JP4120361B2

JP4120361B2 - 計測装置、ステージ装置、及び計測方法

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Publication number: JP4120361B2
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Inventors: 祐一柴崎
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Publication date: 2008-07-16
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハやガラスプレート等の基板を保持して移動する移動体を有するステージ装置および保持された基板に対して露光処理を施す露光装置に関し、特に移動体の位置を検出する際に用いて好適なステージ装置および露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製造のフォトリソグラフィ工程では、フォトレジストが塗布されたウエハやガラスプレート（以下、基板ともいう）にマスクのパターンを転写するステップ・アンド・リピート式の露光装置が広く用いられている。このステップ・アンド・リピート式露光装置は、マスクのパターンの像をウエハ上のショット領域に一括して縮小投影することにより該ショット領域を露光するものである。一つのショット領域の露光を終了すると、ウエハをステップ移動して次のショット領域の露光を行い、これを順次繰り返すことからステップ・アンド・リピート方式（ステッパー）と呼ばれている。
【０００３】
また、マスクパターンの露光範囲を拡大するために、照明系からの露光光をスリット状（矩形状）に制限し、このスリット光を用いてマスクパターンの一部をウエハ上に縮小投影した状態で、マスクとウエハとを投影光学系に対して同期走査させるステップ・アンド・スキャン式露光装置も開発されている。このステップ・アンド・スキャン式露光装置は、一回の走査露光でマスク全面のパターンを等倍でウエハの全面に転写するアライナーの転写方式の長所と、上述したステッパーの転写方式の長所とを兼ね備えたものである。
【０００４】
この種の露光装置では、露光前および露光中に焦点合わせが行われるが、感光性材料が塗布された基板の焦点合わせの方法として、いわゆるオートフォーカスセンサを用いた方法が知られている。オートフォーカスセンサによる焦点合わせは、投影光学系が設置された架台に光学的センサである投光器および受光器を固定し、投光器から基板表面に斜めに光を照射し、この基板表面からの反射光を受光器で受光することで、基板表面の高さ（投影光学系の光軸方向の位置）を検出する。そして、その信号で基板ステージの光軸方向の位置を制御して投影光学系の焦点に基板表面を合わせるものである。
【０００５】
上記の焦点合わせは、投影光学系の焦点位置と基板表面とのギャップを直接的に測定している訳ではなく、オートフォーカスセンサの制御目標位置と基板表面とのギャップを測定し、該測定結果に基づいてオートフォーカスセンサの制御目標位置と基板表面とをほぼ一致させることで、投影光学系の焦点位置に基板表面を一致させるものなので、投影光学系とオートフォーカスセンサとの相対位置が何らかの原因でずれてしまうと、オートフォーカスセンサにより検出されるギャップの測定値が適正範囲であっても、実際には投影光学系の焦点が基板表面（基板の露光面）に合っていない状態で露光が行なわれてしまうことがある。
【０００６】
そこで、特許文献１には、投影光学系と基板テーブルとの光軸方向の距離を測定するセンサを設け、オートフォーカスセンサの焦点位置（制御目標位置）を補正することにより、オートフォーカスセンサが光学的及び機械的に変動した場合でも、基板表面を投影光学系の焦点に正確に合わせることが可能な技術が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１６０５３５
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
投影光学系に測定ミラーを設ける必要があるが、投影光学系の近傍にはオートフォーカスセンサ等の各種機器が設置されているため、測定ミラーを設置するためのスペースを確保することが困難である。また、単にスペースを確保した場合でも、他の機器によって配置に制約を受けるため、測定ミラーを最適な位置に固定できなくなる可能性があり、常に高精度に測定できるとは限らない。また、投影光学系と基板テーブルの双方に測定ミラーを取り付けるため、取り付け誤差が生じやすくなり、精度低下の一因になりうるという問題もあった。
【０００９】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、投影光学系近傍の機器に配置の制約を受けることなく、テーブル等の移動体の位置情報を高精度に検出できるステージ装置及び露光装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図１ないし図８に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の計測装置は、少なくとも第１方向に移動可能で、基板を保持する保持面を有する移動体（１０）の第１方向の位置情報を計測する計測装置であって、第１方向は、保持面の法線方向であり、移動体に設けられ、第１方向に交差する方向で且つ互いに異なる方向に向き、前記第１方向に並ぶ第１及び第２の反射面（Ｍ１、Ｍ２またはＭ４、Ｍ５）と、前記第１方向に略直交する第２方向に平行な検知光を第１の検知光と第２の検知光とに前記第１方向に分離し、第１の反射面（Ｍ１またはＭ４）のそれぞれに第１の検知光を照射するとともに、前記第２の反射面（Ｍ２またはＭ５）に対して第２の検知光を照射する照射装置（６２）と、第１及び第２のの反射面（Ｍ１、Ｍ２またはＭ４、Ｍ５）でそれぞれ反射した第１及び第２の検知光を受光した結果に基づいて、移動体（１０）の第１方向の位置情報を検出する検出装置（６３）とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
従って、本発明の計測装置では、移動体（１０）に設けられた第１及び第２の反射面（Ｍ１、Ｍ２またはＭ４、Ｍ５）で反射した第１及び第２の検知光を用いて移動体（１０）の位置情報を検出するので、投影光学系（ＰＬ）近傍の各種機器によって配置の制約を受けることがなくなり、好適な環境下での位置検出を実施することが可能になる。また、本発明では、取り付け誤差が生じる可能性が第１及び第２のの反射面（Ｍ１、Ｍ２またはＭ４、Ｍ５）となり、従来のように、複数箇所に測定ミラーを取り付ける場合に比較して誤差要因が少なくなり、位置検出精度の向上に寄与できる。
【００１２】
また、本発明のステージ装置は、先に記載の計測装置を備えるものである。
また、本発明のステージ装置は、前記移動体がマスクを保持するマスクステージと、前記マスクのパターンが露光される感光基板を保持する基板ステージとの少なくとも一方であるものである。
さらに、本発明の計測方法は、少なくとも第１方向に移動可能で、基板を保持する保持面を有する移動体の前記第１方向の位置情報を計測する計測方法であって、前記第１方向は、前記保持面の法線方向であり、前記第１方向に交差する方向で且つ互いに異なる方向に向き、前記第１方向に並ぶ第１及び第２の反射面を前記移動体に設け、前記第１方向に略直交する第２方向に平行な検知光を第１の検知光と前記第２の検知光とに前記第１方向に分離し、前記第１の反射面に対して前記第１の検知光を照射するとともに、前記第２の反射面に対して前記第２の検知光を照射するステップと、前記第１及び第２の反射面でそれぞれ反射した前記第１及び第２の検知光を受光した結果に基づいて、前記移動体の前記第１方向の位置情報を検出するステップとを有するものである。
【００１３】
従って、本発明の露光装置では、投影光学系（ＰＬ）近傍の各種機器によって配置に制約を受けることなく、マスクステージ（２）の位置情報（すなわちマスクの位置情報）や基板ステージ（９）の位置情報（すなわち感光基板（Ｗ）の位置情報）を高精度に検出することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のステージ装置及び露光装置の第１の実施形態を、図１ないし図７を参照して説明する。
ここでは、例えば露光装置として、レチクルとウエハとを同期移動しつつ、レチクルに形成された半導体デバイスの回路パターンをウエハ上に転写する、スキャニング・ステッパを使用する場合の例を用いて説明する。また、この露光装置においては、本発明のステージ装置をウエハステージに適用するものとする。
【００１５】
図１は、本実施形態の露光装置の概略構成を示すものである。
露光装置は、照明光学系１、レチクルステージ（マスクステージ）２、投影光学系ＰＬ、ステージ装置としてのウエハステージ（基板ステージ）９とから概略構成されている。
【００１６】
この図において露光時には、光源、フライアイレンズ、視野絞り、コンデンサレンズ等を含む照明光学系１からの水銀ランプのｉ線やｇ線、又はエキシマレーザ光等の露光光ＩＬがレチクル（マスク）Ｒのパターン面（下面）のスリット状の照明領域を照明する。露光光ＩＬの下で、レチクルＲの照明領域内のパターンの像が投影光学系ＰＬを介して所定の倍率β（例えば１／４、１／５等）でフォトレジストが塗布されたウエハ（感光基板）Ｗ上のスリット状の投影領域（露光スリット）内に投影露光される。以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行にＺ軸を取り、その光軸ＡＸに垂直な平面内で図１の紙面に平行にＸ軸を、図１の紙面に垂直にＹ軸を取って説明する。
【００１７】
レチクルＲは、レチクルステージ２上に真空吸着によって保持され、レチクルステージ２は、レチクルベース３上でエアーベアリングを介して浮上した状態で、リニアモータによってＹ方向（走査方向）に連続移動するとともに、Ｘ方向、Ｙ方向、及び回転方向（Ｚ軸回りの回転方向）にレチクルＲの位置の微調整を行う。レチクルステージ２の側面に固定された移動鏡４に外部のレーザ干渉計５から計測用のレーザビームが照射され、レーザ干渉計５の内部で生成される不図示の参照用レーザビームと移動鏡４から反射されるレーザビームとの干渉光を、レーザ干渉計５内の光電検出器で受光することによって、レチクルステージ２（すなわちレチクルＲ）の２次元的な位置が計測されている。この計測結果がレチクルステージ制御系６に供給され、レチクルステージ制御系６は、装置全体の動作を統括制御する主制御系７の制御下でレチクルステージ２の位置や移動速度を制御する。
【００１８】
ウエハステージ９は、基板としてのウエハＷを吸着保持して移動するステージ本体（移動体）１０と、このステージ本体１０をＸＹ平面に沿った２次元方向に移動可能に支持するウエハ定盤１１を主体に構成されている。ステージ本体１０は、Ｚ方向を法線方向としてウエハＷを保持する保持面１０ａを有している。ステージ本体１０の底面には、非接触ベアリングである複数のエアベアリング（エアパッド；不図示）が固定されており、これらのエアベアリングによってステージ本体１０がウエハ定盤１１上に、例えば数ミクロン程度のクリアランスを介して浮上支持されている。また、ステージ本体１０は、リニアモータによってＸ方向、Ｙ方向（走査方向）、及び回転方向（Ｚ軸回りの回転方向）にウエハＷの移動及び位置決めを行うとともに、駆動装置によってＺ方向（光軸方向；第１方向）の位置（フォーカス位置）及びＺ軸と垂直な方向を軸（Ｘ軸又は／及びＹ軸）として傾斜させる際の傾斜角（レベリング）に関してもウエハＷの移動及び位置決めを行う構成となっている。
【００１９】
ウエハステージ９には、ウエハＷのフォーカス位置およびレベリングの制御のため、投影光学系ＰＬの側面に光学式で斜入射方式のオートフォーカスセンサ（以下、ＡＦセンサと称する）４４が配置され、このＡＦセンサによってウエハＷの表面における投影領域内及びこれに対して走査方向に先行する先読み領域内の複数の検出点でのフォーカス位置（光軸ＡＸ方向の位置）が検出され、検出結果が合焦制御系４５に供給されている。また、ウエハステージ９には、ステージ本体１０のＺ方向の変位量を計測するためのＺ計測器６１が配設されている。Ｚ計測器６１で計測された結果は、合焦制御系４５に出力される。
【００２０】
合焦制御系４５は、主制御系７の制御の下で、供給されたフォーカス位置及びステージ本体１０のＺ方向位置の情報からウエハＷの投影領域内の表面を投影光学系ＰＬの像面に合焦させるための、ステージ本体１０のフォーカス位置及び傾斜角の制御量をウエハＷの位置に対応して算出し、この制御量に基づいてオートフォーカス方式、オートレベリング方式でステージ本体１０の動作を制御する。本実施形態では、ステージ本体１０の走査方向に対するピッチング量の計測結果も合焦制御系４５に供給され、合焦制御系４５は、そのピッチング量の計測結果よりステージ本体１０のフォーカス位置及び傾斜角の制御量を補正する。
【００２１】
図２に、ＡＦセンサ４４の概略構成を示す。
この図に示すＡＦセンサ４４においては、露光光ＩＬとは異なりウエハＷ上のフォトレジストを感光させない検出光としての照明光が、図示省略された照明光源から光ファイバ束２０を介して導かれている。光ファイバ束２０から射出された照明光は、集光レンズ２１を経てパターン形成板２２を照明する。パターン形成板２２を透過した照明光は、レンズ２３、ミラー２４及び照射対物レンズ２５を経てウエハＷの露光面に投影され、ウエハＷの露光面にはパターン形成板２２上のパターンの像が光軸ＡＸに対して斜めに投影結像される。ウエハＷで反射された照明光は、集光対物レンズ２６、回転方向振動板２７及び結像レンズ２８を経て受光器２９の受光面に再投影され、受光器２９の受光面には、パターン形成板２２上のパターンの像が再結像される。この場合、合焦制御系４５は、加振装置３０を介して回転方向振動板２７に振動を与え、受光器２９の多数の受光素子からの検出信号が信号処理装置３１に供給され、信号処理装置３１は、各検出信号を加振装置３０の駆動信号で同期検波して得た多数のフォーカス信号を合焦制御系４５に供給する。
【００２２】
図３に、ステージ本体１０及びＺ計測器６１の概略構成を示す。
Ｚ計測器６１は、この図に示すように、露光装置本体１０に設けられた第１及び第２の反射面としての反射面Ｍ１、Ｍ２のそれぞれに第１及び第２の検知光としての検知光Ｂ１、Ｂ２（適宜、光線Ｂ１、Ｂ２と称する）を照射する照射装置６２と、反射面Ｍ１、Ｍ２でそれぞれ反射した検知光Ｂ１、Ｂ２を受光した信号を用いて演算処理する演算装置（検出装置）６３とから概略構成されている。
【００２３】
照射装置６２は、Ｘ方向（第２方向）と平行な方向に反射面Ｍ１、Ｍ２に検知光を照射する光源６４と、ビームスプリッタ６６を透過した検知光を分離してＶ字形を成す反射面Ｍ１、Ｍ２のそれぞれに照射するとともに、反射面Ｍ１、Ｍ２のそれぞれで反射した光を合成して、ビームスプリッタ６６を介して演算装置６３に向けるプリズム部材（光分離合成手段）６５とから構成されている。なお、これら光源６４、ビームスプリッタ６６、プリズム部材６５は、ステージ本体１０の可動範囲から外れた位置に、投影光学系ＰＬを支持するコラム（不図示）から吊設状態で固定されている。
【００２４】
光源６４としては、ここではゼーマン効果を利用して二つの周波数ｆ１、ｆ２を発振させるＨｅ−Ｎｅレーザ光源を用いている。なお、図示していないものの、光源６４の検知光出射側には、λ／４板、λ／２及びテレスコープが設けられており、光源６４から出射された光線は、左右円偏光ｆ１、ｆ２のコヒーレントな光から互いに９０°異なる直線偏光に変化するとともに、拡大されて平行光線に変換される。
【００２５】
プリズム部材６５としては、例えばウォーラストンプリズムが用いられ、プリズム部材６５に入射した二周波の偏光は、ｐ成分、ｓ成分（境界面の垂線を含む面を入射面と称し、入射面内方向の振動成分をｐ偏光、これに垂直な方向の振動成分をｓ偏光と称する）とで屈折率（それぞれｎ１、ｎ２とする）が異なるため、光線Ｂ１がｐ成分のみを含み、光線Ｂ２がｓ成分のみを含む直線偏光とすると、光線Ｂ１、Ｂ２は小さな夾角（ここでは２θとする）をもって出射する。そして、反射面Ｍ１、Ｍ２でそれぞれ反射した光線は、再度プリズム部材６５に入射して合成された光線となって光路を戻り、ビームスプリッタ６６で反射されて演算装置６３に入射する。
【００２６】
反射面Ｍ１、Ｍ２は、ステージ本体１０の−Ｘ側の側部にＹ方向に沿って延在し、Ｘ方向に向く断面Ｖ字形を互いに成すように一体的に形成されている。各反射面Ｍ１、Ｍ２は、照射された検知光の光軸が法線となるように、Ｚ方向に対して角度θ傾斜して形成されている。また、各反射面Ｍ１、Ｍ２及び角度θは、図３に実線及び二点鎖線で示すように、ステージ本体１０が最大限の範囲で移動した場合でも、検知光が反射面Ｍ１、Ｍ２で反射してプリズム部材６５に入射する条件を満たすように設定・形成される。なお、図３に示すように、ステージ本体１０の反射面Ｍ１、Ｍ２が交差する箇所近傍に、反射面とは異なる平面Ｍ３が設けられて反射面Ｍ１、Ｍ２が互いに交差しない構成も、本発明に係る断面略Ｖ字形の反射面に実質的に含まれるものとする。
【００２７】
演算装置６３は、いずれも不図示のフォトディテクタ、ドップラ信号増幅器、ダブラー、カウンタ等を有しており、入射した反射光からステージ本体１０のＺ方向の移動量（変位量）ΔＺを演算・検出し、第２検出装置としての合焦制御系４５に出力する構成となっている。
【００２８】
図１に戻り、ステージ本体１０上には、Ｙ方向に延在する反射面を有する移動鏡８Ｘと、Ｘ方向に延在する反射面を有する移動鏡８Ｙ（８Ｙは図示せず）が設けられている。そして、投影光学系ＰＬの−Ｘ方向の側部下面には、Ｙ方向に沿った反射面を有するＸ軸の参照鏡１４Ｘが固定され、投影光学系ＰＬの＋Ｙ方向の側部下面には、Ｘ方向に沿った反射面を有するＹ軸の参照鏡１４Ｙ（図示はしないが、便宜上符号を付す）が固定されている。また、ステージ本体１０上には、ＡＦセンサ４４を較正する際に用いられる基準指標板（不図示）が表面をウエハ表面と略同一の高さで設けられている。
【００２９】
そして、図１において、Ｘ軸の干渉計本体１２Ｘから射出されたレーザビームが分岐合成光学系１３ＸによってそれぞれＸ軸に平行な計測用のレーザビーム（以下、計測用ビームと称する）ＬＸ１、及び参照用のレーザビーム（以下、参照用ビームと称する）ＬＸ２に分岐され、計測用ビームＬＸ１は移動鏡８Ｘに入射し、参照用ビームＬＸ２はＸ軸の参照鏡１４Ｘに入射する。また、計測用ビームＬＸ１は、分岐合成光学系１３Ｘと移動鏡８Ｘとの間を２往復して干渉計本体１２Ｘに戻り、参照用ビームＬＸ２も分岐合成光学系１３Ｘと参照鏡１４Ｘとの間を２往復して干渉計本体１２Ｘに戻る。
【００３０】
すなわち、干渉計本体１２Ｘ、分岐合成光学系１３Ｘ、及び参照鏡１４ＸからＸ軸のダブルパス方式のレーザ干渉計（第３検出装置）１５Ｘが構成され、干渉計本体１２Ｘでは戻ってくる計測用ビームＬＸ１、及び参照用ビームＬＸ２の干渉光を光電変換して得た検出信号を補間及び積算処理することによって、参照鏡１４Ｘを基準としてＸＹ平面（所定平面）内における移動鏡８ＸのＸ方向の変位を求め、得られた変位をウエハステージ制御系４３に供給する。ウエハステージ制御系４３では、その変位に所定のオフセットを加算してステージ本体１０のＸ座標を求める。
【００３１】
この場合、計測用ビームＬＸ１及び参照用ビームＬＸ２としては、一例として波長６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザビームをそれぞれ所定の周波数Δｆ及び−Δｆで周波数変調した光束が使用され、且つ両ビームはそれぞれ直線偏光で偏光方向が直交している。この方式にて両光束の分割・合成を行うことで、ヘテロダイン干渉方式で変位計測がなされる。また、上記の形態はダブルパス方式であるため、計測用ビームＬＸ１の波長をλとすると、電気的な補間を行わないときにはステージ本体１０の変位を分解能λ／４で検出することが可能である。
【００３２】
なお、本実施形態では、Ｘ軸のダブルパス方式のレーザ干渉計とともに、Ｙ軸のダブルパス方式のレーザ干渉計（第３検出装置；不図示）１５Ｙも設けられ、上記Ｘ軸と同様にステージ本体１０のＹ座標を求めることができるが、ここではその説明を省略する。
【００３３】
ウエハステージ制御系４３は、主制御系７の制御の下で、干渉計本体１２Ｘ、１２Ｙを介して計測される移動鏡８ＸのＸ座標、Ｙ座標に基づいてステージ本体１０の移動速度や位置決め動作を制御する。露光時には、まずステージ本体１０をステッピング駆動することによって、ウエハＷ上の次に露光されるショット領域を走査開始位置に設定する。その後、レチクルステージ２を介してレチクルＲを＋Ｙ方向（又は−Ｙ方向）に速度ＶＲで走査するのと同期して、ステージ本体１０を介してウエハＷを−Ｙ方向（又は＋Ｙ方向）に速度ＶＷ（＝β×ＶＲ；βは投影光学系ＰＬのレチクルＲからウエハＷへの投影倍率）で走査することにより、当該ショット領域にレチクルＲのパターン像が走査露光される。
【００３４】
また、不図示であるが、本実施形態の露光装置にはレチクルＲの位置、及びウエハＷの位置を計測するためのアライメントセンサが備えられ、このアライメントセンサの計測結果に基づいて、レチクルＲとウエハＷ上の各ショット領域との位置合わせが行われる。
【００３５】
次に、上記の構成の露光装置の中、Ｚ計測器６１のプリズム部材６５及び演算装置６３について図４を参照して説明する。なお、実際には、固定状態のプリズム部材６５（及び光源６４）に対してステージ本体１０（反射面Ｍ１、Ｍ２）が移動（変位）するが、ここでは便宜上、固定状態の反射面Ｍ１、Ｍ２に対してプリズム部材６５が移動するものとして説明する。そして、図４においては、移動前のプリズム部材６５を実線で表し、移動量ΔＺで移動した後のプリズム部材６５を破線で表している。また、プリズム部材６５における移動前及び移動後の検知光の入射点をそれぞれＯ１、Ｏ２とし、プリズム部材６５に入射した二周波数ｆ１、ｆ２の光線Ｂ１、Ｂ２が屈折して進行する角度をそれぞれｉ１、ｉ２とする。
【００３６】
既述したように、周波数ｆ１、ｆ２の光線Ｂ１、Ｂ２は互いに直交する直線偏光をしており、ウォーラストンプリズムの特性として周知のように、ウォーラストンプリズムを構成する最初のプリズムに対して周波数ｆ１の光線Ｂ１が常光線（屈折率をｎ１とする）とすると、周波数ｆ２の光線Ｂ２は異常光線（屈折率をｎ２とする）となる。そして、２番目のプリズムに対しては常光線と異常光線との関係が逆になるため屈折率も逆となる。
【００３７】
ここで、点Ｏ１、Ｏ２間の距離をＬとすると、プリズム部材６５の移動前と移動後との光線Ｂ１の光路差δ１は次式で表される。

また、点Ｏ２及び射出面における屈折率の法則から次式が得られる。
ｎ１×ｓｉｎθ０＝ｎ２×ｓｉｎ（θ０−ｉ１） …（２）
ｎ２×ｓｉｎｉ１＝ｓｉｎθ …（３）
そして、式（１）に式（２）、（３）を代入し、ウォーラストンプリズムを往復するために光路差が二倍になることを考慮すると次式が得られる。
δ１＝２×ΔＺ×ｓｉｎθ …（４）
【００３８】
同様に、プリズム部材６５の移動前と移動後との光線Ｂ２の光路差δ２は次式で表される。
δ２＝ｎ２×Ｌ−ｎ１×Ｌ×ｃｏｓｉ２ …（５）
また、点Ｏ２及び射出面における屈折率の法則から次式が得られる。
ｎ２×ｓｉｎθ０＝ｎ１×ｓｉｎ（θ０＋ｉ２） …（６）
ｎ１×ｓｉｎｉ２＝ｓｉｎθ …（７）
そして、式（５）に式（６）、（７）を代入し、往復光路を考慮すると次式が得られる。
δ２＝２×ΔＺ×ｓｉｎθ …（８）
従って、ウォーラストンプリズム（プリズム部材６５）の変位（移動）によって生じる光路長の変化δは、次式で表される。

【００３９】
一方、プリズム部材６５の移動に伴うドップラ効果により、光線Ｂ１、Ｂ２の周波数ｆ１、ｆ２は、それぞれｆ１±Δｆ１、ｆ２±Δｆ２にシフトし、各周波数の光線が互いに干渉してビート信号光（時間的に変動する干渉縞）となって演算装置６３に入力される。演算装置６３においてビート信号光は、フォトディテクタで検出された後に電気信号に変換される。そして、演算装置６３は、信号の振幅および周波数をドップラ信号増幅器およびダブラーでそれぞれ逓倍し、カウンタで信号の周期をカウントする。別途入力する周波数ｆ１、ｆ２の参照用信号光も同様に信号変換及び演算処理を施し、ドップラ信号と参照信号との差を取ることで、ドップラ効果によりシフトした周波数成分Δｆ＝±（Δｆ１−Δｆ２）が得られる。
【００４０】
ここで、プリズム部材６５が毎秒ΔＺ（μｍ）変位したときの、ドップラ効果による周波数シフト量Δｆと光路長の変化δとは以下の関係がある。
Δｆ＝δ／λ …（１０）
λ；光線Ｂ１、Ｂ２の波長
従って、求めた周波数シフト量Δｆ、式（９）、（１０）を用いることにより、ΔＺを検出することができる。換言すると、演算装置６３により周波数シフト量Δｆを求めることで、ステージ本体１０のＺ方向の変位ΔＺを検出することが可能である。
【００４１】
続いて、図５に示すフローチャートを参照してオートフォーカスセンサ４４の補正について説明する。
まず、露光装置の稼動を開始するときに第１回目の較正動作（キャリブレーション）が実行される。その第１回目の較正動作では、投影光学系ＰＬの焦点位置（パターン像の結像位置）が実測される（ステップＳ１）。その計測情報は合焦制御系４５へ送られ、オートフォーカスの制御目標位置を、実測された投影光学系ＰＬの焦点位置と一致させる（ステップＳ２）。
【００４２】
次に、基準指標板が投影光学系ＰＬの直下に位置する較正位置にステージ本体１０を位置決めし、ＡＦセンサ４４を使って基準指標板の焦点合わせを行なう（ステップＳ３）。その結果、基準指標板の表面がオートフォーカスの制御目標位置（投影光学系ＰＬの焦点位置）と一致することになる。そして、この状態で上述のＺ計測器６１を使ってステージ本体１０のＺ方向の位置（以下、Ｚ位置と称する）を計測する（ステップＳ４）。計測したＺ位置は、ＡＦセンサ４４の変動（ドリフト）がないときの基準位置となる（以下Ｚ基準位置と称する）。このＺ基準位置の計測が終了すると第１回目の較正動作が終了する。
【００４３】
較正が終了して、ステップＳ５でウエハＷに対してオートフォーカス処理を実施する際には、ＡＦセンサ４４により第２検知光としての照明光をウエハＷの表面に射出し、その反射光を受光することでウエハＷの露光面における傾斜角及びフォーカス位置を検出する（ステップＳ６）。なお、合焦制御系４５によるウエハＷの露光面における傾斜角及びフォーカス位置の算出方法は、特開平６−２８３４０３号公報等で開示されているため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００４４】
フォーカス位置が検出されると、Ｚ計測器６１によりステージ本体１０のＺ位置を計測する（ステップＳ７）。合焦系制御系４５は、計測されたＺ位置とステップＳ５で得られたＺ基準位置とを比較し、ステージ本体１０に変位が生じていなければオフセット値をゼロとし、変位が生じていればその変位量（Ｚ変位量と称する）をオフセット値とし、ＡＦセンサ４４により検出されたフォーカス位置を補正する（ステップＳ８）。そして、合焦制御系４５は、補正されたフォーカス位置に基づいて、ステージ本体１０をＺ方向に駆動する（ステップＳ９）。
【００４５】
なお、所定時間間隔毎、あるいは所定枚数のウエハ処理後に、第２回目の較正動作を実行する際には、まず、ステージ本体１０を再び較正位置に移動させ、ＡＦセンサ４４を使って基準指標板の焦点合わせを行う。その結果、基準指標板の表面がオートフォーカスの制御目標位置と一致する。さらに、この状態でＺ計測器６１を使ってステージ本体１０のＺ位置が測定される。第１回目の較正動作と第２回目の較正動作との間にＡＦセンサ４４の変動がなければ、ステージ本体１０のＺ基準位置は第１回目で測定された値となるが、ＡＦセンサ４４に変動があると、ステージ本体１０のＺ位置が変位することになる。この場合、新たに計測されたステージ本体１０のＺ位置をＺ基準位置とすればよい。
【００４６】
続いて、上記の構成の露光装置における露光動作について以下に説明する。
いずれも不図示のレチクル顕微鏡およびオフアクシス・アライメントセンサ等を用いたレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業が行われ、その後アライメントセンサを用いたウエハＷのファインアライメント（ＥＧＡ；エンハンスト・グローバル・アライメント等）が終了し、ウエハＷ上の複数のショット領域の配列座標が求められる。そして、アライメント結果に基づいてレーザ干渉計１５Ｘ、１５Ｙの計測値をモニタしつつ、リニアモータを制御してウエハＷの第１ショットの露光のための走査開始位置にステージ本体１０を移動する。そして、リニアモータを介してレチクルステージ２とウエハステージ９のステージ本体１０とのＹ方向の走査を開始し、両ステージがそれぞれの目標走査速度に達すると、露光用照明光によってレチクルＲのパターン領域が照明され、走査露光が開始される。
【００４７】
この走査露光時には、レチクルステージ２のＹ方向の移動速度と、ウエハステージ９のＹ方向の移動速度とが投影光学系ＰＬの投影倍率（１／５倍あるいは１／４倍）に応じた速度比に維持されるように、リニアモータを介してレチクルステージ２およびウエハステージ９を同期制御する。そして、レチクルＲのパターン領域の異なる領域が照明光で逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上の第１ショットの走査露光が完了する。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の第１ショット領域に縮小転写される。この後、上記第１ショット領域と同様に、第２ショット領域に対して走査露光を行う。そして、ウエハＷ上のショット領域の走査露光と次ショット露光のためのステップ移動とが繰り返し行われ、ウエハＷ上の露光対象ショット領域の全てにレチクルＲのパターンが順次転写される。
【００４８】
以上のように、本実施の形態では、ステージ本体１０に形成された反射面Ｍ１、Ｍ２で反射した検知光を用いてステージ本体１０のＺ位置を検出するので、ＡＦセンサ４４等の投影光学系ＰＬ近傍の機器に制約を受けることなく最適な位置にＺ計測器６１を設置することが可能であり、ステージ本体１０のＺ位置を高精度に計測することができる。さらに、本実施の形態では、Ｚ計測器６１に係る検知光の照射対象が反射面Ｍ１、Ｍ２のみなので、複数の反射ミラーを設置する場合に生じる取り付け誤差等の外乱要因を減少させることができ、より正確なＺ位置計測を実現することができる。
【００４９】
また、本実施の形態では、検出したＺ位置に基づいてＡＦセンサ４４の計測結果を補正しているので、ＡＦセンサ４４が光学的及び機械的に変動した場合でも、ウエハＷの表面を正確に投影光学系ＰＬの焦点位置に一致させることが可能であり、焦点深度が浅くなる微細パターン等にも容易に対応可能となる。
【００５０】
なお、上記実施形態では、反射面Ｍ１、Ｍ２がステージ本体１０に設けられる構成として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば図６に示すように、ウエハステージ９が二次元平面内で移動可能なステージ本体１０と、ウエハＷを保持し、ステージ本体１０に対して不図示の駆動機構により６自由度で移動自在に設けられたテーブル（移動体）１６とからなる構成とすることもできる。この場合、反射面Ｍ１、Ｍ２をステージ本体１０に設けることも可能であるが、図示するように、ウエハＷと一体的に移動するテーブル１６に設けることが好ましい。
【００５１】
さらに、反射面Ｍ１、Ｍ２を設ける箇所としては、上記構成に限られず、例えば図７に示すように、ステージ本体１０（またはテーブル１６）上に設けられた移動鏡８Ｘ（８Ｙ）に一体的に形成する構成としてもよい。この構成では、ステージ本体１０やテーブル１６に比較して小型の部材に対して加工を施すため、反射面Ｍ１、Ｍ２の形成作業が容易になるという効果を奏する。
【００５２】
また、上記実施の形態では、反射面Ｍ１、Ｍ２をステージ本体１０（またはテーブル１６）の一方の側にのみ設ける構成としたが、例えば図１及び図６に二点鎖線で示すように、ステージ本体１０（またはテーブル１６）のＸ方向両側に設け、各側の反射面を用いてそれぞれステージ本体１０（またはテーブル１６）のＺ位置を双方検出してもよい。この構成では、Ｚ位置をより高精度に検出できることに加えて、両検出結果からＹ軸周りの変位も検出することができ、ステージ本体１０（またはテーブル１６）の姿勢制御に関してもより高精度化を図ることができる。また、反射面Ｍ１、Ｍ２をステージ本体１０（またはテーブル１６）のＹ方向側にも設け、Ｘ方向側及びＹ方向側のそれぞれでステージ本体１０（またはテーブル１６）のＺ位置を検出してもよい。さらに、Ｙ方向（又はＸ方向）に延びる反射面Ｍ１、Ｍ２に対して、Ｙ方向（又はＸ方向）の複数箇所でステージ本体１０（またはテーブル１６）のＺ位置を検出してもよい。これにより、ステージ本体１０（またはテーブル１６）のＸ軸周り（又はＹ軸周り）の変位も検出することができる。
また、上記実施の形態では、反射面Ｍ１、Ｍ２はそれぞれＸ方向に対してほぼ対称となる角度で配置されているが、本発明はこれに限られず、例えば一方の反射面をＺ軸にほぼ平行に配置し、他方の反射面をＺ軸から所定の角度をもって配置するように構成してもよい。
【００５３】
続いて、図８を用いて本発明のステージ装置の第２の実施形態について説明する。図８は、ウエハステージ９の平面図である。
この図において、図１乃至図７に示す第１の実施の形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第２の実施の形態と上記の第１の実施の形態とが異なる点は、ステージ本体１０のＺ方向の変位を検出するのではなく、Ｘ方向及びＹ方向の変位を検出する構成としたことである。
【００５４】
図８に示すように、本実施の形態のウエハステージ９には、ステージ本体１０のＸ方向の変位を検出するためにＸ計測器７１と反射鏡７２とが設けられており、さらにステージ本体１０のＹ方向の変位を検出するためにＹ計測器７３と反射鏡７４とが設けられいる。Ｘ計測器７１及びＹ計測器７３は、図８では簡略化して図示しているが、図３に示したＺ計測器６１と同様に、光源、ビームスプリッタ、ウォーラストンプリズムを有するプリズム部材、演算装置等から構成されている。
【００５５】
反射鏡７２は、第１方向としてのＸ方向の位置情報を検出するＸ計測器７１に対して、第２方向としてのＹ方向に向く断面略Ｖ字形の反射面Ｍ４、Ｍ５を有している。また、反射鏡７４は、第１方向としてのＹ方向の位置情報を検出するＹ計測器７３に対して、第２方向としてのＸ方向に向く断面略Ｖ字形の反射面Ｍ６、Ｍ７を有している。これらＸ計測器７１及びＹ計測器７３で計測されたステージ本体１０の変位量ΔＸ、ΔＹは、第４検出装置としてのウエハステージ制御系４３に出力される。ウエハステージ制御系４３は、レーザ干渉計１５Ｘ、１５Ｙの計測結果と、計測器７１、７３の計測結果とに基づいてステージ本体１０のＸＹ平面内での移動を制御する。
【００５６】
以下、ステージ本体１０の位置制御について説明するが、Ｘ計測器７１を用いたＸ方向の位置制御と、Ｙ計測器７３を用いたＹ方向の位置制御とはほぼ同様であるので、ここではＸ方向の位置制御についてのみ説明する。
【００５７】
ウエハステージ制御系４３は、第２方向であるＹ方向に延在する第３の反射面としての移動鏡８Ｘの反射面に対してレーザビームを照射するレーザ干渉計１５Ｘの計測結果に基づいてステージ本体１０のＸ方向の位置情報を検出するが、移動鏡８Ｘの反射面はＹ方向に完全にフラットではなく微小ながら曲がりが存在するため、検出した位置情報には曲がりに起因する誤差が生じる。この誤差は、ステージ本体１０をＹ方向に移動させながらレーザ干渉計１５Ｘで逐次Ｘ方向の位置を計測し、Ｙ方向の位置に応じた反射面のＸ方向の変位（以下、Ｘ変位）として求めることができる。ところが、求めた反射面のＸ変位には、ステージ本体１０のＹ方向の走行に伴う変位（いわゆる走り誤差）が含まれている。
【００５８】
そこで、ウエハステージ制御系４３は、ステージ本体１０をＹ方向に移動させる際に、Ｘ計測器７１を用いてＹ方向の位置に応じたＸ変位も計測する。Ｘ計測器７１で計測されたＸ変位は、移動鏡８Ｘの曲がり誤差を含まない走り誤差であるので、レーザ干渉計１５Ｘで計測されたＸ変位とＸ計測器７１で計測されたＸ変位の差分が純粋な曲がり誤差となる。なお、ステージ本体１０のＹ方向の移動中におけるヨーイングも移動鏡８Ｘの曲がり誤差の要因となるため、Ｙ方向の２本の計測ビームによってステージ本体１０のヨーイング量を計測しておくことが好ましい。
【００５９】
そこで、ウエハステージ制御系４３は、ステージ本体１０のＸ変位とヨーイングとに応じた移動鏡８Ｘの曲がり誤差をＹ方向の位置に応じてオフセット値として予め求めて記憶しておき、レーザ干渉計１５Ｘで計測されたステージ本体１０のＸ方向の位置をオフセット値を用いて補正することで、Ｘ方向に関してステージ本体１０を正確に位置制御することができる。また、Ｙ方向に関しても、Ｙ計測器７３及び計測用ビームＬＸ１（図８参照）を用いることで、ステージ本体１０のＹ変位とヨーイングとに応じた移動鏡８Ｙの曲がり誤差を求めることができ、ステージ本体１０を正確に位置制御することが可能になる。
【００６０】
なお、上記実施の形態では、本発明のステージ装置をウエハステージ９に用いる構成としたが、レチクルステージ２に対しても適用可能である。また、上記実施の形態では、本発明のステージ装置を露光装置に適用する構成としたが、これに限定されるものではなく、露光装置以外にも転写マスクの描画装置、マスクパターンの位置座標測定装置等の精密測定機器にも適用可能である。
【００６１】
なお、本実施の形態の基板としては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハＷのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、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。
【００６２】
露光装置としては、レチクルＲとウエハＷとを同期移動してレチクルＲ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・ステッパー；USP5,473,410）の他に、レチクルＲとウエハＷとを静止した状態でレチクルＲのパターンを露光し、ウエハＷ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（ステッパー）にも適用することができる。また、本発明はウエハＷ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用可能である。
【００６３】
露光装置の種類としては、ウエハＷ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）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。
【００６４】
また、露光用光源として、超高圧水銀ランプから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４．ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）のみならず、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ６）、タンタル（Ｔａ）を用いることができる。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高調波などを用いてもよい。
【００６５】
例えば、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を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、かつ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露光光として用いてもよい。なお、単一波長レーザの発振波長を１．５４４〜１．５５３μｍの範囲内とすると、１９３〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７〜１．５８μｍの範囲内とすると、１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ２レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。
【００６６】
また、レーザプラズマ光源、又はＳＯＲから発生する波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域、例えば波長１３．４ｎｍ、又は１１．５ｎｍのＥＵＶ(Extreme Ultra Violet)光を露光光として用いてもよく、ＥＵＶ露光装置では反射型レチクルが用いられ、かつ投影光学系が複数枚（例えば３〜６枚程度）の反射光学素子（ミラー）のみからなる縮小系となっている。
【００６７】
投影光学系ＰＬは、縮小系のみならず等倍系および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは屈折系、反射系、及び反射屈折系のいずれであってもよい。なお、露光光の波長が２００ｎｍ程度以下であるときは、露光光が通過する光路を、露光光の吸収が少ない気体（窒素、ヘリウムなどの不活性ガス）でパージすることが望ましい。また電子線を用いる場合には光学系として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いればよい。なお、電子線が通過する光路は、真空状態にすることはいうまでもない。
【００６８】
ウエハステージ９やレチクルステージ２にリニアモータ（USP5,623,853またはUSP5,528,118参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもよく、ガイドを設けないガイドレスタイプであってもよい。
【００６９】
各ステージの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージの移動面側に設ければよい。
【００７０】
ウエハステージ９の移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−１６６４７５号公報（USP5,528,118）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
レチクルステージ２の移動により発生する反力は、投影光学系ＰＬに伝わらないように、特開平８−３３０２２４号公報（US S/N 08/416,558）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。
【００７１】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００７２】
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、シリコン材料からウエハを製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光する露光処理ステップ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、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、投影光学系近傍の機器に制約を受けることなく最適な位置で移動体の変位計測が可能になり、移動体の位置情報を高精度に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図であって、Ｚ計測器を備えた露光装置の概略構成図である。
【図２】ＡＦセンサの概略構成図である。
【図３】ステージ本体とＺ計測器との関係を示す図である。
【図４】Ｚ位置を計測する原理を説明するための図である。
【図５】オートフォーカスセンサの補正方法を示すフローチャート図である。
【図６】別形態のウエハステージを示す外観斜視図である。
【図７】移動鏡に反射面が設けられた図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るウエハステージの平面図である。
【図９】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
Ｂ１検知光（第１の検知光）
Ｂ２検知光（第２の検知光）
Ｍ１反射面（第１の反射面）
Ｍ２反射面（第２の反射面）
Ｒレチクル（マスク）
Ｗウエハ（感光基板、基板）
２レチクルステージ（マスクステージ）
８Ｘ、８Ｙ移動鏡
９ウエハステージ（ステージ装置、基板ステージ）
１０ステージ本体（移動体）
１０ａ保持面
１５Ｘレーザ干渉計（第３検出装置）
１６テーブル（移動体）
４３ウエハステージ制御系（第４検出装置）
４４オートフォーカスセンサ（ＡＦセンサ）
４５合焦制御系（第２検出装置）
６２照射装置
６３演算装置（検出装置）
６４光源
６５プリズム部材（光分離合成手段）

Claims

少なくとも第１方向に移動可能で、基板を保持する保持面を有する移動体の前記第１方向の位置情報を計測する計測装置であって、
前記第１方向は、前記保持面の法線方向であり、
前記移動体に設けられ、前記第１方向に交差する方向で且つ互いに異なる方向に向き、前記第１方向に並ぶ第１及び第２の反射面と、
前記第１方向に略直交する第２方向に平行な検知光を第１の検知光と第２の検知光とに前記第１方向に分離し、前記第１の反射面に対して前記第１の検知光を照射するとともに、前記第２の反射面に対して前記第２の検知光を照射する照射装置と、
前記第１及び第２の反射面でそれぞれ反射した前記第１及び第２の検知光を受光した結果に基づいて、前記移動体の前記第１方向の位置情報を検出する検出装置とを備えることを特徴とする計測装置。
請求項１記載の計測装置において、
前記移動体は、前記第１及び第２の反射面から構成される断面略Ｖ字形の反射面を有することを特徴とする計測装置。
請求項２記載の計測装置において、
前記基板の表面に検出光を照射して前記表面の前記第１方向の位置情報を検出した結果と、前記検出装置の検出結果とに基づいて前記表面の位置情報を補正する第２検出装置を有することを特徴とする計測装置。
請求項１から３のいずれかに記載の計測装置において、
前記第１及び第２の反射面は、前記第１方向と略直交する第２方向における前記移動体の両側に設けられることを特徴とする計測装置。
請求項１から４のいずれかに記載の計測装置において、
前記移動体は、前記第１方向に直交する所定平面内で二次元的に移動可能であり、
前記移動体に設けられた移動鏡と、前記移動鏡に対して計測ビームを照射し、その反射光を検出することによって前記移動体の前記所定平面内における位置情報を得る第３検出装置とをさらに有し、
前記第１及び第２の反射面は、前記移動鏡と一体に設けられることを特徴とする計測装置。
請求項１から５のいずれかに記載の計測装置において、
前記第１及び第２の反射面は、前記移動体と一体に設けられていることを特徴とする計測装置。
請求項１から６のいずれかに記載の計測装置において、
前記照射装置は、前記第１方向に略直交する第２方向に平行な方向から前記第１及び第２の反射面に対して前記検知光を照射する光源と、前記検知光を前記第１及び第２の検知光に分離して前記第１及び第２の反射面のそれぞれに略垂直に照射するとともに前記第１及び第２の反射面のそれぞれで反射した光を合成して前記検出装置に向ける光分離合成手段とをさらに有することを特徴とする計測装置。
請求項１から７のいずれか一項に記載の計測装置を備えるステージ装置。
請求項８記載のステージ装置において、
前記移動体を前記第１の方向に垂直な方向を軸として傾斜させる駆動装置を有することを特徴とするステージ装置。
請求項８または９記載のステージ装置において、
前記移動体は、マスクを保持するマスクステージと、前記マスクのパターンが露光される感光基板を保持する基板ステージとの少なくとも一方であることを特徴とするステージ装置。
少なくとも第１方向に移動可能で、基板を保持する保持面を有する移動体の前記第１方向の位置情報を計測する計測方法であって、
前記第１方向は、前記保持面の法線方向であり、
前記第１方向に交差する方向で且つ互いに異なる方向に向き、前記第１方向に並ぶ第１及び第２の反射面を前記移動体に設け、
前記第１方向に略直交する第２方向に平行な検知光を第１の検知光と前記第２の検知光とに前記第１方向に分離し、前記第１の反射面に対して前記第１の検知光を照射するとともに、前記第２の反射面に対して前記第２の検知光を照射するステップと、
前記第１及び第２の反射面でそれぞれ反射した前記第１及び第２の検知光を受光した結果に基づいて、前記移動体の前記第１方向の位置情報を検出するステップとを有することを特徴とする計測方法。
請求項１１記載の計測方法において、
前記基板の表面に検出光を照射して前記表面の前記第１方向の位置情報を検出した結果と、前記検出装置の検出結果とに基づいて前記表面の位置情報を補正するステップを有することを特徴とする計測方法。