JP2020194189A - 移動体装置、露光装置、及びフラットパネルディスプレイ製造方法 - Google Patents

移動体装置、露光装置、及びフラットパネルディスプレイ製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】露光装置における基板の位置計測精度を向上する。【解決手段】 基板Ｐを走査露光する露光装置は、基板Ｐを保持し、Ｘ軸及びＹ軸方向へ移動可能な基板ホルダ３２と、Ｙ軸方向へ移動可能なＹ粗動ステージ２４と、基板ホルダ３２の位置情報を、基板ホルダ３２に設けられたヘッド７４ｘ、７４ｙと、Ｙ粗動ステージ２４に設けられたスケール７２とによって取得する第１計測系と、Ｙ粗動ステージ２４の位置情報を、Ｙ粗動ステージ２４に設けられたヘッド８０ｘ、８０ｙと、スケール７８とによって取得する第２計測系と、第１及び第２計測系により取得された位置情報に基づいて、基板ホルダ３２の位置を制御する制御系と、を備え、第１計測系はヘッド７４ｘ、７４ｙをスケール７２に対してＸ軸方向へ移動させながら計測ビームを照射し、第２計測系はヘッド８０ｘ、８０ｙをスケール７８に対してＹ軸方向へ移動させながら計測ビームを照射する。【選択図】図３

Description

本発明は、移動体装置、露光装置、及びフラットパネルディスプレイ製造方法に関する。
従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、投影光学系（レンズ）を介して照明光（エネルギビーム）で感光性のガラスプレート又はウエハ（以下、「基板」と総称する）を露光することによって、該基板にマスク（フォトマスク）又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）が有する所定のパターンを転写する露光装置が用いられている。
この種の露光装置としては、投影光学系に対する基板の位置制御を高精度で行う必要があることから、基板の位置計測系として、エンコーダシステムを用いるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、光干渉計システムを用いて基板の位置情報を求める場合、バーミラーへのレーザの光路長が長くなりいわゆる空気揺らぎの影響を無視することができない。
米国特許出願公開第２０１０／０２６６９６１号明細書
本発明の第１の態様によれば、物体を保持する物体保持部と、前記物体保持部を支持する第１ベースと、前記物体保持部を、互いに交差する第１方向と第２方向と移動させる駆動部と、前記第１ベースとは離間して設けられ、前記駆動部を支持する第２ベースと、前記駆動部による前記物体保持部の移動の基準となる基準部材と、前記駆動部に対する前記物体保持部の位置情報を、前記物体保持部と前記駆動部との一方に設けられた複数の第１ヘッドと、前記物体保持部と前記駆動部との他方に設けられ、前記第１方向と前記第２方向との計測成分を有し、前記第１方向に関して互いに離れて配置される複数の格子領域により前記物体保持部の前記第１方向に関する移動範囲を計測可能な第１格子部材とによって取得する第１計測系と、前記基準部材に対する前記駆動部の位置情報を、前記駆動部と前記基準部材との一方に設けられた第２ヘッドと、前記駆動部と前記基準部材との他方に設けられ、前記第１方向と前記第２方向の計測成分を有し、前記物体保持部の前記第２方向に関する移動範囲を計測可能な第２格子部材とによって取得する第２計測系と、前記第１計測系および前記第２計測系のそれぞれの計測系から取得された位置情報に基づいて、前記基準部材に対する前記第１方向と前記第２方向の前記物体保持部の位置を計測する計測部と、を備え、前記駆動部は、前記第２ベース上を前記第１方向と前記第２方向とへ移動し、前記計測部の計測結果に基づいて、前記物体保持部を前記第１ベース上で移動させる移動体装置が、提供される。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る移動体装置と、前記物体に対してエネルギビームを照射し、前記物体を露光する光学系と、を備える露光装置が、提供される。
本発明の第３の態様によれば、フラットパネルディスプレイ製造方法であって、第２の態様に係る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、を含むフラットパネルディスプレイ製造方法が、提供される。
第１の実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１の液晶露光装置が有する基板ステージ装置を示す図である。 図１の液晶露光装置が有する基板計測系の概念図である。 基板ステージ装置の動作を説明するための図（その１）である。 基板ステージ装置の動作を説明するための図（その２）である。 液晶露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る基板ステージ装置を示す平面図である。 図７の基板ステージ装置の断面図である。 図７の基板ステージ装置の第２の系を示す図である。 図７の基板ステージ装置の第１の系を示す図である。 第３の実施形態に係る基板ステージ装置を示す平面図である。 図１１の基板ステージ装置の断面図である。 図１１の基板ステージ装置の第２の系を示す図である。 図１１の基板ステージ装置の第１の系を示す図である。 第４の実施形態に係る基板ステージ装置を示す平面図である。 図１５の基板ステージ装置の断面図である。 図１５の基板ステージ装置の第２の系を示す図である。 図１５の基板ステージ装置の第１の系を示す図である。 第５の実施形態に係る基板ステージ装置を示す平面図である。 図１９の基板ステージ装置の断面図である。 図１９の基板ステージ装置の第２の系を示す図である。 図１９の基板ステージ装置の第１の系を示す図である。 第６の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図２３の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図２３の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第６の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 図２６の基板計測系の動作を説明するための図である。 第７の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図２８の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図２８の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第７の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第８の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図３２の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図３２の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第８の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第９の実施形態に基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 第９の実施形態に基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第９の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第１０の実施形態に係る基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 第１０の実施形態に係る基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第１０の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第１０の実施形態に係る基板ステージ装置の断面図（その１）である。 第１０の実施形態に係る基板ステージ装置の断面図（その２）である。 第１１の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図４４の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図４４の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第１１の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第１２の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図４８の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図４８の基板ステージ装置の一部である重量キャンセル装置を含む系を示す図である。 図４８の基板ステージ装置の一部であるＹ粗動ステージを含む系を示す図である。 図４８の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第１２の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 図５３の基板計測系の動作を説明するための図である。 第１３の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図５５の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図５５の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第１３の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第１４の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 第１５の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図６０の基板ステージ装置の動作を説明するための図である。 図６０の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図６０の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第１６の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 第１７の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 第１８の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 第１８の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第１８の実施形態に係る基板計測系の概念図である。 第１９の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 第１９の実施形態に係る基板計測系の概念図である。 第２０の実施形態に係る液晶露光装置が有する基板ホルダ及び基板計測系の一対のヘッドベースを、投影光学系とともに示す平面図である。 図７１（Ａ）及び図７１（Ｂ）は、基板ホルダの位置計測が行われる際の基板ホルダのＸ軸方向の移動範囲を説明するための図である。 図７３（Ａ）〜図７３（Ｄ）は、第２０の実施形態において、基板ホルダがＸ軸方向に移動する過程における一対のヘッドベースとスケールとの位置関係の状態遷移のうちの第１の状態〜第４の状態を説明するための図である。 図７４（Ａ）〜図７４（Ｃ）は、第２０の実施形態に係る液晶露光装置で行われる、基板ホルダの位置情報を計測する、基板エンコーダシステムのヘッドの切り換え時におけるつなぎ処理について説明するための図である。 第２１の実施形態に係る液晶露光装置が有する基板ホルダ及び基板エンコーダシステムの一対のヘッドベースを、投影光学系とともに示す平面図である。 第２２の実施形態に係る液晶露光装置の特徴的構成について説明するための図である。
《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。
図１には、第１の実施形態に係る露光装置（ここでは液晶露光装置１０）の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、物体（ここではガラス基板Ｐ）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。ガラス基板Ｐ（以下、単に「基板Ｐ」と称する）は、平面視矩形（角型）に形成され、液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる。
液晶露光装置１０は、照明系１２、回路パターンなどが形成されたマスクＭを保持するマスクステージ装置１４、投影光学系１６、装置本体１８、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置２０、及びこれらの制御系等を有している。以下、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系１６に対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向（投影光学系１６の光軸方向と平行な方向）とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に関する位置をそれぞれＸ位置、Ｙ位置、及びＺ位置として説明を行う。
照明系１２は、米国特許第５，７２９，３３１号明細書などに開示される照明系と同様に構成されており、図示しない光源（水銀ランプ、あるいはレーザダイオードなど）から射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどを介して、露光用照明光（照明光）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）などの光（あるいは、上記ｉ線、ｇ線、ｈ線の合成光）が用いられる。
マスクステージ装置１４が保持するマスクＭとしては、透過型のフォトマスクが用いられている。マスクＭの下面（図１では−Ｚ側を向いた面）には、所定の回路パターンが形成されている。マスクＭは、リニアモータ、ボールねじ装置などのアクチュエータを含むマスク駆動系１０２を介して主制御装置１００（それぞれ図１では不図示。図６参照）によって走査方向（Ｘ軸方向）に所定の長ストロークで駆動されるとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に適宜微少駆動される。マスクＭのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報も含む。以下同じ）は、エンコーダシステム、あるいは干渉計システムなどの計測システムを含むマスク計測系１０４を介して主制御装置１００（それぞれ図１では不図示。図６参照）によって求められる。
投影光学系１６は、マスクステージ装置１４の下方に配置されている。投影光学系１６は、米国特許第６，５５２，７７５号明細書などに開示される投影光学系と同様な構成の、いわゆるマルチレンズ投影光学系であり、両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成する複数のレンズモジュールを備えている。
液晶露光装置１０では、照明系１２からの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、マスクＭを通過（透過）した照明光ＩＬにより、投影光学系１６を介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光の照射領域（露光領域）に形成される。そして、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭが走査方向に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐが走査方向に相対移動することで、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭに形成されたパターンが転写される。
装置本体１８は、マスクステージ装置１４、及び投影光学系１６を支持しており、防振装置１９を介してクリーンルームの床Ｆ上に設置されている。装置本体１８は、米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書に開示される装置本体と同様に構成されており、上架台部１８ａ、一対の中架台部１８ｂ、及び下架台部１８ｃを有している。上架台部１８ａは、投影光学系１６を支持する部材であることから、以下、本明細書では、上架台部１８ａを「光学定盤１８ａ」と称して説明する。ここで、本実施形態の液晶露光装置１０を用いた走査露光動作において、基板Ｐは、投影光学系１６を介して照射される照明光ＩＬに対して位置制御されることから、投影光学系１６を支持する光学定盤１８ａは、基板Ｐの位置制御を行う際の基準部材として機能する。
基板ステージ装置２０は、基板Ｐを投影光学系１６（照明光ＩＬ）に対して高精度で位置制御するための装置であり、基板Ｐを水平面（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向）に沿って所定の長ストロークで駆動するとともに、６自由度方向に微少駆動する。液晶露光装置１０で用いられる基板ステージ装置の構成は、特に限定されないが、本第１の実施形態では、一例として米国特許出願公開第２０１２／００５７１４０号明細書などに開示されるような、ガントリタイプの２次元粗動ステージと、該２次元粗動ステージに対して微少駆動される微動ステージとを含む、いわゆる粗微動構成の基板ステージ装置２０が用いられている。
基板ステージ装置２０は、微動ステージ２２、Ｙ粗動ステージ２４、Ｘ粗動ステージ２６、支持部（ここでは自重支持装置２８）、一対のベースフレーム３０（図１では一方は不図示。図４参照）、及び基板ステージ装置２０を構成する各要素を駆動するための基板駆動系６０（図１では不図示、図６参照）、上記各要素の位置情報を計測するための基板計測系７０（図１では不図示、図６参照）などを備えている。
図２に示されるように、微動ステージ２２は、基板ホルダ３２とステージ本体３４とを備えている。基板ホルダ３２は、平面視矩形（図４参照）の板状（あるいは箱形）に形成され、その上面（基板載置面）に基板Ｐが載置される。基板ホルダ３２の上面のＸ軸及びＹ軸方向の寸法は、基板Ｐと同程度に（実際には幾分短く）設定されている。基板Ｐは、基板ホルダ３２の上面に載置された状態で基板ホルダ３２に真空吸着保持されることによって、ほぼ全体（全面）が基板ホルダ３２の上面に沿って平面矯正される。ステージ本体３４は、基板ホルダ３２よりもＸ軸及びＹ軸方向の寸法が短い平面視矩形の板状（あるいは箱形）の部材から成り、基板ホルダ３２の下面に一体的に接続されている。
図１に戻り、Ｙ粗動ステージ２４は、微動ステージ２２の下方（−Ｚ側）であって、一対のベースフレーム３０上に配置されている。Ｙ粗動ステージ２４は、図４に示されるように、一対のＸビーム３６を有している。Ｘビーム３６は、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面矩形（図２参照）の部材から成る。一対のＸビーム３６は、Ｙ軸方向に所定間隔で平行に配置されている。一対のＸビーム３６は、機械的なリニアガイド装置を介して一対のベースフレーム３０上に載置されており、該一対のベースフレーム３０上でＹ軸方向に移動自在となっている。
図１に戻り、Ｘ粗動ステージ２６は、Ｙ粗動ステージ２４の上方（＋Ｚ側）であって、微動ステージ２２の下方に（微動ステージ２２とＹ粗動ステージ２４との間に）配置されている。Ｘ粗動ステージ２６は、平面視矩形の板状の部材であって、Ｙ粗動ステージ２４が有する一対のＸビーム３６（図４参照）上に複数の機械的なリニアガイド装置３８（図２参照）を介して載置されており、Ｙ粗動ステージ２４に対してＸ軸方向に関して移動自在であるのに対し、Ｙ軸方向に関しては、Ｙ粗動ステージ２４と一体的に移動する。
図６に示されるように、基板駆動系６０は、微動ステージ２２を光学定盤１８ａ（それぞれ図１参照）に対して６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ、及びθｚの各方向）に微少駆動するための第１駆動系６２、Ｙ粗動ステージ２４をベースフレーム３０（それぞれ図１参照）上でＹ軸方向に長ストロークで駆動するための第２駆動系６４、及びＸ粗動ステージ２６をＹ粗動ステージ２４（それぞれ図１参照）上でＸ軸方向に長ストロークで駆動するための第３駆動系６６を備えている。第２駆動系６４、及び第３駆動系６６を構成するアクチュエータの種類は、特に限定されないが、一例として、リニアモータ、あるいはボールねじ駆動装置などを使用することが可能である（図１などではリニアモータが図示されている）。
第１駆動系６２を構成するアクチュエータの種類も特に限定されないが、図２などでは、一例としてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各方向へ推力を発生する複数のリニアモータ（ボイスコイルモータ）４０が図示されている（図１及び図２ではＸリニアモータは不図示）。各リニアモータ４０は、固定子がＸ粗動ステージ２６に取り付けられるとともに、可動子が微動ステージ２２のステージ本体３４に取り付けられており、微動ステージ２２は、Ｘ粗動ステージ２６に対して、各リニアモータ４０を介して６自由度方向に推力が付与される。上記第１〜第３駆動系６２、６４、６６の詳細な構成に関しては、一例として米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書などに開示されているので、説明を省略する。
主制御装置１００は、第１駆動系６２を用いて微動ステージ２２とＸ粗動ステージ２６（それぞれ図１参照）との相対位置がＸ軸及びＹ軸方向に関して所定範囲内に収まるように微動ステージ２２に推力を付与する。ここで、「位置が所定範囲内に収まる」とは、微動ステージ２２をＸ軸又はＹ軸方向に長ストロークで移動させる際に、Ｘ粗動ステージ２６（微動ステージ２２をＹ軸方向に移動させる場合にはＸ粗動ステージ２６及びＹ粗動ステージ２４）と微動ステージ２２とをほぼ同速度で且つ同方向に移動させるという程度の意味であり、微動ステージ２２とＸ粗動ステージ２６とが厳密に同期して移動する必要はなく、所定の相対移動（相対位置ずれ）が許容される。
図２に戻り、自重支持装置２８は、微動ステージ２２の自重を下方から支持する重量キャンセル装置４２と、該重量キャンセル装置４２を下方から支持するＹステップガイド４４とを備えている。
重量キャンセル装置４２（心柱などとも称される）は、Ｘ粗動ステージ２６に形成された開口部に挿入されており、その重心高さ位置において、Ｘ粗動ステージ２６に対して複数の連結部材４６（フレクシャ装置とも称される）を介して機械的に接続されている。Ｘ粗動ステージ２６と重量キャンセル装置４２とは、複数の連結部材４６により、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向に関して振動的（物理的）に分離した状態で連結されている。重量キャンセル装置４２は、Ｘ粗動ステージ２６に牽引されることによって、該Ｘ粗動ステージ２６と一体的にＸ軸、及び／又はＹ軸方向に移動する。
重量キャンセル装置４２は、レベリング装置４８と称される疑似球面軸受装置を介して微動ステージ２２の自重を下方から非接触で支持してしている。これにより、微動ステージ２２の重量キャンセル装置４２に対するＸ軸、Ｙ軸、及びθｚ方向への相対移動、及び水平面に対する揺動（θｘ、θｙ方向への相対移動）が許容される。重量キャンセル装置４２、レベリング装置４８の構成及び機能に関しては、一例として米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書などに開示されているので、説明を省略する。
Ｙステップガイド４４は、Ｘ軸に平行に延びる部材から成り、Ｙ粗動ステージ２４が有する一対のＸビーム３６間に配置されている（図４参照）。Ｙステップガイド４４の上面は、ＸＹ平面（水平面）と平行に設定されており、重量キャンセル装置４２は、Ｙステップガイド４４上にエアベアリング５０を介して非接触で載置されている。Ｙステップガイド４４は、重量キャンセル装置４２（すなわち微動ステージ２２及び基板Ｐ）がＸ軸方向（走査方向）へ移動する際の定盤として機能する。Ｙステップガイド４４は、下架台部１８ｃ上に機械的なリニアガイド装置５２を介して載置されており、下架台部１８ｃに対してＹ軸方向に移動自在であるのに対し、Ｘ軸方向に関する相対移動が制限されている。
Ｙステップガイド４４は、その重心高さ位置において、Ｙ粗動ステージ２４（一対のＸビーム３６）に対して複数の連結部材５４を介して機械的に接続されている（図４参照）。連結部材５４は、上述した連結部材４６と同様の、いわゆるフレクシャ装置であり、Ｙ粗動ステージ２４とＹステップガイド４４とを、６自由度方向のうちＹ軸方向を除く５自由度方向に関して振動的（物理的）に分離した状態で連結している。Ｙステップガイド４４は、Ｙ粗動ステージ２４に牽引されることによって、Ｙ粗動ステージ２４と一体的にＹ軸方向に移動する。
一対のベースフレーム３０は、図４に示されるように、それぞれＹ軸に平行に延びる部材から成り、互いに平行に床Ｆ（図１参照）上に設置されている。ベースフレーム３０は、装置本体１８とは、物理的（あるいは振動的）に分離されている。
次に、基板Ｐ（実際には、基板Ｐを保持した微動ステージ２２）の６自由度方向の位置情報を求めるための基板計測系７０について説明する。
図３には、基板計測系７０の概念図が示されている。基板計測系７０は、Ｙ粗動ステージ２４が有する（Ｙ粗動ステージ２４に関連付けられた）第１スケール（ここでは上向きスケール７２）と、微動ステージ２２が有する第１ヘッド（ここでは下向きＸヘッド７４ｘ、下向きＹヘッド７４ｙ）とを含む第１計測系（ここでは微動ステージ計測系７６（図６参照））、及び、光学定盤１８ａ（図２参照）が有する第２スケール（ここでは下向きスケール７８）と、Ｙ粗動ステージ２４が有する第２ヘッド（ここでは上向きＸヘッド８０ｘ、上向きＹヘッド８０ｙ）とを含む第２計測系（ここでは粗動ステージ計測系８２（図６参照））を備えている。なお、図３では、微動ステージ２２は、基板Ｐを保持する部材として、模式化して図示されている。また、各スケール７２、７８が有する回折格子の格子間の間隔（ピッチ）も、実際よりも格段に広く図示されている。その他の図も同様である。また、各ヘッドと各スケールとの距離が従来の光干渉計システムのレーザ光源とバーミラーとの距離よりも格段に短いため、光干渉計システムよりも空気ゆらぎの影響が少なく、高精度で基板Ｐの位置制御が可能であり、これによって、露光精度を向上することができる。
上向きスケール７２は、スケールベース８４の上面に固定されている。スケールベース８４は、図４に示されるように、微動ステージ２２の＋Ｙ側、及び−Ｙ側にそれぞれ１つ配置されている。スケールベース８４は、図２に示されるように、Ｘ軸方向から見てＬ字状に形成されたアーム部材８６を介してＹ粗動ステージ２４のＸビーム３６に固定されている。従って、スケールベース８４（及び上向きスケール７２）は、Ｙ粗動ステージ２４と一体的にＹ軸方向に所定の長ストロークで移動可能となっている。アーム部材８６は、図４に示されるように、１つのＸビーム３６につき、Ｘ軸方向に離間して２つ配置されているが、アーム部材８６の数は、これに限定されず、適宜増減が可能である。
スケールベース８４は、Ｘ軸に平行に延びる部材であって、そのＸ軸方向の長さは、基板ホルダ３２（すなわち基板Ｐ（図４では不図示））のＸ軸方向の長さの２倍程度（Ｙステップガイド４４と同程度）に設定されている。スケールベース８４は、セラミックスなどの熱変形が生じにくい素材で形成することが好ましい。後述する他のスケールベース９２、ヘッドベース８８、９６も同様である。
上向きスケール７２は、Ｘ軸方向に延びる板状（帯状）の部材であって、その上面（＋Ｚ側（上側）を向いた面）には、互いに直交する２軸方向（本実施形態ではＸ軸及びＹ軸方向）を周期方向とする反射型の２次元回折格子（いわゆるグレーティング）が形成されている。
基板ホルダ３２の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の側面中央部には、上述したスケールベース８４に対応して、それぞれヘッドベース８８がアーム部材９０を介して固定されている（図２参照）。各下向きヘッド７４ｘ、７４ｙ（図３参照）は、ヘッドベース８８の下面に固定されている。
本実施形態の微動ステージ計測系７６（図６参照）では、図３に示されるように、１つのヘッドベース８８に対して、下向きＸヘッド７４ｘ、及び下向きＹヘッド７４ｙが、それぞれＸ軸方向に離間して２つ配置されている。各ヘッド７４ｘ、７４ｙは、対応する上向きスケール７２に対して計測ビームを照射するとともに、該上向きスケール７２からの光（ここでは回折光）を受光する。上向きスケール７２からの光は、不図示のディテクタへ供給され、ディテクタの出力は、主制御装置１００（図６参照）に供給される。主制御装置１００は、ディテクタの出力の基づいて、各ヘッド７４ｘ、７４ｙのスケール７２に対する相対移動量を求める。なお、本明細書において、「ヘッド」とは、回折格子へ計測ビームを出射するとともに、回折格子からの光が入射する部分という程度の意味であり、各図に図示されたヘッド自体は、光源、及びディテクタを有していなくても良い。
このように、本実施形態の微動ステージ計測系７６（図６参照）では、合計で４つ（基板Ｐの＋Ｙ側及び−Ｙ側それぞれに２つ）の下向きＸヘッド７４ｘと、対応する上向きスケール７２とによって、４つのＸリニアエンコーダシステムが構成されるとともに、合計で４つ（基板Ｐの＋Ｙ側及び−Ｙ側それぞれに２つ）の下向きＹヘッド７４ｙと、対応する上向きスケール７２とによって、４つのＹリニアエンコーダシステムが構成されている。主制御装置１００（図６参照）は、上記４つのＸリニアエンコーダシステム、及び４つのＹリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、微動ステージ２２（基板Ｐ）のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向の位置情報（以下、「第１情報」と称する）を求める。
ここで、上向きスケール７２は、Ｘ軸方向に関する計測可能距離が、Ｙ軸方向に関する計測可能距離よりも長く設定されている。具体的には、図４に示されるように、上向きスケール７２のＸ軸方向の長さは、スケールベース８４と同程度の長さであって、微動ステージ２２のＸ軸方向の移動可能範囲をカバーできる程度の長さに設定されている。これに対し、上向きスケール７２の幅方向（Ｙ軸方向）寸法（及びＹ軸方向に隣接する一対のヘッド７４ｘ、７４ｙ間の間隔）は、微動ステージ２２を上向きスケール７２に対してＹ軸方向へ微少駆動しても、各ヘッド７４ｘ、７４ｙからの計測ビームが対応する上向きスケール７２の格子面（被計測面）から外れない程度の長さに設定されている。
次に、微動ステージ計測系７６（図６参照）の動作を図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５は、微動ステージ２２がＸ軸及びＹ軸方向に長ストロークで移動する前後の基板ステージ装置２０を示している。図４には、微動ステージ２２が、Ｘ軸及びＹ軸方向に関する移動可能範囲のほぼ中央に位置した状態が示され、図５には、微動ステージ２２が、Ｘ軸方向に関する移動可能範囲の＋Ｘ側のストロークエンド、且つＹ軸方向に関する−Ｙ側のストロークエンドに位置した状態が示されている。
図４及び図５から分かるように、微動ステージ２２のＹ軸方向の位置に関わらず、微動ステージ２２に取り付けられた各下向きヘッド７４ｘ、７４ｙからの計測ビームは、微動ステージ２２がＹ軸方向に微少駆動される場合も含み、上向きスケール７２の格子面から外れることがない。また、微動ステージ２２がＸ軸方向に長ストロークで移動する際にも同様に、各下向きヘッド７４ｘ、７４ｙからの計測ビームが上向きスケール７２の格子面から外れることがない。
次に、粗動ステージ計測系８２（図６参照）について説明する。本実施形態の粗動ステージ計測系８２は、図１及び図４から分かるように、投影光学系１６（図１参照）の＋Ｙ側、及び−Ｙ側それぞれに、Ｘ軸方向に離間した２つの下向きスケール７８を（すなわち合計で４つの下向きスケール７８を）有している。下向きスケール７８は、光学定盤１８ａの下面にスケールベース９２（図２参照）を介して固定されている。スケールベース９２は、Ｙ軸方向に延びる板状の部材であって、そのＹ軸方向の長さは、微動ステージ２２（すなわち基板Ｐ（図４では不図示））のＹ軸方向に関する移動可能距離と同程度に（実際には幾分長く）設定されている。
下向きスケール７８は、Ｙ軸方向に延びる板状（帯状）の部材であって、その下面（−Ｚ側（下側）を向いた面）には、上記上向きスケール７２の上面と同様に、互いに直交する２軸方向（本実施形態ではＸ軸及びＹ軸方向）を周期方向とする反射型の２次元回折格子（いわゆるグレーティング）が形成されている。なお、下向きスケール７８が有する回折格子の格子ピッチは、上向きスケール７２が有する回折格子の格子ピッチと同じであっても良いし、異なっていても良い。
Ｙ粗動ステージ２４が有する一対のスケールベース８４それぞれには、図２に示されるように、Ｘ軸方向から見てＬ字状に形成されたアーム部材９４を介してヘッドベース９６が固定されている。ヘッドベース９６は、図４に示されるように、スケールベース８４の＋Ｘ側の端部近傍、及び−Ｘ側の端部近傍に配置されている。各上向きヘッド８０ｘ、８０ｙは、図３に示されるように、ヘッドベース９６の上面に固定されている。従って、合計で４つのヘッドベース９６（及び上向きヘッド８０ｘ、８０ｙ）は、Ｙ粗動ステージ２４と一体的にＹ軸方向に移動可能となっている。
本実施形態の粗動ステージ計測系８２（図６参照）では、図３に示されるように、１つのヘッドベース９６に対して、上向きＸヘッド８０ｘ、及び上向きＹヘッド８０ｙが、それぞれＹ軸方向に離間して２つ配置されている。各ヘッド８０ｘ、８０ｙは、対応する下向きスケール７８に対して計測ビームを照射するとともに、該下向きスケール７８からの光（ここでは回折光）を受光する。下向きスケール７８からの光は、不図示のディテクタへ供給され、ディテクタの出力は、主制御装置１００（図６参照）に供給される。主制御装置１００は、ディテクタの出力の基づいて、各ヘッド８０ｘ、８０ｙのスケール７８に対する相対移動量を求める。このように、本実施形態の粗動ステージ計測系８２では、合計で８つの上向きＸヘッド８０ｘと、対応する下向きスケール７８とによって、８つのＸリニアエンコーダシステムが構成されるとともに、合計で８つの上向きＹヘッド８０ｙと、対応する下向きスケール７８とによって、８つのＹリニアエンコーダシステムが構成されている。主制御装置１００（図６参照）は、上記８つのＸリニアエンコーダシステム、及び８つのＹリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、Ｙ粗動ステージ２４のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向の位置情報（以下、「第２情報」と称する）を求める。
また、スケールベース８４に固定された上向きスケール７２と、スケールベース８４にヘッドベース９６を介して一体的に固定された各上向きヘッド８０ｘ、８０ｙとは、互いの位置関係が不変となるように配置され、且つ互いの位置関係は、既知であるものとする。以下、上向きスケール７２と、これに一体的に固定された各上向きヘッド８０ｘ、８０ｙとの相対位置関係に関する情報を「第３情報」と称する。なお、上向きスケール７２と上向きヘッド８０ｘ、８０ｙとの位置関係は不変となるように配置されていると説明したが、両者の位置関係を計測する計測系を液晶露光装置１０が備えているようにしても良い。後述する各実施例においても同様である。
主制御装置１００（図６参照）は、上記第１〜第３情報に基づいて、光学定盤１８ａ（投影光学系１６）を基準とする微動ステージ２２（基板Ｐ）のＸＹ平面内の位置情報を求め、上記基板駆動系６０（図６参照）を用いて、投影光学系１６（照明光ＩＬ）に対する基板Ｐの位置制御を行う。
このように、本実施形態の基板計測系７０では、Ｘ軸方向よりもＹ軸方向の計測可能距離が長い（Ｙ軸方向を主計測方向とする）下向きスケール７８を含む粗動ステージ計測系８２によって、Ｙ軸方向に長ストロークで移動するＹ粗動ステージ２４の位置情報が求められるとともに、Ｙ軸方向よりもＸ軸方向の計測可能距離が長い（Ｘ軸方向を主計測方向とする）上向きスケール７２を含む微動ステージ計測系７６によって、Ｘ軸方向に長ストロークで移動する微動ステージ２２の位置情報が求められる。すなわち、粗動ステージ計測系８２、及び微動ステージ計測系７６では、各エンコーダヘッド（７４ｘ、７４ｙ、８０ｘ、８０ｙ）の移動方向と、対応するスケール（７２、７８）の主計測方向とが、それぞれ一致している。
また、微動ステージ２２（基板Ｐ）のＺ軸、θｘ、及びθｙの各方向（以下、「Ｚチルト方向」と称する）の位置情報は、Ｚチルト位置計測系９８を用いて主制御装置１００（それぞれ図６参照）により求められる。Ｚチルト位置計測系９８の構成は、特に限定されないが、一例として米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書などに開示されるような、微動ステージ２２に取り付けられた変位センサを用いた計測系を用いることが可能である。
なお、不図示であるが、基板計測系７０は、Ｘ粗動ステージ２６の位置情報を求めるための計測系も有している。本実施形態では、微動ステージ２２（基板Ｐ）のＸ軸方向の位置情報がＹ粗動ステージ２４を介して光学定盤１８ａを基準に求められることから、Ｘ粗動ステージ２６自体の計測精度を、微動ステージ２２と同等の精度とする必要がない。Ｘ粗動ステージ２６の位置計測は、上記微動ステージ計測系７６の出力と、Ｘ粗動ステージ２６と微動ステージ２２との相対位置を計測する計測系（不図示）の出力とに基づいて行っても良いし、独立した計測系を用いて行っても良い。
上述のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）では、主制御装置１００（図６参照）の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ装置１４上へのマスクＭのロードが行われるとともに、不図示の基板ローダによって、基板ホルダ３２上への基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置１００により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、そのアライメント計測の終了後、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式の露光動作と同様であるので、その詳細な説明は省略するものとする。上記アライメント計測動作、及びステップ・アンド・スキャン方式の露光動作において、基板計測系７０によって微動ステージ２２の位置情報が計測される。
以上説明した本実施形態の液晶露光装置１０によれば、微動ステージ２２（基板Ｐ）の位置を、エンコーダシステムを含む基板計測系７０を用いて計測するので、従来の光干渉計システムを用いた計測に比べ、空気ゆらぎの影響が少なく、高精度で基板Ｐの位置制御が可能であり、これによって、露光精度を向上することができる。
また、基板計測系７０は、光学定盤１８ａ（装置本体１８）に固定された下向きスケール７８を基準に（上向きスケール７２を介して）基板Ｐの位置計測を行うので、実質的に投影光学系１６を基準とした基板Ｐの位置計測を行うことができる。これによって、基板Ｐの位置制御を、照明光ＩＬを基準に行うことができるので、露光精度を向上することができる。
なお、以上説明した基板計測系７０の構成は、微動ステージ２２（基板Ｐ）の移動可能範囲において、微動ステージ２２の位置情報を所望の精度で求めることができれば、適宜変更が可能である。
すなわち、上記実施形態では、上向きスケール７２として、スケールベース８４と同程度の長さの長尺スケールが用いられたが、これに限られず、米国特許国際公開第２０１５／１４７３１９号に開示されるエンコーダシステムと同様に、よりＸ軸方向の長さが短いスケールをＸ軸方向に所定間隔で配置しても良い。この場合には、Ｘ軸方向に隣り合う一対のスケール間に隙間が形成されるため、Ｘ軸方向に隣り合う一対のヘッド７４ｘ、７４ｙそれぞれのＸ軸方向の間隔を、上記隙間よりも広くすることによって、常に一方のヘッド７４ｘ、７４ｙがスケールに対向するように配置すると良い。下向きスケール７８と上向きヘッド８０ｘ、８０ｙとの関係においても同様である。
また、上向きスケール７２が微動ステージ２２の＋Ｙ側、及び−Ｙ側にそれぞれ配置されたが、これに限られず、一方のみ（＋Ｙ側、又は−Ｙ側のみ）に配置されても良い。上向きスケール７２が１つのみで、且つ上述したように複数のスケールをＸ軸方向に所定間隔で配置する（スケール間に隙間がある）場合には、微動ステージ２２のθｚ方向の位置計測を常時行うことができるように、常に少なくとも２つの下向きＸヘッド７４ｘ（あるいは下向きＹヘッド７４ｙ）がスケールに対向するように、各ヘッド７４ｘ、７４ｙの数、及び配置を設定すると良い。下向きスケール７８に関しても同様に、Ｙ粗動ステージ２４のＸ軸、Ｙ軸、及びθｚ方向の位置計測を常時行うことでできれば、下向きスケール７８、及び上向きヘッド８０ｘ、８０ｙの数、及び配置は、適宜変更が可能である。
また、上向きスケール７２、及び下向きスケール７８には、Ｘ軸、及びＹ軸方向を周期方向とする２次元回折格子が形成されたが、Ｘ軸方向を周期方向とするＸ回折格子とＹ軸方向を周期方向とするＹ回折格子とがそれぞれ個別にスケール７２、７８上に形成されても良い。また、本実施形態の２次元回折格子は、Ｘ軸、及びＹ軸方向を周期方向としたが、基板ＰのＸＹ平面内の位置計測を所望の精度で行うことが可能であれば、回折格子の周期方向は、これに限定されず、適宜変更が可能である。
また、基板ＰのＺチルト位置情報は、ヘッドベース８８に下向きの変位センサを取り付けるとともに、該変位センサを用いてスケールベース８４（あるいは上向きスケール７２の反射面）を基準にして計測しても良い。また、複数の下向きヘッド７４ｘ、７４ｙのうちの少なくとも３つのヘッドを、水平面に平行な方向の位置計測と併せて、鉛直方向の計測が可能な２次元ヘッド（いわゆるＸＺヘッド、あるいはＹＺヘッド）とし、該２次元ヘッドにより、上向きスケール７２の格子面を用いることにより、基板ＰのＺチルト位置情報を求めても良い。同様に、Ｙ粗動ステージ２４のＺチルト情報をスケールベース９２（あるいは下向きスケール７８）を基準にして計測しても良い。ＸＺヘッド、あるいはＹＺヘッドとしては、例えば米国特許第７，５６１，２８０号明細書に開示される変位計測センサヘッドと同様の構成のエンコーダヘッドを用いることができる。
《第２の実施形態》
次に第２の実施形態に係る液晶露光装置について、図７〜図１０を用いて説明する。第２の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置２２０（計測系を含む）の構成が異なる点を除き、上記第１の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
本第２の実施形態に係る基板ステージ装置２２０は、第１移動体（ここでは基板ホルダ３２）を含む第１の系と、第２移動体（ここではＸ粗動ステージ２２２）を含む第２の系とを有している。図９、図１０は、それぞれ第２の系、第１の系のみを示す平面図である。
図９に示されるように、Ｘ粗動ステージ２２２は、上記第１の実施形態のＹ粗動ステージ２４（図１参照）と同様に、床Ｆ（図８参照）上に設置された一対のベースフレーム２２４上に機械式のリニアガイド装置（図８参照）を介して、Ｘ軸方向に移動自在な状態で載置されている。Ｘ粗動ステージ２２２のＸ軸方向に関する両端部近傍それぞれには、Ｙ固定子２２６が取り付けられている。Ｙ固定子２２６は、Ｙ軸方向に延びる部材から成り、その長手方向両端部近傍には、Ｘ可動子２２８が取り付けられている。各Ｘ可動子２２８は、Ｘ固定子２３０（図８では不図示）と協働してＸリニアモータを構成し、Ｘ粗動ステージ２２２は、合計で４つのＸリニアモータによってＸ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。Ｘ固定子２３０は、装置本体１８（図１参照）とは物理的に分離した状態で床Ｆ上に設置されている。
図８に示されるように、基板ホルダ３２は、Ｙビームガイド２３２上にＹテーブル２３４を介して載置されている。Ｙビームガイド２３２は、図１０に示されるように、Ｙ軸方向に延びる部材から成り、その下面における長手方向両端部近傍には、Ｘスライド部材２３６が取り付けられている。各Ｘスライド部材２３６は、下架台部１８ｃ（図８参照）に固定されたＸガイド部材２３８に対してＸ軸方向に移動自在な状態で係合している。また、Ｙビームガイド２３２の長手方向両端部近傍には、Ｘ可動子２４０が取り付けられている。各Ｘ可動子２４０は、Ｘ固定子２３０（図９参照）と協働してＸリニアモータを構成し、Ｙビームガイド２３２は、合計で２つのＸリニアモータによってＸ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。
図８に示されるように、Ｙテーブル２３４は、断面逆Ｕ字状の部材から成り、一対の対向面間に揺動自在に取り付けられたエアベアリング２４２を介してＹビームガイド２３２が挿入されている。また、Ｙテーブル２３４は、Ｙビームガイド２３２の上面に不図示のエアベアリングから加圧気体を噴出することにより、Ｙビームガイド２３２上に微少な隙間を介して載置されている。これにより、Ｙテーブル２３４は、Ｙビームガイド２３２に対し、Ｙ軸方向に関しては長ストロークで移動自在、且つθｚ方向には微少角度で回転自在となっている。また、Ｙテーブル２３４は、Ｘ軸方向に関しては、上記エアベアリング２４２によって形成される気体膜の剛性によってＹビームガイド２３２と一体的に移動する。Ｙテーブル２３４のＸ軸方向の両端部近傍それぞれには、Ｙ可動子２４４が取り付けられている。Ｙ可動子２４４は、Ｙ固定子２２６と協働してＹリニアモータを構成し、Ｙテーブル２３４は、合計で２つのＹリニアモータによってＹ軸方向にＹビームガイド２３２に沿って所定の長ストロークで駆動されるとともに、θｚ方向に微少駆動される。
基板ステージ装置２２０では、Ｘ粗動ステージ２２２が４つのＸリニアモータ（Ｘ可動子２２８、Ｘ固定子２３０）によってＸ軸方向に駆動されると、Ｘ粗動ステージ２２２に取り付けられた２つのＹ固定子２２６もＸ軸方向に移動する。不図示の主制御装置は、Ｘ粗動ステージ２２２と所定の位置関係が維持されるように、２つのＸリニアモータ（Ｘ可動子２４０、Ｘ固定子２３０）によってＹビームガイド２３２をＸ軸方向に駆動する。これによって、Ｙビームガイド２３２と一体的にＹテーブル２３４（すなわち基板ホルダ３２）がＸ軸方向へ移動する。すなわち、Ｘ粗動ステージ２２２は、基板ホルダ３２とＸ軸方向に関する位置が所定範囲内に収まるように移動可能な部材である。また、主制御装置は、上記基板ホルダ３２のＸ軸方向への移動と並行して、あるいは独立に、２つのＹリニアモータ（Ｙ可動子２４４、Ｙ固定子２２６）を用いて基板ホルダ３２をＹ軸方向、及びθｚ方向に適宜駆動する。
次に第２の実施形態に係る基板計測系２５０について説明する。基板計測系２５０は、上向きスケール２５２、及び下向きスケール２５４それぞれの延びる方向（計測範囲の広い方向）が上記第１の実施形態とはＺ軸回りに９０°異なっているが、計測系の概念としては、第１移動体（ここでは基板ホルダ３２）の位置情報を第２移動体（ここではＸ粗動ステージ２２２）を介して、光学定盤１８ａ（図１参照）を基準に求める点において、上記第１の実施形態と概ね同じである。
すなわち、図７に示されるように、一対のＹ固定子２２６それぞれの上面には、Ｙ軸方向に延びる上向きスケール２５２が固定されている。また、基板ホルダ３２のＸ軸方向に関する両側面それぞれには、Ｙ軸方向に離間した一対のヘッドベース２５６が固定されている。ヘッドベース２５６には、上記第１の実施形態と同様に、２つの下向きＸヘッド７４ｘと、２つの下向きＹヘッド７４ｙと（図１０参照）が、対応する上向きスケール２５２に対向するように取り付けられている。基板ホルダ３２のＸ粗動ステージ２２２に対するＸＹ平面内の位置情報は、合計で８つのＸリニアエンコーダと、合計で８つのＹリニアエンコーダとを用いて主制御装置（不図示）により求められる。
また、Ｙ固定子２２６のＹ軸方向の両端部近傍それぞれには、ヘッドベース２５８が固定されている。ヘッドベース２５８には、上記第１の実施形態と同様に、２つの上向きＸヘッド８０ｘと、２つの上向きＹヘッド８０ｙと（図９参照）が、光学定盤１８ａ（図１参照）の下面に固定された対応する下向きスケール２５４に対向するように取り付けられている。上向きスケール２５２と各ヘッド８０ｘ、８０ｙとの相対位置関係は、既知である。Ｘ粗動ステージ２２２の光学定盤１８ａに対するＸＹ平面内の位置情報は、合計で８つのＸリニアエンコーダと、合計で８つのＹリニアエンコーダを用いて主制御装置（不図示）により求められる。
なお、本第２の実施形態の基板計測系２５０では、上向きスケール２５２がＸ粗動ステージ２２２に２つ、下向きスケール２５４が光学定盤１８ａ（図１参照）に４つ、それぞれ取り付けられているが、各スケール２５２、２５４の数及び配置は、これに限られず、適宜増減が可能である。同様に、各スケール２５２、２５４に対向する各ヘッド７４ｘ、７４ｙ、８０ｘ、８０ｙの数及び配置も、これに限られず、適宜増減が可能である。後述する第３〜第１７の実施形態に関しても同様である。
《第３の実施形態》
次に第３の実施形態に係る液晶露光装置について、図１１〜図１４を用いて説明する。第３の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置３２０（計測系を含む）の構成が異なる点を除き、上記第２の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第２の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第２の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
第３の実施形態に係る基板ステージ装置３２０は、上記第２の実施形態と同様に、基板ホルダ３２を含む第１の系（図１４参照）と、Ｘ粗動ステージ２２２を含む第２の系（図１３参照）とを有している。基板ホルダ３２、Ｘ粗動ステージ２２２の構成（駆動系を含む）は、上記第２の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
第３の実施形態の基板計測系３５０も、概念的には、上記第１及び第２の実施形態と同様であり、第１移動体（ここでは基板ホルダ３２）の位置情報を、第２移動体（ここではＹビームガイド２３２）を介して光学定盤１８ａ（図１参照）を基準に求める。Ｙビームガイド２３２は、基板ホルダ３２とＸ軸方向に関する位置が所定範囲内に収まるように移動可能な部材である。以下、基板計測系３５０について具体的に説明する。
図１４に示されるように、Ｙビームガイド２３２の上面には、上向きスケール３５２が固定されている。また、Ｙテーブル２３４（図１４では不図示。図１２参照）のＹ軸方向に関する両側面には、それぞれヘッドベース３５４が固定されている。各ヘッドベース３５４には、上記第１及び第２の実施形態と同様に、２つの下向きＸヘッド７４ｘと、２つの下向きＹヘッド７４ｙとが、上向きスケール３５２に対向するように取り付けられている。基板ホルダ３２のＹビームガイド２３２に対するＸＹ平面内の位置情報は、合計で４つのＸリニアエンコーダと、合計で４つのＹリニアエンコーダを用いて主制御装置（不図示）により求められる。
また、Ｙビームガイド２３２のＹ軸方向に関する両端部近傍には、それぞれヘッドベース３５６が固定されている。ヘッドベース３５６には、上記第１の実施形態と同様に、２つの上向きＸヘッド８０ｘと、２つの上向きＹヘッド８０ｙとが、光学定盤１８ａ（図１参照）の下面に固定された対応する下向きスケール３５８に対向するように取り付けられている。上向きスケール３５２とヘッドベース３５６に取り付けられた各ヘッド８０ｘ、８０ｙとの相対位置関係は、既知である。Ｙビームガイド２３２の光学定盤１８ａに対するＸＹ平面内の位置情報は、合計で４つのＸリニアエンコーダと、合計で４つのＹリニアエンコーダを用いて主制御装置（不図示）により求められる。本第３の実施形態は、上記第２の実施形態に比べて上向きスケール３５２、下向きスケール３５８それぞれの数が少なく、構成が簡単である。
《第４の実施形態》
次に第４の実施形態に係る液晶露光装置について、図１５〜図１８を用いて説明する。第４の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置４２０（計測系を含む）の構成が異なる点を除き、上記第２の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第２の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第２の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
第４の実施形態に係る基板ステージ装置４２０は、上記第２の実施形態と同様に、基板ホルダ３２を含む第１の系（図１８参照）と、Ｘ粗動ステージ２２２を含む第２の系（図１７参照）とを有している。
図１６に示されるように、Ｘ粗動ステージ２２２の下面には、Ｘ可動子４２２が固定されている。Ｘ可動子４２２は、一対のベースフレーム２２４に一体的に取り付けられたＸ固定子４２４と協働して、Ｘ粗動ステージ２２２をＸ軸方向へ所定の長ストロークで駆動するためのＸリニアモータを構成している。Ｘ粗動ステージ２２２のＸ軸方向に関する両端部近傍それぞれには、ＸＹ固定子４２６が取り付けられている。
Ｙビームガイド２３２は、４つの連結部材４２８（図１５参照）によってＸ粗動ステージ２２２に対して機械的に連結されている。連結部材４２８の構成は、上述した連結部材４６、５４（図２参照）と同様である。これにより、Ｘ粗動ステージ２２２がＸリニアモータによってＸ軸方向に駆動されると、Ｙビームガイド２３２がＸ粗動ステージ２２２に牽引されることにより、該Ｘ粗動ステージ２２２と一体的にＸ軸方向へ移動する。
Ｙビームガイド２３２上には、Ｙテーブル４３０が非接触状態で載置されている。Ｙテーブル４３０上には、基板ホルダ３２が固定されている。Ｙテーブル４３０のＸ軸方向の両端部近傍それぞれには、ＸＹ可動子４３２が取り付けられている。ＸＹ可動子４３２は、ＸＹ固定子４２６と協働してＸＹ２ＤＯＦモータを構成し、Ｙテーブル４３０は、合計で２つのＸＹ２ＤＯＦモータによってＹ軸方向に所定の長ストロークで駆動されるとともに、Ｘ方向およびθｚ方向に微少駆動される。また、Ｘ粗動ステージ２２２（及びＹビームガイド２３２）がＸ軸方向に長ストロークで移動する際、不図示の主制御装置は、合計で２つのＸＹ２ＤＯＦモータを用いて、Ｙテーブル４３０（すなわち基板ホルダ３２）がＹビームガイド２３２とＸ軸方向に関して所定の位置関係が維持されるように、Ｘ軸方向に推力を作用させる。すなわち、Ｘ粗動ステージ２２２は、基板ホルダ３２とＸ軸方向に関する位置が所定範囲内に収まるように移動可能な部材である。なお、上記第２の実施形態と異なり、Ｙテーブル４３０は、揺動可能なエアベアリング２４２（図８参照）を有しておらず、本実施形態のＹビームガイド２３２は、実際にはＹテーブル４３０のＹ軸方向への移動をガイドしない。
第４の実施形態の基板計測系４５０も、概念的には、上記第１〜第３の実施形態と同様であり、第１移動体（ここでは基板ホルダ３２）の位置情報を、第２移動体（ここではＸ粗動ステージ２２２）を介して光学定盤１８ａ（図１参照）を基準に求める。以下、基板計測系４５０について具体的に説明する。
図１７に示されるように、一対のＸＹ固定子４２６のうち、一方（ここでは−Ｘ側）のＸＹ固定子４２６の上面には、上向きスケール４５２が固定されている。また、図１８に示されるように、基板ホルダ３２の−Ｘ側の側面には、一対のヘッドベース４５４がＹ軸方向に離間した状態で固定されている。各ヘッドベース４５４には、上記第１〜第３の実施形態と同様に、２つの下向きＸヘッド７４ｘと、２つの下向きＹヘッド７４ｙとが、上向きスケール４５２に対向するように取り付けられている（図１６参照）。基板ホルダ３２のＸ粗動ステージ２２２に対するＸＹ平面内の位置情報は、合計で４つのＸリニアエンコーダと、合計で４つのＹリニアエンコーダを用いて主制御装置（不図示）により求められる。
また、図１７に示されるように、−Ｘ側のＸＹ固定子４２６には、Ｙ軸方向に離間して一対のヘッドベース４５６が固定されている。ヘッドベース４５６には、上記第１の実施形態と同様に、２つの上向きＸヘッド８０ｘと、２つの上向きＹヘッド８０ｙとが、光学定盤１８ａ（図１参照）の下面に固定された対応する下向きスケール４５８に対向するように取り付けられている（図１５参照）。上向きスケール４５２とヘッドベース４５６に取り付けられた各ヘッド８０ｘ、８０ｙとの相対位置関係は、既知である。Ｘ粗動ステージ２２２の光学定盤１８ａに対するＸＹ平面内の位置情報は、合計で４つのＸリニアエンコーダと、合計で４つのＹリニアエンコーダを用いて主制御装置（不図示）により求められる。なお、一対のＸＹ固定子４２６の他方のみに、あるいは両方に上向きスケール４５２を取り付けても良い。＋Ｘ側のＸＹ固定子４２６に上向きスケール４５２を取り付ける場合には、該上向きスケール４５２に対応して、ヘッドベース４５４、４５６、下向きスケール４５８を追加的に配置すると良い。
《第５の実施形態》
次に第５の実施形態に係る液晶露光装置について、図１９〜図２２を用いて説明する。第５の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板計測系５５０の構成が異なる点を除き、上記第４の実施形態と概ね同じである。また、基板計測系５５０の構成は、上記第３の実施形態の基板計測系３５０（図１１など参照）と概ね同じである。以下、相違点についてのみ説明し、上記第３又は第４の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第３又は第４の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
第５の実施形態に係る基板ステージ装置５２０の構成（計測系を除く）は、上記第４の実施形態に係る基板ステージ装置４２０（図１５参照）と実質的に同じである。すなわち、基板ステージ装置５２０は、基板ホルダ３２を含む第１の系（図２２参照）と、Ｘ粗動ステージ２２２を含む第２の系（図２１参照）とを有し、Ｘ粗動ステージ２２２とＹビームガイド２３２とがＸ軸方向に一体的に移動する。基板ホルダ３２が固定されたＹテーブル４３０は、２つの２ＤＯＦモータによってＸ粗動ステージ２２２に対してＹ軸方向に長ストロークで駆動されるとともに、Ｘ軸方向及びθｚ方向に微少駆動される。従来の粗動ステージは計測精度が低いエンコーダの計測結果に基づいて駆動していたが、本実施形態では高精度な２次元エンコーダの計測結果に基づいてＸ粗動ステージ２２２を駆動制御することが可能である。よって、従来の微動ステージよりも高精度な位置決めが可能となるが、Ｘ粗動ステージ２２２は位置制御に関して微動ステージ（本実施形態では基板ホルダ３２）ほどの応答性があるわけではない。よって、基板ホルダ３２のＸ位置は、スキャン動作中はＸ粗動ステージ２２２の位置に関係なく、一定速度で精密な位置決めをしながら移動するように制御したい。よって、応答性の低いラフな位置決め制御しながら移動するＸ粗動ステージ２２２に対してＸ軸方向に相対的に微少駆動されることになる。このとき、Ｘ粗動ステージ２２２が加速してしまうと、上向きスケール４５２に対するエンコーダ読み取り誤差が生じかねない。よって、Ｘ粗動ステージ２２２は、むしろ緩い位置決め（低い応答性）で動くように制御した方がよい。後述する各実施形態うち、スキャン動作に粗動ステージが駆動する実施形態では、同様に粗動ステージを制御すると良い。
また、第５の実施形態に係る基板計測系５５０の構成は、上記第３の実施形態に係る基板計測系３５０（図１１参照）と実質的に同じであり、第１移動体（ここでは基板ホルダ３２）の位置情報は、第２移動体（ここではＹビームガイド２３２）を介して光学定盤１８ａ（図１参照）を基準に求められる。具体的には、Ｙテーブル４３０（図２０参照）に固定された一対のヘッドベース３５４には、２つの下向きＸヘッド７４ｘと、２つの下向きＹヘッド７４ｙとが、Ｙビームガイド２３２の上面に固定された上向きスケール３５２に対向するように取り付けられ（それぞれ図２２参照）、基板ホルダ３２のＹビームガイド２３２に対するＸＹ平面内の位置情報は、合計で４つのＸリニアエンコーダと、合計で４つのＹリニアエンコーダを用いて主制御装置（不図示）により求められる。また、Ｙビームガイド２３２に固定された一対のヘッドベース３５６には、２つの上向きＸヘッド８０ｘと、２つの上向きＹヘッド８０ｙとが、光学定盤１８ａ（図１参照）の下面に固定された対応する下向きスケール３５８に対向するように取り付けられている（図１９参照）。Ｙビームガイド２３２の光学定盤１８ａに対するＸＹ平面内の位置情報は、合計で４つのＸリニアエンコーダと、合計で４つのＹリニアエンコーダを用いて主制御装置（不図示）により求められる。
《第６の実施形態》
次に第６の実施形態に係る液晶露光装置について、図２３〜図２７を用いて説明する。第６の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置６２０、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第１の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
図２３に示されるように、基板ステージ装置６２０は、第１移動体（ここでは基板ホルダ６２２）、第２移動体（ここでは計測テーブル６２４）を含む基板計測系６８０、基板テーブル６２６、及びＸ粗動ステージ６２８などを備えている。
図２４に示されるように、基板ホルダ６２２は、Ｙ軸方向に延びる一対の部材とＸ軸方向に延びる一対の部材とを組み合わせた平面視矩形の枠状（額縁状）の部材であって、基板Ｐは、基板ホルダ６２２の開口内に配置される。基板ホルダ６２２の内壁面からは、４つの吸着パッド６３０が突き出しており、基板Ｐは、これらの吸着パッド６３０上に載置される。各吸着パッド６３０は、基板Ｐの下面における外周縁部に設定された非露光領域（本実施形態では、４隅部近傍）を吸着保持する。
基板Ｐのうち、中央部を含む露光領域（外周縁部以外の領域）は、図２６に示されるように、基板テーブル６２６によって下方から非接触支持される。上記第１〜第５の実施形態における基板ホルダ３２（図２など参照）は、基板Ｐを吸着保持することによって平面矯正を行ったのに対し、本第６の実施形態に係る基板テーブル６２６は、基板Ｐの下面に対する加圧気体の噴出と、基板Ｐと基板テーブル６２６上面との間の気体の吸引を並行して行うことによって、基板Ｐの平面矯正を非接触状態で行う。また、基板ホルダ６２２と基板テーブル６２６とは、物理的に分離して配置されている。従って、基板ホルダ６２２に保持された基板Ｐは、該基板ホルダ６２２と一体的に基板テーブル６２６に対してＸＹ平面内で相対移動可能な状態となっている。基板テーブル６２６の下面には、図２３に示されるように、上記第１の実施形態と同様にステージ本体６３２が固定されている。
Ｘ粗動ステージ６２８は、基板テーブル６２６をＸ軸方向に長ストロークで移動させるための部材であり、床Ｆ上に下架台部１８ｃと物理的に分離された状態で設置された一対のベースフレーム６３４上に、機械的なリニアガイド装置６３６を介してＸ軸方向に移動自在な状態で載置されている。Ｘ粗動ステージ６２８は、不図示のアクチュエータ（リニアモータ、あるいはボールねじ装置など）によって、一対のベースフレーム６３４上でＸ軸方向に長ストロークで駆動される。
Ｘ粗動ステージ６２８のＸ軸方向に関する両端部近傍には、Ｙ固定子６３８が固定されている（図２３では一方は不図示）。Ｙ固定子６３８は、Ｙ可動子６４０と協働してＹリニアモータを構成している。Ｙ可動子６４０は、Ｙ固定子６３８がＸ軸方向に移動すると、一体的にＸ軸方向に移動するように機械的に拘束されている。Ｙ可動子６４０には、基板ホルダ６２２に取り付けられた可動子６４２（図２４参照）と協働してＸＹ２ＤＯＦモータを構成する固定子６４４が取り付けられている。
図２５に示されるように、基板テーブル６２６は、ステージ本体６３２（図２５では不図示。図２３参照）を介して、Ｘ粗動ステージ６２８（図２５では不図示）に対して（図２５ではＹ固定子６３８に対して）、複数の連結部材６４６を介して機械的に連結されている。連結部材６４６の構成は、上述した連結部材４６、５４（図２参照）と同様である。これにより、Ｘ粗動ステージ６２８がＸ軸方向に長ストロークで移動すると、基板テーブル６２６がＸ粗動ステージ６２８に牽引されることにより、該Ｘ粗動ステージ６２８と一体的にＸ軸方向へ移動する。上記第１〜第５の実施形態では、基板ホルダ３２が、投影光学系１６に対してＸ軸、及びＹ軸方向に長ストロークで移動する（図５など参照）のに対し、本第６の実施形態の基板テーブル６２６は、Ｘ軸方向にのみ長ストロークで移動可能に構成され、Ｙ軸方向には移動不可となっている。なお、図２５は、理解を容易にするため、図２３と異なり、Ｙ固定子６３８、Ｙ可動子６４０、固定子６４４が平面的（同一高さ位置）に配置されているが、Ｙ固定子６３８の高さ位置を基板ホルダ６２２と同等にすることによって、実際に図２５に示されるような配置とすることが可能である。
図２３に戻り、ステージ本体６３２は、上記第１実施形態と同様の疑似球面軸受装置（図２３ではＹ可動子６４０などの紙面奥側に隠れて不図示）を介して、Ｘ粗動ステージ６２８の中央部に形成された開口部（不図示）内に配置された重量キャンセル装置４２によって下方から支持されている。重量キャンセル装置４２の構成は、上記第１の実施形態と同様であり、Ｘ粗動ステージ６２８に不図示の連結部材を介して連結されており、Ｘ粗動ステージ６２８と一体的にＸ軸方向にのみ長ストロークで移動する。重量キャンセル装置４２は、Ｘガイド６４８上に載置されている。本実施形態の重量キャンセル装置４２は、Ｘ軸方向にのみ移動する構成であるため、上記第１の実施形態におけるＹステップガイド４４（図２参照）と異なり、Ｘガイド６４８は、下架台部１８ｃに固定されている。ステージ本体６３２が複数のリニアコイルモータ（図２３ではＹ固定子６３８の紙面奥側に隠れている）により、Ｘ粗動ステージ６２８に対してＺ軸、θｘ、θｙの各方向に微少駆動される点は、上記第１の実施形態と同様である。
また、ステージ本体６３２のＹ軸方向の両側面には、支持部材６５０を介して複数のエアガイド６５２が取り付けられている。エアガイド６５２は、図２５に示されるように、平面視矩形の部材であって、本実施形態では、基板テーブル６２６の＋Ｙ側、及び−Ｙ側のそれぞれに４つ配置されている。４つのエアガイド６５２によって形成されるガイド面のＹ軸方向の長さは、基板テーブル６２６と同等に設定され、該ガイド面の高さ位置は、基板テーブル６２６の上面と同等に（あるいは幾分低く）設定されている。
基板ステージ装置６２０（図２３参照）では、スキャン露光時などにＸ粗動ステージ６２８がＸ軸方向に長ストロークで移動すると、該Ｘ粗動ステージ６２８に牽引されて基板テーブル６２６（及び複数のエアガイド６５２）が一体的にＸ軸方向に長ストロークで移動する。また、Ｘ粗動ステージ６２８に固定されたＹ固定子６３８がＸ軸方向に移動することにより、Ｙ可動子６４０に取り付けられた２ＤＯＦモータの固定子６４４（図２５参照）もＸ軸方向に移動する。不図示の主制御装置は、基板テーブル６２６と基板ホルダ６２２とのＸ軸方向に関する位置が所定範囲内となるように、２ＤＯＦモータを制御して、基板ホルダ６２２にＸ軸方向の推力を付与する。また、主制御装置は、２ＤＯＦモータを制御して、基板ホルダ６２２を基板テーブル６２６に対してＸ軸、Ｙ軸、及びθｚ方向に適宜微少駆動する。このように、本実施形態において、基板ホルダ６２２は、いわゆる微動ステージとしての機能を有する。
これに対し、ショット領域（露光領域）間移動時などに基板ＰをＹ軸方向に移動させる必要がある場合には、図２７に示されるように、主制御装置は、ＹリニアモータによってＹ可動子６４０をＹ軸方向に移動させるとともに、２ＤＯＦモータを用いて基板ホルダ６２２にＹ軸方向の推力を作用させることによって、基板ホルダ６２２を基板テーブル６２６に対してＹ軸方向に移動させる。基板Ｐのうち、投影光学系１６（図２３参照）を介してマスクパターンが投影される領域（露光領域）は、常に基板テーブル６２６によって平面矯正が行われるように、基板テーブル６２６のＹ軸方向の寸法が設定されている。各エアガイド６５２は、基板ホルダ６２２と基板テーブル６２６とのＹ軸方向への相対移動を阻害しない（基板ホルダ６２２と接触しない）ように配置されている。各エアガイド６５２は、基板Ｐの下面に加圧気体を噴出することによって、基板テーブル６２６と協働して基板Ｐのうち、基板テーブル６２６からはみ出した部分を下方から支持する。なお、各エアガイド６５２は、基板テーブル６２６と異なり基板Ｐの平面矯正は行わない。基板ステージ装置６２０では、図２７に示されるように、基板Ｐが基板テーブル６２６とエアガイド６５２とによって支持された状態で、基板テーブル６２６、及び基板ホルダ６２２がそれぞれ投影光学系１６（図２３参照）に対してＸ軸方向に駆動されることによって、スキャン露光が行われる。なお、エアガイド６５２は、ステージ本体６３２と一体的にＸ軸方向へ駆動しても良いし、駆動しなくても良い。エアガイド６５２がＸ軸方向に駆動しない場合は、Ｘ軸方向の寸法を基板ＰのＸ軸方向の駆動範囲と同程度とすると良い。それにより、基板テーブル６２６に支持されていない基板の一部領域が支持されないことを防ぐことができる。
次に第６の実施形態に係る基板計測系６８０の構成及び動作について説明する。上記第１の実施形態（図２など参照）では、第１移動体（第１実施形態では微動ステージ２２）の位置情報を、微動ステージ２２を駆動するための部材であるＹ粗動ステージ２４を介して光学定盤１８ａを基準に求めたのに対し、本第６の実施形態（図２３参照）では、第１移動体（ここでは基板ホルダ６２２）の位置情報を、基板ホルダ６２２とは独立に配置された第２移動体（ここでは計測テーブル６２４）を介して光学定盤１８ａを基準に求める。本第６の実施形態において、計測テーブル６２４は、投影光学系１６の＋Ｙ側、及び−Ｙ側にそれぞれＸ軸方向に離間して２つ（合計で４つ）配置されている（図２３、図２６など参照）が、計測テーブル６２４の数、及び配置は、適宜変更が可能であり、これに限定されない。
計測テーブル６２４は、図２３に示されるように、光学定盤１８ａの下面に吊り下げ状態で固定されたＹリニアアクチュエータ６８２によってＹ軸方向に所定の（基板ホルダ６２２のＹ軸方向への移動可能距離と同等の）ストロークで駆動される。Ｙリニアアクチュエータ６８２の種類は特に限定されず、リニアモータ、あるいはボールねじ装置などを用いることができる。
上記第１の実施形態のヘッドベース９６（図２、図３など参照）と同様に、各計測テーブル６２４の上面には、図２６に示されるように、２つの上向きＸヘッド８０ｘと、２つの上向きＹヘッド８０ｙとが取り付けられている。
また、図２３に示されるように、光学定盤１８ａの下面には、各計測テーブル６２４に対応して（すなわち４つの）、Ｙ軸方向に延びる下向きスケール６８４が、上記第１の実施形態の下向きスケール７８（図２、図３など参照）と同様に固定されている（図２６参照）。下向きスケール６８４は、計測テーブル６２４のＹ軸方向に関する計測範囲がＸ軸方向に関する計測範囲よりも広く（長く）なるように、その下面に２次元回折格子を有している。本実施形態では、各計測テーブル６２４が有する２つの上向きＸヘッド８０ｘと、対応する下向きスケール６８４（固定スケール）とによって、２つのＸリニアエンコーダシステムが構成されるとともに、各計測テーブル６２４が有する２つの上向きＹヘッド８０ｙと、対応する下向きスケール６８４（固定スケール）とによって、２つのＹリニアエンコーダシステムが構成される。
主制御装置（不図示）は、図２７に示されるように、基板ホルダ６２２をＹ軸方向に長ストロークで駆動する際、該基板ホルダ６２２に対するＹ軸方向の位置が所定範囲内に収まるように、各計測テーブル６２４のＹ軸方向の位置を制御する。従って、合計で４つの計測テーブル６２４は、実質的に同じ動作を行う。なお、４つの計測テーブル６２４は、それぞれが厳密に同期して移動する必要はなく、基板ホルダ６２２と厳密に同期して移動する必要もない。主制御装置は、上述した２つのＸリニアエンコーダシステム、及び２つのＹリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、各計測テーブル６２４のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向の位置情報を独立して求める。
図２６に戻り、＋Ｙ側の２つの計測テーブル６２４の下面には、Ｘ軸方向に延びる下向きスケール６８６が取り付けられている（図２３参照）。すなわち、２つの計測テーブル６２４が、協働して下向きスケール６８６を吊り下げ支持している。−Ｙ側の２つの計測テーブル６２４の下面にも、同様にＸ軸方向に延びる下向きスケール６８６が取り付けられている。下向きスケール６８６は、基板ホルダ６２２のＸ軸方向に関する計測範囲がＹ軸方向に関する計測範囲よりも広く（長く）なるように、その下面に２次元回折格子を有している。計測テーブル６２４に固定された各上向きヘッド８０ｘ、８０ｙと、下向きスケール６８６との相対位置関係は、既知である。
図２４に示されるように、基板ホルダ６２２の上面には、合計で２つの下向きスケール６８４（図２６参照）に対応して、２つのヘッドベース６８８が固定されている。ヘッドベース６８８は、基板ホルダ６２２に基板Ｐが保持された状態で、基板Ｐの＋Ｙ側、−Ｙ側それぞれに基板Ｐの中央部を挟んで配置されている。ヘッドベース６８８の上面には、２つの上向きＸヘッド８０ｘと、２つの上向きＹヘッド８０ｙとが取り付けられている。
上述したように、基板ホルダ６２２と各計測テーブル６２４（すなわち２つの下向きスケール６８６）とは、Ｙ軸方向の位置が所定範囲内に収まるように位置制御される。具体的には、各計測テーブル６２４は、基板ホルダ６２２に取り付けられた各ヘッド８０ｘ、８０ｙからの計測ビームが、下向きスケール６８６の格子面から外れないようにＹ軸方向の位置が制御される。すなわち、基板ホルダ６２２と各計測テーブル６２４とは、ヘッドベース６８８と下向きスケール６８６との対向状態が常に保たれるように、同方向に概ね同速度で移動する。
このように、本第６の実施形態では、基板ホルダ６２２が有する４つの上向きＸヘッド８０ｘと、対応する下向きスケール６８６（可動スケール）とによって、４つのＸリニアエンコーダシステムが構成されるとともに、基板ホルダ６２２が有する４つの上向きＹヘッド８０ｙと、対応する下向きスケール６８６（可動スケール）とによって、４つのＹリニアエンコーダシステムが構成される。主制御装置（不図示）は、上記４つのＸリニアエンコーダシステム、及び４つのＹリニアエンコーダの出力に基づいて、合計で４つの計測テーブル６２４に対する、基板ホルダ６２２のＸＹ平面内の位置情報を求める。主制御装置は、基板ホルダ６２２の各計測テーブル６２４に対する位置情報（第１情報）、各計測テーブル６２４の光学定盤１８ａに対する位置情報（第２情報）、及び各計測テーブル６２４における上向きヘッド８０ｘ、８０ｙと下向きスケール６８６との位置情報（第３情報）に基づいて、基板ホルダ６２２（基板Ｐ）の位置情報を光学定盤１８ａを基準に求める。
《第７の実施形態》
次に第７の実施形態に係る液晶露光装置について、図２８〜図３１を用いて説明する。第７の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置７２０、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第６の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第６の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第６の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
本第７の実施形態においても、基板ステージ装置７２０は、第１移動体（ここでは一対の基板ホルダ７２２）、及び第２移動体（ここでは計測テーブル６２４）を含む基板計測系７８０などを備えている。
上記第６の実施形態（図２６など参照）において、基板ホルダ６２２は、基板Ｐの外周全体を囲む矩形の枠状に形成されたのに対し、本第７の実施形態に係る一対の基板ホルダ７２２は、互いに物理的に分離されており、一方の基板ホルダ７２２が基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍を吸着保持するとともに、他方の基板ホルダ７２２が基板Ｐの−Ｘ側の端部近傍を吸着保持する点が異なる。基板テーブル６２６の構成、及び機能、並びに基板テーブル６２６を駆動するための駆動系（Ｘ粗動ステージ６２８などを含む）に関しては、上記第６の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
図２９に示されるように、各基板ホルダ７２２は、基板ＰのＹ軸方向に関する中央部を下面から吸着保持する吸着パッド７２６を有している。なお、−Ｘ側の基板ホルダ７２２は、上面に計測プレート７２８が取り付けられていることから、＋Ｘ側の基板ホルダ７２２に比べてＹ軸方向に関する長さが長く設定されているが、基板Ｐを保持する機能、及び基板Ｐの位置制御動作等に関しては、一対の基板ホルダ７２２で共通しているため、本実施形態では、便宜上一対の基板ホルダ７２２に共通の符号を付して説明する。計測プレート７２８には、投影光学系１６（図１参照）の光学特性（スケーリング、シフト、ローテーション等）に関するキャリブレーションなどに用いられる指標が形成されている。
各基板ホルダ７２２は、Ｙ可動子６４０が有する固定子７３０（それぞれ図３０参照）と、各基板ホルダ７２２が有する可動子７３２（それぞれ図２９参照）とにより構成される３ＤＯＦモータによって、対応するＹ可動子６４０に対してＸ、Ｙ、及びθｚ方向に微少駆動される。本実施形態では、３ＤＯＦモータとして、２つのＸリニアモータと１つのＹリニアモータとが組み合わされたものが用いられているが、３ＤＯＦモータの構成は、特に限定されず、適宜変更が可能である。本第７の実施形態において、各基板ホルダ７２２は、互いに３ＤＯＦモータによって独立に駆動されるが、基板Ｐの動作自体は、上記第６の実施形態と同様である。
図２８に戻り、各基板ホルダ７２２は、Ｙ軸方向に延びるエアガイド７３４によって下方から非接触支持されている（−Ｘ側の基板ホルダ７２２に関しては図３１参照）。エアガイド７３４の上面の高さ位置は、基板テーブル６２６、及びエアガイド６５２の上面の高さ位置よりも低く設定されている。エアガイド７３４の長さは、基板ホルダ７２２のＹ軸方向の移動可能距離と同等に（あるいは幾分長く）設定されている。エアガイド７３４も、エアガイド６５２と同様にステージ本体６３２に固定されており、該ステージ本体６３２と一体的にＸ軸方向に長ストロークで移動する。なお、エアガイド７３４は、上記第６の実施形態の基板ステージ装置６２０に適用しても良い。
次に第７の実施形態に係る基板計測系７８０について説明する。本第７の実施形態に係る基板計測系７８０は、基板Ｐ側のヘッドの配置、計測テーブル６２４の数及び配置などが異なる点を除き、概念的には、上記第６の実施形態に係る基板計測系６８０（図２６参照）と概ね同じである。すなわち、基板計測系７８０では、第１移動体（ここでは各基板ホルダ７２２）の位置情報を、計測テーブル６２４を介して光学定盤１８ａを基準に求める。以下、具体的に説明する。
基板計測系７８０が有する計測テーブル６２４の構成は、配置を除き上記第６の実施形態と同じである。上記第６の実施形態では、図２３に示されるように、計測テーブル６２４は、投影光学系１６の＋Ｙ側、及び−Ｙ側に配置されたのに対し、本第７の実施形態に係る計測テーブル６２４は、図２８に示されるように、Ｙ軸方向に関する位置が投影光学系１６と重複しており、一方の計測テーブル６２４（図２８参照）が投影光学系１６の＋Ｘ側、他方の計測テーブル６２４（図２８では不図示）が投影光学系１６の−Ｘ側に配置されている（図３１参照）。本第７の実施形態においても、上記第６の実施形態と同様に、計測テーブル６２４は、Ｙリニアアクチュエータ６８２によってＹ軸方向に所定のストロークで駆動される。また、各計測テーブル６２４のＸＹ平面内の位置情報は、計測テーブル６２４に取り付けられた上向きヘッド８０ｘ、８０ｙ（図３１参照）と、光学定盤１８ａの下面に固定された対応する下向きスケール６８４とによって構成されるエンコーダシステムを用いて不図示の主制御装置によりそれぞれ独立に求められる。
２つの計測テーブル６２４の下面には、それぞれ下向きスケール７８２が固定されている（図３１参照）。すなわち、上記第６の実施形態（図２７参照）では、２つの計測テーブル６２４によって１つの下向きスケール６８６が吊り下げ支持されていたのに対し、本第７の実施形態では、１つの計測テーブル６２４に１つの下向きスケール７８２が吊り下げ支持されている。下向きスケール７８２は、各基板ホルダ７２２のＸ軸方向に関する計測範囲がＹ軸方向に関する計測範囲よりも広く（長く）なるように、その下面に２次元回折格子を有している。計測テーブル６２４に固定された各上向きヘッド８０ｘ、８０ｙと、下向きスケール７８２との相対位置関係は、既知である。
また、各基板ホルダ７２２には、ヘッドベース７８４が固定されている。各ヘッドベース７８４の上面には、２つの上向きＸヘッド８０ｘと、２つの上向きＹヘッド８０ｙ（それぞれ図２９参照）とが、対応する下向きスケール７８２に対向するように取り付けられている（図３１参照）。本第７の実施形態における基板Ｐの位置制御時における基板Ｐの位置計測動作に関しては、上記第６の実施形態と概ね同じであるので、説明を省略する。
《第８の実施形態》
次に第８の実施形態に係る液晶露光装置について、図３２〜図３５を用いて説明する。第８の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置８２０、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第６の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第６の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第６の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
本第８の実施形態の基板ステージ装置８２０は、第１移動体（ここでは基板ホルダ８２２）、第２移動体（ここではＸ粗動ステージ６２８）、及び基板計測系８８０などを備えている。
本第８の実施形態において、基板Ｐを保持する基板ホルダ８２２は、上記第６の実施形態（図２６など参照）と同様に、基板Ｐの外周全体を囲む矩形の枠状に形成されている。基板ホルダ８２２、基板テーブル６２６を駆動するための駆動系に関しては、上記第６の実施形態と同じであるので、説明を省略する。なお、本第８の実施形態の基板ステージ装置８２０は、上記第７の実施形態（図３０参照）と同様に、基板ホルダ８２２を下方から非接触支持するエアガイド７３４を有している。
次に基板計測系８８０について説明する。上記第６の実施形態（図２３、図２６など参照）において、基板ホルダ６２２の位置情報は、計測テーブル６２４を介して光学定盤１８ａを基準に求められたのに対し、本第８の実施形態において、基板ホルダ８２２の位置情報は、基板テーブル６２６をＸ軸方向へ駆動するためのＸ粗動ステージ６２８を介して光学定盤１８ａを基準に求められる。この点に関しては、基板計測系８８０は、上記第２の実施形態に係る基板計測系２５０（図８など参照）と、概念的には共通している。なお、本第８の実施形態におけるＸ粗動ステージ６２８は、一対のベースフレーム６３４に対応して配置されたＸ軸方向に延びる一対の平板状（帯状）の部材から成る（図３４参照）が、機能的に同じであることから、便宜上第６の実施形態のＸ粗動ステージ６２８と同じ符号を付して説明する。
図３４に示されるように、Ｘ粗動ステージ６２８に固定された一対のＹ固定子６３８それぞれの上面には、上記第２の実施形態（図９参照）と同様に、上向きスケール８８２が固定されている。上向きスケール８８２の構成及び機能は、上記第２の実施形態の上向きスケール２５２（図９参照）と同じであるので、ここでは説明を省略する。
図３３に示されるように、基板ホルダ８２２の＋Ｘ側、及び−Ｘ側の端部近傍には、それぞれＹ軸方向に離間した一対のヘッドベース８８４が固定されている。合計で４つのヘッドベース８８４のそれぞれには、上向きスケール８８２（図３４参照）に対向するように、下向きＸヘッド７４ｘ、下向きＹヘッド７４ｙ、及び下向きＺヘッド７４ｚが、それぞれ１つ取り付けられている（図３３参照）。Ｘヘッド７４ｘ、Ｙヘッド７４ｙの構成、及び機能は、上記第１の実施形態のＸヘッド７４ｘ、Ｙヘッド７４ｙ（それぞれ図３など参照）と同じであるので、ここでは説明を省略する。本第８の実施形態では、合計で４つの下向きＸヘッド７４ｘと、対応する上向きスケール８８２とによって、４つのＸリニアエンコーダシステム（図３５参照）が構成されるとともに、合計で４つの下向きＹヘッド７４ｙと、対応する上向きスケール８８２とによって、４つのＹリニアエンコーダシステム（図３５参照）が構成されている。主制御装置（不図示）は、上記４つのＸリニアエンコーダシステム、及び４つのＹリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、基板ホルダ８２２のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向の位置情報（第１情報）をＸ粗動ステージ６２８を基準に求める。
下向きＺヘッド７４ｚの構成は、特に限定されないが、公知のレーザ変位センサなどを用いることが可能である。Ｚヘッド７４ｚは、対応する上向きスケール８８２の格子面（反射面）を用いて（図３５参照）、ヘッドベース８８４のＺ軸方向の変位量を計測する。主制御装置（不図示）は、合計で４つのＺヘッド７４ｚの出力に基づいて、基板ホルダ８２２（すなわち基板Ｐ）のＸ粗動ステージ６２８に対するＺチルト方向の変位量情報を求める。
図３４に戻り、Ｙ固定子６３８の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の端部近傍には、それぞれＸ軸方向に離間した一対のヘッドベース８８６が固定されている。合計で８つのヘッドベース８８６のそれぞれには、上向きＸヘッド８０ｘ、上向きＹヘッド８０ｙ、及び上向きＺヘッド８０ｚが、それぞれ１つ取り付けられている。Ｘヘッド８０ｘ、Ｙヘッド８０ｙの構成、及び機能は、上記第１の実施形態のＸヘッド８０ｘ、Ｙヘッド８０ｙ（それぞれ図３など参照）と同じであるので、ここでは説明を省略する。各ヘッド８０ｘ、８０ｙ、８０ｚと上述した上向きスケール８８２との相対位置関係に関する情報（第３情報）は、既知である。
光学定盤１８ａ（図３２参照）の下面には、上述した一対のヘッドベース８８４に対応して、１つの下向きスケール８８８が固定されている。すなわち、図３５に示されるように、光学定盤１８ａの下面には、合計で４つの下向きスケール８８８が固定されている。下向きスケール８８８の構成及び機能は、上記第２の実施形態の下向きスケール２５４（図８参照）と同じであるので、ここでは説明を省略する。本第８の実施形態では、合計で８つの上向きＸヘッド８０ｘと、対応する下向きスケール８８８とによって、８つのＸリニアエンコーダシステム（図３５参照）が構成されるとともに、合計で８つの上向きＹヘッド８０ｙと、対応する下向きスケール８８８とによって、８つのＹリニアエンコーダシステム（図３５参照）が構成されている。主制御装置（不図示）は、上記８つのＸリニアエンコーダシステム、及び８つのＹリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、Ｘ粗動ステージ６２８のＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向の位置情報（第２情報）を光学定盤１８ａを基準に求める。
上向きＺヘッド８０ｚとしては、上述した下向きＺヘッド７４ｚと同様の変位センサが用いられる。主制御装置（不図示）は、合計で８つのＺヘッド７４ｚの出力に基づいて、Ｘ粗動ステージ６２８の光学定盤１８ａに対するＺチルト方向の変位量情報を求める。
本第８の実施形態では、基板Ｐ（基板ホルダ８２２）の位置情報が、Ｘ粗動ステージ６２８を介して光学定盤１８ａを基準に（上記第１〜第３情報に基づいて）求められるのに加え、基板Ｐ（基板ホルダ８２２）のＺチルト方向の位置情報も、Ｘ粗動ステージ６２８を介して光学定盤１８ａを基準に求められる。
《第９の実施形態》
次に第９の実施形態に係る液晶露光装置について、図３６〜図３８を用いて説明する。第９の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置９２０（図３８参照）、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第８の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第８の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第８の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
図３８に示されるように、本第９の実施形態に係る基板ステージ装置９２０は、上記第７の実施形態（図２９参照）と同様に、物理的に分離して配置された一対の基板ホルダ９２２を備えている。一方の基板ホルダ９２２が基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍を保持するとともに、他方の基板ホルダ９２２が基板Ｐの−Ｘ側の端部近傍を保持する点、及び一対の基板ホルダ９２２が３ＤＯＦモータによってＸ粗動ステージ６２８に対して独立に駆動される点も上記第７の実施形態と同様である。
本第９の実施形態に係る基板計測系９８０（図３８参照）の構成、及び動作は、一対の基板ホルダ９２２それぞれの位置情報が独立に求められる点を除き、上記第８の実施形態と同じである。すなわち、図３６に示されるように、各基板ホルダ９２２には、Ｙ軸方向に離間した一対のヘッドベース８８４が固定されている。ヘッドベース８８４には、Ｙ固定子６３８の上面に固定された上向きスケール８８２（それぞれ図３７参照）に対向するように（図３８参照）、下向きヘッド７４ｘ、７４ｙ、７４ｚが取り付けられている。Ｘ粗動ステージ６２８の光学定盤１８ａ（図２８など参照）を基準とする位置計測系の構成、及び動作は、上記第７の実施形態と同じであるので説明を省略する。
《第１０の実施形態》
次に第１０の実施形態に係る液晶露光装置について、図３９〜図４３を用いて説明する。第１０の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置１０２０（図４１など参照）、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第９の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第９の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第９の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
上記第９の実施形態（図３８参照）において、基板Ｐは、Ｘ軸方向に関する両端部近傍が、それぞれ基板ホルダ９２２に保持されたのに対し、図３９に示されるように、本第１０の実施形態において、基板Ｐは、Ｘ軸方向に関する一方側（本実施形態では−Ｘ側）の端部近傍のみが基板ホルダ９２２に吸着保持される点が異なる。基板ホルダ９２２に関しては、上記第９の実施形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。また、本第１０の実施形態に係る基板計測系１０８０（図４１参照）の構成、及び動作に関しても、上記第９の実施形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。
本第１０の実施形態では、基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍を保持する部材（上記第９の実施形態における＋Ｘ側の基板ホルダ９２２に相当する部材）がないため、図４０に示されるように、Ｙ固定子６３８は、基板テーブル６２６の−Ｘ側にのみ配置されている。このため基板ステージ装置１０２０では、上記第９の実施形態に係る基板ステージ装置９２０（図３８参照）の比べてベースフレーム１０２４が短く、全体的にコンパクトである。なお、Ｙ固定子６３８とエアガイド７３４とを連結する連結部材１０２２は、本実施形態では、Ｘ軸方向にも剛性を有しており、Ｙ固定子６３８は、基板テーブル６２６の押圧、又は牽引（押し引き）が可能となっている。また、基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍を保持する部材がないため、基板Ｐの交換動作を容易に行うことが可能である。なお、図４２及び図４３に示されるように、重量キャンセル装置４２を支持するＸガイド６４８は、下架台部１８ｃ上に固定されているが、これに限られず、装置本体１８と物理的に分離した状態で床Ｆ上に設置しても良い。
《第１１の実施形態》
次に第１１の実施形態に係る液晶露光装置について、図４４〜図４７を用いて説明する。第１１の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置１１２０、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第１０の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１０の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第１０の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
本第１１の実施形態に係る基板ステージ装置１１２０において、基板Ｐは、上記第１０の実施形態（図４１など参照）と同様に、Ｘ軸方向に関する一方側（本実施形態では−Ｘ側）の端部近傍のみが基板ホルダ１１２２に保持される（図４７参照）。
基板ホルダ１１２２は、図４５に示されるように、幅方向（Ｘ軸方向）の寸法が、上記第１０の実施形態に係る基板ホルダ９２２（図３９参照）に比べて幾分長く設定されている。基板ホルダ１１２２は、図４４に示されるように、エアガイド１１２４に下方から非接触支持されている。エアガイド１１２４の構成、及び機能は、上記第７〜第１０の各実施形態に係るエアガイド７３４（図３０など参照）と概ね同じであるが、基板ホルダ１１２２に対応して、Ｘ軸方向の寸法が幾分長く設定されている点が異なる。
次に基板計測系１１８０について説明する。基板計測系１１８０は、図４４に示されるように、基板ホルダ１１２２の位置情報をＸ粗動ステージ６２８を介して光学定盤１８ａを基準に求めるという点では、上記第１０の実施形態（図４１参照）と同様であるが、上向きスケール８８２、及び下向きヘッド７４ｘ、７４ｙ（図４５参照）の配置が異なる。
上向きスケール８８２は、図４４に示されるように、基板ホルダ１１２２を浮上支持するエアガイド１１２４に固定されている。エアガイド１１２４の上面（ガイド面）の高さ位置と上向きスケール８８２の格子面（被計測面）の高さ位置とは、ほぼ同じに設定されている。エアガイド１１２４は、ステージ本体６３２に固定されていることから、上向きスケール８８２は、基板Ｐに対してＸＹ平面内の位置が所定範囲内に収まるように移動する。基板ホルダ１１２２には、下方に開口した凹部が形成されており、該凹部内に各下向きヘッド７４ｘ、７４ｙ、７４ｚ（それぞれ図４５参照）がそれぞれ一対、上向きスケール８８２に対向するように取り付けられている。基板ホルダ１１２２の位置計測動作に関しては、上記第１０の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
また、上記第１０の実施形態では、Ｙ固定子６３８にヘッドベース８８６（それぞれ図４１など参照）が固定されていたのに対し、本第１１の実施形態では、図４６に示されるように、エアガイド１１２４にヘッドベース８８６が固定されている。ヘッドベース８８６は、エアガイド１１２４の長手方向の両端部近傍にそれぞれ一対配置されている。光学定盤１８ａ（図４４参照）に固定された下向きスケール８８８を用いたＸ粗動ステージ６２８の位置計測動作に関しては、上記第１０の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
本第１１の実施形態では、基板ホルダ１１２２の位置情報は、エアガイド１１２４を介して光学定盤１８ａを基準に求められる。エアガイド１１２４は、ステージ本体６３２に固定されているので、外乱の影響を受け難く、露光精度を向上することができる。また、上記第１０の実施形態などと比較し、上向きスケール８８２、及び下向きスケール８８８の位置が投影光学系１６の中心位置に接近するので、誤差が小さくなり、露光精度を向上することができる。
《第１２の実施形態》
次に第１２の実施形態に係る液晶露光装置について、図４８〜図５４を用いて説明する。第１２の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置１２２０、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第７の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第７の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第７の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
図３１などに示されるように、上記第７の実施形態において、基板Ｐは、Ｙ軸方向に長ストロークで移動する一対の基板ホルダ７２２によってＸ軸方向に関する両端部近傍が保持されたのに対し、本第１２の実施形態において、基板Ｐは、図５３に示されるように、Ｘ軸方向に長ストロークで移動する一対の基板ホルダ１２２２によって、Ｙ軸方向に関する両端部近傍が保持される点が異なる。基板ステージ装置１２２０では、スキャン露光動作時において、一対の基板ホルダ１２２２のみが投影光学系１６（図４８参照）に対してＸ軸方向に駆動されることによって、基板Ｐに対する走査露光動作が行われる。また、露光領域間移動時には、一対の基板ホルダ１２２２と基板テーブル６２６を含む系とが一体的にＹ軸方向に移動する。すなわち、基板ステージ装置１２２０は、上記第７の実施形態に係る基板ステージ装置７２０（図３１など参照）を投影光学系１６に対してＺ軸回りに９０°回転させたような構造になっている。以下、基板ステージ装置１２２０の構成について説明する。
図５０に示されるように、下架台部１８ｃ上には、Ｙ軸方向に伸びる定盤１２２４がＸ軸方向に所定間隔で３つ固定されている。中央の定盤１２２４上には、リニアガイド装置１２２６を介して重量キャンセル装置４２が載置されている。また、＋Ｘ側、及び−Ｘ側の定盤１２２４上には、リニアガイド装置１２２６を介してＺアクチュエータ１２２８が載置されている。重量キャンセル装置４２がステージ本体６３２を介して基板テーブル６２６（それぞれ図４８参照）を下方から支持する点は、上記第６の実施形態（図２３など参照）などと同様である。
図５１に示されるように、Ｙ粗動ステージ１２３０は、Ｙ軸方向に延びる一対のベースフレーム１２３２上に載置されており、不図示のＹリニアアクチュエータによってＹ軸方向に長ストロークで駆動される。上述した重量キャンセル装置４２、及び２つのＺアクチュエータ１２２８（それぞれ図５０参照）は、それぞれＹ粗動ステージ１２３０に対して連結部材４６により連結されており（図４８参照）、Ｙ粗動ステージ１２３０と一体的にＹ軸方向に移動する。ステージ本体６３２も、Ｙ粗動ステージ１２３０に対して連結部材４６により連結されており（図４８参照）、Ｙ粗動ステージ１２３０と一体的にＹ軸方向に移動する。Ｙ粗動ステージ１２３０のＹ軸方向の両端部近傍には、Ｘ軸方向に延びる固定子１２３４が取り付けられている。
図５２に示されるように、基板テーブル６２６の＋Ｙ側、及び−Ｙ側には、それぞれ一対の基板ホルダ１２２２（図５３参照）に対応してエアガイド１２３６が配置されている。エアガイド１２３６は、支持部材１２３８（図４８参照）を介してステージ本体６３２に固定されている。エアガイド１２３６の上面のＺ位置は、基板テーブル６２６の上面のＺ位置よりも低い位置に設定されている。
基板テーブル６２６の＋Ｘ側、及び−Ｘ側には、基板Ｐを下方から支持するための複数（本実施形態では、それぞれ４つ）のエアガイド１２４０が配置されている。エアガイド１２４０の上面のＺ位置は、基板テーブル６２６の上面のＺ位置と概ね同じに設定されている。エアガイド１２４０は、スキャン露光動作時など、基板Ｐが基板テーブル６２６に対してＸ軸方向に相対移動する際、基板テーブル６２６と協働して基板Ｐを下方から支持する（図５４参照）。
４つのエアガイド１２４０の＋Ｙ側、及び−Ｙ側には、それぞれ一対の基板ホルダ１２２２に対応してエアガイド１２４２が配置されている。エアガイド１２４２は、上述したエアガイド１２３６と同様の部材であり、その上面のＺ位置は、エアガイド１２３６と概ね同じに設定されている。エアガイド１２４２は、エアガイド１２３６と協働して基板ホルダ１２２２が基板テーブル６２６に対してＸ軸方向に相対移動する際、基板ホルダ１２２２を下方から支持する（図５４参照）。エアガイド１２４０、１２４２は、共通のベース部材を介して上述したＺアクチュエータ１２２８（図５０参照）上に載置されている。Ｚアクチュエータ１２２８と重量キャンセル装置４２（図５０参照）とが一体的にＹ軸方向に移動することから、エアガイド１２４０、１２４２、１２３６、及び基板テーブル６２６は、一体的にＹ軸方向へ移動する。
図４９に示されるように、一対の基板ホルダ１２２２は、基板Ｐの中央部（重心位置）を挟んで配置されており、吸着パッド１２４４を用いて基板Ｐの下面を吸着保持している。また、各基板ホルダ１２２２には、上述した固定子１２３４（図５１参照）と協働して２ＤＯＦモータを構成する可動子１２４６が取り付けられている。不図示の主制御装置は、各基板ホルダ１２２２を、対応する２ＤＯＦモータを介して、基板テーブル６２６（図５２参照）に対してＸ軸方向に長ストロークで駆動するとともに、基板テーブル６２６、Ｙ粗動ステージ１２３０（図５１参照）などとＹ軸方向の位置関係が所定範囲内に収まるように基板ホルダ１２２２にＹ軸方向の推力を付与する。
上述したように、基板ステージ装置１２２０では、図５４に示されるように、スキャン露光動作時などには、一対の基板ホルダ１２２２がエアガイド１２３６、１２４２上で２ＤＯＦモータによってＸ軸方向に駆動されることによって、基板Ｐに対する走査露光動作が行われる。また、露光領域間移動時には、一対の基板ホルダ１２２２と基板テーブル６２６を含む系（基板テーブル６２６、Ｙ粗動ステージ１２３０、固定子１２３４、エアガイド１２３６、１２４０、１２４２など）とが一体的にＹ軸方向に移動する。
次に本第１２の実施形態に係る基板計測系１２８０（図５３参照）について説明する。基板計測系１２８０は、概念的には第１の実施形態に係る基板計測系７０（図４参照）に類似している。すなわち、基板Ｐを保持する部材（本実施形態では一対の基板ホルダ１２２２それぞれ）にヘッドベース１２８２を介して下向きヘッド７４ｘ、７４ｙ（それぞれ図４９参照）が一対取り付けられ、該下向きヘッド７４ｘ、７４ｙは、固定子１２３４の上面に取り付けられた対応する上向きスケール１２８４に対向している。不図示の主制御装置は、２つのＸリニアエンコーダシステム、及び２つのＹリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、各基板ホルダ１２２２のＹ粗動ステージ１２３０に対するＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向の位置情報（第１情報）を独立に求める。
また、図５１に示されるように、固定子１２３４の長手方向中央部には、ヘッドベース１２８６が固定されている。ヘッドベース１２８６には、上向きヘッド８０ｘ、８０ｙが一対取り付けられ、該上向きヘッド８０ｘ、８０ｙは、光学定盤１８ａ（図４８参照）の下面に固定された対応する下向きスケール１２８８とＸリニアエンコーダシステム、Ｙリニアエンコーダシステムを構成している。上向きスケール１２８４と各上向きヘッド８０ｘ、８０ｙの位置関係（第３情報）は既知である。不図示の主制御装置は、４つのＸリニアエンコーダシステム、及び４つのＹリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、Ｙ粗動ステージ１２３０の水平面内の位置情報（第２情報）を求める。
《第１３の実施形態》
次に第１３の実施形態に係る液晶露光装置について、図５５〜図５８を用いて説明する。第１３の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置１３２０、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第１２の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１２の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第１２の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
上記第１２の実施形態に係る基板ステージ装置１２２０（図５３など参照）と同様に、基板ステージ装置１３２０において、基板Ｐは、図５８に示されるように、Ｙ軸方向の両端部近傍が一対の基板ホルダ１３２２に保持される。一対の基板ホルダ１３２２が２ＤＯＦモータによってＸ軸方向に長ストロークで駆動されるとともに、Ｙ軸及びθｚ方向に微少駆動される点は上記第１２の実施形態と同様である。ここで、上記第１２の実施形態において、基板ホルダ１２２２（図５３など参照）は、Ｘ軸方向の位置に応じて、互いに分離して配置されたエアガイド１２３６、及び一対のエアガイド１２４２（それぞれ図５３など参照）の何れかによって下方から支持されたのに対し、本第１３の実施形態における基板ホルダ１３２２は、Ｘ軸方向に関する移動可能領域の全範囲をカバー可能な長さに設定された単一のエアガイド１３２４によって下方から支持されている。エアガイド１３２４は、図５５に示されるように、ステージ本体６３２に接続されており、基板テーブル６２６と一体的にＹ軸方向に移動可能となっている。
次に第１３の実施形態に係る基板計測系１３８０の構成、及び動作について説明する。基板計測系１３８０は、概念的には、上記第１１の実施形態に係る基板計測系１１８０（図４４など参照）をＺ軸回りに９０°回転させたような構造になっている。すなわち、本第１３の実施形態おいて、エアガイド１３２４の上面には、図５７に示されるように、上向きスケール１３８２が固定されている。上記第１１の実施形態では、上向きスケール８８２（図４６など参照）は、Ｘ軸方向よりもＹ軸方向に関する位置情報の計測範囲が広くなるように（Ｙ軸方向が長手方向となるように）配置されたのに対し、本実施形態の上向きスケール１３８２は、Ｙ軸方向よりもＸ軸方向に関する位置情報の計測範囲が広くなるように（Ｘ軸方向が長手方向となるように）配置されている。
基板ホルダ１３２２は、図５５に示されるように、上記第１１の実施形態に係る基板ホルダ１１２２（図４４など参照）と同様に、下方に開口した凹部が形成されており、該凹部内に下向きヘッド７４ｘ、７４ｙ、７４ｚ（それぞれ図５６参照）がそれぞれ一対、上向きスケール１３８２に対向するように取り付けられている（図５８参照）。
図５７に示されるように、エアガイド１３２４の長手方向両端部近傍には、それぞれヘッドベース１３８４が固定されており、各ヘッドベース１３８４には、上向きヘッド８０ｘ、８０ｙ、８０ｚがそれぞれ２つ、光学定盤１８ａ（図５５参照）の下面に固定された対応する下向きスケール１３８６に対向するように取り付けられている。本第１３の実施形態に係る基板計測系１３８０も、上記第１２の実施形態の基板計測系１２８０（図５３など参照）と同様に、基板Ｐ（一対の基板ホルダ１３２２）の位置情報が、Ｙ粗動ステージ１２３０を介して光学定盤１８ａを基準に求められる。
《第１４の実施形態》
次に第１４の実施形態に係る液晶露光装置について、図５９を用いて説明する。第１４の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置１４２０、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第１３の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１３の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第１３の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
上記第１３の実施形態（図５８参照）において、基板Ｐは、Ｙ軸方向に関する両端部近傍が、それぞれ基板ホルダ１３２２に保持されたのに対し、図５９に示されるように、本第１４の実施形態において、基板Ｐは、Ｙ軸方向に関する一方側（本実施形態では＋Ｙ側）の端部近傍のみが基板ホルダ１４２２に吸着保持される点が異なる。基板ホルダ１４２２に関しては、固定子１４２４に対して３ＤＯＦモータにより駆動される点を除き、上記第１２の実施形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。固定子１４２４とエアガイド１３２４とを連結する連結部材１４２６は、Ｙ軸方向にも剛性を有しており、固定子１４２４は、基板テーブル６２６の押圧、又は牽引（押し引き）が可能となっている。本第１４の実施形態に係る基板計測系１４８０の構成、及び動作に関しては、上記第１３の実施形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。
《第１５の実施形態》
次に第１５の実施形態に係る液晶露光装置について、図６０〜図６３を用いて説明する。第１５の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置１５２０の構成が異なる点を除き、上記第１又は第６の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１又は第６の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第１又は第６の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
図６０に示されるように、基板ステージ装置１５２０は、第１移動体（ここでは基板ホルダ１５２２）と第２移動体（ここではＹ粗動ステージ２４）とを備えている。
図６２に示されるように、基板ホルダ１５２２は、上記第６の実施形態（図２６など参照）の基板ホルダ６２２と同様に、平面視矩形の枠状（額縁状）に形成され、基板Ｐは、基板ホルダ１５２２の開口内に配置される。基板ホルダ１５２２は、４つの吸着パッド１５２４を有しており、基板Ｐの４辺それぞれの中央部近傍を下方から吸着保持する。
基板Ｐのうち、中央部を含む露光領域は、図６０に示されるように、基板テーブル６２６によって下方から非接触支持される。基板テーブル６２６は、上記第６の実施形態（図２６など参照）と同様に、基板Ｐの平面矯正を非接触状態で行う。また、図６０などでは不図示であるが、基板テーブル６２６の下面には、上記第６の実施形態と同様に、ステージ本体６３２（図２３参照）が固定されている。不図示のステージ本体６３２は、図６３に示されるように、複数の連結部材１５２６を介して、Ｚチルト方向の相対移動が許容された状態でＸ粗動ステージ２６に連結されている、従って、基板テーブル６２６は、Ｘ粗動ステージ２６と一体的にＸ軸、及びＹ軸方向に長ストロークで移動する。Ｘ粗動ステージ２６、Ｙ粗動ステージ２４などの構成及び動作は、上記第１の実施形態（図４など参照）と概ね同じであるので、説明を省略する。
また、図６３に示されるように、ステージ本体６３２（図６３では不図示。図２３参照）からは、±Ｙ方向、及び±Ｘ方向の合計４方向にテーブル部材１５２８が突き出している。図６０に示されるように、基板ホルダ１５２２は、４つのテーブル部材１５２８上に不図示のエアベアリングを介して非接触状態で載置されている。また、基板ホルダ１５２２は、基板ホルダ１５２２に取り付けられた複数の可動子１５３０（図６２参照）とステージ本体６３２に取り付けられた複数の固定子１５３２（図６３参照）とによって構成される複数のリニアモータによって基板テーブル６２６に対してＸ軸、Ｙ軸、及びθｚ方向に微少ストロークで駆動される。
上記第６の実施形態の基板ホルダ６２２は、基板テーブル６２６から分離してＹ軸方向に長ストロークで相対移動可能であった（図２７参照）のに対し、本第１５の実施形態において、不図示の主制御装置は、図６１に示されるように、Ｘ軸、及びＹ軸方向に関して、基板ホルダ１５２２と基板テーブル６２６との位置が所定範囲内に収まるように、上記複数のリニアモータを用いて基板ホルダ１５２２に推力を付与する。従って、基板Ｐは、露光領域の全体が常に基板テーブル６２６により下方から支持される。
次に第１５の実施形態に係る基板計測系１５８０について説明する。基板計測系１５８０は、概念的には、上記第１の実施形態に係る基板計測系７０と概ね同じであり、基板ホルダ１５２２の水平面内の位置情報を、Ｙ粗動ステージ２４を介して光学定盤１８ａ（図１など参照）を基準に求める。
すなわち、基板ホルダ１５２２には、図６２に示されるように、一対のヘッドベース８８が固定されており、各ヘッドベース８８には、下向きＸヘッド７４ｘと下向きＹヘッド７４ｙとが各２つ取り付けられている（図６２参照）。また、図６３に示されるように、Ｙ粗動ステージ２４には、アーム部材８６を介して一対のスケールベース８４が取り付けられており、各スケールベース８４の上面には、Ｘ軸方向に延びる（Ｘ軸方向の計測可能範囲がＹ軸方向の計測可能範囲よりも長い）上向きスケール７２が固定されている。基板ホルダ１５２２のＹ粗動ステージ２４に対する位置情報は、上記各ヘッド７４ｘ、７４ｙと、これに対応するスケール７２とによって構成されるエンコーダシステムによって求められる。
また、Ｙ粗動ステージ２４に取り付けられた一対のスケールベース８４それぞれには、ヘッドベース９６が固定されており、各ヘッドベース９６には、上向きＸヘッド８０ｘと上向きＹヘッド８０ｙとが各２つ取り付けられている（図６３参照）。光学定盤１８ａ（図１など参照）の下面には、各ヘッドベース９６に対応して、Ｙ軸方向に延びる（Ｙ軸方向の計測可能範囲がＸ軸方向の計測可能範囲よりも長い）下向きスケール７８（図６０参照）が固定されている。光学定盤１８ａに対するＹ粗動ステージ２４の位置情報は、上記各ヘッド８０ｘ、８０ｙと、これに対応するスケール７８とによって構成されるエンコーダシステムによって求められる。
《第１６の実施形態》
次に第１６の実施形態に係る液晶露光装置について、図６４を用いて説明する。第１６の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置１６２０、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第６又は第１５の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第６又は第１５の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第６又は第１５の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
第１６の実施形態に係る基板ステージ装置１６２０が有する基板ホルダ１５２２、基板テーブル６２６などの構成（駆動系を含む）は、上記第１５の実施形態（図６０など参照）と概ね同じである。上記第１５の実施形態の基板計測系１５８０（図６０など参照）は、基板ホルダ１５２２の位置情報をＹ粗動ステージ２４を介して光学定盤１８ａを基準に求めた（すなわち第１の実施形態に係る基板計測系７０と同様の構成であった）のに対し、本第１６の実施形態に係る基板計測系１６８０は、基板ホルダ１５２２の位置情報を、上記第６の実施形態と同様に、計測テーブル６２４を介して光学定盤１８ａを基準に求める点が異なる。
すなわち、第１６の実施形態に係る基板ホルダ１５２２には、上記第６の実施形態（図２４参照）と同様に、一対のヘッドベース６８８が固定されるとともに、各ヘッドベース６８８には、上向きＸヘッド８０ｘと上向きＹヘッド８０ｙとが各２つ取り付けられている。また、光学定盤１８ａの下面には、基板ホルダ１５２２に対するＹ軸方向の位置が所定範囲に収まるように移動可能な計測テーブル６２４が、一対のヘッドベース６８８に対応して取り付けられている。基板ホルダ１５２２の位置情報は、上記各ヘッド８０ｘ、８０ｙと、対応する計測テーブル６２４の下面に固定された、Ｘ軸方向に延びる下向きスケール６８６とにより構成されるリニアエンコーダシステムによって求められる。また、計測テーブル６２４の位置情報は、計測テーブル６２４に取り付けられた上向きＸヘッド８０ｘ、上向きＹヘッド８０ｙと、光学定盤１８ａの下面に固定された、Ｙ軸方向に延びる下向きスケール６８４とにより構成されるリニアエンコーダシステムによって求められる。
《第１７の実施形態》
次に第１７の実施形態に係る液晶露光装置について、図６５を用いて説明する。第１７の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置１７２０、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第１５又は第１６の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１５又は第１６の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第１５又は第１６の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
第１７の実施形態に係る基板ステージ装置１７２０が有する基板ホルダ１５２２、基板テーブル６２６などの構成（駆動系を含む）は、上記第１５の実施形態（図６０など参照）と概ね同じである。上記第１５の実施形態の基板計測系１５８０（図６０など参照）は、基板ホルダ１５２２の位置情報をＹ粗動ステージ２４を介して光学定盤１８ａを基準に求めた（すなわち第１の実施形態に係る基板計測系７０と同様の構成であった）のに対し、本第１７の実施形態に係る基板計測系１７８０は、基板ホルダ１５２２の位置情報を、Ｙ粗動ステージ２４、及び計測テーブル１７８２を介して光学定盤１８ａを基準に求める点が異なる。
第１７の実施形態に係る基板ステージ装置１７２０において、Ｙ粗動ステージ２４には、上記第１５の実施形態（図６３など参照）と同様に、アーム部材８６を介してスケールベース１７８４が固定されている。なお、図６５では不図示であるが、スケールベース１７８４は、上記第１５の実施形態と同様に、基板ホルダ１５２２の＋Ｙ側、及び−Ｙ側にそれぞれ１つ配置されている。計測テーブル１７８２も不図示であるが同様に、スケールベース１７８４に対応して、投影光学系１６の＋Ｙ側、及び−Ｙ側にそれぞれ１つ配置されている。
スケールベース１７８４の上面には、基板ホルダ１５２２の位置計測用に用いられる上向きスケール１７８６と、計測テーブル１７８２の位置計測用に用いられる上向きスケール１７８８とがＹ軸方向に所定間隔で取り付けられている。上向きスケール１７８６、１７８８は、Ｙ軸方向よりもＸ軸方向に関する位置情報の計測範囲が広くなるように（Ｘ軸方向が長手方向となるように）、その上面に２次元回折格子を有している。上向きスケール１７８６と、上向きスケール１７８８との位置関係は、既知であるものとする。なお、上向きスケール１７８６、１７８８に形成される２次元回折格子のピッチは同じであっても良いし、異なっていても良い。また、スケールベース１７８４は、２つの上向きスケール１７８６，１７８８に換えて、基板ホルダ１５２２の位置計測用と計測テーブル１７８２の位置計測用とを兼用する広幅の１つの上向きスケールを有していても良い。
基板ホルダ１５２２には、上記第１５の実施形態（図６３など参照）と同様に、ヘッドベース８８を介して下向きヘッド７４ｘ、７４ｙがそれぞれ２つ取り付けられている。基板ホルダ１５２２のＹ粗動ステージ２４に対するＸＹ平面内の位置情報が、下向きヘッド７４ｘ、７４ｙと、対応する上向きスケール１７８６とによって構成されるエンコーダシステムによって求められる点は、上記第１５の実施形態（すなわち第１の実施形態）と同様であるので、説明を省略する。
計測テーブル１７８２は、上記第１６の実施形態（図６４参照）の計測テーブル６２４と同様に、Ｙリニアアクチュエータ６８２によってＹ軸方向に所定のストロークで駆動される。計測テーブル１７８２には、上記第１６の実施形態と同様に、上向きヘッド８０ｘ、８０ｙがそれぞれ２つ取り付けられている。計測テーブル１７８２の光学定盤１８ａに対するＸＹ平面内の位置情報が、上向きヘッド８０ｘ、８０ｙと、対応する下向きスケール９８４とによって構成されるエンコーダシステムによって求められる点は、上記第１６の実施形態（すなわち第６の実施形態）と同様であるので、説明を省略する。
Ｙ粗動ステージ２４のＸＹ平面内の位置情報は、計測テーブル１７８２を介して光学定盤１８ａを基準に求められる。Ｙ粗動ステージ２４の位置情報を求めるための計測系は、概念的には、基板ホルダ１５２２のＹ粗動ステージ２４に対する位置情報を求めるための計測系（エンコーダシステム）と同じである。すなわち、計測テーブル１７８２には、下向きＸヘッド７４ｘと、下向きＹヘッド７４ｙとがそれぞれ２つ取り付けられており、これら下向きヘッド７４ｘ、７４と、上向きスケール１７８８とによって構成されるエンコーダシステムによって、計測テーブル１７８２に対するＹ粗動ステージ２４のＸＹ平面内の位置情報が求められる。不図示の主制御装置は、上述した光学定盤１８ａに対する計測テーブル１７８２の位置情報、計測テーブル１７８２に対するＹ粗動ステージ２４の位置情報、及びＹ粗動ステージ２４に対する基板ホルダ１５２２の位置情報に基づいて、基板ホルダ１５２２の位置情報を光学定盤１８ａを基準に求める。
《第１８の実施形態》
次に第１８の実施形態に係る液晶露光装置について、図６６〜図６８用いて説明する。第１８の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置１８２０、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第１の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
上記第１の実施形態（図２など参照）では、微動ステージ２２の位置情報を求めるための上向きスケール７２、及び上向きスケール７２の位置情報を求めるための上向きヘッド８０ｘ、８０ｙが、それぞれＹ粗動ステージ２４に固定されていたのに対し、本第１８の実施形態では、図６７に示されるように、上向きスケール７２、及び上向きヘッド８０ｘ、８０ｙが、自重支持装置２８が備えるＹステップガイド４４に固定されている点が異なる。
上向きスケール７２は、スケールベース８４の上面に固定されている。スケールベース８４は、図６６に示されるように、微動ステージ２２の＋Ｙ側、及び−Ｙ側にそれぞれ１つ配置されている。スケールベース８４は、図６７に示されるように、Ｘ軸方向から見てＬ字状に形成されたアーム部材１８８６を介してＹステップガイド４４に固定されている。従って、スケールベース８４（及び上向きスケール７２）は、Ｙステップガイド４４、及びＹ粗動ステージ２４と一体的にＹ軸方向に所定の長ストロークで移動可能となっている。上述したように、Ｙステップガイド４４は、Ｙ粗動ステージ２４が有する一対のＸビーム３６の間に配置されている（Ｘビーム３６のＺ位置とＹステップガイド４４のＺ位置とが一部重複している）ことから、Ｘビーム３６には、アーム部材１８８６を通過させるため（アーム部材８６とＸビーム３６との接触を防止するため）の貫通穴４５が形成されている。
下向きヘッド７４ｘ、７４ｙ、及び上向きスケール７２を含む微動ステージ計測系７６（図６参照）の構成、及び動作は、上記第１の実施形態と同じであるので説明を省略する。また、下向きスケール７８、及び上向きヘッド８０ｘ、８０ｙを含む粗動ステージ計測系８２（図６参照）の構成、及び動作も、上記第１の実施形態と同じであるので説明を省略する。ただし、本実施形態において、粗動ステージ計測系８２が計測するのは、実際には、Ｙステップガイド４４の位置情報である点が上記第１の実施形態と異なる。このように、本実施形態の基板計測系１８７０は、微動ステージ２２（基板Ｐ）の位置情報を、Ｙステップガイド４４を介して光学定盤１８ａを基準に求める。
本第１８の実施形態によれば、微動ステージ２２を支持する（微動ステージ２２と同じ系に含まれる）Ｙステップガイド４４に上向きスケール７２が固定されているので、上記第１の実施形態に比べ、粗動ステージ２４、２６の動作の影響を抑制することができ、微動ステージ２２の位置計測精度をより向上することができる。
《第１９の実施形態》
次に第１９の実施形態に係る液晶露光装置について、図６９、図７０用いて説明する。第１９の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、装置本体１９１８、及び基板計測系１９７０（図７０参照）の構成が異なる点を除き、上記第１８の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１８の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第１８の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
上記第１８の実施形態（図６６参照）において、装置本体１８は、光学定盤１８ａ、中架台部１８ｂ、及び下架台部１８ｃが一体的に組み立てられた状態で防振装置１９を介して床Ｆ上に設置されたのに対し、本第１９の実施形態において、装置本体１９１８は、図６９に示されるように、投影光学系１６を支持する部分（以下、「第１の部分」と称する）と、Ｙステップガイド４４を支持する部分（以下、「第２の部分」と称する）とが、互いに物理的に分離した状態で床Ｆ上に設置されている点が異なる。
装置本体１９１８のうち、投影光学系１６を支持する第１の部分は、光学定盤１８ａ、一対の中架台部１８ｂ、及び一対の第１下架台部１８ｄを備え、正面視で（Ｘ軸方向から見て）門型（逆Ｕ字型）に形成されている。第１の部分は、複数の防振装置１９を介して床Ｆ上に設置されている。これに対し装置本体１９１８のうち、Ｙステップガイド４４を支持する第２の部分は、第２下架台部１８ｅを備えている。第２下架台部１８ｅは、平板状の部材から成り、一対の第１下架台部１８ｄの間に挿入されている。第２下架台部１８ｅは、上記第１の部分を支持する複数の防振装置１９とは別の複数の防振装置１９を介して床Ｆ上に設置されている。一対の第１下架台部１８ｄと第２下架台部１８ｅとの間には、隙間が形成されており、第１の部分と第２の部分とは、振動的に分離（絶縁）されている。第２下架台部１８ｅ上に機械的なリニアガイド装置５２を介してＹステップガイド４４が載置されている点は、上記第１８の実施形態と同様である。
図６９では、図示が一部省略されているが、一対のベースフレーム３０の構成は、上記第１８（第１）の実施形態と同様である。一対のベースフレーム３０は、第２下架台部１８ｅを含み、装置本体２１８とは振動的に分離された状態で床Ｆ上に設置されている。一対のベースフレーム３０上にＹ粗動ステージ２４、及びＸ粗動ステージ２６が載置されている点、並びにＹステップガイド４４上に自重支持装置２８を介して微動ステージ２２が載置されている点は、上記第１８の実施形態と同じである。
次に第１９の実施形態に係る基板計測系１９７０の構成、及び動作について説明する。なお、計測系を除く基板ステージ装置１９２０の構成、及び動作は、上記第１８の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
図７０には、第１９の実施形態に係る基板計測系１９７０の概念図が示されている。基板計測系１９７０のうち、微動ステージ２２（実際には基板ホルダ３２）のＸＹ平面内の位置情報を求めるための微動ステージ計測系７６（図６参照）の構成は、上記第１８（第１）の実施形態と同じであるので、説明を省略する。本第１９の実施形態に係る基板計測系１９７０は、基板ホルダ３２の水平面に対して交差する方向の位置情報を求めるためのＺチルト位置計測系１９９８の構成が上記第１８（第１）の実施形態と異なる。
Ｚチルト位置計測系１９９８は、図７０に示されるように、基板ホルダ３２のＺチルト方向の位置情報を、微動ステージ計測系７６と同様に、Ｙ粗動ステージ２４を介して光学定盤１８ａ（図６９参照）を基準に求める。
図６９に示されるように、基板ホルダ３２の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面に固定されたヘッドベース１９８８のそれぞれには、２つの下向きＸヘッド７４ｘ、及び２つの下向きＹヘッド７４ｙと併せて、２つの下向きＺヘッド７４ｚがＸ軸方向に離間して取り付けられている（図７０参照）。下向きＺヘッド７４ｚとしては、上向きスケール７２に対して計測ビームを照射する公知のレーザ変位計が用いられている。不図示の主制御装置は、合計で４つの下向きＺヘッド７４ｚ（図９参照）の出力に基づいて、微動ステージ２２のＹ粗動ステージ２４に対するＺチルト方向の変位量情報を求める。
また、Ｙステップガイド４４の＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面に固定された一対のスケールベース８４のそれぞれには、上記第１の実施形態のヘッドベース９６と同様に（図４参照）、ヘッドベース１９９６が２つ固定されている。また、図７０に示されるように、ヘッドベース１９９６には、２つの上向きＸヘッド８４ｘ、及び２つの上向きＹヘッド８０ｙと併せて、１つの上向きＺヘッド８０ｚが取り付けられている。上向きＺヘッド８０ｚも下向きＺヘッド７４ｚと同様のレーザ変位計が用いられているが、各Ｚヘッド７４ｚ、８０ｚの種類は、異なっていても良い。不図示の主制御装置は、合計で４つの上向きＺヘッド８０ｚ（図７０参照）の出力に基づいて、Ｙ粗動ステージ２４の光学定盤１８ａ（図６９参照）に対するＺチルト方向の変位量情報を求める。
以上説明した第１９の実施形態では、基板ＰのＺチルト方向の位置情報を、光学定盤１８ａ（すなわち投影光学系１６）を基準に求めることが可能であるので、基板ＰのＸＹ平面内の位置情報と併せて、基板ＰのＺチルト方向の位置情報を高精度で取得することができる。すなわち、一例として国際公開第２０１５／１４７３１９号に開示されるように、重量キャンセル装置４２を基準に基板ＰのＺチルト方向の位置情報を求める場合には、重量キャンセル装置４２がＹステップガイド４４上に載置されていることから、Ｙステップガイド４４の移動時における振動などに起因して、基板Ｐの位置計測に誤差が発生する可能性がある。これに対し、本実施形態では、仮にＹステップガイド４４の移動時に振動などが発生したとしても、Ｙステップガイド４４の位置情報が光学定盤１８ａを基準に常時計測されているため、Ｙステップガイド４４を介して基板Ｐの位置情報を計測しても、該Ｙステップガイド４４の位置ズレが、基板Ｐの計測結果に反映されない。従って、基板Ｐの位置情報を高精度で計測することができる。
また、装置本体１９８０のうち、Ｙステップガイド４４を支持する第２の部分（第２下架台部１８ｅ）が、投影光学系１６を支持する第１の部分と振動的に分離しているので、Ｙステップガイド４４が基板ＰのＹ軸方向への移動に伴ってＹ軸方向へ移動する際、該移動に起因する振動、変形などの投影光学系１６に対する影響を抑制することができ、これにより露光精度を向上することができる。
なお、上記第１の実施形態では、一対のヘッドベース８８が、それぞれ微動ステージ２２（基板ホルダ３２）の位置を計測するための４つのヘッド（各一対の下向きＸヘッド７４ｘ及び下向きＹヘッド７４ｙ）を有し、合計で８つの基板ホルダ位置計測用のヘッドが設けられた場合について説明したが、基板ホルダ位置計測用のヘッドの数は、８つより少なくても良い。以下では、このような実施形態について説明する。
《第２０の実施形態》
次に、第２０の実施形態について図７１〜図７４（Ｃ）に基づいて説明する。本第２０の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板計測系２０７０の一部の構成を除き、前述の第１の実施形態と同じなので、以下、相違点についてのみ説明し、第１の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、第１の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
図７１には、本第２０の実施形態に係る基板ホルダ３２及び基板計測系２０７０の一対のヘッドベース８８が、投影光学系１６とともに平面図にて示されている。図７１では、説明をわかり易くするため、Ｙ粗動ステージ２４等の図示が省略されている。また、図７１では、ヘッドベース８８が点線で図示されている。
本第２０の実施形態に係る液晶露光装置では、図７１に示されるように、基板ホルダ３２の基板載置領域を挟む＋Ｙ側、及び−Ｙ側の領域に、それぞれスケールベース８４が配置されている。各スケールベース８４の上面には、エンコーダスケール２０７２（以下、単にスケール２０７２と称する）がＸ軸方向に関して格子領域が互いに離れて配置されるようにＸ軸方向に所定間隔で、例えば５つ配置されている。
複数のスケール２０７２はそれぞれ、反射型の２次元格子が形成される格子領域（格子部）を有している。なお、スケール２０７２の全域に渡って格子を形成しても良いが、スケール２０７２の端部で精度良く格子を形成するのが困難であるため、本実施形態ではスケール２０７２において格子領域の周囲が余白部となるように格子を形成する。このため、Ｘ軸方向に関して隣接する一対のスケール２０７２の間隔よりも格子領域の間隔の方が広くなっており、計測ビームが格子領域外に照射されている間は位置計測が不能な非計測期間（非計測区間とも呼ぶが、以下では非計測期間と総称する）となる。
基板ホルダ３２の＋Ｙ側に配置された５つのスケール２０７２と、−Ｙ側に配置された５つのスケール２０７２では、隣接するスケール２０７２（格子領域）間の間隔は、同じであるが、その配置位置が、＋Ｙ側の５つのスケール２０７２に対して、−Ｙ側の５つのスケール２０７２が全体的に、所定距離Ｄ（隣接するスケール２０７２（格子領域）の間隔より幾分大きな距離）＋Ｘ側にずれて配置されている。これは、基板ホルダ３２の位置情報を計測する後述する２つのＸヘッド７４ｘ及び２つのＹヘッド７４ｙの合計４つのヘッドのうちの２つ以上がいずれのスケールにも対向しない状態が発生しない（すなわち、４つのヘッドで計測ビームがスケールから外れる非計測期間が重ならない）ようにするためである。
各スケール２０７２は、例えば石英ガラスにより形成されたＸ軸方向に延びる平面視矩形の板状（帯状）の部材から成る。各スケール２０７２の上面には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を周期方向とする所定ピッチ（例えば１μｍ）の反射型の２次元回折格子（２次元グレーティング）ＲＧが形成されている。以下では、前述の格子領域を単に２次元グレーティングＲＧとも呼ぶ。なお、図７１では、図示の便宜上、２次元グレーティングＲＧの格子線間の間隔（ピッチ）は、実際よりも格段に広く図示されている。以下で説明するその他の図においても同様である。以下では、基板ホルダ３２の＋Ｙ側の領域に配置された５つのスケール２０７２を、第１格子群と称し、基板ホルダ３２の−Ｙ側の領域に配置された５つのスケール２０７２を、第２格子群と称するものとする。
＋Ｙ側に位置する一方のヘッドベース８８の下面（−Ｚ側の面）には、スケール２０７２にそれぞれ対向する状態で、Ｘヘッド７４ｘとＹヘッド７４ｙがＸ軸方向に所定間隔（隣接するスケール２０７２の間隔より大きな距離）離れて固定されている。同様に、−Ｙ側に位置する他方のヘッドベース８８の下面（−Ｚ側の面）には、スケール２０７２にそれぞれ対向する状態で、Ｙヘッド７４ｙとＸヘッド７４ｘがＸ軸方向に所定間隔離れて固定されている。すなわち、第１格子群と対向するＸヘッド７４ｘおよびＹヘッド７４ｙと、第２格子群と対向するＸヘッド７４ｘおよびＹヘッド７４ｙはそれぞれ、隣接するスケール２０７２の格子領域の間隔よりも広い間隔で計測ビームをスケール２０７２に照射する。以下では、説明の便宜上、一方のヘッドベース８８が有するＸヘッド７４ｘ、Ｙヘッド７４ｙを、それぞれヘッド７４ａ、ヘッド７４ｂと呼び、他方のヘッドベース８８が有するＹヘッド７４ｙ、Ｘヘッド７４ｘを、それぞれヘッド７４ｃ、ヘッド７４ｄとも呼ぶものとする。
この場合、ヘッド７４ａとヘッド７４ｃが、同一のＸ位置（Ｙ軸方向と平行な同一直線上）に配置され、ヘッド７４ｂとヘッド７４ｄが、ヘッド７４ａとヘッド７４ｃのＸ位置と異なる、同一のＸ位置（Ｙ軸方向と平行な同一直線上）に配置されている。ヘッド７４ａ、７４ｄとそれぞれ対向する２次元グレーティングＲＧとによって、一対のＸリニアエンコーダが構成され、ヘッド７４ｂ、７４ｃとそれぞれ対向する２次元グレーティングＲＧとによって、一対のＹリニアエンコーダが構成されている。
本第２０の実施形態に係る液晶露光装置では、ヘッドベース８８の残りの部分を含み、その他の部分の構成は、主制御装置１００の基板計測系２０７０を用いた基板ホルダ３２の駆動制御（位置制御）を除き、前述した第１の実施形態に係る液晶露光装置１０と同様になっている。
本第２０の実施形態に係る液晶露光装置では、図７２（Ａ）に示される、スケールベース８４の＋Ｘ端部近傍に一対のヘッドベース８８が対向する第１位置と、図７２（Ｂ）に示される、スケールベース８４の−Ｘ端部近傍に一対のヘッドベース８８が対向する第２位置との間で、基板ホルダ３２がＸ軸方向に移動する範囲内で、一対のヘッドベース８８のヘッド７４ａ〜７４ｄ、すなわち一対のＸリニアエンコーダ及び一対のＹリニアエンコーダによる基板ホルダ３２の位置計測が可能である。図７２（Ａ）は、ヘッド７４ｂのみがいずれのスケール２０７２にも対向していない状態を示し、図７２（Ｂ）は、ヘッド７４ｃのみがいずれのスケール２０７２にも対向していない状態を示している。
図７２（Ａ）に示される第１位置と図７２（Ｂ）に示される第２位置との間で基板ホルダ３２がＸ軸方向に移動する過程で、一対のヘッドベース８８とスケール２０７２との位置関係は、図７３（Ａ）〜図７３（Ｄ）にそれぞれ示される第１の状態〜第４の状態と、４つのヘッド７４ａ〜７４ｄの全てが、いずれかのスケール２０７２の２次元グレーティングＲＧに対向する（すなわち、４つのヘッド７４ａ〜７４ｄの全てで計測ビームが２次元グレーティングＲＧに照射される）第５の状態との５つの状態の間で遷移する。以下では、ヘッドがスケール２０７２の２次元グレーティングＲＧに対向する、あるいは計測ビームがスケール２０７２の２次元グレーティングＲＧに照射されると言う代わりに、単にヘッドがスケールに対向すると表現する。
ここでは、説明の便宜上、６つのスケール２０７２を取り上げ、各スケールにそれぞれ識別のための記号ａ〜ｆを付して、スケール２０７２ａ〜２０７２ｆと表記する（図７３（Ａ）参照）。
図７３（Ａ）の第１の状態は、ヘッド７４ａがスケール２０７２ｂに対向し、且つヘッド７４ｃ、７４ｄがスケール２０７２ｅに対向し、ヘッド７４ｂのみが、いずれのスケールにも対向しない状態を示し、図７３（Ｂ）の第２の状態は、図７３（Ａ）の状態から基板ホルダ３２が−Ｘ方向に所定距離移動してヘッド７４ａ、７４ｂがスケール２０７２ｂに対向し、且つヘッド７４ｄがスケール２０７２ｅに対向し、ヘッド７４ｃのみがいずれのスケールにも対向しなくなった状態を示す。図７３（Ａ）の状態から図７３（Ｂ）の状態に遷移する過程で、ヘッド７４ａ、７４ｂがスケール２０７２ｂに対向し、且つヘッド７４ｃ，７４ｄが、スケール２０７２ｅに対向する第５の状態を経由する。
図７３（Ｃ）の第３の状態は、図７３（Ｂ）の状態から基板ホルダ３２が−Ｘ方向に所定距離移動してヘッド７４ａのみがいずれのスケールにも対向しなくなった状態を示す。図７３（Ｂ）の状態から図７３（Ｃ）の状態に遷移する過程で、ヘッド７４ａ、７４ｂがスケール２０７２ｂに対向し、且つヘッド７４ｃがスケール２０７２ｄに対向し、且つヘッド７４ｄがスケール２０７２ｅに対向する第５の状態を経由する。
図７３（Ｄ）の第４の状態は、図７３（Ｃ）の状態から基板ホルダ３２が−Ｘ方向に所定距離移動してヘッド７４ｄのみがいずれのスケールにも対向しなくなった状態を示す。図７３（Ｃ）の状態から図７３（Ｄ）の状態に遷移する過程で、ヘッド７４ａがスケール２０７２ａに対向し、且つヘッド７４ｂがスケール２０７２ｂに対向し、且つヘッド７４ｃがスケール２０７２ｄに対向し、且つヘッド７４ｄがスケール２０７２ｅに対向する第５の状態を経由する。
図７３（Ｄ）の状態から、基板ホルダ３２が所定距離−Ｘ方向に移動すると、ヘッド７４ａがスケール２０７２ａに対向し、且つヘッド７４ｂがスケール２０７２ｂに対向し、且つヘッド７４ｃ、７４ｄがスケール２０７２ｄに対向する第５の状態を経由した後、ヘッド７４ａがスケール２０７２ａに対向し、且つヘッド７４ｃ、７４ｄがスケール２０７２ｄに対向し、ヘッド７４ｂのみが、いずれのスケールにも対向しない第１の状態となる。
以上は、基板ホルダ３２の±Ｙ側にそれぞれ５つ配置されたスケール２０７２のうちの各３つのスケール２０７２と、一対のヘッドベース８８との間の状態（位置関係）の遷移についての説明であるが、１０のスケール２０７２と一対のヘッドベース８８との間でも、基板ホルダ３２の±Ｙ側にそれぞれ配置された５つのスケールのうちの隣接する各３つのスケール２０７２について見れば、一対のヘッドベース８８との位置関係は、上述と同様の順序で遷移する。
このように、本第２０の実施形態では、基板ホルダ３２がＸ軸方向に移動されても、２つのＸヘッド７４ｘ、すなわちヘッド７４ａ、７４ｄと２つのＹヘッド７４ｙ、すなわちヘッド７４ｂ、７４ｃとの合計４つのうちの少なくとも３つが、常にいずれかのスケール２０７２（２次元グレーティングＲＧ）に対向する。さらに、基板ホルダ３２がＹ軸方向に移動されても、４つのヘッドともＹ軸方向に関して計測ビームがスケール２０７２（２次元グレーティングＲＧ）から外れないようにスケール２０７２の格子領域の幅が設定されているため、４つのヘッドの少なくとも３つが常にいずれかのスケール２０７２に対向する。したがって、主制御装置１００は、常時、ヘッド７４ａ〜７４ｄのうちの３つを用いて、基板ホルダ３２のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向の位置情報を管理することが可能である。以下、この点についてさらに説明する。
Ｘヘッド７４ｘ、Ｙヘッド７４ｙの計測値を、それぞれＣＸ、ＣＹとすると、計測値ＣＸ，ＣＹは、それぞれ、次式（１ａ）、（１ｂ）で表すことができる。
ＣＸ＝ （ｐｉ−Ｘ）ｃｏｓθｚ＋（ｑｉ−Ｙ）ｓｉｎθｚ ……（１ａ）
ＣＹ＝−（ｐｉ−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑｉ−Ｙ）ｃｏｓθｚ ……（１ｂ）
ここで、Ｘ、Ｙ、θｚは、それぞれ基板ホルダ３２のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向の位置を示す。また、ｐｉ、ｑｉは、ヘッド７４ａ〜７４ｄそれぞれのＸ位置（Ｘ座標値）、Ｙ位置（Ｙ座標値）である。本実施形態では、ヘッド７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄそれぞれのＸ座標値ｐｉ及びＹ座標値ｑｉ（ｉ＝１、２、３、４）は、各一対のＸヘッド８０ｘ及びＹヘッド８０ｙとそれに対向するスケール７８から出力される計測結果、及び、ヘッドベース１９９６とスケール７２との相対位置関係により算出される。
したがって、基板ホルダ３２と一対のヘッドベース８８とが図７２（Ａ）に示されるような位置関係にあり、このとき基板ホルダ３２のＸＹ平面内の３自由度方向の位置が（Ｘ、Ｙ、θｚ）であるものとすると、３つのヘッド７４ａ、７４ｃ、７４ｄの計測値は、理論上、次の式（２ａ）〜（２ｃ）（アフィン変換の関係とも呼ぶ）で表すことができる。
Ｃ１＝ （ｐ１−Ｘ）ｃｏｓθｚ＋（ｑ１−Ｙ）ｓｉｎθｚ ……（２ａ）
Ｃ３＝−（ｐ３−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑ３−Ｙ）ｃｏｓθｚ ……（２ｂ）
Ｃ４＝ （ｐ４−Ｘ）ｃｏｓθｚ＋（ｑ４−Ｙ）ｓｉｎθｚ ……（２ｃ）
基板ホルダ３２が座標原点（Ｘ，Ｙ、θｚ）＝（０，０，０）にある基準状態では、連立方程式（２ａ）〜（２ｃ）より、Ｃ１＝ｐ１，Ｃ３＝ｑ３，Ｃ４＝ｐ４となる。基準状態は、例えば投影光学系１６による投影領域の中心に、基板ホルダ３２中心（基板Ｐの中心にほぼ一致）が一致し、θｚ回転がゼロの状態である。したがって、基準状態では、ヘッド７４ｂによる基板ホルダ３２のＹ位置の計測も可能となっており、ヘッド７４ｂによる計測値Ｃ２は、式（１ｂ）に従い、Ｃ２＝ｑ２となる。
従って、基準状態において、３つのヘッド７４ａ、７４ｃ、７４ｄの計測値を、それぞれｐ１，ｑ３，ｐ４と初期設定すれば、以降基板ホルダ３２の変位（Ｘ，Ｙ，θｚ）に対して、３つのヘッド７４ａ、７４ｃ、７４ｄは、式（２ａ）〜（２ｃ）で与えられる理論値を提示することになる。
なお、基準状態において、ヘッド７４ａ、７４ｃ、７４ｄのいずれか１つ、例えばヘッド７４ｃに代えて、ヘッド７４ｂの計測値Ｃ２を、ｑ２に初期設定しても良い。
この場合には、以降基板ホルダ３２の変位（Ｘ，Ｙ，θｚ）に対して、３つのヘッド７４ａ、７４ｂ、７４ｄは、式（２ａ）、（２ｃ）、（２ｄ）で与えられる理論値を提示することになる。
Ｃ１＝ （ｐ１−Ｘ）ｃｏｓθｚ＋（ｑ１−Ｙ）ｓｉｎθｚ ……（２ａ）
Ｃ４＝ （ｐ４−Ｘ）ｃｏｓθｚ＋（ｑ４−Ｙ）ｓｉｎθｚ ……（２ｃ）
Ｃ２＝−（ｐ２−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑ２−Ｙ）ｃｏｓθｚ ……（２ｄ）
連立方程式（２ａ）〜（２ｃ）及び連立方程式（２ａ）、（２ｃ）、（２ｄ）では、変数が３つ（Ｘ，Ｙ，θｚ）に対して３つの式が与えられている。従って、逆に、連立方程式（２ａ）〜（２ｃ）における従属変数Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４、あるいは連立方程式（２ａ）、（２ｃ）、（２ｄ）における従属変数Ｃ１，Ｃ４，Ｃ２が与えられれば、変数Ｘ，Ｙ，θｚを求めることができる。ここで、近似ｓｉｎθｚ≒θｚを適用すると、あるいはより高次の近似を適用しても、容易に方程式を解くことができる。従って、ヘッド７４ａ、７４ｃ、７４ｄ（又はヘッド７４ａ、７４ｂ、７４ｄ）の計測値Ｃ１，Ｃ３，Ｃ４（又はＣ１，Ｃ２，Ｃ４）より基板ホルダ３２の位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出することができる。
次に、本第２０の実施形態に係る液晶露光装置で行われる、基板ホルダ３２の位置情報を計測する、基板計測系２０７０のヘッドの切り換え時におけるつなぎ処理、すなわち計測値の初期設定について、主制御装置１００の動作を中心として説明する。
本第２０の実施形態では、前述の如く、基板ホルダ３２の有効ストローク範囲では常に３つのエンコーダ（Ｘヘッド及びＹヘッド）が基板ホルダ３２の位置情報を計測しており、エンコーダ（Ｘヘッド又はＹヘッド）の切り換え処理を行う際には、例えば図７４（Ｂ）に示されるように、４つのヘッド７４ａ〜７４ｄのそれぞれが、いずれかのスケール２０７２に対向し、基板ホルダ３２の位置を計測可能な状態（前述の第５の状態）となる。図７４（Ｂ）は、図７４（Ａ）に示されるように、ヘッド７４ａ、７４ｂ及び７４ｄで基板ホルダ３２の位置を計測していた状態から、基板ホルダ３２が−Ｘ方向に移動して、図７４（Ｃ）に示されるように、ヘッド７４ｂ、７４ｃ、７４ｄで基板ホルダ３２の位置を計測する状態に遷移する途中で出現する第５の状態の一例を示す。すなわち、図７４（Ｂ）は、基板ホルダ３２の位置情報の計測に用いられる３つのヘッドが、ヘッド７４ａ、７４ｂ、７４ｄからヘッド７４ｂ、７４ｃ、７４ｄに切り換えられている最中の状態を示す。
基板ホルダ３２のＸＹ平面内の位置制御（位置情報の計測）に用いられるヘッド（エンコーダ）の切り換え処理（つなぎ）を行おうとする瞬間において、図７４（Ｂ）に示されるように、ヘッド７４ａ、７４ｂ、７４ｃ及び７４ｄが、それぞれスケール２０７２ｂ、２０７２ｂ、２０７２ｄ、２０７２ｅに対向している。図７４（Ａ）から図７４（Ｃ）を一見すると、図７４（Ｂ）においてヘッド７４ａからヘッド７４ｃに切り換えようとしているように見えるが、ヘッド７４ａとヘッド７４ｃとでは、計測方向が異なることからも明らかなように、つなぎを行おうとするタイミングにおいてヘッド７４ａの計測値（カウント値）をそのままヘッド７４ｃの計測値の初期値として与えても何の意味もない。
そこで、本実施形態では、主制御装置１００が、３つのヘッド７４ａ、７４ｂ及び７４ｄを用いる基板ホルダ３２の位置情報の計測（及び位置制御）から、３つのヘッド７４ｂ、７４ｃ、７４ｄを用いる基板ホルダ３２の位置情報の計測（及び位置制御）に切り換えるようになっている。すなわち、この方式は通常のエンコーダつなぎの概念とは異なり、あるヘッドから別のヘッドにつなぐというのではなく、３つのヘッド（エンコーダ）の組み合わせから別の３つのヘッド（エンコーダ）の組み合わせにつなぐものである。
主制御装置１００は、まず、ヘッド７４ａ、７４ｄ及び７４ｂの計測値Ｃ１，Ｃ４，Ｃ２に基づいて、連立方程式（２ａ）、（２ｃ）、（２ｄ）を解き、基板ホルダのＸＹ平面内の位置情報（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。
次に、主制御装置１００は、次式（３）のアフィン変換の式に、上で算出したＸ，θｚを代入して、ヘッド７４ｃの計測値の初期値（ヘッド７４ｃが計測すべき値）を求める。
Ｃ３＝−（ｐ３−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑ３−Ｙ）ｃｏｓθｚ ……（３）
上式（３）において、ｐ３，ｑ３は、ヘッド７４ｃの計測点のＸ座標値、Ｙ座標値である。本実施形態では、Ｘ座標値ｐ３及びＹ座標値ｑ３は、前述した通り、各一対のＸヘッド８０ｘ及びＹヘッド８０ｙとそれに対向するスケール７８から出力される計測結果、及び、ヘッドベース１９９６とスケール７２との相対位置関係により算出される。
上記初期値Ｃ３をヘッド７４ｃの初期値として与えることで、基板ホルダ３２の３自由度方向の位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を維持したまま、矛盾なくつなぎが完了することになる。それ以降は、切り換え後に使用するヘッド７４ｂ、７４ｃ、７４ｄの計測値Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を用いて、次の連立方程式（２ｂ）〜（２ｄ）を解いて、基板ホルダ３２の位置座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）を算出する。
Ｃ３＝−（ｐ３−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑ３−Ｙ）ｃｏｓθｚ ……（２ｂ）
Ｃ４＝ （ｐ４−Ｘ）ｃｏｓθｚ＋（ｑ４−Ｙ）ｓｉｎθｚ ……（２ｃ）
Ｃ２＝−（ｐ２−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑ２−Ｙ）ｃｏｓθｚ ……（２ｄ）
なお、上では、３つのヘッドから、この３つのヘッドと異なる別のヘッドを１つ含む異なる３つのヘッドへの切り換えについて説明したが、これは切り換え前の３つのヘッドの計測値から求まる基板ホルダ３２の位置（Ｘ、Ｙ、θｚ）を用いて、切り換え後に用いられる別のヘッドで計測すべき値を、アフィン変換の原理に基づいて、算出し、その算出した値を、切り換え後に用いられる別のヘッドの初期値として設定しているため、このように説明した。しかしながら、切り換え後に用いられる別のヘッドで計測すべき値の算出等の手順には触れず、切り換え及びつなぎ処理の直接の対象である２つのヘッドにのみ注目すれば、切り換え前に使用している３つのヘッドのうちの１つのヘッドを別の１つのヘッドに切り換えているとも言える。いずれにしても、ヘッドの切り換えは、切り換え前に基板ホルダの位置情報の計測及び位置制御に用いられているヘッドと、切り換え後に用いられるヘッドとが、ともに、いずれかのスケール２０７２に同時に対向している状態で行われる。
なお、上の説明は、ヘッド７４ａ〜７４ｄの切り換えの一例であるが、いずれの３つのヘッドから別の３つのヘッドへの切り換え、あるいはいずれのヘッドから別のヘッドへの切り換えにおいても、上記の説明と同様の手順でヘッドの切り換えが行われる。
以上説明した本第２０の実施形態に係る液晶露光装置は、前述した第１の実施形態と同等の作用効果を奏する。これに加え、本第２０の実施形態に係る液晶露光装置によると、基板ホルダ３２の駆動中に、基板計測系２０７０のＸヘッド７４ｘ（Ｘリニアエンコーダ）とＹヘッド７４ｙ（Ｙリニアエンコーダ）とを少なくとも各１つ含む３つのヘッド（エンコーダ）によりＸＹ平面内における基板ホルダ３２の位置情報（θｚ回転を含む）が計測される。そして、主制御装置１００により、ＸＹ平面内における基板ホルダ３２の位置が切り換えの前後で維持されるように、ＸＹ平面内における基板ホルダ３２の位置情報の計測に用いるヘッド（エンコーダ）が、切り換え前に基板ホルダ３２の位置計測及び位置制御に用いられていた３つのヘッド（エンコーダ）のうちのいずれかのヘッド（エンコーダ）から別のヘッド（エンコーダ）に切り換えられる。このため、基板ホルダ３２の位置の制御に用いるエンコーダの切り換えが行われているにもかかわらず、切り換えの前後で基板ホルダ３２のＸＹ平面内の位置が維持され、正確なつなぎが可能になる。したがって、複数のヘッド（エンコーダ）間でヘッドの切り換え及びつなぎ（計測値のつなぎ処理）を行いながら、所定の経路に沿って正確に基板ホルダ３２（基板Ｐ）をＸＹ平面に沿って移動させることが可能になる。
また、本第２０の実施形態に係る液晶露光装置によると、例えば基板の露光中、主制御装置１００により、基板ホルダ３２の位置情報の計測結果と該位置情報の計測に用いられた３つのヘッドのＸＹ平面内における位置情報（（Ｘ，Ｙ）座標値）とに基づいて、ＸＹ平面内で基板ホルダ３２が駆動される。この場合、主制御装置１００は、アフィン変換の関係を利用してＸＹ平面内における基板ホルダ３２の位置情報を算出しながらＸＹ平面内で基板ホルダ３２を駆動する。これにより、複数のＹヘッド７４ｙ又は複数のＸヘッド７４ｘをそれぞれ有するエンコーダシステムを用いて基板ホルダ３２の移動中に制御に用いるヘッド（エンコーダ）を切り換えながら、基板ホルダ３２（基板Ｐ）の移動を精度良く制御することが可能になる。
なお、上記第２０実施形態において、隣接する一対のスケールの１つから外れて計測ビームが他方のスケールに乗り換えるヘッド（上記別のヘッドに相当）を用いて基板ホルダの移動を制御するための補正情報（前述した別のヘッドの初期値）を、少なくとも１つのスケール２０７２と対向する３つのヘッドで計測される位置情報に基づいて取得するものとしたが、この補正情報は、別のヘッドの計測ビームが他方のスケールに乗り換えた後で、少なくとも１つのスケール２０７２と対向する３つのヘッドの１つが２次元グレーティングＲＧから外れる前までに取得すれば良い。また、少なくとも１つのスケール２０７２と対向する３つのヘッドを、上記別のヘッドを含む異なる３つのヘッドに切り換えて基板ホルダの位置計測あるいは位置制御を行う場合、その切換は、上記補正情報が取得された後で、少なくとも１つのスケール２０７２と対向する３つのヘッドの１つが２次元グレーティングＲＧから外れる前までに行えば良い。なお、補正情報の取得と切換とを実質的に同時に行っても良い。
なお、上記第２０の実施形態では、Ｘ軸方向（第１方向）に関して、第１格子群の２次元グレーティングＲＧがない領域（非格子領域）が第２格子群の２次元グレーティングＲＧがない領域（非格子領域）と重ならないように、言い換えれば、計測ビームが２次元グレーティングＲＧから外れる非計測期間が４つのヘッドで重ならないように、第１格子群、第２格子群の各５つのスケール２０７２が基板ホルダ３２上に配置されている。この場合、＋Ｙ側のヘッドベース８８が有するヘッド７４ａ、７４ｂは、Ｘ軸方向に関して第１格子群の２次元グレーティングＲＧのない領域の幅よりも広い間隔で配置され、−Ｙ側のヘッドベース８８が有するヘッド７４ｃ、７４ｄは、Ｘ軸方向に関して第２格子群の２次元グレーティングＲＧのない領域の幅よりも広い間隔で配置されている。しかしながら、複数の２次元格子を含む格子部とこれに対向可能な複数のヘッドとの組み合わせがこれに限定されるものではない。要は、Ｘ軸方向への移動体の移動中、２次元グレーティングＲＧから計測ビームが外れる(計測不能な)非計測期間が４つのヘッド７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄで重ならないように、ヘッド７４ａ、７４ｂの間隔及びヘッド７４ｃ、７４ｄの間隔、位置、第１、第２格子群の格子部の位置や長さ又は格子部の間隔やその位置を設定すれば良い。例えば、第１格子群と第２格子群とで、Ｘ軸方向に関して非格子領域の位置および幅が同一であっても、第１格子群の少なくとも１つのスケール２０７２（２次元グレーティングＲＧ）と対向する２つのヘッドと、第２格子群の少なくとも１つのスケール２０７２（２次元グレーティングＲＧ）と対向する２つのヘッドを、Ｘ軸方向に関して非格子領域の幅よりも広い距離だけずらして配置しても良い。この場合、第１格子群と対向する２つのヘッドのうち＋Ｘ側に配置されるヘッドと、第２格子群と対向する２つのヘッドのうち−Ｘ側に配置されるヘッドとの間隔を、非格子領域の幅よりも広い間隔としても良いし、第１格子群と対向する２つのヘッドと、第２格子群と対向する２つのヘッドを、Ｘ軸方向に関して交互に配置し、かつ隣接する一対のヘッドの間隔を非格子領域の幅よりも広く設定しても良い。
また、上記第２０の実施形態では、基板ホルダ３２の＋Ｙ側の領域に第１格子群が配置され、かつ基板ホルダ３２の−Ｙ側の領域に第２格子群が配置される場合について説明したが、第１格子群及び第２格子群の一方、例えば第１格子群に代えて、Ｘ軸方向に延びる２次元格子が形成された単一のスケール部材を用いても良い。この場合において、その単一のスケール部材には、１つのヘッドが常時対向することとしても良い。この場合には、第２格子群に対向して３つのヘッドを設け、該３つのヘッドのＸ軸方向の間隔（計測ビームの照射位置間の間隔）を、隣接するスケール２０７２上の２次元グレーティングＲＧ間の間隔より広くすることで、基板ホルダ３２のＸ軸方向の位置によらず、第２格子群に対向する３つのヘッドのうちの少なくとも２つが第２格子群の少なくとも１つの２次元グレーティングＲＧに対向可能な構成としても良い。あるいは、基板ホルダ３２のＸ軸方向の位置によらず、上記の単一のスケール部材に常時少なくとも２つのヘッドが対向可能な構成を採用し、併せて第２格子群の少なくとも１つの２次元グレーティングＲＧに少なくとも２つのヘッドが対向可能な構成としても良い。この場合には、その少なくとも２つのヘッドはそれぞれ、Ｘ軸方向への基板ホルダ３２の移動中、計測ビームが複数のスケール２０７２（２次元グレーティングＲＧ）の１つから外れるととともに、１つのスケール２０７２（２次元グレーティングＲＧ）に隣接する別のスケール２０７２（２次元グレーティングＲＧ）に乗り換えることになる。しかしながら、少なくとも２つのヘッドのＸ軸方向の間隔を、隣接するスケール２０７２の２次元グレーティングＲＧの間隔より広くすることで、少なくとも２つのヘッドで非計測期間が重ならない、すなわち常に少なくとも１つのヘッドで計測ビームがスケール２０７２に照射される。これらの構成では常に少なくとも３つのヘッドが少なくとも１つのスケール２０７２と対向して３自由度方向の位置情報を計測可能である。
なお、第１格子群と第２格子群とで、スケールの数、隣接するスケールの間隔などが異なっても良い。この場合、第１格子群と対向する少なくとも２つのヘッドと第２格子群と対向する少なくとも２つのヘッドで、ヘッド（計測ビーム）の間隔、位置などが異なっても良い。
なお、上記第２０の実施形態では、単一の２次元グレーティングＲＧ（格子領域）がそれぞれ形成された複数のスケール２０７２を用いることとしたが、これに限らず、２つ以上の格子領域が、Ｘ軸方向に離れて形成されたスケール２０７２を、第１格子群又は第２格子群の少なくとも一方に含んでいても良い。
なお、上記第２０の実施形態では、常に３つのヘッドにより基板ホルダ３２の位置（Ｘ、Ｙ、θｚ）を計測、制御するため、同一構成の各５つのスケール２０７２を含む第１格子群と第２格子群とで、Ｘ軸方向に関して所定距離ずらして配置する場合について説明したが、これに限らず、第１格子群と第２格子群とで、Ｘ軸方向に関してずらすことなく（互いにほぼ完全に対向してスケール２０７２の列を配置し）、一方のヘッドベース８８と他方のヘッドベース８８とで、基板ホルダ３２の位置計測用のヘッド（ヘッド７４ｘ、７４ｙ）の配置をＸ軸方向に関して異ならせても良い。この場合にも、常に３つのヘッドにより基板ホルダ３２の位置（Ｘ、Ｙ、θｚ）を計測、制御することが可能になる。
なお、上記第２０の実施形態では、ヘッド７４ａ、７４ｂとヘッド７４ｃ、７４ｄとの合計４つのヘッドを用いる場合について説明したが、これに限らず、５つ以上のヘッドを用いることとしても良い。すなわち、第１格子群、第２格子群にそれぞれ対向する各２つのヘッドの少なくとも一方に、少なくとも１つの冗長ヘッドを加えても良い。この構成について以下の第２１の実施形態で説明する。
《第２１の実施形態》
次に、第２１の実施形態について図７５に基づいて説明する。本第２１の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板計測系２１７０の一部の構成を除き、前述の第１及び第２０の実施形態と同じなので、以下、相違点についてのみ説明し、第１及び第２０の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、第１及び第２０の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
図７５には、本第２１の実施形態に係る基板ホルダ３２及び基板計測系２１７０の一対のヘッドベース８８が、投影光学系１６とともに平面図にて示されている。図７５では、説明をわかり易くするため、Ｙ粗動ステージ２４等の図示が省略されている。また、図７５では、ヘッドベース８８が点線で図示されている。
本第２１の実施形態に係る液晶露光装置では、図７５に示されるように、基板ホルダ３２の基板載置領域を挟んで＋Ｙ側、及び−Ｙ側の領域に、それぞれスケール２０７２がＸ軸方向に所定間隔で、例えば５つ配置されている。基板載置領域の＋Ｙ側に配置された５つのスケール２０７２と、−Ｙ側の領域に配置された５つのスケール２０７２では、隣接するスケール２０７２間の間隔は、同じであり、かつ基板載置領域の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の各５つのスケール２０７２同士は、互いに対向して同一のＸ位置に配置されている。したがって、隣接するスケール２０７２間の隙間の位置が、ほぼ同一のＹ軸方向の所定線幅の直線上に位置している。
＋Ｙ側に位置する一方のヘッドベース８８の下面（−Ｚ側の面）には、スケール２０７２にそれぞれ対向する状態で、Ｙヘッド７４ｙ、Ｘヘッド７４ｘ及びＹヘッド７４ｙの合計３つのヘッドが−Ｘ側から順にＸ軸方向に所定間隔（隣接するスケール２０７２相互の間隔より大きな距離）離れて固定されている。−Ｙ側に位置する他方のヘッドベース８８の下面（−Ｚ側の面）には、スケール２０７２にそれぞれ対向する状態で、Ｙヘッド７４ｙとＸヘッド７４ｘがＸ軸方向に所定間隔離れて固定されている。以下では、説明の便宜上、一方のヘッドベース８８が有する３つのヘッドを、−Ｘ側から順にそれぞれヘッド７４ｅ、ヘッド７４ａ、ヘッド７４ｂと呼び、他方のヘッドベース８８が有するＹヘッド７４ｙ、Ｘヘッド７４ｘを、それぞれヘッド７４ｃ、ヘッド７４ｄとも呼ぶものとする。
この場合、ヘッド７４ａとヘッド７４ｃが、同一のＸ位置（同一のＹ軸方向の直線上）に配置され、ヘッド７４ｂとヘッド７４ｄが、同一のＸ位置（同一のＹ軸方向の直線上）に配置されている。ヘッド７４ａ、７４ｄとそれぞれ対向する２次元グレーティングＲＧとによって、一対のＸリニアエンコーダが構成され、ヘッド７４ｂ、７４ｃ、７４ｅとそれぞれ対向する２次元グレーティングＲＧとによって、３つのＹリニアエンコーダが構成されている。
本第２１の実施形態に係る液晶露光装置では、その他の部分の構成は、前述の第２０の実施形態に係る液晶露光装置と同様になっている。
本第２１の実施形態では、＋Ｙ側と−Ｙ側のスケール２０７２の列の配置を、Ｘ軸方向に関してずらしていないにも拘らず、一対のヘッドベース８８が基板ホルダ３２に同期してＹ軸方向に移動している（又は一対のヘッドベース８８とスケール２０７２の列とが対向する位置で基板ホルダ３２のＹ位置が維持されている）限り、ヘッド７４ａ〜７４ｅのうちの３つが、基板ホルダ３２のＸ位置によらず、常にスケール２０７２（２次元グレーティングＲＧ）に対向する。
以上説明した本第２１の実施形態に係る液晶露光装置は、前述した第２０の実施形態に係る液晶露光装置と同様の作用効果を奏する。
なお、上記第２１の実施形態は、基板ホルダ３２の位置情報計測用の複数のヘッドは、ヘッドの切り換えに必要な４つのヘッド、例えばヘッド７４ｅ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄに加え、その４つのヘッドのうちの１つのヘッド７４ｃと非計測期間が一部重なる１つのヘッド７４ａを含んでいるとも捉えることができる。そして、本第２１の実施形態では、基板ホルダ３２の位置情報（Ｘ、Ｙ、θｚ）の計測において、４つのヘッド７４ｅ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄと、１つのヘッド７４ｃと、を含む５つのヘッドのうち、計測ビームが複数の格子領域（２次元グレーティングＲＧ）の少なくとも１つに照射される少なくとも３つのヘッドの計測情報が用いられる。
なお、上記第２１の実施形態は、複数のヘッドのうち、少なくとも２つのヘッドで非計測期間が重なる場合、例えば２つのヘッドが同時にスケール２０７２（格子領域、例えば２次元グレーティングＲＧ）から外れ、同時に隣接するスケール２０７２（格子領域、例えば２次元グレーティングＲＧ）に乗り換える場合の一例である。この場合、少なくとも２つのヘッドの計測が切れても、計測を継続するために少なくとも３つのヘッドが格子部の格子領域（２次元グレーティング）と対向している必要がある。しかも、その少なくとも３つのヘッドは、計測が切れた少なくとも２つのヘッドの１つ以上が隣接する格子領域に乗り換えるまでは計測が切れないことが前提である。すなわち、非計測期間が重なる少なくとも２つのヘッドがあっても、それに加えて少なくとも３つのヘッドがあれば、格子領域が間隔を空けて配置されていても計測を継続できる。
《第２２の実施形態》
次に、第２２の実施形態について図７６に基づいて説明する。本第２２の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、図７６に示されるように、基板ホルダ３２の基板載置領域の＋Ｙ側と−Ｙ側にそれぞれ配置されたスケール２０７２の列が、第２１の実施形態と同様に対向配置され、且つ−Ｙ側に位置する一方のヘッドベース８８が、前述の第１の実施形態と同様に各２つのＸヘッド７４ｘ、Ｙヘッド７４ｙを有している点が、前述の第２１の実施形態に係る液晶露光装置の構成と相違するが、その他の部分の構成は第２１の実施形態に係る液晶露光装置と同様になっている。
一方のヘッドベース８８の下面（−Ｚ側の面）には、Ｙヘッド７４ｙ（ヘッド７４ｃ）の−Ｙ側に隣接してＸヘッド７４ｘ（以下、適宜、ヘッド７４ｅと呼ぶ）が設けられるとともに、Ｘヘッド７４ｘ（ヘッド７４ｄ）の−Ｙ側に隣接してＹヘッド７４ｙ（以下、適宜、ヘッド７４ｆと呼ぶ）が設けられている。
本実施形態に係る液晶露光装置では、一対のヘッドベース８８がＹ軸方向に移動している状態（又は一対のヘッドベース８８とスケール２０７２の列とが対向する位置で基板ホルダ３２のＹ位置が維持されている状態）において、基板ホルダ３２のＸ軸方向の移動に伴い、３つのヘッド７４ａ、７４ｃ、７４ｅ（第１グループのヘッドと称する）及び３つのヘッド７４ｂ，７４ｄ、７４ｆ（第２グループのヘッドと称する）の一方が、いずれのスケールにも対向しなくなる場合があるが、そのときには、必ず第１グループのヘッドと第２グループのヘッドとの他方が、スケール２０７２（２次元グレーティングＲＧ）に対向する。すなわち、本第２２の実施形態に係る液晶露光装置では、＋Ｙ側と−Ｙ側のスケール２０７２の列の配置を、Ｘ軸方向に関してずらしていないにも拘らず、基板ホルダ３２のＸ軸方向への移動において、一対のヘッドベース８８がＹ軸方向に移動している（又は一対のヘッドベース８８とスケール２０７２の列とが対向する位置で基板ホルダ３２のＹ位置が維持されている）限り、第１グループのヘッドと第２グループのヘッドの少なくとも一方に含まれる３つのヘッドによって、基板ホルダ３２のＸ位置によらず、基板ホルダ３２の位置（Ｘ、Ｙ、θｚ）の計測が可能になっている。
ここで、例えば第１グループのヘッド（ヘッド７４ａ、７４ｃ、７４ｅ）がいずれのスケールにも対向しなくなって計測不能となった後に、再度、スケール２０７２に対向した場合に、それらのヘッド７４ａ、７４ｃ、７４ｅを復帰させる（計測を再開させる）場合について考える。この場合、第１グループのヘッド（ヘッド７４ａ、７４ｃ、７４ｅ）による計測が再開される前の時点では、第２グループのヘッド（ヘッド７４ｂ，７４ｄ、７４ｆ）によって、基板ホルダ３２の位置（Ｘ、Ｙ、θｚ）の計測、制御が続行されている。そこで、主制御装置１００は、図７６に示されるように、一対のヘッドベース８８が、＋Ｙ側、−Ｙ側にそれぞれ配置された隣接する２つのスケール２０７２を跨ぎ、第１グループのヘッドと第２グループのヘッドとが、隣接する２つのスケール２０７２の一方と他方に対向した時点で、前述した第２１の実施形態で詳述した手法により、第２グループのヘッド（ヘッド７４ｂ，７４ｄ、７４ｆ）の計測値に基づき、基板ホルダの位置（Ｘ、Ｙ、θｚ）を算出し、この算出した基板ホルダの位置（Ｘ、Ｙ、θｚ）を、前述したアフィン変換の式に代入することで、第１のグループのヘッド（ヘッド７４ａ、７４ｃ、７４ｅ）の初期値を同時に算出して設定する。これにより、簡単に、第１グループのヘッドを復帰させて、これらのヘッドによる基板ホルダ３２の位置の計測、制御を再開させることができる。
以上説明した本第２２の実施形態に係る液晶露光装置によると、前述した第２１の実施形態に係る液晶露光装置と同様の作用効果を奏する。
《第２２の実施形態の変形例》
この変形例は、第２２の実施形態に係る液晶露光装置において、＋Ｙ側に位置する他方のヘッドベース８８として、一方のヘッドベース８８と同じ構成（又は紙面上下方向に関して対称な構成）のヘッドユニットが用いられる場合である。
この場合、上述と同様に、同一のＹ軸方向の直線状に配置された各４つのヘッドが属する第１グループのヘッドと、第２グループのヘッドとに８つのヘッドをグループ分けする。
第１グループのヘッドがいずれのスケールにも対向しなくなって計測不能となった後に、再度、スケール２０７２に対向した場合に、第１グループのヘッドを復帰させ、それらのヘッドによる計測を再開させる場合について考える。
この場合、第１グループのヘッドによる計測が再開される前の時点では、第２グループのヘッドのうちの３つのヘッドによって、基板ホルダ３２の位置（Ｘ、Ｙ、θｚ）の計測、制御が続行されている。そこで、主制御装置１００は、前述と同様、一対のヘッドベース８８が、＋Ｙ側、−Ｙ側にそれぞれ配置された隣接する２つのスケール２０７２を跨ぎ、第１グループのヘッドと第２グループのヘッドとが、隣接する２つのスケール２０７２の一方と他方に対向した時点で、第１グループのヘッドそれぞれの計測値の初期値を算出するが、この場合は、第１グループの４つのヘッドの全ての初期値を同時に算出することはできない。その理由は、計測に復帰させるヘッドが３つ（ＸヘッドとＹヘッドとを合わせた数）であれば、前述と同様の手順でそれら３つのヘッドの計測値の初期値を設定した場合に、それらの初期値を前述の計測値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３等として、前述の連立方程式を解くことで、基板ホルダの位置（Ｘ、Ｙ、θ）が一意に定まるので、特に問題はない。しかし、基板ホルダの位置（Ｘ、Ｙ、θ）を一意に定めることのできる、４つのヘッドの計測値を用いる、アフィン変換の関係を利用した連立方程式を観念できないからである。
そこで、本変形例では、復帰させる第１グループを、別のヘッドをそれぞれ含む３つヘッドが属する、２つのグループにグループ分けし、グループ毎に前述と同様の手法で、３つのヘッドについて、初期値を同時に算出して設定する。初期値の設定後は、いずれかのグループの３つのヘッドの計測値を、基板ホルダ３２の位置制御に用いれば良い。位置制御に用いない方のグループのヘッドによる基板ホルダ３２の位置計測を、基板ホルダ３２の位置制御と並行して実行しても良い。なお、復帰させる第１のグループの各ヘッドの初期値を、前述の手法により、順次個別に算出することも可能である。
上述した第２０〜第２２の実施形態に係るエンコーダの切り換え（エンコーダ出力のつなぎ）処理は、第２〜第１９の実施形態において、基板ホルダの位置計測を粗動ステージ、あるいは計測テーブルを基準に行うエンコーダシステムにも適用可能である。また、上述した第２０〜第２２の実施形態に係るエンコーダの切り換え（エンコーダ出力のつなぎ）は、第１〜第５、第８〜第１５、第１８、第１９の各実施形態において、粗動ステージの位置計測を光学定盤１８ａを基準に行うエンコーダシステム、あるいは第６、第７、第１６、第１７の各実施形態において、計測テーブルの位置計測を光学定盤１８ａを基準に行うエンコーダシステムにも適用可能である。
なお、以上説明した第１〜第２２の各実施形態の構成は、適宜変更が可能である。一例として、上記各実施形態における基板計測系（基板計測系７０、２７０など）は、基板ステージ装置の構成を問わず、物体（上記各実施形態では基板Ｐ）を保持する移動体の位置計測に用いることができる。すなわち、上記第１〜第５の実施形態に係る基板ホルダ３２のような、基板Ｐのほぼ全面を吸着保持するタイプの基板ホルダを備える基板ステージ装置に対し、上記第６の実施形態に係る基板計測系６７０のような、計測テーブル６２４を介して光学定盤１８ａを基準に基板ホルダの位置情報を求めるタイプの計測系を適用することも可能である。
また、上記各実施形態に係る計測系と同様の構成の計測系を、基板Ｐ以外の計測対象物に適用しても良く、一例として、マスクステージ装置１４におけるマスクＭの位置計測に、上記基板計測系７０などと同様の構成の計測系を用いても良い。特に、国際公開第２０１０／１３１４８５号に開示されるような、マスクをスキャン方向と直交する方向に長ストロークでステップ移動させるマスクステージ装置の計測系には、上記各実施形態に係る計測系を好適に用いることができる。
また、上記第１〜第２２の実施形態の基板計測系において、エンコーダヘッド、及びスケールの配置は逆であっても良い。すなわち、基板ホルダの位置情報を求めるためのＸリニアエンコーダ、Ｙリニアエンコーダは、基板ホルダにスケールが取り付けられ、粗動ステージ、あるいは計測テーブルにエンコーダヘッドが取り付けられても良い。その場合、粗動ステージ、あるいは計測テーブルに取り付けられるスケールは、例えばＸ軸方向に沿って複数配置され、相互に切り換え動作可能に構成されると良い。同様に、粗動ステージ、あるいは計測テーブルの位置情報を求めるためのＸリニアエンコーダ、Ｙリニアエンコーダは、計測テーブルにスケールが取り付けられ、光学定盤１８ａにエンコーダヘッドが取り付けられても良い。その場合、光学定盤１８ａに取り付けられるエンコーダヘッドは、例えばＹ軸方向に沿って複数配置され、相互に切り換え動作可能に構成されると良い。基板ホルダ、及び光学定盤１８ａにエンコーダヘッドが固定される場合、粗動ステージ、あるいは計測テーブルに固定されるスケールを共通化しても良い。
また、基板計測系において、基板ステージ装置側にＸ軸方向に延びる１つ又は複数のスケールが固定され、装置本体１８側にＹ軸方向に延びる１つ又は複数のスケールが固定される場合について説明したが、これに限られず、基板ステージ装置側にＹ軸方向に延びる１つ又は複数のスケール、装置本体１８側にＸ軸方向に延びる１つ又は複数のスケールがそれぞれ固定されても良い。この場合、粗動ステージ、あるいは計測テーブルは、基板Ｐの露光動作などにおける基板ホルダの移動中にＸ軸方向に駆動される。
また、複数のスケールが離間して配置される場合、スケールの数は、とくに限定されず、例えば基板Ｐの大きさ、あるいは基板Ｐの移動ストロークに応じて適宜変更が可能である。また、長さの異なる複数のスケールを用いても良いし、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に並んで配置された複数の格子領域をそれぞれの格子部に含むのであれば、格子部を構成するスケールの数は、特に問わない。
また、計測テーブル、及びその駆動系は、装置本体１８の上架台部１８ａの下面に設けるよう構成しているが、下架台部１８ｃや中架台部１８ｂに設けるようにしても良い。
また、上記各実施形態では、２次元グレーティングが形成されたスケールを用いる場合について説明したが、これに限られず、各スケールの表面にＸスケールとＹスケールとが独立に形成されても良い。この場合、スケール内において、ＸスケールとＹスケールとの長さを互いに異ならせるようにしても良い。また両者をＸ軸方向に相対的にずらして配置するようにしても良い。また、回折干渉方式のエンコーダシステムを用いる場合について説明したが、これに限られず、いわゆるピックアップ方式、磁気方式などの他のエンコーダも用いることができ、例えば米国特許第６，６３９，６８６号明細書などに開示されるいわゆるスキャンエンコーダなども用いることができる。
なお、上記第２０〜第２２の実施形態及びその変形例（以下、第２２の実施形態と略記する）では、ヘッドを少なくとも４つ設ける場合について説明したが、かかる場合、第１方向に関して並んで配置された複数の格子領域を格子部に含むのであれば、格子部を構成するスケール２０７２の数は、特に問わない。その複数の格子領域は、基板ホルダ３２の基板Ｐを挟むＹ軸方向の一側及び他側の両方に配置する必要はなく、一方にのみ配置されていても良い。ただし、少なくとも基板Ｐの露光動作中、基板ホルダ３２の位置（Ｘ、Ｙ、θｚ）を継続して制御するためには、以下の条件を満足する必要がある。
すなわち、少なくとも４つのヘッドのうち１つのヘッドで計測ビームが複数の格子領域（例えば、前述の２次元グレーティングＲＧ）から外れている間、残りの少なくとも３つのヘッドは計測ビームが複数の格子領域の少なくとも１つに照射されるとともに、Ｘ軸方向（第１方向）への基板ホルダ３２の移動によって、上述の少なくとも４つのヘッドの中で計測ビームが複数の格子領域から外れる上記１つのヘッドが切り換わる。この場合において、少なくとも４つのヘッドは、Ｘ軸方向（第１方向）に関して互いに計測ビームの位置（照射位置）が異なる２つのヘッドと、Ｙ軸方向（第２方向）に関して前記２つのヘッドの少なくとも一方と計測ビームの位置が異なるととともに、Ｘ軸方向に関して互いに計測ビームの位置（照射位置）が異なる２つのヘッドと、を含み、前記２つのヘッドは、Ｘ軸方向に関して、複数の格子領域のうち隣接する一対の格子領域の間隔よりも広い間隔で計測ビームを照射する。
なお、Ｘ軸方向に並んだ格子領域（例えば２次元グレーティングＲＧ）の列を、Ｙ軸方向に関して３列以上配置しても良い。例えば、上記第２２の実施形態では、−Ｙ側の５つのスケール２０７２に代えて、その５つのスケール２０７２のそれぞれをＹ軸方向に２等分したような面積をそれぞれ有する１０個の格子領域（例えば２次元グレーティングＲＧ）から成る、Ｙ軸方向に隣接した２つの格子領域（例えば２次元グレーティングＲＧ）の列を設け、一方の列の２次元グレーティングＲＧにヘッド７４ｅ、７４ｆが対向可能、且つ他方の列の２次元グレーティングＲＧにヘッド７４ｃ、７４ｄが対向可能となるような構成を採用しても良い。また、上記第２２の実施形態の変形例では、＋Ｙ側の５つのスケール２０７２についても、上述と同様の１０個の格子領域から成る、Ｙ軸方向に隣接した２つの格子領域（例えば２次元グレーティングＲＧ）の列を設け、一方の列の２次元グレーティングＲＧに一対のヘッドが対向可能、且つ他方の列の２次元グレーティングＲＧに残りの一対のヘッドが対向可能となるような構成を採用しても良い。
なお、上記第２０〜第２２の実施形態では、Ｘ軸方向（第１方向）への基板ホルダ３２の移動において、少なくとも４つのヘッド相互間で、いずれの２つのヘッドについてみても、計測ビームがいずれの２次元グレーティングＲＧにも照射されない（格子領域から外れる）、すなわちヘッドでの計測が不能となる（非計測区間）が重ならないように、スケール及びヘッドの少なくとも一方の位置あるいは間隔、あるいは位置及び間隔などを設定することが重要である。
なお、上記第２０ないし第２２の実施形態において、基板ホルダ３２の位置情報を計測する各Ｘヘッド７４ｘに代えて、Ｘ軸方向及びＺ軸方向を計測方向とするエンコーダヘッド（ＸＺヘッド）を用いるとともに、各Ｙヘッド７４ｙに代えて、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を計測方向とするエンコーダヘッド（ＹＺヘッド）を用いても良い。これらのヘッドとしては、例えば米国特許第７，５６１，２８０号明細書に開示される変位計測センサヘッドと同様の構成のセンサヘッドを用いることができる。かかる場合には、主制御装置１００は、前述のヘッドの切り換え及びつなぎ処理に際して、切り換え前に基板ホルダ３２の位置制御に用いられる３つのヘッドの計測値を用いて、所定の演算を行うことで、ＸＹ平面内の３自由度方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）に関する基板ホルダ３２の位置の計測結果の連続性を保証するためのつなぎ処理に加えて、前述と同様の手法により、残りの３自由度方向（Ｚ、θｘ、θｙ）に関する基板ホルダ３２の位置の計測結果の連続性を保証するためのつなぎ処理をも行っても良い。代表的に第２０の実施形態を例にとって具体的に説明すると、主制御装置１００は、４つのヘッド７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄのうち、計測ビームが１つの２次元グレーティングＲＧ（格子領域）から外れて別の２次元グレーティングＲＧ（格子領域）に乗り換える１つのヘッドを用いて残りの３自由度方向（Ｚ、θｘ、θｙ）に関する基板ホルダ３２の移動を制御するための補正情報を、残りの３つのヘッドによるＺ軸方向（第３方向）の計測情報、あるいはその残りの３つのヘッドを用いて計測される残りの３自由度方向（Ｚ、θｘ、θｙ）に関する基板ホルダ３２の位置情報に基づいて取得することとすれば良い。
なお、上記第２０ないし第２２の実施形態において、計測ビームが１つのスケールから外れて別のスケールに乗り換える別のヘッドの初期値を設定するものとしたが、これに限らず、別のヘッドの計測値の補正情報など、別のヘッドを用いて基板ホルダの移動を制御するための補正情報を取得しても良い。別のヘッドを用いて基板ホルダの移動を制御するための補正情報には、初期値は勿論含まれるが、これに限らず、その別のヘッドが計測を再開できるための情報であれば良く、計測再開後に計測すべき値からのオフセット値などでも良い。
なお、上記第１〜第２２実施形態において、Ｚ・チルト位置計測系及びエンコーダシステムによって基板計測系を構成するものとしたが、例えばＸ、Ｙヘッドの代わりにＸＺ、ＹＺヘッドを用いることで、エンコーダシステムのみで基板計測系を構成しても良い。
また、上記第１７の実施形態において、一対の計測テーブル１７８２とは別に、Ｘ軸方向に関して計測テーブル１７８２から離れて配置される少なくとも１つのヘッドを設けても良い。例えば、Ｘ軸方向に関して投影光学系１６から離れて配置され、基板Ｐのアライメントマークを検出するマーク検出系（アライメント系）に対して±Ｙ側にそれぞれ計測テーブル１７８２と同じ可動のヘッドユニットを設け、基板マークの検出動作においてマーク検出系の±Ｙ側に配置される一対のヘッドユニットを用いてＹ粗動ステージ２４の位置情報を計測しても良い。この場合、マーク検出動作において、一対の計測テーブル１７８２で全ての計測ビームがスケール１７８８（又は６８４）から外れても、基板計測系（別の一対のヘッドユニット）によるＹ粗動ステージ２４の位置情報の計測が継続可能となり、マーク検出系の位置など、露光装置の設計の自由度を高められる。なお、Ｚ軸方向に関する基板Ｐの位置情報を計測する基板計測系をマーク検出系の近傍に配置することで、基板のＺ位置の検出動作においても基板計測系によるＹ粗動ステージ２４の位置情報の計測が可能となる。または、基板計測系を投影光学系１６の近傍に配置し、基板のＺ位置の検出動作において一対の計測テーブル１７８２でＹ粗動ステージ２４の位置情報を計測しても良い。また、本実施形態では、投影光学系１６から離れて設定される基板交換位置にＹ粗動ステージ２４が配置されると、一対の計測テーブル１７８２の全てのヘッドで計測ビームがスケール１７８８（又は６８４）から外れる。そこで、基板交換位置に配置されるＹ粗動ステージ２４の複数のスケール１７８８（又は６８４）の少なくとも１つと対向する少なくとも１つのヘッド（可動のヘッド又は固定のヘッドのいずれでも良い）を設け、基板交換動作においても基板計測系によるＹ粗動ステージ２４の位置情報の計測を可能としても良い。ここで、Ｙ粗動ステージ２４が基板交換位置に到達する前、言い換えれば、基板交換位置に配置される少なくとも１つのヘッドがスケール１７８８（又は６８４）に対向する前に、一対の計測テーブル１７８２の全てのヘッドで計測ビームがスケール１７８８（又は６８４）から外れる場合は、Ｙ粗動ステージ２４の移動経路の途中に少なくとも１つのヘッドを追加で配置し、基板計測系による基板ホルダ３２の位置情報の計測を継続可能としても良い。なお、一対の計測テーブル１７８２とは別に設けられる少なくとも１つのヘッドを用いる場合、一対の計測テーブル１７８２の計測情報を用いて前述のつなぎ処理を行っても良い。
同様に、上記第１〜第２２実施形態において、各Ｘヘッド７４ｘに代えて、前述のＸＺヘッドを用いるとともに、各Ｙヘッド７４ｙに代えて、前述のＹＺヘッドを用いても良い。かかる場合において、一対のＸＺヘッドと一対のＹＺヘッドと、これらが対向可能なスケールとを含むエンコーダシステムでは、複数のヘッド７４ｘ、７４ｙの回転（θｚ）と傾斜（θｘ及びθｙの少なくとも一方）との少なくとも一方に関する位置情報を計測することとしても良い。
なお、スケール７２，７８，２０７２などでは表面に格子が形成される（表面が格子面である）ものとしたが、例えば格子を覆うカバー部材（ガラス又は薄膜など）を設け、格子面をスケールの内部としても良い。
なお、上記第１７の実施形態では、各一対のＸヘッド８０ｘ及びＹヘッド８０ｙが、Ｙ粗動ステージ２４の位置を計測するためのヘッドとともに、計測テーブル１７８２に設けられる場合について説明したが、各一対のＸヘッド８０ｘ及びＹヘッド８０ｙは、計測テーブル１７８２を介することなく、Ｙ粗動ステージ２４の位置を計測するためのヘッドに設けられていても良い。
なお、これまでの説明では、基板エンコーダシステムが備える各ヘッドのＸＹ平面内における計測方向が、Ｘ軸方向又はＹ軸方向である場合について説明したが、これに限らず、２次元グレーティングに代えて、ＸＹ平面内で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に交差し、かつ互いに直交する２方向（便宜上、α方向、β方向と呼ぶ）を周期方向とする２次元格子を用いても良く、これに対応して前述の各ヘッドとして、α方向（及びＺ軸方向）又はβ方向（及びＺ軸方向）をそれぞれの計測方向とするヘッドを用いることとしても良い。また、前述の第１の実施形態では、各Ｘスケール、Ｙスケールに代えて、例えばα方向、β方向を周期方向とする１次元格子を用いるとともに、これに対応して前述の各ヘッドとして、α方向（及びＺ軸方向）又はβ方向（及びＺ軸方向）をそれぞれの計測方向とするヘッドを用いることとしても良い。
なお、上記第２０〜第２２の実施形態において、第１格子群を前述のＸスケールの列で構成し、第２格子群を前述のＹスケールの列で構成し、これに対応して、Ｘスケールの列に対向可能に複数のＸヘッド（又はＸＺヘッド）を所定の間隔（隣接するＸスケール間の間隔より大きな間隔）で配置するとともに、Ｙスケールの列に対向可能に複数のＹヘッド（又はＹＺヘッド）を所定の間隔（隣接するＹスケール間の間隔より大きな間隔）で配置することとしても良い。
なお、上記第２０〜第２２の実施形態において、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に並んで配置される各スケールとして、長さの異なる複数のスケールを用いても勿論良い。この場合において、周期方向が同じ、あるいは直交するスケールの列を２列以上、並んで設ける場合には、スケール間のスペースが、お互いに重ならないように設定可能な長さのスケールを選択することとしても良い。すなわち、一列のスケール列を構成するスケール間のスペースの配置間隔は、等間隔でなくても良い。また、例えば、粗動ステージ上のスケール列において、Ｘ軸方向における両端部寄りにそれぞれ配置されるスケール（スケール列において、各端部に配置されるスケール）のＸ軸方向の長さよりも、中央部に配置されるスケールの方を物理的に長くしても良い。
なお、上記第６、第７、第１６、第１７の各実施形態において、計測テーブル用エンコーダは、少なくとも計測テーブルの移動方向（上記実施形態ではＹ軸方向）の位置情報を計測すれば良いが、移動方向と異なる少なくとも１つの方向（Ｘ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚの少なくとも１つ）の位置情報も計測して良い。例えば、計測方向がＸ軸方向のヘッド（Ｘヘッド）のＸ軸方向の位置情報も計測し、このＸ情報とＸヘッドの計測情報とでＸ軸方向の位置情報を求めても良い。ただし、計測方向がＹ軸方向のヘッド（Ｙヘッド）では、計測方向と直交するＸ軸方向の位置情報を用いなくても良い。同様に、Ｘヘッドでは、計測方向と直交するＹ軸方向の位置情報を用いなくても良い。要は、ヘッドの計測方向と異なる少なくとも１つの方向の位置情報を計測し、この計測情報とヘッドの計測情報とで計測方向に関する基板ホルダ６２２などの位置情報を求めても良い。また、例えばＸ軸方向に関して位置が異なる２本の計測ビームを使って可動ヘッドのθｚ方向の位置情報（回転情報）を計測し、この回転情報と、Ｘヘッド、及びＹヘッドの計測情報とを用いて基板ホルダ６２２などのＸ軸、Ｙ軸方向の位置情報を求めても良い。この場合、ＸヘッドとＹヘッドとの一方を２つ、他方を１つ、計測方向が同じ２つのヘッドが計測方向と直交する方向に関して同一位置とならないように配置することで、Ｘ、Ｙ、θｚ方向の位置情報を計測可能となる。もう１つのヘッドは、２つのヘッドと異なる位置に計測ビームを照射すると良い。さらに、可動ヘッド用エンコーダのヘッドがＸＺヘッド又はＹＺヘッドであれば、例えばＸＺヘッドとＹＺヘッドの一方を２つ、他方を１つ、同一直線上とならないように配置することで、Ｚ情報だけでなくθｘ及びθｙ方向の位置情報（傾斜情報）も計測できる。θｘ及びθｙ方向の位置情報の少なくとも一方と、Ｘヘッド、及びＹヘッドの計測情報とでＸ軸、Ｙ軸方向の位置情報を求めても良い。同様に、ＸＺヘッド又はＹＺヘッドでも、Ｚ軸方向と異なる方向に関する可動ヘッドの位置情報を計測し、この計測情報とヘッド計測情報とでＺ軸方向の位置情報を求めても良い。なお、可動ヘッドの位置情報を計測するエンコーダのスケールが単一のスケール（格子領域）であれば、ＸＹθｚもＺθｘθｙも３つのヘッドで計測できるが、複数のスケール（格子領域）が離れて配置される場合は、Ｘヘッド、及びＹヘッドを２つずつ、あるいはＸＺヘッド、及びＹＺヘッドを２つずつ配置し、４つのヘッドで非計測期間が重ならないようにＸ軸方向の間隔を設定すれば良い。この説明は、格子領域がＸＹ平面と平行に配置されるスケールを前提としたが、格子領域がＹＺ平面と平行に配置されるスケールでも同様に適用できる。
また、上記第６、第７、第１６、第１７の各実施形態において、計測テーブルの位置情報を計測する計測装置としてエンコーダを用いるものとしたが、エンコーダ以外、例えば干渉計などを用いても良い。この場合、例えば可動ヘッド（又はその保持部）に反射面を設け、Ｙ軸方向と平行に計測ビームを反射面に照射すれば良い。特に可動ヘッドがＹ軸方向のみに移動される場合は反射面を大きくする必要がなく、空気揺らぎを低減するための干渉計ビームの光路の局所的な空調も容易となる。
また、上記第１７の実施形態において、Ｙ粗動ステージ２４のスケールに計測ビームを照射する可動ヘッドを、Ｙ軸方向に関して投影系の両側に１つずつ設けるものとしたが、複数ずつ可動ヘッドを設けても良い。例えば、Ｙ軸方向に関して複数の可動ヘッドで計測期間が一部重なるように隣接する可動ヘッド（計測ビーム）を配置すれば、Ｙ粗動ステージ２４がＹ軸方向に移動しても、複数の可動ヘッドによって位置計測を継続できる。この場合、複数の可動ヘッドでつなぎ処理が必要となる。そこで、投影系の±Ｙ側の一方のみに配置され、少なくとも１つのスケールに計測ビームが照射される複数のヘッドの計測情報を用いて、計測ビームがスケールに入る別のヘッドに関する補正情報を取得しても良いし、±Ｙ側の一方だけでなく他側に配置される少なくとも１つのヘッドの計測情報を用いても良い。要は、±Ｙ側にそれぞれ配置される複数のヘッドのうち、スケールに計測ビームが照射されている少なくとも３つのヘッドの計測情報を用いれば良い。
また、上記第２０〜第２２実施形態の基板計測系において、走査露光において基板Ｐが移動される走査方向（Ｘ軸方向）に関して複数のスケール（格子領域）を互いに離して配置するとともに、複数のヘッドを基板Ｐのステップ方向（Ｙ軸方向）に移動可能としたが、これとは逆に、ステップ方向（Ｙ軸方向）に関して複数のスケールを互いに離して配置するとともに、複数のヘッドを走査方向（Ｘ軸方向）に移動可能としても良い。
また、上記第１〜第２２実施形態において、エンコーダシステムのヘッドは、光源からのビームをスケールに照射する光学系の全てを有している必要はなく、光学系の一部、例えば射出部のみを有するものとしても良い。
また、上記第２０〜第２２実施形態において、一対のヘッドベース８８のヘッドは図７１の配置（Ｘヘッド及びＹヘッドが±Ｙ側にそれぞれ配置されかつ±Ｙ側の一方と他方とでＸ軸方向に関してＸ、Ｙヘッドの配置が逆）に限られるものではなく、例えばＸヘッド及びＹヘッドが±Ｙ側にそれぞれ配置され、かつ±Ｙ側の一方と他方とでＸ軸方向に関してＸ、Ｙヘッドの配置が同一でも良い。ただし、２つのＹヘッドのＸ位置が同一であると、２つのＸヘッドの一方で計測が切れると、θｚ情報が計測できなくなるため、２つのＹヘッドのＸ位置を異ならせることが好ましい。
また、上記第１〜第２２の実施形態において、エンコーダシステムのヘッドから計測ビームが照射されるスケール（スケール部材、格子部）を、投影光学系１６側に設ける場合、投影光学系１６を支持する装置本体１８（フレーム部材）の一部に限らず、投影光学系１６の鏡筒部分に設けても良い。
また、上記第１〜第２２の実施形態では、走査露光時のマスクＭ及び基板Ｐの移動方向（走査方向）がＸ軸方向である場合について説明したが、走査方向をＹ軸方向としても良い。この場合、マスクステージの長ストローク方向をＺ軸回りに９０度回転させた向きに設定するとともに、投影光学系１６の向きもＺ軸回りに９０度回転させるなどする必要がある。
なお、上記第２０〜第２２の実施形態において、Ｙ粗動ステージ２４上において、Ｘ軸方向に複数のスケールが、所定間隔の隙間を介しながら連なって配置されたスケール群（スケール列）を、複数列、互いにＹ軸方向に離れた異なる位置（例えば投影光学系１６に対して一方の側（＋Ｙ側）の位置と、他方（−Ｙ側）の位置）に配置する場合に、この複数のスケール群（複数のスケール列）を、基板上におけるショットの配置（ショットマップ）に基づいて使い分け出来るように構成しても良い。たとえば、複数のスケール列の全体としての長さを、スケール列間で互いに異ならせておけば、異なるショットマップに対応でき、４面取りの場合と６面取りの場合など、基板上に形成するショット領域の数の変化にも対応できる。またこのように配置すると共に、各スケール列の隙間の位置をＸ軸方向において互いに異なる位置にすれば、複数のスケール列にそれぞれ対応するヘッドが同時に計測範囲外になることがないので、繋ぎ処理において不定値とされるセンサの数を減らすことができ、繋ぎ処理を高精度に行うことができる。
また、Ｙ粗動ステージ２４上で、Ｘ軸方向に複数のスケールが、所定間隔の隙間を介しながら連なって配置されたスケール群（スケール列）において、１つのスケール（Ｘ軸計測用のパターン）のＸ軸方向の長さを、１ショット領域の長さ（基板ホルダ上の基板をＸ軸方向に移動させながらスキャン露光を行う際に、デバイスパターンが照射されて基板上に形成される長さ）分だけ連続して測定できるような長さにしても良い。このようにすれば、１ショット領域のスキャン露光中に、複数スケールに対するヘッドの乗継制御を行わずに済むため、スキャン露光中の基板Ｐ（基板ホルダ）の位置計測（位置制御）を容易にできる。
また、上記第１〜第２２の実施形態において、基板計測系は、基板ステージ装置が基板ローダとの基板交換位置まで移動する間の位置情報を取得するために、基板ステージ装置又は別のステージ装置に基板交換用のスケールを設け、下向きのヘッドを使って基板ステージ装置の位置情報を取得しても良い。あるいは、基板ステージ装置又は別のステージ装置に基板交換用のヘッドを設け、スケールや基板交換用のスケールを計測することによって基板ステージ装置の位置情報を取得しても良い。
またエンコーダシステムとは別の位置計測系（たとえばステージ上のマークとそれを観察する観察系）を設けてステージの交換位置制御（管理）を行っても良い。
なお、基板ステージ装置は、少なくとも基板Ｐを水平面に沿って長ストロークで駆動できれば良く、場合によっては６自由度方向の微少位置決めができなくても良い。このような２次元ステージ装置に対しても上記第１〜第２２の実施形態に係る基板エンコーダシステムを好適に適用できる。
また、照明光は、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。また、照明光としては、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、エルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、固体レーザ（波長：３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）などを使用しても良い。
また、投影光学系１６が複数本の光学系を備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学系の本数はこれに限らず、１本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、オフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。また、投影光学系１６としては、拡大系、又は縮小系であっても良い。
また、露光装置の用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル製造用の露光装置、半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるマスク又はレチクルを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも適用できる。
また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、ウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、フィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が５００ｍｍ以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。
液晶表示素子（あるいは半導体素子）などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたマスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
なお、上記各実施形態の複数の構成要件は適宜組み合わせることができる。したがって、上述の複数の構成要件のうちの一部が用いられなくても良い。
なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書などの開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
以上説明したように、本発明の移動体装置及び移動方法は、物体を移動するのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、物体を露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの製造に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。
１０…液晶露光装置、２０…基板ステージ装置、２４…Ｙ粗動ステージ、３２…基板ホルダ、７０…基板計測系、７２…上向きスケール、７４ｘ…下向きＸヘッド、７４ｙ…下向きＹヘッド、７８…下向きスケール、８０ｘ…上向きＸヘッド、８０ｙ…上向きＹヘッド、１００…主制御装置、Ｐ…基板。

Claims (7)

  1. 物体を保持する物体保持部と、
    前記物体保持部を支持する第１ベースと、
    前記物体保持部を、互いに交差する第１方向と第２方向と移動させる駆動部と、
    前記第１ベースとは離間して設けられ、前記駆動部を支持する第２ベースと、
    前記駆動部による前記物体保持部の移動の基準となる基準部材と、
    前記駆動部に対する前記物体保持部の位置情報を、前記物体保持部と前記駆動部との一方に設けられた複数の第１ヘッドと、前記物体保持部と前記駆動部との他方に設けられ、前記第１方向と前記第２方向との計測成分を有し、前記第１方向に関して互いに離れて配置される複数の格子領域により前記物体保持部の前記第１方向に関する移動範囲を計測可能な第１格子部材とによって取得する第１計測系と、
    前記基準部材に対する前記駆動部の位置情報を、前記駆動部と前記基準部材との一方に設けられた第２ヘッドと、前記駆動部と前記基準部材との他方に設けられ、前記第１方向と前記第２方向の計測成分を有し、前記物体保持部の前記第２方向に関する移動範囲を計測可能な第２格子部材とによって取得する第２計測系と、
    前記第１計測系および前記第２計測系のそれぞれの計測系から取得された位置情報に基づいて、前記基準部材に対する前記第１方向と前記第２方向の前記物体保持部の位置を計測する計測部と、を備え、
    前記駆動部は、前記第２ベース上を前記第１方向と前記第２方向とへ移動し、前記計測部の計測結果に基づいて、前記物体保持部を前記第１ベース上で移動させる移動体装置。
  2. 請求項１に記載の移動体装置と、
    前記物体に対してエネルギビームを照射し、前記物体を露光する光学系と、を備える露光装置。
  3. 前記第１方向は、前記露光時に、前記物体保持部により前記物体が前記光学系に対して相対移動される方向である請求項２に記載の露光装置。
  4. 前記第２方向は、複数の区画領域を有する前記物体が、前記露光の対象領域を変更するよう移動される方向である請求項２又は３に記載の露光装置。
  5. 前記物体は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板である請求項２〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
  6. 請求項５に記載の露光装置において、
    前記基板は、少なくとも一辺の長さ、または対角長が５００ｍｍ以上であり、フラットパネルディスプレイ用である露光装置。
  7. フラットパネルディスプレイ製造方法であって、
    請求項２〜６のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    前記露光された基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイ製造方法。
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