JP6958355B2 - 露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、照明光により物体を露光する露光装置、及び前記露光装置を用いたフラットパネルディスプレイ又はデバイスの製造方法に関する。

従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、マスク（フォトマスク）又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）と、ガラスプレート又はウエハ（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向（スキャン方向）に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンをエネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。

この種の露光装置としては、基板ステージ装置が有するバーミラー（長尺の鏡）を用いて露光対象基板の水平面内の位置情報を求める光干渉計システムを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、光干渉計システムを用いて基板の位置情報を求める場合、いわゆる空気揺らぎの影響を無視することができない。また、上記空気揺らぎの影響は、エンコーダシステムを用いることにより低減できるが、近年の基板の大型化により、基板の全移動範囲をカバーすることができるスケールを用意することが困難である。

米国特許出願公開第２０１０／０２６６９６１号明細書

本発明の第１の態様によれば、投影光学系を介して照明光により物体を露光する露光装置であって、前記物体を保持し、互いに交差する第１方向と第２方向とへ移動可能な保持部と、複数の格子領域が設けられた第１格子部材と、対向する前記第１格子部材に対して計測ビームを照射する第１ヘッドとを有し、前記第１格子部材と前記第１ヘッドとの一方が前記保持部に設けられ、前記第１ヘッドの出力に基づいて前記保持部の前記第１方向に関する第１位置情報を取得する第１位置計測部と、前記投影光学系を支持するフレーム部材と、複数の格子領域が設けられた第２格子部材と、対向する前記第２格子部材に対して計測ビームを照射する第２ヘッドとを有し、前記第２格子部材と前記第２ヘッドとの一方が前記フレーム部材に設けられる第２位置計測部と、前記第１格子部材と前記第１ヘッドとの他方と、前記第２格子部材と前記第２ヘッドとの他方とが設けられ、前記保持部と前記フレーム部材との間で、前記第２方向へ移動可能な移動体と、前記第１位置情報と、前記第２ヘッドの出力により得られる前記フレーム部材に対する前記移動体の前記第２方向に関する第２位置情報と、に基づいて、前記保持部を、前記フレーム部材に対して、前記第１方向と前記第２方向とへ移動させる駆動部と、を備え、前記駆動部は、前記第２ヘッドと前記第２格子部材との対向状態を維持しつつ、前記保持部を前記移動体に対して前記第１方向へ相対移動させ、前記駆動部は、前記第１ヘッドと前記第１格子部材との対向状態を維持しつつ、前記保持部と前記移動体とを、前記フレーム部材に対して前記第２方向へ相対移動させる露光装置が、提供される。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が、提供される。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

第１の実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。 図２（Ａ）は、図１の液晶露光装置が備えるマスクエンコーダシステムの構成を概略的に示す図、図２（Ｂ）は、マスクエンコーダシステムの一部（図２（Ａ）のＡ部）拡大図である。 図３（Ａ）〜図３（Ｅ）は、マスクエンコーダシステム、及び基板エンコーダシステムにおけるヘッド出力の繋ぎ処理を説明するための図（その１〜その５）である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、第１の実施形態に係る基板エンコーダシステムの概念図（それぞれ側面図、平面図）であり、図４（Ｃ）は、基板エンコーダシステムの具体例を示す図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、基板エンコーダシステムの一部（図４（Ｃ）のＢ部）拡大図である。 基板エンコーダシステムの概念図である。 液晶露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。 図８（Ａ）は、露光動作時におけるマスクエンコーダシステムの動作を示す図（その１）であり、図８（Ｂ）は、露光動作時における基板エンコーダシステムの動作を示す図（その１）である。 図９（Ａ）は、露光動作時におけるマスクエンコーダシステムの動作を示す図（その２）であり、図９（Ｂ）は、露光動作時における基板エンコーダシステムの動作を示す図（その２）である。 図１０（Ａ）は、露光動作時におけるマスクエンコーダシステムの動作を示す図（その３）であり、図１０（Ｂ）は、露光動作時における基板エンコーダシステムの動作を示す図（その３）である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、第２の実施形態に係る基板エンコーダシステムの概念図（それぞれ側面図、平面図）であり、図１１（Ｃ）は、基板エンコーダシステムの具体例を示す図である。 第１の実施形態の基板エンコーダシステムの変形例を示す図である。 第２の実施形態の基板エンコーダシステムの変形例を示す図である。 図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、一対のヘッド間の距離を求めるための計測系の構成を説明するための図（その１及びその２）である。 図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、Ｙスライドテーブルの傾き量を求めるための計測系の構成を説明するための図（その１及びその２）である。 エンコーダスケール上における計測ビームの照射点を示す図である。

《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について、図１〜図１０（Ｂ）を用いて説明する。

図１には、第１の実施形態に係る液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。

液晶露光装置１０は、照明系１２、回路パターンなどが形成されたマスクＭを保持するマスクステージ装置１４、投影光学系１６、装置本体１８、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置２０、及びこれらの制御系等を有している。以下、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系１６に対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸方向に関する位置をそれぞれＸ位置、Ｙ位置、及びＺ位置として説明を行う。

照明系１２は、例えば米国特許第５，７２９，３３１号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。照明系１２は、図示しない光源（例えば、水銀ランプ）から射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどを介して、露光用照明光（照明光）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）などの光（あるいは、上記ｉ線、ｇ線、ｈ線の合成光）が用いられる。

マスクステージ装置１４は、マスクＭを、例えば真空吸着により保持するマスクホルダ４０、マスクホルダ４０を走査方向（Ｘ軸方向）に所定の長ストロークで駆動するとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に適宜微少駆動するためのマスク駆動系９１（図１では不図示。図７参照）、及びマスクホルダ４０のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報も含む。以下同じ）を求めるためのマスク位置計測系を含む。マスクホルダ４０は、例えば米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書に開示されるような、平面視矩形の開口部が形成された枠状部材から成る。マスクホルダ４０は、装置本体１８の一部である上架台部１８ａに固定された一対のマスクガイド４２上に、例えばエアベアリング（不図示）を介して載置されている。マスク駆動系９１は、例えばリニアモータ（不図示）を含む。

マスク位置計測系は、上架台部１８ａにエンコーダベース４３を介して固定された一対のエンコーダヘッドユニット４４（以下、単にヘッドユニット４４と称する）と、マスクホルダ４０の下面に上記一対のヘッドユニット４４に対応して配置された複数のエンコーダスケール４６（図１では紙面奥行き方向に重なっている。図２（Ａ）参照）とを含むマスクエンコーダシステム４８を備える。マスクエンコーダシステム４８の構成については、後に詳しく説明する。

投影光学系１６は、マスクステージ装置１４の下方に配置されている。投影光学系１６は、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書などに開示される投影光学系と同様な構成の、いわゆるマルチレンズ投影光学系であり、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成する複数（本実施形態では、例えば１１本。図２（Ａ）参照）の光学系を備えている。

液晶露光装置１０では、照明系１２からの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、マスクＭを通過した照明光により、投影光学系１６を介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光の照射領域（露光領域）に形成される。そして、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭが走査方向に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐが走査方向に相対移動することで、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭに形成されたパターンが転写される。

装置本体１８は、上記マスクステージ装置１４、及び投影光学系１６を支持しており、複数の防振装置１９を介してクリーンルームの床１１上に設置されている。装置本体１８は、例えば米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書に開示される装置本体と同様に構成されており、上記投影光学系１６を支持する上架台部１８ａ（光学定盤などとも称される）、下架台部１８ｂ、及び一対の中架台部１８ｃを有している。

基板ステージ装置２０は、基板Ｐを投影光学系１６（照明光ＩＬ）に対して高精度位置決めするためのものであり、基板Ｐを水平面（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向）に沿って所定の長ストロークで駆動するとともに、該基板Ｐを６自由度方向に微少駆動する。基板ステージ装置２０の構成は、特に限定されないが、例えば米国特許出願公開第２００８／１２９７６２号明細書、あるいは米国特許出願公開第２０１２／００５７１４０号明細書などに開示されるような、ガントリタイプの２次元粗動ステージと、該２次元粗動ステージに対して微少駆動される微動ステージとを含む、いわゆる粗微動構成のステージ装置を用いることが好ましい。

基板ステージ装置２０は、Ｙ粗動ステージ２２Ｙ、Ｘ粗動ステージ２２Ｘ、及び基板ホルダ３４を備えている。Ｙ粗動ステージ２２Ｙは、例えばＹアクチュエータ等を介して投影光学系１６に対してＹ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。Ｘ粗動ステージ２２Ｘは、例えばＸアクチュエータ等を介してＹ粗動ステージ２２Ｙ上でＸ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。Ｘ粗動ステージ２２Ｘは、Ｙ粗動ステージ２２Ｙと一体的にＹ軸方向へ移動する。基板ホルダ３４は、平面視矩形の板状部材から成り、その上面上に基板Ｐが載置される。基板ホルダ３４は、複数の微動アクチュエータ（例えば、ボイスコイルモータ）により、Ｘ粗動ステージ２２Ｘと一体的に投影光学系１６に対してＸ軸及び／又はＹ軸方向に所定の長ストロークで駆動されるとともに、６自由度方向に微少駆動される。上記Ｙアクチュエータ、Ｘアクチュエータ、微動アクチュエータは、基板駆動系９３（図７参照）の一部を構成する。

また、液晶露光装置１０は、基板ホルダ３４（すなわち、基板Ｐ）の６自由度方向の位置情報を求めるための基板位置計測系を有している。基板位置計測系は、図７に示されるように、基板ＰのＺ軸、θｘ、θｙ方向（以下、Ｚ・チルト方向と称する）の位置情報を求めるためのＺ・チルト位置計測系９８、及び基板ＰのＸＹ平面内の位置情報を求めるための基板エンコーダシステム５０を含む。Ｚ・チルト位置計測系９８の構成は、特に限定されないが、例えば米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されるような、基板ホルダ３４を含む系に取り付けられた複数のセンサを用いて、装置本体１８（例えば下架台部１８ｂ）を基準として基板ＰのＺ・チルト方向の位置情報を求める計測系を用いることができる。基板エンコーダシステム５０の構成は、後述する。

次に、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を用いてマスクエンコーダシステム４８の構成について説明する。図２（Ａ）に模式的に示されるように、マスクホルダ４０におけるマスクＭ（より詳細には、マスクＭを収容するための不図示の開口部）の＋Ｙ側、及び−Ｙ側の領域には、それぞれ複数のエンコーダスケール４６（以下、単にスケール４６と称する）が配置されている。なお、理解を容易にするために、図２（Ａ）では、複数のスケール４６が実線で図示され、マスクホルダ４０の上面に配置されているように図示されているが、複数のスケール４６は、実際には、図１に示されるように、複数のスケール４６それぞれの下面のＺ位置と、マスクＭの下面（パターン面）のＺ位置とが一致するように、マスクホルダ４０の下面側に配置されている。

本実施形態のマスクホルダ４０において、マスクＭの＋Ｙ側、及び−Ｙ側の領域には、それぞれスケール４６がＸ軸方向に所定間隔で、例えば３つ配置されている。すなわち、マスクホルダ４０は、合計で、例えば６つのスケール４６を有している。複数のスケール４６それぞれは、マスクＭの＋Ｙ側と−Ｙ側とで紙面上下対称に配置されている点を除き、実質的に同じものである。スケール４６は、例えば石英ガラスにより形成されたＸ軸方向に延びる平面視矩形の板状（帯状）の部材から成る。マスクホルダ４０は、例えばセラミックスにより形成され、複数のスケール４６は、マスクホルダ４０に固定されている。

図２（Ｂ）に示されるように、スケール４６の下面（本実施形態では、−Ｚ側を向いた面）における、幅方向一側（図２（Ｂ）では、−Ｙ側）の領域には、Ｘスケール４７ｘが形成されている。また、スケール４６の下面における、幅方向他側（図２（Ｂ）では、＋Ｙ側）の領域には、Ｙスケール４７ｙが形成されている。Ｘスケール４７ｘは、Ｘ軸方向に所定ピッチで形成された（Ｘ軸方向を周期方向とする）Ｙ軸方向に延びる複数の格子線を有する反射型の回折格子（Ｘグレーティング）によって構成されている。同様に、Ｙスケール４７ｙは、Ｙ軸方向に所定ピッチで形成された（Ｙ軸方向を周期方向とする）Ｘ軸方向に延びる複数の格子線を有する反射型の回折格子（Ｙグレーティング）によって構成されている。本実施形態のＸスケール４７ｘ、及びＹスケール４７ｙにおいて、複数の格子線は、例えば１０ｎｍ以下の間隔で形成されている。なお、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、図示の便宜上、格子間の間隔（ピッチ）は、実際よりも格段に広く図示されている。その他の図も同様である。

また、図１に示されるように、上架台部１８ａの上面には、一対のエンコーダベース４３が固定されている。一対のエンコーダベース４３は、一方が＋Ｘ側のマスクガイド４２の−Ｘ側、他方が−Ｘ側のマスクガイド４２の＋Ｘ側（すなわち一対のマスクガイド４２の間の領域）に配置されている。また、上記投影光学系１６の一部が、一対のエンコーダベース４３の間に配置されている。エンコーダベース４３は、図２（Ａ）に示されるように、Ｘ軸方向に延びる部材から成る。一対のエンコーダベース４３それぞれの長手方向中央部には、エンコーダヘッドユニット４４（以下、単にヘッドユニット４４と称する）が固定されている。すなわち、ヘッドユニット４４は、エンコーダベース４３を介して装置本体１８（図１参照）に固定されている。一対のヘッドユニット４４は、マスクＭの＋Ｙ側と−Ｙ側とで紙面上下対称に配置されている点を除き、実質的に同じものであるので、以下、一方（−Ｙ側）についてのみ説明する。

図２（Ｂ）に示されるように、ヘッドユニット４４は、平面視矩形の板状部材から成るユニットベース４５を有している。ユニットベース４５には、Ｘ軸方向に離間して配置された一対のＸヘッド４９ｘ、及びＸ軸方向に離間して配置された一対のＹヘッド４９ｙが固定されている。すなわち、マスクエンコーダシステム４８は、Ｘヘッド４９ｘを、例えば４つ有するとともに、Ｙヘッド４９ｙを、例えば４つ有している。なお、図２（Ｂ）では、一方のＸヘッド４９ｘと一方のＹヘッド４９ｙとがひとつの筐体内に収容され、他方のＸヘッド４９ｘと他方のＹヘッド４９ｙとが別のひとつの筐体内に収容されているが、上記一対のＸヘッド４９ｘ、及び一対のＹヘッド４９ｙは、それぞれ独立して配置されていても良い。また、図２（Ｂ）では、理解を容易にするため、一対のＸヘッド４９ｘと一対のＹヘッド４９ｙとがスケール４６の上方（＋Ｚ側）に配置されたように図示されているが、実際には、一対のＸヘッド４９ｘは、Ｘスケール４７ｙの下方に、一対のＹヘッド４９ｙは、Ｙスケール４７ｙの下方にそれぞれ配置されている（図１参照）。

一対のＸヘッド４９ｘ、及び一対のＹヘッド４９ｙは、例えば振動などに起因して一対のＸヘッド４９ｘ間の距離、及び一対のＹヘッド４９ｙ間の距離が変化しないように、ユニットベース４５に対して固定されている。また、ユニットベース４５自体も、一対のＸヘッド４９ｘ間の距離、及び一対のＹヘッド４９ｙ間の距離が、例えば温度変化などに起因して変化しないように、熱膨張率がスケール４６より低い（あるいはスケール４６と同等の）材料で形成されている。

Ｘヘッド４９ｘ、及びＹヘッド４９ｙは、例えば米国特許出願公開第２００８／００９４５９２号明細書に開示されるような、いわゆる回折干渉方式のエンコーダヘッドであり、対応するスケール（Ｘスケール４７ｘ、Ｙスケール４７ｙ）に計測ビームを照射し、そのスケールからのビームを受光することにより、マスクホルダ４０（すなわち、マスクＭ。図２（Ａ）参照）の変位量情報を主制御装置９０（図７参照）に供給する。すなわち、マスクエンコーダシステム４８では、例えば４つのＸヘッド４９ｘと、該Ｘヘッド４９ｘに対向するＸスケール４７ｘ（マスクホルダ４０のＸ位置によって異なる）とによって、マスクＭのＸ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＸリニアエンコーダ９２ｘ（図２（Ｂ）では不図示。図７参照）が構成され、例えば４つのＹヘッド４９ｙと、該Ｙヘッド４９ｙに対向するＹスケール４７ｙ（マスクホルダ４０のＸ位置によって異なる）とによって、マスクＭのＹ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＹリニアエンコーダ９２ｙ（図２（Ｂ）では不図示。図７参照）が構成される。

主制御装置９０は、図７に示されるように、例えば４つのＸリニアエンコーダ９２ｘ、及び、例えば４つのＹリニアエンコーダ９２ｙの出力に基づいてマスクホルダ４０（図２（Ａ）参照）のＸ軸方向、及びＹ軸方向の位置情報を、例えば１０ｎｍ以下の分解能で求める。また、主制御装置９０は、例えば４つのＸリニアエンコーダ９２ｘ（あるいは、例えば４つのＹリニアエンコーダ９２ｙ）のうちの少なくとも２つの出力に基づいてマスクホルダ４０のθｚ位置情報（回転量情報）を求める。主制御装置９０は、上記マスクエンコーダシステム４８の計測値から求められたマスクホルダ４０のＸＹ平面内の位置情報に基づき、マスク駆動系９１を用いてマスクホルダ４０のＸＹ平面内の位置を制御する。

ここで、図２（Ａ）に示されるように、マスクホルダ４０には、上述したように、マスクＭの＋Ｙ側、及び−Ｙ側の領域それぞれにスケール４６がＸ軸方向に所定間隔で、例えば３つ配置されている。そして、本実施形態のマスクステージ装置１４では、図２（Ｂ）に示されるように、ひとつのヘッドユニット４４が有する一対のＸヘッド４９ｘ、及び一対のＹヘッド４９ｙそれぞれの間隔が、隣接するスケール４６間の間隔よりも広く設定されている。これにより、マスクエンコーダシステム４８では、一対のＸヘッド４９ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール４７ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド４９ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール４７ｙに対向する。従って、マスクエンコーダシステム４８は、マスクホルダ４０（図２（Ａ）参照）の位置情報を途切れさせることなく主制御装置９０（図７参照）に供給することができる。

具体的に説明すると、例えばマスクホルダ４０（図２（Ａ）参照）が＋Ｘ側に移動する場合、マスクエンコーダシステム４８は、隣接する一対のＸスケール４７ｘのうちの＋Ｘ側のＸスケール４７ｘに対して一対のヘッド４９ｘの両方が対向する第１の状態（図２（Ｂ）に示される状態）、−Ｘ側のＸヘッド４９ｘが上記隣接する一対のＸスケール４７ｘの間の領域に対向し（いずれのＸスケール４７ｘにも対向せず）、＋Ｘ側のＸヘッド４９ｘが上記＋Ｘ側のＸスケール４７ｘに対向する第２の状態、−Ｘ側のＸヘッド４９ｘが−Ｘ側のＸスケール４７ｘに対向し、且つ＋Ｘ側のＸヘッド４９ｘが＋Ｘ側のＸスケール４７ｘに対向する第３の状態、−Ｘ側のＸヘッド４９ｘが−Ｘ側のＸスケール４７ｘに対向し、＋Ｘ側のＸヘッド４９ｘが一対のＸスケール４７ｘの間の領域に対向する（いずれのＸスケール４７ｘにも対向しない）第４の状態、及び−Ｘ側のＸスケール４７ｘに対して一対のヘッド４９ｘの両方が対向する第５の状態、を上記順序で移行する。従って、常に少なくとも一方のＸヘッド４９ｘがＸスケール４７ｘに対向する。

主制御装置９０（図７参照）は、上記第１、第３、及び第５の状態では、一対のＸヘッド４９ｘの出力の平均値に基づいてマスクホルダ４０のＸ位置情報を求める。また、主制御装置９０は、上記第２の状態では、＋Ｘ側のＸヘッド４９ｘの出力のみに基づいてマスクホルダ４０のＸ位置情報を求め、上記第４の状態では、−Ｘ側のＸヘッド４９ｘの出力のみに基づいてマスクホルダ４０のＸ位置情報を求める。したがって、マスクエンコーダシステム４８の計測値が途切れることがない。

より詳細に説明すると、本実施形態のマスクエンコーダシステム４８では、マスクエンコーダシステム４８の計測値を途切れさせないようにするために、上記第１、第３、第５の状態、すなわち一対のヘッドの両方がスケールに対向し、該一対のヘッドのそれぞれから出力が供給される状態と、上記第２、第４の状態、すなわち一対のヘッドのうちの一方のみがスケールに対向し、該一方のヘッドのみから出力が供給される状態との間を移行する際に、ヘッドの出力の繋ぎ処理を行う。以下、図３（Ａ）〜図３（Ｅ）を用いてヘッドの繋ぎ処理について説明する。なお、説明の簡略化のため、図３（Ａ）〜図３（Ｅ）において、スケール４６には、２次元格子（グレーティング）が形成されているものとする。また、各ヘッド４９Ｘ、４９Ｙの出力は、理想値であるものとする。また、以下の説明では、隣接する一対のＸヘッド４９Ｘ（便宜上４９Ｘ_１、４９Ｘ_２とする）についての繋ぎ処理について説明するが、隣接する一対のＹヘッド４９Ｙ（便宜上４９Ｙ_１、４９Ｙ_２とする）においても、同様の繋ぎ処理が行われる。

図３（Ａ）に示されるように、一対のＸヘッド４９Ｘ_１、４９Ｘ_２それぞれが、隣接する一対のスケール４６（便宜上４６_１、４６_２とする）のうち、＋Ｘ側のスケール４６_２を用いてマスクホルダ４０（図２（Ａ）参照）のＸ位置情報を求める場合、一対のＸヘッド４９Ｘ_１、４９Ｘ_２は、双方がＸ座標情報を出力する。ここでは、一対のＸヘッド４９Ｘ_１、４９Ｘ_２の出力は、同値となる。次いで、図３（Ｂ）に示されるように、マスクホルダ４０が＋Ｘ方向に移動すると、Ｘヘッド４９Ｘ_１が、スケール４６_２の計測範囲外となるので、該計測範囲外となる前に、Ｘヘッド４９Ｘ_１の出力を無効扱いとする。従って、マスクホルダ４０のＸ位置情報は、Ｘヘッド４９Ｘ_２の出力のみに基づいて求められる。

また、図３（Ｃ）に示されるように、マスクホルダ４０（図２（Ａ）参照）が更に＋Ｘ方向に移動すると、Ｘヘッド４９Ｘ_１が−Ｘ側のスケール４６_１に対向する。Ｘヘッド４９Ｘ_１は、スケール４６_１を用いて計測動作可能な状態となった直後から、マスクホルダ４０のＸ位置情報を出力するが、Ｘヘッド４９Ｘ_１の出力は、不定値（またはゼロ）からカウントを再開するのでマスクホルダ４０のＸ位置情報の算出に用いることができない。従って、この状態で、一対のＸヘッド４９Ｘ_１、４９Ｘ_２それぞれの出力の繋ぎ処理が必要となる。繋ぎ処理としては、具体的には、不定値（またはゼロ）とされたＸヘッド４９Ｘ_１の出力を、Ｘヘッド４９Ｘ_２の出力を用いて（例えば同値となるように）補正する処理を行う。該繋ぎ処理は、マスクホルダ４０が更に＋Ｘ方向に移動して、図３（Ｄ）に示されるように、Ｘヘッド４９Ｘ_２が、スケール４６_２の計測範囲外となる前に完了する。

同様に、図３（Ｄ）に示されるように、Ｘヘッド４９Ｘ_２が、スケール４６_２の計測範囲外となった場合には、該計測範囲外となる前に、Ｘヘッド４９Ｘ_２の出力を無効扱いとする。従って、マスクホルダ４０（図２（Ａ）参照）のＸ位置情報は、Ｘヘッド４９Ｘ_１のみの出力に基づいて求められる。そして、図３（Ｅ）に示されるように、更にマスクホルダ４０が＋Ｘ方向に移動して、一対のＸヘッド４９Ｘ_１、４９Ｘ_２それぞれがスケール４６_１を用いて計測動作を行うことが可能となった直後に、Ｘヘッド４９Ｘ_２に対して、Ｘヘッド４９Ｘ_１の出力を用いた繋ぎ処理を行う。以降は、一対のＸヘッド４９Ｘ_１、４９Ｘ_２それぞれの出力に基づいて、マスクホルダ４０のＸ位置情報が求められる。

次に、基板エンコーダシステム５０の構成について説明する。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）には、基板エンコーダシステム５０の概念図が示されている。上記マスクエンコーダシステム４８（図２（Ａ）参照）では、位置が固定された一対のヘッドユニット４４に対して複数のスケール４６を保持するマスクホルダ４０が移動したのに対し、基板エンコーダシステム５０では、一対のヘッドユニット６０は、基板ステージ装置２０（本実施形態では、基板ホルダ３４）が有している。

また、一対のヘッドユニット６０は、基板ホルダ３４に設けられたヘッドユニット駆動用アクチュエータ６８（図７参照）によって、基板ホルダ３４に対してＹ軸方向に所定のストロークで相対駆動可能になっている（図４（Ｂ）の矢印参照）。ヘッドユニット駆動用アクチュエータ６８の種類は、特に限定されないが、例えばリニアモータ、送りネジ装置などを用いることができる。また、一対のヘッドユニット６０の基板ホルダ３４に対するＸ軸方向の相対移動は、例えば機械的に制限されている。従って、基板ホルダ３４がＸ軸方向に長ストロークで移動する際には、一対のヘッドユニット６０は、該基板ホルダ３４と一体的にＸ軸方向に長ストロークで移動する。ただし、ヘッドユニット６０と基板ホルダ３４とが一体的にＸ軸方向に長ストロークで移動する際であっても、一対のヘッドユニット６０の基板ホルダ３４に対するＹ軸方向の相対移動は、妨げられない。

ここで、図１に示されるように、上架台部１８ａの下面には、複数（図１では紙面奥行き方向に重なっている）のスケール５６が固定されている。スケール５６は、図４（Ａ）に示されるように、Ｘ軸方向に延びる部材から成る。これに対し、ヘッドユニット６０は、上記マスクエンコーダシステム４８におけるヘッドユニット４４と同様に、複数のエンコーダヘッド（エンコーダヘッドの詳細に関しては後述する）を有している。基板ホルダ３４がＹ軸方向に移動する際、主制御装置９０（図７参照）は、ヘッドユニット６０とスケール５６との対向状態が維持されるように、ヘッドユニット６０のＹ位置を制御する。この対向状態で基板ホルダ３４がＸ軸方向に移動する際には、ヘッドユニット６０も一体的にＸ軸方向に移動するので、ヘッドユニット６０とスケール５６との対向状態が維持される。従って、基板ホルダ３４のＸＹ平面内の位置に関わらず、ヘッドユニット６０とスケール５６との対向状態が維持される。ヘッドユニット６０は、該複数のエンコーダヘッドの一部（上向きヘッド）により、複数のスケール５６を用いてヘッドユニット６０の上架台部１８ａ（図１参照）に対するＸＹ平面内の位置情報を求める（図４（Ａ）参照）。

また、基板ホルダ３４には、一対の凹部３６（図４（Ｂ）参照）が形成されており、上記一対のヘッドユニット６０は、該一対の凹部３６の内部にそれぞれ配置されている。また、凹部３６の底面には、複数のエンコーダスケール５２（以下、単にスケール５２と称する）が固定されている。ヘッドユニット６０は、上記複数のエンコーダヘッドの他部（下向きヘッド）により、複数のスケール５２を用いてヘッドユニット６０自体の基板ホルダ３４に対するＸＹ平面内の位置情報を求める（図４（Ａ）参照）。主制御装置９０（図７参照）は、上記上向きヘッドの出力と、下向きヘッドの出力とに基づいて、上架台部１８ａ（図１参照）を基準とする基板ホルダ３４のＸＹ平面内の位置情報を求める。

以下、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示される基板エンコーダシステム５０の概念を、より具体化した一例について説明する。図４（Ｃ）に示されるように、本実施形態の基板ステージ装置２０において、基板Ｐの＋Ｘ側、及び−Ｘ側の領域には、それぞれスケール５２がＹ軸方向に所定間隔で、例えば４つ配置されている。すなわち、基板ステージ装置２０は、合計で、例えば８つのスケール５２を有している。複数のスケール５２それぞれは、基板Ｐの＋Ｘ側と−Ｘ側とで紙面左右対称に配置されている点を除き、実質的に同じものである。スケール５２は、上記マスクエンコーダシステム４８のスケール４６（それぞれ図２（Ａ）参照）と同様に、例えば石英ガラスにより形成されたＹ軸方向に延びる平面視矩形の板状（帯状）の部材から成る。

なお、本実施形態では、複数のスケール５２が基板ホルダ３４の凹部３６（図４（Ｂ）参照）内に固定されている場合について説明するが、複数のスケール５２の配置の位置は、これに限らず、例えば基板ホルダ３４の外側に該基板ホルダに対して所定の隙間を介した状態で、分離して（ただし、６自由度方向に関しては、基板ホルダ３４と一体的に移動するように）配置されていても良い。

図５（Ａ）に示されるように、スケール５２の上面における、幅方向一側（図５（Ａ）では、−Ｘ側）の領域には、Ｘスケール５３ｘが形成されている。また、スケール５２の上面における、幅方向他側（図５（Ａ）では、＋Ｘ側）の領域には、Ｙスケール５３ｙが形成されている。Ｘスケール５３ｘ、及びＹスケール５３ｙの構成は、上記マスクエンコーダシステム４８のスケール４６（それぞれ図２（Ａ）参照）に形成されたＸスケール４７ｘ、及びＹスケール４７ｙ（それぞれ図２（Ｂ）参照）と同じであるので説明を省略する。

また、装置本体１８の上架台部１８ａ（それぞれ図１参照）の下面には、複数のエンコーダスケール５６（以下、単にスケール５６と称する）が固定されている。本実施形態において、スケール５６のＹ位置は、図１に示されるように、投影光学系１６のＹ軸方向の中心位置と概ね一致している。スケール５６は、図４（Ｃ）に示されるように、投影光学系１６よりも＋Ｘ側の領域に、例えば４つ、投影光学系１６よりも−Ｘ側の領域に、例えば４つ、それぞれＸ軸方向に離間して配置されている。すなわち、上架台部１８ａの下面には、合計で、例えば８つのスケール５６が固定されている。複数のスケール５６それぞれは、実質的に同じものである。スケール５６は、Ｘ軸方向に延びる平面視矩形の板状（帯状）の部材から成り、基板ステージ装置２０に配置されたスケール５２と同様に、例えば石英ガラスにより形成されている。なお、理解を容易にするために、図４（Ｃ）及び図５（Ｂ）では、複数のスケール５６が実線で図示され、格子面が上向きに（＋Ｚ方向を向いて）示されているが、複数のスケール５６の格子面は、実際には、下方（−Ｚ側）を向いている。

図５（Ｂ）に示されるように、スケール５６の下面における、幅方向一側（図５（Ｂ）では、−Ｙ側）の領域には、Ｘスケール５７ｘが形成されている。また、スケール５６の下面における、幅方向他側（図３（Ｃ）では、＋Ｙ側）の領域には、Ｙスケール５７ｙが形成されている。Ｘスケール５７ｘ、及びＹスケール５７ｙの構成は、上記マスクエンコーダシステム４８のスケール４６（それぞれ図２（Ａ）参照）に形成されたＸスケール４７ｘ、及びＹスケール４７ｙ（それぞれ図２（Ｂ）参照）と同じであるので説明を省略する。

図４（Ｃ）に戻り、例えば２つのヘッドユニット６０は、上述したように（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）、基板ホルダ３４内にほぼ全体（あるいは一部）が収納されている。例えば２つのヘッドユニット６０それぞれは、図４（Ｃ）で紙面左右対称に配置されている点を除き実質的に同じものであるので、以下一方（＋Ｘ側）について説明する。ヘッドユニット６０は、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）から分かるように、Ｙスライドテーブル６２、一対のＸヘッド６４ｘ、及び一対のＹヘッド６４ｙ（それぞれ図５（Ｂ）参照）、並びに一対のＸヘッド６６ｘ、及び一対のＹヘッド６６ｙ（それぞれ図５（Ａ）参照）を備えている。

Ｙスライドテーブル６２は、平面視矩形の板状の部材から成り、基板ホルダ３４（図４（Ｃ）参照）に対して、例えば機械的なＹリニアガイド装置（不図示）を介して取り付けられている。

Ｘヘッド６４ｘ、Ｙヘッド６４ｙ（図５（Ｂ）参照）、Ｘヘッド６６ｘ、及びＹヘッド６６ｙ（図５（Ａ）参照）それぞれは、上述したマスクエンコーダシステム４８が有するＸヘッド４９ｘ、Ｙヘッド４９ｙ（それぞれ図２（Ｂ）参照）と同様の、いわゆる回折干渉方式のエンコーダヘッドであり、Ｙスライドテーブル６２に固定されている。ここで、ヘッドユニット６０において、一対のＹヘッド６４ｙ、一対のＸヘッド６４ｘ、一対のＹヘッド６６ｙ、及び一対のＸヘッド６６ｘは、それぞれの相互間の距離が、例えば振動などに起因して変化しないように、Ｙスライドテーブル６２に対して固定されている。また、Ｙスライドテーブル６２自体も、一対のＹヘッド６４ｙ、一対のＸヘッド６４ｘ、一対のＹヘッド６６ｙ、及び一対のＸヘッド６６ｘそれぞれの相互間の距離が、例えば温度変化に起因して変化しないように、熱膨張率がスケール５２、５６より低い（あるいはスケール５２、５６と同等の）材料で形成されている。

図６に示されるように、一対のＸヘッド６４ｘ（上向きヘッド）それぞれは、Ｘスケール５７ｘ上のＸ軸方向に互いに離間した２箇所（２点）に計測ビームを照射し、一対のＹヘッド６４ｙ（上向きヘッド）それぞれは、Ｙスケール５７ｙ上のＸ軸方向に互いに離間した２箇所（２点）に計測ビームを照射する。基板エンコーダシステム５０では、上記Ｘヘッド６４ｘ、及びＹヘッド６４ｙが対応するスケールからのビームを受光することにより、Ｙスライドテーブル６２（図６では不図示。図４及び図５参照）の変位量情報を主制御装置９０（図７参照）に供給する。

すなわち、基板エンコーダシステム５０では、例えば４つ（２×２）のＸヘッド６４ｘと、該Ｘヘッド６４ｘに対向するＸスケール５７ｘ（Ｙスライドテーブル６２のＸ位置によって異なる）とによって、一対のＹスライドテーブル６２（すなわち、一対のヘッドユニット６０（図４（Ｃ）参照））それぞれの投影光学系１６（図１参照）に対するＸ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＸリニアエンコーダ９４ｘ（図７参照）が構成され、例えば４つ（２×２）のＹヘッド６４ｙと、該Ｙヘッド６４ｙに対向するＹスケール５７ｙ（Ｙスライドテーブル６２のＸ位置によって異なる）とによって、一対のＹスライドテーブル６２それぞれの投影光学系１６に対するＹ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＹリニアエンコーダ９４ｙ（図７参照）が構成される。

主制御装置９０は、図７に示されるように、例えば４つのＸリニアエンコーダ９４ｘ、及び、例えば４つのＹリニアエンコーダ９４ｙの出力に基づいて、一対のヘッドユニット６０（図４（Ｃ）参照）それぞれのＸ軸方向、及びＹ軸方向の位置情報を、例えば１０ｎｍ以下の分解能で求める。また、主制御装置９０は、１つのヘッドユニット６０に対応する、例えば２つのＸリニアエンコーダ９４ｘ（あるいは、例えば２つのＹリニアエンコーダ９４ｙ）の出力に基づいて該ヘッドユニット６０のθｚ位置情報（回転量情報）を求める。主制御装置９０は、一対のヘッドユニット６０それぞれのＸＹ平面内の位置情報に基づき、ヘッドユニット駆動用アクチュエータ６８（図７参照）を用いてヘッドユニット６０のＸＹ平面内の位置を制御する。

また、図４（Ｃ）に示されるように、スケール５６は、投影光学系１６の＋Ｘ側、及び−Ｘ側の領域それぞれに、Ｘ軸方向に所定間隔で、例えば４つ配置されている。そして、上記マスクエンコーダシステム４８と同様に、ひとつのヘッドユニット６０が有する一対のＸヘッド６４ｘ、及び一対のＹヘッド６４ｙそれぞれの間隔は、図５（Ｂ）に示されるように、隣接するスケール５６間の間隔よりも広く設定されている。これにより、基板エンコーダシステム５０では、一対のＸヘッド６４ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール５７ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド６４ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール５７ｙに対向する。従って、基板エンコーダシステム５０は、計測値を途切れさせることなくＹスライドテーブル６２の位置情報を求めることができる。従って、ここでも、上述したマスクエンコーダシステム４８におけるヘッド出力の繋ぎ処理と同様のヘッド出力の繋ぎ処理（図３（Ａ）〜図３（Ｅ）参照）が行われる。

また、図６に示されるように、一対のＸヘッド６６ｘ（下向きヘッド）それぞれは、Ｘスケール５３ｘ上のＹ軸方向に互いに離間した２箇所（２点）に計測ビームを照射し、一対のＹヘッド６６ｙ（下向きヘッド）それぞれは、Ｙスケール５３ｙ上のＹ軸方向に互いに離間した２箇所（２点）に計測ビームを照射する。基板エンコーダシステム５０では、上記Ｘヘッド６６ｘ、及びＹヘッド６６ｙが対応するスケールからのビームを受光することにより、ヘッドユニット６０と基板ホルダ３４（図６では不図示。図１参照）との相対変位量情報を主制御装置９０（図７参照）に供給する。

すなわち、基板エンコーダシステム５０では、例えば４つ（２×２）のＸヘッド６６ｘと、該Ｘヘッド６６ｘに対向するＸスケール５３ｘ（基板ホルダ３４のＹ位置によって異なる）とによって、一対のヘッドユニット６０それぞれの基板ホルダ３４に対するＸ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＸリニアエンコーダ９６ｘ（図６では不図示。図７参照）が構成され、例えば４つ（２×２）のＹヘッド６６ｙと、該Ｙヘッド６６ｙに対向するＹスケール５３ｙ（基板ホルダ３４のＹ位置によって異なる）とによって、一対のヘッドユニット６０それぞれの基板ホルダ３４に対するＹ軸方向の位置情報を求めるための、例えば４つのＹリニアエンコーダ９６ｙ（図６では不図示。図７参照）が構成される。

主制御装置９０は、図７に示されるように、例えば４つのＸリニアエンコーダ９４ｘ、及び、例えば４つのＹリニアエンコーダ９４ｙの出力、並びに上記４つのＸリニアエンコーダ９６ｘ、及び、例えば４つのＹリニアエンコーダ９６ｙの出力、すなわち、一対のヘッドユニット６０それぞれの、投影光学系１６（図１参照）に対するＸＹ平面内の位置情報と、基板ホルダ３４に対するＸＹ平面内の位置情報との演算結果に基づいて基板ホルダ３４（図１参照）の装置本体１８（図１参照）に対するＸ軸方向、及びＹ軸方向の位置情報を、例えば１０ｎｍ以下の分解能で求める。また、主制御装置９０は、例えば４つのＸリニアエンコーダ９４ｘ（あるいは、例えば４つのＹリニアエンコーダ９４ｙ）のうちの少なくとも２つの出力に基づいてヘッドユニット６０と基板ホルダ３４とのθｚ方向の相対位置情報（回転量情報）を求める。主制御装置９０は、上記基板エンコーダシステム５０の計測値から求められた基板ホルダ３４のＸＹ平面内の位置情報に基づき、基板駆動系９３を用いて基板ホルダ３４のＸＹ平面内の位置を制御する。

また、図３（Ａ）に示されるように、基板ホルダ３４には、上述したように、基板Ｐの＋Ｘ側、及び−Ｘ側の領域それぞれにスケール５２がＹ軸方向に所定間隔で、例えば４つ配置されている。そして、上記マスクエンコーダシステム４８と同様に、ひとつのヘッドユニット６０が有する一対のＸヘッド６６ｘ、及び一対のＹヘッド６６ｙそれぞれの間隔は、図５（Ａ）に示されるように、隣接するスケール５２間の間隔よりも広く設定されている。これにより、基板エンコーダシステム５０では、一対のＸヘッド６６ｘのうち常に少なくとも一方がＸスケール５３ｘに対向するとともに、一対のＹヘッド６６ｙのうちの少なくとも一方が常にＹスケール５３ｙに対向する。従って、基板エンコーダシステム５０は、計測値を途切れさせることなくヘッドユニット６０と基板ホルダ３４（図３（Ａ）参照）との相対位置情報を求めることができる。従って、ここでも、上述したマスクエンコーダシステム４８におけるヘッド出力の繋ぎ処理と同様のヘッド出力の繋ぎ処理（図３（Ａ）〜図３（Ｅ）参照）が行われる。

図７には、液晶露光装置１０（図１参照）の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置９０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置９０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、液晶露光装置１０の構成各部を統括制御する。

上述のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）では、主制御装置９０（図７参照）の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ装置１４上へのマスクＭのロードが行われるとともに、不図示の基板ローダによって、基板ステージ装置２０（基板ホルダ３４）上への基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置９０により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、そのアライメント計測の終了後、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。

次に、露光動作時におけるマスクステージ装置１４、及び基板ステージ装置２０の動作の一例を、図８（Ａ）〜図１５（Ｂ）を用いて説明する。なお、以下の説明では、１枚の基板Ｐ上に４つのショット領域が設定された場合（いわゆる４面取りの場合）を説明するが、１枚の基板Ｐ上に設定されるショット領域の数、及び配置は、適宜変更可能である。

図８（Ａ）には、アライメント動作が完了した後のマスクステージ装置１４が、図８（Ｂ）には、アライメント動作が完了した後の基板ステージ装置２０（ただし基板ホルダ３４以外の部材は不図示。以下、同じ）がそれぞれ示されている。露光処理は、一例として、図８（Ｂ）に示されるように、基板Ｐの−Ｙ側かつ＋Ｘ側に設定された第１ショット領域Ｓ_１から行われる。マスクステージ装置１４では、図８（Ａ）に示されるように、照明系１２からの照明光ＩＬ（それぞれ図１参照）が照射される照明領域（ただし、図８（Ａ）に示される状態では、まだマスクＭに対し照明光ＩＬは照射されていない）よりもマスクＭの＋Ｘ側の端部が幾分−Ｘ側に位置するように、マスクエンコーダシステム４８（図７参照）の出力に基づいてマスクＭの位置決めがされる。

具体的には、例えば、照明領域に対してマスクＭのパターン領域の＋Ｘ側の端部が、所定の速度で走査露光するために必要な助走距離（すなわち、所定の速度に達するために必要な加速距離）だけ−Ｘ側に配置され、その位置においてマスクエンコーダシステム４８によりマスクＭの位置が計測できるようにスケール４６が設けられている。主制御装置９０（図７参照）も、少なくとも３つ（４つのヘッド４９ｘ、及び４つのヘッド４９ｙのうちの３つ）のヘッドが、スケール４６から外れない（計測可能範囲外とならない）範囲で、マスクホルダ４０の位置制御を行う。

また、基板ステージ装置２０では、図８（Ｂ）に示されるように、投影光学系１６からの照明光ＩＬ（図１参照）が照射される露光領域（ただし、図８（Ｂ）に示される状態では、まだ基板Ｐに対し照明光ＩＬは照射されていない）よりも第１ショット領域Ｓ_１の＋Ｘ側の端部が幾分−Ｘ側に位置するように、基板エンコーダシステム５０（図７参照）の出力に基づいて基板Ｐの位置決めがされる。具体的には、例えば、露光領域に対して基板Ｐの第１ショット領域Ｓ_１の＋Ｘ側の端部が、所定の速度で走査露光するために必要な助走距離（すなわち、所定の速度に達するために必要な加速距離）だけ−Ｘ側に配置され、その位置において基板エンコーダシステム５０により基板Ｐの位置が計測できるようにスケール５２が設けられている。主制御装置９０（図７参照）も、少なくとも３つ（４つのヘッド６４ｘ、及び４つのヘッド６４ｙのうちの３つ）のヘッドがスケール５６から外れない（計測可能範囲外とならない）範囲で、基板ホルダ３４の位置制御を行う。なお、図８（Ｂ）では、＋Ｘ側のヘッドユニット６０は、スケール５６と対向しないが、−Ｘ側のヘッドユニット６０と同期駆動することにより、＋Ｘ側のヘッドユニット６０のＸＹ平面の位置が制御可能である。なお、一対のヘッドユニット６０常にスケール５６から外れないように、スケール５６を追加的に設けてもよい。

なお、ショット領域の走査露光を終えてマスクＭおよび基板Ｐをそれぞれ減速する側においても、同様に走査露光時の速度から所定の速度まで減速させるために必要な減速距離だけマスクＭおよび基板Ｐをさらに移動させるまでマスクエンコーダシステム４８、基板エンコーダシステム５０によりそれぞれマスクＭ、基板Ｐの位置を計測可能なようにスケール４６、５６が設けられている。あるいは、加速中および減速中の少なくとも一方の動作中には、マスクエンコーダシステム４８、基板エンコーダシステム５０とは別の計測系によってマスクＭおよび基板Ｐの位置をそれぞれ計測できるようにしても良い。

次いで、図９（Ａ）に示されるように、マスクホルダ４０が＋Ｘ方向に駆動（加速、等速駆動、及び減速）されるとともに、該マスクホルダ４０に同期して、図９（Ｂ）に示されるように、基板ホルダ３４が＋Ｘ方向に駆動（加速、等速駆動、及び減速）される。マスクホルダ４０が駆動される際、主制御装置９０（図７参照）は、マスクエンコーダシステム４８（図７参照）の出力に基づいてマスクＭの位置制御を行うとともに、基板エンコーダシステム５０（図７参照）の出力に基づいて基板Ｐの位置制御を行う。

基板ホルダ３４がＸ軸方向に駆動される際、一対のヘッドユニット６０は、基板ホルダ３４対して相対移動せず（基板ホルダ３４に対して静止状態とされ）、基板ホルダ３４と一体的にＸ軸方向に移動する。すなわち、スキャン方向に関しては、基板ホルダ３４（基板Ｐ）と、一対のヘッドユニット６０（複数のヘッド６４ｘ、６４ｙ、６６ｘ、６６ｙ）とは、共通の駆動系（基板駆動系９３（図７参照））によって位置制御が行われる。マスクホルダ４０、及び基板ホルダ３４がＸ軸方向に等速駆動される間、基板Ｐには、マスクＭ及び投影光学系１６を通過した照明光ＩＬ（それぞれ図１参照）が照射され、これによりマスクＭが有するマスクパターンがショット領域Ｓ_１に転写される。この際、スケール５６から外れていた＋Ｘ側のヘッドユニット６０がスケール５６に対向するようになるので、一対のヘッドユニット６０間で上述の繋ぎ処理を行うと良い。

基板Ｐ上の第１ショット領域Ｓ_１に対するマスクパターンの転写が完了すると、基板ステージ装置２０では、図１０（Ｂ）に示されるように、第１ショット領域Ｓ_１の＋Ｙ側の設定された第２ショット領域Ｓ_２への露光動作のために、基板ホルダ３４が−Ｙ方向に所定距離（基板Ｐの幅方向寸法のほぼ半分の距離）、基板エンコーダシステム５０（図７参照）の出力に基づいて駆動（Ｙステップ）される。上記基板ホルダ３４のＹステップ動作時において、マスクホルダ４０は、図１０（Ａ）に示されるように、マスクＭの−Ｘ側の端部が照明領域（ただし、図１０（Ａ）に示される状態では、マスクＭは照明されない）よりも幾分＋Ｘ側に位置した状態で静止している。

また、基板ステージ装置２０では、上記基板ホルダ３４の−Ｙ方向へのステップ動作と並行して、一対のヘッドユニット６０がＹリニアエンコーダ９６ｙ（図７参照）の出力に基づいて、＋Ｙ方向（すなわち、基板ホルダ３４と逆方向）にマスクホルダ４０と同じ距離、マスクホルダ４０に対して駆動される。この場合、ヘッドユニット６０は、見た目上は、投影光学系１６に対してＹ軸方向に移動していないこととなる。従って、ヘッドユニット６０とスケール５６との対向状態が維持される。

以下、不図示であるが、基板ホルダ３４のＹステップ動作が完了すると、マスクエンコーダシステム４８（図７参照）の出力に基づいてマスクホルダ４０が−Ｘ方向に駆動されるとともに、該マスクホルダ４０に同期して、基板エンコーダシステム５０（図７参照）の出力に基づいて基板ホルダ３４が−Ｘ方向に駆動される。これにより、第２ショット領域Ｓ_２にマスクパターンが転写される。この際も、例えば４つのヘッドユニット６０は、静止状態とされる。以下、上記マスクホルダ４０のスキャン動作、基板ホルダ３４のＹステップ動作、及び基板ホルダ３４のスキャン動作を適宜繰り返すことによって、基板Ｐ上の複数のショット領域に対して、マスクパターンが順次転写される。上記露光動作時において、一対のヘッドユニット６０は、スケール５６との対向状態が維持されるように、基板ホルダ３４が＋Ｙ方向、及び−Ｙ方向にステップする度に、該基板ホルダ３４とは反対の方向に、同距離だけ駆動される。

ここで、上述したように、Ｙスケール５３ｙは、Ｘ軸方向に延びる複数の格子線を有している。また、図１６に示されるように、Ｙヘッド６６ｙからＹスケール５３ｙ上に照射される計測ビームの照射点６６ｙ（便宜上、Ｙヘッドと同じ符号を付して説明する）は、Ｙ軸方向を長軸方向とする楕円状となっている。Ｙリニアエンコーダ９４ｙ（図６参照）では、Ｙヘッド６６ｙとＹスケール５３ｙとがＹ軸方向に相対移動して計測ビームが格子線を跨ぐと、上記照射点からの±１次回折光の位相変化に基づいて、Ｙヘッド６６ｙからの出力が変化する。

これに対し、主制御装置９０（図６参照）は、上記スキャン露光動作中において、基板ホルダ３４をスキャン方向（Ｘ軸方向）に駆動する際に、ヘッドユニット６０（図４（Ｂ）参照）が有するＹヘッド６６ｙが、Ｙスケール５３ｙを形成する複数の格子線を跨がないように、すなわち、Ｙヘッド６６ｙからの出力が変化しない（変化がゼロである）ように、ヘッドユニット６０のステップ方向の位置（Ｙ位置）を制御する。

具体的には、例えばＹスケール５３ｙを構成する格子線間のピッチよりも高い分解能を有するセンサによってＹヘッド６６ｙのＹ位置を計測し、該Ｙヘッド６６ｙからの計測ビームの照射点が格子線を跨ぎそう（Ｙヘッド６６ｙの出力が変化しそう）になる直前で、Ｙヘッド６６ｙのＹ位置をヘッドユニット駆動系８６（図６参照）を介して制御する。なお、これに限らず、例えばＹヘッド６６ｙからの計測ビームが格子線を跨ぐことにより、Ｙヘッド６６ｙの出力が変化した場合に、これに応じて、該Ｙヘッド６６ｙを駆動制御することにより、実質的にＹヘッド６６ｙからの出力が変化しないようにしても良い。この場合、Ｙヘッド６６ｙのＹ位置を計測するセンサが不要である。

以上の手順によって基板Ｐ上の第１〜第４ショット領域Ｓ_１〜Ｓ_４にマスクパターンの転写が完了すると、所定の基板交換位置において、基板Ｐの交換が行われる。ここで、一般的に基板交換位置は、投影光学系１６が基板交換の支障とならないように、投影光学系１６の直下から離れた位置に設定されるので、基板交換位置へ基板ホルダ３４を移動させる際に、ヘッドユニット６０に取り付けられたＸヘッド６４ｘ、Ｙヘッド６４ｙが装置本体１８に固定されたスケール５６から外れ（非対向状態となり）、基板エンコーダシステム５０の出力が切れる可能性がある。このような場合の対策としては、装置本体１８にプレート交換時のためのスケール（あるいはマーク）を設けることが考えられる。

以上説明したように、本実施形態に係る液晶露光装置１０によれば、マスクＭのＸＹ平面内の位置情報を求めるためのマスクエンコーダシステム４８、及び基板ＰのＸＹ平面内の位置情報を求めるための基板エンコーダシステム５０（それぞれ図１参照）それぞれは、対応するスケールに対して照射される計測ビームの光路長が短いので、例えば従来の干渉計システムに比べて空気揺らぎの影響を低減できる。従って、マスクＭ、及び基板Ｐの位置決め精度が向上する。また、空気揺らぎの影響が小さいので、従来の干渉計システムを用いる場合に必須となる部分空調設備を省略でき、コストダウンが可能となる。

さらに、干渉計システムを用いる場合には、大きくて重いバーミラーをマスクステージ装置１４、及び基板ステージ装置２０に備える必要があったが、本実施形態に係るマスクエンコーダシステム４８、及び基板エンコーダシステム５０では、上記バーミラーが不要となるので、マスクホルダ４０を含む系、及び基板ホルダ３４を含む系それぞれが小型・軽量化するとともに重量バランスが良くなり、これによりマスクＭ、基板Ｐの位置制御性が向上する。また、干渉計システムを用いる場合に比べ、調整箇所が少なくて済むので、マスクステージ装置１４、及び基板ステージ装置２０のコストダウンし、さらにメンテナンス性も向上する。また、組み立て時の調整も容易（あるいは不要）となる。

また、本実施形態に係る基板エンコーダシステム５０では、一対のヘッドユニット６０を基板Ｐと反対方向にＹ軸方向に駆動することにより、ヘッドユニット６０とスケール５６との対向状態を維持するので、基板ホルダ３４上にエンコーダヘッドをＹ軸方向に沿って複数配置する必要（あるいは装置本体１８側のスケール５６を広幅に形成する必要）がない。従って、基板位置計測系の構成をシンプルにすることができ、コストダウンが可能となる。

また、本実施形態に係るマスクエンコーダシステム４８では、隣接する一対のエンコーダヘッド（Ｘヘッド４９ｘ、Ｙヘッド４９ｙ）の出力をマスクホルダ４０のＸ位置に応じて適宜切り換えながら該マスクホルダ４０のＸＹ平面内の位置情報を求める構成であるので、複数のスケール４６をＸ軸方向に所定間隔で（互いに離間して）配置しても、マスクホルダ４０の位置情報を途切れることなく求めることができる。従って、マスクホルダ４０の移動ストロークと同等の長さ（本実施形態のスケール４６の約３倍の長さ）のスケールを用意する必要がなく、コストダウンが可能であり、特に本実施形態のような大型のマスクＭを用いる液晶露光装置１０に好適である。本実施形態に係る基板エンコーダシステム５０も同様に、複数のスケール５２がＹ軸方向に、複数のスケール５６がＸ軸方向に、それぞれ所定間隔で配置されるので、基板Ｐの移動ストロークと同等の長さのスケールを用意する必要がなく、大型の基板Ｐを用いる液晶露光装置１０に好適である。

《第２の実施形態》
次に、第２の実施形態に係る液晶露光装置について、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）を用いて説明する。第２の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板エンコーダシステム１５０の構成が異なる点を除き、上記第１の実施形態と同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

上記第１の実施形態において、基板ステージ装置２０（基板ホルダ３４）が有していた一対のヘッドユニット６０は、基板ＰのＹステップ動作時に該基板Ｐとは反対方向にステップ移動するとともに、基板Ｐと一体的にスキャン方向に移動する構成であったのに対し、本第２の実施形態では、これとは逆に、基板ＰのＹステップ動作時に基板Ｐと一体的にＹステップ動作を行うとともに、基板Ｐのスキャン露光動作時において、該基板Ｐとは反対方向に長ストロークで移動する構成となっている。従って、基板エンコーダシステム５０を構成するヘッドユニット６０、スケール５２、スケール５６等の配置を、上記第１の実施形態に対し、Ｚ軸周りに、例えば９０°回転させたような配置構成となっている。

図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）には、第２の実施形態の基板エンコーダシステム１５０の概念図が示されている。基板ホルダ３４に形成された凹部３６は、Ｘ軸方向に延び、該凹部の底面にＸ軸方向に延びるスケール５２が固定されている。ヘッドユニット６０は、上記第１の実施形態と同様に、凹部３６内に配置されており、基板ホルダ３４に対してＸ軸方向に所定の長ストロークで移動可能となっている。また、装置本体１８（図１参照）には、Ｙ軸方向に延びるスケール５６が、投影光学系１６（図１１（Ｃ）参照）の＋Ｙ側と−Ｙ側とにそれぞれ固定されている。

図１１（Ｃ）により具体的に示されるように、基板ホルダ３４の＋Ｙ側及び−Ｙ側の領域それぞれには、例えば５つのスケール５２が、Ｘ軸方向に所定間隔で配置され、装置本体１８（図１参照）の下面であって、投影光学系１６の＋Ｙ側及び−Ｙ側の領域それぞれには、例えば２つのスケール５６が所定間隔で配置されている。各スケール５２、５４には、それぞれＸスケール５３ｘ、５７ｘ、Ｙスケール５３ｙ、５７ｙ（図６参照）が形成され、ヘッドユニット６０には、該Ｘスケール３５ｘ、５７ｘ、Ｙスケール５３ｙ、５７ｙを用いてヘッドユニット６０の投影光学系１６、あるいは基板ホルダ３４に対する相対変位量を計測するためのエンコーダヘッド（不図示）が取り付けられている点は、上記第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。複数のスケールが互いに離間して配置されていることから、隣接する一対のヘッド間で繋ぎ処理が行われる点も、上記第１の実施形態と同様である。

本第２の実施形態では、基板Ｐのスキャン露光動作時において、見た目上、一対のヘッドユニット６０のＸ位置が変わらないように、基板Ｐとは反対方向に、且つ同じ距離、一対のヘッドユニット６０がＸ軸方向に駆動される。つまり、ヘッドユニット６０は、基板Ｐに対してＸ方向へ相対移動される。これにより、一対のヘッドユニット６０が対応するスケール５６から外れることがないので、基板エンコーダシステム１５０の計測値が途切れない。これに対し、基板ＰのＹステップ動作時には、基板ホルダ３４と一対のヘッドユニット６０とは、共通の駆動系（基板駆動系９３（図７参照））によって一体的にＹ軸方向に長ストロークで移動可能となっている。

なお、以上説明した第１及び第２の各実施形態の構成は、一例であって、適宜変更が可能である。例えば上記第１の実施形態では、一対のヘッドユニット６０が基板ホルダ３４に設けられるとともに、該ヘッドユニット６０を駆動するためのアクチュエータも基板ホルダ３４が有していたが、これに限られず、例えば図１２に示されるように、ヘッドユニット６０が装置本体１８の上架台部１８ａに吊り下げ支持されていても良い。この場合、ヘッドユニット６０は、該ヘッドユニット６０をＸ軸方向に直進案内するガイド装置２５６を介して装置本体１８に取り付けられている。また、基板ステージ装置２２０は、上記第１の実施形態とは逆に、Ｘ粗動ステージ２２Ｘ上にＹ粗動ステージ２２Ｙが載置された構成となっている。そして、Ｘ粗動ステージ２２Ｘには、一対のヘッドユニット６０それぞれに機械的に連結されたアーム部材２２２が接続されている。なお、図１２では、スケール５２が基板ホルダ３４の外側に配置されているが、上記第１の実施形態と同様に、基板ホルダ３４上（あるいは基板ホルダ３４内）に配置されていても良い。

本変形例では、Ｘ粗動ステージ２２Ｘ（及び基板ホルダ３４）がスキャン露光動作時にＸ軸方向に所定の長ストロークで移動すると、アーム部材２２２を介して該Ｘ粗動ステージ２２Ｘと一体的に一対のヘッドユニット６０が投影光学系に対してＸ軸方向に移動する。この際、基板ホルダ３４と、一対のヘッドユニット６０とは、共通の駆動系（基板駆動系９３（図７参照）の一部を構成するＸアクチュエータ）によって駆動される。また、基板ＰのＹステップ動作時には、Ｙ粗動ステージ２２Ｙ（及び基板ホルダ３４）のみがＹ軸方向に移動するので、ヘッドユニット６０の投影光学系１６に対する位置は、変化しない。このように、本変形例のヘッドユニット６０の動作は、上記第１の実施形態と同じである。本変形例によれば、ヘッドユニット６０を駆動するための専用のアクチュエータが不要であるので、基板Ｐ近傍での発熱、あるいは発塵を抑制できる。

また、例えば第２の実施形態でも、一対のヘッドユニット６０が基板ホルダ３４に設けられるとともに、該ヘッドユニット６０を駆動するためのアクチュエータも基板ホルダ３４が有していたが、これに限られず、例えば図１３に示されるように、ヘッドユニット６０が装置本体１８の上架台部１８ａに吊り下げ支持されていても良い。ヘッドユニット６０は、図１２に示される変形例と同様に、ガイド装置２５６を介して装置本体１８に取り付けられている。基板ステージ装置２２０は、第１の実施形態と同様に、Ｙ粗動ステージ２２Ｙ上にＸ粗動ステージ２２Ｘが載置され、Ｙ粗動ステージ２２Ｙには、一対のヘッドユニット６０それぞれに接続された一対のアーム部材２２２が接続されている。本変形例でも、スケール５２は、基板ホルダ３４上（あるいは基板ホルダ３４内）に配置されていても良い。

本変形例では、Ｙ粗動ステージ２２Ｘ（及び基板ホルダ３４）がＹステップ動作時にＹ軸方向に所定の長ストロークで移動すると、アーム部材２２２を介して該Ｙ粗動ステージ２２Ｙと一体的に一対のヘッドユニット６０が投影光学系に対してＹ軸方向に移動する。この際、基板ホルダ３４と、一対のヘッドユニット６０とは、共通の駆動系（基板駆動系９３（図７参照）の一部を構成するＹアクチュエータ）によって駆動される。また、基板Ｐのスキャン露光動作時には、Ｘ粗動ステージ２２Ｘ（及び基板ホルダ３４）のみがＸ軸方向に移動するので、ヘッドユニット６０の投影光学系１６に対する位置は、変化しない。このように、本変形例のヘッドユニット６０の動作は、上記第２の実施形態と同じである。本変形例によれば、ヘッドユニット６０を駆動するための専用のアクチュエータが不要であるので、基板Ｐ近傍での発熱、あるいは発塵を抑制できる。

また、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示されるように、ヘッドユニット６０が有する一対のエンコーダヘッド（すなわち一対のＸヘッド６４ｘ、一対のＸヘッド６６ｘ、一対のＹヘッド６４ｙ、及び一対のＹヘッド６６ｙそれぞれ）の相互間の距離をセンサ１６４、１６６で計測し、該計測値を用いて基板エンコーダシステム５０の出力を補正しても良い。センサ１６４、１６６の種類は、特に限定されないが、例えばレーザ干渉計などを用いることができる。基板エンコーダシステム５０では、上述したように、一対のエンコーダヘッドの出力の繋ぎ処理を行うが、この繋ぎ処理において、一対のエンコーダヘッド間の間隔で既知、且つ不変であることが前提条件となる。このため、各ヘッドが取り付けられるＹスライドテーブル６２としては、例えば熱膨張などの影響が少ない材料により形成されているが、本変形例のように、エンコーダヘッド間の間隔を計測することによって、仮にＹスライドテーブル６２が変形（一対のエンコーダヘッド間の間隔が変化）したとしても、高精度で基板Ｐの位置情報を求めることができる。同様に、マスクエンコーダシステム４８においても、一対のエンコーダヘッド（すなわち一対のＸヘッド４９ｘ、及び一対のＹヘッド４９ｙ）間の距離を計測し、該計測値を用いてマスクエンコーダシステム４８の出力を補正しても良い。マスクエンコーダシステム４８のヘッド４９ｘ、４９ｙに関しても同様である。また、ヘッドユニット６０が有する全て（本実施形態では、例えば合計で８つ）のヘッド（下向きの一対のヘッド６６ｘ、６６ｙ、上向きの一対のヘッド６４ｘ、６４ｙ）それぞれの相対的な位置関係を計測し、計測値を補正しても良い。

また、上述したように、ヘッドユニット６０が有する一対のエンコーダヘッド（すなわち一対のＸヘッド６４ｘ、一対のＸヘッド６６ｘ、一対のＹヘッド６４ｙ、及び一対のＹヘッド６６ｙそれぞれ）の相互間の距離を適宜（例えば基板交換毎に）計測するキャリブレーション動作を行ってもよい。また、上記ヘッド間の間隔の測定を行うキャリブレーションポイントとは別に、マスクエンコーダシステム４８、基板エンコーダシステム５０それぞれの出力の原点位置決めを行うためのキャリブレーションポイントを設けても良い。該原点位置決めを行うための位置決めマークは、例えば複数のスケール４６、５２の延長線上（外側）に配置しても良いし、隣接する一対のスケール４６、５２間に配置しても良いし、あるいは、スケール４６、５２内に形成しても良い。

また、各エンコーダヘッド６４ｘ、６４ｙ、６６ｘ、６６ｙが取り付けられたＹスライドテーブル６２の水平面に対する傾き（θｘ、θｙ方向の傾斜）量を求め、該傾き量（すなわち、各ヘッド６４ｘ、６４ｙ、６６ｘ、６６ｙの光軸の倒れ量）に応じて基板エンコーダシステム５０の出力を補正しても良い。計測系としては、図１５（Ａ）に示されるように、複数のＺセンサ６４ｚをＹスライドテーブル６２に取り付け、上架台部１８ａを基準としてＹスライドテーブル６２の傾き量を求める計測系を用いることができる。あるいは、図１５（Ｂ）に示されるように、２軸のレーザ干渉計２６４を基板ホルダ３４（図１参照）に設けて、Ｙスライドテーブル６２の傾き量（θｘ、θｙ方向の傾斜量）及び回転量（θｚ方向の回転量）を求めても良い。また、各ヘッド６４ｘ、６４ｙ、６６ｘ、６６ｙの傾き量を個別に計測しても良い。

また、例えば、上記第１実施形態のマスクエンコーダシステム４８、基板エンコーダシステム５０において、エンコーダヘッド、及びスケールの配置は逆であっても良い。すなわち、例えばマスクホルダ４０の位置情報を求めるためのＸリニアエンコーダ９２ｘ、Ｙリニアエンコーダ９２ｙは、マスクホルダ４０にエンコーダヘッドが取り付けられ、エンコーダベース４３にスケールが取り付けられる構成であっても良い。また、基板ホルダ３４の位置情報を求めるためのＸリニアエンコーダ９６ｘ、Ｙリニアエンコーダ９６ｙは、Ｙスライドテーブル６２にスケールが取り付けられ、基板ホルダ３４にエンコーダヘッドが取り付けられても良い。その場合、基板ホルダ３４に取り付けられるエンコーダヘッドは、Ｙ軸方向（第１の実施形態の場合）、あるいはＸ軸方向（第２の実施形態の場合）に沿って複数配置され、相互に切り換え動作可能に構成されると良い。同様に、Ｙスライドテーブル６２の位置情報を求めるためのＸリニアエンコーダ９４ｘ、Ｙリニアエンコーダ９４ｙは、Ｙスライドテーブル６２にスケールが取り付けられ、装置本体１８にエンコーダヘッドが取り付けられても良い。その場合、エンコーダベース５４に取り付けられるエンコーダヘッドは、Ｘ軸方向（第１の実施形態の場合）、あるいはＹ軸方向（第２の実施形態の場合）に沿って複数配置され、相互に切り換え動作可能に構成されると良い。この場合に、Ｙスライドテーブル６２に固定されるスケールを共通化しても良い。

また、マスクエンコーダシステム４８では、例えば３つのスケール４６がＸ軸方向に離間して配置され、第１の実施形態に係る基板エンコーダシステム５０では、例えば４つのスケール５２がＹ軸方向、例えば４つのスケール５６がＸ軸方向にそれぞれ離間して配置される場合を説明したが、スケールの数は、これに限られず、例えばマスクＭ、基板Ｐの大きさ、あるいは移動ストロークに応じて適宜変更が可能である。また、必ずしも複数のスケールが離間して配置されていなくても良く、例えばより長いひとつのスケール（上記実施形態の場合では、例えばスケール４６の約３倍の長さのスケール、スケール５２の約４倍の長さのスケール、スケール５６の約４倍の長さのスケール）を用いても良い。

また、スケールを複数設ける場合、各スケールの長さが互いに異なっていても良い。例えば、Ｘ軸方向に延びるスケールの長さを、ショット領域のＸ軸方向の長さより長く設定することにより、走査露光動作時における繋ぎ処理を回避することができる。Ｙ軸方向に延びるスケールについても同様である。さらに、ショット領域の数の変化に対応できるように（例えば４面取りの場合と６面取りの場合）、投影光学系１６の一側に配置されるスケールと、他側に配置されるスケールとで、互いに長さを異ならせても良い。また両者をＸ軸方向に相対的にずらして配置するようにしても良い。

また、上記実施形態では、Ｘスケール（図中に示されるＸ軸方向計測用の格子パターン）やＹスケール（図中に示されるＹ軸方向計測用の格子パターン）を、互いに独立したスケール用部材（例えばエンコーダベース上に配置されている複数のスケール部材）に設けるように構成している。しかしながら、これら複数の格子パターンを、同一の長いスケール用部材上に一群の格子パターンごと分けて形成するようにしても良い。また同一の長いスケール用部材上に格子パターンを連続して形成しても良い。

また、基板ホルダ３４上において、Ｘ軸方向に複数のスケールが、所定間隔の隙間を介しながら連なって配置されたスケール群（スケール列）を、複数列、互いにＹ軸方向に離れた異なる位置（例えば投影光学系１６に対して一方の側（＋Ｙ側）の位置と、他方（−Ｙ側）の位置）に配置する場合に、複数列間において、上記所定間隔の隙間の位置がＸ軸方向において重複しないように配置しても良い。このように複数のスケール列を配置すれば、互いのスケール列に対応して配置されたヘッドが同時に計測範囲外になる（換言すれば、両ヘッドが同時に隙間に対向する）ことがない。

また、基板ホルダ３４上で、Ｘ軸方向に複数のスケールが、所定間隔の隙間を介しながら連なって配置されたスケール群（スケール列）において、１つのスケール（Ｘ軸計測用のパターン）のＸ軸方向の長さを、１ショット領域の長さ（基板ホルダ上の基板をＸ軸方向に移動させながらスキャン露光を行う際に、デバイスパターンが照射されて基板上に形成される長さ）分だけ連続して測定できるような長さにしても良い。このようにすれば、１ショット領域のスキャン露光中に、複数スケールに対するヘッドの乗継制御を行わずに済むため、スキャン露光中の基板Ｐ（基板ホルダ）の位置計測（位置制御）を容易にできる。

また、基板ホルダ３４上の、所定間隔の隙間を介しながら複数のスケールがＸ軸方向に連なって配置されたスケール群（スケール列）において、上記実施形態では各スケールの長さが同一の長さのものを連ねて配置しているが、互いに長さの異なるスケールを連ねて配置するようにしても良い。例えば、基板ホルダ３４上のスケール列において、Ｘ軸方向における両端部寄りにそれぞれ配置されるスケール（スケール列において、各端部に配置されるスケール）のＸ軸方向の長さよりも、中央部に配置されるスケールの方を物理的に長くしても良い。

なお、上記実施形態では、基板ホルダ３４上の、所定間隔の隙間を介しながら複数のスケールがＸ軸方向に連なって配置されたスケール群（スケール列）において、複数のスケール間の距離（換言すれば隙間の長さ）と、１つのスケールの長さと、そのスケール列に対して相対移動する２つのヘッド（１つのヘッドユニット６０内部において互いに対向配置されているヘッド、例えば図７に示す２つのヘッド６６ｘ）とは、「１つのスケール長さ ＞ 対向配置されているヘッド間の距離 ＞ スケール間の距離」の関係を満たすように配置されている。この関係は、基板ホルダ３４上に設けられたスケールとそれに対応するヘッド６０だけでなく、スケール５６とそれに対応するヘッド６０との間においても満たされている。

なお、あるヘッド６０とそれに対応するスケール列（所定の隙間を介して複数のスケールを所定方向に連なって配置されるスケール列）とがＸ軸方向に相対的に移動している際に、ヘッド６０内のある一組のヘッド（例えば図６のＸヘッド６６ｘとＹヘッド６６ｙ）が上述のスケール間の隙間に同時に対向した後で別のスケールに同時に対向した場合（ヘッド６６ｘ，６６ｙが別のスケールに乗り継いだ場合）に、その乗り継いだヘッドの計測初期値を算出する必要がある。その際に、乗り継いだヘッドとは別の、ヘッド６０内の残りの一組のヘッド（６６ｘ，６６ｙ）と、それとは更に別の１つのヘッド（Ｘ軸方向に離れて且つ、落ちたヘッドとの距離がスケール長よりも短い位置に配置されるもの）の出力とを用いて、乗り継いだヘッドの乗継の際の初期値を算出するようにしても良い。上述の更に別のヘッドは、Ｘ軸方向の位置計測用ヘッドでもＹ軸方向の位置計測用ヘッドでも構わない。

また、上記各実施形態において、ヘッド６０が基板ホルダ３４に同期して移動する、と説明する場面があるが、これはヘッド６０が、基板ホルダ３４に対する相対的な位置関係を概ね維持した状態で移動することを意味し、ヘッド６０、基板ホルダ３４の両者間の位置関係、移動方向、及び移動速度が厳密に一致した状態で移動する場合に限定されるものではない。

また、スケール４６、５２、５６それぞれの表面にＸスケールとＹスケールとが独立に形成された場合を説明したが、これに限られず、例えばＸＹ２次元スケールを用いても良い。この場合、エンコーダヘッドもＸＹ２次元ヘッドを用いることができる。また、回折干渉方式のエンコーダシステムを用いる場合について説明したが、これに限られず、いわゆるピックアップ方式、磁気方式などの他のエンコーダも用いることができ、例えば米国特許第６，６３９，６８６号明細書などに開示されるいわゆるスキャンエンコーダなども用いることができる。また、Ｙスライドテーブル６２の位置情報は、エンコーダシステム以外の計測システム（例えば光干渉計システム）により求められても良い。

また、複数のスケール５６は、上架台部１８ａ（光学定盤）の下面に直接貼り付けられる構成であったが、これに限られず、所定のベース部材を上架台部１８ａの下面に対して離間した状態で吊り下げ配置し、該ベース部材に複数のスケール５６を貼り付けても良い。

また、基板ステージ装置２０は、少なくとも基板Ｐを水平面に沿って長ストロークで駆動できれば良く、場合によっては６自由度方向の微少位置決めができなくても良い。このような２次元ステージ装置に対しても上記各実施形態に係る基板エンコーダシステムを好適に適用できる。

また、照明光は、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。また、照明光としては、例えばＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、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。また、固体レーザ（波長：３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）などを使用しても良い。

また、投影光学系１６が複数本の光学系を備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学系の本数はこれに限らず、１本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、オフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。また、投影光学系１６としては、拡大系、又は縮小系であっても良い。

また、露光装置の用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル製造用の露光装置、半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるマスク又はレチクルを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも適用できる。

また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、例えばウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、例えばフィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が５００ｍｍ以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。

液晶表示素子（あるいは半導体素子）などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたマスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

以上説明したように、本発明の露光装置は、照明光により物体を露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの生産に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。

１０…液晶露光装置、１４…マスクステージ装置、２０…基板ステージ装置、３４…基板ホルダ、４０…マスクホルダ、４４…ヘッドユニット、４６…スケール、４８…マスクエンコーダシステム、５０…基板エンコーダシステム、５２…スケール、５６…スケール、６０…ヘッドユニット、９０…主制御装置、Ｍ…マスク、Ｐ…基板。

Claims (10)

1. 投影光学系を介して照明光により物体を露光する露光装置であって、
   前記物体を保持し、互いに交差する第１方向と第２方向とへ移動可能な保持部と、
   複数の格子領域が設けられた第１格子部材と、対向する前記第１格子部材に対して計測ビームを照射する第１ヘッドとを有し、前記第１格子部材と前記第１ヘッドとの一方が前記保持部に設けられ、前記第１ヘッドの出力に基づいて前記保持部の前記第１方向に関する第１位置情報を取得する第１位置計測部と、
   前記保持部の上方に設けられ、前記保持部に保持された前記物体に対して照明光を照射する前記投影光学系を支持するフレーム部材と、
   複数の格子領域が設けられた第２格子部材と、対向する前記第２格子部材に対して計測ビームを照射する第２ヘッドとを有し、前記第２格子部材と前記第２ヘッドとの一方が前記フレーム部材に設けられる第２位置計測部と、
   前記第１格子部材と前記第１ヘッドとの他方と、前記第２格子部材と前記第２ヘッドとの他方とが設けられ、前記フレーム部材に吊り下げられ、前記保持部と前記フレーム部材との間で、前記第２方向へ移動可能な移動体と、
   前記保持部の下方に設けられ、前記第１位置情報と、前記第２ヘッドの出力により得られる前記フレーム部材に対する前記移動体の前記第２方向に関する第２位置情報と、に基づいて、前記保持部を、前記フレーム部材に対して、前記第１方向と前記第２方向とへ移動させる駆動部と、を備え、
   前記駆動部は、前記第２ヘッドと前記第２格子部材との対向状態を維持しつつ、前記保持部を前記移動体に対して前記第１方向へ相対移動させ、
   前記駆動部は、前記第１ヘッドと前記第１格子部材との対向状態を維持しつつ、前記駆動部に連結された前記移動体を前記フレーム部材に対して前記第２方向へ相対移動させ、前記移動体を介さずに前記保持部を前記フレーム部材に対して前記第２方向へ相対移動させる露光装置。
2. 前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドは、前記保持部の前記第１方向と前記第２方向とへの移動中、前記計測ビームが対向する前記格子領域の１つから外れるととともに、前記１つの格子領域に隣接する別の格子領域に乗り換える請求項１に記載の露光装置。
3. 前記第１ヘッドは、前記移動体に設けられ、
   前記第１格子部材は、前記保持部に設けられる請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記第２ヘッドは、前記移動体に設けられ、
   前記第２格子部材は、前記フレーム部材に設けられる請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. 所定のパターンを保持するパターン保持体を前記第１方向に移動させる駆動装置を有し、エネルギビームを用いて前記パターン保持体を介して前記物体に前記パターンを形成する形成装置を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
6. 所定のパターンを保持するパターン保持体を前記第２方向に移動させる駆動装置を有し、エネルギビームを用いて前記パターン保持体を介して前記第２方向へ移動される前記物体に前記パターンを形成する形成装置を備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
7. 前記物体は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板である請求項５又は６に記載の露光装置。
8. 前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である請求項７に記載の露光装置。
9. 請求項７又は８に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
   露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
10. 請求項５又は６に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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