JP2013511822A - 露光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

露光装置は、第１方向に延在するガイド部材を有し、第１方向と略直交する第２方向に移動する第１移動体と、前記ガイド部材に沿って前記第１方向に移動自在に設けられ、前記第１移動体の移動により前記ガイド部材とともに前記第２方向に移動する一対の第２移動体（ＷＣＳ２）と、前記物体を保持するとともに、前記一対の第２移動体により、少なくとも前記第１方向及び前記第２方向を含む二次元平面内で移動自在に支持される保持装置（ＷＦＳ２）と、前記物体を上方から非接触で保持可能なチャック部材（１０８）を有し、前記保持装置との間で前記物体を搬送する搬送装置（１０２）とを有する。

Description

本発明は、露光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法に関する。
本願は、２００９年１１月１９日に出願された米国特許仮出願６１／２７２，９２６号、及び２０１０年１１月１７日に出願された米国出願１２／９４７，９０３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

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３００ｍｍウエハが主流となっているが、今や直径４５０ｍｍの４５０ｍｍウエハ時代の到来が間近に迫っている（例えば、非特許文献１参照）。４５０ｍｍ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３００ｍｍ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、４５０ｍｍウエハは、３００ｍｍ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３００ｍｍ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。

従って、４５０ｍｍ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。

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本発明の第１の態様によれば、エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光装置であって、第１方向に延在するガイド部材を有し、前記第１方向と略直交する第２方向に移動する第１移動体と、前記ガイド部材に沿って前記第１方向に移動自在に設けられ、前記第１移動体の移動により前記ガイド部材とともに前記第２方向に移動する一対の第２移動体と、前記物体を保持するとともに、前記一対の第２移動体により、少なくとも前記第１方向及び前記第２方向を含む二次元平面内で移動自在に支持される保持装置と、前記物体を上方から非接触で保持可能なチャック部材を有し、前記保持装置との間で前記物体を搬送する搬送装置とを有する露光装置が、提供される。

本発明の第２の態様によれば、エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光方法であって、第１方向に延在するガイド部材を有する第１移動体を、前記第１方向と直交する第２方向に移動させるステップと、前記ガイド部材に沿って前記第１方向に移動自在に設けた一対の第２移動体を、前記第１移動体の移動により前記ガイド部材とともに前記第２方向に移動させるステップと、前記物体を保持する保持装置を前記一対の第２移動体により支持し、前記一対の第２移動体を前記ガイド部材に沿って同期移動させて、前記保持部材を前記第１方向に移動させるステップと、前記物体を上方から非接触で保持可能なチャック部材を用いて、前記保持装置との間で前記物体を搬送するステップと、を含む露光方法が、提供される。

本発明の第３の態様によれば、先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が、提供される。

本発明の態様は、薄板状の物体を保持装置に搬入する、及び／又は薄板状の物体を保持装置から搬出するのに適している。

一実施形態の露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１の露光装置を一部省略して示す平面図である。 図１の露光装置が備えるウエハステージの外観斜視図である。 ウエハステージの部分的な分解図である。 図１の計測ステーション近傍を拡大して示す図である。 、図１の露光装置が備えるウエハステージを示す−Ｙ方向から見た側面図である。 ウエハステージを示す平面図である。 図１の露光装置が備える可動ブレードについて説明するための図である。 図１の露光装置の制御系の構成を示すブロック図である。 微動ステージ駆動系を構成する磁石ユニット及びコイルユニットの配置を示す平面図である。 、微動ステージを粗動ステージに対してＺ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図である。 微動ステージを粗動ステージに対してＹ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図である。 微動ステージを粗動ステージに対してＸ軸回りに回転させる際の動作を説明するための図である。 微動ステージの中央部を＋Ｚ方向に撓ませる際の動作を説明するための図である。 Ｘヘッドの概略構成を示す図である。 Ｘヘッド、Ｙヘッドそれぞれの計測アーム内での配置を説明するための図である。 計測アームの先端部を示す斜視図である。 計測アームの先端部の上面を＋Ｚ方向から見た平面図である。 スキャン露光時のウエハの駆動方法を説明するための図である。 ステッピング時のウエハの駆動方法を説明するための図である。 ウエハのアンロード手順を説明するための図であって、計測ステーションにおけるチャックユニット近傍を側面から見た状態を示す図である。 ウエハのアンロード手順を説明するための図であって、計測ステーションにおけるチャックユニット近傍を上方から見た状態を示す図である。 微動ステージを用いて行われる並行処理について説明するための図（その１）である。 微動ステージと可動ブレードとの間で行われる液浸空間（液体）の受け渡しについて説明するための図（その１）である。 微動ステージと可動ブレードとの間で行われる液浸空間（液体）の受け渡しについて説明するための図（その２）である。 微動ステージと可動ブレードとの間で行われる液浸空間（液体）の受け渡しについて説明するための図（その３）である。 微動ステージと可動ブレードとの間で行われる液浸空間（液体）の受け渡しについて説明するための図（その４）である。 微動ステージを用いて行われる並行処理について説明するための図（その２）である。 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ための図である。 ウエハ交換装置の第１の変形例を説明するための図である。 ウエハ交換装置の第２の変形例を説明するための図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。 図２６におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を、図１〜図２３に基づいて説明する。

図１には、一実施形態の露光装置１００の構成が概略的に示されている。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軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

露光装置１００は、図１に示されるように、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及びリレーステージＤＲＳＴを備えるステージ装置ＳＴ（図３）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８参照）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８参照）に送られる。

投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、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上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴと微動ステージ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。

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８参照）、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８参照）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との間に液体を供給するとともに、液体回収装置６（図８参照）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（搬送装置）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、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８参照）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号に開示されている。

チャックユニット１０２は、図５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８参照）。

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１０８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８参照）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Ｗ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８参照）。

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８参照）。

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（不図示）とのウエハＷ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。
チャックユニット１０２及び搬送アーム１１８の役割等については後述する。

図３及び図４に示すように、ステージ装置ＳＴは、ＹモータＹＭ１の駆動により移動するＹ粗動ステージ（第１移動体）ＹＣ１と、ＹモータＹＭ２の駆動により移動するＹ粗動ステージ（他の第１移動体）ＹＣ２と、ＸモータＸＭ１の駆動により独立して移動する一対のＸ粗動ステージ（第２移動体）ＷＣＳ１と、ＸモータＸＭ２の駆動により独立して移動する一対のＸ粗動ステージ（他の第２移動体）ＷＣＳ２と、ウエハＷを保持してＸ粗動ステージＷＣＳ１に移動自在に支持される微動ステージＷＦＳ１と、ウエハＷを保持してＸ粗動ステージＷＣＳ２に移動自在に支持される微動ステージＷＦＳ２と、ＹモータＹＭ３の駆動により移動するリレーステージＤＲＳＴとを備えている。
これらＹ粗動ステージＹＣ１とＸ粗動ステージＷＣＳ１とにより第１ステージユニットＳＵ１が構成され、Ｙ粗動ステージＹＣ２とＸ粗動ステージＷＣＳ２とにより第２ステージユニットＳＵ２が構成される。

一対のＸ粗動ステージＷＣＳ１及び微動ステージＷＦＳ１により上述したウエハステージＷＳＴ１が構成される。同様に、一対のＸ粗動ステージＷＣＳ２及び微動ステージＷＦＳ２により上述したウエハステージＷＳＴ２が構成される。微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２は、微動ステージ駆動系（駆動装置）５２Ａ（図８参照）によってＸ粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２に対して６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）にそれぞれ駆動される。

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、Ｘ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８参照）に供給される。ウエハステージＷＳＴ２（Ｘ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Ｘ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、Ｘ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８参照）に供給される。

Ｘ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８参照）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８参照）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、Ｘ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８参照）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、ＹモータＹＭ３の駆動によりＹ方向に移動するＹ粗動ステージＷＣＳ３を有しており、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８参照）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８参照）に供給される。

この他、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８参照）。

続いて、ステージ装置ＳＴの各部の構成等について詳述する。
なお、図４においては、理解を容易にするために、第１ステージユニットＳＵ１周辺の構成についてのみ図示している。また、第２ステージユニットＳＵ２周辺の構成は、第１ステージユニットＳＵ１及びその周辺の構成と同様であるため、以下においては、代表的にウエハステージＷＳＴ１についてのみ説明する。

ＹモータＹＭ１は、ベース盤１２のＸ方向の両側縁にＹ方向に延在して設けられた固定子１５０と、Ｙ粗動ステージＹＣ１のＸ方向の両端に設けられた可動子１５１Ａとから構成されている。ＹモータＹＭ２は、上記固定子１５０と、Ｙ粗動ステージＹＣ２のＸ方向の両端に設けられた可動子１５１Ｂとから構成されている。すなわち、ＹモータＹＭ１、ＹＭ２では、固定子１５０を共用する構成となっている。固定子１５０は、Ｙ方向に沿って配列された永久磁石を備えており、可動子１５１Ａ、１５１ＢはＹ方向に沿って配列されたコイルを備えている。即ち、ＹモータＹＭ１、ＹＭ２は、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２及びＹ粗動ステージＹＣ１、ＹＣ２をＹ方向に駆動するムービングコイル型のリニアモータを構成している。尚、ここではムービングコイル型のリニアモータを例に挙げて説明するが、ムービングマグネット型のリニアモータであってもよい。

また、固定子１５０は、それぞれの下面に設けられた不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングによってベース盤１２の上方において所定のクリアランスを介して浮上支持されている。これにより、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２やＹ粗動ステージＹＣ１、ＹＣ２のＹ方向の移動により発生した反力により、固定子１５０がＹ方向のＹカウンタマスとして逆方向に移動して、この反力を運動量保存の法則により相殺する。

Ｙ粗動ステージＹＣ１は、可動子１５１Ａ、１５１Ａ間に設けられＸ方向に延びるＸガイド（ガイド部材）ＸＧ１を有しており、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る。

ＸガイドＸＧ１には、ＸモータＸＭ１を構成する固定子１５２が設けられている。ＸモータＸＭ１の可動子１５３Ａは、図４に示すように、Ｘ粗動ステージＷＣＳ１をＸ方向に貫通し、ＸガイドＸＧ１が挿通される貫通孔１５４に設けられている。

一対のＸ粗動ステージＷＣＳ１は、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９５によりそれぞれベース盤１２の上に浮上支持され、ＸモータＸＭ１の駆動によりＸガイドＸＧ１に沿って互いに独立してＸ方向に移動する。Ｙ粗動ステージＹＣ１には、ＸガイドＸＧ１の他に、Ｘ粗動ステージＷＣＳ１をＹ方向に駆動するＹリニアモータの固定子が配設されたＸガイドＸＧＹ１が設けられている。そして、Ｘ粗動ステージＷＣＳ１には、当該Ｘ粗動ステージＷＣＳ１をＸ方向に貫通する貫通孔１５５（図４参照）にＹリニアモータの可動子１５６Ａが設けられている。なお、Ｙリニアモータを設けずに、エアベアリングを設けることにより、Ｘ粗動ステージＷＣＳ１をＹ方向に支持する構成としてもよい。

図４に示すように、各Ｘ粗動ステージＷＣＳ１のＸ方向外側端部には、一対の側壁部９２と、側壁部９２それぞれの上面に固定された一対の固定子部９３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。

一対の固定子部９３のそれぞれは、図４に示されるように、外形がＸＹ平面に平行な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ＣＵ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。

微動ステージＷＦＳ１は、図６Ａ及び図６Ｂ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（計測光）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、その内部における計測ビーム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（不図示）が設けられている。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。

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６Ａ及び図６Ｂ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。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には、図６Ｂに示されるように、一端部に円形の開口が形成され、この開口内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計測プレート８６が埋め込まれている。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、ウエハアライメント系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）。

図６Ａに示されるように、本体部８１の上面のウエハＷよりも一回り大きい領域には、計測面としての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、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型の回折格子（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。

グレーティングＲＧの上面は、保護部材、例えばカバーガラス８４（図６Ａには不図示、図１２Ａ参照）によって覆われている。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静電チャック機構が設けられている。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し、あるいは薄膜などで構成しても良い。

本体部８１は、図６Ａからもわかるように、長手方向の両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。

可動子部８２ａは、図６Ａ及び図６Ｂ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８２ａ_１、８２ａ_２を含む。板状部材８２ａ_１、８２ａ_２は、本体部８１の＋Ｘ側の端部に対し、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。２枚の板状部材８２ａ_１、８２ａ_２の間には、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８２ａ_１、８２ａ_２の内部には、後述する磁石ユニットＭＵａ_１、ＭＵａ_２が、収容されている。

可動子部８２ｂは、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８２ｂ_１、８２ｂ_２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８２ｂ_１、８２ｂ_２の間には、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８２ｂ_１、８２ｂ_２の内部には、磁石ユニットＭＵａ_１、ＭＵａ_２と同様に構成された磁石ユニットＭＵｂ_１、ＭＵｂ_２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軸方向の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８２ａ_１、８２ａ_２、及び８２ｂ_１、８２ｂ_２間に固定子部９３ａ、９３ｂがそれぞれ位置するように、微動ステージの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ＭＵａ_１、ＭＵａ_２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ＭＵｂ_１、ＭＵｂ_２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９からわかるように、固定子部９３ａの内部には、複数（ここでは、１２個）の平面視長方形状のＹＺコイル（以下、適宜「コイル」と略述する）５５、５７が、Ｙ軸方向に等間隔でそれぞれ配置され、２列のコイル列を構成している。コイル列はＸ軸方向に所定間隔で配置されている。ＹＺコイル５５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。また、固定子部９３ａの内部であって、上述した２列のコイル列の間には、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（以下、適宜「コイル」と略述する）５６が、配置されている。この場合、２列のコイル列と、Ｘコイル５６とは、Ｘ軸方向に関して等間隔で配置されている。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。

なお、以下では、図９を用いて、コイルユニットＣＵａ及び磁石ユニットＭＵａ_１，ＭＵａ_２をそれぞれ有する一方の固定子部９３ａ及び可動子部８２ａについて説明するが、他方の固定子部９３ｂ及び可動子部８２ｂは、これらと同様に構成され、同様に機能する。

可動子部８２ａの一部を構成する＋Ｚ側の板状部材８２ａ_１の内部には、図９を参照するとわかるように、Ｘ軸方向を長手方向とする平面視長方形の複数（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、２列の磁石列を構成している。磁石列はＸ軸方向に所定間隔を隔てて配置されるとともに、コイル５５、５７に対向して配置されている。また、板状部材８２ａ_１の内部であって、上述の２列の磁石列の間には、Ｘ軸方向に離間して配置されたＹ軸方向を長手方向とする一対（２つ）の永久磁石６６ａ_１、６６ａ_２が、コイル５６に対向して配置されている。

複数の永久磁石６５ａ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。複数の永久磁石６７ａから成る磁石列は、複数の永久磁石６５ａから成る磁石列と同様に構成されている。また、永久磁石６６ａ_１、６６ａ_２は、互いに逆極性となるように配置されている。複数の永久磁石６５ａ、６７ａ及び６６ａ_１、６６ａ_２によって、磁石ユニットＭＵａ_１が構成されている。

−Ｚ側の板状部材８２ａ_２の内部にも、上述した板状部材８２ａ_１の内部と同様の配置で、永久磁石が配置され、これらの永久磁石によって、磁石ユニットＭＵａ_２が構成されている。

ここで、Ｙ軸方向に隣接して配置された複数の永久磁石６５ａは、隣接する２つの永久磁石（便宜上第１、第２の永久磁石とする）６５ａそれぞれが、ＹＺコイル（便宜上第１のＹＺコイルと呼ぶ）５５の巻線部に対向したとき、第２の永久磁石６５に隣接する第３の永久磁石６５ａが、上述の第１のＹＺコイル５５に隣接する第２のＹＺコイル５５の巻線部に対向しないように（コイル中央の中空部、又はコイルが巻き付けられたコア、例えば鉄芯に対向するように）、複数の永久磁石６５ａ及び複数のＹＺコイル５５のＹ軸方向に関する位置関係（それぞれの間隔）が設定されている。この場合、第３の永久磁石６５ａに隣接する第４の永久磁石６５ａ及び第５の永久磁石６５ａそれぞれは、第２のＹＺコイル５５に隣接する第３のＹＺコイル５５の巻線部に対向する。永久磁石６７ａ、及び−Ｚ側の板状部材８２ａ_２の内部の２列の永久磁石列のＹ軸方向に関する間隔も、同様になっている。

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、一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。

また、主制御装置２０は、例えば図１０Ａに示されるように、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１０Ａ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１０Ａの白抜き矢印参照）。なお、図１０Ａとは反対に、＋Ｘ側の可動子部８２ａに作用させる駆動力を−Ｘ側よりも大きくすることで、微動ステージＷＦＳ１をＺ軸に対して左回りに回転させることができる。

また、主制御装置２０は、図１０Ｂに示されるように、可動子部８２ａと可動子部８２ｂとに、互いに異なる浮上力（図１０Ｂ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１０Ｂの白抜き矢印参照）ができる。なお、図１０Ｂとは反対に、可動子部８２ａに作用させる浮上力を可動子部８２ｂ側よりも大きくすることで、微動ステージＷＦＳ１をＹ軸に対して左回りに回転させることができる。

さらに、主制御装置２０は、例えば図１０Ｃに示されるように、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１０Ｃ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（θｘ回転））させること（図１０Ｃの白抜き矢印参照）ができる。なお、図１０Ｃとは反対に、可動子部８２ａ（及び８２ｂ）の−Ｙ側の部分に作用させる浮上力を＋Ｙ側の部分に作用させる浮上力よりも小さくすることで、微動ステージＷＦＳ１をＸ軸に対して左回りに回転させることができる。

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１０Ａ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１０Ａ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１０Ｂ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（θｙ回転））させること（図１０Ｂ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１０Ｃ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１０Ｃ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１０Ｃ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１１に示されるように、可動子部８２ａに対して、浮上力（図１１の黒塗り矢印参照）と同時にＹ軸回りの回転力（図１１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５５、５７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８２ｂ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１１のハッチング付き矢印参照）。従って、図１１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。なお、図１１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。

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８参照）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８参照）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側面の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設けることができる。

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ＭＵａ_１、ＭＵａ_２及びＭＵｂ_１、ＭＵｂ_２）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ＭＵａ_１、ＭＵａ_２及びＭＵｂ_１、ＭＵｂ_２）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８参照）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８参照）とを備えている。ただし、リレーステージＤＲＳＴにおける粗動ステージＷＣＳ３は、分離できるようには構成されていない。
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８参照）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８参照）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８参照）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。

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６Ａ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。

微動ステージ位置計測系７０Ａは、図８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２００７／２８８，１２１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１２Ａ及び図１２Ｂ参照）で計測し、Ｙ軸方向の位置を一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂ（図１２Ｂ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１２Ａ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１２Ｂ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１２Ａに示されるように、Ｘヘッド７７ｘは、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１２Ａ及び図１２Ｂ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１２Ｂ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ＬＢｘ_０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ＬＢｘ_０は、計測アーム７１Ａの内部の中実な部分を、Ｙ軸方向に平行に進行し、反射ミラーＲ３ａ（図１２Ａ参照）に達する。そして、レーザビームＬＢｘ_０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ＬＢｘ_０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、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ＬＢｘ_１２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１２Ｂ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ＬＢｘ_１２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８参照）に供給される。

図１２Ｂ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ＬＢｙａ_０、ＬＢｙｂ_０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ＬＢｙａ_１２、ＬＢｙｂ_１２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ＬＢｙａ_０、ＬＢｙｂ_０とＹ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される合成ビームＬＢｙａ_１２、ＬＢｙｂ_１２とは、図１２Ｂ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ＬＤｙａ、ＬＤｙｂから照射されるレーザビームＬＢｙａ_０、ＬＢｙｂ_０とＹ受光系７４ｙａ、７４ｙｂに戻される合成ビームＬＢｙａ_１２、ＬＢｙｂ_１２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１３Ａ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１３Ｂ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１３Ａ及び図１３Ｂ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１３Ｂの白丸参照）から、計測ビームＬＢｘ_１、ＬＢｘ_２（図１３Ａ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１２Ａ参照）。計測ビームＬＢｘ_１、ＬＢｘ_２の照射点、すなわちＸヘッド７７ｘの検出点（図１３Ｂ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ＬＢｘ_１、ＬＢｘ_２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１２Ａ等では、簡略化して図示されている。

図１２Ｂ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１３Ａ及び図１３Ｂに示されるように、直線ＬＹａ上で直線ＬＸからの距離が等しい２点（図１３Ｂ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１３Ａにおいてそれぞれ破線で示される計測ビームＬＢｙａ_１，ＬＢｙａ_２を照射する。計測ビームＬＢｙａ_１，ＬＢｙａ_２の照射点、すなわちＹヘッド７７ｙａの検出点が、図１３Ｂ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ＬＢｙａ_１，ＬＢｙａ_２の射出点に対称な２点（図１３Ｂの白丸参照）から、計測ビームＬＢｙｂ_１，ＬＢｙｂ_２を、グレーティングＲＧ上の共通の照射点ＤＰｙｂに照射する。図１３Ｂ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ＬＢｘ_１，ＬＢｘ_２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ＷＦＳ１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１３Ａに示されるように、３本の測長ビームＬＢｚ_１、ＬＢｚ_２、ＬＢｚ_３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ＬＢｚ_１、ＬＢｚ_２、ＬＢｚ_３それぞれを照射する３つのレーザ干渉計７５ａ〜７５ｃ（図８参照）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ＬＢｚ_１、ＬＢｚ_２、ＬＢｚ_３は、図１３Ａ及び図１３Ｂ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Ｚ軸に平行に射出される。この場合、測長ビームＬＢｚ_３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ＬＢｚ_１、ＬＢｚ_２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、θｚ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ＬＢｚ_１、ＬＢｚ_２、ＬＢｚ_３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。

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ＷＦＳ１下面上の検出点は、それぞれ露光領域ＩＡの中心（露光位置）に一致するので、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、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。

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１４Ａ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１４Ａ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１４Ａ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に偏加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１４Ｂ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５参照）。

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１５（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１６（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１５（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１５（Ｂ）、図１６（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１６（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ＷＳＴ２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１７（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１７（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、ローレンツ力により微動ステージＷＦＳ２を、図１７（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１７（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１７（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１９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１８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７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１８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１９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２０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２０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が、微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬに渡される。図２０には、液体Ｌｑで形成される液浸空間が微動ステージ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２０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、微動ステージＷＦＳ１から可動ブレードＢＬへの液浸空間の受け渡しが終了すると、図２１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、一対の粗動ステージＷＣＳ１を互いに離間させる方向に移動させる。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２２（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、微動ステージを保持する位置に一対の粗動ステージＷＣＳ１を接近移動させる。

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２２（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、ローレンツ力により微動ステージＷＦＳ２を、図２２（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２２（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を渡す。この液浸空間（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２２（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２２（Ｅ）及び図２２（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２２（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、一対の粗動ステージＷＣＳ２を、互いに離間させるとともに、図２２（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、一対の粗動ステージＷＣＳ２を互いに接近させる。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、一対の粗動ステージＷＣＳ２に支持される。

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２２（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２３（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２３（Ａ）〜図２３（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２３（Ａ）に示されるように、微動ステージＷＦＳ１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２３（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５に示されるウエハ交換位置に位置されたときに、図２３（Ｂ）及び図２３（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８参照）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５参照）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２３（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２３（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２３（Ａ）〜図２３（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２３（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２３（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５に示されるウエハ交換位置に位置されたときに、図２３（Ｂ）及び図２３（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１０８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ＷＨ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５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ＷＨ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ＷＨ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ＷＨ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ＬＢｘ_１，ＬＢｘ_２、ＬＢｙａ_１，ＬＢｙａ_２、ＬＢｙｂ_１，ＬＢｙｂ_２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ＬＢｘ_１２、ＬＢｙａ_１２、ＬＢｙｂ_１２）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、Ｘヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ，７７ｙｂ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７７ｙａ，７７ｙｂから一対の計測ビームＬＢｘ_１，ＬＢｘ_２、ＬＢｙａ_１，ＬＢｙａ_２、ＬＢｙｂ_１，ＬＢｙｂ_２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、単独で若しくは粗動ステージ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。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が、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、図２４（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２４（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２４（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２４（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２４（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２４（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２５（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２５（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２５（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２５（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２０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。

なお、上記実施形態において、ベルヌーイ・チャック１０８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。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。

なお、上記実施形態では、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が、本発明がこれに限定されるものではない。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ＲＧ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。さらに、計測アームは、その形状は特に問わない。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、上記実施形態では、エンコーダシステム７３が、Ｘヘッド７７ｘと一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂ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、上記実施形態では、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の上面、すなわちウエハＷに対向する面にグレーティングＲＧ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、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。

また、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、上記実施形態では、微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２は、ローレンツ力（電磁力）の作用により粗動ステージＷＣＳ１又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、上記実施形態では、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にも本発明は好適に適用することができる。

なお、上記実施形態では、スキャニング・ステッパに本発明が適用された場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に本発明を適用しても良い。ステッパなどであっても、露光対象の物体が搭載されたステージの位置をエンコーダで計測することにより、干渉計を用いてこのステージの位置を計測する場合と異なり、空気揺らぎに起因する位置計測誤差の発生を殆ど零にすることができ、エンコーダの計測値に基づいて、ステージを高精度に位置決めすることが可能になり、結果的に高精度なレチクルパターンの物体上への転写が可能になる。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも本発明は適用することができる。

また、上記実施形態の露光装置１００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、上記実施形態では、露光装置１００の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に本発明を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、本発明は適用できる。

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

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

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

露光装置１００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本発明を適用できる。

次に、本発明の実施形態による露光装置及び露光方法をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法の実施形態について説明する。図２６は、マイクロデバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートを示す図である。

まず、ステップＳ１０（設計ステップ）において、マイクロデバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップＳ１１（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスク（レチクル）を製作する。一方、ステップＳ１２（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。

次に、ステップＳ１３（ウエハ処理ステップ）において、ステップＳ１０〜ステップＳ１２で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップＳ１４（デバイス組立ステップ）において、ステップＳ１３で処理されたウエハを用いてデバイス組立を行う。このステップＳ１４には、ダイシング工程、ボンティング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。最後に、ステップＳ１５（検査ステップ）において、ステップＳ１４で作製されたマイクロデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にマイクロデバイスが完成し、これが出荷される。

図２７は、半導体デバイスの場合におけるステップＳ１３の詳細工程の一例を示す図である。
ステップＳ２１（酸化ステップ）おいては、ウエハの表面を酸化させる。ステップＳ２２（ＣＶＤステップ）においては、ウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップＳ２３（電極形成ステップ）においては、ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ２４（イオン打込みステップ）においては、ウエハにイオンを打ち込む。以上のステップＳ２１〜ステップＳ２４のそれぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップＳ２５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップＳ２６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップＳ２７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップＳ２８（エッチングステップ）において、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。そして、ステップＳ２９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

以上説明したように、本発明の露光装置及び露光方法並びにデバイス製造方法は、薄板状の物体を保持装置に搬入する、及び／又は薄板状の物体を保持装置から搬出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。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。

一実施形態において、一対の第２移動体をガイド部材に沿って互いに離間する方向に移動させることにより、一対の第２移動体で支持されていた保持装置を、物体を保持したまま一対の第２移動体から容易に支持解除して離脱させることが可能になる。
また、物体を搬送部材により上方から非接触で保持して、保持装置に搬入することが可能になる。このため、保持装置への物体のロードのため、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保持装置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装置に設けたりする必要がない。

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（搬送装置）、１０８…ベルヌーイ・チャック（チャック部材）、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（保持装置）、ＩＬ…照明光、ＷＣＳ１，ＷＣＳ２…粗動ステージ（第２移動体）、 ＹＣ１…Ｙ粗動ステージ（第１移動体）。

Claims (13)

1. エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光装置であって、
   第１方向に延在するガイド部材を有し、前記第１方向と略直交する第２方向に移動する第１移動体と、
   前記ガイド部材に沿って前記第１方向に移動自在に設けられ、前記第１移動体の移動により前記ガイド部材とともに前記第２方向に移動する一対の第２移動体と、
   前記物体を保持するとともに、前記一対の第２移動体により、少なくとも前記第１方向及び前記第２方向を含む二次元平面内で移動自在に支持される保持装置と、
   前記物体を上方から非接触で保持可能なチャック部材を有し、前記保持装置との間で前記物体を搬送する搬送装置とを有する露光装置。
2. 前記チャック部材は、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１に記載の露光装置。
3. 前記搬送装置は、前記チャック部材が設けられ、第１位置で、前記所定面に直交する方向に上下動する第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、前記第１位置と該第１位置から前記二次元平面に平行な方向に沿って離れた第２位置とを含む所定範囲の領域内で移動可能な第２部材とを含む請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記搬送装置は、前記チャック部材が設けられ、前記所定面に直交する方向及び前記所定面に平行な方向に移動可能な搬送部材を含む請求項１又は２に記載の露光装置。
5. 前記搬送装置は、前記チャック部材に設けられ、前記保持装置に保持された前記物体上面との間隔を検出するギャップセンサを備え、
   前記ギャップセンサの検出結果に基づいて前記チャック部材と前記物体との間の距離を調節する調節装置を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
6. 前記搬送装置は、前記チャック部材に設けられ、当該チャック部材に保持された前記物体の位置情報を計測する計測系を有し、
   前記位置情報の計測結果に基づいて、前記保持装置の位置を調整する調整装置を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の露光装置。
7. 前記保持装置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、
   前記第２移動体の内部に空間部が設けられ、
   前記第２移動体の空間部内に前記計測面に対向して配置され、該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計測ビームの前記計測面からの光を受光するヘッド部を有し、該ヘッド部の出力に基づいて前記保持装置の少なくとも前記二次元平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、前記保持装置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請求項１〜６のいずれか一項に記載の露光装置。
8. エネルギビームの照射によって物体にパターンを形成する露光方法であって、
   第１方向に延在するガイド部材を有する第１移動体を、前記第１方向と直交する第２方向に移動させるステップと、
   前記ガイド部材に沿って前記第１方向に移動自在に設けた一対の第２移動体を、前記第１移動体の移動により前記ガイド部材とともに前記第２方向に移動させるステップと、
   前記物体を保持する保持装置を前記一対の第２移動体により支持し、前記一対の第２移動体を前記ガイド部材に沿って同期移動させて、前記保持装置を前記第１方向に移動させるステップと、
   前記物体を上方から非接触で保持可能なチャック部材を用いて、前記保持装置との間で前記物体を搬送するステップと、
   を含む露光方法。
9. 前記チャック部材は、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８に記載の露光方法。
10. 前記チャック部材により保持されるのに先だって、前記保持装置の上方の前記チャック部材の下方に、搬送部材により前記物体を搬送するステップを含む請求項８または９に記載の露光方法。
11. 前記チャック部材に設けられたギャップセンサにより、前記保持装置に保持された前記物体上面と前記チャック部材との間隔を検出するステップと、
    前記ギャップセンサの検出結果に基づいて前記チャック部材と前記物体との間の距離を調節するステップとを含む請求項８〜１０のいずれか一項に記載の露光方法。
12. 前記チャック部材に設けられた計測系により、当該チャック部材に保持された前記物体の位置情報を計測するステップと、
    前記位置情報の計測結果に基づいて、前記保持装置の位置を調整するステップとを有する請求項８〜１１のいずれか一項に記載の露光方法。
13. 請求項８〜１２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。

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