JP5360453B2 - Measurement method, exposure method and device manufacturing method - Google Patents

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JP5360453B2 JP2007219078A JP2007219078A JP5360453B2 JP 5360453 B2 JP5360453 B2 JP 5360453B2 JP 2007219078 A JP2007219078 A JP 2007219078A JP 2007219078 A JP2007219078 A JP 2007219078A JP 5360453 B2 JP5360453 B2 JP 5360453B2
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祐一 柴崎
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株式会社ニコン
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prepare correction data for measurement error of an interferometer due to bending of a reflection mirror, use an interferometer for improving measuring accuracy with the correction data to drive a movable body in high accuracy. <P>SOLUTION: Z interferometers 43A and 43B are used to control a stage WST so that it may not displace in Z-axis direction, and, while the stage WST is being driven in Y-axis direction, a Z displacement on the upper surface of the stage WST is measured by sensors 72c and 72d, and then a Y displacement is measured by a Y interferometer 16 and the Z interferometers 43A and 43B. On the basis of the measured results, the bending of fixed mirrors 47A and 47B to which the length measuring beams B1 and B2 of the Z interferometers 43A and 43B are projected is obtained. In this case, since the two sensors 72c and 72d are used to measure the surface positions of the same XY position on the upper surface of the stage WST and a net Z displacement is obtained, no measurement error due to the irregular upper surface occurs, and the bending of the fixed mirror can be measured with high accuracy. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、計測方法、露光方法及びデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、移動体に設けられた光学部材を介して光源からの光を、移動体の外部に設置された固定鏡の反射面に照射し、該反射面で反射され光学部材を介した戻り光を受光して、移動体の重力方向の位置情報を検出する検出装置で用いられる、固定鏡の反射面の凹凸を計測する計測方法、該計測方法を用いる露光方法及び該露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。 The present invention is a measuring method, an exposure method and device manufacturing method, more particularly, the light from a light source via an optical member arranged on the movable body, the reflection surface of the installed fixed mirror to the outside of the moving body irradiating the, by receiving the return light through the optical member is reflected by the reflective surface, used in the detection device that detects position information of the gravity direction of the moving body to measure the unevenness of the reflecting surface of the fixed mirror measurement method, a device manufacturing method using the exposure method and the exposure method using the measurement method.

従来、半導体素子(集積回路等)、液晶表示素子等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、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)、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置(いわゆるスキャニング・ステッパ(スキャナとも呼ばれる))などが、主として用いられている。 Conventionally, a semiconductor device (integrated circuit), in a lithography process for manufacturing electronic devices such as a liquid crystal display device (micro device), a reduction projection exposure apparatus (so-called stepper) by the step-and-repeat method, step-and-scan method such projection exposure apparatus (so-called scanning stepper (also called a scanner)) are mainly used.

しかるに、被露光基板としてのウエハの表面は、例えばウエハのうねり等によって必ずしも平坦ではない。 However, the surface of the wafer as a substrate to be exposed is not always flat, for example, due to the undulation of the wafer or the like. このため、特にスキャナなどの走査型露光装置では、ウエハ上のあるショット領域にレチクルパターンを走査露光方式で転写する際に、露光領域内に設定された複数の検出点におけるウエハ表面の投影光学系の光軸方向に関する位置情報(フォーカス情報)を、例えば多点焦点位置検出系(以下、「多点AF系」とも呼ぶ)などを用いて検出し、その検出結果に基づいて、露光領域内でウエハ表面が常時投影光学系の像面に合致する(像面の焦点深度の範囲内となる)ように、ウエハを保持するテーブル又はステージの光軸方向の位置及び傾きを制御する、いわゆるフォーカス・レベリング制御が行われている(例えば特許文献1参照)。 Therefore, especially in a scanning exposure apparatus such as a scanner, in transferring the reticle pattern onto the shot area on a wafer by a scanning exposure system, the projection optical system of the wafer surface at a plurality of detection points set in an exposure area the position information about the optical axis direction (focus information), for example, multiple point focal point position detection system (hereinafter, also referred to as a "multipoint AF system") such as detected using, based on the detection result, within the exposure region wafer surface matches the image plane at all times the projection optical system (the range of the image plane of the depth of focus) so controls the position and inclination of the optical axis direction of the table or stage for holding a wafer, a so-called focus leveling control is performed (for example, see Patent Document 1).

このため、投影光学系の光軸方向に関するテーブル又はステージなどの移動体の位置を計測するため、その移動体に固定された光学部材を介して光源からのレーザ光を移動体の外部の固定鏡に照射し、その固定鏡からの反射光を光学部材を介して受光する検出装置が用いられている。 Therefore, in order to measure the position of a moving body such as a table or stage associated with the direction of the optical axis of the projection optical system, outside of the fixed lens of the laser beam moving object from a light source through the optical member fixed to the mobile detector is used for irradiation, for receiving reflected light from the fixed mirror through the optical member.

しかしながら、この種の検出装置では、固定鏡の反射面の凹凸が、その計測誤差の要因となるので、その反射面の凹凸を、高精度に計測することが重要である。 However, in this type of detection apparatus, unevenness of the reflecting surface of the fixed mirror, since a cause of the measurement error, the unevenness of the reflecting surface, it is important to measure with high accuracy.

特開平6−283403号公報 JP-6-283403 discloses

本発明は、第1の観点からすると、実質的に二次元平面に沿って移動する移動体に設けられた光学部材を介して光源からの光を、前記移動体の外部に設置された固定鏡の反射面に照射し、該反射面で反射され前記光学部材を介した戻り光を受光して、前記移動体の前記二次元平面に直交する方向の位置情報を検出する第1検出装置で用いられる、前記固定鏡の前記反射面の凹凸を計測する計測方法であって、 前記第1検出装置の検出結果が一定に維持されるように前記移動体の前記二次元平面に直交する方向の位置を制御して前記移動体を前記二次元平面内の所定方向に移動させつつ、前記移動体の動作領域内の少なくとも一部に配置された複数の検出位置を有し、前記移動体が前記検出位置に位置するときに、前記二次元平面と実質的に平 The present invention is, to a first aspect, the fixed mirror light from a light source via an optical member arranged on the movable body which substantially moves along a two-dimensional plane, which is located outside of the moving body irradiating the reflection surface, and receives the returned light through the optical member is reflected by the reflective surface, used in the first detecting device for detecting the position information in a direction perpendicular to the two-dimensional plane of the movable body It is, a measuring method for measuring the unevenness of the reflecting surface of the fixed mirror, the position in the direction detection result of the first detector is orthogonal to the two-dimensional plane of the movable body so as to be maintained constant while the control to move the movable body in the predetermined direction within the two-dimensional plane, has a plurality of detection positions which are disposed on at least a portion of the operating area of the movable body, the movable body is the detection when located in position, substantially flat and the two-dimensional plane な前記移動体表面の前記平面と直交する方向に関する位置情報を検出する第2検出装置の前記複数の検出位置のうち前記所定方向に並んだ2つの検出位置での検出情報と、前記第1検出装置の検出情報とを前記移動体が前記2つの検出位置の前記所定方向の離間距離、移動する毎に同時に取り込む工程と; 前記移動体の前記離間距離の移動の前後で取り込んだ、 前記移動体表面の同一位置についての前記第2検出装置による検出情報の差分及び前記第1検出装置検出情報に基づいて、前記固定鏡の反射面の凹凸を算出する工程と;を含む計測方法である。 And detecting information in Do two detection positions arranged in the predetermined direction among the plurality of detection positions before Symbol second detecting device for detecting the position information about the direction perpendicular to the plane of the moving surface, the first the predetermined direction of distance the movable body and the detection information of said two detection positions of the detection device, a step of incorporating simultaneously at each time of moving; taken before and after the movement of the distance of the moving body, the moving It is a measurement method comprising: based on the detection information of the difference and the first detector of the detection information by the second detecting device for the same position of the body surface, process and calculating the irregularity of the reflecting surface of the fixed mirror .

これによれば、簡単な方法により、固定鏡の反射面の凹凸を計測することが可能である。 According to this, in a simple manner, it is possible to measure the unevenness of the reflecting surface of the fixed mirror.

本発明は、第2の観点からすると、前記第1検出装置で用いられる、固定鏡の前記反射面の凹凸を、 本発明の計測方法を用いて計測する工程と;前記移動体の前記二次元平面に直交する方向に関する位置情報を前記第1検出装置で検出し、その検出情報と前記固定鏡の前記反射面の凹凸情報とに基づいて、前記移動体の前記二次元平面に直交する方向の位置を制御するとともに、前記移動体上に保持される物体にエネルギビームを照射して、前記物体を露光する工程と;を含む露光方法である。 The present invention is, to a second aspect, used in the first detection device, the unevenness of the reflecting surface of the fixed mirror, process and measuring using the measurement method of the present invention; the two-dimensional of the movable body It detects the position information about the direction orthogonal to the plane by the first detecting unit, based on the unevenness information of the reflecting surface of the fixed mirror and the detection information, the direction of orthogonal to the two-dimensional plane of the movable body It controls the position, by irradiating an energy beam on the object to be held on the moving body, process and of exposing the object; is an exposure method comprising.

これによれば、固定鏡の反射面の凹凸の影響を受けることなく、第1検出装置を用いて移動体の二次元平面に直交する方向の位置を精度良く制御することができ、その二次元平面に直交する方向の位置が高精度に制御された移動体上に載置された物体にパターンを形成することで、物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。 According to this, without being affected by the unevenness of the reflecting surface of the fixed mirror, the direction of the position orthogonal to the two-dimensional plane of the movable body by using the first detection device can be accurately controlled, the two-dimensional by the direction of the position perpendicular to the plane forms a pattern on the object mounted on the controlled movable body with high accuracy, it becomes possible to form a pattern on the object with good precision.

本発明は、第3の観点からすると、本発明の露光方法を用いて物体上にパターンを形成する工程と;前記パターンが形成された物体を現像する工程と;を含むデバイス製造方法である。 The present invention is, to a third aspect, the process and of forming a pattern on an object using the exposure method of the present invention; a device manufacturing method comprising: step and developing the object on which the pattern has been formed.

以下、本発明の一実施形態を図1〜図30に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 30.

図1には、一実施形態の露光装置100の構成が概略的に示されている。 1 shows a configuration of an exposure apparatus 100 of an embodiment is shown schematically. 露光装置100は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャナである。 Exposure apparatus 100 is a scanning exposure apparatus by a step-and-scan method, namely the so-called scanner. 後述するように本実施形態では、投影光学系PLが設けられており、以下においては、この投影光学系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とウエハ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。 In this embodiment, as described later, and the projection optical system PL is provided, in the following, a reticle and a direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL in the Z-axis direction, perpendicular to the plane in which direction Y-axis direction and the wafer are relatively scanned, the direction perpendicular to the Z-axis and Y-axis and X-axis direction, X-axis, Y-axis, and Z-axis of rotation (inclination) directions, respectively [theta] x, [theta] y, and it will be described as a θz direction.

露光装置100は、照明系10、該照明系10からの露光用照明光(以下、照明光、又は露光光と呼ぶ)ILにより照明されるレチクルRを保持するレチクルステージRST、レチクルRから射出された照明光ILをウエハW上に投射する投影光学系PLを含む投影ユニットPU、ウエハステージWST及び計測ステージMSTを有するステージ装置50、及びこれらの制御系等を備えている。 Exposure apparatus 100 is equipped with an illumination system 10, illumination light for exposure from the illumination system 10 (hereinafter, referred to as illumination light, or exposure light) reticle stage RST that holds a reticle R that is illuminated by IL, emitted from reticle R projection unit PU including a projection optical system PL and the illumination light IL is projected onto the wafer W, and a stage device 50, and a control system thereof and the like having a wafer stage WST and measurement stage MST. ウエハステージWST上には、ウエハWが載置されている。 On the wafer stage WST, a wafer W is placed.

照明系10は、例えば特開2001−313250号公報(対応する米国特許出願公開第2003/0025890号明細書)などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、レチクルブラインド等(いずれも不図示)を有する照明光学系とを含む。 Illumination system 10, for example, Japanese as disclosed in, 2001-313250 JP (corresponding U.S. Patent Application Publication No. 2003/0025890 Pat), light source, an illuminance uniformity optical system containing an optical integrator or the like, a reticle blind and the like (none not shown) and an illumination optical system having a. この照明系10は、レチクルブラインド(マスキングシステム)で規定されたレチクルR上のスリット状の照明領域IARを照明光(露光光)ILによりほぼ均一な照度で照明する。 The illumination system 10 with a substantially uniform illuminance a slit-shaped illumination area IAR on reticle R that is defined by the reticle blind (masking system) by illumination light (exposure light) IL. 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。 In this case, as illumination light IL, ArF excimer laser beam (wavelength 193 nm) is used as an example. また、オプティカルインテグレータとしては、例えばフライアイレンズ、ロッドインテグレータ(内面反射型インテグレータ)あるいは回折光学素子などを用いることができる。 Further, as the optical integrator can be used, for example, a fly-eye lens, a rod integrator (internal reflection type integrator), a diffractive optical element or the like.

レチクルステージRST上には、回路パターンなどがそのパターン面(図1における下面)に形成されたレチクルRが、例えば真空吸着により固定されている。 On reticle stage RST, etc. whose pattern surface reticle R on which a circuit pattern is formed on the surface (lower surface in FIG. 1) is fixed, for example, by vacuum suction. レチクルステージRSTは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系11(図1では不図示、図6参照)によって、XY平面内で微少駆動可能であるとともに、走査方向(図1における紙面内左右方向であるY軸方向)に指定された走査速度で駆動可能となっている。 The reticle stage RST, for example, a reticle stage drive system 11 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6) including a linear motor or the like by, as well as a possible finely driven within the XY plane, the lateral direction of the page surface in the scanning direction (Fig. 1 has a drivable with a scanning speed is specified in the Y-axis direction) it is.

レチクルステージRSTの移動面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)は、レチクルレーザ干渉計(以下、「レチクル干渉計」という)116によって、移動鏡15(実際には、Y軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡(あるいは、レトロリフレクタ)とX軸方向に直交する反射面を有するX移動鏡とが設けられている)を介して、例えば0.25nm程度の分解能で常時検出される。 Location information of the mobile surface of the reticle stage RST (including rotation information in the θz direction), a reticle laser interferometer (hereinafter, "reticle interferometer") 116, movable mirror 15 (in practice, the Y-axis direction Y movable mirror having a reflection surface orthogonal to (or retroreflector) and via X movable mirror is provided) having a reflection surface orthogonal to the X-axis direction, for example, constantly detected at a resolution of about 0.25nm It is. レチクル干渉計116の計測値は、主制御装置20(図1では不図示、図6参照)に送られる。 The measurement values ​​of reticle interferometer 116 are sent to main controller 20 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6). 主制御装置20は、レチクル干渉計116の計測値に基づいてレチクルステージRSTのX軸方向、Y軸方向及びθz方向の位置を算出するとともに、この算出結果に基づいてレチクルステージ駆動系11を制御することで、レチクルステージRSTの位置(及び速度)を制御する。 The main controller 20, X-axis direction of the reticle stage RST based on the measurement values ​​of reticle interferometer 116, and calculates the position of the Y-axis direction and the θz direction, controls the reticle stage drive system 11 based on the calculated results doing, to control the position of reticle stage RST (and speed). なお、移動鏡15に代えて、レチクルステージRSTの端面を鏡面加工して反射面(移動鏡15の反射面に相当)を形成することとしても良い。 Incidentally, instead of movable mirror 15, the edge surface of reticle stage RST (equivalent to the reflection surface of movable mirror 15) mirror-finished by the reflecting surface may be formed. また、レチクル干渉計116はZ軸、θx及びθy方向の少なくとも1つに関するレチクルステージRSTの位置情報も計測可能として良い。 Further, reticle interferometer 116 Z-axis, also it may be possible to measure positional information of reticle stage RST related to at least one of θx and θy directions.

投影ユニットPUは、レチクルステージRSTの図1における下方に配置されている。 Projection unit PU is placed below in Figure 1 of the reticle stage RST. 投影ユニットPUは、鏡筒40と、鏡筒40内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子を有する投影光学系PLとを含む。 Projection unit PU includes a barrel 40, and projection optical system PL having a plurality of optical elements held in a predetermined positional relation within barrel 40. 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。 As projection optical system PL, for example a dioptric system that is composed of a Z-axis direction parallel to the optical axis a plurality of lenses arranged along the AX (lens elements) is used. 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、1/5倍又は1/8倍など)を有する。 Projection optical system PL has, for example, predetermined projection magnification (e.g. 1/4, 1/5-fold or 1/8, etc.) both-side telecentric. このため、照明系10からの照明光ILによって照明領域IAR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(投影ユニットPU)を介してその照明領域IAR内のレチクルR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IARに共役な領域(以下、露光領域とも呼ぶ)IAに形成される。 Therefore, when the illumination area IAR with the illumination light IL from illumination system 10 is illuminated, illumination first plane (an object plane) and the pattern plane of the projection optical system PL has passed through reticle R which is placed substantially coincides with by light IL, the projection optical system PL reduced image of the circuit pattern of the reticle R within illumination area IAR, via (projection unit PU) (part of the reduced image of the circuit pattern), the second surface (image plane) are arranged on the side surface to resist (photosensitive agent) conjugate region in the illumination area IAR on wafer W coated (hereinafter, also referred to as exposure region) formed on IA. 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IAR(照明光IL)に対してレチクルを走査方向(Y軸方向)に相対移動させるとともに、露光領域(照明光IL)に対してウエハWを走査方向(Y軸方向)に相対移動させることで、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転写される。 Then, the synchronous drive of reticle stage RST and wafer stage WST, causes relative movement of the reticle in the scanning direction (Y axis direction) with respect to illumination area IAR (illumination light IL), with respect to the exposure area (illumination light IL) causing relative movement of the wafer W in the scanning direction (Y axis direction) Te is, scanning exposure of one shot area on the wafer W (divided area) is performed, the pattern of the reticle is transferred onto the shot area. 即ち、本実施形態では照明系10、レチクル及び投影光学系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。 That is, the illumination system 10 in the present embodiment, the pattern is generated on wafer W by reticle, and projection optical system PL, the pattern on the wafer W by the exposure of the sensitive layer on the wafer W with illumination light IL (resist layer) It is formed.

なお、不図示ではあるが、投影ユニットPUは、防振機構を介して3本の支柱で支持される鏡筒定盤に搭載されている。 Incidentally, although not shown, projection unit PU is mounted on a barrel platform that is supported by three struts via a vibration isolation mechanism. ただし、これに限らず、例えば国際公開第2006/038952号パンフレットに開示されているように、投影ユニットPUの上方に配置される不図示のメインフレーム部材、あるいはレチクルステージRSTが配置されるベース部材などに対して投影ユニットPUを吊り下げ支持しても良い。 However, not limited thereto, for example as disclosed in WO 2006/038952 pamphlet, the base member (not shown) of the main frame member which is arranged above the projection unit PU or the reticle stage RST, is arranged It can be supported by suspension with projection unit PU against such.

なお、本実施形態の露光装置100では、液浸法を適用した露光が行われるため、投影光学系PLの開口数NAが実質的に増大することに伴いレチクル側の開口が大きくなる。 In exposure apparatus 100 of the present embodiment, since exposure applying the liquid immersion method is performed, the numerical aperture NA of the projection optical system PL becomes large opening on the reticle side with the substantial increase. そこで、ペッツヴァルの条件を満足させ、かつ投影光学系の大型化を避けるために、ミラーとレンズとを含んで構成される反射屈折系(カタディ・オプトリック系)を投影光学系として採用しても良い。 Therefore, to satisfy the condition of the Petzval and to avoid an increase in size of the projection optical system, employing configured catadioptric system (catodioptric system) as a projection optical system including mirrors and lenses good. また、ウエハWには感光層だけでなく、例えばウエハ又は感光層を保護する保護膜(トップコート膜)などを形成しても良い。 Further, the wafer W as well photosensitive layer, for example a protective film (topcoat film) that protects the wafer or the photosensitive layer, etc. may be formed.

また、本実施形態の露光装置100では、液浸法を適用した露光を行うため、投影光学系PLを構成する最も像面側(ウエハW側)の光学素子、ここではレンズ(以下、「先端レンズ」ともいう)191を保持する鏡筒40の下端部周囲を取り囲むように、局所液浸装置8の一部を構成するノズルユニット32が設けられている。 Further, in exposure apparatus 100 of the embodiment, in order to perform exposure applying the liquid immersion method, the optical element closest to the image plane side of the projection optical system PL (the wafer W side), wherein the lens (hereinafter, "tip so as to surround the lower end periphery of the barrel 40 for holding also referred) 191 and lens ", a nozzle unit 32 that constitutes a part of a local liquid immersion device 8 is provided. 本実施形態では、ノズルユニット32は、図1に示されるように、その下端面が先端レンズ191の下端面とほぼ面一に設定されている。 In this embodiment, the nozzle unit 32, as shown in FIG. 1, the lower end surface is set substantially flush with the lower end surface of tip lens 191. また、ノズルユニット32は、液体Lqの供給口及び回収口と、ウエハWが対向して配置され、かつ回収口が設けられる下面と、液体供給管31A及び液体回収管31Bとそれぞれ接続される供給流路及び回収流路とを備えている。 The nozzle unit 32 is supplied to a supply port and a recovery opening of liquid Lq, the wafer W is placed facing and a lower surface to which the recovery opening is arranged, it is connected to a liquid supply pipe 31A and liquid recovery pipe 31B and a flow path and recovery flow path. 液体供給管31Aと液体回収管31Bとは、図3に示されるように、平面視(上方から見て)でX軸方向及びY軸方向に対しておよそ45°傾斜し、投影ユニットPUの中心(投影光学系PLの光軸AX、本実施形態では前述の露光領域IAの中心とも一致)を通りかつY軸と平行な直線(基準軸)LVに関して対称な配置となっている。 Liquid supply pipe 31A and liquid recovery pipe 31B, as shown in FIG. 3, a plan view (when viewed from above) about 45 ° inclined with respect to the X-axis direction and the Y-axis direction, the center of projection unit PU has become and passes (the optical axis AX, match the center of the aforementioned exposure area IA in the embodiment of the projection optical system PL) Y-axis and a straight line parallel (reference axis) symmetrically arranged with respect to LV.

液体供給管31Aには、その一端が液体供給装置5(図1では不図示、図6参照)に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、液体回収管31Bには、その一端が液体回収装置6(図1では不図示、図6参照)に接続された不図示の回収管の他端が接続されている。 The liquid supply pipe 31A has one end the liquid supply device 5 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6) the other end of the supply pipe of the connected (not shown) is connected to, the liquid recovery pipe 31B are one end of the liquid recovery device 6 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6) is connected to the other end of the recovery pipe (not shown) connected to the.

液体供給装置5は、液体を供給するためのタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、並びに液体供給管31Aに対する液体の供給・停止を制御するためのバルブ等を含んでいる。 Liquid supply unit 5 includes a tank for supplying liquid, a compression pump, a temperature controller, and a valve for controlling supply and stop of the liquid to liquid supply pipe 31A. バルブとしては、例えば液体の供給・停止のみならず、流量の調整も可能となるように、流量制御弁を用いることが望ましい。 The valves, for example, not only the supply and stop of the liquid, so that also the adjustment of flow rate, it is preferable to use a flow control valve. 前記温度制御装置は、タンク内の液体の温度を、例えば露光装置が収納されているチャンバ(不図示)内の温度と同程度の温度に調整する。 The temperature controller adjusts the temperature of the liquid in the tank, for example, to a temperature comparable to the temperature in the chamber where the exposure apparatus is housed (not shown). なお、タンク、加圧ポンプ、温度制御装置、バルブなどは、そのすべてを露光装置100で備えている必要はなく、少なくとも一部を露光装置100が設置される工場などの設備で代替することもできる。 Incidentally, the tank, pressurizing pump, a temperature controller, such as a valve, that need not be equipped in the exposure apparatus 100 to all be substituted by the equipment of the factory or the like in which the exposure at least part apparatus 100 is installed it can.

液体回収装置6は、液体を回収するためのタンク及び吸引ポンプ、並びに液体回収管31Bを介した液体の回収・停止を制御するためのバルブ等を含んでいる。 Liquid recovery unit 6 includes a tank and a suction pump for recovering the liquid, and a valve for controlling the collection and stop of the liquid via liquid recovery pipe 31B. バルブとしては、液体供給装置5のバルブと同様に流量制御弁を用いることが望ましい。 The valve, it is desirable that like the valve of liquid supply unit 5 using the flow control valve. なお、タンク、吸引ポンプ、バルブなどは、そのすべてを露光装置100で備えている必要はなく、少なくとも一部を露光装置100が設置される工場などの設備で代替することもできる。 Incidentally, the tank, the suction pump, such as valves, all the not have to be equipped in the exposure apparatus 100 can also be substituted by the equipment of the factory or the like in which the exposure at least part apparatus 100 is installed.

本実施形態では、上記の液体として、ArFエキシマレーザ光(波長193nmの光)が透過する純水(以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する)を用いるものとする。 In the present embodiment, as the liquid, ArF excimer laser light (wavelength 193nm light) is pure water that transmits (hereinafter, except when particularly necessary, simply referred to as "water") shall be used. 純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できると共に、ウエハ上のフォトレジスト及び光学レンズ等に対する悪影響がない利点がある。 Pure water can be obtained in large quantities at a semiconductor manufacturing plant or the like, that it has no adverse effects on the photoresist and the optical lens or the like on the wafer.

ArFエキシマレーザ光に対する水の屈折率nは、ほぼ1.44である。 Refractive index n of the water with respect to the ArF excimer laser light is around 1.44. この水の中では、照明光ILの波長は、193nm×1/n=約134nmに短波長化される。 In the water the wavelength of illumination light IL is shorter wavelength to 193nm × 1 / n = about 134 nm.

液体供給装置5及び液体回収装置6は、それぞれコントローラを具備しており、それぞれのコントローラは、主制御装置20によって制御される(図6参照)。 Liquid supply unit 5 and liquid recovery unit 6 is provided with a controller, respectively, each controller is controlled by main controller 20 (see FIG. 6). 液体供給装置5のコントローラは、主制御装置20からの指示に応じ、液体供給管31Aに接続されたバルブを所定開度で開き、液体供給管31A、供給流路、及び供給口を介して先端レンズ191とウエハWとの間に液体(水)を供給する。 The controller of liquid supply device 5, according to instructions from main controller 20, opens the valve connected to liquid supply pipe 31A to a predetermined degree, the liquid supply pipe 31A, the supply flow channel, and through the supply inlet apical supplying the liquid (water) between the lens 191 and the wafer W. また、このとき、液体回収装置6のコントローラは、主制御装置20からの指示に応じ、液体回収管31Bに接続されたバルブを所定開度で開き、回収口、回収流路、及び液体回収管31Bを介して、先端レンズ191とウエハWとの間から液体回収装置6(液体のタンク)の内部に液体(水)を回収する。 At this time, the controller of liquid recovery device 6, according to instructions from main controller 20, opens the valve connected to liquid recovery pipe 31B to a predetermined degree to recover the liquid recovery flow passage, and the liquid recovery pipe through 31B, the interior of the liquid recovery device from the space between tip lens 191 and wafer W 6 (liquid tank) to recover the liquid (water). このとき、主制御装置20は、先端レンズ191とウエハWとの間に供給される水の量と、回収される水の量とが常に等しくなるように、液体供給装置5のコントローラ、液体回収装置6のコントローラに対して指令を与える。 At this time, the main controller 20, the amount of water supplied to the space between tip lens 191 and the wafer W, so that the amount of water recovered is always equal, the controller of the liquid supply device 5, a liquid recovery It gives a command to the controller of the device 6. 従って、先端レンズ191とウエハWとの間に、一定量の液体(水)Lq(図1参照)が保持される。 Therefore, in the space between tip lens 191 and the wafer W, a quantity of liquid (water) Lq (refer to FIG. 1) it is held. この場合、先端レンズ191とウエハWとの間に保持された液体(水)Lqは、常に入れ替わっている。 In this case, liquid (water) Lq held in the space between tip lens 191 and wafer W is constantly replaced.

上記の説明から明らかなように、本実施形態では、ノズルユニット32、液体供給装置5、液体回収装置6、液体供給管31A及び液体回収管31B等を含み、局所液浸装置8が構成されている。 As apparent from the above description, in the present embodiment, the nozzle unit 32, liquid supply unit 5 includes a liquid recovery unit 6, liquid supply pipe 31A and liquid recovery pipe 31B, etc., it is configured local liquid immersion device 8 there. なお、局所液浸装置8の一部、例えば少なくともノズルユニット32は、投影ユニットPUを保持するメインフレーム(前述の鏡筒定盤を含む)に吊り下げ支持されても良いし、メインフレームとは別のフレーム部材に設けても良い。 A part of local liquid immersion device 8, for example, at least nozzle unit 32 to the main frame that holds projection unit PU may also be supported in a suspended state (including the barrel platform), and mainframe it may be provided in a separate frame member. あるいは、前述の如く投影ユニットPUが吊り下げ支持される場合は、投影ユニットPUと一体にノズルユニット32を吊り下げ支持しても良いが、本実施形態では投影ユニットPUとは独立に吊り下げ支持される計測フレームにノズルユニット32を設けている。 Alternatively, if it is supported in a suspended projection unit PU as described above, can be supported by suspension with the nozzle unit 32 integrally with projection unit PU, but in this embodiment a suspended state independently from projection unit PU support the nozzle unit 32 is arranged at the measurement frame being. この場合、投影ユニットPUを吊り下げ支持していなくても良い。 In this case, it may not be supported in a suspended projection unit PU.

なお、投影ユニットPU下方に計測ステージMSTが位置する場合にも、上記と同様に後述する計測テーブルと先端レンズ191との間に水を満たすことが可能である。 In the case where measurement stage MST is located below projection unit PU also, it is possible to meet the water between the measuring table and tip lens 191 to be described later in the same manner as described above.

なお、上記の説明では、一例として液体供給管(ノズル)と液体回収管(ノズル)とがそれぞれ1つずつ設けられているものとしたが、これに限らず、周囲の部材との関係を考慮しても配置が可能であれば、例えば、国際公開第99/49504号パンフレットに開示されるように、ノズルを多数有する構成を採用することとしても良い。 In the above description, it is assumed that the liquid supply pipe (nozzle) and the liquid recovery pipe (nozzle) are provided one each as an example, not limited to this, considering the relationship with the surrounding member place even if possible, for example, as disclosed in WO 99/49504, may be employed a configuration having multiple nozzles. 要は、投影光学系PLを構成する最下端の光学部材(先端レンズ)191とウエハWとの間に液体を供給することができるのであれば、その構成はいかなるものであっても良い。 In short, as long as the liquid can be supplied between the lowermost end of the optical member (tip lens) 191 and wafer W constituting the projection optical system PL, the configuration may be any one. 例えば、国際公開第2004/053955号パンフレットに開示されている液浸機構、あるいは欧州特許公開第1420298号公報に開示されている液浸機構なども本実施形態の露光装置に適用することができる。 For example, the liquid immersion mechanism disclosed in International Publication No. 2004/053955 pamphlet, or European well as the liquid immersion mechanism disclosed in Japanese Patent Publication No. 1420298 can be applied to the exposure apparatus of the embodiment.

図1に戻り、ステージ装置50は、ベース盤12の上方に配置されたウエハステージWST及び計測ステージMST、これらのステージWST,MSTの位置情報を計測する計測システム200(図6参照)、及びステージWST,MSTを駆動するステージ駆動系124(図6参照)などを備えている。 Returning to Figure 1, the stage apparatus 50, the wafer stage WST and measurement stage MST that are placed above a base board 12, these stages WST, (see FIG. 6) measurement system 200 that measures the position information of the MST, and a stage WST, and a like stage drive system 124 for driving the MST (see Fig. 6). 計測システム200は、図6に示されるように、干渉計システム118及びエンコーダシステム150などを含む。 Measurement system 200, as shown in FIG. 6, includes an interferometer system 118 and encoder system 150. 干渉計システム118は、図2に示されるように、ウエハステージWSTの位置計測用のY干渉計16、X干渉計126、127、128、及びZ干渉計43A,43B並びに計測ステージMSTの位置計測用のY干渉計18及びX干渉計130等を含む。 Interferometer system 118, as shown in FIG. 2, Y interferometer 16 for position measurement of wafer stage WST, X interferometers 126, 127, 128, and Z interferometers 43A, position measurement of 43B as well as the measuring stage MST including Y interferometer 18 and X interferometer 130 and the like of use. なお、干渉計システムの構成等については、後に詳述する。 The configuration and the like of the interferometer system will be described in detail later.

図1に戻り、ウエハステージWST,計測ステージMSTそれぞれの底面には、不図示の非接触軸受、例えば真空予圧型空気静圧軸受(以下、「エアパッド」と呼ぶ)が複数ヶ所に設けられており、これらのエアパッドからベース盤12の上面に向けて噴出された加圧空気の静圧により、ベース盤12の上方にウエハステージWST,計測ステージMSTが数μm程度のクリアランスを介して非接触で支持されている。 Returning to Figure 1, the wafer stage WST, the measurement stage MST bottom surface of each of the non-contact bearings, not shown, for example, a vacuum preload type hydrostatic air bearing (hereinafter, referred to as "air pads") is provided with a plurality places the support of these air pads by the static pressure of the pressurized air ejected toward the upper surface of the base plate 12, wafer stage WST above a base board 12, in a non-contact manner via a clearance of around several μm measurement stage MST It is. また、ステージWST,MSTは、リニアモータ等を含むステージ駆動系124(図6参照)によって、Y軸方向(図1における紙面内左右方向)及びX軸方向(図1における紙面直交方向)に独立して駆動可能である。 The stage WST, MST is by stage drive system 124 including a linear motor or the like (see FIG. 6), independently in the Y-axis direction (the lateral direction of the page surface in FIG. 1) and the X-axis direction (direction orthogonal to the surface in FIG. 1) to be driven.

ウエハステージWSTは、ステージ本体91と、該ステージ本体91上に搭載されたウエハテーブルWTBとを含む。 Wafer stage WST includes the stage main body 91, and a wafer table WTB that is mounted on stage main section 91. このウエハテーブルWTB及びステージ本体91は、リニアモータ及びZ・レベリング機構(ボイスコイルモータなどを含む)を含む駆動系によって、ベース盤12に対し、6自由度方向(X、Y、Z、θx,θy,θz)に駆動可能に構成されている。 The wafer table WTB and stage main section 91 is by a drive system including a linear motor and a Z · leveling mechanism (including a voice coil motor) with respect to base board 12, 6 degrees of freedom (X, Y, Z, [theta] x, [theta] y, is drivingly configured to [theta] z).

ウエハテーブルWTB上には、ウエハWを真空吸着等によって保持するウエハホルダ(不図示)が設けられている。 On wafer table WTB, a wafer holder that holds wafer W by vacuum suction or the like (not shown) is provided. ウエハホルダはウエハテーブルWTBと一体に形成しても良いが、本実施形態ではウエハホルダとウエハテーブルWTBとを別々に構成し、例えば真空吸着などによってウエハホルダをウエハテーブルWTBの凹部内に固定している。 The wafer holder may be formed integrally with wafer table WTB, but in the present embodiment constructed separately and wafer holder and wafer table WTB, for example, to fix the wafer holder such as by vacuum suction in the recess of the wafer table WTB. また、ウエハテーブルWTBの上面には、ウエハホルダ上に載置されるウエハWの表面とほぼ面一となる、液体Lqに対して撥液化処理された表面(撥液面)を有し、かつ外形(輪郭)が矩形でその中央部にウエハホルダ(ウエハの載置領域)よりも一回り大きな円形の開口が形成されたプレート(撥液板)28が設けられている。 Further, on the upper surface of wafer table WTB, a is substantially flush with the surface of wafer W is placed on the wafer holder has a liquid repellent treated surface (liquid repellent surface) with respect to the liquid Lq, and outer (outline) of the plate (liquid repellent plate) 28 that its center in the wafer holder of the larger slightly than the circular (wafer placement area) opening is formed in a rectangular is provided. プレート28は、低熱膨張率の材料、例えばガラス又はセラミックス(ショット社のゼロデュア(商品名)、Al あるいはTiCなど)から成り、その表面には、例えばフッ素樹脂材料、ポリ四フッ化エチレン(テフロン(登録商標))等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料あるいはシリコン系樹脂材料などにより撥液膜が形成される。 Plate 28 is made of a material with a low coefficient of thermal expansion, for example, a glass or ceramic (Schott AG of Zerodur (the brand name), Al 2 O 3 or the like, or TiC), and on the surface thereof, for example, fluorine resin materials, polytetrafluoroethylene (Teflon) fluorine-based resin material such as liquid repellent film is formed by an acrylic resin materials, or silicon series resin materials. さらにプレート28は、図4(A)のウエハテーブルWTB(ウエハステージWST)の平面図に示されるように、円形の開口を囲む、外形(輪郭)が矩形の第1撥液領域28aと、第1撥液領域28aの周囲に配置される矩形枠状(環状)の第2撥液領域28bとを有する。 Further plate 28, as shown in the plan view of wafer table WTB (wafer stage WST) in FIG. 4 (A), enclosing a circular opening, and a first liquid repellent area 28a contour (outline) is rectangular, the It is disposed around the 1 liquid repellent area 28a and a second liquid repellent area 28b of the rectangular frame (annular). 第1撥液領域28aは、例えば露光動作時、ウエハの表面からはみ出す液浸領域14の少なくとも一部が形成され、第2撥液領域28bは、後述のエンコーダシステムのためのスケールが形成される。 The first liquid repellent area 28a, for example, at the time of exposure operation, at least part of the immersion area 14 from the surface of the wafer is formed, the second liquid repellent area 28b, scales are formed for later encoder system . なお、プレート28はその表面の少なくとも一部がウエハの表面と面一でなくても良い、すなわち異なる高さであっても良い。 Incidentally, the plate 28 is at least part of the surface may not be flush with the surface of the wafer, i.e., may have a different height. また、プレート28は単一のプレートでも良いが、本実施形態では複数のプレート、例えば第1及び第2撥液領域28a、28bにそれぞれ対応する第1及び第2撥液板を組み合わせて構成する。 Further, the plate 28 may be a single plate, but in the present embodiment is configured by combining a plurality of plates, for example, first and second liquid repellent area 28a, the first and second liquid repellent plates that correspond to 28b . 本実施形態では、前述の如く液体Lqとして水を用いるので、以下では第1及び第2撥液領域28a、28bをそれぞれ第1及び第2撥水板28a、28bとも呼ぶ。 In the present embodiment, water is used as liquid Lq as is described above, in the following also referred to as first and second liquid repellent area 28a, 28b of the first and second water repellent plate 28a, respectively, 28b.

この場合、内側の第1撥水板28aには、露光光ILが照射されるのに対し、外側の第2撥水板28bには、露光光ILが殆ど照射されない。 In this case, the first water repellent plate 28a on the inner side, whereas the exposure light IL is irradiated on the outside of the second water repellent plate 28b, the exposure light IL is hardly irradiated. このことを考慮して、本実施形態では、第1撥水版28aの表面には、露光光IL(この場合、真空紫外域の光)に対する耐性が十分にある撥水コートが施された第1撥水領域が形成され、第2撥水板28bには、その表面に第1撥水領域に比べて露光光ILに対する耐性が劣る撥水コートが施された第2撥水領域が形成されている。 In consideration of this, the in the present embodiment, the surface of the first water repellent plate 28a, exposure light IL (in this case, light in the vacuum ultraviolet region) water repellent coating resistance to is sufficient is applied 1 repellent region is formed, the second water repellent plate 28b, the second water repellent area to which water repellent coat having resistance to exposure light IL inferior to the first water repellent area on its surface is formed ing. 一般にガラス板には、露光光IL(この場合、真空紫外域の光)に対する耐性が十分にある撥水コートを施し難いので、このように第1撥水板28aとその周囲の第2撥水板28bとの2部分に分離することは効果的である。 Generally the glass plate, exposure light IL (in this case, light in a vacuum ultraviolet region) so difficult to apply water repellent coat having resistance to is sufficient, the second water repellent surrounding this way the first water repellent plate 28a it is effective to separate the two parts of the plate 28b. なお、これに限らず、同一のプレートの上面に露光光ILに対する耐性が異なる2種類の撥水コートを施して、第1撥水領域、第2撥水領域を形成しても良い。 The invention is not limited thereto, it underwent the same plate top surface into two types that have different resistance to exposure light IL of the water repellent coating, a first water repellent area may also be a second water repellent area. また、第1及び第2撥水領域で撥水コートの種類が同一でも良い。 Further, kind of water repellent coat may be the same in the first and second water repellent areas. 例えば、同一のプレートに1つの撥水領域を形成するだけでも良い。 For example, it may only form one water repellent area on the same plate.

また、図4(A)から明らかなように、第1撥水板28aの+Y側の端部には、そのX軸方向の中央部に長方形の切り欠きが形成され、この切り欠きと第2撥水板28bとで囲まれる長方形の空間の内部(切り欠きの内部)に計測プレート30が埋め込まれている。 Moreover, as is clear from FIG. 4 (A), the end portion on the + Y side of first water repellent plate 28a, a rectangular cutout is formed in the center of the X-axis direction, the notch and the second measurement plate 30 in the interior (inside the cutout) of the rectangular space surrounded by the water repellent plate 28b is embedded. この計測プレート30の長手方向の中央(ウエハテーブルWTBのセンターラインLL上)には、基準マークFMが形成されるとともに、該基準マークのX軸方向の一側と他側に、基準マークの中心に関して対称な配置で一対の空間像計測スリットパターン(スリット状の計測用パターン)SLが形成されている。 In the longitudinal direction of the center of the measurement plate 30 (on a centerline LL of wafer table WTB), together with the reference mark FM is formed, on the one side and the other side of the X-axis direction of the reference marks, reference mark center a pair of aerial image measurement slit patterns (slit-shaped measurement patterns) SL are formed in a symmetrical arrangement with respect. 各空間像計測スリットパターンSLとしては、一例として、Y軸方向とX軸方向とに沿った辺を有するL字状のスリットパターン、あるいはX軸及びY軸方向にそれぞれ延びる2つの直線状のスリットパターンなどを用いることができる。 As each of aerial image measurement slit pattern SL, as an example, the Y-axis direction and the X-axis L-shaped slit pattern having sides along the direction or X-axis and Y-axis directions respectively extending the two linear slit, or the like can be used pattern.

そして、上記各空間像計測スリットパターンSL下方のウエハステージWSTの内部には、図4(B)に示されるように、対物レンズ、ミラー、リレーレンズなどを含む光学系が収納されたL字状の筐体36が、ウエハテーブルWTBからステージ本体91の内部の一部を貫通する状態で、一部埋め込み状態で取り付けられている。 And, inside each of aerial image measurement slit patterns SL below the wafer stage WST, as shown in FIG. 4 (B), an objective lens, a mirror, L-shape optical system is housed, including a relay lens housing 36, while passing through the portion from the wafer table WTB within the stage main body 91 is attached by some embedded state. 筐体36は、図示は省略されているが、上記一対の空間像計測スリットパターンSLに対応して一対設けられている。 Housing 36, although not shown, are provided a pair corresponding to the pair of aerial image measurement slit patterns SL.

上記筐体36内部の光学系は、空間像計測スリットパターンSLを透過した照明光ILを、L字状の経路に沿って導き、−Y方向に向けて射出する。 The housing 36 inside the optical system, the illumination light IL that has been transmitted through aerial image measurement slit pattern SL, along an L-shaped route and emits the light toward a -Y direction. なお、以下においては、便宜上、上記筐体36内部の光学系を筐体36と同一の符号を用いて送光系36と記述する。 In the following, for convenience, it referred to as an optical system 36 sending the inside housing 36 of the optical system by using the same reference code as housing 36.

さらに、第2撥水板28bの上面には、その4辺のそれぞれに沿って所定ピッチで多数の格子線が直接形成されている。 Moreover, on the upper surface of the second water repellent plate 28b, multiple grating lines are directly formed in a predetermined pitch along each of four sides. これをさらに詳述すると、第2撥水板28bのX軸方向一側と他側(図4(A)における左右両側)の領域には、Yスケール39Y 1 ,39Y 2がそれぞれ形成され、Yスケール39Y 1 ,39Y 2はそれぞれ、例えばX軸方向を長手方向とする格子線38が所定ピッチでY軸に平行な方向(Y軸方向)に沿って形成される、Y軸方向を周期方向とする反射型の格子(例えば回折格子)によって構成されている。 If this further detail, in the region of the X-axis direction one side and the other side of the second water repellent plate 28b (both sides in the horizontal direction in FIG 4 (A)), Y scales 39Y 1, 39Y 2 are formed respectively, Y each scale 39Y 1, 39Y 2, for example the grating lines 38 to the X-axis direction is the longitudinal direction is formed along the parallel direction (Y-axis direction) in the Y-axis at a predetermined pitch, the periodic direction in the Y-axis direction It is constituted by a reflective grating (e.g. diffraction grating) to be.

同様に、第2撥水板28bのY軸方向一側と他側(図4(A)における上下両側)の領域には、Yスケール39Y 1及び39Y 2に挟まれた状態でXスケール39X 1 ,39X 2がそれぞれ形成され、Xスケール39X 1 ,39X 2はそれぞれ、例えばY軸方向を長手方向とする格子線37が所定ピッチでX軸に平行な方向(X軸方向)に沿って形成される、X軸方向を周期方向とする反射型の格子(例えば回折格子)によって構成されている。 Similarly, the region of the Y-axis direction one side and the other side of the second water repellent plate 28b (both sides in the vertical direction in FIG. 4 (A)), X scales 39X 1 while being sandwiched between the Y scales 39Y 1 and 39Y 2 , 39X 2 are formed respectively, X scales 39X 1, 39X 2 are each, for example, grid lines 37 of the Y-axis direction is the longitudinal direction are formed along a direction parallel (X-axis direction) in the X-axis at a predetermined pitch that is composed of a reflective grating of the X-axis direction and the period direction (e.g. diffraction grating). 上記各スケールとしては、第2撥水板28bの表面に例えばホログラム等により反射型の回折格子が作成されたものが用いられている。 As each of the scale, which reflective diffraction grating is created by a surface, for example, hologram or the like of the second water repellent plate 28b is used. この場合、各スケールには狭いスリット又は溝等から成る格子が目盛りとして所定間隔(ピッチ)で刻まれている。 In this case, that it is marked at a predetermined distance (pitch) as graduations has gratings made up of narrow slits, grooves or the like for each scale. 各スケールに用いられる回折格子の種類は限定されるものではなく、機械的に溝等が形成されたもののみならず、例えば、感光性樹脂に干渉縞を焼き付けて作成したものであっても良い。 Type of diffraction grating used for each scale is not limited, not only those mechanical groove or the like is formed, for example, may be that is created by exposing interference fringe on a photosensitive resin . 但し、各スケールは、例えば薄板状のガラスに上記回折格子の目盛りを、例えば138nm〜4μmの間のピッチ、例えば1μmピッチで刻んで作成されている。 However, each scale, for example the scale of the diffraction grating into a thin plate of glass, for example, the pitch between the 138Nm~4myuemu, are created carved in example 1μm pitch. これらスケールは前述の撥液膜(撥水膜)で覆われている。 These scales are covered with the above-mentioned liquid repellent film (water repellent film). なお、図4(A)では、図示の便宜上から、格子のピッチは、実際のピッチに比べて格段に広く図示されている。 In FIG. 4 (A), the from the convenience of illustration, the pitch of the grating is much wider illustrated than the actual pitch. その他の図においても同様である。 The same applies to other figures.

このように、本実施形態では、第2撥水板28bそのものがスケールを構成するので、第2撥水板28bとして低熱膨張率のガラス板を用いることとしたものである。 Thus, in the present embodiment, since itself second water repellent plate 28b constitutes the scale, in which it was decided to use a glass plate of low thermal expansion as the second water repellent plate 28b. しかし、これに限らず、格子が形成された低熱膨張率のガラス板などから成るスケール部材を、局所的な伸縮が生じないように、例えば板ばね(又は真空吸着)等によりウエハテーブルWTBの上面に固定しても良く、この場合には、全面に同一の撥水コートが施された撥水板をプレート28に代えて用いても良い。 However, not limited to this, the scale member consisting of a glass plate with low thermal expansion which grating is formed, so as not to cause local expansion, for example, the upper surface of wafer table WTB by the leaf spring (or vacuum suction) or the like in may be fixed, in this case, may be used instead of the entire surface water repellent plate to which the same water repellent coat on the plate 28. あるいは、ウエハテーブルWTBを低熱膨張率の材料で形成することも可能であり、かかる場合には、一対のYスケールと一対のXスケールとは、そのウエハテーブルWTBの上面に直接形成しても良い。 Alternatively, it is also possible to form a wafer table WTB in the material of low thermal expansion, in such a case, the pair of Y scales and a pair of X scales may be directly formed on the upper surface of the wafer table WTB .

なお、回折格子を保護するために、撥水性をそなえた低熱膨張率のガラス板でカバーすることも有効である。 In order to protect the diffraction grating, it is also effective to cover a glass plate of low thermal expansion that has water repellency. ここで、ガラス板としては、厚さがウエハと同程度、例えば厚さ1mmのものを用いることができ、そのガラス板の表面がウエハ面と同じ高さ(面一)になるよう、ウエハテーブルWST上面に設置される。 Here, as the glass plate, the same level as the wafer thickness, for example, 1mm thick ones can be used, so that the surface of the glass plate is flush with the wafer surface (flush), wafer table It is installed in WST top.

なお、各スケールの端付近には、後述するエンコーダヘッドとスケール間の相対位置を決めるための、位置出しパターンがそれぞれ設けられている。 Incidentally, in the vicinity of the edge of each scale, for determining the relative position between the encoder head and a scale, which will be described later, positioning patterns are respectively provided. この位置出しパターンは例えば反射率の異なる格子線から構成され、この位置出しパターン上をエンコーダヘッドが走査すると、エンコーダの出力信号の強度が変化する。 The positioning pattern is composed of different grid lines of e.g. reflectance, when the positioning pattern above encoder head scans, the intensity of the output signal of the encoder changes. そこで、予め閾値を定めておき、出力信号の強度がその閾値を超える位置を検出する。 Therefore, a threshold value is determined beforehand, the intensity of the output signal to detect the position exceeding the threshold value. この検出された位置を基準に、エンコーダヘッドとスケール間の相対位置を設定する。 Based on the detected position, it sets a relative position between the encoder head and the scale.

計測ステージMSTは、不図示のリニアモータ等によってXY平面内で駆動されるステージ本体92と、ステージ本体92上に搭載された計測テーブルMTBとを含んでいる。 Measurement stage MST includes stage main section 92 that is driven in the XY plane by a linear motor or the like (not shown), and a measurement table MTB mounted on stage main section 92. 計測ステージMSTも、ウエハステージWSTと同様に、不図示の駆動系によりベース盤12に対し、6自由度方向(X、Y、Z、θx,θy,θz)に駆動可能に構成されている。 Measurement stage MST also, similarly to the wafer stage WST, to the base plate 12 by a drive system (not shown), 6 degrees of freedom (X, Y, Z, θx, θy, θz) are drivable configuration.

なお、図6では、ウエハステージWSTの駆動系と計測ステージMSTの駆動系とを含んで、ステージ駆動系124として示されている。 In FIG. 6, a drive system of the wafer stage WST and the drive system of measurement stage MST, is shown as a stage drive system 124.

計測テーブルMTB(及びステージ本体92)には、各種計測用部材が設けられている。 The measurement table MTB (and stage main section 92), various measurement members are arranged. この計測用部材としては、例えば、図2及び図5(A)に示されるように、投影光学系PLの像面上で照明光ILを受光するピンホール状の受光部を有する照度むらセンサ94、投影光学系PLにより投影されるパターンの空間像(投影像)を計測する空間像計測器96、及び例えば国際公開第03/065428号パンフレットなどに開示されているシャック−ハルトマン(Shack-Hartman)方式の波面収差計測器98などが採用されている。 As such measurement members, for example, as shown in FIGS. 2 and FIG. 5 (A), the uneven illuminance sensor 94 that has a pinhole-shaped light-receiving section that receives illumination light IL on an image plane of the projection optical system PL , the projected aerial image of a pattern projected by the optical system PL Shack are disclosed in, for example, aerial image measuring instrument 96, and for example, in International Publication No. 03/065428 pamphlet measuring the (projected image) - Hartmann (Shack-Hartman) such as wavefront aberration measuring instrument 98 of the method is employed. 波面収差計測器98としては、例えば国際公開第99/60361号パンフレット(対応欧州特許第1,079,223号)に開示されるものも用いることができる。 As wavefront aberration measuring instrument 98, can also be used, for example those disclosed in the pamphlet of International Publication No. 99/60361 (corresponding European Patent No. 1,079,223).

照度むらセンサ94としては、例えば特開昭57−117238号公報(対応する米国特許第4,465,368号明細書)などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。 The uneven illuminance sensor 94, can be used for example, JP 57-117238 discloses a similar to those disclosed (corresponding U.S. Pat. No. 4,465,368), etc. configuration. また、空間像計測器96としては、例えば特開2002−14005号公報(対応する米国特許出願公開第2002/0041377号明細書)などに開示されるものと同様の構成のものを用いることができる。 Further, as aerial image measuring instrument 96, can be used for example, Japanese 2002-14005 JP similar to those disclosed in, (the corresponding U.S. Patent Application Publication No. 2002/0041377) configuration . なお、本実施形態では3つの計測用部材(94、96、98)を計測ステージMSTに設けるものとしたが、計測用部材の種類、及び/又は数などはこれに限られない。 In the present embodiment, it is assumed to provide three measurement members (94, 96, 98) to the measurement stage MST, the type of measurement members, and / or the number is not limited thereto. 計測用部材として、例えば投影光学系PLの透過率を計測する透過率計測器、及び/又は、前述の局所液浸装置8、例えばノズルユニット32(あるいは先端レンズ191)などを観察する計測器などを用いても良い。 As the measurement members, for example transmittance measuring device for measuring the transmittance of the projection optical system PL, and the / or local liquid immersion device 8 described above, for example, nozzle unit 32 (or tip lens 191) instrument for observing etc. it may also be used. さらに、計測用部材と異なる部材、例えばノズルユニット32、先端レンズ191などを清掃する清掃部材などを計測ステージMSTに搭載しても良い。 Furthermore, members different from the measurement members, for example, nozzle unit 32, and a cleaning member for cleaning the like tip lens 191 may be mounted on measurement stage MST.

本実施形態では、図5(A)からもわかるように、使用頻度の高いセンサ類、照度むらセンサ94及び空間像計測器96などは、計測ステージMSTのセンターラインCL(中心を通るY軸)上に配置されている。 In the present embodiment, as can be seen from FIG. 5 (A), (Y-axis passing through the center) the sensors that are frequently used such as irregular illuminance sensor 94 and aerial image measuring instrument 96, the center line CL of the measuring stage MST arranged on the upper. このため、本実施形態では、これらのセンサ類を用いた計測を、計測ステージMSTをX軸方向に移動させることなく、Y軸方向にのみ移動させて行うことができる。 Therefore, in the present embodiment, the measurement using these sensors, a measurement stage MST without moving in the X-axis direction can be performed by moving only in the Y-axis direction.

上記各センサに加え、例えば特開平11−16816号公報(対応する米国特許出願公開第2002/0061469号明細書)などに開示される、投影光学系PLの像面上で照明光ILを受光する所定面積の受光部を有する照度モニタを採用しても良く、この照度モニタもセンターライン上に配置することが望ましい。 In addition to the above sensors, for example, JP-A 11-16816 Patent Application (corresponding U.S. Patent Application Publication No. 2002/0061469 Pat) is disclosed in, for, receives illumination light IL on an image plane of the projection optical system PL may be employed illuminance monitor that has a light receiving portion having a predetermined area, it is desirable to place the illuminance monitor is also the center line.

なお、本実施形態では、投影光学系PLと液体(水)Lqとを介して露光光(照明光)ILによりウエハWを露光する液浸露光が行われるのに対応して、照明光ILを用いる計測に使用される上記の照度むらセンサ94(及び照度モニタ)、空間像計測器96、並びに波面収差計測器98では、投影光学系PL及び水を介して照明光ILを受光することとなる。 In the present embodiment, liquid immersion exposure for exposing the wafer W is performed by the exposure light (illumination light) IL via projection optical system PL and liquid (water) Lq, the illumination light IL accordingly irregular illuminance sensor 94 is used to measure the use (and the illuminance monitor), aerial image measuring instrument 96 and wavefront aberration measuring instrument 98, and thus that receives illumination light IL via projection optical system PL and the water . また、各センサは、例えば光学系などの一部だけが計測テーブルMTB(及びステージ本体92)に搭載されていても良いし、センサ全体を計測テーブルMTB(及びステージ本体92)に配置するようにしても良い。 Furthermore, each sensor, for example, to only a part of such an optical system may be mounted on measurement table MTB (and stage main section 92), so as to place the entire sensor in the measuring table MTB (and stage main section 92) and it may be.

計測ステージMSTのステージ本体92には、図5(B)に示されるように、その−Y側の端面に、枠状の取付部材42が固定されている。 To stage main section 92 of measurement stage MST, as shown in FIG. 5 (B), to the end surface on the -Y side, a frame-shaped attachment member 42 is fixed. また、ステージ本体92の−Y側の端面には、取付部材42の開口内部のX軸方向の中心位置近傍に、前述した一対の送光系36に対向し得る配置で、一対の受光系44が固定されている。 Further, the end surface on the -Y side of stage main section 92, the vicinity of the center position in the X-axis direction inside an opening of attachment member 42, in the placement capable of facing a pair of light-transmitting systems 36 described above, a pair of light receiving system 44 There has been fixed. 各受光系44は、リレーレンズなどの光学系と、受光素子、例えばフォトマルチプライヤチューブなどと、これらを収納する筐体とによって構成されている。 Each light receiving system 44 includes an optical system such as a relay lens, a light receiving element such as a photomultiplier tube, is constituted of a housing that houses them. 図4(B)及び図5(B)、並びにこれまでの説明からわかるように、本実施形態では、ウエハステージWSTと計測ステージMSTとが、Y軸方向に関して所定距離以内に近接した状態(接触状態を含む)では、計測プレート30の各空間像計測スリットパターンSLを透過した照明光ILが前述の各送光系36で案内され、各受光系44の受光素子で受光される。 Figure 4 (B) and FIG. 5 (B), the well as can be seen from the above description, in the present embodiment, the wafer stage WST and measurement stage MST, a state (contact close to within a predetermined distance in the Y-axis direction in including the state), illumination light IL that has been transmitted through each aerial image measurement slit pattern SL of measurement plate 30 is guided by each light-transmitting systems 36 described above, it is received by the light receiving element of the light receiving system 44. すなわち、計測プレート30、送光系36及び受光系44によって、前述した特開2002−14005号公報(対応する米国特許出願公開第2002/0041377号明細書)などに開示されるものと同様の、空間像計測装置45(図6参照)が構成される。 That is, measurement plate 30, the light transmitting system 36 and receiving system 44, similar to those disclosed in, JP-2002-14005 mentioned above (corresponding US Patent Application Publication No. 2002/0041377), aerial image measuring device 45 (see FIG. 6) is formed.

取付部材42の上には、断面矩形の棒状部材から成るフィデューシャルバー(以下、「FDバー」と略述する)46がX軸方向に延設されている。 On attachment member 42, fiducial bars consisting rectangular cross section of the rod-shaped member (hereinafter, shortly referred to as "FD bar") 46 is extended in the X-axis direction. このFDバー46は、フルキネマティックマウント構造によって、計測ステージMST上にキネマティックに支持されている。 The FD bar 46 by a full-kinematic mount structure and is kinematically supported on measurement stage MST.

FDバー46は、原器(計測基準)となるため、低熱膨張率の光学ガラスセラミックス、例えば、ショット社のゼロデュア(商品名)などがその素材として採用されている。 FD bar 46 serves as a prototype standard (measurement standard), a low coefficient of thermal expansion of optical glass ceramics, for example, Schott AG of Zerodur (the brand name) is adopted as the material. FDバー46の上面(表面)は、いわゆる基準平面板と同程度にその平坦度が高く設定されている。 The upper surface of FD bar 46 (the surface), the flatness to the same extent as a so-called datum plane plate is set high. また、FDバー46の長手方向の一側と他側の端部近傍には、図5(A)に示されるように、Y軸方向を周期方向とする基準格子(例えば回折格子)52がそれぞれ形成されている。 Further, the end portion in the longitudinal direction of the one side and the other side of the FD bar 46, as shown in FIG. 5 (A), the reference grating (e.g. diffraction grating) for the Y-axis direction as the periodic direction 52 respectively It is formed. この一対の基準格子52は、所定距離Lを隔ててFDバー46のX軸方向の中心、すなわち前述のセンターラインCLに関して対称な配置で形成されている。 The pair of reference gratings 52 are formed in a symmetrical arrangement with respect to a predetermined distance X axis direction of the center of FD bar 46 at a L, that the aforementioned center line CL.

また、FDバー46の上面には、図5(A)に示されるような配置で複数の基準マークMが形成されている。 On the upper surface of FD bar 46, a plurality of reference marks M in an arrangement as shown in FIG. 5 (A) is formed. この複数の基準マークMは、同一ピッチでY軸方向に関して3行の配列で形成され、各行の配列がX軸方向に関して互いに所定距離だけずれて形成されている。 The plurality of reference marks M are formed in three-row arrays in the Y-axis direction at the same pitch, the sequence of each row are formed shifted from each other by a predetermined distance in the X-axis direction. 各基準マークMとしては、後述するプライマリアライメント系、セカンダリアライメント系によって検出可能な寸法の2次元マークが用いられている。 As each of reference marks M, a primary alignment system to be described later, the two-dimensional mark having a size that can be detected are used by secondary alignment system. 基準マークMはその形状(構成)が前述の基準マークFMと異なっても良いが、本実施形態では基準マークMと基準マークFMとは同一の構成であり、かつウエハWのアライメントマークとも同一の構成となっている。 Reference mark M is the shape (configuration) may be different from the above-mentioned reference mark FM, a reference mark M and fiducial mark FM this embodiment has the same structure, and the same with the alignment mark of the wafer W and it has a configuration. なお、本実施形態ではFDバー46の表面、及び計測テーブルMTB(前述の計測用部材を含んでも良い)の表面もそれぞれ撥液膜(撥水膜)で覆われている。 Incidentally, it covered with the surface of FD bar 46 in this embodiment, and measurement table MTB surfaces also liquid repellent film (described above also may include a measurement members) (water repellent film).

本実施形態の露光装置100では、図1では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、図3に示されるように、前述の基準軸LV上で、その光軸から−Y側に所定距離隔てた位置に検出中心を有するプライマリアライメント系AL1が配置されている。 In exposure apparatus 100 of the present embodiment, although shown from the viewpoint of avoiding intricacy of the drawing in FIG. 1 is omitted, in practice, as shown in FIG. 3, on the above-mentioned reference axis LV, the optical axis primary alignment system AL1 is disposed with a detection center at a predetermined distance apart position on the -Y side from. このプライマリアライメント系AL1は、支持部材54を介して不図示のメインフレームの下面に固定されている。 The primary alignment system AL1, via the supporting member 54 is fixed to the lower surface of a main frame (not shown). プライマリアライメント系AL1を挟んで、X軸方向の一側と他側には、直線LVに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2と、AL2 3 ,AL2 4とがそれぞれ設けられている。 Across the primary alignment system AL1, on one side and the other side in the X axis direction, the secondary alignment systems AL2 1, AL2 2 whose detection centers are substantially symmetrically placed with respect to straight line LV, AL2 3, AL2 4 and each It is provided. すなわち、5つのアライメント系AL1,AL2 1 〜AL2 4はその検出中心がX軸方向に関して異なる位置に配置されている、すなわちX軸方向に沿って配置されている。 That is, five alignment systems AL1, AL2 1 AL24 4 are placed so that their detection centers are placed at different positions in the X-axis direction, i.e., along the X-axis direction.

各セカンダリアライメント系AL2 n (n=1〜4)は、セカンダリアライメント系AL2 4について代表的に示されるように、回転中心Oを中心として図3における時計回り及び反時計回りに所定角度範囲で回動可能なアーム56 n (n=1〜4)の先端(回動端)に固定されている。 Each secondary alignment system AL2 n (n = 1~4), as representatively shown by secondary alignment system AL2 4, times in a predetermined angle range in clockwise and counter-clockwise in FIG. 3 around the rotation center O is fixed to the distal end of the rotatably arm 56 n (n = 1~4) (Kaidotan). 本実施形態では、各セカンダリアライメント系AL2 nはその一部(例えば、アライメント光を検出領域に照射し、かつ検出領域内の対象マークから発生する光を受光素子に導く光学系を少なくとも含む)がアーム56 nに固定され、残りの一部は投影ユニットPUを保持するメインフレームに設けられる。 In the present embodiment, each secondary alignment system AL2 n part (e.g., including at least an optical system for guiding the light irradiating the alignment light to a detection region, and generated from the target mark within the detection area to the light receiving element) is fixed to the arm 56 n, the remaining section is arranged at the main frame that holds projection unit PU. セカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4はそれぞれ、回転中心Oを中心として回動することで、X位置が調整される。 Each secondary alignment systems AL2 1, AL2 2, AL2 3 , AL2 4 , by rotating about the rotation center O, X position is adjusted. すなわち、セカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4はその検出領域(又は検出中心)が独立にX軸方向に可動である。 That is, secondary alignment systems AL2 1, AL2 2, AL2 3 , AL2 4 is the detection areas (or the detection centers) independently movable in the X-axis direction. 従って、プライマリアライメント系AL1及びセカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4はX軸方向に関してその検出領域の相対位置が調整可能となっている。 Accordingly, the primary alignment system AL1 and secondary alignment systems AL2 1, AL2 2, AL2 3 , AL2 4 are the relative positions of the detection areas of the X-axis direction can be adjusted. なお、本実施形態では、アームの回動によりセカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4のX位置が調整されるものとしたが、これに限らず、セカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4をX軸方向に往復駆動する駆動機構を設けても良い。 In the present embodiment, secondary alignment systems AL2 1 by the rotation of the arm, AL2 2, but AL2 3, AL2 4 in the X position is assumed to be adjusted is not limited to this, secondary alignment systems AL2 1, AL2 2, AL2 3, AL2 4 may be provided a drive mechanism for reciprocating in the X-axis direction. また、セカンダリアライメント系AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4の少なくとも1つをX軸方向だけでなくY軸方向にも可動として良い。 Furthermore, the secondary alignment systems AL2 1, AL2 2, AL2 3 , AL2 4 good at least one as a movable also in the Y-axis direction as well as X-axis direction. なお、各セカンダリアライメント系AL2 nはその一部がアーム56 nによって移動されるので、不図示のセンサ、例えば干渉計、あるいはエンコーダなどによって、アーム56 nに固定されるその一部の位置情報が計測可能となっている。 Since each secondary alignment system AL2 n part is moved by arm 56 n, a sensor (not shown), such as by an interferometer or an encoder, and a part of the location information that is fixed to arm 56 n It is measured. このセンサは、セカンダリアライメント系AL2 nのX軸方向の位置情報を計測するだけでも良いが、他の方向、例えばY軸方向、及び/又は回転方向(θx及びθy方向の少なくとも一方を含む)の位置情報も計測可能として良い。 The sensor may only measure position information in the X-axis direction of secondary alignment system AL2 n, the other direction, for example, the Y-axis direction and / or rotation direction (including at least one of the θx and θy directions) position information also may be possible to measure.

各アーム56 nの上面には、差動排気型のエアベアリングから成るバキュームパッド58 n (n=1〜4)が設けられている。 On the upper surface of each arm 56 n, a vacuum pad 58 n (n = 1~4) is provided composed of a differential evacuation type air bearing. また、アーム56 nは、例えばモータ等を含む回転駆動機構60 n (n=1〜4、図3では不図示、図6参照)によって、主制御装置20の指示に応じて回動可能である。 The arm 56 n, for example rotation drive mechanism 60 n including a motor or the like (n = 1 to 4, not shown in FIG. 3, see FIG. 6) by a pivotable in response to an instruction of the main control unit 20 . 主制御装置20は、アーム56 nの回転調整後に、各バキュームパッド58 nを作動させて各アーム56 nを不図示のメインフレームに吸着固定する。 The main controller 20, the arm 56 after n rotational adjustment of adsorbs fixed to the main frame (not shown) the arms 56 n by actuating each vacuum pad 58 n. これにより、各アーム56 nの回転角度調整後の状態、すなわち、プライマリアライメント系AL1及び4つのセカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4の所望の位置関係が維持される。 Thereby, the state after rotation angle adjustment of each arm 56 n, i.e., a desired positional relation between primary alignment system AL1 and four secondary alignment systems AL2 1 AL24 4 is maintained.

なお、メインフレームのアーム56 nに対向する部分が磁性体であるならば、バキュームパッド58に代えて電磁石を採用しても良い。 Incidentally, if the portion facing the arm 56 n of the main frame is a magnetic body, an electromagnet may also be employed instead of vacuum pad 58.

本実施形態では、プライマリアライメント系AL1及び4つのセカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4のそれぞれとして、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標(各アライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン)の像とを撮像素子(CCD等)を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のFIA(Field Image Alignment)系が用いられている。 In the embodiment, as each of primary alignment system AL1 and four secondary alignment systems AL2 1 AL24 4, and irradiates the target mark broadband detection light beam for example does not sensitize the resist on the wafer, the reflected light from the target mark capturing the image of the image and not shown of the index of the target mark formed on the light receiving surface (target pattern on an index plate provided in each alignment system) using an imaging device (CCD etc.), their FIA (Field image Alignment) system by an image processing method for outputting an imaging signal is used. プライマリアライメント系AL1及び4つのセカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4のそれぞれからの撮像信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して図6の主制御装置20に供給されるようになっている。 The imaging signal from each of primary alignment system AL1 and four secondary alignment systems AL2 1 AL24 4 is sent to the main controller 20 in FIG. 6, via an alignment signal processing system (not shown).

なお、上記各アライメント系としては、FIA系に限らず、例えばコヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象マークから発生する2つの回折光(例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光)を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。 As the above-mentioned alignment systems is not limited to the FIA ​​system, for example, by irradiating a coherent detection light to a subject mark and detects a scattered light or diffracted light generated from the subject mark or generated from the subject mark 2 One of the diffracted light (e.g. diffracted lights of the same order or diffracted lights being diffracted in the same direction) be used alone or in combination as needed alignment and detects an interference is of course possible. また、本実施形態では、5つのアライメント系AL1、AL2 1 〜AL2 4は、支持部材54を介して投影ユニットPUを保持するメインフレームの下面に固定されるものとしたが、これに限らず、例えば前述した計測フレームに設けても良い。 Further, in the present embodiment, five alignment systems AL1, AL2 1 AL24 4 has been assumed to be fixed to the lower surface of the main frame that holds projection unit PU via the support member 54 is not limited thereto, for example, it may be arranged at the measurement frame described above.

次に、ウエハステージWST及び計測ステージMSTの位置情報を計測する干渉計システム118の構成等について説明する。 Next, the configuration and the like of interferometer system 118 that measures positional information of wafer stage WST and measurement stage MST.

ここで、具体的な干渉計システムの構成の説明に先立って、干渉計の計測原理を簡単に説明する。 Here, prior to description of specific interferometer system configuration will be briefly described the measurement principle of the interferometer. 干渉計は、計測対象物に設置された反射面に向けて、測長ビーム(測長光)を投射する。 Interferometer toward the reflecting surface installed in the measurement object, projecting a measurement beam (HakaChoko). その反射光を、参照光と合成して受光し、その合成光、すなわち干渉光の強度を計測する。 The reflected light combined by receiving the reference light to measure the intensity of the synthesized light, namely the interference light. ここで、反射光と参照光の光路差ΔLより、それらの間の相対位相(位相差)がKΔL変化する。 Here, from the optical path difference ΔL of the reference light and the reflected light, those between the relative phase (phase difference) is changed K [Delta] L. それにより、干渉光の強度は1+a・cos(KΔL)に比例して変化する。 Accordingly, the intensity of the interference light changes in proportion to 1 + a · cos (KΔL). ただし、ホモダイン検波方式を採用したとして、測長光と参照光の波数は同じでKとした。 However, as was adopted homodyne detection method, the wave number of the measurement light and the reference beam were the same in K. 定数aは測長光と参照光の強度比より決まる。 Constant a is determined from the intensity ratio of the measurement light and the reference beam. ここで、参照光に対する反射面は、一般に、投影ユニットPU側面(場合によっては干渉計ユニット内)に設けられる。 Here, the reflection surface to the reference beam is generally provided in the projection unit PU side (in some cases, inside the interferometer unit). この参照光の反射面が、測長の基準位置となる。 The reflecting surface of the reference light, the reference position of the measurement. 従って、光路差ΔLには、基準位置から反射面までの距離が反映される。 Therefore, the optical path difference ΔL, the distance from the reference position to the reflection surface is reflected. そこで、反射面までの距離の変化に対する、干渉光の強度変化の回数(フリンジの数)を計測すれば、その計数値と計測単位の積より、計測対象物に設置された反射面の変位が算出される。 Therefore, with respect to the change of the distance to the reflecting surface, by measuring the number of intensity change of the interference light (number of fringes), than the product of the counted value and the measurement unit, the displacement of the reflection surface in the measurement object It is calculated. ここで、計測単位は、シングルパス方式の干渉計の場合、測長光の波長の2分の1、ダブルパス方式の干渉計の場合、波長の4分の1である。 The measurement unit, in the case of an interferometer of the single pass mode, one-half of the wavelength of measurement light, the case of an interferometer of the double-pass method, one quarter of the wavelength.

ところで、ヘテロダイン検波方式の干渉計を採用した場合、測長光の波数K と参照光の波数K はわずかに異なる。 Incidentally, when employing an interferometer of the heterodyne detection method, the wave number K 2 of the wave number K 1 of measurement light and the reference beam are slightly different. この場合、測長光と参照光の光路長をそれぞれL ,L とすると、測長光と参照光の間の位相差はKΔL+ΔKL と与えられ、干渉光の強度は1+a・cos(KΔL+ΔKL )に比例して変化する。 In this case, measuring the optical path length of the reference light, respectively When L 1, L 2 and wavelength light, measuring the phase difference between the wavelength light and the reference light is given as K [Delta] L + [Delta] KL 1, the intensity of the interference light 1 + a · cos (KΔL + ΔKL changes in proportion to 1). ただし、光路差ΔL=L −L ,ΔK=K −K ,K=K とした。 However, the optical path difference ΔL = L 1 -L 2, ΔK = K 1 -K 2, was K = K 2. ここで、参照光の光路L が十分短く、近似ΔL≒L が成り立てば、干渉光の強度は1+a・cos[(K+ΔK)ΔL]に比例して変化する。 Here, the optical path L 2 of the reference beam is sufficiently short, if Naritate approximate [Delta] L ≒ L 1, the intensity of the interference light changes in proportion to 1 + a · cos [(K + ΔK) ΔL]. これからわかるように、干渉光の強度は、光路差ΔLが変化するとともに、参照光の波長2π/Kで周期振動するとともに、その周期振動の包絡線は長い周期2π/ΔKで振動する(うなる)。 As can be seen, the intensity of the interference light, with the optical path difference ΔL is changed, as well as periodic oscillation at a wavelength of 2 [pi / K of the reference beam, the envelope of the periodic vibration vibrates a long period 2 [pi / [Delta] K (growling) . 従って、ヘテロダイン検波方式では、長い周期のうなりより、光路差ΔLの変化方向、すなわち計測対象物の変位方向を知ることができる。 Accordingly, in the heterodyne detection method can be learned from the long-period beat, changing direction of the optical path difference [Delta] L, namely, the displacement direction of the measurement object.

なお、干渉計の主要な誤差要因として、ビーム光路上の雰囲気の温度揺らぎ(空気揺らぎ)の効果がある。 As a major cause of error of the interferometer, there is the effect of temperature fluctuations of the atmosphere on the beam optical path (air fluctuations). 空気揺らぎによって、光の波長λがλ+Δλに変化したとする。 By air fluctuation, the wavelength of light lambda is the changes in lambda + [Delta] [lambda]. この波長の微小変化Δλによる位相差KΔLの変化は、波数K=2π/λなので、2πΔLΔλ/λ と求められる。 Change in the phase difference KΔL by minimal change Δλ in this wavelength, since the wave number K = 2π / λ, obtained as 2πΔLΔλ / λ 2. ここで、仮に、光の波長λ=1μm、微小変化Δλ=1nmとすると、光路差ΔL=100mmに対して、位相変化は2π×100となる。 In this case, when wavelength of light lambda = 1 [mu] m, when a minute change [Delta] [lambda] = 1 nm, with respect to the optical path difference [Delta] L = 100 mm, a phase change becomes 2 [pi × 100. この位相変化は、計測単位の100倍の変位に対応する。 The phase change corresponds to 100 times the displacement of the measurement units. この様に、光路長が長く設定される場合には、干渉計は、短時間に起こる空気揺らぎの影響が大きく、短期安定性に劣る。 In the case the optical path length is set long, the interferometer is greatly affected by air fluctuations that occur in a short time, poor short-term stability. その様な場合には、後述するエンコーダ又はZヘッドを有する面位置計測システムを使用するのが望ましい。 In such cases, the use of surface position measurement system with a later-described encoder or Z head is desirable.

ウエハテーブルWTBの−Y端面,−X端面には、それぞれ鏡面加工が施され、図2に示される反射面17a,反射面17bが形成されている。 -Y edge surface of wafer table WTB, and the -X end surface, mirror-polishing is applied, respectively, the reflecting surface 17a as shown in FIG. 2, the reflecting surface 17b is formed. 干渉計システム118(図6参照)の一部を構成するY干渉計16及びX干渉計126、127、128(図1では、X干渉計126〜128は不図示、図2参照)は、これらの反射面17a,17bにそれぞれ測長ビームを投射して、それぞれの反射光を受光することにより、各反射面の基準位置(例えば投影ユニットPU側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする)からの変位、すなわちウエハステージWSTのXY平面内の位置情報を計測し、この計測した位置情報を主制御装置20に供給する。 Interferometer system 118 Y interferometer 16 and X interferometer 126, 127, 128 constituting a part of (see Fig. 6) (in FIG. 1, X interferometers 126 to 128 are not shown, see FIG. 2), these the reflecting surface 17a, each projecting a measuring beam 17b of, by receiving respective reflected light, the fixed mirror to a reference position (e.g. projection unit PU side of the reflecting surfaces are arranged, and there the reference plane displacement from to), i.e. measuring the position information in the XY plane of wafer stage WST, and supplies the measured position information to the main controller 20. 本実施形態では、後述するように、上記各干渉計としては、一部を除いて、測長軸を複数有する多軸干渉計が用いられている。 In the present embodiment, as described below, as each of the above interferometers, except for some, multiaxial interferometer having a plurality of measurement axes is used.

一方、ステージ本体91の−Y側の側面には、図4(B)に示されるように、X軸方向を長手方向とする移動鏡41が、不図示のキネマティック支持機構を介して取り付けられている。 On the other hand, the side surface on the -Y side of stage main section 91, as shown in FIG. 4 (B), movable mirror 41 to the X-axis direction is the longitudinal direction is attached via a kinematic support mechanism (not shown) ing. 移動鏡41は、直方体部材と、該直方体の一面(−Y側の面)に固着された一対の三角柱状部材とを一体化したような部材から成る。 Movable mirror 41 includes a rectangular parallelepiped member made of a member such as integrating the pair of triangular prism-like members secured to one surface of the rectangular parallelepiped (the surface on the -Y side). 移動鏡41は、図2からわかるように、X軸方向の長さがウエハテーブルWTBの反射面17aよりも、少なくとも後述する2つのZ干渉計の間隔分、長く設計されている。 Moving mirror 41, as can be seen from Figure 2, the length of the X-axis direction of the reflecting surface 17a of wafer table WTB, spacing portion of at least below the two Z interferometers are designed longer.

移動鏡41の−Y側の面には鏡面加工が施され、図4(B)に示されるように、3つの反射面41b、41a、41cが形成されている。 The surface at the -Y side of movable mirror 41 is mirror-polishing is applied, as shown in FIG. 4 (B), 3 one reflective surface 41b, 41a, 41c are formed. 反射面41aは、移動鏡41の−Y側の端面の一部を構成し、XZ平面と平行に且つX軸方向に延びている。 Reflection surface 41a constitutes a part of the end surface on the -Y side of movable mirror 41, and extends in parallel and the X-axis direction and the XZ plane. 反射面41bは、反射面41aの+Z側に隣接する面を構成し、反射面41aに対して鈍角を成し、X軸方向に延びている。 Reflection surface 41b configures the surface adjacent to the + Z side of reflection surface 41a, an obtuse angle with respect to the reflecting surface 41a, and extends in the X-axis direction. 反射面41cは、反射面41aの−Z側に隣接する面を構成し、反射面41aを挟んで反射面41bと対称に設けられている。 Reflection surface 41c configures the surface adjacent to the -Z side of reflection surface 41a, it is provided on the reflection surface 41b and symmetrical with respect to the reflective surface 41a.

移動鏡41に対向して、該移動鏡41に測長ビームを照射する、干渉計システム118(図6参照)の一部を構成する一対のZ干渉計43A,43Bが設けられている(図1及び図2参照)。 To face the movable mirror 41, which irradiates measurement beams on the movable mirror 41, a pair of Z interferometers 43A which constitutes a part of interferometer system 118 (refer to FIG. 6), 43B is provided (FIG. Ref 1 and FIG. 2).

Z干渉計43A、43Bは、図1及び図2を総合するとわかるように、Y干渉計16のX軸方向の一側と他側にほぼ同一距離離れて、且つY干渉計16より幾分低い位置にそれぞれ配置されている。 Z interferometers 43A, 43B, as seen from the overall 1 and 2, substantially the same distance apart on one side and the other side in the X-axis direction of Y interferometer 16, and somewhat lower than Y interferometer 16 They are disposed at positions.

Z干渉計43A、43Bそれぞれから、図1に示されるように、Y軸方向に沿う測長ビームB1が反射面41bに向けて投射されるとともに、Y軸方向に沿う測長ビームB2が反射面41c(図4(B)参照)に向けて投射されるようになっている。 Z interferometers 43A, 43B from each, as shown in FIG. 1, the measurement beam B1 along the Y-axis direction is projected toward the reflection surface 41b, measurement beam B2 along the Y-axis direction the reflecting surface 41c is adapted to be projected toward the (see FIG. 4 (B) refer). 本実施形態では、反射面41b及び反射面41cで順次反射された測長ビームB1と直交する反射面を有する固定鏡47B、及び反射面41c及び反射面41bで順次反射された測長ビームB2と直交する反射面を有する固定鏡47Aが、移動鏡41から−Y方向に所定距離離れた位置に測長ビームB1,B2に干渉しない状態で、それぞれX軸方向に延設されている。 In this embodiment, the reflecting surface 41b and a fixed mirror 47B having a sequentially reflected reflecting surface perpendicular to the measurement beam B1 by the reflection surface 41c, and a measurement beam B2 which is successively reflected by the reflecting surface 41c and the reflecting surfaces 41b fixed mirror 47A that has a reflection surface orthogonal to the, in the state that does not interfere with measurement beams B1, B2 at a predetermined distance from the movable mirror 41 in the -Y direction, it extends in the X-axis direction, respectively.

固定鏡47A、47Bは、例えば投影ユニットPUを支持するフレーム(不図示)に設けられた同一の支持体(不図示)に支持されている。 Fixed mirror 47A, 47B are supported, for example, a frame that supports the projection unit PU (not shown) on the same support provided (not shown).

Y干渉計16は、図2(及び図13干渉計)に示されるように、投影光学系PLの投影中心(光軸AX、図1参照)を通るY軸に平行な直線(基準軸)LVから同一距離−X側,+X側に離れたY軸方向の測長軸に沿って測長ビームB4 1 ,B4 2をウエハテーブルWTBの反射面17aに投射し、それぞれの反射光を受光することで、ウエハテーブルWTBの測長ビームB4 1 ,B4 2の照射点におけるY軸方向の位置(Y位置)を検出している。 Y interferometer 16, as shown in FIG. 2 (and 13 the interferometer), the projection center of the projection optical system PL parallel straight line (reference axis) in the Y-axis passing through the (optical axis AX, refer to FIG. 1) LV be from the same distance -X side, projects measurement beams B4 1, B4 2 along the Y-axis direction of the measurement axis away the + X side to the reflection surface 17a of wafer table WTB, receiving each reflected light in, it detects the position of the Y-axis direction at the irradiation point of measurement beams B4 1, B4 2 of wafer table WTB and (Y position). なお、図1では、測長ビームB4 1 ,B4 2が代表的に測長ビームB4として示されている。 In FIG. 1, measurement beams B4 1, B4 2 are representatively shown as measurement beam B4.

また、Y干渉計16は、測長ビームB4 1 ,B4 2との間にZ軸方向に所定間隔をあけてY軸方向の測長軸に沿って測長ビームB3を反射面41aに向けて投射し、反射面41aで反射した測長ビームB3を受光することにより、移動鏡41の反射面41a(すなわちウエハステージWST)のY位置を検出している。 Further, Y interferometer 16, measurement beams B4 1, B4 2 measurement beam B3 along the measurement axis in the Y-axis direction at predetermined intervals in the Z axis direction between the toward the reflecting surface 41a projection, and by receiving measurement beam B3 reflected off reflection surface 41a, detects the Y position of the reflection surface 41a of movable mirror 41 (i.e. wafer stage WST).

主制御装置20は、Y干渉計16の測長ビームB4 1 ,B4 2に対応する測長軸の計測値の平均値に基づいて反射面17a、すなわちウエハステージWSTのY位置(より正しくは、Y軸方向の変位ΔY)を算出する。 The main controller 20, Y interferometer 16 of measurement beams B4 1, B4 2 in the corresponding measurement axes of the mean value based on the reflection surface 17a of the measurement value, that is, the Y position of wafer stage WST (more correctly, calculating a displacement [Delta] Y) in the Y-axis direction. また、主制御装置20は、測長ビームB4 1 ,B4 2に対応する測長軸の計測値の差より、ウエハステージWSTのZ軸回りの回転方向(θz方向)の変位(ヨーイング量)Δθz (Y)を算出する。 Further, main controller 20, than the difference between the measurement values of the measurement axes corresponding to measurement beams B4 1, B4 2, the displacement of the wafer stage WST Z-axis in the rotational direction ([theta] z direction) (yawing amount) Derutashitaz to calculate the (Y). また、主制御装置20は、反射面17a及び反射面41aのY位置(Y軸方向の変位ΔY)に基づいて、ウエハステージWSTのθx方向の変位(ピッチング量)Δθxを算出する。 The main control unit 20, based on the Y position of reflection surface 17a and reflection surface 41a (displacement ΔY in the Y-axis direction), and calculates the displacement of the θx direction of wafer stage WST (pitching amount) Derutashitax.

また、X干渉計126は、図2及び図13に示されるように、投影光学系PLの光軸を通るX軸方向の直線(基準軸)LHに関して同一距離離れた2軸の測長軸に沿って測長ビームB5 1 ,B5 2をウエハテーブルWTBに投射しており、主制御装置20は、測長ビームB5 1 ,B5 2に対応する測長軸の計測値に基づいて、ウエハステージWSTのX軸方向の位置(X位置、より正しくは、X軸方向の変位ΔX)を算出する。 Further, X interferometer 126, as shown in FIGS. 2 and 13, the measurement axis of the two axes spaced the same distance in the X-axis direction of the straight line (reference axis) LH that passes through the optical axis of the projection optical system PL along and projecting the measurement beams B5 1, B5 2 to wafer table WTB, the main controller 20, based on the measurement values of the measurement axes corresponding to measurement beams B5 1, B5 2, wafer stage WST X-axis direction position of (X position, or to be more precise, the displacement ΔX of the X-axis direction) is calculated. また、主制御装置20は、測長ビームB5 1 ,B5 2に対応する測長軸の計測値の差より、ウエハステージWSTのθz方向の変位(ヨーイング量)Δθz (X)を算出する。 Further, main controller 20, than the difference between the measurement values of the measurement axes corresponding to measurement beams B5 1, B5 2, calculates the displacement of the θz direction of wafer stage WST (yawing amount) Δθz (X). なお、X干渉計126から得られるΔθz (X)とY干渉計16から得られるΔθz (Y)は互いに等しく、ウエハステージWSTのθz方向への変位(ヨーイング量)Δθzを代表する。 Incidentally, Derutashitaz the Derutashitaz obtained from X interferometer 126 (X) and obtained from Y interferometer 16 (Y) are equal to each other, displacement in the θz direction of wafer stage WST (yawing amount) representative Derutashitaz.

また、図14及び図15などに示されるように、X干渉計128から測長ビームB7が、ウエハテーブルWTB上のウエハのアンロードが行われるアンローディングポジションUPと、ウエハテーブルWTB上へのウエハのロードが行われるローディングポジションLPを結ぶX軸に平行な直線LULに沿って、ウエハテーブルWTBの反射面17bに投射される。 Further, as shown in FIGS. 14 and 15, the wafer from X interferometer 128 measurement beam B7 is, unloading position UP to wafer unloading on wafer table WTB is performed on the wafer table WTB and loaded along a straight line parallel LUL the X axis connecting the loading position LP to be performed in, it is projected on the reflection surface 17b of wafer table WTB. また、図2及び図15に示されるように、X干渉計127から測長ビームB6が、プライマリアライメント系AL1の検出中心を通るX軸に平行な直線LAに沿って、ウエハテーブルWTBの反射面17bに投射される。 Further, as shown in FIGS. 2 and 15, measurement beam B6 from X interferometer 127, along a straight line parallel LA to the X-axis that passes through the detection center of primary alignment system AL1, the reflecting surface of the wafer table WTB It is projected to 17b.

主制御装置20は、X干渉計127の測長ビームB6の計測値、及びX干渉計128の測長ビームB7の計測値からも、ウエハステージWSTのX軸方向の変位ΔXを求めることができる。 The main controller 20, the measurement values ​​of the measurement beam B6 of X interferometer 127, and from the measurement values ​​of the measurement beam B7 of X interferometer 128, it is possible to obtain the X-axis direction of the displacement ΔX of the wafer stage WST . ただし、3つのX干渉計126,127,128の配置がY軸方向に関して異なっており、X干渉計126は図13に示される露光時に、X干渉計127は図15に示されるウエハアライメント時に、X干渉計128は図14に示されるウエハのロード時及び図15に示されるアンロード時に使用される。 However, the arrangement of the three X interferometers 126, 127 and 128 are different in the Y-axis direction, X interferometer 126 at the time of exposure as shown in FIG. 13, when the wafer alignment in the X interferometer 127 shown in FIG. 15, X interferometer 128 is used when unloading shown to load the wafer during and 15 shown in FIG. 14.

前述のZ干渉計43A、43Bそれぞれからは、図1に示されるように、Y軸に沿う測長ビームB1、B2が、移動鏡41に向けて投射される。 The aforementioned Z interferometers 43A, 43B from each, as shown in FIG. 1, measurement beams B1, B2 along the Y-axis is projected toward the movable mirror 41. これらの測長ビームB1、B2は、移動鏡41の反射面41b,41cのそれぞれに所定の入射角(θ/2とする)で入射する。 These measurement beams B1, B2 are incident on reflection surfaces 41b, predetermined incident angle 41c of movable mirror 41, respectively (and theta / 2). そして、測長ビームB1は、反射面41b,41cで順次反射されて固定鏡47Bの反射面に垂直に入射し、測長ビームB2は、反射面41c,41bで順次反射されて固定鏡47A反射面に垂直に入射する。 Then, measurement beams B1 is the reflecting surface 41b, are sequentially reflected incident perpendicularly on the reflection surface of fixed mirror 47B 41c, measurement beams B2 are reflecting surfaces 41c, fixed mirror 47A reflects is successively reflected by 41b incident perpendicular to the plane. そして、固定鏡47A,47Bの反射面で反射された測長ビームB2、B1は、再度反射面41b,41cで順次反射され、あるいは再度反射面41c,41bで順次反射されて(入射時の光路を逆向きに戻り)Z干渉計43A、43Bで受光される。 The fixed mirror 47A, measurement beams B2, B1 which is reflected by the reflecting surface of the 47B again reflecting surface 41b, it is sequentially reflected by 41c, or again reflecting surface 41c, the light path of being sequentially reflected by 41b (time of incidence return in the opposite direction) Z interferometers 43A, and is received by 43B.

ここで、移動鏡41(すなわちウエハステージWST)のZ軸方向への変位をΔZo、Y軸方向への変位をΔYoとすると、測長ビームB1,B2の光路長変化ΔL1,ΔL2は、それぞれ以下の式(1)、(2)で表される。 Here, movable mirror 41 (i.e. wafer stage WST) ΔZo displacement in the Z axis direction, when ΔYo displacement in the Y-axis direction, the optical path length change ΔL1 measurement beams B1, B2, [Delta] L2 is less, respectively formula (1), represented by (2).

ΔL1=ΔYo×(1+cosθ)+ΔZo×sinθ …(1) ΔL1 = ΔYo × (1 + cosθ) + ΔZo × sinθ ... (1)
ΔL2=ΔYo×(1+cosθ)−ΔZo×sinθ …(2) ΔL2 = ΔYo × (1 + cosθ) -ΔZo × sinθ ... (2)
従って、式(1)、(2)からΔZo及びΔYoは次式(3)、(4)で求められる。 Thus, equation (1), DerutaZo and ΔYo from (2) by the following equation (3), obtained by (4).

ΔZo=(ΔL1−ΔL2)/2sinθ …(3) ΔZo = (ΔL1-ΔL2) / 2sinθ ... (3)
ΔYo=(ΔL1+ΔL2)/{2(1+cosθ)} …(4) ΔYo = (ΔL1 + ΔL2) / {2 (1 + cosθ)} ... (4)

上記の変位ΔZo、ΔYoは、Z干渉計43A、43Bのそれぞれで求められる。 The above displacement ΔZo, ΔYo is determined at each Z interferometers 43A, 43B. そこで、Z干渉計43Aで求められる変位をΔZoR、ΔYoRとし、Z干渉計43Bで求められる変位をΔZoL、ΔYoLとする。 Therefore, displacement which is determined by the Z interferometer 43A DerutaZoR, and DerutaYoR, the displacement obtained by Z interferometer 43B DerutaZoL, and YoL. そして、Z干渉計43A、43Bそれぞれが投射する測長ビームB1、B2がX軸方向に離間する距離をDとする(図2参照)。 And the distance between measurement beams B1, B2 of Z interferometers 43A, 43B are respectively projected are separated in the X-axis direction and D (see FIG. 2). かかる前提との下で、移動鏡41(すなわちウエハステージWST)のθz方向への変位(ヨーイング量)Δθz、θy方向への変位(ローリング量)Δθyは次式(5)、(6)で求められる。 Under with such premise, movable mirror 41 (i.e. wafer stage WST) displacement in the θz direction (yawing amount) Derutashitaz, displacement in the θy direction (rolling amount) [Delta] [theta] y the following formula (5), obtained in (6) It is.

Δθz=tan −1 {(ΔYoR−ΔYoL)/D} …(5) Δθz = tan -1 {(ΔYoR- ΔYoL) / D} ... (5)
Δθy=tan −1 {(ΔZoL−ΔZoR)/D} …(6) Δθy = tan -1 {(ΔZoL- ΔZoR) / D} ... (6)
従って、主制御装置20は、上記式(3)〜式(6)を用いることで、Z干渉計43A、43Bの計測結果に基づいて、ウエハステージWSTの4自由度の変位ΔZo、ΔYo、Δθz、Δθyを算出することができる。 Accordingly, the main controller 20, by using the equation (3) to formula (6), on the basis of Z interferometers 43A, 43B of the measurement results, the wafer stage WST 4 degrees of freedom of displacement ΔZo, ΔYo, Δθz , can be calculated [Delta] [theta] y.

このように、主制御装置20は、干渉計システム118の計測結果から、6自由度方向(Z、X、Y、θz、θx、θy方向)に関するウエハステージWSTの変位を求めることができる。 Thus, the main controller 20, from the measurement results of interferometer system 118, can be determined in directions of six degrees of freedom (Z, X, Y, θz, θx, θy direction) displacement of wafer stage WST related.

なお、本実施形態では、ウエハステージWSTとして6自由度で駆動動可能な単一のステージを採用するものとしたが、これに代えて、XY面内で自在に移動可能なステージ本体91と、該ステージ本体91上に搭載され、ステージ本体91に対して少なくともZ軸方向、θx方向及びθy方向に相対的に微小駆動可能なウエハテーブルWTBとを含んで構成しても良いし、あるいは、ウエハテーブルWTBを、ステージ本体91に対してX軸方向、Y軸方向及びθz方向にも微動可能に構成したいわゆる粗微動構造のウエハステージWSTを採用しても良い。 In this embodiment, it is assumed to adopt the driving movement can be a single stage in six degrees of freedom as the wafer stage WST, instead of this, the movable stage main body 91 freely within the XY plane, the mounted on the stage body 91, at least the Z-axis direction, may be configured to include a θx direction and θy directions relatively small drivable wafer table WTB with respect to stage main section 91, or the wafer the table WTB, X-axis direction, may be also adopted wafer stage WST finely movable constructed the so-called coarse and fine movement structure in the Y-axis direction and the θz direction with respect to the stage body 91. ただし、この場合は、ウエハテーブルWTBの6自由度方向の位置情報を干渉計システム118で計測可能な構成とする必要がある。 However, in this case, it is necessary that the position information of the directions of six degrees of freedom of wafer table WTB and measurable composed interferometer system 118. 計測ステージMSTについても、同様に、ステージ本体92と、ステージ本体91上に搭載された3自由度、又は6自由度の計測テーブルMTBとによって構成しても良い。 For even measurement stage MST, likewise, a stage main section 92, three degrees of freedom, which is mounted on stage main section 91, or 6 may be configured by the flexibility of the measuring table MTB. また、反射面17a,反射面17bの代わりに、ウエハテーブルWTBに平面ミラーから成る移動鏡を設けても良い。 The reflecting surface 17a, instead of the reflecting surface 17b, may be provided a movable mirror consisting of a plane mirror to the wafer table WTB.

但し、本実施形態では、ウエハステージWSTのXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)は、主として、後述するエンコーダシステムによって計測され、干渉計16,126,127の計測値は、そのエンコーダシステムの計測値の長期的変動(例えばスケールの経時的な変形などによる)を補正(較正)する場合などに補助的に用いられる。 However, in the present embodiment, position information within the XY plane of wafer stage WST (including rotation information in the θz direction) is mainly measured by encoder system (to be described later), the measurement value of the interferometer 16,126,127, It is secondarily used in cases such as when the long-term fluctuation (for example, scale temporal variations such as by a) a correction (calibration) of the measurement values ​​of the encoder system.

なお、干渉計システム118はその少なくとも一部(例えば、光学系など)が、投影ユニットPUを保持するメインフレームに設けられる、あるいは前述の如く吊り下げ支持される投影ユニットPUと一体に設けられても良いが、本実施形態では前述した計測フレームに設けられるものとする。 Incidentally, at least part of interferometer system 118 (such as an optical system) is provided at the main frame that holds projection unit PU, or provided integrally with projection unit PU that is supported in a suspended state as described above may, but in the present embodiment is to be arranged at the measurement frame described above.

なお、本実施形態では、投影ユニットPUに設けられる固定ミラーの反射面を基準面としてウエハステージWSTの位置情報を計測するものとしたが、その基準面を配置する位置は投影ユニットPUに限られるものでないし、必ずしも固定ミラーを用いてウエハステージWSTの位置情報を計測しなくても良い。 In the present embodiment, it is assumed that measures positional information of wafer stage WST reflecting surface of the fixed mirror arranged in projection unit PU as a reference plane, limited to position the projection unit PU to place the reference surface it not intended, it is not necessary to measure the positional information of wafer stage WST necessarily using a fixed mirror.

また、本実施形態では、干渉計システム118によって計測されるウエハステージWSTの位置情報が、後述の露光動作やアライメント動作などでは用いられず、主としてエンコーダシステムのキャリブレーション動作(すなわち、計測値の較正)などに用いられるものとしたが、干渉計システム118の計測情報(すなわち、5自由度の方向の位置情報の少なくとも1つ)を、例えば露光動作及び/又はアライメント動作などで用いても良い。 Further, in the present embodiment, positional information of wafer stage WST measured by interferometer system 118 is not used in the exposure operation and the alignment operation will be described later, mainly the calibration operation of the encoder system (i.e. calibration of measurement values ) was assumed to be used in such measurement information of the interferometer system 118 (i.e., at least one) of the position information of 5 degrees of freedom directions, it can be used in the exposure operation and / or the alignment operation. また、干渉計システム118をエンコーダシステムのバックアップとして使用することも考えられ、これについては後に詳述する。 It is also conceivable to use the interferometer system 118 as a backup of the encoder system, which will be described later in detail. 本実施形態では、エンコーダシステムはウエハステージWSTの3自由度の方向、すなわちX軸、Y軸及びθz方向の位置情報を計測する。 In the present embodiment, the encoder system directions of three degrees of freedom of the wafer stage WST, i.e. X-axis, measures the position information of the Y-axis and θz directions. そこで、露光動作などにおいて、干渉計システム118の計測情報のうち、エンコーダシステムによるウエハステージWSTの位置情報の計測方向(X軸、Y軸及びθz方向)と異なる方向、例えばθx方向及び/又はθy方向に関する位置情報のみを用いても良いし、その異なる方向の位置情報に加えて、エンコーダシステムの計測方向と同じ方向(すなわち、X軸、Y軸及びθz方向の少なくとも1つ)に関する位置情報を用いても良い。 Therefore, the exposure operation and the like, of the measurement information of interferometer system 118, the measurement direction (X-axis, Y-axis and θz directions) of position information of wafer stage WST by the encoder system with different directions, for example θx direction and / or θy it may be used only position information related to the direction, in addition to the position information of the different directions, the same direction as the measurement direction of the encoder system (ie, X-axis, at least one Y-axis and θz directions) of position information about the it may also be used. また、干渉計システム118はウエハステージWSTのZ軸方向の位置情報を計測可能としても良い。 Further, interferometer system 118 is the position information in the Z-axis direction of wafer stage WST may be capable of measuring. この場合、露光動作などにおいてZ軸方向の位置情報を用いても良い。 In this case, it may be used positional information in the Z-axis direction in an exposure operation.

その他、干渉計システム118(図6参照)には、計測テーブルMTBの2次元位置座標を計測するためのY干渉計18、X干渉計130も含まれている。 Additional, the interferometer system 118 (refer to FIG. 6) includes a Y interferometer 18, X interferometer 130 for measuring the two-dimensional position coordinates of measurement table MTB. 計測テーブルMTBの+Y端面、−X端面にも前述したウエハテーブルWTBと同様の反射面19a、19bが形成されている(図2及び図5(A)参照)。 + Y edge surface of measurement table MTB, -X end similar reflecting surface and the wafer table WTB as described above to surface 19a, 19b are formed (see FIGS. 2 and 5 (A)). 干渉計システム118のY干渉計18、X干渉計130(図1では、X干渉計130は不図示、図2参照)は、これらの反射面19a、19bに、図2に示されるように、測長ビームを投射して、それぞれの反射光を受光することにより、各反射面の基準位置からの変位を計測する。 Y interferometer 18, X interferometer 130 of the interferometer system 118 (in FIG. 1, X interferometer 130 is not shown, see FIG. 2), these reflecting surfaces 19a, to 19b, as shown in FIG. 2, by projecting measurement beams, by receiving the respective reflected light, it measures the displacement from the reference position of each reflection surface. 主制御装置20は、Y干渉計18、X干渉計130の計測値を受信し、計測ステージMSTの位置情報(例えば、少なくともX軸及びY軸方向の位置情報とθz方向の回転情報とを含む)を算出する。 The main controller 20 receives the measurement values ​​of Y interferometer 18, X interferometer 130, including the position information of measurement stage MST (e.g., a rotational information of the position information and the θz direction of at least X-axis and Y-axis directions ) is calculated.

なお、計測テーブルMTB用のY干渉計として、ウエハステージWST用のY干渉計16と同様の多軸干渉計を用いることとしても良い。 As Y interferometer used for measuring measurement table MTB, it is also possible to use a multi-axis interferometer similar to the Y interferometer 16 for the wafer stage WST. また、計測テーブルMTBのX干渉計として、ウエハステージWST用のX干渉計126と同様の2軸干渉計を用いることとしても良い。 Further, as the X interferometer used for measuring measurement table MTB, it is also possible to use a two-axis interferometer similar to X interferometer 126 for wafer stage WST. また、計測ステージMSTのZ変位、Y変位、ヨーイング量、及びローリング量を計測するために、ウエハステージWST用のZ干渉計43A,43Bと同様の干渉計を導入することも可能である。 Further, Z displacement of the measuring stage MST, Y displacement, yawing amount, and in order to measure the rolling amount, it is also possible to introduce the Z interferometers 43A, similar to 43B interferometer for the wafer stage WST.

次に、ウエハステージWSTのXY平面内の位置情報(θz方向の回転情報を含む)を計測するエンコーダシステムの構成等について説明する。 Next, a description will be given like configuration of the encoder system measures positional information within the XY plane of wafer stage WST (including rotation information in the θz direction).

本実施形態の露光装置100では、図3に示されるように、前述したノズルユニット32の周囲を四方から囲む状態で、エンコーダシステムの4つのヘッドユニット62A〜62Dが配置されている。 In exposure apparatus 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, in a state of surrounding nozzle unit 32 described above from four directions, the four head units 62A~62D of the encoder system are placed. これらのヘッドユニット62A〜62Dは、図3等では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、支持部材を介して、前述した投影ユニットPUを保持するメインフレームに吊り下げ状態で固定されている。 These head units 62A~62D is that shown from the viewpoint of avoiding intricacy of the drawing in FIG. 3 or the like are omitted, in fact, via a support member, suspended to the main frame that holds projection unit PU described above It is fixed by lowering state.

ヘッドユニット62A及び62Cは、図3に示されるように、投影ユニットPUの+X側、−X側に、X軸方向を長手方向として、配置されている。 Head units 62A and 62C, as shown in FIG. 3, + X side of projection unit PU, the -X side, the X-axis direction as a longitudinal direction, are arranged. ヘッドユニット62A、62Cは、X軸方向に関しての間隔WDで配置された複数(ここでは5つ)のYヘッド65 i 、64 j (i,j=1〜5)をそれぞれ備えている。 Head unit 62A, 62C is provided with Y heads 65 i of the plurality which are placed at a distance WD in the X-axis direction (here, one 5), 64 j (i, j = 1~5) , respectively. より詳細には、ヘッドユニット62A及び62Cは、それぞれ、投影ユニットPUの周辺を除いて、投影光学系PLの光軸AXを通りかつX軸と平行な直線(基準軸)LH上に間隔WDで配置された複数(ここでは4つ)のYヘッド(64 1 〜64 4 、又は65 2 〜65 5 )と、投影ユニットPUの周辺において、基準軸LHから−Y方向に所定距離離れた位置、すなわちノズルユニット32の−Y側の位置に配置された1つのYヘッド(64 5 、又は65 1 )とを備えている。 More specifically, the head units 62A and 62C, respectively, except for the vicinity of projection unit PU, passes through the optical axis AX of the projection optical system PL and the X-axis and a straight line parallel (reference axis) on LH at distance WD It arranged a plurality Y heads (four in this case) (64 1 to 64 4, or 65 2 to 65 5) were in the vicinity of projection unit PU, a predetermined distance away from the reference axis LH in the -Y direction position, that and a single Y heads arranged on the -Y side position of the nozzle unit 32 (64 5, or 65 1). ヘッドユニット62A、62Cは、後述する5つのZヘッドをもそれぞれ備えている。 Head unit 62A, 62C are respectively provided also five Z heads to be described later.

ヘッドユニット62Aは、前述のYスケール39Y 1を用いて、ウエハステージWSTのY軸方向の位置(Y位置)を計測する多眼(ここでは、5眼)のYリニアエンコーダ(以下、適宜「Yエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する)70A(図6参照)を構成する。 Head unit 62A uses the Y scales 39Y 1 described above, a multiple lens that measures the position in the Y-axis direction of wafer stage WST and (Y position) (here, 5 eyes) Y linear encoder (hereinafter, as "Y encoder "or shortly referred to as" encoder ") constituting 70A (see FIG. 6). 同様に、ヘッドユニット62Cは、前述のYスケール39Y 2を用いて、ウエハステージWSTのY位置を計測する多眼(ここでは、5眼)のYエンコーダ70C(図6参照)を構成する。 Similarly, head unit 62C uses the Y scales 39Y 2 described above (here, 5 eyes) multiview that measures the Y position of wafer stage WST in the Y encoder 70C (refer to FIG. 6). ここで、ヘッドユニット62A及び62Cがそれぞれ備える5つのYヘッド(64 i又は65 j )(すなわち、計測ビーム)のX軸方向の間隔WDは、Yスケール39Y 1 ,39Y 2のX軸方向の幅(より正確には、格子線38の長さ)より僅かに狭く設定されている。 Here, five Y heads head units 62A and 62C are each equipped (64 i or 65 j) (i.e., measurement beams) distance WD in the X-axis direction is, Y scales 39Y 1, 39Y 2 in the X-axis direction width (more precisely, the length of the grating lines 38) are slightly narrower set from.

ヘッドユニット62Bは、図3に示されるように、ノズルユニット32(投影ユニットPU)の+Y側に配置され、上記基準軸LV上にY軸方向に沿って間隔WDで配置された複数、ここでは4個のXヘッド66 5 〜66 8を備えている。 Head unit 62B, as shown in FIG. 3, is placed on the + Y side of nozzle unit 32 (projection unit PU), a plurality which are arranged at distance WD along the Y-axis direction on the reference axis LV, where It includes four X heads 66 5-66 8. また、ヘッドユニット62Dは、ノズルユニット32(投影ユニットPU)を介してヘッドユニット62Bとは反対側のプライマリアライメント系AL1の−Y側に配置され、上記基準軸LV上に間隔WDで配置された複数、ここでは4個のXヘッド66 1 〜66 4を備えている。 Further, head unit 62D is arranged on the -Y side of the opposite side of the primary alignment system AL1 and head unit 62B via the nozzle unit 32 (projection unit PU), placed at distance WD on reference axis LV plurality, here comprises four X heads 66 1 to 66 4.

ヘッドユニット62Bは、前述のXスケール39X 1を用いて、ウエハステージWSTのX軸方向の位置(X位置)を計測する、多眼(ここでは、4眼)のXリニアエンコーダ(以下、適宜「Xエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する)70B(図6参照)を構成する。 Head unit 62B uses the X scales 39X 1 described above, to measure the position of the X-axis direction of wafer stage WST and (X position) (here, 4 eyes) multiview X linear encoder (hereinafter, as " X encoder "or shortly referred to as" encoder ") constituting the 70B (see FIG. 6). また、ヘッドユニット62Dは、前述のXスケール39X 2を用いて、ウエハステージWSTのX位置を計測する多眼(ここでは、4眼)のXリニアエンコーダ70D(図6参照)を構成する。 Further, head unit 62D uses the X scale 39X 2 described above, a multiple lens that measures the X-position of wafer stage WST (four-lens, in this case) constitute X linear encoder 70D of the (see FIG. 6).

ここでヘッドユニット62B,62Dがそれぞれ備える隣接するXヘッド66(計測ビーム)の間隔は、前述のXスケール39X 1 ,39X 2のY軸方向の幅(より正確には、格子線37の長さ)よりも狭く設定されている。 Wherein intervals of X heads 66 head units 62B, 62D are adjacent comprise respectively (measurement beams) is, in the above-mentioned X scales 39X 1, 39X 2 in the Y-axis direction of the width (more precisely, the length of the grid line 37 It is set narrower than). またヘッドユニット62Bの最も−Y側のXヘッド66とヘッドユニット62Dの最も+Y側のXヘッド66との間隔は、ウエハステージWSTのY軸方向の移動により、その2つのXヘッド間で切り換え(後述するつなぎ)が可能となるように、ウエハテーブルWTBのY軸方向の幅よりも僅かに狭く設定されている。 The distance between the X heads 66 and X heads 66 on the most + Y side of the head unit 62D on the most -Y side of the head unit 62B is the movement of the Y-axis direction of wafer stage WST, switching between the two X heads ( as described later tie) can be, it is set slightly narrower than the width of the Y-axis direction of wafer table WTB.

本実施形態では、さらに、ヘッドユニット62A、62Cの−Y側に所定距離隔てて、ヘッドユニット62F、62Eが、それぞれ設けられている。 In the present embodiment, furthermore, the head unit 62A, a predetermined distance away on the -Y side of the 62C, the head unit 62F, 62E are provided, respectively. ヘッドユニット62E及び62Fは、図3等では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、支持部材を介して、前述した投影ユニットPUを保持するメインフレームに吊り下げ状態で固定されている。 Head unit 62E and 62F, although the illustrated from the viewpoint of avoiding intricacy of the drawing in FIG. 3 or the like are omitted, in fact, via a support member, suspended to the main frame that holds projection unit PU described above state It is in is fixed. なお、ヘッドユニット62E、62F及び前述のヘッドユニット62A〜62Dは、例えば投影ユニットPUが吊り下げ支持される場合は投影ユニットPUと一体に吊り下げ支持しても良いし、あるいは前述した計測フレームに設けても良い。 The head unit 62E, 62F and the aforementioned head unit 62A~62D, for example in the case projection unit PU is supported in a suspended can be supported by suspension integrally with projection unit PU, or the measurement frame described above it may be provided.

ヘッドユニット62Eは、X軸方向の位置が異なる4つのYヘッド67 1 〜67 4を備えている。 Head unit 62E, the position of the X-axis direction is provided with four different Y heads 67i to 674 4. より詳細には、ヘッドユニット62Eは、セカンダリアライメント系AL2 1の−X側にプライマリアライメント系AL1の検出中心を通るX軸に平行な直線(基準軸)LA上に前述の間隔WDとほぼ同一間隔で配置された3つのYヘッド67 1 〜67 3と、最も内側(+X側)のYヘッド67 3から+X側に所定距離(WDより幾分短い距離)離れ、かつ基準軸LAから+Y側に所定距離離れたセカンダリアライメント系AL2 1の+Y側の位置に配置された1つのYヘッド67 4とを備えている。 More specifically, the head unit 62E is substantially the same spacing as the secondary alignment systems AL2 1 on the -X side parallel linear (reference axis) in the X-axis passing through the detection center of primary alignment system AL1 in the distance WD described above on LA in three Y heads 67i to 674 3 disposed innermost (a distance slightly shorter than WD) a predetermined distance from the Y heads 67 3 + X-side of the (+ X side) away and from the reference axis LA + Y side and a one and Y heads 67 4 disposed in a position a predetermined distance apart secondary alignment systems AL2 1 on the + Y side.

ヘッドユニット62Fは、基準軸LVに関して、ヘッドユニット62Eと対称であり、上記4つのYヘッド67 1 〜67 4と基準軸LVに関して対称に配置された4つのYヘッド68 1 〜68 4を備えている。 Head unit 62F with respect to reference axis LV, a head unit 62E symmetrical, comprises four Y heads 68 1 to 68 4 which are arranged symmetrically with respect to the four Y heads 67i to 674 4 and the reference axis LV there. 後述するアライメント動作の際などには、Yスケール39Y 2 ,39Y 1にYヘッド67,68が少なくとも各1つそれぞれ対向し、このYヘッド67,68(すなわち、これらYヘッド67,68によって構成されるYエンコーダ70C、70A)によってウエハステージWSTのY位置(及びθz回転)が計測される。 The case of an alignment operation and the like to be described later, Y scales 39Y 2, 39Y 1 Y heads 67 and 68 facing at least the one respectively, the Y heads 67 and 68 (i.e., is configured by these Y heads 67 and 68 that Y encoders 70C, Y position of wafer stage WST by 70A) (and θz rotation) is measured.

また、本実施形態では、後述するセカンダリアライメント系のベースライン計測時(Sec‐BCHK(インターバル))などに、セカンダリアライメント系AL2 1 、AL2 4にX軸方向で隣接するYヘッド67 3 、68 2が、FDバー46の一対の基準格子52とそれぞれ対向し、その一対の基準格子52と対向するYヘッド67 3 ,68 2によって、FDバー46のY位置が、それぞれの基準格子52の位置で計測される。 Further, in the present embodiment, such as during baseline measurement of secondary alignment systems (to be described later) (Sec-BCHK (interval)), secondary alignment systems AL2 1, AL2 4 Y heads 67 that are adjacent in the X axis direction and 682 but respectively face the pair of reference gratings 52 of FD bar 46, the Y head 67 3, 68 2 opposing the pair of reference gratings 52, Y position of FD bar 46 at the position of each of reference gratings 52 It is measured. 以下では、一対の基準格子52にそれぞれ対向するYヘッド67 3 ,68 2によって構成されるエンコーダをYリニアエンコーダ(適宜、「Yエンコーダ」又は「エンコーダ」とも略述する)70E,70F(図6参照)と呼ぶ。 In the following, the encoders configured by Y heads 67 3, 68 2 facing to the pair of reference gratings 52 Y linear encoder (also shortly referred to as a "Y encoder" or an "encoder") 70E, 70F (FIG. 6 reference) and call.

上述した6つのリニアエンコーダ70A〜70Fは、例えば0.1nm程度の分解能で、ウエハステージWSTの位置座標を計測し、その計測値を主制御装置20に供給する。 Six linear encoders 70A~70F described above, for example, at a resolution of about 0.1 nm, the position coordinates of the wafer stage WST is measured, and supplies the measured value to the main controller 20. 主制御装置20は、リニアエンコーダ70A〜70Dのうちの3つの計測値に基づいて、ウエハステージWSTのXY平面内の位置を制御するとともに、リニアエンコーダ70E,70Fの計測値に基づいて、FDバー46のθz方向の回転を制御する。 The main controller 20, based on three measurements of the linear encoder 7OA to 7OD, controls the position within the XY plane of wafer stage WST based linear encoders 70E, the measurement value of 70F, FD bar controlling the rotation of the θz direction 46. なお、リニアエンコーダの構成等については、さらに後述する。 The configuration and the like of the linear encoder is further described below.

本実施形態の露光装置100では、図3に示されるように、照射系90a及び受光系90bから成る、例えば特開平6−283403号公報(対応する米国特許第5,448,332号明細書)等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点焦点位置検出系(以下、「多点AF系」と略述する)が設けられている。 In exposure apparatus 100 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, consisting of an irradiation system 90a and photodetection system 90b, for example, JP-A 6-283403 JP (corresponding U.S. Pat. No. 5,448,332) multiple point focal point position detection system oblique incidence type of the disclosed ones similar configuration like (hereinafter, shortly referred to as "multipoint AF system") is provided. 本実施形態では、一例として、前述のヘッドユニット62Eの−X端部の+Y側に照射系90aが配置され、これに対峙する状態で、前述のヘッドユニット62Fの+X端部の+Y側に受光系90bが配置されている。 In the present embodiment, as an example, irradiation system 90a is placed on the + Y side of the -X end portion of head unit 62E previously described, in a state of facing to the light receiving on the + Y side of the + X end portion of head unit 62F previously described system 90b is arranged.

この多点AF系(90a,90b)の複数の検出点は、被検面上でX軸方向に沿って所定間隔で配置される。 A plurality of detection points of the multipoint AF system (90a, 90b) are arranged at predetermined intervals along the X-axis direction on the surface to be detected. 本実施形態では、例えば1行M列(Mは検出点の総数)又は2行N列(Nは検出点の総数の1/2)のマトリックス状に配置される。 In the present embodiment, for example, one row and M columns (M is the total number of detection points) or two rows and N columns (N is a half of the total number of detection points) are arranged in a matrix of. 図3中では、それぞれ検出ビームが照射される複数の検出点を、個別に図示せず、照射系90a及び受光系90bの間でX軸方向に延びる細長い検出領域(ビーム領域)AFとして示している。 In Figure 3, a plurality of detection points to which a detection beam is irradiated, not shown separately, indicated as elongated detection area (beam area) AF that extends in the X-axis direction between irradiation system 90a and photodetection system 90b there. この検出領域AFは、X軸方向の長さがウエハWの直径と同程度に設定されているので、ウエハWをY軸方向に1回スキャンするだけで、ウエハWのほぼ全面でZ軸方向の位置情報(面位置情報)を計測できる。 The detection area AF in the length of the X-axis direction is set to around the same as the diameter of the wafer W, by only scanning wafer W in the Y-axis direction once, Z-axis direction at substantially the entire surface of the wafer W position information (surface position information) can be measured. また、この検出領域AFは、Y軸方向に関して、液浸領域14(露光領域IA)とアライメント系(AL1、AL2 1 ,AL2 2 ,AL2 3 ,AL2 4 )の検出領域との間に配置されているので、多点AF系とアライメント系とでその検出動作を並行して行うことが可能となっている。 Further, the detection area AF is in the Y-axis direction, is arranged between the detection region of the liquid immersion area 14 (exposure area IA) and the alignment systems (AL1, AL2 1, AL2 2 , AL2 3, AL2 4) because there, and it can be performed in parallel the detection operations of the multipoint AF system and the alignment systems. 多点AF系は、投影ユニットPUを保持するメインフレームなどに設けても良いが、本実施形態では前述の計測フレームに設けるものとする。 The multipoint AF system may be provided on the main frame that holds projection unit PU, but in the present embodiment and be arranged on the measurement frame previously described.

なお、複数の検出点は1行M列又は2行N列で配置されるものとしたが、行数及び/又は列数はこれに限られない。 Incidentally, the plurality of detection points are to be placed in one row and M columns, or two rows and N columns, the number of rows and / or columns is not limited thereto. 但し、行数が2以上である場合は、異なる行の間でも検出点のX軸方向の位置を異ならせることが好ましい。 However, if the number of rows is two or more, preferably varying the X-axis direction position of the detection point even between different rows. さらに、複数の検出点はX軸方向に沿って配置されるものとしたが、これに限らず、複数の検出点の全部又は一部をY軸方向に関して異なる位置に配置しても良い。 Moreover, the plurality of detection points are to be arranged along the X-axis direction, not limited to this, it may be arranged all or part of the plurality of detection points at different positions in the Y axis direction. 例えば、X軸及びY軸の両方と交差する方向に沿って複数の検出点を配置しても良い。 For example, it may be arranged a plurality of detection points along the direction intersecting with both the X-axis and Y-axis. すなわち、複数の検出点は少なくともX軸方向に関して位置が異なっていれば良い。 That is, a plurality of detection points only have to be different positions with respect to at least the X-axis direction. また、本実施形態では複数の検出点に検出ビームを照射するものとしたが、例えば検出領域AFの全域に検出ビームを照射しても良い。 Further, in the present embodiment is assumed to irradiate the detection beam to a plurality of detection points may be irradiated with detection beam, for example, the entire area of ​​detection area AF. さらに、検出領域AFはX軸方向の長さがウエハWの直径と同程度でなくても良い。 Furthermore, the detection area AF in length in the X-axis direction may not be comparable to the diameter of the wafer W.

多点AF系(90a,90b)の複数の検出点のうち両端に位置する検出点の近傍、すなわち検出領域AFの両端部近傍に、基準軸LVに関して対称な配置で、各一対のZ位置計測用の面位置センサのヘッド(以下、「Zヘッド」と略述する)72a,72b、及び72c,72dが設けられている。 Multipoint AF system (90a, 90b) near the detection points located at both ends of the plurality of detection points, in the vicinity of both end portions of detection area AF, in a symmetric arrangement with respect to reference axis LV, each pair of Z position measurement surface position sensors use head (hereinafter, shortly referred to as "Z heads") 72a, 72b, and 72c, 72d are provided. これらのZヘッド72a〜72dは、不図示のメインフレームの下面に固定されている。 Z heads 72a~72d is fixed to the lower surface of a main frame (not shown). なお、Zヘッド72a〜72dは前述した計測フレームなどに設けても良い。 Incidentally, Z head 72a~72d may be provided to the measurement frame described above or the like.

Zヘッド72a〜72dとしては、ウエハテーブルWTBに対し上方から光を照射し、その反射光を受光してその光の照射点におけるウエハテーブルWTB表面のXY平面に直交するZ軸方向の位置情報を計測するセンサヘッド、一例としてCDドライブ装置などで用いられる光ピックアップのような構成の光学式の変位センサのヘッド(CDピックアップ方式のセンサヘッド)が用いられている。 The Z head 72a to 72d, the light was irradiated from above with respect to wafer table WTB, a Z-axis direction position information orthogonal receives the reflected light to the XY plane of wafer table WTB surface in the irradiation point of the light measurement sensors heads, CD drives device configuration optical displacement sensor such as an optical pickup used in such head (sensor head of a CD pickup method) is used as an example.

さらに、前述のヘッドユニット62A,62Cは、それぞれが備える5つのYヘッド65 j ,64 i (i,j=1〜5)と同じX位置に、ただしY位置をずらして、それぞれ5つのZヘッド76 j ,74 i (i,j=1〜5)を備えている。 Further, head units 62A described above, 62C are five Y heads 65 j, each comprising, 64 i (i, j = 1~5) in the same X position, but by shifting the Y position, each of the five Z heads 76 j, 74 i (i, j = 1~5) and a. ここで、ヘッドユニット62A,62Cのそれぞれに属する外側の3つのZヘッド76 3 〜76 5 ,74 1 〜74 3は、基準軸LHから+Y方向に所定距離隔てて、基準軸LHと平行に配置されている。 Here, the head unit 62A, the outer three Z heads 76 3-76 5, 74 to 72d 3 belonging to each of the 62C is spaced a predetermined distance from the reference axis LH in the + Y direction, parallel to the reference axis LH It is. また、ヘッドユニット62A,62Cのそれぞれに属する最も内側のZヘッド76 1 ,74 5は、投影ユニットPUの+Y側に、また最も内側から2つめのZヘッド76 2 ,74 4は、Yヘッド65 2 ,64 4それぞれの−Y側に、配置されている。 The head unit 62A, the innermost Z heads 76 1, 74 5 belonging to each 62C, the + Y side of projection unit PU, and most inward from the second Z head 76 2, 74 4, Y heads 65 2, 64 4 to each of the -Y side, are arranged. そして、ヘッドユニット62A,62Cのそれぞれに属する5つのZヘッド76 j ,74 i (i,j=1〜5)は、互いに基準軸LVに関して対称に配置されている。 Then, the head unit 62A, five belonging to each 62C Z heads 76 j, 74 i (i, j = 1~5) are arranged symmetrically with respect to reference axis LV with each other. なお、各Zヘッド76,74としては、前述のZヘッド72a〜72dと同様の光学式変位センサのヘッドが採用される。 Incidentally, as each Z head 76 and 74, an optical displacement sensor head similar to the previously described Z head 72a~72d is employed. なお、Zヘッドの構成等については、後述する。 Note that the configuration of the Z head to be described later.

ここで、Zヘッド74 3は、前述したZヘッド72a,72bと同一のY軸に平行な直線上にある。 Here, Z heads 743 is on a straight line parallel to the Z head 72a, the same Y-axis and 72b described above. 同様に、Zヘッド76 3は、前述したZヘッド72c,72dと同一のY軸に平行な直線上にある。 Similarly, Z head 763 is Z head 72c described above, a parallel straight line at the same Y-axis and 72d.

また、Zヘッド74 3とZヘッド74 4とのY軸に平行な方向の距離、及びZヘッド76 3とZヘッド76 2とのY軸に平行な方向の距離は、Zヘッド72a,72bのY軸に平行な方向の間隔(Zヘッド72c,72dのY軸に平行な方向の間隔と一致)とほぼ同一である。 Further, Z heads 743 and Z Y axis distance in a direction parallel to the head 74 4, and a direction parallel distance Y axis and Z head 763 and the Z head 76 2, Z heads 72a, 72b of the Y-axis parallel to the direction of spacing (Z head 72c, coincides with the direction parallel spacing in the Y-axis of the 72d) to be approximately the same. また、Zヘッド74 3とZヘッド74 5とのY軸に平行な方向の距離、及びZヘッド76 3とZヘッド76 1とのY軸に平行な方向の距離は、Zヘッド72a,72bのY軸に平行な方向の間隔より僅かに短い。 Further, Z heads 743 and Z head 74 Y-axis direction parallel distance between 5 and parallel distance Y axis and Z head 763 and the Z head 76 1, Z heads 72a, 72b of the slightly shorter than the parallel direction of the space in the Y-axis.

上述したZヘッド72a〜72d、Zヘッド74 1 〜74 5 、及びZヘッド76 1 〜76 5は、図6に示されるように、信号処理・選択装置170を介して主制御装置20に接続されており、主制御装置20は、信号処理・選択装置170を介してZヘッド72a〜72d、Zヘッド74 1 〜74 5 、及びZヘッド76 1 〜76 5の中から任意のZヘッドを選択して作動状態とし、その作動状態としたZヘッドで検出した面位置情報を信号処理・選択装置170を介して受け取る。 Above Z heads 72a to 72d, Z heads 74 to 72d, and Z heads 76 1 to 76 5, as shown in FIG. 6, are connected via a signal processing and selection device 170 to the main controller 20 and is, main controller 20, Z heads 72a to 72d, select any Z head from Z heads 74 to 72d, and Z heads 76 1 to 76 5 through a signal processing and selection device 170 and operating state Te, received via signal processing and selection device 170 the detected surface position information by Z head as its operating state. 本実施形態では、Zヘッド72a〜72d、Zヘッド74 1 〜74 5 、及びZヘッド76 1 〜76 5と、信号処理・選択装置170とを含んでウエハステージWSTのZ軸方向及びXY平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する面位置計測システム180が構成されている。 In this embodiment, Z heads 72a to 72d, Z heads 74 to 72d, and a Z head 76 1-76 5, with respect to the Z-axis direction and the XY plane of wafer stage WST and a signal processing and selection device 170 surface position measurement system 180 that measures positional information of the tilt direction is formed.

なお、図3では、計測ステージMSTの図示が省略されるとともに、その計測ステージMSTと先端レンズ191との間に保持される水Lqで形成される液浸領域が符号14で示されている。 In FIG. 3, the illustration of the measuring stage MST is omitted, the liquid immersion area formed by water Lq held between the measurement stage MST and tip lens 191 is shown by reference numeral 14. また、図3において、符号UPは、ウエハテーブルWTB上のウエハのアンロードが行われるアンローディングポジションを示し、符号LPはウエハテーブルWTB上へのウエハのロードが行われるローディングポジションを示す。 Further, in FIG. 3, reference code UP indicates an unloading position where a wafer unloading on wafer table WTB is performed, a reference code LP indicates a loading position where a wafer is loaded on wafer table WTB. 本実施形態では、アンロードポジションUPと、ローディングポジションLPとは、直線LVに関して対称に設定されている。 In the present embodiment, the unload position UP, the loading position LP, are set symmetrically with respect to straight line LV. なお、アンロードポジションUPとローディングポジションLPとを同一位置としても良い。 It should be noted, it may be the unloading position UP and loading position LP as the same position.

図6には、露光装置100の制御系の主要な構成が示されている。 Figure 6 is a main configuration of a control system of the exposure apparatus 100 is shown. この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ(又はワークステーション)から成る主制御装置20を中心として構成されている。 The control system is mainly configured of main controller 20 composed of a microcomputer (or workstation) that performs overall control of the entire device. この主制御装置20に接続された外部記憶装置であるメモリ34には、干渉計システム118、エンコーダシステム150(エンコーダ70A〜70F)、Zヘッド72a〜72d,74 1 〜74 5 ,76 1 〜76 5等、計測器系の補正情報が記憶されている。 This memory 34 is an external storage device connected to the main controller 20, interferometer system 118, encoder system 150 (encoders 70A to 70F), Z head 72a~72d, 74 1 ~74 5, 76 1 ~76 5, etc., correction information of the instrument system is stored. なお、図6においては、前述した照度むらセンサ94、空間像計測器96及び波面収差計測器98などの計測ステージMSTに設けられた各種センサが、纏めてセンサ群99として示されている。 In FIG. 6, the uneven illuminance sensor 94 described above, various sensors provided in the measurement stage MST, such as aerial image measuring instrument 96 and wavefront aberration measuring instrument 98 is shown as a sensor group 99 together.

次に、Zヘッド72a〜72d、74 1 〜74 5 、及び76 1 〜76 5の構成等について、図7に示されるZヘッド72aを代表的に採り上げて説明する。 Then, Z heads 72a to 72d, the 72d, and 76 1 to 76 5 configuration and the like of, typically taken up by describing the Z head 72a shown in FIG.

Zヘッド72aは、図7に示されるように、フォーカスセンサFS、フォーカスセンサFSを収納したセンサ本体ZH及びセンサ本体ZHをZ軸方向に駆動する駆動部(不図示)、並びにセンサ本体ZHのZ軸方向の変位を計測する計測部ZE等を備えている。 Z head 72a, as shown in FIG. 7, the focus sensor FS, the drive unit for driving the sensor body ZH and the sensor body ZH accommodating the focus sensor FS in the Z-axis direction (not shown), and the sensor body ZH of Z and a measurement section ZE which measures the axial displacement.

フォーカスセンサFSとしては、プローブビームLBを計測対象面Sに投射し、その反射光を受光することで、計測対象面Sの変位を光学的に読み取る、CDドライブ装置などで用いられる光ピックアップと同様の光学式変位センサが用いられている。 The focus sensor FS, the probe beam LB is projected onto the measurement target surface S, and by receiving the reflected light, and reads the displacement of the measurement target surface S optically, similarly to the optical pickup used in a CD drive optical displacement sensor is used for. フォーカスセンサの構成等については、後述する。 The functioning of the focus sensor, described later. フォーカスセンサFSの出力信号は、不図示の駆動部に送られる。 The output signal of the focus sensor FS is sent to the driving unit (not shown).

駆動部(不図示)は、アクチュエータ、例えばボイスコイルモータを含み、該ボイスコイルモータの可動子及び固定子の一方は、センサ本体ZHに、他方はセンサ本体ZH及び計測部ZE等を収容する不図示の筐体の一部に、それぞれ固定されている。 Drive unit (not shown), an actuator, for example, includes a voice coil motor, one of the mover and the stator of the voice coil motor, the sensor body ZH, other houses the sensor body ZH and measurement section ZE like not some of the illustrated housing are fixed. この駆動部は、フォーカスセンサFSからの出力信号に従って、センサ本体ZHと計測対象面Sとの距離を一定に保つように(より正確には、計測対象面SをフォーカスセンサFSの光学系のベストフォーカス位置に保つように)、センサ本体ZHをZ軸方向に駆動する。 The driving unit according to an output signal from the focus sensor FS, so as to keep the distance between the sensor body ZH and measurement target surface S constant (more precisely, the best of the optical system of the focus sensor FS the measurement target surface S to keep the focus position), it drives the sensor body ZH in the Z-axis direction. これにより、センサ本体ZHは計測対象面SのZ軸方向の変位に追従し、フォーカスロック状態が保たれる。 Thus, sensor main section ZH follows the Z-axis direction of the displacement of the measurement target surface S, focus lock state is maintained.

計測部ZEとしては、本実施形態では、一例として回折干渉方式のエンコーダが用いられている。 The measurement unit ZE, in the present embodiment, the encoder of the diffraction interference method is used as an example. 計測部ZEは、センサ本体ZHの上面に固定されたZ軸方向に延びる支持部材SMの側面に設けられたZ軸方向を周期方向とする反射型の回折格子EGと、該回折格子EGに対向して不図示の筐体に取付けられたエンコーダヘッドEHとを含む。 Measuring unit ZE opposing the Z-axis direction provided on the side surface of the support member SM extending in the Z-axis direction that is fixed to the upper surface of the sensor body ZH a reflective diffraction grating EG whose periodic direction, the diffraction grating EG to include an encoder head EH which is attached to the housing (not shown). エンコーダヘッドEHは、プローブビームELを回折格子EGに投射し、回折格子EGからの反射・回折光を受光素子で受光することで、プローブビームELの照射点の、基準点(例えば原点)からの変位を読み取ることで、センサ本体ZHのZ軸方向の変位を読み取る。 Encoder head EH is projected probe beam EL on the diffraction grating EG, and by receiving the reflected and diffracted light from the diffraction grating EG-receiving element, the irradiation point of the probe beam EL, reference point from (e.g., origin) displacement by reading, reading the Z-axis direction of displacement of the sensor body ZH.

本実施形態では、上述のように、フォーカスロック状態では、センサ本体ZHは、計測対象面Sとの距離を一定に保つように、Z軸方向に変位する。 In the present embodiment, as described above, the focus lock state, the sensor body ZH is to keep the distance between the measurement target surface S constant, displaced in the Z-axis direction. 従って、計測部ZEのエンコーダヘッドEHが、センサ本体ZHのZ軸方向の変位を計測することにより、計測対象面Sの面位置(Z位置)が計測される。 Accordingly, the encoder head EH of measurement section ZE is by measuring the Z axis direction displacement of the sensor body ZH, surface position of measurement target surface S (Z position) is measured. このエンコーダヘッドEHの計測値が、Zヘッド72aの計測値として前述の信号処理・選択装置170を介して主制御装置20に供給される。 Measurement values ​​of the encoder head EH is supplied to main controller 20 via the above-described signal processing and selection device 170 as the measurement value of Z head 72a.

フォーカスセンサFSは、一例として、図8(A)に示されるように、照射系FS 1 、光学系FS 2 、受光系FS 3の3つの部分を含む。 Focus sensor FS is, for example, as shown in FIG. 8 (A), including three parts irradiation system FS 1, optical system FS 2, light receiving system FS 3.

照射系FS 1は、例えばレーザダイオードから成る光源LDと、該光源LDから射出されるレーザ光の光路上に配置された回折格子板(回折光学素子)ZGとを含む。 Irradiation system FS 1 includes, for example, a light source LD consisting of a laser diode, a diffraction grating plate disposed on the optical path of the laser beam emitted from the light source LD and (diffractive optical element) ZG.

光学系FS 2は、一例として回折格子板ZGで発生するレーザ光の回折光、すなわちプローブビームLB 1の光路上に順次配置された偏光ビームスプリッタPBS、コリメータレンズCL、四分の一波長板(λ/4板)WP及び対物レンズOL等を含む。 Optical system FS 2, the diffraction light of the laser beam generated by the diffraction grating plate ZG way of example, that the probe beam LB 1 sequentially arranged a polarization beam splitter PBS in the optical path, a collimator lens CL, a quarter-wave plate ( containing lambda / 4 plate) WP and the objective lens OL and the like.

受光系FS 3は、一例として、プローブビームLB 1の計測対象面Sでの反射ビームLB 2の戻り光路上に順次配置された円筒レンズCYL及び四分割受光素子ZDを含む。 Photodetection system FS 3, as an example, comprises a cylindrical lens CYL and a tetrameric light receiving element ZD placed sequentially on the return light path reflected beam LB 2 on the measurement target surface S of the probe beam LB 1.

フォーカスセンサFSによると、照射系FS 1の光源LDで発生した直線偏光のレーザ光が回折格子板ZGに投射され、該回折格子板ZGで回折光(プローブビーム)LB 1が発生する。 According to focus sensor FS, the linearly polarized laser beam generated by the irradiation system FS 1 of the light source LD is projected on the diffraction grating plate ZG, diffraction grating plate ZG diffraction light (probe beam) LB 1 is generated. このプローブビームLB 1の中心軸(主光線)は、Z軸と平行で、且つ計測対象面Sに直交する。 Central axis of the probe beam LB 1 (principal ray) is parallel to the Z axis and perpendicular to the measurement target surface S.

そして、このプローブビームLB 1 、すなわち偏光ビームスプリッタPBSの分離面に対してP偏光となる偏光成分の光が、光学系FS 2に入射する。 Then, the probe beam LB 1, i.e. polarized component having P-polarized with respect to the separation surface of the polarization beam splitter PBS light is incident on optical system FS 2. すると、このプローブビームLB 1は偏光ビームスプリッタPBSを透過し、コリメータレンズCLで平行ビームに変換され、λ/4板WPを透過して、円偏光となって対物レンズOLで集光され、計測対象面Sに投射される。 Then, the probe beam LB 1 is transmitted through the polarization beam splitter PBS, is converted into a parallel beam by the collimator lens CL, passes through the lambda / 4 plate WP, is focused by the objective lens OL becomes circularly polarized light, the measurement It is projected on the target surface S. これにより、その計測対象面SでプローブビームLB 1の入射光とは逆向きの円偏光である反射光(反射ビーム)LB 2が発生する。 Thus, a circularly polarized light in the opposite direction the reflected light (reflected beam) LB 2 is generated from the incident light of the probe beam LB 1 at the measurement target surface S. そして、反射ビームLB 2は、入射光(プローブビームLB 1 )の光路を逆に辿って、対物レンズOL、λ/4板WP、コリメータレンズCLを透過し、偏光ビームスプリッタPBSに向かう。 Then, the reflected beam LB 2 is follows the optical path of the incident light (probe beam LB 1) Conversely, passes through the objective lens OL, lambda / 4 plate WP, a collimator lens CL, and then proceeds toward the polarizing beam splitter PBS. この場合、λ/4板WPを2回透過することにより、反射ビームLB 2はS偏光に変換されている。 In this case, by passing through twice lambda / 4 plate WP, reflected beam LB 2 is converted into S-polarized light. それゆえ、反射ビームLB 2は、偏光ビームスプリッタPBSの分離面で進行方向を折り曲げられ、受光系FS 3へ送られる。 Therefore, the reflected beam LB 2 is bent the traveling direction in the separation plane of polarization beam splitter PBS, it is sent to the receiving system FS 3.

受光系FS 3では、反射ビームLB 2は円筒レンズCYLを透過して、四分割受光素子ZDの検出面に投射される。 In the light receiving system FS 3, the reflected beam LB 2 is transmitted through the cylindrical lens CYL, is projected on the detection surface of tetrameric light receiving element ZD. ここで、円筒レンズCYLは、いわゆる「かまぼこ型」のレンズで、図8(B)に示されるように、YZ断面はY軸方向に凸部を向けた凸形状を有するとともに、図8(C)に示されるように、XY断面は矩形状を有する。 Here, cylindrical lens CYL is the lens of the so-called "semi-cylindrical", as shown in FIG. 8 (B), together with the YZ section has a convex shape with its convex portion in the Y-axis direction, FIG. 8 (C as shown in), XY section has a rectangular shape. このため、円筒レンズCYLを透過する反射ビームLB 2は、Z軸方向とX軸方向とでその断面形状が非対称に絞られ、非点収差が発生する Therefore, the reflected beam LB 2 which passes through cylindrical lenses CYL is its cross-sectional shape in the Z-axis direction and the X-axis direction is narrowed asymmetrically, astigmatic aberration occurs

四分割受光素子ZDは、その検出面で反射ビームLB 2を受光する。 Tetrameric light receiving element ZD receives reflected beam LB 2 on that detection surface. 四分割受光素子ZDの検出面は、図9(A)に示されるように、全体として正方形で、その2本の対角線を分離線として、4つの検出領域a,b,c,dに等分割されている。 Detection surface of tetrameric light receiving element ZD, as shown in FIG. 9 (A), a square shape as a whole, equally divided the two diagonal lines serving as a separation line, four detection areas a, b, c, and d It is. 検出面の中心をO ZDとする。 The center of the detection surface to O ZD.

ここで、図8(A)に示される理想フォーカス状態(ピントの合った状態)、すなわちプローブビームLB 1が計測対象面S 0上に焦点を結ぶ状態では、反射ビームLB 2の検出面上での断面形状は、図9(C)に示されるように、中心O ZDを中心とする円形となる。 Here, the ideal focus state shown in FIG. 8 (A) (the focused state), i.e., in the state in which the probe beam LB 1 is focused on the measurement target surface S 0, on the detection surface of the reflected beam LB 2 cross-sectional shape, as shown in FIG. 9 (C), a circular about the central O ZD.

また、図8(A)において、プローブビームLB 1が計測対象面S 1上に焦点を結ぶ、いわゆる前ピン状態(すなわち計測対象面Sが理想位置S 0にあり、四分割受光素子ZDが、図8(B)及び図8(C)において符号1で示す位置にある状態と等価な状態)では、反射ビームLB 2の検出面上での断面形状は、図9(B)に示されるような中心O ZDを中心とする横長の長円形となる。 Further, in FIG. 8 (A), the probe beam LB 1 is focused on the measurement target surface S 1, a so-called front focus state (i.e. measurement target surface S is in the ideal position S 0, tetrameric light receiving element ZD is, in FIG. 8 (B) and a state equivalent to the state in the position indicated by reference numeral 1 in FIG. 8 (C)), the cross-sectional shape on the detection surface of the reflected beam LB 2 is such that shown in FIG. 9 (B) a horizontally elongated circle around the a center O ZD.

また、図8(A)において、プローブビームLB 1が計測対象面S -1上に焦点を結ぶ、いわゆる後ピン状態、(すなわち計測対象面Sが理想位置S 0にあり、四分割受光素子ZDが、図8(B)及び図8(C)において符号−1で示す位置にある状態と等価な状態)では、反射ビームLB 2の検出面上での断面形状は、図9(D)に示されるような中心O ZDを中心とする縦長の長円形となる。 Further, in FIG. 8 (A), the probe beam LB 1 is focused on the measurement target surface S -1, a so-called rear focus state, is in (i.e. measurement target surface S is the ideal position S 0, tetrameric light receiving element ZD but in FIG. 8 (B) and a state equivalent to the state in the position indicated by the symbol -1 in FIG. 8 (C)), the cross-sectional shape on the detection surface of the reflected beam LB 2 is in FIG. 9 (D) the elongated oval centered on the center O ZD as shown.

四分割受光素子ZDに接続された不図示の演算回路では、4つの検出領域a,b,c,dで受光する光の強度をそれぞれIa,Ib,Ic,Idとして、次式(7)で表されるフォーカスエラーIを算出し、不図示の駆動部に出力する。 Quartered the arithmetic circuit (not shown) connected to the light receiving element ZD is, Ia 4 one detection areas a, b, c, the intensity of light received by each d, Ib, Ic, as Id, the following equation (7) It calculates a focus error I expressed, and outputs to the drive unit (not shown).

I=(Ia+Ic)−(Ib+Id) …(7) I = (Ia + Ic) - (Ib + Id) ... (7)
なお、上述の理想フォーカス状態では、4つの検出領域のそれぞれにおけるビーム断面の面積は互いに等しいので、I=0が得られる。 Incidentally, in the ideal focus state described above, since the area of ​​the beam cross-section are equal to each other in each of the four detection areas, I = 0 is obtained. また、上述の前ピン状態では、式(7)より、I<0となり、後ピン状態では、式(7)より、I>0となる。 Further, in the front focus state described above, the equation (7), I <0, and the in the rear focus state, the equation (7), I> becomes zero.

不図示の駆動部は、フォーカスセンサFS内の検出部FS 3よりフォーカスエラーIを受信し、I=0を再現するように、フォーカスセンサFSを格納したセンサ本体ZHをZ軸方向に駆動する。 Driving section (not shown) receives the focus error I from detector FS 3 in focus sensor FS, to reproduce the I = 0, and drives the sensor body ZH which stored focus sensor FS in the Z-axis direction. この駆動部の動作により、計測対象面SのZ変位に追従して、センサ本体ZHも変位するため、プローブビームは必ず計測対象面S上で焦点を結ぶ、すなわちセンサ本体ZHと計測対象面Sの間の距離は常に一定に保たれる(フォーカスロック状態が保たれる)。 By operation of the drive unit, following the Z displacement of the measurement target surface S, since the sensor main section ZH is also displaced, the probe beam is always focused on the measurement target surface S, namely the sensor body ZH and measurement target surface S the distance between can be kept constant (focus lock state is maintained).

一方、不図示の駆動部は、計測部ZEの計測結果がZヘッド72a外部からの入力信号に一致するように、センサ本体ZHをZ軸方向に駆動し、位置決めすることもできる。 On the other hand, the driving unit (not shown), as the measurement result of the measuring unit ZE matches the input signal from the Z head 72a external to drive the sensor body ZH in the Z-axis direction, it may be positioned. 従って、実際の計測対象面Sの面位置とは異なる位置に、プロービームLBの焦点を位置させることもできる。 Therefore, a position different from the surface position of the actual measurement target surface S, it is also possible to position the focal point of Purobimu LB. この駆動部の動作(スケールサーボ制御)により、後述するZヘッドの切り換えにおける復帰処理、出力信号の異常発生時における回避処理等、を実行することができる。 By operation of the drive unit (scale servo control), return processing in the switching of the Z heads, avoidance processing at the time of abnormality generation in the output signal, may be performed.

本実施形態では、前述のように、計測部ZEとしてエンコーダを採用し、センサ本体ZHに設置された回折格子EGのZ変位を、エンコーダヘッドEHを用いて読み取る。 In the present embodiment, as described above, an encoder is adopted as the measurement unit ZE, the Z displacement of diffraction grating EG set the sensor body ZH, read using an encoder head EH. エンコーダヘッドEHは、基準点からの計測対象(回折格子EG)の変位を計測する相対位置センサであるから、その基準点を定める必要がある。 Encoder head EH is a relative position sensor for measuring the displacement of the measurement object (diffraction grating EG) from a reference point, it is necessary to determine the reference point. 本実施形態では、回折格子EGの端部を検出する、あるいは回折格子EGに位置出しパターンが設けられている場合には、その位置出しパターンを検出することで、そのZ変位の基準位置(例えば原点)を定めても良い。 In the present embodiment, when detecting the end of the diffraction grating EG, or the positioning pattern on the diffraction grating EG is provided, by detecting the positioning pattern, the reference position of the Z displacement (e.g. origin) may be set to. いずれにしても、回折格子EGの基準位置に対応して計測対象面Sの基準面位置を定めることができ、その基準面位置からの計測対象面SのZ変位、すなわちZ軸方向の位置を計測することができる。 In any case, in response to the reference position of the diffraction grating EG can define a reference surface position of measurement target surface S, Z displacement of the measurement target surface S from the reference surface position, i.e. the position in the Z axis direction it can be measured. なお、Zヘッドの起動時および復帰時には、必ず、回折格子EGの基準位置(例えば原点)、(すなわち計測対象面Sの基準面位置)の設定が実行される。 At the time of starting and returning the Z head, always, the reference position of the diffraction grating EG (e.g. origin), is executed the setting of (i.e. reference surface position of measurement target surface S). この場合において、基準位置は、センサ本体ZHの移動範囲の中央近傍に設定されていることが、望ましいので、その中央近傍の基準位置に対応する基準面位置が、フォーカスセンサFSの光学系の焦点位置に一致するように、光学系の焦点位置を調整するための駆動コイルを設けて対物レンズOLのZ位置を調整することとしても良い。 In this case, the reference position, it is set near the center of the movement range of the sensor body ZH is so desired, the reference plane position corresponding to the reference position of the center near the focus of the optical system of the focus sensor FS to match the position, it is also possible to adjust the Z position of the objective lens OL is provided a driving coil for adjusting the focal position of the optical system. また、計測部ZEは、基準位置(例えば原点)に、センサ本体ZHが位置するときに原点検出信号を発生するようになっている。 Further, the measuring unit ZE is the reference position (e.g. origin), and generates an origin detection signal when the sensor body ZH is located.

Zヘッド72aでは、センサ本体ZH及び計測部ZEは、ともに不図示の筐体内部に格納されており、またプローブビームLB 1の筐体外部に露出する部分の光路長も極短いため、空気揺らぎの影響が非常に小さい。 In Z head 72a, the sensor body ZH and measurement unit ZE are both being stored inside the housing (not shown), and because the optical path length is also very short portion exposed to the outside of the housing probe beam LB 1, air fluctuation the influence of the very small. 従って、Zヘッドを含むセンサは、例えばレーザ干渉計と比較しても、空気が揺らぐ程度の短い期間における計測安定性(短期安定性)に格段に優れている。 Thus, the sensor comprising a Z head, for example, even when compared with the laser interferometer, is remarkably excellent in the measuring stability in a short period enough to air fluctuates (short term stability).

その他のZヘッドも上述のZヘッド72aと同様に構成され機能する。 Also other Z heads is constructed similarly to the Z head 72a described above functions. このように、本実施形態では、各Zヘッドとして、エンコーダと同じくYスケール39Y 1 ,39Y 2等の回折格子面を上方(+Z方向)から観察する構成が採用されている。 Thus, in the embodiment, as each Z head, configured to observe the encoder Like Y scales 39Y 1, 39Y diffraction grating surface such as a 2 from above (+ Z direction) is employed. 従って、複数のZヘッドで、ウエハテーブルWTB上面の異なる位置の面位置情報を計測することで、ウエハステージWSTのZ軸方向の位置とθy回転(ローリング)及びθx回転(ピッチング)を計測することができる。 Thus, a plurality of Z heads, by measuring the surface position information of the different wafer table WTB surface position, the position and θy rotation of the Z-axis direction of wafer stage WST (rolling) and θx rotation (pitching) measuring the can. ただし、本実施形態では、露光の際、ウエハステージWSTのピッチング制御の精度は特に重要ではないため、Zヘッドを含む面位置計測システムではピッチングは計測しないこととし、ウエハテーブルWTB上のYスケール39Y 1 ,39Y 2にZヘッドが各1つ対向する構成とした。 However, in this embodiment, during exposure, for the accuracy of the pitching control of wafer stage WST it is not particularly critical, the surface position measurement system including a Z head pitching is decided not to measure, Y scales 39Y on wafer table WTB 1, the 39Y 2 is Z head was the one opposing configuration.

次に、本実施形態の露光装置100で行われるウエハW表面のZ軸方向に関する位置情報(面位置情報)の検出(以下、フォーカスマッピングと呼ぶ)について説明する。 Next, detection of the position information in the Z-axis direction of the wafer W surface is performed in exposure apparatus 100 of the embodiment (surface position information) (hereinafter, referred to as focus mapping) described below.

このフォーカスマッピングに際しては、主制御装置20は、図10(A)に示されるように、Xスケール39X 2に対向するXヘッド66 3 (Xリニアエンコーダ70D)と、Yスケール39Y 1 ,Y 2にそれぞれ対向する2つのYヘッド68 2 ,67 3 (Yリニアエンコーダ70A,70C)とに基づいてウエハステージWSTのXY平面内の位置を管理している。 In this focus mapping, the main controller 20, as shown in FIG. 10 (A), and X head 66 3 facing X scale 39X 2 (X linear encoder 70D), Y scales 39Y 1, Y 2 two Y heads 68 each facing 2, 67 3 (Y linear encoders 70A, 70C) which manages the position within the XY plane of wafer stage WST based on the. この図10(A)の状態では、前述の基準線LVに、ウエハテーブルWTBの中心(ウエハWの中心にほぼ一致)を通るY軸に平行な直線(センターライン)が一致した状態となっている。 In the state of FIG. 10 (A), the reference line LV described above, in a state where the center of wafer table WTB parallel to the Y axis passing through the (almost coincides with the center of the wafer W) linearly (center line) matches there.

そして、この状態で、主制御装置20は、ウエハステージWSTの+Y方向への走査(スキャン)を開始し、この走査開始後、ウエハステージWSTが+Y方向に移動して、多点AF系(90a,90b)の検出ビームがウエハW上に掛かり始めるまでの間に、Zヘッド72a〜72dと多点AF系(90a,90b)とを共に作動させる(ONにする)。 Then, in this state, main controller 20 starts scanning in the + Y direction of wafer stage WST (the scan), after the start of scanning, the wafer stage WST moves in the + Y direction, the multipoint AF system (90a , until the detection beam 90b) begins takes on the wafer W, to Z head 72a~72d and multipoint AF system (90a, 90b) together to actuate the (oN).

そして、このZヘッド72a〜72dと多点AF系(90a,90b)とが同時に作動している状態で、図10(B)に示されるように、ウエハステージWSTが+Y方向へ進行している間に、所定のサンプリング間隔で、Zヘッド72a〜72dで計測されるウエハテーブルWTB表面(プレート28の表面)のZ軸方向に関する位置情報(面位置情報)と、多点AF系(90a,90b)で検出される複数の検出点におけるウエハW表面のZ軸方向に関する位置情報(面位置情報)とを、取り込み、その取り込んだ各面位置情報と各サンプリング時のYリニアエンコーダ70A,70Cの計測値との三者を相互に対応付けて不図示のメモリに逐次格納する。 Then, in a condition in which the Z head 72a~72d and the multipoint AF system (90a, 90b) are simultaneously actuated, as shown in FIG. 10 (B), the wafer stage WST is proceeding in the + Y direction during, at predetermined sampling intervals, the position information about the Z-axis direction of wafer table WTB surface that is measured by Z heads 72a to 72d (the surface of the plate 28) (surface position information), the multipoint AF system (90a, 90b the position information in the Z-axis direction of the wafer W surface (surface position information) at a plurality of detection points detected by) uptake, the captured time of each surface position information and the sampling of Y linear encoders 70A, measurement of 70C in association with tripartite value to each other sequentially stored in a memory (not shown).

そして、多点AF系(90a,90b)の検出ビームがウエハWに掛からなくなると、主制御装置20は、上記のサンプリングを終了し、多点AF系(90a,90b)の各検出点についての面位置情報を、同時に取り込んだZヘッド72a〜72dによる面位置情報を基準とするデータに換算する。 Then, when the detection beams of the multipoint AF system (90a, 90b) begin to miss wafer W, main controller 20 ends the sampling, multipoint AF system (90a, 90b) for each detection point of the the surface position information is converted into data relative to the surface position information by Z head 72a~72d taken simultaneously.

これをさらに詳述すると、Zヘッド72a,72bの計測値の平均値に基づいて、プレート28の−X側端部近傍の領域(Yスケール39Y 2が形成された領域)上の所定の点(例えば、Zヘッド72a,72bそれぞれの計測点の中点、すなわち多点AF系(90a,90b)の複数の検出点の配列とほぼ同一のX軸上の点に相当:以下、この点を左計測点P1と呼ぶ)における面位置情報を求める。 If this further detail, Z head 72a, based on the average value of the measurement values of 72b, a predetermined point on the -X side end portion of the region of the plate 28 (Y scales 39Y 2 is formed region) ( for example, Z head 72a, 72b midpoint of each measurement point, i.e. corresponding to a point on the X-axis substantially identical to the sequence of a plurality of detection points of the multipoint AF system (90a, 90b): hereinafter, left this point obtaining surface position information at the called a measurement point P1). また、Zヘッド72c,72dの計測値の平均値に基づいて、プレート28の+X側端部近傍の領域(Yスケール39Y 1が形成された領域)上の所定の点(例えば、Zヘッド72c,72dそれぞれの計測点の中点、すなわち多点AF系(90a,90b)の複数の検出点の配列とほぼ同一のX軸上の点に相当:以下、この点を右計測点P2と呼ぶ)における面位置情報を求める。 Further, Z heads 72c, based on an average value of the measurement values of 72d, a predetermined point on the area on the + X side end portion near the plate 28 (Y region scales 39Y 1 is formed) (eg, Z head 72c, 72d midpoint of each measurement point, i.e. multipoint AF system (90a, 90b) corresponding to a point on the X-axis substantially identical to the sequence of a plurality of detection points: hereinafter, referred to this point a right measurement point P2) obtaining surface position information at. そして、主制御装置20は、図10(C)に示されるように、多点AF系(90a,90b)の各検出点における面位置情報を、左計測点P1の面位置と右計測点P2の面位置とを結ぶ直線を基準とする面位置データz1〜zkに換算する。 Then, main controller 20, as shown in FIG. 10 (C), the multipoint AF system (90a, 90b) the surface position information at each detection point of the surface position of right measurement point in the left measurement point P1 P2 converting the straight line that connects the surface position of the surface position data z1~zk as a reference. このような換算を、主制御装置20は、全てのサンプリング時に取り込んだ情報について行う。 Such terms, the main controller 20 performs the information taken during all sampling.

このようにして、予め上記の換算データを取得しておくことで、例えば、露光の際などには、主制御装置20は、前述のZヘッド74 i 、76 jでウエハテーブルWTB表面(Yスケール39Y 2が形成された領域上の点(上記の左計測点P1の近傍の点)、及びYスケール39Y 1が形成された領域上の点(上記の右計測点P2の近傍の点))を計測して、ウエハステージWSTのZ位置とθy回転(ローリング)量θyを算出する。 In this manner, in advance that it obtains the conversion data, for example, in the like during exposure, main controller 20, wafer table WTB surface (Y scale aforementioned Z heads 74 i, 76 j point on 39Y 2 is formed region a point on (a point near the left measurement point P1), and Y scales 39Y 1 is formed region (points near the right measurement point P2)) measures, calculates the Z position and [theta] y rotation of wafer stage WST (rolling) amount [theta] y. そして、これらのZ位置とローリング量θyとY干渉計16で計測されるウエハステージWSTのθx回転(ピッチング)量θxとを用いて、所定の演算を行い、前述の露光領域IAの中心(露光中心)におけるウエハテーブルWTB表面のZ位置(Z 0 )、ローリング量θy及びピッチング量θxとを算出し、この算出結果に基づいて、上述の左計測点P1の面位置と右計測点P2の面位置とを結ぶ、露光中心を通る直線を求め、この直線と面位置データz1〜zkとを用いることで、ウエハW表面の面位置情報を実際に取得することなく、ウエハW上面の面位置制御(フォーカス・レベリング制御)が可能になる。 Then, by using the these Z positions and [theta] x rotation of wafer stage WST measured by rolling amount θy and Y interferometer 16 (pitching) amount [theta] x, performs a predetermined operation, the center (exposure to the exposure area IA Z position of wafer table WTB surface in the center) (Z 0), and calculates the rolling amount θy and pitching amount [theta] x, based on the calculated result, the surface of the surface position of right measurement point P2 of the left measurement point P1 described above connecting the position, it obtains a straight line passing through the exposure center, this straight line and by using the surface position data Z1~zk, without actually obtaining surface position information of the wafer W surface, the surface position control of wafer W upper surface (focus leveling control) becomes possible. 従って、多点AF系を投影光学系PLから離れた位置に配置しても何ら支障がないので、ワーキングディスタンスが狭い露光装置などであっても、本実施形態のフォーカスマッピングは好適に適用できる。 Therefore, there is no any trouble even when located away the multipoint AF system from the projection optical system PL, even if the working distance and the like narrow exposure apparatus, the focus mapping of the embodiment can be suitably applied.

なお、上記の説明では、左計測点P1の面位置と右計測点P2の面位置とをZヘッド72a,72bの計測値の平均値、Zヘッド72c,72dの平均値にそれぞれ基づいて算出するものとしたが、これに限らず、多点AF系(90a,90b)の各検出点における面位置情報を、例えばZヘッド72a、72cによって計測される面位置を結ぶ直線を基準とする面位置データに換算しても良い。 In the above description, is calculated on the basis of each and surface position of the surface position of right measurement point P2 of the left measurement point P1 Z head 72a, the average value of the measurement values ​​of 72b, Z head 72c, the average value of 72d Although the objects, not limited to this, the multipoint AF system (90a, 90b) of the surface position information at each detection point of, for example, Z head 72a, surface position relative to the straight line connecting the surface position measured by 72c it may be converted into data. この場合、各サンプリングタイミングで取得したZヘッド72aの計測値とZヘッド72bの計測値との差、及びZヘッド72cの計測値とZヘッド72dの計測値との差をそれぞれ求めておく。 In this case, previously obtained the difference between the measured value and the measurement values ​​of Z heads 72b of Z heads 72a obtained at each sampling timing, and a difference between the measured value and the measurement value of Z head 72d of Z head 72c respectively. そして、露光時などに面位置制御を行う際に、Zヘッド74 i及び76 jでウエハテーブルWTB表面を計測してウエハステージWSTのZ位置とθy回転を算出し、これらの算出値と、Y干渉計16で計測されたウエハステージWSTのピッチング量θxと、前述の面位置データz1〜zk及び前記差とを用いて所定の演算を行うことで、ウエハ表面の面位置情報を実際に取得することなく、ウエハWの面位置制御を行うことが可能になる。 Then, when performing surface position control, such as during exposure, and calculates the Z position and the θy rotation of wafer stage WST by measuring the wafer table WTB surface with Z heads 74 i and 76 j, and these calculated values, Y and pitching amount θx of wafer stage WST measured by interferometer 16, by performing a predetermined calculation using the surface position data z1~zk and the difference described above, actually obtains surface position information of the wafer surface without, it is possible to perform surface position control of wafer W.

ただし、以上の説明は、ウエハテーブルWTB表面にX軸方向に関して凹凸が存在しないことを前提にしている。 However, the above description is on the assumption that the wafer table WTB surface no unevenness in the X-axis direction.

次に、フォーカスキャリブレーションについて説明する。 Next, a description will be given of the focus calibration. フォーカスキャリブレーションとは、ある基準状態におけるウエハテーブルWTBのX軸方向の一側と他側の端部における面位置情報と、多点AF系(90a,90b)の計測プレート30表面の代表的な検出点における検出結果(面位置情報)との関係を求める処理(フォーカスキャリブレーションの前半の処理)と、上記の基準状態と同様の状態において、空間像計測装置45を用いて検出した投影光学系PLのベストフォーカス位置に対応する、ウエハテーブルWTBのX軸方向の一側と他側の端部における面位置情報を求める処理(フォーカスキャリブレーションの後半の処理)とを行い、これらの処理結果に基づいて、多点AF系(90a,90b)の代表的な検出点におけるオフセット、すなわち投影光学系PLのベストフォー The focus calibration, the surface position information at end portions on one side and the other side of the X-axis direction of wafer table WTB in a certain reference state, multipoint AF system (90a, 90b) representative of the measurement plate 30 surface of the detection results of the detection point (processing in the first half of the focus calibration) determining the relationship between treatment with (surface position information) in the same state as the reference state of the projection optical system detected by using the aerial image measuring device 45 corresponding to the best focus position of PL, it performs a process of obtaining the surface position information at end portions on one side and the other side in the X-axis direction of the surface position of wafer table WTB (latter processing of focus calibration), these processing results based on the multipoint AF system (90a, 90b) offset in a representative detection point, that best Four of the projection optical system PL ス位置と多点AF系の検出原点との偏差を求めるなどの処理を意味する。 It means a process such as a deviation between the detected origin of the scan position and the multipoint AF system.

フォーカスキャリブレーションに際して、主制御装置20は、図11(A)に示されるように、Xスケール39X 2に対向するXヘッド66 2 (Xリニアエンコーダ70D)と、Yスケール39Y 1 ,39Y 2にそれぞれ対向する2つのYヘッド68 2 ,67 3 (Yリニアエンコーダ70A,70C)とに基づいて、ウエハステージWSTのXY平面内の位置を管理している。 On the focus calibration, the main controller 20, as shown in FIG. 11 (A), X and scale 39X 2 facing the X heads 66 2 (X linear encoder 70D), Y scales 39Y 1, 39Y 2 respectively two opposing Y heads 68 2, 67 3 (Y linear encoders 70A, 70C) and on the basis, manages the position of the XY plane of wafer stage WST. この図11(A)の状態では、基準線LVにウエハテーブルWTBのセンターラインが一致した状態となっている。 In the state in FIG. 11 (A), the reference line LV centerline of wafer table WTB is a matched state. また、この図11(A)の状態では、ウエハステージWSTは、Y軸方向に関しては、前述した計測プレート30に多点AF系(90a,90b)からの検出ビームが照射される位置にある。 Further, in the state of FIG. 11 (A), the wafer stage WST, for Y-axis direction, a position multipoint AF system (90a, 90b) is detected beam from being irradiated on the measurement plate 30 described above. また、ここでは、図示が省略されているが、ウエハステージWSTの+Y側に計測ステージMSTがあり、前述したFDバー46及びウエハテーブルWTBと投影光学系PLの先端レンズ191との間に水が保持されている(図18参照)。 Further, here, illustration is omitted, there is the + Y side in measurement stage MST of wafer stage WST, water between the FD bar 46 and tip lens 191 of wafer table WTB and the projection optical system PL described above It is held (see FIG. 18).

(a) この状態で、主制御装置20は、次のようなフォーカスキャリブレーションの前半の処理を行う。 (A) In this state, main controller 20 performs the processing of the first half of the focus calibration as follows. すなわち、主制御装置20は、多点AF系(90a,90b)の検出領域の両端部に位置する検出点それぞれの近傍の前述したZヘッド72a,72b、72c,72dによって検出されるウエハテーブルWTBのX軸方向の一側と他側の端部における面位置情報を検出しつつ、その面位置情報を基準として、多点AF系(90a,90b)を用いて前述の計測プレート30(図3参照)表面の面位置情報を検出する。 That is, the main controller 20, the multipoint AF system (90a, 90b) above the Z head 72a in the vicinity of each detection points located at both ends of the detection area of, 72b, 72c, wafer table WTB that is detected by 72d one side and while detecting surface position information at the end of the other side of the X-axis direction, based on the surface position information, the multipoint AF system (90a, 90b) using the aforementioned measurement plate 30 (FIG. 3 detecting the surface position information of the reference) surface. これにより、基準線LVにウエハテーブルWTBのセンターラインが一致した状態におけるZヘッド72a,72b、72c,72dの計測値(ウエハテーブルWTBのX軸方向の一側と他側の端部における面位置情報)と、多点AF系(90a,90b)の計測プレート30表面の検出点(複数の検出点のうち中央又はその近傍に位置する検出点)における検出結果(面位置情報)との関係が求まる。 Thus, Z head 72a in a state where the center line is coincident of wafer table WTB in the reference line LV, 72b, 72c, the measurement value of 72d (surface position at the end of one side and the other side of the X-axis direction of wafer table WTB information), the multipoint AF system (90a, the relationship between 90b) of the measurement plate 30 surface of the detection at the detection point (the detection point located in the center or the vicinity thereof out of a plurality of detection points) result (surface position information) obtained.

(b) 次に、主制御装置20は、ウエハステージWSTを+Y方向に所定距離移動させ、計測プレート30が投影光学系PLの直下に配置される位置でウエハステージWSTを停止させる。 (B) Next, main controller 20 moves wafer stage WST + Y direction by a predetermined distance moved, measurement plate 30 stops wafer stage WST at a position that is located directly below projection optical system PL. そして、主制御装置20は、次のようなフォーカスキャリブレーションの後半の処理を行う。 Then, main controller 20 performs the processing of the second half of the focus calibration as follows. すなわち、主制御装置20は、図11(B)に示されるように、上述のフォーカスキャリブレーションの前半の処理のときと同様に、Zヘッド72a,72b、72c,72dによって計測される面位置情報を基準として、計測プレート30(ウエハステージWST)の投影光学系PLの光軸方向に関する位置(Z位置)を制御しつつ、空間像計測装置45を用いて、レチクルR、又はレチクルステージRST上の不図示のマーク板に形成された計測マークの空間像を、例えば国際公開第05/124834号パンフレットなどに開示される、Z方向スキャン計測で計測し、その計測結果に基づいて投影光学系PLのベストフォーカス位置を測定する。 That is, the main controller 20, as shown in FIG. 11 (B), as in the case of the processing of the first half of the focus calibration described above, surface position information measured Z heads 72a, 72b, 72c, by 72d as a reference, while controlling the measurement plate 30 located about the optical axis of the projection optical system PL (wafer stage WST) (Z position), using the aerial image measuring device 45, the reticle R, or reticle on stage RST an aerial image of a measurement mark formed on the mark plate (not shown), for example, disclosed in, WO 05/124834 pamphlet, measured in the Z-direction scan measurement, the projection optical system PL based on the measurement result to determine the best focus position. 主制御装置20は、上記のZ方向スキャン計測中、空間像計測装置45からの出力信号の取り込みと同期して、ウエハテーブルWTBのX軸方向の一側と他側の端部における面位置情報を計測する一対のZヘッド74 3 、76 3の計測値を取り込む。 The main controller 20 in the Z-direction scanning measurement described above, in synchronism with the capture of the output signal from the aerial image measuring device 45, surface position information at end portions on one side and the other side of the X-axis direction of wafer table WTB taking a measurement of a pair of Z heads 743, 763 for measuring the. そして、投影光学系PLのベストフォーカス位置に対応するZヘッド74 3 、76 3の値を不図示のメモリに記憶する。 Then, stores the value of Z heads 743, 763 corresponding to the best focus position of projection optical system PL in a memory (not shown). なお、フォーカスキャリブレーションの後半の処理で、Zヘッド72a,72b、72c,72dによって計測される面位置情報を基準として、計測プレート30(ウエハステージWST)の投影光学系PLの光軸方向に関する位置(Z位置)を制御するのは、このフォーカスキャリブレーションの後半の処理は、前述したフォーカスマッピングの途中で行なわれるからである。 In the process of the second half of the focus calibration, Z heads 72a, 72b, 72c, based on the surface position information measured by 72d, the position associated with the direction of the optical axis of the projection optical system PL of measurement plate 30 (wafer stage WST) to control the (Z position), the processing of the second half of the focus calibration, because place in the middle of the focus mapping described above.

この場合、図11(B)に示されるように、液浸領域14が投影光学系PLと計測プレート30(ウエハステージWST)との間に形成されているので、上記の空間像の計測は、投影光学系PL及び水を介して行われる。 In this case, as shown in FIG. 11 (B), since liquid immersion area 14 is formed between the projection optical system PL and measurement plate 30 (wafer stage WST), the measurement of the aerial image described above, It is performed via projection optical system PL and the water. また、図11(B)では図示が省略されているが、空間像計測装置45の計測プレート30などはウエハステージWSTに搭載され、受光素子などは計測ステージMSTに搭載されているので、上記の空間像の計測は、ウエハステージWSTと計測ステージMSTとが、接触状態(又は近接状態)を保ったままで行われる(図20参照)。 Although shown in FIG. 11 (B) is omitted, such as measurement plate 30 of aerial image measuring unit 45 is mounted on the wafer stage WST, since such light-receiving element is mounted on measurement stage MST, the measurement of the aerial image, the wafer stage WST and measurement stage MST is performed while maintaining the contact state (or proximity state) (see FIG. 20).

(c) これにより、主制御装置20は、上記(a)のフォーカスキャリブレーション前半の処理で求めたZヘッド72a,72b、72c,72dの計測値(ウエハテーブルWTBのX軸方向の一側と他側の端部における面位置情報)と、多点AF系(90a,90b)による計測プレート30表面の検出結果(面位置情報)との関係と、上記(b)のフォーカスキャリブレーション後半の処理で求めた投影光学系PLのベストフォーカス位置に対応するZヘッド74 3 、76 3の計測値(すなわち、ウエハテーブルWTBのX軸方向の一側と他側の端部における面位置情報)とに基づいて、多点AF系(90a,90b)の代表的な検出点におけるオフセット、すなわち投影光学系PLのベストフォーカス位置と多点AF系の検出原点との (C) Thus, main controller 20, the focus calibration former half of Z heads 72a obtained in the process, 72b, 72c, the measurement value of 72d (one side of the X-axis direction of wafer table WTB (a) above a surface position information) at the end of the other side, the multipoint AF system (90a, 90b) according to the relationship between the measurement plate 30 surface of the detection result (surface position information), the focus calibration latter half of the process of (b) in Z heads 743 corresponding to the best focus position of projection optical system PL obtained, 763 measurements (i.e., surface position information at end portions on one side and the other side of the X-axis direction of wafer table WTB) and the based on the multipoint AF system (90a, 90b) offset in a representative detection point, that the detection origin of the best focus position and the multipoint AF system of the projection optical system PL 差を求めることが可能になる。 It is possible to determine the difference. 本実施形態では、この代表的な検出点は、例えば複数の検出点の中央又はその近傍の検出点であるが、その数及び/又は位置などは任意で良い。 In the present embodiment, the representative detection point is, for example, a detection point of the center or near the plurality of detection points, but the number and / or the position may be arbitrary. この場合において、主制御装置20は、その代表的な検出点におけるオフセットが零になるように多点AF系の検出原点の調整を行う。 In this case, main controller 20 adjusts the detection origin of the multipoint AF system so that the offset becomes zero at the representative detection point. この調整は、例えば、受光系90b内部の不図示の平行平面板の角度調整によって光学的に行っても良いし、あるいは電気的に検出オフセットを調整しても良い。 This adjustment can, for example, may be adjusted may be performed optically or electrically detected offset by angle adjustment of a plane parallel plate (not shown) inside photodetection system 90b. 又は、検出原点の調整を行わず、そのオフセットを記憶しておいても良い。 Or, without adjustment of the detection origin, it may be stored to the offset. ここでは、上記の光学的手法により、その検出原点の調整が行われるものとする。 Here, the optical method described above, it is assumed that the adjustment of the detection origin is to be performed. これにより、多点AF系(90a,90b)のフォーカスキャリブレーションが終了する。 Thus, the focus calibration of the multipoint AF system (90a, 90b) is completed. なお、光学的な検出原点の調整では、代表的な検出点以外の残りの検出点全てでそのオフセットを零にすることは難しいので、残りの検出点では光学的な調整後のオフセットを記憶しておくことが好ましい。 In the adjustment of the detection origin optically, because it is difficult to make the offsets to zero at all the remaining detection points other than the representative detection point, and stores the offset after the optical adjustment at the remaining detection points it is preferable advance.

次に、多点AF系(90a,90b)の複数の検出点に個別に対応する複数の受光素子(センサ)間の検出値のオフセット補正(以下、AFセンサ間オフセット補正と呼ぶ)について説明する。 Next, the multipoint AF system (90a, 90b) a plurality of light receiving elements (sensors) detected value of the offset correction while individually corresponding to a plurality of detection points (hereinafter, referred to as inter-AF sensor offset correction) will be described .

このAFセンサ間オフセット補正に際しては、主制御装置20は、図12(A)に示されるように、所定の基準平面を備えた前述のFDバー46に対して多点AF系(90a,90b)の照射系90aから検出ビームを照射させ、FDバー46表面(基準平面)からの反射光を受光した多点AF系(90a,90b)の受光系90bからの出力信号を取り込む。 In the AF sensor between offset correction, the main controller 20, as shown in FIG. 12 (A), the multipoint AF system relative aforementioned FD bar 46 having a predetermined reference plane (90a, 90b) to the irradiation of the detection beam from the irradiation system 90a, captures the output signal from photodetection system 90b of FD bar 46 surface multipoint AF system that receives reflected light from the (reference plane) (90a, 90b).

この場合において、FDバー46表面が、XY平面に平行に設定されているのであれば、主制御装置20は、上述の如くして取り込んだ出力信号に基づいて、複数の検出点に個別に対応する複数のセンサの検出値(計測値)の関係を求め、その関係をメモリに記憶する、あるいは、全てのセンサの検出値が、例えば、前述のフォーカスキャリブレーションの際の代表的な検出点に対応するセンサの検出値と同一値となるように、各センサの検出オフセットを電気的に調整することで、AFセンサ間オフセット補正を行うことができる。 In this case, FD bar 46 surface, if is set parallel to the XY plane, main controller 20, based on the output signal taken by as described above, individually corresponding to a plurality of detection points obtained relation detection values ​​of the plurality of sensors (measurement value) to and stores the relationship in a memory, or the detection values ​​of all the sensors, for example, the representative detection point for the focus calibration described above as the detection value and the same value of the corresponding sensor, by electrically adjusting the detection offset of each sensor can be performed between the AF sensor offset correction.

しかるに、本実施形態では、多点AF系(90a,90b)の受光系90bからの出力信号の取り込みの際に、主制御装置20は、図12(A)に示されるように、Zヘッド74 4 ,74 5 ,76 1 ,76 2を用いて計測ステージMST(FDバー46と一体)の表面の傾きを検出しているので、必ずしもFDバー46表面をXY平面に平行に設定する必要はない。 However, in the present embodiment, the multipoint AF system (90a, 90b) in the output signal of the uptake from photodetection system 90b of the main controller 20, as shown in FIG. 12 (A), Z head 74 4, 74 5, 76 1, 76 2 since by detecting the inclination of the surface of the measuring stage MST (FD bar 46 integral with) with, it does not necessarily have to be set parallel to FD bar 46 surface XY plane . すなわち、図12(B)に模式的に示されるように、各検出点における検出値が、それぞれ同図中の矢印で示されるような値になっており、検出値の上端を結ぶ線が同図中の点線で示されるような凹凸があるものとすれば、その検出値の上端を結ぶ線が同図中の実線で示されるようになるように、各検出値を調整すれば良い。 That is, as schematically shown in FIG. 12 (B), the detection value at each detection point, and the value as severally indicated by arrows in the drawing, respectively, a line connecting the upper end of the detection value the Assuming that there is unevenness as shown in the dotted line in the drawing, so that a line connecting the upper end of the detection value becomes as shown by the solid line in the drawing, it may be adjusted each detected value.

次に、本実施形態の露光装置100における、ウエハステージWSTと計測ステージMSTとを用いた並行処理動作について、図13〜図23に基づいて説明する。 Then, in the exposure apparatus 100 of the present embodiment, the parallel processing operation using wafer stage WST and measurement stage MST, will be described with reference to FIGS. 13 to 23. なお、以下の動作中、主制御装置20によって、局所液浸装置8の液体供給装置5及び液体回収装置6の各バルブの開閉制御が前述したようにして行われ、投影光学系PLの先端レンズ191の射出面側には常時水が満たされている。 In the following during operation, the main controller 20, conducted close control of each valve of liquid supply unit 5 and liquid recovery unit 6 of local liquid immersion device 8 is as described above, the projection optical system PL of tip lens 191 on the exit surface side of the are met at all times water. しかし、以下では、説明を分かり易くするため、液体供給装置5及び液体回収装置6の制御に関する説明は省略する。 However, in the following, for ease of description, description will be omitted regarding control of liquid supply unit 5 and liquid recovery unit 6. また、以後の動作説明は、多数の図面を用いて行うが、図面毎に同一の部材に符号が付されていたり、付されていなかったりしている。 Also, the description of the operation of the later, is performed using a number of figures, or have code attached to the same members in each drawing, and may not yet been issued. すなわち、図面毎に、記載している符号が異なっているが、それら図面は符号の有無に関わらず、同一構成である。 That is, for each drawing, but the code is different, which describes, they drawings or without sign, the same configuration. これまでに説明に用いた、各図面についても同様である。 Used in the description so far, it is the same for each drawing.

図13には、ウエハステージWST上に載置されたウエハWに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われている状態が示されている。 Figure 13 shows a state where exposure by the step-and-scan method of wafer W mounted on wafer stage WST is performed is shown. この露光は、開始前に行われるウエハアライメント(EGA:Enhanced Global Alignment)等の結果に基づいて、ウエハW上の各ショット領域の露光のための走査開始位置(加速開始位置)へウエハステージWSTを移動するショット間移動と、各ショット領域に対してレチクルRに形成されたパターンを走査露光方式で転写する走査露光と、を繰り返すことにより行われる。 This exposure, wafer alignment is performed before the start: based on (EGA Enhanced Global Alignment) etc. result, the scanning start position for exposure of each shot area on the wafer W to (acceleration starting position) of the wafer stage WST is performed by repeating the movement between shots of moving, and scanning exposure for transferring a pattern formed on the reticle R to each shot area by a scanning exposure method, a. また、露光は、ウエハW上の−Y側に位置するショット領域から+Y側に位置するショット領域の順で行われる。 The exposure is performed in order of the shot area located from the shot area + Y side located on the -Y side on wafer W. なお、投影ユニットPUとウエハWとの間に液浸領域14が形成された状態で行われる。 Incidentally, it is performed in a state where liquid immersion area 14 is formed between the projection unit PU and wafer W.

上述の露光中、主制御装置20により、ウエハステージWSTのXY面内の位置(θz方向の回転を含む)は、2つのYエンコーダ70A,70Cと、2つのXエンコーダ70B,70Dの一方との合計3つのエンコーダの計測結果に基づいて制御されている。 During exposure of the above, the main controller 20 (including the rotation in the θz direction) position within the XY plane of wafer stage WST, two Y encoders 70A, and 70C, two X encoders 70B, and one of 70D It is controlled based on measurement results of a total of three encoders. ここで、2つのXエンコーダ70B,70Dは、Xスケール39X 1 ,39X 2のそれぞれに対向する2つのXヘッド66によって構成され、2つのYエンコーダ70A,70Cは、Yスケール39Y 1 ,39Y 2のそれぞれに対向するYヘッド65、64により構成される。 In this case, the two X encoders 70B, 70D is constituted by the X scales 39X 1, two X heads 66 facing the respective 39X 2, two Y encoders 70A, 70C is the Y scales 39Y 1, 39Y 2 composed of Y heads 65 and 64 that face each. また、ウエハステージWSTのZ位置とθy方向の回転(ローリング)は、ウエハテーブルWTB表面のX軸方向一側と他側の端部にそれぞれ対向する、ヘッドユニット62C,62Aにそれぞれ属するZヘッド74 i ,76 iの計測値に基づいて制御されている。 Further, the rotation of the Z position and the θy direction of wafer stage WST (rolling) is, Z head 74 belonging respectively facing an end portion of the X-axis direction one side and the other side of wafer table WTB surface, the head unit 62C, the 62A respectively i, 76 i on the basis of the measured values are controlled. ウエハステージWSTのθx回転(ピッチング)は、Y干渉計16の計測値に基づいて制御されている。 θx rotation of wafer stage WST (pitching) is controlled based on the measurement values ​​of Y interferometer 16. なお、ウエハテーブルWTBの第2撥水板28bの表面にZヘッド74 i 、76 iを含む3個以上のZヘッドが対向する場合には、Zヘッド74 i 、76 i及びその他の1つのZヘッドの計測値に基づいて、ウエハステージWSTのZ軸方向の位置、θy回転(ローリング)及びθx回転(ピッチング)を制御することも可能である。 In the case where three or more Z heads including Z head 74 i, 76 i on the surface of second water repellent plate 28b of wafer table WTB is opposed, Z heads 74 i, 76 i and other one Z based on the measurement values ​​of the head, the position of the Z-axis direction of wafer stage WST, it is also possible to control the θy rotation (rolling) and θx rotation (pitching). いずれにしても、ウエハステージWSTのZ軸方向の位置、θy方向の回転、及びθx方向の回転の制御(すなわちウエハWのフォーカス・レベリング制御)は、事前に行われるフォーカスマッピングの結果に基づいて行われている。 In any case, the position of the Z-axis direction of wafer stage WST, the rotation of the θy direction, and θx direction of the control of the rotation (i.e. focus leveling control of wafer W), based on the result of the focus mapping performed beforehand It has been made.

図13に示される、ウエハステージWSTの位置では、Xスケール39X 1にはXヘッド66 5 (図13中に丸で囲んで示されている)が対向するが、Xスケール39X 2に対向するXヘッド66はない。 Shown in Figure 13, the position of wafer stage WST, but X is the scale 39X 1 (shown circled in Figure 13) X heads 66 5 faces, facing X scale 39X 2 X head 66 is not. そのため、主制御装置20は、1つのXエンコーダ70Bと2つのYエンコーダ70A,70Cを用いて、ウエハステージWSTの位置(X,Y,θz)制御を実行している。 Therefore, the main controller 20, running one X encoder 70B and two Y encoders 70A, using a 70C, the position of wafer stage WST (X, Y, [theta] z) controls. ここで、図13に示される位置からウエハステージWSTが−Y方向に移動すると、Xヘッド66 5はXスケール39X 1から外れ(対向しなくなり)、代わりにXヘッド66 4 (図13中に破線の丸で囲んで示されている)がXスケール39X 2に対向する。 In this case, when wafer stage WST moves from the position shown in FIG. 13 moves in the -Y direction, the X heads 66 5 (no longer faces) off the X scales 39X 1, the broken line in the X heads 66 4 (FIG. 13 instead It is shown enclosed in a circle in which) faces X scale 39X 2. そこで、主制御装置20は、1つのXエンコーダ70Dと2つのYエンコーダ70A,70Cを用いるステージ制御に切り換える。 Therefore, main controller 20 uses one X encoder 70D and two Y encoders 70A, it switched to the stage control using 70C.

また、図13に示される位置にウエハステージWSTがあるとき、Zヘッド74 3 ,76 3 (図13中に丸で囲んで示されている)がそれぞれYスケール39Y 2 ,39Y 1に対向している。 Further, when there is a wafer stage WST to the position shown in FIG. 13, opposite Z heads 743, 763 (shown circled in FIG. 13) in the Y scales 39Y 2, 39Y 1 respectively there. そのため、主制御装置20は、Zヘッド74 3 ,76 3を用いて、ウエハステージWSTの位置(Z,θy)制御を実行している。 Therefore, main controller 20 uses the Z head 74 3, 76 3, the position of wafer stage WST (Z, [theta] y) running control. ここで、図13に示される位置からウエハステージWSTが+X方向に移動すると、Zヘッド74 3 ,76 3は対応するYスケールから外れ、代わりにZヘッド74 4 ,76 4 (図中に破線の丸で囲んで示されている)がそれぞれYスケール39Y 2 ,39Y 1に対向する。 In this case, when wafer stage WST moves from the position shown in FIG. 13 moves in the + X direction, the Z head 74 3, 76 3 deviates from the corresponding Y scales, alternatively Z head 74 4, 76 4 (the dashed line in FIG. shown circled) faces the Y scales 39Y 2, 39Y 1 respectively. そこで、主制御装置20は、Zヘッド74 4 ,76 4を用いるステージ制御に切り換える。 Therefore, main controller 20 switches the stage control using Z head 74 4, 76 4.

このように、主制御装置20は、ウエハステージWSTの位置座標に応じて、使用するエンコーダとZヘッドを絶えず切り換えて、ステージ制御を実行している。 Thus, the main controller 20, according to the position coordinates of the wafer stage WST, constantly switched encoder and Z head used, running stage control.

なお、上述の計測器系を用いたウエハステージWSTの位置計測と独立に、干渉計システム118を用いたウエハステージWSTの位置(X,Y,Z,θx,θy,θz)計測が、常時、行われている。 Incidentally, independently of the position measurement of wafer stage WST using the above-described measuring instrument system, the position of wafer stage WST using the interferometer system 118 (X, Y, Z, θx, θy, θz) are measured constantly, It has been made. ここで、干渉計システム118を構成するX干渉計126,127,又は128を用いてウエハステージWSTのX位置とθz回転(ヨーイング)が、Y干渉計16を用いてY位置、θx回転、及びθz回転が、Z干渉計43A,43B(図13では不図示、図1又は2を参照)を用いてY位置、Z位置、θy回転、及びθz回転が計測される。 Here, X interferometers 126 and 127 constituting the interferometer system 118, or the X position and θz rotation of wafer stage WST using the 128 (yawing) is, Y position, [theta] x rotation with Y interferometer 16, and θz rotation, Z interferometers 43A, 43B Y position using the (not shown in FIG. 13, referring to FIG. 1 or 2), Z position, [theta] y rotation, and θz rotation is measured. X干渉計126,127,及び128は、ウエハステージWSTのY位置に応じて、いずれか1つが使用される。 X interferometers 126, 127 and 128, depending on the Y position of wafer stage WST, one is used. 露光中は、図13に示したように、X干渉計126が使用される。 During exposure, as shown in FIG. 13, X interferometer 126 is used. 干渉計システム118の計測結果は、ピッチング量(θx回転)を除き、補助的に、又は、後述するバックアップの際、あるいはエンコーダシステムによる計測が出来ないときなどにウエハステージWSTの位置制御に利用される。 The measurement results of interferometer system 118, except for the pitching amount ([theta] x rotation), secondarily, or is used for position control of wafer stage WST, such as when you can not measure by or encoder system, when the backup to be described later that.

ウエハWの露光が終了すると、主制御装置20は、ウエハステージWSTをアンロードポジションUPに向けて駆動する。 When the exposure of the wafer W is completed, main controller 20 drives wafer stage WST toward unloading position UP. その際、露光中には互いに離れていたウエハステージWSTと計測ステージMSTとが、接触或いは300μm程度の離間距離を挟んで近接して、スクラム状態に移行する。 At that time, during the exposure the wafer stage WST was away from each other and measurement stage MST, close across the distance of about contact or 300 [mu] m, the process proceeds to scrum state. ここで、計測テーブルMTB上のFDバー46の−Y側面とウエハテーブルWTBの+Y側面とが接触或いは近接する。 Here, the + Y side surface on the -Y side and the wafer table WTB of FD bar 46 on the measurement table MTB are in contact or close proximity. このスクラム状態を保って、両ステージWST,MSTが−Y方向に移動することにより、投影ユニットPUの下に形成される液浸領域14は、計測ステージMST上に移動する。 Keeping the scrum state, both stages WST, MST is by moving in the -Y direction, the liquid immersion area 14 formed under projection unit PU moves on measurement stage MST. 例えば図14、図15には、移動後の状態が示されている。 For example, FIGS. 14 and 15 show the state after the movement is shown.

ウエハステージWSTが、更に−Y方向へ移動して有効ストローク領域(ウエハステージWSTが露光及びウエハアライメント時に移動する領域)から外れると、エンコーダ70A〜70Dを構成する全てのXヘッド、Yヘッド及び全てのZヘッドが、ウエハテーブルWTB上の対応するスケールから外れる。 Wafer stage WST, deviates from the effective stroke area further moved in the -Y direction (area wafer stage WST is moved during exposure and wafer alignment), all X heads constituting the encoder 7OA to 7OD, Y heads and all Z head is disengaged from the corresponding scale on wafer table WTB. そのため、エンコーダ70A〜70D及びZヘッド74 i 、76 jの計測結果に基づくステージ制御が不可能になる。 Therefore, it becomes impossible to stage control based on the measurement results of the encoder 70A~70D and Z heads 74 i, 76 j. その直前に、主制御装置20は、干渉計システム118の計測結果に基づくステージ制御に切り換える。 Immediately before, the main controller 20 switches the stage control based on the measurement results of interferometer system 118. ここで、3つのX干渉計126,127,128のうちX干渉計128が使用される。 Here, X interferometer 128 of the three X interferometers 126, 127, 128 are used.

その後、図14に示されるように、ウエハステージWSTは、計測ステージMSTとのスクラム状態を解除し、アンロードポジションUPに移動する。 Thereafter, as shown in FIG. 14, the wafer stage WST releases the scrum state with measurement stage MST, is moved to the unloading position UP. 移動後、主制御装置20は、ウエハテーブルWTB上のウエハWをアンロードする。 After the movement, the main control device 20, to unload the wafer W on the wafer table WTB. そして、図15に示されるように、ウエハステージWSTを+X方向に駆動してローディングポジションLPに移動させ、ウエハテーブルWTB上に次のウエハWをロードする。 Then, as shown in Figure 15, the wafer stage WST + X direction by driving to loading position LP, to load the next wafer W onto wafer table WTB.

これらの動作と平行して、主制御装置20は、計測ステージMSTに支持されたFDバー46のXY面内での位置調整と、4つのセカンダリアライメント系AL2 1 〜AL2 4のベースライン計測と、を行うSec-BCHK(セカンダリ・ベースライン・チェック)を実行する。 In parallel with these operations, the main controller 20, the position adjustment in the XY plane of FD bar 46 which is supported on measurement stage MST, a baseline measurement of four secondary alignment systems AL2 1 AL24 4, to run the Sec-BCHK (secondary baseline check) to perform. Sec-BCHKはウエハ交換毎にインターバル的に行う。 Sec-BCHK is performed on an interval basis for every wafer exchange. ここで、XY面内の位置(θz回転)を計測するために、Yヘッド67 3 ,68 2とYヘッド67 3 ,68 2のそれぞれが対向するFDバー46上の一対の基準格子52とから構成されるYエンコーダ70E,70Fが使用される。 Here, in order to measure the position in the XY plane ([theta] z rotation), the Y heads 67 3, 68 2 and Y head 67 3, 68 each of the two faces FD bar 46 on the pair of reference gratings 52 constituted Y encoders 70E, 70F are used.

次に、主制御装置20は、図16に示されるように、ウエハステージWSTを駆動し、計測プレート30上の基準マークFMをプライマリアライメント系AL1の検出視野内に位置決めし、アライメント系AL1,AL2 1 〜AL2 4のベースライン計測の基準位置を決定するPri-BCHK(プライマリ・ベースライン・チェック)の前半の処理を行う。 Next, main controller 20, as shown in FIG. 16, drives the wafer stage WST, and positions reference mark FM on measurement plate 30 within a detection field of primary alignment system AL1, alignment systems AL1, AL2 performing first half of the processing of 1 AL24 determining the reference position of the baseline measurement of 4 Pri-BCHK (primary baseline check).

このとき、図16に示されるように、2つのYヘッド68 2 ,67 3と1つのXヘッド66 1 (図中に丸で囲んで示されている)が、それぞれYスケール39Y 1 ,39Y 2とXスケール39X 2に対向するようになる。 At this time, as shown in FIG. 16, 2 two Y heads 68, 67 3 and one X heads 66 1 (shown circled in the drawing) are respectively Y scales 39Y 1, 39Y 2 and come to face the X scale 39X 2. そこで、主制御装置20は、干渉計システム118からエンコーダシステム150(エンコーダ70A,70C,70D)を用いたステージ制御へ切り換える。 Therefore, main controller 20 switches from the interferometer system 118 encoder system 150 (encoders 70A, 70C, 70D) to the stage control using. 干渉計システム118は、θx回転の計測を除き、再び補助的に使用される。 Interferometer system 118, except for the measurement of the θx rotation, used secondarily again. なお、3つのX干渉計126,127,128のうちX干渉計127が使用される。 Incidentally, X interferometer 127 of the three X interferometers 126, 127, 128 are used.

次に、主制御装置20は、上述の3つのエンコーダの計測値に基づいて、ウエハステージWSTの位置を管理しつつ、3つのファーストアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを検出する位置へ向けてのウエハステージWSTの+Y方向への移動を開始する。 Next, main controller 20, based on the measurement values ​​of the three encoders described above, while controlling the position of wafer stage WST, towards a position for detecting the alignment marks arranged in the three first alignment shot areas to start the movement in the + Y direction of the wafer stage WST.

そして、ウエハステージWSTが図17に示される位置に到達すると、主制御装置20は、ウエハステージWSTを停止する。 Then, when wafer stage WST reaches the position shown in Figure 17, the main controller 20 stops wafer stage WST. これに先立って、主制御装置20は、Zヘッド72a〜72dの全部又は一部がウエハテーブルWTBと対向した時点又はその前の時点で、それらZヘッド72a〜72dを作動させ(オンにし)、ウエハステージWSTのZ位置及び傾斜(θy回転)の計測を開始する。 Prior to this, the main controller 20, Z all or part of the head 72a to 72d is at its pre or point opposed to the wafer table WTB, to those operating the Z head 72a to 72d (and on), Z position of wafer stage WST and starts measuring the tilt ([theta] y rotation).

ウエハステージWSTの停止後、主制御装置20は、プライマリアライメント系AL1,セカンダリアライメント系AL2 2 ,AL2 3を用いて、3つのファーストアライメントショット領域ASに付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し(図17中の星マーク参照)、上記3つのアライメント系AL1,AL2 2 ,AL2 3の検出結果とその検出時の上記3つのエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。 After stopping the wafer stage WST, main controller 20, the primary alignment system AL1, using a secondary alignment systems AL2 2, AL2 3, almost simultaneously and individually detects the alignment marks arranged in the three first alignment shot areas AS and (refer to the star mark in FIG. 17), the three alignment systems AL1, AL2 2, in association with AL2 3 detection results and the measurement value of the detection time of the three encoders is stored in a memory (not shown).

上述のように本実施形態では、ファーストアライメントショット領域のアライメントマークの検出を行う位置で、計測ステージMSTとウエハステージWSTとの接触状態(又は近接状態)への移行が完了し、その位置から、主制御装置20によって、その接触状態(又は近接状態)での両ステージWST,MSTの+Y方向への移動(5つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを検出する位置に向かってのステップ移動)が開始される。 In the present embodiment as described above, at the position where the detection of the alignment mark of the first alignment shot areas, the migration is complete to the state of contact between the measurement stage MST and wafer stage WST (or proximity state), from its position, the main controller 20, the step movement of toward the both stages WST at the contact state (or proximity state) to detect the alignment marks arranged moved (to the five second alignment shot areas in the + Y direction MST position ) is started. この両ステージWST,MSTの+Y方向への移動開始に先立って、主制御装置20は、図17に示されるように、多点AF系(90a,90b)の検出ビームのウエハテーブルWTBへの照射を開始する。 The both stages WST, prior to the movement start in the + Y direction of MST, the main controller 20, as shown in FIG. 17, the irradiation of the wafer table WTB in the detection beam of the multipoint AF system (90a, 90b) the start. これにより、ウエハテーブルWTB上に多点AF系の検出領域が形成される。 Accordingly, the detection area of ​​the multipoint AF system is formed on wafer table WTB.

そして、上記の両ステージWST,MSTの+Y方向への移動中に、図18に示される位置に両ステージWST,MSTが到達すると、主制御装置20は、前述したフォーカスキャリブレーション前半の処理を行い、基準軸LVにウエハテーブルWTBのセンターラインが一致した状態におけるZヘッド72a,72b、72c,72dの計測値(ウエハテーブルWTBのX軸方向の一側と他側の端部における面位置情報)と、多点AF系(90a,90b)による計測プレート30表面の検出結果(面位置情報)との関係を求める。 Then, the above-mentioned both stages WST, while movement in the + Y direction MST, both stages WST to the position shown in Figure 18, when the MST is reached, the main controller 20 performs the processing of the focus calibration former half of the aforementioned , Z heads 72a in a state where the reference axis LV centerline of wafer table WTB coincides, 72b, 72c, the measurement value of 72d (surface position information at end portions on one side and the other side of the X-axis direction of wafer table WTB) If, obtaining the relationship between the multipoint AF system (90a, 90b) by the measuring plate 30 surface of the detection result (surface position information). このとき、液浸領域14は、FDバー46上面に形成されている。 At this time, liquid immersion area 14 is formed on the FD bar 46 upper surface.

そして、両ステージWST,MSTが接触状態(又は近接状態)を保ったまま+Y方向へ更に移動し、図19に示される位置に到達すると、5つのアライメント系AL1,AL2 1 〜AL2 4を用いて、5つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し(図19中の星マーク参照)、上記5つのアライメント系AL1,AL2 1 〜AL2 4の検出結果とその検出時のウエハステージWSTのXY平面内の位置を計測している3つのエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。 Then, when both stages WST, MST further move in the + Y direction while maintaining the contact state (or proximity state), and reaches the position shown in Figure 19, using five alignment systems AL1, AL2 1 AL24 4 five second alignment shot alignment marks arranged in the region almost simultaneously and individually detected (refer to the star mark in FIG. 19), the five alignment systems AL1, AL2 1 AL24 during fourth detection result and the detection in association with the position of the XY plane of wafer stage WST and measurement values ​​of the three encoders that measure stored in a memory (not shown). このとき、主制御装置20は、Xスケール39X 2に対向するXヘッド66 2 (Xリニアエンコーダ70D)及びYリニアエンコーダ70A,70Cの計測値に基づいて、ウエハステージWSTのXY平面内の位置を制御している。 At this time, the main controller 20, X X head 66 facing the scale 39X 2 2 (X linear encoder 70D) and Y linear encoders 70A, based on the 70C measurements, the position of wafer stage WST within the XY plane and it is controlled.

また、主制御装置20は、上記の5つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの同時検出の終了後、接触状態(又は近接状態)での両ステージWST,MSTの+Y方向への移動を再び開始すると同時に、図19に示されるように、Zヘッド72a〜72dと多点AF系(90a,90b)とを用いた前述のフォーカスマッピングを開始する。 Further, main controller 20, after completion of the simultaneous detection of the alignment marks arranged in the five second alignment shot areas described above, both stages WST at the contact state (or proximity state), the movement in the + Y direction MST and at the same time started again, as shown in FIG. 19, it starts the above-described focus mapping using Z heads 72a~72d and the multipoint AF system (90a, 90b).

そして、両ステージWST,MSTが、図20に示される計測プレート30が投影光学系PLの直下に配置される位置に到達すると、主制御装置20は、ウエハステージWSTの投影光学系PLの光軸方向に関する位置(Z位置)を制御に用いるZヘッドを、Zヘッド74 i 、76 jに切り換えることなく、Zヘッド72a,72b、72c,72dによって計測される面位置情報を基準とする、ウエハステージWST(計測プレート30)の(Z位置を制御を継続した状態で、前述したフォーカスキャリブレーション後半の処理を行う。 Then, when both stages WST, MST is the measurement plate 30 shown in FIG. 20 reaches the position that is located directly below projection optical system PL, main controller 20, the optical axis of the projection optical system PL of the wafer stage WST the Z head used position regarding direction (Z position) control, without switching the Z head 74 i, 76 j, and the reference Z heads 72a, 72b, 72c, the surface position information measured by 72d, the wafer stage WST while continuing control (Z position of the (measurement plate 30), the process of the second half focus calibration described above.

そして、主制御装置20は、上述のフォーカスキャリブレーション前半の処理及び後半所の処理の結果に基づいて、前述した手順で、多点AF系(90a,90b)の代表的な検出点におけるオフセットを求め、内部メモリに格納する。 Then, the main controller 20, based on the focus calibration former half of the process and results of the processing of the second half plant described above, in the procedure described above, the offset in the representative detection point of the multipoint AF system (90a, 90b) required, and stored in the internal memory. そして、主制御装置20は、露光時に、フォーカスマッピングの結果得られたマッピング情報を読み出す際に、そのマッピング情報にオフセット分を加算することとしている。 Then, the main controller 20, during exposure, when reading the resulting mapping information of the focus mapping is set to adding the offset to the mapping information.

なお、この図20の状態では、前述のフォーカスマッピングは続行されている。 Incidentally, in the state of FIG. 20, the focus mapping described above is being continued.

上記の接触状態(又は近接状態)での両ステージWST,MSTの+Y方向への移動により、ウエハステージWSTが、図21に示される位置に達すると、主制御装置20は、ウエハステージWSTをその位置で停止させるとともに、計測ステージMSTについては、そのまま+Y方向への移動を続行させる。 Both stages WST in the contact state (or proximity state), by movement in the + Y direction MST, wafer stage WST reaches the position shown in Figure 21, the main controller 20, the wafer stage WST with stops at the position, the measurement stage MST is to continue the movement of the intact + Y direction. そして、主制御装置20は、5つのアライメント系AL1,AL2 1 〜AL2 4を用いて、5つのサードアライメントショット領域に付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し(図21中の星マーク参照)、上記5つのアライメント系AL1,AL2 1 〜AL2 4の検出結果とその検出時の上記3つのエンコーダの計測値とを関連付けて内部メモリに格納する。 Then, the main controller 20, five with alignment systems AL1, AL2 1 AL24 4, five third alignment shot alignment marks arranged in the region almost simultaneously and individually detected (star mark in FIG. 21 see), and stores in the internal memory in association with the measurement values of the five alignment systems AL1, AL2 1 AL24 4 detection result and the detection time of the three encoders. また、この時点でも、フォーカスマッピングは続行されている。 Also, at this point, the focus mapping is being continued.

一方、上記のウエハステージWSTの停止から所定時間後に、計測ステージMSTとウエハステージWSTとは、接触(又は近接状態)から離間状態に移行する。 On the other hand, after a predetermined time from the stop of the wafer stage WST, and the measurement stage MST and wafer stage WST, it shifts to the separation state from the contact (or proximity state). この離間状態に移行後、主制御装置20は、計測ステージMSTが、露光開始まで待機する露光開始待機位置に達すると、その位置で停止させる。 After shifting to the separation state, main controller 20, measurement stage MST reaches an exposure start waiting position to wait for start of exposure, it is stopped at that position.

次に、主制御装置20は、3つのフォースアライメントショットに付設されたアライメントマークを検出する位置へ向けてのウエハステージWSTの+Y方向への移動を開始する。 Next, main controller 20 starts movement in the + Y direction of wafer stage WST toward a position to detect the alignment marks arranged in the three fourth alignment shot. このとき、フォーカスマッピングは続行されている。 At this time, the focus mapping is being continued. 一方、計測ステージMSTは、上記露光開始待機位置で待機している。 Meanwhile, measurement stage MST is waiting at the exposure start waiting position described above.

そして、ウエハステージWSTが図22に示される位置に到達すると、主制御装置20は、直ちにウエハステージWSTを停止させ、プライマリアライメント系AL1,セカンダリアライメント系AL2 2 ,AL2 3を用いて、ウエハW上の3つのフォースアライメントショット領域に付設されたアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し(図22中の星マーク参照)、上記3つのアライメント系AL1,AL2 2 ,AL2 3の検出結果とその検出時の上記4つのエンコーダのうちの3つのエンコーダの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。 Then, when wafer stage WST reaches the position shown in Figure 22, the main controller 20 immediately wafer stage WST stops, the primary alignment system AL1, using a secondary alignment systems AL2 2, AL2 3, the wafer W almost simultaneously and individually detects the alignment marks arranged in the three fourth alignment shot areas (refer to the star mark in FIG. 22), the three alignment systems AL1, AL2 2, AL2 3 when the detection result and the detection association of the measurement values ​​of the three encoders of the four encoders stored in a memory (not shown). この時点でも、フォーカスマッピングは続行され、計測ステージMSTは、上記露光開始待機位置で待機したままである。 At this point, the focus mapping is being continued, measurement stage MST is still waiting at the exposure start waiting position. そして、主制御装置20は、このようにして得た合計16個のアライメントマークの検出結果と対応するエンコーダの計測値とを用いて、例えば特開昭61−44429号公報などに開示される統計演算を行って、エンコーダシステムの上記4つのエンコーダの計測軸で規定される座標系上におけるウエハW上の全てのショット領域の配列情報(座標値)を算出する。 Then, main controller 20, in this way using a measurement value of the detection result and the corresponding encoder total of 16 alignment marks obtained, is disclosed in, for example, 4,780,617 JP Statistics It performs operation to calculate the sequence information of all the shot areas on wafer W on a coordinate system defined by the measurement axes of the four encoders of the encoder system (coordinate values).

次に、主制御装置20は、ウエハステージWSTを再度+Y方向へ移動させながら、フォーカスマッピングを続行する。 Next, main controller 20, while moving wafer stage WST to the + Y direction again, to continue the focus mapping. そして、多点AF系(90a,90b)からの検出ビームがウエハW表面から外れると、図23に示されるように、フォーカスマッピングを終了する。 Then, when the detection beam from the multipoint AF system (90a, 90b) is disengaged from the wafer W surface, as shown in FIG. 23 ends the focus mapping.

その後、主制御装置20は、ウエハステージWSTを、ウエハW上のファーストショットの露光のための走査開始位置(露光開始位置)に移動させるが、その移動の途中で、ウエハステージWSTのZ位置、θy回転及びθx回転を維持したまま、ウエハステージWSTのZ位置、θy回転の制御に用いるZヘッドを、Zヘッド72a〜72dから、Zヘッド74 i 、74 jに切り換える。 Thereafter, the main controller 20 moves wafer stage WST, but is moved to the scanning start position for exposure of the first shot on wafer W (exposure start position), in the course of its movement, Z position of the wafer stage WST, while maintaining the θy rotation and θx rotation, Z position of the wafer stage WST, a Z head used for controlling the θy rotation, the Z head 72a to 72d, switches the Z heads 74 i, 74 j. その切り換え後、直ちに、主制御装置20は、前述のウエハアライメント(EGA)の結果及び最新の5つのアライメント系AL1,AL2 1 〜AL2 4のベースラインの計測結果等に基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を、液浸露光にて行い、ウエハW上の複数のショット領域にレチクルパターンを順次転写する。 After the switching immediately, the main controller 20, based on the results and the latest five alignment systems AL1, AL2 1 of AL24 4 baseline measurement results of the foregoing wafer alignment (EGA), the step & the exposure scanning method, performed at the immersion exposure, sequentially transfers the reticle pattern onto a plurality of shot areas on the wafer W. 以降、同様の動作が繰り返し行われる。 Later, the same operation is repeated.

次に、Zヘッドの計測結果を用いた、ウエハステージWSTのZ位置と傾斜量の算出方法について説明する。 Next, using the measurement results of the Z head, it describes a method of calculating the Z position and the tilt amount of the wafer stage WST. 主制御装置20は、フォーカスキャリブレーションとフォーカスマッピング時には面位置計測システム180(図6参照)を構成する4つのZヘッド70a〜70dを用いて、ウエハステージWSTの高さZと傾斜(ローリング)θyを計測する。 The main controller 20, using four Z heads 70a~70d during focus calibration and focus mapping constituting the surface position measurement system 180 (see FIG. 6), inclined to the height Z of wafer stage WST (rolling) [theta] y to measure. また、主制御装置20は、露光時には2つのZヘッド74 i ,76 j (i,jは1〜5のいずれか)を用いて、ウエハステージWSTの高さZと傾斜(ローリング)θyを計測する。 The main control unit 20, at the time of exposure of two Z heads 74 i, 76 j (i, j is one of 1 to 5) with the height Z and tilt of the wafer stage WST (rolling) [theta] y measurement to. なお、各Zヘッドは対応するYスケール39Y 1又は39Y 2上に形成された反射型回折格子にプローブビームを投射し、その反射光を受光することにより、反射型回折格子の面位置を計測する構成になっている。 Each Z head projects a probe beam the corresponding Y scales 39Y 1 or 39Y reflection grating formed on 2, by receiving the reflected light, measures the surface position of the reflection type diffraction grating It has a configuration.

図24(A)に、基準点Oにおいて高さZ 、X軸回りの回転角(傾斜角)θx、Y軸回りの回転角(傾斜角)θyの2次元平面を示す。 Figure 24 (A), the height at the reference point O Z 0, X-axis rotational angle (tilt angle) [theta] x, the rotation angle of the Y-axis (tilt angle) shows a two-dimensional plane of the [theta] y. この平面の位置(X,Y)における高さZは、次式(8)の関数で与えられる。 Height Z at position (X, Y) of this plane is given by a function of the following equation (8).

f(X,Y)=−tanθy・X+tanθx・Y+Z ……(8) f (X, Y) = - tanθy · X + tanθx · Y + Z 0 ...... (8)

図24(B)に示されるように、露光時には、2つのZヘッド74 i ,76 j (i,jは1〜5のいずれか)を用いて、ウエハステージWSTの移動基準面と投影光学系PLの光軸AXとの交点(基準点)Oにおける、ウエハテーブルWTBの移動基準面(XY平面に実質的に平行な面)からの高さZとローリングθyを計測する。 As shown in FIG. 24 (B), during exposure, two Z heads 74 i, 76 j (i, j is one of 1 to 5) is used to move the reference plane of the wafer stage WST and projection optical system PL at the intersection point (reference point) O between the optical axis AX of, measuring the height Z and rolling θy from movement reference surface of the surface position of wafer table WTB (substantially a plane parallel to the XY plane). ここでは、一例としてZヘッド74 ,76 を使用する。 Here, using the Z head 74 3, 76 3 as an example. 図24(A)の例と同様に、基準点OにおけるウエハテーブルWTBの高さをZ 、X軸周りの傾斜(ピッチング)をθx、Y軸周りの傾斜(ローリング)をθyとする。 As in the example of FIG. 24 (A), the height of the wafer table WTB at the reference point O tilt around Z 0, X axis (pitching) [theta] x, inclined about the Y axis (rolling) and [theta] y. このとき、XY平面内で座標(p ,q )に位置するZヘッド74 と座標(p ,q )に位置するZヘッド76 のそれぞれが提示するYスケール39Y 1 ,39Y 2 (に形成された反射型回折格子)の面位置の計測値Z ,Z は、式(8)と同様の理論式(9)、(10)に従う。 In this case, Y scales 39Y 1 to coordinates in the XY plane (p L, q L) positioned in the Z head 743 and the coordinates (p R, q R) each Z head 763 which is located to present, 39Y 2 measured value Z L, Z R of the surface position of (which is formed in the reflection type diffraction grating), the same theoretical formula as in formula (8) (9), according to (10).

=−tanθy・p +tanθx・q +Z ……(9) Z L = -tanθy · p L + tanθx · q L + Z 0 ...... (9)
=−tanθy・p +tanθx・q +Z ……(10) Z R = -tanθy · p R + tanθx · q R + Z 0 ...... (10)
従って、理論式(9)、(10)より、基準点OでのウエハテーブルWTBの高さZ とローリングθyは、Zヘッド74 ,76 の計測値Z ,Z を用いて、次式(11)、(12)のように表される。 Thus, the theoretical formula (9) and (10), the height Z 0 and rolling θy of wafer table WTB at the reference point O, using Z heads 743, 763 of the measured value Z L, the Z R, following equation (11) is expressed as (12).

={Z +Z −tanθx・(q +q )}/2 ……(11) Z 0 = {Z L + Z R -tanθx · (q L + q R)} / 2 ...... (11)
tanθy={Z −Z −tanθx・(q −q )}/(p −p )…(12) tanθy = {Z L -Z R -tanθx · (q L -q R)} / (p R -p L) ... (12)
なお、Zヘッドの他の組み合わせを使用する場合も、理論式(11)、(12)を用いることにより、基準点OにおけるウエハテーブルWTBの高さZ とローリングθyを算出することができる。 Incidentally, in the case of using other combinations of Z heads as well (11), can be calculated height Z 0 and rolling θy of wafer table WTB in that the reference point O using (12). ただし、ピッチングθxは、別のセンサシステム(本実施形態では干渉計システム118)の計測結果を用いる。 However, pitching θx uses the measurement results of another sensor system (interferometer system 118 in the present embodiment).

図24(B)に示されるように、フォーカスキャリブレーションとフォーカスマッピング時には、4つのZヘッド72a〜72dを用いて、多点AF系(90a、90b)の複数の検出点の中心点O'における、ウエハテーブルWTBの高さZとローリングθyを計測する。 As shown in FIG. 24 (B), in the focus in the calibration and during focus mapping, using four Z heads 72a to 72d, the multipoint AF system (90a, 90b) the center point O of the plurality of detection points of the ' , to measure the height Z and rolling θy of wafer table WTB. ここで、Zヘッド72a〜72dは、それぞれ位置(X,Y)=(p ,q ),(p ,q ),(p ,q ),(p ,q )に設置されている。 Here, Z head 72a~72d each position (X, Y) = (p a, q a), (p b, q b), (p c, q c), (p d, q d) to is set up. これらの位置は、図24(B)に示されるように、中心点O'=(Ox',Oy')に関して対称に、すなわちp =p ,p =p ,q =q ,q =q かつ(p +p )/2=(p +p )/2=Ox',(q +q )/2=(q +q )/2=Oy'と、設定されている。 These positions, as shown in FIG. 24 (B), the center point O '= (Ox', Oy ') symmetrically with respect to, i.e. p a = p b, p c = p d, q a = q c , q b = q d and (p a + p c) / 2 = (p b + p d) / 2 = Ox and ', (q a + q b ) / 2 = (q c + q d) / 2 = Oy', It has been set.

Zヘッド72a,72bの計測値Za,Zbの平均(Za+Zb)/2より、位置(p =p ,Oy')の点eでのウエハテーブルWTBの高さZeが、Zヘッド70c,70dの計測値Zc,Zdの平均(Zc+Zd)/2より、位置(p =p ,Oy')の点fでのウエハテーブルWTBの高さZfが、求められる。 Z heads 72a, 72b of the measurement values Za, than the average of Zb (Za + Zb) / 2 , the position (p a = p b, Oy ') height Ze of wafer table WTB at a point e of, Z heads 70c, 70d measurements Zc, than the average of Zd (Zc + Zd) / 2 , the position (p c = p d, Oy ') height Zf of wafer table WTB at a point f of obtained. ここで、中心点O'におけるウエハテーブルWTBの高さをZ 、Y軸周りの傾斜(ローリング)をθyとすると、ZeとZfはそれぞれ理論式(13)、(14)に従う。 Here, when the height of the wafer table WTB at the center point O 'Z 0, and θy inclined (rolling) about the Y axis, respectively, Ze and Zf theoretical formula (13), according to (14).

Ze{=(Za+Zb)/2}=−tanθy・(p +p −2Ox')/2+Z ……(13) Ze {= (Za + Zb) / 2} = - tanθy · (p a + p b -2Ox ') / 2 + Z 0 ...... (13)
Zf{=(Zc+Zd)/2}=−tanθy・(p +p −2Ox')/2+Z …(14) Zf {= (Zc + Zd) / 2} = - tanθy · (p c + p d -2Ox ') / 2 + Z 0 ... (14)
従って、理論式(13)、(14)より、中心点O'でのウエハテーブルWTBの高さZ とローリングθyは、Zヘッド70a〜70dの計測値Za〜Zdを用いて、次式(15)、(16)で表される。 Thus, the theoretical expression (13) and (14), the height Z 0 and rolling θy of wafer table WTB at the center point O ', using the measured value Za~Zd Z heads 70a through 70d, the following equation ( 15), represented by (16).

=(Ze+Zf)/2=(Za+Zb+Zc+Zd)/4 …(15) Z 0 = (Ze + Zf) / 2 = (Za + Zb + Zc + Zd) / 4 ... (15)
tanθy=−2(Ze−Zf)/(p +p −p −p tanθy = -2 (Ze-Zf) / (p a + p b -p c -p d)
=−(Za+Zb−Zc−Zd)/(p +p −p −p )…(16) = - (Za + Zb-Zc -Zd) / (p a + p b -p c -p d) ... (16)
ただし、ピッチングθxは、別のセンサシステム(本実施形態では干渉計システム118)の計測結果を用いる。 However, pitching θx uses the measurement results of another sensor system (interferometer system 118 in the present embodiment).

図16に示されるように、干渉計システム118によるウエハステージWSTのサーボ制御からエンコーダシステム150(エンコーダ70A〜70F)及び面位置計測システム180(Zヘッド72a〜72d,74 1 〜74 5 ,76 1 〜76 5 )によるサーボ制御へ切り換えた直後では、Zヘッド72b,72dの2つのみが対応するYスケール39Y 1 ,39Y 2に対向しているため、式(15)、式(16)を用いて、中心点O'におけるウエハステージWSTのZ,θy位置を算出することができない。 As shown in FIG. 16, interferometer system 118 encoder system 150 from the servo control of wafer stage WST by (encoders 70A to 70F) and surface position measurement system 180 (Z heads 72a~72d, 74 1 ~74 5, 76 1 to 76 5) immediately after switching to the servo control by, since facing Y scales 39Y 1, 39Y 2 that Z heads 72b, only two 72d corresponding formula (15), using equation (16) Te, Z of wafer stage WST at the center point O ', it is impossible to calculate the θy position. この場合、次式(17)、(18)を適用する。 In this case, the following equation (17), to apply (18).

={Z +Z −tanθx・(q +q −2Oy')}/2 ……(17) Z 0 = {Z b + Z d -tanθx · (q b + q d -2Oy ')} / 2 ...... (17)
tanθy={Z −Z −tanθx・(q −q )}/(p −p )…(18) tanθy = {Z b -Z d -tanθx · (q b -q d)} / (p d -p b) ... (18)
そして、ウエハステージWSTが+Z方向に移動し、それに伴いZヘッド72a,72cが対応するYスケール39Y 1 ,39Y 2に対向した後、上式(15)、(16)を適用する。 Then, wafer stage WST moves in the + Z direction, after the Z head 72a with it, 72c are opposed to the Y scales 39Y 1, 39Y 2 corresponding, above equation (15), to apply (16).

前述のように、ウエハWに対する走査露光は、ウエハWの表面の凹凸に応じて、ウエハステージWSTをZ軸方向及び傾斜方向に微小駆動してフォーカスを調整した上で、行われる。 As described above, the scanning exposure for the wafer W, depending on the unevenness of the surface of the wafer W, the wafer stage WST after adjusting the focus finely drives the Z-axis direction and the tilt direction, is performed. そこで、走査露光に先立って、ウエハWの表面の凹凸(フォーカスマップ)を計測するフォーカスマッピングを実行する。 Therefore, prior to the scanning exposure, and executes focus mapping for measuring the unevenness of the surface of the wafer W (focus map). ここで、ウエハWの表面の凹凸は、図10に示されるように、ウエハステージWSTを+Y方向に移動させながら、所定のサンプリング間隔(すなわちY間隔)で、Zヘッド72a〜72dを用いて計測されるウエハテーブルWTB(より正確には対応するYスケール39Y ,39Y )の面位置を基準にして、多点AF系(90a,90b)を用いて計測される。 Here, the unevenness of the surface of the wafer W, as shown in FIG. 10, while moving the wafer stage WST + Y direction, at a predetermined sampling interval (i.e., Y distance), measured using a Z head 72a~72d based on the surface position of the surface position of wafer table WTB (more precisely corresponding to the Y scales 39Y 1, 39Y 2) to be, is measured using the multipoint AF system (90a, 90b).

詳述すると、図24(B)に示されるように、Zヘッド72a,72bを用いて計測されるYスケール39Y の面位置Za,Zbの平均より、点eにおけるウエハテーブルWTBの面位置Zeが、Zヘッド72c,72dを用いて計測されるYスケール39Y の面位置Zc,Zdの平均より、点fにおけるウエハテーブルWTBの面位置Zfが、求まる。 More specifically, as shown in FIG. 24 (B), Z head 72a, the surface position Za of Y scales 39Y 2 as measured using 72b, than the average of Zb, the surface position of wafer table WTB at point e Ze but, Z head 72c, the surface position Zc of the Y scales 39Y 1 as measured using 72d, than the average of Zd, surface position Zf of wafer table WTB at point f, determined. ここで、点eと点fを結ぶX軸に平行な直線ef上に、多点AF系の複数の検出点及びそれらの中心O'が位置する。 Here, on the X-axis line parallel to the ef connecting the point e and the point f, a plurality of detection points and their center O of the multipoint AF system 'is located. そこで、図10(C)に示されるように、ウエハテーブルWTBの点e(図10(C)中のP1)における面位置Zeと点f(図10(C)中のP2)における面位置Zfを結ぶ、次式(19)で表される直線を基準にして、検出点X におけるウエハWの表面の面位置Z 0kを、多点AF系(90a,90b)を用いて計測する。 Therefore, as shown in FIG. 10 (C), the surface position at the surface position Ze and point f (P2 in FIG. 10 (C)) in the (P1 in FIG. 10 (C)) in terms of wafer table WTB e Zf the tie, based on the straight line expressed by the following equation (19), the surface position Z 0k of the surface of the wafer W at the detection point X k, measured using the multipoint AF system (90a, 90b).

Z(X)=−tanθy・X+Z ……(19) Z (X) = - tanθy · X + Z 0 ...... (19)
ただし、Z とtanθyは、Zヘッド72a〜72dの計測結果Za〜Zdを用いて、上式(17)、(18)より求められる。 However, Z 0 and tanθy, using the measurement results Za~Zd Z heads 72a to 72d, the above equation (17), obtained from (18). 得られた面位置の結果Z 0kより、ウエハWの表面の凹凸データ(フォーカスマップ)Z kが、次式(20)のように求められる。 From the results Z 0k obtained surface position, uneven data (focus map) Z k of the surface of the wafer W can be obtained as in the following equation (20).
=Z 0k −Z(X ) ……(20) Z k = Z 0k -Z (X k) ...... (20)

露光時には、ショット領域毎に、上述のように求められたフォーカスマップZ に従ってウエハステージWSTをZ軸方向及び傾斜方向に微小駆動することによって、フォーカスが調整される。 During exposure, for each shot area, the wafer stage WST in the Z-axis direction and the tilt direction by the minute driving according focus map Z k obtained as described above, the focus is adjusted. ここで、露光時には、Zヘッド74 i ,76 j (i,j=1〜5)を用いてウエハテーブルWTB(より正確には対応するYスケール39Y ,39Y )の面位置が計測される。 Here, at the time of exposure, the surface position of the surface position of wafer table WTB (more precisely corresponding to the Y scales 39Y 2, 39Y 1) is measured using Z heads 74 i, 76 j (i, j = 1~5) . そこで、フォーカスマップZ の基準線Z(X)を再設定する。 Therefore, to reset the focus map Z k of the reference line Z (X). ただし、Z とtanθyは、Zヘッド74 i ,76 j (i,j=1〜5)の計測結果Z ,Z を用いて、上式(11)、(12)より求められる。 However, Z 0 and tanθy is, Z heads 74 i, 76 j (i, j = 1~5) of the measurement result Z L, with Z R, the equation (11), obtained from (12). 以上の手順により、ウエハWの表面の面位置はZ +Z(X )と換算される。 By the above procedure, the surface position of the surface of the wafer W is converted with Z k + Z (X k) .

Zヘッドの計測面(プローブビームの反射面)であるYスケール39Y 1 ,39Y 2上に形成された反射型回折格子の表面は、必ずしも理想的な平面ではなく、微小な凹凸をもつ。 Z head measurement plane in which Y scales 39Y 1, 39Y 2 on the surface of the formed reflective diffraction grating (probe beam reflecting surface of) are not necessarily ideal plane, with minute irregularities. また、回折格子が形成されたガラス板(及び回折格子を保護するためのカバーガラス板)は、長時間の使用に伴い、熱膨張等の影響により変形し得る。 The glass plate having a diffraction grating is formed (and the cover glass plate for protecting the diffraction grating) is, with the long-term use, may be deformed by influence of thermal expansion and the like. そのような回折格子及びガラス板の凹凸は、Zヘッドの計測誤差の発生要因となる。 Such gratings and irregularities of the glass plate becomes a cause of measurement error Z heads. ここで、回折格子の凹凸とガラス板の凹凸による計測誤差は、Zヘッドの計測原理より、区別できない。 Here, the measurement error due to unevenness and irregularity of the glass plate of the diffraction grating, from the measurement principle of the Z head indistinguishable. そこで、特に断らない限り、これらの誤差要因を、単にスケール表面の凹凸と呼ぶ。 Therefore, unless otherwise specified, these error factors, simply referred to as irregularities of the scale surface.

本実施形態では、予め、Yスケール39Y 1 ,39Y 2表面の凹凸を計測し、Zヘッドの計測誤差の補正データを作成し、この補正データが、主制御装置20に併設されたメモリ34に格納されている。 In the present embodiment, previously stored, by measuring the unevenness of Y scales 39Y 1, 39Y 2 surface, and a correction data of measurement errors of the Z head, the correction data, in a memory 34 which is parallel in the main controller 20 It is.

次に、主制御装置20によって実行される、Yスケール39Y 1 ,39Y 2表面の凹凸の計測方法について説明する。 Next, is performed by the main controller 20 will be described Y scales 39Y 1, 39Y 2 surface irregularities of the measurement method.

ここでは、図25(A)及び図25(B)に示されるように、干渉計システム118を用いてウエハステーブルWTBの6自由度(X,Y,Z,θx,θy,θz)方向の位置を監視しながらウエハステージWSTを移動させ、Zヘッドを用いてYスケール39Y 1 ,39Y 2の凹凸を計測する。 Here, as shown in FIG. 25 (A) and FIG. 25 (B), 6 degrees of freedom of the wafer scan table WTB using an interferometer system 118 (X, Y, Z, θx, θy, θz) direction position moves the wafer stage WST while monitoring and measuring the unevenness of Y scales 39Y 1, 39Y 2 using Z head. ここで、Zヘッドは72a〜72dを使用することとする。 Here, Z head to be used 72a to 72d.

Yスケール39Y 1 ,39Y 2の凹凸を計測している間、ウエハステージWSTは基準状態を維持することとする。 While measuring the Y scales 39Y 1, the 39Y 2 uneven, the wafer stage WST and to maintain the reference state. すなわち、ウエハステージWSTを、4自由度(Z,θx,θy,θz)方向についての基準位置に位置決めする。 That is, the wafer stage WST, 4 degrees of freedom (Z, θx, θy, θz) are positioned at the reference position in the direction. そして、Z干渉計43A,43Bを用いてZ,θy位置を監視し、Y干渉計16を用いてθx,θz位置を監視して、これら4自由度方向にウエハステージWSTが変位しないように制御する。 Then, Z with Z interferometers 43A, the 43B, to monitor the θy position, [theta] x with Y interferometer 16 monitors the θz position, control the four degrees of freedom direction as the wafer stage WST is not displaced to. そして、X干渉計127を用いてX位置を監視し、Y干渉計16を用いてY位置を監視して、ウエハステージWSTを2自由度(X,Y)方向に駆動制御する。 Then, the X position is monitored using X interferometer 127 monitors the Y position using the Y interferometer 16, the wafer stage WST 2 degrees of freedom (X, Y) for driving and controlling the direction.

Yスケール39Y 1 ,39Y 2の凹凸は、Y軸方向に間隔δY、X軸方向に間隔δXの複数の計測点において、それらの面位置(表面のZ位置)を、Zヘッドを用いて計測することによって求められる。 Unevenness of Y scales 39Y 1, 39Y 2, the spacing in the Y-axis direction [delta] Y, at a plurality of measurement points spacing δX in the X-axis direction, those surface position (Z position of the surface) is measured using the Z head It is determined by. ここで、例えば、Y間隔δY=1mm、X間隔δX=35mmと設定する。 Here, for example, it sets Y interval [delta] Y = 1 mm, the X interval [delta] X = 35 mm. 本実施形態では、Yスケール39Y 1 ,39Y 2 (の反射型回折格子)のX軸方向の幅は約76mmと設定されているので、図25(B)に示されるように、X軸方向にそれぞれ3つの計測点(X ,X ,X 、ただし|X −X |=|X −X |=δX、及びX ',X ',X '、ただし|X '−X '|=|X '−X '|=δX)を取ることができる。 In the present embodiment, since the Y scales 39Y 1, 39Y X-axis direction of the width of two (reflective diffraction grating) is set to be about 76 mm, as shown in FIG. 25 (B), in the X-axis direction each of the three measurement points (X 1, X 2, X 3, provided that | X 1 -X 2 | = | X 2 -X 3 | = δX, and X 1 ', X 2', X 3 ', provided that | X 1 '-X 2' | = | X 2 '-X 3' | = δX) can take.

図25(B)に示されるように、Zヘッド72c,72dの計測位置が、Yスケール39Y 1のX軸方向の第1の計測点X に一致するように、またZヘッド72a,72bの計測位置が、Yスケール39Y 2のX軸方向の第1の計測点X 'に一致するように、ウエハステージWSTを位置決めする。 As shown in FIG. 25 (B), Z head 72c, the measurement position of the 72d, Y scales 39Y to match the first measurement point X 1 in the X-axis direction of 1 and Z heads 72a, 72b of the measuring positions, to match the Y first measurement point in the X-axis direction of the scale 39Y 2 X 1 ', to position the wafer stage WST. そして、Yスケール39Y 1 ,39Y 2の凹凸を計測している間、X干渉計127を用いてウエハステージWSTのX位置を監視して、ウエハステージWSTがX軸方向に変位しないように制御する。 Then, while measuring the unevenness of Y scales 39Y 1, 39Y 2, to monitor the X position of wafer stage WST using X interferometer 127, wafer stage WST is controlled so as not to be displaced in the X-axis direction . そして、Y干渉計16を用いてウエハステージWSTのY位置を監視しながら、ウエハステージWSTをY軸方向に所定のピッチδYでステップ駆動する。 Then, while monitoring the Y position of wafer stage WST using Y interferometer 16, steps drives wafer stage WST in the Y-axis direction at a predetermined pitch [delta] Y. ステップ毎に、Zヘッド72a,72bを用いてYスケール39Y 2の面位置を、Zヘッド72c,72dを用いてYスケール39Y 1の面位置を、計測する。 For each step, Z head 72a, the surface position of Y scale 39Y 2 with 72b, Z head 72c, the surface position of Y scales 39Y 1 with 72d, measures.

この場合において、Zヘッドを1つ用いる面位置の計測と、Zヘッドを2つ用いる傾きの計測と、の2つの手法を採用することができる。 In this case, it is possible to employ the measurement of the surface position using one Z head, and measurement of inclination using two Z heads, the two approaches.

図26(A)〜図26(D)には、第1の手法、すなわちZヘッドを1つ用いる面位置計測の手順が示されている。 Figure 26 (A) ~ FIG 26 (D), the first approach, i.e., the procedure of the surface position measurement using one Z head is shown. ここでは、一例として、Zヘッド72cを用いて、Yスケール39Y 1の凹凸を計測するものとする。 Here, as an example, using Z head 72c, intended to measure the unevenness of Y scales 39Y 1.

図26(A)では、Zヘッド72cの計測位置が計測点(X ,Y j+1 )に一致するように、ウエハステージWSTが位置決めされている。 In FIG. 26 (A), as the measurement position of the Z head 72c coincides with measurement point (X 1, Y j + 1 ), the wafer stage WST is positioned. ここで、Zヘッド72cを用いて、計測点(X ,Y j+1 )におけるYスケール39Y 1の面位置Z 1j+1を計測する。 Here, using Z head 72c, measures the measurement point (X 1, Y j + 1 ) of Y scales 39Y 1 in surface position Z 1j + 1.

次に、Y干渉計16を用いてウエハステージWSTのY位置を監視して、ウエハステージWSTをY軸方向に距離δY、ステップ駆動する。 Next, monitor the Y position of wafer stage WST using Y interferometer 16, wafer stage WST in the Y-axis direction at a distance [delta] Y, driven step. そして、図26(B)に示されるように、Zヘッド72cの計測位置が計測点(X ,Y )に一致するように、ウエハステージWSTを位置決めする。 Then, as shown in FIG. 26 (B), as the measurement position of the Z head 72c coincides with measurement point (X 1, Y j), to position the wafer stage WST. ただし、Y =Y j+1 −δYである。 However, a Y j = Y j + 1 -δY . ここで、先と同様に、Zヘッド72cを用いて、計測点(X ,Y )におけるYスケール39Y 1の面位置Z 1jを計測する。 Here, as before, using Z head 72c, to measure the Y scales 39Y 1 surface position Z 1j at the measurement point (X 1, Y j).

図26(A)〜図26(C)に示されるように、逐次、ウエハステージWSTをY軸方向に距離δY、ステップ駆動し、Zヘッド72cを用いて、一連の計測点(X ,Y )におけるYスケール39Y 1の面位置Z 1jを計測する。 As shown in FIG. 26 (A) ~ FIG 26 (C), successively, the wafer stage WST in the Y-axis direction at a distance [delta] Y, driven step, using Z head 72c, a series of measurement points (X 1, Y measuring the Y scales 39Y 1 surface position Z 1j in j).

Y軸方向についてのYスケール39Y 1の面位置の計測が終了すると、各計測点(X ,Y )における面位置の計測結果Z 1jより、図26(D)に示されるような凹凸データが得られる。 When the measurement of the surface position of Y scale 39Y 1 in the Y-axis direction is completed, unevenness data as from the measurement result Z 1j of the surface position at each measurement point (X 1, Y j), as shown in FIG. 26 (D) It is obtained. なお、各計測点Y の間の凹凸データは、離散データZ 1jに線形補間、あるいは高次の補間公式を適用して求めれば良い。 Incidentally, unevenness data between each measurement point Y j is linear interpolation, or higher may be obtained by applying interpolation formula to discrete data Z 1j.

X軸方向の第1の計測点X に対する計測が終了したら、ウエハステージWSTをX軸方向に駆動し、第2のX計測点X に位置決めする。 After the first measurement for the measurement point X 1 in the X-axis direction is completed, by driving the wafer stage WST in the X-axis direction to position the second X measurement point X 2. そして、先と同様に、逐次、ウエハステージWSTをY軸方向に距離δY、ステップ駆動し、Zヘッド72cを用いて、一連の計測点(X ,Y )のYスケール39Y 1の面位置Z 2jを計測する。 Then, as before, successively, the wafer stage WST in the Y-axis direction at a distance [delta] Y, driven step, using Z head 72c, the surface position of Y scale 39Y 1 of a series of measurement points (X 2, Y j) to measure the Z 2j.

同様の面位置計測を、すべてのX計測点X について行うことにより、Yスケール39Y 1の2次元(X,Y)の凹凸データZ ijが得られる。 Similar surface position measurement, by performing for every X measurement points X i, Y 2 dimensional scales 39Y 1 (X, Y) unevenness data Z ij is obtained. なお、各計測点(X ,Y )の間の凹凸データは、離散データZ ijに線形補間、あるいは高次の補間公式を適用して求めれば良い。 Incidentally, unevenness data between each measurement point (X i, Y j), the linear interpolation, or higher may be obtained by applying interpolation formula to discrete data Z ij. それにより、Yスケール39Y 1の2次元(X,Y)の凹凸を表す連続関数δZ 1 (X,Y)が得られる。 Thus, Y 2 dimensional scales 39Y 1 (X, Y) continuous function δZ 1 (X, Y) representing the irregularities is obtained.

なお、上述の計測方法ではZヘッド72cのみを用いたが、同様にZヘッド72dを用いた計測を行い、2つの計測結果を平均することとしても良い。 Although using only Z head 72c in the above-described measuring method performs measurement using similarly Z head 72d, may averaging the two measurement results. 勿論、Zヘッド72c,72dを用いた同時計測を行い、2つの計測結果を平均することとしても良い。 Of course, Z head 72c, performs a simultaneous measurement using 72d, may averaging the two measurement results. それにより、干渉計システム118の空気揺らぎ誤差、移動鏡の表面の凹凸に起因する誤差等、干渉計の計測誤差に由来するスケールの面位置の計測誤差を軽減することができる。 Thereby, it is possible to reduce air fluctuation error of the interferometer system 118, the error or the like due to the unevenness of the surface of the moving mirror, the measurement error of the surface position of the scale derived from the measurement error of the interferometer.

Yスケール39Y に対しても、Zヘッド72a,72bのいずれか、あるいは両方を用いて、同様の計測を行い、2次元の凹凸関数δZ 2 (X,Y)を求める。 Even for Y scales 39Y 2, Z heads 72a, 72b or, alternatively using both subjected to the same measurement, obtaining a two-dimensional irregularities function .delta.Z 2 (X, Y). 勿論、Zヘッド72c,72dを用いたYスケール39Y 1の凹凸計測と、Zヘッド72a,72bを用いたYスケール39Y 2の凹凸計測と、を同時に実行しても良い。 Of course, Z head 72c, and unevenness measurement of Y scales 39Y 1 with 72d, Z heads 72a, and unevenness measurement of Y scales 39Y 2 with 72b, may be performed simultaneously.

図27(A)〜図27(C)には、第2の手法、すなわちZヘッドを2つ用いる傾き計測手法の手順が示されている。 Figure 27 (A) ~ FIG 27 (C), the second method, i.e. procedure of inclination measurement method using two Z heads are shown. ここでは、一例として、Zヘッド72c,72dを用いて、Yスケール39Y 1の凹凸を計測するものとする。 Here, as an example, Z head 72c, with 72d, shall measure the unevenness of Y scales 39Y 1. なお、Y軸方向の計測点の間隔δYは、Zヘッド72c,72dのY間隔と等しいとする。 The distance δY in the Y-axis direction of the measurement points, Z head 72c, and equal to the Y interval 72d. また、基準計測点を(X i ,Y N )に選ぶ。 Also, choosing a measurement point (X i, Y N) to.

図27(A)では、Zヘッド72cの計測位置は計測点(X ,Y j+2 )に、Zヘッド72dの計測位置は計測点(X ,Y j+1 )に一致するように、ウエハステージWSTが位置決めされている。 In FIG. 27 (A), the measurement position of the Z head 72c the measurement points (X i, Y j + 2 ) , as the measurement position of the Z head 72d corresponds to the measurement point (X i, Y j + 1 ), the wafer stage WST There has been positioned. ただし、Y j+1 =Y j+2 −δYである。 However, a Y j + 1 = Y j + 2 -δY. ここで、Zヘッド72cを用いて、計測点(X ,Y j+2 )のYスケール39Y 1の面位置Z ij+2を計測する。 Here, using Z head 72c, the measuring point (X i, Y j + 2 ) for measuring the Y scales 39Y 1 surface position Z ij + 2 of. 同時に、Zヘッド72dを用いて、計測点(X ,Y j+1 )のYスケール39Y 1の面位置Z ij+1を計測する。 At the same time, using the Z head 72d, the measurement points (X i, Y j + 1 ) to measure the surface position Z ij + 1 of Y scales 39Y 1 of. そして、2つの計測結果の差δZ ij+1 =Z ij+1 −Z ij+2を求める。 The difference between the two measurement results .delta.Z ij + 1 = Request Z ij + 1 -Z ij + 2 .

次に、Y干渉計16を用いてウエハステージWSTのY位置を監視して、ウエハステージWSTをY軸方向に距離δY、ステップ駆動する。 Next, monitor the Y position of wafer stage WST using Y interferometer 16, wafer stage WST in the Y-axis direction at a distance [delta] Y, driven step. そして、図27(B)に示されるように、Zヘッド72cの計測位置が計測点(X ,Y j+1 )に、Zヘッド72dの計測位置が計測点(X ,Y )に一致するように、ウエハステージWSTを位置決めする。 Then, as shown in FIG. 27 (B), the measurement position of the Z head 72c measurement point (X i, Y j + 1 ) , the measurement position of the Z head 72d coincides with measurement point (X i, Y j) as such, to position the wafer stage WST. ただし、Y =Y j+1 −δYである。 However, a Y j = Y j + 1 -δY . ここで、先と同様に、Zヘッド72cを用いて、計測点(X ,Y j+1 )のYスケール39Y 1の面位置Z ij+1を計測する。 Here, as before, using Z head 72c, the measuring point (X i, Y j + 1 ) to measure the surface position Z ij + 1 of Y scales 39Y 1 of. 同時に、Zヘッド72dを用いて、計測点(X ,Y )のYスケール39Y 1の面位置Z ijを計測する。 At the same time, using the Z head 72d, the measurement points (X i, Y j) to measure the Y surface position of the scale 39Y 1 Z ij of. そして、2つの計測結果の差δZ ij =Z ij −Z ij+1を求める。 Then, a difference δZ ij = Z ij -Z ij + 1 of the two measurement results.

図27(A)〜図27(C)に示されるように、逐次、ウエハステージWSTをY軸方向に距離δY、ステップ駆動し、Zヘッド72c,72dを用いて、Y軸方向についての一連の計測点(X ,Y )内の互いに隣り合う2つの計測点におけるYスケール39Y 1の面位置の差分δZ ij (=Z ij −Z ij+1 )を計測する。 As shown in FIG. 27 (A) ~ FIG 27 (C), successively, the wafer stage WST in the Y-axis direction at a distance [delta] Y, driven step, Z head 72c, with 72d, the series of the Y-axis direction measurement point (X i, Y j) to measure the Y scales 39Y 1 of the difference between the surface position δZ ij (= Z ij -Z ij + 1) at two measurement points adjacent to each other in.

Y軸方向についてのYスケール39Y 1の面位置の計測が終了すると、各計測点(X ,Y )間の面位置の差分の計測結果δZ ijを用いて、次式(21)より、図27(D)に示されるような凹凸データが得られる。 When the measurement of the surface position of Y scale 39Y 1 in the Y-axis direction is completed, using the measurement results .delta.Z ij of the difference between the surface position between each measurement point (X i, Y j), the following equation (21), uneven data as shown in FIG. 27 (D) is obtained.
δZ 1ij =δZ 1 (X ,Y )=Σ j≦k≦N δZ ik ……(21) δZ 1ij = δZ 1 (X i , Y j) = Σ j ≦ k ≦ N δZ ik ...... (21)
なお、各計測点Y の間の凹凸データは、離散データδZ 1 (X ,Y )に線形補間、あるいは高次の補間公式を適用して求めれば良い。 Incidentally, unevenness data between each measurement point Y j is the discrete data δZ 1 (X i, Y j ) linear interpolation or higher order may be obtained by applying interpolation formula to.

なお、ステップ間隔δYを十分小さくすると、式(21)は、次のように書き換えられる。 Note that when sufficiently small step interval [delta] Y, the equation (21) can be rewritten as follows.
δZ 1 (X ,Y)=∫dY(dZ/dY) ……(22) δZ 1 (X i, Y) = ∫dY (dZ / dY) ...... (22)
ここで、dZ/dYはYスケール39Y 1表面のY軸方向の傾きである。 Here, dZ / dY is the gradient of the Y-axis direction of Y scale 39Y 1 surface. すなわち、面位置の差分δZ ijは、ステップ間隔δYに対するYスケール39Y 1表面の傾きに相当する。 That is, the difference .delta.Z ij surface position corresponds to the slope of the Y scales 39Y 1 surface for step interval [delta] Y.

同様の傾き計測を、すべてのX計測点X に対して実行する。 Similar inclination measurement is performed for all the X measurement points X i. その計測結果δZ ijを用いて、式(21)より、Yスケール39Y 1の2次元(X,Y)の凹凸データδZ 1 (X ,Y )が求められる。 The measurement results using .delta.Z ij, the equation (21), Y 2 dimensional scales 39Y 1 (X, Y) unevenness data δZ 1 (X i, Y j ) of is obtained. なお、各計測点(X ,Y )の間の凹凸データは、離散データδZ 1 (X ,Y )に線形補間、あるいは高次の補間公式を適用して求めれば良い。 Incidentally, unevenness data between each measurement point (X i, Y j) are discrete data .delta.Z 1 (X i, Y j) linear interpolation or higher order may be obtained by applying interpolation formula to. それにより、Yスケール39Y 1の2次元(X,Y)の凹凸を表す連続関数δZ 1 (X,Y)が得られる。 Thus, Y 2 dimensional scales 39Y 1 (X, Y) continuous function δZ 1 (X, Y) representing the irregularities is obtained.

上述のZヘッドを2つ用いる傾き計測では、2つのZヘッドで距離δY隔てた計測点の面位置を同時に計測する。 The inclination measurement using two aforementioned Z head simultaneously measures the surface position of the distance δY apart measurement points in the two Z heads. ここで、ウエハステージWSTのZ位置を監視するZ干渉計43A,43Bの計測誤差(空気揺らぎ誤差、固定鏡の表面の凹凸に起因する誤差等)によってウエハステージWSTがZ変位したとしても、そのZ変位は2つのZヘッドの計測結果に同等に反映されるので、差を取ることによって相殺する。 Here, Z interferometers 43A for monitoring the Z position of wafer stage WST, 43B of the measurement error as wafer stage WST is Z displacement by (air fluctuation error, error or the like due to the unevenness of the surface of the fixed mirror), the since Z displacement is equally reflected on the measurement results of the two Z heads are offset by taking the difference. 従って、前述のZヘッドを1つ用いる面位置の計測と比べ、凹凸データの計測精度は格段に向上する。 Therefore, compared with the measurement of the surface position using one Z head described above, the measurement accuracy of the uneven data remarkably improved.

Yスケール39Y に対しても、Zヘッド72a,72bを用いて、同様の計測を行い、2次元の凹凸関数δZ 2 (X,Y)を求める。 Even for Y scales 39Y 2, using Z head 72a, a 72b, performing the same measurement to obtain the two-dimensional irregularities function .delta.Z 2 (X, Y). 勿論、Zヘッド72c,72dを用いたYスケール39Y 1の凹凸計測と、Zヘッド72a,72bを用いたYスケール39Y 2の凹凸計測と、を同時に実行しても良い。 Of course, Z head 72c, and unevenness measurement of Y scales 39Y 1 with 72d, Z heads 72a, and unevenness measurement of Y scales 39Y 2 with 72b, may be performed simultaneously.

なお、上記の第1、第2の手法では、Y軸方向に関してウエハステージWSTを、間隔δYでステップ移動するが、例えば第1の手法と同様の手順で、Y軸方向のステップ移動の代わりに、ウエハステージWSTをY軸方向の連続移動させて、Yスケール39Y 1 ,39Y 2の凹凸を計測することも可能である。 The first of the above, in the second method, the wafer stage WST in the Y-axis direction, although the step moves at intervals [delta] Y, for example, in a first approach the same procedure, instead of the step movement in the Y-axis direction the wafer stage WST is continuously moved in the Y-axis direction, it is also possible to measure the unevenness of Y scales 39Y 1, 39Y 2. この手法(第3の手法)では、各計測位置X i 、X i 'でのウエハステージWSTのY軸方向の連続移動中に、所定サンプリング間隔で、干渉計システム118(X干渉計127、Y干渉計16及びZ干渉計43A,43B)の計測値と同期してZヘッドZM(ZMは、72a〜72dのいずれか)の計測値を取り込む。 This technique (third technique), the measurement position X i, during the continuous movement of the Y-axis direction of wafer stage WST in the X i ', at a predetermined sampling interval, interferometer system 118 (X interferometer 127, Y interferometer 16 and Z interferometers 43A, Z head ZM (ZM synchronously with the measurement value of the 43B) captures the measurement values ​​of one) of 72a to 72d. ただし、ウエハステージWSTのY軸方向の連続移動中、ウエハステージWSTがθz方向には回転しないようにする。 However, continuous during the movement of the Y-axis direction of wafer stage WST, wafer stage WST is prevented from rotating in the θz direction. また、干渉計の計測値が空気ゆらぎの影響を受けない程度の低速でウエハステージWSTをY軸方向に連続移動させる。 Further, the measurement value of the interferometer is continuously moved on the order of low speed impact is not subject to air fluctuation wafer stage WST in the Y-axis direction.

そして、干渉計システム118の計測値から得られる、各サンプリング時のウエハテーブルの5自由度方向(X,Y,Z,θx,θy)の位置情報を前述の式(8)に代入して、計測を行っているZヘッドZMの位置(X,Y)におけるウエハテーブルWTBの表面のZ位置Z=f(X,Y)を算出する。 Then, obtained from measurement values ​​of interferometer system 118, 5 degrees of freedom of the wafer table during each sampling (X, Y, Z, [theta] x, [theta] y) by substituting the position information of the equation (8) above, position of the Z head ZM doing the measurements (X, Y) of the surface of wafer table WTB in the Z position Z = f (X, Y) is calculated. このZ位置Zは、ウエハテーブルWTBの表面に凹凸がない場合にZヘッドZMによって計測される値、すなわちZヘッドの計測値の予測値に他ならない。 The Z position Z, the values ​​measured by Z head ZM if no irregularities on the surface of wafer table WTB, i.e. nothing but a predicted value of the measurement values ​​of Z heads. そこで、ZヘッドZMの実際の計測値と予測値Zの差分を求める。 Therefore, determining the difference between the predicted value Z and the actual measurement value of Z head ZM.

この差分の算出を、各計測位置X i 、X i 'でのウエハステージWSTのY軸方向の連続移動中に得られた全てのサンプリング点について行い、計測位置X i 、X i '毎に、すべての差分データについて、所定の関数フィッティングを行なうことで、Yスケール39Y ,39Y の2次元(X,Y)の凹凸を表す連続関数δZ 1 (X,Y),δZ 2 (X,Y)を、それぞれ求める。 The calculation of this difference, the measurement position X i, 'performed for all of the sampling points obtained during the continuous movement of the Y-axis direction of wafer stage WST at the measurement position X i, X i' X i for each, for all differential data, by performing a predetermined function fitting, Y scales 39Y 1, 2-dimensional 39Y 2 (X, Y) a continuous function representing the unevenness of δZ 1 (X, Y), δZ 2 (X, Y ), and seek each.

以上の処理により、Yスケール39Y ,39Y の2次元(X,Y)の凹凸を表す連続関数δZ 1 (X,Y),δZ 2 (X,Y)が得られる。 By the above processing, Y scales 39Y 1, 2-dimensional 39Y 2 (X, Y) a continuous function representing the unevenness of δZ 1 (X, Y), δZ 2 (X, Y) is obtained. これらの連続関数δZ 1 (X,Y),δZ 2 (X,Y)(又はこれに対応するマップデータ)が、メモリに34に格納されている。 These continuous function δZ 1 (X, Y), δZ 2 (X, Y) ( or its corresponding map data) is stored in the memory 34.

主制御装置20は、フォーカスマッピング中、又は露光中などに、次のようにしてZヘッドのスケールの凹凸に起因する計測誤差を補正する。 The main controller 20, during focus mapping, or the like during exposure, correcting the measurement error as follows due to the unevenness of the scale of the Z head.

例えば、Yスケール39Y の点(X,Y)における面位置の実測値Z が得られたとすると、次式(23)に基づいて、補正値ΔZを算出する。 For example, Y scales 39Y 1 point (X, Y) when the actual measurement value Z 0 of the surface position of is obtained, based on the following equation (23) calculates a correction value [Delta] Z.

ΔZ=Z −δZ 1 (X,Y) ……(23) ΔZ = Z 0 -δZ 1 (X , Y) ...... (23)
主制御装置20は、ウエハステージWSTの動作範囲内での移動中に、上記のような補正値の計算を、各ZヘッドでYスケール39Y ,39Y のZ位置情報を検出する度、あるいは所定のサンプリング回数おきに繰り返し実行しつつ、ウエハステージWSTのZ、θy方向の面位置制御を実行する。 The main controller 20, during movement within the operating range of the wafer stage WST, the calculation of the correction value as described above, whenever detecting the Y scales 39Y 1, Z position information of 39Y 2 in the Z head, or while repeatedly executed in a predetermined sampling number of times every, Z of the wafer stage WST, executes θy direction of the surface position control.

なお、主制御装置20は、一連の露光処理シーケンスの開始直前に、上述したYスケール39Y ,39Y の凹凸計測を実行しても良い。 The main controller 20 immediately before the start of a series of exposure processing sequence may be executed irregularities measurement of Y scales 39Y 1, 39Y 2 described above.

Z干渉計43A,43Bの測長ビームB1,B2が投射される固定鏡47A,47Bの反射面の曲がり(凹凸)は、Z干渉計43A,43Bを用いたウエハステージWSTの4自由度(Y,Z,θy,θz)方向の位置計測の誤差要因となる。 Z interferometers 43A, a fixed mirror 47A that measurement beams B1, B2 of 43B is projected, bending of the reflecting surface of 47B (irregularities) are four degrees of freedom of the wafer stage WST using Z interferometers 43A, the 43B (Y , Z, θy, θz) cause an error in the direction of the position measurement.

本実施形態では、予め、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がり(凹凸)を計測し、Z干渉計43A,43Bの計測誤差の補正データを作成し、この補正データが、主制御装置20に併設されたメモリ34に格納されている。 In the present embodiment, in advance, a fixed mirror 47A, 47B bend of the reflecting surface of the measured (irregularities), Z interferometers 43A, to create the correction data 43B of measurement error, this correction data, the main controller 20 It is stored in the hotel's memory 34.

次に、主制御装置20によって実行される、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がり(凹凸)の凹凸の計測方法について説明する。 Next, is performed by main controller 20, a fixed mirror 47A, unevenness of the measurement method of the bending of the reflecting surface of 47B (irregularities) will be described.

ここでは、Z干渉計43A,43Bを含む干渉計システム118と面位置計測システム180を用いて、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりを計測する。 Here, by using the interferometer system 118 and the surface position measurement system 180 that includes Z interferometers 43A, the 43B, to measure the bending of the reflecting surface of the fixed mirror 47A, 47B. ここでは、図28(A)に示されるように、前述のYスケール39Y 1 ,39Y 2表面の凹凸計測と同様に、Zヘッドを用いてYスケール39Y 1 ,39Y 2の面位置を計測する。 Here, as shown in FIG. 28 (A), similarly to the unevenness measurement of the aforementioned Y scales 39Y 1, 39Y 2 surface, to measure the surface position of Y scales 39Y 1, 39Y 2 using Z head. そこで、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりとYスケール39Y 1 ,39Y 2表面の凹凸の同時計測についても、併せて説明する。 Therefore, a fixed mirror 47A, the even irregularities simultaneous measurement of bend and Y scales 39Y 1, 39Y 2 surface of the reflection plane of 47B, together will be described.

まず、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がり計測の原理を説明する。 First, the fixed mirror 47A, the principle of the bending measurement of the reflecting surface of 47B. 例えば、図28(B)に示されるように、移動鏡41(すなわちウエハステージWST)が、Y軸方向にΔY、Z軸方向にΔZ変位したとする。 For example, as shown in FIG. 28 (B), movable mirror 41 (i.e. wafer stage WST) is, in the Y-axis direction [Delta] Y, and was ΔZ displaced in the Z-axis direction. ここで、固定鏡47A,47Bの反射面は、理想的な平面と考える。 Here, the reflecting surface of the fixed mirror 47A, 47B is considered an ideal plane. この時の、測長ビームB1,B2の光路長の変化ΔL1,ΔL2は、それぞれ、前述の式(1)、式(2)と同様に、次のように与えられる。 At this time, measurement beams B1, B2 change in optical path length .DELTA.L1, [Delta] L2, respectively, the above equations (1), similarly to Equation (2) given as follows.

ΔL1=ΔY×(1+cosθ)−ΔZ×sinθ ……(1)' ΔL1 = ΔY × (1 + cosθ) -ΔZ × sinθ ...... (1) '
ΔL2=ΔY×(1+cosθ)+ΔZ×sinθ ……(2)' ΔL2 = ΔY × (1 + cosθ) + ΔZ × sinθ ...... (2) '
式(1)'及び式(2)'より、ウエハステージWSTの変位ΔZ,ΔYは、前述の式(3)、式(4)と同様に、測長ビームB1,B2の光路長の変化ΔL1,ΔL2を用いて、次の式(3)'、式(4)'のように求められる。 From equation (1) 'and (2)', the wafer stage WST of the displacement [Delta] Z, [Delta] Y is the above-mentioned formula (3), similarly to the equation (4), the change in optical path length of the measurement beams B1, B2 .DELTA.L1 , using the [Delta] L2, the following equation (3) is determined as 'formula (4)'.

ΔZ=(ΔL2−ΔL1)/2sinθ ……(3)' ΔZ = (ΔL2-ΔL1) / 2sinθ ...... (3) '
ΔY=(ΔL1+ΔL2)/2(1+cosθ) ……(4)' ΔY = (ΔL1 + ΔL2) / 2 (1 + cosθ) ...... (4) '
なお、固定鏡47A,47Bの反射面上の測長ビームB1,B2の投射点P1,P2の変位(走り)は、近似的に、次式(24)で与えられる。 Incidentally, the displacement of the fixed mirror 47A, the measurement beams on reflection surfaces of 47B B1, B2 projecting points P1, P2 of the (running) is an approximation, given by the following equation (24).

Δr1≒Δr2≒ΔY×sinθ ……(24) Δr1 ≒ Δr2 ≒ ΔY × sinθ ...... (24)
ここでは、本実施形態における露光装置100では、ΔYと比べて、ΔZ×tanθが無視できるほど小さいことを利用した。 Here, in exposure apparatus 100 of the present embodiment, as compared to [Delta] Y, utilizing smaller negligibly [Delta] Z × tan .theta.

図28(B)に示されるような固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりを考慮して、実際にZ干渉計43A,43Bを用いて計測される測長ビームB1,B2の光路長の変化ΔL1 ,ΔL2 を、次の式(25)、式(26)で表すことができる。 Fixed mirror 47A, as shown in FIG. 28 (B), taking into account the bending of the reflecting surface of 47B, actually Z interferometers 43A, the change in optical path length of the measurement beams B1, B2 as measured using 43B .DELTA.L1 0, the [Delta] L2 0, the following equation (25) can be expressed by equation (26).

ΔL1 =ΔL1−δh1(Δr1) ……(25) ΔL1 0 = ΔL1-δh1 (Δr1 ) ...... (25)
ΔL2 =ΔL2−δh2(Δr2) ……(26) ΔL2 0 = ΔL2-δh2 (Δr2 ) ...... (26)
ここでは、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりを、測長ビームB1,B2の投射点P1,P2の変位(走り)Δr1,Δr2の関数δh1(Δr1),δh2(Δr2)を用いて表している。 Here, a fixed mirror 47A, 47B of the bending of the reflecting surface of the displacement of the measurement beams B1, B2 projecting points P1, P2 of the (running) r1, function .DELTA.r2 Delta] hl (r1), represented using [Delta] h2 (.DELTA.r2) ing.

ここで、Z干渉計43A,43Bの計測結果を監視してウエハステージWSTがZ変位しないように制御し、その上でウエハステージWSTをY軸方向に駆動する場合について考える。 Here, consider the case where Z interferometers 43A, wafer stage WST monitors the measurement results of 43B was controlled so as not to Z displacement drives on the wafer stage WST in the Y-axis direction at that. この場合、Z干渉計43A,43Bを用いて計測される測長ビームB1,B2の光路長の変化の実測値ΔL1 ,ΔL2 より、ウエハステージWSTのZ変位の計測結果ΔZ が、式(3)'と同様に、次式(27)のように求められる。 In this case, Z interferometers 43A, Found .DELTA.L1 0 of the change in optical path length of the measurement beams B1, B2 as measured using 43B, from [Delta] L2 0, the measurement result [Delta] Z 0 of the Z-displacements of the wafer stage WST, wherein (3) 'and similarly obtained by the following equation (27).

ΔZ =(ΔL1 −ΔL2 )/2sinθ ……(27) ΔZ 0 = (ΔL1 0 -ΔL2 0 ) / 2sinθ ...... (27)
この場合、ΔZ =0を満たすようにウエハステージWSTを駆動制御するので、条件ΔZ =0に式(25)〜式(27)を適用して導かれる、次式(28)の関係が成り立つ。 In this case, since the drive control of the wafer stage WST to satisfy the [Delta] Z 0 = 0, derived by applying the equation (25) to Formula condition [Delta] Z 0 = 0 (27), the following relation (28) It holds.

ΔL1−ΔL2=δh1(Δr1)−δh2(Δr2) ……(28) ΔL1-ΔL2 = δh1 (Δr1) -δh2 (Δr2) ...... (28)
式(28)を式(3)'に代入することにより、実際のウエハステージWSTのZ変位ΔZが、次式(29)のように導かれる。 By substituting equation (28) into equation (3) ', the actual Z displacement ΔZ of the wafer stage WST is guided by the following equation (29).

ΔZ={δh1(Δr1)−δh2(Δr2)}/2sinθ……(29) ΔZ = {δh1 (Δr1) -δh2 (Δr2)} / 2sinθ ...... (29)
従って、Z干渉計43A,43Bを用いて得られるウエハステージWSTのZ変位の計測結果ΔZ を監視し、ΔZ =0を維持するようにウエハステージWSTをY軸方向に駆動しても、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりにより、Z変位してしまうことがわかる。 Thus, Z interferometers 43A, 43B monitors the measurement results [Delta] Z 0 of the Z-displacements of the wafer stage WST obtained using, be driven to the wafer stage WST in the Y-axis direction so as to maintain a [Delta] Z 0 = 0, fixed mirror 47A, the bending of the reflecting surface of 47B, it can be seen that result in Z displacement.

一方、Z干渉計43A,43Bを用いて計測される測長ビームB1,B2の光路長の変化の実測値ΔL1 ,ΔL2 より、ウエハステージWSTのY変位の計測結果ΔY が、式(4)'と同様に、次式(30)のように求められる。 On the other hand, Z interferometers 43A, Found .DELTA.L1 0 of the change in optical path length of the measurement beams B1, B2 as measured using 43B, from [Delta] L2 0, the measurement result [Delta] Y 0 of Y displacement of wafer stage WST, the formula ( 4) 'and similarly obtained by the following equation (30).

ΔY =(ΔL1 +ΔL2 )/2(1+cosθ) ……(30) ΔY 0 = (ΔL1 0 + ΔL2 0) / 2 (1 + cosθ) ...... (30)
ウエハステージWSTのY変位の計測結果ΔY と実際のY変位ΔYの差は、式(25)、式(26)、式(30)及び式(4)'より、次式(31)のように求められる。 Difference between the actual Y displacement [Delta] Y between a measurement result [Delta] Y 0 of Y displacement of wafer stage WST, the formula (25), equation (26), the equation (30) and formula (4) ', the following equation (31) They are required to.

ΔY−ΔY ={δh2(Δr2)+δh1(Δr1)}/2(1+cosθ)…(31) ΔY-ΔY 0 = {δh2 ( Δr2) + δh1 (Δr1)} / 2 (1 + cosθ) ... (31)
従って、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりにより、Z干渉計43A,43Bの計測結果より得られるウエハステージWSTのY変位ΔY は、実際のY変位ΔYからずれてしまうことがわかる。 Therefore, a fixed mirror 47A, the bending of the reflecting surface of 47B, Z interferometers 43A, Y displacement [Delta] Y 0 of the wafer stage WST obtained from 43B of the measurement results, it can be seen that deviate from the actual Y displacement [Delta] Y.

以上の考察より、Z干渉計43A,43Bを用いて得られるウエハステージWSTのZ変位の計測結果ΔZ =0を維持するように、ウエハステージWSTをY軸方向に駆動する。 From the above discussion, so as to maintain the measurement result [Delta] Z 0 = 0 in the Z displacement of the wafer stage WST obtained using Z interferometers 43A, the 43B, drives the wafer stage WST in the Y-axis direction. この時の、ウエハステージWSTの実際のY変位ΔYとZ変位ΔZと、Z干渉計43A,43Bの計測結果より得られるY変位ΔY を用いて、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりδh1(Δr1),δh2(Δr2)を、式(29)、式(31)より、次のように求めることができる。 At this time, the actual Y displacement [Delta] Y and Z displacement ΔZ of the wafer stage WST, using Y displacement [Delta] Y 0 obtained from the measurement results of Z interferometers 43A, 43B, bending of the reflecting surface of the fixed mirror 47A, 47B Delta] hl (r1), [Delta] h2 and (.DELTA.r2), formula (29), the equation (31) can be obtained as follows.

δh1(Δr1)=(ΔY−ΔY )(1+cosθ)+ΔZsinθ……(32) δh1 (Δr1) = (ΔY- ΔY 0) (1 + cosθ) + ΔZsinθ ...... (32)
δh2(Δr2)=(ΔY−ΔY )(1+cosθ)−ΔZsinθ……(33) δh2 (Δr2) = (ΔY- ΔY 0) (1 + cosθ) -ΔZsinθ ...... (33)
ここで、ウエハステージWSTの実際のY変位ΔYはY干渉計16を用いて、実際のZ変位ΔZは面位置計測システム180を用いて、計測することができる。 Here, the actual Y displacement ΔY of the wafer stage WST is measured using Y interferometer 16, the actual Z displacement ΔZ can using the surface position measurement system 180 measures.

上述の計測原理に従い、干渉計システム118と面位置計測システム180とを用いて、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりδh1(Δr1),δh2(Δr2)を計測する。 According the above-described measurement principle, by using the interferometer system 118 and the surface position measurement system 180, a fixed mirror 47A, the reflecting surface of 47B bend Delta] hl (r1), to measure the δh2 (Δr2). なお、Zヘッドは、Zヘッド72a〜72dを使用する。 Incidentally, Z head uses a Z head 72a to 72d. それに応じてX干渉計は、X干渉計127を使用することとする。 X interferometer accordingly, it is assumed that the use of X interferometer 127. また、ウエハステージWSTのY軸方向へのステップ駆動距離(計測点のY間隔)δYは、Zヘッド72c,72dのY間隔及びZヘッド72a,72bのY間隔に等しいとする。 Furthermore, [delta] Y (Y distance between measurement points) step driving distance in the Y-axis direction of wafer stage WST, Z heads 72c, 72d of the Y spacing and Z head 72a, is equal to the Y spacing 72b. 計測点のX位置(X )は任意に選ぶ。 X position of the measurement point (X i) is chosen arbitrarily. そして、固定鏡47A,47Bの反射面上の走査点(走り)に関して、式(24)より、間隔δr1≒δr2≒δY×sinθの複数の離散点について、曲がりδh1(Δr1),δh2(Δr2)を求める。 The fixed mirror 47A, the scanning point on the reflecting surface of 47B with respect to (run), the equation (24), the plurality of discrete points of interval δr1 ≒ δr2 ≒ δY × sinθ, bending Delta] hl (r1), [Delta] h2 (.DELTA.r2) the seek.

なお、計測中、ウエハステージWSTは基準姿勢を維持することとする。 Incidentally, during the measurement, the wafer stage WST and to maintain the reference attitude. すなわち、ウエハステージWSTを、3自由度(θx,θy,θz)方向についての基準位置に位置決めする。 That is, the wafer stage WST, 3 degrees of freedom (θx, θy, θz) are positioned at the reference position in the direction. そして、Y干渉計16を用いてθx,θz位置を監視し、Z干渉計43A,43Bを用いてθy位置を監視して、これら3自由度方向にウエハステージWSTが変位しないように制御する。 Then, [theta] x with Y interferometer 16 monitors the θz position, to monitor the θy position using Z interferometers 43A, the 43B, these three wafer stage WST in the degrees of freedom is controlled so as not to be displaced. そして、X干渉計127、Y干渉計16、Z干渉計43A,43Bを用いて、それぞれX,Y,Z位置を監視して、ウエハステージWSTを3自由度(X,Y,Z)方向に駆動制御する。 Then, by using the X interferometer 127, Y interferometer 16, Z interferometers 43A, 43B, X respectively, Y, monitors the Z position, the wafer stage WST 3 degrees of freedom (X, Y, Z) in the direction the drive to control.

この場合において、Zヘッドを1つ用いる計測と、Zヘッドを2つ用いる計測と、の2つの手法を採用することができる。 In this case, it is possible to employ the measurement using one Z head, using the measurement two Z heads, the two approaches.

図29(A)〜図29(C)には、第1の計測手法、すなわちZヘッドを1つ用いる計測手法の手順が示されている。 Figure 29 (A) ~ FIG 29 (C), the first measurement method, i.e. procedure of measurement technique using one Z head is shown. ここでは、一例として、Zヘッド72cを用いることとし、対応するYスケール39Y 1の面位置を計測することによって、ウエハステージWSTのZ変位を求めるものとする。 Here, as an example, and the use of the Z head 72c, by measuring the surface position of the corresponding Y scales 39Y 1, and request the Z displacement of the wafer stage WST. なお、基準計測点を(X i ,Y N )に選ぶ。 Note that choosing a measurement point (X i, Y N) to.

図29(A)では、Zヘッド72cの計測位置が計測点(X ,Y j+1 )に一致するように、ウエハステージWSTが位置決めされている。 In FIG. 29 (A), as the measurement position of the Z head 72c coincides with measurement point (X i, Y j + 1 ), the wafer stage WST is positioned. ここで、Zヘッド72cを用いて、計測点(X ,Y j+1 )におけるYスケール39Y 1の面位置Z ij+1を計測する。 Here, using Z head 72c, the measuring point (X i, Y j + 1 ) to measure the surface position Z ij + 1 of Y scales 39Y 1 in. そして、基準計測点(X i ,Y N )における面位置の計測結果Z iNとの差より、ウエハステージWSTのZ変位ΔZ ij+1 =Z ij+1 −Z iNを求める。 The measurement point (X i, Y N) from the difference between the measurement result Z iN of the surface position of, determine the Z displacement ΔZ ij + 1 = Z ij + 1 -Z iN wafer stage WST. 同時に、基準計測点からの、Z干渉計43A,43Bより得られるウエハステージWSTのY変位ΔY 0j+1 =Y 0N −Y 0j+1 、Y干渉計16より得られるウエハステージWSTのY変位ΔY j+1 =Y −Y j+1を、求める。 At the same time, from the measurement point, Z interferometers 43A, the wafer stage WST obtained from 43B Y displacement ΔY 0j + 1 = Y 0N -Y 0j + 1, Y displacement of the wafer stage WST obtained from Y interferometer 16 ΔY j + 1 = Y N the -Y j + 1, seek.

次に、Z干渉計43A,43Bの計測結果を監視してウエハステージWSTがZ変位しないように制御し、またX干渉計127を用いてX変位しないように制御する。 Then, the wafer stage WST is controlled not to Z displacement monitors the measurement results of Z interferometers 43A, 43B, and controls so as not to X displacement using X interferometer 127. その上で、Y干渉計16の計測結果に従ってウエハステージWSTをY軸方向に距離δY、ステップ駆動する。 On top of that, Y interferometer 16 measurement results distance wafer stage WST in the Y-axis direction in accordance with [delta] Y, driven step. そして、図29(B)に示されるように、Zヘッド72cの計測位置が計測点(X ,Y )に一致するように、ウエハステージWSTを位置決めする。 Then, as shown in FIG. 29 (B), as the measurement position of the Z head 72c coincides with measurement point (X i, Y j), to position the wafer stage WST. ただし、Y =Y j+1 −δYである。 However, a Y j = Y j + 1 -δY .

ここで、先と同様に、Zヘッド72cを用いて、計測点(X ,Y )におけるYスケール39Y 1の面位置Z ijを計測する。 Here, as before, using Z head 72c, the measuring point (X i, Y j) to measure the Y surface position of the scale 39Y 1 Z ij in. そして、基準計測点(X i ,Y N )における面位置の計測結果Z iNとの差より、ウエハステージWSTのZ変位ΔZ ij =Z ij −Z iNを求める。 The measurement point (X i, Y N) from the difference between the measurement result Z iN of the surface position of, determine the Z displacement ΔZ ij = Z ij -Z iN of wafer stage WST. 同時に、基準計測点からの、Z干渉計43A,43Bより得られるウエハステージWSTのY変位ΔY 0j =Y 0N −Y 0j 、Y干渉計16より得られるウエハステージWSTのY変位ΔY =Y −Y を、求める。 At the same time, from the measurement point, Y displacement of the wafer stage WST obtained from Z interferometers 43A, 43B ΔY 0j = Y 0N -Y 0j, Y displacement of the wafer stage WST obtained from Y interferometer 16 [Delta] Y j = Y N the -Y j, seek.

図29(A)〜図29(C)に示されるように、逐次、Z干渉計43A,43Bの計測結果に従ってウエハステージWSTがZ変位しないように制御した上で、Y干渉計16の計測結果に従ってウエハステージWSTをY軸方向に距離δY、ステップ駆動し、Zヘッド72cを用いて一連の計測点(X ,Y )におけるYスケール39Y 1の面位置Z ijを計測する。 As shown in FIG. 29 (A) ~ FIG 29 (C), successively, in terms of Z interferometers 43A, wafer stage WST according 43B of the measurement results was controlled so as not to Z displacement, the measurement results of Y interferometer 16 wafer stage WST in the Y-axis direction a distance δY accordingly driven step, a series of measurement points (X i, Y j) surface position Z ij of Y scales 39Y 1 in measured using Z head 72c. そして、基準計測点からのウエハステージWSTのZ変位ΔZ ij 、Z干渉計43A,43Bより得られるY変位ΔY 0j 、Y干渉計16より得られるウエハステージWSTのY変位ΔY を求める。 Then, Z displacement [Delta] Z ij of wafer stage WST from the measurement point, Z interferometers 43A, obtained from 43B Y displacement [Delta] Y 0j, obtains the Y displacement [Delta] Y j of the wafer stage WST obtained from Y interferometer 16. これらの結果を式(32)、式(33)に適用することにより、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりδh1(Δr1 ),δh2(Δr2 )が得られる。 These results equation (32), by applying the equation (33), a fixed mirror 47A, 47B bend of the reflecting surface of δh1 (Δr1 j), δh2 ( Δr2 j) is obtained. ただし、走りΔr1 ,Δr2 は、式(24)より、Y変位ΔY から求められる。 However, running r1 j, .DELTA.r2 j, from equation (24) is determined from the Y displacement [Delta] Y j.

なお、固定鏡47A,47Bの反射面の各計測点Δr1 ,Δr2 の間の曲がりは、離散データδh1(Δr1 ),δh2(Δr2 )に線形補間、あるいは高次の補間公式を適用して求めれば良い。 The fixed mirrors 47A, 47B each measurement point r1 j of the reflecting surface of the bend between the .DELTA.r2 j, discrete data δh1 (Δr1 j), applying linear interpolation or higher order interpolation formula to δh2 (Δr2 j) it may be obtained by. それにより、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりを表す連続関数δh1(Δr1),δh2(Δr2)が得られる。 Thereby, a fixed mirror 47A, a continuous function representing the curvature of the reflecting surface of 47B δh1 (Δr1), δh2 (Δr2) is obtained.

なお、上述の説明ではZヘッド72cのみを用いたが、同様にZヘッド72dを用いた計測を行い、2つの結果を平均することとしても良い。 Although in the above description using only the Z head 72c, it performs a measurement using the same manner Z head 72d, may averaging the two results. 勿論、Zヘッド72c,72dを用いた同時計測を行い、2つの結果を平均することとしても良い。 Of course, Z head 72c, performs a simultaneous measurement using 72d, may averaging the two results. それにより、後述する計測面、すなわちYスケール39Y 1表面の歪み(凹凸)に由来する誤差等、Zヘッドの計測誤差に由来する固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりの計測誤差を軽減することができる。 Thereby, the measuring surface to be described later, that is, the Y scales 39Y error or the like derived from the strain of the first surface (concavo-convex), a fixed mirror 47A derived from measurement error Z heads, reducing the bending of the measurement error of the reflecting surface of the 47B can.

また、Zヘッド72a,72bのいずれか、あるいは両方を用いて、対応するYスケール39Y の面位置を計測することによってウエハステージWSTのZ変位を求め、その結果を用いて固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりを求めても良い。 Further, Z heads 72a, 72b either, or with both, corresponding Y seeking Z displacement of wafer stage WST by measuring the surface position of the scale 39Y 2, fixed mirror 47A with the results, 47B it may be obtained bending of the reflecting surface of the. 勿論、Zヘッド72c,72dを用いたYスケール39Y 1の面位置の計測と、Zヘッド72a,72bを用いたYスケール39Y 2の面位置の計測と、を同時に実行し、それらの結果の平均を取ることとしても良い。 Of course, Z head 72c, perform a measurement of the surface position of Y scale 39Y 1 with 72d, Z heads 72a, a measurement of the surface position of Y scale 39Y 2 with 72b, at the same time, the average of the results it is also possible to take.

なお、図29(D)に示されるように、ZヘッドによるウエハテーブルWTBの面位置の計測結果Z ijには、またそれから求められるウエハステージWSTのZ変位ΔZ ijには、次式(34)で示されるように、Zヘッドの計測面、すなわちYスケール39Y 1 (39Y 2 )表面の凹凸に由来する誤差δZ 1ij (δZ 2ij )が含まれる。 Incidentally, as shown in FIG. 29 (D), Z in the measurement result Z ij of the surface position of wafer table WTB by the head, also the Z displacement [Delta] Z ij of wafer stage WST obtained therefrom, the following equation (34) in as shown, the measurement surface of the Z head, i.e. include Y scales 39Y 1 (39Y 2) errors from surface irregularities δZ 1ij (δZ 2ij) is.

ΔZ 1ij =ΔZ ij +δZ 1ij (ΔZ 2ij =ΔZ ij +δZ 2ij ) ……(34) ΔZ 1ij = ΔZ ij + δZ 1ij (ΔZ 2ij = ΔZ ij + δZ 2ij) ...... (34)
ただし、ウエハステージWSTの正味のZ変位をΔZ ij 、Zヘッド72c,72dを用いて計測されるYスケール39Y 1のZ変位(面変位)をΔZ 1ij 、Zヘッド72a,72bを用いて計測されるYスケール39Y 2のZ変位(面変位)をΔZ 2ij 、と表記した。 However, [Delta] Z net Z displacement of wafer stage WST ij, Z head 72c, Z displacement of Y scales 39Y 1 as measured using 72d (surface displacement) a [Delta] Z 1ij, measured using Z heads 72a, 72b, that Z displacement of the Y scales 39Y 2 (the surface displacement) were expressed [Delta] Z 2ij, and. なお、図29(D)に、計測点Y j+1での面位置の計測結果Z ij+1を基準にして、ウエハステージWSTの正味のZ変位を点線で示した。 Incidentally, in FIG. 29 (D), and the measurement result Z ij + 1 of the surface position at the measuring point Y j + 1 as a reference, it showed a Z displacement net of wafer stage WST by a dotted line. 点線と実線のずれが、誤差δZ 1ij (δZ 2ij )に対応する。 Dotted line and solid line deviation corresponds to the error δZ 1ij (δZ 2ij).

ここで、式(34)内の誤差δZ 1ij ,δZ 2ijに対して、例えば、前述の計測方法によって求められるYスケール39Y ,39Y の2次元(X,Y)の凹凸関数δZ 1 (X,Y),δZ 2 (X,Y)を用いて、Yスケール39Y ,39Y の面変位の計測結果ΔZ 1ij ,ΔZ 2ijを補正すれば良い。 Here, the error .delta.Z 1ij in equation (34), relative to .delta.Z 2ij, for example, uneven function .delta.Z 1 (X 2D of Y scales 39Y 1, 39Y 2 obtained by the measuring method described above (X, Y) , Y), δZ 2 (X , using a Y), Y scales 39Y 1, the 39Y 2 face displacement measurement result [Delta] Z 1ij, may be corrected [Delta] Z 2ij. そして、補正済みの4つのZヘッド72a〜72dの計測結果のいずれか、あるいはそれらの平均をウエハステージWSTのZ変位ΔZ ijとすれば良い。 Then, one of the measurement results of the corrected four Z heads 72a to 72d, or the average of them may be a Z displacement [Delta] Z ij of wafer stage WST. ただし、凹凸関数δZ 1 (X,Y),δZ 2 (X,Y)は、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりδh1(Δr1),δh2(Δr2)に由来する誤差から分離して、求められたものでなければならない。 However, irregularities function δZ 1 (X, Y), δZ 2 (X, Y) is fixed mirror 47A, the reflecting surface of 47B bend Delta] hl (r1), it is separated from the error derived from the [Delta] h2 (.DELTA.r2), calculated be should those obtained. この観点において、前述のZヘッドを2つ用いる第2の手法より得られる凹凸関数δZ 1 (X,Y),δZ 2 (X,Y)を用いることが望ましい。 In this respect, the aforementioned Z head is a obtained from the second technique of using two uneven functions δZ 1 (X, Y), δZ 2 (X, Y) is preferably used.

図30(A)〜図30(D)には、第2の計測手法、すなわちZヘッドを2つ用いる計測手法の手順が示されている。 Figure 30 (A) ~ FIG 30 (D), the second measurement method, i.e. procedure of measuring method using two Z heads are shown. ここでは、一例として、Zヘッド72c,72dを用いることとし、対応するYスケール39Y 1の面位置を計測することによって、ウエハステージWSTのZ変位を求めるものとする。 Here, as an example, and the use Z head 72c, the 72d, by measuring the surface position of the corresponding Y scales 39Y 1, and request the Z displacement of the wafer stage WST. なお、基準計測点を(X i ,Y N )に選ぶ。 Note that choosing a measurement point (X i, Y N) to.

図30(A)では、Zヘッド72cの計測位置が計測点(X ,Y j+2 )に、Zヘッド72dの計測位置が計測点(X ,Y j+1 )に一致するように、ウエハステージWSTが位置決めされている。 In FIG. 30 (A), the measurement position of the Z head 72c measurement point (X i, Y j + 2 ) , as the measurement position of the Z head 72d coincides with measurement point (X i, Y j + 1 ), the wafer stage WST There has been positioned. ただし、Y j+1 =Y j+2 −δYである。 However, a Y j + 1 = Y j + 2 -δY. ここで、Zヘッド72dを用いて、計測点(X ,Y j+1 )におけるYスケール39Y 1の面位置Z dij+1を計測する。 Here, using Z head 72d, the measurement points (X i, Y j + 1 ) to measure the surface position Z dij + 1 of Y scales 39Y 1 in.

次に、Z干渉計43A,43Bの計測結果を監視してウエハステージWSTがZ変位しないように制御し、またX干渉計127を用いてX変位しないように制御する。 Then, the wafer stage WST is controlled not to Z displacement monitors the measurement results of Z interferometers 43A, 43B, and controls so as not to X displacement using X interferometer 127. その上で、Y干渉計16の計測結果に従ってウエハステージWSTをY軸方向に距離δY、ステップ駆動する。 On top of that, Y interferometer 16 measurement results distance wafer stage WST in the Y-axis direction in accordance with [delta] Y, driven step. そして、図30(B)に示されるように、Zヘッド72cの計測位置が計測点(X ,Y j+1 )に、Zヘッド72dの計測位置が計測点(X ,Y )に一致するように、ウエハステージWSTを位置決めする。 Then, as shown in FIG. 30 (B), the measurement position of the Z head 72c measurement point (X i, Y j + 1 ) , the measurement position of the Z head 72d coincides with measurement point (X i, Y j) as such, to position the wafer stage WST. ただし、Y =Y j+1 −δYである。 However, a Y j = Y j + 1 -δY .

ここで、Zヘッド72cを用いて、計測点(X ,Y j+1 )におけるYスケール39Y 1の面位置Z cij+1を計測する。 Here, using Z head 72c, the measuring point (X i, Y j + 1 ) to measure the surface position Z cij + 1 of Y scales 39Y 1 in. そして、先のステップにおいて、Zヘッド72dを用いて計測された同計測点の面位置Z dij+1との差より、ウエハステージWSTのZ変位dZ ij+1 =Z cij+1 −Z dij+1を求める。 Then, in the previous step, from the difference between the surface position Z dij + 1 of the same measurement point is measured using the Z head 72d, seek Z displacement dZ ij + 1 = Z cij + 1 -Z dij + 1 of the wafer stage WST. 図30(B)には、先のステップにおいて、Zヘッド72dを用いて計測点(X ,Y j+1 )の面位置が計測された時のYスケール39Y 1の表面及びZヘッド72c,72dが点線及び仮想線(二点鎖線)でそれぞれ示されている。 FIG 30 (B), in the previous step, measurement points using Z head 72d (X i, Y j + 1) when the surface position is measured in the Y scales 39Y 1 surface and a Z head 72c, is 72d They are respectively shown by a dotted line and the virtual line (two-dot chain line). 点線で示される面位置と実線で示される面位置の差が、ウエハステージWSTのZ変位dZ ij+1に対応する。 Difference in surface position indicated by the surface position and the solid line indicated by a dotted line corresponds to the Z displacement dZ ij + 1 of the wafer stage WST. なお、基準計測点からのウエハステージWSTのZ変位はΔZ ij =Σ j≦k≦N dZ ikと求められる。 Incidentally, Z displacement of wafer stage WST from the measurement point is determined to ΔZ ij = Σ j ≦ k ≦ N dZ ik.

それと同時に、基準計測点からの、Z干渉計43A,43Bより得られるウエハステージWSTのY変位ΔY 0j+1 =Y 0N −Y 0j+1と、Y干渉計16より得られるウエハステージWSTのY変位ΔY j+1 =Y −Y j+1を、求める。 At the same time, from the measurement point, Z interferometers 43A, the Y displacement ΔY 0j + 1 = Y 0N -Y 0j + 1 of the wafer stage WST obtained from 43B, Y displacement of the wafer stage WST obtained from Y interferometer 16 ΔY j + 1 = the Y N -Y j + 1, determined. (最後に、Zヘッド72dを用いて、次ステップのウエハステージWSTのZ変位の基準となる、計測点(X ,Y )のYスケール39Y 1の面位置Z dijを計測する。) (Finally, using Z head 72d, a reference in the Z displacement of wafer stage WST in the next step, measuring the Y scales 39Y 1 surface position Z dij measurement point (X i, Y j). )

図30(A)〜図30(C)に示されるように、逐次、Z干渉計43A,43Bの計測結果に従ってZ変位しないように制御した上で、Y干渉計16の計測結果に従ってウエハステージWSTをY軸方向に距離δY、ステップ駆動する。 As shown in FIG. 30 (A) ~ FIG 30 (C), successively, Z interferometers 43A, on which is controlled not to Z displacement according 43B of the measurement result, the wafer stage WST in accordance with measurement results of Y interferometer 16 the distance in the Y-axis direction [delta] Y, driven step. そして、Zヘッド72c,72dを用いて、一連の計測点(X ,Y )におけるYスケール39Y 1の面位置Z cij ,Z dijを計測する。 Then, Z head 72c, with 72d, a series of measurement points (X i, Y j) of Y scales 39Y 1 surface position Z cij, measuring the Z dij. そして、ステップ毎に、Zヘッド72cの計測結果Z cijと、前ステップでのZヘッド72dの計測結果Z dijの差より、ウエハステージWSTのZ変位dZ ijを求める。 Then, for each step, the measurement result and Z cij Z heads 72c, than the difference between the measurement result Z dij Z heads 72d in the previous step, determine the Z displacement dZ ij of wafer stage WST. その結果dZ ijを用いて基準計測点からのウエハステージWSTのZ変位ΔZ ij =Σ j≦k≦N dZ ikを求める。 The results determine the Z displacement ΔZ ij = Σ j ≦ k ≦ N dZ ik of wafer stage WST from the measurement point with dZ ij. それと同時に、基準計測点からの、Z干渉計43A,43Bより得られるY変位ΔY 0jと、Y干渉計16より得られるウエハステージWSTのY変位ΔY を、求める。 At the same time, from the measurement point, Z interferometers 43A, the Y displacement [Delta] Y 0j obtained from 43B, the Y displacement [Delta] Y j of the wafer stage WST obtained from Y interferometer 16, determined. これらの結果を式(32)、式(33)に適用することにより、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりδh1(Δr1 ),δh2(Δr2 )が求まる。 These results equation (32), by applying the equation (33), a fixed mirror 47A, 47B bend of the reflecting surface of δh1 (Δr1 j), δh2 ( Δr2 j) is obtained. ただし、走りΔr1 ,Δr2 は、式(24)より、Y変位ΔY から求められる。 However, running r1 j, .DELTA.r2 j, from equation (24) is determined from the Y displacement [Delta] Y j.

なお、固定鏡47A,47Bの反射面の各計測点Δr1 ,Δr2 の間の曲がりは、離散データδh1(Δr1 ),δh2(Δr2 )に線形補間、あるいは高次の補間公式を適用して求めれば良い。 The fixed mirrors 47A, 47B each measurement point r1 j of the reflecting surface of the bend between the .DELTA.r2 j, discrete data δh1 (Δr1 j), applying linear interpolation or higher order interpolation formula to δh2 (Δr2 j) it may be obtained by. それにより、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりを表す連続関数δh1(Δr1),δh2(Δr2)が得られる。 Thereby, a fixed mirror 47A, a continuous function representing the curvature of the reflecting surface of 47B δh1 (Δr1), δh2 (Δr2) is obtained.

第2の計測手法では、異なる2つのステップで同じ計測点(X ,Y )の面位置を2つのZヘッド72c,72dを用いて計測し、それらの計測結果の差dZ ijより、異なる2つのステップ間におけるウエハステージWSTのZ変位を求めるため、計測面の凹凸に起因する誤差が相殺され、ウエハステージWSTの正味のZ変位を求めることができる。 In the second measurement method, different same measurement point in two steps (X i, Y j) 2 two Z heads 72c of the surface position of measures with 72d, from the difference dZ ij of their measurement results, different to determine the Z displacement of wafer stage WST between two steps, offset error due to unevenness of the measurement surface, it is possible to obtain the Z displacement of the net of the wafer stage WST.

図30(D)に示されるように、計測結果の差dZ ijより求められるウエハステージWSTのZ変位ΔZ ij =Σ j≦k≦N dZ ikは、点線で示した正味のZ変位に一致している。 As shown in FIG. 30 (D), Z displacement ΔZ ij = Σ j ≦ k ≦ N dZ ik of wafer stage WST obtained from the difference dZ ij measurement results are consistent with the Z displacement of the net indicated by the dotted line ing. 従って、前述の第1の計測手法と比べ、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりδh1(Δr1),δh2(Δr2)の計測精度は格段に向上する。 Therefore, compared with the first measurement technique described above, the fixed mirror 47A, the reflecting surface of 47B bend Delta] hl (r1), the measurement accuracy of [Delta] h2 (.DELTA.r2) is remarkably improved.

また、Zヘッド72a,72bを用いて、対応するYスケール39Y の面位置を計測することによってウエハステージWSTのZ変位を求め、その結果を用いて固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりを求めても良い。 Further, Z heads 72a, 72b using, determine the Z displacement of the wafer stage WST by measuring the surface position of the corresponding Y scales 39Y 2, fixed mirror 47A with the result, the bending of the reflecting surface of the 47B it may be obtained. 勿論、Zヘッド72c,72dを用いたYスケール39Y 1の面位置の計測と、Zヘッド72a,72bを用いたYスケール39Y 2の面位置の計測と、を同時に実行し、それらの結果の平均を取ることとしても良い。 Of course, Z head 72c, perform a measurement of the surface position of Y scale 39Y 1 with 72d, Z heads 72a, a measurement of the surface position of Y scale 39Y 2 with 72b, at the same time, the average of the results it is also possible to take.

なお、ウエハステージWSTのY軸方向へのステップ駆動距離δYは、Zヘッド72c,72dのY間隔及びZヘッド72a,72bのY間隔に等しいとしたが、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりδh1(Δr1),δh2(Δr2)が十分緩やかであれば、すなわち計測点の間隔δY×sinθ内で曲がりδh1(Δr1),δh2(Δr2)がほとんど一定であれば、ステップ駆動距離δYをZヘッドのY間隔より小さく設定しても良い。 Steps driving distance δY in the Y-axis direction of wafer stage WST, Z head 72c, Y spacing and Z heads 72a of the 72d, was equal to Y spacing 72b, bending of the reflecting surface of the fixed mirror 47A, 47B δh1 (Δr1), if is sufficient gentle δh2 (Δr2), i.e. bends in the interval [delta] Y × sin [theta measurement point δh1 (Δr1), if little is constant δh2 (Δr2), Z head step driving distance [delta] Y it may be set from the Y spacing small.

上述のように、本手法による固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりδh1(Δr1),δh2(Δr2)の計測では、前述のYスケール39Y 1 ,39Y 2表面の凹凸計測と同様に、面位置計測システム(Zヘッド)を用いてYスケール39Y 1 ,39Y 2の面位置を計測する。 As described above, the fixed mirror 47A by this method, bending of the reflecting surface of 47B δh1 (Δr1), in the measurement of [Delta] h2 (.DELTA.r2), similarly to the unevenness measurement of the aforementioned Y scales 39Y 1, 39Y 2 surfaces, surface position measuring the surface position of Y scales 39Y 1, 39Y 2 using the measurement system (Z head). そこで、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりとYスケール39Y 1 ,39Y 2表面の凹凸の同時計測も可能である。 Therefore, a fixed mirror 47A, simultaneous measurement of the unevenness of the bend and Y scales 39Y 1, 39Y 2 surface of the reflection plane of 47B is also possible. 以下、この同時計測について説明する。 The following describes the simultaneous measurement.

Yスケール39Y 1 ,39Y 2の凹凸は、Y軸方向に間隔δY、X軸方向に間隔δXの複数の離散点において、計測することとする。 Y unevenness of scales 39Y 1, 39Y 2, the spacing in the Y-axis direction [delta] Y, at a plurality of discrete points of interval δX in the X-axis direction, and to measure. それに応じて、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりは、走り方向に、間隔δY×sinθの複数の離散点について計測することになる。 Accordingly, a fixed mirror 47A, bending of the reflecting surface of the 47B is the running direction, will be measured for a plurality of discrete points of the interval [delta] Y × sin [theta. また、X間隔δXを、例えば、35mmと設定する。 Further, the X interval [delta] X, for example, is set to 35 mm. 本実施形態では、Yスケール39Y 1 ,39Y 2 (の反射型回折格子)のX軸方向の幅は約76mmと設定されているので、図25(B)に示されるように、X軸方向にそれぞれ3つの計測点(X ,X ,X 、ただし|X −X |=|X −X |=δX、及びX ',X ',X '、ただし|X '−X '|=|X '−X '|=δX)を取ることができる。 In the present embodiment, since the Y scales 39Y 1, 39Y X-axis direction of the width of two (reflective diffraction grating) is set to be about 76 mm, as shown in FIG. 25 (B), in the X-axis direction each of the three measurement points (X 1, X 2, X 3, provided that | X 1 -X 2 | = | X 2 -X 3 | = δX, and X 1 ', X 2', X 3 ', provided that | X 1 '-X 2' | = | X 2 '-X 3' | = δX) can take. そして、Y間隔δYは、Zヘッド72a,72bのY間隔及びZヘッド72c,72dのY間隔と等しいとする。 Then, Y spacing δY is, Z heads 72a, 72b of the Y spacing and Z head 72c, and equal to the Y interval 72d. なお、基準計測点を(X i ,Y N )に選ぶ。 Note that choosing a measurement point (X i, Y N) to.

なお、計測中、ウエハステージWSTは基準姿勢を維持することとする。 Incidentally, during the measurement, the wafer stage WST and to maintain the reference attitude. すなわち、ウエハステージWSTを、3自由度(θx,θy,θz)方向についての基準位置に位置決めする。 That is, the wafer stage WST, 3 degrees of freedom (θx, θy, θz) are positioned at the reference position in the direction. そして、Y干渉計16を用いてθx,θz位置を監視し、Z干渉計43A,43Bを用いてθy位置を監視して、これら3自由度方向にウエハステージWSTが変位しないように管理する。 Then, [theta] x with Y interferometer 16 monitors the θz position, to monitor the θy position using Z interferometers 43A, the 43B, these three wafer stage WST in the degrees of freedom are controlled so as not to be displaced. そして、X干渉計127、Y干渉計16、Z干渉計43A,43Bを用いて、それぞれX,Y,Z位置を監視して、ウエハステージWSTを3自由度(X,Y,Z)方向に駆動制御する。 Then, by using the X interferometer 127, Y interferometer 16, Z interferometers 43A, 43B, X respectively, Y, monitors the Z position, the wafer stage WST 3 degrees of freedom (X, Y, Z) in the direction the drive to control.

まず、図27(A)及び図30(A)に示されるように、Zヘッド72cの計測位置は計測点(X ,Y j+2 )に、Zヘッド72dの計測位置は計測点(X ,Y j+1 )に一致するように、ウエハステージWSTを位置決めする。 First, as shown in FIG. 27 (A) and FIG. 30 (A), Z measurement position of the head 72c is measurement point (X i, Y j + 2 ) , the measurement position is the measurement point of the Z head 72d (X i, to match the Y j + 1), to position the wafer stage WST. ただし、Y j+1 =Y j+2 −δYである。 However, a Y j + 1 = Y j + 2 -δY. また、この時、Zヘッド72aの計測位置は計測点(X ',Y j+2 )に、Zヘッド72bの計測位置は計測点(X ',Y j+1 )に一致している。 At this time, the measurement position of the Z head 72a is 'in (, Y j + 2, the measurement position of the Z head 72b is measurement point (X i measurement point X i)' coincides with, Y j + 1).

ここで、Zヘッド72cを用いて計測点(X ,Y j+2 )のYスケール39Y 1の面位置Z cij+2を計測し、Zヘッド72dを用いて計測点(X ,Y j+1 )のYスケール39Y 1の面位置Z dij+1を計測し、2つの計測結果の差よりYスケール39Y 1の傾きδZ 1ij+1 =Z dij+1 −Z cij+2を求める。 Here, Y scale of the measuring points using the Z head 72c (X i, Y j + 2) measured in the Y scales 39Y 1 surface position Z cij + 2, measurement points using the Z head 72d (X i, Y j + 1) the surface position Z dij + 1 of 39Y 1 are measured, the inclination than the difference between the two measurement results of Y scales 39Y 1 δZ 1ij + 1 = Request Z dij + 1 -Z cij + 2 . また、Zヘッド72aを用いて計測点(X ',Y j+2 )のYスケール39Y 2の面位置Z aij+2を計測し、Zヘッド72bを用いて計測点(X ',Y j+1 )のYスケール39Y 2の面位置Z bij+1を計測し、2つの計測結果の差よりYスケール39Y 2の傾きδZ 2ij+1 =Z bij+1 −Z aij+2を求める。 Further, the measurement point by using the Z head 72a (X i ', Y j + 2) surface position Z aij + 2 of Y scales 39Y 2 and measurement of the measurement points using the Z head 72b (X i', the Y j + 1) Y the surface position Z bij + 1 scale 39Y 2 is measured, two from the difference between the measurement results of Y scales 39Y 2 gradient .delta.Z 2ij + 1 = Request Z bij + 1 -Z aij + 2 .

次に、Z干渉計43A,43Bの計測結果を監視してウエハステージWSTがZ変位しないように制御し、またX干渉計127を用いてX変位しないように制御する。 Then, the wafer stage WST is controlled not to Z displacement monitors the measurement results of Z interferometers 43A, 43B, and controls so as not to X displacement using X interferometer 127. その上で、Y干渉計16の計測結果に従って、ウエハステージWSTをY軸方向に距離δY、ステップ駆動する。 On top of that, according to Y interferometer 16 of the measurement results, the wafer stage WST Y-axis direction at a distance [delta] Y, driven step. そして、図27(B)及び図30(B)に示されるように、Zヘッド72cの計測位置が計測点(X ,Y j+1 )に、Zヘッド72dの計測位置が計測点(X ,Y )に一致するように、ウエハステージWSTを位置決めする。 Then, as shown in FIG. 27 (B) and FIG. 30 (B), Z measurement position of the head 72c is measurement point (X i, Y j + 1 ) to, Z measurement position of the head 72d measurement point (X i, to match the Y j), to position the wafer stage WST. ただし、Y =Y j+1 −δYである。 However, a Y j = Y j + 1 -δY . また、この時、Zヘッド72aの計測位置は計測点(X ',Y j+1 )に、Zヘッド72bの計測位置は計測点(X ',Y )に一致している。 At this time, the measurement position of the Z head 72a the measurement points (X i ', Y j + 1) , the measurement position of the Z head 72b is measurement point (X i' coincides with, Y j).

ここで、先と同様に、Zヘッド72cを用いて計測点(X ,Y j+1 )のYスケール39Y 1の面位置Z cij+1を計測し、Zヘッド72dを用いて計測点(X ,Y )のYスケール39Y 1の面位置Z dijを計測し、2つの計測結果の差よりYスケール39Y 1の傾きδZ 1ij =Z dij −Z cij+1を求める。 Here, as before, the measurement point by using the Z head 72c (X i, Y j + 1) surface position Z cij + 1 of Y scales 39Y 1 and measurement of the measurement points using the Z head 72d (X i, Y measured Y scales 39Y 1 surface position Z dij of j), obtains the inclination δZ 1ij = Z dij -Z cij + 1 of Y scales 39Y 1 than the difference between the two measurement results. また、Zヘッド72aを用いて計測点(X ',Y j+1 )のYスケール39Y 2の面位置Z aij+1を計測し、Zヘッド72bを用いて計測点(X ',Y )のYスケール39Y 2の面位置Z bijを計測し、2つの計測結果の差よりYスケール39Y 2の傾きδZ 2ij =Z bij −Z aij+1を求める。 Further, the measurement point by using the Z head 72a (X i ', Y j + 1) to measure the surface position Z aij + 1 of Y scales 39Y 2 of, Z heads 72b with measurement point (X i' of, Y j) Y scale 39Y 2 face position Z bij measured to determine the Y scales 39Y 2 slope δZ 2ij = Z bij -Z aij + 1 than the difference between the two measurement results.

そして、現ステップにおいてZヘッド72cにより得られる計測点(X ,Y j+1 )のYスケール39Y 1の面位置の計測結果Z cij+1と、前ステップにおいてZヘッド72dにより得られた同計測点の面位置の計測結果Z dij+1の差より、ウエハステージWSTのZ変位dZ 1ij+1 =Z cij+1 −Z dij+1を求める。 Then, the surface of the Y measurement results of the surface position of the scale 39Y 1 and Z cij + 1, prior to the measurement points obtained by the Z head 72d in step measurement point obtained by the Z head 72c in the current step (X i, Y j + 1 ) than the difference between the measurement result Z dij + 1 position, determine the Z displacement dZ 1ij + 1 = Z cij + 1 -Z dij + 1 of the wafer stage WST. また、現ステップにおいてZヘッド72aにより得られる計測点(X ',Y j+1 )のYスケール39Y 2の面位置の計測結果Z aij+1と、前ステップにおいてZヘッド72bにより得られた同計測点の面位置の計測結果Z bij+1の差より、ウエハステージWSTのZ変位dZ 2ij+1 =Z bij+1 −Z aij+1を求める。 Further, the measurement points obtained by the Z head 72a in the current step (X i ', Y j + 1) of the surface position of Y scale 39Y 2 measurement results and Z aij + 1, prior to the measurement points obtained by the Z head 72b in step than the difference between the measurement result Z bij + 1 surface position, determine the Z displacement dZ 2ij + 1 = Z bij + 1 -Z aij + 1 of the wafer stage WST. なお、原理上dZ 1ij+1 =dZ 2ij+1が成り立つ。 It should be noted, it is true in principle dZ 1ij + 1 = dZ 2ij + 1. そして、基準計測点からの、ウエハステージWSTのZ変位は、ΔZ ij =Σ j≦k≦N dZ 1ikj≦k≦N dZ 2ikと求められる。 Then, from the measurement point, Z displacement of wafer stage WST is calculated and ΔZ ij = Σ j ≦ k ≦ N dZ 1ik = Σ j ≦ k ≦ N dZ 2ik. それと同時に、基準計測点からの、Z干渉計43A,43Bより得られるウエハステージWSTのY変位ΔY 0j+1 =Y 0N −Y 0j+1と、Y干渉計16より得られるY変位ΔY j+1 =Y −Y j+1とを求める。 At the same time, from the measurement point, Z interferometers 43A, the Y displacement ΔY 0j + 1 = Y 0N -Y 0j + 1 of the wafer stage WST obtained from 43B, obtained from Y interferometer 16 Y displacement ΔY j + 1 = Y N -Y seek and j + 1.

図27(A)〜図27(C)及び図30(A)〜図30(C)に示されるように、逐次、ウエハステージWSTをY軸方向に距離δY、ステップ駆動し、Zヘッド72c,72dを用いて一連の計測点(X ,Y )間のYスケール39Y 1の傾きδZ 1ijを、Zヘッド72a,72bを用いて一連の計測点(X ',Y )間のYスケール39Y 2の傾きδZ 2ijを、計測する。 As shown in FIG. 27 (A) ~ FIG 27 (C) and FIG. 30 (A) ~ FIG 30 (C), successively, the wafer stage WST in the Y-axis direction at a distance [delta] Y, driven step, Z head 72c, a series of measurement points using 72d (X i, Y j) of Y scales 39Y 1 slope .delta.Z 1ij between, a series of measurement points using Z head 72a, a 72b (X i ', Y j ) between the Y the slope δZ 2ij of scale 39Y 2, is measured. それと同時に、Zヘッド72cにより得られるYスケール39Y 1の面位置の計測結果Z cijと、前ステップにおいてZヘッド72dにより得られた同計測点の面位置の計測結果Z dijの差より、ステップ毎のウエハステージWSTのZ変位dZ 1ijを、求める。 At the same time, Z measurement result and Z cij of the surface position of Y scale 39Y 1 obtained by the head 72c, than the difference between the measurement result Z dij of the surface position obtained the measurement points by the Z head 72d in the previous step, each step of the Z displacement dZ 1ij of the wafer stage WST, it seeks. また、Zヘッド72aにより得られるYスケール39Y 2の面位置の計測結果Z aijと、前ステップにおいてZヘッド72bにより得られた同計測点の面位置の計測結果Z bijの差より、ステップ毎のウエハステージWSTのZ変位dZ 2ijを、求める。 Also, measurement results and Z aij of the surface position of Y scale 39Y 2 obtained by the Z head 72a, prior to the difference between the measurement result Z bij of the surface position obtained the measurement points by the Z head 72b in step, for each step the Z displacement dZ 2ij of the wafer stage WST, seek. そして、基準計測点からのウエハステージWSTのZ変位ΔZ ijを、求める。 Then, the Z displacement [Delta] Z ij of wafer stage WST from the measurement point, determined. さらに、基準計測点からの、Z干渉計43A,43Bより得られるウエハステージWSTのY変位ΔY 0jと、Y干渉計16より得られるY変位ΔY を求める。 Further, from the measurement point, Z interferometers 43A, the Y displacement [Delta] Y 0j of wafer stage WST obtained from 43B, obtains the Y displacement [Delta] Y j obtained from Y interferometer 16.

Y軸方向についてのYスケール39Y 1 ,39Y 2の傾きδZ 1ij ,δZ 2ijの計測を、すべてのX計測点X ,X 'に対して実行する。 Y scales 39Y 1, 39Y 2 slope .delta.Z 1ij of the Y-axis direction, the measurement of .delta.Z 2ij, all X measurement points X i, is performed on X i '. その計測結果δZ 1ij ,δZ 2ijを用いて、次の式(35)、式(36)より、Yスケール39Y 1 ,39Y 2の2次元(X,Y)の凹凸データδZ 1 (X ,Y ),δZ 2 (X ',Y )が求められる。 As a measurement result .delta.Z 1ij, using .delta.Z 2ij, the following equation (35), the equation (36), Y scales 39Y 1, 2-dimensional 39Y 2 (X, Y) unevenness data .delta.Z 1 (X i of, Y j), δZ 2 (X i ', Y j) is determined.

δZ 1 (X ,Y )=Σ j≦k≦N δZ 1ik ……(35) δZ 1 (X i, Y j ) = Σ j ≦ k ≦ N δZ 1ik ...... (35)
δZ 2 (X ',Y )=Σ j≦k≦N δZ 2ik ……(36) δZ 2 (X i ', Y j) = Σ j ≦ k ≦ N δZ 2ik ...... (36)
なお、各計測点(X ,Y )の間の凹凸データは、離散データδZ 1 (X ,Y ),δZ 2 (X ',Y )に線形補間、あるいは高次の補間公式を適用して求めれば良い。 Incidentally, unevenness data between each measurement point (X i, Y j) are discrete data δZ 1 (X i, Y j ), δZ 2 (X i ', Y j) to the linear interpolation, or higher order interpolation it may be obtained by applying the official. それにより、Yスケール39Y 1 ,39Y 2の2次元(X,Y)の凹凸を表す連続関数δZ 1 (X,Y),δZ 2 (X,Y)が得られる。 Thereby, Y scales 39Y 1, 2-dimensional 39Y 2 (X, Y) a continuous function representing the unevenness of δZ 1 (X, Y), δZ 2 (X, Y) is obtained.

以上の手順の処理により、Yスケール39Y ,39Y の2次元(X,Y)の凹凸を表す連続関数δZ 1 (X,Y),δZ 2 (X,Y)が得られる。 By the above processing steps, Y scales 39Y 1, 2-dimensional 39Y 2 (X, Y) a continuous function representing the unevenness of δZ 1 (X, Y), δZ 2 (X, Y) is obtained. これらの連続関数δZ 1 (X,Y),δZ 2 (X,Y)(又はこれに対応するマップデータ)が、メモリに34に格納されている。 These continuous function δZ 1 (X, Y), δZ 2 (X, Y) ( or its corresponding map data) is stored in the memory 34.

主制御装置20は、フォーカスマッピング中、又は露光中などに、次のようにしてZヘッドのスケールの凹凸に起因する計測誤差を補正する。 The main controller 20, during focus mapping, or the like during exposure, correcting the measurement error as follows due to the unevenness of the scale of the Z head. 例えば、Yスケール39Y の点(X,Y)における面位置の実測値Z が得られたとすると、次式(37)に基づいて、補正値ΔZを算出する。 For example, Y scales 39Y 1 point (X, Y) when the actual measurement value Z 0 of the surface position of is obtained, based on the following equation (37) calculates a correction value [Delta] Z.

ΔZ=Z −δZ 1 (X,Y) ……(37) ΔZ = Z 0 -δZ 1 (X , Y) ...... (37)

また、基準計測点からのウエハステージWSTのZ変位ΔZ ijの計測を、X軸方向の計測点X ,X 'のいずれか1つに対して実行する。 Further, to perform the measurement of the Z displacement [Delta] Z ij of wafer stage WST from the measurement point, the measurement points in the X-axis direction X i, with respect to any one of X i '. あるいは、すべてのX計測点について実行し、計測結果の平均を求める。 Alternatively, running for all the X measurement points, an average of the measurement results. そして、基準計測点からの、ウエハステージWSTのZ変位ΔZ ijと、Z干渉計43A,43Bの計測結果より得られるY変位ΔY 0jと、Y干渉計16より得られるY変位ΔY の計測結果を用いて、式(32)、式(33)より、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がり関数δh1(Δr1 ),δh2(Δr2 )が求められる。 Then, from the measurement point, the Z displacement [Delta] Z ij of wafer stage WST, Z interferometers 43A, a Y displacement [Delta] Y 0j obtained from 43B of the measurement results, the measurement results of Y displacement [Delta] Y j obtained from Y interferometer 16 using equation (32), the equation (33), a fixed mirror 47A, 47B bend function of the reflecting surface of δh1 (Δr1 j), δh2 ( Δr2 j) is obtained.

なお、固定鏡47A,47Bの反射面の各計測点Δr1 ,Δr2 の間の曲がりは、離散データδh1(Δr1 ),δh2(Δr2 )に線形補間、あるいは高次の補間公式を適用して求めれば良い。 The fixed mirrors 47A, 47B each measurement point r1 j of the reflecting surface of the bend between the .DELTA.r2 j, discrete data δh1 (Δr1 j), applying linear interpolation or higher order interpolation formula to δh2 (Δr2 j) it may be obtained by. それにより、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりを表す連続関数δh1(Δr1),δh2(Δr2)が得られる。 Thereby, a fixed mirror 47A, a continuous function representing the curvature of the reflecting surface of 47B δh1 (Δr1), δh2 (Δr2) is obtained.

なお、ウエハステージWSTのY軸方向へのステップ駆動距離δYは、Zヘッド72c,72dのY間隔及びZヘッド72a,72bのY間隔に等しいとしたが、Yスケール39Y 1 ,39Y 2の傾きが十分緩やかで、かつ固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりが十分緩やかであれば、すなわちYスケール39Y 1 ,39Y 2の傾きが計測点の間隔δY内でほとんど一定で、かつ固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりが計測点の間隔δY×sinθ内でほとんど一定であれば、ステップ駆動距離δYをZヘッドのY間隔より小さく設定しても良い。 Steps driving distance δY in the Y-axis direction of wafer stage WST, Z head 72c, Y spacing and Z heads 72a of the 72d, was equal to Y interval 72b, the inclination of Y scales 39Y 1, 39Y 2 sufficiently slow, and a fixed mirror 47A, if 47B is sufficiently loose bend of the reflecting surface, i.e. Y scales 39Y 1, at almost constant inclination of 39Y 2 is in the interval δY of measurement points, and the fixed mirrors 47A, 47B if bending of the reflecting surface of almost constant within the interval [delta] Y × sin [theta measurement point, the step driving distance [delta] Y may be set smaller than the Y spacing Z head.

以上の手順の処理により求められた固定鏡47A,47Bの反射面の曲がり関数δh1(Δr1),δh2(Δr2)を用いることにより、式(25)、式(26)に基づき、Z干渉計43A,43Bの測長ビームB1,B2の光路長の変化の実測値ΔL1 ,ΔL2 を補正することができる。 More fixed mirrors 47A obtained by the processing steps, bending function of the reflecting surface of 47B Delta] hl (r1), by using a [Delta] h2 (.DELTA.r2), formula (25), based on the equation (26), Z interferometers 43A , found .DELTA.L1 0 of the change in optical path length of the measurement beams B1, B2 of 43B, can be corrected [Delta] L2 0. そして、それらの補正値を用いて、例えば式(3)'、式(4)'より、ウエハステージWSTのZ変位ΔZ、Y変位ΔYが求められる。 Then, using these correction values, for example, the equation (3) ', the formula (4)', Z displacement of wafer stage WST [Delta] Z, Y displacement ΔY is calculated.

上述の手法では、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりとYスケール39Y 1 ,39Y 2表面の凹凸を同時に計測したが、勿論独立に計測しても良い。 In the above method, a fixed mirror 47A, bends and Y scales 39Y 1 of the reflecting surface of 47B, 39Y 2 is an uneven surface were measured at the same time, it may be measured in course independently. また、基準計測点からのウエハステージWSTのZ変位ΔZ ijを、2つのZヘッド72a,72b又は72c,72dの計測結果の平均から求め、得られたZ変位ΔZ ijより固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりδh1(Δr1),δh2(Δr2)を求めることとしても良い。 Further, the Z displacement [Delta] Z ij of wafer stage WST from the measurement point, two Z heads 72a, 72b or 72c, determined from the average of 72d measurement results, obtained Z displacement [Delta] Z ij than the fixed mirror 47A, 47B of of the reflecting surface bending δh1 (Δr1), may be obtained δh2 (Δr2). その場合、Yスケール39Y 1または39Y 2の凹凸に起因する計測誤差が発生するので、同時に計測されるYスケール39Y 1 ,39Y 2の2次元(X,Y)の凹凸データδZ 1 (X,Y),δZ 2 (X,Y)を用いて補正すれば良い。 In that case, Y scales since 39Y 1 or measurement errors caused by the unevenness of 39Y 2 occurs, Y scales 39Y 1, 2-dimensional 39Y 2 (X, Y) unevenness data .delta.Z 1 (X of which is measured at the same time, Y ), δZ 2 (X, Y ) may be corrected using a.

本計測手法では、2つのZヘッド72c,72dを用いたYスケール39Y 1の面位置の差分、あるいは2つのZヘッド72a,72bを用いたYスケール39Y 2の面位置の差分、を計測する。 In this measurement method, the two Z heads 72c, the difference between the Y surface position of the scale 39Y 1 with 72d or two Z heads 72a, the difference between the surface position of Y scale 39Y 2 with 72b,, to measure. それにより、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がり計測では、Yスケール39Y 1 ,39Y 2表面の凹凸に起因する計測誤差が生じない。 Thereby, a fixed mirror 47A, the bending measurement of the reflecting surface of the 47B, the measurement error due to the unevenness of Y scales 39Y 1, 39Y 2 surface does not occur. また、Yスケール39Y 1 ,39Y 2表面の凹凸計測では、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりに起因する計測誤差が生じない。 Further, Y scales 39Y 1, the unevenness measurement of 39Y 2 surface, a fixed mirror 47A, the measurement errors due to bending of the reflecting surface of 47B does not occur. 従って、固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりとYスケール39Y 1 ,39Y 2表面の凹凸の、高精度な計測が可能となる。 Thus, the fixed mirrors 47A, the unevenness of curvature and Y scales 39Y 1, 39Y 2 surfaces of the reflecting surfaces of the 47B, thereby enabling highly accurate measurement.

主制御装置20は、ウエハステージWSTの動作範囲内での移動中に、上記のような補正値(Z干渉計43A,43Bの測長ビームB1,B2の光路長の変化の実測値ΔL1 ,ΔL2 を補正値)の計算を、各ZヘッドでYスケール39Y ,39Y のZ位置情報を検出する度、あるいは所定のサンプリング回数おきに繰り返し実行しつつ、ウエハステージWSTのZ、θy方向の面位置制御を実行する。 The main controller 20, during movement within the operating range of the wafer stage WST, the above-described correction value (Z interferometers 43A, 43B of the measurement beams B1, Found .DELTA.L1 0 of the change in optical path length of B2, the calculation of the correction value) [Delta] L2 0, time for detecting the Z position information of the Y scales 39Y 1, 39Y 2 in the Z head, or repeatedly while performing a predetermined sampling times every wafer stage WST Z, [theta] y direction executing the surface position control.

なお、これまでは、説明を簡略化するために、主制御装置20が、ステージ系の制御、干渉計システム、エンコーダシステムなどを含め、露光装置の構成各部の制御を行うものとしたが、これに限らず、上記の主制御装置20が行う制御の少なくとも一部を、複数の制御装置で分担して行っても良いことは勿論である。 Incidentally, so far, in order to simplify the description, the main controller 20, control of the stage system, the interferometer system, such as including an encoder system, it is assumed for controlling each component of the exposure apparatus, which not limited to, at least a part of the control of main controller 20 described above is carried out, it is a matter of course that may be performed by shared by a plurality of controllers. 例えば、ステージ系の制御、エンコーダシステム、面位置計測システムのヘッドの切り換えなどを行なうステージ制御装置を、主制御装置20の配下に設けても良い。 For example, control of the stage system, encoder system, a stage controller which performs such switching of heads of surface position measurement system may be provided under the main controller 20. また、上記主制御装置20が行う制御は必ずしもハードウェアによって実現する必要はなく、主制御装置20、または前述のように分担して制御を行ういくつかの制御装置それぞれの動作を規定するコンピュータ・プログラムによりソフトウェア的に実現しても良い。 The computer which defines the main controller 20 control performed by the does not necessarily have to be realized by hardware, the main controller 20 or shared with some of the control device each operate to perform control as described above, it may be implemented in software by the program.

以上詳細に説明したように、本実施形態によると、主制御装置20により、上述した手法により、干渉計システム118と、面位置計測システム180とを用いて、Z干渉計43A,43Bで用いられる固定鏡47A,47Bの反射面の曲がりを、簡単にかつ高精度に計測することができる。 As described in detail above, according to this embodiment, the main controller 20, by the method described above, the interferometer system 118, by using the surface position measurement system 180 is used Z interferometers 43A, at 43B fixed mirrors 47A, 47B bend of the reflecting surface of the can be measured easily and accurately. そして、この求めた曲がりの情報が、メモリ34に格納されている。 Then, the information of the obtained bend, are stored in the memory 34. 従って、主制御装置20では、Z干渉計43A,43Bの反射面の曲がりの影響を受けることなく、そのZ干渉計43A,43Bを用いてウエハステージWSTのXY平面に直交するZ軸方向の位置を精度良く制御することができる。 Accordingly, the main control unit 20, without being affected by the bending of the reflecting surface of the Z interferometers 43A, 43B, the position of the Z-axis direction orthogonal to the XY plane of wafer stage WST using the Z interferometers 43A, and 43B it can be accurately controlled.

また、露光装置100によると、主制御装置20は、面位置計測システム180の2つ又は4つのZヘッドを用いてウエハテーブルWTBの表面のうちYスケール39Y 1 ,39Y 2部分のXY平面に直交する方向(Z軸方向)に関する位置情報を検出し、その検出値に含まれるYスケール39Y 1 ,39Y 2部分の凹凸に起因する計測誤差をYスケール39Y 1 ,39Y 2部分の凹凸情報(既知の情報)に基づいて補正した補正後の検出値に基づいて、ウエハステージWSTをZ軸方向とXY平面に対する傾斜方向(θy方向)との少なくとも一方について駆動することが可能となる。 Further, according to exposure apparatus 100, main controller 20, orthogonal to the XY plane of Y scales 39Y 1, 39Y 2 parts of the surface of wafer table WTB using two or four Z heads surface position measurement system 180 directions detects (Z axis direction) the position information about the measurement error due to the unevenness of Y scales 39Y 1, 39Y 2 portion contained in the detection value Y scales 39Y 1, 39Y 2 portions of the unevenness information (known based on the detection value corrected by correcting on the basis of information), the wafer stage WST can be driven in at least one of the tilt direction with respect to the Z-axis direction and the XY plane ([theta] y direction). 従って、ウエハテーブルWTBの表面(Yスケール39Y 1 ,39Y 2部分の表面の凹凸)に影響を受けることなく、面位置計測システム180を用いてウエハステージWSTを精度良くZ軸方向とXY平面に対する傾斜方向(θy方向)との少なくとも一方に駆動することが可能となる。 Thus, the surface of wafer table WTB without being affected by the (Y scales 39Y 1, 39Y unevenness of 2 parts of the surface), the inclination with respect to accuracy Z-axis direction and the XY plane of the wafer stage WST using the surface position measurement system 180 It can be driven in at least one of the direction ([theta] y direction).

また、本実施形態に係る露光装置100によると、上述のようにしてZ軸方向(及びθy方向)の位置が高精度に制御されたウエハステージWST(ウエハテーブルWTB)上に載置されたウエハWの各ショット領域にレチクルRのパターンを転写形成することで、ウエハW上の各ショット領域に精度良くパターンを形成することが可能になる。 Further, according to exposure apparatus 100 of this embodiment, is placed on the wafer stage WST whose position is controlled with high precision in the Z-axis direction as described above (and θy direction) (wafer table WTB) wafer in each shot area W by forming transferring the pattern of the reticle R, it is possible to form a high precision pattern in each shot area on the wafer W.

また、本実施形態に係る露光装置100によると、事前に行なわれた前述のフォーカスマッピングの結果に基づいて、露光中にウエハW表面の面位置情報を計測することなく、Zヘッドを用いて走査露光中にウエハのフォーカス・レベリング制御を高精度に行うことで、ウエハW上に精度良くパターンを形成することが可能になる。 Further, according to exposure apparatus 100 of the present embodiment, based on a result of the aforementioned focus mappings previously performed, without measuring the surface position information of wafer W surface during exposure, using Z head scanning by performing the wafer focus leveling control during the exposure with high precision, it becomes possible to form a high precision pattern on the wafer W. さらに、本実施形態では、液浸露光により高解像度の露光を実現できるので、この点においても微細パターンを精度良くウエハW上に転写することが可能になる。 Furthermore, in the present embodiment, since a high-resolution exposure can be realized by liquid immersion exposure, a fine pattern even in this respect can be transferred with good precision on the wafer W.

なお、上記実施形態では、各ZヘッドのフォーカスセンサFSは、前述のフォーカスサーボを行なうに際し、スケールY 1 ,Y 2上に形成された回折格子面を保護するカバーガラス表面に焦点を合わせても良いが、カバーガラス表面より遠くの面、例えば回折格子面などに焦点を合わせることが望ましい。 In the above embodiment, the focus sensor FS of each Z head, when performing the above-described focus servo, even focus on the cover glass surface to protect the scale Y 1, Y 2 diffraction grating surface formed on good, it is desirable to match distant plane from the cover glass surface, for example, focusing on such as a diffraction grating surface. このようにすると、カバーガラス表面にパーティクル等の異物(ゴミ)が存在している場合などに、そのカバーガラス表面がカバーガラスの厚み分デフォーカスした面となるので、その異物の影響をZヘッドが受け難くなるからである。 Thus, for example, when foreign matter such as particles on the cover glass surface (dust) is present, since the cover glass surface is the thickness of defocused surface of the cover glass, Z heads the influence of the foreign substance This is because it is difficult received.

なお、上記実施形態では、ウエハステージWSTの動作範囲(移動範囲のうち、装置の実際のシーケンス上移動する範囲)のウエハステージWSTの外部(上方)に複数のZヘッドを配置し、各ZヘッドでウエハテーブルWTB(Yスケール39Y 1 ,39Y 2 )表面のZ位置を検出する構成の面位置計測システムを採用するものとしたが、本発明がこれに限定されるものではない。 In the above embodiment, (among the movement range, the actual range of movement on the sequence of the device) the operating range of the wafer stage WST multiple Z heads of wafer stage WST in the external (upper) arranged, each Z heads in wafer table WTB (Y scales 39Y 1, 39Y 2) is the Z position of the surface was assumed to adopt surface position measurement system configured to detect, but the present invention is not limited thereto. 例えば、移動体上面にZヘッドを複数配置し、これに対向して移動体の外部にZヘッドからのプローブビームを反射する反射面が設けられた検出装置を、面位置検出システム180に代えて採用しても良い。 For example, a plurality of Z heads arranged in a mobile upper surface, a detection device reflecting surface for reflecting is provided a probe beam from the Z head to the outside of the moving body to face thereto, in place of the surface position detecting system 180 it may be adopted. この場合も、その反射面の凹凸情報と、Zヘッドの計測情報とに基づいて、移動体をZ軸方向及びθx方向及びθy方向などに駆動することが望ましい。 Again, the unevenness information of the reflection surface, on the basis of the measurement information in the Z head, it is desirable to drive the moving body such as the Z-axis direction and the θx direction and the θy direction. また、上記実施形態のYスケール39Y 1 ,39Y 2の代わりに、その反射面を用いて、上記実施形態と同様の手順で、Z干渉計43A,43Bで用いる固定鏡の反射面の曲がり計測、及びZヘッドからのプローブビームを反射する反射面の凹凸計測を行うことが可能である。 Further, instead of the Y scales 39Y 1, 39Y 2 in the above embodiment, by using the reflecting surface, in the above embodiment the same procedure, the bending of the reflecting surface of the fixed mirror using Z interferometers 43A, at 43B the measurement, and it is possible to perform the unevenness measurement of the reflection surface that reflects the probe beam from the Z head.

また、上記実施形態では、ウエハテーブル(ウエハステージ)上に格子部(Xスケール、Yスケール)を設け、これに対向してXヘッド、Yヘッドをウエハステージの外部に配置する構成のエンコーダシステムを採用した場合について例示したが、これに限らず、移動体にエンコーダヘッドを設け、これに対向して移動体の外部に2次元格子(又は2次元配置された1次元の格子部)を配置する構成のエンコーダシステムを採用しても良い。 In the above embodiment, the grating portion on the wafer table (wafer stage) (X scale, Y scale) is provided, to which opposite to X head, the encoder system of construction of arranging the Y heads outside the wafer stage It has been illustrated for the case of adopting, not limited thereto, an encoder head arranged on the movable body, placing a two-dimensional grid (or two-dimensional arranged one-dimensional grating portion) outside of the moving body so as to face thereto the encoder system configurations may be employed. この場合、移動体上面にZヘッドをも配置する場合には、その2次元格子(又は2次元配置された1次元の格子部)を、Zヘッドからのプローブビームを反射する反射面として兼用しても良い。 In this case, when Z heads are also to be placed to the mobile upper surface, the two-dimensional grating (or two-dimensional arranged one-dimensional grating portion), also serves as a reflective surface that reflects the probe beam from the Z head and it may be.

また、上記実施形態では、各Zヘッドが、図7に示されるように、駆動部(不図示)によってZ軸方向に駆動される、フォーカスセンサFSを収納したセンサ本体ZH(第1センサ)と、第1センサ(センサ本体ZH)のZ軸方向の変位を計測する計測部ZE(第2センサ)等を備える場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。 In the above embodiment, each Z head, as shown in FIG. 7, is driven in the Z-axis direction by a driving unit (not shown), a sensor body ZH which houses focus sensor FS (first sensor) , measuring unit ZE which measures the Z-axis direction of the displacement of the first sensor (sensor body ZH) has been described comprising a (second sensor) or the like, but the present invention is not limited thereto. すなわち、Zヘッド(センサヘッド)は、必ずしも第1センサそのものが、Z軸方向に可動である必要はなく、第1センサ(例えば前述のフォーカスセンサなど)を構成する部材の一部が移動可能で、第1センサとその計測対象物表面との光学的な位置関係(例えば第1センサ内の受光素子の受光面(検出面)と共役関係)が保たれるように、移動体のZ軸方向の移動に応じて、その部材の移動が移動するようになっていれば良い。 That, Z head (sensor head) is not necessarily the first sensor itself need not be movable in the Z axis direction, the first sensor (e.g., a focus sensor described above) can move a part of members constituting the as optical positional relationship between the first sensor and the measurement object surface (e.g., the light-receiving surface (detection surface of the light receiving element in the first sensor) a conjugated relationship) is maintained, Z-axis direction of the moving body in accordance with the movement of the movement of the member it is sufficient so as to move. その場合、第2センサは、その移動部材の基準位置からの移動方向の変位を計測する。 In that case, the second sensor measures the direction of movement of the displacement from the reference position of the moving member. 勿論、移動体上にセンサヘッドが設けられる場合には、二次元平面に垂直な方向での前記移動体の前記二次元平面に垂直な方向での位置変化に応じて、第1センサの計測対象物、例えば上述の2次元格子(又は2次元配置された1次元の格子部)などと第1センサとの光学的な位置関係を維持するように移動部材が移動すれば良い。 Of course, if the sensor head is provided on a moving body, according to a position change in the vertical direction to the two-dimensional plane of the movable body in a direction perpendicular to the two-dimensional plane, the first sensor measuring target object, for example, the moving member so as to maintain an optical positional relationship, such as 2-dimensional grid above (or two-dimensional arranged one-dimensional grating portion) and the first sensor may be moved.

なお、上記実施形態ではノズルユニット32の下面と投影光学系PLの先端光学素子の下端面とがほぼ面一であるものとしたが、これに限らず、例えばノズルユニット32の下面を、先端光学素子の射出面よりも投影光学系PLの像面(すなわちウエハ)の近くに配置しても良い。 In the above embodiment it was assumed and the lower end surface of the tip optical element of the lower surface and the projection optical system PL of the nozzle unit 32 is substantially flush, but for example, the lower surface of nozzle unit 32, tip optical than the exit surface of the element may be positioned close to the image plane of the projection optical system PL (i.e. wafer). すなわち、局所液浸装置8は上述の構造に限られず、例えば、欧州特許公開第1420298号公報、国際公開第2004/055803号パンフレット、国際公開第2004/057590号パンフレット、国際公開第2005/029559号パンフレット(対応米国特許公開第2006/0231206号)、国際公開第2004/086468号パンフレット(対応米国特許公開第2005/0280791号)、特開2004−289126号公報(対応米国特許第6,952,253号)などに記載されているものを用いることができる。 That is, local liquid immersion unit 8 is not limited to the configuration described above, for example, European Patent Publication No. 1420298 discloses, WO 2004/055803 pamphlet, WO 2004/057590 pamphlet, WO 2005/029559 Brochures (corresponding U.S. Patent Publication No. 2006/0231206), International Publication No. 2004/086468 (corresponding to United States Patent Publication No. 2005/0280791), JP 2004-289126 JP (corresponding U.S. Pat. No. 6,952,253 No.) can be used those described in the like. また、例えば国際公開第2004/019128号パンフレット(対応米国特許公開第2005/0248856号)に開示されているように、先端光学素子の像面側の光路に加えて、先端光学素子の物体面側の光路も液体で満たすようにしても良い。 Further, for example, International Publication No. WO 2004/019128, as disclosed in (corresponding U.S. Patent Publication No. 2005/0248856), the optical path on the image plane side of the tip optical element, the object plane side of the tip optical element optical path may be filled with liquid. さらに、先端光学素子の表面の一部(少なくとも液体との接触面を含む)又は全部に、親液性及び/又は溶解防止機能を有する薄膜を形成しても良い。 Furthermore, (including at least a contact surface with liquid) portion of the surface of the tip optical element or the whole, it may be formed a thin film having a lyophilic and / or dissolution preventing function. なお、石英は液体との親和性が高く、かつ溶解防止膜も不要であるが、蛍石は少なくとも溶解防止膜を形成することが好ましい。 Incidentally, quartz has a high affinity for liquid, and also needs no dissolution preventing film, fluorite it is preferable to form at least the anti-dissolution film.

なお、上記実施形態では、液体として純水(水)を用いるものとしたが、本発明がこれに限定されないことは勿論である。 In the above embodiment, it is assumed that using pure water (water) as a liquid, the present invention is not limited to this of course. 液体としては、化学的に安定で、照明光ILの透過率が高く安全な液体、例えばフッ素系不活性液体を使用しても良い。 The liquid, a chemically stable, having high transmittance safe liquid of the illumination light IL, may be used, such as a fluorine-containing inert liquid. このフッ素系不活性液体としては、例えばフロリナート(米国スリーエム社の商品名)が使用できる。 As the fluorine-containing inert liquid, for example, Fluorinert (the brand name of 3M United States) can be used. このフッ素系不活性液体は冷却効果の点でも優れている。 The fluorine-based inert liquid is also excellent from the point of cooling effect. また、液体として、照明光ILに対する屈折率が、純水(屈折率は1.44程度)よりも高い、例えば1.5以上の液体を用いても良い。 Further, as a liquid, the refractive index to illumination light IL, pure water (refractive index about 1.44) higher than, for example, may be used 1.5 or more liquids. この液体としては、例えば、屈折率が約1.50のイソプロパノール、屈折率が約1.61のグリセロール(グリセリン)といったC−H結合あるいはO−H結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体(有機溶剤)、あるいは屈折率が約1.60のデカリン(Decalin: Decahydronaphthalene)などが挙げられる。 As this type of liquid, for example, about 1.50 isopropanol refractive index, a predetermined liquid having a refractive index has a C-H binding or O-H binding such as about 1.61 glycerol (glycerine), hexane, heptane, decane predetermined liquids (organic solvents), a refractive index of about 1.60 decalin (decalin: decahydronaphthalene), and the like. あるいは、これら液体のうち任意の2種類以上の液体が混合されたものであっても良いし、純水にこれら液体の少なくとも1つが添加(混合)されたものであっても良い。 Alternatively, to any two or more liquids of the foregoing liquids or may be mixed, or may be at least one of these liquids to be added (mixed) in pure water. あるいは、液体としては、純水に、H+、Cs+、K+、Cl−、SO42−、PO42−等の塩基又は酸を添加(混合)したものであっても良い。 Alternatively, as the liquid, pure water, H +, Cs +, K +, Cl-, SO42-, or may be added (mixed) a base or acid such as PO42-. 更には、純水にAl酸化物等の微粒子を添加(混合)したものであっても良い。 Moreover, a liquid obtained by adding (mixing) particles of Al oxide or the like in pure water. これら液体は、ArFエキシマレーザ光を透過可能である。 These liquids can transmit ArF excimer laser light. また、液体としては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少なく、投影光学系(先端の光学部材)、及び/又はウエハの表面に塗布されている感光材(又は保護膜(トップコート膜)あるいは反射防止膜など)に対して安定なものであることが好ましい。 Further, as the liquid, the absorption coefficient of light is small, less temperature dependency, the projection optical system (tip optical member) and / or a photosensitive agent is coated on the surface of the wafer (or a protective film (topcoat film ) or it is preferable that stable to the antireflection film, etc.). また、F2レーザを光源とする場合は、フォンブリンオイルを選択すれば良い。 In the case of the light source F2 laser may be selected Fomblin oil. さらに、液体としては、純水よりも照明光ILに対する屈折率が高い液体、例えば屈折率が1.6〜1.8程度のものを使用しても良い。 Further, as the liquid, a liquid having a higher refractive index to illumination light IL than that of pure water, for example, the refractive index may be used of about 1.6 to 1.8. 液体として、超臨界流体を用いることも可能である。 As a liquid, it is also possible to use a supercritical fluid. また、投影光学系PLの先端光学素子を、例えば石英(シリカ)、あるいは、フッ化カルシウム(蛍石)、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成しても良いし、石英や蛍石よりも屈折率が高い(例えば1.6以上)材料で形成しても良い。 Further, the tip optical element of projection optical system PL, for example, quartz (silica), or calcium fluoride (fluorite), barium fluoride, strontium fluoride, lithium fluoride, and fluoride compounds such as sodium fluoride may be formed of a single crystal material, a higher refractive index than quartz or fluorite (e.g. 1.6 or more) may be formed of a material. 屈折率が1.6以上の材料としては、例えば、国際公開第2005/059617号パンフレットに開示される、サファイア、二酸化ゲルマニウム等、あるいは、国際公開第2005/059618号パンフレットに開示される、塩化カリウム(屈折率は約1.75)等を用いることができる。 The refractive index of 1.6 or more materials, for example, as disclosed in WO 2005/059617 pamphlet, sapphire, germanium dioxide, or the like, are disclosed in International Publication No. 2005/059618 pamphlet, potassium chloride (refractive index of about 1.75) or the like can be used.

また、上記実施形態で、回収された液体を再利用するようにしても良く、この場合は回収された液体から不純物を除去するフィルタを液体回収装置、又は回収管等に設けておくことが望ましい。 Further, in the above embodiment, may be reused recovered liquid, it is desirable to provide a filter for removing impurities in this case from the collected liquid liquid recovery unit, a recovery pipe or the like .

なお、上記実施形態では、露光装置が液浸型の露光装置であ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、液体(水)を介さずにウエハWの露光を行うドライタイプの露光装置にも採用することができる。 In the above embodiment, the exposure apparatus although been described is a liquid immersion type exposure apparatus is not limited thereto, exposure of dry type that performs exposure of wafer W without liquid (water) it can be adopted to a device.

また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。 In the above embodiment, the case has been described where the present invention is applied to a scanning exposure apparatus such as a step-and-scan method is not limited thereto, the present invention is applied to a static exposure apparatus such as a stepper and it may be. また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明は適用することができる。 Also, a reduction projection exposure apparatus by a step-and-stitch method that synthesizes a shot area and a shot area, an exposure apparatus by a proximity method, or the present invention such as a mirror projection aligner can be applied. さらに、例えば特開平10−163099号公報及び特開平10−214783号公報(対応米国特許第6,590,634号)、特表2000−505958号公報(対応米国特許第5,969,441号)、米国特許第6,208,407号などに開示されているように、複数のウエハステージWSTを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。 Furthermore, for example, Japanese Patent Publication and Japanese Patent 10-214783 discloses (corresponding U.S. Pat. No. 6,590,634) No. 10-163099, JP-T-2000-505958 (corresponding U.S. Pat. No. 5,969,441) , as disclosed in U.S. Patent No. 6,208,407, the present invention can also be applied to a multi-stage type exposure apparatus equipped with a plurality of wafer stage WST.

また、上記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および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系PL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。 Further, to the projection optical system in the exposure apparatus of the above embodiments may be either an equal magnifying system or a magnifying not only a reduction system, the projection optical system PL is not only a dioptric system, but also may be either a catoptric system or a catadioptric system and, the projected image may be either an inverted image or an upright image. さらに、投影光学系PLを介して照明光ILが照射される露光領域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号パンフレットに開示されるように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも1回形成する光学系(反射系又は反屈系)がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系と同様に、その露光領域は光軸AXを含まないオフアクシス領域でも良い。 Moreover, exposure area IA to which illumination light IL is irradiated via projection optical system PL is the on-axis area that includes optical axis AX within the field of projection optical system PL, for example, WO 2004/107011 pamphlet as disclosed, having a plurality of reflecting surfaces and an optical system for forming an intermediate image at least once (reflection system or anti 屈系) is provided in a part, and has a single optical axis, Like the catadioptric system of a so-called in-line type, the exposure area may be off-axis region not including the optical axis AX. また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。 Further, the illumination area and exposure area described above are the shape is assumed to be rectangular, not limited to this, for example an arc, trapezoidal or parallelogram or the like.

なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ArFエキシマレーザに限らず、KrFエキシマレーザ(出力波長248nm)、F 2レーザ(出力波長157nm)、Ar 2レーザ(出力波長126nm)、Kr 2レーザ(出力波長146nm)などのパルスレーザ光源、あるいはg線(波長436nm)、i線(波長365nm)などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。 The light source of the exposure apparatus in the embodiment above is not limited to the ArF excimer laser, KrF excimer laser (output wavelength 248 nm), F 2 laser (output wavelength 157 nm), Ar 2 laser (output wavelength 126 nm), Kr 2 laser ( output wavelength 146 nm) pulse laser light source such as a or g-line, (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm) can also be used such as high pressure mercury lamp that generates an emission line such as a. また、YAGレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。 It is also possible to use a YAG laser harmonic generator. この他、例えば国際公開第1999/46835号パンフレット(対応米国特許7,023,610号)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光に波長変換した高調波を用いても良い。 In addition, for example, WO 1999/46835 pamphlet as disclosed in (corresponding U.S. Pat. No. 7,023,610), infrared region oscillated from the DFB semiconductor laser or fiber laser as vacuum ultraviolet light, or visible a single-wavelength laser beam in the range, for example, erbium (or both erbium and ytterbium) is a fiber amplifier doped with, it may be used harmonic by converting the wavelength into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal.

また、上記実施形態では、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いうまでもない。 In the above embodiment, the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to the above wavelength 100nm light, it may of course be used with light having a wavelength less than 100nm. 例えば、近年、70nm以下のパターンを露光するために、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縮小光学系、及び反射型マスクを用いたEUV露光装置の開発が行われている。 For example, in recent years, in order to expose a pattern equal to or less than 70nm, the SOR or a plasma laser as a light source to generate an EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray range (e.g. a wavelength range of 5 to 15 nm), the exposure wavelength (e.g., 13.5 nm) All reflection reduction optical system designed under the and development of EUV exposure apparatus using a reflective mask is performed. この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも本発明を好適に適用することができる。 In this apparatus, the arrangement in which scanning exposure is performed by synchronously scanning a mask and a wafer using a circular arc illumination can be considered, can be suitably applied to the present invention in such a device. この他、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。 In addition, even an exposure apparatus that uses charged particle beams such as an electron beam or an ion beam, the present invention is applicable.

また、上述の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号公報に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク(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。 Further, in the above-described embodiment, a light transmitting type mask is used to form a predetermined light shielding pattern on a transparent substrate (or a phase pattern or a light attenuation pattern) (reticle), in place of the reticle, for example U.S. as disclosed in Patent No. 6,778,257 publication, based on electronic data of the pattern to be exposed, transmission pattern or reflection pattern, or an electronic mask (variable shaped mask to form a light emission pattern, the active mask or also called image generator, for example, may be used non-emission type image display device including DMD (Digital Micro-mirror device) which is a kind of (spatial light modulator)).

また、例えば国際公開第2001/035168号パンフレット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。 Also, as disclosed in WO 2001/035168 pamphlet, by forming interference fringes on the wafer, an exposure apparatus that forms line-and-space patterns on a wafer (lithography system) it is possible to apply the present invention.

さらに、例えば特表2004−519850号公報(対応米国特許第6,611,316号)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。 Furthermore, for example, as disclosed in JP-T 2004-519850 Patent Publication (corresponding U.S. Pat. No. 6,611,316), two of the reticle pattern synthesized on a wafer through a projection optical system, a single an exposure apparatus for substantially simultaneously double exposure of one shot area on the wafer by scanning exposure can be applied to the present invention.

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。 Further, an apparatus that forms a pattern on an object can be applied to even present invention to an apparatus that forms a pattern on an object by the aforementioned invention is not limited to an exposure apparatus (lithography system), for example, an ink jet method.

なお、上記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。 The above embodiment in the object to be formed a pattern (an object subject to exposure to which an energy beam is irradiated) is not limited to a wafer, a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank, other objects But good.

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する液晶用の露光装置、有機EL、薄膜磁気ヘッド、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。 The use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for manufacturing semiconductor, for example, an exposure apparatus for transferring a liquid crystal display device pattern onto a rectangular glass plate, an organic EL, thin-film magnetic heads, imaging devices ( CCD, etc.), can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing micromachines, DNA chips, and the like. 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。 In addition to micro devices such as semiconductor devices, optical exposure apparatus, EUV exposure apparatus, X-ray exposure apparatus, and in order to produce a reticle or mask used in an electron beam exposure device, a glass substrate or a silicon wafer, etc. also the present invention can be applied to an exposure apparatus for transferring a circuit pattern.

半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、シリコン材料からウエハを形成するステップ、上記の実施形態の露光装置により露光を行いウエハ上にパターンを形成するステップ、パターンが形成されたウエハを現像するステップ、現像後にウエハにエッチング等の処理を施すステップ、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)、及び検査ステップ等を経て製造される。 The semiconductor device includes the steps of performing a function and performance design of the device, forming a wafer of silicon material, forming a pattern on the wafer was exposed by the exposure apparatus of the above embodiment, a wafer on which a pattern is formed the step of developing, the step of applying the processing such as etching wafer after development, a device assembly step (dicing, bonding, including packaging step), and an inspection step or the like.

以上説明したように、本発明の計測方法は、Z干渉計の固定鏡の反射面の凹凸の計測に適している。 As described above, the measurement method of the present invention is suitable for the measurement of unevenness of the reflecting surface of the fixed lens of Z interferometers. また、本発明の露光方法、並びに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。 The exposure method of the present invention, and device manufacturing method is suitable for manufacturing microdevices.

一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 Is a diagram schematically showing the arrangement of an exposure apparatus according to an embodiment. 図1のステージ装置を示す平面図である。 Is a plan view showing a stage apparatus of FIG. 図1の露光装置が備える各種計測装置(エンコーダ、アライメント系、多点AF系、Zヘッドなど)の配置を示す平面図である。 Various measuring apparatus comprising the exposure apparatus 1 (the encoder, alignment system, multipoint AF system, Z heads, etc.) is a plan view showing the arrangement of a. 図4(A)はウエハステージWSTを示す平面図、図4(B)はウエハステージWSTを示す一部断面した概略側面図である。 FIG. 4 (A) a plan view showing a wafer stage WST, 4 (B) is a schematic side view partially sectioned and showing a wafer stage WST. 図5(A)は計測ステージMSTを示す平面図、図5(B)は計測ステージMSTを示す一部断面した概略側面図である。 FIG. 5 (A) a plan view showing a measurement stage MST, FIG. 5 (B) is a schematic side view partially in section showing a measurement stage MST. 一実施形態に係る露光装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。 Is a block diagram schematically showing a configuration of a control system of the exposure apparatus according to an embodiment. Zヘッドの構成の一例を概略的に示す図である。 An example of a configuration of a Z head is a diagram schematically showing. 図8(A)は、フォーカスセンサの構成の一例を示す図、図8(B)及び図8(C)は、図8(A)の円筒レンズの形状及び機能を説明するための図である。 FIG. 8 (A) shows an example of the focus sensor arrangement, and FIG. 8 (B) and FIG. 8 (C) is a diagram for explaining the shape and function of the cylindrical lens shown in FIG. 8 (A) . 図9(A)は、四分割受光素子の検出領域の分割の様子を示す図、図9(B)、図9(C)及び図9(D)は、それぞれ、前ピン状態、理想フォーカス状態、及び後ピン状態での、反射ビームLB 2の検出面上での断面形状を示す図である。 9 (A) is four diagram showing the state of division of the detection area of ​​the light receiving device, FIG. 9 (B), the FIG. 9 (C) and FIG. 9 (D), respectively, front focus state, the ideal focus state , in the rear focus state, and is a diagram showing a sectional shape on the detection surface of the reflected beam LB 2. 図10(A)〜図10(C)は、一実施形態に係る露光装置で行われるフォーカスマッピングについて説明するための図である。 Figure 10 (A) ~ FIG 10 (C) are views for explaining focus mapping performed in the exposure apparatus according to an embodiment. 図11(A)及び図11(B)は、一実施形態に係る露光装置で行われるフォーカスキャリブレーションについて説明するための図である。 FIGS. 11 (A) and 11 (B) is a diagram for describing focus calibration performed in the exposure apparatus according to an embodiment. 図12(A)及び図12(B)は、一実施形態に係る露光装置で行われるAFセンサ間オフセット補正について説明するための図である。 Figure 12 (A) and FIG. 12 (B) is a diagram for explaining among AF sensors offset correction performed in the exposure apparatus according to an embodiment. ウエハステージ上のウエハに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われている状態のウエハステージ及び計測ステージの状態を示す図である。 Exposure by the step-and-scan method to wafer on the wafer stage is a diagram showing a state of the wafer stage and the measurement stage of the condition being performed. ウエハのアンローディング時(計測ステージがSec-BCHK(インターバル)を行う位置に到達したとき)における両ステージの状態を示す図である。 When unloading the wafer is a diagram showing a state of both stages in the (measurement stage when it reaches the position for Sec-BCHK (interval)). ウエハのローディング時における両ステージの状態を示す図である。 It is a diagram showing a state of both stages when loading the wafer. 干渉計によるステージサーボ制御からエンコーダによるステージサーボ制御への切り換え時(ウエハステージがPri-BCHKの前半の処理を行う位置へ移動したとき)における、両ステージの状態を示す図である。 When switching from the stage servo control by the interferometer to the stage servo control by the encoder (when the wafer stage has moved to a position for processing in the first half of the Pri-BCHK), a diagram showing the state of both stages. アライメント系AL1,AL2 2 ,AL2 3を用いて、3つのファーストアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。 Using alignment systems AL1, AL2 2, AL2 3, illustrates a wafer stage and the state of the measurement stage when that simultaneous detection of the alignment marks arranged in three first alignment shot areas. フォーカスキャリブレーション前半の処理が行われているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。 It illustrates the wafer stage and the state of the measurement stage when the processing of the focus calibration former half is being performed. アライメント系AL1,AL2 1 〜AL2 4を用いて、5つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。 Using alignment systems AL1, AL2 1 ~AL2 4, a diagram illustrating a wafer stage and the state of the measurement stage when that simultaneous detection of the alignment marks arranged in the five second alignment shot areas. Pri-BCHK後半の処理及びフォーカスキャリブレーション後半の処理の少なくとも一方が行われているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。 It illustrates the wafer stage and the state of the measurement stage when the Pri-BCHK least one of the second half of the processing and the focus calibration latter half of the processing is performed. アライメント系AL1,AL2 1 〜AL2 4を用いて、5つのサードアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。 Using alignment systems AL1, AL2 1 ~AL2 4, a diagram illustrating a wafer stage and the state of the measurement stage when that simultaneous detection of the alignment marks arranged in the five third alignment shot areas. アライメント系AL1,AL2 2 ,AL2 3を用いて、3つのフォースアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを同時検出しているときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。 Using alignment systems AL1, AL2 2, AL2 3, illustrates a wafer stage and the state of the measurement stage when that simultaneous detection of the alignment marks arranged in the three fourth alignment shot areas. フォーカスマッピングが終了したときのウエハステージと計測ステージとの状態を示す図である。 It is a diagram showing a state of the wafer stage and the measurement stage when the focus mapping has ended. 図24(A)及び図24(B)は、Zヘッドの計測結果を用いた、ウエハステージWSTのZ位置と傾斜量の算出方法について説明するための図である。 Figure 24 (A) and FIG. 24 (B) using the measurement results of the Z head is a diagram for explaining a method of calculating the Z position and the tilt amount of the wafer stage WST. 図25(A)及び図25(B)は、ZヘッドとZ干渉計を用いた反射型回折格子の表面凹凸の計測方法を説明するための図である。 Figure 25 (A) and FIG. 25 (B) are views for explaining a method for measuring the surface roughness of the reflective diffraction grating with Z heads and Z interferometers. 図26(A)〜図26(D)は、Zヘッドを1つ用いる面位置計測による、反射型回折格子の表面凹凸の計測方法を説明するための図である。 Figure 26 (A) ~ FIG 26 (D), according to the surface position measurement using one Z head is a diagram for explaining a method for measuring surface irregularities of the reflection type diffraction grating. 図27(A)〜図27(D)は、Zヘッドを2つ用いる傾き計測による、反射型回折格子の表面凹凸の計測方法を説明するための図である。 Figure 27 (A) ~ FIG 27 (D) is due to inclination measurement using two Z heads are views for explaining a method for measuring surface irregularities of the reflection type diffraction grating. 図28(A)及び図28(B)は、ZヘッドとZ干渉計を用いた固定鏡の反射面の曲がりの計測方法を説明するための図である。 Figure 28 (A) and FIG. 28 (B) are views for explaining a method of measuring bending of the reflecting surface of the fixed mirror using Z head and Z interferometers. 図29(A)〜図29(D)は、Zヘッドを1つ用いる固定鏡の反射面の曲がりの計測方法を説明するための図である。 Figure 29 (A) ~ FIG 29 (D) are views for explaining a method of measuring bending of the reflecting surface of the fixed mirror using one Z head. 図30(A)〜図30(D)は、Zヘッドを2つ用いる固定鏡の反射面の曲がりの計測方法を説明するための図である。 Figure 30 (A) ~ FIG 30 (D) are views for explaining a method of measuring bending of the reflecting surface of the fixed mirror using two Z heads.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

20…主制御装置、34…メモリ、39Y 1 ,39Y 2 …Yスケール、50…ステージ装置、72a〜72d…Zヘッド、74 1 〜74 5 …Zヘッド、76 1 〜76 5 …Zヘッド、100…露光装置、118…干渉計システム、150…エンコーダシステム、180…面位置計測システム、WST…ウエハステージ、WTB…ウエハテーブル、FS…フォーカスセンサ、ZH…センサ本体、ZE…計測部、RST…レチクルステージ、PL…投影光学系、W…物体。 20 ... main control unit, 34 ... memory, 39Y 1, 39Y 2 ... Y scale, 50 ... stage device, 72a to 72d ... Z head, 74 1 to 74 5 ... Z head, 76 1 to 76 5 ... Z head, 100 ... exposure apparatus, 118 ... interferometer system 150 ... encoder system, 180 ... surface position measurement system, WST ... wafer stage, WTB ... wafer table, FS ... focus sensor, ZH ... sensor body, ZE ... measurement unit, RST ... reticle stage, PL ... projection optical system, W ... object.

Claims (6)

  1. 実質的に二次元平面に沿って移動する移動体に設けられた光学部材を介して光源からの光を、前記移動体の外部に設置された固定鏡の反射面に照射し、該反射面で反射され前記光学部材を介した戻り光を受光して、前記移動体の前記二次元平面に直交する方向の位置情報を検出する第1検出装置で用いられる、前記固定鏡の前記反射面の凹凸を計測する計測方法であって、 The light from a light source through a substantially optically members provided in a movable body that moves along a two-dimensional plane, irradiating the reflective surface of the installed fixed mirror to the outside of the movable body, by the reflecting surface the return light is reflected through the optical member by receiving, used in the first detecting device for detecting the position information in a direction perpendicular to the two-dimensional plane of the movable body, irregularities of the reflecting surface of the fixed mirror a measurement method of measuring,
    前記第1検出装置の検出結果が一定に維持されるように前記移動体の前記二次元平面に直交する方向の位置を制御して前記移動体を前記二次元平面内の所定方向に移動させつつ、前記移動体の動作領域内の少なくとも一部に配置された複数の検出位置を有し、前記移動体が前記検出位置に位置するときに、前記二次元平面と実質的に平行な前記移動体表面の前記平面と直交する方向に関する位置情報を検出する第2検出装置の前記複数の検出位置のうち前記所定方向に並んだ2つの検出位置での検出情報と、前記第1検出装置の検出情報とを前記移動体が前記2つの検出位置の前記所定方向の離間距離、移動する毎に同時に取り込む工程と; While moving the movable body to control the direction of the position where the detection result orthogonal to the two-dimensional plane of the movable body so as to be maintained constant of the first detection device in a predetermined direction within said two-dimensional plane has a plurality of detection positions which are disposed on at least a portion of the operating area of the movable body, when the movable body is positioned at the detection position, the two-dimensional plane substantially parallel to the moving body and detecting information in two detection positions arranged in the predetermined direction among the plurality of detection positions before Symbol second detecting device for detecting the position information about the direction perpendicular to the plane of the surface, the detection of the first detection device the predetermined direction of the distance information and the movable body is the two detection positions, a step of incorporating simultaneously each time the movement;
    前記移動体の前記離間距離の移動の前後で取り込んだ、 前記移動体表面の同一位置についての前記第2検出装置による検出情報の差分及び前記第1検出装置検出情報に基づいて、前記固定鏡の反射面の凹凸を算出する工程と;を含む計測方法。 The captured before and after the movement of the distance of the moving body, based on the detection information of the difference and the first detector of the detection information by the second detecting device for the same position of the moving surface, said fixed mirror process and calculating the irregularity of the reflective surface of; measuring method comprising.
  2. 前記光源が、前記移動体の前記動作領域の外から前記移動体に対して前記二次元平面に沿って光を照射し、前記移動体に設けられた光学部材で、前記光源から照射される光を前記固定鏡の反射面に向けて反射する請求項1に記載の計測方法。 Said light source, said light is irradiated along the outside of the operation region of the movable body in said two-dimensional plane with respect to the movable body, an optical member provided in the movable body, the light emitted from the light source measurement method according to claim 1 which reflects toward the reflecting surface of the fixed mirror to.
  3. 記算出する工程では、 前記移動体の前記離間距離の移動毎に取り込んだ、前記2つの検出位置での検出情報の平均値及び前記第1検出装置の検出情報と、前記2つの検出位置での検出情報の差分に基づいて算出される、前記移動中に前記検出位置を通る前記移動体表面の領域の凹凸情報とに基づいて、前記固定鏡の反射面の凹凸を算出する請求項1又は2に記載の計測方法。 In the step of pre-Symbol calculated, taken every movement of the distance of the movable body, and the detection information of the average value and the first detection unit detecting information in said two detection positions, said two detection is calculated based on the difference of the detection information at positions, claims wherein based on the unevenness information of the area of ​​the moving surface through the detection position during the movement, to calculate the unevenness of the reflecting surface of the fixed mirror measurement method according to 1 or 2.
  4. 前記取り込む工程では、前記所定の間隔で前記移動体の前記所定方向に関する傾斜を計測する傾斜干渉計の計測情報をもさらに同時に取り込み、 In the capturing step, also captures still simultaneously measuring information of the inclination interferometer for measuring the tilt about the predetermined direction of the movable body at the predetermined intervals,
    前記算出する工程では、前記傾斜干渉計の計測情報にもさらに基づいて、前記固定鏡の反射面の凹凸を算出する請求項1又は2に記載の計測方法。 Wherein in the step of calculating, based on said further be measurement information of inclination interferometer, measurement method according to claim 1 or 2 calculates the unevenness of the reflecting surface of the fixed mirror.
  5. 前記第1検出装置で用いられる、固定鏡の前記反射面の凹凸を、請求項1〜 のいずれか一項に記載の計測方法を用いて計測する工程と; Used in the first detection device, the unevenness of the reflecting surface of the fixed mirror, a step of measuring with the measuring method according to any one of claims 1 to 4;
    前記移動体の前記二次元平面に直交する方向に関する位置情報を前記第1検出装置で検出し、その検出情報と前記固定鏡の前記反射面の凹凸情報とに基づいて、前記移動体の前記二次元平面に直交する方向の位置を制御するとともに、前記移動体上に保持される物体にエネルギビームを照射して、前記物体を露光する工程と;を含む露光方法。 The positional information related to the direction orthogonal to the two-dimensional plane of the moving body detected by said first detection device, based on the unevenness information of the reflecting surface of the fixed mirror and the detection information, the said mobile two controls the direction of the position orthogonal to the dimension plane, said the object held on the moving body by irradiating an energy beam, the process and of exposing the object; exposure method comprising.
  6. 請求項に記載の露光方法を用いて物体上にパターンを形成する工程と; Forming a pattern on an object using the exposure method according to claim 5;
    前記パターンが形成された物体を現像する工程と;を含むデバイス製造方法。 Process and developing the object on which the pattern has been formed; a device manufacturing method comprising the.
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