JP7060059B2 - 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、互いに直交する第１方向及び第２方向を移動する移動体に保持された物体に対して、前記移動体が第１方向へ移動中に、光学系を介して照明光を照射する露光装置であって、前記移動体の前記第１方向への移動に基づいて計測される第１被計測部と、前記第１被計測部と対向配置されているときに、前記移動体の前記第１方向への移動に基づき、前記第１被計測部に対して前記第１方向に相対移動しながら前記第１被計測部を計測する第１計測部と、前記移動体の前記第２方向への移動に基づいて計測される第２被計測部と、前記移動体の前記第２方向への移動に基づき、前記第２被計測部に対して前記第２方向に相対移動しながら前記第２被計測部を計測する複数の第２計測部と、を備え、前記第１計測部は、前記移動体の前記第２方向への移動に基づいて前記第２方向に移動し、且つ前記第２方向における互いに異なる位置において前記第１被計測部と対向配置される複数の第１計測部を含み、前記第１被計測部は、前記第１方向に関して複数の格子領域が互いに離れて配置される第１格子部材を含み、前記第１計測部は、前記第１格子部材に対して計測ビームを照射するヘッドを含み、前記第２被計測部は、前記第２方向に関して複数の格子領域が互いに離れて配置される第２格子部材を含み、前記第２計測部は、前記第２格子部材に対して計測ビームを照射するヘッドを含み、前記第１計測部と前記第２計測部は一体的に移動し、前記移動体の前記第１方向への移動に基づき、前記第１被計測部に対し前記相対移動する際の前記第１計測部および前記第２計測部の出力に基づいて前記第１方向の位置情報を求め、前記移動体の前記第２方向への移動に基づき、前記第２被計測部に対し前記相対移動する際の前記第１計測部および前記第２計測部の出力に基づいて前記第２方向の位置情報を求める露光装置が、提供される。

本発明の第２の態様によれば、互いに直交する第１方向及び第２方向を移動する移動体に保持された物体に対して、前記移動体が第１方向へ移動中に、光学系を介して照明光を照射する露光装置であって、前記移動体の前記第１方向への移動に基づいて計測される、互いに前記第２方向の異なる位置に配置された複数の第１被計測部と、前記複数の第１被計測部を計測する位置において、前記移動体の前記第１方向への移動に基づき、前記第１被計測部に対して前記第１方向に相対移動しながら前記第１被計測部を計測する複数の第１計測部と、前記移動体の前記第２方向への移動に基づいて計測される第２被計測部と、前記移動体の前記第２方向への移動に基づき、前記第２被計測部に対して前記第２方向に相対移動しながら前記第２被計測部を計測する複数の第２計測部と、を有し、前記第１被計測部は、前記第１方向に関して複数の格子領域が互いに離れて配置される第１格子部材を含み、前記第１計測部は、前記第１格子部材に対して計測ビームを照射するヘッドを含み、前記第２被計測部は、前記第２方向に関して複数の格子領域が互いに離れて配置される第２格子部材を含み、前記第２計測部は、前記第２格子部材に対して計測ビームを照射するヘッドを含み、前記第１計測部と前記第２計測部は一体的に移動し、前記移動体の前記第１方向への移動に基づき、前記第１被計測部に対し前記相対移動する際の前記第１計測部および前記第２計測部の出力に基づいて前記第１方向の位置情報を求め、前記移動体の前記第２方向への移動に基づき、前記第２被計測部に対し前記相対移動する際の前記第１計測部および前記第２計測部の出力に基づいて前記第２方向の位置情報を求める露光装置が、提供される。

本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様のいずれか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４の態様によれば、第１または第２の態様のいずれか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）は、図１の液晶露光装置が備える基板エンコーダシステムの構成を概略的に示す図、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）は、基板エンコーダシステムの一部（図３（Ａ）のＢ部）拡大図である。 基板エンコーダシステムが有するヘッドユニットの側面図である。 図４のＣ－Ｃ線断面図である。 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）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４）であり、図１１（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４）である。 図１２（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５）であり、図１２（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５）である。 図１３（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６）であり、図１３（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６）である。 図１４（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７）であり、図１４（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７）である。 図１５（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８）であり、図１５（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８）である。 図１６（Ａ）～図１６（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１７（Ａ）は、比較例に係る基板エンコーダシステムを示す図であり、図１７（Ｂ）は、本実施形態に係る基板エンコーダシステムの効果を説明するための図である。 図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、第２の実施形態に係る基板エンコーダシステムを示す図（その１及びその２）である。 図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は、第１及び第２の変形例に係る基板を示す図であり、図１９（Ｃ）及び図１９（Ｄ）は、第１及び第２の変形例に係るマスクを示す図である。 図２０（Ａ）及び図２０（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２１（Ａ）及び図２１（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。 図２２（Ａ）～図２２（Ｃ）は、ヘッド及びスケールの配置の変形例（その１～その３）を示す図である。 図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）は、ヘッド及びスケールの配置の変形例（その４及びその５）を示す図である。 図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）は、エンコーダヘッドの上下駆動機構の構造を説明するための図（その１及びその２）である。 図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）は、基板エンコーダシステムとマスクエンコーダシステムとの相対位置計測系の第１の概念を説明するための図（その１及びその２）である。 基板エンコーダシステムとマスクエンコーダシステムとの相対位置計測系の第１の概念に基づく具体例を示す図である。 図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）は、基板エンコーダシステムとマスクエンコーダシステムとの相対位置計測系の第２の概念を説明するための図（その１及びその２）である。 図２８（Ａ）～図２８（Ｃ）は、基板エンコーダシステムとマスクエンコーダシステムとの相対位置計測系の第２の概念（その１）に基づく具体例を示す図である。 図２９（Ａ）～図２９（Ｃ）は、基板エンコーダシステムとマスクエンコーダシステムとの相対位置計測系の第２の概念（その２）に基づく具体例を示す図である。 基板エンコーダシステムとマスクエンコーダシステムとの相対位置計測系の第３の概念（その１）に基づく具体例を示す図である。 基板エンコーダシステムとマスクエンコーダシステムとの相対位置計測系の第３の概念（その２）に基づく具体例を示す図である。 基板アライメント計測システムの構成を説明するための図である。 基板アライメント計測システムの別の構成を説明するための図である。 図３４（Ａ）～図３４（Ｃ）は、第２実施形態の変形例の構成を説明するための図（その１～その３）である。 図３５（Ａ）～図３５（Ｃ）は、第２実施形態の別の変形例の構成を説明するための図（その１～その３）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１７（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、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、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、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、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、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、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、基板ホルダ３４を備えている。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、基板駆動系９３（図１では不図示。図７参照）の一部を構成する複数のリニアモータ（例えば、ボイスコイルモータ）により、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。

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（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、３つ配置されている。すなわち、マスクホルダ４０は、合計で、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、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、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（一次元格子）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（一次元格子）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、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、４つ有するとともに、Ｙヘッド４９ｙを、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４７ｘ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、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、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、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、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、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、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、４つのＸリニアエンコーダ９２ｘ、及び、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、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、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、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１６（Ａ）～図１６（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１６（Ａ）～図１６（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１６（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１６（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１６（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１６（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１６（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１６（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１に示されるように、基板エンコーダシステム５０は、基板ステージ装置２０に配置された複数のエンコーダスケール５２（図１では紙面奥行き方向に重なっている。図３（Ａ）参照）、上架台部１８ａの下面に固定された複数（本実施形態では、２つ）のエンコーダベース５４、エンコーダベース５４の下面に固定された複数のエンコーダスケール５６、及び複数（本実施形態では、１つのエンコーダベース５４につき、２つ）のエンコーダヘッドユニット６０（以下、単にヘッドユニット６０と称する）を備えている。なお、図１では、２つのエンコーダベース５４は、紙面奥行き方向（Ｘ軸方向）に重なっているため、－Ｘ側のエンコーダベース５４は、＋Ｘ側のエンコーダベース５４の紙面奥側に隠れている。同様に、－Ｘ側のエンコーダベース５４に対応する、２つのヘッドユニット６０は、＋Ｘ側のエンコーダベース５４に対応する、２つのヘッドユニット６０の紙面奥側に隠れている。

複数（２つ）のエンコーダベース５４は、Ｘ軸方向において、互いに異なる位置に配置されている。図３（Ａ）では、２つのエンコーダベース５４を、Ｘ軸方向に離間配置している。本実施形態では、投影光学系１６を構成する２つのレンズモジュール（図３（Ａ）において、右側５本の投影レンズから構成される第１レンズモジュールと、左側６本の投影レンズから構成される第２レンズモジュール）のそれぞれに各エンコーダベース５４を設けることで、２つのエンコーダベース５４を離間配置している。

なおこの２つのエンコーダベースの配置はこれに限られるものでは無い。例えば、各エンコーダベース５４上に設けられるスケール５６とそれを計測するヘッドユニット６０からなるエンコーダシステムのアッベ誤差を低減するためには、各エンコーダベース５４を、投影光学系１６の投影中心（第１レンズモジュールと第２レンズモジュールから射出される照明光全体の中心）に近い位置に配置するのが望ましい。図３（Ａ）の場合、２つのエンコーダベース５２を、互いに図３（Ａ）中において投影光学系１６の投影領域中心に向けてＸ軸方向に近づけると、一方のエンコーダベース５４は第１レンズモジュールの照明光の射出領域と一部（Ｘ軸方向において）重なる位置に配置され、他方のエンコーダベース５４は第２レンズモジュールの照明光の射出領域と一部（Ｘ軸方向において）重なる位置に配置される。例えば両エンコーダベース５４を最も近接させた場合、両エンコーダベースはＸ軸方向において接触する状態になる。

図３（Ａ）に模式的に示されるように、本実施形態の基板ステージ装置２０において、基板Ｐの＋Ｙ側、及び－Ｙ側の領域には、それぞれエンコーダスケール５２（以下、単にスケール５２と称する）がＸ軸方向に所定間隔で、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、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＋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、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。

なお、本実施形態では、複数のスケール５２が基板ホルダ３４の上面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３４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３（Ｂ）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３（Ｂ）では、－Ｙ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３（Ｂ）では、＋Ｙ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。

図３（Ａ）に戻り、２つのエンコーダベース５４（及び対応する、２つのヘッドユニット６０）は、Ｘ軸方向に離間して配置されている。２つのエンコーダベース５４の構成は、配置が異なる点を除き、実質的に同一であるので、以下、一方のエンコーダベース５４、及び該エンコーダベース５４に対応する一対のヘッドユニット６０の構成について説明する。

エンコーダベース５４は、図４及び図５から分かるように、上架台部１８ａの下面に固定されたＹ軸方向に延びる板状の部材から成る第１部分５４ａと、第１部分５４ａの下面に固定されたＹ軸方向に延びるＸＺ断面Ｕ字状の部材から成る第２部分５４ｂとを備え、全体的にＹ軸方向に延びる筒状に形成されている。本実施形態において、図３（Ａ）に示されるように、２つのエンコーダベース５４のＸ位置は、投影光学系１６のＸ位置と一部で重複しているが、エンコーダベース５４と投影光学系１６とは、機械的に分離して（非接触状態で）配置されている。なお、エンコーダベース５４は、投影光学系１６の＋Ｙ側と－Ｙ側とで分離して配置されていても良い。エンコーダベース５４の下面には、図５に示されるように、一対Ｙリニアガイド６３ａが固定されている。一対のＹリニアガイド６３ａは、それぞれＹ軸方向に延びる部材から成り、Ｘ軸方向に所定間隔で互いに平行に配置されている。

エンコーダベース５４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は、図１に示されるように、投影光学系１６よりも＋Ｙ側の領域に、２つ、投影光学系１６よりも－Ｙ側の領域に、２つ、それぞれＹ軸方向に離間して配置されている。すなわち、エンコーダベース５４には、合計で、４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、Ｙ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、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３（Ａ）では、複数のスケール５６が実線で図示され、エンコーダベース５４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５６は、実際には、図１に示されるようにエンコーダベース５４の下面側に配置されている。

図３（Ｃ）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３（Ｃ）では、＋Ｘ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、－Ｘ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１に戻り、２つのヘッドユニット６０は、エンコーダベース５４の下方にＹ軸方向に離間して配置されている。２つのヘッドユニット６０それぞれは、図１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（－Ｙ側）について説明する。ヘッドユニット６０は、図４に示されるように、Ｙスライドテーブル６２、一対のＸヘッド６４ｘ、一対のＹヘッド６４ｙ（図４では一対のＸヘッド６４ｘの紙面奥側に隠れているため不図示。図３（Ｃ）参照）、一対のＸヘッド６６ｘ（図４では一方のＸヘッド６６ｘは不図示。図３（Ｂ）参照）、一対のＹヘッド６６ｙ（図４では一方のＹヘッド６６ｙは不図示。図３（Ｂ）参照）、及びＹスライドテーブル６２をＹ軸方向に駆動するためのベルト駆動装置６８を備えている。本実施形態では、Ｙスライドテーブル６２、ベルト駆動装置６８は、装置本体１８の上架台部１８ａの下面（図４参照）に設けるよう構成しているが、中架台部１８ｃに設けるようにしても良い。

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、エンコーダベース５４の下方に、該エンコーダベース５４に対して所定のクリアランスを介して配置されている。また、Ｙスライドテーブル６２のＺ位置は、基板ステージ装置２０が有する基板ホルダ３４（それぞれ図１参照）のＺ・チルト位置に関わらず、該基板ホルダ３４よりも＋Ｚ側となるように設定されている。

Ｙスライドテーブル６２の上面には、図５に示されるように、上記Ｙリニアガイド６３ａに対して不図示の転動体（例えば循環式の複数のボール）を介してＹ軸方向にスライド自在に係合するＹスライド部材６３ｂが複数（１本のＹリニアガイド６３ａに対して、２つ（図４参照））固定されている。Ｙリニアガイド６３ａと、該Ｙリニアガイド６３ａに対応するＹスライド部材６３ｂとは、例えば米国特許第６，７６１，４８２号明細書に開示されるように機械的なＹリニアガイド装置６３を構成しており、Ｙスライドテーブル６２は、一対のＹリニアガイド装置６３を介してエンコーダベース５４に対してＹ軸方向に直進案内される。

ベルト駆動装置６８は、図４に示されるように、回転駆動装置６８ａ、プーリ６８ｂ、及びベルト６８ｃを備えている。なお、－Ｙ側のＹスライドテーブル６２駆動用と＋Ｙ側のＹスライドテーブル６２（図４では不図示。図３（Ａ）参照）駆動用とで、独立してベルト駆動装置６８が配置されても良いし、ひとつのベルト駆動装置６８で一対のＹスライドテーブル６２を一体的に駆動しても良い。

回転駆動装置６８ａは、エンコーダベース５４に固定され、不図示の回転モータを備えている。該回転モータの回転数、回転方向は、主制御装置９０（図７参照）により制御される。プーリ６８ｂは、回転駆動装置６８ａによりＸ軸に平行な軸線回りに回転駆動される。また、不図示であるが、ベルト駆動装置６８は、上記プーリ６８ｂに対してＹ軸方向に離間して配置され、Ｘ軸に平行な軸線回りに回転自在の状態でエンコーダベース５４に取り付けられた別のプーリを有している。ベルト６８ｃは、一端、及び他端がＹスライドテーブル６２に接続されるとともに、長手方向の中間部の２箇所が上記プーリ６８ｂ、及び上記別のプーリ（不図示）に所定の張力が付与された状態で巻き掛けられている。ベルト６８ｃの一部は、エンコーダベース５４内に挿通されており、例えばベルト６８ｃからの粉塵がスケール５２、５６に付着することなどが抑制されている。Ｙスライドテーブル６２は、プーリ６８ｂが回転駆動されることにより、ベルト６８ｃに牽引されてＹ軸方向に所定のストロークで往復移動する。

主制御装置９０（図７参照）は、一方（＋Ｙ側）のヘッドユニット６０を投影光学系１６（図１参照）よりも＋Ｙ側に配置された、２つのスケール５６の下方で、他方（－Ｙ側）のヘッドユニット６０を投影光学系１６よりも－Ｙ側に配置された、２つのスケール５６の下方で、Ｙ軸方向に所定のストロークで適宜同期駆動する。なお、Ｙスライドテーブル６２を駆動するアクチュエータとして、本実施形態では、歯付きのプーリ６８ｂと、歯付きのベルト６８ｃとを含むベルト駆動装置６８が用いられているが、これに限られず、歯無しプーリとベルトとを含む摩擦車装置が用いられても良い。また、Ｙスライドテーブル６２を牽引する可撓性部材は、ベルトに限られず、ロープ、ワイヤ、チェーンなどであっても良い。また、Ｙスライドテーブル６２を駆動するためのアクチュエータの種類は、ベルト駆動装置６８に限られず、リニアモータ、送りネジ装置などの他の駆動装置であっても良い。

Ｘヘッド６４ｘ、Ｙヘッド６４ｙ（図４では不図示。図５参照）、Ｘヘッド６６ｘ、及びＹヘッド６６ｙ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、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それぞれは、Ｘスケール５７ｘ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６４ｙそれぞれは、Ｙスケール５７ｙ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、８つ（２×４）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Ｙ位置によって異なる）とによって、４つのＹスライドテーブル６２（すなわち、４つのヘッドユニット６０（図１参照））それぞれのＹ軸方向の位置情報を求めるための、８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、８つ（２×４）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Ｙ位置によって異なる）とによって、４つのＹスライドテーブル６２それぞれのＹ軸方向の位置情報を求めるための、８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、８つのＸリニアエンコーダ９６ｘ、及び、８つのＹリニアエンコーダ９６ｙの出力に基づいて、４つのヘッドユニット６０（図１参照）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、２つのＸリニアエンコーダ９６ｘ（あるいは、２つのＹリニアエンコーダ９６ｙ）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、４つのヘッドユニット６０それぞれのＸＹ平面内の位置情報に基づき、ベルト駆動装置６８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。

ここで、図３（Ａ）に示されるように、エンコーダベース５４には、上述したように、投影光学系１６の＋Ｙ側、及び－Ｙ側の領域それぞれにスケール５６がＹ軸方向に所定間隔で、２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、基板エンコーダシステム５０においても、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３（Ｃ）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（ヘッドユニット６０）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１６（Ａ）～図１６（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それぞれは、Ｘスケール５３ｘ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６６ｙそれぞれは、Ｙスケール５３ｙ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、基板ホルダ３４（図６では不図示。図１参照）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、８つ（２×４）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Ｘ位置によって異なる）とによって、基板ＰのＸ軸方向の位置情報を求めるための、８つのＸリニアエンコーダ９４ｘ（図６では不図示。図７参照）が構成され、８つ（２×４）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Ｘ位置によって異なる）とによって、基板ＰのＹ軸方向の位置情報を求めるための、８つのＹリニアエンコーダ９４ｙ（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、８つのＸリニアエンコーダ９４ｘ、及び、８つのＹリニアエンコーダ９４ｙの出力、並びに上記８つのＸリニアエンコーダ９６ｘ、及び、８つのＹリニアエンコーダ９６ｙの出力（すなわち、４つのヘッドユニット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。換言すれば主制御装置９０は、基板ホルダ３４に載置された基板ＰのＸ軸方向の位置情報を、基板ホルダ３４がＸ方向へ移動するときの基板ホルダのＸ方向の位置を計測するためのＸリニアエンコーダ９４ｘの出力と、ヘッドユニット６０のＸ方向の位置を計測するためのＸリニアエンコーダ９６ｘの出力とに基づいて求める。また主制御装置９０は、基板ホルダ３４に載置された基板ＰのＹ軸方向の位置情報を、Ｙリニアエンコーダ９４ｙの出力と、基板ホルダ３４のＹ方向への駆動に同期してＹ方向に駆動されるヘッドユニット６０のＹ方向位置を計測するためのＹリニアエンコーダ９６ｙの出力とに基づいて求める。また、主制御装置９０は、８つのＸリニアエンコーダ９４ｘ（あるいは、８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基板ホルダ３４のθｚ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＋Ｙ側、及び－Ｙ側の領域それぞれにスケール５２がＸ軸方向に所定間隔で、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３（Ｂ）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基板ホルダ３４（図３（Ａ）参照）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１６（Ａ）～図１６（Ｅ）参照）が行われる。

また、本実施形態の基板エンコーダシステム５０が有する、合計で、１６の下向きヘッド（８つのＸヘッド６６ｘ、及び８つのＹヘッド６６ｙ）のうち、少なくとも３つのヘッドが常にいずれかのスケールに対向するように、各ヘッドの間隔、及び各スケールの間隔が設定されている。これにより、露光動作中に常時基板ホルダ３４の水平面３自由度方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）の位置情報を求めることが可能な状態が保たれる。

図５に戻り、防塵カバー５５は、ＸＺ断面Ｕ字状に形成されたＹ軸方向に延びる部材から成り、一対の対向面間に上述したエンコーダベース５４の第２部分５４ｂ、及びＹスライドテーブル６２が所定のクリアランスを介して挿入されている。防塵カバー５５の下面には、Ｘヘッド６６ｘ、及びＹヘッド６６ｙを通過させる開口部が形成されている。これにより、Ｙリニアガイド装置６３、ベルト６８ｃなどから発生する粉塵がスケール５２に付着することが抑制される。また、エンコーダベース５４の下面には、一対の防塵板５５ａ（図４では不図示）が固定されている。スケール５６は、一対の防塵板５５ａ間に配置されており、Ｙリニアガイド装置６３などから発生する粉塵がスケール５６に付着することが抑制される。

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、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８参照）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、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（８つのヘッド６６ｘ、及び８つのヘッド６６ｙのうちの３つ）のヘッドが、スケール５２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、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、５２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、４つのヘッドユニット６０は、静止状態とされる。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。

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。

ここで、図１０（Ｂ）に示されるように、上記基板ホルダ３４のＹステップ動作時において、基板ステージ装置２０では、４つのヘッドユニット６０が、基板ホルダ３４に同期してＹ軸方向に駆動される。すなわち、主制御装置９０（図７参照）は、複数のヘッド６６ｙのうちの少なくとも１つのヘッドが、スケール５２から外れない状態（計測可能範囲外とならない状態）を維持しながら、基板ホルダ３４を基板駆動系９３（図７参照）を介して目標位置までＹ軸方向に駆動するために、基板エンコーダシステム５０（図７参照）のうち、Ｙリニアエンコーダ９４ｙの出力とＹリニアエンコーダ９６ｙ（図７参照）の出力に基づいて、４つのヘッドユニット６０を対応するベルト駆動装置６８（図７参照）を介してＹ軸方向に駆動する。この際、主制御装置９０は、４つのヘッドユニット６０と基板ホルダ３４とを同期して（４つのヘッドユニット６０が基板ホルダ３４に追従するように、すなわち基板ホルダ３４に載置された基板ＰのＹ軸方向（ステップ方向）への移動に追従するように）駆動する。また、主制御装置９０（図７参照）は、複数のヘッド６４ｘ、６４ｙのうちの少なくとも１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、Ｙスライドテーブル６２の位置制御（Ｙ軸方向への駆動制御）を行う。

従って、基板ホルダ３４のＹ位置（基板ホルダ３４の移動中も含む）に関わらず、Ｘヘッド６６ｘ、Ｙヘッド６６ｙ（それぞれ図６参照）から照射される計測ビームそれぞれが、Ｘスケール５３ｘ、Ｙスケール５３ｙ（それぞれ図６参照）から外れることがない。換言すると、基板ホルダ３４をＹ軸方向に移動中（Ｙステップ動作中）にＸヘッド６６ｘ、Ｙヘッド６６ｙから照射される計測ビームそれぞれがＸスケール５３ｘ、Ｙスケール５３ｙから外れない程度、すなわちＸヘッド６６ｘ、Ｙヘッド６６ｙからの計測ビームによる計測が途切れない（計測を継続できる）程度に、４つのヘッドユニット６０と基板ホルダ３４とを同期してＹ軸方向へ移動させれば良い。

このとき、基板ホルダ３４がステップ方向（Ｙ軸方向）に動く前に、Ｙスライドテーブル６２（Ｘヘッド６４ｘ、６６ｘ、Ｙヘッド６４ｙ、６６ｙ）を基板ホルダ３４に先立ってステップ方向に動かし始めても良い。これにより、各ヘッドの加速度を抑制することができ、さらに移動中の各ヘッドの傾き（進行方向に対して前のめりとなること）を抑制することができる。また、これに替えて、Ｙスライドテーブル６２を基板ホルダ３４よりも、遅れてステップ方向に動かし始めても良い。

基板ホルダ３４のＹステップ動作が完了すると、図１１（Ａ）に示されるように、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、図１１（Ｂ）に示されるように、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、４つのヘッドユニット６０は、静止状態とされる。

第２ショット領域Ｓ_２への露光動作が完了すると、マスクステージ装置１４では、図１２（Ａ）に示されるように、マスクホルダ４０が＋Ｘ方向に駆動され、照明領域よりもマスク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。また、基板ステージ装置２０では、図１２（Ｂ）に示されるように、第２ショット領域Ｓ_２の－Ｘ側に設定された第３ショット領域Ｓ_３への露光動作のために、基板ホルダ３４が＋Ｘ方向に駆動され、露光領域よりも第３ショット領域Ｓ_３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。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示されるマスクホルダ４０、及び基板ホルダ３４の移動動作時において、照明系１２（図１参照）からは、照明光ＩＬがマスクＭ（図１２（Ａ）参照）及び基板Ｐ（図１２（Ｂ）参照）に対して照射されない。すなわち、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示されるマスクホルダ４０、及び基板ホルダ３４の移動動作は、単なるマスクＭ、及び基板Ｐの位置決め動作（Ｘステップ動作）である。

マスクＭ、及び基板ＰのＸステップ動作が完了すると、マスクステージ装置１４では、図１３（Ａ）に示されるように、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、図１３（Ｂ）に示されるように、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ホルダ３４が－Ｘ方向に駆動される。これにより、第３ショット領域Ｓ_３にマスクパターンが転写される。この際も４つのヘッドユニット６０は、静止状態とされる。

第３ショット領域Ｓ_３への露光動作が完了すると、基板ステージ装置２０では、図１４（Ｂ）に示されるように、第３ショット領域Ｓ_３の－Ｙ側の設定された第４ショット領域Ｓ_４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、駆動（Ｙステップ駆動）される。この際、図１０（Ｂ）に示される基板ホルダ３４のＹステップ動作時と同様に、マスクホルダ４０は静止状態とされる（図１４（Ａ）参照）。また、４つのヘッドユニット６０は、基板ホルダ３４に同期して（基板ホルダ３４に追従するように）＋Ｙ方向に駆動される。

基板ホルダ３４のＹステップ動作が完了すると、図１５（Ａ）に示されるように、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、図１５（Ｂ）に示されるように、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ホルダ３４が＋Ｘ方向に駆動される。これにより、第４ショット領域Ｓ_４にマスクパターンが転写される。この際も、４つのヘッドユニット６０は、静止状態とされる。

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３６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７参照）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６６ｘ、Ｙヘッド６６ｙが基板ホルダ３４上のスケール５２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、例えば基板ホルダ３４を大型化してより長いスケール５２を基板ホルダ３４上に配置すること、あるいは基板ホルダ３４から離れた場所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。また、基板交換用のサブヘッドを別途設けて、基板ホルダ３４外に設けられたスケール（あるいはマーク）を計測しても良い。

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、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、４つのヘッドユニット６０を基板Ｐに同期してＹ軸方向に駆動する（追従させる）ことにより、基板ＰのＹ位置情報を求める構成であるため、基板ステージ装置２０側にＹ軸方向に延びるスケールを配置する必要（あるいは装置本体１８側にＹ軸方向に複数のヘッドを配列する必要）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Ｘ軸方向に、複数のスケール５６がＹ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。

また、図１７（Ａ）に示される比較例に係る基板エンコーダシステム９５０のように、エンコーダベース５４を、１つ（従って、エンコーダヘッド６０は、２つ）とする場合に比べて、図１７（Ｂ）に示される本実施形態に係る基板エンコーダシステム５０は、複数（２つ）のエンコーダユニット（エンコーダベース５４Ａとヘッドユニット６０Ａ，６０Ｂからなるエンコーダユニットと、エンコーダベース５４Ｂとヘッドユニット６０Ｃ，６０Ｄからなるエンコーダユニット）を備えているため、基板ホルダ３４上のスケールの個数を少なく、或いは全体的な長さを短くすることができる。これは、本実施形態のようにエンコーダユニットを２つ備えていれば、スケール５２が全体的に短いものであっても、基板ホルダ３４のＸ軸方向への移動に応じて２つのエンコーダユニットを切り替えて使うことが出来るためである。例えば、図１７（Ｂ）において、エンコーダユニットが１つ（エンコーダベース５４Ａとヘッドユニット６０Ａ，６０Ｂからなるエンコーダユニット）しか無かった場合、図１７（Ｂ）の状態の基板ホルダ３４の位置（Ｘ，Ｙ位置）を計測するためには、スケール５２をヘッドユニット６０Ａの計測位置（ヘッドユニット６０Ａの真下）まで配置しておかなければならないが、本実施形態ではもう一つのエンコーダユニット（エンコーダベース５４Ｂとヘッドユニット６０Ｃ，６０Ｄからなるエンコーダユニット）がスケール５２を計測できる位置にあるため、スケール５２の長さを図示のように全体的に短くすることが出来る。なおスケール５２の長さを図示のように全体的に短くする（スケール５２の数を減らす）ことは、基板ステージ装置２０（図１参照）の小型化、軽量化につながる。

《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１８（Ａ）、及び図１８（Ｂ）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の実施形態における基板エンコーダシステム５０（図３（Ａ）参照）では、投影光学系１６の＋Ｙ側、及び－Ｙ側それぞれにおいて、一対のヘッドユニット６０およびエンコーダベース５４がＸ軸方向に離間して配置されていた。これに対して、図１８（Ａ）に示されるように、本第２の実施形態に係る基板エンコーダシステム１５０では、投影光学系１６の＋Ｙ側（図１８中の上側、以降「上側」とも称す）、及び－Ｙ側（図１８中の下側、以降「下側」とも称す）それぞれにおいて、一対のヘッドユニット６０（６０Ａと６０Ｂの組、或いは６０Ｃと６０Ｄの組）および一対のスケール列５２がＹ軸方向に離間して配置されている点が異なる。

また、本第２の実施形態の基板ステージ装置１２０では、基板ホルダ３４の上面における、基板Ｐの＋Ｙ側（上側）、及び－Ｙ側（下側）それぞれの領域において、Ｘ軸方向に所定間隔ずつ空けて（離れて）で配置された、それぞれ５つのスケール４６を含む複数のスケール列（５２Ａ～５２Ｄ）が、Ｙ軸方向に離間して、２列（５２Ａと５２Ｂの２列、或いは５２Ｃと５２Ｄの２列）ずつ、合計で４列形成されている。またこれらＹ軸方向に離間して配置されたスケール列５２Ａ～５２Ｄの配置に対応するように、複数のヘッドユニット６０（６０Ａ～６０Ｄ）が、互いにＹ軸方向に離間して配置されている。一対のヘッドユニット（６０Ａと６０Ｂ、および６０Ｃと６０Ｄ）は、基板ホルダ１３４のＹ軸方向の動き（Ｙステップ）に同期してＹ軸方向に移動するように構成されている。

基板エンコーダシステム１５０では、一例として図１８（Ｂ）に示されるように、基板ホルダ１３４が投影光学系１６に対して図１８（Ａ）に示される状態から－Ｙ方向に移動すると、－Ｙ側（下側）の一対のヘッドユニット６０Ｃ，６０Ｄのうちの、－Ｙ側のヘッドユニット６０Ｄが、エンコーダベース１５４上のスケール５６から外れた状態になる。このため基板ホルダ１３４を－Ｙ方向にステップ移動する際には、－Ｙ側（下側）のヘッドユニット６０Ｄがエンコーダベース１５４上のスケール５６から外れる前に、ヘッドユニット６０Ｄに頼らない計測（下側はヘッドユニット６０Ｃのみを使用する計測）を行えるように、ヘッドユニット６０の出力の切替制御を行う必要がある。

同様に、不図示であるが、基板ホルダ１３４が投影光学系１６に対して図１８（Ａ）に示される状態から＋Ｙ方向に移動すると、＋Ｙ側の一対のヘッドユニット６０Ａ，６０Ｂのうちの、＋Ｙ側のヘッドユニット６０Ａが、エンコーダベース１５４上のスケール５６から外れた状態になる。このため基板ホルダ１３４を＋Ｙ方向にステップ移動する際には、ヘッドユニット６０Ａがエンコーダベース１５４上のスケール５６から外れる前に、ヘッドユニット６０Ａに頼らない計測（上側はヘッドユニット６０Ｂのみを使用する計測）を行えるように、ヘッドユニット６０の出力の切替制御を行う必要がある。

第２実施形態によれば、基板ホルダ１３４（基板Ｐ）がＹ軸方向においていかなる位置にあっても、Ｙ軸方向に並んだ複数（２つ）のヘッドユニット（６０Ａ，６０Ｂと、６０Ｃ，６０Ｄ）と、それらと協同して計測が行われる基板ホルダ１３４上のスケール列５２Ａ～５２Ｂと、を備えているため、エンコーダベース１５４上のスケール５６の個数を少なく、或いは全体的な長さを短くすることができる。これは、本実施形態のようにヘッドユニットとスケール列との組み合わせ（セット）を、投影光学系１６を挟んでＹ方向の上側、下側それぞれで複数セット（２セット）備えていれば、エンコーダベース１５４上のスケール５６が全体的に短いものであっても、基板ホルダ３４のＹ軸方向への移動に応じて、計測に使用するセットを切り替えながら使うことが出来るためである。例えば、図１８（Ｂ）において、セットが上側、下側でそれぞれ１つ（スケール５２Ａとヘッドユニット６０Ａ，スケール５２Ｄとヘッドユニット６０Ｄ）しか無かった場合、図１８（Ｂ）の状態の基板ホルダ３４の位置（Ｘ，Ｙ位置）を計測するためには、エンコーダベース１５４上のスケール５６をヘッドユニット６０Ｄの計測位置（ヘッドユニット６０Ｄの真下）まで配置しておかなければならないが、本実施形態ではもう一つのセット（スケール５４Ｃとヘッドユニット６０Ｃ）がスケール５６を計測できる位置にあるため、スケール５６の長さを図示のように全体的に短くすることが出来る。

なおスケール５６の長さを図示のように全体的に短くする（スケール５６の数を減らす）ことは、エンコーダベース１５４は、図１に示されるように、上架台部１８ａ（光学定盤）に取り付けられるので、換言すれば上架台部１８ａのＹ軸方向に関する長さを短くすることができる。

また第２の実施形態によれば、基板ホルダ１３４上のスケール５２を、投影光学系１６を挟んでＹ方向のそれぞれの側（＋Ｙ側、－Ｙ側）に複数本ずつ用意し、且つそれに応じてヘッドユニット６０も複数用意されているため、基板ホルダ３４がＹステップする際に、これに追従してＹ方向に駆動するヘッドユニット６０の可動範囲（Ｙ方向の可動範囲）を、それぞれの側に１セットしか持たない場合に比べて短く（小さく）することが出来る。換言すれば、Ｙ方向への可動体であるヘッドユニット６０の可動範囲を短く抑えられるので、可動体（ヘッドユニット６０）の動きを必要最低限に留められ、精度面への影響を抑制できる。

なお、上記第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の実施形態において、Ｘエンコーダシステム５０は、投影光学系１６の＋Ｙ側及び－Ｙ側それぞれに、Ｘ軸方向に離間した一対のＹスライドテーブル６２を有していたが、Ｙスライドテーブル６２の数は、３つ以上でも良く、該３つのＹスライドテーブル６２のそれぞれに、上記第１の実施形態と同様に、合計で８つのヘッド６４ｘ、６４ｙ、６６ｘ、６６ｙが取り付けられても（すなわち、ヘッドユニット６０がＸ軸方向に所定間隔で、３つ以上配置されても）良い。また、第１及び第２の実施形態において、Ｙスライドテーブル６２にＸ軸方向に所定間隔で取り付けられる下向きのヘッド６６ｘ、６６ｙの数は、３つ以上であっても良い。

また、上記第１の実施形態において、一対のＹスライドテーブル６２は、同期してＹ軸方向に駆動されることから、例えば一対のＹスライドテーブル６２を一体化することによってＹスライドテーブル６２を１つとし、該１つのＹスライドテーブル６２に、上記第１の実施形態と同様の配置で下向きのヘッド６６ｘ、６６ｙを配置しても良い。この場合、一方のＹスライドテーブル６２の駆動系（エンコーダベース５４）、及び計測系（上向きのヘッド６４ｘ、６４ｙ）を省略できる。また、上記第２の実施形態においても同様に、投影光学系１６の＋Ｙ側及び－Ｙ側それぞれに配置されたＹスライドテーブル６２を連結しても良い。

また、上記各実施形態において、スケール４６、５２は、それぞれマスクホルダ４８、基板ホルダ３４に取り付けられたが、これに限られず、スケール４６がマスクＭに、スケール５２が基板Ｐにそれぞれ直接形成されても良い。図１９（Ａ）に示される基板Ｐでは、ショット領域の端部近傍（ショット領域内、あるいはショット領域間）にスケール５２が形成されており、図１９（Ｂ）に示される基板Ｐでは、ショット領域の端部近傍に加えて、ショット領域内におけるパターンが形成されない領域にもスケール５２が形成されている。このようなスケール５２は、マスクＭにデバイスパターンとともにスケールパターンを予め形成しておき、該デバイスパターンの基板Ｐへの転写（露光）動作と同時に基板Ｐ上に形成することができる。従って、第２層目以降の露光動作を行う場合には、基板Ｐ上に形成されたスケール５２を用いて該基板Ｐの位置制御を直接的に行うことができる。同様に、図１９（Ｃ）及び図１９（Ｄ）に示されるように、マスクＭにスケール４６が直接形成されていても良い。また、基板エンコーダシステムとしては、ショット領域内に形成された複数のスケール５２に対応して、複数のヘッドユニット６０を配置することにより、露光対象のショット領域毎にピンポイントで基板Ｐの位置計測を行うことができるので位置制御性が向上する。またショット領域内の複数のスケールの測定結果を用いてショット領域ごとの非線形成分誤差を求め、その誤差に基づいて露光時の基板Ｐの位置制御を行うことで重ね露光精度を向上させることもできる。該複数のヘッドユニット６０を基板ＰのＹステップ動作に同期してＹ軸方向に所定のストロークで移動させるとともに、スキャン露光動作時に静止状態とする点については、上記各実施形態と同じである。

また、図２０（Ａ）及び図２０（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、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２１（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、エンコーダベース５４（あるいは上架台部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２１（Ｂ）に示されるように、２軸のレーザ干渉計２６４を設けて、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、上記第２の実施形態において、図２２（Ａ）に示されるように、－Ｘ側のＸヘッド６６Ｘ_１及び－Ｘ側のＹヘッド６６Ｙ_１のＸ位置を、投影光学系１６を構成する複数の光学系のうち、投影光学系１６の光学中心を通るＹ軸に平行な軸線ＯＣに対して－Ｘ側に配置された光学系１６ａのＸ位置と一致させるとともに、＋Ｘ側のＸヘッド６６Ｘ_２及び＋Ｘ側のＹヘッド６６Ｙ_２のＸ位置を、複数の光学系のうち、軸線ＯＣに対して＋Ｘ側に配置された光学系１６ｂのＸ位置と一致、すなわち、一対のＸヘッド６６Ｘ_１、６６Ｘ_２間の間隔、及び一対のＹヘッド６６Ｙ_１、６６Ｙ_２間の間隔を、光学系１６ａ、１６ｂ間の間隔と一致させても良い。これにより、アッベ誤差を低減できる。なお、必ずしも光学系１６ａ、１６ｂ間の間隔と一致していなくても良く、－Ｘ側のＸヘッド６６Ｘ_１、Ｙヘッド６６Ｙ_１と、＋Ｘ側のＸヘッド６６Ｘ_２、Ｙヘッド６６Ｙ_２とを軸線ＯＣに対して等距離で（軸線ＯＣに対して対称に）配置しても良い。また、上記第１の実施形態においても、Ｘ軸方向に隣接する一対のヘッドユニット６０を、軸線ＯＣに対して等距離で（軸線ＯＣに対して対称に）配置することによってアッベ誤差を低減できる。この場合も、Ｘ軸方向に隣接する一対のヘッドユニット６０のうち、内側に配置されたヘッド６６ｘ、６６ｙを光学系１６ａ、１６ｂのＸ位置と一致させると良い。

また、図２２（Ｂ）に示されるように、ひとつのヘッドユニット６０（図１８（Ａ）参照）につき、Ｘ軸方向に所定間隔（隣接するスケール５２_１、５２_２間の間隔よりも長い距離）で、例えば３つのＸヘッド６６Ｘ_１～６６Ｘ_３、及び、例えば３つのＹヘッド６６Ｙ_１～６６Ｙ_３を取り付けても良い。この場合、軸線ＯＣ上に、中央のＸヘッド６６Ｘ_２、及びＹヘッド６６Ｙ_２を配置すると良い。この場合、常に２つのヘッドがスケールに対向するので、θｚ方向の位置計測精度が安定する。

また、図２２（Ｃ）に示されるように、＋Ｙ側のＸヘッド６６Ｘ_３、Ｙヘッド６６Ｙ_３が、－Ｙ側のＸヘッド６６Ｘ_１、Ｙヘッド６６Ｙ_１（又はＸヘッド６６Ｘ_２、Ｙヘッド６６Ｙ_２）と同時に計測範囲外にならないよう、＋Ｙ側のスケール５２_１、５２_２のＸ位置と、－Ｙ側のスケール５２_３、５２_４のＸ位置とを（すなわちスケール５２間の隙間の位置を）相互にずらしても良い。この場合、＋Ｙ側のＸヘッド６６ｘ、及びＹヘッド６６ｙをそれぞれ１つ省略できる。

また、図２３（Ａ）に示されるように、＋Ｙ側のＸヘッド６６Ｘ_３、Ｙヘッド６６Ｙ_３が、－Ｙ側のＸヘッド６６Ｘ_１、Ｙヘッド６６Ｙ_１と同時に計測範囲外にならないように、且つ＋Ｙ側のＸヘッド６６Ｘ_４、Ｙヘッド６６Ｙ_４が、－Ｙ側のＸヘッド６６Ｘ_２、Ｙヘッド６６Ｙ_２と同時に計測範囲外にならないように、＋Ｙ側のスケール５２_１、５２_２のＸ位置と、－Ｙ側のスケール５２_３、５２_４のＸ位置とを相互にずらしても良い。

また、図２３（Ｂ）に示されるように、＋Ｙ側のＸヘッド６６Ｘ_３、Ｙヘッド６６Ｙ_３を軸線ＯＣ上に配置しても良い。この場合も、－Ｙ側のＸヘッド６６Ｘ_２、Ｙヘッド６６Ｙ_２と同時に計測範囲外にならないように、＋Ｙ側のスケール５２_１、５２_２のＸ位置と、－Ｙ側のスケール５２_３、５２_４のＸ位置とを相互にずらすと良い。

また、図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）に示されるように、基板ホルダ４０に取り付けられたスケール５２（図１参照）に対向する下向きのヘッド６６ｘ、６６ｙにＺ駆動機構を設けても良い。ヘッド６６ｘ、６６ｙは、Ｚ軸方向に移動可能な可動ヘッド２０６を含む。基板Ｐとスケール５２とのＺ変動が小さく、且つ既知である場合には、可動ヘッド２０６を基板ホルダ４０のＺ軸／チルト軸と同期させて上下動させる（例えば、基板Ｐのオートフォーカス動作に追従して駆動する）と良い。また、基板Ｐとスケール５２間のＺ変動が異なる場合には、ヘッド６６ｘ、６６ｙにオートフォーカス機構を搭載し、該オートフォーカス機構の出力に基づいて可動ヘッド２０６を上下動させると良い。また、可動ヘッド２０６をＺ軸方向に駆動することによる誤差の影響が大きい場合には、Ｚ駆動機構としては、Ｙスライドテーブル６２に固定されたＸ干渉計２０２と、Ｚ軸方向へ移動可能なミラー２０４（可動ヘッド２０６は、ミラー２０４に固定される）を設け、偏差をフィードバックすると良い。

また、マスクステージ装置１４側のエンコーダ（マスクエンコーダシステム４８）と基板ステージ２０側のエンコーダ（基板エンコーダシステム５０）との相互間での相対位置を計測する計測系（相関位置計測系）を設けても良い。図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）には、上記相対位置計測系の概念図が示されている。

相対位置計測系の概念としては、マスクエンコーダシステムの位置センサによりレンズスケール（または基準マーク）を観察し、マスクステージ装置１４側のエンコーダシステム、及び基板ステージ装置２０側のエンコーダシステムの相対位置を管理する構成となっている。シーケンスとしては、（Ｓ１）マスクエンコーダとスケールとを位置センサで計測した後、（Ｓ２）基板ステージ側のエンコーダシステムを駆動し、スケール位置（又は基準マーク）を計測し、（Ｓ３）上記（Ｓ１）及び（Ｓ２）により、マスクステージ装置１４、及び基板ステージ装置２０の相対位置を管理する。具体的な動作としては、ｉ）レンズスケール（基板ステージ側）のマークを観察した後に、ｉｉ）マスクステージエンコーダ、及びレンズスケール（基板ステージ側）の差異を観察する。上記ｉ）の手順では、Ａ：基準マークを観察するとともに、Ｂ：レンズスケールを観察する（図２５（Ｂ）の（ｉ）参照）。また、上記ｉｉ）の手順では、マスクステージ側にもマークを配置し観察する（図２５（Ｂ）の（ｉｉ）参照）。図２６に示されるように、投影光学系１６に基準マークが形成されたプレートを設け、該プレートに形成されたマークを観察しても良い。

また、相対位置計測系としては、図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）に示されるような態様とすることもできる。図２７（Ａ）の態様では、各エンコーダの位置センサ（干渉計）により、レンズ距離を測定する。また、図２７（Ｂ）の態様では、各エンコーダ（レンズ・マスクステージ側、レンズ・プレートステージ側）によりレンズ間距離を観察する。なお、各エンコーダは、駆動可能となっている。図２７（Ａ）及び図２７（Ｂ）に示される態様、すなわちレンズ（像位置）基準の場合では、上記図２５（Ａ）～図２６に示されるような構成がなくても成り立つが、上記図２５（Ａ）～図２６に示される構成と組み合わせても良い。また、相対位置の校正は、ベースライン計測（レンズキャリブレーション等の像位置基準キャリブレーション）時に行うと良い。図２８（Ａ）～図２８（Ｃ）は、上記図２７（Ａ）に示される態様に関する詳細を示す図であり、図２９（Ａ）～図２９（Ｃ）は、上記図２７（Ｂ）に示される態様に関する詳細を示す図である。

図３０及び図３１には、上記概念（図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）参照）に基づく相対位置計測系の別の具体例が示されている。図３０及び図３１に示される態様は、上述した２つの態様を組み合わせたものである。手順としては、上記図２６に示される態様と同様に、ｉ）レンズスケール（基板ステージ側）のマークを観察した後に、ｉｉ）マスクステージエンコーダ、及びレンズスケール（基板ステージ側）の差異を観察する。上記ｉ）の手順では、Ａ：基準マークを観察するとともに、Ｂ：レンズスケールを観察する（図３０及び図３１の（ｉ）参照）。また、上記ｉｉ）の手順では、マスクステージ側にもマークを配置し観察する（図３０及び図３１の（ｉｉ）参照）。

ところで、液晶露光装置１０（図１参照）には、投影光学系１６を支持する上架台部１８ａ（光学定盤）には、図３２に示すように、基板Ｐ上の複数のアライメントマークＭｋ（以下、単に「マークＭｋ」と称する）を計測するための複数のアライメント顕微鏡ＡＬＧ系（以下、単に「ＡＬＧ系」と称する）が設けられている。図３２の例では、基板Ｐ上に４つのショット領域が設定され（いわゆる４面取りの場合）、該４つのショット領域それぞれの４隅部近傍にマークＭｋ（実際よりも格段に大きく図示されている）が形成されている。ＡＬＧ系は、基板上のＹ軸方向に複数形成されているマークＭｋを同時に検出（計測）できるように、Ｙ軸方向に複数配置されている。図３２では、Ｙ軸方向に並んだ２つのショット領域内に形成された計４つのマークＭｋを計測できるように、マークＭｋの形成間隔に応じた間隔で、４つのＡＬＧ系がＹ方向に並んで、ベース部材３５４を介して上架台部１８ａに固設されている。ベース部材３５４は、上述のベース部材５４とほぼ同等の構成であるが、図３２に示すように、スケール３５６の構成（Ｙ軸方向の設置長さ）が、上述のベース部材５４が設置されているスケール５６よりも短くなっている点で相違する。これは、ＡＬＧ系でマークＭｋを検出する際には、各ＡＬＧ系の観察視野内に各マークＭｋを配置させるために基板をＸ方向に移動させるが、そのマーク検出の際に基板をＹ方向に移動させる必要は殆どなく、基板のＹ方向の移動を検出する必要性が余り無いためである。なお図３２では、ＡＬＧ系が、上架台部１８ａに設けられたベース部材３５４の下面に固設されるものとして説明するが、これに限らずＡＬＧ系を上架台部１８ａに直接固設する構成にしても良い。

ベース部材３５４は、Ｙ軸方向に延びる部材から成り、その下面（図３２では理解を容易にするため実線で示されている）には、４つのスケール３５６が固定されている。この４つのスケール３５６のうち、内側の２つのスケールは、Ｙ軸方向の長さが外側のスケールよりも短くなっている。なお、図３２では、一対のエンコーダベース５４の－Ｘ側にベース部材３５４が配置されているが、配置位置は特に限定されず、例えば一対のエンコーダベース５４の＋Ｘ側に配置されても良いし、一対のエンコーダベース５２の＋Ｘ側、及び－Ｘ側のそれぞれに配置されても良いし、あるいは、一対のエンコーダベース５４の間に配意されても良い。

なお、図３２に示す例において、Ｘ軸方向計測用のスケール５２は、Ｘ軸方向においてＡＬＧ系が設置されている位置まで設けられ、その位置においてスケール５２に対して計測ビームを照射するヘッドユニット６０が設けられている。これは、アライメント計測の際にエンコーダシステム（スケール５２とヘッドユニット６０）によって行われる位置計測が、ＡＬＧ系のマーク検出位置との関係で、アッベ誤差を生じないようにするためである。このため図３２では、第１の実施形態（図３（Ａ）や図１７（Ｂ））に示されるようなスケール５２の配置（投影光学系１６を中心に＋Ｘ方向側、－Ｘ方向側においてほぼ対称な個数或いは長さの配置）にはなっていない。図３２では、図示されているように、スキャン方向側の一方の側（－Ｘ側）において、その他方の側（＋Ｘ側）よりもスケール５２の個数が多め（或いはスケール５２の全長が長め）に設けられている。

ヘッドユニット６０は、上記基板エンコーダシステム５０のヘッドユニット６０（それぞれ図３（Ａ）など参照）と同じ構成となっている。このヘッドユニット６０とスケール５２，３５６とを用いて、上述の実施形態で説明したのと同様な手法で、基板Ｐの位置情報（Ｘ位置，Ｙ位置）を求める。またステージ基板Ｐ上の複数のマークＭｋの検出動作は、基板ＰをＸ軸方向に駆動し、アライメント顕微鏡ＡＬＧ系の直下にマークＭｋを適宜位置決めして行う。具体的には、各ＡＬＧ系の視野内にマークＭｋを捉えたら、各ＡＬＧ系の所定位置（例えば視野中心）と各マークＭｋの中心位置との位置関係を、ＡＬＧ系毎の検出する。その各ＡＬＧ系の検出結果と、上記で求めた基板Ｐの位置情報（Ｘ，Ｙ位置）とに基づいて、各マークＭｋの位置情報を求める。

なお、図３２ではＡＬＧ系を上架台部１８ａ（光学定盤）に固設するものとして説明したが、複数のＡＬＧ系の相対位置関係を変更可能に構成しても良い。例えば、複数のＡＬＧ系のうちの一部のＡＬＧ系或いは全部のＡＬＧ系を、モータやベルト等の駆動系によってＹ方向に移動可能なように光学定盤に配置し、且つＡＬＧ系間のＹ方向の相対位置変動を検出するセンサー（ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）法を用いる距離測定センサーや干渉計など）を可動ＡＬＧ系または固定ＡＬＧ系に設ける。このようにすれば、任意のショット配置（マーク配置）、例えばいわゆる６面取りを行うような（Ｙ軸方向に隣接するマークＭｋの間隔が、図３２に示される場合よりも狭くなる）場合であっても、容易にマークＭｋの検出を行うことができる。また、１枚の基板Ｐ上に面積の異なる複数のショット領域が混在する（いわゆる共取りの）場合、すなわちマークＭｋが基板Ｐ上に規則的に配置されていない場合であっても、複数のＡＬＧ系のＹ方向における相対位置関係を制御することによって、容易に対応することができる。なお、この場合の、可動ＡＬＧ系のＹ軸方向の位置制御は、ユーザーが露光装置に伝達するレシピに含まれるショットマップ情報（設計上のマークＭｋの座標位置情報）に基づいて行われる。

また、Ｙ軸方向に可動なアライメント顕微鏡システムとして、図３２とは別の構成も考えられる。液晶露光装置１０（図１）は、上記基板エンコーダシステム５０に追加して、図３３に示されるような基板アライメントマーク計測システム４５０（以下、単に「ＡＬＧ計測システム４５０」と称する）を有しても良い。ＡＬＧ計測システム４５０は、基板Ｐ上に形成された複数のマークＭｋを検出する装置である。なお、図３３も図３２と同様に、基板Ｐ上に４つのショット領域が設定され、該４つのショット領域それぞれの４隅部近傍にマークＭｋが形成されているものとして説明するが、マークＭｋの数、及び配置位置は、適宜変更が可能である。

ＡＬＧ計測システム４５０は、ベース部材４５４と一対の可動テーブル４６０とを有している。ベース部材４５４は、上記基板エンコーダシステム５０のエンコーダベース５４（それぞれ図１参照）と、スケール５６の個数が増えている点以外は実質的に同じ部材であり、装置本体１８の上架台部１８ａ（それぞれ図１参照）の下面に固定されている。ベース部材４５４は、Ｙ軸方向に延びる部材から成り、その下面（図３３では理解を容易にするため実線で示されている）には、ベース５４よりも多く（例えば７つ）のスケール５６が固定されている。なお、図３３も図３２と同様に、一対のエンコーダベース５４の－Ｘ側にベース部材４５４が配置されているが、これに限られず、一対のエンコーダベース５４の＋Ｘ側に配置されても良いし、一対のエンコーダベース５２の＋Ｘ側、及び－Ｘ側のそれぞれに配置されても良いし、あるいは、一対のエンコーダベース５４の間に配意されても良い。

図３３に示す、ベース部材４５４に対向して配置されている一対のヘッドユニット６０は、上述の実施形態と同様に基板ホルダ３４に同期してＹ軸方向に駆動されるものであり、その構成も上述の実施形態と同様である。

更に図３３の例では、この一対のヘッドユニット６０に対して少なくともＹ方向に相対的に移動可能な一対の可動テーブル４６０を備えている。この可動テーブル４６０は、４つの下向きヘッド（一対のＸヘッド６６ｘ、一対のＹヘッド６６ｙ。図６参照）に替えて、画像センサなどを含むアライメント顕微鏡（ＡＬＧ系）を有している点を除き、上記基板エンコーダシステム５０のヘッドユニット６０（それぞれ図３（Ａ）など参照）と同じ構成となっている。すなわち、可動テーブル４６０は、不図示のアクチュエータによって、ベース部材４５４の下方でＹ軸方向に所定のストロークで適宜（一体的に、又は独立に）駆動される。また、可動テーブル４６０は、４つの上向きヘッド（一対のＸヘッド６４ｘ、一対のＹヘッド６４ｙ。図６参照）を有している。可動テーブル４６０の位置情報は、上記４つの上向きヘッドと対応するスケール５６とを含むエンコーーダシステムによって高精度で求められる。なお、１つのベース部材４５４に対応する可動テーブル４６０の数は、図３３では、２つであるが、特に限定されず、１つでも良いし、３つ以上であっても良い。また、可動テーブル４６０の可動範囲も、ヘッドユニット６０よりも広く、スケール５４の数も、適宜変更すると良い。

基板Ｐ上の複数のマークＭｋの検出動作は、ＡＬＧ系をマークＭｋのＹ位置（上述したような設計上のマークＭｋの座標位置情報）に応じて位置決めした後、基板ＰをＸ軸方向に駆動し（この駆動の際の基板ホルダ３４のＸ，Ｙ位置制御はベース部材４５４に対向配置されているヘッドユニット６０からの出力に基づき行われる）、ＡＬＧ系の直下（視野内）にマークＭｋを適宜位置決めして行う。

本ＡＬＧ計測システム４５０では、可動テーブル４６０、すなわちＡＬＧ系のＹ位置を任意に変えることができるので、Ｙ軸方向に隣接するマークＭｋの間隔が変化しても、容易にマークＭｋの同時検出が可能となる。従って、例えばＹ軸方向に隣接するマークＭｋの間隔が、図３３に示される場合よりも狭くなる場合でも、容易にマークＭｋの検出を行うことができる。またいわゆる共取りの場合であも、適宜可動テーブル３６０のＹ位置を制御することで、容易に対応できる。

上記ＡＬＧ系の構成について、図３２，３３では、上述の第１の実施形態をベースに説明したが、これに限らず上述の第２の実施形態のシステムにも適用可能である。また上述の第１の実施形態の比較例として説明した図１７（Ａ）に示されるシステムにも適用可能である。

また、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、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９４ｘ、Ｙリニアエンコーダ９４ｙは、基板ホルダ３４にエンコーダヘッドが取り付けられ、Ｙスライドテーブル６２にスケール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、Ｘ軸方向に沿って複数配置され、相互に切り換え動作可能に構成されると良い。同様に、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、エンコーダベース５４（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、Ｙ軸方向に沿って複数配置され、相互に切り換え動作可能に構成されると良い。基板ホルダ３４、及びエンコーダベース５４にエンコーダヘッドが固定される場合、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、基板エンコーダシステム５０において、基板ステージ装置２０側にＸ軸方向に延びるスケール５２が複数固定され、装置本体１８（エンコーダベース５４）側にＹ軸方向に延びるスケール５６が複数固定される場合について説明したが、これに限られず、基板ステージ装置２０側にＹ軸方向に延びるスケール、装置本体１８側にＸ軸方向に延びるスケールがそれぞれ複数固定されても良い。この場合、ヘッドユニット６０は、基板Ｐの露光動作時に基板ホルダ３４に同期してＸ軸方向に駆動される。

また、マスクエンコーダシステム４８では、３つのスケール４６がＸ軸方向に離間して配置され、基板エンコーダシステム５０では、２つのスケール５２がＹ軸方向、４つ（あるいは５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２倍の長さのスケール、スケール５６の約４倍（あるいは５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、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、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。

また上記第２の実施形態（図１８）の構成に変えて、図３４に示す構成（変形例１）を採用しても、上記第２実施形態の効果と同等の効果を得ることができる。図３４（変形例１）では、基板ホルダ３４上において投影光学系１６に対して上下（＋Ｙ側、－Ｙ側）の領域にそれぞれ１列のスケール列５２を配置している。また、それぞれＹ軸方向に移動可能なヘッド６０を、投影光学系１６に対して上下（＋Ｙ側、－Ｙ側）の領域それぞれに複数個（図３４では２個）ずつ配置している。図３４（Ａ）～図３４（Ｃ）は、基板ホルダ３４が図３４（Ａ）の状態からＹ軸方向にステップ移動する際の遷移を示すものである。また各図の下方の図は、Ｙ軸方向へのステップ移動中におけるスケール５２とヘッド６０との位置関係を、上側の構成（ヘッド６０Ａ，６０Ｂとスケール５２）を用いて代表的に示す図である。下側の構成（ヘッド６０Ｃ，６０Ｄとスケール５２）の関係も上側の構成と同等であるので、以降の説明では主に上側の構成を用いて説明する。

図３４において、一対のヘッド６０Ａ，６０Ｂ（６０Ｃ，６０Ｄ）のうちの一方のヘッド６０Ａ（６０Ｃ）は、Ｙ軸方向に範囲Ｄ１だけ可動に構成されている。他方のヘッド６０Ｂ（６０Ｄ）は、Ｙ軸方向に範囲Ｄ２だけ可動に構成されている。これにより一対のヘッド６０Ａ，６０Ｂによって、スケール５２（基板ホルダ３４）のＹ軸方向の可動範囲（Ｄ１＋Ｄ２）をカバーするようになっている。換言すれば、上記第１の実施形態（図３（Ａ））に示される１つの可動ヘッド６０がスケール５２の移動に同期してＹ軸方向に移動する範囲を、本変形例１では２つの可動ヘッド６０Ａ，６０Ｂで分担するように構成している。図３４（Ａ）に示すように、スケール５２がＹ軸方向にＤ２の範囲を移動する際には、ヘッド６０Ｂがスケール５２に同期して移動する。スケール５２が範囲Ｄ１とＤ２の境界を跨ぐ位置までステップ移動した場合には、図３４（Ｂ）に示すように、２つのヘッド６０Ａ，６０Ｂのそれぞれがスケール５２を同時計測する。この同時計測で得られた各ヘッド６０Ａ，６０Ｂの出力に基づいて、位置計測に使用するヘッドをヘッド６０Ｂからヘッド６０Ａに切り替える（換言すればヘッド６０Ａの出力の初期値を設定する）。その後、更にスケール５２がＹ軸方向へステップ移動する場合には、ヘッド６０Ａがスケール５２に同期して移動する。このように複数（一対）の可動ヘッド６０Ａ，６０Ｂを構成することによって、エンコーダベース５４のＹ軸方向の小型化（スケール５６の個数低減）を図ることが出来、また各ヘッドの可動範囲を短くすることができる。

なお図３４に示す変形例１では、一対のヘッド６０Ａ，６０ＢのＹ軸方向の可動範囲（Ｄ１，Ｄ２）が連続するように構成したが、一部オーバーラップするように構成しても良い。

また上記第２の実施形態（図１８）の構成に変えて、図３５に示す構成（変形例２）を採用しても、上記第２実施形態の効果と同等の効果を得ることができる。上述の変形例１（図３４）と本変形例２（図３５）との相違点は、変形例１では可動ヘッド６０Ａ，６０ＢのＹ軸方向における可動範囲が連続またはオーバーラップしていたのに対して、本変形例２では可動ヘッド６０Ａ，６０Ｂの何れもが移動できない（位置されない））範囲Ｄ３が存在すること、またスケール５２（基板ホルダ３４）のＹ軸方向の位置を計測する干渉計５３０が設けられていることである。以降の説明では、これら相違点を中心に説明する。

一対のヘッド６０Ａ，６０Ｂ（６０Ｃ，６０Ｄ）のうちの一方のヘッド６０Ａ（６０Ｃ）は、Ｙ軸方向に範囲Ｄ１だけ可動に構成されている。他方のヘッド６０Ｂ（６０Ｄ）は、Ｙ軸方向に範囲Ｄ２だけ可動に構成されている。しかしながら両ヘッド６０Ａ，６０Ｂともにスケール５２の移動に追従できない範囲Ｄ３が存在する。スケール５２がこの範囲Ｄ３をＹ軸方向にステップ移動しているときには、干渉計５３０の出力を用いてスケール５２のＹ軸方向の位置をモニターする。これにより一対のヘッド６０Ａ，６０Ｂおよび干渉計５３０によって、スケール５２（基板ホルダ３４）のＹ軸方向の可動範囲（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）をカバーするようになっている。換言すれば、上記第１の実施形態（図３（Ａ））に示される１つの可動ヘッド６０がスケール５２の移動に同期してＹ軸方向に移動する範囲を、本変形例１では２つの可動ヘッド６０Ａ，６０Ｂと干渉計５３０とで分担するように構成している。図３５（Ａ）に示すように、スケール５２がＹ軸方向にＤ２の範囲を移動する際には、ヘッド６０Ｂがスケール５２に同期して移動する。スケール５２が範囲Ｄ３をステップ移動する場合には、干渉計５３０の出力と、範囲Ｄ２において最後に計測したヘッド６０Ｂの出力とを用いて基板ホルダ３４の位置情報を求める。スケール５２が範囲Ｄ１の位置までステップ移動した場合には、干渉計５３０の出力と、範囲Ｄ２において最後に計測したヘッド６０Ｂの出力とを用いて、ヘッド６０Ａの出力の初期値を設定する。その後、更にスケール５２がＹ軸方向へステップ移動する場合には、ヘッド６０Ａがスケール５２に同期して移動する。このように構成することによって、上記第２の実施形態の効果に加えて、干渉計をステップ移動区間の一部で利用することにより、各ヘッドの可動範囲を更に短くすることができる。

なお、この変形例２では複数のヘッド６０Ａ～６０Ｄを可動式にしているが、干渉計を使うことによって固定式にすることも可能である。例えばショットサイズ（ショットマップ）に応じて予め決められたＹ軸方向の位置に、複数のヘッド６０Ａ～６０Ｄを光学定盤に対して固定的に配置しても良い。一例として、ヘッド６０Ａを図３５中において範囲Ｄ１の上端部に固定配置し、ヘッド６０Ｂを図３５中において範囲Ｄ２の下端部に固定配置（図３５（Ａ）の状態）し、且つ干渉計５３０の測長範囲を範囲Ｄ１＋２＋Ｄ３のほぼ全域とするようにしても良い。このようにすればヘッドを可動式にせずに済む。

なお、上記各実施形態では、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上において、Ｘ軸方向に複数のスケールが、所定間隔の隙間を介しながら連なって配置されたスケール群（スケール列）を、複数列、互いにＹ軸方向に離れた異なる位置（例えば投影光学系１６に対して一方の側（＋Ｙ側）の位置と、他方（－Ｙ側）の位置）に配置する場合に、この複数のスケール群（複数のスケール列）を、基板上におけるショットの配置（ショットマップ）に基づいて使い分け出来るように構成しても良い。たとえば、複数のスケール列の全体としての長さを、スケール列間で互いに異ならせておけば、異なるショットマップに対応でき、４面取りの場合と６面取りの場合など、基板上に形成するショット領域の数の変化にも対応できる。またこのように配置すると共に、各スケール列の隙間の位置をＸ軸方向において互いに異なる位置にすれば、複数のスケール列にそれぞれ対応するヘッドが同時に計測範囲外になることがないので、繋ぎ処理において不定値とされるセンサの数を減らすことができ、繋ぎ処理を高精度に行うことができる。

また、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。

また、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６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、エンコーダベース５４に設けられているスケール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。

また、上記各実施形態（例えば図６参照）では、一対のＸヘッド６６ｘと一対のＹヘッド６６ｙが、一つずつペアを組むようにＸ軸方向において並んで配置されているが（Ｘヘッド６６ｘとＹヘッド６６ｙとがＸ軸方向において同じ位置に配置されているが）、これらを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、上記各実施形態（例えば図６参照）では、基板ホルダ３４上に形成されているスケール５２内において、Ｘスケール５３ｘとＹスケール５３ｙとがＸ軸方向に同一長さで形成されているが、これらの長さを互いに異ならせるようにしても良い。また両者をＸ軸方向に相対的にずらして配置するようにしても良い。

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、各実施形態に係る基板エンコーダシステムは、基板ステージ装置２０が基板ローダとの基板交換位置まで移動する間の位置情報を取得するために、基板ステージ装置２０又は別のステージ装置に基板交換用のスケールを設け、下向きのヘッド（Ｘヘッド６６ｘなど）を使って基板ステージ装置２０の位置情報を取得しても良い。あるいは、基板ステージ装置２０又は別のステージ装置に基板交換用のヘッドを設け、スケール５６や基板交換用のスケールを計測することによって基板ステージ装置２０の位置情報を取得しても良い。

また、各実施形態に係るマスクエンコーダシステムは、マスクステージ装置１４がマスクローダとのマスク交換位置まで移動する間の位置情報を取得するために、マスクステージ装置１４又は別のステージ装置にマスク交換用のスケールを設け、ヘッドユニット４４を使ってマスクステージ装置１４の位置情報を取得しても良い。またエンコーダシステムとは別の位置計測系（たとえばステージ上のマークとそれを観察する観察系）を設けてステージの交換位置制御（管理）を行っても良い。

また、複数のスケール５６を有するエンコーダベース５４は、上架台部１８ａ（光学定盤）の下面に直接取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、該ベース部材にエンコーダベース５４を取り付けても良い。

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、上記実施形態では、基板ホルダ３４上の基板ＰをＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させるために、基板ホルダ３４がＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能できる構成として説明したが、これに限られるものでは無い。例えば基板ホルダ３４を、基板Ｐを非接触で支持（例えばエア浮上支持）できる構成にする。基板Ｐは基板ホルダ３４の移動と同期して移動可能とするために、基板ホルダ３４に浮上支持されたまま基板ホルダ３４と一体的に移動可能な保持部材に保持されるように構成する。またその保持部材を、基板Ｐを基板ホルダ３４上で非接触支持したままで、基板ホルダ３４に対して相対移動させる第２基板駆動系を別途構成する。そして保持部材は、Ｘ，Ｙ軸方向のうちの一方の軸方向については基板ホルダ３４と同期して移動し、他方の軸方向については基板ホルダ３４に対して相対移動するように構成する。このように露光装置を構成すれば、基板ホルダ３４上で浮上支持された基板Ｐを二次元方向に駆動させる際には、一方の軸方向（例えばＸ軸方向）に基板Ｐを駆動するときは基板ホルダ３４を用いて保持部材を駆動し、他方の軸方向（例えばＹ軸方向）に基板Ｐを駆動するときは第２基板駆動系を用いて保持部材を駆動する。

また上記実施形態では、基板ホルダ３４の移動を計測するエンコーダシステム（例えば図６に示すスケール５２とヘッド６６ｘ，６６ｙ）の出力と、ヘッドユニット６０の装置本体（光学定盤１８ａ）に対する移動を計測するエンコーダシステム（例えば図６に示すスケール５６とヘッド６４ｘ，６４ｙ）の出力とに基づいて、基板Ｐ（基板ホルダ３４）の位置情報（Ｘ，Ｙ位置情報）を求めるように構成しているが、一方のエンコーダシステムとしてエンコーダシステムとは別の計測系、例えば光干渉計システムなどの他の計測システムを用いて求めるようにしても良い。また代用される計測システムとしては、光干渉計システムに限られず、測定対象物（ヘッドユニット６０や基板ホルダ３４）の移動中のＸ，Ｙ、θｚが測定できるものであれば他の方式の計測システム（レーザー距離計や音波距離計等）を用いても良い。

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、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、物体を露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの製造に適している。また、本発明のバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。

１０…液晶露光装置、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 (18)

1. 互いに直交する第１方向及び第２方向を移動する移動体に保持された物体に対して、前記移動体が第１方向へ移動中に、光学系を介して照明光を照射する露光装置であって、
   前記移動体の前記第１方向への移動に基づいて計測される第１被計測部と、
   前記第１被計測部と対向配置されているときに、前記移動体の前記第１方向への移動に基づき、前記第１被計測部に対して前記第１方向に相対移動しながら前記第１被計測部を計測する第１計測部と、
   前記移動体の前記第２方向への移動に基づいて計測される第２被計測部と、
   前記移動体の前記第２方向への移動に基づき、前記第２被計測部に対して前記第２方向に相対移動しながら前記第２被計測部を計測する複数の第２計測部と、を備え、
   前記第１計測部は、前記移動体の前記第２方向への移動に基づいて前記第２方向に移動し、且つ前記第２方向における互いに異なる位置において前記第１被計測部と対向配置される複数の第１計測部を含み、
   前記第１被計測部は、前記第１方向に関して複数の格子領域が互いに離れて配置される第１格子部材を含み、
   前記第１計測部は、前記第１格子部材に対して計測ビームを照射するヘッドを含み、
   前記第２被計測部は、前記第２方向に関して複数の格子領域が互いに離れて配置される第２格子部材を含み、
   前記第２計測部は、前記第２格子部材に対して計測ビームを照射するヘッドを含み、
   前記第１計測部と前記第２計測部は一体的に移動し、
   前記移動体の前記第１方向への移動に基づき、前記第１被計測部に対し前記相対移動する際の前記第１計測部および前記第２計測部の出力に基づいて前記第１方向の位置情報を求め、
   前記移動体の前記第２方向への移動に基づき、前記第２被計測部に対し前記相対移動する際の前記第１計測部および前記第２計測部の出力に基づいて前記第２方向の位置情報を求める露光装置。
2. 互いに直交する第１方向及び第２方向を移動する移動体に保持された物体に対して、前記移動体が第１方向へ移動中に、光学系を介して照明光を照射する露光装置であって、
   前記移動体の前記第１方向への移動に基づいて計測される、互いに前記第２方向の異なる位置に配置された複数の第１被計測部と、
   前記複数の第１被計測部を計測する位置において、前記移動体の前記第１方向への移動に基づき、前記第１被計測部に対して前記第１方向に相対移動しながら前記第１被計測部を計測する複数の第１計測部と、
   前記移動体の前記第２方向への移動に基づいて計測される第２被計測部と、
   前記移動体の前記第２方向への移動に基づき、前記第２被計測部に対して前記第２方向に相対移動しながら前記第２被計測部を計測する複数の第２計測部と、を有し、
   前記第１被計測部は、前記第１方向に関して複数の格子領域が互いに離れて配置される第１格子部材を含み、
   前記第１計測部は、前記第１格子部材に対して計測ビームを照射するヘッドを含み、
   前記第２被計測部は、前記第２方向に関して複数の格子領域が互いに離れて配置される第２格子部材を含み、
   前記第２計測部は、前記第２格子部材に対して計測ビームを照射するヘッドを含み、
   前記第１計測部と前記第２計測部は一体的に移動し、
   前記移動体の前記第１方向への移動に基づき、前記第１被計測部に対し前記相対移動する際の前記第１計測部および前記第２計測部の出力に基づいて前記第１方向の位置情報を求め、
   前記移動体の前記第２方向への移動に基づき、前記第２被計測部に対し前記相対移動する際の前記第１計測部および前記第２計測部の出力に基づいて前記第２方向の位置情報を求める露光装置。
3. 請求項１に記載の露光装置であって、
   前記第１被計測部は、前記移動体の前記第１方向への移動に基づいて計測される、互いに前記第２方向の異なる位置に配置された複数の第１被計測部を含み、
   前記複数の第１計測部のそれぞれは、前記複数の第１被計測部のうちの対応する第１被計測部に対向配置された状態を維持したまま、前記移動体の前記第１方向への移動に基づき、前記第１被計測部に対して前記第１方向に相対移動しながら前記各第１被計測部を計測する、露光装置。
4. 請求項３に記載の露光装置であって、
   前記複数の第１計測部は、前記移動体の前記第２方向への移動に基づいて、前記各第１計測部の前記第２方向における相対位置関係を維持したまま、前記第２方向へ移動する、露光装置。
5. 請求項１に記載の露光装置であって、
   前記複数の第１計測部の、前記第２方向における可動範囲は互いに異なる露光装置。
6. 請求項５に記載の露光装置であって、
   前記複数の第１計測部の、前記第２方向における可動範囲は連続している露光装置。
7. 請求項５又は６に記載の露光装置であって、
   前記複数の第１計測部は何れも、前記第２方向の所定位置に移動された前記第２被計測部を計測する露光装置。
8. 請求項７に記載の露光装置であって、
   前記複数の第１計測部は、前記所定位置に位置する前記第１被計測部を同時に計測する露光装置。
9. 請求項５に記載の露光装置であって、
   前記複数の第１計測部の、前記第２方向における可動範囲は、前記第２方向において不連続である露光装置。
10. 請求項９に記載の露光装置であって、
    前記不連続の区間における前記移動体の前記第２方向の位置を計測する位置計測系を更に有する露光装置。
11. 請求項１０に記載の露光装置であって、
    前記計測系は干渉計を含み、
    前記移動体の前記第２方向の位置は、前記第１計測部の出力と前記位置計測系の出力とに基づいて求められる露光装置。
12. 請求項１～１１の何れか一項に記載の露光装置であって、
    前記第１被計測部は前記移動体上に設けられている露光装置。
13. 請求項１～１２の何れか一項に記載の露光装置であって、
    前記第２被計測部は、前記光学系を保持する保持部材に設けられている露光装置。
14. 請求項１～１３のいずれか一項に記載の露光装置であって、
    前記照明光としてエネルギビームを用いて前記物体に所定のパターンを形成する露光装置。
15. 請求項１～１４の何れか一項に記載の露光装置であって、
    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露光装置。
16. 請求項１５に記載の露光装置であって、
    前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である露光装置。
17. 請求項１～１６の何れか一項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。
18. 請求項１～１６のいずれか一項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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