JP2004228383A

JP2004228383A - 露光装置

Info

Publication number: JP2004228383A
Application number: JP2003015294A
Authority: JP
Inventors: Kazuaki Saeki; 和明佐伯; Hiroshi Shirasu; 廣白数
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】支持構造体の歪みによる露光処理への影響を抑え、基板の大型化に対応する場合にも、精度よく露光処理を行なうことができる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置１０は、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴの少なくとも一方を支持する支持構造体１２と、支持構造体１２と投影光学系ＰＬとの少なくとも一方に対して移動可能である複数の支持点を有する支持部１３と、マスクステージＭＳＴと基板ステージＰＳＴとを相対的に移動させる駆動装置１６とを備える。基板ステージＰＳＴは、駆動装置１６から駆動力が伝達される駆動点を含む第１部分１５と、基板Ｐを保持する第２部分１９とを有し、駆動装置１６は、第１部分１５の位置情報を計測する第１計測装置ＰＳＸと、第１計測装置ＰＳＸの計測結果に基づいて基板ステージＰＳＴを位置決めする基板ステージ制御系１１とを有する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマスクのパターンを投影光学系を介して基板に露光する露光装置に関し、特に、液晶表示デバイス、半導体デバイス、撮像デバイス（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド等の電子デバイスを製造するための露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示デバイスや半導体デバイスなどの電子デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光性の基板上に転写するいわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。フォトリソグラフィ工程で使用される露光装置では、マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージとを相対的に移動させながら、マスクのパターンを投影光学系を介して基板に投影する。
【０００３】
近年、生産性の向上などを目的として、電子デバイスの製造用に用いられる基板（ガラスプレートやウエハなど）の大型化が進む傾向にある。基板の大型化に対応した露光装置としては、例えば、投影光学系が複数の投影光学ユニット（投影光学モジュール）からなる、所謂マルチレンズスキャン型露光装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２９３６７６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
基板の大型化に対応した露光装置では、マスクステージ及び基板ステージがともに大型化し、それらのステージの重量が増加する。そのため、マスクステージや基板ステージの移動に伴い、それらの加重点が移動し、マスクステージや基板ステージを支持する支持構造体に歪みが生じる場合がある。特に、液晶表示デバイス製造用の露光装置では、投影光学系は正立等倍系が一般的であって走査露光の際にマスクステージと基板ステージとが同じ方向に移動するため、支持構造体に対する偏荷重が大きくなり、支持構造体に歪みが生じやすい。
【０００６】
支持構造体に歪みが生じると、その歪みが投影光学系に伝わり、投影光学系の光学特性が変動したり、マスクステージや基板ステージの駆動制御の精度が低下したりするなど、露光処理に影響を及ぼすおそれがある。また、支持構造体の歪みを十分に防止可能な状態にまで支持構造体の剛性を高めようとすると、装置全体の重量が著しく増し、運搬や設備などに要するコストが多大なものとなる。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、支持構造体の歪みによる露光処理への影響を抑え、基板の大型化に対応する場合にも、精度よく露光処理を行なうことができる露光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す図１〜図１５に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光装置（１０）は、マスク（Ｍ）を保持するマスクステージ（ＭＳＴ）と、基板（Ｐ）を保持する基板ステージ（ＰＳＴ）と、前記マスクのパターンを前記基板に投影する投影光学系（ＰＬ）とを備える露光装置であって、前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方を支持する支持構造体（１２）と、前記支持構造体に対して前記投影光学系を所定の位置関係となるように支持する複数の支持点を有しかつ該複数の支持点が前記支持構造体と前記投影光学系との少なくとも一方に対して移動可能である支持部（１３）と、前記マスクステージと前記基板ステージとを相対的に移動させる駆動装置（１４，１６）とを備え、前記基板ステージは、前記駆動装置から駆動力が伝達される駆動点を含む第１部分（１５）と、前記基板を保持する第２部分（１９）とを有し、前記駆動装置は、前記第１部分の位置情報を計測する第１計測装置（ＰＳＸ）と、該第１計測装置の計測結果に基づいて前記基板ステージを位置決めする基板ステージ制御系（１１）とを有することを特徴とする。
ここで、複数の支持点を有する上記支持部の構造としては、例えば、キネマティック支持などの投影光学系を３点で支持する構造が挙げられる。上記支持部は、複数の支持点が支持構造体及び投影光学系の少なくとも一方に対して移動可能であり、支持構造体と投影光学系との間の相対的な位置ずれを吸収する。
本発明の露光装置によれば、上記支持部を介して、投影光学系が支持構造体に対して支持されることにより、支持構造体が仮に変形してもその変形分が支持部において吸収される。そのため、投影光学系の光学特性の変動が抑制され、精度よく露光処理が行われる。例えば、投影光学系が複数の投影光学モジュールからなる場合、複数の投影光学モジュールを一の定盤で支持し、その一の定盤を上記支持部を介して支持することにより、複数の投影光学モジュール同士の相対位置の変化が防止され、支持構造体が仮に変形しても光学特性の変動が抑制される。
また、本発明の露光装置では、マスクステージと基板ステージとが相対的に移動し、基板ステージは、基板ステージ制御系により、駆動点を含む第１部分の位置情報を計測した結果に基づいて位置決めされる。基板を保持する第２部分の位置情報ではなく、駆動点を含む第１部分の位置情報に基づいて基板ステージが制御されることから、第１部分と第２部分との機械的な共振の影響が排除され、基板ステージ制御系における応答帯域を広げることが可能となる。つまり、上記共振の影響が排除されることで、基板ステージ制御系において、応答性が高まり、制御の性能及び安定性の向上が図られる。
【０００９】
上記の露光装置において、前記第１計測装置（ＰＳＸ）は、前記支持構造体（１２）を基準として、前記第１部分（１５）の位置情報を計測するのが好ましい。
本発明の露光装置では、上記支持部を介して投影光学系が支持されていることから、マスクステージや基板ステージの移動に伴って投影光学系の微小振動が生じやすい。投影光学系の振動の影響が第１計測装置の計測データに含まれるとそれがノイズとなって応答性の低下につながる。そのため、投影光学系ではなく、支持構造体を基準として第１部分の位置情報を計測することにより、上記ノイズを抑えることが可能となる。特に、支持構造体のうち、第１部分の配設場所に近い箇所を基準として第１部分の位置情報を計測することにより、投影光学系の振動の影響が確実に抑制され、制御の性能及び安定性の向上が図られる。
【００１０】
また、上記の露光装置において、前記第１計測装置（ＰＳＸ）には、前記基板ステージの移動の方向に平行な複数の計測軸が設定されているとよい。
この場合、平均化効果などにより、単数の計測軸を用いた計測に比べて計測精度の向上が図られる。
【００１１】
この場合において、前記基板ステージ制御系（１１）が、前記複数の計測軸ごとに、位置、速度、及び加速度の少なくとも一つを個々に制御してもよい。
計測軸ごとの制御により、応答性がより高まり、制御性能及び安定性のさらなる向上が図られる。
【００１２】
また、前記基板ステージ制御系（１１）は、前記複数の計測軸を、前記基板ステージの移動に応じて選択的に用いてもよい。
基板ステージの移動に応じて複数の計測軸を選択的に用いることにより、基板ステージの移動範囲が広い場合にも、その位置情報を計測軸を切り換えながら確実に計測することが可能となる。
【００１３】
また、上記の露光装置において、前記第１計測装置（ＰＳＸ）は、リニアスケール及び光干渉計の少なくとも一方を含んでもよい。
リニアスケールは、移動物体の相対位置あるいは絶対位置を高精度に計測できる。光干渉計は配置に関する制約が少なく、また、移動物体の相対位置を非接触で高精度に計測できる。
【００１４】
また、上記の露光装置において、前記駆動装置（１４，１６）は、前記第２部分（１９）の位置情報を計測する第２計測装置（ＰＸ）と、該第２計測装置の計測結果に基づいて前記マスクステージ（ＭＳＴ）を位置決めするマスクステージ制御系（１１）とを有してもよい。
これにより、基板ステージの第２部分に対してマスクステージを相対的に位置決めすることが可能となる。
【００１５】
この場合において、前記第２計測装置（ＰＸ）は、前記投影光学系（ＰＬ）を基準として、前記第２部分（１９）の位置情報を計測するのが好ましい。
投影光学系を基準とすることにより、支持構造体が仮に変形しても投影光学系に対する第２部分の位置情報を相対的に計測できる。
【００１６】
またこの場合、前記駆動装置（１４，１６）は、前記支持構造体（１２）に対する前記投影光学系（ＰＬ）の相対的な姿勢を計測し、その計測結果に基づいて前記第２部分（１９）の位置情報を補正するのが好ましい。
投影光学系の姿勢に基づいて位置情報を補正することにより、制御性能のさらなる向上が図られる。また、支持構造体が仮に変形した場合にも、その変形に伴う計測誤差を補正できる。
【００１７】
また、前記基板ステージ制御系（１１）は、前記第１計測装置（ＰＳＸ）の計測結果と前記第２計測装置（ＰＸ）の計測結果とに基づいて、前記第１部分（１５）と前記第２部分（１９）との間の位置誤差を補償するとよい。これにより、制御性能がさらに向上する。
【００１８】
また、前記基板ステージ制御系（１１）は、前記第２計測装置（ＰＸ）の計測結果に対して所定の周波数帯域のノイズを除去するフィルタ処理を施すとよい。
フィルタ処理によるノイズの除去により、制御性能がさらに向上する。特に、第２計測装置が、投影光学系を基準として計測を行う場合、フィルタ処理により、投影光学系の振動によるノイズが効果的に除去される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光装置について図面を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図であり、図１はＹ軸方向、図２はＸ軸方向に見た側面図である。露光装置１０は、液晶表示素子パターンが形成されたマスクＭと、プレートステージＰＳＴ（基板ステージ）に保持された基板としてのガラスプレート（以下、「プレート」と称する）Ｐとを、投影光学系ＰＬに対して所定の走査方向（ここでは、図１のＸ軸方向（紙面内左右方向））に沿って同一速度で同一方向に相対走査することにより、マスクＭに形成されたパターンを投影光学系ＰＬを介してプレートＰ上に転写する液晶用走査型露光装置である。
【００２０】
ここで、以下の説明において、マスクＭ及びプレートＰの同期移動方向（走査方向）をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向（非走査方向）をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向（投影光学系ＰＬの光軸方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりのそれぞれの方向をθＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００２１】
露光装置１０は、露光用照明光ＩＬによりマスクＭ上の所定のスリット状照明領域（図１のＹ軸方向（紙面直交方向）に細長く延びる長方形の領域又は円弧状の領域）を照明する照明系ＩＯＰ、パターンが形成されたマスクＭを保持してＸ軸方向に移動するマスクステージＭＳＴ、マスクＭの上記照明領域部分を透過した露光用照明光ＩＬをプレートＰに投影する投影光学系ＰＬ、プレートＰを保持してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するプレートステージＰＳＴ、及び装置全体の動作を統括制御する制御装置１１等を備えている。なお、本実施形態の露光装置１０は、投影光学系ＰＬが複数の投影光学ユニット（投影光学モジュール）を有する所謂マルチレンズスキャン型の露光装置である。なお、本実施形態の露光装置１０は、投影光学系ＰＬが複数の投影光学ユニット（投影光学モジュール）を有する所謂マルチレンズスキャン型の露光装置である。なお、本実施形態の露光装置では、マスクステージＭＳＴ、プレートステージＰＳＴ、投影光学系ＰＬが同一の本体コラム１２に支持されたものを示したが、すべてが同じコラムに支持されている必要はなく、投影光学系ＰＬだけが別のコラムに支持されていたり、それぞれ別々のコラムに支持されるようにしてもよい。
【００２２】
露光装置１０では、マスクＭに設けられたマスクマークと、プレートＰに設けられたプレートマークが不図示の検出系により検出され、その検出結果に基づいて、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴの各計測装置が初期化され、マスクステージＭＳＴとプレートステージＰＳＴとが相対的に位置決めされる。そして、位置決めされたプレートＰ上にマスクＭのパターンが投影光学系ＰＬを介して投影露光される。
【００２３】
また、この露光装置１０では、マスクステージＭＳＴ、プレートステージＰＳＴ、及び投影光学系ＰＬがともに支持構造体としての本体コラム１２に支持されている。つまり、本体コラム１２には、マスクステージＭＳＴを支持するための上部定盤１２ａ、プレートステージＰＳＴを支持するための下部定盤１２ｂ、及び投影光学系ＰＬを支持するための保持部材１２ｃがそれぞれ設けられている。また、投影光学系ＰＬは、支持部１３を介して本体コラム１２（保持部材１２ｃ）に支持されている。この支持部１３は、本体コラム１２に対して投影光学系ＰＬを所定の位置関係となるように支持する複数の支持点を有しており、複数の支持点は本体コラム１２と投影光学系ＰＬとの少なくとも一方に対して移動可能となっている。支持部１３の具体的な構成例については後で詳しく説明するが、この露光装置１０では、投影光学系ＰＬが支持部１３を介して支持されることにより、本体コラム１２と投影光学系ＰＬとが構造的に互いに分離独立しており、本体コラム１２に対して投影光学系ＰＬが相対的に微小移動可能となっている。そのため、本体コラム１２が仮に僅かに変形してもその変形分が支持部１３において吸収され、投影光学系ＰＬにほとんど伝わらない。したがって、例えば、マスクステージＭＳＴやプレートステージＰＳＴの移動等によって本体コラム１２に歪みが生じても、それによる投影光学系ＰＬの光学特性の変動がほとんど生じない。
【００２４】
照明系ＩＯＰは、例えば特開平９−２９３６７６号公報に開示されているように、複数の光源、複数の光源から射出された光束を一旦集合した後に均等分配して射出するライトガイド、ライトガイドからの光束を均一な照度分布を有する光束（露光光）に変換するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光をスリット状に整形するための開口を有するブラインド部、及びブラインド部を通過した露光光をマスクＭ上に結像するコンデンサレンズ（いずれも不図示）等を備えている。コンデンサレンズからの露光光はマスクＭを複数のスリット状の照明領域で照明する。本実施形態における光源には水銀ランプが用いられ、露光光としては、不図示の波長選択フィルタにより、露光に必要な波長であるｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）などが用いられる。
【００２５】
マスクステージＭＳＴは、不図示のエアパッドによって、本体コラム１２を構成する上部定盤１２ａ上に数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されており、駆動機構１４によって駆動される。
【００２６】
マスクステージＭＳＴを駆動する駆動機構１４としては、リニアモータが用いられている。リニアモータの固定子は、上部定盤１２ａ上に固定され、走査方向であるＸ軸方向に沿って延設されている。また、リニアモータの可動子はマスクステージＭＳＴに固定されている。リニアモータとしては、固定子をコイルユニット（電機子ユニット）で構成し可動子を磁石ユニットで構成した所謂ムービングマグネット型でもよく、あるいは固定子を磁石ユニットで構成し可動子をコイルユニットで構成した所謂ムービングコイル型リニアモータでもよい。可動子と固定子との間の電磁気的相互作用によって可動子が駆動されることでマスクステージＭＳＴがＸ軸方向に移動する。また、駆動機構１４は、マスクステージＭＳＴをＹ軸方向及びθＺ方向に移動させる移動機構（不図示）も有しており、上記リニアモータ及び上記移動機構によってマスクステージＭＳＴの姿勢を調整可能となっている。
【００２７】
また、マスクステージＭＳＴは、光干渉計としてのレーザ干渉計によってＸ軸方向及びＹ軸方向の位置が計測される。具体的には、マスクステージＭＳＴのＸ軸方向の位置は、図１に示すように、本体コラム１２に固定された第１のマスクステージ位置計測用レーザ干渉計（以下、「第１のマスク用干渉計」と称する）ＭＸによって所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。また、マスクステージＭＳＴのＹ軸方向の位置は、図２に示すように、本体コラム１２に固定された第２のマスク用干渉計ＭＹによって所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。第１のマスク用干渉計ＭＸで計測されるマスクステージＭＳＴのＸ位置情報、及び第２のマスク用干渉計ＭＹで計測されたマスクステージＭＳＴのＹ位置情報はそれぞれ、制御装置１１に供給されている。なお、これらの干渉計の具体的な配置構成については後述する。
【００２８】
投影光学系ＰＬは、本体コラム１２の上部定盤１２ａの下方に配置され、本体コラム１２を構成する保持部材１２ｃ上に上記支持部１３を介して支持されている。投影光学系ＰＬは、複数の投影光学ユニット（投影光学モジュール）を有しており、また、投影光学モジュールとしては、等倍の正立正像を投影するものが用いられている。つまり、照明系ＩＯＰからの露光用照明光ＩＬによってマスクＭ上の上記スリット状照明領域が照明されると、その照明領域部分の回路パターンの等倍像（部分正立像）が投影光学モジュールを介してプレートＰ上の前記照明領域に共役な被露光領域に投影される。なお、投影光学系ＰＬ（投影光学モジュール）の詳しい構成については後述する。
【００２９】
また、投影光学系ＰＬは、光干渉計としてのレーザ干渉計によって、本体コラム１２に対する相対的な姿勢が計測される。具体的には、Ｘ軸方向に関して、投影光学系ＰＬの上記姿勢の情報は、図１に示すように、本体コラム１２に固定された第１のレンズ用干渉計ＭＸＴ１、第２のレンズ用干渉計ＭＸＴ２、及び第３計測装置としての第３のレンズ用干渉計ＰＸＴによって所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。また、Ｙ軸方向に関して、投影光学系ＰＬの上記姿勢の情報は、図２に示すように、本体コラム１２に固定された第４のレンズ用干渉計ＭＹＴ１、及び第５のレンズ用干渉計ＭＹＴ２によって所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。これらの干渉計で計測された投影光学系ＰＬの姿勢に関する情報はそれぞれ、制御装置１１に供給されている。なお、これらの干渉計の具体的な配置構成については後述する。
【００３０】
プレートステージＰＳＴは、投影光学系ＰＬの下方に配置され、不図示のエアパッドによって、本体コラム１２を構成する下部定盤１２ｂ上に数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されており、駆動機構１６によって駆動される。
【００３１】
具体的には、プレートステージＰＳＴは、下部定盤１２ｂ上に載置されＸ軸方向に移動する第１部分としてのＸ移動テーブル１５、Ｘ移動テーブル１５上に載置されＹ軸方向に移動するＹ移動テーブル１７、Ｙ移動テーブル１７上に搭載されるＺ・θ駆動機構２０、及びこのＺ・θ駆動機構２０の上部に載置された第２部分としての基板テーブル１９等を備えている。プレートＰは、基板テーブル１９上に載置され、不図示のバキュームチャックを介して吸着保持される。
【００３２】
プレートステージＰＳＴを駆動する駆動機構１６としては、マスクステージＭＳＴと同様に、リニアモータが用いられている。リニアモータの固定子は、下部定盤１２ｂ及びＸ移動テーブル１５上に固定され、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に沿って延設されている。また、リニアモータの可動子はＸ移動テーブル１５及びＹ移動テーブル１７に固定されている。本実施形態では、リニアモータの移動軸は、Ｘ移動テーブル１５及びＹ移動テーブル１７のそれぞれの移動中心軸を挟んで両側に分けて配されており、各移動軸にそれぞれ固定子と可動子とが配設されている。リニアモータとしては、前述したムービングマグネット型でもよく、ムービングコイル型リニアモータでもよい。
【００３３】
また、Ｚ・θ駆動機構２０は、基板テーブル１９を上下方向及びθＺ方向に微少駆動可能な構成となっている。保持部材１２ｃには、プレートＰのＺ方向位置を計測する焦点位置検出系（後述するオートフォーカス検出系２９０）が固定されており、この焦点位置検出系からのプレートＰのＺ位置情報が制御装置１１に供給され、制御装置１１では例えば、走査露光中にこのＺ位置情報に基づいてＺ・θ駆動機構２０を介してプレートＰのＺ位置を投影光学系ＰＬの結像面に一致させるオートフォーカス動作を実行する。なお、制御装置１１では、上記のθＺ（Ｚ軸回りの回転量）に基づいてＺ・θ駆動機構２０を介して走査露光中のプレートＰの回転を制御したり、あるいはマスクＭとプレートＰとのアライメント結果から求められる両者の回転誤差に基づいてＺ・θ駆動機構２０を介してプレートＰの回転を制御したりする。
【００３４】
また、プレートステージＰＳＴにおいて、Ｘ移動テーブル１５、Ｙ移動テーブル１７、及び基板テーブル１９はそれぞれ、光干渉計としてのレーザ干渉計またはリニアスケールによってＸ軸方向あるいはＹ軸方向の位置が計測される。
【００３５】
具体的には、図１に示すように、Ｘ移動テーブル１５のＸ軸方向の位置は、本体コラム１２に固定された第１計測装置としての第１のプレート用干渉計ＰＳＸによって所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。また、基板テーブル１９のＸ軸方向の位置は、本体コラム１２に固定された第２計測装置としての第２のプレート用干渉計ＰＸによって所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。第１のプレート用干渉計ＰＳＸで計測されたＸ移動テーブル１５のＸ位置情報、及び第２のプレート用干渉計ＰＸで計測された基板テーブル１９のＸ位置情報はそれぞれ、制御装置１１に供給されている。
【００３６】
また、図２に示すように、Ｙ移動テーブル１７のＹ軸方向の位置は、Ｘ移動テーブル１５上に設けられたリニアスケールＥＰＹによって所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。また、基板テーブル１９のＹ軸方向の位置は、本体コラム１２に固定された第３のプレート用干渉計ＰＹによって所定の分解能、例えば数ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。リニアスケールＥＰＹで計測された基板テーブル１９のＹ位置情報、及び第３のプレート用干渉計ＰＹで計測された基板テーブル１９のＹ位置情報はそれぞれ、制御装置１１に供給されている。
【００３７】
図３は、位置計測用の干渉計及びリニアスケールの配置構成を模式的に示す図である。
ここで、上述した各干渉計（マスク用干渉計、レンズ用干渉計、及びプレート用干渉計）はそれぞれ、参照鏡と移動鏡とのそれぞれにレーザ光を照射し、それらの反射光を互いに干渉させ、参照鏡に対するレーザ光の光路長を基準として、移動鏡に対するレーザ光の光路長、ひいては参照鏡を基準とした移動鏡の位置を計測するものである。本実施形態では、参照鏡は、投影光学系ＰＬまたは本体コラム１２に設けられている。投影光学系ＰＬに設けられた参照鏡にレーザ光を照射する干渉計では、投影光学系ＰＬを基準として、移動鏡が設けられた移動物体の位置情報を計測する。一方、本体コラム１２に設けられた参照鏡にレーザ光を照射する干渉計では、本体コラム１２を基準として、移動鏡が設けられた移動物体の位置情報を計測する。
【００３８】
本体コラム１２に設けられた参照鏡を基準とする場合、投影光学系ＰＬの振動の影響が計測データに含まれにくいという利点がある。すなわち、本実施形態では、本体コラム１２と投影光学系ＰＬとが構造的に互いに分離独立しており、本体コラム１２に対する投影光学系ＰＬの共振周波数を十分に高めることが難しい。そのため、マスクステージＭＳＴやプレートステージＰＳＴが駆動されると、その駆動に伴って発生する力により、投影光学系ＰＬ及びそれに取り付けられる参照鏡に微小振動が誘発されやすい。投影光学系ＰＬの振動の影響が計測データに含まれるとそれがノイズとなってその計測データを用いた制御の応答性が低下するおそれがある。そこで、投影光学系ＰＬではなく、本体コラム１２に参照鏡を取り付け、その参照鏡を基準として位置計測を行うことにより、上記ノイズを抑えることが可能となる。この場合、参照鏡の取り付け位置は、移動鏡が取り付けられる移動物体の配設箇所に近いのが好ましく、また、本体コラム１２に直接あるいは本体コラム１２に高い剛性で固定された部材（後述する干渉計台２５，２６，２７，２８など）に取り付けられるのが好ましい。本体コラム１２に取り付けられた参照鏡では、投影光学系ＰＬに取り付けられる場合に比べて、マスクステージＭＳＴやプレートステージＰＳＴの駆動に伴う微小振動が誘発されにくい。
【００３９】
図３において、マスクステージＭＳＴの−Ｘ側の端部には２つの移動鏡３０，３１が設けられている。２つの移動鏡３０，３１に対向する位置には、上記第１のマスク用干渉計ＭＸである２つのレーザ干渉計ＩＭＸＲ，ＩＭＸＬが配設されている。レーザ干渉計ＩＭＸＲ，ＩＭＸＬは、本体コラム１２（図１参照）に設けられた干渉計台２５（図１参照）に設置されており、この干渉計台２５には、各移動鏡３０，３１に対応する参照鏡３２，３３が取り付けられている。レーザ干渉計ＩＭＸＲには、移動鏡３０に対して照射されるレーザビームの光軸と、参照鏡３２に対して照射されるレーザビームの光軸とが設定されている。また、レーザ干渉計ＩＭＸＬには、移動鏡３１に対して照射されるレーザビームの光軸と、参照鏡３３に対して照射されるレーザビームの光軸とが設定されている。レーザ干渉計ＩＭＸＲ，ＩＭＸＬはそれぞれ、参照鏡３２，３３からの反射光と、移動鏡３０，３１からの反射光とを互いに干渉させ、参照鏡３２，３３を基準とした移動鏡３０，３１の位置（座標）を計測する。ここで、２つのレーザ干渉計ＩＭＸＲ，ＩＭＸＬの計測軸は、それぞれ上記移動鏡３０，３１に照射されるレーザビームの光軸を含み、互いに平行かつＹ軸方向に所定距離Ｌだけ離間している。２つのレーザ干渉計ＩＭＸＲ，ＩＭＸＬの各計測軸での計測値をＸ１、Ｘ２とすると、Ｘ＝（Ｘ１＋Ｘ２）／２によりマスクステージＭＳＴのＸ軸方向の位置、すなわち２つのレーザ干渉計ＩＭＸＲ，ＩＭＸＬの各計測値の平均値（以後、この平均値を［ＭＸ］と呼ぶ）が求められ、θ＝（Ｘ１−Ｘ２）／ＬによりマスクステージＭＳＴのＺ軸回りの回転量（θＺ）が求められる。
【００４０】
投影光学系ＰＬの−Ｘ側の端部（実際には後述する光学定盤の端部）には、上記第２のレンズ用干渉計ＭＸＴ２に対応付けられた移動鏡４０，４１と、上記第１のレンズ用干渉計ＭＸＴ１に対応付けられた移動鏡４２，４３とが設けられている。このうち、移動鏡４０，４１に対向する位置には、上記第２のレンズ用干渉計ＭＸＴ２である２つのレーザ干渉計ＩＭＸＴＲ２，ＩＭＸＴＬ２が配設されている。レーザ干渉計ＩＭＸＴＲ２，ＩＭＸＴＬ２は、本体コラム１２に設けられた干渉計台２５（図１参照）に設置されており、この干渉計台２５には、各移動鏡４０，４１に対応する参照鏡４６，４７が取り付けられている。レーザ干渉計ＩＭＸＴＲ２には、参照鏡４６に対して照射されるレーザビームの光軸と、移動鏡４０に対して照射される計測軸としてのレーザビームの光軸とが設定されている。また、レーザ干渉計ＩＭＸＴＬ２には、参照鏡４７に対して照射されるレーザビームの光軸と、移動鏡４１に対して照射される計測軸としてのレーザビームの光軸とが設定されている。レーザ干渉計ＩＭＸＴＲ２，ＩＭＸＴＬ２はそれぞれ、参照鏡４６，４７からの反射光と、移動鏡４０，４１からの反射光とを互いに干渉させ、参照鏡４６，４７を基準とした移動鏡４０，４１の位置（座標）を計測する。レーザ干渉計ＩＭＸＴＲ２，ＩＭＸＴＬ２（すなわち第２のレンズ用干渉計ＭＸＴ２）の各計測軸の計測値から求められる投影光学系ＰＬのＸ軸方向の位置（平均値）を［ＭＸＴ２］と呼ぶことにする。
【００４１】
また、移動鏡４２，４３に対向する位置には、上記第１のレンズ用干渉計ＭＸＴ１である２つのレーザ干渉計ＩＭＸＴＲ１，ＩＭＸＴＬ１が配設されている。レーザ干渉計ＩＭＸＴＲ１，ＩＭＸＴＬ１は、本体コラム１２（図１参照）に設けられた干渉計台２５（図１参照）に設置されており、この干渉計台２５には、各移動鏡４２，４３に対応する参照鏡４８，４９が取り付けられている。レーザ干渉計ＩＭＸＴＲ１には、参照鏡４８に対して照射されるレーザビームの光軸と、移動鏡４２に対して照射される計測軸としてのレーザビームの光軸とが設定されている。また、レーザ干渉計ＩＭＸＴＬ１には、参照鏡４９に対して照射されるレーザビームの光軸と、移動鏡４３に対して照射される計測軸としてのレーザビームの光軸とが設定されている。レーザ干渉計ＩＭＸＴＲ１，ＩＭＸＴＬ１はそれぞれ、参照鏡４８，４９からの反射光と、移動鏡４２，４３からの反射光とを互いに干渉させ、参照鏡４８，４９を基準とした移動鏡４２，４３の位置（座標）を計測する。レーザ干渉計ＩＭＸＴＲ１，ＩＭＸＴＬ１（すなわち第１のレンズ用干渉計ＭＸＴ１）の各計測軸の計測値から求められる投影光学系ＰＬのＸ軸方向の位置（平均値）を［ＭＸＴ１］と呼ぶことにする。
【００４２】
ここで、第１のレンズ用干渉計ＭＸＴ１の計測軸と、第２のレンズ用干渉計ＭＸＴ２の計測軸とは、互いに平行でありかつ、投影光学系ＰＬの光軸方向であるＺ軸方向に所定距離Ｌ２（図１参照）だけ互いに離間している。また、前述したように、第１のレンズ用干渉計ＭＸＴ１と第２のレンズ用干渉計ＭＸＴ２とは、同じ干渉計台２５に取り付けられている。このとき、
ＴＭ＝（［ＭＸＴ２］−［ＭＸＴ１］）／Ｌ２ …（１）
で表されるＴＭは、第１のレンズ用干渉計ＭＸＴ１及び第２のレンズ用干渉計ＭＸＴ２の計測軸に対する投影光学系ＰＬの相対的な姿勢を表しており、これは投影光学系ＰＬの光軸に対する干渉計台２５の相対的な傾き（干渉計台２５のＸ軸方向に関する傾斜）を表す。つまり、支持構造体である本体コラム１２に仮に歪みが生じた場合など、第１のレンズ用干渉計ＭＸＴ１の計測結果と第２のレンズ用干渉計ＭＸＴ２の計測結果とから、本体コラム１２の歪みに伴う干渉計台２５の傾斜を求めることができる。
【００４３】
また、前述した第１のマスク用干渉計ＭＸの計測軸と、第２のレンズ用干渉計ＭＸＴ２の計測軸とは、互いに平行でありかつ、投影光学系ＰＬの光軸方向であるＺ軸方向に所定距離Ｌ１（図１参照）だけ互いに離間している。また、前述したように、第１のマスク用干渉計ＭＸは、第１のレンズ用干渉計ＭＸＴ１及び第２のレンズ用干渉計ＭＸＴ２と同じ干渉計台２５に取り付けられている。このとき、上記干渉計台２５の傾斜によって生じる第１のマスク用干渉計ＭＸの計測誤差 Δ［ＭＸ］は、
Δ［ＭＸ］＝［ＭＸＴ２］＋ＴＭ×Ｌ１ …（２）
で表すことができる。したがって、この Δ［ＭＸ］を用いて第１のマスク用干渉計ＭＸの計測結果を補正することにより、本体コラム１２に歪みが生じても、マスクステージＭＳＴの正確なＸ位置情報を求めることができる。
【００４４】
また、干渉計台２５は、レーザ干渉計ＩＭＸＲ，ＩＭＸＴＲ１，ＩＭＸＴＲ２が配設される部材と、レーザ干渉計ＩＭＸＬ，ＩＭＸＴＬ１，ＩＭＸＴＬ２が配設される部材とに分かれており、その２つの部材がＹ軸方向に互いに離間して配設されている。したがって、干渉計台２５のそれぞれの部材ごとにその傾斜を求め、それに基づいて第１のマスク用干渉計ＭＸの計測結果を各計測軸ごとに補正することにより、マスクステージＭＳＴのＸ位置情報をより正確に求めることができる。つまり、Ｌ側はＬ側のＩＴＸＴＬ１とＩＴＸＴＬ２とのレーザビームによる測定値を用いて干渉計台２５のＬ側の傾斜ＴＭを求め、Ｒ側はＲ側のＩＴＸＴＲ１とＩＴＸＴＲ２とのレーザビームによる測定値を用いて干渉計台２５のＲ側の傾斜ＴＭを求め、マスク干渉計ＭＸとのスパンＬ１を考慮してマスクステージＭＳＴの正確なＸ位置情報を求めるようにしてもよい。
【００４５】
このように、本実施形態では、本体コラム１２に対する投影光学系ＰＬの相対的な姿勢（干渉計台２５のＸ軸方向に関する傾斜）を計測し、その計測結果に基づいて、マスクステージＭＳＴのＸ位置情報及びθ情報を正確に計測することが可能である。そのため、投影光学系ＰＬに対して、マスクステージＭＳＴを高精度に位置決めでき、露光精度の向上が図られる。また、本体コラム１２が仮に変形した場合にも、その変形に伴う計測誤差を補正できる。
【００４６】
なお、上記マスクステージＭＳＴの位置情報の補正に関しては、Ｘ軸方向のみならず、Ｙ軸方向についても同様に対応可能である。Ｙ軸方向に関して、上記第２のマスク用干渉計ＭＹは、本体コラム１２に設けられた干渉計台２６に設置されたレーザ干渉計ＩＭＹＣを含み、このレーザ干渉計ＩＭＹＣには、マスクステージＭＳＴの−Ｙ側の端部に設けられた移動鏡５０に向かうレーザビームの光軸と、干渉計台２６に取り付けられた参照鏡５１に向かうレーザビームの光軸とが設定されている。上記移動鏡５０は、Ｘ軸方向に延設されている。また、上記第５のレンズ用干渉計ＭＹＴ２は、干渉計台２６に設置されたレーザ干渉計ＩＭＹＴ２を含み、このレーザ干渉計ＩＭＹＴ２には、投影光学系ＰＬ（実際には後述する光学定盤２００）に設けられた移動鏡５２に向かうレーザビームの光軸と、干渉計台２６に取り付けられた参照鏡５３に向かうレーザビームの光軸とが設定されている。また、第４のレンズ用干渉計ＭＹＴ１は、干渉計台２６に設置されたレーザ干渉計ＩＭＹＴ１を含み、このレーザ干渉計ＩＭＹＴ１には、投影光学系ＰＬ（実際には後述する光学定盤２００）に設けられた移動鏡５４に向かうレーザビームの光軸と、干渉計台２６に取り付けられた参照鏡５５に向かうレーザビームの光軸とが設定されている。
投影光学系ＰＬに対して配される第４のレンズ用干渉計ＭＹＴ１の計測軸と第５のレンズ用干渉計ＭＹＴ２の計測軸とは、互いに平行でありかつ投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に所定距離Ｌ６（図１参照）だけ互いに離間しており、両干渉計ＭＹＴ１，ＭＹＴ２の計測結果から、投影光学系ＰＬの光軸に対する干渉計台２６の相対的な姿勢（干渉計台２６のＹ軸方向に関する傾斜）を求めることができる。また、この姿勢に関する情報を用いることで、第２のマスク用干渉計ＭＹの計測結果を補正し、マスクステージＭＳＴのＹ位置情報を正確に計測することができる。
【００４７】
また、上記位置情報の補正に関しては、マスクステージＭＳＴだけでなく、プレートステージＰＳＴに対しても同様に対応可能である。
【００４８】
具体的には、Ｘ軸方向に関して、基板テーブル１９（プレートステージＰＳＴ）の−Ｘ側の端部には移動鏡６０が設けられている。この移動鏡６０は、Ｙ軸方向に延設されている。また、投影光学系ＰＬの−Ｘ側の端部（実際には後述する光学定盤２００の端部）には参照鏡６１，６２が設けられている。これらの移動鏡６０及び参照鏡６１，６２は、上記第２のプレート用干渉計ＰＸに対応付けられている。この第２のプレート用干渉計ＰＸは、本体コラム１２に設けられた干渉計台２７に設置された２つのレーザ干渉計ＩＰＸ１，ＩＰＸ２を含む。すなわち、レーザ干渉計ＩＰＸ１には、移動鏡６０に対して照射されるレーザビームの光軸と、参照鏡６１に対して照射されるレーザビームの光軸とが設定されている。また、レーザ干渉計ＩＰＸ２には、移動鏡６０に対して照射されるレーザビームの光軸と、参照鏡６２に対して照射されるレーザビームの光軸とが設定されている。また、移動鏡６０に向かう光軸と、参照鏡６１，６２に向かう光軸とは、投影光学系ＰＬの光軸方向であるＺ軸方向に互いに平行かつ所定距離Ｌ４（図１参照）だけ互いに離間している。レーザ干渉計ＩＰＸ１，ＩＰＸ２はそれぞれ、参照鏡６１，６２からの反射光と、移動鏡６０からの反射光とを互いに干渉させ、参照鏡６１，６２を基準とした移動鏡６０の位置（座標）を計測する。レーザ干渉計ＩＰＸ１，ＩＰＸ２（すなわち第２のプレート用干渉計ＰＸ）の各計測軸の計測値から求められる基板テーブル１９（プレートステージＰＳＴ）のＸ軸方向の位置（平均値）を［ＰＸ］と呼ぶことにする。また、レーザ干渉計ＩＰＸ１とＩＰＸ２との差からプレートステージＰＳＴのＺ軸周りの回転量が求められる。
【００４９】
また、上記第３のレンズ用干渉計ＰＸＴは、本体コラム１２に設けられた干渉計台２７に設置されたレーザ干渉計ＩＰＸＴを含み、このレーザ干渉計ＩＰＸＴには、マスクステージＭＳＴの−Ｘ側の端部に設けられた移動鏡６３及び参照鏡６４のそれぞれに向かうレーザビームの光軸が設定されている。移動鏡６３に向かう光軸と、参照鏡６４に向かう光軸とは、投影光学系ＰＬの光軸方向であるＺ軸方向に互いに平行かつ所定距離Ｌ３（図１参照）だけ互いに離間している。レーザ干渉計ＩＰＸＴは、参照鏡６４からの反射光と、移動鏡６３からの反射光とを互いに干渉させ、参照鏡６４を基準とした移動鏡６３の位置（座標）を計測する。レーザ干渉計ＩＰＸＴ（すなわち第３のレンズ用干渉計ＰＸＴ）の計測値から求められる投影光学系ＰＬのＸ軸方向の位置（差分）を［ＰＸＴ］と呼ぶことにする。このとき、
ＴＰ＝［ＰＸＴ］／Ｌ３ …（３）
で表されるＴＰは、第３のレンズ用干渉計ＰＸＴの計測軸に対する投影光学系ＰＬの相対的な姿勢を表しており、これは投影光学系ＰＬの光軸に対する干渉計台２７の相対的な傾き（干渉計台２７のＸ軸方向に関する傾斜）を表す。つまり、支持構造体である本体コラム１２に仮に歪みが生じた場合など、第３のレンズ用干渉計ＰＸＴの計測結果から、本体コラム１２の歪みに伴う干渉計台２７の傾斜を求めることができる。
【００５０】
また、前述したように、第２のプレート用干渉計ＰＸは、第３のレンズ用干渉計ＰＸＴと同じ干渉計台２７に取り付けられている。また、第２のプレート用干渉計ＰＸにおける基板テーブル１９（移動鏡６０）に向かう光軸と、投影光学系ＰＬ（参照鏡６１，６２）に向かう光軸とは、投影光学系ＰＬの光軸方向であるＺ軸方向に互いに平行かつ所定距離Ｌ４（図１参照）だけ互いに離間している。このとき、上記干渉計台２７の傾斜によって生じる第２のプレート用干渉計ＰＸの計測誤差は、
Δ［ＰＸ］＝ＴＰ×Ｌ４ …（４）
で表すことができる。したがって、この Δ［ＰＸ］を用いて第２のプレート用干渉計ＰＸの計測結果を補正することにより、本体コラム１２に歪みが生じても、基板テーブル１９の正確なＸ位置情報を求めることができる。
【００５１】
なお、上記基板テーブル１９（プレートステージＰＳＴ）の位置情報の補正に関しては、Ｘ軸方向のみならず、Ｙ軸方向についても同様に対応可能である。Ｙ軸方向に関して、第３のプレート用干渉計ＰＹは、本体コラム１２に設けられた干渉計台２６に設置された３つのレーザ干渉計ＩＰＹ１，ＩＰＹ２，ＩＰＹ３を含み、これらレーザ干渉計ＩＰＹ１，ＩＰＹ２，ＩＰＹ３には、マスクステージＭＳＴの−Ｙ側の端部に設けられた移動鏡６５に向かうレーザビームの光軸と、投影光学系ＰＬに取り付けられた３つの参照鏡６６，６７，６８に向かうレーザビームの光軸とが設定されている。上記移動鏡６５は、Ｘ軸方向に延設されている。また、移動鏡６５に向かう光軸と、参照鏡６６，６７，６８に向かう光軸とは、投影光学系ＰＬの光軸方向であるＺ軸方向に互いに平行かつ所定距離Ｌ７（図１参照）だけ互いに離間している。各レーザ干渉計ＩＰＹ１，ＩＰＹ２，ＩＰＹ３は、参照鏡６６，６７，６８からの反射光と、移動鏡６５からの反射光とを互いに干渉させ、参照鏡６６，６７，６８を基準とした移動鏡６５の位置（座標）を計測する。
また、前述したように、この３つのレーザ干渉計ＩＰＹ１，ＩＰＹ２，ＩＰＹ３（第３のプレート用干渉計ＰＹ）が取り付けられた干渉計台２６には、上記第４のレンズ用干渉計ＭＹＴ１、及び上記第５のレンズ用干渉計ＭＹＴ２が取り付けられており、これら第４のレンズ用干渉計ＭＹＴ１の計測結果と、第５のレンズ用干渉計ＭＹＴ２の計測結果とから、投影光学系ＰＬの光軸に対する干渉計台２６の相対的な姿勢（干渉計台２６のＹ軸方向に関する傾斜）を求めることができる。したがって、干渉計台２６の姿勢に関する情報を用いることで、３つのレーザ干渉計ＩＰＹ１，ＩＰＹ２，ＩＰＹ３（第３のプレート用干渉計ＰＹ）の計測結果を補正し、プレートステージＰＳＴのＹ位置情報を正確に計測することができる。
【００５２】
ここで、上述した３つのレーザ干渉計ＩＰＹ１，ＩＰＹ２，ＩＰＹ３は、Ｘ軸方向に互いに離間して配置されており、その離間ピッチは、基板テーブル１９に設けられた移動鏡６５のＸ軸方向の延設長さに比べて短い。また、３つのレーザ干渉計ＩＰＹ１，ＩＰＹ２，ＩＰＹ３は、基板テーブル１９の移動に応じて選択的に使用され、選択されたレーザ干渉計によって基板テーブル１９のＹ位置情報が計測される。例えば、基板テーブル１９のＸ軸方向の移動範囲内において、基板テーブル１９が最も−Ｘ側に位置するときにはレーザ干渉計ＩＰＹ１が用いられ、最も＋Ｘ側に位置するときにはレーザ干渉計ＩＰＹ３が用いられる。また、基板テーブル１９が上記移動範囲内の中央付近に位置するときにはレーザ干渉計ＩＰＹ２が用いられる。３つのレーザ干渉計ＩＰＹ１，ＩＰＹ２，ＩＰＹ３の切り換え、すなわち第３のプレート用干渉計ＰＹの計測軸の切り換えは、第１のプレート用干渉計ＰＳＸで計測されるプレートステージＰＳＴ（Ｘ移動テーブル１５）のＸ位置情報に基づいて行われる。計測軸の切り換えにより、基板テーブル１９（Ｙ移動テーブル１７）のＸ軸方向の移動範囲が広い場合にも、移動鏡６５の延設長さを広げることなく、基板テーブル１９のＹ位置情報を確実に計測することができる。なお、移動鏡６５の延設長さの抑制は、スペースの効率化を図る上で有利である。
【００５３】
また、上記第３のプレート用干渉計ＰＹ（レーザ干渉計ＩＰＹ１，ＩＰＹ２，ＩＰＹ３）の計測軸の切り換えは、リニアスケールＥＰＹによるサーボロックにより、Ｙ移動テーブル１７を固定した状態で行われる。つまり、切り換え時には、Ｙ移動テーブル１７を固定した状態で、レーザ干渉計ＩＰＹ１，ＩＰＹ２，ＩＰＹ３のうちの２つのレーザ干渉計で移動鏡６５の位置情報を計測し、その２つの計測値を合わせる。リニアスケールＥＰＹのサーボロックによりＹ移動テーブル１７の停止位置が確実に固定され、これにより、切り換え誤差を小さくすることができる。
【００５４】
さて、本実施形態では、プレートステージＰＳＴ（基板テーブル１９）は、走査方向であるＸ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動可能である。すなわち、前述したように、プレートＰを保持する基板テーブル１９は、Ｘ移動テーブル１５が移動することでＸ軸方向に移動し、Ｙ移動テーブル１７が移動することでＹ軸方向に移動する。なお、基板テーブル１９のＹ軸方向の移動は、例えば、一の基板内に複数の画面を製造する所謂多面取りの製造プロセスにおける、画面間のステップ移動などにおいて使用される。
【００５５】
本実施形態では、Ｘ移動テーブル１５及びＹ移動テーブル１７の位置制御はそれぞれ、プレートＰを保持する基板テーブル１９の位置情報に基づいて行われるのではなく、駆動機構１６によって駆動力が伝達される駆動点を含むＸ移動テーブル１５あるいはＹ移動テーブル１７の位置情報を計測した結果に基づいて行われる。
【００５６】
Ｘ移動テーブル１５のＸ位置情報は、本体コラム１２に固定された第１計測装置としての第１のプレート用干渉計ＰＳＸによって計測される。第１のプレート用干渉計ＰＳＸは、本体コラム１２に設けられた干渉計台２８に設置された２つのレーザ干渉計ＩＰＸＲ，ＩＰＸＬを含み、これらレーザ干渉計ＩＰＸＲ，ＩＰＸＬはそれぞれ、Ｘ移動テーブル１５用のリニアモータの可動子の近傍で、Ｘ移動テーブル１５の−Ｘ側の端部に設けられた移動鏡７０，７１の位置情報を計測する。すなわち、レーザ干渉計ＩＰＸＲには、Ｘ移動テーブル１５に設けられた上記移動鏡７０に向かうレーザビームの光軸と、干渉計台２８に取り付けられた参照鏡７２に向かうレーザビームの光軸とがそれぞれ設定されている。また、
レーザ干渉計ＩＰＸＬには、Ｘ移動テーブル１５に設けられた上記移動鏡７１に向かうレーザビームの光軸と、干渉計台２８に取り付けられた参照鏡７３に向かうレーザビームの光軸とがそれぞれ設定されている。なお、参照鏡７２，７３が取り付けられる干渉計台２８は、本体コラム１２の下部において、Ｘ移動テーブル１５になるべく近い位置に配置される。各レーザ干渉計ＩＰＸＲ，ＩＰＸＬは、参照鏡７２，７３からの反射光と、移動鏡７０，７１からの反射光とを互いに干渉させ、参照鏡７２，７３を基準とした移動鏡７０，７１の位置（座標）を計測する。
【００５７】
Ｙ移動テーブル１７のＹ位置情報は、Ｘ移動テーブル１５上に設けられたリニアスケールＥＰＹ（リニアエンコーダ）によって計測される。リニアスケールＥＰＹは、Ｙ移動テーブル１７の移動方向（Ｙ軸方向）を中心にＸ軸方向に互いに離間して配設される２つの計測軸を有し、各計測軸に対応する２つのリニアスケールＥＰＹＲ，ＥＰＹＬを有する。このリニアスケールＥＰＹＲ，ＥＰＹＬはそれぞれ、Ｙ移動テーブル１７の駆動機構１６であるリニアモータの可動子の位置情報を計測する。なお、２つのリニアスケールＥＰＹＲ，ＥＰＹＬのＹ位置情報に関する計測結果から、Ｙ移動テーブル１７のＺ軸回りの回転量（θＺ）を求めることができる。また、リニアスケール（リニアエンコーダ）は、移動物体の相対位置あるいは絶対位置を高精度に計測できる。これに対して、上述したレーザ干渉計は配置に関する制約が少なく、また、移動物体の相対位置を非接触で高精度に計測できる。
【００５８】
図４は、制御装置１１を主体に構成されるステージ制御系の概略的なブロック図である。
図４において、制御装置１１は、Ｘ移動テーブル１５の位置制御に関して、目標位置を出力する目標値出力部１０１と、この目標値出力部１０１から出力される目標位置と第１のプレート用干渉計ＰＳＸから出力されるＸ位置情報、すなわちプレートステージＰＳＴのうちのＸ移動テーブル１５のＸ軸方向の現在位置との差（位置偏差）を演算する演算部１０２と、この演算部１０２の演算結果に基づいてＸ移動テーブル１５の位置制御を行う位置制御部１０３とを備え、Ｘ移動テーブル１５を位置決めするためのフィードバック制御ループを形成する。
【００５９】
また、Ｙ移動テーブル１７の位置制御に関して、制御装置１１は、目標位置を出力する目標値出力部１０１と、この目標値出力部１０１から出力される目標位置とリニアスケールＥＰＹから出力されるＹ位置情報、すなわちプレートステージＰＳＴのうちのＹ移動テーブル１７のＹ軸方向の現在位置との差（位置偏差）を演算する演算部１０２と、この演算部１０２の演算結果に基づいてＹ移動テーブル１７の位置制御を行う位置制御部１０３とを備え、Ｙ移動テーブル１７を位置決めするためのフィードバック制御ループを形成する。
【００６０】
前述したように、第１のプレート用干渉計ＰＳＸは、投影光学系ＰＬを基準とするのではなく、本体コラム１２を基準として位置計測を行うことから、投影光学系ＰＬに微小振動が生じても、そのノイズは上記フィードバック制御ループ内に介入しにくく、フィードバックループ内でのノイズの増幅が防止される。また、機械共振によるフィードバック制御ループの不安定現象を回避できる。これは上記リニアスケールＥＰＹを用いた位置制御においても同様である。そのため、本実施形態では、フィードバック制御ループのゲインや周波数帯域を大きくすることが可能となり、これにより、応答性（レスポンス）を高め、プレートステージＰＳＴの位置決め制御の性能及び安定性の向上を図ることができる。
【００６１】
また、上記フィードバック制御ループでは、プレートＰを保持する基板テーブル１９の位置情報ではなく、駆動機構１６によって駆動力が直接伝達される駆動点を含むＸ移動テーブル１５あるいはＹ移動テーブル１７の位置情報に基づいて位置制御を行う。そのため、基板テーブル１９と、Ｘ移動テーブル１５あるいはＹ移動テーブル１７との間での共振周波数が低い場合にも、基板テーブル１９の機械的な振動の影響がフィードバック制御ループに介入しにくい。つまり、大型のプレートＰに対応したマスクステージＭＳＴでは、スペース上の理由などから、基板テーブル１９の重量の増加に比例してＺ・θ駆動機構２０の剛性を高めるといったことが難しく、基板テーブル１９とＸ移動テーブル１５あるいはＹ移動テーブル１７との間の共振周波数が低くなりやすい。そのため、Ｘ移動テーブル１５あるいはＹ移動テーブル１７が駆動されると、その駆動に伴って発生する力により、基板テーブル１９に微小振動が誘発されやすい。本実施形態では、基板テーブル１９に微小振動が生じても、そのノイズは上記フィードバック制御ループ内に介入しにくく、フィードバックループ内でのノイズの増幅が防止される。また、機械共振によるフィードバック制御ループの不安定現象を回避できる。本実施形態では、この点からも、フィードバック制御ループのゲインや周波数帯域を大きくすることが可能となり、これにより、応答性を高め、プレートステージＰＳＴの位置決め制御の性能及び安定性の向上を図ることができる。
【００６２】
また、制御装置１１は、マスクステージＭＳＴの位置制御に関して、基板テーブル１９の位置情報から得られる目標位置に対するマスクステージＭＳＴの位置情報との差（位置偏差）を演算する演算部１１０と、その演算結果に基づいて、マスクステージＭＳＴの位置制御を行う位置制御部１１１とを備え、マスクステージＭＳＴを位置決めするためのフィードバック制御ループを形成する。このフィードバック制御ループにより、基板テーブル１９に対してマスクステージＭＳＴが追従制御される。なお、基板テーブル１９の位置情報は、第２のプレート用干渉計ＰＸ及び第３のプレート用干渉計ＰＹにより計測され、マスクステージＭＳＴの位置情報は、第１のマスク用干渉計ＭＸ及び第２のマスク用干渉計ＭＹにより計測される。
【００６３】
前述したように、マスクステージＭＳＴの位置情報を計測する第１のマスク用干渉計ＭＸ及び第２のマスク用干渉計ＭＹは、投影光学系ＰＬを基準とするのではなく、本体コラム１２を基準として位置計測を行うことから、投影光学系ＰＬに微小振動が生じても、そのノイズは上記フィードバック制御ループ内に介入しにくく、フィードバックループ内でのノイズの増幅が防止される。また、機械共振によるフィードバック制御ループの不安定現象を回避できる。そのため、本実施形態では、フィードバック制御ループのゲインや周波数帯域を大きくすることが可能となり、これにより、応答性を高め、マスクステージＭＳＴの位置決め制御の性能及び安定性の向上を図ることができる。
【００６４】
なお、基板テーブル１９や投影光学系ＰＬに誘発される微小振動は、フィードバック制御ループの中で増幅されない限り、位置制御の精度に与える影響は極めて小さい。また、その振動が像の投影精度に与える影響も極めて小さい。つまり、上記微小振動の周波数は、走査露光中において、振動による投影パターン位置の微小変動が平均化される程度に高く、像位置への影響は極めて小さい。また、走査速度に与える影響も極めて小さく、走査速度で影響を受ける露光量の変化も許容値に比べて極めて小さい。
【００６５】
また、制御装置１１は、第１のレンズ用干渉計ＭＸＴ１、第２のレンズ用干渉計ＭＸＴ２、第４のレンズ用干渉計ＭＹＴ１、及び第５のレンズ用干渉計ＭＹＴ２の各計測結果に基づいて、第２のプレート用干渉計ＰＸ及び第３のプレート用干渉計ＰＹの計測結果に対する補正値を算出する補正値算出部１２０と、この補正値算出部１２０の算出結果に基づいて第２のプレート用干渉計ＰＸ及び第３のプレート用干渉計ＰＹの計測結果を補正する補正演算部１２１と、第３のレンズ用干渉計ＰＸＴ、第４のレンズ用干渉計ＭＹＴ１、及び第５のレンズ用干渉計ＭＹＴ２の各計測結果に基づいて、第１のマスク用干渉計ＭＸ及び第２のマスク用干渉計ＭＹの計測結果に対する補正値を算出する補正値算出部１２２と、この補正値算出部１２２の算出結果に基づいて第１のマスク用干渉計ＭＸ及び第２のマスク用干渉計ＭＹの計測結果を補正する補正演算部１２３とを備える。本実施形態では、第２のプレート用干渉計ＰＸ及び第３のプレート用干渉計ＰＹにより計測される基板テーブル１９の位置情報、及び、第１のマスク用干渉計ＭＸ及び第２のマスク用干渉計ＭＹにより計測されるマスクステージＭＳＴの位置情報がそれぞれ、本体コラム１２に対する投影光学系ＰＬの相対的な姿勢の計測結果に基づいて補正され、本体コラム１２の変形した場合にも、その変形に伴う計測誤差が補正される。これにより、位置決め精度の向上が図られる。
【００６６】
また、制御装置１１は、第２のプレート用干渉計ＰＸ及び第３のプレート用干渉計ＰＹの計測結果に対して所定の周波数帯域（例えば５０〜１００Ｈｚ程度）のノイズを除去する第１フィルタ１３０と、補正値算出部１２２の算出結果に対して所定の周波数帯域（例えば５〜１０Ｈｚ程度）のノイズを除去する第２フィルタ１３１と、補正値算出部１２３の算出結果に対して所定の周波数帯域（例えば５〜１０Ｈｚ程度）のノイズを除去する第３フィルタ１３２とを備える。本実施形態では、投影光学系ＰＬや基板テーブル１９に微小振動が誘発された場合にも、フィルタ処理によるノイズの除去により、制御性能の向上が図られる。すなわち、フィルタ処理によって、上述したマスクステージＭＳＴにおけるフィードバック制御ループ内への振動ノイズの介入が防止される。また、上述したプレートステージＰＳＴ（Ｘ移動テーブル１５及びＹ移動テーブル１７）、及びマスクステージＭＳＴにおけるフィードバック制御ループ内にフィルタ処理が含まれず、フィルタ処理は制御ループ外で行われることから、フィルタ処理に伴う応答性の劣化を回避することができる。
【００６７】
図５は、Ｘ移動テーブル１５の制御系を示す制御ブロック図である。
図５において、Ｘ移動テーブル１５の制御系は、演算部１０２からの位置偏差を動作信号として（比例）制御動作を行う位置サーボ１４０と、この位置サーボ１４０から出力される速度指令値と目標値出力部１０１からフィードフォワード入力される指令速度とが入力される演算部１４１と、この演算部１４１の出力である速度偏差を動作信号として（比例＋積分）制御動作（ＰＩ制御動作）と位相進み補償制御とを組合せた制御動作を行う速度サーボ１４２と、この速度サーボ１４２の出力を駆動信号に変換してリニアモータに与える駆動アンプ１４３とを備える。なお、速度サーボ１４２は、位相進み補償回路、例えばＣＲ回路を内蔵しているものとする。
【００６８】
Ｘ移動テーブル１５の制御系では、目標値出力部１０１からＸ移動テーブル１５の目標位置の信号が出力されると、演算部１０２によりその目標位置と第１のプレート用干渉計ＰＳＸからのＸ位置情報との差である位置偏差が演算され、この位置偏差を動作信号として位置サーボ１４０が比例制御動作を行い、その結果、位置サーボ１４０から速度指令値が演算部１４１に与えられる。演算部１４１では、この速度指令値とＸ移動テーブル１５の現在速度との差である速度偏差を演算するとともに、この速度偏差と指令速度とを加算し、指令速度が加算された速度偏差を動作信号として速度サーボ１４２がＰＩ制御動作と位相進み補償制御とを組み合わせた制御動作を行う。その結果、所定の推力指令値（制御量）が駆動アンプ１４３に出力され、駆動アンプ１４３によって推力変換された駆動信号がリニアモータに与えられてリニアモータが推力を発生する。
【００６９】
図６は、Ｘ移動テーブル１５の制御系の変形例を示す制御ブロック図である。なお、本例において、図５の例と同一の機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
図６の例では、図５に示す演算部１４１及び速度サーボ１４２がそれぞれ、第１のプレート用干渉計ＰＳＸの計測軸ごとに分けて設けられている。前述したように、Ｘ移動テーブル１５用のリニアモータはＸ移動テーブル１５の移動中心軸を挟んで両側に分けて配設された２つのリニアモータを含み、また、第１のプレート用干渉計ＰＳＸは、計測軸が互いに離間して配置される２つのレーザ干渉計ＩＰＸＲ，ＩＰＸＬを含む。図６の例では、Ｘ移動テーブル１５の制御系には、レーザ干渉計ＩＰＸＲに対応付けて演算部１４１Ｒ及び速度サーボ１４２Ｒが設けられ、レーザ干渉計ＩＰＸＬに対応付けて演算部１４１Ｌ、及び速度サーボ１４２Ｌが設けられている。すなわち、Ｘ移動テーブル１５の２つのリニアモータのうち、一方のリニアモータは、その可動子（またはその近傍）の位置情報がレーザ干渉計ＩＰＸＲによって計測され、その計測結果に基づいて、演算部１４１Ｒ及び速度サーボ１４２Ｒを介して位置及び速度が制御される。また他方のリニアモータは、その可動子（またはその近傍）の位置情報がレーザ干渉計ＩＰＸＬによって計測され、その計測結果に基づいて、演算部１４１Ｌ及び速度サーボ１４２Ｌを介して位置及び速度が制御される。このように、Ｘ移動テーブル１５の制御系において、第１のプレート用干渉計ＰＳＸの計測軸ごとに位置及び速度が制御されることにより、応答性がより高まり、制御性能及び安定性のさらなる向上が図られる。
【００７０】
図７は、Ｙ移動テーブル１７の制御系を示す制御ブロック図である。
図７において、Ｙ移動テーブル１７の制御系は、Ｘ移動テーブル１５の制御系と同様に、Ｙ軸方向に関して、位置サーボ１５０、演算部１５１、速度サーボ１５２、及び駆動アンプ１５３を備える。さらに、Ｙ移動テーブル１７の制御系は、Ｚ軸周りの回転方向（θＺ）に関して、演算部１５５、位置サーボ１５６、演算部１５７、及び速度サーボ１５８を備える。
【００７１】
Ｙ移動テーブル１７の制御系では、位置サーボ１５０、演算部１５１、速度サーボ１５２によるＹ軸方向の制御に加え、演算部１５５、位置サーボ１５６、演算部１５７、及び速度サーボ１５８によるθＺ方向の制御を行う。すなわち、目標値出力部１０１からＹ移動テーブル１７のθＺ方向の姿勢に関する目標位置（回転量）の信号が出力されると、演算部１５５によりその目標位置と、リニアスケールＥＰＹ（リニアスケールＥＰＹＲ，ＥＰＹＬ）から算出されるＹ移動テーブル１７のθＺ方向の回転量との差である回転偏差が演算される。なお、Ｙ移動テーブル１７のθＺ方向の回転量は、２つのリニアスケールＥＰＹＲ，ＥＰＹＬの各計測軸での計測値を加算して、計測軸間距離（ＳＰＮ）で除算することにより算出される。位置サーボ１５６は、演算部１５５で演算された回転偏差を動作信号として比例制御動作を行い、その結果、位置サーボ１５６から速度指令値が演算部１５７に与えられる。演算部１５７では、この速度指令値とＸ移動テーブル１５の現在速度との差である速度偏差を演算し、速度偏差を動作信号として速度サーボ１５８がＰＩ制御動作と位相進み補償制御とを組み合わせた制御動作を行う。その結果、所定の推力指令値（制御量）が駆動アンプ１５３に出力される。駆動アンプ１５３では、Ｙ軸方向に関する速度サーボ１５２からの推力指令値と、θＺ方向に関する速度サーボ１５８からの推力指令値とに基づいて駆動信号を出力する。これにより、Ｙ移動テーブル１７のＺ軸周りの姿勢（回転量）が制御される。Ｙ移動テーブル１７の制御系では、Ｙ移動テーブル１７のＹ軸方向に関する制御だけでなく、回転量（姿勢）を制御することにより、応答性をより高め、プレートステージＰＳＴの位置決め制御の性能及び安定性の向上を図ることができる。
【００７２】
図８は、Ｙ移動テーブル１７の制御系の変形例を示す制御ブロック図である。なお、本例において、図７の例と同一の機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
図８の例では、図７に示すＹ軸方向に関する演算部１５１及び速度サーボ１５２がそれぞれ、リニアスケールＥＰＹ（リニアモータＥＰＹＲ，ＥＰＹＬ）の計測軸ごとに分けて設けられている。前述したように、Ｙ移動テーブル１７用のリニアモータはＹ移動テーブル１７の移動中心軸を挟んで両側に分けて配設された２つのリニアモータを含む。図８の例では、Ｙ移動テーブル１７の制御系には、リニアスケールＥＰＹＲに対応付けて演算部１５１Ｒ及び速度サーボ１５２Ｒが設けられ、リニアスケールＥＰＹＬに対応付けて演算部１５１Ｌ、及び速度サーボ１５２Ｌが設けられている。すなわち、Ｙ移動テーブル１７の２つのリニアモータのうち、一方のリニアモータは、その可動子（またはその近傍）の位置情報がリニアスケールＥＰＹＲによって計測され、その計測結果に基づいて、演算部１５１Ｒ及び速度サーボ１５２Ｒを介してＹ軸方向に関する位置及び速度が制御される。また他方のリニアモータは、その可動子（またはその近傍）の位置情報がレーザ干渉計ＥＰＹＬによって計測され、その計測結果に基づいて、演算部１５１Ｌ及び速度サーボ１５２Ｌを介してＹ軸方向に関する位置及び速度が制御される。さらに、この制御系では、Ｙ移動テーブル１７のθＺ方向の回転量に応じて各リニアモータの位置及び速度の制御量が補正される。すなわち、２つのリニアスケールＥＰＹＲ，ＥＰＹＬのＹ位置情報に基づいて算出されたＹ移動テーブル１７のθＺ方向の回転偏差に基づいて、位置サーボ１５６においてθＺ方向に関する速度指令値が出力され、この出力値が各リニアモータのＹ軸方向の距離に変換されて演算部１５１Ｒ及び演算部１５１Ｌのそれぞれに入力され、演算部１５１Ｒ，１５１Ｌでは、このθＺ方向の回転量に関する入力値を加味して速度偏差を演算する。このように、、Ｙ移動テーブル１７のθＺ方向の回転量に応じて各リニアモータの位置及び速度の制御量が補正されることで、応答性がより高まり、制御性能及び安定性のさらなる向上が図られる。
【００７３】
図９は、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを支持している光学定盤２００を示す概略斜視図であり、図１０（ａ）はその平面図、図１０（ｂ）はその側面図である。
図９及び図１０に示すように、投影光学系ＰＬは複数の投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを含み、これら投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇは光学定盤２００に支持されている。光学定盤２００は、支持構造体としての本体コラム１２の保持部材１２ｃに支持部１３を介してキネマティックに支持されている。支持部１３は、光学定盤２００の３箇所の所定位置にそれぞれ設けられている。複数の投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのうち投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇがＹ軸方向に並んで配置され、投影光学モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆがＹ軸方向に並んで配置されている。また、Ｙ軸方向に並んだ投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、Ｙ軸方向に並んだ投影光学モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとはＸ軸方向において対向するように配置されており、各投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇが全体で千鳥状に配置されている。つまり、各投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇは、Ｘ方向に関して隣合う投影光学モジュール同士（例えば投影光学モジュールＰＬａとＰＬｂ、ＰＬｂとＰＬｃ）が、Ｙ軸方向に所定量ずつ変位して配置されている。
【００７４】
光学定盤２００は、例えばメタルマトリクス複合材（ＭＭＣ：ＭｅｔａｌＭａｔｒｉｘＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）により形成されている。メタルマトリクス複合材は金属をマトリクス材としてその中にセラミックス強化材を複合した複合材であり、ここでは金属としてアルミニウムを含むものが用いられている。光学定盤２００の中央部には開口部２００Ａが形成されており、この開口部２００Ａにより各投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの露光光の光路が確保されている。ここで、光学定盤２００は平面視において左右対称な六角形状（ホームベース状）に形成されており、Ｙ軸方向に４つ並んだ投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇは光学定盤２００の幅の広い部分で支持され、Ｙ軸方向に３つ並んだ投影光学モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆは光学定盤２００の幅の狭い部分で支持されている。すなわち、複数並んだ投影光学モジュールの数に応じて光学定盤２００の形状が設定されており、これにより、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを支持するのに十分な強度を得られる範囲において、使用材料が最小限に抑えられている。
【００７５】
投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、鏡筒ＰＫと、鏡筒ＰＫの内部に配置されている複数の光学素子（レンズ）とを有している。そして、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、光学定盤２００に対して互いに独立して接続され、かつ分離可能である。これにより、投影光学モジュールをモジュール単位で増減させることが可能となり、その場合において、投影光学モジュールの光学定盤２００に対する取り付け・取り外し作業を容易に行うことができる。さらに、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれを光学定盤２００に対して互いに独立して接続及び分離可能としたことにより、光学定盤２００の所定の基準位置（例えば開口部２００Ａの中心位置）に対してそれぞれ独立して位置決め可能であり、各投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの互いの相対位置を任意に設定することができる。
【００７６】
図１１（ａ）は支持部１３の拡大図である。図１１（ａ）に示すように、支持部１３は、本体コラム１２の保持部材１２ｃに設けられ、Ｖ状内面（第１面）２０３を有するＶ溝部材（第１部材）２０４と、Ｖ溝部材２０４のＶ状内面２０３に接する球面（第２面）２０５Ａを有する球状部材（第２部材）２０５とを備えている。Ｖ溝部材２０４は本体コラム１２の保持部材１２ｃに固定されている。また、光学定盤２００の下面には球状部材２０５を配置可能な球面状凹部２０６が形成されており、光学定盤（第１部材）２００の球面状凹部２０６の内面（第１面）２０６Ａと球状部材（第２部材）２０５の球面（第２面）２０５Ａとが接している。球状部材２０５はＶ溝部材２０４のＶ状内面２０３に載置された状態であって、Ｖ状内面２０３に対して球状部材２０５の表面２０５ＡはＶ字稜線方向（図１０（ａ）矢印ｙ参照）に摺動可能となっている。さらに、光学定盤２００は球面状凹部２０６を介して球状部材２０５に載置された状態であって、球面状凹部２０６の内面２０６Ａと球状部材２０５の表面２０５Ａとは摺動可能となっている。これら面どうしが摺動可能であることにより、例えば本体コラム１２が僅かに変形した際、これら面どうしが摺動することで本体コラム１２の変形が及ぼす光学定盤２００への影響が抑制されている。
【００７７】
Ｖ溝部材２０４のＶ状内面（第１面）２０３及び球状部材２０５の表面（第２面）２０５Ａのそれぞれには、低摩擦部としての低摩擦材料膜がコーティングにより設けられている。低摩擦材料膜としては、例えばダイヤモンドライクカーボンが挙げられる。これにより、Ｖ溝部材２０４のＶ状内面２０３と球状部材２０５の表面２０５Ａとの摩擦力が低減される。同様に、球面状凹部２０６の内面２０６Ａにも低摩擦材料膜が設けられており、これにより、球面状凹部２０６の内面２０６Ａと球状部材２０５の表面２０５Ａとの摩擦力も低減されている。そして、これら面を低摩擦処理したことにより静止摩擦係数が抑えられ、例えば本体コラム１２が僅かに変形して前記面どうしが摺動する際に生じる応力が抑えられ、本体コラム１２の変形が及ぼす光学定盤２００への影響が良好に抑制される。
【００７８】
なお、ここでは、Ｖ状内面２０３及び球状部材２０５の表面２０５Ａのそれぞれに低摩擦材料膜が設けられている構成であるが、Ｖ状内面２０３又は球状部材２０５の表面２０５Ａのいずれか一方に低摩擦材料膜を設ける構成でも構わない。同様に、球面状凹部２０６の内面２０６Ａ及び球状部材２０５の表面２０５Ａのそれぞれに低摩擦材料膜を設ける構成の他に、球面状凹部２０６の内面２０６Ａ又は球状部材２０５の表面２０５Ａのいずれか一方に低摩擦材料膜を設ける構成でもよい。さらに、図１１（ｂ）に示すように、本体コラム１２に球面状凹部２０６を有する部材を設けるとともに、光学定盤２００の下面にＶ状内面２０３を設け、これらの間に球状部材２０５を配置する構成であっても構わない。
【００７９】
図１２（ａ）は支持部１３の変形例である。図１２（ａ）において、支持部１３は、本体コラム１２に固定されたＶ溝部材２０４と、光学定盤２００の球面状凹部２０６とＶ溝部材２０４との間に配置される中間部材２０７とを備えている。中間部材２０７は、球面状凹部２０６に対向する球面部２０８と、Ｖ溝部材２０４のＶ状内面２０３に対向するＶ字面２０９とを備えている。球面部２０８は球面状凹部２０６に沿う形状を有し、Ｖ字面２０９はＶ状内面２０３に沿う形状を有している。そして、球面部２０８には流体吹出部２１０が設けられており、Ｖ字面２０９にも流体吹出部２１１が設けられている。流体吹出部２１０及び２１１は流路２１３を介して流体供給装置２１２に接続されている。本実施形態において、流体供給装置２１２はエア（空気）を供給する。また、流路２１３は途中で２つに分岐しており、第１分岐流路２１３Ａが流体吹出部２１０に接続され、第２分岐流路２１３Ｂが流体吹出部２１１に接続されている。また、第１、第２分岐流路２１３Ａ、２１３Ｂのそれぞれには、流体吹出部２１０、２１１に対して流通させるエアの単位当たりの流量を調整可能な弁２１４Ａ、２１４Ｂがそれぞれ設けられている。流体供給装置２１２及び弁２１４Ａ、２１４Ｂの動作は制御装置１１により制御されるようになっており、制御装置１１はこれら流体供給装置２１２及び弁２１４Ａ、２１４Ｂの動作を制御することにより、流体吹出部２１０、２１１から吹き出すエアの単位時間当たりの量をそれぞれ個別に調整可能である。そして、流体吹出部２１０から球面部２０８と球面状凹部２０６との間にエアが供給されることにより、球面部２０８と球面状凹部２０６との間に介在する非接触ベアリングであるエアベアリング（流体軸受）２１５が形成される。同様に、流体吹出部２１１からＶ字面２０９とＶ状内面２０３との間にエアが供給されることにより、Ｖ字面２０９とＶ状内面との間に介在する非接触ベアリングであるエアベアリング（流体軸受）２１６が形成される。そして、エアベアリング２１５により中間部材２０７と球面状凹部２０６との間の低摩擦部が形成され、エアベアリング２１６により中間部材２０７とＶ状内面２０３との間の低摩擦部が形成される。
【００８０】
図１２（ｂ）は球面部２０８の平面図である。図１２（ｂ）に示すように、流体吹出部２１０は球面部２０８の平面視ほぼ中央部に形成されており、この流体吹出部２１０に接続するように平面視十字状の絞り２１７が形成されている。これにより、球面部２０８と球面状凹部２０６との間に一様にエアが供給され、球面部２０８と球面状凹部２０６との間に所定のギャップが確保されており、流体吹出部２１１から吹き出されるエアによりＶ字面２０９とＶ状内面２０３との間に所定のギャップが確保される。なお、球面部２０８に絞りを設ける方法のかわりとして多孔質部材を組み込むようにしてもよい。
【００８１】
また、図１３（ａ）、（ｂ）は、図１２（ａ）、（ｂ）の変形例である。図１３（ａ）において、光学定盤２００には球面状凹面２０６を備え、球面状凹面２０６に対向する中間部材２０７の球面部２０８を備え、中間部材２０７のＶ字面２０９に対向する本体コラム１２に固定されたＶ溝部材２０４のＶ状内面を有することは、図１２（ａ）と同じである。図１２（ａ）と異なる点は、球面状凹面２０６と球面部２０８との間に複数のボールを備え、玉軸受を形成しており、またＶ字面２０９とＶ状内面２０３との間には複数のニードルを備え、転がり軸受を形成している点である。このことにより玉軸受により中間部材２０７と球面状凹部２０６との間の低摩擦部が形成され、転がり軸受により中間部材２０７とＶ状内面２０３との間の低摩擦部が形成される。
【００８２】
図１０（ａ）に戻り、支持部１３は光学定盤２００の面方向（ＸＹ方向）における３箇所の所定の位置にそれぞれ設けられている。そして、Ｖ溝部材２０４のＶ字稜線Ｌの延長線のそれぞれが、複数並んだ投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのＸＹ方向におけるほぼ中央部Ｏで交わるように、Ｖ溝部材２０４のそれぞれが配置されている。これにより、本体コラム１２が変形しても中央部Ｏが大きく移動しない構成となっている。そして、これら支持部１３により所謂キネマティック支持構造が構成される。これにより、本体コラム１２が変形しても、投影光学系ＰＬや光学定盤２００は大きく移動せず、複数の投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの互いの相対位置も変化しない。
【００８３】
図１０（ｂ）に示すように、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇ及び光学定盤２００はカバー装置２４０により覆われている。カバー装置２４０は、このカバー装置２４０により形成される内部空間の温度を調整可能な温度調整装置２４１を備えている。温度調整装置２４１は、温度調整された流体（例えばエア）を前記内部空間に供給することにより光学定盤２００及び投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの温度を調整可能である。カバー装置２４０を設けたことにより、露光光ＩＬの照射熱に起因する照明系ＩＯＰからの熱（輻射）及びマスクＭからの熱を熱遮断して結像レンズ系への熱の影響を抑えることができ、安定した結像特性を得ることができる。ここで、カバー装置２４０の露光光ＩＬの光路上に相当する位置には開口部２４２が設けられており、この開口部２４２により露光光ＩＬの光路が確保されている。
【００８４】
図１４は投影光学系（投影光学モジュール）の構成図である。投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、照明光学モジュールにより露光光ＩＬで照明されたマスクＭの照明領域に存在するパターン像を感光基板（プレートＰ）に投影露光するものであり、シフト調整機構２５０と、二組の反射屈折型光学系２５１、２５２と、像面調整機構２５３と、不図示の視野絞りと、スケーリング調整機構２５４とを備えている。以下では投影光学モジュールＰＬｆについて説明するが、他の投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｂ、ＰＬｃ、ＰＬｄ、ＰＬｅ、ＰＬｇも投影光学モジュールＰＬｆと同様の構成である。
【００８５】
マスクＭを透過した光束は、シフト調整機構２５０に入射する。シフト調整機構２５０は、Ｙ軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス板２５０Ａと、Ｘ軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス板２５０Ｂとを有している。平行平面ガラス板２５０Ａはモータなどの駆動装置２５０ＡｄによりＹ軸まわりに回転し、平行平面ガラス板２５０Ｂはモータなどの駆動装置２５０ＢｄによりＸ軸まわりに回転する。平行平面ガラス板２５０ＡがＹ軸まわりに回転することにより感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像はＸ軸方向にシフトし、平行平面ガラス板２５０ＢがＸ軸まわりに回転することにより感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像はＹ軸方向にシフトする。駆動装置２５０Ａｄ，２５０Ｂｄの駆動速度及び駆動量は制御装置１１によりそれぞれ独立して制御されるようになっている。駆動装置２５０Ａｄ，２５０Ｂｄのそれぞれは制御装置１１の制御に基づいて、平行平面ガラス板２５０Ａ，２５０Ｂのそれぞれを所定速度で所定量（所定角度）回転する。シフト調整機構２５０を透過した光束は、１組目の反射屈折型光学系２５１に入射する。
【００８６】
反射屈折型光学系２５１は、マスクＭのパターンの中間像を形成するものであって、直角プリズム（補正機構）２５５と、レンズ２５６と、凹面鏡２５７とを備えている。直角プリズム２５５はＺ軸まわりに回転可能に設けられており、モータなどの駆動装置２５５ｄによりＺ軸まわりに回転する。直角プリズム２５５がＺ軸まわりに回転することにより感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像はＺ軸まわりに回転する。すなわち、直角プリズム２５５はローテーション調整機構としての機能を有している。駆動装置２５５ｄの駆動速度及び駆動量は制御装置１１により制御されるようになっている。駆動装置２５５ｄは制御装置１１の制御に基づいて、直角プリズム２５５を所定速度で所定量（所定角度）回転する。反射屈折型光学系２５１により形成されるパターンの中間像位置には不図示の視野絞りが配置されている。視野絞りは、感光基板Ｐ上における投影領域を設定するものであって、例えば感光基板Ｐ上の投影領域を台形状に設定する。視野絞りを透過した光束は、２組目の反射屈折型光学系２５２に入射する。
【００８７】
反射屈折型光学系２５２は、反射屈折型光学系２５１と同様に、ローテーション調整機構としての直角プリズム（補正機構）２５８と、レンズ２５９と、凹面鏡２６０とを備えている。直角プリズム２５８もモータなどの駆動装置２５８ｄの駆動によりＺ軸まわりに回転するようになっており、回転することで感光基板Ｐ上におけるマスクＭのパターンの像をＺ軸まわりに回転する。駆動装置２５８ｄの駆動速度及び駆動量は制御装置１１により制御されるようになっており、駆動装置２５８ｄは制御装置１１の制御に基づいて、直角プリズム２５８を所定速度で所定量（所定角度）回転する。
【００８８】
反射屈折型光学系２５２から射出した光束は、スケーリング調整機構（補正機構）２５４を通り、感光基板Ｐ上にマスクＭのパターンの像を正立等倍で結像する。スケーリング調整機構２５４は、図１４のようにレンズをＺ軸方向に移動させたり、又は３枚のレンズ構成で例えば、凹レンズ、凸レンズ、凹レンズから構成され、凹レンズと凹レンズとの間に位置する凸レンズをＺ軸方向に移動させることにより、マスクＭのパターンの像の倍率（スケーリング）調整を行うようになっている。図１４の場合、凸レンズは駆動装置２５４ｄにより移動するようになっており、駆動装置２５４ｄは制御装置１１により制御される。駆動装置２５４ｄは制御装置１１の制御に基づいて、凸レンズを所定速度で所定量移動させる。なお、凸レンズは、両凸レンズでも平凸レンズでもよい。
【００８９】
二組の反射屈折型光学系２５１，２５２の間の光路上には、投影光学系ＰＬｆの結像位置及び像面の傾斜を調整する像面調整機構２５３が設けられている。像面調整機構２５３は反射屈折型光学系２５１による中間像が形成される位置近傍に設けられている。すなわち、像面調整機構２５３はマスクＭ及び感光基板Ｐに対してほぼ共役な位置に設けられている。像面調整機構２５３は、第１光学部材２５３Ａと、第２光学部材２５３Ｂと、第１光学部材２５３Ａ及び第２光学部材２５３Ｂを非接触状態に支持する不図示のエアベアリングと、第２光学部材２５３Ｂに対して第１光学部材２５３Ａを移動する駆動装置２５３Ａｄ、２５３Ｂｄとを備えている。第１光学部材２５３Ａ及び第２光学部材２５３Ｂのそれぞれはくさび状に形成され露光光ＩＬを透過可能なガラス板であり、一対のくさび型光学部材を構成している。露光光ＩＬはこの第１光学部材２５３Ａ及び第２光学部材２５３Ｂのそれぞれを通過する。駆動装置２５３Ａｄ、２５３Ｂｄの駆動量及び駆動速度、すなわち第１光学部材２５３Ａと第２光学部材２５３Ｂとの相対的な移動量及び移動速度は制御装置１１により制御される。第２光学部材２５３Ｂに対して第１光学部材２５３ＡがＸ軸方向にスライドするように移動することにより投影光学系ＰＬｆの像面位置がＺ軸方向に移動し、第２光学部材２５３Ｂに対して第１光学部材２５３ＡがθＺ方向に回転することにより投影光学系ＰＬｆの像面が傾斜する。
【００９０】
上記シフト調整機構２５０、ローテーション調整機構２５５、２５８、スケーリング調整機構２５４、及び像面調整機構２５３により、投影光学モジュールＰＬｆの光学特性（結像特性）を調整する調整装置が構成される。なお、光学特性の調整装置としては、一部の光学素子（レンズ）間を密封して内部圧力を調整する機構であってもよい。
【００９１】
また、−Ｘ側の投影光学モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、＋Ｘ側の投影光学モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間には、マスクＭのパターン形成面及び感光基板Ｐの被露光面のＺ軸方向における位置を検出するオートフォーカス検出系２９０が設けられている。オートフォーカス検出系１５０を構成する光学素子はハウジング内部に配置されており、これら光学素子及びハウジングによりオートフォーカスユニット（ＡＦユニット）Ｕが形成されている。
【００９２】
なお、組み立ての際には、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇを光学定盤２００に取り付ける前に、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇそれぞれの光学特性調整が上記調整装置５０、５３、５４、５５、５８により調整される。そして、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇの光学特性調整が終わったら、投影光学モジュールＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれが光学定盤２００の基準位置に対して位置決めされつつ光学定盤２００に取り付けられる。
【００９３】
なお、上記実施形態における露光装置は、互いに隣接する複数の投影光学モジュールを有する、いわゆるマルチレンズスキャン型露光装置であるが、投影光学系が１つである走査型露光装置についても、本発明を適用することができる。更に、本発明の露光装置として、マスクと感光基板とを同期移動してマスクのパターンを露光する走査型露光装置の他に、マスクと感光基板とを静止した状態でマスクのパターンを露光し、感光基板を順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置にも適用することができる。
【００９４】
また、露光装置の用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製造用の露光装置や薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適用できる。
【００９５】
投影光学系の倍率は等倍系のみならず、縮小系及び拡大系のいずれでもよい。投影光学系としては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２レーザを用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にする。
【００９６】
基板ステージやマスクステージにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもいい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。
【００９７】
ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニットと電機子ユニットのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
【００９８】
基板ステージの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【００９９】
マスクステージの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。
【０１００】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願特許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。
【０１０１】
電子デバイスは、図１５に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ３０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ３０２、デバイスの基材である基板（ウエハ、ガラスプレート）を製造するステップ３０３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板に露光する基板処理ステップ３０４、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）３０５、検査ステップ３０６等を経て製造される。
【０１０２】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の露光装置によれば、支持構造体に仮に歪みが生じても投影光学系の光学特性の変動が抑制されるとともに、マスクステージあるいは基板ステージが安定して位置決め及び駆動制御される。そのため、基板の大型化に対応する場合にも、精度よく露光処理を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図であり、Ｙ軸方向に見た側面図である。
【図２】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図であり、Ｘ軸方向に見た側面図である。
【図３】位置計測用の干渉計及びリニアスケールの配置構成を模式的に示す図である。
【図４】制御装置を主体に構成されるステージ制御系の概略的なブロック図である。
【図５】Ｘ移動テーブルの制御系を示す制御ブロック図である。
【図６】Ｘ移動テーブルの制御系の変形例を示す制御ブロック図である。
【図７】Ｙ移動テーブルの制御系を示す制御ブロック図である。
【図８】Ｙ移動テーブルの制御系の変形例を示す制御ブロック図である。
【図９】投影光学モジュールを支持している光学定盤の斜視図である。
【図１０】（ａ）は投影光学モジュールを支持している光学定盤の平面図、（ｂ）は側面図である。
【図１１】支持部の一実施形態を示す拡大図である。
【図１２】支持部の他の実施形態を示す拡大図である。
【図１３】支持部の他の実施形態を示す拡大図である。
【図１４】投影光学モジュールの構成図である。
【図１５】電子デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
Ｍ…マスク、Ｐ…プレート（基板）、ＰＳＴ…プレートステージ（基板ステージ）、ＰＬ…投影光学系、ＭＳＴ…マスクステージ、ＰＳＸ…第１のプレート用干渉計（第１計測装置）、ＰＸ…第２のプレート用干渉計（第２計測装置）、ＰＸＴ…第３のレンズ用干渉計（計測装置）、ＥＰＹ…リニアスケール、露光装置１０、１１…制御装置（基板ステージ制御系、マスクステージ制御系）、１２…本体コラム、１３…支持部、１５…Ｘ移動テーブル（第１部分）、１４、１６…駆動機構（駆動装置）、１７…Ｙ移動テーブル、１９…基板テーブル（第２部分）、２０…Ｚ・θ駆動機構。

Claims

マスクを保持するマスクステージと、基板を保持する基板ステージと、前記マスクのパターンを前記基板に投影する投影光学系とを備える露光装置であって、
前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも一方を支持する支持構造体と、
前記支持構造体に対して前記投影光学系を所定の位置関係となるように支持する複数の支持点を有しかつ該複数の支持点が前記支持構造体と前記投影光学系との少なくとも一方に対して移動可能である支持部と、
前記マスクステージと前記基板ステージとを相対的に移動させる駆動装置とを備え、
前記基板ステージは、前記駆動装置から駆動力が伝達される駆動点を含む第１部分と、前記基板を保持する第２部分とを有し、
前記駆動装置は、前記第１部分の位置情報を計測する第１計測装置と、該第１計測装置の計測結果に基づいて前記基板ステージを位置決めする基板ステージ制御系とを有することを特徴とする露光装置。
前記第１計測装置は、前記支持構造体を基準として、前記第１部分の位置情報を計測することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
前記第１計測装置には、前記基板ステージの移動の方向に平行な複数の計測軸が設定されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の露光装置。
前記基板ステージ制御系は、前記複数の計測軸ごとに、位置、速度、及び加速度の少なくとも一つを個々に制御することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の露光装置。
前記基板ステージ制御系は、前記複数の計測軸を、前記基板ステージの移動に応じて選択的に用いることを特徴とする請求項２から請求項４のうちのいずれかに記載の露光装置。
前記第１計測装置は、リニアスケール及び光干渉計の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれかに記載の露光装置。
前記駆動装置は、前記第２部分の位置情報を計測する第２計測装置と、該第２計測装置の計測結果に基づいて前記マスクステージを位置決めするマスクステージ制御系とを有することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれかに記載の露光装置。
前記第２計測装置は、前記投影光学系を基準として、前記第２部分の位置情報を計測することを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
前記駆動装置は、前記支持構造体に対する前記投影光学系の相対的な姿勢を計測し、その計測結果に基づいて前記第２部分の位置情報を補正することを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
前記基板ステージ制御系は、前記第１計測装置の計測結果と前記第２計測装置の計測結果とに基づいて、前記第１部分と前記第２部分との間の位置誤差を補償することを特徴とする請求項７から請求項９のうちのいずれかに記載の露光装置。
前記基板ステージ制御系は、前記第２計測装置の計測結果に対して所定の周波数帯域のノイズを除去するフィルタ処理を施すことを特徴とする請求項７から請求項１０のうちのいずれかに記載の露光装置。
前記支持部は、前記支持構造体に対して前記投影光学系を３点で支持することを特徴とする請求項１から請求項１１のうちのいずれかに記載の露光装置。
前記支持部は、前記支持構造体に対して前記投影光学系をキネマティックに支持することを特徴とする請求項１から請求項１２のうちのいずれかに記載の露光装置。
前記投影光学系は、複数の投影光学モジュールからなり、前記複数の投影光学モジュールは、一の定盤に支持されていることを特徴とする請求項１から請求項１３のうちのいずれかに記載の露光装置。