CN113641083A - 曝光装置及曝光方法、以及平面显示器制造方法 - Google Patents

曝光装置及曝光方法、以及平面显示器制造方法 Download PDF

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Abstract

控制系，根据用以补偿因多个格子区域(RG)(标尺(152))、多个读头(66a～66d)、以及基板保持具(34)的移动的至少一个而产生的包含编码器系统的测量系的测量误差的修正信息、以及以测量系测量的位置信息，控制基板保持具的驱动系，多个读头分别在基板保持具于X轴方向的移动中，来自读头的测量光束从多个格子区域(RG)的一个脱离，且移至相邻的另一格子区域(RG)。

Description

曝光装置及曝光方法、以及平面显示器制造方法
本发明为申请日为2016年09月29日，申请号为“201680057225.8”，发明名称为“曝光装置及曝光方法、以及平面显示器制造方法”的发明专利的分案申请。
技术领域
本发明是关于曝光装置及曝光方法、以及平面显示器制造方法，更详言之，是关于用在制造液晶显示组件等微型组件的微影制程的曝光装置及曝光方法、以及使用曝光装置或曝光方法的平面显示器制造方法。
背景技术
以往，在制造液晶显示组件、半导体组件(集成电路等)等电子组件(微型组件)的微影制程中，使用步进扫描方式的曝光装置(所谓扫描步进机(亦称为扫描机))等，其一边使光罩(photomask)或标线片(以下总称为「光罩」)与玻璃板或晶片(以下总称为「基板」)沿着既定扫描方向(SCAN方向)同步移动，一边将形成在以能量光束照明的光罩的图案转印至基板上。
作为此种曝光装置，已知有使用基板载台装置所具有的棒反射镜(长条的镜)求出曝光对象基板在水平面内的位置信息的光干涉仪系统(参照例如专利文献1)。
此处，在使用光干涉仪系统求出基板的位置信息的情形，无法忽视所谓空气摇晃的影响。又，上述空气摇晃的影响，虽能藉由使用编码器系统来减低，但因近年来基板的大型化，难以准备能涵盖基板全移动范围的标尺。
先行技术文献
[专利文献1]美国专利申请公开第2010/0018950
发明内容
用以解决课题的手段
根据本发明的第1方案，提供一种曝光装置，透过投影光学系以照明光使基板曝光，其具备：移动体，配置于所述投影光学系的下方，保持所述基板；驱动系，能在与所述投影光学系的光轴正交的既定平面内在彼此正交的第1方向、第2方向上移动所述移动体；测量系，设置成在所述第1方向上多个格子区域彼此分离配置的格子构件、与对所述格子构件分别照射测量光束且能在所述第2方向上移动的多个第1读头中的一方设于所述移动体，且所述格子构件与所述多个第1读头中的另一方与所述移动体相向，所述测量系具有测量在所述第2方向的所述多个第1读头的位置信息的测量装置，根据所述多个第1读头中所述测量光束照射于所述多个格子区域中的至少一个格子区域的至少三个第1读头的测量信息与所述测量装置的测量信息，测量至少在所述既定平面内的3自由度方向的所述移动体的位置信息；以及控制系，根据用以补偿因所述格子构件、所述多个第1读头及所述移动体的移动的至少一个而产生的所述测量系的测量误差的修正信息、以及以所述测量系测量的位置信息，控制所述驱动系；所述多个第1读头，分别在所述移动体往所述第1方向的移动中，所述测量光束从所述多个格子区域中的一个格子区域脱离且移至与所述一个格子区域相邻的另一格子区域。
根据本发明的第2方案，提供一种曝光装置，透过投影光学系以照明光使基板曝光，其具备：移动体，配置于所述投影光学系的下方，保持所述基板；驱动系，能在与所述投影光学系的光轴正交的既定平面内在彼此正交的第1方向、第2方向上移动所述移动体；测量系，设置成在所述第1方向上多个格子区域彼此分离配置的格子构件与对所述格子构件分别照射测量光束且能在所述第2方向上移动的多个第1读头中的一方设于所述移动体，且所述格子构件与所述多个第1读头中的另一方与所述移动体相向，所述测量系具有测量装置，该测量装置设置成在所述多个第1读头设有标尺构件与第2读头中的一方且所述标尺构件与所述第2读头中的另一方与所述多个第1读头相向、透过所述第2读头对所述标尺构件照射测量光束以测量在所述第2方向的所述多个第1读头的位置信息，根据所述多个第1读头中所述测量光束照射于所述多个格子区域中的至少一个格子区域的至少三个第1读头的测量信息与所述测量装置的测量信息，测量至少在所述既定平面内的3自由度方向的所述移动体的位置信息；以及控制系，根据用以补偿因所述标尺构件与所述第2读头中的至少一方而产生的所述测量装置的测量误差的修正信息、以及以所述测量系测量的位置信息，控制所述驱动系；所述多个第1读头，分别在所述移动体往所述第1方向的移动中，所述测量光束从所述多个格子区域中的一个格子区域脱离且移至与所述一个格子区域相邻的另一格子区域。
根据本发明的第3方案，提供一种平面显示器制造方法，其包含：使用第1方案的曝光装置或第2方案的曝光装置使基板曝光的动作；以及使曝光后的基板显影的动作。
根据本发明的第4方案，提供一种曝光方法，透过投影光学系以照明光使基板曝光，其包含：测量系设置成在与所述投影光学系的光轴正交的既定平面内的第1方向上多个格子区域彼此分离配置的格子构件、与对所述格子构件分别照射测量光束且能在所述既定平面内与所述第1方向正交的第2方向移动的多个第1读头中的一方设于保持所述基板的所述移动体，并且所述格子构件与所述多个第1读头中的另一方与所述移动体相向，所述测量系具有测量在所述第2方向的所述多个第1读头的位置信息的测量装置的，藉由所述测量系，根据所述多个第1读头中所述测量光束照射于所述多个格子区域中的至少一个格子区域的至少三个第1读头的测量信息与所述测量装置的测量信息，测量至少在所述既定平面内的3自由度方向的所述移动体的位置信息的动作；以及根据用以补偿因所述格子构件、所述多个第1读头、以及所述移动体的移动的至少一个而产生的所述测量系的测量误差的修正信息、以及以所述测量系测量的位置信息，使所述移动体移动的动作；所述多个第1读头，分别在所述移动体往所述第1方向的移动中，所述测量光束从所述多个格子区域中的一个格子区域脱离且移至与所述一个格子区域相邻的另一格子区域。
根据本发明的第5方案，提供一种曝光方法，透过投影光学系以照明光使基板曝光，其包含：测量系设置成在与所述投影光学系的光轴正交的既定平面内的第1方向上多个格子区域彼此分离配置的格子构件、与对所述格子构件分别照射测量光束且能在所述既定平面内与所述第1方向正交的第2方向移动的多个第1读头中的一方设于保持所述基板的所述移动体，并且所述格子构件与所述多个第1读头中的另一方与所述移动体相向，进而设置成在所述多个第1读头设有标尺构件与第2读头的一方且所述标尺构件与第2读头的另一方与所述多个第1读头相向，所述测量系具有透过所述第2读头对所述标尺构件照射测量光束以测量在所述第2方向的所述多个第1读头的位置信息的测量装置，藉由所述测量系，根据所述多个第1读头中所述测量光束照射于所述多个格子区域中的至少一个格子区域的至少三个第1读头的测量信息与所述测量装置的测量信息，测量至少在所述既定平面内的3自由度方向的所述移动体的位置信息的动作；以及根据用以补偿因所述格子构件与所述第2读头的至少一方而产生的所述测量装置的测量误差的修正信息、以及以所述测量系测量的位置信息，使所述移动体移动的动作；所述多个第1读头，分别在所述移动体往所述第1方向的移动中，所述测量光束从所述多个格子区域中的一个格子区域脱离且移至与所述一个格子区域相邻的另一格子区域。
根据本发明的第6方案，提供一种平面显示器制造方法，其包含：使用第4方案的曝光方法或第5方案的曝光方法使基板曝光的动作；以及使曝光后的基板显影的动作。
附图说明
图1是概略显示第1实施方式的液晶曝光装置的构成的图。
图2是显示图1的液晶曝光装置所具备的基板载台装置一例的图。
图3(A)是概略显示光罩编码器系统的构成的图，图3(B)是光罩编码器系统的局部(图3(A)的A部)放大图。
图4(A)是概略显示基板编码器系统的构成的图，图4(B)及图4(C)是基板编码器系统的局部(图4(A)的B部)放大图。
图5是基板编码器系统所具有的读头单元的侧视图。
图6是图5的C－C线剖面图。
图7是基板编码器系统的概念图。
图8是显示以液晶曝光装置的控制系为中心构成的主控制装置的输入输出关系的方块图。
图9(A)是显示曝光动作时的光罩编码器系统的动作的图(其1)，图9(B)是显示曝光动作时的基板编码器系统的动作的图(其1)。
图10(A)是显示曝光动作时的光罩编码器系统的动作的图(其2)，图10(B)是显示曝光动作时的基板编码器系统的动作的图(其2)。
图11(A)是显示曝光动作时的光罩编码器系统的动作的图(其3)，图11(B)是显示曝光动作时的基板编码器系统的动作的图(其3)。
图12(A)是显示曝光动作时的光罩编码器系统的动作的图(其4)，图12(B)是显示曝光动作时的基板编码器系统的动作的图(其4)。
图13(A)是显示曝光动作时的光罩编码器系统的动作的图(其5)，图13(B)是显示曝光动作时的基板编码器系统的动作的图(其5)。
图14(A)是显示曝光动作时的光罩编码器系统的动作的图(其6)，图14(B)是显示曝光动作时的基板编码器系统的动作的图(其6)。
图15(A)是显示曝光动作时的光罩编码器系统的动作的图(其7)，图15(B)是显示曝光动作时的基板编码器系统的动作的图(其7)。
图16(A)是显示曝光动作时的光罩编码器系统的动作的图(其8)，图16(B)是显示曝光动作时的基板编码器系统的动作的图(其8)。
图17是将第2实施方式的液晶曝光装置所具有的基板保持具及基板编码器系统的一对读头单元与投影光学系一起显示的俯视图。
图18(A)及图18(B)，是用以说明进行基板保持具的位置测量时的基板保持具在X轴方向的移动范围的图。
图19(A)～图19(D)，是用以说明第2实施方式中，基板保持具移动于X轴方向的过程中的一对读头单元与标尺的位置关系的状态迁移中的第1状态～第4状态的图。
图20(A)～图20(C)，是用以说明以第2实施方式的液晶曝光装置进行的测量基板保持具的位置信息的基板编码器系统的读头的切换时的接续处理的图。
图21是将第3实施方式的液晶曝光装置所具有的基板保持具及基板编码器系统的一对读头单元与投影光学系一起显示的俯视图。
图22是用以说明第4实施方式的液晶曝光装置的特征构成的图。
图23是显示相对纵摇量θy＝α中的Z位置的变化的编码器的测量误差的图表。
符号说明
10：液晶曝光装置
14：光罩载台装置
20：基板载台装置
34：基板保持具
40：光罩保持具
44：读头单元
46：标尺
48：光罩编码器系统
50：基板编码器系统
52：标尺
56：标尺
60：读头单元
90：主控制装置
M：光罩
P：基板
具体实施方式
《第1实施方式》
以下，使用图1～图16(B)说明第1实施方式。
图1是概略显示第1实施方式的液晶曝光装置10的构成。液晶曝光装置10，例如是以用于液晶显示设备(平面显示器)等的矩形(角型)的玻璃基板P(以下单称为基板P)作为曝光对象物的步进扫描方式的投影曝光装置、即所谓扫描机。
液晶曝光装置10，具有照明系12、保持形成有电路图案等的光罩M的光罩载台装置14、投影光学系16、装置本体18、保持于表面(图1中为朝向+Z侧的面)涂布有抗蚀剂(感应剂)的基板P的基板载台装置20、以及此等的控制系等。以下，将扫描曝光时相对照明光IL分别扫描光罩M与基板P的方向作为与投影光学系16的光轴(在本实施方式中与照明系12的光轴一致)正交的既定平面(XY平面，在图1中为水平面)内的X轴方向，将在水平面内与X轴正交的方向作为Y轴方向，将与X轴及Y轴正交的方向作为Z轴方向，将绕X轴、Y轴、以及Z轴的旋转方向分别作为θx、θy、以及θz方向来进行说明。又，将在X轴、Y轴、以及Z轴方向的位置分别作为X位置、Y位置、以及Z位置来进行说明。
照明系12与例如美国专利第5,729,331号说明书等所揭示的照明系同样地构成。照明系12将从未图示的光源(例如水银灯)射出的光分别透过未图示的反射镜、分光镜、光阀、波长选择滤光器、各种透镜等，作为曝光用照明光(照明光)IL照射于光罩M。作为照明光IL，可使用包含例如i线(波长365nm)、g线(波长436nm)、以及h线(波长405nm)的至少一个的光(在本实施方式中为上述i线、g线、h线的合成光)。照明系12，具有对在Y轴方向位置不同的多个照明区域分别照射照明光IL的多个光学系，此多个光学系与后述的投影光学系16的多个光学系相同数目。
光罩载台装置14，包含例如以真空吸附保持光罩M的光罩保持具(滑件，亦称为可动构件)40、用以将光罩保持具40往扫描方向(X轴方向)以既定长行程驱动且往Y轴方向及θz方向适当地微幅驱动的光罩驱动系91(图1中未图示。参照图8)、以及用以测量光罩保持具40至少在XY平面内的位置信息(包含X轴及Y轴方向与θz方向的3自由度方向的位置信息，θz方向为旋转(偏摇)信息)。以下同)的光罩位置测量系。光罩保持具40由例如美国专利申请公开第2008/0030702号说明书所揭示的形成有俯视矩形的开口部的框状构件构成。光罩保持具40透过例如空气轴承(未图示)载置于固定在装置本体18的一部分亦即上架台部18a的一对光罩导件42上。光罩驱动系91，包含例如线性马达(未图标)。以下虽是以移动光罩保持具40者进行说明，但亦可是移动具有光罩M的保持部的平台或载台者。亦即，亦可不一定要将保持光罩的光罩保持具与光罩平台或光罩载台分别设置，亦可藉由真空吸附等将光罩保持于光罩平台或光罩载台上，在此情形下，保持光罩的光罩平台或光罩载台系移动于XY平面内的3自由度方向。
光罩位置测量系具备光罩编码器系统48，其设置成一对编码器读头单元44(以下单称为读头单元44)与透过读头单元44照射测量光束的多个编码器标尺46(图1中重叠于纸面深度方向。参照图3(A))的一方设于光罩保持具40、编码器读头44与多个编码器标尺46的另一方与光罩保持具40相向。本实施方式中，设置成编码器读头44透过编码器基座43设于上架台部18a，多个编码器标尺46于光罩保持具40的下面侧设置成分别与一对编码器读头44相向。此外，亦可非上架台部18a，而例如于投影光学系16的上端侧设置编码器读头44。关于光罩编码器系统48的构成，将于后述详细说明。
投影光学系(投影系)16，支承于上架台部18a，配置于光罩载台装置14的下方。投影光学系16是例如与美国专利第6,552,775号说明书等所揭示的投影光学系相同构成的所谓多透镜投影光学系，具备例如以两侧远心的等倍系形成正立正像的多个(本实施方式中为例如11个。参照图3(A))光学系(投影光学系)。
液晶曝光装置10，在藉由来自照明系12的照明光IL照明光罩M上的照明区域后，藉由通过光罩M的照明光，透过投影光学系16将其照明区域内的光罩M的电路图案的投影像(部分正立像)，形成于与基板P上的照明区域共轭的照明光的照射区域(曝光区域)。接着，相对照明区域(照明光IL)使光罩M相对移动于扫描方向，且相对曝光区域(照明光IL)使基板P相对移动于扫描方向，藉此进行基板P上的一个照射区域的扫描曝光，而于该照射区域转印形成在光罩M的图案。
装置本体(本体部，亦称为框架构造等)18支承上述光罩载台装置14、投影光学系16、以及基板载台装置20，透过多个防振装置19而设置于洁净室的地11上。装置本体18与例如美国专利申请公开第2008/0030702号说明书所揭示的装置本体相同的构成。本实施方式中，具有支承上述投影光学系16的上架台部18a(亦称为光学平台等)、配置基板载台装置20的一对下架台部18b(在图1中由于重叠于纸面深度方向，因此其中一方未图示。参照图2。)、以及一对中架台部18c。
基板载台装置20用以在扫描曝光中，将基板P相对于透过投影光学系16投影的光罩图案的多个部分像(曝光用光IL)高精度地定位者，将基板P驱动于6自由度方向(X轴、Y轴及Z轴方向与θx、θy及θz方向)。基板载台装置20的构成虽无特别限定，但能使用如例如美国专利申请公开第2008/129762号说明书、或者美国专利申请公开第2012/0057140号说明书等所揭示的、包含门型的二维粗动载台与相对该二维粗动载台被微幅驱动的微动载台的所谓粗微动构成的载台装置。此情形下，能藉由粗动载台将基板P移动于水平面内的3自由度方向，且藉由微动载台将基板P微动于6自由度方向。
图2是显示用在本实施方式的液晶曝光装置10的所谓粗微动构成的基板载台装置20的一例。基板载台装置20具备一对基座框架22、Y粗动载台24、X粗动载台26、重量消除装置28、Y步进导件30、微动载台32。
基座框架22由延伸于Y轴方向的构件构成，在与装置本体18在振动上绝缘的状态下设置于地11上。又，于装置本体18的一对下架台部18b之间配置有辅助基座框架23。Y粗动载台24，具有架设于一对基座框架22间的一对(图2中其中一方未图示)X柱25。前述辅助基座框架23从下方支承X柱25的长度方向中间部。Y粗动载台24透过用以将基板P驱动于6自由度方向的基板驱动系93(图2中未图示。参照图8)的一部分亦即多个Y线性马达而在一对基座框架22上被往Y轴方向以既定长行程驱动。X粗动载台26，在架设于一对X柱25间的状态下载置于Y粗动载台24上。X粗动载台26透过基板驱动系93的一部分亦即多个X线性马达在Y粗动载台24上被往X轴方向以既定长行程驱动。又，X粗动载台26，其相对于Y粗动载台24的往Y轴方向的相对移动被以机械方式限制，与Y粗动载台24一体地移动于Y轴方向。
重量消除装置28插入于一对X柱25间且以机械方式连接于X粗动载台26。藉此，重量消除装置28与X粗动载台26一体地往X轴及/或Y轴方向以既定长行程移动。Y步进导件30由延伸于X轴方向的构件构成，以机械方式连接于Y粗动载台24。藉此，Y步进导件30与Y粗动载台24一体地往Y轴方向以既定长行程移动。上述重量消除装置28，透过多个空气轴承载置于Y步进导件30上。重量消除装置28，在X粗动载台26仅移动于X轴方向的情形在静止状态的Y步进导件30上往X轴方向移动，在X粗动载台26移动于Y轴方向的情形(亦包含伴随往X轴方向的移动的情形)与Y步进导件30一体地(以不从Y步进导件30脱落的方式)往Y轴方向移动。
微动载台32，由俯视矩形的板状(或者箱形)构件构成，在中央部透过球面轴承装置29相对XY平面摆动自如的状态下被重量消除装置28从下方支承。于微动载台32的上面固定有基板保持具34，于该基板保持具34上载置基板P。此外，亦可不一定要将保持基板的基板保持具与设有基板的保持部的平台或载台、此处与微动载台32分别设置，亦可藉由真空吸附等将基板保持于平台或载台上。微动载台32，包含X粗动载台26所具有的固定子与微动载台32所具有的可动子，藉由构成上述基板驱动系93(图2中未图示。参照图8)的一部分的多个线性马达33(例如音圈马达)，相对X粗动载台26被微幅驱动于6自由度方向。又，微动载台32，藉由透过上述多个线性马达33而从X粗动载台26被赋予的推力，而与该X粗动载台26一起往X轴及/或Y轴方向以既定长行程移动。以上说明的基板载台装置20的构成(不过，测量系除外)，揭示于例如美国专利申请公开第2012/0057140号说明书。
又，基板载台装置20，具有用以测量微动载台32(亦即基板保持具34及基板P)的6自由度方向的位置信息的基板位置测量系。基板位置测量系，如图8所示，包含用以求出基板P的Z轴、θx、θy方向(以下称为Z倾斜方向)的位置信息的Z倾斜位置测量系98及用以求出基板P在XY平面内的3自由度方向的位置信息的基板编码器系统50。Z倾斜位置测量系98，如图2所示具备多个Z传感器36，该Z传感器36包含安装于微动载台32下面的探针36a与安装于重量消除装置28的靶36b。多个Z传感器36，例如绕与通过微动载台32中心的Z轴平行的轴线以既定间隔配置有例如四个(至少三个)。主控制装置90(参照图8)根据上述多个Z传感器36的输出，求出微动载台32的Z位置信息、以及θx及θy方向的旋转量信息。关于包含上述Z传感器36在内的Z倾斜位置测量系98的构成，详细揭示于例如美国专利申请公开第2010/0018950号说明书中。基板编码器系统50的构成留待后述。
其次，使用图3(A)及图3(B)说明光罩编码器系统48的构成。如图3(A)示意地显示，于光罩保持具40中光罩M(更详言之是用以收容光罩M的未图示的开口部)的+Y侧及－Y侧的区域，分别配置有多个编码器标尺46(虽亦称为格子构件、格子部、栅构件等，以下单称为标尺46)。此外，为了容易理解，图3(A)中，多个标尺46虽以实线图标，且图标成看似配置于光罩保持具40的上面，但多个标尺46，实际上如图1所示，以多个标尺46各自下面的Z位置与光罩M的下面(图案面)的Z位置一致的方式配置于光罩保持具40的下面侧。多个标尺46分别具有形成有反射型二维格子或排列方向(周期方向)不同的(例如正交的)两个反射型一维格子的格子区域(格子部)，在光罩保持具40下面侧于Y轴方向分别在光罩M的载置区域(包含前述开口部)两侧，以格子区域于X轴方向彼此分离配置的方式设有多个标尺46。此外，虽亦可在X轴及Y轴方向亦以涵盖标尺46全区的方式形成格子，但由于在标尺46端部难以精度良好地形成格子，因此在本实施方式中以在标尺46中格子区域周围成为余白部的方式形成格子。因此，格子区域的间隔较在X轴方向相邻的一对标尺46的间隔宽，在测量光束照射于格子区域外的期间成为无法进行位置测量的非测量期间(亦称为非测量区间，以下总称为非测量期间)。
本实施方式的光罩保持具40中，在光罩M的载置区域的+Y侧及－Y侧的区域，分别在X轴方向以既定间隔配置有例如三个标尺46。亦即，光罩保持具40合计具有例如六个标尺46。多个标尺46的各个，除了在光罩M的+Y侧与－Y侧配置成纸面上下对称这点以外，其余则实质相同。标尺46由例如以石英玻璃形成的延伸于X轴方向的俯视矩形的板状(带状)构件构成。光罩保持具40，例如以陶瓷形成，多个标尺46固定于光罩保持具40。本实施方式中，亦可取代在X轴方向彼此分离配置的多个标尺46而使用一个(单一)标尺作为光罩保持具用标尺使用。此情形下，格子区域虽可为一个，但亦可将多个格子区域在X轴方向分离而形成于一个标尺。
如图3(B)所示，于标尺46下面(本实施方式中为朝向－Z侧的面)中宽度方向一侧(在图3(B)中为－Y侧)的区域形成有X标尺47x。又，于标尺46下面中宽度方向另一侧(在图3(B)中为+Y侧)的区域形成有Y标尺47y。X标尺47x藉由具有于X轴方向以既定节距形成的(以X轴方向作为周期方向)延伸于Y轴方向的多个格子线的反射型绕射格子(X光栅)构成。同样地，Y标尺47y藉由具有于Y轴方向以既定节距形成的(以Y轴方向作为周期方向)延伸于X轴方向的多个格子线的反射型绕射格子(Y光栅)构成。本实施方式的X标尺47x及Y标尺47y中，多个格子线以例如10nm以下的间隔形成。此外，图3(A)及图3(B)中，为了图示方便，格子间的间隔(节距)图示成较实际宽广许多。其他图亦同。
又，如图1所示，于上架台部18a上面固定有一对编码器基座43。一对编码器基座43的其中一方配置于+X侧的光罩导件42的－X侧，另一方则配置于－X侧的光罩导件42的+X侧(亦即一对光罩导件42之间的区域)。又，上述投影光学系16的一部分配置于一对编码器基座43之间。编码器基座43如图3(A)所示，由延伸于X轴方向的构件构成。于一对编码器基座43各自的长度方向中央部固定有编码器读头单元44(以下单称为读头单元44)。亦即，读头单元44透过编码器基座43固定于装置本体18(参照图1)。一对读头单元44，除了在光罩M的+Y侧与－Y侧配置成于纸面上下对称这点以外，其余实质相同，因此以下仅针对其中一方(－Y侧)说明。
如图3(B)所示，读头单元44，具有对配置于X轴方向的多个标尺46的至少一个照射的测量光束的位置在X轴及Y轴方向的至少一方不同的多个读头，具有由俯视矩形的板状构件构成的单元基座45。于单元基座45，固定有以较在X轴方向相邻的一对X标尺47x(格子区域)的间隔宽的间隔照射测量光束且彼此分离配置的一对X读头49x、以及以较在X轴方向相邻的一对Y标尺47y(格子区域)的间隔宽的间隔照射测量光束且彼此分离配置的一对Y读头49y。亦即，光罩编码器系统48在例如Y轴方向的光罩保持具40的光罩M载置区域两侧分别各具有一对X读头49x而具有合计四个，且于例如Y轴方向的光罩M载置区域两侧分别各具有一对Y读头49y而具有合计四个。此外，一对X读头49x或一对Y读头49y不需要分别较一对X标尺49x或一对Y标尺49y的间隔更宽地分离配置，亦可以与标尺间隔相同程度以下的间隔配置，或者亦可彼此接触配置，扼要言之，只要以在X轴方向上一对测量光束较标尺间隔宽的间隔配置即可。又，图3(B)中，虽一方的X读头49x与一方的Y读头49y收容于一个壳体内，另一方的X读头49x与另一方的Y读头49y收容于另一个壳体内，但上述一对X读头49x及一对Y读头49y亦可分别独立配置。又，图3(B)中，为了容易理解，虽图示成一对X读头49x与一对Y读头49y配置于标尺46上方(+Z侧)，但实际上，一对X读头49x配置于X标尺47y下方，一对Y读头49y配置于Y标尺47y下方(参照图1)。
一对X读头49x及一对Y读头49y相对单元基座45固定成不会因例如因振动等使一对X读头49x(测量光束)的至少一方的位置(特别是测量方向(X轴方向)的位置)或读头(测量光束)间隔、以及一对Y读头49y(测量光束)的至少一方的位置(特别是测量方向(Y轴方向)的位置)或读头(测量光束)间隔变化。又，单元基座45本身，亦以一对X读头49x的位置或间隔及一对Y读头49y的位置或间隔不因例如温度变化等而变化的方式，以热膨张率较标尺46低的(或者与标尺46同等的)材料形成。
X读头49x及Y读头49y，例如如美国专利申请公开第2008/0094592号说明书所揭示的所谓绕射干涉方式的编码器读头对对应的标尺(X标尺47x、Y标尺47y)照射测量光束并接收来自该标尺的光束，藉此将光罩保持具40(亦即光罩M。参照图3(A))的位移量信息对主控制装置90(参照图8)供应。亦即，在光罩编码器系统48藉由例如四个X读头49x及与该X读头49x相向的X标尺47x(依光罩保持具40的X位置而不同)，构成用以求出光罩M在X轴方向的位置信息的例如四个X线性编码器92x(图3(B)中未图示。参照图8)，藉由例如四个Y读头49y及与该Y读头49y相向的Y标尺47y(依光罩保持具40的X位置而不同)，构成用以求出光罩M在Y轴方向的位置信息的例如四个Y线性编码器92y(图3(B)中未图示。参照图8)。本实施方式中，虽是使用XY平面内的不同的2方向(在本实施方式中与X轴及Y轴方向一致)中的一方作为测量方向的读头，但亦可使用测量方向与X轴及Y轴方向中的一方不同的读头。例如，亦可使用将在XY平面内相对X轴或Y轴方向旋转了45度的方向作为测量方向的读头。又，亦可取代XY平面内的不同的2方向中的一方作为测量方向的一维读头(X读头或Y读头)，而使用例如以X轴及Y轴方向中的一方与Z轴方向的2方向作为测量方向的二维读头(XZ读头或YZ读头)。此情形下，在与上述3自由度方向(X轴及Y轴方向与θz方向)不同的3自由度方向(包含Z轴方向与θx及θy方向，θx方向为横摇信息，θy方向纵摇信息)的光罩保持具40的位置信息亦能测量。
主控制装置90，如图8所示，例如根据四个X线性编码器92x、及例如四个Y线性编码器92y的输出，以例如10nm以下的分解能力求出光罩保持具40(参照图3(A))在X轴方向及Y轴方向的位置信息。又，主控制装置0，例如根据四个X线性编码器92x(或者例如四个Y线性编码器92y)中的至少两个的输出求出光罩保持具40的θz位置信息(旋转量信息)。主控制装置90根据从上述光罩编码器系统48的测量值求出的光罩保持具40在XY平面内的3自由度方向的位置信息，使用光罩驱动系91控制光罩保持具40在XY平面内的位置。
此处，如图3(A)所示，于光罩保持具40，如上所述般，在光罩M的+Y侧及－Y侧的区域分别于X方向以既定间隔配置有例如三个标尺46。又，至少在基板P的扫描曝光中，在读头单元44(一对X读头49x、一对Y读头49y(分别参照图3(B))的全部)相向于在上述X轴方向以既定间隔配置的例如三个标尺46中最靠+X侧的标尺46的位置与读头单元44相向于最靠－X侧的标尺46的位置之间，光罩保持具40被驱动往X轴方向。此外，亦可在光罩M的交换动作与预对准动作的至少一方中，以从在X轴方向被照射照明光IL的照明区域分离的方式移动光罩保持具40，在读头单元44的至少一个读头从标尺46脱离的情形，设置在X轴方向从读头单元44分离配置的至少一个读头，在交换动作或预对准动作中亦能持续进行光罩编码器系统48对光罩保持具40的位置测量。
接着，本实施方式的光罩载台装置14如图3(B)所示，一个读头单元44所具有的一对X读头49x及一对Y读头49y各自的间隔，设定为较多个标尺46中相邻的一对标尺46的间隔宽。藉此，光罩编码器系统48中，一对X读头49x中随时有至少一方相向于X标尺47x，且一对Y读头49y中的至少一方随时相向于Y标尺47y。是以，光罩编码器系统48，能将光罩保持具40(参照图3(A))的位置信息不中断地供应至主控制装置90(参照图8)。
具体说明的，例如在光罩保持具40(参照图3(A))往+X侧移动的情形，光罩编码器系统48以下述顺序移行至各状态：一对读头49x的两方相向于相邻的一对X标尺47x中的+X侧的X标尺47x的第1状态(图3(B)所示的状态)、－X侧的X读头49x相向于上述相邻的一对X标尺47x之间的区域(未相向于任一X标尺47x)且+X侧的X读头49x相向于上述+X侧的X标尺47x的第2状态、－X侧的X读头49x相向于－X侧的X标尺47x且+X侧的X读头49x相向于+X侧的X标尺47x的第3状态、－X侧的X读头49x相向于－X侧的标尺47x且+X侧的X读头49x相向于一对X标尺47x之间的区域的(未相向于任一X标尺47x)第4状态、以及一对读头49x的两方相向于－X侧的X标尺47x的第5状态。是以，始终有至少一方的X读头49x相向于X标尺47x。
主控制装置90(参照图8)，在上述第1、第3、及第5状态下，根据一对X读头49x的输出的平均值求出光罩保持具40的X位置信息。又，主控制装置90，在上述第2状态下，仅根据+X侧的X读头49x的输出求出光罩保持具40的X位置信息，在上述第4状态下，仅根据－X侧的X读头49x的输出求出光罩保持具40的X位置信息。是以，光罩编码器系统48的测量值不会中断。此外，亦可在第1、第3、第5状态均仅使用一对X读头49x的一方的输出求出X位置信息。不过，在第2、第4状态下，于一对读头单元44的两方中一对X读头49x的一方及一对Y读头49y的一方是从标尺46脱离而无法取得光罩保持具40在θz方向的位置信息(旋转信息)。因此，较佳为在相对光罩M的载置区域配置于+Y侧的三个标尺46与配置于－Y侧的三个标尺46，将相邻的一对标尺46的间隔(未形成有格子的非格子区域)以在X轴方向不重叠的方式彼此错开配置，即使在配置于+Y侧的三个标尺46与配置于－Y侧的三个标尺46的一方，X读头49x及Y读头49y从标尺46脱离，在另一方的X读头49x及Y读头49y亦不会从标尺46脱离。或者，在X轴方向将一对读头单元44错开较相邻的一对标尺46的间隔(非格子区域的宽度)宽的距离而配置。藉此，配置于+Y侧的一对X读头49x及配置于－Y侧的一对X读头49x的合计四个读头中，在X轴方向上测量光束从标尺46的格子区域离的(无法测量的)非测量期间不重叠，至少在扫描曝光中能随时测量光罩保持具40在θz方向的位置信息。此外，亦可在一对读头单元44的至少一方中，配置相对一对X读头49x及一对Y读头49y的至少一方在X轴方向分离配置的至少一个读头，在第2、第4状态下亦在X读头49x及Y读头49y的至少一方使两个读头与标尺46相向。
其次，说明基板编码器系统50的构成。基板编码器系统50如图1所示，具备配置于基板载台装置20的多个编码器标尺52(图1中重叠于纸面深度方向。参照图4(A))、固定于上架台部18a下面的编码器基座54、固定于编码器基座54下面的多个编码器标尺56、以及一对编码器读头单元60。
如图4(A)示意地显示，在本实施方式的基板载台装置20中，于基板P(基板载置区域)的+Y侧及－Y侧的区域，分别在X轴方向以既定间隔配置有例如五个编码器标尺52(以下单称为标尺52)。亦即，基板载台装置20合计具有例如10个标尺52。多个标尺52的各个除了在基板P的+Y侧与－Y侧配置成纸面上下对称这点以外，实质的为相同之物。标尺52与上述光罩编码器系统48的标尺46(分别参照图3(A))同样地，由例如以石英玻璃形成的延伸于X轴方向的俯视矩形板状(带状)的构件所构成。又，多个标尺52分别具有形成有反射型二维格子或排列方向(周期方向)不同的(例如正交的)两个反射型一维格子的格子区域(格子部)，在Y轴方向的基板载置区域两侧分别以在X轴方向上格子区域彼此分离配置的方式设有五个标尺52。
此外，图1及图4(A)中，为了容易理解，虽图示成多个标尺52固定于基板保持具34上面，但多个标尺52实际上如图2所示，在与基板保持具34分离的状态下，透过标尺基座51固定于微动载台32(此外，图2显示多个标尺52配置于基板P的+X侧及－X侧的情形)。不过，依场合不同，亦可实际上于基板保持具34上固定多个标尺52。以下说明中，基于多个标尺52配置于基板保持具34上的前提进行说明。此外，多个标尺52亦可配置于具有基板保持具34且能在至少Z轴方向与θx及θy方向微动的基板平台的上面、或者将基板平台能微动地支承的基板载台的上面等。
如图4(B)所示，在标尺52上面的宽度方向一侧(在图4(B)中为－Y侧)的区域形成有X标尺53x。又，在标尺52上面的宽度方向另一侧(在图4(B)中为+Y侧)的区域形成有Y标尺53y。X标尺53x及Y标尺53y的构成，由于与形成于上述光罩编码器系统48的标尺46(分别参照图3(A))的X标尺47x及Y标尺47y(分别参照图3(B))相同，因此省略说明。
编码器基座54，由图5及图6可知，具备：由固定在上架台部18a下面的延伸于Y轴方向的板状构件构成的第1部分54a、以及由固定在第1部分54a下面的延伸于Y轴方向的XZ剖面U字状的构件构成的第2部分54b，整体形成为延伸于Y轴方向的筒状。如图4(A)所示，编码器基座54的X位置，虽与投影光学系16的中心的X位置大略一致，但编码器基座54与投影光学系16配置成不接触。此外，编码器基座54，亦可与投影光学系16在+Y侧与－Y侧分离配置。于编码器基座54的下面，如图6所示固定有一对Y线性导件63a。一对Y线性导件63a，分别由延伸于Y轴方向的构件构成，于X轴方向以既定间隔彼此平行配置。
于编码器基座54下面固定有多个编码器标尺56(以下单称为标尺56)。本实施方式中，标尺56如图1所示，于投影光学系16的+Y侧区域在Y轴方向分离配置有例如两个，于投影光学系16的－Y侧区域在Y轴方向分离配置有例如两个。亦即，于编码器基座54合计固定有例如四个标尺56。多个标尺56的各个实质相同。标尺56，由延伸于Y轴方向的俯视矩形的板状(带状)构件构成，与配置于基板载台装置20的标尺52同样地，藉由例如石英玻璃形成。多个标尺56分别具有形成有反射型二维格子或排列方向(周期方向)不同的(例如正交的)两个反射型一维格子的格子区域(格子部)，本实施方式中，与标尺46、52同样地，具有形成有以X轴方向作为排列方向(周期方向)的一维格子的X标尺、以及形成有以Y轴方向作为排列方向(周期方向)的一维格子的Y标尺，在Y轴方向的投影光学系16的两侧，分别以在Y轴方向上格子区域彼此分离的方式设有两个标尺56。此外，为了容易理解，图4(A)中，多个标尺56以实线图标，并图标成配置于编码器基座54上面，但多个标尺56，实际上如图1所示配置于编码器基座54下面侧。此外，本实施方式中虽于投影光学系16的+Y侧与－Y侧分别设置两个标尺56，但亦可非为两个而为一个或者三个以上的标尺56。又，本实施方式中虽是以格子面朝向下方的方式(格子区域与XY平面成平行的方式)设置标尺56，但亦可以例如格子区域与YZ平面成平行的方式设置标尺56。
如图4(C)所示，在标尺56下面的宽度方向一侧(在图4(C)中为+X侧)的区域形成有X标尺57x。又，在标尺56下面的宽度方向另一侧(在图4(C)中为－X侧)的区域形成有Y标尺57y。X标尺57x及Y标尺57y的构成，由于与形成于上述光罩编码器系统48的标尺46(分别参照图3(A))的X标尺47x及Y标尺47y(分别参照图3(B))相同，因此省略说明。
返回图1，一对编码器读头单元60(以下单称为读头单元60)，在编码器基座54下方在Y轴方向分离配置。一对读头单元60的各个，由于除了在图1中配置成纸面左右对称这点以外，其余实质相同，因此以下仅针对其中一方(－Y侧)说明。读头单元60如图5所示，具备Y滑动平台62、一对X读头64x、一对Y读头64y(图5中因隐藏于一对X读头64x的纸面深侧故未图示。参照图4(C))、一对X读头66x(图5中一方的X读头66x未图示。参照图4(B))、一对Y读头66y(图5中一方的Y读头66y未图示。参照图4(B))、以及用以将Y滑动平台62驱动于Y轴方向的皮带驱动装置68。此外，本实施方式的一对读头单元60，除了已旋转90度这点以外，与光罩编码器系统48的一对读头单元44为相同构成。
Y滑动平台62由俯视矩形的板状构件构成，于编码器基座54的下方，相对该编码器基座54隔着既定空隙配置。又，Y滑动平台62的Z位置，设定为不论基板载台装置20所具有的基板保持具34(分别参照图1)的Z倾斜位置为何，均较该基板保持具34更靠+Z侧。
于Y滑动平台62的上面，如图6所示固定有多个Y滑动构件63b(相对于1支Y线性导件63a固定有例如两个(参照图5))，该Y滑动构件63b相对于上述Y线性导件63a透过未图示的滚动体(例如循环式的多个滚珠)在Y轴方向滑动自如地卡合。Y线性导件63a与对应该Y线性导件63a的Y滑动构件63b，构成例如如美国专利第6,761,482号说明书所揭示的机械式Y线性导件装置63，Y滑动平台62，透过一对Y线性导件装置63相对编码器基座54被直进导引于Y轴方向。
皮带驱动装置68，如图5所示具备旋转驱动装置68a、滑轮68b、以及皮带68c。此外，针对－Y侧的Y滑动平台62驱动用与+Y侧的Y滑动平台62(图5中未图示。参照图4(A))驱动用，亦可独立配置皮带驱动装置68，亦可以一个皮带驱动装置68将一对Y滑动平台62一体地驱动。
旋转驱动装置68a，固定于编码器基座54，具备未图示的旋转马达。该旋转马达的旋转数、旋转方向，被主控制装置90(参照图8)控制。滑轮68b，藉由旋转驱动装置68a而绕与X轴平行的轴线被旋转驱动。又，虽未图标，但皮带驱动装置68，具有相对于上述滑轮68b在Y轴方向分离配置、以绕与X轴平行的轴线旋转自如的状态安装于编码器基座54的另一滑轮。皮带68c，一端及另一端连接于Y滑动平台62，且长度方向的中间部的2处以上述滑轮68b及上述另一滑轮(未图示)被赋予既定张力的状态卷挂。皮带68c的一部分插通于编码器基座54内，例如抑制来自皮带68c的粉尘附着于标尺52,56等。Y滑动平台62，藉由滑轮68b被旋转驱动，被皮带68c牵引而往Y轴方向以既定行程往复移动。
主控制装置90(参照图8)，将一方(+Y侧)的读头单元60在配置于较投影光学系16靠+Y侧的例如两个标尺56的下方、且将另一方(－Y侧)的读头单元60在配置于较投影光学系16靠－Y侧的例如两个标尺56的下方，往Y轴方向以既定行程适当地同步驱动。此处，虽亦可与基板载台装置20往Y轴方向的移动同步地将一对读头单元60分别移动，但本实施方式中，以一对读头单元60分别以在Y轴方向一对X读头66x及一对Y读头66y的测量光束均不会从标尺52的格子区域脱离(维持至少一个测量光束对格子区域的照射)的方式移动一对读头单元60。此外，作为驱动Y滑动平台62的致动器，本实施方式中虽使用包含带齿滑轮68b与带齿皮带68c的皮带驱动装置68，但并不限于此，亦可使用包含无齿滑轮与皮带的摩擦轮装置。又，牵引Y滑动平台62的可挠性构件不限于皮带，亦可是例如绳、金属线、链条等。又，用以驱动Y滑动平台62的致动器种类不限于皮带驱动装置68，例如亦可是线性马达、进给螺杆装置等的其他驱动装置。
X读头64x、Y读头64y(图5中未图示。参照图6)、X读头66x、以及Y读头66y的各个，与上述光罩编码器系统48所具有的X读头49x、Y读头49y相同的所谓绕射干涉方式的编码器读头，固定于Y滑动平台62。此处，读头单元60中，一对Y读头64y、一对X读头64x、一对Y读头66y、以及一对X读头66x，以各自相互间的距离不会因例如振动等而变化的方式相对Y滑动平台62固定。又，Y滑动平台62本身亦同样地，以一对Y读头64y、一对X读头64x、一对Y读头66y、以及一对X读头66x各自相互间的距离不会因例如温度变化而变化的方式，以热膨张率较标尺52,56低的(或者与标尺52,56同等的)材料形成。
如图7所示，一对X读头64x的各个，对X标尺57x上的在Y轴方向彼此分离的2处(2点)照射测量光束，一对Y读头64y的各个，对Y标尺57y上的在Y轴方向彼此分离的2处(2点)照射测量光束。基板编码器系统50，藉由上述X读头64x及Y读头64y接收来自对应的标尺的光束，将Y滑动平台62(图7中未图示。参照图5及图6)的位移量信息供应至主控制装置90(参照图8)。亦即，基板编码器系统50，例如藉由四个X读头64x及与该X读头64x相向的X标尺57x(依Y滑动平台62的Y位置而不同)，构成用以求出一对Y滑动平台62(亦即一对读头单元60(参照图1))各自在Y轴方向的位置信息的例如四个X线性编码器96x(图7中未图示。参照图8)，藉由例如四个Y读头64y及与该Y读头64y相向的Y标尺57y(依Y滑动平台62的Y位置而不同)，构成用以求出一对Y滑动平台62各自在Y轴方向的位置信息的例如四个Y线性编码器96y(图7中未图示。参照图8)。
主控制装置90如图8所示，根据例如四个X线性编码器96x、以及例如四个Y线性编码器96y的输出，以例如10nm以下的分解能力求出一对读头单元60(参照图1)各自在X轴方向及Y轴方向的位置信息。又，主控制装置90，根据与一方的读头单元60对应的例如两个X线性编码器96x(或者例如两个Y线性编码器96y)的输出求出该一方的读头单元60的θz位置信息(旋转量信息)，根据与另一方的读头单元60对应的例如两个X线性编码器96x(或者例如两个Y线性编码器96y)的输出求出该另一方的读头单元60的θz位置信息(旋转量信息)。主控制装置90，根据一对读头单元60各自在XY平面内的位置信息，使用皮带驱动装置68控制读头单元60在Y轴方向的位置。
此处，如图4(A)所示，于编码器基座54，如上所述在投影光学系16的+Y侧及－Y侧的区域分别在Y轴方向以既定间隔配置有例如两个标尺56。又，在读头单元60(一对X读头64x、一对Y读头64y(分别参照图4(C))全部)所相向的在上述Y轴方向以既定间隔配置的例如两个标尺56中的+Y侧的标尺56的位置、与读头单元60相向于－Y侧的标尺56的位置之间，将Y滑动平台62驱动于Y轴方向。
又，与上述光罩编码器系统48同样地，基板编码器系统50中，一个读头单元60所具有的一对X读头64x及一对Y读头64y各自的间隔，亦如图4(C)所示设定成较相邻的标尺56间的间隔宽。藉此，基板编码器系统50中，一对X读头64x中随时有至少一方相向于X标尺57x，且一对Y读头64y中的至少一方随时相向于Y标尺57y。是以，基板编码器系统50，可不中断测量值而求出Y滑动平台62(读头单元60)的位置信息。
又，如图7所示，一对X读头66x的各个，对X标尺53x上的在X轴方向彼此分离的2处(2点)照射测量光束，一对Y读头66y的各个，对Y标尺53y上的在X轴方向彼此分离的2处(2点)照射测量光束。基板编码器系统50，藉由上述X读头66x及Y读头66y接收来自对应的标尺的光束，将基板保持具34(图7中未图示。参照图2)的位移量信息供应至主控制装置90(参照图8)。亦即，基板编码器系统50，例如藉由四个X读头66x及与该X读头66x相向的X标尺53x(依基板保持具34的X位置而不同)，构成用以求出基板P在X轴方向的位置信息的例如四个X线性编码器94x(图7中未图示。参照图8)，藉由例如四个Y读头66y及与该Y读头66y相向的Y标尺53y(依基板保持具34的X位置而不同)，构成用以求出基板P在Y轴方向的位置信息的例如四个Y线性编码器94y(图7中未图示。参照图8)。
主控制装置90如图8所示，根据例如四个X线性编码器94x及例如四个Y线性编码器94y的输出、以及上述四个X线性编码器96x及例如四个Y线性编码器96y的输出(亦即，一对读头单元60各自在XY平面内的位置信息)，以例如10nm以下的分解能力求出基板保持具34(参照图2)在X轴方向及Y轴方向的位置信息。又，主控制装置90，根据例如四个X线性编码器94x(或者例如四个Y线性编码器94y)中的至少两个的输出求出基板保持具34的θz位置信息(旋转量信息)。主控制装置90，根据从上述基板编码器系统50的测量值求出的基板保持具34在XY平面内的位置信息，使用基板驱动系93控制基板保持具34在XY平面内的位置。
又，如图4(A)所示，于基板保持具34，如上所述在基板P的+Y侧及－Y侧的区域分别在X轴方向以既定间隔配置有例如5个标尺52。又，在读头单元60(一对X读头66x、一对Y读头66y(分别参照图4(B))全部)所相向的于上述X轴方向以既定间隔配置的例如五个标尺52中最靠+X侧的标尺52的位置与读头单元60相向于最靠－X侧的标尺52的位置之间，将基板保持具34驱动于X轴方向。
又，与上述光罩编码器系统48同样地，一个读头单元60所具有的一对X读头66x及一对Y读头66y各自的间隔，如图4(B)所示，设定为较相邻的标尺52间的间隔宽。藉此，基板编码器系统50中，一对X读头66x中随时有至少一方相向于X标尺53x，且一对Y读头66y中的至少一方随时相向于Y标尺53y。是以，基板编码器系统50，可不中断测量值而求出基板保持具34(参照图4(A))的位置信息。
此外，基板编码器系统50的一对读头单元60的各个所具有的一对Y读头64y、一对X读头64x、一对Y读头66y、以及一对X读头66x、以及被来自此等读头的测量光束照射的标尺56,52，能同样地适用前述的关于构成光罩编码器系统48的读头、标尺所说明的所有说明(包含附注说明)的构成。
返回图6，防尘罩55，由形成为XZ剖面U字状的延伸于Y轴方向的构件构成，上述编码器基座54的第2部分54b及Y滑动平台62隔着既定空隙插入一对相向面间。于防尘罩55下面形成有使X读头66x及Y读头66y通过的开口部。藉此，抑制从Y线性导件装置63、皮带68c等产生的粉尘附着于标尺52。又，于编码器基座54的下面固定有一对防尘板55a(图5中未图示)。标尺56配置于一对防尘板55a间，以抑制从Y线性导件装置63等产生的粉尘附着于标尺56。
图8显示以液晶曝光装置10(参照图1)的控制系为中心构成、统筹控制构成各部的主控制装置90的输入输出关系的方块图。主控制装置90包含工作站(或微电脑)等，统筹控制液晶曝光装置10的构成各部。
以如上述方式构成的液晶曝光装置10(参照图1)，在主控制装置90(参照图8)的管理下，藉由未图示的光罩装载器进行光罩M对光罩载台装置14上的装载，且藉由未图示的基板装载器进行基板P对基板载台装置20(基板保持具34)上的装载。其后，藉由主控制装置90，使用未图标的对准检测系执行对准测量(基板P的多个对准标记的检测)，在该对准测量的结束后，对设定于基板P上的多个照射区域进行逐次步进扫描方式的曝光动作。此外，在对准测量动作中亦藉由基板编码器系统50测量基板保持具34的位置信息。
其次，使用图9(A)～图16(B)说明曝光动作时的光罩载台装置14及基板载台装置20的动作一例。此外，以下说明中，虽是说明于1片基板P上设定有四个照射区域的情形(所谓取4面的情形)，但设定于1片基板P上的照射区域的数目及配置能适当变更。
图9(A)显示对准动作结束后的光罩载台装置14，图9(B)显示对准动作结束后的基板载台装置20(不过，基板保持具34以外的构件未图示。以下同)。曝光处理，作为一例，如图9(B)所示，从设定于基板P的－Y侧且+X侧的第1照射区域S1开始进行。光罩载台装置14，如图9(A)所示，以光罩M的+X侧端部位于较被来自照明系12的照明光IL(分别参照图1)照射的照明区域(不过，图9(A)所示的状态，还未对光罩M照射照明光IL)略靠－X侧的方式，根据光罩编码器系统48(参照图8)的输出进行光罩M的定位。具体而言，例如，相对照明区域的光罩M的图案区域的+X侧端部，往-X侧相隔为了以既定速度扫描曝光所必须的助跑距离(亦即，为了达到既定速度所必须的加速距离)而配置，以在该位置能藉由光罩编码器系统48测量光罩M位置的方式设有标尺46。又，基板载台装置20，如图9(B)所示，以第1照射区域S1的+X侧端部位于较被来自投影光学系16的照明光IL(参照图1)照射的曝光区域(不过，图9(B)所示的状态，还未对基板P照射照明光IL)略靠－X侧的方式，根据基板编码器系统50(参照图8)的输出进行基板P的定位。具体而言，例如，相对曝光区域的基板P的第1照射区域S1的+X侧端部，往-X侧相隔为了以既定速度扫描曝光所必须的助跑距离(亦即，为了达到既定速度所必须的加速距离)，以在该位置能藉由基板编码器系统50测量基板P位置的方式设有标尺52。此外，即使在结束照射区域的扫描曝光并分别使光罩M及基板P减速的侧，亦同样地，以使光罩M及基板P进一步移动为了从扫描曝光时的速度减速至既定速度所必须的减速距离为止能以光罩编码器系统48、基板编码器系统50分别测量光罩M、基板P的位置的方式设有标尺46、52。或者，亦可使之能在加速中及减速中的至少一方的动作中，藉由与光罩编码器系统48、基板编码器系统50不同的另一测量系分别测量光罩M及基板P的位置。
其次，如图10(A)所示，光罩保持具40被往+X方向驱动(加速、等速驱动、以及减速)，且与该与光罩保持具40同步地，如图10(B)所示，基板保持具34被往+X方向驱动(加速、等速驱动、以及减速)。在光罩保持具40被驱动时，主控制装置90(参照图8)，根据光罩编码器系统48(参照图8)的输出进行光罩M的位置控制，且根据基板编码器系统50(参照图8)的输出进行基板P的位置控制。在基板保持具34被往X轴方向驱动时，一对读头单元60成为静止状态。在光罩保持具40及基板保持具34被往X轴方向等速驱动的期间，对基板P照射通过光罩M及投影光学系16的照明光IL(分别参照图1)，藉此光罩M所具有的光罩图案被转印至照射区域S1。
在对基板P上的第1照射区域S1的光罩图案的转印结束后，基板载台装置20如图11(B)所示，为了进行对设定在第1照射区域S1的+Y侧的第2照射区域S2的曝光动作，根据基板编码器系统50(参照图8)的输出，基板保持具34被往－Y方向驱动(Y步进)既定距离(基板P的宽度方向尺寸的大致一半的距离)。在上述基板保持具34的Y步进动作时中，光罩保持具40如图11(A)所示，以光罩M的－X侧端部位于较照明区域(不过在图11(A)所示的状态，不照明光罩M)略靠+X侧的状态静止。
此处，如图11(B)所示，在上述基板保持具34的Y步进动作时，基板载台装置20中，一对读头单元60与基板保持具34同步地被往Y轴方向驱动。亦即，主控制装置90(参照图8)，一边根据基板编码器系统50(参照图8)中Y线性编码器94y的输出，将基板保持具34透过基板驱动系93(参照图8)往Y轴方向驱动至目标位置，一边根据Y线性编码器96y(参照图8)的输出，将一对读头单元60透过对应的皮带驱动装置68(参照图8)往Y轴方向驱动。此时，主控制装置90将一对读头单元60与基板保持具34同步地(以一对读头单元60追随基板保持具34的方式)驱动。是以，无论基板保持具34的Y位置(亦包含基板保持具34的移动中)为何，从X读头66x、Y读头66y(分别参照图7)照射的测量光束均不会从X标尺53x、Y标尺53y(分别参照图7)脱离。换言之，只要以将基板保持具34在往Y轴方向移动中(Y步进动作中)从X读头66x、Y读头66y照射的测量光束均不会从X标尺53x、Y标尺53y脱离的程度、亦即透过来自X读头66x、Y读头66y的测量光束的测量不中断的(能持续测量的)程度，使一对读头单元60与基板保持具34往Y轴方向移动即可。亦即，一对读头单元60与基板保持具34往Y轴方向的移动可非为同步、追随移动。
在基板保持具34的Y步进动作结束后，如图12(A)所示，根据光罩编码器系统48(参照图8)的输出将光罩保持具40往－X方向驱动，且与该光罩保持具40同步地，如图12(B)所示，根据基板编码器系统50(参照图8)的输出将基板保持具34往－X方向驱动。藉此，于第2照射区域S2转印光罩图案。此时，一对读头单元60亦为静止状态。
在对第2照射区域S2的曝光动作结束后，光罩载台装置14，如图13(A)所示，将光罩保持具40往+X方向驱动，而以光罩M的－X侧端部位于较照明区域略靠+X侧的方式，根据光罩编码器系统48(参照图8)的输出进行光罩M的定位。又，基板载台装置20，如图13(B)所示，为了对设定于第2照射区域S2的－X侧的第3照射区域S3进行曝光动作，而将基板保持具34往+X方向驱动，以第3照射区域S3的－X侧端部位于较曝光区域略靠+X侧的方式，根据基板编码器系统50(参照图8)的输出进行基板P的定位。在图13(A)及图13(A)所示的光罩保持具40及基板保持具34的移动动作时，不从照明系12(参照图1)将照明光IL对光罩M(图13(A)参照)及基板P(图13(B)参照)照射。亦即，图13(A)及图13(B)所示的光罩保持具40及基板保持具34的移动动作，是单纯的光罩M及基板P的定位动作(X步进动作)。
在光罩M及基板P的X步进动作结束后，光罩载台装置14，如图14(A)所示，根据光罩编码器系统48(参照图8)的输出将光罩保持具40往－X方向驱动，且与该光罩保持具40同步地，如图14(B)所示根据基板编码器系统50(参照图8)的输出将基板保持具34往－X方向驱动。藉此于第3照射区域S3转印光罩图案。此时，一对读头单元60亦为静止状态。
在对第3照射区域S3的曝光动作结束后，基板载台装置20，如图15(B)所示，为了对设定于第3照射区域S3的－Y侧的第4照射区域S4进行曝光动作，而将基板保持具34往+Y方向驱动(Y步进驱动)既定距离。此时，与图11(B)所示的基板保持具34的Y步进动作时同样地，光罩保持具40为静止状态(参照图15(A))。又，一对读头单元60与基板保持具34同步地(以追随基板保持具34的方式)往+Y方向驱动。
在基板保持具34的Y步进动作结束后，如图16(A)所示，根据光罩编码器系统48(参照图8)的输出将光罩保持具40往+X方向驱动，且与该光罩保持具40同步地，如图16(B)所示，根据基板编码器系统50(参照图8)的输出将基板保持具34往+X方向驱动。藉此，于第4照射区域S4转印光罩图案。此时，一对读头单元60亦为静止状态。
如以上所说明，根据本实施方式的液晶曝光装置10，用以求出光罩M在XY平面内的位置信息的光罩编码器系统48、以及用以求出基板P在XY平面内的位置信息的基板编码器系统50(分别参照图1)，由于对对应的标尺照射的测量光束的光路长较短，因此相较于例如习知干涉仪系统能更减低空气波动的影响。是以，光罩M及基板P的定位精度提升。又，由于空气波动的影响小，因此能省略使用习知干涉仪系统时所必须的部分空调设备，因此能降低成本。
再者，在使用干涉仪系统的情形，虽必须将大且重的棒反射镜设于光罩载台装置14及基板载台装置20，但本实施方式的光罩编码器系统48及基板编码器系统50，由于不需要上述棒反射镜，因此包含光罩保持具40的系(例如光罩载台装置)、以及包含基板保持具34的系(例如基板载台装置)可分别小型轻量化，且重量平衡亦变佳，藉此光罩M、基板P的位置控制性提升。又，由于与使用干涉仪系统的情形相较，调整部位较少即可，因此光罩载台装置14及基板载台装置20的成本降低，进而维护性亦提升。又，组装时的调整亦容易(或者不需要)。
又，本实施方式的基板编码器系统50，由于是在基板P往Y轴方向的移动(例如步进动作)中，藉由将一对读头单元60往Y轴方向驱动以求出基板P的Y位置信息的构成，因此不需将延伸于Y轴方向的标尺配置于基板载台装置20侧、或将延伸于X轴方向的标尺的宽度于Y轴方向扩大(或不需于装置本体18侧在Y轴方向排列多个读头)。是以，能简化基板位置测量系的构成，而能降低成本。
又，本实施方式的光罩编码器系统48，由于一边将相邻的一对编码器读头(X读头49x、Y读头49y)的输出依据光罩保持具40的X位置适当地切换、一边求出该光罩保持具40在XY平面内的位置信息的构成，因此即使将多个标尺46于X轴方向以既定间隔(彼此分离地)配置，亦可在不中断的情形下求出光罩保持具40的位置信息。是以，不需准备与光罩保持具40的移动行程同等长度(本实施方式的标尺46的约3倍长度)的标尺，即能降低成本，特别是对于如本实施方式的使用大型光罩M的液晶曝光装置10非常合适。本实施方式的基板编码器系统50亦同样地，由于多个标尺52在X轴方向以既定间隔配置，多个标尺56在Y轴方向以既定间隔配置，因此不需准备与基板P的移动行程同等长度的标尺，对于使用大型基板P的液晶曝光装置10非常合适。
此外，上述第1实施方式中，虽是针对一对读头单元60分别具有用以测量基板保持具34位置的四个读头(各一对X读头66x及Y读头66y)、合计设有八个基板保持具位置测量用读头的情形进行了说明，但基板保持具位置测量用读头的数目亦可为少于八个。以下说明此种实施方式。
《第2实施方式》
其次，根据图17～图20(C)说明第2实施方式。本第2实施方式的液晶曝光装置的构成，由于除了基板编码器系统50的一部分构成以外，其余均与前述第1实施方式相同，因此以下仅针对相异点进行说明，针对与第1实施方式具有相同构成及功能的要素，赋予与第1实施方式相同的符号省略其说明。
图17以俯视图显示本第2实施方式的基板保持具34及基板编码器系统50的一对读头单元60与投影光学系16。图17中，为了使说明易于理解，省略了编码器基座54等的图示。又，图17中，以虚线图标读头单元60(Y滑动平台62)，且亦省略设于Y滑动平台62上面的X读头64x、Y读头64y的图示。
本第2实施方式的液晶曝光装置，如图17所示，在隔着基板保持具34的基板载置区域的+Y侧及－Y侧的区域，分别以在X轴方向上格子区域彼此分离配置的方式在X轴方向以既定间隔配置有例如五个编码器标尺152(以下单称为标尺152)。在配置于基板载置区域的+Y侧的五个标尺152与配置于－Y侧区域的五个标尺152中，相邻的标尺152(格子区域)间的间隔虽为相同，但其配置位置相对于+Y侧的五个标尺152，－Y侧的五个标尺152整体往+X侧偏离既定距离D(较相邻的标尺152(格子区域)的间隔略大的距离)而配置。如此配置的原因，是为了避免产生测量基板保持具34的位置信息的后述两个X读头66x及两个Y读头66y的合计四个读头中的两个以上的读头不相向于任一标尺的状态(亦即，四个读头中测量光束从标尺脱离的非测量期间不重叠)。
各标尺152，由以例如石英玻璃形成的延伸于X轴方向的俯视矩形的板状(带状)构件所构成。于各标尺152的上面，形成有以X轴方向及Y轴方向作为周期方向的既定节距(例如1μm)的反射型二维绕射格子(二维光栅)RG。以下，将前述格子区域亦单称为二维光栅RG。此外，图17，为了图示方便，二维光栅RG的格子线间的间隔(节距)图示成较实际宽许多。以下说明的其他图亦相同。以下，将配置于基板保持具34的+Y侧区域的五个标尺152称为第1格子群，将配置于基板保持具34的－Y侧区域的五个标尺152称为第2格子群。
于位于+Y侧的一方的读头单元60的Y滑动平台62的下面(－Z侧的面)，以分别相向于标尺152的状态，在X轴方向分离既定间隔(较相邻的标尺152的间隔大的距离)固定有X读头66x与Y读头66y。同样地，于位于－Y侧的另一方的读头单元60的Y滑动平台62的下面(－Z侧的面)，以分别相向于标尺152的状态，在X轴方向分离既定间隔固定有Y读头66y与X读头66x。亦即，与第1格子群相向的X读头66x及Y读头66y、以及与第2格子群相向的X读头66x及Y读头66y分别以较相邻的标尺152的格子区域的间隔宽的间隔将测量光束照射于标尺152。以下，为了说明方便，将一方的读头单元60所具有的X读头66x、Y读头66y亦分别称为读头66a、读头66b，将另一方的读头单元60所具有的Y读头66y、X读头66x亦分别称为读头66c、读头66d。
此情形下，读头66a与读头66c配置于相同X位置(与Y轴方向平行的相同直线上)，读头66b与读头66d，配置于和读头66a与读头66c的X位置不同的相同X位置(与Y轴方向平行的相同直线上)。藉由读头66a、66d与分别相向的二维光栅RG构成一对X线性编码器，藉由读头66b、66c与分别相向的二维光栅RG构成一对Y线性编码器。
本第2实施方式的液晶曝光装置，包含读头单元60的剩余部分在内的其他部分的构成，除了使用主控制装置90的基板编码器系统的基板保持具34的驱动控制(位置控制)以外，其余均与前述第1实施方式的液晶曝光装置10相同。
本第2实施方式的液晶曝光装置，能在图18(A)所示的一对读头单元60相向于基板保持具34的+X端部的第1位置与图18(B)所示的一对读头单元60相向于基板保持具34的－X端部的第2位置之间，在基板保持具34于X轴方向移动的范围内，进行一对读头单元60的读头66a～66d、亦即一对X线性编码器及一对Y线性编码器对基板保持具34的位置测量。图18(A)是显示仅有读头66b不相向于任一标尺152的状态，图18(B)是显示仅有读头66c不相向于任一标尺152的状态。
在图18(A)所示的第1位置与图18(B)所示的第2位置之间将基板保持具34移动于X轴方向的过程中，一对读头单元60与标尺152的位置关系，在图19(A)～图19(D)所分别显示的第1状态～第4状态与四个读头66a～66d的全部相向于任一标尺152的二维光栅RG的(亦即，以四个读头66a～66d全部将测量光束照射于二维光栅RG)第5状态的五个状态之间迁移。以下，取代读头相向于标尺152的二维光栅RG、或测量光束照射于标尺152的二维光栅RG的叙述方式，单以「读头相向于标尺」的叙述来描述。
此处，为了说明方便，举出六个标尺152，对各标尺分别赋予用以识别的记号a～f，标记为标尺152a～152f(参照图19(A))。
图19(A)的第1状态，是显示读头66a相向于标尺152b且读头66c、66d相向于标尺152e，仅读头66b不相向于任一标尺的状态，图19(B)的第2状态，是显示基板保持具34从图19(A)的状态往+X方向移动既定距离而成为读头66a、66b相向于标尺152b且读头66d相向于标尺152e，仅有读头66c不相向于任一标尺的状态。在从图19(A)的状态迁移至图19(B)的状态的过程中，会经由读头66a、66b相向于标尺152b且读头66c、66d相向于标尺152e的第5状态。
图19(C)的第3状态，是显示基板保持具34从图19(B)的状态往+X方向移动既定距离而成为仅有读头66a不相向于任一标尺的状态。在从图19(B)的状态迁移至图19(C)的状态的过程中，会经由读头66a、66b相向于标尺152b且读头66c相向于标尺152d且读头66d相向于标尺152e的第5状态。
图19(D)的第4状态，是显示基板保持具34从图19(C)的状态往+X方向移动既定距离而成为仅有读头66d不相向于任一标尺的状态。在从图19(C)的状态迁移至图19(D)的状态的过程中，会经由读头66a相向于标尺152a且读头66b相向于标尺152b且读头66c相向于标尺152d且读头66d相向于标尺152e的第5状态。
在从图19(D)的状态，基板保持具34再往+X方向移动既定距离，经由读头66a相向于标尺152a且读头66b相向于标尺152b且读头66c、66d相向于标尺152d的第5状态后，成为读头66a相向于标尺152a且读头66c、66d相向于标尺152d，仅有读头66b不相向于任一标尺的第1状态。
以上，虽说明了分别配置于基板保持具34的±Y侧的标尺152中的各三个标尺152与一对读头单元60之间的状态(位置关系)的迁移，但在液晶曝光装置10的标尺152与一对读头单元60之间，若着眼于分别配置于基板保持具34的±Y侧的五个标尺中的相邻的各三个标尺152，则与一对读头单元60的位置关系亦以与上述相同的顺序迁移。
如上述，本第2实施方式中，即使基板保持具34移动于X轴方向，两个X读头66x亦即读头66a、66d与两个Y读头66y亦即读头66b、66c的合计四个读头中的至少三个会随时相向于任一标尺152(二维光栅RG)。再者，即使基板保持具34移动于Y轴方向，由于四个读头均以在Y轴方向上测量光束不从标尺152(二维光栅RG)脱离的方式将一对Y滑动平台62驱动于Y轴方向，因此四个读头的至少三个读头随时相向于任一标尺152。是以，主控制装置90，能随时使用读头66a～66d中的三个，管理基板保持具34在X轴方向、Y轴方向以及θz方向的位置信息。以下进一步说明此点。
将X读头66x、Y读头66y的测量值分别设为CX、CY，测量值CX、CY，分别能以下式(1a)、(1b)表示。
CX＝(pi－X)cosθz+(qi－Y)sinθz……(1a)
CY＝－(pi－X)sinθz+(qi－Y)cosθz……(1b)
此处，X、Y、θz分别显示基板保持具34在X轴方向、Y轴方向及θz方向的位置。又，pi、qi，为读头66a～66d各自的X位置(X坐标值)、Y位置(Y坐标值)。本实施方式中，读头66a、66b、66c、66d各自的X坐标值pi及Y坐标值qi(i＝1，2，3，4)，从自前述的四个X线性编码器96x、四个Y线性编码器96y的输出算出的一对读头单元60(参照图1)各自在X轴方向及Y轴方向的位置信息(Y滑动平台62的中心在X轴方向及Y轴方向的位置)，根据各读头相对于Y滑动平台62中心的已知位置关系简单地算出。
是以，基板保持具34与一对读头单元60成为如图18(A)所示的位置关系，此时若基板保持具34在XY平面内的3自由度方向的位置为(X,Y,θz)，则三个读头66a、66c、66d的测量值，理论上能以下式(2a)～(2c)(亦称为仿射转换的关系)表示。
C1＝(p1－X)cosθz+(q1－Y)sinθz……(2a)
C3＝－(p3－X)sinθz+(q3－Y)cosθz……(2b)
C4＝(p4－X)cosθz+(q4－Y)sinθz……(2c)
在基板保持具34位于坐标原点(X,Y,θz)＝(0,0,0)的基准状态下，透过联立方程式(2a)～(2c)，成为C1＝p1,C3＝q3,C4＝p4。基准状态，例如为基板保持具34中心(与基板P中心大致一致)一致于投影光学系16的投影区域的中心，θz旋转为零的状态。是以，基准状态下，亦能藉由读头66b测量基板保持具34的Y位置，读头66b的测量值C2，按照式(1b)为C2＝q2。
是以，在基准状态下，只要将三个读头66a、66c、66d的测量值分别初始设定为p1、q3、p4，其后相对于基板保持具34的位移(X,Y,θz)，三个读头66a、66c、66d即会提示以式(2a)～(2c)所赋予的理论值。
此外，在基准状态下，亦可取代读头66a、66c、66d的任一个、例如读头66c，将读头66b的测量值C2初始设定为q2。
此情形下，相对于其后基板保持具34的位移(X,Y,θz)，三个读头66a、66b、66d即会提示以式(2a)、(2c)、(2d)所赋予的理论值。
C1＝(p1－X)cosθz+(q1－Y)sinθz……(2a)
C4＝(p4－X)cosθz+(q4－Y)sinθz……(2c)
C2＝－(p2－X)sinθz+(q2－Y)cosθz……(2d)
联立方程式(2a)～(2c)及联立方程式(2a)、(2c)、(2d)，对于变量为三个(X,Y,θz)系赋予三个式。是以，相反的，只要赋予联立方程式(2a)～(2c)中的从属变数C1、C3、C4、或者联立方程式(2a)、(2c)、(2d)中的从属变数C1、C4、C2，即能求出变数X,Y,θz。此处，即使适用近似sinθz≒θz、或者适用高次的近似，亦能容易地解方程式。是以，能从读头66a、66c、66d(或读头66a、66b、66d)的测量值C1、C3、C4(或C1、C2、C4)算出晶片载台WST的位置(X,Y,θz)。
其次，针对以本第2实施方式的液晶曝光装置进行的用以测量基板保持具34的位置信息的、基板编码器系统的读头切换时中的接续处理，亦即测量值的初始设定，以主控制装置90的动作为中心进行说明。
本第2实施方式中，如前所述，在基板保持具34的有效行程范围中随时有三个编码器(X读头及Y读头)测量基板保持具34的位置信息，在进行编码器(X读头或Y读头)的切换处理时，例如如图20(B)所示，成为四个读头66a～66d的各个相向于任一标尺152而能测量基板保持具34位置的状态(前述第5状态)。图20(B)是显示如图20(A)所示，显示从以读头66a、66b及66d测量基板保持具34位置的状态，基板保持具34往+X方向移动而如图20(C)所示，迁移至以读头66b、66c、66d测量基板保持具34位置的状态的途中出现的第5状态的一例。亦即，图20(B)是显示用于测量基板保持具34的位置信息的三个读头从读头66a、66b、66d切换至读头66b、66c、66d的途中的状态。
在欲进行用于基板保持具34在XY平面内的位置控制(位置信息的测量)的读头(编码器)的切换处理(接续)的瞬间，如图20(B)所示，读头66a、66b、66c及66d，分别相向于标尺152b、152b、152d、152e。在乍看图20(A)至图20(C)时，虽图20(B)中似乎是从读头66a欲切换至读头66c，但在读头66a与读头66c，从测量方向不同这点亦可清楚看出，即使在欲进行接续的时点将读头66a的测量值(计数值)直接作为读头66c的测量值的初始值赋予，亦无任何意义。
因此，本实施方式中，主控制装置90从使用三个读头66a、66b及66d的基板保持具34的位置信息的测量(以及位置控制)，切换至使用三个读头66b、66c、66d的基板保持具34的位置信息的测量(以及位置控制)。亦即，此方式与一般编码器接续的概念不同，并非是从某读头接续至另一读头，而是从三个读头(编码器)的组合接续至另一三个读头(编码器)的组合。
主控制装置90，首先根据读头66a、66d及66b的测量值C1、C4、C2解联立方程式(2a)、(2c)、(2d)，算出基板保持具在XY平面内的位置信息(X,Y,θz)。
其次，主控制装置90对下式(3)的仿射转换的式代入以上算出的X,θz，求出读头66c的测量值的初始值(读头66c所待测量的值)。
C3＝－(p3－X)sinθz+(q3－Y)cosθz……(3)
上式(3)中，p3,q3是读头66c的测量点的X坐标值、Y坐标值。本实施方式中，X坐标值p3及Y坐标值q3是如前所述使用下述值，亦即从自四个X线性编码器96x与四个Y线性编码器96y的输出算出的一对读头单元60各自的Y滑动平台62中心在X轴方向及Y轴方向的位置，根据读头66c相对Y滑动平台62中心的已知位置关系算出的值。
藉由将上述初始值C3作为读头66c的初始值赋予，而在维持基板保持具34的3自由度方向的位置(X,Y,θz)的状态下，无冲突地结束接续。其后，使用切换后使用的读头66b、66c、66d的测量值C2、C3、C4解次一联立方程式(2b)～(2d)，算出晶片载台WST的位置坐标(X,Y,θz)。
此外，以上虽说明了从三个读头切换至包含一个与此三个读头不同的另一读头的三个读头，但此是因使用从切换前的三个读头的测量值求出的基板保持具34的位置(X,Y,θz)将待以切换后所使用的另一读头测量的值根据仿射转换的原理算出，并将该算出的值设定为切换后所使用的另一读头的初始值，故作了如上的说明。然而，若忽略待以切换后所使用的另一读头测量的值的算出等流程，而仅着眼于作为切换及接续处理的直接对象的两个读头，则也可以说是将切换前所使用的三个读头中的一个读头切换至另一个读头。不论如何，读头的切换在切换前用于基板保持具的位置信息的测量及位置控制的读头与切换后所使用的读头均同时相向于任一标尺152的状态下进行。
此外，以上说明虽是读头66a～66d的切换的一例，但不论是任三个读头至另外三个读头的切换或任一读头至另一读头的切换，均是以与上述说明相同的流程进行读头切换。
此外，如本第2实施方式所示，将格子部以多个标尺(二维光栅RG)构成时，分别被照射测量光束的标尺彼此、更严谨地说是形成于各标尺的格子(二维光栅RG)相互偏移，则会产生编码器系统的测量误差。
又，本第2实施方式，因应基板保持具34的X位置，用于基板保持具34的位置信息测量及位置控制的至少三个读头的测量光束所照射的至少两个标尺152的组合系不同，换言之，能考虑此等至少两个标尺的组合的各个存在坐标系，若因例如至少两个标尺的相对位置变动等而使此等坐标系间产生偏移(栅误差)，则会产生编码器系统的测量误差。此外，至少两个标尺的相对位置关系由于会长期地变化，因此栅误差、亦即测量误差亦会变动。
然而，本第2实施方式中，在读头的切换时，设定切换后的读头的初始值的时点，会产生四个读头66a～66d全部同时相向于至少两个标尺152的任一个的第5状态。在此第5状态，虽能以四个读头全部测量基板保持具34的位置信息，但由于用以测量基板保持具的位置坐标(X,Y,θz)的读头仅需三个，因此会多出一个读头。因此，主控制装置90藉由利用此多余读头的测量值，来进行因坐标系间的偏移(栅误差)导致的编码器系统的测量误差的修正信息(栅或格子修正信息)的取得、以及补偿因栅误差导致的编码器系统的测量误差的基板保持具34的驱动(位置控制)。
例如在四个读头66a～66d的各个同时相向于至少两个标尺时，进行2组的三个一组的读头对基板保持具的位置坐标(X,Y,θz)的测量，求出藉由其测量而得到的、具体而言即利用前述仿射转换的式解联立方程式所得的位置(X,Y,θz)之差亦即偏置Δx,Δy,Δθz，将此偏置作为由此时四个读头66a～66d所相向的至少两个标尺的组合构成的坐标系的偏置。此偏置用在与该至少两个标尺相向的四个读头中的三个读头对基板保持具34的位置信息的测量及基板保持具34的位置控制。此外，由于在进行前述的读头的切换及接续处理的前后，切换前用于基板保持具34的位置信息的测量及位置控制的三个读头所相向的至少两个标尺的组合、与切换后用于基板保持具34的位置信息的测量及位置控制的三个读头所相向的至少两个标尺的组合当然不同，因此在进行读头的切换前后，将不同的偏置在基板保持具34的位置信息的测量及位置控制中作为栅或格子修正信息使用。
此处，作为一例，考虑基板保持具34在往+X方向移动的过程中，于成为图20(A)的状态的前一刻出现的如下的第5状态(称为状况1的状态)。亦即，为读头66a、66b相向于标尺152b，读头66c、66d相向于标尺152e的状态。在此状态下，亦能使用读头66a～66d中的任一个三个读头的组合所构成的2组读头求出偏置。然而，在图20(A)的状态下，读头66c无法测量，为了使此读头66c的测量复原，在图20(B)所示的第5状态下，使用从三个读头66a、66b、66d的测量值算出的基板保持具的位置坐标(X,Y,θz)。又，在基板保持具34往+X方向移动的过程中，成为状况1的状态前，进行已成为无法测量状态的读头66b的复原。为了复原此读头66b，使用从三个读头66a、66c、66d的测量值算出的基板保持具的位置坐标(X,Y,θz)。因此，在状况1的状态下，使用除了三个读头66a、66b、66d的组及三个读头66a、66c、66d的组以外的三个读头的组，亦即三个读头66a、66b、66c的组、三个读头66b、66c、66d的组取得由标尺152b、152e的组合构成的坐标系的格子修正信息。
具体而言，主控制装置90在状况1的状态下，使用读头66a、66b、66c的测量值算出基板保持具34的位置坐标(为了方便说明，设为(X1,Y1,θz1))，且使用读头66b、66c、66d的测量值算出基板保持具34的位置坐标(为了方便说明，设为(X2,Y2,θz2))。接着，求出两个位置之差ΔX＝X2－X1、ΔY＝Y2－Y1、Δθz＝Δθz1－Δθz2，将此偏置作为格子修正信息储存于例如内部内存(储存装置)。
又，例如在图20(B)所示的第5状态下，用于基板保持具34的位置控制的读头是从读头66a被切换成读头66c，此时，使用三个读头66a、66b、66d的测量值依据前述仿射转换的式算出基板保持具34的位置坐标。此时，主控制装置90进行与此位置坐标的算出且使用除了三个读头66a、66b、66d的组(用于用以进行此读头的切换的基板保持具34的位置坐标的算出)与用于在次一读头的切换时设定切换后的读头的测量值的三个读头66b、66c、66d的组以外的例如三个读头66a、66b、66c的组、以及三个读头66a、66b、66d的组、与标尺152b、152e的组合同样地，在上述读头的切换后，取得用于基板保持具34的位置测量及位置控制的读头66b、66c、66d所相向的三个标尺152b、152d及152e的组合所构成的坐标系的格子修正信息(偏置)。
本实施方式中，主控制装置90针对在基板保持具34于+X方向或－X方向从图18(A)所示第1位置移动至图18(B)所示第2位置的过程中依序被切换的用于基板保持具34位置控制的三个读头所相向的至少两个标尺152全部的组合所对应的多个坐标系，以上述流程求出偏置ΔX,ΔY,Δθz，作为格子修正信息储存于储存装置。
又，例如，主控制装置90，亦可在从图19(A)所示的第1状态迁移至图19(B)所示的第2状态的过程中，读头66a,66b相向于标尺152b且读头66c,66d相向于标尺152e的第5状态下，进行前述的读头切换及接续处理后，一边将包含复原的读头66b的三个读头66a,66b,66d的测量值用于位置控制，一边在至读头66c无法测量为止的基板保持具34的移动中，在多个位置分别以前述流程取得由标尺152b与标尺152e构成的坐标系的格子修正信息(偏置)。亦即，非依用于基板保持具34的位置测量及位置控制的三个读头所相向的至少两个标尺152的各个组合分别取得一个格子修正信息，而是取得多个格子修正信息。又，亦可在包含用于基板保持具34的位置测量及位置控制的三个读头与多余的一个读头的四个读头与相同组合的至少两个标尺152相向的期间，使用上述方法实质连续地取得格子修正信息。此情形下，能在组合相同的至少两个标尺152中四个读头所相向的期间(区间)的全区取得格子修正信息。此外，依用于基板保持具34的位置测量及位置控制的三个读头所相向的至少两个标尺152的各个组合所取得的格子修正信息可非为相同数目，例如可依标尺组合不同而使取得的格子修正信息的数目不同。例如，亦可使在曝光动作中三个读头所相向的至少两个标尺152的组合与在曝光动作以外(对准动作、基板交换动作等)中三个读头所相向的至少两个标尺152的组合的格子修正信息的数目不同。又，本实施方式中，作为一例，在对基板保持具34装载基板前或装载后且在基板处理动作(包含曝光动作或对准动作等)前，针对用于基板保持具34的位置测量及位置控制的三个读头所相向的至少两个标尺152的全部组合取得格子修正信息并储存于储存装置，定期或随时陆续进行格子修正信息的更新。格子修正信息的更新，只要在例如能进行基板处理动作的状态，可在亦包含基板处理动作中的任意时点进行。
此外，实际上，虽亦可在一次取得所需的全部格子修正信息(偏置ΔX,ΔY,Δθz)后，每于进行读头切换时进行偏置ΔX,ΔY,Δθz的更新，但不一定要如此作，亦可在每于进行既定次数的读头切换时、或者每于既定片数的基板曝光结束等，以预先决定的时距进行偏置ΔX,ΔY,Δθz的更新。亦可在不进行读头的切换的期间中进行偏置的取得、更新。又，上述的偏置更新亦可在曝光动作前进行，若有必要亦可在曝光动作中进行。
此外，亦可使用上述的各偏置，修正例如基板保持具34的驱动时的定位或位置控制的目标值，而非修正基板编码器系统50的测量信息(位置坐标)，在此情形下，能补偿基板保持具34的位置误差(在未进行目标值的修正时发生的栅误差所导致的位置误差)。
此外，在使用标尺(格子区域)与读头的编码器系统，已知会因标尺或读头、或者在测量方向以外的方向(非测量方向)的两者的相对运动等而产生测量误差。起因于标尺的测量误差(以下称为标尺起因误差)，有因形成于标尺的格子区域的变形、位移、平坦性、或者形成误差等而产生的测量误差。又，起因于读头的误差(以下称为读头起因误差)，有因读头的位移(除了测量方向的位移以外，亦包含旋转、倒塌等)或光学特性而产生的测量误差。此外，已知亦会产生阿贝起因误差。
本第2实施方式的液晶曝光装置，为了补偿如上述的编码器系统的测量误差而使用修正信息。此处，只要求出编码器的测量误差，则能将该测量误差直接作为修正信息使用。
最初，说明由设于一对读头单元60下端侧的各两个的读头66a,66b、以及66c,66d与此等读头所相向的标尺152构成的编码器系统(以下称为保持具编码器系统)的测量误差。
〈标尺起因误差〉
〈因标尺的凹凸(平坦性)所导致的测量误差的修正信息〉
在保持具编码器系统的各读头的光轴大致一致于Z轴且基板保持具34的纵摇量、横摇量及偏摇量全部为零的情形下，应不会产生起因于基板保持具34姿势的各编码器的测量误差。然而，实际上，即使在此种情形下，各编码器的测量误差亦不会成为零。其原因为，标尺152的格子面(例如表面)非为理想平面，会有些许凹凸存在之故。若于标尺的格子面具有凹凸，则即使基板保持具34在与XY平面平行地移动的情形，标尺格子面亦会相对于读头在Z轴方向位移(或上下动)或倾斜。如此，其结果除了会在读头与标尺产生在非测量方向的相对运动以外，此种相对运动还会成为测量误差的要因，关于此点已如前述。
因此，本第2实施方式的液晶曝光装置例如在维护时等，主控制装置90，即将基板保持具34，一边在以使其纵摇量、横摇量及偏摇量全部维持于零的状态下以作为测距基准的测量装置例如干涉仪系统测量基板保持具34的X位置，一边使固定有基板保持具34的微动载台32(以下适当简称为「基板保持具34」)移动于+X方向或－X方向。为了实现此种测量，本实施方式中，在维护时等，于基板保持具34安装必要数目的具有平坦度高的既定面积的反射面的反射构件。但不限于此，亦可假定干涉仪系统的使用，而预先于基板保持具34各端面的既定位置形成平坦度高的既定面积的反射面。
在上述的基板保持具34在X轴方向的移动中，主控制装置90使用具有高测量分解能力的传感器进行标尺152表面的Z位置测量，以既定取样间隔撷取传感器的测量值与干涉仪系统的测量值并保存于储存装置。此处，基板保持具34的移动，较佳为以能忽视干涉仪系统的空气波动所导致的测量误差的程度的较低速度进行。接着，主控制装置90，根据该撷取的各测量值求出传感器的测量值与干涉仪的测量值的关系。例如能求出表示标尺格子面(二维光栅RG的格子面)的凹凸的函数Z＝fi(x)作为上述关系。此处，x为以干涉仪测量的基板保持具34的X位置。此外，在有求出标尺格子面的凹凸作为x,y的函数的必要时，例如只要根据Y读头66y的测量值，以既定节距使基板保持具34往Y轴方向移动并定位，并在各定位位置反复如上所述一边使基板保持具34移动于X轴方向、一边同时撷取干涉仪的测量值与传感器的测量值的动作即可。藉此，求出表示标尺152表面凹凸的函数Z＝gi(x,y)。此处，i为用以识别多个标尺152的编号。
此外，例如亦可如美国专利第8,675,171号说明书所揭示，使用保持具编码器系统本身求出表示标尺格子面凹凸的函数Z＝fi(x)或Z＝gi(x,y)。具体而言，亦可对于保持具编码器系统的任一编码器读头，将以上述美国专利说明书所揭示的方法找出对基板保持具34的倾斜动作不具有感度的点、亦即找出不论基板保持具34相对XY平面的倾斜角度为何编码器的测量误差均为零的特异点的动作，针对标尺上的多个测量点加以进行，藉此求出表示标尺格子面的凹凸的函数Z＝fi(x)或Z＝gi(x,y)。此外，标尺格子面的凹凸信息不限于函数，亦可以图(map)的形式储存。
〈标尺的格子节距的修正信息及格子变形的修正信息〉
编码器的标尺，会随着使用时间的经过而因热膨张等其他原因使绕射格子变形或绕射格子的节距局部地或整体地变化等，欠缺机械性的长期稳定性。因此，由于其测量值所含的误差随着使用时间的经过而变大，因此有修正其的必要。
标尺的格子节距的修正信息及格子变形的修正信息，例如在液晶曝光装置的维护时等例如以如下方式取得。在此取得动作前，进行上述的各标尺的格子面的凹凸信息的测量，表示凹凸的函数Z＝fi(x)或Z＝gi(x,y)储存于储存装置内。
主控制装置90，首先将储存于储存装置内的函数Z＝fi(x)(或Z＝gi(x,y))读入内部内存。
其次，主控制装置90将基板保持具34，一边在以使其纵摇量、横摇量及偏摇量全部维持于零的状态下以例如干涉仪系统测量基板保持具34的X位置，一边使基板保持具34移动于+X方向或－X方向。此基板保持具34的移动，亦较佳为以能忽视干涉仪系统的空气波动所导致的测量误差的程度的较低速度进行。在此移动中，主控制装置90一边使用上述函数z＝fi(x)修正由读头66a与取得对象的标尺152构成的X线性编码器(以下适当简称为X编码器)的测量值(输出)，一边以既定取样间隔撷取该修正后的测量值与干涉仪的测量值，根据该撷取的各测量值求出X线性编码器的测量值(与X编码器的输出－函数fi(x)对应的测量值)与干涉仪的测量值的关系。亦即，以此方式，主控制装置90，求出伴随基板保持具34的移动而依序相向配置于读头66a的标尺152的二维光栅RG的以X轴方向作为周期方向的绕射格子(X绕射格子)的格子节距(相邻格子线的间隔)及该格子节距的修正信息。作为此格子节距的修正信息，例如，能求出将横轴作为干涉仪的测量值、纵轴作为编码器的测量值(因标尺面凹凸所导致的误差被修正后的测量值)时的两者关系以曲线表示的修正图等。
上述的格子节距及该格子节距的修正信息的取得，在针对构成第1格子群的相邻的多个标尺152进行的情形，在来自读头66a的测量光束变成不照射于最初的标尺152后并开始照射于相邻的标尺、而再度开始来自读头的检测讯号的输出的时点，将由读头66a与取得对象的标尺152构成的X线性编码器的测量值的初始值设定为该时点的干涉仪的测量值，开始针对该相邻的标尺152的测量。以此方式，进行对构成第1格子群的标尺152的列的测量。
针对构成第2格子群的各标尺152亦与上述同样地(不过，是取代读头66a改使用读头66d)进行格子节距及该格子节距的修正信息的取得。
与上述的格子节距的修正信息的取得并行地，以既定取样间隔进行读头66b的测量值与干涉仪的测量值的撷取，根据所撷取的各测量值求出读头66b的测量值与干涉仪的测量值的关系。在撷取读头66b的测量值时，将读头66b(由读头66b与相向的标尺152构成的Y线性编码器(以下适当简称为Y编码器)的初始值设为既定值例如零后开始测量。藉此，能取得读头66b所相向的标尺152的二维光栅RG的以Y轴方向作为周期方向的绕射格子(Y绕射格子)的格子线弯曲及其修正信息。作为此格子线弯曲的修正信息，例如能求出将横轴作为干涉仪的测量值、纵轴作为读头66b的测量值时的两者关系以曲线表示的修正图等。上述的格子线弯曲的修正信息的取得，在针对构成第1格子群的相邻的多个标尺152进行的情形，在来自读头66b的测量光束变成不照射于最初的标尺152后并开始照射于相邻的标尺、而再度开始来自读头的检测讯号的输出的时点，将读头66b的测量值的初始值设定为既定值例如零，而再度开始测量。
针对构成第2格子群的各标尺152亦与上述同样地(不过，是取代读头66b改使用读头66c)进行格子线弯曲的修正信息的取得。此外，亦可根据依各标尺拍摄二维光栅RG而取得的格子信息(节距、变形等)来取得修正信息。
〈在非测量方向的读头与标尺的相对运动所导致的测量误差〉
此外，在基板保持具34往与测量方向例如X轴方向(或Y轴方向)不同的方向移动，于读头66x(或读头66y)与标尺52之间产生欲测量的方向以外的相对运动(非测量方向的相对运动)时，绝大多数的情形下，会因此使X编码器(或Y编码器)产生测量误差。
因此，本实施方式，在例如曝光装置的启动时或维护时等，以下述方式取得修正上述因往非测量方向的读头与标尺的相对运动所导致的各编码器的测量误差的修正信息。
a.首先，主控制装置90，一边监控与修正信息取得对象的编码器系统不同的测量系统、例如前述干涉仪系统等的测量值，一边透过基板驱动系93驱动基板保持具34，使读头66a相向于第1格子群的任意标尺152的任意区域(为了说明方便，称为校正区域)。
b.接着，主控制装置90根据干涉仪系统的测量值，以使基板保持具34的横摇量θx及偏摇量θz均为零且纵摇量θy成为所期望的值α0(此处，为α0＝200μrad。)的方式，驱动基板保持具34，于该驱动后从读头66a对标尺152的校正区域照射测量光束，将与来自已接收其反射光的读头66a的光电转换讯号相应的测量值储存于内部内存。
c.其次，主控制装置90一边根据干涉仪系统的测量值维持基板保持具34的姿势(纵摇量θy＝α0，偏摇量θz＝0，横摇量θx＝0)，一边将基板保持具34在既定范围内、例如－100μm～+100μm的范围内驱动于Z轴方向，在该驱动中从读头66a对标尺152的校正区域照射检测光，且以既定取样间隔依序撷取与来自已接收其反射光的读头66a的光电转换讯号相应的测量值，并储存于内部内存。此外，在上述测量时，亦能以Z倾斜位置测量系98测量基板保持具34在Z轴方向、θx方向及θy方向的位置。
d.其次，主控制装置90根据干涉仪系统的测量值将基板保持具34的纵摇量θy变更为(α＝α0－Δα)。
e.其次，针对该变更后的姿势，反复与上述c.相同的动作。
f.其后，交互反复上述d.与e的动作，针对纵摇量θy为例如－200μrad＜θx＜+200μrad的范围，以Δα(rad)、例如40μrad间隔撷取上述Z驱动范围内的读头66a的测量值。
g.其次，将藉由上述b.～e.的处理而取得的内部内存内的各数据描绘(plot)于横轴为Z位置、纵轴为编码器计数值的二维坐标系上，依序连结纵摇量相同时的描绘点，并以纵摇量为零的线(中央旁的线)通过原点的方式在纵轴方向位移横轴，藉此取得显示与基板保持具34的Z调平相应的编码器(读头)的测量值的变化特性的图23的图表。
此图23的图表上各点的纵轴值，必为在纵摇量θy＝α的各Z位置中的编码器的测量误差。因此，主控制装置90将此图表上各点的纵摇量θy、Z位置、编码器测量误差作为表数据，将该表数据作为由该读头66a与标尺152的X绕射格子构成的X编码器的保持具位置起因误差修正信息储存于内存。或者，主控制装置90将测量误差作为Z位置z、纵摇量θy的函数，透过例如最小平方法算出未定系数据以求出其函数，将该函数作为保持具位置起因误差修正信息储存于储存装置。
h.其次，主控制装置60，一边监控干涉仪系统的测量值，一边透过基板驱动系93驱动基板保持具34，使读头66d(另一个X读头66x)，相向于第2格子群的任意的标尺152的任意区域(校正区域)。
i.接着，主控制装置90，针对该读头66d进行与上述相同的处理，将由该读头66d与标尺152的X绕射格子构成的X编码器的修正信息储存于储存装置。
j.以后亦同样地，分别求出由读头66b与第1格子群的任意的标尺152的Y绕射格子构成的Y编码器、以及由读头66c与第2格子群的任意的标尺152的Y绕射格子构成的Y编码器的修正信息，储存于储存装置。
其次，主控制装置90以与使上述纵摇量变化的情形同样的流程，在将基板保持具34的纵摇量及横摇量均维持于零的状态下，使基板保持具34的偏摇量θz在－200μrad＜θz＜+200μrad的范围依序变化，并在各位置，将基板保持具34在既定范围内例如－100μm～+100μm的范围内驱动于Z轴方向，于该驱动中以既定取样间隔依序撷取读头的测量值并储存于内部内存。将此种测量针对全部读头66a～66d进行，并以与前述相同的流程，将内部内存内的各数据描绘于横轴为Z位置、纵轴为编码器计数值的二维坐标上，依序连结偏摇量相同时的描绘点，并以偏摇量为零的线(中央旁的线)通过原点的方式位移横轴，藉此取得与图23相同的图表。接着，主控制装置90，将所得的与图23相同的图表上各点的偏摇量θz、Z位置z、测量误差作为表数据，将该表数据作为修正信息储存于储存装置。或者，主控制装置90将测量误差作为Z位置z、偏摇量θz的函数，透过例如最小平方法算出未定系数据以求出其函数，将该函数作为修正信息储存于储存装置。
此处，在基板保持具34的纵摇量非为零且偏摇量非为零的情形下基板保持具34的Z位置z时的各编码器的测量误差，可想成是在该Z位置z时的对应上述纵摇量的测量误差与对应偏摇量的测量误差的单纯的和(线形和)即可。
以下，为了简化说明，针对各X编码器的X读头(读头66a,66d)，求出如以下式(4)所示的表示测量误差Δx的基板保持具的纵摇量θy、偏摇量θz、Z位置z的函数，并储存于储存装置内。又，针对各Y编码器的Y读头(读头66b,66c)，求出如以下式(5)所示的表示测量误差Δy的基板保持具34的横摇量θx、偏摇量θz、Z位置z的函数，并储存于储存装置内。
Δx＝f(z,θy,θz)＝θy(z－a)+θz(z－b)……(4)
Δy＝g(z,θx,θz)＝θx(z－c)+θz(z－d)……(5)
上式(4)中，a是为了取得X编码器的修正信息而已使纵摇量变化时的图23的图表的、将纵摇量相同时的描绘点分别链接而成的各直线相交的点的Z坐标，b是为了取得X编码器的修正信息而已使偏摇量变化时的与图23相同图表的、将偏摇量相同时的描绘点分别链接而成的各直线相交的点的Z坐标。又，上式(5)中，c是为了取得Y编码器的修正信息而已使横摇量变化时的与图23相同图表的、将横摇量相同时的描绘点分别链接而成的各直线相交的点的Z坐标，d是为了取得Y编码器的修正信息而已使偏摇量变化时的与图23相同图表的、将偏摇量相同时的描绘点分别链接而成的各直线相交的点的Z坐标。
此外，上述Δx或Δy，由于是显示X编码器或Y编码器在非测量方向(例如θy方向或θx方向、θz方向及Z轴方向)的基板保持具34的位置影响X编码器或Y编码器的测量值的程度，因此在本说明书中称之为保持具位置起因误差，由于能将此保持具位置起因误差直接作为修正信息使用，因此将此修正信息称为保持具位置起因误差修正信息。
〈读头起因误差〉
作为读头起因误差，可代表性地举出因读头的倒塌所导致的编码器的测量误差。考虑从读头66x(或66y)的光轴相对Z轴倾斜的(读头66x(或66y)倾斜的)状态，基板保持具34往Z轴方向位移后的情形(ΔZ≠0,ΔX＝0(或ΔY＝0))。此情形下，会因读头倾斜，而与Z位移ΔZ成正比地使位相差
Figure BDA0003221332470000401
(来自X绕射格子或Y绕射格子的两个返回光束间的位相差)产生变化，其结果是使编码器的测量值变化。此外，即使非因读头66x(66y)产生倒塌，亦会例如因读头的光学特性(远心等)等而使两个返回光束的光路的对称性紊乱，同样地会使计数值变化。亦即，作为编码器系统测量误差产生要因的读头单元的特性信息不仅有读头的倒塌，亦包含其光学特性等。
本实施方式的液晶曝光装置，由于在一对Y滑动平台62的各个固定有一对读头66a,66b及一对读头66c,66d，因此藉由以干涉仪等其他的位移传感器测量Y滑动平台62在θx方向及θy方向的倾斜量，即能测量读头的倒塌。
不过，本实施方式的液晶曝光装置，必须留意如下的点。
透过保持具编码器系统的测量，虽是使用前述的读头66a～66d中的三个测量值算出基板保持具34的位置(X,Y,θz)，但用于此算出的读头66a,66b,66c,66d各自的X坐标值pi及Y坐标值qi(i＝1,2,3,4)，从自前述四个X线性编码器96x与四个Y线性编码器96y的输出算出的一对读头单元60(参照图1)各自在X轴方向及Y轴方向的位置信息(Y滑动平台62的中心在X轴方向及Y轴方向的位置)，根据各读头相对Y滑动平台62中心的已知位置关系来算出。以下，将由四个X线性编码器96x与四个Y线性编码器96y构成的编码器系统称为读头编码器系统。是以，读头编码器系统的测量误差，会成为因保持具编码器系统的各读头的X位移、Y位移所导致的测量误差的要因。
又，由于在一对Y滑动平台62的各个固定有一对读头66a,66b及一对读头66c,66d，因此若于Y滑动平台62产生θz方向的旋转误差，即会于读头66a～66d产生相对于相向的二维光栅RG的θz旋转误差。因此，从前述式(4),(5)可清楚得知，会于读头66a～66d产生测量误差。是以，较佳先以干涉仪等其他的位移传感器测量Y滑动平台62的θz旋转。本实施方式中，能藉由读头编码器系统检测Y滑动平台62在θz方向的旋转量(偏摇量)、亦即检测读头66a～66d相对于相向的二维光栅RG的θz旋转误差。
〈阿贝起因误差〉
此外，若于基板保持具34上的各标尺格子面(二维光栅表面)的高度(Z位置)与包含曝光中心(前述曝光区域的中心)的基准面的高度有误差(或间隙)，则由于会在基板保持具34绕与XY平面平行的轴(Y轴或X轴)的旋转(纵摇或横摇)时于编码器的测量值产生所谓阿贝误差，因此必须修正此误差。此处，所谓基准面，是作为用以控制基板保持具34在Z轴方向的位置的基准的面(作为基板保持具34在Z轴方向的位移的基准的面)，或者在基板P的曝光动作中基板P所一致的面，本实施方式中，与投影光学系16的像面一致。
为了修正上述误差，必须正确地先求出相对于基准面的各标尺152表面(二维光栅表面)高度之差(所谓阿贝偏移量)。其原因在于，修正上述阿贝偏移量所导致的阿贝误差，对于为了使用编码器系统正确地控制基板保持具34在XY平面内的位置是必要的。考虑到此点，在本实施方式中，主控制装置90在例如曝光装置的启动时以如下流程进行用以求出上述阿贝偏移量的校正。
首先，在开始此校正处理时，主控制装置90驱动基板保持具34而使第1格子群的一个标尺152位于读头66a下方，同时使第2格子群的一个标尺152位于读头66d下方。例如，如图20(A)所示，在使标尺152b位于读头66a下方的同时使标尺152e位于读头66d下方。
其次，主控制装置90，根据前述干涉仪系统的测量结果，在基板保持具34相对XY平面在θy方向的位移(纵摇量)Δθy非为零的情形，根据干涉仪系统的测量结果以该纵摇量Δθy成为零的方式，使基板保持具34绕通过曝光中心的与Y轴平行的轴倾斜。此时，干涉仪系统，由于已结束针对各干涉仪(各测量轴)所必需的全部修正，因此能进行上述基板保持具34的纵摇控制。
接着，在上述基板保持具34的纵摇量的调整后，取得以读头66a,66d与此等所相向的标尺152b,152e分别构成的两个X编码器的测量值xb0,xe0。
其次，主控制装置90，即根据干涉仪系统的测量结果，使基板保持具34绕通过曝光中心的与Y轴平行的轴倾斜角度
Figure BDA0003221332470000421
接着，取得上述两个X编码器的测量值的测量值xb1,xe1。
接着，主控制装置90，根据以上取得的两个编码器的测量值xb0,xe0以及xb1,xe1、以及上述角度
Figure BDA0003221332470000422
算出标尺152b,152e的所谓阿贝偏移量hb,he。此情形下，由于
Figure BDA0003221332470000423
为微小角，因此
Figure BDA0003221332470000424
成立。
Figure BDA0003221332470000425
Figure BDA0003221332470000426
主控制装置90以与上述相同的流程，将第1格子群的一个标尺152及与其在Y轴方向大致相向的第2格子群的一个标尺152作为组，针对剩余标尺分别取得阿贝偏移量。此外，针对第1格子群的一个标尺152与第2格子群的一个标尺152，不一定要同时进行阿贝偏移量的测量，亦可针对各标尺152分别测量阿贝偏移量。
从上式(6),(7)可知，若将基板保持具34的纵摇量设为
Figure BDA0003221332470000433
则伴随基板保持具34的纵摇的各X编码器的阿贝误差Δxabb能以下式(8)表示。
Figure BDA0003221332470000431
式(8)中，h为构成X编码器的X读头所相向的标尺152的阿贝偏移量。
同样地，若将基板保持具34的横摇量设为
Figure BDA0003221332470000434
则伴随基板保持具34的横摇的各Y编码器的阿贝误差Δyabb能以下式(9)表示。
Figure BDA0003221332470000432
式(9)中，h为构成Y编码器的Y读头所相向的标尺152的阿贝偏移量。
主控制装置90，将如以上述方式求出的各个标尺152的阿贝偏移量h储存于储存装置。藉此，主控制装置90，在批量处理中等实际的基板保持具34的位置控制时，能一边根据式(8)或式(9)修正以保持具编码器系统测量的在XY平面(移动面)内的基板保持具34的位置信息所含的阿贝误差、亦即因标尺152格子面(二维光栅RG表面)相对前述基准面的阿贝偏移量h所导致的与基板保持具34纵摇量相应的各X编码器的测量误差、或标尺152格子面(二维光栅RG表面)相对前述基准面的阿贝偏移量h所导致的与基板保持具34横摇量相应的各Y编码器的测量误差，一边在XY平面内的任意方向高精度地驱动(位置控制)基板保持具34。
如前所述，读头编码器系统的测量误差，会成为因保持具编码器系统的各读头的X位移、Y位移所导致的测量误差的要因。是以，较佳为针对读头编码器系统，亦在曝光装置的启动时或维护时等先取得标尺起因误差、因在非测量方向的读头与标尺的相对运动所导致的测量误差、以及读头起因误差。读头编码器系统的上述各种测量误差及其修正信息，基本上能与前述保持具编码器系统的测量误差及其修正信息同样地取得，因此详细说明省略。
本第2实施方式中，在批量处理中等实际的基板保持具34的位置控制时，主控制装置90，能一边随着基板保持具34在X轴方向的位置变化进行保持具编码器系统的读头66a～66d的切换，一边根据用以补偿因读头66a～66d、该读头66a～66d中的三个所相向的至少两个标尺、以及基板保持具34的移动的至少一个而产生的基板位置测量系(包含Z倾斜位置测量系98及基板编码器系统50)的测量误差的修正信息(为了说明方便而称为第1修正信息)、用以补偿标尺56及与该标尺56的X标尺及Y标尺分别相向的各一对X读头64x及Y读头64y中的一方而产生的读头编码器系统的测量误差的修正信息(为了说明方便而称为第2修正信息)、以及以基板位置测量系测量的位置信息，控制基板驱动系93。
此处，以基板位置测量系测量的位置信息，包含Z倾斜位置测量系98对微动载台32位置(Z,θx,θy)的测量信息、构成基板编码器系统50的一部分的读头编码器系统对Y滑动平台62(亦即读头66a～66d)位置(X,Y,θz)的测量信息、以及构成基板编码器系统50一部分的保持具编码器系统对基板保持具34位置(X,Y,θz)的测量信息。第1修正信息，包含前述保持具编码器系统的各种测量误差(标尺起因误差、因在非测量方向的读头与标尺的相对运动所导致的测量误差(保持具位置起因误差)、读头起因误差、以及阿贝误差)的修正信息。第2修正信息，包含前述读头编码器系统的各种测量误差(标尺起因误差、因在非测量方向的读头与标尺的相对运动所导致的测量误差、读头起因误差)的修正信息。
是以，例如在基板P的曝光时等，根据基板保持具34在与X轴方向不同的方向的位置信息(包含倾斜信息，例如θy方向的旋转信息等)、X读头所相向的标尺152的特性信息(例如二维光栅RG的格子面的平面度及/或格子形成误差等)、因标尺152(二维光栅RG的格子面)的阿贝偏移量所导致的阿贝误差的修正信息，将测量修正后的基板保持具34的X位置的X编码器(读头66a,66d)的测量值C1,C4用于算出前述基板保持具34的位置坐标(X,Y,θz)。更具体而言，藉由主控制装置90，根据基板保持具34在与X轴方向不同的方向(非测量方向)的位置信息例如以Z倾斜位置测量系98测量的基板保持具34在θy方向、θz方向及Z轴方向的位置信息所对应的保持具位置起因误差的修正信息(以前述式(4)算出的修正信息)、二维光栅RG的X绕射格子的格子节距的修正信息(此为考虑标尺格子面(二维光栅RG的表面)凹凸(平面度)后的修正信息)、二维光栅RG的X绕射格子的格子线的弯曲(形成时的误差及经时变化等)的修正信息、因标尺52(二维光栅RG的格子面)的阿贝偏移量所导致的阿贝误差的修正信息，修正用以测量在X轴方向的基板保持具34的位置信息的X编码器(读头66a,66d)的测量值，将该修正后的测量值C1，C4用于算出前述基板保持具34的位置坐标(X,Y,θz)。
同样地，根据基板保持具34在与Y轴方向不同的方向的位置信息(包含倾斜信息，例如θx方向的旋转信息等)、Y读头所相向的标尺152的特性信息(例如二维光栅RG的格子面的平面度及/或格子形成误差等)、因标尺152(二维光栅RG的格子面)的阿贝偏移量所导致的阿贝误差的修正信息，将测量修正后的基板保持具34的Y位置的Y编码器(读头66b,66c)的测量值C2,C3用于算出前述基板保持具34的位置坐标(X,Y,θz)。更具体而言，藉由主控制装置90，根据基板保持具34在与Y轴方向不同的方向(非测量方向)的位置信息例如以Z倾斜位置测量系98测量的基板保持具34在θy方向、θz方向及Z轴方向的位置信息所对应的保持具位置起因误差的修正信息(以前述式(5)算出的修正信息)、二维光栅RG的Y绕射格子的格子节距的修正信息(此为考虑标尺格子面(二维光栅RG的表面)凹凸(平面度)后的修正信息)、二维光栅RG的Y绕射格子的格子线的弯曲(形成时的误差及经时变化等)的修正信息、因标尺52(二维光栅RG的格子面)的阿贝偏移量所导致的阿贝误差的修正信息，修正用以测量在Y轴方向的基板保持具34的位置信息的Y编码器(读头66b,66c)的测量值，将该修正后的测量值C2,C3用于算出前述基板保持具34的位置坐标(X,Y,θz)。
又，本实施方式中，亦能针对由读头编码器系统的各读头64x,64y、各读头所相向的标尺56构成的X线性编码器、Y线性编码器的各个，使用各个修正信息修正标尺起因误差、因在非测量方向的读头与标尺的相对运动所导致的测量误差、以及读头起因误差，因此就结果而言，可极度地使使用该修正后的读头编码器系统的各编码器的测量值算出的保持具编码器系统的各读头的位置坐标(pi,qi)不包含误差。
是以，本实施方式中，一边使用上述修正后的X编码器(读头66a,66d)的测量值及修正后的Y编码器(读头66b,66c)的测量值中的三个，且使用以上述方式算出的极度不包含误差的保持具编码器系统的各读头的位置坐标(pi,qi)，算出基板保持具34的位置坐标(X,Y,θz)，一边控制该基板保持具34的移动。藉此，以补偿由用于基板保持具的位置控制的三个读头(读头66a～66d中的三个)与相向的标尺152构成的三个编码器的前述标尺起因误差、保持具位置起因误差、读头起因误差以及阿贝误差的全部的方式，驱动(位置控制)基板保持具34。
不过，若前述切换后所使用的编码器(读头)为读头66c，则在求出该读头66c的测量值初始值时，以前述仿射转换的式(3)求出的C3，由于是已修正前述各种编码器的测量误差的修正完毕的编码器的测量值，因此主控制装置90使用前述保持具位置起因误差修正信息、标尺的格子节距的修正信息(以及格子变形的修正信息)、阿贝偏移量(阿贝误差修正信息)等，逆修正测量值C3，算出修正前的原始值C3’，将该原始值C3’作为编码器(读头66c)的测量值的初始值加以求出。
此处，所谓逆修正，是指将不进行任何修正的编码器的测量值C3’，假定为使用前述保持具位置起因误差修正信息、标尺起因误差修正信息(例如标尺的格子节距的修正信息(以及格子变形的修正信息)等)、以及阿贝偏移量(阿贝误差修正信息)等修正的修正后的编码器的测量值为C3的前提下，根据测量值C3算出测量值C3’的处理。
以上说明的本第2实施方式的液晶曝光装置发挥与前述第1实施方式同等的作用效果。除此之外，根据本第2实施方式的液晶曝光装置，在基板保持具34的驱动中，藉由至少包含各一个基板编码器系统50的X读头66x(X线性编码器)与Y读头66y(Y线性编码器)的三个读头(编码器)测量在XY平面内的基板保持具34的位置信息(包含θz旋转)。接着，藉由主控制装置90，以在XY平面内的基板保持具34的位置在切换前后被维持的方式，将用于测量在XY平面内的基板保持具34的位置信息的读头(编码器)，从切换前用于基板保持具34的位置测量及位置控制的三个读头(编码器)中的任一读头(编码器)切换至另一读头(编码器)。因此，不论是否已进行用于控制基板保持具34位置的编码器的切换，均能在切换前后维持基板保持具34在XY平面内的位置，而能正确地接续。是以，能一边在多个读头(编码器)间进行读头的切换及接续(测量值的接续处理)，一边沿着既定路径正确地使基板保持具34(基板P)沿着XY平面移动。
又，根据本第2实施方式的液晶曝光装置，例如在基板的曝光中，藉由主控制装置90，根据基板保持具34的位置信息测量结果与用于测量该位置信息的三个读头在XY平面内的位置信息((X,Y)坐标值)，在XY平面内驱动基板保持具34。此情形下，主控制装置90，一边利用仿射转换的关系算出在XY平面内的基板保持具34的位置信息一边在XY平面内驱动基板保持具34。藉此，能一边使用分别具有多个Y读头66y或多个X读头66x的编码器系统、一边在基板保持具34的移动中切换用于控制的读头(编码器)，一边以良好精度控制基板保持具34(基板P)的移动。
又，根据本第2实施方式的液晶曝光装置，就视基板保持具34的X位置而不同的、用于基板保持具34的位置信息测量及位置控制的读头所相向的标尺的各组合，取得前述偏置ΔX,ΔY,Δθz(格子修正信息)，并视必要予以更新。是以，能以补偿视基板保持具34的X位置而不同的用于基板保持具34的位置信息测量及位置控制的读头所相向的标尺的各组合的坐标系间的栅误差(X,Y位置误差及旋转误差)所导致的编码器的测量误差或基板保持具34的位置误差的方式，驱动(位置控制)基板保持具34。是以，就此点而言，亦能以良好精度控制基板保持具(基板P)位置。
又，根据本第2实施方式的液晶曝光装置，在批量处理中等实际的基板保持具34的位置控制时，藉由主控制装置90，根据用以补偿保持具编码器系统的读头66a～66d、该读头66a～66d中的三个所相向的至少两个标尺、以及因基板保持具34的移动而产生的基板位置测量系(包含Z倾斜位置测量系98及基板编码器系统50)的测量误差的修正信息(前述第1修正信息)、用以补偿因标尺56及分别相向于该标尺56的X标尺及Y标尺的各一对X读头64x及Y读头64y以及两者的相对运动而产生的读头编码器系统的测量误差的修正信息(前述第2修正信息)、以基板位置测量系测量的位置信息，控制基板驱动系93。是以，能进行如补偿分别构成读头编码器系统及保持具编码器系统的各X编码器、Y编码器的前述各种测量误差的基板保持具34的驱动控制。是以，就此点而言，亦能以良好精度控制基板保持具(基板P)位置。
此外，上述第2实施方式中，藉由主控制装置90，根据用以补偿因保持具编码器系统的读头66a～66d、该读头66a～66d中的三个所相向的至少两个标尺、以及基板保持具34(微动载台32)的移动而产生的基板位置测量系的测量误差的修正信息(第1修正信息)、用以补偿读头编码器系统的前述测量误差的修正信息(第2修正信息)、以及以基板位置测量系测量的位置信息，控制基板驱动系93。然而，并不限于此，主控制装置90，亦可根据以基板位置测量系测量的位置信息与上述第1修正信息及第2修正信息中的一方控制基板驱动系93。在此种情形下，能仅根据以基板位置测量系测量的位置信息，与控制基板驱动系的情形相较能更高精度地驱动(位置控制)基板保持具34。
又，上述第2实施方式中，第1修正信息中包含用以补偿因保持具编码器系统的读头66a～66d而产生的基板位置测量系的测量误差的修正信息(读头起因误差的修正信息)、用以补偿因读头66a～66d中的三个所相向的至少两个标尺所导致的基板位置测量系的测量误差(标尺起因误差)的修正信息(标尺起因误差的修正信息)、以及用以补偿基板保持具34的移动而产生的基板位置测量系的测量误差(保持具位置起因误差)的修正信息的全部。然而，并不限于此，针对保持具编码器系统，亦可使用补偿读头起因误差、标尺起因误差、以及保持具位置起因误差的至少一个的修正信息。此外，阿贝误差(阿贝起因误差)，是包含于标尺起因误差及保持具位置起因误差中的任一者或两者。又，作为标尺起因误差的修正信息，虽是将因标尺凹凸所导致的测量误差的修正信息、标尺的格子节距的修正信息及格子变形的修正信息的全部用于基板保持具34的位置控制，但亦可仅使用此等标尺起因误差中的至少一个修正信息。同样地，作为读头起因误差，虽举出因读头位移(包含倾斜、旋转)所导致的测量误差与因读头光学特性所导致的测量误差，但亦可仅将此等读头起因误差的至少一个修正信息用于基板保持具34的位置控制。
又，上述第2实施方式中，第2修正信息中包含用以补偿因标尺56而产生的读头编码器系统的测量误差(标尺起因误差)的修正信息、用以补偿因分别相向于标尺56的X标尺及Y标尺的各一对X读头64x及Y读头64y而产生的读头编码器系统的测量误差(读头起因误差)的修正信息、以及用以补偿因标尺56与读头64x,64y的相对运动而产生的测量误差(能称为Y滑动平台位置起因误差)的修正信息的全部。然而，并不限于此，针对读头编码器系统，亦可使用补偿读头起因误差、标尺起因误差、以及Y滑动平台位置起因误差的至少一个的修正信息。关于读头编码器系统亦同样地，作为标尺起因误差的修正信息，亦可将因标尺的凹凸所导致的测量误差的修正信息、标尺的格子节距的修正信息及格子变形的修正信息中的至少一个的修正信息，仅用于基板保持具34的位置控制。又，作为读头起因误差，亦可仅将因读头位移(包含倾斜、旋转)所导致的测量误差、因读头光学特性所导致的测量误差的至少一个的修正信息用于基板保持具34的位置控制。又，亦可针对读头起因误差、标尺起因误差、保持具起因误差等个别取得修正信息，或针对至少两个测量误差取得一个修正信息。
又，与测量基板保持具34位置信息的编码器系统的各编码器同样地，亦可针对光罩编码器系统的各读头(编码器)，将因在与各编码器测量方向不同的方向的各读头与该各读头所相向的标尺的相对运动所导致的读头(编码器)的测量误差的修正信息，与前述同样地求出，并使用该修正信息修正该读头(编码器)的测量误差。
此外，上述第2实施方式的液晶曝光装置中，亦可将在前述维护时等进行的、与用于取得保持具编码器系统的标尺起因误差(以及其修正信息)等的干涉仪系统相同的干涉仪系统设于装置内。在此种情形下，不仅在维护时等，在装置的作动中亦能适当地进行保持具编码器系统的标尺起因误差的修正信息等的取得、更新。同样地，亦可将用于取得读头编码器系统的标尺起因误差(以及其修正信息)等的干涉仪等的测量装置设于装置内。又，针对上述修正信息，虽是使用与编码器系统不同的另一测量装置(干涉仪等)来取得，但亦可不使用另一测量装置，而使用编码器系统或藉由使用测量用晶片的曝光处理等同样地取得修正信息。
此外，上述第2实施方式中，虽用以使用从相邻一对标尺的一个脱离而测量光束移至另一标尺的读头(相当于上述另一读头)控制基板保持具移动的修正信息(前述另一读头的初始值)，根据以与至少一个标尺152相向的三个读头测量的位置信息来取得，但此修正信息，只要在另一读头的测量光束移至另一标尺后，在与至少一个标尺152相向的三个读头的一个从二维光栅RG脱离前取得即可。又，在将与至少一个标尺152相向的三个读头切换至包含上述另一读头的不同的三个读头切换来进行基板保持具的位置测量或位置控制的情形，其切换，只要在取得上述修正信息后，在与至少一个标尺152相向的三个读头的一个从二维光栅RG脱离前进行即可。此外，修正信息的取得与切换能实质同时地进行。
此外，上述第2实施方式中，以在X轴方向(第1方向)，无第1格子群的二维光栅RG的区域(非格子区域)与无第2格子群的二维光栅RG的区域(非格子区域)不重叠的方式，换言之，以测量光束从二维光栅RG脱离的非测量期间在四个读头不重叠的方式，将第1格子群、第2格子群的各五个标尺152配置于基板保持具34上。此情形下，+Y侧的读头单元60所具有的读头66a,66b，以较在X轴方向上第1格子群的无二维光栅RG的区域宽度宽的间隔配置，－Y侧的读头单元60所具有的读头66c,66d，以较在X轴方向上第2格子群的无二维光栅RG的区域宽度宽的间隔配置。然而，包含多个二维格子的格子部与能与其相向的多个读头的组合不限定于此。扼要言之，只要以在移动体往X轴方向的移动中，测量光束从二维光栅RG脱离的(无法测量的)非测量期间在四个读头66a,66b,66c,66d不重叠的方式，设定读头66a,66b的间隔及读头66c,66d的间隔、位置、第1,第2格子群的格子部的位置及长度或格子部的间隔及其位置即可。例如，在第1格子群与第2格子群，即使在X轴方向上非格子区域的位置及宽度相同，亦可将与第1格子群的至少一个标尺152(二维光栅RG)相向的两个读头及与第2格子群的至少一个标尺152(二维光栅RG)相向的两个读头，错开配置在X轴方向上较非格子区域的宽度宽的距离。此情形下，亦可将和第1格子群相向的两个读头中配置于+X侧的读头与和第2格子群相向的两个读头中配置于－X侧的读头的间隔，设为较非格子区域宽度宽的间隔，亦可将和第1格子群相向的两个读头与和第2格子群相向的两个读头在X轴方向交互配置，且将相邻一对读头的间隔设定为较非格子区域的宽度宽。
又，上述第2实施方式中，虽说明了于基板保持具34的+Y侧区域配置第1格子群，且于基板保持具34的－Y侧区域配置第2格子群的情形，但亦可取代第1格子群及第2格子群中的一方、例如第1格子群，而使用形成有延伸于X轴方向的二维格子的单一标尺构件。此情形下，可有一个读头随时相向于该单一标尺构件。此情形下，可藉由与第2格子群相向地设置三个读头，并将该三个读头在X轴方向的间隔(测量光束的照射位置间的间隔)设置成较相邻标尺152上的二维光栅RG间的间隔宽，即能不论基板保持具34在X轴方向的位置为何，均使相向于第2格子群的三个读头中的至少两个读头相向于第2格子群的至少一个二维光栅RG。或者，亦可采用不论基板保持具34在X轴方向的位置为何，均能随时有至少两个读头相向于上述单一标尺构件的构成，同时能有至少两个读头相向于第2格子群的至少一个二维光栅RG。此情形下，该至少两个读头分别在基板保持具34往X轴方向的移动中，测量光束会从多个标尺152(二维光栅RG)的一个脱离，且会移至与一个标尺152(二维光栅RG)相邻的另一标尺152(二维光栅RG)。然而，藉由将至少两个读头在X轴方向的间隔设为较相邻标尺152的二维光栅RG的间隔宽，即在至少两个读头间非测量期间不重叠，亦即随时以至少一个读头将测量光束照射于标尺152。此等构成能随时由至少三个读头与至少一个标尺152相向而测量3自由度方向的位置信息。
此外，第1格子群与第2格子群的标尺的数目、相邻标尺的间隔等亦可不同。此情形下，与第1格子群相向的至少两个读头及与第2格子群相向的至少两个读头的读头(测量光束)间隔、位置等亦可不同。
此外，上述第2实施方式中，读头66a～66d在X轴方向及在Y轴方向的位置，是从自四个X线性编码器96x与四个Y线性编码器96y的输出算出的一对读头单元60各自的Y滑动平台62的中心在X轴方向及Y轴方向的位置，根据各读头相对于Y滑动平台62的中心的已知位置关系所算出。亦即，读头66a～66d的X轴方向及Y轴方向的位置的测量系使用编码器系统。然而，并不限于此，读头66a～66d(一对读头单元60)，由于仅能移动于Y轴方向，因此亦可使用编码器系统等测量读头66a～66d在Y轴方向的位置信息。亦即，上述第2实施方式中，四个X线性编码器96x亦可不一定要设置。此情形下，在对读头66a～66d适用前述的式(2a)～(2d)等时，是使用设计值(固定值)作为p1～P4(X位置)，q1～q4(Y位置)则使用从四个Y线性编码器96y的输出算出的值。此外，在不利用仿射转换的关系的情形，以读头66b,66c测量基板保持具34在Y轴方向的位置信息时，是使用四个Y线性编码器96y的测量信息，藉由读头66a,66d测量基板保持具34在X轴方向的位置信息时，亦可不使用四个Y线性编码器96y的测量信息。
此外，上述第2实施方式中，虽使用分别形成有单一的二维光栅RG(格子区域)的多个标尺152，但并不限于此，两个以上的格子区域中，亦可于第1格子群或第2格子群的至少一方包含在X轴方向分离形成的标尺152。
此外，上述第2实施方式中，由于随时以三个读头测量、控制基板保持具34的位置(X,Y,θz)，因此说明了包含相同构成的各五个标尺152的第1格子群与第2格子群，其在X轴方向错开既定距离配置的情形，但并不限于此，第1格子群与第2格子群，其在X轴方向亦可不错开(彼此大致完全相向地配置标尺152的列)，而在一方的读头单元60与另一方的读头单元60，使基板保持具34的位置测量用的读头(读头66x,66y)的配置在X轴方向上相异。此情形下，亦能随时以三个读头测量、控制基板保持具34的位置(X,Y,θz)。
此外，上述第2实施方式中，虽说明了使用读头66a,66b与读头66c,66d的合计四个读头的情形，但并不限于此，亦可使用五个以上的读头。亦即，亦可于与第1格子群、第2格子群分别相向的各两个读头的至少一方追加至少一个多余读头。关于此构成，使用以下的第3实施方式进行说明。
《第3实施方式》
其次，根据图21说明第3实施方式。本第3实施方式的液晶曝光装置的构成，由于除了基板编码器系统50的一部分构成以外，其余均与前述第1及第2实施方式相同，因此以下仅针对相异点进行说明，对与第1及第2实施方式相同构成及功能的要素，赋予与第1及第2实施方式相同的符号，省略其说明。
图21是以俯视图显示本第3实施方式的基板保持具34及基板编码器系统50的一对读头单元60与投影光学系16。图21中，为了使说明容易理解，省略了编码器基座54等的图示。又，图21中，是以虚线图标读头单元60(Y滑动平台62)，且设于Y滑动平台62上面的X读头64x,y读头64y的图示亦省略。
本第3实施方式的液晶曝光装置，如图21所示，隔着基板保持具34的基板载置区域在+Y侧及－Y侧的区域分别在X轴方向以既定间隔配置有例如五个标尺152。在配置于基板载置区域的+Y侧的五个标尺152与配置于－Y侧区域的五个标尺152，其相邻标尺152间的间隔相同，且基板载置区域的+Y侧及－Y侧的各五个标尺152彼此相向而配置于相同的X位置。是以，相邻标尺152间的间隙的位置，位于大致相同的Y轴方向的既定线宽的直线上。
于位于+Y侧的一方的读头单元60的Y滑动平台62的下面(－Z侧的面)，以分别相向于标尺152的状态，Y读头66Y,X读头66x及Y读头66y的合计三个读头从－X侧依序在X轴方向分离既定间隔(较相邻标尺152相互的间隔大的距离)被固定。于位于－Y侧的另一方的读头单元60的Y滑动平台62的下面(－Z侧的面)，以分别相向于标尺152的状态，Y读头66y与X读头66x在X轴方向分离既定间隔被固定。以下，为了说明方便，将一方的读头单元60所具有的三个读头从－X侧依序分别称为读头66e、读头66a、读头66b，将另一方的读头单元60所具有的Y读头66Y、X读头66x分别亦称为读头66c、读头66d。
此情形下，读头66a与读头66c配置于相同的X位置(相同的Y轴方向的直线上)，读头66b与读头66d配置于相同的X位置(相同的Y轴方向的直线上)。藉由与读头66a,66d分别相向的二维光栅RG构成一对X线性编码器，藉由与读头66b,66c,66e分别相向的二维光栅RG构成三个Y线性编码器。
本第3实施方式的液晶曝光装置中其他部分的构成，与前述第2实施方式的液晶曝光装置相同。
本第3实施方式中，即使不将+Y侧与－Y侧的标尺152的列的配置在X轴方向错开，只要一对读头单元60与基板保持具34同步移动于Y轴方向(或在与一对读头单元60与标尺152的列相向的位置维持基板保持具34的Y位置)，则读头66a～66e中的三个，不论基板保持具34的X位置为何均随时相向于标尺152(二维光栅RG)。
以上说明的本第3实施方式的液晶曝光装置，发挥与前述第2实施方式的液晶曝光装置相同的作用效果。
此外，上述第3实施方式中，基板保持具34的位置信息测量用的多个读头，除了切换读头所需的四个读头、例如读头66e,66b,66c,66d以外，亦可包含非测量期间一部分与该四个读头中的一个读头66c重叠的一个读头66a。接着，本第3实施方式，在基板保持具34的位置信息(X,Y,θz)的测量中，是使用包含四个读头66e,66b,66c,66d与一个读头66c的五个读头中测量光束照射于多个格子区域(二维光栅RG)的至少一个的至少三个读头的测量信息。
此外，上述第3实施方式，多个读头中至少在两个读头有非测量期间重叠的情形，例如两个读头同时从标尺152(格子区域，例如二维光栅RG)脱离，并同时移至相邻标尺152(格子区域，例如二维光栅RG)的情形的一例。此情形下，即使至少两个读头的测量中断，为了持续测量必须至少三个读头与格子部的格子区域(二维光栅)相向。而且，该至少三个读头，以在测量已中断的至少两个读头的一个以上移至相邻的格子区域为止测量不中断为前提。亦即，即使有非测量期间重叠的至少两个读头，只要除此之外有至少三个读头，则即使格子区域隔开间隔配置亦能持续测量。
《第4实施方式》
其次，根据图22说明第4实施方式。本第4实施方式的液晶曝光装置的构成，如图22所示，除了分别配置于基板保持具34的基板载置区域的+Y侧与－Y侧的标尺52的列与第3实施方式同样地相向配置，且位于－Y侧的一方的读头单元60与前述第1实施方式同样地具有各两个X读头66x,y读头66y方面，与前述第2实施方式的液晶曝光装置的构成相异，但其他部分的构成则与第2实施方式的液晶曝光装置相同。
于一方的读头单元60的Y滑动平台62的下面(－Z侧的面)，在Y读头66y(读头66c)的－Y侧相邻地设有X读头66x(以下适当称为读头66e)，且在X读头66x(读头66d)的－Y侧相邻地设有Y读头66y(以下适当称为读头66f)。
本实施方式的液晶曝光装置中，在一对读头单元60移动于Y轴方向的状态(或在与一对读头单元60与标尺152的列相向的位置维持基板保持具34的Y位置的状态)下，伴随基板保持具34往X轴方向的移动，虽有三个读头66a,66c,66e(称为第1群组的读头)及三个读头66b,66d,66f(称为第2群组的读头)的一方，不相向于任一标尺的情形，但此时，第1群组的读头与第2群组的读头的另一方一定会相向于标尺152(二维光栅RG)。亦即，本第4实施方式的液晶曝光装置，即使不将+Y侧与－Y侧的标尺152的列的配置在X轴方向错开，只要在基板保持具34往X轴方向的移动中，一对读头单元60移动于Y轴方向(或在与一对读头单元60与标尺152的列相向的位置维持基板保持具34的Y位置)，则能藉由第1群组的读头与第2群组的读头的至少一方所包含的三个读头，不论基板保持具34的X位置为何，均能测量基板保持具34的位置(X,Y,θz)。
此处，考虑例如第1群组的读头(读头66a,66c,66e)不与任一标尺相向而成为无法测量后，再度相向于标尺152时使该等读头66a,66c,66e复原的(使测量再度开始的)情形。此情形下，在再度开始第1群组的读头(读头66a,66c,66e)的测量前的时点，藉由第2群组的读头(读头66b,66d,66f)持续进行基板保持具34的位置(X,Y,θz)测量、控制。因此，主控制装置90如图22所示，一对读头单元60跨分别配置于+Y侧、－Y侧的相邻的两个标尺152，在第1群组的读头与第2群组的读头相向于相邻的两个标尺152的一方与另一方的时点，以前述第2实施方式详述的方法，根据第2群组的读头(读头66b,66d,66f)的测量值算出基板保持具的位置(X,Y,θz)，并将此算出的基板保持具的位置(X,Y,θz)代入前述仿射转换的式，藉此同时算出第1群组的读头(读头66a,66c,66e)的初始值并设定。藉此，能简单地使第1群组的读头复原，再度开始此等读头对基板保持具34的位置测量、控制。
根据以上说明的本第4实施方式的液晶曝光装置，能发挥与前述第2实施方式的液晶曝光装置相同的作用效果。
《第4实施方式的变形例》
此变形例，是在第4实施方式的液晶曝光装置中，作为位于+Y侧的另一方的读头单元60，使用与一方的读头单元60相同构成(或在纸面上下方向成对称的构成)的读头单元的情形。
此情形下，与上述同样地，将八个读头分组成配置成相同Y轴方向的直线状的各四个读头所属的第1群组的读头与第2群组的读头。
考虑第1群组的读头不与任一标尺相向而成为无法测量后，再度相向于标尺152时使第1群组的读头复原，并再度开始该等读头的测量的情形。
此情形下，在再度开始第1群组的读头的测量前的时点，藉由第2群组的读头中的三个读头持续进行基板保持具34的位置(X,Y,θz)的测量、控制。因此，主控制装置90，虽与前述同样地，在一对读头单元60跨分别配置于+Y侧、－Y侧的相邻两个标尺152，而第1群组的读头与第2群组的读头相向于相邻的两个标尺152的一方与另一方的时点，算出第1群组的读头各自的测量值的初始值，但此情形下，无法同时算出第1群组的四个读头的所有初始值。其理由在于，只要回复测量的读头为三个(将X读头与Y读头加起来的数目)，以与前述相同的流程设定了该等三个读头的测量值的初始值时，藉由将该等初始值设为前述测量值C1,C2,C3等并解前述联立方程式，由于基板保持具的位置(X,Y,θ)唯一地决定，因此没什么特别的问题。然而，并无法认知到能将基板保持具的位置(X,Y,θ)唯一地决定的使用四个读头的测量值的、利用了仿射转换的关系的联立方程式。
因此，本变形例中，将使复原的第1群组分组成分别包含另一读头的三个读头所属的两个群组，依各群组以与前述相同的方法，针对三个读头同时算出初始值并设定。在初始值的设定后，只要将任一群组的三个读头的测量值用于基板保持具34的位置控制即可。亦可将不用于位置控制的群组的读头对基板保持具34的位置测量，与基板保持具34的位置控制并行地执行。此外，亦能将使复原的第1群组的各读头的初始值以前述方法依序个别地算出。
此外，以上说明的第1～第4实施方式的构成能适当变更。例如，上述第1实施方式的光罩编码器系统48、基板编码器系统50中，编码器读头及标尺的配置亦可相反。亦即，例如用以求出光罩保持具40的位置信息的X线性编码器92x、Y线性编码器92y，亦可为于光罩保持具40安装编码器读头，于编码器基座43安装标尺的构成。又，用以求出基板保持具34的位置信息的X线性编码器94x、Y线性编码器94y，亦可于基板保持具34安装编码器读头，于Y滑动平台62安装标尺。此情形下，安装于基板保持具34的编码器读头，例如可沿着X轴方向配置多个，并可相互切换动作。又，亦可使设于基板保持具34的编码器读头为可动，且设置测量该编码器读头的位置信息的传感器，并于编码器基座43设置标尺。此情形下，设于编码器基座43的标尺为固定。同样地，用以求出Y滑动平台62的位置信息的X线性编码器96x、Y线性编码器96y，亦可于Y滑动平台62安装标尺，于编码器基座54(装置本体18)安装编码器读头。此情形下，安装于编码器基座54的编码器读头，例如可沿着Y轴方向配置多个，并可相互切换动作。在于基板保持具34及编码器基座54固定编码器读头的情形，亦可使固定于Y滑动平台62的标尺共通化。
又，虽说明了基板编码器系统50中，于基板载台装置20侧固定有多个延伸于X轴方向的标尺52，于装置本体18(编码器基座54)侧固定有多个延伸于Y轴方向的标尺56的情形，但并不限于此，亦可于基板载台装置20侧固定有多个延伸于Y轴方向的标尺，于装置本体18侧固定有多个延伸于X轴方向的标尺。此情形下，读头单元60在基板P的曝光动作等的基板保持具34的移动中被往X轴方向驱动。
又，虽说明了光罩编码器系统48中，例如三个标尺46于X轴方向分离配置，基板编码器系统50中，例如两个标尺52于Y轴方向分离配置，例如五个标尺56于X轴方向分离配置的情形，但标尺的数目并不限于此，可视例如光罩M、基板P的大小、或者移动行程适当变更。又，多个标尺可不一定要分离配置，亦可使用例如较长的一个标尺(在上述实施方式的情形，例如为标尺46的约3倍长度的标尺、标尺52的约2倍长度的标尺、标尺56的约5倍长度的标尺)。又，亦可使用长度不同的多个标尺，只要将在X轴方向或Y轴方向排列配置的多个格子区域包含于各自的格子部，则构成格子部的标尺的数目，可为任意数目。
又，Y滑动平台62、皮带驱动装置68，虽是设于装置本体18的上架台部18a的下面(参照图4)的构成，但亦可设于下架台部18b或中架台部18c。
又，上述第1实施方式中，虽说明了于标尺46,52,56各自的表面独立地形成有X标尺与Y标尺的情形，但并不限于此，亦可与前述第2～第4实施方式同样地，使用形成有二维光栅的标尺。此情形下，编码器读头亦能使用XY二维读头。又，在形成于基板保持具34上的标尺52内，虽X标尺53x与Y标尺53y在X轴方向以同一长度形成，但亦可使此等长度彼此相异。且亦可将两者在X轴方向相对错开配置。又，虽说明了使用绕射干涉方式的编码器系统的情形，但并不限于此，亦能使用所谓拾波(pick up)方式、磁方式等其他编码器，亦能使用例如美国专利第6,639,686号说明书等所揭示的所谓扫描编码器等。又，Y滑动平台62的位置信息，亦可藉由编码器系统以外的测量系统(例如光干涉仪系统)求出。
此外，上述第2～第4实施方式及其变形例(以下简称为第4实施方式)中，虽说明了至少设置四个读头的情形，但此种情形下，只要将在第1方向排列配置的多个格子区域包含于格子部，则构成格子部的标尺152的数目可为任意。该多个格子区域，亦可不需配置于基板保持具34的隔着基板P的Y轴方向的一侧及另一侧两方，亦可仅配置于其中一方。不过，为了至少在基板P的曝光动作中持续控制基板保持具34的位置(X,Y,θz)，必须满足以下的条件。
亦即，至少在四个读头中的一个读头的测量光束从多个格子区域(例如前述二维光栅RG)脱离的期间，剩余的至少三个读头的测量光束照射于多个格子区域的至少一个，且藉由基板保持具34往X轴方向(第1方向)移动，而在上述至少四个读头中测量光束从多个格子区域脱离而切换上述一个读头。此情形下，至少四个读头，包含在X轴方向(第1方向)测量光束的位置(照射位置)彼此不同的两个读头、以及在Y轴方向(第2方向)上测量光束的位置与前述两个读头的至少一方不同且在X轴方向上测量光束的位置(照射位置)彼此不同的两个读头，前述两个读头，在X轴方向中，以较多个格子区域中相邻的一对格子区域的间隔宽的间隔照射测量光束。
此外，亦可将排列于X轴方向的格子区域(例如二维光栅RG)的列在Y轴方向配置3列以上。例如，上述第4实施方式中，亦可取代－Y侧的五个标尺152而采用如下构成：设置分别具有将该五个标尺152的各个于Y轴方向予以二等分的面积的10个格子区域(例如二维光栅RG)所构成的、在Y轴方向相邻的两个格子区域(例如二维光栅RG)的列，读头66e,66f能相向于一列的二维光栅RG，且读头66c,66d能相向于另一列的二维光栅RG。又，上述第4实施方式的变形例中，针对+Y侧的五个标尺152亦可采用下述构成：设置由与上述相同的10个格子区域所构成的在Y轴方向相邻的两个格子区域(例如二维光栅RG)的列，一对读头能相向于一列的二维光栅RG，且剩余的一对读头能相向于另一列的二维光栅RG。
此外，上述第2～第4实施方式中，在基板保持具34往X轴方向(第1方向)的移动中，以至少在四个读头相互间任何两个读头的测量光束均不照射于任一二维光栅RG(从格子区域脱离)、亦即无法以读头测量的(非测量区间)不重叠的方式，设定标尺及读头的至少一方的位置或间隔、或者位置及间隔等是很重要的。
此外，上述第2至第4实施方式中，虽是设定测量光束从一个标尺脱离而移至另一标尺的另一读头的初始值，但并不限于此，亦可取得用以使用另一读头控制基板保持具的移动的修正信息，如另一读头的测量值的修正信息等。虽用以使用另一读头控制基板保持具的移动的修正信息当然包含初始值，但并不限于此，只要是能用以使该另一读头再度开始测量的信息即可，亦可为从在测量再度开始后应测量的值偏置的偏置值等。
此外，上述第2至第4实施方式中，亦可取代测量基板保持具34的位置信息的各X读头66x，而使用以X轴方向及Z轴方向作为测量方向的编码器读头(XZ读头)，且亦可取代各Y读头66y，而使用以Y轴方向及Z轴方向作为测量方向的编码器读头(YZ读头)。作为此等读头，能使用与例如美国专利第7,561,280号说明书所揭示的位移测量传感器读头相同构成的传感器读头。在此种情形下，主控制装置90，亦可在前述读头的切换及接续处理时，使用切换前用于基板保持具34的位置控制的三个读头的测量值进行既定运算，藉此除了用以保证在XY平面内3自由度方向(X,Y,θz)的基板保持具34的位置测量结果的连续性的接续处理以外，亦以与前述相同的方法，进行用以保证在剩余的3自由度方向(Z,θx,θy)的基板保持具34的位置测量结果的连续性的接续处理。若代表性地以第2实施方式为例具体地说明，则主控制装置90，只要将用以使用四个读头66a,66b,66c,66d中测量光束从一个二维光栅RG(格子区域)脱离而移至另一个二维光栅RG(格子区域)的一个读头来控制基板保持具34在剩余的3自由度方向(Z,θx,θy)的移动的修正信息，根据剩余的三个读头的Z轴方向(第3方向)的测量信息、或者使用该剩余的三个读头测量的基板保持具34在剩余的3自由度方向(Z，θx，θy)的位置信息来取得即可。
又，若多个标尺板152的高度与倾斜相互偏移，则会于前述坐标系间产生偏移，因此会产生编码器系统的测量误差。因此，亦可亦修正因多个标尺板152间的高度与倾斜的偏移所导致的编码器系统的测量误差。例如，如前所述，第2实施方式中，在读头的切换时，于设定切换后的读头的初始值的时点，会产生四个读头66a～66d全部同时相向于任一标尺152的第5状态。因此，主控制装置90，亦可藉由利用在此第5状态的多余读头的测量值，校正因多个标尺板152间的高度与倾斜的偏移所导致的坐标系间的偏移。
例如，能与前述偏置(ΔX,ΔY,Δθz)的取得时同样地，在第5状态下，进行2组三个1组的读头对基板保持具34的位置(Z,θx,θy)的测量，求出藉由该测量而取得的测量值彼此之差、亦即偏置ΔZ,ΔθX,Δθy，并将此偏置用于以至少两个标尺的组合分别决定的坐标系间在Z轴方向,θx,θy方向的偏移的校正，该至少两个标尺是与用于读头切换前后的基板保持具34的位置信息的测量及位置的控制的三个读头相向。
此外，上述第1～第4实施方式中，虽是以Z倾斜位置测量系98及基板编码器系统50构成基板位置测量系，但例如亦可取代X,Y读头而使用XZ,YZ读头，藉此仅以基板编码器系统50构成基板位置测量系。
又，上述第1～第4实施方式中，亦可与基板编码器系统50的一对读头单元60分开独立地设置在X轴方向从读头单元60分离配置的至少一个读头。例如，亦可设置在X轴方向从投影光学系16分离配置、相对检测基板P的对准标记的标记检测系(对准系)分别在±Y侧设置与读头单元60相同的可动读头单元，在基板标记的检测动作中使用配置于标记检测系的±Y侧的一对读头单元测量基板保持具34的位置信息。此情形下，即使在标记检测动作中，一对读头单元60中全部测量光束均从标尺152(或52)脱离，亦能持续基板编码器系统50(其他的一对读头单元)对基板保持具34的位置信息的测量，能提高标记检测系的位置等、曝光装置的设计自由度。此外，藉由将测量基板P在Z轴方向的位置信息的基板位置测量系配置于标记检测系近旁，而能亦在基板的Z位置的检测动作中进行基板编码器系统50对基板保持具34的位置信息的测量。或者，亦可将基板位置测量系配置于投影光学系16近旁，而在基板的Z位置的检测动作中以一对读头单元60测量基板保持具34的位置信息。又，本实施方式中，在基板保持具34配置于从投影光学系16分离设定的基板交换位置后，一对读头单元60的全部读头的测量光束从标尺152(或52)脱离。因此，亦能设置与配置于基板交换位置的基板保持具34的多个标尺152(或52)的至少一个相向的至少一个读头(可动读头或固定读头的任一者均可)，而能在基板交换动作中亦进行基板编码器系统50对基板保持具34的位置信息的测量。此处，在基板保持具34到达基板交换位置前，换言之，在配置于基板交换位置的至少一个读头相向于标尺152(或52)前，一对读头单元60的全部读头的测量光束从标尺152(或52)脱离的情形，亦可于基板保持具34的动作路径途中追加配置至少一个读头，而持续进行基板编码器系统50对基板保持具34的位置信息的测量。此外，在使用与一对读头单元60分开设置的至少一个读头的情形，亦可使用一对读头单元60的测量信息进行前述的接续处理。
又，上述第1～第4实施方式中，亦可取代光罩编码器系统48的各X读头而使用前述XZ读头，且亦可取代各Y读头而使用前述YZ读头。或者，上述第1～第4实施方式中，亦可将光罩编码器系统，与基板编码器系统50的基板保持具34的位置测量用编码器同样地，作成多个读头可在Y轴方向相对标尺46移动的构成。又，亦可取代标尺46，使用形成有与前述标尺152相同的二维光栅RG的标尺。
同样地，上述第1～第4实施方式中，亦可取代各X读头64x而使用前述XZ读头，且亦可取代各Y读头64y而使用前述YZ读头。此情形下，又，亦可取代标尺56，而使用形成有与前述标尺152相同的二维光栅RG的标尺。此情形下，一对XZ读头与一对YZ读头、以及此等读头可相向的编码器系统，亦可测量多个读头66x,66y的旋转(θz)与倾斜(θx及θy的至少一方)的至少一方的位置信息。
此外，在标尺46,52,56,152等虽是在表面形成有格子的(表面为格子面的)物，但例如亦可设置覆盖格子的罩构件(玻璃或薄膜等)，并将格子面设为标尺内部。
此外，上述第1～第4实施方式中，虽说明各一对X读头64x及Y读头64y设于用以测量基板保持具34位置的读头且设于Y滑动平台62的情形，但各一对X读头64x及Y读头64y，亦可不透过Y滑动平台而设于用以测量基板保持具34位置的读头。
此外，至此为止的说明中，虽说明了光罩编码器系统、基板编码器系统所分别具备的各读头在XY平面内的测量方向为X轴方向或Y轴方向的情形，但并不限于此，例如在上述第2～第4实施方式的情形，亦可取代二维光栅RG而使用将在XY平面内与X轴方向及Y轴方向交叉且彼此正交的两方向(为了说明方便而称为α方向、β方向)作为周期方向的二维格子，且亦可与此对应地，使用以α方向(以及Z轴方向)或β方向(以及Z轴方向)作为各自的测量方向的读头来作为前述各读头。又，在前述第1实施方式中，亦可取代各X标尺、Y标尺而使用例如以α方向、β方向作为周期方向的一维格子，且与此对应地使用以α方向(以及Z轴方向)或β方向(以及Z轴方向)作为各自的测量方向的读头来作为前述的各读头。
此外，上述第2～第4实施方式中，亦可以前述X标尺的列构成第1格子群，以前述Y标尺的列构成第2格子群，并与此对应地，将以能与X标尺的列相向的方式以既定间隔(较相邻X标尺间-的间隔大的间隔)配置多个X读头(或XZ读头)，且将以能与Y标尺的列相向的方式以既定间隔(较相邻Y标尺间的间隔大的间隔)配置多个Y读头(或YZ读头)。
此外，上述第1～第4实施方式中，作为排列配置于X轴方向或Y轴方向的各标尺，当然亦可使用长度不同的多个标尺。此情形下，在设置2列以上周期方向相同或正交的标尺的列的情形，亦可选择能设定成标尺间的空间彼此不重叠的长度的标尺。亦即，构成一列标尺列的标尺间的空间的配置间隔可非为等间隔。又，例如，亦可相较于基板保持具34上的标尺列中靠X轴方向的两端部分别配置的标尺(标尺列中配置于各端部的标尺)在X轴方向的长度，使配置于中央部的标尺的物理长度更长。
此外，上述第1～第4实施方式中，可动读头用编码器，虽只要测量至少可动读头在移动方向(上述实施方式中为Y轴方向)的位置信息即可，但可亦测量与移动方向不同的至少一个方向(X,Z,θx,θy,θz的至少一个)的位置信息。例如，亦测量测量方向为X轴方向的读头(X读头)在X轴方向的位置信息，并以此X信息与X读头的测量信息求出X轴方向的位置信息。不过，测量方向为Y轴方向的读头(Y读头)，亦可不使用与测量方向正交的X轴方向的位置信息。同样地，X读头，亦可不使用与测量方向正交的Y轴方向的位置信息。扼要言之，可测量与读头的测量方向不同的至少一个方向的位置信息，并以此测量信息与读头的测量信息求出在测量方向的基板保持具34的位置信息。又，例如可使用在X轴方向位置不同的2条测量光束测量可动读头在θz方向的位置信息(旋转信息)，并使用此旋转信息，以X,Y读头的测量信息求出X轴、Y轴方向的位置信息。此情形下，将X读头与Y读头中的一方配置两个，将另一方配置一个，以测量方向相同的两个读头在与测量方向正交的方向上不成为同一位置的方式配置，藉此即能测量X,Y,θz方向的位置信息。另一个读头，可对与两个读头不同的位置照射测量光束。再者，只要可动读头用编码器的读头为XZ或YZ读头，则将例如XZ读头与YZ读头的一方的两个、另一方的一个以不在同一直在线的方式配置，藉此不仅Z信息，亦能测量θx及θy方向的位置信息(倾斜信息)。亦可以θx及θy方向的位置信息的至少一方与X,Y读头的测量信息求出X轴、Y轴方向的位置信息。同样地，即使是XZ或YZ读头，亦可测量在与Z轴方向不同的方向的可动读头的位置信息，并以此测量信息与读头测量信息求出Z轴方向的位置信息。此外，只要测量可动读头位置信息的编码器的标尺为单一标尺(格子区域)，则XYθz与Zθxθy均能以三个读头测量，但在多个标尺(格子区域)为分离配置的情形，只要将X,Y读头各配置两个、或者将XZ、YZ读头各配置两个，并将X轴方向的间隔设定成四个读头的非测量期间不重叠即可。此说明，虽是以格子区域与XY平面平行配置的标尺作为前提，但格子区域与YZ平面平行配置的标尺亦能同样地适用。
又，上述第1～第4实施方式中，虽是使用编码器作为测量可动读头位置信息的测量装置，但除了编码器以外，亦可使用例如干涉仪等。此情形下，例如亦可于可动读头(或其保持部)设置反射面，并与Y轴方向平行地将测量光束照射于反射面。特别是可动读头仅移动于Y轴方向时不需加大反射面，亦可容易地进行用以减低空气波动的干涉仪光束光路的局部空调。
又，上述第1～第4实施方式中，虽是将对基板保持具的标尺照射测量光束的可动读头，于Y轴方向的投影系两侧各设置一个，但亦可各设置多个可动读头。例如，只要以在Y轴方向上多个可动读头的测量期间一部分重叠的方式配置相邻的可动读头(测量光束)，则即使基板保持具往Y轴方向移动，亦能以多个可动读头持续位置测量。此情形下，必须在多个可动读头间进行接续处理。因此，亦可使用仅配置于投影系的±Y侧中的一方且对至少一个标尺照射测量光束的多个读头的测量信息，取得与测量光束照射到标尺的另一读头相关的修正信息，亦可使用不仅在±Y侧中的一方亦配置于另一侧的至少一个读头的测量信息。扼要言之，只要使用分别配置于±Y侧的多个读头中测量光束照射于标尺的至少三个读头的测量信息即可。
又，上述第1～第4实施方式的基板编码器系统50中，虽能在扫描曝光中基板P移动的扫描方向(X轴方向)将多个标尺(格子区域)彼此分离配置，且能使多个读头移动于基板P的步进方向(Y轴方向)，但亦可与此相反地，在步进方向(Y轴方向)将多个标尺彼此分离配置，且将多个读头移动于扫描方向(X轴方向)。
又，上述第1～第4实施方式中，光罩编码器系统48及基板编码器系统50的读头，不需具有将来自光源的光束照射于标尺的光学系的全部部分，亦可仅具有光学系一部分、例如射出部。
又，上述第2～第4实施方式中，一对读头单元60的读头不限于图17的配置(X读头及Y读头分别配置于±Y侧且于±Y侧的一方与另一方在X轴方向的X,Y读头的配置为相反)，例如亦可X读头及Y读头分别配置于±Y侧，且在±Y侧的一方与另一方于X轴方向的X,Y读头的配置为相同。不过，若两个Y读头的X位置为相同，则在两个X读头中的一方的测量中断时即无法测量θz信息，因此较佳为使两个Y读头的X位置相异。
又，上述第1～第4实施方式中，在将从编码器系统的读头照射测量光束的标尺(标尺构件、格子部)设于投影光学系16侧时，并不限于支承投影光学系16的装置本体18(框架构件)的一部分，亦可设于投影光学系16的镜筒部分。
又，上述第1～第4实施方式中，虽说明了扫描曝光时的光罩M及基板P的移动方向(扫描方向)为X轴方向的情形，但亦可将扫描方向设为Y轴方向。此情形下，将光罩载台的长行程方向设定成绕Z轴旋转90度后的方向，投影光学系16的方向亦需绕Z轴旋转90度等。
此外，上述第1～第4实施方式中，在基板保持具34上，将在X轴方向隔着既定间隔的间隙且相连配置有多个标尺的标尺群(标尺列)，于Y轴方向彼此分离的不同位置(例如相对投影光学系16在一侧(+Y侧)的位置与另一侧(－Y侧)的位置)配置复数列的情形，亦可将此多个标尺群(多个标尺列)，构成为能根据基板上的照射配置(照射图)区分使用。例如，只要使作为多个标尺列整体的长度在标尺列间彼此相异，即能对应不同的照射图，于撷取4面的情形与撷取6面的情形等，亦能对应形成于基板上的照射区域的数目变化。且只要如此配置，且使各标尺列的间隙的位置在X轴方向设在彼此不同的位置，由于分别对应于多个标尺列的读头不会同时位在测量范围外，因此能减少相接续处理中成为不定值的传感器数目，高精度地进行接续处理。
又，亦可在基板保持具34上，在X轴方向上多个标尺相隔既定间隔的间隙且相连配置的标尺群(标尺列)中将一个标尺(X轴测量用的图案)的X轴方向长度设置成能连续地测定一照射区域的长度(在一边使基板保持具上的基板移动于X轴方向一边进行扫描曝光时，一边被照射组件图案而形成于基板上的长度)量的长度。如此，由于在一照射区域的扫描曝光中，可不进行读头对复数标尺的接续控制，因此能使扫描曝光中的基板P(基板保持具)的位置测量(位置控制)容易。
又，上述第1～第4实施方式中，基板编码器系统，为了取得基板载台装置20移动至与基板装载器的基板交换位置的期间的位置信息，亦可于基板载台装置20或另一载台装置设置基板交换用的标尺，使用朝下的读头(X读头66x等)来取得基板载台装置20的位置信息。或者，亦可藉由于基板载台装置20或另一载台装置设置基板交换用的读头，并测量标尺56或基板交换用的标尺来取得基板载台装置20的位置信息。
又，各实施方式的光罩编码器系统，为了取得光罩载台装置14移动至与光罩装载器的光罩交换位置的期间的位置信息，亦可于光罩载台装置14或另一载台装置设置光罩交换用的标尺，并使用读头单元44来取得光罩载台装置14的位置信息。
又，亦可与编码器系统分开设置另一位置测量系(例如载台上的标记与观察其的观察系)来进行载台的交换位置控制(管理)。
又，上述各实施方式中，虽是构成为于基板保持具34上设置标尺，但亦可将标尺以曝光处理直接形成于基板P。例如亦可形成于照射区域间的条状在线。如此，能测量形成于基板上的标尺，并根据其位置测量结果求出基板上的各照射区域的非线形成分误差，且能根据其误差使曝光时的重叠精度提升。
此外，基板载台装置20，只要能至少能将基板P沿着水平面以长行程驱动即可，视情形不同亦可不能进行6自由度方向的微幅定位。对于此种二维载台装置，亦能非常合适地适用上述第1～第4实施方式的基板编码器系统。
又，照明光可以是ArF准分子激光光(波长193nm)、KrF准分子激光光(波长248nm)等的紫外光、F2激光光(波长157nm)等的真空紫外光。此外，作为照明光，亦可使用例如DFB半导体激光或光纤激光发出的红外线带发出的红外线带、或可见光带的单一波长的激光光，以例如掺杂有铒(或铒及镱两者)的光纤放大器加以增幅，使用非线性光学结晶加以波长转换为紫外光的谐波。又，亦可使用固体激光(波长：355nm、266nm)等。
又，虽针对投影光学系16为具备复数支光学系的多透镜方式的投影光学系的情形做了说明，但投影光学系的支数不限于此，只要是1支以上即可。此外，不限于多透镜方式的投影光学系，亦可以是使用欧夫纳反射镜的投影光学系等。又，投影光学系16可以是放大系、或缩小系。
又，曝光装置的用途不限于将液晶显示组件图案转印至方型玻璃板片的液晶用曝光装置，亦能广泛的适用于例如有机EL(Electro-Luminescence)面板制造用的曝光装置、半导体制造用的曝光装置、用以制造薄膜磁头、微机器及DNA芯片等的曝光装置。此外，不仅仅是半导体组件等的微组件，为制造光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置及电子束曝光装置等所使用的光罩或标线片，而将电路图案转印至玻璃基板或硅晶片等曝光装置，亦能适用。
又，作为曝光对象的物体不限于玻璃板，亦可以是例如晶片、陶瓷基板、薄膜构件、或光罩母板(空白光罩)等其他物体。此外，曝光对象物为平面显示器用基板的场合，该基板的厚度无特限定，亦包含例如薄膜状(具可挠性的片状构件)者。又，本实施方式的曝光装置，在一边长度、或对角长500mm以上的基板为曝光对象物时尤其有效。
液晶显示组件(或半导体组件)等的电子组件，经由进行组件的功能性能设计的步骤、依据此设计步骤制作光罩(或标线片)的步骤、制作玻璃基板(或晶片)的步骤、以上述各实施方式的曝光装置及其曝光方法将光罩(标线片)的图案转印至玻璃基板的微影步骤、对曝光后的玻璃基板进行显影的显影步骤、将残存抗蚀剂部分以外的部分的露出构件以蚀刻加以去除的蚀刻步骤、将蚀刻后不要的抗蚀剂去除的抗蚀剂除去步骤、以及组件组装步骤、检查步骤等而制造出。此场合，由于于微影步骤使用上述实施方式的曝光装置实施前述曝光方法，于玻璃基板上形成组件图案，因此能以良好的生产性制造高积体度的组件。
此外，援用与上述实施方式引用的曝光装置等相关的所有美国专利申请公开说明书及美国专利说明书的揭示作为本说明书记载的一部分。
产业上可利用性
如以上的说明，本发明的曝光装置及曝光方法，适于在微影制程中对物体照射照明光以将的曝光。又，本发明的平面显示器制造方法，适于平面显示器的生产。

Claims (98)

1.一种曝光装置，透过投影光学系以照明光使基板曝光，其具备：
移动体，配置于所述投影光学系的下方，保持所述基板；
驱动系，能在与所述投影光学系的光轴正交的既定平面内在彼此正交的第1方向、第2方向上移动所述移动体；
测量系，设置成在所述第1方向上多个格子区域彼此分离配置的格子构件、与对所述格子构件分别照射测量光束且能在所述第2方向上移动的多个第1读头中的一方设于所述移动体，且所述格子构件与所述多个第1读头中的另一方与所述移动体相向，所述测量系具有测量在所述第2方向的所述多个第1读头的位置信息的测量装置，根据所述多个第1读头中所述测量光束照射于所述多个格子区域中的至少一个格子区域的至少三个第1读头的测量信息与所述测量装置的测量信息，测量至少在所述既定平面内的3自由度方向的所述移动体的位置信息；以及
控制系，根据用以补偿因所述格子构件、所述多个第1读头及所述移动体的移动的至少一个而产生的所述测量系的测量误差的修正信息、以及以所述测量系测量的位置信息，控制所述驱动系；
所述多个第1读头，分别在所述移动体往所述第1方向的移动中，所述测量光束从所述多个格子区域中的一个格子区域脱离且移至与所述一个格子区域相邻的另一格子区域。
2.如权利要求1所述的曝光装置，其中，所述修正信息补偿因所述多个格子区域中的至少一个格子区域的变形、位移、平坦性、以及形成误差的至少一个而产生的所述测量系的测量误差。
3.如权利要求1或2所述的曝光装置，其中，所述修正信息补偿因所述多个第1读头中的至少一个第1读头的光学特性、及在与所述第2方向不同的方向的位移的至少一方而产生的所述测量系的测量误差。
4.如权利要求1～3中任一项所述的曝光装置，其中，所述多个第1读头分别以在所述既定平面内彼此交叉的两方向中的一方作为测量方向；
所述修正信息补偿因在与所述测量方向不同的方向的所述第1读头与所述格子构件的相对运动而产生的在所述测量方向的所述测量系的测量误差。
5.如权利要求4所述的曝光装置，其中，所述不同的方向，包含与所述既定平面正交的第3方向、绕与所述既定平面正交的轴的旋转方向、以及绕与所述既定平面平行的轴的旋转方向的至少一个。
6.如权利要求4或5所述的曝光装置，其中，所述多个第1读头的所述测量方向分别与所述第1方向、第2方向不同；
所述不同的方向包含所述第1方向、第2方向的至少一方。
7.如权利要求1～6中任一项所述的曝光装置，其中，所述修正信息补偿因用于所述移动体的位置控制的基准面、或在所述基板的曝光动作中所述基板一致的基准面与所述格子部的格子面的、在与所述既定平面正交的第3方向的位置之差而产生的所述测量系的测量误差。
8.如权利要求7所述的曝光装置，其中，所述基准面包含所述投影光学系的像面。
9.如权利要求1～8中任一项所述的曝光装置，其中，所述曝光装置进一步具备支承所述投影光学系的框架构件；
所述测量装置，具有设于所述多个第1读头与所述投影光学系或所述框架构件中的一方的标尺构件、以及设于所述多个第1读头与所述投影光学系或所述框架构件中的另一方的第2读头，透过所述第2读头对所述标尺构件照射测量光束，测量在所述第2方向的所述多个第1读头的位置信息。
10.如权利要求9所述的曝光装置，其中，所述修正信息，包含用以补偿因所述标尺构件与所述第2读头的至少一方而产生的所述测量装置的测量误差的修正信息。
11.一种曝光装置，透过投影光学系以照明光使基板曝光，其具备：
移动体，配置于所述投影光学系的下方，保持所述基板；
驱动系，能在与所述投影光学系的光轴正交的既定平面内在彼此正交的第1方向、第2方向上移动所述移动体；
测量系，设置成在所述第1方向上多个格子区域彼此分离配置的格子构件、与对所述格子构件分别照射测量光束且能在所述第2方向上移动的多个第1读头中的一方设于所述移动体，且所述格子构件与所述多个第1读头中的另一方与所述移动体相向，所述测量系具有测量装置，该测量装置设置成在所述多个第1读头设有标尺构件与第2读头中的一方且所述标尺构件与所述第2读头中的另一方与所述多个第1读头相向、透过所述第2读头对所述标尺构件照射测量光束以测量在所述第2方向的所述多个第1读头的位置信息，根据所述多个第1读头中所述测量光束照射于所述多个格子区域中的至少一个格子区域的至少三个第1读头的测量信息与所述测量装置的测量信息，测量至少在所述既定平面内的3自由度方向的所述移动体的位置信息；以及
控制系，根据用以补偿因所述标尺构件与所述第2读头中的至少一方而产生的所述测量装置的测量误差的修正信息、以及以所述测量系测量的位置信息，控制所述驱动系；
所述多个第1读头，分别在所述移动体往所述第1方向的移动中，所述测量光束从所述多个格子区域中的一个格子区域脱离且移至与所述一个格子区域相邻的另一格子区域。
12.如权利要求11所述的曝光装置，其中，所述曝光装置进一步具备支承所述投影光学系的框架构件；
所述测量装置中，所述标尺构件与所述第2读头中的一方设于所述多个第1读头，所述标尺构件与所述第2读头中的另一方设于所述投影光学系或所述框架构件。
13.如权利要求9～12中任一项所述的曝光装置，其中，所述标尺构件具有在所述第2方向上彼此分离配置的多个格子部；
所述测量装置，具有包含在所述第2方向上所述测量光束的位置不同的至少两个所述第2读头的多个所述第2读头；
所述至少两个第2读头，在所述第2方向上，以较所述多个格子部中相邻的一对格子部的间隔宽的间隔配置。
14.如权利要求13所述的曝光装置，其中，所述多个第2读头，包含在所述第1方向与和所述既定平面正交的第3方向中的一方，所述测量光束的位置与所述至少两个第2读头的至少一个不同的至少一个第2读头。
15.如权利要求9～14中任一项所述的曝光装置，其中，所述测量装置，对所述标尺构件向彼此不同的位置照射多个所述测量光束，以测量在与所述第2方向不同的方向的所述多个第1读头的位置信息。
16.如权利要求9～15中任一项所述的曝光装置，其中，所述测量装置测量与所述多个第1读头的旋转及倾斜的至少一方相关的位置信息。
17.如权利要求9～15中任一项所述的曝光装置，其中，所述标尺构件具有反射型二维格子或彼此排列方向不同的两个一维格子的至少一方。
18.如权利要求9～17中任一项所述的曝光装置，其中，所述修正信息补偿因所述标尺构件的变形、位移、平坦性、以及形成误差的至少一个而产生的所述测量装置的测量误差。
19.如权利要求9～18中任一项所述的曝光装置，其中，所述修正信息补偿因所述第2读头的位移与光学特性的至少一方而产生的所述测量装置的测量误差。
20.如权利要求9～19中任一项所述的曝光装置，其中，所述第2读头以所述第2方向作为测量方向；
所述修正信息补偿因在与所述第2方向不同的方向的所述第2读头与所述标尺构件的相对运动而产生的在所述第2方向的所述测量装置的测量误差。
21.如权利要求1～20中任一项所述的曝光装置，其中，所述多个第1读头分别以在所述既定平面内彼此交叉的两方向中的一方作为测量方向；
所述测量系中用于测量的所述至少三个第1读头，包含以所述两方向中的一方作为测量方向的至少一个第1读头、与以所述两方向中的另一方作为测量方向的至少两个第1读头。
22.如权利要求1～21中任一项所述的曝光装置，其中，所述多个第1读头，包含以在所述既定平面内与所述第1方向不同的方向作为测量方向的第1读头；
所述测量系，为了使用所述测量方向与所述第1方向不同的第1读头测量所述移动体的位置信息而使用所述测量装置的测量信息。
23.如权利要求21或22所述的曝光装置，其中，所述多个第1读头，包含以所述第1方向作为测量方向的至少两个第1读头、与以所述第2方向作为测量方向的至少两个第1读头。
24.如权利要求1～23中任一项所述的曝光装置，其中，所述多个第1读头能在所述第2方向与所述移动体相对移动。
25.如权利要求1～24中任一项所述的曝光装置，其中，所述多个第1读头，包含在所述第1方向上、以较所述多个格子区域中相邻的一对格子区域的间隔宽的间隔照射所述测量光束的两个第1读头、以及在所述第2方向上所述测量光束的位置与所述两个第1读头的至少一方不同的至少一个第1读头。
26.如权利要求1～25中任一项所述的曝光装置，其中，所述多个格子区域分别具有反射型二维格子或者彼此排列方向不同的两个一维格子。
27.如权利要求1～26中任一项所述的曝光装置，其中，所述格子构件具有分别形成所述多个格子区域的多个标尺。
28.如权利要求1～27中任一项所述的曝光装置，其中，所述测量系具有能将所述多个第1读头往所述第2方向移动的驱动部；
所述控制系以在所述移动体的移动中、所述测量系中用于测量的所述至少三个第1读头分别在所述第2方向上所述测量光束不会从所述多个格子区域脱离的方式，控制所述驱动部。
29.如权利要求1～28中任一项所述的曝光装置，其中，所述测量系具有能分别保持所述多个第1读头中的一个或多个第1读头并移动的多个可动部，藉由所述测量装置在所述多个可动部分别测量所述第1读头的位置信息。
30.如权利要求1～29中任一项所述的曝光装置，其中，所述多个第1读头，分别以在所述既定平面内彼此交叉的两方向中的一方、与和所述既定平面正交的第3方向这两方向作为测量方向；
所述测量系，能使用所述至少三个第1读头，测量所述移动体在包含所述第3方向的与所述3自由度方向不同的3自由度方向的位置信息。
31.如权利要求1～30中任一项所述的曝光装置，其中，所述多个第1读头具有至少四个第1读头；
在所述至少四个第1读头中的一个第1读头的所述测量光束从所述多个格子区域脱离的期间，剩余的至少三个第1读头的所述测量光束照射于所述多个格子区域的至少一个，且藉由所述移动体往所述第1方向的移动，切换所述至少四个第1读头中所述测量光束从所述多个格子区域脱离的所述一个第1读头。
32.如权利要求31所述的曝光装置，其中，所述至少四个第1读头，包含在所述第1方向上所述测量光束的位置彼此不同的两个第1读头、以及在所述第2方向上所述测量光束的位置与所述两个第1读头的至少一方不同且在所述第1方向上所述测量光束的位置彼此不同的两个第1读头；
所述两个第1读头，在所述第1方向上，以较所述多个格子区域中相邻的一对格子区域的间隔宽的间隔照射所述测量光束。
33.如权利要求31或32所述的曝光装置，其中，所述格子构件具有在所述第2方向上彼此分离配置的至少两个所述多个格子区域；
所述至少四个第1读头，对所述至少两个所述多个格子区域，分别透过在所述第1方向上所述测量光束的位置彼此不同的至少两个第1读头照射所述测量光束；
所述至少两个第1读头，在所述第1方向上，以较所述多个格子区域中相邻的一对格子区域的间隔宽的间隔照射所述测量光束。
34.如权利要求33所述的曝光装置，其中，所述格子构件设于所述移动体，所述多个第1读头设于所述移动体的上方；
所述至少两个所述多个格子区域，包含在所述第2方向上配置于所述移动体的基板载置区域两侧的一对所述多个格子区域。
35.如权利要求31～34中任一项所述的曝光装置，其中，在所述移动体往所述第1方向的移动中，所述至少四个第1读头中所述测量光束从所述多个格子区域脱离的非测量区间不重叠。
36.如权利要求35所述的曝光装置，其中，所述多个第1读头，包含所述非测量区间与所述至少四个第1读头的至少一个重叠至少一部分的至少一个第1读头；
在所述移动体的位置信息的测量中，使用包含所述至少四个第1读头与所述至少一个第1读头的至少五个第1读头中、所述测量光束照射于所述多个格子区域的至少一个格子区域的至少三个第1读头。
37.如权利要求31～36中任一项所述的曝光装置，其中，所述控制系将使用所述至少四个第1读头中所述测量光束从所述一个格子区域脱离而移至所述另一格子区域的一个第1读头以控制所述移动体的移动的修正信息，根据剩余的至少三个第1读头的测量信息或使用所述剩余的至少三个第1读头测量的所述移动体的位置信息来取得。
38.如权利要求37所述的曝光装置，其中，所述修正信息在以所述至少四个第1读头分别将所述测量光束照射于所述多个格子区域的至少一个格子区域的期间取得。
39.如权利要求37或38所述的曝光装置，其中，在所述剩余的至少三个第1读头的一个第1读头的所述测量光束从所述多个格子区域的一个脱离前，使用取代所述剩余的至少三个第1读头的一个而包含已取得所述修正信息的所述一个第1读头在内的至少三个第1读头来测量所述移动体的位置信息。
40.如权利要求37～39中任一项所述的曝光装置，其中，所述多个第1读头，分别以在所述既定平面内彼此交叉的两方向中的一方、与和所述既定平面正交的第3方向这两方向作为测量方向；
所述测量系，能使用所述至少三个第1读头，测量所述移动体在包含所述第3方向的与所述3自由度方向不同的3自由度方向的位置信息；
所述控制系将使用所述至少四个第1读头中所述测量光束从所述一个格子区域脱离而移至所述另一格子区域的一个第1读头以控制所述移动体在所述不同的3自由度方向的移动的修正信息，根据剩余的至少三个第1读头的所述第3方向的测量信息或使用所述剩余的至少三个第1读头测量的所述移动体在所述第3方向的位置信息来取得。
41.如权利要求1～40中任一项所述的曝光装置，其中，所述曝光装置进一步具备支承所述投影光学系的框架构件；
所述格子构件与所述多个第1读头的另一方设于所述框架构件。
42.如权利要求41所述的曝光装置，其中，所述测量系中，所述格子构件设于所述移动体，且所述多个第1读头设于所述框架构件；
所述测量装置中，所述第2读头设于所述多个第1读头，且所述标尺构件设于所述框架构件。
43.如权利要求1～42中任一项所述的曝光装置，其中，所述基板被保持在所述移动体的开口内；
所述曝光装置进一步具备载台系统，该载台系统具有悬浮支承所述移动体及所述基板的支承部，藉由所述驱动系，使被悬浮支承的所述基板至少在所述3自由度方向移动。
44.如权利要求1～43中任一项所述的曝光装置，其中，所述曝光装置进一步具备：框架构件，支承所述投影光学系；
保持构件，配置于所述投影光学系的上方，能保持以所述照明光照明的光罩并移动；以及
编码器系统，在所述保持构件设有标尺构件与读头中的一方，所述标尺构件与所述读头中的另一方设于所述投影光学系或所述框架构件，用以测量所述保持构件的位置信息。
45.如权利要求1～44中任一项所述的曝光装置，其中，所述曝光装置进一步具备：照明光学系，以所述照明光照明光罩；
所述投影光学系具有分别投影所述光罩的图案的部分像的多个光学系。
46.如权利要求45所述的曝光装置，其中，所述基板透过所述投影光学系被以所述照明光扫描曝光；
所述多个光学系在所述扫描曝光中对在与所述基板移动的扫描方向正交的方向上位置彼此不同的多个投影区域分别投影所述部分像。
47.如权利要求1～46中任一项所述的曝光装置，其中，所述基板透过所述投影光学系被以所述照明光扫描曝光，在所述扫描曝光中在所述第1方向移动。
48.如权利要求1～46中任一项所述的曝光装置，其中，所述基板透过所述投影光学系被以所述照明光扫描曝光，在所述扫描曝光中在所述第2方向移动。
49.如权利要求1～48中任一项所述的曝光装置，其中，所述基板是至少一边的长度或对角长为500mm以上的平面显示器用的基板。
50.一种平面显示器制造方法，其包含：
使用权利要求1～49中任一项所述的曝光装置使基板曝光的动作；以及
使曝光后的所述基板显影的动作。
51.一种曝光方法，透过投影光学系以照明光使基板曝光，其包含：
测量系设置成在与所述投影光学系的光轴正交的既定平面内的第1方向上多个格子区域彼此分离配置的格子构件、与对所述格子构件分别照射测量光束且能在所述既定平面内与所述第1方向正交的第2方向上移动的多个第1读头中的一方设于保持所述基板的所述移动体，并且所述格子构件与所述多个第1读头中的另一方与所述移动体相向，所述测量系具有测量在所述第2方向的所述多个第1读头的位置信息的测量装置，藉由所述测量系，根据所述多个第1读头中、所述测量光束照射于所述多个格子区域中的至少一个格子区域的至少三个第1读头的测量信息与所述测量装置的测量信息，测量至少在所述既定平面内的3自由度方向的所述移动体的位置信息的动作；以及
根据用以补偿因所述格子构件、所述多个第1读头、以及所述移动体的移动的至少一个而产生的所述测量系的测量误差的修正信息、以及以所述测量系测量的位置信息，使所述移动体移动的动作；
所述多个第1读头，分别在所述移动体往所述第1方向的移动中，所述测量光束从所述多个格子区域中的一个格子区域脱离且移至与所述一个格子区域相邻的另一格子区域。
52.如权利要求51所述的曝光方法，其中，所述修正信息补偿因所述多个格子区域中的至少一个格子区域的变形、位移、平坦性、以及形成误差的至少一个而产生的所述测量系的测量误差。
53.如权利要求51或52所述的曝光方法，其中，所述修正信息补偿因所述多个第1读头中的至少一个第1读头的光学特性、及在与所述第2方向不同的方向的位移的至少一方而产生的所述测量系的测量误差。
54.如权利要求51～53中任一项所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头分别以在所述既定平面内彼此交叉的两方向中的一方作为测量方向；
所述修正信息补偿因在与所述测量方向不同的方向的所述第1读头与所述格子构件的相对运动而产生的在所述测量方向的所述测量系的测量误差。
55.如权利要求54所述的曝光方法，其中，所述不同的方向，包含与所述既定平面正交的第3方向、绕与所述既定平面正交的轴的旋转方向、以及绕与所述既定平面平行的轴的旋转方向的至少一个。
56.如权利要求54或55所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头的所述测量方向分别与所述第1方向、第2方向不同；
所述不同的方向包含所述第1方向、第2方向的至少一方。
57.如权利要求51～56中任一项所述的曝光方法，其中，所述修正信息补偿因用于所述移动体的位置控制的基准面、或在所述基板的曝光动作中所述基板一致的基准面与所述格子部的格子面的、在与所述既定平面正交的第3方向的位置之差而产生的所述测量系的测量误差。
58.如权利要求57所述的曝光方法，其中，所述基准面包含所述投影光学系的像面。
59.如权利要求51～58中任一项所述的曝光方法，其中，藉由所述测量装置，测量所述多个第1读头的位置信息，该测量装置，具有设于所述多个第1读头与所述投影光学系或支承所述投影光学系的所述框架构件中的一方的标尺构件、以及设于所述多个第1读头与所述投影光学系或所述框架构件中的另一方的第2读头，透过所述第2读头对所述标尺构件照射测量光束。
60.如权利要求59所述的曝光方法，其中，所述修正信息，包含用以补偿因所述标尺构件与所述第2读头的至少一方而产生的所述测量装置的测量误差的修正信息。
61.一种曝光方法，透过投影光学系以照明光使基板曝光，其包含：
测量系设置成在与所述投影光学系的光轴正交的既定平面内的第1方向上多个格子区域彼此分离配置的格子构件、与对所述格子构件分别照射测量光束且能在所述既定平面内与所述第1方向正交的第2方向上移动的多个第1读头中的一方设于保持所述基板的所述移动体，并且所述格子构件与所述多个第1读头中的另一方与所述移动体相向，进而设置成在所述多个第1读头设有标尺构件与第2读头的一方且所述标尺构件与所述第2读头的另一方与所述多个第1读头相向，所述测量系具有透过所述第2读头对所述标尺构件照射测量光束以测量在所述第2方向的所述多个第1读头的位置信息的测量装置，藉由所述测量系，根据所述多个第1读头中所述测量光束照射于所述多个格子区域中的至少一个格子区域的至少三个第1读头的测量信息与所述测量装置的测量信息，测量至少在所述既定平面内的3自由度方向的所述移动体的位置信息的动作；以及
根据用以补偿因所述格子构件与所述第2读头的至少一方而产生的所述测量装置的测量误差的修正信息、以及以所述测量系测量的位置信息，使所述移动体移动的动作；
所述多个第1读头，分别在所述移动体往所述第1方向的移动中，所述测量光束从所述多个格子区域中的一个格子区域脱离且移至与所述一个格子区域相邻的另一格子区域。
62.如权利要求61所述的曝光方法，其中，所述标尺构件与所述第2读头中的一方设于所述多个第1读头，所述标尺构件与所述第2读头中的另一方设于所述投影光学系或支承所述投影光学系的框架构件。
63.如权利要求59～62中任一项所述的曝光方法，其中，所述标尺构件具有在所述第2方向上彼此分离配置的多个格子部；
藉由所述测量装置测量所述多个第1读头的位置信息，该测量装置具有包含在所述第2方向上所述测量光束的位置不同的至少两个所述第2读头的多个所述第2读头；
所述至少两个第2读头，在所述第2方向上，以较所述多个格子部中相邻的一对格子部的间隔宽的间隔照射所述测量光束。
64.如权利要求63所述的曝光方法，其中，所述多个第2读头，包含在所述第1方向与和所述既定平面正交的第3方向中的一方，所述测量光束的位置与所述至少两个第2读头的至少一个不同的至少一个第2读头。
65.如权利要求59～64中任一项所述的曝光方法，其中，对所述标尺构件向彼此不同的位置照射多个所述测量光束，以测量在与所述第2方向不同的方向的所述多个第1读头的位置信息。
66.如权利要求59～65中任一项所述的曝光方法，其中，藉由所述测量装置，测量与所述多个第1读头的旋转及倾斜的至少一方相关的位置信息。
67.如权利要求59～65中任一项所述的曝光方法，其中，所述标尺构件具有反射型二维格子或彼此排列方向不同的两个一维格子。
68.如权利要求59～67中任一项所述的曝光方法，其中，所述修正信息补偿因所述标尺构件的变形、位移、平坦性、以及形成误差的至少一个而产生的所述测量装置的测量误差。
69.如权利要求59～68中任一项所述的曝光方法，其中，所述修正信息补偿因所述第2读头的位移与光学特性的至少一方而产生的所述测量装置的测量误差。
70.如权利要求59～69中任一项所述的曝光方法，其中，所述第2读头以所述第2方向作为测量方向；
所述修正信息补偿因在与所述第2方向不同的方向的所述第2读头与所述标尺构件的相对运动而产生的在所述第2方向的所述测量装置的测量误差。
71.如权利要求51～70中任一项所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头分别以在所述既定平面内彼此交叉的两方向中的一方作为测量方向；
所述测量系中用于测量的所述至少三个第1读头，包含以所述两方向中的一方作为测量方向的至少一个第1读头、与以所述两方向中的另一方作为测量方向的至少两个第1读头。
72.如权利要求51～71中任一项所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头，包含以在所述既定平面内与所述第1方向不同的方向作为测量方向的第1读头；
为了使用所述测量方向与所述第1方向不同的第1读头测量所述移动体的位置信息而使用所述测量装置的测量信息。
73.如权利要求71或72所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头，包含以所述第1方向作为测量方向的至少两个第1读头、与以所述第2方向作为测量方向的至少两个第1读头。
74.如权利要求51～73中任一项所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头能在所述第2方向与所述移动体相对移动。
75.如权利要求51～74中任一项所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头，包含在所述第1方向上以较所述多个格子区域中相邻的一对格子区域的间隔宽的间隔照射所述测量光束的两个第1读头、以及在所述第2方向上所述测量光束的位置与所述两个第1读头的至少一方不同的至少一个第1读头。
76.如权利要求51～75中任一项所述的曝光方法，其中，所述多个格子区域分别具有反射型二维格子或者彼此排列方向不同的两个一维格子。
77.如权利要求51～76中任一项所述的曝光方法，其中，所述多个格子区域分别形成于彼此不同的多个标尺。
78.如权利要求51～77中任一项所述的曝光方法，其中，以在所述移动体的移动中所述测量系中用于测量的所述至少三个第1读头分别在所述第2方向上所述测量光束不会从所述多个格子区域脱离的方式，移动所述至少三个第1读头。
79.如权利要求51～78中任一项所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头中的一个或多个第1读头分别由多个可动部保持，藉由所述测量装置在所述多个可动部分别测量所述第1读头的位置信息。
80.如权利要求51～79中任一项所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头，分别以在所述既定平面内彼此交叉的两方向中的一方、与和所述既定平面正交的第3方向这两方向作为测量方向；
使用所述至少三个第1读头，测量所述移动体在包含所述第3方向的与所述3自由度方向不同的3自由度方向的位置信息。
81.如权利要求51～80中任一项所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头具有至少四个第1读头；
在所述至少四个第1读头中的一个第1读头的所述测量光束从所述多个格子区域脱离的期间，剩余的至少三个第1读头的所述测量光束照射于所述多个格子区域的至少一个，且藉由所述移动体往所述第1方向的移动，切换所述至少四个第1读头中所述测量光束从所述多个格子区域脱离的所述一个第1读头。
82.如权利要求81所述的曝光方法，其中，所述至少四个第1读头，包含在所述第1方向上所述测量光束的位置彼此不同的两个第1读头、以及在所述第2方向上所述测量光束的位置与所述两个第1读头的至少一方不同且在所述第1方向上所述测量光束的位置彼此不同的两个第1读头；
所述两个第1读头，在所述第1方向上，以较所述多个格子区域中相邻的一对格子区域的间隔宽的间隔照射所述测量光束。
83.如权利要求81或82所述的曝光方法，其中，所述格子构件具有在所述第2方向上彼此分离配置的至少两个所述多个格子区域；
所述至少四个第1读头，对所述至少两个所述多个格子区域，分别透过在所述第1方向上所述测量光束的位置彼此不同的至少两个第1读头照射所述测量光束；
所述至少两个第1读头，在所述第1方向上，以较所述多个格子区域中相邻的一对格子区域的间隔宽的间隔照射所述测量光束。
84.如权利要求83所述的曝光方法，其中，所述格子构件设于所述移动体，所述多个第1读头设于所述移动体的上方；
所述至少两个所述多个格子区域，包含在所述第2方向上配置于所述移动体的基板载置区域两侧的一对所述多个格子区域。
85.如权利要求81～84中任一项所述的曝光方法，其中，在所述移动体往所述第1方向的移动中，所述至少四个第1读头中所述测量光束从所述多个格子区域脱离的非测量区间不重叠。
86.如权利要求85所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头，包含所述非测量区间与所述至少四个第1读头的至少一个重叠至少一部分的至少一个第1读头；
在所述移动体的位置信息的测量中，使用包含所述至少四个第1读头与所述至少一个第1读头的至少五个第1读头中所述测量光束照射于所述多个格子区域的至少一个格子区域的至少三个第1读头。
87.如权利要求81～86中任一项所述的曝光方法，其中，使用所述至少四个第1读头中、所述测量光束从所述一个格子区域脱离而移至所述另一格子区域的一个第1读头以控制所述移动体的移动的修正信息，根据剩余的至少三个第1读头的测量信息或使用所述剩余的至少三个第1读头测量的所述移动体的位置信息来取得。
88.如权利要求87所述的曝光方法，其中，所述修正信息在以所述至少四个第1读头分别将所述测量光束照射于所述多个格子区域的至少一个格子区域的期间取得。
89.如权利要求87或88所述的曝光方法，其中，在所述剩余的至少三个第1读头的一个第1读头的所述测量光束从所述多个格子区域的一个脱离前，使用取代所述剩余的至少三个第1读头的一个而包含已取得所述修正信息的所述一个第1读头在内的至少三个第1读头来测量所述移动体的位置信息。
90.如权利要求87～89中任一项所述的曝光方法，其中，所述多个第1读头，分别以在所述既定平面内彼此交叉的两方向中的一方、与和所述既定平面正交的第3方向这两方向作为测量方向，使用所述至少三个第1读头，测量所述移动体在包含所述第3方向的与所述3自由度方向不同的3自由度方向的位置信息；
使用所述至少四个第1读头中、所述测量光束从所述一个格子区域脱离而移至所述另一格子区域的一个第1读头以控制所述移动体在所述不同的3自由度方向的移动的修正信息，根据剩余的至少三个第1读头的所述第3方向的测量信息或使用所述剩余的至少三个第1读头测量的所述移动体在所述第3方向的位置信息来取得。
91.如权利要求51～90中任一项所述的曝光方法，其中，所述格子构件与所述多个第1读头的另一方设于支承所述投影光学系的框架构件。
92.如权利要求91所述的曝光方法，其中，所述格子构件设于所述移动体，所述多个第1读头设于所述框架构件；
所述第2读头设于所述多个第1读头，所述标尺构件设于所述框架构件。
93.如权利要求51～92中任一项所述的曝光方法，其中，藉由在保持以所述照明光照明的光罩并能移动的保持构件设有标尺构件与读头中的一方、所述标尺构件与所述读头中的另一方设于所述投影光学系或支承所述投影光学系的框架构件的编码器系统，测量所述保持构件的位置信息。
94.如权利要求51～93中任一项所述的曝光方法，其中，所述投影光学系具有多个光学系，该多个光学系投影以所述照明光照明的光罩的图案的部分像。
95.如权利要求94所述的曝光方法，其中，所述基板透过所述投影光学系被以所述照明光扫描曝光；
所述多个光学系在所述扫描曝光中对在与所述基板移动的扫描方向正交的方向上位置彼此不同的多个投影区域分别投影所述部分像。
96.如权利要求51～95中任一项所述的曝光方法，其中，所述基板透过所述投影光学系被以所述照明光扫描曝光，在所述扫描曝光中在所述第1方向或所述第2方向移动。
97.如权利要求51～96中任一项所述的曝光方法，其中，所述基板是至少一边的长度或对角长为500mm以上的平面显示器用的基板。
98.一种平面显示器制造方法，其包含：
使用权利要求51～97中任一项所述的曝光方法使基板曝光的动作；以及
使曝光后的所述基板显影的动作。
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