移動体装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法
【課題】ウエハステージを精密駆動する。
【解決手段】 ウエハステージＷＳＴは、粗動ステージ８２と、微動ステージ８３と、微動ステージ８３のＸ軸方向の一側と他側のそれぞれに設けられた一対のボイスコイルモータＭｂと、微動ステージ８３のＸ軸及びＹ軸のそれぞれに交差する軸Ｌｃ１，Ｌｃ２にそれぞれ平行な方向の一側と他側に設けられた二対のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４とを備えている。これにより、ウエハＷを保持するウエハテーブルＷＴＢを精密に駆動することが可能となるとともに、ボイスコイルモータ及びＥＩコアを粗動ステージ８２内にコンパクトに配置することが可能になる。
【解決手段】 ウエハステージＷＳＴは、粗動ステージ８２と、微動ステージ８３と、微動ステージ８３のＸ軸方向の一側と他側のそれぞれに設けられた一対のボイスコイルモータＭｂと、微動ステージ８３のＸ軸及びＹ軸のそれぞれに交差する軸Ｌｃ１，Ｌｃ２にそれぞれ平行な方向の一側と他側に設けられた二対のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４とを備えている。これにより、ウエハＷを保持するウエハテーブルＷＴＢを精密に駆動することが可能となるとともに、ボイスコイルモータ及びＥＩコアを粗動ステージ８２内にコンパクトに配置することが可能になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、特に粗微動構造の移動体を備える移動体装置及び該移動体装置に露光対象の物体が載置される露光装置、並びに該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。
【０００３】
例えば、半導体製造用の露光装置では、露光対象のウエハが載置されるウエハステージ装置として、粗動ステージと微動ステージとを備えた粗微動タイプのステージ装置が比較的多く用いられている。通常、微動ステージは電磁アクチュエータによって少なくとも水平面内で駆動される。微動ステージを駆動するアクチュエータとしてリニアモータ又はボイスコイルモータ（以下、適宜、ＶＣＭと略記する）が多く用いられる。
【０００４】
通常、ＶＣＭは高精度だが比較的低効率であると特徴付けられるので、ウエハステージ装置のなかには、微動ステージを必要とする走査のうち高精度な等速駆動区間には磁気剛性の低い比較的小さい力を発生するＶＣＭを利用し、走査のうち精度の低い加速及び減速区間には、精度は落ちるが比較的大きな力を発生するより効率的なアクチュエータを利用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されるウエハステージ装置では、効率的なアクチュエータとして、比較的熱を発生しない電磁アクチュエータ、例えば、ＥＩコア・アクチュエータが用いられる。
【０００５】
一方、生産性向上の要求からウエハは次第に大型化し、次世代の４５０ミリウエハ用のウエハステージの駆動源としては、平面モータが主流になるのではないかと言われている。粗動ステージ駆動の駆動源として平面モータを用い、微動ステージ駆動源としてそれ以外の電磁アクチュエータ（たとえばＶＣＭやＥＩコア・アクチュエータ）を用いる場合、微動ステージは可能な限り軽量かつ小型であることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００６１２１８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、ベース部材と、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む二次元平面に沿って前記ベース部材上を移動する第１移動部材と、該第１移動部材に相対移動可能に支持された第２移動部材と、を有する移動体と、前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる第１アクチュエータと、前記第１及び第２方向のそれぞれに交差し前記二次元平面に平行な第３方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる少なくとも一対の第２アクチュエータと、を備える第１の移動体装置が、提供される。
【０００８】
これによれば、移動体がベース部材上を移動するとき、第１方向及び第２方向に沿った駆動力を第１移動部材と第２移動部材との間に作用させる第１アクチュエータと、第３方向に沿った駆動力を第１移動部材と第２移動部材との間に作用させる少なくとも一対の第２アクチュエータとによって、第２移動部材が第１移動部材に対して駆動される。これにより、第２移動部材をベースに対して精密に駆動することが可能となるとともに、第１及び第２アクチュエータを第１移動部材上（移動体の内部）にコンパクトに配置して移動体の軽量化及び小型化を図ることが可能となる。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、エネルギビームを照射して物体を露光する露光装置であって、前記物体が前記第２移動部材上に保持される上記第１の移動体装置と、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と、を備える第１の露光装置が、提供される。
【００１０】
これによれば、物体上にパターンを精度良く形成することが可能となる。
【００１１】
上記第１の露光装置では、前記移動体の前記第２方向への走査駆動と前記第１方向へのステップ駆動とを繰り返して、前記第２部材上に保持された前記物体上の複数の区画領域のそれぞれに前記パターンを形成することとすることができる。ここで、走査駆動とは、実質的に第２方向（走査方向）のみに速度成分を有する移動体の駆動を意味し、ステップ駆動とは、第１方向（ステップ方向）に速度成分を有する移動体の駆動を意味する。本明細書では、かかる意味で、走査駆動及びステップ駆動なる用語が用いられている。
【００１２】
本発明の第３の態様によれば、ベース部材と、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む二次元平面に沿って前記ベース部材上を移動する第１移動部材と、該第１移動部材に相対移動可能に支持された第２移動部材と、を有する移動体と、前記ベース部材に対して前記移動体を６自由度で駆動する第１駆動装置と、前記第２移動部材を前記第１移動部材に対して６自由度で駆動する第２駆動装置とを備え、前記第２移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動する際、前記第１駆動装置によって前記第１移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動するとともに、前記第２駆動装置によって前記第２移動部材を前記第１部材に対して前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動する第２の移動体装置が、提供される。
【００１３】
これによれば、第１及び第２移動部材の相対姿勢を常に所望の状態に維持することができ、これにより、例えば第２駆動装置の制御性能の低下を防止することが可能になる。
【００１４】
本発明の第４の態様によれば、エネルギビームを照射して物体を露光する露光装置であって、前記物体が前記第２移動部材上に保持される上記第２の移動体装置と、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と、を備える第２の露光装置が、提供される。
【００１５】
これによれば、物体上にパターンを精度良く形成することが可能となる。
【００１６】
本発明の第５の態様によれば、上記第１及び第２の露光装置のいずれかを用いて物体を露光し、該物体上にパターンを形成することと、パターンが形成された前記物体を現像することと、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】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２（Ａ）、図２（Ｂ）、及び図２（Ｃ）は、それぞれ、ウエハステージを示す平面図、正面図、及び側面図である。
【図３】ウエハステージを示す斜視図である。
【図４】ウエハステージからウエハテーブルを取り去ったステージ本体８１を示す斜視図である。
【図５】ステージ本体から微動ステージを取り外した粗動ステージを示す斜視図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、図４及び図５の斜視図にそれぞれ対応する平面図である。
【図７】図７（Ａ）は微動ステージの内部構造を一部断面して示す図、図７（Ｂ）は微動ステージを駆動するボイスコイルモータの内部構造を示す平面図である。
【図８】微動ステージを駆動するＥＩコアの内部構造を示す平面図である。
【図９】微動ステージ及びこの上面に固定されたウエハテーブルを裏面側から見た斜視図が示されている。
【図１０】干渉計システムを説明するための図である。
【図１１】ステージ装置及びセンサユニットの配置を示す平面図である。
【図１２】エンコーダヘッド（Ｘヘッド、Ｙヘッド）とアライメント系の配置を示す平面図である。
【図１３】Ｚヘッドと多点ＡＦ系の配置を示す平面図である。
【図１４】一実施形態に係る露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。
【図１５】図１４の制御系の構成各部のうち、ステージ装置の構成各部の詳細構成例を示す図である。
【図１６】ステップ・アンド・スキャン方式の露光におけるウエハステージの移動経路に対応する露光中心のウエハ上の移動経路を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、一実施形態について、図１〜図１６に基づいて説明する。
【００１９】
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。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、すなわちいわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系ＰＬが設けられている。以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向（Ｚ方向）、これに直交する面内でレチクルＲとウエハＷとが相対走査される走査方向をＹ軸方向（Ｙ方向）、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向（Ｘ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。
【００２０】
露光装置１００は、照明系１０、レチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを有するステージ装置５０、及びこれらの制御系等を備えている。図１において、レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが載置され、ウエハステージＷＳＴ上にはウエハＷが載置されている。
【００２１】
照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータを有する照度均一化光学系、及びレチクルブラインド（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステム）で設定（制限）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、例えばＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【００２２】
レチクルステージＲＳＴ上には、パターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図１４参照）によって、ＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。
【００２３】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の位置（回転）情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」と略記する）１１６によって、移動鏡１５（実際には、Ｙ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（あるいは、レトロリフレクタ）とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられている）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１１６の計測情報は、主制御装置２０（図１では不図示、図１４参照）に送られる。なお、移動鏡１５に代えて、レチクルステージＲＳＴの端面に鏡面加工により形成された反射面を用いても良い。
【００２４】
投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。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、１／５又は１／８など）を有する。このため、照明系１０によってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介して照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系１０、及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にレチクルＲのパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。
【００２５】
本実施形態の露光装置１００には、液浸方式の露光を行うために、局所液浸装置８が設けられている。局所液浸装置８は、例えば液体供給装置５、液体回収装置６（いずれも図１では不図示、図１４参照）、液体供給管３１Ａ、液体回収管３１Ｂ、及びノズルユニット３２等を含む。ノズルユニット３２は、図１に示されるように、投影光学系ＰＬを構成する最も像面側（ウエハＷ側）の光学素子、ここではレンズ（以下、「先端レンズ」ともいう）１９１を保持する鏡筒４０の下端部周囲を取り囲むように、投影ユニットＰＵを保持する不図示のメインフレームに吊り下げ支持されている。本実施形態では、ノズルユニット３２は、図１に示されるように、その下端面が先端レンズ１９１の下端面とほぼ同一面に設定されている。また、ノズルユニット３２は、液体Ｌｑの供給口及び回収口と、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂにそれぞれ接続される供給流路及び回収流路とを備え、前記回収口が設けられた下面にウエハＷが対向して配置される。
【００２６】
液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂは、それぞれ液体供給装置５及び液体回収装置６（図１ではいずれも不図示、図１４参照）に接続されている。ここで、液体供給装置５には、液体を貯蔵するタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。液体回収装置６には、回収した液体を貯蔵するタンク、吸引ポンプ、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。
【００２７】
主制御装置２０（図１４参照）は、液体供給装置５を制御して、液体供給管３１Ａを介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体Ｌｑを供給するとともに、液体回収装置６を制御して、液体回収管３１Ｂを介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体Ｌｑを回収する。このとき、主制御装置２０は、供給される液体Ｌｑの量と回収される液体Ｌｑの量とが常に等しくなるように、液体供給装置５と液体回収装置６とを制御する。従って、先端レンズ１９１とウエハＷとの間には、一定量の液体Ｌｑ（図１参照）が常に入れ替わって保持され、これにより液浸領域１４（図１０、図１１等参照）が形成される。なお、投影ユニットＰＵの下方に後述する計測ステージＭＳＴが位置する場合にも、同様に先端レンズ１９１と計測テーブルとの間に液浸領域１４を形成することができる。
【００２８】
本実施形態では、上記の液体として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する純水（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする。なお、ＡｒＦエキシマレーザ光に対する水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４であり、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。
【００２９】
ステージ装置５０は、図１に示されるように、床面上に複数（例えば３つ又は４つ）の防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたベース盤１２、ベース盤１２上に配置されたステージベース１３、ステージベース１３上に配置されたウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴ、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを駆動するステージ駆動系１２４（図１４参照）、及びウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの位置情報を計測するステージ位置計測系２００を含む計測システム３００（図１４参照）等を備えている。ステージ位置計測系２００は、図１４に示されるように、干渉計システム１１８、エンコーダシステム１５０及び面位置計測システム１８０などを含む。
【００３０】
ベース盤１２は平板状部材からなり、上面にはステージベース１３をＸＹ平面内で移動可能に支持する支持面が形成されている。
【００３１】
ステージベース１３は、平板状部材から成り、上述のベース盤１２上に不図示のエアベアリング（又は転がり軸受）を介して支持されている。ステージベース１３は、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの駆動の際に、その駆動力の反力を受けて運動量保存則に従って移動し、その反力をキャンセルする反力キャンセル装置の一種であるカウンタマスとして機能する。ステージベース１３のＸＹ平面内の位置情報（前述したメインフレームを基準とする位置情報）は、例えばエンコーダあるいは干渉計から構成されるステージベース位置計測系１６９（図１４参照）によって計測される。ステージベース位置計測系１６９の一例は、例えば米国特許出願第２００９／０３１６１３３号明細書に開示されている。
【００３２】
主制御装置２０は、ステージベース１３の基準位置からの移動量が所定範囲に収まるように、ステージベース位置計測系１６９による計測情報に基づいて、ステージベース駆動系１６０（図１４参照）を介してステージベース１３を駆動する。すなわち、ステージベース駆動系１６０は、トリムモータとして使用される。
【００３３】
ステージベース１３は、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示されるように、上面側にコイルユニットＣＵａが埋めこまれた平面視矩形の板状の部材である。コイルユニットＣＵａは、ＸＹ平面内で二次元配列された複数のコイルを含む。ステージベース１３の上面には、コイルユニットＣＵａを覆うように、非磁性体から成る不図示の保護プレートが固定されている。保護プレートは、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴとコイルユニットＣＵａとの直接的な接触を防止する。
【００３４】
ウエハステージＷＳＴは、図１等に示されるように、ステージ本体８１と、ステージ本体８１の上に配置されたウエハテーブルＷＴＢとを有している。
【００３５】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）には、それぞれ、ウエハステージＷＳＴを上方から見た図（平面図）、ウエハステージＷＳＴを−Ｙ方向から見た図（正面図）、及びウエハステージＷＳＴを＋Ｘ方向から見た図（側面図）が、示されている。ステージ本体８１は、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）等に示されるように、粗動ステージ８２と、該粗動ステージ８２上に支持される微動ステージ８３とを有する。微動ステージ８３上に、ウエハテーブルＷＴＢが搭載されて一体的に固定されている。
【００３６】
図３には、ウエハステージＷＳＴの斜視図が、図４には、図３のウエハステージＷＳＴからウエハテーブルＷＴＢを取り去ったステージ本体８１の斜視図が、図５には、図４のステージ本体８１から微動ステージ８３を取り外した粗動ステージ８２の斜視図が、それぞれ示されている。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）には、図４及び図５の斜視図に対応する平面図がそれぞれ示されている。図７（Ａ）には、微動ステージの内部構造を示す断面図が示され、図７（Ｂ）には、微動ステージを駆動するボイスコイルモータの内部構造を示す平面図が示されている。また、図８には、微動ステージを駆動するＥＩコアの内部構造を示す平面図が示されている。また、図９には、微動ステージ８３及びこの上面に固定されたウエハテーブルＷＴＢを裏面側から見た斜視図が示されている。
【００３７】
ここで、図１〜図９に基づいて、ウエハステージＷＳＴについて説明する。
【００３８】
粗動ステージ８２は、図５及び図６（Ｂ）などに示されるように、平面視（＋Ｚ方向から見て）矩形の板状のスライダ部８２ａと、スライダ部８２ａ上面にそれぞれ固定され、スライダ部８２ａの外枠にほぼ沿って配置された二重の八角形状の第１リブ８２ｂと、後述する３つのＺ・チルト駆動機構２８のそれぞれの底部近傍を囲む３つの第１部分とそれら３つの第１部分を互いに連結する第２部分とを有する第２リブ８２ｃと、第１リブ８２ｂと第２リブ８２ｃとを４箇所で連結する第３リブ８２ｄと、を有している。粗動ステージ８２は、このように軽量で且つ高い剛性を有する構造になっている。
【００３９】
スライダ部８２ａは、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示されるように、ＸＹ二次元方向を行方向及び列方向としてマトリックス状に配置された複数の磁石から成る磁石ユニットＭＵａを有している。磁石ユニットＭＵａと、ステージベース１３内に埋めこまれた前述のコイルユニットＣＵａとによって、例えば米国特許出願公開第２００３／００８５６７６号明細書などに開示される磁気浮上型のローレンツ力（電磁力）駆動方式の平面モータＭａが構成されている。コイルユニットＣＵａを構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０によって制御される（図１５参照）。平面モータＭａによって、粗動ステージ８２（ウエハステージＷＳＴ）は、ステージベース１３に対して６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ、及びθｚの各方向）に駆動される。この場合、粗動ステージ８２（ウエハステージＷＳＴ）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関しては長ストロークで駆動され、残りの方向については、微小駆動される。
【００４０】
スライダ部８２ａ上面のＸ軸方向の両端部に位置する部分の第１リブ８２ｂ上には、図５及び図６（Ｂ）に示されるように、一対の支持部８７のそれぞれを介して一対の固定子部８５ａが設けられている。また、スライダ部８２ａの４つの角部のそれぞれに対応する部分の第１リブ８２ｂ上には、支持部８４をそれぞれ介して４つの電磁石ＴＵｃが設けられている。４つの電磁石ＴＵｃのそれぞれは、ハウジングに収容されている。
【００４１】
各固定子部８５ａは、図５に示されるように、ＸＹ平面に平行な板状部材から成り、その内部に、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、コイルユニットＣＵｂが収容されている。
【００４２】
微動ステージ８３は、図４及び図６（Ａ）などに示されるように、平面視で八角形の板状部材から成る本体部８３ａと、本体部８３ａのＸ軸方向の一側と他側の端部それぞれに固定された一対の可動子部８３ｂと、本体部８３ａの八角形の斜辺部（Ｘ軸及びＹ軸にほぼ直交する４つの辺以外の４つの辺）のそれぞれに各１つ固定された合計４つの磁性体部材ＭＵｃと、を有する。
【００４３】
可動子部８３ｂは、図７（Ａ）に示されるように、ＸＺ断面がＵ字状の部材から成り、その上下の対向部（上下に位置する一対の板状部分）のそれぞれに、後述する磁石ユニットＭＵｂが収容されている。微動ステージ８３が粗動ステージ８２に組み込まれた図４の状態では、可動子部８３ｂの上下の対向部間に、前述の固定子部８５ａが非接触で挿入されている。
【００４４】
磁性体部材ＭＵｃとしては、後述する電磁石ＴＵｃのコイルによって生成される力場に応答可能な磁気的に透過性のある物質であれば、種々の素材を用いることができる。
【００４５】
本実施形態では、前述の一対の固定子部８５ａのそれぞれに収容されたコイルユニットＣＵｂと、これに対応して可動子部８３ｂに収容された各一対の磁石ユニットＭＵｂとによって、一対のボイスコイルモータＭｂが構成されている（図７（Ａ）参照）。以下、ボイスコイルモータＭｂについて説明する。
【００４６】
本体部８３ａの＋Ｘ側と−Ｘ側のボイスコイルモータＭｂは、同じ構成を有しているので、以下では、−Ｘ側のボイスコイルモータＭｂについて説明する。
【００４７】
コイルユニットＣＵｂは、図７（Ｂ）に示されるように、固定子部８５ａ（の筐体）の内部における中央部に配置されたＹ軸方向を長手方向とする平面視矩形状の１つのＸコイル（以下、適宜「コイル」と呼ぶ）５６ａと、コイル５６ａのＹ軸方向の一側と他側にそれぞれ配置されたＸ軸方向を長手方向とする平面視矩形状の２つのＹコイル（以下、適宜「コイル」と呼ぶ）５５ａ，５７ａとを含む。
【００４８】
磁石ユニットＭＵｂは、図７（Ｂ）に示されるように、可動子部８３ｂの上下対向部のそれぞれの内部における中央部にＸ軸方向に並べて配置されたＹ軸方向を長手方向とする平面視長方形の一対の永久磁石５６ｂと、これらの永久磁石５６ｂのＹ軸方向の一側と他側にそれぞれＹ軸方向に並べて配置された各一対のＸ軸方向を長手方向とする平面視長方形の永久磁石５５ｂ，５７ｂとを含む。図７（Ｂ）に示されるように、各一対の永久磁石５５ｂ，５７ｂが、それぞれコイル５５ａ、５７ａと対向し、一対の永久磁石５６ｂがコイル５６ａと対向し得るように、各コイルと各永久磁石との位置関係が定められている。
【００４９】
なお、図７（Ｂ）には、可動子部８３ｂの上下の対向部のうち、上側の対向部に収容された磁石ユニットＭＵｂのみが示されているが、下側の対向部に収容された磁石ユニットＭＵｂも同様に構成されている。各一対の永久磁石５５ｂ，５６ｂ，５７ｂは、それぞれ一方と他方との磁極の向きが互いに逆になるように配列されている。そして、各一対の永久磁石５５ｂ，５７ｂ，５６ｂのそれぞれは、コイルユニットＣＵｂを構成するコイル５５ａ，５７ａ，５６ａの＋Ｚ側又は−Ｚ側の面に対向している。すなわち、可動子部８３ｂの上下対向部内の一対の磁石ユニットＭＵｂに含まれる、各一対の永久磁石５５ｂ，５６ｂ，５７ｂにより、固定子部８５ａ内のコイルユニットＣＵｂに含まれるコイル５５ａ，５６ａ，５７ａがＺ軸方向にそれぞれ挟まれている。
【００５０】
上述の構成の固定子部８５ａと可動子部８３ｂとにより、−Ｘ側のボイスコイルモータＭｂが構成される。この場合、厳密に言うと、上下一対の永久磁石５５ｂ，５６ｂ，５７ｂのそれぞれと、コイル５５ａ，５６ａ，５７ａのそれぞれとによって、３つのボイスコイルモータが構成されるが、説明の便宜上、その３つのボイスコイルモータの全体を１つのボイスコイルモータＭｂとみなしている。
【００５１】
上述のようにして本体部８３ａの＋Ｘ側及び−Ｘ側のボイスコイルモータＭｂが構成されている。各ボイスコイルモータＭｂは、Ｙコイル５５ａ，５７ａに電流が流されることにより、粗動ステージ８２に対して微動ステージ８３をＹ軸方向に微小駆動し、Ｘコイル５６ａに電流が流されることにより、粗動ステージ８２に対して微動ステージ８３をＸ軸方向に微小駆動する。
【００５２】
一対のボイスコイルモータＭｂ、すなわち本体部８３ａの＋Ｘ側のボイスコイルモータＭｂ及び本体部８３ａの−Ｘ側のボイスコイルモータＭｂのそれぞれで互いに異なる強さのＹ軸方向の駆動力を発生することにより、粗動ステージ８２に対して微動ステージ８３をθｚ方向に駆動（回転）することができる。
【００５３】
一対のボイスコイルモータＭｂは、主制御装置２０によって、それぞれのコイルユニットＣＵｂを構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向が制御されることによりそれぞれで発生するＸ軸方向及びＹ軸方向の駆動力が制御される（図１５参照）。なお、各ボイスコイルモータＭｂに代えて、例えば米国特許出願公開第２０１０／００７３６５３号明細書に開示される微動ステージ駆動系と同様の２段（あるいは多段）構成のボイスコイルモータ（又はリニアモータ）を採用することも可能である。
【００５４】
本実施形態では、図６（Ａ）に示されるように、スライダ部８２ａの４つの角部のそれぞれに設けられた４つの電磁石ＴＵｃと、各電磁石ＴＵｃに対向して本体部８３ａの八角形の４つの斜辺部のそれぞれに固定された４つの磁性体部材ＭＵｃとによって、４つのＥＩコア・アクチュエータＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４が、構成されている。以下、ＥＩコア・アクチュエータ（以下、ＥＩコアと略記する）について説明する。
【００５５】
４つのＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のそれぞれは、同様に構成されているので、ここでは、そのうちの１つを取り上げて説明する。図８には、図６（Ａ）中の破線の四角Ｓｑで囲まれた１つのＥＩコアＭｃ１、すなわちステージ本体８１の＋Ｘ側かつ−Ｙ側端部の角部に位置するＥＩコアＭｃ１が、拡大して示されている。
【００５６】
図８に示されるように、電磁石ＴＵｃは、Ｅコア（又はＥエレメント）と呼ばれるＥ字状のコアＴＵｃ０と、コアＴＵｃ０の３つの凸部にそれぞれ巻回されたコイルＴＵｃ１と、を含む。ＥコアＴＵｃ０は、３つの凸部がＸＹ平面内でＸ軸及びＹ軸のそれぞれに交差する軸ＬＣ１に平行に、かつその３つの凸部の先端面が軸ＬＣ１に直交する平面に平行になるように、配置されている。本実施形態では、軸ＬＣ１は、例えばＸ軸及びＹ軸に対して、４５度以外の角度で交差している。例えば、軸ＬＣ１は、Ｘ軸に対して約４０度の角度を成している。コアＴＵｃ０は、磁気的に透過性のある部材であれば、鉄その他の素材を用いることができる。また、コアＴＵｃ０としては、Ｅコアに限らず、Ｃ状のコア又は複数叉コアでも良い。電磁石ＴＵｃとして、コアＴＵｃ０の３つの凸部のうちの中央の凸部のみにコイルＴＵｃ１が巻回されたものを用いることもできる。
【００５７】
磁性体部材ＭＵｃは、微動ステージ８３の本体部８３ａの斜辺部に固定され、ギャップＧを挟んで電磁石ＴＵｃのコアＴＵｃ０（３つの凸部）の先端面に対向して配置されている。電磁石ＴＵｃの先端面と対向する磁性体部材ＭＵｃの対向面は、軸ＬＣ１に直交している。
【００５８】
その他のＥＩコアも上記ＥＩコアＭｃ１と同様に構成されている。すなわち、図６（Ａ）に示されるように、微動ステージ８３の本体部８３ａの中心に関して上記ＥＩコアＭｃ１と対称な配置で、別のＥＩコアＭｃ３が設けられている。すなわち、本体部８３ａを挟んでＥＩコアＭｃ１と軸Ｌｃ１と平行な方向の反対側（ステージ本体８１の−Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部側）には、ＥＩコアＭｃ３を構成する電磁石ＴＵｃと磁性体部材ＭＵｃとが上記と同様にして設けられている。
【００５９】
上述した２つ（一対）のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ３のそれぞれは、電磁石ＴＵｃのコイルＴＵｃ１に電流が流されることにより、磁性体部材ＭＵｃとコアＴＵｃ０との間に軸Ｌｃ１に平行な方向の吸引力（駆動力）を発生する。例えば、前述のＥＩコアＭｃ１は、図８中に黒塗り矢印で示される方向の吸引力を発生する。ＥＩコアＭｃ３は、これと逆向きの吸引力を発生する。２つ（一対）のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ３は、上記吸引力を駆動力として、微動ステージ８３を、粗動ステージ８２に対して軸Ｌｃ１に平行な方向に微小駆動する。
【００６０】
残りの一対のＥＩコアＭｃ２、Ｍｃ４は、上述の一対のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ３と同様に、ただし、図６（Ａ）に示されるように、微動ステージ８３の本体部８３ａの中心を通るＹ軸に関して、一対のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ３と対称な配置で構成されている。一対のＥＩコアＭｃ２、Ｍｃ４のそれぞれは、電磁石ＴＵｃのコイルＴＵｃ１に電流が流されることにより、磁性体部材ＭＵｃをコアＴＵｃ０側に引きつける、Ｙ軸に関して軸Ｌｃ１と対称な軸Ｌｃ２に平行な方向の吸引力（駆動力）を発生する。一対のＥＩコアＭｃ２、Ｍｃ４は、微動ステージ８３を、粗動ステージ８２に対して軸Ｌｃ２に平行な方向に微小駆動する。
【００６１】
前述の説明から明らかなように、軸Ｌｃ１、Ｌｃ２はＸ軸に対して、それぞれ、約４０度及び−４０度の角度を成すように定められている。これらの方向は、後述するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作におけるウエハ（ウエハステージＷＳＴ）のショット間ステッピング動作時において、ウエハステージＷＳＴに作用する最大加速度の方向に対応している。すなわち、この最大加速度の方向を考慮して、４つのＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のそれぞれによる吸引力の方向（すなわち、それぞれのＥＩコアの取り付け方向）が設定されている。
【００６２】
また、軸Ｌｃ１、Ｌｃ２の方向は、露光動作中におけるウエハステージＷＳＴの移動範囲（移動経路）に応じて決定してもかまわない。すなわち、走査方向であるＹ軸方向の移動範囲がＸ軸方向の移動範囲よりも広い場合、本実施形態のように軸Ｌｃ１、Ｌｃ２をＸ軸に対して４５度よりも小さい角度とすることで、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の大きさを縮小することができる。これにより、ウエハステージＷＳＴの移動範囲を変更せずに露光装置による占有面積の増加を抑えることが可能になる。なお、ウエハステージＷＳＴの移動範囲（移動経路）に応じ、軸Ｌｃ１、Ｌｃ２をＸ軸に対して４５度よりも大きな角度としても良い。
【００６３】
４つのＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のそれぞれは、主制御装置２０によって制御される（図１５参照）。主制御装置２０は、４つのＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のそれぞれが有する電磁石ＴＵｃを構成するコイルＴＵｃ１に供給される電流の大きさを制御することで、ＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２のそれぞれの吸引力（駆動力）の発生及び停止、並びに駆動力の大きさを制御する。なお、上記ＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４の少なくとも１つに代えて、上記と反対に、スライダ部８２ａ側（支持部８４側）に磁性体部材ＭＵｃが設けられ、本体部８３ａ側に電磁石ＴＵｃが配置されるタイプのアクチュエータを用いることも可能である。
【００６４】
微動ステージ８３は、図５及び図６（Ｂ）に示されるＺ・チルト駆動機構２８と、自重キャンセラ２９とによって粗動ステージ８２に対して非接触で支持されている（図７（Ａ）参照）。自重キャンセラ２９は、粗動ステージ８２のスライダ部８２ａ上面の中心に配置されている。Ｚ・チルト駆動機構２８は、スライダ部８２ａ上面の中心にその重心が一致する正三角形の各頂点の位置に配置され、微動ステージ８３（本体部８３ａ）をそれぞれ支持するとともに、その支持点で独立してＺ軸方向に駆動する３つのアクチュエータ２８ａ、２８ｂ、及び２８ｃ（例えばボイスコイルモータ）を含む。アクチュエータ２８ａ〜２８ｃの固定子は、粗動ステージ８２に固定され、可動子は、微動ステージ８３に固定されている。Ｚ・チルト駆動機構２８（３つのアクチュエータ２８ａ〜２８ｃ）により、微動ステージ８３は、粗動ステージ８２に対してＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向の３自由度方向に微小駆動される。
【００６５】
自重キャンセラ２９は、一例としてパッド部材２９ａ、ピストン部材２９ｂ及びシリンダ部材２９ｃを含む（図７（Ａ）参照）。パッド部材２９ａは、微動ステージ８３の下面に近接した状態とされ、その上面が平面で、その下面が曲面（球面）とされた略半球状の形状を有している。このパッド部材２９ａ上面の中央部からはＺ軸方向に貫通する貫通孔（不図示）が形成されている。ピストン部材２９ｂは、ＸＹ断面円形で、かつ所定深さの凹部を有する部材から成り、前記パッド部材２９ａの下側（−Ｚ側）に設けられている。このピストン部材２９ｂの上面は、パッド部材２９ａの下面に対応して曲面加工（球面加工）されており、その中央部からは、Ｚ軸方向に貫通する貫通孔（不図示）が形成されている。シリンダ部材２９ｃは、スライダ部８２ａの上面に固定されている。シリンダ部材２９ｃは、略円筒状の部材から成り、その周壁は、断面逆Ｕ字状で内側の足部分が外側の足部分よりも短く設定された形状を有している。シリンダ部材２９ｃの内部空間に挿入されたピストン部材２９ｂは、Ｚ軸方向に摺動自在とされている。
【００６６】
スライダ部８２ａと、シリンダ部材２９ｃと、ピストン部材２９ｂとによって、囲まれた空間がほぼ密閉された空間（空気室）とされている。従って、この空気室内に、気体供給装置（不図示）から気体が供給されることにより、空気室内がその外部より高圧に設定される。
【００６７】
ここで、空気室内の気体は、ピストン部材２９ｂの貫通孔を通ってピストン部材２９ｂの上面とパッド部材２９ａの下面との間に供給される。このため、ピストン部材２９ｂの上面とパッド部材２９ａの下面との間に入り込んだ気体の静圧によりピストン部材２９ｂとパッド部材２９ａとの間に微小な隙間が形成されるようになっている。さらに、ピストン部材２９ｂの貫通孔を通った気体の一部は、パッド部材２９ａに形成された貫通孔を通って、パッド部材２９ａの上面と微動ステージ８３の下面との間に供給される。これにより、パッド部材２９ａの上面と微動ステージ８３の下面との間に入り込んだ気体の静圧により、パッド部材２９ａと微動ステージ８３との間に微小な隙間が形成されるようになっている。
【００６８】
自重キャンセラ２９によると、空気室内の気体により微動ステージ８３の自重が支持される。また、Ｚ・チルト駆動機構２８の３つのアクチュエータ２８ａ〜２８ｃが発生する駆動力を同一にすることで、微動ステージ８３を粗動ステージ８２に対してＺ軸方向に駆動することが可能であるとともに、３つのアクチュエータ２８ａ〜２８ｃのそれぞれで発生する駆動力を異ならせることにより、微動ステージ８３をＸ軸回りの回転方向（θｘ）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ）に駆動することが可能となっている。
【００６９】
また、空気室内の気圧により、パッド部材２９ａの上面と微動ステージ８３の下面、パッド部材２９ａの下面とピストン部材２９ｂの上面とが非接触に維持されているので、微動ステージ８３のＸＹ平面内の微小移動及びＸＹ平面に対する傾斜方向への傾きを許容した状態でその自重を支持することが可能である。
【００７０】
なお、上記の自重キャンセラの構成は一例に過ぎず、例えば上述のシリンダ部材２９ｃ及びピストン部材２９ｂに代えて、ベローズを用いても良い。また、自重キャンセラにより、コロなどを介して微動ステージ８３を支持しても良い。
【００７１】
なお、各ボイスコイルモータＭｂに代えて、前述の米国特許出願公開第２０１０／００７３６５３号明細書に開示される微動ステージ駆動系と同様の２段（あるいは多段）構成のボイスコイルモータ（又はリニアモータ）を採用する場合には、Ｚ・チルト駆動機構２８を設けること無く、そのボイスコイルモータにより、微動ステージ８３を粗動ステージ８２に対して６自由度方向に微小駆動することができる。
【００７２】
これまでに説明した一対のボイスコイルモータＭｂ、４つのＥＩコアＭｃ１〜Ｍｃ４、及びＺ・チルト駆動機構２８を含んで、微動ステージ駆動系３４が構成されている（図１５参照）。また、平面モータＭａによって、粗動ステージ駆動系が構成されている。そして、微動ステージ駆動系３４と粗動ステージ駆動系（平面モータＭａ）とによって、微動ステージ８３及びこれに搭載されているウエハテーブルＷＴＢ（ウエハＷ）を、ステージベース１３に対して６自由度方向へ駆動するウエハステージ駆動系３６が構成されている（図１５参照）。
【００７３】
なお、平面モータＭａとボイスコイルモータＭｂとしてムービングマグネット式のモータを採用したが、ムービングコイル式のモータを採用することもできる。また、Ｚ・チルト機構２８が３つのアクチュエータを含む構成を例として説明したが、４つ以上のアクチュエータを含む構成とすることもできる。この場合、自由度に対して冗長なアクチュエータを有することになるので、微動ステージ８３をより高度に制御することが可能となる。
【００７４】
ステージ本体８１の中央には、図５及び図６（Ｂ）に示されるように、自重キャンセラ２９を取り囲む矩形枠状部と、該矩形枠状部の＋Ｙ辺の中央と−Ｙ辺の両端のそれぞれから外側に延びる３本の直線部とを有する支持部材８８が設けられている。この支持部材の３本の直線部のそれぞれの先端には、＋Ｚ方向に伸びるピン８８ａが固定されている。支持部材８８及び３本のピン８８ａは、駆動装置８９（図１４参照）によってＺ軸方向に駆動される。ウエハ交換時などに、駆動装置８９により支持部材８８をＺ軸方向に駆動して、ピン８８ａを微動ステージ８３（本体部８３ａ）の３つの開口（図６（Ａ）参照）及びウエハホルダ（不図示）の開口を介して上下動することにより、３本のピン８８ａによってウエハＷを支持したり、あるいはそのウエハＷを上下動させたりする。
【００７５】
ウエハステージＷＳＴ（粗動ステージ８２）には、例えば図６（Ａ）及び図６（Ｂ）等に示されるように、＋Ｙ端側の端面に板状部材Ｔｂ０が固定され、該板状部材Ｔｂ０に２つのチューブＴｂのそれぞれの一端が、２つの固定部材Ｔｂ１によって固定されている。２つのチューブＴｂを介して、ウエハステージＷＳＴの外部から、ウエハステージＷＳＴ上の各種センサ類、モータなどの電源電力（電流）、モータを冷却するための冷却媒体、エアベアリング用の加圧気体等が、ウエハステージＷＳＴに供給される。また、各種センサ類からの出力信号及びモータ等への制御信号を転送するための配線も、チューブＴｂに含まれる。
【００７６】
２つのチューブＴｂそれぞれの他端は、計測ステージＭＳＴに固定部材Ｔｂ２を介して固定され（図１参照）、計測ステージＭＳＴを介してステージ装置５０外部に配置され、計測ステージＭＳＴとともにＹ軸方向に移動するチューブキャリア（不図示）に接続されている。本実施形態では、計測ステージＭＳＴは、ウエハ交換、アライメント、露光の一連の動作中、ウエハステージＷＳＴから一定範囲内の距離を保って移動する。このため、計測ステージＭＳＴは、ウエハステージＷＳＴに対するチューブキャリアとしても機能する。
【００７７】
ウエハテーブルＷＴＢの上面の中央には、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（図６には不図示、図３参照）が設けられている。ウエハホルダ（ウエハの載置領域）の外側には、図２（Ａ）に示されるように、ウエハホルダよりも一回り大きな円形の開口が中央に形成され、かつ矩形状の外形（輪郭）を有するプレート（撥液板）２７が設けられている。このプレート２７の表面は、液体Ｌｑに対して撥液化処理されている。なお、プレート２７は、その表面の全部（あるいは一部）がウエハＷの表面と略同一面となるように設置されている。
【００７８】
プレート２７は、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の中央に位置し、中央に上述の円形の開口が形成された矩形の外形（輪郭）を有する第１撥液領域２７ａと、第１撥液領域２７ａをＸ軸方向に挟んでウエハテーブルＷＴＢの＋Ｘ側端部、−Ｘ側端部に位置する長方形の一対の第２撥液領域２７ｂと、を有している。なお、本実施形態では、前述の如く液体Ｌｑとして水を用いるので、以下では第１及び第２撥液領域２７ａ，２７ｂをそれぞれ第１及び第２撥水板２７ａ，２７ｂとも呼ぶ。
【００７９】
第１撥水板２７ａの＋Ｙ側の端部近傍には、計測プレート３０が設けられている。この計測プレート３０には、中央に基準マーク（不図示）が形成され、基準マークのＸ軸方向の両側に一対の空間像計測スリットパターン（スリット状の計測用パターン）ＳＬが、形成されている。計測プレート３０の表面は、ウエハＷの表面とほぼ同一面に設定されている。各空間像計測スリットパターンＳＬに対応して、これらを透過する照明光ＩＬを、ウエハステージＷＳＴ外部、具体的には、計測ステージＭＳＴに設けられる受光系（不図示）に導く一対の送光系３０ａ（図６（Ａ）参照）が、ウエハステージＷＳＴに設けられている。
【００８０】
一対の第２撥水板２７ｂには、後述するエンコーダシステムで用いられるスケールが形成されている。詳述すると、一対の第２撥水板２７ｂには、それぞれ、スケール３９1，３９2が形成されている。スケール３９1，３９2はそれぞれ、例えばＹ軸方向を周期方向とする回折格子とＸ軸方向を周期方向とする回折格子とが組み合わされた、反射型の二次元回折格子によって構成されている。二次元回折格子の格子線のピッチは、Ｙ軸方向及びＸ軸方向のいずれの方向についても、例えば１μｍと設定されている。なお、図２（Ａ）では、図示の便宜のため、格子のピッチは、実際のピッチよりも大きく図示されている。図１１においても同様である。
【００８１】
また、回折格子を保護するために、撥水性を備えた、例えば低熱膨張率のガラス板でカバーしても良い。ここで、ガラス板としては、例えば厚さ１ｍｍのものを用いることができ、そのガラス板の表面がウエハ面と同じ高さ（同一面）になるよう、ウエハテーブルＷＴＢ上面に設置される。
【００８２】
なお、各第２撥水板２７ｂのスケールの端付近には、後述するエンコーダヘッドとスケール間の相対位置を決めるための、不図示の位置出しパターンがそれぞれ設けられている。この位置出しパターンは例えばスケールとは反射率の異なる格子線によって構成することができる。
【００８３】
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）等に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、後述する干渉計システムで用いられる反射面１７ａ，１７ｂが形成されている。また、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端部の下部には、干渉計システムで用いられる反射面１７ｃが形成されている。
【００８４】
ウエハテーブルＷＴＢは、図３及び図９からわかるように、矩形板状の天板部３３ａと、該天板部３３ａの下面の外周に沿った矩形枠状部３３ｂと、矩形枠状部３３ｂの内部に配置され、天板部３３ａの下面から突設された複数のリブ部３３ｃとを有している。この複数のリブ部３３ｃの１つとして、微動ステージ８３の本体部８３ａと同形状の八角形枠状のリブ部３３ｃ０が設けられており、該リブ部３３ｃ０を介してウエハテーブルＷＴＢは、微動ステージ８３に一体的に固定されている。
【００８５】
また、粗動ステージ８２上に固定された４つの支持部８４及びこれらに固定された４つの電磁石ＴＵｃの上部が、ウエハテーブルＷＴＢの上述の複数のリブ部３３ｃのうちの一部と矩形枠状部３３ｂとで区画される空間内に収まる状態で、粗動ステージ８２に対して微動ステージ８３及びウエハテーブルＷＴＢが取り付けられている。これによって、ウエハステージＷＳＴの全高を低くしている。
【００８６】
図１に戻り、計測ステージＭＳＴは、ステージ本体９２とステージ本体９２上に搭載された計測テーブルＭＴＢとを有している。ステージ本体９２の底部にはＸＹ平面内でＸＹ二次元配列された複数の磁石から成る磁石ユニット（不図示）が含まれ、ステージベース１３内のコイルユニットＣＵａとともにローレンツ力（電磁力）駆動方式の平面モータＭｄ（図１５参照）が構成される。この平面モータＭｄによって、計測ステージＭＳＴは、ステージベース１３に対し、ウエハステージＷＳＴとは独立に、少なくとも３自由度方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）に駆動可能である。なお、図１４では、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系３６と計測ステージＭＳＴを駆動する駆動系（平面モータＭｄ）とを含んで、ステージ駆動系１２４として示されている。
【００８７】
計測テーブルＭＴＢ（及びステージ本体９２）には、各種計測用部材が設けられている。この計測用部材としては、例えば、図１１に示されるように、照度むらセンサ９４、空間像計測器９６、波面収差計測器９８などが設けられている。更に照度モニタ（不図示）を設けても良い。また、ステージ本体９２には、前述の一対の送光系３０ａに対向する配置で、一対の受光系（不図示）が設けられている。本実施形態では、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとがＹ軸方向に関して所定距離以内に近接した状態（接触状態を含む）において、ウエハステージＷＳＴ上の計測プレート３０の各空間像計測スリットパターンＳＬを透過した照明光ＩＬを各送光系（不図示）で案内し、計測ステージＭＳＴ内の各受光系（不図示）の受光素子で受光する、一対の空間像計測装置４５Ａ，４５Ｂ（図１４参照）が構成される。空間像計測装置４５Ａ，４５Ｂのそれぞれは、例えば、米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書に開示される装置と同様に構成されている。空間像計測装置４５Ａ，４５Ｂの計測結果（受光素子の出力信号）は、信号処理装置（不図示）を介して主制御装置２０に送られる（図１４参照）。
【００８８】
計測テーブルＭＴＢの−Ｙ側端面には、図１１に示されるように、フィデューシャルバー（以下、「ＦＤバー」と略述する）４６がＸ軸方向に延設されている。ＦＤバー４６は、計測ステージＭＳＴ上にキネマティックに支持されている。ＦＤバー４６は、原器（計測基準）となるため、低熱膨張率の光学ガラスセラミックス、例えば、ショット社のゼロデュア（商品名）などがその素材として採用されている。ＦＤバー４６の長手方向の一側と他側の端部近傍には、そのセンターラインに関して対称な配置で、Ｙ軸方向を周期方向とする基準格子（例えば回折格子）５２がそれぞれ形成されている。また、ＦＤバー４６の上面には、複数の基準マークＭが形成されている。各基準マークＭとしては、後述するプライマリアライメント系、セカンダリアライメント系によって検出可能な寸法の２次元マークが用いられている。なお、ＦＤバー４６の表面及び計測テーブルＭＴＢの表面も撥液膜（撥水膜）で覆われている。
【００８９】
計測テーブルＭＴＢの＋Ｙ側の端面及び−Ｘ側端面には、ウエハテーブルＷＴＢと同様の反射面１９ａ及び反射面１９ｂが形成されている（図１１参照）。
【００９０】
本実施形態に係る露光装置１００では、図１１及び図１２に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通る平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＶ上で、光軸ＡＸから−Ｙ側に所定距離隔てた位置に検出中心を有するプライマリアライメント系ＡＬ１が設けられている。プライマリアライメント系ＡＬ１は、不図示のメインフレームの下面に固定されている。図１２に示されるように、プライマリアライメント系ＡＬ１を挟んで、Ｘ軸方向の一側と他側には、基準軸ＬＶに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2と、ＡＬ２3，ＡＬ２4とがそれぞれ設けられている。セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4は、不図示の可動式の支持部材を介してメインフレーム（不図示）の下面に固定されており、駆動機構６０1〜６０4（図１４参照）により、Ｘ軸方向に関してこれらの検出領域の相対位置が調整可能となっている。なお、図１１等に示されるプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を通るＸ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＡは、後述するＸ干渉計１６Ｘ２からの測長ビームＢＸ２の光軸に一致している。
【００９１】
本実施形態では、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれとして、例えば画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれからの撮像信号は、不図示の信号処理系を介して主制御装置２０に供給される。
【００９２】
次に、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの位置情報を計測する干渉計システム１１８（図１４参照）の構成等について説明する。
【００９３】
干渉計システム１１８は、図１０及び図１５に示されるように、ウエハステージＷＳＴの位置計測用のＹ干渉計１６Ｙ、Ｘ干渉計１６Ｘ１，１６Ｘ２，１６Ｘ３、及びＺ干渉計１６Ｚ、並びに計測ステージＭＳＴの位置計測用のＹ干渉計１８Ｙ及びＸ干渉計１８Ｘ等を含む。
【００９４】
Ｙ干渉計１６Ｙは、図１０に示されるように、基準軸ＬＶに関して対称な一対の測長ビームＢＹ1，ＢＹ2を含むＹ軸に平行な少なくとも３本の測長ビームを、ウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａに照射する。そして、Ｙ干渉計１６Ｙは、それぞれの測長ビームの反射光を受光して、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＹ軸方向、θｚ方向、及びθｘ方向の位置情報を計測する。
【００９５】
Ｘ干渉計１６Ｘ１は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（本実施形態では前述の露光領域ＩＡの中心とも一致）を通りかつＸ軸と平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＨ（図１１等参照）に関して対称な一対の測長ビームＢＸ１1，ＢＸ１2を含むＸ軸に平行な少なくとも３本の測長ビームを、反射面１７ｂに照射する。そして、Ｘ干渉計１６Ｘ１は、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸ軸方向、θｚ方向、及びθｙ方向の位置情報を計測する。
【００９６】
Ｘ干渉計１６Ｘ２、１６Ｘ３は、それぞれ、測長ビームＢＸ２、ＢＸ３を含むＸ軸に平行な少なくとも各１本の測長ビームを、反射面１７ｂに照射し、それぞれの反射光を受光してウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸ軸方向の位置情報を計測する。
【００９７】
Ｚ干渉計１６Ｚは、反射面１７ｃに２本の測長ビームＢＺ1，ＢＺ2を照射し、それぞれの反射光を受光してウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＺ位置を計測する。
【００９８】
Ｙ干渉計１８Ｙ、及びＸ干渉計１８Ｘは、図１０に示されるように、それぞれ、計測テーブルＭＴＢの反射面１９ａ，１９ｂに測長ビームを照射して、それぞれの反射光を受光することにより、計測ステージＭＳＴの少なくともＸＹ平面内の３自由度方向に関する位置情報を計測する。
【００９９】
干渉計システム１１８の上記各干渉計の計測情報は、主制御装置２０に供給されている（図１５参照）。なお、干渉計システム１１８の構成の詳細は、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示されている。
【０１００】
本実施形態に係る露光装置１００では、ウエハステージＷＳＴの位置制御に用いられるウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、主として、後述するエンコーダシステムを用いて計測される。干渉計システム１１８で計測されるウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置情報は、ウエハステージＷＳＴがエンコーダシステムの計測領域外（例えば、図１１に示されるアンローディングポジションＵＰ又はローディングポジションＬＰ付近）に位置する際に、ウエハステージＷＳＴの位置制御に用いられる。また、干渉計システム１１８で計測されるウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置情報は、エンコーダシステムの計測情報（計測結果）の長期的変動（例えばスケールの経時的な変形などによる）を補正（較正）する場合、あるいはエンコーダシステムの出力異常時のバックアップ用などとして補助的に使用される。勿論、干渉計システム１１８とエンコーダシステムとを併用して、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の位置を制御することとしても良い。
【０１０１】
次に、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を計測するエンコーダシステム１５０（図１４及び図１５参照）の構成等について説明する。
【０１０２】
露光装置１００では、図１１に示されるように、投影ユニットＰＵ（ノズルユニット３２）の＋Ｘ側、−Ｘ側に、一対のヘッド部６２Ａ、６２Ｃが、それぞれ配置されている。また、ヘッド部６２Ｃ、６２Ａそれぞれの−Ｙ側でかつアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4とほぼ同一のＹ位置に、ヘッド部６２Ｅ、６２Ｆが、それぞれ配置されている。ヘッド部６２Ａ，６２Ｃ，６２Ｅ及び６２Ｆは、後述するように、それぞれ複数のヘッドを含み、これらのヘッドが、支持部材を介して、メインフレーム（不図示）に吊り下げ状態で固定されている。なお、図１１において、符号ＵＰは、ウエハステージＷＳＴ上にある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。
【０１０３】
ヘッド部６２Ａ、６２Ｃは、図１２に示されるように、各４つの２軸ヘッド６５1〜６５4，６４1〜６４4を備えている。２軸ヘッド６５1〜６５4の筐体の内部には、Ｘ軸方向を計測方向とするＸヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4と、Ｙ軸方向を計測方向とするＹヘッド６５Ｙ1〜６５Ｙ4とが収容されている。同様に、２軸ヘッド６４1〜６４4の筐体の内部には、Ｘヘッド６４Ｘ1〜６４Ｘ4と、Ｙヘッド６４Ｙ1〜６４Ｙ4とが収容されている。Ｘヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4，６４Ｘ1〜６４Ｘ4（より正確には、Ｘヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4，６４Ｘ1〜６４Ｘ4が発する計測ビームのスケール３９1、３９2上の照射点）は、基準軸ＬＨ上に、所定間隔ＷＤ（図１１参照）で配置されている。また、Ｙヘッド６５Ｙ1〜６５Ｙ4，６４Ｙ1〜６４Ｙ4（より正確には、Ｙヘッド６５Ｙ1〜６５Ｙ4，６４Ｙ1〜６４Ｙ4が発する計測ビームのスケール３９1、３９2上の照射点）は、基準軸ＬＨに平行であり且つ基準軸ＬＨから−Ｙ側に所定距離離間する直線ＬＨ１上に、対応するＸヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4，６４Ｘ1〜６４Ｘ4と同じＸ位置に、配置されている。以下では、必要に応じて、Ｘヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4，６４Ｘ1〜６４Ｘ4、及びＹヘッド６５Ｙ1〜６５Ｙ4，６４Ｙ1〜６４Ｙ4を、それぞれ、Ｘヘッド６５Ｘ，６４Ｘ、及びＹヘッド６５Ｙ，６４Ｙとも表記する。
【０１０４】
ここで、Ｘヘッド６５Ｘ，６４Ｘ、及びＹヘッド６５Ｙ，６４Ｙのそれぞれとして、一例として、米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示されている回折干渉型のエンコーダヘッドが用いられている。この種のエンコーダヘッドでは、２つの計測ビームを対応するスケール３９1又は３９2に照射し、その２つの計測ビームのスケール（２次元グレーティング）からの戻り光（回折光）を１つの干渉光に合成して受光し、この干渉光の強度を光検出器で検出し、その干渉光の強度変化に基づいて、スケールの計測方向（回折格子の周期方向）の変位を計測する。
【０１０５】
ヘッド部６２Ａ，６２Ｃは、スケール３９1，３９2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸方向の位置（Ｘ位置）を計測する多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ａｘ，７０Ｃｘ、及びＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは４眼）のＹリニアエンコーダ７０Ａｙ，７０Ｃｙ（図１５参照）を構成する。そして、Ｘリニアエンコーダ７０ＡｘとＹリニアエンコーダ７０Ａｙとによって、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは４眼）の２次元（２Ｄ）エンコーダ７０Ａが構成されている（図１５参照）。同様に、Ｘリニアエンコーダ７０ＣｘとＹリニアエンコーダ７０Ｃｙとによって、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは４眼）の２次元（２Ｄ）エンコーダ７０Ｃが構成されている（図１５参照）。
【０１０６】
なお、以下では、Ｘリニアエンコーダを、適宜、「エンコーダ」と略称する。同様に、Ｙリニアエンコーダを、適宜、「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」と略称する。同様に、２Ｄエンコーダを、適宜、エンコーダと略称する。
【０１０７】
ここで、ヘッド部６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える４つのＸヘッド６５Ｘ，６４Ｘ（より正確には、Ｘヘッド６５Ｘ，６４Ｘが発する計測ビームのスケール上の照射点）及び４つのＹヘッド６５Ｙ，６４Ｙ（より正確には、Ｙヘッド６５Ｙ，６４Ｙが発する計測ビームのスケール上の照射点）のＸ軸方向の間隔ＷＤは、スケール３９1，３９2のＸ軸方向の幅より狭く設定されている。従って、露光の際などには、それぞれ４つのＸヘッド６５Ｘ，６４Ｘ，Ｙヘッド６５Ｙ，６４Ｙのうち、少なくとも各１つのヘッドが、常に、対応するスケール３９1，３９2に対向する（計測ビームを照射する）。ここで、スケールの幅とは、回折格子（又はこの形成領域）の幅、より正確にはヘッドによる位置計測が可能な範囲を指す。
【０１０８】
ヘッド部６２Ｆ、６２Ｅは、図１２に示されるように、各３つの２軸ヘッド６８1〜６８3，６７1〜６７3を備えている。２軸ヘッド６８1〜６８3の筐体の内部には、２軸ヘッド６５1〜６５4等と同様に、Ｘヘッド６８Ｘ1〜６８Ｘ3と、Ｙヘッド６８Ｙ1〜６８Ｙ3とが収容されている。同様に、２軸ヘッド６７1〜６７3の筐体の内部には、Ｘヘッド６７Ｘ1〜６７Ｘ3と、Ｙヘッド６７Ｙ1〜６７Ｙ3とが収容されている。
【０１０９】
Ｘヘッド６８Ｘ1〜６８Ｘ3，６７Ｘ1〜６７Ｘ3（より正確には、６８Ｘ1〜６８Ｘ3，６７Ｘ1〜６７Ｘ3が発する計測ビームのスケール３９1、３９2上の照射点）は、基準軸ＬＡに沿って所定間隔ＷＤ（図１１参照）で配置されている。Ｙヘッド６８Ｙ1〜６８Ｙ3，６７Ｙ1〜６７Ｙ3（より正確には、６８Ｙ1〜６８Ｙ3，６７Ｙ1〜６７Ｙ3が発する計測ビームのスケール３９1、３９2上の照射点）は、基準軸ＬＡに平行であり且つ基準軸ＬＡから−Ｙ側に離間する直線ＬＡ１上に、対応するＸヘッド６８Ｘ1〜６８Ｘ3，６７Ｘ1〜６７Ｘ3と同じＸ位置に、配置されている。以下では、必要に応じて、２軸ヘッド６８1〜６８3，６７1〜６７3、Ｘヘッド６８Ｘ1〜６８Ｘ3，６７Ｘ1〜６７Ｘ3、及びＹヘッド６８Ｙ1〜６８Ｙ3，６７Ｙ1〜６７Ｙ3を、それぞれ、２軸ヘッド６８，６７、Ｘヘッド６８Ｘ，６７Ｘ、及びＹヘッド６８Ｙ，６７Ｙとも表記する。ここで、Ｘヘッド６８Ｘ，６７Ｘ、及びＹヘッド６８Ｙ，６７Ｙのそれぞれとしても、一例として前述の米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示されている回折干渉型のエンコーダヘッドが用いられる。
【０１１０】
ヘッド部６２Ｆ、６２Ｅは、スケール３９1，３９2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸方向の位置（Ｘ位置）を計測する多眼（ここでは３眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｆｘ，７０Ｅｘ、及びＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは３眼）のＹリニアエンコーダ７０Ｆｙ，７０Ｅｙ（図１５参照）を構成する。そして、Ｘリニアエンコーダ７０ＦｘとＹリニアエンコーダ７０Ｆｙとによって、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは４眼）の２次元（２Ｄ）エンコーダ７０Ｆが構成される（図１５参照）。同様に、Ｘリニアエンコーダ７０ＥｘとＹリニアエンコーダ７０Ｅｙとによって、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは４眼）の２次元（２Ｄ）エンコーダ７０Ｅが構成される（図１５参照）。
【０１１１】
ここで、ヘッド部６２Ｆ、６２Ｅがそれぞれ備える３つのＸヘッド６８Ｘ，６７Ｘ（より正確には、Ｘヘッド６８Ｘ，６７Ｘが発する計測ビームのスケール上の照射点）及び３つのＹヘッド６８Ｙ，６７Ｙ（より正確には、Ｙヘッド６８Ｙ，６７Ｙが発する計測ビームのスケール上の照射点）のＸ軸方向の間隔ＷＤは、スケール３９1，３９2のＸ軸方向の幅より僅かに狭く設定されている。従って、アライメント計測の際などには、それぞれ３つのＸヘッド６８Ｘ，６７Ｘ，Ｙヘッド６８Ｙ，６７Ｙのうち、少なくとも１つのヘッドが対応するスケール３９1，３９2に対向する（計測ビームを照射する）。
【０１１２】
例えば、露光時などには、上述のエンコーダ７０Ａｘ，７０Ａｙ，７０Ｃｘ，７０Ｃｙによる計測情報（エンコーダ７０Ａ，７０Ｃによって計測されたウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報）が、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、これらの位置情報（計測結果）のうち、例えばエンコーダ７０Ａ，７０Ｃのいずれかで計測されたＸ位置の情報と、エンコーダ７０Ａ，７０Ｃでそれぞれ計測されたＹ位置の情報とを用いて、例えば米国特許出願公開第２０１１／００５１１０８号明細書などに開示されるような演算を行ってウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。
【０１１３】
また、ウエハアライメント時などには、エンコーダ７０Ｅｘ，７０Ｅｙ，７０Ｆｘ，７０Ｆｙによる計測情報（エンコーダ７０Ｅ，７０Ｆによって計測されたウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報）が、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、これらの位置情報（計測結果）を用いて、上記と同様にウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。
【０１１４】
また、本実施形態では、セカンダリアライメント系のベースライン計測時などに、セカンダリアライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２4にＸ軸方向で隣接する２軸ヘッド６７3、６８1のＹヘッド６７Ｙ3，６８Ｙ1が、ＦＤバー４６の一対の基準格子５２とそれぞれ対向し、この一対の基準格子５２と対向するＹヘッド６７Ｙ3，６８Ｙ1によって、ＦＤバー４６のＹ位置が、それぞれの基準格子５２の位置で計測される。以下では、一対の基準格子５２にそれぞれ対向するＹヘッド６７Ｙ3，６８Ｙ1によって構成されるエンコーダをＹリニアエンコーダ（適宜、「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」とも略述する）７０Ｇ，７０Ｈ（図１５参照）と呼ぶ。なお、Ｙエンコーダ７０Ｇ，７０Ｈは、エンコーダ７０Ｆ、７０Ｅを構成する一部のＹヘッド６７Ｙ3，６８Ｙ1が、一対の基準格子５２に対向することで、Ｙリニアエンコーダが構成されることから、このように呼んでいるものである。以下においても、便宜上、ＸＹエンコーダ７０Ｆ，７０Ｅの他に、Ｙエンコーダ７０Ｇ，７０Ｈが存在するものとして説明を行う。
【０１１５】
上述した各エンコーダによる計測情報は、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、エンコーダ７０Ａ及び７０Ｃ、又は７０Ｅ及び７０Ｆによる計測情報に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置（θｚ方向の回転（ヨーイング）を含む）を制御するとともに、Ｙエンコーダ７０Ｇ及び７０Ｈの計測値に基づいて、ＦＤバー４６（計測ステージＭＳＴ）のθｚ方向の位置（ヨーイング）を制御する。
【０１１６】
また、図示は省略されているが、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に駆動する際、ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するＸヘッド６５Ｘ、６４Ｘ及びＹヘッド６５Ｙ、６４Ｙを、隣のＸヘッド６５Ｘ、６４Ｘ及びＹヘッド６５Ｙ、６４Ｙに順次切り換える。すなわち、このＸヘッド及びＹヘッドの切り換え（つなぎ）を円滑に行うために、前述の如く、ヘッド部６２Ａ，６２Ｃに含まれる隣接するＸヘッド及びＹヘッドの間隔ＷＤが、スケール３９1，３９2のＸ軸方向の幅よりも狭く設定されている。
【０１１７】
さらに、本実施形態の露光装置１００では、図１１及び図１３に示されるように、照射系９０ａ及び受光系９０ｂから成る多点焦点位置検出系（以下、「多点ＡＦ系」と略述する）が設けられている。多点ＡＦ系としては、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成（斜入射方式）が採用されている。本実施形態では、一例として、前述のヘッド部６２Ｅの−Ｘ端部の＋Ｙ側に照射系９０ａが配置され、これに対峙する状態で、前述のヘッド部６２Ｆの＋Ｘ端部の＋Ｙ側に受光系９０ｂが配置されている。なお、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）は、メインフレーム（不図示）の下面に固定されている。
【０１１８】
図１１及び図１３では、それぞれ検出ビームが照射される複数の検出点が、個別に図示されず、照射系９０ａ及び受光系９０ｂの間でＸ軸方向に延びる細長い検出領域（ビーム領域）ＡＦとして示されている。検出領域ＡＦは、Ｘ軸方向の長さがウエハＷの直径と同程度に設定されているので、ウエハＷをＹ軸方向に１回スキャンするだけで、ウエハＷのほぼ全面でＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を計測できる。
【０１１９】
図１３に示されるように、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の検出領域ＡＦの両端部近傍に、基準軸ＬＶに関して対称な配置で、面位置計測システム１８０（図１４参照）の一部を構成する各一対のＺ位置計測センサのヘッド（以下、「Ｚヘッド」と略述する）７２ａ，７２ｂ、及び７２ｃ，７２ｄが設けられている。これらのＺヘッド７２ａ〜７２ｄは、不図示のメインフレームの下面に固定されている。
【０１２０】
さらに、前述のヘッド部６２Ａ、６２Ｃは、図１３に示されるように、各４つのＺヘッド７６1〜７６4，７４1〜７４4を備えている。ここで、Ｚヘッド７６1〜７６4，７４1〜７４4は、基準軸ＬＨに平行であり且つ基準軸ＬＨから＋Ｙ側に離間する直線ＬＨ２上に、対応するＸヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4，６４Ｘ1〜６４Ｘ4と同じＸ位置に、配置されている。以下では、必要に応じて、Ｚヘッド７６1〜７６4，７４1〜７４4を、Ｚヘッド７６，７４とも表記する。
【０１２１】
Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ、及びＺヘッド７６1〜７６4，７４1〜７４4のそれぞれとしては、例えば、ＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップと同様の光学式変位センサのヘッドが用いられる。Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ、及びＺヘッド７６1〜７６4，７４1〜７４4のそれぞれは、ウエハテーブルＷＴＢに対し上方から計測ビームを照射し、この反射光を受光して、照射点におけるウエハテーブルＷＴＢの面位置を計測する。なお、本実施形態では、Ｚヘッドの計測ビームは、前述のスケール３９1，３９2を構成する反射型回折格子によって反射される構成を採用している。
【０１２２】
Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４4，７６1〜７６4は、図１５に示されるように、信号処理・選択装置１７０を介して主制御装置２０に接続されており、主制御装置２０は、信号処理・選択装置１７０を介してＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４4，７６1〜７６4の中から任意のＺヘッドを選択して作動状態とし、この作動状態としたＺヘッドで検出した面位置情報を選択装置１７０を介して受け取る。本実施形態では、Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４4，７６1〜７６4と、信号処理・選択装置１７０とを含んでウエハステージＷＳＴのＺ軸方向及びＸＹ平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する面位置計測システム１８０が構成されている。
【０１２３】
本実施形態では、主制御装置２０は、面位置計測システム１８０（図１４参照）を用いて、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク領域、すなわち露光及びアライメント計測のためにウエハステージＷＳＴが移動する領域において、その２自由度方向（Ｚ軸方向及びθｙ方向）に関する位置情報を計測する。
【０１２４】
主制御装置２０は、露光時には、少なくとも各１つのＺヘッド７６j，７４i（ｊ，ｉは１〜４のいずれか）の計測値を用いて、ウエハテーブルＷＴＢの表面上の基準点（例えばウエハテーブルＷＴＢの上面と投影光学系ＰＬの光軸ＡＸとの交点）における、ウエハステージＷＳＴの高さＺ０とローリングθｙを、例えば米国特許出願第２０１１／００５１１０８号明細書などに開示される演算により算出する。ただし、θｘ方向に関する位置情報（ピッチング量）θｘは、別のセンサシステム（本実施形態では干渉計システム１１８）の計測結果を用いる。
【０１２５】
主制御装置２０は、ウエハＷ表面のＺ軸方向に関する位置情報（面位置情報）の検出（以下、フォーカスマッピングと呼ぶ）時には、スケール３９1，３９2に対向する４つのＺヘッド７２ａ〜７２ｄの計測値を用いて、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の複数の検出点の中心におけるウエハテーブルＷＴＢの高さＺ０とローリングθｙを、例えば米国特許出願第２０１１／００５１１０８号明細書などに開示される演算により算出する。なお、先と同様に、θｘ方向に関する位置情報（ピッチング量）θｘは、別のセンサシステム（本実施形態では干渉計システム１１８）の計測結果を用いる。
【０１２６】
ところで、ＥＩコアは、コアと磁性体部材とのギャップに応じて、その発生する吸引力が変動する。従って、本実施形態では、微動ステージ８３と粗動ステージ８２との相対位置（相対姿勢を含む）の変動によって、二対のＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２のそれぞれが発生する吸引力が変動することになる。そのため、ＥＩコアが発生する吸引力（駆動力）を高精度に制御するためには、コアと磁性体部材とのギャップを直接的または間接的に計測する必要がある。そこで、本実施形態に係る露光装置１００には、粗動ステージ８２と微動ステージ８３との相対位置を計測する相対位置計測系２１０（図１４及び図１５参照）が設けられている。また、相対位置計測系２１０と、ステージ位置計測系２００とによって、計測システム３００が構成されている（図１４及び図１５参照）。
【０１２７】
相対位置計測系２１０は、前述の４つのＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のうち、ＥＩコアＭｃ１，ＭＣ３の少なくとも一方に設けられたギャップセンサ２１２１と、ＥＩコアＭｃ２，ＭＣ４の少なくとも一方に設けられたギャップセンサ２１２２と、３つのＺ・チルト駆動機構２８のそれぞれに設けられたセンサ２１４とを含む（図１５参照）。本実施形態では、相対位置計測系２１０は、一対のボイスコイルモータＭｂのそれぞれに設けられた粗動ステージ８２と微動ステージ８３との相対位置を計測する一対のセンサ２１６をもさらに含む。
【０１２８】
ギャップセンサ２１２１，２１２２としては、例えば、静電容量センサが用いられる。ＥＩコアＭｃ１、ＭＣ３の少なくとも一方に設けられたギャップセンサ２１２１により、ＥＩコアＭｃ１、ＭＣ３の少なくとも一方を構成するコアＴＵｃ０と磁性体部材ＭＵｃとの間の軸ＬＣ１に平行な方向に関するギャップが計測される。一方、ＥＩコアＭｃ２、ＭＣ４の少なくとも一方に設けられたギャップセンサ２１２２により、ＥＩコアＭｃ２、ＭＣ４の少なくとも一方を構成するコアＴＵｃ０と磁性体部材ＭＵｃとの間の軸ＬＣ２に平行な方向に関するギャップが計測される。これらの計測結果は主制御装置２０に供給され（図１５参照）、主制御装置２０によって、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）の粗動ステージ８２に対するＸ軸方向及びＹ軸方向に関する相対位置が求められる。
【０１２９】
ここで、ギャップセンサ２１２１，２１２２の少なくとも一方に代えて、コアＴＵｃ０と磁性体部材ＭＵｃとの間の上記ギャップ（離間距離）に関連する物理量を計測することで、そのギャップを間接的に計測する各種のセンサを用いても良い。例えば、ＥＩコアＭｃｎ（ｎ＝１，２，３，４）で発生した磁気吸引力を計測する磁気センサなどを用いることができる。
【０１３０】
３つのセンサ２１４として、例えば、エンコーダが用いられる。３つのセンサ２１４は、それぞれが設けられたＺ・チルト駆動機構２８の３つのアクチュエータ２８ａ〜２８ｃの固定子と可動子との相対位置を計測する。前述の通り、アクチュエータ２８ａ〜２８ｃの固定子は粗動ステージ８２に、可動子は微動ステージ８３に固定されているので、センサ２１４の計測結果により粗動ステージ８２と微動ステージ８３との位置関係を知ることができる。これらの計測結果は主制御装置２０に供給され（図１４参照）、主制御装置２０によって、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）の粗動ステージ８２に対するＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向に関する相対位置が求められる。この場合も、センサ２１４に代えて、粗動ステージ８２と微動ステージ８３とのギャップ（離間距離）を直接計測するギャップセンサを用いても良い。
【０１３１】
センサ２１６としては、エンコーダを用いることができる。エンコーダは、一対のボイスコイルモータＭｂのそれぞれを構成する固定子部８５ａと可動子部８３ｂと間のＹ軸方向の相対位置を計測する。この一対のエンコーダの計測結果は主制御装置２０に供給され（図１５参照）、主制御装置２０により、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）の粗動ステージ８２に対するθｚ方向に関する相対位置が求められる。センサ２１６として、エンコーダに加えて、ギャップセンサを設けても良い。この場合、ギャップセンサは、一対のボイスコイルモータＭｂのそれぞれを構成する固定子部８５ａと可動子部８３ｂとの間のＸ軸方向のギャップを計測する。この場合も、ギャップセンサに代えて、上記ギャップ（離間距離）に関連する物理量を計測するセンサを用いても良い。
【０１３２】
図１４には、露光装置１００の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置２０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置２０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、露光装置１００の構成各部を統括制御する。なお、図１４においては、前述した照度むらセンサ９４、空間像計測器９６及び波面収差計測器９８など、計測ステージＭＳＴに設けられた各種センサが、纏めてセンサ群９９として示されている。また、図１５には、図１４の構成部分のうち、ステージ装置５０の構成各部の詳細構成例が示されている。
【０１３３】
上述のようにして構成された本実施形態に係る露光装置では、例えば米国特許出願公開第２００９／０２６８１７８号明細書の第２の実施形態に開示される露光装置と同様に、大略以下の手順に従って、ウエハステージＷＳＴを用いた通常のシーケンスの処理が、主制御装置２０によって実行される。
【０１３４】
具体的には、ステップ・アンド・スキャン方式のウエハＷの露光終了後、ウエハステージＷＳＴのアンローディングポジションＵＰに向けての移動が開始される。この移動の途中で、露光中は互いに離れていたウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとが、接触あるいは例えば３００μｍ程度の離間距離を挟んで近接する状態に移行する。ここで、計測テーブルＭＴＢ上のＦＤバー４６の−Ｙ側の端面とウエハテーブルＷＴＢの＋Ｙ側の端面とが接触あるいは近接する。ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとが、接触あるいは近接した状態で、ともに−Ｙ方向に移動することにより、投影ユニットＰＵの下に形成されていた液浸領域１４が、計測ステージＭＳＴ上に移動する。その後、ウエハステージＷＳＴは、計測ステージＭＳＴとの接触あるいは近接した状態を解除し、アンローディングポジションＵＰに向かって移動する。
【０１３５】
ウエハステージＷＳＴのアンローディングポジションＵＰに向けての移動の途中で、エンコーダシステム１５０の計測結果に基づくウエハステージＷＳＴの駆動（位置制御）が不可能になる直前に、主制御装置２０は、干渉計システム１１８の計測結果に基づくウエハステージＷＳＴの駆動（位置制御）に切り換える。ここで、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する位置計測には、Ｘ干渉計１６Ｘ３が使用される。
【０１３６】
ウエハステージＷＳＴのアンローディングポジションＵＰに移動後、ウエハテーブルＷＴＢ上のウエハＷのアンロードが行われる。そして、ウエハステージＷＳＴのローディングポジションＬＰへの移動及びウエハテーブルＷＴＢ上への次のウエハＷをロードが行われる。
【０１３７】
上記のウエハテーブルＷＴＢ上のウエハ交換動作と並行して、計測ステージＭＳＴに支持されたＦＤバー４６のＸＹ平面内での位置調整と、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン計測とが行われる。ここで、ＦＤバー４６のθｚ方向の位置（回転）情報を計測するために、前述のＹエンコーダ７０Ｇ，７０Ｈが使用される。
【０１３８】
次に、ウエハステージＷＳＴが駆動され、計測プレート３０上の基準マークＦＭがプライマリアライメント系ＡＬ１の検出視野内に位置決めされ、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースライン計測の前半の処理が行われる。このとき、２つのＸヘッド及び２つのＹヘッドが、それぞれスケール３９1，３９2に対向し、ウエハステージＷＳＴの駆動（位置制御）に用いられる計測系が、干渉計システム１１８からエンコーダシステム１５０（エンコーダ７０Ｅ，７０Ｆ）に切り換えられる。
【０１３９】
その後、プライマリアライメント系ＡＬ１とセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いたウエハアライメント（ＥＧＡ）が実行される。
【０１４０】
本実施形態では、ウエハアライメントを開始するまでに、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとは接触又は近接した状態へ移行している。ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとは接触又は近接した状態で、＋Ｙ方向への移動が開始され、その移動の途中で、液浸領域１４の液体Ｌｑは、計測テーブルＭＴＢ上からウエハテーブルＷＴＢ上に移動する。
【０１４１】
上述のウエハアライメント（ＥＧＡ）と並行して、フォーカスマッピングが行われる。また、ウエハアライメント及びフォーカスマッピングの進行に伴い、ウエハステージＷＳＴが所定の位置に来たとき、空間像計測装置４５Ａ、４５Ｂを用いてウエハテーブルＷＴＢのＸＹ位置に対するレチクル上マークの投影像の強度分布を計測する処理（すなわち、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースライン計測の後半の処理）が行われる。この結果と、前述のプライマリアライメント系ＡＬ１のベースライン計測の前半の処理の結果とに基づいて、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインが求められる。
【０１４２】
以上の作業が終了後、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとは接触又は近接した状態が解除され、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、ウエハＷ上にレチクルパターンが転写される。以降、同様の動作が繰り返し実行される。
【０１４３】
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光は、前述のウエハアライメント（例えばＥＧＡ）等の結果に基づいて、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を移動するショット間ステッピングと、各ショット領域に対してレチクルＲに形成されたパターンを走査露光方式で転写する前述の走査露光と、を繰り返すことにより行われる。
【０１４４】
本実施形態では、主制御装置２０は、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷを露光する際に、エンコーダシステム１５０を構成する複数のＸヘッド６５Ｘ、６４Ｘ及びＹヘッド６５Ｙ、６４Ｙのうち、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って、スケール３９1，３９2に対向するＸヘッド、Ｙヘッド、及び面位置計測システム１８０を構成する複数のＺヘッド７６、７４のうち、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って、スケール３９1，３９2に対向するＺヘッド（及びＺ干渉計１６Ｚ）を用いて、前述の如く、ウエハテーブルＷＴＢの５自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ、Ｚ軸及びθｙの各方向）に関する位置情報を計測する。また、主制御装置２０は、前述のＹ干渉計１６を用いて、ウエハテーブル（ウエハステージＷＳＴ）のθｘ方向の位置情報（ピッチング量）を計測する。主制御装置２０は、上記のウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置情報（計測結果）に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢを６自由度方向に駆動する。その際、主制御装置２０は、事前にフォーカスマッピングで得られた情報、すなわちウエハＷの多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の各検出点における面位置情報を、左計測点（Ｚヘッド７２ａ、７２ｂの計測点の中心点）の面位置と右計測点（Ｚヘッド７２ｃ、７２ｄの計測点の中心点）の面位置とを結ぶ直線を基準とする面位置データに換算した換算データと、上記のスケール３９1，３９2に対向するＺヘッド７６、７４で計測されるウエハテーブルＷＴＢのＺ位置とＸＹ平面に対する傾斜（主としてθｙ回転）とに基づいて、露光中、投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内にウエハＷ表面の照明光ＩＬが照射される部分（露光領域ＩＡに対応する領域部分）を一致させるためのウエハテーブルＷＴＢのＺ軸方向、θｙ方向（及びθｘ方向）の位置の制御（ウエハＷのフォーカス・レベリング制御）を行う。
【０１４５】
本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光におけるウエハステージＷＳＴの移動経路は、ウエハＷのショットマップ（ショット領域のサイズ及び配置）に応じて一意に定められている。図１６には、一例として、２６個のショット領域Ｓｍ（ｍ＝１〜２６）を有するウエハＷに対する上記露光におけるウエハステージＷＳＴの移動経路が示されている。この移動経路は、露光中心（露光領域ＩＡの中心）の開始位置Ｂから終了位置Ｅまでの移動経路（以下、移動経路ＢＥと呼ぶ）である。ステップ・アンド・スキャン方式の露光において、露光中心は、開始位置Ｂから、移動経路ＢＥに沿って、終了位置Ｅまで、停止することなく、ウエハＷに対して移動する。なお、実際には、露光中心が固定で、ウエハＷが、移動経路ＢＥとは、逆の経路に沿って移動するが、ここでは、説明を分かり易くする等のため、露光中心が移動経路ＢＥに沿ってウエハＷ上を移動するものとしている。
【０１４６】
図１６中に実線で示されるＹ軸に平行な直線区間では、それぞれのショット領域を走査露光するために、ウエハステージＷＳＴは等速で駆動（走査駆動）される。また、直線区間を繋ぐ破線で示される曲線区間では、あるショット領域Ｓｍに対する走査露光が終了し、次のショット領域Ｓｍ＋１に対する走査露光を開始するために、ウエハステージＷＳＴは非走査方向（Ｘ軸方向）にステッピング（ステップ駆動）される。このステッピングと並行して、ウエハステージＷＳＴは、走査方向に関して速度ゼロまで減速され、さらに逆向きに加速される。
【０１４７】
ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作に際し、主制御装置２０は、平面モータＭａを用いて粗動ステージ８２を駆動するとともに、レチクルステージＲＳＴと同期駆動するために高い制御性能が必要となる走査露光時には、一対のボイスコイルモータＭｂを用いて微動ステージ８３を微小駆動する。一方、微動ステージ８３の高い制御性能は必要としないが、高い（大きな）駆動力を必要とするステッピング時には、ＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４の少なくとも１つを用いて、微動ステージ８３を微小駆動する。本実施例において、前述の軸Ｌｃ１，Ｌｃ２の方向は、ステッピング時におけるウエハステージＷＳＴの最大加速度方向に応じて設定されているので、大きな駆動力を発生することができるＥＩコアを用いて効率的に微動ステージ８３を駆動することができる。これにより、レチクルステージＲＳＴとの高い同期精度を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴの高速ステッピングが可能となる。
【０１４８】
上記のウエハＷのフォーカス・レベリング制御を行う際、各ショット領域の走査露光の開始に先立って、そのフォーカス・レベリング制御開始の制御遅れを回避するため、ステッピング中にウエハテーブルＷＴＢがＺ軸方向及び／又は傾斜方向に駆動されることがある。この場合、特にθｙ方向又はθｘ方向に駆動されると、微動ステージ８３の駆動（位置制御）に用いられるＥＩコア（ＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４の少なくとも１つ）のコアＴＵｃ０と磁性体部材ＭＵｃとのギャップが不均一（例えば、コアＴＵｃ０の上端と下端とで異なる）となる。このような場合、ＥＩコアが発生する吸引力を正確に予測しウエハテーブルＷＴＢを要求される精度で駆動することが困難になる。同様の状況は、微動ステージ８３と粗動ステージ８２との相対的なθｚ方向の回転によっても生じる。そこで、主制御装置２０は、例えば干渉計システム１１８によって計測されるウエハテーブルＷＴＢのθｘ方向、θｙ方向およびθｚ方向に関する位置情報と、前述の相対位置計測系２１０によって計測される微動ステージ８３と粗動ステージ８２との相対位置情報とに基づいて、微動ステージ８３の駆動に用いられるＥＩコアＭｃ（ＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４の少なくとも１つ）、及び平面モータＭａをそれぞれ介して微動ステージ８３及び粗動ステージ８２を、一緒に傾斜方向、すなわちθｙ方向、θｘ方向およびθｚ方向の少なくとも一方向に駆動する。これにより、微動ステージ８３と粗動ステージ８２とが相対的に傾斜することなく、制御に用いられるＥＩコアＭｃのコアＴＵｃ０と磁性体部材とのギャップを所定の位置関係（例えばコアの全面に対してほぼ均一）に維持することができる。ここで、所定の位置関係とは、ＥＩコアＭｃの制御が担保できる範囲を意味する。すなわち、ＥＩコアが発生する吸引力を正確に予測できる範囲のギャップに維持することができれば良く、常に完全な均一性を維持する必要はない。
【０１４９】
なお、ウエハＷのフォーカス・レベリング制御におけるθｙ方向、θｘ方向の駆動、およびθｚ方向の駆動量が、ＥＩコアＭｃの制御を担保できる範囲内で収まる場合には、必ずしも微動ステージ８３と粗動ステージ８２とを同期させて傾斜させなくても良い。
【０１５０】
主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをステップ駆動する際に、ＥＩコアＭｃとともに一対のボイスコイルモータＭｂを用いて微動ステージ８３を駆動しても良い。この場合、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴのステップ駆動が終了するのに先立って、ＥＩコアＭｃによる駆動力（吸引力）の発生を停止しても良い。このようにすると、ＥＩコアＭｃによる残存駆動力が、走査露光に悪影響を与えることを回避することが可能になる。ステップ駆動中に、ＥＩコアＭｃと一対のボイスコイルモータＭｂを併用する場合、ＥＩコアＭｃによる駆動力の発生が停止されるまでの期間ではその大部分でＥＩコアＭｃが、一対のボイスコイルモータＭｂよりも大きな駆動力を発生するのが好ましい。
【０１５１】
前述の通り、ＥＩコアが発生する吸引力を高精度に制御するためには、コアと磁性体部材とのギャップを計測し、計測されたギャップに応じて各電磁石ＴＵｃのコイルに流れる電流量を制御する必要がある。本実施形態において、主制御装置２０は、前述の相対位置計測系２１０のギャップセンサ２１２１、２１２２及びセンサ２１４等の計測結果に基づいて、各電磁石ＴＵｃのコイルに流れる電流量を制御する。これにより、電磁石ＴＵｃと磁性体部材ＭＵｃとの間のギャップに応じて駆動力（吸引力）を制御して、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）を精密駆動することが可能になる。ＥＩコアＭｃのキャップ制御については、例えば米国特許出願公開第２００５／０１６２８０２号明細書に開示されている。この米国特許出願公開明細書には、１つのＩコアを挟んで両側に配置された一対のＥコアを有するＥ−Ｉ−Ｅコア・アセンブリを例としてギャップ制御について開示されている。また、この明細書には、「ＥコアとＩコアとの間の相対位置を操作することによってオフセット・ギャップ制御は機能すること」、及び「租動ステージに取り付けられたアクチュエータ又は複数のアクチュエータは、位置操作を行うために使用しても良い。」ことなどが開示されている。また、この明細書には、「第１Ｅコア、第２Ｅコア、及びＩコア等の位置を計測するためのセンサ（干渉計でも、キャップセンサでも、光学センサでも良い）は、これらのエレメントを制御するために位置情報をコントローラに送っても良く、ひいては、これらのセンサは相対ギャップ距離の操作に用いても良い。」ことなども開示されている。上記米国特許出願公開第２００５／０１６２８０２号明細書に開示されているＥ−Ｉ−Ｅコア・アセンブリについてのギャップ制御の方法は、本実施形態に係るＥＩコアのギャップ制御にも適用することができる。
【０１５２】
主制御装置２０は、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）を走査駆動する際にも、走査駆動中の少なくとも一部で、一対のボイスコイルモータＭｂとともに、ＥＩコアＭｃを用いても良い。この場合、両者の併用期間中の大部分で一対のボイスコイルモータＭｂがＥＩコアＭｃよりも大きな駆動力を発生するように、主制御装置２０は、両者の駆動力を制御する。これにより、ＥＩコアの制御性能の低さが微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）の制御性に影響を与えることをほぼ確実に防止することができるとともに、補助的な駆動力を加えることで高速での走査駆動が可能になる。
【０１５３】
以上説明したように、本実施形態に係る露光装置１００及び該露光装置１００が備えるステージ装置５０によると、平面モータＭａによりウエハステージＷＳＴを構成する粗動ステージ８２がステージベース１３に対して駆動され、粗動ステージ８２のＸ軸方向の一側と他側のそれぞれに設けられた一対のボイスコイルモータＭｂと、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれに交差する軸Ｌｃ１，Ｌｃ２のそれぞれの一側と他側に設けられた二対のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４とにより、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）が粗動ステージ８２に対して駆動される。これにより、ウエハＷを保持するウエハテーブルＷＴＢをステージベース１３に対して精密に駆動することが可能となるとともに、ボイスコイルモータＭｂ及びＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４を粗動ステージ８２のスライダ部８２ａの上面にその外部にはみ出すこと無くコンパクトに配置することができ、ウエハステージの軽量化及び小型化を図ることが可能となる。
【０１５４】
また、本実施形態に係る露光装置１００によると、粗動ステージ８２の駆動源として平面モータＭａを採用し、これに併せて微動ステージ８３の駆動源として一対のボイスコイルモータＭｂ及びＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４を併用することした。そして、ＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４が発生する駆動力（吸引力）の方向（軸Ｌｃ１，Ｌｃ２に平行な方向）が、ステッピング時におけるウエハステージＷＳＴの最大加速度方向に応じて設定されている。これにより、主にステッピング時に必要となるＸ軸及びＹ軸それぞれに交差する方向の駆動力を効率的に発生することができ、ひいてはＥＩコアを軽量化することができる。更に、パターンの高い重ね合わせ精度を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴの高速ステッピングが可能となる。
【０１５５】
また、本実施形態の露光装置１００では、例えばウエハステージＷＳＴのステップ駆動時に、主制御装置２０は、ステージ位置計測系２００によって計測されるウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージ８３）の投影光学系ＰＬ及びこれを保持するメインフレームを基準とする位置情報に基づいて、微動ステージ駆動系３４を介してウエハテーブルＷＴＢを例えばθｘ及びθｙ方向のうちの少なくとも一方向に微小駆動する際、これと並行して、ウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージ８３）と粗動ステージ８２との所定の位置関係が維持されるように、相対位置計測系２１０によって計測されるウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージ８３）と粗動ステージ８２との相対位置情報に基づいて、平面モータＭａを介して粗動ステージ８２が、上記少なくとも一方向に微小駆動する。これにより、粗動ステージ８２と微動ステージ８３との間の相対姿勢の変化によるＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４の駆動性能（制御性能）の低下を招くことなく、ウエハを保持する微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）をステージベース１３に対して精密に駆動することが可能となる。
【０１５６】
また、本実施形態に係る露光装置１００によると、上述のウエハＷを保持する微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）の駆動により、高い重ね合わせ精度及び高いスループットでウエハＷ上の各ショット領域に、レチクルＲのパターンを高精度に形成することが可能となる。また、露光装置１００によると、液浸露光により高解像度の露光が行われる。
【０１５７】
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴが、微動ステージ８３の本体部８３ａの中心に関し軸Ｌｃ１に平行な方向の一側と他側に配置された一対のＥＩコアＭｃ１、ＭＣ３と、微動ステージ８３の中心に関し軸Ｌｃ２に平行な方向の一側と他側に配置された一対のＥＩコアＭｃ２、Ｍｃ４とを備える場合について説明した。しかし、これに限らず、一対のＥＩコアＭｃ１、ＭＣ３及び一対のＥＩコアＭｃ２、Ｍｃ４の一方のみが設けられていても良い。また、上記実施形態では、粗動ステージ８２と微動ステージ８３（より正確には本体部８３ａ）との間にＸ軸及びＹ軸方向の直交２軸方向の駆動力を作用させるボイスコイルモータＭｂが、微動ステージ８３（より正確には本体部８３ａ）を挟んでＸ軸方向の一側と他側に各１つ配置される場合について説明したが、これに限らず、ボイスコイルモータＭｂは、本体部８３ａを挟んでＸ軸方向の一側と他側にそれぞれ複数配置されていても良いし、本体部８３ａに１つのみ設けられていても良い。後者の場合には、微動ステージ８３が粗動ステージ８２に対してθｚ方向に不必要に回転するのを防止するための装置を設け、微動ステージ８３のθｚ方向の回転は、平面モータＭａによって行っても良い。
【０１５８】
また、上記実施形態では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿った駆動力を粗動ステージ８２と微動ステージ８３との間に作用させる第１アクチュエータとしてローレンツ力（電磁力）駆動方式のボイスコイルモータＭｂが用いられ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに交差しＸＹ平面に平行な軸Ｌｃ１、Ｌｃ２に平行な方向に沿った駆動力を粗動ステージ８２と微動ステージ８３との間に作用させる第２アクチュエータとしてＥＩコアが用いられる場合について説明した。しかし、これに限らず、第１アクチュエータは第２アクチュエータよりも高精度であり、かつ第２アクチュエータは第１アクチュエータよりも高効率であれば、その他のアクチュエータの組み合わせであっても良い。例えば、第１アクチュエータはローレンツ力駆動方式以外の２次元リニアアクチュエータであっても良いし、第２アクチュエータは、磁気力以外の吸引力又は斥力を発生する１次元アクチュエータであっても良い。
【０１５９】
また、上記実施形態では、ウエハテーブルＷＴＢ（及び計測ステージＭＳＴ）の位置を計測するステージ位置計測系２００の他、粗動ステージ８２と微動ステージ８３との相対位置を計測する相対位置計測系２１０が設けられた場合について説明した。しかし、これに限らず、相対位置計測系に代えて、粗動ステージ８２の６自由度方向の位置を投影光学系ＰＬ又はこれを保持するメインフレームを基準として計測する粗動ステージ位置計測系を設けても良い。このようにすると、主制御装置２０は、ステージ位置計測系２００によって計測されるウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置の計測結果と粗動ステージ位置計測系によって計測される粗動ステージ８２の６自由度方向の位置の計測結果とに基づいて、ＥＩコアのコアと磁性体部材とのギャップを間接的に計測することができ、また、平面モータＭａを介して粗動ステージ８２を一緒に同方向に駆動することもできる。この場合、ギャップセンサ２１２１、２１２２を省略することができる。
【０１６０】
なお、上記実施形態において、ＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のそれぞれのコアと磁性体部材とのギャップを、必要とされるギャップより、意識的に広めに設定しておいても良い。かかる場合、主制御装置２０は、例えばウエハステージＷＳＴのステップ駆動時に、ＥＩコアＭｃとボイスコイルモータＭｂとを併用するとともに、ステップ駆動の終了に先立って、一対のボイスコイルモータＭｂを用いて微動ステージ８３を中立位置に移動することとしても良い。この場合、ＥＩコアによる駆動力の発生を、その中立位置への移動終了後又はステップ駆動の終了後に停止しても良い。
【０１６１】
なお、上記実施形態では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向をそれぞれ計測方向とする３種の１次元ヘッド、すなわちＸヘッド、Ｙヘッド、及びＺヘッドを組み合わせて使用する場合について説明した。しかし、これら３種の１次元ヘッドに代えて、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の全てを計測方向とする３次元ヘッドを用いても良い。この３次元ヘッドを用いる場合、上述したＸヘッド６５Ｘ，６４Ｘに代えてこの３次元ヘッドを基準軸ＬＨ上に配置すれば良い。
【０１６２】
また、上記実施形態で説明したＸヘッドとＹヘッドとを１つの筐体に収容した２Ｄヘッド（２軸ヘッド）に代えて、同一の照射点にＸ方向計測用とＹ方向計測用の計測ビームを照射し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を計測方向とする２次元ヘッドを用いることもできる。この種の２次元ヘッドとしては、例えば米国特許出願公開第２００９／０２６８１７８号明細書などに開示されている３格子回折干渉型の２Ｄヘッドを用いることができる。上述したＸヘッド６５Ｘ，６４Ｘに代えてこの２Ｄヘッドを基準軸ＬＨ上に配置すれば良い。この場合、Ｙヘッドは設けなくても良い。
【０１６３】
また、上記実施形態におけるＸヘッドとＺヘッドとに代えて、Ｘ軸方向及びＺ軸方向を計測方向とする２次元ヘッドを用いても良い。この種の２次元ヘッドとしては、例えば米国特許第７,５６１,２８０号明細書に開示される変位計測センサヘッドを用いることができる。上述したＸヘッド６５Ｘ，６４Ｘに代えてこの２次元ヘッドを基準軸ＬＨ上に配置すれば良い。
【０１６４】
また、上記実施形態においては干渉計システムとエンコーダシステムとを併用した計測システムを説明したが、これに限られず、例えば前述の干渉計システム１１８を省略し、メインフレームを基準とするウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置情報を、そのエンコーダシステムのみによって計測することとしても良い。あるいは、計測システムを干渉計システムのみによって構成することも可能である。
【０１６５】
また、上記実施形態で説明したエンコーダシステムなどの各計測装置の構成は一例に過ぎないことは勿論である。例えば、上記実施形態では、ウエハテーブル（ウエハステージ）上に格子部を設け、これに対向してＸヘッド、Ｙヘッドをウエハステージの外部に配置する構成のエンコーダシステムを採用した場合について例示したが、これに限らず、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書などに開示されているように、ウエハステージにエンコーダヘッドを設け、これに対向してウエハステージの外部に格子部（例えば２次元格子又は２次元に配置された１次元の格子部）を配置する構成のエンコーダシステムを採用しても良い。この場合において、面位置計測システムのＺヘッドもウエハステージに設け、この格子部の面を、Ｚヘッドの計測ビームが照射される反射面としても良いし、あるいは上述の２Ｄヘッド又は３次元ヘッドを用いても良い。テーブル上にヘッドを配置するタイプであって、上述の３次元ヘッド又はＺ軸方向を計測方向として含む上記２次元ヘッドを含むエンコーダシステム用いる場合、前述の干渉計システム１１８に代えて、メインフレームを基準とするウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置情報を、そのエンコーダシステムによって計測することとしても良い。
【０１６６】
なお、例えば欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、米国特許第６,９５２,２５３号明細書、あるいは米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示される液浸露光装置にも、上記実施形態は適用することができる。また、これに限らず、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、上記実施形態を適用しても良い。
【０１６７】
また、上記実施形態では、露光装置が、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置である場合について説明したが、これに限らず、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上記実施形態を適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも上記実施形態を適用できる。また、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも上記実施形態は適用が可能である。
【０１６８】
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、この投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はこ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。
【０１６９】
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ2レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ2レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
【０１７０】
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、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させる光源を用いたＥＵＶ露光装置にも上記実施形態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、上記実施形態は適用できる。
【０１７１】
また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。
【０１７２】
また、例えば干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも上記実施形態を適用することができる。
【０１７３】
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも上記実施形態を適用することができる。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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上記実施形態を適用できる。
【０１７６】
半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態に係る露光装置（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）、及び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、上記実施形態に係る露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
【符号の説明】
【０１７７】
１０…照明系、１３…ステージベース、２０…主制御装置、２８…Ｚ・チルト駆動機構、２９…自重キャンセラ、５０…ステージ装置、５５ａ，５７ａ…Ｙコイル、５６ａ…Ｘコイル、５５ｂ，５６ｂ，５７ｂ…永久磁石、８２…粗動ステージ、８３…微動ステージ、８３ｂ…可動子部、８５ａ…固定子部、１００…露光装置、１１８…干渉計システム、２００…ステージ位置計測系、２１０…相対位置計測系、２１２１，２１２２…ギャップセンサ、２１４…センサ、２１６…センサ、３００…計測システム、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル、Ｍｂ…ボイスコイルモータ、Ｍｃ１，Ｍｃ２，Ｍｃ３，Ｍｃ４…ＥＩコア、ＭＵｃ…磁性体部材、ＴＵｃ…電磁石、ＭＵｂ…磁石ユニット、ＣＵｂ…コイルユニット、Ｍａ…平面モータ、ＣＵａ…コイルユニット、ＭＵａ…磁石ユニット、ＩＬ…照明光、Ｗ…ウエハ、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、特に粗微動構造の移動体を備える移動体装置及び該移動体装置に露光対象の物体が載置される露光装置、並びに該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。
【０００３】
例えば、半導体製造用の露光装置では、露光対象のウエハが載置されるウエハステージ装置として、粗動ステージと微動ステージとを備えた粗微動タイプのステージ装置が比較的多く用いられている。通常、微動ステージは電磁アクチュエータによって少なくとも水平面内で駆動される。微動ステージを駆動するアクチュエータとしてリニアモータ又はボイスコイルモータ（以下、適宜、ＶＣＭと略記する）が多く用いられる。
【０００４】
通常、ＶＣＭは高精度だが比較的低効率であると特徴付けられるので、ウエハステージ装置のなかには、微動ステージを必要とする走査のうち高精度な等速駆動区間には磁気剛性の低い比較的小さい力を発生するＶＣＭを利用し、走査のうち精度の低い加速及び減速区間には、精度は落ちるが比較的大きな力を発生するより効率的なアクチュエータを利用するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されるウエハステージ装置では、効率的なアクチュエータとして、比較的熱を発生しない電磁アクチュエータ、例えば、ＥＩコア・アクチュエータが用いられる。
【０００５】
一方、生産性向上の要求からウエハは次第に大型化し、次世代の４５０ミリウエハ用のウエハステージの駆動源としては、平面モータが主流になるのではないかと言われている。粗動ステージ駆動の駆動源として平面モータを用い、微動ステージ駆動源としてそれ以外の電磁アクチュエータ（たとえばＶＣＭやＥＩコア・アクチュエータ）を用いる場合、微動ステージは可能な限り軽量かつ小型であることが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００６１２１８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、ベース部材と、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む二次元平面に沿って前記ベース部材上を移動する第１移動部材と、該第１移動部材に相対移動可能に支持された第２移動部材と、を有する移動体と、前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる第１アクチュエータと、前記第１及び第２方向のそれぞれに交差し前記二次元平面に平行な第３方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる少なくとも一対の第２アクチュエータと、を備える第１の移動体装置が、提供される。
【０００８】
これによれば、移動体がベース部材上を移動するとき、第１方向及び第２方向に沿った駆動力を第１移動部材と第２移動部材との間に作用させる第１アクチュエータと、第３方向に沿った駆動力を第１移動部材と第２移動部材との間に作用させる少なくとも一対の第２アクチュエータとによって、第２移動部材が第１移動部材に対して駆動される。これにより、第２移動部材をベースに対して精密に駆動することが可能となるとともに、第１及び第２アクチュエータを第１移動部材上（移動体の内部）にコンパクトに配置して移動体の軽量化及び小型化を図ることが可能となる。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、エネルギビームを照射して物体を露光する露光装置であって、前記物体が前記第２移動部材上に保持される上記第１の移動体装置と、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と、を備える第１の露光装置が、提供される。
【００１０】
これによれば、物体上にパターンを精度良く形成することが可能となる。
【００１１】
上記第１の露光装置では、前記移動体の前記第２方向への走査駆動と前記第１方向へのステップ駆動とを繰り返して、前記第２部材上に保持された前記物体上の複数の区画領域のそれぞれに前記パターンを形成することとすることができる。ここで、走査駆動とは、実質的に第２方向（走査方向）のみに速度成分を有する移動体の駆動を意味し、ステップ駆動とは、第１方向（ステップ方向）に速度成分を有する移動体の駆動を意味する。本明細書では、かかる意味で、走査駆動及びステップ駆動なる用語が用いられている。
【００１２】
本発明の第３の態様によれば、ベース部材と、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む二次元平面に沿って前記ベース部材上を移動する第１移動部材と、該第１移動部材に相対移動可能に支持された第２移動部材と、を有する移動体と、前記ベース部材に対して前記移動体を６自由度で駆動する第１駆動装置と、前記第２移動部材を前記第１移動部材に対して６自由度で駆動する第２駆動装置とを備え、前記第２移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動する際、前記第１駆動装置によって前記第１移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動するとともに、前記第２駆動装置によって前記第２移動部材を前記第１部材に対して前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動する第２の移動体装置が、提供される。
【００１３】
これによれば、第１及び第２移動部材の相対姿勢を常に所望の状態に維持することができ、これにより、例えば第２駆動装置の制御性能の低下を防止することが可能になる。
【００１４】
本発明の第４の態様によれば、エネルギビームを照射して物体を露光する露光装置であって、前記物体が前記第２移動部材上に保持される上記第２の移動体装置と、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と、を備える第２の露光装置が、提供される。
【００１５】
これによれば、物体上にパターンを精度良く形成することが可能となる。
【００１６】
本発明の第５の態様によれば、上記第１及び第２の露光装置のいずれかを用いて物体を露光し、該物体上にパターンを形成することと、パターンが形成された前記物体を現像することと、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】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２（Ａ）、図２（Ｂ）、及び図２（Ｃ）は、それぞれ、ウエハステージを示す平面図、正面図、及び側面図である。
【図３】ウエハステージを示す斜視図である。
【図４】ウエハステージからウエハテーブルを取り去ったステージ本体８１を示す斜視図である。
【図５】ステージ本体から微動ステージを取り外した粗動ステージを示す斜視図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、図４及び図５の斜視図にそれぞれ対応する平面図である。
【図７】図７（Ａ）は微動ステージの内部構造を一部断面して示す図、図７（Ｂ）は微動ステージを駆動するボイスコイルモータの内部構造を示す平面図である。
【図８】微動ステージを駆動するＥＩコアの内部構造を示す平面図である。
【図９】微動ステージ及びこの上面に固定されたウエハテーブルを裏面側から見た斜視図が示されている。
【図１０】干渉計システムを説明するための図である。
【図１１】ステージ装置及びセンサユニットの配置を示す平面図である。
【図１２】エンコーダヘッド（Ｘヘッド、Ｙヘッド）とアライメント系の配置を示す平面図である。
【図１３】Ｚヘッドと多点ＡＦ系の配置を示す平面図である。
【図１４】一実施形態に係る露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。
【図１５】図１４の制御系の構成各部のうち、ステージ装置の構成各部の詳細構成例を示す図である。
【図１６】ステップ・アンド・スキャン方式の露光におけるウエハステージの移動経路に対応する露光中心のウエハ上の移動経路を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、一実施形態について、図１〜図１６に基づいて説明する。
【００１９】
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。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、すなわちいわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系ＰＬが設けられている。以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向（Ｚ方向）、これに直交する面内でレチクルＲとウエハＷとが相対走査される走査方向をＹ軸方向（Ｙ方向）、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向（Ｘ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。
【００２０】
露光装置１００は、照明系１０、レチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを有するステージ装置５０、及びこれらの制御系等を備えている。図１において、レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが載置され、ウエハステージＷＳＴ上にはウエハＷが載置されている。
【００２１】
照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータを有する照度均一化光学系、及びレチクルブラインド（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステム）で設定（制限）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、例えばＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【００２２】
レチクルステージＲＳＴ上には、パターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図１４参照）によって、ＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。
【００２３】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の位置（回転）情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」と略記する）１１６によって、移動鏡１５（実際には、Ｙ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（あるいは、レトロリフレクタ）とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられている）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１１６の計測情報は、主制御装置２０（図１では不図示、図１４参照）に送られる。なお、移動鏡１５に代えて、レチクルステージＲＳＴの端面に鏡面加工により形成された反射面を用いても良い。
【００２４】
投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。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、１／５又は１／８など）を有する。このため、照明系１０によってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介して照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系１０、及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にレチクルＲのパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。
【００２５】
本実施形態の露光装置１００には、液浸方式の露光を行うために、局所液浸装置８が設けられている。局所液浸装置８は、例えば液体供給装置５、液体回収装置６（いずれも図１では不図示、図１４参照）、液体供給管３１Ａ、液体回収管３１Ｂ、及びノズルユニット３２等を含む。ノズルユニット３２は、図１に示されるように、投影光学系ＰＬを構成する最も像面側（ウエハＷ側）の光学素子、ここではレンズ（以下、「先端レンズ」ともいう）１９１を保持する鏡筒４０の下端部周囲を取り囲むように、投影ユニットＰＵを保持する不図示のメインフレームに吊り下げ支持されている。本実施形態では、ノズルユニット３２は、図１に示されるように、その下端面が先端レンズ１９１の下端面とほぼ同一面に設定されている。また、ノズルユニット３２は、液体Ｌｑの供給口及び回収口と、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂにそれぞれ接続される供給流路及び回収流路とを備え、前記回収口が設けられた下面にウエハＷが対向して配置される。
【００２６】
液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂは、それぞれ液体供給装置５及び液体回収装置６（図１ではいずれも不図示、図１４参照）に接続されている。ここで、液体供給装置５には、液体を貯蔵するタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。液体回収装置６には、回収した液体を貯蔵するタンク、吸引ポンプ、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。
【００２７】
主制御装置２０（図１４参照）は、液体供給装置５を制御して、液体供給管３１Ａを介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体Ｌｑを供給するとともに、液体回収装置６を制御して、液体回収管３１Ｂを介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体Ｌｑを回収する。このとき、主制御装置２０は、供給される液体Ｌｑの量と回収される液体Ｌｑの量とが常に等しくなるように、液体供給装置５と液体回収装置６とを制御する。従って、先端レンズ１９１とウエハＷとの間には、一定量の液体Ｌｑ（図１参照）が常に入れ替わって保持され、これにより液浸領域１４（図１０、図１１等参照）が形成される。なお、投影ユニットＰＵの下方に後述する計測ステージＭＳＴが位置する場合にも、同様に先端レンズ１９１と計測テーブルとの間に液浸領域１４を形成することができる。
【００２８】
本実施形態では、上記の液体として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する純水（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする。なお、ＡｒＦエキシマレーザ光に対する水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４であり、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。
【００２９】
ステージ装置５０は、図１に示されるように、床面上に複数（例えば３つ又は４つ）の防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたベース盤１２、ベース盤１２上に配置されたステージベース１３、ステージベース１３上に配置されたウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴ、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを駆動するステージ駆動系１２４（図１４参照）、及びウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの位置情報を計測するステージ位置計測系２００を含む計測システム３００（図１４参照）等を備えている。ステージ位置計測系２００は、図１４に示されるように、干渉計システム１１８、エンコーダシステム１５０及び面位置計測システム１８０などを含む。
【００３０】
ベース盤１２は平板状部材からなり、上面にはステージベース１３をＸＹ平面内で移動可能に支持する支持面が形成されている。
【００３１】
ステージベース１３は、平板状部材から成り、上述のベース盤１２上に不図示のエアベアリング（又は転がり軸受）を介して支持されている。ステージベース１３は、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの駆動の際に、その駆動力の反力を受けて運動量保存則に従って移動し、その反力をキャンセルする反力キャンセル装置の一種であるカウンタマスとして機能する。ステージベース１３のＸＹ平面内の位置情報（前述したメインフレームを基準とする位置情報）は、例えばエンコーダあるいは干渉計から構成されるステージベース位置計測系１６９（図１４参照）によって計測される。ステージベース位置計測系１６９の一例は、例えば米国特許出願第２００９／０３１６１３３号明細書に開示されている。
【００３２】
主制御装置２０は、ステージベース１３の基準位置からの移動量が所定範囲に収まるように、ステージベース位置計測系１６９による計測情報に基づいて、ステージベース駆動系１６０（図１４参照）を介してステージベース１３を駆動する。すなわち、ステージベース駆動系１６０は、トリムモータとして使用される。
【００３３】
ステージベース１３は、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示されるように、上面側にコイルユニットＣＵａが埋めこまれた平面視矩形の板状の部材である。コイルユニットＣＵａは、ＸＹ平面内で二次元配列された複数のコイルを含む。ステージベース１３の上面には、コイルユニットＣＵａを覆うように、非磁性体から成る不図示の保護プレートが固定されている。保護プレートは、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴとコイルユニットＣＵａとの直接的な接触を防止する。
【００３４】
ウエハステージＷＳＴは、図１等に示されるように、ステージ本体８１と、ステージ本体８１の上に配置されたウエハテーブルＷＴＢとを有している。
【００３５】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）には、それぞれ、ウエハステージＷＳＴを上方から見た図（平面図）、ウエハステージＷＳＴを−Ｙ方向から見た図（正面図）、及びウエハステージＷＳＴを＋Ｘ方向から見た図（側面図）が、示されている。ステージ本体８１は、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）等に示されるように、粗動ステージ８２と、該粗動ステージ８２上に支持される微動ステージ８３とを有する。微動ステージ８３上に、ウエハテーブルＷＴＢが搭載されて一体的に固定されている。
【００３６】
図３には、ウエハステージＷＳＴの斜視図が、図４には、図３のウエハステージＷＳＴからウエハテーブルＷＴＢを取り去ったステージ本体８１の斜視図が、図５には、図４のステージ本体８１から微動ステージ８３を取り外した粗動ステージ８２の斜視図が、それぞれ示されている。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）には、図４及び図５の斜視図に対応する平面図がそれぞれ示されている。図７（Ａ）には、微動ステージの内部構造を示す断面図が示され、図７（Ｂ）には、微動ステージを駆動するボイスコイルモータの内部構造を示す平面図が示されている。また、図８には、微動ステージを駆動するＥＩコアの内部構造を示す平面図が示されている。また、図９には、微動ステージ８３及びこの上面に固定されたウエハテーブルＷＴＢを裏面側から見た斜視図が示されている。
【００３７】
ここで、図１〜図９に基づいて、ウエハステージＷＳＴについて説明する。
【００３８】
粗動ステージ８２は、図５及び図６（Ｂ）などに示されるように、平面視（＋Ｚ方向から見て）矩形の板状のスライダ部８２ａと、スライダ部８２ａ上面にそれぞれ固定され、スライダ部８２ａの外枠にほぼ沿って配置された二重の八角形状の第１リブ８２ｂと、後述する３つのＺ・チルト駆動機構２８のそれぞれの底部近傍を囲む３つの第１部分とそれら３つの第１部分を互いに連結する第２部分とを有する第２リブ８２ｃと、第１リブ８２ｂと第２リブ８２ｃとを４箇所で連結する第３リブ８２ｄと、を有している。粗動ステージ８２は、このように軽量で且つ高い剛性を有する構造になっている。
【００３９】
スライダ部８２ａは、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示されるように、ＸＹ二次元方向を行方向及び列方向としてマトリックス状に配置された複数の磁石から成る磁石ユニットＭＵａを有している。磁石ユニットＭＵａと、ステージベース１３内に埋めこまれた前述のコイルユニットＣＵａとによって、例えば米国特許出願公開第２００３／００８５６７６号明細書などに開示される磁気浮上型のローレンツ力（電磁力）駆動方式の平面モータＭａが構成されている。コイルユニットＣＵａを構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０によって制御される（図１５参照）。平面モータＭａによって、粗動ステージ８２（ウエハステージＷＳＴ）は、ステージベース１３に対して６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ、及びθｚの各方向）に駆動される。この場合、粗動ステージ８２（ウエハステージＷＳＴ）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関しては長ストロークで駆動され、残りの方向については、微小駆動される。
【００４０】
スライダ部８２ａ上面のＸ軸方向の両端部に位置する部分の第１リブ８２ｂ上には、図５及び図６（Ｂ）に示されるように、一対の支持部８７のそれぞれを介して一対の固定子部８５ａが設けられている。また、スライダ部８２ａの４つの角部のそれぞれに対応する部分の第１リブ８２ｂ上には、支持部８４をそれぞれ介して４つの電磁石ＴＵｃが設けられている。４つの電磁石ＴＵｃのそれぞれは、ハウジングに収容されている。
【００４１】
各固定子部８５ａは、図５に示されるように、ＸＹ平面に平行な板状部材から成り、その内部に、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、コイルユニットＣＵｂが収容されている。
【００４２】
微動ステージ８３は、図４及び図６（Ａ）などに示されるように、平面視で八角形の板状部材から成る本体部８３ａと、本体部８３ａのＸ軸方向の一側と他側の端部それぞれに固定された一対の可動子部８３ｂと、本体部８３ａの八角形の斜辺部（Ｘ軸及びＹ軸にほぼ直交する４つの辺以外の４つの辺）のそれぞれに各１つ固定された合計４つの磁性体部材ＭＵｃと、を有する。
【００４３】
可動子部８３ｂは、図７（Ａ）に示されるように、ＸＺ断面がＵ字状の部材から成り、その上下の対向部（上下に位置する一対の板状部分）のそれぞれに、後述する磁石ユニットＭＵｂが収容されている。微動ステージ８３が粗動ステージ８２に組み込まれた図４の状態では、可動子部８３ｂの上下の対向部間に、前述の固定子部８５ａが非接触で挿入されている。
【００４４】
磁性体部材ＭＵｃとしては、後述する電磁石ＴＵｃのコイルによって生成される力場に応答可能な磁気的に透過性のある物質であれば、種々の素材を用いることができる。
【００４５】
本実施形態では、前述の一対の固定子部８５ａのそれぞれに収容されたコイルユニットＣＵｂと、これに対応して可動子部８３ｂに収容された各一対の磁石ユニットＭＵｂとによって、一対のボイスコイルモータＭｂが構成されている（図７（Ａ）参照）。以下、ボイスコイルモータＭｂについて説明する。
【００４６】
本体部８３ａの＋Ｘ側と−Ｘ側のボイスコイルモータＭｂは、同じ構成を有しているので、以下では、−Ｘ側のボイスコイルモータＭｂについて説明する。
【００４７】
コイルユニットＣＵｂは、図７（Ｂ）に示されるように、固定子部８５ａ（の筐体）の内部における中央部に配置されたＹ軸方向を長手方向とする平面視矩形状の１つのＸコイル（以下、適宜「コイル」と呼ぶ）５６ａと、コイル５６ａのＹ軸方向の一側と他側にそれぞれ配置されたＸ軸方向を長手方向とする平面視矩形状の２つのＹコイル（以下、適宜「コイル」と呼ぶ）５５ａ，５７ａとを含む。
【００４８】
磁石ユニットＭＵｂは、図７（Ｂ）に示されるように、可動子部８３ｂの上下対向部のそれぞれの内部における中央部にＸ軸方向に並べて配置されたＹ軸方向を長手方向とする平面視長方形の一対の永久磁石５６ｂと、これらの永久磁石５６ｂのＹ軸方向の一側と他側にそれぞれＹ軸方向に並べて配置された各一対のＸ軸方向を長手方向とする平面視長方形の永久磁石５５ｂ，５７ｂとを含む。図７（Ｂ）に示されるように、各一対の永久磁石５５ｂ，５７ｂが、それぞれコイル５５ａ、５７ａと対向し、一対の永久磁石５６ｂがコイル５６ａと対向し得るように、各コイルと各永久磁石との位置関係が定められている。
【００４９】
なお、図７（Ｂ）には、可動子部８３ｂの上下の対向部のうち、上側の対向部に収容された磁石ユニットＭＵｂのみが示されているが、下側の対向部に収容された磁石ユニットＭＵｂも同様に構成されている。各一対の永久磁石５５ｂ，５６ｂ，５７ｂは、それぞれ一方と他方との磁極の向きが互いに逆になるように配列されている。そして、各一対の永久磁石５５ｂ，５７ｂ，５６ｂのそれぞれは、コイルユニットＣＵｂを構成するコイル５５ａ，５７ａ，５６ａの＋Ｚ側又は−Ｚ側の面に対向している。すなわち、可動子部８３ｂの上下対向部内の一対の磁石ユニットＭＵｂに含まれる、各一対の永久磁石５５ｂ，５６ｂ，５７ｂにより、固定子部８５ａ内のコイルユニットＣＵｂに含まれるコイル５５ａ，５６ａ，５７ａがＺ軸方向にそれぞれ挟まれている。
【００５０】
上述の構成の固定子部８５ａと可動子部８３ｂとにより、−Ｘ側のボイスコイルモータＭｂが構成される。この場合、厳密に言うと、上下一対の永久磁石５５ｂ，５６ｂ，５７ｂのそれぞれと、コイル５５ａ，５６ａ，５７ａのそれぞれとによって、３つのボイスコイルモータが構成されるが、説明の便宜上、その３つのボイスコイルモータの全体を１つのボイスコイルモータＭｂとみなしている。
【００５１】
上述のようにして本体部８３ａの＋Ｘ側及び−Ｘ側のボイスコイルモータＭｂが構成されている。各ボイスコイルモータＭｂは、Ｙコイル５５ａ，５７ａに電流が流されることにより、粗動ステージ８２に対して微動ステージ８３をＹ軸方向に微小駆動し、Ｘコイル５６ａに電流が流されることにより、粗動ステージ８２に対して微動ステージ８３をＸ軸方向に微小駆動する。
【００５２】
一対のボイスコイルモータＭｂ、すなわち本体部８３ａの＋Ｘ側のボイスコイルモータＭｂ及び本体部８３ａの−Ｘ側のボイスコイルモータＭｂのそれぞれで互いに異なる強さのＹ軸方向の駆動力を発生することにより、粗動ステージ８２に対して微動ステージ８３をθｚ方向に駆動（回転）することができる。
【００５３】
一対のボイスコイルモータＭｂは、主制御装置２０によって、それぞれのコイルユニットＣＵｂを構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向が制御されることによりそれぞれで発生するＸ軸方向及びＹ軸方向の駆動力が制御される（図１５参照）。なお、各ボイスコイルモータＭｂに代えて、例えば米国特許出願公開第２０１０／００７３６５３号明細書に開示される微動ステージ駆動系と同様の２段（あるいは多段）構成のボイスコイルモータ（又はリニアモータ）を採用することも可能である。
【００５４】
本実施形態では、図６（Ａ）に示されるように、スライダ部８２ａの４つの角部のそれぞれに設けられた４つの電磁石ＴＵｃと、各電磁石ＴＵｃに対向して本体部８３ａの八角形の４つの斜辺部のそれぞれに固定された４つの磁性体部材ＭＵｃとによって、４つのＥＩコア・アクチュエータＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４が、構成されている。以下、ＥＩコア・アクチュエータ（以下、ＥＩコアと略記する）について説明する。
【００５５】
４つのＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のそれぞれは、同様に構成されているので、ここでは、そのうちの１つを取り上げて説明する。図８には、図６（Ａ）中の破線の四角Ｓｑで囲まれた１つのＥＩコアＭｃ１、すなわちステージ本体８１の＋Ｘ側かつ−Ｙ側端部の角部に位置するＥＩコアＭｃ１が、拡大して示されている。
【００５６】
図８に示されるように、電磁石ＴＵｃは、Ｅコア（又はＥエレメント）と呼ばれるＥ字状のコアＴＵｃ０と、コアＴＵｃ０の３つの凸部にそれぞれ巻回されたコイルＴＵｃ１と、を含む。ＥコアＴＵｃ０は、３つの凸部がＸＹ平面内でＸ軸及びＹ軸のそれぞれに交差する軸ＬＣ１に平行に、かつその３つの凸部の先端面が軸ＬＣ１に直交する平面に平行になるように、配置されている。本実施形態では、軸ＬＣ１は、例えばＸ軸及びＹ軸に対して、４５度以外の角度で交差している。例えば、軸ＬＣ１は、Ｘ軸に対して約４０度の角度を成している。コアＴＵｃ０は、磁気的に透過性のある部材であれば、鉄その他の素材を用いることができる。また、コアＴＵｃ０としては、Ｅコアに限らず、Ｃ状のコア又は複数叉コアでも良い。電磁石ＴＵｃとして、コアＴＵｃ０の３つの凸部のうちの中央の凸部のみにコイルＴＵｃ１が巻回されたものを用いることもできる。
【００５７】
磁性体部材ＭＵｃは、微動ステージ８３の本体部８３ａの斜辺部に固定され、ギャップＧを挟んで電磁石ＴＵｃのコアＴＵｃ０（３つの凸部）の先端面に対向して配置されている。電磁石ＴＵｃの先端面と対向する磁性体部材ＭＵｃの対向面は、軸ＬＣ１に直交している。
【００５８】
その他のＥＩコアも上記ＥＩコアＭｃ１と同様に構成されている。すなわち、図６（Ａ）に示されるように、微動ステージ８３の本体部８３ａの中心に関して上記ＥＩコアＭｃ１と対称な配置で、別のＥＩコアＭｃ３が設けられている。すなわち、本体部８３ａを挟んでＥＩコアＭｃ１と軸Ｌｃ１と平行な方向の反対側（ステージ本体８１の−Ｘ側かつ＋Ｙ側の角部側）には、ＥＩコアＭｃ３を構成する電磁石ＴＵｃと磁性体部材ＭＵｃとが上記と同様にして設けられている。
【００５９】
上述した２つ（一対）のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ３のそれぞれは、電磁石ＴＵｃのコイルＴＵｃ１に電流が流されることにより、磁性体部材ＭＵｃとコアＴＵｃ０との間に軸Ｌｃ１に平行な方向の吸引力（駆動力）を発生する。例えば、前述のＥＩコアＭｃ１は、図８中に黒塗り矢印で示される方向の吸引力を発生する。ＥＩコアＭｃ３は、これと逆向きの吸引力を発生する。２つ（一対）のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ３は、上記吸引力を駆動力として、微動ステージ８３を、粗動ステージ８２に対して軸Ｌｃ１に平行な方向に微小駆動する。
【００６０】
残りの一対のＥＩコアＭｃ２、Ｍｃ４は、上述の一対のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ３と同様に、ただし、図６（Ａ）に示されるように、微動ステージ８３の本体部８３ａの中心を通るＹ軸に関して、一対のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ３と対称な配置で構成されている。一対のＥＩコアＭｃ２、Ｍｃ４のそれぞれは、電磁石ＴＵｃのコイルＴＵｃ１に電流が流されることにより、磁性体部材ＭＵｃをコアＴＵｃ０側に引きつける、Ｙ軸に関して軸Ｌｃ１と対称な軸Ｌｃ２に平行な方向の吸引力（駆動力）を発生する。一対のＥＩコアＭｃ２、Ｍｃ４は、微動ステージ８３を、粗動ステージ８２に対して軸Ｌｃ２に平行な方向に微小駆動する。
【００６１】
前述の説明から明らかなように、軸Ｌｃ１、Ｌｃ２はＸ軸に対して、それぞれ、約４０度及び−４０度の角度を成すように定められている。これらの方向は、後述するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作におけるウエハ（ウエハステージＷＳＴ）のショット間ステッピング動作時において、ウエハステージＷＳＴに作用する最大加速度の方向に対応している。すなわち、この最大加速度の方向を考慮して、４つのＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のそれぞれによる吸引力の方向（すなわち、それぞれのＥＩコアの取り付け方向）が設定されている。
【００６２】
また、軸Ｌｃ１、Ｌｃ２の方向は、露光動作中におけるウエハステージＷＳＴの移動範囲（移動経路）に応じて決定してもかまわない。すなわち、走査方向であるＹ軸方向の移動範囲がＸ軸方向の移動範囲よりも広い場合、本実施形態のように軸Ｌｃ１、Ｌｃ２をＸ軸に対して４５度よりも小さい角度とすることで、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の大きさを縮小することができる。これにより、ウエハステージＷＳＴの移動範囲を変更せずに露光装置による占有面積の増加を抑えることが可能になる。なお、ウエハステージＷＳＴの移動範囲（移動経路）に応じ、軸Ｌｃ１、Ｌｃ２をＸ軸に対して４５度よりも大きな角度としても良い。
【００６３】
４つのＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のそれぞれは、主制御装置２０によって制御される（図１５参照）。主制御装置２０は、４つのＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のそれぞれが有する電磁石ＴＵｃを構成するコイルＴＵｃ１に供給される電流の大きさを制御することで、ＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２のそれぞれの吸引力（駆動力）の発生及び停止、並びに駆動力の大きさを制御する。なお、上記ＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４の少なくとも１つに代えて、上記と反対に、スライダ部８２ａ側（支持部８４側）に磁性体部材ＭＵｃが設けられ、本体部８３ａ側に電磁石ＴＵｃが配置されるタイプのアクチュエータを用いることも可能である。
【００６４】
微動ステージ８３は、図５及び図６（Ｂ）に示されるＺ・チルト駆動機構２８と、自重キャンセラ２９とによって粗動ステージ８２に対して非接触で支持されている（図７（Ａ）参照）。自重キャンセラ２９は、粗動ステージ８２のスライダ部８２ａ上面の中心に配置されている。Ｚ・チルト駆動機構２８は、スライダ部８２ａ上面の中心にその重心が一致する正三角形の各頂点の位置に配置され、微動ステージ８３（本体部８３ａ）をそれぞれ支持するとともに、その支持点で独立してＺ軸方向に駆動する３つのアクチュエータ２８ａ、２８ｂ、及び２８ｃ（例えばボイスコイルモータ）を含む。アクチュエータ２８ａ〜２８ｃの固定子は、粗動ステージ８２に固定され、可動子は、微動ステージ８３に固定されている。Ｚ・チルト駆動機構２８（３つのアクチュエータ２８ａ〜２８ｃ）により、微動ステージ８３は、粗動ステージ８２に対してＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向の３自由度方向に微小駆動される。
【００６５】
自重キャンセラ２９は、一例としてパッド部材２９ａ、ピストン部材２９ｂ及びシリンダ部材２９ｃを含む（図７（Ａ）参照）。パッド部材２９ａは、微動ステージ８３の下面に近接した状態とされ、その上面が平面で、その下面が曲面（球面）とされた略半球状の形状を有している。このパッド部材２９ａ上面の中央部からはＺ軸方向に貫通する貫通孔（不図示）が形成されている。ピストン部材２９ｂは、ＸＹ断面円形で、かつ所定深さの凹部を有する部材から成り、前記パッド部材２９ａの下側（−Ｚ側）に設けられている。このピストン部材２９ｂの上面は、パッド部材２９ａの下面に対応して曲面加工（球面加工）されており、その中央部からは、Ｚ軸方向に貫通する貫通孔（不図示）が形成されている。シリンダ部材２９ｃは、スライダ部８２ａの上面に固定されている。シリンダ部材２９ｃは、略円筒状の部材から成り、その周壁は、断面逆Ｕ字状で内側の足部分が外側の足部分よりも短く設定された形状を有している。シリンダ部材２９ｃの内部空間に挿入されたピストン部材２９ｂは、Ｚ軸方向に摺動自在とされている。
【００６６】
スライダ部８２ａと、シリンダ部材２９ｃと、ピストン部材２９ｂとによって、囲まれた空間がほぼ密閉された空間（空気室）とされている。従って、この空気室内に、気体供給装置（不図示）から気体が供給されることにより、空気室内がその外部より高圧に設定される。
【００６７】
ここで、空気室内の気体は、ピストン部材２９ｂの貫通孔を通ってピストン部材２９ｂの上面とパッド部材２９ａの下面との間に供給される。このため、ピストン部材２９ｂの上面とパッド部材２９ａの下面との間に入り込んだ気体の静圧によりピストン部材２９ｂとパッド部材２９ａとの間に微小な隙間が形成されるようになっている。さらに、ピストン部材２９ｂの貫通孔を通った気体の一部は、パッド部材２９ａに形成された貫通孔を通って、パッド部材２９ａの上面と微動ステージ８３の下面との間に供給される。これにより、パッド部材２９ａの上面と微動ステージ８３の下面との間に入り込んだ気体の静圧により、パッド部材２９ａと微動ステージ８３との間に微小な隙間が形成されるようになっている。
【００６８】
自重キャンセラ２９によると、空気室内の気体により微動ステージ８３の自重が支持される。また、Ｚ・チルト駆動機構２８の３つのアクチュエータ２８ａ〜２８ｃが発生する駆動力を同一にすることで、微動ステージ８３を粗動ステージ８２に対してＺ軸方向に駆動することが可能であるとともに、３つのアクチュエータ２８ａ〜２８ｃのそれぞれで発生する駆動力を異ならせることにより、微動ステージ８３をＸ軸回りの回転方向（θｘ）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ）に駆動することが可能となっている。
【００６９】
また、空気室内の気圧により、パッド部材２９ａの上面と微動ステージ８３の下面、パッド部材２９ａの下面とピストン部材２９ｂの上面とが非接触に維持されているので、微動ステージ８３のＸＹ平面内の微小移動及びＸＹ平面に対する傾斜方向への傾きを許容した状態でその自重を支持することが可能である。
【００７０】
なお、上記の自重キャンセラの構成は一例に過ぎず、例えば上述のシリンダ部材２９ｃ及びピストン部材２９ｂに代えて、ベローズを用いても良い。また、自重キャンセラにより、コロなどを介して微動ステージ８３を支持しても良い。
【００７１】
なお、各ボイスコイルモータＭｂに代えて、前述の米国特許出願公開第２０１０／００７３６５３号明細書に開示される微動ステージ駆動系と同様の２段（あるいは多段）構成のボイスコイルモータ（又はリニアモータ）を採用する場合には、Ｚ・チルト駆動機構２８を設けること無く、そのボイスコイルモータにより、微動ステージ８３を粗動ステージ８２に対して６自由度方向に微小駆動することができる。
【００７２】
これまでに説明した一対のボイスコイルモータＭｂ、４つのＥＩコアＭｃ１〜Ｍｃ４、及びＺ・チルト駆動機構２８を含んで、微動ステージ駆動系３４が構成されている（図１５参照）。また、平面モータＭａによって、粗動ステージ駆動系が構成されている。そして、微動ステージ駆動系３４と粗動ステージ駆動系（平面モータＭａ）とによって、微動ステージ８３及びこれに搭載されているウエハテーブルＷＴＢ（ウエハＷ）を、ステージベース１３に対して６自由度方向へ駆動するウエハステージ駆動系３６が構成されている（図１５参照）。
【００７３】
なお、平面モータＭａとボイスコイルモータＭｂとしてムービングマグネット式のモータを採用したが、ムービングコイル式のモータを採用することもできる。また、Ｚ・チルト機構２８が３つのアクチュエータを含む構成を例として説明したが、４つ以上のアクチュエータを含む構成とすることもできる。この場合、自由度に対して冗長なアクチュエータを有することになるので、微動ステージ８３をより高度に制御することが可能となる。
【００７４】
ステージ本体８１の中央には、図５及び図６（Ｂ）に示されるように、自重キャンセラ２９を取り囲む矩形枠状部と、該矩形枠状部の＋Ｙ辺の中央と−Ｙ辺の両端のそれぞれから外側に延びる３本の直線部とを有する支持部材８８が設けられている。この支持部材の３本の直線部のそれぞれの先端には、＋Ｚ方向に伸びるピン８８ａが固定されている。支持部材８８及び３本のピン８８ａは、駆動装置８９（図１４参照）によってＺ軸方向に駆動される。ウエハ交換時などに、駆動装置８９により支持部材８８をＺ軸方向に駆動して、ピン８８ａを微動ステージ８３（本体部８３ａ）の３つの開口（図６（Ａ）参照）及びウエハホルダ（不図示）の開口を介して上下動することにより、３本のピン８８ａによってウエハＷを支持したり、あるいはそのウエハＷを上下動させたりする。
【００７５】
ウエハステージＷＳＴ（粗動ステージ８２）には、例えば図６（Ａ）及び図６（Ｂ）等に示されるように、＋Ｙ端側の端面に板状部材Ｔｂ０が固定され、該板状部材Ｔｂ０に２つのチューブＴｂのそれぞれの一端が、２つの固定部材Ｔｂ１によって固定されている。２つのチューブＴｂを介して、ウエハステージＷＳＴの外部から、ウエハステージＷＳＴ上の各種センサ類、モータなどの電源電力（電流）、モータを冷却するための冷却媒体、エアベアリング用の加圧気体等が、ウエハステージＷＳＴに供給される。また、各種センサ類からの出力信号及びモータ等への制御信号を転送するための配線も、チューブＴｂに含まれる。
【００７６】
２つのチューブＴｂそれぞれの他端は、計測ステージＭＳＴに固定部材Ｔｂ２を介して固定され（図１参照）、計測ステージＭＳＴを介してステージ装置５０外部に配置され、計測ステージＭＳＴとともにＹ軸方向に移動するチューブキャリア（不図示）に接続されている。本実施形態では、計測ステージＭＳＴは、ウエハ交換、アライメント、露光の一連の動作中、ウエハステージＷＳＴから一定範囲内の距離を保って移動する。このため、計測ステージＭＳＴは、ウエハステージＷＳＴに対するチューブキャリアとしても機能する。
【００７７】
ウエハテーブルＷＴＢの上面の中央には、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（図６には不図示、図３参照）が設けられている。ウエハホルダ（ウエハの載置領域）の外側には、図２（Ａ）に示されるように、ウエハホルダよりも一回り大きな円形の開口が中央に形成され、かつ矩形状の外形（輪郭）を有するプレート（撥液板）２７が設けられている。このプレート２７の表面は、液体Ｌｑに対して撥液化処理されている。なお、プレート２７は、その表面の全部（あるいは一部）がウエハＷの表面と略同一面となるように設置されている。
【００７８】
プレート２７は、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の中央に位置し、中央に上述の円形の開口が形成された矩形の外形（輪郭）を有する第１撥液領域２７ａと、第１撥液領域２７ａをＸ軸方向に挟んでウエハテーブルＷＴＢの＋Ｘ側端部、−Ｘ側端部に位置する長方形の一対の第２撥液領域２７ｂと、を有している。なお、本実施形態では、前述の如く液体Ｌｑとして水を用いるので、以下では第１及び第２撥液領域２７ａ，２７ｂをそれぞれ第１及び第２撥水板２７ａ，２７ｂとも呼ぶ。
【００７９】
第１撥水板２７ａの＋Ｙ側の端部近傍には、計測プレート３０が設けられている。この計測プレート３０には、中央に基準マーク（不図示）が形成され、基準マークのＸ軸方向の両側に一対の空間像計測スリットパターン（スリット状の計測用パターン）ＳＬが、形成されている。計測プレート３０の表面は、ウエハＷの表面とほぼ同一面に設定されている。各空間像計測スリットパターンＳＬに対応して、これらを透過する照明光ＩＬを、ウエハステージＷＳＴ外部、具体的には、計測ステージＭＳＴに設けられる受光系（不図示）に導く一対の送光系３０ａ（図６（Ａ）参照）が、ウエハステージＷＳＴに設けられている。
【００８０】
一対の第２撥水板２７ｂには、後述するエンコーダシステムで用いられるスケールが形成されている。詳述すると、一対の第２撥水板２７ｂには、それぞれ、スケール３９1，３９2が形成されている。スケール３９1，３９2はそれぞれ、例えばＹ軸方向を周期方向とする回折格子とＸ軸方向を周期方向とする回折格子とが組み合わされた、反射型の二次元回折格子によって構成されている。二次元回折格子の格子線のピッチは、Ｙ軸方向及びＸ軸方向のいずれの方向についても、例えば１μｍと設定されている。なお、図２（Ａ）では、図示の便宜のため、格子のピッチは、実際のピッチよりも大きく図示されている。図１１においても同様である。
【００８１】
また、回折格子を保護するために、撥水性を備えた、例えば低熱膨張率のガラス板でカバーしても良い。ここで、ガラス板としては、例えば厚さ１ｍｍのものを用いることができ、そのガラス板の表面がウエハ面と同じ高さ（同一面）になるよう、ウエハテーブルＷＴＢ上面に設置される。
【００８２】
なお、各第２撥水板２７ｂのスケールの端付近には、後述するエンコーダヘッドとスケール間の相対位置を決めるための、不図示の位置出しパターンがそれぞれ設けられている。この位置出しパターンは例えばスケールとは反射率の異なる格子線によって構成することができる。
【００８３】
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）等に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、後述する干渉計システムで用いられる反射面１７ａ，１７ｂが形成されている。また、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端部の下部には、干渉計システムで用いられる反射面１７ｃが形成されている。
【００８４】
ウエハテーブルＷＴＢは、図３及び図９からわかるように、矩形板状の天板部３３ａと、該天板部３３ａの下面の外周に沿った矩形枠状部３３ｂと、矩形枠状部３３ｂの内部に配置され、天板部３３ａの下面から突設された複数のリブ部３３ｃとを有している。この複数のリブ部３３ｃの１つとして、微動ステージ８３の本体部８３ａと同形状の八角形枠状のリブ部３３ｃ０が設けられており、該リブ部３３ｃ０を介してウエハテーブルＷＴＢは、微動ステージ８３に一体的に固定されている。
【００８５】
また、粗動ステージ８２上に固定された４つの支持部８４及びこれらに固定された４つの電磁石ＴＵｃの上部が、ウエハテーブルＷＴＢの上述の複数のリブ部３３ｃのうちの一部と矩形枠状部３３ｂとで区画される空間内に収まる状態で、粗動ステージ８２に対して微動ステージ８３及びウエハテーブルＷＴＢが取り付けられている。これによって、ウエハステージＷＳＴの全高を低くしている。
【００８６】
図１に戻り、計測ステージＭＳＴは、ステージ本体９２とステージ本体９２上に搭載された計測テーブルＭＴＢとを有している。ステージ本体９２の底部にはＸＹ平面内でＸＹ二次元配列された複数の磁石から成る磁石ユニット（不図示）が含まれ、ステージベース１３内のコイルユニットＣＵａとともにローレンツ力（電磁力）駆動方式の平面モータＭｄ（図１５参照）が構成される。この平面モータＭｄによって、計測ステージＭＳＴは、ステージベース１３に対し、ウエハステージＷＳＴとは独立に、少なくとも３自由度方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）に駆動可能である。なお、図１４では、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系３６と計測ステージＭＳＴを駆動する駆動系（平面モータＭｄ）とを含んで、ステージ駆動系１２４として示されている。
【００８７】
計測テーブルＭＴＢ（及びステージ本体９２）には、各種計測用部材が設けられている。この計測用部材としては、例えば、図１１に示されるように、照度むらセンサ９４、空間像計測器９６、波面収差計測器９８などが設けられている。更に照度モニタ（不図示）を設けても良い。また、ステージ本体９２には、前述の一対の送光系３０ａに対向する配置で、一対の受光系（不図示）が設けられている。本実施形態では、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとがＹ軸方向に関して所定距離以内に近接した状態（接触状態を含む）において、ウエハステージＷＳＴ上の計測プレート３０の各空間像計測スリットパターンＳＬを透過した照明光ＩＬを各送光系（不図示）で案内し、計測ステージＭＳＴ内の各受光系（不図示）の受光素子で受光する、一対の空間像計測装置４５Ａ，４５Ｂ（図１４参照）が構成される。空間像計測装置４５Ａ，４５Ｂのそれぞれは、例えば、米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書に開示される装置と同様に構成されている。空間像計測装置４５Ａ，４５Ｂの計測結果（受光素子の出力信号）は、信号処理装置（不図示）を介して主制御装置２０に送られる（図１４参照）。
【００８８】
計測テーブルＭＴＢの−Ｙ側端面には、図１１に示されるように、フィデューシャルバー（以下、「ＦＤバー」と略述する）４６がＸ軸方向に延設されている。ＦＤバー４６は、計測ステージＭＳＴ上にキネマティックに支持されている。ＦＤバー４６は、原器（計測基準）となるため、低熱膨張率の光学ガラスセラミックス、例えば、ショット社のゼロデュア（商品名）などがその素材として採用されている。ＦＤバー４６の長手方向の一側と他側の端部近傍には、そのセンターラインに関して対称な配置で、Ｙ軸方向を周期方向とする基準格子（例えば回折格子）５２がそれぞれ形成されている。また、ＦＤバー４６の上面には、複数の基準マークＭが形成されている。各基準マークＭとしては、後述するプライマリアライメント系、セカンダリアライメント系によって検出可能な寸法の２次元マークが用いられている。なお、ＦＤバー４６の表面及び計測テーブルＭＴＢの表面も撥液膜（撥水膜）で覆われている。
【００８９】
計測テーブルＭＴＢの＋Ｙ側の端面及び−Ｘ側端面には、ウエハテーブルＷＴＢと同様の反射面１９ａ及び反射面１９ｂが形成されている（図１１参照）。
【００９０】
本実施形態に係る露光装置１００では、図１１及び図１２に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通る平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＶ上で、光軸ＡＸから−Ｙ側に所定距離隔てた位置に検出中心を有するプライマリアライメント系ＡＬ１が設けられている。プライマリアライメント系ＡＬ１は、不図示のメインフレームの下面に固定されている。図１２に示されるように、プライマリアライメント系ＡＬ１を挟んで、Ｘ軸方向の一側と他側には、基準軸ＬＶに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2と、ＡＬ２3，ＡＬ２4とがそれぞれ設けられている。セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4は、不図示の可動式の支持部材を介してメインフレーム（不図示）の下面に固定されており、駆動機構６０1〜６０4（図１４参照）により、Ｘ軸方向に関してこれらの検出領域の相対位置が調整可能となっている。なお、図１１等に示されるプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を通るＸ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＡは、後述するＸ干渉計１６Ｘ２からの測長ビームＢＸ２の光軸に一致している。
【００９１】
本実施形態では、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれとして、例えば画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれからの撮像信号は、不図示の信号処理系を介して主制御装置２０に供給される。
【００９２】
次に、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴの位置情報を計測する干渉計システム１１８（図１４参照）の構成等について説明する。
【００９３】
干渉計システム１１８は、図１０及び図１５に示されるように、ウエハステージＷＳＴの位置計測用のＹ干渉計１６Ｙ、Ｘ干渉計１６Ｘ１，１６Ｘ２，１６Ｘ３、及びＺ干渉計１６Ｚ、並びに計測ステージＭＳＴの位置計測用のＹ干渉計１８Ｙ及びＸ干渉計１８Ｘ等を含む。
【００９４】
Ｙ干渉計１６Ｙは、図１０に示されるように、基準軸ＬＶに関して対称な一対の測長ビームＢＹ1，ＢＹ2を含むＹ軸に平行な少なくとも３本の測長ビームを、ウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａに照射する。そして、Ｙ干渉計１６Ｙは、それぞれの測長ビームの反射光を受光して、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＹ軸方向、θｚ方向、及びθｘ方向の位置情報を計測する。
【００９５】
Ｘ干渉計１６Ｘ１は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（本実施形態では前述の露光領域ＩＡの中心とも一致）を通りかつＸ軸と平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＨ（図１１等参照）に関して対称な一対の測長ビームＢＸ１1，ＢＸ１2を含むＸ軸に平行な少なくとも３本の測長ビームを、反射面１７ｂに照射する。そして、Ｘ干渉計１６Ｘ１は、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸ軸方向、θｚ方向、及びθｙ方向の位置情報を計測する。
【００９６】
Ｘ干渉計１６Ｘ２、１６Ｘ３は、それぞれ、測長ビームＢＸ２、ＢＸ３を含むＸ軸に平行な少なくとも各１本の測長ビームを、反射面１７ｂに照射し、それぞれの反射光を受光してウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸ軸方向の位置情報を計測する。
【００９７】
Ｚ干渉計１６Ｚは、反射面１７ｃに２本の測長ビームＢＺ1，ＢＺ2を照射し、それぞれの反射光を受光してウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＺ位置を計測する。
【００９８】
Ｙ干渉計１８Ｙ、及びＸ干渉計１８Ｘは、図１０に示されるように、それぞれ、計測テーブルＭＴＢの反射面１９ａ，１９ｂに測長ビームを照射して、それぞれの反射光を受光することにより、計測ステージＭＳＴの少なくともＸＹ平面内の３自由度方向に関する位置情報を計測する。
【００９９】
干渉計システム１１８の上記各干渉計の計測情報は、主制御装置２０に供給されている（図１５参照）。なお、干渉計システム１１８の構成の詳細は、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示されている。
【０１００】
本実施形態に係る露光装置１００では、ウエハステージＷＳＴの位置制御に用いられるウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、主として、後述するエンコーダシステムを用いて計測される。干渉計システム１１８で計測されるウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置情報は、ウエハステージＷＳＴがエンコーダシステムの計測領域外（例えば、図１１に示されるアンローディングポジションＵＰ又はローディングポジションＬＰ付近）に位置する際に、ウエハステージＷＳＴの位置制御に用いられる。また、干渉計システム１１８で計測されるウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置情報は、エンコーダシステムの計測情報（計測結果）の長期的変動（例えばスケールの経時的な変形などによる）を補正（較正）する場合、あるいはエンコーダシステムの出力異常時のバックアップ用などとして補助的に使用される。勿論、干渉計システム１１８とエンコーダシステムとを併用して、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の位置を制御することとしても良い。
【０１０１】
次に、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を計測するエンコーダシステム１５０（図１４及び図１５参照）の構成等について説明する。
【０１０２】
露光装置１００では、図１１に示されるように、投影ユニットＰＵ（ノズルユニット３２）の＋Ｘ側、−Ｘ側に、一対のヘッド部６２Ａ、６２Ｃが、それぞれ配置されている。また、ヘッド部６２Ｃ、６２Ａそれぞれの−Ｙ側でかつアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4とほぼ同一のＹ位置に、ヘッド部６２Ｅ、６２Ｆが、それぞれ配置されている。ヘッド部６２Ａ，６２Ｃ，６２Ｅ及び６２Ｆは、後述するように、それぞれ複数のヘッドを含み、これらのヘッドが、支持部材を介して、メインフレーム（不図示）に吊り下げ状態で固定されている。なお、図１１において、符号ＵＰは、ウエハステージＷＳＴ上にある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。
【０１０３】
ヘッド部６２Ａ、６２Ｃは、図１２に示されるように、各４つの２軸ヘッド６５1〜６５4，６４1〜６４4を備えている。２軸ヘッド６５1〜６５4の筐体の内部には、Ｘ軸方向を計測方向とするＸヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4と、Ｙ軸方向を計測方向とするＹヘッド６５Ｙ1〜６５Ｙ4とが収容されている。同様に、２軸ヘッド６４1〜６４4の筐体の内部には、Ｘヘッド６４Ｘ1〜６４Ｘ4と、Ｙヘッド６４Ｙ1〜６４Ｙ4とが収容されている。Ｘヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4，６４Ｘ1〜６４Ｘ4（より正確には、Ｘヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4，６４Ｘ1〜６４Ｘ4が発する計測ビームのスケール３９1、３９2上の照射点）は、基準軸ＬＨ上に、所定間隔ＷＤ（図１１参照）で配置されている。また、Ｙヘッド６５Ｙ1〜６５Ｙ4，６４Ｙ1〜６４Ｙ4（より正確には、Ｙヘッド６５Ｙ1〜６５Ｙ4，６４Ｙ1〜６４Ｙ4が発する計測ビームのスケール３９1、３９2上の照射点）は、基準軸ＬＨに平行であり且つ基準軸ＬＨから−Ｙ側に所定距離離間する直線ＬＨ１上に、対応するＸヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4，６４Ｘ1〜６４Ｘ4と同じＸ位置に、配置されている。以下では、必要に応じて、Ｘヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4，６４Ｘ1〜６４Ｘ4、及びＹヘッド６５Ｙ1〜６５Ｙ4，６４Ｙ1〜６４Ｙ4を、それぞれ、Ｘヘッド６５Ｘ，６４Ｘ、及びＹヘッド６５Ｙ，６４Ｙとも表記する。
【０１０４】
ここで、Ｘヘッド６５Ｘ，６４Ｘ、及びＹヘッド６５Ｙ，６４Ｙのそれぞれとして、一例として、米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示されている回折干渉型のエンコーダヘッドが用いられている。この種のエンコーダヘッドでは、２つの計測ビームを対応するスケール３９1又は３９2に照射し、その２つの計測ビームのスケール（２次元グレーティング）からの戻り光（回折光）を１つの干渉光に合成して受光し、この干渉光の強度を光検出器で検出し、その干渉光の強度変化に基づいて、スケールの計測方向（回折格子の周期方向）の変位を計測する。
【０１０５】
ヘッド部６２Ａ，６２Ｃは、スケール３９1，３９2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸方向の位置（Ｘ位置）を計測する多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ａｘ，７０Ｃｘ、及びＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは４眼）のＹリニアエンコーダ７０Ａｙ，７０Ｃｙ（図１５参照）を構成する。そして、Ｘリニアエンコーダ７０ＡｘとＹリニアエンコーダ７０Ａｙとによって、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは４眼）の２次元（２Ｄ）エンコーダ７０Ａが構成されている（図１５参照）。同様に、Ｘリニアエンコーダ７０ＣｘとＹリニアエンコーダ７０Ｃｙとによって、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは４眼）の２次元（２Ｄ）エンコーダ７０Ｃが構成されている（図１５参照）。
【０１０６】
なお、以下では、Ｘリニアエンコーダを、適宜、「エンコーダ」と略称する。同様に、Ｙリニアエンコーダを、適宜、「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」と略称する。同様に、２Ｄエンコーダを、適宜、エンコーダと略称する。
【０１０７】
ここで、ヘッド部６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える４つのＸヘッド６５Ｘ，６４Ｘ（より正確には、Ｘヘッド６５Ｘ，６４Ｘが発する計測ビームのスケール上の照射点）及び４つのＹヘッド６５Ｙ，６４Ｙ（より正確には、Ｙヘッド６５Ｙ，６４Ｙが発する計測ビームのスケール上の照射点）のＸ軸方向の間隔ＷＤは、スケール３９1，３９2のＸ軸方向の幅より狭く設定されている。従って、露光の際などには、それぞれ４つのＸヘッド６５Ｘ，６４Ｘ，Ｙヘッド６５Ｙ，６４Ｙのうち、少なくとも各１つのヘッドが、常に、対応するスケール３９1，３９2に対向する（計測ビームを照射する）。ここで、スケールの幅とは、回折格子（又はこの形成領域）の幅、より正確にはヘッドによる位置計測が可能な範囲を指す。
【０１０８】
ヘッド部６２Ｆ、６２Ｅは、図１２に示されるように、各３つの２軸ヘッド６８1〜６８3，６７1〜６７3を備えている。２軸ヘッド６８1〜６８3の筐体の内部には、２軸ヘッド６５1〜６５4等と同様に、Ｘヘッド６８Ｘ1〜６８Ｘ3と、Ｙヘッド６８Ｙ1〜６８Ｙ3とが収容されている。同様に、２軸ヘッド６７1〜６７3の筐体の内部には、Ｘヘッド６７Ｘ1〜６７Ｘ3と、Ｙヘッド６７Ｙ1〜６７Ｙ3とが収容されている。
【０１０９】
Ｘヘッド６８Ｘ1〜６８Ｘ3，６７Ｘ1〜６７Ｘ3（より正確には、６８Ｘ1〜６８Ｘ3，６７Ｘ1〜６７Ｘ3が発する計測ビームのスケール３９1、３９2上の照射点）は、基準軸ＬＡに沿って所定間隔ＷＤ（図１１参照）で配置されている。Ｙヘッド６８Ｙ1〜６８Ｙ3，６７Ｙ1〜６７Ｙ3（より正確には、６８Ｙ1〜６８Ｙ3，６７Ｙ1〜６７Ｙ3が発する計測ビームのスケール３９1、３９2上の照射点）は、基準軸ＬＡに平行であり且つ基準軸ＬＡから−Ｙ側に離間する直線ＬＡ１上に、対応するＸヘッド６８Ｘ1〜６８Ｘ3，６７Ｘ1〜６７Ｘ3と同じＸ位置に、配置されている。以下では、必要に応じて、２軸ヘッド６８1〜６８3，６７1〜６７3、Ｘヘッド６８Ｘ1〜６８Ｘ3，６７Ｘ1〜６７Ｘ3、及びＹヘッド６８Ｙ1〜６８Ｙ3，６７Ｙ1〜６７Ｙ3を、それぞれ、２軸ヘッド６８，６７、Ｘヘッド６８Ｘ，６７Ｘ、及びＹヘッド６８Ｙ，６７Ｙとも表記する。ここで、Ｘヘッド６８Ｘ，６７Ｘ、及びＹヘッド６８Ｙ，６７Ｙのそれぞれとしても、一例として前述の米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示されている回折干渉型のエンコーダヘッドが用いられる。
【０１１０】
ヘッド部６２Ｆ、６２Ｅは、スケール３９1，３９2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸方向の位置（Ｘ位置）を計測する多眼（ここでは３眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｆｘ，７０Ｅｘ、及びＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは３眼）のＹリニアエンコーダ７０Ｆｙ，７０Ｅｙ（図１５参照）を構成する。そして、Ｘリニアエンコーダ７０ＦｘとＹリニアエンコーダ７０Ｆｙとによって、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは４眼）の２次元（２Ｄ）エンコーダ７０Ｆが構成される（図１５参照）。同様に、Ｘリニアエンコーダ７０ＥｘとＹリニアエンコーダ７０Ｅｙとによって、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは４眼）の２次元（２Ｄ）エンコーダ７０Ｅが構成される（図１５参照）。
【０１１１】
ここで、ヘッド部６２Ｆ、６２Ｅがそれぞれ備える３つのＸヘッド６８Ｘ，６７Ｘ（より正確には、Ｘヘッド６８Ｘ，６７Ｘが発する計測ビームのスケール上の照射点）及び３つのＹヘッド６８Ｙ，６７Ｙ（より正確には、Ｙヘッド６８Ｙ，６７Ｙが発する計測ビームのスケール上の照射点）のＸ軸方向の間隔ＷＤは、スケール３９1，３９2のＸ軸方向の幅より僅かに狭く設定されている。従って、アライメント計測の際などには、それぞれ３つのＸヘッド６８Ｘ，６７Ｘ，Ｙヘッド６８Ｙ，６７Ｙのうち、少なくとも１つのヘッドが対応するスケール３９1，３９2に対向する（計測ビームを照射する）。
【０１１２】
例えば、露光時などには、上述のエンコーダ７０Ａｘ，７０Ａｙ，７０Ｃｘ，７０Ｃｙによる計測情報（エンコーダ７０Ａ，７０Ｃによって計測されたウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報）が、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、これらの位置情報（計測結果）のうち、例えばエンコーダ７０Ａ，７０Ｃのいずれかで計測されたＸ位置の情報と、エンコーダ７０Ａ，７０Ｃでそれぞれ計測されたＹ位置の情報とを用いて、例えば米国特許出願公開第２０１１／００５１１０８号明細書などに開示されるような演算を行ってウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。
【０１１３】
また、ウエハアライメント時などには、エンコーダ７０Ｅｘ，７０Ｅｙ，７０Ｆｘ，７０Ｆｙによる計測情報（エンコーダ７０Ｅ，７０Ｆによって計測されたウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸及びＹ軸方向に関する位置情報）が、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、これらの位置情報（計測結果）を用いて、上記と同様にウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。
【０１１４】
また、本実施形態では、セカンダリアライメント系のベースライン計測時などに、セカンダリアライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２4にＸ軸方向で隣接する２軸ヘッド６７3、６８1のＹヘッド６７Ｙ3，６８Ｙ1が、ＦＤバー４６の一対の基準格子５２とそれぞれ対向し、この一対の基準格子５２と対向するＹヘッド６７Ｙ3，６８Ｙ1によって、ＦＤバー４６のＹ位置が、それぞれの基準格子５２の位置で計測される。以下では、一対の基準格子５２にそれぞれ対向するＹヘッド６７Ｙ3，６８Ｙ1によって構成されるエンコーダをＹリニアエンコーダ（適宜、「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」とも略述する）７０Ｇ，７０Ｈ（図１５参照）と呼ぶ。なお、Ｙエンコーダ７０Ｇ，７０Ｈは、エンコーダ７０Ｆ、７０Ｅを構成する一部のＹヘッド６７Ｙ3，６８Ｙ1が、一対の基準格子５２に対向することで、Ｙリニアエンコーダが構成されることから、このように呼んでいるものである。以下においても、便宜上、ＸＹエンコーダ７０Ｆ，７０Ｅの他に、Ｙエンコーダ７０Ｇ，７０Ｈが存在するものとして説明を行う。
【０１１５】
上述した各エンコーダによる計測情報は、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、エンコーダ７０Ａ及び７０Ｃ、又は７０Ｅ及び７０Ｆによる計測情報に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置（θｚ方向の回転（ヨーイング）を含む）を制御するとともに、Ｙエンコーダ７０Ｇ及び７０Ｈの計測値に基づいて、ＦＤバー４６（計測ステージＭＳＴ）のθｚ方向の位置（ヨーイング）を制御する。
【０１１６】
また、図示は省略されているが、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に駆動する際、ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するＸヘッド６５Ｘ、６４Ｘ及びＹヘッド６５Ｙ、６４Ｙを、隣のＸヘッド６５Ｘ、６４Ｘ及びＹヘッド６５Ｙ、６４Ｙに順次切り換える。すなわち、このＸヘッド及びＹヘッドの切り換え（つなぎ）を円滑に行うために、前述の如く、ヘッド部６２Ａ，６２Ｃに含まれる隣接するＸヘッド及びＹヘッドの間隔ＷＤが、スケール３９1，３９2のＸ軸方向の幅よりも狭く設定されている。
【０１１７】
さらに、本実施形態の露光装置１００では、図１１及び図１３に示されるように、照射系９０ａ及び受光系９０ｂから成る多点焦点位置検出系（以下、「多点ＡＦ系」と略述する）が設けられている。多点ＡＦ系としては、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成（斜入射方式）が採用されている。本実施形態では、一例として、前述のヘッド部６２Ｅの−Ｘ端部の＋Ｙ側に照射系９０ａが配置され、これに対峙する状態で、前述のヘッド部６２Ｆの＋Ｘ端部の＋Ｙ側に受光系９０ｂが配置されている。なお、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）は、メインフレーム（不図示）の下面に固定されている。
【０１１８】
図１１及び図１３では、それぞれ検出ビームが照射される複数の検出点が、個別に図示されず、照射系９０ａ及び受光系９０ｂの間でＸ軸方向に延びる細長い検出領域（ビーム領域）ＡＦとして示されている。検出領域ＡＦは、Ｘ軸方向の長さがウエハＷの直径と同程度に設定されているので、ウエハＷをＹ軸方向に１回スキャンするだけで、ウエハＷのほぼ全面でＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を計測できる。
【０１１９】
図１３に示されるように、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の検出領域ＡＦの両端部近傍に、基準軸ＬＶに関して対称な配置で、面位置計測システム１８０（図１４参照）の一部を構成する各一対のＺ位置計測センサのヘッド（以下、「Ｚヘッド」と略述する）７２ａ，７２ｂ、及び７２ｃ，７２ｄが設けられている。これらのＺヘッド７２ａ〜７２ｄは、不図示のメインフレームの下面に固定されている。
【０１２０】
さらに、前述のヘッド部６２Ａ、６２Ｃは、図１３に示されるように、各４つのＺヘッド７６1〜７６4，７４1〜７４4を備えている。ここで、Ｚヘッド７６1〜７６4，７４1〜７４4は、基準軸ＬＨに平行であり且つ基準軸ＬＨから＋Ｙ側に離間する直線ＬＨ２上に、対応するＸヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ4，６４Ｘ1〜６４Ｘ4と同じＸ位置に、配置されている。以下では、必要に応じて、Ｚヘッド７６1〜７６4，７４1〜７４4を、Ｚヘッド７６，７４とも表記する。
【０１２１】
Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ、及びＺヘッド７６1〜７６4，７４1〜７４4のそれぞれとしては、例えば、ＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップと同様の光学式変位センサのヘッドが用いられる。Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ、及びＺヘッド７６1〜７６4，７４1〜７４4のそれぞれは、ウエハテーブルＷＴＢに対し上方から計測ビームを照射し、この反射光を受光して、照射点におけるウエハテーブルＷＴＢの面位置を計測する。なお、本実施形態では、Ｚヘッドの計測ビームは、前述のスケール３９1，３９2を構成する反射型回折格子によって反射される構成を採用している。
【０１２２】
Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４4，７６1〜７６4は、図１５に示されるように、信号処理・選択装置１７０を介して主制御装置２０に接続されており、主制御装置２０は、信号処理・選択装置１７０を介してＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４4，７６1〜７６4の中から任意のＺヘッドを選択して作動状態とし、この作動状態としたＺヘッドで検出した面位置情報を選択装置１７０を介して受け取る。本実施形態では、Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４1〜７４4，７６1〜７６4と、信号処理・選択装置１７０とを含んでウエハステージＷＳＴのＺ軸方向及びＸＹ平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する面位置計測システム１８０が構成されている。
【０１２３】
本実施形態では、主制御装置２０は、面位置計測システム１８０（図１４参照）を用いて、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク領域、すなわち露光及びアライメント計測のためにウエハステージＷＳＴが移動する領域において、その２自由度方向（Ｚ軸方向及びθｙ方向）に関する位置情報を計測する。
【０１２４】
主制御装置２０は、露光時には、少なくとも各１つのＺヘッド７６j，７４i（ｊ，ｉは１〜４のいずれか）の計測値を用いて、ウエハテーブルＷＴＢの表面上の基準点（例えばウエハテーブルＷＴＢの上面と投影光学系ＰＬの光軸ＡＸとの交点）における、ウエハステージＷＳＴの高さＺ０とローリングθｙを、例えば米国特許出願第２０１１／００５１１０８号明細書などに開示される演算により算出する。ただし、θｘ方向に関する位置情報（ピッチング量）θｘは、別のセンサシステム（本実施形態では干渉計システム１１８）の計測結果を用いる。
【０１２５】
主制御装置２０は、ウエハＷ表面のＺ軸方向に関する位置情報（面位置情報）の検出（以下、フォーカスマッピングと呼ぶ）時には、スケール３９1，３９2に対向する４つのＺヘッド７２ａ〜７２ｄの計測値を用いて、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の複数の検出点の中心におけるウエハテーブルＷＴＢの高さＺ０とローリングθｙを、例えば米国特許出願第２０１１／００５１１０８号明細書などに開示される演算により算出する。なお、先と同様に、θｘ方向に関する位置情報（ピッチング量）θｘは、別のセンサシステム（本実施形態では干渉計システム１１８）の計測結果を用いる。
【０１２６】
ところで、ＥＩコアは、コアと磁性体部材とのギャップに応じて、その発生する吸引力が変動する。従って、本実施形態では、微動ステージ８３と粗動ステージ８２との相対位置（相対姿勢を含む）の変動によって、二対のＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２のそれぞれが発生する吸引力が変動することになる。そのため、ＥＩコアが発生する吸引力（駆動力）を高精度に制御するためには、コアと磁性体部材とのギャップを直接的または間接的に計測する必要がある。そこで、本実施形態に係る露光装置１００には、粗動ステージ８２と微動ステージ８３との相対位置を計測する相対位置計測系２１０（図１４及び図１５参照）が設けられている。また、相対位置計測系２１０と、ステージ位置計測系２００とによって、計測システム３００が構成されている（図１４及び図１５参照）。
【０１２７】
相対位置計測系２１０は、前述の４つのＥＩコアＭｃ１，Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のうち、ＥＩコアＭｃ１，ＭＣ３の少なくとも一方に設けられたギャップセンサ２１２１と、ＥＩコアＭｃ２，ＭＣ４の少なくとも一方に設けられたギャップセンサ２１２２と、３つのＺ・チルト駆動機構２８のそれぞれに設けられたセンサ２１４とを含む（図１５参照）。本実施形態では、相対位置計測系２１０は、一対のボイスコイルモータＭｂのそれぞれに設けられた粗動ステージ８２と微動ステージ８３との相対位置を計測する一対のセンサ２１６をもさらに含む。
【０１２８】
ギャップセンサ２１２１，２１２２としては、例えば、静電容量センサが用いられる。ＥＩコアＭｃ１、ＭＣ３の少なくとも一方に設けられたギャップセンサ２１２１により、ＥＩコアＭｃ１、ＭＣ３の少なくとも一方を構成するコアＴＵｃ０と磁性体部材ＭＵｃとの間の軸ＬＣ１に平行な方向に関するギャップが計測される。一方、ＥＩコアＭｃ２、ＭＣ４の少なくとも一方に設けられたギャップセンサ２１２２により、ＥＩコアＭｃ２、ＭＣ４の少なくとも一方を構成するコアＴＵｃ０と磁性体部材ＭＵｃとの間の軸ＬＣ２に平行な方向に関するギャップが計測される。これらの計測結果は主制御装置２０に供給され（図１５参照）、主制御装置２０によって、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）の粗動ステージ８２に対するＸ軸方向及びＹ軸方向に関する相対位置が求められる。
【０１２９】
ここで、ギャップセンサ２１２１，２１２２の少なくとも一方に代えて、コアＴＵｃ０と磁性体部材ＭＵｃとの間の上記ギャップ（離間距離）に関連する物理量を計測することで、そのギャップを間接的に計測する各種のセンサを用いても良い。例えば、ＥＩコアＭｃｎ（ｎ＝１，２，３，４）で発生した磁気吸引力を計測する磁気センサなどを用いることができる。
【０１３０】
３つのセンサ２１４として、例えば、エンコーダが用いられる。３つのセンサ２１４は、それぞれが設けられたＺ・チルト駆動機構２８の３つのアクチュエータ２８ａ〜２８ｃの固定子と可動子との相対位置を計測する。前述の通り、アクチュエータ２８ａ〜２８ｃの固定子は粗動ステージ８２に、可動子は微動ステージ８３に固定されているので、センサ２１４の計測結果により粗動ステージ８２と微動ステージ８３との位置関係を知ることができる。これらの計測結果は主制御装置２０に供給され（図１４参照）、主制御装置２０によって、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）の粗動ステージ８２に対するＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向に関する相対位置が求められる。この場合も、センサ２１４に代えて、粗動ステージ８２と微動ステージ８３とのギャップ（離間距離）を直接計測するギャップセンサを用いても良い。
【０１３１】
センサ２１６としては、エンコーダを用いることができる。エンコーダは、一対のボイスコイルモータＭｂのそれぞれを構成する固定子部８５ａと可動子部８３ｂと間のＹ軸方向の相対位置を計測する。この一対のエンコーダの計測結果は主制御装置２０に供給され（図１５参照）、主制御装置２０により、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）の粗動ステージ８２に対するθｚ方向に関する相対位置が求められる。センサ２１６として、エンコーダに加えて、ギャップセンサを設けても良い。この場合、ギャップセンサは、一対のボイスコイルモータＭｂのそれぞれを構成する固定子部８５ａと可動子部８３ｂとの間のＸ軸方向のギャップを計測する。この場合も、ギャップセンサに代えて、上記ギャップ（離間距離）に関連する物理量を計測するセンサを用いても良い。
【０１３２】
図１４には、露光装置１００の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置２０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置２０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、露光装置１００の構成各部を統括制御する。なお、図１４においては、前述した照度むらセンサ９４、空間像計測器９６及び波面収差計測器９８など、計測ステージＭＳＴに設けられた各種センサが、纏めてセンサ群９９として示されている。また、図１５には、図１４の構成部分のうち、ステージ装置５０の構成各部の詳細構成例が示されている。
【０１３３】
上述のようにして構成された本実施形態に係る露光装置では、例えば米国特許出願公開第２００９／０２６８１７８号明細書の第２の実施形態に開示される露光装置と同様に、大略以下の手順に従って、ウエハステージＷＳＴを用いた通常のシーケンスの処理が、主制御装置２０によって実行される。
【０１３４】
具体的には、ステップ・アンド・スキャン方式のウエハＷの露光終了後、ウエハステージＷＳＴのアンローディングポジションＵＰに向けての移動が開始される。この移動の途中で、露光中は互いに離れていたウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとが、接触あるいは例えば３００μｍ程度の離間距離を挟んで近接する状態に移行する。ここで、計測テーブルＭＴＢ上のＦＤバー４６の−Ｙ側の端面とウエハテーブルＷＴＢの＋Ｙ側の端面とが接触あるいは近接する。ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとが、接触あるいは近接した状態で、ともに−Ｙ方向に移動することにより、投影ユニットＰＵの下に形成されていた液浸領域１４が、計測ステージＭＳＴ上に移動する。その後、ウエハステージＷＳＴは、計測ステージＭＳＴとの接触あるいは近接した状態を解除し、アンローディングポジションＵＰに向かって移動する。
【０１３５】
ウエハステージＷＳＴのアンローディングポジションＵＰに向けての移動の途中で、エンコーダシステム１５０の計測結果に基づくウエハステージＷＳＴの駆動（位置制御）が不可能になる直前に、主制御装置２０は、干渉計システム１１８の計測結果に基づくウエハステージＷＳＴの駆動（位置制御）に切り換える。ここで、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する位置計測には、Ｘ干渉計１６Ｘ３が使用される。
【０１３６】
ウエハステージＷＳＴのアンローディングポジションＵＰに移動後、ウエハテーブルＷＴＢ上のウエハＷのアンロードが行われる。そして、ウエハステージＷＳＴのローディングポジションＬＰへの移動及びウエハテーブルＷＴＢ上への次のウエハＷをロードが行われる。
【０１３７】
上記のウエハテーブルＷＴＢ上のウエハ交換動作と並行して、計測ステージＭＳＴに支持されたＦＤバー４６のＸＹ平面内での位置調整と、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン計測とが行われる。ここで、ＦＤバー４６のθｚ方向の位置（回転）情報を計測するために、前述のＹエンコーダ７０Ｇ，７０Ｈが使用される。
【０１３８】
次に、ウエハステージＷＳＴが駆動され、計測プレート３０上の基準マークＦＭがプライマリアライメント系ＡＬ１の検出視野内に位置決めされ、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースライン計測の前半の処理が行われる。このとき、２つのＸヘッド及び２つのＹヘッドが、それぞれスケール３９1，３９2に対向し、ウエハステージＷＳＴの駆動（位置制御）に用いられる計測系が、干渉計システム１１８からエンコーダシステム１５０（エンコーダ７０Ｅ，７０Ｆ）に切り換えられる。
【０１３９】
その後、プライマリアライメント系ＡＬ１とセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いたウエハアライメント（ＥＧＡ）が実行される。
【０１４０】
本実施形態では、ウエハアライメントを開始するまでに、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとは接触又は近接した状態へ移行している。ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとは接触又は近接した状態で、＋Ｙ方向への移動が開始され、その移動の途中で、液浸領域１４の液体Ｌｑは、計測テーブルＭＴＢ上からウエハテーブルＷＴＢ上に移動する。
【０１４１】
上述のウエハアライメント（ＥＧＡ）と並行して、フォーカスマッピングが行われる。また、ウエハアライメント及びフォーカスマッピングの進行に伴い、ウエハステージＷＳＴが所定の位置に来たとき、空間像計測装置４５Ａ、４５Ｂを用いてウエハテーブルＷＴＢのＸＹ位置に対するレチクル上マークの投影像の強度分布を計測する処理（すなわち、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースライン計測の後半の処理）が行われる。この結果と、前述のプライマリアライメント系ＡＬ１のベースライン計測の前半の処理の結果とに基づいて、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインが求められる。
【０１４２】
以上の作業が終了後、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとは接触又は近接した状態が解除され、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、ウエハＷ上にレチクルパターンが転写される。以降、同様の動作が繰り返し実行される。
【０１４３】
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光は、前述のウエハアライメント（例えばＥＧＡ）等の結果に基づいて、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を移動するショット間ステッピングと、各ショット領域に対してレチクルＲに形成されたパターンを走査露光方式で転写する前述の走査露光と、を繰り返すことにより行われる。
【０１４４】
本実施形態では、主制御装置２０は、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷを露光する際に、エンコーダシステム１５０を構成する複数のＸヘッド６５Ｘ、６４Ｘ及びＹヘッド６５Ｙ、６４Ｙのうち、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って、スケール３９1，３９2に対向するＸヘッド、Ｙヘッド、及び面位置計測システム１８０を構成する複数のＺヘッド７６、７４のうち、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って、スケール３９1，３９2に対向するＺヘッド（及びＺ干渉計１６Ｚ）を用いて、前述の如く、ウエハテーブルＷＴＢの５自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、θｚ、Ｚ軸及びθｙの各方向）に関する位置情報を計測する。また、主制御装置２０は、前述のＹ干渉計１６を用いて、ウエハテーブル（ウエハステージＷＳＴ）のθｘ方向の位置情報（ピッチング量）を計測する。主制御装置２０は、上記のウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置情報（計測結果）に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢを６自由度方向に駆動する。その際、主制御装置２０は、事前にフォーカスマッピングで得られた情報、すなわちウエハＷの多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の各検出点における面位置情報を、左計測点（Ｚヘッド７２ａ、７２ｂの計測点の中心点）の面位置と右計測点（Ｚヘッド７２ｃ、７２ｄの計測点の中心点）の面位置とを結ぶ直線を基準とする面位置データに換算した換算データと、上記のスケール３９1，３９2に対向するＺヘッド７６、７４で計測されるウエハテーブルＷＴＢのＺ位置とＸＹ平面に対する傾斜（主としてθｙ回転）とに基づいて、露光中、投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内にウエハＷ表面の照明光ＩＬが照射される部分（露光領域ＩＡに対応する領域部分）を一致させるためのウエハテーブルＷＴＢのＺ軸方向、θｙ方向（及びθｘ方向）の位置の制御（ウエハＷのフォーカス・レベリング制御）を行う。
【０１４５】
本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光におけるウエハステージＷＳＴの移動経路は、ウエハＷのショットマップ（ショット領域のサイズ及び配置）に応じて一意に定められている。図１６には、一例として、２６個のショット領域Ｓｍ（ｍ＝１〜２６）を有するウエハＷに対する上記露光におけるウエハステージＷＳＴの移動経路が示されている。この移動経路は、露光中心（露光領域ＩＡの中心）の開始位置Ｂから終了位置Ｅまでの移動経路（以下、移動経路ＢＥと呼ぶ）である。ステップ・アンド・スキャン方式の露光において、露光中心は、開始位置Ｂから、移動経路ＢＥに沿って、終了位置Ｅまで、停止することなく、ウエハＷに対して移動する。なお、実際には、露光中心が固定で、ウエハＷが、移動経路ＢＥとは、逆の経路に沿って移動するが、ここでは、説明を分かり易くする等のため、露光中心が移動経路ＢＥに沿ってウエハＷ上を移動するものとしている。
【０１４６】
図１６中に実線で示されるＹ軸に平行な直線区間では、それぞれのショット領域を走査露光するために、ウエハステージＷＳＴは等速で駆動（走査駆動）される。また、直線区間を繋ぐ破線で示される曲線区間では、あるショット領域Ｓｍに対する走査露光が終了し、次のショット領域Ｓｍ＋１に対する走査露光を開始するために、ウエハステージＷＳＴは非走査方向（Ｘ軸方向）にステッピング（ステップ駆動）される。このステッピングと並行して、ウエハステージＷＳＴは、走査方向に関して速度ゼロまで減速され、さらに逆向きに加速される。
【０１４７】
ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作に際し、主制御装置２０は、平面モータＭａを用いて粗動ステージ８２を駆動するとともに、レチクルステージＲＳＴと同期駆動するために高い制御性能が必要となる走査露光時には、一対のボイスコイルモータＭｂを用いて微動ステージ８３を微小駆動する。一方、微動ステージ８３の高い制御性能は必要としないが、高い（大きな）駆動力を必要とするステッピング時には、ＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４の少なくとも１つを用いて、微動ステージ８３を微小駆動する。本実施例において、前述の軸Ｌｃ１，Ｌｃ２の方向は、ステッピング時におけるウエハステージＷＳＴの最大加速度方向に応じて設定されているので、大きな駆動力を発生することができるＥＩコアを用いて効率的に微動ステージ８３を駆動することができる。これにより、レチクルステージＲＳＴとの高い同期精度を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴの高速ステッピングが可能となる。
【０１４８】
上記のウエハＷのフォーカス・レベリング制御を行う際、各ショット領域の走査露光の開始に先立って、そのフォーカス・レベリング制御開始の制御遅れを回避するため、ステッピング中にウエハテーブルＷＴＢがＺ軸方向及び／又は傾斜方向に駆動されることがある。この場合、特にθｙ方向又はθｘ方向に駆動されると、微動ステージ８３の駆動（位置制御）に用いられるＥＩコア（ＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４の少なくとも１つ）のコアＴＵｃ０と磁性体部材ＭＵｃとのギャップが不均一（例えば、コアＴＵｃ０の上端と下端とで異なる）となる。このような場合、ＥＩコアが発生する吸引力を正確に予測しウエハテーブルＷＴＢを要求される精度で駆動することが困難になる。同様の状況は、微動ステージ８３と粗動ステージ８２との相対的なθｚ方向の回転によっても生じる。そこで、主制御装置２０は、例えば干渉計システム１１８によって計測されるウエハテーブルＷＴＢのθｘ方向、θｙ方向およびθｚ方向に関する位置情報と、前述の相対位置計測系２１０によって計測される微動ステージ８３と粗動ステージ８２との相対位置情報とに基づいて、微動ステージ８３の駆動に用いられるＥＩコアＭｃ（ＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４の少なくとも１つ）、及び平面モータＭａをそれぞれ介して微動ステージ８３及び粗動ステージ８２を、一緒に傾斜方向、すなわちθｙ方向、θｘ方向およびθｚ方向の少なくとも一方向に駆動する。これにより、微動ステージ８３と粗動ステージ８２とが相対的に傾斜することなく、制御に用いられるＥＩコアＭｃのコアＴＵｃ０と磁性体部材とのギャップを所定の位置関係（例えばコアの全面に対してほぼ均一）に維持することができる。ここで、所定の位置関係とは、ＥＩコアＭｃの制御が担保できる範囲を意味する。すなわち、ＥＩコアが発生する吸引力を正確に予測できる範囲のギャップに維持することができれば良く、常に完全な均一性を維持する必要はない。
【０１４９】
なお、ウエハＷのフォーカス・レベリング制御におけるθｙ方向、θｘ方向の駆動、およびθｚ方向の駆動量が、ＥＩコアＭｃの制御を担保できる範囲内で収まる場合には、必ずしも微動ステージ８３と粗動ステージ８２とを同期させて傾斜させなくても良い。
【０１５０】
主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをステップ駆動する際に、ＥＩコアＭｃとともに一対のボイスコイルモータＭｂを用いて微動ステージ８３を駆動しても良い。この場合、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴのステップ駆動が終了するのに先立って、ＥＩコアＭｃによる駆動力（吸引力）の発生を停止しても良い。このようにすると、ＥＩコアＭｃによる残存駆動力が、走査露光に悪影響を与えることを回避することが可能になる。ステップ駆動中に、ＥＩコアＭｃと一対のボイスコイルモータＭｂを併用する場合、ＥＩコアＭｃによる駆動力の発生が停止されるまでの期間ではその大部分でＥＩコアＭｃが、一対のボイスコイルモータＭｂよりも大きな駆動力を発生するのが好ましい。
【０１５１】
前述の通り、ＥＩコアが発生する吸引力を高精度に制御するためには、コアと磁性体部材とのギャップを計測し、計測されたギャップに応じて各電磁石ＴＵｃのコイルに流れる電流量を制御する必要がある。本実施形態において、主制御装置２０は、前述の相対位置計測系２１０のギャップセンサ２１２１、２１２２及びセンサ２１４等の計測結果に基づいて、各電磁石ＴＵｃのコイルに流れる電流量を制御する。これにより、電磁石ＴＵｃと磁性体部材ＭＵｃとの間のギャップに応じて駆動力（吸引力）を制御して、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）を精密駆動することが可能になる。ＥＩコアＭｃのキャップ制御については、例えば米国特許出願公開第２００５／０１６２８０２号明細書に開示されている。この米国特許出願公開明細書には、１つのＩコアを挟んで両側に配置された一対のＥコアを有するＥ−Ｉ−Ｅコア・アセンブリを例としてギャップ制御について開示されている。また、この明細書には、「ＥコアとＩコアとの間の相対位置を操作することによってオフセット・ギャップ制御は機能すること」、及び「租動ステージに取り付けられたアクチュエータ又は複数のアクチュエータは、位置操作を行うために使用しても良い。」ことなどが開示されている。また、この明細書には、「第１Ｅコア、第２Ｅコア、及びＩコア等の位置を計測するためのセンサ（干渉計でも、キャップセンサでも、光学センサでも良い）は、これらのエレメントを制御するために位置情報をコントローラに送っても良く、ひいては、これらのセンサは相対ギャップ距離の操作に用いても良い。」ことなども開示されている。上記米国特許出願公開第２００５／０１６２８０２号明細書に開示されているＥ−Ｉ−Ｅコア・アセンブリについてのギャップ制御の方法は、本実施形態に係るＥＩコアのギャップ制御にも適用することができる。
【０１５２】
主制御装置２０は、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）を走査駆動する際にも、走査駆動中の少なくとも一部で、一対のボイスコイルモータＭｂとともに、ＥＩコアＭｃを用いても良い。この場合、両者の併用期間中の大部分で一対のボイスコイルモータＭｂがＥＩコアＭｃよりも大きな駆動力を発生するように、主制御装置２０は、両者の駆動力を制御する。これにより、ＥＩコアの制御性能の低さが微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）の制御性に影響を与えることをほぼ確実に防止することができるとともに、補助的な駆動力を加えることで高速での走査駆動が可能になる。
【０１５３】
以上説明したように、本実施形態に係る露光装置１００及び該露光装置１００が備えるステージ装置５０によると、平面モータＭａによりウエハステージＷＳＴを構成する粗動ステージ８２がステージベース１３に対して駆動され、粗動ステージ８２のＸ軸方向の一側と他側のそれぞれに設けられた一対のボイスコイルモータＭｂと、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれに交差する軸Ｌｃ１，Ｌｃ２のそれぞれの一側と他側に設けられた二対のＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４とにより、微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）が粗動ステージ８２に対して駆動される。これにより、ウエハＷを保持するウエハテーブルＷＴＢをステージベース１３に対して精密に駆動することが可能となるとともに、ボイスコイルモータＭｂ及びＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４を粗動ステージ８２のスライダ部８２ａの上面にその外部にはみ出すこと無くコンパクトに配置することができ、ウエハステージの軽量化及び小型化を図ることが可能となる。
【０１５４】
また、本実施形態に係る露光装置１００によると、粗動ステージ８２の駆動源として平面モータＭａを採用し、これに併せて微動ステージ８３の駆動源として一対のボイスコイルモータＭｂ及びＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４を併用することした。そして、ＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４が発生する駆動力（吸引力）の方向（軸Ｌｃ１，Ｌｃ２に平行な方向）が、ステッピング時におけるウエハステージＷＳＴの最大加速度方向に応じて設定されている。これにより、主にステッピング時に必要となるＸ軸及びＹ軸それぞれに交差する方向の駆動力を効率的に発生することができ、ひいてはＥＩコアを軽量化することができる。更に、パターンの高い重ね合わせ精度を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴの高速ステッピングが可能となる。
【０１５５】
また、本実施形態の露光装置１００では、例えばウエハステージＷＳＴのステップ駆動時に、主制御装置２０は、ステージ位置計測系２００によって計測されるウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージ８３）の投影光学系ＰＬ及びこれを保持するメインフレームを基準とする位置情報に基づいて、微動ステージ駆動系３４を介してウエハテーブルＷＴＢを例えばθｘ及びθｙ方向のうちの少なくとも一方向に微小駆動する際、これと並行して、ウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージ８３）と粗動ステージ８２との所定の位置関係が維持されるように、相対位置計測系２１０によって計測されるウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージ８３）と粗動ステージ８２との相対位置情報に基づいて、平面モータＭａを介して粗動ステージ８２が、上記少なくとも一方向に微小駆動する。これにより、粗動ステージ８２と微動ステージ８３との間の相対姿勢の変化によるＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４の駆動性能（制御性能）の低下を招くことなく、ウエハを保持する微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）をステージベース１３に対して精密に駆動することが可能となる。
【０１５６】
また、本実施形態に係る露光装置１００によると、上述のウエハＷを保持する微動ステージ８３（ウエハテーブルＷＴＢ）の駆動により、高い重ね合わせ精度及び高いスループットでウエハＷ上の各ショット領域に、レチクルＲのパターンを高精度に形成することが可能となる。また、露光装置１００によると、液浸露光により高解像度の露光が行われる。
【０１５７】
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴが、微動ステージ８３の本体部８３ａの中心に関し軸Ｌｃ１に平行な方向の一側と他側に配置された一対のＥＩコアＭｃ１、ＭＣ３と、微動ステージ８３の中心に関し軸Ｌｃ２に平行な方向の一側と他側に配置された一対のＥＩコアＭｃ２、Ｍｃ４とを備える場合について説明した。しかし、これに限らず、一対のＥＩコアＭｃ１、ＭＣ３及び一対のＥＩコアＭｃ２、Ｍｃ４の一方のみが設けられていても良い。また、上記実施形態では、粗動ステージ８２と微動ステージ８３（より正確には本体部８３ａ）との間にＸ軸及びＹ軸方向の直交２軸方向の駆動力を作用させるボイスコイルモータＭｂが、微動ステージ８３（より正確には本体部８３ａ）を挟んでＸ軸方向の一側と他側に各１つ配置される場合について説明したが、これに限らず、ボイスコイルモータＭｂは、本体部８３ａを挟んでＸ軸方向の一側と他側にそれぞれ複数配置されていても良いし、本体部８３ａに１つのみ設けられていても良い。後者の場合には、微動ステージ８３が粗動ステージ８２に対してθｚ方向に不必要に回転するのを防止するための装置を設け、微動ステージ８３のθｚ方向の回転は、平面モータＭａによって行っても良い。
【０１５８】
また、上記実施形態では、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿った駆動力を粗動ステージ８２と微動ステージ８３との間に作用させる第１アクチュエータとしてローレンツ力（電磁力）駆動方式のボイスコイルモータＭｂが用いられ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに交差しＸＹ平面に平行な軸Ｌｃ１、Ｌｃ２に平行な方向に沿った駆動力を粗動ステージ８２と微動ステージ８３との間に作用させる第２アクチュエータとしてＥＩコアが用いられる場合について説明した。しかし、これに限らず、第１アクチュエータは第２アクチュエータよりも高精度であり、かつ第２アクチュエータは第１アクチュエータよりも高効率であれば、その他のアクチュエータの組み合わせであっても良い。例えば、第１アクチュエータはローレンツ力駆動方式以外の２次元リニアアクチュエータであっても良いし、第２アクチュエータは、磁気力以外の吸引力又は斥力を発生する１次元アクチュエータであっても良い。
【０１５９】
また、上記実施形態では、ウエハテーブルＷＴＢ（及び計測ステージＭＳＴ）の位置を計測するステージ位置計測系２００の他、粗動ステージ８２と微動ステージ８３との相対位置を計測する相対位置計測系２１０が設けられた場合について説明した。しかし、これに限らず、相対位置計測系に代えて、粗動ステージ８２の６自由度方向の位置を投影光学系ＰＬ又はこれを保持するメインフレームを基準として計測する粗動ステージ位置計測系を設けても良い。このようにすると、主制御装置２０は、ステージ位置計測系２００によって計測されるウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置の計測結果と粗動ステージ位置計測系によって計測される粗動ステージ８２の６自由度方向の位置の計測結果とに基づいて、ＥＩコアのコアと磁性体部材とのギャップを間接的に計測することができ、また、平面モータＭａを介して粗動ステージ８２を一緒に同方向に駆動することもできる。この場合、ギャップセンサ２１２１、２１２２を省略することができる。
【０１６０】
なお、上記実施形態において、ＥＩコアＭｃ１、Ｍｃ２、Ｍｃ３、Ｍｃ４のそれぞれのコアと磁性体部材とのギャップを、必要とされるギャップより、意識的に広めに設定しておいても良い。かかる場合、主制御装置２０は、例えばウエハステージＷＳＴのステップ駆動時に、ＥＩコアＭｃとボイスコイルモータＭｂとを併用するとともに、ステップ駆動の終了に先立って、一対のボイスコイルモータＭｂを用いて微動ステージ８３を中立位置に移動することとしても良い。この場合、ＥＩコアによる駆動力の発生を、その中立位置への移動終了後又はステップ駆動の終了後に停止しても良い。
【０１６１】
なお、上記実施形態では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向をそれぞれ計測方向とする３種の１次元ヘッド、すなわちＸヘッド、Ｙヘッド、及びＺヘッドを組み合わせて使用する場合について説明した。しかし、これら３種の１次元ヘッドに代えて、例えば、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の全てを計測方向とする３次元ヘッドを用いても良い。この３次元ヘッドを用いる場合、上述したＸヘッド６５Ｘ，６４Ｘに代えてこの３次元ヘッドを基準軸ＬＨ上に配置すれば良い。
【０１６２】
また、上記実施形態で説明したＸヘッドとＹヘッドとを１つの筐体に収容した２Ｄヘッド（２軸ヘッド）に代えて、同一の照射点にＸ方向計測用とＹ方向計測用の計測ビームを照射し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を計測方向とする２次元ヘッドを用いることもできる。この種の２次元ヘッドとしては、例えば米国特許出願公開第２００９／０２６８１７８号明細書などに開示されている３格子回折干渉型の２Ｄヘッドを用いることができる。上述したＸヘッド６５Ｘ，６４Ｘに代えてこの２Ｄヘッドを基準軸ＬＨ上に配置すれば良い。この場合、Ｙヘッドは設けなくても良い。
【０１６３】
また、上記実施形態におけるＸヘッドとＺヘッドとに代えて、Ｘ軸方向及びＺ軸方向を計測方向とする２次元ヘッドを用いても良い。この種の２次元ヘッドとしては、例えば米国特許第７,５６１,２８０号明細書に開示される変位計測センサヘッドを用いることができる。上述したＸヘッド６５Ｘ，６４Ｘに代えてこの２次元ヘッドを基準軸ＬＨ上に配置すれば良い。
【０１６４】
また、上記実施形態においては干渉計システムとエンコーダシステムとを併用した計測システムを説明したが、これに限られず、例えば前述の干渉計システム１１８を省略し、メインフレームを基準とするウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置情報を、そのエンコーダシステムのみによって計測することとしても良い。あるいは、計測システムを干渉計システムのみによって構成することも可能である。
【０１６５】
また、上記実施形態で説明したエンコーダシステムなどの各計測装置の構成は一例に過ぎないことは勿論である。例えば、上記実施形態では、ウエハテーブル（ウエハステージ）上に格子部を設け、これに対向してＸヘッド、Ｙヘッドをウエハステージの外部に配置する構成のエンコーダシステムを採用した場合について例示したが、これに限らず、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書などに開示されているように、ウエハステージにエンコーダヘッドを設け、これに対向してウエハステージの外部に格子部（例えば２次元格子又は２次元に配置された１次元の格子部）を配置する構成のエンコーダシステムを採用しても良い。この場合において、面位置計測システムのＺヘッドもウエハステージに設け、この格子部の面を、Ｚヘッドの計測ビームが照射される反射面としても良いし、あるいは上述の２Ｄヘッド又は３次元ヘッドを用いても良い。テーブル上にヘッドを配置するタイプであって、上述の３次元ヘッド又はＺ軸方向を計測方向として含む上記２次元ヘッドを含むエンコーダシステム用いる場合、前述の干渉計システム１１８に代えて、メインフレームを基準とするウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置情報を、そのエンコーダシステムによって計測することとしても良い。
【０１６６】
なお、例えば欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、米国特許第６,９５２,２５３号明細書、あるいは米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示される液浸露光装置にも、上記実施形態は適用することができる。また、これに限らず、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、上記実施形態を適用しても良い。
【０１６７】
また、上記実施形態では、露光装置が、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置である場合について説明したが、これに限らず、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上記実施形態を適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも上記実施形態を適用できる。また、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも上記実施形態は適用が可能である。
【０１６８】
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、この投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はこ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。
【０１６９】
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ2レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ2レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
【０１７０】
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、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させる光源を用いたＥＵＶ露光装置にも上記実施形態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、上記実施形態は適用できる。
【０１７１】
また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。
【０１７２】
また、例えば干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも上記実施形態を適用することができる。
【０１７３】
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも上記実施形態を適用することができる。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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上記実施形態を適用できる。
【０１７６】
半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態に係る露光装置（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）、及び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、上記実施形態に係る露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
【符号の説明】
【０１７７】
１０…照明系、１３…ステージベース、２０…主制御装置、２８…Ｚ・チルト駆動機構、２９…自重キャンセラ、５０…ステージ装置、５５ａ，５７ａ…Ｙコイル、５６ａ…Ｘコイル、５５ｂ，５６ｂ，５７ｂ…永久磁石、８２…粗動ステージ、８３…微動ステージ、８３ｂ…可動子部、８５ａ…固定子部、１００…露光装置、１１８…干渉計システム、２００…ステージ位置計測系、２１０…相対位置計測系、２１２１，２１２２…ギャップセンサ、２１４…センサ、２１６…センサ、３００…計測システム、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル、Ｍｂ…ボイスコイルモータ、Ｍｃ１，Ｍｃ２，Ｍｃ３，Ｍｃ４…ＥＩコア、ＭＵｃ…磁性体部材、ＴＵｃ…電磁石、ＭＵｂ…磁石ユニット、ＣＵｂ…コイルユニット、Ｍａ…平面モータ、ＣＵａ…コイルユニット、ＭＵａ…磁石ユニット、ＩＬ…照明光、Ｗ…ウエハ、ＰＬ…投影光学系、Ｒ…レチクル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、
互いに直交する第１軸及び第２軸を含む二次元平面に沿って前記ベース部材上を移動する第１移動部材と、該第１移動部材に相対移動可能に支持された第２移動部材と、を有する移動体と、
前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる第１アクチュエータと、
前記第１及び第２方向のそれぞれに交差し前記二次元平面に平行な第３方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる少なくとも一対の第２アクチュエータと、を備える移動体装置。
【請求項２】
前記第１アクチュエータは前記第２アクチュエータよりも高精度であり、前記第２アクチュエータは前記第１アクチュエータよりも高効率である請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記第１アクチュエータはローレンツ力を発生するアクチュエータであり、前記第２アクチュエータは吸引力を発生するアクチュエータである請求項１又は２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記第１アクチュエータは、前記第１方向の駆動力を発生する第１部分と、前記第２方向の駆動力を発生する第２部分とを有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記第１アクチュエータは、前記第２移動部材を挟んで前記第１方向の一側及び他側に各１つ配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記第２アクチュエータは、前記第３方向に沿った一直線上に前記第２移動部材を挟んで各１つ配置されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項７】
前記第２アクチュエータは、前記第２移動部材の前記第２軸に関して前記第３方向と対称な第４方向に沿った一直線上に前記第２移動部材を挟んで各１つ配置されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項８】
前記第３方向と前記第４方向とは、前記第２軸と４５度以外の角度で交差する請求項７に記載の移動体装置。
【請求項９】
前記第２アクチュエータは、前記第１及び第２移動部材の一方に設けられた磁性体と、これに対応して前記第１及び第２移動部材の他方に設けられた電磁石とを含む請求項１〜８のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１０】
前記第１移動部材と前記第２移動部材との間の離間距離に関連する物理量を計測する複数のセンサをさらに備え、
前記複数のセンサの計測結果に基づいて、前記第１及び第２アクチュエータの少なくとも一方が制御される請求項１〜９のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１１】
前記複数のセンサは、前記第２アクチュエータの近傍に配置された複数のセンサを含む請求項１０に記載の移動体装置。
【請求項１２】
前記複数のセンサは、前記第１アクチュエータの近傍に配置されたセンサをさらに含む請求項１１に記載の移動体装置。
【請求項１３】
前記センサは、前記離間距離を計測するギャップセンサである請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１４】
前記第１アクチュエータは固定子と可動子とを備え、
前記固定子と前記可動子との一方は、磁石ユニットを含み、
前記固定子と前記可動子との他方は、前記磁石ユニットに対向するコイルユニットを含む請求項１〜１３のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１５】
前記第１移動部材に対して前記第２移動部材を前記２次元平面に直交する方向に駆動する第３アクチュエータをさらに備える請求項１〜１４のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１６】
前記ベース部材に対して前記移動体を前記二次元平面に沿って駆動する平面モータをさらに備える請求項１〜１５のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１７】
前記平面モータは、前記ベース部材に設けられたコイルユニットと、前記第１移動部材に設けられた磁石ユニットとを含むムービングマグネット型の平面モータである請求項１６に記載の移動体装置。
【請求項１８】
前記平面モータは前記２次元平面と交差する方向の駆動力を発生する請求項１６又は１７に記載の移動体装置。
【請求項１９】
前記第２移動部材を前記二次元平面と直交する方向に移動自在に支持する支持装置をさらに備える請求項１〜１８のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項２０】
エネルギビームを照射して物体を露光する露光装置であって、
前記物体が前記第２移動部材上に保持される請求項１〜１９のいずれか一項に記載の移動体装置と、
前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と、を備える露光装置。
【請求項２１】
前記移動体の前記第２方向への走査駆動と前記第１方向へのステップ駆動とを繰り返して、前記第２部材上に保持された前記物体上の複数の区画領域のそれぞれに前記パターンを形成し、
前記走査駆動中の少なくとも一部で前記第１アクチュエータが前記第２アクチュエータよりも大きな駆動力を発生し、前記ステップ駆動中の少なくとも一部で前記第２アクチュエータが前記第１アクチュエータよりも大きな駆動力を発生する請求項２０に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記第３方向は、前記ステップ駆動中の前記移動体に作用する最大加速度の方向に一致する請求項２１に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記ステップ駆動から前記走査駆動に遷移するのに先立って前記移動体の前記ステップ駆動中に前記第２アクチュエータの駆動力の発生が停止される請求項２１又は２２に記載の露光装置。
【請求項２４】
ベース部材と、
互いに直交する第１軸及び第２軸を含む二次元平面に沿って前記ベース部材上を移動する第１移動部材と、該第１移動部材に相対移動可能に支持された第２移動部材と、を有する移動体と、
前記ベース部材に対して前記移動体を６自由度で駆動する第１駆動装置と、
前記第２移動部材を前記第１移動部材に対して６自由度で駆動する第２駆動装置とを備え、
前記第２移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動する際、前記第１駆動装置によって前記第１移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動するとともに、前記第２駆動装置によって前記第２移動部材を前記第１部材に対して前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動する移動体装置。
【請求項２５】
前記第１移動部材と前記第２移動部材との所定の位置関係が維持されるように、前記第１駆動装置と前記第２駆動装置とによって前記第２移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方に対して回転駆動する請求項２４に記載の移動体装置。
【請求項２６】
前記第１駆動装置は、前記ベース部材に設けられたコイルユニットと、前記第１移動部材に設けられた磁石ユニットとを含むムービングマグネット型の平面モータであり、該平面モータは、前記ベース部材と前記移動体との間に前記２次元平面に直交する方向の駆動力を発生する請求項２４又は２５に記載の移動体装置。
【請求項２７】
前記第２駆動装置は、前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる第１アクチュエータと、前記第１及び第２方向のそれぞれに交差し前記二次元平面に平行な第３方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる第２アクチュエータと、前記第１移動部材に対して前記第２移動部材を前記二次元平面に直交する方向に駆動する第３アクチュエータとを含む請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項２８】
前記第１アクチュエータはローレンツ力を発生するアクチュエータであり、前記第２アクチュエータは吸引力を発生するアクチュエータである請求項２７に記載の移動体装置。
【請求項２９】
基準フレームと、
前記基準フレームに対して前記第２移動部材の位置情報を計測する第１計測装置と、前記基準フレームに対する前記第１移動部材の位置情報又は前記第１移動部材と前記第２移動部材との相対位置の情報を計測する第２計測装置とを含む計測系と、をさらに備え、
前記計測系の計測結果に基づいて、前記第１駆動装置と前記第２駆動装置とにより前記第２移動部材を駆動する請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項３０】
前記第１計測装置は、前記第２移動部材を介した光を受光して前記第２移動部材の位置情報を計測する干渉計を含む請求項２４〜２９のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項３１】
前記第１計測装置は、前記第２移動部材及び前記基準フレームの一方に設けられたグレーティングからの反射光を受光して前記第２移動部材の位置情報を計測するエンコーダを含む請求項２４〜３０のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項３２】
前記第２計測装置は、前記第１移動部材と前記第２移動部材との間の離間距離を計測する複数のギャップセンサを含み、該複数のギャップセンサの計測結果に基づいて前記第１移動部材と前記第２移動部材との相対位置情報を計測する請求項２４〜３１のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項３３】
前記第２アクチュエータは、前記第１及び第２移動部材の一方に設けられた磁性体と、これに対応して前記第１及び第２移動部材の他方に設けられた電磁石とを含む請求項２７〜３２のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項３４】
エネルギビームを照射して物体を露光する露光装置であって、
前記物体が前記第２移動部材上に保持される請求項２４〜３３のいずれか一項に記載の移動体装置と、
前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と、を備える露光装置。
【請求項３５】
前記第１駆動装置と前記第２駆動装置とにより前記第２移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動して、前記物体を露光位置に位置決めする請求項３４に記載の露光装置。
【請求項３６】
請求項２０〜２３、３４、３５のいずれか一項に記載の露光装置を用いて物体を露光し、該物体上にパターンを形成することと、
パターンが形成された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【請求項１】
ベース部材と、
互いに直交する第１軸及び第２軸を含む二次元平面に沿って前記ベース部材上を移動する第１移動部材と、該第１移動部材に相対移動可能に支持された第２移動部材と、を有する移動体と、
前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる第１アクチュエータと、
前記第１及び第２方向のそれぞれに交差し前記二次元平面に平行な第３方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる少なくとも一対の第２アクチュエータと、を備える移動体装置。
【請求項２】
前記第１アクチュエータは前記第２アクチュエータよりも高精度であり、前記第２アクチュエータは前記第１アクチュエータよりも高効率である請求項１に記載の移動体装置。
【請求項３】
前記第１アクチュエータはローレンツ力を発生するアクチュエータであり、前記第２アクチュエータは吸引力を発生するアクチュエータである請求項１又は２に記載の移動体装置。
【請求項４】
前記第１アクチュエータは、前記第１方向の駆動力を発生する第１部分と、前記第２方向の駆動力を発生する第２部分とを有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項５】
前記第１アクチュエータは、前記第２移動部材を挟んで前記第１方向の一側及び他側に各１つ配置されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項６】
前記第２アクチュエータは、前記第３方向に沿った一直線上に前記第２移動部材を挟んで各１つ配置されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項７】
前記第２アクチュエータは、前記第２移動部材の前記第２軸に関して前記第３方向と対称な第４方向に沿った一直線上に前記第２移動部材を挟んで各１つ配置されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項８】
前記第３方向と前記第４方向とは、前記第２軸と４５度以外の角度で交差する請求項７に記載の移動体装置。
【請求項９】
前記第２アクチュエータは、前記第１及び第２移動部材の一方に設けられた磁性体と、これに対応して前記第１及び第２移動部材の他方に設けられた電磁石とを含む請求項１〜８のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１０】
前記第１移動部材と前記第２移動部材との間の離間距離に関連する物理量を計測する複数のセンサをさらに備え、
前記複数のセンサの計測結果に基づいて、前記第１及び第２アクチュエータの少なくとも一方が制御される請求項１〜９のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１１】
前記複数のセンサは、前記第２アクチュエータの近傍に配置された複数のセンサを含む請求項１０に記載の移動体装置。
【請求項１２】
前記複数のセンサは、前記第１アクチュエータの近傍に配置されたセンサをさらに含む請求項１１に記載の移動体装置。
【請求項１３】
前記センサは、前記離間距離を計測するギャップセンサである請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１４】
前記第１アクチュエータは固定子と可動子とを備え、
前記固定子と前記可動子との一方は、磁石ユニットを含み、
前記固定子と前記可動子との他方は、前記磁石ユニットに対向するコイルユニットを含む請求項１〜１３のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１５】
前記第１移動部材に対して前記第２移動部材を前記２次元平面に直交する方向に駆動する第３アクチュエータをさらに備える請求項１〜１４のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１６】
前記ベース部材に対して前記移動体を前記二次元平面に沿って駆動する平面モータをさらに備える請求項１〜１５のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項１７】
前記平面モータは、前記ベース部材に設けられたコイルユニットと、前記第１移動部材に設けられた磁石ユニットとを含むムービングマグネット型の平面モータである請求項１６に記載の移動体装置。
【請求項１８】
前記平面モータは前記２次元平面と交差する方向の駆動力を発生する請求項１６又は１７に記載の移動体装置。
【請求項１９】
前記第２移動部材を前記二次元平面と直交する方向に移動自在に支持する支持装置をさらに備える請求項１〜１８のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項２０】
エネルギビームを照射して物体を露光する露光装置であって、
前記物体が前記第２移動部材上に保持される請求項１〜１９のいずれか一項に記載の移動体装置と、
前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と、を備える露光装置。
【請求項２１】
前記移動体の前記第２方向への走査駆動と前記第１方向へのステップ駆動とを繰り返して、前記第２部材上に保持された前記物体上の複数の区画領域のそれぞれに前記パターンを形成し、
前記走査駆動中の少なくとも一部で前記第１アクチュエータが前記第２アクチュエータよりも大きな駆動力を発生し、前記ステップ駆動中の少なくとも一部で前記第２アクチュエータが前記第１アクチュエータよりも大きな駆動力を発生する請求項２０に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記第３方向は、前記ステップ駆動中の前記移動体に作用する最大加速度の方向に一致する請求項２１に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記ステップ駆動から前記走査駆動に遷移するのに先立って前記移動体の前記ステップ駆動中に前記第２アクチュエータの駆動力の発生が停止される請求項２１又は２２に記載の露光装置。
【請求項２４】
ベース部材と、
互いに直交する第１軸及び第２軸を含む二次元平面に沿って前記ベース部材上を移動する第１移動部材と、該第１移動部材に相対移動可能に支持された第２移動部材と、を有する移動体と、
前記ベース部材に対して前記移動体を６自由度で駆動する第１駆動装置と、
前記第２移動部材を前記第１移動部材に対して６自由度で駆動する第２駆動装置とを備え、
前記第２移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動する際、前記第１駆動装置によって前記第１移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動するとともに、前記第２駆動装置によって前記第２移動部材を前記第１部材に対して前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動する移動体装置。
【請求項２５】
前記第１移動部材と前記第２移動部材との所定の位置関係が維持されるように、前記第１駆動装置と前記第２駆動装置とによって前記第２移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方に対して回転駆動する請求項２４に記載の移動体装置。
【請求項２６】
前記第１駆動装置は、前記ベース部材に設けられたコイルユニットと、前記第１移動部材に設けられた磁石ユニットとを含むムービングマグネット型の平面モータであり、該平面モータは、前記ベース部材と前記移動体との間に前記２次元平面に直交する方向の駆動力を発生する請求項２４又は２５に記載の移動体装置。
【請求項２７】
前記第２駆動装置は、前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる第１アクチュエータと、前記第１及び第２方向のそれぞれに交差し前記二次元平面に平行な第３方向に沿った駆動力を前記第１移動部材と前記第２移動部材との間に作用させる第２アクチュエータと、前記第１移動部材に対して前記第２移動部材を前記二次元平面に直交する方向に駆動する第３アクチュエータとを含む請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項２８】
前記第１アクチュエータはローレンツ力を発生するアクチュエータであり、前記第２アクチュエータは吸引力を発生するアクチュエータである請求項２７に記載の移動体装置。
【請求項２９】
基準フレームと、
前記基準フレームに対して前記第２移動部材の位置情報を計測する第１計測装置と、前記基準フレームに対する前記第１移動部材の位置情報又は前記第１移動部材と前記第２移動部材との相対位置の情報を計測する第２計測装置とを含む計測系と、をさらに備え、
前記計測系の計測結果に基づいて、前記第１駆動装置と前記第２駆動装置とにより前記第２移動部材を駆動する請求項２４〜２８のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項３０】
前記第１計測装置は、前記第２移動部材を介した光を受光して前記第２移動部材の位置情報を計測する干渉計を含む請求項２４〜２９のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項３１】
前記第１計測装置は、前記第２移動部材及び前記基準フレームの一方に設けられたグレーティングからの反射光を受光して前記第２移動部材の位置情報を計測するエンコーダを含む請求項２４〜３０のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項３２】
前記第２計測装置は、前記第１移動部材と前記第２移動部材との間の離間距離を計測する複数のギャップセンサを含み、該複数のギャップセンサの計測結果に基づいて前記第１移動部材と前記第２移動部材との相対位置情報を計測する請求項２４〜３１のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項３３】
前記第２アクチュエータは、前記第１及び第２移動部材の一方に設けられた磁性体と、これに対応して前記第１及び第２移動部材の他方に設けられた電磁石とを含む請求項２７〜３２のいずれか一項に記載の移動体装置。
【請求項３４】
エネルギビームを照射して物体を露光する露光装置であって、
前記物体が前記第２移動部材上に保持される請求項２４〜３３のいずれか一項に記載の移動体装置と、
前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と、を備える露光装置。
【請求項３５】
前記第１駆動装置と前記第２駆動装置とにより前記第２移動部材を前記第１軸と前記第２軸との少なくとも一方の軸周りに回転駆動して、前記物体を露光位置に位置決めする請求項３４に記載の露光装置。
【請求項３６】
請求項２０〜２３、３４、３５のいずれか一項に記載の露光装置を用いて物体を露光し、該物体上にパターンを形成することと、
パターンが形成された前記物体を現像することと、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】
【公開番号】特開２０１３−９８３５５（Ｐ２０１３−９８３５５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９８８３（Ｐ２０１１−２３９８８３）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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