離面がＸＺ平面と平行である偏光ビームスプリッタＰＢＳ、一対の反射ミラーＲ１ａ，Ｒ１ｂ、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂ、四分の一波長板（以下、λ／４板と記述する）ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂ、及び反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂ等を備えている。
【０１０２】
前記受光系６４ｃは、偏光子（検光子）及び光検出器等を含む。
【０１０３】
このＹエンコーダ７０Ａにおいて、半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬＢはレンズＬ１を介して偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射し、偏光分離されて２つのビームＬＢ1、ＬＢ2となる。偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過したビームＬＢ1は反射ミラーＲ１ａを介してＹスケール３９Ｙ1に形成された反射型回折格子ＲＧに到達し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されたビームＬＢ2は反射ミラーＲ１ｂを介して反射型回折格子ＲＧに到達する。なお、ここで「偏光分離」とは、入射ビームをＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離することを意味する。
【０１０４】
ビームＬＢ1、ＬＢ2の照射によって回折格子ＲＧから発生する所定次数の回折ビーム、例えば１次回折ビームはそれぞれ、レンズＬ２ｂ、Ｌ２ａを介してλ／４板ＷＰ１ｂ、ＷＰ１ａにより円偏光に変換された後、反射ミラーＲ２ｂ、Ｒ２ａにより反射されて再度λ／４板ＷＰ１ｂ、ＷＰ１ａを通り、往路と同じ光路を逆方向に辿って偏光ビームスプリッタＰＢＳに達する。
【０１０５】
偏光ビームスプリッタＰＢＳに達した２つのビームは、各々その偏光方向が元の方向に対して９０度回転している。このため、先に偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過したビームＬＢ1の１次回折ビームは、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて受光系６４ｃに入射するとともに、先に偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されたビームＬＢ2の１次回折ビームは、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過してビームＬＢ1の１次回折ビームと同軸に合成されて受光系６４ｃに入射する。
【０１０６】
そして、上記２つの１次回折ビームは、受光系６４ｃの内部で、検光子によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。
【０１０７】
上記の説明からわかるように、Ｙエンコーダ７０Ａでは、干渉させる２つのビームの光路長が極短くかつほぼ等しいため、空気揺らぎの影響がほとんど無視できる。そして、Ｙスケール３９Ｙ1（すなわちウエハステージＷＳＴ）が計測方向（この場合、Ｙ軸方向）に移動すると、２つのビームそれぞれの位相が変化して干渉光の強度が変化する。この干渉光の強度の変化が、受光系６４ｃによって検出され、その強度変化に応じた位置情報がＹエンコーダ７０Ａの計測値として出力される。その他のエンコーダ７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ等も、エンコーダ７０Ａと同様にして構成されている。各エンコーダとしては、分解能が、例えば０．１ｎｍ程度のものが用いられている。なお、本実施形態のエンコーダでは、図７（Ｂ）に示されるように、検出光として格子線から成る回折格子ＲＧの周期方向に長く延びる断面形状のレーザビームＬＢを用いても良い。図７（Ｂ）では、回折格子ＲＧの格子線と比較してビームＬＢを誇張して大きく図示している。
【０１０８】
次に、本実施形態の露光装置１００における、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを用いた並行処理動作について、図８〜図２１に基づいて説明する。なお、以下の動作中、主制御装置２０によって、局所液浸装置８の液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブの開閉制御が前述したようにして行われ、投影光学系ＰＬの先端レンズ１９１の射出面側には常時水が満たされている。しかし、以下では、説明を分かり易くするため、液体供給装置５及び液体回収装置６の制御に関する説明は省略する。また、以後の動作説明は、多数の図面を用いて行うが、図面毎に同一の部材に符号が付されていたり、付されていなかったりしている。すなわち、図面毎に、記載している符号が異なっているが、それら図面は符号の有無に関わらず、同一構成である。これまでに説明に用いた、各図面についても同様である。
【０１０９】
なお、前提として、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースライン計測（ベースラインチェック）や、セカンダリアライメント系ＡＬ２n（ｎ＝１〜４）のベースライン計測動作は、既に行われているものとする。ここで、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインとは、投影光学系ＰＬによるパターン（例えばレチクルＲのパターン）の投影位置とプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心との位置関係（又は距離）を意味し、セカンダリアライメント系ＡＬ２nのベースラインとは、プライマリアライメント系ＡＬ１（の検出中心）を基準とする各セカンダリアライメント系ＡＬ２n（の検出中心）の相対位置を意味する。プライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインは、例えば、基準マークＦＭがプライマリアライメント系ＡＬ１の視野（検出領域）内に位置決めされた状態で、基準マークＦＭを計測するとともに、基準マークＦＭが投影光学系ＰＬの露光領域ＩＡ（液浸領域１４）内に位置決めされた状態で、例えば、特開２００２−１４００５号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書）などに開示される方法と同様に、一対の空間像計測スリットパターンＳＬを用いたスリットスキャン方式の空間像計測動作にて、一対の計測マークの空間像をそれぞれ計測し、それぞれの検出結果及び計測結果に基づいて算出する。また、セカンダリアライメント系ＡＬ２nのベースラインは、例えば、事前に、ロット先頭のウエハＷ（プロセスウエハ）上の特定のアライメントマークをプライマリアライメント系ＡＬ１、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4それぞれで検出し、その検出結果とその検出時のエンコーダ７０Ａ〜７０Ｄの計測値とから算出する。なお、主制御装置２０は、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のＸ軸方向の位置を、アライメントショット領域の配置に合わせて事前に調整している。
【０１１０】
図８には、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷ（ここでは、一例として、あるロット（１ロットは２５枚又は５０枚）の中間のウエハとする）に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われている状態が示されている。この露光中、主制御装置２０により、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2にそれぞれ対向する図８中に丸で囲んで示されている２つのＸヘッド６６（Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ）と、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2にそれぞれ対向する図８中に丸で囲んで示されている２つのＹヘッド６４（Ｙエンコーダ７０Ａ，７０Ｃ）とのうちの少なくとも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（θｚ回転を含む）が制御されている。また、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置とθｙ回転（ローリング）及びθｘ回転（ピッチング）とは、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃ内部に設けられた前述のＺセンサ７４i，７６j（ｉ，ｊは、１〜６のいずれか）の計測値に基づいて制御され、θｘ回転（ピッチング）はＹ軸干渉計１６の計測値に基づいて制御されている。
【０１１１】
なお、Ｚセンサをヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃの内部又はその近傍にＹ軸方向にも並べて配置し、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置とθｙ回転（ローリング）とθｘ回転（ピッチング）とを、複数のＺセンサの計測値に基づいて制御しても良い。いずれにしても、この露光中のウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置、θｙ回転及びθｘ回転の制御（ウエハＷのフォーカス・レベリング制御）は、事前に行われたフォーカスマッピング（これについては後述する）の結果に基づいて行われる。
【０１１２】
上記の露光動作は、主制御装置２０により、事前に行われたウエハアライメント、例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）の結果（これについては後述する）及びアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の最新のベースライン等に基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）へウエハステージＷＳＴが移動されるショット間移動動作と、レチクルＲに形成されたパターンを走査露光方式で各ショット領域に転写する走査露光動作とを繰り返すことにより、行われる。なお、上記の露光動作は、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に水を保持した状態で行われる。また、図８における−Ｙ側に位置するショット領域から＋Ｙ側に位置するショット領域の順で行われる。さらにＥＧＡ方式は、例えば特開昭６１−４４４２９号公報（対応する米国特許第４，７８０，６１７号明細書）に開示されているように、ウエハＷ上の複数のショット領域の一部（例えば、８〜１６個程度）をアライメントショット領域として選択し、この選択されたショット領域のアライメントマークをアライメント系ＡＬ1、ＡＬ２１〜ＡＬ２4によって検出する。そして、この検出されたアライメントマークの位置情報を統計演算してウエハＷ上の各ショット領域の位置情報（配列座標）を算出するものである。このＥＧＡ方式では、ショット領域の位置情報だけでなく、ウエハＷのスケーリング、ローテーションなどに関する情報も求めることができる。
【０１１３】
そして、図９に示されるように、ウエハＷに対する露光が終了する前（最終のショット領域が露光される前）に、主制御装置２０は、Ｘ軸干渉計１３０の計測値を一定値に維持しつつＹ軸干渉計１８の計測値に基づいてステージ駆動系１２４を制御して、計測ステージＭＳＴを図１０に示される位置まで移動させる。このとき、ＣＤバー４６の−Ｙ側の端面とウエハステージＷＳＴの＋Ｙ側の端面とは接触している。なお、例えば各ステージのＹ軸方向の位置を計測する干渉計又はエンコーダの計測値をモニタして計測ステージＭＳＴとウエハステージＷＳＴとをＹ軸方向に３００μｍ程度離間させて、非接触の状態（近接状態）を保っても良い。
【０１１４】
次いで、図１１に示されるように、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとのＹ軸方向の位置関係を保ちつつ、計測ステージＭＳＴを−Ｙ方向に駆動する動作を開始するとともに、ウエハステージＷＳＴをアンローディングポジションＵＰに向けて駆動する動作を開始する。この動作が開始されると、本実施形態では計測ステージＭＳＴが−Ｙ方向のみに移動され、ウエハステージＷＳＴが−Ｙ方向及び−Ｘ方向に移動される。
【０１１５】
このようにして、主制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴが同時に駆動されると、投影ユニットＰＵの先端レンズ１９１とウエハＷとの間に保持されていた水（液浸領域１４の水）が、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの−Ｙ側への移動に伴って、ウエハＷ→プレート２８→ＣＤバー４６→計測ステージＭＳＴの順に移動する。なお、上記の移動中、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴは前述の接触状態（又は近接状態）を保っている。なお、図１１には、液浸領域１４の水がプレート２８からＣＤバー４６に渡される直前の状態が示されている。
【０１１６】
図１１の状態から、更にウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴが−Ｙ方向へ同時に僅かに駆動されると、Ｙエンコーダ７０Ａ，７０ＣによるウエハステージＷＳＴの位置計測ができなくなるので、この直前に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴのＹ位置及びθｚ回転の制御を、Ｙエンコーダ７０Ａ，７０Ｃの計測値に基づく制御から、Ｙ軸干渉計１６の計測値に基づく制御に切り換える。そして、所定時間後、図１２に示されるように、計測ステージＭＳＴのＣＤバー４６がアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の直下に位置するため、主制御装置２０は、計測ステージＭＳＴをこの位置で停止するとともに、Ｘスケール３９Ｘ1に対向する図１２中に丸で囲んで示されるＸヘッド６６（Ｘリニアエンコーダ７０Ｂ）によりウエハステージＷＳＴのＸ位置を計測しかつＹ位置及びθｚ回転等はＹ軸干渉計１６により計測しつつ、ウエハステージＷＳＴをさらにアンローディングポジションＵＰに向かって駆動し、アンローディングポジションＵＰで停止させる。なお、図１２の状態では、計測ステージＭＳＴと先端レンズ１９１との間に水が保持されている。
【０１１７】
次いで、主制御装置２０は、図１２及び図１３に示されるように、ＣＤバー４６の基準マークＭを用いて、セカンダリアライメント系ＡＬ２n（の検出中心）の、プライマリアライメント系ＡＬ１（の検出中心）を基準とする相対位置関係（ベースライン）を計測する。この場合のベースライン計測は、ウエハ交換毎というインターバルで行われるので、以下では「Sec-BCHK（インターバル）」とも記述する。
【０１１８】
このSec-BCHK（インターバル）では、主制御装置２０は、ＣＤバー４６上の一対の基準格子５２とそれぞれと対向するＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2（Ｙリニアエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2）の計測値に基づいて、ＣＤバー４６のθｚ回転を調整するとともに、計測ステージＭＳＴのセンターラインＣＬ上又はその近傍に位置する基準マークＭを検出するプライマリアライメント系ＡＬ１の計測値に基づいて、例えば干渉計の計測値を用いてＣＤバー４６のＸＹ位置を調整する。
【０１１９】
そして、この状態で、主制御装置２０は、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、それぞれのセカンダリアライメント系の視野内にあるＣＤバー４６上の基準マークＭを同時に計測することで、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースラインをそれぞれ求める。そして、その後の処理に際しては、新たに計測したベースラインを用いることで、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースラインのドリフトが補正される。
【０１２０】
また、このSec-BCHK（インターバル）と並行して、主制御装置２０は、アンロードポジションＵＰに停止しているウエハステージＷＳＴ上のウエハＷを、不図示のアンロードアームの駆動系に指令を与えてアンロードさせ、ウエハステージＷＳＴを＋Ｘ方向に駆動してローディングポジションＬＰに移動させる。
【０１２１】
次に、主制御装置２０は、図１４に示されるように、計測ステージＭＳＴを、ウエハステージＷＳＴから離れた状態からウエハステージＷＳＴとの前述の接触状態（又は近接状態）に移行させるための最適な待機位置（以下、「最適スクラム待機位置」と呼ぶ）へ移動させる。これと並行して、主制御装置２０は、不図示のロードアームの駆動系に指令を与えて、ウエハステージＷＳＴ上に新たなウエハＷをロードさせる。なお、図１４には、ウエハＷがウエハステージＷＳＴ上にロードされた状態が示されている。
【０１２２】
本実施形態において、上述の計測ステージＭＳＴの最適スクラム待機位置は、ウエハ上のアライメントショット領域に付設されたアライメントマークのＹ座標に応じて適切に設定される。これにより、上記の接触状態（又は近接状態）への移行の際に、計測ステージＭＳＴをその最適スクラム待機位置に移動させる動作が不要になるので、最適スクラム待機位置から離れた位置に待機させる場合に比べて、計測ステージＭＳＴの移動回数を１回削減できる。また、本実施形態では、上記の最適スクラム待機位置としては、ウエハステージＷＳＴが前述のウエハアライメントのために停止する位置で、上記の接触状態（又は近接状態）に移行できるように、最適スクラム待機位置が定められる。
【０１２３】
次に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを、図１５に示される位置へ移動させる。この移動の途中で、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置の制御を、Ｘ軸方向についてはエンコーダ７０Ｂの計測値，Ｙ軸方向及びθｚ回転についてはＹ軸干渉計１６の計測値に基づく制御から、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2に対向する図１５中に丸で囲んで示される２つのＸヘッド６６のいずれか（エンコーダ７０Ｄ）と、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向する図１５中に丸で囲んで示される２つのＹヘッド６４ｙ2，６４ｙ1（エンコーダ７０Ｆ1，７０Ｅ1）との３つの計測値に基づく制御に切り換える。
【０１２４】
次に、主制御装置２０は、上述の３つのエンコーダの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置を管理しつつ、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動を開始する。そして、ウエハステージＷＳＴが図１６に示される位置に到達すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを接触させ（又は３００μｍ程度の距離に近接する）、直ちにウエハステージＷＳＴを停止する。
【０１２５】
ウエハステージＷＳＴの停止後、主制御装置２０は、プライマリアライメント系ＡＬ１，セカンダリアライメント系ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、３つのショット領域（以下、「ファーストアライメントショット領域」と呼ぶ）に付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し（図１６中の星マーク参照）、上記３つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3の検出結果とその検出時の上記３つのエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。なお、この場合の３つのファーストアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの同時検出は、ウエハステージＷＳＴのＺ位置を変化させることで、複数のアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4とウエハステージＷＳＴに載置されているウエハＷとの間の、Ｚ軸方向（フォーカス方向）における相対位置関係を変更しつつ行われている。
【０１２６】
上述のように本実施形態では、ファーストアライメントショット領域のアライメントマークの検出を行う位置で、計測ステージＭＳＴとウエハステージＷＳＴとの接触状態（又は近接状態）への移行が完了し、その位置から、主制御装置２０によって、その接触状態（又は近接状態）での両ステージＷＳＴ，ＭＳＴの＋Ｙ方向への移動が開始される。この両ステージＷＳＴ，ＭＳＴの＋Ｙ方向への移動開始に先立って、主制御装置２０は、図１６に示されるように、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の検出ビームのウエハステージＷＳＴへの照射を開始する。これにより、ウエハステージＷＳＴ上に多点ＡＦ系の検出領域が形成される。
【０１２７】
このとき、液浸領域１４は、ＣＤバー４６とウエハステージＷＳＴとの境界付近に形成されている。すなわち、液浸領域１４の水がＣＤバー４６からウエハステージＷＳＴに渡される直前の状態となっている。
【０１２８】
そして、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴが接触状態（又は近接状態）を保ったまま＋Ｙ方向へ更に移動し、図１７に示される位置に到達すると、主制御装置２０は、図１７中でアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4それぞれと対向する位置に存在する５つのショット領域（以下、「セカンドアライメントショット領域」）に付設されたアライメントマークを、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、ほぼ同時にかつ個別に検出し（図１７中の星マーク参照）、上記５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の検出結果とその検出時の上記３つのエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。なお、この場合の５つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの同時検出も、ファーストアライメントショット領域の検出と同様、ウエハステージＷＳＴのＺ位置を変化させながら行われる。
【０１２９】
また、このとき、Ｘスケール３９Ｘ1に対向し、かつ上記直線ＬＶ上に位置するＸヘッドが存在しないので、主制御装置２０は、Ｘスケール３９Ｘ2に対向するＸヘッド６６（Ｘリニアエンコーダ７０Ｄ）及びＹリニアエンコーダ７０Ｅ1，７０Ｆ1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している。
【０１３０】
上述したように、本実施形態では、セカンドアライメントショット領域のアライメントマークの検出が終了した時点で、合計８個のアライメントマークの位置情報（２次元位置情報）が検出できる。そこで、この段階で、主制御装置２０は、これらの位置情報を用いて例えば前述のＥＧＡ方式にて統計演算を行って、ウエハＷのスケーリング（ショット倍率）を求め、その算出したショット倍率に基づいて、投影光学系ＰＬの光学特性、例えば投影倍率を調整しても良い。本実施形態では、投影光学系ＰＬを構成する特定の可動レンズを駆動する、あるいは投影光学系ＰＬを構成する特定レンズ間に形成された気密室内部の気体の圧力を変更するなどして、投影光学系ＰＬの光学特性を調整する調整装置６８（図５参照）を制御して投影光学系ＰＬの光学特性を調整する。すなわち、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4がウエハＷ上の所定数（ここでは８個）のマークを検出し終えた段階で、それらの検出結果に基づいて、投影光学系ＰＬの光学特性を調整させるように調整装置６８を制御することとしても良い。なお、マークの個数は８個、あるいは検出対象のマークの総数の半分などに限られるものでなく、例えばウエハのスケーリングなどの算出に必要な個数以上であれば良い。
【０１３１】
次いで、主制御装置２０は、上記の５つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの同時検出の終了後、接触状態（又は近接状態）での両ステージＷＳＴ，ＭＳＴの＋Ｙ方向への移動を再び開始すると同時に、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）を用いたフォーカスマッピング（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）を開始する。
【０１３２】
このフォーカスマッピングに際して、主制御装置２０は、Ｘスケール３９Ｘ2に対向するＸヘッド６６（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２つのＹヘッド６４ｙ2，６４ｙ1（Ｙリニアエンコーダ７０Ｆ1，７０Ｅ1）とに基づいてウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置を管理している。そして、主制御装置２０は、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）と面位置センサを共に作動させた状態で、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、面位置センサで計測されるウエハステージＷＳＴ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２種類の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。
【０１３３】
上記の接触状態（又は近接状態）での両ステージＷＳＴ，ＭＳＴの＋Ｙ方向への移動により、ウエハステージＷＳＴが、図１８に示される位置に達すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをその位置で停止させるとともに、計測ステージＭＳＴについては、そのまま＋Ｙ方向への移動を続行させる。なお、計測ステージＭＳＴは、ウエハステージＷＳＴ側で露光が開始されるまで待機する露光開始待機位置に達した段階で、その位置にて計測ステージＭＳＴを停止させる。そして、主制御装置２０は、図１８中でアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4と対向する位置に存在する５つのショット領域（以下、「サードアライメントショット領域」と呼ぶ）に付設されたアライメントマークを、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いてほぼ同時にかつ個別に検出し（図１８中の星マーク参照）、上記５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の検出結果とその検出時の上記３つのエンコーダ７０Ｄ、７０Ｆ1、７０Ｅ1の計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。なお、この場合の５つのサードアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの同時検出も、前述した如く、ウエハステージＷＳＴのＺ位置を変化させながら行われる。
【０１３４】
次に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動を開始する。そして、ウエハステージＷＳＴが図１９に示される位置に到達すると、主制御装置２０は、直ちにウエハステージＷＳＴを停止させ、図１９の状態でプライマリアライメント系ＡＬ１，セカンダリアライメント系ＡＬ２2，ＡＬ２3それぞれと対向する３つのショット領域（以下、「フォースアライメントショット領域」と呼ぶ）に付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し（図１９中の星マーク参照）、上記３つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3の検出結果とその検出時の上記３つのエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。なお、この場合の３つのフォースアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの同時検出も、前述した如く、ウエハステージＷＳＴのＺ位置を変化させながら行われる。このとき、フォーカスマッピングは続行されている。一方、計測ステージＭＳＴは、上記露光開始待機位置で待機したままである。そして、主制御装置２０は、このようにして得た合計１６個のアライメントマークの検出結果と対応する４つのエンコーダの計測値とを用いて、例えば前述のＥＧＡ方式にて統計演算を行って、上記４つのエンコーダの計測軸で規定されるＸＹ座標系上におけるウエハＷ上の全てのショット領域の配列情報（座標値）を算出する。
【０１３５】
次いで、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを再度＋Ｙ方向へ移動させながら、フォーカスマッピングを続行する。そして、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）からの検出ビームがウエハＷ表面から外れると、図２０に示されるように、フォーカスマッピングを終了する。この時点で、主制御装置２０は、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の各検出点についての面位置情報を、同時に取り込んだ面位置センサによる面位置情報を基準とするデータに換算する。その後、主制御装置２０は、前述のウエハアライメント（ＥＧＡ）の結果及び最新の５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン等に基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を、液浸露光にて行い、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルパターンを順次転写する。この状態が、図２１に示されている。以降、ロット内の残りのウエハに対して同様の動作が繰り返し行われる。
【０１３６】
ここで、上記露光動作中においては、ウエハＷのほぼ全面に対して露光を行うため、図２１や図９などから分かるように、検出装置ＰＤＹ1の照射系６９Ａからの検出ビームが、スケール３９Ｙ2のＹ軸方向全域に対して、少なくとも１度は照射されるようになっている。したがって、主制御装置２０は、検出装置ＰＤＹ1を構成するイメージセンサ６７において、散乱光が受光された場合には、スケール３９Ｙ2上に異物が存在するものと判断し、その検出時点のエンコーダ７０Ｃの計測結果により、異物のＹ軸方向位置（座標）を検出する。また、主制御装置２０は、イメージセンサ６７による検出結果及びエンコーダ７０Ｂ又は７０Ｄの計測結果に基づいて、異物のスケール３９Ｙ2上における位置（座標）を検出する。
【０１３７】
また、検出装置ＰＤＹ2の検出ビームに関しても、検出装置ＰＤＹ1と同様、露光動作中に、スケール３９Ｙ1のＹ軸方向全域に対して、少なくとも１度は照射されるので、主制御装置２０は、検出装置ＰＤＹ2を構成するイメージセンサ６７において、散乱光が受光された場合には、スケール３９Ｙ1上に異物が存在するものと判断し、その検出時点のエンコーダ７０Ａの計測結果により、異物の位置（座標）を検出する。また、主制御装置２０は、検出装置ＰＤＹ2の検出結果とエンコーダ７０Ｂ又は７０Ｄの計測結果に基づいて、異物が存在するか否かの判断、及び異物のスケール３９Ｙ1上における位置（座標）の検出を実行する。
【０１３８】
また、上記露光動作中には、図２１に代表的に示されるように、検出装置ＰＤＸ1又はＰＤＸ2と、スケール３９Ｘ1とが対向するようになっており、また、露光動作中、スケール３９Ｘ1の表面全域に対して少なくとも一度は、検出装置ＰＤＸ1又はＰＤＸ2の検出ビームが照射されるようになっている。したがって、主制御装置２０は、エンコーダ７０Ｂ、及び７０Ａ又は７０Ｃ、並びに検出装置ＰＤＸ1，ＰＤＸ2を用いて、上述と同様にして異物が存在するか否かの判断、及び異物のスケール３９Ｘ1上における位置（座標）の検出を実行する。
【０１３９】
更に、図１２〜図１４に示されるように、ウエハステージＷＳＴがアンローディングポジションＵＰからローディングポジションＬＰに移動する間には、検出装置ＰＤＸ3又はＰＤＸ4とスケール３９Ｘ2とが対向し、スケール３９Ｘ2の表面全域に対して少なくとも一度は、検出装置ＰＤＸ3の検出ビーム及び検出装置ＰＤＸ4の検出ビームのいずれかが照射されるため、主制御装置２０は、これら検出装置ＰＤＸ3又はＰＤＸ4、及びエンコーダ７０Ｄ、並びにＹ軸干渉計１６を用いて、異物が存在するか否かの判断、及び異物のスケール３９Ｘ2上における位置（座標）の検出を実行する。
【０１４０】
また、図９や図１８に示されるように、計測ステージＭＳＴ上に液浸領域１４が存在せず、計測ステージＭＳＴが自由に移動できる場合には、主制御装置２０が、ＣＤバー４６上の基準格子５２が検出装置ＰＤＸ1又はＰＤＸ2に対向する位置まで計測ステージＭＳＴを移動し、検出装置ＰＤＸ1又はＰＤＸ2を用いて、基準格子５２上に異物が存在するか否かの判断、及び異物の基準格子５２上における位置（座標）の検出を実行する。
【０１４１】
なお、上述した場合に限らず、例えば、図１５〜図１９に示されるように、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いたアライメント動作及びこれに伴う移動動作を行っている間にも、検出装置ＰＤＹ1（ＰＤＹ2）の検出ビームがスケール３９Ｙ2（３９Ｙ1）の全域に照射されることから、この間に、検出装置ＰＤＹ1（ＰＤＹ2）を用いて、スケール３９Ｙ2（３９Ｙ1）上面の異物の検出（検査）を行うこととしても良い。すなわち、異物検出動作はその少なくとも一部が露光動作とは異なる他の動作と並行して実行されても良い。なお、異物検出動作はその少なくとも一部が単独で実行されても良い。この場合、異物の検出装置は図３と異なる配置、及び／又は数としても良い。
【０１４２】
本実施形態において、上記異物の検出（検査）の結果、スケール表面に異物が存在すると判断された場合には、主制御装置２０は、異物検出結果に基づいて、スケールの洗浄（又は交換）を行うか、あるいは露光動作（アライメント動作なども含む）を続行するかを、例えば動作状況などに応じて判断し、露光動作（アライメント動作なども含む）を続行する場合には、その動作中に、異物と対向するヘッドを使わないように、異物を避けてヘッドを選択する。例えば、４つのヘッドユニットのうち、異物と対向しない３つのヘッドユニットのヘッドを選択する、あるいは、各ヘッドユニット内で、ヘッドの切替タイミングを変えるなどして、異物と対向しないヘッドを使う。すなわち、異物検出結果に基づいて、スケール上で異物が存在する領域を、エンコーダシステム２００による計測が不能あるいは計測値が異常となる非計測領域として特定する。さらに、エンコーダシステム２００によるウエハステージＷＳＴの位置計測が行われる動作、例えば露光動作では、ウエハステージＷＳＴの位置に応じて非計測領域と対向しない３つのエンコーダヘッドを選択しながら、その選択される３つのエンコーダヘッドを用いてウエハステージＷＳＴの位置を制御する。そして、例えば、その段階においてウエハステージＷＳＴ上に載置されているウエハＷに対する露光が終了した段階で、スケールの異物が存在する部分が、投影ユニットＰＵ直下に位置するように、ステージ駆動系１２４を介してウエハステージＷＳＴを移動する。すなわち、異物を含むスケールの一部が液浸領域１４内に移動する。局所液浸装置８は、液体Ｌｑの供給と回収とを並行して行っているので、液浸領域１４内に移動した異物は液体Ｌｑと一緒に回収される。これにより、スケール上の異物が除去される（洗浄される）。
【０１４３】
そして、上記の異物除去が終了した段階で、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを元の位置まで戻し、それまで行われた動作の続きを実行する。ここでは、ウエハＷの露光、及び異物の除去が完了しているので、ウエハステージＷＳＴをアンロードポジションＵＰまで移動してウエハの交換を行い、露光シーケンスを続行する。なお、ウエハＷの露光終了直後に異物除去を行うものとしたが、例えば、露光シーケンスが終了した時点で異物除去シーケンスを実行する、すなわち異物除去動作を開始しても良い。また、異物検出結果から特定されるスケールの非計測領域は、異物が存在する領域のみでも良いが、異物よりも大きな領域としても良い。
【０１４４】
一方、異物検出結果に基づいて、スケールの洗浄（又は交換）を行うと判断された場合には、主制御装置２０は、直ちに露光動作を中止し、必要な処理を行う。なお、露光動作を直ちに中止しないで、ウエハＷの露光が終了した段階で必要な処理を開始しても良い。また、露光動作に先立って異物検出動作が行われる場合、異物検出結果に基づいて露光動作を実行可能か否か判断しても良い。一例として、スケール上に異物が存在しない、異物が存在してもエンコーダシステムによる計測が可能ある、あるいは異物（非計測領域）を避けて３つのヘッドを選択可能である場合は、露光動作を実行可能と判断する。一方、異物によるエンコーダシステムの計測不良によってウエハステージＷＳＴの制御精度（又はレチクルパターンに対するウエハのアライメント精度）が許容値を超える場合は、露光動作を実行不能と判断して必要な処理（スケールの洗浄又は交換など）を実行する。
【０１４５】
以上説明したように、本実施形態によると、ウエハステージＷＳＴの位置を計測するために用いられるスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2に対して検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4，ＰＤＹ1，ＰＤＹ2の照射系６９Ａからの検出ビームを照射し、スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2を介した（スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2上で散乱した）検出ビームを受光系６９Ｂで検出することにより、スケールの表面状態（異物の存在状態）を検出するので、スケールに対して非接触で表面状態の検出を行うことが可能である。
【０１４６】
また、本実施形態によると、検出装置により、スケールの表面状態（異物の存在状態）を検出することができるため、該表面状態を考慮して、スケールを用いたウエハステージＷＳＴの位置計測を行うことにより、高精度なウエハステージＷＳＴの位置制御を行うことが可能である。特に本実施形態では、検出装置の検出の結果、異物が発見された場合には、その異物を除去した後に、露光動作を行うこととしているので、異物の影響を受けることなく高精度なウエハステージＷＳＴの位置制御を行うことが可能である。
【０１４７】
また、上記のように高精度なウエハステージＷＳＴの位置制御を行うことができるため、ウエハステージＷＳＴに保持されたウエハＷに対する露光を精度良く行うことが可能である。
【０１４８】
また、本実施形態によると、検出装置により、ＣＤバー４６上の基準格子５２の表面状態（異物の存在状態）も検出するため、該表面状態を考慮（異物を除去するなど）して、Sec-BCHK（インターバル）を行うことで、セカンダリアライメント系ＡＬ２n（の検出中心）の、プライマリアライメント系ＡＬ１（の検出中心）を基準とする相対位置関係を高精度に検出することが可能である。また、この結果を用いて露光を行うことで高精度な露光を実現可能である。
【０１４９】
また、本実施形態によると、計測の短期安定性が良好なエンコーダ７０Ａ〜７０Ｄ等を含むエンコーダシステムによってウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報を計測するので、空気揺らぎなどの影響を受けることなく、高精度に計測することができる。
【０１５０】
なお、上記実施形態では、露光装置１００の露光動作、アライメント動作、又はウエハ交換動作などを行うのと並行して、スケール表面の異物の検出（検査）を行うこととしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、露光装置１００がアイドル状態（すなわち、露光動作、アライメント動作、及びウエハ交換動作などのいずれも行っていない待機状態）にあるときに、スケール表面全域に検出装置の検出ビームが照射されるようにウエハステージＷＳＴを移動させて、スケール表面の異物検査を行うこととしても良い。
【０１５１】
また、異物検査のタイミングとしては、上記実施形態のように、ウエハ１枚を露光するごとに異物検査を行う場合に限らず、所定枚数のウエハを露光する度、又は所定時間経過するごとなど、所定間隔毎に行うこととしても良いし、作業者による指示があったとき（露光装置１００の入力装置（例えば、検査開始ボタン）に対する入力があったとき）にのみ行うこととしても良い。また、所定間隔ごとに異物の検出（検査）を行うとともに、作業者から指示があったときにも異物の検出（検査）を行うようなシーケンスを採用しても良い。また、１枚のウエハに対する露光を行う際に、スケールの一部の異物検査を行い、残りの部分の異物検査は、それ以降のウエハに対する露光を行う際に行うようなシーケンスを採用しても良い。
【０１５２】
なお、上記実施形態では、スケール表面に異物が存在していた場合に、局所液浸装置８の液体（液浸露光に用いる液体）を用いて、異物を除去（洗浄）することとしていたが、これに限られるものではなく、例えば、液浸露光に用いる液体とは異なる液体（洗浄液）を局所液浸装置８から供給して、該洗浄液を用いて異物を除去（洗浄）することとしても良い。この洗浄液としては、たとえば、液体Ｌｑよりも酸素濃度が高い液体（例えば、脱気処理を施さない液体）を用いることとしても良い。このような液体を用いて洗浄を行うことで、異物（例えば有機物から成る異物）の酸化分解を促進させることが可能となる。なお、このような液体に代えて、例えば過酸化水素水を用いて洗浄を行うこととしても良い。また、液浸露光用あるいは洗浄用の液体によるスケールの洗浄時、例えば、露光光ＩＬによる光洗浄、及び／又は超音波洗浄などを併用しても良い。
【０１５３】
また、局所液浸装置８と同様の装置を露光装置１００に設けておき、該装置を用いて、スケール上の異物の除去を行うこととしても良い。すなわち、局所液浸装置８と少なくとも一部が異なる洗浄装置（異物除去装置）を投影光学系ＰＬ（ノズルユニット３２）とは別の位置、例えば投影光学系ＰＬを介して露光光ＩＬが照射される露光位置とウエハの交換位置との間のウエハステージＷＳＴの移動経路上に設けても良い。
【０１５４】
また、液体を用いて異物を除去する場合に限らず、気体を噴出するエアブロー装置を露光装置１００内に設けておき、該エアブロー装置から噴出される気体を用いて、スケール表面の異物除去を行うこととしても良い。また、異物を加熱することにより除去する加熱装置を露光装置１００内に設け、これを用いて異物を除去することとしても良い。
【０１５５】
また、スケール表面に異物が存在する場合に、主制御装置２０が作業者（オペレータ）に対して警告を発するのみでも良い。この場合、作業者（オペレータ）は、露光装置を停止してメンテナンス作業を行うこととしても良い。また、上記実施形態では、異物が所定個数以上存在した場合にのみ、異物除去作業を行う（又は警告を発する）ようにしても良い。あるいは、前述のように露光動作が実行不能となる場合にのみ、異物除去動作を行う、又は警告を発するようにしても良い。
【０１５６】
なお、上記実施形態の露光装置１００では、図３に示されるように、６つの検出装置（ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4、ＰＤＹ1、ＰＤＹ2）を設けることとしたが、これに限らず、スケールの全域に対して検出ビームを照射することができれば、その数は問わない。また、検出装置の配置についても、スケールの全域に対して検出ビームを照射することができるのであれば、上記実施形態の配置に限られるものではない。なお、異物検出を行う領域は、スケールの全面でも良いし、ウエハステージＷＳＴの位置計測に必要な領域のみでも良い。
【０１５７】
なお、これまでは、スケール上の異物がごみ又は水滴である場合について説明したが、検出装置の検出の対象である異物は、ごみ、あるいは水滴に限られない。
【０１５８】
また、上記実施形態では、エンコーダシステム２００のエンコーダによる位置計測に関連して、スケール上の異物の検出、及びこれに伴う種々の処理を行う場合について説明したが、スケールを検出面とする前述のＺセンサについても同様に適用できる。すなわち、異物（非計測領域）を避けてＺセンサを選択する、異物によってＺセンサの計測不良が生じるならスケールの洗浄又は交換を行うなどの処理を行うことができる。
【０１５９】
また、上記実施形態では、図７（Ａ）に示されるように、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し、分岐後の光を反射する２枚の反射ミラーを備えた回折干渉方式のエンコーダをエンコーダ７０Ａ〜７０Ｆとして用いるものとしたが、これに限らず、３格子の回折干渉式のエンコーダ、ピックアップ方式、磁気方式、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、例えば米国特許第６，６３９，６８６号明細書などに開示されるいわゆるスキャンエンコーダなどを用いても良い。また、上記実施形態では、ヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄは、所定間隔で配置された複数のヘッドを有するものとしたが、これに限らず、Ｙスケール又はＸスケールのピッチ方向に細長く延びる領域に光ビームを射出する光源と、光ビームのＹスケール又はＸスケール（回折格子）からの反射光（回折光）を受光する、Ｙスケール又はＸスケールのピッチ方向に隙間無く配列された多数の受光素子とを備えた単一のヘッドを採用しても良い。
【０１６０】
また、上記実施形態では、エンコーダヘッドとしてＸヘッド又はＹヘッド、すなわち一次元のヘッドを用いるものとしたが、これに限らず、直交２軸方向を計測方向とする２次元ヘッド（２Ｄヘッド）を用いても良い。また、エンコーダヘッドとしてＺセンサとの一体型のヘッドを用いても良い。後者の場合、Ｚセンサとエンコーダヘッドとの単なる組み合わせでも良いが、Ｚセンサとエンコーダヘッドとの機能を備えた単一のセンサを、エンコーダヘッドとして用いても良い。
【０１６１】
また、上記実施形態では、第２撥水板２８ｂが、２枚の板状部材２９ａ，２９ｂを貼りあわせることにより形成された場合について説明したが、これに限らず、第２撥水板２８ｂを１枚の板状部材で構成し、その上面に直接回折格子を形成することとしても良い。また、第２撥水板２８ｂの上面に回折格子を形成し、撥水板２８ｂの上面にヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄからの検出光が透過可能な保護部材（例えば、薄膜）を設け、回折格子の損傷などを防止しても良い。また、ウエハステージＷＳＴ表面に回折格子を直接形成し、その回折格子を覆うように、第２撥水板２８ｂを設けることとしても良い。また、回折格子としては、狭いスリット又は溝等が機械的に刻まれたものを採用しても良いし、例えば、感光性樹脂に干渉縞を焼き付けて作成したものを採用しても良い。
【０１６２】
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６２Ａ〜６２ＤはウエハステージＷＳＴの下面が対向する、例えばベースプレートに配置される。さらに、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号、第２００７／００５２９７６号、第２００７／０２６３１９７号などに開示されているように、ウエハステージＷＳＴ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ＷＳＴの上方にスケールを設けるエンコーダシステムを採用しても良い。この場合、ウエハステージＷＳＴにＺセンサをも配置してよく、スケールの所定面（例えば表面）を、Ｚセンサからの計測ビームを反射する反射面として兼用しても良い。また、例えば、ベース盤１２に配置される可動体に前述の検出装置を設け、可動体を移動しながらスケールの全面で異物検出を行っても良い。さらに、その可動体に前述の異物除去装置も設け、異物検出結果に基づいてスケールの異物を除去しても良い。なお、可動体は計測ステージＭＳＴでも良いし、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴとは別に設けても良い。また、前述の検出装置と異物除去装置とを異なる可動体に搭載しても良い。また、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の位置をエンコーダシステムによって計測しても良い。例えば、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。この場合、レチクルステージＲＳＴに設けられるスケール（回折格子）上の異物を検出するために、例えば前述の検出装置を用いることとしても良い。いずれにしても、回折格子（スケール）に対向する位置に上記実施形態の検出装置を設けることで、スケール上の異物を検出することが可能である。
【０１６３】
また、異物を検出する検出装置としては、上記実施形態（図４（Ａ））のような構成に限られるものではなく、スケールに対して検出ビームを照射し、該スケールを介した検出ビームを受光することにより異物を検出する検出装置であれば、その他の構成を採用しても良い。例えば、前述の多点ＡＦ系を検出装置として用いても良く、この場合、多点ＡＦ系とは別に前述の検出装置を設けなくても良い。また、例えば、前述したＺセンサなどを用いて、ウエハステージＷＳＴ上面のウエハＷが載置される領域以外の領域の表面（スケール表面を含む）、すなわちＺセンサの計測面のＺ位置を検出する場合などには、検出装置は、スケールに限らず、ウエハステージＷＳＴ上面のウエハＷが載置される領域以外の領域の表面（計測面）の異物を検出することとすれば良い。このようにすると、上記実施形態において各検出装置によりスケール上の異物を検出する場合と同様にして、上記実施形態の各検出装置と同じ又は異なる検出装置により、上記計測面上の異物を検出することができ、これによって上記実施形態と同等の効果を得ることができる。
【０１６４】
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同一面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、欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号、国際公開第２００４／０５７５９０号、国際公開第２００５／０２９５５９号（対応米国特許公開第２００６／０２３１２０６号）、国際公開第２００４／０８６４６８号（対応米国特許公開第２００５／０２８０７９１号）、特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６,９５２,２５３号）などに記載されているものを用いることができる。また、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号（対応米国特許公開第２００５／０２４８８５６号）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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴ（移動体）、計測ステージＭＳＴ（別の移動体）、アライメント系（ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4）、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）、干渉計システム１１８、及びエンコーダシステム２００などの全てを備えた露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものでない。例えば、計測ステージＭＳＴなどが設けられていない露光装置にも、本発明は適用が可能である。また、干渉計システムとエンコーダシステムとは、必ずしも両方設ける必要はないことは勿論である。すなわち、エンコーダシステムのみを設けるだけでも良い。
【０１６９】
なお、上記実施形態では、アライメント系としては、ＦＩＡ系を採用した場合について説明したが、これに限らず、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。また、上記実施形態では５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4を設けるものとしているが、その数は５つに限られるものでなく、２つ以上かつ４つ以下、あるいは６つ以上でも良いし、奇数ではなく偶数でも良い。さらに、アライメント系は１つでも良いし、可動及び固定のいずれでも良い。
【０１７０】
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エンコーダで計測することにより、同様に、空気揺らぎ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。この場合、エンコーダの計測値の短期変動を干渉計の計測値を用いて補正する補正情報とエンコーダの計測値とに基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。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、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第５，９６９，４４１号）、米国特許第６，２０８，４０７号などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。
【０１７１】
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。さらに、投影光学系ＰＬを介して照明光ＩＬが照射される露光領域ＩＡは、投影光学系ＰＬの視野内で光軸ＡＸを含むオンアクシス領域であるが、例えば国際公開第２００４／１０７０１１号に開示されるように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも１回形成する光学系（反射系又は反屈系）がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系と同様に、その露光領域は光軸ＡＸを含まないオフアクシス領域でも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。
【０１７２】
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、あるいはｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば国際公開第１９９９／４６８３５号（対応米国特許７,０２３,６１０号）に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
【０１７３】
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。
【０１７４】
また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。
【０１７５】
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
【０１７６】
さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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、上記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（パターン形成装置）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】
【０１８２】
以上説明したように、本発明の検出装置は、移動体に設けられた計測面の表面状態を検出するのに適している。また、本発明の移動体装置は、露光装置に用いるのに適している。また、本発明のパターン形成装置及び方法は、移動体に保持された物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明の露光装置は、エネルギビームで物体を露光して、前記物体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、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するのに適している。
【符号の説明】
【０１８３】
８…局所液浸装置、２０…主制御装置、２９ａ…板状部材、２９ｂ…板状部材、３９Ｙ1，３９Ｙ2…Ｙスケール、３９Ｘ1，３９Ｘ2…Ｘスケール、５０…ステージ装置、６２Ａ〜６２Ｄ…ヘッドユニット、６９Ａ…照射系、６９Ｂ…受光系、７０Ａ，７０Ｃ…Ｙエンコーダ、７０Ｂ、７０Ｄ…Ｘエンコーダ、７０Ｅ，７０Ｆ…Ｙリニアエンコーダ、１００…露光装置、１９１…先端レンズ、ＢＡ…照射領域、ＩＬ…照明光、ＭＳＴ…計測ステージ、ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4，ＰＤＹ1，ＰＤＹ2…検出装置、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出装置、移動体装置、パターン形成装置及びパターン形成方法、露光装置及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、計測部材の表面状態を検出する検出装置、該検出装置を備える移動体装置、該移動体装置を備えるパターン形成装置、移動体に保持された物体上にパターンを形成するパターン形成方法、前記物体をエネルギビームで露光する露光装置、及び前記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（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】
これらのステッパ、又はスキャナ等では、被露光基板（例えばウエハ）を保持するステージの位置計測は、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。しかるに、レーザ干渉計のビームの光路長は数百ｍｍ程度以上もある。また、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性能が要求されるようになってきた。このような理由により、今や、レーザ干渉計のビーム路上の雰囲気の温度揺らぎ（空気揺らぎ）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。
【０００４】
そこで、最近においては、ステージの位置を計測する装置として、レーザ干渉計よりも温度揺らぎ（空気揺らぎ）に起因する計測値の短期的な変動が小さいリニアエンコーダを用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなリニアエンコーダを用いる場合に、スケール上に異物が存在すると、その異物により計測誤差が生じたり、計測ができなくなったりするおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／０９７３７９号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した事情の下になされたものであり、その第１の態様によれば、移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の、表面状態を検出する検出装置であって、前記計測部材に対して光ビームを照射する照射系と、前記計測部材を介した光ビームを検出する検出系と、を備える検出装置が提供される。
【０００７】
これによれば、計測部材に対して非接触で表面状態の検出を行うことが可能である。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、計測部材が設けられた移動体と、前記計測部材と対向するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の前記所定方向の位置情報を計測する計測装置と、前記計測部材の表面状態を検出する本発明の検出装置と、を備える第１の移動体装置が提供される。
【０００９】
これによれば、検出装置により、計測部材に対して非接触で、計測部材の表面状態が検出されるので、検出装置の検出動作が移動体の移動の邪魔をすることが無い。また、計測部材の表面状態（異物の付着状態など）を考慮することで、該表面状態に起因する計測装置の計測精度の悪化を抑制することができ、これにより、高精度な移動体の移動制御を行うことが可能となる。
【００１０】
本発明の第３の態様によれば、前記移動体が物体を保持する本発明の第１の移動体装置と、前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備える第１のパターン形成装置が提供される。
【００１１】
これによれば、移動体の位置制御（物体の位置制御）を精度良く行うことができるので、該移動体に保持された物体上に、パターン生成装置によりパターンを生成することで、物体上へ高精度なパターン生成を行うことが可能となる。
【００１２】
本発明の第４の態様によれば、エネルギビームにより物体を露光して、前記物体にパターンを形成する露光装置であって、前記移動体が前記物体を保持する本発明の第１の移動体装置を備える第１の露光装置が提供される。
【００１３】
これによれば、移動体の位置情報の計測を精度良く行うことができるので、該移動体に保持された物体に対してパターンを精度良く形成することが可能となる。
【００１４】
本発明の第５の態様によれば、計測部材が設けられた移動体と、前記計測部材に対向するとき該計測部材に計測ビームを照射し、前記計測部材を介した前記計測ビームを受光するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の所定方向の位置情報を計測する計測装置と、前記計測部材の表面状態を検出する検出装置と、を備える第２の移動体装置が提供される。
【００１５】
これによれば、検出装置により、計測部材の表面状態が検出されるので、計測部材の表面状態（異物の付着状態など）を考慮することで、該表面状態に起因する計測装置の計測精度の悪化を抑制することができる。これにより、高精度な移動体の移動制御を行うことが可能となる。
【００１６】
本発明の第６の態様によれば、前記移動体が物体を保持する本発明の第２の移動体装置と、前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備える第２のパターン形成装置が提供される。
【００１７】
これによれば、移動体の位置制御（物体の位置制御）を精度良く行うことができるので、該移動体に保持された物体上に、パターン生成装置によりパターンを生成することで、物体上へ高精度なパターン生成を行うことが可能となる。
【００１８】
本発明の第７の態様によれば、エネルギビームにより物体を露光して、前記物体にパターンを形成する露光装置であって、前記移動体が前記物体を保持する本発明の第２の移動体装置を備える第２の露光装置が提供される。
【００１９】
これによれば、移動体の位置情報の計測を精度良く行うことができるので、該移動体に保持された物体に対してパターンを精度良く形成することが可能となる。
【００２０】
本発明の第８の態様によれば、載置された物体を保持して所定の平面内を移動する移動体と、前記移動体の前記物体が載置された前記平面に平行な一面と対向するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の前記一面の前記物体の載置領域外の領域に計測ビームを照射することで、前記移動体の所定方向の位置情報を計測する計測装置と、前記移動体の前記一面の前記物体の載置領域外の領域の表面状態を検出する検出装置と、を備える第３の移動体装置が提供される。
【００２１】
これによれば、検出装置により、移動体の一面の物体の載置領域外の領域の表面状態が検出されるので、計測装置からの検出ビームが照射される、移動体の一面の物体の載置領域外の領域の表面状態（異物の付着状態など）を考慮することで、該表面状態に起因する計測装置の計測精度の悪化を抑制することができる。これにより、高精度な移動体の所定方向の位置制御を行うことが可能となる。
【００２２】
本発明の第９の態様によれば、本発明の第３の移動体装置と、前記移動体に載置された物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備える第３のパターン形成装置である。
【００２３】
これによれば、移動体の位置制御（物体の位置制御）を精度良く行うことができるので、該移動体に保持された物体上に、パターン生成装置によりパターンを生成することで、物体上へ高精度なパターン生成を行うことが可能となる。
【００２４】
本発明の第１０の態様によれば、移動体に保持された物体上にパターンを形成するパターン形成工程と、前記移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の表面状態を検出する検出工程と、を含む第１のパターン形成方法が提供される。
【００２５】
これによれば、計測部材の表面状態（異物の付着状態など）による影響を回避した状態で、物体上へのパターン生成を高精度に行うことが可能となる。
【００２６】
本発明の第１１の態様によれば、移動体に保持された物体上にパターンを形成するパターン形成工程と、前記移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の表面上に存在する異物を除去する異物除去工程と、を含む第２のパターン形成方法が提供される。
【００２７】
これによれば、異物除去工程において、移動体に設けられた計測部材に存在する異物を除去するので、パターン形成工程において、計測部材に存在する異物の影響を受けることなく、物体上にパターンを形成することが可能となる。
【００２８】
本発明の第１２の態様によれば本発明の第１又は第２のパターン形成方法により物体上にパターンを形成する工程と、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が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施形態に係る露光装置を示す概略図である。
【図２】図１のステージ装置を示す平面図である。
【図３】図１の露光装置が備える各種計測装置（エンコーダ、アライメント系、多点ＡＦ系など）の配置を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、図３の検出装置の構成を示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の送光系から射出される検出ビームのスケールに対する入射状態を示す図である。
【図５】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６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、アレイ状に配置された複数のヘッドをそれぞれ含む複数のエンコーダによるウエハステージのＸＹ平面内の位置計測及びヘッド間の計測値の引き継ぎについて説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）は、エンコーダの構成の一例を示す図、図７（Ｂ）は、検出光として格子ＲＧの周期方向に長く延びる断面形状のレーザビームＬＢが用いられた場合を示す図である。
【図８】ウエハステージ上のウエハに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われている状態のウエハステージ及び計測ステージの状態を示す図である。
【図９】ウエハステージ側で、ウエハに対する露光が終了した段階のウエハステージ及び計測ステージの状態を示す図である。
【図１０】露光終了後に、ウエハステージと計測ステージとが離間した状態から両ステージが接触する状態に移行した直後の両ステージの状態を示す図である。
【図１１】ウエハステージと計測ステージとのＹ軸方向の位置関係を保ちつつ、計測ステージが−Ｙ方向に移動し、ウエハステージがアンローディングポジションに向けて移動しているときの両ステージの状態を示す図である。
【図１２】計測ステージがSec-BCHK（インターバル）を行う位置に到達したときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１３】Sec-BCHK（インターバル）が行われるのと並行して、ウエハステージがアンロードポジションからローディングポジションに移動したときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１４】計測ステージが最適スクラム待機位置へ移動し、ウエハがウエハステージ上にロードされたときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１５】計測ステージが最適スクラム待機位置で待機中に、ウエハステージがPri-BCHKの前半の処理を行う位置へ移動したときの両ステージの状態を示す図である。
【図１６】アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、３つのファーストアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１７】アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、５つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１８】アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、５つのサードアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図１９】アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、３つのフォースアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図２０】フォーカスマッピングが終了したときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【図２１】露光動作中のウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図２１に基づいて説明する。
【００３１】
図１には、一実施形態に係る露光装置１００の構成が概略的に示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、すなわちスキャナである。後述するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
【００３２】
露光装置１００は、照明系１０、該照明系１０からの露光用照明光（以下、「照明光」又は「露光光」と呼ぶ）ＩＬにより照明されるレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出された照明光ＩＬをウエハＷ上に投射する投影光学系ＰＬを含む投影ユニットＰＵ、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを有するステージ装置５０、及びこれらの制御系等を備えている。ウエハステージＷＳＴ上には、ウエハＷが載置されている。
【００３３】
照明系１０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応する米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書）などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、レチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系とを含んでいる。この照明系１０では、レチクルブラインド（マスキングシステム）で規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。また、オプティカルインテグレータとしては、例えばフライアイレンズ、ロッドインテグレータ（内面反射型インテグレータ）あるいは回折光学素子などを用いることができる。
【００３４】
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５参照）によって、ＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に指定された走査速度で駆動可能となっている。レチクルステージＲＳＴの位置情報は、レチクル干渉計１１６によって常時計測されている。
【００３５】
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、該鏡筒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、その第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、「露光領域」とも呼ぶ）ＩＡに形成される。不図示ではあるが、投影ユニットＰＵは、防振機構を介して３本の支柱で支持される鏡筒定盤に搭載されている。しかし、これに限らず、例えば国際公開第２００６／０３８９５２号に開示されているように、投影ユニットＰＵの上方に配置される不図示のメインフレーム部材、あるいはレチクルステージＲＳＴが配置されるベース部材などに対して投影ユニットＰＵを吊り下げ支持しても良い。
【００３６】
なお、本実施形態の露光装置１００では、液浸法を適用した露光が行われるので、ペッツヴァルの条件を満足し、かつ投影光学系の大型化を避けるために、ミラーとレンズとを含む反射屈折系（カタディ・オプトリック系）を用いても良い。
【００３７】
また、本実施形態の露光装置１００では、液浸法を適用した露光を行うため、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、局所液浸装置８の一部を構成するノズルユニット３２が設けられている。本実施形態では、ノズルユニット３２は、図１に示されるように、その下端面が先端レンズ１９１の下端面とほぼ同一面に設定されている。また、ノズルユニット３２は、液体Ｌｑの供給口及び回収口と、ウエハＷが対向して配置され、かつ回収口が設けられる下面と、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂとそれぞれ接続される供給流路及び回収流路とを備えている。
【００３８】
本実施形態においては、液体供給管３１Ａ、供給流路、及び供給口を介して、液体供給装置５（図１では不図示、図５参照）から先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体が供給されるとともに、回収口、回収流路、及び液体回収管３１Ｂを介して、液体回収装置６（図１では不図示、図５参照）によって、先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体が回収されることにより、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に、一定量の液体Ｌｑ（図１参照）が保持される。この場合、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に保持された液体Ｌｑは、常に入れ替わっている。
【００３９】
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。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。この水の中では、照明光ＩＬの波長は、１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。
【００４０】
上記の説明から明らかなように、本実施形態では、ノズルユニット３２、液体供給装置５、液体回収装置６、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂ等を含み、局所液浸装置８が構成されている。なお、局所液浸装置８の一部、例えば少なくともノズルユニット３２は、投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム（前述の鏡筒定盤を含む）に吊り下げ支持されても良いし、メインフレームとは別のフレーム部材に設けても良い。あるいは、前述の如く投影ユニットＰＵが吊り下げ支持される場合は、投影ユニットＰＵと一体にノズルユニット３２を吊り下げ支持しても良いが、本実施形態では投影ユニットＰＵとは独立に吊り下げ支持される計測フレームにノズルユニット３２を設けている。この場合、投影ユニットＰＵを吊り下げ支持していなくても良い。
【００４１】
なお、投影ユニットＰＵ下方に計測ステージＭＳＴが位置する場合にも、上記と同様に後述する計測ステージと先端レンズ１９１との間に水を満たすことが可能である。
【００４２】
図１に戻り、ステージ装置５０は、ベース盤１２上に配置されたウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴ、これらのステージＷＳＴ，ＭＳＴの位置情報を計測するＹ軸干渉計１６，１８を含む干渉計システム１１８（図５参照）、及び露光の際などにウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するのに用いられるエンコーダシステム２００（図５参照）、ステージＷＳＴ，ＭＳＴを駆動するステージ駆動系１２４（図５参照）、並びに後述する検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4、ＰＤＹ1、ＰＤＹ2（図３及び図５等参照）などを備えている。
【００４３】
ウエハステージＷＳＴ，計測ステージＭＳＴそれぞれの底面には、不図示の非接触軸受、例えば真空予圧型空気静圧軸受（以下、「エアパッド」と呼ぶ）が複数ヶ所に設けられており、これらのエアパッドからベース盤１２の上面に向けて噴出された加圧空気の静圧により、ベース盤１２上でウエハステージＷＳＴ，計測ステージＭＳＴが数μｍ程度のクリアランスを介して非接触で支持されている。また、ステージＷＳＴ，ＭＳＴは、ステージ駆動系１２４によって、互いに独立して少なくともＹ軸方向及びＸ軸方向に駆動可能である。
【００４４】
ウエハステージＷＳＴには、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（不図示）が設けられている。ウエハホルダはウエハステージＷＳＴと一体に形成しても良いが、本実施形態ではウエハホルダとウエハステージＷＳＴとを別々に構成し、例えば真空吸着などによってウエハホルダをウエハステージＷＳＴの凹部内に固定している。また、ウエハステージＷＳＴの上面には、ウエハホルダ上に載置されるウエハの表面とほぼ同一面となる、液体Ｌｑに対して撥液化処理された表面（撥液面）を有し、かつ外形（輪郭）が矩形でその中央部にウエハホルダ（ウエハの載置領域）よりも一回り大きな円形の開口が形成されたプレート（撥液板）２８が設けられている。プレート２８は、低熱膨張率の材料、例えばガラス又はセラミックス（ショット社のゼロデュア（商品名）、Ａｌ２Ｏ３あるいはＴｉＣなど）から成り、その表面には、例えばフッ素樹脂材料、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料あるいはシリコン系樹脂材料などにより撥液膜が形成される。さらにプレート２８は、ステージ装置５０の平面図である図２に示されるように、円形の開口を囲む、外形（輪郭）が矩形の第１撥液領域２８ａと、第１撥液領域２８ａの周囲に配置される矩形枠状（環状）の第２撥液領域２８ｂとを有する。第１撥液領域２８ａには、例えば露光動作時、ウエハの表面からはみ出す液浸領域１４（例えば図３参照）の少なくとも一部が形成され、第２撥液領域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る。なお、プレート２８はその表面の少なくとも一部がウエハの表面と同一面でなくても良い、すなわち異なる高さであっても良い。また、プレート２８は単一のプレートでも良いが、本実施形態では複数のプレート、例えば第１及び第２撥液領域２８ａ、２８ｂにそれぞれ対応する第１及び第２撥液板が組み合わせて構成される。本実施形態では、前述の如く液体Ｌｑとして純水を用いるので、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。
【００４５】
この場合、内側の第１撥水板２８ａには、露光光ＩＬが照射されるのに対し、外側の第２撥水板２８ｂには、露光光ＩＬが殆ど照射されない。このことを考慮して、本実施形態では、第１撥水版２８ａの表面には、露光光ＩＬ（この場合、真空紫外域の光）に対する耐性が十分にある撥水コートが施された第１撥水領域が形成され、第２撥水板２８ｂには、その表面に第１撥水領域に比べて露光光ＩＬに対する耐性が劣る撥水コートが施された第２撥水領域が形成されている。一般にガラス板には、露光光ＩＬ（この場合、真空紫外域の光）に対する耐性が十分にある撥水コートを施し難いので、このように第１撥水板２８ａとその周囲の第２撥水板２８ｂとの２つの部分に分離することは効果的である。なお、これに限らず、同一のプレートの上面に露光光ＩＬに対する耐性が異なる２種類の撥水コートを施して、第１撥水領域、第２撥水領域を形成しても良い。また、第１及び第２撥水領域で撥水コートの種類が同一でも良い。例えば、同一のプレートに１つの撥水領域を形成するだけでも良い。
【００４６】
また、図２から明らかなように、第１撥水板２８ａの＋Ｙ側の端部には、そのＸ軸方向の中央部に長方形の切り欠きが形成され、この切り欠きと第２撥水板２８ｂとで囲まれる長方形の空間の内部（切り欠きの内部）に計測プレート３０が埋め込まれている。計測プレート３０の長手方向の中央（ウエハステージＷＳＴのセンターラインＬＬ上）には、基準マークＦＭが形成されるとともに、該基準マークＦＭのＸ軸方向の一側と他側に、基準マークの中心に関して対称な配置で一対の空間像計測スリットパターン（スリット状の計測用パターン）ＳＬが形成されている。各空間像計測スリットパターンＳＬとしては、一例として、Ｙ軸方向とＸ軸方向とに沿った辺を有するＬ字状のスリットパターン、あるいはＸ軸及びＹ軸方向にそれぞれ延びる２つの直線状のスリットパターンなどを用いることができる。これら空間像計測スリットパターンＳＬ下方のウエハステージＷＳＴの内部には、スリットパターンＳＬとともに空間像計測装置４５（図５参照）を構成する光学系等が設けられている。
【００４７】
第２撥水板２８ｂは、実際には、図７（Ａ）に示されるように、２枚の板状部材２９ａ，２９ｂが貼り合わされて形成されている。このうち、下側の板状部材２９ｂの上面（＋Ｚ側の面）には、その４辺のそれぞれに沿って所定ピッチで回折格子ＲＧの多数の格子線が設けられている。これについて更に詳述すると、図２に示されるように、第２撥水板２８ｂ（板状部材２９ｂ）のＸ軸方向一側と他側（図２における上下両側）の領域には、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2がそれぞれ形成されている。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における左右両側）の領域には、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。本実施形態では、第２撥水板２８ｂを上記のように２枚の板状部材２９ａ，２９ｂで構成することで、上側の板状部材２９ａが回折格子ＲＧをカバーするので、回折格子ＲＧの損傷等を防止することが可能となっている。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。その他の図においても同様である。
【００４８】
ウエハステージＷＳＴの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、それぞれ鏡面加工が施され、図２に示される反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。干渉計システム１１８（図５参照）のＹ軸干渉計１６及びＸ軸干渉計１２６（図１では、Ｘ軸干渉計１２６は不図示、図２参照）は、反射面１７ａ，１７ｂにそれぞれ干渉計ビーム（測長ビーム）を投射して、それぞれの反射光を受光することにより、各反射面の基準位置（一般には投影ユニットＰＵ側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの変位、すなわちウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報を計測し、この計測値が主制御装置２０に供給される。本実施形態では、Ｙ軸干渉計１６及びＸ軸干渉計１２６として、ともに光軸を複数有する多軸干渉計が用いられている。Ｙ軸干渉計１６及びＸ軸干渉計１２６の計測値に基づいて、主制御装置２０は、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）も計測可能である。但し、本実施形態では、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）は、主として、上述したＹスケール、Ｘスケールなどを用いる、後述するエンコーダシステムの各エンコーダによって計測される。そして、干渉計１６，１２６の計測値は、各エンコーダの計測値の長期的変動（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用いられる。また、Ｙ軸干渉計１６は、ウエハ交換のため、後述するアンローディングポジション、及びローディングポジション付近においてウエハステージＷＳＴのＹ位置等を計測するのに用いられる。また、例えばローディング動作とアライメント動作との間、及び／又は露光動作とアンローディング動作との間におけるウエハステージＷＳＴの移動においても、干渉計システム１１８の計測情報、すなわち５自由度の方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θｘ、θｙ及びθｚ方向）の位置情報の少なくとも１つが用いられる。なお、干渉計システム１１８はその少なくとも一部（例えば、光学系など）が、投影ユニットＰＵを保持するメインフレームに設けられる、あるいは前述の如く吊り下げ支持される投影ユニットＰＵと一体に設けられても良いが、本実施形態では前述した計測フレームに設けられるものとする。
【００４９】
なお、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴとして、６自由度で移動可能な単一のステージを採用したが、ウエハステージＷＳＴとして、ＸＹ平面内で自在に移動可能なステージ本体と、該ステージ本体上に搭載され、ステージ本体に対してＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向に相対的に微小駆動可能なウエハテーブルとを含む構成を採用しても良い。また、反射面１７ａ，反射面１７ｂの代わりに、ウエハステージＷＳＴに平面ミラーから成る移動鏡を設けても良い。さらに、投影ユニットＰＵに設けられる固定ミラーの反射面を基準面としてウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するものとしたが、その基準面を配置する位置は投影ユニットＰＵに限られるものでないし、必ずしも固定ミラーを用いてウエハステージＷＳＴの位置情報を計測しなくても良い。
【００５０】
また、本実施形態では、干渉計システム１１８によって計測されるウエハステージＷＳＴの位置情報が、後述の露光動作やアライメント動作などでは用いられず、主として各エンコーダのキャリブレーション動作（すなわち、計測値の較正）などに用いられるものとしたが、干渉計システム１１８の計測情報（すなわち、５自由度の方向の位置情報の少なくとも１つ）を、例えば露光動作及び／又はアライメント動作などで用いても良い。本実施形態では、エンコーダシステムは、少なくとも３つのエンコーダにより、ウエハステージＷＳＴの３自由度の方向、すなわちＸ軸、Ｙ軸及びθｚ方向の位置情報を計測する。そこで、露光動作などにおいて、干渉計システム１１８の計測情報のうち、エンコーダによるウエハステージＷＳＴの位置情報の計測方向（Ｘ軸、Ｙ軸及びθｚ方向）と異なる方向、例えばθｘ方向及び／又はθｙ方向に関する位置情報のみを用いても良いし、その異なる方向の位置情報に加えて、エンコーダの計測方向と同じ方向（すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸及びθｚ方向の少なくとも１つ）に関する位置情報を用いても良い。また、干渉計システム１１８はウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置情報を計測可能としても良い。この場合、露光動作などにおいてＺ軸方向の位置情報を用いても良い。
【００５１】
計測ステージＭＳＴは、各種計測用部材を有しており、６自由度方向に駆動可能とされている。計測用部材としては、例えば、図２に示されるように、投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光するピンホール状の受光部を有する照度むらセンサ９４、投影光学系ＰＬにより投影されるパターンの空間像（投影像）を計測する空間像計測器９６、及び例えば国際公開第０３／０６５４２８号などに開示されているシャック−ハルトマン（Shack-Hartman）方式の波面収差計測器９８などが採用されている。波面収差計測器９８としては、例えば国際公開第９９／６０３６１号（対応欧州特許第１,０７９,２２３号）に開示されるものも用いることができる。
【００５２】
照度むらセンサ９４としては、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報（対応する米国特許第４，４６５，３６８号明細書）などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。また、空間像計測器９６としては、例えば特開２００２−１４００５号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書）などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。なお、本実施形態では３つの計測用部材（９４、９６、９８）を計測ステージＭＳＴに設けるものとしたが、計測用部材の種類、及び／又は数などはこれに限られない。計測用部材として、例えば投影光学系ＰＬの透過率を計測する透過率計測器、及び／又は、前述の局所液浸装置８、例えばノズルユニット３２（あるいは先端レンズ１９１）などを観察する計測器などを用いても良い。さらに、計測用部材と異なる部材、例えばノズルユニット３２、先端レンズ１９１などを清掃する清掃部材などを計測ステージＭＳＴに搭載しても良い。
【００５３】
上記各センサに加え、例えば特開平１１−１６８１６号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書）などに開示される、投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光する所定面積の受光部を有する照度モニタを採用しても良く、この照度モニタもセンターライン上に配置することが望ましい。
【００５４】
なお、本実施形態では、投影光学系ＰＬと液体（水）Ｌｑとを介して露光光（照明光）ＩＬによりウエハＷを露光する液浸露光が行われるのに対応して、照明光ＩＬを用いる計測に使用される上記の照度むらセンサ９４（及び照度モニタ）、空間像計測器９６、並びに波面収差計測器９８では、投影光学系ＰＬ及び水を介して照明光ＩＬを受光することとなる。また、各センサは、例えば光学系などの一部だけが計測ステージＭＳＴに搭載されていても良いし、センサ全体を計測ステージＭＳＴに配置するようにしても良い。
【００５５】
また、計測ステージＭＳＴの−Ｙ側の側面には、直方体状の基準部材としてのコンフィデンシャルバー（以下、「ＣＤバー」と略述する）４６がＸ軸方向に延設されている。このＣＤバー４６は、フルキネマティックマウント構造によって、計測ステージＭＳＴ上にキネマティックに支持されている。なお、ＣＤバー４６はフィデュシャルバー（「ＦＤバー」と略述）とも呼ばれる。
【００５６】
ＣＤバー４６は、原器（計測基準）となるため、低熱膨張率の光学ガラスセラミックス、例えば、ショット社のゼロデュア（商品名）などがその素材として採用されている。このＣＤバー４６の上面（表面）は、いわゆる基準平面板と同程度にその平坦度が高く設定されている。また、このＣＤバー４６の長手方向の一側と他側の端部近傍には、図２に示されるように、Ｙ軸方向を周期方向とする基準格子（例えば回折格子）５２がそれぞれ形成されている。この一対の基準格子５２は、所定距離を隔ててＣＤバー４６のＸ軸方向の中心、すなわちセンターラインＣＬに関して対称な配置で形成されている。
【００５７】
また、このＣＤバー４６の上面には、図２に示されるように複数の基準マークＭが形成されている。この複数の基準マークＭは、同一ピッチでＹ軸方向に関して３行の配列で形成され、各行の配列がＸ軸方向に関して互いに所定距離だけずれて形成されている。各基準マークＭとしては、後述するプライマリアライメント系、セカンダリアライメント系によって検出可能な寸法の２次元マークが用いられている。基準マークＭはその形状（構成）が前述の基準マークＦＭと異なっても良いが、本実施形態では基準マークＭと基準マークＦＭとは同一の構成であり、かつウエハＷのアライメントマークとも同一の構成となっている。なお、本実施形態ではＣＤバー４６の表面、及び計測ステージＭＳＴ（前述の計測用部材を含んでも良い）の表面もそれぞれ撥液膜（撥水膜）で覆われている。
【００５８】
計測ステージＭＳＴの＋Ｙ端面、−Ｘ端面も前述したウエハステージＷＳＴと同様の反射面１９ａ、１９ｂが形成されている（図２参照）。干渉計システム１１８（図５参照）のＹ軸干渉計１８、Ｘ軸干渉計１３０（図１では、Ｘ軸干渉計１３０は不図示、図２参照）は、これらの反射面１９ａ、１９ｂに、図２に示されるように、干渉計ビーム（測長ビーム）を投射して、それぞれの反射光を受光することにより、各反射面の基準位置からの変位、すなわち計測ステージＭＳＴの位置情報（例えば、少なくともＸ軸及びＹ軸方向の位置情報とθｚ方向の回転情報とを含む）を計測し、この計測値が主制御装置２０に供給される。
【００５９】
本実施形態の露光装置１００では、図１、図２では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、図３に示されるように、投影ユニットＰＵの中心を通りかつＹ軸と平行な直線ＬＶ上で、該中心から−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が支持部材５４に支持された状態で設けられている。また、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。各セカンダリアライメント系ＡＬ２n（ｎ＝１〜４）は、回転中心Ｏを中心として紙面内で回動可能とされており、この回動により、Ｘ位置が調整される。なお、５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4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る。ただし、これに限らず、５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4を、例えば前述した計測フレームに設けても良い。
【００６０】
本実施形態では、プライマリアライメント系ＡＬ１及び４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれとして、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（各アライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。プライマリアライメント系ＡＬ１及び４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれからの撮像信号は、図５の主制御装置２０に供給されるようになっている。
【００６１】
次に、本実施形態の露光装置１００におけるエンコーダシステム２００について、図３に基づいて説明する。なお、図３においては、計測ステージＭＳＴの図示が省略されるとともに、その計測ステージＭＳＴと先端レンズ１９１との間に保持される水Ｌｑで形成される液浸領域が符号１４で示されている。
【００６２】
この図３に示されるように、本実施形態の露光装置１００では、前述したノズルユニット３２の周囲を四方から囲む状態で、エンコーダシステムの４つのヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄが配置されている。これらのヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄは、図３等では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、支持部材を介して、前述した投影ユニットＰＵを保持するメインフレームに吊り下げ状態で固定されている。なお、ヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄは、例えば投影ユニットＰＵが吊り下げ支持される場合は投影ユニットＰＵと一体に吊り下げ支持しても良いし、あるいは前述した計測フレームに設けても良い。
【００６３】
ヘッドユニット６２Ａ、６２Ｃは、投影ユニットＰＵの＋Ｘ側、−Ｘ側にそれぞれＸ軸方向を長手方向として、かつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して対称に光軸ＡＸからほぼ同一距離隔てて配置されている。また、ヘッドユニット６２Ｂ、６２Ｄは、投影ユニットＰＵの＋Ｙ側、−Ｙ側にそれぞれＹ軸方向を長手方向として、かつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸからほぼ同一距離隔てて配置されている。
【００６４】
ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、図３に示されるように、Ｘ軸方向に沿って投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通りかつＸ軸と平行な直線ＬＨ上に所定間隔で配置された複数（ここでは６個）のＹヘッド６４を備えている。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のＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは、６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５参照）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のＹ位置を計測する多眼（ここでは、６眼）のＹエンコーダ７０Ｃ（図５参照）を構成する。ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃが備える隣接するＹヘッド６４（すなわち、計測ビーム）の間隔は、前述のＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ軸方向の幅（より正確には、格子線の長さ）よりも狭く設定されている。また、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える複数のＹヘッド６４のうち、最も内側に位置するＹヘッド６４は、投影光学系ＰＬの光軸になるべく近く配置するために、投影光学系ＰＬの鏡筒４０の下端部（より正確には先端レンズ１９１を取り囲むノズルユニット３２の横側）に固定されている。
【００６５】
ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃは、それぞれが備えるＹヘッド６４と同じＸ位置に、ただしＹ位置を＋Ｙ側に所定距離ずらして、それぞれ６個のＺセンサ７６1〜７６6、７４1〜７４6（図３では不図示、図５参照）を備えている。
【００６６】
Ｚセンサ７４1〜７４6、及びＺセンサ７６1〜７６6は、図５に示されるように、不図示の処理装置を介して主制御装置２０に接続されている。この処理装置を介してＺセンサ７２ａ〜７２ｄ（これらの配置については後述）も主制御装置２０に接続されている。
【００６７】
各Ｚセンサとしては、ウエハステージＷＳＴに対し上方から光を照射し、その反射光を受光してその光の照射点におけるウエハステージＷＳＴの上面（本実施形態では計測対象であるＹスケールの計測面（計測対称面））のＸＹ平面に直交するＺ軸方向の位置情報を計測するセンサ、一例としてＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップのような構成の光学式の変位センサ（光ピックアップ方式のセンサ）が用いられている。
【００６８】
主制御装置２０は、処理装置を介してＺセンサ７２ａ〜７２ｄ、Ｚセンサ７４1〜７４6、及びＺセンサ７６1〜７６6の中から任意のＺセンサを選択して作動状態とし、その作動状態としたＺセンサで検出した面位置情報を受け取る。
【００６９】
これを更に詳述すると、各Ｚセンサは、フォーカスセンサ、該フォーカスセンサを収納したセンサ本体及びセンサ本体をＺ軸方向に駆動する駆動部、並びにセンサ本体のＺ軸方向の変位を計測する計測部等（いずれも不図示）を備えている。
【００７０】
フォーカスセンサとしては、計測ビームを計測対象面に照射し、その反射光を受光することで、計測対象面の変位を光学的に読み取る光ピックアップと同様の光学式変位センサが用いられている。フォーカスセンサの出力信号（フォーカスエラーとも呼ばれる）は、駆動部に送られる。駆動部は、フォーカスセンサからの出力信号に従って、センサ本体と計測対象面との距離を一定に保つように（より正確には、計測対象面をフォーカスセンサの光学系のベストフォーカス位置に保つように）、センサ本体をＺ軸方向に駆動する。これにより、センサ本体は計測対象面のＺ軸方向の変位に追従し、フォーカスロック状態が保たれる。
【００７１】
計測部としては、本実施形態では、一例として回折干渉方式のエンコーダが用いられている。計測部は、センサ本体のＺ軸方向の変位を読み取る。
【００７２】
本実施形態では、上述のように、フォーカスロック状態では、センサ本体は、計測対象面との距離を一定に保つように、Ｚ軸方向に変位する。従って、計測部のエンコーダヘッドが、センサ本体のＺ軸方向の変位を計測することにより、計測対象面の面位置（Ｚ位置）が計測される。計測部のエンコーダヘッドの計測値が、Ｚセンサの計測値として前述の処理装置を介して主制御装置２０に供給される。
【００７３】
ヘッドユニット６２Ｂは、図３に示されるように、上記直線ＬＶ上にＹ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数、ここでは７個のＸヘッド６６を備えている。また、ヘッドユニット６２Ｄは、上記直線ＬＶ上に所定間隔で配置された複数、ここでは１１個（ただし、図３ではプライマリアライメント系ＡＬ１と重なる１１個のうちの３個は不図示）のＸヘッド６６を備えている。ヘッドユニット６２Ｂは、前述のＸスケール３９Ｘ1を用いて、ウエハステージＷＳＴ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５参照）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のＸ位置を計測する多眼（ここでは、１１眼）のＸエンコーダ７０Ｄ（図５参照）を構成する。また、本実施形態では、例えば後述するアライメント時などにヘッドユニット６２Ｄが備える１１個のＸヘッド６６のうちの２個のＸヘッド６６が、Ｘスケール３９Ｘ1，Ｘスケール３９Ｘ2に同時にそれぞれ対向する場合がある。この場合には、Ｘスケール３９Ｘ1と対向するＸヘッド６６、及びＸスケール３９Ｘ2と対向するＸヘッド６６のいずれを用いても良い。いずれにしても、ヘッドユニット６２ＤのＸスケールに対向するＸヘッド６６によってＸリニアエンコーダ７０Ｄが構成される。
【００７４】
ここで、１１個のＸヘッド６６のうちの一部、ここでは３個のＸヘッドは、プライマリアライメント系ＡＬ１を支持する支持部材５４の下方に取り付けられている。また、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備える隣接するＸヘッド６６（計測ビーム）の間隔は、前述のＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のＹ軸方向の幅（より正確には、格子線の長さ）よりも狭く設定されている。また、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備える複数のＸヘッド６６のうち、最も内側に位置するＸヘッド６６は、投影光学系ＰＬの光軸になるべく近く配置するために、投影光学系ＰＬの鏡筒の下端部（より正確には先端レンズ１９１を取り囲むノズルユニット３２の横側）に固定されている。
【００７５】
さらに、セカンダリアライメント系ＡＬ２1の−Ｘ側、セカンダリアライメント系ＡＬ２4の＋Ｘ側に、プライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を通るＸ軸に平行な直線上かつその検出中心に対してほぼ対称に検出点が配置されるＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2がそれぞれ設けられている。Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2の間隔は、前述したＣＤバー４６上の一対の基準格子５２間の間隔にほぼ等しく設定されている。Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2は、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの中心が上記直線ＬＶ上にある図３に示される状態では、Ｙスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1にそれぞれ対向するようになっている。後述するアライメント動作の際などでは、Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2に対向してＹスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1がそれぞれ配置され、このＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2（すなわち、これらＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2によって構成されるＹエンコーダ７０Ｅ、７０Ｆ（図５参照））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。
【００７６】
また、本実施形態では、セカンダリアライメント系の後述するベースライン計測時などに、Ｙヘッド６４ｙ1，６４ｙ2が、ＣＤ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６４ｙ1，６４ｙ2によって、ＣＤ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、基準格子５２にそれぞれ対向するＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2によって構成されるエンコーダをＹリニアエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2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６４ｙ1，６４ｙ2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。
【００７７】
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７０Ｅ，７０Ｆの計測値に基づいて、ＣＤバー４６のθｚ方向の回転を制御する。
【００７８】
また、本実施形態の露光装置１００（ステージ装置５０）には、図３に示されるように、スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2、３９Ｙ1，３９Ｙ2、及びＣＤバー４６上の一対の基準格子５２の表面状態（例えば、異物などの存在状態）を検出するための６つの検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4、ＰＤＹ1，ＰＤＹ2が設けられている（図３では、ハッチングが付されている）。検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4、ＰＤＹ1，ＰＤＹ2は、投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム（前述の鏡筒定盤を含む）に吊り下げ支持されても良いし、メインフレームとは別のフレーム部材に固定しても良い。
【００７９】
これら６つの検出装置のうち、検出装置ＰＤＸ1は投影ユニットＰＵの＋Ｙ側かつ−Ｘ側の位置に設けられており、検出装置ＰＤＸ2は投影ユニットＰＵの＋Ｙ側かつ＋Ｘ側の位置で、直線ＬＶを基準として検出装置ＰＤＸ1と左右対称な位置に設けられている。また、検出装置ＰＤＸ3は投影ユニットＰＵの−Ｙ側かつ−Ｘ側の位置に設けられており、検出装置ＰＤＸ4は、直線ＬＶを基準として検出装置ＰＤＸ3と左右対称な位置に設けられている。更に、検出装置ＰＤＹ1は、ヘッドユニット６２Ｃの−Ｙ側かつ照射系９０ａ（これについては後述する）の＋Ｙ側に配置され、検出装置ＰＤＹ2は、ヘッドユニット６２Ａの−Ｙ側かつ受光系９０ａ（これについては後述する）の＋Ｙ側の位置で、直線ＬＶを基準として検出装置ＰＤＹ1と左右対称な位置に配置されている。
【００８０】
検出装置ＰＤＹ1は、図４（Ａ）に示されるように、スケール３９Ｙ2の表面に対して検出ビームを照射する照射系６９Ａと、スケール３９Ｙ2の表面にて散乱した検出ビームを受光する受光系６９Ｂとを含んでいる。
【００８１】
照射系６９Ａは、例えば、レーザ光源、コリメータレンズ、照射光調整部材、アナモルフィックプリズム、絞り等を含む送光部６１と、ミラー６３とを含んでいる。レーザ光源は波長が、例えば約７８０ｎｍの検出ビームを射出する半導体レーザである。
【００８２】
送光部６１から射出された検出ビームは、ミラー６３で反射され、スケール３９Ｙ2の表面に９０°に近い入射角（図４では、８９°）で入射する。すなわち、検出ビームはスケール３９Ｙ2の表面にほぼ平行に入射するので、図４（Ｂ）に示されるように、検出ビームは、スケール３９Ｙ2表面のＸ軸方向のほぼ全域にわたって延びる帯状の照射領域ＢＡに照射される。そして、スケール３９Ｙ2の表面に、図４（Ａ）に示されるように、異物（パーティクル）１１が存在する場合、この異物１１に照射された検出ビームが散乱する。
【００８３】
受光系６９Ｂは、図４（Ａ）に示されるように、受光レンズ６５及びイメージセンサ６７を含んでいる。イメージセンサ６７としては、例えば、一次元ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の光電検出器が用いられる。
【００８４】
受光系６９Ｂでは、スケール３９Ｙ2表面の異物１１において散乱した散乱光のうち、受光レンズ６５に入射する散乱光をイメージセンサ６７にて受光する。この場合、異物１１のＸ位置に応じて、イメージセンサ６７上における散乱光の受光位置が変化する。このイメージセンサ６７の受光結果は、主制御装置２０（図５参照）に送られる。主制御装置２０は、この受光結果に基づいて異物１１の位置を特定する。
【００８５】
なお、検出装置ＰＤＹ2も上記検出装置ＰＤＹ1と同様の構成となっている。また、検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4は、検出ビームの照射方向が検出装置ＰＤＹ1，ＰＤＹ2とは異なるものの、検出装置ＰＤＹ1，ＰＤＹ2と同様になっている。したがって、検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4を用いることにより、スケール（３９Ｘ1又は３９Ｘ2）上に存在する異物１１の位置を検出することが可能である。本実施形態では、異物検出時に前述のエンコーダシステムで計測されるウエハステージＷＳＴの位置情報を用いるが、干渉計システム１１８で計測されるウエハステージＷＳＴの位置情報を代用あるいは併用しても良い。
【００８６】
なお、本実施形態では、検出装置からの検出ビームが、スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2、３９Ｙ1，３９Ｙ2、及びＣＤバー４６の基準格子５２に照射されるため、スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2、３９Ｙ1，３９Ｙ2及びＣＤバー４６の基準格子５２の回折格子における回折光が受光系６９Ｂにて受光されるおそれがある。しかしながら、本実施形態では、回折格子の格子ピッチや向きが一定であり、受光系６９Ｂでは、常に同一の状態の回折光が受光されるので、回折光の受光によって異物１１からの散乱光の検出が影響を受けることが殆ど無い。すなわち、回折格子からの回折光の光量分だけ、受光光の光量（光強度）が底上げされるが、この底上げ分（ノイズ成分）は、位置に依存しないのに対し、異物１１からの散乱光は、位置によって異なるからである。しかしながら、異物の検出信号のＳ／Ｎ比を向上させる観点からは、イメージセンサ６７が回折光を受光しないように、受光系６９Ｂの配置等を設計することが好ましい。
【００８７】
さらに、本実施形態の露光装置１００では、図３に示されるように、照射系９０ａ及び受光系９０ｂから成る、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応する米国特許第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６２Ｃ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６２Ａの＋Ｘ端部の−Ｙ側に受光系９０ｂが配置されている。
【００８８】
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は検出点の総数の１／２）のマトリックス状に配置される。図３中では、それぞれ検出ビームが照射される複数の検出点を、個別に図示せず、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ＡＦとして示している。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。また、この検出領域ＡＦは、Ｙ軸方向に関して、前述の液浸領域１４（露光領域ＩＡ）とアライメント系（ＡＬ１、ＡＬ２1，ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4）の検出領域との間に配置されているので、多点ＡＦ系とアライメント系とでその検出動作を並行して行うことが可能となっている。多点ＡＦ系は、投影ユニットＰＵを保持するメインフレームなどに設けても良いが、本実施形態では前述の計測フレームに設けるものとする。
【００８９】
なお、複数の検出点は１行Ｍ列又は２行Ｎ列で配置されるものとしたが、行数及び／又は列数はこれに限られない。但し、行数が２以上である場合は、異なる行の間でも検出点のＸ軸方向の位置を異ならせることが好ましい。さらに、複数の検出点はＸ軸方向に沿って配置されるものとしたが、これに限らず、複数の検出点の全部又は一部をＹ軸方向に関して異なる位置に配置しても良い。例えば、Ｘ軸及びＹ軸の両方と交差する方向に沿って複数の検出点を配置しても良い。すなわち、複数の検出点は少なくともＸ軸方向に関して位置が異なっていれば良い。また、本実施形態では複数の検出点に検出ビームを照射するものとしたが、例えば検出領域ＡＦの全域に検出ビームを照射しても良い。さらに、検出領域ＡＦはＸ軸方向の長さがウエハＷの直径と同程度でなくても良い。
【００９０】
なお、図３では図示が省略されているが、多点ＡＦ系の複数の検出点のうち両端に位置する検出点の近傍、すなわち検出領域ＡＦの両端部近傍に、前述の直線ＬＶに関して対称な配置で、前述した各一対のＺセンサ７２ａ，７２ｂ、及び７２ｃ，７２ｄ（図５参照）が設けられている。これらの面位置センサとしては、ウエハステージＷＳＴに対し上方から光を照射し、その反射光を受光してその光の照射点におけるウエハステージＷＳＴ表面のＸＹ平面に直交するＺ軸方向の位置情報を計測するセンサ、一例としてＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップのような構成の光学式の変位センサ（光ピックアップ方式のセンサ）が用いられている。
【００９１】
図３において、符号ＵＰはウエハステージＷＳＴ上のウエハのアンロードが行われるアンローディングポジションを示し、符号ＬＰはウエハステージＷＳＴ上へのウエハのロードが行われるローディングポジションを示す。本実施形態では、アンロードポジションＵＰとローディングポジションＬＰとは、直線ＬＶに関して対称に設定されている。なお、ウエハＷの交換位置をアンロードポジションＵＰとローディングポジションＬＰとに分けて設定しているが、アンロードポジションＵＰとローディングポジションＬＰとを同一位置としても良い。
【００９２】
図５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５においては、前述した照度むらセンサ９４、空間像計測器９６及び波面収差計測器９８などの計測ステージＭＳＴに設けられた各種センサが、纏めてセンサ群９９として示されている。
【００９３】
上述のようにして構成された本実施形態の露光装置１００では、前述したようなウエハステージＷＳＴ上のＸスケール、Ｙスケールの配置及び前述したようなＸヘッド、Ｙヘッドの配置を採用したことから、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）などに例示されるように、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲（すなわち、本実施形態では、アライメント及び露光動作のために移動する範囲）では、必ず、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2とヘッドユニット６２Ｂ、６２Ｄ（Ｘヘッド６６）とがそれぞれ対向し、かつＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2とヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃ（Ｙヘッド６４）又はＹヘッド６４ｙ1、６４ｙ2とがそれぞれ対向するようになっている。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）中では、対応するＸスケール又はＹスケールに対向したヘッドが丸で囲んで示されている。
【００９４】
このため、主制御装置２０は、前述のウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では、エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄの少なくとも３つ、又はリニアエンコーダ７０Ｅ1，７０Ｆ1，７０Ｂ及び７０Ｄのうちの少なくとも３つの計測値に基づいて、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ＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を、高精度に制御することができる。エンコーダ７０Ａ〜７０Ｆの計測値が受ける空気揺らぎの影響は、干渉計に比べては無視できるほど小さいので、空気揺らぎに起因する計測値の短期安定性は、干渉計に比べて格段に良い。なお、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲及びスケールのサイズ（すなわち、回折格子の形成範囲）などに応じて、ヘッドユニット６２Ｂ、６２Ｄ、６２Ａ、６２Ｃのサイズ（例えば、ヘッドの数及び／又は間隔など）を設定している。従って、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では、４つのスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2、３９Ｙ1，３９Ｙ2が全てヘッドユニット６２Ｂ、６２Ｄ、６２Ａ、６２Ｃとそれぞれ対向するが、４つのスケールが全て対応するヘッドユニットと対向しなくても良い。例えば、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の一方、及び／又はＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2の一方がヘッドユニットから外れても良い。Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の一方、又はＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2の一方がヘッドユニットから外れる場合、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では３つのスケールがヘッドユニットと対向するので、ウエハステージＷＳＴのＸ軸、Ｙ軸及びθｚ方向の位置情報を常時計測可能である。また、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2の一方、及びＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2の一方がヘッドユニットから外れる場合、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク範囲では２つのスケールがヘッドユニットと対向するので、ウエハステージＷＳＴのθｚ方向の位置情報は常時計測できないが、Ｘ軸及びＹ軸方向の位置情報は常時計測可能である。この場合、干渉計システム１１８によって計測されるウエハステージＷＳＴのθｚ方向の位置情報を併用して、ウエハステージＷＳＴの位置制御を行っても良い。
【００９５】
また、図６（Ａ）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、そのウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置を計測するＹヘッド６４が、同図中に矢印ｅ1，ｅ2で示されるように、隣のＹヘッド６４に順次切り換わる。例えば、実線の丸で囲まれるＹヘッド６４から点線の丸で囲まれるＹヘッド６４へ切り換わる。このため、その切り換わりの前後で、計測値が引き継がれる。すなわち、本実施形態では、このＹヘッド６４の切り換え及び計測値の引継ぎを円滑に行うために、前述の如く、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃが備える隣接するＹヘッド６４の間隔を、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ軸方向の幅よりも狭く設定したものである。
【００９６】
また、図示は省略されているが、上記のＹヘッドと同様に、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える、隣接するＺセンサ７６同士、７４同士の切り換え（つなぎ処理）が行われる。
【００９７】
また、本実施形態では、前述の如く、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄが備える隣接するＸヘッド６６の間隔は、前述のＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のＹ軸方向の幅よりも狭く設定されているので、上述と同様に、図６（Ｂ）中に白抜き矢印で示されるようにウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に駆動する際、そのウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置を計測するＸヘッド６６が、順次隣のＸヘッド６６に切り換わり（例えば実線の丸で囲まれるＸヘッド６６から点線の丸で囲まれるＸヘッド６６へ切り換わる）、その切り換わりの前後で計測値が引き継がれる。
【００９８】
ここで、エンコーダ７０Ａ〜７０Ｆの構成等について、図７（Ａ）に拡大して示されるＹエンコーダ７０Ａを代表的に採り上げて説明する。この図７（Ａ）では、Ｙスケール３９Ｙ1に検出光（計測ビーム）を照射するヘッドユニット６２Ａの１つのＹヘッド６４を示している。
【００９９】
Ｙヘッド６４は、大別すると、照射系６４ａ、光学系６４ｂ、及び受光系６４ｃの３部分から構成されている。
【０１００】
照射系６４ａは、レーザ光ＬＢをＹ軸及びＺ軸に対して４５°を成す方向に射出する光源、例えば半導体レーザＬＤと、該半導体レーザＬＤから射出されるレーザビームＬＢの光路上に配置されたレンズＬ１とを含む。
【０１０１】
光学系６４ｂは、その分離面がＸＺ平面と平行である偏光ビームスプリッタＰＢＳ、一対の反射ミラーＲ１ａ，Ｒ１ｂ、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂ、四分の一波長板（以下、λ／４板と記述する）ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂ、及び反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂ等を備えている。
【０１０２】
前記受光系６４ｃは、偏光子（検光子）及び光検出器等を含む。
【０１０３】
このＹエンコーダ７０Ａにおいて、半導体レーザＬＤから射出されたレーザビームＬＢはレンズＬ１を介して偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射し、偏光分離されて２つのビームＬＢ1、ＬＢ2となる。偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過したビームＬＢ1は反射ミラーＲ１ａを介してＹスケール３９Ｙ1に形成された反射型回折格子ＲＧに到達し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されたビームＬＢ2は反射ミラーＲ１ｂを介して反射型回折格子ＲＧに到達する。なお、ここで「偏光分離」とは、入射ビームをＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離することを意味する。
【０１０４】
ビームＬＢ1、ＬＢ2の照射によって回折格子ＲＧから発生する所定次数の回折ビーム、例えば１次回折ビームはそれぞれ、レンズＬ２ｂ、Ｌ２ａを介してλ／４板ＷＰ１ｂ、ＷＰ１ａにより円偏光に変換された後、反射ミラーＲ２ｂ、Ｒ２ａにより反射されて再度λ／４板ＷＰ１ｂ、ＷＰ１ａを通り、往路と同じ光路を逆方向に辿って偏光ビームスプリッタＰＢＳに達する。
【０１０５】
偏光ビームスプリッタＰＢＳに達した２つのビームは、各々その偏光方向が元の方向に対して９０度回転している。このため、先に偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過したビームＬＢ1の１次回折ビームは、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて受光系６４ｃに入射するとともに、先に偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されたビームＬＢ2の１次回折ビームは、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過してビームＬＢ1の１次回折ビームと同軸に合成されて受光系６４ｃに入射する。
【０１０６】
そして、上記２つの１次回折ビームは、受光系６４ｃの内部で、検光子によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。
【０１０７】
上記の説明からわかるように、Ｙエンコーダ７０Ａでは、干渉させる２つのビームの光路長が極短くかつほぼ等しいため、空気揺らぎの影響がほとんど無視できる。そして、Ｙスケール３９Ｙ1（すなわちウエハステージＷＳＴ）が計測方向（この場合、Ｙ軸方向）に移動すると、２つのビームそれぞれの位相が変化して干渉光の強度が変化する。この干渉光の強度の変化が、受光系６４ｃによって検出され、その強度変化に応じた位置情報がＹエンコーダ７０Ａの計測値として出力される。その他のエンコーダ７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ等も、エンコーダ７０Ａと同様にして構成されている。各エンコーダとしては、分解能が、例えば０．１ｎｍ程度のものが用いられている。なお、本実施形態のエンコーダでは、図７（Ｂ）に示されるように、検出光として格子線から成る回折格子ＲＧの周期方向に長く延びる断面形状のレーザビームＬＢを用いても良い。図７（Ｂ）では、回折格子ＲＧの格子線と比較してビームＬＢを誇張して大きく図示している。
【０１０８】
次に、本実施形態の露光装置１００における、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを用いた並行処理動作について、図８〜図２１に基づいて説明する。なお、以下の動作中、主制御装置２０によって、局所液浸装置８の液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブの開閉制御が前述したようにして行われ、投影光学系ＰＬの先端レンズ１９１の射出面側には常時水が満たされている。しかし、以下では、説明を分かり易くするため、液体供給装置５及び液体回収装置６の制御に関する説明は省略する。また、以後の動作説明は、多数の図面を用いて行うが、図面毎に同一の部材に符号が付されていたり、付されていなかったりしている。すなわち、図面毎に、記載している符号が異なっているが、それら図面は符号の有無に関わらず、同一構成である。これまでに説明に用いた、各図面についても同様である。
【０１０９】
なお、前提として、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースライン計測（ベースラインチェック）や、セカンダリアライメント系ＡＬ２n（ｎ＝１〜４）のベースライン計測動作は、既に行われているものとする。ここで、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインとは、投影光学系ＰＬによるパターン（例えばレチクルＲのパターン）の投影位置とプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心との位置関係（又は距離）を意味し、セカンダリアライメント系ＡＬ２nのベースラインとは、プライマリアライメント系ＡＬ１（の検出中心）を基準とする各セカンダリアライメント系ＡＬ２n（の検出中心）の相対位置を意味する。プライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインは、例えば、基準マークＦＭがプライマリアライメント系ＡＬ１の視野（検出領域）内に位置決めされた状態で、基準マークＦＭを計測するとともに、基準マークＦＭが投影光学系ＰＬの露光領域ＩＡ（液浸領域１４）内に位置決めされた状態で、例えば、特開２００２−１４００５号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書）などに開示される方法と同様に、一対の空間像計測スリットパターンＳＬを用いたスリットスキャン方式の空間像計測動作にて、一対の計測マークの空間像をそれぞれ計測し、それぞれの検出結果及び計測結果に基づいて算出する。また、セカンダリアライメント系ＡＬ２nのベースラインは、例えば、事前に、ロット先頭のウエハＷ（プロセスウエハ）上の特定のアライメントマークをプライマリアライメント系ＡＬ１、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4それぞれで検出し、その検出結果とその検出時のエンコーダ７０Ａ〜７０Ｄの計測値とから算出する。なお、主制御装置２０は、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のＸ軸方向の位置を、アライメントショット領域の配置に合わせて事前に調整している。
【０１１０】
図８には、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷ（ここでは、一例として、あるロット（１ロットは２５枚又は５０枚）の中間のウエハとする）に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われている状態が示されている。この露光中、主制御装置２０により、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2にそれぞれ対向する図８中に丸で囲んで示されている２つのＸヘッド６６（Ｘエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ）と、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2にそれぞれ対向する図８中に丸で囲んで示されている２つのＹヘッド６４（Ｙエンコーダ７０Ａ，７０Ｃ）とのうちの少なくとも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（θｚ回転を含む）が制御されている。また、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置とθｙ回転（ローリング）及びθｘ回転（ピッチング）とは、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃ内部に設けられた前述のＺセンサ７４i，７６j（ｉ，ｊは、１〜６のいずれか）の計測値に基づいて制御され、θｘ回転（ピッチング）はＹ軸干渉計１６の計測値に基づいて制御されている。
【０１１１】
なお、Ｚセンサをヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃの内部又はその近傍にＹ軸方向にも並べて配置し、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置とθｙ回転（ローリング）とθｘ回転（ピッチング）とを、複数のＺセンサの計測値に基づいて制御しても良い。いずれにしても、この露光中のウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置、θｙ回転及びθｘ回転の制御（ウエハＷのフォーカス・レベリング制御）は、事前に行われたフォーカスマッピング（これについては後述する）の結果に基づいて行われる。
【０１１２】
上記の露光動作は、主制御装置２０により、事前に行われたウエハアライメント、例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）の結果（これについては後述する）及びアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の最新のベースライン等に基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）へウエハステージＷＳＴが移動されるショット間移動動作と、レチクルＲに形成されたパターンを走査露光方式で各ショット領域に転写する走査露光動作とを繰り返すことにより、行われる。なお、上記の露光動作は、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に水を保持した状態で行われる。また、図８における−Ｙ側に位置するショット領域から＋Ｙ側に位置するショット領域の順で行われる。さらにＥＧＡ方式は、例えば特開昭６１−４４４２９号公報（対応する米国特許第４，７８０，６１７号明細書）に開示されているように、ウエハＷ上の複数のショット領域の一部（例えば、８〜１６個程度）をアライメントショット領域として選択し、この選択されたショット領域のアライメントマークをアライメント系ＡＬ1、ＡＬ２１〜ＡＬ２4によって検出する。そして、この検出されたアライメントマークの位置情報を統計演算してウエハＷ上の各ショット領域の位置情報（配列座標）を算出するものである。このＥＧＡ方式では、ショット領域の位置情報だけでなく、ウエハＷのスケーリング、ローテーションなどに関する情報も求めることができる。
【０１１３】
そして、図９に示されるように、ウエハＷに対する露光が終了する前（最終のショット領域が露光される前）に、主制御装置２０は、Ｘ軸干渉計１３０の計測値を一定値に維持しつつＹ軸干渉計１８の計測値に基づいてステージ駆動系１２４を制御して、計測ステージＭＳＴを図１０に示される位置まで移動させる。このとき、ＣＤバー４６の−Ｙ側の端面とウエハステージＷＳＴの＋Ｙ側の端面とは接触している。なお、例えば各ステージのＹ軸方向の位置を計測する干渉計又はエンコーダの計測値をモニタして計測ステージＭＳＴとウエハステージＷＳＴとをＹ軸方向に３００μｍ程度離間させて、非接触の状態（近接状態）を保っても良い。
【０１１４】
次いで、図１１に示されるように、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとのＹ軸方向の位置関係を保ちつつ、計測ステージＭＳＴを−Ｙ方向に駆動する動作を開始するとともに、ウエハステージＷＳＴをアンローディングポジションＵＰに向けて駆動する動作を開始する。この動作が開始されると、本実施形態では計測ステージＭＳＴが−Ｙ方向のみに移動され、ウエハステージＷＳＴが−Ｙ方向及び−Ｘ方向に移動される。
【０１１５】
このようにして、主制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴが同時に駆動されると、投影ユニットＰＵの先端レンズ１９１とウエハＷとの間に保持されていた水（液浸領域１４の水）が、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの−Ｙ側への移動に伴って、ウエハＷ→プレート２８→ＣＤバー４６→計測ステージＭＳＴの順に移動する。なお、上記の移動中、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴは前述の接触状態（又は近接状態）を保っている。なお、図１１には、液浸領域１４の水がプレート２８からＣＤバー４６に渡される直前の状態が示されている。
【０１１６】
図１１の状態から、更にウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴが−Ｙ方向へ同時に僅かに駆動されると、Ｙエンコーダ７０Ａ，７０ＣによるウエハステージＷＳＴの位置計測ができなくなるので、この直前に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴのＹ位置及びθｚ回転の制御を、Ｙエンコーダ７０Ａ，７０Ｃの計測値に基づく制御から、Ｙ軸干渉計１６の計測値に基づく制御に切り換える。そして、所定時間後、図１２に示されるように、計測ステージＭＳＴのＣＤバー４６がアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の直下に位置するため、主制御装置２０は、計測ステージＭＳＴをこの位置で停止するとともに、Ｘスケール３９Ｘ1に対向する図１２中に丸で囲んで示されるＸヘッド６６（Ｘリニアエンコーダ７０Ｂ）によりウエハステージＷＳＴのＸ位置を計測しかつＹ位置及びθｚ回転等はＹ軸干渉計１６により計測しつつ、ウエハステージＷＳＴをさらにアンローディングポジションＵＰに向かって駆動し、アンローディングポジションＵＰで停止させる。なお、図１２の状態では、計測ステージＭＳＴと先端レンズ１９１との間に水が保持されている。
【０１１７】
次いで、主制御装置２０は、図１２及び図１３に示されるように、ＣＤバー４６の基準マークＭを用いて、セカンダリアライメント系ＡＬ２n（の検出中心）の、プライマリアライメント系ＡＬ１（の検出中心）を基準とする相対位置関係（ベースライン）を計測する。この場合のベースライン計測は、ウエハ交換毎というインターバルで行われるので、以下では「Sec-BCHK（インターバル）」とも記述する。
【０１１８】
このSec-BCHK（インターバル）では、主制御装置２０は、ＣＤバー４６上の一対の基準格子５２とそれぞれと対向するＹヘッド６４ｙ1，６４ｙ2（Ｙリニアエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2）の計測値に基づいて、ＣＤバー４６のθｚ回転を調整するとともに、計測ステージＭＳＴのセンターラインＣＬ上又はその近傍に位置する基準マークＭを検出するプライマリアライメント系ＡＬ１の計測値に基づいて、例えば干渉計の計測値を用いてＣＤバー４６のＸＹ位置を調整する。
【０１１９】
そして、この状態で、主制御装置２０は、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、それぞれのセカンダリアライメント系の視野内にあるＣＤバー４６上の基準マークＭを同時に計測することで、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースラインをそれぞれ求める。そして、その後の処理に際しては、新たに計測したベースラインを用いることで、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースラインのドリフトが補正される。
【０１２０】
また、このSec-BCHK（インターバル）と並行して、主制御装置２０は、アンロードポジションＵＰに停止しているウエハステージＷＳＴ上のウエハＷを、不図示のアンロードアームの駆動系に指令を与えてアンロードさせ、ウエハステージＷＳＴを＋Ｘ方向に駆動してローディングポジションＬＰに移動させる。
【０１２１】
次に、主制御装置２０は、図１４に示されるように、計測ステージＭＳＴを、ウエハステージＷＳＴから離れた状態からウエハステージＷＳＴとの前述の接触状態（又は近接状態）に移行させるための最適な待機位置（以下、「最適スクラム待機位置」と呼ぶ）へ移動させる。これと並行して、主制御装置２０は、不図示のロードアームの駆動系に指令を与えて、ウエハステージＷＳＴ上に新たなウエハＷをロードさせる。なお、図１４には、ウエハＷがウエハステージＷＳＴ上にロードされた状態が示されている。
【０１２２】
本実施形態において、上述の計測ステージＭＳＴの最適スクラム待機位置は、ウエハ上のアライメントショット領域に付設されたアライメントマークのＹ座標に応じて適切に設定される。これにより、上記の接触状態（又は近接状態）への移行の際に、計測ステージＭＳＴをその最適スクラム待機位置に移動させる動作が不要になるので、最適スクラム待機位置から離れた位置に待機させる場合に比べて、計測ステージＭＳＴの移動回数を１回削減できる。また、本実施形態では、上記の最適スクラム待機位置としては、ウエハステージＷＳＴが前述のウエハアライメントのために停止する位置で、上記の接触状態（又は近接状態）に移行できるように、最適スクラム待機位置が定められる。
【０１２３】
次に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを、図１５に示される位置へ移動させる。この移動の途中で、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置の制御を、Ｘ軸方向についてはエンコーダ７０Ｂの計測値，Ｙ軸方向及びθｚ回転についてはＹ軸干渉計１６の計測値に基づく制御から、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2に対向する図１５中に丸で囲んで示される２つのＸヘッド６６のいずれか（エンコーダ７０Ｄ）と、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向する図１５中に丸で囲んで示される２つのＹヘッド６４ｙ2，６４ｙ1（エンコーダ７０Ｆ1，７０Ｅ1）との３つの計測値に基づく制御に切り換える。
【０１２４】
次に、主制御装置２０は、上述の３つのエンコーダの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置を管理しつつ、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動を開始する。そして、ウエハステージＷＳＴが図１６に示される位置に到達すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを接触させ（又は３００μｍ程度の距離に近接する）、直ちにウエハステージＷＳＴを停止する。
【０１２５】
ウエハステージＷＳＴの停止後、主制御装置２０は、プライマリアライメント系ＡＬ１，セカンダリアライメント系ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、３つのショット領域（以下、「ファーストアライメントショット領域」と呼ぶ）に付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し（図１６中の星マーク参照）、上記３つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3の検出結果とその検出時の上記３つのエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。なお、この場合の３つのファーストアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの同時検出は、ウエハステージＷＳＴのＺ位置を変化させることで、複数のアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4とウエハステージＷＳＴに載置されているウエハＷとの間の、Ｚ軸方向（フォーカス方向）における相対位置関係を変更しつつ行われている。
【０１２６】
上述のように本実施形態では、ファーストアライメントショット領域のアライメントマークの検出を行う位置で、計測ステージＭＳＴとウエハステージＷＳＴとの接触状態（又は近接状態）への移行が完了し、その位置から、主制御装置２０によって、その接触状態（又は近接状態）での両ステージＷＳＴ，ＭＳＴの＋Ｙ方向への移動が開始される。この両ステージＷＳＴ，ＭＳＴの＋Ｙ方向への移動開始に先立って、主制御装置２０は、図１６に示されるように、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の検出ビームのウエハステージＷＳＴへの照射を開始する。これにより、ウエハステージＷＳＴ上に多点ＡＦ系の検出領域が形成される。
【０１２７】
このとき、液浸領域１４は、ＣＤバー４６とウエハステージＷＳＴとの境界付近に形成されている。すなわち、液浸領域１４の水がＣＤバー４６からウエハステージＷＳＴに渡される直前の状態となっている。
【０１２８】
そして、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴが接触状態（又は近接状態）を保ったまま＋Ｙ方向へ更に移動し、図１７に示される位置に到達すると、主制御装置２０は、図１７中でアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4それぞれと対向する位置に存在する５つのショット領域（以下、「セカンドアライメントショット領域」）に付設されたアライメントマークを、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、ほぼ同時にかつ個別に検出し（図１７中の星マーク参照）、上記５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の検出結果とその検出時の上記３つのエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。なお、この場合の５つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの同時検出も、ファーストアライメントショット領域の検出と同様、ウエハステージＷＳＴのＺ位置を変化させながら行われる。
【０１２９】
また、このとき、Ｘスケール３９Ｘ1に対向し、かつ上記直線ＬＶ上に位置するＸヘッドが存在しないので、主制御装置２０は、Ｘスケール３９Ｘ2に対向するＸヘッド６６（Ｘリニアエンコーダ７０Ｄ）及びＹリニアエンコーダ７０Ｅ1，７０Ｆ1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している。
【０１３０】
上述したように、本実施形態では、セカンドアライメントショット領域のアライメントマークの検出が終了した時点で、合計８個のアライメントマークの位置情報（２次元位置情報）が検出できる。そこで、この段階で、主制御装置２０は、これらの位置情報を用いて例えば前述のＥＧＡ方式にて統計演算を行って、ウエハＷのスケーリング（ショット倍率）を求め、その算出したショット倍率に基づいて、投影光学系ＰＬの光学特性、例えば投影倍率を調整しても良い。本実施形態では、投影光学系ＰＬを構成する特定の可動レンズを駆動する、あるいは投影光学系ＰＬを構成する特定レンズ間に形成された気密室内部の気体の圧力を変更するなどして、投影光学系ＰＬの光学特性を調整する調整装置６８（図５参照）を制御して投影光学系ＰＬの光学特性を調整する。すなわち、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4がウエハＷ上の所定数（ここでは８個）のマークを検出し終えた段階で、それらの検出結果に基づいて、投影光学系ＰＬの光学特性を調整させるように調整装置６８を制御することとしても良い。なお、マークの個数は８個、あるいは検出対象のマークの総数の半分などに限られるものでなく、例えばウエハのスケーリングなどの算出に必要な個数以上であれば良い。
【０１３１】
次いで、主制御装置２０は、上記の５つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの同時検出の終了後、接触状態（又は近接状態）での両ステージＷＳＴ，ＭＳＴの＋Ｙ方向への移動を再び開始すると同時に、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）を用いたフォーカスマッピング（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）を開始する。
【０１３２】
このフォーカスマッピングに際して、主制御装置２０は、Ｘスケール３９Ｘ2に対向するＸヘッド６６（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２つのＹヘッド６４ｙ2，６４ｙ1（Ｙリニアエンコーダ７０Ｆ1，７０Ｅ1）とに基づいてウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置を管理している。そして、主制御装置２０は、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）と面位置センサを共に作動させた状態で、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、面位置センサで計測されるウエハステージＷＳＴ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２種類の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。
【０１３３】
上記の接触状態（又は近接状態）での両ステージＷＳＴ，ＭＳＴの＋Ｙ方向への移動により、ウエハステージＷＳＴが、図１８に示される位置に達すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをその位置で停止させるとともに、計測ステージＭＳＴについては、そのまま＋Ｙ方向への移動を続行させる。なお、計測ステージＭＳＴは、ウエハステージＷＳＴ側で露光が開始されるまで待機する露光開始待機位置に達した段階で、その位置にて計測ステージＭＳＴを停止させる。そして、主制御装置２０は、図１８中でアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4と対向する位置に存在する５つのショット領域（以下、「サードアライメントショット領域」と呼ぶ）に付設されたアライメントマークを、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いてほぼ同時にかつ個別に検出し（図１８中の星マーク参照）、上記５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の検出結果とその検出時の上記３つのエンコーダ７０Ｄ、７０Ｆ1、７０Ｅ1の計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。なお、この場合の５つのサードアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの同時検出も、前述した如く、ウエハステージＷＳＴのＺ位置を変化させながら行われる。
【０１３４】
次に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動を開始する。そして、ウエハステージＷＳＴが図１９に示される位置に到達すると、主制御装置２０は、直ちにウエハステージＷＳＴを停止させ、図１９の状態でプライマリアライメント系ＡＬ１，セカンダリアライメント系ＡＬ２2，ＡＬ２3それぞれと対向する３つのショット領域（以下、「フォースアライメントショット領域」と呼ぶ）に付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し（図１９中の星マーク参照）、上記３つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3の検出結果とその検出時の上記３つのエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。なお、この場合の３つのフォースアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの同時検出も、前述した如く、ウエハステージＷＳＴのＺ位置を変化させながら行われる。このとき、フォーカスマッピングは続行されている。一方、計測ステージＭＳＴは、上記露光開始待機位置で待機したままである。そして、主制御装置２０は、このようにして得た合計１６個のアライメントマークの検出結果と対応する４つのエンコーダの計測値とを用いて、例えば前述のＥＧＡ方式にて統計演算を行って、上記４つのエンコーダの計測軸で規定されるＸＹ座標系上におけるウエハＷ上の全てのショット領域の配列情報（座標値）を算出する。
【０１３５】
次いで、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを再度＋Ｙ方向へ移動させながら、フォーカスマッピングを続行する。そして、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）からの検出ビームがウエハＷ表面から外れると、図２０に示されるように、フォーカスマッピングを終了する。この時点で、主制御装置２０は、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の各検出点についての面位置情報を、同時に取り込んだ面位置センサによる面位置情報を基準とするデータに換算する。その後、主制御装置２０は、前述のウエハアライメント（ＥＧＡ）の結果及び最新の５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン等に基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を、液浸露光にて行い、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルパターンを順次転写する。この状態が、図２１に示されている。以降、ロット内の残りのウエハに対して同様の動作が繰り返し行われる。
【０１３６】
ここで、上記露光動作中においては、ウエハＷのほぼ全面に対して露光を行うため、図２１や図９などから分かるように、検出装置ＰＤＹ1の照射系６９Ａからの検出ビームが、スケール３９Ｙ2のＹ軸方向全域に対して、少なくとも１度は照射されるようになっている。したがって、主制御装置２０は、検出装置ＰＤＹ1を構成するイメージセンサ６７において、散乱光が受光された場合には、スケール３９Ｙ2上に異物が存在するものと判断し、その検出時点のエンコーダ７０Ｃの計測結果により、異物のＹ軸方向位置（座標）を検出する。また、主制御装置２０は、イメージセンサ６７による検出結果及びエンコーダ７０Ｂ又は７０Ｄの計測結果に基づいて、異物のスケール３９Ｙ2上における位置（座標）を検出する。
【０１３７】
また、検出装置ＰＤＹ2の検出ビームに関しても、検出装置ＰＤＹ1と同様、露光動作中に、スケール３９Ｙ1のＹ軸方向全域に対して、少なくとも１度は照射されるので、主制御装置２０は、検出装置ＰＤＹ2を構成するイメージセンサ６７において、散乱光が受光された場合には、スケール３９Ｙ1上に異物が存在するものと判断し、その検出時点のエンコーダ７０Ａの計測結果により、異物の位置（座標）を検出する。また、主制御装置２０は、検出装置ＰＤＹ2の検出結果とエンコーダ７０Ｂ又は７０Ｄの計測結果に基づいて、異物が存在するか否かの判断、及び異物のスケール３９Ｙ1上における位置（座標）の検出を実行する。
【０１３８】
また、上記露光動作中には、図２１に代表的に示されるように、検出装置ＰＤＸ1又はＰＤＸ2と、スケール３９Ｘ1とが対向するようになっており、また、露光動作中、スケール３９Ｘ1の表面全域に対して少なくとも一度は、検出装置ＰＤＸ1又はＰＤＸ2の検出ビームが照射されるようになっている。したがって、主制御装置２０は、エンコーダ７０Ｂ、及び７０Ａ又は７０Ｃ、並びに検出装置ＰＤＸ1，ＰＤＸ2を用いて、上述と同様にして異物が存在するか否かの判断、及び異物のスケール３９Ｘ1上における位置（座標）の検出を実行する。
【０１３９】
更に、図１２〜図１４に示されるように、ウエハステージＷＳＴがアンローディングポジションＵＰからローディングポジションＬＰに移動する間には、検出装置ＰＤＸ3又はＰＤＸ4とスケール３９Ｘ2とが対向し、スケール３９Ｘ2の表面全域に対して少なくとも一度は、検出装置ＰＤＸ3の検出ビーム及び検出装置ＰＤＸ4の検出ビームのいずれかが照射されるため、主制御装置２０は、これら検出装置ＰＤＸ3又はＰＤＸ4、及びエンコーダ７０Ｄ、並びにＹ軸干渉計１６を用いて、異物が存在するか否かの判断、及び異物のスケール３９Ｘ2上における位置（座標）の検出を実行する。
【０１４０】
また、図９や図１８に示されるように、計測ステージＭＳＴ上に液浸領域１４が存在せず、計測ステージＭＳＴが自由に移動できる場合には、主制御装置２０が、ＣＤバー４６上の基準格子５２が検出装置ＰＤＸ1又はＰＤＸ2に対向する位置まで計測ステージＭＳＴを移動し、検出装置ＰＤＸ1又はＰＤＸ2を用いて、基準格子５２上に異物が存在するか否かの判断、及び異物の基準格子５２上における位置（座標）の検出を実行する。
【０１４１】
なお、上述した場合に限らず、例えば、図１５〜図１９に示されるように、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いたアライメント動作及びこれに伴う移動動作を行っている間にも、検出装置ＰＤＹ1（ＰＤＹ2）の検出ビームがスケール３９Ｙ2（３９Ｙ1）の全域に照射されることから、この間に、検出装置ＰＤＹ1（ＰＤＹ2）を用いて、スケール３９Ｙ2（３９Ｙ1）上面の異物の検出（検査）を行うこととしても良い。すなわち、異物検出動作はその少なくとも一部が露光動作とは異なる他の動作と並行して実行されても良い。なお、異物検出動作はその少なくとも一部が単独で実行されても良い。この場合、異物の検出装置は図３と異なる配置、及び／又は数としても良い。
【０１４２】
本実施形態において、上記異物の検出（検査）の結果、スケール表面に異物が存在すると判断された場合には、主制御装置２０は、異物検出結果に基づいて、スケールの洗浄（又は交換）を行うか、あるいは露光動作（アライメント動作なども含む）を続行するかを、例えば動作状況などに応じて判断し、露光動作（アライメント動作なども含む）を続行する場合には、その動作中に、異物と対向するヘッドを使わないように、異物を避けてヘッドを選択する。例えば、４つのヘッドユニットのうち、異物と対向しない３つのヘッドユニットのヘッドを選択する、あるいは、各ヘッドユニット内で、ヘッドの切替タイミングを変えるなどして、異物と対向しないヘッドを使う。すなわち、異物検出結果に基づいて、スケール上で異物が存在する領域を、エンコーダシステム２００による計測が不能あるいは計測値が異常となる非計測領域として特定する。さらに、エンコーダシステム２００によるウエハステージＷＳＴの位置計測が行われる動作、例えば露光動作では、ウエハステージＷＳＴの位置に応じて非計測領域と対向しない３つのエンコーダヘッドを選択しながら、その選択される３つのエンコーダヘッドを用いてウエハステージＷＳＴの位置を制御する。そして、例えば、その段階においてウエハステージＷＳＴ上に載置されているウエハＷに対する露光が終了した段階で、スケールの異物が存在する部分が、投影ユニットＰＵ直下に位置するように、ステージ駆動系１２４を介してウエハステージＷＳＴを移動する。すなわち、異物を含むスケールの一部が液浸領域１４内に移動する。局所液浸装置８は、液体Ｌｑの供給と回収とを並行して行っているので、液浸領域１４内に移動した異物は液体Ｌｑと一緒に回収される。これにより、スケール上の異物が除去される（洗浄される）。
【０１４３】
そして、上記の異物除去が終了した段階で、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを元の位置まで戻し、それまで行われた動作の続きを実行する。ここでは、ウエハＷの露光、及び異物の除去が完了しているので、ウエハステージＷＳＴをアンロードポジションＵＰまで移動してウエハの交換を行い、露光シーケンスを続行する。なお、ウエハＷの露光終了直後に異物除去を行うものとしたが、例えば、露光シーケンスが終了した時点で異物除去シーケンスを実行する、すなわち異物除去動作を開始しても良い。また、異物検出結果から特定されるスケールの非計測領域は、異物が存在する領域のみでも良いが、異物よりも大きな領域としても良い。
【０１４４】
一方、異物検出結果に基づいて、スケールの洗浄（又は交換）を行うと判断された場合には、主制御装置２０は、直ちに露光動作を中止し、必要な処理を行う。なお、露光動作を直ちに中止しないで、ウエハＷの露光が終了した段階で必要な処理を開始しても良い。また、露光動作に先立って異物検出動作が行われる場合、異物検出結果に基づいて露光動作を実行可能か否か判断しても良い。一例として、スケール上に異物が存在しない、異物が存在してもエンコーダシステムによる計測が可能ある、あるいは異物（非計測領域）を避けて３つのヘッドを選択可能である場合は、露光動作を実行可能と判断する。一方、異物によるエンコーダシステムの計測不良によってウエハステージＷＳＴの制御精度（又はレチクルパターンに対するウエハのアライメント精度）が許容値を超える場合は、露光動作を実行不能と判断して必要な処理（スケールの洗浄又は交換など）を実行する。
【０１４５】
以上説明したように、本実施形態によると、ウエハステージＷＳＴの位置を計測するために用いられるスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2に対して検出装置ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4，ＰＤＹ1，ＰＤＹ2の照射系６９Ａからの検出ビームを照射し、スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2を介した（スケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2上で散乱した）検出ビームを受光系６９Ｂで検出することにより、スケールの表面状態（異物の存在状態）を検出するので、スケールに対して非接触で表面状態の検出を行うことが可能である。
【０１４６】
また、本実施形態によると、検出装置により、スケールの表面状態（異物の存在状態）を検出することができるため、該表面状態を考慮して、スケールを用いたウエハステージＷＳＴの位置計測を行うことにより、高精度なウエハステージＷＳＴの位置制御を行うことが可能である。特に本実施形態では、検出装置の検出の結果、異物が発見された場合には、その異物を除去した後に、露光動作を行うこととしているので、異物の影響を受けることなく高精度なウエハステージＷＳＴの位置制御を行うことが可能である。
【０１４７】
また、上記のように高精度なウエハステージＷＳＴの位置制御を行うことができるため、ウエハステージＷＳＴに保持されたウエハＷに対する露光を精度良く行うことが可能である。
【０１４８】
また、本実施形態によると、検出装置により、ＣＤバー４６上の基準格子５２の表面状態（異物の存在状態）も検出するため、該表面状態を考慮（異物を除去するなど）して、Sec-BCHK（インターバル）を行うことで、セカンダリアライメント系ＡＬ２n（の検出中心）の、プライマリアライメント系ＡＬ１（の検出中心）を基準とする相対位置関係を高精度に検出することが可能である。また、この結果を用いて露光を行うことで高精度な露光を実現可能である。
【０１４９】
また、本実施形態によると、計測の短期安定性が良好なエンコーダ７０Ａ〜７０Ｄ等を含むエンコーダシステムによってウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報を計測するので、空気揺らぎなどの影響を受けることなく、高精度に計測することができる。
【０１５０】
なお、上記実施形態では、露光装置１００の露光動作、アライメント動作、又はウエハ交換動作などを行うのと並行して、スケール表面の異物の検出（検査）を行うこととしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、露光装置１００がアイドル状態（すなわち、露光動作、アライメント動作、及びウエハ交換動作などのいずれも行っていない待機状態）にあるときに、スケール表面全域に検出装置の検出ビームが照射されるようにウエハステージＷＳＴを移動させて、スケール表面の異物検査を行うこととしても良い。
【０１５１】
また、異物検査のタイミングとしては、上記実施形態のように、ウエハ１枚を露光するごとに異物検査を行う場合に限らず、所定枚数のウエハを露光する度、又は所定時間経過するごとなど、所定間隔毎に行うこととしても良いし、作業者による指示があったとき（露光装置１００の入力装置（例えば、検査開始ボタン）に対する入力があったとき）にのみ行うこととしても良い。また、所定間隔ごとに異物の検出（検査）を行うとともに、作業者から指示があったときにも異物の検出（検査）を行うようなシーケンスを採用しても良い。また、１枚のウエハに対する露光を行う際に、スケールの一部の異物検査を行い、残りの部分の異物検査は、それ以降のウエハに対する露光を行う際に行うようなシーケンスを採用しても良い。
【０１５２】
なお、上記実施形態では、スケール表面に異物が存在していた場合に、局所液浸装置８の液体（液浸露光に用いる液体）を用いて、異物を除去（洗浄）することとしていたが、これに限られるものではなく、例えば、液浸露光に用いる液体とは異なる液体（洗浄液）を局所液浸装置８から供給して、該洗浄液を用いて異物を除去（洗浄）することとしても良い。この洗浄液としては、たとえば、液体Ｌｑよりも酸素濃度が高い液体（例えば、脱気処理を施さない液体）を用いることとしても良い。このような液体を用いて洗浄を行うことで、異物（例えば有機物から成る異物）の酸化分解を促進させることが可能となる。なお、このような液体に代えて、例えば過酸化水素水を用いて洗浄を行うこととしても良い。また、液浸露光用あるいは洗浄用の液体によるスケールの洗浄時、例えば、露光光ＩＬによる光洗浄、及び／又は超音波洗浄などを併用しても良い。
【０１５３】
また、局所液浸装置８と同様の装置を露光装置１００に設けておき、該装置を用いて、スケール上の異物の除去を行うこととしても良い。すなわち、局所液浸装置８と少なくとも一部が異なる洗浄装置（異物除去装置）を投影光学系ＰＬ（ノズルユニット３２）とは別の位置、例えば投影光学系ＰＬを介して露光光ＩＬが照射される露光位置とウエハの交換位置との間のウエハステージＷＳＴの移動経路上に設けても良い。
【０１５４】
また、液体を用いて異物を除去する場合に限らず、気体を噴出するエアブロー装置を露光装置１００内に設けておき、該エアブロー装置から噴出される気体を用いて、スケール表面の異物除去を行うこととしても良い。また、異物を加熱することにより除去する加熱装置を露光装置１００内に設け、これを用いて異物を除去することとしても良い。
【０１５５】
また、スケール表面に異物が存在する場合に、主制御装置２０が作業者（オペレータ）に対して警告を発するのみでも良い。この場合、作業者（オペレータ）は、露光装置を停止してメンテナンス作業を行うこととしても良い。また、上記実施形態では、異物が所定個数以上存在した場合にのみ、異物除去作業を行う（又は警告を発する）ようにしても良い。あるいは、前述のように露光動作が実行不能となる場合にのみ、異物除去動作を行う、又は警告を発するようにしても良い。
【０１５６】
なお、上記実施形態の露光装置１００では、図３に示されるように、６つの検出装置（ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4、ＰＤＹ1、ＰＤＹ2）を設けることとしたが、これに限らず、スケールの全域に対して検出ビームを照射することができれば、その数は問わない。また、検出装置の配置についても、スケールの全域に対して検出ビームを照射することができるのであれば、上記実施形態の配置に限られるものではない。なお、異物検出を行う領域は、スケールの全面でも良いし、ウエハステージＷＳＴの位置計測に必要な領域のみでも良い。
【０１５７】
なお、これまでは、スケール上の異物がごみ又は水滴である場合について説明したが、検出装置の検出の対象である異物は、ごみ、あるいは水滴に限られない。
【０１５８】
また、上記実施形態では、エンコーダシステム２００のエンコーダによる位置計測に関連して、スケール上の異物の検出、及びこれに伴う種々の処理を行う場合について説明したが、スケールを検出面とする前述のＺセンサについても同様に適用できる。すなわち、異物（非計測領域）を避けてＺセンサを選択する、異物によってＺセンサの計測不良が生じるならスケールの洗浄又は交換を行うなどの処理を行うことができる。
【０１５９】
また、上記実施形態では、図７（Ａ）に示されるように、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し、分岐後の光を反射する２枚の反射ミラーを備えた回折干渉方式のエンコーダをエンコーダ７０Ａ〜７０Ｆとして用いるものとしたが、これに限らず、３格子の回折干渉式のエンコーダ、ピックアップ方式、磁気方式、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、例えば米国特許第６，６３９，６８６号明細書などに開示されるいわゆるスキャンエンコーダなどを用いても良い。また、上記実施形態では、ヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄは、所定間隔で配置された複数のヘッドを有するものとしたが、これに限らず、Ｙスケール又はＸスケールのピッチ方向に細長く延びる領域に光ビームを射出する光源と、光ビームのＹスケール又はＸスケール（回折格子）からの反射光（回折光）を受光する、Ｙスケール又はＸスケールのピッチ方向に隙間無く配列された多数の受光素子とを備えた単一のヘッドを採用しても良い。
【０１６０】
また、上記実施形態では、エンコーダヘッドとしてＸヘッド又はＹヘッド、すなわち一次元のヘッドを用いるものとしたが、これに限らず、直交２軸方向を計測方向とする２次元ヘッド（２Ｄヘッド）を用いても良い。また、エンコーダヘッドとしてＺセンサとの一体型のヘッドを用いても良い。後者の場合、Ｚセンサとエンコーダヘッドとの単なる組み合わせでも良いが、Ｚセンサとエンコーダヘッドとの機能を備えた単一のセンサを、エンコーダヘッドとして用いても良い。
【０１６１】
また、上記実施形態では、第２撥水板２８ｂが、２枚の板状部材２９ａ，２９ｂを貼りあわせることにより形成された場合について説明したが、これに限らず、第２撥水板２８ｂを１枚の板状部材で構成し、その上面に直接回折格子を形成することとしても良い。また、第２撥水板２８ｂの上面に回折格子を形成し、撥水板２８ｂの上面にヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｄからの検出光が透過可能な保護部材（例えば、薄膜）を設け、回折格子の損傷などを防止しても良い。また、ウエハステージＷＳＴ表面に回折格子を直接形成し、その回折格子を覆うように、第２撥水板２８ｂを設けることとしても良い。また、回折格子としては、狭いスリット又は溝等が機械的に刻まれたものを採用しても良いし、例えば、感光性樹脂に干渉縞を焼き付けて作成したものを採用しても良い。
【０１６２】
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６２Ａ〜６２ＤはウエハステージＷＳＴの下面が対向する、例えばベースプレートに配置される。さらに、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号、第２００７／００５２９７６号、第２００７／０２６３１９７号などに開示されているように、ウエハステージＷＳＴ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ＷＳＴの上方にスケールを設けるエンコーダシステムを採用しても良い。この場合、ウエハステージＷＳＴにＺセンサをも配置してよく、スケールの所定面（例えば表面）を、Ｚセンサからの計測ビームを反射する反射面として兼用しても良い。また、例えば、ベース盤１２に配置される可動体に前述の検出装置を設け、可動体を移動しながらスケールの全面で異物検出を行っても良い。さらに、その可動体に前述の異物除去装置も設け、異物検出結果に基づいてスケールの異物を除去しても良い。なお、可動体は計測ステージＭＳＴでも良いし、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴとは別に設けても良い。また、前述の検出装置と異物除去装置とを異なる可動体に搭載しても良い。また、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の位置をエンコーダシステムによって計測しても良い。例えば、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。この場合、レチクルステージＲＳＴに設けられるスケール（回折格子）上の異物を検出するために、例えば前述の検出装置を用いることとしても良い。いずれにしても、回折格子（スケール）に対向する位置に上記実施形態の検出装置を設けることで、スケール上の異物を検出することが可能である。
【０１６３】
また、異物を検出する検出装置としては、上記実施形態（図４（Ａ））のような構成に限られるものではなく、スケールに対して検出ビームを照射し、該スケールを介した検出ビームを受光することにより異物を検出する検出装置であれば、その他の構成を採用しても良い。例えば、前述の多点ＡＦ系を検出装置として用いても良く、この場合、多点ＡＦ系とは別に前述の検出装置を設けなくても良い。また、例えば、前述したＺセンサなどを用いて、ウエハステージＷＳＴ上面のウエハＷが載置される領域以外の領域の表面（スケール表面を含む）、すなわちＺセンサの計測面のＺ位置を検出する場合などには、検出装置は、スケールに限らず、ウエハステージＷＳＴ上面のウエハＷが載置される領域以外の領域の表面（計測面）の異物を検出することとすれば良い。このようにすると、上記実施形態において各検出装置によりスケール上の異物を検出する場合と同様にして、上記実施形態の各検出装置と同じ又は異なる検出装置により、上記計測面上の異物を検出することができ、これによって上記実施形態と同等の効果を得ることができる。
【０１６４】
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同一面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、欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号、国際公開第２００４／０５７５９０号、国際公開第２００５／０２９５５９号（対応米国特許公開第２００６／０２３１２０６号）、国際公開第２００４／０８６４６８号（対応米国特許公開第２００５／０２８０７９１号）、特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６,９５２,２５３号）などに記載されているものを用いることができる。また、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号（対応米国特許公開第２００５／０２４８８５６号）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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴ（移動体）、計測ステージＭＳＴ（別の移動体）、アライメント系（ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4）、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）、干渉計システム１１８、及びエンコーダシステム２００などの全てを備えた露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものでない。例えば、計測ステージＭＳＴなどが設けられていない露光装置にも、本発明は適用が可能である。また、干渉計システムとエンコーダシステムとは、必ずしも両方設ける必要はないことは勿論である。すなわち、エンコーダシステムのみを設けるだけでも良い。
【０１６９】
なお、上記実施形態では、アライメント系としては、ＦＩＡ系を採用した場合について説明したが、これに限らず、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。また、上記実施形態では５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4を設けるものとしているが、その数は５つに限られるものでなく、２つ以上かつ４つ以下、あるいは６つ以上でも良いし、奇数ではなく偶数でも良い。さらに、アライメント系は１つでも良いし、可動及び固定のいずれでも良い。
【０１７０】
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エンコーダで計測することにより、同様に、空気揺らぎ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。この場合、エンコーダの計測値の短期変動を干渉計の計測値を用いて補正する補正情報とエンコーダの計測値とに基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。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、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６，５９０，６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第５，９６９，４４１号）、米国特許第６，２０８，４０７号などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。
【０１７１】
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。さらに、投影光学系ＰＬを介して照明光ＩＬが照射される露光領域ＩＡは、投影光学系ＰＬの視野内で光軸ＡＸを含むオンアクシス領域であるが、例えば国際公開第２００４／１０７０１１号に開示されるように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも１回形成する光学系（反射系又は反屈系）がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系と同様に、その露光領域は光軸ＡＸを含まないオフアクシス領域でも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。
【０１７２】
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、あるいはｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば国際公開第１９９９／４６８３５号（対応米国特許７,０２３,６１０号）に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
【０１７３】
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。
【０１７４】
また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。
【０１７５】
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
【０１７６】
さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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、上記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（パターン形成装置）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】
【０１８２】
以上説明したように、本発明の検出装置は、移動体に設けられた計測面の表面状態を検出するのに適している。また、本発明の移動体装置は、露光装置に用いるのに適している。また、本発明のパターン形成装置及び方法は、移動体に保持された物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明の露光装置は、エネルギビームで物体を露光して、前記物体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、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するのに適している。
【符号の説明】
【０１８３】
８…局所液浸装置、２０…主制御装置、２９ａ…板状部材、２９ｂ…板状部材、３９Ｙ1，３９Ｙ2…Ｙスケール、３９Ｘ1，３９Ｘ2…Ｘスケール、５０…ステージ装置、６２Ａ〜６２Ｄ…ヘッドユニット、６９Ａ…照射系、６９Ｂ…受光系、７０Ａ，７０Ｃ…Ｙエンコーダ、７０Ｂ、７０Ｄ…Ｘエンコーダ、７０Ｅ，７０Ｆ…Ｙリニアエンコーダ、１００…露光装置、１９１…先端レンズ、ＢＡ…照射領域、ＩＬ…照明光、ＭＳＴ…計測ステージ、ＰＤＸ1〜ＰＤＸ4，ＰＤＹ1，ＰＤＹ2…検出装置、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の、表面状態を検出する検出装置であって、
前記計測部材に対して光ビームを照射する照射系と、
前記計測部材を介した光ビームを検出する検出系と、を備える検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検出装置において、
前記計測部材は、前記所定方向を周期方向とする格子を有するグレーティング部材によって構成され、
前記検出系は、前記光ビームを検出することで、前記グレーティング部材の表面状態を検出する検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の検出装置において、
前記照射系は、前記光ビームを、前記計測部材に対してほぼ平行に照射する検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記照射系は、前記光ビームを照射して、前記所定方向に交差する方向に延びる帯状の照射領域を前記計測部材上に形成する検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の検出装置において、
前記検出系は、前記検出系が受光した光ビームの前記計測部材上における照射位置の座標を検出する検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記計測部材の表面状態は、前記計測部材の表面に異物が存在するか否かを含む検出装置。
【請求項７】
計測部材が設けられた移動体と、
前記計測部材と対向するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の前記所定方向の位置情報を計測する計測装置と、
前記計測部材の表面状態を検出する請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出装置と、を備える移動体装置。
【請求項８】
前記移動体が物体を保持する請求項７に記載の移動体装置と、
前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備えるパターン形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記物体上へのパターン形成のための移動を含む動作を前記移動体が行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記物体上に配置されたマークの検出のための移動を含む動作を前記移動体が行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記移動体が、該移動体から物体をアンロードする位置から前記移動体に対して物体をロードする位置までの移動を含む動作を行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記計測部材の表面状態は、前記計測部材の表面上に異物が存在するか否かを含むパターン形成装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記計測部材の表面上に存在する異物を除去する異物除去装置を更に備えるパターン形成装置。
【請求項１４】
請求項１３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、前記物体に対向して配置され、エネルギビームを射出する光学部材と、前記光学部材と前記物体の間を液体で満たして液浸領域を形成する液浸システムと、を有し、
前記異物除去装置は、前記液浸システムを含むパターン形成装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のパターン形成装置において、
前記液浸システムは、前記異物の除去に際して、前記液浸領域を形成する液体とは異なる液体を用いるパターン形成装置。
【請求項１６】
請求項８〜１５のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置の検出結果に応じて、警告を発する警告装置を更に備えるパターン形成装置。
【請求項１７】
請求項８〜１６のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記移動体とは異なる、別の移動体を更に備え、
前記検出装置は、前記別の移動体に設けられた計測部材の表面状態をも検出するパターン形成装置。
【請求項１８】
請求項８〜１７のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記移動体の前記物体を保持する側の面と、前記計測部材の表面とは、前記移動体に保持された前記物体の表面と同一面に設定されているパターン形成装置。
【請求項１９】
請求項８〜１８のいずれか一項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、エネルギビームで物体を露光して、前記物体にパターンを形成するパターン形成装置。
【請求項２０】
エネルギビームにより物体を露光して、前記物体にパターンを形成する露光装置であって、
前記移動体が前記物体を保持する請求項７に記載の移動体装置を備える露光装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の露光装置において、
前記移動体の前記物体を保持する側の面と、前記計測部材の表面とは、前記移動体に保持された前記物体の表面と同一面に設定されている露光装置。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の露光装置において、
前記物体に対向して配置された光学部材と、
前記光学部材と前記物体との間に液体を満たして液浸領域を形成する液浸システムと、を更に備え、
前記液浸領域は、前記移動体の移動中に前記計測部材上を通過する露光装置。
【請求項２３】
計測部材が設けられた移動体と、
前記計測部材に対向するとき該計測部材に計測ビームを照射し、前記計測部材を介した前記計測ビームを受光するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の所定方向の位置情報を計測する計測装置と、
前記計測部材の表面状態を検出する検出装置と、を備える移動体装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の移動体装置において、
前記計測部材は、前記所定方向を周期方向とする格子を有するグレーティング部材によって構成され、
前記検出装置は、前記グレーティング部材の表面状態を検出する移動体装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の移動体装置において、
前記グレーティング部材は、前記格子が形成される第１板状部材と、該第１板状部材の前記格子部分を覆う状態で前記第１板状部材に取り付けられた第２板状部材とを有する移動体装置。
【請求項２６】
請求項２４又は２５に記載の移動体装置において、
前記移動体には、前記所定方向を第１軸に平行な方向とする第１格子が形成されたグレーティング部材と、前記所定方向を前記第１軸に対して直交する第２軸に平行な方向とする第２格子が形成されたグレーティング部材とが設けられ、
前記計測装置は、前記第１軸に平行な方向に交差する方向に関して位置が異なる複数の第１ヘッドを有し、前記第１格子と対向する第１ヘッドによって前記移動体の前記第１軸に平行な方向の位置情報を計測する第１軸エンコーダと、前記第２軸に平行な方向に交差する方向に関して位置が異なる複数の第２ヘッドを有し、前記第２格子と対向する第２ヘッドによって前記移動体の前記第２軸に平行な方向の位置情報を計測する第２軸エンコーダとを含む移動体装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の移動体装置において、
前記検出装置は、前記第１格子が形成されたグレーティング部材の表面状態を検出するための前記光ビームの照射領域と、前記第２格子が形成されたグレーティング部材の表面状態を検出するための前記光ビームの照射領域と、を有する移動体装置。
【請求項２８】
請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記検出装置は、
前記グレーティング部材に光ビームを照射する照射系と、
前記グレーティング部材を介した光ビームを検出する検出系と、を有する移動体装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の移動体装置において、
前記照射系は、前記光ビームを前記グレーティング部材の表面に対してほぼ平行に照射する移動体装置。
【請求項３０】
請求項２８又は２９に記載の移動体装置において、
前記照射系は、前記光ビームを照射して、前記所定方向に交差する方向に延びる帯状の照射領域を前記グレーティング部材上に形成する移動体装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載の移動体装置において、
前記検出系は、該検出系が受光した光ビームの前記グレーティング部材上における照射位置の座標を検出する移動体装置。
【請求項３２】
請求項３０又は３１に記載の移動体装置において、
前記検出装置による検出と並行して、前記照明領域と前記グレーティング部材との前記所定方向に関する相対位置を変更する制御装置を更に備える移動体装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の移動体装置において、
前記制御装置は、前記相対位置の変更を、前記移動体の移動により行う移動体装置。
【請求項３４】
前記移動体が物体を保持する請求項２３〜３３のいずれか一項に記載の移動体装置と、
前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備えるパターン形成装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記物体上へのパターン形成のための移動を含む動作を前記移動体が行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項３６】
請求項３４に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記物体上に配置されたマークの検出のための移動を含む動作を前記移動体が行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項３７】
請求項３４に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記移動体が、該移動体から物体をアンロードする位置から前記移動体に対して物体をロードする位置までの移動を含む動作を行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項３８】
請求項３４〜３７のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記計測部材の表面状態は、前記計測部材の表面に異物が存在するか否かを含むパターン形成装置。
【請求項３９】
請求項３８に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記計測部材の表面上に存在する異物を除去する異物除去装置を更に備えるパターン形成装置。
【請求項４０】
請求項３９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、前記物体に対向して配置され、エネルギビームを射出する光学部材と、前記光学部材と前記物体の間を液体で満たして液浸領域を形成する液浸システムと、を有し、
前記異物除去装置は、前記液浸システムを含むパターン形成装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載のパターン形成装置において、
前記液浸システムは、前記異物の除去に際して、前記液浸領域を形成する液体とは異なる液体を用いるパターン形成装置。
【請求項４２】
請求項３４〜４１のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記計測部材の表面の洗浄を行うか、それとも前記物体上へのパターン形成のための前記移動体による一連の動作を続行するかを判断し、前記一連の動作を続行する場合、その動作中に、異物と対向するヘッドを使わないように、異物を避けて前記計測装置のヘッドを選択する選択装置をさらに備えるパターン形成装置。
【請求項４３】
請求項３４〜４２のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置の検出結果に応じて、警告を発する警告装置を更に備えるパターン形成装置。
【請求項４４】
請求項３４〜４３のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記移動体とは異なる、別の移動体を更に備え、
前記検出装置は、前記別の移動体に設けられた計測部材の表面状態をも検出するパターン形成装置。
【請求項４５】
請求項３４〜４４のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記移動体の前記物体を保持する側の面と、前記計測部材の表面とは、前記移動体に保持された前記物体の表面と同一面に設定されているパターン形成装置。
【請求項４６】
請求項３４〜４５のいずれか一項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、エネルギビームで物体を露光して、前記物体にパターンを形成するパターン形成装置。
【請求項４７】
エネルギビームにより物体を露光して、前記物体にパターンを形成する露光装置であって、
前記移動体が前記物体を保持する請求項２３〜３３のいずれか一項に記載の移動体装置を備える露光装置。
【請求項４８】
請求項４７に記載の露光装置において、
前記移動体の前記物体を保持する側の面と、前記計測部材の表面とは、前記移動体に保持された前記物体の表面と同一面に設定されている露光装置。
【請求項４９】
請求項４７又は４８に記載の露光装置において、
前記物体に対向して配置された光学部材と、
前記光学部材と前記物体との間に液体を満たして液浸領域を形成する液浸システムと、を更に備え、
前記液浸領域は、前記移動体の移動中に前記計測部材上を通過する露光装置。
【請求項５０】
載置された物体を保持して所定の平面内を移動する移動体と、
前記移動体の前記物体が載置された前記平面に平行な一面と対向するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の前記一面の前記物体の載置領域外の領域に計測ビームを照射することで、前記移動体の所定方向の位置情報を計測する計測装置と、
前記移動体の前記一面の前記物体の載置領域外の領域の表面状態を検出する検出装置と、を備える移動体装置。
【請求項５１】
請求項５０に記載の移動体装置と、
前記移動体に載置された物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備えるパターン形成装置。
【請求項５２】
請求項５１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、エネルギビームを照射して前記物体を露光することで、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５３】
移動体に保持された物体上にパターンを形成するパターン形成工程と、
前記移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の表面状態を検出する検出工程と、を含むパターン形成方法。
【請求項５４】
請求項５３に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程では、前記所定方向を周期方向とする格子が形成されたグレーティング部材の表面状態を検出するパターン形成方法。
【請求項５５】
請求項５４に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程では、前記グレーティング部材表面に光ビームを照射して、前記グレーティング部材表面を介した光ビームを検出するパターン形成方法。
【請求項５６】
請求項５５に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程では、前記光ビームを前記グレーティング部材の表面に対してほぼ平行に照射するパターン形成方法。
【請求項５７】
請求項５４〜５６のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記パターン形成工程では、前記グレーティング部材の格子を用いて、前記移動体の位置を検出するパターン形成方法。
【請求項５８】
請求項５４〜５７のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程の処理の少なくとも一部は、前記パターン形成工程の処理と並行して行われるパターン形成方法。
【請求項５９】
請求項５４〜５８のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記パターン形成工程に先立ち、前記物体上に配置されたマークの検出を行うマーク検出工程を更に含み、
前記検出工程の処理の少なくとも一部は、前記マーク検出工程の処理と並行して行われるパターン形成方法。
【請求項６０】
請求項５４〜５９のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記移動体に保持された物体をアンロードするアンロード工程と、
前記移動体に物体をロードするロード工程と、を更に含み、
前記検出工程の処理の少なくとも一部は、前記アンロード工程から前記ロード工程に移行する間に行われるパターン形成方法。
【請求項６１】
請求項５４〜６０のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記グレーティング部材の表面状態は、前記グレーティング部材の表面に異物が存在するか否かを含み、
前記検出工程の検出結果に応じて、前記グレーティング部材表面の異物を除去する異物除去工程を更に含むパターン形成方法。
【請求項６２】
請求項５４〜６１のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程の検出結果に応じて警告を発する警告工程を更に含むパターン形成方法。
【請求項６３】
移動体に保持された物体上にパターンを形成するパターン形成工程と、
前記移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の表面に存在する異物を除去する異物除去工程と、を含むパターン形成方法。
【請求項６４】
請求項６３に記載のパターン形成方法において、
前記計測部材は、所定方向を周期方向とする格子が形成されたグレーティング部材であり、
前記除去工程では、前記グレーティング部材の表面に存在する異物を除去するパターン形成方法。
【請求項６５】
請求項６３又は６４に記載のパターン形成方法において、
前記パターン形成工程では、前記物体に対向して配置された光学部材と、液浸システムにより前記光学部材と前記物体との間に満たされた液体とを介して、エネルギビームが物体上に照射され、
前記異物除去工程では、前記液浸システムの液体により、前記計測部材の表面上存在する異物を除去するパターン形成方法。
【請求項６６】
請求項６３〜６５のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記異物除去工程に先立って、前記計測部材の表面上の異物を検出する検出工程を更に含むパターン形成方法。
【請求項６７】
請求項６６に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程では、前記計測部材に光ビームを照射して、前記計測部材を介した光ビームを検出するパターン形成方法。
【請求項６８】
請求項５３〜６７のいずれか一項に記載のパターン形成方法により物体上にパターンを形成する工程と、
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１】
移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の、表面状態を検出する検出装置であって、
前記計測部材に対して光ビームを照射する照射系と、
前記計測部材を介した光ビームを検出する検出系と、を備える検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検出装置において、
前記計測部材は、前記所定方向を周期方向とする格子を有するグレーティング部材によって構成され、
前記検出系は、前記光ビームを検出することで、前記グレーティング部材の表面状態を検出する検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の検出装置において、
前記照射系は、前記光ビームを、前記計測部材に対してほぼ平行に照射する検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記照射系は、前記光ビームを照射して、前記所定方向に交差する方向に延びる帯状の照射領域を前記計測部材上に形成する検出装置。
【請求項５】
請求項４に記載の検出装置において、
前記検出系は、前記検出系が受光した光ビームの前記計測部材上における照射位置の座標を検出する検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記計測部材の表面状態は、前記計測部材の表面に異物が存在するか否かを含む検出装置。
【請求項７】
計測部材が設けられた移動体と、
前記計測部材と対向するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の前記所定方向の位置情報を計測する計測装置と、
前記計測部材の表面状態を検出する請求項１〜５のいずれか一項に記載の検出装置と、を備える移動体装置。
【請求項８】
前記移動体が物体を保持する請求項７に記載の移動体装置と、
前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備えるパターン形成装置。
【請求項９】
請求項８に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記物体上へのパターン形成のための移動を含む動作を前記移動体が行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記物体上に配置されたマークの検出のための移動を含む動作を前記移動体が行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記移動体が、該移動体から物体をアンロードする位置から前記移動体に対して物体をロードする位置までの移動を含む動作を行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記計測部材の表面状態は、前記計測部材の表面上に異物が存在するか否かを含むパターン形成装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記計測部材の表面上に存在する異物を除去する異物除去装置を更に備えるパターン形成装置。
【請求項１４】
請求項１３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、前記物体に対向して配置され、エネルギビームを射出する光学部材と、前記光学部材と前記物体の間を液体で満たして液浸領域を形成する液浸システムと、を有し、
前記異物除去装置は、前記液浸システムを含むパターン形成装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のパターン形成装置において、
前記液浸システムは、前記異物の除去に際して、前記液浸領域を形成する液体とは異なる液体を用いるパターン形成装置。
【請求項１６】
請求項８〜１５のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置の検出結果に応じて、警告を発する警告装置を更に備えるパターン形成装置。
【請求項１７】
請求項８〜１６のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記移動体とは異なる、別の移動体を更に備え、
前記検出装置は、前記別の移動体に設けられた計測部材の表面状態をも検出するパターン形成装置。
【請求項１８】
請求項８〜１７のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記移動体の前記物体を保持する側の面と、前記計測部材の表面とは、前記移動体に保持された前記物体の表面と同一面に設定されているパターン形成装置。
【請求項１９】
請求項８〜１８のいずれか一項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、エネルギビームで物体を露光して、前記物体にパターンを形成するパターン形成装置。
【請求項２０】
エネルギビームにより物体を露光して、前記物体にパターンを形成する露光装置であって、
前記移動体が前記物体を保持する請求項７に記載の移動体装置を備える露光装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の露光装置において、
前記移動体の前記物体を保持する側の面と、前記計測部材の表面とは、前記移動体に保持された前記物体の表面と同一面に設定されている露光装置。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の露光装置において、
前記物体に対向して配置された光学部材と、
前記光学部材と前記物体との間に液体を満たして液浸領域を形成する液浸システムと、を更に備え、
前記液浸領域は、前記移動体の移動中に前記計測部材上を通過する露光装置。
【請求項２３】
計測部材が設けられた移動体と、
前記計測部材に対向するとき該計測部材に計測ビームを照射し、前記計測部材を介した前記計測ビームを受光するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の所定方向の位置情報を計測する計測装置と、
前記計測部材の表面状態を検出する検出装置と、を備える移動体装置。
【請求項２４】
請求項２３に記載の移動体装置において、
前記計測部材は、前記所定方向を周期方向とする格子を有するグレーティング部材によって構成され、
前記検出装置は、前記グレーティング部材の表面状態を検出する移動体装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の移動体装置において、
前記グレーティング部材は、前記格子が形成される第１板状部材と、該第１板状部材の前記格子部分を覆う状態で前記第１板状部材に取り付けられた第２板状部材とを有する移動体装置。
【請求項２６】
請求項２４又は２５に記載の移動体装置において、
前記移動体には、前記所定方向を第１軸に平行な方向とする第１格子が形成されたグレーティング部材と、前記所定方向を前記第１軸に対して直交する第２軸に平行な方向とする第２格子が形成されたグレーティング部材とが設けられ、
前記計測装置は、前記第１軸に平行な方向に交差する方向に関して位置が異なる複数の第１ヘッドを有し、前記第１格子と対向する第１ヘッドによって前記移動体の前記第１軸に平行な方向の位置情報を計測する第１軸エンコーダと、前記第２軸に平行な方向に交差する方向に関して位置が異なる複数の第２ヘッドを有し、前記第２格子と対向する第２ヘッドによって前記移動体の前記第２軸に平行な方向の位置情報を計測する第２軸エンコーダとを含む移動体装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の移動体装置において、
前記検出装置は、前記第１格子が形成されたグレーティング部材の表面状態を検出するための前記光ビームの照射領域と、前記第２格子が形成されたグレーティング部材の表面状態を検出するための前記光ビームの照射領域と、を有する移動体装置。
【請求項２８】
請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の移動体装置において、
前記検出装置は、
前記グレーティング部材に光ビームを照射する照射系と、
前記グレーティング部材を介した光ビームを検出する検出系と、を有する移動体装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の移動体装置において、
前記照射系は、前記光ビームを前記グレーティング部材の表面に対してほぼ平行に照射する移動体装置。
【請求項３０】
請求項２８又は２９に記載の移動体装置において、
前記照射系は、前記光ビームを照射して、前記所定方向に交差する方向に延びる帯状の照射領域を前記グレーティング部材上に形成する移動体装置。
【請求項３１】
請求項３０に記載の移動体装置において、
前記検出系は、該検出系が受光した光ビームの前記グレーティング部材上における照射位置の座標を検出する移動体装置。
【請求項３２】
請求項３０又は３１に記載の移動体装置において、
前記検出装置による検出と並行して、前記照明領域と前記グレーティング部材との前記所定方向に関する相対位置を変更する制御装置を更に備える移動体装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の移動体装置において、
前記制御装置は、前記相対位置の変更を、前記移動体の移動により行う移動体装置。
【請求項３４】
前記移動体が物体を保持する請求項２３〜３３のいずれか一項に記載の移動体装置と、
前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備えるパターン形成装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記物体上へのパターン形成のための移動を含む動作を前記移動体が行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項３６】
請求項３４に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記物体上に配置されたマークの検出のための移動を含む動作を前記移動体が行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項３７】
請求項３４に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置は、前記光ビームの照射領域を複数有し、
前記複数の照射領域の少なくとも一つは、前記移動体が、該移動体から物体をアンロードする位置から前記移動体に対して物体をロードする位置までの移動を含む動作を行っている間に、前記計測部材の表面状態の検出が可能な位置に配置されているパターン形成装置。
【請求項３８】
請求項３４〜３７のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記計測部材の表面状態は、前記計測部材の表面に異物が存在するか否かを含むパターン形成装置。
【請求項３９】
請求項３８に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記計測部材の表面上に存在する異物を除去する異物除去装置を更に備えるパターン形成装置。
【請求項４０】
請求項３９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、前記物体に対向して配置され、エネルギビームを射出する光学部材と、前記光学部材と前記物体の間を液体で満たして液浸領域を形成する液浸システムと、を有し、
前記異物除去装置は、前記液浸システムを含むパターン形成装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載のパターン形成装置において、
前記液浸システムは、前記異物の除去に際して、前記液浸領域を形成する液体とは異なる液体を用いるパターン形成装置。
【請求項４２】
請求項３４〜４１のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記計測部材の表面の洗浄を行うか、それとも前記物体上へのパターン形成のための前記移動体による一連の動作を続行するかを判断し、前記一連の動作を続行する場合、その動作中に、異物と対向するヘッドを使わないように、異物を避けて前記計測装置のヘッドを選択する選択装置をさらに備えるパターン形成装置。
【請求項４３】
請求項３４〜４２のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記検出装置の検出結果に応じて、警告を発する警告装置を更に備えるパターン形成装置。
【請求項４４】
請求項３４〜４３のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記移動体とは異なる、別の移動体を更に備え、
前記検出装置は、前記別の移動体に設けられた計測部材の表面状態をも検出するパターン形成装置。
【請求項４５】
請求項３４〜４４のいずれか一項に記載のパターン形成装置において、
前記移動体の前記物体を保持する側の面と、前記計測部材の表面とは、前記移動体に保持された前記物体の表面と同一面に設定されているパターン形成装置。
【請求項４６】
請求項３４〜４５のいずれか一項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、エネルギビームで物体を露光して、前記物体にパターンを形成するパターン形成装置。
【請求項４７】
エネルギビームにより物体を露光して、前記物体にパターンを形成する露光装置であって、
前記移動体が前記物体を保持する請求項２３〜３３のいずれか一項に記載の移動体装置を備える露光装置。
【請求項４８】
請求項４７に記載の露光装置において、
前記移動体の前記物体を保持する側の面と、前記計測部材の表面とは、前記移動体に保持された前記物体の表面と同一面に設定されている露光装置。
【請求項４９】
請求項４７又は４８に記載の露光装置において、
前記物体に対向して配置された光学部材と、
前記光学部材と前記物体との間に液体を満たして液浸領域を形成する液浸システムと、を更に備え、
前記液浸領域は、前記移動体の移動中に前記計測部材上を通過する露光装置。
【請求項５０】
載置された物体を保持して所定の平面内を移動する移動体と、
前記移動体の前記物体が載置された前記平面に平行な一面と対向するヘッドを有し、該ヘッドによって前記移動体の前記一面の前記物体の載置領域外の領域に計測ビームを照射することで、前記移動体の所定方向の位置情報を計測する計測装置と、
前記移動体の前記一面の前記物体の載置領域外の領域の表面状態を検出する検出装置と、を備える移動体装置。
【請求項５１】
請求項５０に記載の移動体装置と、
前記移動体に載置された物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備えるパターン形成装置。
【請求項５２】
請求項５１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、エネルギビームを照射して前記物体を露光することで、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５３】
移動体に保持された物体上にパターンを形成するパターン形成工程と、
前記移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の表面状態を検出する検出工程と、を含むパターン形成方法。
【請求項５４】
請求項５３に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程では、前記所定方向を周期方向とする格子が形成されたグレーティング部材の表面状態を検出するパターン形成方法。
【請求項５５】
請求項５４に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程では、前記グレーティング部材表面に光ビームを照射して、前記グレーティング部材表面を介した光ビームを検出するパターン形成方法。
【請求項５６】
請求項５５に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程では、前記光ビームを前記グレーティング部材の表面に対してほぼ平行に照射するパターン形成方法。
【請求項５７】
請求項５４〜５６のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記パターン形成工程では、前記グレーティング部材の格子を用いて、前記移動体の位置を検出するパターン形成方法。
【請求項５８】
請求項５４〜５７のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程の処理の少なくとも一部は、前記パターン形成工程の処理と並行して行われるパターン形成方法。
【請求項５９】
請求項５４〜５８のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記パターン形成工程に先立ち、前記物体上に配置されたマークの検出を行うマーク検出工程を更に含み、
前記検出工程の処理の少なくとも一部は、前記マーク検出工程の処理と並行して行われるパターン形成方法。
【請求項６０】
請求項５４〜５９のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記移動体に保持された物体をアンロードするアンロード工程と、
前記移動体に物体をロードするロード工程と、を更に含み、
前記検出工程の処理の少なくとも一部は、前記アンロード工程から前記ロード工程に移行する間に行われるパターン形成方法。
【請求項６１】
請求項５４〜６０のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記グレーティング部材の表面状態は、前記グレーティング部材の表面に異物が存在するか否かを含み、
前記検出工程の検出結果に応じて、前記グレーティング部材表面の異物を除去する異物除去工程を更に含むパターン形成方法。
【請求項６２】
請求項５４〜６１のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程の検出結果に応じて警告を発する警告工程を更に含むパターン形成方法。
【請求項６３】
移動体に保持された物体上にパターンを形成するパターン形成工程と、
前記移動体に設けられ、前記移動体の所定方向に関する位置情報の計測に用いられる計測ビームが照射される計測部材の表面に存在する異物を除去する異物除去工程と、を含むパターン形成方法。
【請求項６４】
請求項６３に記載のパターン形成方法において、
前記計測部材は、所定方向を周期方向とする格子が形成されたグレーティング部材であり、
前記除去工程では、前記グレーティング部材の表面に存在する異物を除去するパターン形成方法。
【請求項６５】
請求項６３又は６４に記載のパターン形成方法において、
前記パターン形成工程では、前記物体に対向して配置された光学部材と、液浸システムにより前記光学部材と前記物体との間に満たされた液体とを介して、エネルギビームが物体上に照射され、
前記異物除去工程では、前記液浸システムの液体により、前記計測部材の表面上存在する異物を除去するパターン形成方法。
【請求項６６】
請求項６３〜６５のいずれか一項に記載のパターン形成方法において、
前記異物除去工程に先立って、前記計測部材の表面上の異物を検出する検出工程を更に含むパターン形成方法。
【請求項６７】
請求項６６に記載のパターン形成方法において、
前記検出工程では、前記計測部材に光ビームを照射して、前記計測部材を介した光ビームを検出するパターン形成方法。
【請求項６８】
請求項５３〜６７のいずれか一項に記載のパターン形成方法により物体上にパターンを形成する工程と、
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−２４８８８８（Ｐ２０１２−２４８８８８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８３１４４（Ｐ２０１２−１８３１４４）
【出願日】平成２４年８月２２日（２０１２．８．２２）
【分割の表示】特願２００８−１４０８２６（Ｐ２００８−１４０８２６）の分割
【原出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月２２日（２０１２．８．２２）
【分割の表示】特願２００８−１４０８２６（Ｐ２００８−１４０８２６）の分割
【原出願日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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