WO2009084203A1 - 移動体駆動方法及び装置、露光方法及び装置、パターン形成方法及び装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

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measurement
exposure
pattern
driving
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PCT/JP2008/003960
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Yuichi Shibazaki
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Nikon Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a moving body driving method and apparatus, an exposure method and apparatus, a pattern forming method and apparatus, and a device manufacturing method, and more specifically, a moving body driving method and a moving body for driving a moving body along a predetermined plane.
  • the present invention relates to a device manufacturing method using a forming method.
  • step-and-repeat reduction projection exposure apparatuses such as semiconductor elements (integrated circuits, etc.), liquid crystal display elements, etc.
  • steppers step-and-repeat reduction projection exposure apparatuses
  • step-and-repeats are mainly used.
  • a scanning type reduction projection exposure apparatus a so-called scanning stepper (also called a scanner) or the like is used.
  • a wafer stage that holds the wafer includes: For example, it is driven in a two-dimensional direction by a linear motor or the like.
  • the position of the wafer stage is generally measured by using a laser interferometer having high stability over a long period of time.
  • the inventors have developed an exposure apparatus that employs an encoder that has a measurement resolution comparable to or higher than that of a laser interferometer and is generally less susceptible to air fluctuations than an interferometer as a wafer stage position measurement apparatus.
  • Previously proposed see, for example, Patent Document 1).
  • the measurement beam continues to be irradiated from the encoder head to the scale on which the diffraction grating is formed for a certain period of time, the scale deforms slightly due to thermal expansion. It has recently been found that can cause measurement errors that cannot be ignored.
  • the present invention is a moving body driving method for driving a moving body in a predetermined plane, and a measuring beam is provided on a measurement surface installed on one of the moving body and the outside of the moving body.
  • the position of the movable body is measured using a position measurement system including a head installed on the other side of the movable body and the outside of the movable body, and the movable body is driven based on the measurement result And a step of adjusting an irradiation amount of the measurement beam onto the measurement surface.
  • the irradiation heat applied to the measurement surface can be adjusted by adjusting the irradiation amount of the measurement beam on the measurement surface, thereby suppressing the distortion of the measurement surface caused by the irradiation heat. Can do. Therefore, it is possible to always maintain high position measurement accuracy and ensure the driving accuracy of the moving body.
  • an exposure method for forming a pattern in a partitioned area on an object by irradiating an energy beam wherein the movable body of the present invention is used to form a pattern in the partitioned area.
  • the exposure method includes a step of driving a moving body that holds the object using a driving method.
  • the moving object holding the object is driven using the moving object driving method of the present invention. Therefore, it becomes possible to form a pattern in the partitioned area on the object with high accuracy.
  • a pattern forming method for forming a pattern on an object wherein the object is formed by using the moving body driving method of the present invention in order to form a pattern on the object. It is a pattern formation method including the process of driving the moving body to hold
  • the moving body holding the object is driven using the moving body driving method of the present invention. This makes it possible to form a pattern on the object with high accuracy.
  • a device manufacturing method including: a step of forming a pattern on an object using the pattern forming method of the present invention; and a step of processing the object on which the pattern is formed. Is the method.
  • an exposure method for exposing an object with an energy beam wherein a measurement surface is installed on one of a movable body that holds the object and can move within a predetermined plane, and the outside thereof.
  • the position information of the movable body is measured using a position measurement system in which the head is installed on the other side, and the movable body is driven based on the position information; and the measurement is performed by irradiation with the measurement beam. And preventing a physical quantity including at least one of thermal stress on the surface and deformation amount from exceeding a permissible value.
  • the physical quantity means a physical quantity related to deformation (including distortion caused by thermal stress) on the measurement surface caused by irradiation of the measurement beam.
  • the position information of the moving body is measured using the position measuring system, and the moving body is driven based on the position information. Further, the irradiation of the measurement beam prevents a physical quantity including at least one of thermal stress and deformation on the measurement surface of the position measurement system from exceeding an allowable value. Therefore, it is possible to suppress the distortion of the measurement surface due to the irradiation heat, and thereby it is possible to always maintain high position measurement accuracy and ensure the driving accuracy of the moving body.
  • the present invention is a device manufacturing method including exposing an object using the exposure method of the present invention; and developing the exposed object.
  • the present invention is a moving body drive device that drives a moving body in a predetermined plane, and a measurement beam is applied to a measurement surface installed on the moving body or on the outside of the moving body.
  • the irradiation amount on the measurement surface of the measurement beam is adjusted by driving the moving body using the drive device by the adjustment device. For this reason, the irradiation heat given to a measurement surface is adjusted, and distortion of the measurement surface resulting from the heat can be suppressed. Therefore, it is possible to always maintain high position measurement accuracy and ensure the driving accuracy of the moving body.
  • an exposure apparatus for forming a pattern in a partitioned area on an object by irradiating an energy beam, wherein the object is held to form the pattern in the partitioned area. It is an exposure apparatus provided with the moving body drive device of the present invention that drives a moving body within a predetermined plane.
  • the moving body holding the object is driven in a predetermined plane by the moving body driving device of the present invention. Therefore, it becomes possible to form a pattern in the partitioned area on the object with high accuracy.
  • a pattern forming apparatus for forming a pattern on an object, the movable body being movable while holding the object; a pattern generating apparatus for forming a pattern on the object; And a moving body driving device of the present invention that drives the moving body in a predetermined plane.
  • the moving body holding the object is driven in a predetermined plane by the moving body driving device of the present invention. This makes it possible to form a pattern on the object with high accuracy.
  • an exposure apparatus for exposing an object with an energy beam, the movable body holding the object and movable within a predetermined plane; the movable body and an exterior of the movable body A measurement beam disposed on one of the moving body and the outside of the moving body, and receiving the reflected light from the head to receive the reflected light.
  • a position measurement system that measures the position information of; a drive system that drives the movable body based on the position information; and a physical quantity including at least one of thermal stress and deformation on the measurement surface by the measurement beam.
  • An exposure apparatus comprising: a control device for preventing an allowable value from being exceeded.
  • the position information of the moving body is measured by the position measurement system, and the moving body is driven by the drive system based on the position information.
  • the control device prevents the physical quantity including at least one of the thermal stress and the deformation amount on the measurement surface of the position measurement system from exceeding the allowable value due to the irradiation of the measurement beam. Therefore, it is possible to suppress the distortion of the measurement surface due to the irradiation heat, and thereby it is possible to always maintain high position measurement accuracy and ensure the driving accuracy of the moving body.
  • the present invention is a third device manufacturing method including exposing an object using the exposure apparatus of the present invention; and developing the exposed object.
  • FIG. 1 shows schematically the structure of the exposure apparatus which concerns on one Embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of an exposure apparatus 100 according to an embodiment.
  • the exposure apparatus 100 is a step-and-scan projection exposure apparatus, a so-called scanner.
  • a projection optical system PL is provided.
  • a reticle and wafer are arranged in a direction perpendicular to the Z-axis direction parallel to the optical axis AX of the projection optical system PL and in a plane perpendicular to the Z-axis direction.
  • the direction perpendicular to the Z axis and the Y axis are the X axis directions
  • the rotation (tilt) directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis are ⁇ x, ⁇ y, and The description will be made with the ⁇ z direction.
  • the exposure apparatus 100 includes an illumination system 10, a reticle stage RST, a projection unit PU, a stage apparatus 50 having a wafer stage WST, a control system for these, and the like.
  • wafer W is mounted on wafer stage WST.
  • 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 substantially uniform illuminance.
  • illumination light IL ArF excimer laser light (wavelength 193 nm) is used.
  • reticle stage RST On reticle stage RST, reticle R having a circuit pattern or the like 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 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 7) including a linear motor, for example, and also in the scanning direction (left and right direction in FIG. 1). In the Y-axis direction) at a predetermined scanning speed.
  • Position information (including rotation information in the ⁇ z direction) of the reticle stage RST in the XY plane (moving surface) is transferred by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as “reticle interferometer”) 116 to a movable mirror 15 (in practice, Via 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), for example, about 0.25 nm Always detected with resolution.
  • the measurement value of reticle interferometer 116 is sent to main controller 20 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 7).
  • Projection unit PU is arranged below reticle stage RST in FIG. 1, and is supported by a main frame (not shown).
  • the projection unit PU includes a lens barrel 40 and a projection optical system PL held in 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, 1/5 times, or 1/8 times).
  • the reticle R in which the first surface (object surface) of the projection optical system PL and the pattern surface are substantially coincided with each other is arranged.
  • the illumination light IL that has passed through the projection optical system PL (projection unit PU) a reduced image of the circuit pattern of the reticle R in the illumination area IAR (a reduced image of a part of the circuit pattern) is projected through the projection optical system PL (projection unit PU).
  • illumination area IAR illumination light IL
  • the pattern of the reticle R is generated on the wafer W by the illumination system 10 and the projection optical system PL, and the sensitive layer (resist layer) on the wafer W is exposed on the wafer W by the illumination light IL. A pattern is formed.
  • stage device 50 drives wafer stage WST disposed on base board 12, measurement system 200 (see FIG. 7) for measuring positional information of wafer stage WST, and wafer stage WST.
  • a stage drive system 124 (see FIG. 7) and the like are provided.
  • the measurement system 200 includes an interferometer system 118, an encoder system 150, a surface position measurement system 180, and the like.
  • the wafer stage WST is supported on the base board 12 by a non-contact bearing (not shown) such as an air bearing through a clearance of about several ⁇ m.
  • Wafer stage WST includes a stage main body 91 and a wafer table WTB mounted on stage main body 91.
  • Wafer table WTB and stage main body 91 are driven by a stage drive system 124 including, for example, a linear motor.
  • the wafer W can move on the base board 12 in directions of six degrees of freedom (X, Y, Z, ⁇ x, ⁇ y, ⁇ z).
  • a wafer holder (not shown) for holding the wafer W by vacuum suction or the like is provided at the center of the upper surface of the wafer table WTB.
  • the measurement plate 30 is arranged on the + Y side of the wafer holder on the upper surface of the wafer table WTB.
  • a reference mark FM is arranged at the center of the measurement plate 30, and a pair of aerial image measurement slit patterns (slit-shaped measurement patterns) SL are arranged on both sides of the reference mark FM in the X-axis direction. .
  • an optical system, a light receiving element, and the like are arranged inside wafer stage WST. That is, a pair of aerial image measuring devices 45A and 45B (see FIG. 7) including the aerial image measuring slit pattern SL are provided on wafer table WTB. Note that only a part of the optical system may be disposed inside wafer stage WST, and a light receiving element or the like serving as a heat source may be disposed outside wafer stage WST.
  • a scale used in an encoder system described later is formed on the upper surface of wafer table WTB. More specifically, Y scales 39Y 1 and 39Y 2 are formed in regions on one side and the other side of the upper surface of wafer table WTB in the X-axis direction (left and right direction in FIG. 2).
  • the Y scales 39Y 1 and 39Y 2 are, for example, reflective type gratings (for example, diffraction gratings) in which the Y axis direction is a periodic direction in which grid lines 38 having the X axis direction as the longitudinal direction are arranged at a predetermined pitch in the Y axis direction. ).
  • X scale 39X 1 , X scale 39X 1 , and Y scale 39Y 1 and 39Y 2 are sandwiched between one side and the other side in the Y-axis direction (up and down direction in the drawing in FIG. 2) of wafer table WTB. 39X 2 are formed respectively.
  • the X scales 39X 1 and 39X 2 are, for example, reflection type gratings (for example, diffraction gratings) in which the X-axis direction is a periodic direction in which grid lines 37 having a longitudinal direction in the Y-axis direction are arranged in the X-axis direction at a predetermined pitch ).
  • the pitch of the grid lines 37 and 38 is set to 1 ⁇ m, for example.
  • the pitch of the grating is shown larger than the actual pitch for convenience of illustration.
  • each scale it is also effective to cover each scale with a glass plate having a low coefficient of thermal expansion in order to protect each diffraction grating.
  • a glass plate having the same thickness as the wafer for example, a thickness of 1 mm can be used, and the wafer table so that the surface of the glass plate is the same height (level) as the wafer surface. Installed on top of WST (each scale).
  • a reflecting surface 17a and a reflecting surface 17b used in an interferometer system to be described later are formed on the ⁇ Y end surface and the ⁇ X end surface of the wafer table WTB.
  • the + Y end surface of wafer table WTB is similar to the CD bar disclosed in International Publication No. 2007/097379 (corresponding to US Patent Application Publication No. 2008/0088843).
  • a fiducial bar (hereinafter abbreviated as “FD bar”) 46 extends in the X-axis direction.
  • reference gratings (for example, diffraction gratings) 52 that are symmetrically arranged with respect to the center line LL of the wafer table WTB and that have the Y-axis direction as a periodic direction, respectively. Is formed.
  • a plurality of reference marks M are formed on the upper surface of the FD bar 46.
  • each reference mark M a two-dimensional mark having a size detectable by an alignment system described later is used.
  • the surface of the cover glass plate of each scale, the upper surface of the wafer table WTB, the surface of the measurement plate 30, the surface of an FD bar 46 described later, and the surface of the wafer are flush with each other. Further, at least a part of these surfaces may have liquid repellency.
  • a primary alignment system AL1 having a detection center at a predetermined distance is provided on the lower surface of the main frame described above.
  • AL2 3 and AL2 4 are provided.
  • the secondary alignment systems AL2 1 to AL2 4 are fixed to the lower surface of the main frame (not shown) through movable support members, and are driven in the X-axis direction by drive mechanisms 60 1 to 60 4 (see FIG. 7). The relative positions of these detection areas can be adjusted.
  • each of the alignment systems AL1, AL2 1 to AL2 4 for example, an image processing type FIA (Field Image Alignment) system is used. Imaging signals from the alignment systems AL1, AL2 1 to AL2 4 are supplied to the main controller 20 through a signal processing system (not shown).
  • FIA Field Image Alignment
  • position information (including rotation information in the ⁇ z direction) of wafer stage WST (wafer table WTB) in the XY plane is mainly measured using encoder system 150 described later.
  • Interferometer system 118 is used when wafer stage WST is located outside the measurement area of encoder system 150 (for example, near unloading position UP (see FIG. 8) and loading position LP (see FIG. 9)). Further, it is used as an auxiliary when correcting (calibrating) long-term fluctuations in the measurement results of the encoder system 150 (for example, due to deformation of the scale over time). Therefore, interferometer system 118 does not necessarily have to be provided for measuring position information of wafer stage WST (wafer table WTB) in the XY plane. On the other hand, interferometer system 118 and encoder system 150 may be used in combination to measure position information of wafer stage WST (wafer table WTB).
  • a plurality of encoder systems 150 are configured to measure the position (X, Y, ⁇ z) in the XY plane of the wafer stage WST independently of the interferometer system 118.
  • a head unit is provided.
  • head units 62A, 62B, 62C, and 62D are arranged on the + X side, + Y side, -X side of the projection unit PU, and -Y side of the primary alignment system AL1, respectively.
  • head units 62E and 62F are respectively arranged on both outer sides in the X-axis direction of the alignment systems AL1, AL2 1 to AL2 4 .
  • These head units 62A to 62F are fixed to the main frame in a suspended state via support members.
  • each of the head units 62A and 62C includes a plurality of (here, five) Y heads 65 1 to 65 5 and Y heads 64 1 to 64 5 .
  • the Y heads 65 2 to 65 5 and the Y heads 64 1 to 64 4 are arranged on the reference axis LH with an interval WD.
  • Y heads 65 1 and Y head 64 5 are disposed on the -Y side position of a predetermined distance apart projection unit PU in the -Y direction from the reference axis LH.
  • the distance in the X-axis direction between the Y heads 65 1 and 65 2 and between the Y heads 64 4 and 64 5 is also set to WD.
  • the Y heads 65 1 to 65 5 and the Y heads 64 5 to 64 1 are disposed symmetrically with respect to the reference axis LV.
  • the Y heads 65 1 to 65 5 and the Y heads 64 1 to 64 5 are also referred to as the Y head 65 and the Y head 64, respectively, as necessary.
  • the head unit 62A uses a Y scale 39Y 1 to measure a Y-axis position (Y position) of the wafer stage WST (wafer table WTB) in the Y-axis direction (Y-lens here) Y linear encoder 70A (FIG. 7). To configure).
  • the head unit 62C constitutes a multi-lens (here, 5 eyes) Y linear encoder 70C (see FIG. 7) that measures the Y position of the wafer stage WST (wafer table WTB) using the Y scale 39Y 2 .
  • the Y linear encoder is abbreviated as “Y encoder” or “encoder” as appropriate.
  • the interval WD in the X-axis direction of the five Y heads 65 and 64 (more precisely, irradiation points on the scale of the measurement beam emitted by the Y heads 65 and 64) provided in the head units 62A and 62C is Y
  • the scales 39Y 1 and 39Y 2 are set slightly narrower than the width in the X-axis direction (more precisely, the length of the lattice line 38). Therefore, at the time of exposure, for example, at least one of the five Y heads 65 and 64 always faces the corresponding Y scales 39Y 1 and 39Y 2 (irradiates the measurement beam).
  • the head unit 62B includes a plurality of (here, four) X heads 66 5 to 66 8 arranged on the reference axis LV at intervals WD.
  • the head unit 62D includes a plurality (four in this case) of X heads 66 1 to 66 4 arranged on the reference axis LV at intervals WD.
  • the X heads 66 5 to 66 8 and the X heads 66 1 to 66 4 are also referred to as the X head 66 as necessary.
  • the head unit 62B uses the X scale 39X 1 to measure the position (X position) of the wafer stage WST (wafer table WTB) in the X-axis direction (here, four eyes) X linear encoder 70B (FIG. 7). Further, head unit 62D uses the X scale 39X 2, multiview that measures the X-position of wafer stage WST (wafer table WTB) (here 4 eyes) constituting the X linear encoder 70D (refer to FIG. 7) . In the following, the X linear encoder is abbreviated as “encoder” as appropriate.
  • the interval WD in the Y-axis direction between adjacent X heads 66 (more precisely, irradiation points on the scale of the measurement beam emitted by the X head 66) included in the head units 62B and 62D is X scale 39X 1 , (more precisely, the length of the grating lines 37) 39X 2 in the Y-axis direction of the width is set narrower than. Therefore, at the time of exposure or alignment, for example, at least one of the total eight X heads 66 included in the head units 62B and 62D always faces the corresponding X scale 39X 1 and 39X 2 (measurement beam). ).
  • the distance between the most + Y side X heads 66 4 of the most -Y side of the X heads 66 5 and the head unit 62D of the head unit 62B is the movement of the Y-axis direction of wafer stage WST, between the two X heads
  • the width of the wafer table WTB is set to be narrower than the width in the Y-axis direction so that it can be switched (connected).
  • the head unit 62E includes a plurality of (here, four) Y heads 67 1 to 67 4 .
  • the three Y heads 67 1 to 67 3 are arranged on the reference axis LA at substantially the same interval as the interval WD on the ⁇ X side of the secondary alignment system AL2 1 .
  • Y head 67 4, from the reference axis LA in the + Y direction are disposed on the + Y side of secondary alignment system AL2 1 a predetermined distance away.
  • the distance in the X-axis direction between the Y heads 67 3 and 67 4 is also set to WD.
  • the head unit 62F includes a plurality (here, four) of Y heads 68 1 to 68 4 .
  • These Y heads 68 1 to 68 4 are arranged at positions symmetrical to the Y heads 67 4 to 67 1 with respect to the reference axis LV. That is, the three Y heads 68 2 to 68 4 are arranged on the reference axis LA on the + X side of the secondary alignment system AL2 4 at substantially the same interval as the interval WD.
  • the Y head 68 1 is disposed on the + Y side of the secondary alignment system AL2 4 that is a predetermined distance away from the reference axis LA in the + Y direction.
  • the distance between the Y heads 68 1 and 68 2 in the X-axis direction is also set to WD.
  • the Y heads 67 4 to 67 1 and the Y heads 68 1 to 68 4 are also referred to as a Y head 67 and a Y head 68, respectively, as necessary.
  • the Y position (and ⁇ z rotation) of wafer stage WST is measured by Y heads 67 and 68 (that is, Y linear encoders 70E and 70F constituted by Y heads 67 and 68).
  • Y head 67 3 adjacent in the X-axis direction of secondary alignment systems AL2 1, AL2 4, 68 2 are a pair of reference gratings of FD bar 46
  • the Y position of the FD bar 46 is measured at the position of each reference grating 52 by the Y heads 67 3 and 68 2 that face each other and the pair of reference gratings 52.
  • encoders configured by Y heads 67 3 and 68 2 respectively facing the pair of reference gratings 52 are referred to as Y linear encoders 70E 2 and 70F 2 (see FIG. 7).
  • Y encoders composed of Y heads 67 and 68 facing Y scales 39Y 2 and 39Y 1 are referred to as Y encoders 70E 1 and 70F 1 .
  • the measurement values of the linear encoders 70A to 70F described above are supplied to the main controller 20, and the main controller 20 includes three of the linear encoders 70A to 70D, or the linear encoders 70E 1 , 70F 1 , 70B and 70D. Based on the three measured values, the position of wafer stage WST in the XY plane is controlled, and based on the measured values of linear encoders 70E 2 and 70F 2 , the FD bar 46 (wafer stage WST) in the ⁇ z direction is controlled. Control the rotation.
  • each encoder head (Y head, X head), the interference type encoder head currently disclosed by the international publication 2007/097379 pamphlet can be used, for example.
  • this type of encoder head two measurement lights are irradiated onto the corresponding scales, the respective return lights are combined into one interference light, and the intensity of the interference light is measured using a photodetector. Based on the intensity change of the interference light, the displacement in the measurement direction of the scale (period direction of the diffraction grating) is measured.
  • Each encoder head (Y head, X head) is not limited to the diffraction interference method described above, and various methods such as a so-called pickup method can be used.
  • interferometer system 118 irradiates reflecting surface 17a or 17b with an interferometer beam (length measuring beam), receives the reflected light, and positions wafer stage WST in the XY plane.
  • a Y interferometer 16 that measures information and three X interferometers 126, 127, and 128 are provided. More specifically, the Y interferometer 16 reflects at least three length measuring beams parallel to the Y axis including a pair of length measuring beams B4 1 and B4 2 symmetric with respect to the reference axis LV, and a movable mirror 41 described later. Irradiate. Further, as shown in FIG.
  • the X interferometer 126 includes a pair of length measuring beams B5 1 and B5 that are symmetrical with respect to a straight line (reference axis LH) parallel to the X axis orthogonal to the optical axis AX and the reference axis LV.
  • the reflection surface 17b is irradiated with at least three measurement beams including 2 in parallel with the X axis.
  • the X interferometer 127 includes at least two Y axes including a length measuring beam B6 with a straight line (reference axis) LA parallel to the X axis orthogonal to the reference axis LV at the detection center of the alignment system AL1 as a length measuring axis. Is irradiated onto the reflecting surface 17b. Further, the X interferometer 128 irradiates the reflection surface 17b with a measurement beam B7 parallel to the Y axis.
  • the position information from each interferometer of the interferometer system 118 is supplied to the main controller 20.
  • main controller 20 adds rotation information (that is, pitching) in the ⁇ x direction in addition to the X and Y positions of wafer table WTB (wafer stage WST).
  • ⁇ y direction rotation information that is, rolling
  • ⁇ z direction rotation information that is, yawing
  • the interferometer system 118 further includes a pair of Z interferometers 43A and 43B, as shown in FIGS.
  • the Z interferometers 43A and 43B are arranged to face the movable mirror 41 having a concave reflecting surface fixed to the side surface on the ⁇ Y side of the stage body 91.
  • the movable mirror 41 is designed such that the length in the X-axis direction is longer than the reflecting surface 17a of the wafer table WTB.
  • the Z interferometers 43A and 43B irradiate the measuring mirrors B1 and B2 parallel to the two Y axes, respectively, onto the fixed mirrors 47A and 47B fixed to the main frame, for example, via the movable mirror 41, respectively.
  • the reflected light is received and the optical path lengths of the measurement beams B1 and B2 are measured.
  • main controller 20 calculates the position of wafer stage WST in the four degrees of freedom (Y, Z, ⁇ y, ⁇ z) direction.
  • a multipoint focal position detection system (hereinafter referred to as “multipoint AF system”) including an irradiation system 90a and a light receiving system 90b. ) Is provided.
  • the multipoint AF system an oblique incidence system having the same configuration as that disclosed in, for example, US Pat. No. 5,448,332 is adopted.
  • the irradiation system 90a is disposed on the + Y side of the ⁇ X end of the head unit 62E described above, and light is received on the + Y side of the + X end of the head unit 62F while facing this.
  • a system 90b is arranged.
  • the multipoint AF system (90a, 90b) is fixed to the lower surface of the main frame.
  • M is the total number of detection points
  • a plurality of detection points irradiated with the detection beam are not shown individually, but as elongated detection areas (beam areas) AF extending in the X-axis direction between the irradiation system 90a and the light receiving system 90b. It is shown.
  • the detection area AF is set to have a length in the X-axis direction that is approximately the same as the diameter of the wafer W, the wafer W is scanned almost in the Y-axis direction once in the Z-axis direction.
  • Position information (surface position information) can be measured.
  • each pair of pairs constituting a part of the surface position measurement system 180 is arranged in the vicinity of both ends of the detection area AF of the multipoint AF system (90a, 90b) in a symmetrical arrangement with respect to the reference axis LV.
  • Heads for Z position measurement (hereinafter abbreviated as “Z head”) 72a, 72b, 72c, 72d are provided. These Z heads 72a to 72d are fixed to the lower surface of the main frame described above.
  • the Z heads 72a to 72d are collectively referred to as the Z head 72.
  • Z heads 72a to 72d for example, an optical displacement sensor head similar to an optical pickup used in a CD drive device or the like is used.
  • Z heads 72a to 72d irradiate wafer table WTB with a measurement beam from above, receive the reflected light, and measure the surface position of wafer table WTB at the irradiation point.
  • a configuration is adopted in which the measurement beam of the Z head is reflected by the reflection type diffraction grating constituting the Y scales 39Y 1 and 39Y 2 described above.
  • the three outer Z heads 76 3 to 76 5 and 74 1 to 74 3 belonging to the head units 62A and 62C are arranged in parallel to the reference axis LH at a predetermined distance in the + Y direction from the reference axis LH. Has been.
  • Z heads 76 1 and 74 5 innermost belonging to the respective head units 62A and 62C to + Y side of projection unit PU, the remaining Z head 76 2 and 74 4 each Y heads 65 2 and 64 4 - Arranged on the Y side.
  • the five Z heads 76 and 74 belonging to the head units 62A and 62C are arranged symmetrically with respect to the reference axis LV.
  • a head of an optical displacement sensor similar to the Z heads 72a to 72d described above is employed.
  • the head unit 62A, 62C are the same X positions as the five Y heads 65 j, 64 i, each comprise, since with five Z heads 76 j, 74 i, respectively, such as during exposure Similarly to the Y heads 65 and 64, at least one of the five Z heads 76 and 74 always faces the corresponding Y scale 39Y 1 and 39Y 2 .
  • the Z heads 72a to 72d, 74 1 to 74 5 , and 76 1 to 76 5 described above are connected to the main controller 20 via the signal processing / selecting device 170 as shown in FIG.
  • the device 20 selects an arbitrary Z head from among the Z heads 72a to 72d, 74 1 to 74 5 , and 76 1 to 76 5 via the signal processing / selection device 170, and sets the operating state. Surface position information detected by the Z head is received via the signal processing / selection device 170.
  • FIG. 7 shows the main configuration of the control system of the exposure apparatus 100.
  • This control system is mainly configured of a main control device 20 composed of a microcomputer (or a workstation) for overall control of the entire apparatus.
  • processing using wafer stage WST is performed according to a procedure similar to the procedure disclosed in the embodiment of International Publication No. 2007/097379. It is executed by the main controller 20.
  • wafer stage WST when wafer stage WST is at unloading position UP shown in FIG. 8, when wafer W is unloaded and moved to loading position LP shown in FIG. 9, a new wafer W is placed on wafer table WTB. To be loaded. In the vicinity of the unloading position UP and loading position LP, the position of wafer stage WST with six degrees of freedom is controlled based on the measurement value of interferometer system 118. Further, in the unloading position UP, the loading position LP, and the movement path between them, all the encoder heads and the Z head do not face any of the scales 39Y 1 , 39Y 2 , 39X 1 , 39X 2 . That is, in the unloading position UP, loading position LP, and the area of the movement path between them, the measurement beam irradiation points of all encoder heads and Z heads are located outside the scale.
  • a sequence in which the measurement beam of the encoder head and the Z head is not irradiated on the same point of the scale for a predetermined time or longer (that is, the thermal stress does not exceed the allowable value) is adopted.
  • a method of retracting wafer stage WST to the “standby position” is employed. Therefore, when it is necessary to stop wafer stage WST for a predetermined time or longer, unloading position UP, loading position LP, etc. are suitable positions as standby positions.
  • the first stage of baseline check of the primary alignment system AL1 is performed in which the wafer stage WST is moved and the reference mark FM of the measurement plate 30 is detected by the primary alignment system AL1.
  • the origin of the encoder system and interferometer system is reset (reset).
  • the alignment marks of a plurality of sample shot areas on the wafer W are measured using the alignment systems AL1, AL2 1 to AL2 4 while measuring the position of the wafer stage WST in the direction of 6 degrees of freedom using the encoder system and the Z head.
  • the multipoint AF system (90a, 90b) is used to perform focus mapping (the surface position (Z position) of the wafer W with reference to the measured values of the Z heads 72a to 72d).
  • Information measurement is performed.
  • the measurement plate 30 reaches directly below the projection optical system PL during the movement of the wafer stage WST for alignment measurement and focus mapping in the + Y direction
  • the reticle R is used by using the aerial image measuring devices 45A and 45B.
  • the latter half of the baseline check of the primary alignment system AL1 is performed to measure the upper pair of alignment marks by the slit scan method.
  • the wafer W is obtained in a step-and-scan manner based on the position information of each shot area on the wafer obtained from the alignment measurement result and the latest alignment system baseline. A plurality of upper shot areas are exposed, and a reticle pattern is transferred. During the exposure operation, focus leveling control of the wafer W is performed based on information obtained by focus mapping. The Z and ⁇ y of the wafer being exposed are controlled based on the measured values of the Z heads 74 and 76, while ⁇ x is controlled based on the measured values of the Y interferometer 16.
  • the baseline measurement of the secondary alignment systems AL2 1 to AL2 4 is performed at an appropriate timing to the measurement values of the encoders 70E 2 and 70F 2 described above, as in the method disclosed in the pamphlet of International Publication No. 2007/097379.
  • the four secondary alignment systems AL2 1 to AL2 4 are used and the reference on the FD bar 46 in the field of view of each secondary alignment system. This is done by measuring the mark M simultaneously.
  • a series of processes using wafer stage WST is performed. For some reason, a series of processes using wafer stage WST is temporarily stopped, and wafer stage WST is in a standby state (idle state). ) May have to happen.
  • the main controller 20 sets the wafer stage WST to the standby state described above. It is possible to stop at a loading position LP, which is one of the positions, and wait.
  • main controller 20 causes wafer stage WST to be moved.
  • main controller 20 may move wafer stage WST to the standby position instead of continuing to move it.
  • main controller 20 controls the irradiation amount of the measurement beam to each scale by continuing to move wafer stage WST or retracting it to the standby position as described above. This avoids the distortion (deformation) of the scale due to the irradiation heat of the measurement beam and the accompanying measurement errors of the encoder head and Z head.
  • main controller 20 may move wafer stage WST in steps, not limited to continuous movement. In this specification, the term “keep moving” is used as a concept including such step movement.
  • main controller 20 reciprocates wafer stage WST within a predetermined range, as indicated by a white double arrow in FIG.
  • main controller 20 distorts the scale of wafer stage WST in terms of the driving range (reciprocating movement distance) and driving speed according to the amount of heat generated and the amount of diffusion generated by the measurement beam irradiation.
  • the amount of irradiation of the measurement beam is determined so as not to accumulate as much thermal stress as possible.
  • FIG. 10 illustrates the case where the reciprocating drive direction of wafer stage WST is the X-axis direction, the reciprocating drive direction of wafer stage WST can be arbitrarily set.
  • main controller 20 may reciprocate wafer stage WST along a zigzag orbit within a predetermined range, for example, as indicated by a white double arrow in FIG. As shown by a white arrow in FIG. 12, it is good also as turning around a stop position within a predetermined range, and it is good also as a predetermined range as shown by a white arrow in FIG. It is good also as driving around.
  • the main controller 20 may combine these driving methods. In these cases as well, main controller 20 can only distort the scale of wafer stage WST in accordance with the amount of heat generated and the amount of diffusion generated by the irradiation of the measurement beam.
  • the driving range, driving path, and driving speed of wafer stage WST may be arbitrarily set as long as heat sufficient to distort the scale at a level that cannot be ignored is not accumulated.
  • the operator may be able to set the drive range, drive path, and drive speed of wafer stage WST described above.
  • the method of continuing to move wafer stage WST is a means for suppressing the irradiation amount of the measurement beam to the same position on the scale. Therefore, it is applied only when the exposure apparatus 100 is idle for a short time, and is used for a long time. It is desirable to retract wafer stage WST to the aforementioned standby position.
  • the encoder head and the Z head that face the corresponding scale described above there are several heads that face the upper surface of wafer table WTB (wafer W or its peripheral portion). There is.
  • main controller 20 may stop the irradiation of the measurement beam from the head that does not face the corresponding scale, or perform the intermittent irradiation by using a method for controlling the irradiation of the measurement beam.
  • the measurement beam may be irradiated with the intensity reduced from the head.
  • the measurement accuracy of the encoder system 150 (and the surface position sensor system 180) is guaranteed.
  • the exposure apparatus 100 of the present embodiment is provided with the encoder heads 64 to 68 and the Z heads 72, 74, and 76 for measuring the position of the wafer stage WST. Measurement beams emitted from these heads are applied to scales 39X 1 , 39X 2 , 39Y 1 , 39Y 2 provided on the upper surface of wafer stage WST. Therefore, main controller 20 drives wafer stage WST using stage drive system 124 to thereby measure scales 39X 1 , 39X 2 , 39X 2 of measurement beams emitted from encoder heads 64-68 and Z heads 72, 74, 76. The irradiation amount on 39Y 1 and 39Y 2 is adjusted.
  • the main controller 20 continues to move the wafer stage WST as described above, or the measurement beam does not hit the scales 39X 1 , 39X 2 , 39Y 1 , 39Y 2. Further, the wafer stage WST is retracted to avoid continuous irradiation of the measurement beam on the scales 39X 1 , 39X 2 , 39Y 1 , 39Y 2 . Therefore, the heat of irradiation applied to the scale is adjusted, and distortion of the scale due to stress (thermal stress) and / or thermal expansion generated by the heat can be suppressed. Therefore, it is possible to always maintain the high position measurement accuracy of the encoder heads 64 to 68 (and the Z heads 72, 74, 76) and to ensure the driving accuracy of the wafer stage WST.
  • a. B In this embodiment, in order to adjust the irradiation amount of the measurement beam irradiated to the scale from the encoder head (and Z head), the following a. B. Such a method may be adopted.
  • Main controller 20 determines the minimum speed of continuous movement of wafer stage WST so that the above thermal stress, scale deformation (and distortion), etc. do not exceed allowable values based on the intensity of the measurement beam of the encoder head. Alternatively, the longest stay time and / or step distance in step movement may be determined. Of course, main controller 20 may simply move wafer stage WST without considering the strength.
  • main controller 20 may start the above-described sequence (stage movement, retraction to the standby position, etc.) by time management using a timer.
  • main controller 20 does not perform time management, and may automatically start the sequence when it is known in advance in the exposure sequence, or only starts the sequence when an error occurs. But it ’s okay.
  • c in this embodiment, in order to adjust the irradiation amount of the measurement beam irradiated to the scale from the encoder head (and Z head), the following c1. , C2 to reduce the intensity of the measurement beam, or block the measurement beam, or And b. You may perform in combination with at least one of these. c1.
  • the light source of the encoder may be controlled, or a neutral density filter may be inserted in the light transmission system. c2.
  • a shutter may be disposed in the vicinity of the light transmission system or the emission part of the head, or wafer stage WST may be moved to a predetermined position where a cover ( ⁇ ⁇ ) covering the scale is installed.
  • the predetermined position may be a position where at least one measurement beam is irradiated on the scale.
  • the cover may not cover the entire scale surface, and may only block the measurement beam for the head facing the scale.
  • the measurement beams emitted mainly from the encoder head and the Z head are taken up as measurement beams that can distort the scale.
  • the measurement beams of the alignment systems AL1, AL2 1 to AL2 4 and the multipoint AF system (90a, 90b) can also distort the scale. Therefore, in the above-described embodiment, it is desirable that the main controller 20 also adjusts the irradiation amount for the scale of these measurement beams, and suppresses distortion of the scale due to the stress generated by the heat. Also in this case, the a. B. Or c.
  • the irradiation adjustment method (c1. And c2.) Is applicable.
  • main controller 20 is configured to retract wafer stage WST to the standby position when an error occurs (ie, when a new wafer is not sent).
  • the wafer stage WST may be evacuated or moved during a normal exposure sequence (for example, when an operation not using the wafer stage WST is performed or during that period) as well as during an error or the like. good.
  • each measuring apparatus such as the encoder system described in the above embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to this.
  • one position of the wafer stage WST in the X-axis and Y-axis directions is measured by each head of the encoder system.
  • a head that can measure one position in the direction and a position in the Z-axis direction may be used.
  • the arrangement of the encoder head and the Z head described in the above embodiment is an example, and the arrangement of the head is not limited to this.
  • the stage apparatus 50 includes the encoder system 150 (encoder head) and the surface position measurement system 180 (Z head), but may include only one of them.
  • an encoder having a configuration in which a lattice portion (Y scale, X scale) is provided on a wafer table (wafer stage), and an X head and a Y head are arranged outside the wafer stage so as to be opposed to this.
  • a lattice portion Y scale, X scale
  • a wafer stage wafer table
  • an X head and a Y head are arranged outside the wafer stage so as to be opposed to this.
  • the Z head may also be provided on the wafer stage, and the surface of the lattice portion may be a reflective surface to which the measurement beam of the Z head is irradiated.
  • the encoder head may be a head capable of measuring one position in the X-axis and Y-axis directions and a position in the Z-axis direction.
  • the wafer stage may be stopped at a position where at least one head faces a lattice part (ceiling scale) outside the wafer stage. Even if the wafer stage is moved within the moving range of the exposure sequence, the measurement beam from the head is not irradiated even if the wafer stage is moved. Is determined. Further, a part of the ceiling scale is an area used in the exposure sequence, and it is preferable that the ceiling scale is separated from the use area to such an extent that thermal stress and deformation do not affect the use area of the ceiling scale.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a stationary exposure apparatus such as a stepper. May be. Even in the case of a stepper or the like, the same effect can be obtained because the position of the stage on which the object to be exposed is mounted can be measured using the encoder as in the above embodiment.
  • the present invention can also be applied to a step-and-stitch reduction projection exposure apparatus, a proximity exposure apparatus, or a mirror projection aligner that synthesizes a shot area and a shot area. Further, as disclosed in, for example, US Pat. No. 6,590,634, US Pat. No. 5,969,441, US Pat. No. 6,208,407, etc.
  • the present invention can also be applied to a multi-stage type exposure apparatus provided with a stage.
  • the exposure station includes the above embodiment and its variations. It can be applied at the measurement station as well.
  • the said implementation A form and its modification are applicable.
  • an alignment system and an AF system are arranged, and are effective as countermeasures as described above.
  • measurement members for example, fiducial marks, and / or The present invention can also be applied to an exposure apparatus having a measurement stage including a sensor). Even when the scale or head of the encoder system is provided on the measurement stage, it is preferable to perform various controls including irradiation adjustment similar to those in the above-described embodiment and its modifications.
  • the projection optical system in the exposure apparatus of the above embodiment may be not only a reduction system but also an equal magnification and an enlargement system
  • the projection optical system PL may be 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 area and the exposure area described above are rectangular in shape, but the shape is not limited to this, and may be, for example, an arc, a trapezoid, or a parallelogram.
  • the light source of the exposure apparatus of the above embodiment is not limited to the ArF excimer laser, but is a KrF excimer laser (output wavelength 248 nm), F 2 laser (output wavelength 157 nm), Ar 2 laser (output wavelength 126 nm), Kr 2 laser ( It is also possible to use a pulse laser light source with an output wavelength of 146 nm, an ultrahigh pressure mercury lamp that emits a bright line such as g-line (wavelength 436 nm), i-line (wavelength 365 nm), and the like. A harmonic generator of a YAG laser or the like can also be used. In addition, as disclosed in, for example, US Pat. No.
  • a single wavelength laser beam in an infrared region or a visible region oscillated from a DFB semiconductor laser or a fiber laser is used as vacuum ultraviolet light.
  • a harmonic that is amplified by a fiber amplifier doped with erbium (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.
  • EUV Extreme Ultraviolet
  • a soft X-ray region for example, a wavelength region of 5 to 15 nm
  • the exposure wavelength Development of an EUV exposure apparatus using an all-reflection reduction optical system designed under (for example, 13.5 nm) and a reflective mask is underway.
  • the present invention can also be suitably applied to such an apparatus.
  • 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 transmission type mask in which a predetermined light shielding pattern (or phase pattern / dimming pattern) is formed on a light transmission substrate is used.
  • a predetermined light shielding pattern or phase pattern / dimming pattern
  • an electronic mask variable shaping mask, which forms a transmission pattern, a reflection pattern, or a light emission pattern based on electronic data of a pattern to be exposed, as disclosed in US Pat. No. 6,778,257.
  • an active mask or an image generator for example, a DMD (Digital Micro-mirror Device) which is a kind of non-light emitting image display element (spatial light modulator) may be used.
  • DMD Digital Micro-mirror Device
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus (lithography system) that forms line and space patterns on a wafer by forming interference fringes on the wafer, for example.
  • an exposure apparatus lithography system
  • two reticle patterns are synthesized on a wafer via a projection optical system, and one scan exposure is performed on one wafer.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that performs double exposure of 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 in the above embodiment is not limited to the wafer, but other objects such as a glass plate, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. But it ’s okay.
  • the use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for semiconductor manufacturing.
  • an exposure apparatus for liquid crystal that transfers a liquid crystal display element pattern onto a square glass plate, an organic EL, a thin film magnetic head, an image sensor ( CCDs, etc.), micromachines, DNA chips and the like can also be widely applied to exposure apparatuses.
  • CCDs, etc. image sensor
  • micromachines DNA chips and the like
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
  • An electronic device such as a semiconductor element includes a step of designing a 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 exposure apparatus (pattern forming apparatus) of the above-described embodiment. ),
  • a lithography step for transferring the reticle pattern to the wafer, a development step for developing the exposed wafer, an etching step for removing the exposed member other than the portion where the resist remains by etching, and etching is unnecessary. It is manufactured through a resist removal step for removing the resist, a device assembly step (including a dicing process, a bonding process, and a packaging process), an inspection step, and the like.
  • the exposure method described above is executed using the exposure apparatus of the above embodiment, and a device pattern is formed on the wafer. Therefore, a highly integrated device can be manufactured with high productivity.
  • the moving body driving method and the moving body driving apparatus of the present invention are suitable for driving a moving body.
  • the exposure method and exposure apparatus of the present invention are suitable for forming a pattern on an object by irradiating an energy beam.
  • the pattern forming method and pattern forming apparatus of the present invention are suitable for forming a pattern on an object.
  • the device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing an electronic device such as a semiconductor element or a liquid crystal display element.

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Abstract

　所定平面内を移動するステージ（ＷＳＴ）の位置を計測するために、エンコーダヘッド（６４，６５，６６等）及びＺヘッド（７４，７６等）が設置されている。これらのヘッドから発せられる計測ビームが、ステージ（ＷＳＴ）の上面に設けられているスケール（３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2）に照射される。アイドル中には、ステージ（ＷＳＴ）を、例えば停止位置を中心に旋回駆動して、動かし続ける、あるいは計測ビームが当たらない領域に退避させる。

Description

移動体駆動方法及び装置、露光方法及び装置、パターン形成方法及び装置、並びにデバイス製造方法
　本発明は、移動体駆動方法及び装置、露光方法及び装置、パターン形成方法及び装置、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、移動体を所定平面に沿って駆動する移動体駆動方法及び移動体駆動装置、前記移動体駆動方法を利用する露光方法及び前記移動体駆動装置を備える露光装置、前記移動体駆動方法を利用するパターン形成方法及び前記移動体駆動装置を備えるパターン形成装置、並びに前記パターン形成方法を利用するデバイス製造方法に関する。
　従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の縮小投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。
　この種の露光装置では、ウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、ウエハと総称する）上の複数のショット領域にレチクル（又はマスク）のパターンを転写するために、ウエハを保持するウエハステージが、例えばリニアモータ等により２次元方向に駆動される。ウエハステージの位置は、一般的に、長期に渡って高い安定性を有するレーザ干渉計を用いて、計測されていた。
　しかし、近年、半導体素子の高集積化に伴うパターンの微細化に伴い、重ね合わせ精度の要求が厳しくなり、レーザ干渉計のビーム路上の雰囲気の温度変化や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がオーバレイバジェット中の大きなウエイトを占めるようになった。
　そこで、レーザ干渉計と同程度以上の計測分解能を有し、一般的に干渉計に比べて空気揺らぎの影響を受けにくいエンコーダを、ウエハステージの位置計測装置として採用する露光装置を、発明者は先に提案した（例えば、特許文献１参照）。発明者らが、種々の実験等を行った結果、エンコーダのヘッドから、回折格子が形成されたスケールに一定時間以上計測ビームを照射し続けると、スケールが熱膨張により微小変形し、この微小変形が無視できない程度の計測誤差の要因となり得ることが、最近になって判明した。
国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレット
　本発明は、第１の観点からすると、所定平面内で移動体を駆動する移動体駆動方法であって、前記移動体と該移動体の外部との一方に設置された計測面に、計測ビームを照射する前記移動体と該移動体の外部との他方に設置されたヘッドを備える位置計測系を用いて、前記移動体の位置を計測し、その計測結果に基づいて前記移動体を駆動する工程と；前記計測ビームの前記計測面上への照射量を調整する工程と；を含む移動体駆動方法である。
　これによれば、計測ビームの計測面上への照射量を調整することにより、計測面に与えられる照射熱を調整することができ、これにより、照射熱に起因する計測面の歪みを抑えることができる。従って、常に、高い位置計測精度を維持し、移動体の駆動精度を保障することが可能になる。
　本発明は、第２の観点からすると、エネルギビームを照射することによって物体上の区画領域にパターンを形成する露光方法であって、前記区画領域にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を駆動する工程を含む露光方法である。
　これによれば、物体上の区画領域にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、物体を保持する移動体が駆動される。これにより、精度良く、物体上の区画領域にパターンを形成することが可能になる。
　本発明は、第３の観点からすると、物体上にパターンを形成するパターン形成方法であって、前記物体上にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を駆動する工程を含むパターン形成方法である。
　これによれば、物体上にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動方法を用いて、物体を保持する移動体が駆動される。これにより、精度良く、物体上に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、本発明のパターン形成方法を用いて、物体上にパターンを形成する工程と；前記パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と；を含むデバイス製造方法である。
　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方法であって、前記物体を保持して所定平面内で移動可能な移動体とその外部との一方に計測面が設置されかつ他方にヘッドが設置される位置計測系を用いて、前記移動体の位置情報を計測し、その位置情報に基づいて前記移動体を駆動することと；前記計測ビームの照射によって、前記計測面での熱応力、変形量の少なくとも１つを含む物理量が許容値を越えるのを阻止することと；を含む露光方法である。
　ここで、物理量は、計測ビームの照射によって生じる計測面での変形（熱応力に起因する歪みを含む）に関連する物理量を意味する。
　これによれば、位置計測系を用いて、移動体の位置情報が計測され、その位置情報に基づいて移動体が駆動される。また、計測ビームの照射によって、位置計測系の計測面での熱応力、変形量の少なくとも１つを含む物理量が許容値を越えるのが阻止される。従って、照射熱に起因する計測面の歪みを抑えることができ、これにより、常に、高い位置計測精度を維持し、移動体の駆動精度を保障することが可能になる。
　本発明は、第６の観点からすると、本発明の露光方法を用いて物体を露光することと；露光された前記物体を現像することと；を含むデバイス製造方法である。
　本発明は、第７の観点からすると、所定平面内で移動体を駆動する移動体駆動装置であって、前記移動体上と該移動体外部の一方に設置された計測面に、計測ビームを照射する前記移動体上と該移動体外部の他方に設置されたヘッドを用いて、前記移動体の位置を計測する位置計測系と；前記移動体を、前記位置計測系の計測結果に基づいて、前記所定平面内で駆動する駆動装置と；前記駆動装置を用いて前記移動体を駆動することによって、前記計測ビームの前記計測面上への照射量を調整する調整装置と；を備える移動体駆動装置である。
　これによれば、調整装置により、駆動装置を用いて移動体を駆動することによって、計測ビームの計測面上への照射量が調整される。このため、計測面に与えられる照射熱が調整され、その熱に起因する計測面の歪みを抑えることができる。従って、常に、高い位置計測精度を維持し、移動体の駆動精度を保障することが可能になる。
　本発明は、第８の観点からすると、エネルギビームを照射することによって物体上の区画領域にパターンを形成する露光装置であって、前記区画領域にパターンを形成するために、前記物体を保持する移動体を所定平面内で駆動する、本発明の移動体駆動装置を備える露光装置である。
　これによれば、物体上の区画領域にパターンを形成するために、本発明の移動体駆動装置により、物体を保持する移動体が所定平面内で駆動される。これにより、精度良く、物体上の区画領域にパターンを形成することが可能になる。
　本発明は、第９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、前記物体を保持して移動可能な移動体と；前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と；前記移動体を所定平面内で駆動する、本発明の移動体駆動装置と；を備えるパターン形成装置である。
　これによれば、パターン生成装置により、物体上にパターンが形成される際、本発明の移動体駆動装置により、物体を保持する移動体が所定平面内で駆動される。これにより、精度良く、物体上にパターンを形成することが可能になる。
　本発明は、第１０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内で移動可能な移動体と；前記移動体及び該移動体の外部との他方に設置されたヘッドを有し、該ヘッドから前記移動体及び該移動体の外部との一方に設置された計測面に計測ビームを照射し、その反射光を受光して前記移動体の位置情報を計測する位置計測系と；前記位置情報に基づいて前記移動体を駆動する駆動系と；前記計測ビームによって、前記計測面での熱応力、変形量の少なくとも１つを含む物理量が許容値を越えるのを阻止する制御装置と；を備える露光装置である。
　これによれば、位置計測系により移動体の位置情報が計測され、その位置情報に基づいて駆動系により移動体が駆動される。また、制御装置により、計測ビームの照射によって、位置計測系の計測面での熱応力、変形量の少なくとも１つを含む物理量が許容値を越えるのが阻止される。従って、照射熱に起因する計測面の歪みを抑えることができ、これにより、常に、高い位置計測精度を維持し、移動体の駆動精度を保障することが可能になる。
　本発明は、第１１の観点からすると、本発明の露光装置を用いて物体を露光することと；露光された前記物体を現像することと；を含む第３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。 ウエハステージを示す平面図である。 図１の露光装置が備えるステージ装置及び干渉計の配置を示す平面図である。 図１の露光装置が備えるステージ装置及びセンサユニットの配置を示す平面図である。 エンコーダヘッド（Ｘヘッド、Ｙヘッド）とアライメント系の配置を示す平面図である。 Ｚヘッドと多点ＡＦ系の配置を示す平面図である。 一実施形態に係る露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。 ウエハステージの第１待機位置（アンローディングポジション）を示す図である。 ウエハステージの第２待機位置（ローディングポジション）を示す図である。 スケール上の同一箇所へのエンコーダヘッド及びＺヘッドからの計測ビームの連続照射を避けるためのステージ駆動方法の一例を説明するための図である。 スケール上の同一箇所へのエンコーダヘッド及びＺヘッドからの計測ビームの連続照射を避けるためのステージ駆動方法の他の一例を説明するための図である。 スケール上の同一箇所へのエンコーダヘッド及びＺヘッドからの計測ビームの連続照射を避けるためのステージ駆動方法の他の一例を説明するための図である。 スケール上の同一箇所へのエンコーダヘッド及びＺヘッドからの計測ビームの連続照射を避けるためのステージ駆動方法の他の一例を説明するための図である。
　以下、本発明の一実施形態について、図１～図１３に基づいて説明する。
　図１には、一実施形態の露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、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、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う。
　露光装置１００は、照明系１０、レチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、ウエハステージＷＳＴを有するステージ装置５０、及びこれらの制御系等を、備えている。図1では、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷが載置されている。
　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。照明光ＩＬとして、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、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが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（図１では不図示、図７参照）によって、ＸＹ平面内で微小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、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１１６によって、移動鏡１５（実際には、Ｙ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（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、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１１６の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図７参照）に送られる。
　投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、不図示のメインフレームに支持されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系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、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域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（投影ユニットＰＵ）を介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲ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（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡ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）に相対移動させるとともに、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）に相対移動させることで、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、及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にレチクルＲの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。
　ステージ装置５０は、図１に示されるように、ベース盤１２上に配置されたウエハステージＷＳＴ、ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測する計測システム２００（図７参照）、及びウエハステージＷＳＴを駆動するステージ駆動系１２４（図７参照）等を備えている。計測システム２００は、図７に示されるように、干渉計システム１１８、エンコーダシステム１５０及び面位置計測システム１８０などを含む。
　ウエハステージＷＳＴは、不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングなどにより、数μｍ程度のクリアランスを介して、ベース盤１２上に支持されている。ウエハステージＷＳＴは、ステージ本体９１と、該ステージ本体９１に搭載されたウエハテーブルＷＴＢとを含む。ウエハテーブルＷＴＢ及びステージ本体９１は、例えばリニアモータ等を含むステージ駆動系１２４によって駆動される。これにより、ウエハＷはベース盤１２上で６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）に移動可能となっている。
　ウエハテーブルＷＴＢの上面の中央には、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（不図示）が設けられている。
　ウエハテーブルＷＴＢ上面のウエハホルダの＋Ｙ側には、計測プレート３０が配置されている。計測プレート３０には、その中央に基準マークＦＭが配置され、基準マークＦＭのＸ軸方向の両側には、一対の空間像計測スリットパターン（スリット状の計測用パターン）ＳＬが、配置されている。そして、各空間像計測スリットパターンＳＬに対応して、ウエハステージＷＳＴの内部には、光学系及び受光素子などが配置されている。すなわち、ウエハテーブルＷＴＢ上には、空間像計測スリットパターンＳＬを含む一対の空間像計測器４５Ａ，４５Ｂ（図７参照）が設けられている。なお、ウエハステージＷＳＴの内部には光学系の一部のみが配置され、熱源となる受光素子などはウエハステージＷＳＴの外部に配置されていても良い。
　また、ウエハテーブルＷＴＢ上面には、後述するエンコーダシステムで用いられるスケールが形成されている。詳述すると、ウエハテーブルＷＴＢ上面のＸ軸方向（図２における紙面内左右方向）の一側と他側の領域には、それぞれＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2が形成されている。Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2は、例えば、Ｘ軸方向を長手方向とする格子線３８が所定ピッチでＹ軸方向に配列された、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば回折格子）によって構成されている。
　同様に、ウエハテーブルＷＴＢ上面のＹ軸方向（図２における紙面内上下方向）の一側と他側の領域には、Ｙスケール３９Ｙ1及び３９Ｙ2に挟まれた状態で、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2がそれぞれ形成されている。Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2は、例えば、Ｙ軸方向を長手方向とする格子線３７が所定ピッチでＸ軸方向に配列された、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば回折格子）によって構成されている。
　なお、格子線３７，３８のピッチは、例えば１μｍと設定される。図２及びその他の図においては、図示の便宜上から、格子のピッチは実際のピッチよりも大きく図示されている。
　また、各回折格子を保護するために、各スケールを低熱膨張率のガラス板でカバーすることも有効である。ここで、ガラス板としては、厚さがウエハと同程度、例えば厚さ１ｍｍのものを用いることができ、そのガラス板の表面がウエハ面と同じ高さ（面一）になるよう、ウエハテーブルＷＳＴ（各スケール）の上面に設置される。
　また、ウエハテーブルＷＴＢの－Ｙ端面，－Ｘ端面には、図２に示されるように、後述する干渉計システムで用いられる反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。
　また、ウエハテーブルＷＴＢの＋Ｙ端面には、図２に示されるように、国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレット（対応米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書）に開示されるＣＤバーと同様の、フィデューシャルバー（以下、「ＦＤバー」と略述する）４６がＸ軸方向に延設されている。ＦＤバー４６の長手方向の一側と他側の端部近傍には、ウエハテーブルＷＴＢのセンターラインＬＬに関して対称な配置で、Ｙ軸方向を周期方向とする基準格子（例えば回折格子）５２がそれぞれ形成されている。また、ＦＤバー４６の上面には、複数の基準マークＭが形成されている。各基準マークＭとしては、後述するアライメント系によって検出可能な寸法の２次元マークが用いられている。本実施形態では、各スケールのカバーガラス板の表面、ウエハテーブルＷＴＢの上面、計測プレート３０の表面、後述のＦＤバー４６の表面、及びウエハの表面が面一になっている。また、これら面の少なくとも一部は、撥液性を有していても良い。
　本実施形態の露光装置１００では、図４及び図５に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＹ軸に平行な直線（基準軸）ＬＶ上で光軸ＡＸから－Ｙ側に所定距離隔てた位置に検出中心を有するプライマリアライメント系ＡＬ１が設けられている。プライマリアライメント系ＡＬ１は、前述のメインフレームの下面に固定されている。図５に示されるように、プライマリアライメント系ＡＬ１を挟んで、Ｘ軸方向の一側と他側には、基準軸ＬＶに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2と、ＡＬ２3，ＡＬ２4とがそれぞれ設けられている。セカンダリアライメント系ＡＬ２1～ＡＬ２4は、可動式の支持部材を介してメインフレーム（不図示）の下面に固定されており、駆動機構６０1～６０4（図７参照）により、Ｘ軸方向に関してそれらの検出領域の相対位置が調整可能となっている。
　本実施形態では、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1～ＡＬ２4のそれぞれとして、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ＡＬ１，ＡＬ２1～ＡＬ２4のそれぞれからの撮像信号は、不図示の信号処理系を介して主制御装置２０に供給される。
　本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、主として、後述するエンコーダシステム１５０を用いて計測される。干渉計システム１１８は、ウエハステージＷＳＴがエンコーダシステム１５０の計測領域外（例えば、アンローディングポジションＵＰ（図８参照）及びローディングポジションＬＰ（図９参照）付近）に位置する際に、使用される。また、エンコーダシステム１５０の計測結果の長期的変動（例えばスケールの経時的な変形などによる）を補正（較正）する場合などに補助的に使用される。従って、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置情報の計測のためには、干渉計システム１１８は、必ずしも設けなくても良い。この一方、干渉計システム１１８とエンコーダシステム１５０とを併用して、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の位置情報を計測することとしても良い。
　本実施形態の露光装置１００には、干渉計システム１１８とは独立に、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を計測するために、エンコーダシステム１５０を構成する複数のヘッドユニットが設けられている。
　図４に示されるように、投影ユニットＰＵの＋Ｘ側、＋Ｙ側、－Ｘ側、及びプライマリアライメント系ＡＬ１の－Ｙ側に、４つのヘッドユニット６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、及び６２Ｄが、それぞれ配置されている。また、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1～ＡＬ２4のＸ軸方向の両外側にヘッドユニット６２Ｅ、６２Ｆが、それぞれ配置されている。これらのヘッドユニット６２Ａ～６２Ｆは、支持部材を介して、前述のメインフレームに吊り下げ状態で固定されている。
　ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、図５に示されるように、それぞれ複数（ここでは５つ）のＹヘッド６５1～６５5及びＹヘッド６４1～６４5を備えている。ここで、Ｙヘッド６５2～６５5及びＹヘッド６４1～６４4は、基準軸ＬＨ上に間隔ＷＤで配置されている。Ｙヘッド６５1及びＹヘッド６４5は、基準軸ＬＨから－Ｙ方向に所定距離離れた投影ユニットＰＵの－Ｙ側の位置に配置されている。Ｙヘッド６５1，６５2間、及びＹヘッド６４4，６４5間のＸ軸方向の間隔もＷＤに設定されている。なお、Ｙヘッド６５1～６５5とＹヘッド６４5～６４1は、基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。以下では、必要に応じて、Ｙヘッド６５1～６５5及びＹヘッド６４1～６４5を、それぞれ、Ｙヘッド６５及びＹヘッド６４とも記述する。
　ヘッドユニット６２Ａは、Ｙスケール３９Ｙ1を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは５眼）のＹリニアエンコーダ７０Ａ（図７参照）を構成する。同様に、ヘッドユニット６２Ｃは、Ｙスケール３９Ｙ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ位置を計測する多眼（ここでは５眼）のＹリニアエンコーダ７０Ｃ（図７参照）を構成する。なお、以下では、Ｙリニアエンコーダを、適宜、「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する。
　ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える５つのＹヘッド６５，６４（より正確には、Ｙヘッド６５，６４が発する計測ビームのスケール上の照射点）のＸ軸方向の間隔ＷＤは、Ｙスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2のＸ軸方向の幅（より正確には、格子線３８の長さ）より僅かに狭く設定されている。従って、例えば露光時などには、それぞれ５つのＹヘッド６５，６４のうち、少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向する（計測ビームを照射する）。
　ヘッドユニット６２Ｂは、図５に示されるように、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４つ）のＸヘッド６６5～６６8を備えている。また、ヘッドユニット６２Ｄは、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４つ）のＸヘッド６６1～６６4を備えている。以下では、必要に応じて、Ｘヘッド６６5～６６8及びＸヘッド６６1～６６4をＸヘッド６６とも記述する。
　ヘッドユニット６２Ｂは、Ｘスケール３９Ｘ1を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸方向の位置（Ｘ位置）を計測する、多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｂ（図７参照）を構成する。また、ヘッドユニット６２Ｄは、Ｘスケール３９Ｘ2を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ位置を計測する多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｄ（図７参照）を構成する。なお、以下では、Ｘリニアエンコーダを、適宜、「エンコーダ」と略述する。
　ここで、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備える隣接するＸヘッド６６（より正確には、Ｘヘッド６６が発する計測ビームのスケール上の照射点）のＹ軸方向の間隔ＷＤは、Ｘスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2のＹ軸方向の幅（より正確には、格子線３７の長さ）よりも狭く設定されている。従って、例えば露光時又はアライメント時などには、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄが備える合計８つのＸヘッド６６のうち少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＸスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2に対向する（計測ビームを照射する）。
　なお、ヘッドユニット６２Ｂの最も－Ｙ側のＸヘッド６６5とヘッドユニット６２Ｄの最も＋Ｙ側のＸヘッド６６4との間隔は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動により、その２つのＸヘッド間で切り換え（つなぎ）が可能となるように、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向の幅よりも狭く設定されている。
　ヘッドユニット６２Ｅは、図５に示されるように、複数（ここでは４つ）のＹヘッド６７1～６７4を備えている。ここで、３つのＹヘッド６７1～６７3は、セカンダリアライメント系ＡＬ２1の－Ｘ側に、基準軸ＬＡ上に間隔ＷＤとほぼ同一間隔で配置されている。Ｙヘッド６７4は、基準軸ＬＡから＋Ｙ方向に所定距離離れたセカンダリアライメント系ＡＬ２1の＋Ｙ側に配置されている。なお、Ｙヘッド６７3，６７4間のＸ軸方向の間隔もＷＤと設定されている。
　ヘッドユニット６２Ｆは、複数（ここでは４つ）のＹヘッド６８1～６８4を備えている。これらのＹヘッド６８1～６８4は、基準軸ＬＶに関して、Ｙヘッド６７4～６７1と対称な位置に配置されている。すなわち、３つのＹヘッド６８2～６８4は、セカンダリアライメント系ＡＬ２4の＋Ｘ側に、基準軸ＬＡ上に間隔ＷＤとほぼ同一間隔で配置されている。Ｙヘッド６８1は、基準軸ＬＡから＋Ｙ方向に所定距離離れたセカンダリアライメント系ＡＬ２4の＋Ｙ側に配置されている。なお、Ｙヘッド６８1，６８2間のＸ軸方向の間隔もＷＤと設定されている。以下では、必要に応じて、Ｙヘッド６７4～６７1及びＹヘッド６８1～６８4を、それぞれＹヘッド６７及びＹヘッド６８とも記述する。
　アライメント計測の際には、少なくとも各１つのＹヘッド６７，６８が、それぞれＹスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1に対向する。このＹヘッド６７，６８（すなわち、これらＹヘッド６７，６８によって構成されるＹリニアエンコーダ７０Ｅ，７０Ｆ）によってウエハステージＷＳＴのＹ位置（及びθｚ回転）が計測される。
　また、本実施形態では、セカンダリアライメント系のベースライン計測時などに、セカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２4にＸ軸方向で隣接するＹヘッド６７3，６８2が、ＦＤバー４６の一対の基準格子５２とそれぞれ対向し、その一対の基準格子５２と対向するＹヘッド６７3，６８2によって、ＦＤバー４６のＹ位置が、それぞれの基準格子５２の位置で計測される。以下では、一対の基準格子５２にそれぞれ対向するＹヘッド６７3，６８2によって構成されるエンコーダをＹリニアエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2（図７参照）と呼ぶ。また、識別のため、Ｙスケール３９Ｙ2，３９Ｙ1に対向するＹヘッド６７，６８によって構成されるＹエンコーダを、Ｙエンコーダ７０Ｅ1、７０Ｆ1と呼ぶ。
　上述したリニアエンコーダ７０Ａ～７０Ｆの計測値は、主制御装置２０に供給され、主制御装置２０は、リニアエンコーダ７０Ａ～７０Ｄのうちの３つ、又はリニアエンコーダ７０Ｅ1，７０Ｆ1，７０Ｂ及び７０Ｄのうちの３つの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置を制御するとともに、リニアエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2の計測値に基づいて、ＦＤバー４６（ウエハステージＷＳＴ）のθｚ方向の回転を制御する。
　なお、各エンコーダヘッド（Ｙヘッド、Ｘヘッド）として、例えば、国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットに開示されている干渉型のエンコーダヘッドを用いることができる。この種のエンコーダヘッドでは、２つの計測光を対応するスケールに照射し、それぞれの戻り光を１つの干渉光に合成して受光し、その干渉光の強度を光検出器を用いて計測する。その干渉光の強度変化より、スケールの計測方向（回折格子の周期方向）への変位を計測する。なお、各エンコーダヘッド（Ｙヘッド、Ｘヘッド）としては、上述した回折干渉方式に限らず、例えば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る。
　干渉計システム１１８は、図３に示されるように、反射面１７ａ又は１７ｂにそれぞれ干渉計ビーム（測長ビーム）を照射し、その反射光を受光して、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置情報を計測するＹ干渉計１６及び３つのＸ干渉計１２６，１２７，１２８を備えている。詳述すると、Ｙ干渉計１６は、基準軸ＬＶに関して対称な一対の測長ビームＢ４1，Ｂ４2を含む少なくとも３つのＹ軸に平行な測長ビームを反射面１７ａ、及び後述する移動鏡４１に照射する。また、Ｘ干渉計１２６は、図３に示されるように、光軸ＡＸと基準軸ＬＶとに直交するＸ軸に平行な直線（基準軸ＬＨ）に関して対称な一対の測長ビームＢ５1，Ｂ５2を含む少なくとも３つのＸ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに照射する。また、Ｘ干渉計１２７は、アライメント系ＡＬ１の検出中心にて基準軸ＬＶと直交するＸ軸に平行な直線（基準軸）ＬＡを測長軸とする測長ビームＢ６を含む少なくとも２つのＹ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに照射する。また、Ｘ干渉計１２８は、Ｙ軸に平行な測長ビームＢ７を反射面１７ｂに照射する。
　干渉計システム１１８の上記各干渉計からの位置情報は、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、例えばＹ干渉計１６及びＸ干渉計１２６又は１２７の計測結果に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸ，Ｙ位置に加え、θｘ方向の回転情報（すなわちピッチング）、θｙ方向の回転情報（すなわちローリング）、及びθｚ方向の回転情報（すなわちヨーイング）も算出することができる。
　干渉計システム１１８は、図１及び図３に示されるように、一対のＺ干渉計４３Ａ，４３Ｂをもさらに備えている。Ｚ干渉計４３Ａ，４３Ｂは、ステージ本体９１の－Ｙ側の側面に固定された凹形状の反射面を有する移動鏡４１に対向して配置されている。ここで、移動鏡４１は、図２からわかるように、Ｘ軸方向の長さがウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａよりも、長く設計されている。
　Ｚ干渉計４３Ａ，４３Ｂは、移動鏡４１を介して、例えば前述のメインフレームに固定された固定鏡４７Ａ，４７Ｂにそれぞれ２つのＹ軸に平行な測長ビームＢ１，Ｂ２を照射し、それぞれの反射光を受光して、測長ビームＢ１，Ｂ２の光路長を計測する。その計測結果に基づいて、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの４自由度（Ｙ，Ｚ，θｙ，θｚ）方向の位置を算出する。
　さらに、本実施形態の露光装置１００では、図４及び図６に示されるように、照射系９０ａ及び受光系９０ｂから成る多点焦点位置検出系（以下、「多点ＡＦ系」と略述する）が設けられている。多点ＡＦ系としては、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構成の斜入射方式を採用している。本実施形態では、一例として、前述のヘッドユニット６２Ｅの－Ｘ端部の＋Ｙ側に照射系９０ａが配置され、これに対峙する状態で、前述のヘッドユニット６２Ｆの＋Ｘ端部の＋Ｙ側に受光系９０ｂが配置されている。なお、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）は、前述のメインフレームの下面に固定されている。
　多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の複数の検出点は、被検面上でＸ軸方向に沿って所定間隔で配置される。本実施形態では、例えば１行Ｍ列（Ｍは検出点の総数）又は２行Ｎ列（Ｎ＝Ｍ／２）のマトリックス状に配置される。図４及び図６では、それぞれ検出ビームが照射される複数の検出点が、個別に図示されず、照射系９０ａ及び受光系９０ｂの間でＸ軸方向に延びる細長い検出領域（ビーム領域）ＡＦとして示されている。検出領域ＡＦは、Ｘ軸方向の長さがウエハＷの直径と同程度に設定されているので、ウエハＷをＹ軸方向に１回スキャンするだけで、ウエハＷのほぼ全面でＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を計測できる。
　図６に示されるように、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の検出領域ＡＦの両端部近傍に、基準軸ＬＶに関して対称な配置で、面位置計測システム１８０の一部を構成する各一対のＺ位置計測用のヘッド（以下、「Ｚヘッド」と略述する）７２ａ，７２ｂ、及び７２ｃ，７２ｄが設けられている。これらのＺヘッド７２ａ～７２ｄは、前述のメインフレームの下面に固定されている。なお、以下では、Ｚヘッド７２ａ～７２ｄをまとめて、Ｚヘッド７２とも記述する。
　Ｚヘッド７２ａ～７２ｄとしては、例えば、ＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップと同様の光学式変位センサのヘッドが用いられている。Ｚヘッド７２ａ～７２ｄは、ウエハテーブルＷＴＢに対し上方から計測ビームを照射し、その反射光を受光して、照射点におけるウエハテーブルＷＴＢの面位置を計測する。なお、本実施形態では、Ｚヘッドの計測ビームは、前述のＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2を構成する反射型回折格子によって反射される構成を採用している。
　さらに、前述のヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃは、図６に示されるように、それぞれが備える５つのＹヘッド６５j，６４i（ｉ，ｊ＝１～５）と同じＸ位置に、ただしＹ位置をずらして、それぞれ５つのＺヘッド７６j，７４i（ｉ，ｊ＝１～５）を備えている。ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃのそれぞれに属する外側の３つのＺヘッド７６3～７６5，７４1～７４3は、基準軸ＬＨから＋Ｙ方向に所定距離隔てて、基準軸ＬＨと平行に配置されている。また、ヘッドユニット６２Ａと６２Ｃのそれぞれに属する最も内側のＺヘッド７６1と７４5は投影ユニットＰＵの＋Ｙ側に、残りのＺヘッド７６2と７４4はそれぞれＹヘッド６５2と６４4の－Ｙ側に、配置されている。そして、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃのそれぞれに属する５つのＺヘッド７６，７４は、互いに基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。なお、各Ｚヘッド７６，７４としては、前述のＺヘッド７２ａ～７２ｄと同様の光学式変位センサのヘッドが採用されている。
　前述の如く、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃは、それぞれが備える５つのＹヘッド６５j，６４iと同じＸ位置に、それぞれ５つのＺヘッド７６j，７４i備えているので、例えば露光時などには、Ｙヘッド６５，６４と同様に、それぞれ５つのＺヘッド７６，７４のうち、少なくとも１つのヘッドが、常に、対応するＹスケール３９Ｙ1，３９Ｙ2に対向する。
　上述したＺヘッド７２ａ～７２ｄ，７４1～７４5，７６1～７６5は、図７に示されるように、信号処理・選択装置１７０を介して主制御装置２０に接続されており、主制御装置２０は、信号処理・選択装置１７０を介してＺヘッド７２ａ～７２ｄ，７４1～７４5，７６1～７６5の中から任意のＺヘッドを選択して作動状態とし、その作動状態としたＺヘッドで検出した面位置情報を信号処理・選択装置１７０を介して受け取る。本実施形態では、Ｚヘッド７２ａ～７２ｄ，７４1～７４5，７６1～７６5と、信号処理・選択装置１７０とを含んでウエハステージＷＳＴのＺ軸方向及びＸＹ平面に対する傾斜方向（主としてθｙ方向）の位置情報を計測する面位置計測システム１８０が構成されている。
　図７には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ（又はワークステーション）から成る主制御装置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本実施形態の露光装置では、例えば国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットの実施形態中に開示されている手順と同様の手順に従って、ウエハステージＷＳＴを用いた処理が、主制御装置２０によって実行される。
　すなわち、図８に示されるアンローディングポジションＵＰにウエハステージＷＳＴがあるときに、ウエハＷがアンロードされ、図９に示されるローディングポジションＬＰに移動したときに、新たなウエハＷがウエハテーブルＷＴＢ上にロードされる。アンローディングポジションＵＰ、ローディングポジションＬＰ近傍では、ウエハステージＷＳＴの６自由度の位置は、干渉計システム１１８の計測値に基づいて制御されている。また、アンローディングポジションＵＰ、ローディングポジションＬＰ及び両者間の移動経路では、全てのエンコーダヘッド及びＺヘッドが、スケール３９Ｙ1，３９Ｙ2，３９Ｘ1，３９Ｘ2のいずれにも対向することがない。すなわち、アンローディングポジションＵＰ、ローディングポジションＬＰ及び両者間の移動経路の領域は、すべてのエンコーダヘッド及びＺヘッドの計測ビームの照射点がスケール外に位置する。
　ところで、本実施形態の露光装置１００では、所定時間以上、エンコーダヘッド及びＺヘッドの計測ビームがスケールの同一点に照射されないような（すなわち、熱応力が許容値を越えないような）シーケンスが採用されており、その１つとして、ウエハステージＷＳＴを「待機位置」に退避させる方法が採用されている。従って、ウエハステージＷＳＴを所定時間以上停止させる必要がある場合には、アンローディングポジションＵＰ、ローディングポジションＬＰなどは、その待機位置として好適な位置となっている。なお、例えばローディングポジションＬＰにおいて、露光前のウエハＷの周辺の一部にＸヘッド６６1～６６4の一部が対向することがあるが、ヘッドからの計測ビームは、ウエハＷ表面のレジストを感光させるおそれはないので特に支障はない。
　ローディング終了後、ウエハステージＷＳＴを移動して、計測プレート３０の基準マークＦＭをプライマリアライメント系ＡＬ１で検出するプライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインチェック前半の処理が行われる。これと前後して、エンコーダシステム及び干渉計システムの原点の再設定（リセット）が行われる。
　その後、エンコーダシステム及びＺヘッドを用いてウエハステージＷＳＴの６自由度方向の位置を計測しつつ、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1～ＡＬ２4を用いて、ウエハＷ上の複数のサンプルショット領域のアライメントマークを検出するアライメント計測が実行され、これと並行して多点ＡＦ系（９０ａ、９０ｂ）を用いてフォーカスマッピング（Ｚヘッド７２ａ～７２ｄの計測値を基準とする、ウエハＷの面位置（Ｚ位置）情報の計測）が行われる。そして、これらアライメント計測及びフォーカスマッピングのためのウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動中に、計測プレート３０が投影光学系ＰＬの直下に達したとき、空間像計測器４５Ａ，４５Ｂを用いてレチクルＲ上の一対のアライメントマークをスリットスキャン方式で計測する、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインチェック後半の処理が行われる。
　その後、アライメント計測及びフォーカスマッピングが続行される。
　そして、アライメント計測及びフォーカスマッピングが終了すると、アライメント計測の結果から得られるウエハ上の各ショット領域の位置情報と、最新のアライメント系のベースラインとに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の複数のショット領域が露光され、レチクルのパターンが転写される。露光動作中、フォーカスマッピングにより得られた情報に基づいて、ウエハＷのフォーカスレベリング制御が行われる。なお、露光中のウエハのＺ、θｙは、Ｚヘッド７４，７６の計測値に基づいて制御されるが、θｘは、Ｙ干渉計１６の計測値に基づいて制御される。
　なお、セカンダリアライメント系ＡＬ２1～ＡＬ２4のベースライン計測は、適宜なタイミングで、国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットに開示される方法と同様に、前述のエンコーダ７０Ｅ2，７０Ｆ2の計測値に基づいて、ＦＤバー４６（ウエハステージＷＳＴ）のθｚ回転を調整した状態で、４つのセカンダリアライメント系ＡＬ２1～ＡＬ２4を用いて、それぞれのセカンダリアライメント系の視野内にあるＦＤバー４６上の基準マークＭを同時に計測することで行われる。
　上述のようにして、ウエハステージＷＳＴを用いた一連の処理が行われるが、何らかの原因により、ウエハステージＷＳＴを用いた一連の処理を一時的に停止して、ウエハステージＷＳＴを待機状態（アイドル状態）にしなければならない事態が生じることがある。
　例えば、ウエハ交換時に、新たなウエハが、露光装置１００に例えばインラインにて接続されたコータ・デベロッパから送られてこないような場合であれば、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを前述した待機位置の１つであるローディングポジションＬＰに停止させて待機させることができる。
　一方、アンローディングポジションＵＰ及びローディングポジションＬＰなどから離れた位置にウエハステージＷＳＴがあるときにウエハステージＷＳＴを短時間待機させる必要が生じた場合などには、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを所定範囲内で動かし続けることで、ウエハステージＷＳＴ上の各スケールの同一箇所に、エンコーダのヘッド及びＺヘッドからの計測ビームが照射され続ける事態が発生するのを防止する。この場合において、近くにアンローディングポジションＵＰ及びローディングポジションＬＰ以外の待機位置があれば、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを、動かし続ける代わりに、その待機位置に移動させても良い。
　この場合おいて、エンコーダのヘッド及びＺヘッドからの計測ビームの射出を停止する、すなわちこれらのヘッドをＯＦＦにすることも考えられなくもないが、これらのヘッドをＯＦＦにすると、再度ＯＮにしたときの計測ビームの射出状態が安定化するまでに長時間を要するので、好ましくない。
　かかる点に鑑みて、本実施形態では、主制御装置２０は、上述のように、ウエハステージＷＳＴを動かし続ける、あるいは待機位置に退避させることで、各スケールに対する計測ビームの照射量を制御し、これによって計測ビームの照射熱によるスケールの歪み（変形）及びそれに伴うエンコーダヘッド及びＺヘッドの計測誤差の発生を回避する。主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを動かし続ける場合、ウエハステージＷＳＴを、連続移動に限らず、ステップ移動させても良い。本明細書では、かかるステップ移動をも含む概念として、「動かし続ける」なる用語を用いている。
　例えば、主制御装置２０は、図１０中に白抜き両矢印で示されるように、ウエハステージＷＳＴを、所定の範囲内で往復駆動する。この場合において、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの駆動範囲（往復の移動距離）と駆動速度を、計測ビームの照射に伴って発生する熱の発生量と拡散量に応じて、スケールを歪ませ得るだけの熱応力が蓄積されない程度に、計測ビームの照射量を抑えるように定める。なお、図１０では、ウエハステージＷＳＴの往復駆動の方向がＸ軸方向である場合が例示されているが、ウエハステージＷＳＴの往復駆動の方向は任意に設定することができる。
　あるいは、主制御装置２０は、例えば、図１１に中に白抜き両矢印で示されるように、ウエハステージＷＳＴを、所定の範囲内で、ジグザグな軌道に沿って往復駆動することとしても良いし、図１２中に白抜き矢印で示されるように、所定の範囲内で、停止位置を中心に旋回駆動することとしても良いし、図１３中に白抜き矢印で示されるように、所定の範囲内で、周回駆動することとしても良い。また、主制御装置２０は、これらの駆動方法を組み合わせても良い。これらの場合にも、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの駆動範囲と駆動速度は、計測ビームの照射に伴って発生する熱の発生量と拡散量に応じて、スケールを歪ませ得るだけの熱応力が蓄積されない程度に、計測ビームの照射量を抑えるように定める。要は、スケールを無視できないレベルで歪ませ得るだけの熱が蓄積されなければ、ウエハステージＷＳＴの駆動範囲、駆動経路、駆動速度は、任意に設定して構わない。なお、オペレータが、上述のウエハステージＷＳＴの駆動範囲、駆動経路、駆動速度の設定を行うことができるようにしても良い。
　なお、ウエハステージＷＳＴを動かし続ける方法は、スケール上の同じ位置への計測ビームの照射量を抑えるための手段なので、短時間の露光装置１００のアイドル中にのみ適用することとし、長時間のアイドル中にはウエハステージＷＳＴを前述の待機位置へ退避させることが望ましい。また、図１０～図１３の例では、上述の対応するスケールに対向しているエンコーダヘッド及びＺヘッドの他に、ウエハテーブルＷＴＢ上面（ウエハＷ又はその周囲部分）に対向しているヘッドが幾つかある。そこで、主制御装置２０は、計測ビームの照射を制御する方法を併用して、対応するスケールに対向していないヘッドからの計測ビームの照射を停止し、あるいは間欠照射しても良い。あるいは、そのヘッドから強度を落として計測ビームを照射しても良い。
　上述の方法に従ってスケールの熱変形を回避することにより、エンコーダシステム１５０（及び面位置センサシステム１８０）の計測精度が保障される。
　以上、詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１００には、ウエハステージＷＳＴの位置を計測するために、エンコーダヘッド６４～６８及びＺヘッド７２，７４，７６が設置されている。これらのヘッドから発せられる計測ビームが、ウエハステージＷＳＴの上面に設けられているスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2に照射される。そこで、主制御装置２０は、ステージ駆動系１２４を用いてウエハステージＷＳＴを駆動することによって、エンコーダヘッド６４～６８及びＺヘッド７２，７４，７６から発せられる計測ビームのスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2上への照射量を調整する。例えば、露光装置１００のアイドル中には、主制御装置２０は、前述のように、ウエハステージＷＳＴを動かし続ける、あるいは計測ビームがスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2上に当たらない領域に、ウエハステージＷＳＴを退避させて、計測ビームのスケール３９Ｘ1，３９Ｘ2，３９Ｙ1，３９Ｙ2上への連続照射を回避する。そのため、スケールに与えられる照射熱が調整され、その熱によって発生する応力（熱応力）及び／又は熱膨張等によるスケールの歪みを抑えることができる。従って、常に、エンコーダヘッド６４～６８（及びＺヘッド７２，７４，７６）の高い位置計測精度を維持し、ウエハステージＷＳＴの駆動精度を保障することが可能になる。
　なお、本実施形態において、エンコーダヘッド（及びＺヘッド）からスケールに照射される計測ビームの照射量を調整するため、次のａ．、ｂ．のような手法を採用しても良い。
ａ．主制御装置２０は、エンコーダヘッドの計測ビームの強度から、上記の熱応力、スケールの変形量（及び歪み）などが許容値を越えないように、ウエハステージＷＳＴの、連続移動での最低速度など、又はステップ移動での最長滞在時間及び／又はステップ距離を決定しても良い。勿論、主制御装置２０は、強度を考慮することなく、単純にウエハステージＷＳＴを移動させることとしても良い。
ｂ．また、主制御装置２０は、タイマーによる時間管理で上記シーケンス（ステージ移動、待機位置への退避など）を開始しても良い。あるいは、主制御装置２０は、時間管理を行わず、露光シーケンス上、予め分かっている場合には上記シーケンスを自動的に開始しても良いし、エラーが発生した場合に上記シーケンスを開始するだけでも良い。
ｃ．また、本実施形態において、エンコーダヘッド（及びＺヘッド）からスケールに照射される計測ビームの照射量を調整するため、以下のｃ１．、ｃ２のような手法により、計測ビームの強度を落とす、あるいは計測ビームを遮る、あるいはこれらを上記ａ．及びｂ．の少なくとも一方と組み合わせて実行しても良い。
ｃ１．　計測ビームの強度を落とすため、例えば、エンコーダの光源を制御しても良いし、送光系に減光フィルタを挿入しても良い。
ｃ２．　また、計測ビームを遮るため、送光系あるいはヘッドの射出部近傍にシャッタを配置しても良いし、スケールを覆うカバー（庇）が設置された所定位置にウエハステージＷＳＴを移動させても良い。後者では、その所定位置が、少なくとも１つの計測ビームがスケールに照射される位置でも良い。また、カバーは、スケール全面を覆わなくても良く、スケールと対向するヘッドのみに対してその計測ビームを遮るだけでも良い。
　なお、上記実施形態では、スケールを歪ませ得る計測ビームとして、主として、エンコーダヘッドとＺヘッドから発せられる計測ビームを取り上げた。しかし、同様に、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1～ＡＬ２4と多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の計測ビームも、スケールを歪ませ得る。そこで、上記実施形態において、これらの計測ビームのスケールに対する照射量の調整をも、主制御装置２０が、行い、その熱によって発生する応力によるスケールの歪みを抑えることが望ましい。この場合においても、上記ａ．、ｂ．又はｃ．（ｃ１．及びｃ２．）の照射調整手法は適用可能である。
　なお、上記実施形態では、主制御装置２０は、一例として、新たなウエハが送られてこないなどのエラー発生時（異常時）に、ウエハステージＷＳＴを待機位置に退避させるものとした。しかし、エラーなどの異常時だけでなく、通常の露光シーケンス中（例えば、ウエハステージＷＳＴを使わない動作が行われるとき、あるいはその期間中など）にウエハステージＷＳＴの退避、あるいは移動を行っても良い。
　なお、上記実施形態で説明したエンコーダシステムなどの各計測装置の構成は一例に過ぎず、本発明がこれに限定されないことは勿論である。例えば、上記実施形態では、エンコーダシステムの各ヘッドにより、ウエハステージＷＳＴのＸ軸及びＹ軸方向の一方の位置を計測するものとしたが、これに限らず、エンコーダヘッドを、Ｘ軸及びＹ軸方向の一方の位置と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、上記実施形態で説明したエンコーダヘッド、Ｚ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、上記実施形態では、ステージ装置５０が、エンコーダシステム１５０（エンコーダヘッド）と面位置計測システム１８０（Ｚヘッド）とを備えるものとしたが、どちらか一方のみを備えていても良い。
　また、例えば、上記実施形態では、ウエハテーブル（ウエハステージ）上に格子部（Ｙスケール、Ｘスケール）を設け、これに対向してＸヘッド、Ｙヘッドをウエハステージの外部に配置する構成のエンコーダシステムを採用した場合について例示したが、これに限らず、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書などに開示されているように、ウエハステージにエンコーダヘッドを設け、これに対向してウエハステージの外部に格子部（例えば２次元格子又は２次元に配置された１次元の格子部）を配置する構成（以下、便宜上、テーブルヘッド方式と呼ぶ）のエンコーダシステムを採用しても良い。この場合において、Ｚヘッドもウエハステージに設け、その格子部の面を、Ｚヘッドの計測ビームが照射される反射面としても良い。
　また、テーブルヘッド方式のエンコーダシステムを採用する場合にも、エンコーダヘッドを、Ｘ軸及びＹ軸方向の一方の位置と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、テーブルヘッド方式のエンコーダシステムを採用する場合にも、前述したａ．、ｂ．又はｃ．（ｃ１．及びｃ２．）の照射調整手法を含み、上記実施形態及びその変形例を適用することができる。また、テーブルヘッド方式のエンコーダシステムを採用する場合には、少なくとも１つのヘッドがウエハステージの外部の格子部（天井スケール）と対向する位置にウエハステージを停止させても良く、この場合は、例えば、露光シーケンスの移動範囲内でウエハステージが移動されてもヘッドからの計測ビームが照射されない天井スケールの一部に、待機状態のウエハステージ上のヘッドからの計測ビームが照射されるようにその位置が決定される。また、その天井スケールの一部は、露光シーケンスで使用される領域であり、熱応力、変形が天井スケールの使用領域に影響を及ぼさない程度にその使用領域から離れていることが好ましい。
　また、上述の実施形態では、本発明が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、欧州特許出願公開第１,４２０,２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号パンフレット、特開２００４－２８９１２６号公報（対応米国特許第６,９５２,２５３号明細書）などに開示されているように、投影光学系とプレートとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でプレートを露光する露光装置にも本発明を適用することができる。例えば、上記実施形態の露光装置を、液浸型の露光装置とする場合、例えばノズル洗浄などの際にも、ウエハステージを前述した待機位置に退避させても良い。
　また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置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上記実施形態と同様に、エンコーダを用いて計測することができるので、同様の効果を得ることができる。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、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明は適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。
　例えば、２つのウエハステージを備えたツインステージ型の露光装置では、ウエハの露光が行われる露光ステーションとウエハのアライメントなどが行われる計測ステーションとがあり、露光ステーションでは上記実施形態及びその変形例を適用できるとともに、計測ステーションでも同様に適用できる。この場合、計測ステーションでエンコーダシステム（上記実施形態のタイプ、テーブルヘッド方式のいずれでも良い）による位置計測を行う構成であっても、エンコーダシステム以外で位置計測を行う構成であっても、上記実施形態及びその変形例を適用できる。後者では、アライメント系やＡＦ系が配置され、上述の如くその対策としても有効だからである。
　また、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、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも本発明は適用が可能である。計測ステージにエンコーダシステムのスケール、又はヘッドを設ける場合にも、上記実施形態及びその変形例と同様の照射調整を含む、各種制御を行うことが好ましい。
　また、上記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、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。
　なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ2レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ2レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、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、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５～１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも本発明を好適に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。
　また、例えば干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・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はなく、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、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、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。
　半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいた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、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）によりレチクルのパターンをウエハ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、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
　本発明の移動体駆動方法及び移動体駆動装置は、移動体を駆動するのに適している。また、本発明の露光方法及び露光装置は、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のパターン形成方法及びパターン形成装置は、物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、半導体素子又は液晶表示素子などの電子デバイスを製造するのに適している。

Claims (40)

  1. 　所定平面内で移動体を駆動する移動体駆動方法であって、
    　前記移動体と該移動体の外部との一方に設置された計測面に、計測ビームを照射する前記移動体と該移動体の外部との他方に設置されたヘッドを備える位置計測系を用いて、前記移動体の位置を計測し、その計測結果に基づいて前記移動体を駆動する工程と；
    　前記計測ビームの前記計測面上への照射量を調整する工程と；
    を含む移動体駆動方法。
  2. 　請求項１に記載の移動体駆動方法において、
    　前記調整する工程では、前記移動体を駆動して、前記計測ビームの前記計測面上への照射量を調整する移動体駆動方法。
  3. 　請求項２に記載の移動体駆動方法において、
    　前記調整する工程では、前記移動体を、所定の範囲内で動かし続ける移動体駆動方法。
  4. 　請求項２又は３に記載の移動体駆動方法において、
    　前記調整する工程では、前記移動体を、前記計測面によって吸収される前記計測ビームの量が一定量を超えない速度で駆動する移動体駆動方法。
  5. 　請求項４に記載の移動体駆動方法において、
    　前記一定量は、前記計測ビームを吸収することによって発生する前記計測面での熱応力及び変形量の少なくとも一方から定められる移動体駆動方法。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の移動体駆動方法において、
    　前記調整する工程では、前記移動体を、前記計測ビームの照射点が前記計測面外に位置する領域に退避させる移動体駆動方法。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の移動体駆動方法において、
    　前記調整する工程では、前記計測面に対向するヘッドから前記計測ビームを間欠照射する移動体駆動方法。
  8. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の移動体駆動方法において、
    　前記調整する工程では、前記計測面に対向するヘッドから強度を落として前記計測ビームを照射する移動体駆動方法。
  9. 　エネルギビームを照射することによって物体上の区画領域にパターンを形成する露光方法であって、
    　前記区画領域にパターンを形成するために、請求項１～８のいずれか一項に記載の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を駆動する工程を含む露光方法。
  10. 　物体上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
    　前記物体上にパターンを形成するために、請求項１～８のいずれか一項に記載の移動体駆動方法を用いて、前記物体を保持する移動体を駆動する工程を含むパターン形成方法。
  11. 　請求項１０に記載のパターン形成方法において、
    　前記物体は感応層を有し、
    　前記感応層にエネルギビームを照射することによって、前記パターンを形成するパターン形成方法。
  12. 　請求項１０又は１１に記載のパターン形成方法を用いて、物体上にパターンを形成する工程と；
    　前記パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と；
    を含むデバイス製造方法。
  13. 　エネルギビームで物体を露光する露光方法であって、
    　前記物体を保持して所定平面内で移動可能な移動体とその外部との一方に計測面が設置されかつ他方にヘッドが設置される位置計測系を用いて、前記移動体の位置情報を計測し、その位置情報に基づいて前記移動体を駆動することと；
    　前記計測ビームによって、前記計測面での熱応力、変形量の少なくとも１つを含む物理量が許容値を越えるのを阻止することと；を含む露光方法。
  14. 　請求項１３に記載の露光方法において、
    　前記計測面は、前記所定平面と実質的に平行でかつ回折格子を有する露光方法。
  15. 　請求項１３又は１４に記載の露光方法において、
    　前記阻止のため、前記移動体を前記所定平面内で駆動する露光方法。
  16. 　請求項１３～１５のいずれか一項に記載の露光方法において、
    　前記阻止のため、前記計測面を前記計測ビームの照射位置から外す露光方法。
  17. 　請求項１３～１６のいずれか一項に記載の露光方法において、
    　前記阻止のため、前記計測ビームの光路に遮光部材を配置する、あるいは前記計測ビームの強度を低下させる露光方法。
  18. 　請求項１３～１７のいずれか一項に記載の露光方法において、
    　前記阻止は、前記物体の露光シーケンスの異常時、及び／又は前記移動体を使わない期間中に行われる露光方法。
  19. 　請求項１３～１８のいずれか一項に記載の露光方法において、
    　前記位置計測系とは別の計測装置によって前記物体の位置情報を計測することと；
    　前記計測装置のビームによって前記物理量が許容値を越えるのを阻止することと；を含む露光方法。
  20. 　請求項１３～１９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；
    　露光された前記物体を現像することと；
    を含むデバイス製造方法。
  21. 　所定平面内で移動体を駆動する移動体駆動装置であって、
    　前記移動体上と該移動体外部の一方に設置された計測面に、計測ビームを照射する前記移動体上と該移動体外部の他方に設置されたヘッドを用いて、前記移動体の位置を計測する位置計測系と；
    　前記移動体を、前記位置計測系の計測結果に基づいて、前記所定平面内で駆動する駆動装置と；
    　前記駆動装置を用いて前記移動体を駆動することによって、前記計測ビームの前記計測面上への照射量を調整する調整装置と；
    を備える移動体駆動装置。
  22. 　請求項２１に記載の移動体駆動装置において、
    　前記調整装置は、前記移動体を、所定の範囲内で動かし続ける移動体駆動装置。
  23. 　請求項２１又は２２に記載の移動体駆動装置において、
    　前記調整装置は、前記移動体を、前記計測面によって吸収される前記計測ビームの量が一定量を超えない速度で駆動する移動体駆動装置。
  24. 　請求項２３に記載の移動体駆動装置において、
    　前記一定量は、前記計測ビームを吸収することによって発生する前記計測面での熱応力及び変形量の少なくとも一方からから定められる移動体駆動装置。
  25. 　請求項２１～２４のいずれか一項に記載の移動体駆動装置において、
    　前記調整装置は、前記移動体を、前記計測ビームの照射点が前記計測面外に位置する領域に退避させる移動体駆動装置。
  26. 　請求項２１～２５のいずれか一項に記載の移動体駆動装置において、
    　前記計測面には、前記所定平面内の第１軸と平行な方向を周期方向とする回折格子が形成され、
    　前記位置計測系は、前記計測面と該計測面に計測ビームを照射する前記ヘッドとの前記第１軸に平行な方向に関する相対位置を計測するエンコーダシステムを含む移動体駆動装置。
  27. 　請求項２６に記載の移動体駆動装置において、
    　前記計測面には、さらに、前記所定平面内で前記第１軸と直交する第２軸に平行な方向を周期方向とする別の回折格子が形成され、
    　前記エンコーダシステムは、さらに、前記計測面と前記ヘッドとの前記第２軸に平行な方向に関する相対位置を計測する移動体駆動装置。
  28. 　請求項２１～２７のいずれか一項に記載の移動体駆動装置において、
    　前記位置計測系は、前記計測ビームの照射点における、前記所定平面と直交する方向に関する前記計測面の位置を計測する面位置計測システムを含む移動体駆動装置。
  29. 　請求項２１～２８のいずれか一項に記載の移動体駆動装置において、
    　前記位置計測系は、前記ヘッドを用いて前記計測面上のマークを検出するマーク検出系を含む移動体駆動装置。
  30. 　エネルギビームを照射することによって物体上の区画領域にパターンを形成する露光装置であって、
    　前記区画領域にパターンを形成するために、前記物体を保持する移動体を所定平面内で駆動する、請求項２１～２９のいずれか一項に記載の移動体駆動装置を備える露光装置。
  31. 　物体にパターンを形成するパターン形成装置であって、
    　前記物体を保持して移動可能な移動体と；
    　前記物体上にパターンを形成するパターン生成装置と；
    　前記移動体を所定平面内で駆動する、請求項２１～２９のいずれか一項に記載の移動体駆動装置と；
    を備えるパターン形成装置。
  32. 　請求項３１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、
    　前記パターン生成装置は、前記感応層にエネルギビームを照射することによって、前記パターンを形成するパターン形成装置。
  33. 　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内で移動可能な移動体と；
    　前記移動体及び該移動体の外部との他方に設置されたヘッドを有し、該ヘッドから前記移動体及び該移動体の外部との一方に設置された計測面に計測ビームを照射し、その反射光を受光して前記移動体の位置情報を計測する位置計測系と；
    　前記位置情報に基づいて前記移動体を駆動する駆動系と；
    　前記計測ビームによって、前記計測面での熱応力、変形量の少なくとも１つを含む物理量が許容値を越えるのを阻止する制御装置と；を備える露光装置。
  34. 　請求項３３に記載の露光装置において、
    　前記計測面は、前記所定平面と実質的に平行でかつ回折格子を有する露光装置。
  35. 　請求項３３又は３４に記載の露光装置において、
    　前記制御装置は、前記阻止のため、前記駆動系を介して前記移動体を前記所定平面内で駆動する露光装置。
  36. 　請求項３３～３５のいずれか一項に記載の露光装置において、
    　前記制御装置は、前記阻止のため、前記計測面を前記計測ビームの照射位置から外す露光装置。
  37. 　請求項３３～３６のいずれか一項に記載の露光装置において、
    　前記制御装置は、前記阻止のため、前記計測ビームの光路に遮光部材を配置する、あるいは前記計測ビームの強度を低下させる露光装置。
  38. 　請求項３３～３７のいずれか一項に記載の露光装置において、
    　前記制御装置は、前記阻止を、前記物体の露光シーケンスの異常時、及び／又は前記移動体を使わない期間中に行う露光装置。
  39. 　請求項１３～３８のいずれか一項に記載の露光装置において、
    　前記物体の位置情報を計測する前記位置計測系とは別の計測装置をさらに備え、
    　前記制御装置は、前記計測装置のビームによって前記物理量が許容値を越えるのを阻止する露光装置。
  40. 　請求項３３～３９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；
    　露光された前記物体を現像することと；
    を含むデバイス製造方法。
     
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