WO2007001017A1

WO2007001017A1 - 反射部材、光学部材、干渉計システム、ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法

Info

Publication number: WO2007001017A1
Application number: PCT/JP2006/312880
Authority: WO
Inventors: Yuichi Shibazaki; Yasuhiro Hidaka
Original assignee: Nikon Corporation
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2007-01-04
Also published as: JP2012147028A; JP5582165B2; EP1909119A4; JP5024043B2; US8693006B2; EP2372408A3; KR20080021582A; US20120127478A1; EP2372408A2; TW200717039A; EP1909119A1; JPWO2007001017A1; US20070008548A1

Abstract

　反射部材は、第１方向成分を含む第２方向に延びる第１反射面（３０ａ）と、第１方向成分を含む第３方向に延び、第１反射面（３０ａ）に対してほぼ対称な第２反射面（３０ｂ）と、第１方向とほぼ直交する第４方向に延びる第３反射面（３０ｃ）と、を有する。

Description

反射部材、光学部材、干渉計システム、ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、反射部材、光学部材、干渉計システム、ステージ装置、露光装置、及びデバイス製造方法に関する。

本願は、 2005年 6月 28日に出願された、特願 2005— 188228号及び特願 2005 - 188269号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

背景技術

[0002] 半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイスの製造工程では、パターンが形成されたマスクある!/、はレチクル (以下、レチクルと称する）のパターン像を投影光学系を介して感光材 (レジスト）が塗布された基板 (ウェハ、ガラスプレート等)上の各投影領域 (ショット領域)に投影する投影露光装置が使用されて!、る。

[0003] このような露光装置では、一般に、基板が載置されるステージの位置情報が干渉計システムによって計測される。干渉計システムは、ステージに設けられた反射鏡 (移動鏡）にビームを照射し、その反射ビームを用いてステージの位置情報を計測するものである（例えば、特許文献 1参照)。また、ステージにおける投影光学系の光軸方向の位置（高さ位置）につ、て干渉計システムを用いて計測する技術が提案されて、る (例えば、特許文献 2参照)。この技術によれば、応答速度の向上が図られるとともに、基板が載置されて、な、場合又は基板が存在しな、範囲にステージが移動した場合であってもそのステージの高さ方向の位置を正確に計測することができる。

特許文献 1 :特表 2001— 510577号公報 (対応米国特許第 6, 020, 964号）特許文献 2 :特開 2001— 345254号公報 (対応米国特許第 6, 867, 849号）発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] 反射板を移動ステージの上方に設ける構成では、ダウンフロー用機器を設置するための場所の確保が困難である。また、移動ステージの上方において、反射板を避けて、投影光学系及びウェハの位置計測に用いられる計測機器を配置すると、結果として装置の大型化を招く虞がある。

[0005] また、従来の高さ位置計測用の干渉計システムでは、ステージに設けられた反射鏡

(移動鏡）によってビームが所定角度折り曲げられた後、そのビームが静止物体に固定された反射鏡（固定鏡)で反射して元の方向に戻る。このような干渉計システムでは、ビームの光路長が比較的長いこと等から、ステージの姿勢の変化が計測結果に影響を与えやすい。例えば、ステージの傾き変化に対して、ステージから戻ったビームの位置ずれ及び Z又はその戻り方向の角度ずれが比較的大きぐこれは検出不良及び Z又は計測誤差を招く可能性がある。

[0006] 本発明は、装置の大型化を招くことなく移動ステージの位置検出を可能とする反射部材、及びこの反射部材を備えたステージ装置並びに露光装置を提供することを目的とする。また、本発明は、高さ位置計測用の干渉計システムにおいて、可動体の姿勢の変化に対する検出不良及び計測誤差を低減し、高精度な位置計測を可能にすることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明は実施の形態に示す図 1〜図 23に対応付けした以下の構成を採用している。（但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。 )

[0008] 本発明の第 1の態様に従えば、第 1方向（Z方向）成分を含む第 2方向に延びる第 1 反射面（30a、 60a)と、第 1方向成分を含む第 3方向に延び、第 1反射面（30a、 60a )に対してほぼ対称な第 2反射面（30b、 60b)と、第 1方向とほぼ直交する第 4方向（ X方向）に延びる第 3反射面（30c、 60c)と、を有する反射部材が提供される。

[0009] 第 1の態様によれば、反射部材（30、 60)が設けられた計測対象 (WST、 MST)が第 1方向に変位すると、第 1反射面（30a、 60a)で反射したビーム (Bl、 B11)の光路長と、第 2反射面 (30b)で反射したビーム (B2、 B12)との光路長とが、計測対象 (W ST、 MST)の第 1方向の変位に応じて変化するため、これらの光路長の変位を計測することにより、計測対象の第 1方向の位置情報を計測することが可能になる。そのため、反射部材（30、 60)をステージの上方に設ける必要がなくなり、反射部材（30、 6 0)の位置に制限を受けることなくダウンフロー用機器を設置することが可能になり、装置の無用な大型化を回避できる。また、第 1の態様によれば、反射部材 (30、 60) が設けられた計測対象 (WST、 MST)が第 4方向 (X方向）と交差する第 5方向 (Y方向）に変位すると、第 3反射面 (30c)で反射したビーム (B3、 B13)の光路長が、計測対象の第 5方向の変位に応じて変化するため、この光路長の変位を計測することにより、計測対象 (WST、 MST)の第 5方向の位置情報を計測することが可能になる。

[0010] 本発明の第 2の態様に従えば、移動面（12a)を移動する移動ステージ (WST、 M ST)と;移動面（12a)とほぼ直交する第 1方向（Z方向）の成分を含む第 2方向に延びる第 1反射面 (30a、 60a)と、第 1方向成分を含む第 3方向に延び、第 1反射面 (30a 、 60a)に対してほぼ対称な第 2反射面（30b、 60b)とを有し、移動ステージ (WST、 MST)に設けられた第 1反射部材 (30、 60)と;第 1反射面（30a、 60a)により反射された第 1ビーム (Bl、 B11)と、第 2反射面（30b、 60b)により反射された第 2ビーム（ B2、 B12)とに基づいて、移動ステージ (WST、 MST)の第 1方向に関する位置情報を計測する計測装置（118)とを備えたステージ装置が提供される。

[0011] 第 2の態様によれば、移動ステージ (WST、 MST)が第 1方向（Z方向）に変位すると、第 1反射部材（30、 60)の第 1反射面（30a、 60a)で反射したビーム (Bl、 B11) の光路長と、第 2反射面（30b、 60b)で反射したビーム (B2、 B12)との光路長とが、移動ステージ (WST、 MST)の第 1方向の変位に応じて変化するため、これらの光路長の変位を計測することにより、移動ステージ (WST、 MST)の第 1方向の位置情報を計測することが可能になる。そのため、第 1反射部材 (30、 60)をステージの上方に設ける必要がなくなり、固定鏡（31A、 31B、 61 A, 61B)の位置に制限を受けることなぐ装置の無用な大型化を回避できる。

[0012] 本発明の第 3の態様に従えば、ステージ装置（50)を用いて基板 (W)にパターンを露光する露光装置（100)において、ステージ装置として、先に記載のステージ装置（ 50)を用いた露光装置が提供される。

[0013] 第 3の態様によれば、装置の大型化を回避しつつ移動ステージ (WST)を介して基板 (W)の位置情報を計測することが可能になる。

[0014] 本発明の第 4の態様に従えば、測定ビーム（340)と参照ビーム（341)とを可動体（ 308)に向けて第 1方向に照射して該第 1方向と交わる第 2方向に関する前記可動体の位置情報を計測する干渉計 (327B, 329)と;前記可動体に設けられ、前記測定ビームと前記参照ビームとを反射するとともに、前記測定ビームを前記第 1方向から前記第 2方向に所定角度折り曲げる第 1反射部（320)と;前記第 1反射部からの前記測定ビームの光軸をシフトさせて前記第 1反射部に戻す第 2反射部（354)とを備える干渉計システムが提供される。

[0015] 第 4の態様によれば、第 1反射部及び第 2反射部のそれぞれで測定ビームが 2回反射することにより、測定ビームの戻り方向の角度ずれが防止される。さらに、第 2反射部で光軸をシフトさせることにより、測定ビームの光路長の最短化が図られ、その結果、測定ビームの戻り位置のずれが抑制される。したがって、第 4の態様によれば、可動体の姿勢変化に対する検出不良及び計測誤差を低減することができる。

[0016] 本発明の第 5の態様に従えば、可動体（308)に測定ビーム（340)を照射して該照射方向と交わる方向に関する前記可動体の位置情報を計測する干渉計システムであって、前記照射方向または前記計測方向を中心とした軸周りの前記可動体の傾き変化に対して、計測感度を下げた干渉計システムが提供される。

[0017] 第 5の態様によれば、測定ビームの照射方向または計測方向を中心とした軸周りの可動体の傾き変化に対する計測感度が低いから、可動体の姿勢変化に対する検出不良及び計測誤差を低減することができる。

[0018] 本発明の第 6の態様に従えば、入力ビームをその偏光状態に応じて第 1ビーム（34 Oa)と第 2ビーム（341a)とに分割する偏光面（351a)と;前記偏光面で分割された前記第 1ビームが出射する第 1面（351b)と;前記偏光面で分割された前記第 2ビームが出射する第 2面（351c)と;前記第 2面力も入射する第 3ビーム（341b)を反射し、該第 3ビームを前記第 2面における前記第 2ビームの出射位置 (P2)とは異なる位置（ P4)から出射するように設けられた反射部材 (355)と;前記偏光面で分割された後の前記第 2ビームの光路上に配置され、前記第 2ビームの偏光状態を切り替える第 1偏光切替え部材 (352)と;前記第 2面から出射した前記第 3ビームの光路上に配置され、前記第 3ビームの偏光状態を切り替える第 2偏光切替え部材 (352)とを備え、前記第 2面における前記第 3ビームの出射位置から入射した第 4ビーム（341c)と、前記第 1面における前記第 1ビームの出射位置 (PI)とは異なる位置 (P3)力入射した第 5ビーム（340b)とが略同一光路上を進むようにした光学部材が提供される。

[0019] 第 6の態様によれば、第 1ビーム及び第 2ビームがそれぞれ第 1面または第 2面における当初の出射位置とは異なる位置力も入射して互いに干渉する。従って、第 6の態様は、光軸のシフトを利用して可動体の姿勢変化に対する検出不良及び計測誤差を低減する機能を有する干渉計に好ましく用いられる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]一実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。

[図 2]ステージ装置の斜視図である。

[図 3]同ステージ装置の平面図である。

[図 4]ウェハステージに設けられた移動鏡と固定鏡とを示す図である。

[図 5]移動鏡が設けられたウェハステージの外観斜視図である。

[図 6]移動鏡がダンパ部材を介して支持された構成を示す図である。

[図 7]計測ステージに設けられた移動鏡と固定鏡とを示す図である。

[図 8]露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。

[図 9]ウェハステージを挟んだ両側に移動鏡が設けられた構成を示す図である。

[図 10]他の実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。

[図 11]干渉計システムの配置図である。

[図 12]干渉光学系の構成を示す模式的な斜視図である。

[図 13]干渉光学系の構成を示す模式的な側面図である。

[図 14A]ルーフミラーの形態例を示す模式図である。

[図 14B]ルーフミラーの変形例を示す模式図である。

[図 14C]ルーフミラーの変形例としてルーフプリズムの形態例を示す模式図である。

[図 15]ウェハテーブルの姿勢が変化したときの干渉計システムにおける測定ビームの光路の変化を模式的に示す図である。

[図 16]ルーフミラーの使用による光路長の短縮ィ匕を説明するための図であり、図 13 を変形した比較構成例を示して!/ヽる。

[図 17]干渉計システムにおける複数の干渉光学系の切り替えの様子を説明する図である。

[図 18]図 4の変形例を示す図である。

[図 19]図 4の変形例を示す図である。

[図 20]図 4の変形例を示す図である。

[図 21]図 4の変形例を示す図である。

[図 22A]移動鏡の形態例を示す図である。

[図 22B]移動鏡の形態例を示す図である。

[図 22C]移動鏡の形態例を示す図である。

[図 23]半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

EX…露光装置、 MST…計測ステージ、 MTB…計測テーブル、 RA…レチクルァライメント系センサ、 W…ウエノヽ、 WA1…ウェハァライメント系センサ、 WA2"'ウェハァライメント系センサ、 WST…ウェハステージ、 WTB…ウェハテーブル、 X方向…照射方向 (第 1方向）、 Z方向…計測方向 (第 2方向）、 Y方向…光軸シフト方向 (第 3方向）、 12a…上面（ガイド面）、 30、 60· ··移動鏡、 30a、 60a…反射面、 30b、 60b- -- 反射面、 30c、 60c…反射面、 31A、 31B、 61 Α, 61Β· ··固定鏡、 32〜34· ··ヒンジブロック、 36、 66· ··支持体、 50· ··ステージ装置、 100· ··露光装置、 118· ··干渉計システム、 301· ··レチクル（マスク）、 301a…レチクルステージ、 303· ··投景光学系、 30 4…ウェハステージ (ステージ装置）、 305…ウエノ、（基板）、 307〜XYステージ、 30 8· ··ウェハテーブル (可動体）、 317…主制御系、 320…移動鏡 (第 1反射部）、 320 Α…反射面、 320B…反射面 (第 1反射部）、 320C…反射面 (第 4反射部）、 321· ·· 移動鏡、 325, 326…レーザ干渉計システム、 327· ··レーザ干渉計システム（干渉計システム、位置計測装置）、 325A, 325B, 326Α· ··干渉光学系、 327A, 327Β· ·· 干渉光学系（光学部材、干渉計)、 328, 329…光電変換装置 (干渉計)、 340…測定ビーム（340a :第 1ビーム、 340b :第 5ビーム）、 341…参照ビーム（341a:第 2ビーム、 341b :第 3ビーム、 341c :第 4ビーム）、 350· ··レーザ光源、 350Α· ··レーザビーム、 351…偏光ビームスプジッタ、 351a…偏光面、 351b…第 1面、 351c…第 2面、 352· ·· 1Ζ4波長板 (第 1偏光切替え部材、第 2偏光切替え部材)、 353…折り曲げミラー、 354…ルーフミラー（固定鏡、第 2反射部、反射部材）、 354a, 354b…反射面、 354c…交線、 355· ··ルーフミラー（第 3反射部）、 355a, 355b…反射面、 355c …交線、 356, 357…調整機構、 374…ルーフミラー (第 3反射部）

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下、本発明の実施の形態を、図 1から図 23を参照して説明する。

[0023] まず、本発明に係るステージ装置を露光装置におけるウェハステージに適用し、また本発明に係る反射部材をウェハステージに設けた実施形態について説明する。

[0024] 図 1には、本実施形態の露光装置 100の概略構成が示されている。この露光装置 1 00は、ステップ'アンド'スキャン方式の投影露光装置、即ちいわゆるスキャニング 'ステツパである。この露光装置 100は、照明系 10、マスクとしてのレチクル Rを保持するレチクルステージ RST、投影ユニット PU、ウェハステージ WST及び計測ステージ M STを有するステージ装置 50、及びこれらの制御系を備えている。ウェハステージ W ST上には、ウェハ Wが載置されている。

[0025] まず、ステージ装置 50につ!/、て説明する。前記ステージ装置 50は、フレームキャスタ FCと、該フレームキャスタ FC上に設けられたベース盤 12と、該ベース盤 12の上方に配置されベース盤 12の上面 12aに沿って移動するウェハステージ WST及び計測ステージ MSTと、これらのステージ WST、 MSTの位置を検出する干渉計 16、 18等を含む干渉計システム 118 (図 8参照）と、ステージ WST、 MSTを駆動するステージ駆動部 124 (図 8参照）とを備えて！/、る。

[0026] 前記フレームキャスタ FCは、図 2に示すように、その X軸方向一側と他側の端部近傍に Y軸方向を長手方向とし上方に突出した突部 FCa、 FCbがー体的に形成された概略平板状からなっている。フレームキャスタ FCの突部 FCa、 FCbの上方には、図 2 に示されるように、 Y軸方向に延びる Y軸駆動用の固定子 86、 87が配設されている。これらの Y軸用の固定子 86、 87は、それぞれの下面に設けられた不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングによって突部 FCa、 FCbの上面に対して所定のクリアランスを解して浮上支持されて、る。これはウエノ、ステージ WST及び Z又は計測ステージ MSTの Y方向の移動により発生した反力により、固定子 86、 87がカウンタマスとして逆方向に移動して、この反力を運動量保存の法則により相殺するためである。 Y軸用の固定子 86、 87は、本実施形態では複数の永久磁石群カゝらなる磁石ュ- ットとして構成されている。

[0027] 前記ベース盤（定盤） 12は、フレームキャスタ FCの前記突部 FCa、 FCbに挟まれた領域上に配置されている。ベース盤 12の上面 12aは平坦度が非常に高く仕上げられ、ウェハステージ WST及び計測ステージ MSTの XY平面に沿った移動の際のガイド面とされている。

[0028] 前記ウェハステージ WSTは、図 2に示されるように、ベース盤 12上に配置されたゥェハステージ本体 28と、該ウェハステージ本体 28上に不図示の Ζ·チルト駆動機構を介して搭載されたウェハテーブル WTBとを備えている。 Ζ·チルト駆動機構は、実際にはウェハステージ本体 28上でウェハテーブル WTBを 3点で支持する 3つのァクチユエータ（例えば、ボイスコイルモータ及び ΕΙコア）等を含む。各ァクチユエータの駆動を調整することで、ウェハテーブル WTBを Ζ軸方向、 Θ Χ方向（X軸周りの回転方向）、 θ Υ方向（Υ軸周りの回転方向）の 3自由度方向に微小駆動する。

[0029] ウェハステージ本体 28は、断面矩形枠状で X軸方向に延びる中空部材によって構成されている。このウェハステージ本体 28の下面には、（本願出願人が先に出願した特願 2004— 215434号 (対応国際公開 2006/009254)に記載されてヽるような）自重キャンセラ機構が設けられている。この自重キャンセラ機構は、ベローズに内圧をかけてウェハステージ WSTを支える支持部と、ガイド面 12aと対向し、ウェハステージ WSTをガイド面 12aに対して浮上させるエアベアリング部とを有している。

[0030] 前記ウェハステージ本体 28の内部には、 X軸方向の可動子としての永久磁石群を有する磁石ユニット 90が設けられている。磁石ユニット 90の内部空間には、 X軸方向に延びる X軸用の固定子 80が揷入されている。この X軸用の固定子 80は、 X軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットによつて構成されている。この場合、磁石ユニット 90と電機子ユニットからなる X軸用の固定子 80とによって、ウェハステージ WSTを X軸方向に駆動するムービングマグネット型の X軸リニアモータが構成されている。以下においては、適宜、上記 X軸リニアモータを、その固定子 (X軸用の固定子） 80と同一の符号を用いて X軸リニアモータ 80 と称するものとする。なお、 X軸リニアモータ 80として、ムービングマグネット型のリニアモータに代えて、ムービングコイル型のリニアモータを用いてもよ！、。

[0031] X軸用の固定子 80の長手方向両側端部には、例えば Y軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットからなる可動子 82、 83 がそれぞれ固定されている。これらの可動子 82、 83のそれぞれは、上述した Y軸用の固定子 86、 87にそれぞれ内側から挿入されている。すなわち、本実施形態では、電気ユニットからなる可動子 82、 83と磁石ユニットからなる Y軸用の固定子 86、 87とによって、ウェハステージ WSTを Y軸方向に駆動するムービングコイル型の Y軸リニァモータが構成されている。以下においては、上記 2つの Y軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子 82、 83と同一の符号を用いて、適宜、 Y軸リニアモータ 82、 83と称するものとする。なお、 Y軸リニアモータ 82、 83として、ムービングコイル型のリユアモータに代えて、ムービングマグネット型のリニアモータを用いてもよい。

[0032] ウェハステージ WSTは、 X軸リニアモータ 80により、 X軸方向に駆動されるとともに、一対の Y軸リニアモータ 82、 83によって X軸リニアモータ 80と一体で Y軸方向に駆動される。また、ウェハステージ WSTは、 Y軸リニアモータ 82、 83が発生する Y軸方向の駆動力を僅かに異ならせることにより、 Θ Z方向（Z軸周りの回転方向）にも回転駆動される。従って、ウェハテーブル WTBを支持する 3つのァクチユエータ、 X軸リニァモータ 80及び Y軸リニアモータ 82、 83の駆動により、ウェハテーブル WTBは 6自由度方向（Χ、Υ、Ζ、 Θ Χ、 Θ Υ、 0 Ζ)に非接触で微小駆動可能とされている。ゥェハステージ WTBに接続されるァクチユエ一タの数を増やして、ウェハステージ WTB を直接 6自由度方向に駆動するようにしてもよい。

[0033] ウェハテーブル WTB上には、ウェハ Wを保持するウェハホルダ（不図示）が設けられている。ウェハホルダは、板状の本体部と、該本体部の上面に固定されその中央にウェハ Wの直径よりも大きな円形開口が形成された撥液性 (撥水性)を有する補助プレートとを備えている。この補助プレートの円形開口内部の本体部の領域には、多数 (複数)のピンが配置されて、る。その多数のピンによってウェハ Wが支持された状態で真空吸着されている。この場合、ウェハ Wが真空吸着された状態では、そのゥェハ W表面と補助プレートの表面との高さがほぼ同一の高さとなる。なお、補助プレートを設けずに、ウェハテーブル WTBの表面に撥液性を付与してもよ、。 [0034] また、図 2に示されるように、ウェハテーブル WTBの X軸方向の一端（+X側端）には、 X軸方向に直交する (Y軸方向に延在する）反射面 17Xが鏡面加工により形成されている。ウェハテーブル WTBの Y軸方向の一端（+Y側端）には、 Y軸方向に直交する (X軸方向に延在する）反射面 17Yが同様に鏡面加工により形成されて、る。反射面 17Xには、後述する干渉計システム 118 (図 8参照）を構成する X軸干渉計 46 、 47からの干渉計ビームがそれぞれ投射される。反射面 17Yには、後述する干渉計システム 118 (図 8参照）を構成する Y軸干渉計 18、 19からの干渉計ビームがそれぞれ投射される。各干渉計 46、 47、 18、 19ではそれぞれの反射光を受光することで、各反射面 17X、 17Yの基準位置（一般的には投影ユニット PU側面及び Z又はオファクシス'ァライメント系 ALG (図 1、図 8参照）の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする)からの計測方向の変位を検出する。

[0035] 同様に、計測ステージ MSTの変位は、干渉計システム 118を構成する上記の X軸干渉計 46、 Y軸干渉計 16からの干渉計ビームがそれぞれ投射されることで検出されるが、計測ステージ MSTが X軸干渉計 46の検出範囲力外れた位置にある場合には、 X軸干渉計 21により検出される。すなわち、図 2及び図 3に示すように、計測ステージ MSTの側部には、干渉計 21から Y軸方向に沿って照射された干渉計ビームを X軸方向に折り曲げるミラー 42が搭載されて、る。ミラー 42で折り曲げられた干渉計ビームは、固定子 87の上方に固定子 87とは別体として設けられ、 YZ平面と平行な反射面 27aを備えた反射部材 27で反射される。干渉計 21は、反射部材 27で反射された干渉計ビームを受光し、計測ステージ MSTの X軸方向の変位を検出する。

[0036] 干渉計システム 118は、上述した Y軸干渉計 16、 18、 19、 X軸干渉計 21、 46、 47 の他に、 Z軸干渉計 22、 23、ウェハステージ WSTに設けられた移動鏡 30、図 1及び図 4に示すように、移動鏡 30と対向する位置に配設された固定鏡 31A、 31B (図 2では不図示）、計測ステージ MSTに設けられた移動鏡 60、移動鏡 60と対向する位置に配設された固定鏡 61A、 61B (図 2では不図示）を備えている。なお、上述した干渉計 16は、計測ステージ MSTに対する Z軸干渉計の機能も有している。また、 Y軸干渉計 18、 Z軸干渉計 22、 23、固定鏡 31A、 31Bは、不図示のウェハローダとゥェハテーブル WTBとの間で行われるウェハ Wの交換と干渉しな!、ように、 X位置と Z位置との少なくとも一方の位置が決められている（図 4は、 Y軸干渉計 18、 Z干渉計 22、 23、固定鏡 31A、 31Bがウェハテーブル WTBよりも Z方向の位置が低いことが図示されている）。

[0037] 図 2及び図 5に示すように、移動鏡 30は、ウェハステージ本体 28の +Y側の側部に、ウェハステージ本体 28の変形を吸収可能なヒンジブロック 32〜34を介して X軸方向に延在するように設けられている。ヒンジブロック 32、 33は、移動鏡 30の長さ方向両端側にそれぞれ配置されており、ウェハステージ本体 28の側部に固定される固定体 32a、 33aと、移動鏡 30の上部に固定される固定体 32b、 33bとを有している。また、ヒンジブロック 34は、移動鏡 30の長さ方向略中央部に配置されており、ウェハステージ本体 28の側部に固定される固定体 34aと、移動鏡 30の下部に固定される固定体 34bとを有して!/ヽる。

[0038] ヒンジブロック 32〜34において、固定体 32a〜34aと固定体 32b〜34bとを結ぶ部分の所定方向の剛性が低く設定されている。例えば、固定体 32a〜34aと固定体 32 b〜34bとの間に、ワイヤー放電カ卩ェ等によりスリットが形成されている。ヒンジブロック 32〜34において、低剛性の部分力ヒンジあるいは板パネとして機能し、温度変動等によるウェハステージ本体 28の変形を吸収する。ヒンジブロック 32〜34は、例えばヒンジブロック 32が円錐凹部（cone)に相当し、ヒンジブロック 33が平坦溝に相当し、ヒンジブロック 34が V溝に相当するキネマチックマウント機構として、振動、温度変化等に起因する応力を最も効果的に軽減した状態で移動鏡 30をウェハステージ本体 28 に支持させる。

[0039] また、移動鏡 30とウェハステージ本体 28との間には、ダンパ部材 35が介装されている。ダンパ部材 35は、ウェハステージ本体 28に固定されており、図 6に示すように、移動鏡 30の上面（+Z側の面）と対向する壁部 35aと、移動鏡 30の背面の背面（一 Y側の面、ウェハステージ本体 28側の面）と対向する壁部 35bとを有している。移動鏡 30は、上面及び背面が壁部 35a、 35bとの間に、例えば 10 m程度の隙間を形成した状態で配置される。ダンパ部材 35は、移動鏡 30との間の隙間に存在する空気の粘性により、ダンバ (制振器)として機能すること〖こなる。

[0040] 移動鏡 30は、 X軸方向の長さがウェハテーブル WTBの反射面 17Yの長さよりもそれぞれ長く形成された反射面 30a、 30b、 30cを有する。これにより、 Z軸干渉計 22、 23は、ウェハステージ WSTの X方向の移動に対応して幅広!/、範囲にお!、てウエノ、ステージ WSTの Z方向に関する位置を計測することができる。反射面 30aは、 XZ平面を X軸周りに所定角度傾けた面と平行に、すなわち Z方向成分を含む方向に延びて形成されている。反射面 30bは、 XY平面と平行な面に関して反射面 30aとほぼ対称に、 Z方向成分を含む方向に延びて形成されている。反射面 30cは、反射面 30aと反射面 30bとの間に、 XZ平面と平行に、且つ X軸方向に延びるように設けられている

[0041] 図 2及び図 3に示すように、 Z軸干渉計 22、 23は、 X軸方向に間隔をあけて配置されている。図 4に示すように、 Z軸干渉計 22、 23のそれぞれが Y軸方向に沿う干渉計ビーム B1を反射面 30aに向けて投射するとともに、 Y軸方向に沿う干渉計ビーム B2 を反射面 30bに向けて投射し、反射面 30a、 30bで反射した干渉計ビーム Bl、 B2を受光することにより、ウェハステージ WSTの Z軸方向の位置及び Z又は Y軸方向の位置等を検出している。なお、ウェハステージ WSTの位置算出については、後述する。

[0042] 固定鏡 31 Aは、移動鏡 30の反射面 30aと光学的に接続され、反射面 30aで反射した干渉計ビーム B 1と直交して、当該干渉計ビーム B 1を反射面 30aに向けて再反射するように、 XZ平面に対して傾けられた反射面 31aを有している。同様に、固定鏡 3 1Bは、移動鏡 30の反射面 30bと光学的に接続され、反射面 30bで反射した干渉計ビーム B2と直交して、当該干渉計ビーム B2を反射面 30bに向けて再反射するように、 XZ平面に対して傾けられた反射面 3 lbを有している。これら固定鏡 31A、 31Bは、例えば投影ユニット PUを支持するフレーム (不図示）に設けられた同一の支持体 36 (図 4参照）に支持される。支持体 36には、干渉計ビーム Bl、 B2、 B3が通過する穴や切り欠きが設けられている。

[0043] また、支持体 36は、低熱膨張材 (例えば、ゼロデュア (登録商標）、インバー等)で形成されていることが望ましい。また、干渉計 22、 23のそれぞれは、偏光ビームスプリツタ、折り曲げミラー、波長板、リレー光学系等の干渉光学部材を有している。これらの干渉光学部材を含んだ干渉計 22、 23は、図 4に示すように、固定鏡 31A、 31Bよりもウェハステージ WSTから離れて配置されている。これは、干渉光学部材を含んだ干渉計 22、 23力固定鏡 31A、 31Bよりウェハステージ WSTに近い側にあると、固定鏡 31A、 31Bの間隔（開き角）を大きくすることが必要となり、障害物 (天井ゃ定盤）を避けることが難しくなる不都合がある。又、干渉光学部材を含んだ干渉計 22、 23を、固定鏡 31A、 31Bよりウェハステージ WSTに近い側に配置したまま、固定鏡 31A 、 31Bを含めて干渉計 22、 23をステージ WSTから大きく離すことも考えられる力装置幅の拡大と光路長の増加 (揺らぎの増カロ）、う不都合がある。

[0044] この為、図 4に示すように、これらの干渉光学部材を含んだ干渉計 22、 23を、図 4 に示すように、固定鏡 31A、 3 IBよりもウェハステージ WSTから離して配置することにより、固定鏡 31A、 31Bの間隔（開き角）を適切にすることで、装置のサイズを大きくすることなぐビームの占有空間を狭くすることができる。

[0045] Y軸干渉計 18は、投影光学系 PLの投影中心 (光軸 AX、図 1参照)及びァライメント系 ALGの検出中心を結ぶ Y軸に平行な測長軸を有し、図 4に示すように、ウェハテ一ブル WTBの反射面 17Yに干渉計ビーム B4を投射し、その反射光を受光することにより、ウェハテーブル WTBの Y軸方向の位置を検出している。また、 Y軸干渉計 1 8は、干渉計ビーム B4との間に Z軸方向に所定間隔をあけて Y軸方向に沿う干渉計ビーム B3を反射面 30cに向けて投射し、反射面 30cで反射した干渉計ビーム B3を受光することにより、移動鏡 30 (すなわちウェハステージ WST)の Y軸方向の位置を検出している。また、 Y軸干渉計 18は、これら反射面 17Y及び反射面 30cにおける Y 軸方向の位置に基づいて、ウェハステージ WSTの X軸周り方向（ Θ X方向）の変位（ピッチング量)を検出する。

[0046] Y軸干渉計 19は、ウェハ交換位置（ローデイング'ポジション） LPにおいてウェハテ一ブル WTBの Y軸方向の位置を検出して!/、る。

[0047] X軸干渉計 46は、計測テーブル MTBの X位置とウェハテーブル WTBの X位置とを選択して計測する干渉系であり、 Y軸干渉計 18の測長軸と投影光学系 PLの投影中心で垂直に交差する X軸に平行な測長軸 ( Y軸方向の投影中心位置における測長軸）を有している。また、 X軸干渉計 46は、ァライメント系 ALGの検出中心を通る X 軸に平行な測長軸 ( Y軸方向のァライメント中心位置における測長軸）を有して!/ヽる。 [0048] また、 X軸干渉計 46は、露光動作の際には、投影中心位置における測長軸でゥェハテーブル WTBの X方向の位置を測定し、ェンハンスト 'グローバル'ァライメント（E GA)の際にはァライメント中心位置における測長軸でウェハテーブル WTBの X方向の位置を測定する。また、 X軸干渉計 46は、ベースライン計測等の計測内容に応じて 2つの測長軸を適宜用いて計測テーブル MTBの X方向の位置を測定する。つまり、 X軸干渉計 46は、ウェハテーブル WTBまたは計測テーブル MTBの X軸方向の位置を、 Y軸方向の投影中心位置及びァライメント中心位置のそれぞれで計測可能となっている。

[0049] X軸干渉計 47は、ウェハ交換位置（ローデイング'ポジション） LPにおいてウェハテ一ブル WTBの X軸方向の位置を検出している。また、 X軸干渉計 47は、 Z軸方向に離間する二つの干渉計ビームを反射面 17Xに投射し、各干渉計ビームの反射光を受光することにより、ウェハステージ WSTの 0 Y方向の変位（ローリング量)も計測可會な構成となっている。

[0050] 図 2に戻り、前記計測ステージ MSTは、ウェハステージ WSTと同様に、ベース盤 1 2上に配置された計測ステージ本体 52と、該計測ステージ本体 52上に不図示の Ζ· チルト駆動機構を介して搭載された計測テーブル MTBとを備えて、る。 Z ·チルト駆動機構は、計測ステージ本体 52上で計測テーブル MTBを 3点で支持する 3つのァクチユエータ（例えば、ボイスコイルモータ及び EIコア）等を含み、各ァクチユエータの駆動を調整することで、計測テーブル MTBを Z軸方向、 θ X方向、 Θ y方向の 3自由度方向に微小駆動する。

[0051] 計測ステージ本体 52は、断面矩形枠状で X軸方向に延びる中空部材によって構成されている。この計測ステージ本体 52の下面には、複数、例えば 4つの気体静圧軸受（不図示）、例えばエアベアリングが設けられている。これらのエアベアリングを介して計測ステージ MSTがガイド面 12aの上方に数/ z m程度のクリアランスを介して非接触で浮上支持されてヽる。

[0052] 前記計測ステージ本体 52の内部には、 X軸方向の可動子としての永久磁石群を有する磁石ユニット 54が設けられている。磁石ユニット 54の内部空間には、 X軸方向に延びる X軸用の固定子 81が揷入されている。この X軸用の固定子 81は、 X軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットによつて構成されている。この場合、磁石ユニット 54と電機子ユニットからなる X軸用の固定子 81とによって、計測ステージ MSTを X軸方向に駆動するムービングマグネット型の X軸リニアモータが構成されている。以下においては、適宜、上記 X軸リニアモータを、その固定子 (X軸用の固定子） 81と同一の符号を用、て X軸リニアモータ 81と称するちのとする。

[0053] X軸用の固定子 81の長手方向両側端部には、例えば Y軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットからなる可動子 84、 85 がそれぞれ固定されている。これらの可動子 84、 85のそれぞれは、上述した Y軸用の固定子 86、 87にそれぞれ内側から挿入されている。すなわち、本実施形態では、電気ユニットからなる可動子 84、 85と磁石ユニットからなる Y軸用の固定子 86、 87とによって、ムービングコイル型の Y軸リニアモータが構成されている。以下においては、上記 2つの Y軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子 84、 85と同一の符号を用いて、適宜、 Y軸リニアモータ 84、 85と称するものとする。

[0054] 計測ステージ MSTは、 X軸リニアモータ 81により、 X軸方向に駆動されるとともに、一対の Y軸リニアモータ 84、 85によって X軸リニアモータ 81と一体で Y軸方向に駆動される。また、計測ステージ MSTは、 Y軸リニアモータ 84、 85が発生する Y軸方向の駆動力を僅かに異ならせることにより、 Θ z方向にも回転駆動される。従って、計測テーブル MTBを支持する 3つのァクチユエータ、 X軸リニアモータ 81及び Y軸リニアモータ 84、 85の駆動により、計測テーブル MTBは 6自由度方向（X、 Y、 Ζ、 0 χ、 0 y、 θ ζ)に非接触で微小駆動可能とされている。計測テーブル ΜΤΒに接続されるァクチユエ一タの数を増やして、計測テーブル ΜΤΒを直接 6自由度方向に駆動するようにしてもよい。

[0055] これまでの説明で明らかなように、本実施形態では、 Υ軸リニアモータ 82〜85、 X 軸リニアモータ 80、 81、ウェハテーブル WTBを駆動する不図示の微動機構、計測テーブル ΜΤΒを駆動する不図示の駆動機構により、図 8に示されるステージ駆動部 124が構成されている。このステージ駆動部 124を構成する各種駆動機構が図 8に示される主制御装置 20によって制御される。 [0056] 計測テーブル MTBは、露光に関する各種計測を行うための計測器類をさらに備えている。詳述すると、計測テーブル MTBの上面には、石英ガラス等のガラス材料からなるプレート 101が設けられている。このプレート 101の表面には、その全面に亘つてクロムが塗布され、所定位置に計測器用の領域、及び Z又は、特開平 5— 21314号公報 (対応する米国特許 5, 243, 195号)などに開示される複数の基準マークが形成された基準マーク領域 FMが設けられてヽる。

[0057] 計測テーブル MTB (プレート 101)の Y軸方向の一端（一 Y側端）には、 Y軸方向に直交する (X軸方向に延在する）反射面 117Yが鏡面加工により形成されてヽる。また、計測テーブル MTBの X軸方向の一端（+X側端）には、 X軸方向に直交する (Y 軸方向に延在する）反射面 117Xが鏡面加工により形成されて、る。

[0058] また計測ステージ MST (計測ステージ本体 52)の Y側の側部には、上述した移動鏡 60が設けられている。移動鏡 60は、ヒンジブロックを介して計測ステージ MST に支持される点、及び計測ステージ MSTとの間にダンパ部材が介装される点は、移動鏡 30と同様なので、それらの説明を省略する。

[0059] 図 7に示すように、移動鏡 60は、反射面 60a、 60b、 60cを有する構成となって、る。反射面 60aは、法線が Z方向成分を含む方向に延び、 XZ平面を X軸周りに傾けた面と平行に形成されている。反射面 60bは、法線が Z方向成分を含む方向に延び、 X Y平面と平行な面に関して反射面 60aとほぼ対称に形成されて、る。反射面 60cは、反射面 60aと反射面 60bとの間に、法線が Y軸方向に延びるように設けられて、る。

[0060] 干渉計 16は、それぞれが Y軸方向に沿う干渉計ビーム B11を反射面 60aに向けて投射するとともに、 Y軸方向に沿う干渉計ビーム B 12を反射面 60bに向けて投射し、反射面 60a、 60bで反射した干渉計ビーム Bl l、 B12を受光することにより、 Z干渉計として計測ステージ MSTの Z軸方向の位置、 Y軸方向の位置等を検出する。干渉計 16においては、この干渉計ビーム Bl l、 B12は、 X軸方向に間隔をあけてそれぞれ 2箇所で投射'受光される。

[0061] また、干渉計 16は、反射面 117Yに干渉計ビーム B14を投射し、その反射光を受光することにより、計測テーブル MTBの Y軸方向の位置を検出している。さらに、干渉計 16は、干渉計ビーム B 14との間に Z軸方向に所定間隔をあけて Y軸方向に沿う干渉計ビーム B 13を反射面 60cに向けて投射し、反射面 60cで反射した干渉計ビーム B13を受光することにより、反射鏡 60 (すなわち計測ステージ MST)の Y軸方向の位置を検出している。また、 Y軸干渉計 16は、これら反射面 117Y及び反射面 60cにおける Y軸方向の位置に基づいて、計測ステージ MSTの X軸周り方向（ θ X方向）の変位 (ピッチング量)を検出する。

[0062] 固定鏡 61 Aは、移動鏡 60の反射面 60aと光学的に接続され、反射面 60aで反射した干渉計ビーム B 11と直交して、当該干渉計ビーム B 11を反射面 60aに向けて再反射するように、 XZ平面に対して傾けられた反射面 61aを有している。同様に、固定鏡 61Bは、移動鏡 60の反射面 60bと光学的に接続され、反射面 60bで反射した干渉計ビーム B 12と直交して、当該干渉計ビーム B 12を反射面 60bに向けて再反射するように、 XZ平面に対して傾けられた反射面 6 lbを有している。これら固定鏡 61A、 61 Bは、例えば投影ユニット PUを支持するフレーム (不図示）に設けられた同一の支持体 66 (図 7参照）に支持される。

[0063] 図 1に戻り、前記照明系 10は、不図示のレチクルブラインドで規定されたレチクル R 上のスリット状の照明領域をエネルギビームとしての照明光 (露光光) ILによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光 ILとしては、一例として ArFエキシマレーザ光（波長 193nm)が用いられて、る。

[0064] 前記レチクルステージ RST上には、回路パターン等がそのパターン面（図 1における下面）に形成されたレチクル R力例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージ RSTは、例えばリニアモータを含むレチクルステージ駆動部 11 (図 1では図示せず、図 8参照）によって、照明系 10の光軸 (後述する投影光学系 PLの光軸 AX に一致）に垂直な XY平面内で微小駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここでは図 1における紙面内、左右方向である Y軸方向とする）に指定された走査速度で駆動可能となっている。

[0065] レチクルステージ RSTのステージ移動面内の位置（Z軸周りの回転を含む）は、レチタルレーザ干渉計 (以下、レチクル干渉計と称する） 116によって、移動鏡 15 (実際には Y軸方向に直交する反射面を有する Y移動鏡と X軸方向に直交する反射面を有する X移動鏡とが設けられている）を介して、例えば 0. 5〜： Lnm程度の分解能で常時検出される。このレチクル干渉計 116の計測値は、主制御装置 20 (図 1では不図示、図 8参照）に送られる。主制御装置 20では、このレチクル干渉計 116の計測値に基づいてレチクルステージ RSTの X軸方向、 Y軸方向及び 0 Z方向（Z軸周りの回転方向）の位置を算出するとともに、この算出結果に基づいてレチクルステージ駆動部 11を制御することで、レチクルステージ RSTの位置 (及び速度）を制御する。

[0066] レチクル Rの上方には、投影光学系 PLを介してレチクル R上の一対のレチクルァラィメントマークとこれらに対応する計測ステージ MST上の一対の基準マークとを同時に観察するための露光波長の光を用いた TTR (Through The Reticle)ァライメント系力なる一対のレチクルァライメント検出系 RAa、RAbが X軸方向に所定距離隔てて設けられている。これらのレチクルァライメント検出系 RAa、 RAbとしては、例えば特開平 7— 176468号公報 (対応する米国特許第 5, 646, 413号)などに開示されるものと同様の構成のものが用いられて、る。

[0067] 前記投影ユニット PUは、鏡筒 40と、該鏡筒 40内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子からなる投影光学系 PLとを含む。投影光学系 PLとしては、例えば Z 軸方向の共通の光軸 AXを有する複数のレンズ (レンズエレメント）力もなる屈折光学系が用いられている。

[0068] また、本実施形態の露光装置 100では、液体を介してウェハ Wを露光する液浸法を適用した露光を行うため、投影光学系 PLを構成する最も像面側（ウェハ W側）の光学素子としてのレンズ (以下、先玉ともいう） 91の近傍には、液浸装置 132を構成する液体供給ノズル 51 Aと、液体回収ノズル 51Bとが設けられている。液体供給ノズル 5 1Aには、その一端が液体供給装置 288 (図 1では不図示、図 8参照）に接続された不図示の供給管の他端が接続されている。液体回収ノズル 51B〖こは、その一端が液体回収装置 292 (図 1では不図示、図 8参照）に接続された不図示の回収管の他端が接続されている。

[0069] 上記の液体としては、ここでは ArFエキシマレーザ光（波長 193nmの光）が透過する超純水（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする。液体供給ノズル 51 Aからウェハ Wに水を供給しつつ、液体回収ノズル 51B力水を回収することにより、ウェハ W上に部分的な（ローカルな)液浸領域 Lqを形成することができる。なお、計測ステージ MSTを用いた計測動作を行う場合には、ウェハステージ WSTと計測ステージ MSTとを Y方向に移動させることにより、液浸領域 Lqをゥエノ、ステージ WSTから計測ステージ MSTに移動させることができる。計測ステージ MSTは、液浸領域 Lqを介して各種の計測を行うことができる。このため、ウェハ Wの交換の際に液浸領域 Lqを、ち、ち回収することがな、ので、スループットを落とすことがなぐさらにウォーターマークが発生することもない。

[0070] また、本実施の形態の露光装置 100では、投影ユニット PUを保持する保持部材には、オファクシス 'ァライメント系（以下、ァライメント系と称する) ALGが設けられている。このァライメント系 ALGとしては、例えばウェハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マーク力の反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（ァライメント系 ALG内に設けられた指標板上の指標パターン)の像とを撮像素子 (CCD等)を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式の FIA (Field Image Alignment)系のセンサが用いられている。ァライメント系 ALG力ゝらの撮像信号は、図 8に示す主制御装置 20に供給される。

[0071] また、本実施の形態の露光装置 100では、図 1では図示が省略されているが、照射系 90a、受光系 90b (図 8参照)からなる、斜入射方式の多点焦点位置検出系が設けられている。

[0072] 図 8には、露光装置 100の制御系の主要な構成が示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ (またはワークステーション)からなる主制御装置 20を中心として構成されている。また、主制御装置 20には、メモリ MEM 、 CRTディスプレイ（または液晶ディスプレイ）等のディスプレイ DISが接続されて、る

[0073] 次に、上記のように構成された露光装置 100の中、干渉計システム 118の動作について図 2乃至図 4及び図 7を参照しながら説明する。本実施の形態では、 Y軸干渉計 18からの干渉計ビーム B4はウェハステージ WSTの移動範囲の全域で常に反射面 17Yに投射され、 Y軸干渉計 16からの干渉計ビーム B14は計測ステージ MSTの移動範囲の全域で常に反射面 117Yに投射されるようになっている。従って、 Y軸方向については、常にステージ WST、 MSTの位置は、主制御装置 20によって Y軸干渉計 16、 18の計測値に基づいて管理される。

[0074] その一方で、主制御装置 20は、 X軸干渉計 46からの干渉計ビーム力反射面 17X に照射される範囲でのみ、 X軸干渉計 46の出力値に基づ!/、てウェハテーブル WTB (ウエノ、ステージ WST)の X位置を管理するとともに、 X軸干渉計 46からの干渉計ビームが反射面 117Xに照射される範囲でのみ、 X軸干渉計 46の出力値に基づいて計測テーブル MTB (計測ステージ MST)の X位置を管理する。従って、 X軸干渉計 46の出力値に基づ、て X位置を管理できない間、例えばウェハ交換位置（ローディング ·ポジション） LP近傍でのウェハテーブル WTBの X位置は X軸干渉計 47の出力値に基づいて管理される。一方、 X軸干渉計 46の出力値に基づいて X位置を管理できない間の計測テーブル MTBの X位置は、 X軸干渉計 21の出力値に基づ!/、て管理される。

[0075] 続いて、 Z軸干渉計 22、 23及び Y軸干渉計 18による Z位置計測を含む位置計測について説明する。なお、干渉計 16による計測ステージ MSTに対する Z位置計測を含む位置計測は、ウェハステージ WSTに対する位置計測と同様であるため、ここではウェハステージ WSTにつ!/、てのみ説明する。

[0076] ウェハステージ WSTの移動時等においては、移動鏡 30に対して Z軸干渉計 22、 2 3から干渉計ビーム Bl、 B2が投射され、干渉計ビーム Bl、 B2は、各反射面 30a、 3 Obで入射光に対して角度 Θで反射する。固定鏡 31A、 31Bの反射面 31a、 31b及び移動鏡 30の反射面 30a、 30bで反射した干渉計ビーム Bl、 B2は Z軸干渉計 22、 23で受光される。

[0077] ここで、ウェハステージ WST (すなわち移動鏡 30)の Y軸方向への変位を ΔΥο、 Ζ 軸方向への変位を ΔΖοとすると、 Ζ軸干渉計 22、 23で受光される干渉計ビーム B1 の光路長変化 AL1及び干渉計ビーム Β2の光路長変化 AL2は、それぞれ以下の式で表される。

ALl=AYoXcos0 -AZoXsinQ

AL2=AYoXcos0 +AZoXsin0 ,··(2)

従って、式（1)、（2)から ΔΖο及び ΔΥοは下式で求められる。 A Zo= ( A L2- A Ll) /2sin 0 … )

Δ Yo = ( Δ LI + Δ L2) /2cos Θ …(

このとき、求められる変位 Δ Ζο、 ΔΥοは、図 6に示すように、干渉計ビーム Bl、 Β2 が反射面 30a、 30と交差する箇所の法線が交差する計測点 VPにおける変位となる

[0078] 上記の変位 Δ Ζο、 ΔΥοは、 Ζ軸干渉計 22、 23のそれぞれで求められるため、 Ζ軸干渉計 22で求められる変位を A ZoL、 AYoLとし、 Z軸干渉計 23で求められる変位を A ZoR、 AYoRとし、各 Z軸干渉計 22、 23が投射する干渉計ビーム Bl、 B2が X 軸方向に離間する距離を Dとすると（図 3参照）、移動鏡 30 (すなわちウェハステージ WST)の 0 Z方向への変位（ョーイング量） Δ 0 Z、及び移動鏡 30 (すなわちウェハステージ WST)の 0 Y方向への変位（ローリング量） Δ θ Yは下式で求められる。

Δ θ Ζ = ( Δ YoR- Δ YoL) /D … )

Δ θ Υ= ( Δ ZoL- Δ ZoR) /Ό ー(6)

このようにして、 Z軸干渉計 22、 23の計測結果に基づいて、ウェハステージ WSTの変位が Δ Ζο、 ΔΥο、 Δ Θ Ζ, Δ 0 Υの 4自由度について求められる。

[0079] また、上述したように、干渉計ビーム Β3、 Β4を用いた Υ軸干渉計 18の計測結果により、ウェハテーブル WTBの反射面 17Yでの Υ軸方向の変位、及び移動鏡 30の反射面 30cでの Υ軸方向の変位から、ウェハステージ WSTの θ X方向の変位（ピッチング量） Δ θ Xが求められる。また、 X軸干渉計 46の計測結果により、ウェハステージ WSTの X軸方向の変位 ΔΧが求められる。従って、干渉計システム 118の計測結果力ら、 Ζ、Χ、Υ、 Θ Ζ Θ Χ, 0 Υ方向に関するウェハステージ WSTの変位が 6自由度につ、て求められること〖こなる。

[0080] 一方、例えば X軸リニアモータ 80の駆動により生じた熱により、ウェハステージ WS Τ (ウェハステージ本体 28)が膨張して変形した場合、ウェハステージ本体 28と移動鏡 30との間に介在するヒンジブロック 32〜34がウェハステージ本体 28の変形を吸収するため、移動鏡 30に伝わる応力が軽減され、移動鏡 30の変形に起因して上記ウエノ、ステージ WSTの変位の計測結果が低下することを防止できる。

[0081] ここで、製造誤差等により移動鏡 30に元々曲がりが生じているような場合は、 Ζ軸干渉計 22、 23の計測結果に基づいて、曲がり補正を行う。具体的には、まず X軸干渉計 47による位置計測が可能な位置（例えばローデイングポジション LP)にウェハステージ WSTを移動させる。 X軸干渉計 47の計測結果によりウェハステージ WSTの口一リング量を計測し、且つローリング量を一定値に保持しながら当該ウェハステージ WSTを X軸方向に駆動する。また、ウェハステージ WSTの X軸方向への移動時には、 Z軸干渉計 22、 23を用いてウェハステージ WSTのローリング量を計測する。

[0082] このとき、ウェハステージ WSTのローリング量が一定値に保持されているにも拘わらず、 Z軸干渉計 22、 23により、上記一定値とは異なるローリング量が計測された場合、ローリング量の変化分は移動鏡 30の曲がりに起因して生じたと想定されるため、当該ローリング量が計測された X軸方向の位置に対応させて、ローリング量の変化分に応じた移動鏡 30の曲がり量を補正値として記憶しておく。露光処理中等においては、 Z軸干渉計 22、 23の計測結果に対して、記憶してある補正値により Z位置及び口一リング量を補正することで、移動鏡 30の曲がりに起因する誤差を排除することが可能になる。同様に、計測ステージ MSTにおいても、干渉計 16の計測結果により Z変位、ローリング量及びピッチング量が求められる。

[0083] 主制御装置 20は、 Z軸干渉計 22、 23の計測結果及び上記の補正値を用いて求められた Z変位、ローリング量と、 Y軸干渉計の計測結果を用いて求められたピッチング量に基づいて、ウェハテーブル WTBを支持する 3つのァクチユエータを駆動して、ゥェハ Wの表面を投影光学系 PLの焦点位置に位置させるとともに、照明光 ILの光軸 AXと直交させるようにレべリング調整する。これにより、ウェハ Wは所定の Z位置及び姿勢に位置決めされることになる。

[0084] また、主制御装置 20は、計測ステージ MSTに対しても、求められた Z変位、ローリング量、ピッチング量に基づいて、計測テーブル MTBを支持する 3つのァクチユエータを駆動して、基準マーク領域 FMの表面を投影光学系 PLの焦点位置に位置させるとともに、照明光 ILの光軸 AXと直交させるようにレべリング調整する。これにより、基準マーク領域 FMは所定の Z位置及び姿勢に位置決めされることになる。

[0085] ウェハステージ WSTを介してウェハ Wが位置決めされると、主制御装置 20によつて、液浸装置 132の液体供給装置 288及び液体回収装置 292の各バルブの開閉制御が行われ、投影光学系 PLの先玉 91の直下には常時水が満たされ、部分的な（口一カルな)液浸領域 Lqが形成される。主制御装置 20により、事前に行われた例えばェンハンスト ·グローバル ·ァライメント（EGA)などのウェハァライメントの結果及び最新のァライメント系 ALGのベースライン計測結果等に基づ、て、ウェハ W上の各ショット領域の露光のための走査開始位置 (加速開始位置）へウェハステージ WSTが移動されるショット間移動動作と、各ショット領域に対するレチクル Rに形成されたパターンを走査露光方式で転写する走査露光動作とを繰り返すことにより露光処理が行われる。

[0086] なお、本出願人が先に出願した特願 2005— 120187号 (対応国際公開 2006Z0 13856)に記載されているように、ウェハステージ WSTに形成された液浸領域 Lqが計測ステージ MSTに移動し、計測ステージ MSTはこの液浸領域 Lqを介して各種の計測動作を行う。このため、走査露光動作の終了後に計測ステージ MSTは、 +Y方向に移動してウェハステージ WSTに近接する。前述のように、この近接した状態を保ちながらウェハステージ WSTと計測ステージ MSTとが +Y方向に移動することにより液浸領域 Lqをウェハステージ WSTから計測ステージ MSTに移動させることができる。

[0087] 本実施の形態においては、移動鏡 30がウェハステージ WSTの +Y側に設けられ、移動鏡 60が計測ステージ 52の—Y側に設けられている。このため、ウェハステージ WSTと計測ステージ MSTとが上述のように近接した場合でも、移動鏡 30と移動鏡 6 0とが干渉することはない。また、ウェハステージ WSTから計測ステージ MSTに液浸領域 Lqを受け渡す際にも、移動鏡 30と移動鏡 60とに水が力かることがない。

[0088] 以上説明したように、本実施の形態では、各ステージ WST、 MSTに搭載した移動鏡 30、 60の反射面 30a、 30b、及び 60a、 60bに対して、 Y軸方向に沿った干渉計ビーム Bl、 Β2及び Bl l、 12を投射することにより、ウェハステージ WST及び/又は計測ステージ MSTの上方に反射板を設けることなぐ各ステージ WST、 MSTの Z変位を検出できるので、投影光学系 PL及びウェハ Wの位置計測に用いられる各種計測機器を支障なく配置することが可能となり、装置の大型化を回避することができる。

[0089] また、本実施形態では、 Z軸方向の位置検出に用いられる干渉計ビーム Bl、 B2、 Bl l、 B12が移動しないので、固定鏡 31A、 31B、 61A、 61Bも小型化でき、また、他の機器の配置の際に制限される干渉計ビームの光路空間も小さくなることから、設計の自由度が大きくなり、より装置の小型化に寄与できる。さらに、干渉計ビームの光路空間が小さくなることから、空調すべき領域も小さくなり、空調に要する機器も小型化できる。

[0090] また、本実施の形態では、ほぼ対称に配置された反射面 30a、 30b及び 60a、 60b により Z軸方向の位置を計測するため、様々な誤差が相殺され、また各反射面に影響を及ぼす空気揺らぎの相殺性も高いことから、高精度な Z軸方向 (及び Y軸方向、ローリング量、ョーイング量）に関する位置計測が可能になる。また、上述したように、固定鏡 31A、 31B、 61 A, 6 IBも小型化されることから、干渉計ビームが反射する角度 Θも大きくすることが可能になり、より高精度の位置計測に寄与することができる。

[0091] し力も、本実施形態では、上記の固定鏡がそれぞれ同一の支持体 36、 66で支持されているため、相対位置関係に誤差が生じづらくなり、計測結果に含まれる誤差を小さくすることができる。さらに、本実施形態では、移動鏡 30、 60の反射面 30a、 30b、 60a、 60bに曲がりが存在する場合でも、容易に曲がりに起因する誤差を補正することが可能であり、計測精度の向上に一層寄与できる。

[0092] また、本実施形態では、移動鏡 30、 60が反射面 30c、 60cを有することで、各ステージ WST、 MSTのピッチング量を、 Z軸方向に大きく離間した反射面 17Y、 117Y で計測した計測値を用いて算出することが可能になり、高精度なピッチング量計測も実現可能となっている。

[0093] 一方、本実施形態では、移動鏡 30、 60がキネマチックマウント機構を有するヒンジブロックで支持されているので、熱変形等、各ステージ WST、 MSTで生じた変形による悪影響が及ぶことを防止でき、また、ダンパ部材により、各ステージ WST、 MST の振動が移動鏡 30、 60に伝わることを抑制できる。従って、本実施形態では、移動鏡 30、 60に作用する外乱要因を排除することができ、計測精度の維持を容易に行える。

[0094] また、本実施形態では、移動鏡 30の X軸方向の長さ力反射面 17Yの X軸方向の長さよりも大きく形成されているため、ウェハステージ WSTが Y軸干渉計 18による位置計測可能範囲外であっても、ウェハステージ WSTの Z軸方向に関する位置計測が可能である。

[0095] 上記実施形態で説明した移動鏡 30、 36は、 XZ平面と平行な 30c、 60cを有する構成とした力これに限定されるものではなぐ反射面 30a、 30b及び 60a、 60bを有する断面 V字状に形成される構成であってもよい。この場合、反射面 17Y、 117Yで反射した結果で求めた Υ軸方向の位置と、反射面 30a、 30b及び 60a、 60bで反射した結果で求めた Y軸方向の位置とを用いてピッチング量を算出すればよい。

[0096] また、上記実施形態では、例えばウェハステージ WSTの一方（ + Y側）にのみ移動鏡 30を配置する構成とした力例えば図 9に示すように、ウェハステージ WSTの Y 側にも、当該ウェハステージ WSTを挟むように移動鏡 30を設ける構成としてもよい。この構成では、 +Y側の移動鏡 30を用いた 2ケ所で Z位置を計測し、 Y側の移動鏡 30を用いた 1ケ所で Z位置を計測することにより、露光領域を囲む 3ケ所で、内挿状態で Z位置を計測することが可能になり、ローリング量、ピッチング量も含めて、より高精度な計測を実現することができる。

[0097] また、上記実施形態では、ステージ装置 50がウェハステージ WST及び計測ステージ MSTの両方を備える構成であった力ウェハステージ WSTのみが設けられる構成であっても適用可能である。さらに、上記実施形態では、ウェハ W側のステージ装置 50に本発明を適用する構成とした力レチクル R側のレチクルステージ RSTにも適用可能である。

[0098] 露光装置 100としては、液浸法を用いない走査型露光装置、あるいはレチクル尺とウェハ Wとを静止した状態でレチクル Rのパターンを一括露光し、ウェハ Wを順次ステツプ移動させるステップ'アンド'リピート方式の投影露光装置 (ステツパ）にも適用することができる。また、露光装置 100として、ウェハ W上で少なくとも 2つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ 'アンド'ステイッチ方式の露光装置にも適用できる。また、露光装置 100として、投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用できる。

[0099] 次に、本発明の別の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図 10は、本実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。図 10において、露光装置 EXは、レチクル 301 (マスク）とウェハ 305 (基板）とを静止した状態でレチクル 301に形成された回路パターンをウェハ 305に転写するとともに、ウェハ 305を順次ステップ移動させるステップ'アンド'リピート型の露光装置である。

[0100] なお、以下の説明においては、図 10中に示した XYZ直交座標系を設定し、この X YZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係にっ、て説明する。 XYZ直交座標系は、 X軸及び Y軸がウェハ 305の表面に対して平行となるように設定され、 Z軸がゥェハ 305の表面に対して直交する方向（投影光学系の光軸 AXと平行な方向）に設定されている。図中の XYZ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軸が鉛直方向に設定される。

[0101] 照明装置 302の光源 302aは、露光用の照明光をパルス光で作るもので、例えば、超高圧水銀ランプからの紫外線の輝線 (波長 436nmの g線、 365nmの i線等）、波長 248nmの KrFエキシマレーザ光源からの紫外パルス光、波長 193nmの ArFエキシマレーザ光源からの紫外パルス光、 YAGレーザ光源からのパルスレーザを高調波に変換した紫外線等が使用できる。

[0102] 光源 302aから射出された光は、照明光学系 302bを介してレチクル 301を均一に照明する。詳細な図示は省略する力照明光学系 302bでは、光源 302aからの光はロータリーシャッターを介してビーム整形光学系に照射され、ビーム整形光学系を射出した照明光は、ォプチカルインテグレータとして機能するフライアイレンズ系に入射し、その射出側には多数の 2次光源像が全体としてほぼ正方形または円形の領域内に均一に分布する。フライアイレンズ系の射出側には、 2次光源像の実効的な形状を、輪帯、小円形、通常円形、 4開口等に変更する複数の照明 σ (シグマ)絞りを搭載した絞り切り換え部材が配置され、この切り換え部材はモータによって所望の照明 σ絞りに切り換えられるように駆動される。

[0103] 照明 σ絞りを透過した照明光は、例えば、反射率がほぼ 10%以下のビームスプリツタを透過してミラーで反射されてリレーレンズ系に入射し、レチクル 301上での照明領域の形状及び Ζ又は位置を決定する可動レチクルブラインドを均一な照度分布となって照射する。レチクルブラインドの開口を透過した照明光は、リレーレンズ系、ミラ一およびメインコンデンサーレンズ系等を介して、レチクル 301の回路パターン領域を均一な強度分布で照射する。

[0104] レチクル 301は、不図示のレチクルホルダを介してレチクルステージ 301a上において XY平面に平行に保持されている。レチクル 301〖こは、転写すべき回路パターンが形成されており、ステップ'アンド'リピート方式の露光装置の場合は、パターン領域の全体が照明される。なお、レチクル 301は図示しない交換装置により適宜交換されて使用される。

[0105] レチクル 301に形成されたパターン力もの光は、投影光学系 303を介して感光性のウエノ、 305上にパターン像を形成する。ウェハ 305はウェハテーブル 308を介してゥェハステージ 304上において XY平面に平行に吸着保持されている。レチクル 301 上での照明領域に光学的に対応するウェハ 305上の露光領域にパターン像が形成される。

[0106] なお、本例の投影光学系 303は、ジォプトリック系（屈折系）であるが、カタジォブトリック系（反射屈折系）あるいは反射系も使用できることはいうまでもない。また、投影光学系 303は、所定の気温 (例えば、 25°C)、所定の大気圧 (例えば、 1気圧）の下で露光用照明光の波長に関して最良に収差補正されており、力かる条件下においてレチクル 301とウェハ 305とは互いに共役になっている。また、露光用照明光は、ケラ一照明であり、投影光学系 303の瞳面の中心に光源像として結像されている。なお、投影光学系 303は複数のレンズ等の光学素子を有し、その光学素子の硝材としては露光用照明光の波長に応じて石英、蛍石等の光学材料から選択されている。

[0107] ウェハステージ 304は定盤 306上に設けられ、駆動制御ユニット 318の制御により投影光学系 303の像面と平行な XY平面に沿って 2次元移動する。すなわち、ウェハステージ 304は、ウェハ 305を保持する試料台としてのウェハテーブル 308と、定盤 306上で XY平面に沿って 2次元移動される可動部としての XYステージ 307とを備える。 XYステージ 307は、 X方向、 Y方向にステップ移動する。

[0108] ウェハステージ 304 (ウェハテーブル 308)の一端には、 X方向及び Y方向に延在する移動鏡 320, 321が取り付けられている。移動鏡 320, 321の鏡面に対向して X 軸用レーザ干渉計システム 325及び Y軸用レーザ干渉計システム 326が設けられている。この干渉計システム 325, 326によってウェハステージ 304の X方向、 Y方向の位置、及び X軸、 Y軸、 z軸の周りの回転角がリアルタイムに計測される。干渉計システム 325, 326の計測結果及び主制御系 317からの制御情報に基づいて、駆動制御ユニット 318がウェハステージ 304の速度、及び位置の制御を行う。

[0109] さらに、ウェハステージ 304には、ウェハ 305の Z軸方向の位置（フォーカス位置）、並びに X軸及び Y軸の周りの傾斜角を制御する Zレべリング機構も組み込まれている。すなわち、ウェハテーブル 308は、 Z方向に変位する 3つのァクチユエータ 309a, 3 09b, 309cを介して XYステージ 307上【こ保持されて!、る。

[0110] 3つのァクチユエータ 309a, 309b, 309cは、一直線上にならないように分散配置される。また、主制御系 317からの制御情報に基づいて、駆動制御ユニット 318によつて各ァクチユエータ 309a, 309b, 309cの駆動量が制御される。 3つのァクチユエータ 309a, 309b, 309cを同一の量だけ駆動することによってウェハテーブル 308 を Z方向に平行移動させることが可能であり、各駆動量を相違させることによってゥェハテーブル 308を XY平面に対して傾けることが可能である。 3つのァクチユエータ 3 09a, 309b, 309cの駆動量を適切に制御することにより、ウェハ 305の表面をレチクル 301の投影像位置 (パターン像の結像位置）に高精度に合焦させることができる。ウェハテーブル 308を 6自由度方向に移動可能としてもよ!、。

[0111] ウェハ 305と投影光学系 303との合焦状態は、オートフォーカスセンサとしての焦点位置検出系センサ 310a, 310bによって検出される。焦点位置検出系センサ 310 a, 310bは、投影光学系 303の結像面に向けてピンホール又はスリット状の像を形成するための結像光束を、投影光学系 303の光軸 AXに対して斜め方向から供給する送光光学系 310aと、その結像光束のウェハ 305表面での反射光束を受光する受光光学系 310bとを有する。例えば、これらの光学系 310a, 310bは、投影光学系 303 が設置された架台 311 (コラム）に固定されている。

[0112] ウェハテーブル 308の Z方向の位置及び Z又は姿勢に関する情報は、上記焦点位置検出系センサ 310a, 310bにカ卩え、 Z軸用レーザ干渉計システム 327によって計測される。干渉計を用いた計測は、応答性及び分解能に比較的優れるという利点がある。

[0113] 図 11は、 X軸用レーザ干渉計システム 325、 Y軸用レーザ干渉計システム 326、及び Z軸用レーザ干渉計システム 327の配置図である。

[0114] 図 11に示すように、 X軸用レーザ干渉計システム 325は、 Y方向に互いに離間して配置される 2つの干渉光学系 325A, 325Bを含む。干渉光学系 325Aと干渉光学系 325Bとは、ウェハテーブル 308 (ウェハステージ 304)の Y方向の位置等に応じて選択的に使用される。干渉光学系 325Aの Y方向に関する配置位置は、投影光学系 3 03の光軸 AX (図 10参照）と概ね一致している。干渉光学系 325Bの Y方向に関する配置位置は、後述するウェハァライメント系センサ WA1の光軸 AXa (図 10参照）と概ね一致している。干渉光学系 325Aが、投影光学系 303 (図 10参照）を介したウェハ 305への露光処理時に用いられ、干渉光学系 325Bが、ウェハァライメント系センサ WA1 (図 10参照）を介したウェハステージ 304上のマーク計測時に用いられる。

[0115] 図 11に示す X軸用レーザ干渉計システム 325 (干渉光学系 325A及び 325B)、 Y 軸用レーザ干渉計システム 326 (干渉光学系 326A)、及び Z軸用レーザ干渉計システム 327 (干渉光学系 327A及び 327B)は、例えば、投影光学系 303が設置された架台 311に設けることができる。また、これらの干渉計システム力振動から遮断された計測フレーム等に設置されるようにしてもよい。また、固定鏡 354もこれら干渉計システムが設置された場所に設けることができる。

[0116] 各干渉光学系 325A, 325Bは、 X方向に平行な光軸を有する複数のレーザビームを、ウェハテーブル 308 (ウェハステージ 304)に配設された移動鏡 320に照射する。移動鏡 320からの反射ビームが各干渉光学系 325A, 325Bを介して不図示の光電変換装置に送られ、移動鏡 320の各照射箇所における X方向の位置等が検出される。

[0117] 具体的には、干渉光学系 325Aを介して移動鏡 320に照射される複数のビーム 33 0, 331のうち、ウェハテーブル 308の X方向の位置計測にビーム 330が用いられる。また、ウェハテーブル 308の Y軸周りの回転角（ロール）の計測にビーム 330とビーム 331とが用いられる。同様に、干渉光学系 325Bを介して移動鏡 320に照射される複数のビーム 332, 333のうち、ウェハテーブル 308の X方向の位置計測にビーム 332 が用いられる。また、ウェハテーブル 308の Y軸周りの回転角（ロール）の計測にビーム 332とビーム 333と力用!/、られる。 [0118] Y軸用レーザ干渉計システム 326は、干渉光学系 326Αを含む。この干渉光学系 3 26Αの X方向に関する配置位置力投影光学系 303の光軸 ΑΧ (図 10参照）と概ね一致している。干渉光学系 326Αは、 Υ方向に平行な光軸を有する複数のレーザビームを、ウェハテーブル 308 (ウェハステージ 304)に配設された移動鏡 321に照射する。移動鏡 321からの反射ビームが各干渉光学系 325Α, 325Βを介して不図示の光電変換装置に送られ、移動鏡 321の各照射箇所における Υ方向の位置等が検出される。

[0119] 具体的には、干渉光学系 326Αを介して移動鏡 321に照射される複数のビーム 33 5, 336, 337のうち、ウエノヽテープノレ 308の Υ方向の位置計柳』にビーム 335とビーム 336と力 S用いられ、また、ウェハテーブル 308の Ζ軸周りの回転角（ョ一）の計測にビーム 335とビーム 336とが用いられる。さらに、ウェハテーブル 308の X軸周りの回転角（ピッチ）の計測にビーム 335とビーム 336とビーム 337とが用いられる。

[0120] Ζ軸用レーザ干渉計システム 327は、 Υ方向に互いに離間して配置される 2つの干渉光学系 327Α, 327Βを含む。干渉光学系 327Αと干渉光学系 327Βとは、ウェハテーブル 308 (ウェハステージ 304)の Υ方向の位置等に応じて選択的に使用される。干渉光学系 327Αが、投影光学系 303 (図 10参照）を介したウェハ 305への露光処理時に用いられる。干渉光学系 325Βが、ウェハァライメント系センサ WA1 (図 10 参照）を介したウェハステージ 304またはウェハ 305上のマークの計測時に用いられる。

[0121] 各干渉光学系 327Α, 327Βは、 X方向に平行な光軸を有する複数のレーザビームを、ウェハテーブル 308 (ウェハステージ 304)に配設された移動鏡 320に照射する。移動鏡 320並びに固定鏡 354 (後述するルーフミラー）からの反射ビームが各干渉光学系 325Α, 325Βを介して光電変換装置 328, 329に送られ、ウェハテーブル 3 08の Ζ方向の位置が検出される。

[0122] 具体的には、干渉光学系 327Βを介して移動鏡 320に照射される複数のビーム 34 0, 341のうち、ビーム 340が移動鏡 320で反射して折り曲げられ、固定鏡 354に照射される。固定鏡 354からの反射ビームは、移動鏡 320で反射して折り曲げられて干渉光学系 327Βに戻り、光電変換装置 329に送られる。また、干渉光学系 327Βからの他のビーム 341は、移動鏡 320で反射して干渉光学系 327Bに戻り、光電変換装置 329に送られる。ウェハテーブル 308の Z方向への移動に伴って、ビーム 340の光路長とビーム 341の光路長とが相対的に変化する。この相対変化に基づき、ウェハテーブル 308の Z方向の位置変動量を測定することができる。干渉光学系 327Aもこれと同様である。以下、干渉光学系 327Bの構成についてさらに詳しく説明する。

[0123] 図 12は、 Z軸用レーザ干渉計システム 327における干渉光学系 327Bの構成を示す模式的な斜視図であり、図 13は、その干渉光学系 327Bの構成を示す模式的な側面図である。

[0124] 図 12及び図 13に示すように、干渉光学系 327Bは、偏光ビームスプリッタ 351、 1 Z4波長板 352、折り曲げミラー 353、ルーフミラー 354, 355、及びビームの光軸を調整するための調整機構 356, 357等を含む。

[0125] 干渉光学系 327Bには、レーザ光源 350からレーザビーム 350Aが入力される。このレーザビーム 350Aは、波長が安定化された互いに偏光方向が直交する一対の偏光成分を含む。なお、本例においては、説明の便宜上、レーザ光源 350から射出されるレーザビーム 350Aのうち、一方の偏光成分（S偏光成分、周波数成分 F1)を参照ビーム 341と称し、他方の偏光成分 (P偏光成分、周波数成分 F2)を測定ビーム 3 40と称する力これらは逆であってもよい。

[0126] レーザ光源 350からのレーザビーム 350Aは、 XY平面内を +X方向に進んで偏光ビームスプリッタ 351の偏光面 351aに入射し、その偏光面 351aによって直交する偏光成分、すなわち 2つの周波数成分 (P偏光成分、 S偏光成分）に分割される。

[0127] このうち、 P偏光成分である測定ビーム 340は、偏光ビームスプリッタ 351における偏光面 351aを透過して +X方向に進むとともに、偏光ビームスプリッタ 351の第 1面 35 lbの出射位置 P1から出射する（測定ビーム 340a)。一方、 S偏光成分である参照ビーム 341は、偏光ビームスプリッタ 351における偏光面 35 laで反射して折り曲げられ、—Z方向に進むとともに、偏光ビームスプリッタ 351の第 2面 351cの出射位置 P2 力も出射する（参照ビーム 341a)。

[0128] 偏光ビームスプリッタ 351から出射した測定ビーム 340aは、ウェハテーブル 308の移動鏡 320に照射される。偏光ビームスプリッタ 351とウェハテーブル 308との間における測定ビーム 340aの光路上には調整機構 356が配設されており、測定ビーム 3 40aの光軸が調整される。一方、偏光ビームスプリッタ 351から出射した参照ビーム 3 41aは、 1Z4波長板 352によって円偏光に変換された後、折り曲げミラー 353で 90 ° 折り曲げられて +X方向に進み、ウェハテーブル 308の移動鏡 320に照射される。折り曲げミラー 353とウェハテーブル 308との間における参照ビーム 341aの光路上には調整機構 357が配設されており、参照ビーム 341aの光軸が調整される。調整機構 356, 357は、対面配置される 2つの偏角レンズと、各偏角レンズを保持'固定するための固定具 (不図示）とを含む。調整機構 356, 357において、 2つの偏角レンズの相対的な位置 (光軸を中心とする回転位置)を変化させることにより、光軸をシフト移動させることができ、これにより、測定ビーム 340aと参照ビーム 341aとの平行度を調整することができる。なお、図 12及び図 13の例では、測定ビーム 340a及び参照ビーム 341aの各光路上に調整機構 356, 357が配置されている力測定ビーム 340 a及び参照ビーム 341aのいずれか一方の光路のみに調整機構を配置してもよい。

[0129] ウェハステージ 304 (ウェハテーブル 308)に設けられた移動鏡 320は、 YZ平面に平行に配される第 1反射面 320Aと、 Y軸と平行かつ YZ平面から傾けて配される第 2 反射面 320Bとを含む。偏光ビームスプリッタ 351からの測定ビーム 340aは、移動鏡 320における第 2反射面 320Bに照射され、その第 2反射面 320Bで所定角度折り曲げられ、 X方向に対して斜め上方に向けて進む。

[0130] この移動鏡 320 (第 2反射面 320B)で反射した測定ビーム 340aの行き先には、ル一フミラー 354が配設されて、る。移動鏡 320の第 2反射面 320Bで反射した測定ビーム 340aは、偏光ビームスプリッタ 351からのビームの照射方向である X方向に対して所定角度傾いて進んだ後にルーフミラー 354に入射する。ルーフミラー 354は、偏光ビームスプリッタ 351に対して上方位置（+Z方向）に離間して配置され、互いに 90 ° の狭角をなす 2つの反射面 354a, 354bを有する。この 2つの反射面 354a, 354b の交線 354cは、 XZ平面内にあり、かつ移動鏡 320 (第 2反射面 320B)力もの測定ビーム 340aの進行方向に対して垂直である。なお、ウェハステージ 304 (ウェハテーブル 308)の Z方向の移動に加え、ウェハステージ 304 (ウェハテーブル 308)の X方向の移動に伴って、ルーフミラー 354に対する測定ビーム 340aの照射位置が上記交線方向に変化する。ウェハステージ 304 (ウェハテーブル 308)の X方向の移動範囲に基づいてルーフミラー 354における上記交線方向の延在長さが定められている

[0131] 図 14A〜14Cは、ルーフミラー 354の形態例並びに変形例を示している。

図 14Aは、 2つのミラー 360, 361が組み合わされた構成を有するルーフミラー 354 を示して！/、る。ミラー 360の反射面 354aとミラー 361の反射面 354bと力 ^90。の狭角をなしている。ミラー 360とミラー 361は離れていてもよい。この場合、上記交線は仮想線となる。各ミラーは接着剤や金属パネ等で不図示の支持体に固定されている。

[0132] 図 14Bは、図 14Aの変形例であり、一体構造からなるルーフミラー 354Aを示している。このルーフミラー 354Aには、互いに 90° の狭角をなす 2つの反射面 354a, 3 54bが形成されている。

[0133] 図 14Cは、図 14Aの変形例であり、一体構造力もなるルーフプリズム 354Bを示している。このルーフプリズム 354Bには、互いに 90° の狭角をなす 2つの反射面 354 a, 354bが形成されている。ルーフプリズム 354Bの形成材料としては、ガラス、あるいは石英ガラスが用いられ、相対屈折率の温度変化率の低、ものが好ましく用いられる。

[0134] 図 12及び図 13に戻り、ルーフミラー 354に入射した測定ビーム 340aは、光軸のシフトを伴う再帰反射を経てルーフミラー 354から移動鏡 320に戻る。具体的には、移動鏡 320からの測定ビーム 340aは、ルーフミラー 354における反射面 354aで 90° 折り曲げられて +Y方向に進み、反射面 354bに入射する。その測定ビーム 340aは、反射面 354bで 90° 折り曲げられ、移動鏡 320に向カゝつて +X方向に対して斜め下方に向けて進む（測定ビーム 340b、図 14A参照）。ルーフミラー 354に入射する測定ビーム 340aとルーフミラー 354から出射する測定ビーム 340bとは互いに平行であり、入射ビームの光軸に対して出射ビームの光軸が平行に +Y方向にシフトしている。すなわち、ルーフミラー 354は、移動鏡 320からの測定ビーム 340aを 2回反射し、これにより、その測定ビーム 340aの光軸（光路）を、 2つの反射面 354a, 354bの交線 354cと交差する方向である +Y方向にシフトさせて移動鏡 320に戻す。

[0135] なお、図 13においては、発明の理解を容易にするために、 Y方向に離間し互いに平行なビーム 340aとビーム 340bとを Z方向に明確に離して描いている力実際には、ビーム 340aとビーム 340bとの Z位置は同じである。以後、 Y方向に離間した平行ビームに関して同様である。

[0136] ルーフミラー 354からの測定ビーム 340bは、移動鏡 320における第 2反射面 320B で所定角度折り曲げられ、偏光ビームスプリッタ 351に向かって X方向に進む。その測定ビーム 340bは、偏光ビームスプリッタ 351を透過して一 X方向にさらに進み、光電変換装置 329に入射する。なお、偏光ビームスプリッタ 351の第 1面 351bにおいて、移動鏡 320から戻った測定ビーム 340bの入射位置 P3は、測定ビーム 340aの出射位置 P1とは異なる。すなわち、 P3は P1に対して +Y方向にシフトしている。

[0137] 一方、折り曲げミラー 353からの参照ビーム 341aは、移動鏡 320における第 1反射面 320Aに照射され、その第 1反射面 320Aで反射される（参照ビーム 341b)。その参照ビーム 341bは、元の進行方向と逆向きである—X方向に進み、折り曲げミラー 3 53で 90° 折り曲げられて +Z方向に進む。さらに、その参照ビーム 341bは、 1Z4 波長板 352に再び入射し、 1Z4波長板 352を通ることで、元の偏光方向とは直交する方向の直線偏光に変換される。その参照ビーム 341bは、偏光ビームスプリッタ 35 1の第 2面 351cに入射する。偏光ビームスプリッタ 351の第 2面 351cにおいて、移動鏡 320から戻った参照ビーム 341bの入射位置は、最初の参照ビーム 341aの出射位置 P2と同じである。

[0138] 偏光ビームスプリッタ 351に戻った参照ビーム 341bは、偏光面 351aを今回は透過する。その参照ビーム 341bの行き先には、ルーフミラー 355が配設されている。ルーフミラー 355は、先のルーフミラー 354と同様の形態からなる（図 14A〜14C参照）。すなわち、ルーフミラー 355は、偏光ビームスプリッタ 351に対して上方位置（+Z方向）に隣接して配置され、互いに 90° の狭角をなす 2つの反射面 355a, 355bを有する。この 2つの反射面 355a, 355bの交線 355cは、 X方向と平行であり、 XY平面及び XZ平面内にある。

[0139] なお、図 12、 13等では、偏光ビームスプリッタ 351とルーフミラー 355とが離れた状態にあるように図示されている力両者を接合等により一体ィ匕してもよい。特に、図 14 Cのようなルーフプリズムを用いた場合は、このプリズムと偏光ビームスプリッタ 351とを接着等で一体ィ匕することが可能である。

[0140] ルーフミラー 355に入射した参照ビーム 341bは、光軸のシフトを伴う再帰反射を経てルーフミラー 355から偏光ビームスプリッタ 351に戻る。具体的には、参照ビーム 3 41bは、ルーフミラー 355〖こおける反射面 355aで 90° 折り曲げられて +Y方向に進み、反射面 355bに入射する。さらに、その参照ビーム 341bは、反射面 355bで 90° 折り曲げられ、偏光ビームスプリッタ 351に向かって— Z方向に進む。ルーフミラー 35 5に入射する参照ビーム 341bとルーフミラー 355から出射する参照ビーム 341bとは互いに平行であり、入射ビームの光軸に対して出射ビームの光軸が平行に +Y方向にシフトしている。すなわち、ルーフミラー 355は、偏光ビームスプリッタ 351からの参照ビーム 341bを 2回反射し、これにより、その参照ビーム 341bの光軸 (光路）を、 2つの反射面 355a, 355bの交線 355cと交差する方向である +Y方向にシフトさせて偏光ビームスプリッタ 351に戻す。ルーフミラー 355による参照ビーム 341bのシフト方向及びそのシフト量は、先のルーフミラー 354による測定ビーム 340aのそれと同じである。

[0141] ルーフミラー 355からの参照ビーム 341bは、偏光ビームスプリッタ 351における偏光面 351aを再度透過して— Z方向に進み、第 2面 351cから出射する。偏光ビームスプリッタ 351の第 2面 351cにおいて、参照ビーム 341bの 2回目の出射位置 P4は、 1 回目の出射位置 P2とは異なる。すなわち、 P4は P2に対して +Y方向にシフトしている。

[0142] 偏光ビームスプリッタ 351から出射した参照ビーム 341bは、 1/4波長板 352によつて再び円偏光に変換された後、折り曲げミラー 353で 90° 折り曲げられて +X方向に進む。その後、その参照ビーム 341bは、ウェハテーブル 308の移動鏡 320における第 1反射面 320Aに照射され、その第 1反射面 320Aで反射される (参照ビーム 341c)。第 1反射面 320Aで反射した参照ビーム 341cは、元の進行方向と逆向きである—X方向に進み、折り曲げミラー 353で 90° 折り曲げられて +Z方向に進む。その後、その参照ビーム 341bは、 1Z4波長板 352に再び入射し、 1/4波長板 352 を通ることで、元の偏光方向と同じ直線偏光 (P偏光）に変換される。その参照ビーム 341cは、偏光ビームスプリッタ 351の第 2面 351cに入射する。偏光ビームスプリッタ 351の第 2面 351cにおいて、移動鏡 320から 2回目に戻った参照ビーム 341cの入射位置は、 2回目の参照ビーム 341cの出射位置 P4と同じであり、 1回目の出射位置 P2 (及び 1回目の戻り光の入射位置）とは異なる。

[0143] 偏光ビームスプリッタ 351に再び入射した参照ビーム 341cは、偏光ビームスプリツタ 351における偏光面 351aで今回は反射して折り曲げられ、—X方向に進んで光電変換装置 329に入射する。光電変換装置 329によって、それぞれ戻り光である測定ビーム 340bと参照ビーム 341cとの干渉光からウェハテーブル 308の Z方向の位置変動量が計測される。

[0144] 例えば、光電変換装置 329の内部では、偏光子によって両偏光成分 (測定ビーム 3 40b、参照ビーム 341c)を干渉させ、その干渉光が光電素子で検出され、周波数が F2—F1の電気信号に変換されて、不図示の位相検出手段に送られる。この位相検出手段は、レーザ光源 350から送られてきた基準信号と測定信号との間の絶対位相差を検出する位相計である。すなわち、光電変換装置 329にて光電変換された干渉光は、 F2— F1のビート周波数に、固定鏡としてのルーフミラー 355と移動鏡 320との間隔 (距離)の変動にともなって生じるドップラー効果分の周波数変化 Δ F (t)を加えた周波数を有する測定信号として光電変換装置 329から位相検出手段へ入力される。一方、レーザ光源 350からは、周波数 F1の光（参照ビーム 41)と周波数 F2の光（測定ビーム 40)とを干渉して得られた F2—F1のビート周波数を有する信号が基準信号として位相検出手段に入力される。位相検出手段において、基準信号と測定信号との位相差が検出され、その位相差の変化分を積算することで、ルーフミラー 355と移動鏡 320との間隔の変化分に比例した信号が求められる。すなわち、固定鏡としてのルーフミラー 355と移動鏡 320との Z方向の間隔が変動すると、絶対位相もこれに比例して変化し、絶対位相差力これらの Z方向の間隔の変動分 (ウェハテーブル 308の Z方向の位置変動量)を測定することができる。

[0145] 図 15は、ウェハテーブル 308 (ウェハステージ 304)の姿勢が変化したときの Z軸用レーザ干渉計システム 327における測定ビーム 340の光路の変化を模式的に示す図である。なお、図 15において、基準姿勢における測定ビーム 340の光路を実線矢印で描いている。 [0146] 図 15に示すように、ウェハテーブル 308の Z軸を中心とする回転角 0 z (ョ一）が変化した場合、移動鏡 320の第 2反射面 320Bで反射した測定ビーム 340は、図 15に破線で示すように、ウェハテーブル 308の回転角 Θ zに応じて、基準の光路に対して傾いてルーフミラー 354に入射する。そのため、ルーフミラー 354の各反射面 354a, 354bに対する測定ビーム 340の入射角度は、基準の光路におけるそれとは異なる。しかしながら、ルーフミラー 354で 2回反射することで、ルーフミラー 354から移動鏡 3 20に戻る測定ビーム 340の進行方向は、移動鏡 320からルーフミラー 354に向かう測定ビーム 340の進行方向と逆向きの同じ方向となる。すなわち、ウェハテーブル 3 08の回転角 Θ zが変化しても、ルーフミラー 354における光軸のシフトを伴う再帰反射により、ルーフミラー 354に対する入射ビームと出射ビームとの平行状態が維持される。移動鏡 320の第 2反射面 320Bで反射した戻りの測定ビーム 340は、基準の光路と同じ角度で干渉光学系 327Aに戻る。すなわち、この Z軸用レーザ干渉計システム 327では、固定鏡としてのルーフミラー 354及び移動鏡 320のそれぞれで測定ビーム 340が 2回反射することにより、ウェハテーブル 308の回転角 Θ zが変化しても、測定ビーム 340の戻り方向の角度ずれが防止される。

[0147] なお、実際には、移動鏡 320の第 2反射面 320Bは、前述したように、 Y軸と平行かつ YZ平面力も傾けて配されている（図 13参照)。したがって、上記した 2回反射による角度ずれ防止の効果は、ウェハテーブル 308の Z軸を中心とする回転角 Θ z (ョ一）、及び X軸を中心とする回転角 θ x(ピッチ）の各変化に適用される。さらに、参照ビーム 341 (図 12参照）についても同様に、ルーフミラー 355で 2回反射することから、ゥェハテーブル 308の回転角 Θ z及び θ Xが変化しても、戻り方向の角度ずれが防止される。

[0148] このように、本実施形態の Z軸用レーザ干渉計システム 327では、測定ビーム 340 及び参照ビーム 341のそれぞれについて、計測対象物であるウェハテーブル 308の傾きが変化しても、そのウェハテーブル 308からの各戻り光の角度ずれが防止される。そのため、ウェハテーブル 308の傾き変化に対する計測感度が低ぐウェハテープル 308の姿勢変化に対する検出不良の可能性及び計測誤差が抑制される。さらに、この Z軸用レーザ干渉計システム 327では、ルーフミラー 354で光軸をシフトさせることにより、測定ビーム 340の光路長の最短化が図られて、る。

[0149] 図 16は、ルーフミラーの使用による光路長の短縮ィ匕を説明するための図であり、図 13を変形した比較構成例を示している。なお、図 16において、説明の簡単化のために、図 13と同一の構成要素には同一の符号を付している。

[0150] 図 16に示すように、 1Z4波長板、及びコーナキューブなどを用いることによって、図 13の Z軸用レーザ干渉計システム 327につ!/、て、ルーフミラーを平面ミラーに替えた構成とすることができる。この場合、固定鏡としての平面ミラーと移動鏡 320との間、並びに移動鏡 320と偏光ビームスプリッタ 351との間のそれぞれにおいて、測定ビームが合計 2回往復することになる（光路長 =約 4 X L1 +4 X L2)。これに対して、本実施形態に係る図 13の構成では、ルーフミラーの使用によって移動鏡 320での測定ビーム 340の反射回数が 2回に抑制されており、上記の往復回数がそれぞれ 1回であるから、測定ビーム 340の光路長が比較的短い (光路長 =約 2 X L1 + 2 X L2)。さらに、図 16の例では、参照ビーム 341の光路長（約 4 X L1)と、測定ビーム 340の光路長(約4 し1 +4 2)との差が比較的大きぐこれに対して、本実施形態に係る図 1 3の構成では、参照ビーム 341の光路長 (約 4 X L1)と、測定ビーム 340の光路長（約 2 X L1 + 2 X L2)との差が比較的小さ！、。

[0151] 図 15に戻り、計測対象物であるウェハテーブル 308の傾きが変化した場合、ウェハテーブル 308からの戻りの測定ビーム 340について、基準の光路に対して位置ずれ dyが生じる。この位置ずれ dyは、測定ビーム 340の光路長が長いほど大きくなる。前述したように、本実施形態では、測定ビーム 340の光路長が比較的短いことから、戻りの測定ビーム 340の位置ずれが抑制され、この点からも検出不良及び計測誤差の低減に有利である。

[0152] また、上記の戻り光の位置ずれは、参照ビーム 341 (図 13参照）についても同様である。すなわち、参照ビーム 341の光路長が長いほど、戻りの参照ビーム 341の位置ずれが大きくなる。本実施形態では、参照ビーム 341の光路長と、測定ビーム 340の光路長との差が比較的小さぐ両ビームの位置ずれ量が互いに比較的近いものとなる。そのため、計測対象物であるウェハテーブル 308の傾きが変化した場合、測定ビーム 340及び参照ビーム 341の各戻り光が同じように位置ずれするので、両ビームを確実に干渉させることができ、この点からも検出不良及び計測誤差の低減に有利である。

[0153] 以上、 Z軸用レーザ干渉計システム 327における干渉光学系 327Bについて説明した力干渉光学系 327A (図 11参照）についてもこれと同様である。

[0154] 図 10に戻り、露光装置 EXはさらに、レチクルァライメント系として、 TTR (Through T he Reticule)方式のレチクルァライメント系センサ RAを備える。また露光装置 EXは、オファクシス方式のウェハァライメント系として、 FIA (Field Image Alignment)方式のウェハァライメント系センサ WAlを備える。さらに露光装置 EXは、 TTL (Through Th e Lens)方式のウェハァライメント系として、 LSA (Laser Step Alignment)方式或いは LIA (Laser Interferometric Alignment)方式のウェハァライメント系センサ WA2を備える。

[0155] レチクルァライメント系センサ RAは、所定のマークを備えたレチクル 301に対してァライメント光を照射するとともに、投影光学系 303を介してウェハステージ 304上の基準平面板 WFPに設けられた基準マーク群 FMを照射する。さらに、レチクルァラィメント系センサ RAは、ァライメント光の照射によりレチクル 301から発生した光 (反射光 )、及び投影光学系 303を介してウェハステージ 304の基準平面板 WFP (基準マーク群 FM)から発生する光 (反射光）を受光して、レチクル 301の位置合わせを行う。

[0156] FIA方式、オファクシス方式のウェハァライメント系センサ WA1は、投影光学系 30 3の側部に設けられており、投影光学系 303を介することなく露光光とは異なる波長のァライメント光を基準マーク群 FMに照射するとともに、基準マーク群 FMにおける F IA用マークから発生した光を受光して、レチクル 301とウェハァライメント系センサ W A2との相対位置であるベースライン量を求める。このベースライン量は、ウェハ 305 上の各ショット領域を投影光学系 303の視野内に配するときの基準量となるものである。

[0157] LSA或いは LIA方式のウェハァライメント系センサ WA2は、ァライメント光の照射により基準マーク群 FMに形成された LSAマーク或いは LIAマーク力発生した光を受光して、ウェハ 305の位置計測の基準を求める。なお、 LSA方式のァライメント系については、例えば、特開昭 60— 130742号公報 (対応米国特許第 4, 677, 301 号）に詳細に開示されている。また、 LIA方式のァライメント系については、例えば特開昭 61— 215905号公報 (対応米国特許第 4, 710, 026号）に詳細に開示されている。

[0158] 続、て、以上のような構成を備えた露光装置 EXによる露光作業にっ、て、簡単に説明する。

[0159] まず、主制御系 317の管理の下、露光作業に先立って準備作業を行う。具体的には、焦点位置検出系センサ 310a, 310bから基準平面板 WFPに複数のスリット光を投光して、複数のスリット光のオフセット調整 (原点調整）が行われる。各種の露光条件が設定された後に、レチクルァライメント系センサ RAを用いたレチクルァライメントが必要に応じて行われる。また、ウェハァライメント系センサ WA1を用いたベースライン計測が行われる。さらに、ウェハァライメント系センサ WA1, WA2を用いたウェハ 3 05のファインァライメント（ェンハンスト ·グローバル ·ァライメント（EGA)等）が行われる。これによりウェハ 305上の複数のショット領域の配列座標が求められる。

[0160] 上述したァライメント作業が終了すると、主制御系 317はァライメント結果に基づいてウェハ 305側の X軸用レーザ干渉計システム 325及び Y軸用レーザ干渉計システム 326の計測値をモニタしつつ、駆動制御ユニット 318に指令してウェハ 305のファ一ストショット（第 1番目のショット領域）の露光位置にウェハステージ 304を移動させる。主制御系 317の管理の下で、焦点位置検出系センサ 310a, 310bからウェハ 30 5に複数のスリット光を投光するとともにウェハテーブル 308用のァクチユエータ 309a , 309b, 309cを駆動して、レチクル 301の回路パターンの結像面にウェハ 305の露光面を合わせる作業 (焦点合わせ)が行われる。

[0161] 準備作業が完了すると、レチクル 301のパターン領域が露光光で照明され、これにより、ウェハ 305上のファーストショット領域に対する露光が終了する。レチクル 301の回路パターンが投影光学系 303を介してウェハ 305上のファーストショット領域のレジスト層に縮小転写される。

[0162] このファーストショット領域に対する露光が終了すると、主制御系 317により、ウェハステージ 304が X, Y軸方向にステップ移動し、セカンドショット領域の露光位置に移動する。すなわち、ショット間ステッピング動作が行われる。このステッピング動作に際しては、必要に応じて、 Z軸用レーザ干渉計システム 327が用いられる。セカンドショット領域に対しても同様に露光が行われる。このようにして、ウェハ 305のショット領域の露光と次ショット領域の露光のためのステッピング動作とが繰り返し行われ、ウェハ 305上の全ての露光対象ショット領域にレチクル 301の回路パターンが順次転写される。

[0163] 図 17は、 X軸用レーザ干渉計システム 325における干渉光学系 325A, 325Bの切り替えの様子、並びに Z軸用レーザ干渉計システム 327における干渉光学系 327A, 327Bの切り替えの様子を説明する図である。

[0164] 図 17に示すように、 X軸用レーザ干渉計システム 325では、ウェハステージ 304 (ゥェハテーブル 308)の X軸方向の位置情報を 2つの場所で計測する。すなわち、投影光学系 303を介した露光処理時には、干渉光学系 325Aを用いてウェハテーブル 308の X座標を計測し、ウェハァライメント系センサ WA1を介したウェハステージ 30 4またはウェハ上のマーク計測時には、干渉光学系 325Bを用いてウェハテーブル 3 08の X座標を計測する。同様に、 Z軸用レーザ干渉計システム 327では、ウェハステージ 304 (ウェハテーブル 308)の Z軸方向の位置情報を 2つの場所で計測する。すなわち、投影光学系 303を介した露光処理時には、干渉光学系 327Aを用いてゥェハテーブル 308の Z座標を計測し、ウェハァライメント系センサ WA1を介したウェハステージ 304またはウェハ上のマーク計測時には、干渉光学系 325Bを用いてゥェハテーブル 308の Z座標を計測する。

[0165] 本実施形態では、前述したように、 Z軸用レーザ干渉計システム 327において、ゥェハテーブル 308の姿勢の変化に対する計測感度が下がるから、検出不良及び計測誤差を低減し、高精度な位置計測を実現することができる。そのため、ステッピング動作におけるウェハテーブル 308 (ウェハステージ 304)の位置決めが正確なものとなり、高精度な露光処理が実施される。

[0166] 図 18〜図 21は、図 13の変形例を示している。なお、各図において、説明の簡単化のために、図 13と同一の構成要素には同一の符号を付している。

[0167] 先の図 13の例では、参照ビーム 341用の 1Z4波長板 352が、偏光ビームスプリツタ 351と折り曲げミラー 353との間でありかつ偏光ビームスプリッタ 351に隣接して (または第 2面 351cに接合されて）配置されている。一方、図 18の例では、参照ビーム 3 41用の 1Z4波長板 352が、折り曲げミラー 353と移動鏡 320との間でありかつ偏光ビームスプリッタ 351から離間して配置されている。また、図 18の例では、光軸調整用の調整機構 356が測定ビーム 340の光路上に配置され、参照ビーム 341の光路上には配置されていない。

[0168] 図 19の例では、偏光ビームスプリッタ 351と折り曲げミラー 353と 1Z4波長板 352 とルーフミラー 355とが一体ィ匕されている。すなわち、この一体ィ匕された部材 370は、偏光面 35 laと、折り曲げ用の反射面 353aと、互いに 90° の狭角をなす 2つの反射面 355a, 355bと、偏光切替え部材としての 1Z4波長板 352とを有する。また、図 19 の例においても、ビームの光軸を調整するための調整機構 356が測定ビーム 340の光路上に配置され、参照ビーム 341の光路上には配置されていない。

[0169] なお、図 19の構成では、部材 370内部を通過する参照ビーム 341の光路長力測定ビーム 340に比べて長くなる。そこで、例えば、偏光ビームスプリッタ 351の第 1面 3 51b側に、部材 370と同じ材質力もなり測定ビーム 340の光路の一部となるブロックを設け、このブロック内における測定ビーム 340の光路長を適宜設定することで、測定ビーム 340と参照ビーム 341の部材 370及び前記ブロック内における光路長が等しくなるようにしてちょい。

[0170] 図 20の例では、 2つの偏光ビームスプリッタを組み合わせた構成を有している。すなわち、第 1の偏光ビームスプリッタ 351における参照ビーム 341の通過面である第 2 面 351cに隣接して第 2の偏光ビームスプリッタ 371が配設されている。第 2の偏光ビ一ムスプリッタ 371は、第 1の偏光ビームスプリッタ 351の偏光面 351aに対して— Z方向に離間しかつ平行に配される偏光面 371aを有している。この偏光面 371aを透過した戻りの参照ビーム 341の行き先に、ルーフミラー 355 (またはルーフプリズム）が配されている。

[0171] 図 21の例では、 XY平面を間に挟んで、測定ビーム 340用のルーフミラー 354の対称位置に、参照ビーム 341用のルーフミラー 374が配置されている。移動鏡 320で反射した測定ビーム 340はルーフミラー 354に向力つて斜め上方に進み、移動鏡 32 0で反射した参照ビーム 341はルーフミラー 374に向かって斜め下方に進む。 [0172] 具体的には、図 21に示すように、レーザ光源 350からのレーザビーム 350Aのうち、 P偏光成分である測定ビーム 340は、偏光ビームスプリッタ 351における偏光面 35 laを透過して +X方向に進むとともに、第 1面 351bの出射位置 P1から出射する（測定ビーム 340a)。一方、 S偏光成分である参照ビーム 341は、偏光ビームスプリッタ 3 51における偏光面 351aで反射して折り曲げられ、—Z方向に進むとともに、第 2面 3 51じの出射位置 P2から出射する（参照ビーム 341 a)。

[0173] ウェハステージ 304 (ウェハテーブル 308)に設けられた移動鏡 320は、 Y軸と平行かつ YZ平面から傾けて配される第 2反射面 320Bと、 Y軸と平行かつ YZ平面から第 2反射面 320Bとは逆側に傾けて配される第 3反射面 320Cとを含む。偏光ビームスプリッタ 351からの測定ビーム 340aは、図 13と同様に、移動鏡 320における第 2反射面 320Bに照射され、その第 2反射面 320Bで所定角度折り曲げられ、 X方向に対して斜め上方に向けて進む。その測定ビーム 340aは、図 13と同じ経路を経て、光電変換装置 329に入射する。

[0174] 一方、偏光ビームスプリッタ 351からの参照ビーム 341aは、移動鏡 320における第 3反射面 320Cに照射され、その第 3反射面 320Cで所定角度折り曲げられ、 X方向に対して斜め下方に向けて進む。移動鏡 320の第 3反射面 320Cで反射した参照ビーム 341aの行き先には、ルーフミラー 374が配設されている。ルーフミラー 374は、偏光ビームスプリッタ 351に対して下方位置（-Z方向）に離間して配置されている。さらに、ルーフミラー 374は、測定ビーム用のルーフミラー 354と同様の形態力もなり（図 14A〜14C参照）、互いに 90° の狭角をなす 2つの反射面 374a, 374bを有する。この 2つの反射面 374a, 374bの交線 374cは、 XZ平面内にあり、かつ移動鏡 320 (第 3反射面 320C)力の参照ビーム 341aの進行方向に対して垂直である。なお、ウェハステージ 304 (ウェハテーブル 308)の Z方向への移動に加え、ウェハステージ 304 (ウェハテーブル 308)の X方向の移動に伴って、ルーフミラー 374に対する参照ビーム 341aの照射位置が上記交線方向に変化する。ウェハステージ 304 (ゥェハテーブル 308)の X方向の移動範囲に基づいてルーフミラー 374における上記交線方向の延在長さが定められている。

[0175] ルーフミラー 374に入射した参照ビーム 341aは、光軸のシフトを伴う再帰反射を経てルーフミラー 374から移動鏡 320に戻る。具体的には、移動鏡 320からの参照ビーム 341aは、ルーフミラー 374における反射面 374aで 90° 折り曲げられて +Y方向に進み、反射面 374bに入射する。その参照ビーム 341aは、反射面 374bで 90° 折り曲げられ、移動鏡 320に向力つて +X方向に対して斜め上方に向けて進む (参照ビーム 341b)。ルーフミラー 374に入射する参照ビーム 341aとルーフミラー 374から出射する参照ビーム 341bとは互いに平行であり、入射ビームの光軸に対して出射ビームの光軸が平行に +Y方向にシフトしている。すなわち、ルーフミラー 374は、移動鏡 320からの参照ビーム 341aを 2回反射し、これにより、その参照ビーム 341aの光軸 (光路）を、 2つの反射面 374a, 374bの交線 374cと交差する方向である +Y方向にシフトさせて移動鏡 320に戻す。

[0176] ルーフミラー 374からの参照ビーム 341bは、移動鏡 320における第 3反射面 320C で所定角度折り曲げられて— X方向に進む。その参照ビーム 341bは、折り曲げミラ一 353で 90° 折り曲げられて +Z方向に進み、偏光ビームスプリッタ 351の第 2面 35 lcに入射する。なお、偏光ビームスプリッタ 351の第 2面 351cにおいて、移動鏡 320 力戻った参照ビーム 341bの入射位置 P4は、参照ビーム 341aの出射位置 P2とは異なる。すなわち、 P4は P2に対して +Y方向にシフトしている。偏光ビームスプリッタ 351に入射した参照ビーム 341bは、偏光面 351aで反射して折り曲げられ、— X方向に進んで光電変換装置 329に入射する。光電変換装置 329によって、それぞれ戻り光である測定ビーム 340bと参照ビーム 341bとの干渉光からウェハテーブル 30 8の Z方向の位置変動量が計測される。

[0177] この図 21の例では、 XY平面を間に挟んで、測定ビーム 340用の固定鏡であるル一フミラー 354の対称位置に、参照ビーム 341用の固定鏡であるルーフミラー 374が配置されているから、ウェハテーブル 308の Z方向の位置変動量を高い感度で計測することができる。すなわち、本例では、ウェハテーブル 308の Z方向への移動に対して、測定ビーム 340の光路長と参照ビーム 341の光路長との相対変化量が比較的大きぐウェハテーブル 308の微小な位置変動を高精度に検出することができる。

[0178] また、本例では、参照ビーム 341の光路長と、測定ビーム 340の光路長とがほぼ同じであり、ウェハテーブル 308の傾きが変化した際における両ビームの位置ずれ量がほぼ等しい。そのため、計測対象物であるウェハテーブル 308の傾きが変化した場合にも、測定ビーム 340及び参照ビーム 341の各戻り光が同じように位置ずれするので、両ビームを確実に干渉させることができ、検出不良及び計測誤差を低減することができる。さらに、図示の如ぐ偏光ビームスプリッタ 351、ビーム光軸調整機構 356、 357、折り曲げミラー 353等力もなる干渉光学部材力固定鏡であるルーフミラー 35 4、 374より、ウェハテーブル 308から遠い位置にあるので、移動鏡 320で反射したビーム 340、 341が上下に分かれた後でも、ビーム 340、 341に対する空調の環境が等しくでき、空気揺らぎによる計測誤差が小さくできる。

[0179] 図 22A〜22Cは、ウェハテーブル 308 (ウェハステージ 304)に設けられる移動鏡 320の形態例を示して、る。

[0180] 図 22Aの例では、ウェハテーブル 308の側面をカ卩ェすることにより、ウェハテープル 308の側面に反射面 320A, 320Bが形成されている。反射面 320Aは、 YZ平面に平行であり、反射面 320Bは、 Y軸と平行かつ YZ平面から傾いている。反射面 32 OA, 320Bは、鏡面加工により形成することができ、あるいは、研磨面に反射膜を形成すること〖こより形成することができる。

[0181] 図 22Bの例では、ウェハテーブル 308の側面に、 Y軸と平行かつ YZ平面から傾いた斜面 393が形成され、この斜面 393に反射面 320Bを有する反射ミラー 395が固設されている。また、ウェハテーブル 308の側面に、 YZ平面に平行な面 394が形成され、この面 394に反射面 320Aを有する反射ミラー 396が固設されている。

[0182] 図 22Cの例では、ウェハテーブル 308の側面に、 YZ平面に平行な面 397が形成され、この面 397に反射面 320A, 320Bを有する反射部材 398が配設されている。反射面 320Aは、 YZ平面に平行であり、反射面 320Bは、 Y軸と平行かつ YZ平面から傾いている。

[0183] なお、露光装置 EXとしては、マスク（レチクル）と基板 (ウエノ、）とを一次元方向に同期移動してマスクのパターンを基板上の各ショット領域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'ステツパ）にも適用できる。また、露光装置 EXとして、ウェハ W上で少なくとも 2つのパターンを部分的に重ねて転写するステツプ'アンド'スティツチ方式の露光装置にも適用できる。また、露光装置 EXとして、投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接させてマスクのパターンを露光するプロキシミティ露光装置にも適用できる。

[0184] また、露光装置 EXとして、液浸露光装置にも適用可能である。そのような液浸露光装置としては、例えば、投影光学系と基板との間を局所的に液体で満たす方式として、国際公開第 2004/053958号パンフレットに開示されているものが知られている。また、露光装置 EXとして、露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置、ステージ上に所定厚の液体層を形成しその中に基板を保持する液浸露光装置にも適用可能である。

[0185] また、露光装置 EXとして、特開平 11 135400号 (対応国際公開 1999Z23692 )に開示されているように、ウェハ等の被処理基板を保持して移動可能な露光ステージと、各種の計測部材及び Z又はセンサを備えた計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。

[0186] なお、上記各実施形態にお!、て示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状、組合せ等は一例であって、本発明の主旨力も逸脱しない範囲においてプロセス条件、設計要求等に基づき種々変更可能である。

[0187] なお、上記各実施形態で移動ステージに保持される基板としては、半導体デバイス製造用の半導体ウェハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエノ、、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版 (合成石英、シリコンウェハ)等が適用される。

[0188] 露光装置の種類としては、ウェハに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子 (CCD)あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。

[0189] また、本発明は、ウェハステージが複数設けられるツインステージ型の露光装置にも適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平 10— 163099号公報及び特開平 10— 214783号公報（対応米国特許 6, 341, 00 7号、 6, 400, 441号、 6, 549, 269号及び 6, 590, 634号）、特表 2000— 50595 8号（対応米国特許 5, 969, 441号）ある!/ヽ ίま米国特許 6, 208, 407号【こ開示されている。さらに、本発明を本願出願人が先に出願した特願 2004— 168481号 (対応国際公開 2005Z122242)のウェハステージに適用してもよい。

[0190] なお、上述の各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（または位相パターン ·減光パターン)を形成した光透過型マスク、あるいは光反射性の基板上に所定の反射パターンを形成した光反射型マスクを用いたが、それらに限定されるものではない。例えば、そのようなマスクに代えて、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターンまたは反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（光学系の一種とする）を用いるようにしても良、。このような電子マスクは、例えば、米国特許第 6, 778, 257号公報に開示されている。

[0191] また、例えば、 2光束干渉露光と呼ばれているような、複数の光束の干渉によって生じる干渉縞を基板に露光するような露光装置にも本発明を適用することができる。そのような露光方法及び露光装置は、例えば、国際公開第 01Z35168号パンフレットに開示されている。

[0192] また、本発明が適用される露光装置の光源には、 KrFエキシマレーザ（248nm)、 ArFエキシマレーザ（193nm)、 F2レーザ（157nm)等のみならず、 g線（436nm)、 i線（365nm)等を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系の!/、ずれでもよ、。

[0193] ウェハステージ及び Z又はレチクルステージにリニアモータ（USP5,623,853または U SP5,528,118参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびローレンッ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各ステージ WST、 RSTは、ガイドに沿って移動するタイプでもよぐガイドを設けないガイドレスタイプであってもよ、。

[0194] 各ステージの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニットと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージの移動面側に設ければよい。

[0195] ウェハステージの移動により発生する反力は、投影光学系に伝わらないように、特開平 8— 166475号公報 (対応米国特許第 5, 528, 118号）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

[0196] レチクルステージの移動により発生する反力は、特開平 8— 330224号公報 (対応米国特許第 5, 874, 820号）に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよい。

[0197] なお、移動鏡 30、 60と同様に、固定鏡 31Aと 31B、 61Aと 61B、 354と 374を支持体にキネマチックマウント機構を有するヒンジブロックで支持するようにしてもよ、。

[0198] また、本発明が適用される露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組立の前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系につ、ては機械的精度を達成するための調整、各種電気系につ、ては電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステム力露光装置への組立工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステム力露光装置への組立工程の前に、各サブシステム個々の組立工程があることは、うまでもな、。各種サブシステムの露光装置への組立工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたタリーンルームで行うことが望まし、。

[0199] また、半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図 23に示すように、マイクロデバイスの機能 ·性能設計を行うステップ 201、この設計ステップに基づいたマスク（レチタル)を製作するステップ 202、デバイスの基材である基板を製造するステップ 203、前述した実施形態の露光装置 EXによりマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱 (キュア)及びエッチング工程などの基板処理プロセスを含むステップ 204、デバイス組み立てステップ (ダイシング工程、ボンディング工程、ノッケージ工程などの加工プロセスを含む） 205、検査ステップ 2 06等を経て製造される。

[0200] なお、本国際出願で指定又は選択された国の法令で許容される限りにおいて、上記各実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

産業上の利用可能性

本発明によれば、各種機器を支障なく配置することが可能となり、装置の大型化を回避しつつ移動ステージの位置を検出することができる。本発明の干渉計システムによれば、可動体の姿勢の変化に対する計測感度が下がるから、検出不良及び計測誤差を低減し、高精度な位置計測を実現することができる。本発明の光学部材によれば、可動体の姿勢変化に対する検出不良及び計測誤差を低減する機能を有する干渉計に好ましく用いることができる。本発明のステージ装置によれば、ステージの位置決め精度の向上を図ることができる。それゆえ、本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子又はディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、 CCD,マイクロマシン、 MEMS, DNAチップ、レチクル (マスク）のような広範囲な製品を製造するための露光装置及び方法に極めて有用となる。

Claims

請求の範囲

[1] 第 1方向成分を含む第 2方向に延びる第 1反射面と、

前記第 1方向成分を含む第 3方向に延び、前記第 1反射面に対してほぼ対称な第 2反射面と、

前記第 1方向とほぼ直交する第 4方向に延びる第 3反射面と、を有することを特徴とする反射部材。

[2] 前記第 3反射面は、前記第 1反射面と前記第 2反射面との間に設けられていることを特徴とする請求項 1記載の反射部材。

[3] 基準反射面と、

前記基準反射面に対して第 1傾斜角方向に延びる第 1反射面と、

前記基準反射面に対して前記第 1傾斜角方向と対称な第 2傾斜角方向に延びる第 2反射面と、を有することを特徴とする反射部材。

[4] 前記基準反射面は、前記第 1反射面と前記第 2反射面との間に設けられていることを特徴とする請求項 3記載の反射部材。

[5] 移動面を移動する移動ステージと、

前記移動面とほぼ直交する第 1方向の成分を含む第 2方向に延びる第 1反射面と、前記第 1方向成分を含む第 3方向に延び、前記第 1反射面に対してほぼ対称な第 2 反射面とを有し、前記移動ステージに設けられた第 1反射部材と、

前記第 1反射面により反射された第 1ビームと、前記第 2反射面により反射された第 2ビームとに基づいて、前記移動ステージの前記第 1方向に関する位置情報を計測する計測装置と、を備えたことを特徴とするステージ装置。

[6] 前記移動ステージは、第 4方向に移動可能であり、

前記第 1反射部材は、前記第 4方向に延びる第 3反射面を有することを特徴とする請求項 5記載のステージ装置。

[7] 前記移動ステージは、前記第 1反射部材とは前記第 1方向に離間し、前記第 4方向に沿って延びる第 2反射部材を有し、

前記計測装置は、前記第 3反射面で反射された第 3ビームと、前記第 2反射部材で反射された第 4ビームとに基づいて前記移動ステージの前記第 1方向に関する位置情報を計測することを特徴とする請求項 6記載のステージ装置。

[8] 前記計測装置は、前記第 3ビームと前記第 4ビームとに基づいて、前記第 4方向を中心とした軸回りの前記移動ステージの傾きを計測することを特徴とする請求項 7に記載のステージ装置。

[9] 前記第 1反射部材は、前記移動ステージの変形を吸収可能な変形吸収部材を介して前記移動ステージに設けられて、ることを特徴とする請求項 5から 8の、ずれか一項に記載のステージ装置。

[10] 前記変形吸収部材は、キネマチックマウント機構を有して、ることを特徴とする請求項 9記載のステージ装置。

[11] 前記第 1反射部材の前記第 4方向に沿った長さは、前記第 2反射部材の前記第 4 方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項 7記載のステージ装置。

[12] 前記第 1反射面と光学的に接続された第 3反射部材と、

前記第 2反射面と光学的に接続された第 4反射部材と、を備えることを特徴とする請求項 5から 11の!、ずれか一項に記載のステージ装置。

[13] 前記第 3反射部材と前記第 4反射部材とは同一の支持体により支持されていることを特徴とする請求項 12記載のステージ装置。

[14] 前記移動ステージは、前記移動面に含まれる第 4方向に移動可能であり、

前記移動ステージを前記第 4方向に移動させた際に前記第 1反射面により反射された第 1ビームと、前記第 2反射面により反射された第 2ビームとに基づいて、前記第

1反射面と前記第 2反射面との曲がりに関する情報を検出する検出装置を備えたことを特徴とする請求項 5記載のステージ装置。

[15] 前記第 1反射部材は、前記移動ステージを挟んだ両側に設けられていることを特徴とする請求項 5から 14のいずれか一項に記載のステージ装置。

[16] ステージ装置を用いて基板にパターンを露光する露光装置にお!、て、

前記ステージ装置として、請求項 5から請求項 15のいずれか一項に記載のステージ装置を用いたことを特徴とする露光装置。

[17] 測定ビームと参照ビームとを可動体に向けて第 1方向に照射して該第 1方向と交わる第 2方向に関する前記可動体の位置情報を計測する干渉計と、前記可動体に設けられ、前記測定ビームと前記参照ビームとを反射するとともに、前記測定ビームを前記第 1方向から所定角度折り曲げる第 1反射部と、

前記第 1反射部からの前記測定ビームの光軸をシフトさせて前記第 1反射部に戻す第 2反射部と、を備えることを特徴とする干渉計システム。

[18] 前記第 2反射部が、ルーフミラー及びルーフプリズムの少なくとも 1つを含むことを特徴とする請求項 17に記載の干渉計システム。

[19] 前記第 2反射部は、少なくとも 2つの反射面を有し、該 2つの反射面の交線が、前記第 1方向及び前記第 2方向を含む平面内にあることを特徴とする請求項 18に記載の干渉計システム。

[20] 前記測定ビームの光軸がシフトする方向は、前記第 1方向及び前記第 2方向に直交する第 3方向であることを特徴とする請求項 17から請求項 19のいずれか一項に記載の干渉計システム。

[21] 前記測定ビームの光軸のシフトは、前記第 1方向または前記第 2方向を中心とした軸周りの前記可動体の傾き変化に対する前記干渉計の感度を下げるものであることを特徴とする請求項 17から請求項 20のいずれか一項に記載の干渉計システム。

[22] 前記測定ビームの光軸のシフトに応じて、前記第 1反射部からの前記参照ビームの光軸をシフトさせる第 3反射部を、さらに備えることを特徴とする請求項 17から請求項

21の!、ずれか一項に記載の干渉計システム。

[23] 前記可動体に設けられ、前記第 1反射部による前記測定ビームの折り曲げ方向とは異なる方向に、前記参照ビームを所定角度折り曲げる第 4反射部をさらに備え、前記第 3反射部は、前記第 4反射部からの前記参照ビームの光軸をシフトさせて前記第 4反射部に戻すことを特徴とする請求項 22に記載の干渉計システム。

[24] 前記参照ビームの光軸がシフトする方向は、前記第 1方向及び前記第 2方向に直交する第 3方向であることを特徴とする請求項 22または請求項 23に記載の干渉計システム。

[25] 前記参照ビームの光軸のシフトは、前記第 1方向または前記第 2方向を中心とした軸周りの前記可動体の傾き変化に対する前記干渉計の感度を下げるものであることを特徴とする請求項 22から請求項 24のいずれか一項に記載の干渉計システム。

[26] 可動体に測定ビームを照射して該照射方向と交わる方向に関する前記可動体の位置情報を計測する干渉計システムであって、

前記照射方向または前記計測方向を中心とした軸周りの前記可動体の傾き変化に対して、計測感度を下げたことを特徴とする干渉計システム。

[27] 参照ビームを、前記測定ビームと同方向に前記可動体に照射することを特徴とする請求項 26に記載の干渉計システム。

[28] 前記測定ビームの光軸をシフトさせるとともに、前記測定ビームの前記可動体での反射回数を 2回に抑えたことを特徴とする請求項 26または請求項 27に記載の干渉計システム。

[29] 前記測定ビームの光軸がシフトする方向は、前記照射方向及び前記計測方向に直交する方向であることを特徴とする請求項 26から請求項 28のいずれか一項に記載の干渉計システム。

[30] 前記可動体で反射した前記測定ビームが、前記照射方向から前記計測方向に所定角度傾いて進んだ後に、光軸のシフトを伴う再帰反射により前記可動体に戻ることを特徴とする請求項 26から請求項 29のいずれか一項に記載の干渉計システム。

[31] 前記可動体で再び反射した前記測定ビームが、前記参照ビームと干渉することを特徴とする請求項 30に記載の干渉計システム。

[32] 前記可動体の前記計測方向への移動に伴って、前記測定ビームの光路長と前記参照ビームの光路長とが相対的に変化することを特徴とする請求項 31に記載の干渉計システム。

[33] 入力ビームをその偏光状態に応じて第 1ビームと第 2ビームとに分割する偏光面と、前記偏光面で分割された前記第 1ビームが出射する第 1面と、

前記偏光面で分割された前記第 2ビームが出射する第 2面と、

前記第 2面力入射する第 3ビームを反射し、該第 3ビームを前記第 2面における前記第 2ビームの出射位置とは異なる位置力出射するように設けられた反射部材と、前記偏光面で分割された後の前記第 2ビームの光路上に配置され、前記第 2ビームの偏光状態を切り替える第 1偏光切替え部材と、

前記第 2面から出射した前記第 3ビームの光路上に配置され、前記第 3ビームの偏光状態を切り替える第 2偏光切替え部材と、を備え、

前記第 2面における前記第 3ビームの出射位置から入射した第 4ビームと、前記第 1 面における前記第 1ビームの出射位置とは異なる位置力入射した第 5ビームとが略同一光路上を進む光学部材。

[34] 前記入力ビームは、第 1の方向から前記偏光面に入射し、前記反射部材は、前記第 2ビームを反射する際に、該第 2ビームの光路を前記第 1の方向と交差する方向にシフトさせるように設けられていることを特徴とする請求項 33に記載の光学部材。

[35] 前記入力ビームは、所定の平面内を進行して前記偏光面に入射するとともに、前記反射部材は、 2つの反射面を有し、該 2つの反射面の交線が前記所定の平面内にあることを特徴とする請求項 33または請求項 34に記載の光学部材。

[36] 前記反射部材は、ルーフミラー及びルーフプリズムの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項 33から請求項 35のいずれかに記載の光学部材。

[37] 前記第 1面から出射した前記第 1ビームは、第 1反射部で反射されて前記第 5ビームとして前記第 1面に入射し、

前記第 2面力出射した前記第 2ビームは、基準となる部材に設けられた第 2反射部で反射されて前記第 3ビームとして前記第 2面に入射し、

該第 2面から出射した前記第 3ビームは、前記第 2反射部で反射されて前記第 4ビームとして前記第 2面に入射することを特徴とする請求項 33から請求項 36のいずれか一項に記載の光学部材。

[38] 前記第 1反射部は、前記第 1ビームを反射する際に該第 1ビームの光路をシフトさせることを特徴とする請求項 37に記載の光学部材。

[39] 請求項 33から請求項 38の、ずれか一項に記載の光学部材を備えた干渉計システム。

[40] 所定面内を移動するステージと、前記ステージの位置をビームにより計測する位置計測装置と、を備えるステージ装置であって、

前記位置計測装置が、請求項 17から請求項 32の、ずれか一項または請求項 36 に記載の干渉計システムを有することを特徴とするステージ装置。

[41] ステージ装置を用いて基板にパターンを露光する露光装置にお!、て、前記ステージ装置として、請求項 40に記載のステージ装置を用いることを特徴とする露光装置。

[42] 請求項 41に記載の露光装置を用いて所定のパターンを物体上に形成するリソダラフイエ程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

[43] 移動体に設けられた第 1反射部であり、前記移動体の移動面と交差する基準面に対して第 1傾斜角方向に延びる第 1反射面と、前記基準面に対して前記第 1傾斜角方向と対称な第 2傾斜角方向に延びる第 2反射面とを有する前記第 1反射部と；前記第 1反射面力の第 1ビームと、前記第 2反射面力の第 2ビームとに基づいて

、少なくとも前記移動面と交差する方向に沿った、前記移動体の位置情報を計測する干渉計と、を備えることを特徴とする干渉計システム。

[44] 移動体に設けられた第 1反射部であり、前記移動体の移動面と交差する基準反射面と、前記基準反射面に対して第 1傾斜角方向に延びる第 1反射面とを有する前記第 1反射部と；

前記第 1反射面力の第 1ビームと、前記基準反射面力の第 2ビームとに基づいて、少なくとも前記移動面と交差する方向に沿った、前記移動体の位置情報を計測する干渉計と、を備えることを特徴とする干渉計システム。

[45] 移動体に設けられた第 1反射部であり、前記移動体の移動面と交差する基準反射面と、前記基準反射面に対して第 1傾斜角方向に延びる第 1反射面とを有する前記第 1反射部と；

前記第 1反射面からの第 1ビームを、光軸をシフトさせて前記第 1反射面に戻す第 2 反射部と；

前記第 1反射面からの前記第 1ビームと、前記基準反射面からの第 2ビームとに基づいて、少なくとも前記移動面と交差する方向に沿った、前記移動体の位置情報を計測する干渉計と、を備えることを特徴とする干渉計システム。

[46] 移動体に設けられた第 1反射部であり、前記移動体の移動面と交差する基準面に対して第 1傾斜角方向に延びる第 1反射面と、前記基準面に対して前記第 1傾斜角方向と対称な第 2傾斜角方向に延びる第 2反射面とを有する前記第 1反射部と；前記第 1反射面からの第 1ビームを、光軸をシフトさせて前記第 1反射面に戻す第 2 反射部と；

前記第 2反射面からの第 2ビームを、光軸をシフトさせて前記第 2反射面に戻す第 3 反射部と；

前記第 1反射面からの前記第 1ビームと、前記第 2反射面からの前記第 2ビームとに基づいて、少なくとも前記移動面と交差する方向に沿った、前記移動体の位置情報を計測する干渉計と、を備えることを特徴とする干渉計システム。

[47] 第 1反射面と該第 1反射面に対して所定の角度を有する第 2反射面を有し、前記第 1反射面と前記第 2反射面が特定軸に対して傾いている第 1反射部材と、

第 1ビームを前記第 1反射面に向けて照射し、第 2ビームを前記第 2反射面に向けて照射する照射系と、

前記第 1反射面で反射された前記第 1ビームを前記第 1反射面に戻す第 3反射面と、前記第 2反射面で反射された前記第 2ビームを前記第 2反射面に戻す第 4反射面とを有する第 2反射部材と、を備え、

前記第 1反射部材が側面に設けられた可動体の前記特定軸に関する位置情報を得ることを特徴とする干渉計システム。

[48] 特定軸と平行な線に関連する同じ側面に、第 1反射面と該第 1反射面に対して所定の角度を有する第 2反射面とを有するテーブルと、

第 1ビームを前記第 1反射面に向けて照射し、第 2ビームを前記第 2反射面に向けて照射する干渉計であって、検出器に対して位置合わせされた干渉光学部材を有する干渉計と、

前記第 1反射面で反射された前記第 1ビームと前記第 2反射面で反射された前記第 2ビームが、前記干渉光学部材で結合されるように、前記第 1反射面と前記第 2反射面に対して配置された反射部材と、を有することを特徴とするシステム。

[49] 前記反射部材は前記干渉光学部材より長いことを特徴とする請求項 48に記載のシステム。

[50] 前記干渉光学部材は、前記第 1方向に関して前記反射部材より前記テーブルから離れて配置されてヽることを特徴とする請求項 48に記載のシステム。

[51] テーブルに保持された基板にパターンを露光する露光装置であって、前記テーブルの位置を計測する装置が、請求項 48に記載のシステムを有することを特徴とする露光装置。

[52] 請求項 51に記載の露光装置を用いて所定のパターンを物体上に形成するリソダラフイエ程を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

[53] 2つのステージを用いて、基板上にパターンを形成する露光装置にぉ、て、

第 1反射面と該第 1反射面に対して所定の角度を有する第 2反射面を有し、前記第 1反射面と前記第 2反射面が特定軸に対して傾いている第 1反射部材と、

前記第 1反射部材は、前記 2つのステージの少なくとも一方の両側に設けられていることを特徴とする露光装置。

[54] 2つのステージを用いて、基板上にパターンを形成する露光装置において、

前記第 1反射部材は、前記 2つのステージの各々に設けられていることを特徴とする露光装置。

[55] 測定ビームと参照ビームとを可動体に向けて第 1方向に照射して、該第 1方向と交わる第 2方向に関する前記可動体の位置情報を計測する干渉計に用いられる光学部材であって、

前記可動体に設けられ、測定ビームと参照ビームとを反射するとともに、前記測定ビームを所定角度折り曲げる第 1反射部力の前記測定ビームの光軸をシフトさせて前記第 1反射部に戻す光学部材、該光学部材は少なくとも 2つの反射面を有し、該 2 つの反射面の交線が、前記第 1方向及び前記第 2方向を含む平面内に配置されることを特徴とする光学部材。

測定ビームと参照ビームとを可動体に向けて第 1方向に照射して、前記可動体に設けられた第 1反射部で所定角度折り曲げられた測定ビームと、前記参照ビームを干渉光学部材で結合して、該第 1方向と交わる第 2方向に関する前記可動体の位置情報を計測する干渉計に用いられる光学部材であって、

前記第 1反射部からの前記測定ビームの光軸をシフトさせて前記第 1反射部に戻す光学部材であり、前記第 1方向及び前記第 2方向を含む平面内における該光学部材の長さは前記干渉光学部材より長いことを特徴とする光学部材。