WO2018062491A1 - 移動体装置、移動方法、露光装置、露光方法、フラットパネルディスプレイの製造方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

移動体装置、移動方法、露光装置、露光方法、フラットパネルディスプレイの製造方法、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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青木 保夫
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Definitions

  • the present invention relates to a moving body device, a moving method, an exposure apparatus, an exposure method, a flat panel display manufacturing method, and a device manufacturing method.
  • an exposure apparatus that exposes a wafer (hereinafter collectively referred to as “substrate”) to transfer a predetermined pattern of a mask (photomask) or reticle (hereinafter collectively referred to as “mask”) onto the substrate. ing.
  • an exposure apparatus including an optical interferometer system that obtains position information of a substrate to be exposed in a horizontal plane using a bar mirror (long mirror) of a substrate stage apparatus is known (for example, a patent). Reference 1).
  • the optical path length of the laser to the bar mirror becomes long and the influence of so-called air fluctuation cannot be ignored.
  • the first moving body that holds the object and is movable in the first and second directions intersecting each other, the second moving body that is movable in the second direction,
  • a reference member serving as a reference for the movement of the first moving body and position information of the first moving body with respect to the reference member are provided in one of the first and second moving bodies. Obtained by the first head provided on the other side and having a measurement component in the first and second directions and capable of measuring a movement range of the first moving body in the first direction.
  • a first measurement system that performs position information of the first moving body with respect to the reference member, a second head that is provided on one of the second moving body and the reference member, and a second head that is provided on the other. And a measurement component in the second direction, the second moving direction of the first moving body.
  • a second measurement system that is acquired by a second lattice region that can measure a moving range, and the first and second directions relative to the reference member based on position information acquired by the first and second measurement systems.
  • a control system for controlling the position of the first moving body, wherein the first measurement system irradiates the measurement beam while moving the first head in the first direction with respect to the first grating region.
  • the position information of the first moving body is acquired, and the second measurement system irradiates the measurement beam while moving the second head in the second direction with respect to the second grating region.
  • a mobile device that obtains position information of one mobile is provided.
  • a first moving body that holds an object and is movable in a first direction and a second direction that intersect each other, and a first component that includes measurement components in the first and second directions.
  • One of the grating region and the first head that irradiates the measurement beam while moving in the first direction with respect to the first grating region is provided in the first moving body, and the first and second directions are related to each other.
  • a first measurement system that measures position information of the first moving body; a second moving body that is provided with the other of the first lattice region and the first head and is movable in the second direction; and the first One of the second grating region including the measurement component in the second direction and the second head that irradiates the measurement beam while moving in the second direction with respect to the second grating region is provided in the second moving body.
  • the other of the second lattice region and the second lattice region is opposed to the second moving body.
  • a moving body device including a control system that performs movement control of the first moving body in the first and second directions.
  • a first moving body that holds an object and is movable in a first direction and a second direction intersecting each other, and a second moving body that is movable in the second direction
  • One of the first grating region including the measurement components in the first and second directions and the first head that irradiates the measurement beam while moving in the first direction with respect to the first grating region is the first movement.
  • a first grid region that is provided so that the other of the first grid region and the first grid region faces the first mobile body, and measures position information of the first mobile body in the first direction.
  • a second measurement system that measures the positional information of the second moving body in the second direction, the first grating region, and the first grating region.
  • a third measurement system that measures relative position information between the other and the other of the second lattice region and the second lattice region; and the position information measured by the first, second, and third measurement systems.
  • a control system that performs movement control of the first moving body in the first and second directions.
  • a movable body device that moves an object relative to a first member, the first and second members that hold the object and intersect each other with respect to the first member.
  • a first moving body movable in two directions, a second moving body movable in the second direction with respect to the first object, and the first and second moving bodies moved in the second direction.
  • a first measurement system that acquires first position information relating to a relative position between the first moving body and the second moving body; a second head provided on one of the second moving body and the first object; A second grating region provided on the other side, and the second head and the second grating region provide the second grating region.
  • a control system for controlling the position of the first moving body wherein the first measurement system has one of the first head and the first lattice region in the first direction of the first moving body.
  • the second measurement system is arranged such that one of the second head and the second lattice region is arranged based on a movable range in the second direction of the second moving body.
  • a mobile device is provided.
  • the mobile device according to any one of the first to fourth aspects, an optical system that irradiates the object with an energy beam and exposes the object, An exposure apparatus is provided.
  • a method for manufacturing a flat panel display which includes exposing an object using the exposure apparatus according to the fifth aspect and developing the exposed object. Is done.
  • a device manufacturing method including exposing an object using the exposure apparatus according to the fifth aspect and developing the exposed object.
  • the first moving body holding the object is moved relative to the reference member in the first and second directions intersecting each other, and the second moving body
  • the first moving body is moved in the second direction
  • the position information of the first moving body with respect to the reference member is provided in one of the first and second moving bodies by the first measurement system. Obtained by a first head and a first lattice area provided on the other side, having a measurement component in the first and second directions, and capable of measuring a movement range of the first moving body in the first direction
  • Position information of the first moving body with respect to the reference member is provided by a second measurement system on a second head provided on one of the second moving body and the reference member, and on the other.
  • the second direction of the first moving body has a measurement component in the second direction And a second grid region capable of measuring the moving range, and based on the positional information acquired by the first and second measurement systems, the first and second directions relative to the reference member
  • a control system that controls the position of one moving body, and in the acquisition, the first measurement system moves the first head in the first direction with respect to the first grating region.
  • the position information of the first moving body is acquired by irradiating the measurement beam, and the measurement beam is irradiated while moving the second head in the second direction with respect to the second grating region by the second measurement system.
  • the first moving body holding the object is moved in the first direction and the second direction intersecting each other, and the first and second are measured by the first measurement system.
  • One of a first grating region including a direction measurement component and a first head that irradiates a measurement beam while moving in the first direction with respect to the first grating region is provided on the first moving body, The position information of the first moving body in the first and second directions is measured, and the second moving body provides the other of the first lattice region and the first head, and moves in the second direction.
  • the second measurement system irradiates the measurement beam while moving in the second direction with respect to the second grating region and the second grating region including the measurement components in the first and second directions.
  • One of the two heads is provided on the second moving body, and the second grating Measuring the position information of the second moving body with respect to the first and second directions, the other of the region and the second lattice area being opposed to the second moving body,
  • a movement method including performing movement control of the first moving body in the first and second directions based on the position information measured by a second measurement system is provided.
  • the first moving body holding the object is moved in a first direction and a second direction intersecting each other in a predetermined plane orthogonal to the optical axis direction of the optical system;
  • the first moving body is moved in the second direction by the second moving body, the first lattice region including the measurement components in the first and second directions is moved by the first measurement system, and the first One of the first head that irradiates the measurement beam while moving in the first direction with respect to the grating region is provided in the first moving body, and the other of the first grating region and the first grating region is the
  • the first moving body is provided so as to face the first moving body, the position information of the first moving body with respect to the first direction is measured, and the second measurement system includes the first and second direction measurement components.
  • Two lattice regions and the second lattice region in the second direction Two lattice regions and the second lattice region in the second direction.
  • one of the second head that irradiates the measurement beam is provided on the second moving body, and the other of the second grating region and the second grating region is provided to face the second moving body, Measuring the position information of the second moving body in the second direction, the other of the first lattice region and the first lattice region, the second lattice region, and the second lattice region by a third measurement system.
  • the first movement in the first and second directions based on the position information measured by the first, second and third measurement systems. Performing a body movement control is provided.
  • the first moving body holding the object is moved in the first and second directions intersecting each other with respect to the first part, and the first object is moved.
  • Moving the first moving body in the second direction by the second moving body, moving the first and second moving bodies in the second direction, and the first and second moving bodies A first head provided on one side and a first lattice region provided on the other, wherein one of the first head and the first lattice region is in the first direction of the first moving body.
  • a first position information on a relative position between the first moving body and the second moving body is obtained by the first head and the first lattice region, and the second movement
  • One of the second head and the second lattice region is arranged based on a movable range of the second moving body in the second direction, and the second head and the second Acquiring second position information related to a relative position between the first object and the second moving body by a lattice area; and, based on the first and second position information, the first and second positions relative to the first member. Controlling the position of the first moving body in two directions.
  • an object is moved in the first direction by the moving method according to any of the eighth to eleventh aspects, and the object moved in the first direction.
  • An exposure method is provided that includes irradiating an object with an energy beam and exposing the object.
  • a flat panel display manufacturing method comprising: exposing a substrate using the exposure method according to the twelfth aspect; and developing the exposed substrate.
  • a flat panel display manufacturing method is provided.
  • a fourteenth aspect of the present invention there is provided a device manufacturing method comprising: exposing a substrate using the exposure method according to the twelfth aspect; and developing the exposed substrate. A method is provided.
  • FIG. (1) for demonstrating operation
  • FIG. (2) for demonstrating operation
  • FIG. (1) for demonstrating operation
  • FIG. (2) for demonstrating operation
  • FIG. (1) for demonstrating operation
  • FIG. (2) for demonstrating operation
  • FIG. (1) for demonstrating operation
  • FIG. (2) for demonstrating operation
  • FIG. (1) for demonstrating operation
  • FIG. (2) for demonstrating operation
  • FIG. (1) for demonstrating operation
  • FIG. (2) for demonstrating operation
  • FIG. (1) for demonstrating operation
  • FIG. (2) for demonstrating operation
  • FIG. 8 is a diagram showing a first system of the substrate stage apparatus of FIG. 7. It is a top view which shows the substrate stage apparatus which concerns on 3rd Embodiment. It is sectional drawing of the substrate stage apparatus of FIG. It is a figure which shows the 2nd system of the substrate stage apparatus of FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing a first system of the substrate stage apparatus of FIG. 11. It is a top view which shows the substrate stage apparatus which concerns on 4th Embodiment. It is sectional drawing of the substrate stage apparatus of FIG. It is a figure which shows the 2nd system of the substrate stage apparatus of FIG.
  • FIG. 16 is a diagram showing a first system of the substrate stage apparatus of FIG. 15.
  • FIG. 20 is a diagram showing a second system of the substrate stage apparatus of FIG. 19.
  • FIG. 20 is a diagram showing a first system of the substrate stage apparatus of FIG. 19. It is a figure which shows the substrate stage apparatus which concerns on 6th Embodiment. It is a figure which shows the substrate holder which is a part of substrate stage apparatus of FIG.
  • FIG. 24 is a diagram showing a system including a substrate table that is a part of the substrate stage apparatus of FIG. 23. It is a figure for demonstrating the structure of the board
  • FIG. 29 is a diagram showing a system including a substrate table which is a part of the substrate stage apparatus of FIG. 28. It is a figure for demonstrating the structure of the board
  • FIG. 33 is a diagram showing a system including a substrate table that is a part of the substrate stage apparatus of FIG. 32. It is a figure for demonstrating the structure of the board
  • FIG. 45 is a diagram showing a substrate holder that is a part of the substrate stage apparatus of FIG. 44.
  • FIG. 45 is a diagram showing a system including a substrate table that is a part of the substrate stage apparatus of FIG. 44.
  • FIG. 49 is a diagram showing a system including a weight cancellation device that is a part of the substrate stage device of FIG. 48.
  • FIG. 49 is a diagram showing a system including a Y coarse movement stage which is a part of the substrate stage apparatus of FIG. 48.
  • FIG. 49 is a diagram showing a system including a substrate table that is a part of the substrate stage apparatus of FIG. 48.
  • FIG. 56 is a diagram showing a system including a substrate table that is a part of the substrate stage apparatus of FIG. 55. It is a figure for demonstrating the structure of the board
  • FIG. 61 is a diagram for explaining an operation of the substrate stage apparatus of FIG. 60.
  • FIG. 61 is a diagram showing a substrate holder that is a part of the substrate stage apparatus of FIG. 60.
  • FIG. 61 is a diagram showing a system including a substrate table that is a part of the substrate stage apparatus of FIG. 60. It is a figure which shows the substrate stage apparatus based on 16th Embodiment. It is a figure which shows the substrate stage apparatus which concerns on 17th Embodiment. It is a figure which shows the substrate stage apparatus based on 18th Embodiment. It is a figure for demonstrating the structure of the board
  • FIG. 1 schematically shows a configuration of an exposure apparatus (here, a liquid crystal exposure apparatus 10) according to the first embodiment.
  • the liquid crystal exposure apparatus 10 is a so-called scanner, a step-and-scan projection exposure apparatus that uses an object (here, the glass substrate P) as an exposure target.
  • a glass substrate P (hereinafter simply referred to as “substrate P”) is formed in a rectangular shape (planar shape) in plan view, and is used for a liquid crystal display device (flat panel display) or the like.
  • the liquid crystal exposure apparatus 10 has an illumination system 12, a mask stage apparatus 14 that holds a mask M on which a circuit pattern and the like are formed, a projection optical system 16, an apparatus body 18, and a resist (surface facing the + Z side in FIG. 1) on the surface. It has a substrate stage device 20 that holds a substrate P coated with (sensitive agent), a control system for these, and the like.
  • the direction in which the mask M and the substrate P are relatively scanned with respect to the projection optical system 16 at the time of exposure is defined as the X-axis direction
  • the direction orthogonal to the X-axis in the horizontal plane is defined as the Y-axis direction, the X-axis, and the Y-axis.
  • the orthogonal direction is the Z-axis direction (the direction parallel to the optical axis direction of the projection optical system 16), and the rotation directions around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are the ⁇ x, ⁇ y, and ⁇ z directions, respectively. Further, description will be made assuming that the positions in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions are the X position, the Y position, and the Z position, respectively.
  • the illumination system 12 is configured in the same manner as the illumination system disclosed in US Pat. No. 5,729,331 and the like.
  • a light source such as a mercury lamp or a laser diode
  • the mask M is irradiated as exposure illumination light (illumination light) IL through a reflecting mirror, a dichroic mirror, a shutter, a wavelength selection filter, various lenses, and the like (not shown).
  • the illumination light IL light such as i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), and h-line (wavelength 405 nm) (or combined light of the i-line, g-line, and h-line) is used.
  • a transmissive photomask As the mask M held by the mask stage device 14, a transmissive photomask is used. A predetermined circuit pattern is formed on the lower surface of the mask M (the surface facing the -Z side in FIG. 1).
  • the mask M has a predetermined length in the scanning direction (X-axis direction) by a main controller 100 (not shown in FIG. 1; see FIG. 6) via a mask drive system 102 including an actuator such as a linear motor and a ball screw device. While being driven by a stroke, it is slightly driven as appropriate in the Y-axis direction and the ⁇ z direction.
  • Position information of the mask M in the XY plane is transmitted to the main controller 100 (respectively) via a mask measurement system 104 including a measurement system such as an encoder system or an interferometer system. 1 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6).
  • the projection optical system 16 is disposed below the mask stage device 14.
  • the projection optical system 16 is a so-called multi-lens projection optical system having the same configuration as the projection optical system disclosed in US Pat. No. 6,552,775 and the like. Are provided with a plurality of lens modules.
  • the illumination area on the mask M is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 12
  • the illumination area IL passes through (transmits) the mask M via the projection optical system 16.
  • a projection image (partial upright image) of the circuit pattern of the mask M is formed in an irradiation area (exposure area) of illumination light conjugate to the illumination area on the substrate P.
  • the mask M moves relative to the illumination area (illumination light IL) in the scanning direction
  • the substrate P moves relative to the exposure area (illumination light IL) in the scanning direction. Scanning exposure of one shot area is performed, and the pattern formed on the mask M is transferred to the shot area.
  • the apparatus main body 18 supports the mask stage apparatus 14 and the projection optical system 16, and is installed on the floor F of the clean room via the vibration isolator 19.
  • the apparatus main body 18 is configured in the same manner as the apparatus main body disclosed in US Patent Application Publication No. 2008/0030702, and includes an upper frame part 18a, a pair of middle frame parts 18b, and a lower frame part 18c. ing. Since the upper pedestal 18a is a member that supports the projection optical system 16, the upper pedestal 18a is hereinafter referred to as an “optical surface plate 18a” in the present specification.
  • the position of the substrate P is controlled with respect to the illumination light IL irradiated through the projection optical system 16.
  • the optical surface plate 18a that supports the substrate functions as a reference member when the position of the substrate P is controlled.
  • the substrate stage device 20 is a device for controlling the position of the substrate P with respect to the projection optical system 16 (illumination light IL) with high accuracy, and the substrate P is aligned along the horizontal plane (X-axis direction and Y-axis direction). While driving with a predetermined long stroke, it is slightly driven in the direction of 6 degrees of freedom.
  • the configuration of the substrate stage apparatus used in the liquid crystal exposure apparatus 10 is not particularly limited, but in the first embodiment, the gantry type as disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2012/0057140, as an example.
  • a substrate stage apparatus 20 having a so-called coarse / fine movement configuration is used, which includes a two-dimensional coarse movement stage and a fine movement stage that is finely driven with respect to the two-dimensional coarse movement stage.
  • the substrate stage device 20 includes a fine movement stage 22, a Y coarse movement stage 24, an X coarse movement stage 26, a support portion (herein, a self-weight support device 28), and a pair of base frames 30 (one is not shown in FIG. 1, see FIG. 4). ), A substrate driving system 60 (not shown in FIG. 1, refer to FIG. 6) for driving each element constituting the substrate stage apparatus 20, and a substrate measuring system 70 (see FIG. 6) for measuring positional information of each element. 1 (not shown, see FIG. 6).
  • the fine movement stage 22 includes a substrate holder 32 and a stage main body 34.
  • the substrate holder 32 is formed in a plate shape (or box shape) having a rectangular shape in plan view (see FIG. 4), and the substrate P is placed on the upper surface (substrate placement surface).
  • the dimensions of the upper surface of the substrate holder 32 in the X-axis and Y-axis directions are set to be approximately the same as the substrate P (actually somewhat shorter).
  • the substrate P is vacuum-sucked and held on the substrate holder 32 in a state of being placed on the upper surface of the substrate holder 32, so that almost the entire surface (the entire surface) is flattened along the upper surface of the substrate holder 32.
  • the stage main body 34 is made of a plate-shaped (or box-shaped) member having a rectangular shape in a plan view and shorter than the substrate holder 32 in the X-axis and Y-axis directions, and is integrally connected to the lower surface of the substrate holder 32.
  • the Y coarse movement stage 24 is disposed below the fine movement stage 22 (on the ⁇ Z side) and on the pair of base frames 30.
  • the Y coarse movement stage 24 has a pair of X beams 36.
  • the X beam 36 is composed of a member having a rectangular YZ section (see FIG. 2) extending in the X-axis direction.
  • the pair of X beams 36 are arranged in parallel at a predetermined interval in the Y-axis direction.
  • the pair of X beams 36 are placed on the pair of base frames 30 via a mechanical linear guide device, and are movable in the Y-axis direction on the pair of base frames 30.
  • the X coarse movement stage 26 is disposed above (+ Z side) the Y coarse movement stage 24 and below the fine movement stage 22 (between the fine movement stage 22 and the Y coarse movement stage 24). ing.
  • the X coarse movement stage 26 is a plate-like member having a rectangular shape in plan view, and a plurality of mechanical linear guide devices 38 (see FIG. 2) on a pair of X beams 36 (see FIG. 4) of the Y coarse movement stage 24.
  • the Y coarse movement stage 24 is movable with respect to the Y coarse movement stage 24, whereas the Y coarse movement stage 24 moves integrally with the Y coarse movement stage 24.
  • the substrate drive system 60 moves the fine movement stage 22 in directions of six degrees of freedom (X axis, Y axis, Z axis, ⁇ x, ⁇ y, and so on) with respect to the optical surface plate 18a (see FIG. 1 respectively).
  • a first drive system 62 for finely driving in each direction of ⁇ z
  • a second drive system 64 for driving the Y coarse movement stage 24 with a long stroke in the Y-axis direction on the base frame 30 (see FIG. 1 respectively).
  • a third drive system 66 for driving the X coarse movement stage 26 on the Y coarse movement stage 24 (see FIG. 1 respectively) with a long stroke in the X-axis direction.
  • the type of actuator that constitutes the second drive system 64 and the third drive system 66 is not particularly limited, but as an example, a linear motor, a ball screw drive device, or the like can be used (in FIG. 1 and the like). A linear motor is shown).
  • the type of actuator constituting the first drive system 62 is not particularly limited, but in FIG. 2 and the like, as an example, a plurality of linear motors (voice coil motors) 40 that generate thrust in the X axis, Y axis, and Z axis directions.
  • the X linear motor is not shown in FIGS. 1 and 2).
  • Each linear motor 40 has a stator attached to the X coarse movement stage 26 and a mover attached to the stage main body 34 of the fine movement stage 22. Thrust is applied in the direction of 6 degrees of freedom via the linear motor 40.
  • the detailed configuration of the first to third drive systems 62, 64, 66 is disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2010/0018950 and the like, and will not be described.
  • the main controller 100 uses the first drive system 62 to adjust the relative position between the fine movement stage 22 and the X coarse movement stage 26 (refer to FIG. 1 respectively) within a predetermined range with respect to the X-axis and Y-axis directions.
  • the thrust is given to 22.
  • “the position falls within a predetermined range” means that the X coarse movement stage 26 (the fine movement stage 22 is moved in the Y-axis direction when the fine movement stage 22 is moved with a long stroke in the X-axis or Y-axis direction.
  • the own weight support device 28 includes a weight cancellation device 42 that supports the weight of the fine movement stage 22 from below, and a Y step guide 44 that supports the weight cancellation device 42 from below.
  • the weight cancellation device 42 (also referred to as a core column) is inserted into an opening formed in the X coarse movement stage 26, and a plurality of couplings are made to the X coarse movement stage 26 at the height of the center of gravity. It is mechanically connected via a member 46 (also referred to as a flexure device).
  • the X coarse movement stage 26 and the weight cancellation device 42 are coupled by a plurality of coupling members 46 in a state of being separated in a vibrational (physical) manner with respect to the Z-axis direction, the ⁇ x direction, and the ⁇ y direction.
  • the weight cancellation device 42 When the weight cancellation device 42 is pulled by the X coarse movement stage 26, it moves integrally with the X coarse movement stage 26 in the X-axis and / or Y-axis direction.
  • the weight canceling device 42 supports the self-weight of the fine movement stage 22 from below without contact through a pseudo spherical bearing device called a leveling device 48.
  • a leveling device 48 a pseudo spherical bearing device.
  • the configurations and functions of the weight canceling device 42 and the leveling device 48 are disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2010/0018950 as an example, and thus the description thereof is omitted.
  • the Y step guide 44 is composed of a member extending in parallel with the X axis, and is disposed between a pair of X beams 36 included in the Y coarse movement stage 24 (see FIG. 4).
  • the upper surface of the Y step guide 44 is set parallel to the XY plane (horizontal plane), and the weight cancellation device 42 is placed on the Y step guide 44 via the air bearing 50 in a non-contact manner.
  • the Y step guide 44 functions as a surface plate when the weight canceling device 42 (that is, the fine movement stage 22 and the substrate P) moves in the X-axis direction (scanning direction).
  • the Y step guide 44 is placed on the lower gantry 18c via a mechanical linear guide device 52, and is movable in the Y axis direction with respect to the lower gantry 18c, whereas in the X axis direction. Relative movement with respect to is restricted.
  • the Y step guide 44 is mechanically connected to the Y coarse movement stage 24 (the pair of X beams 36) via a plurality of connecting members 54 at the center of gravity height position (see FIG. 4).
  • the connecting member 54 is a so-called flexure device similar to the connecting member 46 described above, and vibrates the Y coarse movement stage 24 and the Y step guide 44 with respect to the 5 degrees of freedom direction excluding the Y axis direction out of the 6 degrees of freedom direction. They are linked in a state of being separated physically.
  • the Y step guide 44 moves in the Y axis direction integrally with the Y coarse movement stage 24 by being pulled by the Y coarse movement stage 24.
  • each of the pair of base frames 30 is composed of members extending in parallel with the Y axis, and is installed on the floor F (see FIG. 1) in parallel with each other.
  • the base frame 30 is physically (or vibrationally) separated from the apparatus main body 18.
  • the substrate measurement system 70 for obtaining position information in the direction of 6 degrees of freedom of the substrate P (actually, the fine movement stage 22 holding the substrate P).
  • FIG. 3 shows a conceptual diagram of the substrate measurement system 70.
  • the substrate measurement system 70 includes a first scale (here, an upward scale 72) included in the Y coarse movement stage 24 (associated with the Y coarse movement stage 24) and a first head (here, downward X head) included in the fine movement stage 22. 74x, a downward Y head 74y), and a second scale (here, a downward scale) of the optical surface plate 18a (see FIG. 2) and a first measurement system (here, fine movement stage measurement system 76 (see FIG. 6)).
  • a first scale here, an upward scale 72
  • Y coarse movement stage 24 included in the fine movement stage 22.
  • a second scale here, a downward scale
  • the fine movement stage 22 is schematically illustrated as a member that holds the substrate P.
  • the spacing (pitch) between the diffraction gratings of each of the scales 72 and 78 is shown to be much wider than actual. The same applies to the other figures.
  • the distance between each head and each scale is much shorter than the distance between the laser light source and the bar mirror of the conventional optical interferometer system, the influence of air fluctuation is less than that of the optical interferometer system, and the substrate P is highly accurate. Thus, the exposure accuracy can be improved.
  • the upward scale 72 is fixed to the upper surface of the scale base 84.
  • one scale base 84 is disposed on each of the fine movement stage 22 on the + Y side and on the ⁇ Y side.
  • the scale base 84 is fixed to the X beam 36 of the Y coarse movement stage 24 through an arm member 86 formed in an L shape when viewed from the X-axis direction. Therefore, the scale base 84 (and the upward scale 72) is movable with a predetermined long stroke in the Y-axis direction integrally with the Y coarse movement stage 24.
  • two arm members 86 are spaced apart in the X-axis direction for each X beam 36, but the number of arm members 86 is not limited to this, and may be increased or decreased as appropriate. Is possible.
  • the scale base 84 is a member extending in parallel with the X axis, and the length in the X axis direction is twice the length in the X axis direction of the substrate holder 32 (that is, the substrate P (not shown in FIG. 4)). Is set to about (same as the Y step guide 44).
  • the scale base 84 is preferably formed of a material that is unlikely to be thermally deformed, such as ceramics. The same applies to other scale bases 92 and head bases 88 and 96 described later.
  • the upward scale 72 is a plate-shaped (strip-shaped) member extending in the X-axis direction, and has an upper surface (a surface facing + Z side (upper side)) in two axial directions orthogonal to each other (in this embodiment, the X-axis).
  • a reflection type two-dimensional diffraction grating (so-called grating) having a periodic direction in the Y-axis direction) is formed.
  • the head base 88 is fixed to the central part of the side surface on the + Y side and ⁇ Y side of the substrate holder 32 via the arm member 90 corresponding to the scale base 84 described above (see FIG. 2).
  • Each downward head 74x, 74y (see FIG. 3) is fixed to the lower surface of the head base 88.
  • downward X head 74x and downward Y head 74y are each in the X-axis direction with respect to one head base 88. Two are spaced apart. Each head 74x, 74y irradiates the corresponding upward scale 72 with a measurement beam and receives light (here, diffracted light) from the upward scale 72.
  • the light from the upward scale 72 is supplied to a detector (not shown), and the output of the detector is supplied to the main controller 100 (see FIG. 6).
  • Main controller 100 determines the relative movement amount of each head 74x, 74y with respect to scale 72 based on the output of the detector.
  • the “head” means a portion that emits a measurement beam to the diffraction grating and is incident on the light from the diffraction grating, and the head itself illustrated in each drawing is a light source. And the detector may not be provided.
  • 72 constitutes four X linear encoder systems, and a total of four (two on each of the + Y side and ⁇ Y side of the substrate P) downward Y heads 74y and corresponding upward scales 72, Four Y linear encoder systems are configured.
  • Main controller 100 see FIG.
  • first information uses the outputs of the four X linear encoder systems and the four Y linear encoder systems as appropriate to appropriately adjust the X axis direction, Y axis direction of fine movement stage 22 (substrate P), and Position information in the ⁇ z direction (hereinafter referred to as “first information”) is obtained.
  • the upward scale 72 is set such that the measurable distance in the X-axis direction is longer than the measurable distance in the Y-axis direction.
  • the length of the upward scale 72 in the X-axis direction is the same as that of the scale base 84, and the fine movement stage 22 can be moved in the X-axis direction. It is set to a length that can be covered.
  • the dimension of the upward scale 72 in the width direction (Y-axis direction) (and the distance between the pair of heads 74x and 74y adjacent in the Y-axis direction) is adjusted so that the fine movement stage 22 is in the Y-axis direction with respect to the upward scale 72.
  • the length is set such that the measurement beam from each of the heads 74x and 74y does not deviate from the lattice surface (measurement surface) of the corresponding upward scale 72 even if it is slightly driven.
  • FIGS. 4 and 5 show the substrate stage device 20 before and after the fine movement stage 22 moves in a long stroke in the X-axis and Y-axis directions.
  • FIG. 4 shows a state in which fine movement stage 22 is positioned approximately in the center of the movable range in the X-axis and Y-axis directions
  • FIG. 5 shows + X of the movable range + X in the movable range in the X-axis direction.
  • a state is shown that is located at the stroke end on the side and at the stroke end on the -Y side in the Y-axis direction.
  • the measurement beam from each of the downward heads 74x and 74y attached to the fine movement stage 22 has the fine movement stage 22 in the Y-axis direction. Including the case where it is slightly driven, it does not deviate from the lattice plane of the upward scale 72.
  • the measurement beams from the downward heads 74 x and 74 y do not deviate from the lattice plane of the upward scale 72.
  • the coarse movement stage measurement system 82 (see FIG. 6) will be described.
  • the coarse movement stage measurement system 82 of the present embodiment includes two pieces spaced apart in the X-axis direction on each of the + Y side and the ⁇ Y side of the projection optical system 16 (see FIG. 1). It has a downward scale 78 (ie a total of four downward scales 78).
  • the downward scale 78 is fixed to the lower surface of the optical surface plate 18a via a scale base 92 (see FIG. 2).
  • the scale base 92 is a plate-like member extending in the Y-axis direction, and the length in the Y-axis direction is a movable distance in the Y-axis direction of the fine movement stage 22 (that is, the substrate P (not shown in FIG. 4)). Is set to the same level as (and somewhat longer in practice).
  • the downward scale 78 is a plate-shaped (strip-shaped) member extending in the Y-axis direction, and has a lower surface (a surface facing the ⁇ Z side (downside)), like the upper surface of the upward scale 72.
  • a reflection type two-dimensional diffraction grating (so-called grating) having a periodic direction in two orthogonal directions (X-axis and Y-axis directions in the present embodiment) is formed.
  • the grating pitch of the diffraction grating included in the downward scale 78 may be the same as or different from the grating pitch of the diffraction grating included in the upward scale 72.
  • a head base 96 is fixed to each of the pair of scale bases 84 included in the Y coarse movement stage 24 via arm members 94 formed in an L shape when viewed from the X-axis direction. Yes.
  • the head base 96 is disposed near the + X side end of the scale base 84 and near the ⁇ X side end.
  • the upward heads 80 x and 80 y are fixed to the upper surface of the head base 96. Accordingly, a total of four head bases 96 (and upward heads 80x and 80y) are movable in the Y-axis direction integrally with the Y coarse movement stage 24.
  • upward X head 80x and upward Y head 80y are each in the Y-axis direction with respect to one head base 96. Two are arranged apart from each other. Each of the heads 80x and 80y emits a measurement beam to the corresponding downward scale 78 and receives light (here, diffracted light) from the downward scale 78. Light from the downward scale 78 is supplied to a detector (not shown), and the output of the detector is supplied to the main controller 100 (see FIG. 6). Main controller 100 determines the relative movement amounts of heads 80x and 80y with respect to scale 78 based on the output of the detector.
  • eight X linear encoder systems are configured by the eight upward X heads 80x in total and the corresponding downward scale 78, and a total of eight X linear encoder systems.
  • Eight Y linear encoder systems are constituted by the upward Y head 80y and the corresponding downward scale 78.
  • the main controller 100 uses the outputs of the eight X linear encoder systems and the eight Y linear encoder systems as appropriate, and uses the Y coarse movement stage 24 in the X axis direction, Y axis direction, and ⁇ z direction.
  • Position information hereinafter referred to as “second information”).
  • the upward scale 72 fixed to the scale base 84 and the upward heads 80x and 80y integrally fixed to the scale base 84 via the head base 96 are arranged so that their positional relationship is unchanged. It is assumed that the positional relationship with each other is known.
  • information related to the relative positional relationship between the upward scale 72 and the upward heads 80x and 80y fixed integrally therewith is referred to as “third information”.
  • the liquid crystal exposure apparatus 10 is provided with a measurement system for measuring the positional relationship between the two. May be. The same applies to each embodiment described later.
  • Main controller 100 (see FIG. 6), based on the first to third information, position information in the XY plane of fine movement stage 22 (substrate P) with reference to optical surface plate 18a (projection optical system 16). And the position control of the substrate P with respect to the projection optical system 16 (illumination light IL) is performed using the substrate drive system 60 (see FIG. 6).
  • the coarse movement stage measurement system 82 includes the downward scale 78 in which the measurable distance in the Y-axis direction is longer than the X-axis direction (the Y-axis direction is the main measurement direction).
  • the position information of the Y coarse movement stage 24 moving with a long stroke in the Y-axis direction is obtained, and the measurable distance in the X-axis direction is longer than the Y-axis direction (the X-axis direction is the main measurement direction) upward
  • the fine movement stage measurement system 76 including the scale 72 obtains positional information of the fine movement stage 22 that moves in the X-axis direction with a long stroke.
  • the movement direction of each encoder head (74x, 74y, 80x, 80y) and the main measurement direction of the corresponding scale (72, 78) are respectively Match.
  • Z tilt direction position information of the fine movement stage 22 (substrate P) in the Z-axis, ⁇ x, and ⁇ y directions
  • the configuration of the Z tilt position measurement system 98 is not particularly limited, but as an example, a measurement system using a displacement sensor attached to the fine movement stage 22 as disclosed in, for example, US Patent Application Publication No. 2010/0018950. Can be used.
  • the substrate measurement system 70 also has a measurement system for obtaining position information of the X coarse movement stage 26.
  • the positional information in the X-axis direction of the fine movement stage 22 (substrate P) is obtained with reference to the optical surface plate 18a via the Y coarse movement stage 24, the measurement accuracy of the X coarse movement stage 26 itself is improved. It is not necessary to have the same accuracy as the fine movement stage 22.
  • the position measurement of the X coarse movement stage 26 is performed based on the output of the fine movement stage measurement system 76 and the output of a measurement system (not shown) for measuring the relative position between the X coarse movement stage 26 and the fine movement stage 22.
  • an independent measurement system may be used.
  • the mask M is placed on the mask stage apparatus 14 by a mask loader (not shown) under the control of the main controller 100 (see FIG. 6).
  • the substrate P is loaded onto the substrate holder 32 by a substrate loader (not shown).
  • the main controller 100 performs alignment measurement using an alignment detection system (not shown), and after the alignment measurement is completed, a step-and-scan method is sequentially applied to a plurality of shot areas set on the substrate P. An exposure operation is performed. Since this exposure operation is the same as a conventional step-and-scan exposure operation, a detailed description thereof will be omitted.
  • the substrate measurement system 70 measures the position information of the fine movement stage 22.
  • the position of the fine movement stage 22 (substrate P) is measured using the substrate measurement system 70 including the encoder system, a conventional optical interferometer system is used. Compared with measurement, the influence of air fluctuations is small, and the position of the substrate P can be controlled with high accuracy, thereby improving the exposure accuracy.
  • the substrate measuring system 70 measures the position of the substrate P with reference to the downward scale 78 fixed to the optical surface plate 18a (the apparatus main body 18) (via the upward scale 72), the projection optical system is substantially provided.
  • the position of the substrate P can be measured with reference to 16.
  • the position control of the substrate P can be performed based on the illumination light IL, so that the exposure accuracy can be improved.
  • the configuration of the substrate measurement system 70 described above can be changed as appropriate as long as the position information of the fine movement stage 22 can be obtained with a desired accuracy within the movable range of the fine movement stage 22 (substrate P).
  • a long scale having the same length as the scale base 84 is used as the upward scale 72, but the present invention is not limited to this, and the encoder disclosed in US Patent Publication No. 2015/147319 is used.
  • scales having a shorter length in the X-axis direction may be arranged at predetermined intervals in the X-axis direction.
  • the distance between the pair of heads 74x and 74y adjacent in the X-axis direction is made larger than the gap. Accordingly, it is preferable to always arrange one head 74x, 74y so as to face the scale. The same applies to the relationship between the downward scale 78 and the upward heads 80x and 80y.
  • the upward scale 72 is arranged on the + Y side and the ⁇ Y side of the fine movement stage 22, respectively, it is not limited to this, and it may be arranged only on one side (+ Y side or ⁇ Y side only).
  • the position measurement of the fine movement stage 22 in the ⁇ z direction is always performed.
  • the number and arrangement of the heads 74x and 74y should be set so that at least two downward X heads 74x (or downward Y heads 74y) always face the scale.
  • the downward scale 78 if the position measurement in the X axis, the Y axis, and the ⁇ z direction of the Y coarse movement stage 24 can always be performed, the number and arrangement of the downward scale 78 and the upward heads 80x and 80y are as follows. Changes can be made as appropriate.
  • the upward scale 72 and the downward scale 78 are formed with two-dimensional diffraction gratings having the X-axis and Y-axis directions as periodic directions.
  • Y diffraction gratings having a periodic direction may be individually formed on the scales 72 and 78.
  • the X-axis and Y-axis directions are periodic directions.
  • the diffraction grating The periodic direction is not limited to this and can be changed as appropriate.
  • the Z tilt position information of the substrate P may be measured with a downward displacement sensor attached to the head base 88 and using the displacement sensor as a reference with respect to the scale base 84 (or the reflective surface of the upward scale 72). .
  • at least three of the plurality of downward heads 74x and 74y are two-dimensional heads (so-called XZ heads or YZ heads) capable of measuring in the vertical direction together with position measurement in the direction parallel to the horizontal plane.
  • the Z tilt position information of the substrate P may be obtained by using the lattice surface of the upward scale 72 by the two-dimensional head.
  • the Z tilt information of the Y coarse movement stage 24 may be measured based on the scale base 92 (or the downward scale 78).
  • the XZ head or YZ head for example, an encoder head having the same configuration as the displacement measurement sensor head disclosed in US Pat. No. 7,561,280 can be used.
  • a liquid crystal exposure apparatus according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the second embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except that the configuration of the substrate stage apparatus 220 (including the measurement system) is different. Only elements that have the same configuration or function as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof is omitted as appropriate.
  • the substrate stage apparatus 220 includes a first system including a first moving body (here, the substrate holder 32) and a second system including a second moving body (here, the X coarse movement stage 222).
  • System. 9 and 10 are plan views showing only the second system and the first system, respectively.
  • the X coarse movement stage 222 has a pair of floors (see FIG. 8) installed on the floor F (see FIG. 8), similarly to the Y coarse movement stage 24 (see FIG. 1) of the first embodiment. It is placed on the base frame 224 so as to be movable in the X-axis direction via a mechanical linear guide device (see FIG. 8).
  • a Y stator 226 is attached in the vicinity of both ends of the X coarse movement stage 222 in the X-axis direction.
  • the Y stator 226 is made of a member extending in the Y-axis direction, and an X mover 228 is attached in the vicinity of both ends in the longitudinal direction.
  • Each X mover 228 constitutes an X linear motor in cooperation with an X stator 230 (not shown in FIG. 8), and the X coarse movement stage 222 is predetermined in the X-axis direction by a total of four X linear motors. It is driven with a long stroke.
  • the X stator 230 is installed on the floor F in a state of being physically separated from the apparatus main body 18 (see FIG. 1).
  • the substrate holder 32 is placed on the Y beam guide 232 via the Y table 234.
  • the Y beam guide 232 is composed of a member extending in the Y-axis direction, and an X slide member 236 is attached to the vicinity of both ends in the longitudinal direction on the lower surface thereof.
  • Each X slide member 236 is engaged with an X guide member 238 fixed to the lower base 18c (see FIG. 8) so as to be movable in the X-axis direction.
  • X movers 240 are attached in the vicinity of both ends in the longitudinal direction of the Y beam guide 232.
  • Each X mover 240 forms an X linear motor in cooperation with the X stator 230 (see FIG. 9), and the Y beam guide 232 has a predetermined long stroke in the X-axis direction by a total of two X linear motors. It is driven by.
  • the Y table 234 is made of a member having an inverted U-shaped cross section, and the Y beam guide 232 is inserted through an air bearing 242 that is swingably mounted between a pair of opposing surfaces. Yes. Further, the Y table 234 is placed on the Y beam guide 232 via a minute gap by ejecting pressurized gas from an air bearing (not shown) on the upper surface of the Y beam guide 232. As a result, the Y table 234 is movable with a long stroke in the Y-axis direction with respect to the Y beam guide 232, and is rotatable with a slight angle in the ⁇ z direction.
  • the Y table 234 moves integrally with the Y beam guide 232 in the X-axis direction due to the rigidity of the gas film formed by the air bearing 242.
  • Y movers 244 are attached to the vicinity of both ends of the Y table 234 in the X-axis direction.
  • the Y mover 244 forms a Y linear motor in cooperation with the Y stator 226, and the Y table 234 has a predetermined long stroke along the Y beam guide 232 in the Y axis direction by a total of two Y linear motors. And is slightly driven in the ⁇ z direction.
  • the X coarse movement stage 222 is driven in the X-axis direction by four X linear motors (X mover 228, X stator 230), two Y attached to the X coarse movement stage 222.
  • the stator 226 also moves in the X axis direction.
  • the main controller (not shown) moves the Y beam guide 232 in the X-axis direction by two X linear motors (X mover 240 and X stator 230) so that a predetermined positional relationship with the X coarse movement stage 222 is maintained.
  • the Y table 234 that is, the substrate holder 32
  • the X coarse movement stage 222 is a member that can move so that the position of the substrate holder 32 and the X-axis direction is within a predetermined range.
  • the main control device moves the substrate holder 32 by using two Y linear motors (Y mover 244 and Y stator 226) in parallel with or independently of the movement of the substrate holder 32 in the X-axis direction. Drive appropriately in the Y-axis direction and the ⁇ z direction.
  • the substrate measurement system 250 is different from the first embodiment in the extending direction of each of the upward scale 252 and the downward scale 254 (in the wide measurement range) by 90 ° around the Z axis. Is that the position information of the first moving body (here, the substrate holder 32) is obtained with reference to the optical surface plate 18a (see FIG. 1) via the second moving body (here, the X coarse movement stage 222). This is substantially the same as the first embodiment.
  • an upward scale 252 extending in the Y-axis direction is fixed to the upper surface of each of the pair of Y stators 226.
  • a pair of head bases 256 spaced in the Y-axis direction are fixed to both side surfaces of the substrate holder 32 in the X-axis direction.
  • two downward X heads 74x and two downward Y heads 74y are attached to the head base 256 so as to face the corresponding upward scales 252. ing.
  • Position information in the XY plane of the substrate holder 32 with respect to the X coarse movement stage 222 is obtained by a main controller (not shown) using a total of eight X linear encoders and a total of eight Y linear encoders.
  • a head base 258 is fixed in the vicinity of both ends of the Y stator 226 in the Y-axis direction.
  • the head base 258 includes two upward X heads 80x and two upward Y heads 80y (see FIG. 9) on the lower surface of the optical surface plate 18a (see FIG. 1). It is attached so as to face the corresponding downward scale 254 fixed.
  • the relative positional relationship between the upward scale 252 and each of the heads 80x and 80y is known.
  • Position information in the XY plane with respect to the optical surface plate 18a of the X coarse movement stage 222 is obtained by a main controller (not shown) using a total of eight X linear encoders and a total of eight Y linear encoders.
  • two upward scales 252 are attached to the X coarse movement stage 222, and four downward scales 254 are attached to the optical surface plate 18a (see FIG. 1).
  • the number and arrangement of the scales 252 and 254 are not limited to this, and can be appropriately increased or decreased.
  • the number and arrangement of the heads 74x, 74y, 80x, 80y facing the scales 252, 254 are not limited to this, and can be increased or decreased as appropriate. The same applies to third to seventeenth embodiments to be described later.
  • a liquid crystal exposure apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the third embodiment is substantially the same as that of the second embodiment except that the configuration of the substrate stage device 320 (including the measurement system) is different. Only elements that have the same configuration or function as those of the second embodiment will be denoted by the same reference numerals as those of the second embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the substrate stage apparatus 320 includes a first system including the substrate holder 32 (see FIG. 14) and a second system including the X coarse movement stage 222. (See FIG. 13). Since the configurations (including the drive system) of the substrate holder 32 and the X coarse movement stage 222 are the same as those in the second embodiment, description thereof is omitted.
  • the substrate measurement system 350 of the third embodiment is conceptually similar to the first and second embodiments, and the position information of the first moving body (here, the substrate holder 32) is transferred to the second movement. It calculates
  • the Y beam guide 232 is a member that can move so that the position of the substrate holder 32 and the X-axis direction is within a predetermined range.
  • the substrate measurement system 350 will be described in detail.
  • an upward scale 352 is fixed to the upper surface of the Y beam guide 232.
  • head bases 354 are fixed to both side surfaces of the Y table 234 (not shown in FIG. 14; see FIG. 12) in the Y-axis direction.
  • two downward X heads 74x and two downward Y heads 74y are attached to each head base 354 so as to face the upward scale 352.
  • Position information in the XY plane with respect to the Y beam guide 232 of the substrate holder 32 is obtained by a main controller (not shown) using a total of four X linear encoders and a total of four Y linear encoders.
  • head bases 356 are fixed in the vicinity of both ends of the Y beam guide 232 in the Y-axis direction.
  • the head base 356 has two upward X heads 80x and two upward Y heads 80y fixed to the lower surface of the optical surface plate 18a (see FIG. 1). It is attached to face the downward scale 358.
  • the relative positional relationship between the upward scale 352 and the respective heads 80x and 80y attached to the head base 356 is known.
  • Position information of the Y beam guide 232 in the XY plane with respect to the optical surface plate 18a is obtained by a main controller (not shown) using a total of four X linear encoders and a total of four Y linear encoders.
  • the third embodiment has a smaller number of each of the upward scale 352 and the downward scale 358 and has a simple configuration.
  • a liquid crystal exposure apparatus according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the fourth embodiment is substantially the same as that of the second embodiment except that the configuration of the substrate stage apparatus 420 (including the measurement system) is different. Only elements that have the same configuration or function as those of the second embodiment will be denoted by the same reference numerals as those of the second embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the substrate stage apparatus 420 includes a first system including the substrate holder 32 (see FIG. 18) and a second system including the X coarse movement stage 222. (See FIG. 17).
  • an X mover 422 is fixed to the lower surface of the X coarse movement stage 222.
  • the X mover 422 cooperates with the X stator 424 integrally attached to the pair of base frames 224 to drive the X coarse movement stage 222 with a predetermined long stroke in the X axis direction. Is configured.
  • An XY stator 426 is attached in the vicinity of both ends of the X coarse movement stage 222 in the X-axis direction.
  • the Y beam guide 232 is mechanically connected to the X coarse movement stage 222 by four connection members 428 (see FIG. 15).
  • the structure of the connecting member 428 is the same as the connecting members 46 and 54 (see FIG. 2) described above.
  • the Y table 430 is placed on the Y beam guide 232 in a non-contact state.
  • a substrate holder 32 is fixed on the Y table 430.
  • An XY mover 432 is attached in the vicinity of both ends of the Y table 430 in the X-axis direction.
  • the XY mover 432 forms an XY2DOF motor in cooperation with the XY stator 426, and the Y table 430 is driven with a predetermined long stroke in the Y-axis direction by a total of two XY2DOF motors. It is slightly driven in the ⁇ z direction.
  • the main controller uses a total of two XY2DOF motors to generate the Y table 430 (that is, the substrate).
  • the holder 32) applies a thrust force in the X-axis direction so that a predetermined positional relationship with the Y-beam guide 232 is maintained in the X-axis direction.
  • the X coarse movement stage 222 is a member that can move so that the position of the substrate holder 32 and the X-axis direction is within a predetermined range.
  • the Y table 430 does not have a swingable air bearing 242 (see FIG. 8), and the Y beam guide 232 of this embodiment is actually a Y table. It does not guide the movement of 430 in the Y-axis direction.
  • the substrate measurement system 450 of the fourth embodiment is conceptually similar to the first to third embodiments, and the position information of the first moving body (here, the substrate holder 32) is transferred to the second movement. It is determined based on the optical surface plate 18a (see FIG. 1) via a body (here, X coarse movement stage 222).
  • a body here, X coarse movement stage 222.
  • an upward scale 452 is fixed to the upper surface of one (here, ⁇ X side) XY stator 426 of the pair of XY stators 426.
  • a pair of head bases 454 are fixed to the side surface on the ⁇ X side of the substrate holder 32 so as to be separated from each other in the Y-axis direction.
  • two downward X heads 74x and two downward Y heads 74y are attached to each head base 454 so as to face the upward scale 452 (see FIG. (See FIG. 16).
  • Position information in the XY plane of the substrate holder 32 with respect to the X coarse movement stage 222 is obtained by a main controller (not shown) using a total of four X linear encoders and a total of four Y linear encoders.
  • a pair of head bases 456 are fixed to the ⁇ X side XY stator 426 so as to be separated in the Y-axis direction.
  • two upward X heads 80x and two upward Y heads 80y are fixed to the head base 456 on the lower surface of the optical surface plate 18a (see FIG. 1). It is attached so as to face the downward scale 458 (see FIG. 15).
  • the relative positional relationship between the upward scale 452 and the heads 80x and 80y attached to the head base 456 is known.
  • Position information in the XY plane with respect to the optical surface plate 18a of the X coarse movement stage 222 is obtained by a main controller (not shown) using a total of four X linear encoders and a total of four Y linear encoders.
  • an upward scale 452 may be attached only to the other of the pair of XY stators 426 or both.
  • the head bases 454 and 456 and the downward scale 458 may be additionally arranged corresponding to the upward scale 452.
  • a liquid crystal exposure apparatus according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the fifth embodiment is substantially the same as that of the fourth embodiment except that the configuration of the substrate measurement system 550 is different.
  • the configuration of the substrate measurement system 550 is substantially the same as that of the substrate measurement system 350 (see FIG. 11 and the like) of the third embodiment.
  • elements having the same configurations or functions as those of the third or fourth embodiment will be denoted by the same reference numerals as those of the third or fourth embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate. To do.
  • the configuration (excluding the measurement system) of the substrate stage apparatus 520 according to the fifth embodiment is substantially the same as the substrate stage apparatus 420 (see FIG. 15) according to the fourth embodiment. That is, the substrate stage apparatus 520 has a first system (see FIG. 22) including the substrate holder 32 and a second system (see FIG. 21) including the X coarse movement stage 222, and the X coarse movement stage 222. And the Y beam guide 232 move integrally in the X-axis direction.
  • the Y table 430 to which the substrate holder 32 is fixed is driven with a long stroke in the Y-axis direction with respect to the X coarse movement stage 222 by two 2DOF motors, and is slightly driven in the X-axis direction and the ⁇ z direction.
  • the conventional coarse movement stage is driven based on the measurement result of the encoder with low measurement accuracy, but in this embodiment, the X coarse movement stage 222 can be driven and controlled based on the measurement result of the high-precision two-dimensional encoder. Is possible. Therefore, although positioning can be performed with higher accuracy than the conventional fine movement stage, the X coarse movement stage 222 is not as responsive as the fine movement stage (the substrate holder 32 in the present embodiment) with respect to position control. Therefore, it is desired to control the X position of the substrate holder 32 so as to move while performing precise positioning at a constant speed regardless of the position of the X coarse movement stage 222 during the scanning operation.
  • the X coarse movement stage 222 that moves while performing rough positioning control with low responsiveness is relatively slightly driven in the X-axis direction. At this time, if the X coarse movement stage 222 is accelerated, an encoder reading error with respect to the upward scale 452 may occur. Therefore, it is better to control the X coarse movement stage 222 so that it moves with loose positioning (low responsiveness). Of the embodiments described later, in the embodiment in which the coarse movement stage is driven for the scanning operation, the coarse movement stage may be controlled similarly.
  • the configuration of the substrate measurement system 550 according to the fifth embodiment is substantially the same as the substrate measurement system 350 (see FIG. 11) according to the third embodiment, and the first moving body (here, the substrate)
  • the position information of the holder 32) is obtained based on the optical surface plate 18a (see FIG. 1) via the second moving body (here, the Y beam guide 232).
  • the pair of head bases 354 fixed to the Y table 430 see FIG. 20
  • two downward X heads 74x and two downward Y heads 74y are fixed to the upper surface of the Y beam guide 232.
  • the position information in the XY plane with respect to the Y beam guide 232 of the substrate holder 32 is a total of four X linear encoders, and a total of four Ys. It is obtained by a main controller (not shown) using a linear encoder.
  • the pair of head bases 356 fixed to the Y beam guide 232 have two upward X heads 80x and two upward Y heads 80y fixed to the lower surface of the optical surface plate 18a (see FIG. 1). It is attached so as to face the corresponding downward scale 358 (see FIG. 19).
  • Position information of the Y beam guide 232 in the XY plane with respect to the optical surface plate 18a is obtained by a main controller (not shown) using a total of four X linear encoders and a total of four Y linear encoders.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the sixth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except that the configuration of the substrate stage device 620 and its measurement system is different. Therefore, only the differences will be described below.
  • the elements having the same configurations or functions as those of the first embodiment will be described with the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the substrate stage device 620 includes a substrate measurement system 680 including a first moving body (here, a substrate holder 622), a second moving body (here, a measurement table 624), a substrate table 626, and X A coarse movement stage 628 is provided.
  • a substrate measurement system 680 including a first moving body (here, a substrate holder 622), a second moving body (here, a measurement table 624), a substrate table 626, and X
  • a coarse movement stage 628 is provided.
  • the substrate holder 622 is a frame-like (frame-like) member having a rectangular shape in plan view, which is a combination of a pair of members extending in the Y-axis direction and a pair of members extending in the X-axis direction.
  • the substrate P is disposed in the opening of the substrate holder 622.
  • Four suction pads 630 protrude from the inner wall surface of the substrate holder 622, and the substrate P is placed on these suction pads 630.
  • Each suction pad 630 sucks and holds a non-exposed area (in the present embodiment, near the four corners) set at the outer peripheral edge of the lower surface of the substrate P.
  • the exposure region including the central portion is non-contact supported from below by the substrate table 626 as shown in FIG.
  • the substrate holder 32 (see FIG. 2 and the like) in the first to fifth embodiments performs flattening by sucking and holding the substrate P, whereas the substrate table 626 according to the sixth embodiment is The flattening of the substrate P is performed in a non-contact state by performing the ejection of the pressurized gas to the lower surface of the substrate P and the suction of the gas between the substrate P and the upper surface of the substrate table 626 in parallel.
  • the substrate holder 622 and the substrate table 626 are physically separated from each other.
  • the substrate P held by the substrate holder 622 can move relative to the substrate table 626 in the XY plane integrally with the substrate holder 622.
  • a stage main body 632 is fixed to the lower surface of the substrate table 626 as in the first embodiment.
  • the X coarse movement stage 628 is a member for moving the substrate table 626 with a long stroke in the X-axis direction. It is placed on 634 in a state of being movable in the X-axis direction via a mechanical linear guide device 636.
  • the X coarse movement stage 628 is driven with a long stroke in the X-axis direction on a pair of base frames 634 by an actuator (not shown) (such as a linear motor or a ball screw device).
  • Y stators 638 are fixed (one is not shown in FIG. 23).
  • the Y stator 638 forms a Y linear motor in cooperation with the Y mover 640.
  • the Y mover 640 is mechanically constrained to move integrally in the X axis direction when the Y stator 638 moves in the X axis direction.
  • a stator 644 constituting an XY2DOF motor is attached to the Y mover 640 in cooperation with a mover 642 (see FIG. 24) attached to the substrate holder 622.
  • the substrate table 626 passes through a stage main body 632 (not shown in FIG. 25; see FIG. 23) with respect to the X coarse movement stage 628 (not shown in FIG. 25) (in FIG. 25). And mechanically connected via a plurality of connecting members 646.
  • the structure of the connecting member 646 is the same as the connecting members 46 and 54 (see FIG. 2) described above.
  • the substrate holder 32 moves with a long stroke in the X-axis and Y-axis directions with respect to the projection optical system 16 (see FIG. 5 and the like).
  • the substrate table 626 of the embodiment is configured to be movable with a long stroke only in the X-axis direction, and is not movable in the Y-axis direction.
  • the Y stator 638, the Y movable element 640, and the stator 644 are arranged in a plane (at the same height position).
  • the stage main body 632 is connected to the X coarse movement stage 628 via a pseudo spherical bearing device similar to that in the first embodiment (in FIG. 23, hidden behind the paper surface such as the Y mover 640 and the like). Is supported from below by a weight canceling device 42 disposed in an opening (not shown) formed in the central portion of the.
  • the configuration of the weight canceling device 42 is the same as that of the first embodiment, and is connected to the X coarse movement stage 628 via a connecting member (not shown), and integrally with the X coarse movement stage 628 in the X-axis direction. Move with a long stroke only.
  • the weight cancellation device 42 is placed on the X guide 648.
  • the weight cancellation device 42 of the present embodiment is configured to move only in the X-axis direction, unlike the Y step guide 44 (see FIG. 2) in the first embodiment, the X guide 648 includes the lower base 18c. It is fixed to.
  • the stage body 632 is slightly driven in the Z axis, ⁇ x, and ⁇ y directions with respect to the X coarse movement stage 628 by a plurality of linear coil motors (hidden on the back side of the Y stator 638 in FIG. 23). The point is the same as in the first embodiment.
  • a plurality of air guides 652 are attached to both side surfaces of the stage main body 632 in the Y-axis direction via support members 650.
  • the air guides 652 are rectangular members in plan view, and in this embodiment, four air guides 652 are arranged on each of the + Y side and the ⁇ Y side of the substrate table 626.
  • the length in the Y-axis direction of the guide surface formed by the four air guides 652 is set to be equivalent to that of the substrate table 626, and the height position of the guide surface is equivalent to (or somewhat to the upper surface of the substrate table 626). Low) is set.
  • the substrate stage device 620 when the X coarse movement stage 628 moves with a long stroke in the X-axis direction during scanning exposure or the like, the substrate table 626 (and a plurality of airs) is pulled by the X coarse movement stage 628.
  • the guide 652) integrally moves with a long stroke in the X-axis direction.
  • the 2DOF motor stator 644 (see FIG. 25) attached to the Y mover 640 also moves in the X axis direction. To do.
  • the main controller controls the 2DOF motor so that the positions of the substrate table 626 and the substrate holder 622 in the X-axis direction are within a predetermined range, and applies thrust in the X-axis direction to the substrate holder 622. . Further, the main control device controls the 2DOF motor to slightly drive the substrate holder 622 with respect to the substrate table 626 in the X axis, Y axis, and ⁇ z directions as appropriate. Thus, in this embodiment, the substrate holder 622 has a function as a so-called fine movement stage.
  • the main controller moves Y by a Y linear motor as shown in FIG.
  • the child 640 is moved in the Y-axis direction, and the substrate holder 622 is moved in the Y-axis direction with respect to the substrate table 626 by applying a thrust in the Y-axis direction to the substrate holder 622 using a 2DOF motor.
  • a region (exposure region) of the substrate P on which the mask pattern is projected via the projection optical system 16 is always corrected by the substrate table 626 in the Y-axis direction of the substrate table 626.
  • the dimensions are set.
  • Each air guide 652 is disposed so as not to hinder relative movement of the substrate holder 622 and the substrate table 626 in the Y-axis direction (not to contact the substrate holder 622).
  • Each air guide 652 supports a portion of the substrate P that protrudes from the substrate table 626 from below by cooperating with the substrate table 626 by jetting pressurized gas to the lower surface of the substrate P.
  • Each air guide 652 does not perform flattening of the substrate P unlike the substrate table 626.
  • the substrate table 626 and the substrate holder 622 are respectively connected to the projection optical system 16 (see FIG. 23) while the substrate P is supported by the substrate table 626 and the air guide 652.
  • the air guide 652 may be driven in the X-axis direction integrally with the stage main body 632 or may not be driven.
  • the dimension in the X-axis direction may be approximately the same as the driving range of the substrate P in the X-axis direction. Thereby, it is possible to prevent a partial region of the substrate not supported by the substrate table 626 from being supported.
  • the position information of the first moving body (fine movement stage 22 in the first embodiment) is used as the Y coarse movement stage 24 which is a member for driving the fine movement stage 22.
  • the position information of the first moving body (here, the substrate holder 622) is independent of the substrate holder 622. Is obtained with reference to the optical surface plate 18a via the second moving body (here, the measurement table 624) arranged at the position.
  • two (four in total) measurement tables 624 are arranged on the + Y side and the ⁇ Y side of the projection optical system 16 so as to be separated from each other in the X-axis direction (FIG. 23, FIG. 23).
  • the number and arrangement of the measurement tables 624 can be appropriately changed and are not limited to this.
  • the measurement table 624 is movable in the Y axis direction by a Y linear actuator 682 fixed in a suspended state on the lower surface of the optical surface plate 18a (the substrate holder 622 can be moved in the Y axis direction). Driven with stroke (equivalent to distance).
  • the type of the Y linear actuator 682 is not particularly limited, and a linear motor, a ball screw device, or the like can be used.
  • each measurement table 624 Similar to the head base 96 of the first embodiment (see FIG. 2, FIG. 3, etc.), the upper surface of each measurement table 624 has two upward X heads 80x and two heads as shown in FIG. An upward Y head 80y is attached.
  • downward scales 684 extending in the Y-axis direction corresponding to the respective measurement tables 624 (that is, four) are provided in the first embodiment. It is fixed in the same manner as the downward scale 78 (see FIG. 2, FIG. 3, etc.) (see FIG. 26).
  • the downward scale 684 has a two-dimensional diffraction grating on its lower surface so that the measurement range in the Y-axis direction of the measurement table 624 is wider (longer) than the measurement range in the X-axis direction.
  • two X linear encoder systems are configured by the two upward X heads 80x included in each measurement table 624 and the corresponding downward scale 684 (fixed scale), and each measurement table 624 includes 2 2
  • Two upward Y heads 80y and a corresponding downward scale 684 (fixed scale) constitute two Y linear encoder systems.
  • the main control device (not shown) drives the substrate holder 622 with a long stroke in the Y-axis direction so that the position in the Y-axis direction with respect to the substrate holder 622 is within a predetermined range.
  • the position of each measurement table 624 in the Y-axis direction is controlled. Therefore, the four measurement tables 624 in total perform substantially the same operation. Note that the four measurement tables 624 do not need to move in strict synchronization with each other, and do not need to move in strict synchronization with the substrate holder 622.
  • the main controller independently uses the outputs of the two X linear encoder systems and the two Y linear encoder systems described above to independently position information of each measurement table 624 in the X axis direction, the Y axis direction, and the ⁇ z direction. Ask.
  • a downward scale 686 extending in the X-axis direction is attached to the lower surfaces of the two measurement tables 624 on the + Y side (see FIG. 23). That is, the two measurement tables 624 cooperate to support the downward scale 686 in a suspended manner.
  • downward scales 686 extending in the X-axis direction are attached to the lower surfaces of the two measurement tables 624 on the ⁇ Y side.
  • the downward scale 686 has a two-dimensional diffraction grating on its lower surface so that the measurement range in the X-axis direction of the substrate holder 622 is wider (longer) than the measurement range in the Y-axis direction.
  • the relative positional relationship between the upward heads 80x and 80y fixed to the measurement table 624 and the downward scale 686 is known.
  • two head bases 688 are fixed on the upper surface of the substrate holder 622 corresponding to the two downward scales 684 (see FIG. 26) in total.
  • the head base 688 is disposed with the central portion of the substrate P sandwiched between the + Y side and the ⁇ Y side of the substrate P in a state where the substrate P is held by the substrate holder 622.
  • Two upward X heads 80 x and two upward Y heads 80 y are attached to the upper surface of the head base 688.
  • the position of the substrate holder 622 and each measurement table 624 are controlled so that the position in the Y-axis direction is within a predetermined range. Specifically, the position of each measurement table 624 in the Y-axis direction is controlled so that the measurement beams from the heads 80x and 80y attached to the substrate holder 622 do not deviate from the lattice plane of the downward scale 686. That is, the substrate holder 622 and each measurement table 624 move in the same direction at substantially the same speed so that the facing state of the head base 688 and the downward scale 686 is always maintained.
  • four X linear encoder systems are configured by the four upward X heads 80x of the substrate holder 622 and the corresponding downward scale 686 (movable scale), and the substrate
  • the four upward Y heads 80y included in the holder 622 and the corresponding downward scale 686 (movable scale) constitute a four Y linear encoder system.
  • the main controller (not shown) obtains positional information of the substrate holder 622 in the XY plane with respect to the four measurement tables 624 in total. .
  • the main control device includes position information (first information) with respect to each measurement table 624 of the substrate holder 622, position information (second information) with respect to the optical surface plate 18a of each measurement table 624, and an upward head 80x in each measurement table 624, Based on the position information (third information) between 80y and the downward scale 686, the position information of the substrate holder 622 (substrate P) is obtained with reference to the optical surface plate 18a.
  • a liquid crystal exposure apparatus according to the seventh embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the seventh embodiment is substantially the same as that of the sixth embodiment except that the configuration of the substrate stage device 720 and its measurement system is different.
  • the elements having the same configurations or functions as those of the sixth embodiment will be described with the same reference numerals as those of the sixth embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the substrate stage device 720 includes a substrate measuring system 780 including a first moving body (here, a pair of substrate holders 722), a second moving body (here, a measurement table 624), and the like. ing.
  • the substrate holder 622 is formed in a rectangular frame shape surrounding the entire outer periphery of the substrate P, whereas a pair of substrate holders according to the seventh embodiment. 722 are physically separated from each other, and one substrate holder 722 sucks and holds the vicinity of the + X side end of the substrate P, and the other substrate holder 722 closes the ⁇ X side end of the substrate P. It differs in the point of adsorption holding.
  • the configuration and function of the substrate table 626 and the drive system (including the X coarse movement stage 628) for driving the substrate table 626 are the same as those in the sixth embodiment, and a description thereof will be omitted.
  • each substrate holder 722 has a suction pad 726 that sucks and holds the central portion of the substrate P in the Y-axis direction from the lower surface.
  • the -X side substrate holder 722 has a measurement plate 728 attached to the upper surface, and therefore the length in the Y-axis direction is set longer than the + X side substrate holder 722. Since the holding function, the position control operation of the substrate P, and the like are common to the pair of substrate holders 722, in this embodiment, the pair of substrate holders 722 will be described with the same reference numerals for convenience.
  • an index used for calibration or the like related to optical characteristics (scaling, shift, rotation, etc.) of the projection optical system 16 is formed on the measurement plate 728.
  • Each substrate holder 722 is made up of a corresponding Y by a 3DOF motor composed of a stator 730 (refer to FIG. 30) included in the Y mover 640 and a mover 732 (refer to FIG. 29) included in each substrate holder 722, respectively.
  • the mover 640 is slightly driven in the X, Y, and ⁇ z directions.
  • a combination of two X linear motors and one Y linear motor is used as the 3DOF motor, but the configuration of the 3DOF motor is not particularly limited and can be changed as appropriate.
  • each substrate holder 722 is independently driven by a 3DOF motor, but the operation of the substrate P itself is the same as in the sixth embodiment.
  • each substrate holder 722 is supported in a non-contact manner from below by an air guide 734 extending in the Y-axis direction (refer to FIG. 31 for the substrate holder 722 on the ⁇ X side).
  • the height position of the upper surface of the air guide 734 is set lower than the height position of the upper surface of the substrate table 626 and the air guide 652.
  • the length of the air guide 734 is set to be equal to (or somewhat longer than) the movable distance of the substrate holder 722 in the Y-axis direction.
  • the air guide 734 is also fixed to the stage main body 632 similarly to the air guide 652, and moves with a long stroke in the X-axis direction integrally with the stage main body 632. Note that the air guide 734 may be applied to the substrate stage device 620 of the sixth embodiment.
  • the substrate measurement system 780 according to the seventh embodiment is conceptually the substrate according to the sixth embodiment except that the arrangement of the heads on the substrate P side, the number and arrangement of the measurement tables 624 are different. This is almost the same as the measurement system 680 (see FIG. 26). That is, the substrate measurement system 780 obtains the position information of the first moving body (here, each substrate holder 722) with reference to the optical surface plate 18a via the measurement table 624. This will be specifically described below.
  • the configuration of the measurement table 624 included in the substrate measurement system 780 is the same as that of the sixth embodiment except for the arrangement.
  • the measurement table 624 is arranged on the + Y side and the ⁇ Y side of the projection optical system 16, whereas the measurement table according to the seventh embodiment is used.
  • the position of the table 624 in the Y-axis direction overlaps with the projection optical system 16, and one measurement table 624 (see FIG. 28) is the + X side of the projection optical system 16 and the other measurement.
  • a table 624 (not shown in FIG. 28) is arranged on the ⁇ X side of the projection optical system 16 (see FIG. 31).
  • the measurement table 624 is driven by the Y linear actuator 682 with a predetermined stroke in the Y-axis direction.
  • the position information of each measurement table 624 in the XY plane includes upward heads 80x and 80y (see FIG. 31) attached to the measurement table 624, and a corresponding downward scale 684 fixed to the lower surface of the optical surface plate 18a. are independently obtained by a main controller (not shown) using the encoder system configured by the above.
  • a downward scale 782 is fixed to the lower surfaces of the two measurement tables 624 (see FIG. 31). That is, in the sixth embodiment (see FIG. 27), one downward scale 686 is suspended and supported by two measurement tables 624, whereas in the seventh embodiment, one measurement table 624 is supported. One downward scale 782 is suspended and supported.
  • the downward scale 782 has a two-dimensional diffraction grating on its lower surface so that the measurement range in the X-axis direction of each substrate holder 722 is wider (longer) than the measurement range in the Y-axis direction.
  • the relative positional relationship between the upward heads 80x and 80y fixed to the measurement table 624 and the downward scale 782 is known.
  • a head base 784 is fixed to each substrate holder 722.
  • two upward X heads 80x and two upward Y heads 80y are attached so as to face the corresponding downward scale 782 (see FIG. 31). ). Since the position measurement operation of the substrate P during the position control of the substrate P in the seventh embodiment is substantially the same as that in the sixth embodiment, description thereof will be omitted.
  • a liquid crystal exposure apparatus according to the eighth embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the eighth embodiment is substantially the same as that of the sixth embodiment except that the configuration of the substrate stage device 820 and its measurement system is different.
  • the elements having the same configurations or functions as those of the sixth embodiment will be described with the same reference numerals as those of the sixth embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the substrate stage apparatus 820 of the eighth embodiment includes a first moving body (here, the substrate holder 822), a second moving body (here, the X coarse movement stage 628), a substrate measurement system 880, and the like.
  • the substrate holder 822 for holding the substrate P is formed in a rectangular frame shape surrounding the entire outer periphery of the substrate P, as in the sixth embodiment (see FIG. 26 and the like). . Since the drive system for driving the substrate holder 822 and the substrate table 626 is the same as that of the sixth embodiment, description thereof is omitted. Note that the substrate stage apparatus 820 of the eighth embodiment includes an air guide 734 that supports the substrate holder 822 from the lower side in a non-contact manner, as in the seventh embodiment (see FIG. 30).
  • the substrate measurement system 880 will be described.
  • the position information of the substrate holder 622 is obtained based on the optical surface plate 18a via the measurement table 624
  • the position information of the substrate holder 822 is obtained with reference to the optical surface plate 18a via the X coarse movement stage 628 for driving the substrate table 626 in the X-axis direction.
  • the substrate measurement system 880 is conceptually common with the substrate measurement system 250 (see FIG. 8 and the like) according to the second embodiment.
  • the X coarse movement stage 628 in the eighth embodiment is composed of a pair of flat plate (strip-shaped) members extending in the X-axis direction and disposed corresponding to the pair of base frames 634 (see FIG. 34). Since they are functionally the same, the same reference numerals as those of the X coarse movement stage 628 of the sixth embodiment are given for convenience.
  • an upward scale 882 is fixed to the upper surface of each of the pair of Y stators 638 fixed to the X coarse movement stage 628, as in the second embodiment (see FIG. 9). ing. Since the configuration and function of the upward scale 882 are the same as those of the upward scale 252 (see FIG. 9) of the second embodiment, description thereof is omitted here.
  • a pair of head bases 884 spaced in the Y-axis direction are fixed near the + X side and ⁇ X side ends of the substrate holder 822, respectively.
  • a total of four head bases 884 are each provided with one downward X head 74x, one downward Y head 74y, and one downward Z head 74z so as to face the upward scale 882 (see FIG. 34). (See FIG. 33). Since the configurations and functions of the X head 74x and the Y head 74y are the same as those of the X head 74x and the Y head 74y (see FIG. 3 respectively) of the first embodiment, the description thereof is omitted here.
  • a total of four downward X heads 74x and a corresponding upward scale 882 constitute four X linear encoder systems (see FIG. 35), and a total of four downward Y heads.
  • 74 Y and the corresponding upward scale 882 constitute four Y linear encoder systems (see FIG. 35).
  • the main control device uses the outputs of the four X linear encoder systems and the four Y linear encoder systems as appropriate to position information of the substrate holder 822 in the X axis direction, the Y axis direction, and the ⁇ z direction ( First information) is obtained with reference to the X coarse movement stage 628.
  • the configuration of the downward Z head 74z is not particularly limited, but a known laser displacement sensor or the like can be used.
  • the Z head 74z measures the amount of displacement of the head base 884 in the Z-axis direction using the lattice plane (reflecting surface) of the corresponding upward scale 882 (see FIG. 35).
  • the main controller (not shown) obtains displacement information in the Z tilt direction of the substrate holder 822 (that is, the substrate P) with respect to the X coarse movement stage 628 based on the outputs of the four Z heads 74z in total.
  • a pair of head bases 886 separated in the X-axis direction are fixed near the + Y side and ⁇ Y side ends of the Y stator 638, respectively.
  • Each of the eight head bases 886 is attached with one upward X head 80x, upward Y head 80y, and upward Z head 80z. Since the configurations and functions of the X head 80x and the Y head 80y are the same as those of the X head 80x and the Y head 80y (see FIG. 3 respectively) of the first embodiment, description thereof is omitted here.
  • Information (third information) relating to the relative positional relationship between the heads 80x, 80y, and 80z and the upward scale 882 described above is known.
  • One downward scale 888 is fixed to the lower surface of the optical surface plate 18a (see FIG. 32) corresponding to the pair of head bases 884 described above. That is, as shown in FIG. 35, a total of four downward scales 888 are fixed to the lower surface of the optical surface plate 18a. Since the configuration and function of the downward scale 888 are the same as the downward scale 254 (see FIG. 8) of the second embodiment, the description thereof is omitted here.
  • a total of eight upward X heads 80x and a corresponding downward scale 888 constitute eight X linear encoder systems (see FIG. 35), and a total of eight upward Y heads. Eight Y linear encoder systems (see FIG. 35) are configured by 80y and the corresponding downward scale 888.
  • the main control device (not shown) appropriately uses the outputs of the eight X linear encoder systems and the eight Y linear encoder systems to position the X coarse movement stage 628 in the X axis direction, the Y axis direction, and the ⁇ z direction.
  • Information (second information) is obtained based on the optical surface plate 18a.
  • the main controller (not shown) obtains displacement information in the Z tilt direction with respect to the optical surface plate 18a of the X coarse movement stage 628 based on the outputs of the eight Z heads 74z in total.
  • the position information of the substrate P is obtained with reference to the optical surface plate 18a via the X coarse movement stage 628 (based on the first to third information).
  • positional information in the Z tilt direction of the substrate P is also obtained with reference to the optical surface plate 18a via the X coarse movement stage 628.
  • the substrate stage apparatus 920 is a pair of substrate holders that are physically separated from each other as in the seventh embodiment (see FIG. 29). 922.
  • One substrate holder 922 holds the vicinity of the + X side end of the substrate P
  • the other substrate holder 922 holds the vicinity of the ⁇ X side end of the substrate P
  • the pair of substrate holders 922 includes a 3DOF motor. Is the same as in the seventh embodiment in that it is independently driven with respect to the X coarse movement stage 628.
  • the configuration and operation of the substrate measurement system 980 (see FIG. 38) according to the ninth embodiment are the same as those of the eighth embodiment except that the position information of each of the pair of substrate holders 922 is obtained independently. It is. That is, as shown in FIG. 36, a pair of head bases 884 that are spaced apart in the Y-axis direction are fixed to each substrate holder 922. Downward heads 74x, 74y, and 74z are attached to the head base 884 so as to face an upward scale 882 (see FIG. 37) fixed to the upper surface of the Y stator 638 (see FIG. 37). Since the configuration and operation of the position measurement system based on the optical surface plate 18a (see FIG. 28, etc.) of the X coarse movement stage 628 are the same as those in the seventh embodiment, description thereof will be omitted.
  • the substrate P is held by the substrate holder 922 in the vicinity of both ends in the X-axis direction, whereas as shown in FIG. In the embodiment, the substrate P is different in that only the vicinity of an end portion on one side (in this embodiment, ⁇ X side) in the X-axis direction is sucked and held by the substrate holder 922. Since the substrate holder 922 is the same as that of the ninth embodiment, description thereof is omitted here. Further, the configuration and operation of the substrate measurement system 1080 (see FIG. 41) according to the tenth embodiment are the same as those in the ninth embodiment, and thus the description thereof is omitted here.
  • the Y stator 638 is disposed only on the ⁇ X side of the substrate table 626.
  • the base frame 1024 is shorter than the substrate stage apparatus 920 (see FIG. 38) according to the ninth embodiment, and the overall structure is compact.
  • the connecting member 1022 that connects the Y stator 638 and the air guide 734 has rigidity in the X-axis direction, and the Y stator 638 presses or pulls the substrate table 626. (Push and pull) is possible.
  • the X guide 648 that supports the weight cancellation device 42 is fixed on the lower base 18c, but is not limited thereto, and is physically separated from the device body 18. You may install on the floor F in the state which carried out.
  • the substrate P is placed on one side ( ⁇ X side in this embodiment) in the X-axis direction, as in the tenth embodiment (see FIG. 41 and the like). Only the vicinity of the end is held by the substrate holder 1122 (see FIG. 47).
  • the width of the substrate holder 1122 (X-axis direction) is set to be somewhat longer than that of the substrate holder 922 (see FIG. 39) according to the tenth embodiment. .
  • the substrate holder 1122 is supported by the air guide 1124 in a non-contact manner from below.
  • the configuration and function of the air guide 1124 are substantially the same as those of the air guide 734 (see FIG. 30 and the like) according to the seventh to tenth embodiments, but in the X-axis direction corresponding to the substrate holder 1122. The difference is that the dimensions are set somewhat longer.
  • the substrate measurement system 1180 obtains positional information of the substrate holder 1122 with reference to the optical surface plate 18a via the X coarse movement stage 628, as described in the tenth embodiment (FIG. 41). (See FIG. 45), but the arrangement of the upward scale 882 and the downward heads 74x and 74y (see FIG. 45) is different.
  • the upward scale 882 is fixed to an air guide 1124 that supports the substrate holder 1122 in a floating manner.
  • the height position of the upper surface (guide surface) of the air guide 1124 and the height position of the lattice surface (measurement surface) of the upward scale 882 are set to be substantially the same. Since the air guide 1124 is fixed to the stage main body 632, the upward scale 882 moves with respect to the substrate P so that the position in the XY plane is within a predetermined range.
  • the substrate holder 1122 is formed with a recessed portion that opens downward, and a pair of downward heads 74x, 74y, and 74z (see FIG. 45) are attached to the recessed portion so as to face the upward scale 882, respectively. Yes. Since the position measuring operation of the substrate holder 1122 is the same as that of the tenth embodiment, the description thereof is omitted.
  • the head base 886 (see FIG. 41, etc.) is fixed to the Y stator 638, whereas in the eleventh embodiment, as shown in FIG. A head base 886 is fixed to the air guide 1124. A pair of head bases 886 are arranged in the vicinity of both ends of the air guide 1124 in the longitudinal direction. Since the position measuring operation of the X coarse movement stage 628 using the downward scale 888 fixed to the optical surface plate 18a (see FIG. 44) is the same as that of the tenth embodiment, the description thereof is omitted.
  • the position information of the substrate holder 1122 is obtained based on the optical surface plate 18a via the air guide 1124. Since the air guide 1124 is fixed to the stage main body 632, the air guide 1124 is hardly affected by disturbance and can improve the exposure accuracy. Further, as compared with the tenth embodiment and the like, the positions of the upward scale 882 and the downward scale 888 approach the center position of the projection optical system 16, so the error is reduced and the exposure accuracy can be improved.
  • a liquid crystal exposure apparatus according to the twelfth embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the twelfth embodiment is substantially the same as that of the seventh embodiment except that the configuration of the substrate stage apparatus 1220 and its measurement system is different.
  • the elements having the same configurations or functions as those of the seventh embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the seventh embodiment, and description thereof is omitted as appropriate.
  • the substrate P is held in the vicinity of both ends in the X-axis direction by a pair of substrate holders 722 that move with a long stroke in the Y-axis direction.
  • the substrate P has a point that the vicinity of both ends in the Y-axis direction is held by a pair of substrate holders 1222 that move in the X-axis direction with a long stroke.
  • the substrate stage apparatus 1220 during the scan exposure operation, only the pair of substrate holders 1222 are driven in the X-axis direction with respect to the projection optical system 16 (see FIG. 48), thereby performing the scan exposure operation on the substrate P. .
  • the substrate stage apparatus 1220 has a structure in which the substrate stage apparatus 720 (see FIG. 31 and the like) according to the seventh embodiment is rotated 90 ° around the Z axis with respect to the projection optical system 16. .
  • the configuration of the substrate stage apparatus 1220 will be described.
  • three surface plates 1224 extending in the Y-axis direction are fixed on the undercarriage portion 18c at predetermined intervals in the X-axis direction.
  • a weight canceling device 42 is placed via a linear guide device 1226.
  • a Z actuator 1228 is placed on the + X side and ⁇ X side surface plates 1224 via a linear guide device 1226.
  • the point that the weight cancellation device 42 supports the substrate table 626 (see FIG. 48 respectively) from below via the stage main body 632 is the same as in the sixth embodiment (see FIG. 23 and the like).
  • the Y coarse movement stage 1230 is mounted on a pair of base frames 1232 extending in the Y-axis direction, and is driven with a long stroke in the Y-axis direction by a Y linear actuator (not shown). .
  • the weight canceling device 42 and the two Z actuators 1228 are connected to the Y coarse moving stage 1230 by a connecting member 46 (see FIG. 48). Moves integrally in the Y-axis direction.
  • the stage main body 632 is also connected to the Y coarse movement stage 1230 by the connecting member 46 (see FIG. 48), and moves integrally with the Y coarse movement stage 1230 in the Y-axis direction. Near both ends of the Y coarse movement stage 1230 in the Y-axis direction, a stator 1234 extending in the X-axis direction is attached.
  • air guides 1236 are arranged corresponding to the pair of substrate holders 1222 (see FIG. 53), respectively.
  • the air guide 1236 is fixed to the stage main body 632 via a support member 1238 (see FIG. 48).
  • the Z position on the upper surface of the air guide 1236 is set to a position lower than the Z position on the upper surface of the substrate table 626.
  • a plurality (four in this embodiment) of air guides 1240 for supporting the substrate P from below are arranged on the + X side and the ⁇ X side of the substrate table 626.
  • the Z position of the upper surface of the air guide 1240 is set to be substantially the same as the Z position of the upper surface of the substrate table 626.
  • the air guide 1240 supports the substrate P from below in cooperation with the substrate table 626 when the substrate P moves relative to the substrate table 626 in the X-axis direction, such as during a scan exposure operation (see FIG. 54).
  • air guides 1242 are arranged corresponding to the pair of substrate holders 1222, respectively.
  • the air guide 1242 is a member similar to the air guide 1236 described above, and the Z position of the upper surface thereof is set to be substantially the same as the air guide 1236.
  • the air guide 1242 supports the substrate holder 1222 from below when the substrate holder 1222 moves relative to the substrate table 626 in the X-axis direction in cooperation with the air guide 1236 (see FIG. 54).
  • the air guides 1240 and 1242 are placed on the Z actuator 1228 (see FIG. 50) described above via a common base member. Since the Z actuator 1228 and the weight canceling device 42 (see FIG. 50) integrally move in the Y-axis direction, the air guides 1240, 1242, 1236, and the substrate table 626 move integrally in the Y-axis direction. .
  • the pair of substrate holders 1222 are arranged with the central portion (center of gravity position) of the substrate P interposed therebetween, and the lower surface of the substrate P is sucked and held using the suction pad 1244.
  • a movable element 1246 constituting a 2DOF motor is attached to each substrate holder 1222 in cooperation with the above-described stator 1234 (see FIG. 51).
  • the main controller (not shown) drives each substrate holder 1222 with a long stroke in the X-axis direction with respect to the substrate table 626 (see FIG. 52) via the corresponding 2DOF motor.
  • a thrust in the Y-axis direction is applied to the substrate holder 1222 so that the positional relationship in the Y-axis direction with the moving stage 1230 (see FIG. 51) falls within a predetermined range.
  • the pair of substrate holders 1222 are driven on the air guides 1236 and 1242 by the 2DOF motor in the X-axis direction during a scanning exposure operation or the like.
  • the scanning exposure operation for the substrate P is performed.
  • a system including a pair of substrate holders 1222 and a substrate table 626 (substrate table 626, Y coarse movement stage 1230, stator 1234, air guides 1236, 1240, 1242, etc.) is integrated with Y. Move in the axial direction.
  • the board measurement system 1280 is conceptually similar to the board measurement system 70 (see FIG. 4) according to the first embodiment. That is, a pair of downward heads 74x and 74y (see FIG. 49 respectively) are attached to members (each of the pair of substrate holders 1222 in this embodiment) holding the substrate P via a head base 1282, and the downward heads 74x and 74y are , Opposite a corresponding upward scale 1284 attached to the upper surface of the stator 1234.
  • the main controller (not shown) appropriately uses the outputs of the two X linear encoder systems and the two Y linear encoder systems, and uses the X axis direction, the Y axis direction, and the ⁇ z direction with respect to the Y coarse movement stage 1230 of each substrate holder 1222.
  • Direction position information (first information) is obtained independently.
  • a head base 1286 is fixed to the central portion of the stator 1234 in the longitudinal direction.
  • a pair of upward heads 80x and 80y are attached to the head base 1286, and the upward heads 80x and 80y are respectively provided with a corresponding downward scale 1288 fixed to the lower surface of the optical surface plate 18a (see FIG. 48) and an X linear encoder system.
  • the Y linear encoder system is configured.
  • the positional relationship (third information) between the upward scale 1284 and the upward heads 80x and 80y is known.
  • a main controller (not shown) obtains position information (second information) of the Y coarse movement stage 1230 in the horizontal plane by appropriately using outputs of the four X linear encoder systems and the four Y linear encoder systems.
  • a liquid crystal exposure apparatus according to a thirteenth embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the thirteenth embodiment is substantially the same as that of the twelfth embodiment except that the configuration of the substrate stage apparatus 1320 and its measurement system is different.
  • the elements having the same configuration or function as those of the twelfth embodiment will be denoted by the same reference numerals as those of the twelfth embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the substrate P has a pair of portions near both ends in the Y-axis direction as shown in FIG. It is held by the substrate holder 1322.
  • the pair of substrate holders 1322 is driven by the 2DOF motor with a long stroke in the X-axis direction, and is slightly driven in the Y-axis and ⁇ z directions as in the twelfth embodiment.
  • the substrate holder 1222 includes an air guide 1236 and a pair of air guides 1242 (each of which is separated from each other) according to the position in the X-axis direction.
  • the substrate holder 1322 according to the thirteenth embodiment is set to a length that can cover the entire movable region in the X-axis direction. It is supported from below by a single air guide 1324. As shown in FIG. 55, the air guide 1324 is connected to the stage main body 632 and can move in the Y-axis direction integrally with the substrate table 626.
  • the substrate measurement system 1380 has a structure in which the substrate measurement system 1180 (see FIG. 44 and the like) according to the eleventh embodiment is rotated by 90 ° around the Z axis. That is, in the thirteenth embodiment, an upward scale 1382 is fixed to the upper surface of the air guide 1324 as shown in FIG. In the eleventh embodiment, the upward scale 882 (see FIG. 46 and the like) has a wider measurement range of position information regarding the Y-axis direction than the X-axis direction (so that the Y-axis direction becomes the longitudinal direction). In contrast to the arrangement, the upward scale 1382 of this embodiment is arranged so that the measurement range of the position information in the X-axis direction is wider than the Y-axis direction (the X-axis direction is the longitudinal direction). Yes.
  • the substrate holder 1322 is formed with a recessed portion opened downward like the substrate holder 1122 (see FIG. 44, etc.) according to the eleventh embodiment, and the substrate holder 1322 faces downward in the recessed portion.
  • a pair of heads 74x, 74y, and 74z are attached so as to face the upward scale 1382 (see FIG. 58).
  • a head base 1384 is fixed in the vicinity of both ends of the air guide 1324 in the longitudinal direction, and each head base 1384 has two upward heads 80x, 80y, and 80z, respectively. It is attached so as to face the corresponding downward scale 1386 fixed to the lower surface of the surface plate 18a (see FIG. 55).
  • the position information of the substrate P (a pair of substrate holders 1322) is also displayed on the substrate measurement system 1380 according to the thirteenth embodiment. It is obtained with reference to the optical surface plate 18a via the coarse movement stage 1230.
  • a liquid crystal exposure apparatus according to the fourteenth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the fourteenth embodiment is substantially the same as that of the thirteenth embodiment except that the configuration of the substrate stage apparatus 1420 and its measurement system is different.
  • the elements having the same configurations or functions as those of the thirteenth embodiment will be described with the same reference numerals as those of the thirteenth embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the substrate P is held by the substrate holder 1322 in the vicinity of both ends in the Y-axis direction, whereas as shown in FIG. In the embodiment, the substrate P is different in that only the vicinity of the end on one side (in the present embodiment, + Y side) in the Y-axis direction is sucked and held by the substrate holder 1422.
  • the substrate holder 1422 is the same as that of the twelfth embodiment except that it is driven by a 3DOF motor with respect to the stator 1424. Therefore, the description thereof is omitted here.
  • the connecting member 1426 that connects the stator 1424 and the air guide 1324 has rigidity in the Y-axis direction, and the stator 1424 can press or pull (push and pull) the substrate table 626. Yes. Since the configuration and operation of the substrate measurement system 1480 according to the fourteenth embodiment are the same as those of the thirteenth embodiment, description thereof is omitted here.
  • ⁇ 15th Embodiment a liquid crystal exposure apparatus according to the fifteenth embodiment will be described with reference to FIGS. Since the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the fifteenth embodiment is substantially the same as that of the first or sixth embodiment except that the configuration of the substrate stage apparatus 1520 is different, only the differences will be described below. Elements having the same configuration or function as those of the first or sixth embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first or sixth embodiment, and description thereof is omitted as appropriate.
  • the substrate stage device 1520 includes a first moving body (here, the substrate holder 1522) and a second moving body (here, the Y coarse movement stage 24).
  • the substrate holder 1522 is formed in a rectangular frame shape (frame shape) in plan view, like the substrate holder 622 of the sixth embodiment (see FIG. 26 and the like), and the substrate P is The substrate holder 1522 is disposed in the opening.
  • the substrate holder 1522 has four suction pads 1524 and sucks and holds the vicinity of the center of each of the four sides of the substrate P from below.
  • the exposure area including the central portion is non-contact supported by the substrate table 626 from below as shown in FIG.
  • the substrate table 626 performs flattening of the substrate P in a non-contact state as in the sixth embodiment (see FIG. 26 and the like).
  • a stage main body 632 (see FIG. 23) is fixed to the lower surface of the substrate table 626 as in the sixth embodiment.
  • the stage body 632 (not shown) is connected to the X coarse movement stage 26 via a plurality of connecting members 1526 in a state in which relative movement in the Z tilt direction is allowed.
  • the substrate table 626 moves with a long stroke integrally with the X coarse movement stage 26 in the X-axis and Y-axis directions. Since the configurations and operations of the X coarse movement stage 26, the Y coarse movement stage 24, and the like are substantially the same as those in the first embodiment (see FIG. 4 and the like), description thereof will be omitted.
  • the table member 1528 protrudes from the stage main body 632 (not shown in FIG. 63; see FIG. 23) in a total of four directions including the ⁇ Y direction and the ⁇ X direction.
  • the substrate holder 1522 is placed on the four table members 1528 in a non-contact state via air bearings (not shown).
  • the substrate holder 1522 includes a plurality of linear elements configured by a plurality of movers 1530 (see FIG. 62) attached to the substrate holder 1522 and a plurality of stators 1532 (see FIG. 63) attached to the stage main body 632.
  • the motor is driven with respect to the substrate table 626 with a slight stroke in the X-axis, Y-axis, and ⁇ z directions.
  • the substrate holder 622 of the sixth embodiment is separated from the substrate table 626 and can be relatively moved with a long stroke in the Y-axis direction (see FIG. 27).
  • the illustrated main controller uses the plurality of linear motors so that the positions of the substrate holder 1522 and the substrate table 626 are within a predetermined range in the X-axis and Y-axis directions. Then, a thrust is applied to the substrate holder 1522. Accordingly, the entire exposure area of the substrate P is always supported from below by the substrate table 626.
  • the substrate measurement system 1580 is conceptually substantially the same as the substrate measurement system 70 according to the first embodiment, and position information in the horizontal plane of the substrate holder 1522 is optically determined via the Y coarse movement stage 24. It is determined based on the board 18a (see FIG. 1 etc.).
  • a pair of head bases 88 is fixed to the substrate holder 1522, and two downward X heads 74 x and two downward Y heads 74 y are attached to each head base 88. (See FIG. 62).
  • a pair of scale bases 84 are attached to the Y coarse movement stage 24 via arm members 86, and the upper surfaces of the scale bases 84 extend in the X-axis direction ( The upward scale 72 is fixed (the measurable range in the X-axis direction is longer than the measurable range in the Y-axis direction).
  • Position information of the substrate holder 1522 with respect to the Y coarse movement stage 24 is obtained by an encoder system including the heads 74x and 74y and the scale 72 corresponding thereto.
  • a head base 96 is fixed to each of the pair of scale bases 84 attached to the Y coarse movement stage 24.
  • Each head base 96 has two upward X heads 80x and two upward Y heads 80y. It is attached (see FIG. 63).
  • the lower surface of the optical surface plate 18a extends in the Y-axis direction corresponding to each head base 96 (the measurable range in the Y-axis direction is longer than the measurable range in the X-axis direction).
  • a scale 78 (see FIG. 60) is fixed. Position information of the Y coarse movement stage 24 with respect to the optical surface plate 18a is obtained by an encoder system constituted by the heads 80x and 80y and the scale 78 corresponding thereto.
  • a liquid crystal exposure apparatus according to the sixteenth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the sixteenth embodiment is substantially the same as that of the sixth or fifteenth embodiment except that the configuration of the substrate stage device 1620 and its measurement system is different. Only the points will be described, and elements having the same configuration or function as those of the sixth or fifteenth embodiment will be denoted by the same reference numerals as those of the sixth or fifteenth embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the configurations (including the drive system) of the substrate holder 1522 and the substrate table 626 included in the substrate stage device 1620 according to the sixteenth embodiment are substantially the same as those of the fifteenth embodiment (see FIG. 60 and the like).
  • the substrate measurement system 1580 (see FIG. 60, etc.) of the fifteenth embodiment determines the position information of the substrate holder 1522 with reference to the optical surface plate 18a via the Y coarse movement stage 24 (that is, the first embodiment).
  • the substrate measurement system 1680 according to the sixteenth embodiment uses the position information of the substrate holder 1522 as in the sixth embodiment. The difference is that the optical table 18a is obtained as a reference via the measurement table 624.
  • a pair of head bases 688 are fixed to the substrate holder 1522 according to the sixteenth embodiment, as in the sixth embodiment (see FIG. 24), and each head base 688 has an upward X
  • Two heads 80x and two upward Y heads 80y are attached.
  • a measurement table 624 is attached to the lower surface of the optical surface plate 18a so as to correspond to the pair of head bases 688 so that the position in the Y-axis direction with respect to the substrate holder 1522 is within a predetermined range.
  • the position information of the substrate holder 1522 is obtained by a linear encoder system including the heads 80x and 80y and a downward scale 686 fixed to the lower surface of the corresponding measurement table 624 and extending in the X-axis direction.
  • the position information of the measurement table 624 includes an upward X head 80x and an upward Y head 80y attached to the measurement table 624, and a downward scale 684 that is fixed to the lower surface of the optical surface plate 18a and extends in the Y-axis direction. Required by a linear encoder system.
  • a liquid crystal exposure apparatus according to the seventeenth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the seventeenth embodiment is substantially the same as that of the fifteenth or sixteenth embodiment except that the configuration of the substrate stage apparatus 1720 and its measurement system is different. Only the points will be described, and elements having the same configuration or function as those of the fifteenth or sixteenth embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the fifteenth or sixteenth embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the configurations (including the drive system) of the substrate holder 1522, the substrate table 626, and the like included in the substrate stage apparatus 1720 according to the seventeenth embodiment are substantially the same as those in the fifteenth embodiment (see FIG. 60 and the like).
  • the substrate measurement system 1580 (see FIG. 60, etc.) of the fifteenth embodiment determines the position information of the substrate holder 1522 with reference to the optical surface plate 18a via the Y coarse movement stage 24 (that is, the first embodiment).
  • the substrate measurement system 1780 according to the seventeenth embodiment includes the positional information of the substrate holder 1522, the Y coarse movement stage 24, and the measurement table 1782. The point which is calculated
  • the scale base 1784 is fixed to the Y coarse movement stage 24 via the arm member 86 as in the fifteenth embodiment (see FIG. 63 and the like). Yes.
  • one scale base 1784 is disposed on each of the + Y side and the ⁇ Y side of the substrate holder 1522 as in the fifteenth embodiment.
  • a measurement table 1782 is also shown, but one is arranged on each of the + Y side and the ⁇ Y side of the projection optical system 16 corresponding to the scale base 1784.
  • an upward scale 1786 used for position measurement of the substrate holder 1522 and an upward scale 1788 used for position measurement of the measurement table 1782 are attached at predetermined intervals in the Y-axis direction.
  • the upward scales 1786 and 1788 have a two-dimensional diffraction grating on the upper surface so that the measurement range of the position information in the X-axis direction is wider than the Y-axis direction (so that the X-axis direction is the longitudinal direction). Yes.
  • the positional relationship between the upward scale 1786 and the upward scale 1788 is assumed to be known. Note that the pitch of the two-dimensional diffraction gratings formed on the upward scales 1786 and 1788 may be the same or different.
  • the scale base 1784 may have a single wide upward scale that serves both for the position measurement of the substrate holder 1522 and for the position measurement of the measurement table 1782, instead of the two upward scales 1786 and 1788. .
  • two downward heads 74x and 74y are attached to the substrate holder 1522 via the head base 88, respectively.
  • the position information of the substrate holder 1522 in the XY plane with respect to the Y coarse movement stage 24 is obtained by the encoder system constituted by the downward heads 74x and 74y and the corresponding upward scale 1786, in the fifteenth embodiment ( That is, since it is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.
  • the measurement table 1782 is driven with a predetermined stroke in the Y-axis direction by the Y linear actuator 682, similarly to the measurement table 624 of the sixteenth embodiment (see FIG. 64). As in the sixteenth embodiment, two upward heads 80x and 80y are attached to the measurement table 1782, respectively.
  • the point that the position information of the measurement table 1782 in the XY plane with respect to the optical surface plate 18a is obtained by the encoder system constituted by the upward heads 80x and 80y and the corresponding downward scale 984 is that in the sixteenth embodiment (ie, Since this is the same as in the sixth embodiment, the description thereof is omitted.
  • the position information of the Y coarse movement stage 24 in the XY plane is obtained with reference to the optical surface plate 18a via the measurement table 1782.
  • the measurement system for obtaining the position information of the Y coarse movement stage 24 is conceptually the same as the measurement system (encoder system) for obtaining the position information of the substrate holder 1522 with respect to the Y coarse movement stage 24.
  • two downward X heads 74 x and two downward Y heads 74 y are attached to the measurement table 1782, and the measurement table is measured by an encoder system including the downward heads 74 x and 74 and the upward scale 1788.
  • Position information in the XY plane of the Y coarse movement stage 24 with respect to 1782 is obtained.
  • the main controller (not shown) is based on the position information of the measurement table 1782 with respect to the optical surface plate 18a, the position information of the Y coarse movement stage 24 with respect to the measurement table 1782, and the position information of the substrate holder 1522 with respect to the Y coarse movement stage 24.
  • the position information of the substrate holder 1522 is obtained with reference to the optical surface plate 18a.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the eighteenth embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except that the configuration of the substrate stage apparatus 1820 and its measurement system is different.
  • the elements having the same configurations or functions as those of the first embodiment will be described with the same reference numerals as those of the first embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the upward scale 72 for obtaining the position information of the fine movement stage 22 and the upward heads 80x and 80y for obtaining the position information of the upward scale 72 are respectively Y coarse movements.
  • the upward scale 72 and the upward heads 80x and 80y are attached to the Y step guide 44 provided in the self-weight support device 28. It is different in that it is fixed.
  • the upward scale 72 is fixed to the upper surface of the scale base 84.
  • one scale base 84 is disposed on each of the fine movement stage 22 on the + Y side and the ⁇ Y side.
  • the scale base 84 is fixed to the Y step guide 44 via an arm member 1886 formed in an L shape when viewed from the X-axis direction. Therefore, the scale base 84 (and the upward scale 72) is movable with a predetermined long stroke in the Y-axis direction integrally with the Y step guide 44 and the Y coarse movement stage 24.
  • the Y step guide 44 is disposed between the pair of X beams 36 included in the Y coarse movement stage 24 (the Z position of the X beam 36 and the Z position of the Y step guide 44 partially overlap each other). For this reason, the X beam 36 is formed with a through hole 45 for allowing the arm member 1886 to pass therethrough (to prevent contact between the arm member 86 and the X beam 36).
  • the coarse movement stage measurement system 82 actually measures the position information of the Y step guide 44, which is different from the first embodiment.
  • the substrate measurement system 1870 of the present embodiment obtains the positional information of the fine movement stage 22 (substrate P) with reference to the optical surface plate 18 a via the Y step guide 44.
  • the upward scale 72 is fixed to the Y step guide 44 that supports the fine movement stage 22 (included in the same system as the fine movement stage 22), compared to the first embodiment.
  • the influence of the operations of the coarse movement stages 24 and 26 can be suppressed, and the position measurement accuracy of the fine movement stage 22 can be further improved.
  • FIGS. 1-10 a liquid crystal exposure apparatus according to a nineteenth embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the configuration of the liquid crystal exposure apparatus according to the nineteenth embodiment is substantially the same as that of the eighteenth embodiment except that the configuration of the apparatus main body 1918 and the substrate measurement system 1970 (see FIG. 70) is different. Only the differences will be described, and elements having the same configuration or function as those in the eighteenth embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the eighteenth embodiment, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the apparatus main body 18 is configured such that the optical surface plate 18a, the middle gantry 18b, and the lower gantry 18c are integrally assembled with the floor via the vibration isolator 19.
  • the apparatus main body 1918 has a portion that supports the projection optical system 16 (hereinafter referred to as a “first portion”) as shown in FIG. ) And a portion that supports the Y step guide 44 (hereinafter referred to as a “second portion”) are installed on the floor F in a state of being physically separated from each other.
  • the first portion of the apparatus main body 1918 that supports the projection optical system 16 includes an optical surface plate 18a, a pair of middle frame portions 18b, and a pair of first lower frame portions 18d. It is formed in a gate shape (inverted U shape).
  • the first part is installed on the floor F via a plurality of vibration isolation devices 19.
  • the second part of the apparatus main body 1918 that supports the Y step guide 44 includes a second lower mount part 18e.
  • the second lower frame 18e is made of a flat plate-like member and is inserted between the pair of first lower frames 18d.
  • the second undercarriage 18e is installed on the floor F via a plurality of vibration isolation devices 19 different from the plurality of vibration isolation devices 19 that support the first part.
  • a gap is formed between the pair of first lower frame 18d and second lower frame 18e, and the first part and the second part are vibrationally separated (insulated). .
  • the point that the Y step guide 44 is placed on the second undercarriage 18e via the mechanical linear guide device 52 is the same as in the eighteenth embodiment.
  • the pair of base frames 30 includes a second lower base 18e, and is installed on the floor F in a state of being vibrationally separated from the apparatus main body 218.
  • the Y coarse movement stage 24 and the X coarse movement stage 26 are placed on the pair of base frames 30, and the fine movement stage 22 is placed on the Y step guide 44 via the self-weight support device 28. The point is the same as in the eighteenth embodiment.
  • the configuration and operation of the substrate measurement system 1970 according to the nineteenth embodiment will be described. Since the configuration and operation of the substrate stage apparatus 1920 excluding the measurement system are the same as those in the eighteenth embodiment, the description thereof is omitted.
  • FIG. 70 shows a conceptual diagram of a substrate measurement system 1970 according to the nineteenth embodiment.
  • the configuration of the fine movement stage measurement system 76 (see FIG. 6) for obtaining positional information in the XY plane of the fine movement stage 22 (actually the substrate holder 32) is the 18th (first). Since this is the same as the embodiment, the description is omitted.
  • the configuration of the Z tilt position measurement system 1998 for obtaining position information in a direction intersecting the horizontal plane of the substrate holder 32 is the above-described eighteenth (first) implementation. Different from form.
  • the Z tilt position measurement system 1998 obtains position information of the substrate holder 32 in the Z tilt direction via the Y coarse movement stage 24 as in the fine movement stage measurement system 76. (See FIG. 69).
  • each of the head bases 1988 fixed to the side surfaces of the substrate holder 32 on the + Y side and the ⁇ Y side includes two downward X heads 74x and two downward Y heads 74y.
  • Two downward Z heads 74z are mounted apart from each other in the X-axis direction (see FIG. 70).
  • a known laser displacement meter that irradiates a measurement beam to the upward scale 72 is used as the downward Z head 74z.
  • the main controller (not shown) obtains displacement amount information in the Z tilt direction of the fine movement stage 22 with respect to the Y coarse movement stage 24 based on the outputs of the four downward Z heads 74z (see FIG. 9) in total.
  • each of the pair of scale bases 84 fixed to the side surfaces of the Y step guide 44 on the + Y side and the ⁇ Y side is similar to the head base 96 of the first embodiment (see FIG. 4).
  • Two 1996 are fixed.
  • one upward Z head 80 z is attached to the head base 1996 together with two upward X heads 84 x and two upward Y heads 80 y.
  • the upward Z head 80z uses the same laser displacement meter as the downward Z head 74z, but the types of the Z heads 74z and 80z may be different.
  • the main control device (not shown) has displacement information in the Z tilt direction with respect to the optical surface plate 18a (see FIG. 69) of the Y coarse movement stage 24 based on the outputs of the four upward Z heads 80z (see FIG. 70) in total. Ask for.
  • the position information of the substrate P in the Z tilt direction can be obtained with reference to the optical surface plate 18a (that is, the projection optical system 16). Together with the position information, the position information of the substrate P in the Z tilt direction can be obtained with high accuracy. That is, as disclosed in International Publication No. 2015/147319 as an example, when the position information of the substrate P in the Z tilt direction is obtained based on the weight cancellation device 42, the weight cancellation device 42 is placed on the Y step guide 44. Therefore, there is a possibility that an error occurs in the position measurement of the substrate P due to vibration or the like when the Y step guide 44 moves.
  • the position information of the Y step guide 44 is always measured with reference to the optical surface plate 18a. Even if the position information of the substrate P is measured via the position 44, the position shift of the Y step guide 44 is not reflected in the measurement result of the substrate P. Therefore, the position information of the substrate P can be measured with high accuracy.
  • the second part (second lower mount part 18e) of the apparatus main body 1980 that supports the Y step guide 44 is vibrationally separated from the first part that supports the projection optical system 16,
  • the influence on the projection optical system 16 such as vibration and deformation caused by the movement can be suppressed.
  • the exposure accuracy can be improved.
  • the substrate measurement system (substrate measurement systems 70, 270, etc.) in each of the above embodiments is used to measure the position of a moving body that holds an object (substrate P in each of the above embodiments) regardless of the configuration of the substrate stage apparatus.
  • the substrate according to the sixth embodiment is different from the substrate stage apparatus including the substrate holder of the type that holds and holds almost the entire surface of the substrate P, such as the substrate holder 32 according to the first to fifth embodiments.
  • a measurement system having the same configuration as the measurement system according to each of the above embodiments may be applied to a measurement object other than the substrate P.
  • the substrate A measurement system having the same configuration as the measurement system 70 or the like may be used.
  • the measurement system according to each of the embodiments described above is suitable for a measurement system of a mask stage apparatus that is disclosed in International Publication No. 2010/131485, in which a mask is stepped with a long stroke in a direction orthogonal to the scan direction. Can be used.
  • the arrangement of the encoder head and the scale may be reversed. That is, in the X linear encoder and the Y linear encoder for obtaining the position information of the substrate holder, a scale may be attached to the substrate holder, and an encoder head may be attached to the coarse movement stage or the measurement table. In that case, it is preferable that a plurality of scales attached to the coarse movement stage or the measurement table are arranged, for example, along the X-axis direction and can be switched to each other.
  • a scale may be attached to the measurement table, and an encoder head may be attached to the optical surface plate 18a.
  • an encoder head may be attached to the optical surface plate 18a.
  • a plurality of encoder heads attached to the optical surface plate 18a are arranged, for example, along the Y-axis direction and can be switched to each other.
  • one or more scales extending in the X-axis direction are fixed on the substrate stage apparatus side, and one or more scales extending in the Y-axis direction are fixed on the apparatus main body 18 side.
  • the present invention is not limited to this, and one or more scales extending in the Y-axis direction may be fixed to the substrate stage apparatus side, and one or more scales extending in the X-axis direction may be fixed to the apparatus main body 18 side.
  • the coarse movement stage or the measurement table is driven in the X-axis direction during the movement of the substrate holder in the exposure operation of the substrate P or the like.
  • the measurement table and its drive system are configured to be provided on the lower surface of the upper base 18a of the apparatus body 18, but may be provided on the lower base 18c and the middle base 18b.
  • the present invention is not limited to this, and an X scale and a Y scale may be independently formed on the surface of each scale. In this case, the lengths of the X scale and the Y scale may be different from each other in the scale. Moreover, you may make it arrange
  • the diffraction interference type encoder system is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and other encoders such as a so-called pickup type and magnetic type can also be used, for example, US Pat. No. 6,639,686. A so-called scan encoder disclosed in the above can also be used.
  • the substrate measurement system is configured by the Z / tilt position measurement system and the encoder system.
  • the substrate measurement system may be configured only by the encoder system.
  • At least one head arranged away from the measurement table 1782 in the X-axis direction may be provided apart from the pair of measurement tables 1782.
  • the same movable head unit as the measurement table 1782 is provided on the ⁇ Y side with respect to a mark detection system (alignment system) that is arranged away from the projection optical system 16 in the X-axis direction and detects an alignment mark on the substrate P.
  • the positional information of the Y coarse movement stage 24 may be measured using a pair of head units arranged on the ⁇ Y side of the mark detection system in the detection operation of the substrate mark.
  • the positional information of the Y coarse movement stage 24 by the substrate measurement system can be continued, and the degree of freedom in designing the exposure apparatus, such as the position of the mark detection system, can be increased.
  • the position information of the Y coarse movement stage 24 by the substrate measurement system is also used in the detection operation of the Z position of the substrate. Can be measured.
  • the substrate measurement system may be arranged in the vicinity of the projection optical system 16 and the position information of the Y coarse movement stage 24 may be measured by the pair of measurement tables 1782 in the detection operation of the Z position of the substrate. Further, in this embodiment, when the Y coarse movement stage 24 is arranged at the substrate exchange position set apart from the projection optical system 16, the measurement beams are scaled by the scales 1788 (or 684) at all the heads of the pair of measurement tables 1782. ).
  • At least one head facing at least one of the plurality of scales 1788 (or 684) of the Y coarse movement stage 24 arranged at the substrate exchange position is provided, and the substrate Even in the exchange operation, the position information of the Y coarse movement stage 24 may be measured by the substrate measurement system.
  • the Y coarse movement stage 24 reaches the substrate replacement position, in other words, before at least one head arranged at the substrate replacement position faces the scale 1788 (or 684), the pair of measurement tables 1782 When the measurement beams are deviated from the scale 1788 (or 684) in all the heads, at least one head is additionally arranged in the middle of the movement path of the Y coarse movement stage 24, and the position information of the substrate holder 32 by the substrate measurement system is displayed. Measurement may be continued.
  • the aforementioned XZ head may be used instead of each X head 74x
  • the aforementioned YZ head may be used instead of each Y head 74y.
  • rotation ( ⁇ z) and inclination (at least one of ⁇ x and ⁇ y) of the plurality of heads 74x and 74y It is good also as measuring the positional information regarding at least one of these.
  • a lattice is formed on the surface (the surface is a lattice surface).
  • the surface is a lattice surface.
  • a cover member glass or thin film covering the lattice is provided, and the lattice surface is used as the inside of the scale. Also good.
  • each pair of the X head 80x and the Y head 80y is provided on the measurement table 1782 together with the head for measuring the position of the Y coarse movement stage 24 has been described.
  • the pair of X head 80x and Y head 80y may be provided in a head for measuring the position of the Y coarse movement stage 24 without using the measurement table 1782.
  • the measurement direction in the XY plane of each head included in the substrate encoder system is the X-axis direction or the Y-axis direction
  • a two-dimensional lattice having a periodic direction in two directions (referred to as ⁇ direction and ⁇ direction for convenience) intersecting the X axis direction and the Y axis direction and orthogonal to each other may be used.
  • a head having the ⁇ direction (and the Z axis direction) or the ⁇ direction (and the Z axis direction) as the respective measurement directions may be used as each of the heads described above.
  • each X scale and Y scale for example, a one-dimensional grating having a periodic direction in the ⁇ direction and the ⁇ direction is used, and correspondingly, as each head described above, It is also possible to use a head whose respective measurement directions are the ⁇ direction (and the Z axis direction) or the ⁇ direction (and the Z axis direction).
  • the measurement table encoder may measure at least position information in the movement direction of the measurement table (in the above embodiment, the Y-axis direction). Position information in at least one direction (at least one of X, Z, ⁇ x, ⁇ y, and ⁇ z) different from the moving direction may also be measured. For example, position information in the X-axis direction of a head (X head) whose measurement direction is the X-axis direction may also be measured, and position information in the X-axis direction may be obtained from this X information and measurement information of the X head.
  • position information in the X-axis direction orthogonal to the measurement direction may not be used.
  • position information in the Y-axis direction orthogonal to the measurement direction may not be used.
  • position information in at least one direction different from the measurement direction of the head may be measured, and position information of the substrate holder 622 and the like related to the measurement direction may be obtained from this measurement information and the measurement information of the head.
  • position information (rotation information) in the ⁇ z direction of the movable head is measured using two measurement beams having different positions in the X-axis direction, and the rotation information and measurement information of the X head and the Y head are used.
  • the position information of the substrate holder 622 and the like in the X-axis and Y-axis directions may be obtained.
  • two X heads and one Y head, one other, and two heads having the same measurement direction are arranged so as not to be in the same position with respect to the direction orthogonal to the measurement direction.
  • Position information in the ⁇ z direction can be measured.
  • the other head is preferably irradiated with a measurement beam at a position different from the two heads.
  • the head of the movable head encoder is an XZ head or a YZ head, for example, by arranging one of the XZ head and the YZ head and one of the other so as not to be on the same straight line, only Z information can be obtained.
  • position information (tilt information) in the ⁇ x and ⁇ y directions can also be measured.
  • Position information in the X-axis and Y-axis directions may be obtained from at least one of position information in the ⁇ x and ⁇ y directions and measurement information of the X head and the Y head.
  • position information of the movable head in a direction different from the Z-axis direction may be measured, and the position information in the Z-axis direction may be obtained from the measurement information and the head measurement information.
  • the scale of the encoder that measures the position information of the movable head is a single scale (lattice area)
  • XY ⁇ z and Z ⁇ x ⁇ y can be measured with three heads, but a plurality of scales (lattice areas) are arranged separately.
  • two X heads and two Y heads or two XZ heads and two YZ heads are arranged, and the interval in the X-axis direction is set so that the non-measurement periods do not overlap with the four heads. good.
  • This description is based on a scale in which the lattice area is arranged in parallel with the XY plane, but can be similarly applied to a scale in which the lattice area is arranged in parallel with the YZ plane.
  • an encoder is used as a measurement device that measures position information of a measurement table.
  • an interferometer may be used. good.
  • a reflecting surface may be provided on the movable head (or its holding portion), and the reflecting surface may be irradiated with the measurement beam in parallel with the Y-axis direction.
  • the movable head is moved only in the Y-axis direction, it is not necessary to increase the reflecting surface, and local air conditioning of the optical path of the interferometer beam for reducing air fluctuation is facilitated.
  • one movable head that irradiates the measurement beam onto the scale of the Y coarse movement stage 24 is provided on each side of the projection system in the Y-axis direction. It may be provided. For example, if adjacent movable heads (measurement beams) are arranged so that the measurement periods partially overlap with each other in the Y-axis direction, even if the Y coarse movement stage 24 moves in the Y-axis direction, the plurality of movable heads are movable. Position measurement can be continued with the head. In this case, a connecting process is required with a plurality of movable heads.
  • the correction information about another head where the measurement beam enters the scale is obtained by using measurement information of a plurality of heads that are arranged only on one side of the projection system on the ⁇ Y side and are irradiated with the measurement beam on at least one scale.
  • measurement information of at least one head arranged on the other side as well as one of the ⁇ Y sides may be used.
  • the head of the encoder system does not need to have all of the optical system that irradiates the scale with the beam from the light source, but only a part of the optical system, for example, the emission unit. It is good also as what has.
  • the projection optical system 16 is supported when a scale (scale member, grating portion) irradiated with a measurement beam from the head of the encoder system is provided on the projection optical system 16 side. You may provide in the lens-barrel part of the projection optical system 16 not only in a part of apparatus main body 18 (frame member).
  • the scanning direction may be the Y-axis direction.
  • the long stroke direction of the mask stage it is necessary to set the long stroke direction of the mask stage to a direction rotated 90 degrees around the Z axis, and the direction of the projection optical system 16 also needs to be rotated 90 degrees around the Z axis.
  • the substrate measuring system obtains positional information while the substrate stage device moves to the substrate exchange position with the substrate loader, or the substrate stage device or another stage device. It is also possible to provide a scale for exchanging the substrate and obtain the position information of the substrate stage apparatus using a downward head. Alternatively, the substrate stage apparatus or another stage apparatus may be provided with a substrate replacement head, and the position information of the substrate stage apparatus may be acquired by measuring the scale or the substrate replacement scale.
  • a position measurement system for example, a mark on the stage and an observation system for observing it
  • a position measurement system may be provided separately from the encoder system to perform stage exchange position control (management).
  • the substrate stage apparatus only needs to be able to drive at least the substrate P along a horizontal plane with a long stroke, and in some cases, the substrate stage device may not be able to perform fine positioning in the direction of six degrees of freedom.
  • the substrate encoder system according to the first to nineteenth embodiments can also be suitably applied to such a two-dimensional stage apparatus.
  • the illumination light may be ultraviolet light such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm).
  • the single wavelength laser beam of the infrared region or visible region oscillated from the DFB semiconductor laser or fiber laser is amplified by a fiber amplifier doped with erbium (or both erbium and ytterbium), You may use the harmonic which wavelength-converted into ultraviolet light using the nonlinear optical crystal.
  • a solid laser (wavelength: 355 nm, 266 nm) or the like may be used.
  • the projection optical system 16 is a multi-lens projection optical system including a plurality of optical systems has been described, but the number of projection optical systems is not limited to this, and one or more projection optical systems may be used.
  • the projection optical system is not limited to a multi-lens projection optical system, and may be a projection optical system using an Offner type large mirror. Further, the projection optical system 16 may be an enlargement system or a reduction system.
  • the use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for liquid crystal that transfers the liquid crystal display element pattern to the square glass plate, but is used for the exposure apparatus for manufacturing an organic EL (Electro-Luminescence) panel, for semiconductor manufacturing.
  • the present invention can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing an exposure apparatus, a thin film magnetic head, a micromachine, a DNA chip, and the like.
  • microdevices such as semiconductor elements but also masks or reticles used in light exposure apparatuses, EUV exposure apparatuses, X-ray exposure apparatuses, electron beam exposure apparatuses, etc., glass substrates, silicon wafers, etc.
  • the present invention can also be applied to an exposure apparatus that transfers a circuit pattern.
  • the object to be exposed is not limited to the glass plate, but may be another object such as a wafer, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank.
  • the thickness of the substrate is not particularly limited, and includes a film-like (flexible sheet-like member).
  • the exposure apparatus of the present embodiment is particularly effective when a substrate having a side length or diagonal length of 500 mm or more is an exposure target.
  • the step of designing the function and performance of the device the step of producing a mask (or reticle) based on this design step, and the step of producing a glass substrate (or wafer)
  • the above-described exposure method is executed using the exposure apparatus of the above embodiment, and a device pattern is formed on the glass substrate. Therefore, a highly integrated device can be manufactured with high productivity. .
  • the mobile device and the moving method of the present invention are suitable for moving an object.
  • the exposure apparatus and exposure method of the present invention are suitable for exposing an object.
  • the manufacturing method of the flat panel display of this invention is suitable for manufacture of a flat panel display.
  • the device manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing micro devices.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Liquid crystal exposure apparatus, 20 ... Substrate stage apparatus, 24 ... Y coarse movement stage, 32 ... Substrate holder, 70 ... Substrate measurement system, 72 ... Upward scale, 74x ... Downward X head, 74y ... Downward Y head, 78 ... Downward Scale, 80x ... Upward X head, 80y ... Upward Y head, 100 ... Main controller, P ... Substrate.

Abstract

基板(P)を移動する移動体装置は、基板(P)を保持し、X軸及びY軸方向へ移動可能な基板ホルダ(32)と、Y軸方向へ移動可能なY粗動ステージ(24)と、基板ホルダ(32)の位置情報を、基板ホルダ(32)に設けられたヘッド(74x、74y)と、Y粗動ステージ(24)に設けられたスケール(72)とによって取得する第1計測系と、Y粗動ステージ(24)の位置情報を、Y粗動ステージ(24)に設けられたヘッド(80x、80y)と、スケール(78)とによって取得する第2計測系と、第1及び第2計測系により取得された位置情報に基づいて、基板ホルダ(32)の位置を制御する制御系と、を備え、第1計測系はヘッド(74x、74y)をスケール(72)に対してX軸方向へ移動させながら計測ビームを照射し、第2計測系はヘッド(80x、80y)をスケール(78)に対してY軸方向へ移動させながら計測ビームを照射する。

Description

移動体装置、移動方法、露光装置、露光方法、フラットパネルディスプレイの製造方法、並びにデバイス製造方法
 本発明は、移動体装置、移動方法、露光装置、露光方法、フラットパネルディスプレイの製造方法、並びにデバイス製造方法に関する。
 従来、液晶表示素子、半導体素子(集積回路等)等の電子デバイス(マイクロデバイス)を製造するリソグラフィ工程では、投影光学系(レンズ)を介して照明光(エネルギビーム)で感光性のガラスプレート又はウエハ(以下、「基板」と総称する)を露光することによって、該基板にマスク(フォトマスク)又はレチクル(以下、「マスク」と総称する)が有する所定のパターンを転写する露光装置が用いられている。
 この種の露光装置としては、基板ステージ装置が有するバーミラー(長尺の鏡)を用いて露光対象基板の水平面内の位置情報を求める光干渉計システムを備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
 ここで、光干渉計システムを用いて基板の位置情報を求める場合、バーミラーへのレーザの光路長が長くなりいわゆる空気揺らぎの影響を無視することができない。
米国特許出願公開第2010/0266961号明細書
 本発明の第1の態様によれば、物体を保持し、互いに交差する第1及び第2方向へ移動可能な第1移動体と、前記第2方向へ移動可能な第2移動体と、前記第1及び第2方向に関して、前記第1移動体の移動の基準となる基準部材と、前記基準部材に対する前記第1移動体の位置情報を、前記第1及び第2移動体との一方に設けられた第1ヘッドと、他方に設けられ、前記第1及び第2方向の計測成分を有し、前記第1移動体の前記第1方向に関する移動範囲を計測可能な第1格子領域とによって取得する第1計測系と、前記基準部材に対する前記第1移動体の位置情報を、前記第2移動体と前記基準部材との一方に設けられた第2ヘッドと、他方に設けられ、前記第1及び第2方向の計測成分を有し、前記第1移動体の前記第2方向に関する移動範囲を計測可能な第2格子領域とによって取得する第2計測系と、前記第1及び第2計測系により取得された位置情報に基づいて、前記基準部材に対する前記第1及び第2方向の前記第1移動体の位置を制御する制御系と、を備え、前記第1計測系は、前記第1ヘッドを前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動させながら計測ビームを照射して前記第1移動体の位置情報を取得し、前記第2計測系は、前記第2ヘッドを前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動させながら計測ビームを照射して前記第1移動体の位置情報を取得する移動体装置が、提供される。
 本発明の第2の態様によれば、物体を保持し、互いに交差する第1方向と第2方向へ移動可能な第1移動体と、前記第1および第2方向の計測成分を含む第1格子領域と、前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動しながら計測ビームを照射する第1ヘッドとの一方が前記第1移動体に設けられ、前記第1及び第2方向に関する前記第1移動体の位置情報を計測する第1計測系と、前記第1格子領域と前記第1ヘッドとの他方が設けられ、前記第2方向へ移動可能な第2移動体と、前記第1および第2方向の計測成分を含む第2格子領域と、前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動しながら計測ビームを照射する第2ヘッドとの一方が前記第2移動体に設けられ、第2格子領域と前記第2格子領域との他方が前記第2移動体に対向するように設けられ、前記第1及び第2方向に関する前記第2移動体の位置情報を計測する第2計測系と、前記第1および第2計測系で計測される前記位置情報に基づいて、前記第1および第2方向に関する前記第1移動体の移動制御を行う制御系と、を備える移動体装置が、提供される。
 本発明の第3の態様によれば、物体を保持し、互いに交差する第1方向と第2方向へ移動可能な第1移動体と、前記第2方向へ移動可能な第2移動体と、前記第1および第2方向の計測成分を含む第1格子領域と、前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動しながら計測ビームを照射する第1ヘッドとの一方が前記第1移動体に設けられ、前記第1格子領域と前記第1格子領域との他方が前記第1移動体に対向するように設けられ、前記第1方向に関する前記第1移動体の位置情報を計測する第1計測系と、前記第1および第2方向の計測成分を含む第2格子領域と、前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動しながら計測ビームを照射する第2ヘッドとの一方が前記第2移動体に設けられ、第2格子領域と前記第2格子領域との他方が前記第2移動体に対向するように設けられ、前記第2方向に関する前記第2移動体の位置情報を計測する第2計測系と、前記第1格子領域と前記第1格子領域との他方と、第2格子領域と前記第2格子領域との他方との相対的な位置情報を計測する第3計測系と、前記第1、第2及び第3計測系で計測される前記位置情報に基づいて、前記第1および第2方向に関する前記第1移動体の移動制御を行う制御系と、を備える移動体装置が、提供される。
 本発明の第4の態様によれば、第1部材に対して、物体を移動させる移動体装置であって、前記物体を保持し、前記第1部材に対して、互いに交差する第1及び第2方向へ移動可能な第1移動体と、前記第1物体に対して、前記第2方向へ移動可能な第2移動体と、前記第1及び第2移動体を、前記第2方向へ移動させる駆動系と、前記第1及び第2移動体の一方に設けられた第1ヘッドと、他方に設けられた第1格子領域と、を有し、前記第1ヘッド及び前記第1格子領域により前記第1移動体と前記2移動体との相対位置に関する第1位置情報を取得する第1計測系と、前記第2移動体と前記第1物体との一方に設けられた第2ヘッドと、他方に設けられた第2格子領域と、を有し、前記第2ヘッド及び前記第2格子領域により前記第1物体と前記第2移動体との相対位置に関する第2位置情報を取得する第2計測系と、前記第1及び第2位置情報に基づいて、前記第1部材に対する前記第1及び第2方向の前記第1移動体の位置を制御する制御系と、を備え、前記第1計測系は、前記第1ヘッドと前記第1格子領域との一方が、前記第1移動体の前記第1方向への可動範囲に基づいて配置され、前記第2計測系は、前記第2ヘッドと前記第2格子領域との一方が、前記第2移動体の前記第2方向への可動範囲に基づいて配置される移動体装置が、提供される。
 本発明の第5の態様によれば、第1の態様から第4の態様のいずれかに係る移動体装置と、前記物体に対してエネルギビームを照射し、前記物体を露光する光学系と、を備える露光装置が、提供される。
 本発明の第6の態様によれば、第5の態様に係る露光装置を用いて物体を露光することと、露光された物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が、提供される。
 本発明の第7の態様によれば、第5の態様に係る露光装置を用いて物体を露光することと、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が、提供される。
 本発明の第8の態様によれば、基準部材に対して、前記物体を保持する第1移動体を、互いに交差する第1及び第2方向へ移動させることと、第2移動体により、前記第1移動体を前記第2方向へ移動させることと、第1計測系により、前記基準部材に対する前記第1移動体の位置情報を、前記第1及び第2移動体との一方に設けられた第1ヘッドと、他方に設けられ、前記第1及び第2方向の計測成分を有し、前記第1移動体の前記第1方向に関する移動範囲を計測可能な第1格子領域とによって取得し、第2計測系により、前記基準部材に対する前記第1移動体の位置情報を、前記第2移動体と前記基準部材との一方に設けられた第2ヘッドと、他方に設けられ、前記第1及び第2方向の計測成分を有し、前記第1移動体の前記第2方向に関する移動範囲を計測可能な第2格子領域とによって取得することと、前記第1及び第2計測系により取得された位置情報に基づいて、前記基準部材に対する前記第1及び第2方向の前記第1移動体の位置を制御する制御系することと、を含み、前記取得することでは、前記第1計測系により前記第1ヘッドを前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動させながら計測ビームを照射して前記第1移動体の位置情報を取得し、前記第2計測系により前記第2ヘッドを前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動させながら計測ビームを照射して前記第1移動体の位置情報を取得する移動方法が、提供される。
 本発明の第9の態様によれば、物体を保持する第1移動体を、互いに交差する第1方向と第2方向とへ移動させることと、第1計測系により、前記第1および第2方向の計測成分を含む第1格子領域と、前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動しながら計測ビームを照射する第1ヘッドとの一方が前記第1移動体に設けられ、前記第1及び第2方向に関する前記第1移動体の位置情報を計測することと、第2移動体により、前記第1格子領域と前記第1ヘッドとの他方が設けられ、前記第2方向へ移動することと、第2計測系により、前記第1および第2方向の計測成分を含む第2格子領域と、前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動しながら計測ビームを照射する第2ヘッドとの一方が前記第2移動体に設けられ、第2格子領域と前記第2格子領域との他方が前記第2移動体に対向するように設けられ、前記第1及び第2方向に関する前記第2移動体の位置情報を計測することと、前記第1および第2計測系で計測される前記位置情報に基づいて、前記第1および第2方向に関する前記第1移動体の移動制御を行うこと、を含む移動方法が、提供される。
 本発明の第10の態様によれば、物体を保持する第1移動体を、前記光学系の光軸方向と直交する所定平面内で互いに交差する第1方向と第2方向へ移動させることと、第2移動体により、前記第1移動体を前記第2方向へ移動させることと、第1計測系により、前記第1および第2方向の計測成分を含む第1格子領域と、前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動しながら計測ビームを照射する第1ヘッドとの一方が前記第1移動体に設けられ、前記第1格子領域と前記第1格子領域との他方が前記第1移動体に対向するように設けられ、前記第1方向に関する前記第1移動体の位置情報を計測することと、第2計測系により、前記第1および第2方向の計測成分を含む第2格子領域と、前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動しながら計測ビームを照射する第2ヘッドとの一方が前記第2移動体に設けられ、第2格子領域と前記第2格子領域との他方が前記第2移動体に対向するように設けられ、前記第2方向に関する前記第2移動体の位置情報を計測することと、第3計測系により前記第1格子領域と前記第1格子領域との他方と、第2格子領域と前記第2格子領域との他方との相対的な位置情報を計測することと、前記第1、第2及び第3計測系で計測される前記位置情報に基づいて、前記第1および第2方向に関する前記第1移動体の移動制御を行うことと、を含む移動方法が、提供される。
 本発明の第11の態様によれば、物体を保持する第1移動体を、第1部体に対して、互いに交差する第1及び第2方向へ移動させることと、第1物体に対して、前記第1動体を前記第2移動体により前記第2方向へ移動させることと、前記第1及び第2移動体を、前記第2方向へ移動させることと、第1及び第2移動体の一方に設けられた第1ヘッドと、他方に設けられた第1格子領域と、を有し、前記第1ヘッドと前記第1格子領域との一方が、前記第1移動体の前記第1方向への可動範囲に基づいて配置され、前記第1ヘッド及び前記第1格子領域により前記第1移動体と前記2移動体との相対位置に関する第1位置情報を取得することと、前記第2移動体と前記第1物体との一方に設けられた第2ヘッドと、他方に設けられた第2格子領域と、を有し、前記第2ヘッドと前記第2格子領域との一方が、前記第2移動体の前記第2方向への可動範囲に基づいて配置され、前記第2ヘッド及び前記第2格子領域により前記第1物体と前記第2移動体との相対位置に関する第2位置情報を取得することと、前記第1及び第2位置情報に基づいて、前記第1部材に対する前記第1及び第2方向の前記第1移動体の位置を制御することと、を含む移動方法が、提供される。
 本発明の第12の態様によれば、第8の態様から第11の態様のいずれかに係る移動方法により、物体を前記第1方向へ移動させることと、前記第1方向へ移動された前記物体に対してエネルギビームを照射し、前記物体を露光することと、を含む露光方法が、提供される。
 本発明の第13の態様によれば、フラットパネルディスプレイ製造方法であって、第12の態様に係る露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイ製造方法が、提供される。
 本発明の第14の態様によれば、デバイス製造方法であって、第12の態様に係る露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。
第1の実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。 図1の液晶露光装置が有する基板ステージ装置を示す図である。 図1の液晶露光装置が有する基板計測系の概念図である。 基板ステージ装置の動作を説明するための図(その1)である。 基板ステージ装置の動作を説明するための図(その2)である。 液晶露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。 第2の実施形態に係る基板ステージ装置を示す平面図である。 図7の基板ステージ装置の断面図である。 図7の基板ステージ装置の第2の系を示す図である。 図7の基板ステージ装置の第1の系を示す図である。 第3の実施形態に係る基板ステージ装置を示す平面図である。 図11の基板ステージ装置の断面図である。 図11の基板ステージ装置の第2の系を示す図である。 図11の基板ステージ装置の第1の系を示す図である。 第4の実施形態に係る基板ステージ装置を示す平面図である。 図15の基板ステージ装置の断面図である。 図15の基板ステージ装置の第2の系を示す図である。 図15の基板ステージ装置の第1の系を示す図である。 第5の実施形態に係る基板ステージ装置を示す平面図である。 図19の基板ステージ装置の断面図である。 図19の基板ステージ装置の第2の系を示す図である。 図19の基板ステージ装置の第1の系を示す図である。 第6の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図23の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図23の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第6の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 図26の基板計測系の動作を説明するための図である。 第7の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図28の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図28の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第7の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第8の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図32の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図32の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第8の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第9の実施形態に基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 第9の実施形態に基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第9の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第10の実施形態に係る基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 第10の実施形態に係る基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第10の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第10の実施形態に係る基板ステージ装置の断面図(その1)である。 第10の実施形態に係る基板ステージ装置の断面図(その2)である。 第11の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図44の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図44の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第11の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第12の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図48の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図48の基板ステージ装置の一部である重量キャンセル装置を含む系を示す図である。 図48の基板ステージ装置の一部であるY粗動ステージを含む系を示す図である。 図48の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第12の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 図53の基板計測系の動作を説明するための図である。 第13の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図55の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図55の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第13の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第14の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 第15の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 図60の基板ステージ装置の動作を説明するための図である。 図60の基板ステージ装置の一部である基板ホルダを示す図である。 図60の基板ステージ装置の一部である基板テーブルを含む系を示す図である。 第16の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 第17の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 第18の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 第18の実施形態に係る基板計測系の構成を説明するための図である。 第18の実施形態に係る基板計測系の概念図である。 第19の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図である。 第19の実施形態に係る基板計測系の概念図である。
《第1の実施形態》
 以下、第1の実施形態について、図1~図6を用いて説明する。
 図1には、第1の実施形態に係る露光装置(ここでは液晶露光装置10)の構成が概略的に示されている。液晶露光装置10は、物体(ここではガラス基板P)を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。ガラス基板P(以下、単に「基板P」と称する)は、平面視矩形(角型)に形成され、液晶表示装置(フラットパネルディスプレイ)などに用いられる。
 液晶露光装置10は、照明系12、回路パターンなどが形成されたマスクMを保持するマスクステージ装置14、投影光学系16、装置本体18、表面(図1で+Z側を向いた面)にレジスト(感応剤)が塗布された基板Pを保持する基板ステージ装置20、及びこれらの制御系等を有している。以下、露光時にマスクMと基板Pとが投影光学系16に対してそれぞれ相対走査される方向をX軸方向とし、水平面内でX軸に直交する方向をY軸方向、X軸及びY軸に直交する方向をZ軸方向(投影光学系16の光軸方向と平行な方向)とし、X軸、Y軸、及びZ軸回りの回転方向をそれぞれθx、θy、及びθz方向として説明を行う。また、X軸、Y軸、及びZ軸方向に関する位置をそれぞれX位置、Y位置、及びZ位置として説明を行う。
 照明系12は、米国特許第5,729,331号明細書などに開示される照明系と同様に構成されており、図示しない光源(水銀ランプ、あるいはレーザダイオードなど)から射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどを介して、露光用照明光(照明光)ILとしてマスクMに照射する。照明光ILとしては、i線(波長365nm)、g線(波長436nm)、h線(波長405nm)などの光(あるいは、上記i線、g線、h線の合成光)が用いられる。
 マスクステージ装置14が保持するマスクMとしては、透過型のフォトマスクが用いられている。マスクMの下面(図1では-Z側を向いた面)には、所定の回路パターンが形成されている。マスクMは、リニアモータ、ボールねじ装置などのアクチュエータを含むマスク駆動系102を介して主制御装置100(それぞれ図1では不図示。図6参照)によって走査方向(X軸方向)に所定の長ストロークで駆動されるとともに、Y軸方向、及びθz方向に適宜微少駆動される。マスクMのXY平面内の位置情報(θz方向の回転量情報も含む。以下同じ)は、エンコーダシステム、あるいは干渉計システムなどの計測システムを含むマスク計測系104を介して主制御装置100(それぞれ図1では不図示。図6参照)によって求められる。
 投影光学系16は、マスクステージ装置14の下方に配置されている。投影光学系16は、米国特許第6,552,775号明細書などに開示される投影光学系と同様な構成の、いわゆるマルチレンズ投影光学系であり、両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成する複数のレンズモジュールを備えている。
 液晶露光装置10では、照明系12からの照明光ILによってマスクM上の照明領域が照明されると、マスクMを通過(透過)した照明光ILにより、投影光学系16を介してその照明領域内のマスクMの回路パターンの投影像(部分正立像)が、基板P上の照明領域に共役な照明光の照射領域(露光領域)に形成される。そして、照明領域(照明光IL)に対してマスクMが走査方向に相対移動するとともに、露光領域(照明光IL)に対して基板Pが走査方向に相対移動することで、基板P上の1つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクMに形成されたパターンが転写される。
 装置本体18は、マスクステージ装置14、及び投影光学系16を支持しており、防振装置19を介してクリーンルームの床F上に設置されている。装置本体18は、米国特許出願公開第2008/0030702号明細書に開示される装置本体と同様に構成されており、上架台部18a、一対の中架台部18b、及び下架台部18cを有している。上架台部18aは、投影光学系16を支持する部材であることから、以下、本明細書では、上架台部18aを「光学定盤18a」と称して説明する。ここで、本実施形態の液晶露光装置10を用いた走査露光動作において、基板Pは、投影光学系16を介して照射される照明光ILに対して位置制御されることから、投影光学系16を支持する光学定盤18aは、基板Pの位置制御を行う際の基準部材として機能する。
 基板ステージ装置20は、基板Pを投影光学系16(照明光IL)に対して高精度で位置制御するための装置であり、基板Pを水平面(X軸方向、及びY軸方向)に沿って所定の長ストロークで駆動するとともに、6自由度方向に微少駆動する。液晶露光装置10で用いられる基板ステージ装置の構成は、特に限定されないが、本第1の実施形態では、一例として米国特許出願公開第2012/0057140号明細書などに開示されるような、ガントリタイプの2次元粗動ステージと、該2次元粗動ステージに対して微少駆動される微動ステージとを含む、いわゆる粗微動構成の基板ステージ装置20が用いられている。
 基板ステージ装置20は、微動ステージ22、Y粗動ステージ24、X粗動ステージ26、支持部(ここでは自重支持装置28)、一対のベースフレーム30(図1では一方は不図示。図4参照)、及び基板ステージ装置20を構成する各要素を駆動するための基板駆動系60(図1では不図示、図6参照)、上記各要素の位置情報を計測するための基板計測系70(図1では不図示、図6参照)などを備えている。
 図2に示されるように、微動ステージ22は、基板ホルダ32とステージ本体34とを備えている。基板ホルダ32は、平面視矩形(図4参照)の板状(あるいは箱形)に形成され、その上面(基板載置面)に基板Pが載置される。基板ホルダ32の上面のX軸及びY軸方向の寸法は、基板Pと同程度に(実際には幾分短く)設定されている。基板Pは、基板ホルダ32の上面に載置された状態で基板ホルダ32に真空吸着保持されることによって、ほぼ全体(全面)が基板ホルダ32の上面に沿って平面矯正される。ステージ本体34は、基板ホルダ32よりもX軸及びY軸方向の寸法が短い平面視矩形の板状(あるいは箱形)の部材から成り、基板ホルダ32の下面に一体的に接続されている。
 図1に戻り、Y粗動ステージ24は、微動ステージ22の下方(-Z側)であって、一対のベースフレーム30上に配置されている。Y粗動ステージ24は、図4に示されるように、一対のXビーム36を有している。Xビーム36は、X軸方向に延びるYZ断面矩形(図2参照)の部材から成る。一対のXビーム36は、Y軸方向に所定間隔で平行に配置されている。一対のXビーム36は、機械的なリニアガイド装置を介して一対のベースフレーム30上に載置されており、該一対のベースフレーム30上でY軸方向に移動自在となっている。
 図1に戻り、X粗動ステージ26は、Y粗動ステージ24の上方(+Z側)であって、微動ステージ22の下方に(微動ステージ22とY粗動ステージ24との間に)配置されている。X粗動ステージ26は、平面視矩形の板状の部材であって、Y粗動ステージ24が有する一対のXビーム36(図4参照)上に複数の機械的なリニアガイド装置38(図2参照)を介して載置されており、Y粗動ステージ24に対してX軸方向に関して移動自在であるのに対し、Y軸方向に関しては、Y粗動ステージ24と一体的に移動する。
 図6に示されるように、基板駆動系60は、微動ステージ22を光学定盤18a(それぞれ図1参照)に対して6自由度方向(X軸、Y軸、Z軸、θx、θy、及びθzの各方向)に微少駆動するための第1駆動系62、Y粗動ステージ24をベースフレーム30(それぞれ図1参照)上でY軸方向に長ストロークで駆動するための第2駆動系64、及びX粗動ステージ26をY粗動ステージ24(それぞれ図1参照)上でX軸方向に長ストロークで駆動するための第3駆動系66を備えている。第2駆動系64、及び第3駆動系66を構成するアクチュエータの種類は、特に限定されないが、一例として、リニアモータ、あるいはボールねじ駆動装置などを使用することが可能である(図1などではリニアモータが図示されている)。
 第1駆動系62を構成するアクチュエータの種類も特に限定されないが、図2などでは、一例としてX軸、Y軸、Z軸の各方向へ推力を発生する複数のリニアモータ(ボイスコイルモータ)40が図示されている(図1及び図2ではXリニアモータは不図示)。各リニアモータ40は、固定子がX粗動ステージ26に取り付けられるとともに、可動子が微動ステージ22のステージ本体34に取り付けられており、微動ステージ22は、X粗動ステージ26に対して、各リニアモータ40を介して6自由度方向に推力が付与される。上記第1~第3駆動系62、64、66の詳細な構成に関しては、一例として米国特許出願公開第2010/0018950号明細書などに開示されているので、説明を省略する。
 主制御装置100は、第1駆動系62を用いて微動ステージ22とX粗動ステージ26(それぞれ図1参照)との相対位置がX軸及びY軸方向に関して所定範囲内に収まるように微動ステージ22に推力を付与する。ここで、「位置が所定範囲内に収まる」とは、微動ステージ22をX軸又はY軸方向に長ストロークで移動させる際に、X粗動ステージ26(微動ステージ22をY軸方向に移動させる場合にはX粗動ステージ26及びY粗動ステージ24)と微動ステージ22とをほぼ同速度で且つ同方向に移動させるという程度の意味であり、微動ステージ22とX粗動ステージ26とが厳密に同期して移動する必要はなく、所定の相対移動(相対位置ずれ)が許容される。
 図2に戻り、自重支持装置28は、微動ステージ22の自重を下方から支持する重量キャンセル装置42と、該重量キャンセル装置42を下方から支持するYステップガイド44とを備えている。
 重量キャンセル装置42(心柱などとも称される)は、X粗動ステージ26に形成された開口部に挿入されており、その重心高さ位置において、X粗動ステージ26に対して複数の連結部材46(フレクシャ装置とも称される)を介して機械的に接続されている。X粗動ステージ26と重量キャンセル装置42とは、複数の連結部材46により、Z軸方向、θx方向、θy方向に関して振動的(物理的)に分離した状態で連結されている。重量キャンセル装置42は、X粗動ステージ26に牽引されることによって、該X粗動ステージ26と一体的にX軸、及び/又はY軸方向に移動する。
 重量キャンセル装置42は、レベリング装置48と称される疑似球面軸受装置を介して微動ステージ22の自重を下方から非接触で支持してしている。これにより、微動ステージ22の重量キャンセル装置42に対するX軸、Y軸、及びθz方向への相対移動、及び水平面に対する揺動(θx、θy方向への相対移動)が許容される。重量キャンセル装置42、レベリング装置48の構成及び機能に関しては、一例として米国特許出願公開第2010/0018950号明細書などに開示されているので、説明を省略する。
 Yステップガイド44は、X軸に平行に延びる部材から成り、Y粗動ステージ24が有する一対のXビーム36間に配置されている(図4参照)。Yステップガイド44の上面は、XY平面(水平面)と平行に設定されており、重量キャンセル装置42は、Yステップガイド44上にエアベアリング50を介して非接触で載置されている。Yステップガイド44は、重量キャンセル装置42(すなわち微動ステージ22及び基板P)がX軸方向(走査方向)へ移動する際の定盤として機能する。Yステップガイド44は、下架台部18c上に機械的なリニアガイド装置52を介して載置されており、下架台部18cに対してY軸方向に移動自在であるのに対し、X軸方向に関する相対移動が制限されている。
 Yステップガイド44は、その重心高さ位置において、Y粗動ステージ24(一対のXビーム36)に対して複数の連結部材54を介して機械的に接続されている(図4参照)。連結部材54は、上述した連結部材46と同様の、いわゆるフレクシャ装置であり、Y粗動ステージ24とYステップガイド44とを、6自由度方向のうちY軸方向を除く5自由度方向に関して振動的(物理的)に分離した状態で連結している。Yステップガイド44は、Y粗動ステージ24に牽引されることによって、Y粗動ステージ24と一体的にY軸方向に移動する。
 一対のベースフレーム30は、図4に示されるように、それぞれY軸に平行に延びる部材から成り、互いに平行に床F(図1参照)上に設置されている。ベースフレーム30は、装置本体18とは、物理的(あるいは振動的)に分離されている。
 次に、基板P(実際には、基板Pを保持した微動ステージ22)の6自由度方向の位置情報を求めるための基板計測系70について説明する。
 図3には、基板計測系70の概念図が示されている。基板計測系70は、Y粗動ステージ24が有する(Y粗動ステージ24に関連付けられた)第1スケール(ここでは上向きスケール72)と、微動ステージ22が有する第1ヘッド(ここでは下向きXヘッド74x、下向きYヘッド74y)とを含む第1計測系(ここでは微動ステージ計測系76(図6参照))、及び、光学定盤18a(図2参照)が有する第2スケール(ここでは下向きスケール78)と、Y粗動ステージ24が有する第2ヘッド(ここでは上向きXヘッド80x、上向きYヘッド80y)とを含む第2計測系(ここでは粗動ステージ計測系82(図6参照))を備えている。なお、図3では、微動ステージ22は、基板Pを保持する部材として、模式化して図示されている。また、各スケール72、78が有する回折格子の格子間の間隔(ピッチ)も、実際よりも格段に広く図示されている。その他の図も同様である。また、各ヘッドと各スケールとの距離が従来の光干渉計システムのレーザ光源とバーミラーとの距離よりも格段に短いため、光干渉計システムよりも空気ゆらぎの影響が少なく、高精度で基板Pの位置制御が可能であり、これによって、露光精度を向上することができる。
 上向きスケール72は、スケールベース84の上面に固定されている。スケールベース84は、図4に示されるように、微動ステージ22の+Y側、及び-Y側にそれぞれ1つ配置されている。スケールベース84は、図2に示されるように、X軸方向から見てL字状に形成されたアーム部材86を介してY粗動ステージ24のXビーム36に固定されている。従って、スケールベース84(及び上向きスケール72)は、Y粗動ステージ24と一体的にY軸方向に所定の長ストロークで移動可能となっている。アーム部材86は、図4に示されるように、1つのXビーム36につき、X軸方向に離間して2つ配置されているが、アーム部材86の数は、これに限定されず、適宜増減が可能である。
 スケールベース84は、X軸に平行に延びる部材であって、そのX軸方向の長さは、基板ホルダ32(すなわち基板P(図4では不図示))のX軸方向の長さの2倍程度(Yステップガイド44と同程度)に設定されている。スケールベース84は、セラミックスなどの熱変形が生じにくい素材で形成することが好ましい。後述する他のスケールベース92、ヘッドベース88、96も同様である。
 上向きスケール72は、X軸方向に延びる板状(帯状)の部材であって、その上面(+Z側(上側)を向いた面)には、互いに直交する2軸方向(本実施形態ではX軸及びY軸方向)を周期方向とする反射型の2次元回折格子(いわゆるグレーティング)が形成されている。
 基板ホルダ32の+Y側、及び-Y側の側面中央部には、上述したスケールベース84に対応して、それぞれヘッドベース88がアーム部材90を介して固定されている(図2参照)。各下向きヘッド74x、74y(図3参照)は、ヘッドベース88の下面に固定されている。
 本実施形態の微動ステージ計測系76(図6参照)では、図3に示されるように、1つのヘッドベース88に対して、下向きXヘッド74x、及び下向きYヘッド74yが、それぞれX軸方向に離間して2つ配置されている。各ヘッド74x、74yは、対応する上向きスケール72に対して計測ビームを照射するとともに、該上向きスケール72からの光(ここでは回折光)を受光する。上向きスケール72からの光は、不図示のディテクタへ供給され、ディテクタの出力は、主制御装置100(図6参照)に供給される。主制御装置100は、ディテクタの出力の基づいて、各ヘッド74x、74yのスケール72に対する相対移動量を求める。なお、本明細書において、「ヘッド」とは、回折格子へ計測ビームを出射するとともに、回折格子からの光が入射する部分という程度の意味であり、各図に図示されたヘッド自体は、光源、及びディテクタを有していなくても良い。
 このように、本実施形態の微動ステージ計測系76(図6参照)では、合計で4つ(基板Pの+Y側及び-Y側それぞれに2つ)の下向きXヘッド74xと、対応する上向きスケール72とによって、4つのXリニアエンコーダシステムが構成されるとともに、合計で4つ(基板Pの+Y側及び-Y側それぞれに2つ)の下向きYヘッド74yと、対応する上向きスケール72とによって、4つのYリニアエンコーダシステムが構成されている。主制御装置100(図6参照)は、上記4つのXリニアエンコーダシステム、及び4つのYリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、微動ステージ22(基板P)のX軸方向、Y軸方向、及びθz方向の位置情報(以下、「第1情報」と称する)を求める。
 ここで、上向きスケール72は、X軸方向に関する計測可能距離が、Y軸方向に関する計測可能距離よりも長く設定されている。具体的には、図4に示されるように、上向きスケール72のX軸方向の長さは、スケールベース84と同程度の長さであって、微動ステージ22のX軸方向の移動可能範囲をカバーできる程度の長さに設定されている。これに対し、上向きスケール72の幅方向(Y軸方向)寸法(及びY軸方向に隣接する一対のヘッド74x、74y間の間隔)は、微動ステージ22を上向きスケール72に対してY軸方向へ微少駆動しても、各ヘッド74x、74yからの計測ビームが対応する上向きスケール72の格子面(被計測面)から外れない程度の長さに設定されている。
 次に、微動ステージ計測系76(図6参照)の動作を図4及び図5を用いて説明する。図4及び図5は、微動ステージ22がX軸及びY軸方向に長ストロークで移動する前後の基板ステージ装置20を示している。図4には、微動ステージ22が、X軸及びY軸方向に関する移動可能範囲のほぼ中央に位置した状態が示され、図5には、微動ステージ22が、X軸方向に関する移動可能範囲の+X側のストロークエンド、且つY軸方向に関する-Y側のストロークエンドに位置した状態が示されている。
 図4及び図5から分かるように、微動ステージ22のY軸方向の位置に関わらず、微動ステージ22に取り付けられた各下向きヘッド74x、74yからの計測ビームは、微動ステージ22がY軸方向に微少駆動される場合も含み、上向きスケール72の格子面から外れることがない。また、微動ステージ22がX軸方向に長ストロークで移動する際にも同様に、各下向きヘッド74x、74yからの計測ビームが上向きスケール72の格子面から外れることがない。
 次に、粗動ステージ計測系82(図6参照)について説明する。本実施形態の粗動ステージ計測系82は、図1及び図4から分かるように、投影光学系16(図1参照)の+Y側、及び-Y側それぞれに、X軸方向に離間した2つの下向きスケール78を(すなわち合計で4つの下向きスケール78を)有している。下向きスケール78は、光学定盤18aの下面にスケールベース92(図2参照)を介して固定されている。スケールベース92は、Y軸方向に延びる板状の部材であって、そのY軸方向の長さは、微動ステージ22(すなわち基板P(図4では不図示))のY軸方向に関する移動可能距離と同程度に(実際には幾分長く)設定されている。
 下向きスケール78は、Y軸方向に延びる板状(帯状)の部材であって、その下面(-Z側(下側)を向いた面)には、上記上向きスケール72の上面と同様に、互いに直交する2軸方向(本実施形態ではX軸及びY軸方向)を周期方向とする反射型の2次元回折格子(いわゆるグレーティング)が形成されている。なお、下向きスケール78が有する回折格子の格子ピッチは、上向きスケール72が有する回折格子の格子ピッチと同じであっても良いし、異なっていても良い。
 Y粗動ステージ24が有する一対のスケールベース84それぞれには、図2に示されるように、X軸方向から見てL字状に形成されたアーム部材94を介してヘッドベース96が固定されている。ヘッドベース96は、図4に示されるように、スケールベース84の+X側の端部近傍、及び-X側の端部近傍に配置されている。各上向きヘッド80x、80yは、図3に示されるように、ヘッドベース96の上面に固定されている。従って、合計で4つのヘッドベース96(及び上向きヘッド80x、80y)は、Y粗動ステージ24と一体的にY軸方向に移動可能となっている。
 本実施形態の粗動ステージ計測系82(図6参照)では、図3に示されるように、1つのヘッドベース96に対して、上向きXヘッド80x、及び上向きYヘッド80yが、それぞれY軸方向に離間して2つ配置されている。各ヘッド80x、80yは、対応する下向きスケール78に対して計測ビームを照射するとともに、該下向きスケール78からの光(ここでは回折光)を受光する。下向きスケール78からの光は、不図示のディテクタへ供給され、ディテクタの出力は、主制御装置100(図6参照)に供給される。主制御装置100は、ディテクタの出力の基づいて、各ヘッド80x、80yのスケール78に対する相対移動量を求める。このように、本実施形態の粗動ステージ計測系82では、合計で8つの上向きXヘッド80xと、対応する下向きスケール78とによって、8つのXリニアエンコーダシステムが構成されるとともに、合計で8つの上向きYヘッド80yと、対応する下向きスケール78とによって、8つのYリニアエンコーダシステムが構成されている。主制御装置100(図6参照)は、上記8つのXリニアエンコーダシステム、及び8つのYリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、Y粗動ステージ24のX軸方向、Y軸方向、及びθz方向の位置情報(以下、「第2情報」と称する)を求める。
 また、スケールベース84に固定された上向きスケール72と、スケールベース84にヘッドベース96を介して一体的に固定された各上向きヘッド80x、80yとは、互いの位置関係が不変となるように配置され、且つ互いの位置関係は、既知であるものとする。以下、上向きスケール72と、これに一体的に固定された各上向きヘッド80x、80yとの相対位置関係に関する情報を「第3情報」と称する。なお、上向きスケール72と上向きヘッド80x、80yとの位置関係は不変となるように配置されていると説明したが、両者の位置関係を計測する計測系を液晶露光装置10が備えているようにしても良い。後述する各実施例においても同様である。
 主制御装置100(図6参照)は、上記第1~第3情報に基づいて、光学定盤18a(投影光学系16)を基準とする微動ステージ22(基板P)のXY平面内の位置情報を求め、上記基板駆動系60(図6参照)を用いて、投影光学系16(照明光IL)に対する基板Pの位置制御を行う。
 このように、本実施形態の基板計測系70では、X軸方向よりもY軸方向の計測可能距離が長い(Y軸方向を主計測方向とする)下向きスケール78を含む粗動ステージ計測系82によって、Y軸方向に長ストロークで移動するY粗動ステージ24の位置情報が求められるとともに、Y軸方向よりもX軸方向の計測可能距離が長い(X軸方向を主計測方向とする)上向きスケール72を含む微動ステージ計測系76によって、X軸方向に長ストロークで移動する微動ステージ22の位置情報が求められる。すなわち、粗動ステージ計測系82、及び微動ステージ計測系76では、各エンコーダヘッド(74x、74y、80x、80y)の移動方向と、対応するスケール(72、78)の主計測方向とが、それぞれ一致している。
 また、微動ステージ22(基板P)のZ軸、θx、及びθyの各方向(以下、「Zチルト方向」と称する)の位置情報は、Zチルト位置計測系98を用いて主制御装置100(それぞれ図6参照)により求められる。Zチルト位置計測系98の構成は、特に限定されないが、一例として米国特許出願公開第2010/0018950号明細書などに開示されるような、微動ステージ22に取り付けられた変位センサを用いた計測系を用いることが可能である。
 なお、不図示であるが、基板計測系70は、X粗動ステージ26の位置情報を求めるための計測系も有している。本実施形態では、微動ステージ22(基板P)のX軸方向の位置情報がY粗動ステージ24を介して光学定盤18aを基準に求められることから、X粗動ステージ26自体の計測精度を、微動ステージ22と同等の精度とする必要がない。X粗動ステージ26の位置計測は、上記微動ステージ計測系76の出力と、X粗動ステージ26と微動ステージ22との相対位置を計測する計測系(不図示)の出力とに基づいて行っても良いし、独立した計測系を用いて行っても良い。
 上述のようにして構成された液晶露光装置10(図1参照)では、主制御装置100(図6参照)の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ装置14上へのマスクMのロードが行われるとともに、不図示の基板ローダによって、基板ホルダ32上への基板Pのロードが行なわれる。その後、主制御装置100により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、そのアライメント計測の終了後、基板P上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。この露光動作は従来から行われているステップ・アンド・スキャン方式の露光動作と同様であるので、その詳細な説明は省略するものとする。上記アライメント計測動作、及びステップ・アンド・スキャン方式の露光動作において、基板計測系70によって微動ステージ22の位置情報が計測される。
 以上説明した本実施形態の液晶露光装置10によれば、微動ステージ22(基板P)の位置を、エンコーダシステムを含む基板計測系70を用いて計測するので、従来の光干渉計システムを用いた計測に比べ、空気ゆらぎの影響が少なく、高精度で基板Pの位置制御が可能であり、これによって、露光精度を向上することができる。
 また、基板計測系70は、光学定盤18a(装置本体18)に固定された下向きスケール78を基準に(上向きスケール72を介して)基板Pの位置計測を行うので、実質的に投影光学系16を基準とした基板Pの位置計測を行うことができる。これによって、基板Pの位置制御を、照明光ILを基準に行うことができるので、露光精度を向上することができる。
 なお、以上説明した基板計測系70の構成は、微動ステージ22(基板P)の移動可能範囲において、微動ステージ22の位置情報を所望の精度で求めることができれば、適宜変更が可能である。
 すなわち、上記実施形態では、上向きスケール72として、スケールベース84と同程度の長さの長尺スケールが用いられたが、これに限られず、米国特許国際公開第2015/147319号に開示されるエンコーダシステムと同様に、よりX軸方向の長さが短いスケールをX軸方向に所定間隔で配置しても良い。この場合には、X軸方向に隣り合う一対のスケール間に隙間が形成されるため、X軸方向に隣り合う一対のヘッド74x、74yそれぞれのX軸方向の間隔を、上記隙間よりも広くすることによって、常に一方のヘッド74x、74yがスケールに対向するように配置すると良い。下向きスケール78と上向きヘッド80x、80yとの関係においても同様である。
 また、上向きスケール72が微動ステージ22の+Y側、及び-Y側にそれぞれ配置されたが、これに限られず、一方のみ(+Y側、又は-Y側のみ)に配置されても良い。上向きスケール72が1つのみで、且つ上述したように複数のスケールをX軸方向に所定間隔で配置する(スケール間に隙間がある)場合には、微動ステージ22のθz方向の位置計測を常時行うことができるように、常に少なくとも2つの下向きXヘッド74x(あるいは下向きYヘッド74y)がスケールに対向するように、各ヘッド74x、74yの数、及び配置を設定すると良い。下向きスケール78に関しても同様に、Y粗動ステージ24のX軸、Y軸、及びθz方向の位置計測を常時行うことでできれば、下向きスケール78、及び上向きヘッド80x、80yの数、及び配置は、適宜変更が可能である。
 また、上向きスケール72、及び下向きスケール78には、X軸、及びY軸方向を周期方向とする2次元回折格子が形成されたが、X軸方向を周期方向とするX回折格子とY軸方向を周期方向とするY回折格子とがそれぞれ個別にスケール72、78上に形成されても良い。また、本実施形態の2次元回折格子は、X軸、及びY軸方向を周期方向としたが、基板PのXY平面内の位置計測を所望の精度で行うことが可能であれば、回折格子の周期方向は、これに限定されず、適宜変更が可能である。
 また、基板PのZチルト位置情報は、ヘッドベース88に下向きの変位センサを取り付けるとともに、該変位センサを用いてスケールベース84(あるいは上向きスケール72の反射面)を基準にして計測しても良い。また、複数の下向きヘッド74x、74yのうちの少なくとも3つのヘッドを、水平面に平行な方向の位置計測と併せて、鉛直方向の計測が可能な2次元ヘッド(いわゆるXZヘッド、あるいはYZヘッド)とし、該2次元ヘッドにより、上向きスケール72の格子面を用いることにより、基板PのZチルト位置情報を求めても良い。同様に、Y粗動ステージ24のZチルト情報をスケールベース92(あるいは下向きスケール78)を基準にして計測しても良い。XZヘッド、あるいはYZヘッドとしては、例えば米国特許第7,561,280号明細書に開示される変位計測センサヘッドと同様の構成のエンコーダヘッドを用いることができる。
《第2の実施形態》
 次に第2の実施形態に係る液晶露光装置について、図7~図10を用いて説明する。第2の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置220(計測系を含む)の構成が異なる点を除き、上記第1の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第1の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第1の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 本第2の実施形態に係る基板ステージ装置220は、第1移動体(ここでは基板ホルダ32)を含む第1の系と、第2移動体(ここではX粗動ステージ222)を含む第2の系とを有している。図9、図10は、それぞれ第2の系、第1の系のみを示す平面図である。
 図9に示されるように、X粗動ステージ222は、上記第1の実施形態のY粗動ステージ24(図1参照)と同様に、床F(図8参照)上に設置された一対のベースフレーム224上に機械式のリニアガイド装置(図8参照)を介して、X軸方向に移動自在な状態で載置されている。X粗動ステージ222のX軸方向に関する両端部近傍それぞれには、Y固定子226が取り付けられている。Y固定子226は、Y軸方向に延びる部材から成り、その長手方向両端部近傍には、X可動子228が取り付けられている。各X可動子228は、X固定子230(図8では不図示)と協働してXリニアモータを構成し、X粗動ステージ222は、合計で4つのXリニアモータによってX軸方向に所定の長ストロークで駆動される。X固定子230は、装置本体18(図1参照)とは物理的に分離した状態で床F上に設置されている。
 図8に示されるように、基板ホルダ32は、Yビームガイド232上にYテーブル234を介して載置されている。Yビームガイド232は、図10に示されるように、Y軸方向に延びる部材から成り、その下面における長手方向両端部近傍には、Xスライド部材236が取り付けられている。各Xスライド部材236は、下架台部18c(図8参照)に固定されたXガイド部材238に対してX軸方向に移動自在な状態で係合している。また、Yビームガイド232の長手方向両端部近傍には、X可動子240が取り付けられている。各X可動子240は、X固定子230(図9参照)と協働してXリニアモータを構成し、Yビームガイド232は、合計で2つのXリニアモータによってX軸方向に所定の長ストロークで駆動される。
 図8に示されるように、Yテーブル234は、断面逆U字状の部材から成り、一対の対向面間に揺動自在に取り付けられたエアベアリング242を介してYビームガイド232が挿入されている。また、Yテーブル234は、Yビームガイド232の上面に不図示のエアベアリングから加圧気体を噴出することにより、Yビームガイド232上に微少な隙間を介して載置されている。これにより、Yテーブル234は、Yビームガイド232に対し、Y軸方向に関しては長ストロークで移動自在、且つθz方向には微少角度で回転自在となっている。また、Yテーブル234は、X軸方向に関しては、上記エアベアリング242によって形成される気体膜の剛性によってYビームガイド232と一体的に移動する。Yテーブル234のX軸方向の両端部近傍それぞれには、Y可動子244が取り付けられている。Y可動子244は、Y固定子226と協働してYリニアモータを構成し、Yテーブル234は、合計で2つのYリニアモータによってY軸方向にYビームガイド232に沿って所定の長ストロークで駆動されるとともに、θz方向に微少駆動される。
 基板ステージ装置220では、X粗動ステージ222が4つのXリニアモータ(X可動子228、X固定子230)によってX軸方向に駆動されると、X粗動ステージ222に取り付けられた2つのY固定子226もX軸方向に移動する。不図示の主制御装置は、X粗動ステージ222と所定の位置関係が維持されるように、2つのXリニアモータ(X可動子240、X固定子230)によってYビームガイド232をX軸方向に駆動する。これによって、Yビームガイド232と一体的にYテーブル234(すなわち基板ホルダ32)がX軸方向へ移動する。すなわち、X粗動ステージ222は、基板ホルダ32とX軸方向に関する位置が所定範囲内に収まるように移動可能な部材である。また、主制御装置は、上記基板ホルダ32のX軸方向への移動と並行して、あるいは独立に、2つのYリニアモータ(Y可動子244、Y固定子226)を用いて基板ホルダ32をY軸方向、及びθz方向に適宜駆動する。
 次に第2の実施形態に係る基板計測系250について説明する。基板計測系250は、上向きスケール252、及び下向きスケール254それぞれの延びる方向(計測範囲の広い方向)が上記第1の実施形態とはZ軸回りに90°異なっているが、計測系の概念としては、第1移動体(ここでは基板ホルダ32)の位置情報を第2移動体(ここではX粗動ステージ222)を介して、光学定盤18a(図1参照)を基準に求める点において、上記第1の実施形態と概ね同じである。
 すなわち、図7に示されるように、一対のY固定子226それぞれの上面には、Y軸方向に延びる上向きスケール252が固定されている。また、基板ホルダ32のX軸方向に関する両側面それぞれには、Y軸方向に離間した一対のヘッドベース256が固定されている。ヘッドベース256には、上記第1の実施形態と同様に、2つの下向きXヘッド74xと、2つの下向きYヘッド74yと(図10参照)が、対応する上向きスケール252に対向するように取り付けられている。基板ホルダ32のX粗動ステージ222に対するXY平面内の位置情報は、合計で8つのXリニアエンコーダと、合計で8つのYリニアエンコーダとを用いて主制御装置(不図示)により求められる。
 また、Y固定子226のY軸方向の両端部近傍それぞれには、ヘッドベース258が固定されている。ヘッドベース258には、上記第1の実施形態と同様に、2つの上向きXヘッド80xと、2つの上向きYヘッド80yと(図9参照)が、光学定盤18a(図1参照)の下面に固定された対応する下向きスケール254に対向するように取り付けられている。上向きスケール252と各ヘッド80x、80yとの相対位置関係は、既知である。X粗動ステージ222の光学定盤18aに対するXY平面内の位置情報は、合計で8つのXリニアエンコーダと、合計で8つのYリニアエンコーダを用いて主制御装置(不図示)により求められる。
 なお、本第2の実施形態の基板計測系250では、上向きスケール252がX粗動ステージ222に2つ、下向きスケール254が光学定盤18a(図1参照)に4つ、それぞれ取り付けられているが、各スケール252、254の数及び配置は、これに限られず、適宜増減が可能である。同様に、各スケール252、254に対向する各ヘッド74x、74y、80x、80yの数及び配置も、これに限られず、適宜増減が可能である。後述する第3~第17の実施形態に関しても同様である。
《第3の実施形態》
 次に第3の実施形態に係る液晶露光装置について、図11~図14を用いて説明する。第3の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置320(計測系を含む)の構成が異なる点を除き、上記第2の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第2の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第2の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 第3の実施形態に係る基板ステージ装置320は、上記第2の実施形態と同様に、基板ホルダ32を含む第1の系(図14参照)と、X粗動ステージ222を含む第2の系(図13参照)とを有している。基板ホルダ32、X粗動ステージ222の構成(駆動系を含む)は、上記第2の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
 第3の実施形態の基板計測系350も、概念的には、上記第1及び第2の実施形態と同様であり、第1移動体(ここでは基板ホルダ32)の位置情報を、第2移動体(ここではYビームガイド232)を介して光学定盤18a(図1参照)を基準に求める。Yビームガイド232は、基板ホルダ32とX軸方向に関する位置が所定範囲内に収まるように移動可能な部材である。以下、基板計測系350について具体的に説明する。
 図14に示されるように、Yビームガイド232の上面には、上向きスケール352が固定されている。また、Yテーブル234(図14では不図示。図12参照)のY軸方向に関する両側面には、それぞれヘッドベース354が固定されている。各ヘッドベース354には、上記第1及び第2の実施形態と同様に、2つの下向きXヘッド74xと、2つの下向きYヘッド74yとが、上向きスケール352に対向するように取り付けられている。基板ホルダ32のYビームガイド232に対するXY平面内の位置情報は、合計で4つのXリニアエンコーダと、合計で4つのYリニアエンコーダを用いて主制御装置(不図示)により求められる。
 また、Yビームガイド232のY軸方向に関する両端部近傍には、それぞれヘッドベース356が固定されている。ヘッドベース356には、上記第1の実施形態と同様に、2つの上向きXヘッド80xと、2つの上向きYヘッド80yとが、光学定盤18a(図1参照)の下面に固定された対応する下向きスケール358に対向するように取り付けられている。上向きスケール352とヘッドベース356に取り付けられた各ヘッド80x、80yとの相対位置関係は、既知である。Yビームガイド232の光学定盤18aに対するXY平面内の位置情報は、合計で4つのXリニアエンコーダと、合計で4つのYリニアエンコーダを用いて主制御装置(不図示)により求められる。本第3の実施形態は、上記第2の実施形態に比べて上向きスケール352、下向きスケール358それぞれの数が少なく、構成が簡単である。
《第4の実施形態》
 次に第4の実施形態に係る液晶露光装置について、図15~図18を用いて説明する。第4の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置420(計測系を含む)の構成が異なる点を除き、上記第2の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第2の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第2の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 第4の実施形態に係る基板ステージ装置420は、上記第2の実施形態と同様に、基板ホルダ32を含む第1の系(図18参照)と、X粗動ステージ222を含む第2の系(図17参照)とを有している。
 図16に示されるように、X粗動ステージ222の下面には、X可動子422が固定されている。X可動子422は、一対のベースフレーム224に一体的に取り付けられたX固定子424と協働して、X粗動ステージ222をX軸方向へ所定の長ストロークで駆動するためのXリニアモータを構成している。X粗動ステージ222のX軸方向に関する両端部近傍それぞれには、XY固定子426が取り付けられている。
 Yビームガイド232は、4つの連結部材428(図15参照)によってX粗動ステージ222に対して機械的に連結されている。連結部材428の構成は、上述した連結部材46、54(図2参照)と同様である。これにより、X粗動ステージ222がXリニアモータによってX軸方向に駆動されると、Yビームガイド232がX粗動ステージ222に牽引されることにより、該X粗動ステージ222と一体的にX軸方向へ移動する。
 Yビームガイド232上には、Yテーブル430が非接触状態で載置されている。Yテーブル430上には、基板ホルダ32が固定されている。Yテーブル430のX軸方向の両端部近傍それぞれには、XY可動子432が取り付けられている。XY可動子432は、XY固定子426と協働してXY2DOFモータを構成し、Yテーブル430は、合計で2つのXY2DOFモータによってY軸方向に所定の長ストロークで駆動されるとともに、X方向およびθz方向に微少駆動される。また、X粗動ステージ222(及びYビームガイド232)がX軸方向に長ストロークで移動する際、不図示の主制御装置は、合計で2つのXY2DOFモータを用いて、Yテーブル430(すなわち基板ホルダ32)がYビームガイド232とX軸方向に関して所定の位置関係が維持されるように、X軸方向に推力を作用させる。すなわち、X粗動ステージ222は、基板ホルダ32とX軸方向に関する位置が所定範囲内に収まるように移動可能な部材である。なお、上記第2の実施形態と異なり、Yテーブル430は、揺動可能なエアベアリング242(図8参照)を有しておらず、本実施形態のYビームガイド232は、実際にはYテーブル430のY軸方向への移動をガイドしない。
 第4の実施形態の基板計測系450も、概念的には、上記第1~第3の実施形態と同様であり、第1移動体(ここでは基板ホルダ32)の位置情報を、第2移動体(ここではX粗動ステージ222)を介して光学定盤18a(図1参照)を基準に求める。以下、基板計測系450について具体的に説明する。
 図17に示されるように、一対のXY固定子426のうち、一方(ここでは-X側)のXY固定子426の上面には、上向きスケール452が固定されている。また、図18に示されるように、基板ホルダ32の-X側の側面には、一対のヘッドベース454がY軸方向に離間した状態で固定されている。各ヘッドベース454には、上記第1~第3の実施形態と同様に、2つの下向きXヘッド74xと、2つの下向きYヘッド74yとが、上向きスケール452に対向するように取り付けられている(図16参照)。基板ホルダ32のX粗動ステージ222に対するXY平面内の位置情報は、合計で4つのXリニアエンコーダと、合計で4つのYリニアエンコーダを用いて主制御装置(不図示)により求められる。
 また、図17に示されるように、-X側のXY固定子426には、Y軸方向に離間して一対のヘッドベース456が固定されている。ヘッドベース456には、上記第1の実施形態と同様に、2つの上向きXヘッド80xと、2つの上向きYヘッド80yとが、光学定盤18a(図1参照)の下面に固定された対応する下向きスケール458に対向するように取り付けられている(図15参照)。上向きスケール452とヘッドベース456に取り付けられた各ヘッド80x、80yとの相対位置関係は、既知である。X粗動ステージ222の光学定盤18aに対するXY平面内の位置情報は、合計で4つのXリニアエンコーダと、合計で4つのYリニアエンコーダを用いて主制御装置(不図示)により求められる。なお、一対のXY固定子426の他方のみに、あるいは両方に上向きスケール452を取り付けても良い。+X側のXY固定子426に上向きスケール452を取り付ける場合には、該上向きスケール452に対応して、ヘッドベース454、456、下向きスケール458を追加的に配置すると良い。
《第5の実施形態》
 次に第5の実施形態に係る液晶露光装置について、図19~図22を用いて説明する。第5の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板計測系550の構成が異なる点を除き、上記第4の実施形態と概ね同じである。また、基板計測系550の構成は、上記第3の実施形態の基板計測系350(図11など参照)と概ね同じである。以下、相違点についてのみ説明し、上記第3又は第4の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第3又は第4の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 第5の実施形態に係る基板ステージ装置520の構成(計測系を除く)は、上記第4の実施形態に係る基板ステージ装置420(図15参照)と実質的に同じである。すなわち、基板ステージ装置520は、基板ホルダ32を含む第1の系(図22参照)と、X粗動ステージ222を含む第2の系(図21参照)とを有し、X粗動ステージ222とYビームガイド232とがX軸方向に一体的に移動する。基板ホルダ32が固定されたYテーブル430は、2つの2DOFモータによってX粗動ステージ222に対してY軸方向に長ストロークで駆動されるとともに、X軸方向及びθz方向に微少駆動される。従来の粗動ステージは計測精度が低いエンコーダの計測結果に基づいて駆動していたが、本実施形態では高精度な2次元エンコーダの計測結果に基づいてX粗動ステージ222を駆動制御することが可能である。よって、従来の微動ステージよりも高精度な位置決めが可能となるが、X粗動ステージ222は位置制御に関して微動ステージ(本実施形態では基板ホルダ32)ほどの応答性があるわけではない。よって、基板ホルダ32のX位置は、スキャン動作中はX粗動ステージ222の位置に関係なく、一定速度で精密な位置決めをしながら移動するように制御したい。よって、応答性の低いラフな位置決め制御しながら移動するX粗動ステージ222に対してX軸方向に相対的に微少駆動されることになる。このとき、X粗動ステージ222が加速してしまうと、上向きスケール452に対するエンコーダ読み取り誤差が生じかねない。よって、X粗動ステージ222は、むしろ緩い位置決め(低い応答性)で動くように制御した方がよい。後述する各実施形態うち、スキャン動作に粗動ステージが駆動する実施形態では、同様に粗動ステージを制御すると良い。
 また、第5の実施形態に係る基板計測系550の構成は、上記第3の実施形態に係る基板計測系350(図11参照)と実質的に同じであり、第1移動体(ここでは基板ホルダ32)の位置情報は、第2移動体(ここではYビームガイド232)を介して光学定盤18a(図1参照)を基準に求められる。具体的には、Yテーブル430(図20参照)に固定された一対のヘッドベース354には、2つの下向きXヘッド74xと、2つの下向きYヘッド74yとが、Yビームガイド232の上面に固定された上向きスケール352に対向するように取り付けられ(それぞれ図22参照)、基板ホルダ32のYビームガイド232に対するXY平面内の位置情報は、合計で4つのXリニアエンコーダと、合計で4つのYリニアエンコーダを用いて主制御装置(不図示)により求められる。また、Yビームガイド232に固定された一対のヘッドベース356には、2つの上向きXヘッド80xと、2つの上向きYヘッド80yとが、光学定盤18a(図1参照)の下面に固定された対応する下向きスケール358に対向するように取り付けられている(図19参照)。Yビームガイド232の光学定盤18aに対するXY平面内の位置情報は、合計で4つのXリニアエンコーダと、合計で4つのYリニアエンコーダを用いて主制御装置(不図示)により求められる。
《第6の実施形態》
 次に第6の実施形態に係る液晶露光装置について、図23~図27を用いて説明する。第6の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置620、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第1の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第1の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第1の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 図23に示されるように、基板ステージ装置620は、第1移動体(ここでは基板ホルダ622)、第2移動体(ここでは計測テーブル624)を含む基板計測系680、基板テーブル626、及びX粗動ステージ628などを備えている。
 図24に示されるように、基板ホルダ622は、Y軸方向に延びる一対の部材とX軸方向に延びる一対の部材とを組み合わせた平面視矩形の枠状(額縁状)の部材であって、基板Pは、基板ホルダ622の開口内に配置される。基板ホルダ622の内壁面からは、4つの吸着パッド630が突き出しており、基板Pは、これらの吸着パッド630上に載置される。各吸着パッド630は、基板Pの下面における外周縁部に設定された非露光領域(本実施形態では、4隅部近傍)を吸着保持する。
 基板Pのうち、中央部を含む露光領域(外周縁部以外の領域)は、図26に示されるように、基板テーブル626によって下方から非接触支持される。上記第1~第5の実施形態における基板ホルダ32(図2など参照)は、基板Pを吸着保持することによって平面矯正を行ったのに対し、本第6の実施形態に係る基板テーブル626は、基板Pの下面に対する加圧気体の噴出と、基板Pと基板テーブル626上面との間の気体の吸引を並行して行うことによって、基板Pの平面矯正を非接触状態で行う。また、基板ホルダ622と基板テーブル626とは、物理的に分離して配置されている。従って、基板ホルダ622に保持された基板Pは、該基板ホルダ622と一体的に基板テーブル626に対してXY平面内で相対移動可能な状態となっている。基板テーブル626の下面には、図23に示されるように、上記第1の実施形態と同様にステージ本体632が固定されている。
 X粗動ステージ628は、基板テーブル626をX軸方向に長ストロークで移動させるための部材であり、床F上に下架台部18cと物理的に分離された状態で設置された一対のベースフレーム634上に、機械的なリニアガイド装置636を介してX軸方向に移動自在な状態で載置されている。X粗動ステージ628は、不図示のアクチュエータ(リニアモータ、あるいはボールねじ装置など)によって、一対のベースフレーム634上でX軸方向に長ストロークで駆動される。
 X粗動ステージ628のX軸方向に関する両端部近傍には、Y固定子638が固定されている(図23では一方は不図示)。Y固定子638は、Y可動子640と協働してYリニアモータを構成している。Y可動子640は、Y固定子638がX軸方向に移動すると、一体的にX軸方向に移動するように機械的に拘束されている。Y可動子640には、基板ホルダ622に取り付けられた可動子642(図24参照)と協働してXY2DOFモータを構成する固定子644が取り付けられている。
 図25に示されるように、基板テーブル626は、ステージ本体632(図25では不図示。図23参照)を介して、X粗動ステージ628(図25では不図示)に対して(図25ではY固定子638に対して)、複数の連結部材646を介して機械的に連結されている。連結部材646の構成は、上述した連結部材46、54(図2参照)と同様である。これにより、X粗動ステージ628がX軸方向に長ストロークで移動すると、基板テーブル626がX粗動ステージ628に牽引されることにより、該X粗動ステージ628と一体的にX軸方向へ移動する。上記第1~第5の実施形態では、基板ホルダ32が、投影光学系16に対してX軸、及びY軸方向に長ストロークで移動する(図5など参照)のに対し、本第6の実施形態の基板テーブル626は、X軸方向にのみ長ストロークで移動可能に構成され、Y軸方向には移動不可となっている。なお、図25は、理解を容易にするため、図23と異なり、Y固定子638、Y可動子640、固定子644が平面的(同一高さ位置)に配置されているが、Y固定子638の高さ位置を基板ホルダ622と同等にすることによって、実際に図25に示されるような配置とすることが可能である。
 図23に戻り、ステージ本体632は、上記第1実施形態と同様の疑似球面軸受装置(図23ではY可動子640などの紙面奥側に隠れて不図示)を介して、X粗動ステージ628の中央部に形成された開口部(不図示)内に配置された重量キャンセル装置42によって下方から支持されている。重量キャンセル装置42の構成は、上記第1の実施形態と同様であり、X粗動ステージ628に不図示の連結部材を介して連結されており、X粗動ステージ628と一体的にX軸方向にのみ長ストロークで移動する。重量キャンセル装置42は、Xガイド648上に載置されている。本実施形態の重量キャンセル装置42は、X軸方向にのみ移動する構成であるため、上記第1の実施形態におけるYステップガイド44(図2参照)と異なり、Xガイド648は、下架台部18cに固定されている。ステージ本体632が複数のリニアコイルモータ(図23ではY固定子638の紙面奥側に隠れている)により、X粗動ステージ628に対してZ軸、θx、θyの各方向に微少駆動される点は、上記第1の実施形態と同様である。
 また、ステージ本体632のY軸方向の両側面には、支持部材650を介して複数のエアガイド652が取り付けられている。エアガイド652は、図25に示されるように、平面視矩形の部材であって、本実施形態では、基板テーブル626の+Y側、及び-Y側のそれぞれに4つ配置されている。4つのエアガイド652によって形成されるガイド面のY軸方向の長さは、基板テーブル626と同等に設定され、該ガイド面の高さ位置は、基板テーブル626の上面と同等に(あるいは幾分低く)設定されている。
 基板ステージ装置620(図23参照)では、スキャン露光時などにX粗動ステージ628がX軸方向に長ストロークで移動すると、該X粗動ステージ628に牽引されて基板テーブル626(及び複数のエアガイド652)が一体的にX軸方向に長ストロークで移動する。また、X粗動ステージ628に固定されたY固定子638がX軸方向に移動することにより、Y可動子640に取り付けられた2DOFモータの固定子644(図25参照)もX軸方向に移動する。不図示の主制御装置は、基板テーブル626と基板ホルダ622とのX軸方向に関する位置が所定範囲内となるように、2DOFモータを制御して、基板ホルダ622にX軸方向の推力を付与する。また、主制御装置は、2DOFモータを制御して、基板ホルダ622を基板テーブル626に対してX軸、Y軸、及びθz方向に適宜微少駆動する。このように、本実施形態において、基板ホルダ622は、いわゆる微動ステージとしての機能を有する。
 これに対し、ショット領域(露光領域)間移動時などに基板PをY軸方向に移動させる必要がある場合には、図27に示されるように、主制御装置は、YリニアモータによってY可動子640をY軸方向に移動させるとともに、2DOFモータを用いて基板ホルダ622にY軸方向の推力を作用させることによって、基板ホルダ622を基板テーブル626に対してY軸方向に移動させる。基板Pのうち、投影光学系16(図23参照)を介してマスクパターンが投影される領域(露光領域)は、常に基板テーブル626によって平面矯正が行われるように、基板テーブル626のY軸方向の寸法が設定されている。各エアガイド652は、基板ホルダ622と基板テーブル626とのY軸方向への相対移動を阻害しない(基板ホルダ622と接触しない)ように配置されている。各エアガイド652は、基板Pの下面に加圧気体を噴出することによって、基板テーブル626と協働して基板Pのうち、基板テーブル626からはみ出した部分を下方から支持する。なお、各エアガイド652は、基板テーブル626と異なり基板Pの平面矯正は行わない。基板ステージ装置620では、図27に示されるように、基板Pが基板テーブル626とエアガイド652とによって支持された状態で、基板テーブル626、及び基板ホルダ622がそれぞれ投影光学系16(図23参照)に対してX軸方向に駆動されることによって、スキャン露光が行われる。なお、エアガイド652は、ステージ本体632と一体的にX軸方向へ駆動しても良いし、駆動しなくても良い。エアガイド652がX軸方向に駆動しない場合は、X軸方向の寸法を基板PのX軸方向の駆動範囲と同程度とすると良い。それにより、基板テーブル626に支持されていない基板の一部領域が支持されないことを防ぐことができる。
 次に第6の実施形態に係る基板計測系680の構成及び動作について説明する。上記第1の実施形態(図2など参照)では、第1移動体(第1実施形態では微動ステージ22)の位置情報を、微動ステージ22を駆動するための部材であるY粗動ステージ24を介して光学定盤18aを基準に求めたのに対し、本第6の実施形態(図23参照)では、第1移動体(ここでは基板ホルダ622)の位置情報を、基板ホルダ622とは独立に配置された第2移動体(ここでは計測テーブル624)を介して光学定盤18aを基準に求める。本第6の実施形態において、計測テーブル624は、投影光学系16の+Y側、及び-Y側にそれぞれX軸方向に離間して2つ(合計で4つ)配置されている(図23、図26など参照)が、計測テーブル624の数、及び配置は、適宜変更が可能であり、これに限定されない。
 計測テーブル624は、図23に示されるように、光学定盤18aの下面に吊り下げ状態で固定されたYリニアアクチュエータ682によってY軸方向に所定の(基板ホルダ622のY軸方向への移動可能距離と同等の)ストロークで駆動される。Yリニアアクチュエータ682の種類は特に限定されず、リニアモータ、あるいはボールねじ装置などを用いることができる。
 上記第1の実施形態のヘッドベース96(図2、図3など参照)と同様に、各計測テーブル624の上面には、図26に示されるように、2つの上向きXヘッド80xと、2つの上向きYヘッド80yとが取り付けられている。
 また、図23に示されるように、光学定盤18aの下面には、各計測テーブル624に対応して(すなわち4つの)、Y軸方向に延びる下向きスケール684が、上記第1の実施形態の下向きスケール78(図2、図3など参照)と同様に固定されている(図26参照)。下向きスケール684は、計測テーブル624のY軸方向に関する計測範囲がX軸方向に関する計測範囲よりも広く(長く)なるように、その下面に2次元回折格子を有している。本実施形態では、各計測テーブル624が有する2つの上向きXヘッド80xと、対応する下向きスケール684(固定スケール)とによって、2つのXリニアエンコーダシステムが構成されるとともに、各計測テーブル624が有する2つの上向きYヘッド80yと、対応する下向きスケール684(固定スケール)とによって、2つのYリニアエンコーダシステムが構成される。
 主制御装置(不図示)は、図27に示されるように、基板ホルダ622をY軸方向に長ストロークで駆動する際、該基板ホルダ622に対するY軸方向の位置が所定範囲内に収まるように、各計測テーブル624のY軸方向の位置を制御する。従って、合計で4つの計測テーブル624は、実質的に同じ動作を行う。なお、4つの計測テーブル624は、それぞれが厳密に同期して移動する必要はなく、基板ホルダ622と厳密に同期して移動する必要もない。主制御装置は、上述した2つのXリニアエンコーダシステム、及び2つのYリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、各計測テーブル624のX軸方向、Y軸方向、及びθz方向の位置情報を独立して求める。
 図26に戻り、+Y側の2つの計測テーブル624の下面には、X軸方向に延びる下向きスケール686が取り付けられている(図23参照)。すなわち、2つの計測テーブル624が、協働して下向きスケール686を吊り下げ支持している。-Y側の2つの計測テーブル624の下面にも、同様にX軸方向に延びる下向きスケール686が取り付けられている。下向きスケール686は、基板ホルダ622のX軸方向に関する計測範囲がY軸方向に関する計測範囲よりも広く(長く)なるように、その下面に2次元回折格子を有している。計測テーブル624に固定された各上向きヘッド80x、80yと、下向きスケール686との相対位置関係は、既知である。
 図24に示されるように、基板ホルダ622の上面には、合計で2つの下向きスケール684(図26参照)に対応して、2つのヘッドベース688が固定されている。ヘッドベース688は、基板ホルダ622に基板Pが保持された状態で、基板Pの+Y側、-Y側それぞれに基板Pの中央部を挟んで配置されている。ヘッドベース688の上面には、2つの上向きXヘッド80xと、2つの上向きYヘッド80yとが取り付けられている。
 上述したように、基板ホルダ622と各計測テーブル624(すなわち2つの下向きスケール686)とは、Y軸方向の位置が所定範囲内に収まるように位置制御される。具体的には、各計測テーブル624は、基板ホルダ622に取り付けられた各ヘッド80x、80yからの計測ビームが、下向きスケール686の格子面から外れないようにY軸方向の位置が制御される。すなわち、基板ホルダ622と各計測テーブル624とは、ヘッドベース688と下向きスケール686との対向状態が常に保たれるように、同方向に概ね同速度で移動する。
 このように、本第6の実施形態では、基板ホルダ622が有する4つの上向きXヘッド80xと、対応する下向きスケール686(可動スケール)とによって、4つのXリニアエンコーダシステムが構成されるとともに、基板ホルダ622が有する4つの上向きYヘッド80yと、対応する下向きスケール686(可動スケール)とによって、4つのYリニアエンコーダシステムが構成される。主制御装置(不図示)は、上記4つのXリニアエンコーダシステム、及び4つのYリニアエンコーダの出力に基づいて、合計で4つの計測テーブル624に対する、基板ホルダ622のXY平面内の位置情報を求める。主制御装置は、基板ホルダ622の各計測テーブル624に対する位置情報(第1情報)、各計測テーブル624の光学定盤18aに対する位置情報(第2情報)、及び各計測テーブル624における上向きヘッド80x、80yと下向きスケール686との位置情報(第3情報)に基づいて、基板ホルダ622(基板P)の位置情報を光学定盤18aを基準に求める。
《第7の実施形態》
 次に第7の実施形態に係る液晶露光装置について、図28~図31を用いて説明する。第7の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置720、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第6の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第6の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第6の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 本第7の実施形態においても、基板ステージ装置720は、第1移動体(ここでは一対の基板ホルダ722)、及び第2移動体(ここでは計測テーブル624)を含む基板計測系780などを備えている。
 上記第6の実施形態(図26など参照)において、基板ホルダ622は、基板Pの外周全体を囲む矩形の枠状に形成されたのに対し、本第7の実施形態に係る一対の基板ホルダ722は、互いに物理的に分離されており、一方の基板ホルダ722が基板Pの+X側の端部近傍を吸着保持するとともに、他方の基板ホルダ722が基板Pの-X側の端部近傍を吸着保持する点が異なる。基板テーブル626の構成、及び機能、並びに基板テーブル626を駆動するための駆動系(X粗動ステージ628などを含む)に関しては、上記第6の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
 図29に示されるように、各基板ホルダ722は、基板PのY軸方向に関する中央部を下面から吸着保持する吸着パッド726を有している。なお、-X側の基板ホルダ722は、上面に計測プレート728が取り付けられていることから、+X側の基板ホルダ722に比べてY軸方向に関する長さが長く設定されているが、基板Pを保持する機能、及び基板Pの位置制御動作等に関しては、一対の基板ホルダ722で共通しているため、本実施形態では、便宜上一対の基板ホルダ722に共通の符号を付して説明する。計測プレート728には、投影光学系16(図1参照)の光学特性(スケーリング、シフト、ローテーション等)に関するキャリブレーションなどに用いられる指標が形成されている。
 各基板ホルダ722は、Y可動子640が有する固定子730(それぞれ図30参照)と、各基板ホルダ722が有する可動子732(それぞれ図29参照)とにより構成される3DOFモータによって、対応するY可動子640に対してX、Y、及びθz方向に微少駆動される。本実施形態では、3DOFモータとして、2つのXリニアモータと1つのYリニアモータとが組み合わされたものが用いられているが、3DOFモータの構成は、特に限定されず、適宜変更が可能である。本第7の実施形態において、各基板ホルダ722は、互いに3DOFモータによって独立に駆動されるが、基板Pの動作自体は、上記第6の実施形態と同様である。
 図28に戻り、各基板ホルダ722は、Y軸方向に延びるエアガイド734によって下方から非接触支持されている(-X側の基板ホルダ722に関しては図31参照)。エアガイド734の上面の高さ位置は、基板テーブル626、及びエアガイド652の上面の高さ位置よりも低く設定されている。エアガイド734の長さは、基板ホルダ722のY軸方向の移動可能距離と同等に(あるいは幾分長く)設定されている。エアガイド734も、エアガイド652と同様にステージ本体632に固定されており、該ステージ本体632と一体的にX軸方向に長ストロークで移動する。なお、エアガイド734は、上記第6の実施形態の基板ステージ装置620に適用しても良い。
 次に第7の実施形態に係る基板計測系780について説明する。本第7の実施形態に係る基板計測系780は、基板P側のヘッドの配置、計測テーブル624の数及び配置などが異なる点を除き、概念的には、上記第6の実施形態に係る基板計測系680(図26参照)と概ね同じである。すなわち、基板計測系780では、第1移動体(ここでは各基板ホルダ722)の位置情報を、計測テーブル624を介して光学定盤18aを基準に求める。以下、具体的に説明する。
 基板計測系780が有する計測テーブル624の構成は、配置を除き上記第6の実施形態と同じである。上記第6の実施形態では、図23に示されるように、計測テーブル624は、投影光学系16の+Y側、及び-Y側に配置されたのに対し、本第7の実施形態に係る計測テーブル624は、図28に示されるように、Y軸方向に関する位置が投影光学系16と重複しており、一方の計測テーブル624(図28参照)が投影光学系16の+X側、他方の計測テーブル624(図28では不図示)が投影光学系16の-X側に配置されている(図31参照)。本第7の実施形態においても、上記第6の実施形態と同様に、計測テーブル624は、Yリニアアクチュエータ682によってY軸方向に所定のストロークで駆動される。また、各計測テーブル624のXY平面内の位置情報は、計測テーブル624に取り付けられた上向きヘッド80x、80y(図31参照)と、光学定盤18aの下面に固定された対応する下向きスケール684とによって構成されるエンコーダシステムを用いて不図示の主制御装置によりそれぞれ独立に求められる。
 2つの計測テーブル624の下面には、それぞれ下向きスケール782が固定されている(図31参照)。すなわち、上記第6の実施形態(図27参照)では、2つの計測テーブル624によって1つの下向きスケール686が吊り下げ支持されていたのに対し、本第7の実施形態では、1つの計測テーブル624に1つの下向きスケール782が吊り下げ支持されている。下向きスケール782は、各基板ホルダ722のX軸方向に関する計測範囲がY軸方向に関する計測範囲よりも広く(長く)なるように、その下面に2次元回折格子を有している。計測テーブル624に固定された各上向きヘッド80x、80yと、下向きスケール782との相対位置関係は、既知である。
 また、各基板ホルダ722には、ヘッドベース784が固定されている。各ヘッドベース784の上面には、2つの上向きXヘッド80xと、2つの上向きYヘッド80y(それぞれ図29参照)とが、対応する下向きスケール782に対向するように取り付けられている(図31参照)。本第7の実施形態における基板Pの位置制御時における基板Pの位置計測動作に関しては、上記第6の実施形態と概ね同じであるので、説明を省略する。
《第8の実施形態》
 次に第8の実施形態に係る液晶露光装置について、図32~図35を用いて説明する。第8の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置820、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第6の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第6の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第6の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 本第8の実施形態の基板ステージ装置820は、第1移動体(ここでは基板ホルダ822)、第2移動体(ここではX粗動ステージ628)、及び基板計測系880などを備えている。
 本第8の実施形態において、基板Pを保持する基板ホルダ822は、上記第6の実施形態(図26など参照)と同様に、基板Pの外周全体を囲む矩形の枠状に形成されている。基板ホルダ822、基板テーブル626を駆動するための駆動系に関しては、上記第6の実施形態と同じであるので、説明を省略する。なお、本第8の実施形態の基板ステージ装置820は、上記第7の実施形態(図30参照)と同様に、基板ホルダ822を下方から非接触支持するエアガイド734を有している。
 次に基板計測系880について説明する。上記第6の実施形態(図23、図26など参照)において、基板ホルダ622の位置情報は、計測テーブル624を介して光学定盤18aを基準に求められたのに対し、本第8の実施形態において、基板ホルダ822の位置情報は、基板テーブル626をX軸方向へ駆動するためのX粗動ステージ628を介して光学定盤18aを基準に求められる。この点に関しては、基板計測系880は、上記第2の実施形態に係る基板計測系250(図8など参照)と、概念的には共通している。なお、本第8の実施形態におけるX粗動ステージ628は、一対のベースフレーム634に対応して配置されたX軸方向に延びる一対の平板状(帯状)の部材から成る(図34参照)が、機能的に同じであることから、便宜上第6の実施形態のX粗動ステージ628と同じ符号を付して説明する。
 図34に示されるように、X粗動ステージ628に固定された一対のY固定子638それぞれの上面には、上記第2の実施形態(図9参照)と同様に、上向きスケール882が固定されている。上向きスケール882の構成及び機能は、上記第2の実施形態の上向きスケール252(図9参照)と同じであるので、ここでは説明を省略する。
 図33に示されるように、基板ホルダ822の+X側、及び-X側の端部近傍には、それぞれY軸方向に離間した一対のヘッドベース884が固定されている。合計で4つのヘッドベース884のそれぞれには、上向きスケール882(図34参照)に対向するように、下向きXヘッド74x、下向きYヘッド74y、及び下向きZヘッド74zが、それぞれ1つ取り付けられている(図33参照)。Xヘッド74x、Yヘッド74yの構成、及び機能は、上記第1の実施形態のXヘッド74x、Yヘッド74y(それぞれ図3など参照)と同じであるので、ここでは説明を省略する。本第8の実施形態では、合計で4つの下向きXヘッド74xと、対応する上向きスケール882とによって、4つのXリニアエンコーダシステム(図35参照)が構成されるとともに、合計で4つの下向きYヘッド74yと、対応する上向きスケール882とによって、4つのYリニアエンコーダシステム(図35参照)が構成されている。主制御装置(不図示)は、上記4つのXリニアエンコーダシステム、及び4つのYリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、基板ホルダ822のX軸方向、Y軸方向、及びθz方向の位置情報(第1情報)をX粗動ステージ628を基準に求める。
 下向きZヘッド74zの構成は、特に限定されないが、公知のレーザ変位センサなどを用いることが可能である。Zヘッド74zは、対応する上向きスケール882の格子面(反射面)を用いて(図35参照)、ヘッドベース884のZ軸方向の変位量を計測する。主制御装置(不図示)は、合計で4つのZヘッド74zの出力に基づいて、基板ホルダ822(すなわち基板P)のX粗動ステージ628に対するZチルト方向の変位量情報を求める。
 図34に戻り、Y固定子638の+Y側、及び-Y側の端部近傍には、それぞれX軸方向に離間した一対のヘッドベース886が固定されている。合計で8つのヘッドベース886のそれぞれには、上向きXヘッド80x、上向きYヘッド80y、及び上向きZヘッド80zが、それぞれ1つ取り付けられている。Xヘッド80x、Yヘッド80yの構成、及び機能は、上記第1の実施形態のXヘッド80x、Yヘッド80y(それぞれ図3など参照)と同じであるので、ここでは説明を省略する。各ヘッド80x、80y、80zと上述した上向きスケール882との相対位置関係に関する情報(第3情報)は、既知である。
 光学定盤18a(図32参照)の下面には、上述した一対のヘッドベース884に対応して、1つの下向きスケール888が固定されている。すなわち、図35に示されるように、光学定盤18aの下面には、合計で4つの下向きスケール888が固定されている。下向きスケール888の構成及び機能は、上記第2の実施形態の下向きスケール254(図8参照)と同じであるので、ここでは説明を省略する。本第8の実施形態では、合計で8つの上向きXヘッド80xと、対応する下向きスケール888とによって、8つのXリニアエンコーダシステム(図35参照)が構成されるとともに、合計で8つの上向きYヘッド80yと、対応する下向きスケール888とによって、8つのYリニアエンコーダシステム(図35参照)が構成されている。主制御装置(不図示)は、上記8つのXリニアエンコーダシステム、及び8つのYリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、X粗動ステージ628のX軸方向、Y軸方向、及びθz方向の位置情報(第2情報)を光学定盤18aを基準に求める。
 上向きZヘッド80zとしては、上述した下向きZヘッド74zと同様の変位センサが用いられる。主制御装置(不図示)は、合計で8つのZヘッド74zの出力に基づいて、X粗動ステージ628の光学定盤18aに対するZチルト方向の変位量情報を求める。
 本第8の実施形態では、基板P(基板ホルダ822)の位置情報が、X粗動ステージ628を介して光学定盤18aを基準に(上記第1~第3情報に基づいて)求められるのに加え、基板P(基板ホルダ822)のZチルト方向の位置情報も、X粗動ステージ628を介して光学定盤18aを基準に求められる。
《第9の実施形態》
 次に第9の実施形態に係る液晶露光装置について、図36~図38を用いて説明する。第9の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置920(図38参照)、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第8の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第8の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第8の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 図38に示されるように、本第9の実施形態に係る基板ステージ装置920は、上記第7の実施形態(図29参照)と同様に、物理的に分離して配置された一対の基板ホルダ922を備えている。一方の基板ホルダ922が基板Pの+X側の端部近傍を保持するとともに、他方の基板ホルダ922が基板Pの-X側の端部近傍を保持する点、及び一対の基板ホルダ922が3DOFモータによってX粗動ステージ628に対して独立に駆動される点も上記第7の実施形態と同様である。
 本第9の実施形態に係る基板計測系980(図38参照)の構成、及び動作は、一対の基板ホルダ922それぞれの位置情報が独立に求められる点を除き、上記第8の実施形態と同じである。すなわち、図36に示されるように、各基板ホルダ922には、Y軸方向に離間した一対のヘッドベース884が固定されている。ヘッドベース884には、Y固定子638の上面に固定された上向きスケール882(それぞれ図37参照)に対向するように(図38参照)、下向きヘッド74x、74y、74zが取り付けられている。X粗動ステージ628の光学定盤18a(図28など参照)を基準とする位置計測系の構成、及び動作は、上記第7の実施形態と同じであるので説明を省略する。
《第10の実施形態》
 次に第10の実施形態に係る液晶露光装置について、図39~図43を用いて説明する。第10の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置1020(図41など参照)、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第9の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第9の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第9の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 上記第9の実施形態(図38参照)において、基板Pは、X軸方向に関する両端部近傍が、それぞれ基板ホルダ922に保持されたのに対し、図39に示されるように、本第10の実施形態において、基板Pは、X軸方向に関する一方側(本実施形態では-X側)の端部近傍のみが基板ホルダ922に吸着保持される点が異なる。基板ホルダ922に関しては、上記第9の実施形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。また、本第10の実施形態に係る基板計測系1080(図41参照)の構成、及び動作に関しても、上記第9の実施形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。
 本第10の実施形態では、基板Pの+X側の端部近傍を保持する部材(上記第9の実施形態における+X側の基板ホルダ922に相当する部材)がないため、図40に示されるように、Y固定子638は、基板テーブル626の-X側にのみ配置されている。このため基板ステージ装置1020では、上記第9の実施形態に係る基板ステージ装置920(図38参照)の比べてベースフレーム1024が短く、全体的にコンパクトである。なお、Y固定子638とエアガイド734とを連結する連結部材1022は、本実施形態では、X軸方向にも剛性を有しており、Y固定子638は、基板テーブル626の押圧、又は牽引(押し引き)が可能となっている。また、基板Pの+X側の端部近傍を保持する部材がないため、基板Pの交換動作を容易に行うことが可能である。なお、図42及び図43に示されるように、重量キャンセル装置42を支持するXガイド648は、下架台部18c上に固定されているが、これに限られず、装置本体18と物理的に分離した状態で床F上に設置しても良い。
《第11の実施形態》
 次に第11の実施形態に係る液晶露光装置について、図44~図47を用いて説明する。第11の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置1120、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第10の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第10の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第10の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 本第11の実施形態に係る基板ステージ装置1120において、基板Pは、上記第10の実施形態(図41など参照)と同様に、X軸方向に関する一方側(本実施形態では-X側)の端部近傍のみが基板ホルダ1122に保持される(図47参照)。
 基板ホルダ1122は、図45に示されるように、幅方向(X軸方向)の寸法が、上記第10の実施形態に係る基板ホルダ922(図39参照)に比べて幾分長く設定されている。基板ホルダ1122は、図44に示されるように、エアガイド1124に下方から非接触支持されている。エアガイド1124の構成、及び機能は、上記第7~第10の各実施形態に係るエアガイド734(図30など参照)と概ね同じであるが、基板ホルダ1122に対応して、X軸方向の寸法が幾分長く設定されている点が異なる。
 次に基板計測系1180について説明する。基板計測系1180は、図44に示されるように、基板ホルダ1122の位置情報をX粗動ステージ628を介して光学定盤18aを基準に求めるという点では、上記第10の実施形態(図41参照)と同様であるが、上向きスケール882、及び下向きヘッド74x、74y(図45参照)の配置が異なる。
 上向きスケール882は、図44に示されるように、基板ホルダ1122を浮上支持するエアガイド1124に固定されている。エアガイド1124の上面(ガイド面)の高さ位置と上向きスケール882の格子面(被計測面)の高さ位置とは、ほぼ同じに設定されている。エアガイド1124は、ステージ本体632に固定されていることから、上向きスケール882は、基板Pに対してXY平面内の位置が所定範囲内に収まるように移動する。基板ホルダ1122には、下方に開口した凹部が形成されており、該凹部内に各下向きヘッド74x、74y、74z(それぞれ図45参照)がそれぞれ一対、上向きスケール882に対向するように取り付けられている。基板ホルダ1122の位置計測動作に関しては、上記第10の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
 また、上記第10の実施形態では、Y固定子638にヘッドベース886(それぞれ図41など参照)が固定されていたのに対し、本第11の実施形態では、図46に示されるように、エアガイド1124にヘッドベース886が固定されている。ヘッドベース886は、エアガイド1124の長手方向の両端部近傍にそれぞれ一対配置されている。光学定盤18a(図44参照)に固定された下向きスケール888を用いたX粗動ステージ628の位置計測動作に関しては、上記第10の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
 本第11の実施形態では、基板ホルダ1122の位置情報は、エアガイド1124を介して光学定盤18aを基準に求められる。エアガイド1124は、ステージ本体632に固定されているので、外乱の影響を受け難く、露光精度を向上することができる。また、上記第10の実施形態などと比較し、上向きスケール882、及び下向きスケール888の位置が投影光学系16の中心位置に接近するので、誤差が小さくなり、露光精度を向上することができる。
《第12の実施形態》
 次に第12の実施形態に係る液晶露光装置について、図48~図54を用いて説明する。第12の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置1220、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第7の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第7の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第7の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 図31などに示されるように、上記第7の実施形態において、基板Pは、Y軸方向に長ストロークで移動する一対の基板ホルダ722によってX軸方向に関する両端部近傍が保持されたのに対し、本第12の実施形態において、基板Pは、図53に示されるように、X軸方向に長ストロークで移動する一対の基板ホルダ1222によって、Y軸方向に関する両端部近傍が保持される点が異なる。基板ステージ装置1220では、スキャン露光動作時において、一対の基板ホルダ1222のみが投影光学系16(図48参照)に対してX軸方向に駆動されることによって、基板Pに対する走査露光動作が行われる。また、露光領域間移動時には、一対の基板ホルダ1222と基板テーブル626を含む系とが一体的にY軸方向に移動する。すなわち、基板ステージ装置1220は、上記第7の実施形態に係る基板ステージ装置720(図31など参照)を投影光学系16に対してZ軸回りに90°回転させたような構造になっている。以下、基板ステージ装置1220の構成について説明する。
 図50に示されるように、下架台部18c上には、Y軸方向に伸びる定盤1224がX軸方向に所定間隔で3つ固定されている。中央の定盤1224上には、リニアガイド装置1226を介して重量キャンセル装置42が載置されている。また、+X側、及び-X側の定盤1224上には、リニアガイド装置1226を介してZアクチュエータ1228が載置されている。重量キャンセル装置42がステージ本体632を介して基板テーブル626(それぞれ図48参照)を下方から支持する点は、上記第6の実施形態(図23など参照)などと同様である。
 図51に示されるように、Y粗動ステージ1230は、Y軸方向に延びる一対のベースフレーム1232上に載置されており、不図示のYリニアアクチュエータによってY軸方向に長ストロークで駆動される。上述した重量キャンセル装置42、及び2つのZアクチュエータ1228(それぞれ図50参照)は、それぞれY粗動ステージ1230に対して連結部材46により連結されており(図48参照)、Y粗動ステージ1230と一体的にY軸方向に移動する。ステージ本体632も、Y粗動ステージ1230に対して連結部材46により連結されており(図48参照)、Y粗動ステージ1230と一体的にY軸方向に移動する。Y粗動ステージ1230のY軸方向の両端部近傍には、X軸方向に延びる固定子1234が取り付けられている。
 図52に示されるように、基板テーブル626の+Y側、及び-Y側には、それぞれ一対の基板ホルダ1222(図53参照)に対応してエアガイド1236が配置されている。エアガイド1236は、支持部材1238(図48参照)を介してステージ本体632に固定されている。エアガイド1236の上面のZ位置は、基板テーブル626の上面のZ位置よりも低い位置に設定されている。
 基板テーブル626の+X側、及び-X側には、基板Pを下方から支持するための複数(本実施形態では、それぞれ4つ)のエアガイド1240が配置されている。エアガイド1240の上面のZ位置は、基板テーブル626の上面のZ位置と概ね同じに設定されている。エアガイド1240は、スキャン露光動作時など、基板Pが基板テーブル626に対してX軸方向に相対移動する際、基板テーブル626と協働して基板Pを下方から支持する(図54参照)。
 4つのエアガイド1240の+Y側、及び-Y側には、それぞれ一対の基板ホルダ1222に対応してエアガイド1242が配置されている。エアガイド1242は、上述したエアガイド1236と同様の部材であり、その上面のZ位置は、エアガイド1236と概ね同じに設定されている。エアガイド1242は、エアガイド1236と協働して基板ホルダ1222が基板テーブル626に対してX軸方向に相対移動する際、基板ホルダ1222を下方から支持する(図54参照)。エアガイド1240、1242は、共通のベース部材を介して上述したZアクチュエータ1228(図50参照)上に載置されている。Zアクチュエータ1228と重量キャンセル装置42(図50参照)とが一体的にY軸方向に移動することから、エアガイド1240、1242、1236、及び基板テーブル626は、一体的にY軸方向へ移動する。
 図49に示されるように、一対の基板ホルダ1222は、基板Pの中央部(重心位置)を挟んで配置されており、吸着パッド1244を用いて基板Pの下面を吸着保持している。また、各基板ホルダ1222には、上述した固定子1234(図51参照)と協働して2DOFモータを構成する可動子1246が取り付けられている。不図示の主制御装置は、各基板ホルダ1222を、対応する2DOFモータを介して、基板テーブル626(図52参照)に対してX軸方向に長ストロークで駆動するとともに、基板テーブル626、Y粗動ステージ1230(図51参照)などとY軸方向の位置関係が所定範囲内に収まるように基板ホルダ1222にY軸方向の推力を付与する。
 上述したように、基板ステージ装置1220では、図54に示されるように、スキャン露光動作時などには、一対の基板ホルダ1222がエアガイド1236、1242上で2DOFモータによってX軸方向に駆動されることによって、基板Pに対する走査露光動作が行われる。また、露光領域間移動時には、一対の基板ホルダ1222と基板テーブル626を含む系(基板テーブル626、Y粗動ステージ1230、固定子1234、エアガイド1236、1240、1242など)とが一体的にY軸方向に移動する。
 次に本第12の実施形態に係る基板計測系1280(図53参照)について説明する。基板計測系1280は、概念的には第1の実施形態に係る基板計測系70(図4参照)に類似している。すなわち、基板Pを保持する部材(本実施形態では一対の基板ホルダ1222それぞれ)にヘッドベース1282を介して下向きヘッド74x、74y(それぞれ図49参照)が一対取り付けられ、該下向きヘッド74x、74yは、固定子1234の上面に取り付けられた対応する上向きスケール1284に対向している。不図示の主制御装置は、2つのXリニアエンコーダシステム、及び2つのYリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、各基板ホルダ1222のY粗動ステージ1230に対するX軸方向、Y軸方向、及びθz方向の位置情報(第1情報)を独立に求める。
 また、図51に示されるように、固定子1234の長手方向中央部には、ヘッドベース1286が固定されている。ヘッドベース1286には、上向きヘッド80x、80yが一対取り付けられ、該上向きヘッド80x、80yは、光学定盤18a(図48参照)の下面に固定された対応する下向きスケール1288とXリニアエンコーダシステム、Yリニアエンコーダシステムを構成している。上向きスケール1284と各上向きヘッド80x、80yの位置関係(第3情報)は既知である。不図示の主制御装置は、4つのXリニアエンコーダシステム、及び4つのYリニアエンコーダシステムの出力を適宜用いて、Y粗動ステージ1230の水平面内の位置情報(第2情報)を求める。
《第13の実施形態》
 次に第13の実施形態に係る液晶露光装置について、図55~図58を用いて説明する。第13の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置1320、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第12の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第12の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第12の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 上記第12の実施形態に係る基板ステージ装置1220(図53など参照)と同様に、基板ステージ装置1320において、基板Pは、図58に示されるように、Y軸方向の両端部近傍が一対の基板ホルダ1322に保持される。一対の基板ホルダ1322が2DOFモータによってX軸方向に長ストロークで駆動されるとともに、Y軸及びθz方向に微少駆動される点は上記第12の実施形態と同様である。ここで、上記第12の実施形態において、基板ホルダ1222(図53など参照)は、X軸方向の位置に応じて、互いに分離して配置されたエアガイド1236、及び一対のエアガイド1242(それぞれ図53など参照)の何れかによって下方から支持されたのに対し、本第13の実施形態における基板ホルダ1322は、X軸方向に関する移動可能領域の全範囲をカバー可能な長さに設定された単一のエアガイド1324によって下方から支持されている。エアガイド1324は、図55に示されるように、ステージ本体632に接続されており、基板テーブル626と一体的にY軸方向に移動可能となっている。
 次に第13の実施形態に係る基板計測系1380の構成、及び動作について説明する。基板計測系1380は、概念的には、上記第11の実施形態に係る基板計測系1180(図44など参照)をZ軸回りに90°回転させたような構造になっている。すなわち、本第13の実施形態おいて、エアガイド1324の上面には、図57に示されるように、上向きスケール1382が固定されている。上記第11の実施形態では、上向きスケール882(図46など参照)は、X軸方向よりもY軸方向に関する位置情報の計測範囲が広くなるように(Y軸方向が長手方向となるように)配置されたのに対し、本実施形態の上向きスケール1382は、Y軸方向よりもX軸方向に関する位置情報の計測範囲が広くなるように(X軸方向が長手方向となるように)配置されている。
 基板ホルダ1322は、図55に示されるように、上記第11の実施形態に係る基板ホルダ1122(図44など参照)と同様に、下方に開口した凹部が形成されており、該凹部内に下向きヘッド74x、74y、74z(それぞれ図56参照)がそれぞれ一対、上向きスケール1382に対向するように取り付けられている(図58参照)。
 図57に示されるように、エアガイド1324の長手方向両端部近傍には、それぞれヘッドベース1384が固定されており、各ヘッドベース1384には、上向きヘッド80x、80y、80zがそれぞれ2つ、光学定盤18a(図55参照)の下面に固定された対応する下向きスケール1386に対向するように取り付けられている。本第13の実施形態に係る基板計測系1380も、上記第12の実施形態の基板計測系1280(図53など参照)と同様に、基板P(一対の基板ホルダ1322)の位置情報が、Y粗動ステージ1230を介して光学定盤18aを基準に求められる。
《第14の実施形態》
 次に第14の実施形態に係る液晶露光装置について、図59を用いて説明する。第14の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置1420、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第13の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第13の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第13の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 上記第13の実施形態(図58参照)において、基板Pは、Y軸方向に関する両端部近傍が、それぞれ基板ホルダ1322に保持されたのに対し、図59に示されるように、本第14の実施形態において、基板Pは、Y軸方向に関する一方側(本実施形態では+Y側)の端部近傍のみが基板ホルダ1422に吸着保持される点が異なる。基板ホルダ1422に関しては、固定子1424に対して3DOFモータにより駆動される点を除き、上記第12の実施形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。固定子1424とエアガイド1324とを連結する連結部材1426は、Y軸方向にも剛性を有しており、固定子1424は、基板テーブル626の押圧、又は牽引(押し引き)が可能となっている。本第14の実施形態に係る基板計測系1480の構成、及び動作に関しては、上記第13の実施形態と同じであるので、ここでは説明を省略する。
《第15の実施形態》
 次に第15の実施形態に係る液晶露光装置について、図60~図63を用いて説明する。第15の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置1520の構成が異なる点を除き、上記第1又は第6の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第1又は第6の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第1又は第6の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 図60に示されるように、基板ステージ装置1520は、第1移動体(ここでは基板ホルダ1522)と第2移動体(ここではY粗動ステージ24)とを備えている。
 図62に示されるように、基板ホルダ1522は、上記第6の実施形態(図26など参照)の基板ホルダ622と同様に、平面視矩形の枠状(額縁状)に形成され、基板Pは、基板ホルダ1522の開口内に配置される。基板ホルダ1522は、4つの吸着パッド1524を有しており、基板Pの4辺それぞれの中央部近傍を下方から吸着保持する。
 基板Pのうち、中央部を含む露光領域は、図60に示されるように、基板テーブル626によって下方から非接触支持される。基板テーブル626は、上記第6の実施形態(図26など参照)と同様に、基板Pの平面矯正を非接触状態で行う。また、図60などでは不図示であるが、基板テーブル626の下面には、上記第6の実施形態と同様に、ステージ本体632(図23参照)が固定されている。不図示のステージ本体632は、図63に示されるように、複数の連結部材1526を介して、Zチルト方向の相対移動が許容された状態でX粗動ステージ26に連結されている、従って、基板テーブル626は、X粗動ステージ26と一体的にX軸、及びY軸方向に長ストロークで移動する。X粗動ステージ26、Y粗動ステージ24などの構成及び動作は、上記第1の実施形態(図4など参照)と概ね同じであるので、説明を省略する。
 また、図63に示されるように、ステージ本体632(図63では不図示。図23参照)からは、±Y方向、及び±X方向の合計4方向にテーブル部材1528が突き出している。図60に示されるように、基板ホルダ1522は、4つのテーブル部材1528上に不図示のエアベアリングを介して非接触状態で載置されている。また、基板ホルダ1522は、基板ホルダ1522に取り付けられた複数の可動子1530(図62参照)とステージ本体632に取り付けられた複数の固定子1532(図63参照)とによって構成される複数のリニアモータによって基板テーブル626に対してX軸、Y軸、及びθz方向に微少ストロークで駆動される。
 上記第6の実施形態の基板ホルダ622は、基板テーブル626から分離してY軸方向に長ストロークで相対移動可能であった(図27参照)のに対し、本第15の実施形態において、不図示の主制御装置は、図61に示されるように、X軸、及びY軸方向に関して、基板ホルダ1522と基板テーブル626との位置が所定範囲内に収まるように、上記複数のリニアモータを用いて基板ホルダ1522に推力を付与する。従って、基板Pは、露光領域の全体が常に基板テーブル626により下方から支持される。
 次に第15の実施形態に係る基板計測系1580について説明する。基板計測系1580は、概念的には、上記第1の実施形態に係る基板計測系70と概ね同じであり、基板ホルダ1522の水平面内の位置情報を、Y粗動ステージ24を介して光学定盤18a(図1など参照)を基準に求める。
 すなわち、基板ホルダ1522には、図62に示されるように、一対のヘッドベース88が固定されており、各ヘッドベース88には、下向きXヘッド74xと下向きYヘッド74yとが各2つ取り付けられている(図62参照)。また、図63に示されるように、Y粗動ステージ24には、アーム部材86を介して一対のスケールベース84が取り付けられており、各スケールベース84の上面には、X軸方向に延びる(X軸方向の計測可能範囲がY軸方向の計測可能範囲よりも長い)上向きスケール72が固定されている。基板ホルダ1522のY粗動ステージ24に対する位置情報は、上記各ヘッド74x、74yと、これに対応するスケール72とによって構成されるエンコーダシステムによって求められる。
 また、Y粗動ステージ24に取り付けられた一対のスケールベース84それぞれには、ヘッドベース96が固定されており、各ヘッドベース96には、上向きXヘッド80xと上向きYヘッド80yとが各2つ取り付けられている(図63参照)。光学定盤18a(図1など参照)の下面には、各ヘッドベース96に対応して、Y軸方向に延びる(Y軸方向の計測可能範囲がX軸方向の計測可能範囲よりも長い)下向きスケール78(図60参照)が固定されている。光学定盤18aに対するY粗動ステージ24の位置情報は、上記各ヘッド80x、80yと、これに対応するスケール78とによって構成されるエンコーダシステムによって求められる。
《第16の実施形態》
 次に第16の実施形態に係る液晶露光装置について、図64を用いて説明する。第16の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置1620、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第6又は第15の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第6又は第15の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第6又は第15の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 第16の実施形態に係る基板ステージ装置1620が有する基板ホルダ1522、基板テーブル626などの構成(駆動系を含む)は、上記第15の実施形態(図60など参照)と概ね同じである。上記第15の実施形態の基板計測系1580(図60など参照)は、基板ホルダ1522の位置情報をY粗動ステージ24を介して光学定盤18aを基準に求めた(すなわち第1の実施形態に係る基板計測系70と同様の構成であった)のに対し、本第16の実施形態に係る基板計測系1680は、基板ホルダ1522の位置情報を、上記第6の実施形態と同様に、計測テーブル624を介して光学定盤18aを基準に求める点が異なる。
 すなわち、第16の実施形態に係る基板ホルダ1522には、上記第6の実施形態(図24参照)と同様に、一対のヘッドベース688が固定されるとともに、各ヘッドベース688には、上向きXヘッド80xと上向きYヘッド80yとが各2つ取り付けられている。また、光学定盤18aの下面には、基板ホルダ1522に対するY軸方向の位置が所定範囲に収まるように移動可能な計測テーブル624が、一対のヘッドベース688に対応して取り付けられている。基板ホルダ1522の位置情報は、上記各ヘッド80x、80yと、対応する計測テーブル624の下面に固定された、X軸方向に延びる下向きスケール686とにより構成されるリニアエンコーダシステムによって求められる。また、計測テーブル624の位置情報は、計測テーブル624に取り付けられた上向きXヘッド80x、上向きYヘッド80yと、光学定盤18aの下面に固定された、Y軸方向に延びる下向きスケール684とにより構成されるリニアエンコーダシステムによって求められる。
《第17の実施形態》
 次に第17の実施形態に係る液晶露光装置について、図65を用いて説明する。第17の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置1720、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第15又は第16の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第15又は第16の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第15又は第16の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 第17の実施形態に係る基板ステージ装置1720が有する基板ホルダ1522、基板テーブル626などの構成(駆動系を含む)は、上記第15の実施形態(図60など参照)と概ね同じである。上記第15の実施形態の基板計測系1580(図60など参照)は、基板ホルダ1522の位置情報をY粗動ステージ24を介して光学定盤18aを基準に求めた(すなわち第1の実施形態に係る基板計測系70と同様の構成であった)のに対し、本第17の実施形態に係る基板計測系1780は、基板ホルダ1522の位置情報を、Y粗動ステージ24、及び計測テーブル1782を介して光学定盤18aを基準に求める点が異なる。
 第17の実施形態に係る基板ステージ装置1720において、Y粗動ステージ24には、上記第15の実施形態(図63など参照)と同様に、アーム部材86を介してスケールベース1784が固定されている。なお、図65では不図示であるが、スケールベース1784は、上記第15の実施形態と同様に、基板ホルダ1522の+Y側、及び-Y側にそれぞれ1つ配置されている。計測テーブル1782も不図示であるが同様に、スケールベース1784に対応して、投影光学系16の+Y側、及び-Y側にそれぞれ1つ配置されている。
 スケールベース1784の上面には、基板ホルダ1522の位置計測用に用いられる上向きスケール1786と、計測テーブル1782の位置計測用に用いられる上向きスケール1788とがY軸方向に所定間隔で取り付けられている。上向きスケール1786、1788は、Y軸方向よりもX軸方向に関する位置情報の計測範囲が広くなるように(X軸方向が長手方向となるように)、その上面に2次元回折格子を有している。上向きスケール1786と、上向きスケール1788との位置関係は、既知であるものとする。なお、上向きスケール1786、1788に形成される2次元回折格子のピッチは同じであっても良いし、異なっていても良い。また、スケールベース1784は、2つの上向きスケール1786,1788に換えて、基板ホルダ1522の位置計測用と計測テーブル1782の位置計測用とを兼用する広幅の1つの上向きスケールを有していても良い。
 基板ホルダ1522には、上記第15の実施形態(図63など参照)と同様に、ヘッドベース88を介して下向きヘッド74x、74yがそれぞれ2つ取り付けられている。基板ホルダ1522のY粗動ステージ24に対するXY平面内の位置情報が、下向きヘッド74x、74yと、対応する上向きスケール1786とによって構成されるエンコーダシステムによって求められる点は、上記第15の実施形態(すなわち第1の実施形態)と同様であるので、説明を省略する。
 計測テーブル1782は、上記第16の実施形態(図64参照)の計測テーブル624と同様に、Yリニアアクチュエータ682によってY軸方向に所定のストロークで駆動される。計測テーブル1782には、上記第16の実施形態と同様に、上向きヘッド80x、80yがそれぞれ2つ取り付けられている。計測テーブル1782の光学定盤18aに対するXY平面内の位置情報が、上向きヘッド80x、80yと、対応する下向きスケール984とによって構成されるエンコーダシステムによって求められる点は、上記第16の実施形態(すなわち第6の実施形態)と同様であるので、説明を省略する。
 Y粗動ステージ24のXY平面内の位置情報は、計測テーブル1782を介して光学定盤18aを基準に求められる。Y粗動ステージ24の位置情報を求めるための計測系は、概念的には、基板ホルダ1522のY粗動ステージ24に対する位置情報を求めるための計測系(エンコーダシステム)と同じである。すなわち、計測テーブル1782には、下向きXヘッド74xと、下向きYヘッド74yとがそれぞれ2つ取り付けられており、これら下向きヘッド74x、74と、上向きスケール1788とによって構成されるエンコーダシステムによって、計測テーブル1782に対するY粗動ステージ24のXY平面内の位置情報が求められる。不図示の主制御装置は、上述した光学定盤18aに対する計測テーブル1782の位置情報、計測テーブル1782に対するY粗動ステージ24の位置情報、及びY粗動ステージ24に対する基板ホルダ1522の位置情報に基づいて、基板ホルダ1522の位置情報を光学定盤18aを基準に求める。
《第18の実施形態》
 次に第18の実施形態に係る液晶露光装置について、図66~図68用いて説明する。第18の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ステージ装置1820、及びその計測系の構成が異なる点を除き、上記第1の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第1の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第1の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 上記第1の実施形態(図2など参照)では、微動ステージ22の位置情報を求めるための上向きスケール72、及び上向きスケール72の位置情報を求めるための上向きヘッド80x、80yが、それぞれY粗動ステージ24に固定されていたのに対し、本第18の実施形態では、図67に示されるように、上向きスケール72、及び上向きヘッド80x、80yが、自重支持装置28が備えるYステップガイド44に固定されている点が異なる。
 上向きスケール72は、スケールベース84の上面に固定されている。スケールベース84は、図66に示されるように、微動ステージ22の+Y側、及び-Y側にそれぞれ1つ配置されている。スケールベース84は、図67に示されるように、X軸方向から見てL字状に形成されたアーム部材1886を介してYステップガイド44に固定されている。従って、スケールベース84(及び上向きスケール72)は、Yステップガイド44、及びY粗動ステージ24と一体的にY軸方向に所定の長ストロークで移動可能となっている。上述したように、Yステップガイド44は、Y粗動ステージ24が有する一対のXビーム36の間に配置されている(Xビーム36のZ位置とYステップガイド44のZ位置とが一部重複している)ことから、Xビーム36には、アーム部材1886を通過させるため(アーム部材86とXビーム36との接触を防止するため)の貫通穴45が形成されている。
 下向きヘッド74x、74y、及び上向きスケール72を含む微動ステージ計測系76(図6参照)の構成、及び動作は、上記第1の実施形態と同じであるので説明を省略する。また、下向きスケール78、及び上向きヘッド80x、80yを含む粗動ステージ計測系82(図6参照)の構成、及び動作も、上記第1の実施形態と同じであるので説明を省略する。ただし、本実施形態において、粗動ステージ計測系82が計測するのは、実際には、Yステップガイド44の位置情報である点が上記第1の実施形態と異なる。このように、本実施形態の基板計測系1870は、微動ステージ22(基板P)の位置情報を、Yステップガイド44を介して光学定盤18aを基準に求める。
 本第18の実施形態によれば、微動ステージ22を支持する(微動ステージ22と同じ系に含まれる)Yステップガイド44に上向きスケール72が固定されているので、上記第1の実施形態に比べ、粗動ステージ24、26の動作の影響を抑制することができ、微動ステージ22の位置計測精度をより向上することができる。
《第19の実施形態》
 次に第19の実施形態に係る液晶露光装置について、図69、図70用いて説明する。第19の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、装置本体1918、及び基板計測系1970(図70参照)の構成が異なる点を除き、上記第18の実施形態と概ね同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第18の実施形態と同じ構成又は機能を有する要素については、上記第18の実施形態と同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
 上記第18の実施形態(図66参照)において、装置本体18は、光学定盤18a、中架台部18b、及び下架台部18cが一体的に組み立てられた状態で防振装置19を介して床F上に設置されたのに対し、本第19の実施形態において、装置本体1918は、図69に示されるように、投影光学系16を支持する部分(以下、「第1の部分」と称する)と、Yステップガイド44を支持する部分(以下、「第2の部分」と称する)とが、互いに物理的に分離した状態で床F上に設置されている点が異なる。
 装置本体1918のうち、投影光学系16を支持する第1の部分は、光学定盤18a、一対の中架台部18b、及び一対の第1下架台部18dを備え、正面視で(X軸方向から見て)門型(逆U字型)に形成されている。第1の部分は、複数の防振装置19を介して床F上に設置されている。これに対し装置本体1918のうち、Yステップガイド44を支持する第2の部分は、第2下架台部18eを備えている。第2下架台部18eは、平板状の部材から成り、一対の第1下架台部18dの間に挿入されている。第2下架台部18eは、上記第1の部分を支持する複数の防振装置19とは別の複数の防振装置19を介して床F上に設置されている。一対の第1下架台部18dと第2下架台部18eとの間には、隙間が形成されており、第1の部分と第2の部分とは、振動的に分離(絶縁)されている。第2下架台部18e上に機械的なリニアガイド装置52を介してYステップガイド44が載置されている点は、上記第18の実施形態と同様である。
 図69では、図示が一部省略されているが、一対のベースフレーム30の構成は、上記第18(第1)の実施形態と同様である。一対のベースフレーム30は、第2下架台部18eを含み、装置本体218とは振動的に分離された状態で床F上に設置されている。一対のベースフレーム30上にY粗動ステージ24、及びX粗動ステージ26が載置されている点、並びにYステップガイド44上に自重支持装置28を介して微動ステージ22が載置されている点は、上記第18の実施形態と同じである。
 次に第19の実施形態に係る基板計測系1970の構成、及び動作について説明する。なお、計測系を除く基板ステージ装置1920の構成、及び動作は、上記第18の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
 図70には、第19の実施形態に係る基板計測系1970の概念図が示されている。基板計測系1970のうち、微動ステージ22(実際には基板ホルダ32)のXY平面内の位置情報を求めるための微動ステージ計測系76(図6参照)の構成は、上記第18(第1)の実施形態と同じであるので、説明を省略する。本第19の実施形態に係る基板計測系1970は、基板ホルダ32の水平面に対して交差する方向の位置情報を求めるためのZチルト位置計測系1998の構成が上記第18(第1)の実施形態と異なる。
 Zチルト位置計測系1998は、図70に示されるように、基板ホルダ32のZチルト方向の位置情報を、微動ステージ計測系76と同様に、Y粗動ステージ24を介して光学定盤18a(図69参照)を基準に求める。
 図69に示されるように、基板ホルダ32の+Y側及び-Y側の側面に固定されたヘッドベース1988のそれぞれには、2つの下向きXヘッド74x、及び2つの下向きYヘッド74yと併せて、2つの下向きZヘッド74zがX軸方向に離間して取り付けられている(図70参照)。下向きZヘッド74zとしては、上向きスケール72に対して計測ビームを照射する公知のレーザ変位計が用いられている。不図示の主制御装置は、合計で4つの下向きZヘッド74z(図9参照)の出力に基づいて、微動ステージ22のY粗動ステージ24に対するZチルト方向の変位量情報を求める。
 また、Yステップガイド44の+Y側及び-Y側の側面に固定された一対のスケールベース84のそれぞれには、上記第1の実施形態のヘッドベース96と同様に(図4参照)、ヘッドベース1996が2つ固定されている。また、図70に示されるように、ヘッドベース1996には、2つの上向きXヘッド84x、及び2つの上向きYヘッド80yと併せて、1つの上向きZヘッド80zが取り付けられている。上向きZヘッド80zも下向きZヘッド74zと同様のレーザ変位計が用いられているが、各Zヘッド74z、80zの種類は、異なっていても良い。不図示の主制御装置は、合計で4つの上向きZヘッド80z(図70参照)の出力に基づいて、Y粗動ステージ24の光学定盤18a(図69参照)に対するZチルト方向の変位量情報を求める。
 以上説明した第19の実施形態では、基板PのZチルト方向の位置情報を、光学定盤18a(すなわち投影光学系16)を基準に求めることが可能であるので、基板PのXY平面内の位置情報と併せて、基板PのZチルト方向の位置情報を高精度で取得することができる。すなわち、一例として国際公開第2015/147319号に開示されるように、重量キャンセル装置42を基準に基板PのZチルト方向の位置情報を求める場合には、重量キャンセル装置42がYステップガイド44上に載置されていることから、Yステップガイド44の移動時における振動などに起因して、基板Pの位置計測に誤差が発生する可能性がある。これに対し、本実施形態では、仮にYステップガイド44の移動時に振動などが発生したとしても、Yステップガイド44の位置情報が光学定盤18aを基準に常時計測されているため、Yステップガイド44を介して基板Pの位置情報を計測しても、該Yステップガイド44の位置ズレが、基板Pの計測結果に反映されない。従って、基板Pの位置情報を高精度で計測することができる。
 また、装置本体1980のうち、Yステップガイド44を支持する第2の部分(第2下架台部18e)が、投影光学系16を支持する第1の部分と振動的に分離しているので、Yステップガイド44が基板PのY軸方向への移動に伴ってY軸方向へ移動する際、該移動に起因する振動、変形などの投影光学系16に対する影響を抑制することができ、これにより露光精度を向上することができる。
 なお、以上説明した第1~第19の各実施形態の構成は、適宜変更が可能である。一例として、上記各実施形態における基板計測系(基板計測系70、270など)は、基板ステージ装置の構成を問わず、物体(上記各実施形態では基板P)を保持する移動体の位置計測に用いることができる。すなわち、上記第1~第5の実施形態に係る基板ホルダ32のような、基板Pのほぼ全面を吸着保持するタイプの基板ホルダを備える基板ステージ装置に対し、上記第6の実施形態に係る基板計測系670のような、計測テーブル624を介して光学定盤18aを基準に基板ホルダの位置情報を求めるタイプの計測系を適用することも可能である。
 また、上記各実施形態に係る計測系と同様の構成の計測系を、基板P以外の計測対象物に適用しても良く、一例として、マスクステージ装置14におけるマスクMの位置計測に、上記基板計測系70などと同様の構成の計測系を用いても良い。特に、国際公開第2010/131485号に開示されるような、マスクをスキャン方向と直交する方向に長ストロークでステップ移動させるマスクステージ装置の計測系には、上記各実施形態に係る計測系を好適に用いることができる。
 また、上記第1~第19の実施形態の基板計測系において、エンコーダヘッド、及びスケールの配置は逆であっても良い。すなわち、基板ホルダの位置情報を求めるためのXリニアエンコーダ、Yリニアエンコーダは、基板ホルダにスケールが取り付けられ、粗動ステージ、あるいは計測テーブルにエンコーダヘッドが取り付けられても良い。その場合、粗動ステージ、あるいは計測テーブルに取り付けられるスケールは、例えばX軸方向に沿って複数配置され、相互に切り換え動作可能に構成されると良い。同様に、粗動ステージ、あるいは計測テーブルの位置情報を求めるためのXリニアエンコーダ、Yリニアエンコーダは、計測テーブルにスケールが取り付けられ、光学定盤18aにエンコーダヘッドが取り付けられても良い。その場合、光学定盤18aに取り付けられるエンコーダヘッドは、例えばY軸方向に沿って複数配置され、相互に切り換え動作可能に構成されると良い。基板ホルダ、及び光学定盤18aにエンコーダヘッドが固定される場合、粗動ステージ、あるいは計測テーブルに固定されるスケールを共通化しても良い。
 また、基板計測系において、基板ステージ装置側にX軸方向に延びる1つ又は複数のスケールが固定され、装置本体18側にY軸方向に延びる1つ又は複数のスケールが固定される場合について説明したが、これに限られず、基板ステージ装置側にY軸方向に延びる1つ又は複数のスケール、装置本体18側にX軸方向に延びる1つ又は複数のスケールがそれぞれ固定されても良い。この場合、粗動ステージ、あるいは計測テーブルは、基板Pの露光動作などにおける基板ホルダの移動中にX軸方向に駆動される。
 また、計測テーブル、及びその駆動系は、装置本体18の上架台部18aの下面に設けるよう構成しているが、下架台部18cや中架台部18bに設けるようにしても良い。
 また、上記各実施形態では、2次元グレーティングが形成されたスケールを用いる場合について説明したが、これに限られず、各スケールの表面にXスケールとYスケールとが独立に形成されても良い。この場合、スケール内において、XスケールとYスケールとの長さを互いに異ならせるようにしても良い。また両者をX軸方向に相対的にずらして配置するようにしても良い。また、回折干渉方式のエンコーダシステムを用いる場合について説明したが、これに限られず、いわゆるピックアップ方式、磁気方式などの他のエンコーダも用いることができ、例えば米国特許第6,639,686号明細書などに開示されるいわゆるスキャンエンコーダなども用いることができる。
 なお、上記第1~第19の実施形態において、Z・チルト位置計測系及びエンコーダシステムによって基板計測系を構成するものとしたが、例えばX、Yヘッドの代わりにXZ、YZヘッドを用いることで、エンコーダシステムのみで基板計測系を構成しても良い。
 また、上記第17の実施形態において、一対の計測テーブル1782とは別に、X軸方向に関して計測テーブル1782から離れて配置される少なくとも1つのヘッドを設けても良い。例えば、X軸方向に関して投影光学系16から離れて配置され、基板Pのアライメントマークを検出するマーク検出系(アライメント系)に対して±Y側にそれぞれ計測テーブル1782と同じ可動のヘッドユニットを設け、基板マークの検出動作においてマーク検出系の±Y側に配置される一対のヘッドユニットを用いてY粗動ステージ24の位置情報を計測しても良い。この場合、マーク検出動作において、一対の計測テーブル1782で全ての計測ビームがスケール1788(又は684)から外れても、基板計測系(別の一対のヘッドユニット)によるY粗動ステージ24の位置情報の計測が継続可能となり、マーク検出系の位置など、露光装置の設計の自由度を高められる。なお、Z軸方向に関する基板Pの位置情報を計測する基板計測系をマーク検出系の近傍に配置することで、基板のZ位置の検出動作においても基板計測系によるY粗動ステージ24の位置情報の計測が可能となる。または、基板計測系を投影光学系16の近傍に配置し、基板のZ位置の検出動作において一対の計測テーブル1782でY粗動ステージ24の位置情報を計測しても良い。また、本実施形態では、投影光学系16から離れて設定される基板交換位置にY粗動ステージ24が配置されると、一対の計測テーブル1782の全てのヘッドで計測ビームがスケール1788(又は684)から外れる。そこで、基板交換位置に配置されるY粗動ステージ24の複数のスケール1788(又は684)の少なくとも1つと対向する少なくとも1つのヘッド(可動のヘッド又は固定のヘッドのいずれでも良い)を設け、基板交換動作においても基板計測系によるY粗動ステージ24の位置情報の計測を可能としても良い。ここで、Y粗動ステージ24が基板交換位置に到達する前、言い換えれば、基板交換位置に配置される少なくとも1つのヘッドがスケール1788(又は684)に対向する前に、一対の計測テーブル1782の全てのヘッドで計測ビームがスケール1788(又は684)から外れる場合は、Y粗動ステージ24の移動経路の途中に少なくとも1つのヘッドを追加で配置し、基板計測系による基板ホルダ32の位置情報の計測を継続可能としても良い。
 同様に、上記第1~第19実施形態において、各Xヘッド74xに代えて、前述のXZヘッドを用いるとともに、各Yヘッド74yに代えて、前述のYZヘッドを用いても良い。かかる場合において、一対のXZヘッドと一対のYZヘッドと、これらが対向可能なスケールとを有するエンコーダシステムでは、複数のヘッド74x、74yの回転(θz)と傾斜(θx及びθyの少なくとも一方)との少なくとも一方に関する位置情報を計測することとしても良い。
 なお、スケール72,78などでは表面に格子が形成される(表面が格子面である)ものとしたが、例えば格子を覆うカバー部材(ガラス又は薄膜など)を設け、格子面をスケールの内部としても良い。
 なお、上記第17の実施形態では、各一対のXヘッド80x及びYヘッド80yが、Y粗動ステージ24の位置を計測するためのヘッドとともに、計測テーブル1782に設けられる場合について説明したが、各一対のXヘッド80x及びYヘッド80yは、計測テーブル1782を介することなく、Y粗動ステージ24の位置を計測するためのヘッドに設けられていても良い。
 なお、これまでの説明では、基板エンコーダシステムが備える各ヘッドのXY平面内における計測方向が、X軸方向又はY軸方向である場合について説明したが、これに限らず、2次元グレーティングに代えて、XY平面内で、X軸方向及びY軸方向に交差し、かつ互いに直交する2方向(便宜上、α方向、β方向と呼ぶ)を周期方向とする2次元格子を用いても良く、これに対応して前述の各ヘッドとして、α方向(及びZ軸方向)又はβ方向(及びZ軸方向)をそれぞれの計測方向とするヘッドを用いることとしても良い。また、前述の第1の実施形態では、各Xスケール、Yスケールに代えて、例えばα方向、β方向を周期方向とする1次元格子を用いるとともに、これに対応して前述の各ヘッドとして、α方向(及びZ軸方向)又はβ方向(及びZ軸方向)をそれぞれの計測方向とするヘッドを用いることとしても良い。
 なお、上記第6、第7、第16、第17の各実施形態において、計測テーブル用エンコーダは、少なくとも計測テーブルの移動方向(上記実施形態ではY軸方向)の位置情報を計測すれば良いが、移動方向と異なる少なくとも1つの方向(X、Z、θx、θy、θzの少なくとも1つ)の位置情報も計測して良い。例えば、計測方向がX軸方向のヘッド(Xヘッド)のX軸方向の位置情報も計測し、このX情報とXヘッドの計測情報とでX軸方向の位置情報を求めても良い。ただし、計測方向がY軸方向のヘッド(Yヘッド)では、計測方向と直交するX軸方向の位置情報を用いなくても良い。同様に、Xヘッドでは、計測方向と直交するY軸方向の位置情報を用いなくても良い。要は、ヘッドの計測方向と異なる少なくとも1つの方向の位置情報を計測し、この計測情報とヘッドの計測情報とで計測方向に関する基板ホルダ622などの位置情報を求めても良い。また、例えばX軸方向に関して位置が異なる2本の計測ビームを使って可動ヘッドのθz方向の位置情報(回転情報)を計測し、この回転情報と、Xヘッド、及びYヘッドの計測情報とを用いて基板ホルダ622などのX軸、Y軸方向の位置情報を求めても良い。この場合、XヘッドとYヘッドとの一方を2つ、他方を1つ、計測方向が同じ2つのヘッドが計測方向と直交する方向に関して同一位置とならないように配置することで、X、Y、θz方向の位置情報を計測可能となる。もう1つのヘッドは、2つのヘッドと異なる位置に計測ビームを照射すると良い。さらに、可動ヘッド用エンコーダのヘッドがXZヘッド又はYZヘッドであれば、例えばXZヘッドとYZヘッドの一方を2つ、他方を1つ、同一直線上とならないように配置することで、Z情報だけでなくθx及びθy方向の位置情報(傾斜情報)も計測できる。θx及びθy方向の位置情報の少なくとも一方と、Xヘッド、及びYヘッドの計測情報とでX軸、Y軸方向の位置情報を求めても良い。同様に、XZヘッド又はYZヘッドでも、Z軸方向と異なる方向に関する可動ヘッドの位置情報を計測し、この計測情報とヘッド計測情報とでZ軸方向の位置情報を求めても良い。なお、可動ヘッドの位置情報を計測するエンコーダのスケールが単一のスケール(格子領域)であれば、XYθzもZθxθyも3つのヘッドで計測できるが、複数のスケール(格子領域)が離れて配置される場合は、Xヘッド、及びYヘッドを2つずつ、あるいはXZヘッド、及びYZヘッドを2つずつ配置し、4つのヘッドで非計測期間が重ならないようにX軸方向の間隔を設定すれば良い。この説明は、格子領域がXY平面と平行に配置されるスケールを前提としたが、格子領域がYZ平面と平行に配置されるスケールでも同様に適用できる。
 また、上記第6、第7、第16、第17の各実施形態において、計測テーブルの位置情報を計測する計測装置としてエンコーダを用いるものとしたが、エンコーダ以外、例えば干渉計などを用いても良い。この場合、例えば可動ヘッド(又はその保持部)に反射面を設け、Y軸方向と平行に計測ビームを反射面に照射すれば良い。特に可動ヘッドがY軸方向のみに移動される場合は反射面を大きくする必要がなく、空気揺らぎを低減するための干渉計ビームの光路の局所的な空調も容易となる。
 また、上記第17の実施形態において、Y粗動ステージ24のスケールに計測ビームを照射する可動ヘッドを、Y軸方向に関して投影系の両側に1つずつ設けるものとしたが、複数ずつ可動ヘッドを設けても良い。例えば、Y軸方向に関して複数の可動ヘッドで計測期間が一部重なるように隣接する可動ヘッド(計測ビーム)を配置すれば、Y粗動ステージ24がY軸方向に移動しても、複数の可動ヘッドによって位置計測を継続できる。この場合、複数の可動ヘッドでつなぎ処理が必要となる。そこで、投影系の±Y側の一方のみに配置され、少なくとも1つのスケールに計測ビームが照射される複数のヘッドの計測情報を用いて、計測ビームがスケールに入る別のヘッドに関する補正情報を取得しても良いし、±Y側の一方だけでなく他側に配置される少なくとも1つのヘッドの計測情報を用いても良い。要は、±Y側にそれぞれ配置される複数のヘッドのうち、スケールに計測ビームが照射されている少なくとも3つのヘッドの計測情報を用いれば良い。
 また、上記第1~第19実施形態において、エンコーダシステムのヘッドは、光源からのビームをスケールに照射する光学系の全てを有している必要はなく、光学系の一部、例えば射出部のみを有するものとしても良い。
 また、上記第1~第19の実施形態において、エンコーダシステムのヘッドから計測ビームが照射されるスケール(スケール部材、格子部)を、投影光学系16側に設ける場合、投影光学系16を支持する装置本体18(フレーム部材)の一部に限らず、投影光学系16の鏡筒部分に設けても良い。
 また、上記第1~第19の実施形態では、走査露光時のマスクM及び基板Pの移動方向(走査方向)がX軸方向である場合について説明したが、走査方向をY軸方向としても良い。この場合、マスクステージの長ストローク方向をZ軸回りに90度回転させた向きに設定するとともに、投影光学系16の向きもZ軸回りに90度回転させるなどする必要がある。
 また、上記第1~第19の実施形態において、基板計測系は、基板ステージ装置が基板ローダとの基板交換位置まで移動する間の位置情報を取得するために、基板ステージ装置又は別のステージ装置に基板交換用のスケールを設け、下向きのヘッドを使って基板ステージ装置の位置情報を取得しても良い。あるいは、基板ステージ装置又は別のステージ装置に基板交換用のヘッドを設け、スケールや基板交換用のスケールを計測することによって基板ステージ装置の位置情報を取得しても良い。
 またエンコーダシステムとは別の位置計測系(たとえばステージ上のマークとそれを観察する観察系)を設けてステージの交換位置制御(管理)を行っても良い。
 なお、基板ステージ装置は、少なくとも基板Pを水平面に沿って長ストロークで駆動できれば良く、場合によっては6自由度方向の微少位置決めができなくても良い。このような2次元ステージ装置に対しても上記第1~第19実施形態に係る基板エンコーダシステムを好適に適用できる。
 また、照明光は、ArFエキシマレーザ光(波長193nm)、KrFエキシマレーザ光(波長248nm)などの紫外光や、F2レーザ光(波長157nm)などの真空紫外光であっても良い。また、照明光としては、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、エルビウム(又はエルビウムとイッテルビウムの両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、固体レーザ(波長:355nm、266nm)などを使用しても良い。
 また、投影光学系16が複数本の光学系を備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学系の本数はこれに限らず、1本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、オフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。また、投影光学系16としては、拡大系、又は縮小系であっても良い。
 また、露光装置の用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、有機EL(Electro-Luminescence)パネル製造用の露光装置、半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びDNAチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、EUV露光装置、X線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるマスク又はレチクルを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも適用できる。
 また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、ウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、フィルム状(可撓性を有するシート状の部材)のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が500mm以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。
 液晶表示素子(あるいは半導体素子)などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたマスク(あるいはレチクル)を製作するステップ、ガラス基板(あるいはウエハ)を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク(レチクル)のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
 なお、上記各実施形態の複数の構成要件は適宜組み合わせることができる。したがって、上述の複数の構成要件のうちの一部が用いられなくても良い。
 なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書などの開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
 以上説明したように、本発明の移動体装置及び移動方法は、物体を移動させるのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、物体を露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの製造に適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。
 10…液晶露光装置、20…基板ステージ装置、24…Y粗動ステージ、32…基板ホルダ、70…基板計測系、72…上向きスケール、74x…下向きXヘッド、74y…下向きYヘッド、78…下向きスケール、80x…上向きXヘッド、80y…上向きYヘッド、100…主制御装置、P…基板。

Claims (31)

  1.  物体を保持し、互いに交差する第1及び第2方向へ移動可能な第1移動体と、
     前記第2方向へ移動可能な第2移動体と、
     前記第1及び第2方向に関して、前記第1移動体の移動の基準となる基準部材と、
     前記基準部材に対する前記第1移動体の位置情報を、前記第1及び第2移動体との一方に設けられた第1ヘッドと、他方に設けられ、前記第1及び第2方向の計測成分を有し、前記第1移動体の前記第1方向に関する移動範囲を計測可能な第1格子領域とによって取得する第1計測系と、
     前記基準部材に対する前記第1移動体の位置情報を、前記第2移動体と前記基準部材との一方に設けられた第2ヘッドと、他方に設けられ、前記第1及び第2方向の計測成分を有し、前記第1移動体の前記第2方向に関する移動範囲を計測可能な第2格子領域とによって取得する第2計測系と、
     前記第1及び第2計測系により取得された位置情報に基づいて、前記基準部材に対する前記第1及び第2方向の前記第1移動体の位置を制御する制御系と、を備え、
     前記第1計測系は、前記第1ヘッドを前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動させながら計測ビームを照射して前記第1移動体の位置情報を取得し、
     前記第2計測系は、前記第2ヘッドを前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動させながら計測ビームを照射して前記第1移動体の位置情報を取得する移動体装置。
  2.  物体を保持し、互いに交差する第1方向と第2方向へ移動可能な第1移動体と、
     前記第1および第2方向の計測成分を含む第1格子領域と、前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動しながら計測ビームを照射する第1ヘッドとの一方が前記第1移動体に設けられ、前記第1及び第2方向に関する前記第1移動体の位置情報を計測する第1計測系と、
     前記第1格子領域と前記第1ヘッドとの他方が設けられ、前記第2方向へ移動可能な第2移動体と、
     前記第1および第2方向の計測成分を含む第2格子領域と、前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動しながら計測ビームを照射する第2ヘッドとの一方が前記第2移動体に設けられ、第2格子領域と前記第2格子領域との他方が前記第2移動体に対向するように設けられ、前記第1及び第2方向に関する前記第2移動体の位置情報を計測する第2計測系と、
     前記第1および第2計測系で計測される前記位置情報に基づいて、前記第1および第2方向に関する前記第1移動体の移動制御を行う制御系と、を備える移動体装置。
  3.  物体を保持し、互いに交差する第1方向と第2方向へ移動可能な第1移動体と、
     前記第2方向へ移動可能な第2移動体と、
     前記第1および第2方向の計測成分を含む第1格子領域と、前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動しながら計測ビームを照射する第1ヘッドとの一方が前記第1移動体に設けられ、前記第1格子領域と前記第1格子領域との他方が前記第1移動体に対向するように設けられ、前記第1方向に関する前記第1移動体の位置情報を計測する第1計測系と、
     前記第1および第2方向の計測成分を含む第2格子領域と、前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動しながら計測ビームを照射する第2ヘッドとの一方が前記第2移動体に設けられ、第2格子領域と前記第2格子領域との他方が前記第2移動体に対向するように設けられ、前記第2方向に関する前記第2移動体の位置情報を計測する第2計測系と、
     前記第1格子領域と前記第1格子領域との他方と、第2格子領域と前記第2格子領域との他方との相対的な位置情報を計測する第3計測系と、
     前記第1、第2及び第3計測系で計測される前記位置情報に基づいて、前記第1および第2方向に関する前記第1移動体の移動制御を行う制御系と、を備える移動体装置。
  4.  第1部材に対して、物体を移動させる移動体装置であって、
     前記物体を保持し、前記第1部材に対して、互いに交差する第1及び第2方向へ移動可能な第1移動体と、
     前記第1物体に対して、前記第2方向へ移動可能な第2移動体と、
     前記第1及び第2移動体を、前記第2方向へ移動させる駆動系と、
     前記第1及び第2移動体の一方に設けられた第1ヘッドと、他方に設けられた第1格子領域と、を有し、前記第1ヘッド及び前記第1格子領域により前記第1移動体と前記2移動体との相対位置に関する第1位置情報を取得する第1計測系と、
     前記第2移動体と前記第1物体との一方に設けられた第2ヘッドと、他方に設けられた第2格子領域と、を有し、前記第2ヘッド及び前記第2格子領域により前記第1物体と前記第2移動体との相対位置に関する第2位置情報を取得する第2計測系と、
     前記第1及び第2位置情報に基づいて、前記第1部材に対する前記第1及び第2方向の前記第1移動体の位置を制御する制御系と、を備え、
     前記第1計測系は、前記第1ヘッドと前記第1格子領域との一方が、前記第1移動体の前記第1方向への可動範囲に基づいて配置され、
     前記第2計測系は、前記第2ヘッドと前記第2格子領域との一方が、前記第2移動体の前記第2方向への可動範囲に基づいて配置される移動体装置。
  5.  前記第1移動体は、前記第1及び2ヘッドの計測ビームの照射が前記第1及び第2格子領域のそれぞれから外れないように、前記第1方向へ移動する請求項1~4の何れか一項に記載の移動体装置。
  6.  前記第1移動体は、前記第1ヘッドによる計測ビームの照射が前記第1格子領域から外れないように、前記第2方向へ移動する請求項5に記載の移動体装置。
  7.  前記第2格子領域と前記第2ヘッドとの他方は、前記基準部材に設けられる請求項1に記載の移動体装置。
  8.  前記第1及び第2方向に関して、前記第1移動体の移動の基準となる基準部材をさらに備え、
     前記第2格子領域と前記第2ヘッドとの他方は、前記基準部材に設けられる請求項2又は3に記載の移動体装置。
  9.  前記第1部材は、前記第1移動体の移動の基準となる基準部材である請求項4に記載の移動体装置。
  10.  前記第1格子領域と前記第1ヘッドとの他方と、前記第2格子領域と前記第2ヘッドとの一方の相対位置情報を計測する計測系をさらに備える請求項1~9のいずれか一項に記載の移動体装置。
  11.  前記第1ヘッドは、前記第1移動体に設けられる請求項1又は2に記載の移動体装置。
  12.  前記第2移動体は、前記第1移動体を支持する請求項1~11のいずれか一項に記載の移動体装置。
  13.  前記第2移動体を前記第2方向へ移動させる駆動系をさらに備える請求項1~12のいずれか一項に記載の移動体装置。
  14.  前記物体を非接触支持する支持部をさらに備え、
     前記第1移動体は、前記支持部により非接触支持された前記物体を前記第1及び第2方向へ移動する請求項1~13のいずれか一項に記載の移動体装置。
  15.  前記第1移動体は、前記支持部により非接触支持された前記物体の端部を支持する請求項1~14のいずれか一項に記載の移動体装置。
  16.  前記第1移動体は、前記物体の外周端部のうちの一端部側を保持する請求項1~15のいずれか一項に記載の移動体装置。
  17.  前記第1移動体は、前記第1または第2方向に離間して設けられた複数の部材により構成され、
     前記複数の部材は、前記物体の異なる領域を保持する請求項15又は16に記載の移動体装置。
  18.  請求項1~17の何れか一項に記載の移動体装置と、
     前記物体に対してエネルギビームを照射し、前記物体を露光する光学系と、を備える露光装置。
  19.  前記第1方向は、前記露光時に、前記第1移動体により前記物体が前記光学系に対して相対移動される方向である請求項18に記載の露光装置。
  20.  前記第2方向は、複数の区画領域を有する前記物体が、前記露光の対象領域を変更するよう移動される方向である請求項18又は19に記載の露光装置。
  21.  前記物体は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板である請求項18~20のいずれか一項に記載の露光装置。
  22.  前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が500mm以上である請求項21に記載の露光装置。
  23.  請求項18~22のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
     露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
  24.  請求項18~22のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
     露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
  25.  基準部材に対して、前記物体を保持する第1移動体を、互いに交差する第1及び第2方向へ移動させることと、
     第2移動体により、前記第1移動体を前記第2方向へ移動させることと、
     第1計測系により、前記基準部材に対する前記第1移動体の位置情報を、前記第1及び第2移動体との一方に設けられた第1ヘッドと、他方に設けられ、前記第1及び第2方向の計測成分を有し、前記第1移動体の前記第1方向に関する移動範囲を計測可能な第1格子領域とによって取得し、第2計測系により、前記基準部材に対する前記第1移動体の位置情報を、前記第2移動体と前記基準部材との一方に設けられた第2ヘッドと、他方に設けられ、前記第1及び第2方向の計測成分を有し、前記第1移動体の前記第2方向に関する移動範囲を計測可能な第2格子領域とによって取得することと、
     前記第1及び第2計測系により取得された位置情報に基づいて、前記基準部材に対する前記第1及び第2方向の前記第1移動体の位置を制御する制御系することと、を含み、
     前記取得することでは、前記第1計測系により前記第1ヘッドを前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動させながら計測ビームを照射して前記第1移動体の位置情報を取得し、前記第2計測系により前記第2ヘッドを前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動させながら計測ビームを照射して前記第1移動体の位置情報を取得する移動方法。
  26.  物体を保持する第1移動体を、互いに交差する第1方向と第2方向とへ移動させることと、
     第1計測系により、前記第1および第2方向の計測成分を含む第1格子領域と、前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動しながら計測ビームを照射する第1ヘッドとの一方が前記第1移動体に設けられ、前記第1及び第2方向に関する前記第1移動体の位置情報を計測することと、
     第2移動体により、前記第1格子領域と前記第1ヘッドとの他方が設けられ、前記第2方向へ移動することと、
     第2計測系により、前記第1および第2方向の計測成分を含む第2格子領域と、前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動しながら計測ビームを照射する第2ヘッドとの一方が前記第2移動体に設けられ、第2格子領域と前記第2格子領域との他方が前記第2移動体に対向するように設けられ、前記第1及び第2方向に関する前記第2移動体の位置情報を計測することと、
     前記第1および第2計測系で計測される前記位置情報に基づいて、前記第1および第2方向に関する前記第1移動体の移動制御を行うこと、を含む移動方法。
  27.  物体を保持する第1移動体を、前記光学系の光軸方向と直交する所定平面内で互いに交差する第1方向と第2方向へ移動させることと、
     第2移動体により、前記第1移動体を前記第2方向へ移動させることと、
     第1計測系により、前記第1および第2方向の計測成分を含む第1格子領域と、前記第1格子領域に対して前記第1方向へ移動しながら計測ビームを照射する第1ヘッドとの一方が前記第1移動体に設けられ、前記第1格子領域と前記第1格子領域との他方が前記第1移動体に対向するように設けられ、前記第1方向に関する前記第1移動体の位置情報を計測することと、
     第2計測系により、前記第1および第2方向の計測成分を含む第2格子領域と、前記第2格子領域に対して前記第2方向へ移動しながら計測ビームを照射する第2ヘッドとの一方が前記第2移動体に設けられ、第2格子領域と前記第2格子領域との他方が前記第2移動体に対向するように設けられ、前記第2方向に関する前記第2移動体の位置情報を計測することと、
     第3計測系により前記第1格子領域と前記第1格子領域との他方と、第2格子領域と前記第2格子領域との他方との相対的な位置情報を計測することと、
     前記第1、第2及び第3計測系で計測される前記位置情報に基づいて、前記第1および第2方向に関する前記第1移動体の移動制御を行うことと、を含む移動方法。
  28.  物体を保持する第1移動体を、第1部体に対して、互いに交差する第1及び第2方向へ移動させることと、
     第1物体に対して、前記第1動体を前記第2移動体により前記第2方向へ移動させることと、
     前記第1及び第2移動体を、前記第2方向へ移動させることと、
     前記第1及び第2移動体の一方に設けられた第1ヘッドと、他方に設けられた第1格子領域と、を有し、前記第1ヘッドと前記第1格子領域との一方が、前記第1移動体の前記第1方向への可動範囲に基づいて配置され、前記第1ヘッド及び前記第1格子領域により前記第1移動体と前記2移動体との相対位置に関する第1位置情報を取得することと、
     前記第2移動体と前記第1物体との一方に設けられた第2ヘッドと、他方に設けられた第2格子領域と、を有し、前記第2ヘッドと前記第2格子領域との一方が、前記第2移動体の前記第2方向への可動範囲に基づいて配置され、前記第2ヘッド及び前記第2格子領域により前記第1物体と前記第2移動体との相対位置に関する第2位置情報を取得することと、
     前記第1及び第2位置情報に基づいて、前記第1部材に対する前記第1及び第2方向の前記第1移動体の位置を制御することと、を含む移動方法。
  29.  請求項25~28の何れか一項に記載の移動方法により、前記物体を前記第1方向へ移動させることと、
     前記第1方向へ移動された前記物体に対してエネルギビームを照射し、前記物体を露光することと、を含む露光方法。
  30.  フラットパネルディスプレイ製造方法であって、
     請求項29に記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
     前記露光された基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイ製造方法。
  31.  デバイス製造方法であって、
     請求項29に記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
     前記露光された基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
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