JP2009252986A - 較正方法、露光方法及びデバイス製造方法、並びに露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動体に設けられた回折格子の歪みに起因するエンコーダヘッドの計測値を高精度に補正する。
【解決手段】Ｘ軸方向を計測方向とするエンコーダヘッド（Ｘヘッド）６６₇，６６₀とそれらに対向してステージＷＳＴ上に設けられたＸスケール３９Ｘ₁を用いて、ステージＷＳＴのＸ位置を計測する。ステージＷＳＴをＸ軸方向に移動させ、Ｘ軸方向に所定間隔で設定された計測点毎に、両ヘッド６６₇，６６₀の計測値の差分を求める。全てのステップ位置についての差分より、Ｘスケール３９Ｘ₁の歪みを求める。同様に、その他のスケールの歪みを計測する。計測された歪みに基づいて、ステージＷＳＴの位置を計測するエンコーダの計測値を補正する。
【選択図】図８

Description

本発明は、較正方法、露光方法及びデバイス製造方法、並びに露光装置に係り、さらに詳しくは、少なくとも一軸方向についての移動体の駆動精度を較正するための較正方法、該較正方法を導入して所定平面に沿って移動体を駆動する露光方法、及び該露光方法を利用するデバイス製造方法、並びに前記露光方法又は較正方法の実施に好適な露光装置に関する。

従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが、主として用いられている。

従来、この種の露光装置では、一般的に、パターンが転写・形成されるウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、ウエハと総称する）を保持して２次元移動するウエハステージの位置が、レーザ干渉計を用いて計測されていた。しかし、近年の半導体素子の高集積化に伴うパターンの微細化により、さらに高精度なウエハステージの位置制御性能が要求されるようになり、その結果、レーザ干渉計のビーム路上の雰囲気の温度変化、及び／又は温度勾配の影響で発生する空気揺らぎに起因する計測値の短期的な変動が、無視できなくなってきた。

かかる不都合を改善するものとして、レーザ干渉計と同程度以上の計測分解能を有するエンコーダを、ウエハステージの位置計測装置として採用した露光装置に係る発明が、先に提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示される露光装置では、ウエハステージに設けられたグレーティング（スケール）にエンコーダヘッドから計測ビームを投射し、その反射光を受光することによって、グレーティングの周期方向（計測方向）に関するウエハステージの位置を計測していた。また、特許文献１に開示される露光装置では、長時間の使用に伴うグレーティングの変形（歪み）に起因するエンコーダの計測誤差を補正するため、ウエハステージを所定速度で走査駆動し、その駆動中に得られたエンコーダとレーザ干渉計とによるウエハステージの位置の計測データに基づいて、両者の関係を求め、この関係を用いて、エンコーダの計測誤差の補正データを作成していた。

しかし、最近になって、発明者等の実験により、特許文献１に開示される方法によって取得した補正データを用いても、次世代の露光装置に要求されるウエハステージの位置制御精度から見ると、無視できないレベルのエンコーダの計測誤差（補正後誤差）が残存することが判明した。

国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレット

発明者等は、上記の補正後誤差の原因を探るべく、さらに研究を重ねた結果、干渉計の計測値を用いる限り、無視できないレベルのエンコーダの計測誤差の発生を回避することは困難であるとの結論に達した。その理由は、エンコーダと干渉計との計測結果の差には、エンコーダの計測誤差だけでなく、干渉計の計測誤差（空気揺らぎに起因する無視できないレベルの計測誤差）も含まれてしまうからである。

従って、干渉計の計測結果を用いることなく、グレーティング（スケール）の変形（歪み）に起因するエンコーダの計測誤差を較正する方法を考えることが必要である。

本発明は、上述の事情の下でなされたものであり、第１の観点からすると、少なくとも一軸方向についての移動体の駆動精度を較正するための較正方法であって、前記移動体の前記一軸を含む所定平面に実質的に平行な一面に設けられた前記一軸方向を周期方向とするグレーティングに対向する前記一軸方向に離間する２つのエンコーダヘッドを用いて、前記一軸方向に関する前記移動体の位置を計測し、前記２つのエンコーダヘッドの計測値の差分を求める工程と；前記移動体の少なくとも前記一軸方向に関する複数の計測位置にて求められる前記差分を用いて、前記グレーティングの歪みデータを作成する工程と；
を含む較正方法である。

これによれば、移動体に設けられたグレーティングに対向する、グレーティングの周期方向に離間する２つのエンコーダヘッドを用いて、グレーティングの周期方向に関する移動体の位置を計測し、それら２つのエンコーダヘッドの計測値の差分を求める。そして、移動体の少なくともグレーティングの周期方向に関する複数の計測位置にて求められる差分を用いて、グレーティングの歪みデータを作成する。従って、レーザ干渉計を用いる場合に生じる、空気揺らぎに起因する無視できないレベルの計測誤差の影響を受けることがない、高精度なグレーティングの歪みデータ（すなわち、グレーティングの歪みに起因するエンコーダヘッドの計測誤差を較正するためのデータ）の作成が可能になる。

本発明は、第２の観点からすると、所定平面に沿って移動する移動体に保持された物体にエネルギビームを照射し、前記物体上にパターンを形成する露光方法であって、前記所定平面に実質的に平行な前記移動体の一面に設けられた前記所定平面内の第１軸に平行な第１方向を周期方向とする第１、第２グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第１、第２エンコーダヘッドの少なくとも一方を用いて、前記第１方向に関する前記移動体の位置を計測するとともに、前記一面に設けられた前記所定平面内で前記第１軸に直交する第２軸に平行な第２方向を周期方向とする第３、第４グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第３、第４エンコーダヘッドを用いて、前記第２方向に関する前記移動体の位置を計測する工程と；前記計測する工程の計測結果と、本発明の較正方法を用いて作成される前記第１〜第４グレーティングのうちの少なくとも１つである対象グレーティングの歪みデータと、に基づいて、前記移動体を駆動する工程と；を含む露光方法である。

これによれば、計測する工程の計測結果と、本発明の較正方法を用いて作成される第１〜第４グレーティングのうちの少なくとも１つの対象グレーティングの歪みデータと、に基づいて、移動体を駆動する。従って、歪みデータを用いて、計測する工程の計測結果、すなわち第１〜第４エンコーダヘッドのうち、歪みデータが作成された対象グレーティングに対向するエンコーダヘッドの計測結果を補正し、補正された計測結果に基づいて、移動体を駆動することができる。従って、露光の際に、物体を保持する移動体を高精度に駆動することが可能になり、物体上にパターンを精度良く形成することが可能になる。

本発明は、第３の観点からすると、本発明の露光方法を用いて、物体上にパターンを形成する工程と；前記パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と；を含むデバイス製造方法である。

本発明は、第４の観点からすると、エネルギビームを照射して物体を露光し、該物体上にパターンを形成する露光装置であって、前記物体を保持して所定平面に沿って移動するとともに、前記所定平面に実質的に平行な一面に前記所定平面内の第１軸に平行な第１方向を周期方向とする第１、第２グレーティングと前記第１軸に直交する第２軸に平行な第２方向を周期方向とする第３、第４グレーティングとが設けられた移動体と；前記第１、第２グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第１、第２エンコーダヘッドと、前記第３、第４グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第３、第４エンコーダヘッドと、を有し、前記第１、第２グレーティングの少なくとも一方に対向する第１、第２エンコーダヘッドの少なくとも一方の出力に基づいて前記第１方向に関する前記移動体の位置を計測するとともに、第３、第４グレーティングに、それぞれ対向する第３、第４エンコーダヘッドの出力に基づいて前記第２方向に関する前記移動体の位置を計測する計測装置と； 本発明の較正方法を用いて作成される前記第１〜第４グレーティングのうちの少なくとも１つである対象グレーティングの歪みデータと、前記計測装置の計測結果と、に基づいて、前記移動体を駆動する駆動装置と；を備える第１の露光装置である。

これによれば、駆動装置により、計測装置の計測結果と、本発明の較正方法を用いて作成される第１〜第４グレーティングのうちの少なくとも１つの対象グレーティングの歪みデータと、に基づいて、移動体が駆動される。従って、歪みデータを用いて、計測装置の計測結果、すなわち第１〜第４エンコーダヘッドのうち、歪みデータが作成された対象グレーティングに対向するエンコーダヘッドの計測結果を補正し、補正された計測結果に基づいて、移動体を駆動することができる。従って、露光の際に、物体を保持する移動体を高精度に駆動することが可能になり、物体上にパターンを精度良く形成することが可能になる。

本発明は、第５の観点からすると、エネルギビームを照射して物体を露光し、該物体上にパターンを形成する露光装置であって、前記物体を保持して所定平面に沿って移動するとともに、前記所定平面に実質的に平行な一面に前記所定平面内の一軸方向を周期方向とするグレーティングが設けられた移動体と；前記一軸方向に離間する２つのエンコーダヘッドを有し、前記グレーティングに対向する前記エンコーダヘッドの計測値に基づいて前記移動体の一軸方向に関する位置を計測するエンコーダシステムと；前記移動体を移動させ、前記移動体の少なくとも前記一軸方向に関する複数の計測位置で、前記２つのエンコーダヘッドにより前記一軸方向に関する前記移動体の位置を計測して、前記２つのエンコーダヘッドの計測値の差分を求め、前記複数の計測位置で求められた前記差分を用いて、前記グレーティングの歪みデータを作成する処理装置と；を備える第２の露光装置である。

これによれば、処理装置により、移動体が移動させられ、移動体の少なくとも一軸方向に関する複数の計測位置で、２つのエンコーダヘッドにより一軸方向に関する移動体の位置を計測して、２つのエンコーダヘッドの計測値の差分が求められ、複数の計測位置で求められた差分を用いて、グレーティングの歪みデータが作成される。従って、レーザ干渉計を用いる場合に生じる、空気揺らぎに起因する無視できないレベルの計測誤差の影響を受けることがない、高精度なグレーティングの歪みデータ（すなわち、グレーティングの歪みに起因するエンコーダヘッドの計測誤差を較正するためのデータ）の作成が可能になる。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図１０に基づいて説明する。図１には、一実施形態の露光装置１００の構成が概略的に示されている。

露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では投影光学系ＰＬとプライマリアライメント系ＡＬ１（図４、図５等参照）が設けられている。以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内で光軸ＡＸとプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を結ぶ直線と平行な方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

露光装置１００は、図１に示されるように、照明系１０、レチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、局所液浸装置８、ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴを有するステージ装置５０、並びにこれらの制御系等を備えている。図１において、ウエハステージＷＳＴ上には、ウエハＷが載置されている。

照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステム）で規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを、照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとして、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられる。

レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図７参照）によって、ＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。

レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１１６によって、移動鏡１５（実際には、Ｙ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（あるいは、レトロリフレクタ）とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられている）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１１６の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図７参照）に送られる。

投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられる。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系１０によってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、その第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系１０、レチクルＲ及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。

本実施形態の露光装置１００には、液浸方式の露光を行うために、前述の如く、局所液浸装置８が設けられている。局所液浸装置８は、液体供給装置５、液体回収装置６（いずれも図１では不図示、図７参照）、液体供給管３１Ａ、液体回収管３１Ｂ、及びノズルユニット３２等を含む。ノズルユニット３２は、図１に示されるように、投影光学系ＰＬを構成する最も像面側（ウエハＷ側）の光学素子、ここではレンズ（以下、「先端レンズ」ともいう）１９１を保持する鏡筒４０の下端部周囲を取り囲むように、投影ユニットＰＵを保持する不図示のメインフレームに吊り下げ支持されている。本実施形態では、ノズルユニット３２は、図１に示されるように、その下端面が先端レンズ１９１の下端面とほぼ同一面に設定されている。また、ノズルユニット３２は、液体Ｌｑの供給口及び回収口と、ウエハＷが対向して配置され、かつ回収口が設けられる下面と、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂとそれぞれ接続される供給流路及び回収流路とを備えている。液体供給管３１Ａと液体回収管３１Ｂとは、図４に示されるように、平面視（上方から見て）でＸ軸方向及びＹ軸方向に対してほぼ４５°傾斜し、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸとプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心とを結ぶＹ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＶに関して対称な配置となっている。図４において、符号ＵＰはウエハステージＷＳＴ上のウエハのアンロード時にウエハステージＷＳＴの中心が位置するアンローディングポジションを示し、符号ＬＰはウエハステージＷＳＴ上へのウエハのロード時にウエハステージＷＳＴの中心が位置するローディングポジションを示す。

液体供給管３１Ａは液体供給装置５（図１では不図示、図７参照）に、液体回収管３１Ｂは液体回収装置６（図１では不図示、図７参照）に接続されている。ここで、液体供給装置５には、液体を貯蔵するタンク、加圧ポンプ、温度制御装置、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。液体回収装置６には、回収した液体を貯蔵するタンク、吸引ポンプ、液体の流量を制御するためのバルブ等が備えられている。

主制御装置２０は、液体供給装置５（図７参照）を制御して、液体供給管３１Ａを介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体を供給するとともに、液体回収装置６（図７参照）を制御して、液体回収管３１Ｂを介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体を回収する。このとき、主制御装置２０は、供給される液体の量と回収される液体の量とが常に等しくなるように、液体供給装置５と液体回収装置６を制御する。従って、先端レンズ１９１とウエハＷとの間には、一定量の液体Ｌｑ（図１参照）が常に入れ替わって保持され、これにより液浸領域１４（図４参照）が形成される。なお、投影ユニットＰＵの下方に後述する計測ステージＭＳＴが位置する場合にも、同様に先端レンズ１９１と計測テーブルとの間に液浸領域１４を形成することができる。

本実施形態では、上記の液体として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する純水（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする。なお、ＡｒＦエキシマレーザ光に対する水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４であり、水の中では、照明光ＩＬの波長は、１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。

ステージ装置５０は、図１に示されるように、ベース盤１２の上方に配置されたウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴ、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴの位置情報を計測する計測システム２００（図７参照）、及び両ステージＷＳＴ，ＭＳＴを駆動するステージ駆動系１２４（図７参照）等を備えている。計測システム２００は、図７に示されるように、干渉計システム１１８、エンコーダシステム１５０、及び面位置計測システム１８０などを含む。

ウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴは、不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングなどにより、数μｍ程度のクリアランスを介して、ベース盤１２の上方に支持されている。また、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴは、リニアモータ等を含むステージ駆動系１２４（図７参照）によって、独立して駆動可能である。

ウエハステージＷＳＴは、図１に示されるように、ステージ本体９１と、該ステージ本体９１上に搭載されたウエハテーブルＷＴＢとを含む。ウエハテーブルＷＴＢ及びステージ本体９１は、リニアモータ及びＺ・レベリング機構（ボイスコイルモータなどを含む）を含む駆動系によって、ベース盤１２に対し、６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）に駆動可能に構成されている。

ウエハテーブルＷＴＢの上面の中央には、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（不図示）が設けられている。ウエハホルダ（ウエハの載置領域）の外側には、図２（Ａ）に示されるように、ウエハＷ（ウエハホルダ）よりも一回り大きな円形の開口が中央に形成され、かつ矩形状の外形（輪郭）を有するプレート（撥液板）２８が設けられている。プレート２８の表面は、液体Ｌｑに対して撥液化処理されている（撥液面が形成されている）。なお、プレート２８は、その表面の全部（あるいは一部）がウエハＷの表面と同一面となるようにウエハテーブルＷＴＢ上面に固定されている。

プレート２８は、中央に上述の円形の開口が形成された矩形の外形（輪郭）を有する第１撥液領域（第１撥液板）２８ａと、その周囲に配置された矩形枠状（環状）の第２撥液領域（第２撥液板）２８ｂと、を有する。

第１撥液板２８ａの＋Ｙ側の端部には、長方形の切り欠きが形成され、該切り欠きの内部にその表面がプレート２８とほぼ同一面となる状態で計測プレート３０が設けられている。この計測プレート３０には、中央に基準マークＦＭが設けられ、基準マークＦＭのＸ軸方向の両側に一対の空間像計測スリットパターン（スリット状の計測用パターン）ＳＬが、設けられている。そして、各空間像計測スリットパターンＳＬに対応して、それらを透過する照明光ＩＬを、ウエハステージＷＳＴ外部（後述する計測ステージＭＳＴに設けられる受光系）に導く送光系（不図示）が設けられている。

第２撥液板２８ｂには、後述するエンコーダシステムで用いられるスケールが形成されている。詳述すると、第２撥液板２８ｂのＸ軸方向（図２（Ａ）における紙面内左右方向）の一側と他側の領域には、それぞれＹスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂が形成されている。Ｙスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂は、例えば、Ｘ軸方向を長手方向とする格子線３８が所定ピッチでＹ軸方向に配列された、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば回折格子）によって構成されている。

同様に、第２撥液板２８ｂのＹ軸方向（図２（Ａ）における紙面内上下方向）の一側と他側の領域には、Ｙスケール３９Ｙ₁及び３９Ｙ₂に挟まれた状態で、Ｘスケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂がそれぞれ形成されている。Ｘスケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂は、例えば、Ｙ軸方向を長手方向とする格子線３７が所定ピッチでＸ軸方向に配列された、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば回折格子）によって構成されている。

なお、格子線３７，３８のピッチは、例えば１μｍと設定される。図２（Ａ）及びその他の図において、図示の便宜のため、格子のピッチは実際のピッチよりも大きく図示されている。

また、回折格子を保護するために、撥液性をそなえた低熱膨張率のガラス板でカバーすることも有効である。ここで、ガラス板（カバーガラスとも呼ばれる）としては、厚さがウエハと同程度、例えば厚さ１ｍｍのものを用いることができ、そのガラス板の表面がウエハ面と同じ高さ（同一面）になるよう、ウエハテーブルＷＳＴ上面に設置される。

また、ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、図２（Ａ）に示されるように、後述する干渉計システムで用いられる反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。

計測ステージＭＳＴは、図１に示されるように、不図示のリニアモータ等によってＸＹ平面内で駆動されるステージ本体９２と、ステージ本体９２上に搭載された計測テーブルＭＴＢとを含んでいる。計測ステージＭＳＴも、不図示の駆動系によりベース盤１２に対し、少なくとも３自由度方向（Ｘ，Ｙ，θｚ）に駆動可能に構成されている。

なお、図７では、ウエハステージＷＳＴの駆動系と計測ステージＭＳＴの駆動系とを含んで、ステージ駆動系１２４として示されている。

計測テーブルＭＴＢ（及びステージ本体９２）には、各種計測用部材が設けられている。この計測用部材としては、例えば、図２（Ｂ）に示されるように、照度むらセンサ９４、空間像計測器９６、波面収差計測器９８、照度モニタ（不図示）などが設けられている。また、ステージ本体９２には、前述の一対の送光系（不図示）に対向する配置で、一対の受光系（不図示）が設けられている。本実施形態では、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとがＹ軸方向に関して所定距離以内に近接した状態（接触状態を含む）において、ウエハステージＷＳＴ上の計測プレート３０の各空間像計測スリットパターンＳＬを透過した照明光ＩＬを各送光系（不図示）で案内し、計測ステージＭＳＴ内の各受光系（不図示）の受光素子で受光する、空間像計測装置４５（図７参照）が構成される。

また、計測テーブルＭＴＢの＋Ｙ端面、−Ｘ端面には、干渉計用の反射面１９ａ，１９ｂが形成されている。

計測テーブルＭＴＢの−Ｙ側の面には、図２（Ｂ）に示されるように、Ｘ軸方向に延びるフィデューシャルバー（以下、「ＦＤバー」と略述する）４６が取り付けられている。ＦＤバー４６の長手方向の一側と他側の端部近傍には、センターラインＣＬに関して対称な配置で、Ｙ軸方向を周期方向とする基準格子（例えば回折格子）５２がそれぞれ形成されている。また、ＦＤバー４６の上面には、複数の基準マークＭが形成されている。各基準マークＭとしては、後述するアライメント系によって検出可能な寸法の２次元マークが用いられている。なお、ＦＤバー４６の表面及び計測テーブルＭＴＢの表面も撥液膜で覆われている。

本実施形態の露光装置１００では、図４及び図５に示されるように、前述の基準軸ＬＶ上で、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸから−Ｙ側に所定距離隔てた位置に検出中心を有するプライマリアライメント系ＡＬ１が設けられている。プライマリアライメント系ＡＬ１は、不図示のメインフレームの下面に固定されている。図５に示されるように、プライマリアライメント系ＡＬ１を挟んで、Ｘ軸方向の一側と他側には、基準軸ＬＶに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系ＡＬ２₁，ＡＬ２₂と、ＡＬ２₃，ＡＬ２₄とがそれぞれ設けられている。セカンダリアライメント系ＡＬ２₁〜ＡＬ２₄は、可動式の支持部材を介してメインフレーム（不図示）の下面に固定されており、駆動機構６０₁〜６０₄（図７参照）を用いて、Ｘ軸方向に関してそれらの検出領域の相対位置が調整可能となっている。

本実施形態では、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２₁〜ＡＬ２₄のそれぞれとして、例えば画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２₁〜ＡＬ２₄のそれぞれからの撮像信号は、不図示の信号処理系を介して主制御装置２０に供給される。

干渉計システム１１８は、図３に示されるように、反射面１７ａ又は１７ｂにそれぞれ干渉計ビーム（測長ビーム）を投射し、その反射光を受光して、ウエハステージＷＳＴの位置を計測するＹ干渉計１６、及び３つのＸ干渉計１２６〜１２８、並びに計測ステージＭＳＴの位置を計測するＹ干渉計１８、及びＸ干渉計１３０等を備えている。詳述すると、Ｙ干渉計１６は、基準軸ＬＶに関して対称な一対の測長ビームＢ４₁，Ｂ４₂を含む少なくとも３つのＹ軸に平行な測長ビームを反射面１７ａ、及び後述する移動鏡４１に投射する。また、Ｘ干渉計１２６は、図３に示されるように、光軸ＡＸと基準軸ＬＶとに直交するＸ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＨ（図４参照）に関して対称な一対の測長ビームＢ５₁，Ｂ５₂を含む少なくとも３つのＸ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに投射する。また、Ｘ干渉計１２７は、アライメント系ＡＬ１の検出中心にて基準軸ＬＶと直交するＸ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＡ（図４参照）を測長軸とする測長ビームＢ６を含む少なくとも２つのＹ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに投射する。また、Ｘ干渉計１２８は、Ｙ軸に平行な測長ビームＢ７を反射面１７ｂに投射する。

干渉計システム１１８の上記各干渉計からの位置情報は、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、Ｙ干渉計１６及びＸ干渉計１２６又は１２７の計測結果に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸ，Ｙ位置に加え、θｘ方向の回転情報（すなわちピッチング情報）、θｙ方向の回転情報（すなわちローリング情報）、及びθｚ方向の回転情報（すなわちヨーイング情報）も求めることができる。

また、図１に示されるように、ステージ本体９１の−Ｙ側の側面に、凹形状の反射面を有する移動鏡４１が取り付けられている。移動鏡４１は、図２（Ａ）からわかるように、Ｘ軸方向の長さがウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａよりも、長く設計されている。

移動鏡４１に対向して、干渉計システム１１８（図７参照）の一部を構成する一対のＺ干渉計４３Ａ，４３Ｂが配置されている（図１及び図３参照）。Ｚ干渉計４３Ａ，４３Ｂは、移動鏡４１を介して、例えば投影ユニットＰＵを支持するフレーム（不図示）に固定された固定鏡４７Ａ，４７Ｂにそれぞれ２つの測長ビームＢ１，Ｂ２を投射する。そして、Ｚ干渉計４３Ａ，４３Ｂは、それぞれの反射光を受光して、測長ビームＢ１，Ｂ２の光路長を計測する。その結果より、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの４自由度（Ｙ，Ｚ，θｙ，θｚ）方向の位置を算出する。

本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、主として、後述するエンコーダシステム１５０を用いて計測される。干渉計システム１１８は、ウエハステージＷＳＴがエンコーダシステム１５０の計測領域外（例えば、アンローディングポジション又はローディングポジション付近）に位置する際に、使用される。また、干渉計システム１１８はエンコーダシステム１５０の計測結果の長期的変動（例えばスケールの経時的な変形などによる）を補正（較正）する場合などに補助的に使用される。勿論、干渉計システム１１８とエンコーダシステム１５０とを併用して、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の全位置情報を計測することとしても良い。

干渉計システム１１８のＹ干渉計１８、及びＸ干渉計１３０は、図３に示されるように、反射面１９ａ，１９ｂに、干渉計ビーム（測長ビーム）を投射して、それぞれの反射光を受光することにより、計測ステージＭＳＴの位置情報（例えば、少なくともＸ軸及びＹ軸方向の位置情報とθｚ方向の回転情報とを含む）を計測し、その計測結果を、主制御装置２０に供給する。

本実施形態の露光装置１００には、干渉計システム１１８とは独立に、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｘ，Ｙ，θｚ）を計測するためのエンコーダシステム１５０を構成する複数のヘッドユニットが設けられている。

図４に示されるように、ノズルユニット３２の＋Ｘ側、＋Ｙ側、−Ｘ側、及びプライマリアライメント系ＡＬ１の−Ｙ側に、４つのヘッドユニット６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、及び６２Ｄが、それぞれ配置されている。また、図５に示されるように、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２₁〜ＡＬ２₄のＸ軸方向の両外側にヘッドユニット６２Ｅ、６２Ｆが、それぞれ配置されている。これらのヘッドユニット６２Ａ〜６２Ｆは、支持部材を介して、投影ユニットＰＵを保持するメインフレーム（不図示）に吊り下げ状態で固定されている。

ヘッドユニット６２Ａ及び６２Ｃは、図５に示されるように、それぞれ複数（ここでは５個）のＹヘッド６５₁〜６５₅及びＹヘッド６４₁〜６４₅を備えている。ここで、Ｙヘッド６５₂〜６５₅及びＹヘッド６４₁〜６４₄は、基準軸ＬＨ上に間隔ＷＤで配置されている。Ｙヘッド６５₁及びＹヘッド６４₅は、基準軸ＬＨから−Ｙ方向に所定距離離れたノズルユニット３２の−Ｙ側の位置に配置されている。Ｙヘッド６５₁，６５₂間、及びＹヘッド６４₄，６４₅間のＸ軸方向の間隔もＷＤに設定されている。なお、Ｙヘッド６５₁〜６５₅とＹヘッド６４₅〜６４₁は、基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。以下では、必要に応じて、Ｙヘッド６５₁〜６５₅及びＹヘッド６４₁〜６４₅を、それぞれ、Ｙヘッド６５及びＹヘッド６４とも記述する。

ヘッドユニット６２Ａは、Ｙスケール３９Ｙ₁を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは５眼）のＹリニアエンコーダ７０Ａ（図７参照）を構成する。同様に、ヘッドユニット６２Ｃは、Ｙスケール３９Ｙ₂を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＹ位置を計測する多眼（ここでは５眼）のＹリニアエンコーダ７０Ｃ（図７参照）を構成する。なお、以下では、Ｙリニアエンコーダを、適宜、「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する。

ここで、ヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える５個のＹヘッド６５，６４（より正確には、Ｙヘッド６５，６４が発する計測ビームのスケール上の投射点）のＸ軸方向の間隔ＷＤは、Ｙスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂のＸ軸方向の幅（より正確には、格子線３８の長さ）より僅かに狭く設定されている。従って、例えば、露光の際などにはそれぞれ５個のＹヘッド６５，６４のうち、少なくとも各１つのＹヘッドが、常に、対応するＹスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂に対向する（計測ビームを投射する）。

ヘッドユニット６２Ｂは、図５に示されるように、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４個）のＸヘッド６６₅〜６６₈を備えている。また、ヘッドユニット６２Ｄは、基準軸ＬＶ上に間隔ＷＤで配置された複数（ここでは４個）のＸヘッド６６₁〜６６₄を備えている。以下では、必要に応じて、Ｘヘッド６６₅〜６６₈及びＸヘッド６６₁〜６６₄をＸヘッド６６とも記述する。

ヘッドユニット６２Ｂは、Ｘスケール３９Ｘ₁を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ軸方向の位置（Ｘ位置）を計測する、多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｂ（図７参照）を構成する。また、ヘッドユニット６２Ｄは、Ｘスケール３９Ｘ₂を用いて、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）のＸ位置を計測する多眼（ここでは４眼）のＸリニアエンコーダ７０Ｄ（図７参照）を構成する。なお、以下では、Ｘリニアエンコーダを、適宜、「Ｘエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する。

ここで、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄがそれぞれ備える隣接するＸヘッド６６（より正確には、Ｘヘッド６６が発する計測ビームのスケール上の投射点）のＹ軸方向の間隔ＷＤは、Ｘスケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂のＹ軸方向の幅（より正確には、格子線３７の長さ）よりも狭く設定されている。また、ヘッドユニット６２Ｂの最も−Ｙ側のＸヘッド６６₅とヘッドユニット６２Ｄの最も＋Ｙ側のＸヘッド６６₄との間隔は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動により、その２つのＸヘッド間で切り換え（つなぎ）が可能となるように、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向の幅よりも狭く設定されている。従って、例えば、露光の際などには、ヘッドユニット６２Ｂ，６２Ｄが備えるＸヘッド６６のうち少なくとも１つが、常に、対応するＸスケール（３９Ｘ₁又は３９Ｘ₂）に対向する（計測ビームを投射する）。

ヘッドユニット６２Ｅは、図５に示されるように、複数（ここでは４個）のＹヘッド６７₁〜６７₄を備えている。ここで、３個のＹヘッド６７₁〜６７₃は、セカンダリアライメント系ＡＬ２₁の−Ｘ側に、基準軸ＬＡ上に間隔ＷＤとほぼ同一間隔で配置されている。Ｙヘッド６７₄は、基準軸ＬＡから＋Ｙ方向に所定距離離れたセカンダリアライメント系ＡＬ２₁の＋Ｙ側に配置されている。なお、Ｙヘッド６７₃，６７₄間のＸ軸方向の間隔もＷＤと設定されている。

ヘッドユニット６２Ｆは、複数（ここでは４個）のＹヘッド６８₁〜６８₄を備えている。これらのＹヘッド６８₁〜６８₄は、基準軸ＬＶに関して、Ｙヘッド６７₄〜６７₁と対称な位置に配置されている。以下では、必要に応じて、Ｙヘッド６７_１〜６７_４及びＹヘッド６８₁〜６８₄を、それぞれＹヘッド６７及びＹヘッド６８とも記述する。

アライメント計測の際には、少なくとも各１つのＹヘッド６７，６８が、それぞれＹスケール３９Ｙ₂，３９Ｙ₁に対向する。このＹヘッド６７，６８（すなわち、これらＹヘッド６７，６８によって構成されるＹエンコーダ７０Ｅ，７０Ｆ）によってウエハステージＷＳＴのＹ位置（及びθｚ回転）が計測される。

また、本実施形態では、セカンダリアライメント系のベースライン計測時などに、セカンダリアライメント系ＡＬ２₁，ＡＬ２₄にＸ軸方向で隣接するＹヘッド６７₃，６８₂が、ＦＤバー４６の一対の基準格子５２とそれぞれ対向し、その一対の基準格子５２と対向するＹヘッド６７₃，６８₂によって、ＦＤバー４６のＹ位置が、それぞれの基準格子５２の位置で計測される。以下では、一対の基準格子５２にそれぞれ対向するＹヘッド６７₃，６８₂によって構成されるエンコーダをＹリニアエンコーダ７０Ｅ₂，７０Ｆ₂（図７参照）と呼ぶ。また、識別のため、Ｙスケール３９Ｙ₂，３９Ｙ₁に対向するＹヘッド６７，６８によって構成されるＹエンコーダを、Ｙエンコーダ７０Ｅ₁、７０Ｆ₁と呼ぶ。

上述したリニアエンコーダ７０Ａ〜７０Ｆの計測値は、主制御装置２０に供給され、主制御装置２０は、リニアエンコーダ７０Ａ〜７０Ｄのうちの３つ、又はリニアエンコーダ７０Ｅ₁，７０Ｆ₁，７０Ｂ及び７０Ｄのうちの３つの計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置を制御するとともに、リニアエンコーダ７０Ｅ₂，７０Ｆ₂の計測値に基づいて、ＦＤバー４６（計測ステージＭＳＴ）のθｚ方向の回転を制御する。

本実施形態における露光装置１００では、Ｘスケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂及びＹスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂が有する回折格子の歪みを計測し、それに起因するＸエンコーダ７０Ｂ，７０Ｄ及びＹエンコーダ７０Ａ，７０Ｃの計測誤差を補正するための補正データを作成する。そのために、さらに、１つのＸヘッド６６₀と２つのＹヘッド６５₀，６４₀が設けられている。これら３つのヘッドは、それぞれヘッドユニット６２Ｂ，６２Ａ，６２Ｃに属する。一例として図５に示されるように、Ｘヘッド６６₀はＸヘッド６６₇と同じＹ位置に、ただし＋Ｘ方向に所定距離隔てて設置されている。また、Ｙヘッド６５₀，６４₀は、それぞれＹヘッド６５_３，６４₃と同じＸ位置に、ただし−Ｙ方向に所定距離隔てて設置されている。

本実施形態では、上述した各エンコーダヘッドとして、例えば、国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットなどに開示されている干渉型のエンコーダヘッドが用いられている。この種のエンコーダヘッドでは、２つの計測光を対応するスケールに投射し、それぞれの戻り光を１つの干渉光に合成して受光し、その干渉光の強度を光検出器を用いて計測する。その干渉光の強度変化より、スケールの計測方向（回折格子の周期方向）への変位を計測する。

本実施形態の露光装置１００には、図４及び図６に示されるように、ウエハステージＷＳＴに載置されるウエハＷの全面の面位置を計測するための、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点焦点位置検出系（９０ａ，９０ｂ）が設けられている。多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の複数の検出点は、被検面上でＸ軸方向に沿って所定間隔で配置される。図４及び図６では、それぞれ検出ビームが照射される複数の検出点が、個別に図示されず、照射系９０ａ及び受光系９０ｂの間でＸ軸方向に延びる細長い検出領域（ビーム領域）ＡＦとして示されている。

また、図６に示されるように、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の検出領域ＡＦの両端部近傍に、基準軸ＬＶに関して対称な配置で、各一対のＺ位置計測用の面位置センサのヘッド（以下、「Ｚヘッド」と略述する）７２ａ，７２ｂ、及び７２ｃ，７２ｄが設けられている。

さらに、前述のヘッドユニット６２Ａ，６２Ｃは、図６に示されるように、それぞれが備える５つのＹヘッド６５_j，６４_i（ｉ，ｊ＝１〜５）と同じＸ位置に、ただしＹ位置をずらして、それぞれ５つのＺヘッド７６_j，７４_i（ｉ，ｊ＝１〜５）を備えている。

Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ、７６_j，７４_iとしては、例えば、ＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップと同様の光学式変位センサのヘッドが用いられる。Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ、７６_j，７４_iは、ウエハテーブルＷＴＢに対し上方から計測ビームを投射し、その反射光を受光して、投射点におけるウエハテーブルＷＴＢの面位置を計測する。なお、本実施形態では、Ｚヘッドの計測ビームは、前述のＹスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂（反射型回折格子）によって反射される構成を採用している。

上述したＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４₁〜７４₅，７６₁〜７６₅は、図７に示されるように、信号処理・選択装置１７０を介して主制御装置２０に接続されている。主制御装置２０は、信号処理・選択装置１７０を介してＺヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４₁〜７４₅，７６₁〜７６₅の中から任意のＺヘッドを選択して作動状態とし、その作動状態としたＺヘッドで検出した面位置情報を信号処理・選択装置１７０を介して受け取る。本実施形態では、Ｚヘッド７２ａ〜７２ｄ，７４₁〜７４₅，７６₁〜７６₅と、信号処理・選択装置１７０とを含んでウエハステージＷＳＴのＺ軸方向及びＸＹ平面に対する傾斜方向の位置情報を計測する面位置計測システム１８０が構成されている。

主制御装置２０は、面位置計測システム１８０を用いて、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク領域、すなわちアライメント計測及び露光動作のためにウエハステージＷＳＴが移動する領域において、その少なくとも２自由度方向（Ｚ，θｙ）の位置座標を計測する。

図７には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ（又はワークステーション）から成る主制御装置２０を中心として構成されている。主制御装置２０には、後述するエンコーダヘッドの計測誤差を補正（較正）する補正データ等が記憶されるメモリ２１が併設されている。なお、図７においては、前述した照度むらセンサ９４、空間像計測器９６、及び波面収差計測器９８など、計測ステージＭＳＴに設けられた各種センサが、纏めてセンサ群９９として示されている。

本実施形態では、主制御装置２０は、エンコーダシステム１５０（図７参照）を用いることにより、ウエハステージＷＳＴの有効ストローク領域、すなわちアライメント及び露光動作のためにウエハステージＷＳＴが移動する領域において、その３自由度（Ｘ，Ｙ，θｚ）方向の位置座標を計測する。しかし、エンコーダシステム１５０の各ヘッドから計測ビームが照射される、各スケール（３９Ｙ₁，３９Ｙ₂，３９Ｘ₁，３９Ｘ₂）に形成された回折格子（所定のピッチで配列された無数の格子線３８又は３７）は、長時間の使用において、機械的あるいは熱的な力が加えられて変形することがある。そのような回折格子の変形（歪み（格子ピッチ及び格子曲がりを含む））は、エンコーダの計測誤差の要因となる。そこで、本実施形態では、主制御装置２０が、事前に回折格子（スケール）３９Ｙ₁，３９Ｙ₂，３９Ｘ₁，３９Ｘ₂の歪みを計測し、その歪みに起因するエンコーダヘッドの計測誤差を補正する補正データを作成して、メモリ２１（図７参照）に記憶しておく。そして、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを駆動する際に、各エンコーダヘッド６４，６５，６６，６７，６８の計測値を補正することにより、エンコーダシステム１５０の計測精度を保証することとしている。

以下、図８〜図１０に基づいて、回折格子（スケール）の歪みの差分計測、及びそれに起因するエンコーダの計測誤差の補正について説明する。なお、エンコーダを用いる位置計測では、例えばエンコーダヘッド固有の計測誤差も発生し得るが、ここでは発生しない、若しくは補正済みとし、回折格子（スケール）の歪みに起因する計測誤差のみを考える。

主制御装置２０は、後述する差分計測の原理に従って、スケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂，３９Ｙ₁，３９Ｙ₂が有する回折格子の歪みを計測し、それらの歪みに起因するエンコーダの計測誤差を補正するための補正データを作成する。ここでは、一例として、図８に示される、２つのＸヘッド６６₇，６６₀を用いたＸスケール３９Ｘ₁の歪みの差分計測の手順、及びその歪みに起因するＸヘッド６６の計測誤差の補正について説明する。

Ｘスケール３９Ｘ₁の歪みを求めるために、Ｘスケール３９Ｘ₁上に、Ｘ軸方向に間隔δｘ（図９（Ａ）等参照）でＩ点、Ｙ軸方向に間隔δｙでＪ点、合計Ｉ×Ｊの計測点が格子状の配列で設定されているものとする。ただし、図８では、煩雑を避けるため、Ｘ軸方向に平行な一連のｘ計測点の列（ｊ＝１，２，３）のみが図示されている。本実施形態では、計測点の間隔δｘは、２つのＸヘッド６６₇，６６₀の離間距離２Ｌと等しく設定されている。一例として、δｘ＝２Ｌ＝５０ｍｍとする。一方、間隔δｙは、Ｘスケール３９Ｘ₁の有効幅（格子線３７の長さ）が例えば約７６ｍｍであるとして、例えば、Ｙ軸方向に計測点を３つ取るために、δｙ＝３５ｍｍと設定すれば良い。

主制御装置２０は、図８に示されるように、干渉計システム１１８を用いてウエハステージＷＳＴの６自由度（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）方向の位置を監視しながらウエハステージＷＳＴを移動させる。そして、以下に詳述するように、回折格子の歪みを計測する際には、各計測点が、２つのＸヘッド６６₇，６６₀の中点に一致する度に、２つのＸヘッド６６₇，６６₀の計測値（計測ビームのＸスケール３９Ｘ₁上の投射点のｘ位置）を取り込み、両者の差分を求める。

なお、主制御装置２０は、計測中、ウエハステージＷＳＴを基準状態に維持することとする。すなわち、ウエハステージＷＳＴを、４自由度（Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ）方向についての基準位置に位置決めする。そして、Ｚ干渉計４３Ａ，４３Ｂを用いてＺ，θｙ位置を監視し、Ｙ干渉計１６を用いてθｘ，θｚ位置を監視して、これら４自由度方向にウエハステージＷＳＴが変位しないように制御する。そして、Ｘ干渉計１２６を用いてＸ位置を監視し、Ｙ干渉計１６を用いてＹ位置を監視して、ウエハステージＷＳＴを２自由度（Ｘ，Ｙ）方向に駆動制御する。

ここで、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）を用いて、差分計測の原理的説明を行う。以下では、説明の便宜上、図９（Ａ）等に示されるように、上述のＸヘッド６６₇，６６₀に代えて、Ｘ軸方向を計測方向とする２つのエンコーダヘッド（ヘッド）Ｅｈ１，Ｅｈ２を、Ｘスケール３９Ｘ₁に代えて、スケールＳＸを用いるものとする。従って、この場合、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２は固定、スケールＳＸが可動である。なお、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２（より正確には、それらが射出する計測ビームのスケールＳＸ上の投射点）は、Ｘ軸方向に平行に、ただし中点Ｏ_Ｅからそれぞれ距離Ｌ隔てた対称な位置に設置されている。２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２が射出する計測ビームのスケールＳＸ上の投射点の（Ｘ，Ｙ）位置は、それぞれ（Ｐ₁，Ｑ₁），（Ｐ₂，Ｑ₂）、ただしＰ₂＝Ｐ₁＋２Ｌ，Ｑ₂＝Ｑ₁、である。

なお、スケールＳＸ（すなわち、スケールＳＸが設置されるウエハステージＷＳＴ）の位置は、空間に固定された座標系（空間固定フレーム）（Ｘ，Ｙ）において定義する。ここで、空間固定フレーム（Ｘ，Ｙ）の基準点Ｏ_Ｐ（図９（Ａ）〜図９（Ｃ）では図示省略）は、例えば、露光中心（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（露光領域ＩＡの中心）、すなわち基準軸ＬＶと基準軸ＬＨの交点）に設定する。スケールＳＸ上には基準点Ｏ_Ｓが設けられており、基準点Ｏ_Ｓの空間固定フレームにおける位置Ｒ＝（Ｘ，Ｙ）をスケールＳＸの位置と定義する。一方、スケールＳＸ上での各点の位置は、スケールＳＸに固定された座標系（スケール固定フレーム）（ｘ，ｙ）において定義する。スケール固定フレーム（ｘ，ｙ）では、スケールＳＸ上の注目する点Ｏの位置を、スケールＳＸ上に設けられた基準点Ｏ_Ｓからの相対位置ｒ＝（ｘ，ｙ）を用いて定義する。従って、両固定フレーム間には、ｒ＝ρ−Ｒの関係が成り立つ。ただし、ρ＝（Ｐ，Ｑ）は空間固定フレームにおける点Ｏの位置（Ｘ，Ｙ）である。なお、スケールＳＸ上での点Ｏとして、例えば、計測ビームの投射点、後述する計測点等、に注目する。なお、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）では、注目点Ｏとして、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の中点Ｏ_Ｅが選ばれている。

２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２は、計測ビームの投射点のスケール固定フレームにおけるｘ位置ξを計測し、その計測値（計測結果）Ｅ₁（ξ），Ｅ₂（ξ）を提示する。これらの計測値Ｅ₁（ξ），Ｅ₂（ξ）は、真の計測値ξと回折格子（スケール）の歪みε（ξ）の和として、次式（１）のように与えられる。

Ｅ₁（ξ）＝Ｅ₂（ξ）＝Ｅ（ξ）＝ξ＋ε（ξ） …（１）

本実施形態では、前述の通り、回折格子（スケール）の歪みに起因する計測誤差のみを考慮する。その他の計測誤差、特にエンコーダヘッド固有の計測誤差は発生しないとものとする。その場合、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２のそれぞれの計測誤差を、共通の関数ε（ξ）を用いて表すことができる。それにより、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２が提示する計測結果Ｅ₁（ξ），Ｅ₂（ξ）を、共通の関数Ｅ（ξ）を用いて表すことができる。なお、計測誤差ε及び計測結果Ｅはｙ位置にも依存するが、特に断らない限り、簡単のため、関数ε及び関数Ｅの引数から変数ｙを省略する。

今、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の中点Ｏ_ＥがスケールＳＸ上の点（ｘ，ｙ）に位置しているとする。この時、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２（より正確には、それらが射出する計測ビームの投射点）は、それぞれスケールＳＸ上の点（ｘ−Ｌ，ｙ），（ｘ＋Ｌ，ｙ）に位置し、それぞれ計測値Ｅ₁（ｘ−Ｌ），Ｅ₂（ｘ＋Ｌ）を提示する。これらの差ΔＥは、次式（２）のように求められる。

ΔＥ（ｘ，ｙ）≡Ｅ₂（ｘ＋Ｌ）−Ｅ₁（ｘ−Ｌ）
＝２Ｌ＋ε（ｘ＋Ｌ）−ε（ｘ−Ｌ） …（２）
なお、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の計測結果Ｅ₁，Ｅ₂は同時刻の結果とする。

ここで、式（２）より明らかなように、ΔＥ（ｘ，ｙ）−２Ｌ（＝ε（ｘ＋Ｌ）−ε（ｘ−Ｌ））は、スケールＳＸ上の点ｘ−Ｌを基準とする点ｘ＋Ｌにおける回折格子の歪みで、歪み以外の誤差は現れない。そこで、差分ΔＥ（ｘ，ｙ）を利用して、全領域における回折格子の歪みを求めることを考える。

まず、スケールＳＸの移動により、図９（Ａ）に示されるように、スケールＳＸ上のｊ＝１番目の計測点の系列（Ｙ位置がｙ_j＝ｙ₁のＸ軸方向に平行な計測点の系列）のうちのｉ番目の計測点（ｘ_i，ｙ_j）が、中点Ｏ_Ｅに一致したとする。このとき、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の計測ビームの投射点は、それぞれスケールＳＸ上の点（ｘ_i−Ｌ，ｙ_j），（ｘ_i＋Ｌ，ｙ_j）に位置している。このとき、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２は、それぞれの計測ビームの投射点のｘ位置を計測し、その計測値Ｅ₁（ｘ_i−Ｌ），Ｅ₂（ｘ_i＋Ｌ）を提示する。そこで、主制御装置２０は、これらの計測値Ｅ₁（ｘ_i−Ｌ），Ｅ₂（ｘ_i＋Ｌ）の差ΔＥ_ij＝ΔＥ（ｘ_i，ｙ_j）を求める。

図９（Ａ）の状態から、スケールＳＸが−Ｘ方向に距離δｘ移動し、図９（Ｂ）に示されるように、次の計測点（ｘ_i+1＝ｘ_i＋δｘ，ｙ_j）が、中点Ｏ_Ｅに一致したとする。このとき、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の計測ビームの投射点は、それぞれスケールＳＸ上の点（ｘ_i+1−Ｌ，ｙ_j），（ｘ_i+1＋Ｌ，ｙ_j）に位置している。このとき、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２は、それぞれの計測ビームの投射点のｘ位置を計測し、その計測値Ｅ₁（ｘ_i+1−Ｌ），Ｅ₂（ｘ_i+1＋Ｌ）を提示する。そこで、先と同様に、主制御装置２０は、これらの計測値Ｅ₁（ｘ_i+1−Ｌ），Ｅ₂（ｘ_i+1＋Ｌ）の差ΔＥ_i+1,j＝ΔＥ（ｘ_i+1，ｙ_j）を求める。

図９（Ｂ）の状態から、スケールＳＸが−Ｘ方向に距離δｘ移動し、図９（Ｃ）に示されるように、次の計測点（ｘ_i+2＝ｘ_i＋２δｘ，ｙ_j）が、中点Ｏ_Ｅに一致したとする。このとき、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の計測ビームの投射点は、それぞれスケールＳＸ上の点（ｘ_i+2−Ｌ，ｙ_j），（ｘ_i+2＋Ｌ，ｙ_j）に位置している。このとき、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２は、それぞれの計測ビームの投射点のｘ位置を計測し、その計測値Ｅ₁（ｘ_i+2−Ｌ），Ｅ₂（ｘ_i+2＋Ｌ）を提示する。そこで、先と同様に、主制御装置２０は、これらの計測値Ｅ₁（ｘ_i+2−Ｌ），Ｅ₂（ｘ_i+2＋Ｌ）の差ΔＥ_i+2,j＝ΔＥ（ｘ_i+2，ｙ_j）を求める。

以後、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示されるように、逐次、スケールＳＸを−Ｘ方向に平行に距離δｘ移動する毎に、一連の計測点（ｘ_i，ｙ_j）、ただしｉ＝１〜Ｉ、が中点Ｏ_Ｅに位置する度に、主制御装置２０は、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の計測値Ｅ₁（ｘ_i−Ｌ），Ｅ₂（ｘ_i＋Ｌ）の差分ΔＥ_ijを求める。ここで、各計測点（ｘ_i，ｙ_j）における２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の計測値Ｅ₁（ｘ_i−Ｌ），Ｅ₂（ｘ_i＋Ｌ）の取り込みは、ウエハステージＷＳＴをステップ移動させつつ、各計測点で位置決めして行っても良いし、ウエハステージＷＳＴを等速でＸ軸方向に走査しつつ、所定時間間隔毎に行っても良い。

いずれにしても、一連の計測点（ｘ_i，ｙ_j）、ただしｉ＝１〜Ｉ、に対して得られた差分データΔＥ_ijより、スケールＳＸが有する回折格子の歪みε_ijが、次式（３）のように求められる。

ε_ij＝ε（ｘ_i＋Ｌ，ｙ_j）＝Σ_1≦k≦i（ΔＥ_kj−２Ｌ） …（３）
ただし、歪みε_ijは、点（ｘ₁−Ｌ，ｙ_j）での歪みε（ｘ₁−Ｌ）を基準とする、点（ｘ_i＋Ｌ，ｙ_j）での歪みε（ｘ_i＋Ｌ）として与えられる。なお、各点（ｘ_i＋Ｌ，ｙ_j）、ただしｉ＝１〜Ｉ、間の歪みは、離散データε_ijに対して線形補間、あるいは高次の補間公式を適用して求めれば良い。

なお、ステップ間隔δｘ（＝２Ｌ）を十分小さくすると、式（３）は、次式（４）のように書き換えられる。

ε（ｘ，ｙ_j）＝∫ｄｘ（ｄＥ／ｄｘ−１） …（４）
ここで、ｄＥ／ｄｘはエンコーダの計測値の線形性を表す指標そのものである。従って、計測点のｘ間隔δｘを小さく設定するほど、原理上、回折格子の歪みε_ijの計測精度が向上する。

同様の計測を、すべてのｙ計測点の系列（ｙ_j、ｊ＝１〜Ｊ）に対して実行する。その結果ΔＥ_ijを式（３）に適用することにより、回折格子の歪みの２次元（ｘ，ｙ）データε_ijが得られる。なお、各点（ｘ_i＋Ｌ，ｙ_ｊ）の間の歪みは、離散データε_ijに線形補間、あるいは高次の補間公式を適用して求めれば良い。それにより、回折格子の歪みを表す連続関数ε（ｘ，ｙ）が得られる。

以上の処理により、スケールＳＸが有する回折格子の歪みε（ｘ，ｙ）が得られる。この関数ε（ｘ，ｙ）を用いて、エンコーダの計測結果を補正する。例えば、計測ビームの投射点のスケールＳＸ上での位置（ｘ，ｙ）に対して、そのｘ位置の実測値ｘ₀が得られたとする。この時、補正値ｘは、次式（５）のように求められる。

ｘ＝ｘ₀−ε（ｘ₀，ｙ₀） …（５）
なお、ｙ位置の実測値ｙ₀は、Ｙ軸方向を計測方向とする別のエンコーダの計測値から与えられる。

主制御装置２０は、上述の差分計測の原理に従って、露光装置１００に設置されたスケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂，３９Ｙ₁，３９Ｙ₂が有する回折格子の歪みを計測し、それらの歪みに起因するエンコーダの計測誤差を補正（較正）するための補正データを作成する。

また、主制御装置２０は、図１０に示されるように、Ｙヘッド６５₀，６５₃を用いてＹスケール３９Ｙ₁の歪みを、Ｙヘッド６４₀，６４₃を用いてＹスケール３９Ｙ₂の歪みを、計測する。ここで、本実施形態の露光装置１００において採用した４つのＹヘッド６５₀，６５₃，６４₀，６４₃の配置より、Ｙヘッド６５₀，６５₃が対応するＹスケール３９Ｙ₁に、Ｙヘッド６４₀，６４₃が対応するＹスケール３９Ｙ₂に、同時に対向する。そこで、主制御装置２０は、同時に、Ｙスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂の歪みを計測し、それらに起因するＹヘッド６５，６４の計測誤差を補正（較正）するための補正データを作成する。なお、具体的手順は、ＸヘッドＥｈ１，Ｅｈ２（すなわちＸヘッド６６₇，６６₀）がＹヘッド６５₀，６５₃又は６４₀，６４₃に、ＸスケールＳＸ（すなわちＸスケール３９Ｘ₁）がＹスケール３９Ｙ₁又は３９Ｙ₂に置き換わり、そして計測方向がＸ軸方向からＹ軸方向に変わる以外、前述のＸヘッドＥｈ１，Ｅｈ２を用いたＸスケールＳＸの歪み計測の手順と全く同じである。ただし、Ｙヘッド６５₀，６５₃，６４₀，６４₃の配置に応じて、例えばδｘ＝２４ｍｍとして、Ｙスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂上に計測点をＸ軸方向に４つ取ることとしている。

上述した差分計測による回折格子の歪み計測方法では、図９（Ａ）等に示されるように、スケールＳＸ上での計測点のＸ軸方向の間隔δｘを、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の離間距離２Ｌに等しく設定する必要があった。しかし、適当な差分データΔＥ_ijの数値処理を採用すれば、計測点の間隔δｘと２つのヘッドの離間距離２Ｌとを独立に設定することが可能になる。

ここで、一例として、デコンボリューション法を用いた、差分計測の離散データΔＥ_ijからスケールの歪みεを求める数値処理を説明する。

前述の式（２）は、次式（６）の畳み込み積分の形に書き換えることができる。

ΔＥ（ｘ，ｙ）＝∫ｇ（ｘ’）Ｅ（ｘ−ｘ’，ｙ）ｄｘ’ …（６）
ここで、ｇ（ｘ）はフィルタの役割を果たし、次式（７）のように定義される。

ｇ（ｘ）≡δ（ｘ＋Ｌ）−δ（ｘ−Ｌ） …（７）
なお、右辺のδ（ｘ）はデルタ関数である。フィルタｇ（ｘ）をフーリエ変換すると、次式（８）のように求められる。

ｇ（α）＝∫ｇ（ｘ）ｅ^−ｉαｘｄｘ＝２ｉｓｉｎ（αＬ） …（８）

差分ΔＥ（ｘ，ｙ）の変数ｘに対するフーリエ変換ΔＥ（α，ｙ）は、次式（９）のように表され、この式（９）は、式（６）に対応して、次式（１０）のように求められる。

ΔＥ（α，ｙ）≡∫ΔＥ（ｘ，ｙ）ｅ^−ｉαｘｄｘ …（９）
ΔＥ（α，ｙ）＝ｇ（α）Ｅ（α，ｙ） …（１０）
ここで、Ｅ（α，ｙ）はヘッドの計測値を表す関数Ｅ（ｘ，ｙ）の変数ｘに関するフーリエ変換である。式（１０）より、関数Ｅ（ｘ，ｙ）のフーリエ変換Ｅ（α，ｙ）＝ΔＥ（α，ｙ）／ｇ（α）が得られるので、これを次式（１１）のように、逆フーリエ変換することにより関数Ｅ（ｘ，ｙ）を求めることができる。

Ｅ（ｘ，ｙ）＝（１／２π）∫ΔＥ（α，ｙ）／ｇ（α）ｅ^ｉαｘｄα …（１１）
式（１１）に式（９）を代入することにより、次式（１２）が得られる。

Ｅ（ｘ，ｙ）＝∫ΔＥ（ｘ’，ｙ）ｈ（ｘ−ｘ’）ｄｘ’ …（１２）
ここで、関数ｈ（ｘ）は、次式（１３）のように定義される。

ｈ（ｘ）≡（１／２π）∫１／ｇ（α）ｅ^ｉαｘｄα …（１３）
スケールＳＸの歪み（に起因するエンコーダの計測誤差）は、ε（ｘ，ｙ）＝Ｅ（ｘ，ｙ）−ｘと求められる。

差分ΔＥ（ｘ，ｙ）は、Ｉ個のｘ計測点ｘ_i（およびＪ個のｙ計測点ｙ_j）についての離散データΔＥ_ij＝ΔＥ（ｘ_i，ｙ_j）として与えられているとする。そこで、式（１２）を離散化すると、次式（１４）が導かれる。

ε（ｘ，ｙ_j）＝Σ_{ｉ＝１〜Ｉ}ΔＥ_ijｈ（ｘ−ｘ_i）δｘ_i−ｘ…（１４）
ただし、δｘ_i＝｜ｘ_i+1−ｘ_i-1｜／２とする。

なお、関数ｈ（ｘ）の定義式（１３）の右辺内の関数１／ｇ（α）は、α＝ｎπにて発散する。そのため、関数ｈ（ｘ）を定義式（１３）に従って数値的に作成する場合、関数１／ｇ（α）を、ｎπ及びその近傍を除くαに対して１／ｇ（α）、且つα＝ｎπにて零、になるような近似関数に置き換える等の処置が必要となる。また、式（１１）の右辺のフーリエ積分を数値的に実行する場合も、同様である。

デコンボリューション法を適用して導かれた式（１４）を用いて、差分データΔＥ_ijから、スケールＳＸの歪みεを求めることができる。デコンボリューション法を適用した場合、式（１４）より明らかなように、計測点のｘ間隔δｘを２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の離間距離２Ｌに等しく選ぶ必要はない。そこで、スケールＳＸ上の計測点は、計測方向のＸ軸方向について任意の間隔でＩ点配置されていることとすることができる。それらのｘ位置をｘ_i（ｉ＝１〜Ｉ）とする。非計測方向のＹ軸方向については、間隔δｙで等間隔にＪ点配置する。それらのｙ位置をｙ_j（ｊ＝１〜Ｊ）とする。

主制御装置２０は、前述と同様の手順でに１つのｙ計測点の系列ｊ上にある一連のｘ計測点ｘ_i（ｉ＝１〜Ｉ）のそれぞれが、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の中点Ｏ_Ｅに一致する度に、２つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の計測値Ｅ₁，Ｅ₂を読み取り、それらの差ΔＥ_ijを求める。全てのｘ計測点ｘ_i（ｉ＝１〜Ｉ）についての差分データΔＥ_ijが得られると、それを式（１４）に代入することにより、スケールＳＸの歪みε（ｘ，ｙ_j）が得られる。

主制御装置２０は、同様の計測を、すべてのｙ計測点の系列ｊ（＝１〜Ｊ）について行う。そして、ｙ計測点についての離散データε（ｘ，ｙ_j）に、線形補間、あるいは高次の補間公式を適用することにより、スケールＳＸの歪みを表す２次元の連続関数ε（ｘ，ｙ）が得られる。以上の手続きより得られた歪み関数ε（ｘ，ｙ）を用いて、式（５）のように、エンコーダの計測値を補正する。

デコンボリューション法を適用した場合、計測点のｘ間隔δｘをヘッドの離間距離２Ｌより小さく設定することができ、これにより、歪みε（ｘ，ｙ）の計測精度を改善することができる。

ところで、実際問題として、デコンボリューション法を適用して、スケールの歪みを求める場合、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を適用することが現実的である。ＦＦＴを適用すれば、例えば数万点以上の計測点を設けることも可能となる。すなわち、差分関数ΔＥ（ｘ，ｙ）のフーリエ変換（９）、及びそれをフィルタｇ（ｘ）のフーリエ変換ｇ（α）で除した関数ΔＥ（α，ｙ）／ｇ（α）の式（１１）で表わされる逆フーリエ変換を、ＦＦＴを適用して、実行する。式（１１）の逆フーリエ変換より得られる関数Ｅ（ｘ，ｙ）より、スケールＳＸの歪みε（ｘ，ｙ）［＝Ｅ（ｘ，ｙ）−ｘ］が得られる。ただし、ＦＦＴを適用する場合、ｘ間隔δｘ_iをすべての計測点（離散点）ｉについて等しく設定する。これに応じて、式（１１）の逆フーリエ変換内の変数αを、間隔δα＝π／（Ｉ・δｘ）のＩ点に離散化する。そして、式（９）のフーリエ変換及び式（１１）の逆フーリエ変換内の積分を、離散和に近似する。前述の式（１４）を用いる取り扱いでは、変数ｘのＩ個の離散点について歪みε（ｘ，ｙ_j）を求める場合、その演算回数はＮ^２に比例する。これに対し、ＦＦＴを適用した取り扱いでは、演算回数は２Ｎｌｏｇ（Ｎ）に比例する。従って、高速な離散データΔＥ_ijの数値処理が可能になる。

上述のデコンボリューション法の原理に従って、主制御装置２０は、露光装置１００に設置されたスケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂，３９Ｙ₁，３９Ｙ₂の歪みを計測し、それに起因するエンコーダヘッド６４，６５，６６の計測誤差を補正（較正）するための補正データを作成する。ここで、前述の差分計測の手順に従って、全ての計測点について、歪み計測用の２つのヘッドの計測値の差分ΔＥ_ijを求める。得られた差分データΔＥ_ijを式（１４）に適用し、さらに非計測方向について補間して、スケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂，３９Ｙ₁，３９Ｙ₂の歪みを表す２次元の連続関数ε（ｘ，ｙ）を求める。

主制御装置２０は、以上の処理（手続き）に従って作成したスケールの歪みε（ｘ，ｙ）を用いて、エンコーダヘッドの計測結果を補正する。例えば、Ｘヘッド６６が、Ｘスケール３９Ｘ₁上の点（ｘ，ｙ）に計測ビームを投射し、その投射点のｘ位置の実測値ｘ₀を得たとする。この時、主制御装置２０は、式（５）に従って、補正値ｘを求める。ただし、ｙ位置の実測値ｙ₀は、Ｙ軸方向を計測方向とするＹヘッド６４，６５の計測値から与えられる。

上述の説明からわかるように、ＦＦＴを適用せず、デコンボリューション法を適用してスケールの歪みを求める場合、計測点の間隔を、必ずしも等間隔に配置する必要はない。そこで、歪みε（ｘ，ｙ）の変化が著しい領域では計測点を密に、緩やかな領域では疎に配置することも可能である。このようにすると、効率的に高精度な歪みε（ｘ，ｙ）の計測を実現することが可能である。

本実施形態では、主制御装置２０は、露光装置１００の起動時、ロット先頭時、若しくは装置１００のアイドル中等に、上述の手順に従ってスケール３９Ｘ₁，３９Ｘ₂，３９Ｙ₁，３９Ｙ₂の歪みを計測し、それに起因する計測誤差を補正（較正）するための補正データを作成し、メモリ２１に記憶する。そして、主制御装置２０は、メモリ２１内の補正データと、エンコーダ７０Ａ〜７０Ｄの計測値とに基づいて、ウエハステージＷＳＴを駆動制御する。そして、国際公開第２００７／０９７３７９号パンフレットの実施形態中に開示されている手順と同様の手順に従って、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを用いた並行処理動作を実行する。

以上説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、主制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴがＸＹ平面に沿って駆動され、Ｘ軸方向に関する複数の計測位置で、Ｘヘッド６６₇，６６₀を用いてＸ軸方向に関するウエハステージＷＳＴの位置を計測して、Ｘヘッド６６₇，６６₀の計測値の差分が求められ、複数の計測位置で求められた差分を用いて、Ｘスケール３９Ｘ₁（又は３９Ｘ₂）の歪みデータ（すなわちＸスケール３９Ｘ₁（又は３９Ｘ₂）の歪みに起因するＸヘッドの計測誤差を補正するためのデータ）が作成される。同様に、主制御装置２０により、ウエハステージＷＳＴがＸＹ平面に沿って駆動され、Ｙ軸方向に関する複数の計測位置で、Ｙヘッド６５₃，６５₀、及びＹヘッド６４₃，６４₀、を用いてＹ軸方向に関するウエハステージＷＳＴの位置を計測して、Ｙヘッド６５₃，６５₀の計測値の差分、及びＹヘッド６４₃，６４₀の計測値の差分、がそれぞれ求められ、複数の計測位置で求められた差分を用いて、Ｙスケール３９Ｙ₁及び３９Ｙ₂の歪みデータ（すなわちＹスケール３９Ｙ₁，３９Ｙ₂の歪みに起因するＹヘッドの計測誤差を補正するためのデータ）が作成される。従って、レーザ干渉計を用いる場合に生じる、空気揺らぎに起因する無視できないレベルの計測誤差の影響を受けることがない、高精度な各スケール（グレーティング）の歪みデータ（すなわち、スケールの歪みに起因するエンコーダヘッドの計測誤差を補正（較正）するためのデータ）の作成が可能になる。

また、本実施形態の露光装置１００によると、主制御装置２０により、エンコーダシステム１５０の計測結果と、メモリ２１内に記憶されている、各スケール３９Ｘ₁、３９Ｘ₂、３９Ｙ₁、３９Ｙ₂の歪みデータ（すなわち各スケール３９Ｘ₁、３９Ｘ₂、３９Ｙ₁、３９Ｙ₂に対向するエンコーダヘッドの計測値の補正データ）と、に基づいて、ステージ駆動系１２４を介してウエハステージＷＳＴが駆動される。従って、主制御装置２０は、歪みデータを用いて、エンコーダシステム１５０の計測結果、すなわち各スケール３９Ｘ₁、３９Ｘ₂、３９Ｙ₁、３９Ｙ₂に対向するエンコーダヘッドの計測値（計測結果）を補正し、補正された計測結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴを駆動することができる。従って、走査露光の際に、レチクルＲを保持するレチクルステージＷＳＴに同期して、ウエハを保持するウエハステージＷＳＴを高精度に駆動することが可能になり、精度良く、ウエハＷ上にレチクルパターンを転写することが可能になる。

なお、上記実施形態では、主制御装置２０は、スケール３９Ｘ₁、３９Ｘ₂、３９Ｙ₁、３９Ｙ₂の全てについて、歪みデータを作成する必要は必ずしもなく、１つ、任意の２つ、又は任意の３つのスケールについてのみ歪みデータを作成しても良い。その場合には、主制御装置２０は、歪みデータを作成したスケール（対象スケール）に対向するエンコーダヘッドの計測値を、その歪みデータを用いて補正しながら、ウエハステージＷＳＴを駆動する。

なお、上記実施形態では、２つのエンコーダヘッドを使用して、回折格子（スケール）の歪みを計測し、それに起因するエンコーダの計測誤差を補正するための補正データを作成した。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。

《第１の変形例》
例えば、図１１（Ａ）に示されるように、３つのエンコーダヘッドＥｈ１，Ｅｈ２，Ｅｈ３を、それらの計測方向（Ｘ軸方向とする）に距離２Ｌ隔てて等間隔に配置する。そして、スケールＳＸ上に、Ｘ軸方向に間隔δｘ＝２Ｌ（及びＹ軸方向に間隔δｙ）隔てて等間隔に、計測点を配列する。図１１（Ａ）では、計測点（ｘ_i，ｙ₂）がヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の中点Ｏ_Ｅ１に、計測点（ｘ_i+1，ｙ₂）がヘッドＥｈ２，Ｅｈ３の中点Ｏ_Ｅ２に、位置している。この状態において、３つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２，Ｅｈ３を用いて、それぞれの計測ビームの投射点のスケールＳＸ上でのｘ位置を計測する。ここで、３つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２，Ｅｈ３は、それぞれ計測値Ｅ₁（ｘ_i−Ｌ,ｙ₂），Ｅ₂（ｘ_i＋Ｌ＝ｘ_i+1−Ｌ,ｙ₂），Ｅ₃（ｘ_i+1＋Ｌ,ｙ₂）を提示する。これらの計測値より、１回の計測において、２つの計測点での差分ΔＥ_i,2=Ｅ₂−Ｅ₁，ΔＥ_i+1,2=Ｅ₃−Ｅ₂が得られる。

そこで、一例として、スケールＳＸを−Ｘ方向に距離２δｘ、ステップ移動させる。ステップ毎に、一連の計測点（ｘ_2i-1，ｙ₂）（ｉ＝１〜Ｉ／２）が中点Ｏ_Ｅ１に、一連の計測点（ｘ_2i，ｙ_j）（ｉ＝１〜Ｉ／２）が中点Ｏ_Ｅ２に、位置決めされる。そこで、位置決め毎に、３つのヘッドＥｈ１，Ｅｈ２，Ｅｈ３のｘ位置を計測し、２つの計測点での差分ΔＥ_2i-1,j，ΔＥ_2i,jを求める。得られた両差分データΔＥ_2i-1,j，ΔＥ_2i,j（ｉ＝１〜Ｉ／２）を統合し、統合された差分データΔＥ_ij（ｉ＝１〜Ｉ）を式（３）に適用して、スケールＳＸの歪みε_ijを求める。この第１の変形例では、前述の実施形態と比べ、計測回数が１／２に減少する。

また、ステップ移動の距離をδｘとしても良い。この場合、１つの計測点に対し、ヘッドＥｈ１，Ｅｈ２の計測値Ｅ₁，Ｅ₂より得られる差分ΔＥ^（１） _ij＝Ｅ₂−Ｅ₁と、ヘッドＥｈ２，Ｅｈ３の計測値Ｅ₂，Ｅ₃より得られる差分ΔＥ^（２） _ij＝Ｅ₃−Ｅ₂との、２つの差分データが得られる。そこで、これらの平均ΔＥ_ij＝（ΔＥ^（１） _ij＋ΔＥ^（２） _ij）／２を、式（３）に適用してスケールＳＸの歪みε_ijを求めても良い。ヘッド固有の計測誤差が発生する場合、それが平均化されるので、スケールＳＸの歪みの計測精度が向上する。

上記実施形態の露光装置１００で採用したエンコーダヘッドの配置より、図１２（Ａ）に示されるように、Ｙスケール３９Ｙ₁に３つのＹヘッド６５₁，６５₂，６８₁が、同時に対向する。従って、図１１（Ａ）に示される複数ヘッドを用いる第１の変形例を適用して、Ｙスケール３９Ｙ₁の歪みを計測することができる。ただし、これらの３つのＹヘッド６５₁，６５₂，６８₁は非計測方向（Ｘ軸方向）に設置位置が異なるので、それらの計測値がＸ設置位置に依存しない、言い換えると非計測方向に全く感度を持たないことを条件とする。

また、図１２（Ｂ）に示されるように、Ｙスケール３９Ｙ₂に３つのＹヘッド６４₄，６４₅，６７₄が、同時に対向する。従って、同様に、複数ヘッドを用いる第１の変形例を適用して、Ｙスケール３９Ｙ_２の歪みを計測することができる。ただし、これらの３つのＹヘッド６４₄，６４₅，６７₄も非計測方向（Ｘ軸方向）に設置位置が異なるので、それらの計測値が非計測方向に全く感度を持たないことを条件とする。

《第２の変形例》
また、図１１（Ｂ）に示されるように、非計測方向（Ｙ軸方向）に距離δｙ隔てて、別の複数のヘッド（ここでは２つのヘッドＥｈ３，Ｅｈ４）を設けても良い。ただし、ヘッドＥｈ３のＸ設置位置（Ｐ₃）はヘッドＥｈ１のそれ（Ｐ₁）に等しく、またヘッドＥｈ４のＸ設置位置（Ｐ₄）はヘッドＥｈ２のそれ（Ｐ₂）に等しく、設定されている。第２の変形例を適用することにより、１回の計測方向（Ｘ軸方向）についての差分計測より、２つのｙ計測点ｙ_j，ｙ_j+1における差分ΔＥ_i,j，ΔＥ_i,j+1（ｉ＝１〜Ｉ）が得られる。なお、図１１（Ｂ）には、ｊ＝１の例が示されている。

また、前述の実施形態、及び第１、第２の変形例においても、スケール上に配列された一連のｘ計測点（ｉ＝１〜Ｉ，ｊ＝一定）における差分ΔＥ_ijの計測を、１回だけではなく、複数回実行することも有効である。干渉計システム１１８のステージ位置の計測結果に従ってウエハステージＷＳＴをステップ駆動して、一連のｘ計測点（ｉ＝１〜Ｉ，ｊ＝一定）のそれぞれを計測位置（歪み計測用の２つのヘッドの中点Ｏ_Ｅ）に位置決めし、位置決め毎に差分ΔＥ_ijを計測することとした。しかし、ウエハステージＷＳＴの位置計測に干渉計を用いるため、計測点の位置決め精度が、干渉計の空気揺らぎ誤差により、損なわれる恐れがある。そこで、差分ΔＥ_ijの計測を複数回実行し、その複数の計測結果を平均して得られる差分ΔＥ_ij ^{（ＡＶＧ）}を用いてスケールの歪みを求めれば、計測点の位置決め誤差が平均化されるため、歪みの計測精度が改善される。

また、同じ理由により、スケール上に配列する計測点の間隔δｘを、歪み計測用の２つのヘッドの離間距離２Ｌより小さく設定することも有効である。ただし、間隔δｘを離間距離２Ｌの整数（Ｎとする）分の１に設定する。それにより、Ｎ系統の差分データが得られる。例えば、Ｎ＝２の場合、ΔＥ_i=odd,jとΔＥ_i=even,jの２系統の差分データが得られる。それぞれの差分データから、スケールの歪みが独立に求められる。そこで、求められる複数の歪みの平均をとって、最終結果とする。この取り扱いにおいても、計測点の位置決め誤差が平均化されるため、歪みの計測精度が改善される。

また、スケールの歪みの差分計測では、その原理より、２つのヘッドの離間距離２Ｌの周期で現れる歪みを再現することはできない。そこで、上述のＮを複数選択し、それぞれのＮに対して設定される計測点の複数のセットについて差分計測を実行する。ここで、計測点の複数のセットのそれぞれにおいて、計測点の間隔δｘは離間距離２Ｌと独立に設定されている。従って、複数のセットに対して得られる計測結果を平均することにより、周期的に現れる歪み成分をも再現することが可能になる。

また、逆にウエハステージＷＳＴの十分な位置決め精度が保証されれば、１つのヘッドのみを用いて、すなわち１つのヘッドの計測値から、差分ΔＥ_ijを求めることとしても良い。上記実施形態の露光装置１００では、Ｘスケール３９Ｘ₂の歪みを計測するための追加ヘッドを設けていない。そこで、図１３に示されるように、Ｘヘッド６６₁のみを用いて、Ｘスケール３９Ｘ₂の歪みを計測する。なお、Ｘヘッド６６₁の代わりに、Ｘヘッド６６₂，６６₃，又は６６₄を用いても良い。

なお、上記各変形例では、ウエハステージ（スケール）をステップ移動しつつ、ヘッドの計測値の取り込みを行うものとしたが、これに限らず、前述した実施形態で説明したように、ウエハステージを所定速度で走査しつつ、各計測点において、ヘッドの計測値の取り込みを行っても良い。

なお、上記実施形態では、本発明が、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置に適用された場合について説明したが、非液浸タイプの露光装置にも本発明を適用することができる。

また、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置を上記実施形態と同様に、エンコーダを用いて計測することができるので、同様の効果を得ることができる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも本発明は適用することができる。また、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。

また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。

なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ₂レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ₂レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ₂レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。

また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を露光光とし、オール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置にも本発明を好適に適用することができる。この他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。

また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。

また、例えば干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも本発明を適用することができる。

さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも本発明を適用することができる。

また、物体上にパターンを形成する装置は、前述の露光装置（リソグラフィシステム）に限られず、例えばインクジェット方式にて物体上にパターンを形成する装置にも本発明を適用することができる。

なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。

半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

本発明の較正方法は、移動体の駆動精度を較正するのに適している。また、本発明の露光方法及び露光装置は、物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、半導体素子などの電子デバイスを製造するのに適している。

一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 図２（Ａ）はウエハステージを示す平面図、図２（Ｂ）は計測ステージを示す平面図である。 図１の露光装置が備えるステージ装置及び干渉計の配置を示す平面図である。 図１の露光装置が備えるステージ装置及び計測装置類の配置を示す平面図である。 エンコーダヘッド（Ｘヘッド、Ｙヘッド）とアライメント系の配置を示す平面図である。 Ｚヘッドと多点ＡＦ系の配置を示す平面図である。 一実施形態に係る露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。 図１の露光装置における、Ｘヘッド６６₇，６６₀を用いるＸスケール３９Ｘ₁の歪みの差分計測を説明するための図である。 図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、２つのエンコーダヘッドを用いる回折格子（スケール）の歪みの差分計測を説明するための図である。 図１の露光装置における、Ｙヘッド６５₀，６５₃と６４₀，６４₃を用いるＹスケール３９Ｙ₁と３９Ｙ₂の歪みの差分計測を説明するための図である。 図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、回折格子（スケール）の歪みを計測するための複数のヘッドを用いる差分計測の第１及び第２の変形例を説明するための図である。 図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、図１の露光装置における、図１１（Ａ）の第１の変形例の適用例を説明するための図である。 図１の露光装置における、Ｘヘッド６６₁のみを用いるＸスケール３９Ｘ₂の歪みの差分計測を説明するための図である。

符号の説明

８…局所液浸装置、１０…照明系、２０…主制御装置、３９Ｘ₁，３９Ｘ₂…Ｘスケール、３９Ｙ₁，３９Ｙ₂…Ｙスケール、５０…ステージ装置、６２Ａ〜６２Ｆ…ヘッドユニット、６４，６５…Ｙヘッド、６６…Ｘヘッド、６７，６８…Ｙヘッド、７０Ａ，７０Ｃ…Ｙエンコーダ、７０Ｂ，７０Ｄ…Ｘエンコーダ、１００…露光装置、１２４…ステージ駆動系、１５０…エンコーダシステム、ＰＬ…投影光学系、ＰＵ…投影ユニット、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル。

Claims (17)

1. 少なくとも一軸方向についての移動体の駆動精度を較正するための較正方法であって、
   前記移動体の前記一軸を含む所定平面に実質的に平行な一面に設けられた前記一軸方向を周期方向とするグレーティングに対向する前記一軸方向に離間する２つのエンコーダヘッドを用いて、前記一軸方向に関する前記移動体の位置を計測し、前記２つのエンコーダヘッドの計測値の差分を求める工程と；
   前記移動体の少なくとも前記一軸方向に関する複数の計測位置にて求められる前記差分を用いて、前記グレーティングの歪みデータを作成する工程と；
   を含む較正方法。
2. 前記複数の計測位置には、前記一軸方向に直線的に配列された計測位置の系列が、少なくとも１つ含まれる、請求項１に記載の較正方法。
3. 前記系列に含まれる計測位置の配列間隔は、前記２つのエンコーダヘッドの前記一軸方向に関する離間距離に等しい、請求項２に記載の較正方法。
4. 前記作成する工程では、前記系列に含まれる計測位置にて求められた前記差分を、前記計測位置の配列順に積算することによって、前記一軸方向に関する前記歪みデータを作成する、請求項３に記載の較正方法。
5. 前記作成する工程では、前記系列に含まれる計測位置にて求められた前記差分に、畳み込み積分を利用した数値解析法を適用して、前記一軸方向に関する前記歪みデータを作成する、請求項２に記載の較正方法。
6. 前記系列に含まれる計測位置の配列間隔は、前記２つのエンコーダヘッドの前記一軸方向に関する離間距離より短い、請求項５に記載の較正方法。
7. 前記複数の計測位置には、前記所定平面内で前記一軸に垂直な方向に関して位置の異なる前記系列が複数含まれ、
   前記作成する工程では、前記所定平面に平行な２次元方向についての前記歪みデータを作成する、請求項２〜６のいずれか一項に記載の較正方法。
8. 前記歪みデータを補完して、連続データを作成する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の較正方法。
9. 前記求める工程では、前記２つのエンコーダヘッドのそれぞれと前記一軸方向に離間し、前記２つのエンコーダヘッドとともに前記グレーティングに対向する別のエンコーダヘッドを用いて、前記一軸方向に関する前記移動体の位置を計測し、少なくとも、前記２つのエンコーダヘッドと前記別のエンコーダヘッドのうちの任意の２つのエンコーダヘッドの計測値の差分と、前記２つのエンコーダヘッドと前記別のエンコーダヘッドのうちの残りのエンコーダヘッドと前記任意の２つのエンコーダヘッドの一方との計測値の差分と、を求める、請求項１〜８のいずれか一項に記載の較正方法。
10. 前記求める工程では、少なくとも前記一軸方向に関する前記移動体の位置を位置計測系を用いて計測し、該位置計測系の計測結果に基づいて前記移動体を前記一軸方向に駆動し、駆動中に前記移動体の位置が前記複数の計測位置のそれぞれに一致する毎に取得した計測値について前記差分を求める、請求項１〜９のいずれか一項に記載の較正方法。
11. 前記求める工程では、少なくとも前記一軸方向に関する前記移動体の位置を位置計測系を用いて計測し、該位置計測系の計測結果に基づいて前記移動体を駆動して該移動体を前記複数の計測位置に逐次位置決めし、前記移動体を位置決めする毎に取得した計測値について前記差分を求める、請求項１〜９のいずれか一項に記載の較正方法。
12. 所定平面に沿って移動する移動体に保持された物体にエネルギビームを照射し、前記物体上にパターンを形成する露光方法であって、
    前記所定平面に実質的に平行な前記移動体の一面に設けられた前記所定平面内の第１軸に平行な第１方向を周期方向とする第１、第２グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第１、第２エンコーダヘッドの少なくとも一方を用いて、前記第１方向に関する前記移動体の位置を計測するとともに、前記一面に設けられた前記所定平面内で前記第１軸に直交する第２軸に平行な第２方向を周期方向とする第３、第４グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第３、第４エンコーダヘッドを用いて、前記第２方向に関する前記移動体の位置を計測する工程と；
    前記計測する工程の計測結果と、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の較正方法を用いて作成される前記第１〜第４グレーティングのうちの少なくとも１つである対象グレーティングの歪みデータと、に基づいて、前記移動体を駆動する工程と；
    を含む露光方法。
13. 前記駆動する工程では、前記対象グレーティングに対向するエンコーダヘッドの計測結果を、前記歪みデータを用いて補正する、請求項１２に記載の露光方法。
14. 請求項１２又は１３に記載の露光方法を用いて、物体上にパターンを形成する工程と；
    前記パターンが形成された前記物体に処理を施す工程と；を含むデバイス製造方法。
15. エネルギビームを照射して物体を露光し、該物体上にパターンを形成する露光装置であって、
    前記物体を保持して所定平面に沿って移動するとともに、前記所定平面に実質的に平行な一面に前記所定平面内の第１軸に平行な第１方向を周期方向とする第１、第２グレーティングと前記第１軸に直交する第２軸に平行な第２方向を周期方向とする第３、第４グレーティングとが設けられた移動体と；
    前記第１、第２グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第１、第２エンコーダヘッドと、前記第３、第４グレーティングに、それぞれ対向し得る複数の第３、第４エンコーダヘッドとを有し、前記第１、第２グレーティングの少なくとも一方に対向する第１、第２エンコーダヘッドの少なくとも一方の出力に基づいて前記第１方向に関する前記移動体の位置を計測するとともに、第３、第４グレーティングに、それぞれ対向する第３、第４エンコーダヘッドの出力に基づいて前記第２方向に関する前記移動体の位置を計測する計測装置と；
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の較正方法を用いて作成される前記第１〜第４グレーティングのうちの少なくとも１つである対象グレーティングの歪みデータと、前記計測装置の計測結果と、に基づいて、前記移動体を駆動する駆動装置と；
    を備える露光装置。
16. 前記駆動装置は、前記対象グレーティングに対向するエンコーダヘッドの計測結果を、前記歪みデータを用いて補正する、請求項１５に記載の露光装置。
17. エネルギビームを照射して物体を露光し、該物体上にパターンを形成する露光装置であって、
    前記物体を保持して所定平面に沿って移動するとともに、前記所定平面に実質的に平行な一面に前記所定平面内の一軸方向を周期方向とするグレーティングが設けられた移動体と；
    前記一軸方向に離間する２つのエンコーダヘッドを有し、前記グレーティングに対向する前記エンコーダヘッドの計測値に基づいて前記移動体の一軸方向に関する位置を計測するエンコーダシステムと；
    前記移動体を移動させ、前記移動体の少なくとも前記一軸方向に関する複数の計測位置で、前記２つのエンコーダヘッドにより前記一軸方向に関する前記移動体の位置を計測して、前記２つのエンコーダヘッドの計測値の差分を求め、前記複数の計測位置で求められた前記差分を用いて、前記グレーティングの歪みデータを作成する処理装置と；を備える露光装置。

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