JP2011003891A - 物体交換方法、露光方法、搬送システム及び露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents
物体交換方法、露光方法、搬送システム及び露光装置、並びにデバイス製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】保持部材に切り欠きを形成することなく、保持部材上のウエハの交換を行う。
【解決手段】 搬送装置は、微動ステージＷＦＳ２に載置されたウエハＷの上方にチャック部材１０８を位置させ、チャック部材１０８と微動ステージＷＦＳ２とを鉛直方向に相対移動させて、ウエハＷ上面から所定距離の位置までチャック部材１０８を接近させ、ウエハＷを、チャック部材１０８により上方から非接触で保持して、ウエハを保持したチャック部材と微動ステージとを鉛直方向に離間させた後、所定平面内で離間させる。また、搬送装置は、チャック部材により上方から非接触で保持したウエハＷを、微動ステージ上にロードする。このため、微動ステージ上のウエハホルダなどの保持部材上でのウエハ交換に用いられるアーム等を収容するための切り欠き、及びウエハの受け渡しのための上下動部材を、保持部材に、形成したり設けたりする必要がない。
【選択図】図３
【解決手段】 搬送装置は、微動ステージＷＦＳ２に載置されたウエハＷの上方にチャック部材１０８を位置させ、チャック部材１０８と微動ステージＷＦＳ２とを鉛直方向に相対移動させて、ウエハＷ上面から所定距離の位置までチャック部材１０８を接近させ、ウエハＷを、チャック部材１０８により上方から非接触で保持して、ウエハを保持したチャック部材と微動ステージとを鉛直方向に離間させた後、所定平面内で離間させる。また、搬送装置は、チャック部材により上方から非接触で保持したウエハＷを、微動ステージ上にロードする。このため、微動ステージ上のウエハホルダなどの保持部材上でのウエハ交換に用いられるアーム等を収容するための切り欠き、及びウエハの受け渡しのための上下動部材を、保持部材に、形成したり設けたりする必要がない。
【選択図】図３
Description
本発明は、物体交換方法、露光方法、搬送システム及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、特に、保持部材上で薄板状の物体を交換する交換方法、該交換方法を利用する露光方法、薄板状の物体を搬送する搬送システム及び該搬送システムを備える露光装置、並びに前記露光方法又は前記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用いられる、露光対象となるウエハ又はガラスプレート等の基板は、次第に（例えばウエハの場合、１０年おきに）大型化している。現在は、直径３００ｍｍの３００ミリウエハが主流となっているが、今や直径４５０ｍｍの４５０ミリウエハ時代の到来が間近に迫っている。４５０ミリウエハに移行すると、１枚のウエハから採れるダイ（チップ）の数が現行の３００ミリウエハの２倍以上となり、コスト削減に貢献する。加えて、エネルギ、水、その他のリソースの効率的な利用により、１チップにかかるすべてのリソース使用を減少させられるものと期待されている。
しかしながら、ウエハのサイズに比例してその厚みが大きくなるわけではないので、４５０ミリウエハは、３００ミリウエハに比較して、強度が格段弱い。従って、ウエハの搬送１つを取り上げても、現在の３００ミリウエハと同様の手段方法では、実現が困難になるものと予想される。
また、ウエハのサイズが４５０ｍｍにもなると、１枚のウエハから採れるダイ（チップ）の数が多くなる分、１枚のウエハの露光処理に要する時間が増加してスループットが低下する蓋然性が高い。そこで、スループットの低下を極力抑制する方法として、１つのウエハステージ上のウエハに対する露光処理と、別のウエハステージ上でのウエハ交換、アライメントなどの処理とを、並行して行う、ツインステージ方式（例えば特許文献１〜３等参照）の採用が考えられる。しかし、従来のツインステージ方式の露光装置では、露光位置とアライメント位置とウエハ交換位置との３者の関係が特に考慮されていなかったため、４５０ミリウエハを処理対象とする場合には、露光終了後、ウエハ交換開始までに時間を要し、必ずしも十分にスループットを向上させることができないおそれがあった。従って、４５０ミリウエハに対応が可能な新たなシステムの出現が期待されている。
本発明の第１の態様によれば、保持部材上で薄板状の物体を交換する交換方法であって、前記保持部材上に載置された前記物体の上方に搬出部材を位置させることと；前記搬出部材を下降させて、前記物体の上面から所定距離の位置まで接近させることと；前記搬出部材に前記物体を上方から非接触で保持させ、前記物体を保持した前記搬出部材と前記保持部材とを離間させることと；を含む物体交換方法が、提供される。
これによれば、物体を搬出部材により上方から非接触で保持して、保持部材から搬出することが可能になる。このため、保持部材からの物体のアンロードのため、そのアンロードに用いられるアーム等を収容するための切り欠きを保持部材に形成する必要がなく、また、物体の受け渡しのための上下動部材を保持部材に設けたりする必要がない。
本発明の第２の態様によれば、本発明の物体交換方法によって前記保持部材上で薄板状の物体を交換することと；交換後に前記保持部材に保持されている前記物体をエネルギビームで露光し、前記物体上にパターンを形成することと；を含む第１の露光方法が、提供される。
本発明の第３の態様によれば、物体をエネルギビームで露光し、前記物体上にパターンを形成する露光方法であって、保持部材上に載置された物体の上方に搬出部材を位置させることと；前記搬出部材と前記保持部材とを鉛直方向に相対移動させて、前記物体の上面から所定距離の位置まで前記搬出部材を接近させることと；前記搬出部材に前記物体を上方から非接触で保持させ、前記物体を保持した前記搬出部材と前記保持部材とを離間させることと；を含む第２の露光方法が、提供される。
上記第１、第２の露光方法によれば、保持部材により物体を全面に渡って均一に保持することが可能になる。このため、物体の平坦度を全面に渡って良好に維持した状態で、その物体をエネルギビームで露光することで、その物体の全面に渡ってパターンを精度良く形成することが可能になる。
本発明の第４の態様によれば、エネルギビームにより物体を露光する露光方法であって、物体に前記エネルギビームを照射する露光処理が行われる第１領域を含む、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む二次元平面内の第１の範囲内で移動可能な第１移動体と、前記第１領域から前記第１軸に平行な方向の一側に所定距離離れた位置に配置され、物体に対する計測処理が行われる第２領域を含む、前記二次元平面内の第２の範囲内で移動可能な第２移動体と、によって前記物体を保持する複数の保持部材のそれぞれが、相対移動可能に支持されることと；前記保持部材が、前記第１、第２移動体上以外の場所にあるときに、前記物体の交換が行われることと；を含む第３の露光方法が、提供される。
これによれば、物体を保持する保持部材が、第１、第２移動体上以外の場所にあるときに、物体の交換が行われる。すなわち、物体の交換が、第１、第２移動体の動作とは無関係に行われる。このため、第１領域において、１つの保持部材に保持された物体の露光が行われるのと並行して、別の保持部材に保持された物体の交換を行うこと、又は第２領域において、１つの保持部材に保持された物体に対する計測が行われるのと並行して、別の保持部材に保持された物体の交換を行うことが可能となる。この場合において、保持部材が例えば３つあるときには、第１領域における第１の保持部材に保持された物体の露光、及び第２領域における第２の保持部材に保持された物体に対する計測と並行して、第３の保持部材に保持された物体の交換を行うことが可能となる。
本発明の第５の態様によれば、本発明の第１〜第３の露光方法のいずれかにより物体を露光することと；露光された前記物体を現像することと；を含むデバイス製造方法が、提供される。
本発明の第６の態様によれば、薄板状の物体を搬送する搬送システムであって、物体を上方から非接触で保持可能な保持部を有し、前記物体を保持した保持部材と前記保持部とを水平面に平行な所定平面内で相対駆動し、前記保持部材上に載置された前記物体の上方に前記保持部を位置させ、前記保持部と前記保持部材とを鉛直方向に相対移動させて、前記物体の上面から所定距離の位置まで前記保持部を接近させ、前記保持部材上の前記物体を、前記保持部により上方から非接触で保持して、前記物体を保持した前記保持部と前記保持部材とを鉛直方向に離間させた後、所定平面内で離間させる搬送装置を備える搬送システムが、提供される。
これによれば、搬送装置は、物体を保持した保持部材と保持部とを水平面に平行な所定平面内で相対駆動し、保持部材上に載置された物体の上方に保持部を位置させ、物体の上面から所定距離の位置まで保持部を接近させ、保持部材上の物体を、保持部により上方から非接触で保持して、物体を保持した保持部と保持部材とを鉛直方向に離間させた後、所定平面内で離間させる。このため、保持部材からの物体のアンロードのため、そのアンロードに用いられるアーム等を収容するための切り欠きを保持部材に形成する必要がなく、また、物体の受け渡しのための上下動部材を保持部材に設けたりする必要がない。
本発明の第７の態様によれば、薄板状の物体をエネルギビームで露光して、前記物体上にパターンを形成する露光装置であって、本発明の搬送システムと；前記所定面に実質的に平行な一面に計測面が設けられた保持部材を前記所定面に沿って相対移動可能に保持し、前記所定面に沿って移動可能な移動体と；前記計測面に少なくとも１本の第１計測ビームを下方から照射し、該第１計測ビームの前記計測面からの光を受光して前記保持部材の少なくとも前記所定面内の位置情報を計測する第１計測系と；前記第１計測系で計測された前記位置情報に基づいて、前記保持部材を単独で若しくは前記移動体と一体で駆動する駆動系と；を備える第１の露光装置が、提供される。
これによれば、物体を保持する保持部材の所定面に実質的に平行な一面に計測面が設けられている。この保持部材が、移動体により、所定面に沿って相対移動可能に保持されている。そして、第１計測系が、保持部材の計測面に少なくとも１本の第１計測ビームを照射し、該第１計測ビームの計測面からの光を受光して保持部材の少なくとも所定面内の位置情報を計測する。すなわち、第１計測系により保持部材の計測面に第１計測ビームを照射して、いわゆる裏面計測により保持部材の所定面内の位置情報を精度良く計測することが可能となる。そして、駆動系により、第１計測系で計測された位置情報に基づいて、保持部材が単独で若しくは移動体と一体で駆動される。
本発明の第８の態様によれば、薄板状の物体をエネルギビームで露光して、前記物体上にパターンを形成する露光装置であって、前記物体を上方から非接触で保持可能な保持部を有し、前記物体を保持した保持部材と前記保持部とを水平面に平行な所定平面内で相対駆動し、前記保持部材上に載置された前記物体の上方に前記保持部を位置させ、前記保持部と前記保持部材とを鉛直方向に相対移動させて、前記物体の上面から所定距離の位置まで前記保持部を接近させ、前記保持部材上の前記物体を、前記保持部により上方から非接触で保持して、前記物体を保持した前記保持部と前記保持部材とを鉛直方向に離間させた後、所定平面内で離間させる搬送装置を備える搬送システムを備える第２の露光装置が提供される。
これによれば、保持部材からの物体のアンロードのため、そのアンロードに用いられるアーム等を収容するための切り欠きを保持部材に形成する必要がなく、また、物体の受け渡しのための上下動部材を保持部材に設けたりする必要がない。
本発明の第９の態様によれば、エネルギビームにより物体を露光する露光装置であって、保持部材に保持された物体に前記エネルギビームを照射する露光処理が行われる露光処理部と；前記露光処理部から第１軸に平行な方向の一側に離れて配置され、保持部材に保持された物体に対する計測処理が行われる計測処理部と；前記保持部材が、露光処理部及び前記計測処理部にそれぞれ配置される移動体上以外の場所にあるときに、前記物体の交換を行う物体交換システムと；を備える第３の露光装置が提供される。
これによれば、物体を保持する保持部材が、露光処理部及び前記計測処理部にそれぞれ配置される移動体上以外の場所にあるときに、物体交換システムにより物体の交換が行われる。すなわち、物体の交換が、露光処理及び計測処理とは無関係に行われる。このため、露光処理部において、１つの保持部材に保持された物体の露光が行われるのと並行して、別の保持部材に保持された物体の交換を行うこと、又は計測処理部において、１つの保持部材に保持された物体に対する計測が行われるのと並行して、別の保持部材に保持された物体の交換を行うことが可能となる。この場合において、保持部材が例えば３つあるときには、露光処理部における第１の保持部材に保持された物体の露光、及び計測処理部における第２の保持部材に保持された物体に対する計測と並行して、第３の保持部材に保持された物体の交換を行うことが可能となる。
本明細書において、露光処理部とは、物体（ウエハ）をエネルギビームを照射して露光する際に、物体を保持する保持部材が移動する範囲及びその近傍に対応する露光装置の一部を意味し、計測処理部とは、アライメント計測、フォーカス計測などの物体に対する所定の計測において、物体を保持する保持部材が移動する範囲及びその近傍に対応する露光装置の一部を意味する。
本発明の第１０の態様によれば、本発明の第１〜第３の露光装置のいずれかを用いて物体を露光することと；露光された前記物体を現像することと；を含むデバイス製造方法が、提供される。
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図２２（Ｃ）に基づいて説明する。
以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図２２（Ｃ）に基づいて説明する。
図１には、第１の実施形態の露光装置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、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向を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。後述する第２、第３及び第４実施形態等においても同様である。
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ステーション２００と、ベース盤１２上の＋Ｙ側端部近傍に配置された計測ステーション３００と、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２と、リレーステージＤＲＳＴと、これらの制御系等とを備えている。ここで、ベース盤１２は、床面上に防振機構（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、平板状の部材から成り、その上面は平坦度が非常に高く仕上げられ、上述の３つのステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２，ＤＲＳＴの移動の際のガイド面とされている。
露光ステーション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１３参照）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１３参照）に送られる。なお、例えば米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書などに開示されているように、エンコーダシステムによってレチクルステージＲＳＴの位置情報を計測しても良い。
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（−Ｚ側）に配置されている。投影ユニットＰＵは、不図示の支持部材によって水平に支持されたメインフレーム（メトロロジーフレームとも呼ばれる）ＢＤ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内に保持された複数の光学素子から成る投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、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）を有する屈折光学系が用いられている。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上で前記照明領域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と微動ステージ（テーブルとも呼ぶ）ＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）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。ここで、投影ユニットＰＵはメインフレームＢＤに保持され、本実施形態では、メインフレームＢＤが、それぞれ防振機構を介して設置面（床面など）に配置される複数（例えば３つ又は４つ）の支持部材によってほぼ水平に支持されている。なお、その防振機構は各支持部材とメインフレームＢＤとの間に配置しても良い。また、例えば国際公開第２００６／０３８９５２号に開示されているように、投影ユニットＰＵの上方に配置される不図示のメインフレーム部材、あるいはレチクルベースなどに対してメインフレームＢＤ（投影ユニットＰＵ）を吊り下げ支持しても良い。
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１３参照）、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等を支持するメインフレームＢＤに吊り下げ支持されている。本実施形態では、主制御装置２０が液体供給装置５（図１３参照）を制御して、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Ｌｑ（図１参照）を供給するとともに、液体回収装置６（図１３参照）を制御して、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Ｌｑ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。
この他、露光ステーション２００には、メインフレームＢＤから支持部材７２Ａを介してほぼ片持ち状態で支持された（一端部近傍が支持された）計測アーム７１Ａを含む微動ステージ位置計測系７０Ａが設けられている。ただし、微動ステージ位置計測系７０Ａについては、説明の便宜上、後述する微動ステージについての説明の後に、説明する。
計測ステーション３００は、メインフレームＢＤに吊り下げ状態で固定されたアライメント装置９９と、チャックユニット１０２と、メインフレームＢＤから支持部材７２Ｂを介して片持ち状態で支持された（一端部近傍が支持された）計測アーム７１Ｂを含む微動ステージ位置計測系７０Ｂと、を備えている。微動ステージ位置計測系７０Ｂは、前述の微動ステージ位置計測系７０Ａとは、向きが反対であるが同様に構成されている。
アライメント装置９９は、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号などに開示されているように、図２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、図２に示されるように、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。セカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2，ＡＬ２3，ＡＬ２4は、ＸＹ平面内で移動可能な保持装置（スライダ）に保持されている。アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれとしては、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からの撮像信号は、主制御装置２０に供給されるようになっている（図１３参照）なお、図１では、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4及びこれらを保持する保持装置（スライダ）を含んでアライメント装置９９として示されている。なお、アライメント装置９９の詳細構成は、例えば国際公開第２００８／０５６７３５号（及び対向米国特許出願公開第２００９／０２３３２３４号明細書）などに開示されている。
チャックユニット１０２は、図３に示されるように、メインフレームＢＤの下面に固定された駆動部１０４と、駆動部１０４によって上下方向（Ｚ軸方向）に駆動される軸１０６と、軸１０６の下端に固定された保持部、例えば円盤状のベルヌーイ・チャック（又はフロートチャックとも呼ばれる）１０８と、を備えている。
図２の平面図に示されるように、ベルヌーイ・チャック１０８の外周３箇所には、細長い板状の延設部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが設けられている。延設部１１０ｃには、その先端にギャップセンサ１１２が取り付けられ、ギャップセンサ１１２の内側には、例えばＣＣＤ等の撮像素子１１４ｃが取り付けられている。また、延設部１１０ａ、１１０ｂの先端部近傍には、ＣＣＤ等の撮像素子１１４ａ、１１４ｂがそれぞれ取り付けられている。
ベルヌーイ・チャックは、周知の如く、ベルヌーイ効果を利用し、吹き出される流体（例えば空気）の流速を局所的に大きくし、対象物を非接触で固定（吸着）するチャックである。ここで、ベルヌーイ効果とは、流体の圧力は流速が増すにつれ減少するというベルヌーイの定理（原理）が、流体機械などに及ぼす効果を言う。ベルヌーイ・チャックでは、吸着（固定）対象物の重さ、及びチャックから吹き出される流体の流速で保持状態（吸着／浮遊状態）が決まる。すなわち、対象物の大きさが既知の場合、チャックから吹き出される流体の流速に応じて、保持の際のチャックと保持対象物との隙間の寸法が定まる。本実施形態では、ベルヌーイ・チャック１０８は、ウエハＷの吸着（固定／保持）に用いられる。
ギャップセンサ１１２としては、例えば静電容量センサが用いられ、主としてウエハＷのアンロード時に、微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）のウエハＷの周囲の後述するプレート（撥液板）との距離を計測する。ギャップセンサ１１２の出力は、主制御装置２０に供給される（図１３参照）。
延設部１１０ａは、ベルヌーイ・チャック１０８の中心から見て−Ｙ方向に延びている。延設部１１０ａには、ウエハＷ中心とベルヌーイ・チャック１０８の中心とがほぼ一致した状態で、ウエハＷのノッチ（Ｖ字の切り欠き、不図示）に対向する位置に撮像素子１１４ａが取り付けられている。また、残りの撮像素子１１４ｂ、１１４ｃは、ウエハＷ中心とベルヌーイ・チャックの中心とがほぼ一致した状態で、ウエハＷの外周の一部に対向する延設部１１０ｂ、１１０ｃ上の位置にそれぞれ取り付けられている。
撮像素子１１４ａ〜１１４ｃの撮像信号は、信号処理系１１６（図１３参照）に送られ、信号処理系１１６は、例えば米国特許第６，６２４，４３３号明細書などに開示されている手法により、そこで、ウエハの切り欠き（ノッチなと）及びそれ以外の周縁部を検出して、ウエハＷのＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置ずれと回転（θｚ回転）誤差とを求める。そして、それらの位置ずれと回転誤差との情報は、主制御装置２０に供給される（図１３参照）。
チャックユニット１０２の駆動部１０４及びベルヌーイ・チャック１０８は、主制御装置２０によって制御される（図１３参照）。
さらに、露光装置１００は、チャックユニット１０２の位置と、チャックユニット１０２の位置から例えば＋Ｘ方向に離れたウエハ受け渡し位置（例えば露光装置１００にインライン接続されたコータ・デベロッパとのウエハの受け渡し位置（搬出側及び搬入側））とを含む領域内で移動可能なウエハ搬送アーム１１８を、備えている。
ウエハステージＷＳＴ１は、図１及び図４（Ａ）等からわかるように、その底面に設けられた複数の非接触軸受、例えばエアベアリング９４によりベース盤１２の上に浮上支持され、粗動ステージ駆動系５１Ａ（図１３参照）により、ＸＹ二次元方向に駆動されるウエハ粗動ステージ（以下、粗動ステージと略述する）ＷＣＳ１と、粗動ステージＷＣＳ１に非接触状態で支持され、粗動ステージＷＣＳ１に対して相対移動可能なウエハ微動ステージ（以下、微動ステージと略述する）ＷＦＳ１とを有している。微動ステージＷＦＳ１は、微動ステージ駆動系５２Ａ（図１３参照）によって粗動ステージＷＣＳ１に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向及びθｚ方向（以下、６自由度方向、又は６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）と記述する）に駆動される。
ウエハステージＷＳＴ１（粗動ステージＷＣＳ１）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報も含む）は、ウエハステージ位置計測系１６Ａによって計測される。また、露光ステーション２００にある粗動ステージＷＣＳ１に支持された微動ステージＷＦＳ１（又は後述する微動ステージＷＦＳ２）の６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）の位置情報は微動ステージ位置計測系７０Ａによって計測される。ウエハステージ位置計測系１６Ａ及び微動ステージ位置計測系７０Ａの計測結果は、粗動ステージＷＣＳ１、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の位置制御のため、主制御装置２０（図１３参照）に供給される。
ウエハステージＷＳＴ２は、ウエハステージＷＳＴ１と同様、その底面に設けられた複数の非接触軸受（例えばエアベアリング（図示省略））によりベース盤１２の上に浮上支持され、粗動ステージ駆動系５１Ｂ（図１３参照）により、ＸＹ二次元方向に駆動される粗動ステージＷＣＳ２と、粗動ステージＷＣＳ２に非接触状態で支持され、粗動ステージＷＣＳ２に対して相対移動可能な微動ステージＷＦＳ２とを有している。微動ステージＷＦＳ２は、微動ステージ駆動系５２Ｂ（図１３参照）によって粗動ステージＷＣＳ２に対して６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）に駆動される。
ウエハステージＷＳＴ２（粗動ステージＷＣＳ２）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報も含む）は、ウエハステージ位置計測系１６Ｂによって計測される。また、計測ステーション３００にある粗動ステージＷＣＳ２に支持された微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）の６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）の位置情報は微動ステージ位置計測系７０Ｂによって計測される。ウエハステージ位置計測系１６Ｂ及び微動ステージ位置計測系７０Ｂの計測結果は、粗動ステージＷＣＳ２、微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）の位置制御のため、主制御装置２０（図１３参照）に供給される。
粗動ステージＷＣＳ１に微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が支持されたとき、その微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）と粗動ステージＷＣＳ１とのＸ、Ｙ、θｚの３自由度方向に関する相対位置情報は、粗動ステージＷＣＳ１と微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）との間に設けられた相対位置計測器２２Ａ（図１３参照）によって計測可能である。
同様に、粗動ステージＷＣＳ２に微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）が支持されたとき、その微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）と粗動ステージＷＣＳ２とのＸ、Ｙ、θｚの３自由度方向に関する相対位置情報は、粗動ステージＷＣＳ２と微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）との間に設けられた相対位置計測器２２Ｂ（図１３参照）によって計測可能である。
相対位置計測器２２Ａ，２２Ｂとしては、例えば微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２に設けられたグレーティングを計測対象とする、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２に、それぞれ設けられた少なくとも２つのヘッドを含み、該ヘッドの出力に基づいて、微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向の位置を計測するエンコーダなどを用いることができる。相対位置計測器２２Ａ，２２Ｂの計測結果は、主制御装置２０（図１３参照）に供給される。
リレーステージＤＲＳＴは、粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２と同様、その底面に設けられた複数の非接触軸受（例えばエアベアリング（図示省略））によりベース盤１２の上に浮上支持され、リレーステージ駆動系５３（図１３参照）により、ＸＹ二次元方向に駆動可能になっている。
リレーステージＤＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報も含む）は、例えば干渉計及び／又はエンコーダなどを含む不図示の位置計測系によって計測される。位置計測系の計測結果は、リレーステージＤＲＳＴの位置制御のため、主制御装置２０（図１３参照）に供給される。
上記各種計測系を含み、ステージ系の構成各部の構成等については、後に詳述する。
さらに、本実施形態の露光装置１００では、図５に示されるように、投影ユニットＰＵの近傍に、可動ブレードＢＬが設けられている。可動ブレードＢＬは、ブレード駆動系５８（図５では不図示、図１３参照）によって、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に駆動可能である。可動ブレードＢＬは、液体Ｌｑを保持するための上面として平坦面を有する可動部材であり、本実施形態では＋Ｙ側の上端部に他の部分より突出した突出部が形成された板状の部材から成る。
本実施形態において、可動ブレードＢＬの上面は、液体Ｌｑに対して撥液性である。本実施形態において、可動ブレードＢＬは、例えばステンレス等の金属製の基材と、その基材の表面に形成された撥液性材料の膜とを含む。撥液性材料は、例えばＰＦＡ（Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer）、ＰＴＦＥ（Poly tetra fluoro ethylene）、テフロン（登録商標）等を含む。なお、膜を形成する材料が、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂でも良い。また、可動ブレードＢＬ全体が、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、テフロン（登録商標）、アクリル系樹脂、及びシリコン系樹脂の少なくとも一つで形成されても良い。本実施形態において、液体Ｌｑに対する可動ブレードＢＬの上面の接触角は、例えば９０度以上である。なお、可動ブレードＢＬの上面は撥液性に限らず非撥液性（親液性など）でも良い。
可動ブレードＢＬは、粗動ステージＷＣＳ１に支持されている微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）に−Ｙ側から係合可能であり、その係合状態で微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）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）。可動ブレードＢＬは、主制御装置２０により、ブレード駆動系５８を介して駆動され、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）との間で液浸空間領域（液体Ｌｑ）の受け渡しを行う。なお、可動ブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）との間の液浸空間領域（液体Ｌｑ）の受け渡しについてはさらに後述する。
この他、本実施形態における露光装置１００には、投影ユニットＰＵの近傍に、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（以下、多点ＡＦ系と略述する）ＡＦ（図２では不図示、図１３参照）が設けられている。多点ＡＦ系ＡＦの検出信号は、不図示のＡＦ信号処理系を介して主制御装置２０に供給される（図１３参照）。主制御装置２０は、多点ＡＦ系ＡＦの検出信号に基づいて、多点ＡＦ系ＡＦの複数の検出点それぞれにおけるウエハＷ表面のＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を検出し、その検出結果に基づいて走査露光中のウエハＷのいわゆるフォーカス・レベリング制御を実行する。なお、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4の近傍に多点ＡＦ系を設けて、ウエハアライメント（ＥＧＡ）時にウエハＷ表面の面位置情報（凹凸情報）を事前に取得し、露光時には、その面位置情報と、後述する微動ステージ位置計測系７０Ａの一部を構成するレーザ干渉計システム７５（図１３参照）の計測値とを用いて、ウエハＷのいわゆるフォーカス・レベリング制御を実行することとしても良い。この場合、投影ユニットＰＵの近傍に多点ＡＦ系を設けなくても良い。なお、レーザ干渉計システム７５ではなく、微動ステージ位置計測系７０Ａを構成するエンコーダシステムの計測値を、フォーカス・レベリング制御で用いても良い。
また、本実施形態の露光装置１００では、レチクルステージＲＳＴの上方には、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに詳細に開示されるように、ＣＣＤ等の撮像素子を有し、露光波長の光（本実施形態では照明光ＩＬ）をアライメント用照明光とする画像処理方式の一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２（図１においてはレチクルアライメント系ＲＡ2は、レチクルアライメント系ＲＡ１の紙面奥側に隠れている。）が配置されている。一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２は、投影光学系ＰＬの直下に微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）上の後述する計測プレートが位置する状態で、主制御装置２０により、レチクルＲに形成された一対のレチクルアライメントマーク（図示省略）の投影像と対応する計測プレート上の一対の第１基準マークとを投影光学系ＰＬを介して検出することで、投影光学系ＰＬによるレチクルＲのパターンの投影領域の中心と計測プレート上の基準位置、すなわち一対の第１基準マークの中心との位置関係を検出するために用いられる。レチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２の検出信号は、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（図１３参照）。なお、レチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２は設けなくても良い。この場合、例えば米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号などに開示されるように、微動ステージＷＦＳに光透過部（受光部）が設けられる検出系を搭載して、レチクルアライメントマークの投影像を検出することが好ましい。
ここで、ステージ系の各部の構成等について詳述する。まず、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２について説明する。本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２とは、その駆動系、位置計測系などを含み、全く同様に構成されている。従って、以下では、代表的にウエハステージＷＳＴ１を取り上げて説明する。
粗動ステージＷＣＳ１は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、平面視で（＋Ｚ方向から見て）Ｘ軸方向を長手方向とする長方形板状の粗動スライダ部９１と、粗動スライダ部９１の長手方向の一端部と他端部の上面にそれぞれ固定された一対の側壁部９２ａ，９２ｂと、側壁部９２ａ,９２ｂそれぞれの上面に固定され、かつＹ軸方向を長手方向とする長方形板状の一対の固定子部９３ａ、９３ｂと、を備えている。粗動ステージＷＣＳ１は、全体として、上面のＸ軸方向中央部及びＹ軸方向の両側面が開口した高さの低い箱形の形状を有している。すなわち、粗動ステージＷＣＳ１には、その内部にＹ軸方向に貫通した空間部が形成されている。
粗動ステージＷＣＳ１は、図６に示されるように、粗動スライダ部９１の長手方向の中央の分離線を境として、第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとの２つの部分に分離可能に構成されている。従って、粗動スライダ部９１は、第１部分ＷＣＳ１ａの一部を構成する第１スライダ部９１ａと、第２部分ＷＣＳ１ｂの一部を構成する第２スライダ部９１ｂとから構成されている。
粗動ステージＷＣＳ１の底面、すなわち第１スライダ部９１ａ、第２スライダ部９１ｂの底面には、図４（Ａ）に示されるように、マトリックス状に配置された複数の永久磁石１８から成る磁石ユニットが固定されている。磁石ユニットに対応して、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１４を含む、コイルユニットが収容されている。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ローレンツ電磁力駆動方式の平面モータから成る粗動ステージ駆動系５１Ａａ、５１Ａｂ（図１３参照）を、それぞれ構成している。コイルユニットを構成する各コイル１４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（図１３参照）。
第１、第２スライダ部９１ａ、９１ｂそれぞれの底面には、上記磁石ユニットの周囲に複数のエアベアリング９４が固定されている。粗動ステージＷＣＳ１の第１部分ＷＣＳ１ａ及び第２部分ＷＣＳ１ｂは、それぞれエアベアリング９４によって、ベース盤１２上に所定のクリアランス、例えば数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持され、粗動ステージ駆動系５１Ａａ、５１Ａｂによって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向に駆動される。
通常は、第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとは、一体化して不図示のロック機構を介してロックされている。すなわち、通常は、第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとは、一体的に動作する。そこで、以下では、第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂが一体化して成る粗動ステージＷＣＳ１を駆動する平面モータから成る駆動系を、粗動ステージ駆動系５１Ａと呼ぶ（図１３参照）。
なお、粗動ステージ駆動系５１Ａとしては、ローレンツ電磁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。なお、電磁力駆動方式における電磁力はローレンツ力に限られない。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ても良い。この場合、粗動スライダ部９１の底面にエアベアリングを設けなくても良くなる。
一対の固定子部９３ａ、９３ｂそれぞれは、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、外形が板状の部材から成り、その内部に微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）を駆動するための複数のコイルから成るコイルユニットＣＵａ、ＣＵｂが収容されている。ここで、微動ステージＷＦＳ１と微動ステージＷＦＳ２とは、全く同様に構成され、同様にして、粗動ステージＷＣＳ１に非接触で支持され、駆動されるが、以下では、微動ステージＷＦＳ１を代表的に取り上げて説明する。
固定子部９３ａは、＋Ｘ側の端部が側壁部９２ａ上面に固定され、固定子部９３ｂは、−Ｘ側の端部が側壁部９２ｂ上面に固定されている。
微動ステージＷＦＳ１は、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、平面視でＸ軸方向を長手方向とする八角形板状の部材から成る本体部８１と、本体部８１の長手方向の一端部と他端部にそれぞれ固定された一対の可動子部８２ａ、８２ｂと、を備えている。
本体部８１は、その内部を後述するエンコーダシステムの計測ビーム（レーザ光）が進行可能とする必要があることから、光が透過可能な透明な素材で形成されている。また、本体部８１は、その内部におけるレーザ光に対する空気揺らぎの影響を低減するため、中実に形成されている（内部に空間を有しない）。なお、透明な素材は、低熱膨張率であることが好ましく、本実施形態では一例として合成石英（ガラス）などが用いられる。なお、本体部８１は、その全体が透明な素材で構成されていても良いが、エンコーダシステムの計測ビームが透過する部分のみが透明な素材で構成されていても良く、この計測ビームが透過する部分のみが中実に形成されていても良い。
微動ステージＷＦＳ１の本体部８１（より正確には、後述するカバーガラス）の上面中央には、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダＷＨ（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）では不図示、図２２（Ａ）等参照）が設けられている。本実施形態では、例えば環状の凸部（リム部）内に、ウエハＷを支持する複数の支持部（ピン部材）が形成される、いわゆるピンチャック方式のウエハホルダが用いられ、一面（表面）がウエハ載置面となるウエハホルダの他面（裏面）側に後述するグレーティングＲＧなどが設けられる。なお、ウエハホルダは、微動ステージＷＦＳ１と一体に形成されていても良いし、本体部８１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。前者では、グレーティングＲＧは微動ステージＷＦＳ１の裏面側に設けられることになる。
さらに、本体部８１の上面には、ウエハホルダ（ウエハＷの載置領域）の外側に、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）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、かつ本体部８１に対応する八角形状の外形（輪郭）を有するプレート（撥液板）８３が取り付けられている。すなわち、プレート８３の表面には、撥液性材料の膜が形成されている。撥液性材料は、例えばＰＦＡ（Tetra fluoro ethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer）、ＰＴＦＥ（Poly tetra fluoro ethylene）、テフロン（登録商標）等を含む。なお、膜を形成する材料が、アクリル系樹脂、シリコン系樹脂でも良い。また、プレート８３が、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、テフロン（登録商標）、アクリル系樹脂、及びシリコン系樹脂の少なくとも一つで形成されても良い。液体Ｌｑに対するプレート８３の表面の接触角は、例えば９０度以上である。プレート８３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）。プレート８３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本体部８１の上面に固定されている。また、プレート８３の−Ｙ側端部には、図４（Ｂ）に示されるように、その表面がプレート８３の表面と、すなわちウエハＷの表面とほぼ同一面となる状態でＸ軸方向に細長い長方形の計測プレート８６が設置されている。計測プレート８６の表面には、前述した一対の第１基準マークと、プライマリアライメント系ＡＬ１により検出される第２基準マークとが少なくとも形成されている（第１及び第２基準マークはいずれも図示省略）。なお、プレート８３を本体部８１に取り付ける代わりに、例えばウエハホルダを微動ステージＷＦＳと一体に形成し、微動ステージＷＦＳの、ウエハホルダを囲む周囲領域（プレート８３と同一の領域（計測プレート８６の表面を含んでも良い））の上面に撥液化処理を施して、撥液面を形成しても良い。
図４（Ａ）に示されるように、本体部８１の上面には、２次元グレーティング（以下、単にグレーティングと呼ぶ）ＲＧが水平（ウエハＷ表面と平行）に配置されている。グレーティングＲＧは、透明な素材から成る本体部８１の上面に、固定（あるいは形成）されている。グレーティングＲＧは、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型回折格子（Ｘ回折格子）と、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型回折格子（Ｙ回折格子）と、を含む。本実施形態では、本体部８１上で２次元グレーティングが固定あるいは形成される領域（以下、形成領域）は、一例として、ウエハＷよりも一回り大きな円形となっている。
グレーティングＲＧは、保護部材、例えばカバーガラス８４によって覆われて、保護されている。本実施形態では、カバーガラス８４の上面に、ウエハホルダを吸着保持する前述の保持機構（静電チャック機構など）が設けられている。なお、本実施形態では、カバーガラス８４は、本体部８１の上面のほぼ全面を覆うように設けられているが、グレーティングＲＧを含む本体部８１の上面の一部のみを覆うように設けても良い。また、保護部材（カバーガラス８４）は、本体部８１と同一の素材によって形成しても良いが、これに限らず、保護部材を、例えば金属、セラミックスで形成しても良い。また、グレーティングＲＧを保護するのに十分な厚みを要するため板状の保護部材が望ましいが、素材に応じて薄膜状の保護部材を用いても良い。
なお、グレーティングＲＧの形成領域のうち、ウエハホルダの周囲にはみ出す領域に対応するカバーガラス８４の一面には、グレーティングＲＧに照射されるエンコーダシステムの計測ビームがカバーガラス８４を透過しないように、すなわち、ウエハホルダ裏面の領域の内外で計測ビームの強度が大きく変動しないように、例えばその形成領域を覆う反射部材（例えば薄膜など）を設けることが望ましい。
本体部８１は、図４（Ａ）からもわかるように、長手方向の一端部と他端部との下端部に外側に突出した張り出し部が形成された全体として八角形板状部材から成り、その底面の、グレーティングＲＧに対向する部分に凹部が形成されている。本体部８１は、グレーティングＲＧが配置された中央の領域は、その厚さが実質的に均一な板状に形成されている。
本体部８１の＋Ｘ側、−Ｘ側の張り出し部それぞれの上面には、断面凸形状のスペーサ８５ａ、８５ｂが、それぞれの凸部８９ａ、８９ｂを、外側に向けてＹ軸方向に延設されている。
可動子部８２ａは、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向寸法（長さ）及びＸ軸方向寸法（幅）が、共に固定子部９３ａよりも短い（半分程度の）２枚の平面視矩形状の板状部材８２ａ１、８２ａ２を含む。板状部材８２ａ１、８２ａ２は、本体部８１の＋Ｘ側の端部に対し、前述したスペーサ８５ａの凸部８９ａを介して、Ｚ軸方向（上下）に所定の距離だけ離間した状態でともにＸＹ平面に平行に固定されている。この場合、板状部材８２ａ２は、スペーサ８５ａと本体部８１の＋Ｘ側の張り出し部とによって、その−Ｘ側端部が挟持されている。２枚の板状部材８２ａ１、８２ａ２の間には、粗動ステージＷＣＳ１の固定子部９３ａの−Ｘ側の端部が非接触で挿入されている。板状部材８２ａ１、８２ａ２の内部には、後述する磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２が、収容されている。
可動子部８２ｂは、スペーサ８５ｂにＺ軸方向（上下）に所定の間隔が維持された２枚の板状部材８２ｂ１、８２ｂ２を含み、可動子部８２ａと左右対称ではあるが同様に構成されている。２枚の板状部材８２ｂ１、８２ｂ２の間には、粗動ステージＷＣＳ１の固定子部９３ｂの＋Ｘ側の端部が非接触で挿入されている。板状部材８２ｂ１、８２ｂ２の内部には、磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２と同様に構成された磁石ユニットＭＵｂ１、ＭＵｂ２が、収容されている。
ここで、前述したように、粗動ステージＷＣＳ１は、Ｙ軸方向に両側面が開口しているので、微動ステージＷＦＳ１を粗動ステージＷＣＳ１に装着する際には、板状部材８２ａ１、８２ａ２、及び８２ｂ１、８２ｂ２間に固定子部９３ａ、９３ｂがそれぞれ位置するように、微動ステージＷＦＳ１のＺ軸方向の位置決めを行い、この後に微動ステージＷＦＳ１をＹ軸方向に移動（スライド）させれば良い。
微動ステージ駆動系５２Ａは、前述した可動子部８２ａが有する一対の磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２と、固定子部９３ａが有するコイルユニットＣＵａと、前述した可動子部８２ｂが有する一対の磁石ユニットＭＵｂ１、ＭＵｂ２と、固定子部９３ｂが有するコイルユニットＣＵｂと、を含む。
これをさらに詳述する。図７からわかるように、固定子部９３ａの内部における−Ｘ側の端部には、複数（ここでは、１２個）の平面視長方形状のＹＺコイル５５，５７が、Ｙ軸方向に等間隔でそれぞれ配置された２列のコイル列と、Ｙ軸方向を長手方向とする細長い平面視長方形状の一つのＸコイル５６とが、Ｘ軸方向に関して等間隔で配置されている。ＹＺコイル５５、５７は、上下方向（Ｚ軸方向）に重ねて配置された平面視矩形状の上部巻線と下部巻線（不図示）とを有する。２列のコイル列と、Ｘコイル５６とを含んでコイルユニットＣＵａが構成されている。
微動ステージＷＦＳ１の可動子部８２ａの一部を構成する板状部材８２ａ１、８２ａ２の内部には、図７を参照するとわかるように、上記の各コイルの配列に対応する配置で、複数（ここでは１０個）の永久磁石６５ａ、６７ａがＹ軸方向に等間隔で配置された２列の磁石列と、Ｙ軸方向を長手方向とする一対（２つ）の永久磁石６６ａ１、６６ａ２とが、配置されている。
各磁石列を構成する複数の永久磁石６５ａ、６７ａは、交互に極性が逆極性となるような配置で配列されている。また、一対の永久磁石６６ａ１、６６ａ２は、互いに逆極性となるように配置されている。２列の磁石列及び一対の永久磁石によって、磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２が構成されている。
なお、他方の固定子部９３ｂ及び可動子部８２ｂの内部には、上述した固定子部９３ａ及び可動子部８２ａ内のコイルユニットＣＵａ及び磁石ユニットＭＵａ１，ＭＵａ２と同様の配置で、コイル、永久磁石が配置され、これらによってコイルユニットＣＵｂ及び磁石ユニットＭＵｂ１，ＭＵｂ２が、それぞれ構成されている。
本実施形態では、上述のような各コイルと永久磁石との配置が採用されているので、主制御装置２０は、Ｙ軸方向に配列された複数のＹＺコイル５５、５７に対して、１つおきに電流を供給することによって、微動ステージＷＦＳ１をＹ軸方向に駆動することができる。また、これと併せて、主制御装置２０は、ＹＺコイル５５、５７のうち、微動ステージＷＦＳ１のＹ軸方向への駆動に使用していないコイルに電流を供給することによって、Ｙ軸方向への駆動力とは別に、Ｚ軸方向への駆動力を発生させ、微動ステージＷＦＳ１を粗動ステージＷＣＳ１から浮上させることができる。そして、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１のＹ軸方向の位置に応じて、電流供給対象のコイルを順次切り替えることによって、微動ステージＷＦＳ１の粗動ステージＷＣＳ１に対する浮上状態、すなわち非接触状態を維持しつつ、微動ステージＷＦＳ１をＹ軸方向に駆動する。また、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１を粗動ステージＷＣＳ１から浮上させた状態で、Ｙ軸方向に駆動するとともに、これと独立にＸ軸方向にも駆動可能である。
以上の説明からわかるように、本実施形態では、微動ステージ駆動系５２Ａにより、微動ステージＷＦＳ１を、粗動ステージＷＣＳ１に対して非接触状態で浮上支持するとともに、粗動ステージＷＣＳ１に対して、非接触でＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に駆動することができる。また、主制御装置２０が、可動子部８２ａと可動子部８２ｂとに、互いに異なる大きさのＹ軸方向の駆動力（推力）を作用させることによって（図８（Ａ）の黒塗り矢印参照）、微動ステージＷＦＳ１をＺ軸回りに回転（θｚ回転）させることができる（図８（Ａ）の白抜き矢印参照）。また、主制御装置２０が、可動子部８２ａと可動子部８２ｂとに、互いに異なる浮上力（図８（Ｂ）の黒塗り矢印参照）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳ１をＹ軸回りに回転（θｙ駆動）させること（図８（Ｂ）の白抜き矢印参照）ができる。さらに、主制御装置２０が、例えば図８Ｃに示されるように、微動ステージＷＦＳ１の可動子部８２ａ、８２ｂそれぞれにおいて、Ｙ軸方向の＋側と−側とに、互いに異なる浮上力（図８Ｃの黒塗り矢印参照）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳ１をＸ軸回りに回転（θｘ駆動）させること（図８Ｃの白抜き矢印参照）ができる。
また、本実施形態では、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１に浮上力を作用させる際、固定子部９３ａ内に配置された２列のＹＺコイル５５、５７（図７参照）に互いに反対方向の電流を供給することによって、例えば図９に示されるように、可動子部８２ａに対して、浮上力（図９の黒塗り矢印参照）と同時にＹ軸回りの回転力（図９の白抜き矢印参照）を作用させることができる。同様に、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１に浮上力を作用させる際、固定子部９３ｂ内に配置された２列のＹＺコイルに互いに反対方向の電流を供給することによって、可動子部８２ａに対して、浮上力と同時にＹ軸回りの回転力を作用させることができる。
また、主制御装置２０は、一対の可動子部８２ａ、８２ｂそれぞれに、互いに反対の方向のＹ軸回りの回転力（θｙ方向の力）を作用させることによって、微動ステージＷＦＳ１の中央部を＋Ｚ方向又は−Ｚ方向に撓ませることができる（図９のハッチング付き矢印参照）。従って、図９に示されるように、微動ステージＷＦＳ１のＸ軸方向に関する中央部を＋Ｚ方向に（凸状に）撓ませることによって、ウエハＷ及び本体部８１の自重に起因する微動ステージＷＦＳ１（本体部８１）のＸ軸方向の中間部分の撓みを打ち消して、ウエハＷ表面のＸＹ平面（水平面）に対する平行度を確保できる。これにより、ウエハＷが大径化して微動ステージＷＦＳ１が大型化した時などに、特に効果を発揮する。
また、ウエハＷが自重等により変形すると、照明光ＩＬの照射領域（露光領域ＩＡ）内において、微動ステージＷＦＳ１上に載置されたウエハＷの表面が、投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に入らなくなるおそれもある。そこで、主制御装置２０が、上述した微動ステージＷＦＳ１のＸ軸方向に関する中央部を＋Ｚ方向に撓ませる場合と同様に、一対の可動子部８２ａ、８２ｂそれぞれに、互いに反対の方向のＹ軸回りの回転力を作用させることによって、ウエハＷがほぼ平坦になるように変形され、露光領域ＩＡ内でウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に入るようにすることもできる。なお、図９には、微動ステージＷＦＳ１を＋Ｚ方向に（凸形状に）撓ませる例が示されているが、コイルに対する電流の向きを制御することによって、これとは反対の方向に（凹形状に）微動ステージＷＦＳ１の撓ませることも可能である。
なお、自重撓み補正及び／又はフォーカス・レベリング制御のためだけでなく、例えば米国再発行特許ＲＥ３７３９１号明細書などに開示されているように、ウエハのショット領域内の所定点が露光領域ＩＡを横切る間に、焦点深度の範囲内でその所定点のＺ軸方向の位置を変化させて実質的に焦点深度を増大させる超解像技術を採用する場合にも、微動ステージＷＦＳ１（及びこれに保持されたウエハＷ）をＹ軸に垂直な面（ＸＺ面）内で凹形状又は凸形状に変形させる手法を適用することができる。
本実施形態の露光装置１００では、ウエハＷに対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作時には、微動ステージＷＦＳ１のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の位置情報を含む）は、主制御装置２０により、後述する微動ステージ位置計測系７０Ａのエンコーダシステム７３（図１３参照）を用いて計測される。微動ステージＷＦＳ１の位置情報は、主制御装置２０に送られ、主制御装置２０は、この位置情報に基づいて微動ステージＷＦＳ１の位置を制御する。
これに対し、ウエハステージＷＳＴ１（微動ステージＷＦＳ１）が微動ステージ位置計測系７０Ａの計測領域外に位置する際には、ウエハステージＷＳＴ１（及び微動ステージＷＦＳ１）の位置情報は、主制御装置２０により、ウエハステージ位置計測系１６Ａ（図１及び図１３参照）を用いて計測される。ウエハステージ位置計測系１６Ａは、図１に示されるように、粗動ステージＷＣＳ１側面に鏡面加工により形成された反射面に測長ビームを照射してウエハステージＷＳＴ１のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）を計測するレーザ干渉計を含んでいる。なお、ウエハステージＷＳＴ１のＸＹ平面内での位置情報は、上述のウエハステージ位置計測系１６Ａに代えて、その他の計測装置、例えばエンコーダシステムによって計測しても良い。この場合、例えばベース盤１２の上面に二次元スケールを配置し、粗動ステージＷＣＳ１の底面にエンコーダヘッドを取り付けることができる。
前述の如く、微動ステージＷＦＳ２は、上述した微動ステージＷＦＳ１と全く同様に構成されており、微動ステージＷＦＳ１に代えて、粗動ステージＷＣＳ１に非接触で支持させることができる。この場合、粗動ステージＷＣＳ１と、粗動ステージＷＣＳ１によって支持された微動ステージＷＦＳ２とによって、ウエハステージＷＳＴ１が構成され、微動ステージＷＦＳ２が備える一対の可動子部（各一対の磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２及びＭＵｂ１、ＭＵｂ２）と粗動ステージＷＣＳ１の一対の固定子部９３ａ、９３ｂ（コイルユニットＣＵａ、ＣＵｂ）とによって、微動ステージ駆動系５２Ａが構成される。そして、この微動ステージ駆動系５２Ａによって、微動ステージＷＦＳ２が、粗動ステージＷＣＳ１に対して、非接触で６自由度方向に駆動される。
また、微動ステージＷＦＳ２、ＷＦＳ１は、それぞれ粗動ステージＷＣＳ２に非接触で支持させることができ、粗動ステージＷＣＳ２と、粗動ステージＷＣＳ２によって支持された微動ステージＷＦＳ２又はＷＦＳ１とによってウエハステージＷＳＴ２が構成される。この場合、微動ステージＷＦＳ２又はＷＦＳ１が備える一対の可動子部（各一対の磁石ユニットＭＵａ１、ＭＵａ２及びＭＵｂ１、ＭＵｂ２）と粗動ステージＷＣＳ２の一対の固定子部９３ａ、９３ｂ（コイルユニットＣＵａ、ＣＵｂ）とによって、微動ステージ駆動系５２Ｂ（図１３参照）が構成される。そして、この微動ステージ駆動系５２Ｂによって、微動ステージＷＦＳ２又はＷＦＳ１が、粗動ステージＷＣＳ２に対して、非接触で６自由度方向に駆動される。
図１に戻り、リレーステージＤＲＳＴは、粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２と同様（ただし、第１部分と第２部分とに分離できるようには構成されていない）に構成されたステージ本体４４と、ステージ本体４４の内部に設けられた搬送装置４６（図１３参照）とを備えている。従って、ステージ本体４４は、粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２と同様に、微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２を非接触で支持（保持）できるようになっており、リレーステージＤＲＳＴに支持された微動ステージは、微動ステージ駆動系５２Ｃ（図１３参照）によってリレーステージＤＲＳＴに対して６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）に駆動可能である。ただし、微動ステージは、リレーステージＤＲＳＴに対して少なくともＹ軸方向にスライド可能であれば良い。
搬送装置４６は、リレーステージＤＲＳＴのステージ本体４４のＸ軸方向の両側壁に沿ってＹ軸方向に所定ストロークで往復移動可能でかつＺ軸方向に関しても所定ストロークで上下動可能な搬送部材本体と、微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２を保持して搬送部材本体に対してＹ軸方向に相対移動可能な移動部材とを含む搬送部材４８と、搬送部材４８を構成する搬送部材本体及び移動部材を個別に駆動可能な搬送部材駆動系５４（図１３参照）とを備えている。
次に、露光ステーション２００にある粗動ステージＷＣＳ１に移動可能に保持される（ウエハステージＷＳＴ１を構成する）微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２の位置情報の計測に用いられる微動ステージ位置計測系７０Ａ（図１３参照）の構成について説明する。ここでは、微動ステージ位置計測系７０Ａが微動ステージＷＦＳ１の位置情報を計測する場合について説明する。
微動ステージ位置計測系７０Ａは、図１に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１が投影光学系ＰＬの下方に配置された状態で、粗動ステージＷＣＳ１の内部の空間部内に挿入されるアーム部材（計測アーム７１Ａ）を備えている。計測アーム７１Ａは、メインフレームＢＤに支持部材７２Ａを介して片持ち支持（一端部近傍が支持）されている。なお、計測部材は、ウエハステージの移動の妨げにならない構成を採用する場合には、片持ち支持に限らず、その長手方向の両端部で支持されても良い。また、アーム部材は、前述したグレーティングＲＧ（ＸＹ平面と実質的に平行なその配置面）よりも下方（−Ｚ側）に配置されていれば良く、例えばベース盤１２の上面よりも下方に配置しても良い。さらに、アーム部材はメインフレームＢＤに支持されるものとしたが、例えば防振機構を介して設置面（床面など）に設けても良い。この場合、メインフレームＢＤとアーム部材との相対的な位置関係を計測する計測装置を設けることが好ましい。アーム部材は、メトロロジーアームあるいは計測用部材などとも呼ぶことができる。
計測アーム７１Ａは、Ｙ軸方向を長手方向とする、幅方向（Ｘ軸方向）よりも高さ方向（Ｚ軸方向）の寸法が大きい縦長の長方形断面を有する四角柱状（すなわち直方体状）の部材であり、光を透過する同一の素材、例えばガラス部材が複数貼り合わされて形成されている。計測アーム７１Ａは、後述するエンコーダヘッド（光学系）が収容される部分を除き、中実に形成されている。計測アーム７１Ａは、前述したようにウエハステージＷＳＴ１が投影光学系ＰＬの下方に配置された状態では、先端部が粗動ステージＷＣＳ１の空間部内に挿入され、図１に示されるように、その上面が微動ステージＷＦＳ１の下面（より正確には、本体部８１（図１では不図示、図４（Ａ）等参照）の下面）に対向している。計測アーム７１Ａの上面は、微動ステージＷＦＳ１の下面との間に所定のクリアランス、例えば数ｍｍ程度のクリアランスが形成された状態で、微動ステージＷＦＳ１下面とほぼ平行に配置される。なお、計測アーム７１Ａの上面と微動ステージＷＦＳ１の下面との間のクリアランスは、数ｍｍ以上でも以下でも良い。
微動ステージ位置計測系７０Ａは、図１３に示されるように、エンコーダシステム７３と、レーザ干渉計システム７５とを備えている。エンコーダシステム７３は、微動ステージＷＦＳ１のＸ軸方向の位置を計測するＸリニアエンコーダ７３ｘ、及び微動ステージＷＦＳ１のＹ軸方向の位置を計測する一対のＹリニアエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂを含む。エンコーダシステム７３では、例えば米国特許第７，２３８，９３１号明細書、及び米国特許出願公開第２００７／０２８８１２１号明細書などに開示されるエンコーダヘッド（以下、適宜ヘッドと略述する）と同様の構成の回折干渉型のヘッドが用いられている。ただし、本実施形態では、ヘッドは、後述するように光源及び受光系（光検出器を含む）が、計測アーム７１Ａの外部に配置され、光学系のみが計測アーム７１Ａの内部に、すなわちグレーティングＲＧに対向して配置されている。以下、適宜、計測アーム７１Ａの内部に配置された光学系をヘッドと呼ぶ。
エンコーダシステム７３は、微動ステージＷＦＳ１のＸ軸方向の位置を１つのＸヘッド７７ｘ（図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）参照）で計測し、Ｙ軸方向の位置を一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂ（図１０（Ｂ）参照）で計測する。すなわち、グレーティングＲＧのＸ回折格子を用いて微動ステージＷＦＳ１のＸ軸方向の位置を計測するＸヘッド７７ｘによって、前述のＸリニアエンコーダ７３ｘが構成され、グレーティングＲＧのＹ回折格子を用いて微動ステージＷＦＳ１のＹ軸方向の位置を計測する一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂによって、一対のＹリニアエンコーダ７３ｙａ、７３ｙｂが構成されている。
ここで、エンコーダシステム７３を構成する３つのヘッド７７ｘ、７７ｙａ、７７ｙｂの構成について説明する。図１０（Ａ）には、３つのヘッド７７ｘ、７７ｙａ、７７ｙｂを代表して、Ｘヘッド７７ｘの概略構成が示されている。また、図１０（Ｂ）には、Ｘヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれの計測アーム７１Ａ内での配置が示されている。
図１０（Ａ）に示されるように、Ｘヘッド７７ｘは、その分離面がＹＺ平面と平行である偏光ビームスプリッタＰＢＳ、一対の反射ミラーＲ１ａ，Ｒ１ｂ、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂ、四分の一波長板（以下、λ／４板と表記する）ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂ、反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂ、及び反射ミラーＲ３ａ，Ｒ３ｂ等を有し、これらの光学素子が所定の位置関係で配置されている。Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂも同様の構成の光学系を有している。Ｘヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれは、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、ユニット化されて計測アーム７１Ａの内部に固定されている。
図１０（Ｂ）に示されるように、Ｘヘッド７７ｘ（Ｘリニアエンコーダ７３ｘ）では、計測アーム７１Ａの−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられた光源ＬＤｘから−Ｚ方向にレーザビームＬＢｘ０が射出され、計測アーム７１Ａの一部にＸＹ平面に対して４５°の角度で斜設された反射面ＲＰを介してＹ軸方向に平行にその光路が折り曲げられる。このレーザビームＬＢｘ０は、計測アーム７１Ａの内部の中実な部分を、計測アーム７１Ａの長手方向（Ｙ軸方向）に平行に進行し、反射ミラーＲ３ａ（図１０（Ａ）参照）に達する。そして、レーザビームＬＢｘ０は、反射ミラーＲ３ａによりその光路が折り曲げられて、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する。レーザビームＬＢｘ０は、偏光ビームスプリッタＰＢＳで偏光分離されて２つの計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2となる。偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した計測ビームＬＢｘ1は反射ミラーＲ１ａを介して微動ステージＷＦＳ１に形成されたグレーティングＲＧに到達し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された計測ビームＬＢｘ2は反射ミラーＲ１ｂを介してグレーティングＲＧに到達する。なお、ここで「偏光分離」とは、入射ビームをＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離することを意味する。
計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2の照射によってグレーティングＲＧから発生する所定次数の回折ビーム、例えば１次回折ビームそれぞれは、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂを介して、λ／４板ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂにより円偏光に変換された後、反射ミラーＲ２ａ，Ｒ２ｂにより反射されて再度λ／４板ＷＰ１ａ，ＷＰ１ｂを通り、往路と同じ光路を逆方向に辿って偏光ビームスプリッタＰＢＳに達する。
偏光ビームスプリッタＰＢＳに達した２つの１次回折ビームは、各々その偏光方向が元の方向に対して９０度回転している。このため、先に偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した計測ビームＬＢｘ1の１次回折ビームは、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射される。先に偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された計測ビームＬＢｘ2の１次回折ビームは、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過する。これにより、計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2それぞれの１次回折ビームは同軸上に合成ビームＬＢｘ12として合成される。合成ビームＬＢｘ１２は、反射ミラーＲ３ｂでその光路が、Ｙ軸に平行に折り曲げられて、計測アーム７１Ａの内部をＹ軸に平行に進行し、前述の反射面ＲＰを介して、図１０（Ｂ）に示される、計測アーム７１Ａの−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられたＸ受光系７４ｘに送光される。
Ｘ受光系７４ｘでは、合成ビームＬＢｘ１２として合成された計測ビームＬＢｘ1，ＬＢｘ2の１次回折ビームが不図示の偏光子（検光子）によって偏光方向が揃えられ、相互に干渉して干渉光となり、この干渉光が不図示の光検出器によって検出され、干渉光の強度に応じた電気信号に変換される。ここで、微動ステージＷＦＳ１が計測方向（この場合、Ｘ軸方向）に移動すると、２つのビーム間の位相差が変化して干渉光の強度が変化する。この干渉光の強度の変化は、微動ステージＷＦＳ１のＸ軸方向に関する位置情報として主制御装置２０（図１３参照）に供給される。
図１０（Ｂ）に示されるように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂには、それぞれの光源ＬＤｙａ、ＬＤｙｂから射出され、前述の反射面ＲＰで光路が９０°折り曲げられたＹ軸に平行なレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０が入射し、前述と同様にして、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂから、偏向ビームスプリッタで偏光分離された計測ビームそれぞれのグレーティングＲＧ（のＹ回折格子）による１次回折ビームの合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２が、それぞれ出力され、Ｙ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される。ここで、光源ＬＤｙａ、ＬＤｙｂから射出されるレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０とＹ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２とは、図１０（Ｂ）における紙面垂直方向に重なる光路をそれぞれ通る。また、上述のように、光源から照射されるレーザビームＬＢｙａ０、ＬＢｙｂ０とＹ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される合成ビームＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２とが、Ｚ軸方向に離れた平行な光路を通るように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂでは、それぞれの内部で光路が適宜折り曲げられている（図示省略）。
図１１（Ａ）には、計測アーム７１Ａの先端部が斜視図にて示されており、図１１（Ｂ）には、計測アーム７１Ａの先端部の上面を＋Ｚ方向から見た平面図が示されている。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示されるように、Ｘヘッド７７ｘは、Ｘ軸に平行な直線ＬＸ上で計測アーム７１ＡのセンターラインＣＬから等距離にある２点（図１１（Ｂ）の白丸参照）から、計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２（図１１（Ａ）中に実線で示されている）を、グレーティングＲＧ上の同一の照射点に照射する（図１０（Ａ）参照）。計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２の照射点、すなわちＸヘッド７７ｘの検出点（図１１（Ｂ）中の符号ＤＰ参照）は、ウエハＷに照射される照明光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致している（図１参照）。なお、計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２は、実際には、本体部８１と空気層との境界面などで屈折するが、図１０（Ａ）等では、簡略化して図示されている。
図１０（Ｂ）に示されるように、一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれは、センターラインＣＬの＋Ｘ側、−Ｘ側に配置されている。Ｙヘッド７７ｙａは、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸に平行な直線ＬＹａ上で直線ＬＸからの距離が等しい２点（図１１（Ｂ）の白丸参照）から、グレーティングＲＧ上の共通の照射点に図１１（Ａ）においてそれぞれ破線で示される計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２を照射する。計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２の照射点、すなわちＹヘッド７７ｙａの検出点が、図１１（Ｂ）に符号ＤＰｙａで示されている。
Ｙヘッド７７ｙｂは、センターラインＣＬに関して、Ｙヘッド７７ｙａの計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２の射出点に対称な２点（図１１（Ｂ）の白丸参照）から、計測ビームＬＢｙｂ１，ＬＢｙｂ２を、グレーティングＲＧ上の共通の照射点ＤＰｙｂに照射する。図１１（Ｂ）に示されるように、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれの検出点ＤＰｙａ、ＤＰｙｂは、Ｘ軸に平行な直線ＬＸ上に配置される。
ここで、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１のＹ軸方向の位置を、２つのＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂの計測値の平均に基づいて決定する。従って、本実施形態では、微動ステージＷＦＳ１のＹ軸方向の位置は、検出点ＤＰｙａ、ＤＰｙｂの中点ＤＰを実質的な計測点として計測される。中点ＤＰは、計測ビームＬＢｘ１，ＬＢＸ２のグレーティングＲＧ上の照射点と一致する。
すなわち、本実施形態では、微動ステージＷＦＳ１のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報の計測に関して、共通の検出点を有し、この検出点は、ウエハＷに照射される照明光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致する。従って、本実施形態では、主制御装置２０は、エンコーダシステム７３を用いることで、微動ステージＷＦＳ１上に載置されたウエハＷの所定のショット領域にレチクルＲのパターンを転写する際、微動ステージＷＦＳ１のＸＹ平面内の位置情報の計測を、常に露光位置の直下（微動ステージＷＦＳ１の裏面側）で行うことができる。また、主制御装置２０は、一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂの計測値の差に基づいて、微動ステージＷＦＳのθｚ方向の回転量を計測する。
レーザ干渉計システム７５は、図１１（Ａ）に示されるように、３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３を計測アーム７１Ａの先端部から、微動ステージＷＦＳ１の下面に入射させる。レーザ干渉計システム７５は、これら３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３それぞれを照射する３つのレーザ干渉計７５ａ〜７５ｃ（図１３参照）を備えている。
レーザ干渉計システム７５では、３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３は、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示されるように、計測アーム７１Ａの上面上の同一直線上に無い３点それぞれから、Ｚ軸に平行に射出される。ここで、３本の測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３は、図１１（Ｂ）に示されるように、その重心が、照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置に一致する、二等辺三角形（又は正三角形）の各頂点に相当する３点から、それぞれ射出される。この場合、測長ビームＬＢｚ３の射出点（照射点）はセンターラインＣＬ上に位置し、残りの測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２の射出点（照射点）は、センターラインＣＬから等距離にある。本実施形態では、主制御装置２０は、レーザ干渉計システム７５を用いて、微動ステージＷＦＳ１のＺ軸方向の位置、θｘ方向及びθｙ方向の回転量の情報を計測する。なお、レーザ干渉計７５ａ〜７５ｃは、計測アーム７１Ａの−Ｙ側の端部の上面（又はその上方）に設けられている。レーザ干渉計７５ａ〜７５ｃから−Ｚ方向に射出された測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３は、前述の反射面ＲＰを介して計測アーム７１Ａ内をＹ軸方向に沿って進行し、その光路がそれぞれ折り曲げられて、上述の３点から射出される。
本実施形態では、微動ステージＷＦＳ１の下面に、エンコーダシステム７３からの各計測ビームを透過させ、レーザ干渉計システム７５からの各測長ビームの透過を阻止する、波長選択フィルタ（図示省略）が設けられている。この場合、波長選択フィルタは、レーザ干渉計システム７５からの各測長ビームの反射面をも兼ねる。波長選択フィルタとして、波長選択性を有する薄膜などが用いられ、本実施形態では、波長選択フィルタは、例えば透明板（本体部８１）の一面に設けられ、グレーティングＲＧはその一面に対してウエハホルダ側に配置される。
以上の説明からわかるように、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ａのエンコーダシステム７３及びレーザ干渉計システム７５を用いることで、微動ステージＷＦＳ１の６自由度方向の位置を計測することができる。この場合、エンコーダシステム７３では、計測ビームの空気中での光路長が極短くかつほぼ等しいため、空気揺らぎの影響が殆ど無視できる。従って、エンコーダシステム７３により、微動ステージＷＦＳ１のＸＹ平面内（θｚ方向も含む）の位置情報を高精度に計測できる。また、エンコーダシステム７３によるＸ軸方向、及びＹ軸方向の実質的なグレーティング上の検出点、及びレーザ干渉計システム７５によるＺ軸方向の微動ステージＷＦＳ下面上の検出点は、それぞれ露光領域ＩＡの中心（露光位置）にＸＹ平面内で一致するので、検出点と露光位置とのＸＹ平面内のずれに起因するいわゆるアッベ誤差の発生が実質的に無視できる程度に抑制される。従って、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ａを用いることで、検出点と露光位置とのＸＹ平面内のずれに起因するアッベ誤差なく、微動ステージＷＦＳ１のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置を高精度に計測できる。また、粗動ステージＷＣＳ１が投影ユニットＰＵの下方にあり、粗動ステージＷＣＳ１に微動ステージＷＦＳ２が移動可能に支持されている場合には、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ａを用いることで、微動ステージＷＦＳ２の６自由度方向の位置を計測することができ、特に、微動ステージＷＦＳ２のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置については、アッベ誤差なく、高精度に計測できる。
また、計測ステーション３００が備える微動ステージ位置計測系７０Ｂは、図１に示されるように、微動ステージ位置計測系７０Ａとほぼ左右対称であるが、同様に構成されている。従って、微動ステージ位置計測系７０Ｂが備える計測アーム７１Ｂは、Ｙ軸方向を長手方向とし、その＋Ｙ側の端部近傍が、支持部材７２Ｂを介してメインフレームＢＤからほぼ片持ち支持されている。
粗動ステージＷＣＳ２がアライメント装置９９の下方にあり、粗動ステージＷＣＳ２に微動ステージＷＦＳ２又はＷＦＳ１が移動可能に支持されている場合には、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｂを用いることで、微動ステージＷＦＳ２又はＷＦＳ１の６自由度方向の位置を計測することができ、特に、微動ステージＷＦＳ２又はＷＦＳ１のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置については、アッベ誤差なく、高精度に計測できる。
図１３には、露光装置１００の制御系の主要な構成が示されている。制御系は、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、前述の局所液浸装置８、粗動ステージ駆動系５１Ａ，５１Ｂ、微動ステージ駆動系５２Ａ，５２Ｂ、及びリレーステージ駆動系５３など、露光装置１００の構成各部を統括制御する。
上述のようにして構成された本実施形態の露光装置１００では、デバイスの製造に際し、露光ステーション２００にある粗動ステージＷＣＳ１に保持された一方の微動ステージ（ここでは、一例としてＷＦＳ１であるものとする）に保持されたウエハＷに対して、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、そのウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンがそれぞれ転写される。このステップ・アンド・スキャン方式の露光動作は、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の結果（例えばエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）により得られるウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を第２基準マークを基準とする座標に変換した情報）、及びレチクルアライメントの結果等に基づいて、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）へ微動ステージＷＦＳ１が移動されるショット間移動動作と、レチクルＲに形成されたパターンを走査露光方式で各ショット領域に転写する走査露光動作と、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Ｌｑを保持した状態で、すなわち液浸露光により行われる。また、＋Ｙ側に位置するショット領域から−Ｙ側に位置するショット領域の順で行われる。なお、ＥＧＡについては、例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに詳細に開示されている。
本実施形態の露光装置１００では、上述の一連の露光動作中、主制御装置２０により、微動ステージ位置計測系７０Ａを用いて、微動ステージＷＦＳ１（ウエハＷ）の位置が計測され、この計測結果に基づいてウエハＷの位置が制御される。
なお、上述の走査露光動作時は、ウエハＷをＹ軸方向に高加速度で駆動する必要があるが、本実施形態の露光装置１００では、主制御装置２０は、走査露光動作時には、図１２（Ａ）に示されように、原則的に粗動ステージＷＣＳ１を駆動せず、微動ステージＷＦＳ１のみをＹ軸方向に（必要に応じて他の５自由度方向にも併せて）駆動する（図１２（Ａ）の黒塗り矢印参照）ことで、ウエハＷをＹ軸方向に走査する。これは、粗動ステージＷＣＳ１を駆動する場合に比べ、微動ステージＷＦＳ１のみを動かす方が駆動対象の重量が軽い分、高加速度でウエハＷを駆動できて有利だからである。また、前述のように、微動ステージ位置計測系７０Ａは、その位置計測精度がウエハステージ位置計測系１６Ａよりも高いので、走査露光時には微動ステージＷＦＳ１を駆動した方が有利である。なお、この走査露光時には、微動ステージＷＦＳ１の駆動による反力（図１２（Ａ）の白抜き矢印参照）の作用により、粗動ステージＷＣＳ１が微動ステージＷＦＳ１と反対側に駆動される。すなわち、粗動ステージＷＣＳ１がカウンタマスとして機能し、ウエハステージＷＳＴ１の全体から成る系の運動量が保存され、重心移動が生じないので、微動ステージＷＦＳ１の走査駆動によってベース盤１２に偏荷重が作用するなどの不都合が生じることがない。
一方、Ｘ軸方向にショット間移動（ステッピング）動作を行う際には、微動ステージＷＦＳ１のＸ軸方向への移動可能量が少ないことから、主制御装置２０は、図１２（Ｂ）に示されるように、粗動ステージＷＣＳ１をＸ軸方向に駆動することによって、ウエハＷをＸ軸方向に移動させる。
上述した一方の微動ステージＷＦＳ１上のウエハＷに対する露光と並行して、他方の微動ステージＷＦＳ２上では、ウエハ交換、ウエハアライメント等が行われる。ウエハ交換は、微動ステージＷＦＳ２を支持する粗動ステージＷＣＳ２が、計測ステーション３００の近傍の所定のウエハ交換位置（前述のチャックユニット１０２の下方の位置）にあるときに、チャックユニット１０２及びウエハ搬送アーム１１８によって、露光済みのウエハＷが微動ステージＷＦＳ２上からアンロードされるとともに、新たなウエハＷが微動ステージＷＦＳ２上へロードされることで行われる。
ここで、ウエハ交換について、詳述する。なお、ウエハホルダによるウエハの吸着及びその吸着の解除については、後に詳しく説明するものとし、ここでは主にウエハ交換時のチャックユニット１０２の動作について説明する。
ウエハ交換が開始される前提として、露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ２が、チャックユニット１０２の下方のウエハ交換位置にあり、粗動ステージＷＣＳ２に支持されているものとする（図３参照）。
まず、主制御装置２０は、チャックユニット１０２の駆動部１０４を制御し、ベルヌーイ・チャック１０８を下方に駆動する（図１４（Ａ）参照）。この駆動中、主制御装置２０は、ギャップセンサ１１２の計測値を、モニタする。そして、ギャップセンサ１１２の計測値が所定の値、例えば数μｍ程度になると、主制御装置２０は、ベルヌーイ・チャック１０８の下降駆動を停止するとともに、その数μｍのギャップを維持するようにベルヌーイ・チャック１０８から吹き出される空気の流速を調整する。これにより、数μｍ程度のクリアランスを介して、ウエハＷがベルヌーイ・チャック１０８により上方から非接触で吸着保持される（図１５（Ａ）参照）。
次いで、主制御装置２０は、駆動部１０４を制御し、ウエハＷを非接触で吸着保持したベルヌーイ・チャック１０８を上昇駆動する（図１４（Ｂ）参照）。そして、主制御装置２０は、ベルヌーイ・チャック１０８に保持されたウエハＷの下方に、ウエハ交換位置近傍の待機位置で待機していたウエハ搬送アーム１１８を挿入し（図１４（Ｂ）、図１５（Ｂ）参照）、ベルヌーイ・チャック１０８の吸着を解除した後、ベルヌーイ・チャック１０８を僅かに上昇駆動する。これにより、ウエハＷが、ウエハ搬送アーム１１８に下方から保持される。
そして、主制御装置２０は、ウエハ搬送アーム１１８を介して、ウエハＷを、チャックユニット１０２の下方のウエハ交換位置から＋Ｘ方向に離れたウエハ搬出位置（例えばコータ・デベロッパとのウエハの受け渡し位置（搬出側））まで搬送し、そのウエハ搬出位置に載置する。図１５（Ｃ）には、ウエハ搬送アーム１１８がウエハ交換位置から離れていく様子が示され、図１４（Ｃ）には、ウエハ搬送アーム１１８がウエハ交換位置から離れた状態が示されている。
次いで、微動ステージＷＦＳ２に対する新たな（露光前）のウエハＷのロードが、大略、上記アンロードの場合と逆の手順で、主制御装置２０によって行われる。
すなわち、主制御装置２０は、ウエハ搬送アーム１１８を制御し、そのウエハ搬送アーム１１８により、ウエハ搬入位置（例えばコータ・デベロッパとのウエハの受け渡し位置（搬入側））にあるウエハＷを、チャックユニット１０２の下方のウエハ交換位置まで搬送する。
次いで、主制御装置２０は、ベルヌーイ・チャック１０８を僅かに下降駆動し、ベルヌーイ・チャック１０８によるウエハＷの吸着を開始する。そして、主制御装置２０は、ウエハＷを吸着したベルヌーイ・チャック１０８を僅かに上昇駆動し、ウエハ搬送アーム１１８を前述の待機位置へ退避させる。
次いで、主制御装置２０は、前述の信号処理系１１６から送られるウエハＷのＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置ずれと回転誤差との情報に基づいて、ウエハＷの位置ずれと回転誤差とが補正されるように、相対位置計測器２２Ｂとウエハステージ位置計測系１６Ｂとの計測値をモニタしつつ、微動ステージ駆動系５２Ｂ（及び粗動ステージ駆動系５１Ｂ）を介して、微動ステージＷＦＳ２のＸＹ平面内の位置（θｚ回転を含む）を調整する。
次いで、主制御装置２０は、ウエハＷの裏面が微動ステージＷＦＳ２のウエハホルダに当接する位置まで、ベルヌーイ・チャック１０８を下降駆動し、ベルヌーイ・チャック１０８によるウエハＷの吸着を解除した後、ベルヌーイ・チャック１０８を所定量上昇駆動する。これにより、新たなウエハＷが、微動ステージＷＦＳ２上にロードされる。次いで、その新たなウエハＷに対するアライメントが行われる。
ウエハアライメントに際し、主制御装置２０は、まず、プライマリアライメント系ＡＬ１の直下に微動ステージＷＦＳ２上の計測プレート８６を位置決めすべく、微動ステージＷＦＳ２を駆動し、プライマリアライメント系ＡＬ１を用いて、第２基準マークを検出する。そして、主制御装置２０は、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ように、ウエハステージＷＳＴ２を例えば−Ｙ方向に移動させ、その移動経路上における複数箇所にウエハステージＷＳＴを位置決めし、位置決めの都度、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の少なくとも１つを用いてアライメントショット領域（サンプルショット領域）におけるアライメントマークの位置情報を、検出する。例えば、４回の位置決めを行う場合を考えると、主制御装置２０は、例えば１回目の位置決め時に、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箇所のサンプルショット領域におけるアライメントマーク（以下、サンプルマークとも呼ぶ）を、２回目の位置決め時にアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いてウエハＷ上の５つのサンプルマークを、３回目の位置決め時にアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて５つのサンプルマークを、４回目の位置決め時に、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つのサンプルマークを、それぞれ検出する。これにより、合計１６箇所のアライメントショット領域におけるアライメントマークの位置情報を、１６箇所のアライメントマークを単一のアライメント系で順次検出する場合などに比べて、格段に短時間で得ることができる。この場合において、上記のウエハステージＷＳＴ２の移動動作と連動して、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3はそれぞれ、検出領域（例えば、検出光の照射領域に相当）内に順次配置されるＹ軸方向に沿って配列された複数のアライメントマーク（サンプルマーク）を検出する。このため、上記のアライメントマークの計測に際して、ウエハステージＷＳＴ２をＸ軸方向に移動させる必要が無い。
本実施形態では、主制御装置２０は、第２基準マークの検出を含み、ウエハアライメントの際には、計測アーム７１Ｂを含む微動ステージ位置計測系７０Ｂを用いてウエハアライメント時における粗動ステージＷＣＳ２に支持された微動ステージＷＦＳ２のＸＹ平面内の位置計測を行う。ただし、これに限らず、ウエハアライメント時の微動ステージＷＦＳ２の移動を粗動ステージＷＣＳ２と一体で行う場合には、前述したウエハステージ位置計測系１６Ｂを介してウエハＷの位置を計測しながらウエハアライメントを行っても良い。また、計測ステーション３００と露光ステーション２００とが離間しているので、ウエハアライメント時と露光時とでは、微動ステージＷＦＳ２の位置は、異なる座標系上で管理される。そこで、主制御装置２０は、ウエハアライメントの結果得られたウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を、第２基準マークを基準とする配列座標に変換する。
このようにして微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷに対するウエハアライメントが終了するが、このときは未だ、露光ステーション２００において微動ステージＷＦＳ１に保持されたウエハＷに対する露光が続行されている。図１６（Ａ）には、このウエハＷに対するウエハアライメントが終了した段階の、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２及びリレーステージＤＲＳＴの位置関係が示されている。
主制御装置２０は、粗動ステージ駆動系５１Ｂを介してウエハステージＷＳＴ２を図１６（Ｂ）中の白抜き矢印で示されるように、−Ｙ方向に所定距離駆動し、所定の待機位置（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ）とプライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心との中央位置にほぼ一致）に静止しているリレーステージＤＲＳＴに接触又は５００μｍ程度隔てて近接させる。
次に、主制御装置２０は、微動ステージ駆動系５２Ｂ，５２ＣのＹＺコイルに流れる電流を制御して、電磁力（ローレンツ力）により微動ステージＷＦＳ２を、図１６（Ｃ）中の黒塗り矢印で示されるように、−Ｙ方向に駆動し、粗動ステージＷＣＳ２からリレーステージＤＲＳＴへ微動ステージＷＦＳ２を移載する。図１６（Ｄ）には、リレーステージＤＲＳＴへの微動ステージＷＦＳ２の移載が終了した状態が示されている。
主制御装置２０は、図１６（Ｄ）に示される位置にリレーステージＤＲＳＴ及び粗動ステージＷＣＳ２を待機させた状態で、微動ステージＷＦＳ１上のウエハＷに対する露光が終了するのを待つ。
図１８には、露光が終了した直後のウエハステージＷＳＴ１の状態が示されている。
主制御装置２０は、露光終了に先立って、図１７の白抜き矢印で示されるように、ブレード駆動系５８を介して図５に示される状態から可動ブレードＢＬを所定量下方に駆動する。これにより、図１７に示されるように、可動ブレードＢＬ上面と投影光学系ＰＬの下方に位置する微動ステージＷＦＳ１（及びウエハＷ）上面とが同一面上に位置する。そして、主制御装置２０は、この状態で、露光が終了するのを待つ。
そして、露光が終了すると、主制御装置２０は、ブレード駆動系５８を介して可動ブレードＢＬを＋Ｙ方向に所定量駆動し（図１８中の白抜き矢印参照）、可動ブレードＢＬを、微動ステージＷＦＳ１に接触又は３００μｍ程度のクリアランスを介して近接させる。すなわち、主制御装置２０は、可動ブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１とをスクラム状態に設定する。
次に、主制御装置２０は、図１９に示されるように、可動ブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１とのスクラム状態を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴ１と一体で可動ブレードＢＬを＋Ｙ方向に駆動する（図１９の白抜き矢印参照）。これにより、先端レンズ１９１との間に保持されていた液体Ｌｑで形成される液浸空間領域（液体Ｌｑ）が、微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬに渡される。図１９には、液体Ｌｑで形成される液浸空間領域が微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬに渡される直前の状態が示されている。この図１９の状態では、先端レンズ１９１と、微動ステージＷＦＳ１及び可動ブレードＢＬとの間に、液体Ｌｑが保持されている。なお、可動ブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１とを近接させて駆動する場合、液体Ｌｑの漏出が防止あるいは抑制されるように可動ブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１とのギャップ（クリアランス）を設定することが好ましい。
そして、微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬへの液浸空間領域の受け渡しが終了すると、図２０に示されるように、微動ステージＷＦＳ１を保持する粗動ステージＷＣＳ１が、前述の待機位置で微動ステージＷＦＳ２を保持して、粗動ステージＷＣＳ２と近接した状態で待機しているリレーステージＤＲＳＴに接触又は３００μｍ程度のクリアランスを介して近接する。この微動ステージＷＦＳ１を保持する粗動ステージＷＣＳ１が、＋Ｙ方向に移動している途中の段階で、主制御装置２０は、搬送部材駆動系５４を介して搬送装置４６の搬送部材４８を粗動ステージＷＣＳ１の空間部内に挿入している。
そして、微動ステージＷＦＳ１を保持する粗動ステージＷＣＳ１が、リレーステージＤＲＳＴに接触又は近接した時点で、主制御装置２０は、搬送部材４８を上方に駆動して、下方から微動ステージＷＦＳ１を支持させる。
そして、この状態で、主制御装置２０は、不図示のロック機構を解除し、粗動ステージＷＣＳ１を、第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとに分離する。これにより、微動ステージＷＦＳ１が粗動ステージＷＣＳ１から離脱可能となる。そこで、主制御装置２０は、図２１（Ａ）の白抜き矢印で示されるように、微動ステージＷＦＳ１を支持している搬送部材４８を下方に駆動する。
そして、主制御装置２０は、粗動ステージＷＣＳ１の、第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとを合体後、不図示のロック機構をロックする。
次に、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１を下方から支持する搬送部材４８をリレーステージＤＲＳＴのステージ本体４４の内部に移動させる。図２１（Ｂ）には、搬送部材４８の移動が行われている状態が示されている。また、主制御装置２０は、搬送部材４８の移動と並行して、微動ステージ駆動系５２Ｃ，５２ＡのＹ駆動コイルに流れる電流を制御して、電磁力（ローレンツ力）により微動ステージＷＦＳ２を、図２１（Ｂ）中の黒塗り矢印で示されるように、−Ｙ方向に駆動し、微動ステージＷＦＳ２をリレーステージＤＲＳＴから粗動ステージＷＣＳ１に移載（スライド移動）する。
また、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１がリレーステージＤＲＳＴの空間に完全に収容されるように、搬送部材４８の搬送部材本体をリレーステージＤＲＳＴの空間に収容後、微動ステージＷＦＳ１を保持している移動部材を搬送部材本体上で＋Ｙ方向に移動させる（図２１（Ｃ）中の白抜き矢印参照）。
次に、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ２を保持した粗動ステージＷＣＳ１を、−Ｙ方向に移動して、可動ブレードＢＬから微動ステージＷＦＳ２に、先端レンズ１９１との間で保持されている液浸空間領域を渡す。この液浸空間領域（液体Ｌｑ）の受け渡しは、前述した微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬへの液浸領域の受け渡しと逆の手順で行われる。
そして、主制御装置２０は、露光開始に先立って、前述の一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２、及び微動ステージＷＦＳ２の計測プレート８６上の一対の第１基準マークなどを用いて、通常のスキャニング・ステッパと同様の手順（例えば、米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに開示される手順）で、レチクルアライメントを行う。図２１（Ｄ）には、レチクルアライメント中の微動ステージＷＦＳ２が、これを保持する粗動ステージＷＣＳ１とともに示されている。そして、主制御装置２０は、レチクルアライメントの結果と、ウエハアライメントの結果（ウエハＷ上の各ショット領域の第２基準マークを基準とする配列座標）とに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行い、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンをそれぞれ転写する。この露光は、図２１（Ｅ）及び図２１（Ｆ）からも明らかなように、レチクルアライメント後、微動ステージＷＦＳ２を一旦−Ｙ側に戻し、ウエハＷ上の＋Ｙ側のショット領域から−Ｙ側のショット領域の順で行われる。
上記の液浸空間領域の受け渡し、レチクルアライメント及び露光と並行して、以下のような動作が行われている。
すなわち、主制御装置２０は、図２１（Ｄ）に示されるように、微動ステージＷＦＳ１を保持している搬送部材４８を粗動ステージＷＣＳ２の空間内に移動させる。このとき、主制御装置２０は、搬送部材４８の移動とともに、微動ステージＷＦＳ１を保持している移動部材を搬送部材本体上で＋Ｙ方向に移動させる。
次に、主制御装置２０は、不図示のロック機構を解除し、粗動ステージＷＣＳ２を、第１部分ＷＣＳ２ａと第２部分ＷＣＳ２ｂとに分離するとともに、図２１（Ｅ）中の白抜き矢印で示されるように、微動ステージＷＦＳ１を保持している搬送部材４８を上方に駆動し、微動ステージＷＦＳ１を、微動ステージＷＦＳ１が備える各一対の可動子部が、粗動ステージＷＣＳ２の一対の固定子部に係合可能となる高さに位置決めする。
そして、主制御装置２０は、粗動ステージＷＣＳ２の第１部分ＷＣＳ２ａと第２部分ＷＣＳ２ｂとを合体させる。これにより、露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１が、粗動ステージＷＣＳ２に支持される。そこで、主制御装置２０は、不図示のロック機構をロックする。
次に、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１を支持している粗動ステージＷＣＳ２を、図２１（Ｆ）の白抜き矢印で示されるように＋Ｙ方向に駆動し、計測ステーション３００に移動させる。
その後、主制御装置２０によって、微動ステージＷＦＳ１上では、ウエハ交換、第２基準マークの検出、ウエハアライメント等が、前述と同様の手順で行われる。
そして、主制御装置２０は、ウエハアライメントの結果得られたウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を、第２基準マークを基準とする配列座標に変換する。この場合も、微動ステージ位置計測系７０Ｂを用いて、アライメントの際の微動ステージＷＦＳ１の位置計測が行われる。
このようにして微動ステージＷＦＳ１に保持されたウエハＷに対するウエハアライメントが終了するが、このときは未だ、露光ステーション２００において微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷに対する露光が続行されている。
そして、主制御装置２０は、前述と同様にして、微動ステージＷＦＳ１をリレーステージＤＲＳＴへ移載する。主制御装置２０は、リレーステージＤＲＳＴ及び粗動ステージＷＣＳ２を前述の待機位置で待機させた状態で、微動ステージＷＦＳ２上のウエハＷに対する露光が終了するのを待つ。
以降、同様の処理が、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２を交互に用いて繰り返し行われ、複数枚のウエハＷに対する露光処理が連続して行われる。
次に、ウエハホルダによるウエハＷの吸着及びその吸着の解除について説明する。図２２（Ａ）には、微動ステージＷＦＳ１の構成が概略的に示されている。なお、図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）には、微動ステージＷＦＳ１が示されているが、微動ステージＷＦＳ２も同様に構成されている。
図２２（Ａ）に示されるように、微動ステージＷＦＳの本体部８１には、吸引用開口部８１ａが形成されている。吸引用開口部８１ａの位置は、特に限定されず、例えば本体部８１の側面、下面などに形成することができる。また、本体部８１の内部には、ウエハホルダＷＨの底部に形成された開口部、及び吸引用開口部８１ａを介して外部空間と、ウエハホルダＷＨとウエハＷの裏面との間に形成される減圧室８８とを連通させる配管部材８７ａが設けられている。配管部材８７ａの管路の途中には、チェックバルブＣＶａが配置されている。チェックバルブＣＶａは、配管部材８７ａ内における気体の流れる方向を、減圧室８８から外部空間に向かう一方向（図２２（Ａ）の黒塗り矢印参照）に制限すること、すなわち、外部空間から減圧室８８内に、減圧室８８内の気体よりも高い圧力の気体が流入しないようにすることにより、減圧室８８の減圧状態を維持する。
また、露光装置１００は、ウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）が、チャックユニット１０２を用いたウエハＷの交換のために、図３に示されるウエハ交換位置に位置されたときに、図２２（Ｂ）及び図２２（Ｃ）に示されるように、吸引用開口部８１ａを介して配管部材８７ａ内にその一端が挿入されるように位置決めされた吸引用配管８０ａを有している。吸引用配管８０ａの他端は、図示しないバキュームポンプに接続されている。主制御装置２０（図１３参照）は、ウエハＷがウエハホルダＷＨ上に載置されると、バキュームポンプを制御して、減圧室８８内の気体を吸引させる。吸引用配管８０ａと配管部材８７ａとの間は、図示しないＯリングなどにより密閉されている。これにより、減圧室８８内の圧力が外部空間の圧力よりも低くなり、ウエハＷがウエハホルダＷＨに吸着保持される。また、減圧室８８内の圧力が所定の気力になると、主制御装置２０は、バキュームポンプによる減圧室８８の気体の吸引を停止する。この後、ウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）がウエハ交換位置から移動して吸引用配管８０ａが配管部材８７ａから抜き取られても、チェックバルブＣＶａにより配管部材８７ａの管路の途中が閉塞されているので、減圧室８８の減圧状態が維持され、ウエハＷがウエハホルダＷＨに吸着保持された状態が維持される。
また、チェックバルブＣＶａにより減圧室８８の減圧状態が維持されるので、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２に対して、例えば減圧室８８内の気体を吸引するための配管部材（例えばチューブ）などを接続する必要がない。従って、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２が粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２から離脱可能となり、２つの粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２及びリレーステージＤＲＳＴ相互間での微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の受け渡し等を支障なく行なうことができる。
また、減圧室８８の減圧状態が常に維持されていると、ウエハＷのアンロード時にベルヌーイ・チャック１０８（図３参照）を用いてウエハＷを保持することが困難になるため、本体部８１には、図２２（Ａ）に示されるように、減圧室８８の減圧状態を解除させるための配管部材８７ｂが設けられている。配管部材８７ｂは、配管部材８７ａと同様にウエハホルダＷＨの底部に形成された開口部、及び本体部８１に形成された解除用開口部８１ｂを介して、減圧室８８と外部空間とを連通させている。解除用開口部８１ｂの位置は、特に限定されず、例えば本体部８１の側面、下面などに形成することができる。配管部材８７ｂの管路の途中には、チェックバルブＣＶｂが配置されている。チェックバルブＣＶｂは、配管部材８７ｂ内における気体の流れる方向を、外部空間から減圧室８８に向かう一方向（図２２（Ａ）の黒塗り矢印参照）に制限する。なお、チェックバルブＣＶｂの弁部材（図２２（Ａ）〜図２２（Ｃ）では、例えばボール）を閉位置に付勢するバネは、減圧室８８が減圧空間となっている状態（図２２（Ａ）に示される状態）で弁部材が開位置に移動しないように（図２２（Ｂ）の状態でチェックバルブが開かないように）バネ定数が設定されている。
また、露光装置１００は、ウエハステージＷＳＴ１（又はＷＳＴ２）が、図３に示されるウエハ交換位置に位置されたときに、図２２（Ｂ）及び図２２（Ｃ）に示されるように、解除用開口部８１ｂから配管部材８７ｂ内にその一端が挿入されるように位置決めされた気体供給用配管８０ｂを有している。気体供給用配管８０ｂの他端は、図示しない気体供給装置に接続されている。ウエハＷをアンロードする際、主制御装置２０は、気体供給装置を制御して、配管部材８７ｂ内に高圧気体を噴出させる。これにより、チェックバルブＣＶｂが開状態となり、減圧室８８内に高圧気体が導入され、ウエハホルダＷＨによるウエハＷの吸着保持が解除される。また、気体供給装置から減圧室８８に導入される気体は、ウエハＷの下方から、ウエハＷの裏面に向けて噴出されるため、ウエハＷの自重がキャンセルされる。すなわち、気体供給装置は、ベルヌーイ・チャック１０８がウエハＷを保持する（持ち上げる）動作をアシストする。従って、ベルヌーイ・チャックによるウエハの吸着保持力が小さくても良く、チャックユニット１０２を小型化することができる。なお、ウエハホルダとして、ウエハを静電吸着により保持するウエハホルダを用いる場合、微動ステージに充電可能なバッテリーを搭載し、図３に示されるウエハ交換位置で、ウエハの交換と併せてバッテリーの充電を行うと良い。この場合、微動ステージに受電用端子を設けるとともに、ウエハ交換位置の近傍に、ウエハステージがウエハ交換位置に位置する際に、上記受電用端子に電気的に接続されるように位置決めされた給電用端子を配置しておくと良い。
以上詳細に説明したように、本実施形態の露光装置１００によると、ウエハＷを保持した微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）がチャックユニット１０２下方のウエハ交換位置に位置したとき、ウエハＷをチャックユニット１０２のベルヌーイ・チャック１０８により上方から非接触で保持して、微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）から搬出することが可能になる。このため、微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）からのウエハＷのアンロードのため、そのアンロードに用いられるアーム等を収容するための切り欠きを微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）上のウエハホルダに形成する必要がない。また、ウエハＷをベルヌーイ・チャック１０８により上方から非接触で保持して、微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）にロードすることが可能になる。このため、微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）へのウエハＷのロードのため、そのロードに用いられるアーム等を収容するための切り欠きを微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）のウエハホルダに形成する必要がない。また、本実施形態の露光装置１００によると、ウエハの受け渡しのための上下動部材（センターアップ又はセンターテーブルとも呼ばれる）を微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）に設けたりする必要がない。従って、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）上のウエハホルダによりウエハＷを周辺のショット領域を含み、全面に渡って均一に吸着保持することが可能になり、ウエハＷの平坦度を全面に渡って良好に維持することが可能になる。
また、本実施形態の露光装置１００によると、微動ステージＷＦＳ１及びＷＦＳ２のＸＹ平面に実質的に平行な一面にグレーティングＲＧが形成された計測面がそれぞれ設けられている。微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が、粗動ステージＷＣＳ１（又はＷＣＳ２）により、ＸＹ平面に沿って相対移動可能に保持される。そして、微動ステージ位置計測系７０Ａ（又は７０Ｂ）が、粗動ステージＷＣＳ１の空間部内にグレーティングＲＧが形成された計測面に対向して配置され、計測面に一対の計測ビームＬＢｘ１，ＬＢｘ２、ＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２、ＬＢｙｂ１，ＬＢｙｂ２をそれぞれ照射し、該計測ビームの計測面からの光（例えば各計測ビームのグレーティングＲＧによる一次回折ビームの合成ビームＬＢｘ１２、ＬＢｙａ１２、ＬＢｙｂ１２）を受光するＸヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ，７７ｙｂを有している。そして、微動ステージ位置計測系７０Ａ（又は７０Ｂ）により、そのヘッドＸヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙ１，７７ｙ２の出力に基づいて微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の少なくともＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）が計測される。このため、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のグレーティングＲＧが形成された計測面にＸヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙ１，７７ｙ２から一対の計測ビームＬＢｘ１，ＬＢｘ２、ＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２、ＬＢｙｂ１，ＬＢｙｂ２をそれぞれ照射して、いわゆる裏面計測により微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＸＹ平面内の位置情報を精度良く計測することが可能となる。そして、主制御装置２０により、微動ステージ駆動系５２Ａ、あるいは（微動ステージ駆動系５２Ａ及び粗動ステージ駆動系５１Ａ）を介して、（又は微動ステージ駆動系５２Ｂ、あるいは（微動ステージ駆動系５２Ｂ及び粗動ステージ駆動系５１Ｂ）を介して、）微動ステージ位置計測系７０Ａ（又は７０Ｂ）で計測された位置情報に基づいて、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が、単独で若しくはＷＣＳ１（又はＷＣＳ２）と一体で駆動される。また、上述の如く、微動ステージ上に上下動部材を設ける必要がないので、上記の裏面計測を採用しても特に支障は生じない。
また、本実施形態の露光装置１００によると、露光ステーション２００において、粗動ステージＷＣＳ１に相対移動可能に保持された微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）上に載置されたウエハＷがレチクルＲ及び投影光学系ＰＬを介して露光光ＩＬで露光される。この際、粗動ステージＷＣＳ１に移動可能に保持されている微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＸＹ平面内の位置情報は、主制御装置２０により、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）に配置されたグレーティングＲＧに対向する計測アーム７１Ａを有する微動ステージ位置計測系７０Ａのエンコーダシステム７３を用いて計測される。この場合、粗動ステージＷＣＳ１には、その内部に空間部が形成され、微動ステージ位置計測系７０Ａの各ヘッドは、この空間部内に配置されているので、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）と微動ステージ位置計測系７０Ａの各ヘッドとの間には、空間が存在するのみである。従って、各ヘッドを微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）（グレーティングＲＧ）に近接して配置することができ、これにより、微動ステージ位置計測系７０Ａによる微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の位置情報の高精度な計測が可能になる。また、この結果、主制御装置２０による粗動ステージ駆動系５１Ａ及び／又は微動ステージ駆動系５２Ａを介した微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の高精度な駆動が可能になる。
また、この場合、計測アーム７１Ａから射出される、微動ステージ位置計測系７０Ａを構成するエンコーダシステム７３、レーザ干渉計システム７５の各ヘッドの計測ビームのグレーティングＲＧ上の照射点は、ウエハＷに照射される露光光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡの中心（露光位置）に一致している。ここで、全ての計測ビームの照射点が露光中心と一致しているわけではないが、アッベ誤差の影響を抑制、あるいは無視し得る程度である。従って、主制御装置２０は、いわゆるアッベ誤差の影響を受けることなく、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の位置情報を高精度に計測することができる。また、計測アーム７１ＡをグレーティングＲＧの直下に配置することによって、エンコーダシステム７３の各ヘッドの計測ビームの大気中の光路長を極短くできるので、空気揺らぎの影響が低減され、この点においても、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の位置情報を高精度に計測することができる。
また、本実施形態では、計測ステーション３００には、微動ステージ位置計測系７０Ａと左右対称に構成された微動ステージ位置計測系７０Ｂが設けられている。そして、計測ステーション３００において、粗動ステージＷＣＳ２に保持された微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）上のウエハＷに対するウエハアライメントがアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4などによって行われる際、粗動ステージＷＣＳ２に移動可能に保持されている微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）のＸＹ平面内の位置情報が、微動ステージ位置計測系７０Ｂによって高精度に計測される。この結果、主制御装置２０による粗動ステージ駆動系５１Ｂ及び／又は微動ステージ駆動系５２Ｂを介した微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）の高精度な駆動が可能になる。
従って、例えば、そのウエハＷを照明光ＩＬで露光することで、そのウエハＷの全面に渡ってパターンを精度良く形成することが可能になる。
また、本実施形態によると、露光前のウエハを保持する微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）の粗動ステージＷＣＳ２からリレーステージＤＲＳＴへの受け渡し及びリレーステージＤＲＳＴから粗動ステージＷＣＳ１への受け渡しは、粗動ステージＷＣＳ２、リレーステージＤＲＳＴ、及び粗動ステージＷＣＳ１の上端面（一対の固定子部９３ａ、９３ｂを含むＸＹ平面に平行な面（第１面））に沿って微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）を、スライド移動させることで行われる。また、露光済みのウエハを保持する微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の粗動ステージＷＣＳ１からリレーステージＤＲＳＴへの受け渡し及びリレーステージＤＲＳＴから粗動ステージＷＣＳ２への受け渡しは、第１面の−Ｚ側に位置する、粗動ステージＷＣＳ１、リレーステージＤＲＳＴ、及び粗動ステージＷＣＳ２の内部の空間内で微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）を移動させることで行われる。従って、粗動ステージＷＣＳ１とリレーステージＤＲＳＴとの間、及び粗動ステージＷＣＳ２リレーステージＤＲＳＴとの間における、ウエハの受け渡しを、装置のフットプリントの増加を極力抑制して、実現することが可能になる。
また、上記実施形態では、リレーステージＤＲＳＴは、ＸＹ平面内で移動可能な構成であるにもかかわらず、前述の一連の並行処理動作の説明から明らかなように、実際のシーケンスでは、前述した待機位置に待機したままである。この点においても、装置のフットプリントの増加が抑制されている。
また、本実施形態の露光装置１００によると、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）を精度良く駆動することができるので、この微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）に載置されたウエハＷをレチクルステージＲＳＴ（レチクルＲ）に同期して精度良く駆動し、走査露光により、レチクルＲのパターンをウエハＷ上に精度良く転写することが可能になる。また、本実施形態の露光装置１００では、露光ステーション２００において、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）上に載置されたウエハＷに対する露光動作を行うのと並行して、計測ステーション３００において、微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）上のウエハ交換、及びそのウエハＷに対するアライメント計測などを行うことができるので、ウエハ交換、アライメント計測、露光の各処理をシーケンシャルに行う場合に比べて、スループットの向上が可能である。
なお、上記実施形態では、駆動部１０４により上下動されるベルヌーイ・チャック１０８を備えたチャックユニット１０２と、ウエハ搬送アーム１１８との協働により、微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２上のウエハ交換が行われる場合について説明した。しかしこれに限らず、例えば、図２３（Ａ）に示される変形例のように、上下動可能な水平多関節ロボットのアーム（以下、ロボットアームと略述する）１２０の先端に、ベルヌーイ・チャック１０８を固定し、これによって搬送装置を構成しても良い。
図２３（Ａ）の構成の搬送装置の場合、ウエハ交換は、以下の手順で行われる。
ウエハ交換が開始される前提として、露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ２が、チャックユニット１０２の下方のウエハ交換位置にあり、粗動ステージＷＣＳ２に支持されているものとする（図２３（Ａ）参照）。また、ベルヌーイ・チャック１０８は、所定の待機位置に待機している（図２３（Ａ）参照）。
まず、主制御装置２０によりロボットアーム１２０が制御され、ベルヌーイ・チャック１０８が下方に駆動される。この駆動中、主制御装置２０により、前述と同様の手順で、ギャップセンサの計測値に応じて、ロボットアーム１２０及びベルヌーイ・チャック１０８が制御される。これにより、数μｍ程度のクリアランスを介して、ウエハＷがベルヌーイ・チャック１０８により上方から非接触で吸着保持される（図２３（Ｂ）参照）。
そして、主制御装置２０により、ロボットアーム１２０が制御され、ウエハＷを非接触で吸着保持したベルヌーイ・チャック１０８が上昇後、水平面内で駆動される。これにより、ウエハＷがウエハ交換位置から＋Ｘ方向に離れたウエハ搬出位置まで搬送され、そのウエハ搬出位置に載置する。図２３（Ｃ）には、ロボットアーム１２０がウエハ交換位置から離れていく様子が示されている。
次いで、微動ステージＷＦＳ２に対する新たな（露光前）のウエハＷのロードが、大略、上記アンロードの場合と逆の手順で、主制御装置２０によって行われる（詳細省略）。この場合も、前述の信号処理系１１６から送られるウエハＷのＸ軸方向、Ｙ軸方向の位置ずれと回転誤差との情報に基づいて、ウエハＷの位置ずれと回転誤差とが補正されるように、主制御装置２０による、相対位置計測器２２Ｂとウエハステージ位置計測系１６Ｂとの計測値に基づく、微動ステージ駆動系５２Ｂ（及び粗動ステージ駆動系５１Ｂ）を介した、微動ステージＷＦＳ２のＸＹ平面内の位置（θｚ回転を含む）の調整が行われる。
この他、図２４（Ａ）に示されるように、チャックユニット１０２と同様の構成のチャックユニット１０２’（チャックユニット１０２より軽量なものが望ましい）を、ガイド１２２に沿って駆動可能に構成しても良い。この図２４（Ａ）の変形例に係る搬送装置では、主制御装置２０の制御の下、前述の実施形態と同様の手順により、ウエハＷがベルヌーイ・チャック１０８により上方から非接触で吸着保持される（図２４（Ａ）参照）。次いで、主制御装置２０により、ウエハＷを非接触で吸着保持したベルヌーイ・チャック１０８が上昇駆動された後、ガイド１２２に沿ってウエハ搬出位置に向かって搬送される（図２４（Ｂ）参照）。
次いで、微動ステージＷＦＳ２に対する新たな（露光前）のウエハＷのロードが、大略、上記アンロードの場合と逆の手順で、主制御装置２０によって行われる（詳細省略）。この場合も、ウエハＷの位置ずれと回転誤差とが、前述と同様に補正される。
なお、上記実施形態では、ウエハロード時の位置ずれと回転誤差との調整のため、３つの撮像素子１１４ａ〜１１４ｃを設ける場合について説明したが、これに限らず、ウエハ上のマーク（又はパターン）を検出する検出系、例えばＣＣＤ等を備えた複数の顕微鏡などを設けても良い。この場合、主制御装置は、その複数の顕微鏡を用いて３つ以上のマークの位置を検出し、その検出結果を用いて所定の統計演算を行うことで、ウエハＷの位置ずれと回転誤差とを算出することとしても良い。
また、上記第１の実施形態では、粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２に加えて、リレーステージＤＲＳＴを備える場合について説明したが、リレーステージは、必ずしも設けなくても良い（例えば、後述する第２、第３の実施形態参照）。この場合には、例えば粗動ステージＷＣＳ２と粗動ステージＷＣＳ１との間で微動ステージの受け渡しを直接行う、あるいは例えばロボットアームなどで粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２に対して、微動ステージを受け渡すこととすれば良い。前者の場合、例えば粗動ステージＷＣＳ１に対して微動ステージを渡し、粗動ステージＷＣＳ１から微動ステージを受け取って不図示の外部搬送系に渡す搬送機構を、粗動ステージＷＣＳ２に設けても良い。この場合、外部搬送系によってウエハを保持する微動ステージを粗動ステージＷＣＳ２に対して装着するようにすれば良い。リレーステージを設けない場合には、その分装置のフットプリントを小さくすることができる。
上記第１の実施形態において、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２を２つの粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２の相互間で入れ替えるためにリレーステージＤＲＳＴと粗動ステージＷＣＳ１（又はＷＣＳ２）とを近接させる場合に、リレーステージＤＲＳＴと粗動ステージＷＣＳ１（又はＷＣＳ２）とを極端に近接させなくても良い。リレーステージＤＲＳＴと粗動ステージＷＣＳ１（又はＷＣＳ２）との間での微動ステージの移動時に微動ステージが大きく傾かない（要はリニアモータの固定子と可動子とが接触しない）範囲で、リレーステージＤＲＳＴと粗動ステージＷＣＳ１（又はＷＣＳ２）とを離しても良い。
《第２の実施形態》
以下、本発明の第２の実施形態を、図２５〜図４１（Ｃ）に基づいて説明する。ここで、重複説明を避ける観点から、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一若しくは類似の符号を用いると共に、その説明を簡略若しくは省略する。
以下、本発明の第２の実施形態を、図２５〜図４１（Ｃ）に基づいて説明する。ここで、重複説明を避ける観点から、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一若しくは類似の符号を用いると共に、その説明を簡略若しくは省略する。
図２５には第２の実施形態の露光装置１０００の構成が＋Ｘ側から見て概略的に示され、図２６には露光装置１０００の一部省略した平面図が示されている。また、図２７には後述するセンターテーブル及びチャックユニット近傍が示されている。また、図２８（Ａ）には、露光装置１０００が備えるウエハステージの−Ｙ方向から見た側面図が、図２８（Ｂ）には、ウエハステージの平面図が、それぞれ示されている。また、図２９（Ａ）には、粗動ステージの平面図が、図２９（Ｂ）には、粗動ステージが２部分に分離した状態の平面図が、図３０には、粗動ステージが分離した状態のウエハステージの正面図が、それぞれ示されている。さらに、図３１には、露光装置１０００の制御系の構成がブロック図にて示されている。制御系は、前述と同様、露光装置１０００の構成各部を統括制御する主制御装置２０を中心として構成されている。
露光装置１０００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。露光装置１０００は、図２５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ステーション２００と、ベース盤１２上の＋Ｙ側端部近傍に配置された計測ステーション３００と、計測ステーション３００と前記露光ステーション２００との間に配置されたセンターテーブル１３０及びチャックユニット１０２と、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２と、これらの制御系等とを備えている。
センターテーブル１３０は、図２６に示されるように、計測ステーション３００と露光ステーション２００との間の位置であって、前述の基準軸ＬＶ上にその中心がほぼ一致して配置されている。センターテーブル１３０は、図２７に示されるように、ベース盤１２の内部に配置された駆動装置１３２と、該駆動装置１３２によって上下に駆動される軸１３４と、軸１３４の上端に固定された平面視Ｙ字形（図２６参照）のテーブル本体１３６とを備えている。センターテーブル１３０の駆動装置１３２は、主制御装置２０によって制御される（図３１参照）。
チャックユニット１０２は、例えば図２７に示されるように、第１の実施形態と同様に駆動部１０４、軸１０６、及び円盤状のベルヌーイ・チャック１０８を備えているが、第１の実施形態とは異なり、センターテーブル１３０のほぼ真上（計測ステーション３００と露光ステーション２００との間の位置）に配置されている。ベルヌーイ・チャック１０８には、例えば静電容量センサなどから成るギャップセンサ１１２（図２７では不図示、図３１参照）が取り付けられている。
さらに、露光装置１０００は、チャックユニット１０２の位置と、チャックユニット１０２の位置から例えば−Ｘ方向に離れたウエハ受け渡し位置（例えば露光装置１０００にインライン接続されたコータ・デベロッパとのウエハの受け渡し位置（搬出側及び搬入側））とを含む領域内で移動可能なウエハ搬送アーム１１８を、備えている（図２６参照）。
上記の他、本第２の実施形態の露光装置１０００は、上記のセンターテーブル１３０が設けられ、その真上にチャックユニットが配置されていることに対応して、ステージ系の構成、及び主制御装置２０の制御アルゴリズムがそれぞれ前述の第１の実施形態の露光装置１００と一部異なっているが、その他の部分の構成等は露光装置１００と同様になっている。
すなわち、図２８（Ａ）、図２８（Ｂ）、図２９（Ａ）、図２９（Ｂ）、図３０、及び図３１と、前述した図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図６及び図１３とを比較するとわかるように、本第２の実施形態のステージ系では、図２８（Ｂ）及び図２９（Ａ）に示されるように、粗動ステージＷＣＳ１の粗動スライダ部９１の長手方向（Ｘ軸方向）の中央のＹ軸方向の一側（＋Ｙ側）端部に前述のセンターテーブル１３０の駆動軸１３４の直径より大きな幅のＵ字状の切り欠き９５が形成されているが、その他は前述の第１の実施形態のステージ系と同様になっている。粗動スライダ部９１に切り欠き９５が形成されているので、後述するように粗動ステージＷＣＳ１によりセンターテーブル１３０の真上に微動ステージを搬送する際に、駆動軸１３４が粗動ステージＷＣＳ１の動きを妨げることがない。
露光装置１０００においては、例えば、図２６に示されるように、粗動ステージＷＣＳ２は、粗動ステージＷＣＳ１とは反対向き、すなわち粗動スライダ部９１の切り欠き９５がＹ軸方向の他側（−Ｙ側）に向かって開口する向きで、ベース盤１２上に配置されている（参照）。これにより、粗動ステージＷＣＳ２によりセンターテーブル１３０の真上に微動ステージを搬送する際にも、駆動軸１３４が粗動ステージＷＣＳ２の動きを妨げることがない。
ただし、粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２の相互間で、微動ステージを直接受け渡すためには、駆動軸１３４に妨げられることなく、粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２が相互に接近が可能であれば良いので、粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２の一方の粗動スライダ部にのみ切り切り欠き又は開口部が形成されていれば足りる。
本第２の実施形態の露光装置１０００では、デバイスの製造に際し、露光ステーション２００にある粗動ステージＷＣＳ１に保持された一方の微動ステージ（ここでは、一例としてＷＦＳ１であるものとする）に保持されたウエハＷに対して、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、そのウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンがそれぞれ転写される。このステップ・アンド・スキャン方式の露光動作は、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（例えばＥＧＡ）の結果により得られるウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を計測プレート８６上の第２基準マークを基準とする座標に変換した情報）、及びレチクルアライメントの結果等に基づいて、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）へ微動ステージＷＦＳ１が移動されるショット間移動動作と、レチクルＲに形成されたパターンを走査露光方式で各ショット領域に転写する走査露光動作と、を繰り返すことにより、行われる。なお、上記の露光動作は、液浸露光により行われる。また、＋Ｙ側に位置するショット領域から−Ｙ側に位置するショット領域の順で行われる。
本第２の実施形態の露光装置１０００では、上述の一連の露光動作中、主制御装置２０により、微動ステージ位置計測系７０Ａを用いて、微動ステージＷＦＳ１（ウエハＷ）の位置が計測され、この計測結果に基づいてウエハＷの位置が制御される。
上述した一方の微動ステージＷＦＳ１上のウエハＷに対する露光と並行して、他方の微動ステージＷＦＳ２上では、ウエハ交換、ウエハアライメント等が行われる。ウエハ交換は、露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ２が、所定のウエハ交換位置、すなわち前述のチャックユニット１０２の下方のセンターテーブル１３０（テーブル本体１３６）上にあるときに、チャックユニット１０２及びウエハ搬送アーム１１８によって、露光済みのウエハＷが微動ステージＷＦＳ２上からアンロードされるとともに、新たなウエハＷが微動ステージＷＦＳ２上へロードされることで行われる。
ここで、ウエハ交換について、詳述する。ウエハ交換が開始される前提として、露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ２（ＷＦＳ１）が、チャックユニット１０２の下方のウエハ交換位置にあり、センターテーブル１３０のテーブル本体１３６上に載置されている（テーブル本体１３６によって支持されている）ものとする（図２７参照）。
まず、主制御装置２０によりチャックユニット１０２の駆動部１０４が制御され、ベルヌーイ・チャック１０８が下方に駆動される（図３２（Ａ）参照）。この駆動中、主制御装置２０は、ギャップセンサ１１２の計測値を、モニタし、ギャップセンサ１１２の計測値が所定の値、例えば数μｍ程度になると、ベルヌーイ・チャック１０８の下降を停止するとともに、その数μｍのギャップを維持するようにベルヌーイ・チャック１０８から吹き出される空気の流速を調整する。これにより、数μｍ程度のクリアランスを介して、ウエハＷがベルヌーイ・チャック１０８により上方から非接触で吸着保持される（図３３（Ａ）参照）。ここで、ウエハ交換位置では、前述した第１の実施形態と同様に微動ステージＷＦＳ１が、加圧気体の供給源に接続されたポンプに接続されており、同様にしてウエハホルダによるウエハＷの吸着解除と、下方からの加圧気体の吹き出しによる、ベルヌーイ・チャック１０８によるウエハＷの吸着保持動作に対するアシストが行われる。なお、ウエハが吸着されているときを含み、ポンプの停止状態（非作動状態）では、不図示のチェック弁の作用により、給気管路は閉じられている。
次いで、主制御装置２０は、駆動部１０４を制御し、ウエハＷを非接触で吸着保持したベルヌーイ・チャック１０８を上昇駆動する（図３２（Ｂ）参照）。
そして、主制御装置２０は、ベルヌーイ・チャック１０８に保持されたウエハＷの下方に、ウエハ交換位置近傍の待機位置で待機していたウエハ搬送アーム１１８を挿入し（図３２（Ｂ）、図３３（Ｂ）参照）、ベルヌーイ・チャック１０８の吸着を解除し、ベルヌーイ・チャック１０８を僅かに上昇駆動する。これにより、ウエハＷが、ウエハ搬送アーム１１８に下方から保持される。
そして、主制御装置２０は、ウエハ搬送アーム１１８を制御して、ウエハＷを、チャックユニット１０２の下方のウエハ交換位置から−Ｘ方向に離れたウエハ搬出位置（例えば、露光装置１０００にインライン接続されているコータ・デベロッパとのウエハの受け渡し位置（搬出側））まで搬送し、そのウエハ搬出位置に載置する。図３３（Ｃ）には、ウエハ搬送アーム１１８がウエハ交換位置から離れていく様子が示され、図３２（Ｃ）には、ウエハ搬送アーム１１８がウエハ交換位置から離れた状態が示されている。
次いで、微動ステージＷＦＳ２に対する新たな（露光前）のウエハＷのロードが、大略、上記アンロードの場合と逆の手順で、主制御装置２０によって行われる。
すなわち、主制御装置２０は、ウエハ搬送アーム１１８を制御して、ウエハ搬入位置（例えばコータ・デベロッパとのウエハの受け渡し位置（搬出側））にあるウエハＷを受け取らせ、チャックユニット１０２の下方のウエハ交換位置まで搬送させる。
次いで、主制御装置２０は、ベルヌーイ・チャック１０８を僅かに下降駆動し、ベルヌーイ・チャック１０８によるウエハＷの吸着を開始する。そして、ウエハＷを吸着したベルヌーイ・チャック１０８を僅かに上昇駆動し、ウエハ搬送アーム１１８を前述の待機位置へ退避させる。
次いで、主制御装置２０は、ウエハＷの裏面が微動ステージＷＦＳ２のウエハホルダに当接する位置まで、ベルヌーイ・チャック１０８を、下降駆動する。次いで、主制御装置２０は、ベルヌーイ・チャック１０８によるウエハＷの吸着を解除した後、ベルヌーイ・チャック１０８を、所定量上昇駆動する。これにより、新たなウエハＷが、テーブル本体１３６上に載置されている微動ステージＷＦＳ２上にロードされる。この場合において、ウエハ交換位置では、前述と同様に、微動ステージＷＦＳ１が、不図示の排気管路及び配管を介してバキュームポンプに接続されており、このバキュームポンプの作動によりウエハホルダとウエハとの間に形成される減圧室内が負圧となって、ウエハホルダによるウエハＷの吸着が開始される。そして、バキュームポンプが停止されると、不図示のチェック弁の作用により、排気管路は閉じられ、減圧室の減圧状態が維持される。これにより、微動ステージＷＦＳ２を、粗動ステージから分離して支障なく搬送することができる。
その後、主制御装置２０により、後述する微動ステージＷＦＳ１の場合と同様にして、微動ステージＷＦＳ２が、粗動ステージＷＣＳ２に引き渡された後、新たなウエハＷに対するアライメントが、主制御装置２０によって前述と同様の手順で行われる。このウエハアライメントの結果として、例えばＥＧＡにより得られるウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を第２基準マークを基準とする座標に変換した情報が得られる。
このようにして、微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷに対するウエハアライメントが終了するが、このときは未だ、露光ステーション２００において微動ステージＷＦＳ１に保持されたウエハＷに対する露光が続行されている。図３８（Ａ）には、このウエハＷに対するウエハアライメントが終了した段階の、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２の位置関係が示されている。
主制御装置２０は、図３８（Ａ）に示される位置にウエハステージＷＳＴ２を待機させた状態で、微動ステージＷＦＳ１上のウエハＷに対する露光が終了するのを待つ。
図３５には、露光が終了した直後のウエハステージＷＳＴ１の状態が示されている。
主制御装置２０は、露光終了に先立って、図３４の白抜き矢印で示されるように、ブレード駆動系５８を介して投影ユニットＰＵの−Ｙ側で待機していた可動ブレードＢＬを所定量下方に駆動する。これにより、図３４に示されるように、可動ブレードＢＬ上面と投影光学系ＰＬの下方に位置する微動ステージＷＦＳ１（及びウエハＷ）上面とが同一面上に位置する。そして、主制御装置２０は、この状態で、露光が終了するのを待つ。
そして、露光が終了すると、主制御装置２０は、ブレード駆動系５８を介して可動ブレードＢＬを＋Ｙ方向に所定量駆動し（図３５中の白抜き矢印参照）、可動ブレードＢＬを、微動ステージＷＦＳ１に接触又は３００μｍ程度のクリアランスを介して近接させる。すなわち、主制御装置２０は、可動ブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１とをスクラム状態に設定する。
次に、主制御装置２０は、図３６に示されるように、可動ブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１とのスクラム状態を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴ１と一体で可動ブレードＢＬを＋Ｙ方向に駆動する（図３６の白抜き矢印参照）。これにより、先端レンズ１９１との間に保持されていた液体Ｌｑで形成される液浸空間領域が、微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬに渡される。図３６には、液体Ｌｑで形成される液浸空間領域が微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬに渡される直前の状態が示されている。この図３６の状態では、先端レンズ１９１と、微動ステージＷＦＳ１及び可動ブレードＢＬとの間に、液体Ｌｑが保持されている。
そして、図３７に示されるように、微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬへの液浸空間領域の受け渡しが終了すると、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１を保持する粗動ステージＷＣＳ１を、さらに＋Ｙ方向に駆動して、待機位置で微動ステージＷＦＳ２を保持して待機している粗動ステージＷＣＳ２の近傍まで移動させる。これにより、図３８（Ｂ）に示されるように、粗動ステージＷＣＳ１が、内部空間にセンターテーブル１３０を収容し、かつセンターテーブル１３０の真上で微動ステージＷＦＳ１を支持する状態となる。すなわち、粗動ステージＷＣＳ１により、微動ステージＷＦＳ１がセンターテーブル１３０の真上に搬送される。図３９には、このときの両ステージの状態が平面図にて示されている。
そして、主制御装置２０は、センターテーブル１３０の駆動装置１３２を介してテーブル本体１３６を上方に駆動して、下方から微動ステージＷＦＳ１を支持させる。
そして、この状態で、主制御装置２０は、不図示のロック機構を解除し、粗動ステージＷＣＳ１を、第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとに分離する。これにより、微動ステージＷＦＳ１が粗動ステージＷＣＳ１から離脱可能となる。そこで、主制御装置２０は、図３８（Ｃ）の白抜き矢印で示されるように、微動ステージＷＦＳ１を支持しているテーブル本体１３６を下方に駆動する。
そして、主制御装置２０は、粗動ステージＷＣＳ１の、第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとを合体後、不図示のロック機構をロックする。
次に、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ２をウエハステージＷＳＴ１にほぼ接触させるとともに、微動ステージＷＦＳ２を、図３８（Ｄ）白抜き矢印で示されるように、−Ｙ方向に駆動し、微動ステージＷＦＳ２を粗動ステージＷＣＳ２から粗動ステージＷＣＳ１に移載（スライド移動）する。
次に、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ２を支持した粗動ステージＷＣＳ１を、図４０（Ａ）中に白抜き矢印で示されるように、−Ｙ方向に移動させて、可動ブレードＢＬから微動ステージＷＦＳ２に、先端レンズ１９１との間で保持されている液浸空間領域を渡す。この液浸空間領域（液体Ｌｑ）の受け渡しは、前述した微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬへの液浸領域の受け渡しと逆の手順で行われる。
そして、主制御装置２０は、露光開始に先立って、前述と同様の手順で、レチクルアライメントを行う。図４０（Ｂ）には、レチクルアライメント中の微動ステージＷＦＳ２が、これを保持する粗動ステージＷＣＳ１とともに示されている。そして、主制御装置２０は、レチクルアライメントの結果と、ウエハアライメントの結果（ウエハＷ上の各ショット領域の第２基準マークを基準とする配列座標）とに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行い、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンをそれぞれ転写する。この露光は、レチクルアライメント後、微動ステージＷＦＳ２を一旦−Ｙ側に戻し、ウエハＷ上の＋Ｙ側のショット領域から−Ｙ側のショット領域の順で行われる。
上記の液浸空間領域の受け渡し、レチクルアライメント及び露光と並行して、以下のような動作が行われている。
すなわち、主制御装置２０によって、チャックユニット１０２、搬送アーム１１８及びセンターテーブル１３０等を用いて、前述と同様の手順で、センターテーブル１３０のテーブル本体１３６上に載置された微動ステージＷＦＳ１上におけるウエハ交換が行われる。
次いで、主制御装置２０によって、新たなウエハＷがロードされた微動ステージＷＦＳ１を支持するテーブル本体１３６が、粗動ステージＷＣＳ２への微動ステージＷＦＳ１の装着が可能となる位置まで、所定量上昇駆動される（図４１（Ａ）中に白抜き矢印参照）。
そして、主制御装置２０によって、図４１（Ｂ）中に白抜き矢印で示されるように、粗動ステージＷＣＳ２が−Ｙ方向に駆動され、微動ステージＷＦＳ１が粗動ステージＷＣＳ２に装着される。その後、主制御装置２０により、テーブル本体１３６が下降駆動される。これにより、新たなウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１が、テーブル本体１３６から粗動ステージＷＣＳ２に渡され、粗動ステージＷＣＳ２によって移動可能に支持されることとなる。
その後、主制御装置２０により、図４１（Ｃ）中の白抜き矢印で示されるように、粗動ステージＷＣＳ２が＋Ｙ方向に駆動され、計測ステーション３００に移動される。
その後、粗動ステージＷＣＳ２に支持された微動ステージＷＦＳ１上の第２基準マークの検出、微動ステージＷＦＳ１上のウエハＷのアライメント等が、前述と同様の手順で行われる。この場合も、微動ステージ位置計測系７０Ｂを用いて、アライメントの際の微動ステージＷＦＳ１の位置計測が行われる。
このようにして微動ステージＷＦＳ１に保持されたウエハＷに対するウエハアライメントが終了するが、このときは未だ、露光ステーション２００において微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷに対する露光が続行されている。
そして、主制御装置２０は、前述と同様にして、粗動ステージＷＣＳ２を前述の待機位置で待機させた状態で、微動ステージＷＦＳ２上のウエハＷに対する露光が終了するのを待つ。
以降、同様の処理が、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２を交互に用いて繰り返し行われ、複数枚のウエハＷに対する露光処理が連続して行われる。
以上詳細に説明したように、本第２の実施形態の露光装置１０００は、一部を除き、前述した第１の実施形態の露光装置と同様に構成されているので、前述した第１の実施形態の露光装置１００と同等の効果を得ることができる。これに加え、本第２の実施形態の露光装置１０００によると、計測ステーション３００と露光ステーション２００との間の微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２の移動経路上に、微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２に保持されたウエハＷの交換が行われる交換位置が配置されている。このため、露光ステーション２００において微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２に保持されたウエハＷの露光後、その微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２を計測ステーション３００に移動させるのに先立って、その交換位置で迅速に微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２に保持された露光済みのウエハと新たな（露光前の）ウエハとの交換を行うことが可能となり、ロスタイムの少ないウエハ交換が可能となる。
なお、上記第２の実施形態では、計測ステーション３００と露光ステーション２００との間の微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２の移動経路上に、微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２が一時的に載置され、支持されるセンターテーブル１３０を設置し、該センターテーブル１３０のテーブル本体上で、ウエハ交換が行われるものとした。しかし、これに限らず、露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２が、ＸＹ平面内で露光ステーション２００及び計測ステーション３００以外の場所にあるときに、その微動ステージ上でウエハ交換を行うことができるのであれば、ウエハ交換システムの構成は、特に限定されない。かかる場合には、ウエハの交換が、露光処理及びアライメントなどの計測処理とは無関係に行われる。このため、露光ステーション２００において、１つの微動ステージに保持されたウエハの露光が行われるのと並行して、別の微動ステージに保持されたウエハの交換を行うこと、又は計測ステーション３００において、１つの微動ステージに保持されたウエハに対するアライメント等の計測が行われるのと並行して、別の微動ステージに保持されたウエハの交換を行うことが可能となる。また、上記第２の実施形態と同様に、計測ステーション３００と露光ステーション２００との間の微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２の移動経路上に、ウエハ交換位置を配置する場合に、計測ステーションにおいて、アライメント計測が終了したウエハを保持する粗動ステージＷＣＳ２に支持された微動ステージの、粗動ステージＷＣＳ１への移載を阻害しないのであれば、上述の交換位置に配置される交換装置又は支持部材などの構成は問わない。
なお、上記第２の実施形態では、駆動部１０４により上下動されるベルヌーイ・チャック１０８を備えたチャックユニット１０２と、ウエハ搬送アーム１１８との協働により、微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２上のウエハ交換が行われる場合について説明した。しかし、これに限らず、上記第２の実施形態において、例えば、上下動可能な水平多関節ロボットのアームの先端に、ベルヌーイ・チャックを固定し、これによってウエハの交換装置を構成しても良い。この他、チャックユニット１０２と同様の構成のチャックユニットを、ガイドに沿って駆動可能に構成しても良い。
また、上記第２の実施形態の露光装置１０００において、ウエハ交換後に、新たにロードされたウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２が、センターテーブル１３０から粗動ステージＷＣＳ２に渡された際に、そのウエハの位置ずれと回転誤差との調整のため、ウエハＷのノッチ（Ｖ字の切り欠き、不図示）を含む周縁の３箇所を撮像する例えば３つの撮像素子、又はウエハ上のマーク（又はパターン）を検出する検出系、例えばＣＣＤ等を備えた複数の顕微鏡などを設けても良い。また、センターテーブル１３０は、微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２の裏面にグレーティングＲＧが設けられている場合に、そのグレーティングＲＧと接触しないように微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２の保持を行う必要がある。
上記第２の実施形態において、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２を２つの粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２の相互間で受け渡すため粗動ステージＷＣＳ１と粗動ステージＷＣＳ２とを近接させる場合に、両者を極端に近接させなくても良い。粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２間での微動ステージの移動時に微動ステージが大きく傾かない（要はリニアモータの固定子と可動子とが接触しない）範囲で、粗動ステージＷＣＳ１と粗動ステージＷＣＳ２とを離しても良い。
《第３の実施形態》
以下、本発明の第３の実施形態を、図４２〜図５９に基づいて説明する。ここで、重複説明を避ける観点から、前述した第１及び第２の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一若しくは類似の符号を用いると共に、その説明を簡略若しくは省略する。
以下、本発明の第３の実施形態を、図４２〜図５９に基づいて説明する。ここで、重複説明を避ける観点から、前述した第１及び第２の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一若しくは類似の符号を用いると共に、その説明を簡略若しくは省略する。
図４２には、第３の実施形態の露光装置２０００の概略的な構成が平面図にて示されている。露光装置２０００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。
露光装置２０００は、図４２に示されるように、ウエハＷに対する露光が行われる露光ステーション２００と、露光ステーション２００の＋Ｙ側に所定距離離れて配置された計測ステーション３００と、計測ステーション３００と露光ステーション２００との間に配置されたセンターテーブル１３０と、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２と、露光ステーション２００の−Ｘ側に所定距離隔てて配置されたアンロードテーブル１５０と、アンロードテーブル１５０の＋Ｙ側かつ計測ステーション３００の−Ｘ側に位置するロードテーブル１５２と、ＸＹ平面に平行な面内で移動可能でかつＺ軸方向へも移動可能（上下動可能）なロボットアーム１４０と、ロードアーム１４２及びアンロードアーム１４４と、を備えている。
露光ステーション２００は、図４３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、計測ステーション３００は、ベース盤１２上の＋Ｙ側端部近傍に配置されている。また、センターテーブル１３０は、計測ステーション３００と前記露光ステーション２００との間に配置されている。ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は、ベース盤１２上に配置されている。ここで、図４２からもわかるように、本第３の実施形態では、微動ステージとして、全く同一の構成の３つの微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２、ＷＦＳ３が用意されている。
センターテーブル１３０は、図４２に示されるように、計測ステーション３００と前記露光ステーション２００との間の位置であって、前述の基準軸ＬＶ上にその中心がほぼ一致して配置されている。センターテーブル１３０は、図４４に示されるように、前述した第２の実施形態と同様に、駆動装置１３２、軸１３４、及びテーブル本体１３６等を備えている。この場合、テーブル本体１３６の形状が前述の第２の実施形態のセンターテーブル１３０と異なり、平面視Ｘ字形となっているが、センターテーブル１３０の構成各部の機能等は同等である。駆動装置１３２は、主制御装置２０によって制御される（図４５参照）。
図４２に戻り、アンロードテーブル１５０及びロードテーブル１５２は、前述のセンターテーブル１３０と同様にして構成されているが、これらアンロードテーブル１５０及びロードテーブル１５２では、テーブル本体は、必ずしも上下動しなくても良い。
本第３の実施形態では、露光済みのウエハＷのアンロードのため、そのウエハを保持する微動ステージがアンロードテーブル１５０上に載置される。すなわちアンロードテーブル１５０上にアンローディングポジションＵＬＰが設定されている。露光前のウエハＷのロードのため、微動ステージがロードテーブル１５２上に載置される。すなわちロードテーブル１５２上にローディングポジションＬＰが設定されている。
ロボットアーム１４０は、微動ステージを、３つのテーブル１３０，１５０，１５２相互間で搬送する。ロボットアーム１４０は、主制御装置２０によって制御される（図４５参照）。
ロードアーム１４２及びアンロードアーム１４４のそれぞれは、例えば多関節ロボットのアームから成り、先端部に円盤状のベルヌーイ・チャック（又はフロートチャックとも呼ばれる）１０８をそれぞれ有している。
ロードアーム１４２及びアンロードアーム１４４は、ベルヌーイ・チャック１０８を含み、主制御装置２０によって制御される（図４５参照）。
本第３の実施形態の露光装置２０００のステージ系は、微動ステージが３つ設けられている点を除き、前述の第２の実施形態のステージ系と同様に構成されている。微動ステージＷＦＳ３は、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２と同様に構成されており、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２と入れ替えが可能である。
図４５には、露光装置２０００の制御系の構成がブロック図にて示されている。制御系は、前述と同様、露光装置２０００の構成各部を統括制御する主制御装置２０を中心として構成されている。
本第３の実施形態の露光装置２０００では、デバイスの製造に際し、露光ステーション２００にある粗動ステージＷＣＳ１に保持された微動ステージ（ＷＦＳ１〜ＷＦＳ３のいずれか、ここでは、ＷＦＳ１であるものとする）に保持されたウエハＷに対して、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われ、そのウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンがそれぞれ転写される。このステップ・アンド・スキャン方式の露光動作は、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（例えばＥＧＡ）の結果により得られるウエハＷ上の各ショット領域の配列座標をプレート８６上の第２基準マークを基準とする座標に変換した情報、及びレチクルアライメントの結果等に基づいて、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）へ微動ステージＷＦＳ１が移動されるショット間移動動作と、レチクルＲに形成されたパターンを走査露光方式で各ショット領域に転写する走査露光動作と、を繰り返すことにより、行われる。なお、上記の露光動作は、液浸露光により行われる。また、＋Ｙ側に位置するショット領域から−Ｙ側に位置するショット領域の順で行われる。
本第３の実施形態の露光装置２０００では、上述の一連の露光動作中、主制御装置２０により、微動ステージ位置計測系７０Ａを用いて、微動ステージＷＦＳ１（ウエハＷ）の位置が計測され、この計測結果に基づいてウエハＷの位置が制御される。
本第３の実施形態では、いずれかの微動ステージ上で、上述したウエハＷに対する露光が行われるのと並行して、別の微動ステージ上では、ウエハアライメントが行われ、さらにこれらと並行して、別の微動ステージ上では、ウエハ交換が行われる。
以下、本第３の実施形態の露光装置２０００において、３つの微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２、及びＷＦＳ３を用いて行われる並行処理動作について、説明する。
図４６には、微動ステージＷＦＳ１が、露光ステーション２００にあり、その微動ステージＷＦＳ１に保持されたウエハＷに上述した露光が行われ、微動ステージＷＦＳ２が、計測ステーション３００にあり、その微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷに対するアライメントが行われている最中の状態が示されている。このとき、微動ステージＷＦＳ３は、ロードテーブル１５２上で新たなウエハＷを保持して待機している。
上記の微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷに対するアライメントは、主制御装置２０によって前述と同様の手順で行われる。このウエハアライメントの結果として、例えばＥＧＡにより得られるウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を第２基準マークを基準とする座標に変換した情報が得られる。
図４２には、このウエハアライメントが終了したときの状態が示されている。図４２からわかるように、このとき、露光ステーション２００において微動ステージＷＦＳ１に保持されたウエハＷに対する露光が終了間近の状態にある。
図５１（Ａ）には、上記の微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷに対するウエハアライメントが終了した段階の、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２の位置関係が示されている。主制御装置２０は、図５１（Ａ）に示される位置にウエハステージＷＳＴ２を待機させた状態で、微動ステージＷＦＳ１上のウエハＷに対する露光が終了するのを待つ。図４８には、露光が終了した直後のウエハステージＷＳＴ１の状態が示されている。
主制御装置２０は、露光終了に先立って、図４７の白抜き矢印で示されるように、ブレード駆動系５８を介して投影ユニットＰＵの−Ｙ側で待機していた可動ブレードＢＬを所定量下方に駆動する。これにより、図４７に示されるように、可動ブレードＢＬ上面と投影光学系ＰＬの下方に位置する微動ステージＷＦＳ１（及びウエハＷ）上面とが同一面上に位置する。そして、主制御装置２０は、この状態で、露光が終了するのを待つ。
そして、露光が終了すると、主制御装置２０は、ブレード駆動系５８を介して可動ブレードＢＬを＋Ｙ方向に所定量駆動し（図４８中の白抜き矢印参照）、可動ブレードＢＬを、微動ステージＷＦＳ１に接触又は３００μｍ程度のクリアランスを介して近接させる。すなわち、主制御装置２０は、可動ブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１とをスクラム状態に設定する。
次に、主制御装置２０は、図４９に示されるように、可動ブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１とのスクラム状態を維持しつつ、ウエハステージＷＳＴ１と一体で可動ブレードＢＬを＋Ｙ方向に駆動する（図４９の白抜き矢印参照）。これにより、先端レンズ１９１との間に保持されていた液体Ｌｑで形成される液浸空間領域が、微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬに渡される。図４９には、液体Ｌｑで形成される液浸空間領域が微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬに渡される直前の状態が示されている。この図４９の状態では、先端レンズ１９１と、微動ステージＷＦＳ１及び可動ブレードＢＬとの間に、液体Ｌｑが保持されている。
そして、図５０に示されるように、微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬへの液浸空間領域の受け渡しが終了すると、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１を保持する粗動ステージＷＣＳ１を、さらに＋Ｙ方向に駆動して、待機位置で微動ステージＷＦＳ２を保持して待機している粗動ステージＷＣＳ２の近傍まで移動させる。これにより、図５１（Ｂ）に示されるように、粗動ステージＷＣＳ１が、内部空間にセンターテーブル１３０を収容し、かつセンターテーブル１３０の真上で微動ステージＷＦＳ１を支持する状態となる。すなわち、粗動ステージＷＣＳ１により、微動ステージＷＦＳ１がセンターテーブル１３０の真上に搬送される。図５２には、このときの露光装置２０００の状態が平面図にて示されている。
そして、主制御装置２０は、センターテーブル１３０の駆動装置１３２を介してテーブル本体１３６を上方に駆動して、下方から微動ステージＷＦＳ１を支持させる。
そして、この状態で、主制御装置２０は、不図示のロック機構を解除し、粗動ステージＷＣＳ１を、第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとに分離する。これにより、微動ステージＷＦＳ１が粗動ステージＷＣＳ１から離脱可能となる。そこで、主制御装置２０は、図５１（Ｃ）の白抜き矢印で示されるように、微動ステージＷＦＳ１を支持しているテーブル本体１３６を下方に駆動する。
そして、主制御装置２０は、粗動ステージＷＣＳ１の、第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとを合体後、不図示のロック機構をロックする。
次に、主制御装置２０は、粗動ステージＷＣＳ２を粗動ステージＷＣＳ１にほぼ接触させるとともに、微動ステージＷＦＳ２を、図５１（Ｄ）白抜き矢印で示されるように、−Ｙ方向に駆動し、微動ステージＷＦＳ２を粗動ステージＷＣＳ２から粗動ステージＷＣＳ１に移載（スライド移動）する。
次に、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ２を支持した粗動ステージＷＣＳ１を、図５３（Ａ）中に白抜き矢印で示されるように、−Ｙ方向に移動させて、可動ブレードＢＬから微動ステージＷＦＳ２に、先端レンズ１９１との間で保持されている液浸空間領域を渡す。この液浸空間領域（液体Ｌｑ）の受け渡しは、前述した微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬへの液浸領域の受け渡しと逆の手順で行われる。
そして、主制御装置２０は、露光開始に先立って、前述と同様の手順で、レチクルアライメントを行う。
上記の液浸空間領域の受け渡し、レチクルアライメント及び露光と並行して、以下のａ．〜ｇ．のような動作が行われている。
ａ． すなわち、主制御装置２０によって、ロボットアーム１４０がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に所定の手順で駆動され（図５４の白抜き矢印参照）、センターテーブル１３０のテーブル本体１３６上に載置された露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１が、ロボットアーム１４０によってアンロードテーブル１５０上に搬送される。図５５には、微動ステージＷＦＳ１が、アンロードテーブル１５０上に搬送された状態が示されている。このとき、微動ステージＷＦＳ２上のウエハＷは露光中であり、微動ステージＷＦＳ３は、ロードテーブル１５２上で新たなウエハＷを保持して待機中である。
ｂ． 次いで、主制御装置２０の指示に基づき、アンロードアーム１４４により、アンロードテーブル１５０上の微動ステージＷＦＳ１から露光済みのウエハＷがアンロードされる。
ａ． すなわち、主制御装置２０によって、ロボットアーム１４０がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に所定の手順で駆動され（図５４の白抜き矢印参照）、センターテーブル１３０のテーブル本体１３６上に載置された露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１が、ロボットアーム１４０によってアンロードテーブル１５０上に搬送される。図５５には、微動ステージＷＦＳ１が、アンロードテーブル１５０上に搬送された状態が示されている。このとき、微動ステージＷＦＳ２上のウエハＷは露光中であり、微動ステージＷＦＳ３は、ロードテーブル１５２上で新たなウエハＷを保持して待機中である。
ｂ． 次いで、主制御装置２０の指示に基づき、アンロードアーム１４４により、アンロードテーブル１５０上の微動ステージＷＦＳ１から露光済みのウエハＷがアンロードされる。
このアンロードに際しては、主制御装置２０により、アンロードアーム１４４が、その先端のベルヌーイ・チャック１０８がウエハＷ（微動ステージＷＦＳ１のプレート８３）に対し数μｍ程度まで接近するまで、下方に駆動される。そして、主制御装置２０により、その数μｍのギャップを維持するようにベルヌーイ・チャック１０８から吹き出される空気の流速が調整される。これにより、数μｍ程度のクリアランスを介して、ウエハＷがベルヌーイ・チャック１０８により上方から非接触で吸着保持される。ここで、アンロードテーブル１５０上に微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２あるいはＷＦＳ３）があるとき、前述と同様に微動ステージＷＦＳ１が、加圧気体の供給源に接続されたポンプに接続されており、同様にしてウエハホルダによるウエハＷの吸着解除と、下方からの加圧気体の吹き出しによる、ベルヌーイ・チャック１０８によるウエハＷの吸着保持動作に対するアシストが行われる。なお、ウエハが吸着されているときを含み、ポンプの停止状態（非作動状態）では、不図示のチェック弁の作用により、給気管路は閉じられている。
その後、アンロードアーム１４４が上方に駆動された後、ＸＹ平面内で駆動される。これにより、アンロードアーム１４４により、ウエハＷが、ウエハ搬出位置（例えば、露光装置２０００にインライン接続されているコータ・デベロッパとのウエハの受け渡し位置（搬出側））まで搬送され、そのウエハ搬出位置に載置される。図５６には、アンロードアーム１４４がアンロードテーブル１５０から離れていく様子が示されている。
ｃ． 上記の露光済みのウエハＷのアンロードと並行して、主制御装置２０によって、ロボットアーム１４０がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に所定の手順で駆動され、ロードテーブル１５２上に載置された新たなウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ３が、ロボットアーム１４０によって、センターテーブル１３０のテーブル本体１３６上に搬送される。図５７には、微動ステージＷＦＳ３のセンターテーブル１３０上への搬送が終了した状態が示されている。搬送終了後、センターテーブル１３０のテーブル本体１３６は、主制御装置２０により、駆動装置１３２を介して所定量上方に駆動される。このとき、微動ステージＷＦＳ２上では、ウエハＷの露光が続行されている。
ｄ． 次いで、主制御装置２０により、アライメント終了位置の近傍で待機していた粗動ステージＷＣＳ２が−Ｙ方向に駆動され、これにより、テーブル本体１３６上に支持されている微動ステージＷＦＳ３が、図５８に示されるように、粗動ステージＷＣＳ２に装着される。その後、テーブル本体１３６が所定量下降駆動される。これにより、微動ステージＷＦＳ３が、粗動ステージＷＣＳ２に支持されるようになる。
ｅ． 次いで、主制御装置２０により、粗動ステージＷＣＳ２が＋Ｙ方向に駆動され、計測ステーション３００に移動される。
ｆ． その後、粗動ステージＷＣＳ２に支持された微動ステージＷＦＳ３上の第２基準マークの検出、微動ステージＷＦＳ３上のウエハＷのアライメント等が、前述と同様の手順で行われる。そして、主制御装置２０により、ウエハアライメントの結果得られたウエハＷ上の各ショット領域の配列座標が、第２基準マークを基準とする配列座標に変換される。この場合も、微動ステージ位置計測系７０Ｂを用いて、アライメントの際の微動ステージＷＦＳ３の位置計測が行われる。
ｇ． 上記の微動ステージＷＦＳ３の粗動ステージＷＣＳ２への装着、計測ステーション３００への移動及び微動ステージＷＦＳ３上のウエハＷのアライメント等の動作と並行して、主制御装置２０により、ロボットアーム１４０がＺ軸方向及びＹ軸方向（並びにＸ軸方向）に所定の手順で駆動され、アンロードテーブル１５０上に載置された微動ステージＷＦＳ１が、ロボットアーム１４０によって、ロードテーブル１５２上に搬送され、これに続いて、微動ステージＷＦＳ１に対する新たな（露光前の）ウエハＷのロードが、大略、前述したアンロードの場合と逆の手順で、主制御装置２０によって行われる。
ｃ． 上記の露光済みのウエハＷのアンロードと並行して、主制御装置２０によって、ロボットアーム１４０がＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に所定の手順で駆動され、ロードテーブル１５２上に載置された新たなウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ３が、ロボットアーム１４０によって、センターテーブル１３０のテーブル本体１３６上に搬送される。図５７には、微動ステージＷＦＳ３のセンターテーブル１３０上への搬送が終了した状態が示されている。搬送終了後、センターテーブル１３０のテーブル本体１３６は、主制御装置２０により、駆動装置１３２を介して所定量上方に駆動される。このとき、微動ステージＷＦＳ２上では、ウエハＷの露光が続行されている。
ｄ． 次いで、主制御装置２０により、アライメント終了位置の近傍で待機していた粗動ステージＷＣＳ２が−Ｙ方向に駆動され、これにより、テーブル本体１３６上に支持されている微動ステージＷＦＳ３が、図５８に示されるように、粗動ステージＷＣＳ２に装着される。その後、テーブル本体１３６が所定量下降駆動される。これにより、微動ステージＷＦＳ３が、粗動ステージＷＣＳ２に支持されるようになる。
ｅ． 次いで、主制御装置２０により、粗動ステージＷＣＳ２が＋Ｙ方向に駆動され、計測ステーション３００に移動される。
ｆ． その後、粗動ステージＷＣＳ２に支持された微動ステージＷＦＳ３上の第２基準マークの検出、微動ステージＷＦＳ３上のウエハＷのアライメント等が、前述と同様の手順で行われる。そして、主制御装置２０により、ウエハアライメントの結果得られたウエハＷ上の各ショット領域の配列座標が、第２基準マークを基準とする配列座標に変換される。この場合も、微動ステージ位置計測系７０Ｂを用いて、アライメントの際の微動ステージＷＦＳ３の位置計測が行われる。
ｇ． 上記の微動ステージＷＦＳ３の粗動ステージＷＣＳ２への装着、計測ステーション３００への移動及び微動ステージＷＦＳ３上のウエハＷのアライメント等の動作と並行して、主制御装置２０により、ロボットアーム１４０がＺ軸方向及びＹ軸方向（並びにＸ軸方向）に所定の手順で駆動され、アンロードテーブル１５０上に載置された微動ステージＷＦＳ１が、ロボットアーム１４０によって、ロードテーブル１５２上に搬送され、これに続いて、微動ステージＷＦＳ１に対する新たな（露光前の）ウエハＷのロードが、大略、前述したアンロードの場合と逆の手順で、主制御装置２０によって行われる。
すなわち、主制御装置２０は、ロードアーム１４２を制御して、ウエハ搬入位置（例えばコータ・デベロッパとのウエハの受け渡し位置（搬入側））にあるウエハＷを受け取らせ（ベルヌーイ・チャック１０８によって吸着保持させ）、ロードテーブル１５２上に載置されている微動ステージＷＦＳ１の上方まで搬送させる。図５９には、このウエハＷの搬送中の状態が示されている。このとき、微動ステージＷＦＳ１に保持されたウエハＷの露光が続行され、微動ステージＷＦＳ３に保持されたウエハＷのアライメントが続行されている。
次いで、主制御装置２０は、ウエハＷを保持するロードアーム１４２をウエハＷの裏面が微動ステージＷＦＳ２のウエハホルダに当接する位置まで下降駆動する。次いで、主制御装置２０は、ベルヌーイ・チャック１０８によるウエハＷの吸引を解除して、ロードアーム１４２を所定の待機位置へ退避させる。これにより、新たなウエハＷが、ロードテーブル１５２上に載置されている微動ステージＷＦＳ１上にロードされる。この場合において、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２あるいはＷＦＳ３）がロードテーブル１５２上にあるとき、微動ステージＷＦＳ１のが、不図示のバキュームポンプに接続されており、このバキュームポンプを主制御装置２０が作動させることにより、ウエハホルダ（図示省略）とウエハＷの裏面とにより形成される減圧室（減圧空間）内の気体が外部に排気され、減圧室内が負圧となって、ウエハホルダによるウエハＷの吸着が開始される。そして、主制御装置２０によりバキュームポンプが停止されると、不図示のチェック弁の作用により、排気管路は閉じられる。従って、微動ステージＷＦＳ１を、粗動ステージから分離して支障なく搬送することができる。
微動ステージＷＦＳ１上へのウエハＷのロード後、図４６の場合と同様の状態、すなわち露光ステーション２００にある微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷに上述した露光が行われ、計測ステーション３００にある微動ステージＷＦＳ３に保持されたウエハＷに対するアライメントが行われている最中で、かつ微動ステージＷＦＳ１が、ロードテーブル１５２上で新たなウエハＷを保持して待機中の状態となる。
以降、主制御装置２０により、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２、ＷＦ３を順次用いて、前述と同様の並行処理が、繰り返し行われ、複数枚のウエハＷに対する露光処理が連続して行われる。
以上詳細に説明したように、本第３の実施形態の露光装置２０００は、一部を除き、前述した第１の実施形態の露光装置と同様に構成されているので、前述した第１の実施形態の露光装置１００と同等の効果を得ることができる。また、これに加え、本第３の実施形態の露光装置２０００によると、ウエハＷを保持する微動ステージ（ＷＦＳ１、ＷＦＳ２及びＷＦＳ３のいずれか）が、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２の上以外の場所にあるとき、具体的には、センターテーブル１３０、アンロードテーブル１５０，ロードテーブル１５２上にあるときに、ロボットアーム１４０、アンロードアーム１４４及びロードアーム１４２、及びセンターテーブル１３０、並びにこれらのアーム１４０、１４４，１４２及びセンターテーブル１３０を制御する主制御装置２０を含む交換システムによりウエハＷの交換が行われる。すなわち、ウエハＷの交換が、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２の動作とは無関係に行われる。このため、露光ステーション２００において、１つの微動ステージ（ＷＦＳ１、ＷＦＳ２及びＷＦＳ３のいずれか）に保持されたウエハＷの露光が行われるのと並行して、別の微動ステージに保持されたウエハＷの交換を行うこと、又は計測ステーション３００において、１つの微動ステージに保持されたウエハＷに対するアライメント（計測）が行われるのと並行して、別の微動ステージに保持されたウエハＷの交換を行うことが可能となる。この場合において、本第３の実施形態では、微動ステージが３つあるので、露光ステーション２００における１つの微動ステージ（例えばＷＦＳ１）に保持されたウエハＷの露光、及び計測ステーション３００における別の微動ステージ（例えばＷＦＳ２）に保持されたウエハＷに対するアライメント（計測）と並行して、別の微動ステージ（例えばＷＦＳ３）に保持されたウエハＷの交換を行うことが可能となる。すなわち、露光、アライメント、ウエハ交換の３つの動作を、同時並行的に行うことができるので、スループットの格段の向上が可能である。従って、例えば４５０ミリウエハを処理対象とする場合であっても、従来に比べて高スループットなウエハ処理を実現することが可能である。
また、本第３の実施形態の露光装置２０００では、露光、アライメント、ウエハ交換の３つの動作を、同時並行的に行うことができるので、例えば露光時間と同程度の時間をアライメントにかけても、特にスループットが低下するおそれはない。従って、ウエハアライメントの対象となるアライメントショット領域を増やすことができ、例えば全てのショット領域をアライメントショット領域とすることも可能になる。これにより、高精度なウエハアライメント、ひいては重ね合わせ精度の向上が可能になる。
なお、上記第３の実施形態では、３つの微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２，ＷＦＳ３が用意され、計測ステーション３００と露光ステーション２００との間のセンターテーブル１３０上に微動ステージが置かれたとき、その微動ステージをセンターテーブル１３０上から別の位置へ移動させて、ウエハ交換を行うものとした。しかし、ウエハ交換の方法が、これに限定されるものではない。例えば、露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２あるいはＷＦＳ３が、ＸＹ平面内で露光ステーション２００及び計測ステーション３００以外の場所にあるときに、その微動ステージ上でウエハ交換を行うことができるのであれば、ウエハ交換システムの構成は、特に限定されない。かかる場合には、ウエハの交換が、露光処理及びアライメントなどの計測処理とは無関係に行われる。このため、露光ステーション２００において、１つの微動ステージに保持されたウエハの露光が行われるのと並行して、別の微動ステージに保持されたウエハの交換を行うこと、さらにこれらと並行して別の微動ステージに保持されたウエハの交換を行うことが可能となる。
この他、例えば、２つの微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２のみが用意されていても良い。この場合、例えば計測ステーション３００と露光ステーション２００との間の微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２の移動経路上に配置されている、センターテーブル１３０上に微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）があるときに、その微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）上でウエハＷの交換を行うこととしても良い。かかる場合、露光ステーション２００において微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２に保持されたウエハＷの露光後、その微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２を計測ステーション３００に移動させるのに先立って、その交換位置で迅速に微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２に保持された露光済みのウエハと新たな（露光前の）ウエハとの交換を行うことが可能となり、ロスタイムの少ないウエハ交換が可能となる。
なお、上記第３の実施形態におけるセンターテーブル１３０上の微動ステージの搬出入に着目すれば、露光済みのウエハＷを保持する微動ステージがセンターテーブル１３０上から主制御装置２０の制御下にあるロボットアーム１４０によって搬出され、新たなウエハＷを保持する別の微動ステージがロボットアーム１４０によってセンターテーブル１３０上に搬入されている。従って、ロボットアーム１４０によってウエハＷは微動ステージと一体で交換されているとも言える。
また、上記第３の実施形態において、微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２の裏面にグレーティングＲＧが設けられている場合に、センターテーブル１３０は、そのグレーティングＲＧと接触しないように微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２の保持を行う必要がある。
上記第３の実施形態において、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２、あるいはＷＦＳ３を２つの粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２の相互間で受け渡すため粗動ステージＷＣＳ１と粗動ステージＷＣＳ２とを近接させる場合に、両者を極端に近接させなくても良い。粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２間での微動ステージの移動時に微動ステージが大きく傾かない（要はリニアモータの固定子と可動子とが接触しない）範囲で、粗動ステージＷＣＳ１と粗動ステージＷＣＳ２とを離しても良い。
なお、上述の第１、第２、及び第３の実施形態のそれぞれでは、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２が、第１部分と第２部分とに分離可能でかつ第１部分と第２部分とが係合可能である場合について説明したが、これに限らず、第１部分と第２部分とは、物理的には常時離れていても、相互に接近及び離間可能で、離間した際には、保持部材（上記実施形態の微動ステージ）を離脱可能で、接近した際には、保持部材を支持可能であれば良い。あるいは、反対に、以下の第４の実施形態のように、粗動ステージは、必ずしも２部分に分離できなくても良い。この場合、センターテーブルの軸が侵入可能な、粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２の底面の切欠きは必ずしも設けられていなくても良い。また、上記第１ないし第３の実施形態の粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２のように、第１部分と第２部分とに分離可能な粗動ステージでは、両者をロックするロック機構を必ずしも設けなくても良い。
《第４の実施形態》
次に、本発明の第４の実施形態を、図６０〜図７１に基づいて説明する。ここで、重複説明を避ける観点から、前述した第１、第３の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一若しくは類似の符号を用いるとともに、その説明を省略する。
次に、本発明の第４の実施形態を、図６０〜図７１に基づいて説明する。ここで、重複説明を避ける観点から、前述した第１、第３の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一若しくは類似の符号を用いるとともに、その説明を省略する。
図６０には、第４の実施形態の露光装置３０００の概略的な構成が平面図にて示されている。また、図６１には、露光装置３０００の制御系の構成がブロック図にて示されている。露光装置３０００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。
本第４の実施形態の露光装置３０００は、図６０と図４２とを比較するとわかるように、計測ステーション３００と露光ステーション２００との間に、前述のセンターテーブル１３０の代わりに、リレーステージＤＲＳＴ’が、配置されている。本第４の実施形態では、センターテーブル１３０が設けられていないことに対応して、粗動ステージＷＣＳ１’，ＷＣＳ２’の粗動スライダ部９１には、前述の切り欠きが形成されていない。また、本第４の実施形態では、粗動ステージＷＣＳ１’，ＷＣＳ２’とセンターテーブル１３０との間での微動ステージの受け渡しはないので、粗動ステージＷＣＳ１’，ＷＣＳ２’は、２部分に分離する必要はない。このため、粗動ステージＷＣＳ１’，ＷＣＳ２’は、分離できない構成が採用されている。すなわち、切り欠きの有無、及び分離の可否を除き、粗動ステージＷＣＳ１’，ＷＣＳ２’は、前述した第３の実施形態の粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２と同様に構成されている。
本第４の実施形態の露光装置３０００では、アンローディングポジションＵＬＰ、ローディングポジションＬＰに、前述の第３の実施形態におけるアンロードテーブル１５０，ロードテーブル１５２の代わりに、ロードステージ１５６、アンロードステージ１５４が設置されている。ロードステージ１５６及びアンロードステージ１５４は、基本的には、粗動ステージＷＣＳ１’，ＷＣＳ２’と同様に構成されているが、前述の粗動スライダ部９１に相当する底板部には、磁石ユニット（永久磁石１８）及びエアベアリング９４は設けられていない。なお、ロードステージ１５６及びアンロードステージ１５４に代えて、一対の固定子部９３ａ、９３ｂが、前述と同様の位置関係で一体化された部材を、用いることも可能である。
リレーステージＤＲＳＴ’は、粗動ステージＷＣＳ１’，ＷＣＳ２’と同様に構成されている。すなわち、リレーステージＤＲＳＴ’は、前述した第１の実施形態のリレーステージＤＲＳＴとは異なり、ステージ本体の内部に設けられていた搬送装置４６を備えていない。また、本第４の実施形態では、不図示ではあるが、ロードステージ１５６とアンロードステージ１５４との間の領域にベース盤１２が延設され、リレーステージＤＲＳＴ’が、ベース盤１２に沿って、平面モータから成る駆動系によって駆動され、図６０に示される位置と、ロードステージ１５６とアンロードステージ１５４との間の位置との間を移動するようになっている。本第４の実施形態では、ロボットアーム１４０は、設けられていない。
リレーステージＤＲＳＴ’は、粗動ステージＷＣＳ１’，ＷＣＳ２’と同様に、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２あるいはＷＦＳ３を非接触で支持（保持）できるようになっており、リレーステージＤＲＳＴ’に支持された微動ステージは、微動ステージ駆動系５２Ｃ（図６１参照）によってリレーステージＤＲＳＴ’に対して６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）に駆動可能である。ただし、微動ステージは、リレーステージＤＲＳＴ’に対して少なくともＹ軸方向にスライド可能であれば良い。
同様に、前述したロードステージ１５６、アンロードステージ１５４も、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２あるいはＷＦＳ３を非接触で支持（保持）できるようになっており、ロードステージ１５６、アンロードステージ１５４に支持された微動ステージは、微動ステージ駆動系５２Ｄ，５２Ｅ（図６１参照）によって、少なくともＹ軸方向に駆動可能である。
リレーステージＤＲＳＴ’のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報も含む）は、例えば干渉計及び／又はエンコーダなどを含む不図示の位置計測系によって計測される。位置計測系の計測結果は、リレーステージＤＲＳＴ’の位置制御のため、主制御装置２０（図６１参照）に供給される。
また、露光装置３０００では、上記の相違点に対応して、主制御装置２０の制御内容が、幾分、第３の実施形態と相違する。しかし、これらの相違点を除けば、露光装置３０００は、露光装置２０００と同様に構成されている。
次に、本第４の実施形態の露光装置３０００において、３つの微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２、及びＷＦＳ３を用いて行われる並行処理動作について、説明する。
図６２には、微動ステージＷＦＳ１が、露光ステーション２００にあり、その微動ステージＷＦＳ１に保持されたウエハＷに上述した露光が行われ、微動ステージＷＦＳ２が、計測ステーション３００にあり、その微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷに対する前述と同様のアライメントが行われている最中の状態が示されている。このとき、微動ステージＷＦＳ３は、ロードステージ１５６上で新たなウエハＷを保持して待機している。
そして、微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷに対するウエハアライメントが終了する。図６０には、このウエハアライメントが終了したときの状態が示されている。図６０からわかるように、このとき、露光ステーション２００において微動ステージＷＦＳ１に保持されたウエハＷに対する露光が終了間近の状態にある。
主制御装置２０は、図６０に示される位置にウエハステージＷＳＴ２及びリレーステージＤＲＳＴ’を待機させた状態で、微動ステージＷＦＳ１上のウエハＷに対する露光が終了するのを待つ。
そして、露光が終了すると、主制御装置２０は、前述と同様の手順で、微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬへの液浸空間領域の受け渡しを行い、微動ステージＷＦＳ１を保持する粗動ステージＷＣＳ１’を、さらに＋Ｙ方向に駆動して、待機位置で待機しているリレーステージＤＲＳＴ’にほぼ接触させるとともに、微動ステージ駆動系５２Ａ，５２Ｃを介して微動ステージＷＦＳ１を、図６３に白抜き矢印で示されるように、＋Ｙ方向に駆動し、微動ステージＷＦＳ１を粗動ステージＷＣＳ１’からリレーステージＤＲＳＴ’に移載（スライド移動）する。
次に、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１を支持したリレーステージＤＲＳＴ’を、図６４中に白抜き矢印で示されるように、−Ｘ方向に駆動して、アンロードステージ１５４にほぼ接した状態で対向させる。また、この直後、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ２を支持した粗動ステージＷＣＳ２’を、図６４中に白抜き矢印で示されるように、−Ｙ方向に駆動して、粗動ステージＷＣＳ１’にほぼ接触させる。
次に、主制御装置２０は、微動ステージ駆動系５２Ｂ，５２Ａを介して微動ステージＷＦＳ２を、図６５中に白抜き矢印で示されるように、−Ｙ方向に駆動し、粗動ステージＷＣＳ２’から粗動ステージＷＣＳ１’に移載（スライド移動）する。これと並行して、主制御装置２０は、微動ステージ駆動系５２Ｃ，５２Ｄを介して露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１を、図６５中に白抜き矢印で示されるように、−Ｙ方向に駆動し、リレーステージＤＲＳＴ’からアンロードステージ１５４に移載（スライド移動）する。
粗動ステージＷＣＳ２’から粗動ステージＷＣＳ１’への微動ステージＷＦＳ２の移載に引き続いて、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ２を支持した粗動ステージＷＣＳ１’を、−Ｙ方向に移動させて、可動ブレードＢＬから微動ステージＷＦＳ２に、先端レンズ１９１との間で保持されている液浸空間領域を渡す。この液浸空間領域（液体Ｌｑ）の受け渡しは、前述した微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬへの液浸領域の受け渡しと逆の手順で行われる。図６６には、この液浸領域の受け渡しが終わった後の状態が示されている。
次いで、主制御装置２０は、図６６中に白抜き矢印で示されるように、リレーステージＤＲＳＴ’を、＋Ｙ方向に駆動して、ロードステージ１５６にほぼ接触状態で対向させる。これと並行して、主制御装置２０は、図６６中に白抜き矢印で示されるように、粗動ステージＷＣＳ２’を、＋Ｙ方向に駆動して、計測ステーション３００に移動させる。このとき、微動ステージＷＦＳ３は、引き続き、ロードステージ１５６上で新たなウエハＷを保持して待機している（図６６参照）。
そして、主制御装置２０は、露光開始に先立って、図６６に示される位置に微動ステージＷＦＳ２を位置決めして、前述の一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２、及び微動ステージＷＦＳ２の計測プレート８６上の一対の第１基準マークなどを用いて、通常のスキャニング・ステッパと同様の手順（例えば、米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに開示される手順）で、レチクルアライメントを行う。そして、主制御装置２０は、レチクルアライメントの結果と、ウエハアライメントの結果（ウエハＷ上の各ショット領域の第２基準マークを基準とする配列座標）とに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作を行い、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルＲのパターンをそれぞれ転写する。この露光は、レチクルアライメント後、微動ステージＷＦＳ２を一旦−Ｙ側に戻し、ウエハＷ上の＋Ｙ側のショット領域から−Ｙ側のショット領域の順で行われる。
上記のレチクルアライメント及び露光と並行して、以下のｈ．〜ｍ．のような動作が行われている。
ｈ． すなわち、主制御装置２０の指示に基づき、アンロードアーム１４４により、前述した手順で、アンロードステージ１５４上の微動ステージＷＦＳ１から露光済みのウエハＷがアンロードされる。図６７には、アンロードアーム１４４がアンロードステージ１５４から離れていく様子が示されている。
ｉ． 上記の露光済みのウエハＷのアンロードと並行して、主制御装置２０によって、図６７に示されるように、新たなウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ３が、ロードステージ１５６上からリレーステージＤＲＳＴ’上に移載される。次いで、主制御装置２０によって、図６８中に白抜き矢印で示されるように、微動ステージＷＦＳ３を支持したリレーステージＤＲＳＴ’が＋Ｘ方向に駆動される。これにより、図６８に示されるように、粗動ステージＷＣＳ２’にほぼ接した状態で対向する。このとき、微動ステージＷＦＳ２上では、ウエハＷの露光が続行されている。
ｊ． 次いで、主制御装置２０により、新たなウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ３が、図６９中に白抜き矢印で示されるように＋Ｙ方向にスライド駆動され、リレーステージＤＲＳＴ’から粗動ステージＷＣＳ２’に移載される。次いで、主制御装置２０により、リレーステージＤＲＳＴ’が、図６９中に白抜き矢印で示されるようにアンロードステージ１５４の方向に駆動される。これにより、図７０に示されるように、リレーステージＤＲＳＴ’が、アンロードステージ１５４にほぼ接した状態で対向する。
ｋ． その後、粗動ステージＷＣＳ２’に支持された微動ステージＷＦＳ３上の第２基準マークの検出、微動ステージＷＦＳ３上のウエハＷのアライメント等が、前述と同様の手順で行われる。そして、主制御装置２０により、ウエハアライメントの結果得られたウエハＷ上の各ショット領域の配列座標が、第２基準マークを基準とする配列座標に変換される。この場合も、微動ステージ位置計測系７０Ｂを用いて、アライメントの際の微動ステージＷＦＳ３の位置計測が行われる。
ｌ． 上記の微動ステージＷＦＳ３上の第２基準マークの検出、微動ステージＷＦＳ３上のウエハＷのアライメント等の動作と並行して、主制御装置２０により、微動ステージＷＦＳ１が、図７０に示されるように、アンロードステージ１５４からリレーステージＤＲＳＴ’に移載され、次いで、図７１に示されるように、リレーステージＤＲＳＴ’からロードステージ１５６に移載される。
ｍ． これに続いて、微動ステージＷＦＳ１に対する新たな（露光前の）ウエハＷのロードが、前述した手順で、主制御装置２０によって行われる。このとき、微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷの露光が続行され、微動ステージＷＦＳ３に保持されたウエハＷのアライメントが続行されている。
ｈ． すなわち、主制御装置２０の指示に基づき、アンロードアーム１４４により、前述した手順で、アンロードステージ１５４上の微動ステージＷＦＳ１から露光済みのウエハＷがアンロードされる。図６７には、アンロードアーム１４４がアンロードステージ１５４から離れていく様子が示されている。
ｉ． 上記の露光済みのウエハＷのアンロードと並行して、主制御装置２０によって、図６７に示されるように、新たなウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ３が、ロードステージ１５６上からリレーステージＤＲＳＴ’上に移載される。次いで、主制御装置２０によって、図６８中に白抜き矢印で示されるように、微動ステージＷＦＳ３を支持したリレーステージＤＲＳＴ’が＋Ｘ方向に駆動される。これにより、図６８に示されるように、粗動ステージＷＣＳ２’にほぼ接した状態で対向する。このとき、微動ステージＷＦＳ２上では、ウエハＷの露光が続行されている。
ｊ． 次いで、主制御装置２０により、新たなウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ３が、図６９中に白抜き矢印で示されるように＋Ｙ方向にスライド駆動され、リレーステージＤＲＳＴ’から粗動ステージＷＣＳ２’に移載される。次いで、主制御装置２０により、リレーステージＤＲＳＴ’が、図６９中に白抜き矢印で示されるようにアンロードステージ１５４の方向に駆動される。これにより、図７０に示されるように、リレーステージＤＲＳＴ’が、アンロードステージ１５４にほぼ接した状態で対向する。
ｋ． その後、粗動ステージＷＣＳ２’に支持された微動ステージＷＦＳ３上の第２基準マークの検出、微動ステージＷＦＳ３上のウエハＷのアライメント等が、前述と同様の手順で行われる。そして、主制御装置２０により、ウエハアライメントの結果得られたウエハＷ上の各ショット領域の配列座標が、第２基準マークを基準とする配列座標に変換される。この場合も、微動ステージ位置計測系７０Ｂを用いて、アライメントの際の微動ステージＷＦＳ３の位置計測が行われる。
ｌ． 上記の微動ステージＷＦＳ３上の第２基準マークの検出、微動ステージＷＦＳ３上のウエハＷのアライメント等の動作と並行して、主制御装置２０により、微動ステージＷＦＳ１が、図７０に示されるように、アンロードステージ１５４からリレーステージＤＲＳＴ’に移載され、次いで、図７１に示されるように、リレーステージＤＲＳＴ’からロードステージ１５６に移載される。
ｍ． これに続いて、微動ステージＷＦＳ１に対する新たな（露光前の）ウエハＷのロードが、前述した手順で、主制御装置２０によって行われる。このとき、微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷの露光が続行され、微動ステージＷＦＳ３に保持されたウエハＷのアライメントが続行されている。
微動ステージＷＦＳ１上へのウエハＷのロード後、図６２の場合と同様の状態、すなわち露光ステーション２００にある微動ステージＷＦＳ２に保持されたウエハＷに上述した露光が行われ、計測ステーション３００にある微動ステージＷＦＳ３に保持されたウエハＷに対するアライメントが行われている最中で、かつ微動ステージＷＦＳ１が、ロードステージ１５６上で新たなウエハＷを保持して待機中の状態となる。
以降、主制御装置２０により、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２、ＷＦ３を順次用いて、前述と同様の並行処理が、繰り返し行われ、複数枚のウエハＷに対する露光処理が連続して行われる。
以上説明したように、本第４の実施形態の露光装置３０００によると、前述した第３の実施形態と同等の効果を得ることができる。この場合、粗動ステージＷＣＳ１’と粗動ステージＷＣＳ２’とリレーステージＤＲＳＴ’との間での微動ステージの受け渡し（移載）を、その微動ステージのＹ軸方向への移動のみで実現できる。従って、露光装置３０００によると、上述の３つのステージ間での微動ステージの移載動作を短時間に行って、次の動作をより速やかに開始することができ、結果としてスループットの向上が可能となる。
なお、上記第４の実施形態では、露光済みのウエハＷを保持する微動ステージが主制御装置２０の制御下にあるリレーステージＤＲＳＴ’によってアンロードステージ１５４に渡され、新たなウエハＷを保持する別の微動ステージがロードステージ１５６からリレーステージＤＲＳＴ’によって受け取られる。従って、リレーステージＤＲＳＴ’に対する微動ステージの出入に着目すれば、ウエハＷは微動ステージと一体で交換されているとも言える。
上記第４の実施形態において、粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２、リレーステージＤＲＳＴ’、アンロードステージ１５４、ロードステージ１５６のうちの２つのステージ間で、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２あるいはＷＦＳ３を、受け渡すためその２つのステージを相互に近接させる場合に、両者を極端に近接させなくても良い。その２つのステージ間での微動ステージの移動時に微動ステージが大きく傾かない（要はリニアモータの固定子と可動子とが接触しない）範囲で、その２つのステージを離しても良い。
なお、上記第１ないし第４の実施形態のそれぞれ（以下、各実施形態と略記する）において、ベルヌーイ・チャックに代えて、例えば真空予圧型の気体静圧軸受と同様に差動排気を利用したチャック部材など、ウエハＷを上方から非接触で保持可能なチャック部材を用いることも可能である。
また、上記各実施形態において、ベルヌーイ・チャックを用いる場合、ウエハとベルヌーイ・チャックとのギャップを計測するセンサは、必ずしも設けなくても良い。ギャップを計測する代わりに、ベルヌーイ・チャックと保持対象物との間の圧力（又はベルヌーイ・チャックから吹き出される流体の流速）を計測することで、ギャップを間接的に計測することもできる。また、ウエハのロード時にベルヌーイ・チャックに保持されるウエハのシフト及び／又は回転をキャンセルするため、微動ステージ（ウエハホルダ）の移動に代えて、あるいはそれとともに、ベルヌーイ・チャックを移動しても良い。
また、上述の各実施形態等において、ベルヌーイ・チャックを用いてウエハホルダからウエハを離脱させた後、ベルヌーイ・チャックのみでウエハ保持する必要はなく、ベルヌーイ・チャックと併用して、あるいはベルヌーイ・チャックの代わりに、メカ機構などでウエハ保持しても良い。要は、ベルヌーイ・チャックによるウエハ保持はウエハホルダへの受渡直前、及びウエハホルダからの受渡直後だけでも良い。また、ベルヌーイ・チャックを有する搬送装置はロボットアームを有するものとしたが、これに限らずスライダなどでも良い。
また、上記各実施形態では、ベルヌーイ・チャックを用いてウエハをウエハホルダ上からアンロードする際に、下方からの加圧気体の吹き出しによる、ベルヌーイ・チャックによるウエハの吸着保持動作に対するアシストを行うものとしたが、かかるアシストは必須でないことは勿論である。
また、上記各実施形態の露光装置、特にステージ装置は上記構成に限らず他の構成でも良い。要は、ウエハホルダの位置をいわゆる裏面計測で行うことができれば良い。
なお、上記各実施形態では、ベルヌーイ・チャックとウエハＷとを接近・離間させる場合、ベルヌーイ・チャックが設けられた部材とウエハＷを保持する微動ステージとの少なくとも一方を鉛直方向に駆動すれば良い。また、ベルヌーイ・チャックと微動ステージとを水平方向に関して接近・離間させる場合も、ベルヌーイ・チャックと微動ステージとの少なくとも一方を駆動すれば良い。
なお、上述の各実施形態では、微動ステージ位置計測系７０Ａ，７０Ｂが、全体が例えばガラスによって形成され、内部を光が進行可能な計測アーム７１Ａ，７１Ｂを備える場合を説明した。しかし、これに限らず、例えば、計測アームは、少なくとも前述の各レーザビームが進行する部分が、光を透過可能な中実な部材によって形成されていれば良く、その他の部分は、例えば光を透過させない部材であっても良いし、中空構造であっても良い。また、例えば計測アームとしては、グレーティングに対向する部分から計測ビームを照射できれば、例えば計測アームの先端部に光源や光検出器等を内蔵していても良い。この場合、計測アームの内部にエンコーダの計測ビームを進行させる必要は無い。あるいは、エンコーダシステムとして、格子干渉型のエンコーダシステムを採用する場合には、回折格子が形成される光学部材を、セラミックス又はインバーなどの低熱膨張性のアームに設けるだけでも良い。これは、特にエンコーダシステムでは、空気揺らぎの影響を極力受けないように、ビームが分離している空間が極めて狭く（短く）なっているからである。さらに、この場合、温度制御した気体を、微動ステージ（ウエハホルダ）とアームとの間（及びビーム光路）に供給して温度安定化を図っても良い。さらに、計測アームは、その形状は特に問わない。
なお、上述の各実施形態では、計測アーム７１Ａ，７１ＢがメインフレームＢＤに一体的に固定されているので、内部応力（熱応力を含む）によって計測アーム７１Ａ，７１Ｂにねじれ等が発生し、計測アーム７１Ａ，７１ＢとメインフレームＢＤとの相対位置が変化する可能性がある。そこで、かかる場合の対策として、計測アーム７１Ａ，７１Ｂの位置（メインフレームＢＤに対する相対位置、又は基準位置に対する位置の変化）を計測し、アクチュエータ等で計測アーム７１Ａ，７１Ｂの位置を微調整する、あるいは、測定結果を補正するなどしても良い。
また、上述の各実施形態では、計測アーム７１Ａ，７１ＢとメインフレームＢＤとが一体である場合について説明したが、これに限らず、計測アーム７１Ａ，７１ＢとメインフレームＢＤとが、分離されていても良い。この場合、メインフレームＢＤ（あるいは基準位置）に対する計測アーム７１Ａ，７１Ｂの位置（あるいは変位）を計測する計測装置（例えばエンコーダ及び／又は干渉計など）と、計測アーム７１Ａ，７１Ｂの位置を調整するアクチュエータ等とを設け、主制御装置２０その他の制御装置が、計測装置の計測結果に基づいて、メインフレームＢＤ（及び投影光学系ＰＬ）と、計測アーム７１Ａ，７１Ｂとの位置関係を、所定の関係（例えば一定）に維持することとすれば良い。
また、計測アーム７１Ａ，７１Ｂに、光学的な手法により計測アーム７１Ａ，７１Ｂの変動を計測する計測システム（センサ）、温度センサ、圧力センサ、振動計測用の加速度センサ等を設けても良い。あるいは、計測アーム７１Ａ，７１Ｂの変動を測定する歪みセンサ（歪みゲージ）、又は変位センサ等を設けても良い。そして、これらのセンサで求めた値を使って、微動ステージ位置計測系７０Ａ及び／又はウエハステージ位置計測系６８Ａ、又は微動ステージ位置計測系７０Ｂ及び／又はウエハステージ位置計測系６８Ｂで得られた位置情報を補正するようにしても良い。
また、上述の各実施形態では、計測アーム７１Ａ（又は７１Ｂ）が、メインフレームＢＤから１つの支持部材７２Ａ（又は７２Ｂ）を介して片持ち状態で支持された場合について説明したが、これに限らず、例えば、Ｘ軸方向に離れた２本の吊り下げ部材を含むＵ字状の吊り下げ部を介して計測アーム７１Ａ（又は７１Ｂ）をメインフレームＢＤから吊り下げ支持しても良い。この場合、２本の吊り下げ部材の間を微動ステージが移動できるように、その２本の吊り下げ部材の間隔を設定することが望ましい。
また、微動ステージ位置計測系７０Ａ，７０Ｂは、必ずしも、計測アームを備えている必要はなく、粗動ステージＷＣＳ１，ＷＣＳ２の空間部内にグレーティングＲＧに対向して配置され、該グレーティングＲＧに少なくとも１本の計測ビームを照射し、該計測ビームのグレーティングＲＧからの回折光を受光するヘッドを有し、該ヘッドの出力に基づいて微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の少なくともＸＹ平面内の位置情報を計測できれば足りる。
また、上述の各実施形態では、エンコーダシステム７３が、Ｘヘッドと一対のＹヘッドとを備える場合について例示したが、これに限らず、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向の２方向を計測方向とする二次元ヘッド（２Ｄヘッド）を、１つ又は２つ設けても良い。２Ｄヘッドを２つ設ける場合には、それらの検出点がグレーティング上で露光位置を中心として、Ｘ軸方向に同一距離離れた２点になるようにしても良い。
なお、微動ステージ位置計測系７０Ａ，７０Ｂは、レーザ干渉計システム７５を備えることなく、エンコーダシステム７３のみで微動ステージの６自由度方向に関する位置情報を計測できるようにしても良い。この場合、例えばＸ軸方向及びＹ軸方向の少なくとも一方とＺ軸方向に関する位置情報を計測可能なエンコーダを用いることができる。この場合のエンコーダとしては、例えば米国特許第７，５６１，２８０号明細書に開示される変異計測センサヘッドシステムを用いることができる。そして、例えば、２次元のグレーティングＲＧ上の同一直線上に無い３つの計測点に、Ｘ軸方向とＺ軸方向に関する位置情報を計測可能なエンコーダ（上記変異計測センサヘッドシステムなど）と、Ｙ軸方向とＺ軸方向に関する位置情報を計測可能なエンコーダ（上記変異計測センサヘッドシステムなど）とを含む合計３つのエンコーダから計測ビームを照射し、グレーティングＲＧからのそれぞれの戻り光を受光することで、グレーティングＲＧが設けられた移動体の６自由度方向の位置情報を計測することとすることができる。また、エンコーダシステム７３の構成は上記各実施形態に限られないで任意で構わない。例えばＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に関する位置情報を計測可能な３Ｄヘッドを用いても良い。
なお、上述の各実施形態では、微動ステージの上面、すなわちウエハに対向する面にグレーティングが配置されているものとしたが、これに限らず、グレーティングは、ウエハを保持するウエハホルダに形成されていても良い。この場合、露光中にウエハホルダが膨張したり、微動ステージに対する装着位置がずれたりした場合であっても、これに追従してウエハホルダ（ウエハ）の位置を計測することができる。また、グレーティングは、微動ステージの下面に配置されていても良く、この場合、セラミックスなどの不透明な部材にグレーティングＲＧを固定又は形成しても良い。また、この場合、エンコーダヘッドから照射される計測ビームが微動ステージの内部を進行しないので、微動ステージを光が透過可能な中実部材とする必要がなく、微動ステージを中空構造にして内部に配管、配線等を配置することができ、微動ステージを軽量化できる。この場合、グレーティングＲＧの表面に保護部材（カバーガラス）を設けても良い。あるいは、従来の微動ステージにウエハホルダとグレーティングＲＧを保持するだけでも良い。また、ウエハホルダを、中実のガラス部材によって形成し、該ガラス部材の上面（ウエハ載置面）にグレーティングＲＧを配置しても良い。
また、微動ステージを粗動ステージに対して駆動する駆動機構は、上記実施形態で説明したものに限られない。例えば実施形態では、微動ステージをＹ軸方向に駆動するコイルが微動ステージをＺ軸方向に駆動するコイルとしても機能したが、これに限らず微動ステージをＹ軸方向に駆動するアクチュエータ（リニアモータ）と、微動ステージをＺ軸方向に駆動する、すなわち微動ステージを浮上させるアクチュエータとを、それぞれ独立して設けても良い。この場合、微動ステージに常に一定の浮上力を作用させることができるので、微動ステージのＺ軸方向の位置が安定する。
なお、上述の各記実施形態では、微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２は、電磁力（ローレンツ力）の作用により粗動ステージＷＣＳ１又はＷＣＳ２に非接触支持されたが、これに限らず、例えば微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２に真空予圧型の空気静圧軸受等を設けて、粗動ステージＷＣＳ１又ＷＣＳ２に対して浮上支持しても良い。また、上記実施形態では、微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２は、全６自由度方向に駆動可能であったが、これに限らず少なくともＸＹ平面に平行な二次元平面内を移動できれば良い。また、微動ステージ駆動系５２Ａ，５２Ｂは、上述したムービングマグネット式のものに限らず、ムービングコイル式のものであっても良い。さらに微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２は、粗動ステージＷＣＳ１又はＷＣＳ２に接触支持されていても良い。従って、微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２を粗動ステージＷＣＳ１又はＷＣＳ２に対して駆動する微動ステージ駆動系は、例えばロータリモータとボールねじ（又は送りねじ）とを組み合わせたものであっても良い。
なお、上述の各実施形態では、計測ステーション３００において、ウエハＷに対する計測の一例としてアライメントマーク計測（ウエハアライメント）が行われるものとしたが、これに加えて（あるいはこれに代えて）ウエハＷ表面の投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向の位置を計測する面位置計測が行われても良い。この場合、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、面位置計測と同時に、ウエハを保持する微動ステージの上面の面位置計測を行い、これらの結果を用いて、露光時のウエハＷのフォーカス・レベリング制御を行っても良い。
なお、上述の各実施形態の露光装置において、ウエハ交換後に、新たにロードされたウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２、あるいはＷＦＳ３が、センターテーブル１３０又はリレーステージＤＲＳＴ’などから粗動ステージＷＣＳ２（ＷＣＳ２’）に渡された際に、そのウエハの位置ずれと回転誤差との調整のため、ウエハＷのノッチ（Ｖ字の切り欠き、不図示）を含む周縁の３箇所を撮像する例えば３つの撮像素子、又はウエハ上のマーク（又はパターン）を検出する検出系、例えばＣＣＤ等を備えた複数の顕微鏡などを設けても良い。
なお、上述の各実施形態の露光装置で用いられるウエハは、４５０ミリウエハに限られものでなく、それよりサイズの小さいウエハ（３００ミリウエハなど）でも良い。
なお、上述の各実施形態では、露光装置が液浸型の露光装置である場合について説明したが、これに限られるものではなく、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であっても良い。
なお、上述の各実施形態では、露光装置が、スキャニング・ステッパ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であっても良い。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であっても良い。
また、上述の各実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍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、こ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、上述の各実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置、あるいは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上記実施形態を適用することができる。
また、上述の各実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。かかる可変成形マスクを用いる場合には、ウエハ又はガラスプレート等が搭載されるステージが、可変成形マスクに対して走査されるので、このステージの位置をエンコーダシステム及びレーザ干渉計システムを用いて計測することで、上記各実施形態と同等の効果を得ることができる。
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号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）にも上記各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各実施形態を適用することができる。
なお、上述の各実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも適用できる。
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）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、上述の各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。
以上説明したように、本発明の物体交換方法は、保持部材上で薄板状の物体を交換するのに適している。また、本発明の搬送システムは、薄板状の物体を搬送するのに適している。また、本発明の露光方法及び露光装置は、エネルギビームを物体上に照射して物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、電子デバイスを製造するのに適している。
２０…主制御装置、５１，５１Ａ，５１Ｂ…粗動ステージ駆動系、５２Ａ，５２Ｂ…微動ステージ駆動系、７０Ａ，７０Ｂ…微動ステージ位置計測系、７７ｘ…Ｘヘッド、７７ｙａ、７７ｙｂ…Ｙヘッド、１００…露光装置、１０２…チャックユニット、１０８…ベルヌーイ・チャック、１１２…ギャップセンサ、１１４ａ〜１１４ｃ…撮像素子、１１８…ウエハ搬送アーム、１２０…ロボットアーム、Ｗ…ウエハ、ＷＦＳ１，ＷＦＳ２…微動ステージ、ＩＬ…照明光、ＷＣＳ１，ＷＣＳ２…粗動ステージ。
Claims (70)
- 保持部材上で薄板状の物体を交換する物体交換方法であって、
前記保持部材上に載置された前記物体の上方に搬出部材を位置させることと；
前記搬出部材と前記保持部材とを鉛直方向に相対移動させて、前記物体の上面から所定距離の位置まで前記搬出部材を接近させることと；
前記搬出部材に前記物体を上方から非接触で保持させ、前記物体を保持した前記搬出部材と前記保持部材とを離間させることと；を含む物体交換方法。 - 前記相対移動の際に、前記搬出部材と前記物体上面との間隔をセンサを用いて検出する請求項１に記載の物体交換方法。
- 前記離間後、前記物体を保持した前記搬出部材と前記保持部材との少なくとも一方は、水平面内で移動して、水平面内で互いに離間する請求項１又は２に記載の物体交換方法。
- 前記物体を保持した前記搬出部材は前記保持部材の上方に離間し、
前記搬出部材と前記保持部材との離間後に、前記保持部材の上方の前記搬出部材の下方に、前記物体を搬送する別の搬出部材を位置させ、該別の搬出部材に前記搬出部材から前記物体を渡すことをさらに含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の物体交換方法。 - 前記搬出部材によって前記保持部材による前記物体の保持が解除された後、前記搬出部材で非接触保持された物体を前記別の搬出部材により接触保持する請求項４に記載の物体交換方法。
- 前記保持部材の上方にて、第１の搬送部材により前記物体を上方から非接触で保持することと；
前記物体の下面が前記保持部材に接触するまで前記物体を保持した前記第１の搬送部材を下降させ、前記物体の下面が前記保持部材に接触した段階で、前記第１の搬送部材による前記物体の保持を解除することと；
前記物体の保持を解除した前記第１の搬送部材を、前記保持部材から離間させることと；
をさらに含む請求項４に記載の物体交換方法。 - 前記第１の搬送部材により保持されるのに先だって、前記保持部材の上方の前記第１の搬送部材の下方に、第２の搬送部材により前記物体を搬送することをさらに含む請求項６に記載の物体交換方法。
- 前記第２の搬送部材は、前記別の搬出部材と同一部材である請求項７に記載の物体交換方法。
- 前記物体は、前記保持部材の上方から水平面内で離れた位置で前記第１の搬送部材により保持される請求項６〜８のいずれか一項に記載の物体交換方法。
- 前記第１の搬送部材が下降中、前記物体の下面が前記保持部材に接触する前に、前記物体の位置情報を計測することと；
前記物体の下面が前記保持部材に接触するのに先だって、前記位置情報の計測結果に基づいて、前記保持部材の位置を調整することと；をさらに含む請求項６〜９のいずれか一項に記載の物体交換方法。 - 前記搬出部材は、前記第１の搬送部材と同一部材である請求項６〜１０のいずれか一項に記載の物体交換方法。
- 請求項６〜１１のいずれか一項に記載の物体交換方法によって前記保持部材上で薄板状の物体を交換することと；
交換後に前記保持部材に保持されている前記物体をエネルギビームで露光し、前記物体上にパターンを形成することと；を含む露光方法。 - 物体をエネルギビームで露光し、前記物体上にパターンを形成する露光方法であって、
保持部材上に載置された物体の上方に搬出部材を位置させることと；
前記搬出部材と前記保持部材とを鉛直方向に相対移動させて、前記物体の上面から所定距離の位置まで前記搬出部材を接近させることと；
前記搬出部材に前記物体を上方から非接触で保持させ、前記物体を保持した前記搬出部材と前記保持部材とを離間させることと；を含む露光方法。 - 前記物体の露光時に、前記保持部材の裏面側から計測ビームを前記保持部材の計測面に照射し、その戻り光を受光することで、前記保持部材の位置情報を計測する請求項１３に記載の露光方法。
- エネルギビームにより物体を露光する露光方法であって、
物体に前記エネルギビームを照射する露光処理が行われる第１領域を含む、互いに直交する第１軸及び第２軸を含む二次元平面内の第１の範囲内で移動可能な第１移動体と、前記第１領域から前記第１軸に平行な方向の一側に所定距離離れた位置に配置され、物体に対する計測処理が行われる第２領域を含む、前記二次元平面内の第２の範囲内で移動可能な第２移動体と、によって前記物体を保持する複数の保持部材のそれぞれが、相対移動可能に支持されることと；
前記保持部材が、前記第１、第２移動体上以外の場所にあるときに、前記物体の交換が行われることと；を含む露光方法。 - 前記物体の露光時に、前記保持部材の裏面側から計測ビームを前記保持部材の計測面に照射し、その戻り光を受光することで、前記保持部材の位置情報を計測する請求項１５に記載の露光方法。
- 前記第１移動体は、前記第２軸に平行な方向に関して第１部分と第２部分とに分離可能であり、
前記物体の交換に際しては、前記第１移動体を前記第１部分と第２部分とに分離させて、前記第１領域と前記第２領域との間に設置された支持部材上に、前記第１移動体から前記保持部材を受け渡し、前記支持部材上に受け渡された前記保持部材を、搬送部材により所定の交換位置に搬送する請求項１５又は１６に記載の露光方法。 - 前記物体の交換に際しては、前記二次元平面内で移動可能な第３移動体に前記保持部材を前記第１移動体から受け渡させ、該第３移動体を所定の交換位置に移動させる請求項１５〜１７のいずれか一項に記載の露光方法。
- 請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の露光方法により物体を露光することと；
露光された前記物体を現像することと；を含むデバイス製造方法。 - 薄板状の物体を搬送する搬送システムであって、
物体を上方から非接触で保持可能な保持部を有し、前記物体を保持した保持部材と前記保持部とを水平面に平行な所定平面内で相対駆動し、前記保持部材上に載置された前記物体の上方に前記保持部を位置させ、前記保持部と前記保持部材とを鉛直方向に相対移動させて、前記物体の上面から所定距離の位置まで前記保持部を接近させ、前記保持部材上の前記物体を、前記保持部により上方から非接触で保持して、前記物体を保持した前記保持部と前記保持部材とを鉛直方向に離間させた後、所定平面内で離間させる搬送装置を備える搬送システム。 - 前記保持部は、ベルヌーイ効果を利用して前記物体を非接触で保持するベルヌーイ・チャックを含む請求項２０に記載の搬送システム。
- 前記搬送装置は、前記保持部が設けられ、鉛直方向に前記保持部材に対して相対移動する第１部材と、該第１部材との間で前記物体の受け渡しを行い、前記所定平面に平行な方向に前記保持部材に対して相対移動可能な第２部材とを含む請求項２０に記載の搬送システム。
- 前記搬送装置は、前記保持部が設けられ、前記鉛直方向及び前記所定平面に平行な方向に、前記保持部材に対して相対移動可能な搬送部材を含む請求項２０に記載の搬送システム。
- 前記搬送装置は、前記保持部に設けられ、前記保持部と前記保持部材とを鉛直方向に相対移動させる際に、前記保持部と前記物体上面との間隔を検出するセンサをさらに含み、該センサで前記間隔を検出しつつ、前記保持部を前記物体の上面から所定距離の位置まで接近させる請求項２０に記載の搬送システム。
- 前記搬送装置は、前記保持部材が所定平面内の第１位置に位置したとき、前記物体を保持した前記保持部と前記保持部材とを鉛直方向に関して相対移動して、前記物体を前記保持部材に載置する請求項２０に記載の搬送システム。
- 前記搬送装置は、前記保持部に設けられ、前記物体の位置情報を計測する計測系をさらに含み、前記保持部と前記保持部材との鉛直方向に関する移動中に、前記物体の下面が前記保持部材に接触する前に前記相対移動中に移動している前記保持部と前記保持部材との少なくとも一方の移動を一旦停止させ、前記計測系により前記物体の位置情報を計測し、
前記物体の下面が前記保持部材に接触するのに先だって、前記位置情報の計測結果に基づいて、前記保持部と前記保持部材との少なくとも一方の位置を調整する調整装置を；さらに備える請求項２５に記載の搬送システム。 - 薄板状の物体をエネルギビームで露光して、前記物体上にパターンを形成する露光装置であって、
請求項２０〜２６のいずれか一項に記載の搬送システムと；
前記所定面に実質的に平行な一面に計測面が設けられた保持部材を前記所定面に沿って相対移動可能に保持し、前記所定面に沿って移動可能な移動体と；
前記計測面に少なくとも１本の第１計測ビームを下方から照射し、該第１計測ビームの前記計測面からの光を受光して前記保持部材の少なくとも前記所定面内の位置情報を計測する第１計測系と；
前記第１計測系で計測された前記位置情報に基づいて、前記保持部材を単独で若しくは前記移動体と一体で駆動する駆動系と；を備える露光装置。 - 薄板状の物体をエネルギビームで露光して、前記物体上にパターンを形成する露光装置であって、
前記物体を上方から非接触で保持可能な保持部を有し、前記物体を保持した保持部材と前記保持部とを水平面に平行な所定平面内で相対駆動し、前記保持部材上に載置された前記物体の上方に前記保持部を位置させ、前記保持部と前記保持部材とを鉛直方向に相対移動させて、前記物体の上面から所定距離の位置まで前記保持部を接近させ、前記保持部材上の前記物体を、前記保持部により上方から非接触で保持して、前記物体を保持した前記保持部と前記保持部材とを鉛直方向に離間させた後、所定平面内で離間させる搬送装置を備える搬送システムを備える露光装置。 - 前記物体の露光時に、裏面計測により前記保持部材の位置情報を計測する第１計測系をさらに備える請求項２８に記載の露光装置。
- 前記移動体は、内部に空間部を有し、
前記第１計測系は、前記移動体の空間部内に前記計測面に対向して配置され、前記計測面に少なくとも１本の第１計測ビームを下方から照射し、該第１計測ビームの前記計測面からの光を受光するヘッド部を有する請求項２９に記載の露光装置。 - エネルギビームにより物体を露光する露光装置であって、
保持部材に保持された物体に前記エネルギビームを照射する露光処理が行われる露光処理部と；
前記露光処理部から第１軸に平行な方向の一側に離れて配置され、保持部材に保持された物体に対する計測処理が行われる計測処理部と；
前記保持部材が、前記露光処理部及び前記計測処理部にそれぞれ配置される移動体上以外の場所にあるときに、前記物体の交換を行う物体交換システムと；を備える露光装置。 - 前記物体交換システムは、前記第１、第２移動体と異なる位置で、前記物体の交換を行う請求項３１に記載の露光装置。
- 前記物体交換システムは、前記露光処理、及び前記計測処理における前記第１、第２移動体の移動範囲外で前記物体の交換を行う請求項３１又は３２に記載の露光装置。
- 前記物体交換システムは、前記露光処理部及び前記計測処理部以外の位置で、前記物体の交換を行う請求項３３に記載の露光装置。
- 前記物体交換システムは、前記計測処理部と前記露光処理部との間の前記保持部材の移動経路上の交換位置で前記物体の交換を行う請求項３１〜３４のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記交換位置では、前記保持部材に保持された前記物体の交換が行われる請求項３５に記載の露光装置。
- 前記物体交換システムは、前記交換位置に設置され、前記物体を保持した前記保持部材を下方から支持可能な支持部材を含む請求項３６に記載の露光装置。
- 前記物体交換システムは、前記支持部材に支持された前記保持部材上から前記物体をアンロードするとともに、新たな物体を前記保持部材上にロードする物体交換装置とをさらに含む請求項３７に記載の露光装置。
- 前記保持部材の前記二次元平面に実質的に平行な一面に計測面が設けられ、
前記露光処理部に、前記保持部材が位置するとき、前記計測面に少なくとも１つの第１計測ビームを下方から照射し、該第１計測ビームの戻り光を受光して前記保持部材の前記二次元平面内の位置情報を計測する第１計測系をさらに備える請求項３７又は３８に記載の露光装置。 - 前記計測処理部に前記保持部材が位置するとき、前記計測面に少なくとも１つの第２計測ビームを下方から照射し、該第２計測ビームの戻り光を受光して前記保持部材の前記二次元平面内の位置情報を計測する第２計測系をさらに備える請求項３９に記載の露光装置。
- 前記二次元平面内で独立して移動可能で、それぞれ前記保持部材を移動可能に支持する第１、及び第２の移動体をさらに備える請求項４０に記載の露光装置。
- 前記支持部材は、上下動可能である請求項４１に記載の露光装置。
- 前記第１、及び第２の移動体の少なくとも一方は内部に空間部を有し、その底面には、前記支持部材に妨げられることなく、前記第１、及び第２の移動体相互の接近を可能にする開口部又は切り欠きが設けられている請求項４２に記載の露光装置。
- 前記第１移動体及び前記第２移動体の少なくとも一方は、前記第２軸に平行な方向に関して分離可能である請求項４３に記載の露光装置。
- 前記第１計測系は、前記第１移動体の前記空間部内に少なくとも一側から挿入可能で、前記第１軸に平行な方向に延びる部材から成り、前記第１計測ビームを前記計測面に照射し、該第１計測ビームの戻り光を受光する第１計測アームを有し、
前記第２計測系は、前記移動体の前記空間部内に少なくとも一側から挿入可能で、前記第１軸に平行な方向に延びる部材から成り、前記第２計測ビームを前記計測面に照射し、該第２計測ビームの戻り光を受光する第２計測アームを有する請求項４４に記載の露光装置。 - 前記第１、第２計測アームは、それぞれ、前記第１軸に平行な方向の一端が固定端で他端が自由端であるカンチレバー状の部材である請求項４５に記載の露光装置。
- 前記保持部材は、その内部を光が進行可能な中実部を少なくとも一部に有し、
前記計測面は、前記保持部材の前記物体の載置面側に前記中実部に対向して配置され、前記第１軸及び第２軸の少なくとも一方に平行な方向を周期方向とするグレーティングを有し、
前記第１、第２計測アームは、前記グレーティングに前記第１、第２計測ビームを照射し、前記グレーティングからの回折光を受光するヘッドをそれぞれ有し、
前記第１、第２計測系のそれぞれは、前記ヘッドの出力に基づいて、前記保持部材の前記グレーティングの周期方向の位置情報を計測する請求項４５又は４６に記載の露光装置。 - 前記第１移動体は前記第１軸に平行な方向に関して第１の範囲内で移動し、
前記第２移動体は前記第１軸に平行な方向に関して第２の範囲内で移動し、
前記支持部材は、前記第１の範囲と前記第２の範囲とがオーバーラップした位置に設置されている請求項４１〜４７のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記保持部材は、複数用意されており、
前記複数の保持部材のそれぞれを、前記第１、第２移動体により支持可能である請求項４１に記載の露光装置。 - 前記エネルギビームを射出する射出面を有する光学部材と；
該光学部材と前記第１移動体に保持された前記保持部材との間に液体を供給する液浸部材を有する液浸装置と；をさらに備える請求項４１〜４９のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記光学部材との間で前記液体を保持するシャッタ部材をさらに備える請求項５０に記載の露光装置。
- 前記二次元平面内で独立して移動可能で、それぞれ前記保持部材を移動可能に支持する第１、及び第２の移動体をさらに備え、
前記物体交換システムは、前記保持部材が、前記第１、第２移動体上以外の場所にあるときに、前記物体の交換を行う請求項３１〜５１のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記第１移動体は、前記第２軸に平行な方向に関して第１部分と第２部分とに分離可能であり、
前記交換システムは、前記保持部材を支持する前記第１移動体が分離したとき、該第１移動体から前記保持部材を受け取り可能であり、前記露光処理部と前記計測処理部との間に設置された支持部材と、該支持部材上に載置された前記保持部材を搬送可能な搬送部材とを含み、前記第１移動体から前記支持部材上に受け渡された前記保持部材を、前記搬送部材により所定の交換位置に搬送して前記物体の交換を行う請求項５２に記載の露光装置。 - 前記第１移動体と前記第２移動体との少なくとも一方の底面には、前記支持部材に妨げられることなく、相互の接近を可能にする開口部又は切り欠きが設けられている請求項５３に記載の露光装置。
- 前記支持部材は、上下動可能である請求項５４に記載の露光装置。
- 前記保持部材は複数用意され、
前記支持部材が所定高さ位置で前記複数の保持部材のうちの第１保持部材を支持しているとき、前記第１移動体と前記第２移動体とは、互いに接近して、相互間で前記複数の保持部材のうちの第２保持部材を受け渡し可能である請求項５５に記載の露光装置。 - 前記物体交換システムは、前記第１移動体との間で前記保持部材の受け渡しが可能であるとともに、前記二次元平面内で移動可能な第３移動体を含み、前記保持部材を前記第１移動体から受け取った前記第３移動体を、所定の交換位置に移動させて、前記物体の交換を行う請求項５２〜５６のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記保持部材の前記二次元平面に実質的に平行な一面に計測面が設けられ、
前記露光処理部に、前記保持部材を支持する前記第１移動体があるとき、前記保持部材の前記計測面に少なくとも１つの第１計測ビームを下方から照射し、該第１計測ビームの戻り光を受光して前記保持部材の前記二次元平面内の位置情報を計測する第１計測系をさらに備える請求項５２〜５７のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記計測処理部に、前記保持部材を支持する前記第２移動体があるとき、前記計測面に少なくとも１つの第２計測ビームを下方から照射し、該第２計測ビームの戻り光を受光して前記保持部材の前記二次元平面内の位置情報を計測する第２計測系をさらに備える請求項５８に記載の露光装置。
- 前記第１及び第２移動体は、それぞれ内部に空間部を有し、
前記第１計測系は、前記第１移動体の前記空間部内に少なくとも一側から挿入可能で、前記第１軸方向に伸びる部材から成り、前記第１計測ビームを前記計測面に照射し、該第１計測ビームの戻り光を受光する第１計測アームを有し、
前記第２計測系は、前記移動体の前記空間部内に少なくとも一側から挿入可能で、前記第１軸方向に伸びる部材から成り、前記第２計測ビームを前記計測面に照射し、該第２計測ビームの戻り光を受光する第２計測アームを有する請求項５９に記載の露光装置。 - 前記第１、第２計測アームは、それぞれ、前記第１軸方向の一端が固定端で他端が自由端であるカンチレバー状の部材である請求項６０に記載の露光装置。
- 前記保持部材は、その内部を光が進行可能な中実部を少なくとも一部に有し、
前記計測面は、前記保持部材の前記物体の載置面側に前記中実部に対向して配置され、前記第１軸及び第２軸の少なくとも一方に平行な方向を周期方向とするグレーティングを有し、
前記第１、第２計測アームは、前記グレーティングに前記第１、第２計測ビームを照射し、前記グレーティングからの回折光を受光するヘッドをそれぞれ有し、
前記第１、第２計測系は、前記ヘッドの出力に基づいて、前記保持部材の前記グレーティングの周期方向の位置情報を計測する請求項６０又は６１に記載の露光装置。 - 前記交換システムは、前記物体を前記保持部材と一体で交換する請求項５２〜６２のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記エネルギビームを射出する射出面を有する光学部材と；
該光学部材と前記第１移動体に保持された前記保持部材との間に液体を供給する液浸部材を有する液浸装置と；をさらに備える請求項５２〜６３のいずれか一項に記載の露光装置。 - 前記光学部材との間で前記液体を保持するシャッタをさらに備える請求項６４に記載の露光装置。
- 前記物体交換システムは、前記物体を上方から非接触で保持可能な保持部を有する請求項３１〜６５のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記保持部は、ベルヌーイ効果を利用して前記物体を非接触で保持するベルヌーイ・チャックを含む請求項６６に記載の露光装置。
- 前記計測処理部は、前記物体上のマークを検出する少なくとも１つのマーク検出系を含む請求項３１〜６７のいずれか一項に記載の露光装置。
- 前記計測処理部は、前記二次元平面内で前記第２軸に平行な方向に関して検出領域が離れて配置され、前記物体上の異なるマークをそれぞれ検出する複数のマーク検出系を含む請求項６８に記載の露光装置。
- 請求項２７〜６９のいずれか一項に記載の露光装置を用いて物体を露光することと；
露光された前記物体を現像することと；を含むデバイス製造方法。
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