露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
【課題】従来の干渉計に比べて高精度な移動体の位置情報の計測を可能にする。
【解決手段】露光装置は、基板を保持して、ＸＹ平面内で移動し、ＸＹ平面に交差する反射面１３４を有するステージＷＳＴと、計測装置２０Ｙ’とを備えている。計測装置は、ステージＷＳＴの上方に配置され反射面１３４を介して入射した光ビームを回折させて反射面１３４に戻す固定スケール１３５と、反射面１３４に戻された光ビームを検出する検出部（１２４Ａ、１２４Ｂ、１２６、２８）と、を有する。計測装置は、固定スケール１３５からの戻りビームを、再度反射面１３４を経由させることで得られる前記光ビームの複数の回折ビームの干渉光を前記検出部で検出することで、ステージＷＳＴのＹ軸方向の位置を計測する。
【解決手段】露光装置は、基板を保持して、ＸＹ平面内で移動し、ＸＹ平面に交差する反射面１３４を有するステージＷＳＴと、計測装置２０Ｙ’とを備えている。計測装置は、ステージＷＳＴの上方に配置され反射面１３４を介して入射した光ビームを回折させて反射面１３４に戻す固定スケール１３５と、反射面１３４に戻された光ビームを検出する検出部（１２４Ａ、１２４Ｂ、１２６、２８）と、を有する。計測装置は、固定スケール１３５からの戻りビームを、再度反射面１３４を経由させることで得られる前記光ビームの複数の回折ビームの干渉光を前記検出部で検出することで、ステージＷＳＴのＹ軸方向の位置を計測する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、物体を露光してパターンを形成する露光装置及び露光方法、並びに前記露光装置又は前記露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子、液晶表示素子等のマイクロデバイス（電子デバイス）を製造するに際し、リソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）、又はステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが比較的多く用いられている。
【０００３】
この種の露光装置では、ウエハ又はガラスプレートなどの基板（以下、「ウエハ」と総称する）上の複数のショット領域にレチクル（又はマスク）のパターンを転写するために、ウエハを保持するウエハステージはＸＹ二次元方向に例えばリニアモータ等により駆動される。特に、スキャニング・ステッパの場合、ウエハステージのみならず、レチクルを保持するレチクルステージもリニアモータ等により走査方向に所定ストロークで駆動される。レチクルステージ及びウエハステージの位置計測は、長期に渡って計測の安定性が良好で、高分解能なレーザ干渉計を用いて行われるのが、一般的である。
【０００４】
しかるに、半導体素子の高集積化に伴う、パターンの微細化により、より高精度なステージの位置制御性が要求されるようになり、今や、レーザ干渉計のビーム光路上の雰囲気の温度揺らぎに起因する計測値の短期的な変動が無視できなくなりつつある。
【０００５】
一方、最近では、位置計測装置の一種であるエンコーダとして、計測分解能が、レーザ干渉計と同程度以上のものが出現しており、露光装置内において、エンコーダ（リニアスケールと測長装置を含む）をウエハステージの位置計測に用いる技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかるに、上記特許文献１に記載のエンコーダなどでは、リニアスケールを、ウエハステージ上のウエハ載置位置から（露光光が実際に照射される位置から）遠く離れた位置に設置する必要があったため、計測の際にアッベ誤差が発生するとともに、ウエハステージ全体の外形が大きくなるおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４-１０１３６２号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、物体を露光してパターンを形成する露光装置であって、前記物体を保持して、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む所定平面内で移動し、その一部に、前記所定平面に対して鋭角で交差する第１の反射面を有する移動体と、前記移動体の上方に配置され、前記第１の反射面を介して入射した光ビームを回折又は反射させて前記第１の反射面に戻す光学素子と、前記第１の反射面に戻された光ビームを検出する検出部と、を有する計測装置と、を備え、前記第１の反射面及び前記光学素子の少なくとも一方は、回折格子を有し、前記計測装置は、前記第１の反射面を介して前記光学素子に入射した前記光ビームの前記光学素子からの戻りビームを再度前記第１の反射面を経由させることで得られる前記光ビームの複数の回折ビームの干渉光を前記検出部で検出することで、前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測する露光装置である。
【０００９】
これによれば、光学素子で発生する、又は第１の反射面で発生し、光学素子を介して第１の反射面に戻る複数の回折光を近接させて検出部に導くことができる。このため、従来の干渉計に比べて周辺雰囲気の揺らぎによる影響が少なく、高精度な移動体の位置情報の計測が可能となる。また、移動体が、物体を保持して移動することから、物体を露光してパターンを形成する際に、高精度かつ高加速度での物体の移動が可能となり、これにより、高精度な露光を高スループットで行うことが可能となる。
【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、本発明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工程と、前記パターンが形成された物体を現像する工程と、を含むデバイス製造方法である。
【００１１】
本発明は第３の観点からすると、物体を露光して該物体上にパターンを形成する露光方法であって、前記物体を保持して、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む所定平面に沿って移動する移動体の前記移動面に交差する第１の反射面に光ビームを照射し、前記第１の反射面において反射又は回折された光ビームの、前記移動体の上方に配置された光学素子による、反射又は回折ビームの干渉光を検出して前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測し、前記計測結果に基づいて、前記移動体を移動しつつ前記物体を露光する露光方法である。
【００１２】
これによれば、移動体の高精度な位置決め及び高加速度化が可能となり、高スループットかつ高精度な露光を実現することが可能となる。
【００１３】
本発明は第４の観点からすると、本発明の露光方法を用いて物体を露光し、該物体上にパターンを形成する工程と、前記パターンが形成された物体を現像する工程と、を含むデバイス製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】ウエハステージ及びエンコーダを示す斜視図である。
【図３】図２のエンコーダ２０Ｘを示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、第２の実施形態に係るエンコーダを説明するための斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の反射面１３４近傍を＋Ｘ方向から見た状態を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、第３の実施形態のエンコーダを説明するための斜視図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のエンコーダの原理を説明するための図であり、図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）は、図５（Ａ）の固定スケールの変形例を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、第３の実施形態の変形例（その１）を示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、第３の実施形態の変形例（その２）を示す斜視図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、第４の実施形態における、ウエハステージのＺ軸方向に関する位置計測の原理を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、第４の実施形態における、ウエハステージのＹ軸方向に関する位置計測の原理を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ），図９（Ｂ）は、反射面１３４の変形例を示す図である。
【図１０】６自由度計測を行うためのエンコーダの配置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１６】
図１には、第１の実施形態に係る露光装置１０の概略的な構成が示されている。露光装置１０は、ステッパ等の一括露光型の投影露光装置である。後述するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内で図１おけるし面内左右方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向（図１における紙面直交方向）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。
【００１７】
露光装置１０は、照明ユニットＩＯＰ、レチクルＲを保持するレチクルホルダＲＨ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持して所定の平面（本実施形態では、互いに直交するＸ軸及びＹ軸を含むＸＹ平面）に沿って二次元移動するウエハステージＷＳＴを含むステージ装置５０、及びこれらの制御系等を含んでいる。
【００１８】
照明ユニットＩＯＰは、光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（マスクキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）で規定される矩形（例えば、正方形）の照明領域に照明光ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。照明光ＩＬとしては、例えば超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（波長４３６ｎｍのｇ線、波長３６５ｎｍのｉ線等）が用いられるものとする。ただし、それらに代えて、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、又はＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）あるいはＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光を用いることとしても良い。
【００１９】
レチクルホルダＲＨは、照明ユニットＩＯＰの下方に配置されている。レチクルホルダＲＨは、実際には、投影光学系ＰＬの上面に載置されている（ただし、図１では図示の便宜上、レチクルホルダＲＨと投影光学系ＰＬとが離間して示されている）。具体的には、レチクルホルダＲＨは、投影光学系ＰＬの上面に固定されたベース上で、レチクルＲを保持して不図示の制御装置によりＸ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向に微小駆動可能とされている。なお、レチクルホルダＲＨは、単にレチクルＲを保持するだけの機能を有するように構成し、レチクルＲの駆動は行わないようにしても良い。また、レチクルホルダＲＨと投影光学系ＰＬとを分離して配置してもよい。
【００２０】
レチクルＲの一部には、一対のアライメントマーク（不図示）が設けられている。本第１の実施形態では、不図示の制御装置が、露光前に、この一対のアライメントマークとこれに対応するウエハステージＷＳＴ上の基準マークとをレチクルアライメント系を用いて計測し、該計測結果を用いて、例えばレチクルホルダＲＨを微小駆動してレチクルＲの位置決め（レチクルアライメント）を行う。
【００２１】
投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数のレンズ（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば、両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４あるいは１／５）を有する。このため、照明ユニットＩＯＰからの照明光ＩＬによって照明領域が照明されると、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を介してその照明領域内のレチクルの回路パターンの縮小像が、その第２面（像面）側に配置され、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域に共役な領域（露光領域）に形成される。
【００２２】
投影光学系ＰＬの近傍には、ウエハＷ上のアライメントマーク又はウエハステージＷＳＴ上の基準マークを検出するためのアライメント系ＡＬＧが設けられている。このアライメント系ＡＬＧとしては、例えば画像処理方式のセンサを用いることができ、画像処理方式のセンサは、例えば特開平４−６５６０３号公報及びこれに対応する米国特許第５，４９３，４０３号明細書などに開示されている。アライメント系ＡＬＧによる検出結果は、不図示の制御装置に送られる。
【００２３】
ステージ装置５０は、不図示のウエハホルダを介してウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ、及びウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系１２４等を備えている。ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図１における下方に配置され、その底面に設けられた気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって、不図示のベースの上面の上方に非接触で支持されている。ウエハステージＷＳＴは、例えばリニアモータ及びボイスコイルモータなどを含むウエハステージ駆動系１２４によって、ＸＹ平面（移動面）内のＸ軸方向及びＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、ＸＹ平面に直交するＺ軸方向及び回転方向（θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向）に微小駆動される。
【００２４】
上記のように、本第１の実施形態では、ウエハステージＷＳＴが６自由度で駆動可能な単一のステージであるものとしたが、これに限らず、ＸＹ平面内で自在に移動可能なＸＹステージと、該ＸＹステージ上で少なくともＺ，θｘ，θｙ方向の３自由度方向で駆動されるテーブルとによってウエハステージＷＳＴを構成しても勿論良い。
【００２５】
ウエハステージＷＳＴの位置情報は、図１に示されるリニアエンコーダシステム２０によって、常時検出され、不図示の制御装置に送られる。
【００２６】
これを更に詳述すると、リニアエンコーダシステム２０は、図２に示されるような、いわゆる３格子干渉エンコーダから成るＸエンコーダ２０Ｘ、及びＹＺエンコーダ２０ＹＺを含んでいる。
【００２７】
Ｘエンコーダ２０Ｘは、図２及びエンコーダ２０Ｘの平面図である図３に示されるように、ウエハステージＷＳＴの−Ｙ側の面に設けられた移動格子３０Ｘに対して、光を照射する光源２２と、光源２２との間の位置関係が固定で、移動格子３０Ｘで発生する回折光を集光させる固定スケール２４Ａ，２４Ｂと、固定スケール２４Ａ，２４Ｂにて集光された回折光を干渉させるインデックススケール２６と、インデックススケール２６にて干渉した光を検出する検出器２８とを含んでいる。
【００２８】
光源２２は、例えばコヒーレントな光、例えば波長λ（＝８５０ｎｍ）のレーザ光を図１における−Ｙ方向から＋Ｙ方向に向けて射出する。この場合、光源２２から射出されるレーザ光の光軸が投影光学系ＰＬの投影中心（本実施形態では光軸ＡＸと一致）を通るように光源２２の位置が設定されている。
【００２９】
移動格子３０Ｘは、Ｘ軸方向を周期方向とする回折格子である。この移動格子３０Ｘでは、入射した光に基づいて、次数が異なる複数の回折光を発生させる。図２では、それらの回折光のうち、移動格子３０Ｘで発生した±１次回折光が示されている。
【００３０】
固定スケール２４Ａ，２４Ｂは、Ｘ軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプレートから成る透過型の位相格子であり、光源２２よりも−Ｙ側に配置されている。また、インデックススケール２６は、Ｘ軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプレートから成る透過型の位相格子であり、固定スケール２４Ａ，２４Ｂよりも−Ｙ側に配置されている。
【００３１】
固定スケール２４Ａは、移動格子３０Ｘで発生した−１次回折光を回折して＋１次回折光を生成し、この＋１次回折光はインデックススケール２６に向かう。また、固定スケール２４Ｂは、移動格子３０Ｘで発生した＋１次回折光を回折して−１次回折光を生成し、この−１次回折光はインデックススケール２６に向かう。
【００３２】
ここで、固定スケール２４Ａ，２４Ｂで生成された±１次回折光は、インデックススケール２６上の同一位置で互いに重なり合う。すなわち、±１次回折光がインデックススケール２６上で干渉する。
【００３３】
本実施形態では、光源２２から射出されるレーザ光の波長と移動格子３０Ｘのピッチとに基づいて、移動格子３０Ｘで発生する各回折光の回折角度が決まる。また、レーザ光の波長と固定スケール２４Ａ，２４Ｂのピッチとに応じて、固定スケール２４Ａ，２４Ｂで発生した±１次回折光の回折角度（すなわち、移動格子３０Ｘで発生した±１次回折光の見かけ上の折り曲げ角度）が決まることから、レーザ光の波長、移動格子３０Ｘのピッチ及び固定スケール２４Ａ，２４Ｂのピッチを適切に設定する必要がある。例えば、上述したように移動格子３０Ｘにおいて発生する±１次回折光を計測に用いる場合、インデックススケール２６上の干渉縞の明暗周期は移動格子３０Ｘの配列周期の２倍になるが、その干渉縞の明暗周期とわずかにピッチの異なるインデックススケール２６を用いた場合には、検出器２８上に正弦波状の光量分布を作り出すことができる。
【００３４】
この光量分布は、移動格子３０ＸのＸ軸方向の移動に伴って変化するので、この変化を検出器２８を用いて検出することにより、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する位置情報を計測することが可能である。
【００３５】
なお、上記に代えて、インデックススケール２６をＹ軸を中心として微小量回転させてモアレ縞を発生させ、該モアレ縞を用いてウエハステージＷＳＴの位置計測を行うことも可能である。
【００３６】
なお、本実施形態においては、移動格子３０Ｘのピッチを荒くすることにより回折角度を小さくすることができる。これにより、移動格子３０Ｘを、光源２２及び固定スケール２４Ａ，２４Ｂから、比較的離れた位置に配置することが可能である。また、移動格子３０Ｘから発生する±１次回折光を近接させた状態で固定スケール２４Ａ、２４Ｂに導くことが可能となる。
【００３７】
また、光源２２から射出されるレーザ光の光束の太さ及び／又は固定スケール２４Ａ，２４Ｂ、インデックススケール２６の面積を適切に設定することにより、移動格子３０Ｘまでの距離が変化した場合でも、高精度な計測を行うことが可能である。すなわち、本実施形態のような干渉型のエンコーダを採用することにより、エンコーダ２０Ｘから移動格子３０Ｘまでの距離（通常「スタンドオフ」と呼ぶ）の変化許容量を大きくすることが可能である。
【００３８】
ＹＺエンコーダ２０ＹＺは、図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側の面に設けられた移動格子３０ＹＺに対して、光を照射する光源４２と、光源４２との間の位置関係が固定で、移動格子３０ＹＺで発生する回折光を集光させる固定スケール４４Ａ、４４Ｂ及び４４Ｃ，４４Ｄと、固定スケール４４Ａ、４４Ｂ及び固定スケール４４Ｃ，４４Ｄのそれぞれにて集光された回折光を干渉させるインデックススケール４６と、インデックススケール４６にて干渉した光を検出する検出器４８とを含んでいる。移動格子３０ＹＺは、Ｙ軸方向を周期方向とする回折格子とＺ軸方向を周期方向とする回折格子とが組み合わされた二次元格子である。また、光源４２から射出されるレーザ光の光軸が投影光学系ＰＬの投影中心（本実施形態では光軸ＡＸと一致）を通るように、光源４２の位置（及び姿勢）が設定されている。
【００３９】
固定スケール４４Ａ、４４Ｂは、前述した固定スケール２４Ａ，２４Ｂと同様に、Ｙ軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプレートから成る透過型の位相格子である。一方、固定スケール４４Ｃ，４４Ｄは、Ｚ軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプレートから成る透過型の位相格子である。インデックススケール４６は、Ｙ軸方向を周期方向とする回折格子及びＺ軸方向を周期方向とする回折格子が形成された透過型の二次元格子である。また、検出器４８は、例えば４分割検出器又はＣＣＤを含んでいる。
【００４０】
固定スケール４４Ａは、移動格子３０ＹＺのＹ軸方向を周期方向とする回折格子で発生した−１次回折光を回折して＋１次回折光を生成し、この＋１次回折光はインデックススケール４６に向かう。また、固定スケール４４Ｂは、移動格子３０ＹＺのＹ軸方向を周期方向とする回折格子で発生した＋１次回折光を回折して−１次回折光を生成し、この−１次回折光はインデックススケール４６に向かう。
【００４１】
ここで、固定スケール４４Ａ、４４Ｂで生成された±１次回折光は、インデックススケール４６上の同一位置で互いに重なり合う。すなわち、±１次回折光がインデックススケール４６上で干渉する。
【００４２】
一方、固定スケール４４Ｃは、移動格子３０ＹＺのＺ軸方向を周期方向とする回折格子で発生した−１次回折光を回折して＋１次回折光を生成し、この＋１次回折光はインデックススケール４６に向かう。また、固定スケール４４Ｄは、移動格子３０ＹＺのＺ軸方向を周期方向とする回折格子で発生した＋１次回折光を回折して−１次回折光を生成し、この−１次回折光はインデックススケール４６に向かう。
【００４３】
ここで、固定スケール４４Ｃ、４４Ｄで生成された±１次回折光は、インデックススケール４６上の同一位置で互いに重なり合う。すなわち、±１次回折光がインデックススケール４６上で干渉する。
【００４４】
この場合においても、前述したＸエンコーダ２０Ｘと同様、光源４２から射出されるレーザ光の波長と移動格子３０ＹＺのピッチとに基づいて、移動格子３０ＹＺの各格子で発生する回折光の回折角度が決まり、また、レーザ光の波長と固定スケール４４Ａ〜４４Ｄのピッチを適切に決定することにより移動格子３０ＹＺで発生した±１次回折光の見かけ上の折り曲げ角度が決まる。
【００４５】
ここで、ＹＺエンコーダ２０ＹＺにおいては、検出器４８上に二次元的な模様（市松模様）が現れる。この二次元的な模様は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置に応じて変化するので、この変化を、検出器４８の少なくとも一部を構成する４分割素子又はＣＣＤなどにより測定することによって、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向及びＺ軸方向の位置を計測することができる。
【００４６】
なお、ＹＺエンコーダ２０ＹＺにおいても、インデックススケール４６をＸ軸を中心として微小量回転させてモアレ縞を発生させ、該モアレ縞をウエハステージＷＳＴの計測に用いることとしても良い。
【００４７】
上記のように構成される本第１の実施形態の露光装置では、通常のステッパと同様に、不図示の制御装置の指示の下、レチクルアライメント及びウエハアライメント系ＡＬＧのベースライン計測、並びに例えば特開昭６１−４４４２９号公報（対応する米国特許第４，７８０，６１７号明細書）などに開示されるエンハンスド・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）等のウエハアライメントが行われ、その後、ウエハアライメント結果に基づいて、ウエハ上のショット領域を投影光学系ＰＬのパターンの投影領域（露光領域）に位置決めし露光することを繰り返す、いわゆるステップ・アンド・リピート方式の露光が行われ、レチクルＲのパターンがウエハＷ上の複数のショット領域に順次転写される。これらの動作を行う間、不図示の制御装置は、前述したエンコーダ２０Ｘ，２０ＹＺの計測結果に基づいて、ウエハステージ駆動系１２４を介してウエハステージＷＳＴを駆動する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によると、ウエハステージＷＳＴの側面に移動格子３０Ｘ（３０ＹＺ）が設けられ、該移動格子３０Ｘ（３０ＹＺ）に対して、光源２２（４２）から光を照射し、光源２２（４２）との間の位置関係が固定の固定スケール２４Ａ，２４Ｂ（４４Ａ〜４４Ｄ）及びインデックススケール２６（４６）により移動格子３０Ｘ（３０ＹＺ）で発生する回折光が干渉され、検出器２８（４８）により該干渉された光が検出される。この場合、移動格子３０Ｘ（３０ＹＺ）がウエハステージＷＳＴの側面に設けられていることにより、従来の干渉計と同様、ウエハステージＷＳＴの側面を用いた計測を行うことができるので、光源２２から照射される光の光軸が投影光学系ＰＬの光軸上を通るように設定することができ、これにより、アッベ誤差なくウエハステージＷＳＴの位置計測を行うことができる。また、本実施形態のようなエンコーダでは、干渉は±１次回折光という非常に近接した光路を通る光の間で生じるので、移動鏡と固定鏡とに分かれた全く違った光路を通る光の干渉を用いる干渉計に比べて周辺雰囲気の温度揺らぎ（屈折率の変動）による影響、例えばビーム光路上の雰囲気の温度揺らぎに起因する計測値の短期的な変動による影響などを低減させることができる。また、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴの周辺に移動格子を別途設ける必要が無いので、ウエハステージＷＳＴ全体の大型化を抑制することができ、これによりウエハステージＷＳＴの高精度な位置決め及び高加速度化を図ることが可能となる。したがって、高精度なウエハステージＷＳＴの位置計測、及びウエハステージＷＳＴの高精度な位置決め及び高加速度化、ひいては高スループットかつ高精度な露光を実現することが可能となる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置をエンコーダを用いて計測することとしたが、これに限らず、少なくとも一軸方向のみをエンコーダを用いて計測することとしても良い。この場合、その他の方向をレーザ干渉計等の別の計測装置を用いて計測することとすることができる。例えば、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置を、ウエハ表面のＺ位置を検出する多点焦点位置検出系を用いて計測することとしても良い。
【００５０】
また、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴが６自由度方向に移動可能とされているので、エンコーダ２０Ｘ及び２０ＹＺを複数設けることにより、６自由度方向の計測を行うこととしても良い。また、エンコーダ２０Ｘについても、２軸方向の計測が可能なように、エンコーダ２０ＹＺと同様の構成を採用することとしても良い。
【００５１】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし、若しくは省略するものとする。
【００５２】
図４（Ａ）には、第１の実施形態の図２に対応する斜視図が示されている。この図４（Ａ）に示されるように、本第２の実施形態では、ウエハステージＷＳＴの−Ｙ側端部に、反射面１３４が設けられており、また、エンコーダ本体２０Ｙ’の構成が第１の実施形態のエンコーダ２０Ｘとは異なるものとされている。反射面１３４は、ウエハステージＷＳＴの−Ｙ端部に形成されたＸＹ平面に対して４５°傾いた面に、例えばアルミニウム等を蒸着して形成されている。すなわち、反射面１３４はＹＺ平面内でＸＹ平面と鋭角で交差する。また、ウエハステージＷＳＴの上方には、ＸＹ平面とほぼ平行にＹ軸方向を長手方向とする板状の第１の固定スケール１３５が設けられている。この第１の固定スケール１３５は、Ｙ軸方向を周期方向とするパターン（例えば、回折格子）が形成された反射型のスケールであり、例えば、投影光学系ＰＬを支持する不図示の支持定盤の下面に固定されている。第１の固定スケール１３５は、その下面側（−Ｚ側）に回折格子を有することから、固定格子、あるいは格子部材などとも呼ぶことができる。また、本実施形態では、Ｙ軸方向に沿って反射面１３４に入射するレーザ光はその光軸が投影光学系ＰＬの投影中心を通るようにＸ軸方向の位置が設定され、第１の固定スケール１３５はＸ軸方向に関してその中心が反射面１３４に入射するレーザ光の光軸とほぼ同一の位置に設定されている。なお、投影光学系ＰＬが搭載される支持定盤は、それぞれ防振機構が設けられる３本の支柱で支持されるが、例えば国際公開第２００６／０３８９５２号に開示されているように、投影光学系ＰＬの上方に配置される不図示のメインフレーム部材などに対してその支持定盤を吊り下げ支持しても良い。また、第１の固定スケール１３５はその支持定盤ではなく他のフレーム部材、例えばメインフレーム部材に吊り下げ支持される計測フレームなどに設けても良い。この場合、支持定盤（すなわち投影光学系ＰＬ）はメインフレーム部材に吊り下げ支持されていなくても良い。
【００５３】
エンコーダ本体２０Ｙ’は、全体的には、前述した第１の実施形態のエンコーダ２０Ｘとほぼ同様に構成されているが、第２の固定スケール１２４Ａ，１２４Ｂが光源２２から−Ｙ方向かつ＋Ｚ方向又は−Ｚ方向に離れた位置に配置されている点、第２の固定スケール１２４Ａ，１２４Ｂのパターン（例えば、透過型の位相格子）がＺ軸方向を周期方向とする点、及びインデックススケール１２６のパターン（例えば、透過型の位相格子）がＺ軸方向を周期方向とする点が異なっている。
【００５４】
このエンコーダ本体２０Ｙ’では、反射面１３４に対して、光源２２からの光がＹ軸方向に沿って照射され、図４（Ｂ）に示されるように、反射面１３４において＋Ｚ方向に向けて反射され、第１の固定スケール１３５に入射する。この固定スケール１３５は、入射した光に基づいて、次数の異なる複数の回折光を発生させる。図４（Ａ），図４（Ｂ）では、それらの回折光のうち、第１の固定スケール１３５で発生した±１次回折光が示されている。
【００５５】
これら±１次回折光は、反射面１３４に入射し、図４（Ｂ）に示されるように、反射面１３４にて反射（入射角と同一の反射角で反射）された後、第１の実施形態と同様、第２の固定スケール１２４Ａ，１２４Ｂ及びインデックススケール１２６を介して、検出器２８に入射する。
【００５６】
この場合、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動に伴って、第１の固定スケール１３５に対する光源２２からの光の入射位置が変化するため、検出器２８で検出される光量分布が変化する。したがって、この光量分布の変化を検出器２８にて検出することにより、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する位置情報を計測することが可能である。本実施形態では、エンコーダ本体２０Ｙ’と第１の固定スケール１３５とを少なくとも含んでエンコーダが構成されている。
【００５７】
なお、図４（Ａ）では、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置計測を行うエンコーダ本体２０Ｙ’のみを図示したが、これに限らず、ウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）に反射面１３４と同様の反射面を設けるとともに、Ｘ軸方向計測用の第１の固定スケールを設け、これらに対応してエンコーダ本体２０Ｙ’と同様のＸ軸方向計測用のエンコーダ本体を設けることにより、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置計測を行うこととしても良い。この場合、ウエハステージＷＳＴのＸ側端部に設けられる反射面はＺＸ平面内でＸＹ平面と鋭角（例えば４５°）で交差し、Ｘ軸方向計測用の第１の固定スケールはＸ軸方向を周期方向とするパターンを有し、ＸＹ平面とほぼ平行にＸ軸方向を長手方向として設けられる。また、２つの反射面にそれぞれ入射するレーザ光の光軸が、例えば投影光学系ＰＬの投影中心で直交するように配置してもよい。また、Ｘ軸方向の位置計測に用いる計測装置としてエンコーダを採用するのに代えて、例えば干渉計等の他の計測装置を採用することとしても良い。また、Ｘ軸方向の位置計測を本実施形態のエンコーダ本体を用いて行い、Ｙ軸方向の位置計測をエンコーダ以外の計測装置で計測しても良い。
【００５８】
以上説明したように、本第２の実施形態によると、ウエハステージＷＳＴに設けられた反射面１３４を介してウエハステージＷＳＴとは別に設けられた第１の固定スケール１３５を用いてウエハステージＷＳＴの位置計測を行うので、ウエハステージＷＳＴにスケールを設ける必要が無く、ウエハステージＷＳＴの大型化を抑制することができる。また、第１の固定スケール１３５から発生する±１次回折光を近接させて第２の固定スケール１２４Ａ，１２４Ｂに導くことが可能なので、高精度の位置計測を実現できる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴの反射面１３４を用いて、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向位置を計測するエンコーダ本体２０Ｙ’を一つのみ設けることとしたが、これに限らず、Ｙ軸方向位置を計測するエンコーダ本体をＸ軸方向に所定距離隔てて２つ設けることとしても良い。この場合、２つのエンコーダ本体から照射される光の光軸が、Ｘ軸方向に関して投影光学系ＰＬの光軸から等距離の位置を通るようにすることで、各エンコーダ本体の計測結果を平均化することにより、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向位置をアッベ誤差なく計測することができ、また、各エンコーダ本体の計測結果の差分をとることにより、ウエハステージＷＳＴのＺ軸回りの回転を計測することが可能である。また、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ側端部に反射面を設け、かつＹ軸方向計測用のエンコーダ本体をＹ軸方向に関して投影光学系ＰＬの両側に配置してもよい。同様に、Ｘ軸方向計測用のエンコーダ本体を投影光学系ＰＬの両側に配置してもよい。さらに、第１の固定スケール１３５を反射型ではなく透過型としてもよい。
【００６０】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態について、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に基づいて説明する。ここで、前述した第２の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし、若しくは省略するものとする。
【００６１】
図５（Ａ）に示されるように、本第３の実施形態では、ウエハステージＷＳＴの反射面１３４にＸ軸方向を周期方向とするパターン（例えば、回折格子）が形成され、ウエハステージＷＳＴの上方には、Ｘ軸方向を周期方向とするパターン（例えば、回折格子）が形成され、ＸＹ平面とほぼ平行にＹ軸方向を長手方向とする固定スケール１３５’が設けられ、更にエンコーダ本体２０Ｘ’の構成が上記第１、第２の実施形態と異なっている。
【００６２】
固定スケール１３５’は、反射型のスケールであり、第２の実施形態と同様に、投影光学系ＰＬを支持する不図示の支持定盤の下面に固定されている。一方、エンコーダ本体２０Ｘ’は、光源２２と、該光源２２の＋Ｙ側に設けられたビームスプリッタ２９と、該ビームスプリッタ２９の下方（−Ｚ側）に設けられた検出器２８とを含んでいる。
【００６３】
図５（Ｂ）には、本第３の実施形態のエンコーダの原理図が示されている。ここで、図５（Ａ）のエンコーダでは、反射面１３４にパターンが形成された構成を採用しているが、図５（Ｂ）においては、説明の便宜上、図５（Ａ）の反射面１３４が、これと実質的に等価な透過型のスケール１３４’に置き換えられている。
【００６４】
この図５（Ｂ）に示されるように、本第３の実施形態のエンコーダ本体２０Ｘ’では、光源２２から射出されるレーザ光は、ビームスプリッタ２９を透過して、透過型のスケール１３４’（反射面１３４）に入射する。そして、スケール１３４’（反射面１３４）上に形成されたパターン（回折格子）にて複数次数の回折光が生成される（なお、図５（Ａ）、図５（Ｂ）では、そのうちの±１次回折光のみが示されている）。そして、固定スケール１３５’では、スケール１３４’（反射面１３４）上に形成されたパターンで発生した−１次回折光を更に回折して＋１次回折光を生成し、また、スケール１３４’（反射面１３４）上に形成されたパターンで発生した＋１次回折光を更に回折して−１次回折光を生成する。固定スケール１３５’で生成された±１次回折光は再度スケール１３４’（反射面１３４）に向かい、スケール１３４’（反射面１３４）上の同一位置で互いに重なり合い、干渉する。なお、回折格子を有する固定スケール１３５’に代えて、図５（Ｃ）に示されるような反射ミラー１３５ａ、１３５ｂ、あるいは、図５（Ｄ）に示されるようなプリズム１３５ｃなどの光学素子を用いることとしても良い。光学素子として反射ミラー１３５ａ、１３５ｂあるいはプリズム１３５ｃを用いる場合、固定スケール１３５’と同様に、反射ミラーあるいはプリズムはＹ軸方向に延設される。
【００６５】
そして、スケール１３４’（反射面１３４）で干渉した干渉光は、ビームスプリッタ２９で検出器２８に向けて折り曲げられ、検出器２８にて受光される。
【００６６】
検出器２８では、干渉光の光量分布を検出することにより、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置情報を計測することが可能である。これまでの説明から分かるように、本第３の実施形態では、固定スケール１３５’とエンコーダ本体２０Ｘ’を少なくとも含んでエンコーダが構成されている。
【００６７】
なお、本第３の実施形態においても、固定スケール１３５’のパターンと反射面１３４上のパターンとを微小角度回転させることにより、モアレ縞を発生させ、該モアレ縞による光量分布を検出することにより、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置情報を計測するようにしても良い。
【００６８】
本第３の実施形態のエンコーダでは、第１、第２の実施形態のエンコーダと比較して、光源２２及び検出器２８からウエハステージＷＳＴが離間しても、その間の空気揺らぎなどの影響を更に受けにくい構成となっている。これは、上記干渉が反射面１３４と固定スケール１３５’との間で生じ、光源２２及び検出器２８と反射面１３４との間の光路は基本的に干渉状態に影響を与えないからである。
【００６９】
以上説明したように、本第３の実施形態によると、ウエハステージＷＳＴに設けられた反射面１３４上のパターン、及びウエハステージＷＳＴとは別に設けられた固定スケール１３５’を用いてウエハステージＷＳＴの位置計測を行うので、ウエハステージＷＳＴに外付けでスケールを設ける必要が無く、ウエハステージＷＳＴの大型化を抑制することが可能である。また、本実施形態においても、従来の干渉計に比べて空気揺らぎなどの影響を受けにくいので、ウエハステージＷＳＴの位置計測を行うことができる。したがって、本実施形態においても高スループットで高精度な露光を実現することが可能である。
【００７０】
なお、上記第３の実施形態では、Ｘ軸方向の位置情報のみを計測することとしたが、これに限らず、図６（Ａ）に示されるような構成を採用することも可能である。すなわち、本例では、図６（Ａ）に示されるように、固定スケール１３５に代えて、第１の固定スケール２３５を設け、エンコーダ本体２０ＸＹを採用することとする。第１の固定スケール２３５には、Ｘ軸方向を周期方向とするパターン（以下、「Ｘパターン」と呼ぶ）９２ａ，９２ｂと、該Ｘパターン９２ａ，９２ｂに挟まれた状態の、Ｙ軸方向を周期方向とするパターン（以下「Ｙパターン」と呼ぶ）９４とが設けられている。
【００７１】
この場合、Ｙパターン９４は、反射面１３４上のパターンにより生成される複数の回折光のうちの０次光（０次回折光、この場合正反射光）が入射する位置に配置され、Ｘパターン９２ａ，９２ｂは、＋１次回折光及び−１次回折光のそれぞれが入射可能な位置に配置されている。
【００７２】
一方、エンコーダ本体２０ＸＹは、図５（Ａ）のエンコーダ本体２０Ｘ’と、第２の実施形態のエンコーダ本体２０Ｙ’（図４（Ａ）参照）とを組み合わせたような構成を有しており、具体的には、光源２２と、ビームスプリッタ２９と、検出器２８と、第２の固定スケール２２４Ａ，２２４Ｂと、インデックススケール２２６と、検出器２２８とを備えている。
【００７３】
このようにして構成されたエンコーダ本体２０ＸＹでは、Ｘ軸方向の位置に関しては、上記第３の実施形態のエンコーダ本体（図５（Ａ）のエンコーダ本体）２０Ｘ’による計測と同様にして計測することができる。また、Ｙ軸方向の位置に関しては、反射面１３４で発生する０次光を用いることとしている（図６（Ａ）ではＹ軸方向の計測に用いる光が一点鎖線にて示されている）ので、上記第２の実施形態のエンコーダ本体（図４（Ａ）のエンコーダ本体）２０Ｙ’と同様にして計測を行うことができる。
【００７４】
このような図６（Ａ）に示されるエンコーダを用いることにより、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置を計測することができ、かつ、上記第３の実施形態と同様、ウエハステージＷＳＴに外付けで移動スケールを設けなくて良いので、ウエハステージＷＳＴ全体の大型化を抑制することができる。また、干渉計に比べて空気揺らぎなどの影響が受けにくく、高精度な位置計測が可能となる。
【００７５】
更に、上記第３の実施形態では、図６（Ｂ）に示されるような構成（固定スケール３３５と、エンコーダ本体２０ＸＹ’とを少なくとも含むエンコーダ）を採用することも可能である。
【００７６】
この図６（Ｂ）では、図６（Ａ）と異なり、反射面１３４に２次元格子状のパターンを設けるとともに、固定スケール２３５に代えて、固定スケール３３５を設けることとしている。この固定スケール３３５には格子状の二次元パターンが設けられており、これら２次元パターンを用いることにより、ＸＹ二次元方向の位置を計測することができる。この場合、検出器２８としては、第１の実施形態の検出器４８（図２参照）と同様に、例えば四分割素子又はＣＣＤなどを用いることで、検出器２８上に現れる二次元的な模様を検出する。この二次元的な模様の変化を検出することにより、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置を計測することが可能である。
【００７７】
なお、図５（Ａ）では、ウエハステージＷＳＴの−Ｙ側端部のＸ軸方向を周期方向とするパターンを有する反射面１３４と、固定スケール１３５’と、エンコーダ本体２０Ｘ’とを用いて、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置計測を行うものとしたが、これに限らず、ウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）にＹ軸方向を周期方向とするパターンを有する反射面１３４と同様の反射面を設けるとともに、Ｙ軸方向計測用の固定スケールを設け、これらに対応してエンコーダ本体２０Ｘ’と同様のＹ軸方向計測用のエンコーダ本体を設けることにより、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置計測を行うこととしても良い。
【００７８】
同様に、図６（Ａ）の例において、ウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）にＹ軸方向を周期方向とするパターンを有する反射面１３４と同様の反射面を設けるとともに、固定スケール２３５と同様の固定スケールをＸ軸方向を長手方向として配置し、エンコーダ本体２０ＸＹと同様のエンコーダ本体をウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）の反射面に対向して配置しても良い。同様に、図６（Ｂ）の例において、ウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）に２次元格子状のパターンが形成された反射面１３４と同様の反射面を設けるとともに、固定スケール３３５と同様の固定スケールをＸ軸方向を長手方向として配置し、エンコーダ本体２０ＸＹ’をウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）の反射面に対向して配置しても良い。
【００７９】
この他、図５（Ａ）、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）でそれぞれ示される構成の３つのエンコーダのうち、任意の２つを組み合わせ、その一方をウエハステージＷＳＴのＸ側に、他方をＹ側に配置しても良い。
【００８０】
《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態について図７（Ａ）〜図８（Ｃ）に基づいて説明する。
【００８１】
本第４の実施形態では、上述した図６（Ａ）のエンコーダ本体２０ＸＹ及び前述の第２の実施形態の第１の固定スケール１３５を用いて、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置情報をも計測するものである。なお、第１の固定スケール１３５には、前述の第１の固定スケール２３５に形成されたパターン９４と同様のＹ軸方向を周期方向とするパターン（以下、便宜上パターン９４と記述する）が形成されているので、エンコーダ本体２０ＸＹ及び第１の固定スケール２３５（パターン９４部分）を用いていると考えることもできる。
【００８２】
本第４の実施形態では、光源２２から角度の異なる２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２（図７（Ｂ）参照）を反射面１３４に照射し、これら２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２による計測結果を用いてＺ軸方向及びＹ軸方向の位置情報を計測する。
【００８３】
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）には、第１の固定スケール１３５とウエハステージＷＳＴの−Ｙ端部（反射面１３４）近傍が簡略化して示されている。これらの図においては、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）の順にウエハステージＷＳＴのＺ位置が−側から＋側に変化している状態が示されている。なお、図７（Ａ）と図７（Ｃ）では、図７（Ｂ）の状態が点線にて示されている。
【００８４】
これらのうちの図７（Ｂ）に示されるように、光源からの角度の異なる２つのレーザ光（Ｌ１とＬ２）が反射面１３４に照射されると、レーザ光Ｌ１、Ｌ２はそれぞれ、反射面１３４にて入射角と同一の反射角で反射し、第１固定スケール１３５のパターン９４に入射する。このとき、各レーザ光が第１の固定スケール１３５のパターン９４に入射した位置がそれぞれ点Ａ，点Ｂとして示されている。不図示ではあるが、入射したレーザ光はそれぞれ点Ａ、点ＢでＹ軸方向に回折され、図６（Ａ）の一点鎖線と同様の光路を通って、個別に用意された検出器（便宜上、検出器２２８Ａ，２２８Ｂと記述する）にそれぞれ入射する。なお、第２の固定スケール２２４Ａ，２２４Ｂと、インデックススケール２２６は、レーザ光Ｌ１，Ｌ２で共用しても良い。
【００８５】
ここで、検出器２２８Ａ，２２８Ｂでは、点Ａ，点Ｂの位置に応じた計測結果を得ることができる。この場合、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）を比較するとわかるように、図７（Ｂ）の点ＡＢ間と図７（Ａ）の点Ａ’Ｂ’間とでは、点Ａ’Ｂ’間の方が広くなり、図７（Ｂ）の点ＡＢ間と図７（Ｃ）の点Ａ”Ｂ”間とでは、点Ａ”Ｂ”間の方が狭くなる。したがって、各点間の距離がウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置に関係していることから、レーザ光Ｌ１による計測結果をＭａ、レーザ光Ｌ２による計測結果をＭｂとすると、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向に関する位置Ｐｚは、ｋを係数（該係数ｋは、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の角度などで決まる）として次式（１）のように表すことができる。
【００８６】
Ｐｚ＝ｋ（Ｍａ−Ｍｂ） …（１）
本実施形態では、上式（１）を用いることにより、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置を算出し、ウエハステージＷＳＴの位置制御を行うこととしている。
【００８７】
一方、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）には、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する位置がそれぞれ異なった状態が示されている。図８（Ｂ）には、前述した図７（Ｂ）と同一の状態が示され、図８（Ａ）には、図８（Ｂ）のＹ位置を基準として（図８（Ｂ）の状態が点線にて示されている）、−Ｙ側にずれた状態が示され、図８（Ｃ）には、図８（Ｂ）のＹ位置を基準として（図８（Ｂ）の状態が点線にて示されている）、＋Ｙ側にずれた状態が示されている。
【００８８】
ここで、検出器２２８Ａ，２２８Ｂでは、点Ａ，Ｂ（点Ａ’，Ａ”又はＢ’，Ｂ”）の位置に応じた計測結果を得ることができる。この場合、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）を比較するとわかるように、図８（Ａ）の点Ａ’，Ｂ’は、点Ａ，点ＢからウエハステージＷＳＴの移動距離と同一距離だけ−Ｙ側に移動しており、図８（Ｃ）の点Ａ”，Ｂ”は、点Ａ，点ＢからウエハステージＷＳＴの移動距離と同一距離だけ＋Ｙ側に移動している。したがって、レーザ光Ｌ１による計測結果をＭａ、レーザ光Ｌ２による計測結果をＭｂとすると、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する位置Ｐｙは、次式（２）のように表すことができる。
【００８９】
Ｐｙ＝（Ｍａ＋Ｍｂ）／２ …（２）
本実施形態では、上式（２）を用いることにより、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置を算出し、ウエハステージＷＳＴの位置制御を行うこととしている。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態によると、図６（Ａ）のエンコーダと同様の構成のエンコーダを採用し、２つのレーザ光Ｌ１、Ｌ２を用いて計測し、該計測結果と、上記式（１）、式（２）を用いることにより、Ｙ軸及びＺ軸方向の位置を計測することができる。これにより、ウエハステージＷＳＴ周辺に設ける固定スケールの数を増やすことなく計測を行うことが可能である。なお、２つの光を用いる代わりに、角度の異なる反射面を用意して同様にＹ、Ｚ軸方向の位置情報を計測することとしても良い。
【００９１】
なお、上記第４の実施形態では、図６（Ａ）のエンコーダと同様の構成を用いて、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向及びＺ軸方向に関する位置を計測することとしたが、これに限らず、その他の実施形態の構成（例えば、図４（Ａ）又は図６（Ｂ）の構成）を用いて、上記第４の実施形態と同様の方法により、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関する位置計測を行っても良い。
【００９２】
なお、上記第４の実施形態で説明した角度の異なる２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２を用いるエンコーダを２つ、Ｙ軸方向に関して投影光学系の一側と他側にそれぞれ配置し、その２つのエンコーダで計測されるウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置情報から、ウエハステージＷＳＴのチルト情報（θｘ方向の回転情報）を計測しても良い。同様に、上記第４の実施形態で説明した角度の異なる２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２を用いるエンコーダを２つ、Ｘ軸方向に関して投影光学系の一側と他側にそれぞれ配置し、その２つのエンコーダで計測されるウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置情報から、ウエハステージＷＳＴのチルト情報（θｙ方向の回転情報）を計測しても良い。あるいは、投影光学系の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側及び−Ｙ側の少なくとも１つの方向に、上記第４の実施形態で説明した角度の異なる２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２を用いるエンコーダを２つ配置しても良い。勿論、上記各場合において、角度の異なる２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２を用いるエンコーダを用いる代わりに、角度の異なる反射面をそれぞれ用意しても良い。
【００９３】
なお、上記第２〜第４の実施形態及び変形例では、ウエハステージＷＳＴの端部にＸＹ平面に対して４５°傾斜した反射面を設ける場合について説明したが、これに限らず、図９に示されるような構成を採用することも可能である。すなわち、図９（Ａ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴに２組の反射面２５ａ，２５ｂを設けることにより、４５°傾斜した反射面と同等の機能を持たせることも可能である。このようにすることで、それぞれの反射面にＸ軸方向を周期方向とするパターン、Ｙ軸方向を周期方向とするパターンを別々に設けることができる。これにより、パターンの生産・設計上の自由度が増すこととなる。
【００９４】
なお、反射面２５ａ，２５ｂに代えて、図９（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴにプリズム２５を設けることとしても良い。この場合、反射面のみならず、透過面２５ｃ，２５ｄの少なくとも一方にパターンを設けることもできる。このようなプリズム２５を採用することにより、入出射光とプリズムの回転不感性を利用して、純粋にウエハステージＷＳＴの平行移動を計測できるという利点もある。
【００９５】
なお、上記各実施形態及び変形例に係るエンコーダは、適宜組み合わせて用いることが可能である。したがって、例えば、図１０に示されるように、２つの図６（Ｂ）のエンコーダ本体２０ＸＹ’と、第４の実施形態で説明した２軸方向の計測が可能なエンコーダ（図７（Ａ）〜図８（Ｃ）参照）とを用いることにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ方向を同時に計測することが可能となる。この場合、２つのエンコーダ本体２０ＸＹ’から照射される光の光軸が、投影光学系ＰＬの光軸から等距離の位置を通るようにすることで、アッベ誤差なく高精度に計測することが可能となる。
【００９６】
なお、上記各実施形態では、±１次回折光を用いて計測を行うこととしたが、これに限らず、±２次、３次…、ｎ次回折光を用いて計測を行うこととしても良い。
【００９７】
また、上記各実施形態及び変形例では、ウエハステージＷＳＴの側面に対向して光源（２２、４２）を配置するものとしたが、例えば光源をウエハステージＷＳＴから離して配置し、光源から射出されるレーザ光を光学部材（例えば、光ファイバー、及び／又はミラーなど）を用いて伝送することとしてもよい。さらに、複数のエンコーダ本体が設けられる場合、１つの光源からのレーザ光を複数に分岐して各エンコーダ本体に導くようにしても良い。
【００９８】
なお、上記各実施形態及び変形例では、前述のエンコーダ本体の少なくとも一部（例えば、光源を除く）を、例えば投影光学系ＰＬが載置される支持定盤、あるいは前述の計測フレームなどに設けても良い。また、上記各実施形態及び変形例では、ウエハステージＷＳＴの反射面に直接、１次元及び／又は２次元の周期的なパターン（回折格子など）を形成してもよいし、例えば低熱膨張率の材料（セラミックスなど）から構成される板状部材に周期的なパターンを形成し、この板状部材をウエハステージに固定することとしてもよい。
【００９９】
なお、上記各実施形態では、ウエハステージＷＳＴの計測にエンコーダを用いた場合について説明したが、これに限らず、レチクルホルダＲＨの計測に用いることも可能である。
【０１００】
なお、上記各実施形態において、照明光ＩＬとして、例えば国際公開第１９９９／４６８３５号（対応する米国特許第７,０２３,６１０号明細書）に開示されているように、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。
【０１０１】
また、投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。さらに、投影光学系ＰＬを介して照明光ＩＬが照射される露光領域は、投影光学系ＰＬの視野内で光軸ＡＸを含むオンアクシス領域であるが、例えば国際公開第２００４／１０７０１１号に開示されるように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも１回形成する光学系（反射系または反屈系）がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系と同様に、その露光領域は光軸ＡＸを含まないオフアクシス領域でも良い。この場合、露光領域の中心、すなわち投影光学系ＰＬの投影中心は光軸ＡＸと異なる。
【０１０２】
なお、上記各実施形態では、本発明がステップ・アンド・リピート方式の露光装置（いわゆるステッパ）に適用された場合について説明したが、これに限らず、本発明は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置に適用することも可能である。この場合、レチクルを保持して少なくとも１軸方向に移動可能なレチクルステージの位置を計測するのに、上記各実施形態のエンコーダを用いることも可能である。このエンコーダが図５（Ａ）などに示した固定スケール（１３５、１３５’、２３５、３３５）を備える場合、その固定スケールをレチクルステージに対してその上方及び下方のいずれに配置してもよい。更に、本発明は、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも好適に適用することができる。
【０１０３】
この他、例えば国際公開第２００４／０５３９５５号などに開示される、投影光学系とウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用しても良い。この液浸型露光装置では、ウエハステージの反射面（１３４など）を例えば撥液性のカバー部材（例えば、ガラスプレート、あるいは薄膜など）で覆っても良いし、液体が反射面に到達するのを阻止する部材（例えば溝部など）をウエハステージの上面に設けても良い。また、遠紫外域又は真空紫外域などの露光用照明光を用いる露光装置だけでなく、例えばＥＵＶ光又はＸ線、あるいは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などであっても、本発明を適用することは可能である。
【０１０４】
なお、上記各実施形態の露光装置は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応する米国特許第６，５９０，６３４号明細書）、及び国際公開第９８／４０７９１号などに開示されているように、２つのウエハステージを用いて露光動作と計測動作（例えば、アライメント系によるマーク検出など）とをほぼ並行して実行可能なツイン・ウエハステージタイプでも良い。さらに、上記実施形態の露光装置は、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ものでも良い。
【０１０５】
なお、上記各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を用いたが、このマスクに代えて、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（又は可変成形マスク、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にデバイ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。
【０１０６】
さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応する米国特許第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。
【０１０７】
また、物体上にパターンを形成する装置は、前述の露光装置（リソグラフィシステム）に限られず、例えばインクジェット方式にて物体上にパターンを形成する装置にも本発明を適用することができる。
【０１０８】
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をリソグフィ工程を用いて製造する露光装置にも適用することができる。以上のように、上記各実施形態で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。
【０１０９】
また、上記各実施形態の露光装置（パターン形成装置）は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１１０】
半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを形成するステップ、上記各実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、そのパターンが転写された（形成された）ウエハを現像するステップ、現像後のウエハにエッチングを施し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り取り去ることで回路パターンを形成するステップ、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。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
以上説明したように、本発明の露光装置及び露光方法は、物体を露光して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、マイクロデバイスの製造に適している。
【符号の説明】
【０１１２】
２０Ｙ’…エンコーダ本体、２８…検出器、１００…露光装置、１２４Ａ、１２４Ｂ…第２の固定スケール、１２６…インデックススケール、１３４…反射面、１３５…固定スケール、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、物体を露光してパターンを形成する露光装置及び露光方法、並びに前記露光装置又は前記露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子、液晶表示素子等のマイクロデバイス（電子デバイス）を製造するに際し、リソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）、又はステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが比較的多く用いられている。
【０００３】
この種の露光装置では、ウエハ又はガラスプレートなどの基板（以下、「ウエハ」と総称する）上の複数のショット領域にレチクル（又はマスク）のパターンを転写するために、ウエハを保持するウエハステージはＸＹ二次元方向に例えばリニアモータ等により駆動される。特に、スキャニング・ステッパの場合、ウエハステージのみならず、レチクルを保持するレチクルステージもリニアモータ等により走査方向に所定ストロークで駆動される。レチクルステージ及びウエハステージの位置計測は、長期に渡って計測の安定性が良好で、高分解能なレーザ干渉計を用いて行われるのが、一般的である。
【０００４】
しかるに、半導体素子の高集積化に伴う、パターンの微細化により、より高精度なステージの位置制御性が要求されるようになり、今や、レーザ干渉計のビーム光路上の雰囲気の温度揺らぎに起因する計測値の短期的な変動が無視できなくなりつつある。
【０００５】
一方、最近では、位置計測装置の一種であるエンコーダとして、計測分解能が、レーザ干渉計と同程度以上のものが出現しており、露光装置内において、エンコーダ（リニアスケールと測長装置を含む）をウエハステージの位置計測に用いる技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかるに、上記特許文献１に記載のエンコーダなどでは、リニアスケールを、ウエハステージ上のウエハ載置位置から（露光光が実際に照射される位置から）遠く離れた位置に設置する必要があったため、計測の際にアッベ誤差が発生するとともに、ウエハステージ全体の外形が大きくなるおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４-１０１３６２号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、物体を露光してパターンを形成する露光装置であって、前記物体を保持して、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む所定平面内で移動し、その一部に、前記所定平面に対して鋭角で交差する第１の反射面を有する移動体と、前記移動体の上方に配置され、前記第１の反射面を介して入射した光ビームを回折又は反射させて前記第１の反射面に戻す光学素子と、前記第１の反射面に戻された光ビームを検出する検出部と、を有する計測装置と、を備え、前記第１の反射面及び前記光学素子の少なくとも一方は、回折格子を有し、前記計測装置は、前記第１の反射面を介して前記光学素子に入射した前記光ビームの前記光学素子からの戻りビームを再度前記第１の反射面を経由させることで得られる前記光ビームの複数の回折ビームの干渉光を前記検出部で検出することで、前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測する露光装置である。
【０００９】
これによれば、光学素子で発生する、又は第１の反射面で発生し、光学素子を介して第１の反射面に戻る複数の回折光を近接させて検出部に導くことができる。このため、従来の干渉計に比べて周辺雰囲気の揺らぎによる影響が少なく、高精度な移動体の位置情報の計測が可能となる。また、移動体が、物体を保持して移動することから、物体を露光してパターンを形成する際に、高精度かつ高加速度での物体の移動が可能となり、これにより、高精度な露光を高スループットで行うことが可能となる。
【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、本発明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工程と、前記パターンが形成された物体を現像する工程と、を含むデバイス製造方法である。
【００１１】
本発明は第３の観点からすると、物体を露光して該物体上にパターンを形成する露光方法であって、前記物体を保持して、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む所定平面に沿って移動する移動体の前記移動面に交差する第１の反射面に光ビームを照射し、前記第１の反射面において反射又は回折された光ビームの、前記移動体の上方に配置された光学素子による、反射又は回折ビームの干渉光を検出して前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測し、前記計測結果に基づいて、前記移動体を移動しつつ前記物体を露光する露光方法である。
【００１２】
これによれば、移動体の高精度な位置決め及び高加速度化が可能となり、高スループットかつ高精度な露光を実現することが可能となる。
【００１３】
本発明は第４の観点からすると、本発明の露光方法を用いて物体を露光し、該物体上にパターンを形成する工程と、前記パターンが形成された物体を現像する工程と、を含むデバイス製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】ウエハステージ及びエンコーダを示す斜視図である。
【図３】図２のエンコーダ２０Ｘを示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、第２の実施形態に係るエンコーダを説明するための斜視図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の反射面１３４近傍を＋Ｘ方向から見た状態を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、第３の実施形態のエンコーダを説明するための斜視図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のエンコーダの原理を説明するための図であり、図５（Ｃ）及び図５（Ｄ）は、図５（Ａ）の固定スケールの変形例を示す図である。
【図６】図６（Ａ）は、第３の実施形態の変形例（その１）を示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、第３の実施形態の変形例（その２）を示す斜視図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、第４の実施形態における、ウエハステージのＺ軸方向に関する位置計測の原理を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、第４の実施形態における、ウエハステージのＹ軸方向に関する位置計測の原理を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ），図９（Ｂ）は、反射面１３４の変形例を示す図である。
【図１０】６自由度計測を行うためのエンコーダの配置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００１６】
図１には、第１の実施形態に係る露光装置１０の概略的な構成が示されている。露光装置１０は、ステッパ等の一括露光型の投影露光装置である。後述するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内で図１おけるし面内左右方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向（図１における紙面直交方向）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。
【００１７】
露光装置１０は、照明ユニットＩＯＰ、レチクルＲを保持するレチクルホルダＲＨ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持して所定の平面（本実施形態では、互いに直交するＸ軸及びＹ軸を含むＸＹ平面）に沿って二次元移動するウエハステージＷＳＴを含むステージ装置５０、及びこれらの制御系等を含んでいる。
【００１８】
照明ユニットＩＯＰは、光源及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（マスクキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）で規定される矩形（例えば、正方形）の照明領域に照明光ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。照明光ＩＬとしては、例えば超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（波長４３６ｎｍのｇ線、波長３６５ｎｍのｉ線等）が用いられるものとする。ただし、それらに代えて、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、又はＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）あるいはＦ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光を用いることとしても良い。
【００１９】
レチクルホルダＲＨは、照明ユニットＩＯＰの下方に配置されている。レチクルホルダＲＨは、実際には、投影光学系ＰＬの上面に載置されている（ただし、図１では図示の便宜上、レチクルホルダＲＨと投影光学系ＰＬとが離間して示されている）。具体的には、レチクルホルダＲＨは、投影光学系ＰＬの上面に固定されたベース上で、レチクルＲを保持して不図示の制御装置によりＸ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向に微小駆動可能とされている。なお、レチクルホルダＲＨは、単にレチクルＲを保持するだけの機能を有するように構成し、レチクルＲの駆動は行わないようにしても良い。また、レチクルホルダＲＨと投影光学系ＰＬとを分離して配置してもよい。
【００２０】
レチクルＲの一部には、一対のアライメントマーク（不図示）が設けられている。本第１の実施形態では、不図示の制御装置が、露光前に、この一対のアライメントマークとこれに対応するウエハステージＷＳＴ上の基準マークとをレチクルアライメント系を用いて計測し、該計測結果を用いて、例えばレチクルホルダＲＨを微小駆動してレチクルＲの位置決め（レチクルアライメント）を行う。
【００２１】
投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数のレンズ（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば、両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４あるいは１／５）を有する。このため、照明ユニットＩＯＰからの照明光ＩＬによって照明領域が照明されると、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を介してその照明領域内のレチクルの回路パターンの縮小像が、その第２面（像面）側に配置され、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域に共役な領域（露光領域）に形成される。
【００２２】
投影光学系ＰＬの近傍には、ウエハＷ上のアライメントマーク又はウエハステージＷＳＴ上の基準マークを検出するためのアライメント系ＡＬＧが設けられている。このアライメント系ＡＬＧとしては、例えば画像処理方式のセンサを用いることができ、画像処理方式のセンサは、例えば特開平４−６５６０３号公報及びこれに対応する米国特許第５，４９３，４０３号明細書などに開示されている。アライメント系ＡＬＧによる検出結果は、不図示の制御装置に送られる。
【００２３】
ステージ装置５０は、不図示のウエハホルダを介してウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ、及びウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系１２４等を備えている。ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図１における下方に配置され、その底面に設けられた気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって、不図示のベースの上面の上方に非接触で支持されている。ウエハステージＷＳＴは、例えばリニアモータ及びボイスコイルモータなどを含むウエハステージ駆動系１２４によって、ＸＹ平面（移動面）内のＸ軸方向及びＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、ＸＹ平面に直交するＺ軸方向及び回転方向（θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向）に微小駆動される。
【００２４】
上記のように、本第１の実施形態では、ウエハステージＷＳＴが６自由度で駆動可能な単一のステージであるものとしたが、これに限らず、ＸＹ平面内で自在に移動可能なＸＹステージと、該ＸＹステージ上で少なくともＺ，θｘ，θｙ方向の３自由度方向で駆動されるテーブルとによってウエハステージＷＳＴを構成しても勿論良い。
【００２５】
ウエハステージＷＳＴの位置情報は、図１に示されるリニアエンコーダシステム２０によって、常時検出され、不図示の制御装置に送られる。
【００２６】
これを更に詳述すると、リニアエンコーダシステム２０は、図２に示されるような、いわゆる３格子干渉エンコーダから成るＸエンコーダ２０Ｘ、及びＹＺエンコーダ２０ＹＺを含んでいる。
【００２７】
Ｘエンコーダ２０Ｘは、図２及びエンコーダ２０Ｘの平面図である図３に示されるように、ウエハステージＷＳＴの−Ｙ側の面に設けられた移動格子３０Ｘに対して、光を照射する光源２２と、光源２２との間の位置関係が固定で、移動格子３０Ｘで発生する回折光を集光させる固定スケール２４Ａ，２４Ｂと、固定スケール２４Ａ，２４Ｂにて集光された回折光を干渉させるインデックススケール２６と、インデックススケール２６にて干渉した光を検出する検出器２８とを含んでいる。
【００２８】
光源２２は、例えばコヒーレントな光、例えば波長λ（＝８５０ｎｍ）のレーザ光を図１における−Ｙ方向から＋Ｙ方向に向けて射出する。この場合、光源２２から射出されるレーザ光の光軸が投影光学系ＰＬの投影中心（本実施形態では光軸ＡＸと一致）を通るように光源２２の位置が設定されている。
【００２９】
移動格子３０Ｘは、Ｘ軸方向を周期方向とする回折格子である。この移動格子３０Ｘでは、入射した光に基づいて、次数が異なる複数の回折光を発生させる。図２では、それらの回折光のうち、移動格子３０Ｘで発生した±１次回折光が示されている。
【００３０】
固定スケール２４Ａ，２４Ｂは、Ｘ軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプレートから成る透過型の位相格子であり、光源２２よりも−Ｙ側に配置されている。また、インデックススケール２６は、Ｘ軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプレートから成る透過型の位相格子であり、固定スケール２４Ａ，２４Ｂよりも−Ｙ側に配置されている。
【００３１】
固定スケール２４Ａは、移動格子３０Ｘで発生した−１次回折光を回折して＋１次回折光を生成し、この＋１次回折光はインデックススケール２６に向かう。また、固定スケール２４Ｂは、移動格子３０Ｘで発生した＋１次回折光を回折して−１次回折光を生成し、この−１次回折光はインデックススケール２６に向かう。
【００３２】
ここで、固定スケール２４Ａ，２４Ｂで生成された±１次回折光は、インデックススケール２６上の同一位置で互いに重なり合う。すなわち、±１次回折光がインデックススケール２６上で干渉する。
【００３３】
本実施形態では、光源２２から射出されるレーザ光の波長と移動格子３０Ｘのピッチとに基づいて、移動格子３０Ｘで発生する各回折光の回折角度が決まる。また、レーザ光の波長と固定スケール２４Ａ，２４Ｂのピッチとに応じて、固定スケール２４Ａ，２４Ｂで発生した±１次回折光の回折角度（すなわち、移動格子３０Ｘで発生した±１次回折光の見かけ上の折り曲げ角度）が決まることから、レーザ光の波長、移動格子３０Ｘのピッチ及び固定スケール２４Ａ，２４Ｂのピッチを適切に設定する必要がある。例えば、上述したように移動格子３０Ｘにおいて発生する±１次回折光を計測に用いる場合、インデックススケール２６上の干渉縞の明暗周期は移動格子３０Ｘの配列周期の２倍になるが、その干渉縞の明暗周期とわずかにピッチの異なるインデックススケール２６を用いた場合には、検出器２８上に正弦波状の光量分布を作り出すことができる。
【００３４】
この光量分布は、移動格子３０ＸのＸ軸方向の移動に伴って変化するので、この変化を検出器２８を用いて検出することにより、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する位置情報を計測することが可能である。
【００３５】
なお、上記に代えて、インデックススケール２６をＹ軸を中心として微小量回転させてモアレ縞を発生させ、該モアレ縞を用いてウエハステージＷＳＴの位置計測を行うことも可能である。
【００３６】
なお、本実施形態においては、移動格子３０Ｘのピッチを荒くすることにより回折角度を小さくすることができる。これにより、移動格子３０Ｘを、光源２２及び固定スケール２４Ａ，２４Ｂから、比較的離れた位置に配置することが可能である。また、移動格子３０Ｘから発生する±１次回折光を近接させた状態で固定スケール２４Ａ、２４Ｂに導くことが可能となる。
【００３７】
また、光源２２から射出されるレーザ光の光束の太さ及び／又は固定スケール２４Ａ，２４Ｂ、インデックススケール２６の面積を適切に設定することにより、移動格子３０Ｘまでの距離が変化した場合でも、高精度な計測を行うことが可能である。すなわち、本実施形態のような干渉型のエンコーダを採用することにより、エンコーダ２０Ｘから移動格子３０Ｘまでの距離（通常「スタンドオフ」と呼ぶ）の変化許容量を大きくすることが可能である。
【００３８】
ＹＺエンコーダ２０ＹＺは、図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側の面に設けられた移動格子３０ＹＺに対して、光を照射する光源４２と、光源４２との間の位置関係が固定で、移動格子３０ＹＺで発生する回折光を集光させる固定スケール４４Ａ、４４Ｂ及び４４Ｃ，４４Ｄと、固定スケール４４Ａ、４４Ｂ及び固定スケール４４Ｃ，４４Ｄのそれぞれにて集光された回折光を干渉させるインデックススケール４６と、インデックススケール４６にて干渉した光を検出する検出器４８とを含んでいる。移動格子３０ＹＺは、Ｙ軸方向を周期方向とする回折格子とＺ軸方向を周期方向とする回折格子とが組み合わされた二次元格子である。また、光源４２から射出されるレーザ光の光軸が投影光学系ＰＬの投影中心（本実施形態では光軸ＡＸと一致）を通るように、光源４２の位置（及び姿勢）が設定されている。
【００３９】
固定スケール４４Ａ、４４Ｂは、前述した固定スケール２４Ａ，２４Ｂと同様に、Ｙ軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプレートから成る透過型の位相格子である。一方、固定スケール４４Ｃ，４４Ｄは、Ｚ軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプレートから成る透過型の位相格子である。インデックススケール４６は、Ｙ軸方向を周期方向とする回折格子及びＺ軸方向を周期方向とする回折格子が形成された透過型の二次元格子である。また、検出器４８は、例えば４分割検出器又はＣＣＤを含んでいる。
【００４０】
固定スケール４４Ａは、移動格子３０ＹＺのＹ軸方向を周期方向とする回折格子で発生した−１次回折光を回折して＋１次回折光を生成し、この＋１次回折光はインデックススケール４６に向かう。また、固定スケール４４Ｂは、移動格子３０ＹＺのＹ軸方向を周期方向とする回折格子で発生した＋１次回折光を回折して−１次回折光を生成し、この−１次回折光はインデックススケール４６に向かう。
【００４１】
ここで、固定スケール４４Ａ、４４Ｂで生成された±１次回折光は、インデックススケール４６上の同一位置で互いに重なり合う。すなわち、±１次回折光がインデックススケール４６上で干渉する。
【００４２】
一方、固定スケール４４Ｃは、移動格子３０ＹＺのＺ軸方向を周期方向とする回折格子で発生した−１次回折光を回折して＋１次回折光を生成し、この＋１次回折光はインデックススケール４６に向かう。また、固定スケール４４Ｄは、移動格子３０ＹＺのＺ軸方向を周期方向とする回折格子で発生した＋１次回折光を回折して−１次回折光を生成し、この−１次回折光はインデックススケール４６に向かう。
【００４３】
ここで、固定スケール４４Ｃ、４４Ｄで生成された±１次回折光は、インデックススケール４６上の同一位置で互いに重なり合う。すなわち、±１次回折光がインデックススケール４６上で干渉する。
【００４４】
この場合においても、前述したＸエンコーダ２０Ｘと同様、光源４２から射出されるレーザ光の波長と移動格子３０ＹＺのピッチとに基づいて、移動格子３０ＹＺの各格子で発生する回折光の回折角度が決まり、また、レーザ光の波長と固定スケール４４Ａ〜４４Ｄのピッチを適切に決定することにより移動格子３０ＹＺで発生した±１次回折光の見かけ上の折り曲げ角度が決まる。
【００４５】
ここで、ＹＺエンコーダ２０ＹＺにおいては、検出器４８上に二次元的な模様（市松模様）が現れる。この二次元的な模様は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置に応じて変化するので、この変化を、検出器４８の少なくとも一部を構成する４分割素子又はＣＣＤなどにより測定することによって、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向及びＺ軸方向の位置を計測することができる。
【００４６】
なお、ＹＺエンコーダ２０ＹＺにおいても、インデックススケール４６をＸ軸を中心として微小量回転させてモアレ縞を発生させ、該モアレ縞をウエハステージＷＳＴの計測に用いることとしても良い。
【００４７】
上記のように構成される本第１の実施形態の露光装置では、通常のステッパと同様に、不図示の制御装置の指示の下、レチクルアライメント及びウエハアライメント系ＡＬＧのベースライン計測、並びに例えば特開昭６１−４４４２９号公報（対応する米国特許第４，７８０，６１７号明細書）などに開示されるエンハンスド・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）等のウエハアライメントが行われ、その後、ウエハアライメント結果に基づいて、ウエハ上のショット領域を投影光学系ＰＬのパターンの投影領域（露光領域）に位置決めし露光することを繰り返す、いわゆるステップ・アンド・リピート方式の露光が行われ、レチクルＲのパターンがウエハＷ上の複数のショット領域に順次転写される。これらの動作を行う間、不図示の制御装置は、前述したエンコーダ２０Ｘ，２０ＹＺの計測結果に基づいて、ウエハステージ駆動系１２４を介してウエハステージＷＳＴを駆動する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によると、ウエハステージＷＳＴの側面に移動格子３０Ｘ（３０ＹＺ）が設けられ、該移動格子３０Ｘ（３０ＹＺ）に対して、光源２２（４２）から光を照射し、光源２２（４２）との間の位置関係が固定の固定スケール２４Ａ，２４Ｂ（４４Ａ〜４４Ｄ）及びインデックススケール２６（４６）により移動格子３０Ｘ（３０ＹＺ）で発生する回折光が干渉され、検出器２８（４８）により該干渉された光が検出される。この場合、移動格子３０Ｘ（３０ＹＺ）がウエハステージＷＳＴの側面に設けられていることにより、従来の干渉計と同様、ウエハステージＷＳＴの側面を用いた計測を行うことができるので、光源２２から照射される光の光軸が投影光学系ＰＬの光軸上を通るように設定することができ、これにより、アッベ誤差なくウエハステージＷＳＴの位置計測を行うことができる。また、本実施形態のようなエンコーダでは、干渉は±１次回折光という非常に近接した光路を通る光の間で生じるので、移動鏡と固定鏡とに分かれた全く違った光路を通る光の干渉を用いる干渉計に比べて周辺雰囲気の温度揺らぎ（屈折率の変動）による影響、例えばビーム光路上の雰囲気の温度揺らぎに起因する計測値の短期的な変動による影響などを低減させることができる。また、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴの周辺に移動格子を別途設ける必要が無いので、ウエハステージＷＳＴ全体の大型化を抑制することができ、これによりウエハステージＷＳＴの高精度な位置決め及び高加速度化を図ることが可能となる。したがって、高精度なウエハステージＷＳＴの位置計測、及びウエハステージＷＳＴの高精度な位置決め及び高加速度化、ひいては高スループットかつ高精度な露光を実現することが可能となる。
【００４９】
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置をエンコーダを用いて計測することとしたが、これに限らず、少なくとも一軸方向のみをエンコーダを用いて計測することとしても良い。この場合、その他の方向をレーザ干渉計等の別の計測装置を用いて計測することとすることができる。例えば、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置を、ウエハ表面のＺ位置を検出する多点焦点位置検出系を用いて計測することとしても良い。
【００５０】
また、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴが６自由度方向に移動可能とされているので、エンコーダ２０Ｘ及び２０ＹＺを複数設けることにより、６自由度方向の計測を行うこととしても良い。また、エンコーダ２０Ｘについても、２軸方向の計測が可能なように、エンコーダ２０ＹＺと同様の構成を採用することとしても良い。
【００５１】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に基づいて説明する。ここで、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし、若しくは省略するものとする。
【００５２】
図４（Ａ）には、第１の実施形態の図２に対応する斜視図が示されている。この図４（Ａ）に示されるように、本第２の実施形態では、ウエハステージＷＳＴの−Ｙ側端部に、反射面１３４が設けられており、また、エンコーダ本体２０Ｙ’の構成が第１の実施形態のエンコーダ２０Ｘとは異なるものとされている。反射面１３４は、ウエハステージＷＳＴの−Ｙ端部に形成されたＸＹ平面に対して４５°傾いた面に、例えばアルミニウム等を蒸着して形成されている。すなわち、反射面１３４はＹＺ平面内でＸＹ平面と鋭角で交差する。また、ウエハステージＷＳＴの上方には、ＸＹ平面とほぼ平行にＹ軸方向を長手方向とする板状の第１の固定スケール１３５が設けられている。この第１の固定スケール１３５は、Ｙ軸方向を周期方向とするパターン（例えば、回折格子）が形成された反射型のスケールであり、例えば、投影光学系ＰＬを支持する不図示の支持定盤の下面に固定されている。第１の固定スケール１３５は、その下面側（−Ｚ側）に回折格子を有することから、固定格子、あるいは格子部材などとも呼ぶことができる。また、本実施形態では、Ｙ軸方向に沿って反射面１３４に入射するレーザ光はその光軸が投影光学系ＰＬの投影中心を通るようにＸ軸方向の位置が設定され、第１の固定スケール１３５はＸ軸方向に関してその中心が反射面１３４に入射するレーザ光の光軸とほぼ同一の位置に設定されている。なお、投影光学系ＰＬが搭載される支持定盤は、それぞれ防振機構が設けられる３本の支柱で支持されるが、例えば国際公開第２００６／０３８９５２号に開示されているように、投影光学系ＰＬの上方に配置される不図示のメインフレーム部材などに対してその支持定盤を吊り下げ支持しても良い。また、第１の固定スケール１３５はその支持定盤ではなく他のフレーム部材、例えばメインフレーム部材に吊り下げ支持される計測フレームなどに設けても良い。この場合、支持定盤（すなわち投影光学系ＰＬ）はメインフレーム部材に吊り下げ支持されていなくても良い。
【００５３】
エンコーダ本体２０Ｙ’は、全体的には、前述した第１の実施形態のエンコーダ２０Ｘとほぼ同様に構成されているが、第２の固定スケール１２４Ａ，１２４Ｂが光源２２から−Ｙ方向かつ＋Ｚ方向又は−Ｚ方向に離れた位置に配置されている点、第２の固定スケール１２４Ａ，１２４Ｂのパターン（例えば、透過型の位相格子）がＺ軸方向を周期方向とする点、及びインデックススケール１２６のパターン（例えば、透過型の位相格子）がＺ軸方向を周期方向とする点が異なっている。
【００５４】
このエンコーダ本体２０Ｙ’では、反射面１３４に対して、光源２２からの光がＹ軸方向に沿って照射され、図４（Ｂ）に示されるように、反射面１３４において＋Ｚ方向に向けて反射され、第１の固定スケール１３５に入射する。この固定スケール１３５は、入射した光に基づいて、次数の異なる複数の回折光を発生させる。図４（Ａ），図４（Ｂ）では、それらの回折光のうち、第１の固定スケール１３５で発生した±１次回折光が示されている。
【００５５】
これら±１次回折光は、反射面１３４に入射し、図４（Ｂ）に示されるように、反射面１３４にて反射（入射角と同一の反射角で反射）された後、第１の実施形態と同様、第２の固定スケール１２４Ａ，１２４Ｂ及びインデックススケール１２６を介して、検出器２８に入射する。
【００５６】
この場合、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動に伴って、第１の固定スケール１３５に対する光源２２からの光の入射位置が変化するため、検出器２８で検出される光量分布が変化する。したがって、この光量分布の変化を検出器２８にて検出することにより、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する位置情報を計測することが可能である。本実施形態では、エンコーダ本体２０Ｙ’と第１の固定スケール１３５とを少なくとも含んでエンコーダが構成されている。
【００５７】
なお、図４（Ａ）では、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置計測を行うエンコーダ本体２０Ｙ’のみを図示したが、これに限らず、ウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）に反射面１３４と同様の反射面を設けるとともに、Ｘ軸方向計測用の第１の固定スケールを設け、これらに対応してエンコーダ本体２０Ｙ’と同様のＸ軸方向計測用のエンコーダ本体を設けることにより、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置計測を行うこととしても良い。この場合、ウエハステージＷＳＴのＸ側端部に設けられる反射面はＺＸ平面内でＸＹ平面と鋭角（例えば４５°）で交差し、Ｘ軸方向計測用の第１の固定スケールはＸ軸方向を周期方向とするパターンを有し、ＸＹ平面とほぼ平行にＸ軸方向を長手方向として設けられる。また、２つの反射面にそれぞれ入射するレーザ光の光軸が、例えば投影光学系ＰＬの投影中心で直交するように配置してもよい。また、Ｘ軸方向の位置計測に用いる計測装置としてエンコーダを採用するのに代えて、例えば干渉計等の他の計測装置を採用することとしても良い。また、Ｘ軸方向の位置計測を本実施形態のエンコーダ本体を用いて行い、Ｙ軸方向の位置計測をエンコーダ以外の計測装置で計測しても良い。
【００５８】
以上説明したように、本第２の実施形態によると、ウエハステージＷＳＴに設けられた反射面１３４を介してウエハステージＷＳＴとは別に設けられた第１の固定スケール１３５を用いてウエハステージＷＳＴの位置計測を行うので、ウエハステージＷＳＴにスケールを設ける必要が無く、ウエハステージＷＳＴの大型化を抑制することができる。また、第１の固定スケール１３５から発生する±１次回折光を近接させて第２の固定スケール１２４Ａ，１２４Ｂに導くことが可能なので、高精度の位置計測を実現できる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴの反射面１３４を用いて、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向位置を計測するエンコーダ本体２０Ｙ’を一つのみ設けることとしたが、これに限らず、Ｙ軸方向位置を計測するエンコーダ本体をＸ軸方向に所定距離隔てて２つ設けることとしても良い。この場合、２つのエンコーダ本体から照射される光の光軸が、Ｘ軸方向に関して投影光学系ＰＬの光軸から等距離の位置を通るようにすることで、各エンコーダ本体の計測結果を平均化することにより、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向位置をアッベ誤差なく計測することができ、また、各エンコーダ本体の計測結果の差分をとることにより、ウエハステージＷＳＴのＺ軸回りの回転を計測することが可能である。また、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ側端部に反射面を設け、かつＹ軸方向計測用のエンコーダ本体をＹ軸方向に関して投影光学系ＰＬの両側に配置してもよい。同様に、Ｘ軸方向計測用のエンコーダ本体を投影光学系ＰＬの両側に配置してもよい。さらに、第１の固定スケール１３５を反射型ではなく透過型としてもよい。
【００６０】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態について、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に基づいて説明する。ここで、前述した第２の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし、若しくは省略するものとする。
【００６１】
図５（Ａ）に示されるように、本第３の実施形態では、ウエハステージＷＳＴの反射面１３４にＸ軸方向を周期方向とするパターン（例えば、回折格子）が形成され、ウエハステージＷＳＴの上方には、Ｘ軸方向を周期方向とするパターン（例えば、回折格子）が形成され、ＸＹ平面とほぼ平行にＹ軸方向を長手方向とする固定スケール１３５’が設けられ、更にエンコーダ本体２０Ｘ’の構成が上記第１、第２の実施形態と異なっている。
【００６２】
固定スケール１３５’は、反射型のスケールであり、第２の実施形態と同様に、投影光学系ＰＬを支持する不図示の支持定盤の下面に固定されている。一方、エンコーダ本体２０Ｘ’は、光源２２と、該光源２２の＋Ｙ側に設けられたビームスプリッタ２９と、該ビームスプリッタ２９の下方（−Ｚ側）に設けられた検出器２８とを含んでいる。
【００６３】
図５（Ｂ）には、本第３の実施形態のエンコーダの原理図が示されている。ここで、図５（Ａ）のエンコーダでは、反射面１３４にパターンが形成された構成を採用しているが、図５（Ｂ）においては、説明の便宜上、図５（Ａ）の反射面１３４が、これと実質的に等価な透過型のスケール１３４’に置き換えられている。
【００６４】
この図５（Ｂ）に示されるように、本第３の実施形態のエンコーダ本体２０Ｘ’では、光源２２から射出されるレーザ光は、ビームスプリッタ２９を透過して、透過型のスケール１３４’（反射面１３４）に入射する。そして、スケール１３４’（反射面１３４）上に形成されたパターン（回折格子）にて複数次数の回折光が生成される（なお、図５（Ａ）、図５（Ｂ）では、そのうちの±１次回折光のみが示されている）。そして、固定スケール１３５’では、スケール１３４’（反射面１３４）上に形成されたパターンで発生した−１次回折光を更に回折して＋１次回折光を生成し、また、スケール１３４’（反射面１３４）上に形成されたパターンで発生した＋１次回折光を更に回折して−１次回折光を生成する。固定スケール１３５’で生成された±１次回折光は再度スケール１３４’（反射面１３４）に向かい、スケール１３４’（反射面１３４）上の同一位置で互いに重なり合い、干渉する。なお、回折格子を有する固定スケール１３５’に代えて、図５（Ｃ）に示されるような反射ミラー１３５ａ、１３５ｂ、あるいは、図５（Ｄ）に示されるようなプリズム１３５ｃなどの光学素子を用いることとしても良い。光学素子として反射ミラー１３５ａ、１３５ｂあるいはプリズム１３５ｃを用いる場合、固定スケール１３５’と同様に、反射ミラーあるいはプリズムはＹ軸方向に延設される。
【００６５】
そして、スケール１３４’（反射面１３４）で干渉した干渉光は、ビームスプリッタ２９で検出器２８に向けて折り曲げられ、検出器２８にて受光される。
【００６６】
検出器２８では、干渉光の光量分布を検出することにより、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置情報を計測することが可能である。これまでの説明から分かるように、本第３の実施形態では、固定スケール１３５’とエンコーダ本体２０Ｘ’を少なくとも含んでエンコーダが構成されている。
【００６７】
なお、本第３の実施形態においても、固定スケール１３５’のパターンと反射面１３４上のパターンとを微小角度回転させることにより、モアレ縞を発生させ、該モアレ縞による光量分布を検出することにより、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置情報を計測するようにしても良い。
【００６８】
本第３の実施形態のエンコーダでは、第１、第２の実施形態のエンコーダと比較して、光源２２及び検出器２８からウエハステージＷＳＴが離間しても、その間の空気揺らぎなどの影響を更に受けにくい構成となっている。これは、上記干渉が反射面１３４と固定スケール１３５’との間で生じ、光源２２及び検出器２８と反射面１３４との間の光路は基本的に干渉状態に影響を与えないからである。
【００６９】
以上説明したように、本第３の実施形態によると、ウエハステージＷＳＴに設けられた反射面１３４上のパターン、及びウエハステージＷＳＴとは別に設けられた固定スケール１３５’を用いてウエハステージＷＳＴの位置計測を行うので、ウエハステージＷＳＴに外付けでスケールを設ける必要が無く、ウエハステージＷＳＴの大型化を抑制することが可能である。また、本実施形態においても、従来の干渉計に比べて空気揺らぎなどの影響を受けにくいので、ウエハステージＷＳＴの位置計測を行うことができる。したがって、本実施形態においても高スループットで高精度な露光を実現することが可能である。
【００７０】
なお、上記第３の実施形態では、Ｘ軸方向の位置情報のみを計測することとしたが、これに限らず、図６（Ａ）に示されるような構成を採用することも可能である。すなわち、本例では、図６（Ａ）に示されるように、固定スケール１３５に代えて、第１の固定スケール２３５を設け、エンコーダ本体２０ＸＹを採用することとする。第１の固定スケール２３５には、Ｘ軸方向を周期方向とするパターン（以下、「Ｘパターン」と呼ぶ）９２ａ，９２ｂと、該Ｘパターン９２ａ，９２ｂに挟まれた状態の、Ｙ軸方向を周期方向とするパターン（以下「Ｙパターン」と呼ぶ）９４とが設けられている。
【００７１】
この場合、Ｙパターン９４は、反射面１３４上のパターンにより生成される複数の回折光のうちの０次光（０次回折光、この場合正反射光）が入射する位置に配置され、Ｘパターン９２ａ，９２ｂは、＋１次回折光及び−１次回折光のそれぞれが入射可能な位置に配置されている。
【００７２】
一方、エンコーダ本体２０ＸＹは、図５（Ａ）のエンコーダ本体２０Ｘ’と、第２の実施形態のエンコーダ本体２０Ｙ’（図４（Ａ）参照）とを組み合わせたような構成を有しており、具体的には、光源２２と、ビームスプリッタ２９と、検出器２８と、第２の固定スケール２２４Ａ，２２４Ｂと、インデックススケール２２６と、検出器２２８とを備えている。
【００７３】
このようにして構成されたエンコーダ本体２０ＸＹでは、Ｘ軸方向の位置に関しては、上記第３の実施形態のエンコーダ本体（図５（Ａ）のエンコーダ本体）２０Ｘ’による計測と同様にして計測することができる。また、Ｙ軸方向の位置に関しては、反射面１３４で発生する０次光を用いることとしている（図６（Ａ）ではＹ軸方向の計測に用いる光が一点鎖線にて示されている）ので、上記第２の実施形態のエンコーダ本体（図４（Ａ）のエンコーダ本体）２０Ｙ’と同様にして計測を行うことができる。
【００７４】
このような図６（Ａ）に示されるエンコーダを用いることにより、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置を計測することができ、かつ、上記第３の実施形態と同様、ウエハステージＷＳＴに外付けで移動スケールを設けなくて良いので、ウエハステージＷＳＴ全体の大型化を抑制することができる。また、干渉計に比べて空気揺らぎなどの影響が受けにくく、高精度な位置計測が可能となる。
【００７５】
更に、上記第３の実施形態では、図６（Ｂ）に示されるような構成（固定スケール３３５と、エンコーダ本体２０ＸＹ’とを少なくとも含むエンコーダ）を採用することも可能である。
【００７６】
この図６（Ｂ）では、図６（Ａ）と異なり、反射面１３４に２次元格子状のパターンを設けるとともに、固定スケール２３５に代えて、固定スケール３３５を設けることとしている。この固定スケール３３５には格子状の二次元パターンが設けられており、これら２次元パターンを用いることにより、ＸＹ二次元方向の位置を計測することができる。この場合、検出器２８としては、第１の実施形態の検出器４８（図２参照）と同様に、例えば四分割素子又はＣＣＤなどを用いることで、検出器２８上に現れる二次元的な模様を検出する。この二次元的な模様の変化を検出することにより、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置を計測することが可能である。
【００７７】
なお、図５（Ａ）では、ウエハステージＷＳＴの−Ｙ側端部のＸ軸方向を周期方向とするパターンを有する反射面１３４と、固定スケール１３５’と、エンコーダ本体２０Ｘ’とを用いて、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置計測を行うものとしたが、これに限らず、ウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）にＹ軸方向を周期方向とするパターンを有する反射面１３４と同様の反射面を設けるとともに、Ｙ軸方向計測用の固定スケールを設け、これらに対応してエンコーダ本体２０Ｘ’と同様のＹ軸方向計測用のエンコーダ本体を設けることにより、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置計測を行うこととしても良い。
【００７８】
同様に、図６（Ａ）の例において、ウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）にＹ軸方向を周期方向とするパターンを有する反射面１３４と同様の反射面を設けるとともに、固定スケール２３５と同様の固定スケールをＸ軸方向を長手方向として配置し、エンコーダ本体２０ＸＹと同様のエンコーダ本体をウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）の反射面に対向して配置しても良い。同様に、図６（Ｂ）の例において、ウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）に２次元格子状のパターンが形成された反射面１３４と同様の反射面を設けるとともに、固定スケール３３５と同様の固定スケールをＸ軸方向を長手方向として配置し、エンコーダ本体２０ＸＹ’をウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側端部（又は−Ｘ側端部）の反射面に対向して配置しても良い。
【００７９】
この他、図５（Ａ）、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）でそれぞれ示される構成の３つのエンコーダのうち、任意の２つを組み合わせ、その一方をウエハステージＷＳＴのＸ側に、他方をＹ側に配置しても良い。
【００８０】
《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態について図７（Ａ）〜図８（Ｃ）に基づいて説明する。
【００８１】
本第４の実施形態では、上述した図６（Ａ）のエンコーダ本体２０ＸＹ及び前述の第２の実施形態の第１の固定スケール１３５を用いて、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置情報をも計測するものである。なお、第１の固定スケール１３５には、前述の第１の固定スケール２３５に形成されたパターン９４と同様のＹ軸方向を周期方向とするパターン（以下、便宜上パターン９４と記述する）が形成されているので、エンコーダ本体２０ＸＹ及び第１の固定スケール２３５（パターン９４部分）を用いていると考えることもできる。
【００８２】
本第４の実施形態では、光源２２から角度の異なる２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２（図７（Ｂ）参照）を反射面１３４に照射し、これら２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２による計測結果を用いてＺ軸方向及びＹ軸方向の位置情報を計測する。
【００８３】
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）には、第１の固定スケール１３５とウエハステージＷＳＴの−Ｙ端部（反射面１３４）近傍が簡略化して示されている。これらの図においては、図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）の順にウエハステージＷＳＴのＺ位置が−側から＋側に変化している状態が示されている。なお、図７（Ａ）と図７（Ｃ）では、図７（Ｂ）の状態が点線にて示されている。
【００８４】
これらのうちの図７（Ｂ）に示されるように、光源からの角度の異なる２つのレーザ光（Ｌ１とＬ２）が反射面１３４に照射されると、レーザ光Ｌ１、Ｌ２はそれぞれ、反射面１３４にて入射角と同一の反射角で反射し、第１固定スケール１３５のパターン９４に入射する。このとき、各レーザ光が第１の固定スケール１３５のパターン９４に入射した位置がそれぞれ点Ａ，点Ｂとして示されている。不図示ではあるが、入射したレーザ光はそれぞれ点Ａ、点ＢでＹ軸方向に回折され、図６（Ａ）の一点鎖線と同様の光路を通って、個別に用意された検出器（便宜上、検出器２２８Ａ，２２８Ｂと記述する）にそれぞれ入射する。なお、第２の固定スケール２２４Ａ，２２４Ｂと、インデックススケール２２６は、レーザ光Ｌ１，Ｌ２で共用しても良い。
【００８５】
ここで、検出器２２８Ａ，２２８Ｂでは、点Ａ，点Ｂの位置に応じた計測結果を得ることができる。この場合、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）を比較するとわかるように、図７（Ｂ）の点ＡＢ間と図７（Ａ）の点Ａ’Ｂ’間とでは、点Ａ’Ｂ’間の方が広くなり、図７（Ｂ）の点ＡＢ間と図７（Ｃ）の点Ａ”Ｂ”間とでは、点Ａ”Ｂ”間の方が狭くなる。したがって、各点間の距離がウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置に関係していることから、レーザ光Ｌ１による計測結果をＭａ、レーザ光Ｌ２による計測結果をＭｂとすると、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向に関する位置Ｐｚは、ｋを係数（該係数ｋは、レーザ光Ｌ１，Ｌ２の角度などで決まる）として次式（１）のように表すことができる。
【００８６】
Ｐｚ＝ｋ（Ｍａ−Ｍｂ） …（１）
本実施形態では、上式（１）を用いることにより、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置を算出し、ウエハステージＷＳＴの位置制御を行うこととしている。
【００８７】
一方、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）には、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する位置がそれぞれ異なった状態が示されている。図８（Ｂ）には、前述した図７（Ｂ）と同一の状態が示され、図８（Ａ）には、図８（Ｂ）のＹ位置を基準として（図８（Ｂ）の状態が点線にて示されている）、−Ｙ側にずれた状態が示され、図８（Ｃ）には、図８（Ｂ）のＹ位置を基準として（図８（Ｂ）の状態が点線にて示されている）、＋Ｙ側にずれた状態が示されている。
【００８８】
ここで、検出器２２８Ａ，２２８Ｂでは、点Ａ，Ｂ（点Ａ’，Ａ”又はＢ’，Ｂ”）の位置に応じた計測結果を得ることができる。この場合、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）を比較するとわかるように、図８（Ａ）の点Ａ’，Ｂ’は、点Ａ，点ＢからウエハステージＷＳＴの移動距離と同一距離だけ−Ｙ側に移動しており、図８（Ｃ）の点Ａ”，Ｂ”は、点Ａ，点ＢからウエハステージＷＳＴの移動距離と同一距離だけ＋Ｙ側に移動している。したがって、レーザ光Ｌ１による計測結果をＭａ、レーザ光Ｌ２による計測結果をＭｂとすると、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する位置Ｐｙは、次式（２）のように表すことができる。
【００８９】
Ｐｙ＝（Ｍａ＋Ｍｂ）／２ …（２）
本実施形態では、上式（２）を用いることにより、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置を算出し、ウエハステージＷＳＴの位置制御を行うこととしている。
【００９０】
以上説明したように、本実施形態によると、図６（Ａ）のエンコーダと同様の構成のエンコーダを採用し、２つのレーザ光Ｌ１、Ｌ２を用いて計測し、該計測結果と、上記式（１）、式（２）を用いることにより、Ｙ軸及びＺ軸方向の位置を計測することができる。これにより、ウエハステージＷＳＴ周辺に設ける固定スケールの数を増やすことなく計測を行うことが可能である。なお、２つの光を用いる代わりに、角度の異なる反射面を用意して同様にＹ、Ｚ軸方向の位置情報を計測することとしても良い。
【００９１】
なお、上記第４の実施形態では、図６（Ａ）のエンコーダと同様の構成を用いて、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向及びＺ軸方向に関する位置を計測することとしたが、これに限らず、その他の実施形態の構成（例えば、図４（Ａ）又は図６（Ｂ）の構成）を用いて、上記第４の実施形態と同様の方法により、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に関する位置計測を行っても良い。
【００９２】
なお、上記第４の実施形態で説明した角度の異なる２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２を用いるエンコーダを２つ、Ｙ軸方向に関して投影光学系の一側と他側にそれぞれ配置し、その２つのエンコーダで計測されるウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置情報から、ウエハステージＷＳＴのチルト情報（θｘ方向の回転情報）を計測しても良い。同様に、上記第４の実施形態で説明した角度の異なる２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２を用いるエンコーダを２つ、Ｘ軸方向に関して投影光学系の一側と他側にそれぞれ配置し、その２つのエンコーダで計測されるウエハステージＷＳＴのＺ軸方向の位置情報から、ウエハステージＷＳＴのチルト情報（θｙ方向の回転情報）を計測しても良い。あるいは、投影光学系の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側及び−Ｙ側の少なくとも１つの方向に、上記第４の実施形態で説明した角度の異なる２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２を用いるエンコーダを２つ配置しても良い。勿論、上記各場合において、角度の異なる２つのレーザ光Ｌ１，Ｌ２を用いるエンコーダを用いる代わりに、角度の異なる反射面をそれぞれ用意しても良い。
【００９３】
なお、上記第２〜第４の実施形態及び変形例では、ウエハステージＷＳＴの端部にＸＹ平面に対して４５°傾斜した反射面を設ける場合について説明したが、これに限らず、図９に示されるような構成を採用することも可能である。すなわち、図９（Ａ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴに２組の反射面２５ａ，２５ｂを設けることにより、４５°傾斜した反射面と同等の機能を持たせることも可能である。このようにすることで、それぞれの反射面にＸ軸方向を周期方向とするパターン、Ｙ軸方向を周期方向とするパターンを別々に設けることができる。これにより、パターンの生産・設計上の自由度が増すこととなる。
【００９４】
なお、反射面２５ａ，２５ｂに代えて、図９（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴにプリズム２５を設けることとしても良い。この場合、反射面のみならず、透過面２５ｃ，２５ｄの少なくとも一方にパターンを設けることもできる。このようなプリズム２５を採用することにより、入出射光とプリズムの回転不感性を利用して、純粋にウエハステージＷＳＴの平行移動を計測できるという利点もある。
【００９５】
なお、上記各実施形態及び変形例に係るエンコーダは、適宜組み合わせて用いることが可能である。したがって、例えば、図１０に示されるように、２つの図６（Ｂ）のエンコーダ本体２０ＸＹ’と、第４の実施形態で説明した２軸方向の計測が可能なエンコーダ（図７（Ａ）〜図８（Ｃ）参照）とを用いることにより、Ｘ，Ｙ，Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ方向を同時に計測することが可能となる。この場合、２つのエンコーダ本体２０ＸＹ’から照射される光の光軸が、投影光学系ＰＬの光軸から等距離の位置を通るようにすることで、アッベ誤差なく高精度に計測することが可能となる。
【００９６】
なお、上記各実施形態では、±１次回折光を用いて計測を行うこととしたが、これに限らず、±２次、３次…、ｎ次回折光を用いて計測を行うこととしても良い。
【００９７】
また、上記各実施形態及び変形例では、ウエハステージＷＳＴの側面に対向して光源（２２、４２）を配置するものとしたが、例えば光源をウエハステージＷＳＴから離して配置し、光源から射出されるレーザ光を光学部材（例えば、光ファイバー、及び／又はミラーなど）を用いて伝送することとしてもよい。さらに、複数のエンコーダ本体が設けられる場合、１つの光源からのレーザ光を複数に分岐して各エンコーダ本体に導くようにしても良い。
【００９８】
なお、上記各実施形態及び変形例では、前述のエンコーダ本体の少なくとも一部（例えば、光源を除く）を、例えば投影光学系ＰＬが載置される支持定盤、あるいは前述の計測フレームなどに設けても良い。また、上記各実施形態及び変形例では、ウエハステージＷＳＴの反射面に直接、１次元及び／又は２次元の周期的なパターン（回折格子など）を形成してもよいし、例えば低熱膨張率の材料（セラミックスなど）から構成される板状部材に周期的なパターンを形成し、この板状部材をウエハステージに固定することとしてもよい。
【００９９】
なお、上記各実施形態では、ウエハステージＷＳＴの計測にエンコーダを用いた場合について説明したが、これに限らず、レチクルホルダＲＨの計測に用いることも可能である。
【０１００】
なお、上記各実施形態において、照明光ＩＬとして、例えば国際公開第１９９９／４６８３５号（対応する米国特許第７,０２３,６１０号明細書）に開示されているように、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。
【０１０１】
また、投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良い。投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。さらに、投影光学系ＰＬを介して照明光ＩＬが照射される露光領域は、投影光学系ＰＬの視野内で光軸ＡＸを含むオンアクシス領域であるが、例えば国際公開第２００４／１０７０１１号に開示されるように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも１回形成する光学系（反射系または反屈系）がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系と同様に、その露光領域は光軸ＡＸを含まないオフアクシス領域でも良い。この場合、露光領域の中心、すなわち投影光学系ＰＬの投影中心は光軸ＡＸと異なる。
【０１０２】
なお、上記各実施形態では、本発明がステップ・アンド・リピート方式の露光装置（いわゆるステッパ）に適用された場合について説明したが、これに限らず、本発明は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置に適用することも可能である。この場合、レチクルを保持して少なくとも１軸方向に移動可能なレチクルステージの位置を計測するのに、上記各実施形態のエンコーダを用いることも可能である。このエンコーダが図５（Ａ）などに示した固定スケール（１３５、１３５’、２３５、３３５）を備える場合、その固定スケールをレチクルステージに対してその上方及び下方のいずれに配置してもよい。更に、本発明は、ステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも好適に適用することができる。
【０１０３】
この他、例えば国際公開第２００４／０５３９５５号などに開示される、投影光学系とウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用しても良い。この液浸型露光装置では、ウエハステージの反射面（１３４など）を例えば撥液性のカバー部材（例えば、ガラスプレート、あるいは薄膜など）で覆っても良いし、液体が反射面に到達するのを阻止する部材（例えば溝部など）をウエハステージの上面に設けても良い。また、遠紫外域又は真空紫外域などの露光用照明光を用いる露光装置だけでなく、例えばＥＵＶ光又はＸ線、あるいは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などであっても、本発明を適用することは可能である。
【０１０４】
なお、上記各実施形態の露光装置は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報及び特開平１０−２１４７８３号公報（対応する米国特許第６，５９０，６３４号明細書）、及び国際公開第９８／４０７９１号などに開示されているように、２つのウエハステージを用いて露光動作と計測動作（例えば、アライメント系によるマーク検出など）とをほぼ並行して実行可能なツイン・ウエハステージタイプでも良い。さらに、上記実施形態の露光装置は、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ものでも良い。
【０１０５】
なお、上記各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を用いたが、このマスクに代えて、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（又は可変成形マスク、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にデバイ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。
【０１０６】
さらに、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応する米国特許第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。
【０１０７】
また、物体上にパターンを形成する装置は、前述の露光装置（リソグラフィシステム）に限られず、例えばインクジェット方式にて物体上にパターンを形成する装置にも本発明を適用することができる。
【０１０８】
また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をリソグフィ工程を用いて製造する露光装置にも適用することができる。以上のように、上記各実施形態で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。
【０１０９】
また、上記各実施形態の露光装置（パターン形成装置）は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１１０】
半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、このステップに基づいてレチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを形成するステップ、上記各実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、そのパターンが転写された（形成された）ウエハを現像するステップ、現像後のウエハにエッチングを施し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り取り去ることで回路パターンを形成するステップ、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。
【産業上の利用可能性】
【０１１１】
以上説明したように、本発明の露光装置及び露光方法は、物体を露光して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、マイクロデバイスの製造に適している。
【符号の説明】
【０１１２】
２０Ｙ’…エンコーダ本体、２８…検出器、１００…露光装置、１２４Ａ、１２４Ｂ…第２の固定スケール、１２６…インデックススケール、１３４…反射面、１３５…固定スケール、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を露光してパターンを形成する露光装置であって、
前記物体を保持して、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む所定平面内で移動し、その一部に、前記所定平面に対して鋭角で交差する第１の反射面を有する移動体と、
前記移動体の上方に配置され、前記第１の反射面を介して入射した光ビームを回折又は反射させて前記第１の反射面に戻す光学素子と、前記第１の反射面に戻された光ビームを検出する検出部と、を有する計測装置と、を備え、
前記第１の反射面及び前記光学素子の少なくとも一方は、回折格子を有し、
前記計測装置は、前記第１の反射面を介して前記光学素子に入射した前記光ビームの前記光学素子からの戻りビームを再度前記第１の反射面を経由させることで得られる前記光ビームの複数の回折ビームの干渉光を前記検出部で検出することで、前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測する露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記所定平面内の前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に移動し、
前記光学素子は、前記所定平面とほぼ平行に前記第１方向に延設されかつ回折格子を有する固定スケールであり、
前記計測装置は、前記第１の反射面を介して前記固定スケールに前記光ビームが入射することで、前記固定スケールから発生する複数の回折ビームの前記第１の反射面を介した干渉光を前記検出部で検出し、前記移動体の位置情報を計測する露光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の露光装置において、
前記第１方向に沿って前記光ビームが前記第１の反射面に照射され、前記固定スケールは、前記第２方向に関する位置が前記光ビームと実質的に同一である露光装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の露光装置において、
前記第１の反射面は、前記第１方向と平行かつ前記平面と直交する面内で前記平面と鋭角で交差する露光装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記第１の反射面が前記第２方向に沿って延設される露光装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記回折格子は、少なくとも前記第１方向に周期的であり、
前記計測装置により、前記移動体の前記第１方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項７】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記回折格子は、少なくとも前記第２方向に周期的であり、
前記計測装置により、前記移動体の前記第２方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記回折格子は、前記第１方向を周期方向とする１次元の第１格子と、前記第２方向を周期方向とする１次元の第２格子とを含み、
前記計測装置により、前記移動体の前記第１及び第２方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の露光装置において、
前記固定スケールは、前記第２方向に関して前記第１格子の一側と他側にそれぞれ配置された２つの前記第２格子を有し、前記計測装置は、前記２つの第２格子からそれぞれ発生する回折ビームの前記第１の反射面を介した干渉光を、前記検出部で検出することにより、前記移動体の前記第２方向の位置情報を計測する露光装置。
【請求項１０】
請求項２〜７のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記回折格子は、前記第１及び第２方向に周期的な２次元格子を含み、
前記計測装置により、前記移動体の前記第１及び第２方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項１１】
請求項２〜１０のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記計測装置は、前記光ビームの入射によって前記固定スケールから異なる方向に発生する回折ビームの干渉光を前記検出部で検出する露光装置。
【請求項１２】
請求項２〜１１のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記計測装置では、前記回折格子の周期方向に関して位置を異ならせて複数の光ビームが前記固定スケールに入射される露光装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記計測装置は、前記複数の光ビームのうち対をなす２つの光ビームの入射によって前記固定スケールから発生する回折ビームの干渉光を前記検出部で検出する露光装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記第１の反射面に回折格子が形成され、前記複数の光ビームは、前記反射面の回折格子から異なる方向に発生するビームを含む露光装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の露光装置において、
前記第１の反射面の前記回折格子はその周期方向が前記固定スケールの回折格子と実質的に同一である露光装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の露光装置において、
前記第１の反射面の回折格子は、少なくとも前記第２方向に周期的である露光装置。
【請求項１７】
請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記第１の反射面の回折格子は、前記第１及び第２方向に周期的な２次元格子を含む露光装置。
【請求項１８】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記計測装置では、前記複数の光ビームが異なる方向から前記第１の反射面に照射されることで、前記複数の光ビームの前記固定スケールでの入射位置が異ならされる露光装置。
【請求項１９】
請求項２〜１８のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記第２方向に沿って延設された前記第１の反射面に加え、前記第１方向に沿って延設され、前記第２方向と平行かつ前記所定平面と直交する面内で前記所定平面と鋭角で交差する第２の反射面をさらに有し、
前記計測装置は、前記所定平面とほぼ平行に前記第２方向に延設されかつ回折格子を有する、前記固定スケールとは別の固定スケールを含み、前記第２の反射面を介して前記別の固定スケールに光ビームが入射することで、前記別の固定スケールから発生する複数の回折ビームの前記第２の反射面を介した干渉光を前記検出部で検出する露光装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の露光装置において、
前記第２方向に沿って光ビームが前記第２の反射面に照射され、前記別の固定スケールは、前記第１方向に関する位置が前記光ビームと実質的に同一である露光装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０に記載の露光装置において、
前記別の固定スケールは、前記第１及び第２方向の少なくとも一方に関して周期的な回折格子を含む露光装置。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記計測装置では、前記回折格子の周期方向に関して位置を異ならせて複数の光ビームが前記別の固定スケールに入射される露光装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記第２の反射面に回折格子が形成され、前記複数の光ビームは、前記第２の反射面の回折格子から異なる方向に発生するビームを含む露光装置。
【請求項２４】
請求項２２に記載の露光装置において、
前記計測装置は、前記複数の光ビームを異なる方向から前記第２の反射面に照射されることで、前記複数の光ビームの前記別の固定スケールでの入射位置が異ならされる露光装置。
【請求項２５】
請求項１に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記所定平面内の前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に移動し、
前記移動体は、前記第２方向に沿って延設され、前記第１方向と平行かつ前記所定平面と直交する面内で前記所定平面と鋭角で交差する前記第１の反射面と、前記第１方向に沿って延設され、前記第２方向と平行かつ前記所定平面と直交する面内で前記所定平面と鋭角で交差する第２の反射面とを有し、
前記光学素子は、前記所定平面とほぼ平行かつ前記第１方向に延設される第１反射部材から成り、
前記計測装置は、前記所定平面とほぼ平行かつ前記第２方向に延設される第２反射部材から成る別の光学素子をさらに有し、
前記第１の反射面及び前記第２の反射面にそれぞれ第１及び第２の光ビームを照射するとともに、前記第１反射部材及び前記第１反射面で反射する複数の第１回折ビームの干渉光、及び前記第２反射部材及び前記第２反射面で反射する複数の第２回折ビームの干渉光を、前記検出部で検出することにより、前記移動体の前記第１及び第２方向の位置情報を計測し、
前記第１の反射面及び前記第１反射部材の少なくとも一方、及び前記２の反射面及び前記第２反射部材の少なくとも一方に回折格子が設けられる露光装置。
【請求項２６】
請求項１に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記光ビームが順次経由する、前記第１の反射面を含む複数の面を有する露光装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の露光装置において、
前記移動体の前記複数の面の少なくとも１つには、回折格子が設けられている露光装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の露光装置において、
前記複数の面の少なくとも１つに設けられた回折格子の少なくとも１つは、透過型の回折格子である露光装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の露光装置において、
前記透過型の回折格子は、前記移動体の前記所定平面に平行な一面に設けられている露光装置。
【請求項３０】
請求項１に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記一軸方向を周期方向とする一次元の回折格子を有し、前記反射面からの光が入射する固定スケールであり、
前記一次元の回折格子で発生し、前記第１の反射面を再度介した複数の回折光を干渉させる光学系をさらに備える露光装置。
【請求項３１】
請求項１に記載の露光装置において、
前記第１の反射面は、一次元又は二次元の回折格子から成る第１の格子を有し、
前記光学素子は、前記第１の格子にて回折された光を回折又は反射して前記第１の格子に戻す露光装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記一軸に平行な方向を周期方向とする一次元の回折格子から成る第２の格子を含み、
前記計測装置では、前記第１の格子に対して、前記一軸に平行な光ビームが照射される露光装置。
【請求項３３】
請求項３１に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記一軸に平行な方向を周期方向とする一次元の回折格子から成る第２の格子を含み、
前記計測装置では、前記第１の格子に対して、前記一軸を含む前記移動面に垂直な面内で前記一軸に対してそれぞれ異なる角度だけ傾斜した複数の光が照射され、前記複数の光から生じる各干渉光の前記検出部による検出結果に基づいて、前記移動体の前記移動面に垂直な方向の位置が算出される露光装置。
【請求項３４】
請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記計測装置は、前記第１の格子において発生する０次光を用いて、前記移動体の前記移動面内の前記一軸と平行な方向に関する位置情報を計測し、前記０次光以外の回折光を用いて、前記移動体の前記移動面内の前記一軸と直交する方向に関する位置情報を計測する露光装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記第１の格子において発生する０次光が入射する位置に配置された、前記一軸に平行な方向を周期方向とする第１の一次元回折格子と、前記０次光以外の回折光が入射する位置に配置された、前記一軸と直交する方向を周期方向とする第２の一次元回折格子と、を含む露光装置。
【請求項３６】
請求項３１に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記第１の格子において発生する０次光が入射する位置に配置された、前記移動面に平行に且つ前記一軸に平行な方向に延びる第１反射面部と、前記０次光以外の回折光がそれぞれ入射する位置に配置された、前記移動面に対して傾斜して前記一軸に平行な方向に延びる一対の第２反射面部と、を含む反射部材である露光装置。
【請求項３７】
請求項１に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記所定平面内の前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に移動し、
前記第１の反射面は、前記平面と鋭角で交差するとともに回折格子を有しており、
前記光学素子は、前記第１の反射面がその一部と対向し得る状態で、前記平面とほぼ平行に前記第１方向に延設され、
前記計測装置では、前記第１方向に沿って前記第１の反射面に光ビームが照射されることで前記第１の反射面から発生して前記光学素子及び前記第１の反射面で反射される複数の回折ビームを干渉させて前記検出部で検出することにより、前記移動体の位置情報が計測される露光装置。
【請求項３８】
請求項３７に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記第１の反射面が前記第２方向に沿って延設される露光装置。
【請求項３９】
請求項３７又は３８に記載の露光装置において、
前記回折格子は、少なくとも前記第２方向に周期的である露光装置。
【請求項４０】
請求項３７〜３９のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記第１方向に周期的な回折格子を含み、
前記計測装置により、前記移動体の前記第１方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項４１】
請求項３７〜４０のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記第２方向に周期的な回折格子を含み、
前記計測装置により、前記移動体の前記第２方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項４２】
請求項１〜４１のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記計測装置による計測結果を用いて、前記移動体の位置を制御する制御装置を更に備える露光装置。
【請求項４３】
請求項１〜４２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工程と、
前記パターンが形成された物体を現像する工程と、
を含むデバイス製造方法。
【請求項４４】
物体を露光して該物体上にパターンを形成する露光方法であって、
前記物体を保持して、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む所定平面に沿って移動する移動体の前記移動面に交差する第１の反射面に光ビームを照射し、前記第１の反射面において反射又は回折された光ビームの、前記移動体の上方に配置された光学素子による、反射又は回折ビームの干渉光を検出して前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測し、
前記計測結果に基づいて、前記移動体を移動しつつ前記物体を露光する露光方法。
【請求項４５】
請求項４４に記載の露光方法において、
前記第１の反射面には、回折格子が設けられている露光方法。
【請求項４６】
請求項４４又は４５に記載の露光方法において、
前記光学素子には、回折格子が設けられ、
前記回折格子で回折された複数の回折ビームの前記第１の反射面を介した干渉光を検出して前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測する露光方法。
【請求項４７】
請求項４４〜４６のいずれか一項に記載の露光方法を用いて物体を露光し、該物体上にパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された物体を現像する工程と、
を含むデバイス製造方法。
【請求項１】
物体を露光してパターンを形成する露光装置であって、
前記物体を保持して、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む所定平面内で移動し、その一部に、前記所定平面に対して鋭角で交差する第１の反射面を有する移動体と、
前記移動体の上方に配置され、前記第１の反射面を介して入射した光ビームを回折又は反射させて前記第１の反射面に戻す光学素子と、前記第１の反射面に戻された光ビームを検出する検出部と、を有する計測装置と、を備え、
前記第１の反射面及び前記光学素子の少なくとも一方は、回折格子を有し、
前記計測装置は、前記第１の反射面を介して前記光学素子に入射した前記光ビームの前記光学素子からの戻りビームを再度前記第１の反射面を経由させることで得られる前記光ビームの複数の回折ビームの干渉光を前記検出部で検出することで、前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測する露光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記所定平面内の前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に移動し、
前記光学素子は、前記所定平面とほぼ平行に前記第１方向に延設されかつ回折格子を有する固定スケールであり、
前記計測装置は、前記第１の反射面を介して前記固定スケールに前記光ビームが入射することで、前記固定スケールから発生する複数の回折ビームの前記第１の反射面を介した干渉光を前記検出部で検出し、前記移動体の位置情報を計測する露光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の露光装置において、
前記第１方向に沿って前記光ビームが前記第１の反射面に照射され、前記固定スケールは、前記第２方向に関する位置が前記光ビームと実質的に同一である露光装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の露光装置において、
前記第１の反射面は、前記第１方向と平行かつ前記平面と直交する面内で前記平面と鋭角で交差する露光装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記第１の反射面が前記第２方向に沿って延設される露光装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記回折格子は、少なくとも前記第１方向に周期的であり、
前記計測装置により、前記移動体の前記第１方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項７】
請求項２〜５のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記回折格子は、少なくとも前記第２方向に周期的であり、
前記計測装置により、前記移動体の前記第２方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項８】
請求項２〜７のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記回折格子は、前記第１方向を周期方向とする１次元の第１格子と、前記第２方向を周期方向とする１次元の第２格子とを含み、
前記計測装置により、前記移動体の前記第１及び第２方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の露光装置において、
前記固定スケールは、前記第２方向に関して前記第１格子の一側と他側にそれぞれ配置された２つの前記第２格子を有し、前記計測装置は、前記２つの第２格子からそれぞれ発生する回折ビームの前記第１の反射面を介した干渉光を、前記検出部で検出することにより、前記移動体の前記第２方向の位置情報を計測する露光装置。
【請求項１０】
請求項２〜７のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記回折格子は、前記第１及び第２方向に周期的な２次元格子を含み、
前記計測装置により、前記移動体の前記第１及び第２方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項１１】
請求項２〜１０のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記計測装置は、前記光ビームの入射によって前記固定スケールから異なる方向に発生する回折ビームの干渉光を前記検出部で検出する露光装置。
【請求項１２】
請求項２〜１１のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記計測装置では、前記回折格子の周期方向に関して位置を異ならせて複数の光ビームが前記固定スケールに入射される露光装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記計測装置は、前記複数の光ビームのうち対をなす２つの光ビームの入射によって前記固定スケールから発生する回折ビームの干渉光を前記検出部で検出する露光装置。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記第１の反射面に回折格子が形成され、前記複数の光ビームは、前記反射面の回折格子から異なる方向に発生するビームを含む露光装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の露光装置において、
前記第１の反射面の前記回折格子はその周期方向が前記固定スケールの回折格子と実質的に同一である露光装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載の露光装置において、
前記第１の反射面の回折格子は、少なくとも前記第２方向に周期的である露光装置。
【請求項１７】
請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記第１の反射面の回折格子は、前記第１及び第２方向に周期的な２次元格子を含む露光装置。
【請求項１８】
請求項１２に記載の露光装置において、
前記計測装置では、前記複数の光ビームが異なる方向から前記第１の反射面に照射されることで、前記複数の光ビームの前記固定スケールでの入射位置が異ならされる露光装置。
【請求項１９】
請求項２〜１８のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記第２方向に沿って延設された前記第１の反射面に加え、前記第１方向に沿って延設され、前記第２方向と平行かつ前記所定平面と直交する面内で前記所定平面と鋭角で交差する第２の反射面をさらに有し、
前記計測装置は、前記所定平面とほぼ平行に前記第２方向に延設されかつ回折格子を有する、前記固定スケールとは別の固定スケールを含み、前記第２の反射面を介して前記別の固定スケールに光ビームが入射することで、前記別の固定スケールから発生する複数の回折ビームの前記第２の反射面を介した干渉光を前記検出部で検出する露光装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の露光装置において、
前記第２方向に沿って光ビームが前記第２の反射面に照射され、前記別の固定スケールは、前記第１方向に関する位置が前記光ビームと実質的に同一である露光装置。
【請求項２１】
請求項１９又は２０に記載の露光装置において、
前記別の固定スケールは、前記第１及び第２方向の少なくとも一方に関して周期的な回折格子を含む露光装置。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記計測装置では、前記回折格子の周期方向に関して位置を異ならせて複数の光ビームが前記別の固定スケールに入射される露光装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記第２の反射面に回折格子が形成され、前記複数の光ビームは、前記第２の反射面の回折格子から異なる方向に発生するビームを含む露光装置。
【請求項２４】
請求項２２に記載の露光装置において、
前記計測装置は、前記複数の光ビームを異なる方向から前記第２の反射面に照射されることで、前記複数の光ビームの前記別の固定スケールでの入射位置が異ならされる露光装置。
【請求項２５】
請求項１に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記所定平面内の前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に移動し、
前記移動体は、前記第２方向に沿って延設され、前記第１方向と平行かつ前記所定平面と直交する面内で前記所定平面と鋭角で交差する前記第１の反射面と、前記第１方向に沿って延設され、前記第２方向と平行かつ前記所定平面と直交する面内で前記所定平面と鋭角で交差する第２の反射面とを有し、
前記光学素子は、前記所定平面とほぼ平行かつ前記第１方向に延設される第１反射部材から成り、
前記計測装置は、前記所定平面とほぼ平行かつ前記第２方向に延設される第２反射部材から成る別の光学素子をさらに有し、
前記第１の反射面及び前記第２の反射面にそれぞれ第１及び第２の光ビームを照射するとともに、前記第１反射部材及び前記第１反射面で反射する複数の第１回折ビームの干渉光、及び前記第２反射部材及び前記第２反射面で反射する複数の第２回折ビームの干渉光を、前記検出部で検出することにより、前記移動体の前記第１及び第２方向の位置情報を計測し、
前記第１の反射面及び前記第１反射部材の少なくとも一方、及び前記２の反射面及び前記第２反射部材の少なくとも一方に回折格子が設けられる露光装置。
【請求項２６】
請求項１に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記光ビームが順次経由する、前記第１の反射面を含む複数の面を有する露光装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の露光装置において、
前記移動体の前記複数の面の少なくとも１つには、回折格子が設けられている露光装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の露光装置において、
前記複数の面の少なくとも１つに設けられた回折格子の少なくとも１つは、透過型の回折格子である露光装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の露光装置において、
前記透過型の回折格子は、前記移動体の前記所定平面に平行な一面に設けられている露光装置。
【請求項３０】
請求項１に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記一軸方向を周期方向とする一次元の回折格子を有し、前記反射面からの光が入射する固定スケールであり、
前記一次元の回折格子で発生し、前記第１の反射面を再度介した複数の回折光を干渉させる光学系をさらに備える露光装置。
【請求項３１】
請求項１に記載の露光装置において、
前記第１の反射面は、一次元又は二次元の回折格子から成る第１の格子を有し、
前記光学素子は、前記第１の格子にて回折された光を回折又は反射して前記第１の格子に戻す露光装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記一軸に平行な方向を周期方向とする一次元の回折格子から成る第２の格子を含み、
前記計測装置では、前記第１の格子に対して、前記一軸に平行な光ビームが照射される露光装置。
【請求項３３】
請求項３１に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記一軸に平行な方向を周期方向とする一次元の回折格子から成る第２の格子を含み、
前記計測装置では、前記第１の格子に対して、前記一軸を含む前記移動面に垂直な面内で前記一軸に対してそれぞれ異なる角度だけ傾斜した複数の光が照射され、前記複数の光から生じる各干渉光の前記検出部による検出結果に基づいて、前記移動体の前記移動面に垂直な方向の位置が算出される露光装置。
【請求項３４】
請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記計測装置は、前記第１の格子において発生する０次光を用いて、前記移動体の前記移動面内の前記一軸と平行な方向に関する位置情報を計測し、前記０次光以外の回折光を用いて、前記移動体の前記移動面内の前記一軸と直交する方向に関する位置情報を計測する露光装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記第１の格子において発生する０次光が入射する位置に配置された、前記一軸に平行な方向を周期方向とする第１の一次元回折格子と、前記０次光以外の回折光が入射する位置に配置された、前記一軸と直交する方向を周期方向とする第２の一次元回折格子と、を含む露光装置。
【請求項３６】
請求項３１に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記第１の格子において発生する０次光が入射する位置に配置された、前記移動面に平行に且つ前記一軸に平行な方向に延びる第１反射面部と、前記０次光以外の回折光がそれぞれ入射する位置に配置された、前記移動面に対して傾斜して前記一軸に平行な方向に延びる一対の第２反射面部と、を含む反射部材である露光装置。
【請求項３７】
請求項１に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記所定平面内の前記第１軸に平行な第１方向及び前記第２軸に平行な第２方向に移動し、
前記第１の反射面は、前記平面と鋭角で交差するとともに回折格子を有しており、
前記光学素子は、前記第１の反射面がその一部と対向し得る状態で、前記平面とほぼ平行に前記第１方向に延設され、
前記計測装置では、前記第１方向に沿って前記第１の反射面に光ビームが照射されることで前記第１の反射面から発生して前記光学素子及び前記第１の反射面で反射される複数の回折ビームを干渉させて前記検出部で検出することにより、前記移動体の位置情報が計測される露光装置。
【請求項３８】
請求項３７に記載の露光装置において、
前記移動体は、前記第１の反射面が前記第２方向に沿って延設される露光装置。
【請求項３９】
請求項３７又は３８に記載の露光装置において、
前記回折格子は、少なくとも前記第２方向に周期的である露光装置。
【請求項４０】
請求項３７〜３９のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記第１方向に周期的な回折格子を含み、
前記計測装置により、前記移動体の前記第１方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項４１】
請求項３７〜４０のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記光学素子は、前記第２方向に周期的な回折格子を含み、
前記計測装置により、前記移動体の前記第２方向の位置情報が計測される露光装置。
【請求項４２】
請求項１〜４１のいずれか一項に記載の露光装置において、
前記計測装置による計測結果を用いて、前記移動体の位置を制御する制御装置を更に備える露光装置。
【請求項４３】
請求項１〜４２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工程と、
前記パターンが形成された物体を現像する工程と、
を含むデバイス製造方法。
【請求項４４】
物体を露光して該物体上にパターンを形成する露光方法であって、
前記物体を保持して、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む所定平面に沿って移動する移動体の前記移動面に交差する第１の反射面に光ビームを照射し、前記第１の反射面において反射又は回折された光ビームの、前記移動体の上方に配置された光学素子による、反射又は回折ビームの干渉光を検出して前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測し、
前記計測結果に基づいて、前記移動体を移動しつつ前記物体を露光する露光方法。
【請求項４５】
請求項４４に記載の露光方法において、
前記第１の反射面には、回折格子が設けられている露光方法。
【請求項４６】
請求項４４又は４５に記載の露光方法において、
前記光学素子には、回折格子が設けられ、
前記回折格子で回折された複数の回折ビームの前記第１の反射面を介した干渉光を検出して前記移動体の前記所定平面内の位置情報を計測する露光方法。
【請求項４７】
請求項４４〜４６のいずれか一項に記載の露光方法を用いて物体を露光し、該物体上にパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された物体を現像する工程と、
を含むデバイス製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２５６８９３（Ｐ２０１２−２５６８９３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５３４４３（Ｐ２０１２−１５３４４３）
【出願日】平成２４年７月９日（２０１２．７．９）
【分割の表示】特願２００８−５２０６４６（Ｐ２００８−５２０６４６）の分割
【原出願日】平成１９年６月１１日（２００７．６．１１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【出願人】（５９３１５２６６１）株式会社仙台ニコン (63)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月９日（２０１２．７．９）
【分割の表示】特願２００８−５２０６４６（Ｐ２００８−５２０６４６）の分割
【原出願日】平成１９年６月１１日（２００７．６．１１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【出願人】（５９３１５２６６１）株式会社仙台ニコン (63)
【Ｆターム（参考）】
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