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JP2011003874A - 移動体装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

移動体装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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JP2011003874A JP2009287340A JP2009287340A JP2011003874A JP 2011003874 A JP2011003874 A JP 2011003874A JP 2009287340 A JP2009287340 A JP 2009287340A JP 2009287340 A JP2009287340 A JP 2009287340A JP 2011003874 A JP2011003874 A JP 2011003874A
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Abstract

【課題】移動体の位置情報を高精度で計測する。
【解決手段】 露光ステーション２００では、ウエハを保持するステージＷＦＳ１の位置情報は、計測アーム７１Ａを含む第１の微動ステージ位置計測系により計測され、計測ステーション３００では、ウエハを保持するステージＷＦＳ２の位置情報は、計測アーム７１Ｂを含む第２の微動ステージ位置計測系により計測される。露光装置１００は、ステージＷＦＳ２が計測ステーション３００から露光ステーション２００へ搬送される際、このステージＷＦＳ２の位置情報を計測可能な第３の微動ステージ計測系を有する。第３の微動ステージ計測系は、複数のＹヘッド９６，９７を含むエンコーダシステムとレーザ干渉計７６ａ〜７６ｄを含むレーザ干渉計システムとを含む。
【選択図】図１６

Description

本発明は、移動体装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、所定の二次元平面に平行な面に沿って移動可能な移動体を含む移動体装置、該移動体装置を備え、エネルギビームで物体を露光する露光装置及び該露光装置で実行される露光方法、並びに前記露光装置又は露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。
従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。
この種の露光装置では、一般的に、パターンが転写・形成されるウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、ウエハと総称する）を保持して２次元移動するウエハステージの位置が、レーザ干渉計を用いて計測されていた。しかし、近年の半導体素子の高集積化に伴うパターンの微細化により、さらに高精度なウエハステージの位置制御性能が要求されるようになり、その結果、レーザ干渉計のビーム路上の雰囲気の温度変化、及び／又は温度勾配の影響で発生する空気揺らぎに起因する計測値の短期的な変動が、無視できなくなってきた。
かかる不都合を改善するものとして、レーザ干渉計と同程度以上の計測分解能を有するエンコーダを、ウエハステージの位置計測装置として採用した露光装置に係る発明が、種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかるに、特許文献１などに開示される液浸露光装置では、液体が蒸発する際の気加熱などの影響によりウエハステージ（ウエハステージ上面に設けられていたグレーティング）が変形するおそれがあるなど、未だ改善すべき点があった。
かかる不都合を改善するものとして、例えば、特許文献２には、第５の実施形態として、光透過部材で構成されたウエハステージの上面にグレーティングを設け、ウエハステージの下方に配置されたエンコーダ本体から計測ビームをウエハステージに入射させてグレーティングに照射し、グレーティングで発生する回折光を受光することによって、グレーティングの周期方向に関するウエハステージの変位を計測するエンコーダシステムを備えた露光装置が開示されている。この装置では、グレーティングは、カバーガラスで覆われているので、気化熱などの影響は受け難く、高精度なウエハステージの位置計測が可能である。
しかしながら、露光装置の種類によっては（例えば、特許文献３に開示されるようなデュアルステージ構造を採用した露光装置では）、エンコーダシステムの計測可能範囲外でウエハステージに保持されるウエハに所定の処理（例えば、ウエハのアライメント計測）を行った後、エンコーダシステムの計測範囲内（例えば、露光位置）にウエハステージを移動させる必要がある。従って、より広範囲でウエハステージの位置情報を高精度に計測することが可能なシステムの開発が望まれていた。
国際公開第２００７／０９７３７９号 国際公開第２００８／０３８７５２号 米国特許第７，１６１，６５９号明細書
本発明の第１の態様によれば、所定の二次元平面に沿って移動可能な移動体と；前記移動体に配置された前記二次元平面に実質的に平行な第１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、前記第１計測ビームの前記第１計測面からの光を受光して、前記移動体が前記二次元平面内の所定範囲内を移動する際に、該移動体の前記第１軸に平行な方向及び前記第２軸に平行な方向に関する位置情報を計測する第１計測系と；前記二次元平面内の前記所定範囲外で、前記移動体の少なくとも前記第１軸に平行な方向に関する位置情報を計測する第２計測系と；前記第１計測系及び前記第２計測系の少なくとも一方の計測情報に基づいて前記移動体の位置を制御する制御系と；を備える第１の移動体装置が、提供される。
これによれば、二次元平面内の所定範囲内を移動する移動体の位置情報は、移動体に配置された二次元平面に実質的に平行な第１計測面に第１計測ビームを下方から照射する第１計測系により計測される。従って、上記２次元平面内の所定範囲内では、移動体の位置情報を高精度に計測することが可能である。また、２次元平面内の前記所定範囲外における移動体の少なくとも前記第１軸に平行な方向に関する位置情報は、第２計測系により計測される。さらに、制御系により、第１計測系及び第２計測系の少なくとも一方の計測情報に基づいて移動体の位置が制御される。従って、制御系は、第１及び／又は第２計測系の計測情報に基づいて、２次元平面内の広い範囲で移動体の位置を確実に制御できる。
本発明の第２の態様によれば、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範囲内で移動する第１支持部材と；前記二次元平面内の前記第１範囲の前記第１軸に平行な方向の一側に位置する第２範囲内で移動する第２支持部材と；前記第１範囲と前記第２範囲との境界付近に配置された保持部材と；前記第１支持部材と前記第２支持部材とに、少なくとも前記二次元平面に平行な面内で相対移動可能に支持される移動体と；前記第１支持部材に支持されている前記移動体に配置された前記二次元平面に実質的に平行な第１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計測ビームの前記第１計測面からの光を受光して、該移動体の前記第１軸に平行な方向及び前記第２軸に平行な方向に関する位置情報を計測する第１計測系と；前記移動体が、前記保持部材を介して前記第１支持部材と前記第２支持部材との間で受け渡される際に、前記移動体の前記保持部材上での位置情報を計測する第２計測系と；を備える第２の移動体装置が、提供される。
これによれば、第１支持部材に支持されている移動体の位置情報は、移動体に配置された二次元平面に実質的に平行な第１計測面に第１計測ビームを下方から照射する第１計測系により計測される。従って、第１支持部材に支持されている移動体の位置情報を、高精度に計測可能である。また、移動体が、前記保持部材を介して前記第１支持部材と第２支持部材との間で受け渡される際に、移動体の保持部材上での位置情報が、第２計測系により計測される。従って、第１及び／又は第２計測系の計測情報に基づいて、２次元平面に平行な面内の広い範囲で移動体の位置情報を計測することが可能になる。
本発明の第３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、前記物体が前記移動体上に載置される、本発明の第１、第２の移動体装置のいずれかと；前記移動体上に載置された前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と；を備える第１の露光装置が、提供される。これによれば、本発明の第１、第２の移動体装置のいずれかを備えているので、物体にパターンを高精度に形成することが可能となる。
本発明の第４の態様によれば、エネルギビームで物体を露光する露光装置であって、前記エネルギビームによる前記物体の露光が行われる露光ステーションを含む第１範囲内で移動可能な第１支持部材と；前記物体のアライメント情報の計測が行われる計測ステーションを含む第２範囲内で移動可能な第２支持部材と；前記物体を保持するとともに、前記第１、第２支持部材のそれぞれによって移動可能に支持される移動体と；前記第１支持部材に支持される前記移動体の位置情報を計測する第１計測系と；前記第２支持部材に支持される前記移動体の位置情報を計測する第２計測系と；前記第１、第２支持部材の一方から他方への前記移動体の受渡時にその位置情報を計測する第３計測系と；を備える第２の露光装置が、提供される。
これによれば、第１支持部材に支持され、エネルギビームによる物体の露光が行われる露光ステーションを含む第１範囲内で、物体を保持して移動する移動体の位置情報は、第１計測系により計測される。また、第２支持部材され、物体のアライメント情報の計測が行われる計測ステーションを含む第２範囲内で、物体を保持して移動する移動体の位置情報は、第２計測系により計測される。さらに、第１、第２支持部材の一方から他方への移動体の受渡時にその位置情報は、第３計測系により計測される。従って、第１、第２、及び第３計測系の計測情報に基づいて、露光ステーション及び計測ステーションを含む広い範囲で移動体の位置情報を計測することが可能になる。
本発明の第５の態様によれば、本発明の第１、第２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、エネルギビームで物体を露光する露光方法であって、前記エネルギビームによる前記物体の露光が行われる露光ステーションを含む第１範囲内で、前記物体を保持する移動体を支持する第１支持部材を移動させ、該第１支持部材に支持される前記移動体の位置情報を第１計測系により計測することと；前記物体のアライメント情報の計測が行われる計測ステーションを含む第２範囲内で、前記物体を保持する移動体を支持する第２支持部材を移動させ、該第２支持部材に支持される前記移動体の位置情報を第２計測系により計測することと；前記第１、第２支持部材の一方から他方への前記移動体の受渡時にその位置情報を第３計測系により計測することと；を含む露光方法が、提供される。
これによれば、第１、第２、及び第３計測系の計測情報に基づいて、露光ステーション及び計測ステーションを含む広い範囲で移動体の位置情報を計測することが可能になる。
本発明の第７の態様によれば、本発明の露光方法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。
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２（Ａ）は、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、図２（Ｂ）は、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主制御装置の入出力関係を説明するためのブロック図である。 図１の露光装置が備えるアライメント系と投影ユニットＰＵとの配置を、ウエハステージとともに示す平面図である。 図１の露光装置が備える補助ステージについて説明するための図である。 粗動ステージの分離構造について説明するための図である。 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。 図８（Ａ）は、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−Ｙ方向から見た側面図、図８（Ｂ）は、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＋Ｘ方向から見た側面図である。 図９（Ａ）は、微動ステージをＹ軸方向に駆動する際の駆動原理を説明するための図、図９（Ｂ）は、微動ステージをＺ軸方向に駆動する際の駆動原理を説明するための図、図９（Ｃ）は、微動ステージをＸ軸方向に駆動する際の駆動原理を説明するための図である。 図１０（Ａ）は、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、図１０（Ｂ）は、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、図１０（Ｃ）は、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。 図１２（Ａ）は、補助ステージを−Ｙ方向から見た図、図１２（Ｂ）は、補助ステージを＋Ｘ方向から見た図、図１２（Ｃ）は、補助ステージを＋Ｚ方向から見た図である。 アライメント装置を示す斜視図である。 図１４（Ａ）は、計測アームの先端部を示す斜視図、図１４（Ｂ）は、計測アームの先端部を＋Ｚ方向から見た図である。 図１５（Ａ）は、Ｘヘッド７７ｘの概略構成を示す図、図１５（Ｂ）は、Ｘヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂ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。 ヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂ、及び４つのレーザ干渉計７６ａ〜７６ｄの配置を説明するための図である。 微動ステージ位置計測系７０Ｄを構成するレーザ干渉計の配置を説明するための図である。 図１８（Ａ）は、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、図１８（Ｂ）は、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。 図１９（Ａ）〜図１９（Ｄ）は、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２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。 補助ステージの待機位置を示す図である。 微動ステージとブレードとの間で行われる液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しについて説明するための図（その１）である。 微動ステージとブレードとの間で行われる液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しについて説明するための図（その２）である。 微動ステージとブレードとの間で行われる液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しについて説明するための図（その３）である。 図２４（Ａ）〜図２４（Ｆ）は、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２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。 図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）は、微動ステージとブレードとの間で行われる液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しに際しての補助ステージの動きを説明するための図（その１）である。 微動ステージとブレードとの間で行われる液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しに際しての補助ステージの動きを説明するための図（その２）である。 微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２を用いて行われる並行処理について説明するための図であり、図１９（Ａ）に示される露光装置を上方から見た図である。 微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２を用いて行われる並行処理について説明するための図であり、図１９（Ｂ）に示される露光装置を上方から見た図である。 微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２を用いて行われる並行処理について説明するための図であり、図１９（Ｃ）に示される露光装置を上方から見た図である。 微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２を用いて行われる並行処理について説明するための図であり、図１９（Ｄ）に示される露光装置を上方から見た図である。 微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２を用いて行われる並行処理について説明するための図であり、図２４（Ａ）に示される露光装置を上方から見た図である。 微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２を用いて行われる並行処理について説明するための図であり、図２４（Ｂ）に示される露光装置を上方から見た図である。 変形例に係る露光装置の、計測ステーションとウエハ交換エリアを示す平面図である。 図３４（Ａ）及び図３４（Ｂ）は、変形例に係る露光装置で行われる、ウエハ交換エリアにおける粗動ステージＷＣＳ２に支持された微動ステージを用いて行われる処理について説明するための図（その１）である。 図３５（Ａ）及び図３５（Ｂ）は、変形例に係る露光装置で行われる、ウエハ交換エリアにおける粗動ステージＷＣＳ２に支持された微動ステージを用いて行われる処理について説明するための図（その２）である。
以下、本発明の一実施形態を、図１〜図３２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（露光処理部）２００、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（計測処理部）３００、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２、リレーステージＤＲＳＴ、及びこれらの制御系等を、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、平板状の外形を有する部材から成り、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。なお、図１において、露光ステーション２００には、ウエハステージＷＳＴ１が位置しており、ウエハステージＷＳＴ１（より詳細には微動ステージＷＦＳ１）上にウエハＷが保持されている。また、計測ステーション３００には、ウエハステージＷＳＴ２が位置しており、ウエハステージＷＳＴ２（より詳細には微動ステージＷＦＳ２）上に別のウエハＷが保持されている。
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３参照）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３参照）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内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられる。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系１０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ＷＦＳ１（又は微動ステージ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。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、本実施形態の露光装置１００が、液浸方式の露光を行うことに対応して設けられている。局所液浸装置８は、液体供給装置５、液体回収装置６（いずれも図１では不図示、図３参照）、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。ノズルユニット３２は、液体Ｌｑの供給口及び回収口と、ウエハＷが対向して配置され、かつ回収口が設けられる下面と、液体供給管３１Ａ及び液体回収管３１Ｂ（いずれも図１では不図示、図４参照）とそれぞれ接続される供給流路及び回収流路とを備えている。液体供給管３１Ａには、その一端が液体供給装置５（図１では不図示、図３参照）に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、液体回収管３１Ｂには、その一端が液体回収装置６（図１では不図示、図３参照）に接続された不図示の回収管の他端が接続されている。本実施形態では、主制御装置２０が液体供給装置５（図３参照）を制御して、液体供給管３１Ａ及びノズルユニット３２を介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間に液体を供給するとともに、液体回収装置６（図３参照）を制御して、ノズルユニット３２及び液体回収管３１Ｂを介して先端レンズ１９１とウエハＷとの間から液体を回収する。このとき、主制御装置２０は、供給される液体の量と回収される液体の量とが常に等しくなるように、液体供給装置５と液体回収装置６を制御する。従って、先端レンズ１９１とウエハＷとの間には、一定量の液体Ｌｑ（図１参照）が常に入れ替わって保持される。本実施形態では、上記の液体として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍの光）が透過する純水を用いるものとする。なお、ＡｒＦエキシマレーザ光に対する純水の屈折率ｎは、ほぼ１．４４であり、純水の中では、照明光ＩＬの波長は、１９３ｎｍ×１／ｎ＝約１３４ｎｍに短波長化される。
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に設けられたアライメント装置９９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を含み、前述の微動ステージ位置計測系７０Ａとは、左右対称であるが同様に構成された微動ステージ位置計測系７０Ｂと、が設けられている。
アライメント装置９９は、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示されているように、図４に示される５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4を含む。詳述すると、図４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。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の具体的な構成等については更に後述する。
ウエハステージＷＳＴ１は、図１及び図２（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３参照）により、ＸＹ二次元方向に駆動される粗動ステージ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微動ステージ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３参照）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３参照）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３参照）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（図３参照）によって計測される。
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（図３参照）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（又は微動ステージＷＦＳ１）の６自由度方向の位置情報は微動ステージ位置計測系７０Ｂ（図３参照）によって計測される。
また、露光ステーション２００及び計測ステーション３００の外部、すなわち微動ステージ位置計測系７０Ａ及び微動ステージ位置計測系７０Ｂの計測範囲外では、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２の位置情報は、微動ステージ位置計測系７０Ｃ（図３参照）によって計測される。ウエハステージ位置計測系１６Ａ、１６Ｂ、及び微動ステージ位置計測系７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃの計測結果（計測情報）は、粗動ステージＷＣＳ１、微動ステージＷＦＳ１、粗動ステージＷＣＳ２及び微動ステージＷＦＳ２の位置制御のため、主制御装置２０（図３参照）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３参照）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に供給される。
さらに、本実施形態の露光装置１００は、図１では図示が省略されているが、図５に示されるように、投影ユニットＰＵの近傍に、ブレードＢＬを有する補助ステージＡＳＴを備えている。補助ステージＡＳＴは、図５からもわかるように、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（図示省略））によりベース盤１２の上に浮上支持され、補助ステージ駆動系５８（図５では不図示、図３参照）によって、ＸＹ２次元方向に駆動される。
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。
この他、本実施形態の露光装置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１では不図示、図３参照）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３参照）。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、アライメント装置９９（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３参照）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を構成する後述のエンコーダシステム７３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、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３参照）。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号明細書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。
図３には、露光装置１００の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置２０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置２０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、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。
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２（Ａ）及び図２（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ＹＺ平面に平行な状態でそれぞれ固定され、かつＹ軸方向を長手方向とする長方形板状の一対の側壁部９２ａ，９２ｂと、側壁部９２ａ,９２ｂそれぞれの上面に固定された一対の固定子部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。側壁部９２ａ，９２ｂの互いに対向する面（内側面）には、鏡面加工が施され、反射面が形成されている。なお、反射面を形成する代わりに、平面ミラーからなる反射鏡を固定しても良い。
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。
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。
コイルユニットに対応して、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２（Ａ）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永久磁石１８から成る磁石ユニットが設けられている。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３参照）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３参照）。
第１、第２スライダ部９１ｂ、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の上方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３参照）。
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。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、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。コイルユニットＣＵａ、ＣＵｂを構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０によって制御される。コイルユニットＣＵａ、ＣＵｂの構成については、さらに後述する。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。
一対の固定子部９３ａ，９３ｂそれぞれは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形板状の形状を有する。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２（Ａ）及び図２（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（不図示）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２（Ａ）及び図２（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。プレート８３は、低熱膨張率の材料、例えばガラス又はセラミックス（ショット社のゼロデュア（商品名）、Ａｌ２Ｏ３あるいはＴｉＣなど）から成り、その表面には、撥液処理が施されている。具体的には、例えばフッ素樹脂材料、ポリ四フッ化エチレン（テフロン（登録商標））等のフッ素系樹脂材料、アクリル系樹脂材料あるいはシリコン系樹脂材料などにより撥液膜が形成されている。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２（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、前述した一対のレチクルアライメント系ＲＡ１，ＲＡ２それぞれにより検出される一対の第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ＷＦＳ１と一体に形成し、微動ステージＷＦＳ１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２（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。
この他、一面にグレーティングＲＧが固定又は形成される透明板の他面をウエハホルダの裏面に接触又は近接して配置し、かつその透明板の一面側に保護部材（カバーガラス８４）を設ける、あるいは、保護部材（カバーガラス８４）を設けずに、グレーティングＲＧが固定又は形成される透明板の一面をウエハホルダの裏面に接触又は近接して配置しても良い。特に前者では、透明板の代わりに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し、あるいは、ウエハホルダの裏面にグレーティングＲＧを固定又は形成しても良い。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。
本体部８１は、図２（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２（Ａ）及び図２（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。これら２枚の板状部材８２ａ１、８２ａ２は、本体部８１の長手方向の＋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、設けられている。
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ＷＣＳ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、設けられている。
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。
また、図２（Ｂ）に示されるように、プレート８３の上面におけるＸ軸方向（図２（Ｂ）における紙面内左右方向）の一側と他側の領域それぞれには、Ｙスケール８７Ｙ1，８７Ｙ2が固定されている。Ｙスケール８７Ｙ1，８７Ｙ2それぞれは、例えばＸ軸方向を長手方向とする格子線が所定ピッチでＹ軸に平行な方向（Ｙ軸方向）に沿って配置される、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型の格子（例えば１次元回折格子）によって構成されている。
Ｙスケール８７Ｙ1，８７Ｙ2は、例えば薄板状のガラスに上記回折格子の目盛りを、例えば１３８ｎｍ〜４μｍの間のピッチ、例えば１μｍピッチで刻んで作成されている。これらスケールの表面は、液体Ｌｑに対して撥液化処理されている。なお、図２（Ｂ）では、図示の便宜上から、格子のピッチは、実際のピッチに比べて格段に広く図示されている。その他の図においても同様である。なお、Ｙスケール８７Ｙ1，８７Ｙ2に用いられる回折格子の種類は、機械的に溝等が形成されたもののみならず、例えば、感光性樹脂に干渉縞を焼き付けて作成したものであっても良い。また、回折格子を保護するために、撥水性を備えた低熱膨張率のガラス板で、その表面がウエハの表面と同じ高さ（面位置）になるようにして回折格子をカバーしても良い。
なお、Ｙスケール８７Ｙ1，８７Ｙ2の長手方向の一端部近傍には、後述するエンコーダヘッドとＹスケール８７Ｙ1，８７Ｙ2間の相対位置を決めるための、位置出しパターン（図示省略）がそれぞれ形成されている。この位置出しパターンは、例えば反射率の異なる格子線から構成され、この位置出しパターン上をエンコーダヘッドが走査すると、エンコーダの出力信号の強度が変化する。そこで、予め閾値を定めておき、出力信号の強度がその閾値を超える位置を検出する。この検出された位置を基準に、エンコーダヘッドと各Ｙスケール間の相対位置を設定する。
また、図２（Ｂ）に示されるように、プレート８３の４隅部に形成された傾斜面（ＸＹ平面に対して垂直な面であって、Ｘ軸及びＹ軸に対して傾斜した面）には、それぞれ鏡面加工が施され、後述するレーザ干渉計システム７９（図３参照）のための、反射面８８ａ，８８ｂ，８８ｃ，８８ｄが形成されている。なお、上記反射面を形成する代わりに、平面ミラーからなる移動鏡をプレート８３に取り付けても良い。
また、図２（Ｂ）に示されるように、微動ステージＷＦＳ１（及び微動ステージＷＦＳ２）の本体部８１の−Ｙ側の側面には、鏡面加工が施され、後述する微動ステージ位置計測系７０Ｄ（図３参照）のための、反射面６１が形成されている。なお、反射面６１を形成する代わりに、平面ミラーからなる移動鏡を本体部８１に取り付けても良い。また、微動ステージＷＦＳ１（及び微動ステージＷＦＳ２）の本体部８１の反射面６１を挟んだ２つの側面（傾斜面）には、後述する微動ステージ位置計測系７０Ｄのための、平面ミラーからなる移動鏡６３ａ、６３ｂがそれぞれ固定されている。移動鏡６３ａ、６３ｂの反射面は、それぞれＸＹ平面に垂直であり、且つＸＺ平面に対して例えば４５°の角度を成している。
次に、微動ステージＷＦＳ１を粗動ステージＷＣＳ１に対して相対的に駆動するための微動ステージ駆動系５２Ａの構成について説明する。
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、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及び図８（Ａ）並びに図８（Ｂ）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（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た２列のコイル列が、Ｘ軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。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長方形状の上部巻線５５ａと、下部巻線５５ｂ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７〜図９（Ｃ）を用いて、一対の固定子部９３ａ、９３ｂのうち、一方の固定子部９３ａ、及びこの固定子部９３ａに支持される可動子部８２ａについて説明するが、他方（−Ｘ側）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。従って、コイルユニットＣＵｂ、磁石ユニットＭＵｂ１，ＭＵｂ２は、コイルユニットＣＵａ、磁石ユニットＭＵａ１，ＭＵａ２と同様に構成されている。
微動ステージＷＦＳ１の可動子部８２ａの一部を構成する＋Ｚ側の板状部材８２ａ１の内部には、図７及び図８（Ａ）並びに図８（Ｂ）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た２列の磁石列が、Ｘ軸方向に所定間隔を隔てて配置されている。２列の磁石列それぞれは、コイル５５、５７に対向して配置されている。
複数の永久磁石６５ａは、図８（Ｂ）に示されるように、上面側（＋Ｚ側）がＮ極で下面側（−Ｚ側）がＳ極である永久磁石と、上面側（＋Ｚ側）がＳ極で下面側（−Ｚ側）がＮ極である永久磁石とが、Ｙ軸方向に交互に配列されている。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、板状部材８２ａ１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６６ａ１、６６ａ２が、コイル５６に対向して配置されている。図８（Ａ）に示されるように、永久磁石６６ａ１は、上面側（＋Ｚ側）がＮ極で下面側（−Ｚ側）がＳ極となっており、永久磁石６６ａ２は、上面側（＋Ｚ側）がＳ極で下面側（−Ｚ側）がＮ極となっている。
上述した複数の永久磁石６５ａ、６７ａ及び６６ａ１、６６ａ２によって、磁石ユニットＭＵａ１が構成されている。
−Ｚ側の板状部材８２ａ２の内部にも、図８（Ａ）に示されるように、上述した＋Ｚ側の板状部材８２ａ１と同様の配置で、永久磁石６５ｂ、６６ｂ１、６６ｂ２、６７ｂが配置されている。これらの永久磁石６５ｂ、６６ｂ１、６６ｂ２、６７ｂによって、磁石ユニットＭＵａ２が構成されている。なお、−Ｚ側の板状部材８２ａ２内の永久磁石６５ｂ、６６ｂ１、６６ｂ２、６７ｂは、図７では、磁石６５ａ、６６ａ１、６６ａ２、６７ａに対して、紙面奥側に重なって配置されている。
ここで、微動ステージ駆動系５２Ａでは、図８（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向に隣接して配置された複数の永久磁石（図８（Ｂ）において、Ｙ軸方向に沿って順に永久磁石６５ａ１〜６５ａ５とする）は、隣接する２つの永久磁石６５ａ１及び６５ａ２それぞれが、ＹＺコイル５５１の巻線部に対向したとき、これらに隣接する永久磁石６５ａ３が、上述のＹＺコイル５５１に隣接するＹＺコイル５５２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６５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。なお、図８（Ｂ）に示されるように、永久磁石６５ａ４及び６５ａ５それぞれは、ＹＺコイル５５２に隣接するＹＺコイル５５３の巻線部に対向する。永久磁石６５ｂ、６７ａ、６７ｂのＹ軸方向に関する間隔も、同様になっている（図８（Ｂ）参照）。
従って、微動ステージ駆動系５２Ａでは、一例として図８（Ｂ）に示される状態で、図９（Ａ）に示されるように、コイル５５１，５５３の上部巻線及び下部巻線それぞれに、＋Ｚ方向から見て右回りの電流が供給されると、コイル５５１，５５３には−Ｙ方向の力（ローレンツ力）が作用し、その反作用として、永久磁石６５ａ、６５ｂそれぞれには、＋Ｙ方向の力が作用する。これらの力の作用により、微動ステージＷＦＳ１は、粗動ステージＷＣＳ１に対して＋Ｙ方向に移動する。上記の場合とは逆に、コイル５５１，５５３に、それぞれ＋Ｚ方向から見て左回りの電流が供給されると、微動ステージＷＦＳ１は、粗動ステージＷＣＳ１に対して−Ｙ方向に移動する。
コイル５７に電流を供給することにより、永久磁石６７（６７ａ，６７ｂ）との間で電磁相互作用が行われ、微動ステージＷＦＳ１をＹ軸方向に駆動することができる。主制御装置２０は、各コイルに供給する電流を制御することによって、微動ステージＷＦＳ１のＹ軸方向の位置を制御する。
また、微動ステージ駆動系５２Ａでは、一例として図８（Ｂ）に示される状態で、図９（Ｂ）に示されように、コイル５５２の上部巻線に＋Ｚ方向から見て左回りの電流、下部巻線に＋Ｚ方向から見て右回りの電流がそれぞれ供給されると、コイル５５２と永久磁石６５ａ３との間に吸引力、コイル５５２と永久磁石６５Ｂ３との間に反発力（斥力）がそれぞれ発生し、微動ステージＷＦＳ１は、これらの吸引力及び反発力によって粗動ステージＷＣＳ１に対して下方（−Ｚ方向）、すなわち降下する方向に移動する。上記の場合とは逆向きの電流が、コイル５５２の上部巻線及び下部巻線のそれぞれに供給されると、微動ステージＷＦＳ１は、粗動ステージＷＣＳ１に対して上方（＋Ｚ方向）、すなわち上昇する方向に移動する。主制御装置２０は、各コイルに供給する電流を制御することによって、浮上状態の微動ステージＷＦＳ１のＺ軸方向の位置を制御する。
また、図８（Ａ）に示される状態で、図９（Ｃ）に示されるように、コイル５６に＋Ｚ方向から見て右回りの電流が供給されると、コイル５６に＋Ｘ方向の力が作用し、その反作用として永久磁石６６ａ１、６６ａ２及び６６ｂ１，６６ｂ２それぞれには、−Ｘ方向の力が作用し、微動ステージＷＦＳ１は、粗動ステージＷＣＳ１に対して−Ｘ方向に移動する。また、上記の場合とは逆に、コイル５６に＋Ｚ方向から見て左回りの電流が供給されると、永久磁石６６ａ１、６６ａ２及び６６ｂ１，６６ｂ２には、＋Ｘ方向の力が作用し、微動ステージＷＦＳ１は、粗動ステージＷＣＳ１に対して＋Ｘ方向に移動する。主制御装置２０は、各コイルに供給する電流を制御することによって、微動ステージＷＦＳ１のＸ軸方向の位置を制御する。
上述の説明から明らかなように、本実施形態では、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。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。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軸方向と併せて独立に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１０（Ａ）に示されるように、微動ステージＷＦＳ１の＋Ｘ側の可動子部８２ａと−Ｘ側の可動子部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１０（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１０（Ａ）の白抜き矢印参照）。なお、図１０（Ａ）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１０（Ｂ）に示されるように、微動ステージＷＦＳ１の＋Ｘ側の可動子部８２ａと−Ｘ側の可動子部８２ｂとに、互いに異なる浮上力（図１０（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ＷＦＳをＹ軸回りに回転（θｙ駆動）させること（図１０（Ｂ）の白抜き矢印参照）ができる。なお、図１０（Ｂ）とは反対に、＋Ｘ側の可動子部８２ａに作用させる浮上力を−Ｘ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１０（Ｃ）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１０（Ｃ）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１０（Ｃ）の白抜き矢印参照）ができる。なお、図１０（Ｃ）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６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ）へ駆動することができるようになっている。
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。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の中央部を＋Ｚ方向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を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、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。
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３参照）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３参照）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３参照）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３参照）とを備えている。搬送部材駆動系５４は、搬送部材本体及び移動部材それぞれのＹ軸方向の位置を計測する不図示のセンサ（例えばエンコーダ）の計測値に基づいて、搬送部材本体及び移動部材を個別に駆動する。
ここで、本実施形態の露光装置１００では、主制御装置２０は、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２相互間で、微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２の受け渡しをリレーステージＤＲＳＴを介して行う。粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２相互間での微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２の受け渡しとは、具体的には、例えば粗動ステージＷＣＳ１に微動ステージＷＦＳ１が支持され、且つ粗動ステージＷＣＳ２に微動ステージＷＦＳ２が支持された第１の状態（図１参照）から、粗動ステージＷＣＳ１に微動ステージＷＦＳ２が支持され、且つ粗動ステージＷＣＳ２に微動ステージＷＦＳ１が支持された第２の状態へ切り替えたり、これとは逆に、第２の状態から第１の状態に切り替えたりすることを意味する。
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、及びアライメント装置９９を用いたウエハＷのアライメント計測時には、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２それぞれの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、微動ステージ位置計測系７０Ａ、７０Ｂのエンコーダシステム７３（図３参照）を用いて計測される。微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２それぞれの位置情報は、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、ＷＦＳ２それぞれの位置を制御する。
これに対し、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が、粗動ステージＷＣＳ２からリレーステージＤＲＳＴを介して粗動ステージＷＣＳ１に受け渡される際には、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、エンコーダシステム７８及びレーザ干渉計システム７９を含む微動ステージ位置計測系７０Ｃ（図３参照）を用いて計測される。微動ステージ位置計測系７０Ｃの具体的な構成については、後述する。
また、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が、粗動ステージＷＣＳ１からリレーステージＤＲＳＴを介して粗動ステージＷＣＳ２に受け渡される際には、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、主としてレーザ干渉計システムを含む微動ステージ位置計測系７０Ｄ（図３参照）を用いて計測される。微動ステージ位置計測系７０Ｄの具体的な構成については、後述する。
また、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２の相互受け渡しを行う際の粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２のＸＹ平面内の位置情報は、主制御装置２０により、ウエハステージ位置計測系１６Ａ、１６Ｂ（図１及び図３参照）を用いて計測される。ウエハステージ位置計測系１６Ａ、１６Ｂは、図１に示されるように、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２それぞれの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粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２のＸＹ平面内の位置情報を計測するレーザ干渉計を含んでいる。なお、図１では図示が省略されているが、実際には、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２それぞれには、Ｙ軸に垂直なＹ反射面とＸ軸に垂直なＸ反射面とが形成され、これに対応して、レーザ干渉計もＸ反射面、Ｙ反射面にそれぞれ測長ビームを照射するＸ干渉計、Ｙ干渉計が設けられている。なお、ウエハステージ位置計測系１６Ａ、１６Ｂでは、例えばＹ干渉計は複数の測長軸を有し、各測長軸の出力に基づいて、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２のθｚ方向の位置情報（回転情報）をも計測できる。なお、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２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、１６Ｂ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２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。
次に、補助ステージＡＳＴについて説明する。図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）には、補助ステージＡＳＴの側面図（−Ｙ方向から見た図）、正面図（＋Ｘ方向から見た図）、及び平面図（＋Ｚ方向から見た図）が、それぞれ示されている。これら図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示されるように、補助ステージＡＳＴは、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スライダ部６０と、スライダ部６０上面の−Ｘ側の端部にＹＺ平面に平行な状態で固定された矩形板状部材から成る支持部６２と、該支持部６２に片持ち支持された矩形のプレートから成るブレードＢＬとを備えている。
スライダ部６０の底面には、不図示ではあるが、ベース盤１２のコイルユニットと共に、ローレンツ電磁力駆動方式の平面モータから成る補助ステージ駆動系５８（図３参照）を構成する、複数の永久磁石から成る磁石ユニットが設けられている。スライダ部６０の底面には、上記磁石ユニットの周囲に複数のエアベアリング（不図示）が固定されている。補助ステージＡＳＴは、前述のエアベアリングによって、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、補助ステージ駆動系５８によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に駆動される。
通常は、補助ステージＡＳＴは、図２０に示されるように、計測アーム７１Ａの−Ｘ側に所定距離以上離れた待機位置に待機している。補助ステージＡＳＴの一部をブレードＢＬが構成しているので、補助ステージＡＳＴをＸＹ平面内で駆動すれば、ブレードＢＬがＸＹ平面内で駆動される。すなわち、補助ステージ駆動系５８は、ブレードＢＬをＸ軸方向及びＹ軸方向に駆動するブレード駆動系を兼ねている。
ブレードＢＬは、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）からわかるように、その＋Ｙ側端部が支持部６２の外部に所定量突出する状態で、−Ｘ側端部が支持部６２の上面に固定されている。
本実施形態において、ブレードＢＬの上面は、液体Ｌｑに対して撥液性である。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、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に対するブレードＢＬの上面の接触角は、例えば９０度以上である。
補助ステージＡＳＴは、計測アーム７１Ａに対して−Ｘ側から係合可能で、その係合状態では、ブレードＢＬが計測アーム７１Ａの真上に位置する。また、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側から接触又は数３００μｍ程度のクリアランスを介して近接可能であり、その接触又は近接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２１参照）。ブレードＢＬ（補助ステージＡＳＴ）は、主制御装置２０により、補助ステージ駆動系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（液体Ｌｑ）の受け渡しを行う。なお、ブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）との間の液浸空間（液体Ｌｑ）の受け渡しについてはさらに後述する。
次に、図１に示されるアライメント装置９９の具体的な構成等について、図１３に基づいて説明する。
図１３には、メインフレームＢＤが一部破断された状態で、アライメント装置９９が斜視図にて示されている。アライメント装置９９は、上述したように、プライマリアライメント系ＡＬ１と、４本のセカンダリアライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２2、ＡＬ２3、ＡＬ２4と、を備えている。プライマリアライメント系ＡＬ１に対して＋Ｘ側に配置される一対のセカンダリアライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２2と、−Ｘ側に配置される一対のセカンダリアライメント系ＡＬ２3、ＡＬ２4とは、プライマリアライメント系ＡＬ１を中心として左右対称な構成となっている。また、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4は、例えば国際公開第２００８／０５６７３５号（対応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ように、後述のスライダ及び駆動機構などを含む駆動システムによって独立に移動可能となっている。
プライマリアライメント系ＡＬ１は、支持部材２０２を介して、メインフレームＢＤの下面にて吊り下げ支持されている。プライマリアライメント系ＡＬ１としては、例えば、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（各アライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。このプライマリアライメント系ＡＬ１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３参照）。
セカンダリアライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２2の上面にはそれぞれスライダＳＬ１、ＳＬ２が固定されている。スライダＳＬ１、ＳＬ２の＋Ｚ側には、メインフレームＢＤの下面に固定されたＦＩＡ定盤３０２が設けられている。また、セカンダリアライメント系ＡＬ２3、ＡＬ２4の上面にはそれぞれスライダＳＬ３、ＳＬ４が固定されている。スライダＳＬ３、ＳＬ４の＋Ｚ側には、メインフレームＢＤの下面に固定されたＦＩＡ定盤１０２が設けられている。
セカンダリアライメント系ＡＬ２4は、プライマリアライメント系ＡＬ１と同様、ＦＩＡ系であって、内部にレンズ等の光学部材が設けられた略Ｌ字状の鏡筒１０９を含む。鏡筒１０９のＹ軸方向に延びる部分における上面（＋Ｚ側の面）には、前述したスライダＳＬ４が固定されており、このスライダＳＬ４は前述のＦＩＡ定盤１０２に対向して設けられている。
ＦＩＡ定盤１０２は、磁性体かつ低熱膨張率の部材（例えば、インバ等）から成り、その一部（＋Ｙ側の端部近傍）に複数の電機子コイルを含む電機子ユニットが設けられている。電機子ユニットは、一例として、２つのＹ駆動用コイルと、一対のＸ駆動用コイル群とを含む。また、ＦＩＡ定盤１０２の内部には、液体流路（不図示）が形成されており、該流路内を流れる冷却用液体により、ＦＩＡ定盤１０２が所定温度に温調（冷却）されている。
スライダＳＬ４は、スライダ本体、該スライダ本体に設けられた複数の気体静圧軸受、複数の永久磁石、及び磁極ユニットを含む。気体静圧軸受としては、ＦＩＡ定盤１０２内の気体流路を介して気体が供給される、いわゆるグランド給気型の気体静圧軸受が用いられている。複数の永久磁石は、前述した磁性体から成るＦＩＡ定盤１０２と対向し、複数の永久磁石とＦＩＡ定盤１０２との間には、磁気的吸引力が常時作用している。従って、複数の気体静圧軸受に気体を供給しない間は、磁気的吸引力により、スライダＳＬ４が、ＦＩＡ定盤１０２の下面に最接近（接触）する。複数の気体静圧軸受に気体を供給すると、気体の静圧により、ＦＩＡ定盤１０２とスライダＳＬ４との間に斥力が発生する。磁気的吸引力と気体の静圧とのバランスにより、スライダＳＬ４はその上面とＦＩＡ定盤１０２の下面との間に所定のクリアランスが形成された状態で維持（保持）される。以下においては、前者を「着地状態」と呼び、後者を「浮上状態」と呼ぶものとする。
磁極ユニットは、前述の電機子ユニットに対応して設けられており、本実施形態では、磁極ユニットと電機子ユニット（２つのＹ駆動用コイルと、一対のＸ駆動用コイル群）との間の電磁相互作用によって、スライダＳＬ４にＸ軸方向の駆動力及びＹ軸方向の駆動力、並びにＺ軸回りの回転（θｚ）方向の駆動力を作用させることができる。なお、以下においては、上記磁極ユニットと電機子ユニットとにより構成される駆動機構（アクチュエータ）を、「アライメント系モータ」と呼ぶものとする。
セカンダリアライメント系ＡＬ２4の＋Ｘ側に配置されたセカンダリアライメント系ＡＬ２3は、上述したセカンダリアライメント系ＡＬ２4と同様に構成され、スライダＳＬ３もスライダＳＬ４とほぼ同様に構成されている。また、スライダＳＬ３とＦＩＡ定盤１０２との間には、前述と同様の駆動機構（アライメント系モータ）が設けられている。
主制御装置２０は、セカンダリアライメント系ＡＬ２4、及びＡＬ２3を駆動する（位置調整する）際、前述した気体静圧軸受に対して気体を供給することにより、スライダＳＬ４、ＳＬ３とＦＩＡ定盤１０２との間に所定のクリアランスを形成することでスライダＳＬ４、ＳＬ３を上記浮上状態とする。そして、主制御装置２０は、該浮上状態を維持した状態で、不図示の計測装置の計測値に基づいて、各アライメント系モータを構成する電機子ユニットに供給する電流を制御することにより、スライダＳＬ４（セカンダリアライメント系ＡＬ２4）、スライダＳＬ３（セカンダリアライメント系ＡＬ２３）をＸ軸、Ｙ軸及びθｚ方向に微小駆動する。
図１３に戻り、セカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2は、上述したセカンダリアライメント系ＡＬ２3，ＡＬ２4と同様の構成であり、スライダＳＬ２は、上述したスライダＳＬ３と左右対称の構成を有し、スライダＳＬ１は、上述したスライダＳＬ４と左右対称の構成を有している。また、ＦＩＡ定盤３０２の構成は、上述したＦＩＡ定盤１０２と左右対称の構成を有している。
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３参照）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の内部に設けられた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、露光装置１００のメインフレームＢＤに支持部７２Ａを介して片持ち状態で支持（一端部近傍を支持）されている。なお、アーム部材（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２（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ＷＦＳ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３に示されるように、微動ステージＷＦＳ１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システム７３と、微動ステージＷＦＳ１のＺ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向の位置を計測する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、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（以下、適宜これらを併せてＹリニアエンコーダ７３ｙとも呼ぶ）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、及び国際公開第２００７／０８３７５８号（対応する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、特に必要な場合を除いて、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。
図１４（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１４（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。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１５（Ａ）及び図１５（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１５（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。
図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示されるように、Ｘヘッド７７ｘは、計測アーム７１ＡのＹ軸方向のセンターラインＣＬから等距離にある、Ｘ軸に平行な直線ＬＸ上の２点（図１４（Ｂ）の白丸参照）から、グレーティングＲＧ上に計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２（図１４（Ａ）中に実線で示されている）を照射する。計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２は、グレーティングＲＧ上の同一の照射点に照射される（図１５（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１４（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１５（Ａ）等では、簡略化して図示されている。
図１５（Ｂ）に示されるように、一対のＹヘッド７７ｙａ、７７ｙｂそれぞれは、計測アーム７１Ａの前述のセンターラインＣＬの＋Ｘ側、−Ｘ側に配置されている。Ｙヘッド７７ｙａは、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸に平行な直線ＬＹａ上に配置され、直線ＬＸからの距離が等しい２点（図１４（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１４（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１４（Ｂ）に符号ＤＰｙａで示されている。
Ｙヘッド７７ｙｂは、Ｙヘッド７７ｙａと同様に、計測アーム７１ＡのセンターラインＣＬから直線ＬＹａと同一距離離れたＹ軸に平行な直線ＬＹｂ上に配置され、直線ＬＸからの距離が等しい２点（図１４（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１４（Ｂ）に示されるように、計測ビームＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２及び計測ビームＬＢｙｂ１，ＬＢｙｂ２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では、微動ステージＷＦＳ１のＹ軸方向の位置は、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の中点を実質的な計測点として計測される。そして、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂによる検出点ＤＰｙａ、ＤＰｙｂの中点は、計測ビームＬＢｘ１，ＬＢＸ２のグレーティングＲＧ上の照射点ＤＰ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、微動ステージＷＦＳのＹ軸方向の位置をそれぞれ計測する、Ｘ軸方向に離間して配置された一対の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。
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１５（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１５（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１５（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１５（Ａ）及び図１５（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１５（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７１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、図１５（Ａ）に示される反射ミラーＲ３ａ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。それにより、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１５（Ｂ）に示される、計測アーム７１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３参照）に供給される。
図１５（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向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１５（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）。
レーザ干渉計システム７５は、図１４（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７１の先端部から、微動ステージＷＦＳ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３参照）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１４（Ａ）及び図１４（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１４（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）の各頂点の位置から、それぞれ照射される。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７１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。波長選択フィルタは、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、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平面内の位置情報（θｚ方向も含む）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。
次に、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２が計測ステーション３００に配置された粗動ステージＷＣＳ２から露光ステーション２００に配置された粗動ステージＷＣＳ１に受け渡される際に、そ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７０Ｃ（図３参照）の構成等について説明する。図３に示されるように、微動ステージ位置計測系７０Ｃは、エンコーダシステム７８及びレーザ干渉計システム７９を含む。図１６には、露光装置１００を上方（＋Ｚ方向）から見た図が一部省略して示されている。エンコーダシステム７８（図３参照）は、図１６に示されるように、露光ステーション２００と計測ステーション３００との間に架設されたＹ軸方向に延びる一対のヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂを有している。ヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂは、図１６等では図面の錯綜を避ける観点から図示が省略されているが、実際には、支持部材を介して、前述したメインフレームＢＤに吊り下げ状態で固定されている。
なお、図１６に示される状態において、微動ステージＷＦＳ１（ウエハステージＷＳＴ１）は、微動ステージ位置計測系７０Ａの＋Ｙ方向に関する計測限界位置に位置している。すなわち、図１６に示される状態から、微動ステージＷＦＳ１がさらに＋Ｙ方向に移動すると、計測アーム７１Ａから射出される計測ビームＬＢｘ１、ＬＢｘ２，ＬＢｙａ１，ＬＢｙａ２，ＬＢｙｂ１，ＬＢｙｂ２（図１４（Ａ）参照）の照射点が、微動ステージＷＦＳ１に配置されたグレーティングＲＧから外れるとともに、測長ビームＬＢｚ１、ＬＢｚ２、ＬＢｚ３（図１４（Ａ）参照）が微動ステージＷＦＳの裏面（反射面）から外れ、微動ステージ位置計測系７０Ａによるによる微動ステージＷＦＳ１の位置計測が不可能になる。また、図１６において、微動ステージＷＦＳ２（ウエハステージＷＳＴ２）は、微動ステージ位置計測系７０Ｂの−Ｙ方向に関する計測限界位置に位置している。すなわち、図１６に示される状態から、微動ステージＷＦＳ２がさらに−Ｙ方向に移動すると、上記の場合と同様に、微動ステージ位置計測系７０Ｂによる微動ステージＷＦＳ２の位置計測が不可能になる。
ヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂは、図１６に示されるように、基準軸ＬＶの＋Ｘ側、−Ｘ側に、基準軸ＬＶに関して対称に配置されている。ヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂそれぞれは、Ｙ軸方向に関して間隔ＷＤでかつ基準軸ＬＶに関して対称に配置された複数（ここでは１１個）のＹヘッド９６i、９７j（ｉ，ｊ＝１〜１１）を備えている。以下では、必要に応じて、Ｙヘッド９６j、９７iを、それぞれ、Ｙヘッド９６、９７とも記述する。
ヘッドユニット９８Ａとヘッドユニット９８ＢとのＸ軸方向に関する間隔は、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２それぞれに配置された２つのＹスケール８７Ｙ１、８７Ｙ２のＸ軸方向に関する間隔とほぼ一致しており、ヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂは、図１６に示される微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２の中心が基準軸ＬＶに一致した位置（以下、センタリング位置と呼ぶ）では、Ｙスケール８７Ｙ１、８７Ｙ２にそれぞれ対向する。ヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂを構成する各Ｙヘッド９６，９７と、Ｙスケール８７Ｙ１、８７Ｙ２とのＺ軸方向の間隔は、数ｍｍ程度に設定されている。
ヘッドユニット９８Ａは、前述のＹスケール８７Ｙ１を用いて、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２それぞれのＹ軸方向の位置（Ｙ位置）を計測する多眼（ここでは、１１眼）のＹリニアエンコーダ（以下、適宜「Ｙエンコーダ」又は「エンコーダ」と略述する）を構成する。同様に、ヘッドユニット９８Ｂは、前述のＹスケール８７Ｙ2を用いて、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２それぞれのＹ軸方向の位置を計測する多眼（ここでは、１１眼）のＹエンコーダを構成する。
ここでヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂそれぞれが備える、隣接するＹヘッド９６、９７（より詳細には隣接するＹヘッド９６、９７から照射される計測ビームのＹスケール上での照射点）の間隔ＷＤは、前述のＹスケール８７Ｙ1、８７Ｙ2のＹ軸方向の長さの半分以下に設定されている。従って、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２がＹ軸方向に直進移動する際には、ヘッドユニット９８Ａを構成する１１個のＹヘッド９６１〜９６１１のうち、２つのヘッド（場合により３つのヘッド）がＹスケール８７Ｙ１に対向し、ヘッドユニット９８Ｂを構成する１１個のＹヘッド９７１〜９７１１のうち、２つのヘッド（場合により３つのヘッド）がＹスケール８７Ｙ２に対向する。なお、各１１個のＹヘッド９６、９７のうち、−Ｙ側の端部に位置する各２つのＹヘッド９６１，９６２、９７１，９７２は、それぞれ微動ステージ位置計測系７０Ａの計測可能範囲内（露光ステーション２００内）に配置され、＋Ｙ側の端部に位置する各２つのＹヘッド９６１０，９６１１、９７１０，９７１１は、それぞれ微動ステージ位置計測系７０Ｂの計測可能範囲内（計測ステーション３００内）に配置されている。従って、図１６に示されるように、微動ステージＷＦＳ１が微動ステージ位置計測系７０Ａの＋Ｙ方向に関する計測限界位置に位置する状態で、各２つのＹヘッド９６１，９６２、９７１，９７２は、微動ステージＷＦＳ１のＹスケール８７Ｙ１、８７Ｙ２に、それぞれ対向し、微動ステージＷＦＳ２が微動ステージ位置計測系７０Ｂの−Ｙ方向に関する計測限界位置に位置する状態で、各２つのＹヘッド９６１０，９６１１、９７１０，９７１１は、微動ステージＷＦＳ２のＹスケール８７Ｙ１、８７Ｙ２に、それぞれ対向する。すなわち、本実施形態の微動ステージ位置計測系７０Ｃは、その計測可能範囲の一部が、微動ステージ位置計測系７０Ａ、７０Ｂそれぞれの計測可能範囲の一部と重複している。
上述したエンコーダシステム７８、すなわちヘッドユニット９８Ａ及びヘッドユニット９８Ｂ（によってそれぞれ構成されるＹエンコーダ）は、例えば０．１ｎｍ程度の分解能で、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２のＹ軸方向の位置座標を計測し、その計測値を主制御装置２０に供給する。主制御装置２０は、ヘッドユニット９８Ａ、ヘッドユニット９８Ｂの計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のＹ軸方向の位置、及びθｚ方向の回転を制御する。
また、ヘッドユニット９８Ａ、ヘッドユニット９８Ｂを構成する各Ｙヘッド９６，９７は、Ｙスケール８７Ｙ１、８７Ｙ２のＺ軸方向の位置情報、すなわち微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＺ軸方向の位置情報をも計測可能である。ここでは、各Ｙヘッド９６，９７は、一例として計測ビームのＹスケール８７Ｙ１、８７Ｙ２からの反射光（回折光）の強度変化に基づいて、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＺ軸方向の位置情報を計測するものとする。本実施形態のエンコーダシステム７８では、ヘッドユニット９８Ａの少なくとも２個のＹヘッド９６と、ヘッドユニット９８Ｂの少なくとも２個のＹヘッド９７とが、Ｙスケール８７Ｙ１，８７Ｙ２それぞれに対向し、ウエハ表面のＺ軸方向の位置情報を４箇所で計測して、その計測値を主制御装置２０に供給する。主制御装置２０は、これら複数のＹヘッドの計測値に基づいて、微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２のＺ軸方向の位置、及びθｘ、θｙ方向の回転を制御する。なお、微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２のＺ軸方向に関する位置情報の計測手段は、これに限らず、例えば各Ｙヘッド９
６，９７の近傍に、Ｙヘッド９６，９７とは別にＺヘッドをそれぞれ（すなわち２２個）配置して、これらのＺヘッドによって、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２のＺ軸方向の位置、及びθｘ、θｙ方向の回転を制御しても良い。Ｚヘッドとしては、例えば、ＣＤドライブ装置などで用いられる光ピックアップと同様の光学式の変位センサのヘッドを用いることができる。
次に、微動ステージ位置計測系７０Ｃを構成するレーザ干渉計システム７９（図３参照）の構成等について説明する。レーザ干渉計システム７９は、図１６に示されるように、露光ステーション２００よりも−Ｙ側に配置された一対のレーザ干渉計７６ａ、７６ｂと、計測ステーション３００よりも＋Ｙ側に配置された一対のレーザ干渉計７６ｃ、７６ｄとを有している。一対のレーザ干渉計７６ａ、７６ｂは、基準軸ＬＶの＋Ｘ側、−Ｘ側に、基準軸ＬＶに対して対称に配置されており、それぞれＹ軸に平行な測長ビームＢ１，Ｂ２を微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の反射面８８ｄ、８８ｃに照射する。測長ビームＢ１，Ｂ２それぞれは、反射面８８ｄ、８８ｃを介して、例えばメインフレームＢＤ（図１参照）に固定された固定鏡４７Ａ，４７Ｂで反射される。レーザ干渉計７６ａ、７６ｂは、これらの反射光を受光して、測長ビームＢ１，Ｂ２それぞれの光路長を計測する。主制御装置２０は、その計測結果を用いて、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＸ軸方向の位置を算出する。また、一対のレーザ干渉計７６ｃ、７６ｄは、基準軸ＬＶの＋Ｘ側、−Ｘ側に、基準軸ＬＶに対して対称に配置されており、それぞれＹ軸に平行な測長ビームＢ３，Ｂ４を微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）の反射面８８ｂ、８８ａに照射する。測長ビームＢ３，Ｂ４それぞれは、反射面８８ｂ、８８ａを介して、例えばメインフレームＢＤに固定された固定鏡４７Ｃ，４７Ｄで反射される。レーザ干渉計７６ｃ、７６ｄは、これらの反射光を受光して、測長ビームＢ３，Ｂ４それぞれの光路長を計測する。主制御装置２０は、その計測結果を用いて、微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）のＸ軸方向の位置を算出する。
次に、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２が粗動ステージＷＣＳ１から粗動ステージＷＣＳ２に受け渡される際に、そのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の位置情報も含む）の計測に用いられる微動ステージ位置計測系７０Ｄ（図３参照）の構成等について説明する。
図１７には、露光装置１００を上方（＋Ｚ方向）から見た図が一部省略して示されている。なお、図１７では、２つの微動ステージのうちの一方（ここでは微動ステージＷＦＳ２）、及び前述の微動ステージ位置計測系７０Ｃを構成するレーザ干渉計７６ａ及び７６ｂの図示が省略されている。
微動ステージ位置計測系７０Ｄは、図１７に示される、一対のＹレーザ干渉計６９Ｙａ、６９Ｙｂと、一対のＸレーザ干渉計６９Ｘａ、６９Ｘｂとを含む。Ｙレーザ干渉計６９ＹａとＸレーザ干渉計６９Ｘａとは、前述のレーザ干渉計７６ａ（図１７では図示省略。図１６参照）より下方（−Ｚ側）にそれぞれ配置されている。Ｙレーザ干渉計６９ＹｂとＸレーザ干渉計６９Ｘｂとは、前述のレーザ干渉計７６ｂ（図１７では図示省略。図１６参照）より下方（−Ｚ側）にそれぞれ配置されている。ここで、Ｙレーザ干渉計６９Ｙａ、６９Ｙｂと、Ｘレーザ干渉計６９Ｘａ、６９Ｘｂとは、ほぼ同一のＸＹ平面上にそれぞれの測長ビーム（後述する）の光路が配置されている。
Ｙレーザ干渉計６９Ｙａ、６９Ｙｂは、基準軸ＬＶの＋Ｘ側、−Ｘ側に、基準軸ＬＶに対して対称に配置されており、それぞれＹ軸に平行な測長ビームＢｙａ，Ｂｙｂを微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の反射面６１に照射し、その反射光を受光して、測長ビームＢｙａ，Ｂｙｂそれぞれの光路長を計測する。主制御装置２０は、その計測結果を用いて、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＹ軸方向及びθｚ方向の位置を算出する。
また、Ｘレーザ干渉計６９Ｘａ、６９Ｘｂは、Ｙレーザ干渉計６９Ｙａ、６９Ｙｂの＋Ｘ側、−Ｘ側に、それぞれ基準軸ＬＶに対して対称に配置されており、それぞれＹ軸に平行な測長ビームＢｘａ，Ｂｘｂを微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の移動鏡６３ａ、６３ｂに照射する。ここで、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２は、粗動ステージＷＣＳ１からリレーステージＤＲＳＴを介して粗動ステージＷＣＳ２に受け渡される際には、後述するように粗動ステージＷＣＳ１、リレーステージＤＲＳＴ及び粗動ステージＷＣＳ２それぞれの内部に形成される空間部内を移動するようになっている（図２４（Ａ）〜図２４（Ｄ）参照）。その際、移動鏡６３ａ、６３ｂで反射された測長ビームＢｘａ，Ｂｘｂそれぞれは、粗動ステージＷＣＳ１、リレーステージＤＲＳＴ、粗動ステージＷＣＳ２それぞれの側壁部９２ａ、９２ｂの互いに対向する側面（内側面）に形成された反射面で反射される。Ｘレーザ干渉計６９Ｘａ、６９Ｘｂは、それらの測長ビームＢｘａ，Ｂｘｂの反射光を、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の移動鏡６３ａ、６３ｂをそれぞれ介して受光し、測長ビームＢｘａ，Ｂｘｂそれぞれの光路長を計測する。主制御装置２０は、その計測結果を用いて、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＸ軸方向の位置を算出する。なお、本実施形態では、２本の測長ビームＢｘａ、Ｂｘｂの光路長を用いて微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＸ軸方向の位置を算出するが、これに限らず、例えば測長ビームＢｘａと測長ビームＢｙａとの光路長の差を用いて微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＸ軸方向の位置を算出しても良い。この場合、Ｘレーザ干渉計は１つでも良い。
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走査する必要があるが、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１８（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１８（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１８（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１８（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近傍のウエハ交換領域にあるときに、不図示のウエハ搬送系によって、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、ウエハ交換位置では、微動ステージＷＦＳ２のウエハホルダ（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）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を主制御装置２０が作動させることにより、減圧室内の気体が排気管路及び配管を介して外部に排気され、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、減圧室内が所定の圧力（負圧）となったとき、主制御装置２０によりバキュームポンプが停止される。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、減圧室の減圧状態が維持され、減圧室の気体を真空吸引するためのチューブなどを微動ステージＷＦＳ２に接続しなくても、ウエハＷがウエハホルダに保持される。このため、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。
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、国際公開第２００７／０９７３７９号（対応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，ＡＬ２2，ＡＬ２3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、計測する（求める）。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計測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ＷＳＴ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１９（Ａ）及び図２７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１９（Ｂ）及び図２８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（例えば、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。ここで、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ２をリレーステージＤＲＳＴに向けて移動させる際、微動ステージ位置計測系７０Ｂ（計測アーム７０Ｂ）の−Ｙ方向に関する計測限界位置（図１６に示される位置）で、ウエハステージＷＳＴ２の位置情報を計測する計測系を、微動ステージ位置計測系７０Ｂから微動ステージ位置計測系７０Ｃに切り替える。ここで、計測されるウエハステージＷＳＴ２の位置（位置計測値）を連続的につなぐために、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｂの計測値を用いて微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値をリセットする。すなわち、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｂの計測値に微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値が一致するように、微動ステージ位置計測系７０Ｃに含まれるエンコーダシステム７８を構成するエンコーダヘッド（Ｙヘッド）９６、９７及びレーザ干渉計システム７９を構成するレーザ干渉計７６ｃ、７６ｄのそれぞれの計測値をリセットする。以降、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値（図２８では、Ｙヘッド９６１０，９６１１，９７１０，９７１１及びレーザ干渉計７６ｃ、７６ｄの計測値）に基づいてウエハステージＷＳＴ２の位置（情報）を計測しつつ、ウエハステージＷＳＴ２を−Ｙ方向に移動させる。なお、この際、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ２の位置をウエハステージ位置計測系１６Ｂの計測値に基づいて制御しても良い。
ここで、上記の計測系の切替は、上記計測限界位置でのみ行われるものでなく、その計測限界位置の手前で（計測対象の移動体が計測限界位置に達する前に）行うことも可能である。この場合に２つの計測系でオーバーラップする計測範囲内で計測値のつなぎ（対応付け）を行っても良い。
次に、主制御装置２０は、微動ステージ駆動系５２Ｂ，５２Ｃ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１９（Ｃ）及び図２９中の黒塗り矢印で示されるように、微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値（図２９では、Ｙヘッド９６８，９６９，９７８，９７９及びレーザ干渉計７６ｃ、７６ｄ）に基づいて微動ステージＷＦＳ２の位置情報を計測しつつ−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１９（Ｄ）及び図３０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１９（Ｄ）及び図３０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２１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２５（Ａ）の白抜き矢印で示されるように、補助ステージ駆動系５８（図３参照）を介して図２０に示される待機位置から補助ステージＡＳＴ（ブレードＢＬ）を、＋Ｘ方向に所定量駆動する。これにより、図２５（Ａ）に示されるように、ブレードＢＬの先端が計測アーム７１Ａの上方に位置する。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、補助ステージ駆動系５８を介して補助ステージＡＳＴ（ブレードＢＬ）を＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に駆動し、ブレードＢＬを、図２１及び図２５（Ｂ）に示されるように、微動ステージＷＦＳ１にＹ軸方向に関して接触又は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、ブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１とをスクラム状態の設定を開始する。その後、主制御装置２０は、補助ステージＡＳＴ（ブレードＢＬ）をさらに＋Ｘ方向に駆動する。そして、ブレードＢＬの中心が計測アーム７１Ａの中心と一致する状態になると、図２２及び図２６示されるように、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と一体で補助ステージＡＳＴ（ブレードＢＬ）を＋Ｙ方向に駆動する（図２２及び図２６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からブレードＢＬに渡される。図２２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２２の状態では、先端レンズ１９１と、微動ステージＷＦＳ１及びブレードＢＬとの間に、液体Ｌｑが保持されている。なお、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。ここで、近接は、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）が零の場合、すなわち両者が接触する場合をも含む。
そして、微動ステージＷＦＳ１からブレードＢＬへの液浸空間の受け渡しが終了すると、図２３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５００μｍ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。なお、ウエハステージＷＳＴ１をリレーステージＤＲＳＴに向けて移動させる際、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ａ（計測アーム７０Ａ）の＋Ｙ方向に関する計測限界位置（図１６に示される位置）で、ウエハステージＷＳＴ１の位置情報を計測する計測系を、微動ステージ位置計測系７０Ａから微動ステージ位置計測系７０Ｃに切り替える。ここで、計測されるウエハステージＷＳＴ１の位置（位置計測値）を連続的につなぐために、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ａの計測値を用いて微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値をリセットする。すなわち、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ａの計測値に微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値が一致するように、微動ステージ位置計測系７０Ｃに含まれるエンコーダシステム７８を構成するエンコーダヘッド（Ｙヘッド）９６、９７及びレーザ干渉計システム７９を構成するレーザ干渉計７６ａ、７６ｂのそれぞれの計測値をリセットする。以降、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値（図１６では、Ｙヘッド９６１，９６２，９７１，９７２及びレーザ干渉計７６ａ、７６ｂの計測値）に基づいてウエハステージＷＳＴ１の位置（情報）を計測しつつ、ウエハステージＷＳＴ１を＋Ｙ方向に移動させる。なお、この際、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ１の位置をウエハステージ位置計測系１６Ａの計測値に基づいて制御しても良い。なお、上記計測系の切替は、上記計測限界位置でのみ行われるものでなく、その計測限界位置の手前で行うことも可能である。また、この場合に２つの計測系でオーバーラップする計測範囲内で計測値のつなぎ（対応付け）を行っても良い。
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、図３１に示されるように、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（図３１中の白抜き矢印参照）。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２４（Ａ）中に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ＸＹ平面に垂直に下方（−Ｚ方向に）に駆動する。これにより、微動ステージ位置計測系７０Ｄを構成するＹレーザ干渉計６９Ｙａ、６９Ｙｂ及びＸレーザ干渉計６９Ｘａ、６９Ｘｂからの測長ビームＢｙａ，Ｂｙｂ及びＢｘａ，Ｂｘｂが微動ステージＷＦＳ１の反射面６１、移動鏡６３ａ、６３ｂにそれぞれ当たるようになる。そこで、主制御装置２０は、搬送部材４８の移動部材に支持された微動ステージＷＦＳ１のＸＹ平面内の位置情報を計測する計測系を、微動ステージ位置計測系７０Ｃから微動ステージ位置計測系７０Ｄに切り替える。ここで、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値を用いて微動ステージ位置計測系７０Ｄの計測値をリセットして、計測されるウエハステージＷＳＴ１の位置位置計測値）の連続性を保障する。
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。
ここで、図３１に示される、微動ステージＷＦＳ１が粗動ステージＷＣＳ１の内部に収容され、且つ微動ステージＷＦＳ２がリレーステージＤＲＳＴに支持された状態では、主制御装置２０は、露光ステーション２００側のレーザ干渉計７６ａ、７６ｂを用いて微動ステージＷＦＳ２のＸ軸方向に関する位置情報を計測することも、計測ステーション３００側のレーザ干渉計７６ｃ、７６ｄを用いて微動ステージＷＦＳ２のＸ軸方向に関する位置情報を計測することも可能となっている。換言すれば、本実施形態では、微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）がリレーステージＤＲＳＴに支持された状態で、微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）のＸ軸方向の位置計測に用いるレーザ干渉計の切り替えを行うことが可能となるように、固定鏡４７Ａ〜４７Ｄの反射面の大きさ（長さ）、配置が設定されている。そこで、主制御装置２０は、図３１に示される、微動ステージＷＦＳ２がリレーステージＤＲＳＴに支持された状態（待機状態）で、微動ステージＷＦＳ１が下方に駆動されると、これに応じて微動ステージＷＦＳ２のＸ軸方向に関する位置情報を計測する計測系を、レーザ干渉計７６ｃ、７６ｄからレーザ干渉計７６ａ、７６ｂに切り替える。なお、微動ステージの他の５自由度方向の位置情報は、引き続きエンコーダシステム７８を用いて計測される。このように、本実施形態のレーザ干渉計システム７９は、使用するレーザ干渉計を、微動ステージＷＦＳ２の位置に応じて、微動ステージＷＦＳ２の移動方向後方に配置されたレーザ干渉計７６ｃ、７６ｄから、ＷＦＳ２の移動方向前方に配置されたレーザ干渉計７６ａ、７６ｂに切り替える構成であるので、各固定鏡４７Ａ〜４７Ｄを小型化できる。
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２４（Ｂ）及び図３２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。このときの微動ステージＷＦＳ１のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の位置情報も含む）は、前述した微動ステージ位置計測系７０Ｄによって計測される（図１７参照）。
また、主制御装置２０は、搬送部材４８の移動と並行して、微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値（図３２では、Ｙヘッド９６２，９６３，９７２，９７３（又はＹヘッド９６１，９６２，９７１，９７２）及びレーザ干渉計７６ａ、７６ｂの計測値）に基づいて、微動ステージ駆動系５２Ｃ，５２Ａ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２４（Ｂ）及び図３２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２４（Ｃ）及び図３２中の白抜き矢印参照）。
次に、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値に基づいて、微動ステージＷＦＳ２を保持した粗動ステージＷＣＳ１を、−Ｙ方向に移動させて、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。なお、この際、主制御装置２０は、ウエハステージ位置計測系１６Ａの計測値に基づいて粗動ステージＷＣＳ１を、−Ｙ方向に移動させても良い。
また、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方向に駆動する際、微動ステージ位置計測系７０Ａ（計測アーム７０Ａ）の＋Ｙ方向に関する計測限界位置（図１６に示される位置）で、微動ステージＷＦＳ２（ウエハステージＷＳＴ１）の位置情報を計測する計測系を、微動ステージ位置計測系７０Ｃから微動ステージ位置計測系７０Ａに切り替える。ここで、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値を用いて微動ステージ位置計測系７０Ａ（を構成するエンコーダ７３ｘ、７３ｙａ、７３ｙｂ及びレーザ干渉計７５ａ、７５ｂ、７５ｃ）の計測値をリセットして、計測される微動ステージＷＦＳ２の位置（位置計測値）の連続性を保障する。そして、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ａの計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ２に保持されたウエハＷの位置情報を計測しつつ、ウエハステージＷＳＴ１（粗動ステージＷＣＳ１及び微動ステージＷＦＳ２）を−Ｙ方向に駆動する。なお、上記計測系の切替は、上記計測限界位置でのみ行われるものでなく、その計測限界位置の手前で行うことも可能である。また、この場合に２つの計測系でオーバーラップする計測範囲内で計測値のつなぎ（対応付け）を行っても良い。
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ＷＦＳ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２４（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２４（Ｅ）及び図２４（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を一端−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２４（Ｄ）に示されるように、微動ステージ位置計測系７０Ｄ及びウエハステージ位置計測系１６Ｂの計測値に基づいて、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２４（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ＸＹ平面に垂直に上方（＋Ｚ方向）に駆動し、微動ステージＷＦＳ１を、微動ステージＷＦＳ１が備える一対の可動子部が、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。この移動により、微動ステージ位置計測系７０Ｄを構成するＹレーザ干渉計６９Ｙａ、６９Ｙｂ及びＸレーザ干渉計６９Ｘａ、６９Ｘｂからの測長ビームＢｙａ，Ｂｙｂ及びＢｘａ，Ｂｘｂが微動ステージＷＦＳ１に当たらなくなる。そこで、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１のＸＹ平面内の位置情報を計測する計測系を、微動ステージ位置計測系７０Ｄから微動ステージ位置計測系７０Ｃに切り替える。このとき、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｄの計測値を用いて微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値をリセットして、計測される微動ステージＷＦＳ１の位置（位置計測値）の連続性を保障する。
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２４（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。この場合も、ウエハ交換位置で、微動ステージＷＦＳ１のウエハホルダ（図示省略）とウエハＷの裏面とにより形成される減圧室内の気体がバキュームポンプによって、外部に排気され、減圧室内が負圧となって、ウエハホルダによりウエハＷが吸着される。そして、不図示のチェック弁の作用により、上記減圧室の減圧状態が維持され、減圧室の気体を真空吸引するためのチューブなどを微動ステージＷＦＳ１に接続しなくても、ウエハＷがウエハホルダに保持される。このため、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。
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。
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、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に対向して配置された計測アーム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７３Ａ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。
また、本実施形態では、露光ステーション２００側の計測アーム７１Ａと計測ステーション３００側の計測アーム７１Ｂとは、互いの自由端と固定端とが反対向きに設定されているので、それらの計測アーム７１Ａ，７１Ｂに邪魔されることなく、粗動ステージＷＣＳ１を計測ステーション３００に（より正確には、リレーステージＤＲＳＴに）近づけることができるとともに、粗動ステージＷＣＳ２を露光ステーション２００に（より正確には、リレーステージＤＲＳＴに）近づけることができる。
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、本実施形態では、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、微動ステージ位置計測系７０Ａ、７０Ｂの計測可能範囲外であっても、微動ステージ位置計測系７０Ｃによって微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の位置情報が高精度に計測される。微動ステージ位置計測系７０Ａと微動ステージ位置計測系７０Ｃとは、その計測可能範囲が一部重複し、且つ微動ステージ位置計測系７０Ｂと微動ステージ位置計測系７０Ｃとは、その計測可能範囲が一部重複しているので（図１６参照）、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が計測ステーション３００から露光ステーション２００に移動する際、これら３つの微動ステージ位置計測系７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃを用いることで、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の位置情報を切れ目なく計測することができる。
また、微動ステージ位置計測系７０Ｃは、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）に配置されたＹスケール８７Ｙ1，８７Ｙ2に数ミリ程度のクリアランスで対向して配置された複数のＹヘッド９６，９７を含むエンコーダシステム７８によって微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の５自由度方向の位置情報を計測するので、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の位置を高精度に計測できる。
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）が、露光ステーション２００からリレーステージＤＲＳＴを介して計測ステーション３００に移載される際、その移載される微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が、搬送部材４８の移動部材に支持されて、粗動ステージＷＣＳ１、リレーステージＤＲＳＴ、及び粗動ステージＷＣＳ２の内部で−Ｙ方向に移動する。この移動中の微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＸＹ平面内の位置情報が、微動ステージ位置計測系７０Ｄによって計測される。
従って、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ、及び７０Ｄの出力に基づいて、ＸＹ平面内の広い範囲で微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の位置情報を計測することが可能になる。
また、本実施形態の露光装置によると、主制御装置２０により、粗動ステージ駆動系５１Ａを介して粗動ステージＷＣＳ１の第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとがそれぞれ駆動され、該第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとが分離すると、分離前の粗動ステージＷＣＳ１によって保持されていた微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）を、露光済みのウエハＷを保持したまま、粗動ステージＷＣＳ１から容易に離脱させることができる。すなわち、微動ステージＷＦＳ１と一体でウエハＷを粗動ステージＷＣＳ１から容易に離脱させることができる。
この場合において、本実施形態では、粗動ステージＷＣＳ１の内部の空間部内に先端部が位置する片持ち支持状態の計測アーム７１Ａの固定端から自由端に向かう方向（＋Ｙ方向）に粗動ステージＷＣＳ１と一体で微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）を移動させた後、粗動ステージＷＣＳ１を第１部分ＷＣＳ１ａと第２部分ＷＣＳ１ｂとに分離させて、露光済みのウエハＷを保持した微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）を、粗動ステージＷＣＳ１から容易に離脱させるので、その離脱の際に、計測アーム７１Ａに邪魔されることなく、露光済みのウエハＷを保持した微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）を、粗動ステージＷＣＳ１から離脱させることができる。
また、露光済みのウエハＷを保持した微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が粗動ステージＷＣＳ１から離脱した後、露光前のウエハＷを保持する別の微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）を、粗動ステージＷＣＳ１に保持させる。従って、露光済みのウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）と、露光前のウエハＷを保持する別の微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）とを、それぞれウエハＷを保持したままの状態で、粗動ステージＷＣＳ１から離脱、又は粗動ステージＷＣＳ１に保持させることが可能になる。
また、主制御装置２０により、搬送部材駆動系５４を介して搬送部材４８が駆動され、露光済みのウエハＷを保持したまま粗動ステージＷＣＳ１から離脱した微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）をリレーステージＤＲＳＴの内部空間に収納される。
また、主制御装置２０により、粗動ステージ駆動系５１Ｂを介して粗動ステージＷＣＳ２の第１部分ＷＣＳ２ａと第２部分ＷＣＳ２ｂとが分離された状態で、搬送部材駆動系５４を介して搬送部材４８が駆動され、露光済みのウエハＷを保持した微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が所定高さに位置決めされる。そして、主制御装置２０により、粗動ステージ駆動系５１Ｂを介して粗動ステージＷＣＳ２の第１部分ＷＣＳ２ａと第２部分ＷＣＳ２ｂとが一体化されることで、露光済みのウエハＷを保持した微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）を、リレーステージＤＲＳＴから粗動ステージＷＣＳ２に受け渡すことができる。
さらに、主制御装置２０により、露光前のウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ２（又はＷＦＳ１）が、微動ステージ駆動系５２Ｂ，５２Ｃを介して粗動ステージＷＣＳ２からリレーステージＤＲＳＴへ、さらには微動ステージ駆動系５２Ｃ，５２Ａを介してリレーステージＤＲＳＴから粗動ステージＷＣＳ１へ、移載される。
従って、本実施形態の露光装置１００によると、ウエハＷが大型化しても、特に支障なく、微動ステージＷＦＳ１又はＷＦＳ２と一体でウエハＷを、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３者間で、受け渡すことができる。
また、ブレードＢＬ（補助ステージＡＳＴ）は、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が先端レンズ１９１（投影光学系ＰＬ）との間で液体Ｌｑを保持しているとき、Ｙ軸方向に関して微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）に接触又は３００μｍ程度のクリアランスを介して近接するスクラム状態となり、該スクラム状態を維持して微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）と共にＹ軸方向に沿って計測アーム７１Ａの固定端側から自由端側に移動し、その移動後に先端レンズ１９１（投影光学系ＰＬ）との間で液体Ｌｑを保持する。このため、計測アーム７１Ａに邪魔されることなく、先端レンズ１９１（投影光学系ＰＬ）との間に保持される液体Ｌｑ（該液体Ｌｑによって形成される液浸空間）を、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）からブレードＢＬに受け渡すことが可能となる。
また、本実施形態の露光装置１００によると、微動ステージＷＦＳ１（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、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のプレート８３の上面に配置されたＹスケール８７Ｙ1，８７Ｙ2を、エンコーダシステム７８（微動ステージ位置計測系７０Ｃ）の一部を構成するヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂのそれぞれに属するＹヘッド９６，９７の計測対象とする場合について説明したが、これに限らず、微動ステージ位置計測系７０Ａ，７０Ｂの一部を構成するＸヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂの計測対象であるグレーティングＲＧを、Ｙヘッド９６，９７の計測対象として兼用することも可能である。この場合には、Ｙスケール８７Ｙ1，８７Ｙ2は不要である。また、この場合には、グレーティングＲＧを微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）の本体部８１の上面のほぼ全域に渡って形成すると良い。この場合、グレーティングＲＧには、Ｙヘッド９６，９７からの計測ビームが、プレート８３及びカバーガラス８４（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）を介して上方（＋Ｚ側）から照射され、また、微動ステージ位置計測系７０Ａ、７０Ｂそれぞれの一部を構成するＸヘッド７７ｘ、Ｙヘッド７７ｙａ、７７ｙｂからの計測ビームが、下方（−Ｚ側）から照射されることとなる。この場合において、Ｙヘッド９６，９７に計測に支障があるような場合には、プレート８３上面の前述のＹスケール８７Ｙ1，８７Ｙ2の配置領域に対応する領域を含む部分領域については撥液膜を形成しないこととしても良い。
上記実施形態では、粗動ステージＷＣＳ２と粗動ステージＷＣＳ１との間で、リレーステージＤＲＳＴを介して、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２の交換が行われる際の、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２の移動範囲について、エンコーダシステム７８（ヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂ、Ｙヘッド９６，９７）が配置された場合について説明した。しかし、これに限らず、例えば、次の変形例のように、さらに別の個所に、エンコーダシステム７８と同様のエンコーダシステムを設けても良い。
《変形例》
図３３には、変形例に係る露光装置の、計測ステーション３００とその＋Ｙ側に位置するウエハ交換エリア（アンローディングポジションＵＰ及びローディングポジションＬＰを含む）とが、平面図にて示されている。図３３からわかるように、ウエハ交換エリアの＋Ｘ側及び−Ｘ側に、基準軸ＬＶに対して対称な配置で、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）からウエハがアンロードされる アンローディングポジションＵＰ、及び微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）上にウエハがロードされるローディングポジションＬＰが、それぞれ配置されている。
微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）には、グレーティングＲＧが、本体部８１の上面のほぼ全域に渡って形成されている。
計測ステーション３００と、アンローディングポジションＵＰ及びローディングポジションＬＰとの間に、エンコーダシステム７３、７８とは別のエンコーダシステム（以下、第３のエンコーダシステムと呼ぶ）が備えるヘッドユニット９８Ｃが設置されている。ヘッドユニット９８Ｃは、支持部材を介して、メインフレームＢＤに吊り下げ固定されている。
ヘッドユニット９８Ｃは、Ｘ軸方向に等間隔で配列された複数（ここでは１５個）の２次元エンコーダヘッド（以下、２Ｄヘッドと略述する）９５ｋ（ｋ＝１〜１５）を備えている。ここで、２Ｄヘッドとは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の２方向を計測方向とするエンコーダヘッドである。以下では、必要に応じて、２Ｄヘッド９５ｋを２Ｄヘッド９５とも表記する。２Ｄヘッド９５の配列間隔は、次のａ．及びｂ．の条件を満足するように定められている。
ａ．微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が、アンローディングポジションＵＰとローディングポジションＬＰとの間を移動する際に、常に、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）上のウエハ載置領域の＋Ｘ側及び−Ｘ側のグレーティングＲＧの領域に、各１つの２Ｄヘッド９５が対向可能である。
ｂ．微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が、アンローディングポジションＵＰとローディングポジションＬＰとの間の移動の途中で、隣接する２つの２Ｄヘッド９５間でつなぎ処理（計測される位置（位置計測値）の連続性を保障するための処理）を行うべき位置に、あるときには、その隣接する２つの２Ｄヘッドが、ウエハ載置領域の＋Ｘ側又は−Ｘ側のグレーティングＲＧの領域に、同時に対向可能である。
なお、各２Ｄヘッド９５は、グレーティングＲＧの上方、数ｍｍ程度の位置に固定されている。
２Ｄヘッド９５のそれぞれは、プレート８３及びカバーガラス８４（図２（Ａ）及び図２（Ｂ）参照）を介して上方（＋Ｚ側）から計測ビームをグレーティングＲＧに照射し、グレーティングＲＧのＸ回折格子及びＹ回折格子からそれぞれ発生する回折光を受光して、グレーティングＲＧ（すなわち微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２））のＸＹ位置を計測する。前述のように、第３のエンコーダシステムでは、少なくとも２つの２Ｄヘッド９５がグレーティングＲＧに対向する。従って、ヘッドユニット９８Ｃは、グレーティングＲＧを用いて、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＸＹ平面内の位置（θｚ位置を含む）を計測する多眼（ここでは、１５眼）の２次元エンコーダシステムを構成する。
第３のエンコーダシステムは、例えば０．１ｎｍ程度の分解能で、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＸＹ平面内の位置を計測し、その位置情報（計測値）を主制御装置２０に供給する。主制御装置２０は、供給された位置情報（計測値）に基づいて、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）（ウエハステージＷＳＴ２）をウエハ交換エリア内で駆動する。
なお、この変形例では、エンコーダシステム７８（微動ステージ位置計測系７０Ｃ）を構成する２つのヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂには、前述の各１１個のＹヘッド９６i、９７j（ｉ，ｊ＝１〜１１）に加えて、さらに各４つのＹヘッド９６i、９７j（ｉ，ｊ＝１２〜１５）が属している。Ｙヘッド９６i、９７j（ｉ，ｊ＝１２〜１５）は、それぞれ、Ｙヘッド９６１１、９７１１の＋Ｙ側に、間隔ＷＤで、Ｙ軸に平行に配置されている。これにより、エンコーダシステム７８（微動ステージ位置計測系７０Ｃ）の計測可能範囲が、ウエハ交換エリアまで拡張されている。
次に、この変形例に係る露光装置で行われる、ウエハ交換エリアにおける粗動ステージＷＣＳ２に支持された微動ステージＷＦＳ１を用いて行われる処理について、図３４（Ａ）〜図３５（Ｂ）に基づいて、説明する。
図３４（Ａ）には、露光が終了したウエハを保持する微動ステージＷＦＳ１を保持して計測ステーション３００に戻る粗動ステージＷＣＳ２（ウエハステージＷＳＴ２）が示されている。この図３４（Ａ）の状態に先立って、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ＷＦＳ１と、ウエハアライメントが終了したウエハを保持する微動ステージＷＦＳ２との交換が行われている。この図３４（Ａ）の状態は、図２４（Ｆ）に示された状態に対応する。すなわち、微動ステージＷＦＳ１を保持する粗動ステージＷＣＳ２は、主制御装置２０により、微動ステージ位置計測系７０Ｃで計測される位置情報に基づいて、図３４（Ａ）中に黒塗り矢印で示されるように、＋Ｙ方向に駆動されている。
次いで、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｃからの微動ステージＷＦＳ１の位置情報（計測値）に基づいて、微動ステージＷＦＳ１を保持する粗動ステージＷＣＳ２（ウエハステージＷＳＴ２）をさらに＋Ｙ方向に駆動し、計測ステーション３００を通過して、ウエハ交換エリアまで移動させる。
図３４（Ｂ）には、ウエハステージＷＳＴ２が、微動ステージ位置計測系７０Ｃ（２つのヘッドユニット９８Ａ、９８Ｂ）の＋Ｙ側の計測限界位置に位置している状態が示されている。ここで、計測限界位置では、微動ステージ位置計測系７０Ｃのヘッドユニット９８Ａに属するＹヘッド９６１４，９６１５、及びヘッドユニット９８Ｂに属するＹヘッド９７１４，９７１５が、微動ステージＷＦＳ１のウエハ載置領域の＋Ｘ側、及び−Ｘ側のグレーティングＲＧの領域に、対向している。この時、ヘッドユニット９８Ｃに属する２Ｄヘッド９５４及び９５１１も、ウエハ載置領域の＋Ｘ側、及び−Ｘ側のグレーティングＲＧの領域に、対向している。そこで、主制御装置２０は、微動ステージＷＦＳ１の位置情報を計測する計測系を、微動ステージ位置計測系７０Ｃから第３のエンコーダシステムに切り替える。
ここで、主制御装置２０は、計測されるウエハステージＷＳＴ２の位置（位置計測値）を連続的につなぐために、微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値を用いて第３のエンコーダシステムの計測値をリセットする。すなわち、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値に第３のエンコーダシステムの計測値が一致するように、２Ｄヘッド９５４及び９５１１の計測値をリセットする。
計測系の切り替え後、主制御装置２０は、第３のエンコーダシステムで計測される微動ステージＷＦＳ１の位置情報に基づいて、図３５（Ａ）中に黒塗り矢印で示されるように、ウエハステージＷＳＴ２を＋Ｙ方向にさらに駆動した後、＋Ｘ方向に駆動する。これにより、微動ステージＷＦＳ１は、図３５（Ａ）に示されるように、アンローディングポジションＵＰに位置決めされる。このときの微動ステージＷＦＳ１の＋Ｘ方向への移動により、２Ｄヘッド９５４〜９５１が、順次、ウエハ載置領域の＋Ｘ側のグレーティングＲＧの領域に対向し、２Ｄヘッド９５１１〜９５６が、順次、ウエハ載置領域の−Ｘ側のグレーティングＲＧの領域に対向する。そして、不図示のアンロードアームにより、微動ステージＷＦＳ１上からウエハＷがアンロードされる。
ウエハＷのアンロード後、主制御装置２０は、図３５（Ｂ）中に黒塗り矢印で示されるように、ウエハステージＷＳＴ２（微動ステージＷＦＳ１）を−Ｘ方向に駆動する。これにより、微動ステージＷＦＳ１は、図３５（Ｂ）に示されるように、ローディングポジションＬＰに位置決めされる。このときの微動ステージＷＦＳ１の−Ｘ方向への移動により、２Ｄヘッド９５１〜９５１０が、順次、ウエハ載置領域の＋Ｘ側のグレーティングＲＧの領域に対向し、２Ｄヘッド９５６〜９５１５が、順次、ウエハ載置領域の−Ｘ側のグレーティングＲＧの領域に対向する。そして、不図示のロードアームにより、微動ステージＷＦＳ１上に新たなウエハＷ’がロードされる。
ウエハＷ’のロード後、主制御装置２０は、図３５（Ｂ）中に白抜き矢印で示されるように、ウエハステージＷＳＴ２（微動ステージＷＦＳ１）を＋Ｘ方向に駆動した後、基準軸ＬＶ上を−Ｙ方向に駆動する。これにより、ウエハステージＷＳＴ２（微動ステージＷＦＳ１）は、図３４（Ｂ）に示される微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測可能範囲内に移動される。ここで、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴ２の位置情報を計測する計測系を、第３のエンコーダシステムから微動ステージ位置計測系７０Ｃに切り替える。
ここで、主制御装置２０は、計測されるウエハステージＷＳＴ２の位置（位置計測値）を連続的につなぐために、第３のエンコーダシステムの計測値に微動ステージ位置計測系７０Ｃの計測値が一致するように、Ｙヘッド９６１４，９６１５及び９７１４，９７１５の計測値をリセットする。
計測系の切り替え後、主制御装置２０は、微動ステージ位置計測系７０Ｃで計測される微動ステージＷＦＳ１の位置情報（計測値）に基づいて、ウエハステージＷＳＴ２を計測ステーション３００内に移動させ、先と同様に、ウエハＷ’に対するウエハアライメント等を行う。
なお、上記実施形態では、微動ステージ位置計測系７０Ｄを、以下の理由により、干渉計システムによって構成した。すなわち、微動ステージ位置計測系７０Ｄは、露光が終了したウエハを保持する一方の微動ステージを、ウエハ交換のため、一方の粗動ステージＷＣＳ１から他方の粗動ステージＷＣＳ２に移載する際の、その一方の微動ステージの位置情報を計測するためのものであるから、あまり高い精度は要求されないので、仮に空気ゆらぎの影響を受けることがあっても特に支障はないからである。
なお、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が、粗動ステージＷＣＳ２から（リレーステージＤＲＳＴを介して）粗動ステージＷＣＳ１に受け渡される際に、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＸＹ平面内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７０Ｃ、及び微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）が、粗動ステージＷＣＳ１から（リレーステージＤＲＳＴを介して）粗動ステージＷＣＳ２に受け渡される際に、微動ステージＷＦＳ１（又はＷＦＳ２）のＸＹ平面内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７０Ｄの構成は、上記実施形態の構成に限られるものではない。例えば、微動ステージ位置計測系７０Ｃは、エンコーダシステム７８及びレーザ干渉計システム７９の両者を具備する必要はなく、いずれか一方のみでも良い。また、微動ステージ位置計測系７０Ｃ及び７０Ｄの構成は任意で構わない。例えば、これらの位置計測系を、微動ステージの上面側からその裏面側に配置されるグレーティングに計測ビームを照射する計測系（エンコーダに限られない）を用いても良い。この場合、入替動作範囲をカバーする範囲だけ微動ステージの一部に、計測ビームが透過する透明部又は開口部を設けても良い。また、微動ステージ位置計測系７０Ｃ及び７０Ｄを構成する各計測装置は、上方又は側方でなく、下方から計測ビームを微動ステージ（の計測面又は反射面）に照射して位置計測を行っても良い。
なお、上記実施形態では、ブレードＢＬ（可動部材）が、ＸＹ平面内で移動する補助ステージＡＳＴに設けられた場合を説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。すなわち、可動部材は、保持部材（上記実施形態では微動ステージがこれに相当）が光学部材（上記実施形態では先端レンズ１９１がこれに相当）との間で液体Ｌｑを保持しているとき、Ｙ軸方向に関して保持部材に所定距離（例えば３００μｍ）以内に近接（接触する場合を含む）し、該近接状態（前述のスクラム状態）を維持して保持部材と共にＹ軸方向に沿って移動（上記実施形態では計測アーム７１Ａの固定端側から自由端側に移動）し、その移動後に光学部材との間で液体Ｌｑを保持することができれば、その構成は問わない。従って、ロボットアームその他の駆動装置により駆動される可動ブレードなどであっても良い。
なお、上記実施形態では、図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）を用いて、露光済のウエハＷを保持する微動ステージＷＦＳ１を先にリレーステージＤＲＳＴの搬送部材４８に受渡し、その後でリレーステージＤＲＳＴに保持された微動ステージＷＦＳ２をスライドさせて粗動ステージＷＣＳ１で保持することとした。しかし、これに限らず、微動ステージＷＦＳ２を先にリレーステージＤＲＳＴの搬送部材４８に受渡し、その後で粗動ステージＷＣＳ１に保持された微動ステージＷＦＳ１をスライドさせてリレーステージＤＲＳＴで保持しても良い。
また、上記実施形態では、微動ステージＷＦＳ１、ＷＦＳ２を、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２間で入れ替えるために、リレーステージＤＲＳＴに対して粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２をそれぞれ近接させる場合、リレーステージＤＲＳＴと粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２とのギャップ（クリアランス）を３００μｍ程度に設定するものとしたが、このギャップは、例えばブレードＢＬと微動ステージＷＦＳ１とを近接させて駆動する場合などのように狭く設定する必要はない。この場合、リレーステージＤＲＳＴと粗動ステージ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と粗動ステージとを離しても良い。すなわち、リレーステージＤＲＳＴと粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２とのギャップは、３００μｍ程度に限らず、極端に大きくしても良い。
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ＷＣＳ１と粗動ステージＷＣＳ２との間で微動ステージの受け渡しを行う必要があるが、このためには、その受け渡しを実現するための中継部材を追加する必要がある。例えば、粗動ステージＷＣＳ１の移動範囲と粗動ステージＷＣＳ２の移動範囲との間に、一時的に微動ステージを保持させるための保持部材を設置しても良いし、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しても良い。保持部材としては、通常時は、床面から上方に突出しないようにベース盤１２の内部に収まっており、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２が２つの部分に分離した際に上昇して微動ステージを支持し、支持したまま下降する上下動可能なテーブルなどを用いることができる。この他、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２の粗動スライダ部９１にＹ軸方向に細長い切り欠きが形成されている場合には、軸部が床面から上方に突出した上下動可能なテーブルなどを用いることもできる。いずれにしても保持部材は、その微動ステージを支持する部分が、少なくとも一方向に可動で、微動ステージを支持した状態で、粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２間で微動ステージが直接受け渡される際、その妨げとならない構造であれば良い。いずれにしても、微動ステージが粗動ステージＷＣＳ１、ＷＣＳ２のいずれにも支持されていないとき、その中継部材に保持されている微動ステージのＸＹ平面内の位置情報を、計測する計測系（干渉計システムに限られない）を設ける必要がある。この他、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。なお、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、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。
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。
また、計測アームは、各レーザビームが進行する部分（ビーム光路部分）が中空などでも良い。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、上記実施形態では、計測アーム７１Ａ，７１Ｂは同じメインフレームＢＤに設けられているが、これに限らず、異なる支持部材に設けても良い。例えば投影系（投影ユニットＰＵ）アライメント系（アライメント装置９９）とを別々の支持装置で支持し、投影系の支持装置に計測アーム７１Ａを、アライメント系の支持装置に計測アーム７１Ｂを設けても良い。
なお、上記実施形態では、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、上記実施形態では、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、上記実施形態では、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ＷＦＳ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ヘッドと一対のＹヘッドを備える場合について例示したが、これに限らず、上述の変形例の第３のエンコーダシステムと同様に、２次元ヘッド（２Ｄヘッド）を、例えば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。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の構成は上記実施形態に限られないで任意で構わない。
なお、上記実施形態では、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、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。
なお、上記実施形態では、計測アーム７１Ａ，７１Ｂの内部を進行させて計測ビームを微動ステージのグレーティングＲＧに下方から照射するエンコーダシステムを用いるものとしたが、これに限らず、計測アームにエンコーダヘッドの光学系（ビームスプリッタ等）を設け、その光学系と光源とを光ファイバで接続し、その光ファイバを介して光源からレーザ光を光学系に伝送する、及び／又は光学系と受光部とを光ファイバで接続し、その光ファイバによりグレーティングＲＧからの戻り光を光学系から受光部に伝送するエンコーダシステムを用いても良い。
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、上記実施形態では、微動ステージが備える可動子部８２ａ，８２ｂが側面視でＵ字状である場合について説明したが、微動ステージを駆動するリニアモータが備える可動子部は勿論、固定子部もＵ字状である必要はない。
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、ウエハステージＷＳＴの移動範囲全域でその位置計測が可能となるように微動ステージ位置計測系を構成しても良い。この場合にはウエハステージ位置計測系１６が不要になる。また、上記実施形態において、ベース盤１２をウエハステージの駆動力の反力の作用により移動可能なカウンタマスとしても良い。この場合、粗動ステージをカウンタマスとして使用してもしなくても良いし、粗動ステージを上記実施形態と同様にカウンタマスとして使用するときでも粗動ステージを軽量化することができる。
なお、上記実施形態の露光装置で用いられるウエハは、４５０ｍｍ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（３００ｍｍウエハなど）でも良い。
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。
また、上記実施形態の露光装置は、２つの微動ステージＷＦＳ１，ＷＦＳ２を用いる場合を説明したが、これに限らず、１つの微動ステージを計測ステーション３００と露光ステーション２００との間で往復移動させる構成でも良い。この場合、微動ステージを常に露光処理及びアライメント計測が行われる２次元平面と同一平面上で駆動されるので、微動ステージが露光ステーション２００から計測ステーション３００に搬送される際も、上記実施形態と同様に、微動ステージの位置情報は、微動ステージ位置計測系７０Ｃを用いて計測される。
また、微動ステージ位置計測系７０Ｃを構成するエンコーダシステムの構成は、上記実施形態で説明したものに限られない。例えばエンコーダシステムは、微動ステージに配置されたエンコーダヘッドから、メインフレームＢＤに固定されＹ軸方向に延設されたスケールに計測ビームを照射し、このスケールからの光に基づいて、微動ステージの位置情報を計測する構成でも良い。
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。
なお、本発明の移動体装置は、露光装置に限らず、その他の基板の処理装置（例えば、レーザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボンディング装置等の移動ステージを備えた装置にも広く適用できる。
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、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
以上説明したように、本発明の移動体装置は、移動体を駆動するのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、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。
１０…照明系、２０…主制御装置、３２…液浸ユニット、４６…搬送装置、４８…搬送部材、５１Ａ，５１Ｂ…粗動ステージ駆動系、５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ…微動ステージ駆動系、５３…リレーステージ駆動系、５４…搬送部材駆動系、９３ａ，９３ｂ…固定子部、７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ，７０Ｄ…微動ステージ位置計測系、７１Ａ，７１Ｂ…計測アーム、８２ａ，８２ｂ…可動子部、７７ｘ…Ｘヘッド、７７ｙａ，７７ｙｂ…Ｙヘッド、１００…露光装置、１９１…先端レンズ、２００…露光ステーション、３００…計測ステーション、ＩＬ…照明光、ＡＳＴ…補助ステージ、ＢＬ…ブレード、Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＷＳＴ１，ＷＳＴ２…ウエハステージ、ＷＣＳ１，ＷＣＳ２…粗動ステージ、ＷＣＳ１ａ…第１部分、ＷＣＳ１ｂ…第２部分、ＷＦＳ１，ＷＦＳ２…微動ステージ、ＤＲＳＴ…リレーステージ、ＰＬ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＲＧ…グレーティング。

Claims (52)

  1. 互いに直交する第１軸及び第２軸を含む二次元平面に沿って移動可能な移動体と；
    前記移動体に配置された前記二次元平面に実質的に平行な第１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計測ビームの前記第１計測面からの光を受光して、前記移動体が前記二次元平面内の所定範囲内を移動する際に、該移動体の前記第１軸に平行な方向及び前記第２軸に平行な方向に関する位置情報を計測する第１計測系と；
    前記二次元平面内の前記所定範囲外で、前記移動体の少なくとも前記第１軸に平行な方向に関する位置情報を計測する第２計測系と；
    前記第１計測系及び前記第２計測系の少なくとも一方の計測情報に基づいて前記移動体の位置を制御する制御系と；を備える移動体装置。
  2. 前記第１計測系は、前記第１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計測ビームの前記第１計測面からの光を受光するヘッド部を有し、前記第１軸に平行な方向に延びるアーム部材を有する請求項１に記載の移動体装置。
  3. 少なくとも前記移動体が前記所定範囲内を移動する際に該移動体を支持する第１支持部材と、前記移動体を前記所定範囲外で支持する第２支持部材と、をさらに備え、
    前記第１及び第２支持部材は、相互間で、前記第１軸に平行な方向に沿って前記移動体の受け渡しを行い、
    前記第２計測系は、前記移動体が前記第１支持部材から第２支持部材に受け渡される際、又は前記第２支持部材から第１支持部材に受け渡される際の位置情報を計測する請求項１又は２に記載の移動体装置。
  4. 前記第１支持部材は、前記２次元平面に沿って移動可能に設けられ、
    前記移動体は、前記第１支持部材に対し相対移動可能に支持される請求項３に記載の移動体装置。
  5. 前記第２計測系は、前記第１計測面に少なくとも１本の第２計測ビームを上方から照射する計測部材を含み、前記第２計測ビームの前記第１計測面からの光を受光して前記移動体の前記位置情報を計測する請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体装置。
  6. 前記第１計測面には、少なくとも前記第１軸に平行な方向を周期方向とするグレーティングが形成され、
    前記計測部材は、前記グレーティングからの回折光を受光して前記移動体の前記第１軸に平行な方向の位置情報を計測する請求項５に記載の移動体装置。
  7. 前記計測部材は、前記第１軸に平行な方向に沿って所定間隔で複数配置される請求項５又は６に記載の移動体装置。
  8. 前記複数の計測部材は、一部が前記所定範囲内に配置される請求項７に記載の移動体装置。
  9. 前記第２計測系は、前記二次元平面に実質的に平行な第２計測面に少なくとも１本の第２計測ビームを照射する計測部材を含み、前記第２計測ビームの前記第２計測面からの光を受光して前記移動体の位置情報を計測する請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体装置。
  10. 前記第２計測面には、前記第１軸に平行な方向を周期方向とするグレーティングが形成され、
    前記第２計測系は、前記グレーティングからの回折光を受光して前記移動体の前記第１軸に平行な方向の位置情報を計測するヘッドを含む請求項９に記載の移動体装置。
  11. 前記第２計測面は、前記移動体に設けられ、
    前記計測部材は、前記第１軸に平行な方向に沿って所定間隔で複数配置される請求項９又は１０に記載の移動体装置。
  12. 前記複数の計測部材は、一部が前記所定範囲内に配置される請求項１１に記載の移動体装置。
  13. 前記複数の計測部材の間隔は、前記第２計測面の前記第１軸に平行な方向に沿った長さの半分以下である請求項１１又は１２のいずれか一項に記載の移動体装置。
  14. 前記第２計測系は、前記第２軸に平行な方向に沿って離間した複数箇所で前記移動体の少なくとも前記第１軸に平行な方向に関する位置情報を計測する請求項１〜１３のいずれか一項に記載の移動体装置。
  15. 前記第２計測系は、前記移動体の前記二次元平面に直交する第３軸に平行な方向の位置情報をさらに計測する請求項１〜１４のいずれか一項に記載の移動体装置。
  16. 前記第２計測系は、同一の計測部材を用いて前記移動体の前記第１軸及び第３軸に平行な方向の位置情報を計測する請求項１５に記載の移動体装置。
  17. 前記第１計測面には、前記第１軸及び第２軸に平行な方向をそれぞれ周期方向とする２次元グレーティングが形成され、
    前記第１計測系は、前記２次元グレーティングからの回折光を受光して前記移動体の位置情報を計測する請求項１〜１６のいずれか一項に記載の移動体装置。
  18. 前記第２計測系は、前記移動体に設けられた反射面に測長ビームを照射するとともに、該反射面からの反射光を受光して、前記移動体の前記二次元平面内の少なくとも前記第２軸に平行な方向に関する位置情報を計測する干渉計システムを含む請求項１〜１７のいずれか一項に記載の移動体装置。
  19. 前記反射面は、前記二次元平面に垂直、且つ前記第１軸に対して傾斜して配置され、
    前記第２計測系は、前記第１軸に平行に前記測長ビームを照射する請求項１８に記載の移動体装置。
  20. 前記反射面は、前記第１軸に関して対称に配置された第１及び第２反射面を含み、
    前記第２計測系は、前記第１及び第２反射面それぞれに測長ビームを照射する請求項１９に記載の移動体装置。
  21. 前記制御系は、前記第１計測系及び前記第２計測系の一方から他方に切り換えて使用する際に、一方の計測値に基づいて他方の計測値をリセットする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の移動体装置。
  22. 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範囲内で移動する第１支持部材と；
    前記二次元平面内の前記第１範囲の前記第１軸に平行な方向の一側に位置する第２範囲内で移動する第２支持部材と；
    前記第１範囲と前記第２範囲との境界付近に配置された保持部材と；
    前記第１支持部材と前記第２支持部材とに、少なくとも前記二次元平面に平行な面内で相対移動可能に支持される移動体と；
    前記第１支持部材に支持されている前記移動体に配置された前記二次元平面に実質的に平行な第１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計測ビームの前記第１計測面からの光を受光して、該移動体の前記第１軸に平行な方向及び前記第２軸に平行な方向に関する位置情報を計測する第１計測系と；
    前記移動体が、前記保持部材を介して前記第１支持部材と前記第２支持部材との間で受け渡される際に、前記移動体の前記保持部材上での位置情報を計測する第２計測系と；を備える移動体装置。
  23. 前記第２計測系は、前記移動体に設けられた反射面に測長ビームを照射するとともに、該反射面からの反射光を受光して、前記移動体の前記二次元平面内の少なくとも前記第２軸に平行な方向に関する位置情報を計測する干渉計システムを含む請求項２２に記載の移動体装置。
  24. 前記反射面は、前記二次元平面に垂直、且つ前記第１軸に対して傾斜して配置され、
    前記第２計測系は、前記第１軸に平行に前記測長ビームを照射する請求項２３に記載の移動体装置。
  25. 前記反射面は、前記第１軸に関して対称に配置された第１及び第２反射面を含み、
    前記第２計測系は、前記第１及び第２反射面それぞれに測長ビームを照射する請求項２４に記載の移動体装置。
  26. 前記第２計測系は、前記二次元平面に垂直な方向の第１位置を含む前記二次元平面内における前記移動体の位置情報を計測し、
    前記第１位置とは異なる前記二次元平面に垂直な方向の第２位置を含む、前記移動体が前記第１支持部材と前記第２支持部材とによって相対移動可能に支持された前記面内で前記第１支持部材と前記第２支持部材との間で前記保持部材を介して移動する前記移動体の位置情報を計測する第３計測系をさらに備える請求項２２〜２５のいずれか一項に記載の移動体装置。
  27. 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、
    前記物体が前記移動体上に載置される、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の移動体装置と；
    前記移動体上に載置された前記物体に前記エネルギビームを照射するパターニング装置と；を備える露光装置。
  28. 前記第１計測ビームの照射点の中心である前記第１計測系の計測中心は、前記物体に照射される前記エネルギビームの照射領域の中心である露光位置に一致する請求項２７に記載の露光装置。
  29. エネルギビームで物体を露光する露光装置であって、
    前記エネルギビームによる前記物体の露光が行われる露光ステーションを含む第１範囲内で移動可能な第１支持部材と；
    前記物体のアライメント情報の計測が行われる計測ステーションを含む第２範囲内で移動可能な第２支持部材と；
    前記物体を保持するとともに、前記第１、第２支持部材のそれぞれによって移動可能に支持される移動体と；
    前記第１支持部材に支持される前記移動体の位置情報を計測する第１計測系と；
    前記第２支持部材に支持される前記移動体の位置情報を計測する第２計測系と；
    前記第１、第２支持部材の一方から他方への前記移動体の受渡時にその位置情報を計測する第３計測系と；を備える露光装置。
  30. 前記第１計測系は、前記第１支持部材に支持される前記移動体の下方に配置される計測用部材に少なくとも一部が設けられ、前記移動体の計測面に計測ビームを照射して前記移動体の位置情報を計測する請求項２９に記載の露光装置。
  31. 前記物体が移動される所定平面において、前記第１計測系の前記計測ビームの照射位置は、前記エネルギビームの照射領域内に設定される請求項３０に記載の露光装置。
  32. 前記計測用部材は、前記エネルギビームを射出する光学系の支持部材に設けられる請求項３０又は３１に記載の露光装置。
  33. 前記第３計測系は、前記移動体に対して上方及び／又は側方から位置情報を計測する請求項２９〜３２のいずれか一項に記載の露光装置。
  34. 前記第２計測系は、前記第２支持部材に支持される前記移動体の下方に配置される計測用部材に少なくとも一部が設けられ、前記移動体の計測面に計測ビームを照射して前記移動体の位置情報を計測する請求項２９〜３３のいずれか一項に記載の露光装置。
  35. 前記アライメント情報を検出する検出系をさらに備え、前記所定平面において、前記第２計測系の前記計測ビームの照射位置は、前記検出系の検出領域内に設定される請求項３４に記載の露光装置。
  36. 前記計測用部材は、前記検出系の支持部材に設けられる請求項３５に記載の露光装置。
  37. 前記第１、第２計測系のうち少なくとも第１計測系はエンコーダシステムを含み、前記移動体は前記計測面にグレーティングが形成される請求項２９〜３６のいずれか一項に記載の露光装置。
  38. 前記第１、第２支持部材の一方から他方への前記移動体の受渡時に前記移動体を支持する可動の保持部材をさらに備える請求項２９〜３７のいずれか一項に記載の露光装置。
  39. 前記第１、第２支持部材の一方に支持される移動体を前記保持部材に移動するとともに、前記第１、第２支持部材を接近させて前記第１、第２支持部材の他方に支持される移動体を前記一方の支持部材に移動する制御装置と；を備える請求項３８に記載の露光装置。
  40. 請求項２７〜３９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；
    前記露光された物体を現像することと；を含むデバイス製造方法。
  41. エネルギビームで物体を露光する露光方法であって、
    前記エネルギビームによる前記物体の露光が行われる露光ステーションを含む第１範囲内で、前記物体を保持する移動体を支持する第１支持部材を移動させ、該第１支持部材に支持される前記移動体の位置情報を第１計測系により計測することと；
    前記物体のアライメント情報の計測が行われる計測ステーションを含む第２範囲内で、前記物体を保持する移動体を支持する第２支持部材を移動させ、該第２支持部材に支持される前記移動体の位置情報を第２計測系により計測することと；
    前記第１、第２支持部材の一方から他方への前記移動体の受渡時にその位置情報を第３計測系により計測することと；を含む露光方法。
  42. 前記第１支持部材に支持される前記移動体の下方に配置される計測用部材に少なくとも一部が設けられた前記第１計測系から前記移動体の計測面に計測ビームを照射して、前記移動体の位置情報を計測する請求項４１に記載の露光方法。
  43. 前記物体が移動される所定平面において、前記第１計測系の前記計測ビームの照射位置は、前記エネルギビームの照射領域内に設定される請求項４２に記載の露光方法。
  44. 前記計測用部材は、前記エネルギビームを射出する光学系の支持部材に設けられる請求項４２又は４３に記載の露光方法。
  45. 前記第３計測系は、前記移動体に対して上方及び／又は側方から位置情報を計測する請求項４１〜４４のいずれか一項に記載の露光方法。
  46. 前記第２支持部材に支持される前記移動体の下方に配置される計測用部材に少なくとも一部が設けられた前記第２計測系から前記移動体の計測面に計測ビームを照射して、前記移動体の位置情報を計測する請求項４１〜４５のいずれか一項に記載の露光方法。
  47. 前記所定平面において、前記第２計測系の前記計測ビームの照射位置は、前記アライメント情報を検出する検出系の検出領域内に設定される請求項４６に記載の露光方法。
  48. 前記計測用部材は、前記検出系の支持部材に設けられる請求項４７に記載の露光方法。
  49. 前記第１、第２計測系のうち少なくとも第１計測系はエンコーダシステムを含み、前記移動体は前記計測面にグレーティングが形成される請求項４１〜４８のいずれか一項に記載の露光方法。
  50. 前記第１、第２支持部材の一方から他方への前記移動体の受渡時に可動の保持部材により前記移動体を支持する請求項４１〜４９のいずれか一項に記載の露光方法。
  51. 前記第１、第２支持部材の一方に支持される移動体を前記保持部材に移動するとともに、前記第１、第２支持部材を接近させて前記第１、第２支持部材の他方に支持される移動体を前記一方の支持部材に移動する請求項５０に記載の露光方法。
  52. 請求項４１〜５１のいずれか一項に記載の露光方法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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