露光装置及びデバイス製造方法
露光装置は、第1方向に延在するカ゛イト゛部材を有し、第1駆動装置の駆動により第1方向と略直交する第2方向に移動する第1移動体と、カ゛イト゛部材に沿って第1方向に独立して移動自在に設けられ、第1移動体の移動によりカ゛イト゛部材とともに第2方向に移動する一対の第2移動体(WCS)と、物体(W)を保持するとともに、一対の第2移動体により、少なくとも第1方向、前記第2方向を含むとともに光学系の直下の第1位置を含む二次元平面内で移動自在に支持される保持部材(WFS)と、一対の第2移動体に対して第2方向に沿って隣接して配置され、第1駆動装置の少なくとも一部を共用する第2駆動装置の駆動により、一対の第2移動体に支持された保持部材とともに第2方向側の端部で近接又は接触した状態を維持して第2方向に平行な方向に移動して、保持部材上の物体と光学系との間に液体が保持される第1の状態から、光学系との間で液体を保持する第2の状態に遷移させる液体保持部材(MST)と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。
本願は、２００９年１２月２日に出願された米国特許仮出願６１／２８２，０１３号、及び２０１０年１２月１日に出願された米国出願第１２／９５７，７６９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、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））などが用いられている。
【０００３】
この種の露光装置で用いられる、露光対象となるウエハ又はガラスプレート等の基板は、次第に（例えばウエハの場合、１０年おきに）大型化している。現在は、直径３００ｍｍの３００ｍｍウエハが主流となっているが、今や直径４５０ｍｍの４５０ｍｍウエハ時代の到来が間近に迫っている。４５０ｍｍウエハに移行すると、１枚のウエハから採れるダイ（チップ）の数が現行の３００ｍｍウエハの２倍以上となり、コスト削減に貢献する。加えて、エネルギ、水、その他のリソースの効率的な利用により、1チップにかかるすべてのリソース使用を減少させられるものと期待されている。
【０００４】
半導体素子は、次第に微細化しており、このため、露光装置には、高解像力も要請されている。解像力向上のための手段として、露光光の波長の短波長化と投影光学系の開口数の増大化（高ＮＡ化）とがある。投影光学系の実質的な開口数を最大限に大きくするため、投影光学系と液体とを介してウエハを露光する液浸露光が有効である。
【０００５】
一方、ウエハのサイズが４５０ｍｍにもなると、１枚のウエハから採れるダイ（チップ）の数が多くなる分、１枚のウエハの露光処理に要する時間が増加してスループットが低下する蓋然性が高い。そこで、スループットを極力向上させる必要があり、その方法として、１つのウエハステージ上のウエハに対する露光処理と、別のウエハステージ上でのウエハ交換、アライメントなどの処理とを、並行して行う、ツインステージ方式の採用が考えられる。
【０００６】
すなわち、解像力の向上とスループットの向上とを同時に実現するために、ツインステージ方式を採用した局所液浸型の露光装置の採用することが考えられる。かかる露光装置の従来例としては、例えば特許文献１に開示される露光装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示される局所液浸型の露光装置では、スループットを最大限に高くするため、投影光学系下方に形成される液浸空間を常時維持する必要があり，このためには、投影光学系の直下に、常に何らかの部材が交換的に配置される必要がある。そして、この部材の交換的配置が、装置のスループットの向上に寄与することが望ましい。
また、この交換部材のために別途駆動装置を設けた場合、装置の大型化及びコスト増を招く虞がある。
このことは、ツインステージ方式の露光装置に限られるものではなく、１基のステージを用いる露光装置においても同様に生じる。
【０００９】
本発明は、スループットの向上及びコスト増の抑制に寄与できる露光装置、及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様にかかる露光装置は、エネルギビームにより光学系と液体とを介して物体を露光する露光装置であって、第１方向に延在するガイド部材を有し、第１駆動装置の駆動により前記第１方向と略直交する第２方向に移動する第１移動体と、前記ガイド部材に沿って前記第１方向に独立して移動自在に設けられ、前記第１移動体の移動により前記ガイド部材とともに前記第２方向に移動する一対の第２移動体と、物体を保持するとともに、前記一対の第２移動体により、少なくとも前記第１方向、前記第２方向を含むとともに前記光学系の直下の第１位置を含む二次元平面内で移動自在に支持される保持部材と、前記一対の第２移動体に対して前記第２方向に沿って隣接して配置され、前記第１駆動装置の少なくとも一部を共用する第２駆動装置の駆動により、前記一対の第２移動体に支持された前記保持部材と、前記第２方向側の端部で近接又は接触した状態を維持して前記第２方向に平行な方向に移動して、前記保持部材上の物体と前記光学系との間に液体が保持される第１の状態から、前記光学系との間で液体を保持する第２の状態に遷移させる液体保持部材と、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の別の一態様にかかるデバイス製造方法は、本発明の露光装置を用いて物体を露光することと、前記露光された物体を現像することと、を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の態様では、装置の大型化及びコスト増を抑制しつつ、局所液浸型の露光装置のスループットを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の露光装置が備えるステージ装置の概観斜視図である。
【図３】図２のステージ装置の分解斜視図である。
【図４Ａ】図１の露光装置が備えるステージ装置を示す−Ｙ方向から見た側面図である。
【図４Ｂ】ステージ装置を示す平面図である。
【図５】図１の露光装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】微動ステージ駆動系を構成する磁石ユニット及びコイルユニットの配置を示す平面図である。
【図７Ａ】微動ステージを粗動ステージに対してＺ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図である。
【図７Ｂ】微動ステージを粗動ステージに対してＹ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図である。
【図７Ｃ】微動ステージを粗動ステージに対してＸ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図である。
【図８】微動ステージの中央部を＋Ｚ方向に撓ませる際の動作を説明するための図である。
【図９Ａ】計測アームの先端部を示す斜視図である。
【図９Ｂ】計測アームの先端部の上面を＋Ｚ方向から見た平面図である。
【図１０Ａ】Ｘヘッドの概略構成を示す図である。
【図１０Ｂ】Ｘヘッド、Ｙヘッドそれぞれの計測アーム内での配置を説明するための図である。
【図１１Ａ】スキャン露光時のウエハの駆動方法を説明するための図である。
【図１１Ｂ】ステッピング時のウエハの駆動方法を説明するための図である。
【図１２】微動ステージと計測ステージとの間で行われる液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しについて説明するための図である。
【図１３】微動ステージと計測ステージとの間で行われる液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しについて説明するための図である。
【図１４】微動ステージと計測ステージとの間で行われる液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しについて説明するための図である。
【図１５Ａ】微動ステージと計測ステージとのＹ方向における相対位置測定を説明するための図である。
【図１５Ｂ】微動ステージと計測ステージとのＹ方向における相対位置測定を説明するための図である。
【図１６】変形例に係る露光装置を示す図である。
【図１７】露光装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図１８】２つのステージユニットを有するステージ装置の概観斜視図である。
【図１９】液体保持部材の別形態を示す図である。
【図２０】変形例に係るグレーティングの配置を示す図である。
【図２１】本発明のマイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図２２】図２１におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の露光装置及びデバイス製造方法の実施の形態を、図１ないし図２２を参照して説明する。
【００１５】
図１には、一実施形態の露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、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。
【００１６】
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、局所液浸装置８、微動ステージＷＦＳ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、微動ステージＷＦＳ上には、ウエハＷが載置されている。
【００１７】
照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／０２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステムとも呼ばれる）で規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを、照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとして、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【００１８】
レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図５参照）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。
【００１９】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１３によって、レチクルステージＲＳＴに固定された移動鏡１５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１３の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図５参照）に送られる。
【００２０】
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内に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する屈折光学系が用いられている。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、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と微動ステージＷＦＳ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。
【００２１】
局所液浸装置８は、液体供給装置５、液体回収装置６（いずれも図１では不図示、図５参照）、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不図示の支持部材を介して、投影ユニットＰＵ等を支持するメインフレームＢＤに吊り下げ支持されている。本実施形態では、主制御装置２０が液体供給装置５（図５参照）を制御して、ノズルユニット３２を介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体を供給するとともに、液体回収装置６（図５参照）を制御して、ノズルユニット３２を介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体を回収する。このとき、主制御装置２０は、供給される液体の量と回収される液体の量とが常に等しくなるように、液体供給装置５と液体回収装置６を制御する。従って、先端レンズ１９１とウエハＷとの間には、一定量の液体Ｌｑ（図１参照）が常に入れ替わって保持される。本実施形態では、上記の液体Ｌｑとして、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する純水を用いるものとする。
【００２２】
ステージ装置５０は、図１に示されるように、床面上に防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたベース盤１２、ウエハＷを保持してベース盤１２上で移動するウエハステージＷＳＴ、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系５３（図５参照）、ベース盤１２上で移動する計測ステージ（液体保持部材）ＭＳＴ、計測ステージＭＳＴを駆動する計測ステージ駆動系５４（図５参照）及び各種計測系（１６、７０（図５参照）等）等を備えている。
【００２３】
ベース盤１２は、平板状の外形を有する部材から成り、その上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージＷＳＴの移動の際のガイド面とされている。
【００２４】
図２に示すように、ステージ装置５０は、Ｙモータ（第１駆動装置）ＹＭ１の駆動により移動するＹ粗動ステージ（第１移動体）ＹＣと、ＸモータＸＭ１の駆動により独立して移動する一対のＸ粗動ステージ（第２移動体）ＷＣＳと、ウエハＷを保持してＸ粗動ステージＷＣＳに移動自在に支持される微動ステージ（保持部材）ＷＦＳと、Ｙモータ（第２駆動装置）ＹＭ２の駆動によりＹ方向に移動するとともに、ＸモータＸＭ２の駆動によりＸ方向に移動する計測ステージＭＳＴと、を備えている。これらＹ粗動ステージＹＣとＸ粗動ステージＷＣＳとによりステージユニットＳＵが構成される。ＹモータＹＭ１とＸモータＸＭ１とを含んで粗動ステージ駆動系５１（図５参照）が構成される。また、ＹモータＹＭ２とＸモータＸＭ２とを含んで計測ステージ駆動系５４（図５参照）が構成される。
【００２５】
一対のＸ粗動ステージＷＣＳ及び微動ステージＷＦＳにより上述したウエハステージＷＳＴが構成される。微動ステージＷＦＳは、微動ステージ駆動系５２（図５参照）によってＸ粗動ステージＷＣＳ対して６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）にそれぞれ駆動される。本実施形態では、粗動ステージ駆動系５１と微動ステージ駆動系５２とを含んで、ウエハステージ駆動系５３が構成されている。
【００２６】
Ｘ粗動ステージＷＣＳに微動ステージＷＦＳが支持されたとき、その微動ステージＷＦＳと粗動ステージＷＣＳとのＸ、Ｙ、θｚの３自由度方向に関する相対位置情報は、粗動ステージＷＣＳと微動ステージＷＦＳとの間に設けられた相対位置計測器２２（図５参照）によって計測可能である。
【００２７】
相対位置計測器２２としては、例えば微動ステージＷＦＳに設けられたグレーティングを計測対象とする、Ｘ粗動ステージＷＣＳにそれぞれ設けられた少なくとも２つのヘッドを含み、該ヘッドの出力に基づいて、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向の位置を計測するエンコーダなどを用いることができる。相対位置計測器２２の計測結果は、主制御装置２０（図５参照）に供給される。
【００２８】
ウエハステージ位置計測系１６、微動ステージ位置計測系７０、およびステージ装置５０の各部の構成等については、後に詳述する。
【００２９】
露光装置１００では、投影ユニットＰＵの中心から＋Ｙ側に所定距離隔てた位置にウエハアライメント系ＡＬＧ（図１では不図示、図５参照）が配置されている。ウエハアライメント系ＡＬＧとしては、例えば画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられる。ウエハアライメント系ＡＬＧは、主制御装置２０により、ウエハアライメント（例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ））の際に、後述する微動ステージＷＦＳ上の計測プレートに形成された第２基準マーク、又はウエハＷ上のアライメントマークの検出に用いられる。ウエハアライメント系ＡＬＧ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。主制御装置２０は、ウエハアライメント系ＡＬＧの検出結果（撮像結果）と、検出時の微動ステージＷＦＳ（ウエハＷ）の位置情報とに基づいて、対象マークのアライメント時座標系におけるＸ，Ｙ座標を算出する。
【００３０】
この他、本実施形態における露光装置１００には、投影ユニットＰＵの近傍に、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点焦点位置検出系（以下、多点ＡＦ系と略述する）ＡＦ（図１では不図示、図５参照）が設けられている。多点ＡＦ系ＡＦの検出信号は、不図示のＡＦ信号処理系を介して主制御装置２０に供給される（図５参照）。主制御装置２０は、多点ＡＦ系ＡＦの検出信号に基づいて、多点ＡＦ系ＡＦの複数の検出点それぞれにおけるウエハＷ表面のＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を検出し、その検出結果に基づいて走査露光中のウエハＷのいわゆるフォーカス・レベリング制御を実行する。なお、ウエハアライメント系ＡＬＧの近傍に多点ＡＦ系を設けて、ウエハアライメント（ＥＧＡ）時にウエハＷ表面の面位置情報（凹凸情報）を事前に取得し、露光時には、その面位置情報と、後述する微動ステージ位置計測系７０の一部を構成するレーザ干渉計システム７５（図５参照）の計測値とを用いて、ウエハＷのいわゆるフォーカス・レベリング制御を実行することとしても良い。
【００３１】
また、レチクルステージＲＳＴの上方には、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに詳細に開示されるように、露光波長の光（本実施形態では照明光ＩＬ）をアライメント用照明光とする画像処理方式の一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２（図１においてはレチクルアライメント系ＲＡ2は、レチクルアライメント系ＲＡ１の紙面奥側に隠れている。）が配置されている。レチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２の検出信号は、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（図５参照）。
【００３２】
図５には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。制御系は、主制御装置２０を中心として構成されている。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、前述の局所液浸装置８、粗動ステージ駆動系５１、微動ステージ駆動系５２など、露光装置１００の構成各部を統括制御する。
【００３３】
この他、本実施形態の露光装置１００では、レチクルステージＲＳＴの上方には、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに詳細に開示されるように、ＣＣＤ等の撮像素子を有し、露光波長の光（本実施形態では照明光ＩＬ）をアライメント用照明光とする画像処理方式の一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２（図１においてはレチクルアライメント系ＲＡ２は、レチクルアライメント系ＲＡ１の紙面奥側に隠れている。）が配置されている。一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２は、投影光学系ＰＬの直下に微動ステージＷＦＳ上の後述する計測プレートが位置する状態で、主制御装置２０により、レチクルＲに形成された一対のレチクルアライメントマーク（図示省略）の投影像と対応する計測プレート上の一対の第１基準マークとを投影光学系ＰＬを介して検出することで、投影光学系ＰＬによるレチクルＲのパターンの投影領域の中心と計測プレート上の基準位置、すなわち一対の第１基準マークの中心との位置関係を検出するために用いられる。レチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２の検出信号は、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（図５参照）。
【００３４】
続いて、ステージ装置５０の各部の構成等について図２および図３を用いて詳述する。
ＹモータＹＭ１は、ベース盤１２のＸ方向の両側縁にＹ方向に延在して設けられた固定子１５０と、Ｙ粗動ステージＹＣのＸ方向の両端に設けられた可動子１５１Ａとから構成されている。ＹモータＹＭ２は、上記固定子１５０と、Ｙ粗動ステージＹＣ２のＸ方向の両端に設けられた可動子１５１Ｂとから構成されている。すなわち、ＹモータＹＭ１、ＹＭ２では、固定子１５０を共用する構成となっている。固定子１５０は、Ｙ方向に沿って配列された永久磁石を備えており、可動子１５１Ａ、１５１ＢはＹ方向に沿って配列されたコイルを備えている。即ち、ＹモータＹＭ１、ＹＭ２は、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴ及びＹ粗動ステージＹＣをＹ方向に駆動するムービングコイル型のリニアモータを構成している。尚、ここではムービングコイル型のリニアモータを例に挙げて説明するが、ムービングマグネット型のリニアモータであってもよい。
【００３５】
また、固定子１５０は、それぞれの下面に設けられた不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングによってベース盤１２の上方において所定のクリアランスを介して浮上支持されている。これにより、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴやＹ粗動ステージＹＣのＹ方向の移動により発生した反力により、固定子１５０がＹ方向のＹカウンタマスとして逆方向に移動して、この反力を運動量保存の法則により相殺する。
【００３６】
可動子１５１Ｂ、１５１Ｂ間には、Ｘ方向に延びるＸガイド（ガイド部材）ＸＧ２が設けられており、計測ステージＭＳＴは、ＸモータＸＭ２の駆動によりＸガイドＸＧ２に沿って移動する。計測ステージＭＳＴは、ベース盤１２上に配置された計測ステージ本体４６と、計測ステージ本体４６上に搭載された計測テーブルＭＴＢとを備えている。計測テーブルＭＴＢは、例えばショット日本株式会社製のゼロデュア（登録商標）等の低熱膨張材料から形成されており、その上面は撥液性（撥水性）を有している。この計測テーブルＭＴＢは、例えば真空吸着によって計測ステージ本体４６上に保持されており、交換可能に構成されている。
【００３７】
また、計測ステージＭＳＴは、ウエハステージＷＳＴに対して＋Ｙ側に隣接して配置されるとともに、−Ｙ側の上端部に他の部分より突出した突出部１９を有している（図１及び図２等参照）。突出１９を含む部計測テーブルＭＴＢの表面の高さは、微動ステージＷＦＳの表面の高さとほぼ同一となるように設定されている。
【００３８】
計測ステージＭＳＴの位置情報は、主制御装置２０により、計測ステージ位置計測系１７（図１、図５参照）を用いて計測される。計測ステージ位置計測系１７は、図１に示されるように、計測ステージＭＳＴ側面の反射面に測長ビームを照射して計測ステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を計測するレーザ干渉計を含んでいる。
【００３９】
また、計測ステージＭＳＴは、露光に関する各種計測を行うための計測器群を備えている。この計測器群としては、例えば空間像計測装置、波面収差測定装置、及び露光検出装置等がある。空間像計測装置は、投影光学系ＰＬにより水を介して計測テーブルＭＴＢ上に投影される空間像を計測するものである。また、上記の波面収差測定装置としては、例えば国際公開第９９／６０３６１号パンフレット（対応する欧州特許第１，０７９，２２３号明細書）等に開示される波面収差測定装置を用いることができる。
【００４０】
また、上記の露光検出装置としては、投影光学系ＰＬを介して計測テーブルＭＴＢ上に照射される露光光の露光エネルギーに関する情報（光量、照度、照度むら等）を検出する検出装置であり、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報（対応する米国特許第４，４６５，３６８号）等に開示される照度むら計測器、及び、例えば特開平１１−１６８１６号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書）等に開示される照度モニタを用いることができる。尚、図２においては、以上説明した空間像計測装置、波面収差測定装置、及び露光検出装置を計測器群６３として示している。
さらに、計測テーブルＭＴＢ上面の所定位置には、これらの計測器群又はアライメントで用いられる各種のマークが形成された基準板２５３が設けられている。この基準板２５３は、低熱膨張材料から形成されているとともに、上面が撥液性（撥水性）を有しており、計測テーブルＭＴＢに対して交換可能に構成されている。
【００４１】
Ｙ粗動ステージＹＣは、可動子１５１Ａ、１５１Ａ間に設けられＸ方向に延びるＸガイド（ガイド部材）ＸＧ１を有しており、その底面に設けられた複数の非接触軸受、例えばエアベアリング９４によりベース盤１２の上に浮上支持される。
【００４２】
ＸガイドＸＧ１には、ＸモータＸＭ１を構成する固定子１５２が設けられている。ＸモータＸＭ１の可動子１５３は、図３に示すように、Ｘ粗動ステージＷＣＳをＸ方向に貫通し、ＸガイドＸＧ１が挿通される貫通孔１５４に設けられている。
【００４３】
一対のＸ粗動ステージＷＣＳは、その底面に設けられた複数の非接触軸受、例えばエアベアリング９５によりそれぞれベース盤１２の上に浮上支持され、ＸモータＸＭ１の駆動によりＸガイドＸＧ１に沿って互いに独立してＸ方向に移動する。Ｙ粗動ステージＹＣには、ＸガイドＸＧ１の他に、Ｘ粗動ステージＷＣＳをＹ方向に駆動するＹリニアモータＹＭ１の固定子が配設されたＸガイドＸＧＹが設けられている。そして、Ｘ粗動ステージＷＣＳには、当該Ｘ粗動ステージＷＣＳをＸ方向に貫通する貫通孔１５５（図３参照）にＹリニアモータの可動子１５６が設けられている。なお、Ｙリニアモータを設けずに、エアベアリングを設けることにより、Ｘ粗動ステージＷＣＳをＹ方向に支持する構成としてもよい。
【００４４】
図４Ａはステージ装置５０を−Ｙ方向から見た側面図、図４Ｂはステージ装置５０の平面図である。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、Ｘ粗動ステージＷＣＳのＸ方向外側端部には、一対の側壁部９２ａ、９２ｂと、側壁部９２ａ、９２ｂそれぞれの上面に固定された一対の固定子部９３ａ、９３ｂとを備えている。粗動ステージＷＣＳは、全体として、上面のＸ軸方向中央部及びＹ軸方向の両側面が開口した高さの低い箱形の形状を有している。すなわち、粗動ステージＷＣＳには、その内部にＹ軸方向に貫通した空間部が形成されている。
【００４５】
一対の固定子部９３ａ、９３ｂそれぞれは、外形が板状の部材から成り、その内部に微動ステージＷＦＳを駆動するためのコイルユニットＣＵａ、ＣＵｂが収容されている。コイルユニットＣＵａ、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は、主制御装置２０によって制御される。コイルユニットＣＵａ、ＣＵｂの構成については、さらに後述する。
【００４６】
固定子部９３ａは、＋Ｘ側の端部が側壁部９２ａ上面に固定され、固定子部９３ｂは、−Ｘ側の端部が側壁部９２ｂ上面に固定されている。
【００４７】
微動ステージＷＦＳは、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、平面視でＸ軸方向を長手方向とする八角形板状の部材から成る本体部８１と、本体部８１の長手方向の一端部と他端部にそれぞれ固定された一対の可動子部８２ａ、８２ｂと、を備えている。
【００４８】
本体部８１は、その内部を後述するエンコーダシステムの計測ビーム（計測光）が進行可能とする必要があることから、光が透過可能な透明な素材で形成されている。また、本体部８１は、その内部における計測ビームに対する空気揺らぎの影響を低減するため、中実に形成されている（内部に空間を有しない）。なお、透明な素材は、低熱膨張率であることが好ましく、本実施形態では一例として合成石英（ガラス）などが用いられる。なお、本体部８１は、その全体が透明な素材で構成されていても良いが、エンコーダシステムの計測ビームが透過する部分のみが透明な素材で構成されていても良く、この計測ビームが透過する部分のみが中実に形成されていても良い。
【００４９】
微動ステージＷＦＳの本体部８１の上面中央には、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（不図示）が設けられている。なお、ウエハホルダは、微動ステージＷＦＳと一体に形成されていても良いし、本体部８１に対して、例えば静電チャック機構あるいはクランプ機構等を介して、又は接着等により固定されていても良い。
【００５０】
さらに、本体部８１の上面には、ウエハホルダ（ウエハＷの載置領域）の外側に、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、ウエハＷ（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、かつ本体部８１に対応する八角形状の外形（輪郭）を有するプレート（撥液板）８３が取り付けられている。プレート８３の表面は、液体Ｌｑに対して撥液化処理されている（撥液面が形成されている）。プレート８３は、その表面の全部（あるいは一部）がウエハＷの表面と同一面となるように本体部８１の上面に固定されている。また、プレート８３には、図４Ｂに示されるように、一端部に円形の開口が形成され、この開口内にその表面がプレート８３の表面と、すなわちウエハＷの表面とほぼ同一面となる状態で計測プレート８６が埋め込まれている。計測プレート８６の表面には、前述した一対の第１基準マークと、ウエハアライメント系ＡＬＧにより検出される第２基準マークとが少なくとも形成されている（第１及び第２基準マークはいずれも図示省略）。
【００５１】
図４Ａに示されるように、本体部８１の上面のウエハＷよりも一回り大きい領域には、計測面としての２次元グレーティング（以下、単にグレーティングと呼ぶ）ＲＧが水平（ウエハＷ表面と平行）に配置されている。グレーティングＲＧは、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型の回折格子（Ｘ回折格子）と、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型回折格子（Ｙ回折格子）と、を含む。
【００５２】
グレーティングＲＧの上面は、保護部材、例えばカバーガラス８４（図１０Ａ）によって覆われている。本実施形態では、カバーガラス８４の上面に、ウエハホルダを吸着保持する前述の静電チャック機構が設けられている。なお、本実施形態では、カバーガラス８４は、本体部８１の上面のほぼ全面を覆うように設けられているが、グレーティングＲＧを含む本体部８１の上面の一部のみを覆うように設けても良い。また、保護部材（カバーガラス８４）は、本体部８１と同一の素材によって形成しても良いが、これに限らず、保護部材を、例えば金属、セラミックスで形成しても良いし、あるいは薄膜などで構成しても良い。
【００５３】
本体部８１は、図４Ａからもわかるように、長手方向の両端部に外側に突出した張り出し部が形成された全体として八角形板状部材から成り、その底面の、グレーティングＲＧに対向する部分に凹部が形成されている。本体部８１は、グレーティングＲＧが配置された中央の領域は、その厚さが実質的に均一な板状に形成されている。
【００５４】
可動子部８２ａは、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、Ｙ軸方向寸法（長さ）及びＸ軸方向寸法（幅）が、共に固定子部９３ａよりも短い（半分程度の）２枚の平面視矩形状の板状部材８２ａ１、８２ａ２を含む。板状部材８２ａ１、８２ａ２は、本体部８１の＋Ｘ側の端部に対し、Ｚ軸方向（上下）に所定の距離だけ離間した状態でともにＸＹ平面に平行に固定されている。２枚の板状部材８２ａ１、８２ａ２の間には、固定子部９３ａの−Ｘ側の端部が非接触で挿入されている。板状部材８２ａ１、８２ａ２の内部には、後述する磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２が、収容されている。
【００５５】
可動子部８２ｂは、Ｚ軸方向（上下）に所定の間隔が維持された２枚の板状部材８２ｂ１、８２ｂ２を含み、可動子部８２ａと左右対称ではあるが同様に構成されている。２枚の板状部材８２ｂ１、８２ｂ２の間には、固定子部９３ｂの＋Ｘ側の端部が非接触で挿入されている。板状部材８２ｂ１、８２ｂ２の内部には、磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２と同様に構成された磁石ユニットＭＵｂ１、ＭＵｂ２が、収容されている。
【００５６】
ここで、前述したように、粗動ステージＷＣＳは、Ｙ軸方向の両側面が開口しているので、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳに装着する際には、板状部材８２ａ１、８２ａ２、及び８２ｂ１、８２ｂ２間に固定子部９３ａ、９３ｂがそれぞれ位置するように、微動ステージのＷＦＳのＺ軸方向の位置決めを行い、この後に微動ステージＷＦＳをＹ軸方向に移動（スライド）させれば良い。
【００５７】
微動ステージ駆動系５２は、前述した可動子部８２ａが有する一対の磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２と、固定子部９３ａが有するコイルユニットＣＵａと、前述した可動子部８２ｂが有する一対の磁石ユニットＭＵｂ１、ＭＵｂ２と、固定子部９３ｂが有するコイルユニットＣＵｂと、を含む。
【００５８】
これをさらに詳述する。図６からわかるように、固定子部９３ａの内部には、複数（ここでは、１２個）の平面視長方形状のＹＺコイル（以下、適宜「コイル」と略述する）５５、５７が、Ｙ軸方向に等間隔でそれぞれ配置され、２列のコイル列を構成している。コイル列はＸ軸方向に所定間隔で配置されている。ＹＺコイル５５は、上下方向（Ｚ軸方向）に重ねて配置された平面視矩形状の上部巻線と下部巻線（不図示）とを有する。また、固定子部９３ａの内部であって、上述した２列のコイル列の間には、Ｙ軸方向を長手方向とする細長い平面視長方形状の一つのＸコイル（以下、適宜「コイル」と略述する）５６が、配置されている。この場合、２列のコイル列と、Ｘコイル５６とは、Ｘ軸方向に関して等間隔で配置されている。２列のコイル列と、Ｘコイル５６とを含んで、コイルユニットＣＵａが構成されている。
【００５９】
なお、以下では、図６を用いて、コイルユニットＣＵａ及び磁石ユニットＭＵａ１，ＭＵａ２をそれぞれ有する一方の固定子部９３ａ及び可動子部８２ａについて説明するが、他方の固定子部９３ｂ及び可動子部８２ｂは、これらと同様に構成され、同様に機能する。
【００６０】
可動子部８２ａの一部を構成する＋Ｚ側の板状部材８２ａ１の内部には、図６を参照するとわかるように、Ｘ軸方向を長手方向とする平面視長方形の複数（ここでは１０個）の永久磁石６５ａ、６７ａがＹ軸方向に等間隔で配置され、２列の磁石列を構成している。磁石列はＸ軸方向に所定間隔を隔てて配置されるとともに、コイル５５、５７に対向して配置されている。また、板状部材８２ａ１の内部であって、上述の２列の磁石列の間には、Ｘ軸方向に離間して配置されたＹ軸方向を長手方向とする一対（２つ）の永久磁石６６ａ１、６６ａ２が、コイル５６に対向して配置されている。
【００６１】
複数の永久磁石６５ａは、交互に極性が逆極性となるような配置で配列されている。複数の永久磁石６７ａから成る磁石列は、複数の永久磁石６５ａから成る磁石列と同様に構成されている。また、永久磁石６６ａ１、６６ａ２は、互いに逆極性となるように配置されている。複数の永久磁石６５ａ、６７ａ及び６６ａ１、６６ａ２によって、磁石ユニットＭＵａ１が構成されている。
【００６２】
−Ｚ側の板状部材８２ａ２の内部にも、上述した板状部材８２ａ１の内部と同様の配置で、永久磁石が配置され、これらの永久磁石によって、磁石ユニットＭＵａ２が構成されている。
【００６３】
ここで、Ｙ軸方向に隣接して配置された複数の永久磁石６５ａは、隣接する２つの永久磁石（便宜上第１、第２の永久磁石とする）６５ａそれぞれが、ＹＺコイル（便宜上第１のＹＺコイルと呼ぶ）５５の巻線部に対向したとき、第２の永久磁石６５ａに隣接する第３の永久磁石６５ａが、上述の第１のＹＺコイル５５に隣接する第２のＹＺコイル５５の巻線部に対向しないように（コイル中央の中空部、又はコイルが巻き付けられたコア、例えば鉄芯に対向するように）、複数の永久磁石６５及び複数のＹＺコイル５５のＹ軸方向に関する位置関係（それぞれの間隔）が設定されている。この場合、第３の永久磁石６５ａに隣接する第４の永久磁石６５ａ及び第５の永久磁石６５ａそれぞれは、第２のＹＺコイル５５に隣接する第３のＹＺコイル５５の巻線部に対向する。永久磁石６７ａ、及び−Ｚ側の板状部材８２ａ２の内部の２列の永久磁石列のＹ軸方向に関する間隔も、同様になっている。
【００６４】
本実施形態では、上述のような各コイルと永久磁石との配置が採用されているので、主制御装置２０は、Ｙ軸方向に配列された複数のＹＺコイル５５、５７に対して、一つおきに電流を供給することによって、微動ステージＷＦＳをＹ軸方向に駆動することができる。また、これと併せて、主制御装置２０は、ＹＺコイル５５、５７のうち、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向への駆動に使用していないコイルに電流を供給することによって、Ｙ軸方向への駆動力とは別に、Ｚ軸方向への駆動力を発生させ、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳから浮上させることができる。そして、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置に応じて、電流供給対象のコイルを順次切り替えることによって、微動ステージＷＦＳの粗動ステージＷＣＳに対する浮上状態、すなわち非接触状態を維持しつつ、微動ステージＷＦＳをＹ軸方向に駆動する。また、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳから浮上させた状態で、Ｙ軸方向に駆動するとともに、これと独立にＸ軸方向にも駆動可能である。
【００６５】
また、主制御装置２０は、例えば図７Ａに示されるように、可動子部８２ａと可動子部８２ｂとに、互いに異なる大きさのＹ軸方向の駆動力（推力）を作用させることによって（図７Ａの黒塗り矢印参照）、微動ステージＷＦＳをＺ軸回りに回転（θｚ回転）させることができる（図７Ａの白抜き矢印参照）。なお、図７Ａとは反対に、＋Ｘ側の可動子部８２ａに作用させる駆動力を−Ｘ側よりも大きくすることで、微動ステージＷＦＳをＺ軸に対して左回りに回転させることができる。
【００６６】
また、主制御装置２０は、図７Ｂに示されるように、可動子部８２ａと可動子部８２ｂとに、互いに異なる浮上力（図７Ｂの黒塗り矢印参照）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳをＹ軸回りに回転（θｙ駆動（θｙ回転））させること（図７Ｂの白抜き矢印参照）ができる。なお、図７Ｂとは反対に、可動子部８２ａに作用させる浮上力を可動子部８２ｂ側よりも大きくすることで、微動ステージＷＦＳをＹ軸に対して左回りに回転させることができる。
【００６７】
さらに、主制御装置２０は、例えば図７Ｃに示されるように、可動子部８２ａ、８２ｂそれぞれにおいて、Ｙ軸方向の＋側と−側とに、互いに異なる浮上力（図７Ｃの黒塗り矢印参照）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳをＸ軸回りに回転（θｘ駆動（θｘ回転））させること（図７Ｃの白抜き矢印参照）ができる。なお、図７Ｃとは反対に、可動子部８２ａ（及び８２ｂ）の−Ｙ側の部分に作用させる浮上力を＋Ｙ側の部分に作用させる浮上力よりも小さくすることで、微動ステージＷＦＳをＸ軸に対して左回りに回転させることができる。
【００６８】
以上の説明からわかるように、本実施形態では、微動ステージ駆動系５２により、微動ステージＷＦＳを、粗動ステージＷＣＳに対して非接触状態で浮上支持するとともに、粗動ステージＷＣＳに対して、非接触で６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）へ駆動することができるようになっている。
【００６９】
また、本実施形態では、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳに浮上力を作用させる際、固定子部９３ａ内に配置された２列のコイル５５、５７（図６参照）に互いに反対方向の電流を供給することによって、例えば図８に示されるように、可動子部８２ａに対して、浮上力（図８の黒塗り矢印参照）と同時にＹ軸回りの回転力（図８の白抜き矢印参照）を作用させることができる。同様に、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳに浮上力を作用させる際、固定子部９３ｂ内に配置された２列のコイル５５、５７に互いに反対方向の電流を供給することによって、可動子部８２ｂに対して、浮上力と同時にＹ軸回りの回転力を作用させることができる。
【００７０】
また、主制御装置２０は、一対の可動子部８２ａ、８２ｂそれぞれに、互いに反対の方向のＹ軸回りの回転力（θｙ方向の力）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する中央部を＋Ｚ方向又は−Ｚ方向に撓ませることができる（図８のハッチング付き矢印参照）。従って、図８に示されるように、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する中央部を＋Ｚ方向に（凸状に）撓ませることによって、ウエハＷ及び本体部８１の自重に起因する微動ステージＷＦＳ（本体部８１）のＸ軸方向の中間部分の撓みを打ち消して、ウエハＷ表面のＸＹ平面（水平面）に対する平行度を確保できる。これにより、ウエハＷが大径化して微動ステージＷＦＳが大型化した時などに、特に効果を発揮できる。
【００７１】
本実施形態の露光装置１００では、ウエハＷに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作時には、微動ステージＷＦＳのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の位置情報を含む）は、主制御装置２０により、後述する微動ステージ位置計測系７０のエンコーダシステム７３（図５参照）を用いて計測される。微動ステージＷＦＳの位置情報は、主制御装置２０に送られ、主制御装置２０は、この位置情報に基づいて微動ステージＷＦＳの位置を制御する。
【００７２】
これに対し、ウエハステージＷＳＴが微動ステージ位置計測系７０の計測領域外にあるときには、ウエハステージＷＳＴの位置情報は、主制御装置２０により、ウエハステージ位置計測系１６（図５参照）を用いて計測される。ウエハステージ位置計測系１６は、図１に示されるように、粗動ステージＷＣＳ側面の反射面に測長ビームを照射してウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を計測するレーザ干渉計を含んでいる。なお、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置情報は、上述のウエハステージ位置計測系１６に代えて、その他の計測装置、例えばエンコーダシステムによって計測しても良い。
【００７３】
微動ステージ位置計測系７０は、図１に示されるように、ウエハステージＷＳＴが投影光学系ＰＬの下方に配置された状態で、計測ステージＭＳＴに形成された開口１８（図１、図２参照）を介して粗動ステージＷＣＳの内部の空間部内に挿入される計測アーム７１を備えている。開口１８は、計測アーム７１が挿通されている状態であっても、計測ステージＭＳＴがＸ方向に十分なストロークで移動できる大きさで形成されている。
計測アーム７１は、メインフレームＢＤに支持部７２を介して片持ち支持（一端部近傍が支持）されている。
【００７４】
計測アーム７１は、Ｙ軸方向を長手方向とする、幅方向（Ｘ軸方向）よりも高さ方向（Ｚ軸方向）の寸法が大きい縦長の長方形断面を有する四角柱状（すなわち直方体状）の部材であり、光を透過する同一の素材、例えばガラス部材が複数貼り合わされて形成されている。計測アーム７１は、後述するエンコーダヘッド（光学系）が収容される部分を除き、中実に形成されている。計測アーム７１は、前述したようにウエハステージＷＳＴが投影光学系ＰＬの下方に配置された状態では、先端部が粗動ステージＷＣＳの空間部内に挿入され、図１に示されるように、その上面が微動ステージＷＦＳの下面（より正確には、本体部８１（図１では不図示、図４Ａ等参照）の下面）に対向している。計測アーム７１の上面は、微動ステージＷＦＳの下面との間に所定のクリアランス、例えば数ｍｍ程度のクリアランスが形成された状態で、微動ステージＷＦＳの下面とほぼ平行に配置される。
【００７５】
微動ステージ位置計測系７０は、図５に示されるように、エンコーダシステム７３と、レーザ干渉計システム７５とを備えている。エンコーダシステム７３は、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向の位置を計測するＸリニアエンコーダ７３ｘ、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置を計測する一対のＹリニアエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂを含む。エンコーダシステム７３では、例えば米国特許第７，２３８，９３１号明細書、及び米国特許出願公開第２００７／２８８，１２１号明細書などに開示されるエンコーダヘッド（以下、適宜ヘッドと略述する）と同様の構成の回折干渉型のヘッドが用いられている。ただし、本実施形態では、ヘッドは、後述するように光源及び受光系（光検出器を含む）が、計測アーム７１の外部に配置され、光学系のみが計測アーム７１の内部に、すなわちグレーティングＲＧに対向して配置されている。以下、特に必要な場合を除いて、計測アーム７１の内部に配置された光学系をヘッドと呼ぶ。
【００７６】
エンコーダシステム７３は、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向の位置を１つのＸヘッド７７ｘ（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）で計測し、Ｙ軸方向の位置を一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂ（図１０Ｂ参照）で計測する。すなわち、グレーティングＲＧのＸ回折格子を用いて微動ステージＷＦＳのＸ軸方向の位置を計測するＸヘッド７７ｘによって、前述のＸリニアエンコーダ７３ｘが構成され、グレーティングＲＧのＹ回折格子を用いて微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置を計測する一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂによって、一対のＹリニアエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂが構成されている。
【００７７】
ここで、エンコーダシステム７３を構成する３つのヘッド７７ｘ、７７ｙａ、７７ｙｂの構成について説明する。図１０Ａには、３つのヘッド７７ｘ、７７ｙａ、７７ｙｂを代表して、Ｘヘッド７７ｘの概略構成が示されている。また、図１０Ｂには、Ｘヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれの計測アーム７１内での配置が示されている。
【００７８】
図１０Ａに示されるように、Ｘヘッド７７ｘは、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、一対の反射ミラーＲ１ａ，Ｒ１ｂ、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂ、四分の一波長板（以下、λ／４板と表記する）ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂ、反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂ、及び反射ミラーＲ３ａ，Ｒ３ｂ等を有し、これらの光学素子が所定の位置関係で配置されている。Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂも同様の構成の光学系を有している。Ｘヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、ユニット化されて計測アーム７１の内部に固定されている。
【００７９】
図１０Ｂに示されるように、Ｘヘッド７７ｘ（Ｘエンコーダ７３ｘ）では、計測アーム７１の−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられた光源ＬＤｘから−Ｚ方向にレーザビームＬＢｘ０が射出され、計測アーム７１の一部にＸＹ平面に対して４５°の角度で斜設された反射面ＲＰを介してＹ軸方向に平行にその光路が折り曲げられる。このレーザビームＬＢｘ０は、計測アーム７１の内部の中実な部分を、Ｙ軸方向に平行に進行し、反射ミラーＲ３ａ（図１０Ａ参照）に達する。そして、レーザビームＬＢｘ０は、反射ミラーＲ３ａによりその光路が折り曲げられて、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する。レーザビームＬＢｘ０は、偏光ビームスプリッタＰＢＳで偏光分離されて２つの計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2となる。偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した計測ビームＬＢｘ1は反射ミラーＲ１ａを介して微動ステージＷＦＳに形成されたグレーティングＲＧに到達し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された計測ビームＬＢｘ2は反射ミラーＲ１ｂを介してグレーティングＲＧに到達する。なお、ここで「偏光分離」とは、入射ビームをＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離することを意味する。
【００８０】
計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2の照射によってグレーティングＲＧから発生する所定次数の回折ビーム、例えば１次回折ビームそれぞれは、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂを介して、λ／４板ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂにより円偏光に変換された後、反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂにより反射されて再度λ／４板ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂを通り、往路と同じ光路を逆方向に辿って偏光ビームスプリッタＰＢＳに達する。
【００８１】
偏光ビームスプリッタＰＢＳに達した２つの１次回折ビームは、各々その偏光方向が元の方向に対して９０度回転している。このため、計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2それぞれの１次回折ビームは同軸上に合成ビームＬＢｘ12として合成される。合成ビームＬＢｘ12は、反射ミラーＲ３ｂでその光路が、Ｙ軸に平行に折り曲げられて、計測アーム７１の内部をＹ軸に平行に進行し、前述の反射面ＲＰを介して、図１０Ｂに示される、計測アーム７１の−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられたＸ受光系７４ｘに送光される。
【００８２】
Ｘ受光系７４ｘでは、合成ビームＬＢｘ12として合成された計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2の１次回折ビームが不図示の偏光子（検光子）によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が不図示の光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。ここで、微動ステージＷＦＳが計測方向（この場合、Ｘ軸方向）に移動すると、２つのビーム間の位相差が変化して干渉光の強度が変化する。この干渉光の強度の変化は、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する位置情報として主制御装置２０（図５参照）に供給される。
【００８３】
図１０Ｂに示されるように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂには、それぞれの光源ＬＤｙａ、ＬＤｙｂから射出され、前述の反射面ＲＰで光路が９０°折り曲げられたＹ軸に平行なレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０が入射し、前述と同様にして、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂから、偏向ビームスプリッタで偏光分離された計測ビームそれぞれのグレーティングＲＧ（のＹ回折格子）による１次回折ビームの合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２が、それぞれ出力され、Ｙ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される。ここで、光源ＬＤｙａ、ＬＤｙｂから射出されるレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０とＹ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２とは、図１０Ｂにおける紙面垂直方向に重なる光路をそれぞれ通る。また、上述のように、光源から射出されるレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０とＹ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２とが、Ｚ軸方向に離れた平行な光路を通るように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂでは、それぞれの内部で光路が適宜折り曲げられている（図示省略）。
【００８４】
図９Ａには、計測アーム７１の先端部が斜視図にて示されており、図９Ｂには、計測アーム７１の先端部の上面を＋Ｚ方向から見た平面図が示されている。図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、Ｘヘッド７７ｘは、Ｘ軸に平行な直線ＬＸ上で計測アーム７１のセンターラインＣＬから等距離にある２点（図９Ｂの白丸参照）から、計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２（図９Ａ中に実線で示されている）を、グレーティングＲＧ上の同一の照射点に照射する（図１０Ａ参照）。計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２の照射点、すなわちＸヘッド７７ｘの検出点（図９Ｂ中の符号ＤＰ参照）は、ウエハＷに照射される照明光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致している（図１参照）。なお、計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２は、実際には、本体部８１と空気層との境界面などで屈折するが、図１０Ａ等では、簡略化して図示されている。
【００８５】
図１０Ｂに示されるように、一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれは、センターラインＣＬの＋Ｘ側、−Ｘ側に配置されている。Ｙヘッド７７ｙａは、図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、直線ＬＹａ上で直線ＬＸからの距離が等しい２点（図９Ｂの白丸参照）から、グレーティングＲＧ上の共通の照射点に図９Ａにおいてそれぞれ破線で示される計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２を照射する。計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２の照射点、すなわちＹヘッド７７ｙａの検出点が、図９Ｂに符号ＤＰｙａで示されている。
【００８６】
Ｙヘッド７７ｙｂは、センターラインＣＬに関して、Ｙヘッド７７ｙａの計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２の射出点に対称な２点（図９Ｂの白丸参照）から、計測ビームＬＢｙｂ１，ＬＢｙｂ２を、グレーティングＲＧ上の共通の照射点ＤＰｙｂに照射する。
図９Ｂに示されるように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれの検出点ＤＰｙａ、ＤＰｙｂは、Ｘ軸に平行な直線ＬＸ上に配置される。
【００８７】
ここで、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置は、２つのＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂの計測値の平均に基づいて決定する。従って、本実施形態では、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置は、検出点ＤＰｙａ、ＤＰｙｂの中点ＤＰを実質的な計測点として計測される。中点ＤＰは、計測ビームＬＢｘ１，ＬＢｘ２のグレーティングＲＧ上の照射点と一致する。
【００８８】
すなわち、本実施形態では、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報の計測に関して、共通の検出点を有し、この検出点は、ウエハＷに照射される照明光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致する。従って、本実施形態では、主制御装置２０は、エンコーダシステム７３を用いることで、微動ステージＷＦＳ上に載置されたウエハＷの所定のショット領域にレチクルＲのパターンを転写する際、微動ステージＷＦＳのＸＹ平面内の位置情報の計測を、常に露光位置の直下（微動ステージＷＦＳの裏面側）で行うことができる。また、主制御装置２０は、一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂの計測値の差に基づいて、微動ステージＷＦＳのθｚ方向の回転量を計測する。
【００８９】
レーザ干渉計システム７５は、図９Ａに示されるように、３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３を計測アーム７１の先端部から、微動ステージＷＦＳの下面に入射させる。レーザ干渉計システム７５は、これら３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３それぞれを照射する３つのレーザ干渉計７５ａ〜７５ｃ（図５参照）を備えている。
【００９０】
レーザ干渉計システム７５では、３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３は、図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、その重心が、照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致する、二等辺三角形（又は正三角形）の各頂点に相当する３点からＺ軸に平行に射出される。この場合、測長ビームＬＢｚ３の射出点（照射点）はセンターラインＣＬ上に位置し、残りの測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２の射出点（照射点）は、センターラインＣＬから等距離にある。本実施形態では、主制御装置２０は、レーザ干渉計システム７５を用いて、微動ステージＷＦＳのＺ軸方向の位置、θｚ方向及びθｙ方向の回転量の情報を計測する。なお、レーザ干渉計７５ａ〜７５ｃは、計測アーム７１の−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられている。レーザ干渉計７５ａ〜７５ｃから−Ｚ方向に射出された測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３は、前述の反射面ＲＰを介して計測アーム７１内をＹ軸方向に沿って進行し、その光路がそれぞれ折り曲げられて、上述の３点から射出される。
【００９１】
本実施形態では、微動ステージＷＦＳの下面に、エンコーダシステム７３からの各計測ビームを透過させ、レーザ干渉計システム７５からの各測長ビームの透過を阻止する、波長選択フィルタ（図示省略）が設けられている。この場合、波長選択フィルタは、レーザ干渉計システム７５からの各測長ビームの反射面をも兼ねる。
【００９２】
以上の説明からわかるように、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０のエンコーダシステム７３及びレーザ干渉計システム７５を用いることで、微動ステージＷＦＳの６自由度方向の位置を計測することができる。この場合、エンコーダシステム７３では、計測ビームの空気中での光路長が極短くかつほぼ等しいため、空気揺らぎの影響が殆ど無視できる。従って、エンコーダシステム７３により、微動ステージＷＦＳのＸＹ平面内（θｚ方向も含む）の位置情報を高精度に計測できる。また、エンコーダシステム７３によるＸ軸方向、及びＹ軸方向の実質的なグレーティングＲＧ上の検出点、及びレーザ干渉計システム７５によるＺ軸方向の微動ステージＷＦＳ下面上の検出点は、それぞれ露光領域ＩＡの中心（露光位置）にＸＹ平面内で一致するので、検出点と露光位置とのＸＹ平面内のずれに起因するいわゆるアッベ誤差の発生が実質的に無視できる程度に抑制される。従って、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０を用いることで、検出点と露光位置とのＸＹ平面内のずれに起因するアッベ誤差なく、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置を高精度に計測できる。
【００９３】
本実施形態の露光装置１００では、デバイスの製造に際し、粗動ステージＷＣＳに保持された微動ステージに保持されたウエハＷに対して、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、そのウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンがそれぞれ転写される。このステップ・アンド・スキャン方式の露光動作は、主制御装置２０により、事前に行われた、ウエハアライメントの結果（例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）により得られるウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を第２基準マークを基準とする座標に変換した情報）、及びレチクルアライメントの結果等に基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）へ微動ステージＷＦＳが移動されるショット間移動動作と、レチクルＲに形成されたパターンを走査露光方式で各ショット領域に転写する走査露光動作と、を繰り返すことにより、行われる。なお、上記の露光動作は、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体Ｌｑを保持した状態で、すなわち液浸露光により行われる。また、＋Ｙ側に位置するショット領域から−Ｙ側に位置するショット領域の順で行われる。なお、ＥＧＡについては、例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに詳細に開示されている。
【００９４】
本実施形態の露光装置１００では、上述の一連の露光動作中、主制御装置２０により、微動ステージ位置計測系７０を用いて、微動ステージＷＦＳ（ウエハＷ）の位置が計測され、この計測結果に基づいてウエハＷの位置が制御される。
【００９５】
なお、上述の走査露光動作時は、ウエハＷをＹ軸方向に高加速度で走査する必要があるが、本実施形態の露光装置１００では、主制御装置２０は、走査露光動作時には、図１１Ａに示されように、原則的に粗動ステージＷＣＳを駆動せず、微動ステージＷＦＳのみをＹ軸方向に（必要に応じて他の５自由度方向にも併せて）駆動する（図１１Ａの黒塗り矢印参照）ことで、ウエハＷをＹ軸方向に走査する。これは、粗動ステージＷＣＳを駆動する場合に比べ、微動ステージＷＦＳのみを動かす方が駆動対象の重量が軽い分、高加速度でウエハＷを駆動できて有利だからである。また、前述のように、微動ステージ位置計測系７０は、その位置計測精度がウエハステージ位置計測系１６よりも高いので、走査露光時には微動ステージＷＦＳを駆動した方が有利である。なお、この走査露光時には、微動ステージＷＦＳの駆動による反力（図１１Ａの白抜き矢印参照）の作用により、粗動ステージＷＣＳが微動ステージＷＦＳと反対側に駆動される。すなわち、粗動ステージＷＣＳがカウンタマスとして機能し、ウエハステージＷＳＴの全体から成る系の運動量が保存され、重心移動が生じないので、微動ステージＷＦＳの走査駆動によってベース盤１２に偏加重が作用するなどの不都合が生じることがない。
【００９６】
一方、Ｘ軸方向にショット間移動（ステッピング）動作を行う際には、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向への移動可能量が少ないことから、主制御装置２０は、図１１Ｂに示されるように、粗動ステージＷＣＳをＸ軸方向に駆動することによって、ウエハＷをＸ軸方向に移動させる。
【００９７】
図１２には、露光が終了した直後で、液体Ｌｑで形成される液浸空間が先端レンズ１９１とウエハステージＷＳＴとの間で保持される状態（第１の状態）が示されている。
主制御装置２０は、露光終了に先立って、計測ステージ駆動系５４を介して、図１に示される位置に計測ステージＭＳＴを所定量駆動し、この状態で、露光が終了するのを待つ。
【００９８】
そして、露光が終了すると、主制御装置２０は、計測ステージ駆動系５４を介して計測ステージＭＳＴを−Ｙ方向に所定量駆動し（図１２中の白抜き矢印参照）、計測ステージＭＳＴ（の突出部１９）を、微動ステージＷＦＳに接触又は３００μｍ程度のクリアランスを介して近接させる。すなわち、主制御装置２０は、計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとをスクラム状態に設定する。
【００９９】
次に、主制御装置２０は、図１３に示されるように、計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのスクラム状態を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴと一体で計測ステージＭＳＴを−Ｙ方向に駆動する（図１３の白抜き矢印参照）。これにより、先端レンズ１９１との間に保持されていた液体Ｌｑで形成される液浸空間が、微動ステージＷＦＳから計測ステージＭＳＴに渡される。図１３には、液体Ｌｑで形成される液浸空間が微動ステージＷＦＳから計測ステージＭＳＴに渡される直前の状態が示されている。この状態では、先端レンズ１９１と、微動ステージＷＦＳ及び計測ステージＭＳＴとの間に、液体Ｌｑが保持されている。
【０１００】
そして、図１４に示されるように、微動ステージＷＦＳから計測ステージＭＳＴへの液浸空間の受け渡しが終了し、液体Ｌｑで形成される液浸空間が先端レンズ１９１と計測ステージＭＳＴとの間で保持される状態（第２の状態）になると、主制御装置２０は、粗動ステージＷＣＳを微動ステージＷＦＳ（及びウエハＷ）の受け渡し位置まで移動させる。
【０１０１】
上記の液浸空間の受け渡しにおいては、計測ステージＭＳＴ（の突出部１９）と微動ステージＷＦＳとのクリアランスが所定量以上に大きくなったり、微動ステージＷＦＳあるいは計測ステージＭＳＴがＺ軸周りに回転していると、液浸空間を維持することが困難になる。そのため、本実施形態では、露光装置１００の立ち上げ時、定期的なメンテナンス時、又は停電やエラーが生じた場合に露光装置１００の装置状態を初期状態に設定するリセット時等に、ウエハアライメント系ＡＬＧ及び多点ＡＦ系ＡＦを用いて微動ステージＷＦＳと計測ステージＭＳＴとの相対位置を計測している。尚、この相対位置の測定時には、液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブが閉状態になっており、投影光学系ＰＬの先端レンズ１９１の直下への液体Ｌｑの供給はされない。
【０１０２】
具体的には、主制御装置２０は、計測ステージ駆動系５４の駆動により、計測ステージＭＳＴを投影光学系ＰＬの下方（−Ｚ方向）へ配置する。このとき、図１５Ａに示すように、計測ステージＭＳＴ（突出部１９）の微動ステージＷＦＳと対向する−Ｙ方向側のエッジ部ｅ１がアライメント系ＡＬＧの計測視野内に入るよう計測ステージＭＳＴを移動させる。次に、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ２の駆動により計測ステージＭＳＴを−Ｘ方向に移動させ、エッジ部ｅ１の＋Ｘ方向の端部（以下、計測点Ｐ１１という）がアライメント系ＡＬＧの計測視野内に入るよう計測ステージＭＳＴを配置する。
この状態で、アライメント系ＡＬＧを用いて計測点Ｐ１１を撮像する。この撮像信号は主制御装置２０に供給され、計測点Ｐ１１を撮像したときの計測ステージＭＳＴの位置とともに記憶される。
【０１０３】
次いで、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ２の駆動により計測ステージＭＳＴを＋Ｘ方向に移動させ、エッジ部ｅ１の−Ｘ方向の端部（以下、計測点Ｐ１２という）がアライメント系ＡＬＧの計測視野内に入るよう計測ステージＭＳＴを配置する。
この状態で、アライメント系ＡＬＧを用いて計測点Ｐ１２を撮像する。この撮像信号は主制御装置２０に供給され、計測点Ｐ１２を撮像したときの計測ステージＭＳＴの位置とともに記憶される。
主制御装置２０は、以上の処理により得られた計測点Ｐ１１，Ｐ１２の撮像信号の各々を画像処理して計測点Ｐ１１，Ｐ１２の計測視野内における位置情報を求め、この位置情報と各々の撮像信号を撮像した時点で検出された計測ステージＭＳＴの位置に基づいて、計測点Ｐ１１，Ｐ１２のＹ方向における位置情報を求める。
【０１０４】
続いて、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳについても計測ステージＭＳＴと同様に、微動ステージＷＦＳの計測ステージＭＳＴと対向する＋Ｙ方向側のエッジ部ｅ２のうち、＋Ｘ方向の端部（以下、計測点Ｐ２１という）がアライメント系ＡＬＧの計測視野内に入るよう微動ステージＷＦＳを配置し、アライメント系ＡＬＧを用いて計測点Ｐ２１を撮像する。この撮像信号は主制御装置２０に供給され、計測点Ｐ２１を撮像したときの微動ステージＷＦＳの位置とともに記憶される。
【０１０５】
次いで、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳを＋Ｘ方向に移動させ、エッジ部ｅ２の−Ｘ方向の端部（以下、計測点Ｐ２２という）がアライメント系ＡＬＧの計測視野内に入るよう微動ステージＷＦＳを配置し、アライメント系ＡＬＧを用いて計測点Ｐ２２を撮像する。この撮像信号は主制御装置２０に供給され、計測点Ｐ２２を撮像したときの微動ステージＷＦＳの位置とともに記憶される。
主制御装置２０は、以上の処理により得られた計測点Ｐ２１，Ｐ２２の撮像信号の各々を画像処理して計測点Ｐ２１，Ｐ２２の計測視野内における位置情報を求め、この位置情報と各々の撮像信号を撮像した時点で検出された微動ステージＷＦＳの位置に基づいて、計測点Ｐ２１，Ｐ２２のＹ方向における位置情報を求める。
【０１０６】
以上の処理で得られた計測点Ｐ１１，Ｐ１２の位置情報と、計測点Ｐ２１，Ｐ２２の位置情報とからエッジ部ｅ１とエッジ部ｅ２とのＹ方向における相対的な位置関係、即ち計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＹ方向における相対位置が求められる。エッジ部ｅ１を複数の測定点Ｐ１１，Ｐ１２で測定し、エッジ部ｅ２を複数の測定点Ｐ２１，Ｐ２２で測定しているため、ウェハステージＷＳＴ又は計測ステージＭＳＴのＺ軸周りの回転に起因するエッジ部ｅ１とエッジ部ｅ２との平行からのずれ量を求めることもできる。尚、以上の処理で求められた計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＹ方向における相対位置を示す情報は、露光時（液浸空間の受け渡し時）の計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとの駆動制御に用いられ、主制御装置２０がＹモータＹＭ１、ＹＭ２を制御することにより、これらの間のクリアランスを管理することができる。
【０１０７】
また、計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＺ方向における相対位置については、多点ＡＦ系ＡＦを用いて計測・調整することができる。
具体的には、主制御装置２０はＹモータＹＭ１、ＹＭ２を駆動して、計測ステージＭＳＴ及び微動ステージＷＦＳがエッジ部ｅ１，ｅ２を互いに近接させた状態で投影光学系ＰＬの下方（−Ｚ方向）に位置するように計測ステージＭＳＴ及び微動ステージＷＦＳの各々を配置する。
【０１０８】
そして、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域が、微動ステージＷＦＳのエッジ部ｅ２の近傍に設定されるよう、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴのＹ方向の位置を設定する。Ｙ方向の配置が完了すると、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ１を駆動して、微動ステージＷＦＳを−Ｘ方向に移動させ、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域がエッジ部ｅ２の＋Ｘ方向の端部の近傍（以下、計測面Ｐ３１という）に設定されるよう微動ステージＷＦＳを配置する。この状態で、多点ＡＦ系ＡＦを用いて計測面Ｐ３１を検出する。この検出結果は主制御装置２０に供給される。
【０１０９】
次いで、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ１を駆動して、微動ステージＷＦＳを＋Ｘ方向に移動させ、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域がエッジ部ｅ２の−Ｘ方向の端部の近傍（以下、計測面Ｐ３２という）に設定されるよう微動ステージＷＦＳを配置する。この状態で、多点ＡＦ系ＡＦを用いて計測面Ｐ３２を検出する。この検出結果は主制御装置２０に供給される。
【０１１０】
次に、主制御装置２０は、ＹモータＹＭ１、ＹＭ２を駆動して、相対位置関係を保持した状態でウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを−Ｙ方向に移動させ、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域が計測ステージＭＳＴにおけるエッジ部ｅ１の近傍に設定されるよう、計測ステージＭＳＴ及び微動ステージＷＦＳのＹ方向の位置を設定する。
【０１１１】
Ｙ方向の配置が完了すると、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ２を駆動して、計測ステージＭＳＴを−Ｘ方向に移動させ、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域がエッジ部ｅ１の＋Ｘ方向の端部の近傍（以下、計測面Ｐ４１という）に設定されるよう計測ステージＭＳＴを配置する。この状態で、多点ＡＦ系ＡＦを用いて計測面Ｐ４１を検出する。この検出結果は主制御装置２０に供給される。
【０１１２】
次いで、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ２を駆動して、計測ステージＭＳＴを＋Ｘ方向に移動させ、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域がエッジ部ｅ１の−Ｘ方向の端部の近傍（以下、計測面Ｐ４２という）に設定されるよう計測ステージＭＳＴを配置する。この状態で、多点ＡＦ系ＡＦを用いて計測面Ｐ４２を検出する。この検出結果は主制御装置２０に供給される。
【０１１３】
以上の処理で得られた計測面Ｐ３１，Ｐ３２の検出結果と、計測面Ｐ４１，Ｐ４２の検出結果とから計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＺ方向における相対的な位置関係が求められる。尚、以上の処理で求められた計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＺ方向における相対位置を示す情報は、露光時（液浸空間の受け渡し時）の計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＺ方向の駆動制御に用いられる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態では、微動ステージＷＦＳ上のウエハＷと投影光学系ＰＬ（先端レンズ１９１）との間に液体Ｌｑが保持される状態から、計測ステージＭＳＴと投影光学系ＰＬ（先端レンズ１９１）との間に液体Ｌｑが保持される状態に遷移させているため、微動ステージＷＦＳをローディングポジションやアライメント位置等に移動させて他の処理を実行させている間にも、液浸空間を常時維持してスループットを最大限に高くすることができる。また、本実施形態では、液浸空間を維持する計測ステージＭＳＴの駆動が、ＹモータＹＭ１と固定子１５０を共用するＹモータＹＭ２により行われるため、別途固定子１５０を設けた場合に生じる装置の大型化及びコスト増を抑制することが可能になる。
【０１１５】
また、本実施形態では、計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＺ方向及びＹ方向の相対位置の計測結果に基づいて両ステージの相対位置を調整できるため、計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとの間で液体を受け渡す場合に、漏れや液体の残存が生ずることなく液体を受け渡すことができる。
【０１１６】
なお、上記実施形態では、レーザ干渉計システム（不図示）を介してウエハＷ（微動ステージＷＦＳ）の位置を計測しながらウエハのアライメントを行うものとしたが、これに限らず、上述した微動ステージ位置計測系７０の計測アーム７１と同様の構成の計測アームを含む第２の微動ステージ位置計測系をウエハアライメント系ＡＬＧの近傍に設け、これを用いてウエハアライメント時における微動ステージのＸＹ平面内の位置計測を行うものとしても良い。
【０１１７】
図１６乃至図１８には、このような第２の微動ステージ位置計測系を備えた変形例に係る露光装置１０００の構成が示されている。なお、露光装置１０００においては、液浸空間を保持する装置として、計測ステージではなく、ＹモータＹＭ２の駆動により、Ｙ方向にのみ独立して移動する液体保持ステージＬＳＴが設けられる構成とする。
【０１１８】
露光装置１０００は、投影ユニットＰＵが配置された露光ステーション２００と、アライメント系ＡＬＧが配置された計測ステーション３００とを備えたツインウエハステージタイプの露光装置である。ここで、前述した第１の実施形態の露光装置１００と同一又は同等の構成部分については、同一若しくは類似の記号を用いると共に、その説明を省略又は簡略するものとする。また、同等の部材が露光ステーション２００と計測ステーション３００とにある場合、識別のため、各部材の符号の末尾にＡ，Ｂを付して表記する。ただし、２つのウエハステージの符号は、ＷＳＴ１，ＷＳＴ２と表記する。
【０１１９】
露光ステーション２００は、図１と図１６とを比較するとわかるように、基本的には、前述した上記の実施形態の露光装置１００と同様に構成されている。また、計測ステーション３００には、露光ステーション２００側の微動ステージ位置計測系７０Ａと、左右対称の配置で微動ステージ位置計測系７０Ｂが配置されている。また、計測ステーション３００には、アライメント系ＡＬＧに代えて、アライメント装置９９がボディＢＤから吊り下げ状態で取り付けられている。アライメント装置９９として、例えば国際公開第２００８／０５６７３５号に詳細に開示される、５つのＦＩＡ系を備えた５眼のアライメント系が用いられている。
【０１２０】
また、露光装置１０００では、ベース盤１２の露光ステーション２００と計測ステーション３００との間の位置には、上下動可能なセンターテーブル１３０が取り付けられている。センターテーブル１３０は、駆動装置１３２（図１７参照）によって上下動可能な軸１３４と、軸１３４の上端に固定された平面視Ｙ字形のテーブル本体１３６とを備えている。また、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２をそれぞれ構成する粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２には、それぞれの底面に、軸１３４より幅の広い、第１部分と第２部分との分離線を含む全体としてＵ字状の切り欠き９６が形成されている。これにより、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２は、いずれもテーブル本体１３６の上方に微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２を搬送できるようになっている。
【０１２１】
液体保持ステージＬＳＴは、ウエハステージＷＳＴ１の＋Ｙ側に設けられ、ＹモータＹＭ２の駆動により、Ｙ方向に独立して移動する。本形態における液体保持ステージＬＳＴは、Ｘ方向に関しては移動せず、可動子１５１Ｂに一体的に設けられている。なお、液体保持ステージＬＳＴについては、各種計測機器を備えていない点及びＸ方向については移動しない点を除けば、開口部１８、突出部１９を有する点や、表面が撥液性を有する点については、上記計測ステージＭＳＴと同様の構成を備えている。
【０１２２】
図１７には、露光装置１０００の制御系の主要な構成が、ブロック図にて示されている。
このようにして構成された露光装置１０００では、露光ステーション２００において、ウエハステージＷＳＴ１を構成する粗動ステージＷＣＳ１に支持された微動ステージＷＦＳ１上のウエハＷに対して露光が行われるのと並行して、計測ステーション３００において、ウエハステージＷＳＴ２を構成する粗動ステージＷＣＳ２に支持された微動ステージＷＦＳ２上のウエハＷに対してウエハアライメント（例えばＥＧＡなど）等が行われる。
【０１２３】
そして、露光が終了すると、ウエハステージＷＳＴ１が、テーブル本体１３６の上方に露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１を搬送する。このウエハステージＷＳＴ１の移動時には、液体保持ステージＬＳＴを−Ｙ方向に所定量駆動し、液体保持ステージＬＳＴ（の突出部１９）を、微動ステージＷＦＳ１に接触又は３００μｍ程度のクリアランスを介して近接させて、液体保持ステージＬＳＴと微動ステージＷＦＳ１とをスクラム状態に設定する。
【０１２４】
そして、このスクラム状態を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴ１と一体で液体保持ステージＬＳＴを−Ｙ方向に駆動する。これにより、先端レンズ１９１との間に保持されていた液体Ｌｑで形成される液浸空間が、微動ステージＷＦＳから液体保持ステージＬＳＴに受け渡される。
【０１２５】
ウエハステージＷＳＴ１がセンターテーブル１３０に到達すると、センターテーブル１３０が、駆動装置１３２によって上昇駆動され、主制御装置２０により、ウエハステージ駆動系５３Ａが制御されて一対の粗動ステージＷＣＳ１がＸガイドＸＧ１に沿って互いに離間する方向に移動する。これにより、微動ステージＷＦＳ１が粗動ステージＷＣＳ１からテーブル本体１３６に渡される。そして、センターテーブル１３０が、駆動装置１３２によって下降駆動された後、一対の粗動ステージＷＣＳ１が互いに接近する方向に移動する。そして、粗動ステージＷＣＳ１にウエハステージＷＳＴ２が−Ｙ方向から近接又は接触し、アライメント済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ２が、粗動ステージＷＣＳ２から粗動ステージＷＣＳ１に移載される。この一連の動作は、主制御装置２０が、ウエハステージ駆動系５３Ｂを制御することで行われる。
【０１２６】
その後、微動ステージＷＦＳ２を保持した粗動ステージＷＣＳ１が、露光ステーション２００に移動し、レチクルアライメント、そのレチクルアライメントの結果と、ウエハアライメントの結果（ウエハＷ上の各ショット領域の第２基準マークを基準とする配列座標）とに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われる。
【０１２７】
粗動ステージＷＣＳ１が、露光ステーション２００に移動する際には、液体保持ステージＬＳＴと微動ステージＷＦＳ１とを接触又は３００μｍ程度のクリアランスを介して近接させて、液体保持ステージＬＳＴと微動ステージＷＦＳ１とをスクラム状態に設定する。そして、このスクラム状態を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴ１と一体で液体保持ステージＬＳＴを＋Ｙ方向に駆動する。これにより、先端レンズ１９１との間に保持されていた液体Ｌｑで形成される液浸空間が、再度液体保持ステージＬＳＴから微動ステージＷＦＳに受け渡される。
【０１２８】
この露光と並行して、粗動ステージＷＣＳ２が、−Ｙ方向に退避し、テーブル本体１３６上に保持されている微動ステージＷＦＳ１が、不図示の搬送系によって、所定の位置まで搬送され、その微動ステージＷＦＳ１に保持されている露光済みのウエハＷが、新たなウエハＷに、不図示のウエハ交換機構によって交換される。そして、新たなウエハＷを保持した微動ステージＷＦＳ１が、搬送系によってテーブル本体１３６上に搬送され、さらに、テーブル本体１３６上から粗動ステージＷＣＳ２上に渡される。以後、上記と同様の処理が、繰り返し行われる。
【０１２９】
また、液体保持部材としては、上述した計測ステージＭＳＴや液体保持ステージＬＳＴの他に、図１９に示すように、Ｙ粗動ステージＹＣ１に支持部２１９を介して一体的に設けられた液体保持テーブルＬＴＢを用いる構成であってもよい。この場合、液体保持テーブルＬＴＢは、微動ステージＷＦＳ１の＋Ｙ側に、上述したクリアランスを介して配置され、ＹモータＹＭ１の駆動によりウエハステージＷＳＴ１と一体的に移動する。換言すると、液体保持テーブルＬＴＢは、ＹモータＹＭ１をウエハステージＷＳＴ１と共用してＹ方向に移動することになる。
【０１３０】
なお、上記実施形態及び変形例では、微動ステージＷＦＳを、粗動ステージＷＣＳに対して移動可能に支持すると共に、６自由度方向に駆動する第１、第２駆動部として、コイルユニットを一対の磁石ユニットで上下から挟み込むサンドイッチ構造が採用される場合について例示した。しかし、これに限らず、第１、第２駆動部は、磁石ユニットを一対のコイルユニットで上下から挟み込む構造であっても良いし、サンドイッチ構造でなくても良い。また、コイルユニットを微動ステージに配置し、磁石ユニットを粗動ステージに配置しても良い。
【０１３１】
また、上記実施形態及び変形例では、第１、第２駆動部により、微動ステージＷＦＳを、６自由度方向に駆動するものとしたが、必ずしも６自由度に駆動できなくても良い。例えば、第１、第２駆動部をθｘ方向に関して微動ステージを駆動できなくても良い。
【０１３２】
なお、上記実施形態では、微動ステージＷＦＳは、ローレンツ力（電磁力）の作用により粗動ステージＷＣＳに非接触支持されたが、これに限らず、例えば微動ステージＷＦＳに真空予圧空気静圧軸受等を設けて、粗動ステージＷＣＳに対して浮上支持しても良い。また、微動ステージ駆動系５２は、上述したムービングマグネット型のものに限らず、ムービングコイル型のものであっても良い。さらに微動ステージＷＦＳは、粗動ステージＷＣＳに接触支持されていても良い。従って、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳに対して駆動する微動ステージ駆動系５２としては、例えばロータリモータとボールねじ（又は送りねじ）とを組み合わせたものであっても良い。
【０１３３】
また、上記実施形態及び変形例では、微動ステージ位置計測系７０が、全体が例えばガラスによって形成され、内部を光が進行可能な計測アーム７１を備える場合を説明したが、これに限らず、計測アームは、少なくとも前述の各レーザビームが進行する部分が、光を透過可能な中実な部材によって形成されていれば良く、その他の部分は、例えば光を透過させない部材であっても良いし、中空構造であっても良い。
【０１３４】
また、例えば計測アーム７１としては、グレーティングＲＧに対向する部分から計測ビームを照射できれば、例えば計測アーム７１の先端部に光源や光検出器等を内蔵していても良い。この場合、計測アームの内部にエンコーダの計測ビームを進行させる必要は無い。さらに、計測アームは、その形状は特に問わない。また、微動ステージ位置計測系は、必ずしも、計測アームを備えている必要はなく、粗動ステージＷＣＳの空間部内にグレーティングＲＧに対向して配置され、該グレーティングＲＧに少なくとも１本の計測ビームを照射し、該計測ビームのグレーティングＲＧからの回折光を受光するヘッドを有し、該ヘッドの出力に基づいて微動ステージＷＦＳの少なくともＸＹ平面内の位置情報を計測できれば足りる。
【０１３５】
また、上記実施形態では、エンコーダシステム７３が、Ｘヘッド７７ｘと一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂを備える場合について例示したが、これに限らず、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向を計測方向とする２次元ヘッド（２Ｄヘッド）を、１つ又は２つ設けても良い。２Ｄヘッドを２つ設ける場合には、それらの検出点がグレーティングＲＧ上で露光位置を中心として、Ｘ軸方向に同一距離離れた２点になるようにしても良い。
【０１３６】
なお、上記実施形態では、微動ステージＷＦＳの上面、すなわちウエハＷに対向する面にグレーティングＲＧが配置されているものとしたが、これに限らず、例えば図２０に示されるように、グレーティングＲＧは、ウエハＷを保持するウエハホルダＷＨの下面に形成されていても良い。この場合、露光中にウエハホルダＷＨが膨張したり、微動ステージＷＦＳに対する装着位置がずれたりした場合であっても、これに追従してウエハホルダＷＨ（ウエハＷ）の位置を計測することができる。また、グレーティングは、微動ステージの下面に配置されていても良く、この場合、エンコーダヘッドから照射される計測ビームが微動ステージの内部を進行しないので、微動ステージを光が透過可能な中実部材とする必要がなく、微動ステージを中空構造にして内部に配管、配線等を配置することができ、微動ステージを軽量化できる。
【０１３７】
なお、上記実施形態では、露光装置１００が液浸型の露光装置である場合について説明したが、これに限られるものではなく、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置にも本発明は好適に適用することができる。
【０１３８】
なお、上記実施形態では、スキャニング・ステッパに本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置をエンコーダで計測することにより、干渉計を用いてこのステージの位置を計測する場合と異なり、空気揺らぎに起因する位置計測誤差の発生を殆ど零にすることができ、エンコーダの計測値に基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも本発明は適用することができる。
【０１３９】
また、上記実施形態の露光装置１００における投影光学系ＰＬ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。
【０１４０】
また、照明光ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。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。
【０１４１】
また、上記実施形態では、露光装置１００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、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に本発明を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。
【０１４２】
また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。かかる可変成形マスクを用いる場合には、ウエハ又はガラスプレート等が搭載されるステージが、可変成形マスクに対して走査されるので、このステージの位置をエンコーダシステム及びレーザ干渉計システムを用いて計測することで、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。
【０１４３】
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
【０１４４】
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１４５】
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。
【０１４６】
露光装置１００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や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
【０１４７】
なお、本発明の移動体装置は、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置（例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボンディング装置等の移動ステージを備えた装置にも広く適用できる。
【０１４８】
次に、本発明の実施形態による露光装置１００及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図２１は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
【０１４９】
まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【０１５０】
次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１５１】
図２２は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１５２】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、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。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
以上説明したように、本発明の移動体装置は、所定平面内で移動体を駆動するのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、エネルギビームを物体上に照射して物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、電子デバイスを製造するのに適している。
【符号の説明】
【０１５４】
１００、１０００…露光装置、 ＭＳＴ…計測ステージ（液体保持部材）、 ＷＣＳ…Ｘ粗動ステージ（第２移動体）、 ＷＦＳ…微動ステージ（保持部材）、 ＸＧ１…Ｘガイド（ガイド部材）、 ＹＣ…Ｙ粗動ステージ（第１移動体）、ＹＭ１…Ｙモータ（第１駆動装置）、 ＹＭ２…Ｙモータ（第２駆動装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に関するものである。
本願は、２００９年１２月２日に出願された米国特許仮出願６１／２８２，０１３号、及び２０１０年１２月１日に出願された米国出願第１２／９５７，７６９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、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））などが用いられている。
【０００３】
この種の露光装置で用いられる、露光対象となるウエハ又はガラスプレート等の基板は、次第に（例えばウエハの場合、１０年おきに）大型化している。現在は、直径３００ｍｍの３００ｍｍウエハが主流となっているが、今や直径４５０ｍｍの４５０ｍｍウエハ時代の到来が間近に迫っている。４５０ｍｍウエハに移行すると、１枚のウエハから採れるダイ（チップ）の数が現行の３００ｍｍウエハの２倍以上となり、コスト削減に貢献する。加えて、エネルギ、水、その他のリソースの効率的な利用により、1チップにかかるすべてのリソース使用を減少させられるものと期待されている。
【０００４】
半導体素子は、次第に微細化しており、このため、露光装置には、高解像力も要請されている。解像力向上のための手段として、露光光の波長の短波長化と投影光学系の開口数の増大化（高ＮＡ化）とがある。投影光学系の実質的な開口数を最大限に大きくするため、投影光学系と液体とを介してウエハを露光する液浸露光が有効である。
【０００５】
一方、ウエハのサイズが４５０ｍｍにもなると、１枚のウエハから採れるダイ（チップ）の数が多くなる分、１枚のウエハの露光処理に要する時間が増加してスループットが低下する蓋然性が高い。そこで、スループットを極力向上させる必要があり、その方法として、１つのウエハステージ上のウエハに対する露光処理と、別のウエハステージ上でのウエハ交換、アライメントなどの処理とを、並行して行う、ツインステージ方式の採用が考えられる。
【０００６】
すなわち、解像力の向上とスループットの向上とを同時に実現するために、ツインステージ方式を採用した局所液浸型の露光装置の採用することが考えられる。かかる露光装置の従来例としては、例えば特許文献１に開示される露光装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に開示される局所液浸型の露光装置では、スループットを最大限に高くするため、投影光学系下方に形成される液浸空間を常時維持する必要があり，このためには、投影光学系の直下に、常に何らかの部材が交換的に配置される必要がある。そして、この部材の交換的配置が、装置のスループットの向上に寄与することが望ましい。
また、この交換部材のために別途駆動装置を設けた場合、装置の大型化及びコスト増を招く虞がある。
このことは、ツインステージ方式の露光装置に限られるものではなく、１基のステージを用いる露光装置においても同様に生じる。
【０００９】
本発明は、スループットの向上及びコスト増の抑制に寄与できる露光装置、及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様にかかる露光装置は、エネルギビームにより光学系と液体とを介して物体を露光する露光装置であって、第１方向に延在するガイド部材を有し、第１駆動装置の駆動により前記第１方向と略直交する第２方向に移動する第１移動体と、前記ガイド部材に沿って前記第１方向に独立して移動自在に設けられ、前記第１移動体の移動により前記ガイド部材とともに前記第２方向に移動する一対の第２移動体と、物体を保持するとともに、前記一対の第２移動体により、少なくとも前記第１方向、前記第２方向を含むとともに前記光学系の直下の第１位置を含む二次元平面内で移動自在に支持される保持部材と、前記一対の第２移動体に対して前記第２方向に沿って隣接して配置され、前記第１駆動装置の少なくとも一部を共用する第２駆動装置の駆動により、前記一対の第２移動体に支持された前記保持部材と、前記第２方向側の端部で近接又は接触した状態を維持して前記第２方向に平行な方向に移動して、前記保持部材上の物体と前記光学系との間に液体が保持される第１の状態から、前記光学系との間で液体を保持する第２の状態に遷移させる液体保持部材と、を有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の別の一態様にかかるデバイス製造方法は、本発明の露光装置を用いて物体を露光することと、前記露光された物体を現像することと、を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の態様では、装置の大型化及びコスト増を抑制しつつ、局所液浸型の露光装置のスループットを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の露光装置が備えるステージ装置の概観斜視図である。
【図３】図２のステージ装置の分解斜視図である。
【図４Ａ】図１の露光装置が備えるステージ装置を示す−Ｙ方向から見た側面図である。
【図４Ｂ】ステージ装置を示す平面図である。
【図５】図１の露光装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】微動ステージ駆動系を構成する磁石ユニット及びコイルユニットの配置を示す平面図である。
【図７Ａ】微動ステージを粗動ステージに対してＺ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図である。
【図７Ｂ】微動ステージを粗動ステージに対してＹ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図である。
【図７Ｃ】微動ステージを粗動ステージに対してＸ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図である。
【図８】微動ステージの中央部を＋Ｚ方向に撓ませる際の動作を説明するための図である。
【図９Ａ】計測アームの先端部を示す斜視図である。
【図９Ｂ】計測アームの先端部の上面を＋Ｚ方向から見た平面図である。
【図１０Ａ】Ｘヘッドの概略構成を示す図である。
【図１０Ｂ】Ｘヘッド、Ｙヘッドそれぞれの計測アーム内での配置を説明するための図である。
【図１１Ａ】スキャン露光時のウエハの駆動方法を説明するための図である。
【図１１Ｂ】ステッピング時のウエハの駆動方法を説明するための図である。
【図１２】微動ステージと計測ステージとの間で行われる液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しについて説明するための図である。
【図１３】微動ステージと計測ステージとの間で行われる液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しについて説明するための図である。
【図１４】微動ステージと計測ステージとの間で行われる液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しについて説明するための図である。
【図１５Ａ】微動ステージと計測ステージとのＹ方向における相対位置測定を説明するための図である。
【図１５Ｂ】微動ステージと計測ステージとのＹ方向における相対位置測定を説明するための図である。
【図１６】変形例に係る露光装置を示す図である。
【図１７】露光装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図１８】２つのステージユニットを有するステージ装置の概観斜視図である。
【図１９】液体保持部材の別形態を示す図である。
【図２０】変形例に係るグレーティングの配置を示す図である。
【図２１】本発明のマイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図２２】図２１におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の露光装置及びデバイス製造方法の実施の形態を、図１ないし図２２を参照して説明する。
【００１５】
図１には、一実施形態の露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、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。
【００１６】
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、局所液浸装置８、微動ステージＷＦＳ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、微動ステージＷＦＳ上には、ウエハＷが載置されている。
【００１７】
照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／０２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステムとも呼ばれる）で規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを、照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとして、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【００１８】
レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図５参照）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。
【００１９】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１３によって、レチクルステージＲＳＴに固定された移動鏡１５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１３の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図５参照）に送られる。
【００２０】
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内に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する屈折光学系が用いられている。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、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と微動ステージＷＦＳ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。
【００２１】
局所液浸装置８は、液体供給装置５、液体回収装置６（いずれも図１では不図示、図５参照）、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不図示の支持部材を介して、投影ユニットＰＵ等を支持するメインフレームＢＤに吊り下げ支持されている。本実施形態では、主制御装置２０が液体供給装置５（図５参照）を制御して、ノズルユニット３２を介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体を供給するとともに、液体回収装置６（図５参照）を制御して、ノズルユニット３２を介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体を回収する。このとき、主制御装置２０は、供給される液体の量と回収される液体の量とが常に等しくなるように、液体供給装置５と液体回収装置６を制御する。従って、先端レンズ１９１とウエハＷとの間には、一定量の液体Ｌｑ（図１参照）が常に入れ替わって保持される。本実施形態では、上記の液体Ｌｑとして、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する純水を用いるものとする。
【００２２】
ステージ装置５０は、図１に示されるように、床面上に防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたベース盤１２、ウエハＷを保持してベース盤１２上で移動するウエハステージＷＳＴ、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系５３（図５参照）、ベース盤１２上で移動する計測ステージ（液体保持部材）ＭＳＴ、計測ステージＭＳＴを駆動する計測ステージ駆動系５４（図５参照）及び各種計測系（１６、７０（図５参照）等）等を備えている。
【００２３】
ベース盤１２は、平板状の外形を有する部材から成り、その上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージＷＳＴの移動の際のガイド面とされている。
【００２４】
図２に示すように、ステージ装置５０は、Ｙモータ（第１駆動装置）ＹＭ１の駆動により移動するＹ粗動ステージ（第１移動体）ＹＣと、ＸモータＸＭ１の駆動により独立して移動する一対のＸ粗動ステージ（第２移動体）ＷＣＳと、ウエハＷを保持してＸ粗動ステージＷＣＳに移動自在に支持される微動ステージ（保持部材）ＷＦＳと、Ｙモータ（第２駆動装置）ＹＭ２の駆動によりＹ方向に移動するとともに、ＸモータＸＭ２の駆動によりＸ方向に移動する計測ステージＭＳＴと、を備えている。これらＹ粗動ステージＹＣとＸ粗動ステージＷＣＳとによりステージユニットＳＵが構成される。ＹモータＹＭ１とＸモータＸＭ１とを含んで粗動ステージ駆動系５１（図５参照）が構成される。また、ＹモータＹＭ２とＸモータＸＭ２とを含んで計測ステージ駆動系５４（図５参照）が構成される。
【００２５】
一対のＸ粗動ステージＷＣＳ及び微動ステージＷＦＳにより上述したウエハステージＷＳＴが構成される。微動ステージＷＦＳは、微動ステージ駆動系５２（図５参照）によってＸ粗動ステージＷＣＳ対して６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）にそれぞれ駆動される。本実施形態では、粗動ステージ駆動系５１と微動ステージ駆動系５２とを含んで、ウエハステージ駆動系５３が構成されている。
【００２６】
Ｘ粗動ステージＷＣＳに微動ステージＷＦＳが支持されたとき、その微動ステージＷＦＳと粗動ステージＷＣＳとのＸ、Ｙ、θｚの３自由度方向に関する相対位置情報は、粗動ステージＷＣＳと微動ステージＷＦＳとの間に設けられた相対位置計測器２２（図５参照）によって計測可能である。
【００２７】
相対位置計測器２２としては、例えば微動ステージＷＦＳに設けられたグレーティングを計測対象とする、Ｘ粗動ステージＷＣＳにそれぞれ設けられた少なくとも２つのヘッドを含み、該ヘッドの出力に基づいて、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向の位置を計測するエンコーダなどを用いることができる。相対位置計測器２２の計測結果は、主制御装置２０（図５参照）に供給される。
【００２８】
ウエハステージ位置計測系１６、微動ステージ位置計測系７０、およびステージ装置５０の各部の構成等については、後に詳述する。
【００２９】
露光装置１００では、投影ユニットＰＵの中心から＋Ｙ側に所定距離隔てた位置にウエハアライメント系ＡＬＧ（図１では不図示、図５参照）が配置されている。ウエハアライメント系ＡＬＧとしては、例えば画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられる。ウエハアライメント系ＡＬＧは、主制御装置２０により、ウエハアライメント（例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ））の際に、後述する微動ステージＷＦＳ上の計測プレートに形成された第２基準マーク、又はウエハＷ上のアライメントマークの検出に用いられる。ウエハアライメント系ＡＬＧ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。主制御装置２０は、ウエハアライメント系ＡＬＧの検出結果（撮像結果）と、検出時の微動ステージＷＦＳ（ウエハＷ）の位置情報とに基づいて、対象マークのアライメント時座標系におけるＸ，Ｙ座標を算出する。
【００３０】
この他、本実施形態における露光装置１００には、投影ユニットＰＵの近傍に、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点焦点位置検出系（以下、多点ＡＦ系と略述する）ＡＦ（図１では不図示、図５参照）が設けられている。多点ＡＦ系ＡＦの検出信号は、不図示のＡＦ信号処理系を介して主制御装置２０に供給される（図５参照）。主制御装置２０は、多点ＡＦ系ＡＦの検出信号に基づいて、多点ＡＦ系ＡＦの複数の検出点それぞれにおけるウエハＷ表面のＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を検出し、その検出結果に基づいて走査露光中のウエハＷのいわゆるフォーカス・レベリング制御を実行する。なお、ウエハアライメント系ＡＬＧの近傍に多点ＡＦ系を設けて、ウエハアライメント（ＥＧＡ）時にウエハＷ表面の面位置情報（凹凸情報）を事前に取得し、露光時には、その面位置情報と、後述する微動ステージ位置計測系７０の一部を構成するレーザ干渉計システム７５（図５参照）の計測値とを用いて、ウエハＷのいわゆるフォーカス・レベリング制御を実行することとしても良い。
【００３１】
また、レチクルステージＲＳＴの上方には、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに詳細に開示されるように、露光波長の光（本実施形態では照明光ＩＬ）をアライメント用照明光とする画像処理方式の一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２（図１においてはレチクルアライメント系ＲＡ2は、レチクルアライメント系ＲＡ１の紙面奥側に隠れている。）が配置されている。レチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２の検出信号は、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（図５参照）。
【００３２】
図５には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。制御系は、主制御装置２０を中心として構成されている。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、前述の局所液浸装置８、粗動ステージ駆動系５１、微動ステージ駆動系５２など、露光装置１００の構成各部を統括制御する。
【００３３】
この他、本実施形態の露光装置１００では、レチクルステージＲＳＴの上方には、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに詳細に開示されるように、ＣＣＤ等の撮像素子を有し、露光波長の光（本実施形態では照明光ＩＬ）をアライメント用照明光とする画像処理方式の一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２（図１においてはレチクルアライメント系ＲＡ２は、レチクルアライメント系ＲＡ１の紙面奥側に隠れている。）が配置されている。一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２は、投影光学系ＰＬの直下に微動ステージＷＦＳ上の後述する計測プレートが位置する状態で、主制御装置２０により、レチクルＲに形成された一対のレチクルアライメントマーク（図示省略）の投影像と対応する計測プレート上の一対の第１基準マークとを投影光学系ＰＬを介して検出することで、投影光学系ＰＬによるレチクルＲのパターンの投影領域の中心と計測プレート上の基準位置、すなわち一対の第１基準マークの中心との位置関係を検出するために用いられる。レチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２の検出信号は、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（図５参照）。
【００３４】
続いて、ステージ装置５０の各部の構成等について図２および図３を用いて詳述する。
ＹモータＹＭ１は、ベース盤１２のＸ方向の両側縁にＹ方向に延在して設けられた固定子１５０と、Ｙ粗動ステージＹＣのＸ方向の両端に設けられた可動子１５１Ａとから構成されている。ＹモータＹＭ２は、上記固定子１５０と、Ｙ粗動ステージＹＣ２のＸ方向の両端に設けられた可動子１５１Ｂとから構成されている。すなわち、ＹモータＹＭ１、ＹＭ２では、固定子１５０を共用する構成となっている。固定子１５０は、Ｙ方向に沿って配列された永久磁石を備えており、可動子１５１Ａ、１５１ＢはＹ方向に沿って配列されたコイルを備えている。即ち、ＹモータＹＭ１、ＹＭ２は、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴ及びＹ粗動ステージＹＣをＹ方向に駆動するムービングコイル型のリニアモータを構成している。尚、ここではムービングコイル型のリニアモータを例に挙げて説明するが、ムービングマグネット型のリニアモータであってもよい。
【００３５】
また、固定子１５０は、それぞれの下面に設けられた不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングによってベース盤１２の上方において所定のクリアランスを介して浮上支持されている。これにより、ウエハステージＷＳＴ、計測ステージＭＳＴやＹ粗動ステージＹＣのＹ方向の移動により発生した反力により、固定子１５０がＹ方向のＹカウンタマスとして逆方向に移動して、この反力を運動量保存の法則により相殺する。
【００３６】
可動子１５１Ｂ、１５１Ｂ間には、Ｘ方向に延びるＸガイド（ガイド部材）ＸＧ２が設けられており、計測ステージＭＳＴは、ＸモータＸＭ２の駆動によりＸガイドＸＧ２に沿って移動する。計測ステージＭＳＴは、ベース盤１２上に配置された計測ステージ本体４６と、計測ステージ本体４６上に搭載された計測テーブルＭＴＢとを備えている。計測テーブルＭＴＢは、例えばショット日本株式会社製のゼロデュア（登録商標）等の低熱膨張材料から形成されており、その上面は撥液性（撥水性）を有している。この計測テーブルＭＴＢは、例えば真空吸着によって計測ステージ本体４６上に保持されており、交換可能に構成されている。
【００３７】
また、計測ステージＭＳＴは、ウエハステージＷＳＴに対して＋Ｙ側に隣接して配置されるとともに、−Ｙ側の上端部に他の部分より突出した突出部１９を有している（図１及び図２等参照）。突出１９を含む部計測テーブルＭＴＢの表面の高さは、微動ステージＷＦＳの表面の高さとほぼ同一となるように設定されている。
【００３８】
計測ステージＭＳＴの位置情報は、主制御装置２０により、計測ステージ位置計測系１７（図１、図５参照）を用いて計測される。計測ステージ位置計測系１７は、図１に示されるように、計測ステージＭＳＴ側面の反射面に測長ビームを照射して計測ステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を計測するレーザ干渉計を含んでいる。
【００３９】
また、計測ステージＭＳＴは、露光に関する各種計測を行うための計測器群を備えている。この計測器群としては、例えば空間像計測装置、波面収差測定装置、及び露光検出装置等がある。空間像計測装置は、投影光学系ＰＬにより水を介して計測テーブルＭＴＢ上に投影される空間像を計測するものである。また、上記の波面収差測定装置としては、例えば国際公開第９９／６０３６１号パンフレット（対応する欧州特許第１，０７９，２２３号明細書）等に開示される波面収差測定装置を用いることができる。
【００４０】
また、上記の露光検出装置としては、投影光学系ＰＬを介して計測テーブルＭＴＢ上に照射される露光光の露光エネルギーに関する情報（光量、照度、照度むら等）を検出する検出装置であり、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報（対応する米国特許第４，４６５，３６８号）等に開示される照度むら計測器、及び、例えば特開平１１−１６８１６号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書）等に開示される照度モニタを用いることができる。尚、図２においては、以上説明した空間像計測装置、波面収差測定装置、及び露光検出装置を計測器群６３として示している。
さらに、計測テーブルＭＴＢ上面の所定位置には、これらの計測器群又はアライメントで用いられる各種のマークが形成された基準板２５３が設けられている。この基準板２５３は、低熱膨張材料から形成されているとともに、上面が撥液性（撥水性）を有しており、計測テーブルＭＴＢに対して交換可能に構成されている。
【００４１】
Ｙ粗動ステージＹＣは、可動子１５１Ａ、１５１Ａ間に設けられＸ方向に延びるＸガイド（ガイド部材）ＸＧ１を有しており、その底面に設けられた複数の非接触軸受、例えばエアベアリング９４によりベース盤１２の上に浮上支持される。
【００４２】
ＸガイドＸＧ１には、ＸモータＸＭ１を構成する固定子１５２が設けられている。ＸモータＸＭ１の可動子１５３は、図３に示すように、Ｘ粗動ステージＷＣＳをＸ方向に貫通し、ＸガイドＸＧ１が挿通される貫通孔１５４に設けられている。
【００４３】
一対のＸ粗動ステージＷＣＳは、その底面に設けられた複数の非接触軸受、例えばエアベアリング９５によりそれぞれベース盤１２の上に浮上支持され、ＸモータＸＭ１の駆動によりＸガイドＸＧ１に沿って互いに独立してＸ方向に移動する。Ｙ粗動ステージＹＣには、ＸガイドＸＧ１の他に、Ｘ粗動ステージＷＣＳをＹ方向に駆動するＹリニアモータＹＭ１の固定子が配設されたＸガイドＸＧＹが設けられている。そして、Ｘ粗動ステージＷＣＳには、当該Ｘ粗動ステージＷＣＳをＸ方向に貫通する貫通孔１５５（図３参照）にＹリニアモータの可動子１５６が設けられている。なお、Ｙリニアモータを設けずに、エアベアリングを設けることにより、Ｘ粗動ステージＷＣＳをＹ方向に支持する構成としてもよい。
【００４４】
図４Ａはステージ装置５０を−Ｙ方向から見た側面図、図４Ｂはステージ装置５０の平面図である。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、Ｘ粗動ステージＷＣＳのＸ方向外側端部には、一対の側壁部９２ａ、９２ｂと、側壁部９２ａ、９２ｂそれぞれの上面に固定された一対の固定子部９３ａ、９３ｂとを備えている。粗動ステージＷＣＳは、全体として、上面のＸ軸方向中央部及びＹ軸方向の両側面が開口した高さの低い箱形の形状を有している。すなわち、粗動ステージＷＣＳには、その内部にＹ軸方向に貫通した空間部が形成されている。
【００４５】
一対の固定子部９３ａ、９３ｂそれぞれは、外形が板状の部材から成り、その内部に微動ステージＷＦＳを駆動するためのコイルユニットＣＵａ、ＣＵｂが収容されている。コイルユニットＣＵａ、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は、主制御装置２０によって制御される。コイルユニットＣＵａ、ＣＵｂの構成については、さらに後述する。
【００４６】
固定子部９３ａは、＋Ｘ側の端部が側壁部９２ａ上面に固定され、固定子部９３ｂは、−Ｘ側の端部が側壁部９２ｂ上面に固定されている。
【００４７】
微動ステージＷＦＳは、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、平面視でＸ軸方向を長手方向とする八角形板状の部材から成る本体部８１と、本体部８１の長手方向の一端部と他端部にそれぞれ固定された一対の可動子部８２ａ、８２ｂと、を備えている。
【００４８】
本体部８１は、その内部を後述するエンコーダシステムの計測ビーム（計測光）が進行可能とする必要があることから、光が透過可能な透明な素材で形成されている。また、本体部８１は、その内部における計測ビームに対する空気揺らぎの影響を低減するため、中実に形成されている（内部に空間を有しない）。なお、透明な素材は、低熱膨張率であることが好ましく、本実施形態では一例として合成石英（ガラス）などが用いられる。なお、本体部８１は、その全体が透明な素材で構成されていても良いが、エンコーダシステムの計測ビームが透過する部分のみが透明な素材で構成されていても良く、この計測ビームが透過する部分のみが中実に形成されていても良い。
【００４９】
微動ステージＷＦＳの本体部８１の上面中央には、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（不図示）が設けられている。なお、ウエハホルダは、微動ステージＷＦＳと一体に形成されていても良いし、本体部８１に対して、例えば静電チャック機構あるいはクランプ機構等を介して、又は接着等により固定されていても良い。
【００５０】
さらに、本体部８１の上面には、ウエハホルダ（ウエハＷの載置領域）の外側に、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、ウエハＷ（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、かつ本体部８１に対応する八角形状の外形（輪郭）を有するプレート（撥液板）８３が取り付けられている。プレート８３の表面は、液体Ｌｑに対して撥液化処理されている（撥液面が形成されている）。プレート８３は、その表面の全部（あるいは一部）がウエハＷの表面と同一面となるように本体部８１の上面に固定されている。また、プレート８３には、図４Ｂに示されるように、一端部に円形の開口が形成され、この開口内にその表面がプレート８３の表面と、すなわちウエハＷの表面とほぼ同一面となる状態で計測プレート８６が埋め込まれている。計測プレート８６の表面には、前述した一対の第１基準マークと、ウエハアライメント系ＡＬＧにより検出される第２基準マークとが少なくとも形成されている（第１及び第２基準マークはいずれも図示省略）。
【００５１】
図４Ａに示されるように、本体部８１の上面のウエハＷよりも一回り大きい領域には、計測面としての２次元グレーティング（以下、単にグレーティングと呼ぶ）ＲＧが水平（ウエハＷ表面と平行）に配置されている。グレーティングＲＧは、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型の回折格子（Ｘ回折格子）と、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型回折格子（Ｙ回折格子）と、を含む。
【００５２】
グレーティングＲＧの上面は、保護部材、例えばカバーガラス８４（図１０Ａ）によって覆われている。本実施形態では、カバーガラス８４の上面に、ウエハホルダを吸着保持する前述の静電チャック機構が設けられている。なお、本実施形態では、カバーガラス８４は、本体部８１の上面のほぼ全面を覆うように設けられているが、グレーティングＲＧを含む本体部８１の上面の一部のみを覆うように設けても良い。また、保護部材（カバーガラス８４）は、本体部８１と同一の素材によって形成しても良いが、これに限らず、保護部材を、例えば金属、セラミックスで形成しても良いし、あるいは薄膜などで構成しても良い。
【００５３】
本体部８１は、図４Ａからもわかるように、長手方向の両端部に外側に突出した張り出し部が形成された全体として八角形板状部材から成り、その底面の、グレーティングＲＧに対向する部分に凹部が形成されている。本体部８１は、グレーティングＲＧが配置された中央の領域は、その厚さが実質的に均一な板状に形成されている。
【００５４】
可動子部８２ａは、図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、Ｙ軸方向寸法（長さ）及びＸ軸方向寸法（幅）が、共に固定子部９３ａよりも短い（半分程度の）２枚の平面視矩形状の板状部材８２ａ１、８２ａ２を含む。板状部材８２ａ１、８２ａ２は、本体部８１の＋Ｘ側の端部に対し、Ｚ軸方向（上下）に所定の距離だけ離間した状態でともにＸＹ平面に平行に固定されている。２枚の板状部材８２ａ１、８２ａ２の間には、固定子部９３ａの−Ｘ側の端部が非接触で挿入されている。板状部材８２ａ１、８２ａ２の内部には、後述する磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２が、収容されている。
【００５５】
可動子部８２ｂは、Ｚ軸方向（上下）に所定の間隔が維持された２枚の板状部材８２ｂ１、８２ｂ２を含み、可動子部８２ａと左右対称ではあるが同様に構成されている。２枚の板状部材８２ｂ１、８２ｂ２の間には、固定子部９３ｂの＋Ｘ側の端部が非接触で挿入されている。板状部材８２ｂ１、８２ｂ２の内部には、磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２と同様に構成された磁石ユニットＭＵｂ１、ＭＵｂ２が、収容されている。
【００５６】
ここで、前述したように、粗動ステージＷＣＳは、Ｙ軸方向の両側面が開口しているので、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳに装着する際には、板状部材８２ａ１、８２ａ２、及び８２ｂ１、８２ｂ２間に固定子部９３ａ、９３ｂがそれぞれ位置するように、微動ステージのＷＦＳのＺ軸方向の位置決めを行い、この後に微動ステージＷＦＳをＹ軸方向に移動（スライド）させれば良い。
【００５７】
微動ステージ駆動系５２は、前述した可動子部８２ａが有する一対の磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２と、固定子部９３ａが有するコイルユニットＣＵａと、前述した可動子部８２ｂが有する一対の磁石ユニットＭＵｂ１、ＭＵｂ２と、固定子部９３ｂが有するコイルユニットＣＵｂと、を含む。
【００５８】
これをさらに詳述する。図６からわかるように、固定子部９３ａの内部には、複数（ここでは、１２個）の平面視長方形状のＹＺコイル（以下、適宜「コイル」と略述する）５５、５７が、Ｙ軸方向に等間隔でそれぞれ配置され、２列のコイル列を構成している。コイル列はＸ軸方向に所定間隔で配置されている。ＹＺコイル５５は、上下方向（Ｚ軸方向）に重ねて配置された平面視矩形状の上部巻線と下部巻線（不図示）とを有する。また、固定子部９３ａの内部であって、上述した２列のコイル列の間には、Ｙ軸方向を長手方向とする細長い平面視長方形状の一つのＸコイル（以下、適宜「コイル」と略述する）５６が、配置されている。この場合、２列のコイル列と、Ｘコイル５６とは、Ｘ軸方向に関して等間隔で配置されている。２列のコイル列と、Ｘコイル５６とを含んで、コイルユニットＣＵａが構成されている。
【００５９】
なお、以下では、図６を用いて、コイルユニットＣＵａ及び磁石ユニットＭＵａ１，ＭＵａ２をそれぞれ有する一方の固定子部９３ａ及び可動子部８２ａについて説明するが、他方の固定子部９３ｂ及び可動子部８２ｂは、これらと同様に構成され、同様に機能する。
【００６０】
可動子部８２ａの一部を構成する＋Ｚ側の板状部材８２ａ１の内部には、図６を参照するとわかるように、Ｘ軸方向を長手方向とする平面視長方形の複数（ここでは１０個）の永久磁石６５ａ、６７ａがＹ軸方向に等間隔で配置され、２列の磁石列を構成している。磁石列はＸ軸方向に所定間隔を隔てて配置されるとともに、コイル５５、５７に対向して配置されている。また、板状部材８２ａ１の内部であって、上述の２列の磁石列の間には、Ｘ軸方向に離間して配置されたＹ軸方向を長手方向とする一対（２つ）の永久磁石６６ａ１、６６ａ２が、コイル５６に対向して配置されている。
【００６１】
複数の永久磁石６５ａは、交互に極性が逆極性となるような配置で配列されている。複数の永久磁石６７ａから成る磁石列は、複数の永久磁石６５ａから成る磁石列と同様に構成されている。また、永久磁石６６ａ１、６６ａ２は、互いに逆極性となるように配置されている。複数の永久磁石６５ａ、６７ａ及び６６ａ１、６６ａ２によって、磁石ユニットＭＵａ１が構成されている。
【００６２】
−Ｚ側の板状部材８２ａ２の内部にも、上述した板状部材８２ａ１の内部と同様の配置で、永久磁石が配置され、これらの永久磁石によって、磁石ユニットＭＵａ２が構成されている。
【００６３】
ここで、Ｙ軸方向に隣接して配置された複数の永久磁石６５ａは、隣接する２つの永久磁石（便宜上第１、第２の永久磁石とする）６５ａそれぞれが、ＹＺコイル（便宜上第１のＹＺコイルと呼ぶ）５５の巻線部に対向したとき、第２の永久磁石６５ａに隣接する第３の永久磁石６５ａが、上述の第１のＹＺコイル５５に隣接する第２のＹＺコイル５５の巻線部に対向しないように（コイル中央の中空部、又はコイルが巻き付けられたコア、例えば鉄芯に対向するように）、複数の永久磁石６５及び複数のＹＺコイル５５のＹ軸方向に関する位置関係（それぞれの間隔）が設定されている。この場合、第３の永久磁石６５ａに隣接する第４の永久磁石６５ａ及び第５の永久磁石６５ａそれぞれは、第２のＹＺコイル５５に隣接する第３のＹＺコイル５５の巻線部に対向する。永久磁石６７ａ、及び−Ｚ側の板状部材８２ａ２の内部の２列の永久磁石列のＹ軸方向に関する間隔も、同様になっている。
【００６４】
本実施形態では、上述のような各コイルと永久磁石との配置が採用されているので、主制御装置２０は、Ｙ軸方向に配列された複数のＹＺコイル５５、５７に対して、一つおきに電流を供給することによって、微動ステージＷＦＳをＹ軸方向に駆動することができる。また、これと併せて、主制御装置２０は、ＹＺコイル５５、５７のうち、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向への駆動に使用していないコイルに電流を供給することによって、Ｙ軸方向への駆動力とは別に、Ｚ軸方向への駆動力を発生させ、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳから浮上させることができる。そして、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置に応じて、電流供給対象のコイルを順次切り替えることによって、微動ステージＷＦＳの粗動ステージＷＣＳに対する浮上状態、すなわち非接触状態を維持しつつ、微動ステージＷＦＳをＹ軸方向に駆動する。また、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳから浮上させた状態で、Ｙ軸方向に駆動するとともに、これと独立にＸ軸方向にも駆動可能である。
【００６５】
また、主制御装置２０は、例えば図７Ａに示されるように、可動子部８２ａと可動子部８２ｂとに、互いに異なる大きさのＹ軸方向の駆動力（推力）を作用させることによって（図７Ａの黒塗り矢印参照）、微動ステージＷＦＳをＺ軸回りに回転（θｚ回転）させることができる（図７Ａの白抜き矢印参照）。なお、図７Ａとは反対に、＋Ｘ側の可動子部８２ａに作用させる駆動力を−Ｘ側よりも大きくすることで、微動ステージＷＦＳをＺ軸に対して左回りに回転させることができる。
【００６６】
また、主制御装置２０は、図７Ｂに示されるように、可動子部８２ａと可動子部８２ｂとに、互いに異なる浮上力（図７Ｂの黒塗り矢印参照）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳをＹ軸回りに回転（θｙ駆動（θｙ回転））させること（図７Ｂの白抜き矢印参照）ができる。なお、図７Ｂとは反対に、可動子部８２ａに作用させる浮上力を可動子部８２ｂ側よりも大きくすることで、微動ステージＷＦＳをＹ軸に対して左回りに回転させることができる。
【００６７】
さらに、主制御装置２０は、例えば図７Ｃに示されるように、可動子部８２ａ、８２ｂそれぞれにおいて、Ｙ軸方向の＋側と−側とに、互いに異なる浮上力（図７Ｃの黒塗り矢印参照）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳをＸ軸回りに回転（θｘ駆動（θｘ回転））させること（図７Ｃの白抜き矢印参照）ができる。なお、図７Ｃとは反対に、可動子部８２ａ（及び８２ｂ）の−Ｙ側の部分に作用させる浮上力を＋Ｙ側の部分に作用させる浮上力よりも小さくすることで、微動ステージＷＦＳをＸ軸に対して左回りに回転させることができる。
【００６８】
以上の説明からわかるように、本実施形態では、微動ステージ駆動系５２により、微動ステージＷＦＳを、粗動ステージＷＣＳに対して非接触状態で浮上支持するとともに、粗動ステージＷＣＳに対して、非接触で６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）へ駆動することができるようになっている。
【００６９】
また、本実施形態では、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳに浮上力を作用させる際、固定子部９３ａ内に配置された２列のコイル５５、５７（図６参照）に互いに反対方向の電流を供給することによって、例えば図８に示されるように、可動子部８２ａに対して、浮上力（図８の黒塗り矢印参照）と同時にＹ軸回りの回転力（図８の白抜き矢印参照）を作用させることができる。同様に、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳに浮上力を作用させる際、固定子部９３ｂ内に配置された２列のコイル５５、５７に互いに反対方向の電流を供給することによって、可動子部８２ｂに対して、浮上力と同時にＹ軸回りの回転力を作用させることができる。
【００７０】
また、主制御装置２０は、一対の可動子部８２ａ、８２ｂそれぞれに、互いに反対の方向のＹ軸回りの回転力（θｙ方向の力）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する中央部を＋Ｚ方向又は−Ｚ方向に撓ませることができる（図８のハッチング付き矢印参照）。従って、図８に示されるように、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する中央部を＋Ｚ方向に（凸状に）撓ませることによって、ウエハＷ及び本体部８１の自重に起因する微動ステージＷＦＳ（本体部８１）のＸ軸方向の中間部分の撓みを打ち消して、ウエハＷ表面のＸＹ平面（水平面）に対する平行度を確保できる。これにより、ウエハＷが大径化して微動ステージＷＦＳが大型化した時などに、特に効果を発揮できる。
【００７１】
本実施形態の露光装置１００では、ウエハＷに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作時には、微動ステージＷＦＳのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の位置情報を含む）は、主制御装置２０により、後述する微動ステージ位置計測系７０のエンコーダシステム７３（図５参照）を用いて計測される。微動ステージＷＦＳの位置情報は、主制御装置２０に送られ、主制御装置２０は、この位置情報に基づいて微動ステージＷＦＳの位置を制御する。
【００７２】
これに対し、ウエハステージＷＳＴが微動ステージ位置計測系７０の計測領域外にあるときには、ウエハステージＷＳＴの位置情報は、主制御装置２０により、ウエハステージ位置計測系１６（図５参照）を用いて計測される。ウエハステージ位置計測系１６は、図１に示されるように、粗動ステージＷＣＳ側面の反射面に測長ビームを照射してウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を計測するレーザ干渉計を含んでいる。なお、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置情報は、上述のウエハステージ位置計測系１６に代えて、その他の計測装置、例えばエンコーダシステムによって計測しても良い。
【００７３】
微動ステージ位置計測系７０は、図１に示されるように、ウエハステージＷＳＴが投影光学系ＰＬの下方に配置された状態で、計測ステージＭＳＴに形成された開口１８（図１、図２参照）を介して粗動ステージＷＣＳの内部の空間部内に挿入される計測アーム７１を備えている。開口１８は、計測アーム７１が挿通されている状態であっても、計測ステージＭＳＴがＸ方向に十分なストロークで移動できる大きさで形成されている。
計測アーム７１は、メインフレームＢＤに支持部７２を介して片持ち支持（一端部近傍が支持）されている。
【００７４】
計測アーム７１は、Ｙ軸方向を長手方向とする、幅方向（Ｘ軸方向）よりも高さ方向（Ｚ軸方向）の寸法が大きい縦長の長方形断面を有する四角柱状（すなわち直方体状）の部材であり、光を透過する同一の素材、例えばガラス部材が複数貼り合わされて形成されている。計測アーム７１は、後述するエンコーダヘッド（光学系）が収容される部分を除き、中実に形成されている。計測アーム７１は、前述したようにウエハステージＷＳＴが投影光学系ＰＬの下方に配置された状態では、先端部が粗動ステージＷＣＳの空間部内に挿入され、図１に示されるように、その上面が微動ステージＷＦＳの下面（より正確には、本体部８１（図１では不図示、図４Ａ等参照）の下面）に対向している。計測アーム７１の上面は、微動ステージＷＦＳの下面との間に所定のクリアランス、例えば数ｍｍ程度のクリアランスが形成された状態で、微動ステージＷＦＳの下面とほぼ平行に配置される。
【００７５】
微動ステージ位置計測系７０は、図５に示されるように、エンコーダシステム７３と、レーザ干渉計システム７５とを備えている。エンコーダシステム７３は、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向の位置を計測するＸリニアエンコーダ７３ｘ、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置を計測する一対のＹリニアエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂを含む。エンコーダシステム７３では、例えば米国特許第７，２３８，９３１号明細書、及び米国特許出願公開第２００７／２８８，１２１号明細書などに開示されるエンコーダヘッド（以下、適宜ヘッドと略述する）と同様の構成の回折干渉型のヘッドが用いられている。ただし、本実施形態では、ヘッドは、後述するように光源及び受光系（光検出器を含む）が、計測アーム７１の外部に配置され、光学系のみが計測アーム７１の内部に、すなわちグレーティングＲＧに対向して配置されている。以下、特に必要な場合を除いて、計測アーム７１の内部に配置された光学系をヘッドと呼ぶ。
【００７６】
エンコーダシステム７３は、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向の位置を１つのＸヘッド７７ｘ（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）で計測し、Ｙ軸方向の位置を一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂ（図１０Ｂ参照）で計測する。すなわち、グレーティングＲＧのＸ回折格子を用いて微動ステージＷＦＳのＸ軸方向の位置を計測するＸヘッド７７ｘによって、前述のＸリニアエンコーダ７３ｘが構成され、グレーティングＲＧのＹ回折格子を用いて微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置を計測する一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂによって、一対のＹリニアエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂが構成されている。
【００７７】
ここで、エンコーダシステム７３を構成する３つのヘッド７７ｘ、７７ｙａ、７７ｙｂの構成について説明する。図１０Ａには、３つのヘッド７７ｘ、７７ｙａ、７７ｙｂを代表して、Ｘヘッド７７ｘの概略構成が示されている。また、図１０Ｂには、Ｘヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれの計測アーム７１内での配置が示されている。
【００７８】
図１０Ａに示されるように、Ｘヘッド７７ｘは、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、一対の反射ミラーＲ１ａ，Ｒ１ｂ、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂ、四分の一波長板（以下、λ／４板と表記する）ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂ、反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂ、及び反射ミラーＲ３ａ，Ｒ３ｂ等を有し、これらの光学素子が所定の位置関係で配置されている。Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂも同様の構成の光学系を有している。Ｘヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示されるように、ユニット化されて計測アーム７１の内部に固定されている。
【００７９】
図１０Ｂに示されるように、Ｘヘッド７７ｘ（Ｘエンコーダ７３ｘ）では、計測アーム７１の−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられた光源ＬＤｘから−Ｚ方向にレーザビームＬＢｘ０が射出され、計測アーム７１の一部にＸＹ平面に対して４５°の角度で斜設された反射面ＲＰを介してＹ軸方向に平行にその光路が折り曲げられる。このレーザビームＬＢｘ０は、計測アーム７１の内部の中実な部分を、Ｙ軸方向に平行に進行し、反射ミラーＲ３ａ（図１０Ａ参照）に達する。そして、レーザビームＬＢｘ０は、反射ミラーＲ３ａによりその光路が折り曲げられて、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する。レーザビームＬＢｘ０は、偏光ビームスプリッタＰＢＳで偏光分離されて２つの計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2となる。偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した計測ビームＬＢｘ1は反射ミラーＲ１ａを介して微動ステージＷＦＳに形成されたグレーティングＲＧに到達し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された計測ビームＬＢｘ2は反射ミラーＲ１ｂを介してグレーティングＲＧに到達する。なお、ここで「偏光分離」とは、入射ビームをＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離することを意味する。
【００８０】
計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2の照射によってグレーティングＲＧから発生する所定次数の回折ビーム、例えば１次回折ビームそれぞれは、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂを介して、λ／４板ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂにより円偏光に変換された後、反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂにより反射されて再度λ／４板ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂを通り、往路と同じ光路を逆方向に辿って偏光ビームスプリッタＰＢＳに達する。
【００８１】
偏光ビームスプリッタＰＢＳに達した２つの１次回折ビームは、各々その偏光方向が元の方向に対して９０度回転している。このため、計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2それぞれの１次回折ビームは同軸上に合成ビームＬＢｘ12として合成される。合成ビームＬＢｘ12は、反射ミラーＲ３ｂでその光路が、Ｙ軸に平行に折り曲げられて、計測アーム７１の内部をＹ軸に平行に進行し、前述の反射面ＲＰを介して、図１０Ｂに示される、計測アーム７１の−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられたＸ受光系７４ｘに送光される。
【００８２】
Ｘ受光系７４ｘでは、合成ビームＬＢｘ12として合成された計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2の１次回折ビームが不図示の偏光子（検光子）によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が不図示の光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。ここで、微動ステージＷＦＳが計測方向（この場合、Ｘ軸方向）に移動すると、２つのビーム間の位相差が変化して干渉光の強度が変化する。この干渉光の強度の変化は、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向に関する位置情報として主制御装置２０（図５参照）に供給される。
【００８３】
図１０Ｂに示されるように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂには、それぞれの光源ＬＤｙａ、ＬＤｙｂから射出され、前述の反射面ＲＰで光路が９０°折り曲げられたＹ軸に平行なレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０が入射し、前述と同様にして、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂから、偏向ビームスプリッタで偏光分離された計測ビームそれぞれのグレーティングＲＧ（のＹ回折格子）による１次回折ビームの合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２が、それぞれ出力され、Ｙ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される。ここで、光源ＬＤｙａ、ＬＤｙｂから射出されるレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０とＹ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２とは、図１０Ｂにおける紙面垂直方向に重なる光路をそれぞれ通る。また、上述のように、光源から射出されるレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０とＹ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２とが、Ｚ軸方向に離れた平行な光路を通るように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂでは、それぞれの内部で光路が適宜折り曲げられている（図示省略）。
【００８４】
図９Ａには、計測アーム７１の先端部が斜視図にて示されており、図９Ｂには、計測アーム７１の先端部の上面を＋Ｚ方向から見た平面図が示されている。図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、Ｘヘッド７７ｘは、Ｘ軸に平行な直線ＬＸ上で計測アーム７１のセンターラインＣＬから等距離にある２点（図９Ｂの白丸参照）から、計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２（図９Ａ中に実線で示されている）を、グレーティングＲＧ上の同一の照射点に照射する（図１０Ａ参照）。計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２の照射点、すなわちＸヘッド７７ｘの検出点（図９Ｂ中の符号ＤＰ参照）は、ウエハＷに照射される照明光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致している（図１参照）。なお、計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２は、実際には、本体部８１と空気層との境界面などで屈折するが、図１０Ａ等では、簡略化して図示されている。
【００８５】
図１０Ｂに示されるように、一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれは、センターラインＣＬの＋Ｘ側、−Ｘ側に配置されている。Ｙヘッド７７ｙａは、図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、直線ＬＹａ上で直線ＬＸからの距離が等しい２点（図９Ｂの白丸参照）から、グレーティングＲＧ上の共通の照射点に図９Ａにおいてそれぞれ破線で示される計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２を照射する。計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２の照射点、すなわちＹヘッド７７ｙａの検出点が、図９Ｂに符号ＤＰｙａで示されている。
【００８６】
Ｙヘッド７７ｙｂは、センターラインＣＬに関して、Ｙヘッド７７ｙａの計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２の射出点に対称な２点（図９Ｂの白丸参照）から、計測ビームＬＢｙｂ１，ＬＢｙｂ２を、グレーティングＲＧ上の共通の照射点ＤＰｙｂに照射する。
図９Ｂに示されるように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれの検出点ＤＰｙａ、ＤＰｙｂは、Ｘ軸に平行な直線ＬＸ上に配置される。
【００８７】
ここで、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置は、２つのＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂの計測値の平均に基づいて決定する。従って、本実施形態では、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置は、検出点ＤＰｙａ、ＤＰｙｂの中点ＤＰを実質的な計測点として計測される。中点ＤＰは、計測ビームＬＢｘ１，ＬＢｘ２のグレーティングＲＧ上の照射点と一致する。
【００８８】
すなわち、本実施形態では、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報の計測に関して、共通の検出点を有し、この検出点は、ウエハＷに照射される照明光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致する。従って、本実施形態では、主制御装置２０は、エンコーダシステム７３を用いることで、微動ステージＷＦＳ上に載置されたウエハＷの所定のショット領域にレチクルＲのパターンを転写する際、微動ステージＷＦＳのＸＹ平面内の位置情報の計測を、常に露光位置の直下（微動ステージＷＦＳの裏面側）で行うことができる。また、主制御装置２０は、一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂの計測値の差に基づいて、微動ステージＷＦＳのθｚ方向の回転量を計測する。
【００８９】
レーザ干渉計システム７５は、図９Ａに示されるように、３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３を計測アーム７１の先端部から、微動ステージＷＦＳの下面に入射させる。レーザ干渉計システム７５は、これら３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３それぞれを照射する３つのレーザ干渉計７５ａ〜７５ｃ（図５参照）を備えている。
【００９０】
レーザ干渉計システム７５では、３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３は、図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、その重心が、照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致する、二等辺三角形（又は正三角形）の各頂点に相当する３点からＺ軸に平行に射出される。この場合、測長ビームＬＢｚ３の射出点（照射点）はセンターラインＣＬ上に位置し、残りの測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２の射出点（照射点）は、センターラインＣＬから等距離にある。本実施形態では、主制御装置２０は、レーザ干渉計システム７５を用いて、微動ステージＷＦＳのＺ軸方向の位置、θｚ方向及びθｙ方向の回転量の情報を計測する。なお、レーザ干渉計７５ａ〜７５ｃは、計測アーム７１の−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられている。レーザ干渉計７５ａ〜７５ｃから−Ｚ方向に射出された測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３は、前述の反射面ＲＰを介して計測アーム７１内をＹ軸方向に沿って進行し、その光路がそれぞれ折り曲げられて、上述の３点から射出される。
【００９１】
本実施形態では、微動ステージＷＦＳの下面に、エンコーダシステム７３からの各計測ビームを透過させ、レーザ干渉計システム７５からの各測長ビームの透過を阻止する、波長選択フィルタ（図示省略）が設けられている。この場合、波長選択フィルタは、レーザ干渉計システム７５からの各測長ビームの反射面をも兼ねる。
【００９２】
以上の説明からわかるように、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０のエンコーダシステム７３及びレーザ干渉計システム７５を用いることで、微動ステージＷＦＳの６自由度方向の位置を計測することができる。この場合、エンコーダシステム７３では、計測ビームの空気中での光路長が極短くかつほぼ等しいため、空気揺らぎの影響が殆ど無視できる。従って、エンコーダシステム７３により、微動ステージＷＦＳのＸＹ平面内（θｚ方向も含む）の位置情報を高精度に計測できる。また、エンコーダシステム７３によるＸ軸方向、及びＹ軸方向の実質的なグレーティングＲＧ上の検出点、及びレーザ干渉計システム７５によるＺ軸方向の微動ステージＷＦＳ下面上の検出点は、それぞれ露光領域ＩＡの中心（露光位置）にＸＹ平面内で一致するので、検出点と露光位置とのＸＹ平面内のずれに起因するいわゆるアッベ誤差の発生が実質的に無視できる程度に抑制される。従って、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０を用いることで、検出点と露光位置とのＸＹ平面内のずれに起因するアッベ誤差なく、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置を高精度に計測できる。
【００９３】
本実施形態の露光装置１００では、デバイスの製造に際し、粗動ステージＷＣＳに保持された微動ステージに保持されたウエハＷに対して、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、そのウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンがそれぞれ転写される。このステップ・アンド・スキャン方式の露光動作は、主制御装置２０により、事前に行われた、ウエハアライメントの結果（例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）により得られるウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を第２基準マークを基準とする座標に変換した情報）、及びレチクルアライメントの結果等に基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）へ微動ステージＷＦＳが移動されるショット間移動動作と、レチクルＲに形成されたパターンを走査露光方式で各ショット領域に転写する走査露光動作と、を繰り返すことにより、行われる。なお、上記の露光動作は、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体Ｌｑを保持した状態で、すなわち液浸露光により行われる。また、＋Ｙ側に位置するショット領域から−Ｙ側に位置するショット領域の順で行われる。なお、ＥＧＡについては、例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに詳細に開示されている。
【００９４】
本実施形態の露光装置１００では、上述の一連の露光動作中、主制御装置２０により、微動ステージ位置計測系７０を用いて、微動ステージＷＦＳ（ウエハＷ）の位置が計測され、この計測結果に基づいてウエハＷの位置が制御される。
【００９５】
なお、上述の走査露光動作時は、ウエハＷをＹ軸方向に高加速度で走査する必要があるが、本実施形態の露光装置１００では、主制御装置２０は、走査露光動作時には、図１１Ａに示されように、原則的に粗動ステージＷＣＳを駆動せず、微動ステージＷＦＳのみをＹ軸方向に（必要に応じて他の５自由度方向にも併せて）駆動する（図１１Ａの黒塗り矢印参照）ことで、ウエハＷをＹ軸方向に走査する。これは、粗動ステージＷＣＳを駆動する場合に比べ、微動ステージＷＦＳのみを動かす方が駆動対象の重量が軽い分、高加速度でウエハＷを駆動できて有利だからである。また、前述のように、微動ステージ位置計測系７０は、その位置計測精度がウエハステージ位置計測系１６よりも高いので、走査露光時には微動ステージＷＦＳを駆動した方が有利である。なお、この走査露光時には、微動ステージＷＦＳの駆動による反力（図１１Ａの白抜き矢印参照）の作用により、粗動ステージＷＣＳが微動ステージＷＦＳと反対側に駆動される。すなわち、粗動ステージＷＣＳがカウンタマスとして機能し、ウエハステージＷＳＴの全体から成る系の運動量が保存され、重心移動が生じないので、微動ステージＷＦＳの走査駆動によってベース盤１２に偏加重が作用するなどの不都合が生じることがない。
【００９６】
一方、Ｘ軸方向にショット間移動（ステッピング）動作を行う際には、微動ステージＷＦＳのＸ軸方向への移動可能量が少ないことから、主制御装置２０は、図１１Ｂに示されるように、粗動ステージＷＣＳをＸ軸方向に駆動することによって、ウエハＷをＸ軸方向に移動させる。
【００９７】
図１２には、露光が終了した直後で、液体Ｌｑで形成される液浸空間が先端レンズ１９１とウエハステージＷＳＴとの間で保持される状態（第１の状態）が示されている。
主制御装置２０は、露光終了に先立って、計測ステージ駆動系５４を介して、図１に示される位置に計測ステージＭＳＴを所定量駆動し、この状態で、露光が終了するのを待つ。
【００９８】
そして、露光が終了すると、主制御装置２０は、計測ステージ駆動系５４を介して計測ステージＭＳＴを−Ｙ方向に所定量駆動し（図１２中の白抜き矢印参照）、計測ステージＭＳＴ（の突出部１９）を、微動ステージＷＦＳに接触又は３００μｍ程度のクリアランスを介して近接させる。すなわち、主制御装置２０は、計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとをスクラム状態に設定する。
【００９９】
次に、主制御装置２０は、図１３に示されるように、計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのスクラム状態を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴと一体で計測ステージＭＳＴを−Ｙ方向に駆動する（図１３の白抜き矢印参照）。これにより、先端レンズ１９１との間に保持されていた液体Ｌｑで形成される液浸空間が、微動ステージＷＦＳから計測ステージＭＳＴに渡される。図１３には、液体Ｌｑで形成される液浸空間が微動ステージＷＦＳから計測ステージＭＳＴに渡される直前の状態が示されている。この状態では、先端レンズ１９１と、微動ステージＷＦＳ及び計測ステージＭＳＴとの間に、液体Ｌｑが保持されている。
【０１００】
そして、図１４に示されるように、微動ステージＷＦＳから計測ステージＭＳＴへの液浸空間の受け渡しが終了し、液体Ｌｑで形成される液浸空間が先端レンズ１９１と計測ステージＭＳＴとの間で保持される状態（第２の状態）になると、主制御装置２０は、粗動ステージＷＣＳを微動ステージＷＦＳ（及びウエハＷ）の受け渡し位置まで移動させる。
【０１０１】
上記の液浸空間の受け渡しにおいては、計測ステージＭＳＴ（の突出部１９）と微動ステージＷＦＳとのクリアランスが所定量以上に大きくなったり、微動ステージＷＦＳあるいは計測ステージＭＳＴがＺ軸周りに回転していると、液浸空間を維持することが困難になる。そのため、本実施形態では、露光装置１００の立ち上げ時、定期的なメンテナンス時、又は停電やエラーが生じた場合に露光装置１００の装置状態を初期状態に設定するリセット時等に、ウエハアライメント系ＡＬＧ及び多点ＡＦ系ＡＦを用いて微動ステージＷＦＳと計測ステージＭＳＴとの相対位置を計測している。尚、この相対位置の測定時には、液体供給装置５及び液体回収装置６の各バルブが閉状態になっており、投影光学系ＰＬの先端レンズ１９１の直下への液体Ｌｑの供給はされない。
【０１０２】
具体的には、主制御装置２０は、計測ステージ駆動系５４の駆動により、計測ステージＭＳＴを投影光学系ＰＬの下方（−Ｚ方向）へ配置する。このとき、図１５Ａに示すように、計測ステージＭＳＴ（突出部１９）の微動ステージＷＦＳと対向する−Ｙ方向側のエッジ部ｅ１がアライメント系ＡＬＧの計測視野内に入るよう計測ステージＭＳＴを移動させる。次に、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ２の駆動により計測ステージＭＳＴを−Ｘ方向に移動させ、エッジ部ｅ１の＋Ｘ方向の端部（以下、計測点Ｐ１１という）がアライメント系ＡＬＧの計測視野内に入るよう計測ステージＭＳＴを配置する。
この状態で、アライメント系ＡＬＧを用いて計測点Ｐ１１を撮像する。この撮像信号は主制御装置２０に供給され、計測点Ｐ１１を撮像したときの計測ステージＭＳＴの位置とともに記憶される。
【０１０３】
次いで、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ２の駆動により計測ステージＭＳＴを＋Ｘ方向に移動させ、エッジ部ｅ１の−Ｘ方向の端部（以下、計測点Ｐ１２という）がアライメント系ＡＬＧの計測視野内に入るよう計測ステージＭＳＴを配置する。
この状態で、アライメント系ＡＬＧを用いて計測点Ｐ１２を撮像する。この撮像信号は主制御装置２０に供給され、計測点Ｐ１２を撮像したときの計測ステージＭＳＴの位置とともに記憶される。
主制御装置２０は、以上の処理により得られた計測点Ｐ１１，Ｐ１２の撮像信号の各々を画像処理して計測点Ｐ１１，Ｐ１２の計測視野内における位置情報を求め、この位置情報と各々の撮像信号を撮像した時点で検出された計測ステージＭＳＴの位置に基づいて、計測点Ｐ１１，Ｐ１２のＹ方向における位置情報を求める。
【０１０４】
続いて、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳについても計測ステージＭＳＴと同様に、微動ステージＷＦＳの計測ステージＭＳＴと対向する＋Ｙ方向側のエッジ部ｅ２のうち、＋Ｘ方向の端部（以下、計測点Ｐ２１という）がアライメント系ＡＬＧの計測視野内に入るよう微動ステージＷＦＳを配置し、アライメント系ＡＬＧを用いて計測点Ｐ２１を撮像する。この撮像信号は主制御装置２０に供給され、計測点Ｐ２１を撮像したときの微動ステージＷＦＳの位置とともに記憶される。
【０１０５】
次いで、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳを＋Ｘ方向に移動させ、エッジ部ｅ２の−Ｘ方向の端部（以下、計測点Ｐ２２という）がアライメント系ＡＬＧの計測視野内に入るよう微動ステージＷＦＳを配置し、アライメント系ＡＬＧを用いて計測点Ｐ２２を撮像する。この撮像信号は主制御装置２０に供給され、計測点Ｐ２２を撮像したときの微動ステージＷＦＳの位置とともに記憶される。
主制御装置２０は、以上の処理により得られた計測点Ｐ２１，Ｐ２２の撮像信号の各々を画像処理して計測点Ｐ２１，Ｐ２２の計測視野内における位置情報を求め、この位置情報と各々の撮像信号を撮像した時点で検出された微動ステージＷＦＳの位置に基づいて、計測点Ｐ２１，Ｐ２２のＹ方向における位置情報を求める。
【０１０６】
以上の処理で得られた計測点Ｐ１１，Ｐ１２の位置情報と、計測点Ｐ２１，Ｐ２２の位置情報とからエッジ部ｅ１とエッジ部ｅ２とのＹ方向における相対的な位置関係、即ち計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＹ方向における相対位置が求められる。エッジ部ｅ１を複数の測定点Ｐ１１，Ｐ１２で測定し、エッジ部ｅ２を複数の測定点Ｐ２１，Ｐ２２で測定しているため、ウェハステージＷＳＴ又は計測ステージＭＳＴのＺ軸周りの回転に起因するエッジ部ｅ１とエッジ部ｅ２との平行からのずれ量を求めることもできる。尚、以上の処理で求められた計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＹ方向における相対位置を示す情報は、露光時（液浸空間の受け渡し時）の計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとの駆動制御に用いられ、主制御装置２０がＹモータＹＭ１、ＹＭ２を制御することにより、これらの間のクリアランスを管理することができる。
【０１０７】
また、計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＺ方向における相対位置については、多点ＡＦ系ＡＦを用いて計測・調整することができる。
具体的には、主制御装置２０はＹモータＹＭ１、ＹＭ２を駆動して、計測ステージＭＳＴ及び微動ステージＷＦＳがエッジ部ｅ１，ｅ２を互いに近接させた状態で投影光学系ＰＬの下方（−Ｚ方向）に位置するように計測ステージＭＳＴ及び微動ステージＷＦＳの各々を配置する。
【０１０８】
そして、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域が、微動ステージＷＦＳのエッジ部ｅ２の近傍に設定されるよう、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴのＹ方向の位置を設定する。Ｙ方向の配置が完了すると、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ１を駆動して、微動ステージＷＦＳを−Ｘ方向に移動させ、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域がエッジ部ｅ２の＋Ｘ方向の端部の近傍（以下、計測面Ｐ３１という）に設定されるよう微動ステージＷＦＳを配置する。この状態で、多点ＡＦ系ＡＦを用いて計測面Ｐ３１を検出する。この検出結果は主制御装置２０に供給される。
【０１０９】
次いで、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ１を駆動して、微動ステージＷＦＳを＋Ｘ方向に移動させ、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域がエッジ部ｅ２の−Ｘ方向の端部の近傍（以下、計測面Ｐ３２という）に設定されるよう微動ステージＷＦＳを配置する。この状態で、多点ＡＦ系ＡＦを用いて計測面Ｐ３２を検出する。この検出結果は主制御装置２０に供給される。
【０１１０】
次に、主制御装置２０は、ＹモータＹＭ１、ＹＭ２を駆動して、相対位置関係を保持した状態でウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを−Ｙ方向に移動させ、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域が計測ステージＭＳＴにおけるエッジ部ｅ１の近傍に設定されるよう、計測ステージＭＳＴ及び微動ステージＷＦＳのＹ方向の位置を設定する。
【０１１１】
Ｙ方向の配置が完了すると、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ２を駆動して、計測ステージＭＳＴを−Ｘ方向に移動させ、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域がエッジ部ｅ１の＋Ｘ方向の端部の近傍（以下、計測面Ｐ４１という）に設定されるよう計測ステージＭＳＴを配置する。この状態で、多点ＡＦ系ＡＦを用いて計測面Ｐ４１を検出する。この検出結果は主制御装置２０に供給される。
【０１１２】
次いで、主制御装置２０は、ＸモータＸＭ２を駆動して、計測ステージＭＳＴを＋Ｘ方向に移動させ、多点ＡＦ系ＡＦの検出領域がエッジ部ｅ１の−Ｘ方向の端部の近傍（以下、計測面Ｐ４２という）に設定されるよう計測ステージＭＳＴを配置する。この状態で、多点ＡＦ系ＡＦを用いて計測面Ｐ４２を検出する。この検出結果は主制御装置２０に供給される。
【０１１３】
以上の処理で得られた計測面Ｐ３１，Ｐ３２の検出結果と、計測面Ｐ４１，Ｐ４２の検出結果とから計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＺ方向における相対的な位置関係が求められる。尚、以上の処理で求められた計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＺ方向における相対位置を示す情報は、露光時（液浸空間の受け渡し時）の計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＺ方向の駆動制御に用いられる。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態では、微動ステージＷＦＳ上のウエハＷと投影光学系ＰＬ（先端レンズ１９１）との間に液体Ｌｑが保持される状態から、計測ステージＭＳＴと投影光学系ＰＬ（先端レンズ１９１）との間に液体Ｌｑが保持される状態に遷移させているため、微動ステージＷＦＳをローディングポジションやアライメント位置等に移動させて他の処理を実行させている間にも、液浸空間を常時維持してスループットを最大限に高くすることができる。また、本実施形態では、液浸空間を維持する計測ステージＭＳＴの駆動が、ＹモータＹＭ１と固定子１５０を共用するＹモータＹＭ２により行われるため、別途固定子１５０を設けた場合に生じる装置の大型化及びコスト増を抑制することが可能になる。
【０１１５】
また、本実施形態では、計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとのＺ方向及びＹ方向の相対位置の計測結果に基づいて両ステージの相対位置を調整できるため、計測ステージＭＳＴと微動ステージＷＦＳとの間で液体を受け渡す場合に、漏れや液体の残存が生ずることなく液体を受け渡すことができる。
【０１１６】
なお、上記実施形態では、レーザ干渉計システム（不図示）を介してウエハＷ（微動ステージＷＦＳ）の位置を計測しながらウエハのアライメントを行うものとしたが、これに限らず、上述した微動ステージ位置計測系７０の計測アーム７１と同様の構成の計測アームを含む第２の微動ステージ位置計測系をウエハアライメント系ＡＬＧの近傍に設け、これを用いてウエハアライメント時における微動ステージのＸＹ平面内の位置計測を行うものとしても良い。
【０１１７】
図１６乃至図１８には、このような第２の微動ステージ位置計測系を備えた変形例に係る露光装置１０００の構成が示されている。なお、露光装置１０００においては、液浸空間を保持する装置として、計測ステージではなく、ＹモータＹＭ２の駆動により、Ｙ方向にのみ独立して移動する液体保持ステージＬＳＴが設けられる構成とする。
【０１１８】
露光装置１０００は、投影ユニットＰＵが配置された露光ステーション２００と、アライメント系ＡＬＧが配置された計測ステーション３００とを備えたツインウエハステージタイプの露光装置である。ここで、前述した第１の実施形態の露光装置１００と同一又は同等の構成部分については、同一若しくは類似の記号を用いると共に、その説明を省略又は簡略するものとする。また、同等の部材が露光ステーション２００と計測ステーション３００とにある場合、識別のため、各部材の符号の末尾にＡ，Ｂを付して表記する。ただし、２つのウエハステージの符号は、ＷＳＴ１，ＷＳＴ２と表記する。
【０１１９】
露光ステーション２００は、図１と図１６とを比較するとわかるように、基本的には、前述した上記の実施形態の露光装置１００と同様に構成されている。また、計測ステーション３００には、露光ステーション２００側の微動ステージ位置計測系７０Ａと、左右対称の配置で微動ステージ位置計測系７０Ｂが配置されている。また、計測ステーション３００には、アライメント系ＡＬＧに代えて、アライメント装置９９がボディＢＤから吊り下げ状態で取り付けられている。アライメント装置９９として、例えば国際公開第２００８／０５６７３５号に詳細に開示される、５つのＦＩＡ系を備えた５眼のアライメント系が用いられている。
【０１２０】
また、露光装置１０００では、ベース盤１２の露光ステーション２００と計測ステーション３００との間の位置には、上下動可能なセンターテーブル１３０が取り付けられている。センターテーブル１３０は、駆動装置１３２（図１７参照）によって上下動可能な軸１３４と、軸１３４の上端に固定された平面視Ｙ字形のテーブル本体１３６とを備えている。また、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２をそれぞれ構成する粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２には、それぞれの底面に、軸１３４より幅の広い、第１部分と第２部分との分離線を含む全体としてＵ字状の切り欠き９６が形成されている。これにより、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２は、いずれもテーブル本体１３６の上方に微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２を搬送できるようになっている。
【０１２１】
液体保持ステージＬＳＴは、ウエハステージＷＳＴ１の＋Ｙ側に設けられ、ＹモータＹＭ２の駆動により、Ｙ方向に独立して移動する。本形態における液体保持ステージＬＳＴは、Ｘ方向に関しては移動せず、可動子１５１Ｂに一体的に設けられている。なお、液体保持ステージＬＳＴについては、各種計測機器を備えていない点及びＸ方向については移動しない点を除けば、開口部１８、突出部１９を有する点や、表面が撥液性を有する点については、上記計測ステージＭＳＴと同様の構成を備えている。
【０１２２】
図１７には、露光装置１０００の制御系の主要な構成が、ブロック図にて示されている。
このようにして構成された露光装置１０００では、露光ステーション２００において、ウエハステージＷＳＴ１を構成する粗動ステージＷＣＳ１に支持された微動ステージＷＦＳ１上のウエハＷに対して露光が行われるのと並行して、計測ステーション３００において、ウエハステージＷＳＴ２を構成する粗動ステージＷＣＳ２に支持された微動ステージＷＦＳ２上のウエハＷに対してウエハアライメント（例えばＥＧＡなど）等が行われる。
【０１２３】
そして、露光が終了すると、ウエハステージＷＳＴ１が、テーブル本体１３６の上方に露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１を搬送する。このウエハステージＷＳＴ１の移動時には、液体保持ステージＬＳＴを−Ｙ方向に所定量駆動し、液体保持ステージＬＳＴ（の突出部１９）を、微動ステージＷＦＳ１に接触又は３００μｍ程度のクリアランスを介して近接させて、液体保持ステージＬＳＴと微動ステージＷＦＳ１とをスクラム状態に設定する。
【０１２４】
そして、このスクラム状態を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴ１と一体で液体保持ステージＬＳＴを−Ｙ方向に駆動する。これにより、先端レンズ１９１との間に保持されていた液体Ｌｑで形成される液浸空間が、微動ステージＷＦＳから液体保持ステージＬＳＴに受け渡される。
【０１２５】
ウエハステージＷＳＴ１がセンターテーブル１３０に到達すると、センターテーブル１３０が、駆動装置１３２によって上昇駆動され、主制御装置２０により、ウエハステージ駆動系５３Ａが制御されて一対の粗動ステージＷＣＳ１がＸガイドＸＧ１に沿って互いに離間する方向に移動する。これにより、微動ステージＷＦＳ１が粗動ステージＷＣＳ１からテーブル本体１３６に渡される。そして、センターテーブル１３０が、駆動装置１３２によって下降駆動された後、一対の粗動ステージＷＣＳ１が互いに接近する方向に移動する。そして、粗動ステージＷＣＳ１にウエハステージＷＳＴ２が−Ｙ方向から近接又は接触し、アライメント済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ２が、粗動ステージＷＣＳ２から粗動ステージＷＣＳ１に移載される。この一連の動作は、主制御装置２０が、ウエハステージ駆動系５３Ｂを制御することで行われる。
【０１２６】
その後、微動ステージＷＦＳ２を保持した粗動ステージＷＣＳ１が、露光ステーション２００に移動し、レチクルアライメント、そのレチクルアライメントの結果と、ウエハアライメントの結果（ウエハＷ上の各ショット領域の第２基準マークを基準とする配列座標）とに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われる。
【０１２７】
粗動ステージＷＣＳ１が、露光ステーション２００に移動する際には、液体保持ステージＬＳＴと微動ステージＷＦＳ１とを接触又は３００μｍ程度のクリアランスを介して近接させて、液体保持ステージＬＳＴと微動ステージＷＦＳ１とをスクラム状態に設定する。そして、このスクラム状態を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴ１と一体で液体保持ステージＬＳＴを＋Ｙ方向に駆動する。これにより、先端レンズ１９１との間に保持されていた液体Ｌｑで形成される液浸空間が、再度液体保持ステージＬＳＴから微動ステージＷＦＳに受け渡される。
【０１２８】
この露光と並行して、粗動ステージＷＣＳ２が、−Ｙ方向に退避し、テーブル本体１３６上に保持されている微動ステージＷＦＳ１が、不図示の搬送系によって、所定の位置まで搬送され、その微動ステージＷＦＳ１に保持されている露光済みのウエハＷが、新たなウエハＷに、不図示のウエハ交換機構によって交換される。そして、新たなウエハＷを保持した微動ステージＷＦＳ１が、搬送系によってテーブル本体１３６上に搬送され、さらに、テーブル本体１３６上から粗動ステージＷＣＳ２上に渡される。以後、上記と同様の処理が、繰り返し行われる。
【０１２９】
また、液体保持部材としては、上述した計測ステージＭＳＴや液体保持ステージＬＳＴの他に、図１９に示すように、Ｙ粗動ステージＹＣ１に支持部２１９を介して一体的に設けられた液体保持テーブルＬＴＢを用いる構成であってもよい。この場合、液体保持テーブルＬＴＢは、微動ステージＷＦＳ１の＋Ｙ側に、上述したクリアランスを介して配置され、ＹモータＹＭ１の駆動によりウエハステージＷＳＴ１と一体的に移動する。換言すると、液体保持テーブルＬＴＢは、ＹモータＹＭ１をウエハステージＷＳＴ１と共用してＹ方向に移動することになる。
【０１３０】
なお、上記実施形態及び変形例では、微動ステージＷＦＳを、粗動ステージＷＣＳに対して移動可能に支持すると共に、６自由度方向に駆動する第１、第２駆動部として、コイルユニットを一対の磁石ユニットで上下から挟み込むサンドイッチ構造が採用される場合について例示した。しかし、これに限らず、第１、第２駆動部は、磁石ユニットを一対のコイルユニットで上下から挟み込む構造であっても良いし、サンドイッチ構造でなくても良い。また、コイルユニットを微動ステージに配置し、磁石ユニットを粗動ステージに配置しても良い。
【０１３１】
また、上記実施形態及び変形例では、第１、第２駆動部により、微動ステージＷＦＳを、６自由度方向に駆動するものとしたが、必ずしも６自由度に駆動できなくても良い。例えば、第１、第２駆動部をθｘ方向に関して微動ステージを駆動できなくても良い。
【０１３２】
なお、上記実施形態では、微動ステージＷＦＳは、ローレンツ力（電磁力）の作用により粗動ステージＷＣＳに非接触支持されたが、これに限らず、例えば微動ステージＷＦＳに真空予圧空気静圧軸受等を設けて、粗動ステージＷＣＳに対して浮上支持しても良い。また、微動ステージ駆動系５２は、上述したムービングマグネット型のものに限らず、ムービングコイル型のものであっても良い。さらに微動ステージＷＦＳは、粗動ステージＷＣＳに接触支持されていても良い。従って、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳに対して駆動する微動ステージ駆動系５２としては、例えばロータリモータとボールねじ（又は送りねじ）とを組み合わせたものであっても良い。
【０１３３】
また、上記実施形態及び変形例では、微動ステージ位置計測系７０が、全体が例えばガラスによって形成され、内部を光が進行可能な計測アーム７１を備える場合を説明したが、これに限らず、計測アームは、少なくとも前述の各レーザビームが進行する部分が、光を透過可能な中実な部材によって形成されていれば良く、その他の部分は、例えば光を透過させない部材であっても良いし、中空構造であっても良い。
【０１３４】
また、例えば計測アーム７１としては、グレーティングＲＧに対向する部分から計測ビームを照射できれば、例えば計測アーム７１の先端部に光源や光検出器等を内蔵していても良い。この場合、計測アームの内部にエンコーダの計測ビームを進行させる必要は無い。さらに、計測アームは、その形状は特に問わない。また、微動ステージ位置計測系は、必ずしも、計測アームを備えている必要はなく、粗動ステージＷＣＳの空間部内にグレーティングＲＧに対向して配置され、該グレーティングＲＧに少なくとも１本の計測ビームを照射し、該計測ビームのグレーティングＲＧからの回折光を受光するヘッドを有し、該ヘッドの出力に基づいて微動ステージＷＦＳの少なくともＸＹ平面内の位置情報を計測できれば足りる。
【０１３５】
また、上記実施形態では、エンコーダシステム７３が、Ｘヘッド７７ｘと一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂを備える場合について例示したが、これに限らず、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向を計測方向とする２次元ヘッド（２Ｄヘッド）を、１つ又は２つ設けても良い。２Ｄヘッドを２つ設ける場合には、それらの検出点がグレーティングＲＧ上で露光位置を中心として、Ｘ軸方向に同一距離離れた２点になるようにしても良い。
【０１３６】
なお、上記実施形態では、微動ステージＷＦＳの上面、すなわちウエハＷに対向する面にグレーティングＲＧが配置されているものとしたが、これに限らず、例えば図２０に示されるように、グレーティングＲＧは、ウエハＷを保持するウエハホルダＷＨの下面に形成されていても良い。この場合、露光中にウエハホルダＷＨが膨張したり、微動ステージＷＦＳに対する装着位置がずれたりした場合であっても、これに追従してウエハホルダＷＨ（ウエハＷ）の位置を計測することができる。また、グレーティングは、微動ステージの下面に配置されていても良く、この場合、エンコーダヘッドから照射される計測ビームが微動ステージの内部を進行しないので、微動ステージを光が透過可能な中実部材とする必要がなく、微動ステージを中空構造にして内部に配管、配線等を配置することができ、微動ステージを軽量化できる。
【０１３７】
なお、上記実施形態では、露光装置１００が液浸型の露光装置である場合について説明したが、これに限られるものではなく、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置にも本発明は好適に適用することができる。
【０１３８】
なお、上記実施形態では、スキャニング・ステッパに本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置をエンコーダで計測することにより、干渉計を用いてこのステージの位置を計測する場合と異なり、空気揺らぎに起因する位置計測誤差の発生を殆ど零にすることができ、エンコーダの計測値に基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも本発明は適用することができる。
【０１３９】
また、上記実施形態の露光装置１００における投影光学系ＰＬ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。
【０１４０】
また、照明光ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。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。
【０１４１】
また、上記実施形態では、露光装置１００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、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に本発明を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。
【０１４２】
また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。かかる可変成形マスクを用いる場合には、ウエハ又はガラスプレート等が搭載されるステージが、可変成形マスクに対して走査されるので、このステージの位置をエンコーダシステム及びレーザ干渉計システムを用いて計測することで、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。
【０１４３】
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
【０１４４】
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１４５】
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。
【０１４６】
露光装置１００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や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
【０１４７】
なお、本発明の移動体装置は、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置（例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボンディング装置等の移動ステージを備えた装置にも広く適用できる。
【０１４８】
次に、本発明の実施形態による露光装置１００及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図２１は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。
【０１４９】
まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【０１５０】
次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。
【０１５１】
図２２は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。
【０１５２】
ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、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。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
以上説明したように、本発明の移動体装置は、所定平面内で移動体を駆動するのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、エネルギビームを物体上に照射して物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、電子デバイスを製造するのに適している。
【符号の説明】
【０１５４】
１００、１０００…露光装置、 ＭＳＴ…計測ステージ（液体保持部材）、 ＷＣＳ…Ｘ粗動ステージ（第２移動体）、 ＷＦＳ…微動ステージ（保持部材）、 ＸＧ１…Ｘガイド（ガイド部材）、 ＹＣ…Ｙ粗動ステージ（第１移動体）、ＹＭ１…Ｙモータ（第１駆動装置）、 ＹＭ２…Ｙモータ（第２駆動装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギビームにより光学系と液体とを介して物体を露光する露光装置であって、
第１方向に延在するガイド部材を有し、第１駆動装置の駆動により前記第１方向と略直交する第２方向に移動する第１移動体と、
前記ガイド部材に沿って前記第１方向に独立して移動自在に設けられ、前記第１移動体の移動により前記ガイド部材とともに前記第２方向に移動する一対の第２移動体と、
物体を保持するとともに、前記一対の第２移動体により、少なくとも前記第１方向、前記第２方向を含むとともに前記光学系の直下の第１位置を含む二次元平面内で移動自在に支持される保持部材と、
前記一対の第２移動体に対して前記第２方向に沿って隣接して配置され、前記第１駆動装置の少なくとも一部を共用する第２駆動装置の駆動により、前記一対の第２移動体に支持された前記保持部材とともに前記第２方向側の端部で近接又は接触した状態を維持して前記第２方向に平行な方向に移動して、前記保持部材上の物体と前記光学系との間に液体が保持される第１の状態から、前記光学系との間で液体を保持する第２の状態に遷移させる液体保持部材と、
を有する露光装置。
【請求項２】
前記液体保持部材は、前記第１移動体に設けられて前記第１駆動装置の駆動により前記第２方向に移動する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記第１駆動装置は、発磁体とコイル体との一方を有する固定子と、前記発磁体と前記コイル体との他方を有し、前記第１移動体に接続されて前記固定子に対して前記第２方向に相対移動する可動子とを備え、
前記第２駆動装置は、前記固定子を共用するとともに、前記液体保持部材に接続され前記固定子に対して前記第２方向に相対移動する第２可動子を備える請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記液体保持部材は、前記物体の露光に関する計測が行われる計測装置を有して前記第２駆動装置の駆動により前記第２方向に移動する計測ステージに設けられる請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記二次元平面と略直交する第３方向に沿った、前記保持部材と前記液体保持部材との間の第１ギャップを計測する第１計測装置と、
前記第１計測装置の計測結果に基づいて、前記第１ギャップを調整する第１調整装置とを有する請求項１から４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１調整装置は、前記保持部材と前記液体保持部材とが互いに近接した際に、前記前記保持部材と前記液体保持部材との少なくとも一方の前記第３方向に沿った位置を調整することを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記第２方向の前記保持部材と前記液体保持部材との間の第２ギャップを計測する第２計測装置と、
前記第２計測装置の計測結果に基づいて、前記第２ギャップを調整する第２調整装置と
をさらに備えたことを特徴とする請求項５または６記載の露光装置。
【請求項８】
前記第１移動体及び前記一対の第２移動体を有するステージユニットが複数設けられ、
前記保持部材は、前記複数のステージユニット間を相互に移動可能である請求項１から７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記第２移動体に支持された前記保持部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を計測する位置計測系をさらに備え、
前記複数のステージユニットは、前記一対の第２移動体の間に形成され、前記第２方向に沿って貫通した空間部をそれぞれ有し、
前記保持部材の前記二次元平面に実質的に平行な一面に計測面が設けられ、
前記位置計測系は、前記複数のステージユニットの一つの前記空間部内に前記計測面に対向してその一部が配置され、前記計測面に少なくとも１本の計測ビームを照射して該計測ビームの前記計測面からの光を受光するヘッドを有し、前記第２方向に平行な方向の他側を固定端として前記第２方向に沿って延びる片持ち支持構造の計測アームを含み、前記ヘッドの出力に基づいて前記複数のステージユニットの一つに保持される前記保持部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を計測する請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記保持部材は、その内部を光が進行可能な中実部を少なくとも一部に有し、
前記計測面は、前記保持部材の前記物体の載置面側に前記中実部に対向して配置され、
前記ヘッドは、前記物体の載置面とは反対側に前記中実部に対向して配置されている請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記計測面には、グレーティングが形成され、
前記ヘッドは、前記グレーティングに少なくとも１本の計測ビームを照射し、該計測ビームの前記グレーティングからの回折光を受光する請求項９又は１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記グレーティングは、前記第１方向、及び前記二次元平面内で前記第２方向に垂直な第２方向をそれぞれ周期方向とする第１及び第２回折格子を含み、
前記ヘッドは、前記計測ビームとして前記第１及び第２回折格子にそれぞれ対応する第１方向計測用ビーム及び第２方向計測用ビームを照射し、前記第１方向計測用ビーム及び第２方向計測用ビームそれぞれの前記グレーティングからの回折光を受光し、前記位置計測系は、前記ヘッドの出力に基づいて、前記保持部材の前記第１及び第２方向に関する位置情報を計測する請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置を用いて物体を露光することと、
前記露光された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】
エネルギビームにより光学系と液体とを介して物体を露光する露光装置であって、
第１方向に延在するガイド部材を有し、第１駆動装置の駆動により前記第１方向と略直交する第２方向に移動する第１移動体と、
前記ガイド部材に沿って前記第１方向に独立して移動自在に設けられ、前記第１移動体の移動により前記ガイド部材とともに前記第２方向に移動する一対の第２移動体と、
物体を保持するとともに、前記一対の第２移動体により、少なくとも前記第１方向、前記第２方向を含むとともに前記光学系の直下の第１位置を含む二次元平面内で移動自在に支持される保持部材と、
前記一対の第２移動体に対して前記第２方向に沿って隣接して配置され、前記第１駆動装置の少なくとも一部を共用する第２駆動装置の駆動により、前記一対の第２移動体に支持された前記保持部材とともに前記第２方向側の端部で近接又は接触した状態を維持して前記第２方向に平行な方向に移動して、前記保持部材上の物体と前記光学系との間に液体が保持される第１の状態から、前記光学系との間で液体を保持する第２の状態に遷移させる液体保持部材と、
を有する露光装置。
【請求項２】
前記液体保持部材は、前記第１移動体に設けられて前記第１駆動装置の駆動により前記第２方向に移動する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記第１駆動装置は、発磁体とコイル体との一方を有する固定子と、前記発磁体と前記コイル体との他方を有し、前記第１移動体に接続されて前記固定子に対して前記第２方向に相対移動する可動子とを備え、
前記第２駆動装置は、前記固定子を共用するとともに、前記液体保持部材に接続され前記固定子に対して前記第２方向に相対移動する第２可動子を備える請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記液体保持部材は、前記物体の露光に関する計測が行われる計測装置を有して前記第２駆動装置の駆動により前記第２方向に移動する計測ステージに設けられる請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記二次元平面と略直交する第３方向に沿った、前記保持部材と前記液体保持部材との間の第１ギャップを計測する第１計測装置と、
前記第１計測装置の計測結果に基づいて、前記第１ギャップを調整する第１調整装置とを有する請求項１から４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１調整装置は、前記保持部材と前記液体保持部材とが互いに近接した際に、前記前記保持部材と前記液体保持部材との少なくとも一方の前記第３方向に沿った位置を調整することを特徴とする請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記第２方向の前記保持部材と前記液体保持部材との間の第２ギャップを計測する第２計測装置と、
前記第２計測装置の計測結果に基づいて、前記第２ギャップを調整する第２調整装置と
をさらに備えたことを特徴とする請求項５または６記載の露光装置。
【請求項８】
前記第１移動体及び前記一対の第２移動体を有するステージユニットが複数設けられ、
前記保持部材は、前記複数のステージユニット間を相互に移動可能である請求項１から７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記第２移動体に支持された前記保持部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を計測する位置計測系をさらに備え、
前記複数のステージユニットは、前記一対の第２移動体の間に形成され、前記第２方向に沿って貫通した空間部をそれぞれ有し、
前記保持部材の前記二次元平面に実質的に平行な一面に計測面が設けられ、
前記位置計測系は、前記複数のステージユニットの一つの前記空間部内に前記計測面に対向してその一部が配置され、前記計測面に少なくとも１本の計測ビームを照射して該計測ビームの前記計測面からの光を受光するヘッドを有し、前記第２方向に平行な方向の他側を固定端として前記第２方向に沿って延びる片持ち支持構造の計測アームを含み、前記ヘッドの出力に基づいて前記複数のステージユニットの一つに保持される前記保持部材の少なくとも前記二次元平面内の位置情報を計測する請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記保持部材は、その内部を光が進行可能な中実部を少なくとも一部に有し、
前記計測面は、前記保持部材の前記物体の載置面側に前記中実部に対向して配置され、
前記ヘッドは、前記物体の載置面とは反対側に前記中実部に対向して配置されている請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記計測面には、グレーティングが形成され、
前記ヘッドは、前記グレーティングに少なくとも１本の計測ビームを照射し、該計測ビームの前記グレーティングからの回折光を受光する請求項９又は１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記グレーティングは、前記第１方向、及び前記二次元平面内で前記第２方向に垂直な第２方向をそれぞれ周期方向とする第１及び第２回折格子を含み、
前記ヘッドは、前記計測ビームとして前記第１及び第２回折格子にそれぞれ対応する第１方向計測用ビーム及び第２方向計測用ビームを照射し、前記第１方向計測用ビーム及び第２方向計測用ビームそれぞれの前記グレーティングからの回折光を受光し、前記位置計測系は、前記ヘッドの出力に基づいて、前記保持部材の前記第１及び第２方向に関する位置情報を計測する請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置を用いて物体を露光することと、
前記露光された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４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公表番号】特表２０１３−５１３２２４（Ｐ２０１３−５１３２２４Ａ）
【公表日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５５２２５８（Ｐ２０１１−５５２２５８）
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／０７２１８０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６８２５４
【国際公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／０７２１８０
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０６８２５４
【国際公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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