JP5146507B2 - 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、特に、光学系を介して照明ビームで基板を露光する露光装置及び露光方法、並びに前記露光装置又は露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。

従来、半導体素子、液晶表示素子等のマイクロデバイス（電子デバイスなど）を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）又はステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが比較的多く用いられている。

この種の露光装置では、ウエハ又はガラスプレート等の被露光物体（以下、ウエハと総称する）上の複数のショット領域にレチクル（又はマスク）のパターンを転写するために、ウエハを保持するウエハステージはＸＹ２次元方向に例えばリニアモータ等により駆動される。このウエハステージの位置計測は、長期に渡って計測の安定性が良好で、高分解能なレーザ干渉計を用いて行われるのが、一般的であった。

しかるに、半導体素子の高集積化に伴う、パターンの微細化により、より高精度なステージの位置制御が要求されるようになり、今や、レーザ干渉計のビーム路上の雰囲気の温度変化及び／又は温度勾配の影響で発生する空気揺らぎに起因する計測値の短期的な変動がオーバレイバジェット中の大きなウエイトを占めるようになっている。

一方、ステージの位置計測に使用されるレーザ干渉計以外の計測装置として、エンコーダがあるが、エンコーダは、計測においてスケール（グレーティングなど）を使用するため、格子ピッチのドリフト、固定位置ドリフト、あるいは熱膨張等などによりそのスケールの機械的な長期安定性に欠ける。このため、エンコーダは、レーザ干渉計に比べて計測値のリニアリティに欠け、長期安定性に劣るという欠点を有している。

上述のレーザ干渉計とエンコーダとの欠点に鑑みて、レーザ干渉計とエンコーダ（回折格子を用いる位置検出センサ）とを併用して、ステージの位置を計測する装置が、種々提案されている（例えば特許文献１、２等参照）。特に、最近では、計測分解能が、レーザ干渉計と同程度以上のエンコーダが出現しており（例えば、特許文献３等参照）、上述のレーザ干渉計とエンコーダとを組み合わせる技術が注目されるようになってきた。

しかるに、干渉計のミラー又はエンコーダのスケール（グレーティングなど）は、ステージの外面、例えば側面などに設けられた場合、そのステージが加速した際のステージの微小変形に伴い、ステージ上の位置（ステージ上の所定点との位置関係）が変化してしまい、これがステージの位置計測精度を低下させる蓋然性が高い。また、たとえば、スループットを向上させる観点から、スキャニング・ステッパにおいてウエハステージの加速中に露光を開始するという新技術が提案されたとしても、上記のステージの加速に伴うミラー又はスケールのステージ上での位置の変化が、上記新技術の実施のための障害要因となるおそれがある。

米国特許第６，８１９，４２５号明細書 特開２００４−１０１３６２号公報 米国特許第７，２３８，９３１号明細書

本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、光学系を介して照明ビームで基板を露光する露光装置であって、表面側に前記基板が載置され、かつ裏面側にグレーティングが配置される保持部材と、前記保持部材が載置される可動部材と、を有し、前記光学系の光軸と直交する所定平面内で前記基板を移動するステージシステムと；前記保持部材の裏面側に配置され、前記グレーティングに照射する計測ビームを射出するとともに、前記グレーティングからの反射ビームが入射する光学部材を有し、前記光学部材を介して前記保持部材の位置情報を計測するエンコーダシステムと；を備え、前記計測ビームが照射される計測点は、前記光学系を介して前記照明ビームが照射される露光領域内に設定される露光装置である。

これによれば、エンコーダシステムは、保持部材に光学部材から計測ビームを入射させ、保持部材の裏面側に設けられたグレーティングからの反射光を含む光を受光することにより、保持部材の所定平面内の計測方向の位置情報を計測する。これにより、可動部材周辺雰囲気の揺らぎ等の影響をほとんど受けることなく、保持部材の高精度な位置計測ひいては、高精度な露光が可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、デバイス製造方法であって、本発明の露光装置を用いて基板を露光することと；露光された前記基板を現像することと；を含むデバイス製造方法である。

本発明は、第３の観点からすると、光学系を介して照明ビームで基板を露光する露光方法であって、表面側に前記基板が載置され、かつ裏面側にグレーティングが配置される保持部材と、前記保持部材が載置される可動部材と、を有するステージシステムによって、前記光学系の光軸と直交する所定平面内で前記基板を移動することと；前記保持部材の裏面側に配置され、前記グレーティングに照射する計測ビームを射出するとともに、前記グレーティングからの反射ビームが入射する光学部材を有するエンコーダシステムによって、前記保持部材の位置情報を計測することと；前記計測された位置情報に基づいて前記保持部材を移動して、前記照明ビームに対して前記基板を位置付けることと；を含み、前記計測ビームが照射される計測点は、前記光学系を介して前記照明ビームが照射される露光領域内に設定される露光方法である。

これによれば、エンコーダシステムは、保持部材に光学部材から計測ビームを入射させ、保持部材の裏面側に設けられたグレーティングからの反射光を含む光を受光することにより、保持部材の所定平面内の計測方向の位置情報を計測する。これにより、可動部材周辺雰囲気の揺らぎ等の影響をほとんど受けることなく、保持部材の高精度な位置計測ひいては、高精度な露光が可能となる。

本発明は、第４の観点からすると、デバイス製造方法であって、本発明の露光方法を用いて基板を露光することと；露光された前記基板を現像することと；を含むデバイス製造方法である。

第１の実施形態に係る露光装置を示す概略図である。 図１のウエハテーブルとエンコーダ本体の位置関係を示す斜視図である。 図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、第１の実施形態における、エンコーダ本体による計測を説明するための図である。 図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、第１の実施形態に係る、ウエハテーブル及びエンコーダの変形例を説明するための図である。 図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は、第２の実施形態における、エンコーダ本体による計測を説明するための図である。 図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、第３の実施形態における、エンコーダ本体による計測を説明するための図である。 第４の実施形態にかかる露光装置を一部省略して示す平面図である。 第５の実施形態にかかる露光装置の一部を示す正面図である。 図８のウエハステージ及び該ウエハステージの位置計測を行うエンコーダ本体の構成を示す図である。 デバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。 図１０のステップ４０４の具体例を示すフローチャートである。

《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図３（Ｃ）に基づいて説明する。

図１には、本発明の第１の実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置である。この露光装置１００は、光源及び照明光学系を含み、照明光ＩＬによりレチクルＲを照明する照明系１２、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ、及び装置全体を統括制御する制御装置（不図示）等を備えている。以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルＲとウエハＷとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

照明系１２は、不図示のレチクルブラインドで規定されたレチクルＲ上でＸ軸方向に延びるスリット状の照明領域を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。

前記レチクルステージＲＳＴ上には、回路パターン等が描かれたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルＲの位置制御のため、不図示のレチクルステージ駆動系により、照明系１２の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここでは図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。

レチクルステージＲＳＴの移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）３２４によって、レチクルステージＲＳＴの側面（鏡面加工された端面）を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計３２４からのレチクルステージＲＳＴの位置情報は不図示の制御装置に送られている。制御装置は、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動系を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。

前記投影光学系ＰＬとしては、例えばＺ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数のレンズ（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４倍又は１／５倍）を有する。このため、照明系１２からの照明光ＩＬによって照明領域が照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、その第２面（像面側）に配置される、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域に共役な領域（露光領域ＩＡ）に形成される。そしてレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動するとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動することで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルのパターンが形成される。すなわち、本実施形態では、照明系１２、レチクルＲ及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。

前記ウエハステージＷＳＴは、その上面にて不図示の静電チャック機構によりウエハホルダＷＨを吸着保持している。また、ウエハホルダＷＨは、該ウエハホルダＷＨが有する静電チャック機構により、ウエハＷを吸着保持する。ウエハステージＷＳＴは、図１に示されるように、ステージ本体１４と、該ステージ本体１４上に固定されたウエハテーブルＷＴＢと、不図示の静電チャック機構によってウエハテーブルＷＴＢに対して着脱自在のウエハホルダＷＨと、を含んでいる。なお、ウエハホルダＷＨをウエハテーブルＷＴＢに固定する保持機構は静電チャック機構に限らず、例えば真空チャック機構あるいはクランプ機構などでも良い。また、ウエハホルダＷＨは、ウエハテーブルＷＴＢと一体に形成されても良いし、静電チャック機構と異なる機構、例えば真空チャック機構などによってウエハＷを保持しても良い。

前記ステージ本体１４（ウエハステージＷＳＴ）は、例えばリニアモータ及びボイスコイルモータ（ＶＣＭ）などを含む駆動系により、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向、及びθｚ方向の６自由度方向に駆動される。これにより、ウエハＷは６自由度方向に移動可能である。なお、ステージ本体１４はＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に駆動し、ウエハテーブルＷＴＢを少なくともＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向に微動可能としても良い。この場合、ウエハテーブルＷＴＢは６自由度方向に微動可能としても良い。

ウエハテーブルＷＴＢは、透明な部材（例えば、ガラス等）から成り、平面視（上方から見て）、略正方形の板状部材である。ウエハテーブルＷＴＢは、１辺の長さがウエハＷの直径の約３倍である。ウエハテーブルＷＴＢの上面の中央部にウエハホルダＷＨが保持されている。ウエハテーブルＷＴＢは、その内部を後述するエンコーダシステムの計測用レーザ光が進行するので、少なくともこの計測用レーザ光に対して透明な透過部材で構成される。また、ウエハテーブルＷＴＢは、ＸＹ平面と実質的に平行な第１面（上面）及び第２面（下面）と、Ｘ軸方向にそれぞれ延びる一対の側面及びＹ軸方向にそれぞれ延びる一対の側面とを有する。本実施形態では、後述するように、ウエハテーブルＷＴＢの上面にグレーティング２４が形成され、４つの側面（以下では、端面とも呼ぶ）からそれぞれ計測用レーザ光がウエハテーブルＷＴＢの内部に入射する。なお、透過部材は、低熱膨張率の材料であることが好ましく、本実施形態では一例として合成石英などが用いられる。また、ウエハテーブルＷＴＢはその全体が透過部材で構成されても良いが、計測用レーザ光が通るウエハテーブルＷＴＢの一部のみを透過部材で構成しても良い。

ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ側端面及び＋Ｙ側端面は、図３（Ａ）等に示されるように、Ｘ軸方向に延び、かつＸＺ平面に対して所定角度（θ（０°＜θ＜９０°））傾斜している。すなわち、−Ｙ側端面及び＋Ｙ側端面は、ウエハテーブルＷＴＢの底面（下面）とのなす角が鋭角（９０°−θ）、換言すればウエハテーブルＷＴＢの上面（グレーティング２４の形成面）とのなす角が鈍角（９０°＋θ）となっている。さらに、−Ｙ側端面及び＋Ｙ側端面のそれぞれには、偏光フィルタ（以下、単に「ＰＢＳ」とも呼ぶ）１８が貼付されている。また、不図示ではあるが、同様に、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｘ側端面及び＋Ｘ側端面は、Ｙ軸方向に延び、かつＹＺ平面に対して、所定角度（θ）傾斜している。すなわち、−Ｘ側端面及び＋Ｘ側端面は、ウエハテーブルＷＴＢの底面とのなす角が鋭角（９０°−θ）、換言すればウエハテーブルＷＴＢの上面とのなす角が鈍角（９０°＋θ）となっている。さらに、−Ｘ側端面及び＋Ｘ側端面のそれぞれには、不図示の偏光フィルタ（ＰＢＳ）が貼付されている。

前記ＰＢＳ１８は、例えば、一対のガラス板と、該一対のガラス板に挟まれた偏光膜とを含んで構成され、特定の方向の振動を有する偏光成分を透過し、それ以外の偏光成分を反射する性質を有するものである。ここでは、ＰＢＳ１８に入射する光のうち、特定の方向の振動を有する第１の偏光成分が通過し、これに直交する方向の振動を有する第２の偏光成分が反射されるものとする。

また、ウエハテーブルＷＴＢの上面中央部（ウエハホルダＷＨよりも一回り大きい部分）には、Ｘ軸方向を周期方向とするグレーティングと、Ｙ軸方向を周期方向とするグレーティングとを組み合わせた２次元のグレーティング２４が水平に設置され、このグレーティング２４の上面は、保護部材としてのカバーガラス５１によって覆われている。本実施形態では、このカバーガラス５１の上面にウエハホルダＷＨを吸着保持する前述の静電チャック機構が設けられている。なお、本実施形態では、ウエハテーブルＷＴＢの上面のほぼ全面を覆うようにカバーガラス５１を設けているが、グレーティング２４を含む上面の一部のみを覆うようにカバーガラス５１を設けても良い。また、本実施形態では、カバーガラス５１をウエハテーブルＷＴＢと同一の材料で構成するが、他の材料、例えば金属、セラミックス、あるいは薄膜などで構成しても良い。なお、ウエハテーブルＷＴＢはカバーガラス５１を含むものとしても良く、この場合にはグレーティング２４の形成面がウエハテーブルＷＴＢの最上面ではなくその内部に配置されることになる。

ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内における位置は、後述するエンコーダ本体により、グレーティング２４を介して常時検出されている。このエンコーダ本体により検出されるウエハステージＷＳＴの位置情報は、不図示の制御装置に送られ、不図示の制御装置は、この位置情報に基づいて、前述したリニアモータ及びボイスコイルモータを駆動して、ウエハステージＷＳＴの位置を制御する。

前記制御装置は、例えばワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、上記検出系などの、露光装置１００の構成各部を統括制御する。

次に、本第１の実施形態において、ウエハステージＷＳＴの位置計測に用いられるエンコーダシステム（計測システム）の構成等について図１〜図３（Ｃ）を用いて詳細に説明する。本第１の実施形態のエンコーダシステムは、前述したグレーティング２４と、該グレーティング２４に計測用のレーザ光を照射する４つのエンコーダ本体（計測装置）１６Ｙａ，１６Ｙｂ，１６Ｘａ，１６Ｘｂ（エンコーダ本体１６Ｘａ，１６Ｘｂについては図１では不図示、図２参照）とを含んでいる。

図２には、４つのエンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂ，１６Ｘａ，１６Ｘｂの位置関係を説明するための斜視図が示されている。エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂは、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハＷ）のＹ軸方向に関する位置情報を検出するためのものである。エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂは、図２に示されるように、露光領域ＩＡの中心（露光中心）から−Ｙ側及び＋Ｙ側に等間隔離れた位置に配置されている。また、エンコーダ本体１６Ｘａ，１６Ｘｂは、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハＷ）のＸ軸方向に関する位置情報を検出するためのものである。エンコーダ本体１６Ｘａ，１６Ｘｂは、図２に示されるように、露光領域ＩＡの中心から−Ｘ側及び＋Ｘ側に等間隔離れた位置に配置されている。なお、本実施形態では、露光領域ＩＡの中心はＸＹ平面内で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと一致し、露光動作では露光領域ＩＡの中心に対してウエハステージＷＳＴの位置決め（すなわち、ウエハＷのアライメント）が行われる。

ここで、エンコーダ本体１６Ｙａについて、具体的に説明する。エンコーダ本体１６Ｙａは、不図示ではあるが、その内部に、計測用レーザ光（以下、適宜、レーザ光と略述する）を射出する光源と、光学系と、ＣＣＤ等を含んで構成される光検出器とを含んでいる。

エンコーダ本体１６Ｙａでは、図３（Ａ）に示されるように、その内部に設けられた光源から計測用レーザ光Ｌｙ１を射出する。そして、このレーザ光Ｌｙ１は、図３（Ａ）に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面に設けられたＰＢＳ１８に対して垂直に入射する。そして、ＰＢＳ１８により、レーザ光Ｌｙ１が、偏光方向が互いに直交する第１の偏光成分と第２の偏光成分とに偏光分離される。すなわち、第１の偏光成分及び第２の偏光成分のいずれか一方（ここでは、第１の偏光成分）がＰＢＳ１８を通過し、他方の偏光成分（ここでは、第２の偏光成分）は、ＰＢＳ１８で反射される。

そして、ＰＢＳ１８を通過した第１の偏光成分（例えばｐ偏光成分）は、ウエハテーブルＷＴＢの内部に進入し、底面２２ａに入射角（９０°−θ）で入射し、ここで、反射されて、グレーティング２４に入射角（９０°−θ）で入射する。そして、グレーティング２４のＹ軸方向を周期方向とする格子にて回折され、所定次数の回折光が、グレーティング２４に入射したレーザ光の光路と全く同一の光路を戻る。ここで、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）からわかるように、本実施形態では、グレーティング２４に入射する光は、常に、露光領域ＩＡの中心の直下の点ＩＡａに入射するように、設定されている。この点ＩＡａは、ＸＹ平面内での位置が露光領域ＩＡの中心と同一となっている。

そして、上記の戻り光（ＰＢＳ１８を通過した光（第１の偏光成分）の戻り光）は、ＰＢＳ１８で反射された第２の偏光成分（例えばｓ偏光成分）と同一の光路を通ってエンコーダ本体１６Ｙａに戻る。

エンコーダ本体１６Ｙａでは、前述の光学系（例えば、偏光子などを含む）によって、グレーティング２４で反射された第１の偏光成分の反射光と、ＰＢＳ１８で反射された第２の偏光成分の反射光とが合成されて干渉光となり、光検出器にてこの干渉光を受光し、光検出器の受光面上に形成される干渉縞を検出する。この検出結果は、不図示の制御装置に送られ、該制御装置では、この検出結果からウエハテーブルＷＴＢ（ウエハＷ）のＹ軸方向に関する位置情報を算出する。

図２に戻り、エンコーダ本体１６Ｙｂの構成も、エンコーダ本体１６Ｙａと同様となっている。すなわち、エンコーダ本体１６Ｙｂは、不図示ではあるが、その内部に、計測用レーザ光を射出する光源と、光学系と、ＣＣＤ等を含んで構成される光検出器とを含む。エンコーダ本体１６Ｙｂから射出されるレーザ光Ｌｙ２も、ウエハテーブルＷＴＢの＋Ｙ端面に設けられたＰＢＳ１８にて、第１の偏光成分（通過光）と第２の偏光成分（反射光）とに偏光分離される。ＰＢＳ１８を通過した偏光成分（第１の偏光成分）のうち底面２２ａ及びグレーティング２４のＹ軸方向を周期方向とする格子を介して戻ってくる光と、ＰＢＳ１８で反射された偏光成分（第２の偏光成分）の光とがエンコーダ本体１６Ｙｂに戻る。この場合において、エンコーダ本体１６Ｙｂから射出されるレーザ光Ｌｙ２のうち、グレーティング２４に入射する光は、常に、レーザ光Ｌｙ１が入射する、露光領域ＩＡの中心の直下の点ＩＡａに入射する。そして、エンコーダ本体１６Ｙｂ内の光検出器にて干渉光を受光し、該検出結果に基づいて、不図示の制御装置が、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハＷ）のＹ軸方向に関する位置情報を算出する。

本実施形態では、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示されるように、エンコーダ本体１６Ｙａから射出されるレーザ光Ｌｙ１、及びエンコーダ本体１６Ｙｂから射出されるレーザ光Ｌｙ２は、ＰＢＳ１８にそれぞれ入射し、露光領域ＩＡの中心の直下の同一の点ＩＡａに入射するようになっている。このため、計測方向であるＹ軸方向に関して図３（Ａ）〜図３（Ｃ）の範囲でウエハテーブルＷＴＢが移動する間は常に、エンコーダ本体１６Ｙａ、１６Ｙｂを用いたウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向に関する位置情報の計測を行うことが可能である。また、少なくともウエハＷ上に露光領域ＩＡが存在する間は、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方向に移動しても、レーザ光Ｌｙ１、Ｌｙ２がＰＢＳ１８から外れることがない。このため、少なくとも露光動作の間は、エンコーダ本体１６Ｙａ、１６Ｙｂによって常にウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向の位置情報を計測可能である。

従って、不図示の制御装置は、これらＹ軸方向に関する位置情報を計測することが可能なエンコーダ本体（１６Ｙａ，１６Ｙｂ）による計測結果（座標値）を平均化し、その平均値を、Ｙ軸方向に関する位置情報として算出する。

なお、Ｘ軸方向に関する位置計測を行うエンコーダ本体１６Ｘａ，１６Ｘｂについても、計測方向がＸ軸方向である点、及びこれに伴って、計測用レーザ光Ｌｘ１，Ｌｘ２（図２参照）の射出方向がＸＺ平面に平行な方向である点、及びグレーティング２４のＸ軸方向を周期方向とする格子を用いる点などが異なるのみで、その他の構成及び計測方法は同様となっている。また、少なくともウエハＷ上に露光領域ＩＡが存在する間は、ウエハステージＷＳＴがＹ軸方向に移動しても、レーザ光Ｌｘ１、Ｌｘ２がウエハテーブルＷＴＢのＰＢＳから外れることがない。従って、少なくとも露光動作の間は、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の位置情報をエンコーダ本体１６Ｘａ，１６Ｘｂのそれぞれを用いて常時計測することが可能となっている。不図示の制御装置は、上述と同様に、エンコーダ本体１６Ｘａ，１６Ｘｂの計測結果（座標値）を平均化し、その平均値を、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向に関する位置情報として算出する。

以上説明したように、本実施形態によると、エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂ，１６Ｘａ，１６Ｘｂから射出されるレーザ光Ｌｙ１，Ｌｙ２，Ｌｘ１，Ｌｘ２は、ウエハテーブルＷＴＢに外部から入射し、露光領域ＩＡの中心の直下に位置する点ＩＡａに到達し、グレーティング２４で回折される。そして、グレーティング２４から戻ってきた第１の偏光成分と、ＰＢＳ１８で反射された第２の偏光成分との干渉光を、各エンコーダ本体の光検出器で受光することにより、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測する。従って、ＰＢＳ１８を透過した第１の偏光成分は、第２の偏光成分と合成されるまでの間、すなわちＰＢＳ１８から外部に射出するまでの間は、ウエハテーブルＷＴＢ内を通過し、外部雰囲気中を進行することが無い。これにより、ＰＢＳ１８とグレーティング２４との間では第１の偏光成分（測長ビーム）がウエハテーブルＷＴＢの周辺雰囲気の揺らぎの影響を受けることがない。さらに、ウエハテーブルＷＴＢの外部では、第１の偏光成分と第２の偏光成分とが同一の光路を通る。このため、高精度なウエハテーブルＷＴＢの位置計測を行うことが可能となる。

また、本実施形態では、ウエハテーブルＷＴＢの位置計測を高精度に行うことができるので、該計測結果に基づいて、制御装置が、ウエハテーブルＷＴＢを移動させることで、レチクルＲとウエハＷとを精度良く相対移動することが可能となる。従って、高精度な露光を実現することが可能である。

また、本実施形態では、ウエハテーブルＷＴＢのウエハホルダＷＨの裏面部分にグレーティング２４が設けられていることから、ウエハテーブルＷＴＢの加速により、ウエハテーブルＷＴＢ上でのグレーティング２４の位置が微小に変化することが無い。このため、ウエハテーブルＷＴＢを加速している間にも高精度な位置計測を行うことができる。従って、例えば加速している間に露光を開始することも可能となり、高スループットが期待できる。

また、本実施形態では、露光領域ＩＡの中心の直下の所定点ＩＡａにてウエハテーブルＷＴＢの位置を計測しているので、アッベ誤差無く、高精度な位置計測を行うことができ、該計測結果を用いて、露光の際のウエハの位置制御を行うことで、高精度な露光を行うことが可能である。

なお、上記実施形態では、説明の便宜上、Ｙ軸方向の位置情報を計測するエンコーダ本体（Ｙ位置計測用のエンコーダ本体）を一対設け、Ｘ軸方向の位置情報を計測するエンコーダ本体（Ｘ位置計測用のエンコーダ本体）を一対設けることとしたが、これに限らず、例えば、ウエハテーブルＷＴＢのヨーイング（θｚ方向の回転情報）を計測する場合には、Ｙ位置計測用のエンコーダ本体とＸ位置計測用のエンコーダ本体との少なくとも一方を二対以上設けることとしても良い。この場合、二対のエンコーダ本体を、計測用レーザ光が、露光領域ＩＡの中心を挟んで等距離の位置でグレーティングに入射するように、配置することができる。例えば、Ｙ位置計測用のエンコーダ本体を二対設ける場合、第１対のエンコーダ本体からの計測用レーザ光の照射点と、第２対のエンコーダ本体からの計測用レーザ光の照射点とは、Ｙ軸方向に関して露光領域ＩＡの中心と同一位置で、かつＸ軸方向に関して露光領域ＩＡの中心から等距離の位置に設定される。この場合、第１対のエンコーダ本体の少なくとも一方、及び第２対のエンコーダ本体の少なくとも一方の計測値からθｚ方向の位置情報を求めることができる。また、第１対のエンコーダ本体、及び第２対のエンコーダ本体の一方または両方を１つのみ設けることとし、この２つ又は３つのエンコーダ本体の計測値からウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向及びθｚ方向の位置情報を求めても良い。

なお、上記実施形態では、Ｙ位置計測用のエンコーダ本体（又はＸ位置計測用のエンコーダ本体）の計測値（座標値）を平均化して、ウエハテーブルＷＴＢのＹ位置（Ｘ位置）とする場合について説明したが、これに限らず、一対のエンコーダ本体のいずれか一方の計測値をＹ位置（又はＸ位置）とすることとしても良い。この場合、例えば、いずれか一方のエンコーダ本体を常時使用し、何らかの原因により、その一方のエンコーダ本体による計測ができなくなった場合にのみ他方のエンコーダ本体を使用するようにしても良いし、例えば、一対のエンコーダ本体を時間ごとに切り替えることとしても良い。また、例えば、いずれか一方のエンコーダ本体を常時使用し、他方のエンコーダを一方のエンコーダのキャリブレーション用（調整用）に用いることとしても良い。

また、上記実施形態では、計測用レーザ光の照射点（すなわち、エンコーダ本体の計測点）が同一位置となる、Ｘ位置及びＹ位置計測用のエンコーダ本体をそれぞれ一対設け、計測方向が同じ一対のエンコーダ本体の計測結果（座標値）の平均値を、ウエハテーブルＷＴＢの計測方向の位置情報とすることとした。しかし、これに限らず、計測方向が同じ一対のエンコーダ本体の計測点を、ＸＹ平面内で計測方向と直交する非計測方向に関して異なる位置、例えば露光領域ＩＡの中心に関して対称な位置に配置しても良い。換言すれば、計測方向が同じ一対のエンコーダ本体の測長軸（上記実施形態では、計測用レーザ光と一致）を、ＸＹ平面内で測長軸と直交する方向に関してずらして配置しても良い。この場合、その一対のエンコーダ本体の計測結果（座標値）の少なくとも一方からウエハテーブルＷＴＢの計測方向の位置情報を求め、両方の計測結果からウエハテーブルＷＴＢのθｚ方向の位置情報を求めることができる。上記実施形態では、計測方向が同じ一対のエンコーダ本体の測長軸（及び計測用レーザ光の入射方向）はその計測方向と平行になっている。なお、計測方向が同じ一対のエンコーダ本体でその計測点のＸ軸及びＹ軸方向の位置を両方とも異ならせても良い。また、上記実施形態では、計測方向が同じ一対のエンコーダ本体を、ウエハテーブルＷＴＢを挟んでその両側に配置するものとしたが、ウエハテーブルＷＴＢに対して同一の側に配置しても良い。この場合、計測方向の位置情報だけでなくθｚ方向の位置情報も計測可能である。さらに、上記実施形態では、一対のＸ位置計測用のエンコーダ本体と、一対のＹ位置計測用のエンコーダ本体とを設けるものとしたが、エンコーダ本体の数は４個に限られるものでなく、３個以下あるいは５個以上でも良い。例えば、Ｘ位置計測用のエンコーダ本体及びＹ位置計測用のエンコーダ本体の一方を１つのみ設け、かつ他方を一対設けても良い。この場合、その一対のエンコーダ本体を、ウエハテーブルＷＴＢに対して同一の側に配置することで、Ｘ軸及びＹ軸方向の位置情報とθｚ方向の位置情報とが計測可能となる。あるいは、１つのＸ位置計測用のエンコーダ本体、及び／又は１つのＹ位置計測用のエンコーダ本体のみ設け、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸及び／又はＹ軸方向の位置情報を計測することとしても良い。この場合であっても、エンコーダ本体による計測が常時行われるので、高精度なウエハの位置決めを実現することが可能である。

なお、上記実施形態では、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ側端面及び＋Ｙ側端面を、ＸＺ平面に対して所定角度（θ）傾斜させ、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｘ側端面及び＋Ｘ側端面を、ＹＺ平面に対して所定角度（θ）傾斜させる場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、図４（Ａ）等に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ側端面及び＋Ｙ側端面を、ＸＺ平面に対して所定角度（−θ）傾斜させるとともに、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｘ側端面及び＋Ｘ側端面（不図示）を、ＹＺ平面に対して所定角度（−θ）傾斜させても良い。この場合、Ｙ側端面及びＸ側端面はいずれも、ウエハテーブルＷＴＢの底面とのなす角が鈍角（９０°＋θ）、すなわち上面（グレーティング２４が形成される格子面）とのなす角が鋭角（９０°−θ）となっている。また、図４（Ａ）に示されるように、レーザ光Ｌｙ１、Ｌｙ２（及びＬｘ１、Ｌｘ２）それぞれが、対応する端面に対して垂直に入射する。なお、他の構成は上記実施形態と全く同一であるので、ここでは説明を省略する。

このような構成を採用しても、上記実施形態と同様、エンコーダ本体１６Ｙａ、１６Ｙｂ（１６Ｘａ、１６Ｘｂ）から射出した計測用レーザ光Ｌｙ１、Ｌｙ２（及びＬｘ１、Ｌｘ２）が露光領域ＩＡの中心の直下の点ＩＡａに入射する（図４（Ａ）〜図４（Ｃ）参照）。従って、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示される構成を採用した場合、上記実施形態と同様にして、ウエハテーブルＷＴＢの位置計測を行うことが可能である。また、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示される構成を採用した場合には、計測用レーザ光Ｌｙ１、Ｌｙ２（及びＬｘ１、Ｌｘ２）をウエハテーブルＷＴＢの底面で反射させる必要がないので、図４（Ａ）等と図３（Ａ）等とを比較すると分かるように、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向及びＸ軸方向のサイズを小さくすることが可能である。また、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示される構成では、ウエハテーブルＷＴＢをＸ軸及びＹ軸方向に大型化することなく、斜入射する計測用レーザ光とグレーティング２４とのなす角を小さくすることが可能である。このため、上記実施形態と比較して、ウエハテーブルＷＴＢのＺ軸方向のサイズ（高さ又は厚さ）を小さくできる。従って、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示される構成では、上記実施形態に比べてウエハテーブルＷＴＢを大幅に小型化できる。

《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態について、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に基づいて説明する。本第２の実施形態は、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢとしてウエハホルダＷＨよりわずかに大きなサイズのものが用いられている点が、前述の第１の実施形態（図２）と異なるが、その他の構成等は、第１の実施形態と同様である。従って、以下では、この相違点を中心に説明するとともに、重複説明を避けるため、同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を省略する。なお、本第２の実施形態のウエハテーブルＷＴＢは、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示したウエハテーブルＷＴＢとサイズがほぼ等しい。

本第２の実施形態においても、ウエハテーブルＷＴＢの±Ｙ側及び±Ｘ側にエンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂ，１６Ｘａ，１６Ｘｂが配置されている。ここで、図５（Ａ）に示されるように、ウエハＷの中心が露光領域ＩＡの中心とほぼ一致する位置にウエハテーブルＷＴＢが位置決めされている場合、エンコーダ本体１６Ｙａ、１６Ｙｂからのレーザ光が、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ側端面、＋Ｙ側端面に設けられた一対のＰＢＳ１８の下端部に、それぞれ入射するように、エンコーダ本体１６Ｙａ、１６Ｙｂの位置関係が設定されている。エンコーダ本体１６Ｘａ，１６Ｘｂは、Ｙ軸方向とＸ軸方向との違いはあるが、エンコーダ本体１６Ｙａ、１６Ｙｂと同様の位置関係に設定されている。

このため、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）にそれぞれ示されるように、ウエハテーブルＷＴＢが図５（Ａ）よりも−Ｙ側、又は＋Ｙ側に移動したときには、エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂのうちの一方（図５（Ｂ）の場合には、エンコーダ本体１６Ｙｂ、図５（Ｃ）の場合には、エンコーダ本体１６Ｙａ）からの光がＰＢＳ１８に入射しなくなる。従って、本実施形態ではＹ軸方向の位置情報の計測に使用するエンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂの切り替えが行われる。すなわち、エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂの一方による位置情報の計測を、他方のエンコーダ本体による位置情報の計測に切り替え可能となっている。

そこで、本第２の実施形態では、エンコーダ本体１６Ｙａ、１６Ｙｂの一方からのレーザ光がＰＢＳ１８から外れる前、すなわちエンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂからのレーザ光が、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ側端面、＋Ｙ側端面に設けられた一対のＰＢＳ１８に同時に入射可能な位置、例えば図５（Ａ）の位置にウエハテーブルＷＴＢがあるときに、不図示の制御装置により、一方のエンコーダ本体の計測値と他方のエンコーダ本体の計測値とのつなぎが実行される。すなわち、制御装置は、一方のエンコーダ本体の計測結果と他方のエンコーダ本体の計測結果とが一致するように、他方のエンコーダ本体の計測値の初期値を与えるようになっている。このつなぎ処理は、他方のエンコーダ本体においてＰＢＳ１８から外れているレーザ光がＰＢＳ１８に再度入射した時点から、一方のエンコーダ本体からのレーザ光がＰＢＳ１８から外れる（あるいは、一方のエンコーダ本体による位置計測が他方のエンコーダ本体による位置計測に切り替えられる）までの間に行えば良い。また、つなぎ処理は、位置計測に用いるエンコーダ本体の切り替えと同時に行わなくてもよく、その切り替え前に行っても構わない。さらに、つなぎ処理とエンコーダ本体の切り替えとはそれぞれ、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向の位置に応じて行われる、すなわち実行タイミングが決定される。

また、Ｘ位置計測用のエンコーダ本体１６Ｘａ，１６Ｘｂについても、制御装置は、同様の処理を行なう。すなわち、制御装置は、一方のエンコーダ本体からのレーザ光がＰＢＳ１８に入射しなくなる以前に、上記と同様に、計測値の初期値を与える。

このようにすることで、制御装置は、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向に関する位置情報を、エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂのうちの少なくとも一方により、常に計測することができ、また、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向に関する位置情報を、エンコーダ本体１６Ｘａ，１６Ｘｂのうちの少なくとも一方により、常に計測することができる。従って、ウエハテーブルＷＴＢを小型化しても特に支障はなくなる。

以上説明したように、本第２の実施形態によると、前述の第１の実施形態と同等の作用効果を得られるほか、制御装置により、エンコーダ本体間の計測値のつなぎが実行されるので、ウエハテーブルＷＴＢを小型化しても特に支障なくウエハテーブルＷＴＢの位置制御ができる。従って、ウエハテーブルＷＴＢの軽量化、及びこれによるウエハテーブルＷＴＢの位置決め精度を含む位置制御性の向上、ひいては高精度な露光が可能となる。また、ウエハテーブルＷＴＢの軽量化に伴い、高加速度化も実現できるので、露光装置のスループットの向上も期待できる。

なお、上記第２の実施形態においても、説明の便宜上、計測点が同一位置に設定される、Ｙ位置計測用、及びＸ位置計測用のエンコーダ本体をともに一対設けることとしたが、これに限らず、ウエハテーブルＷＴＢのヨーイング（θｚ回転）を計測する場合には、Ｙ位置計測用及びＸ位置計測用のエンコーダ本体の少なくとも一方を二対以上設けることとしても良い。この場合、二対のエンコーダ本体を、それぞれが射出する光が、露光領域ＩＡの中心を挟んで等距離の位置に入射するように、配置することとしても良い。

また、上記第２の実施形態においても、図４（Ａ）等に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ側端面及び＋Ｙ側端面を、ＸＺ平面に対して所定角度（−θ）傾斜させるとともに、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｘ側端面及び＋Ｘ側端面を、ＹＺ平面に対して所定角度（−θ）傾斜させることとしても良い。この場合、ウエハテーブルＷＴＢの更なる小型化、エンコーダシステムによる位置計測が可能な範囲の拡大を図ることができる。これに限らず、第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態で説明した他の変形例と同様の構成を、適用することも可能である。

《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態について、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に基づいて説明する。この第３の実施形態は、ウエハテーブルＷＴＢの上面側からレーザ光を入射させている点、及びこれに伴って、その端面にＰＢＳ１８が設けられていない点などが、ウエハテーブルＷＴＢの側面から計測用レーザ光を入射させていた前述の第１、第２の実施形態と異なるが、その他の部分の構成等は、前述の第１の実施形態と同様である。以下では、相違点を中心に説明し、同一の構成等については、同一の符号を用いるとともに、その説明を省略する。

本第３の実施形態では、計測用レーザ光をウエハテーブルＷＴＢの上面側から入射させるため、図６（Ａ）に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢ上方に光軸ＡＸに関して左右対称に配置された一対の偏光分離・合成部材４９Ａ，４９Ｂを備えている。

偏光分離・合成部材４９Ａ、４９Ｂは、不図示の支持部材によって、エンコーダ本体１６Ｙａ、１６Ｙｂそれぞれの近傍のウエハテーブルＷＴＢの上方に固定されている。偏光分離・合成部材４９Ａは、キューブ型の偏光ビームスプリッタ２８Ａと、偏光ビームスプリッタ２８Ａの最も下側（−Ｚ側）に位置する面に固定された反射ミラー３０ＡＢとを含む。同様に、偏光分離・合成部材４９Ｂは、偏光ビームスプリッタ２８Ｂと、反射ミラー３０Ｂとを含み、偏光分離・合成部材４９Ａと同様に構成されている。

偏光分離・合成部材４９Ａ、４９Ｂでは、エンコーダ本体１６Ｙａ、１６Ｙｂからそれぞれ入射するレーザ光が、偏光ビームスプリッタ２８Ａ、２８Ｂを透過する偏光成分（例えば、第１の偏光成分とする）と、反射する偏光成分（例えば、第２の偏光成分とする）とに分けられる。そして、反射した偏光成分（第２の偏光成分）は、反射ミラー３０Ａ、３０Ｂで反射されると共に、再度偏光ビームスプリッタ２８Ａ、２８Ｂで反射され、エンコーダ本体１６Ｙａ、１６Ｙｂに戻る。すなわち、偏光分離・合成部材４９Ａ、４９Ｂが、前述した第１、第２の実施形態におけるＰＢＳ１８と同様の機能を果たしている。従って、本第３の実施形態においても、上記第１、第２の実施形態と同様に位置計測を行うことが可能である。

また、本第３の実施形態においては、図６（Ａ）に示されるように、第１の実施形態と同様、ウエハテーブルＷＴＢの一辺がウエハＷの直径の約３倍とされているので、図６（Ｂ）に示される位置と図６（Ｃ）に示される位置との間の範囲内でウエハテーブルＷＴＢが移動しても、エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂからの計測用レーザ光が常に、ウエハテーブルＷＴＢに入射するようになっている。従って、常に、２つのエンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂを用いたウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向に関する位置情報の計測を行うことができる。従って、不図示の制御装置では、これらの計測結果（座標値）の平均値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＹ位置を高精度に算出することが可能である。

なお、図示は省略されているが、露光領域ＩＡの＋Ｘ側には、上記第１、第２の実施形態と同様に、エンコーダ本体１６Ｘａが設けられ、−Ｘ側には、エンコーダ本体１６Ｘｂが設けられている。また、これらエンコーダ本体１６Ｘａ，１６Ｘｂの近傍にも、上記偏光分離・合成部材４９Ａ，４９Ｂと同様の偏光分離・合成部材が設けられ、Ｙ軸方向に関する位置計測と同様にして、Ｘ軸方向に関する位置計測を行う。これにより、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向に関する位置についても、高精度な計測を行うことが可能である。

以上説明したように、本第３の実施形態によると、第１の実施形態と同様、ウエハテーブルＷＴＢの高精度な位置計測を行うことができるので、該計測結果に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢを駆動することにより、高精度な位置決めを行うことができ、ひいては高精度な露光を実現することが可能となる。

なお、上記第３の実施形態では、第１の実施形態と同様、ウエハテーブルＷＴＢの一辺がウエハＷの直径の約３倍に設定されている場合について説明したが、これに限らず、第２の実施形態と同様に、ウエハテーブルＷＴＢをウエハＷよりも一回り大きい程度に設定しても良い。この場合、上記第２の実施形態と同様にＸ軸及びＹ軸方向それぞれについて、２つのエンコーダ本体による計測のつなぎを行う（例えば、一方のエンコーダ本体の計測結果と他方のエンコーダ本体の計測結果とが一致するように、他方のエンコーダ本体の計測値の初期値を与える）ことにより、ウエハテーブルＷＴＢの位置を常時計測することができる。このようにすることで、ウエハテーブルＷＴＢの小型・軽量化が問題なく行えるので、この点からも、高精度なウエハテーブルＷＴＢの位置決めを実現することができる。

なお、上記第３の実施形態においては、第１、第２の実施形態と同様、例えば、ウエハテーブルＷＴＢのヨーイング（θｚ回転）を計測する場合には、Ｘ位置計測用のエンコーダ本体とＹ位置計測用のエンコーダ本体との少なくとも一方を二対以上設けることとしても良い。また、第３の実施形態においても、前述した第１の実施形態で説明した各変形例と同様の構成を適用することもできる。

《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態について図７に基づいて説明する。

図７には、本第４の実施形態に係る露光装置１００’の一部省略した平面図が示されている。

この露光装置１００’は、本体チャンバ１１２と、該本体チャンバ１１２内に設けられたウエハステージＷＳＴを含む露光装置本体１００ａ’と、本体チャンバ１１２の近傍に設けられたアライメントチャンバ１１６と、該アライメントチャンバ１１６内に収容された測定部１１０と、アライメントチャンバ１１６の−Ｘ側に設けられたウエハ交換チャンバ１１８と、該ウエハ交換チャンバ１１８内に設けられたウエハ交換部１２０と、を含んでいる。

前記本体チャンバ１１２の内部は、環境条件（清浄度、温度、圧力等）がほぼ一定に維持されている。

前記露光装置本体１００ａ’は、前述した第１の実施形態（第１の実施形態では露光装置１００）とほぼ同様の構成を有しており、ウエハステージＷＳＴは、床面Ｆ上に設けられたベースＢＳ１に対して、不図示の磁気浮上機構（あるいはエアベアリンクなど）により所定のクリアランスを介して浮上支持されている。

露光装置本体１００ａ’を構成するウエハステージＷＳＴ上には、ウエハホルダＷＨ１が載置されている。このウエハホルダＷＨ１の下面には、二次元のグレーティング（不図示）が設けられている。また、グレーティングの近傍には、グレーティングの原点を決定するためのマーク（以下、「原点マーク」と呼ぶものとする）が設けられている。この原点マークは、ウエハステージＷＳＴ上にウエハホルダＷＨ１が載置された状態で、エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂ，１６Ｘａ，１６Ｘｂにより検出可能なものであり、また、後述するアライメント系ＡＬＧによっても検出可能なものである。

また、ウエハテーブルＷＴＢは、例えば第２の実施形態と同様に、ガラス等の透明な板状部材から構成され、その＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面は、Ｘ軸方向に延び、かつＸＺ平面に対して傾斜し、かつ＋Ｘ側及び−Ｘ側の側面は、Ｙ軸方向に延び、かつＹＺ平面に対して傾斜し、これらの側面にはＰＢＳ（不図示）が設けられている。なお、ウエハテーブルＷＴＢの上面には、第２の実施形態とは異なり、グレーティングは設けられていないが、ウエハホルダＷＨ１の裏面にグレーティングが設けられている。このグレーティングを用いて、エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂ，１６Ｘａ，１６Ｘｂにより、上記各実施形態と同様に、ウエハホルダＷＨ１のＸＹ平面内の位置を計測することが可能となっている。なお、ウエハホルダＷＨ１の裏面を保護部材（例えば、カバーガラスあるいは薄膜など）で覆っても良い。

なお、ウエハテーブルＷＴＢは、ウエハホルダＷＨ１に代えて、図７のウエハホルダＷＨ２、ＷＨ３を保持することも可能である。本実施形態では、ウエハテーブルＷＴＢに保持されるウエハホルダＷＨ２、ＷＨ３の裏面に設けられたグレーティングを用いて、エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂ，１６Ｘａ，１６Ｘｂにより、ウエハホルダＷＨ２、ＷＨ３のＸＹ平面内の位置を計測することが可能となっている。

前記アライメントチャンバ１１６の内部は、前述した本体チャンバ１１２とは別個に、環境条件（清浄度、温度、圧力等）がほぼ一定に維持されている。

前記測定部１１０は、ベースＢＳ１とは独立して、床面Ｆ上に設けられたベースＢＳ２と、該ベースＢＳ２上に設けられた第１のホルダ保持部材２２と、アライメント系ＡＬＧと、アライメント系ＡＬＧをベースＢＳ２上で２次元駆動するアライメントステージＡＳＴとを含んでいる。なお、不図示ではあるが、ベースＢＳ２は、例えば４つの防振ユニットを介して床面Ｆ（又はベースプレートなど）上に配置されている。

前記第１のホルダ保持部材２２は、平面視略正方形状の形状を有し、図７においては、その上面にて、ウエハＷを保持可能なウエハホルダＷＨ２を支持している。このウエハホルダＷＨ２は、前述したウエハホルダＷＨ１と同様の構成となっており、その裏面には２次元のグレーティングが設けられている。なお、第１のホルダ保持部材２２は、ウエハホルダＷＨ２に代えて、図７のウエハホルダＷＨ１、ＷＨ３を支持することも可能である。

前記アライメントステージＡＳＴは、図７では、図示が省略されているが、アライメント系ＡＬＧを保持して、例えば、Ｘ軸方向駆動用のＸリニアモータと、Ｙ軸方向駆動用のＹ軸リニアモータとにより、第１のホルダ保持部材２２上方で、ＸＹ２次元方向に移動可能とされている。これにより、ウエハ上でアライメント系ＡＬＧの検出領域が移動され、ウエハ上の複数のアライメントマークを検出できる。

アライメント系ＡＬＧとしては、例えば光学系と、該光学系に接続された、光源を含む照明系と、ＣＣＤを含む受光系とを含むアライメント系を採用している。なお、アライメント系ＡＬＧの照明系については、アライメントステージＡＳＴによって移動させずに、アライメントステージＡＳＴの外部に設け、光ファイバなどで接続することとしても良い。なお、これに限らず、外部に設けられた光源からのビームをアライメント系ＡＬＧの光学系に伝送する、ミラーなどを含むリレー光学系を用いても良い。なお、アライメント系ＡＬＧは画像処理方式に限られるものではなく、その他、各種方式のセンサを用いることもできる。また、アライメントステージＡＳＴ及びアライメント系ＡＬＧに接続されるケーブル類は、アライメントステージＡＳＴの移動の妨げにならないようにすることが望ましい。

アライメント系ＡＬＧのＸＹ平面内の位置は、計測装置（例えば干渉計又はエンコーダ）を用いて計測され、不図示の制御装置は、計測装置によって計測されるアライメント系ＡＬＧの位置と、アライメント系ＡＬＧによる検出結果とに基づいて、ウエハ上に設けられたアライメントマークの位置を算出する。また、アライメント系ＡＬＧは、ウエハホルダＷＨ２（又はウエハホルダＷＨ１、ＷＨ３）に設けられた原点マークを検出し、不図示の制御装置は、該原点マークと、アライメントマークとの位置関係を算出する。

前記ウエハ交換チャンバ１１８の内部は、前述した本体チャンバ１１２及びアライメントチャンバ１１６とは別個に、環境条件（清浄度、温度、圧力等）がほぼ一定に維持されている。

前記ウエハ交換部１２０は、ウエハ交換チャンバ１１８内の床面Ｆ上に前述のベースＢＳ１，ＢＳ２とは独立して設けられたベースＢＳ３と、ベースＢＳ３上に設けられた第２のホルダ保持部材２６とを含んでいる。図７では、第２のホルダ保持部材２６上で、ウエハホルダＷＨ３を介してウエハＷが保持されている。ウエハホルダＷＨ３は、前述したウエハホルダＷＨ１，ＷＨ２と同様の構成となっており、その裏面には２次元のグレーティングが設けられている。なお、第２のホルダ保持部材２６は、ウエハホルダＷＨ３に代えて、図７のウエハホルダＷＨ１、ＷＨ２も載置可能である。

更に、本実施形態では、ウエハホルダＷＨ１〜ＷＨ３を、ウエハステージＷＳＴと、第１のホルダ保持部材２２と、第２のホルダ保持部材２６との間で、搬送するホルダ搬送装置（不図示）が設けられている。

このように構成される本実施形態の露光装置１００’では、以下のような動作が行われる。なお、以下の動作は、不図示の制御装置により行われるが、説明の煩雑化を避けるため、制御装置に関する記載は省略するものとする。

まず、ウエハ交換部１２０の第２のホルダ保持部材２６に保持されているウエハホルダＷＨ３に対するウエハのロード（露光済みのウエハが保持されている場合には、新たなウエハへの交換）が行われる。

次いで、不図示のホルダ搬送装置により、ウエハＷを保持したウエハホルダＷＨ３がウエハ交換部１２０から搬出され、ウエハステージＷＳＴ上のウエハホルダＷＨ１がウエハ交換部１２０に搬入されて第２のホルダ保持部材２６で保持される。その後、第１のホルダ保持部材２２上のウエハホルダＷＨ２がウエハステージＷＳＴ１上に搬送され、ウエハ交換部１２０から搬出されたウエハホルダＷＨ３が第１のホルダ保持部材２２上に搬送される。以下では、このようなウエハホルダの搬送動作を、ホルダ巡回動作と呼ぶ。

次いで、測定部１１０において、第１のホルダ保持部材２２上のウエハホルダＷＨ３に保持されたウエハのアライメントが行われる。このアライメントでは、アライメントステージＡＳＴにより、アライメント系ＡＬＧが２次元駆動され、ウエハ上に形成されたアライメントマーク（例えば８個）が検出される。また、ウエハホルダＷＨ３に設けられた原点マークの検出も行われ、該原点マークとアライメントマークの位置関係についても算出される。

一方、ウエハ交換部１２０においては、上記アライメント動作と並行して、第２のホルダ保持部材２６上に載置されているウエハホルダＷＨ１上にウエハＷがロードされる。

次いで、前述したホルダ巡回動作が行われ、ウエハホルダＷＨ３がウエハテーブルＷＴＢ上に載置され、ウエハホルダＷＨ１が第１のホルダ保持部材２２上に載置され、ウエハホルダＷＨ２が第２のホルダ保持部材２６上に載置される。

次いで、露光装置本体１００ａ’では、ウエハテーブルＷＴＢ上に載置されたウエハホルダＷＨ３の原点マークが、エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂ，１６Ｘａ，１６Ｘｂにより検出され、その検出結果と、アライメント系ＡＬＧを用いて計測されたアライメントマークとウエハホルダＷＨ３の原点マークとの位置関係とから、アライメントマークの露光座標系上の座標値が算出される。そして、算出されたアライメントマークの座標値を用いて、例えば米国特許第４,７８０,６１７号明細書などに開示されるＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）が行われ、該ＥＧＡ結果に基づいて、ウエハＷ上の複数のショット領域に対する露光動作が行われる。

また、露光装置本体１００ａ’における露光動作と並行して、測定部１１０では、前述したのと同様、ウエハホルダＷＨ１上のウエハＷに対するアライメント動作が行われ、ウエハ交換部１２０では、ウエハホルダＷＨ２に対するウエハのロード（ここではウエハ交換）が行われる。

以下、ウエハ巡回動作と、露光装置本体１００ａ’、測定部１１０、及びウエハ交換部１２０における各動作が繰り返し実行され、所定枚数のウエハに対する露光動作が行われる。

以上説明したように、本第４の実施形態によると、ウエハホルダＷＨ１〜ＷＨ３がウエハテーブルＷＴＢに対して着脱自在であり、ウエハホルダＷＨ１〜ＷＨ３に原点（原点マーク）が設けられていることから、ウエハホルダＷＨ１〜ＷＨ３がウエハテーブルＷＴＢから取り外された状態で、ウエハＷのアライメント動作を行った後、ウエハテーブルＷＴＢ上に載置されても、原点（原点マーク）を基準として、アライメント結果を用いることができるので、一のウエハに対するアライメント動作と他のウエハに対する露光動作とを並行して行うことができる。これにより、高スループットを実現可能である。

また、本実施形態においても、第１〜第３の実施形態と同様に、エンコーダ本体１６Ｙａ，１６Ｙｂ，１６Ｘａ，１６Ｘｂを用いたウエハテーブルＷＴＢの位置計測を行うので、高精度なウエハテーブルＷＴＢの位置決め、ひいては高精度な露光を実現可能である。

なお、上記第４の実施形態では、露光装置１００’が、露光装置本体１００ａ’と、測定部１１０と、ウエハ交換部１２０とを備えている場合について説明したが、これに限られるものではなく、露光装置本体１００ａ’と測定部１１０のみを備えていても良い。また、これらの構成に限らず、ウエハテーブルＷＴＢに対してウエハホルダが着脱自在で、ウエハテーブルＷＴＢを用いることなくウエハホルダ上のウエハに対するアライメントを行う場合などには、ウエハホルダの裏面にグレーティングが設けられている上記第４の実施形態の構成は、好適である。

なお、上記第４の実施形態では、可動のアライメント系ＡＬＧを用いて、固定のウエハのアライメントを実行する場合について説明したが、これに限らず、アライメント系ＡＬＧが固定で、ウエハが搭載されたウエハホルダを保持する第１のホルダ保持部材２２がＸＹ平面内で移動可能な構成を採用することとしても良い。

なお、上記第４の実施形態では、露光装置本体、測定部、ウエハ交換部のそれぞれを、別々のチャンバ内に配置する場合について説明したが、これに限らず、１つのチャンバ内に構成各部を配置しても良いし、上記構成各部のいずれか２つを同一のチャンバ内に配置することとしても良い。

なお、上記第４の実施形態では、第２の実施形態のエンコーダシステム及びウエハテーブルを採用するものとしたが、第１又は第３の実施形態のエンコーダシステム及びウエハテーブルを採用しても良い。また、上記第４の実施形態において、ウエハテーブルＷＴＢのθｚ回転を計測する場合には、Ｘ軸及びＹ軸計測用のエンコーダ本体の少なくとも一方を、一対から二対に変更することとしても良い。また、上記第４の実施形態においては、前述の第１〜第３の実施形態の各変形例と同様の構成を適用することもできる。

《第５の実施形態》
次に、本発明の第５の実施形態について、図８、図９に基づいて説明する。図８には、本第５の実施形態に係る露光装置の投影光学系ＰＬ及びその下方の構成部分が示されている。なお、投影光学系ＰＬよりも上方の構成部分については、図１の第１の実施形態と同様であるので、図示及び説明を省略するものとする。また、図８に示される投影光学系ＰＬ及びその下方の構成は、図１の露光装置１００でそのまま採用することも可能である。

本第５の実施形態では、投影光学系ＰＬが、床面Ｆ上から複数（例えば３本）の支持柱３４により支持された投影光学系定盤（鏡筒定盤（以下、定盤と略述する））３２により支持されている。投影光学系ＰＬは、その下端部が、定盤３２の中央部に形成された円形開口３２ａ内に挿入され、その高さ方向中央より幾分下側に設けられたフランジＦＬＧを介して定盤３２に支持されている。なお、例えば国際公開第２００６／０３８９５２号に開示されているように、レチクルステージが配置されるベース部材などに対して投影光学系ＰＬ（及び定盤３２）を吊り下げ支持しても良い。

定盤３２の下面には、吊り下げ支持部材３６を介して、ウエハステージ定盤ＢＳが吊り下げ支持されている。なお、図８のように１つの吊り下げ支持部材３６で支持せずに、吊り下げ支持部材３６を複数用いて、ウエハステージ定盤ＢＳを支持しても良い。

ウエハステージ定盤ＢＳ上方では、ウエハステージＷＳＴが例えば磁気力により、非接触にて移動可能に浮上支持されている。ウエハステージ定盤ＢＳは、厚板状の定盤本体４２と、該定盤本体４２の上面に設けられたガラス板等から成るカバー部材３８と、を含んでいる。また、定盤本体４２の上面には、凹部が形成され（不図示）、該凹部内には、Ｙ位置計測用のエンコーダ本体ＥＮＣ及びＸ位置計測用のエンコーダ本体が設けられている。ただし、Ｘ位置計測用のエンコーダ本体は図示が省略されている。

ウエハステージＷＳＴは、第１〜第４の実施形態とは異なる構成が採用されている。すなわち、ウエハステージＷＳＴがウエハテーブルとステージ本体部とにより構成されておらず、例えば、直方体状のガラス部材により一体物として構成されている。一例として、ウエハステージＷＳＴは前述したウエハテーブルＷＴＢの透過部材と同一の材料で構成される。このウエハステージＷＳＴは、不図示ではあるが、例えば、リニアモータ又は平面モータを含む、ウエハステージ駆動系により、ＸＹ平面内で自在に駆動（θｚ方向の回転を含む）される。

また、ウエハステージＷＳＴの上面には、第１〜第３の実施形態のウエハテーブルＷＴＢと同様、２次元のグレーティング２４が設置され（図９参照）、その上面がカバーガラスで覆われている。なお、グレーティング２４は、第４の実施形態と同様に、ウエハホルダＷＨの下面に設けられていても良い。

図９には、エンコーダ本体ＥＮＣがウエハステージＷＳＴとともに示されている。本実施形態では、エンコーダ本体がウエハステージＷＳＴの下方に配置され、ウエハステージＷＳＴの下面からその内部に計測用レーザ光を入射させてグレーティング２４に照射する。計測用レーザ光の照射点（すなわち、エンコーダ本体の計測点）は、露光領域ＩＡの中心の直下の点ＩＡａと一致している。

エンコーダ本体ＥＮＣは、光照射部２１０ａと、受光部２１０ｂとを含んでいる。光照射部２１０ａは、半導体レーザ２１２と、レンズ２１４と、偏光ビームスプリッタＢＳ１と、一対の反射ミラー２１６ａ、２１６ｂと、一対のレンズ２１８ａ，２１８ｂと、一対のλ／４板２２０ａ、２２０ｂと、一対の平面ミラー２２２ａ，２２２ｂとを含んでいる。また、前記受光部２１０ｂは、半透過ミラー（ハーフミラー）２２４と、一対の偏光ビームスプリッタＢＳ２、ＢＳ３と、λ／４板２２６と、４つの光検出器２２８ａ，２２８ｂ，２２８ｃ，２２８ｄと、を含んでいる。

本実施形態において、エンコーダ本体ＥＮＣでは、半導体レーザ２１２から射出されたレーザ光がレンズ２１４を介して偏光ビームスプリッタＢＳ１に入射し、偏光ビームスプリッタＢＳ１により偏光分離（ｓ偏光成分とｐ偏光成分とへの分離）されて２つのレーザ光となる。そのうちの一方のレーザ光（偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射された偏光成分）が、反射ミラー２１６ａにて反射され、ウエハステージＷＳＴ内に入射して、ウエハステージＷＳＴ上面のグレーティング２４に到達する。このレーザ光の照射点は、露光領域ＩＡの中心の直下の点ＩＡａとされている。一方、他方のレーザ光（偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過した偏光成分）は、反射ミラー２１６ｂにて反射され、ウエハステージＷＳＴ内に入射して、ウエハステージＷＳＴ上面のグレーティング２４に到達する。このレーザ光の照射点も点ＩＡａとなっている。そして、グレーティング２４のＹ軸方向を周期方向とする格子において回折された光（次数が同一符号の１次又はより高次の回折光）は、それぞれレンズ２１８ａ，２１８ｂ、及びλ／４板２２０ａ，２２０ｂを介して平面ミラー２２２ａ，２２２ｂで反射される。そして、それぞれの反射光は、再度λ／４板２２０ａ，２２０ｂを通過した後、入射時と同一の光路を逆方向に辿って、偏光ビームスプリッタＢＳ１に入射する。

この場合、偏光ビームスプリッタＢＳ１に達した光は、それぞれ、λ／４板２２０ａ，２２０ｂを２回通過しているので、入射時とは、偏光方向が９０°回転されている。従って、反射ミラー２１６ａを介した一方の光（すなわち偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射された偏光成分）は、偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過し、反射ミラー２１６ｂを介した他方の光（偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過した偏光成分）は、偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射される。すなわち、これらの光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１で同軸に合成されて、半透過ミラー２２４に向かう。

そして、半透過ミラー２２４に達した光束は、二分割され、そのうちの一方が偏光ビームスプリッタＢＳ３に到達し、他方がλ／４板２２６を介して偏光ビームスプリッタＢＳ２に到達する。

偏光ビームスプリッタＢＳ２で偏光分離された光束（干渉光）は、光検出器２２８ａ、２２８ｂそれぞれに到達し、それぞれの光検出器２２８ａ、２２８ｂにおいて光強度が電気信号に変換される。また、偏光ビームスプリッタＢＳ３で偏光分離された光束（干渉光）は、光検出器２２８ｃ，２２８ｄそれぞれに到達し、それぞれの光検出器２２８ｃ，２２８ｄにおいて光強度が電気信号に変換される。

このようにして出力される電気信号は、不図示の制御装置に入力され、該電気信号に基づいてウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置情報を計測する。

なお、Ｘ位置計測用のエンコーダ本体についても、同様に構成されており、グレーティング２４のＸ軸方向を周期方向とする格子において回折される回折光を用いて、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置情報を計測する。また、エンコーダ本体はその光軸がウエハステージＷＳＴの上面（グレーティング２４が形成される格子面）と実質的に直交するように設けられている。なお、エンコーダ本体は上記構成に限られるものでなく、他の構成のエンコーダ本体を採用しても良いし、その構成によっては光軸がウエハステージＷＳＴの上面と直交するように設けなくても良い。

以上説明したように、本第５の実施形態によると、グレーティング２４がウエハステージの上面に設けられているので、第１〜第４の実施形態と同様、ウエハステージＷＳＴの高精度な計測を行うことが可能である。

なお、上記各実施形態では、各エンコーダ本体から射出される計測用レーザ光が、露光領域ＩＡの中心の直下の点ＩＡａにて、グレーティング２４に入射するように設計するものとしたが、これに限られるものではなく、そのような設定が困難な場合には、点ＩＡａとは異なる別の点で、グレーティング２４に入射するように設計しても良い。また、Ｘ位置計測用のエンコーダ本体とＹ位置計測用のエンコーダ本体とでその計測点の位置を異ならせても良い。さらに、Ｘ位置計測用のエンコーダ本体とＹ位置計測用のエンコーダ本体との少なくとも一方を複数設けても良い。この場合、計測方向が同じ複数のエンコーダ本体の計測点の位置を異ならせても良い。この複数のエンコーダ本体のうち、少なくとも非計測方向に関して計測点の位置が異なる２つのエンコーダ本体によって、ウエハステージＷＳＴのθｚ方向の位置情報が計測可能となる。

なお、上記各実施形態では、ウエハテーブルＷＴＢの少なくとも一部を、エンコーダシステムの計測用レーザ光が透過可能な材料（合成石英などの）で構成するものとしたが、これに限らず、例えば中空の枠部材などで構成しても良い。この場合、枠部材の開口部に透過部材を設けてその内部を密封しても良いし、その内部の温度を調整可能としても良い。ウエハテーブルを中空の枠部材などで構成する場合を含み、上記各実施形態では、エンコーダ本体の構成部分のうち、熱源となる部分（光源、ディテクタなど）と、熱源と成らない部分（光学系など）とを分離し、両者を光ファイバで接続するような構成を採用しても良い。

また、上記第１〜第３、第５の実施形態では、ウエハテーブルＷＴＢ又はウエハステージＷＳＴの上面にグレーティング２４を設けるものとしたが、これに限らず、例えばカバーガラスの下面あるいはウエハホルダの裏面などにグレーティングを設けても良い。さらに、カバーガラスなどの保護部材を設ける代わりに、例えばウエハホルダなどで代用しても良い。

なお、上記各実施形態では露光装置が単一のウエハステージを備える場合について説明したが、これに限らず、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備える露光装置にも、本発明を適用することが可能である。また、例えば、米国特許第６,８９７,９６３号明細書に開示されるように、ウエハステージと、ウエハステージとは独立して移動可能な計測ステージとを含むステージ装置を備える露光装置に本発明を適用することも可能である。

なお、例えば国際公開第２００４／０５３９５５号及びこれに対応する米国特許出願公開第２００５／０２５９２３４号明細書などに開示される液浸露光装置に、本発明を適用することも可能である。

また、上記各実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。さらに、前述の露光領域ＩＡは、投影光学系ＰＬの視野内で光軸ＡＸを含むオンアクシス領域であるが、例えば国際公開第２００４／１０７０１１号に開示されるインライン型の反射屈折系と同様に、光軸ＡＸを含まないオフアクシス領域でも良い。また、露光領域ＩＡの形状は矩形に限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。

また、照明光ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光、あるいは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、例えば米国特許７,０２３,６１０号明細書などに開示されているように、真空紫外光として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、例えばエルビウム（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域に波長変換した高調波を用いても良い。

また、上記各実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことは言うまでもない。例えば、ＳＯＲ又はプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射光学系、及び反射型マスクを用いるＥＵＶ露光装置にも本発明を好適に適用することができる。このほか、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。

また、上記各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターンまたは反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。

また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。

また、物体上にパターンを形成する装置は、前述の露光装置（リソグラフィシステム）に限られず、例えばインクジェット方式にて物体上にパターンを形成する装置にも本発明を適用することができる。

なお、上記各実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、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。

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写形成する液晶用の露光装置、あるいは有機ＥＬ、薄型磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、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レチクル又はマスクを製造するために、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本発明を適用できる。

なお、本発明の移動体システムは、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置（例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボンディング装置等の２次元面内で移動するステージ等の移動体を備えた装置にも広く適用できる。

また、上記実施形態の露光装置（パターン形成装置）は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

次に上述した露光装置（パターン形成装置）をリソグラフィ工程で使用するデバイスの製造方法の実施形態について説明する。

図１０には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されている。図１０に示されるように、まず、ステップ４０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ４０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ４０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。

次に、ステップ４０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ４０１〜ステップ４０３で用意したマスク（レチクル）とウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ４０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ４０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ４０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。

最後に、ステップ４０６（検査ステップ）において、ステップ４０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。

図１１には、半導体デバイスにおける、上記ステップ４０４の詳細なフロー例が示されている。図１１において、ステップ４１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ４１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ４１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ４１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ４１１〜ステップ４１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ４１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ４１６（露光ステップ）において、上で説明した露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法（パターン形成方法）によってマスク（レチクル）の回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ４１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ４１８（エッチングステップ）において、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。そして、ステップ４１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。

これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ４１６）において上記実施形態の露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法（パターン形成方法）が用いられるので、重ね合せ精度を高く維持しつつ、高スループットな露光を行うことができる。従って、微細パターンが形成された高集積度のマイクロデバイスの生産性を向上することができる。

以上説明したように、本発明の露光装置及び露光方法は、エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、高集積度のデバイスの製造に適している。

１２…照明系（パターニング装置の一部）、１６Ｙａ，１６Ｙｂ，１６Ｘａ，１６Ｘｂ…エンコーダ本体（計測システム）、１８…ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）、２４…グレーティング、２８Ａ，２８Ｂ…偏光ビームスプリッタ、３０Ａ，３０Ｂ…反射ミラー（反射部材）、４９Ａ，４９Ｂ…偏光分離・合成部材、１００…露光装置（パターン形成装置）、ＡＬＧ…アライメント系（アライメント装置）、ＩＬ…照明光（エネルギビーム）、ＰＬ…投影光学系（パターニング装置の一部）、Ｗ…ウエハ（物体）、ＷＨ１〜ＷＨ３…ウエハホルダ（保持部材）、ＷＴＢ…ウエハテーブル（移動体、テーブル）。

Claims (40)

1. 光学系を介して照明ビームで基板を露光する露光装置であって、
   表面側に前記基板が載置され、かつ裏面側にグレーティングが配置される保持部材と、前記保持部材が載置される可動部材と、を有し、前記光学系の光軸と直交する所定平面内で前記基板を移動するステージシステムと；
   前記保持部材の裏面側に配置され、前記グレーティングに照射する計測ビームを射出するとともに、前記グレーティングからの反射ビームが入射する光学部材を有し、前記光学部材を介して前記保持部材の位置情報を計測するエンコーダシステムと；を備え、
   前記計測ビームが照射される計測点は、前記光学系を介して前記照明ビームが照射される露光領域内に設定される露光装置。
2. 請求項１に記載の露光装置において、
   前記計測点は、前記露光領域の中心又はその近傍である露光装置。
3. 請求項１に記載の露光装置において、
   前記計測点は、前記保持部材を位置決めすべき所定点又はその近傍である露光装置。
4. 請求項１に記載の露光装置において、
   前記エンコーダシステムは、前記光学部材を介して複数の計測ビームを前記グレーティングに照射して、前記保持部材の異なる方向の位置情報を計測する露光装置。
5. 請求項４に記載の露光装置において、
   前記複数の計測ビームは、前記露光領域内で前記計測点の位置が異なる計測ビームを含む露光装置。
6. 請求項５に記載の露光装置において、
   前記複数の計測ビームは、前記露光領域内で前記計測点が露光中心に関して対称に配置される計測ビームを含む露光装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光装置において、
   前記保持部材は、前記グレーティングが前記所定平面と実質的に平行な一面に配置される露光装置。
8. 請求項７に記載の露光装置において、
   前記保持部材はその裏面に前記グレーティングが設けられる露光装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置において、
   前記可動部材が配置されるベース部材と；
   前記ベース部材上で浮上支持される前記可動部材を駆動する平面モータと、をさらに備える露光装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記保持部材は、前記可動部材に微動可能に載置される露光装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記可動部材が配置されるベース部材をさらに備え、
    前記光学部材は、前記ベース部材の上面よりも下方に配置される露光装置。
12. 請求項１１に記載の露光装置において、
    前記可動部材は、前記ベース部材上で浮上支持され、かつ平面モータによって移動される露光装置。
13. 請求項１２に記載の露光装置において、
    前記可動部材は、磁気力によって浮上支持される露光装置。
14. 請求項１１に記載の露光装置において、
    前記ベース部材はその上面に前記計測ビームが通過する光透過部が設けられる露光装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記光学系が載置される支持部をさらに備え、
    前記光学部材は、前記支持部によって支持される露光装置。
16. 請求項１５に記載の露光装置において、
    前記支持部に吊り下げ支持されるベース部材をさらに備え、
    前記光学部材は、前記ベース部材に設けられる露光装置。
17. 請求項１６に記載の露光装置において、
    前記ベース部材はその上面に前記計測ビームが通過する光透過部が設けられる露光装置。
18. 請求項１〜１７のいずれか一項に記載の露光装置において、
    前記保持部材は、前記グレーティングを覆う保護部材を有する露光装置。
19. 請求項１８に記載の露光装置において、
    前記保護部材は薄膜を含む露光装置。
20. デバイス製造方法であって、
    請求項１〜１９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；
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
21. 光学系を介して照明ビームで基板を露光する露光方法であって、
    表面側に前記基板が載置され、かつ裏面側にグレーティングが配置される保持部材と、前記保持部材が載置される可動部材と、を有するステージシステムによって、前記光学系の光軸と直交する所定平面内で前記基板を移動することと；
    前記保持部材の裏面側に配置され、前記グレーティングに照射する計測ビームを射出するとともに、前記グレーティングからの反射ビームが入射する光学部材を有するエンコーダシステムによって、前記保持部材の位置情報を計測することと；
    前記計測された位置情報に基づいて前記保持部材を移動して、前記照明ビームに対して前記基板を位置付けることと；を含み、
    前記計測ビームが照射される計測点は、前記光学系を介して前記照明ビームが照射される露光領域内に設定される露光方法。
22. 請求項２１に記載の露光方法において、
    前記計測点は、前記露光領域の中心又はその近傍である露光方法。
23. 請求項２１に記載の露光方法において、
    前記計測点は、前記保持部材を位置決めすべき所定点又はその近傍である露光方法。
24. 請求項２１に記載の露光方法において、
    前記光学部材を介して複数の計測ビームを前記グレーティングに照射して、前記保持部材の異なる方向の位置情報を計測する露光方法。
25. 請求項２４に記載の露光方法において、
    前記複数の計測ビームは、前記露光領域内で前記計測点の位置が異なる計測ビームを含む露光方法。
26. 請求項２５に記載の露光方法において、
    前記複数の計測ビームは、前記露光領域内で前記計測点が露光中心に関して対称に配置される計測ビームを含む露光方法。
27. 請求項２１〜２６のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記保持部材は、前記グレーティングが前記所定平面と実質的に平行な一面に配置される露光方法。
28. 請求項２７に記載の露光方法において、
    前記保持部材はその裏面に前記グレーティングが設けられる露光方法。
29. 請求項２１〜２８のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記可動部材は、ベース部材上で浮上支持され、かつ平面モータによって移動される露光方法。
30. 請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記保持部材は、前記可動部材に対して微動可能である露光方法。
31. 請求項２１〜３０のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記光学部材は、前記可動部材が配置されるベース部材の上面よりも下方に配置される露光方法。
32. 請求項３１に記載の露光方法において、
    前記可動部材は、前記ベース部材上で浮上支持され、かつ平面モータによって移動される露光方法。
33. 請求項３２に記載の露光方法において、
    前記可動部材は、磁気力によって浮上支持される露光方法。
34. 請求項３１に記載の露光方法において、
    前記計測ビームは、前記ベース部材の上面に設けられる光透過部を介して前記グレーティングに照射される露光方法。
35. 請求項２１〜３４のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記光学部材は、前記光学系が載置される支持部によって支持される露光方法。
36. 請求項３５に記載の露光方法において、
    前記光学部材は、前記支持部に吊り下げ支持されるベース部材に設けられる露光方法。
37. 請求項３６に記載の露光方法において、
    前記計測ビームは、前記ベース部材の上面に設けられる光透過部を介して前記グレーティングに照射される露光方法。
38. 請求項２１〜３７のいずれか一項に記載の露光方法において、
    前記グレーティングは保護部材で覆われる露光方法。
39. 請求項３８に記載の露光方法において、
    前記保護部材は薄膜を含む露光方法。
40. デバイス製造方法であって、
    請求項２１〜３９のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板を露光することと；
    露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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