JP2009281946A - Equipment and method for measuring position, system and method for forming pattern, system and method for exposure and method for manufacturing device - Google Patents

Equipment and method for measuring position, system and method for forming pattern, system and method for exposure and method for manufacturing device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide equipment for measuring a position which can suppress lowering of the accuracy in measurement of positional information on a moving object. <P>SOLUTION: The position measuring equipment measures the positional information on the moving body which moves within a plane of movement. The equipment has a scale plate including a diffraction grating of which the position is fixed, an encoder head which includes at least a part of a photoconducting optical system conducting supplied light to the scale plate and which is disposed on the moving body, and a light source which emits light at a position apart from the moving body and supplies the light to the photoconducting optical system. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、移動体の位置情報を計測する位置計測装置及び位置計測方法、基板にパターンを形成するパターン形成装置及びパターン形成方法、基板を露光する露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に関する。   The present invention relates to a position measuring apparatus and a position measuring method for measuring position information of a moving body, a pattern forming apparatus and a pattern forming method for forming a pattern on a substrate, an exposure apparatus and an exposure method for exposing a substrate, and a device manufacturing method.

半導体デバイス、電子デバイス等のマイクロデバイスの製造工程において、例えば露光装置、インクジェット装置等、基板にデバイスパターンを形成するパターン形成装置が使用される。パターン形成装置は、基板を保持して移動する基板ステージ等の移動体を備え、その移動体の位置情報を位置計測装置で計測しながら、基板にデバイスパターンを形成する。下記特許文献には、エンコーダシステムを用いて移動体の位置情報を計測する技術の一例が開示されている。
米国特許出願公開第2006/0227309号明細書
In the manufacturing process of a micro device such as a semiconductor device or an electronic device, a pattern forming apparatus that forms a device pattern on a substrate, such as an exposure apparatus or an inkjet apparatus, is used. The pattern forming apparatus includes a moving body such as a substrate stage that moves while holding the substrate, and forms a device pattern on the substrate while measuring position information of the moving body with the position measuring device. The following patent document discloses an example of a technique for measuring position information of a moving body using an encoder system.
US Patent Application Publication No. 2006/0227309

エンコーダシステムは、光源から射出された光をスケール板に照射し、そのスケール板を介した光を検出器で検出する。例えば光源等の熱によって、光路上の雰囲気の温度揺らぎ(屈折率変動)が生じると、移動体の位置情報を精確に計測できなくなる可能性がある。また、熱によって移動体が熱変形すると、その移動体の位置情報が精確に計測できなくなったり、移動体の移動性能が低下したりする可能性がある。その結果、例えばパターン欠陥等、パターン形成不良が発生し、不良デバイスが発生する可能性がある。   The encoder system irradiates the scale plate with light emitted from the light source, and the light passing through the scale plate is detected by a detector. For example, if the temperature fluctuation (refractive index fluctuation) of the atmosphere on the optical path occurs due to the heat of the light source or the like, there is a possibility that the position information of the moving body cannot be accurately measured. Further, when the moving body is thermally deformed by heat, there is a possibility that the position information of the moving body cannot be accurately measured, or the moving performance of the moving body may be deteriorated. As a result, pattern formation defects such as pattern defects may occur, and defective devices may occur.

本発明の態様は、移動体の位置情報の計測精度の低下を抑制できる位置計測装置及び位置計測方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、パターン形成不良を抑制できるパターン形成装置及びパターン形成方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、露光不良の発生を抑制できる露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。   An object of an aspect of the present invention is to provide a position measurement device and a position measurement method that can suppress a decrease in measurement accuracy of position information of a moving object. Another object of the present invention is to provide a pattern forming apparatus and a pattern forming method capable of suppressing pattern formation defects. Another object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposure method that can suppress the occurrence of exposure failure. Another object of the present invention is to provide a device manufacturing method that can suppress the occurrence of defective devices.

本発明の第1の態様に従えば、移動面内を移動する移動体の位置情報を計測する位置計測装置であって、位置が固定された回折格子を含むスケール板と、供給された光をスケール板に導く導光光学系の少なくとも一部を含む、移動体に配置されたエンコーダヘッドと、移動体と離れた位置で光を射出して、導光光学系に供給する光源と、を備えた位置計測装置が提供される。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a position measuring device for measuring position information of a moving body that moves in a moving surface, wherein a scale plate including a diffraction grating having a fixed position, and supplied light An encoder head disposed on the movable body including at least a part of the light guide optical system that leads to the scale plate; and a light source that emits light at a position away from the movable body and supplies the light to the light guide optical system. A position measuring device is provided.

本発明の第2の態様に従えば、基板にパターンを形成するパターン形成装置であって、基板を保持して移動可能な移動体の位置情報を計測するために、上述の第1の態様の位置計測装置を備えたパターン形成装置が提供される。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a pattern forming apparatus for forming a pattern on a substrate, wherein the position information of a movable body that is movable while holding the substrate is measured. A pattern forming apparatus including a position measuring device is provided.

本発明の第3の態様に従えば、基板を露光光で露光する露光装置であって、基板を保持して移動可能な移動体の位置情報を計測するために、上述の第1の態様の位置計測装置を備えた露光装置が提供される。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for exposing a substrate with exposure light, wherein the position information of the movable body that is movable while holding the substrate is measured. An exposure apparatus including a position measurement device is provided.

本発明の第4の態様に従えば、上述の第3の態様の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method including exposing a substrate using the exposure apparatus according to the third aspect described above and developing the exposed substrate.

本発明の第5の態様に従えば、移動面内を移動する移動体の位置情報を計測する位置計測方法であって、移動体と対向可能な位置に回折格子を含むスケール板を固定することと、供給された光をスケール板に導く導光光学系の少なくとも一部を含むエンコーダヘッドを移動体に配置することと、移動体と離れた位置に配置された光源より光を射出して、導光光学系に供給することと、を含む位置計測方法が提供される。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a position measurement method for measuring position information of a moving body that moves in a moving plane, wherein a scale plate including a diffraction grating is fixed at a position that can face the moving body. And arranging an encoder head including at least a part of a light guide optical system for guiding the supplied light to the scale plate, and emitting light from a light source arranged at a position away from the movable body, A position measuring method including supplying to a light guide optical system.

本発明の第6の態様に従えば、基板にパターンを形成するパターン形成方法であって、基板を保持して移動可能な移動体の位置情報を、上述の第5の態様の位置計測方法を用いて計測することと、移動体に保持された基板にパターンを形成することと、を含むパターン形成方法が提供される。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method for forming a pattern on a substrate, the position information of a movable body that is movable while holding the substrate, and the position measuring method according to the fifth aspect described above. There is provided a pattern forming method including measuring using and forming a pattern on a substrate held by a moving body.

本発明の第7の態様に従えば、基板を露光光で露光する露光方法であって、基板を保持して移動可能な移動体の位置情報を、上述の第5の態様の位置計測方法を用いて計測することと、移動体に保持された基板を露光することと、を含む露光方法が提供される。   According to the seventh aspect of the present invention, there is provided an exposure method for exposing a substrate with exposure light, the position information of a movable body that is movable while holding the substrate, and the position measurement method according to the fifth aspect described above. An exposure method is provided that includes measuring using and exposing a substrate held on a moving body.

本発明の第8の態様に従えば、上述の第7の態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a device manufacturing method including exposing a substrate using the exposure method of the seventh aspect described above and developing the exposed substrate.

本発明によれば、移動体の位置情報の計測精度の低下を抑制でき、その移動体に保持された基板のパターン形成不良、露光不良を抑制できる。したがって、不良デバイスの発生を抑制できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the fall of the measurement accuracy of the positional information on a moving body can be suppressed, and the pattern formation defect of the board | substrate hold | maintained at the moving body and the exposure defect can be suppressed. Therefore, generation | occurrence | production of a defective device can be suppressed.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY及びθZ方向とする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. A predetermined direction in the horizontal plane is defined as the X-axis direction, a direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is defined as the Y-axis direction, and a direction orthogonal to each of the X-axis direction and Y-axis direction (that is, the vertical direction) is defined as the Z-axis direction. In addition, the rotation (inclination) directions around the X, Y, and Z axes are the θX, θY, and θZ directions, respectively.

図1は、本実施形態に係る露光装置EXを示す概略構成図である。本実施形態においては、露光装置EXが、例えば米国特許第6341007号明細書、米国特許第6400441号明細書、米国特許第6549269号明細書、米国特許第6590634号明細書、米国特許第6208407号明細書、米国特許第6262796号明細書、米国特許第6674510号明細書、米国特許第6208407号明細書、米国特許第6710849号明細書及び米国特許第6674510号明細書等に開示されているような、基板Pを保持して移動可能な複数(2つ)の基板ステージ1、2を備えたツインステージ型の露光装置である場合を例にして説明する。すなわち、本実施形態においては、露光装置EXは、基板Pを保持して移動可能な第1基板ステージ1と、第1基板ステージ1と独立して、基板Pを保持して移動可能な第2基板ステージ2とを有する。   FIG. 1 is a schematic block diagram that shows an exposure apparatus EX according to the present embodiment. In the present embodiment, the exposure apparatus EX includes, for example, US Pat. No. 6,341,007, US Pat. No. 6,400,491, US Pat. No. 6,549,269, US Pat. US Pat. No. 6,262,796, US Pat. No. 6,674,510, US Pat. No. 6,208,407, US Pat. No. 6,710,849, US Pat. A case where the exposure apparatus is a twin stage type exposure apparatus including a plurality (two) of substrate stages 1 and 2 that can move while holding the substrate P will be described as an example. That is, in the present embodiment, the exposure apparatus EX includes a first substrate stage 1 that can move while holding the substrate P, and a second substrate that can move while holding the substrate P independently of the first substrate stage 1. And a substrate stage 2.

図1において、露光装置EXは、マスクMを保持して移動可能なマスクステージ3と、基板Pを保持して移動可能な第1基板ステージ1と、第1基板ステージ1と独立して、基板Pを保持して移動可能な第2基板ステージ2と、マスクステージ3を移動するマスクステージ駆動システム4と、第1基板ステージ1及び第2基板ステージ2を移動する基板ステージ駆動システム5と、第1基板ステージ1及び第2基板ステージ2を移動可能に支持するガイド面11を有するプレート部材12と、マスクステージ3の位置情報を計測するレーザ干渉計を含む干渉計システム6と、第1基板ステージ1及び第2基板ステージ2の位置情報を計測するエンコーダシステム50を含む位置計測装置60と、マスクMを露光光ELで照明する照明系ILと、露光光ELで照明されたマスクMのパターンの像を基板Pに投影する投影光学系PLと、露光装置EX全体の動作を制御する制御装置7とを備えている。   In FIG. 1, an exposure apparatus EX includes a mask stage 3 that can move while holding a mask M, a first substrate stage 1 that can move while holding a substrate P, and a substrate that is independent of the first substrate stage 1. A second substrate stage 2 that is movable while holding P, a mask stage drive system 4 that moves the mask stage 3, a substrate stage drive system 5 that moves the first substrate stage 1 and the second substrate stage 2, An interferometer system 6 including a plate member 12 having a guide surface 11 that movably supports the first substrate stage 1 and the second substrate stage 2, a laser interferometer that measures position information of the mask stage 3, and a first substrate stage A position measuring device 60 including an encoder system 50 that measures position information of the first and second substrate stages 2, and an illumination system IL that illuminates the mask M with the exposure light EL. And it includes a projection optical system PL which projects an image of the pattern of the mask M illuminated with the exposure light EL onto the substrate P, and a control device 7 for controlling the operation of the entire exposure apparatus EX.

また、露光装置EXは、露光光ELが照射される第1位置を含む第1領域SP1を有する露光ステーションST1と、基板Pの位置情報を計測するための第2位置を含み、第1領域SP1と異なる第2領域SP2を有する計測ステーションST2とを備えている。露光ステーションST1は、基板Pの露光を行う。計測ステーションST2は、露光に関する所定の計測及び基板Pの交換を行う。   Further, the exposure apparatus EX includes an exposure station ST1 having a first area SP1 including a first position irradiated with the exposure light EL, and a second position for measuring position information of the substrate P, and includes the first area SP1. And a measurement station ST2 having a second area SP2 different from the first area SP2. The exposure station ST1 exposes the substrate P. The measurement station ST2 performs predetermined measurement related to exposure and replacement of the substrate P.

露光ステーションST1には、照明系IL、マスクステージ3及び投影光学系PL等が配置されている。投影光学系PLの複数の光学素子のうち、投影光学系PLの像面に最も近い第1光学素子8は、露光光ELを射出する射出面(下面)を有する。露光光ELが照射される第1位置は、露光光ELを射出する第1光学素子8と対向する位置を含む。   In the exposure station ST1, an illumination system IL, a mask stage 3, a projection optical system PL, and the like are arranged. Of the plurality of optical elements of the projection optical system PL, the first optical element 8 closest to the image plane of the projection optical system PL has an emission surface (lower surface) for emitting the exposure light EL. The first position where the exposure light EL is irradiated includes a position facing the first optical element 8 that emits the exposure light EL.

計測ステーションST2には、基板Pの位置情報を取得するためのアライメントシステム9、及びフォーカス・レベリング検出システム10等、基板Pの露光に関する計測を実行可能な各種計測システムが配置されている。アライメントシステム9は、第2光学素子15を含む複数の光学素子を有し、それら光学素子を用いて、基板Pの位置情報を取得する。フォーカス・レベリング検出システム10も、複数の光学素子を有し、それら光学素子を用いて、基板Pの位置情報を取得する。基板Pの位置情報を計測するための第2位置は、第2光学素子15と対向する位置を含む。   Various measurement systems capable of performing measurement related to exposure of the substrate P, such as an alignment system 9 for acquiring position information of the substrate P and a focus / leveling detection system 10, are arranged in the measurement station ST2. The alignment system 9 has a plurality of optical elements including the second optical element 15, and acquires position information of the substrate P using these optical elements. The focus / leveling detection system 10 also includes a plurality of optical elements, and acquires position information of the substrate P using these optical elements. The second position for measuring the position information of the substrate P includes a position facing the second optical element 15.

第1、第2基板ステージ1、2のそれぞれは、第1領域SP1及び第2領域SP2を含むガイド面11の所定領域内を、基板Pを保持して移動可能である。本実施形態においては、ガイド面11は、XY平面とほぼ平行である。第1、第2基板ステージ1、2のそれぞれは、ガイド面11に沿って、露光ステーションST1と計測ステーションST2とを移動可能である。   Each of the first and second substrate stages 1 and 2 can move while holding the substrate P within a predetermined region of the guide surface 11 including the first region SP1 and the second region SP2. In the present embodiment, the guide surface 11 is substantially parallel to the XY plane. Each of the first and second substrate stages 1 and 2 is movable along the guide surface 11 between the exposure station ST1 and the measurement station ST2.

位置計測装置60は、第1、第2基板ステージ1、2の位置情報を計測するエンコーダシステム50を備えている。エンコーダシステム50は、第1基板ステージ1の位置情報を計測する第1エンコーダユニット50Aと、第2基板ステージ2の位置情報を計測する第2エンコーダユニット50Bとを含む。   The position measuring device 60 includes an encoder system 50 that measures position information of the first and second substrate stages 1 and 2. The encoder system 50 includes a first encoder unit 50A that measures position information of the first substrate stage 1 and a second encoder unit 50B that measures position information of the second substrate stage 2.

第1エンコーダユニット50Aは、第1基板ステージ1の位置情報を計測するための計測光を射出する光源56と、第1基板ステージ1に配置されたエンコーダヘッド51とを備えている。第2エンコーダユニット50Bは、第2基板ステージ2の位置情報を計測するための計測光を射出する光源58と、第2基板ステージ2に配置されたエンコーダヘッド52とを備えている。光源56、58は、例えばコヒーレントな光、例えば波長λ(=850nm)のレーザ光を射出する。光源56、58のそれぞれは、第1、第2基板ステージ1、2と離れた位置で計測光を射出する。   The first encoder unit 50 </ b> A includes a light source 56 that emits measurement light for measuring position information of the first substrate stage 1, and an encoder head 51 disposed on the first substrate stage 1. The second encoder unit 50 </ b> B includes a light source 58 that emits measurement light for measuring position information of the second substrate stage 2, and an encoder head 52 disposed on the second substrate stage 2. The light sources 56 and 58 emit, for example, coherent light, for example, laser light having a wavelength λ (= 850 nm). Each of the light sources 56 and 58 emits measurement light at a position away from the first and second substrate stages 1 and 2.

また、エンコーダシステム50は、第1、第2基板ステージ1、2のエンコーダヘッド51、52のそれぞれと対向可能なスケール板53、54とを備えている。   The encoder system 50 includes scale plates 53 and 54 that can face the encoder heads 51 and 52 of the first and second substrate stages 1 and 2, respectively.

スケール板53は、露光ステーションST1に配置される第1基板ステージ1のエンコーダヘッド51又は第2基板ステージ2のエンコーダヘッド52と対向可能な位置に配置されている。スケール板53は、第1光学素子8を含む投影光学系PLの周囲の少なくとも一部に配置されている。スケール板53は、下面55を有する。スケール板53は、露光ステーションST1に配置される第1、第2基板ステージ1、2のエンコーダヘッド51、52の上方に配置されている。エンコーダヘッド51、52は、スケール板53の下面55と対向可能である。   The scale plate 53 is arranged at a position that can face the encoder head 51 of the first substrate stage 1 or the encoder head 52 of the second substrate stage 2 arranged at the exposure station ST1. The scale plate 53 is disposed on at least a part of the periphery of the projection optical system PL including the first optical element 8. The scale plate 53 has a lower surface 55. The scale plate 53 is disposed above the encoder heads 51 and 52 of the first and second substrate stages 1 and 2 disposed at the exposure station ST1. The encoder heads 51 and 52 can face the lower surface 55 of the scale plate 53.

スケール板54は、計測ステーションST2に配置される第1基板ステージ1のエンコーダヘッド51又は第2基板ステージ2のエンコーダヘッド52と対向可能な位置に配置されている。スケール板54は、第2光学素子15を含むアライメントシステム9及びフォーカス・レベリング検出システム10の周囲の少なくとも一部に配置されている。スケール板54は、下面57を有する。スケール板54は、計測ステーションST2に配置される第1、第2基板ステージ1、2のエンコーダヘッド51、52の上方に配置されている。エンコーダヘッド51、52は、スケール板54の下面57と対向可能である。   The scale plate 54 is disposed at a position that can face the encoder head 51 of the first substrate stage 1 or the encoder head 52 of the second substrate stage 2 disposed in the measurement station ST2. The scale plate 54 is disposed on at least a part of the periphery of the alignment system 9 including the second optical element 15 and the focus / leveling detection system 10. The scale plate 54 has a lower surface 57. The scale plate 54 is disposed above the encoder heads 51 and 52 of the first and second substrate stages 1 and 2 disposed in the measurement station ST2. The encoder heads 51 and 52 can face the lower surface 57 of the scale plate 54.

本実施形態において、光源56は、第1基板ステージ1のエンコーダヘッド51を介して、スケール板53及びスケール板54の少なくとも一方に計測光を照射する。光源58は、第2基板ステージ2のエンコーダヘッド52を介して、スケール板53及びスケール板54の少なくとも一方に計測光を照射する。   In the present embodiment, the light source 56 irradiates at least one of the scale plate 53 and the scale plate 54 with measurement light via the encoder head 51 of the first substrate stage 1. The light source 58 irradiates at least one of the scale plate 53 and the scale plate 54 with measurement light via the encoder head 52 of the second substrate stage 2.

また、本実施形態の露光装置EXは、液体LQを介して露光光ELで基板Pを露光する液浸露光装置である。露光装置EXは、露光光ELの光路の少なくとも一部を液体LQで満たすように、液体LQで液浸空間LSを形成可能なノズル部材(シール部材)14を備えている。液浸空間LSは、液体LQで満たされた空間である。本実施形態においては、液体LQとして、水(純水)を用いる。本実施形態において、ノズル部材14は、例えば米国特許公開第2004/136494号明細書等に開示されているようなシール部材を含む。ノズル部材14は、第1光学素子8の近傍に配置されており、第1光学素子8と対向する第1位置に配置された物体の表面と対向可能な下面を有する。ノズル部材14は、第1光学素子8と対向する第1位置に配置された物体との間の露光光ELの光路が液体LQで満たされるように液浸空間LSを形成する。第1位置に配置される物体は、第1、第2基板ステージ1、2及び第1、第2基板ステージ1、2に保持される基板Pを含む。少なくとも基板Pの露光時に、ノズル部材14は、投影光学系PLの投影領域を含む基板Pの表面の一部の領域(局所的な領域)が液体LQで覆われるように液浸空間LSを形成する。すなわち、本実施形態の露光装置EXは、局所液浸方式を採用する。   Further, the exposure apparatus EX of the present embodiment is an immersion exposure apparatus that exposes the substrate P with the exposure light EL through the liquid LQ. The exposure apparatus EX includes a nozzle member (seal member) 14 that can form an immersion space LS with the liquid LQ so that at least a part of the optical path of the exposure light EL is filled with the liquid LQ. The immersion space LS is a space filled with the liquid LQ. In the present embodiment, water (pure water) is used as the liquid LQ. In this embodiment, the nozzle member 14 includes a sealing member as disclosed in, for example, US Patent Publication No. 2004/136494. The nozzle member 14 is disposed in the vicinity of the first optical element 8, and has a lower surface that can be opposed to the surface of an object disposed at a first position facing the first optical element 8. The nozzle member 14 forms an immersion space LS so that the optical path of the exposure light EL between the nozzle member 14 and the object disposed at the first position facing the first optical element 8 is filled with the liquid LQ. The object disposed at the first position includes the first and second substrate stages 1 and 2 and the substrate P held by the first and second substrate stages 1 and 2. At least during exposure of the substrate P, the nozzle member 14 forms an immersion space LS so that a partial region (local region) on the surface of the substrate P including the projection region of the projection optical system PL is covered with the liquid LQ. To do. That is, the exposure apparatus EX of the present embodiment employs a local liquid immersion method.

本実施形態の露光装置EXは、マスクMと基板Pとを所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクMのパターンの像を基板Pに投影する走査型露光装置(所謂スキャニングステッパ)である。本実施形態においては、基板Pの走査方向(同期移動方向)をY軸方向とし、マスクMの走査方向(同期移動方向)もY軸方向とする。露光装置EXは、基板Pを投影光学系PLの投影領域に対してY軸方向に移動するとともに、その基板PのY軸方向への移動と同期して、照明系ILの照明領域に対してマスクMをY軸方向に移動しつつ、投影光学系PLと液体LQとを介して基板Pを露光光ELで露光する。これにより、マスクMのパターンの像が基板Pに投影される。   The exposure apparatus EX of the present embodiment is a scanning exposure apparatus (so-called scanning stepper) that projects an image of the pattern of the mask M onto the substrate P while synchronously moving the mask M and the substrate P in a predetermined scanning direction. In the present embodiment, the scanning direction (synchronous movement direction) of the substrate P is the Y-axis direction, and the scanning direction (synchronous movement direction) of the mask M is also the Y-axis direction. The exposure apparatus EX moves the substrate P in the Y-axis direction with respect to the projection area of the projection optical system PL, and synchronizes with the movement of the substrate P in the Y-axis direction with respect to the illumination area of the illumination system IL. The substrate P is exposed with the exposure light EL through the projection optical system PL and the liquid LQ while moving the mask M in the Y-axis direction. As a result, an image of the pattern of the mask M is projected onto the substrate P.

露光装置EXは、例えばクリーンルーム内の床面上に配置されたコラム16及びコラム16上に防振装置17を介して配置された支持フレーム18を含むボディ19を備えている。コラム16は、防振装置21を介してプレート部材12を支持する支持面20を有する。支持フレーム18は、投影光学系PL、アライメントシステム9及びフォーカス・レベリング検出システム10等を支持する。また、本実施形態においては、支持フレーム18は、エンコーダシステム50のスケール板53、54を支持する。   The exposure apparatus EX includes, for example, a body 19 including a column 16 disposed on a floor surface in a clean room and a support frame 18 disposed on the column 16 via a vibration isolator 17. The column 16 has a support surface 20 that supports the plate member 12 via the vibration isolator 21. The support frame 18 supports the projection optical system PL, the alignment system 9, the focus / leveling detection system 10, and the like. In the present embodiment, the support frame 18 supports the scale plates 53 and 54 of the encoder system 50.

照明系ILは、マスクM上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ELで照明する。照明系ILから射出される露光光ELとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線(g線、h線、i線)及びKrFエキシマレーザ光(波長248nm)等の遠紫外光(DUV光)、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)及びFレーザ光(波長157nm)等の真空紫外光(VUV光)等が用いられる。本実施形態においては、露光光ELとして、ArFエキシマレーザ光が用いられる。 The illumination system IL illuminates a predetermined illumination area on the mask M with exposure light EL having a uniform illuminance distribution. As the exposure light EL emitted from the illumination system IL, for example, far ultraviolet light (DUV light) such as a bright line (g line, h line, i line) and KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) emitted from a mercury lamp, Vacuum ultraviolet light (VUV light) such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) and F 2 laser light (wavelength 157 nm) is used. In the present embodiment, ArF excimer laser light is used as the exposure light EL.

マスクステージ3は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動システム4により、マスクMを保持しながら、X軸、Y軸及びθZ方向の3つの方向に移動可能である。マスクステージ3(マスクM)の位置情報は、干渉計システム6のレーザ干渉計によって計測される。レーザ干渉計は、マスクステージ3に設けられた計測ミラー3Rを用いて、マスクステージ3のX軸、Y軸及びθZ方向の3つの方向に関する位置情報を計測する。制御装置7は、干渉計システム6の計測結果に基づいて、マスクステージ駆動システム4を作動し、マスクステージ3(マスクM)の位置制御を行う。   The mask stage 3 is movable in three directions of the X axis, the Y axis, and the θZ direction while holding the mask M by a mask stage driving system 4 including an actuator such as a linear motor. Position information of the mask stage 3 (mask M) is measured by a laser interferometer of the interferometer system 6. The laser interferometer uses the measurement mirror 3 </ b> R provided on the mask stage 3 to measure position information regarding the three directions of the mask stage 3 including the X axis, the Y axis, and the θZ direction. The control device 7 operates the mask stage drive system 4 based on the measurement result of the interferometer system 6 to control the position of the mask stage 3 (mask M).

投影光学系PLは、マスクMのパターンの像を所定の投影倍率で基板Pに投影する。投影光学系PLの複数の光学素子は鏡筒で保持されている。本実施形態の投影光学系PLは、その投影倍率が例えば1/4、1/5、1/8等の縮小系である。なお、投影光学系PLは等倍系及び拡大系のいずれでもよい。本実施形態においては、投影光学系PLの光軸AXはZ軸方向と平行である。また、投影光学系PLは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系PLは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。   The projection optical system PL projects an image of the pattern of the mask M onto the substrate P at a predetermined projection magnification. A plurality of optical elements of the projection optical system PL are held by a lens barrel. The projection optical system PL of the present embodiment is a reduction system whose projection magnification is, for example, 1/4, 1/5, 1/8 or the like. Note that the projection optical system PL may be either an equal magnification system or an enlargement system. In the present embodiment, the optical axis AX of the projection optical system PL is parallel to the Z-axis direction. The projection optical system PL may be any of a refractive system that does not include a reflective optical element, a reflective system that does not include a refractive optical element, and a catadioptric system that includes a reflective optical element and a refractive optical element. Further, the projection optical system PL may form either an inverted image or an erect image.

次に、図1及び図2を参照しながら、第1、第2基板ステージ1、2及び基板ステージ駆動システム5について説明する。図2は、第1、第2基板ステージ1、2及び基板ステージ駆動システム5を上方から見た平面図である。   Next, the first and second substrate stages 1 and 2 and the substrate stage driving system 5 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is a plan view of the first and second substrate stages 1 and 2 and the substrate stage driving system 5 as viewed from above.

第1基板ステージ1は、ステージ本体22と、ステージ本体22に支持され、基板Pを着脱可能な基板ホルダ23Hを有する第1基板テーブル23とを有する。ステージ本体22の下面には、例えば国際公開第2006/009254号パンフレットに開示されているような、気体軸受を形成可能な支持装置25が設けられている。第1基板ステージ1は、支持装置25によって形成された気体軸受によって、ガイド面11に非接触で支持される。第1基板ステージ1は、基板ステージ駆動システム5により、基板Pを保持しながら、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY及びθZ方向の6つの方向に移動可能である。   The first substrate stage 1 includes a stage main body 22 and a first substrate table 23 supported by the stage main body 22 and having a substrate holder 23H to which the substrate P can be attached and detached. A support device 25 capable of forming a gas bearing is provided on the lower surface of the stage main body 22 as disclosed in, for example, WO 2006/009254. The first substrate stage 1 is supported on the guide surface 11 in a non-contact manner by a gas bearing formed by the support device 25. The first substrate stage 1 can be moved in six directions of the X axis, Y axis, Z axis, θX, θY, and θZ directions while holding the substrate P by the substrate stage drive system 5.

第2基板ステージ2は、ステージ本体28と、ステージ本体28に支持され、基板Pを着脱可能な基板ホルダ29Hを有する第2基板テーブル29とを有する。ステージ本体28の下面には、例えば国際公開第2006/009254号パンフレットに開示されているような、気体軸受を形成可能な支持装置31が設けられている。第2基板ステージ2は、支持装置31によって形成された気体軸受によって、ガイド面11に非接触で支持される。第2基板ステージ2は、基板ステージ駆動システム5により、基板Pを保持しながら、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY及びθZ方向の6つの方向に移動可能である。   The second substrate stage 2 includes a stage main body 28 and a second substrate table 29 supported by the stage main body 28 and having a substrate holder 29H to which the substrate P can be attached and detached. A support device 31 capable of forming a gas bearing is provided on the lower surface of the stage body 28 as disclosed in, for example, WO 2006/009254. The second substrate stage 2 is supported on the guide surface 11 in a non-contact manner by a gas bearing formed by the support device 31. The second substrate stage 2 can be moved in six directions of the X axis, Y axis, Z axis, θX, θY, and θZ directions while holding the substrate P by the substrate stage drive system 5.

基板ステージ駆動システム5は、リニアモータ等のアクチュエータを含み、第1基板ステージ1及び第2基板ステージ2のそれぞれを移動可能である。基板ステージ駆動システム5は、複数のリニアモータ34、35、36、37を備えている。基板ステージ駆動システム5は、Y軸方向に長い一対のY軸ガイド部材38、39を備えている。Y軸ガイド部材38、39のそれぞれは、複数のコイルを含むコイルユニットを備えている。一方のY軸ガイド部材38は、スライド部材40をY軸方向に移動可能に支持し、他方のY軸ガイド部材39は、スライド部材41をY軸方向に移動可能に支持する。スライド部材40、41のそれぞれは、永久磁石を含む磁石ユニットを備えている。すなわち、本実施形態においては、磁石ユニットを有するスライド部材40及びコイルユニットを有するY軸ガイド部材38によって、ムービングマグネット方式のY軸リニアモータ34が形成される。同様に、磁石ユニットを有するスライド部材41及びコイルユニットを有するY軸ガイド部材39によって、ムービングマグネット方式のY軸リニアモータ35が形成される。   The substrate stage drive system 5 includes an actuator such as a linear motor, and can move each of the first substrate stage 1 and the second substrate stage 2. The substrate stage drive system 5 includes a plurality of linear motors 34, 35, 36, and 37. The substrate stage drive system 5 includes a pair of Y-axis guide members 38 and 39 that are long in the Y-axis direction. Each of the Y-axis guide members 38 and 39 includes a coil unit including a plurality of coils. One Y-axis guide member 38 supports the slide member 40 so as to be movable in the Y-axis direction, and the other Y-axis guide member 39 supports the slide member 41 so as to be movable in the Y-axis direction. Each of the slide members 40 and 41 includes a magnet unit including a permanent magnet. That is, in this embodiment, the moving magnet type Y-axis linear motor 34 is formed by the slide member 40 having a magnet unit and the Y-axis guide member 38 having a coil unit. Similarly, a moving magnet type Y-axis linear motor 35 is formed by a slide member 41 having a magnet unit and a Y-axis guide member 39 having a coil unit.

また、基板ステージ駆動システム5は、X軸方向に長い一対のX軸ガイド部材42、43を備えている。X軸ガイド部材42、43のそれぞれは、コイルを含むコイルユニットを備えている。一方のX軸ガイド部材42は、第1基板ステージ1のステージ本体22をX軸方向に移動可能に支持し、他方のX軸ガイド部材43は、第2基板ステージ2のステージ本体28をX軸方向に移動可能に支持する。第1基板ステージ1のステージ本体22は、X軸ガイド部材42を配置可能な開口を有し、その開口の内側に、複数の永久磁石を有する磁石ユニットを備えている。同様に、第2基板ステージ2のステージ本体28は、Xガイド部材43を配置可能な開口を有し、その開口の内側に、複数の永久磁石を有する磁石ユニットを備えている。すなわち、本実施形態においては、ステージ本体22の磁石ユニット及びコイルユニットを有するX軸ガイド部材42によって、ムービングマグネット方式のX軸リニアモータ36が形成される。同様に、ステージ本体28の磁石ユニット及びコイルユニットを有するX軸ガイド部材43によって、ムービングマグネット方式のX軸リニアモータ37が形成される。   The substrate stage drive system 5 includes a pair of X-axis guide members 42 and 43 that are long in the X-axis direction. Each of the X-axis guide members 42 and 43 includes a coil unit including a coil. One X-axis guide member 42 supports the stage main body 22 of the first substrate stage 1 so as to be movable in the X-axis direction, and the other X-axis guide member 43 supports the stage main body 28 of the second substrate stage 2 on the X-axis. Support to move in the direction. The stage main body 22 of the first substrate stage 1 has an opening in which the X-axis guide member 42 can be disposed, and a magnet unit having a plurality of permanent magnets is provided inside the opening. Similarly, the stage main body 28 of the second substrate stage 2 has an opening in which the X guide member 43 can be disposed, and includes a magnet unit having a plurality of permanent magnets inside the opening. That is, in the present embodiment, the moving magnet type X-axis linear motor 36 is formed by the X-axis guide member 42 having the magnet unit and the coil unit of the stage body 22. Similarly, a moving magnet type X-axis linear motor 37 is formed by an X-axis guide member 43 having a magnet unit and a coil unit of the stage body 28.

一方のX軸ガイド部材42の一端は、Y軸リニアモータ34のスライド部材40に固定され、他方のXガイド部材43の一端は、Y軸リニアモータ35のスライド部材41に固定されている。したがって、X軸ガイド部材42は、Y軸リニアモータ34によってY軸方向に移動可能であり、X軸ガイド部材43は、Y軸リニアモータ35によってY軸方向に移動可能である。   One end of one X-axis guide member 42 is fixed to the slide member 40 of the Y-axis linear motor 34, and one end of the other X-guide member 43 is fixed to the slide member 41 of the Y-axis linear motor 35. Therefore, the X-axis guide member 42 can be moved in the Y-axis direction by the Y-axis linear motor 34, and the X-axis guide member 43 can be moved in the Y-axis direction by the Y-axis linear motor 35.

基板ステージ駆動システム5は、X軸リニアモータ36によって、第1基板ステージ1(ステージ本体22)をX軸方向に移動し、Y軸リニアモータ34によって、X軸ガイド部材42をY軸方向に移動することによって、X軸ガイド部材42と一緒に、第1基板ステージ1(ステージ本体22)をY軸方向に移動する。すなわち、第1基板ステージ1とY軸リニアモータ34のスライド部材40とは、Y軸方向に関する位置関係がほぼ固定された状態で、Y軸方向へ同期移動する。   The substrate stage drive system 5 moves the first substrate stage 1 (stage body 22) in the X-axis direction by the X-axis linear motor 36, and moves the X-axis guide member 42 in the Y-axis direction by the Y-axis linear motor 34. As a result, the first substrate stage 1 (stage main body 22) is moved in the Y-axis direction together with the X-axis guide member. That is, the first substrate stage 1 and the slide member 40 of the Y-axis linear motor 34 are synchronously moved in the Y-axis direction with the positional relationship in the Y-axis direction being substantially fixed.

また、基板ステージ駆動システム5は、X軸リニアモータ37によって、第2基板ステージ2(ステージ本体28)をX軸方向に移動し、Y軸リニアモータ35によって、X軸ガイド部材43をY軸方向に移動することによって、X軸ガイド部材43と一緒に、第2基板ステージ2(ステージ本体28)をY軸方向に移動する。すなわち、第2基板ステージ2とY軸リニアモータ35のスライド部材41とは、Y軸方向に関する位置関係がほぼ固定された状態で、Y軸方向へ同期移動する。   The substrate stage drive system 5 also moves the second substrate stage 2 (stage body 28) in the X-axis direction by the X-axis linear motor 37, and moves the X-axis guide member 43 in the Y-axis direction by the Y-axis linear motor 35. The second substrate stage 2 (stage main body 28) is moved in the Y-axis direction together with the X-axis guide member 43. That is, the second substrate stage 2 and the slide member 41 of the Y-axis linear motor 35 move synchronously in the Y-axis direction with the positional relationship in the Y-axis direction being substantially fixed.

第1基板ステージ1は、リニアモータ34、36によって、露光ステーションST1と計測ステーションST2とを移動可能であり、第2基板ステージ2は、リニアモータ35、37によって、露光ステーションST1と計測ステーションST2とを移動可能である。   The first substrate stage 1 can be moved between the exposure station ST1 and the measurement station ST2 by linear motors 34 and 36, and the second substrate stage 2 can be moved between the exposure station ST1 and the measurement station ST2 by linear motors 35 and 37. Is movable.

第1、第2基板テーブル23、29は、ステージ本体22、28に移動可能に支持されている。不図示であるが、第1基板テーブル23とステージ本体22との間には、ボイスコイルモータ等のアクチュエータが複数配置されている。基板ステージ駆動システム5は、第1基板テーブル23とステージ本体22との間に配置されている複数のアクチュエータによって、ステージ本体22に対して、第1基板テーブル23を、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY及びθZ方向の6つの方向に移動可能(微動可能)である。同様に、第2基板テーブル29とステージ本体23との間には、ボイスコイルモータ等のアクチュエータが複数配置されている。基板ステージ駆動システム5は、第2基板テーブル29とステージ本体28との間に配置されている複数のアクチュエータによって、ステージ本体28に対して、第2基板テーブル29を、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY及びθZ方向の6つの方向に移動可能(微動可能)である。   The first and second substrate tables 23 and 29 are movably supported by the stage main bodies 22 and 28. Although not shown, a plurality of actuators such as a voice coil motor are arranged between the first substrate table 23 and the stage main body 22. The substrate stage drive system 5 moves the first substrate table 23 relative to the stage main body 22 by using a plurality of actuators arranged between the first substrate table 23 and the stage main body 22. It can be moved (slightly movable) in six directions including the axis, θX, θY, and θZ directions. Similarly, a plurality of actuators such as a voice coil motor are arranged between the second substrate table 29 and the stage main body 23. The substrate stage drive system 5 moves the second substrate table 29 from the stage main body 28 to the X-axis, Y-axis, Z-axis with respect to the stage main body 28 by a plurality of actuators arranged between the second substrate table 29 and the stage main body 28. It can be moved (slightly movable) in six directions including the axis, θX, θY, and θZ directions.

このように、本実施形態においては、基板ステージ駆動システム5は、第1基板テーブル23及び第2基板テーブル29のそれぞれを、X軸、Y軸、Z軸、θX、θY及びθZ方向の6つの方向に移動可能である。   As described above, in the present embodiment, the substrate stage driving system 5 includes the first substrate table 23 and the second substrate table 29 in six directions in the X axis, Y axis, Z axis, θX, θY, and θZ directions, respectively. It can move in the direction.

アライメントシステム9は、基板Pの位置情報を計測する。第1、第2基板ステージ1、2は、基板Pを保持して、第2光学素子15と対向する第2位置に移動可能である。アライメントシステム9は、基板Pの位置情報を取得するために、第2光学素子15を介して、基板Pのアライメントマーク、又は第1、第2基板テーブル23、29の上面27、33に配置されている基準マークを検出する。   The alignment system 9 measures the position information of the substrate P. The first and second substrate stages 1 and 2 can move to a second position that holds the substrate P and faces the second optical element 15. The alignment system 9 is arranged on the alignment mark of the substrate P or the upper surfaces 27 and 33 of the first and second substrate tables 23 and 29 via the second optical element 15 in order to acquire the position information of the substrate P. Detect the fiducial mark.

フォーカス・レベリング検出システム10は、計測ステーションST2に配置され、第1、第2基板テーブル23、29に保持されている基板Pの表面の面位置情報(Z軸、θX及びθY方向に関する面位置情報)を検出する。図1に示すように、フォーカス・レベリング検出システム10は、計測ステーションST2に配置された第1、第2基板テーブル23、29に保持されている基板Pの表面に斜め方向から検出光を照射可能な投射装置10Aと、基板Pの表面に照射され、その基板Pの表面で反射した検出光を受光可能な受光装置10Bとを有する。   The focus / leveling detection system 10 is arranged at the measurement station ST2, and the surface position information (surface position information regarding the Z-axis, θX, and θY directions) of the surface of the substrate P held by the first and second substrate tables 23 and 29 is provided. ) Is detected. As shown in FIG. 1, the focus / leveling detection system 10 can irradiate the surface of the substrate P held by the first and second substrate tables 23 and 29 disposed in the measurement station ST2 from an oblique direction. A projection device 10A, and a light receiving device 10B capable of receiving detection light that is irradiated on the surface of the substrate P and reflected by the surface of the substrate P.

次に、エンコーダシステム50を含む位置計測装置60について説明する。位置計測装置60は、スケール板53、54と、第1、第2基板ステージ1、2に配置され、スケール板53、54の下面55、57と対向可能なエンコーダヘッド51、52と、第1、第2基板ステージ1、2と離れた位置に配置され、スケール板53、54に照射するための計測光を射出する光源56、58とを備えている。   Next, the position measuring device 60 including the encoder system 50 will be described. The position measuring device 60 is disposed on the scale plates 53 and 54, the first and second substrate stages 1 and 2, and the encoder heads 51 and 52 that can face the lower surfaces 55 and 57 of the scale plates 53 and 54, And light sources 56 and 58 which are arranged at positions away from the second substrate stages 1 and 2 and emit measurement light for irradiating the scale plates 53 and 54.

エンコーダヘッド51は、第1基板テーブル23に保持される基板P(基板ホルダ23H)の周囲に複数配置されている。同様に、エンコーダヘッド52は、第2基板テーブル29に保持される基板P(基板ホルダ29H)の周囲に複数配置されている。本実施形態において、エンコーダヘッド51は、第1基板テーブル23の側面に複数配置されている。同様に、エンコーダヘッド52は、第2基板テーブル29の側面に複数配置されている。   A plurality of encoder heads 51 are arranged around the substrate P (substrate holder 23H) held on the first substrate table 23. Similarly, a plurality of encoder heads 52 are arranged around the substrate P (substrate holder 29H) held on the second substrate table 29. In the present embodiment, a plurality of encoder heads 51 are arranged on the side surface of the first substrate table 23. Similarly, a plurality of encoder heads 52 are arranged on the side surface of the second substrate table 29.

図2に示すように、本実施形態においては、エンコーダヘッド51は、スライド部材40に近い第1基板テーブル23の側面の複数の所定位置にそれぞれ配置されている。スライド部材40は、第1基板テーブル23に対して+X側に配置されている。本実施形態において、エンコーダヘッド51は、第1基板テーブル23の−Y側の側面の+X側の端に配置されたエンコーダヘッド51A、+X側の側面の−Y側の端に配置されたエンコーダヘッド51B、+X側の側面の+Y側の端に配置されたエンコーダヘッド51C、及び+Y側の側面の+X側の端に配置されたエンコーダヘッド51Dを含む。これら4つのエンコーダヘッド51A〜51Dは、スライド部材40と対向可能である。   As shown in FIG. 2, in the present embodiment, the encoder head 51 is disposed at a plurality of predetermined positions on the side surface of the first substrate table 23 close to the slide member 40. The slide member 40 is disposed on the + X side with respect to the first substrate table 23. In this embodiment, the encoder head 51 includes an encoder head 51A disposed at the + X side end of the −Y side surface of the first substrate table 23, and an encoder head disposed at the −Y side end of the + X side surface. 51B, an encoder head 51C disposed at the + Y side end of the + X side surface, and an encoder head 51D disposed at the + X end of the + Y side surface. These four encoder heads 51 </ b> A to 51 </ b> D can face the slide member 40.

エンコーダヘッド52は、スライド部材41に近い第2基板テーブル29の側面の複数の所定位置にそれぞれ配置されている。スライド部材41は、第2基板テーブル29に対して−X側に配置されている。本実施形態において、エンコーダヘッド52は、第2基板テーブル29の+Y側の側面の−X側の端に配置されたエンコーダヘッド52A、−X側の側面の+Y側の端に配置されたエンコーダヘッド52B、−X側の側面の−Y側の端に配置されたエンコーダヘッド52C、及び−Y側の側面の−X側の端に配置されたエンコーダヘッド52Dを含む。これら4つのエンコーダヘッド52A〜52Dは、スライド部材41と対向可能である。   The encoder head 52 is disposed at a plurality of predetermined positions on the side surface of the second substrate table 29 close to the slide member 41. The slide member 41 is disposed on the −X side with respect to the second substrate table 29. In the present embodiment, the encoder head 52 includes an encoder head 52A disposed at the −X side end of the + Y side surface of the second substrate table 29, and an encoder head disposed at the + Y side end of the −X side surface. 52B, an encoder head 52C disposed at the −Y side end of the −X side surface, and an encoder head 52D disposed at the −X side end of the −Y side surface. These four encoder heads 52 </ b> A to 52 </ b> D can face the slide member 41.

本実施形態において、光源56は、複数(4つ)のエンコーダヘッド51A〜51Dのそれぞれに対応する複数(4つ)の光源56A、56B、56C、56Dを含む。光源56A、56Bは、スライド部材40に対して−Y側に配置され、光源56C、56Dは、スライド部材40に対して+Y側に配置されている。光源56A〜56Dは、スライド部材40の可動範囲の外側に配置されている。光源56A〜56Dは、第1、第2基板ステージ1、2から十分に離れている。光源56A〜56Dのそれぞれは、所定の支持機構に支持され、位置が固定されている。   In the present embodiment, the light source 56 includes a plurality (four) of light sources 56A, 56B, 56C, and 56D corresponding to the plurality (four) of encoder heads 51A to 51D. The light sources 56A and 56B are disposed on the −Y side with respect to the slide member 40, and the light sources 56C and 56D are disposed on the + Y side with respect to the slide member 40. The light sources 56 </ b> A to 56 </ b> D are disposed outside the movable range of the slide member 40. The light sources 56A to 56D are sufficiently separated from the first and second substrate stages 1 and 2. Each of the light sources 56A to 56D is supported by a predetermined support mechanism and fixed in position.

光源58は、複数(4つ)のエンコーダヘッド52A〜52Dのそれぞれに対応する複数(4つ)の光源58A、58B、58C、58Dを含む。光源58A、58Bは、スライド部材41に対して+Y側に配置され、光源58C、58Dは、スライド部材41に対して−Y側に配置されている。光源58A〜58Dは、スライド部材41の可動範囲の外側に配置されている。光源58A〜58Dは、第1、第2基板ステージ1、2から十分に離れている。光源58A〜58Dのそれぞれは、所定の支持機構に支持され、位置が固定されている。   The light source 58 includes a plurality (four) of light sources 58A, 58B, 58C, 58D corresponding to each of the plurality (four) of encoder heads 52A to 52D. The light sources 58A and 58B are disposed on the + Y side with respect to the slide member 41, and the light sources 58C and 58D are disposed on the −Y side with respect to the slide member 41. The light sources 58 </ b> A to 58 </ b> D are disposed outside the movable range of the slide member 41. The light sources 58A to 58D are sufficiently separated from the first and second substrate stages 1 and 2. Each of the light sources 58A to 58D is supported by a predetermined support mechanism and fixed in position.

本実施形態において、位置計測装置60は、光源56A〜56Dのそれぞれから射出された計測光をスケール板53及びスケール板54の少なくとも一方に導く導光光学系71と、光源58A〜58Dのそれぞれから射出された計測光をスケール板53及びスケール板54の少なくとも一方に導く導光光学系72とを備えている。光源56(56A〜56D)は、導光光学系71に計測光を供給する。導光光学系71は、光源56より供給された計測光をスケール板53、54に導く。光源58(58A〜58D)は、導光光学系72に計測光を供給する。導光光学系72は、光源58より供給された計測光をスケール板53、54に導く。   In the present embodiment, the position measurement device 60 includes a light guide optical system 71 that guides measurement light emitted from each of the light sources 56A to 56D to at least one of the scale plate 53 and the scale plate 54, and each of the light sources 58A to 58D. A light guide optical system 72 that guides the emitted measurement light to at least one of the scale plate 53 and the scale plate 54 is provided. The light sources 56 (56 </ b> A to 56 </ b> D) supply measurement light to the light guide optical system 71. The light guide optical system 71 guides the measurement light supplied from the light source 56 to the scale plates 53 and 54. The light sources 58 (58A to 58D) supply measurement light to the light guide optical system 72. The light guide optical system 72 guides the measurement light supplied from the light source 58 to the scale plates 53 and 54.

導光光学系71は、エンコーダヘッド51に配置された第1光学部材73と、スライド部材40に配置された第2光学部材74とを備えている。第1光学部材73は、複数のエンコーダヘッド51A〜51Dのそれぞれに配置される複数(4つ)の第1光学部材73A、73B、73D、73Dを含む。第2光学部材74は、複数の第1光学部材73A〜73Dに対応する複数(4つ)の第2光学部材74A、74B、74C、74Dを含む。光源56A〜56Dより射出された計測光のそれぞれは、第2光学部材74A〜74Dのそれぞれを介して、第1光学部材73A〜73Dに供給される。第1光学部材73A〜73Dのそれぞれは、第2光学部材74A〜74Dからの計測光を、スケール板53及びスケール板54の少なくとも一方に導く。   The light guide optical system 71 includes a first optical member 73 disposed on the encoder head 51 and a second optical member 74 disposed on the slide member 40. The first optical member 73 includes a plurality (four) of first optical members 73A, 73B, 73D, and 73D arranged in each of the plurality of encoder heads 51A to 51D. The second optical member 74 includes a plurality (four) of second optical members 74A, 74B, 74C, and 74D corresponding to the plurality of first optical members 73A to 73D. The measurement lights emitted from the light sources 56A to 56D are supplied to the first optical members 73A to 73D via the second optical members 74A to 74D, respectively. Each of the first optical members 73 </ b> A to 73 </ b> D guides measurement light from the second optical members 74 </ b> A to 74 </ b> D to at least one of the scale plate 53 and the scale plate 54.

光源56Aと第2光学部材74AとはY軸方向に沿って配置されており、対向する。光源56Aと第2光学部材74Aとの間の光路は、Y軸方向とほぼ平行である。同様に、光源56B〜56Dのそれぞれと第2光学部材74B〜74Dのそれぞれとは、Y軸方向に沿って配置されており、対向する。光源56B〜56Dと第2光学部材74B〜74Dとの間の光路のそれぞれは、Y軸方向とほぼ平行である。光源56A、56Bは、Y軸に沿って、−Y方向から+Y方向へ向けて計測光を射出し、光源56C、56Dは、Y軸に沿って、+Y方向から−Y方向へ向けて計測光を射出する。   The light source 56A and the second optical member 74A are disposed along the Y-axis direction and face each other. The optical path between the light source 56A and the second optical member 74A is substantially parallel to the Y-axis direction. Similarly, each of the light sources 56B to 56D and each of the second optical members 74B to 74D are disposed along the Y-axis direction and face each other. Each of the optical paths between the light sources 56B to 56D and the second optical members 74B to 74D is substantially parallel to the Y-axis direction. The light sources 56A and 56B emit measurement light from the -Y direction to the + Y direction along the Y axis, and the light sources 56C and 56D measure light from the + Y direction to the -Y direction along the Y axis. Inject.

第2光学部材74Aと第1光学部材73Aとは、X軸方向に沿って配置されており、対向する。第2光学部材74Aと第1光学部材73Aとの間の光路は、X軸方向とほぼ平行である。同様に、第2光学部材74B〜74Dのそれぞれと第1光学部材73B〜73Dのそれぞれとは、X軸方向に沿って配置されており、対向する。第2光学部材74A〜74Dと第1光学部材73A〜73Dとの間の光路のそれぞれは、X軸方向とほぼ平行である。第2光学部材74A〜74Dは、X軸に沿って、+X方向から−X方向へ向けて計測光を供給する。   The second optical member 74A and the first optical member 73A are disposed along the X-axis direction and face each other. The optical path between the second optical member 74A and the first optical member 73A is substantially parallel to the X-axis direction. Similarly, each of the second optical members 74B to 74D and each of the first optical members 73B to 73D are disposed along the X-axis direction and face each other. Each of the optical paths between the second optical members 74A to 74D and the first optical members 73A to 73D is substantially parallel to the X-axis direction. The second optical members 74A to 74D supply measurement light from the + X direction to the −X direction along the X axis.

第1光学部材73A〜73Dのそれぞれは、スケール板53、54の下方に配置され、第1光学部材73A〜73Dとスケール板53、54の下面55、57とは、対向する。第1光学部材73A〜73Dとスケール板53、54との間の光路は、Z軸方向とほぼ平行である。第1光学部材73A〜73Dは、Z軸に沿って、−Z方向から+Z方向へ向けて計測光を供給する。   Each of the first optical members 73A to 73D is disposed below the scale plates 53 and 54, and the first optical members 73A to 73D and the lower surfaces 55 and 57 of the scale plates 53 and 54 face each other. The optical path between the first optical members 73A to 73D and the scale plates 53 and 54 is substantially parallel to the Z-axis direction. The first optical members 73A to 73D supply measurement light from the −Z direction to the + Z direction along the Z axis.

導光光学系72は、エンコーダヘッド52に配置された第1光学部材75と、スライド部材41に配置された第2光学部材76とを備えている。第1光学部材75は、複数のエンコーダヘッド52A〜52Dのそれぞれに配置される複数(4つ)の第1光学部材75A、75B、75D、75Dを含む。第2光学部材76は、複数の第1光学部材75A〜75Dに対応する複数(4つ)の第2光学部材76A、76B、76C、76Dを含む。光源58A〜58Dより射出された計測光のそれぞれは、第2光学部材76A〜76Dのそれぞれを介して、第1光学部材75A〜75Dに供給される。第1光学部材75A〜75Dのそれぞれは、第2光学部材76A〜76Dからの計測光を、スケール板53及びスケール板54の少なくとも一方に導く。   The light guide optical system 72 includes a first optical member 75 disposed on the encoder head 52 and a second optical member 76 disposed on the slide member 41. The first optical member 75 includes a plurality (four) of first optical members 75A, 75B, 75D, and 75D that are disposed on each of the plurality of encoder heads 52A to 52D. The second optical member 76 includes a plurality (four) of second optical members 76A, 76B, 76C, and 76D corresponding to the plurality of first optical members 75A to 75D. The measurement lights emitted from the light sources 58A to 58D are supplied to the first optical members 75A to 75D via the second optical members 76A to 76D, respectively. Each of the first optical members 75A to 75D guides the measurement light from the second optical members 76A to 76D to at least one of the scale plate 53 and the scale plate 54.

光源58Aと第2光学部材76AとはY軸方向に沿って配置されており、対向する。光源58Aと第2光学部材76Aとの間の光路は、Y軸方向とほぼ平行である。同様に、光源58B〜58Dのそれぞれと第2光学部材76B〜76Dのそれぞれとは、Y軸方向に沿って配置されており、対向する。光源58B〜58Dと第2光学部材76B〜76Dとの間の光路のそれぞれは、Y軸方向とほぼ平行である。光源58A、58Bは、Y軸に沿って、+Y方向から−Y方向へ向けて計測光を射出し、光源58C、58Dは、Y軸に沿って、−Y方向から+Y方向へ向けて計測光を射出する。   The light source 58A and the second optical member 76A are disposed along the Y-axis direction and face each other. The optical path between the light source 58A and the second optical member 76A is substantially parallel to the Y-axis direction. Similarly, each of the light sources 58B to 58D and each of the second optical members 76B to 76D are disposed along the Y-axis direction and face each other. Each of the optical paths between the light sources 58B to 58D and the second optical members 76B to 76D is substantially parallel to the Y-axis direction. The light sources 58A and 58B emit measurement light from the + Y direction to the −Y direction along the Y axis, and the light sources 58C and 58D measure the measurement light from the −Y direction to the + Y direction along the Y axis. Inject.

第2光学部材76Aと第1光学部材75Aとは、X軸方向に沿って配置されており、対向する。第2光学部材76Aと第1光学部材75Aとの間の光路は、X軸方向とほぼ平行である。同様に、第2光学部材76B〜76Dのそれぞれと第1光学部材75B〜75Dのそれぞれとは、X軸方向に沿って配置されており、対向する。第2光学部材76A〜76Dと第1光学部材75A〜75Dとの間の光路のそれぞれは、X軸方向とほぼ平行である。第2光学部材76A〜76Dは、X軸に沿って、−X方向から+X方向へ向けて計測光を供給する。   The second optical member 76A and the first optical member 75A are disposed along the X-axis direction and face each other. The optical path between the second optical member 76A and the first optical member 75A is substantially parallel to the X-axis direction. Similarly, each of the second optical members 76B to 76D and each of the first optical members 75B to 75D are disposed along the X-axis direction and face each other. Each of the optical paths between the second optical members 76A to 76D and the first optical members 75A to 75D is substantially parallel to the X-axis direction. The second optical members 76A to 76D supply measurement light from the −X direction to the + X direction along the X axis.

第1光学部材75A〜75Dのそれぞれは、スケール板53、54の下方に配置され、第1光学部材75A〜75Dとスケール板53、54の下面55、57とは、対向する。第1光学部材75A〜75Dとスケール板53、54との間の光路は、Z軸方向とほぼ平行である。第1光学部材75A〜75Dは、Z軸に沿って、−Z方向から+Z方向へ向けて計測光を供給する。   Each of the first optical members 75A to 75D is disposed below the scale plates 53 and 54, and the first optical members 75A to 75D and the lower surfaces 55 and 57 of the scale plates 53 and 54 face each other. The optical path between the first optical members 75A to 75D and the scale plates 53 and 54 is substantially parallel to the Z-axis direction. The first optical members 75A to 75D supply measurement light from the −Z direction to the + Z direction along the Z axis.

スケール板53、54は、例えばセラミックス、又は低膨張ガラス等、同一の材料で形成されている。スケール板53、54は、反射型の回折格子53K、54Kを含む。回折格子53K、54Kは、X軸方向及びY軸方向に周期的な二次元格子を含む。回折格子53K、54Kは、スケール板53、54の下面55、57に配置されている。本実施形態において、下面55、57のそれぞれは、XY平面とほぼ平行である。また、スケール板53の下面55とスケール板54の下面57とはZ軸方向に関してほぼ同じ位置に配置される。すなわち、スケール板53の下面55とスケール板54の下面57とはほぼ同一平面内に配置される(面一である)。   The scale plates 53 and 54 are made of the same material such as ceramics or low expansion glass. The scale plates 53 and 54 include reflective diffraction gratings 53K and 54K. The diffraction gratings 53K and 54K include two-dimensional gratings that are periodic in the X-axis direction and the Y-axis direction. The diffraction gratings 53K and 54K are disposed on the lower surfaces 55 and 57 of the scale plates 53 and 54, respectively. In the present embodiment, each of the lower surfaces 55 and 57 is substantially parallel to the XY plane. Further, the lower surface 55 of the scale plate 53 and the lower surface 57 of the scale plate 54 are disposed at substantially the same position in the Z-axis direction. That is, the lower surface 55 of the scale plate 53 and the lower surface 57 of the scale plate 54 are disposed in substantially the same plane (they are flush).

図1に示すように、スケール板53、54は、支持部材53S、54Sを介して、支持フレーム18に支持されている。支持部材53S、54Sは、支持フレーム18の下面18Sに接続されている。支持フレーム18は、支持部材53S、54Sで、スケール板53、54の少なくとも一部を支持する。支持フレーム18は、スケール板53、54の下面55、57とXY平面とがほぼ平行となるように、スケール板53、54を支持する。スケール板53、54は、支持フレーム18に支持されることによって、位置が固定される。上述のように、光源56、58の位置が固定されているので、光源56、58とスケール板53、54との位置関係は固定である。   As shown in FIG. 1, the scale plates 53 and 54 are supported by the support frame 18 via support members 53S and 54S. The support members 53S and 54S are connected to the lower surface 18S of the support frame 18. The support frame 18 supports at least a part of the scale plates 53 and 54 with support members 53S and 54S. The support frame 18 supports the scale plates 53 and 54 so that the lower surfaces 55 and 57 of the scale plates 53 and 54 and the XY plane are substantially parallel to each other. The scale plates 53 and 54 are supported by the support frame 18 so that their positions are fixed. Since the positions of the light sources 56 and 58 are fixed as described above, the positional relationship between the light sources 56 and 58 and the scale plates 53 and 54 is fixed.

スケール板53は、露光ステーションST1に存在する第1、第2基板ステージ1、2のエンコーダヘッド51、52と対向可能な位置に配置される。本実施形態において、スケール板53は、第1光学素子8を含む投影光学系PLを配置可能な開口53Kを有する。スケール板53(スケール板53の下面55)は、第1光学素子8を含む投影光学系PLの周囲に配置されている。スケール板54は、計測ステーションST2に存在する第1、第2基板ステージ1、2のエンコーダヘッド51、52と対向可能な位置に配置される。本実施形態において、スケール板54は、第2光学素子15を含むアライメントシステム9及びフォーカス・レベリング検出システム10を配置可能な開口54Kを有する。スケール板54(スケール板54の下面57)は、第2光学素子15を含むアライメントシステム9及びフォーカス・レベリング検出システム10の周囲に配置されている。   The scale plate 53 is disposed at a position that can face the encoder heads 51 and 52 of the first and second substrate stages 1 and 2 existing in the exposure station ST1. In the present embodiment, the scale plate 53 has an opening 53K in which the projection optical system PL including the first optical element 8 can be disposed. The scale plate 53 (the lower surface 55 of the scale plate 53) is disposed around the projection optical system PL including the first optical element 8. The scale plate 54 is disposed at a position that can face the encoder heads 51 and 52 of the first and second substrate stages 1 and 2 existing in the measurement station ST2. In the present embodiment, the scale plate 54 has an opening 54K in which the alignment system 9 including the second optical element 15 and the focus / leveling detection system 10 can be disposed. The scale plate 54 (the lower surface 57 of the scale plate 54) is disposed around the alignment system 9 including the second optical element 15 and the focus / leveling detection system 10.

次に、図3を参照して、第2エンコーダユニット50Bのエンコーダヘッド52A及びそのエンコーダヘッド52Aに対応する光源58A、第2光学部材76Aについて説明する。なお、エンコーダヘッド52Aと、他のエンコーダヘッド52B〜52D、51A〜51Dとは同等の構成を有するため、以下では、エンコーダヘッド52Aに関して主に説明し、他のエンコーダヘッド52B〜52D、51A〜51D及びそれらエンコーダヘッドのそれぞれに対応する光源、第2光学部材についての説明は省略する。また、以下の説明においては、第2エンコーダヘッド52Aがスケール板54の下方に配置されている場合について説明するが、スケール板53の下方に配置される場合においても同様である。   Next, the encoder head 52A of the second encoder unit 50B, the light source 58A corresponding to the encoder head 52A, and the second optical member 76A will be described with reference to FIG. Since the encoder head 52A and the other encoder heads 52B to 52D and 51A to 51D have the same configuration, the encoder head 52A will be mainly described below, and the other encoder heads 52B to 52D and 51A to 51D. Description of the light source and the second optical member corresponding to each of the encoder heads is omitted. Further, in the following description, the case where the second encoder head 52A is disposed below the scale plate 54 will be described, but the same applies to the case where the second encoder head 52A is disposed below the scale plate 53.

図3において、第2エンコーダユニット50Bは、計測光を射出する光源58Aと、光源58Aからの計測光を反射する第2光学部材76Aと、第2光学部材76Aからの計測光が供給されるエンコーダヘッド52Aとを備えている。エンコーダヘッド52Aは、導光光学系72の第1光学部材75Aを含む。第1光学部材75Aは、第2光学部材76Aからの計測光をスケール板54に導いて照射する。   In FIG. 3, the second encoder unit 50B includes a light source 58A that emits measurement light, a second optical member 76A that reflects measurement light from the light source 58A, and an encoder that is supplied with measurement light from the second optical member 76A. And a head 52A. The encoder head 52 </ b> A includes a first optical member 75 </ b> A of the light guide optical system 72. The first optical member 75A guides and irradiates the measurement light from the second optical member 76A to the scale plate 54.

また、エンコーダヘッド52Aは、スケール板54で発生する複数の回折光を干渉させる干渉光学系61と、干渉光学系61で干渉した干渉光を検出する検出装置62とを備えている。   The encoder head 52 </ b> A includes an interference optical system 61 that causes a plurality of diffracted lights generated on the scale plate 54 to interfere with each other, and a detection device 62 that detects the interference light that interferes with the interference optical system 61.

光源58Aは、計測光(レーザ光)を+Y方向から−Y方向に向けて射出する。第2光学部材76Aは、反射面を有する反射ミラーであり、光源58Aに対して−Y側で、光源58Aの射出面と対向する位置に配置されている。光源58Aから射出された計測光は、第2光学部材76Aの反射面に入射する。第2光学部材76Aは、入射した計測光を反射して、エンコーダヘッド52Aに配置されている第1光学部材75Aに供給する。第2光学部材76Aの反射面で反射した計測光は、−X方向から+X方向に向けて進む。   The light source 58A emits measurement light (laser light) from the + Y direction toward the -Y direction. The second optical member 76A is a reflecting mirror having a reflecting surface, and is disposed on the −Y side with respect to the light source 58A at a position facing the exit surface of the light source 58A. The measurement light emitted from the light source 58A is incident on the reflection surface of the second optical member 76A. The second optical member 76A reflects the incident measurement light and supplies it to the first optical member 75A arranged in the encoder head 52A. The measurement light reflected by the reflecting surface of the second optical member 76A travels from the −X direction toward the + X direction.

第1光学部材75Aは、反射面を有する反射ミラーであり、第2光学部材76Aに対して+X側で、第2光学部材76Aの反射面と対向する位置に配置されている。第2光学部材76Aで反射された計測光は、第1光学部材75Aの反射面に入射する。第1光学部材75Aは、入射した計測光を反射して、スケール板54の下面57に供給する。第1光学部材75Aの反射面で反射した計測光は、−Z方向から+Z方向に向けて進む。   The first optical member 75A is a reflecting mirror having a reflecting surface, and is disposed at a position facing the reflecting surface of the second optical member 76A on the + X side with respect to the second optical member 76A. The measurement light reflected by the second optical member 76A is incident on the reflecting surface of the first optical member 75A. The first optical member 75 </ b> A reflects the incident measurement light and supplies it to the lower surface 57 of the scale plate 54. The measurement light reflected by the reflecting surface of the first optical member 75A travels from the −Z direction to the + Z direction.

スケール板54は、X軸方向及びY軸方向に周期的な二次元格子を含む反射型の回折格子54Kを備え、下面57に供給された計測光に基づいて、次数が異なる複数の干渉光を発生させる。ここでは、説明を簡単にするために、回折格子54Kが+1次回折光及び−1次回折光を生成するものとする。   The scale plate 54 includes a reflective diffraction grating 54K including a two-dimensional grating that is periodic in the X-axis direction and the Y-axis direction. Based on the measurement light supplied to the lower surface 57, the scale plate 54 receives a plurality of interference lights having different orders. generate. Here, in order to simplify the explanation, it is assumed that the diffraction grating 54K generates + 1st order diffracted light and −1st order diffracted light.

干渉光学系61は、スケール板54で発生した回折光が経由する固定スケール63A、63B、63C、63Dと、固定スケール63A〜63Dを経由した回折光が入射する位置に配置され、回折光を干渉させるインデックススケール64とを備えている。   The interference optical system 61 is disposed at a position where the diffracted light that passes through the fixed scales 63A, 63B, 63C, and 63D through which the diffracted light generated by the scale plate 54 passes and the fixed scales 63A to 63D is incident, and interferes with the diffracted light. An index scale 64 is provided.

固定スケール63A〜63Dは、第1光学部材75Aとの間の位置関係が固定で、スケール板54で発生する回折光を集光させる。インデックススケール64は、固定スケール63A〜63Dのそれぞれによって集光された回折光を干渉させる。   The fixed scales 63 </ b> A to 63 </ b> D have a fixed positional relationship with the first optical member 75 </ b> A, and condense diffracted light generated by the scale plate 54. The index scale 64 causes the diffracted light collected by the fixed scales 63A to 63D to interfere with each other.

固定スケール63A、63Bは、Y軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプレートからなる透過型の位相格子であり、第1光学部材75Aより−Z側に配置されている。固定スケール63C、63Dは、X軸方向を周期方向とする回折格子が形成されたプレートからなる透過型の位相格子であり、第1光学部材75Aより−Z側に配置されている。   The fixed scales 63A and 63B are transmissive phase gratings composed of plates on which diffraction gratings having a periodic direction in the Y-axis direction are formed, and are arranged on the −Z side from the first optical member 75A. The fixed scales 63C and 63D are transmissive phase gratings composed of plates on which diffraction gratings having a periodic direction in the X-axis direction are formed, and are arranged on the −Z side with respect to the first optical member 75A.

インデックススケール64は、X軸方向を周期方向とする回折格子及びY軸方向を周期方向とする回折格子が形成された透過型の二次元格子である。インデックススケール64は、固定スケール63A〜63Dより−Z側に配置されている。   The index scale 64 is a transmission type two-dimensional grating in which a diffraction grating having a periodic direction in the X-axis direction and a diffraction grating having a periodic direction in the Y-axis direction are formed. The index scale 64 is arranged on the −Z side from the fixed scales 63A to 63D.

固定スケール63Aは、スケール板54のY軸方向を周期方向とする回折格子で発生した−1次回折光を回折して+1次回折光を生成し、この+1次回折光はインデックススケール64に向かう。また、固定スケール63Bは、スケール板54のY軸方向を周期方向とする回折格子で発生した+1次回折光を回折して−1次回折光を生成し、この−1次回折光はインデックススケール64に向かう。   The fixed scale 63A diffracts the −1st order diffracted light generated by the diffraction grating whose periodic direction is the Y-axis direction of the scale plate 54 to generate + 1st order diffracted light, and this + 1st order diffracted light travels to the index scale 64. The fixed scale 63B diffracts the + 1st order diffracted light generated by the diffraction grating whose periodic direction is the Y-axis direction of the scale plate 54 to generate -1st order diffracted light, and this −1st order diffracted light travels to the index scale 64. .

固定スケール63A、63Bで生成された±1次回折光は、インデックススケール64上の同一位置で互いに重なり合う。すなわち、±1次回折光がインデックススケール64上で干渉する。   The ± first-order diffracted lights generated by the fixed scales 63A and 63B overlap each other at the same position on the index scale 64. That is, ± 1st order diffracted light interferes on the index scale 64.

固定スケール63Cは、スケール板54のX軸方向を周期方向とする回折格子で発生した−1次回折光を回折して+1次回折光を生成し、この+1次回折光はインデックススケール64に向かう。また、固定スケール63Dは、スケール板54のX軸方向を周期方向とする回折格子で発生した+1次回折光を回折して−1次回折光を生成し、この−1次回折光はインデックススケール64に向かう。   The fixed scale 63 </ b> C diffracts −1st order diffracted light generated by a diffraction grating whose periodic direction is the X-axis direction of the scale plate 54 to generate + 1st order diffracted light, and this + 1st order diffracted light travels toward the index scale 64. The fixed scale 63 </ b> D diffracts the + 1st order diffracted light generated by the diffraction grating whose periodic direction is the X-axis direction of the scale plate 54 to generate −1st order diffracted light, and this −1st order diffracted light travels to the index scale 64. .

固定スケール63C、63Dで生成された±1次回折光は、インデックススケール64上の同一位置で互いに重なり合う。すなわち、±1次回折光がインデックススケール64上で干渉する。   The ± first-order diffracted lights generated by the fixed scales 63C and 63D overlap each other at the same position on the index scale 64. That is, ± 1st order diffracted light interferes on the index scale 64.

検出装置62は、インデックススケール64上で干渉した干渉光を受光する検出器65と、検出器65の検出信号を無線で送信する無線送信器66とを備えている。検出器65は、例えば4分割検出器又はCCDを含む。インデックススケール64上で干渉した干渉光は、検出器65に入射する。検出器65は、干渉光を受光する。   The detection device 62 includes a detector 65 that receives interference light that has interfered on the index scale 64, and a wireless transmitter 66 that wirelessly transmits a detection signal of the detector 65. The detector 65 includes, for example, a quadrant detector or a CCD. The interference light that has interfered on the index scale 64 enters the detector 65. The detector 65 receives the interference light.

光源58Aから射出される計測光の波長とスケール板54の回折格子54Kのピッチとに応じて、回折格子54Kの各格子で発生する各回折光の回折角度が決定される。また、光源58Aから射出される計測光の波長と固定スケール63A〜63Dのピッチとに応じて、固定スケール63A〜63Dで発生した±1次回折光の回折角度(すなわち、回折格子54Kで発生した±1次回折光の見かけ上の折り曲げ角度)が決定される。光源58Aから射出される計測光の波長、スケール板54の回折格子54Kのピッチ及び固定スケール63A〜63Dの回折格子のピッチを調整することによって、検出器65に二次元的な干渉光の光量分布を生成することができる。この二次元的な干渉光の光量分布は、第2基板テーブル29のX軸方向の位置及びY軸方向の位置に応じて変化する。したがって、検出器65は、干渉光の光量分布を検出することにより、第2基板テーブル29のX軸方向及びY軸方向に関する位置情報を計測することができる。   Depending on the wavelength of the measurement light emitted from the light source 58A and the pitch of the diffraction grating 54K of the scale plate 54, the diffraction angle of each diffraction light generated in each grating of the diffraction grating 54K is determined. Further, according to the wavelength of the measurement light emitted from the light source 58A and the pitch of the fixed scales 63A to 63D, the diffraction angle of ± first-order diffracted light generated by the fixed scales 63A to 63D (that is, ± generated by the diffraction grating 54K). The apparent bending angle of the first-order diffracted light is determined. By adjusting the wavelength of the measurement light emitted from the light source 58A, the pitch of the diffraction grating 54K of the scale plate 54, and the pitch of the diffraction gratings of the fixed scales 63A to 63D, the light intensity distribution of the two-dimensional interference light is supplied to the detector 65. Can be generated. The light quantity distribution of the two-dimensional interference light changes according to the position of the second substrate table 29 in the X-axis direction and the position of the Y-axis direction. Therefore, the detector 65 can measure position information regarding the X-axis direction and the Y-axis direction of the second substrate table 29 by detecting the light quantity distribution of the interference light.

検出器65の検出信号は、無線送信器66を介して、制御装置7に出力される。制御装置7には、無線送信器66からの無線信号を受信可能な無線受信器67が接続されている。したがって、制御装置7は、無線送信器66及び無線受信器67を介して、検出器65の検出信号を取得することができる。   The detection signal of the detector 65 is output to the control device 7 via the wireless transmitter 66. A wireless receiver 67 that can receive a wireless signal from the wireless transmitter 66 is connected to the control device 7. Therefore, the control device 7 can acquire the detection signal of the detector 65 via the wireless transmitter 66 and the wireless receiver 67.

以上、第2基板テーブル29(第2基板ステージ2)のX軸方向及びY軸方向の位置情報を計測するためのエンコーダヘッド52A及びそのエンコーダヘッド52Aに対応する第2光学部材76A、光源58Aについて主に説明した。第2基板テーブル29に配置されている他のエンコーダヘッド52B〜52Dも、第2基板テーブル29のX軸方向及びY軸方向の位置情報を計測可能であり、エンコーダヘッド52A〜52Dのそれぞれは、XY平面内において異なる位置に配置されている。制御装置7は、各エンコーダヘッド52A〜52Dの各検出器65の検出信号を取得可能である。制御装置7は、各エンコーダヘッド52A〜52Dの各検出器65から出力される検出信号に基づいて、第2基板ステージ2のX軸、Y軸及びθZ方向の3つの方向に関する位置情報を計測することができる。また、制御装置7は、各エンコーダヘッド52A〜52Dから出力される検出信号を平均化することもできる。   As described above, the encoder head 52A for measuring the position information of the second substrate table 29 (second substrate stage 2) in the X-axis direction and the Y-axis direction, the second optical member 76A corresponding to the encoder head 52A, and the light source 58A. Mainly explained. The other encoder heads 52B to 52D arranged on the second substrate table 29 can also measure the position information of the second substrate table 29 in the X-axis direction and the Y-axis direction, and each of the encoder heads 52A to 52D They are arranged at different positions in the XY plane. The control device 7 can acquire the detection signals of the detectors 65 of the encoder heads 52A to 52D. The control device 7 measures position information regarding the three directions of the X-axis, Y-axis, and θZ directions of the second substrate stage 2 based on detection signals output from the detectors 65 of the encoder heads 52A to 52D. be able to. The control device 7 can also average the detection signals output from the encoder heads 52A to 52D.

同様に、第1基板テーブル23に配置されている複数のエンコーダヘッド51A〜51Dのそれぞれも、第1基板テーブル23のX軸方向及びY軸方向の位置情報を計測可能であり、制御装置7は、各エンコーダヘッド51A〜51Dの各検出器65から出力される検出信号に基づいて、第1基板ステージ1のX軸、Y軸及びθZ方向の3つの方向に関する位置情報を計測することができる。   Similarly, each of the plurality of encoder heads 51A to 51D arranged on the first substrate table 23 can measure the position information of the first substrate table 23 in the X-axis direction and the Y-axis direction. Based on the detection signals output from the detectors 65 of the encoder heads 51A to 51D, it is possible to measure position information regarding the three directions of the first substrate stage 1 including the X axis, the Y axis, and the θZ direction.

また、本実施形態においては、第1基板ステージ1がガイド面11のどの位置に存在していても、光源56(56A〜56D)は、導光光学系71に計測光を供給し続けることができる。換言すれば、第1基板ステージ1がガイド面11のどの位置に存在していても、光源56から射出される導光光学系71に対する計測光の供給は妨げられない。したがって、位置計測装置60は、露光ステーションST1に存在しているときの第1基板ステージ1の位置情報、及び計測ステーションST2に存在しているときの第1基板ステージ1の位置情報の両方を計測することができる。換言すれば、位置計測装置60は、第1基板ステージ1がガイド面11のどの位置に存在していても、その第1基板ステージ1の位置情報を計測し続けることができる。同様に、光源58(58A〜58D)は、導光光学系72に計測光を供給し続けることができるので、位置計測装置60は、第2基板ステージ2がガイド面11のどの位置に存在していても、その第2基板ステージ2の位置情報を計測し続けることができる。   In the present embodiment, the light source 56 (56A to 56D) can continue to supply the measurement light to the light guide optical system 71 regardless of the position of the first substrate stage 1 on the guide surface 11. it can. In other words, supply of measurement light to the light guide optical system 71 emitted from the light source 56 is not hindered regardless of the position of the first substrate stage 1 on the guide surface 11. Therefore, the position measuring device 60 measures both the position information of the first substrate stage 1 when it exists in the exposure station ST1 and the position information of the first substrate stage 1 when it exists in the measurement station ST2. can do. In other words, the position measuring device 60 can continue to measure the position information of the first substrate stage 1 regardless of the position of the first substrate stage 1 on the guide surface 11. Similarly, since the light source 58 (58A to 58D) can continue to supply the measurement light to the light guide optical system 72, the position measurement device 60 is located at any position on the guide surface 11 where the second substrate stage 2 exists. Even in this case, the position information of the second substrate stage 2 can be continuously measured.

このように、光源56(56A〜56D)及び導光光学系71の少なくとも一部を含むエンコーダヘッド51を有する第1エンコーダユニット50Aは、スケール板53及びスケール板54の少なくとも一方を用いて、第1基板ステージ1のX軸、Y軸及びθZ方向の3つの方向に関する位置情報を計測し続けることができる。また、光源58(58A〜58D)及び導光光学系72の少なくとも一部を含むエンコーダヘッド52を有する第2エンコーダユニット50Bは、スケール板53及びスケール板54の少なくとも一方を用いて、第2基板ステージ2のX軸、Y軸及びθZ方向の3つの方向に関する位置情報を計測し続けることができる。   As described above, the first encoder unit 50 </ b> A having the encoder head 51 including at least a part of the light source 56 (56 </ b> A to 56 </ b> D) and the light guide optical system 71 uses at least one of the scale plate 53 and the scale plate 54. The position information regarding the three directions of the X-axis, Y-axis, and θZ directions of one substrate stage 1 can be continuously measured. Further, the second encoder unit 50B having the encoder head 52 including at least a part of the light source 58 (58A to 58D) and the light guide optical system 72 uses the scale plate 53 and the scale plate 54, and uses the second substrate. The position information regarding the three directions of the X axis, the Y axis, and the θZ direction of the stage 2 can be continuously measured.

制御装置7は、第1エンコーダユニット50Aの計測結果に基づいて、基板ステージ駆動システム5を作動し、第1基板ステージ1(基板P)の位置制御を行うことができる。また、制御装置7は、第2エンコーダユニット50Bの計測結果に基づいて、基板ステージ駆動システム5を作動し、第2基板ステージ2(基板P)の位置制御を行うことができる。   Based on the measurement result of the first encoder unit 50A, the control device 7 can operate the substrate stage drive system 5 to control the position of the first substrate stage 1 (substrate P). Further, the control device 7 can operate the substrate stage driving system 5 based on the measurement result of the second encoder unit 50B to control the position of the second substrate stage 2 (substrate P).

次に、上述の構成を有する露光装置の動作の一例について説明する。   Next, an example of the operation of the exposure apparatus having the above configuration will be described.

第1、第2基板ステージ1、2と対向可能な支持フレーム18の所定位置にスケール板53、54が固定されるとともに、エンコーダヘッド51、52が第1、第2基板ステージ1、2に配置される。また、第1、第2基板ステージ1、2と離れた位置に光源56、58が固定される。制御装置7は、エンコーダシステム50を用いて、第1、第2基板ステージ1、2の位置情報の計測を開始する。光源56、58のそれぞれは、第1、第2基板ステージ1、2と離れた位置で計測光を射出して、導光光学系71、72に供給する。   Scale plates 53 and 54 are fixed at predetermined positions of the support frame 18 that can face the first and second substrate stages 1 and 2, and encoder heads 51 and 52 are arranged on the first and second substrate stages 1 and 2. Is done. The light sources 56 and 58 are fixed at positions away from the first and second substrate stages 1 and 2. The control device 7 uses the encoder system 50 to start measuring position information of the first and second substrate stages 1 and 2. Each of the light sources 56 and 58 emits measurement light at a position away from the first and second substrate stages 1 and 2 and supplies the measurement light to the light guide optical systems 71 and 72.

例えば、計測ステーションST2に存在する第2基板ステージ2に露光前の基板Pがロードされる。第2基板ステージ2は、ロードされた基板Pを基板ホルダ29Hに保持する。制御装置7は、計測ステーションST2において、第2基板ステージ2に保持されている基板Pの計測処理を開始する。   For example, the substrate P before exposure is loaded on the second substrate stage 2 present in the measurement station ST2. The second substrate stage 2 holds the loaded substrate P on the substrate holder 29H. The control device 7 starts measurement processing of the substrate P held on the second substrate stage 2 at the measurement station ST2.

一方、露光ステーションST1には、計測ステーションST2での計測処理を既に終えた基板Pを保持した第1基板ステージ1が配置されている。制御装置7は、露光ステーションST1において、第1基板ステージ1に保持されている基板Pの露光を開始する。制御装置7は、第1基板ステージ1に保持された基板Pを露光する動作と、第2基板ステージ2に保持された基板Pを計測する動作の少なくとも一部とを並行して行う。   On the other hand, in the exposure station ST1, the first substrate stage 1 holding the substrate P that has already been subjected to the measurement process in the measurement station ST2 is disposed. The control device 7 starts exposure of the substrate P held on the first substrate stage 1 at the exposure station ST1. The control device 7 performs in parallel the operation of exposing the substrate P held on the first substrate stage 1 and at least part of the operation of measuring the substrate P held on the second substrate stage 2.

制御装置7は、露光ステーションST1において、第1基板ステージ1に保持されている基板Pの液浸露光を実行する。制御装置7は、基板ステージ駆動システム5を用いて、露光ステーションST1において第1基板ステージ1を移動しつつ、その第1基板ステージ1に保持されている基板Pを、投影光学系PLと液体LQとを介して露光する。   The control device 7 performs immersion exposure of the substrate P held on the first substrate stage 1 at the exposure station ST1. The control device 7 uses the substrate stage driving system 5 to move the first substrate stage 1 at the exposure station ST1 and to change the substrate P held on the first substrate stage 1 to the projection optical system PL and the liquid LQ. And exposure through.

露光ステーションST1において第1基板ステージ1に保持されている基板Pの露光処理が実行されている間、計測ステーションST2において第2基板ステージ2に保持されている基板Pの計測処理が実行される。制御装置7は、計測ステーションST2に配置されている第2基板ステージ2に保持されている基板Pの位置情報を計測する。   While the exposure process of the substrate P held on the first substrate stage 1 is being executed at the exposure station ST1, the measurement process of the substrate P held on the second substrate stage 2 is executed at the measurement station ST2. The control device 7 measures the position information of the substrate P held on the second substrate stage 2 arranged in the measurement station ST2.

基板P上には、複数のショット領域が配置されている。基板Pの位置情報は、複数のショット領域のX軸、Y軸及びθZ方向の位置情報を含む。制御装置7は、第2基板ステージ2に保持されている基板P上の複数のショット領域のX軸、Y軸及びθZ方向の位置情報の計測処理を開始する。   A plurality of shot areas are arranged on the substrate P. The position information of the substrate P includes position information of the plurality of shot areas in the X axis, Y axis, and θZ directions. The control device 7 starts measurement processing of position information in the X axis, Y axis, and θZ directions of a plurality of shot areas on the substrate P held on the second substrate stage 2.

例えば図2に示すように、制御装置7は、計測ステーションST2において、第2基板ステージ2のエンコーダヘッド52を用いて、基板Pを保持した第2基板ステージ2のXY平面内における位置情報を計測しつつ、アライメントシステム9を用いて、第2基板ステージ2の一部に配置されている基準マーク、及び基板Pの各ショット領域に対応するように基板Pに設けられたアライメントマークを検出する。そして、制御装置7は、所定の基準位置に対する基板P上の複数のショット領域のそれぞれの位置情報を演算処理によって求める。制御装置7は、エンコーダシステム50によって規定される座標系における、所定の基準位置に対する各ショット領域の位置情報を求める。また、制御装置7は、フォーカス・レベリング検出システム10を用いて、所定の基準面に対する基板Pの面位置情報(Z軸、θX及びθY方向の位置情報)を求める。   For example, as shown in FIG. 2, the control device 7 measures position information in the XY plane of the second substrate stage 2 holding the substrate P using the encoder head 52 of the second substrate stage 2 at the measurement station ST2. However, the alignment system 9 is used to detect a reference mark arranged on a part of the second substrate stage 2 and an alignment mark provided on the substrate P so as to correspond to each shot region of the substrate P. And the control apparatus 7 calculates | requires each positional information on the some shot area on the board | substrate P with respect to a predetermined | prescribed reference position by arithmetic processing. The control device 7 obtains position information of each shot area with respect to a predetermined reference position in a coordinate system defined by the encoder system 50. Further, the control device 7 uses the focus / leveling detection system 10 to obtain surface position information (position information in the Z-axis, θX, and θY directions) of the substrate P with respect to a predetermined reference surface.

露光ステーションST1において、第1基板ステージ1に保持されている基板Pの露光処理が完了し、計測ステーションST2において、第2基板ステージ2に保持されている基板Pの計測処理が完了した後、制御装置7は、計測ステーションST2の第2領域SP2から露光ステーションST1の第1領域SP1への第2基板ステージ2の移動を開始する。   After the exposure process of the substrate P held on the first substrate stage 1 is completed at the exposure station ST1, and the measurement process of the substrate P held on the second substrate stage 2 is completed at the measurement station ST2, the control is performed. The apparatus 7 starts moving the second substrate stage 2 from the second area SP2 of the measurement station ST2 to the first area SP1 of the exposure station ST1.

制御装置7は、第2基板ステージ2を第2領域SP2から第1領域SP1へ移動しているときにも、第1基板ステージ1を第1光学素子8と対向する第1位置に配置する。これにより、第2基板ステージ2が第2領域SP2から第1領域SP1へ移動する動作を実行中においても、液浸空間LSの液体LQは、第1光学素子8と第1基板ステージ1(基板P)との間に保持され続ける。以上の動作により、図4に示すように、露光ステーションST1の第1領域SP1に、第1基板ステージ1と第2基板ステージ2との両方が配置される。   The control device 7 arranges the first substrate stage 1 at the first position facing the first optical element 8 even when the second substrate stage 2 is moved from the second region SP2 to the first region SP1. As a result, even when the second substrate stage 2 is performing the operation of moving from the second region SP2 to the first region SP1, the liquid LQ in the immersion space LS flows between the first optical element 8 and the first substrate stage 1 (substrate P). With the above operation, as shown in FIG. 4, both the first substrate stage 1 and the second substrate stage 2 are arranged in the first region SP1 of the exposure station ST1.

次に、制御装置7は、第2基板ステージ2の基板Pを液浸露光するために、基板ステージ駆動システム5を用いて、第1基板ステージ1と第1光学素子8とが対向する状態(第1基板ステージ1と第1光学素子8との間に液体LQが保持されている状態)から、第2基板ステージ2と第1光学素子8とが対向する状態(第2基板ステージ2と第1光学素子8との間に液体LQが保持される状態)に変化させる。本実施形態においては、例えば国際公開第2005/074014号パンフレットに開示されているように、基板ステージ駆動システム5は、第1基板ステージ1及び第2基板ステージ2の少なくとも一方が、第1光学素子8との間で液体LQを保持可能な空間を形成し続けるように、第1基板ステージ1と第2基板ステージ2とを接近又は接触させた状態で移動させる。これにより、図4に示すような、第1基板ステージ1と第1光学素子8とが対向し、第1基板ステージ1と第1光学素子8との間に液体LQが保持されている状態から、図5に示すような、第2基板ステージ2と第1光学素子8とが対向し、第2基板ステージ2と第1光学素子8との間に液体LQが保持される状態に変化する。   Next, the control device 7 uses the substrate stage drive system 5 to expose the substrate P of the second substrate stage 2 in a state where the first substrate stage 1 and the first optical element 8 face each other ( From the state in which the liquid LQ is held between the first substrate stage 1 and the first optical element 8, the second substrate stage 2 and the first optical element 8 face each other (the second substrate stage 2 and the first optical element 8). In a state where the liquid LQ is held between the optical element 8 and the optical element 8. In the present embodiment, as disclosed in, for example, International Publication No. 2005/0774014, the substrate stage driving system 5 includes at least one of the first substrate stage 1 and the second substrate stage 2 in which the first optical element is the first optical element. The first substrate stage 1 and the second substrate stage 2 are moved close to or in contact with each other so that a space capable of holding the liquid LQ is formed between the first substrate stage 1 and the second substrate stage 2. As a result, the first substrate stage 1 and the first optical element 8 face each other as shown in FIG. 4, and the liquid LQ is held between the first substrate stage 1 and the first optical element 8. As shown in FIG. 5, the second substrate stage 2 and the first optical element 8 face each other, and the liquid LQ is held between the second substrate stage 2 and the first optical element 8.

その後、制御装置7は、第2基板ステージ2と第1光学素子8とを対向させた状態を維持しつつ、基板ステージ駆動システム5を制御して、第1基板ステージ1を計測ステーションST2に移動する。   Thereafter, the control device 7 controls the substrate stage drive system 5 while keeping the second substrate stage 2 and the first optical element 8 facing each other, and moves the first substrate stage 1 to the measurement station ST2. To do.

制御装置7は、露光ステーションST1において、第2基板ステージ2に保持されている基板Pの液浸露光を実行する。制御装置7は、エンコーダシステム50を用いて第2基板ステージ2の位置情報を計測し、その計測結果に基づいて、基板ステージ駆動システム5を用いて第2基板ステージ2の位置を調整して、第2基板ステージ2に保持されている基板P上の複数のショット領域のそれぞれを投影光学系PLと液体LQとを介して順次露光する。また、制御装置7は、第2基板ステージ2上の基板Pを露光する際、アライメントシステム9及びフォーカス・レベリング検出システム10の検出結果を含む計測ステーションST2における計測結果を用いて、露光ステーションST1において第2基板ステージ2の位置を調整しつつ基板Pを露光する。   The control device 7 performs immersion exposure of the substrate P held on the second substrate stage 2 at the exposure station ST1. The control device 7 measures the position information of the second substrate stage 2 using the encoder system 50, adjusts the position of the second substrate stage 2 using the substrate stage drive system 5 based on the measurement result, Each of a plurality of shot areas on the substrate P held on the second substrate stage 2 is sequentially exposed through the projection optical system PL and the liquid LQ. Further, when exposing the substrate P on the second substrate stage 2, the control device 7 uses the measurement results in the measurement station ST2 including the detection results of the alignment system 9 and the focus / leveling detection system 10 in the exposure station ST1. The substrate P is exposed while adjusting the position of the second substrate stage 2.

一方、計測ステーションST2に移動した第1基板ステージ1に保持されている基板Pは、基板交換位置においてアンロードされ、露光前の新たな基板Pが第1基板ステージ1にロードされる。制御装置7は、計測ステーションST2において、第1基板ステージ1にロードされた基板Pの計測処理等を開始する。以下、上述した処理と同様の処理が繰り返される。   On the other hand, the substrate P held on the first substrate stage 1 moved to the measurement station ST2 is unloaded at the substrate exchange position, and a new substrate P before exposure is loaded onto the first substrate stage 1. The control device 7 starts measurement processing and the like of the substrate P loaded on the first substrate stage 1 at the measurement station ST2. Thereafter, processing similar to the processing described above is repeated.

以上説明したように、本実施形態によれば、エンコーダシステム50を用いて、第1、第2基板ステージ1、2の位置情報を計測できる。本実施形態によれば、光源56、58と第1、第2基板ステージ1、2とが離れているので、例えば光源56、58の熱によって、干渉光の光路上の雰囲気の温度揺らぎ(屈折率変動)が発生することを抑制でき、第1、第2基板ステージ1、2の位置情報を精度良く計測できる。また、光源56、58の熱等に起因する第1、第2基板ステージ1、2の熱変形の発生を抑制できる。したがって、基板Pを良好に露光できる。   As described above, according to the present embodiment, the position information of the first and second substrate stages 1 and 2 can be measured using the encoder system 50. According to the present embodiment, since the light sources 56 and 58 are separated from the first and second substrate stages 1 and 2, for example, due to the heat of the light sources 56 and 58, temperature fluctuations (refraction in the atmosphere of the interference light on the optical path) (Rate fluctuation) can be suppressed, and the positional information of the first and second substrate stages 1 and 2 can be measured with high accuracy. In addition, the occurrence of thermal deformation of the first and second substrate stages 1 and 2 due to the heat of the light sources 56 and 58 can be suppressed. Therefore, the substrate P can be exposed satisfactorily.

また、本実施形態においては、干渉は±1次回折光という非常に近接した光路を通る光の間で生じるので、周辺雰囲気の温度揺らぎ(屈折率変動)による影響を低減できる。   Further, in the present embodiment, interference occurs between light passing through very close optical paths such as ± first-order diffracted light, so that the influence due to temperature fluctuation (refractive index fluctuation) of the surrounding atmosphere can be reduced.

また、本実施形態においては、検出器65が、第1、第2基板ステージ1、2に配置されるエンコーダヘッド51、52に設けられており、干渉光を生成するインデックススケール64と検出器65との距離を十分に短くすることができる。これにより、検出器65の検出信号(検出器65に入射する干渉光)に対する温度揺らぎ(屈折率変動)の影響等を低減できる。   In the present embodiment, the detector 65 is provided on the encoder heads 51 and 52 arranged on the first and second substrate stages 1 and 2, and the index scale 64 and the detector 65 that generate interference light. Can be sufficiently shortened. Thereby, the influence of the temperature fluctuation (refractive index fluctuation) on the detection signal of the detector 65 (interference light incident on the detector 65) can be reduced.

なお、本実施形態においては、第1光学部材75は、XY平面に対して傾斜した反射面を1つだけ有し、入射する計測光を1回だけ反射する構成であるが、これに限らず、図6に示すような構成を採用することも可能である。すなわち、図6に示すように、エンコーダヘッド51、52に、二組の反射面125A、125Bを含む第2光学部材75Mを配置することにより、第1光学部材75の反射面と同等の機能を持たせることができる。また、図7に示すように、エンコーダヘッド51、52に、透過面126A、126Bを有するプリズム75Nを設けることとしても良い。また、スライド部材40、41に配置される第2光学部材として、図6、図7に示す光学部材75M、75Nを用いてもよい。   In the present embodiment, the first optical member 75 has only one reflecting surface that is inclined with respect to the XY plane and reflects the incident measurement light only once. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to adopt a configuration as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 6, by arranging the second optical member 75M including two sets of reflecting surfaces 125A and 125B on the encoder heads 51 and 52, the same function as the reflecting surface of the first optical member 75 is provided. You can have it. Further, as shown in FIG. 7, the encoder heads 51 and 52 may be provided with a prism 75N having transmission surfaces 126A and 126B. Moreover, you may use the optical members 75M and 75N shown in FIG. 6, FIG. 7 as a 2nd optical member arrange | positioned at the slide members 40 and 41. FIG.

なお、上述の実施形態では、第1基板ステージ1(又は第2基板ステージ2)をX軸方向に移動可能に支持するX軸ガイド部材の一端にY軸方向に移動するスライド部材が接続され、そのスライド部材に第2光学部材が配置される構成であるが、例えば図8に示すように、X軸ガイド部材42Bの両端にスライド部材40B、40Cが接続された基板ステージ駆動システム5Bで移動する基板ステージ1Bに、上述の実施形態で説明したエンコーダシステムを適用することができる。図8に示す例では、スライド部材40B、40Cは、リニアモータの作動により、Y軸ガイド部材38B、38Cに沿ってY軸方向に移動する。第2光学部材74は、スライド部材40B、40Cのそれぞれに複数配置され、基板ステージ1Bには、複数の第2光学部材74に対応するエンコーダヘッド51が複数配置されている。図8に示す構成でも、基板ステージ1BのX軸、Y軸及びθZ方向の位置情報を精度良く計測できる。   In the above-described embodiment, a slide member that moves in the Y-axis direction is connected to one end of an X-axis guide member that supports the first substrate stage 1 (or the second substrate stage 2) so as to be movable in the X-axis direction. The second optical member is arranged on the slide member. For example, as shown in FIG. 8, the second optical member is moved by the substrate stage drive system 5B in which the slide members 40B and 40C are connected to both ends of the X-axis guide member 42B. The encoder system described in the above embodiment can be applied to the substrate stage 1B. In the example shown in FIG. 8, the slide members 40B and 40C move in the Y-axis direction along the Y-axis guide members 38B and 38C by the operation of the linear motor. A plurality of second optical members 74 are arranged on each of the slide members 40B and 40C, and a plurality of encoder heads 51 corresponding to the plurality of second optical members 74 are arranged on the substrate stage 1B. Even with the configuration shown in FIG. 8, the positional information of the substrate stage 1B in the X-axis, Y-axis, and θZ directions can be accurately measured.

なお、上述の実施形態では、±1次回折光を用いて計測を行うこととしたが、これに限らず、±2次、3次…、n次回折光を用いて計測を行うこととしても良い。   In the above-described embodiment, measurement is performed using ± first-order diffracted light. However, the measurement is not limited to this, and measurement may be performed using ± second-order, third-order, n-th order diffracted light.

なお、上述の実施形態では、第1、第2基板ステージ1、2の位置情報の計測にエンコーダシステム50を用いた場合について説明したが、これに限らず、マスクステージ3の位置情報の計測に用いることもできる。   In the above-described embodiment, the case where the encoder system 50 is used to measure the position information of the first and second substrate stages 1 and 2 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the position information of the mask stage 3 is measured. It can also be used.

なお、上述の各実施形態の基板Pとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版(合成石英、シリコンウエハ)等が適用される。   As the substrate P in each of the above embodiments, not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or an original mask or reticle used in an exposure apparatus. (Synthetic quartz, silicon wafer) or the like is applied.

露光装置EXとしては、マスクMと基板Pとを同期移動してマスクMのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置(スキャニングステッパ)の他に、マスクMと基板Pとを静止した状態でマスクMのパターンを一括露光し、基板Pを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置(ステッパ)にも適用することができる。   As the exposure apparatus EX, in addition to the step-and-scan type scanning exposure apparatus (scanning stepper) that scans and exposes the pattern of the mask M by moving the mask M and the substrate P synchronously, the mask M and the substrate P Can be applied to a step-and-repeat type projection exposure apparatus (stepper) in which the pattern of the mask M is collectively exposed while the substrate P is stationary and the substrate P is sequentially moved stepwise.

さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第1パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第1パターンの縮小像を基板P上に転写した後、第2パターンと基板Pとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第2パターンの縮小像を第1パターンと部分的に重ねて基板P上に一括露光してもよい(スティッチ方式の一括露光装置)。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板P上で少なくとも2つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Pを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。   Further, in the step-and-repeat exposure, after the reduced image of the first pattern is transferred onto the substrate P using the projection optical system in a state where the first pattern and the substrate P are substantially stationary, the second pattern With the projection optical system, the reduced image of the second pattern may be partially overlapped with the first pattern and collectively exposed on the substrate P (stitch type batch exposure apparatus). ). Further, the stitch type exposure apparatus can be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus in which at least two patterns are partially transferred on the substrate P, and the substrate P is sequentially moved.

また、例えば米国特許第第6611316号明細書に開示されているように、2つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、1回の走査露光によって基板上の1つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置などにも本発明を適用することができる。また、プロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明を適用することができる。また、極端紫外光で基板Pを露光するEUV光光源露光装置にも適用することができる。   Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,611,316, two mask patterns are synthesized on a substrate via a projection optical system, and one shot on the substrate is obtained by one scanning exposure. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of a region almost simultaneously. The present invention can also be applied to proximity type exposure apparatuses, mirror projection aligners, and the like. The present invention can also be applied to an EUV light source exposure apparatus that exposes the substrate P with extreme ultraviolet light.

露光装置EXの種類としては、基板Pに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子(CCD)、マイクロマシン、MEMS、DNAチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。   The type of the exposure apparatus EX is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern onto the substrate P, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD). ), An exposure apparatus for manufacturing a micromachine, a MEMS, a DNA chip, a reticle, a mask, or the like.

また、上述の各実施形態では、露光光ELとしてArFエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ArFエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、米国特許第7023610号明細書に開示されているように、DFB半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長193nmのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、前述の各照明領域と、投影領域がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状などでもよい。   In each of the above embodiments, an ArF excimer laser may be used as a light source device that generates ArF excimer laser light as the exposure light EL. For example, as disclosed in US Pat. No. 7,023,610. A harmonic generator that outputs pulsed light with a wavelength of 193 nm may be used, including a solid-state laser light source such as a DFB semiconductor laser or a fiber laser, an optical amplification unit having a fiber amplifier, a wavelength conversion unit, and the like. Furthermore, in the above-described embodiment, each illumination area and the projection area described above are rectangular, but other shapes such as an arc shape may be used.

なお、上述の各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン(又は位相パターン・減光パターン)を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第6778257号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク(電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる)を用いてもよい。可変成形マスクは、例えば非発光型画像表示素子(空間光変調器)の一種であるDMD(Digital Micro-mirror Device)等を含む。また、可変成形マスクとしては、DMDに限られるものでなく、DMDに代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで、非発光型画像表示素子は、所定方向へ進行する光の振幅(強度)、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子(LCD:Liquid Crystal Display)以外に、エレクトロクロミックディスプレイ(ECD)等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、上述のDMDの他に、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ(EPD:Electro Phonetic Display)、電子ペーパー(または電子インク)、光回折型ライトバルブ(Grating Light Valve)等が例として挙げられる。   In each of the above-described embodiments, a light-transmitting mask in which a predetermined light-shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light-transmitting substrate is used. As disclosed in Japanese Patent No. 6778257, a variable shaped mask (also known as an electronic mask, an active mask, or an image generator) that forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed. May be used). The variable shaping mask includes, for example, a DMD (Digital Micro-mirror Device) which is a kind of non-light emitting image display element (spatial light modulator). The variable shaping mask is not limited to DMD, and a non-light emitting image display element described below may be used instead of DMD. Here, the non-light-emitting image display element is an element that spatially modulates the amplitude (intensity), phase, or polarization state of light traveling in a predetermined direction, and a transmissive liquid crystal modulator is a transmissive liquid crystal modulator. An electrochromic display (ECD) etc. are mentioned as an example other than a display element (LCD: Liquid Crystal Display). In addition to the DMD described above, the reflective spatial light modulator includes a reflective mirror array, a reflective liquid crystal display element, an electrophoretic display (EPD), electronic paper (or electronic ink), and a light diffraction type. An example is a light valve (Grating Light Valve).

また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。この場合、照明系は不要となる。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)、無機ELディスプレイ、有機ELディスプレイ(OLED:Organic Light Emitting Diode)、LEDディスプレイ、LDディスプレイ、電界放出ディスプレイ(FED:Field Emission Display)、プラズマディスプレイ(PDP:Plasma Display Panel)等が挙げられる。また、パターン形成装置が備える自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を1枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成しても良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。   Further, a pattern forming apparatus including a self-luminous image display element may be provided instead of the variable molding mask including the non-luminous image display element. In this case, an illumination system is unnecessary. Here, as a self-luminous image display element, for example, CRT (Cathode Ray Tube), inorganic EL display, organic EL display (OLED: Organic Light Emitting Diode), LED display, LD display, field emission display (FED: Field Emission) Display), plasma display (PDP: Plasma Display Panel), and the like. Further, as a self-luminous image display element provided in the pattern forming apparatus, a solid light source chip having a plurality of light emitting points, a solid light source chip array in which a plurality of chips are arranged in an array, or a plurality of light emitting points on a single substrate A built-in type or the like may be used to form a pattern by electrically controlling the solid-state light source chip. The solid light source element may be inorganic or organic.

上述の各実施形態においては、投影光学系PLを備えた露光装置を例に挙げて説明してきたが、投影光学系PLを用いない露光装置及び露光方法に本発明を適用することができる。このように投影光学系PLを用いない場合であっても、露光光はレンズ等の光学部材を介して基板に照射される。   In each of the above embodiments, the exposure apparatus provided with the projection optical system PL has been described as an example, but the present invention can be applied to an exposure apparatus and an exposure method that do not use the projection optical system PL. Even when the projection optical system PL is not used in this way, the exposure light is irradiated onto the substrate via an optical member such as a lens.

以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。   As described above, the exposure apparatus according to the present embodiment assembles various subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. It is manufactured by. In order to ensure these various accuracies, before and after assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, and various electrical systems are Adjustments are made to achieve electrical accuracy. The assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus includes mechanical connection, electrical circuit wiring connection, pneumatic circuit piping connection and the like between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process from the various subsystems to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. The exposure apparatus is preferably manufactured in a clean room where the temperature, cleanliness, etc. are controlled.

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図9に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ201、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202、デバイスの基材である基板を製造するステップ203、上述の実施形態に従って、マスクのパターンを用いて露光光で基板を露光すること、及び露光された基板を現像することを含む基板処理(露光処理)を含む基板処理ステップ204、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む)205、検査ステップ206等を経て製造される。   As shown in FIG. 9, a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for designing a function / performance of the microdevice, a step 202 for producing a mask (reticle) based on the design step, and a substrate as a base material of the device. Substrate processing step 204 including substrate processing (exposure processing) including exposing the substrate with exposure light using a mask pattern and developing the exposed substrate according to the above-described embodiment. The device is manufactured through a device assembly step (including processing processes such as a dicing process, a bonding process, and a package process) 205, an inspection step 206, and the like.

なお、上述の実施形態においては、基板ステージが、基板Pに露光光ELを照射してパターンを生成する露光装置に適用される場合を例にして説明したが、本発明の基板ステージ及びその基板ステージの位置情報を計測するエンコーダシステムは、基板にパターンを形成する種々のパターン形成装置に適用可能である。そのようなパターン形成装置としては、例えばインクの滴を基板に吐出することによってその基板にパターンを形成するインクジェット装置、凹凸パターンが形成された原版と有機材料が塗布された基板とを基板のガラス転移温度以上に加熱しながら押し当て、その後、原版と基板とを離すとともに基板を冷却して基板に原版のパターンを転写するナノインプリント装置などが挙げられる。これらの装置に基板を保持する基板ステージが設けられている場合には、本発明のエンコーダシステムを適用することによって、パターンを良好に形成することができる。   In the above-described embodiment, the case where the substrate stage is applied to an exposure apparatus that generates a pattern by irradiating the substrate P with the exposure light EL has been described as an example. The encoder system that measures the position information of the stage can be applied to various pattern forming apparatuses that form a pattern on a substrate. As such a pattern forming apparatus, for example, an ink jet apparatus that forms a pattern on a substrate by ejecting ink droplets onto the substrate, an original plate on which a concavo-convex pattern is formed, and a substrate on which an organic material is applied are formed on the substrate glass. Examples include a nanoimprint apparatus that presses while heating to a temperature higher than the transition temperature, and then separates the original from the substrate and cools the substrate to transfer the pattern of the original to the substrate. When these apparatuses are provided with a substrate stage for holding a substrate, the pattern can be formed satisfactorily by applying the encoder system of the present invention.

なお、上述の各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、上述の各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。   Note that the requirements of the above-described embodiments can be combined as appropriate. In addition, the disclosures of all published publications and US patents related to the exposure apparatus and the like cited in the above-described embodiments and modifications are incorporated herein by reference.

本実施形態に係る露光装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the exposure apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る第1、第2基板ステージ及び位置計測装置を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the 1st, 2nd board | substrate stage and position measuring apparatus which concern on this embodiment. 本実施形態に係る位置計測装置を説明するための斜視図である。It is a perspective view for demonstrating the position measuring device which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of operation | movement of the exposure apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of operation | movement of the exposure apparatus which concerns on this embodiment. エンコーダヘッドに配置される第1光学部材の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the 1st optical member arrange | positioned at an encoder head. エンコーダヘッドに配置される第1光学部材の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the 1st optical member arrange | positioned at an encoder head. 基板ステージを移動する基板ステージ駆動システムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the substrate stage drive system which moves a substrate stage. マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating an example of the manufacturing process of a microdevice.

符号の説明Explanation of symbols

1…第1基板ステージ、2…第2基板ステージ、5…基板ステージ駆動システム、7…制御装置、8…第1光学素子、11…ガイド面、15…第2光学素子、18…支持フレーム、40…スライド部材、41…スライド部材、50…エンコーダシステム、51…エンコーダヘッド、52…エンコーダヘッド、53…スケール板、53K…回折格子、54…スケール板、54K…回折格子、55…下面、56…光源、57…下面、58…光源、
60…位置計測装置、61…干渉光学系、62…検出装置、63A〜63D…固定スケール、64…インデックススケール、65…検出器、66…無線送信器。71…導光光学系、72…導光光学系、73…第1光学部材、74…第2光学部材、75…第1光学部材、76…第2光学部材、EL…露光光、EX…露光装置、P…基板、ST1…露光ステーション、ST2…計測ステーション
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st substrate stage, 2 ... 2nd substrate stage, 5 ... Substrate stage drive system, 7 ... Control apparatus, 8 ... 1st optical element, 11 ... Guide surface, 15 ... 2nd optical element, 18 ... Support frame, DESCRIPTION OF SYMBOLS 40 ... Slide member, 41 ... Slide member, 50 ... Encoder system, 51 ... Encoder head, 52 ... Encoder head, 53 ... Scale plate, 53K ... Diffraction grating, 54 ... Scale plate, 54K ... Diffraction grating, 55 ... Lower surface, 56 ... light source, 57 ... lower surface, 58 ... light source,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 60 ... Position measuring device, 61 ... Interference optical system, 62 ... Detection apparatus, 63A-63D ... Fixed scale, 64 ... Index scale, 65 ... Detector, 66 ... Wireless transmitter. 71 ... light guide optical system, 72 ... light guide optical system, 73 ... first optical member, 74 ... second optical member, 75 ... first optical member, 76 ... second optical member, EL ... exposure light, EX ... exposure Equipment, P ... Substrate, ST1 ... Exposure station, ST2 ... Measurement station

Claims (18)

移動面内を移動する移動体の位置情報を計測する位置計測装置であって、
位置が固定された回折格子を含むスケール板と、
供給された光を前記スケール板に導く導光光学系の少なくとも一部を含む、前記移動体に配置されたエンコーダヘッドと、
前記移動体と離れた位置で光を射出して、前記導光光学系に供給する光源と、を備えた位置計測装置。
A position measuring device that measures position information of a moving body that moves in a moving plane,
A scale plate including a diffraction grating with a fixed position;
An encoder head disposed on the movable body, including at least a part of a light guide optical system that guides the supplied light to the scale plate;
A position measurement device comprising: a light source that emits light at a position away from the moving body and supplies the light to the light guide optical system.
前記導光光学系は、前記エンコーダヘッドに配置された第1光学部材と、前記移動体と同期移動する可動部材に配置された第2光学部材とを含み、
前記光源より射出された光は、前記第2光学部材を介して前記第1光学部材に供給される請求項1記載の位置計測装置。
The light guide optical system includes a first optical member disposed on the encoder head, and a second optical member disposed on a movable member that moves in synchronization with the moving body,
The position measuring device according to claim 1, wherein light emitted from the light source is supplied to the first optical member via the second optical member.
前記移動体と前記可動部材とは、前記移動面内の第1方向に関する位置関係がほぼ固定された状態で、前記第1方向へ同期移動し、
前記第1光学部材と第2光学部材との間の光路は、前記第1方向と直交する第2方向とほぼ平行である請求項2記載の位置計測装置。
The movable body and the movable member are synchronously moved in the first direction in a state where the positional relationship in the first direction in the moving surface is substantially fixed,
The position measuring apparatus according to claim 2, wherein an optical path between the first optical member and the second optical member is substantially parallel to a second direction orthogonal to the first direction.
前記可動部材は、前記移動体を移動する駆動部材を含む請求項2又は3記載の位置計測装置。   The position measuring device according to claim 2, wherein the movable member includes a drive member that moves the movable body. 前記エンコーダヘッドは、前記スケール板で発生する複数の回折光を干渉させる干渉光学系を含む請求項1〜4のいずれか一項記載の位置計測装置。   The position measuring device according to claim 1, wherein the encoder head includes an interference optical system that causes a plurality of diffracted lights generated on the scale plate to interfere with each other. 前記干渉光学系は、
前記回折光が経由する第3光学部材と、
前記第3光学部材を経由した前記回折光が入射する位置に配置され、前記回折光を干渉させる固定格子とを有する請求項5記載の位置計測装置。
The interference optical system is
A third optical member through which the diffracted light passes;
The position measuring apparatus according to claim 5, further comprising: a fixed grating that is disposed at a position where the diffracted light that has passed through the third optical member is incident and that interferes with the diffracted light.
前記干渉した光を検出する検出装置を備え、
前記検出装置は、前記エンコーダヘッドに配置されている請求項5又は6記載の位置計測装置。
A detection device for detecting the interfered light;
The position measuring device according to claim 5, wherein the detection device is arranged in the encoder head.
前記検出装置は、前記干渉した光を受光する検出器と、前記検出器の検出信号を無線で送信する無線送信器とを含む請求項7記載の位置計測装置。   The position measurement device according to claim 7, wherein the detection device includes a detector that receives the interfered light and a wireless transmitter that wirelessly transmits a detection signal of the detector. 前記光源と前記スケール板との位置関係が固定である請求項1〜8のいずれか一項記載の位置計測装置。   The position measurement apparatus according to claim 1, wherein a positional relationship between the light source and the scale plate is fixed. 前記回折格子は、前記移動面内の第1方向及び前記第1方向と直交する第2方向に周期的な二次元格子である請求項1〜9のいずれか一項記載の位置計測装置。   The position measuring device according to claim 1, wherein the diffraction grating is a two-dimensional grating that is periodic in a first direction in the moving plane and in a second direction orthogonal to the first direction. 基板にパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記基板を保持して移動可能な移動体の位置情報を計測するために、請求項1〜10のいずれか一項記載の位置計測装置を備えたパターン形成装置。
A pattern forming apparatus for forming a pattern on a substrate,
A pattern forming apparatus comprising the position measuring device according to claim 1, in order to measure position information of a movable body that is movable while holding the substrate.
基板を露光光で露光する露光装置であって、
前記基板を保持して移動可能な移動体の位置情報を計測するために、請求項1〜10のいずれか一項記載の位置計測装置を備えた露光装置。
An exposure apparatus that exposes a substrate with exposure light,
An exposure apparatus comprising the position measuring device according to claim 1, in order to measure position information of a movable body that is movable while holding the substrate.
前記移動体を少なくとも2つ備える請求項12記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 12, comprising at least two moving bodies. 請求項12又は13記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
Exposing the substrate using the exposure apparatus according to claim 12 or 13,
Developing the exposed substrate; and a device manufacturing method.
移動面内を移動する移動体の位置情報を計測する位置計測方法であって、
前記移動体と対向可能な位置に回折格子を含むスケール板を固定することと、
供給された光を前記スケール板に導く導光光学系の少なくとも一部を含むエンコーダヘッドを前記移動体に配置することと、
前記移動体と離れた位置に配置された光源より光を射出して、前記導光光学系に供給することと、を含む位置計測方法。
A position measurement method for measuring position information of a moving object moving in a moving plane,
Fixing a scale plate including a diffraction grating at a position that can face the moving body;
Disposing an encoder head including at least a part of a light guide optical system for guiding supplied light to the scale plate on the moving body;
A position measurement method comprising: emitting light from a light source disposed at a position away from the moving body and supplying the light to the light guide optical system.
基板にパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記基板を保持して移動可能な移動体の位置情報を、請求項15記載の位置計測方法を用いて計測することと、
前記移動体に保持された前記基板にパターンを形成することと、を含むパターン形成方法。
A pattern forming method for forming a pattern on a substrate,
Measuring position information of a movable body that is movable while holding the substrate, using the position measurement method according to claim 15;
Forming a pattern on the substrate held by the movable body.
基板を露光光で露光する露光方法であって、
前記基板を保持して移動可能な移動体の位置情報を、請求項15記載の位置計測方法を用いて計測することと、
前記移動体に保持された前記基板を露光することと、を含む露光方法。
An exposure method for exposing a substrate with exposure light,
Measuring position information of a movable body that is movable while holding the substrate, using the position measurement method according to claim 15;
Exposing the substrate held by the movable body.
請求項17記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
Exposing the substrate using the exposure method according to claim 17;
Developing the exposed substrate; and a device manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111650818A (en) * 2015-09-30 2020-09-11 株式会社尼康 Exposure apparatus, method for manufacturing flat panel display, method for manufacturing device, and exposure method

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