JPWO2008108423A1 - 位置計測モジュール、位置計測装置、ステージ装置、露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明に係る位置計測モジュールは、移動体に設けられ、第１軸方向に沿って反射面を有する移動鏡と、前記第１軸方向に配列された複数の計測軸ごとに配置され、前記移動鏡に対して前記第１軸方向と交差する第２軸方向に検出光を照射する検出光ユニットと、前記移動体と異なる部材に固定された固定鏡を含み、該固定鏡に対して基準光を照射する基準光ユニットと、前記計測軸ごとに前記移動鏡で反射された前記検出光の各検出光路の光路結合、または前記基準光ユニットを介した前記基準光の基準光路と前記検出光路との光路結合を行う複数の光路結合素子と、前記光路結合素子を介して入射される前記検出光と前記基準光との干渉による干渉縞を検出し、該干渉縞の検出結果をもとに、前記移動体の前記第２軸方向の位置を計測する検出部と、を備えて構成される。

Description

本発明は、移動体を備える装置に用いて好適な該移動体の位置を計測する位置計測モジュール、該位置計測モジュールを備える位置計測装置、該位置計測装置を備える露光装置、及び該露光装置を用いたデバイス製造方法に関する。

液晶表示素子等の表示素子デバイス（ＦＰＤ）を製造する場合において、マスク（レチクル、フォトマスク等）のパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等が塗布されたプレート（ガラスプレート、半導体ウエハ等）上に投影露光する投影露光装置が使用されている。

プレートは液晶表示素子の大型化に伴い大型化しており、現在では１ｍ角以上のプレート（ガラス基板）も用いられており、これに伴いプレートを載置して移動するステージのサイズも大型化している。ステージの位置計測は、一般にステージに設けられた移動鏡（長尺鏡）に検出光を照射し、その反射光と所定の基準光とを干渉させて、その位置の変化を計測するレーザ干渉計を用いて行われる。しかしながら、ステージサイズの大型化に伴う移動鏡の長尺化には、精度的、コスト的に限界があり、干渉計システムの見直しが検討されている。

移動鏡の長尺化を行わずに、該移動鏡の長手方向の寸法よりも長いストロークのステージの位置計測を行うための技術としては、ステージの移動方向に互いに離間して複数の干渉計（検出器）を配設したものが知られている（例えば、日本国特許出願公開第Ｈ０７−２５３３０４号公報参照）。この技術によれば、ステージの位置に拘わらず、少なくとも一つの干渉計の位置計測軸上に移動鏡が存在することになるので、移動鏡の長手方向の寸法よりも長いストロークに渡って該移動方向に直交する計測方向の位置を計測することが可能である。

しかしながら、上述した従来技術によると、複数の位置計測軸のそれぞれに対応して干渉計を設けているため、構成が複雑であるとともに、コストが高いという問題がある。特に、ステージのストロークが拡大した場合には、位置計測軸を多数、即ち干渉計を多数設ける必要があり、更なる大型化に容易に対応することが難しい。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、移動体の移動のストロークの拡大の要請に、容易に且つ低コストで対応できるようにすることを目的とする。

本発明によると、移動体に設けられ、第１軸方向に沿って反射面を有する移動鏡と、前記第１軸方向に配列された複数の計測軸ごとに配置され、前記移動鏡に対して前記第１軸方向と交差する第２軸方向に検出光を照射する検出光ユニットと、前記移動体と異なる部材に固定された固定鏡を含み、該固定鏡に対して基準光を照射する基準光ユニットと、前記計測軸ごとに前記移動鏡で反射された前記検出光の各検出光路の光路結合、または前記基準光ユニットを介した前記基準光の基準光路と前記検出光路との光路結合を行う複数の光路結合素子と、前記光路結合素子を介して入射される前記検出光と前記基準光との干渉による干渉縞を検出し、該干渉縞の検出結果をもとに、前記移動体の前記第２軸方向の位置を計測する検出部と、を備えた位置計測モジュールが提供される。

本発明に係る位置計測モジュールでは、計測軸ごとに移動鏡で反射された検出光の各検出光路の光路結合、または基準光ユニットを介した基準光の基準光路と検出光路との光路結合を行う複数の光路結合素子を備えているので、計測軸の数よりも検出部の数を少なくすることができる。従って、計測軸ごとに検出部を設けていた従来技術と比較して、その構成を簡略化することができ、低コスト化を図ることができる。特に、移動体のストロークが拡大した場合には、検出部の数を増加させることなく、計測軸（検出光ユニット）の数を増加させることによって対応することができ、移動体の移動のストロークの拡大の要請に、容易に且つ低コストで対応することができるようになる。

また、本発明によると、第１軸方向及び該第１軸方向に直交する第２軸方向の２次元方向に移動可能な移動体の位置を計測する位置計測装置であって、前記第２軸方向の位置を計測するとともに、前記第１軸方向に離間して配置され、前記移動体が前記第１軸方向に移動した際の位置を計測するための複数の計測軸と、前記複数の計測軸に対するように設けられ、前記移動体の位置を検出するための複数の検出部とを備え、前記複数の検出部は、前記複数の計測軸の数より少ない位置計測装置が提供される。

本発明に係る位置計測装置では、検出部の数が計測軸の数よりも少ないので、構成が簡略であるとともに、位置計測装置の低コスト化を図ることができる。特に、ステージ等の移動体のストロークが拡大した場合には、計測軸を多数設ける必要があるが、検出部の数が少ないので、移動体の移動のストロークの拡大の要請に、容易に且つ低コストで対応することができるようになる。

本発明の第１実施形態の露光装置の概略構成を示す図である。 本発明の第１実施形態の露光装置が備える照明光学系の概略構成を示す図である。 本発明の第１実施形態の部分投影光学系による視野領域とマスクとの平面的な位置関係を示す図である。 本発明の第１実施形態のプレートステージ及びステージ位置計測装置の概略構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態の干渉計ユニットの詳細構成を示す平面図である。 本発明の第２実施形態の干渉計ユニットの詳細構成を示す平面図である。 本発明の第３実施形態のプレートステージ及びステージ位置計測装置の概略構成を示す平面図である。 本発明の第３実施形態の干渉計ユニットの詳細構成を示す平面図である。 本発明の第３実施形態の変形例を示す図である。 本発明の第４実施形態の干渉計ユニットの詳細構成を示す平面図である。 本発明の実施形態の半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態の液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図であり、図２は図１の露光装置が備える照明光学系の概略構成を示す図である。この露光装置は、液晶表示素子を製造するため、投影光学系ＰＬに対してマスクＭと、感光剤がその表面に塗布されたプレート（感光基板）Ｐとを同期的に移動させつつ、マスクＭに形成されたパターンの像を逐次的にプレートＰ上に転写するスキャン型の露光装置である。

なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１に示すＸＹＺ直交座標系は、Ｙ軸及びＺ軸が紙面に対して平行となるように設定され、Ｘ軸が紙面に対して垂直となる方向に設定されている。ＸＹＺ直交座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施形態において、走査方向（スキャン方向）はＸ方向に設定されている。

図１及び図２において、１は光源としての超高圧水銀ランプであり、不図示の電源から電力の供給を受けて発光する。超高圧水銀ランプ１から射出された光は楕円鏡２で集束され、各楕円鏡２の第２焦点の位置近傍に配置された光入射部３ａからライトガイド３内に入射する。このライトガイド３は、複数の光入射部３ａから入射された光を一旦集合した後に均等に分配して複数の光射出部３ｂから射出させる機能を有し、例えば、複数の光ファイバを束ねる等により構成されている。

ライトガイド３の光射出部３ｂの各々から射出された光は、コンデンサレンズ４を通過して、長手方向がＹ方向に設定された矩形の照明領域でマスクＭを照明する。

マスクＭは不図示のモータによって投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの方向に微動可能で、且つその光軸ＡＸに垂直な面内で２次元移動及び微小回転可能なマスクステージ５上に保持される。このマスクステージ５は露光時においてＸ方向に一定速度で移動可能に構成されている。マスクステージ５の端部には不図示のレーザ干渉計からのレーザビームを反射する移動鏡（図示省略）が固定されており、マスクステージ５の２次元的な位置及び回転角はレーザ干渉計によって、所定の分解能で常時検出されている。レーザ干渉計の検出結果はステージ制御部１２に出力され、ステージ制御部１２はレーザ干渉計の検出結果を参照しつつメインコントローラ１０からの制御信号に従ってマスクステージ駆動部１３を駆動してマスクステージ５の動作を制御する。

マスクＭのパターン像は、Ｙ方向に配列的に設けられた部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５からなる投影光学系ＰＬを介してプレートＰ上に投影される。本実施形態では部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５としては、正立正像系の光学系を用いている。プレートＰ上に照射される露光光は部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５中に配置された視野絞りの開口によって整形され、外形形状が略台形状となる。

プレートＰ上には、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５によって、Ｙ方向に沿って配列された第１の露光領域が形成され、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４によって、第１の露光領域とは異なる位置にＹ方向に沿って配列された第２の露光領域が形成される。これらの第１及び第２の露光領域は、視野領域ＥＡ１〜ＥＡ５の等倍の正立像である。

図３は、部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５による視野領域ＥＡ１〜ＥＡ５とマスクＭとの平面的な位置関係を示している。マスクＭ上には、パターンＰＡが形成されており、このパターンＰＡの領域を囲むようにして遮光部ＬＳＡが設けられている。照明光学系Ｉ１〜Ｉ５は、図中破線で囲まれる照明領域ＩＡ１〜ＩＡ５をそれぞれ均一に照明する。照明領域ＩＡ１〜ＩＡ５内には、部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ５内に設けられた不図示の視野絞りによる前述の台形状の視野領域ＥＡ１〜ＥＡ５が配列されることになる。視野領域ＥＡ１，ＥＡ３，ＥＡ５の上辺（一対の平行な辺のうちの短辺）と視野領域ＥＡ２，ＥＡ４の上辺とが対向するように配置される。このときＸ方向、即ち走査方向に沿った視野領域ＥＡ１〜ＥＡ５の幅の総和が、どのＹ方向の位置においても常に一定となるように台形状の視野領域ＥＡ１〜ＥＡ５が配置されている。これは、プレートＰを移動させつつ露光を行う際に、プレートＰ上の露光領域の全面にわたって均一な露光量分布を得るためである。

プレートＰ上の第１の露光領域と第２の露光領域とはＸ方向に離れて設定されているため、Ｙ方向に伸びるパターンは、まず空間的に分離した飛び飛びの第１の露光領域によって露光された後、ある時間をおいてその間を埋める第２の露光領域で露光されるというように時間的及び空間的に分割されて露光されることになる。

図１及び図４に示されているように、プレートＰは基板ステージとしてのプレートステージ６上に保持されている。プレートステージ６は、Ｘ方向（走査方向）に長いストロークを有している。プレートステージ６は、ステージ制御部１２の制御の下、プレートステージ駆動部１４によって駆動され、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに垂直な面内でプレートＰを２次元的に位置決めするとともに、露光時においてＸ方向に所定速度で移動する。

プレートステージ６は、ベース（定盤）１５上にＸ方向に移動するように設けられたＸステージ６Ｘ、Ｘステージ６Ｘ上にＹ方向に移動するように設けられたＹステージ６Ｙを備えている。Ｙステージ６Ｙ上には、図示は省略しているが、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行な方向（Ｚ軸）にプレートＰを位置決めするとともに、ＸＹ平面に対するプレートＰの傾きを調整するＺステージ、及びプレートＰを微小回転させるステージ（不図示）等が設けられ、プレートＰは該ステージ上に支持された不図示のプレートホルダに吸着保持されるようになっている。プレートステージ駆動部１４は、それぞれリニアモータ等から構成されるＸ方向駆動部１４Ｘ及びＹ方向駆動部１４Ｙを備え、Ｘステージ６ＸはＸ方向駆動部１４ＸによりＸ方向に移動され、Ｙステージ６ＹはＹ方向駆動部１４ＹによりＹ方向に移動される。

図１に示されているように、プレートステージ６の上面には、移動鏡７が取り付けられており、移動鏡７の鏡面に対向した位置にレーザ干渉計を備えたステージ位置計測装置１６が配置されている。移動鏡７は、図４に示されているように、Ｘ軸に垂直な反射面を有する平面鏡（移動鏡）７Ｘ及びＹ軸に垂直な反射面を有する平面鏡（移動鏡）７Ｙより構成されており、移動鏡７ＸはＹステージ６Ｙ上の−Ｘ方向の端縁にＹ方向に沿うように固定されており、移動鏡７ＹはＹステージ６Ｙ上の−Ｙ方向側の端縁にＸ方向に沿うように固定されている。

ステージ位置計測装置１６は、図４に示されているように、レーザ干渉計を有するＸ干渉計ユニット１６Ｘ及びＹ干渉計ユニット１６Ｙを備えている。Ｘ干渉計ユニット１６Ｘは、移動鏡７Ｘに対してＸ軸に沿って単一の位置計測軸１７Ｘ上にレーザビーム（検出光）を照射し、Ｙ干渉計ユニット１６Ｙは、移動鏡７ＹにＹ軸に沿って複数（ここでは４本）の位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４上にレーザビーム（検出光）を照射する。Ｙ干渉計ユニット１６Ｙの複数の位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４のＸ軸方向における配列間隔は、移動鏡７Ｙの反射面の寸法（Ｘ軸方向の寸法）よりも狭い間隔に設定されている。また、Ｙ干渉計ユニット１６Ｙの各位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４のうち、奇数列に係る位置計測軸１７Ｙ１と１７Ｙ３との間隔、及び偶数列に係る位置計測軸１７Ｙ２と１７Ｙ４との間隔は、それぞれの検出光が移動鏡７Ｙに同時に照射されない間隔に設定されている。Ｘ干渉計ユニット１６Ｘにより、プレートステージ６（Ｙステージ６Ｙ）のＸ座標が、Ｙ干渉計ユニット１６Ｙにより、プレートステージ６（Ｙステージ６Ｙ）のＹ座標が計測され、その計測値はステージ制御部１２に供給される。なお、Ｙ干渉計ユニット１６Ｙについては、後に詳述する。

プレートステージ６の２次元的な座標は、ステージ位置計測装置１６によって所定の分解能で常時検出されており、ステージ位置計測装置１６により計測された計測値（Ｘ座標、Ｙ座標）を示す位置計測信号はステージ制御部１２に出力され、ステージ制御部１２はステージ位置計測装置１６の計測結果を参照しつつメインコントローラ１０からの制御信号に従ってプレートステージ駆動部１４を駆動してプレートステージ６の移動を制御する。

また、図１に示されているように、プレートステージ６の上面の一端には複数種類の指標が形成された指標板８が取り付けられており、指標板８の下方には空間像計測用の空間像センサ９が設けられている。空間像センサ９は例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を備えており、指標板８に指標の１つとして形成された開口部を介した空間像を撮像して、その画像信号を本体制御部１１へ出力する。

本体制御部１１は、空間像センサ９から出力された空間像に対してコントラスト調整、エッジ抽出、パターン認識等の画像処理を行って、マスクＭに形成された位置計測用マークの位置を算出するとともに、投影光学系ＰＬに生じている収差を補正するためのキャリブレーション値を算出する。本体制御部１１は、この算出値に基づいて、マスクステージ５上に配置されたマスクＭの位置及びマスクＭの回転ずれを求めて、マスクＭの回転ずれを補正するための制御信号及びマスクステージ５とプレートステージ６との相対的な位置合わせ等を行うための制御信号をステージ制御部１２へ出力する。

次に、ステージ位置計測装置１６（Ｙ干渉計ユニット１６Ｙ）について、図５を参照して詳細に説明する。図５は本発明の第１実施形態に係るステージ位置計測装置の構成を示す平面図である。Ｙ干渉計ユニット１６Ｙは、Ｘ方向に長いストロークを有するプレートステージ６のＸ方向の全域に渡ってＹ方向の位置（座標値）を計測する位置計測装置であり、単一のレーザ光源（例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ）２０、及び一対の検出部２１ａ，２１ｂを備えている。検出部２１ａ，２１ｂはそれぞれ検光子を備えた受光部を有している。

Ｙ干渉計ユニット１６Ｙは、それぞれ複数の光学素子を含む基準光用ユニットＲ１、第１検出光用ユニットＤ１、第２検出光用ユニットＤ２、第３検出光用ユニットＤ３、第４検出光用ユニットＤ４、及び反射光用ユニットＤ５を更に備えている。ここで、奇数列の位置計測軸１７Ｙ１，１７Ｙ３に対応して設けられた第１検出光用ユニットＤ１及び第３検出光用ユニットＤ３と、基準光用ユニットＲ１と、検出部２１ａとを用いて第１の位置計測モジュールが構成され、偶数列の位置計測軸１７Ｙ２，１７Ｙ４に対応して設けられた第２検出光用ユニットＤ２及び第４検出光用ユニットＤ４と、基準光用ユニットＲ１と、検出部２１ｂとを用いて第２の位置計測モジュールが構成されている。

基準光用ユニットＲ１は偏光ビームスプリッタＲ１ａ、コーナーキューブＲ１ｂ、１／４波長板Ｒ１ｃ、Ｒ１ｄ，Ｒ１ｅ及び固定鏡（反射鏡）ＲＭを備えている。第１検出光用ユニットＤ１は偏光ビームスプリッタＤ１ａ、コーナーキューブＤ１ｂ及び１／４波長板Ｄ１ｃ，Ｄ１ｄを備え、第２検出光用ユニットＤ２は偏光ビームスプリッタＤ２ａ、コーナーキューブＤ２ｂ、１／４波長板Ｄ２ｃ，Ｄ２ｄ及び１／２波長板Ｄ２ｅを備えている。第３検出光用ユニットＤ３は偏光ビームスプリッタＤ３ａ、コーナーキューブＤ３ｂ及び１／４波長板Ｄ３ｃ、１／２波長板Ｄ３ｄを備え、第４検出光用ユニットＤ４は偏光ビームスプリッタＤ４ａ、コーナーキューブＤ４ｂ、１／４波長板Ｄ４ｃ及び１／２波長板Ｄ４ｅを備えている。反射光用ユニットＤ５は、偏光ビームスプリッタＤ５ａ及びミラーＤ５ｂ，Ｄ５ｃ，Ｄ５ｄ，Ｄ５ｅ，Ｄ５ｆ，Ｄ５ｇを備えている。ミラーＤ５ｂ，Ｄ５ｃ，Ｄ５ｄ，Ｄ５ｆ，Ｄ５ｇは全反射ミラーであり、ミラーＤ５ｅは光路結合用のハーフミラーである。

レーザ光源２０から＋Ｘ方向に射出されたレーザ光は、基準光用ユニットＲ１の偏光ビームスプリッタＲ１ａに入射され、その偏光成分に応じて偏光分離され、＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に射出される。偏光ビームスプリッタＲ１ａを透過したＰ偏光成分は、１／４波長板Ｒ１ｄで円偏光に変換された後、後段に配置される第１検出光用ユニットＤ１に供給される。

偏光ビームスプリッタＲ１ａで＋Ｙ方向に反射されたＳ偏光成分は、１／４波長板Ｒ１ｃで円偏光に変換され、基準光（参照光）として、固定鏡ＲＭに照射される。固定鏡ＲＭで−Ｙ方向に反射された反射光は、再度１／４波長板Ｒ１ｃで直線偏光に変換される。１／４波長板Ｒ１ｃに＋Ｙ方向に入射される光の偏光面に対して、１／４波長板Ｒ１ｃから−Ｙ方向に射出される光の偏光面は９０度回転されている。なお、固定鏡ＲＭは、例えば、投影光学系ＰＬを支持するコラム等の移動しない固定的に設けられた部材に取り付けられている。但し、固定鏡ＲＭはＹ干渉計ユニット１６Ｙの内部に固定的に設けられていてもよい。

１／４波長板Ｒ１ｃからの直線偏光は、偏光ビームスプリッタＲ１ａに入射され、偏光ビームスプリッタＲ１ａを透過して、コーナーキューブＲ１ｂにより＋Ｙ方向に反射され、再度偏光ビームスプリッタＲ１ａを透過して、１／４波長板Ｒ１ｃで円偏光に変換され、固定鏡ＲＭに照射される。固定鏡ＲＭで−Ｙ方向に反射された反射光は、１／４波長板Ｒ１ｃで直線偏光に変換される。

１／４波長板Ｒ１ｃからの直線偏光は、偏光ビームスプリッタＲ１ａで−Ｘ方向に反射され、１／４波長板Ｒ１ｅで円偏光に変換され、ミラーＤ５ｂで−Ｙ方向に反射されて、偏光ビームスプリッタＤ５ａに入射され、その偏光成分に応じて偏光分離され、−Ｘ方向及び−Ｙ方向に射出される。偏光ビームスプリッタＤ５ａを−Ｙ方向に透過したＰ偏光成分は、検出部２１ａに基準光として入射される。偏光ビームスプリッタＤ５ａで反射されるＳ偏光成分は、ミラーＤ５ｃで−Ｙ方向に反射され、検出部２１ｂに基準光として入射される。

基準光用ユニットＲ１の１／４波長板Ｒ１ｄから射出された円偏光は、第１検出光用ユニットＤ１の偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射され、その偏光成分に応じて偏光分離され、＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に射出される。偏光ビームスプリッタＤ１ａを透過したＰ偏光成分は、１／４波長板Ｄ１ｄで円偏光に変換された後、後段に配置される第２検出光用ユニットＤ２に供給される。

偏光ビームスプリッタＤ１ａで＋Ｙ方向に反射されたＳ偏光成分は、１／４波長板Ｄ１ｃで円偏光に変換され、移動鏡７Ｙに照射される。移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射された反射光は、再度１／４波長板Ｄ１ｃで直線偏光に変換される。１／４波長板Ｄ１ｃに＋Ｙ方向に入射される光の偏光面に対して、１／４波長板Ｄ１ｃから−Ｙ方向に射出される光の偏光面は９０度回転されている。

１／４波長板Ｄ１ｃからの直線偏光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射され、偏光ビームスプリッタＤ１ａを透過して、コーナーキューブＤ１ｂにより＋Ｙ方向に反射され、偏光ビームスプリッタＤ１ａを透過して、１／４波長板Ｄ１ｃで円偏光に変換され、移動鏡７Ｙに照射される。移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射された反射光は、１／４波長板Ｄ１ｃで直線偏光に変換される。

１／４波長板Ｄ１ｃからの直線偏光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａで−Ｘ方向に反射され、反射光用ユニットＤ５のミラーＤ５ｄで−Ｙ方向に反射され、更にミラーＤ５ｅで−Ｘ方向に反射され、偏光ビームスプリッタＤ５ａで−Ｙ方向に反射されて、検出部２１ａに第１検出光として入射される。

第１検出光用ユニットＤ１の１／４波長板Ｄ１ｄから射出された円偏光は、第２検出光用ユニットＤ２の偏光ビームスプリッタＤ２ａに入射され、その偏光成分に応じて偏光分離され、＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に射出される。偏光ビームスプリッタＤ２ａを透過したＰ偏光成分は、１／４波長板Ｄ２ｄで円偏光に変換された後、後段に配置される第３検出光用ユニットＤ３に供給される。

偏光ビームスプリッタＤ２ａで＋Ｙ方向に反射されたＳ偏光成分は、１／４波長板Ｄ２ｃで円偏光に変換され、移動鏡７Ｙに照射される。移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射された反射光は、再度１／４波長板Ｄ２ｃで直線偏光に変換される。１／４波長板Ｄ２ｃに＋Ｙ方向に入射される光の偏光面に対して、１／４波長板Ｄ２ｃから−Ｙ方向に射出される光の偏光面は９０度回転されている。

１／４波長板Ｄ２ｃからの直線偏光は、偏光ビームスプリッタＤ２ａに入射され、偏光ビームスプリッタＤ２ａを透過して、コーナーキューブＤ２ｂにより＋Ｙ方向に反射され、偏光ビームスプリッタＤ２ａを透過して、１／４波長板Ｄ２ｃで円偏光に変換され、移動鏡７Ｙに照射される。移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射された反射光は、１／４波長板Ｄ２ｃで直線偏光に変換される。

１／４波長板Ｄ２ｃからの直線偏光は、偏光ビームスプリッタＤ２ａで−Ｘ方向に反射され、１／２波長板Ｄ２ｅでその偏光面が９０度回転される。この光は、第１検出光用ユニットＤ１の偏光ビームスプリッタＤ１ａを透過して、ミラーＤ５ｄで−Ｙ方向に反射され、更にミラーＤ５ｅで−Ｘ方向に反射され、偏光ビームスプリッタＤ５ａを透過し、ミラーＤ５ｃで−Ｙ方向に反射されて、検出部２１ｂに第２検出光として入射される。

第２検出光用ユニットＤ２の１／４波長板Ｄ２ｄから射出された円偏光は、第３検出光用ユニットＤ３の偏光ビームスプリッタＤ３ａに入射され、その偏光成分に応じて偏光分離され、＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に射出される。偏光ビームスプリッタＤ３ａを透過したＰ偏光成分は、１／２波長板Ｄ３ｄでその偏光面が９０度回転された後、後段に配置される第４検出光用ユニットＤ４に供給される。

偏光ビームスプリッタＤ３ａで＋Ｙ方向に反射されたＳ偏光成分は、１／４波長板Ｄ３ｃで円偏光に変換され、移動鏡７Ｙに照射される。移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射された反射光は、再度１／４波長板Ｄ３ｃで直線偏光に変換される。１／４波長板Ｄ３ｃに＋Ｙ方向に入射される光の偏光面に対して、１／４波長板Ｄ３ｃから−Ｙ方向に射出される光の偏光面は９０度回転されている。

１／４波長板Ｄ３ｃからの直線偏光は、偏光ビームスプリッタＤ３ａに入射され、偏光ビームスプリッタＤ３ａを透過して、コーナーキューブＤ３ｂにより＋Ｙ方向に反射され、偏光ビームスプリッタＤ３ａを透過して、１／４波長板Ｄ３ｃで円偏光に変換され、移動鏡７Ｙに照射される。移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射された反射光は、１／４波長板Ｄ３ｃで直線偏光に変換される。

１／４波長板Ｄ３ｃからの直線偏光は、偏光ビームスプリッタＤ３ａで−Ｘ方向に反射され、ミラーＤ５ｆで−Ｙ方向に反射され、更にミラーＤ５ｇで−Ｘ方向に反射され、ミラーＤ５ｅを透過して、偏光ビームスプリッタＤ５ａで−Ｙ方向に反射されて、検出部２１ａに第３検出光として入射される。

第３検出光用ユニットＤ３の１／２波長板Ｄ３ｄから射出された直線偏光（Ｓ偏光）は、第４検出光用ユニットＤ４の偏光ビームスプリッタＤ４ａに入射され、偏光ビームスプリッタＤ４ａで＋Ｙ方向に反射される。なお、ここでは、第４検出光用ユニットＤ４の後段には他の検出光用ユニットが設けられていないため、第３検出光用ユニットＤ３の１／２波長板Ｄ３ｄによって直線偏光（Ｓ偏光）に変換したが、更に後段に他の検出光用ユニットを設ける場合には、１／２波長板Ｄ３ｄに代えて１／４波長板を設け、偏光ビームスプリッタＤ３ａを透過したＰ偏光成分を、１／４波長板で円偏光に変換した後、この第４検出光用ユニットＤ４に供給するようにすればよい。

偏光ビームスプリッタＤ４ａで＋Ｙ方向に反射された光（Ｓ偏光成分）は、１／４波長板Ｄ４ｃで円偏光に変換され、移動鏡７Ｙに照射される。移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射された反射光は、再度１／４波長板Ｄ４ｃで直線偏光に変換される。１／４波長板Ｄ４ｃに＋Ｙ方向に入射される光の偏光面に対して、１／４波長板Ｄ４ｃから−Ｙ方向に射出される光の偏光面は９０度回転されている。

１／４波長板Ｄ４ｃからの直線偏光は、偏光ビームスプリッタＤ４ａに入射され、偏光ビームスプリッタＤ４ａを透過して、コーナーキューブＤ４ｂにより＋Ｙ方向に反射され、偏光ビームスプリッタＤ４ａを透過して、１／４波長板Ｄ４ｃで円偏光に変換され、移動鏡７Ｙに照射される。移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射された反射光は、１／４波長板Ｄ４ｃで直線偏光に変換される。

１／４波長板Ｄ４ｃからの直線偏光は、偏光ビームスプリッタＤ４ａで−Ｘ方向に反射され、１／２波長板Ｄ４ｅでその偏光面が９０度回転される。この光は、第３検出光用ユニットＤ３の偏光ビームスプリッタＤ３ａを透過して、ミラーＤ５ｆで−Ｙ方向に反射され、更にミラーＤ５ｇで−Ｘ方向に反射され、ミラーＤ５ｅを透過して、更に偏光ビームスプリッタＤ５ａを透過し、ミラーＤ５ｃで−Ｙ方向に反射されて、検出部２１ｂに第４検出光として入射される。なお、第４検出光用ユニットＤ４の後段に他の検出光用ユニットを設ける場合には、ミラーＤ５ｇは、ミラーＤ５ｅと同様に光路結合用のハーフミラーとする。

Ｙ干渉計ユニット１６Ｙの第１〜第４検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４は、図４に示されている４本の位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４に対してそれぞれ配置されており、これらの位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４は、プレートステージ６がＸ方向の全ストロークのうち何れの場所に位置していても、第１〜第４検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４の少なくとも１つから移動鏡７Ｙに対して検出光が照射されるように配列されている。ここでは、各位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４は、移動鏡７Ｙの反射面の長手方向の寸法よりも狭い間隔で配列されており、同時に３つの検出光が移動鏡７Ｙに照射されないように、移動鏡７Ｙの長手方向（Ｘ方向）の寸法よりも僅かに狭い間隔で配置されている。これによって、Ｙ干渉計ユニット１６Ｙは、プレートステージ６のＸ方向の全ストローク（全移動範囲）にわたってそのＹ方向の位置を計測することができる。

各検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４によって各位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４上に射出される各検出光のうち、奇数列の検出光、即ち、第１検出光用ユニットＤ１及び第３検出光用ユニットＤ３により射出される検出光の移動鏡７Ｙからの反射光は検出部２１ａに入射される。検出部２１ａは、この反射光と、同時に入射されている基準光との干渉により生じる干渉縞を検出することにより、移動鏡７ＹのＹ方向の位置、すなわちプレートステージ６のＹ方向の位置を計測する。また、各検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４によって各位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４上に射出される各検出光のうち、偶数列の検出光、即ち、第２検出光用ユニット１７Ｙ２及び第４検出光用ユニット１７Ｙ４により射出される検出光の移動鏡７Ｙからの反射光は検出部２１ｂに入射される。検出部２１ｂは、この反射光と、同時に入射されている基準光との干渉により生じる干渉縞を検出することにより、移動鏡７ＹのＹ方向の位置、すなわちプレートステージ６のＹ方向の位置を計測する。

検出部２１ａに入射されている検出光が、第１検出光用ユニットＤ１による検出光であるか、第３検出光用ユニットＤ３による検出光であるか、又は検出部２１ｂに入射されている検出光が、第２検出光用ユニットＤ２による検出光であるか、第４検出光用ユニットＤ４による検出光であるかの識別は、ステージ制御部１２がＸ干渉計ユニット１６Ｘにより検出されるプレートステージ６のＸ方向の座標値と、各検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４の位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４のＸ方向の位置とを比較することにより行うことができる。

また、ステージ制御部１２は、例えば、図４に示した状態において、Ｙステージ６Ｙが＋Ｘ方向に移動した場合、位置計測軸１７Ｙ１に係る検出光をもとに検出部２１ａが計測した計測値を、移動鏡７Ｙの移動につれて位置計測軸１７Ｙ１に係る検出光と同時に移動鏡７Ｙを照射するようになった位置計測軸１７Ｙ２に係る検出光に基づく検出部２１ｂの計測値の初期値として受け渡す（初期設定する）。以降の位置計測軸１７Ｙ２と１７Ｙ３、位置計測軸１７Ｙ３と１７Ｙ４についても同様である。前段の位置計測軸における計測値、つまり受け渡し前に計測をしていた検出部の計測値を、後段の位置計測軸における計測値の初期値、つまり受け渡し後に計測を引き継ぐ検出部の計測値の初期値として受け渡すのは、次の理由による。即ち、この種の計測装置は、ステージのある位置から他の位置への相対的な移動量を計測するものであり、この例のように、突如、移動鏡７Ｙを照射するようになった検出光のみによってはその時点のステージ位置は知りえないからである。移動鏡７Ｙの移動に従って同様の受け渡し手順を繰り返すことにより、Ｘ方向に移動鏡７Ｙがその寸法以上に移動してもＹ方向のステージ位置の計測を連続して行うことが可能となる。なお、移動鏡７Ｙ（プレートステージ６）が−Ｘ方向に移動する場合も同様である。

各検出部２１ａ，２１ｂによる計測値は、ステージ制御部１２に供給され、上述した各位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４の何れの検出光が検出されているかの識別、及び前段の検出光に係る計測値の後段の検出光に係る初期値としての受け渡し等の処理は、ステージ制御部１２によって行われ、ステージ制御部１２は、Ｘ干渉計ユニット１６Ｘ及びＹ干渉計ユニット１６Ｙによる計測値に基づいて、プレートステージ６の移動を制御する。なお、各検出部２１ａ，２１ｂのどちらの計測値を用いるかは、Ｘ干渉計ユニット１６Ｘの位置情報に基づいて制御するようにしても良い。

なお、上述した第１実施形態では、Ｘ干渉計ユニット１６Ｘとして単軸の検出光を射出するものを、Ｙ干渉計ユニット１６Ｙとして多軸（上記では４軸）の検出光を射出するものについて説明したが、Ｘ干渉計ユニットとして、上述したＹ干渉計ユニット１６Ｙと同様に多軸の検出光を射出するものを用いるようにしてもよい。

また、上述した第１実施形態では、基準光用ユニットＲ１は、図５に示したようにレーザ光源２０と第１検出光用ユニットＤ１との間に配置したが、これに限られず、例えば、平面視で第２検出光用ユニットＤ２と第３検出光用ユニットＤ３との間に配置してもよい。基準光用ユニットＲ１をこのように第２検出光用ユニットＤ２と第３検出光用ユニットＤ３との間に配置することにより、各第１〜第４検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４による検出光の光路長と、基準光用ユニットＲ１による基準光の光路長との各光路長差の差異を互いに小さくすることができ、光路長差に起因する計測精度のユニット間差（位置計測軸間の差）を抑制することが可能である。

上述した第１実施形態に係るステージ位置計測装置によると、移動鏡の長手方向の寸法よりも大きいストロークを有するステージであっても、その全域に渡って位置計測することが可能である。従って、大型のプレート（基板）を移動するためにステージが大型化した場合であっても、移動鏡の長手方向の寸法を拡大することなく容易に対応可能である。また、安価で高精度な小型の移動鏡を用いることができるので、ステージの軽量化、低コスト化を図ることができる。

加えて、上述した第１実施形態によると、レーザ光源２０からのレーザ光を、第１〜第４検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４に分配して、複数の位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４上に検出光として射出するとともに、各検出光の移動鏡７Ｙでの反射光のうち、第１の位置計測モジュールを構成する奇数列の第１及び第３検出光用ユニットＤ１，Ｄ３に係る反射光を検出部２１ａで検出し、第２の位置計測モジュールを構成する偶数列の第２及び第４検出光用ユニットＤ２，Ｄ４に係る反射光を検出部２１ｂで検出するようにしている。従って、４つの検出光（位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４）を２つの検出部により検出することができるので、Ｙ干渉計ユニット１６Ｙの構成が簡略であり、更に低コスト化を図ることができる。

また、ステージのストロークを更に拡大する場合においても、奇数列の場合には第１検出光用ユニットＤ１と同様のユニットを第１の位置計測モジュールの構成ユニットとして追加し、偶数列の場合には第２検出光用ユニットＤ２と同様のユニットを第２の位置計測モジュールの構成ユニットとして追加することにより対応でき、検出部の数を増やす必要はない。従って、ステージストロークの拡大に容易に且つ低コストで柔軟に対応することができる。このように、大型基板に対して、特に基板外径が５００ｍｍを超えるような基板を載置するステージ装置や、パターンを露光する露光装置において有効になる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図６を参照して説明する。図５に示した構成では、レーザ光源２０から射出されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタＲ１ａ，Ｄ１ａ〜Ｄ３ａによりそれぞれ５０％ずつの比率で偏光分離され、基準光用ユニットＲ１および第１〜第４検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４に分配される。従って、後段の検出光用ユニットにいくに従って、検出光のエネルギー（パワー、光量）が低下することになる。本発明の第２実施形態は、この点を改善し、基準光用ユニットＲ１により射出される基準光、及び第１〜第４検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４により射出される各検出光のパワーが互いに均等になるようにしている。なお、図５と実質的に同一の構成部分については、同一の符号を付して、その説明は省略する。

図６において、レーザ光源２０から射出されたレーザ光は、入射光の８０％を反射し、２０％を透過する部分透過ミラー２２ａに入射され、その透過光は基準光用ユニットＲ１の偏光ビームスプリッタＲ１ａに入射される。部分透過ミラー２２ａでの反射光は、全反射ミラー２３ａで反射され、入射光の２５％を反射し、７５％を透過する部分透過ミラー２２ｂに入射される。部分透過ミラー２２ｂでの反射光は、全反射ミラー２３ｂで反射されて第１検出光用ユニットＤ１の偏光ビームスプリッタＤ１ａに供給される。部分透過ミラー２２ｂを透過した透過光は、入射光の３３％を反射し、６７％を透過する部分透過ミラー２２ｃに入射される。

部分透過ミラー２２ｃでの反射光は、全反射ミラー２３ｃで反射されて第２検出光用ユニットＤ２の偏光ビームスプリッタＤ２ａに供給される。部分透過ミラー２２ｃを透過した透過光は、入射光の５０％を反射し、５０％を透過する部分透過ミラー２２ｄに入射される。部分透過ミラー２２ｄでの反射光は、全反射ミラー２３ｄで反射されて第３検出光用ユニットＤ３の偏光ビームスプリッタＤ３ａに供給される。部分透過ミラー２２ｄを透過した透過光は、全反射ミラー２２ｅ，２３ｅでそれぞれ反射されて第４検出光用ユニットＤ４の偏光ビームスプリッタＤ４ａに供給される。

このような構成を採用することにより、レーザ光源２０からの射出光の２０％ずつを、基準光及び各検出光として用いることができる。なお、検出光用ユニットを追加する場合には、部分透過ミラー２２ａ〜２２ｄ及び追加の部分透過ミラーの透過率をその数に応じて適宜に設定することにより、基準光及び各検出光のパワーを均等にすることができる。なお、検出光用ユニットの構成数により、部分透過ミラーの透過率を変えて光量を調整することは言うまでもない。また、各検出部２１ａ，２１ｂで安定して検出可能な光量の範囲であれば、基準光及び各検出光をすべて均等にしなくても構わない。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図７及び図８を参照して説明する。

上述した第１実施形態では、図４に示した通り、Ｘ干渉計ユニット１６Ｘとして、Ｘ軸に沿って単一の位置計測軸１７Ｘ上にレーザビーム（検出光）を照射するものについて説明したが、この第３実施形態では、図７に示されるように、Ｘ干渉計ユニット１６Ｘとして、図４の位置計測軸１７Ｘに相当する位置計測軸１７Ｘ１に加えて、これに隣接して位置計測軸１７Ｘ２上にレーザビーム（検出光）を照射するものを用いている。

この追加された位置計測軸１７Ｘ２は、Ｙステージ６ＹのＺ軸回りの微小回転角を検出するために設けられている。検出されたＹステージ６Ｙの微小回転角は、ステージ制御部１２に供給され、Ｙステージ６Ｙの適正な姿勢を保持するために用いられるとともに、後述する位置計測軸間の初期値の受け渡しにおける当該初期値の設定に用いられる。

なお、上述した第１実施形態、第２実施形態、及び後述する第４実施形態にも、図７に示すＸ干渉計ユニット１６Ｘを採用して、Ｙステージ６ＹのＺ軸回りの微小回転角を検出し、姿勢制御や受渡処理を行うようにしてもよい。

また、この第３実施形態では、Ｙ干渉計ユニット１６Ｙは、図８に示されるように構成されている。上述した第１又は第２実施形態では、第１〜第４検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４に対して、１つの基準光用ユニットＲ１を設け、固定鏡ＲＭで反射した基準光を検出部２１ａ及び検出部２１ｂに分配するようにしている。これに対して、この第３実施形態は、第１〜第４検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４に代わる第１〜第４検出光用ユニットＤ１１〜Ｄ１４に、基準光用ユニットをそれぞれ一体に設けた点が相違する。以下、この構成について、詳細に説明する。なお、図５又は図６と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を適宜省略する。

Ｙ干渉計ユニット１６Ｙは、上述した第１又は第２実施形態と同様に、プレートステージ６のＸ方向のストローク全域に渡ってＹ方向の位置（座標値）を計測する位置計測装置であり、直線偏光を出力（射出）するレーザ光源（例えば、Ｈｅ−Ｎｅレーザ）Ｌｓ１、及び一対の検出部２１ａ，２１ｂを備えている。Ｙ干渉計ユニット１６Ｙは、それぞれ複数の光学素子含む第１〜第４検出光用ユニットＤ１１〜Ｄ１４、及び反射光用ユニットを更に備えている。ここで、奇数列の位置計測軸１７Ｙ１，１７Ｙ３に対応して設けられた第１及び第３検出光用ユニットＤ１１，Ｄ１３と検出部２１ａとを用いて第１の位置計測モジュールが構成され、偶数列の位置計測軸１７Ｙ２，１７Ｙ４に対応して設けられた第２及び第４検出光用ユニットＤ１２，Ｄ１４と検出部２１ｂとを用いて第２の位置計測モジュールが構成されている。

第１検出光用ユニットＤ１１は偏光ビームスプリッタＤ１ａ、コーナーキューブＤ１ｂ、１／４波長板Ｄ１ｃ、ハーフミラーＤ１ｆ、シャッタＳｈ１及び固定鏡ＲＭ１を備え、第２検出光用ユニットＤ１２は偏光ビームスプリッタＤ２ａ、コーナーキューブＤ２ｂ、１／４波長板Ｄ２ｃ、ハーフミラーＤ２ｆ、シャッタＳｈ２及び固定鏡ＲＭ２を備えている。第３検出光用ユニットＤ１３は偏光ビームスプリッタＤ３ａ、コーナーキューブＤ３ｂ、１／４波長板Ｄ３ｃ、ハーフミラーＤ３ｆ、シャッタＳｈ３及び固定鏡ＲＭ３を備え、第４検出光用ユニットＤ１４は偏光ビームスプリッタＤ４ａ、コーナーキューブＤ４ｂ、１／４波長板Ｄ４ｃ、ハーフミラーＤ４ｆ、シャッタＳｈ４及び固定鏡ＲＭ４を備えている。反射光用ユニットは、ミラーＤ６ａ〜Ｄ６ｈを備えている。ミラーＤ６ａ，Ｄ６ｂ，Ｄ６ｃ，Ｄ６ｄ、Ｄ６ｇ，Ｄ６ｈは全反射ミラーであり、ミラーＤ６ｅ，Ｄ６ｆは光路結合素子としてのハーフミラーである。シャッタＳｈ１〜Ｓｈ４は、その作動に応じて基準光の光路を選択的に開放／遮断することで、固定鏡ＲＭ１〜ＲＭ４に対する光の照射／非照射を選択的に行う選択照射機構である。なお、第１〜第４検出光用ユニットＤ１１〜Ｄ１４は、それぞれが後述のように基準光用ユニットとしても作用する。

各偏光ビームスプリッタＤ１ａ〜Ｄ４ａの前段（レーザ光源側）には、光量調整機構としての１／２波長板２５ａ〜２５ｄがそれぞれ配置されている。１／２波長板２５ａの更に前段、及び１／２波長板２５ｃの更に前段には周波数変調器（例えば、ＡＯＭ：Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）２４ａ，２４ｂがそれぞれ配置されている。これらの周波数変調器２４ａ，２４ｂは、透過する光の周波数を所定量変化（シフト）させるものである。なお、ここでは、２つの周波数変調器２４ａ，２４ｂを設けたが、周波数変調器２４ａを省略して、周波数変調器２４ｂのみ設けてもよい。このような周波数変調器２４ａ，２４ｂを設けたのは、検出光と基準光とで周波数に差を生じさせ、検出部２１ａ，２１ｂでヘテロダイン検出を行い得るようにするためである。

レーザ光源Ｌｓ１から＋Ｘ方向に射出された直線偏光であるレーザ光は、周波数変調器２４ａでその周波数が所定量だけシフトされ、１／２波長板２５ａでその偏光面が所要角度だけ回転され、第１検出光用ユニットＤ１１の偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射される。１／２波長板２５ａでの偏光面の回転角度は、レーザ光が偏光ビームスプリッタＤ１ａでその偏光面の角度に応じて偏光分離される際に、その２５％が反射され、７５％が透過されるように設定されている。なお、１／２波長板２５ａを回転させる代わりにレーザ光源Ｌｓ１を光軸回りに回転させてもよい。この場合、１／２波長板２５ａの配置を省略することもできる。

偏光ビームスプリッタＤ１ａで＋Ｙ方向に反射されたＳ偏光成分は、１／４波長板Ｄ１ｃで円偏光に変換され、ハーフミラーＤ１ｆに入射される。ハーフミラーＤ１ｆを透過した光は検出光として移動鏡７Ｙに照射され、移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射され、ハーフミラーＤ１ｅを透過して、再度１／４波長板Ｄ１ｃで直線偏光に変換される。１／４波長板Ｄ１ｃに＋Ｙ方向に入射される光の偏光面に対して、１／４波長板Ｄ１ｃから−Ｙ方向に射出される光の偏光面は９０度回転されている。

１／４波長板Ｄ１ｃから−Ｙ方向に射出された光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａを透過して、コーナーキューブＤ１ｂにより＋Ｙ方向に反射され、偏光ビームスプリッタＤ１ａを再び透過して、１／４波長板Ｄ１ｃで円偏光に変換され、ハーフミラーＤ１ｆに入射される。ハーフミラーＤ１ｆを透過した光は検出光として再び移動鏡７Ｙに照射され、移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射され、ハーフミラーＤ１ｆを透過して、再度１／４波長板Ｄ１ｃで直線偏光に変換される。

この１／４波長板Ｄ１ｃからの光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａで−Ｘ方向に反射され、ミラーＤ６ａで−Ｙ方向に反射され、更にミラーＤ６ｅで−Ｘ方向に反射されて、検出部２１ａに第１検出光として入射される。

一方、ハーフミラーＤ１ｆで＋Ｘ方向に反射された光は、シャッタＳｈ１が開放されている場合には、基準光として固定鏡ＲＭ１に照射され、固定鏡ＲＭ１で−Ｘ方向に反射され、ハーフミラーＤ１ｆで−Ｙ方向に反射されて、再度１／４波長板Ｄ１ｃで直線偏光に変換される。

この１／４波長板Ｄ１ｃからの光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａを透過して、コーナーキューブＤ１ｂにより＋Ｙ方向に反射され、偏光ビームスプリッタＤ１ａを再び透過して、１／４波長板Ｄ１ｃで円偏光に変換され、ハーフミラーＤ１ｆに入射される。ハーフミラーＤ１ｆで反射された光はシャッタＳｈ１が開放されている場合には、基準光として再び固定鏡ＲＭ１に照射され、固定鏡ＲＭ１で−Ｘ方向に反射され、ハーフミラーＤ１ｆで反射されて、再度１／４波長板Ｄ１ｃで直線偏光に変換される。

この１／４波長板Ｄ１ｃからの光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａで−Ｘ方向に反射され、ミラーＤ６ａで−Ｙ方向に反射され、更にミラーＤ６ｅで−Ｘ方向に反射されて、検出部２１ａに第１基準光として入射される。

次に、偏光ビームスプリッタＤ１ａを透過したＰ偏光成分は、１／２波長板２５ｂでその偏光面が所要角度だけ回転され、第２検出光用ユニットＤ１２の偏光ビームスプリッタＤ２ａに入射される。１／２波長板２５ｂでの偏光面の回転角度は、レーザ光が偏光ビームスプリッタＤ２ａでその偏光面の角度に応じて偏光分離される際に、その３３％が反射され、６７％が透過されるように設定されている。

偏光ビームスプリッタＤ２ａで＋Ｙ方向に反射されたＳ偏光成分の一部は、偏光ビームスプリッタＤ１ａで反射されたＳ偏光成分と同様に１／４波長板Ｄ２ｃ、ハーフミラーＤ２ｆ、偏光ビームスプリッタＤ２ａ及びコーナーキューブＤ２ｂを介し、検出光として２度、移動鏡７Ｙに照射される。そして、移動鏡７Ｙで２度目に反射された光は、ハーフミラーＤ２ｆを透過して、１／４波長板Ｄ２ｃで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ２ａで−Ｘ方向に反射され、ミラーＤ６ｂで−Ｙ方向に反射され、更にミラーＤ６ｆで−Ｘ方向に反射されて、検出部２１ｂに第２検出光として入射される。

偏光ビームスプリッタＤ２ａで反射されたＳ偏光成分のうちハーフミラーＤ２ｆで＋Ｘ方向に反射された光は、シャッタＳｈ２が開放されている場合には、基準光として固定鏡ＲＭ２に照射される。その後、ハーフミラーＤ１ｆで反射された光と同様にハーフミラーＤ２ｆ、１／４波長板Ｄ２ｃ、偏光ビームスプリッタＤ２ａ及びコーナーキューブＤ２ｂを介し、基準光として再び固定鏡ＲＭ２に照射される。そして、固定鏡ＲＭ２で２度目に反射された光は、ハーフミラーＤ２ｆで反射されて、１／４波長板Ｄ２ｃで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ２ａで−Ｘ方向に反射され、ミラーＤ６ｂで−Ｙ方向に反射され、更にミラーＤ６ｆで−Ｘ方向に反射されて、検出部２１ｂに第２基準光として入射される。

次に、偏光ビームスプリッタＤ２ａを透過したＰ偏光成分は、周波数変調器２４ｂでその周波数が所定量だけシフトされ、１／２波長板２５ｃでその偏光面が所要角度だけ回転され、第３検出光用ユニットＤ１３の偏光ビームスプリッタＤ３ａに入射される。１／２波長板２５ｃでの偏光面の回転角度は、レーザ光が偏光ビームスプリッタＤ３ａでその偏光面の角度に応じて偏光分離される際に、その５０％が反射され、５０％が透過されるように設定されている。なお、周波数変調器２４ｂによる周波数シフト量は、周波数変調器２４ａによる周波数シフト量と異なる量に設定されている。

偏光ビームスプリッタＤ３ａで＋Ｙ方向に反射されたＳ偏光成分の一部は、偏光ビームスプリッタＤ１ａで反射されたＳ偏光成分と同様に１／４波長板Ｄ３ｃ、ハーフミラーＤ３ｆ、偏光ビームスプリッタＤ３ａ及びコーナーキューブＤ３ｂを介し、検出光として２度、移動鏡７Ｙに照射される。そして、移動鏡７Ｙで２度目に反射された光は、ハーフミラーＤ３ｆを透過して、１／４波長板Ｄ３ｃで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ３ａで−Ｘ方向に反射され、ミラーＤ６ｃで−Ｙ方向に反射され、更にミラーＤ６ｇで−Ｘ方向に反射されて、ミラーＤ６ｅを透過し、検出部２１ａに第３検出光として入射される。

偏光ビームスプリッタＤ３ａで反射されたＳ偏光成分のうちハーフミラーＤ３ｆで＋Ｘ方向に反射された光は、シャッタＳｈ３が開放されている場合には、基準光として固定鏡ＲＭ３に照射される。その後、ハーフミラーＤ１ｆで反射された光と同様にハーフミラーＤ３ｆ、１／４波長板Ｄ３ｃ、偏光ビームスプリッタＤ３ａ及びコーナーキューブＤ３ｂを介し、基準光として再び固定鏡ＲＭ３に照射される。そして、固定鏡ＲＭ３で２度目に反射された光は、ハーフミラーＤ３ｆで反射されて、１／４波長板Ｄ３ｃで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ３ａで−Ｘ方向に反射され、ミラーＤ６ｃで反射され、更にミラーＤ６ｇで−Ｘ方向に反射され、更にミラーＤ６ｅを透過して、検出部２１ａに第３基準光として入射される。

次に、偏光ビームスプリッタＤ３ａを透過したＰ偏光成分は、１／２波長板２５ｄでその偏光面が所要角度だけ回転され、第４検出光用ユニットＤ１４の偏光ビームスプリッタＤ４ａに入射される。１／２波長板２５ｄでの偏光面の回転角度は、偏光ビームスプリッタＤ４ａに入射する光が１００％反射されるように設定されている。

偏光ビームスプリッタＤ４ａで＋Ｙ方向に反射されたＳ偏光成分の一部は、偏光ビームスプリッタＤ１ａで反射されたＳ偏光成分と同様に１／４波長板Ｄ４ｃ、ハーフミラーＤ４ｆ、偏光ビームスプリッタＤ４ａ及びコーナーキューブＤ４ｂを介し、検出光として２度、移動鏡７Ｙに照射される。そして、移動鏡７Ｙで２度目に反射された光は、ハーフミラーＤ４ｆを透過して、１／４波長板Ｄ４ｃで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ４ａで−Ｘ方向に反射され、ミラーＤ６ｄで−Ｙ方向に反射され、更にミラーＤ６ｈで−Ｘ方向に反射されて、ミラーＤ６ｆを透過して、検出部２１ｂに第４検出光として入射される。

偏光ビームスプリッタＤ４ａで反射されたＳ偏光成分のうちハーフミラーＤ４ｆで＋Ｘ方向に反射された光は、シャッタＳｈ４が開放されている場合には、基準光として固定鏡ＲＭ４に照射される。その後、ハーフミラーＤ１ｆで反射された光と同様にハーフミラーＤ４ｆ、１／４波長板Ｄ４ｃ、偏光ビームスプリッタＤ４ａ及びコーナーキューブＤ４ｂを介し、基準光として再び固定鏡ＲＭ４に照射される。そして、固定鏡ＲＭ４で２度目に反射された光は、ハーフミラーＤ４ｆで反射されて、１／４波長板Ｄ４ｃで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ４ａで−Ｘ方向に反射され、ミラーＤ６ｄで−Ｙ方向に反射され、更にミラーＤ６ｈで−Ｘ方向に反射されて、ミラーＤ６ｆを透過して、検出部２１ｂに第４基準光として入射される。

なお、第４検出光用ユニットＤ１４の後段（レーザ光源と反対側）に他の検出光用ユニットを設ける場合には、ミラーＤ６ｇ及びミラーＤ６ｈは、ミラーＤ６ｅ又はミラーＤ６ｆと同様に光路結合素子としてのハーフミラーとする。また、１／２波長板２５ａ〜２５ｄによって設定する第１〜第４検出光用ユニットＤ１１〜Ｄ１４に対する分岐光量比を、追加する検出光用ユニットのユニット数に応じて適宜変更する。

各検出光用ユニットＤ１１〜Ｄ１４のシャッタＳｈ１〜Ｓｈ４の作動（開放又は閉塞）は、プレートステージ６（Ｙステージ６Ｙ）のＸ軸方向の位置に応じて、ステージ制御部１２によって制御される。具体的には、ステージ制御部１２は、Ｘ干渉計ユニット１６Ｘの計測値に基づいて、移動鏡７Ｙに検出光を照射している検出光用ユニットと、移動鏡７Ｙに検出光を照射していない検出光用ユニットを適宜判別する。そして、移動鏡７Ｙに検出光を照射している検出光用ユニットのシャッタを閉塞して基準光の光路を遮断し、移動鏡７Ｙに検出光を照射していない検出光用ユニットのシャッタを開放して基準光の光路を開放するように制御を行う。例えば、Ｙステージ６Ｙが第１検出光用ユニットＤ１１による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にあると判断した場合には、ステージ制御部１２は、当該第１検出光用ユニットＤ１１のシャッタＳｈ１を閉塞し、移動鏡７Ｙに検出光を照射していない第３検出光用ユニットＤ１３のシャッタＳｈ３を開放する。同様に、Ｙステージ６Ｙが第２検出光用ユニットＤ１２による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にあると判断した場合には、ステージ制御部１２は、当該第２検出光用ユニットＤ１２のシャッタＳｈ２を閉塞し、移動鏡７Ｙに検出光を照射していない第４検出光用ユニットＤ１４のシャッタＳｈ４を開放する。

従って、Ｙステージ６Ｙが第１検出光用ユニットＤ１１による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にある場合には、第１検出光用ユニットＤ１１による第１検出光と、第３検出光用ユニットＤ１３による第３基準光とが検出部２１ａに同時に入射され、検出部２１ａは、この第１検出光と第３基準光との干渉による干渉縞を検出することで、移動鏡７ＹのＹ方向の位置、すなわちプレートステージ６のＹ方向の位置を計測する。これと反対に、Ｙステージ６Ｙが第３検出光用ユニットＤ１３による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にある場合には、第３検出光用ユニットＤ１３による第３検出光と、第１検出光用ユニットＤ１１による第１基準光とが検出部２１ａに同時入射され、検出部２１ａは、この第３検出光と第１基準光との干渉による干渉縞を検出することで、移動鏡７ＹのＹ方向の位置、すなわちプレートステージ６のＹ方向の位置を計測する。

同様に、Ｙステージ６Ｙが第２検出光用ユニットＤ１２による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にある場合には、第２検出光用ユニットＤ１２による第２検出光と、第４検出光用ユニットＤ１４による第４基準光とが検出部２１ｂに同時に入射され、検出部２１ｂは、この第２検出光と第４基準光との干渉による干渉縞を検出することで、移動鏡７ＹのＹ方向の位置、すなわちプレートステージ６のＹ方向の位置を計測する。これと反対に、Ｙステージ６Ｙが第４検出光用ユニットＤ１４による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にある場合には、第４検出光用ユニットＤ１４による第４検出光と、第２検出光用ユニットＤ１２による第２基準光とが検出部２１ｂに同時に入射され、検出部２１ｂは、この第４検出光と第２基準光との干渉による干渉縞を検出することで、移動鏡７ＹのＹ方向の位置、すなわちプレートステージ６のＹ方向の位置を計測する。

この第３実施形態では、第１検出光と第３基準光との間、第３検出光と第１基準光との間、第２検出光と第４基準光との間、又は第４検出光と第２基準光との間には、それぞれ周波数変調器２４ａ，２４ｂにより周波数差を生じさせており、検出部２１ａ又は検出部２１ｂは、この周波数差に等しい周波数の干渉信号をヘテロダイン検出して、移動鏡７ＹのＹ方向の位置を計測する。これにより、Ｙステージ６ＹのＹ方向の位置を高精度に検出することが可能となっている。

また、例えば、図７に示した状態において、Ｙステージ６Ｙが＋Ｘ方向に移動した場合、位置計測軸１７Ｙ１に係る検出光をもとに検出部２１ａが計測した計測値を、移動鏡７Ｙの移動につれて位置計測軸１７Ｙ１に係る検出光と同時に移動鏡７Ｙを照射するようになった位置計測軸１７Ｙ２に係る検出光に基づく検出部２１ｂの計測値の初期値として受け渡す（初期設定する）。以降の位置計測軸１７Ｙ２と１７Ｙ３、位置計測軸１７Ｙ３と１７Ｙ４についても同様である。また、プレートステージ６が−Ｘ方向に移動する場合についても同様である。

ここで、Ｙステージ６Ｙは、その移動に伴いＺ軸回りに微小回転を生じることがあり、計測値の受け渡し時にこの微小回転が生じている場合、前段の位置計測軸における計測値、つまり受け渡し前に計測をしていた検出部の計測値を、後段の位置計測軸における計測値の初期値、つまり受け渡し後に計測を引き継ぐ検出部の計測値の初期値としてそのまま受け渡すと、初期値に微小回転に相当する誤差が含まれることになり、計測精度を低下させるおそれがある。この第３実施形態では、上述したように、Ｘ干渉計ユニット１６ＸによってＹステージ６ＹのＺ軸回りの微小回転角を検出し、この検出した微小回転角と前段の位置計測軸における計測値とに基づいて、後段の位置計測軸に受け渡す初期値を設定することにより、正確な位置計測を行うことができる。

各検出部２１ａ，２１ｂによる計測値は、ステージ制御部１２に供給され、前段の検出光に係る計測値の後段の検出光に係る初期値としての受け渡し等の処理は、ステージ制御部１２によって行われ、ステージ制御部１２は、Ｘ干渉計ユニット１６Ｘ及びＹ干渉計ユニット１６Ｙによる計測値に基づいて、プレートステージ６の移動を制御する。

上述した第３実施形態に係るステージ位置計測装置によると、第１実施形態に係るステージ位置計測装置と同様の効果を奏することができる。また、光量調整用の１／２波長板２５ａ〜２５ｄを第１〜第４検出光用ユニットＤ１１〜Ｄ１４の各前段（レーザ光源側）に設けたので、それぞれ偏光ビームスプリッタＤ１ａ〜Ｄ４ａとの関係で、その回転角度を適宜に設定することによって、第１〜第４検出光用ユニットＤ１１〜Ｄ１４から移動鏡７Ｙに照射する検出光の光量、及び固定鏡ＲＭ１〜ＲＭ４に照射する基準光の光量をユニット間で均等に分配することができる。なお、検出光用ユニットを追加する場合でも、１／２波長板２５ａ〜２５ｄの回転角度をそのユニット数に応じて適宜に設定することにより、ユニット間で基準光及び各検出光のパワー（光量）を均等にすることができる。但し、各検出部２１ａ，２１ｂで安定して検出可能な光量の範囲であれば、基準光及び各検出光をすべて均等にしなくても構わない。

なお、上述した第３実施形態では、第１〜第４検出光用ユニットＤ１１〜Ｄ１４において、ハーフミラーＤ１ｆ〜Ｄ４ｆにより光を分岐させて、シャッタＳｈ１〜Ｓｈ４を介して固定鏡ＲＭ１〜ＲＭ４を設ける構成としたが、図９に示されるように、１／４波長板Ｄ１ｃ（Ｄ２ｃ、Ｄ３ｃ、Ｄ４ｃ）の移動鏡７Ｙ側に、光路に対して挿脱自在な可動ミラーＤＭ１（ＤＭ２〜ＭＤ４）を設けるようにしてもよい。これによって、第１〜第４検出光用ユニットでは、ハーフミラーＤ１ｆ〜Ｄ４ｆで分岐することなく、各々対応する検出部２１ａ，２１ｂに入射させる検出光及び基準光を選択的に切り換えることができ、分岐による検出光及び基準光の光量損失を低減することができる。なお、このような駆動機能を伴う可動ミラーは、後述する第４実施形態においても適用することができる。また、このような可動ミラーは、シャッタＳｈ１〜Ｓｈ４に代えて配置するようにしても構わない。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について、図１０を参照して説明する。なお、図５、図６又は図８と同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を適宜省略する。

図１０は本発明の第４実施形態に係るステージ位置計測装置の構成を示す平面図である。Ｙ干渉計ユニット１６Ｙは、周波数が異なり、その偏光面が互いに直交する２つの直線偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）を含むレーザ光を出力（射出）するレーザ光源（例えば、ゼーマンレーザ）Ｌｓ２、及び一対の検出部２１ａ，２１ｂを備えている。Ｙ干渉計ユニット１６Ｙは、それぞれ複数の光学素子含む第１〜第４検出光用ユニットＤ２１〜Ｄ２４、反射光用ユニット、光分配ユニットを更に備えている。ここで、奇数列の位置計測軸１７Ｙ１，１７Ｙ３に対応して設けられた第１及び第３検出光用ユニットＤ２１，Ｄ２３と検出部２１ａとを用いて第１の位置計測モジュールが構成され、偶数列の位置計測軸１７Ｙ２，１７Ｙ４に対応して設けられた第２及び第４検出光用ユニットＤ２２，Ｄ２４と検出部２１ｂとを用いて第２の位置計測モジュールが構成されている。

第１検出光用ユニットＤ２１は偏光ビームスプリッタＤ１ａ、コーナーキューブＤ１ｂ、１／４波長板Ｄ１ｃ，Ｄ１ｇ、シャッタＳｈ１及び固定鏡ＲＭ１を備え、第２検出光用ユニットＤ２２は偏光ビームスプリッタＤ２ａ、コーナーキューブＤ２ｂ、１／４波長板Ｄ２ｃ，Ｄ２ｇ、シャッタＳｈ２及び固定鏡ＲＭ２を備えている。第３検出光用ユニットＤ２３は偏光ビームスプリッタＤ３ａ、コーナーキューブＤ３ｂ、１／４波長板Ｄ３ｃ，Ｄ３ｇ、シャッタＳｈ３及び固定鏡ＲＭ３を備え、第４検出光用ユニットＤ２４は偏光ビームスプリッタＤ４ａ、コーナーキューブＤ４ｂ、１／４波長板Ｄ４ｃ，Ｄ４ｇ、シャッタＳｈ４及び固定鏡ＲＭ４を備えている。反射光用ユニットは、ミラーＤ７ａ〜Ｄ７ｄを備えている。ミラーＤ７ｃ、Ｄ７ｄは全反射ミラーであり、ミラーＤ７ａ、Ｄ７ｂは光路結合素子としてのハーフミラーである。なお、第１〜第４検出光用ユニットＤ２１〜Ｄ２４は、それぞれが後述のように基準光用ユニットとしても作用する。

光分配ユニットは、レーザ光源Ｌｓ２から射出されたレーザ光（Ｐ偏光及びＳ偏光）を各検出光用ユニットＤ２１〜Ｄ２４に均等に分配するユニットであり、部分透過ミラー２６ａ〜２６ｃ及び全反射ミラー２６ｄを備えている。レーザ光源Ｌｓ２から射出されたレーザ光は、入射光の２５％を反射し、７５％を透過する部分透過ミラー２６ａに入射され、その反射光は第１検出光用ユニットＤ２１に入射され、その透過光は部分透過ミラー２６ｂに入射される。部分透過ミラー２６ｂは、入射光の３３％を反射し、６７％を透過するものであり、その反射光は第２検出光用ユニットＤ２２に入射され、その透過光は部分透過ミラー２６ｃに入射される。部分透過ミラー２６ｃは、入射光の５０％を反射し、５０％を透過するものであり、その反射光は第３検出光用ユニットＤ２３に入射され、その透過光は全反射ミラー２６ｄに入射される。全反射ミラー２６ｄでは、入射光の全てが反射されて、第４検出光用ユニットＤ２４に入射される。

部分透過ミラー２６ａで反射され、偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射されたレーザ光のうちのＰ偏光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａを透過して、１／４波長板Ｄ１ｃで円偏光に変換され、検出光として移動鏡７Ｙに照射される。移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射された反射光は、再度１／４波長板Ｄ１ｃで直線偏光に変換される。１／４波長板Ｄ１ｃに＋Ｙ方向に入射される光の偏光面に対して、１／４波長板Ｄ１ｃから−Ｙ方向に射出される光の偏光面は９０度回転されている。

１／４波長板Ｄ１ｃから−Ｙ方向へ射出された光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射され、偏光ビームスプリッタＤ１ａで−Ｘ方向に反射されて、コーナーキューブＤ１ｂにより＋Ｘ方向に反射され、偏光ビームスプリッタＤ１ａで＋Ｙ方向に反射されて、１／４波長板Ｄ１ｃで円偏光に変換され、検出光として再び移動鏡７Ｙに照射される。移動鏡７Ｙで−Ｙ方向に反射された反射光は、再度１／４波長板Ｄ１ｃで直線偏光に変換される。この１／４波長板Ｄ１ｃからの光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａを透過し、更にミラーＤ７ａを透過して、検出部２１ａに第１検出光として入射される。

一方、部分透過ミラー２６ａで反射され、偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射されたレーザ光のうちのＳ偏光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａで＋Ｘ方向に反射され、１／４波長板Ｄ１ｇで円偏光に変換され、シャッタＳｈ１が開放されている場合には、基準光として固定鏡ＲＭ１に照射され、固定鏡ＲＭ１で反射され、再度１／４波長板Ｄ１ｇで直線偏光に変換される。１／４波長板Ｄ１ｇに＋Ｘ方向に入射される光の偏光面に対して、１／４波長板Ｄ１ｇから−Ｘ方向に射出される光の偏光面は９０度回転されている。

１／４波長板Ｄ１ｇからの−Ｘ方向に射出された光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａを透過して、コーナーキューブＤ１ｂにより＋Ｘ方向に反射され、偏光ビームスプリッタＤ１ａを透過して、１／４波長板Ｄ１ｇで円偏光に変換され、基準光として再び固定鏡ＲＭ１に照射され、固定鏡ＲＭ１で−Ｙ方向に反射された反射光は、再度１／４波長板Ｄ１ｇで直線偏光に変換される。この１／４波長板Ｄ１ｇからの光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａで−Ｙ方向に反射され、ミラーＤ７ａを透過して、検出部２１ａに第１基準光として入射される。

次に、部分透過ミラー２６ｂで反射され、偏光ビームスプリッタＤ２ａに入射されたレーザ光のうちのＰ偏光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射されたレーザ光のうちのＰ偏光と同様に偏光ビームスプリッタＤ２ａ、１／４波長板Ｄ２ｃ及びコーナーキューブＤ２ｂを介し、検出光として２度、移動鏡７Ｙに照射される。そして、移動鏡７Ｙで２度目に反射された光は、１／４波長板Ｄ２ｃで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ２ａを透過し、更にミラーＤ７ｂを透過して、検出部２１ｂに第２検出光として入射される。

一方、部分透過ミラー２６ｂで反射され、偏光ビームスプリッタＤ２ａに入射されたレーザ光のうちのＳ偏光は、シャッタＳｈ２が開放されている場合には、偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射されたレーザ光のうちのＳ偏光と同様に偏光ビームスプリッタＤ２ａ、１／４波長板Ｄ２ｇ、及びコーナーキューブＤ２ｂを介し、基準光として２度、固定鏡ＲＭ２に照射される。そして、固定鏡ＲＭ２で２度目に反射された光は、１／４波長板Ｄ２ｇで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ２ａで−Ｙ方向に反射され、ミラーＤ７ｂを透過して、検出部２１ｂに第２基準光として入射される。

次に、部分透過ミラー２６ｃで反射され、偏光ビームスプリッタＤ３ａに入射されたレーザ光のうちのＰ偏光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射されたレーザ光のうちのＰ偏光と同様に偏光ビームスプリッタＤ３ａ、１／４波長板Ｄ３ｃ及びコーナーキューブＤ３ｂを介し、検出光として２度、移動鏡７Ｙに照射される。そして、移動鏡７Ｙで２度目に反射された反射光は、１／４波長板Ｄ３ｃで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ３ａを透過し、更にミラーＤ７ｂを透過して、検出部２１ａに第３検出光として入射される。

一方、部分透過ミラー２６ｃで反射され、偏光ビームスプリッタＤ３ａに入射されたレーザ光のうちのＳ偏光は、シャッタＳｈ３が開放されている場合には、偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射されたレーザ光のうちのＳ偏光と同様に偏光ビームスプリッタＤ３ａ、１／４波長板Ｄ３ｇ、及びコーナーキューブＤ３ｂを介し、基準光として２度、固定鏡ＲＭ３に照射される。そして、固定鏡ＲＭ３で２度目に反射された光は、１／４波長板Ｄ３ｇで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ３ａで−Ｙ方向に反射され、ミラーＤ７ｃで反射され、ミラーＤ７ａで−Ｙ方向に反射されて、検出部２１ａに第３基準光として入射される。

次に、全反射ミラー２６ｄで反射され、偏光ビームスプリッタＤ４ａに入射されたレーザ光のうちのＰ偏光は、偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射されたレーザ光のうちのＰ偏光と同様に偏光ビームスプリッタＤ４ａ、１／４波長板Ｄ４ｃ及びコーナーキューブＤ４ｂを介し、検出光として２度、移動鏡７Ｙに照射される。そして、移動鏡７Ｙで２度目に反射された光は、１／４波長板Ｄ４ｃで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ４ａを透過し、更にミラーＤ７ｄで反射され、ミラーＤ７ｂで−Ｙ方向に反射されて、検出部２１ｂに第４検出光として入射される。

一方、全反射ミラー２６ｄで反射され、偏光ビームスプリッタＤ４ａに入射されたレーザ光のうちのＳ偏光は、シャッタＳｈ４が開放されている場合には、偏光ビームスプリッタＤ１ａに入射されたレーザ光のうちのＳ偏光と同様に偏光ビームスプリッタＤ４ａ、１／４波長板Ｄ４ｇ、及びコーナーキューブＤ４ｂを介し、基準光として２度、固定鏡ＲＭ４に照射される。そして、固定鏡ＲＭ４で２度目に反射された光は、１／４波長板Ｄ４ｇで直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタＤ４ａで−Ｙ方向に反射され、ミラーＤ７ｄで反射され、ミラーＤ７ｂで−Ｙ方向に反射されて、検出部２１ｂに第４基準光として入射される。

なお、第４検出光用ユニットＤ２４の後段に他の検出光用ユニットを設ける場合には、ミラーＤ７ｃ及びミラーＤ７ｄは、ミラーＤ７ａ又はミラーＤ７ｂと同様に光路結合素子としてのハーフミラーとする。

各検出光用ユニットＤ２１〜Ｄ２４のシャッタＳｈ１〜Ｓｈ４の作動（開放又は閉塞）は、プレートステージ６（Ｙステージ６Ｙ）のＸ軸方向の位置に応じて、ステージ制御部１２によって制御される。具体的には、ステージ制御部１２は、Ｘ干渉計ユニット１６Ｘの計測値に基づいて、移動鏡７Ｙに検出光を照射している検出光用ユニットと、移動鏡７Ｙに検出光を照射していない検出光用ユニットを適宜判別する。そして、移動鏡７Ｙに検出光を照射している検出光用ユニットのシャッタを開放して基準光の光路を開放し、移動鏡７Ｙに検出光を照射していない検出光用ユニットのシャッタを閉塞して基準光の光路を閉塞するように制御を行う。例えば、Ｙステージ６Ｙが第１検出光用ユニットＤ２１による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にあると判断した場合には、ステージ制御部１２は、当該第１検出光用ユニットＤ２１のシャッタＳｈ１を開放し、移動鏡７Ｙに検出光を照射していない第３検出光用ユニットＤ２３のシャッタＳｈ３を閉塞する。同様に、Ｙステージ６Ｙが第２検出光用ユニットＤ２２による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にあると判断した場合には、ステージ制御部１２は、当該第２検出光用ユニットＤ２２のシャッタＳｈ２を開放し、移動鏡７Ｙに検出光を照射していない第４検出光用ユニットＤ２４のシャッタＳｈ４を閉塞する。

従って、Ｙステージ６Ｙが第１検出光用ユニットＤ２１による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にある場合には、第１検出光用ユニットＤ２１による第１検出光と、第１検出光用ユニットＤ２１による第１基準光とが検出部２１ａに同時に入射され、検出部２１ａは、この第１検出光と第１基準光との干渉による干渉縞を検出することで、移動鏡７ＹのＹ方向の位置、すなわちプレートステージ６のＹ方向の位置を計測する。これと反対に、Ｙステージ６Ｙが第３検出光用ユニットＤ２３による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にある場合には、第３検出光用ユニットＤ２３による第３検出光と、第３検出光用ユニットＤ２３による第３基準光とが検出部２１ａに同時入射され、検出部２１ａは、この第３検出光と第３基準光との干渉による干渉縞を検出することで、移動鏡７ＹのＹ方向の位置、すなわちプレートステージ６のＹ方向の位置を計測する。

同様に、Ｙステージ６Ｙが第２検出光用ユニットＤ２２による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にある場合には、第２検出光用ユニットＤ２による第２検出光と、第２検出光用ユニットＤ２４による第２基準光とが検出部２１ｂに同時に入射され、検出部２１ｂは、この第２検出光と第２基準光との干渉による干渉縞を検出することで、移動鏡７ＹのＹ方向の位置、すなわちプレートステージ６のＹ方向の位置を計測する。これと反対に、Ｙステージ６Ｙが第４検出光用ユニットＤ２４による検出光が移動鏡７Ｙに照射される位置にある場合には、第４検出光用ユニットＤ４による第４検出光と、第４検出光用ユニットＤ２４による第４基準光とが検出部２１ｂに同時に入射され、検出部２１ｂは、この第４検出光と第４基準光との干渉による干渉縞を検出することで、移動鏡７ＹのＹ方向の位置、すなわちプレートステージ６のＹ方向の位置を計測する。

この第４実施形態では、第１検出光と第１基準光との間、第３検出光と第３基準光との間、第２検出光と第２基準光との間、又は第４検出光と第４基準光との間には、それぞれゼーマンレーザ等により周波数差を生じさせており、検出部２１ａ又は検出部２１ｂは、この周波数差に等しい周波数の干渉信号をヘテロダイン検出して、移動鏡７ＹのＹ方向の位置を計測する。これにより、Ｙステージ６ＹのＹ方向の位置を高精度に検出することが可能となっている。

なお、後段の位置計測軸に対する初期値の受け渡し及びその設定については、上述した第３実施形態と同様である。

上述した第４実施形態に係るステージ位置計測装置によると、第１実施形態に係るステージ位置計測装置と同様の効果を奏することができる。

さらに、レーザ光源Ｌｓ２からの射出光の２５％ずつを、基準光及び各検出光として用いることができる。なお、検出光用ユニットを追加する場合には、部分透過ミラー２６ａ〜２６ｄ及び追加の部分透過ミラーの透過率をその数に応じて適宜に設定することにより、基準光及び各検出光のパワーを均等にすることができる。なお、検出光用ユニットの構成数により、部分透過ミラーの透過率を変えて光量を調整することは言うまでもない。但し、各検出部２１ａ，２１ｂで安定して検出可能な光量の範囲であれば、基準光及び各検出光をすべて均等にしなくても構わない。

なお、以上説明した第１〜第４実施形態では、各位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４は、この各位置計測軸上に射出される検出光のうちの３つの検出光が同時に移動鏡７Ｙに照射されない間隔でＸ軸方向に配列されているものとしたが、隣り合う位置計測軸間、すなわち第１及び第２の位置計測モジュール間で計測値の受け渡しを行うとき以外には、この限りではなく、４つの検出光が同時に移動鏡７Ｙに照射されない間隔であればよい。一般的には、第１及び第２の位置計測モジュールにおける各位置計測軸は、第１の位置計測モジュールに含まれる２つの位置計測軸上に射出される検出光と、第２の位置計測モジュールに含まれる２つの位置計測軸上に射出される検出光との計４つの検出光が、移動鏡７Ｙに同時に照射されない間隔で配列されていればよい。換言すると、Ｘ軸方向に配列された４つの位置計測軸の一端の軸から他端の軸までの軸間距離が移動鏡７Ｙの反射面のＸ軸方向の寸法よりも大きければよい。

このように各位置計測軸を配置することで、検出部２１ａ，２１ｂの一方の検出部には、移動鏡７Ｙ（プレートステージ６）の位置に依らず第１及び第２の位置計測モジュールにおけるいずれか１つの位置計測軸からの検出光が入射されるため、その検出光をもとに移動鏡７ＹのＹ軸方向の位置をＸ軸方向の全移動範囲にわたって計測することができる。また、移動鏡７ＹのＸ軸方向の位置に応じて第１及び第２の位置計測モジュール間で計測値の受け渡しを行う場合には、検出部２１ａ，２１ｂにそれぞれ１つの位置計測軸からの検出光が入射されるため、計測値の受け渡しを正確に行うことができる。

また、上述した第３及び第４実施形態では、位置計測軸１７Ｙ１〜１７Ｙ４ごとに基準光の光路にシャッタＳｈ１〜Ｓｈ４を配置し、基準光の光路を選択的に開放および遮断するものとしたが、基準光の光路に限定されず、さらに検出光の光路に配置するようにしてもよい。これによって、例えば移動鏡７Ｙに３つ以上の検出光が同時に照射されている場合であっても、検出光の光路を適宜遮断することによって所望のタイミングで第１及び第２の位置計測モジュール間の計測値の受け渡しを行うことができる。この場合、各位置計測軸の配列間隔に関する条件を緩和することができ、第１及び第２の位置計測モジュールの配置の自由度を拡張することができる。

また、上述した第１〜第４実施形態では、２つの位置計測モジュール、つまり第１及び第２の位置計測モジュールを用いるものとしたが、モジュール数は２つに限定されず、３以上のモジュールを設けることができる。この場合、１つの位置計測モジュールにおける第１及び第２の位置計測軸間に、他の位置計測モジュールの各１つの位置計測軸を配置するように各位置計測モジュールを設けるとよい。なお、この場合にも、上述した第１及び第２の位置計測モジュールと同様に、各位置計測モジュールで基準光用ユニット、レーザ光源、周波数変調器等を共有することができる。

〔デバイス製造方法〕
上述した各実施形態の露光装置では、投影光学系を用いて、マスクＭに形成された転写用のパターンを感光基板（プレート）に露光転写する露光工程を行い、さらに露光転写されたパターンを現像する現像工程を行うことにより、液晶表示素子、半導体素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド等のデバイスを製造することができる。以下、上述のいずれかの実施形態にかかる露光装置を用いて感光基板としてのプレート等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１１に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、図１１のステップＳ１０１において、プレートＰ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ１０２において、そのプレートＰ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ１０３において、上述のいずれかの実施形態にかかる露光装置を用いて、マスクＭに形成されたパターンの像が投影光学系ＰＬを介して、そのプレートＰ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ１０４において、そのプレートＰ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ１０５において、そのプレートＰ上でレジストパターン（転写パターン層）を加工用マスクとしてエッチングを行うことによって、マスクＭのパターンに対応する回路パターンが、プレートＰ上に形成される。

その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、半導体デバイスを低コストで製造することができる。なお、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０５では、プレートＰ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、プレートＰ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。

また、上述の各実施形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）Ｐ上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、液晶表示素子等の液晶デバイスを得ることもできる。以下、図１２に示すフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。まず、図１２において、パターン形成工程Ｓ２０１では、上述のいずれかの実施形態にかかる露光装置を用いてマスクＭのパターンの像をプレートＰとしての感光基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ２０２へ移行する。

次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ２０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ２０２の後に、セル組み立て工程Ｓ２０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ２０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ２０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ２０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。

その後、モジュール組み立て工程Ｓ２０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、液晶表示素子を低コストで生産性良く製造することができるようになる。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。従って、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、上述した実施形態では光源として超高圧水銀ランプを用いていたが、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）、又はＡｒ２レーザ光（波長１２６ｎｍ）などを用いることができる。エキシマレーザの代わりに、例えば波長２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍの何れかに発振スペクトルを持つＹＡＧレーザなどの固体レーザの高調波を用いるようにしてもよい。

また、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、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よい。さらに、レーザプラズマ光源、又はＳＯＲから発生する軟Ｘ線領域、例えば波長１３．４ｎｍ、又は１１．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）光を用いるようにしてもよい。さらに、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いてもよい。

なお、上述した各実施形態では、第１〜第４検出光用ユニットＤ１〜Ｄ４，Ｄ１１〜Ｄ１４またはＤ２１〜Ｄ２４を有するものを例として示したが、第１及び第２検出光用ユニットＤ１，Ｄ２、Ｄ１１，Ｄ２１またはＤ２１，Ｄ２２を最小単位とし、２個ずつ増やすように構成しても良いことは言うまでもない。また、第１〜第４検出光用ユニットをプレートステージ６に対して用いた例を示したが、マスクステージ５に対して用いるようにしても良い。また、複数の部分投影光学系を備えた露光装置について説明したが、一つの投影光学系だけを備えた露光装置についても適応可能である。また、マスクＭの部分に光変調器であるＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）などを用いてパターンが予め形成されたマスクを用いないマスクレス露光装置にも適応するようにしても良い。

また、本発明に係る位置計測装置は、上述した露光装置に好適に用いられることは勿論であるが、このような露光装置に限定されることはなく、物体（移動体）を移動するステージ装置を備える他のあらゆる装置に適用することができる。

本開示は、２００７年３月８日に提出された日本国特許出願第２００７−０５７９３９号に含まれた主題に関連し、その開示の全てはここに参照事項として明白に組み込まれる。

Claims (28)

1. 移動体に設けられ、第１軸方向に沿って反射面を有する移動鏡と、
   前記第１軸方向に配列された複数の計測軸ごとに配置され、前記移動鏡に対して前記第１軸方向と交差する第２軸方向に検出光を照射する検出光ユニットと、
   前記移動体と異なる部材に固定された固定鏡を含み、該固定鏡に対して基準光を照射する基準光ユニットと、
   前記計測軸ごとに前記移動鏡で反射された前記検出光の各検出光路の光路結合、または前記基準光ユニットを介した前記基準光の基準光路と前記検出光路との光路結合を行う複数の光路結合素子と、
   前記光路結合素子を介して入射される前記検出光と前記基準光との干渉による干渉縞を検出し、該干渉縞の検出結果をもとに、前記移動体の前記第２軸方向の位置を計測する検出部と、
   を備えたことを特徴とする位置計測モジュール。
2. 複数の前記計測軸は、２以上の前記検出光が前記移動鏡に同時に照射されない間隔で配列されたことを特徴とする請求項１に記載の位置計測モジュール。
3. 複数の前記計測軸は、前記第１軸方向における前記移動体の移動範囲内に配列されたことを特徴とする請求項１または２に記載の位置計測モジュール。
4. 前記基準光ユニットは、前記計測軸ごとに設けられ、前記固定鏡に対する前記基準光の照射および非照射を選択的に行う選択照射機構を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置計測モジュール。
5. 前記移動鏡に対して前記検出光を照射している第１の前記検出光ユニットと隣り合う第２の前記検出光ユニットに対応付けられた前記基準光ユニットの前記選択照射機構を択一的に作動させる選択照射制御部を備えることを特徴とする請求項４に記載の位置計測モジュール。
6. 前記移動鏡に対して前記検出光を照射している前記検出光ユニットに対応付けられた前記基準光ユニットの前記選択照射機構を択一的に作動させる選択照射制御部を備えることを特徴とする請求項４に記載の位置計測モジュール。
7. 前記選択照射機構は、前記固定鏡に対する前記基準光の光路を選択的に開放および遮断するシャッタ機構と、前記検出光の光路に前記固定鏡を選択的に挿脱させる挿脱機構との少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載の位置計測モジュール。
8. 前記検出部は、前記移動体の前記第１軸方向の位置に応じ、第１の前記検出光ユニットを介した前記検出光と前記基準光ユニットを介した前記基準光とによる第１の干渉縞、または第２の前記検出光ユニットを介した前記検出光と該基準光とによる第２の干渉縞を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の位置計測モジュール。
9. 前記検出光および前記基準光の少なくとも一方の周波数を変化させ、前記検出光と前記基準光との間に周波数差を生成する周波数変調器を備え、
   前記検出部は、前記干渉縞をヘテロダイン検出することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の位置計測モジュール。
10. 前記周波数変調器は、前記計測軸ごとに設けられ、該計測軸ごとに前記周波数の変化量を異ならせることを特徴とする請求項９に記載の位置計測モジュール。
11. 周波数および偏光面が異なる前記検出光と前記基準光とを射出する光源装置を備え、
    前記検出部は、前記干渉縞をヘテロダイン検出することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の位置計測モジュール。
12. 複数の前記検出光ユニットにレーザ光を供給する光源装置と、
    前記計測軸ごとに前記検出光として分岐する前記レーザ光の分岐光量比を調整する光量調整機構と、
    を備えたことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の位置計測モジュール。
13. 前記光源装置は、直線偏光である前記レーザ光を供給し、前記光量調整機構は、前記レーザ光を透過させる１／２波長板を含むことを特徴とする請求項１２に記載の位置計測モジュール。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の位置計測モジュールを複数備え、
    複数の前記位置計測モジュールのうちの第１の位置計測モジュールにおける第１および第２の前記計測軸間に、第２の位置計測モジュールの前記計測軸が配置されたことを特徴とする位置計測装置。
15. 前記第１の位置計測モジュールの前記計測軸と、前記第２の位置計測モジュールの前記計測軸とは、前記第１軸方向における前記移動鏡の反射面の寸法よりも狭い間隔で配置されたことを特徴とする請求項１４に記載の位置計測装置。
16. 前記第１の位置計測モジュールにおける第１および第２の前記計測軸と、前記第２の位置計測モジュールの前記計測軸とは、この各計測軸上に射出される前記検出光が前記移動鏡に同時に照射されない間隔で配置されたことを特徴とする請求項１４または１５に記載の位置計測装置。
17. 前記第１の位置計測モジュールにおける第１および第２の前記計測軸と、前記第２の位置計測モジュールにおける第１および第２の前記位置計測軸とは、この各計測軸上に射出される前記検出光が前記移動鏡に同時に照射されない間隔で配置されたことを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の位置計測装置。
18. 前記第１および第２の位置計測モジュールの少なくとも一方の前記検出光ユニットは、前記検出部に入射させる前記検出光の偏光を、前記第１および第２の位置計測モジュール間で異ならせる偏光調整素子を含むことを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の位置計測装置。
19. 前記移動体の前記第１軸方向の位置と、前記第１の位置計測モジュールの計測結果とに基づいて、前記第２の位置計測モジュールの計測初期値を設定する計測制御部を備えたことを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の位置計測装置。
20. 前記計測制御部は、前記第１の位置計測モジュールの１つの前記計測軸における前記計測結果に基づいて、該計測軸に隣り合う前記第２の位置計測モジュールの前記計測軸における前記計測初期値を設定することを特徴とする請求項１９に記載の位置計測装置。
21. 前記移動体の前記第１軸方向の位置を計測する位置センサを備え、
    前記計測制御部は、前記位置センサの計測結果に基づいて前記計測初期値の設定を行うことを特徴とする請求項１９または２０に記載の位置計測装置。
22. 前記位置センサは、前記移動体の前記第２軸方向における複数個所に対して前記第１軸方向の位置を計測することを特徴とする請求項２１に記載の位置計測装置。
23. 前記位置センサは、レーザ干渉計を含むことを特徴とする請求項２１または２２に記載の位置計測装置。
24. 第１軸方向及び該第１軸方向に直交する第２軸方向の２次元方向に移動可能な移動体の位置を計測する位置計測装置であって、
    前記第２軸方向の位置を計測するとともに、前記第１軸方向に離間して配置され、前記移動体が前記第１軸方向に移動した際の位置を計測するための複数の計測軸と、
    前記複数の計測軸に対するように設けられ、前記移動体の位置を検出するための複数の検出部とを備え、
    前記複数の検出部は、前記複数の計測軸の数より少ないことを特徴とする位置計測装置。
25. 請求項１４〜２３のいずれか一項に記載の位置計測装置と、
    前記移動鏡が設けられ、物体を保持して前記第１軸方向および前記第２軸方向へ移動させるステージ部と、を備え、
    前記位置計測装置は、前記ステージ部の位置を前記移動体の位置として計測することを特徴とするステージ装置。
26. パターンの像を感光基板に転写する露光装置であって、
    請求項１４〜２３のいずれか一項に記載の位置計測装置と、
    前記移動鏡が設けられ、前記感光基板を保持して前記第１軸方向および前記第２軸方向へ移動させる基板ステージと、を備え、
    前記位置計測装置は、前記基板ステージの位置を前記移動体の位置として計測することを特徴とする露光装置。
27. 前記パターンが形成されたマスクを保持して前記第１軸方向へ移動させるマスクステージと、
    前記基板ステージおよび前記マスクステージを前記第１軸方向へ同期して移動させつつ前記パターンの像を前記感光基板上に転写する制御を行う露光制御部と、
    を備えたことを特徴とする請求項２６に記載の露光装置。
28. 請求項２６又は２７に記載の露光装置を用い、前記パターンの像を前記感光基板に転写する露光工程と、
    前記パターンの像が転写された前記感光基板を現像し、該パターンの像に対応する形状の転写パターン層を前記感光基板上に形成する現像工程と、
    前記転写パターン層を介して前記感光基板を加工する加工工程と、
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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