WO2009084196A1 - 移動体駆動システム、パターン形成装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

移動体駆動システム、パターン形成装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2009084196A1
WO2009084196A1 PCT/JP2008/003950 JP2008003950W WO2009084196A1 WO 2009084196 A1 WO2009084196 A1 WO 2009084196A1 JP 2008003950 W JP2008003950 W JP 2008003950W WO 2009084196 A1 WO2009084196 A1 WO 2009084196A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
moving body
scale
heads
predetermined plane
measurement
Prior art date
Application number
PCT/JP2008/003950
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yuichi Shibazaki
Original Assignee
Nikon Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corporation filed Critical Nikon Corporation
Priority to CN200880019418XA priority Critical patent/CN101680747B/zh
Priority to JP2009547894A priority patent/JP5131281B2/ja
Publication of WO2009084196A1 publication Critical patent/WO2009084196A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
    • G03F7/70808—Construction details, e.g. housing, load-lock, seals or windows for passing light in or out of apparatus
    • G03F7/70825—Mounting of individual elements, e.g. mounts, holders or supports
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7007—Alignment other than original with workpiece
    • G03F9/7015—Reference, i.e. alignment of original or workpiece with respect to a reference not on the original or workpiece
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection

Definitions

  • the present invention relates to a moving body drive system, a pattern forming apparatus, an exposure apparatus and an exposure method, and a device manufacturing method. More specifically, the position of a moving body is measured using an encoder system and substantially along a predetermined plane.
  • the present invention relates to a device manufacturing method using an exposure method.
  • a step-and-repeat projection exposure apparatus such as a semiconductor element or a liquid crystal display element
  • a step-and-repeat projection exposure apparatus such as a semiconductor element or a liquid crystal display element
  • An apparatus a so-called scanning stepper (also called a scanner) or the like is mainly used.
  • the position of a stage for holding a substrate to be exposed is generally measured using a laser interferometer.
  • the required performance has become severe due to the miniaturization of the pattern accompanying the high integration of semiconductor elements.
  • the allowable value of the total overlay error is on the order of several nanometers, and accordingly, the allowable value of the position control error of the stage is also below the sub-nano order. Therefore, short-term fluctuations in measured values due to air fluctuations caused by the temperature change and / or temperature gradient of the atmosphere on the beam path of the laser interferometer can no longer be ignored.
  • Patent Document 1 a grid plate is used above a substrate table over a wide range including the entire range of movement of the substrate table.
  • Patent Document 1 since it is difficult to manufacture a large area and high accuracy grid plate as disclosed in Patent Document 1, it is necessary to arrange a plurality of grid plates side by side. In addition, using a grid plate having a large area as disclosed in Patent Document 1 is difficult in terms of layout and accuracy, and is almost impractical especially in terms of cost.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances. From a first viewpoint, the present invention is a moving body drive system that substantially drives a moving body along a predetermined plane.
  • a first scale is formed on a first surface parallel to a plane, with a first direction being a longitudinal direction and a first lattice having a periodic direction in the first direction or a second direction perpendicular to the first direction.
  • a second head group including a plurality of second heads whose measurement direction is the periodic direction of two gratings, the output of the first head facing the first scale, and the second scale facing the second scale
  • a measurement system that calculates position information of at least two degrees of freedom in the predetermined plane including the first and second directions of the moving body based on the output of the second head; and calculated by the measurement system
  • a driving system that drives the moving body along the predetermined plane based on position information.
  • the measurement system includes a predetermined including the first and second directions of the moving body based on the output of the first head facing the first scale and the output of the second head facing the second scale. Position information in the direction of at least two degrees of freedom in the plane is calculated, and the moving body is driven along a predetermined plane by the drive system based on the position information calculated by the measurement system. Accordingly, the moving body can be accurately moved along the predetermined plane based on the measurement value of the measuring system in the entire moving range of the moving body without arranging a scale (grid) corresponding to the entire moving range of the moving body. It becomes possible to drive well.
  • the present invention is a moving body drive system that drives a moving body substantially along a predetermined plane, on the first surface parallel to the predetermined plane that the moving body faces, A scale formed with a first direction as a longitudinal direction and formed with a two-dimensional grating having a periodic direction in the first direction and a second direction perpendicular to the first direction; and substantially on the predetermined plane of the movable body A plurality of two-dimensional heads having the first and second directions as measurement directions arranged on a second surface parallel to the second surface, and facing the scale.
  • a measurement system that calculates position information of at least two degrees of freedom in the predetermined plane including the first and second directions of the moving body based on the output; and based on the position information calculated by the measurement system , Moving the moving body to the predetermined plane
  • a second movable body drive system comprising: a drive system and drive along.
  • the measurement system calculates position information in at least two degrees of freedom in a predetermined plane including the first and second directions of the moving body, and drives The moving body is driven along a predetermined plane by the system based on the position information calculated by the measurement system. Accordingly, the moving body can be accurately moved along the predetermined plane based on the measurement value of the measuring system in the entire moving range of the moving body without arranging a scale (grid) corresponding to the entire moving range of the moving body. It becomes possible to drive well.
  • the present invention is a pattern forming apparatus for forming a pattern on an object, the patterning apparatus generating a pattern on the object; and the first and second movable body drive systems of the present invention. And a pattern forming apparatus for driving a moving body on which the object is placed by the moving body driving system for forming a pattern on the object.
  • the pattern is generated on the object with high accuracy by generating the pattern on the object on the mobile object that is driven with high accuracy by either the first or second mobile object driving system of the present invention. It becomes possible to form.
  • an exposure apparatus for forming a pattern on an object by irradiating an energy beam, wherein the patterning apparatus irradiates the object with the energy beam; And a first exposure apparatus that drives the moving object on which the object is placed by the moving object driving system for relative movement between the energy beam and the object. is there.
  • the movement of placing the object by either the first or second moving body drive system of the present invention is driven with high accuracy. Accordingly, it is possible to form a pattern on the object with high accuracy by scanning exposure.
  • an exposure apparatus that exposes an object with an energy beam, the movable body holding the object and movable along a predetermined plane; and substantially parallel to the predetermined plane. And a scale arranged with the first direction as a longitudinal direction; and a plurality of heads provided on the movable body and having different positions with respect to a second direction orthogonal to the first direction within the predetermined plane, and at least the object And an encoder system that measures the position information of the movable body with at least one of the plurality of heads facing the scale during the exposure of the second exposure apparatus.
  • the plurality of heads of the encoder system are provided on the moving body, and at least at the time of exposure of the object, facing the scale arranged substantially parallel to the predetermined plane and having the first direction as the longitudinal direction, Position information of the moving body is measured by at least one of the plurality of heads.
  • the present invention includes: exposing an object using any one of the first and second exposure apparatuses of the present invention; and developing the exposed object. This is a device manufacturing method.
  • an exposure method for exposing an object with an energy beam for exposing an object with an energy beam, the object being held by a moving body; and any one of the first and second moving body drive systems of the present invention. And driving the moving body to expose the object with the energy beam.
  • the moving body holding the object is driven with high accuracy by either the first or second moving body driving system of the present invention, it is possible to perform good exposure on the object.
  • the moving body on the basis of the output of the first head facing the first scale and the output of the second head facing the second scale, at least within a predetermined plane including the first and second directions of the moving body. Position information in the direction of two degrees of freedom is calculated, and the moving body is driven along a predetermined plane based on the position information calculated by the measurement system. Accordingly, the moving body can be accurately moved along the predetermined plane based on the measurement value of the measuring system in the entire moving range of the moving body without arranging a scale (grid) corresponding to the entire moving range of the moving body. It becomes possible to drive well, and as a result, highly accurate exposure can be performed on an object held by the moving body.
  • a third exposure method comprising; mobile along said predetermined plane and driving step of driving.
  • position information of at least two degrees of freedom in a predetermined plane including the first and second directions of the moving body is calculated and calculated by the measurement system.
  • the moving body is driven along a predetermined plane based on the positional information. Accordingly, the moving body can be accurately moved along the predetermined plane based on the measurement value of the measuring system in the entire moving range of the moving body without arranging a scale (grid) corresponding to the entire moving range of the moving body. It becomes possible to drive well, and as a result, highly accurate exposure can be performed on an object held by the moving body.
  • an exposure method for exposing an object held by a movable body movable along a predetermined plane with an energy beam the exposure method being provided on the movable body, and within the predetermined plane.
  • the encoder system having a plurality of heads having different positions with respect to a second direction orthogonal to the first direction, the plurality of the plurality of heads facing a scale disposed substantially parallel to the predetermined plane and having the first direction as a longitudinal direction
  • the position information of the movable body is measured at least when the object is exposed by at least one of the heads.
  • an encoder system in which a plurality of heads having different positions with respect to the second direction are provided on the moving body is used, and at least at the time of object exposure, the first direction is arranged substantially parallel to the predetermined plane. Position information of the moving body is measured by at least one of the plurality of heads facing the scale.
  • the object is exposed using any one of the second, third, and fourth exposure methods of the present invention; and the exposed object is developed. It is the 2nd device manufacturing method containing.
  • FIG. 5A shows a state where the wafer stage is located at a position where the vicinity of the center of the wafer is directly below the projection unit
  • FIG. 5B shows an intermediate vicinity between the center and the outer periphery of the wafer immediately below the projection unit.
  • FIG. 6A shows a state where the wafer stage is located at a position where the vicinity of the edge on the + Y side of the wafer is directly below the projection unit PU
  • FIG. 6B shows the X axis and Y viewed from the center of the wafer.
  • FIG. 6B shows the state in which the wafer stage exists in the position where the edge vicinity of the direction which makes 45 degrees with respect to an axis
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 according to an embodiment.
  • the exposure apparatus 100 is a step-and-scan reduction projection exposure apparatus, that is, a so-called scanner.
  • a projection optical system PL is provided.
  • a direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL is a Z-axis direction, and a reticle in a plane perpendicular to the Z-axis direction.
  • the direction in which the wafer is relatively scanned is the Y-axis direction
  • the direction orthogonal to the Z-axis and the Y-axis is the X-axis direction
  • the rotation (tilt) directions around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are ⁇ x, ⁇ y
  • the explanation will be given with respect to the ⁇ z direction.
  • the exposure apparatus 100 includes an illumination system 10, a reticle stage RST for holding a reticle R, a projection unit PU, a wafer stage device 12 including a wafer stage WST on which a wafer W is placed, a control system for these, and the like.
  • the illumination system 10 includes a light source, an illuminance uniformizing optical system including an optical integrator, a reticle blind, and the like (both not shown) as disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2003/0025890. And an illumination optical system.
  • the illumination system 10 illuminates the slit-shaped illumination area IAR on the reticle R defined by the reticle blind (masking system) with illumination light (exposure light) IL with a substantially uniform illuminance.
  • illumination light IL for example, ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used.
  • reticle stage RST On reticle stage RST, reticle R on which a circuit pattern or the like is formed on its pattern surface (lower surface in FIG. 1) is fixed, for example, by vacuum suction.
  • the reticle stage RST can be finely driven in the XY plane by a reticle stage drive system 11 including a linear motor, for example, and has a predetermined scanning speed in the scanning direction (Y-axis direction which is the horizontal direction in FIG. 1). It can be driven by.
  • Position information (including rotation information in the ⁇ z direction) of the reticle stage RST in the XY plane (moving plane) is transferred by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 16 shown in FIG. 15 (in fact, a Y moving mirror (or a retroreflector) having a reflecting surface orthogonal to the Y-axis direction and an X moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X-axis direction) are provided.
  • the detection is always performed with a resolution of, for example, about 0.25 nm with reference to the fixed mirror 14 (actually each of the X fixed mirror and the Y fixed mirror) fixed to the side surface of the lens barrel 40 constituting the projection unit PU.
  • the projection unit PU is held on a part of the body (lens barrel surface plate) (not shown) via a flange FLG below the reticle stage RST in FIG.
  • the projection unit PU includes a lens barrel 40 having a cylindrical shape and a flange FLG provided in the vicinity of the lower end portion of the outer periphery thereof, and a projection optical system PL composed of a plurality of optical elements held by the lens barrel 40.
  • the projection optical system PL for example, a refractive optical system including a plurality of optical elements (lens elements) arranged along an optical axis AX parallel to the Z-axis direction is used.
  • the projection optical system PL is, for example, both-side telecentric and has a predetermined projection magnification (for example, 1/4 times or 1/5 times). For this reason, when the illumination area IAR is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 10, the illumination that has passed through the reticle R, in which the first surface (object surface) of the projection optical system PL and the pattern surface are substantially aligned, is passed. Due to the light IL, a reduced image of the circuit pattern of the reticle in the illumination area IAR (a reduced image of a part of the circuit pattern) is projected to the second surface (image surface) side of the projection optical system PL via the projection optical system PL.
  • a predetermined projection magnification for example, 1/4 times or 1/5 times.
  • reticle R is moved relative to illumination area IAR (illumination light IL) in the scanning direction (Y-axis direction), and in exposure area (illumination light IL).
  • illumination area IAR illumination light IL
  • exposure area exposure area
  • a pattern is generated on the wafer W by the illumination system 10, the reticle R, and the projection optical system PL, and the pattern is formed on the wafer W by exposure of the sensitive layer (resist layer) on the wafer W by the illumination light IL. Is formed.
  • the wafer stage apparatus 12 includes a stage base 71 supported substantially horizontally by a plurality of (for example, three or four) vibration isolation mechanisms (not shown) arranged on a base plate BS installed on the floor surface F, A wafer stage WST disposed above the stage base 71, a wafer stage drive system 27 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 4) for driving the wafer stage WST, and the like are provided.
  • the stage base 71 is made of a member having a flat outer shape, and the upper surface of the stage base 71 is finished with a very high flatness and serves as a guide surface when the wafer stage WST is moved.
  • a coil unit including a plurality of coils arranged in a matrix with the XY two-dimensional direction as the row direction and the column direction is accommodated.
  • wafer stage WST has a stage main body 30 and a wafer table WTB on the stage main body 30, and a magnetic levitation type planar motor is formed on the bottom of stage main body 30 together with the coil unit described above.
  • a magnet unit 31 having a plurality of magnets is provided.
  • the coil unit has not only an X-axis direction drive coil and a Y-axis direction drive coil but also a Z-axis direction drive coil.
  • a wafer stage A moving magnet type planar motor of the electromagnetic force drive method that drives the WST in six degrees of freedom in the X-axis direction, Y-axis direction, Z-axis direction, ⁇ x, ⁇ y direction, and ⁇ z direction ( A two-dimensional linear actuator) is configured.
  • a wafer stage drive system 27 is configured including the planar motor.
  • the main controller 20 controls the magnitude and direction of the current supplied to each coil constituting the coil unit.
  • Wafer stage WST has, for example, a stage main body driven in an XY plane by a linear motor or a planar motor, and at least three freedoms in the Z-axis direction, ⁇ x direction, and ⁇ y direction by a voice coil motor on the stage main body.
  • a flat motor by Lorentz electromagnetic force driving disclosed in US Pat. No. 5,196,745 can be used. It should be noted that not only the Lorentz electromagnetic force drive system but also a variable magnetoresistive drive system planar motor can be used.
  • a wafer W is placed via a wafer holder (not shown), and is fixed by, for example, vacuum suction (or electrostatic suction).
  • the position information of wafer stage WST in the XY plane includes an encoder system 50 (see FIG. 4) including scale members 46B, 46C, 46D and the like shown in FIG. 1 and a wafer laser interferometer system (hereinafter referred to as “interferometer”). And 18) (abbreviated as “system”).
  • interferometer wafer laser interferometer system
  • system wafer laser interferometer system
  • the scale member can also be called a grid plate, a lattice member, or a reference member.
  • X heads (hereinafter, abbreviated as heads as appropriate) surround wafer W.
  • 66 1 to 66 10 and Y head (hereinafter abbreviated as “head” where appropriate) 64 1 to 64 10 are provided. More specifically, X heads 66 1 , 66 2 ,..., 66 5 and 66 6 , 66 7 ,..., 66 10 are placed on the + Y side end and the ⁇ Y side end of the upper surface of wafer table WTB. They are arranged at predetermined intervals along the axial direction.
  • Y heads 64 1 , 64 2 ,..., 64 5 and 64 6 , 64 7 ,..., 64 10 are provided in the Y-axis direction at the + X side end and ⁇ X side end of the upper surface of wafer table WTB. Are arranged at predetermined intervals.
  • As each of the Y heads 64 1 to 64 10 and the X heads 66 1 to 66 10 for example, US Pat. No. 7,238,931 or International Publication No. 2007/083758 (corresponding US Patent Application Publication No. A head (encoder) having the same configuration as that disclosed in 2007/0288121) is used.
  • the Y heads 64 1 to 64 10 and the X heads 66 1 to 66 10 are also referred to as the Y head 64 and the X head 66, respectively.
  • the four scale members 46A to 46D are arranged so as to surround the lower end of the projection unit PU from four directions. These scale members 46A to 46D are not shown in FIG. 1 from the viewpoint of avoiding complication of the drawing, but are actually fixed to the lens barrel surface plate in a suspended state via a support member, for example. .
  • the scale members 46A and 46C are arranged symmetrically with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL with the X-axis direction as the longitudinal direction on the ⁇ X side and + X side of the projection unit PU, respectively.
  • the scale members 46B and 46D are arranged symmetrically with respect to the optical axis AX of the projection optical system PL with the Y-axis direction as the longitudinal direction on the + Y side and ⁇ Y side of the projection unit PU, respectively.
  • the scale members 46A to 46D are made of the same material (for example, ceramics or low thermal expansion glass), and have the same direction with the surface perpendicular to the longitudinal direction of the surface (the lower surface in FIG. 1, ie, the ⁇ Z side surface).
  • the reflection type diffraction grating is formed. This diffraction grating is formed by chopping at a pitch between 138 nm and 4 ⁇ m, for example, at a pitch of 1 ⁇ m, for example. In FIG. 3, for the sake of convenience of illustration, the pitch of the lattice is shown much wider than the actual pitch.
  • a cover member eg, a glass plate
  • a cover member that is substantially transparent to the measurement beam from the head may be provided on the surfaces (lattice surfaces) of the scale members 46A to 46D.
  • the scale members 46A and 46C are used for measuring the position of the wafer stage WST in the Y-axis direction because the diffraction grating uses the Y-axis direction as the periodic direction.
  • Scale members 46B and 46D are used for measuring the position of wafer stage WST in the X-axis direction because the diffraction grating uses the X-axis direction as the periodic direction.
  • X heads 66 1 , 66 2 ,..., 66 5 , and 66 6 , 66 7 ,..., 66 10 are arranged on the wafer table WTB at intervals equal to or less than the length of the diffraction grating.
  • the diffraction is performed at an interval at which two adjacent Y heads 64 can simultaneously face the corresponding scale members (diffraction gratings), that is, in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the scale members 46A and 46C (arrangement direction of the diffraction gratings).
  • Y heads 64 1 to 64 5 and Y heads 64 6 to 64 10 are arranged on wafer table WTB at intervals equal to or less than the length of the grating.
  • Each of the Y heads 64 1 to 64 5 and the Y heads 64 6 to 64 10 is opposed to any one of the scale members 46C and 46A, and measures the Y position of the wafer stage WST. Construct an eye Y linear encoder. Further, each of the X heads 66 1 , 66 2 ,..., 66 5 and 66 6 , 66 7 ,..., 66 10 is opposed to any one of the scale members 46B and 46D, and measures the X position of the wafer stage WST. A multi-lens, more precisely, a five-lens X linear encoder is constructed.
  • X head 66 p 1 either to 5
  • is 66 q (q p + 5 ), respectively facing the scale member 46B, the 46D .
  • a pair of Y linear encoders 50C and 50A (see FIG. 4) constituted by Y heads 64 i and 64 j facing the scale members 46C and 46A, respectively, and an X head 66 p facing the scale members 46B and 46D, respectively.
  • a total of four encoder measurement values including a pair of X linear encoders 50B and 50D are supplied to the main controller 20.
  • 4 includes the pair of Y linear encoders 50C and 50A and the pair of X linear encoders 50B and 50D.
  • the interferometer system 18 irradiates a length measurement beam to a reflecting surface formed on the end surface of the wafer table WTB and a movable mirror 43 fixed to the stage main body 30 to thereby provide a wafer stage.
  • the WST position information is always detected with a resolution of, for example, about 0.25 nm.
  • At least a part of the interferometer system 18 (for example, an optical unit excluding the light source) is fixed to the lens barrel surface in a suspended state.
  • the wafer stage WST is formed with a reflecting surface 17Y perpendicular to the Y-axis direction that is the scanning direction and a reflecting surface 17X perpendicular to the X-axis direction that is the non-scanning direction.
  • these are typically shown as the reflecting surface 17.
  • the interferometer system 18 includes five interferometers: a wafer Y interferometer 18Y, two wafer X interferometers 18X 1 and 18X 2, and a pair of Z interferometers 18Z 1 and 18Z 2. Including. As these five interferometers 18Y, 18X 1 , 18X 2 , 18Z 1 and 18Z 2 , Michelson type heterodyne laser interferometers using a two-frequency laser using the Zeeman effect are used. Among these, as shown in FIG. 3, the wafer Y interferometer 18Y has an optical axis AX of the projection optical system PL (the center of the exposure area conjugate with the illumination area IAR described above) and a detection center of the alignment system ALG described later.
  • AX of the projection optical system PL the center of the exposure area conjugate with the illumination area IAR described above
  • a multi-axis interferometer having a plurality of measurement axes including two measurement axes that are symmetrical with respect to an axis (reference axis) parallel to the Y axis that passes through is used.
  • the wafer Y interferometer 18Y will be further described later.
  • the wafer X interferometer 18X 1 reflects the length measurement beam along the length measurement axis passing through the axis (reference axis) parallel to the X axis passing through the optical axis AX (the center of the exposure area) of the projection optical system PL. Irradiate to 17X.
  • the wafer X interferometer 18X 1 measures the displacement of the reflecting surface 17X with reference to the reflecting surface of the X fixed mirror fixed to the side surface of the lens barrel 40 of the projection unit PU as positional information regarding the X axis direction of the wafer stage WST. To do.
  • Wafer X interferometer 18X 2 irradiates the measurement surface with a measurement beam along the measurement axis in the X-axis direction passing through the detection center of alignment system ALG, and is fixed to the side surface of alignment system ALG.
  • the displacement of the reflecting surface of the movable mirror 17X with respect to the reflecting surface is measured as position information in the X-axis direction of wafer stage WST.
  • a movable mirror 43 whose longitudinal direction is the X-axis direction is attached to the side surface on the + Y side of the stage body 30 via a kinematic support mechanism (not shown). Yes.
  • a pair of Z interferometers 18Z 1 and 18Z 2 for irradiating the movable mirror 43 with a length measuring beam are arranged opposite to the movable mirror 43 (see FIG. 3). More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the movable mirror 43 is formed by integrating a rectangular shape and an isosceles trapezoid whose length in the X-axis direction is longer than the reflecting surface 17Y (wafer table WTB). It consists of a member which has such a hexagonal cross-sectional shape. The surface of the movable mirror 43 on the + Y side is mirror-finished to form the three reflecting surfaces shown in FIG.
  • the Z interferometers 18Z 1 and 18Z 2 are arranged at substantially the same distance on one side and the other side of the Y interferometer 18Y in the X-axis direction. Also, the Z interferometers 18Z 1 and 18Z 2 are actually arranged at positions somewhat lower than the Y interferometer 18Y.
  • each of the Z interferometers 18Z 1 and 18Z 2 irradiates a length measuring beam B1 in the Y-axis direction toward the upper reflecting surface (inclined surface) of the movable mirror 43, and
  • the measurement beam B2 in the Y-axis direction is irradiated toward the lower reflecting surface (inclined surface) of the movable mirror 43.
  • a fixed mirror 47A having a reflecting surface orthogonal to the length measuring beam B1 reflected by the upper reflecting surface
  • a fixed mirror 47B having a reflecting surface orthogonal to the length measuring beam B2 reflected by the lower reflecting surface.
  • the fixed mirrors 47A and 47B are supported by, for example, the same support (not shown) provided on the lens barrel surface plate that supports the projection unit PU.
  • the Z-interferometers 18Z 1 and 18Z 2 are irradiated with measuring beams B1 and B2 in the Y-axis direction toward the moving mirror 43, and these measuring beams B1 and B2 are reflected on the upper and lower reflecting surfaces of the moving mirror 43, respectively.
  • Each is incident at a predetermined incident angle, is reflected by each reflecting surface, and enters the reflecting surfaces of the fixed mirrors 47A and 47B perpendicularly. Then, the measurement beams B1 and B2 reflected by the reflecting surfaces of the fixed mirrors 47A and 47B return to the Z interferometers 18Z 1 and 18Z 2 through the same optical path as the incident light in the reverse direction.
  • the Y interferometer 18Y has the same distance ⁇ X side, + X from a straight line (reference axis) parallel to the Y axis passing through the projection center (optical axis AX, see FIG. 1) of the projection optical system PL.
  • Position information in the Y-axis direction of wafer stage WST at the point is detected with reference to the reflection surface of the Y fixed mirror fixed to the side surface of lens barrel 40 of projection unit PU.
  • the measurement beams B4 1 and B4 2 are representatively shown as the beam B4.
  • the Y interferometer 18Y causes the measuring beam B3 to pass along the measuring axis in the Y-axis direction with a predetermined interval between the measuring beams B4 1 and B4 2 in the Z-axis direction and the XZ plane of the movable mirror 43.
  • the position of the central reflecting surface of the movable mirror 43 (ie, the wafer stage WST) in the Y-axis direction is detected by receiving the length measuring beam B3 reflected on the central reflecting surface parallel to is doing.
  • Main controller 20 determines reflection surface 17Y, that is, the Y position of wafer table WTB (wafer stage WST) based on the average value of the measurement values of the measurement axes corresponding to measurement beams B4 1 and B4 2 of Y interferometer 18Y. That is, the displacement ⁇ Yo in the Y-axis direction is calculated.
  • Main controller 20 calculates displacement (pitching amount) ⁇ Xo in the rotation direction ( ⁇ x direction) around wafer axis WST about the X axis based on the Y position on reflection surface 17Y and the central reflection surface of movable mirror 43. .
  • the main controller 20 is a method disclosed in, for example, International Publication No. 2007/083758 (corresponding to US Patent Application Publication No. 2007/0288121) based on the measurement results of the Z interferometers 43A and 43B.
  • the displacements ⁇ Zo, ⁇ Yo, ⁇ z, and ⁇ y of wafer stage WST in the Z-axis direction, Y-axis direction, ⁇ z direction, and ⁇ y direction can be calculated.
  • the X interferometers 18X 1 and 18X 2 and the Y interferometer 18Y and the Z interferometers 18Z 1 and 18Z 2 are typically shown as an interferometer system 18 and are fixed to X for measuring the position in the X-axis direction.
  • a mirror and a Y fixed mirror for measuring the position in the Y-axis direction are typically shown as a fixed mirror 57.
  • the alignment system ALG and the fixed mirror fixed thereto are not shown in FIG.
  • a movable mirror instead of forming the reflecting surfaces 17X and 17Y on the end surface of the wafer table WTB, a movable mirror (plane mirror) may be fixed to the end portion of the wafer stage WST.
  • a reference mark plate (not shown) is fixed on wafer stage WST so that the surface thereof is the same height as wafer W.
  • On the surface of the reference mark plate there are at least a pair of reticle alignment first reference marks and a second reference mark for baseline measurement of the alignment system ALG having a known positional relationship with respect to the first reference marks. Etc. are formed.
  • the exposure apparatus 100 of this embodiment further includes a pair of reticle alignment systems 13A and 13B (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 4) disposed above the reticle stage RST at a predetermined distance in the X-axis direction.
  • Reticle alignment systems 13A and 13B use light having an exposure wavelength for simultaneously observing a pair of reference marks on wafer stage WST and a pair of reticle marks on the reticle corresponding thereto via projection optical system PL. TTR (Through The Reticle) alignment system is used.
  • TTR Through The Reticle alignment system
  • the detailed configuration of the reticle alignment system is disclosed in, for example, US Pat. No. 5,646,413.
  • As the reticle alignment system for example, an aerial image measurement system in which a light receiving surface having a slit opening is arranged on wafer stage WST may be substituted or used. In this case, the first reference mark described above may not be provided.
  • the exposure apparatus 100 includes an irradiation system 42a and a light receiving system 42b (FIG. 4) similar to those disclosed in, for example, US Pat. No. 5,448,332. And an oblique incidence type multi-point focal position detection system.
  • the alignment system ALG (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 3) is provided in the vicinity of the projection unit PU.
  • this alignment system ALG for example, an image processing type FIA (Field Image Alignment) system is used.
  • the alignment system ALG supplies mark position information with the index center as a reference to the main controller 20.
  • the main control unit 20 uses the supplied information and the measurement axis of the measurement beam B4 1 , B4 2 of the wafer Y interferometer 18Y of the interferometer system 18 and the measurement value of the wafer X interferometer 18X 2.
  • the coordinate system specifically defined by the wafer Y interferometer 18Y and measurement axes of the wafer X interferometer 18X 2 of the alignment mark on the second reference mark or the wafer on the reference mark plate Position information on (alignment coordinate system) is measured.
  • FIG. 4 is a block diagram in which a part of a control system related to the stage control of the exposure apparatus 100 of the present embodiment is omitted.
  • the control system of FIG. 6 includes a so-called microcomputer (or workstation) including a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), etc.
  • the main control device 20 is centrally controlled and is mainly configured.
  • the exposure apparatus 100 configured as described above, for example, at the time of wafer alignment performed by the well-known EGA (enhanced global alignment) method disclosed in, for example, US Pat. No. 4,780,617.
  • EGA enhanced global alignment
  • main controller 20 based on the measurement values of wafer Y interferometer 18Y and wafer X interferometer 18X 2 of the interferometer system 18, the position of wafer stage WST in the XY plane is controlled by main controller 20, wafer alignment operation
  • the position of wafer stage WST is managed by main controller 20 based on the measurement values of encoders 50A to 50D.
  • the position measurement system used for position measurement of the XY plane of wafer stage the wafer Y interferometer 18Y and wafer X interferometer 18X 2 to encoders 50A ⁇ 50D It is necessary to switch the position measurement system. This switching operation of the position measurement system is generally performed according to the following procedure.
  • main controller 20 drives wafer stage WST in a predetermined direction, for example, the + Y direction, based on the measurement values of interferometers 18Y, 18X 2 , 18Z 1 , 18Z 2 .
  • the interferometer Based on the measurement values of system 18 (interferometers 18Y, 18X 2 , 18Z 1 , 18Z 2 ), ⁇ z rotation (yawing) error (and ⁇ x rotation (pitching) error, and ⁇ y rotation (rolling) error) of wafer stage WST.
  • the measurement value of interferometer 18X 1 is preset to the same value as the measurement value of interferometer 18X 2 at that time.
  • main controller 20 manages the position of wafer stage WST based on the measurement values of encoders 50A to 50D.
  • reticle alignment (reticle coordinate system and wafer) is performed using reticle alignment systems 13A and 13B, a reference mark plate on wafer stage WST, alignment system ALG, and the like, as in a normal scanning stepper. And a series of operations such as baseline measurement of the alignment system ALG are performed. Position control of reticle stage RST and wafer stage WST during the series of operations is performed based on the measurement values of reticle interferometer 16 and interferometer system 18.
  • main controller 20 performs wafer exchange on wafer stage WST (if there is no wafer on wafer stage WST) using a wafer loader (not shown), and uses alignment system ALG for the wafer. Wafer alignment (for example, EGA) is performed. By this wafer alignment, arrangement coordinates of a plurality of shot areas on the wafer on the alignment coordinate system described above are obtained.
  • the position measurement system is switched as described above, and the position of wafer stage WST is managed by main controller 20 based on the previously measured baseline and the measurement values of encoders 50A to 50D, and the reticle interference described above.
  • a step-and-scan exposure is performed in the same procedure as a normal scanning stepper, and a plurality of reticle R patterns are formed on the wafer. Is transferred to each of the shot areas.
  • FIG. 5A shows a state where wafer stage WST is located at a position where the center of wafer W is directly below projection unit PU
  • FIG. 5B shows an intermediate between the center and outer periphery of wafer W.
  • a state in which the wafer stage WST is at a position where the vicinity is directly below the projection unit PU is shown.
  • FIG. 6A shows a state where wafer stage WST is at a position where the vicinity of the + Y side edge of wafer W is directly below projection unit PU
  • FIG. 6B shows the center of wafer W.
  • FIG. 7 shows a state where wafer stage WST is located at a position where the vicinity of the + X side edge of wafer W is directly below projection unit PU.
  • the Y heads 64 1 to 64 5 , the Y heads 64 6 to 64 10 , and the X heads 66 1 to 66 5 on the wafer table WTB. 4 and 66 6 to 66 10 it can be seen that at least one head (one or two in the present embodiment) belonging to each group faces the corresponding scale member.
  • the wafer stage WST is located at any position within the movement range of the wafer stage WST during exposure.
  • the arrangement region of the four head groups 64 1 to 64 5 , 64 6 to 64 10 , 66 1 to 66 5, and 66 6 to 66 10 is the length (for example, the head groups 64 1 to 64 5). cases, the distance between the head 64 1 and the head 64 5), at least all of the shots in the (present embodiment to cover the entire area of the movement strokes (movement range) of wafer stage WST at the time of scanning exposure on the entire surface of the wafer W.
  • 66 6-66 10 at least one (measurement beams), does not deviate from the corresponding scale member (diffraction grating), that is unmeasurable and not) as long than the size of the wafer W (diameter) It has been set.
  • the lengths of the four scale members 46A to 46D in the longitudinal direction are the entire moving stroke of the wafer stage WST when scanning and exposing at least the entire surface of the wafer W. (That is, at least four head groups 64 1 to 64 5 , 64 6 to 64 10 , 66 1 to 66 5 and 66 6 to 66 10 (measurement beams) corresponding to at least the exposure operation of the wafer W). In order not to deviate from the (diffraction grating), that is, not to be impossible to measure), it is set to be equal to or more than the moving stroke.
  • the encoder system 50 opposes the outputs of the pair of Y heads 64 facing the scale members 46A and 46C and the scale members 46B and 46D, respectively. Based on the outputs of the pair of X heads 66, position information of wafer stage WST in the three-degree-of-freedom direction in the XY plane is calculated, and encoder system 50 is received by wafer stage drive system 27 in accordance with an instruction from main controller 20. Based on the position information calculated by the above, wafer stage WST is driven along the XY plane.
  • the wafer stage WST is placed on the XY plane based on the measurement value of the encoder system 50 over the entire movement range of the wafer stage WST without arranging a scale (grating) corresponding to the entire movement range of the wafer stage WST. It is possible to drive with high accuracy along
  • the main controller 20 measures the reticle interferometer 16 and the encoders 50A and 50C (and 50B and 50D). Based on the values, reticle R (reticle stage RST) and wafer W (wafer stage WST) can be driven with high precision along the scanning direction (Y-axis direction), and in the non-scanning direction (X-axis direction). In addition, the wafer W (wafer stage WST) can be driven with high accuracy, and high-precision positioning (alignment) between the reticle R (reticle stage RST) and the wafer W (wafer stage WST) in the non-scanning direction is also possible. . Thereby, the pattern of the reticle R can be accurately formed in a plurality of shot areas on the wafer W.
  • each encoder used in the present embodiment various methods such as the diffraction interference method described above or a so-called pickup method can be used, and disclosed in, for example, US Pat. No. 6,639,686.
  • a so-called scan encoder can be used.
  • elongated rectangular plate-like scale members 46A 'and 46B' are arranged on the -X side and + Y side of the lowermost end of the projection unit PU. These scale members A 'and 46B' are actually fixed in a suspended state to the lens barrel surface plate via a support member.
  • the scale member 46A ′ has an extension line of a center line (center line extending in the longitudinal direction) extending in the direction perpendicular to the longitudinal direction on the ⁇ X side of the projection unit PU and extending in the projection optical system PL. It arrange
  • a reflective diffraction grating having a predetermined pitch, for example, 1 ⁇ m, with the X-axis direction as a periodic direction is formed in the same manner as described above.
  • the scale member 46B ′ has an extension line of a center line (center line extending in the longitudinal direction) extending in the direction perpendicular to the longitudinal direction on the + Y side of the projection unit PU and extending in the projection optical system PL. Is arranged in a state perpendicular to the extension line of the central axis in the longitudinal direction of the scale member 46A ′.
  • a reflection type diffraction grating having a predetermined pitch, for example, 1 ⁇ m, with the Y-axis direction as a periodic direction is formed in the same manner as described above.
  • the width of the scale member 46A ′ in the direction perpendicular to the longitudinal direction is substantially the same as the scale member 46A described above, and the width of the scale member 46B ′ (the width of the diffraction grating) is This is about twice the width of the member 46A ′ (the width of the diffraction grating).
  • Main controller 20 is based on position information of wafer stage WST in the X-axis and Y-axis directions and rotation information in ⁇ z direction, which is calculated based on the measurement values of these three encoders, via wafer stage drive system 27. Then, the position of wafer stage WST is controlled. As a result, the two-dimensional driving of the wafer stage WST with high accuracy is possible just as in the above embodiment.
  • the arrangement region of the above-described two head groups 64 1 to 64 5 and 66 1 to 66 5 has its length (for example, in the case of the head groups 64 1 to 64 5 , the head 64 1 and the head 64 5 ) covers at least the entire movement stroke (movement range) of wafer stage WST during the exposure operation of wafer W (in other words, each head group (measurement beam) during scanning exposure of all shot areas). Is set longer than the size (diameter) of the wafer W so that it does not deviate from the corresponding moving scale (diffraction grating), that is, measurement is not possible. Further, in the encoder system shown in FIG.
  • the scale member 46A ′ or the scale member 46B ′ has a length (corresponding to the formation range of the diffraction grating) in the longitudinal direction, at least during the wafer W exposure operation. Covers the entire stroke of WST (moving range) (in other words, each head group (measurement beam) does not deviate from the corresponding scale (diffraction grating) at the time of scanning exposure of all shot areas, that is, does not become impossible to measure. ) Is set to be equal to or greater than the moving stroke.
  • an elongated rectangular plate-like scale member 46B ′′ is arranged on the + Y side of the lowermost end of the projection unit PU.
  • This scale member 46B ′′ has the same size as the above-described scale member 46B ′ ( Length and width).
  • a predetermined pitch having a periodic direction in the Y-axis direction for example, 1 ⁇ m
  • a predetermined pitch having a periodic direction in the X-axis direction for example, 1 ⁇ m.
  • a reflection type two-dimensional diffraction grating composed of a grating is formed.
  • each two-dimensional head for example, a pair of X diffraction gratings and a pair of Y diffraction gratings (fixed) that emit a measurement beam in the + Z direction and collect diffracted light of a predetermined order from the two-dimensional diffraction grating of the measurement beam.
  • a so-called three-grating diffraction interference type two-dimensional encoder head can be used as the 2D heads 68 1 to 68 5 .
  • a one-dimensional head (X head) whose measurement direction is the X-axis direction and a one-dimensional head (Y head) whose measurement direction is the Y-axis direction may be used in combination.
  • the irradiation position of the measurement beam may not be the same between the X head and the Y head.
  • the term “two-dimensional head” is used as a concept including a combination of two one-dimensional heads such as the combination of the X head and the Y head.
  • the wafer W is positioned below the projection optical system PL, and within the moving range of the wafer stage WST during exposure, at least two adjacent 2Ds
  • Main controller 20 is based on the position information of wafer stage WST in the X-axis and Y-axis directions and the rotation information in ⁇ z direction calculated based on the measurement values of these two encoders, via wafer stage drive system 27. Then, the position of wafer stage WST is controlled. As a result, the two-dimensional driving of the wafer stage WST with high accuracy is possible just as in the above embodiment.
  • the position control of wafer stage WST is performed using the encoder system described above during the wafer exposure operation.
  • an alignment operation including at least a mark detection operation by alignment system ALG
  • position control of wafer stage WST may be performed using the encoder system shown in FIG. 3, FIG. 8, FIG. In this case, of course, the position measuring system switching operation described above is not necessary.
  • the alignment system ALG detects an alignment mark on the wafer W or a reference mark on the wafer stage WST
  • the arrangement of heads for example, including at least one of position and number
  • the arrangement of scale members for example, including at least one of position, number, and size
  • Etc. are preferably set. That is, even during the mark detection operation performed by moving the wafer stage to the measurement position of the alignment system ALG, for example, position measurement with three degrees of freedom in the X-axis, Y-axis, and ⁇ z directions is always possible.
  • the heads and / or scales are kept in such a way that the position of the wafer stage is not cut off due to the fact that the two heads continue to face the corresponding identical and / or different scale members (diffraction gratings), ie the position measurement by the encoder system becomes impossible.
  • the arrangement of the members may be set so that the scale member of each of the above embodiments can be used in both the exposure operation and the alignment operation, or the alignment operation is performed separately from the scale member described above. You may provide the scale member used by. Particularly in the latter case, for example, the alignment member ALG may be provided with a scale member in the same arrangement as that shown in FIGS.
  • at least one of a plurality of scale members used in the exposure operation and at least one scale member provided separately may be used to measure the position of wafer stage WST by an encoder system in an alignment operation or the like.
  • the above-mentioned interferometer Although the position of wafer stage WST may be measured by the system, it is preferable to measure the position of wafer stage WST by the encoder system including the scale member of each of the above embodiments.
  • the wafer exchange operation is performed.
  • the arrangement of the head and / or the scale member as described above. That is, it is preferable to set the arrangement of the head and / or the scale member so that the position measurement by the encoder system is impossible even at the wafer exchange position and the position control of the wafer stage is not cut off.
  • the exposure operation and the measurement operation are performed substantially in parallel using two wafer stages.
  • the encoder system (FIGS. 3, 8, and 9) in which a head is provided on each wafer stage is used. Position control can be performed.
  • the position of each wafer stage is measured by the encoder system described above by appropriately setting the arrangement of the head and / or the scale member in the same manner as described above. Can be done.
  • the arrangement of the heads it is possible to control the position of each wafer stage using the scale members of the above embodiments as they are, but the measurement operation is separate from the scale members described above.
  • a usable scale member may be provided.
  • the same arrangement as the scale members of the above-described embodiments for example, four scale members arranged in a cross shape with the alignment system ALG as the center are provided, and the heads corresponding to these scale members during the measurement operation
  • the position information of each wafer stage WST may be measured.
  • the head (FIGS. 3, 8, and 9) is provided in the same arrangement as described above, and the exposure operation of the wafer placed on one wafer stage is completed.
  • the other wafer stage on which the next wafer on which the mark detection or the like is performed at the measurement position is placed at the exposure position.
  • the measurement operation performed in parallel with the exposure operation is not limited to the mark detection of the wafer or the like by the alignment system, but instead or in combination with it, the detection of the wafer surface information (step information, etc.) is detected. You can go.
  • a measuring device for example, an interferometer, an encoder, etc.
  • a measurement stage is provided separately from the wafer stage, When the wafer is exchanged, the measurement stage is arranged immediately below the projection optical system PL by exchanging with the wafer stage, and characteristics of the exposure apparatus (for example, imaging characteristics (wavefront aberration) of the projection optical system, polarization of the illumination light IL) It is good also as what measures a characteristic etc.).
  • a head may be arranged on the measurement stage, and the position of the measurement stage may be controlled using the scale member described above.
  • the measurement stage is retracted to a predetermined position that does not interfere with the wafer stage, and is moved between the retracted position and the exposure position. Therefore, even at the retracted position or during the movement from one of the retracted position and the exposure position to the other, the position measurement by the encoder system is performed in consideration of the moving range of the measurement stage in the same manner as the wafer stage. It is preferable to set the arrangement of the head and / or the scale member in the same manner as described above so that the position control of the measurement stage is not interrupted due to the failure.
  • the measurement stage can be adjusted using a measurement device (for example, an interferometer, an encoder, etc.) different from the encoder system. It is preferable to perform position control. Alternatively, the position control of the measurement stage may be performed only by the interferometer system described above.
  • a measurement device for example, an interferometer, an encoder, etc.
  • the interval between the pair of scale members extending in the same direction must be widened.
  • the corresponding head may not face one of the pair of scale members.
  • the projection unit PU is slightly larger in FIG. 3
  • none of the corresponding X heads 66 faces the head unit 46B of the pair of scale members 46B and 46D.
  • an immersion type exposure apparatus disclosed in, for example, International Publication WO99 / 49504 pamphlet and the like in which a liquid (for example, pure water) is filled between the projection optical system PL and the wafer, a nozzle member for supplying the liquid, etc.
  • the encoder system of FIG. 3 may be configured so that two pieces of position information can be measured on one side and one piece of position information on the other side can be measured. That is, in the position control of the wafer stage (or measurement stage) by the encoder system, it is not always necessary to use a total of four pieces of position information, two each in the X-axis and Y-axis directions.
  • the configuration of the interferometer system 18 is not limited to that shown in FIG. 3.
  • the wafer X interferometer 18X 2 is used. may not be provided, and the wafer X interferometer 18X 2, constituted by, for example, wafer Y interferometer 18Y as well as multi-axis interferometers, other X-position of wafer stage WST, rotational information (e.g., yawing and rolling ) May be measured.
  • the interferometer system 18 is used for calibration of the encoder system or for measuring the position of the wafer stage in operations other than the exposure operation.
  • the encoder system 50 and the interferometer system 18 may be used in combination in at least one operation such as an operation and a measurement operation (including an alignment operation). For example, if the encoder system 50 cannot measure or the measured value is abnormal, the position control of the wafer stage WST may be continued by switching to the interferometer system 18. In each of the above embodiments, the interferometer system 18 may not be provided, and the above-described encoder system may be provided.
  • the encoder system 50 measures at least one position of the wafer stage WST in the X-axis and Y-axis directions.
  • the present invention is not limited to this, and the position measurement in the Z-axis direction may be performed. good.
  • an encoder-type head capable of measuring the position in the Z-axis direction may be provided on the wafer stage, and the above-described head may be provided at least one position in the X-axis and Y-axis directions.
  • a head that can measure the position in the axial direction may be used.
  • At least one of the X head and the Y head may be replaced with a 2D head, and the scale member facing the 2D head may be a scale member on which a two-dimensional diffraction grating is formed. good.
  • the number of scale members can be reduced from four to a minimum of two.
  • the scale member 46B ′ is formed by a two-dimensional diffraction grating. By using the scale member, the width can be reduced.
  • a configuration in which a plurality of measurement beams can always be irradiated to one scale member is adopted, and when one measurement beam becomes abnormal, measurement is performed by switching to another measurement beam. It is also possible to continue.
  • a plurality of measurement beams may be irradiated from one head to the scale member, or may be irradiated from a plurality of different heads.
  • the plurality of measurement beams are preferably irradiated to different positions on the scale member.
  • each scale member described above may be configured by integrally holding a plurality of small scale members on a plate member or the like. In this case, when the head facing the connecting portion between the small scale members cannot be measured or becomes abnormal in measurement, the position measurement by another head facing the portion other than the connecting portion may be substituted.
  • the arrangement of the heads described in the above embodiments is an example, and the arrangement of the heads is not limited to this.
  • the scale member is fixed to the lens barrel base plate in a suspended state via the support member.
  • the scale member is held by another holding member other than the lens barrel base plate. You may do it.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a stationary exposure apparatus such as a stepper.
  • a stepper Even in the case of a stepper, the position measurement error caused by air fluctuation differs from the case where the position of the stage on which the object to be exposed is mounted is measured with an encoder, unlike when the position of the stage is measured using an interferometer. Generation can be made almost zero, and the stage can be positioned with high accuracy based on the measurement value of the encoder. As a result, the reticle pattern can be transferred onto the object with high accuracy.
  • the present invention can also be applied to a step-and-stitch reduction projection exposure apparatus that synthesizes a shot area and a shot area.
  • the projection optical system in the exposure apparatus of each of the above embodiments may be not only a reduction system but also an equal magnification and an enlargement system
  • the projection optical system PL is not only a refraction system but also a reflection system or a catadioptric system.
  • the projected image may be either an inverted image or an erect image.
  • the illumination light IL is not limited to ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), but may be ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm). good.
  • ultraviolet light such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm) or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm).
  • vacuum ultraviolet light for example, erbium.
  • a harmonic which is amplified by a fiber amplifier doped with (or both erbium and ytterbium) and wavelength-converted into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal may be used.
  • the illumination light IL of the exposure apparatus is not limited to light having a wavelength of 100 nm or more, and light having a wavelength of less than 100 nm may be used.
  • the present invention can be applied to an EUV exposure apparatus that uses EUV (Extreme Ultraviolet) light in a soft X-ray region (for example, a wavelength region of 5 to 15 nm).
  • EUV Extreme Ultraviolet
  • the present invention can be applied to an exposure apparatus using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam.
  • a light transmissive mask in which a predetermined light shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light transmissive substrate is used.
  • a predetermined light shielding pattern or phase pattern / dimming pattern
  • an electronic mask variable molding mask
  • an active mask or an image generator may be used.
  • a DMD Digital Micro-mirror Device
  • the stage on which the wafer or glass plate is mounted is scanned with respect to the variable molding mask. Therefore, the position of the stage is measured using an encoder. An effect equivalent to the form can be obtained.
  • an exposure apparatus (lithography system) that forms line and space patterns on the wafer W by forming interference fringes on the wafer W.
  • the present invention can also be applied to.
  • two reticle patterns are synthesized on a wafer via a projection optical system, and 1 on the wafer by one scan exposure.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that double exposes two shot areas almost simultaneously.
  • the apparatus for forming a pattern on an object is not limited to the exposure apparatus (lithography system) described above, and the present invention can be applied to an apparatus for forming a pattern on an object by, for example, an ink jet method.
  • the object on which the pattern is to be formed is not limited to the wafer, but may be another object such as a glass plate, a ceramic substrate film member, or a mask blank. good.
  • the use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing, but for example, an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern to a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor (CCD, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses. Further, in order to manufacture reticles or masks used in not only microdevices such as semiconductor elements but also light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, and electron beam exposure apparatuses, glass substrates, silicon wafers, etc. The present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
  • the moving body drive system of the present invention is not limited to the exposure apparatus, but may be any other substrate processing apparatus (for example, a laser repair apparatus, a substrate inspection apparatus, etc.), a sample positioning apparatus or a wire bonding apparatus in other precision machines.
  • the present invention can also be widely applied to apparatuses having a moving stage such as
  • the pattern transfer characteristics of a semiconductor device are adjusted by a step of designing the function / performance of the device, a step of manufacturing a reticle based on the design step, a step of manufacturing a wafer from a silicon material, and the adjustment method described above.
  • a highly integrated device can be manufactured with a high yield.
  • the moving body drive system of the present invention is suitable for driving a moving body along a predetermined plane.
  • the pattern forming apparatus of the present invention is suitable for forming a pattern on an object such as a wafer.
  • the exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method of the present invention are suitable for manufacturing electronic devices such as semiconductor elements.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

　ステージ装置は、ステージ（ＷＳＴ）が対向する面上に、Ｙ軸方向を長手方向として配置され、Ｘ軸方向を周期方向とする第１格子が形成された第１スケール（４６Ｂ、４６Ｄ）と、Ｘ軸方向を長手方向として配置され、第１格子と周期方向が直交する第２格子が形成された第２スケール（４６Ａ、４６Ｃ）とを備えている。また、ステージの上面には、Ｘ軸方向の位置を異ならせて配置された複数のＸヘッド（６６1～６６5）と、Ｙ軸方向の位置を異ならせて配置された複数のＹヘッド（６４1～６４5）と、が設けられている。これらのヘッドを有するエンコーダシステムは、第１スケールに対向するＸヘッドの出力と、第２スケールに対向するＹヘッドの出力とに基づいて、ステージのＸＹ平面内の位置情報を計測する。

Description

移動体駆動システム、パターン形成装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
　本発明は、移動体駆動システム、パターン形成装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、エンコーダシステムを用いて移動体の位置を計測し、実質的に所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動システム、該移動体駆動システムを備えるパターン形成装置、前記移動体駆動システムを備えた露光装置及び前記移動体駆動システムを用いる及び露光方法、並びに該露光装置又は前記露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。
　従来、半導体素子、液晶表示素子等のマイクロデバイス（電子デバイス）を製造するためのリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。
　この種の露光装置では、被露光基板、例えばウエハを保持するステージの位置計測は、レーザ干渉計を用いて行われるのが、一般的であった。しかるに、半導体素子の高集積化に伴う、パターンの微細化により、要求される性能が厳しくなってきた。例えば、トータルオーバイレイ誤差の許容値が数ｎｍのオーダーとなり、これに伴ってステージの位置制御誤差の許容値もサブナノオーダー以下となってきた。従って、レーザ干渉計のビーム路上の雰囲気の温度変化及び／又は温度勾配の影響で発生する空気揺らぎに起因する計測値の短期的な変動も無視できなくなってきた。
　そこで、最近では、干渉計に比べて空気揺らぎの影響を受け難い高分解能のエンコーダが注目されるようになっており、該エンコーダをウエハステージ等の位置計測に用いる露光装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。該特許文献１に記載の露光装置では、基板テーブルの上方に、基板テーブルの移動範囲の全域を含む広範囲な領域に渡る、グリッド・プレートを用いている。
　しかしながら、特許文献１に開示されるような、大面積で高精度なグリッド・プレートは製造が困難であることから、複数のグリッド・プレートを並べて配置する必要があった。また、特許文献１に開示されるような、大面積のグリッド・プレートを用いることは、レイアウト面、及び精度面に難点がある上、特にコスト面で見ると殆ど非現実的であった。
米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第１の観点からすると、実質的に所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動システムであって、前記移動体が対向する前記所定平面と平行な第１面上に、第１方向を長手方向として配置され、前記第１方向又は該第１方向に垂直な第２方向を周期方向とする第１格子が形成された第１スケールと；前記第１面に、前記第２方向を長手方向として配置され、前記第１格子と周期方向が直交する第２格子が形成された第２スケールと；前記移動体の前記所定平面に実質的に平行な第２面に前記第２方向の位置を異ならせて配置された前記第１格子の周期方向を計測方向とする複数の第１ヘッドを含む第１ヘッド群と、前記移動体の前記第２面に前記第１方向の位置を異ならせて配置された前記第２格子の周期方向を計測方向とする複数の第２ヘッドを含む第２ヘッド群と、を有し、前記第１スケールに対向する前記第１ヘッドの出力と、前記第２スケールに対向する前記第２ヘッドの出力とに基づいて、前記移動体の前記第１及び第２方向を含む前記所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報を算出する計測システムと；前記計測システムにより算出された位置情報に基づいて、前記移動体を前記所定平面に沿って駆動する駆動系と；を備える第１の移動体駆動システムである。
　これによれば、計測システムにより、第１スケールに対向する第１ヘッドの出力と、第２スケールに対向する第２ヘッドの出力とに基づいて、移動体の第１及び第２方向を含む所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報が算出され、駆動系により、該計測システムにより算出された位置情報に基づいて、移動体が所定平面に沿って駆動される。従って、移動体の移動範囲の全域に対応してスケール（格子）を配置することなく、移動体の移動範囲の全域で、計測システムの計測値に基づいて、移動体を所定平面に沿って精度良く駆動することが可能になる。
　本発明は、第２の観点からすると、実質的に所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動システムであって、前記移動体が対向する前記所定平面と平行な第１面上に、第１方向を長手方向として配置され、前記第１方向及び該第１方向に垂直な第２方向を周期方向とする２次元格子が形成されたスケールと；前記移動体の前記所定平面に実質的に平行な第２面に前記第２方向の位置を異ならせて配置された前記第１、第２方向を計測方向とする複数の２次元ヘッドを有し、前記スケールに対向する２次元ヘッドの出力に基づいて、前記移動体の前記第１及び第２方向を含む前記所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報を算出する計測システムと；前記計測システムにより算出された位置情報に基づいて、前記移動体を前記所定平面に沿って駆動する駆動系と；を備える第２の移動体駆動システムである。
　これによれば、計測システムにより、スケールに対向する２次元ヘッドの出力に基づいて、移動体の第１及び第２方向を含む所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報が算出され、駆動系により、その計測システムにより算出された位置情報に基づいて、移動体が所定平面に沿って駆動される。従って、移動体の移動範囲の全域に対応してスケール（格子）を配置することなく、移動体の移動範囲の全域で、計測システムの計測値に基づいて、移動体を所定平面に沿って精度良く駆動することが可能になる。
　本発明は、第３の観点からすると、物体にパターンを形成するパターン形成装置であって、前記物体上にパターンを生成するパターニング装置と；本発明の第１、第２の移動体駆動システムのいずれかと；を備え、前記物体に対するパターン形成のために前記移動体駆動システムによる前記物体が載置される移動体の駆動を行うパターン形成装置である。
　これによれば、本発明の第１、第２の移動体駆動システムのいずれかにより精度良く駆動される移動体上の物体にパターニング装置によりパターンを生成することで、物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。
　本発明は、第４の観点からすると、エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光装置であって、前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と；本発明の第１、第２の移動体駆動システムのいずれかと；を備え、前記エネルギビームと前記物体との相対移動のために、前記移動体駆動システムによる前記物体が載置される移動体の駆動を行う第１の露光装置である。
　これによれば、パターニング装置から物体に照射されるエネルギビームと前記物体との相対移動のために、本発明の第１、第２の移動体駆動システムのいずれかにより前記物体を載置する移動体が精度良く駆動される。従って、走査露光により、物体上に精度良くパターンを形成することが可能になる。
　本発明は、第５の観点からすると、エネルギビームで物体を露光する露光装置であって、前記物体を保持して所定平面に沿って移動可能な移動体と；前記所定平面と実質的に平行かつ第１方向を長手方向として配置されるスケールと；前記移動体に設けられ、前記所定平面内で前記第１方向と直交する第２方向に関して位置が異なる複数のヘッドを有し、少なくとも前記物体の露光時に前記移動体の位置情報を、前記スケールと対向する、前記複数のヘッドの少なくとも１つによって計測するエンコーダシステムと；を備える第２の露光装置である。
　これによれば、エンコーダシステムの複数のヘッドが移動体に設けられており、少なくとも物体の露光時に、所定平面と実質的に平行かつ第１方向を長手方向として配置されるスケールに対向する、前記複数のヘッドの少なくとも１つによって、移動体の位置情報が、計測される。
　本発明は、第６の観点からすると、本発明の第１、第２の露光装置のいずれかを用いて物体を露光することと；前記露光された物体を現像することと；を含む第１のデバイス製造方法である。
　本発明は、第７の観点からすると、エネルギビームで物体を露光する露光方法であって、前記物体を移動体で保持することと；本発明の第１、第２の移動体駆動システムのいずれかによって前記移動体を駆動して、前記物体を前記エネルギビームで露光することと：を含む第１の露光方法である。
　これによれば、物体を保持する移動体が、本発明の第１、第２の移動体駆動システムのいずれかにより精度良く駆動されるので、その物体に対する良好な露光が可能になる。
　本発明は、第８の観点からすると、実質的に所定平面に沿って移動する移動体に保持された物体をエネルギビームで露光する露光方法であって、前記移動体が対向する前記所定平面と平行な第１面上に、第１方向を長手方向とし、かつ前記第１方向又は該第１方向に垂直な第２方向を周期方向とする第１格子が形成された第１スケールと、前記第２方向を長手方向とし、かつ前記第１格子と周期方向が直交する第２格子が形成された第２スケールと、が配置され、前記移動体の前記所定平面に実質的に平行な第２面に前記第２方向の位置を異ならせて配置された前記第１格子の周期方向を計測方向とする複数の第１ヘッドを含む第１ヘッド群と、前記移動体の前記第２面に前記第１方向の位置を異ならせて配置された前記第２格子の周期方向を計測方向とする複数の第２ヘッドを含む第２ヘッド群とのうち、前記第１スケールに対向する前記第１ヘッドの出力と、前記第２スケールに対向する前記第２ヘッドの出力とに基づいて、前記移動体の前記第１及び第２方向を含む前記所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報を算出する計測工程と；前記計測工程で算出された位置情報に基づいて、前記移動体を前記所定平面に沿って駆動する駆動工程と；を含む第２の露光方法である。
　これによれば、第１スケールに対向する第１ヘッドの出力と、第２スケールに対向する第２ヘッドの出力とに基づいて、移動体の第１及び第２方向を含む所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報が算出され、該計測システムにより算出された位置情報に基づいて、移動体が所定平面に沿って駆動される。従って、移動体の移動範囲の全域に対応してスケール（格子）を配置することなく、移動体の移動範囲の全域で、計測システムの計測値に基づいて、移動体を所定平面に沿って精度良く駆動することが可能になり、ひいては、移動体に保持された物体に対する高精度な露光が可能になる。
　本発明は、第９の観点からすると、実質的に所定平面に沿って移動する移動体に保持された物体をエネルギビームで露光する露光方法であって、前記移動体が対向する前記所定平面と平行な第１面上に、第１方向を長手方向とし、かつ前記第１方向及び該第１方向に垂直な第２方向を周期方向とする２次元格子が形成されたスケールが配置され、前記移動体の前記所定平面に実質的に平行な第２面に前記第２方向の位置を異ならせて配置された前記第１、第２方向を計測方向とする複数の２次元ヘッドのうち、前記スケールに対向する２次元ヘッドの出力に基づいて、前記移動体の前記第１及び第２方向を含む前記所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報を算出する計測工程と；前記計測工程で算出された位置情報に基づいて、前記移動体を前記所定平面に沿って駆動する駆動工程と；を含む第３の露光方法である。
　これによれば、スケールに対向する２次元ヘッドの出力に基づいて、移動体の第１及び第２方向を含む所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報が算出され、その計測システムにより算出された位置情報に基づいて、移動体が所定平面に沿って駆動される。従って、移動体の移動範囲の全域に対応してスケール（格子）を配置することなく、移動体の移動範囲の全域で、計測システムの計測値に基づいて、移動体を所定平面に沿って精度良く駆動することが可能になり、ひいては、移動体に保持された物体に対する高精度な露光が可能になる。
　本発明は、第１０の観点からすると、所定平面に沿って移動可能な移動体に保持された物体をエネルギビームで露光する露光方法であって、前記移動体に設けられ、前記所定平面内で前記第１方向と直交する第２方向に関して位置が異なる複数のヘッドを有するエンコーダシステムを用い、前記所定平面と実質的に平行かつ第１方向を長手方向として配置されるスケールと対向する前記複数のヘッドのうちの少なくとも１つのヘッドによって、少なくとも前記物体の露光時に前記移動体の位置情報を、計測する第４の露光方法である。
　これによれば、第２方向に関して位置が異なる複数のヘッドが移動体に設けられたエンコーダシステムが用いられ、少なくとも物体の露光時に、所定平面と実質的に平行かつ第１方向を長手方向として配置されるスケールに対向する、前記複数のヘッドの少なくとも１つによって、移動体の位置情報が、計測される。
　本発明は、第１１の観点からすると、本発明の第２、第３及び第４の露光方法のいずれかを用いて物体を露光することと；前記露光された物体を現像することと；を含む第２のデバイス製造方法である。
一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１のステージ装置近傍の構成部分を拡大して示す図である。 ウエハステージを、該ウエハステージの位置情報を計測するエンコーダ及び干渉計と共に示す平面図である。 一実施形態に係る露光装置のステージ制御に関連する制御系を一部省略して示すブロック図である。 図５（Ａ）は、ウエハの中央付近が投影ユニットの直下となる位置にウエハステージがある状態を示す図、図５（Ｂ）は、ウエハの中心と外周との中間付近が投影ユニットの直下となる位置にウエハステージがある状態を示す図である。 図６（Ａ）は、ウエハの＋Ｙ側のエッジ近傍が投影ユニットＰＵの直下となる位置にウエハステージがある状態を示す図、図６（Ｂ）は、ウエハの中心から見てＸ軸及びＹ軸に対し４５°を成す方向のエッジ近傍が投影ユニットＰＵの直下となる位置にウエハステージがある状態を示す図である。 ウエハの＋Ｘ側のエッジ近傍が投影ユニットＰＵの直下となる位置にウエハステージがある状態を示す図である。 他の実施形態に係るウエハステージ用のエンコーダシステムを示す図である。 その他の実施形態に係るウエハステージ用のエンコーダシステムを示す図である。
　以下、本発明の一実施形態を図１～図７に基づいて説明する。
　図１には、一実施形態に係る露光装置１００の概略構成が示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置、すなわち、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行なう。
　露光装置１００は、照明系１０、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、ウエハＷが載置されるウエハステージＷＳＴを含むウエハステージ装置１２、及びこれらの制御系等を備えている。
　照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系とを含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステム）で規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
　レチクルステージＲＳＴ上には、回路パターンなどがそのパターン面（図１における下面）に形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１によって、ＸＹ平面内で微少駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。
　レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面（移動面）内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、図１に示される、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５（実際には、Ｙ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（あるいは、レトロリフレクタ）とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられている）を介して、投影ユニットＰＵを構成する鏡筒４０の側面に固定された固定鏡１４（実際には、Ｘ固定鏡、Ｙ固定鏡のそれぞれ）を基準として、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。
　投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方で、フランジＦＬＧを介して不図示のボディの一部（鏡筒定盤）に保持されている。投影ユニットＰＵは、円筒状でその外周部の下端部近傍にフランジＦＬＧが設けられた鏡筒４０と、該鏡筒４０に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬとを含む。投影光学系ＰＬとしては、例えばＺ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで所定の投影倍率（例えば１／４倍又は１／５倍）を有する。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによって照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（露光領域）に形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動することで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系１０、レチクルＲ及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。
　ウエハステージ装置１２は、床面Ｆ上に設置されたベースプレートＢＳ上に配置された複数（例えば３つ又は４つ）の防振機構（図示省略）によってほぼ水平に支持されたステージベース７１、該ステージベース７１の上方に配置されたウエハステージＷＳＴ、該ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系２７（図１では不図示、図４参照）等を備えている。
　ステージベース７１は、平板状の外形を有する部材からなり、その上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージＷＳＴの移動の際のガイド面とされている。ステージベース７１の内部には、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数のコイルを含む、コイルユニットが収容されている。
　ウエハステージＷＳＴは、図２に示されるように、ステージ本体３０とその上部のウエハテーブルＷＴＢとを有し、ステージ本体３０の底部には、上記のコイルユニットとともに、磁気浮上型の平面モータを構成する、複数の磁石を有する磁石ユニット３１が設けられている。本実施形態では、コイルユニットは、Ｘ軸方向駆動コイル及びＹ軸方向駆動コイルのみならず、Ｚ軸方向駆動コイルをも有しており、これらのコイルユニットと上述の磁石ユニットとによって、ウエハステージＷＳＴを、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ、θｙ方向、及びθｚ方向の６自由度方向に駆動する、電磁力駆動方式（ローレンツ力駆動方式）のムービングマグネット型の平面モータ（二次元リニアアクチュエータ）が構成されている。上記の平面モータを含んで、ウエハステージ駆動系２７が構成されている。本実施形態では、コイルユニットを構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向が、主制御装置２０によって制御される。
　なお、ウエハステージＷＳＴは、例えばリニアモータ又は平面モータ等によりＸＹ平面内で駆動されるステージ本体と、該ステージ本体上でボイスコイルモータなどにより少なくともＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向の３自由度方向に微小駆動されるウエハテーブルとを備えた構造を採用しても良い。かかる場合には、例えば米国特許第５，１９６，７４５号明細書などに開示されるローレンツ電磁力駆動による平面モータなどを用いることができる。なお、ローレンツ電磁力駆動方式に限らず、可変磁気抵抗駆動方式の平面モータを用いることもできる。
　ウエハテーブルＷＴＢ上には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷが載置され、例えば真空吸着（又は静電吸着）などによって固定されている。
　また、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報は、図１に示される、スケール部材４６Ｂ、４６Ｃ、４６Ｄ等を含むエンコーダシステム５０（図４参照）と、ウエハレーザ干渉計システム（以下、「干渉計システム」と略述する）１８とによってそれぞれ計測可能に構成されている。以下、ウエハステージＷＳＴ用のエンコーダシステム５０、及び干渉計システム１８の構成等について詳述する。なお、スケール部材はグリッド・プレート、格子部材、あるいは基準部材などとも呼ぶことができる。
　ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の上面には、図３の平面図に示されるように、ウエハＷを取り囲んで、複数（ここでは各１０個）のＸヘッド（以下、適宜、ヘッドと略述する）６６1～６６10及びＹヘッド（以下、適宜、ヘッドと略述する）６４1～６４10が設けられている。詳述すると、ウエハテーブルＷＴＢ上面の＋Ｙ側の端部、及び－Ｙ側の端部には、Ｘヘッド６６1、６６2、…、６６5及び６６6、６６7、…、６６10がＸ軸方向に沿って所定間隔で配置されている。また、ウエハテーブルＷＴＢ上面の＋Ｘ側の端部、及び－Ｘ側の端部には、Ｙヘッド６４１、６４2、…、６４5及び６４6、６４7、…、６４10がＹ軸方向に沿って所定間隔で配置されている。Ｙヘッド６４1～６４10、及びＸヘッド６６1～６６10のそれぞれとしては、例えば米国特許第７，２３８，９３１号明細書、あるいは国際公開第２００７／０８３７５８号パンフレット（対応米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書）などに開示されるヘッド（エンコーダ）と同様の構成のものが用いられている。なお、以下では、Ｙヘッド６４1～６４10及びＸヘッド６６1～６６10を、それぞれ、Ｙヘッド６４及びＸヘッド６６とも記述する。
　一方、図１及び図３を総合するとわかるように、投影ユニットＰＵの最下端部の周囲を四方から囲む状態で、４つのスケール部材４６Ａ～４６Ｄが配置されている。これらのスケール部材４６Ａ～４６Ｄは、図１では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、例えば支持部材を介して鏡筒定盤に吊り下げ状態で固定されている。
　スケール部材４６Ａ、４６Ｃは、投影ユニットＰＵの－Ｘ側、＋Ｘ側にそれぞれ、Ｘ軸方向を長手方向として、かつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して対称に配置されている。また、スケール部材４６Ｂ、４６Ｄは、投影ユニットＰＵの＋Ｙ側、－Ｙ側にそれぞれ、Ｙ軸方向を長手方向として、かつ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して対称に配置されている。
　スケール部材４６Ａ～４６Ｄは同一素材（例えばセラミックス、又は低熱膨張のガラスなど）から成り、その表面（図１における下面、すなわち－Ｚ側の面）に長手方向に垂直な方向を周期方向とする同一の反射型の回折格子が形成されている。この回折格子は、例えば１３８ｎｍ～４μｍの間のピッチ、例えば１μｍピッチで刻んで作成されている。なお、図３では、図示の便宜上から、格子のピッチは、実際のピッチに比べて格段に広く図示されている。また、スケール部材４６Ａ～４６Ｄの表面（格子面）に、上記ヘッドからの計測ビームに対して実質的に透明なカバー部材（例えばガラスプレートなど）を設けても良い。
　スケール部材４６Ａ、４６Ｃは、回折格子がＹ軸方向を周期方向とするので、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置計測に用いられる。また、スケール部材４６Ｂ及び４６Ｄは、回折格子がＸ軸方向を周期方向とするので、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置計測に用いられる。
　本実施形態では、隣接する２つのＸヘッド６６が対応するスケール部材（回折格子）に同時に対向し得る間隔で、すなわち、スケール部材４６Ｂ、４６Ｄの長手方向と直交する方向（回折格子の配列方向）に関する回折格子の長さと同程度以下の間隔で、Ｘヘッド６６１、６６2、…、６６5、及び６６6、６６7、…、６６10がウエハテーブルＷＴＢ上に配置されている。
　同様に、隣接する２つのＹヘッド６４が対応するスケール部材（回折格子）に同時に対向し得る間隔で、すなわち、スケール部材４６Ａ、４６Ｃの長手方向と直交する方向（回折格子の配列方向）に関する回折格子の長さと同程度以下の間隔で、Ｙヘッド６４1～６４5、及びＹヘッド６４6～６４10がウエハテーブルＷＴＢ上に配置されている。
　Ｙヘッド６４1～６４5、及びＹヘッド６４6～６４10のそれぞれは、スケール部材４６Ｃ、４６Ａのいずれかと対向して、ウエハステージＷＳＴのＹ位置を計測する、多眼、より正確には５眼のＹリニアエンコーダを構成する。また、Ｘヘッド６６１、６６2、…、６６5及び６６6、６６7、…、６６10のそれぞれは、スケール部材４６Ｂ、４６Ｄのいずれかと対向して、ウエハステージＷＳＴのＸ位置を計測する、多眼、より正確には５眼のＸリニアエンコーダを構成する。
　ウエハＷが、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）の下方に位置する、露光の際のウエハステージＷＳＴの移動範囲内では、Ｙヘッド６４i（ｉ＝１～５のいずれか）、６４j（ｊ＝ｉ＋５）が、スケール部材４６Ｃ、４６Ａにそれぞれ対向するとともに、Ｘヘッド６６p（ｐ＝１～５のいずれか）、６６q（ｑ＝ｐ＋５）が、スケール部材４６Ｂ、４６Ｄにそれぞれ対向する。すなわち、スケール部材４６Ｃ、４６Ａにそれぞれ対向するＹヘッド６４i、６４jによって構成される一対のＹリニアエンコーダ５０Ｃ、５０Ａ（図４参照）と、スケール部材４６Ｂ、４６Ｄにそれぞれ対向するＸヘッド６６p、６６qによって構成される一対のＸリニアエンコーダ５０Ｂ、５０Ｄ（図４参照）との合計４つのエンコーダの計測値が、主制御装置２０に供給されるようになっている。一対のＹリニアエンコーダ５０Ｃ、５０Ａと一対のＸリニアエンコーダ５０Ｂ、５０Ｄとを含んで、図４のエンコーダシステム５０が構成されている。
　また、干渉計システム１８は、図２に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢの端面に形成された反射面及びステージ本体３０に固定された移動鏡４３に測長ビームを照射することによって、ウエハステージＷＳＴの位置情報を、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出する。干渉計システム１８はその少なくとも一部（例えば、光源を除く光学ユニット）が、鏡筒定盤に吊り下げ状態で固定されている。
　ウエハステージＷＳＴには、実際には、図３に示されるように、走査方向であるＹ軸方向に直交する反射面１７Ｙと、非走査方向であるＸ軸方向に直交する反射面１７Ｘとが形成されているが、図１では、これらが代表的に反射面１７として示されている。
　干渉計システム１８は、図３に示されるように、ウエハＹ干渉計１８Ｙと、２つのウエハＸ干渉計１８Ｘ1及び１８Ｘ2と、一対のＺ干渉計１８Ｚ1，１８Ｚ2の５つの干渉計を含む。これら５つの干渉計１８Ｙ、１８Ｘ1、１８Ｘ2、１８Ｚ1、１８Ｚ２としては、ゼーマン効果を利用した２周波レーザを用いたマイケルソン型のヘテロダイン・レーザ干渉計が用いられている。このうち、ウエハＹ干渉計１８Ｙとしては、図３に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（前述の照明領域ＩＡＲと共役な露光領域の中心）及び後述するアライメント系ＡＬＧの検出中心を通るＹ軸に平行な軸（基準軸）に関して対称な２つの測長軸を含む複数の測長軸を有する多軸干渉計が用いられている。なお、ウエハＹ干渉計１８Ｙについては、さらに後述する。
　ウエハＸ干渉計１８Ｘ1は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（前述の露光領域の中心）を通るＸ軸に平行な軸（基準軸）を通る測長軸に沿って測長ビームを反射面１７Ｘに対して照射する。このウエハＸ干渉計１８Ｘ1は、投影ユニットＰＵの鏡筒４０の側面に固定されたＸ固定鏡の反射面を基準とする反射面１７Ｘの変位をウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する位置情報として計測する。
　ウエハＸ干渉計１８Ｘ2は、アライメント系ＡＬＧの検出中心を通るＸ軸方向の測長軸に沿って測長ビームを反射面１７Ｘに対して照射し、アライメント系ＡＬＧの側面に固定された固定鏡の反射面を基準とする移動鏡１７Ｘの反射面の変位をウエハステージＷＳＴのＸ軸方向に関する位置情報として計測する。
　また、ステージ本体３０の＋Ｙ側の側面には、図１及び図２に示されるように、Ｘ軸方向を長手方向とする移動鏡４３が、不図示のキネマティック支持機構を介して取り付けられている。
　移動鏡４３に対向して、該移動鏡４３に測長ビームを照射する一対のＺ干渉計１８Ｚ1，１８Ｚ2が配置されている（図３参照）。詳述すると、移動鏡４３は、図２及び図３を総合するとわかるように、Ｘ軸方向の長さが反射面１７Ｙ（ウエハテーブルＷＴＢ）よりも長い、長方形と等脚台形とを一体化したような六角形の断面形状を有する部材から成る。この移動鏡４３の＋Ｙ側の面に鏡面加工が施され、図２に示される３つの反射面が形成されている。
　Ｚ干渉計１８Ｚ1、１８Ｚ2は、図３からわかるように、Ｙ干渉計１８ＹのＸ軸方向の一側と他側にほぼ同一距離離れて配置されている。また、Ｚ干渉計１８Ｚ1、１８Ｚ2は、実際には、Ｙ干渉計１８Ｙより幾分低い位置にそれぞれ配置されている。
　Ｚ干渉計１８Ｚ1、１８Ｚ2それぞれから、図２及び図３に示されるように、Ｙ軸方向の測長ビームＢ１が移動鏡４３の上側反射面（傾斜面）に向けて照射されるとともに、Ｙ軸方向の測長ビームＢ２が移動鏡４３の下側反射面（傾斜面）に向けて照射されるようになっている。本実施形態では、上側反射面で反射された測長ビームＢ１と直交する反射面を有する固定鏡４７Ａ、及び下側反射面で反射された測長ビームＢ２と直交する反射面を有する固定鏡４７Ｂが、投影ユニットＰＵから＋Ｙ方向に所定距離離れた位置に測長ビームＢ１，Ｂ２に干渉しない状態で、それぞれＸ軸方向に延設されている。固定鏡４７Ａ、４７Ｂは、例えば投影ユニットＰＵを支持する鏡筒定盤に設けられた同一の支持体（不図示）に支持される。
　Ｚ干渉計１８Ｚ1，１８Ｚ2それぞれからＹ軸方向の測長ビームＢ１、Ｂ２が、移動鏡４３に向けて照射され、これらの測長ビームＢ１、Ｂ２は、移動鏡４３の上下の反射面のそれぞれに所定の入射角で入射し、各反射面でそれぞれ反射されて固定鏡４７Ａ，４７Ｂの反射面に垂直に入射する。そして、固定鏡４７Ａ，４７Ｂの反射面で反射された測長ビームＢ１、Ｂ２は、入射時と同一の光路を逆向きに通ってＺ干渉計１８Ｚ1、１８Ｚ2に戻る。
　Ｙ干渉計１８Ｙは、図３に示されるように、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ、図１参照）を通るＹ軸に平行な直線（基準軸）から同一距離－Ｘ側，＋Ｘ側に離れたＹ軸方向の測長軸に沿って測長ビームＢ４1，Ｂ４2を反射面１７Ｙに照射し、それぞれの反射光を受光することで、測長ビームＢ４1，Ｂ４2の照射点におけるウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置情報を、投影ユニットＰＵの鏡筒４０の側面に固定されたＹ固定鏡の反射面を基準として検出している。なお、図２では、測長ビームＢ４1，Ｂ４2が代表的にビームＢ４として示されている。
　また、Ｙ干渉計１８Ｙは、測長ビームＢ４1，Ｂ４2との間にＺ軸方向に所定間隔をあけてＹ軸方向の測長軸に沿って測長ビームＢ３を移動鏡４３のＸＺ平面に平行な中央反射面に向けて照射し、その中央反射面で反射した測長ビームＢ３を受光することにより、移動鏡４３の中央反射面（すなわちウエハステージＷＳＴ）のＹ軸方向の位置を検出している。
　主制御装置２０は、Ｙ干渉計１８Ｙの測長ビームＢ４1，Ｂ４2に対応する測長軸の計測値の平均値に基づいて反射面１７Ｙ、すなわちウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＹ位置、すなわちＹ軸方向の変位ΔＹｏを算出する。また、主制御装置２０は、反射面１７Ｙ及び移動鏡４３の中央反射面におけるＹ位置に基づいて、ウエハステージＷＳＴのＸ軸回りの回転方向（θｘ方向）の変位（ピッチング量）ΔＸｏを算出する。
　また、主制御装置２０は、Ｚ干渉計４３Ａ、４３Ｂの計測結果に基づいて、例えば国際公開第２００７／０８３７５８号パンフレット（対応米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書）などに開示される手法により、ウエハステージＷＳＴのＺ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ方向、及びθｙ方向の変位ΔＺｏ、ΔＹｏ、Δθｚ、Δθｙを算出することができる。
　なお、図１では、Ｘ干渉計１８Ｘ1，１８Ｘ2及びＹ干渉計１８Ｙ、並びにＺ干渉計１８Ｚ1，１８Ｚ2が代表的に干渉計システム１８として示され、Ｘ軸方向位置計測用のＸ固定鏡とＹ軸方向位置計測用のＹ固定鏡とが代表的に固定鏡５７として図示されている。また、アライメント系ＡＬＧ及びこれに固定された固定鏡は図１では図示が省略されている。
　本実施形態では、ウエハＸ干渉計１８Ｘ１とウエハＹ干渉計１８Ｙとは、ウエハの露光動作時に用いられるエンコーダシステムのキャリブレーションに用いられるとともに、ウエハＸ干渉計１８Ｘ２とウエハＹ干渉計１８Ｙとは、アライメント系ＡＬＧによるマーク検出時に用いられる。なお、本実施形態において、ウエハテーブルＷＴＢの端面に反射面１７Ｘ、１７Ｙを形成する代わりにウエハステージＷＳＴの端部に移動鏡（平面ミラー）を固定しても良い。
　また、ウエハステージＷＳＴ上には、不図示の基準マーク板が、その表面がウエハＷと同一高さとなる状態で固定されている。この基準マーク板の表面には、少なくとも一対のレチクルアライメント用の第１基準マークと、これらの第１基準マークに対して既知の位置関係にあるアライメント系ＡＬＧのベースライン計測用の第２基準マークなどが形成されている。
　本実施形態の露光装置１００は、さらに、レチクルステージＲＳＴの上方にＸ軸方向に所定距離隔てて配置された一対のレチクルアライメント系１３Ａ、１３Ｂ（図１では不図示、図４参照）備えている。レチクルアライメント系１３Ａ、１３Ｂとしては、投影光学系ＰＬを介してウエハステージＷＳＴ上の一対の基準マークとこれに対応するレチクル上の一対のレチクル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）アライメント系が用いられている。レチクルアライメント系の詳細な構成は、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに開示されている。なお、レチクルアライメント系として、例えばスリット開口を有する受光面がウエハステージＷＳＴに配置される空間像計測系を代用又は兼用しても良い。この場合、前述の第１基準マークは設けなくても良い。
　同様に、図１では図示が省略されているが、露光装置１００は、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の照射系４２ａと受光系４２ｂ（図４参照）とから成る斜入射方式の多点焦点位置検出系を、さらに備えている。
　また、露光装置１００では、投影ユニットＰＵの近傍に、前述のアライメント系ＡＬＧ（図１では不図示、図３参照）が設けられている。このアライメント系ＡＬＧとしては、例えば、画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント系ＡＬＧは、指標中心を基準とするマークの位置情報を主制御装置２０に供給する。主制御装置２０は、この供給された情報と、干渉計システム１８のウエハＹ干渉計１８Ｙの測長ビームＢ４1，Ｂ４2に対応する測長軸及びウエハＸ干渉計１８Ｘ2の計測値とに基づいて、検出対象のマーク、具体的には基準マーク板上の第２基準マーク又はウエハ上のアライメントマークのウエハＹ干渉計１８Ｙ及びウエハＸ干渉計１８Ｘ2の測長軸で規定される座標系（アライメント座標系）上における位置情報を計測する。
　図４には、本実施形態の露光装置１００のステージ制御に関連する制御系が一部省略してブロック図にて示されている。この図６の制御系は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含み、装置全体を統括して制御する主制御装置２０を中心として構成されている。
　上述のようにして構成された露光装置１００では、例えば米国特許第４,７８０,６１７号明細書などに開示されている周知のＥＧＡ（エンハンスド・グローバル・アライメント）方式などで行われるウエハアライメント動作時には、上述の如く、干渉計システム１８のウエハＹ干渉計１８Ｙ及びウエハＸ干渉計１８Ｘ2の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置が主制御装置２０によって管理され、ウエハアライメント動作時以外の例えば露光動作時などには、エンコーダ５０Ａ～５０Ｄの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置が主制御装置２０によって管理されるようになっている。
　従って、ウエハアライメント動作終了後、露光開始前までの間で、ウエハステージのＸＹ平面内の位置計測に用いる位置計測系を、ウエハＹ干渉計１８Ｙ及びウエハＸ干渉計１８Ｘ2からエンコーダ５０Ａ～５０Ｄへ切り替える、位置計測系の切り換え動作を行う必要がある。この位置計測系の切り換え動作は、大略、次の手順で行なわれる。
　ウエハアライメントの終了後、主制御装置２０は、干渉計１８Ｙ，１８Ｘ2，１８Ｚ1，１８Ｚ2の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴを所定方向、例えば＋Ｙ方向に駆動する。
　そして、干渉計１８Ｘ2からの測長ビームと、干渉計１８Ｘ1からの測長ビームとが同時に反射面１７Ｘに照射される位置に、ウエハステージＷＳＴが到達すると、主制御装置２０は、干渉計システム１８（干渉計１８Ｙ，１８Ｘ2，１８Ｚ1，１８Ｚ2）の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴのθｚ回転（ヨーイング）誤差（及びθｘ回転（ピッチング）誤差、並びにθｙ回転（ローリング）誤差）が零となるようにウエハステージＷＳＴの姿勢を調整した後、干渉計１８Ｘ1の計測値を、そのときの干渉計１８Ｘ2の計測値と同じ値にプリセットする。
　そのプリセット後、干渉計１８Ｘ1、１８Ｙの各軸の計測値の空気揺らぎ（空気の温度揺らぎ）による短期的変動の影響が平均化効果により無視できるレベルになるまでの所定時間その位置でウエハステージＷＳＴを停止させ、その停止時間中に取得した干渉計１８Ｘ1の計測値の加算平均値（停止時間中の平均値）を、Ｘリニアエンコーダ５０Ｂ，５０Ｄの計測値として引き継ぐとともに、その停止時間中に取得した干渉計１８Ｙの複数軸それぞれにおける計測値の加算平均値（停止時間中の平均値）の平均値を、Ｙリニアエンコーダ５０Ａ，５０Ｃの計測値として引き継ぐ。これにより、Ｘリニアエンコーダ５０Ｂ，５０Ｄ、及びＹリニアエンコーダ５０Ａ，５０Ｃのプリセット、すなわち位置計測系の切り換え動作が完了する。以後、主制御装置２０により、エンコーダ５０Ａ～５０Ｄの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置が管理されることとなる。
　本実施形態の露光装置１００では、通常のスキャニング・ステッパと同様に、レチクルアライメント系１３Ａ，１３Ｂ、ウエハステージＷＳＴ上の基準マーク板及びアライメント系ＡＬＧなどを用いて、レチクルアライメント（レチクル座標系とウエハ座標系との対応付けを含む）及びアライメント系ＡＬＧのベースライン計測などの一連の作業が行われる。これらの一連の作業中のレチクルステージＲＳＴ、及びウエハステージＷＳＴの位置制御は、レチクル干渉計１６、及び干渉計システム１８の計測値に基づいて行われる。
　次いで、主制御装置２０により、不図示のウエハローダを用いてウエハステージＷＳＴ上のウエハ交換（ウエハステージＷＳＴ上にウエハがない場合は、ウエハのロード）が行われ、そのウエハに対するアライメント系ＡＬＧを用いたウエハアライメント（例えばＥＧＡなど）が行われる。このウエハアライメントにより、前述したアライメント座標系上におけるウエハ上の複数のショット領域の配列座標が求められる。
　その後、前述した位置計測系の切り替えが行われ、主制御装置２０により、先に計測したベースライン及びエンコーダ５０Ａ～５０Ｄの計測値に基づいてウエハステージＷＳＴの位置が管理され、かつ前述したレチクル干渉計１６の計測値に基づいてレチクルステージＲＳＴの位置を管理しつつ、通常のスキャニング・ステッパと同様の手順で、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、レチクルＲのパターンがウエハ上の複数のショット領域にそれぞれ転写される。
　図５（Ａ）には、ウエハＷの中央付近が投影ユニットＰＵの直下となる位置にウエハステージＷＳＴがある状態が示され、図５（Ｂ）には、ウエハＷの中心と外周との中間付近が投影ユニットＰＵの直下となる位置にウエハステージＷＳＴがある状態が示されている。また、図６（Ａ）には、ウエハＷの＋Ｙ側のエッジ近傍が投影ユニットＰＵの直下となる位置にウエハステージＷＳＴがある状態が示され、図６（Ｂ）には、ウエハＷの中心から見てＸ軸及びＹ軸に対し４５°を成す方向のエッジ近傍が投影ユニットＰＵの直下となる位置にウエハステージＷＳＴがある状態が示されている。また、図７には、ウエハＷの＋Ｘ側のエッジ近傍が投影ユニットＰＵの直下となる位置にウエハステージＷＳＴがある状態が示されている。これらの図５（Ａ）～図７を見ると、いずれの図においても、ウエハテーブルＷＴＢ上のＹヘッド６４1～６４5、及びＹヘッド６４6～６４10、並びにＸヘッド６６１～６６5及び６６6～６６10の４つのグループについて、各グループに属する少なくとも１つ（本実施形態では１つ又は２つ）のヘッドが、対応するスケール部材に対向していることがわかる。この事実、並びにスケール部材４６Ａ～４６Ｄの投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを中心とする上下、左右方向に関する対称配置及びＹヘッド６４1～６４10、及びＸヘッド６６１～６６10のウエハステージＷＳＴの中心に対するＸ軸方向及びＹ軸方向に関する対称配置を総合して考えればわかるように、露光装置１００では、露光中のウエハステージＷＳＴの移動範囲内のいずれの位置にウエハステージＷＳＴがあっても、Ｙヘッド６４1～６４5、及びＹヘッド６４6～６４10、並びにＸヘッド６６１～６６5及び６６6～６６10のうちの少なくとも各１つが、対応する移動スケールに対向し、４つのエンコーダ５０Ａ～５０ＤによるウエハステージＷＳＴのＸ位置及びＹ位置の計測を常時、ほぼ同時に行うことができる。
　換言すれば、前述した４つのヘッド群６４1～６４5、６４6～６４10、６６１～６６5及び６６6～６６10の配置領域は、その長さ（例えばヘッド群６４1～６４5の場合、ヘッド６４1とヘッド６４5との距離）が、少なくともウエハＷの全面を走査露光するときのウエハステージＷＳＴの移動ストローク（移動範囲）の全域をカバーする（本実施形態では全てのショット領域で、少なくとも走査露光中と、走査露光前後のウエハステージＷＳＴの加減速及び同期整定の期間中とに、４つのヘッド群６４1～６４5、６４6～６４10、６６１～６６5及び６６6～６６10（計測ビーム）の少なくとも１つが、対応するスケール部材（回折格子）から外れない、すなわち計測不能とならない）ように、ウエハＷの大きさ（直径）よりも長く設定されている。
　また、４つのスケール部材４６Ａ～４６Ｄも同様に、それぞれ長手方向に関して、その長さ（回折格子の幅に相当）が、少なくともウエハＷの全面を走査露光するときのウエハステージＷＳＴの移動ストロークの全域をカバーする（すなわち、少なくともウエハＷの露光動作中に４つのヘッド群６４1～６４5、６４6～６４10、６６１～６６5及び６６6～６６10（計測ビーム）が対応するスケール部材（回折格子）から外れない、すなわち計測不能とならない）ように、その移動ストロークと同程度以上に設定されている。
　以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、エンコーダシステム５０により、スケール部材４６Ａ，４６Ｃにそれぞれ対向する一対のＹヘッド６４の出力と、スケール部材４６Ｂ，４６Ｄにそれぞれ対向する一対のＸヘッド６６の出力とに基づいて、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の３自由度方向の位置情報が算出され、ウエハステージ駆動系２７により、主制御装置２０の指示に応じ、エンコーダシステム５０により算出された位置情報に基づいて、ウエハステージＷＳＴがＸＹ平面に沿って駆動される。従って、ウエハステージＷＳＴの移動範囲の全域に対応してスケール（格子）を配置することなく、ウエハステージＷＳＴの移動範囲の全域で、エンコーダシステム５０の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴをＸＹ平面に沿って精度良く駆動することが可能になる。
　また、本実施形態の露光装置１００によると、ウエハＷ上の各ショット領域に対する走査露光の際に、主制御装置２０は、レチクル干渉計１６と、エンコーダ５０Ａ，５０Ｃ（及び５０Ｂ及び５０Ｄ）の計測値に基づいて、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）、ウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）を走査方向（Ｙ軸方向）に沿って精度良く駆動することが可能であるとともに、非走査方向（Ｘ軸方向）にもウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）を精度良く駆動することができ、非走査方向に関するレチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）との高精度な位置決め（アライメント）も可能となる。これにより、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンを精度良く形成することが可能になる。
　なお、本実施形態で用いられる各エンコーダとしては、上述した回折干渉方式、又はいわゆるピックアップ方式など、種々の方式を用いることができ、例えば米国特許第６，６３９，６８６号明細書などに開示されるいわゆるスキャンエンコーダなどを用いることができる。
　次に、図８に基づいて、本発明の他の実施形態について説明する。この実施形態の露光装置では、ウエハステージ用のエンコーダシステムのみが、前述の実施形態と異なるので、以下では、このエンコーダシステムについて説明する。なお、図３との差異がエンコーダシステムの構成のみであるので、以下では図３と同一若しくは同等の作用、機能の構成部分には同一の符号を付すとともにその説明を省略する。また、この図８では、干渉計システム１８も図示が省略されている。
　図８に示されるように、投影ユニットＰＵの最下端部の－Ｘ側、＋Ｙ側には、細長い長方形板状のスケール部材４６Ａ’及び４６Ｂ’が配置されている。これらのスケール部材Ａ’及び４６Ｂ’は、実際には、支持部材を介して鏡筒定盤に吊り下げ状態で固定されている。
　スケール部材４６Ａ’は、投影ユニットＰＵの－Ｘ側にＸ軸方向を長手方向としてかつ、その長手方向に垂直な方向の中心線（長手方向に延びる中心線）の延長線が投影光学系ＰＬの光軸と直交する状態で配置されている。スケール部材４６Ａ’の表面（－Ｚ側の面）には、Ｘ軸方向を周期方向とする所定ピッチ、例えば１μｍの反射型回折格子が、前述と同様にして形成されている。
　また、スケール部材４６Ｂ’は、投影ユニットＰＵの＋Ｙ側にＹ軸方向を長手方向としてかつ、その長手方向に垂直な方向の中心線（長手方向に延びる中心線）の延長線が投影光学系ＰＬの光軸で前述のスケール部材４６Ａ’の長手方向の中心軸の延長線と直交する状態で配置されている。スケール部材４６Ｂ’の表面（－Ｚ側の面）には、Ｙ軸方向を周期方向とする所定ピッチ、例えば１μｍの反射型回折格子が、前述と同様にして形成されている。この場合、スケール部材４６Ａ’の長手方向に垂直な方向の幅（回折格子の幅）は、前述のスケール部材４６Ａとほぼ同一であり、スケール部材４６Ｂ’の幅（回折格子の幅）は、スケール部材４６Ａ’の幅（回折格子の幅）の約２倍である。
　一方、ウエハテーブルＷＴＢの上面には、前述の実施形態でＹヘッド６４6、６４7、…、６４10が配置されていた位置に、Ｘヘッド６６1、６６2、…、６６5がそれぞれ配置されている。また、ウエハテーブルＷＴＢの上面には、前述の実施形態でＸヘッド６６1、６６2、…、６６5が配置されていた位置に、Ｙヘッド６４1、６４2、…、６４5がそれぞれ配置されている。
　この実施形態では、ウエハＷが、投影光学系ＰＬの下方に位置する、露光の際のウエハステージＷＳＴの移動範囲内では、少なくとも２つの隣接するＹヘッド６４i、６４i+1（ｉ＝１～４のいずれか）が、スケール部材４６Ｂ’に同時に対向するとともに、少なくとも１つのＸヘッド６６p（ｐ＝１～５のいずれか）が、スケール部材４６Ａ’に対向する。すなわち、スケール部材４６Ｂ’に対向するＹヘッド６４i、６４i+1によって構成される２つのＹリニアエンコーダと、スケール部材４６Ａ’に対向するＸヘッド６６pによって構成されるＸリニアエンコーダとの合計３つのエンコーダの計測値が、主制御装置２０に供給されるようになっている。主制御装置２０は、これら３つのエンコーダの計測値に基づいて算出される、ウエハステージＷＳＴのＸ軸及びＹ軸方向の位置情報とθｚ方向の回転情報とに基づき、ウエハステージ駆動系２７を介してウエハステージＷＳＴの位置制御を行う。これにより、上記実施形態と全く同様に、高精度なウエハステージＷＳＴの２次元駆動が可能となる。
　なお、図８において、前述した２つのヘッド群６４1～６４5、及び６６１～６６5の配置領域は、その長さ（例えばヘッド群６４1～６４5の場合、ヘッド６４1とヘッド６４5との距離）が、少なくともウエハＷの露光動作時におけるウエハステージＷＳＴの移動ストローク（移動範囲）の全域をカバーする（換言すれば、全てのショット領域の走査露光時に各ヘッド群（計測ビーム）が対応する移動スケール（回折格子）から外れない、すなわち計測不能とならない）ように、ウエハＷの大きさ（直径）より長く設定される。また、図８に示されるエンコーダシステムにおいて、スケール部材４６Ａ’又はスケール部材４６Ｂ’はそれぞれ長手方向に関して、その長さ（回折格子の形成範囲に相当）が、少なくともウエハＷの露光動作時におけるウエハステージＷＳＴの移動ストローク（移動範囲）の全域をカバーする（換言すれば、全てのショット領域の走査露光時に各ヘッド群（計測ビーム）が対応するスケール（回折格子）から外れない、すなわち計測不能とならない）ように、その移動ストロークと同程度以上に設定される。
　次に、本発明のその他の実施形態について、図９に基づいて説明する。この実施形態の露光装置では、ウエハステージ用のエンコーダシステムのみが、前述の実施形態と異なるので、以下では、このエンコーダシステムについて説明する。なお、図３との差異がエンコーダシステムの構成のみであるので、以下では図３と同一若しくは同等の作用、機能の構成部分には同一の符号を付すとともにその説明を省略する。
　図９では、投影ユニットＰＵの最下端部の＋Ｙ側に、細長い長方形板状のスケール部材４６Ｂ”が配置されている。このスケール部材４６Ｂ”は、前述のスケール部材４６Ｂ’と同一の大きさ（長さ及び幅）を有している。ただし、このスケール部材４６Ｂ”の表面（－Ｚ側の面）には、Ｙ軸方向を周期方向とする所定ピッチ、例えば１μｍの格子と、Ｘ軸方向を周期方向とする所定ピッチ、例えば１μｍの格子とから成る反射型の２次元回折格子が形成されている。
　また、ウエハテーブルＷＴＢの上面には、前述の図８におけるヘッド群６４1～６４5と同一の配置で、５つの２次元ヘッド（２Ｄヘッド）６８1～６８5が、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されている。各２次元ヘッドとしては、例えば、計測ビームを＋Ｚ方向に射出し、この計測ビームの２次元回折格子からの所定次数の回折光を集光させる一対のＸ回折格子及び一対のＹ回折格子（固定スケール）と、これらの一対のＸ回折格子、及び一対のＹ回折格子でそれぞれ集光された回折光を干渉させる、透過型の２次元の回折格子から成るインデックススケールと、インデックススケールにて干渉した光を検出する検出器と、を含んで構成することができる。すなわち、いわゆる３格子回折干渉方式の２次元のエンコーダヘッドを、２Ｄヘッド６８1～６８5として用いることができる。なお、２Ｄヘッドの代わりに、Ｘ軸方向を計測方向とする一次元ヘッド（Ｘヘッド）と、Ｙ軸方向を計測方向とする一次元ヘッド（Ｙヘッド）とを組み合わせて用いても良い。この場合、計測ビームの照射位置は、ＸヘッドとＹヘッドとで同一でなくても良い。なお、本明細書中では、上記ＸヘッドとＹヘッドとの組み合わせのような２つの１次元ヘッドの組み合わせをも含む概念として、「２次元ヘッド」なる用語を用いている。
　この図９に示される構成のエンコーダシステムを備えたステージ装置では、ウエハＷが、投影光学系ＰＬの下方に位置する、露光の際のウエハステージＷＳＴの移動範囲内では、少なくとも２つの隣接する２Ｄヘッド６８i、６８i+1（ｉ＝１～４のいずれか）が、スケール部材４６Ｂ”に同時に対向する。すなわち、スケール部材４６Ｂ”に対向する２Ｄヘッド６８i、６８i+1によって構成される２つの２次元エンコーダの計測値が、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、これら２つのエンコーダの計測値に基づいて算出される、ウエハステージＷＳＴのＸ軸及びＹ軸方向の位置情報とθｚ方向の回転情報とに基づき、ウエハステージ駆動系２７を介してウエハステージＷＳＴの位置制御を行う。これにより、上記実施形態と全く同様に、高精度なウエハステージＷＳＴの２次元駆動が可能となる。
　なお、ウエハステージＷＳＴのθｚ方向の回転情報を計測する必要がない場合、あるいは干渉計システム１８によって計測したθｚ方向の回転情報を用いる場合などには、２Ｄヘッド６８1～６８5のうちの少なくとも１つが、スケール部材４６Ｂ”に対向するような構成を採用することもできる。この場合において、スケール部材４６Ｂ”に代えて、２次元回折格子が形成されたスケール部材を２つ設けても良い。このようにすると、１つのスケール部材の大きさを抑えつつ、少なくとも露光動作時のウエハステージＷＳＴの移動範囲の全域をカバーすることができる。この場合、２つのスケール部材は、それぞれの長手方向が互いに直交するように配置しても良いし、長手方向を同一方向として配置しても良い。
　なお、上記各実施形態では、ウエハの露光動作中に前述のエンコーダシステムを用いてウエハステージＷＳＴの位置制御を行うものとしたが、例えばアライメント動作（少なくともアライメント系ＡＬＧによるマーク検出動作を含む）、及び／又はウエハの交換動作などにおいても、図３、図８及び図９などに示したエンコーダシステムを用いてウエハステージＷＳＴの位置制御を行っても良い。この場合、当然ながら前述した位置計測系の切り換え動作が不要となる。
　ここで、アライメント系ＡＬＧによるウエハＷ上のアライメントマーク又はウエハステージＷＳＴの基準マークの検出時などでも、前述のエンコーダシステム（図３、図８及び図９）を用いる場合、この検出動作時におけるウエハステージＷＳＴの移動範囲をも考慮して、ヘッドの配置（例えば、位置、個数の少なくとも１つを含む）及び／又はスケール部材の配置（例えば、位置、個数、大きさの少なくとも１つを含む）などを設定することが好ましい。すなわち、アライメント系ＡＬＧの計測位置にウエハステージを移動して行われるマークの検出動作中にも、例えばＸ軸、Ｙ軸及びθｚ方向の３自由度の位置計測を可能とするため、常に少なくとも３つのヘッドが対応する同一及び／又は異なるスケール部材（回折格子）と対向し続ける、すなわちエンコーダシステムによる位置計測が不能となってウエハステージの位置制御が切れることがないように、ヘッド及び／又はスケール部材の配置を設定することが好ましい。この場合、一例として、露光動作とアライメント動作とで上記各実施形態のスケール部材が兼用可能となるようにその大きさを設定しても良いし、あるいは、前述のスケール部材とは別に、アライメント動作で使用するスケール部材を設けても良い。特に後者では、例えば、アライメント系ＡＬＧに対しても、図３、図８、図９などに示される配置と同様の配置でスケール部材を設ければ良い。または、露光動作で使用する複数のスケール部材の少なくとも１つと、別設される少なくとも１つのスケール部材とを用いて、アライメント動作などでも、エンコーダシステムによってウエハステージＷＳＴの位置計測を行っても良い。
　なお、前述のレチクルアライメント系によるウエハステージＷＳＴの基準マークの検出時、及び／又は前述の空間像計測系によるレチクルＲのマーク又はレチクルステージＲＳＴの基準マークの投影像の検出時に、前述の干渉計システムによってウエハステージＷＳＴの位置計測を行っても良いが、上記各実施形態のスケール部材を含むエンコーダシステムによってウエハステージＷＳＴの位置計測を行うことが好ましい。
　また、ウエハの交換位置（ロード位置とアンロード位置との少なくとも一方を含む）にウエハステージＷＳＴがあるときに、前述のエンコーダシステム（図３、図８及び図９）を用いる場合、ウエハ交換動作におけるウエハステージの移動範囲をも考慮し、前述と同様にヘッド及び／又はスケール部材の配置などを設定することが好ましい。すなわち、ウエハ交換位置においてもエンコーダシステムによる位置計測が不能となってウエハステージの位置制御が切れることがないように、ヘッド及び／又はスケール部材の配置を設定することが好ましい。また、ウエハの交換位置と、投影光学系ＰＬを介してレチクルパターンの転写が行われる露光位置、あるいはアライメント系ＡＬＧによるマーク検出が行われる計測位置との間、及び／又はアライメント系ＡＬＧの計測位置と露光位置との間におけるウエハステージＷＳＴの移動中に、前述のエンコーダシステム（図３、図８及び図９）を用いる場合も同様である。
　さらに、例えば米国特許第６,２６２,７９６号明細書などに開示されているように、２つのウエハステージを用いて露光動作と計測動作（例えば、アライメント系によるマーク検出など）とをほぼ並行して実行可能なツインウエハステージ方式の露光装置でも、上記各実施形態と同様にヘッドが各ウエハステージに設けられる前述のエンコーダシステム（図３、図８及び図９）を用いて、各ウエハステージの位置制御を行うことが可能である。ここで、露光動作時だけでなく他の動作、例えば計測動作時でも、前述と同様にヘッド及び／又はスケール部材の配置を適切に設定することで、前述のエンコーダシステムによって各ウエハステージの位置計測を行うことが可能である。例えば、ヘッドの配置を適切に設定することで、上記各実施形態のスケール部材をそのまま用いて各ウエハステージの位置制御を行うことが可能であるが、前述したスケール部材とは別に、その計測動作中に使用可能なスケール部材を設けても良い。この場合、一例として、上記各実施形態のスケール部材と同様の配置、例えば、アライメント系ＡＬＧを中心として十字状に配置される４つのスケール部材を設け、上記計測動作時にはこれらスケール部材と対応するヘッドとによって各ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するようにしても良い。ツインウエハステージ方式の露光装置では、例えば、それぞれ前述と同様の配置でヘッド（図３、図８及び図９）が設けられるとともに、一方のウエハステージに載置されたウエハの露光動作が終了すると、その一方のウエハステージとの交換で、計測位置にてマーク検出などが行われた次のウエハを載置する他方のウエハステージが露光位置に配置される。また、露光動作と並行して行われる計測動作は、アライメント系によるウエハなどのマーク検出に限られるものでなく、その代わりに、あるいはそれと組み合わせて、ウエハの面情報（段差情報など）の検出を行っても良い。
　なお、上記の説明において、計測位置又は交換位置において、あるいは露光位置、計測位置、及び交換位置の１つから他の位置へのウエハステージの移動中に、前述のエンコーダシステムを用いるウエハステージの位置制御が切れるときは、そのエンコーダシステムとは別の計測装置（例えば、干渉計、エンコーダなど）を用いて、上記各位置あるいは移動中にウエハステージの位置制御を行うことが好ましい。
　また、上記各実施形態では、例えば国際公開第２００５／０７４０１４号パンフレット（対応米国特許出願公開第２００７／０１２７００６号明細書）などに開示されているように、ウエハステージとは別に計測ステージを設け、ウエハの交換動作時などにウエハステージとの交換で計測ステージを投影光学系ＰＬの直下に配置し、露光装置の特性（例えば、投影光学系の結像特性（波面収差）、照明光ＩＬの偏光特性など）を計測するものとしても良い。この場合、計測ステージにもヘッドを配置し、前述のスケール部材を用いて計測ステージの位置制御を行うようにしても良い。また、ウエハステージに載置したウエハの露光動作中、計測ステージはウエハステージと干渉しない所定位置に退避しており、この退避位置と露光位置との間で移動されることになる。このため、その退避位置においても、あるいはその退避位置と露光位置との一方から他方への移動中にも、ウエハステージと同様に、計測ステージの移動範囲をも考慮し、エンコーダシステムによる位置計測が不能となって計測ステージの位置制御が切れることがないように、前述と同様にヘッド及び／又はスケール部材の配置などを設定することが好ましい。または、その退避位置で、又はその移動中に前述のエンコーダシステムによる計測ステージの位置制御が切れるときは、そのエンコーダシステムとは別の計測装置（例えば干渉計、エンコーダなど）を用いて計測ステージの位置制御を行うことが好ましい。あるいは、計測ステージの位置制御は、前述の干渉計システムのみで行っても良い。
　また、上記各実施形態では、例えば投影ユニットＰＵの大きさなどによっては、同一方向に延設される一対のスケール部材の間隔を広げなければならず、ウエハＷ上の特定のショット領域、例えば最外周に位置するショット領域の走査露光時に、その一対のスケール部材の一方に、これに対応するヘッドが対向しなくなることがある。一例として、図３中で投影ユニットＰＵが少し大きくなると、一対のスケール部材４６Ｂ、４６Ｄのうちヘッドユニット４６Ｂに、対応するＸヘッド６６がいずれも対向しなくなる。さらに、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号パンフレットなどに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体（例えば純水など）が満たされる液浸型露光装置では、液体を供給するノズル部材などが投影ユニットＰＵを囲むように設けられるので、投影光学系ＰＬの前述の露光領域に対してヘッドを近づけて配置することが一層困難となる。従って、液浸型露光装置で図３のエンコーダシステムを採用する場合には、常にＸ軸及びＹ軸方向に関してそれぞれ２つずつ位置情報が計測可能である必要はなく、Ｘ軸及びＹ軸方向の一方では２つの位置情報、及び他方では１つの位置情報が計測可能となるように、エンコーダシステムを構成すれば良い。すなわち、エンコーダシステムによるウエハステージ（又は計測ステージ）の位置制御では、必ずしもＸ軸及びＹ軸方向に関してそれぞれ２つずつ、計４つの位置情報を用いなくても良い。
　また、上記各実施形態において、干渉計システム１８はその構成が図３に限られるものでなく、例えばアライメント系ＡＬＧ（計測位置）にもスケール部材を配置するときなどは、ウエハＸ干渉計１８Ｘ２を備えていなくても良いし、ウエハＸ干渉計１８Ｘ２を、例えばウエハＹ干渉計１８Ｙと同様に多軸干渉計によって構成し、ウエハステージＷＳＴのＸ位置の他、回転情報（例えばヨーイング及びローリング）を計測できるようにしても良い。さらに、上記各実施形態では、干渉計システム１８をエンコーダシステムのキャリブレーションのため、あるいは露光動作以外の他の動作におけるウエハステージの位置計測のために用いるものとしたが、これに限らず、露光動作、計測動作（アライメント動作を含む）などの少なくとも１つの動作において、エンコーダシステム５０と干渉計システム１８とを併用しても良い。例えば、エンコーダシステム５０が計測不能あるいはその計測値が異常である場合、干渉計システム１８に切り替えてウエハステージＷＳＴの位置制御を継続させるようにしても良い。なお、上記各実施形態では干渉計システム１８を設けなくても良く、前述のエンコーダシステムを設けるだけでも良い。
　また、上記各実施形態では、エンコーダシステム５０によってウエハステージＷＳＴのＸ軸及びＹ軸方向の少なくとも一方の位置を計測するものとしたが、これに限らず、Ｚ軸方向の位置計測を行っても良い。例えば、前述のヘッドとは別に、Ｚ軸方向の位置を計測可能なエンコーダ方式のヘッドをウエハステージに設けても良いし、前述のヘッドを、Ｘ軸及びＹ軸方向の少なくとも一方の位置とＺ軸方向の位置とを計測可能なヘッドとしても良い。
　また、図３、図８に示されるエンコーダシステムにおいて、Ｘヘッド、Ｙヘッドの少なくとも一方を２Ｄヘッドに代え、この２Ｄヘッドと対向するスケール部材を、２次元回折格子が形成されたスケール部材としても良い。この場合、図３に示されるエンコーダシステムでは、スケール部材の数を４つから最小で２つに減らすことができ、図８のエンコーダシステムでは、特にスケール部材４６Ｂ’を、２次元回折格子が形成されたスケール部材とすることで、その幅を狭くできる。
　また、上記各実施形態において、１つのスケール部材に対して常に複数の計測ビームを照射可能な構成を採用し、１つの計測ビームが異常となった場合に、別の計測ビームに切り替えて計測を続行することとしても良い。この場合、複数の計測ビームは、１つのヘッドからスケール部材に照射されることとしても良いし、あるいは異なる複数のヘッドから照射されることとしても良い。１つのスケール部材に対して複数の計測ビームを照射する場合、その複数の計測ビームはスケール部材上で異なる位置に照射されることが好ましい。
　また、前述した各スケール部材を、複数の小スケール部材をプレート部材等に一体的に保持させることで構成しても良い。この場合、小スケール部材同士のつなぎ部に対向するヘッドが計測不能あるいは計測異常となるときは、つなぎ部以外の部分に対向する他のヘッドによる位置計測で代替しても良い。
　また、上記各実施形態で説明したヘッドの配置は、一例であり、ヘッドの配置は、これに限定されるものではない。
　また、上記各実施形態では、スケール部材が、支持部材を介して鏡筒定盤に吊り下げ状態で固定されるものとしたが、鏡筒定盤以外の別の保持部材で、スケール部材を保持しても良い。また、上記各実施形態では、必要に応じ、スケール部材の温調を行っても良い。
　また、上記各実施形態では、ウエハステージＷＳＴの移動範囲の全域に対応してスケール（格子）を配置する必要がないので、空調などが容易になるという効果もある。
　なお、上記各実施形態では、スキャニング・ステッパに本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置をエンコーダで計測することにより、干渉計を用いてそのステージの位置を計測する場合と異なり、空気揺らぎに起因する位置計測誤差の発生を殆ど零にすることができ、エンコーダの計測値に基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも本発明は適用することができる。
　また、上記各実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。
　また、照明光ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
　また、上記各実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５～１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に本発明を適用することができる。この他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。
　また、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（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。かかる可変成形マスクを用いる場合には、ウエハ又はガラスプレート等が搭載されるステージが、可変成形マスクに対して走査されるので、そのステージの位置をエンコーダを用いて計測することで、上記各実施形態と同等の効果を得ることができる。
　また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。
　さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。
　また、物体上にパターンを形成する装置は前述の露光装置（リソグラフィシステム）に限られず、例えばインクジェット方式にて物体上にパターンを形成する装置にも本発明を適用することができる。
　なお、上記各実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。
　露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
　なお、本発明の移動体駆動システムは、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置（例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボンディング装置等の移動ステージを備えた装置にも広く適用できる。
　なお、これまでの説明で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開パンフレット、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
　なお、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した調整方法によりパターンの転写特性が調整される上記各実施形態の露光装置で、マスクに形成されたパターンをウエハ等の物体上に転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記各実施形態の露光装置が用いられるので、高集積度のデバイスを歩留り良く製造することができる。
　以上説明したように、本発明の移動体駆動システムは、所定平面に沿って移動体を駆動するのに適している。また、本発明のパターン形成装置は、ウエハ等の物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明の露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法は、半導体素子などの電子デバイスを製造するのに適している。

Claims (31)

  1. 　実質的に所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動システムであって、
    　前記移動体が対向する前記所定平面と平行な第１面上に、第１方向を長手方向として配置され、前記第１方向又は該第１方向に垂直な第２方向を周期方向とする第１格子が形成された第１スケールと；
    　前記第１面に、前記第２方向を長手方向として配置され、前記第１格子と周期方向が直交する第２格子が形成された第２スケールと；
    　前記移動体の前記所定平面に実質的に平行な第２面に前記第２方向の位置を異ならせて配置された前記第１格子の周期方向を計測方向とする複数の第１ヘッドを含む第１ヘッド群と、前記移動体の前記第２面に前記第１方向の位置を異ならせて配置された前記第２格子の周期方向を計測方向とする複数の第２ヘッドを含む第２ヘッド群と、を有し、前記第１スケールに対向する前記第１ヘッドの出力と、前記第２スケールに対向する前記第２ヘッドの出力とに基づいて、前記移動体の前記第１及び第２方向を含む前記所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報を算出する計測システムと；
    　前記計測システムにより算出された位置情報に基づいて、前記移動体を前記所定平面に沿って駆動する駆動系と；を備える移動体駆動システム。
  2. 　請求項１に記載の移動体駆動システムにおいて、
    　前記第１スケールは、前記第１ヘッドが３つ同時に対向可能な前記第２方向の幅を有し、
    　前記計測システムは、前記第１スケールに同時に対向する少なくとも２つの第１ヘッドの出力と、前記第２スケールに対向する前記第２ヘッドの出力とに基づいて、前記移動体の前記所定平面内の３自由度方向の位置情報を算出する移動体駆動システム。
  3. 　請求項１に記載の移動体駆動システムにおいて、
    　前記第１スケールは、前記第１面上に、長手方向を前記第１方向に向けて所定間隔で一対配置され、
    　前記第１ヘッド群は、前記移動体が所定の有効領域内にあるとき、前記一対の第１スケールの各々に、少なくとも各１つ同時に対向可能となる配置で、前記移動体の前記第２面に配置され、
    　前記計測システムは、前記一対の第１スケールの各々に同時に対向する２つの第１ヘッドの出力と、前記第２スケールに対向する前記第２ヘッドの出力とに基づいて、前記移動体の前記所定平面内の３自由度方向の位置情報を算出する移動体駆動システム。
  4. 　請求項１に記載の移動体駆動システムにおいて、
    　前記第２スケールは、前記第１面上に、長手方向を前記第２方向に向けて所定間隔で一対配置され、
    　前記第２ヘッド群は、前記移動体が前記有効領域内にあるとき、前記一対の第２スケールの各々に、少なくとも各１つ同時に対向可能となる配置で、前記移動体の前記第２面に配置され、
    　前記計測システムは、前記一対の第１スケールの各々に同時に対向する２つの第１ヘッドの出力と、前記一対の第２スケールの各々に同時に対向する２つの第２ヘッドの出力に基づいて、前記移動体の前記所定平面内の３自由度方向の位置情報を算出する移動体駆動システム。
  5. 　実質的に所定平面に沿って移動体を駆動する移動体駆動システムであって、
    　前記移動体が対向する前記所定平面と平行な第１面上に、第１方向を長手方向として配置され、前記第１方向及び該第１方向に垂直な第２方向を周期方向とする２次元格子が形成されたスケールと；
    　前記移動体の前記所定平面に実質的に平行な第２面に前記第２方向の位置を異ならせて配置された前記第１、第２方向を計測方向とする複数の２次元ヘッドを有し、前記スケールに対向する２次元ヘッドの出力に基づいて、前記移動体の前記第１及び第２方向を含む前記所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報を算出する計測システムと；
    　前記計測システムにより算出された位置情報に基づいて、前記移動体を前記所定平面に沿って駆動する駆動系と；を備える移動体駆動システム。
  6. 　請求項５に記載の移動体駆動システムにおいて、
    　前記スケールは、前記２次元ヘッドが３つ同時に対向可能な前記第２方向の幅を有し、
    　前記計測システムは、前記スケールに同時に対向する少なくとも２つの２次元ヘッドの出力に基づいて、前記移動体の前記所定平面内の３自由度方向の位置情報を算出する移動体駆動システム。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の移動体駆動システムにおいて、
    　前記駆動系は、前記移動体を前記所定平面に沿って駆動する平面モータを含む移動体駆動システム。
  8. 　物体にパターンを形成するパターン形成装置であって、
    　前記物体上にパターンを生成するパターニング装置と；
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の移動体駆動システムと；を備え、
    　前記物体に対するパターン形成のために前記移動体駆動システムによる前記物体が載置される移動体の駆動を行うパターン形成装置。
  9. 　請求項８に記載のパターン形成装置において、
    　前記物体は感応層を有し、前記パターニング装置は、エネルギビームの照射による前記感応層の露光によって前記物体上にパターンを生成するパターン形成装置。
  10. 　エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光装置であって、
    　前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と；
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の移動体駆動システムと；を備え、
    　前記エネルギビームと前記物体との相対移動のために、前記移動体駆動システムによる前記物体が載置される移動体の駆動を行う露光装置。
  11. 　エネルギビームで物体を露光する露光装置であって、
    　前記物体を保持して所定平面に沿って移動可能な移動体と；
    　前記所定平面と実質的に平行かつ第１方向を長手方向として配置されるスケールと；
    　前記移動体に設けられ、前記所定平面内で前記第１方向と直交する第２方向に関して位置が異なる複数のヘッドを有し、少なくとも前記物体の露光時に前記移動体の位置情報を、前記スケールと対向する、前記複数のヘッドの少なくとも１つによって計測するエンコーダシステムと；を備える露光装置。
  12. 　請求項１１に記載の露光装置において、
    　前記エネルギビームを前記物体に投射する投影系と；
    　前記投影系を保持する保持部材と；をさらに備え、
    　前記スケールは、前記保持部材に吊り下げ支持される露光装置。
  13. 　請求項１１又は１２に記載の露光装置において、
    　前記複数のヘッドはそれぞれ、異なる２方向に関して前記移動体の位置情報を計測可能である露光装置。
  14. 　請求項１１～１３のいずれか一項に記載の露光装置において、
    　前記スケールは複数設けられ、
    　前記エンコーダシステムは、前記複数のヘッドが前記複数のスケールにそれぞれ対応して前記移動体に設けられる露光装置。
  15. 　請求項１１、１３、１４のいずれか一項に記載の露光装置において、
    　前記エネルギビームを前記物体に投射する投影系と；
    　前記物体のマークを検出可能なマーク検出系と；をさらに備え、
    　前記エンコーダシステムは、前記マークの検出時に前記移動体の位置情報を計測可能である露光装置。
  16. 　請求項１５に記載の露光装置において、
    　前記スケールは、前記投影系に近接して配置され、前記スケールとは別のスケールが前記マーク検出系に近接して配置される露光装置。
  17. 　請求項１０～１６のいずれか一項に記載の露光装置を用いて物体を露光することと；
    　前記露光された物体を現像することと；
    　を含むデバイス製造方法。
  18. 　エネルギビームで物体を露光する露光方法であって、
    　前記物体を移動体で保持することと；
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の移動体駆動システムによって前記移動体を駆動して、前記物体を前記エネルギビームで露光することと：
    　を含む露光方法。
  19. 　実質的に所定平面に沿って移動する移動体に保持された物体をエネルギビームで露光する露光方法であって、
    　前記移動体が対向する前記所定平面と平行な第１面上に、第１方向を長手方向とし、かつ前記第１方向又は該第１方向に垂直な第２方向を周期方向とする第１格子が形成された第１スケールと、前記第２方向を長手方向とし、かつ前記第１格子と周期方向が直交する第２格子が形成された第２スケールと、が配置され、
    　前記移動体の前記所定平面に実質的に平行な第２面に前記第２方向の位置を異ならせて配置された前記第１格子の周期方向を計測方向とする複数の第１ヘッドを含む第１ヘッド群と、前記移動体の前記第２面に前記第１方向の位置を異ならせて配置された前記第２格子の周期方向を計測方向とする複数の第２ヘッドを含む第２ヘッド群とのうち、前記第１スケールに対向する前記第１ヘッドの出力と、前記第２スケールに対向する前記第２ヘッドの出力とに基づいて、前記移動体の前記第１及び第２方向を含む前記所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報を算出する計測工程と；
    　前記計測工程で算出された位置情報に基づいて、前記移動体を前記所定平面に沿って駆動する駆動工程と；を含む露光方法。
  20. 　請求項１９に記載の露光方法において、
    　前記第１スケールは、前記第１ヘッドが３つ同時に対向可能な前記第２方向の幅を有し、
    　前記計測工程では、前記第１スケールに同時に対向する少なくとも２つの第１ヘッドの出力と、前記第２スケールに対向する前記第２ヘッドの出力とに基づいて、前記移動体の前記所定平面内の３自由度方向の位置情報を算出する露光方法。
  21. 　請求項１９に記載の露光方法において、
    　前記第１スケールは、前記第１面上に、長手方向を前記第１方向に向けて所定間隔で一対配置され、
    　前記第１ヘッド群は、前記移動体が所定の有効領域内にあるとき、前記一対の第１スケールの各々に、少なくとも各１つ同時に対向可能となる配置で、前記移動体の前記第２面に配置され、
    　前記計測工程では、前記一対の第１スケールの各々に同時に対向する２つの第１ヘッドの出力と、前記第２スケールに対向する前記第２ヘッドの出力とに基づいて、前記移動体の前記所定平面内の３自由度方向の位置情報を算出する露光方法。
  22. 　請求項１９に記載の露光方法において、
    　前記第２スケールは、前記第１面上に、長手方向を前記第２方向に向けて所定間隔で一対配置され、
    　前記第２ヘッド群は、前記移動体が前記有効領域内にあるとき、前記一対の第２スケールの各々に、少なくとも各１つ同時に対向可能となる配置で、前記移動体の前記第２面に配置され、
    　前記計測工程では、前記一対の第１スケールの各々に同時に対向する２つの第１ヘッドの出力と、前記一対の第２スケールの各々に同時に対向する２つの第２ヘッドの出力に基づいて、前記移動体の前記所定平面内の３自由度方向の位置情報を算出する露光方法。
  23. 　実質的に所定平面に沿って移動する移動体に保持された物体をエネルギビームで露光する露光方法であって、
    　前記移動体が対向する前記所定平面と平行な第１面上に、第１方向を長手方向とし、かつ前記第１方向及び該第１方向に垂直な第２方向を周期方向とする２次元格子が形成されたスケールが配置され、
    　前記移動体の前記所定平面に実質的に平行な第２面に前記第２方向の位置を異ならせて配置された前記第１、第２方向を計測方向とする複数の２次元ヘッドのうち、前記スケールに対向する２次元ヘッドの出力に基づいて、前記移動体の前記第１及び第２方向を含む前記所定平面内の少なくとも２自由度方向の位置情報を算出する計測工程と；
    　前記計測工程で算出された位置情報に基づいて、前記移動体を前記所定平面に沿って駆動する駆動工程と；を含む露光方法。
  24. 　請求項２３に記載の露光方法において、
    　前記スケールは、前記２次元ヘッドが３つ同時に対向可能な前記第２方向の幅を有し、
    　前記計測工程では、前記スケールに同時に対向する少なくとも２つの２次元ヘッドの出力に基づいて、前記移動体の前記所定平面内の３自由度方向の位置情報を算出する露光方法。
  25. 　所定平面に沿って移動可能な移動体に保持された物体をエネルギビームで露光する露光方法であって、
    　前記移動体に設けられ、前記所定平面内で前記第１方向と直交する第２方向に関して位置が異なる複数のヘッドを有するエンコーダシステムを用い、前記所定平面と実質的に平行かつ第１方向を長手方向として配置されるスケールと対向する前記複数のヘッドのうちの少なくとも１つのヘッドによって、少なくとも前記物体の露光時に前記移動体の位置情報を、計測する露光方法。
  26. 　請求項２５に記載の露光方法において、
    　前記スケールは、前記エネルギビームを前記物体に投射する投影系を保持する保持部材に吊り下げ支持される露光方法。
  27. 　請求項２５又は２６に記載の露光方法において、
    　前記複数のヘッドそれぞれとして、異なる２方向に関して前記移動体の位置情報を計測可能なヘッドが用いられる露光方法。
  28. 　請求項２５～２７のいずれか一項に記載の露光方法において、
    　前記スケールは複数設けられ、
    　前記複数のヘッドが前記複数のスケールにそれぞれ対応して前記移動体に設けられる露光方法。
  29. 　請求項２５～２８のいずれか一項に記載の露光方法において、
    　前記エンコーダシステムは、マーク検出系による前記物体のマークの検出時に前記移動体の位置情報を計測可能である露光方法。
  30. 　請求項２９に記載の露光方法において、
    　前記スケールは、前記エネルギビームを前記物体に投射する投影系に近接して配置され、前記スケールとは別のスケールが前記マーク検出系に近接して配置される露光方法。
  31. 　請求項１９～３０のいずれか一項に記載の露光方法を用いて物体を露光することと；
    　前記露光された物体を現像することと；
    　を含むデバイス製造方法。
PCT/JP2008/003950 2007-12-28 2008-12-25 移動体駆動システム、パターン形成装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 WO2009084196A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200880019418XA CN101680747B (zh) 2007-12-28 2008-12-25 移动体驱动系统、图案形成装置、曝光装置及曝光方法、以及器件制造方法
JP2009547894A JP5131281B2 (ja) 2007-12-28 2008-12-25 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-340706 2007-12-28
JP2007340706 2007-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009084196A1 true WO2009084196A1 (ja) 2009-07-09

Family

ID=40823932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2008/003950 WO2009084196A1 (ja) 2007-12-28 2008-12-25 移動体駆動システム、パターン形成装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8237916B2 (ja)
JP (1) JP5131281B2 (ja)
KR (1) KR101549710B1 (ja)
CN (1) CN101680747B (ja)
TW (1) TWI451203B (ja)
WO (1) WO2009084196A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150023781A (ko) * 2009-08-25 2015-03-05 가부시키가이샤 니콘 노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8228482B2 (en) * 2008-05-13 2012-07-24 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US8817236B2 (en) 2008-05-13 2014-08-26 Nikon Corporation Movable body system, movable body drive method, pattern formation apparatus, pattern formation method, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US8786829B2 (en) * 2008-05-13 2014-07-22 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US8599359B2 (en) 2008-12-19 2013-12-03 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, device manufacturing method, and carrier method
US8760629B2 (en) 2008-12-19 2014-06-24 Nikon Corporation Exposure apparatus including positional measurement system of movable body, exposure method of exposing object including measuring positional information of movable body, and device manufacturing method that includes exposure method of exposing object, including measuring positional information of movable body
US8902402B2 (en) * 2008-12-19 2014-12-02 Nikon Corporation Movable body apparatus, exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US8773635B2 (en) * 2008-12-19 2014-07-08 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US8488109B2 (en) 2009-08-25 2013-07-16 Nikon Corporation Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
US8493547B2 (en) * 2009-08-25 2013-07-23 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
JP2011054694A (ja) * 2009-08-31 2011-03-17 Canon Inc 計測装置、露光装置およびデバイス製造方法
US20110102761A1 (en) * 2009-09-28 2011-05-05 Nikon Corporation Stage apparatus, exposure apparatus, and device fabricating method
US20110096306A1 (en) * 2009-09-28 2011-04-28 Nikon Corporation Stage apparatus, exposure apparatus, driving method, exposing method, and device fabricating method
US20110096318A1 (en) * 2009-09-28 2011-04-28 Nikon Corporation Exposure apparatus and device fabricating method
US20110096312A1 (en) * 2009-09-28 2011-04-28 Nikon Corporation Exposure apparatus and device fabricating method
US20110128523A1 (en) * 2009-11-19 2011-06-02 Nikon Corporation Stage apparatus, exposure apparatus, driving method, exposing method, and device fabricating method
US20110123913A1 (en) * 2009-11-19 2011-05-26 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposing method, and device fabricating method
US8488106B2 (en) * 2009-12-28 2013-07-16 Nikon Corporation Movable body drive method, movable body apparatus, exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP2012032215A (ja) * 2010-07-29 2012-02-16 Mitsutoyo Corp 産業機械
US20120064460A1 (en) * 2010-09-07 2012-03-15 Nikon Corporation Movable body apparatus, object processing device, exposure apparatus, flat-panel display manufacturing method, and device manufacturing method
WO2013073538A1 (ja) 2011-11-17 2013-05-23 株式会社ニコン エンコーダ装置、移動量計測方法、光学装置、並びに露光方法及び装置
US9207549B2 (en) 2011-12-29 2015-12-08 Nikon Corporation Exposure apparatus and exposure method, and device manufacturing method with encoder of higher reliability for position measurement
CN103246172B (zh) 2012-02-10 2016-12-28 约翰内斯﹒海德汉博士有限公司 具有位置测量装置的多个扫描单元的装置
DE102013201513A1 (de) * 2012-02-17 2013-08-22 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Anordnung und Verfahren zur Positionierung eines Bearbeitungswerkzeuges gegenüber einem Werkstück
DE102012210309A1 (de) 2012-06-19 2013-12-19 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
US9575416B2 (en) 2012-08-23 2017-02-21 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and displacement measurement system
US9606458B2 (en) * 2012-10-01 2017-03-28 Asml Netherlands B.V. Method for calibration of an encoder scale and a lithographic apparatus
CN203249609U (zh) * 2013-03-26 2013-10-23 鸿准精密模具（昆山）有限公司 尺寸测试装置
TWI630463B (zh) 2013-06-28 2018-07-21 日商尼康股份有限公司 移動體裝置及曝光裝置、以及元件製造方法
US9529280B2 (en) * 2013-12-06 2016-12-27 Kla-Tencor Corporation Stage apparatus for semiconductor inspection and lithography systems
TWI701514B (zh) * 2014-03-28 2020-08-11 日商尼康股份有限公司 移動體裝置、曝光裝置、平板顯示器之製造方法、元件製造方法、及移動體驅動方法
CN111158220A (zh) 2015-02-23 2020-05-15 株式会社尼康 测量装置及方法、光刻系统、曝光装置及方法
CN111610696A (zh) * 2015-02-23 2020-09-01 株式会社尼康 基板处理系统及基板处理方法、以及组件制造方法
EP3742109A1 (en) 2015-02-23 2020-11-25 Nikon Corporation Measurement device, lithography system and exposure apparatus, and device manufacturing method
CN109791364B (zh) * 2016-09-30 2021-04-27 株式会社尼康 移动体装置、移动方法、曝光装置、曝光方法、平板显示器的制造方法、以及元件制造方法
US10416408B2 (en) * 2017-09-05 2019-09-17 Himax Technologies Limited Projector assembling equipment

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04265805A (ja) * 1990-10-22 1992-09-22 Karl Suess Kg Praezisionsgeraete Fuer Wissenschaft & Ind Gmbh & Co ｘ，ｙ，φ座標テーブル用測定装置
JPH07270122A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Canon Inc 変位検出装置、該変位検出装置を備えた露光装置およびデバイスの製造方法
JP2002151405A (ja) * 2000-08-24 2002-05-24 Asm Lithography Bv リトグラフィー投影装置
JP2006332656A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Asml Netherlands Bv ２ステージ・リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP2007129194A (ja) * 2005-09-13 2007-05-24 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
WO2007083758A1 (ja) * 2006-01-19 2007-07-26 Nikon Corporation 移動体駆動方法及び移動体駆動システム、パターン形成方法及びパターン形成装置、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
WO2007097350A1 (ja) * 2006-02-21 2007-08-30 Nikon Corporation 位置計測装置及び位置計測方法、移動体駆動システム及び移動体駆動方法、パターン形成装置及びパターン形成方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US227308A (en) * 1880-05-04 Sole-edge-burnishing machine
US263846A (en) * 1882-09-05 brown
US41380A (en) * 1864-01-26 Improved method of securing tubes in steam-boilers
US4780617A (en) 1984-08-09 1988-10-25 Nippon Kogaku K.K. Method for successive alignment of chip patterns on a substrate
US5196745A (en) 1991-08-16 1993-03-23 Massachusetts Institute Of Technology Magnetic positioning device
KR100300618B1 (ko) 1992-12-25 2001-11-22 오노 시게오 노광방법,노광장치,및그장치를사용하는디바이스제조방법
JP3412704B2 (ja) 1993-02-26 2003-06-03 株式会社ニコン 投影露光方法及び装置、並びに露光装置
USRE40043E1 (en) 1997-03-10 2008-02-05 Asml Netherlands B.V. Positioning device having two object holders
KR100841147B1 (ko) 1998-03-11 2008-06-24 가부시키가이샤 니콘 레이저 장치, 자외광 조사 장치 및 방법, 물체의 패턴 검출장치 및 방법
AU2747999A (en) 1998-03-26 1999-10-18 Nikon Corporation Projection exposure method and system
WO2001035168A1 (en) 1999-11-10 2001-05-17 Massachusetts Institute Of Technology Interference lithography utilizing phase-locked scanning beams
US6771350B2 (en) 2000-02-25 2004-08-03 Nikon Corporation Exposure apparatus and exposure method capable of controlling illumination distribution
US6639686B1 (en) 2000-04-13 2003-10-28 Nanowave, Inc. Method of and apparatus for real-time continual nanometer scale position measurement by beam probing as by laser beams and the like of atomic and other undulating surfaces such as gratings or the like relatively moving with respect to the probing beams
US7289212B2 (en) 2000-08-24 2007-10-30 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and device manufacturing thereby
US7561270B2 (en) 2000-08-24 2009-07-14 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, device manufacturing method and device manufactured thereby
EP1364257A1 (en) 2001-02-27 2003-11-26 ASML US, Inc. Simultaneous imaging of two reticles
TW529172B (en) 2001-07-24 2003-04-21 Asml Netherlands Bv Imaging apparatus
EP1345082A1 (en) * 2002-03-15 2003-09-17 ASML Netherlands BV Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7589822B2 (en) 2004-02-02 2009-09-15 Nikon Corporation Stage drive method and stage unit, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP4751032B2 (ja) 2004-04-22 2011-08-17 株式会社森精機製作所 変位検出装置
US7284212B2 (en) * 2004-07-16 2007-10-16 Texas Instruments Incorporated Minimizing computational complexity in cell-level noise characterization
US20060139595A1 (en) 2004-12-27 2006-06-29 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and method for determining Z position errors/variations and substrate table flatness
US7161659B2 (en) 2005-04-08 2007-01-09 Asml Netherlands B.V. Dual stage lithographic apparatus and device manufacturing method
US7348574B2 (en) 2005-09-02 2008-03-25 Asml Netherlands, B.V. Position measurement system and lithographic apparatus
CN101986209B (zh) 2006-02-21 2012-06-20 株式会社尼康 曝光装置、曝光方法及组件制造方法
WO2007097466A1 (ja) 2006-02-21 2007-08-30 Nikon Corporation 測定装置及び方法、処理装置及び方法、パターン形成装置及び方法、露光装置及び方法、並びにデバイス製造方法
EP3327507B1 (en) 2006-02-21 2019-04-03 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
US7602489B2 (en) 2006-02-22 2009-10-13 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7483120B2 (en) 2006-05-09 2009-01-27 Asml Netherlands B.V. Displacement measurement system, lithographic apparatus, displacement measurement method and device manufacturing method
KR101711323B1 (ko) 2006-08-31 2017-02-28 가부시키가이샤 니콘 이동체 구동 방법 및 이동체 구동 시스템, 패턴 형성 방법 및 장치, 노광 방법 및 장치, 그리고 디바이스 제조 방법
TWI655517B (zh) 2006-08-31 2019-04-01 日商尼康股份有限公司 Exposure apparatus and method, and component manufacturing method
KR101634893B1 (ko) 2006-08-31 2016-06-29 가부시키가이샤 니콘 이동체 구동 방법 및 이동체 구동 시스템, 패턴 형성 방법 및 장치, 노광 방법 및 장치, 그리고 디바이스 제조 방법
KR101660667B1 (ko) 2006-09-01 2016-09-27 가부시키가이샤 니콘 이동체 구동 방법 및 이동체 구동 시스템, 패턴 형성 방법 및 장치, 노광 방법 및 장치, 디바이스 제조 방법, 그리고 캘리브레이션 방법
EP2993523B1 (en) 2006-09-01 2017-08-30 Nikon Corporation Movable body drive method and movable body drive system, pattern formation method and apparatus, exposure method and apparatus, and device manufacturing method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04265805A (ja) * 1990-10-22 1992-09-22 Karl Suess Kg Praezisionsgeraete Fuer Wissenschaft & Ind Gmbh & Co ｘ，ｙ，φ座標テーブル用測定装置
JPH07270122A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Canon Inc 変位検出装置、該変位検出装置を備えた露光装置およびデバイスの製造方法
JP2002151405A (ja) * 2000-08-24 2002-05-24 Asm Lithography Bv リトグラフィー投影装置
JP2006332656A (ja) * 2005-05-24 2006-12-07 Asml Netherlands Bv ２ステージ・リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP2007129194A (ja) * 2005-09-13 2007-05-24 Asml Netherlands Bv リソグラフィ装置およびデバイス製造方法
WO2007083758A1 (ja) * 2006-01-19 2007-07-26 Nikon Corporation 移動体駆動方法及び移動体駆動システム、パターン形成方法及びパターン形成装置、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
WO2007097350A1 (ja) * 2006-02-21 2007-08-30 Nikon Corporation 位置計測装置及び位置計測方法、移動体駆動システム及び移動体駆動方法、パターン形成装置及びパターン形成方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150023781A (ko) * 2009-08-25 2015-03-05 가부시키가이샤 니콘 노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법
KR101596206B1 (ko) 2009-08-25 2016-02-19 가부시키가이샤 니콘 노광 방법, 노광 장치, 및 디바이스 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
TWI451203B (zh) 2014-09-01
JPWO2009084196A1 (ja) 2011-05-12
US8237916B2 (en) 2012-08-07
CN101680747A (zh) 2010-03-24
KR101549710B1 (ko) 2015-09-04
JP5131281B2 (ja) 2013-01-30
CN101680747B (zh) 2012-11-07
KR20100098286A (ko) 2010-09-06
US20120262691A1 (en) 2012-10-18
US20090190110A1 (en) 2009-07-30
TW200935189A (en) 2009-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5131281B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP6575829B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP6041112B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP5979254B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP5489068B2 (ja) 位置計測システム、露光装置、位置計測方法、露光方法及びデバイス製造方法、並びに工具及び計測方法
JP6035692B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP5494920B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP5071894B2 (ja) ステージ装置、パターン形成装置、露光装置、ステージ駆動方法、露光方法、並びにデバイス製造方法
JP5344180B2 (ja) 位置計測システム及び位置計測方法、移動体装置、移動体駆動方法、露光装置及び露光方法、パターン形成装置、並びにデバイス製造方法
US8164736B2 (en) Exposure method, exposure apparatus, and method for producing device
JP2009278097A (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP2009055035A (ja) 移動体駆動方法及び移動体駆動システム、パターン形成方法及び装置、露光方法及び装置、デバイス製造方法、計測方法、並びに位置計測システム
JPWO2007097350A1 (ja) 位置計測装置及び位置計測方法、移動体駆動システム及び移動体駆動方法、パターン形成装置及びパターン形成方法、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
KR20120044927A (ko) 노광 방법, 노광 장치 및 디바이스 제조 방법
JP5861858B2 (ja) 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
JP5234308B2 (ja) 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
JP5757397B2 (ja) 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200880019418.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08868525

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20097025767

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2009547894

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08868525

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1