JP6229311B2 - 露光装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

露光装置及びデバイス製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6229311B2
JP6229311B2 JP2013111695A JP2013111695A JP6229311B2 JP 6229311 B2 JP6229311 B2 JP 6229311B2 JP 2013111695 A JP2013111695 A JP 2013111695A JP 2013111695 A JP2013111695 A JP 2013111695A JP 6229311 B2 JP6229311 B2 JP 6229311B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
frame member
wafer
head
exposure apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013111695A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014232753A (ja
Inventor
依田　安史
安史 依田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2013111695A priority Critical patent/JP6229311B2/ja
Publication of JP2014232753A publication Critical patent/JP2014232753A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6229311B2 publication Critical patent/JP6229311B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

本発明は、露光装置及びデバイス製造方法に係り、特に半導体素子（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用いられる露光装置及び該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（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））などが用いられている。
この種の露光装置では、マスク（レチクル）に形成されたパターンが投影光学系を介してウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、ウエハと総称する）上に既に形成されたパターンに重ね合わせて転写される。この重ね合わせを精度良く行うために、露光に先だって、ウエハ上の位置合わせマーク（アライメントマーク）の位置を計測し、その計測結果を用いて所定の演算を行なって、露光の際のウエハの位置制御の目標座標などを決定するウエハアライメント（例えばＥＧＡなど）を行う必要がある。ウエハアライメントには、マーク検出系（アライメント系とも呼ばれる）が用いられるが、このマーク検出系は、通常、投影光学系を保持するフレーム（メトロロジーフレームとも呼ばれる）にその他の計測系、例えばウエハステージの位置情報を計測する位置計測系及びウエハの投影光学系の光軸方向に関する位置を検出するフォーカス検出系などともに保持されている。
しかるに、近年、ウエハの大型化に伴い、メトロロジーフレームが大型化し、その固有振動数が下がり、また、レチクルステージ及びウエハステージなどの駆動に伴う振動その他の外乱の伝達によりメトロフレームに所定の振動モード（例えば、ねじれ振動モード（ねじり振動モード）など）が発生し易くなっている。メトロロジーフレームの振動及び変形は、例えばウエハアライメント誤差、あるいはフォーカス検出誤差、あるいはステージの位置計測、制御誤差の要因となるなど、露光精度の悪化が懸念されている。
一方、近年の半導体露光装置では、投影光学系を介したウエハに対する露光が行われる露光ステーションとウエハアライメントなどが行われる計測ステーションとが、大きく離れた露光装置（例えば特許文献１等参照）も比較的多く見られるようになってきた。この種の最新の半導体露光装置では、メトロロジーフレームはその大きさ及び重量が、車両による搬送が可能な限界に達しつつあり、さらに大型化すると、搬送が困難になることが懸念されている。
米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書
本発明の第１の態様によれば、物体を、光学系を介してエネルギビームで露光する露光装置であって、ベースと、前記光学系と、前記光学系から第１方向に離れて配置され、前記物体上に形成されたマークを検出するマーク検出系と、前記物体を保持して、前記光学系による前記物体の露光が行われる露光部と前記マークの検出が行われる計測部との間で移動可能な移動体と、前記ベースに対して前記光学系を支持する第１フレーム部材と、前記ベースに対して前記マーク検出系を支持する第２フレーム部材と、前記第１フレーム部材と前記第２フレーム部材との位置関係を計測する計測装置と、前記計測装置の計測結果を用いて、前記第１フレーム部材と前記第２フレーム部材との位置関係を調整可能な調整装置と、を備える露光装置が、提供される。
これによれば、露光部では第１フレーム部材によりベースに対して光学系が支持され、計測部では第２フレーム部材によりベースに対してマーク検出系が支持されている。すなわち、光学系を支持する第１フレーム部材とは別部材である第２フレーム部材によってマーク検出系がベースに対して支持されている。このため、第１フレーム部材及び第２フレーム部材を、ともに、光学系及びマーク検出系を支持していた従来の支持フレーム（メトロジーフレーム）に比べて小型、軽量化することができ、これにより、第１フレーム部材及び第２フレーム部材の搬送面での制約を解消することができるとともに、第１フレーム部材及び第２フレーム部材の固有振動数を格段に向上させることができ、ねじれモードなどが生じにくくなる。また、調整装置によって、計測装置の計測結果を用いて、第１フレーム部材と第２フレーム部材との位置関係を調整可能である。
本発明の第２の態様によれば、上記露光装置を用いて感応物体を露光することと、露光された前記感応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。
一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１のウエハステージを示す平面図である。 図３（Ａ）は、図１の計測ステージを−Ｙ方向から見た図（正面図）、図３（Ｂ）は計測ステージを＋Ｘ方向から見た図（側面図）、図３（Ｃ）は、計測ステージを＋Ｚ方向から見た図（平面図）である。 図１の露光装置が備える第１ないし第６エンコーダシステム、アライメント系、多点ＡＦ系、センサ群等の配置を示す図である。 図１の露光装置が備える投影光学系及びアライメント装置などを支持するボディを概略的に示す斜視図である。 図６（Ａ）は、図５のＡ−Ａ線に沿って断面した状態を示すボディの一部省略した断面図、図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って１つのメトロフレームを見た図（正面図）かつセンサ群の各センサの配置を説明するための図、図６（Ｃ）は、第１、第２メトロフレーム同士の対向部分に設けられた取付部材及びターゲット部材の形状、並びにセンサの配置の一例を示す図である。 一実施形態に係る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。 図７の第１ないし第５エンコーダシステムの構成の一例を示すブロック図である。 図７のセンサ群及び除振装置の構成の一例を示すブロック図である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その１）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その２）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その３）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その４）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その５）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その６）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その７）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その８）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その９）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その１０）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その１１）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その１２）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その１３）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その１４）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その１５）である。 ウエハステージと計測ステージとを用いた並行処理動作について説明するための図（その１６）である。
以下、一実施形態について、図１〜図２５に基づいて、説明する。
図１には、一実施形態に係る露光装置１００の構成が概略的に示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向（Ｚ方向）、これに直交する面内でレチクルＲとウエハＷとが相対走査される方向をＹ軸方向（Ｙ方向）、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向（Ｘ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、ベース盤１２上の＋Ｙ側端部近傍に配置された露光部２００と、ベース盤１２上の−Ｙ側端部近傍に配置された計測部３００と、ベース盤１２上で独立してＸＹ平面内で２次元移動するウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴと、これらの制御系等とを備えている。以下においては、説明の便宜上、露光部２００、計測部３００のそれぞれの場所を示す用語として、露光部、計測部と同一の符号を用いて、露光ステーション２００、計測ステーション３００と称するものとする。
ベース盤１２は、床Ｆ上に防振機構（図示省略）によってほぼ水平に（ＸＹ平面に平行に）支持されている。ベース盤１２は、平板状の外形を有する部材から成る。なお、図１において、露光ステーション２００には、ウエハステージＷＳＴが位置しており、ウエハステージＷＳＴ（より詳細には後述するウエハテーブルＷＴＢ）上にウエハＷが保持されている。また、露光ステーション２００の近傍に計測ステージＭＳＴが位置している。
露光部２００は、照明系１０、レチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ及び局所液浸装置８等を備えている。
照明系１０は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステムとも呼ばれる）で設定（制限）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）が用いられている。
レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図７参照）によって、ＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（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）１３によって、レチクルステージＲＳＴに固定された移動鏡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１３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、後述するボディ４００の一部を構成する第１メトロロジーフレーム（以下、適宜、第１メトロフレーム又はメトロフレームと称する）ＭＦ１によってその外周部に設けられたフランジ部ＦＬＧを介して支持されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ（より正しくは、ウエハＷを保持する後述する微動ステージＷＦＳ）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、及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にレチクルＲのパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。
局所液浸装置８は、露光装置１００が、液浸方式の露光を行うことに対応して設けられている。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）、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不図示の支持部材を介して、投影ユニットＰＵ等を支持する第１メトロフレームＭＦ１に吊り下げ支持されている。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（いずれも図１では不図示、図４参照）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には、その一端が液体供給装置５（図１では不図示、図７参照）に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、液体回収管３１Ｂには、その一端が液体回収装置６（図１では不図示、図７参照）に接続された不図示の回収管の他端が接続されている。本実施形態では、主制御装置２０が液体供給装置５（図７参照）を制御して、液体供給管３１Ａ及びノズルユニット３２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、ノズルユニット３２及び液体回収管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）が透過する純水を用いるものとする。なお、ＡｒＦエキシマレーザ光に対する純水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４であり、純水の中では、照明光ＩＬの波長は、１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。
計測部３００は、図１に示されるように、後述するボディ４００の一部を構成する第２メトロロジーフレーム（以下、適宜、第２メトロフレーム又はメトロフレームと称する）ＭＦ２に吊下げ支持されたアライメント装置９９、及び第２メトロフレームＭＦ２に設けられた多点焦点位置検出系（以下、多点ＡＦ系と略述する）９０（図１では不図示、図４参照）等を備えている。
アライメント装置９９は、図４に示される５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4を含む。詳述すると、投影ユニットＰＵの中心（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ、本実施形態では前述の露光領域ＩＡの中心とも一致）を通りかつＹ軸と平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＶ上で、光軸ＡＸから−Ｙ側に所定距離隔てた位置に、検出中心が位置する状態でプライマリアライメント系ＡＬ１が配置されている。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。すなわち、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4はその検出中心がＸ軸方向に沿って配置されている。
各セカンダリアライメント系ＡＬ２n（ｎ＝１〜４）は、駆動機構６０ｎ（図７参照）を介して、その一部の構成部材を駆動することで、その検出領域（又は検出中心）の位置を独立にＸ軸方向及びＹ軸方向に関して調整可能である。従って、プライマリアライメント系ＡＬ１及びセカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4はＸ軸方向及びＹ軸方向に関してその検出領域の相対位置が調整可能となっている。
５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれとしては、例えば、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（各アライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4からの撮像信号は、主制御装置２０に供給される（図７参照）。なお、アライメント装置９９の詳細構成は、例えば米国特許出願公開第２００９／０２３３２３４号明細書に開示されている。
多点ＡＦ系９０としては、図４に示されるように、送光系９０ａ及び受光系９０ｂから成る斜入射方式の多点ＡＦ系が設けられている。多点ＡＦ系９０と同様の構成は、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されている。本実施形態では、一例として、送光系９０ａと受光系９０ｂとは、プライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心を通るＸ軸に平行な直線（基準軸）ＬＡの＋Ｙ側に同一距離離れた位置に、基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。送光系９０ａと受光系９０ｂとのＸ軸方向の間隔は、後述するウエハテーブルＷＴＢ上に設けられた一対のスケール３９１、３９２（図２参照）の間隔より広く設定されている。
図４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、送光系９０ａ及び受光系９０ｂの間でＸ軸方向に延びる細長い検出領域（ビーム領域）ＡＦとして示されている。検出領域ＡＦは、Ｘ軸方向の長さがウエハＷの直径と同程度に設定されているので、ウエハＷをＹ軸方向に１回スキャンするだけで、ウエハＷのほぼ全面でＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を計測できる。また、この検出領域ＡＦは、Ｙ軸方向に関して、投影光学系ＰＬ（露光領域ＩＡ）とアライメント系（ＡＬ１、ＡＬ２1，ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4）の検出領域との間に配置されているので、多点ＡＦ系とアライメント系とでその検出動作を並行して行うことが可能となっている。
ウエハステージＷＳＴは、図１に示されるように、粗動ステージＷＣＳと、粗動ステージＷＣＳに非接触状態で支持され、粗動ステージＷＣＳに対して相対移動可能な微動ステージＷＦＳとを有している。ウエハステージＷＳＴ（粗動ステージＷＣＳ）は、粗動ステージ駆動系５１Ａ（図７参照）により、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともにθｚ方向に微小駆動される。また、微動ステージＷＦＳは、微動ステージ駆動系５２Ａ（図７参照）によって粗動ステージＷＣＳ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）に駆動される。
微動ステージＷＦＳ（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報は、後述するエンコーダシステム１５０（図７参照）によって計測される。エンコーダシステム１５０は、図７に示されるように、第１〜第５エンコーダシステム８０Ａ〜８０Ｅを含む。なお、エンコーダシステム１５０の詳細な説明は、ステージ系の構成の後に説明する。
計測ステージＭＳＴは、計測ステージ駆動系５１Ｂ（図７参照）により、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともにθｚ方向に微小駆動される。計測ステージＭＳＴ（より正確には、後述する計測テーブルＭＴＢ）の位置情報は、後述する第６エンコーダシステム８０Ｆ（図７参照）によって計測される。なお、第６エンコーダシステム８０Ｆの詳細な説明は、ステージ系の構成の後に説明する。
ここで、ステージ系の構成等について詳述する。まず、ウエハステージＷＳＴについて説明する。
粗動ステージＷＣＳは、上面及びＹ軸方向の両側面が開口した高さの低い直方体形状を有している。粗動ステージＷＣＳの底面にはＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数の永久磁石から成る磁石ユニットが設けられている。ベース盤１２の内部には、図１に示されるように、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数のコイル１７を含む、コイルユニットが収納されている。
粗動ステージＷＣＳに設けられた磁石ユニットは、ベース盤１２のコイルユニットと共に、例えば米国特許第５，１９６，７４５号明細書などに開示される電磁力（ローレンツ力）駆動方式の平面モータから成る粗動ステージ駆動系５１Ａ（図７参照）を構成している。コイルユニットを構成する各コイル１７に供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０（図７参照）によって制御される。
粗動ステージＷＣＳの底面には、上記磁石ユニットの周囲に複数のエアベアリング（不図示）が固定されている。粗動ステージＷＣＳは、複数のエアベアリングによって、ベース盤１２の上方に所定の隙間（クリアランス、ギャップ）、例えば数μｍ程度の隙間を介して浮上支持され、粗動ステージ駆動系５１Ａによって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に駆動される。
なお、粗動ステージ駆動系５１Ａとしては、電磁力（ローレンツ力）駆動方式の平面モータに限らず、例えば可変磁気抵抗駆動方式の平面モータを用いることもできる。この他、粗動ステージ駆動系５１Ａを、磁気浮上型の平面モータによって構成し、該平面モータによって粗動ステージＷＣＳを６自由度方向に駆動できるようにしても良い。この場合、粗動ステージＷＣＳの底面にエアベアリングを設けなくても良くなる。
粗動ステージＷＣＳには、微動ステージＷＦＳを駆動するための複数のコイルから成る一対のコイルユニット（不図示）がＸ軸方向の両側壁に設けられている。各コイルユニットを構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０によって制御される。
微動ステージＷＦＳは、板状部材から成る本体部（不図示）と、該本体部の上面に一体的に固定された板状部材から成るウエハテーブルＷＴＢと、を備えている。本体部は、ウエハテーブルＷＴＢと熱膨張率が同じ又は同程度の素材で形成されることが望ましく、その素材は低熱膨張率であることが望ましい。
微動ステージＷＦＳには、粗動ステージＷＣＳに設けられた一対のコイルユニットのそれぞれに対応して、コイルユニットの上下に非接触で対向する各一対の磁石ユニット（不図示）が、設けられている。本実施形態では、上記一対のコイルユニットと、上記二対の磁石ユニットと、を含んで、微動ステージＷＦＳを粗動ステージＷＣＳに対して非接触状態で浮上支持するとともに、非接触で６自由度方向へ駆動する微動ステージ駆動系５２Ａ（図７参照）が構成されている。微動ステージ駆動系５２Ａは、例えば米国特許出願公開第２０１０／００７３６５２号明細書及び米国特許出願公開第２０１０／００７３６５３号明細書に開示される微動ステージ駆動系と同様に構成されている。
なお、粗動ステージ駆動系５１Ａ（図７参照）として、磁気浮上型の平面モータを用いる場合、該平面モータによって粗動ステージＷＣＳと一体で微動ステージＷＦＳを、Ｚ軸、θｘ及びθｙの各方向に微小駆動可能となるので、微動ステージ駆動系５２Ａは、Ｘ軸、Ｙ軸及びθｚの各方向、すなわちＸＹ平面内の３自由度方向に微動ステージＷＦＳを駆動可能な構成にしても良い。
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。ウエハホルダは、ウエハテーブルＷＴＢと一体に形成されていても良いし、ウエハテーブルＷＴＢに対して、例えば静電チャック機構あるいはクランプ機構等を介して、又は接着等により固定されていても良い。ここで、微動ステージＷＦＳの本体部には、ウエハホルダに設けられた孔を介して上下動可能な例えば３本の上下動ピンが設けられている。
ウエハテーブルＷＴＢの上面のウエハホルダ（ウエハの載置領域）の外側には、図２に示されるように、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は、低熱膨張率の材料、例えばガラス又はセラミックス（例えばショット社のゼロデュア（商品名）、Ａｌ２Ｏ３あるいはＴｉＣなど）から成り、その表面には、液体Ｌｑに対する撥液化処理が施されている。具体的には、例えばフッ素樹脂材料、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料あるいはシリコン系樹脂材料などにより撥液膜が形成されている。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の上面に固定されている。
プレート２８は、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の中央に位置し、その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２８ａと、該第１撥液領域２８ａをＸ軸方向に挟んでウエハテーブルＷＴＢの＋Ｘ側端部、−Ｘ側端部に位置する長方形の一対の第２撥液領域２８ｂと、を有する。なお、本実施形態では、前述の如く液体Ｌｑとして水を用いるので、以下では第１撥液領域２８ａ及び第２撥液領域２８ｂをそれぞれ第１撥水板２８ａ及び第２撥水板２８ｂとも呼ぶ。
第１撥水板２８ａの＋Ｙ側の端部近傍には、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、該基準マークＦＭを挟むよう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。
一対の第２撥水板２８ｂには、それぞれ、後述する第１ないし第５エンコーダシステム８０Ａ〜８０Ｅのためのスケール３９１，３９２が形成されている。詳述すると、スケール３９１，３９２はそれぞれ、例えばＹ軸方向を周期方向とする回折格子とＸ軸方向を周期方向とする回折格子とが組み合わされた（同一領域に形成された）、反射型の二次元回折格子によって構成されている。二次元回折格子の格子線のピッチは、Ｙ軸方向及びＸ軸方向のいずれの方向についても、例えば１μｍと設定されている。なお、図２では、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。
なお、回折格子を保護するために、撥水性を備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、ガラス板としては、厚さがウエハと同程度、例えば厚さ１ｍｍのものを用いることができ、そのガラス板の表面がウエハ面と同じ高さ（面位置）になるよう、ウエハテーブルＷＴＢ上面に設置される。
なお、各第２撥水板２８ｂのスケールの端付近には、後述するエンコーダヘッドとスケール間の相対位置を決めるための、不図示の位置出しパターンがそれぞれ設けられている。この位置出しパターン上をエンコーダヘッドが走査することで検出された位置を基準に、エンコーダヘッドとスケール間の相対位置を設定する。また、上述の如く、本実施形態では、微動ステージＷＦＳがウエハテーブルＷＴＢを備えているので、以下の説明では、ウエハテーブルＷＴＢを含む微動ステージＷＦＳを、ウエハテーブルＷＴＢとも表記する。
次に、計測ステージＭＳＴについて説明する。図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）には、計測ステージＭＳＴの正面図（−Ｙ方向から見た図）、側面図（＋Ｘ方向から見た図）、及び平面図（＋Ｚ方向から見た図）が、それぞれ示されている。これら図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示されるように、計測ステージＭＳＴは、直方体部材から成るステージ本体９２と、ステージ本体９２上に支持され、計測テーブル駆動系５２Ｂ（図７参照）を介して例えば６自由度方向（又はＸＹ平面内の３自由度方向）に微小駆動される長方形板状の計測テーブルＭＴＢとを備えている。
ステージ本体９２の底面には、不図示ではあるが、ベース盤１２のコイルユニット（コイル１７）と共に、電磁力（ローレンツ力）駆動方式の平面モータから成る計測ステージ駆動系５１Ｂ（図７参照）を構成する、複数の永久磁石から成る磁石ユニットが設けられている。ステージ本体９２の底面には、上記磁石ユニットの周囲に複数のエアベアリング（不図示）が固定されている。計測ステージＭＳＴは、前述のエアベアリングによって、ベース盤１２の上方に所定の隙間（ギャップ、クリアランス）、例えば数μｍ程度の隙間を介して浮上支持され、計測ステージ駆動系５１Ｂによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に駆動される。なお、粗動ステージ駆動系５１Ａと計測ステージ駆動系５１Ｂとは、コイルユニットを共通とするが、本実施形態では、説明の便宜上から、粗動ステージ駆動系５１Ａと計測ステージ駆動系５１Ｂとを別々に観念している。実際問題としても、コイルユニットの異なるコイル１７が、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとの駆動にそれぞれ用いられるので、このように観念しても問題はない。
計測テーブルＭＴＢには、その−Ｙ側端部の帯状部分（以下、適宜、受け渡し部とも称する）を除く部分の＋Ｘ側の半部に、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３（Ｃ）に示されるように、照度むらセンサ９５、空間像計測器９６、波面収差計測器９７、照度モニタ９８などが設けられている。また、計測テーブルＭＴＢ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。
計測テーブルＭＴＢの受け渡し部を除く部分の−Ｘ側の半部にＸ軸方向及びＹ軸方向を周期方向とする２次元グレーティング６９が設けられている。計測テーブルＭＴＢの上面には、２次元グレーティング６９及び各種計測用部材を覆う状態で、その表面が撥液膜（撥水膜）で覆われた透明部材から成るプレート６３が、固定されている。プレート６３は、前述のプレート２８と同様の素材によって形成されている。
なお、計測ステージ駆動系５１Ｂを、磁気浮上型の平面モータで構成する場合には、例えば計測ステージを６自由度方向に可動な単体のステージにしても良い。
また、計測テーブルＭＴＢは、粗動ステージＷＣＳに支持されているウエハテーブルＷＴＢ(微動ステージＷＦＳ)に＋Ｙ側から例えば３００μｍ程度以下の距離まで近接又は接触可能であり、その近接又は接触状態では、ウエハテーブルＷＴＢの上面とともに、見かけ上一体のフルフラットな面を形成する（例えば図１８参照）。計測ステージＭＳＴ（計測テーブルＭＴＢ）は、主制御装置２０により、計測ステージ駆動系５１Ｂを介して駆動され、ウエハテーブルＷＴＢとの間で液浸領域（液体Ｌｑ）の受け渡しを行う。なお、計測テーブルＭＴＢとウエハテーブルＷＴＢとの間の液浸領域（液体Ｌｑ）の受け渡しについてはさらに後述する。
ここで、ウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージＷＦＳ）の位置情報の計測に用いられるエンコーダシステム１５０について説明する。
まず、ウエハステージＷＳＴが露光ステーション２００内にあるとき、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測する第１エンコーダシステム８０Ａの構成等について説明する。
露光装置１００では、図４に示されるように、投影ユニットＰＵ（ノズルユニット３２）の＋Ｘ側、−Ｘ側に、一対のヘッド部６２Ａ、６２Ｃが、それぞれ配置されている。ヘッド部６２Ａ，６２Ｃは、後述するように、それぞれ複数のヘッドを含み、これらのヘッドが、支持部材（不図示）を介して、後述するボディ４００の一部を構成する第１メトロフレームＭＦ１（図４では不図示、図１、図５等参照）に吊り下げ状態で固定（支持）されている。
ヘッド部６２Ａ、６２Ｃは、図４に示されるように、各５つの４軸ヘッド６５１〜６５５，６４１〜６４５を備えている。４軸ヘッド６５１〜６５５の筐体の内部には、Ｘ軸方向及びＺ軸方向を計測方向とするＸＺヘッド６５Ｘ１〜６５Ｘ５と、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を計測方向とするＹＺヘッド６５Ｙ１〜６５Ｙ５とが収納されている。同様に、４軸ヘッド６４１〜６４５の筐体の内部には、ＸＺヘッド６４Ｘ１〜６４Ｘ５と、ＹＺヘッド６４Ｙ１〜６４Ｙ５とが収納されている。ＸＺヘッド６５Ｘ１〜６５Ｘ５及び６４Ｘ１〜６４Ｘ５、並びにＹＺヘッド６５Ｙ１〜６５Ｙ５及び６４Ｙ１〜６４Ｙ５のそれぞれとしては、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。
ＸＺヘッド６５Ｘ１〜６５Ｘ５，６４Ｘ１〜６４Ｘ５（より正確には、ＸＺヘッド６５Ｘ１〜６５Ｘ５，６４Ｘ１〜６４Ｘ５が発する計測ビームのスケール３９１、３９２上の照射点）は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ（本実施形態では前述の露光領域ＩＡの中心とも一致）を通りかつＸ軸と平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＨ上に、所定間隔ＷＤで配置されている。また、ＹＺヘッド６５Ｙ１〜６５Ｙ５，６４Ｙ１〜６４Ｙ５（より正確には、ＹＺヘッド６５Ｙ１〜６５Ｙ５，６４Ｙ１〜６４Ｙ５が発する計測ビームのスケール３９１、３９２上の照射点）は、基準軸ＬＨに平行であり且つ基準軸ＬＨから−Ｙ側に所定距離離間する直線ＬＨ１上に、対応するＸＺヘッド６５Ｘ１〜６５Ｘ５，６４Ｘ１〜６４Ｘ５と同じＸ位置に、配置されている。以下では、必要に応じて、ＸＺヘッド６５Ｘ1〜６５Ｘ５，６４Ｘ1〜６４Ｘ５、及びＹＺヘッド６５Ｙ1〜６５Ｙ５，６４Ｙ1〜６４Ｙ５を、それぞれ、ＸＺヘッド６５Ｘ，６４Ｘ、及びＹＺヘッド６５Ｙ，６４Ｙとも表記する。
ヘッド部６２Ａ，６２Ｃは、それぞれスケール３９1，３９2を用いて、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の位置（Ｘ位置）及びＺ軸方向の位置（Ｚ位置）を計測する多眼（ここでは５眼）のＸＺリニアエンコーダ、及びＹ軸方向の位置（Ｙ位置）及びＺ位置を計測する多眼（ここでは５眼）のＹＺリニアエンコーダを構成する。以下では、便宜上、これらのエンコーダを、ＸＺヘッド６５Ｘ、６４Ｘ、ＹＺヘッド６５Ｙ、６４Ｙとそれぞれ同一の符号を用いて、ＸＺリニアエンコーダ６５Ｘ、６４Ｘ、及びＹＺリニアエンコーダ６５Ｙ、６４Ｙと表記する（図８参照）。
本実施形態では、ＸＺリニアエンコーダ６５ＸとＹＺリニアエンコーダ６５Ｙとによって、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、及びθｘの各方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは５眼）の４軸エンコーダ６５が構成される（図８参照）。同様に、ＸＺリニアエンコーダ６４ＸとＹＺリニアエンコーダ６４Ｙとによって、ウエハテーブルＷＴＢ１のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、及びθｘの各方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは５眼）の４軸エンコーダ６４が構成される（図８参照）。
ここで、ヘッド部６２Ａ，６２Ｃがそれぞれ備える５つのＸＺヘッド６５Ｘ，６４Ｘ（より正確には、ＸＺヘッド６５Ｘ，６４Ｘが発する計測ビームのスケール３９１、３９２上の照射点）及び５つのＹＺヘッド６５Ｙ，６４Ｙ（より正確には、ＹＺヘッド６５Ｙ，６４Ｙが発する計測ビームのスケール上の照射点）のＸ軸方向の間隔ＷＤは、スケール３９1，３９2のＸ軸方向の幅より狭く設定されている。従って、露光の際などには、それぞれ５つのＸＺヘッド６５Ｘ，６４Ｘ，ＹＺヘッド６５Ｙ，６４Ｙのうち、少なくとも各１つのヘッドが、常に、対応するスケール３９1，３９2に対向する（計測ビームを照射する）。また、間隔ＷＤが、スケール３９１，３９２のＸ軸方向の幅よりも狭く設定されているので、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に駆動する際、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測するＸＺヘッド６５Ｘ、６４Ｘ及びＹＺヘッド６５Ｙ、６４Ｙを、隣のＸＺヘッド６５Ｘ、６４Ｘ及びＹＺヘッド６５Ｙ、６４Ｙに順次、かつ円滑に切り換えることができる。ここで、スケールの幅とは、回折格子（又はこの形成領域）の幅、より正確にはヘッドによる位置計測が可能な範囲を指す。
従って、４軸エンコーダ６５と４軸エンコーダ６４とによって、ウエハステージＷＳＴが露光ステーション２００にある場合、粗動ステージＷＣＳに支持されたウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージＷＦＳ）の６自由度方向の位置情報を計測する第１エンコーダシステム８０Ａが構成される。
本実施形態では、さらに、ヘッド部６２Ａ、６２Ｃそれぞれの−Ｙ側に、４軸ヘッド６５1、６４１等と同様に構成された一対の４軸ヘッド６５６、６４６が、基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。一対の４軸ヘッド６５６、６４６は、第１メトロフレームＭＦ１（図４では不図示、図１、図５等参照）に吊り下げ状態で固定（支持）されている。４軸ヘッド６５６を構成するＸＺヘッド６５Ｘ６及びＹＺヘッド６５Ｙ６は、ＸＺヘッド６５Ｘ３と同じＸ位置に、配置されている。４軸ヘッド６４６を構成するＸＺヘッド６４Ｘ６及びＹＺヘッド６４Ｙ６は、ＸＺヘッド６４Ｘ３と同じＸ位置に、配置されている。
一対の４軸ヘッド６５６、６４６は、後述する計測テーブルＭＴＢとウエハテーブルＷＴＢとの近接又は接触状態（スクラム）の開始時から第１エンコーダシステム８０ＡによるウエハテーブルＷＴＢの位置計測が開始されるまでの間、一対のスケール３９１、３９２を用いてウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向に関する位置情報を計測する一対の４軸エンコーダ６５６、６４６を構成し（図８参照）、該一対の４軸エンコーダ６５６、６４６によって第２エンコーダシステム８０Ｂ（図７参照）が構成される。
第１エンコーダシステム８０Ａ、第２エンコーダシステム８０Ｂを構成する、各エンコーダの計測値は、主制御装置２０に供給される（図７、図８等参照）。
次に、ウエハステージＷＳＴが計測ステーション３００にあるとき、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測する第３エンコーダシステム８０Ｃの構成等について説明する。
露光装置１００では、図４に示されるように、ヘッド部６２Ｃ、６２Ａそれぞれの−Ｙ側でかつアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２１〜ＡＬ２４とほぼ同一のＹ位置に、ヘッド部６２Ｅ、６２Ｆが、それぞれ配置されている。ヘッド部６２Ｅ，６２Ｆは、後述するように、それぞれ複数のヘッドを含み、これらのヘッドが、支持部材を介して、後述するボディ４００の一部を構成する第２メトロフレームＭＦ２（図４では不図示、図１、図５等参照）に吊り下げ状態で固定（支持）されている。
ヘッド部６２Ｆ、６２Ｅは、図４に示されるように、各５つの４軸ヘッド６８１〜６８５，６７１〜６７５を備えている。４軸ヘッド６８１〜６８５の筐体の内部には、前述の４軸ヘッド６５１等と同様に、ＸＺヘッド６５Ｘ１等と同様に構成されたＸＺヘッド６８Ｘ１〜６８Ｘ５と、ＹＺヘッド６５Ｙ１等と同様に構成されたＹＺヘッド６８Ｙ１〜６８Ｙ５とが収納されている。同様に、４軸ヘッド６７１〜６７５の筐体の内部には、ＸＺヘッド６７Ｘ１〜６７Ｘ５と、ＹＺヘッド６７Ｙ１〜６７Ｙ５とが収納されている。
ＸＺヘッド６７Ｘ１〜６７Ｘ４，６８Ｘ２〜６８Ｘ５（より正確には、ＸＺヘッド６７Ｘ１〜６７Ｘ４，６８Ｘ２〜６８Ｘ５が発する計測ビームのスケール３９２、３９１上の照射点）は、前述の基準軸ＬＡに沿って、ＸＺヘッド６４Ｘ１〜６４Ｘ４、６５Ｘ２〜６５Ｘ５のそれぞれとほぼ同じＸ位置に、配置されている。
ＹＺヘッド６７Ｙ１〜６７Ｙ４，６８Ｙ２〜６８Ｙ５（より正確には、ＹＺヘッド６７Ｙ１〜６７Ｙ４，６８Ｙ２〜６８Ｙ５が発する計測ビームのスケール３９２、３９１上の照射点）は、基準軸ＬＡに平行であり且つ基準軸ＬＡから−Ｙ側に所定距離離間する直線ＬＡ１上に、対応するＸＺヘッド６７Ｘ１〜６７Ｘ４，６８Ｘ２〜６８Ｘ５と同じＸ位置に、配置されている。
また、残りのＸＺヘッド６７Ｘ５、６８Ｘ１、及びＹＺヘッド６７Ｙ５、６８Ｙ１は、ＸＺヘッド６４Ｘ５、６５Ｘ１のそれぞれとほぼ同じＸ位置で、セカンダリアライメント系ＡＬ２１、ＡＬ２４それぞれの検出中心の−Ｙ側に、基準軸ＬＡ及び直線ＬＡ１から同じ距離だけ−Ｙ方向にずれて配置されている。以下では、必要に応じて、ＸＺヘッド６８Ｘ１〜６８Ｘ５，６７Ｘ１〜６７Ｘ５、及びＹＺヘッド６８Ｙ１〜６８Ｙ５，６７Ｙ１〜６７Ｙ５を、それぞれ、ＸＺヘッド６８Ｘ，６７Ｘ、及びＹＺヘッド６８Ｙ，６７Ｙとも表記する。
ヘッド部６２Ｆ、６２Ｅは、それぞれスケール３９１，３９２を用いて、ウエハテーブルＷＴＢのＸ位置及びＺ位置を計測する多眼（ここでは５眼）のＸＺリニアエンコーダ、及びＹ位置及びＺ位置を計測する多眼（ここでは５眼）のＹＺリニアエンコーダを構成する。以下では、便宜上、これらのエンコーダを、ＸＺヘッド６８Ｘ、６７Ｘ、ＹＺヘッド６８Ｙ、６７Ｙとそれぞれ同一の符号を用いて、ＸＺリニアエンコーダ６８Ｘ、６７Ｘ、及びＹＺリニアエンコーダ６８Ｙ、６７Ｙと表記する（図８参照）。
本実施形態では、ＸＺリニアエンコーダ６８ＸとＹＺリニアエンコーダ６８Ｙとによって、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びθｘの各方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは５眼）の４軸エンコーダ６８が構成される（図８参照）。同様に、ＸＺリニアエンコーダ６７ＸとＹＺリニアエンコーダ６７Ｙとによって、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及びθｘの各方向に関する位置情報を計測する多眼（ここでは５眼）の４軸エンコーダ６７が構成される（図８参照）。
ここで、前述と同様の理由により、アライメント計測の際などには、それぞれ５つのＸＺヘッド６８Ｘ，６７Ｘ、ＹＺヘッド６８Ｙ，６７Ｙのうち、少なくとも各１つのヘッドが、常に、対応するスケール３９１，３９２に対向する（計測ビームを照射する）。従って、４軸エンコーダ６８と４軸エンコーダ６７とによって、ウエハステージＷＳＴが計測ステーション３００にある場合、粗動ステージＷＣＳに支持されたウエハテーブルＷＴＢ（微動ステージＷＦＳ）の６自由度方向の位置情報を計測する第３エンコーダシステム８０Ｃが構成される。
第３エンコーダシステム８０Ｃを構成する、各エンコーダの計測値は、主制御装置２０に供給される（図７、図８等参照）。
次に、後述するフォーカスマッピング時に、必要に応じて、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測する第４エンコーダシステム８０Ｄの構成等について説明する。
第４エンコーダシステム８０Ｄは、図４に示されるように、基準軸ＬＶに関して対称に配置された一対の４軸ヘッド６６１、６６２を含む。一対の４軸ヘッド６６１、６６２は、それぞれ４軸ヘッド６８３の＋Ｙ側の位置、４軸ヘッド６７３の＋Ｙ側の位置に配置され、支持部材（不図示）を介して、後述するボディ４００の一部を構成する第２メトロフレームＭＦ２（図４では不図示、図１、図５等参照）に吊り下げ状態で固定（支持）されている。一対の４軸ヘッド６６１、６６２のそれぞれは、前述の４軸ヘッド６４ｉ、６５ｉ、６７ｉ、６８ｉ（ｉ＝１〜５）と同様に、Ｙ軸方向に沿ってそれぞれの検出点が配置されたＸＺヘッド６６Ｘ１及びＹＺヘッド６６Ｙ１とＸＺヘッド６６Ｘ２及びＹＺヘッド６６Ｙ２とを含む。一対の４軸ヘッド６６１、６６２のそれぞれが有するＸＺヘッド６６Ｘ１、６６Ｘ２の検出点のＹ位置がＡＦビームの検出中心のＹ位置に一致している。また、ＸＺヘッド６６Ｘ２の検出点のＸ位置は、ＸＺヘッド６７Ｘ３の検出点より幾分＋Ｘ側に位置し、ＸＺヘッド６６Ｘ１の検出点のＸ位置は、ＸＺヘッド６８Ｘ３の検出点より幾分−Ｘ側に位置している。一対の４軸ヘッド６６１、６６２は、それぞれスケール３９１、３９２を用いて、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、及びθｘの各方向の位置情報を計測する一対の４軸エンコーダ６６１、６６２を構成する。以下では、４軸ヘッド６６１、６６２と同一の符号を用いて、４軸エンコーダ６６１、６６２と表記する。この一対の４軸エンコーダ６６１、６６２によって、第４エンコーダシステム８０Ｄが構成される（図８参照）。
第４エンコーダシステム８０Ｄを構成する各エンコーダの計測値は、主制御装置２０に供給される（図７、図８等参照）。
ただし、後述するフォーカスマッピング時には、ウエハステージＷＳＴは、計測ステーション３００にあり、フォーカスマッピングと並行してウエハアライメント計測が行われている。このウエハアライメント計測が終了するまでの間は、微動ステージＷＦＳ（ウエハテーブルＷＴＢ）の６自由度方向の位置は、主制御装置２０によって、第３エンコーダシステム８０Ｃの計測値に基づいて、サーボ制御される。また、本実施形態では、ウエハアライメント計測が終了した時点では、次に述べる第５エンコーダシステム８０Ｅによって、ウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置計測が可能になっており、第３エンコーダシステム８０Ｃの計測範囲からウエハテーブルＷＴＢが外れてからフォーカスマッピングが終了するまでの間は、主制御装置２０によって、第５エンコーダシステム８０Ｅの計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢの駆動（位置のサーボ制御）が行われる。従って、第４エンコーダシステム８０Ｄの計測値は、主としてフォーカスマッピングの計測データとして用いられる。
本実施形態では、ウエハステージＷＳＴが、計測ステーション３００と露光ステーション２００との間を移動する際に、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測する第５エンコーダシステム８０Ｅ（図７参照）が設けられている。例えば、ウエハステージＷＳＴが、ウエハアライメント計測の終了位置から露光位置（投影光学系ＰＬ直下近傍）まで移動する際（フォーカスマッピングの続行中を含み）、及びウエハステージＷＳＴが、ウエハの露光が終了した位置から後述するアンローディングポジションに戻る際などに、ウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置が、第５エンコーダシステム８０Ｅ（図７参照）によって計測される。
第５エンコーダシステム８０Ｅは、図４に示されるように、Ｙ軸方向に関して露光部２００と計測部３００との中間の位置に、Ｙ軸方向に関して所定距離離間して配置されたヘッド部７１Ａとヘッド部７１Ｂとを含む。ヘッド部７１Ａ、７１Ｂは、後述するように、それぞれ複数のヘッドを含む。ヘッド部７１Ａは、ヘッド部７１Ｂの＋Ｙ側に所定距離隔てて配置されている。ヘッド部７１Ａに属する複数のヘッド７２（図８参照）は、支持部材（不図示）を介して、後述するボディ４００の一部を構成する第１メトロフレームＭＦ１（図１、図５参照）に吊り下げ状態で固定（支持）されている。一方、ヘッド部７１Ｂに属する複数のヘッド７３（図８参照）は、支持部材を介して、後述するボディ４００の一部を構成する第２メトロフレームＭＦ２（図１、図５参照）に吊り下げ状態で固定（支持）されている。図４中には、第１メトロフレームＭＦ１と、第２メトロフレームＭＦ２との境界線ＢＬのみが示されている。図４からは、第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２とは、境界線ＢＬを境として接しているように示されているが、実際には、後述するようにＹ軸方向に関して所定間隔を隔てている。
ヘッド部７１Ａ，７１Ｂは、図４に示されるように、各３つのヘッド７２１〜７２３，７３１〜７３３を備えている。ヘッド７２１、７２２は、基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。ヘッド７２１、７２２それぞれの筐体の内部には、Ｙ軸方向に隣接して配置されたＺヘッド７２Ｚ１及びＸＹヘッド７２Ｘ１、並びにＺヘッド７２Ｚ２及びＸＹヘッド７２Ｘ２が、それぞれ収納されている。このうち、ＸＹヘッド７２Ｘ１及びＸＹヘッド７２Ｘ２が、前述したＹＺヘッド６４Ｙ６、６５Ｙ６から−Ｙ側に同一の所定距離離れた位置に配置されている。また、Ｚヘッド７２Ｚ１及びＺヘッド７２Ｚ２は、それぞれＸＹヘッド７２Ｘ１及びＸＹヘッド７２Ｘ２の−Ｙ側に配置されている。ＸＹヘッド７２Ｘ１及びＸＹヘッド７２Ｘ２としては、二次元格子を検出対象とし、その格子の周期方向を計測方向とする周知の二次元ヘッドを用いることができる。
ヘッド７２３は、ヘッド７２２の＋Ｙ側に隣接して配置されている。ヘッド７２３の筐体の内部には、Ｘ軸方向に関してＸＹヘッド７２Ｘ２と同じ位置に配置されたＺヘッドが収納されている。以下では、このＺヘッドを、ヘッド７２３と同じ符号を用いてＺヘッド７２３と表記する。
ヘッド７３１、７３２は、基準軸ＬＶに関して対称に、かつそれぞれヘッド７２２、７２１の−Ｙ側に所定距離隔てて配置されている。ヘッド７３１、７３２それぞれの筐体の内部には、Ｙ軸方向に隣接して配置されたＺヘッド７３Ｚ１及びＸＹヘッド７３Ｘ１、並びにＺヘッド７３Ｚ２及びＸＹヘッド７３Ｘ２が、それぞれ収納されている。このうち、Ｚヘッド７３Ｚ１及びＺヘッド７３Ｚ２が、前述したＺヘッド７２Ｚ２、７２Ｚ１から−Ｙ側に同一の所定距離離れた位置に配置されている。また、ＸＹヘッド７３Ｘ１及びＸＹヘッド７３Ｘ２は、それぞれＺヘッド７３Ｚ１及びＺヘッド７３Ｚ２の−Ｙ側に配置されている。
ヘッド７３３は、ヘッド７３２の−Ｙ側に隣接して配置されている。ヘッド７３３の筐体の内部には、Ｘ軸方向に関してＸＹヘッド７３Ｘ２と同じ位置に配置されたＺヘッドが収納されている。以下では、このＺヘッドを、ヘッド７３３と同じ符号を用いてＺヘッド７３３とも表記する。
ヘッド部７１Ａが有するＸＹヘッド７２Ｘ１、７２Ｘ２、及びヘッド部７１Ｂが有するＸＹヘッド７３Ｘ１、７３Ｘ２は、それぞれ、スケール３９１又はスケール３９２を用いて、ウエハテーブルＷＴＢのＸ位置及びＹ位置を計測するＸＹリニアエンコーダを構成する。以下では、便宜上、これらのＸＹリニアエンコーダを、対応するＸＹヘッドと同一の符号を用いてＸＹリニアエンコーダ７２Ｘ１、７２Ｘ２、７３Ｘ１、７３Ｘ２（図８参照）と表記する。
また、ヘッド部７１Ａが有するＺヘッド７２Ｚ１、７２Ｚ２、７２３、及びヘッド部７１Ｂが有するＺヘッド７３Ｚ１、７３Ｚ２、７３３は、それぞれスケール３９１又はスケール３９２を用いて、ウエハテーブルＷＴＢのＺ位置を計測するＺリニアエンコーダを構成する。以下では、便宜上、これらのＺリニアエンコーダを、対応するＺヘッドと同一の符号を用いてＺリニアエンコーダ７２Ｚ１、７２Ｚ２、７２３、７３Ｚ１、７３Ｚ２、７３３（図８参照）と表記する。
第５エンコーダシステム８０Ｅを構成する上記各エンコーダの計測値は、主制御装置２０に供給される（図７、図８等参照）。主制御装置２０は、ＸＹリニアエンコーダ７２Ｘ１、７２Ｘ２及びＺリニアエンコーダ７２Ｚ１、７２Ｚ２、７２３の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置を求め、ＸＹリニアエンコーダ７３Ｘ１、７３Ｘ２及びＺリニアエンコーダ７３Ｚ１、７３Ｚ２、７３３の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置情報を求める。
次に、計測テーブルＭＴＢ（計測ステージＭＳＴ）の位置情報を計測する第６エンコーダシステム８０Ｆ（図７参照）について説明する。
第６エンコーダシステム８０Ｆは、計測テーブルＭＴＢ（計測ステージＭＳＴ）が図１９に示される待機位置から後述するスクラム位置まで移動する際、又はその反対にスクラム位置から待機位置まで戻る際の計測テーブルＭＴＢの６自由度方向の位置情報を計測する。第６エンコーダシステム８０Ｆは、図４及び図１９等に示されるように、待機位置にある計測ステージＭＳＴが備える計測テーブルＭＴＢ上面の２次元グレーティング６９（図３（Ｃ）参照）に対向し得る位置にＸ軸方向に隣接して配置された一対の４軸ヘッド７４１、７４２、該一対の４軸ヘッド７４１、７４２の−Ｙ方向に所定距離隔てて配置された一対の４軸ヘッド７４３、７４４、及び該一対の４軸ヘッド７４３、７４４と前述したヘッド部６２Ｃの２つの４軸ヘッド６４４、６４５との中間の位置に、Ｘ軸方向に隣接して配置された一対の４軸ヘッド７４５、７４６を含む。
一対の４軸ヘッド７４１、７４２、一対の４軸ヘッド７４３、７４４、及び一対の４軸ヘッド７４５、７４６は、それぞれ支持部材（不図示）を介して、後述するボディ４００の一部を構成する第１メトロフレームＭＦ１に吊り下げ状態で固定（支持）されている。
４軸ヘッド７４１、７４２、７４３、７４４、７４５、７４６のそれぞれは、前述の４軸ヘッド６４、６５、６７、６８と同様に、Ｙ軸方向に沿ってそれぞれの検出点が配置された各１つのＸＺヘッドとＹＺヘッドとを含む。一対の４軸ヘッド７４１、７４２、一対の４軸ヘッド７４３、７４４、及び一対の４軸ヘッド７４５、７４６は、それぞれ、計測テーブルＭＴＢに設けられた２次元グレーティング６９を用いて、計測テーブルＭＴＢの６自由度方向の位置情報を計測する一対の４軸エンコーダを構成する。これらの４軸エンコーダによって、第６エンコーダシステム８０Ｆが構成される。第６エンコーダシステム８０Ｆを構成する、各エンコーダの計測値は、主制御装置２０に供給される（図７参照）。
次に、ボディ４００について説明する。ボディ４００は、図１及び図５に示されるように、床Ｆ上に複数の防振ユニットを介して設置された一対の支持部材４８、及び該一対の支持部材４８によって水平に支持されたベース部材ＢＦ等を備えている。
ベース部材ＢＦは、図１及び図５に示されるように、Ｙ軸方向に並んでかつ接触して配置され、例えば不図示の連結部材及びボルトなどを用いて締結され、一体化された、一対のベースフレームＢＦ１、ＢＦ２から成る。一対のベースフレームＢＦ１、ＢＦ２それぞれは、ベースフレームＢＦ１が＋Ｙ側、ベースフレームＢＦ２が−Ｙ側に位置するよう、互いに接触した状態でＹ軸方向に並んで配置されている。ベース部材ＢＦは、Ｙ軸方向を長手方向とする板状の外形形状を有している。このベース部材ＢＦの長手方向の一端部と他端部とが、Ｘ軸方向を長手方向としＸＺ平面に平行に配置された板状部材から成る一対の支持部材４８のそれぞれによって下方から支持されている。一対の支持部材４８のそれぞれは、複数の防振ユニットを介して、床Ｆ上に設置されている。一対の支持部材４８のそれぞれは、ベース盤１２から離間している。
一対のベースフレームＢＦ１、ＢＦ２それぞれは、図５に示されるように、平面視において中央部に矩形の段付き開口４４が形成された外形が矩形の枠状部材から成る。一対のベースフレームＢＦ１、ＢＦ２それぞれに形成された段付き開口４４の内部には、図５及び図６（Ａ）に示されるように、前述の第１メトロフレームＭＦ１、及び第２メトロフレームＭＦ２が、それぞれ収納されている。メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２のそれぞれは、図６（Ａ）に示されるように、上端部に他の部分より周囲全体に渡って水平面内外側に突出した庇部４６を有する段付きの矩形板状部材から成る。
メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２それぞれは一対のベースフレームＢＦ１、ＢＦ２には非接触状態で、庇部４６の下面が複数、例えば３つの除振装置５４によって下方から支持されている。メトロフレームＭＦ１，ＭＦ２は、それぞれ３つの除振装置５４に支持された状態で、その上面が一対のベースフレームＢＦ１、ＢＦ２の上面とほぼ同一面にあり、下面が一対のベースフレームＢＦ１、ＢＦ２の下面から幾分下方に露出している。
図５及び図６（Ａ）に示されるように、ベースフレームＢＦ１では、一例として段付き開口４４の段部のうち＋Ｙ側のＸ軸方向中央位置、及び−Ｙ側のＸ軸方向両端の位置に、それぞれ除振装置５４１、５４２、５４３が配置され、ベースフレームＢＦ２では、一例として段付き開口４４の段部のうち−Ｙ側のＸ軸方向中央位置、及び＋Ｙ側のＸ軸方向両端の位置に、それぞれ除振装置５４４、５４５、５４６が配置されている。なお、除振装置５４１〜５４３、５４４〜５４６の配置は、これに限らず、各ベースフレームＢＦ１、ＢＦ２に３つ配置され、３つの除振装置５４のほぼ中心にメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２の重心位置がくれば、どのような配置でも良い。
各除振装置５４は、能動型振動分離システム（いわゆるＡＶＩＳ(Active Vibration Isolation System)）であり、加速度計、変位センサ（例えば静電容量センサなど）、及びアクチュエータ（例えばボイスコイルモータなど）等を備え、ベースフレームＢＦ１、ＢＦ２に対するメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２の比較的高周波領域の振動をアクチュエータにより除振（制振）する。
これをさらに詳述すると、図９に示されるように、除振装置５４１は、Ｘアクチュエータ８６Ｘ１、Ｚアクチュエータ８６Ｚ１、Ｘ加速度センサ８２Ｘ１、Ｚ加速度センサ８２Ｚ１、Ｘ変位センサ８４Ｘ１、及びＺ変位センサ８４Ｚ１を含む。また、除振装置５４２は、Ｙアクチュエータ８６Ｙ１、Ｚアクチュエータ８６Ｚ２、Ｙ加速度センサ８２Ｙ１、Ｚ加速度センサ８２Ｚ２、Ｙ変位センサ８４Ｙ１、及びＺ変位センサ８４Ｚ２を含む。また、除振装置５４３は、Ｙアクチュエータ８６Ｙ２、Ｚアクチュエータ８６Ｚ３、Ｙ加速度センサ８２Ｙ２、Ｚ加速度センサ８２Ｚ３、Ｙ変位センサ８４Ｙ２、及びＺ変位センサ８４Ｚ３を含む。
同様に、除振装置５４４は、Ｘアクチュエータ８６Ｘ２、Ｚアクチュエータ８６Ｚ４、Ｘ加速度センサ８２Ｘ２、Ｚ加速度センサ８２Ｚ４、Ｘ変位センサ８４Ｘ２、及びＺ変位センサ８４Ｚ４を含む。また、除振装置５４５は、Ｙアクチュエータ８６Ｙ３、Ｚアクチュエータ８６Ｚ５、Ｙ加速度センサ８２Ｙ３、Ｚ加速度センサ８２Ｚ５、Ｙ変位センサ８４Ｙ３、及びＺ変位センサ８４Ｚ５を含む。また、除振装置５４６は、Ｙアクチュエータ８６Ｙ４、Ｚアクチュエータ８６Ｚ６、Ｙ加速度センサ８２Ｙ４、Ｚ加速度センサ８２Ｚ６、Ｙ変位センサ８４Ｙ４、及びＺ変位センサ８４Ｚ６を含む。なお、上記各変位センサとしては、例えば静電容量センサが用いられ、上記各加速度センサとしては、例えば半導体式の加速度センサが用いられる。
本実施形態では、制御系内に、変位センサ８４Ｘ１、８４Ｙ１、８４Ｙ２、８４Ｚ１、８４Ｚ２、８４Ｚ３、及び加速度センサ８２Ｘ１、８２Ｙ１、８２Ｙ２、８２Ｚ１、８２Ｚ２、８２Ｚ３の出力に基づいて、第１メトロフレームＭＦ１の振動を抑制するようにアクチュエータ８６Ｘ１、８６Ｙ２、８６Ｙ３、８６Ｚ１、８６Ｚ２、８６Ｚ３を駆動制御する第１振動制御系が構築されている。第１振動制御系としては、例えば位置ループのマイナーループとして速度制御ループを有する多重ループ制御系を用いることができる。また、制御系内に、変位センサ８４Ｘ２、８４Ｙ３、８４Ｙ４、８４Ｚ４、８４Ｚ５、８４Ｚ６、及び加速度センサ８２Ｘ２、８２Ｙ３、８２Ｙ４、８２Ｚ４、８２Ｚ５、８２Ｚ６の出力に基づいて、第２メトロフレームＭＦ２の振動を抑制するようにアクチュエータ８６Ｘ２、８６Ｙ３、８６Ｙ４、８６Ｚ４、８６Ｚ５、８６Ｚ６を駆動制御する、上述と同様の第２振動制御系が構築されている。
本実施形態では、上記各アクチュエータに加えて、ベースフレームＢＦ１と第１メトロフレームＭＦ１との間に、複数、例えば３つの空気ばねなどを有する空気ダンパなどが設けられており、これらの空気ダンパにより第１メトロフレームＭＦ１の低周波領域の振動を除振するとともに、制御系が、空気ばねの内圧を制御することで、例えば変位センサ８４Ｚ１、８４Ｚ２、８４Ｚ３の計測値に基づいて、ベースフレームＢＦ１に対する第１メトロフレームＭＦ１の姿勢を制御できるように構成されている。同様に、ベースフレームＢＦ２と第２メトロフレームＭＦ２との間に、複数、例えば３つの空気ばねなどを有する空気ダンパなどが設けられており、これらの空気ダンパにより第２メトロフレームＭＦ２の低周波領域の振動を除振するとともに、制御系が、空気ばねの内圧を制御することで、例えば変位センサ８４Ｚ４、８４Ｚ５、８４Ｚ６の計測値に基づいて、ベースフレームＢＦ２に対する第２メトロフレームＭＦ２の姿勢を制御できるように構成されている。
上述したように、本実施形態では、第１メトロフレームＭＦ１、第２メトロフレームＭＦ２それぞれは、振動制御（及び姿勢制御）が行われる。しかしながら、メトロフレームＭＦ１、メトロフレームＭＦ２のいずれにも、前述したエンコーダシステム１５０を構成する一部のヘッドがそれぞれ支持されている。このため、第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２との間の位置関係が、初期の位置関係からずれると、例えばメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２のそれぞれに対するウエハステージＷＳＴの姿勢変化等が生じ、ヘッド部がメトロフレームＭＦ１に支持されているエンコーダシステムとヘッド部がメトロフレームＭＦ２に支持されているエンコーダシステムとの間にウエハテーブルＷＴＢの位置の計測誤差が生じる。特に、第５エンコーダシステム８０Ｅでは、ヘッド部７１Ａが第１メトロフレームＭＦ１に支持され、ヘッド部７１Ｂが第２メトロフレームＭＦ２に支持されているため、ウエハテーブルＷＴＢの位置を、ヘッド部７１Ａに属する各ヘッドで計測する際と、ヘッド部７１Ｂに属する各ヘッドで計測する際とで計測誤差が発生する。これによりヘッド部７１Ａに属する各ヘッドとヘッド部７１Ｂに属する各ヘッドとの間のつなぎ処理（これについては、さらに後述する）を、所望の精度で行うことが困難になるおそれがある。その理由は、上記の計測誤差が、各ヘッド（エンコーダ）の計測単位（計測ピッチともいう、１フリンジの長さ、例えば２５０ｎｍ）の１／２以上となってフリンジ跳びが発生するおそれがあるからである。
そこで、本実施形態では、かかる事態の発生を未然に防止すべく、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２相互間には、両者間の距離を測定する複数、例えば６つのセンサを含むセンサ群５７（図７参照）が設けられている。そして、これらのセンサの計測値を用いて、ヘッド部７１Ａに属する各ヘッドとヘッド部７１Ｂに属する各ヘッドとの間のつなぎ処理に際してのフリンジ跳びが生じないようにしている。これについては、後述する。
センサ群５７に属する各センサとしては、例えば分光干渉計が用いられている。分光干渉計に限らず、レーザ変位計、静電容量センサその他のセンサを用いても良い。
センサ群５７に属する６つのセンサ５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚは、図５のＡ−Ａ線断面図である図６（Ａ）及び図６（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である図６（Ｂ）に示されるように、メトロフレームＭＦ２の＋Ｙ側端部に取付部材５５ａ〜５５ｃをそれぞれ介して取付けられている。取付部材５５ａは、メトロフレームＭＦ２の＋Ｙ側端部上面のＸ軸方向中央位置に固定され、取付部材５５ｂは、メトロフレームＭＦ２の＋Ｙ側端部下面の−Ｘ側端部に固定され、取付部材５５ｃは、メトロフレームＭＦ２の＋Ｙ側端部下面の＋Ｘ側端部に固定されている。
図６（Ｂ）に示されるように、取付部材５５ａには、ターゲット（反射面）との間のＹ軸方向の距離を測定するＹセンサ５７ａｙが固定され、取付部材５５ｂには、ターゲット（反射面）との間のＸ軸方向の距離を測定するＸセンサ５７ｂｘ、ターゲット（反射面）との間のＹ軸方向の距離を測定するＹセンサ５７ｂｙ及びターゲット（反射面）との間のＺ軸方向の距離を測定するＺセンサ５７ｂｚが固定され、取付部材５５ｃには、ターゲット（反射面）との間のＹ軸方向の距離を測定するＹセンサ５７ｃｙ及びターゲット（反射面）との間のＺ軸方向の距離を測定するＺセンサ５７ｃｚが固定されている。
一方、メトロフレームＭＦ１の−Ｙ側端部には、図６（Ａ）及び図６（Ｃ）に示されるように、各取付部材５５ａ〜５５ｃ（各センサ５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚ）に対向する位置にターゲット部材５６ａ〜５６ｃが固定されている。ここで、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では図示の便宜上から各取付部材５５ａ〜５５ｃ及び各ターゲット部材５６ａ〜５６ｃは直方体部材として図示されているが、実際には図６（Ｃ）に、取付部材５５ｂ及びターゲット部材５６ｂを代表的に取り上げて示されるように、各センサ（５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚ）が、ターゲット部材の一部に対向するように、取付部材５５ａ〜５５ｃと、対応するターゲット部材５６ａ〜５６ｃの先端とが入れ子状になっている。各センサ（５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚ）に対向するターゲット部材５６ａ〜５６ｃの面は、各センサ（５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚ）の測長軸に直交する反射面となっており、該反射面によって、各センサのターゲットが構成されている。
センサ群５７に属する各センサ（５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚ）として、本実施形態では、例えば非常停止又は停電等の際の再起動後に原点復帰を要しない、換言すれば自身が位置検出の原点を有する絶対位置検出型のセンサが用いられている。
センサ群５７に属する各センサ（５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚ）による計測値は、主制御装置２０に送られる（図７、図９参照）。
本実施形態に係る露光装置１００では、図４に示されるように、計測ステーション３００内の４軸ヘッド６８１、６７５の−Ｙ側に、基準軸ＬＶを挟んでローディングポジションＬＰとアンローディングポジションＵＰとが設定されている。
図７には、露光装置１００の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置２０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置２０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、露光装置１００の構成各部を統括制御する。図８には、図７のエンコーダシステム１５０の具体的構成の一例が示されている。また、図９には、図７のセンサ群及び除振装置の具体的構成が示されている。
次に、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について、説明するのに先立って、例えばデバイスメーカの半導体製造工場内で露光装置１００の立ち上げ時、またはメンテナンス時などに実施されるボディ４００の組立調整工程について簡単に説明する。以下の作業は、複数の作業者によって行われる。
a. まず、床Ｆ上で一対の支持部材４８及びこれらを支持する複数の防振ユニット、並びに一対のベースフレームＢＦ１、ＢＦ２から成る構造物を組み立てる。この組立は、クレーン、各種工具などを用いるとともに、それぞれの部材同士をボルトで締結するなどによって行われる。その組立後、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２が、一対のベースフレームＢＦ１、ＢＦ２のそれぞれに組み付けられる。このとき、ベースフレームＢＦ１、ＢＦ２には、各３つの除振装置５４１〜５４３、５４４〜５４６が、既に取付けられている。その後、メトロフレームＭＦ１に対する投影ユニットＰＵの組み付け、メトロフレームＭＦ２に対するアライメント装置９９及び多点ＡＦ系９０の取付け、エンコーダシステム１５０の各エンコーダシステム８０Ａ〜８０Ｅ及びエンコーダシステム８０Ｆの、メトロフレームＭＦ１又はメトロフレームＭＦ２に対する取付けなどが行われる。
b. そして、ベース部材ＢＦ（ベースフレームＢＦ１、ＢＦ２が一体化されて成る）の上面が床Ｆに対して平行になるように、各防振ユニットのエアマウントの内圧が調整される。
c. 次に、作業者は、前述した各センサ５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚ、取付部材５５ａ〜５５ｃ、ターゲット部材５６ａ〜５６ｃを、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２の前述した位置にそれぞれ固定する。これらの部材の取付けは、ネジ止め等で行われるので、その取り付け位置の再現性は非常に高い。
d. 次に、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２が個別に初期位置に調整される。具体的には、作業者が主制御装置２０に対しＺ変位センサ８４Ｚ１〜８４Ｚ３それぞれの目標値（この目標値は、例えば予め露光装置メーカ内で露光装置の組み立て時などに得られた各変位センサの中立位置に一致する）を入力すると、制御系がＺ変位センサ８４Ｚ１〜８４Ｚ３の計測値をモニタしつつ、ベースフレームＢＦ１と第１メトロフレームＭＦ１との間に設けられた３つの空気ダンパの空気ばねに空気を入れて、ベースフレームＢＦ１に対するメトロフレームＭＦ１の姿勢をラフに調整する。次に、作業者が主制御装置２０に入力した６自由度方向の位置の目標値に応じて、前述の第１振動制御系によって除振装置５４１〜５４３の各アクチュエータが駆動される。これにより、ベースフレームＢＦ１に対するメトロフレームＭＦ１の６自由度方向の位置が、ファインに調整され、メトロフレームＭＦ１が初期位置に設定される。なお、この場合の目標値は、例えば、予め露光装置メーカ内で露光装置の組み立て時などに求められた、メトロフレームＭＦ１の初期位置に対応する値が用いられる。ただし、除振装置５４１〜５４３の各アクチュエータの発生する推力が極力小さくなるように、上記の各空気ダンパの空気ばねの空気圧が再度調整される。
e. 詳細は省略するが、上記と同様の手順で、ベースフレームＢＦ２に対するメトロフレームＭＦ２の６自由度方向の位置の調整、すなわちメトロフレームＭＦ２の初期位置設定が行われる。
本実施形態では、上述のように、調整に際しての各目標値として、予め露光装置メーカ内で露光装置の組み立て時などに得られた値が用いられるので、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２の初期位置は、簡単に再現可能である。
しかし、このようにして、個別に初期位置に調整されたメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２相互間の位置関係は、各部材の製造誤差、取付誤差などにより、必ずしも要求される仕様を満足している保証はない。そこで、作業者は、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２相互間の位置関係を調整するための、調整指令及びメトロフレーム間位置調整目標値（以下、調整目標値と略記する）を、主制御装置２０に入力する。この入力に応答して、主制御装置２０により、６つのセンサ５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚの計測値が、調整目標値に一致するように、除振装置５４４、５４５、５４６が備える合計６つのアクチュエータ（Ｘアクチュエータ８６Ｘ２、Ｚアクチュエータ８６Ｚ４、Ｙアクチュエータ８６Ｙ３、Ｚアクチュエータ８６Ｚ５、Ｙアクチュエータ８６Ｙ４及びＺアクチュエータ８６Ｚ６）が制御され、その結果、位置関係が仕様値を満足するようにメトロフレームＭＦ１に対するメトロフレームＭＦ２の６自由度方向の位置が調整される。
その理由は、上記の調整目標値を、次のf.〜h.の手順で求めているからである。
f. 露光装置メーカの工場内で上記a.〜e.の手順に従って、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２を個別に初期位置に調整する。
g. その後、仕様値を満足するように、メトロフレームＭＦ１とメトロフレームＭＦ２との位置関係を、所定の計測装置（例えば、デジタルマイクロメータなど）を用いて調整する。
h. その状態で６つのセンサ５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚの計測値を、上記調整目標値として取得する。
半導体製造工場での露光装置１００の立ち上げ後、時間の経過とともに、例えば一対のベースフレームＢＦ１、ＢＦ２の変形、及びボディ４００が設置された床Ｆの変形（歪み）等により、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２相互間に位置ずれ（長時間に渡る非常にゆっくりとしたベースフレームＢＦ１、ＢＦ２の変形（低周波振動）に起因する位置ずれ）が起こる。そこで、主制御装置２０は、かかるメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２相互間の位置ずれを補正する。
低周波領域の振動、すなわち非常にゆっくりとしたベースフレームＢＦ１、ＢＦ２の変形に起因するメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２相互間の位置ずれの補正は、例えば、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの停止中、又はメンテナンス時など、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２のいずれにも高周波領域の振動が発生していないときに、メトロフレームＭＦ１，ＭＦ２間の距離の変化をセンサ群５７に属する６つのセンサ（５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚ）で計測することで行われる。すなわち、主制御装置２０は、所定のインターバルで（例えばウエハの１ロット毎（１ロットのウエハの処理が終わる度毎）、若しくは数ロット毎、又は１日毎に）センサ群５７に属する６つのセンサを用いてメトロフレームＭＦ１，ＭＦ２間の距離を測定し、その測定結果から例えば単位時間当たりのメトロフレームＭＦ１，ＭＦ２間の距離の変位量を算出する。そして、主制御装置２０は、除振装置５４４、５４５、５４６が備える合計６つのアクチュエータを介して単位時間当たりのメトロフレームＭＦ１，ＭＦ２間の距離の変位量が相殺されるような変位が単位時間にメトロフレームＭＦ１，ＭＦ２間に生じるような力をメトロフレームＭＦ２に非常にゆっくりとした速度で与える。これによって、低周波領域の振動、すなわち非常にゆっくりとしたベースフレームＢＦ１、ＢＦ２の変形に起因するメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２相互間の位置ずれを補正する。
次に、本実施形態に係る露光装置１００における、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について、図１０〜図２５に基づいて説明する。本実施形態に係る露光装置１００では、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書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及び計測ステージＭＳＴを用いた並行処理が、主制御装置２０によって実行される。なお、以後の動作説明は、多数の図面を用いて行うが、図面毎に同一の部材に符号が付されていたり、付されていなかったりしている。すなわち、図面毎に、記載している符号が異なっているが、それら図面は符号の有無に関わらず、同一構成である。これまでに説明に用いた、各図面についても同様である。なお、図１０以降の各図では、計測ステージＭＳＴは簡略化して示されている。
また、第１ないし第６エンコーダシステム８０Ａ〜８０Ｆの各ヘッド、多点ＡＦ系、アライメント系などは、それらを使用するとき、又はその使用の少し前にオフ状態からオン状態に設定されるが、以後の動作説明においては、この点に関する説明は省略する。
図１０には、ウエハステージＷＳＴがローディングポジションＬＰにあり、計測ステージＭＳＴが、投影光学系ＰＬの直下にある状態が示されている。このとき、計測テーブルＭＴＢと投影光学系ＰＬとの間に液体Ｌｑによる液浸領域１４が形成されている。ローディングポジションＬＰで、新たな露光前のウエハＷ１（ここでは、一例として、あるロット（１ロットは２５枚又は５０枚）の中間のウエハとする）が、不図示のロボットアームから成るウエハロード部材と前述の上下動部材とによってウエハステージＷＳＴ上にロードされる。図１０には、ウエハＷ１がウエハテーブルＷＴＢ上にロードされた後の状態が示されている。
本実施形態では、図１０に示されるように、ローディングポジションＬＰは、一例として計測プレート３０上の基準マークＦＭが、セカンダリアライメント系ＡＬ２４にほぼ対向する位置に設定されているが、これに限らず、ローディングポジションＬＰは、プライマリアライメント系ＡＬ１の視野（検出領域）内に位置決めされる位置（すなわち、後述するプライマリアライメント系ＡＬ１のベースライン計測（Ｐｒｉ−ＢＣＨＫ）の前半の処理を行う位置）に設定しても良い。この場合、ウエハＷのロード動作と少なくとも一部並行してＰｒｉ−ＢＣＨＫの前半の処理を行うことが可能になる。ウエハステージＷＳＴがローディングポジションＬＰにあるときウエハテーブルＷＴＢの位置情報は、第３エンコーダシステム８０Ｃによって計測されている。
ウエハのロード後、主制御装置２０は、図１０中に黒矢印で示されるように、ウエハステージＷＳＴを−Ｘ方向に所定距離駆動して計測プレート３０上の基準マークＦＭを、プライマリアライメント系ＡＬ１の視野（検出領域）内に位置決めした後（図１１参照）、Ｐｒｉ−ＢＣＨＫの前半の処理を行う。すなわち、主制御装置２０は、前述した計測プレート３０の中央に位置する基準マークＦＭを、プライマリアライメント系ＡＬ１で検出（観察）し、そのプライマリアライメント系ＡＬ１の検出結果とその検出時における第３エンコーダシステム８０Ｃの計測値とを対応付けてメモリに記憶する。
次に、主制御装置２０は、第３エンコーダシステム８０Ｃの計測値に基づいて、粗動ステージＷＣＳを駆動するとともに、ウエハテーブルＷＴＢの位置をサーボ制御しつつ、ウエハステージＷＳＴの図１１に示される位置から露光ステーション２００へ向けての＋Ｙ方向の移動動作を開始する。このウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向の移動は、まず、例えば３つのファーストアライメントショット領域に付設されたアライメントマーク（以下、ファーストアライメントマークと略称する）を検出する位置へ向けて開始される。なお、粗動ステージＷＣＳは、露光ステーション２００、計測ステーション３００及びその間のいずれの領域でも、エンコーダシステム１５０の各エンコーダシステムで計測されたウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置情報に基づいて、ＸＹ平面内で駆動されるが、以下においては、この点に関する説明は省略する。
そして、＋Ｙ方向への移動中に、図１２に示される位置、すなわち計測プレート３０に送光系９０ａからの検出ビームが照射される位置にウエハステージＷＳＴが到達すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを停止して、フォーカスキャリブレーション前半の処理を行う。
すなわち、主制御装置２０は、前述した第４エンコーダシステム８０Ｄの一対のＸＺヘッド６６Ｘ１、６６Ｘ２によって検出されるウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の一側と他側の端部における面位置情報（スケール３９１、３９２のＺ位置情報）を検出しつつ、それらの情報から得られる基準平面を基準として、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）を用いて前述の計測プレート３０表面の面位置情報を検出する。これにより、前述の基準軸ＬＶにウエハテーブルＷＴＢのセンターラインが一致した状態における一対のＸＺヘッド６６Ｘ１、６６Ｘ２の計測値（ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の一側と他側の端部における面位置情報）と、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の計測プレート３０表面の検出点（複数の検出点のうち中央又はその近傍に位置する検出点）における検出結果（面位置情報）との関係が求まる。このとき、ウエハテーブルＷＴＢの位置は、主制御装置２０により第３エンコーダシステム８０Ｃの計測値に基づいて、サーボ制御されている。
また、本実施形態では、上述のフォーカスキャリブレーション前半の処理が行われるウエハテーブルＷＴＢの位置と、３つのファーストアライメントマークを検出する処理が行われるウエハテーブルＷＴＢの位置とが一致しているので、主制御装置２０は、フォーカスキャリブレーション前半の処理と並行して、プライマリアライメント系ＡＬ１，セカンダリアライメント系ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、３つのファーストアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し（図１２中の星マーク参照）、上記３つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3の検出結果とその検出時の第３エンコーダシステム８０Ｃの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。
次に、主制御装置２０によって、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動（例えば５つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマーク（以下、セカンドアライメントマークと略称する）を検出する位置に向かってのステップ移動）が開始される。
そして、ウエハステージＷＳＴが＋Ｙ方向へ更に移動し、図１３に示される位置に到達すると、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、５つのセカンドアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し（図１３中の星マーク参照）、上記５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の検出結果とその検出時の第３エンコーダシステム８０Ｃの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。
また、本実施形態では、図１３からわかるように、このセカンドアライメントマークを検出した直後に、送光系９０ａからの検出ビームがウエハＷに当たり始める。そこで、セカンドアライメントマークの検出後、主制御装置２０は、第４エンコーダシステム８０Ｄの４軸ヘッド６６１、６６２、並びに多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）を用いたフォーカスマッピングを開始する。このフォーカスマッピングに際しては、主制御装置２０は、例えば図１３に示されるように、スケール３９1，３９2にそれぞれ対向する第３エンコーダシステム８０Ｃの２つの４軸ヘッド６８３、６７３の計測値に基づいてウエハテーブルＷＴＢのＸＹ平面内の位置を管理している。この図１３の状態では、基準軸ＬＶに、ウエハテーブルＷＴＢの中心（ウエハＷ１の中心にほぼ一致）を通るＹ軸に平行な直線（センターライン）が一致した状態となっている。
そして、この状態で、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴが＋Ｙ方向へ進行している間に、２つの４軸ヘッド６６１、６６２のそれぞれで計測されるウエハテーブルＷＴＢ表面（プレート２８表面）のＸ軸方向両端部（一対の第２撥水板２８ｂ）のＹ軸方向及びＺ軸方向に関する位置情報と、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）で検出される複数の検出点におけるウエハＷ表面のＺ軸方向に関する位置情報（面位置情報）とを、所定のサンプリング間隔で取り込み、その取り込んだ各情報を相互に対応付けて不図示のメモリに逐次格納する。
フォーカスマッピングの進行の途中（具体的には、ウエハアライメント計測が終了した時点）で、図１５に示されるように、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ｂに属する３つのヘッド７３１〜７３３の全てが、ウエハテーブルＷＴＢ（スケール３９1，３９2）に同時に対向するようになる。図１５に示される位置にウエハステージＷＳＴがあるとき、第３エンコーダシステム８０Ｃの一対の４軸ヘッド６８３、６７３も依然として、スケール３９1，３９2にそれぞれ対向している。そこで、主制御装置２０は、ウエハアライメント計測が終了後、ウエハテーブルＷＴＢの位置のサーボ制御に用いる計測装置を、第３エンコーダシステム８０Ｃから第５エンコーダシステム８０Ｅに切り換え、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ｂに属する３つのヘッド７３１〜７３３の計測値に基づいてウエハテーブルＷＴＢの位置のサーボ制御を行う。
そして、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の検出ビームがウエハＷに掛からなくなると、主制御装置２０は、上記のサンプリングを終了し、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書に開示されるように、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の各検出点についての面位置情報を、同時に取り込んだ２つの４軸ヘッド６６１、６６２それぞれで計測されたＺ軸方向に関する位置情報を基準とするデータに換算する。
並行動作の説明に戻る。上記のサンプリングの終了に先立ち、フォーカスマッピングのためのウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動により、ウエハステージＷＳＴが、図１４に示される位置に達すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴをその位置で停止させる。そして、主制御装置２０は、例えば５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、５つのサードアライメントショット領域に付設されたアライメントマーク（以下、サードアライメントマークと略称する）をほぼ同時にかつ個別に検出し（図１４中の星マーク参照）、上記５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の検出結果とその検出時の第３エンコーダシステム８０Ｃの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。また、この時点でも、フォーカスマッピングは続行されている。
次に、主制御装置２０は、例えば３つのフォースアライメントショット領域に付設されたアライメントマーク（以下、フォースアライメントマークと略称する）を検出する位置へ向けてのウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向への移動を開始する。このとき、フォーカスマッピングは続行されている。
そして、ウエハステージＷＳＴが図１５に示される位置に到達すると、主制御装置２０は、直ちにウエハステージＷＳＴを停止させ、プライマリアライメント系ＡＬ１，セカンダリアライメント系ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、ウエハＷ上の３つのフォースアライメントマークをほぼ同時にかつ個別に検出し（図１５中の星マーク参照）、上記３つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3の検出結果とその検出時の第３エンコーダシステム８０Ｃの計測値とを関連付けて不図示のメモリに格納する。このフォースアライメントマークの検出終了後、直ちに、主制御装置２０は、前述の如く、ウエハテーブルＷＴＢの位置のサーボ制御に用いる計測装置を、第３エンコーダシステム８０Ｃから第５エンコーダシステム８０Ｅに切り換える。この時点以降、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ｂに属する３つのヘッド７３１〜７３３の計測値に基づいてウエハテーブルＷＴＢの位置のサーボ制御が行われる。
そして、主制御装置２０は、上述のようにして得た合計１６個のアライメントマークの検出結果と対応する第３エンコーダシステム８０Ｃの計測値とを用いて、例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書に開示されているＥＧＡ方式にて統計演算を行って、ＥＧＡパラメータ（Ｘオフセット、Ｙオフセット、直交度、ウエハ回転、ウエハＸスケーリング、ウエハＹスケーリングなど）を算出する。
上述のウエハアライメント（少なくともフォースアライメントマークの位置計測までの処理）が終了した後、主制御装置２０は、図１７に示される位置、すなわちウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを、Ｙ軸方向に関して、接触或いは例えば３００μｍ程度の離間距離を挟んで近接する状態（以下、接触又は近接する状態（又はスクラム状態）と称する）の開始位置へウエハステージＷＳＴを移動させる。この移動は、主制御装置２０により、ウエハテーブルＷＴＢに液体が触れることがない状態で、＋Ｙ方向に一気に長ストロークでウエハステージＷＳＴを高速移動させることで行われる。
主制御装置２０は、上述の長ストロークでのウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向の高速移動の開始直後は、第５エンコーダシステムのヘッド部７１Ｂの各ヘッドの計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢの位置のサーボ制御を行いつつ、フォーカスマッピングを続行する。そして、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）からの検出ビームがウエハＷ表面から外れると、フォーカスマッピングを終了する。
そして、フォーカスマッピング終了後、ウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向へさらに移動させると、この移動の途中で、ウエハステージＷＳＴが第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ｂの計測範囲から外れるので、主制御装置２０は、それに先立って、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ｂ、７１Ａが同時にウエハテーブルＷＴＢに対向した位置、例えばウエハステージＷＳＴが図１６に示される位置に位置したときに、ウエハテーブルＷＴＢの位置のサーボ制御のために用いるヘッドを、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ｂからヘッド部７１Ａに切り換える、ヘッドの切り換え、すなわちヘッド間の計測値のつなぎ処理を実行する。このつなぎ処理として、主制御装置２０は、例えば米国特許出願公開第２００９／００４０４８８号明細書に開示されるのと同様の位相つなぎを実行する。
ここで、説明は前後するが、位相つなぎの説明に先立って、その位相つなぎを説明するための前提となる事項、具体的には、エンコーダによる変位の計測値（フリンジ成分のオフセットと位相成分のオフセット）及び位相オフセット、該位相オフセットを決定するためのエンコーダセット及び座標つなぎについて説明する。なお、ここでは、一例として、ＸＹ平面内の位相つなぎを説明するための前提となる事項について説明する。
例えばエンコーダによる変位ΔＸの計測値ＣΔＸは、フリンジ成分のオフセットと位相成分のオフセットとの和で表すことができる。ここで、フリンジ成分のオフセットは、計測単位（計測ピッチ）δとカウント値ｃΔＸ（すなわち、計測値ＣΔＸを計測単位δで除した商ｃΔＸ）との積ｃΔＸ×δである。位相成分のオフセットは、上述の計測値ＣΔＸを計測単位δで除した剰余であり、エンコーダで実測される位相φ’、及び位相オフセットと呼ばれる定位相項φ０（但し、０≦φ０＜２π）を用いて、δ×（φ’−φ０）／２πで表すことができる。すなわち、計測値ＣΔＸは、次式（１）で表される。
ＣΔｘ＝δ×ｃΔＸ＋δ×（φ’−φ０）／２π……（１）
エンコーダシステム１５０に属する最初のヘッド（エンコーダ）の位相オフセットφ０は、エンコーダセットと呼ばれる、エンコーダ座標の原点をステージセットの基準（例えば、ステージ座標系の原点）に合わせる処理により決定される。本実施形態では、ステージ座標系の原点は、一例としてプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心に前述した計測プレート３０の中央に位置する基準マークＦＭが一致する位置に、定められているものとする。従って、主制御装置２０では、オペレータからのエンコーダセットの指令に応じて、前述したＰｒｉ−ＢＣＨＫの前半の処理を行う位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めし、プライマリアライメント系ＡＬ１を用いて基準マークＦＭを検出し、その検出結果に基づいて、プライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心に基準マークＦＭが一致する位置にウエハステージＷＳＴを位置決めする。これにより、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の位置は、座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）＝（０，０，０）に設定される。以下では、このウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）が座標（０，０，０）に設定された状態を、便宜上、基準状態と呼ぶ。そして、主制御装置２０は、基準状態でスケール３９1，３９2に対向している４つのヘッド、すなわちＸＺヘッド６８Ｘ３、６７Ｘ３、及びＹＺヘッド６８Ｙ３、６７Ｙ３の計測値（予想計測値、すなわち理論上の計測値）を、それぞれ、各ヘッドのステージ座標系上でのＸ座標値又はＹ座標値（例えば設計値）に初期設定することで、エンコーダセットを行う。
ところで、例えば前述の米国特許出願公開第２００９／００４０４８８号明細書などにも開示されているように、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）が座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）に位置する場合、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置を計測する、ステージ座標系上での位置座標が、（ｐ1，ｑ1）、（ｐ2，ｑ2）、（ｐ3，ｑ3）でそれぞれ表される例えば２つのＹエンコーダ及び１つのＸエンコーダそれぞれの計測値Ｃｙ１、Ｃｙ２及びＣｘ１は、理論上、次式（２ａ）〜（２ｃ）で表すことができることが知られている。
Ｃｙ１＝−（ｐ1−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑ1−Ｙ）ｃｏｓθｚ …（２ａ）
Ｃｙ２＝−（ｐ2−Ｘ）ｓｉｎθｚ＋（ｑ2−Ｙ）ｃｏｓθｚ …（２ｂ）
Ｃｘ１＝ （ｐ3−Ｘ）ｃｏｓθｚ＋（ｑ3−Ｙ）ｓｉｎθｚ …（２ｃ）
ここで、例えば、ＸＺヘッド６８Ｘ３、６７Ｘ３、及びＹＺヘッド６８Ｙ３、６７Ｙ３のステージ座標系上での位置座標が、それぞれ（ｐ１、０）、（ｐ２、０）、及び（ｐ１、ｑ１）、（ｐ２、ｑ１）であるものとする。この場合、ＸＺヘッド６８Ｘ３及び６７Ｘ３のＸ位置の計測値Ｃ１及びＣ２は、基準状態では、式（２ｃ）の左辺のＣｘ１を、Ｃ１又はＣ２で置き換え、右辺におけるＸ、Ｙ、θｚに０をそれぞれ代入するとともに、（ｐ3、ｑ3）に（ｐ１、０）又は（ｐ２、０）を代入することで、それぞれＣ１＝ｐ１、Ｃ２＝ｐ２と初期設定される。同様に、ＹＺヘッド６８Ｙ３、Ｙ３のＹ位置の計測値Ｃ３及びＣ４は、式（２ａ）又は式（２ｂ）を用いてＣ３＝ｑ１、Ｃ４＝ｑ１と初期設定される。
ここで、例えばＣ１＝ｐ１を、前述した式（１）の左辺に代入することで、
Ｃ１＝ｐ１＝δ（ｃ６８Ｘ３＋（φ’−φ０，６８Ｘ３）／２π）
として、ＸＺヘッド６８Ｘ３のフリンジ成分のオフセットδ×ｃ６８Ｘ３と、位相成分のオフセットδ×／（φ’−φ０，６８Ｘ３）／２πが定まり、これより、ＸＺヘッド６８Ｘ３固有の位相オフセットφ０，６８Ｘ３（０≦φ０，６８Ｘ３＜２π）が求められる。ここで、位相オフセットφ０，６８Ｘ３は、ＸＺヘッド６８Ｘ３による位相の実測値φ’と、ＸＺヘッド６８Ｘ３の予想計測値Ｃ１＝ｐ１に含まれる位相成分（すなわち２πｄＣ１／δ）との差である。ここで、ｄＣ１は、微小量であり、Ｃ１をδで除した剰余とは、異なり得る。ウエハステージＷＳＴの位置座標の算出に際して、算出誤差が生じ得るからである。
上記と同様にして、その他のヘッド６７Ｘ３、６８Ｙ３、６７Ｙ３についても、フリンジ成分のオフセット及び位相成分のオフセット、並びに固有の位相オフセットが求められる。
しかしながら、これに限らず、主制御装置では、オペレータからのエンコーダセットの指令に応じて、前述したＰｒｉ−ＢＣＨＫの前半の処理を行う位置に、ウエハステージＷＳＴを位置決めし、プライマリアライメント系ＡＬ１を用いて基準マークＦＭを検出し、その位置にウエハステージＷＳＴを位置決めしたまま、プライマリアライメント系ＡＬ１の検出結果（Δｘ、Δｙ）を、各ヘッドのステージ座標系上でのＸ座標値又はＹ座標値に加算したＣ１＝ｐ１＋Δｘ、Ｃ２＝ｐ２＋Δｘ、Ｃ３＝ｑ１＋Δｙ、Ｃ４＝ｑ１＋Δｙを、ＸＺヘッド６８Ｘ３、６７Ｘ３、及びＹＺヘッド６８Ｙ３、６７Ｙ３の計測値として初期設定しても良い。この場合も、前述と同様にして、各ヘッドについて、フリンジ成分のオフセット及び位相成分のオフセット、並びに固有の位相オフセットが求められる。
上記４つのヘッド６８Ｘ３、６７Ｘ３、６８Ｙ３及び６７Ｙ３以外のヘッドについては、前述の米国特許出願公開第２００９／００４０４８８号明細書などに詳細に開示される座標つなぎにより、位相オフセットが定められる。ここで、座標つなぎとは、エンコーダシステムの少なくとも２つのヘッドを用いて、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸、Ｙ軸及びθｚの各方向の位置情報（Ｘ、Ｙ、θｚ）を計測している状態で、そのとき同時にスケール３９１又は３９２に対向しており、新たに使用が開始される他のヘッドの初期値として、例えば、前述した式（２ａ）又は（２ｃ）などと同様の式に、上記位置情報（Ｘ、Ｙ、θｚ）の計測値及び各ヘッドのステージ座標系上での位置座標を、代入することで得られる前記他のヘッドの予想計測値を、設定する処理を意味する。
例えば、ＸＺヘッド６８Ｘ４の位相オフセットを求めるための座標つなぎに際しては、主制御装置２０は、上述のようにしてエンコーダセットを行った後、上記４つのヘッドがいずれも対向するスケール３９１又は３９２から外れない範囲で、図１１に示される状態から、ウエハステージＷＳＴを＋Ｘ方向に所定距離移動させ、ＸＺヘッド６８Ｘ４及びＹＺヘッド６８Ｙ４をスケール３９１に対向させ、その位置にウエハステージＷＳＴを位置決めする。そして、主制御装置２０は、上記４つのヘッドのうち、任意の３つ、例えばＹＺヘッド６８Ｙ３、６７Ｙ３及びＸヘッド６８Ｘ３（又は６７Ｘ３）の計測値を用いて、連立方程式（２ａ）〜（２ｃ）と同様の連立方程式を解いて、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報（Ｘ、Ｙ、θｚ）を求める。そして、その位置情報及びＸＺヘッド６８Ｘ４のＸＹ座標値を、式（２ｃ）と同様の関係式に代入することで得られるＸＺヘッド６８Ｘ４の計測値の予想値Ｃ５を、計測単位δの離散値、すなわちδ×ｃ５（ここで、ｃ５はカウント値）に変換する。そして、この離散値と微小量ｄＣ５の和δ×ｃ５＋ｄＣ５を、上記関係式に代入し、該関係式と、任意の３つのヘッドのうちの任意の２つについての同様の関係式とから成る連立方程式を解いて、位置座標を逆算する。ここで求まる位置座標（Ｘ’，Ｙ’，θｚ’）が、先に求められた位置座標（Ｘ，Ｙ，θｚ）に一致するように、微小量ｄＣ５を決定する。そして、ＸＺヘッド６８Ｘ４に対し、離散値δ×ｃ５（カウント値ｃ５）を初期値として設定する。それと同時に、位相φ’６８Ｘ４を微小量ｄＣ５に相当する位相２πｄＣ５／δに補正するために、位相オフセットをφ０、６８Ｘ４＝φ’６８Ｘ４−２πｄＣ５／δ（０≦φ０，６８Ｘ５＜２π）と設定する。
ＹＺヘッド６８Ｙ４を含み、エンコーダシステム１５０の残りの他のヘッドについても、同様にして、少なくとも１回座標つなぎを行うことで、それぞれのヘッドについて、位相オフセットが求められる。
ここで、並行処理の説明、すなわち第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ｂからヘッド部７１Ａに切り換える、ヘッドの切り換えの説明に戻る。この場合のヘッドの切り換えでは、前述の如く、位相つなぎが採用されている。この位相つなぎでは、位相オフセットを再設定せず、すでに設定されている位相オフセットを引き続き使用する。すなわち、位相つなぎ法では、フリンジ成分のオフセット（カウント値）のみを再設定する。この場合、エンコーダの切り換え前後で、算出されるウエハステージＷＳＴの位置座標は不連続となり得る。しかし、位相オフセットが正確に設定されている場合には、カウント値の設定ミスが生じない限り、誤差は発生しない。このことは、第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２との間の位置ずれに起因するフリンジ跳びが発生し得る構成の本実施形態においても同様である。
そこで、主制御装置２０は、カウント値の設定ミスを防止すべく、すなわちフリンジ跳びの発生を防止すベく、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ｂからヘッド部７１Ａへの切り換え（ヘッド間の計測値のつなぎ処理）における新たに使用が開始される各ＸＹヘッド７２Ｘ１、７２Ｘ２の初期値（この場合、フリンジ成分、すなわち前述のカウント値）の決定に際して、主制御装置２０は、後述するようにセンサ群５７に属する各センサの計測値を用いている。
つなぎ処理は、具体的には、次のようにして行われる。すなわち、主制御装置２０は、図１６に示されるように、ヘッド部７１Ｂの各ヘッド７３１〜７３３を構成する各ヘッドを用いて、ウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置をサーボ制御（ここでは、一例としてθｘ、θｙ及びθｚは共に零となるように制御）しつつ、ＸＹヘッド７２Ｘ１、７２Ｘ２それぞれの計測値（この場合、計測値のフリンジ成分、すなわちカウント値）を求め直し、エンコーダ座標原点を復帰する。なお、各Ｚヘッドの計測値としては、ヘッド部７１Ｂの各Ｚヘッドと同じ値（所定値又は零）が設定される。
このとき、主制御装置２０は、ＸＹヘッド７２Ｘ１、７２Ｘ２それぞれについてフリンジ成分（すなわちカウント値）を求めるに際し、ウエハテーブルＷＴＢの位置（Ｘ、Ｙ、θｚ）に基づき、計算で得られるＸＹヘッド７２Ｘ１、７２Ｘ２それぞれの予想計測値のフリンジ成分をベースとし、予想計測値の位相成分と、ＸＹヘッド７２Ｘ１、７２Ｘ２それぞれにより実測された位相成分とを比較して、予想計測値の位相成分と実測された位相成分がより近くなるように、フリンジ成分を決定する。
このフリンジ成分の決定に際し、そのつなぎ（この場合、位相つなぎ）を行う時点におけるセンサ群５７に属する各センサの計測値から得られる、第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２のＸＹ平面内の位置ずれを、各ＸＹヘッドの予想計測値にオフセットとして加える。
従って、本実施形態では、ウエハテーブルＷＴＢの位置（Ｘ、Ｙ、θｚ）に基づき、計算で得られるＸＹヘッド７２Ｘ１、７２Ｘ２それぞれの予想計測値に第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２のＸＹ平面内の位置ずれが含まれ、その予想計測値のフリンジ成分をベースとして、予想計測値の位相成分と実測された位相成分がより近くなるように、フリンジ成分が決定される。これにより、第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２との位置ずれに起因して、フリンジ跳びが生ずるのを防止して、ＸＹヘッド７２Ｘ１、７２Ｘ２それぞれのフリンジ成分を精度良く再設することが可能になる。
なお、上では、説明の複雑化を防止するため、ＸＹ平面内方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）についてフリンジ跳びを防止する方法を説明したが、実際には、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ｂからヘッド部７１Ａに切り換えに際して、Ｚ方向（Ｚ、θｘ、θｚ）についてもフリンジ跳びが発生しないように、ヘッド部７１Ｂの各ヘッド７３１〜７３３を構成する各ヘッドについて、フリンジ成分を決定することもできる。この場合、主制御装置２０により、切り換え直前のウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）が維持されるように、ヘッド部７１Ｂの各ヘッド７３１〜７３３を用いてサーボ制御が行われ、上述と同様、所定の演算によって各ヘッドについて、フリンジ成分が決定される。Ｚ方向（Ｚ、θｘ、θｚ）についてもフリンジの成分の決定に際しては、ウエハテーブルＷＴＢの位置に基づき、計算により、Ｚヘッド７２Ｚ１、７２Ｚ２及びヘッド７２３の予想計測値が求められるが、その予想計測値に、センサ群５７に属する各センサの計測値から得られる、第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２のＺ方向（Ｚ、θｘ、θｚ）の位置ずれ（に対応するＺ位置ずれ）が、オフセットとして加えられる。そして、その予想計測値のフリンジ成分をベースとして、予想計測値の位相成分と実測された位相成分がより近くなるように、フリンジ成分が決定される。これにより、第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２との位置ずれに起因して、フリンジ跳びが生ずるのを防止して、ＸＹヘッド７２Ｘ１、７２Ｘ２、並びにＺヘッド７２Ｚ１、７２Ｚ２及びヘッド７２３それぞれのフリンジ成分を精度良く再設することが可能になる。
上述したように、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ｂからヘッド部７１Ａに切り換えた後、ヘッド部７１Ａの各ヘッドによりウエハステージＷＳＴの６自由度方向の位置は計測される。そして、前述した長ストロークでのウエハステージＷＳＴの＋Ｙ方向の高速移動により、図１７に示される位置にウエハステージＷＳＴが到達すると、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置制御に用いる位置計測系を、前述の第５エンコーダシステム８０Ｅから一時的に第２エンコーダシステム８０Ｂに切り換える。以後、ウエハテーブルＷＴＢの位置の制御は、第２エンコーダシステム８０Ｂによる計測値に基づいて行われる。また、図１７に示される位置までウエハステージＷＳＴが移動した状態では、ウエハテーブルＷＴＢは、液浸領域の受け渡しのため、計測テーブルＭＴＢに対してＹ軸方向に関して接触又は近接する状態（スクラム状態）となっている。
次いで、主制御装置２０は、図１７中に黒色矢印及び白色矢印でそれぞれ示されるように、ウエハテーブルＷＴＢと計測テーブルＭＴＢとの接触又は近接する状態を維持したまま、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを、＋Ｙ方向に駆動する。これにより、投影ユニットＰＵの下に形成される液浸領域１４（液体Ｌｑ）が、計測テーブルＭＴＢ上からウエハテーブルＷＴＢ上に移動し（受け渡され）、投影光学系ＰＬとウエハテーブルＷＴＢとによって液浸領域１４（液体Ｌｑ）が保持されるようになる（図１８参照）。
上記の液浸領域１４の受け渡しが終了した時点では、ヘッド部６２Ａ、６２Ｃが、スケール３９１、３９２に対向する状態になっている（図１８参照）。すなわち、ウエハテーブルＷＴＢの位置が、第２エンコーダシステム８０Ｂとともに第１エンコーダシステム８０Ａによっても計測可能となる。そこで、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢの位置制御に用いる計測系を、第２エンコーダシステム８０Ｂから第１エンコーダシステム８０Ａに切り換える。
そして、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴが、図１８に示される計測プレート３０が投影光学系ＰＬの直下に配置される位置に到達すると、主制御装置２０は、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴを停止し、Ｐｒｉ−ＢＣＨＫ後半の処理及びフォーカスキャリブレーション後半の処理を行う。ここで、Ｐｒｉ−ＢＣＨＫ後半の処理とは、投影光学系ＰＬによって投影されたレチクルＲ（又はレチクルステージＲＳＴ上の不図示のマーク板）上の一対の計測マークの投影像（空間像）を、計測プレート３０を含む前述した空間像計測装置４５を用いて計測する処理を意味する。また、フォーカスキャリブレーション後半の処理とは、一対のＸＺヘッド６５Ｘ３、６４Ｘ３によって計測されるウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の一側と他側の端部における面位置情報を基準として、計測プレート３０（ウエハテーブルＷＴＢ）の投影光学系ＰＬの光軸方向に関する位置（Ｚ位置）を制御しつつ、空間像計測装置４５を用いて、レチクルＲ上の計測マークの空間像をスリットスキャン方式で計測し、その計測結果に基づいて投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置を測定する処理を意味する。
このとき、液浸領域１４が投影光学系ＰＬと計測プレート３０（ウエハテーブルＷＴＢ）との間に形成されているので、上記の空間像の計測は、投影光学系ＰＬ及び液体Ｌｑを介して行われる。また、空間像計測装置４５の計測プレート３０などはウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）に搭載され、受光素子などは計測ステージＭＳＴに搭載されているので、上記の空間像の計測は、ウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとが、接触又は近接状態を保ったままで行われる。
上記の測定により、基準軸ＬＶに、ウエハテーブルＷＴＢのセンターラインが一致した状態における一対のＸＺヘッド６５Ｘ３、６４Ｘ３の計測値（すなわち、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の一側と他側の端部における面位置情報）が求まる。この計測値は、投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置に対応している。
上述のＰｒｉ−ＢＣＨＫ後半の処理及びフォーカスキャリブレーション後半の処理を行なった後、主制御装置２０は、前述のＰｒｉ−ＢＣＨＫの前半の処理の結果とＰｒｉ−ＢＣＨＫの後半の処理の結果とに基づいて、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインを算出する。また、これとともに、主制御装置２０は、前述のフォーカスキャリブレーション前半の処理で得られた基準軸ＬＶにウエハテーブルＷＴＢのセンターラインが一致した状態における一対のＸＺヘッド６６Ｘ１、６６Ｘ２の計測値（ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の一側と他側の端部における面位置情報）と、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の計測プレート３０表面の検出点（複数の検出点のうち中央又はその近傍に位置する検出点）における検出結果（面位置情報）との関係と、上述のフォーカスキャリブレーション後半の処理で得られた投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置に対応するウエハテーブルＷＴＢのセンターラインが一致した状態における一対のＸＺヘッド６５Ｘ３、６４Ｘ３の計測値（すなわち、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向の一側と他側の端部における面位置情報）とに基づいて、多点ＡＦ系（９０ａ，９０ｂ）の代表的な検出点におけるオフセットを求め、そのオフセットが零になるように前述の光学的手法により多点ＡＦ系の検出原点を調整する。
この場合において、スループット向上の観点から、上述のＰｒｉ−ＢＣＨＫの後半の処理及びフォーカスキャリブレーション後半の処理の一方のみを行っても良いし、両方の処理を行うことなく、次の処理に移行しても良い。勿論、Ｐｒｉ−ＢＣＨＫの後半の処理を行わない場合には、前述のＰｒｉ−ＢＣＨＫの前半の処理を行う必要もない。
以上の作業が終了すると、主制御装置２０は、図１８に示されるように、計測ステージＭＳＴを、−Ｘ方向かつ＋Ｙ方向に駆動して、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴの接触又は近接状態を解除する。
そして、主制御装置２０は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行い、新しいウエハＷ上にレチクルパターンを転写する。この露光動作は、主制御装置２０により、事前に行われたウエハアライメント（ＥＧＡ）の結果（算出されたウエハ上のすべてのショット領域の配列座標）及びアライメント系ＡＬ１（及びＡＬ２1〜ＡＬ２4）の最新のベースライン等に基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）へウエハステージＷＳＴを移動するショット間移動と、各ショット領域に対してレチクルＲに形成されたパターンを走査露光方式で転写する走査露光と、を繰り返すことにより行われる。なお、上記の露光動作は、先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体（水）Ｌｑを保持した状態で行われる。
また、本実施形態では、一例として最初に露光される第１ショット領域が、ウエハＷの−Ｘ側半部の＋Ｙ端部に位置するショット領域に定められているため、まず、その加速開始位置へ移動するため、ウエハステージＷＳＴが、図１８中に黒矢印で示されるように、＋Ｘ方向かつ＋Ｙ方向に移動される。
そして、図１９に黒矢印で示されるような経路に沿って、ウエハステージＷＳＴを移動しながらウエハの−Ｘ側半部の領域を＋Ｙ側のショット領域から−Ｙ側のショット領域の順で露光する。
主制御装置２０は、図２０、図２１中に黒矢印で示されるような経路に沿って、ウエハステージＷＳＴを移動しながらウエハＷの＋Ｘ側半部の領域を−Ｙ側のショット領域から＋Ｙ側のショット領域の順で露光する。これにより、ウエハＷ上の全てのショット領域の露光が終わった時点では、ウエハステージＷＳＴは、露光開始前の位置とほぼ同一位置に戻っている。
本実施形態では、上述したショット領域の露光順序を採用しているが、その露光のためにウエハステージＷＳＴが移動する経路の全体長さは、同じ大きさのウエハを同一のショットマップに従って露光するとした場合、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示される従来の液浸スキャナなどと大差ない。なお、従来の液浸スキャナで採用されるショット領域の露光順序を採用しても勿論構わない。
上記の露光中、第１エンコーダシステム８０Ａの計測値、すなわちスケール３９1，３９2にそれぞれ対向する４軸ヘッド６５、６４の計測値（ウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向の位置情報の計測結果）が主制御装置２０に供給され、その計測結果から得られるウエハテーブルＷＴＢの６自由度方向に関する位置情報に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢの位置のサーボ制御が行われる。また、この露光中のウエハテーブルＷＴＢのＺ軸方向の位置，θｙ回転及びθｘ回転の制御（ウエハＷのフォーカス・レベリング制御）は、事前に行われた前述のフォーカスマッピングの結果に基づいて行われる。
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方向に移動すると、その移動に伴って、第１エンコーダシステム８０Ａの前述のヘッドの切り換え（複数のヘッド間における計測値の引き継ぎ）が行なわれる。このように、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの位置座標に応じて、使用する第１エンコーダシステム８０Ａのエンコーダを適宜切り換えて、ステージ制御を実行している。
ウエハＷの露光が終了すると、主制御装置２０は、第６エンコーダシステム８０Ｆの計測値に基づいて、計測ステージＭＳＴを、図２１中に白矢印で示されるように、ＸＹ平面内で駆動することで、露光中には互いに離れていたウエハステージＷＳＴと計測ステージＭＳＴとを、前述の接触又は近接する状態に移行させる。
そして、主制御装置２０は、図２２に示されるように、上記の接触又は近接する状態を保って、両ステージＷＳＴ，ＭＳＴを−Ｙ方向に移動させる。これにより、投影ユニットＰＵの下に形成される液浸領域１４（液体Ｌｑ）が、ウエハテーブルＷＴＢ上から計測テーブルＭＴＢ上に受け渡される（図２３参照）。
上記の接触又は近接する状態に移行後、液浸領域１４（液体Ｌｑ）のウエハテーブルＷＴＢ上から計測テーブルＭＴＢ上への移動が完了する直前に、ウエハステージＷＳＴが、第１エンコーダシステム８０Ａの計測範囲から外れ、第１エンコーダシステム８０ＡによるウエハテーブルＷＴＢの位置計測ができなくなる。その直前に、主制御装置２０は、ウエハテーブルＷＴＢの位置のサーボ制御に用いる位置計測系を、第１エンコーダシステム８０Ａから第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ａに切り換える。
次いで、主制御装置２０は、図２３に示されるように、ウエハステージＷＳＴをローディングポジションＬＰに向けて、ロングステップで直線的に高速駆動する。これにより、前述の接触又は近接する状態が解除された後、ウエハステージＷＳＴは、アンローディングポジションＵＰ１に向けて移動を開始する。この移動は、ウエハテーブルＷＴＢ上に液体Ｌｑが触れることなく行われるので、高加速、例えば２段階の加速により短時間で行うことができる。
この駆動の途中で、ウエハステージＷＳＴが計測範囲から外れて第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１ＡによるウエハテーブルＷＴＢの位置計測ができなくなる。そこで、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴが第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ａによる計測範囲から外れる前に、例えばウエハステージＷＳＴが図２４に示される位置にあるときに、ウエハテーブルＷＴＢの位置のサーボ制御に用いる位置計測系（ヘッド）を、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ａからヘッド部７１Ｂに切り換える。このとき、主制御装置２０は、前述の位相つなぎ法を採用して、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ａからヘッド部７１Ｂへの切り換え（計測値のつなぎ処理）を行う。この際、新たに使用が開始されるＸＹヘッド７３Ｘ１、７３Ｘ２、並びにＺヘッド７２Ｚ１、７２Ｚ２及びヘッド７２３（又はＸＹヘッド７３Ｘ１、７３Ｘ２）それぞれのフリンジ成分、すなわちカウント値（初期値）の決定に際して、主制御装置２０は、そのつなぎ（この場合、位相つなぎ）を行う時点におけるセンサ群５７に属する各センサの計測値から得られる、第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２の６自由度方向（又はＸＹ平面内の３自由度方向）の位置ずれを、各ヘッドの予想計測値にオフセットとして加えることとしている。そして、その予想計測値のフリンジ成分をベースとして、予想計測値の位相成分と実測値の位相成分がより近くなるように、フリンジ成分が決定される。これにより、第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２との位置ずれに起因して、フリンジ跳びが生ずるのを防止して、ＸＹヘッド７３Ｘ１、７３Ｘ２、並びにＺヘッド７２Ｚ１、７２Ｚ２及びヘッド７２３それぞれのフリンジ成分を精度良く再設することが可能になる。
上述したように、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ａからヘッド部７１Ｂに切り換えた後、ヘッド部７１Ｂの各ヘッドによりウエハステージＷＳＴの６自由度方向の位置は計測される。そして、アンローディングポジションＵＰにウエハステージＷＳＴが到達する前に、ウエハステージＷＳＴが計測範囲からはずれ、第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１ＢによるウエハテーブルＷＴＢの位置情報の計測が困難となる。そこで、これに先立って、ヘッド部７１Ｂのヘッド７３１、７３２、７３３とともにヘッド部６２Ｆ、６２Ｅが、スケール３９１、３９２に対向する状態になった時点で、ウエハテーブルＷＴＢの位置制御に用いる計測系が、第５エンコーダシステム８０Ｅから第３エンコーダシステム８０Ｃに切り換えられる。
そして、図２５に示されるように、ウエハステージＷＳＴが、アンローディングポジションＵＰに到達すると、主制御装置２０は、露光済みのウエハＷを次のような手順で、ウエハステージＷＳＴ上からアンロードする。
すなわち、主制御装置２０は、ウエハホルダによる露光済みのウエハＷの吸着を解除した後、３本の上下動部材を所定量上昇駆動してウエハＷを持ち上げる。このときの３本の上下動部材の位置は、ローディングポジションＬＰにウエハステージＷＳＴが到達し、次のウエハのロードが開始されるまで維持される。
ウエハＷのアンロード後、主制御装置２０は、図２５中に黒矢印で示されるように、ウエハステージＷＳＴを、所定量＋Ｘ方向に駆動して、ローディングポジションＬＰに位置決めする（図１１参照）。
これにより、１枚のウエハに対する一連（１サイクル）の処理が終了し、以降、同様の動作が繰り返し実行される。
なお、本実施形態では、前述の如く、エンコーダセット処理又は座標つなぎ処理により、エンコーダシステム１５０の各ヘッドについて位相オフセットが設定される。しかし、位相オフセットは、一度正確に設定したとしても、ヘッドの設置位置のずれ等が生じて、正確さを失うことがあり得る。そこで、露光装置１００の起動後、初回のつなぎ処理時に座標つなぎ法を適用して位相オフセットを設定し、以降のつなぎ処理時には位相つなぎ法を適用する。そして、露光装置１００のアイドル中又はロット先頭時等に、適宜、座標つなぎ法を実行して、位相オフセットを最新値に更新すると良い。
以上詳細に説明したように、本実施形態に係る露光装置１００によると、投影光学系ＰＬを支持する第１メトロフレームＭＦ１と、アライメント装置９９及び多点ＡＦ系９０等を支持する第２メトロフレームＭＦ２とが、物理的に分離しており、かつ個別に３つの除振装置５４によって除振された状態でベース部材ＢＦ上に配置されている。このため、投影光学系ＰＬとアライメント系等の全てが搭載された一体物のメトロフレームに比べて、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２をともに小型化することができる。これにより、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２の搬送に際しての大きさ及び重量面での制約を解消することができる。また、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２の高い剛性を確保し、また固有振動数が高くなるので、露光動作時のメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２の変形を小さくすることができる。また、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２には、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の位置を計測するエンコーダシステム８０Ａ〜８０Ｅを構成するヘッド部が吊下げ支持されているので、ウエハステージＷＳＴの位置決め精度が向上し、より精度の高い露光結果を得ることができる。
また、本実施形態に係る露光装置１００によると、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２間に両者の位置関係（６自由度方向に関する相対位置）を計測するセンサ群５７（６つのセンサ５７ａｙ、５７ｂｘ、５７ｂｙ、５７ｂｚ、５７ｃｙ、５７ｃｚ）が設けられているので、ウエハステージＷＳＴの駆動等の外乱によりメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２相互の位置関係が変動したとしても、主制御装置２０は、センサ群５７の各センサの計測値をオフセットとして用いることで、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２間の位置ずれに起因する、メトロフレームＭＦ１に設けられたエンコーダシステム（ヘッド）の計測値とメトロフレームＭＦ２に設けられたエンコーダシステム（ヘッド）の計測値との間の計測誤差を補正することができる。特に、ヘッド部７１Ａが第１メトロフレームＭＦ１に設けられ、ヘッド部７１Ｂが、第２メトロフレームＭＦ２に設けられている第５エンコーダシステム８０Ｅでは、ヘッド部７１Ａ、７１Ｂ相互間では両者間の計測値のつなぎに際して、センサ群５７の各センサの計測値をオフセットして用いて計測誤差が補正される。これにより、ウエハステージＷＳＴの位置によらず、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２相互の位置関係の変動の影響を受けることなく、ウエハテーブルＷＴＢの高い位置決め精度を確保することが可能になる。
また、本実施形態に係る露光装置１００によると、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２はアクチュエータを備える複数の除振装置５４を介して、床面に支持された一対のベースフレームＢＦ１、ＢＦ２にそれぞれ非接触状態で支持されているので、主制御装置２０は、床の歪み等による低周波領域の振動（すなわちベース部材ＢＦ（ベースフレームＢＦ１、ＢＦ２）のゆっくりとした変形）に起因するメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２相互間の位置関係の変動を上述のセンサ群５７で計測し、その計測結果に基づいて、除振装置５４の備えるアクチュエータを介して、メトロフレームＭＦ１に対するメトロフレームＭＦ２の位置を調整し、両者の位置関係を初期の状態に保つことで、低周波領域の振動に起因するメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２相互の位置ずれの発生を防止ないしは効果的に抑制することができる。
また、本実施形態に係る露光装置１００によると、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２間の距離（位置関係）を計測する絶対位置検出型のセンサ群５７が設けられているので、例えば露光装置メーカの工場内で、出荷前に、露光装置を組み立てて各種調整を行う際に、メトロフレームＭＦ１と、メトロフレームＭＦ２とを個別に初期位置に調整した後、例えばデジタルマイクロメータ等で位置関係を計測しながらメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２の位置関係を、仕様を満足する状態に初期設定（調整）する。そして、この状態で、センサ群５７の各センサの計測値を取得し記憶しておく。これにより、半導体装置メーカの半導体製造工場内で、露光装置１００を組み立て、立ち上げる際に、所定の手順でメトロフレームＭＦ１と、メトロフレームＭＦ２とを個別に初期位置に調整した後、出荷前の露光装置の組み立て時に取得したセンサ群５７の各センサの計測値を調整目標値として、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２の位置関係を調整する。これにより、初期設定時のメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２の位置関係を容易かつ確実に再現することができ、装置の立ち上げ時間を短縮することができる。
なお、上記実施形態では、低周波領域の振動に起因するメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２間の位置ずれを、センサ群５７の各センサの計測値を用いて補正するとともに、高周波領域の振動に起因するメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２間の位置ずれについては、その位置ずれに起因するメトロフレームＭＦ１側のヘッドとメトロフレームＭＦ２側のヘッドとの一方のヘッドの計測値を、センサ群５７の各センサの計測値をオフセットとして補正するものとした。しかし、ベースフレームＢＦ１に対するメトロフレームＭＦ１の位置をフィードバック制御により初期位置に常時調整し、ベースフレームＢＦ２に対するメトロフレームＭＦ２の位置をフィードバック制御により初期位置に常時調整するのみでも良い。それぞれの調整の基準となるベースフレームＢＦ１とベースフレームＢＦ２とは一体化されているからである。この意味では、センサ群５７は必ずしも設けなくても良い。かかる場合であっても、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２の小型化に伴う、上述した効果を奏する。
また、上記実施形態では、メトロフレームＭＦ１及びメトロフレームＭＦ２のいずれにもウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測する計測系としてのエンコーダシステムの一部（ヘッド）が設けられるものとした。しかし、これに限らず、メトロフレームＭＦ１及びメトロフレームＭＦ２のいずれにもウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測する計測系として干渉計を設けても良い。この場合、例えばメトロフレームＭＦ１に投影光学系ＰＬ（の光軸中心）を基準として、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測する干渉計ユニットを設け、メトロフレームＭＦ２にプライマリアライメント系ＡＬ１（の検出中心）を基準として、ウエハテーブルＷＴＢの位置情報を計測する干渉計ユニットを設けることができる。あるいは、上記計測系として、エンコーダシステムを用いる場合であっても、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書などに開示されているように、ウエハステージに複数のエンコーダヘッドを設け、これに対向してメトロフレームＭＦ１、ＭＦ２それぞれの下面に、個別に格子部（例えば２次元格子又は２次元に配置された１次元の格子部）を配置する構成のエンコーダシステムを採用しても良い。特に、ウエハステージに設けられた複数のエンコーダヘッドが、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２それぞれの下面の格子部に同時に対向する場合には、前述の第５エンコーダシステム８０Ｅのヘッド部７１Ａとヘッド部７１Ｂとの切り換えと同様のつなぎ処理を行うこととしても良い。
なお、上記実施形態では、第１メトロフレームＭＦ１をベース部材ＢＦに対して支持する３つの除振装置５４１〜５４３を構成する各アクチュエータと、第２メトロフレームＭＦ２をベース部材ＢＦに対して支持する３つの除振装置５４４〜５４５を構成する各アクチュエータとが、第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２との位置関係を調整可能な調整装置を兼ねる場合について説明したが、これに限らず、メトロフレームＭＦ１、ＭＦ２をベース部材ＢＦに対して支持する除振装置とは別に第１メトロフレームＭＦ１と第２メトロフレームＭＦ２との位置関係を調整可能な調整装置（少なくともアクチュエータを含む）を設けても良い。
なお、上記実施形態では、露光装置１００が、液浸露光装置であるものとしたが、これに限らず、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置にも上記実施形態は適用できる。
また、上記実施形態では、露光装置が、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置である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上記実施形態を適用しても良い。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上記実施形態は適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも上記実施形態を適用できる。
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及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。
また、照明光ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置にも上記実施形態を適用することができる。その他、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、上記実施形態は適用できる。
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、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも上記実施形態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上記実施形態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なく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも上記実施形態を適用できる。
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、前述した実施形態に係る露光装置（パターン形成装置）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。
また、上記実施形態の露光装置（パターン形成装置）は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
以上説明したように、本発明の露光装置は、物体を露光して該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、マイクロデバイスの製造などに適している。
２０…主制御装置、３９１、３９２…スケール、５４…除振装置、５７ａｙ…Ｙセンサ、５７ｂｘ…Ｘセンサ、５７ｂｙ…Ｙセンサ、５７ｂｚ…Ｚセンサ、５７ｃｙ…Ｙセンサ、５７ｃｚ…Ｚセンサ、５７…センサ群、６４１〜６４５…４軸ヘッド、６８1〜６８５，６７1〜６７５…４軸ヘッド、７２１〜７２３…ヘッド、７３１〜７３３…ヘッド、８０Ａ…第１エンコーダシステム、８０Ｂ…第２エンコーダシステム、８０Ｃ…第３エンコーダシステム、８０Ｄ…第４エンコーダシステム、８０Ｅ…第５エンコーダシステム、９０…多点ＡＦ系、１００…露光装置、１５０…エンコーダシステム、２００…露光部、３００…計測部、４００…ボディ、ＡＬ１…プライマリアライメント系、ＡＬ２１〜ＡＬ２４…セカンダリアライメント系、ＢＦ…ベース部材、ＢＦ１、ＢＦ２…ベースフレーム、ＩＬ…照明光、ＭＦ１…第１メトロフレーム、ＭＦ２…第２メトロフレーム、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル。

Claims (18)

  1. 物体を、光学系を介してエネルギビームで露光する露光装置であって、
    ベースと、
    前記光学系と、
    前記光学系から第１方向に離れて配置され、前記物体上に形成されたマークを検出するマーク検出系と、
    前記物体を保持して、前記光学系による前記物体の露光が行われる露光部と前記マークの検出が行われる計測部との間で移動可能な移動体と、
    前記ベースに対して前記光学系を支持する第１フレーム部材と、
    前記ベースに対して前記マーク検出系を支持する第２フレーム部材と、
    前記第１フレーム部材と前記第２フレーム部材との位置関係を計測する計測装置と、
    前記計測装置の計測結果を用いて、前記第１フレーム部材と前記第２フレーム部材との位置関係を調整可能な調整装置と、を備える露光装置。
  2. 前記第１フレーム部材に少なくとも一部が設けられ、前記移動体の位置情報を計測する第１計測系と、
    前記第２フレーム部材に少なくとも一部が設けられ、前記移動体の位置情報を計測する第２計測系と、を更に備える請求項１に記載の露光装置。
  3. 前記第１計測系、前記第２計測系及び前記計測装置の計測情報を用いて、前記移動体を前記露光部と前記計測部との間で駆動する制御装置を、さらに備える請求項２に記載の露光装置。
  4. 前記移動体の位置情報の計測に用いる計測系を、前記第１計測系と前記第２計測系との一方から他方に切り換える際に、前記計測装置の計測情報をオフセットとして用いる請求項３に記載の露光装置。
  5. 前記第１計測系は、前記第１フレーム部材又は前記光学系に対する前記移動体の位置情報を計測する請求項２〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
  6. 前記第２計測系は、前記第２フレーム部材又は前記マーク検出系に対する前記移動体の位置情報を計測する請求項２又は５に記載の露光装置。
  7. 前記第１計測系は、前記第１フレーム部材及び前記移動体の一方に格子部が設けられ、前記第１フレーム部材及び前記移動体の他方に前記格子部に計測ビームを照射するヘッドが設けられた第１エンコーダシステムを含む請求項２〜６のいずれか一項に記載の露光装置。
  8. 前記第２計測系は、前記第２フレーム部材及び前記移動体の一方に格子部が設けられ、前記第２フレーム部材及び前記移動体の他方に前記格子部に計測ビームを照射するヘッドが設けられた第２エンコーダシステムを含む請求項２〜７のいずれか一項に記載の露光装置。
  9. 前記ベースに対して前記第１フレーム部材を支持する第１の除振装置と、
    前記ベースに対して前記第２フレーム部材を支持する第２の除振装置と、をさらに備える請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置。
  10. 前記調整装置は、前記第１の除振装置と前記第２の除振装置の少なくとも一方と一部の部材を兼用し、該兼用した部材を用いて前記第１フレーム部材と前記第２フレーム部材との位置関係を調整する請求項９に記載の露光装置。
  11. 前記第１の除振装置は、前記ベースに対して前記第１フレーム部材を移動可能に支持し、
    前記第２の除振装置は、前記ベースに対して前記第２フレーム部材を移動可能に支持し、
    前記調整装置は、前記第１の除振装置及び前記第２の除振装置とは別に設けられて、前記第１フレーム部材と前記第２フレーム部材との位置関係を調整可能である請求項９に記載の露光装置。
  12. 前記調整装置は、前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材の少なくとも一方を、前記ベースに対して駆動可能である請求項９〜１１のいずれか一項に記載の露光装置。
  13. 前記調整装置は、前記第１フレーム部材及び前記第２フレーム部材を、前記ベースに対して個別に駆動可能である請求項１２に記載の露光装置。
  14. 前記計測装置は、絶対値計測が可能である請求項９〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。
  15. 前記調整装置は、前記ベースと前記第１フレーム部材との相対位置を計測する第１センサと、前記ベースと前記第２フレーム部材との相対位置を計測する第２センサと、前記第１センサの計測結果を用いて、前記第１フレーム部材を駆動する第１駆動系と、前記第２センサの計測結果を用いて、前記第２フレーム部材を駆動する第２駆動系とを有する請求項１４に記載の露光装置。
  16. 前記調整装置は、前記計測装置の計測結果を用いて前記第２駆動系を制御し、前記第１フレーム部材に対する前記第２フレーム部材の位置の調整を行う請求項１５に記載の露光装置。
  17. 前記調整装置は、前記計測装置の計測結果をモニタしつつ、前記第２フレーム部材の前記第１フレーム部材に対する位置ずれを補正する請求項９〜１６のいずれか一項に記載の露光装置。
  18. 請求項１〜１７のいずれか一項に記載の露光装置を用いて感応物体を露光することと、
    露光された前記感応物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
JP2013111695A 2013-05-28 2013-05-28 露光装置及びデバイス製造方法 Active JP6229311B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013111695A JP6229311B2 (ja) 2013-05-28 2013-05-28 露光装置及びデバイス製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013111695A JP6229311B2 (ja) 2013-05-28 2013-05-28 露光装置及びデバイス製造方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017202218A Division JP6493481B2 (ja) 2017-10-18 2017-10-18 露光装置及びデバイス製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014232753A JP2014232753A (ja) 2014-12-11
JP6229311B2 true JP6229311B2 (ja) 2017-11-15

Family

ID=52125980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013111695A Active JP6229311B2 (ja) 2013-05-28 2013-05-28 露光装置及びデバイス製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6229311B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230107706A (ko) * 2015-02-23 2023-07-17 가부시키가이샤 니콘 계측 장치, 리소그래피 시스템 및 노광 장치, 그리고디바이스 제조 방법
JP2016207756A (ja) * 2015-04-17 2016-12-08 株式会社ニコン ステージ装置及び露光装置
WO2018050443A1 (en) 2016-09-13 2018-03-22 Asml Netherlands B.V. Positioning system and lithographic apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3408057B2 (ja) * 1996-04-25 2003-05-19 キヤノン株式会社 露光装置および方法
SG178791A1 (en) * 2006-02-21 2012-03-29 Nikon Corp Pattern forming apparatus, mark detecting apparatus, exposure apparatus, pattern forming method, exposure method and device manufacturing method
JP2008098311A (ja) * 2006-10-10 2008-04-24 Canon Inc 露光装置及びデバイス製造方法
US8514395B2 (en) * 2009-08-25 2013-08-20 Nikon Corporation Exposure method, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP5304959B2 (ja) * 2013-01-31 2013-10-02 株式会社ニコン 露光装置、及びデバイス製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014232753A (ja) 2014-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7486062B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP6855012B2 (ja) 計測装置、リソグラフィシステム、並びにデバイス製造方法
JP6691693B2 (ja) 計測装置、リソグラフィシステム及び露光装置、並びに重ね合わせ計測方法及びデバイス製造方法
JP5804301B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP5131281B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
US7903866B2 (en) Measurement system, lithographic apparatus and method for measuring a position dependent signal of a movable object
JP6016200B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP2019197229A (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP6423797B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP2017062490A (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP2021015302A (ja) 露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法
WO2009084199A1 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
TWI630463B (zh) 移動體裝置及曝光裝置、以及元件製造方法
WO2005048325A1 (ja) ステージ駆動方法及びステージ装置並びに露光装置
TW200302507A (en) Stage device and exposure device
JP6229311B2 (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
JP6493481B2 (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
JP5757397B2 (ja) 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法
JP2012089769A (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
JP6102230B2 (ja) 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法
JP2012089768A (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
JP2013218018A (ja) 移動体装置、露光装置、デバイス製造方法及びフラットパネルディスプレイの製造方法、並びに移動体システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160523

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170201

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170131

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20170331

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170418

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170919

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171002

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6229311

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250