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WO2006013856A1 - ステージ装置及び露光装置 - Google Patents

ステージ装置及び露光装置

Info

Publication number
WO2006013856A1
WO2006013856A1 PCT/JP2005/014115 JP2005014115W WO2006013856A1 WO 2006013856 A1 WO2006013856 A1 WO 2006013856A1 JP 2005014115 W JP2005014115 W JP 2005014115W WO 2006013856 A1 WO2006013856 A1 WO 2006013856A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stage
moving
measurement
prism
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2005/014115
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yuichi Shibazaki
Masahiko Okumura
Yasuhiro Hidaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to US11/659,280 priority Critical patent/US20070188732A1/en
Priority to JP2006531489A priority patent/JPWO2006013856A1/ja
Priority to EP05768639A priority patent/EP1791165A1/en
Publication of WO2006013856A1 publication Critical patent/WO2006013856A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving

Definitions

  • the present invention relates to a stage apparatus and an exposure apparatus, and relates to a stage apparatus and an exposure apparatus that detect the position of a moving stage using a beam such as a laser beam, for example.
  • a beam such as a laser beam
  • a reflecting surface is provided on the moving stage (or a moving mirror installed on the moving stage), and reflection of a beam such as a laser beam irradiated on the reflecting surface is performed.
  • Interferometers that detect the position in the direction along the moving surface (for example, the X-axis direction and the Y-axis direction) by receiving light are used.
  • a beam irradiated in a direction along the moving surface is bent in a direction (Z direction) perpendicular to the moving surface on the moving stage, and reflected by a reflector provided above the moving stage.
  • Patent Document 1 JP 2001-510577
  • the present invention has been made in view of the above points, and provides a stage apparatus and an exposure apparatus that can detect the position of a moving stage without increasing the cost or enlarging the apparatus. Objective.
  • the present invention employs the following configuration corresponding to FIGS. 1 to 25 showing the embodiment.
  • the stage device of the present invention includes a moving stage (WST, MST) that moves on the moving surface (12a), and a position detection device (118) that detects the position of the moving stage (WST, MST) with a beam (B1 to B3).
  • optical members (32, 33, 30, 31) that cause the beam (B1 ⁇ : ⁇ 3) to follow the moving stage (WST, MST) and the moving stage (WST, MST)
  • the following optical members (32, 33 and 30, 31) and first optical members (34 to 36 and 37 to 39) optically coupled to each other are provided.
  • the first optical member (34 to 36 and 37 to 39) is irradiated with a beam via the following optical member (32, 33 and 30, 31), thereby moving the stage ( W ST, MST) position can be detected. Since the following optical members (34 to 36 and 37 to 39) are provided on the driving devices (82, 84), the moving stage (WST, MST) is moved by driving the driving devices (82, 84). The beam (B1 ⁇ B3) will follow the moving stage (WST, MST) when doing so.
  • the stage apparatus of the present invention includes a moving stage (WST, MST) that moves along the moving surface (12a), and a position detecting device (118) that detects the position of the moving stage (WST, MST).
  • a stage device (50) including a first optical member (34 to 39) provided on a moving stage (WST, MST) and a beam (B1 to B3) from a light source (55a to 55c).
  • the beam (B1 to: B3) from the light source (55a to 55c) is bent by the second optical member (30 to 33) to form the first optical member (34 to 39).
  • the position of the moving stage (WST, MST) can be detected by irradiation. Since the second optical member (30 to 33) follows the moving stage (WST, MST) even when the moving stage (WST, MST) moves, the second optical member (30 to 33) faces the first optical member (34 to 39).
  • the beam also follows.
  • the stage device of the present invention includes a moving stage (WST, MST) that moves along the moving surface (12a) and a position detecting device (118) that detects the position of the moving stage (WST, MST).
  • the first optical member (34 to 39) and the moving stage (WST, MST) are arranged on the moving surface (12a).
  • the beam from the first optical member (34 to 39) (BT12, BT32, BR12, BR32)
  • a second optical part 34A, 35A, 37A, 39A) that bends in a direction that intersects.
  • the incident beam (BT1, BT3, BR1, BR3) is bent and emitted in the direction intersecting the moving surface (12a) in the first optical member (34-39). Therefore, when the position of the moving stage (WST, MST) in this direction is detected, the beam (BT12, BT32, BR12, BR32) that has also emitted the first optical member (34-39) force is moved to the moving stage (WST , MST), etc., the light is blocked by the first optical member (34, 35, 37, 39) and directed to the second optical rod (34A, 35A, 37 A, 39 A).
  • the stage apparatus of the present invention includes a moving stage (WST, MST) that moves the moving surface (12a), and a position at which the position of the moving stage (WST, MST) is detected by the beams (B1 to B3).
  • the first measurement beams (BR11, BR21, BR31, BT11, BT21, BT31) reflected by the first reflecting surface (27a) and incident on the branching optical members (34 to 39).
  • the second measurement beam (BR12, BR22, BR32, BT12, BT22, BT32) reflected by the second reflecting surface (27b) and incident on the branching optical member (34 to 39) is used.
  • the first measurement beam (BR11, BR21, BR31, BT11, BT21, BT31) and the second measurement beam (BR12, BR22, BR32, BT12, BT22, BT32) are branched from one beam, they are individually It is possible to avoid an increase in cost and an increase in the size of the apparatus, which are caused when a light source is provided in the apparatus.
  • the stage apparatus of the present invention includes a first moving stage (WST) that moves the moving surface (12a), a second moving stage (MST) that moves the moving surface (12a), and a first moving stage.
  • a stage device (50) comprising a position detecting device (118) for detecting the position of the stage (W ST) and the second moving stage (MST) by means of beams (B1 to B3), wherein the moving surface (12a Branching optical system that splits the beam (B1 to B3) into the first beam (BT1 to BT3) and the second beam (BR1 to BR3) so that the height position orthogonal to 31), a first optical system (34 to 36) provided on the first moving stage (WST) and changing the height position of the incident first beams (BT1 to BT3), and a second optical system.
  • a second optical system (37-39) that is provided on the moving stage (MST) and changes the height position of the incident second beam (BR1-BR3) and emits the second beam (BR1-BR3).
  • the position of the first moving stage (WST) is detected by the first beam (BT1 to BT3), and the second moving stage is detected by the second beam (BR1 to BR3).
  • the position of (MST) can be detected. Since the first beam (BT1 to BT3) and the second beam (BR1 to BR3) are branched from one beam, the cost increases when the light source is individually provided and the size of the device increases. Can be avoided.
  • the first and second beams are emitted with their height positions changed by the first and second optical systems (34 to 36 and 37 to 39), respectively. By making the beam height positions different from each other, the positions of the first and second moving stages (WST, MST) can be detected independently by each of the plurality of light receiving sections (pickups).
  • the stage apparatus of the present invention includes a first moving stage (WST) that moves the moving surface (12a), a second moving stage (MST) that moves the moving surface (12a), and a first moving stage.
  • a stage device (50) provided with a position detection device (118) for detecting the position of (WST) and the second movement stage (MST), wherein the stage device (50) is provided on the first movement stage (WST).
  • the position of the first moving stage (WST) is reflected by the first beam (BT1 to BT3) of the first optical system (34 to 36) force reflected by the reflecting member (27).
  • the position of the second moving stage (MST) can be detected by the second beams (BR1 to BR3) reflected by the reflecting member (27). Since this reflecting member (27) reflects both the first beam and the second beam, it is possible to avoid the cost increase and the increase in the size of the apparatus that occur when a reflecting member is provided for each beam. .
  • the exposure apparatus of the present invention uses the stage apparatus (50) as a stage apparatus in the exposure apparatus (100) that exposes a pattern onto the substrate (W) using the stage apparatus (50). It is characterized by that.
  • the exposure apparatus of the present invention it is possible to detect the position of the substrate (W) via the moving stage (WST) while avoiding cost increase and enlargement of the apparatus.
  • an exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus that exposes a pattern to a substrate (W) via a liquid supplied to the substrate (W), and has a holding surface that holds the substrate (W).
  • the first optical member (35) provided on at least one side surface of the first stage body (28) and emitting the incident light beam in a direction intersecting the holding surface, and the first optical member (35).
  • a first position detecting device (22) for detecting a position in a direction intersecting the holding surface of the substrate (W).
  • the present invention it is possible to cause the beam without measurement to follow the movement of the moving table.
  • the present invention accurately detects the position of the moving stage with a simple configuration. can do.
  • FIG. 1 is a view showing an embodiment of the present invention, and is a schematic view showing an exposure apparatus. 2] A perspective view of a stage apparatus constituting the exposure apparatus.
  • FIG. 3 is a plan view of the stage device.
  • FIG. 4 is a front view of a Z-axis interferometer.
  • FIG. 5 is a diagram showing a prism and a fixed mirror provided on the wafer stage.
  • FIG. 6 is a diagram showing an optical path of a reflected beam.
  • FIG. 7 is a diagram showing a prism and a fixed mirror provided on the wafer stage.
  • FIG. 8 is a diagram showing an optical path of a reflected beam.
  • FIG. 9 is a diagram showing a prism and a fixed mirror provided on the measurement stage.
  • FIG. 10 is a diagram showing an optical path of a reflected beam.
  • FIG. 11 is a diagram showing a prism and a fixed mirror provided on the measurement stage.
  • FIG. 12 is a diagram showing an optical path of a reflected beam.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the main configuration of the control system of the exposure apparatus.
  • FIG. 14 is a diagram showing the relationship between a prism on a wafer stage and its measurement point.
  • FIG. 15A is a diagram for explaining a process for obtaining a Z displacement at an arbitrary position, and is a view as seen from an arrow A in FIG.
  • FIG. 15B is a view for explaining the process of obtaining the Z displacement at an arbitrary position, and is a view as seen from the arrow B in FIG.
  • FIG. 16 is a diagram showing the relationship between a prism on a measurement stage and its measurement point.
  • 17A] is a plan view for explaining the parallel processing operation in the embodiment.
  • FIG. 17B is a plan view for explaining the parallel processing operation in the embodiment.
  • FIG. 18A A plan view for explaining the parallel processing operation in the embodiment.
  • FIG. 18B is a plan view for explaining the parallel processing operation in the embodiment.
  • FIG. 20 is a partial plan view showing a schematic configuration of a stage apparatus according to a second embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram showing an optical element group and a fixed mirror provided on the wafer stage.
  • FIG. 22 is a diagram showing an optical element group and a fixed mirror provided on the wafer stage.
  • FIG. 23 is a plan view showing a third embodiment of the stage apparatus.
  • FIG. 24 is a partial front view of a wafer stage according to a third embodiment.
  • FIG. 25 is a flowchart showing an example of a semiconductor device manufacturing process.
  • B1 to B3 Detection beam (beam) BR1, BR2, BR3 Reflected beam (second beam)
  • BT1, BT2, BT3 Transmitted beam (reflected beam, first beam) BR11, BR21, BR31 : BT11, BT21, BT31 Measuring beam (first measuring beam) BR12, BR22, BR32, BT 12, BT22, BT32 measuring beam (Second measuring beam) R reticle (mask) MST measuring stage (moving stage, second moving stage) MTB measuring table (second substrate table) W wafer (substrate) WST wafer stage (moving stage, first moving stage) ) WTB wafer table (first substrate table) 8, 9 Temperature adjustment device 12a Upper surface (moving surface) 22 Z-axis interferometer (first position detection device, second position detection device) 20 Main control device (correction device, control) Equipment) 27 Fixed mirror (reflective member) 27a Reflective surface (first reflective surface) 27 b Reflective surface (second reflective surface) 28 Wafer stage main body (first stage main body) 30, 31 Half mirror (following optical member, first optical member)
  • stage apparatus and exposure apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 19.
  • description will be made using an example in which the stage apparatus according to the present invention is applied to a wafer stage.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an exposure apparatus 100 of the present embodiment.
  • the exposure apparatus 100 is a projection exposure apparatus of a step “and” scan system, that is, a so-called scanning stepper.
  • the exposure apparatus 100 includes an illumination system 10, a reticle stage RST that holds a reticle (mask) R as a mask, a projection unit PU, a wafer stage WST as a first moving stage (moving stage), and a second moving stage ( A stage device 50 having a measurement stage MST as a moving stage) and a control system thereof are provided. On wafer stage WST, wafer W as a substrate is placed.
  • the illumination system 10 illuminates a slit-shaped illumination area on the reticle R defined by a reticle blind (not shown) with illumination light (exposure light) IL as an energy beam with substantially uniform illuminance.
  • illumination light IL for example, ArF excimer laser light (wavelength 193 ⁇ m) is used.
  • Reticle stage RST On the reticle stage RST, a circuit pattern or the like is fixed by a reticle R force formed on the pattern surface (the lower surface in FIG. 1), for example, by vacuum suction.
  • Reticle stage RST is aligned with the optical axis of illumination system 10 (corresponding to optical axis AX of projection optical system PL, which will be described later), for example, by reticle stage drive unit 11 including a linear motor (not shown in FIG. 1, see FIG. 13).
  • reticle stage drive unit 11 including a linear motor (not shown in FIG. 1, see FIG. 13).
  • it In addition to being able to drive minutely in the vertical XY plane, it can be driven at a scanning speed specified in a predetermined scanning direction (here, the Y-axis direction, which is the left-right direction in the paper in FIG. 1).
  • the position of the reticle stage RST in the stage movement plane is moved by a reticle laser interferometer (hereinafter referred to as a reticle interferometer) 116 by a moving mirror 15 (actually in the Y axis direction).
  • a reticle laser interferometer hereinafter referred to as a reticle interferometer
  • a moving mirror 15 actually in the Y axis direction.
  • Lnm is always detected through a Y-moving mirror having a reflecting surface orthogonal to X and an X-moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the X-axis direction). Is done.
  • the measurement value of reticle interferometer 116 is sent to main controller 20 (not shown in FIG. 1, see FIG.
  • main controller 20 determines the reticle stage RST based on the measurement value of reticle interferometer 116. Calculates the X-axis direction, Y-axis direction, and 0 Z-direction (rotation direction around the Z-axis) position of the reticle stage drive unit based on the calculation result. By controlling 11, the position (and velocity) of reticle stage RST is controlled.
  • a pair of reticle alignment marks on the reticle R and a corresponding pair of reference marks on the measurement stage MST (hereinafter referred to as first reference marks) via the projection optical system PL. )
  • a pair of reticle alignment detection systems RAa, R Ab consisting of a TTR (Though The Reticle) alignment system using light of the exposure wavelength for simultaneous observation is provided at a predetermined distance in the X-axis direction.
  • TTR Thiough The Reticle
  • the projection unit PU is configured to include a lens barrel 40 and a projection optical system PL consisting of a plurality of optical elements held in the lens barrel 40 in a predetermined positional relationship.
  • a projection optical system PL for example, a refractive optical system comprising a plurality of lenses (lens elements) having a common optical axis AX in the Z-axis direction is used.
  • the specific plurality of lenses is based on an instruction from the main controller 20, and the imaging characteristic correction control port.
  • Controlled by the laser 381 adjusts the optical characteristics (including imaging characteristics) of the projection optical system PL, such as magnification, distortion, coma, and field curvature (including field tilt). It can be configured.
  • a lens (hereinafter, referred to as an optical element on the most image plane side (wafer W side)) that constitutes projection optical system PL (hereinafter referred to as “optical element”) is used to perform exposure using a liquid immersion method.
  • a liquid supply nozzle 51A and a liquid collection nozzle 51B constituting the liquid immersion device 132 are provided in the vicinity of 91.
  • the liquid supply nozzle 51 A is connected to the other end of a supply pipe (not shown) whose one end is connected to a liquid supply device 288 (not shown in FIG. 1, see FIG. 13).
  • the other end of a recovery pipe (not shown) whose one end is connected to the liquid recovery device 292 (not shown in FIG. 1, see FIG. 13) is connected to the recovery nozzle 51B.
  • ultrapure water that transmits ArF excimer laser light (light having a wavelength of 193 nm) (hereinafter simply referred to as "water” unless otherwise required) is used. And. Ultrapure water can be easily obtained in large quantities at semiconductor manufacturing plants, etc. There is an advantage that the resist has no adverse effect on the optical lens or the like.
  • the liquid supply device 288 opens the valve connected to the supply pipe at a predetermined opening, and connects the leading ball 91 and the wafer W via the liquid supply nozzle 51A. Supply water in between.
  • the liquid recovery apparatus 292 opens a valve connected to the recovery pipe at a predetermined opening degree according to an instruction from the main control apparatus 20, and connects the leading ball 91 and the wafer W via the liquid recovery nozzle 51B. Interstitial force also collects water in the liquid recovery device 292 (liquid tank).
  • the main controller 20 always keeps the amount of water supplied from the liquid supply nozzle 51A between the leading ball 91 and the wafer W and the amount of water recovered through the liquid recovery nozzle 51B.
  • the liquid immersion device 132 of the present embodiment includes the liquid supply device 288, the liquid recovery device 292, the supply tube, the recovery tube, the liquid supply nozzle 51A, and the liquid recovery nozzle 51B. And the like.
  • the stage device 50 includes a frame caster FC, a base board 12 provided on the frame caster FC, and an upper surface (moving surface) 1 2a of the base board 12 disposed above the base board 12.
  • Interferometer system 118 (see Fig. 13) as a position detector including wafer stage WST and measurement stage MST that move along, interferometers 16 and 18 that detect the positions of these stages WST and MST, and stage WST
  • a stage drive unit 12 4 (see FIG. 13) for driving the MST and temperature control devices 8 and 9 (see FIG. 3).
  • the frame caster FC has protrusions FCa and FCb projecting upward with the Y-axis direction as the longitudinal direction near one end and the other end in the X-axis direction.
  • the generally flat plate-like force that is formed automatically.
  • the base plate 12 is sandwiched between the projections FCa and FCb of the frame caster FC. Arranged on the area.
  • the upper surface 12a of the base board 12 is finished with very high flatness, and is used as a guide surface when the wafer stage WST and the measurement stage MST move along the XY plane.
  • the wafer stage WST is mounted on a wafer stage main body 28 disposed on the base board 12, and on the wafer stage main body 28 via a not-shown heel / tilt drive mechanism.
  • Wafer table WTB Wafer table WTB.
  • the tilt drive mechanism is actually configured to include three actuators (for example, a voice coil motor and a core) that support the wafer table WTB at three points on the wafer stage main body 28.
  • the wafer table WTB is finely driven in the three-degree-of-freedom direction of the X axis direction, 0 X direction (rotation direction around the X axis), and ⁇ y direction (rotation direction around the Y axis).
  • the wafer stage main body 28 is configured by a hollow member that has a rectangular frame shape in cross section and extends in the X-axis direction.
  • a self-weight canceller mechanism as described in Japanese Patent Application No. 2004-215439 previously filed by the applicant of the present application is provided on the lower surface of the wafer stage main body 28.
  • This self-weight canceller mechanism has a support part that supports the wafer stage WST by applying an internal pressure to the bellows, and an air bearing part that faces the guide surface 12a and floats the wafer stage WST with respect to the guide surface 12a.
  • Y-axis stators 86 and 87 extending in the Y-axis direction are disposed above the protrusions FCa and FCb of the frame caster FC. These Y-axis stators 86 and 87 are levitated and supported by a hydrostatic bearing (not shown) provided on each lower surface, for example, an air bearing, with a predetermined clearance from the upper surfaces of the protrusions FCa and FCb. It has been done. This is due to the reaction force generated by the movement of wafer stage WST and measurement stage MST in the Y direction, and stators 86 and 87 move in the opposite direction as counter mass, and this reaction force is canceled by the law of conservation of movement. Because. In this embodiment, the Y-axis stators 86 and 87 are configured as a magnetic pole unit having a plurality of permanent magnet group forces.
  • the aforementioned hollow member (opening) is formed inside the wafer stage main body 28, and this hollow member (opening) has a permanent magnet group as a mover in the X-axis direction.
  • a magnetic pole unit 90 is provided.
  • An X-axis stator 80 extending in the X-axis direction is inserted into the internal space of the magnet unit 90. This X-axis stator 80 is aligned along the X-axis direction.
  • the armature unit includes a plurality of armature coils arranged at predetermined intervals.
  • a moving magnet type X-axis linear motor that drives the wafer stage WST in the X-axis direction, which is the first direction, is configured by the magnetic pole unit 90 and the X-axis stator 80 including the armature unit. RU
  • the X-axis linear motor 80 will be referred to as the X-axis linear motor 80 by using the same reference numerals as the stator (X-axis stator) 80 as appropriate.
  • the X-axis linear motor 80 may be a moving coil type linear motor instead of the moving magnet type linear motor.
  • Movers 82, 83 comprising armature units containing a plurality of armature coils arranged at predetermined intervals along the Y-axis direction, for example, at both ends in the longitudinal direction of the stator 80 for the X-axis. are fixed respectively.
  • Each of these movers 82 and 83 is inserted into the Y-axis stators 86 and 87 described above from the inside.
  • the moving coil for driving the wafer stage WST in the Y-axis direction which is the second direction, by the movers 82 and 83 composed of electric units and the Y-axis stators 86 and 87 composed of magnetic pole units.
  • a Y-axis linear motor is configured.
  • each of the two Y-axis linear motors will be referred to as Y-axis linear motor (drive device, follow-up device) 82, 83 as appropriate using the same reference numerals as the respective movers 82, 83.
  • Y-axis linear motors 82 and 83 a moving magnet type linear motor may be used instead of the moving coil type linear motor.
  • Wafer stage WST is driven in the X-axis direction by X-axis linear motor 80, and driven in the Y-axis direction integrally with X-axis linear motor 80 by a pair of Y-axis linear motors 82 and 83. Is done.
  • the Ueno and stage WST are also rotationally driven in the ⁇ z direction by slightly varying the driving force in the Y-axis direction generated by the Y-axis linear motors 82 and 83.
  • the three actuators that support the wafer table WTB, the X-axis linear motor 80 and the Y-axis linear motors 82 and 83, drive the wafer table WTB in 6 degrees of freedom (X, Y, ⁇ , ⁇ ⁇ , 0 y, 0 ⁇ ) can be finely driven without contact.
  • a wafer holder 70 that holds the wafer W is provided on the wafer table WTB.
  • the wafer holder 70 has a plate-like main body portion and a central portion fixed to the upper surface of the main body portion.
  • a large number of pins are arranged in the region of the main body portion inside the circular opening of the auxiliary plate, and the wafer W is vacuum-sucked in a state where the wafer W is supported by the large number of pins.
  • the surface of the wafer W and the surface of the auxiliary plate are formed so as to have substantially the same height. Note that liquid repellency may be imparted to the surface of the wafer table WTB without providing an auxiliary plate.
  • a reflecting surface 17X orthogonal to the X-axis direction (extending in the Y-axis direction). It is formed by mirror finishing, and at one end (+ Y side end) in the Y-axis direction, a reflecting surface 17Y that is orthogonal to the Y-axis direction (extends in the X-axis direction) is also formed by the mirror surface check. ing. Interferometer beams (beams) from the X-axis interferometers 46 and 47 and the Y-axis interferometer 18 constituting the interferometer system 118 (see FIG.
  • the interferometers 46, 47, and 18 receive the reflected light, and the reference positions of the reflecting surfaces 17X and 17Y (generally, the projection unit PU side and the off-axis alignment ALG (Fig. 1, Place a fixed mirror on the side surface of Fig. 13), and use that as the reference plane) to detect displacement in the measurement direction.
  • the reflecting surfaces 17X and 17Y instead of the configuration formed on the end surface of the wafer table WTB, a Y movable mirror having a reflecting surface extending in the X-axis direction on the upper surface of the wafer table WTB and extending in the Y-axis direction.
  • An X moving mirror having an existing reflecting surface may be provided.
  • the measurement stage MST includes a measurement stage main body 52 disposed on the base board 12, and a Z tilt (not shown) on the measurement main body 52, as shown in FIG. It is equipped with a measurement table MTB mounted via a drive mechanism.
  • the Z tilt drive mechanism includes three actuators (for example, a voice coil motor and EI core) that support the measurement table MTB at three points on the measurement stage main body 52, and drives each actuator. By adjusting, the measurement table MTB is finely driven in the three degrees of freedom direction, Z-axis direction, 0x direction, and 0y direction.
  • the measurement stage main body 52 is configured by a hollow member having a rectangular frame shape extending in the X-axis direction.
  • a plurality of, for example, four hydrostatic bearings (not shown), for example, air bearings, are provided on the lower surface of the measurement stage main body 52, and the measurement stage MST is several meters above the guide surface 12a via these air bearings. It is levitated and supported without contact through a certain degree of clearance.
  • the above-described hollow member (opening) is formed inside the measurement stage main body 52.
  • the hollow member (opening) has a magnetic pole having a permanent magnet group as a mover in the X-axis direction.
  • Unit 54 is provided.
  • an X-axis stator 81 extending in the X-axis direction is inserted.
  • the X-axis stator 81 is constituted by an armature unit having a plurality of armature coils arranged at predetermined intervals along the X-axis direction.
  • a moving magnet type X-axis linear motor for driving the measurement stage MST in the X-axis direction is configured by the magnetic pole unit 54 and the X-axis stator 81 including the armature unit.
  • the X-axis linear motor will be referred to as an X-axis linear motor 81 with the same reference numerals as the stator (X-axis stator) 81 as appropriate.
  • movable elements 84 and 85 each including an armature unit including a plurality of armature coils arranged at predetermined intervals along the Y-axis direction at both ends in the longitudinal direction of the X-axis stator 81.
  • armature unit including a plurality of armature coils arranged at predetermined intervals along the Y-axis direction at both ends in the longitudinal direction of the X-axis stator 81.
  • Each of these movers 84 and 85 is inserted into the Y-axis stators 86 and 87 described above from the inside. That is, in this embodiment, a moving coil type Y-axis linear motor is constituted by the movers 84 and 85 made of an electric unit and the Y-axis stators 86 and 87 made of a magnetic pole unit.
  • Y-axis linear motors (drive devices) 84 and 85 using the same reference numerals as the movable elements 84 and 85, respectively.
  • the measurement stage MST is driven in the X-axis direction by the X-axis linear motor 81, and is integrated with the X-axis linear motor 81 by the pair of Y-axis linear motors 84 and 85 in the Y-axis direction. Driven. In addition, the measurement stage MST is also rotationally driven in the ⁇ z direction by slightly varying the driving force in the Y axis direction generated by the Y axis linear motors 84 and 85.
  • the measurement table MTB has 6 degrees of freedom direction ( ⁇ , ⁇ , ⁇ , ⁇ ⁇ , 0 y, 0 ⁇ ) can be finely driven without contact.
  • a stage drive unit 124 shown in FIG. 13 is configured by a drive mechanism (not shown) that drives.
  • Various drive mechanisms constituting the stage drive unit 124 are controlled by the main controller 20 shown in FIG.
  • the measurement table ⁇ further includes measuring instruments for performing various measurements relating to exposure. More specifically, a plate 101 made of a glass material such as quartz glass is provided on the upper surface of the measurement table ⁇ . The surface of the plate 100 is coated with chromium over the entire surface, and is disclosed in a predetermined area for measuring instruments, Japanese Patent Laid-Open No. 5-21314 (corresponding US Pat. No. 5,243,195), etc. A reference mark area FM in which a plurality of reference marks are formed is provided.
  • Patterning is performed on the above-described region for the measuring instrument, and various opening patterns for measurement are formed.
  • the measurement aperture pattern for example, an aerial image measurement aperture pattern (for example, slit-shaped aperture pattern), an illuminance unevenness measurement pinhole aperture pattern, an illuminance measurement aperture pattern, and a wavefront aberration measurement aperture pattern are formed. ing.
  • a light receiving system including a light receiving element is provided inside the measurement table MTB below the pinhole opening pattern for measuring illuminance unevenness.
  • An illuminance unevenness measuring instrument having a pinhole-shaped light receiving portion that receives illumination light IL on the image plane of the projection optical system PL disclosed in Japanese Laid-open Patent Publication (corresponding US Pat. No. 4,465,368) is disclosed. It is configured.
  • a light receiving system including a light receiving element is provided, and thus, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-16816 (corresponding to An illuminance monitor having a light receiving portion having a predetermined area for receiving illumination light IL via water on the image plane of the projection optical system PL disclosed in US Patent Application Publication No. 2002Z0061469).
  • a light receiving system including a microlens array is provided, and thus, for example, WO99Z60361 pamphlet (corresponding to (European Patent No. 1, 079, 223) and the like are configured.
  • the aerial image measuring instrument, the illuminance unevenness measuring instrument, the illuminance monitor, and the wavefront convergence measuring instrument are shown as the measuring instrument group 43.
  • measurement using illumination light IL is performed in response to immersion exposure in which wafer W is exposed with exposure light (illumination light) IL via projection optical system PL and water.
  • exposure light illumination light
  • the illumination light IL is received through the projection optical system PL and water. Therefore, the surface of the plate 101 is provided with a water repellent coat.
  • a reflecting surface 117Y orthogonal to the Y-axis direction (extending in the X-axis direction) is formed by mirror finishing. Speak.
  • a reflection surface 117X perpendicular to the X-axis direction (extending in the Y-axis direction) is formed on one end (+ X side end) in the X-axis direction of the measurement table MTB by mirror finishing.
  • a reflection surface 117S that bends the interferometer beam along the Y-axis direction in the X-axis direction is formed at one of the corners of the measurement table MTB (X side and Y side in Fig. 2).
  • an interferometer beam (measurement beam) from the Y-axis interferometer 16 constituting the interferometer system 118 is projected onto the reflecting surface 117Y, and the interferometer 16 reflects the reflected light.
  • the displacement of the reflecting surface 117Y from the reference position is detected by receiving the light.
  • the interferometer beam from the X-axis interferometer 46 that constitutes the interference system 118 is projected onto the reflection surface 117X, and the interferometer 46 receives the reflected light, thereby reflecting the reflection surface 117X.
  • the displacement of the reference position force is detected.
  • the measurement table MTB moves directly under the projection unit PU during measurement
  • the interferometer beam from the X-axis interferometer 46 is projected onto the reflection surface 117X, and the interferometer 46 receives the reflected light.
  • the displacement of the reference position force of the reflecting surface 117X is measured.
  • the reflection surface 117S is projected with an interferometer beam from the X-axis interferometer 21 that constitutes the interference system 118, and the interferometer 21 receives the reflected light so that the reference position of the reflection surface 117X can be obtained. The displacement from is detected.
  • the interferometer system 118 (see Fig. 13) includes the Y-axis interferometers 16, 18, X-axis interferometers 21, 46, 47, the Z-axis interferometer 22, and the tracking optical member in the measurement stage MST.
  • the fixed mirror 27 is disposed along the Y-axis direction while being supported by a frame (not shown) that supports the projection unit PU, and is orthogonal to the Y-axis (that is, with respect to the moving surface 12a).
  • the reflecting surface (first reflecting surface) 27a and the angle intersecting this reflecting surface 27a (the angle rotated by a predetermined amount around the Y axis so as to face the moving surface 12a)
  • the reflecting surface (second reflecting surface) 27b is integrally provided (see FIG. 5). Details of these reflecting surfaces 27a and 27b will be described later.
  • the Y-axis interferometer 18 has a measurement axis parallel to the Y-axis that connects the projection center of the projection optical system PL (optical axis AX, see Fig. 1) and the detection center of the office alignment system ALG. The position of the wafer table WTB in the Y-axis direction is detected.
  • the X-axis interferometer 46 is an interference system that selects and measures the X position of the measurement table MTB and the X position of the wafer table WTB.
  • the X-axis interferometer 46 has a length measurement axis that passes through the detection center of the alignment system ALG and is parallel to the X axis (the length measurement axis at the alignment center position in the axial direction).
  • the X-axis interferometer 46 measures the position of the wafer table WTB in the X direction on the measurement axis at the projection center position during the exposure operation, and during the enhanced global alignment (EGA). Measure the X direction position of the wafer table WTB with the measuring axis at the alignment center position.
  • the X-axis interferometer 46 measures the position of the measurement table MTB in the X direction using the two measurement axes as appropriate according to the baseline measurement and the measurement contents of the measuring instrument group 43.
  • the X-axis interferometer 46 can measure the position of the wafer table WTB or the measurement table MTB in the X-axis direction at each of the projection center position and alignment center position in the Y-axis direction.
  • the Y-axis interferometer 16 has a measurement axis parallel to the Y-axis direction perpendicular to the measurement axis of the X-axis interferometer 46 described above at the projection center (optical axis AX) of the projection optical system PL. do it! /
  • the Y-axis interferometer 16 is a multi-axis interferometer having two optical axes, and is configured such that the output value of each optical axis can be measured independently. As shown in FIG. 13, the output value (measured value) of the Y-axis interferometer 16 is supplied to the main controller 20, and the main controller 20 determines the output value based on the output value from the Y-axis interferometer 16. Thus, the position of the measurement table MTB in the Y-axis direction and the Z-jowing amount can also be measured. The main controller 20 is configured to measure the X position and the rolling amount of the measurement table MTB based on the output value from the X-axis interferometer 46.
  • the X-axis interferometer 21 has a measurement axis parallel to the X-axis direction that is bent by the reflecting surface 117S of the measurement table MTB.
  • the X-axis interferometer 21 is a multi-axis interferometer having at least two optical axes, and the output value of each optical axis can be measured independently.
  • the output value (measured value) of the X-axis interferometer 21 is supplied to the main controller 20, and the main controller 20 determines the X-axis direction of the measurement table MTB based on the output value from the X-axis interferometer 21. Measure the position.
  • the measurement beam of the X-axis interferometer 21 is reflected by the reflection surface 117S and the reflection surface 27a of the fixed mirror 27 extending in the Y-axis direction, so when the measurement table MTB moves in the Y-axis direction, the X-axis Even when the measurement range of the interferometer 46 is out of the range, the X position of the measurement table MTB is detected without interruption.
  • the X-axis interferometer 47 detects the position of the wafer table WTB in the X-axis direction at the wafer exchange position (loading 'position) LP.
  • the Y-axis interferometer 23 is a multi-axis interferometer having three optical axes, and has a measurement axis parallel to the Y-axis direction and a measurement axis parallel to the X-axis direction. .
  • the output value (measured value) of the Y-axis interferometer 23 is supplied to the main controller 20, and the main controller 20 determines the value of the mover 82 (stator 80) based on the output value from the Y-axis interferometer 23. It is possible to measure not only the Y position but also the amount of pitching and bowing of the bending mirrors 32 and 33.
  • the Y-axis interferometer 24 is a multi-axis interferometer having three optical axes, and has a measurement axis parallel to the Y-axis direction and a measurement axis parallel to the X-axis direction. And then.
  • the output value (measured value) of the Y-axis interferometer 24 is supplied to the main controller 20, and the main controller 20 determines the value of the mover 84 (stator 81) based on the output value from the Y-axis interferometer 24. It is possible to measure not only the Y position, but also the pitching and chowing amounts of the half mirrors 30 and 31.
  • the Z-axis interferometer 22 sends three detection beams B1 to B3 (see FIGS. 2 and 3) parallel to the Y-axis direction with a predetermined interval in the X-axis direction.
  • Light transmitting sections (light sources) 55a, 55b, 55c (referred to as light transmitting sections 55 as appropriate) and light receiving sections 56a, 56b, 56c (provided on the + Z side of the light transmitting sections 55a to 55c, respectively)
  • Light receiving unit 56) and light receiving units 57a, 57b, 57c (referred to as light receiving unit 57) provided on the ⁇ Z side of light transmitting units 55a to 55c, respectively.
  • the half mirrors 30 and 31 are mounted on the mover 84 of the Y-axis linear motor at predetermined intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.
  • the half mirror 30 has the same Z position (height position orthogonal to the moving surface 12a) using the detection beams Bl and B2 transmitted from the light transmitting sections 55a and 55b of the Z-axis interferometer 22 as branch optical systems, respectively.
  • the reflected beam (second beam) bent in parallel with the X-axis direction is split into a branched optical system between BR1 and BR2 and transmitted beam (first beam) BT1 and BT2. As shown in FIG.
  • the branched reflected beams BR1 and BR2 have optical paths spaced in the Y-axis direction.
  • the half mirror 31 uses the detection beam B3 transmitted from the light transmitting unit 55c of the Z-axis interferometer 22 as the second optical member as the X-axis.
  • the beam is branched into a reflected beam BR3 and a transmitted beam BT3 bent in parallel to the direction.
  • the folding mirrors 32 and 33 are mounted on the mover 82 of the Y-axis linear motor at predetermined intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.
  • the bending mirror 32 folds the transmitted beam BT3 transmitted from the light transmitting portion 55c of the Z-axis interferometer 22 and transmitted through the half mirror 31 toward the wafer table WTB (hereinafter, after being reflected by the bending mirror 32).
  • the transmitted beam BT3 is called the reflected beam BT3).
  • the bending mirror 33 bends the transmitted beams BT1 and BT2 transmitted from the light transmitting units 55a and 55b of the Z-axis interferometer 22 and transmitted through the half mirror 30 toward the wafer table WTB.
  • the reflected beams BT1 and BT2 (hereinafter, the transmitted beams BT1 and BT2 after being reflected by the bending mirror 33 are referred to as reflected beams BT1 and BT2) are spaced apart in the Y-axis direction toward the wafer table WTB. Each opened light path is set.
  • the movable element 84 is provided with a temperature adjusting device 9 extending in the Y-axis direction so as to be positioned in the vicinity of the half mirrors 30 and 31.
  • the temperature adjustment device 9 sends a temperature-adjusted gas (for example, air) adjusted to the same temperature as that in the exposure device 100 toward the space around the half mirrors 30 and 31, so that the beams B 1 to B 3 ( It adjusts the temperature of the optical path of BR1 to BR3).
  • a temperature-adjusted gas for example, air
  • the movable element 82 is provided with a temperature adjusting device 8 extending in the Y-axis direction so as to be positioned in the vicinity of the bending mirrors 32 and 33.
  • the temperature adjustment device 8 sends a beam B1 to B3 (BT1 to BT3) toward the space around the bending mirrors 32 and 33 by sending a temperature adjustment body adjusted to the same temperature as in the exposure device 100. ) To adjust the temperature of the optical path.
  • a prism (first optical system) 34 optically coupled to the bending mirror 32 is disposed on the optical path of the reflected beam BT3, and the bending mirror 33 is disposed on the optical path of the reflected beams BT1 and BT2, respectively.
  • Optically coupled prisms (first optical systems) 35 and 36 are arranged, respectively. As shown in FIG. 3, these prisms 34 to 36 are arranged at positions where a triangle is planarly formed around the wafer table WTB. In other words, as shown in FIGS. 1 to 3, the prisms 34 to 36 are provided below the wafer holder 70 and the wafer stage main body so as not to protrude from the wafer holder 70 in the horizontal direction (X direction and Y direction). 28.
  • a prism 34A and a prism 35A which will be described later, are also provided below the wafer holder 70, and are also provided on the wafer stage body 28 so that they do not protrude from the wafer holder 70 in the horizontal direction (X direction and Y direction)! /!
  • the prism 36 is provided on the side surface of the wafer stage body 28 on the + Y side.
  • a measurement beam parallel to the X-axis direction is arranged on the X side and in the vicinity of the + Z side end, and the reflected beam BT2 incident upon being optically coupled to the bending mirror 33 is used as a branching optical member.
  • the prism 35 is not shown for convenience.
  • the branched measurement beam BT21 is emitted toward the reflecting surface 27a of the fixed mirror 27, and is reflected toward the prism 36 by the reflecting surface 27a. Further, the branched measurement beam BT22 is emitted toward the reflection surface 27b, and is reflected toward the prism 36 by the reflection surface 27b.
  • the reflection surface 27b is also used when the optical path of the measurement beam BT22 and measurement beams BT12 and BT32, which will be described later, is moved in accordance with the movement of the wafer table WTB (wafer stage WST) in the X-axis direction.
  • BT12 and BT32) are set to a size that can be reflected toward the prism 36 (and prisms 35A and 34A described later).
  • FIG. 6 is a diagram showing an optical path of the reflected beam BT2.
  • the prism 36 is formed, for example, by integrally forming two prisms with the polarization beam splitter 57 interposed therebetween, and a 4 ⁇ plate 58 is provided on the surface facing the fixed mirror 27.
  • the reflected beam ⁇ 2 incident on the prism 36 is branched by the beam splitter 57.
  • the beam that has passed through the beam splitter 57 passes through the 1/4 ⁇ plate 58 and exits as the measurement beam BT21. .
  • the measurement beam BT21 reflected by the reflecting surface 27a passes through the 1/4 ⁇ plate 58 and enters the prism 36.
  • the measurement beam ⁇ 21 which has been transmitted twice through the quarter ⁇ plate 58, is reflected in the beam splitter 57 and the prism 36, and is directed toward the reflecting surface 27a at the ⁇ position (one ⁇ side) different from the previous emission
  • the light is emitted from the prism 36 through the plate 58.
  • the measurement beam BT21 reflected by the reflecting surface 27a again enters the prism 36 via the 1Z4 ⁇ plate 58, passes through the beam splitter 57, and exits from the prism 36.
  • the ⁇ position of the measurement beam BT21 emitted from the prism 36 is set to the ⁇ position of the light receiving unit 57b, and is reflected by the reflecting surface 27a.
  • the irradiated measurement beam BT21 is received by the light receiving portion 57b of the Z-axis interferometer 22 via the bending mirror 33 (not shown in FIG. 6, see FIG. 3).
  • the reflected beam BT2 reflected by the beam splitter 57 reflects inside the prism 36 and passes through the ⁇ 4 ⁇ plate 58. Then, it is emitted toward the reflection surface 27b at an angle that intersects with the reflection surface 27b in a state of being bounced up to the + ⁇ side as the measurement beam ⁇ 22.
  • the measurement beam BT 22 reflected by the reflecting surface 27b passes through the 4 ⁇ plate 58 and enters the prism 36.
  • the measurement beam ⁇ 22 that has passed through the ⁇ plate 58 twice is reflected in the prism 36, then passes through the beam splitter 57, and is further reflected in the prism 36, which is different from the previous emission ⁇ position (on the first side) ) And exits from the prism 36 via the 1Z4 ⁇ plate 58 toward the reflecting surface 27b.
  • the measurement beam BT22 reflected by the reflecting surface 27b is incident again on the prism 36 via the 1/4 ⁇ plate 58, reflected in the prism 36 and by the beam splitter 57, and is almost at the same position as the measurement beam BT21. Ejects from the prism 36 at the position.
  • the measurement beam ⁇ 22 emitted from the prism 36 is received by the light receiving portion 57b of the ⁇ axis interferometer 22 via the bending mirror 33.
  • the difference in optical path length between the measurement beams BT21 and BT22 detected by the Z-axis interferometer 22 is also constant.
  • the optical path length of the measurement beams BT21 and BT22 also changes due to the change of the optical path length of the measurement beam BT22.
  • main controller 20 detects the displacement of wafer table WTB based on the difference in the optical path lengths of measurement beams B T21 and 22 received by light receiving unit 57b of Z-axis interferometer 22.
  • the measurement beam ⁇ 22 emitted toward the reflecting surface 27b has a bounce angle (angle intersecting the XY plane) of 0, and measurement is performed when the Z position of the wafer table WTB changes.
  • ⁇ which is the Z displacement of the wafer table WTB (prism 36) is expressed by the following equation.
  • main controller 20 can detect Z displacement ⁇ Z of wafer table WTB by measuring change amount AL of the optical path length.
  • the Z displacement detected by Equation (1) in the prism 36 is from the prism 36 to the XY plane. This is the Z displacement at the measurement point VP36 (see Fig. 5 and Fig. 6) where the measurement beam BT21 emitted in parallel intersects the measurement beam BT22 jumped to the + Z side.
  • the prisms 34 and 35 are disposed on the wafer stage main body 28 below (one Z side) of the wafer table WTB. Therefore, depending on the position of the prism in the X-axis direction, Also, the prism force may be shielded by the wafer table WTB when the beam is spun up toward the + Z side toward the reflecting surface 27b and emitted. Therefore, in the present embodiment, for the prisms 34 and 35, the reflected beams BT1 and BT3 incident on the prisms 34 and 35 are bent to the Z side and then bounced to the + Z side toward the reflecting surface 27b by another optical member. Raised.
  • the prism 35 is disposed on the wafer stage main body 28, and is incident on the reflecting beam BT1 incident upon being optically coupled to the bending mirror 33. Is branched into a measurement beam (first measurement beam) BT11 parallel to the X-axis direction and a measurement beam (second measurement beam) BT12 parallel to the Z-axis and directed to the Z side.
  • the prism 36 is not shown for convenience.
  • the measurement beam BT12 emitted from the prism 35 intersects the moving surface 12a (for example, intersects the moving surface 12a by about 15 °) and is orthogonal to the reflecting surface 27b.
  • a prism (second optical unit) 35A that is bent so as to jump up in the direction toward the reflecting surface 27b at an angle is provided.
  • the Z position of the prism 35A is set so that the bent measurement beam BT12 is not shielded by the wafer table WTB!
  • the optical path of the measurement beams B Tll and BT12 emitted through the prism 35 and the optical paths of the measurement beams ⁇ 21 and ⁇ 22 emitted through the prism 36 do not overlap.
  • it is fixed to the wafer stage body 28 via a spacer 42 and a spacer 42 ⁇ , and as shown in FIG. 3, measurement beams BT11 and BT12 and measurement beam ⁇ 21,
  • the flanges 22 are separated from each other in the axial direction so that they do not interfere with each other.
  • FIG. 8 is a diagram showing an optical path of the reflected beam BT1.
  • the prism 35 is, for example, a structure in which two prisms are integrally formed with a polarization beam splitter 59 interposed therebetween, and a 4 ⁇ plate 60 is provided on the surface facing the fixed mirror 27.
  • a ⁇ 4 ⁇ plate 60A is provided on the surface of the prism 35A facing the fixed mirror 27.
  • the reflected beam BT1 incident on the prism 35 is branched by the beam splitter 59.
  • the beam that has passed through the beam splitter 59 passes through the ⁇ 4 ⁇ plate 60, and the measurement beam BT11.
  • the measurement beam BT11 reflected by the reflecting surface 27a passes through the 1/4 ⁇ plate 60 and enters the prism 35.
  • the measurement beam ⁇ 11 that has been transmitted twice through the quarter ⁇ plate 60 is reflected in the beam splitter 59 and the prism 35, and is directed toward the reflecting surface 27a at the ⁇ position (- ⁇ side) different from the previous emission.
  • ⁇ 4 ⁇ The light is emitted from the prism 35 through the plate 60.
  • the measurement beam BT11 reflected by the reflecting surface 27a again enters the prism 35 via the 1Z4 ⁇ plate 60, passes through the beam splitter 59, and exits from the prism 35.
  • the vertical position of the measurement beam BT11 emitted from the prism 35 is set to the vertical position of the light receiving unit 57a, and the measurement beam BT11 reflected by the reflecting surface 27a is bent by the bending mirror 33 (not shown in FIG. 8, see FIG. 3). Then, the light is received by the light receiving portion 57a of the Z-axis interferometer 22.
  • the reflected beam BT1 incident on the prism 35 from the light transmitting unit 55a and reflected by the beam splitter 59 is emitted from the prism 35 to the Z side as the measurement beam BT12, as indicated by a two-dot chain line in the figure.
  • the light is incident on the prism 35A, bent, and bounced up to the + Z side, and is emitted toward the reflecting surface 27b via the 4 ⁇ plate 60A at an angle orthogonal to the reflecting surface 27b.
  • the measurement beam BT12 reflected by the reflecting surface 27b passes through the ⁇ 4 ⁇ plate 60A, enters the prism 35 ⁇ , is bent, and enters the prism 35.
  • the measurement beam BT12 incident on the prism 35A also emits a prism 35 ⁇ force through the 1Z4 ⁇ plate 60 ⁇ toward the reflecting surface 27b at a Z position (one Z side) different from the previous emission.
  • the measurement beam BT12 reflected by the reflecting surface 27b is incident again on the prism 35 ⁇ via the 1Z4 ⁇ plate 60 ⁇ , bent, reflected by the beam splitter 59, and is reflected at the same position as the measurement beam BT11. Eject from 35.
  • the measurement beam BT12 emitted from the prism 35 is received by the light receiving portion 57a of the radial interferometer 22 via the bending mirror 33.
  • the measurement beam received by the light receiver 57a of the Z-axis interferometer 22 is measured. Based on the difference in the optical path length between the BT11 and BT12, the Z displacement of the wafer table WTB can be detected using the above-described equation (1).
  • the Z displacement detected by the above equation (1) was jumped to the + Z side from the measurement beam BT11 emitted from the prism 35 in parallel with the XY plane. This is the Z displacement at measurement point VP35 (see Fig. 7) where measurement beam BT12 intersects.
  • the prism 34 is disposed at the approximate center in the X-axis direction on the Y side surface of the wafer stage main body 28 and in the vicinity of the + Z side end, and is optically coupled to the bending mirror 32.
  • the measurement beam parallel to the X-axis direction (first measurement beam) BT31 and the measurement beam parallel to the Z-axis and directed to the Z side (second measurement beam) BT32 Branch Using the incident reflected beam BT3 as a branching optical member, the measurement beam parallel to the X-axis direction (first measurement beam) BT31 and the measurement beam parallel to the Z-axis and directed to the Z side (second measurement beam) BT32 Branch.
  • the measurement beam BT32 emitted from the prism 34 intersects the moving surface 12a (for example, intersects the moving surface 12a by about 15 °) and is orthogonal to the reflecting surface 27b.
  • a prism (second optical unit) 34A that is bent so as to jump up in a direction toward the reflecting surface 27b at an angle is provided.
  • the Z position of the prism 34A is set to a height at which the bent measurement beam BT32 is not shielded by the wafer table WTB.
  • the reference numeral corresponding to the reflected beam BT3 is attached to FIG.
  • the reflected beam BT3 is incident on the prism 34 from the light transmitting unit 55c via the bending mirror 32, and reflected by the reflecting surface 27a of the fixed mirror 27 and reflected by the reflecting surface 27b.
  • the measurement beam is branched to BT32.
  • each measurement beam BT31, BT32 emits a prism 34 force at a height one Z side from the reflected beam BT3 and is received by the light receiving unit 57c of the Z-axis interferometer 22.
  • main controller 20 based on the difference in the optical path lengths of measurement beams BT31 and 32 received by light receiving portion 57c of Z-axis interferometer 22, the above-described equation (1) is used to calculate wafer table WTB. Z displacement can be detected.
  • the Z displacement detected by the above equation (1) is caused by the measurement beam BT31 emitted parallel to the XY plane from the prism 34 and on the + Z side. This is the Z displacement at measurement point VP34 (see Fig. 7) where the bounced measurement beam BT32 intersects.
  • prisms (second optical systems) 39 and 38 are respectively arranged on the optical paths of the reflected beams BR1 and BR2 reflected by the half mirror 30, and prisms are arranged on the optical path of the reflected beam BR3.
  • (Second optical system) 37 is arranged. As shown in FIG. 3, these prisms 37 to 39 are arranged at positions where a triangle is planarly formed around the measurement table MTB. In other words, as is apparent from Figs. 1 to 3, the prisms 37 to 39 are provided below the plate 101 and measured so that they do not protrude beyond the plate 101 in the horizontal direction (X direction and Y direction).
  • the stage body 52 is provided.
  • a prism 37A and a prism 39A which will be described later, are also provided below the plate 101, and are provided on the measurement stage main body 52 so as not to protrude from the plate 101 in the horizontal direction (X direction and Y direction).
  • the prism 38 is arranged on the —X side of the measurement stage body 52 —on the X side and in the vicinity of the + Z side end, and is optically coupled to the half mirror 30.
  • the incident reflected beam BR2 is used as a branching optical member, and the measurement beam parallel to the X-axis direction (first measurement beam) BR21 and the measurement beam orthogonal to the reflecting surface 27b of the fixed mirror 27 (second measurement) Beam) Branch to BR22.
  • the prism 37 is not shown for convenience.
  • the branched measurement beam BR21 is emitted toward the reflecting surface 27a of the fixed mirror 27, and is reflected toward the prism 38 by the reflecting surface 27a.
  • the branched measurement beam BR22 is emitted toward the reflecting surface 27b and reflected toward the prism 38 by the reflecting surface 27b.
  • the reflecting surface 27b causes the measurement beam BR22 to move to the prism 38 (when the optical path of the measurement beam BR22 and later-described measurement beams BR12 and BR32 moves as the measurement table MTB (wafer stage WST) moves in the X-axis direction. And a size that can be reflected toward the prisms 39A and 37A) described later.
  • FIG. 10 is a diagram showing an optical path of the reflected beam BR2.
  • the prisms 37 to 39 have a height at which the beam is incident from the Z-axis interferometer 22 with respect to the prisms 34 to 36 in the Ueno and stage WST described above, and are directed to the Z-axis interferometer 22.
  • the difference in height emitted ie, the distance between the light transmitting parts 55a to 55c and the light receiving parts 57a to 57c
  • the prisms 34 to 36 are arranged on the + Z side.
  • the reflected beam is incident at the position where the measurement beam is emitted from the prisms 34 to 36, and conversely, the measurement beam is also emitted from the positional force where the reflected beam is incident on the prisms 34 to 36.
  • the prism 38 is formed by integrally forming two prisms with the polarization beam splitter 157 sandwiched therebetween, and a 4 ⁇ plate 158 is provided on the surface facing the fixed mirror 27. .
  • the reflected beam BR2 incident on the prism 38 is branched by the beam splitter 157.
  • the beam that has passed through the beam splitter 157 passes through the ⁇ 4 ⁇ plate 15 8 and exits as the measurement beam BR21.
  • the measurement beam ⁇ R21 reflected by the reflecting surface 27a passes through the ⁇ 4 ⁇ plate 158 and enters the prism 38.
  • the measurement beam BR21 that has passed through the ⁇ 4 ⁇ plate 158 twice is reflected in the beam splitter 157 and the prism 38, and is directed toward the reflecting surface 27a at the ⁇ position (+ ⁇ side) different from the previous emission. Injected from prism 38 via The measurement beam BR21 reflected by the reflecting surface 27a is incident on the prism 38 again via the quarter ⁇ plate 158, passes through the beam splitter 157, and exits from the prism 38.
  • the vertical position of the measurement beam BR21 emitted from the prism 38 is set to the vertical position of the light receiving part 56b having a height different from that of the wafer stage WST, and the measurement beam BR21 reflected by the reflecting surface 27a is a half mirror 30 ( The light is received by the light receiving portion 56b of the Z-axis interferometer 22 through (not shown in FIG. 10, see FIG. 3).
  • the reflected beam BR2 reflected by the beam splitter 157 is reflected in the prism 38, and is reflected by the 1/4 ⁇ plate 158. , And is emitted toward the reflecting surface 27b at an angle orthogonal to the reflecting surface 27b while being bounced up to the + side as a measurement beam BR22.
  • the measurement beam BR22 reflected by the reflecting surface 27b passes through the ⁇ 4 ⁇ plate 158 and enters the prism 38.
  • the measurement beam BR22 that has passed through the ⁇ plate 158 twice is reflected in the prism 38, then passes through the beam splitter 157, and is further reflected in the prism 38, which is different from the previous emission ⁇ position (+ ⁇ And exits from the prism 38 via the 1Z4 ⁇ plate 158 toward the reflecting surface 27b.
  • the measurement beam BR22 reflected by the reflecting surface 27b is incident again on the prism 38 via the ⁇ 4 ⁇ plate 158, and the prism 38 Reflected by the inner beam splitter 157 and emitted from the prism 38 at the Z position substantially the same position as the measurement beam BR21.
  • the measurement beam BR22 emitted from the prism 38 is received by the light receiving unit 56b of the Z-axis interferometer 22 via the half mirror 30.
  • the Z displacement detected by the equation (1) in the prism 38 is the measurement beam BR21 emitted in parallel with the XY plane from the prism 38, + Z This is the Z displacement at measurement point VP3 8 (see Fig. 9 and Fig. 10) where the measurement beam BR22 bounced to the side intersects.
  • the prism is arranged in the measurement stage body 52 below the measurement table MTB (Z side), so depending on the position of the prism in the X-axis direction, the prism force may be reflected on the reflecting surface 27b.
  • the measurement beam that is bounced up toward the + Z side and exited may be blocked by the measurement table MTB. Therefore, also in this embodiment, for the prisms 37 and 39, using the prisms 37A and 39A, the reflected beams BR1 and BR3 incident on the prisms 37 and 39 are bent to the Z side toward the reflecting surface 27b + Jumped up to the Z side.
  • the prism 39 is arranged on the + X side of the measurement stage main body 52 on the ⁇ Y side surface and in the vicinity of the + Z side end portion, and the half mirror 30 Measurement beam parallel to the X-axis direction (first measurement beam) BR11 and a measurement beam parallel to the Z-axis and directed to the Z side using the reflected beam BR1 that is incident optically as a branching optical member (Second measuring beam) Branch to BR12.
  • the prism 38 is not shown for convenience.
  • a prism (second optical part) 39A is disposed to bend the lens BR12 so as to jump up in a direction toward the reflecting surface 27b at an angle orthogonal to the reflecting surface 27b.
  • the Z position of the prism 39A is set to a height at which the bent measurement beam BR12 is not shielded by the measurement table MTB.
  • the optical paths of the measurement beams B Rl l and BR12 emitted through the prism 39 and the optical paths of the measurement beams BR21 and BR22 emitted through the prism 38 do not overlap.
  • it is fixed to the measurement stage main body 52 via a spacer 142 and a spacer 142A.
  • the measurement beams BR11 and BR12 and the measurement beams BR21 and BR22 are fixed. Are separated in the Y-axis direction and do not interfere with each other.
  • FIG. 12 is a diagram showing an optical path of the reflected beam BR1.
  • the prism 39 is formed, for example, by integrally forming two prisms with the polarization beam splitter 159 sandwiched therebetween, and a 4 ⁇ plate 160 is provided on the surface facing the fixed mirror 27. Further, on the surface of the prism 39 ⁇ facing the fixed mirror 27, a ⁇ 4 ⁇ plate 160A is provided.
  • the reflected beam BR1 incident on the prism 39 is branched by the beam splitter 159, and as shown by the solid line in the figure, the beam that has passed through the beam splitter 159 passes through the 1/4 ⁇ plate 160 and passes through the measurement beam BR11. Inject as.
  • the measurement beam BR11 reflected by the reflecting surface 27a passes through the 1 ⁇ 4 ⁇ plate 160 and enters the prism 39.
  • Measurement beam BR11 that has been transmitted twice through 1/4 ⁇ plate 160 is reflected in beam splitter 159 and prism 39, and is different from the previous emission at the ⁇ position (+ ⁇ side) toward reflection surface 27a 1Z4 ⁇ Ejects from prism 39 through plate 160.
  • the measurement beam BR11 reflected by the reflecting surface 27a is incident again on the prism 39 via the quarter ⁇ plate 160, passes through the beam splitter 159, and exits from the prism 39.
  • the vertical position of measurement beam BR11 emitted from prism 39 is set to the vertical position of light receiving part 56a, and measurement beam BR11 reflected by reflecting surface 27a is half mirror 30 (not shown in FIG. 12, see FIG. 3).
  • the light is received by the light receiving unit 56a of the Z-axis interferometer 22 via the.
  • the reflected beam BR1 reflected by the beam splitter 159 is transmitted from the prism 39 as a measurement beam BR12. -Injected into the Z side, incident on the prism 39A, bent, flipped up to the + Z side, and at an angle orthogonal to the reflecting surface 27b, toward the reflecting surface 27b via the ⁇ 4 ⁇ plate 160A It is injected.
  • the measurement beam BR12 reflected by the reflecting surface 27b passes through the 4 ⁇ plate 160A, enters the prism 39 ⁇ , is bent, and enters the prism 39.
  • the measurement beam BR12 incident on the prism 39 ⁇ is emitted from the prism 39 ⁇ via the 4 ⁇ plate 160A toward the reflecting surface 27b at a position (+ ⁇ side) different from the previous emission.
  • the measurement beam BR12 reflected by the reflection surface 27b is incident again on the prism 39 ⁇ through the 1Z4 ⁇ plate 160A, bent, reflected by the beam splitter 159, and is reflected at the same position as the measurement beam BR11. Ejected from 39.
  • the measurement beam BR12 emitted from the prism 39 is received by the light receiving unit 56a of the radial interferometer 22 via the half mirror 30.
  • the measurement table MTB is calculated using the above equation (1). Z displacement can be detected.
  • the Z displacement detected by Equation (1) at the prism 39 is the measurement point VP39 (measurement point VP39) where the measurement beam BR11 emitted parallel to the XY plane from the prism 39 intersects with the measurement beam BR12 jumped up to the + Z side. Z displacement in Fig. 11).
  • the prism 37 is arranged at the approximate center of the + Y side of the measurement stage main body 52 in the X-axis direction and in the vicinity of the + Z side end (see Fig. 2).
  • the reflected beam BR3 that is incidentally coupled is used as a branching optical member, the measurement beam parallel to the X-axis direction (first measurement beam) BR31, and the measurement beam parallel to the Z-axis and directed to the Z side (first 2 Measurement beam) Branch to BR32.
  • a prism (second optical unit) that bends the measurement beam BR32 emitted from the prism 37 so that it jumps up in a direction toward the reflecting surface 27b at an angle orthogonal to the reflecting surface 27b.
  • 37A is provided below the prism 37 (the ⁇ Z side) below the prism 37 (the ⁇ Z side) below the prism 37 (the ⁇ Z side) below the prism 37 (the ⁇ Z side) below the prism 37 (second optical unit) that bends the measurement beam BR32 emitted from the prism 37 so that it jumps up in a direction toward the reflecting surface 27b at an angle orthogonal to the reflecting surface 27b.
  • 37A is provided below the prism 37 (the ⁇ Z side) below the prism 37 (the ⁇ Z side) below the prism 37 (the ⁇ Z side) below the prism 37 (the ⁇ Z side) below the prism 37 (the ⁇ Z side) below the prism 37 (the ⁇ Z side) below the prism 37 (the ⁇ Z side
  • the optical path of the reflected beam BR3 intervening by the prism 37 is the reflected beam shown in FIG. Since it is the same as the optical path of BR1, the reference numeral corresponding to the reflected beam BR3 is given in FIG. 12, and the force reflected beam BR3 briefly described here is incident on the prism 37 from the light transmitting unit 55c via the half mirror 31.
  • the measurement beam BR31 reflected by the reflection surface 27a of the fixed mirror 27 and the measurement beam BR32 reflected by the reflection surface 27b are branched. Then, the respective measurement beams BR31 and BR32 are emitted from the prism 37 at a height of + Z side with respect to the reflected beam BR3, and received by the light receiving unit 56c of the Z-axis interferometer 22.
  • measurement table M TB is obtained using equation (1) described above. Z displacement can be detected.
  • the Z displacement detected by Equation (1) in the prism 37 is the measurement point where the measurement beam BR31 emitted parallel to the XY plane from the prism 37 intersects with the measurement beam BR32 jumped up to the + Z side. This is the Z displacement at VP37 (see Fig. 11).
  • an off-axis alignment system (hereinafter referred to as alignment system) ALG is provided on the holding member that holds projection unit PU.
  • the alignment system ALG irradiates the target mark with a broadband detection light beam that does not expose the resist on the wafer, and the target mark image formed on the light receiving surface by the reflected light of the target mark force is not shown.
  • FIA Field Image Alignment
  • FIA is an image processing method that uses an image sensor (CCD, etc.) to capture an image of the index (index pattern on the index plate provided in the alignment ALG) and output the image signals.
  • System sensors are used.
  • the image signals of the alignment ALG force are supplied to the main controller 20 shown in FIG.
  • the exposure apparatus 100 includes an irradiation system 90a and a light receiving system 90b (see FIG. 13), for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-283403 (corresponding) An oblique incidence type multipoint focal point detection system similar to that disclosed in US Pat. No. 5,448,332) is provided.
  • FIG. 13 shows the main configuration of the control system of exposure apparatus 100.
  • This control system is configured around a main controller 20 that also has a microcomputer (or work station) force for overall control of the entire apparatus.
  • the main controller 2 Connected to 0 is a display DIS such as a memory MEM, CRT display (or liquid crystal display).
  • the interferometer beam from the Y-axis interferometer 18 is always projected onto the reflecting surface 17Y over the entire movement range of the wafer stage WST, and the interferometer beam from the Y-axis interferometer 16 is moved to the measurement stage MST. It is always projected onto the reflecting surface 117Y throughout the range. Therefore, in the Y-axis direction, the positions of the stages WST and MST are always managed by the main controller 20 based on the measurement values of the Y-axis interferometers 16 and 18.
  • the main controller 20 is based on the output value of the X-axis interferometer 46 only in the range where the interferometer beam force reflection surface 17X from the X-axis interferometer 46 is irradiated!
  • the X position of the wafer table WTB (Ueno, stage WST) is managed, and the output value of the X axis interferometer 46 is only within the range where the interferometer beam from the X axis interferometer 46 is irradiated on the reflective surface 117X.
  • Based on the X position of the measurement table MTB (measurement stage MST).
  • the X position of the wafer table WTB near the wafer exchange position (loading position) LP is the output of the X-axis interferometer 47. Managed based on value.
  • the X position of the measurement table MTB while the X position cannot be managed based on the output value of the X axis interferometer 46 is managed based on the output value of the X axis interferometer 21! /.
  • the relative positions of the bending mirrors 32 and 33 and the wafer stage WST change.
  • 1S bending mirrors 32 and 33 Since the relative positions of the prisms 34 to 36 in the Y-axis direction and the Z-axis direction are substantially maintained, the optical coupling between the bending mirrors 32 and 33 and the prisms 34 to 36 is maintained, and the light is emitted from the Z-axis interferometer 22.
  • the detected beams B1 to B3 (reflected beams BT1 to BT3) enter the prisms 34 to 36 following the movement of the wafer stage WST (wafer table WTB).
  • the reflected beams BT1 to BT3 incident on the prisms 34 to 36 are branched into measurement beams BT11, BT21, and BT31 and measurement beams BT12, BT22, and BT32.
  • the haste WST moves in the X-axis direction, it is reflected by the reflecting surfaces 27a and 27b of the fixed mirror 27 and then received by the light receiving portions 57a to 57c.
  • wafer stage WST When wafer stage WST is driven in the Y-axis direction with respect to stators 86 and 87 along moving surface 12a by driving Y-axis linear motors 82 and 83, wafer stage WST is moved. At the same time, the bending mirrors 32 and 33 provided on the mover 82 also follow and move, so the detection beams B1 to B3 (reflected beams BT1 to BT3) follow the movement of the wafer stage WST (wafer table WTB). Then, the light enters the prisms 34 to 36.
  • the reflected beams BT1 to BT3 incident on the prisms 34 to 36 are branched into the measurement beams BT11, BT21, BT31 and the measurement beams BT12, BT22, BT32, and when the wafer stage WST moves in the Y-axis direction, Since the reflecting surfaces 27a and 27b of the fixed mirror 27 extend in the Y-axis direction, they are reflected by the reflecting surfaces 27a and 27b without interrupting the Z-axis measurement, and then received by the light receiving parts 57a to 57c. Is done.
  • Main controller 20 determines the Z position (Z displacement) of wafer table WTB (wafer W) for each position of prisms 34-36 based on the measurement beam received through each prism 34-36.
  • the Z displacement force obtained at the three locations is also used to detect the tilting amount of the wafer table WTB such as the pitching amount and rolling amount.
  • prisms 35 and 36 are arranged along the X-axis direction, and measurement points VP34 to VP36 corresponding to the prisms 34 to 36 are separated by a distance Lx in the X-axis direction. If the Z displacements of the measurement points VP 34 to VP36 are Z34 to Z36, respectively, when they are placed at the vertices of the triangle separated by a distance Ly in the Y-axis direction, the rolling amount ⁇ y and the pitching amount ⁇ of the wafer table WTB X is obtained by the following equation.
  • the Z displacement Zn at an arbitrary position VPn is obtained by the following equation.
  • Zn Z36— (Z35— Z36) X Dx / Lx + ⁇ Z34— (Z36 + Z35) / 2 ⁇ X Dy / Ly
  • the main controller 20 as a correction device obtains the pitching amounts of the bending mirrors 32 and 33 based on the two measurement axes parallel to the axial direction of the axial interferometer 23, and calculates the obtained pitching amount.
  • main controller 20 projects the surface of wafer W by driving the three actuators that support wafer table WTB based on the obtained wobbling position, rolling amount and pitching amount of wafer table WTB. Adjust the leveling so that it is positioned at the focal point of the optical system PL and perpendicular to the optical axis AX of the illumination light IL.
  • the reflected beams BR1 to BR3 incident on the prisms 37 to 39 are branched into measurement beams BR11, BR21, BR31 and measurement beams BR12, BR22, BR32, and also when the measurement stage MST moves in the X-axis direction. After being reflected by the reflecting surfaces 27a and 27b of the fixed mirror 27, they are received by the light receiving portions 56a to 56c.
  • the measurement stage MST is driven along the moving surface 12a by driving the Y-axis linear motors 84 and 85. Therefore, when driven in the Y-axis direction with respect to the stators 86 and 87, the noise mirrors 30 and 31 provided on the mover 84 follow the movement along with the movement of the measurement stage MST. : ⁇ 3 (reflected beam BR1 ⁇ : BR3) enters the prisms 37 ⁇ 39 following the movement of the measurement stage MST (measurement table ⁇ ).
  • the reflected beams BR1 to BR3 incident on the prisms 37 to 39 are branched into the measurement beams BR11, BR21, BR31 and the measurement beams BR12, BR22, BR32, and the measurement stage MST moves in the Y-axis direction. Since the reflecting surfaces 27a and 27b of the fixed mirror 27 are provided extending in the Y-axis direction, the light receiving sections 57a to 57c are reflected by the reflecting surfaces 27a and 27b without interruption of the Z-axis measurement. Light is received.
  • the main controller 20 determines the Z position (Z displacement) of the measurement table MTB for each position of the prisms 37 to 39 based on the measurement beams received through the prisms 37 to 39.
  • the three Z displacement forces obtained are also used to detect the tilt amount of the measurement table MTB, such as the pitching amount and rolling amount.
  • prisms 38 and 39 are arranged along the X-axis direction, and measurement points VP37 to VP39 corresponding to the prisms 37 to 39 are arranged in the X-axis direction.
  • Distance LM X spaced apart and arranged at the apex of a triangle separated by distance LMy in the Y-axis direction If the Z displacement of each measurement point VP37 to VP39 is Z37 to Z39, respectively, the rolling amount ⁇ y of the measurement table MTB
  • the pitching amount ⁇ X is obtained by the following equation.
  • ⁇ ⁇ ( ⁇ 37- (Z39 + Z38) / 2) / LMy ... (6)
  • the main controller 20 as a correction device obtains the pitching amounts of the half mirrors 30 and 31 based on the two measuring axes parallel to the Y-axis direction of the Y-axis interferometer 24, and calculates the obtained pitching amount. Use to correct the Z position, rolling amount and pitching amount of the measurement table MTB.
  • two measuring axes parallel to the Y-axis direction In addition to the two measuring axes parallel to the Y-axis direction, two measuring axes parallel to the X-axis direction ( Using one of these measurement axes as the Y-axis measurement axis), the amount of shading of half mirrors 30 and 31 is obtained, and measurement is performed according to the amount of pitching and amount of half mirrors 30 and 31. You can correct the position of table ⁇ ! /.
  • main controller 20 drives three actuators that support measurement table ⁇ based on the obtained position, rolling amount, and pitching amount of measurement table ⁇ so that the surface of plate 101 is predetermined. Adjust the leveling so that it is perpendicular to the optical axis ⁇ of the illumination light IL.
  • the detection beams B1 to B3 (measurement beams BT 11, 12, BT21 22, BT31, 32, BR11, BR12, BR21, BR22, BR31, BR32) It is possible to suppress adverse effects such as air fluctuation due to the heat generated.
  • the main controller 20 controls the opening and closing of the valves of the liquid supply device 288 and the liquid recovery device 292 of the liquid immersion device 132 as described above, and the front lens of the projection optical system PL is used.
  • the force that is always filled with water immediately below 91 In the following description, description of the control of the liquid supply device 288 and the liquid recovery device 292 is omitted to facilitate the description.
  • FIG. 17A shows a state in which step-and-scan exposure is performed on wafer W on wafer stage WST (here, for example, the last wafer in one lot). .
  • the measurement stage MST does not collide (contact) with the wafer stage WST V, and waits at a predetermined standby position! /
  • the above exposure operation is performed by the main controller 20 on the results of wafer alignment performed in advance, such as the Enhanst Global Alignment ( EGA), and the baseline measurement results of the latest alignment ALG. Therefore, the movement between shots in which the wafer stage WST is moved to the scanning start position (acceleration start position) for exposure of each shot area on the wafer W, and the pattern formed on the reticle R for each shot area Scanning exposure This is performed by repeating the scanning exposure operation of transferring in the system.
  • EGA Enhanst Global Alignment
  • the irradiation system 90a and the light receiving system 90b are used to detect the focal position with respect to the wafer W, and the surface of the wafer W is positioned at the focal position of the projection optical system PL. .
  • the focus position detection with respect to the wafer W that is, the position where the wafer is irradiated with the detection light from the irradiation system 90a is set to a position where water is not filled, and the shot area (first shot area) where exposure processing is performed first
  • focus position detection is performed at a position before the shot area is immersed in water.
  • the detection light irradiation from the irradiation system 90a is continued, and the focal position information of the shot area irradiated with the detection light is collected.
  • the focal position information collected during the exposure process for the first shot area is used. By using this, the surface of the second shot area is positioned at the focal position of the projection optical system PL.
  • the shot areas after the second shot area are positioned at the focal position of the projection optical system PL using the focal position information detected and collected during the exposure process performed previously. In other words, it is not necessary to separately provide a focus position information detection step, so that throughput can be improved.
  • the movement operation between shots in which the wafer stage WST is moved is performed by the X-axis linear motor 80 and the Y-axis linear motor while the main control device 20 monitors the measurement values of the interferometers 18 and 46. This is done by controlling the driving of 82 and 83.
  • the main control device 20 monitors the measurement values of the interferometers 18 and 46 and the reticle interferometer 116, while the reticle stage drive unit 11 and the Y-axis linear motors 82 and 83 (and the X-axis).
  • Linear motor 80 is controlled, and reticle R (reticle stage RST) and wafer W (wafer stage WST) are scanned relative to each other in the Y-axis direction, between the end of acceleration during the relative scan and immediately before the start of deceleration. This is realized by moving the reticle R (reticle stage RST) and the wafer W (wafer stage WST) at a constant speed in the Y-axis direction with respect to the illumination area of the illumination light IL when moving at a constant speed.
  • the exposure operation described above is performed in a state where water is held between the front lens 91 and the wafer W.
  • the control device 20 controls the Y-axis linear motors 84 and 85 and the X-axis linear motor 81 based on the measurement values of the interferometers 16 and 21, and the measurement stage MST (measurement table MTB) is positioned as shown in FIG. 17B. To move. In the state of FIG. 17B, the + Y side surface of the measurement table MTB and the Y side surface of the wafer table WTB are in contact.
  • the measurement values of the interferometers 16 and 18 are monitored, and the measurement table MTB and wafer table WTB are separated from each other in the Y-axis direction by, for example, about 300 ⁇ m (water does not leak due to surface tension). The contact state may be maintained.
  • the prisms 34 to 36, the prism 34A, and the prism 35A are provided below the wafer holder 70 and do not protrude from the wafer holder 70 in the horizontal direction (X direction and Y direction)! It is provided on the wafer stage body 28! Similarly, the prisms 37 to 39, the prism 37A, and the prism 39A are also provided below the plate 101 and provided on the measurement stage main body 52 so as not to protrude from the plate 101 in the horizontal direction (X direction and Y direction). Yes. Therefore, the prism 34 and the prism 37 do not come into contact with each other even when the measurement table MTB and the wafer table WTB are brought close to each other as described above.
  • main controller 20 starts the operation of driving both stages WST and MST in the + Y direction while maintaining the positional relationship between wafer table WTB and measurement table MTB in the Y-axis direction.
  • FIG. 18A shows a state where water is simultaneously present on wafer stage WST and measurement stage MST during the above movement, that is, a state immediately before water is passed on wafer stage WS T force measurement stage MST. Has been.
  • main controller 20 controls the driving of linear motors 80, 82, and 83 while managing the position of wafer stage WST based on the measurement values of interferometers 18 and 47, and performs predetermined wafer replacement.
  • the wafer stage WST is moved to the position, and the next wafer is replaced with the first wafer.
  • predetermined measurement using the measurement stage MST is performed as necessary.
  • this measurement for example, baseline measurement of alignment ALG performed after reticle exchange on reticle stage RST can be cited.
  • main controller 20 uses the reticle alignment detection system described above for the reticle alignment marks on the reticle corresponding to the pair of first reference marks in reference mark area FM provided on plate 101 of measurement table MTB.
  • RAa and RAb are simultaneously detected to detect the positional relationship between the pair of first reference marks and the corresponding reticle alignment marks.
  • the main controller 20 detects the positional relationship between the detection center of the alignment system ALG and the second reference mark by detecting the second reference mark in the reference mark area FM by the alignment system ALG. Then, main controller 20 determines the positional relationship between the reticle alignment mark corresponding to the pair of first reference marks, the detection center of alignment system ALG, the positional relationship with the second reference mark, and the known pair of first reference marks.
  • the distance between the projection center of the reticle pattern by the projection optical system PL and the detection center of the alignment system ALG, that is, the baseline of the alignment system ALG is obtained.
  • the state at this time is shown in FIG.
  • a plurality of reticle alignment marks are formed on the reticle, and a plurality of pairs of first reference marks are formed in the reference mark area FM correspondingly. At least two pairs of first fiducial marks and corresponding reticles So-called reticle alignment is performed by measuring the relative position to the alignment mark using the reticle alignment system RAa and RAb while stepping the reticle stage RST and wafer stage WST in the Y-axis direction.
  • the mark detection using the reticle alignment systems RAa and RAb is performed via the projection optical system PL and water.
  • main controller 20 brings measurement stage MST and wafer stage WST into contact with each other and maintains the state in the XY plane. Drive to return wafer stage WST to just below the projection unit. Even during this movement, the main controller 20 irradiates the interferometer beam from the X-axis interferometer 46 to the reflecting surface 17X of the wafer table WTB! / Perform 46 resets. The Ueno and stage WST side then detects the wafer alignment, that is, the alignment mark on the replaced wafer by the alignment ALG, and calculates the position coordinates of multiple shot areas on the wafer. .
  • main controller 20 drives both stages WST and MST simultaneously in the Y direction while maintaining the positional relationship in the Y-axis direction between wafer stage WST and measurement stage MST, contrary to the previous case. Then, after moving wafer stage WST (Ueno) below projection optical system PL, measurement stage MST is retracted to a predetermined position.
  • main controller 20 performs a step 'and' scan exposure operation on a new wafer in the same manner as described above, and sequentially transfers the reticle pattern to a plurality of shot areas on the wafer.
  • the present invention is not limited to this, and during the wafer exchange on the wafer stage WST side, the measurement stage MST
  • the measuring instrument group 43 may be used to perform illuminance measurement, illuminance unevenness measurement, aerial image measurement, wavefront aberration measurement, and the like, and reflect the measurement results to the subsequent wafer exposure.
  • the projection optical system PL can be adjusted by the imaging characteristic correction controller 381 described above.
  • the present embodiment it is long in the Y-axis direction !, and has a stroke Ueno, stage WST (wafer table WTB) and measurement stage MST (measurement table MTB).
  • stage WST wafer table WTB
  • measurement stage MST measurement table MTB.
  • the bending beams 32 and 33 and the noise mirrors 30 and 31 are mounted on the movers 82 and 84, respectively, so that the detection beams B1 to B3 can be transmitted without interruption. It is possible to follow the movement of MTB. Therefore, it is not necessary to mount a moving mirror extending in the Y-axis direction on each stage, and it is possible to prevent the movement performance from deteriorating by preventing the weight of the stage from becoming large, and for connecting separately.
  • the detection beam follows the movement of the Ueno, stage WST, and measurement stage MST
  • the bending mirrors 32 and 33 and the half mirrors 30 and 31 follow and move by the temperature adjustment devices 8 and 9, respectively. Since the temperature of the space to be adjusted is adjusted, the influence of the heat generated by the beam can always be eliminated, and adverse effects such as air fluctuations can be suppressed and highly accurate position measurement can be realized.
  • the measurement beam parallel to the X-axis is obtained by the prisms 34 to 36 and 37 to 39 optically coupled to the bending mirrors 32 and 33 and the nozzle mirrors 30 and 31.
  • the Z position of the wafer table WTB and measurement table MTB can be detected with a simple configuration that branches to the measurement beam containing the Z-direction component and reflected by the reflecting surfaces 27a and 27b, respectively, contributing to cost reduction. it can.
  • these reflecting surfaces 27a and 27b are formed integrally with the fixed mirror 27, the cost can be reduced compared to the case where they are individually installed.
  • the fixed mirror 27 is disposed on the side away from the base board 12 in a plan view passing above the wafer table WTB and the measurement table MTB.
  • the fixed mirror 27 used for Z measurement is shared by the prisms 34 to 36 of the wafer stage WST and the prisms 37 to 39 of the measurement stage MST. In comparison, the cost can be reduced.
  • each stage WST and MST! Measures the Z position at each of three locations, so that the pitching amount and the low level are added in addition to the Z position of each stage WST and MST. It is also possible to easily measure the amount of inclination such as the amount of bending. Furthermore, in this embodiment, when the Y-axis linear motor is driven, optical errors such as the pitching amount due to the drive of the movers 82 and 84 are Because the difference is measured and the tilt amounts of the table WTB and MTB are corrected, the surface of the wafer W is positioned at the focal position of the projection optical system PL with high accuracy and orthogonal to the optical axis AX of the illumination light IL.
  • the reticle pattern transfer accuracy can be improved.
  • the tilt amount such as the pitching amount and the rolling amount
  • the height positions of the detection beams B1 to B3 incident on the prisms 34 to 36 and 37 to 39 are the same in the wafer stage WST and the measurement stage MST.
  • Compact Z-axis interference sharing the light transmitters 55a to 55c as shown in Fig. 4 by making the measurement beam emitted and the measurement beam emitted from the prisms 37 to 39 different in height in the Z direction. It is possible to configure a total of 22 and contribute to further miniaturization of the stage apparatus 50 and the exposure apparatus 100.
  • FIG. 20 is a partial plan view showing a schematic configuration of wafer stage WST.As shown in FIG. 20, in this embodiment, the Z displacement (and the pitching amount and rolling amount) of wafer stage WST are changed.
  • three optical element groups ⁇ 1 to ⁇ 3 constituting the interferometer system 118 are provided on the wafer stage WST.
  • the optical element groups OP1 to OP3 shown in the second embodiment can be applied to the measurement stage MST similarly to the wafer stage WST.
  • the wafer stage WST will be described.
  • the optical element groups ⁇ 1 to ⁇ 3 in FIGS. 21 and 22 only the optical axis of the measurement beam is illustrated.
  • the optical element group OP1 is arranged on the side of the wafer stage body 28 on the + Y side, on the optical path of the measurement beam BT1, and closer to the + X side of the wafer stage body 28.
  • the bending mirror 151 bends the incident measurement beam BT1 in the Z direction and makes it incident on the beam splitter 152.
  • the beam splitter 152 branches the measurement beam BT1 bent by the bending mirror 151 into a measurement beam BT12 that passes through the beam splitter 152 and a measurement beam BT11 that is parallel to the X-axis direction.
  • the bending mirror 153 is configured to bend the measurement beam BT12 transmitted through the beam splitter 152 in the —X direction and enter the prism 154.
  • the prism 154 jumps up and emits the measurement beam BT12 bent by the bending mirror 153 in a direction perpendicular to the reflecting surface 27b of the fixed mirror 27.
  • the measurement beam BT11 branched by the beam splitter 152 is emitted toward the reflecting surface 27a of the fixed mirror 27, and reflected by the reflecting surface 27a toward the beam splitter 152.
  • the measurement beam B T12 reflected by the reflecting surface 27b travels along the original optical path, and is received by the light receiving unit 57a of the Z-axis interferometer 22 via the bending mirror 33.
  • the above equation (1) is obtained.
  • the Z displacement detected by the above equation (1) that is, the Z displacement detected using the optical element group OP1 is the Z displacement at the measurement point VP1 where the measurement beam BT11 and the measurement beam BT12 intersect. (Refer to Figure 20 for the planar arrangement).
  • the optical element group OP2 is arranged on the + Y side surface of the wafer stage main body 28 on the optical path of the measurement beam BT2 and closer to the X side of the wafer stage main body 28.
  • the beam splitter 161 passes the incident measurement beam BT2 through the beam splitter 161 and branches to the reflecting surface 27a of the fixed mirror 27 to the measuring beam BT21 and to the —Z-direction measuring beam BT22. To do.
  • the bending mirror 162 bends the measurement beam BT22 emitted from the beam splitter 161 in the ⁇ X direction and enters the prism 163.
  • the prism 163 jumps up and emits the measurement beam BT22 bent by the bending mirror 162 in a direction orthogonal to the reflecting surface 27b of the fixed mirror 27.
  • the measurement beam BT21 reflected by the reflecting surface 27a and the measurement beam B T22 reflected by the reflecting surface 27b travel along the original optical path and are received by the light receiving unit 57b of the Z-axis interferometer 22 via the bending mirror 33.
  • the above equation (1) is calculated based on the difference in the optical path lengths of the measurement beams BT21 and BT22 received by the light receiving unit 57b of the Z-axis interferometer 22. Used to detect the Z displacement of the wafer table WTB.
  • the Z displacement detected by the above equation (1) that is, the Z displacement detected using the optical element group OP2
  • the optical element group OP3 is arranged on the side surface on the Y side of the wafer stage main body 28 on the optical path of the measurement beam BT3 and closer to the X side of the wafer stage main body 28.
  • the bending mirror (first optical member) 171 optically coupled to the bending mirror 32, the bending mirror 172, the beam splitter (branching optical member) 173, the bending mirror 174, and the prism. (Second optical unit) 175.
  • an optical element group for actually changing the angle of the measurement beam is disposed on the incident side of the prisms 154, 163, and 175 in the optical element groups ⁇ 1 to ⁇ 3, but the illustration is omitted here. Yes.
  • the folding mirror 171 folds the incident measurement beam BT3 in the Z direction
  • the folding mirror 172 folds the measurement beam BT3 folded by the folding mirror 171 in the X direction to enter the beam splitter 173.
  • the beam splitter 173 transmits the measurement beam BT3 bent by the bending mirror 172, passes through the beam splitter 173, and is directed to the reflecting surface 27a of the fixed mirror 27. Branch to measurement beam BT32.
  • the bending mirror 174 folds the measurement beam BT32 bent to the + Z side by the beam splitter 173 in the ⁇ X direction so as to enter the prism 175.
  • the prism 175 jumps and emits the measurement beam BT32 bent by the bending mirror 174 in a direction perpendicular to the reflecting surface 27b of the fixed mirror 27.
  • the measurement beam BT31 reflected by the reflection surface 27a and the measurement beam BT32 reflected by the reflection surface 27b travel along the original optical path and are received by the light receiving unit 57c of the Z-axis interferometer 22 via the bending mirror 32.
  • the wafer is calculated using the above-described equation (1). Detects Z displacement of table WTB.
  • the Z displacement detected by the above equation (1) that is, the Z displacement detected using the optical element group OP3, is the Z displacement at the measurement point VP3 where the measurement beam BT31 and the measurement beam BT 32 intersect. (Refer to Figure 20 for the planar arrangement).
  • each optical element is set so that the measurement point VP3 is located on the incident side (+ X side) of the measurement beam BT3 with respect to the optical element group OP3 (bending mirror 171).
  • main controller 20 determines the rolling amount ⁇ y of wafer table WTB based on the positions of measurement points VP1, VP2 and the Z displacement measured there, as in the case of measurement points VP34-VP36.
  • the pitching amount ⁇ X is obtained based on the position of the measurement point VP3 and the Z displacement measured there, and the Z position and orientation of the wafer table WTB are adjusted.
  • the Z displacement obtained at the measurement points VP34 to VP36 shown in Fig. 14 in the first embodiment is separated from the wafer stage WST to be adjusted in the Z position and orientation, and the measurement points are separated from each other. Therefore, there is a possibility that an error may be included in the conversion to the Z displacement at the position of the wafer stage WST using the above equation (4).
  • measurement points VP1 to VP3 are set to positions that surround a part of wafer stage WST, so it is not necessary to convert to Z displacement at the position of wafer stage WST. To improve the measurement accuracy of position and orientation It becomes pretty.
  • the configuration of the optical elements in the optical element groups ⁇ 1 to ⁇ 3 in this embodiment is an example, and the measurement points VP1 to VP3 corresponding to the optical element groups ⁇ 1 to ⁇ 3 surround at least a part of the wafer stage WST. Other configurations are also possible! /
  • FIG. 23 and FIG. 24 are views showing a third embodiment of the stage apparatus of the present invention.
  • wafer stage WST is formed in a circular shape in plan view, and is supported by Y guide bar YG extending in the Y-axis direction so as to be movable via an air bearing (not shown).
  • the X guide bar XG extending in the X-axis direction is movably supported through an air bearing (not shown).
  • the X guide bar XG passes through the wafer stage WST at a height that passes through the center of gravity in the center of the Z direction of the wafer stage WST.
  • the Y guide bar YG is the X guide bar XG Is provided on the top and bottom.
  • Movable elements 82 and 83 are provided at both ends of the X guide bar XG.
  • the movers 82 and 83 and the stators 86 and 87 extending in the Y-axis direction constitute a moving coil type Y-axis linear motor that drives the wafer stage WST in the Y-axis direction.
  • movers 182 and 183 are provided at both ends of the Y guide bar YG.
  • the movers 182 and 183 and the stators 186 and 187 extending in the X-axis direction constitute a moving coil type X-axis linear motor that drives the wafer stage WST in the X-axis direction. Then, by moving the movable elements 82 and 83 and the movable elements 182 and 183 in synchronism with each other, The stage WST can be moved in the ⁇ ⁇ axis direction.
  • the stage device 50 is provided with an interferometer 122 that emits the detection beam B1 along the axis direction and an interferometer 123 that emits the detection beam 2 along the X-axis direction.
  • the detection beam B1 is transmitted as a transmission beam BT1
  • a reflection beam BR1 along the X-axis direction is reflected as a half mirror 130
  • a transmission beam BT1 transmission through a half mirror 130 is X
  • a bending mirror 134 that bends (reflects) as a reflected beam BR2 along the axial direction is mounted on the mover 82.
  • a prism 36 ⁇ having the same configuration as the prism 36 shown in the first embodiment is provided at the + ⁇ side end of the wafer stage WST.
  • a fixed mirror 27 having reflecting surfaces 27a and 27b (not shown in FIG. 23, see FIG. 6 etc.) is arranged along the Y-axis direction.
  • the measurement beams BR11 and BR12 emitted from the prism 36A are reflected by the reflecting surfaces 27a and 27b of the fixed mirror 27, and are received by the interferometer 122 via the prism 36A and the half mirror 130.
  • a prism 36B force S wafer stage WST having the same configuration as the prism 36A is provided on the ⁇ Y side end of the reflected beam BR2 on the optical path.
  • the measurement beams BR21 and BR22 from which the prism 36B force is also emitted are reflected by the reflecting surfaces 27a and 27b of the fixed mirror 27, and are received by the interferometer 122 via the prism 36B, the bending mirror 134, and the noise mirror 130.
  • a half mirror 131 that transmits the detection beam B2 as a transmission beam BT52 and reflects as a reflection beam BR51 along the Y-axis direction, and a transmission beam BT52 that transmits the half mirror 131 are provided.
  • a bending mirror 133 that is bent (reflected) as a reflected beam BR52 along the Y-axis direction is mounted on the mover 183.
  • a prism 36C having the same configuration as the prism 36A is provided at the + X side end of the wafer stage WST.
  • a fixed mirror 27 having reflecting surfaces 27a and 27b (not shown in FIG. 23, see FIG. 6 etc.) is arranged along the X-axis direction.
  • the measurement beams BR61 and BR62 emitted from the prism 36C are reflected by the reflecting surfaces 27a and 27b of the fixed mirror 27, and are received by the interferometer 123 through the prism 36C and the half mirror 131.
  • the prism 36 having the same configuration as the prism 36C is used.
  • D is provided at the X side end of wafer stage WST.
  • the measurement beams BR71 and BR72 that also emit the prism 36D force are reflected by the reflecting surfaces 27a and 27b of the fixed mirror 27, and received by the interferometer 123 via the prism 36D, the bending mirror 133, and the noise mirror 131.
  • the measurement beams BR11, BR12, BR21, and BR22 that pass through the prisms 36A and 36B are received, and the measurement beams BR61, BR62, BR71, and BR72 that pass through the prisms 36C and 36D are received.
  • the Z position, pitching amount, and rolling amount of wafer stage WST can be detected.
  • another uniaxial detection beam (not shown) is emitted from the interferometers 122 and 123, respectively.
  • the interferometer 123 can detect the position of the wafer stage WST in the Y-axis direction and the position in the ⁇ Z direction by receiving the reflected light reflected by the reflection surface 27a.
  • the wafer stage WST can be made smaller and lighter according to the outer shape of the wafer W.
  • the force is configured to detect the Z position of wafer stage WST and measurement stage MST using Z-axis interferometer 22.
  • the X-axis direction is not limited to this. It is good also as a structure which detects only this position.
  • the stage apparatus 50 may have a configuration in which both the wafer stage WST and the measurement stage MST are provided. As in the second embodiment, only the wafer stage WST may be provided! / ,.
  • the present invention can also be applied to a twin stage type exposure apparatus provided with a plurality of wafer stages.
  • the structure and exposure operation of a twin stage type exposure apparatus are described in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-163099 and 10-214783 (corresponding US Pat. Nos. 6,341,007, 6,400,441, 6, 549, 269 and 6, 590, 634), Special Table 2000—50595 8 (corresponding US Pat. No. 5,969,441)! / ⁇ ⁇ or US Pat. No. 6,208,407 [disclosed] Yes.
  • the present invention may be applied to the wafer stage of Japanese Patent Application No. 2004-168481 previously filed by the present applicant.
  • the above embodiment is also applicable to a force reticle R side reticle stage RST configured to apply the present invention to the wafer W side stage device 50.
  • the substrate held on the moving stage in each of the above embodiments is not only a semiconductor wafer for manufacturing a semiconductor device, but also a glass substrate for a display device, a ceramic wafer for a thin film magnetic head, or Masks or reticle masters (synthetic quartz, silicon wafers), etc. used in exposure equipment are applied.
  • a scanning exposure apparatus that does not use an immersion method is a step in which the pattern of the reticle R is collectively exposed while the reticle R and the wafer W are stationary, and the wafer W is sequentially moved step by step. It can also be applied to an AND repeat projection exposure apparatus (stepper). The present invention can also be applied to a step-and-stitch type exposure apparatus in which at least two patterns are partially superimposed on the wafer W and transferred.
  • the type of the exposure apparatus 100 is not limited to an exposure apparatus for manufacturing a semiconductor element that exposes a semiconductor element pattern onto the wafer W, but an exposure apparatus for manufacturing a liquid crystal display element or a display, a thin film magnetic head, an imaging device, etc. It can be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing a device (CCD), a reticle or a mask.
  • a device CCD
  • a reticle CCD
  • Wafer stage WST reticle stage When a linear motor (see USP5,623,853 or USP5,528,118) is used for RST, air levitation type using air bearing and magnetic levitation type using Lorentz force or reactance force Either may be used.
  • Each stage WST and RST may be a type that moves along a guide or a guideless type that does not have a guide.
  • each stage WST, RST is a magnet box in which magnets are arranged two-dimensionally.
  • Each stage with an electromagnetic force that faces the armature unit with a two-dimensionally arranged coil
  • a planar motor for driving WST and RST may be used.
  • either the magnet unit or the armature unit is connected to the stage WST, RST, and the other of the magnet unit and the armature unit is provided on the moving surface side of the stage WST, RST!
  • reaction force generated by the movement of the wafer stage WST is not transmitted to the projection optical system PL by using a frame member as described in JP-A-8-166475 (USP 5,528,118). You may mechanically escape to the floor (ground).
  • the exposure apparatus 100 of the present embodiment has various mechanical subsystems including the constituent elements recited in the claims of the present application with predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy. Manufactured by assembling to keep. In order to ensure these various accuracies, before and after this assembly, various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy, various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy, various electrical systems Adjustments are made to achieve electrical accuracy.
  • Various subsystem powers The assembly process to the exposure equipment includes mechanical connections, electrical circuit wiring connections, and pneumatic circuit piping connections between the various subsystems. Needless to say, there is an assembly process for each subsystem before the assembly process to the exposure apparatus. When the assembly process of the various subsystems to the exposure apparatus is completed, comprehensive adjustment is performed to ensure various accuracies as the entire exposure apparatus. It is desirable to manufacture the exposure apparatus in a clean room where the temperature and cleanliness are controlled.
  • a microdevice such as a semiconductor device includes a step 201 for performing a function / performance design of the microdevice, a step 202 for manufacturing a mask (reticle) based on this design step, Step 203 for manufacturing a wafer (substrate) as a substrate of the device, Wafer processing step 204 for exposing a mask pattern onto the wafer (substrate) by the exposure apparatus 100 of the above-described embodiment, Device assembly step (dicing process, bonding) Manufacturing process, including a manufacturing process and a knocking process) 205, an inspection step 206, and the like.

Landscapes

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

　コストアップや装置の大型化を招くことなく移動ステージの位置を検出する。移動面（１２ａ）を移動する移動ステージ（ＷＳＴ、ＭＳＴ）と、移動ステージ（ＷＳＴ、ＭＳＴ）の位置をビーム（Ｂ１～Ｂ３）により検出する位置検出装置とを備える。移動ステージ（ＷＳＴ、ＭＳＴ）を駆動する駆動装置（８２、８４）と、駆動装置（８１、８４）に設けられ、移動ステージ（ＷＳＴ、ＭＳＴ）の移動に応じてビーム（Ｂ１～Ｂ３）を移動ステージ（ＷＳＴ、ＭＳＴ）に追従させる追従光学部材（３０～３３）と、移動ステージ（ＷＳＴ、ＭＳＴ）に設けられ、追従光学部材（３０～３３）と光学的に結合された第１光学部材（３４～３９）とを備えた。

Description

明 細 書
ステージ装置及び露光装置
技術分野
[0001] 本発明は、ステージ装置及び露光装置に関し、例えば、レーザ光等のビームを用 いて移動ステージの位置を検出するステージ装置及び露光装置に関するものである 本願は、 2004年 8月 5日〖こ出願された特願 2004— 229005号、及び 2005年 4月 18日に出願された特願 2005— 120187号に基づき優先権を主張し、その内容をこ こに援用する。
背景技術
[0002] 移動ステージを有するステージ装置にぉ 、ては、移動ステージ (または移動ステー ジに設置された移動鏡）に反射面を設け、この反射面に対して照射したレーザ光等 のビームの反射光を受光することにより、移動面に沿う方向（例えば X軸方向、 Y軸方 向）の位置を検出する干渉計が用いられている。また、特許文献 1には、移動面に沿 う方向に照射されたビームを移動ステージにおいて移動面と直交する方向（Z方向） に折り曲げ、移動ステージの上方に設けた反射板で反射させることにより、移動ステ ージの Z方向の位置（高さ位置）を検出する干渉計の構成が開示されている。
特許文献 1：特表 2001— 510577号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] し力しながら、上述したような技術には、以下のような問題が存在する。
移動ステージのストロークが大きくなると、移動ステージに搭載される移動鏡も大きく なるため、ステージの重量化を招き、結果としてステージの移動性能に悪影響を及ぼ すことになる。また、ビームの生じる熱により検出精度が低下しないように、ダウンフロ 一によりビーム光路の温度調整を行っている力 特許文献 1の技術のように、移動ス テージの高さ位置を検出するにあたって、反射板を移動ステージの上方に設ける構 成では、ダウンフロー用機器を設置するための場所の確保が困難であり、また移動ス テージの上方には投影光学系やウェハの位置計測に用いられる計測機器が配設さ れることから、反射板を避けてこれらの機器を配置すると、結果として装置の大型化を 招く虞がある。
[0004] さらに、ステージが露光範囲を超えてウェハ交換位置へ移動する場合等、ステージ の長ストロークの移動に際しては干渉計による位置検出可能範囲力 外れるため、 別の干渉計を使用してステージの位置検出を継続させる、 V、わゆる干渉計つなぎが 必要となり、干渉計軸数の増加に起因するコストアップやスループットの低下を招い てしまう。特に、複数の移動ステージを有するステージ装置においては、双方の移動 ステージで位置検出をそれぞれ継続させるために干渉計軸数が増加してしま 、、大 幅なコストアップを招く可能性がある。また、移動ステージが複数設けられる場合、ス テージ毎にビーム照射器 (光源)及び受光器を設置する必要があるため、やはりコス トアップや装置の大型化につながる可能性がある。
[0005] 本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、コストアップや装置の大型化 を招くことなく移動ステージの位置検出が可能なステージ装置及び露光装置を提供 することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図 1ないし図 25に対応 付けした以下の構成を採用している。
本発明のステージ装置は、移動面（12a)を移動する移動ステージ (WST、 MST) と、移動ステージ (WST、 MST)の位置をビーム（B1〜B3)により検出する位置検出 装置（118)とを備えたステージ装置（50)であって、移動ステージ (WST、 MST)を 駆動する駆動装置 (82、 84)と、駆動装置 (82、 84)に設けられ、移動ステージ (WS T、 MST)の移動に応じてビーム（B1〜： Β3)を移動ステージ (WST、 MST)に追従さ せる追従光学部材（32、 33及び 30、 31)と、移動ステージ (WST、 MST)に設けら れ、追従光学部材（32、 33及び 30、 31)と光学的に結合された第 1光学部材（34〜 36及び 37〜39)と、を備えたことを特徴とするものである。
[0007] 従って、本発明のステージ装置では、追従光学部材（32、 33及び 30、 31)を介し て第 1光学部材（34〜36及び 37〜39)にビームを照射することで移動ステージ (W ST、 MST)の位置を検出することができる。この追従光学部材（34〜36及び 37〜3 9)は、駆動装置（82、 84)に設けられているので、移動ステージ (WST、 MST)が駆 動装置（82、 84)の駆動により移動する際にもビーム (B1〜B3)が移動ステージ (W ST、 MST)に追従することになる。そのため、ビームが固定されている場合のように、 移動ステージ (WST、 MST)に移動ストロークに応じた長さの移動鏡を設ける必要が なくなり、移動ステージ (WST、 MST)の重量ィ匕を防止できるとともに、干渉計つなぎ が不要になることから、干渉計軸数増加に起因するコストアップやスループットの低下 を抑制することも可能になる。
[0008] また、本発明のステージ装置は、移動面（12a)に沿って移動する移動ステージ (W ST、 MST)と、移動ステージ (WST、 MST)の位置を検出する位置検出装置（118) とを備えたステージ装置（50)であって、移動ステージ (WST、 MST)に設けられた 第 1光学部材（34〜39)と、光源（55a〜55c)からのビーム（B1〜B3)を第 1光学部 材（34〜39)に向けて折り曲げる第 2光学部材（30〜33)と、第 2光学部材（30〜33 )を移動ステージ (WST、 MST)の移動に追従させる追従装置（82、 84)と、を備え たことを特徴とするものである。
[0009] 従って、本発明のステージ装置では、光源（55a〜55c)からのビーム（B1〜： B3)を 第 2光学部材 (30〜33)で折り曲げて第 1光学部材 (34〜39)に照射することで移動 ステージ (WST、 MST)の位置を検出することができる。この第 2光学部材（30〜33 )は、移動ステージ (WST、 MST)が移動する際にも移動ステージ (WST、 MST)に 追従するため、第 1光学部材（34〜39)に向力うビームも追従する。そのため、ビー ムが固定されている場合のように、移動ステージ (WST、 MST)に移動ストロークに 応じた長さの移動鏡を設ける必要がなくなり、移動ステージ (WST、 MST)の重量ィ匕 を防止できるとともに、干渉計つなぎが不要になることから、干渉計軸数増加に起因 するコストアップやスループットの低下を抑制することも可能になる。
[0010] そして、本発明のステージ装置は、移動面（12a)に沿って移動する移動ステージ（ WST、 MST)と、移動ステージ (WST、 MST)の位置を検出する位置検出装置（11 8)とを備えたステージ装置（50)であって、移動ステージ (WST、 MST)に設けられ、 入射したビーム（BT1、 BT3、 BR1、 BR3)を移動面（12a)と交差する方向に折り曲 げる第 1光学部材 (34〜39)と、移動ステージ (WST、 MST)に設けられ、第 1光学 部材（34〜39)からのビーム（BT12、 BT32、 BR12、 BR32)を移動面（12a)と交差 する方向に折り曲げる第 2光学部（34A、 35A、 37A、 39A)と、を備えたことを特徴 とするちのである。
[0011] 従って、本発明のステージ装置では、入射したビーム（BT1、 BT3、 BR1、 BR3)を 第 1光学部材 (34〜39)において移動面（12a)と交差する方向に折り曲げて射出す ることで、この方向における移動ステージ (WST、 MST)の位置を検出する場合、こ の第 1光学部材（34〜39)力も射出したビーム（BT12、 BT32、 BR12、 BR32)が移 動ステージ (WST、 MST)等と干渉して遮光される際には、第 1光学部材（34、 35、 37、 39)においてビームをー且第 2光学咅 (34A、 35A、 37 A, 39 A)に向けて折り 曲げ、第 2光学部（34A、 35A、 37A、 39 A)において移動面（12a)と交差する方向 に折り曲げて射出することで、移動面（12a)と交差する方向の移動ステージ (WST、 MST)の位置を検出することができる。
[0012] また、本発明のステージ装置は、移動面（12a)を移動する移動ステージ (WST、 M ST)と、移動ステージ (WST、 MST)の位置をビーム（B1〜B3)により検出する位置 検出装置（118)とを備えたステージ装置（50)であって、移動ステージ (WST、 MST )に複数設けられ、ビーム (B1〜B3)を移動面（12a)に沿う第 1計測ビーム (BR11、 BR21、 BR31、 BT11、 BT21、 BT31)と移動面（12a)と交差する第 2計測ビーム（ BR12、 BR22、 BR32、 BT12、 BT22、 BT32)とに分岐する分岐光学咅材（34〜3 9)と、第 1計測ビーム（BR11、 BR21、 BR31、 BT11、 BT21、 BT31)を分岐光学 部材 (34〜39)に向けて反射する第 1反射面（27a)と、第 2計測ビーム (BR12、 BR 22、 BR32、 BT12、 BT22、 BT32)を分岐光学咅材（34〜39)に向けて反射する 第 2反射面 (27b)とを有する反射部材 (27)とを備えたことを特徴として!/ヽる。
[0013] 従って、本発明のステージ装置では、第 1反射面 (27a)で反射して分岐光学部材（ 34〜39)に入射した第 1計測ビーム（BR11、 BR21、 BR31、 BT11、 BT21、 BT31 )を基準となる参照ビームとして、第 2反射面（27b)で反射して分岐光学部材 (34〜3 9)に入射した第 2計測ビーム（BR12、 BR22、 BR32、 BT12、 BT22、 BT32)を用 いて、移動面（12a)と交差する方向の移動ステージ (WST、 MST)の位置を検出す ることができる。この第 1計測ビーム（BR11、 BR21、 BR31、 BT11、 BT21、 BT31) と第 2計測ビーム（BR12、 BR22、 BR32、 BT12、 BT22、 BT32)とは、 1つのビー ムを分岐したものなので、個別に光源を設ける場合に生じるコストアップ及び装置の 大型化を避けることが可能になる。
[0014] そして、本発明のステージ装置は、移動面（12a)を移動する第 1移動ステージ (W ST)と、移動面（12a)を移動する第 2移動ステージ (MST)と、第 1移動ステージ (W ST)と第 2移動ステージ (MST)との位置をビーム（B1〜B3)により検出する位置検 出装置（118)とを備えたステージ装置 (50)であって、移動面（12a)と直交する高さ 位置が同じとなるようにビーム（B1〜B3)を第一のビーム（BT1〜BT3)と第二のビ ーム（BR1〜BR3)とに分岐する分岐光学系（30、 31)と、第 1移動ステージ (WST) に設けられ、入射した第一のビーム (BT1〜BT3)の高さ位置を変更して射出する第 1光学系（34〜36)と、第 2移動ステージ (MST)に設けられ、入射した第二のビーム (BR1〜BR3)の高さ位置を変更して射出する第 2光学系（37〜39)と、を備えたこと を特徴している。
[0015] 従って、本発明のステージ装置では、第一のビーム（BT1〜BT3)により第 1移動ス テージ (WST)の位置を検出し、第二のビーム（BR1〜BR3)により第 2移動ステージ (MST)の位置を検出することができる。この第一のビーム（BT1〜BT3)と第二のビ ーム（BR1〜BR3)とは、 1つのビームを分岐したものなので、個別に光源を設ける場 合に生じるコストアップ及び装置の大型化を避けることが可能になる。また、第一、第 二のビームは、第 1、第 2光学系（34〜36、 37〜39)によりそれぞれ高さ位置を変更 して射出されるので、射出される第一、第二のビームの高さ位置を互いに異ならせる ことにより、複数の受光部 (ピックアップ)のそれぞれで第 1、第 2移動ステージ (WST 、 MST)の位置を独立して検出することが可能になる。
[0016] また、本発明のステージ装置は、移動面（12a)を移動する第 1移動ステージ (WST )と、移動面（12a)を移動する第 2移動ステージ (MST)と、第 1移動ステージ (WST) と第 2移動ステージ (MST)との位置を検出する位置検出装置（118)とを備えたステ ージ装置（50)であって、第 1移動ステージ (WST)に設けられた第 1光学系（34〜3 6)と、第 2移動ステージ (MST)に設けられた第 2光学系（37〜39)と、第 1光学系（3 4〜36)からの第一のビーム（BT1〜： BT3)と、第 2光学系（37〜39)からの第二のビ ーム (BR1〜BR3)とをそれぞれ反射する反射部材 (27)と、を備えたことを特徴とし ている。
[0017] 従って、本発明のステージ装置では、反射部材 (27)で反射した第 1光学系（34〜 36)力 の第一のビーム（BT1〜BT3)により第 1移動ステージ (WST)の位置を検 出し、反射部材（27)で反射した第二のビーム (BR1〜BR3)により第 2移動ステージ (MST)の位置を検出することができる。この反射部材 (27)が第一のビーム及び第 二のビームの双方を反射するので、各ビーム毎に反射部材を設けた場合に生じるコ ストアップ及び装置の大型化を避けることが可能になる。
[0018] そして、本発明の露光装置は、ステージ装置（50)を用いて基板 (W)にパターンを 露光する露光装置（100)において、ステージ装置として、上記のステージ装置（50) を用いたことを特徴として 、る。
従って、本発明の露光装置では、コストアップ及び装置の大型化を回避しつつ移動 ステージ (WST)を介して基板 (W)の位置を検出することが可能になる。
[0019] また、本発明の露光装置は、基板 (W)に供給された液体を介してパターンを基板 ( W)に露光する露光装置において、基板 (W)を保持する保持面を有した第 1基板テ 一ブル (WTB)と、第 1基板テーブル (WTB)の下方に設けられ、少なくとも 1つの側 面が第 1基板テーブル (WTB)の側面よりも内側に位置する第 1ステージ本体（28)と 、第 1ステージ本体 (28)の少なくとも 1つの側面に設けられ、入射した光束を保持面 と交差する方向に射出する第 1光学部材 (35)と、第 1光学部材 (35)と協働して、基 板 (W)の保持面と交差する方向の位置を検出する第 1位置検出装置 (22)と、を備 えたことを特徴としている。
[0020] なお、本発明をわ力りやすく説明するために、一実施例を示す図面の符号に対応 付けて説明した力 本発明が実施例に限定されるものではないことは言うまでもない 発明の効果
[0021] 本発明では、計測が途切れることなぐビームを移動テーブルの移動に追従させる ことができる。また、本発明では、簡単な構成で移動ステージの位置を精度よく検出 することができる。
図面の簡単な説明
圆 1]本発明の実施の形態を示す図であって、露光装置を示す概略図である。 圆 2]露光装置を構成するステージ装置の斜視図である。
[図 3]同ステージ装置の平面図である。
[図 4]Z軸干渉計の正面図である。
[図 5]ウェハステージに設けられたプリズムと固定鏡とを示す図である。
[図 6]反射ビームの光路を示す図である。
[図 7]ウェハステージに設けられたプリズムと固定鏡とを示す図である。
[図 8]反射ビームの光路を示す図である。
圆 9]計測ステージに設けられたプリズムと固定鏡とを示す図である。
[図 10]反射ビームの光路を示す図である。
圆 11]計測ステージに設けられたプリズムと固定鏡とを示す図である。
[図 12]反射ビームの光路を示す図である。
[図 13]露光装置の制御系の主要な構成を示すブロック図である。
[図 14]ウェハステージにおけるプリズムと、その計測点との関係を示す図である。
[図 15A]任意の位置の Z変位を求める過程を説明するための図であり、図 14の A矢 視図である。
[図 15B]任意の位置の Z変位を求める過程を説明するための図であり、図 14の B矢視 図である。
[図 16]計測ステージにおけるプリズムと、その計測点との関係を示す図である。 圆 17A]実施形態における並行処理動作を説明するための平面図である。
圆 17B]実施形態における並行処理動作を説明するための平面図である。
圆 18A]実施形態における並行処理動作を説明するための平面図である。
圆 18B]実施形態における並行処理動作を説明するための平面図である。
圆 19]実施形態における並行処理動作を説明するための平面図である。
[図 20]第 2実施形態に係るステージ装置の概略的な構成を示す部分平面図である。 圆 21]ウェハステージに設けられた光学素子群と固定鏡とを示す図である。 [図 22]ウェハステージに設けられた光学素子群と固定鏡とを示す図である。
[図 23]ステージ装置の第 3実施形態を示す平面図である。
[図 24]第 3実施形態に係るウェハステージの部分正面図である。
[図 25]半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
符号の説明
[0023] B1〜B3 検出ビーム（ビーム） BR1、BR2、BR3 反射ビーム（第二のビーム）
BT1、BT2、BT3 透過ビーム（反射ビーム、第一のビーム） BR11、 BR21、 BR31 、： BT11、 BT21、 BT31 計測ビーム（第 1計測ビーム） BR12、 BR22、 BR32、 BT 12、BT22、BT32 計測ビーム（第 2計測ビーム） R レチクル（マスク） MST 計 測ステージ (移動ステージ、第 2移動ステージ） MTB 計測テーブル (第 2基板テー ブル） W ウェハ（基板） WST ウェハステージ (移動ステージ、第 1移動ステージ ) WTB ウェハテーブル (第 1基板テーブル） 8、 9 温度調整装置 12a 上面（ 移動面） 22 Z軸干渉計 (第 1位置検出装置、第 2位置検出装置） 20 主制御装 置 (補正装置、制御装置） 27 固定鏡 (反射部材） 27a 反射面 (第 1反射面） 27 b 反射面 (第 2反射面） 28 ウェハステージ本体 (第 1ステージ本体） 30、 31 ハ 一フミラー (追従光学部材、第 2光学部材、分岐光学系） 32、 33 折り曲げミラー（ 追従光学部材、第 2光学部材） 34〜36、 36A〜36D プリズム (第 1光学部材、第 1光学系、分岐光学部材） 34A、 35A、 37A、 39A プリズム（第 2光学部） 37〜3 9 プリズム (第 1光学部材、第 2光学系、分岐光学部材） 50 ステージ装置 52 計 測ステージ本体 (第 2ステージ本体） 54 磁石ユニット (第 2可動子） 55a、55b、5 5c 送光部 (光源） 82、 84 Y軸リニアモータ (駆動装置、追従装置） 80 固定子（ 第 1固定子） 81固定子 (第 2固定子） 90 磁石ユニット (第 1可動子） 100 露光 装置 118 干渉計システム (位置検出装置） 151、 171 折り曲げミラー (第 1光学 系） 152 ビームスプリッタ (分岐光学部材） 154、 163 プリズム (第 2光学部） 16 1 ビームスプリッタ (第 1光学部材、分岐光学部材）
発明を実施するための最良の形態
[0024] 以下、本発明のステージ装置及び露光装置の実施の形態を、図 1ないし図 19を参 照して説明する。 ここでは、本発明に係るステージ装置をウェハステージに適用した場合の例を用い て説明する。
[0025] 図 1には、本実施形態の露光装置 100の概略構成が示されている。
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、即ちいわゆ るスキャニング.ステツパである。この露光装置 100は、照明系 10、マスクとしてのレチ クル (マスク) Rを保持するレチクルステージ RST、投影ユニット PU、第 1移動ステー ジ（移動ステージ）としてのウェハステージ WST及び第 2移動ステージ (移動ステージ )としての計測ステージ MSTを有するステージ装置 50、及びこれらの制御系を備え ている。ウェハステージ WST上には、基板としてのウェハ Wが載置されている。
[0026] 前記照明系 10は、不図示のレチクルブラインドで規定されたレチクル R上のスリット 状の照明領域をエネルギビームとしての照明光 (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としては、一例として ArFエキシマレーザ光 (波長 193η m)が用いられている。
[0027] 前記レチクルステージ RST上には、回路パターン等がそのパターン面（図 1におけ る下面）に形成されたレチクル R力 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を含むレチクルステージ駆動部 11 (図 1では図 示せず、図 13参照）によって、照明系 10の光軸 (後述する投影光学系 PLの光軸 AX に一致）に垂直な XY平面内で微小駆動可能であるとともに、所定の走査方向（ここ では図 1における紙面内、左右方向である Y軸方向とする）に指定された走査速度で 駆動可能となっている。
[0028] レチクルステージ RSTのステージ移動面内の位置（Z軸周りの回転を含む）は、レ チタルレーザ干渉計 (以下、レチクル干渉計と称する） 116によって、移動鏡 15 (実際 には Y軸方向に直交する反射面を有する Y移動鏡と 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. 5〜： Lnm程度の分解能で常 時検出される。このレチクル干渉計 116の計測値は、主制御装置 20 (図 1では不図 示、図 13参照）に送られ、主制御装置 20では、このレチクル干渉計 116の計測値に 基づいてレチクルステージ RSTの X軸方向、 Y軸方向及び 0 Z方向（Z軸周りの回転 方向）の位置を算出するとともに、この算出結果に基づいてレチクルステージ駆動部 11を制御することで、レチクルステージ RSTの位置 (及び速度）を制御する。
[0029] レチクル Rの上方には、投影光学系 PLを介してレチクル R上の一対のレチクルァラ ィメントマークとこれらに対応する計測ステージ MST上の一対の基準マーク（以下、 第 1基準マークと称する）とを同時に観察するための露光波長の光を用いた TTR(Th rough The Reticle)ァライメント系からなる一対のレチクルァライメント検出系 RAa、 R Abが X軸方向に所定距離隔てて設けられて 、る。これらのレチクルァライメント検出 系 RAa、 RAbとしては、例えば特開平 7— 176468号公報 (対応する米国特許第 5, 646, 413号)などに開示されるものと同様の構成のものが用いられている。
[0030] 前記投影ユニット PUは、鏡筒 40と、該鏡筒 40内に所定の位置関係で保持された 複数の光学素子カゝらなる投影光学系 PLとを含んで構成されて ヽる。投影光学系 PL としては、例えば Z軸方向の共通の光軸 AXを有する複数のレンズ（レンズエレメント） からなる屈折光学系が用いられて 、る。
[0031] また、図示は省略されている力 投影光学系 PLを構成する複数のレンズのうち、特 定の複数のレンズは、主制御装置 20からの指令に基づいて、結像特性補正コント口 ーラ 381 (図 13参照）によって制御され、投影光学系 PLの光学特性 (結像特性を含 む）、例えば倍率、ディストーション、コマ収差、及び像面湾曲（像面傾斜を含む)など を調整できる構成となって 、る。
[0032] また、本実施形態の露光装置 100では、液浸法を適用した露光を行うため、投影 光学系 PLを構成する最も像面側（ウェハ W側）の光学素子としてのレンズ (以下、先 玉ともいう） 91の近傍には、液浸装置 132を構成する液体供給ノズル 51Aと、液体回 収ノズル 51Bとが設けられている。
[0033] 前記液体供給ノズル 51 Aには、その一端が液体供給装置 288 (図 1では不図示、 図 13参照）に接続された不図示の供給管の他端が接続されており、前記液体回収ノ ズル 51Bには、その一端が液体回収装置 292 (図 1では不図示、図 13参照）に接続 された不図示の回収管の他端が接続されている。
[0034] 上記の液体としては、ここでは ArFエキシマレーザ光（波長 193nmの光）が透過す る超純水（以下、特に必要な場合を除いて、単に「水」と記述する）を用いるものとする 。超純水は、半導体製造工場等で容易に大量に入手できるとともに、ウェハ上のフォ トレジストゃ光学レンズ等に対する悪影響がない利点がある。
水の屈折率 nは、ほぼ 1. 44である。この水の中では、照明光 ILの波長は、 193nm X lZn=約 134nmに短波長化される。
[0035] 液体供給装置 288は、主制御装置 20からの指示に応じ、供給管に接続されたバ ルブを所定開度で開き、液体供給ノズル 51 Aを介して先玉 91とウェハ Wとの間に水 を供給する。また、このとき、液体回収装置 292は、主制御装置 20からの指示に応じ 、回収管に接続されたバルブを所定開度で開き、液体回収ノズル 51Bを介して先玉 91とウェハ Wとの間力も液体回収装置 292 (液体のタンク）の内部に水を回収する。 このとき、主制御装置 20は、先玉 91とウェハ Wとの間に液体供給ノズル 51 Aから供 給される水の量と、液体回収ノズル 51Bを介して回収される水の量とが常に等しくな るように、液体供給装置 288及び液体回収装置 292に対して指令を与える。従って、 先玉 91とウェハ Wとの間に、一定量の水 Lq (図 1参照）が保持される。この場合、先 玉 91とウェハ Wとの間に保持された水 Lqは、常に入れ替わることになる。
[0036] 上記の説明から明らかなように、本実施形態の液浸装置 132は、上記液体供給装 置 288、液体回収装置 292、供給管、回収管、液体供給ノズル 51A、及び液体回収 ノズル 51B等を含んで構成された局所液浸装置である。
なお、投影ユニット PU下方に計測ステージ MSTが位置する場合にも、上記と同様 に計測テーブル MTBと先玉 91との間に水を満たすことが可能である。
[0037] 前記ステージ装置 50は、フレームキャスタ FCと、該フレームキャスタ FC上に設けら れたベース盤 12と、該ベース盤 12の上方に配置されベース盤 12の上面 (移動面） 1 2aに沿って移動するウェハステージ WST及び計測ステージ MSTと、これらのステー ジ WST、 MSTの位置を検出する干渉計 16、 18を含む位置検出装置としての干渉 計システム 118 (図 13参照）と、ステージ WST、 MSTを駆動するステージ駆動部 12 4 (図 13参照）と、温度調整装置 8、 9 (図 3参照)を備えている。
[0038] 前記フレームキャスタ FCは、図 2に示すように、その X軸方向一側と他側の端部近 傍に Y軸方向を長手方向とし上方に突出した突部 FCa、 FCbがー体的に形成された 概略平板状力 なって 、る。
[0039] 前記ベース盤（定盤） 12は、フレームキャスタ FCの前記突部 FCa、 FCbに挟まれた 領域上に配置されている。ベース盤 12の上面 12aは平坦度が非常に高く仕上げら れ、ウェハステージ WST及び計測ステージ MSTの XY平面に沿った移動の際のガ イド面とされている。
[0040] 前記ウェハステージ WSTは、図 2に示されるように、ベース盤 12上に配置されたゥ ェハステージ本体 28と、該ウェハステージ本体 28上に不図示の Ζ·チルト駆動機構 を介して搭載されたウェハテーブル WTBとを備えている。 Ζ·チルト駆動機構は、実 際にはウェハステージ本体 28上でウェハテーブル WTBを 3点で支持する 3つのァク チユエータ（例えば、ボイスコイルモータや ΕΙコア）等を含んで構成され、各ァクチュ エータの駆動を調整することで、ウェハテーブル WTBを Ζ軸方向、 0 X方向（X軸周り の回転方向）、 Θ y方向（Y軸周りの回転方向）の 3自由度方向に微小駆動する。
[0041] ウェハステージ本体 28は、断面矩形枠状で X軸方向に延びる中空部材によって構 成されている。このウェハステージ本体 28の下面には、本願出願人が先に出願した 特願 2004— 215439号に記載されて 、るような自重キャンセラ機構が設けられて!/ヽ る。この自重キャンセラ機構は、ベローズに内圧をかけてウェハステージ WSTを支え る支持部と、ガイド面 12aと対向し、ウェハステージ WSTをガイド面 12aに対して浮上 させるエアベアリング部とを有して 、る。
[0042] フレームキャスタ FCの突部 FCa、 FCbの上方には、図 2に示されるように、 Y軸方 向に延びる Y軸用の固定子 86、 87が配設されている。これらの Y軸用の固定子 86、 87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 によって突部 FCa、 FCbの上面に対して所定のクリアランスを介して浮上支持されて いる。これはウェハステージ WSTや計測ステージ MSTの Y方向の移動により発生し た反力により、固定子 86、 87が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ためである。 Y軸用の固定子 86、 87は、本実施形態 では複数の永久磁石群力もなる磁極ユニットとして構成されている。
[0043] 前記ウェハステージ本体 28の内部には前述の中空部材（開口部）が形成されてお り、この中空部材（開口部）には、 X軸方向の可動子としての永久磁石群を有する磁 極ユニット 90が設けられている。磁石ユニット 90の内部空間には、 X軸方向に延びる X軸用の固定子 80が挿入されている。この X軸用の固定子 80は、 X軸方向に沿って 所定間隔で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットによって構成 されている。この場合、磁極ユニット 90と電機子ユニットからなる X軸用の固定子 80と によって、ウェハステージ WSTを第 1方向である X軸方向に駆動するムービングマグ ネット型の X軸リニアモータが構成されて 、る。
以下においては、適宜、上記 X軸リニアモータを、その固定子 (X軸用の固定子） 80 と同一の符号を用いて X軸リニアモータ 80と称するものとする。なお、 X軸リニアモー タ 80として、ムービングマグネット型のリニアモータに代えて、ムービングコイル型のリ ニァモータを用いてもよい。
[0044] X軸用の固定子 80の長手方向両側端部には、例えば Y軸方向に沿って所定間隔 で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットからなる可動子 82、 83 がそれぞれ固定されている。これらの可動子 82、 83のそれぞれは、上述した Y軸用 の固定子 86、 87にそれぞれ内側から挿入されている。すなわち、本実施形態では、 電気ユニットからなる可動子 82、 83と磁極ユニットからなる Y軸用の固定子 86、 87と によって、ウェハステージ WSTを第 2方向である Y軸方向に駆動するムービングコィ ル型の Y軸リニアモータが構成されて 、る。
以下においては、上記 2つの Y軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子 82 、 83と同一の符号を用いて、適宜、 Y軸リニアモータ (駆動装置、追従装置) 82、 83 と称するものとする。なお、 Y軸リニアモータ 82、 83として、ムービングコイル型のリニ ァモータに代えて、ムービングマグネット型のリニアモータを用いてもよい。
[0045] そして、ウェハステージ WSTは、 X軸リニアモータ 80により、 X軸方向に駆動される とともに、一対の Y軸リニアモータ 82、 83によって X軸リニアモータ 80と一体で Y軸方 向に駆動される。また、ウエノ、ステージ WSTは、 Y軸リニアモータ 82、 83が発生する Y軸方向の駆動力を僅かに異ならせることにより、 Θ z方向にも回転駆動される。従つ て、ウェハテーブル WTBを支持する 3つのァクチユエータ、 X軸リニアモータ 80及び Y軸リニアモータ 82、 83の駆動〖こより、ウェハテーブル WTBは 6自由度方向（X、 Y、 Ζ、 θ χ, 0 y、 0 ζ)に非接触で微小駆動可能とされている。
[0046] 前記ウェハテーブル WTB上には、ウェハ Wを保持するウェハホルダ 70が設けられ ている。ウェハホルダ 70は、板状の本体部と、該本体部の上面に固定されその中央 にウェハ wの直径よりも大きな円形開口が形成された撥液性 (撥水性)を有する補助 プレートとを備えている。この補助プレートの円形開口内部の本体部の領域には、多 数 (複数)のピンが配置されており、その多数のピンによってウェハ Wが支持された状 態で真空吸着されている。この場合、ウェハ Wが真空吸着された状態では、そのゥェ ハ W表面と補助プレートの表面との高さがほぼ同一の高さとなるように形成されてい る。なお、補助プレートを設けずに、ウェハテーブル WTBの表面に撥液性を付与し てもよい。
[0047] また、図 2に示されるように、ウェハテーブル WTBの X軸方向の一端（+X側端）に は、 X軸方向に直交する (Y軸方向に延在する）反射面 17Xが鏡面加工により形成さ れ、 Y軸方向の一端（+Y側端）には、 Y軸方向に直交する (X軸方向に延在する）反 射面 17Yが同様に鏡面カ卩ェにより形成されている。これらの反射面 17X、 17Yには 、後述する干渉計システム 118 (図 13参照）を構成する X軸干渉計 46、 47、 Y軸干 渉計 18からの干渉計ビーム (ビーム）がそれぞれ投射され、各干渉計 46、 47、 18で はそれぞれの反射光を受光することで、各反射面 17X、 17Yの基準位置 (一般的に は投影ユニット PU側面や、オファクシス.ァライメント系 ALG (図 1、図 13参照）の側 面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの計測方向の変位を検出する。 なお、反射面 17X、 17Yとしては、ウェハテーブル WTBの端面に形成する構成に 代えて、ウェハテーブル WTBの上面に、 X軸方向に延在する反射面を有する Y移動 鏡及び Y軸方向に延在する反射面を有する X移動鏡をそれぞれ設ける構成としても よい。
これら干渉計 46、 47、 18による位置計測については後述する。
[0048] 前記計測ステージ MSTは、ウェハステージ WSTと同様に、図 2に示されるように、 ベース盤 12上に配置された計測ステージ本体 52と、該計測本体 52上に不図示の Z •チルト駆動機構を介して搭載された計測テーブル MTBとを備えて 、る。 Z ·チルト駆 動機構は、計測ステージ本体 52上で計測テーブル MTBを 3点で支持する 3つのァ クチユエータ (例えば、ボイスコイルモータや EIコア）等を含んで構成され、各ァクチュ エータの駆動を調整することで、計測テーブル MTBを Z軸方向、 0 x方向、 0 y方向 の 3自由度方向に微小駆動する。 [0049] 計測ステージ本体 52は、断面矩形枠状で X軸方向に延びる中空部材によって構 成されている。この計測ステージ本体 52の下面には、複数、例えば 4つの気体静圧 軸受（不図示）、例えばエアベアリングが設けられ、これらのエアベアリングを介して 計測ステージ MSTがガイド面 12aの上方に数 m程度のクリアランスを介して非接 触で浮上支持されている。
[0050] 前記計測ステージ本体 52の内部には前述の中空部材（開口部）が形成されており 、この中空部材（開口部）には、 X軸方向の可動子としての永久磁石群を有する磁極 ユニット 54が設けられている。磁極ユニット 54の内部空間には、 X軸方向に延びる X 軸用の固定子 81が挿入されている。この X軸用の固定子 81は、 X軸方向に沿って所 定間隔で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットによって構成さ れている。この場合、磁極ユニット 54と電機子ユニットからなる X軸用の固定子 81とに よって、計測ステージ MSTを X軸方向に駆動するムービングマグネット型の X軸リニ ァモータが構成されている。
以下においては、適宜、上記 X軸リニアモータを、その固定子 (X軸用の固定子） 81 と同一の符号を用いて X軸リニアモータ 81と称するものとする。
[0051] X軸用の固定子 81の長手方向両側端部には、例えば Y軸方向に沿って所定間隔 で配置された複数の電機子コイルを内蔵する電機子ユニットからなる可動子 84、 85 がそれぞれ固定されている。これらの可動子 84、 85のそれぞれは、上述した Y軸用 の固定子 86、 87にそれぞれ内側から挿入されている。すなわち、本実施形態では、 電気ユニットからなる可動子 84、 85と磁極ユニットからなる Y軸用の固定子 86、 87と によって、ムービングコイル型の Y軸リニアモータが構成されて 、る。
以下においては、上記 2つの Y軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子 84 、 85と同一の符号を用いて、適宜、 Y軸リニアモータ (駆動装置） 84、 85と称するもの とする。
[0052] そして、計測ステージ MSTは、 X軸リニアモータ 81により、 X軸方向に駆動されると ともに、一対の Y軸リニアモータ 84、 85によって X軸リニアモータ 81と一体で Y軸方 向に駆動される。また、計測ステージ MSTは、 Y軸リニアモータ 84、 85が発生する Y 軸方向の駆動力を僅かに異ならせることにより、 Θ z方向にも回転駆動される。従って 、計測テーブル MTBを支持する 3つのァクチユエータ、 X軸リニアモータ 81及び Y軸 リニアモータ 84、 85の駆動により、計測テーブル MTBは 6自由度方向（Χ、 Υ、 Ζ、 θ χ、 0 y、 0 ζ)に非接触で微小駆動可能とされている。
[0053] これまでの説明で明らかなように、本実施形態では、 Υ軸リニアモータ 82〜85、 X 軸リニアモータ 80、 81、ウェハテーブル WTBを駆動する不図示の微動機構、計測 テーブル ΜΤΒを駆動する不図示の駆動機構により、図 13に示されるステージ駆動 部 124が構成されて 、る。このステージ駆動部 124を構成する各種駆動機構が図 13 に示される主制御装置 20によって制御される。
[0054] 計測テーブル ΜΤΒは、露光に関する各種計測を行うための計測器類をさらに備え ている。これをさらに詳述すると、計測テーブル ΜΤΒの上面には、石英ガラス等のガ ラス材料からなるプレート 101が設けられている。このプレート 100の表面には、その 全面に亘つてクロムが塗布され、所定位置に計測器用の領域や、特開平 5— 21314 号公報 (対応する米国特許 5, 243, 195号)などに開示される複数の基準マークが 形成された基準マーク領域 FMが設けられて ヽる。
[0055] 上記の計測器用の領域にはパターニングが施され、各種計測用開口パターンが形 成されている。この計測用開口パターンとしては、例えば空間像計測用開口パターン (例えばスリット状開口パターン）、照度むら計測用ピンホール開口パターン、照度計 測用開口パターン、及び波面収差計測用開口パターンなどが形成されている。
[0056] 空間像計測用開口パターンの下方の計測テーブル ΜΤΒの内部には、投影光学 系 PL及び水を介してプレート 101に照射される露光光を、空間像計測用開口パター ンを介して受光する受光系が設けられており、これによつて、例えば特開 2002— 14 005号公報 (対応する米国特許出願公開第 2002Z0041377号明細書)などに開 示される投影光学系 PLにより投影されるパターンの空間像 (投影像)の光強度を計 測する空間像計測器が構成されて 、る。
[0057] また、照度むら計測用ピンホール開口パターンの下方の計測テーブル MTBの内 部には、受光素子を含む受光系が設けられており、これによつて、特開昭 57— 1172 38号公報 (対応する米国特許第 4, 465, 368号)などに開示される投影光学系 PL の像面上で照明光 ILを受光するピンホール状の受光部を有する照度むら計測器が 構成されている。
[0058] また、照度計測用開口パターンの下方の計測テーブル MTBの内部には、受光素 子を含む受光系が設けられており、これによつて、例えば特開平 11— 16816号公報 (対応する米国特許出願公開第 2002Z0061469号明細書)などに開示される投影 光学系 PLの像面上で水を介して照明光 ILを受光する所定面積の受光部を有する 照度モニタが構成されて 、る。
[0059] また、波面収差計測用開口パターンの下方の計測テーブル MTBの内部には、例 えばマイクロレンズアレイを含む受光系が設けられており、これによつて例えば国際 公開第 99Z60361号パンフレット (対応する欧州特許第 1, 079, 223号明細書)な どに開示される波面収差計測器が構成されている。
なお、図 7では、上記の空間像計測器、照度むら計測器、照度モニタ及び波面収 差計測器が計測器群 43として示されて ヽる。
[0060] 本実施の形態では、投影光学系 PLと水とを介して露光光 (照明光) ILによりウェハ Wを露光する液浸露光が行われるのに対応して、照明光 ILを用いる計測に使用され る上記の照度モニタ、照度むら計測器、空間像計測器、波面収差計測器などでは、 投影光学系 PL及び水を介して照明光 ILを受光することになる。そのため、プレート 1 01の表面には撥水コートが施されている。
[0061] 計測テーブル MTB (プレート 101)の Y軸方向の一端（一 Y側端）には、 Y軸方向に 直交する (X軸方向に延在する）反射面 117Yが鏡面加工により形成されて ヽる。ま た、計測テーブル MTBの X軸方向の一端（+X側端）には、 X軸方向に直交する (Y 軸方向に延在する）反射面 117Xが鏡面加工により形成されている。さらに、計測テ 一ブル MTBのコーナー部の一つ（図 2中、 X側、 Y側）には、 Y軸方向に沿う干 渉計ビームを X軸方向に折り曲げる反射面 117Sが形成されて 、る。
[0062] 反射面 117Yには、図 2に示されるように、干渉計システム 118を構成する Y軸干渉 計 16からの干渉計ビーム (測長ビーム）が投射され、干渉計 16ではその反射光を受 光することにより、反射面 117Yの基準位置からの変位を検出する。
また、反射面 117Xには、干渉系システム 118を構成する X軸干渉計 46からの干渉 計ビームが投射され、干渉計 46ではその反射光を受光することにより、反射面 117X の基準位置力もの変位を検出する。また、計測テーブル MTBが、計測時などに投影 ユニット PUの直下に移動した場合には、反射面 117Xに X軸干渉計 46からの干渉 計ビームが投射され、干渉計 46ではその反射光を受光することにより、反射面 117X の基準位置力 の変位を計測する構成となって 、る。
さらに、反射面 117Sには、干渉系システム 118を構成する X軸干渉計 21からの干 渉計ビームが投射され、干渉計 21ではその反射光を受光することにより、反射面 11 7Xの基準位置からの変位を検出する。
これら干渉計 16、 21、 46による位置計測については後述する。
[0063] 干渉計システム 118 (図 13参照）は、上述した Y軸干渉計 16、 18、 X軸干渉計 21、 46、 47の他に、 Z軸干渉計 22、計測ステージ MSTにおける追従光学部材 (第 2光 学部材)であるハーフミラー 30、 31、ウェハステージ WSTにおける追従光学部材（ 第 2光学部材)である、折り曲げミラー 32、 33、図 3に示すように、ウェハステージ WS Tに設けられた第 1光学部材である 3つのプリズム 34〜36、計測ステージ MSTに設 けられた第 1光学部材である 3つ (複数)のプリズム 37〜39、 Y軸リニアモータの固定 子 87の上方に配設された固定鏡 (反射部材） 27、 Y軸干渉計 23、 24、 Y軸リニアモ ータの可動子 82に設けられた移動鏡 25、 Y軸リニアモータの可動子 84に設けられ た移動鏡 26を備えている。
[0064] 固定鏡 27は、投影ユニット PUを支持するフレーム (不図示）に支持された状態で Y 軸方向に沿って配設されており、 Y軸と直交する（即ち、移動面 12aに対して交差す る角度を有する)反射面 (第 1反射面） 27aと、この反射面 27aに対して交差する角度 (移動面 12aと対向するように Y軸周りに所定量回転させた角度)を有する反射面 (第 2反射面） 27bとが一体的に設けられた構成となっている（図 5参照)。これら反射面 2 7a、 27bの詳細については後述する。
[0065] Y軸干渉計 18は、投影光学系 PLの投影中心 (光軸 AX、図 1参照)及びオファクシ ス ·ァライメント系 ALGの検出中心を結ぶ Y軸に平行な測長軸を有し、ウェハテープ ル WTBの Y軸方向の位置を検出している。 X軸干渉計 46は、計測テーブル MTBの X位置とウェハテーブル WTBの X位置とを選択して計測する干渉系であり、 Y軸干 渉計 18の測長軸と投影光学系 PLの投影中心で垂直に交差する X軸に平行な測長 軸 (Y軸方向の投影中心位置における測長軸）を有している（図 14A参照)。また、 X 軸干渉計 46は、ァライメント系 ALGの検出中心を通る X軸に平行な測長軸 (Υ軸方 向のァライメント中心位置における測長軸）を有している。
[0066] X軸干渉計 46は、露光動作の際には、投影中心位置における測長軸でウェハテ 一ブル WTBの X方向の位置を測定し、ェンハンスト ·グローバル ·ァライメント（EGA) の際にはァライメント中心位置における測長軸でウェハテーブル WTBの X方向の位 置を測定する。また、 X軸干渉計 46は、ベースライン計測や計測器群 43の計測内容 に応じて 2つの測長軸を適宜用いて計測テーブル MTBの X方向の位置を測定する
X軸干渉計 46は、ウェハテーブル WTBまたは計測テーブル MTBの X軸方向の位 置を、 Y軸方向の投影中心位置及びァライメント中心位置のそれぞれで計測可能と なっている。
[0067] Y軸干渉計 16は、投影光学系 PLの投影中心 (光軸 AX)で上述した X軸干渉計 46 の測長軸と垂直に交差する Y軸方向に平行な測長軸を有して！/、る。
Y軸干渉計 16は、 2本の光軸を有する多軸干渉計であり、各光軸の出力値は独立 に計測できる構成となっている。この Y軸干渉計 16の出力値 (計測値）は、図 13に示 されるように、主制御装置 20に供給され、主制御装置 20では Y軸干渉計 16からの 出力値に基づ 、て、計測テーブル MTBの Y軸方向の位置及び Zョーイング量をも計 測可能となっている。また、主制御装置 20では、 X軸干渉計 46からの出力値に基づ V、て、計測テーブル MTBの X位置及びローリング量を計測する構成となって 、る。
[0068] X軸干渉計 21は、計測テーブル MTBの反射面 117Sで折り曲げられた X軸方向に 平行な測長軸を有して 、る。
X軸干渉計 21は、少なくとも 2本の光軸を有する多軸干渉計であり、各光軸の出力 値は独立に計測可能となっている。この X軸干渉計 21の出力値 (計測値）は、主制御 装置 20に供給され、主制御装置 20では X軸干渉計 21からの出力値に基づいて、計 測テーブル MTBの X軸方向の位置を計測して 、る。
X軸干渉計 21の計測ビームは、反射面 117S及び Y軸方向に延在する固定鏡 27 の反射面 27aで反射するため、計測テーブル MTBが Y軸方向に移動した際に X軸 干渉計 46の計測範囲カゝら外れた場合でも、計測テーブル MTBの X位置が途切れる ことなく検出される。
[0069] X軸干渉計 47は、ウェハ交換位置（ローデイング'ポジション） LPにおいてウェハテ 一ブル WTBの X軸方向の位置を検出して!/、る。
[0070] Y軸干渉計 23は、 3本の光軸を有する多軸干渉計であり、 Y軸方向に平行な測長 軸と X軸方向に平行な測長軸とを有して 、る。この Y軸干渉計 23の出力値 (計測値） は、主制御装置 20に供給され、主制御装置 20では Y軸干渉計 23からの出力値に 基づいて、可動子 82 (固定子 80)の Y位置のみならず、折り曲げミラー 32、 33のピッ チング量及びョーイング量をも計測可能となっている。
[0071] 同様に、 Y軸干渉計 24は、 3本の光軸を有する多軸干渉計であり、 Y軸方向に平 行な測長軸と X軸方向に平行な測長軸とを有して 、る。この Y軸干渉計 24の出力値 (計測値）は、主制御装置 20に供給され、主制御装置 20では Y軸干渉計 24からの 出力値に基づいて、可動子 84 (固定子 81)の Y位置のみならず、ハーフミラー 30、 3 1のピッチング量及びョーイング量をも計測可能となっている。
[0072] Z軸干渉計 22は、図 4に示すように、 X軸方向に所定間隔をあけて Y軸方向と平行 に 3本の検出ビーム B1〜B3 (図 2及び図 3参照）を送光する送光部（光源） 55a, 55 b、 55c (適宜、送光部 55と称する）と、送光部 55a〜55cの +Z側にそれぞれ設けら れた受光部 56a、 56b、 56c (適宜、受光部 56と称する）と、送光部 55a〜55cの—Z 側にそれぞれ設けられた受光部 57a、 57b, 57c (適宜、受光部 57と称する）とを有し ている。
[0073] ハーフミラー 30、 31は、 Y軸リニアモータの可動子 84に X軸方向及び Y軸方向に それぞれ所定間隔をあけて搭載されている。ハーフミラー 30は、 Z軸干渉計 22の送 光部 55a、 55bからそれぞれ送光された検出ビーム Bl、 B2を、分岐光学系として Z 位置 (移動面 12aと直交する高さ位置）が同じとなるように、 X軸方向と平行に折り曲 げた反射ビーム（第 2ビーム） BR1、 BR2と透過ビーム（第 1ビーム） BT1、 BT2とに分 岐光学系として分岐するものである。分岐された反射ビーム BR1、 BR2は、図 3に示 されているように、 Y軸方向に間隔をあけた光路が設定される。ハーフミラー 31は、 Z 軸干渉計 22の送光部 55cから送光された検出ビーム B3を、第 2光学部材として X軸 方向と平行に折り曲げた反射ビーム BR3と透過ビーム BT3とに分岐するものである。
[0074] 折り曲げミラー 32、 33は、 Y軸リニアモータの可動子 82に X軸方向及び Y軸方向に それぞれ所定間隔をあけて搭載されている。折り曲げミラー 32は、 Z軸干渉計 22の 送光部 55cから送光されてハーフミラー 31を透過した透過ビーム BT3を、ウェハテ 一ブル WTBへ向けて折り曲げる（以下、折り曲げミラー 32で反射された後の透過ビ ーム BT3を反射ビーム BT3と称する)。折り曲げミラー 33は、 Z軸干渉計 22の送光部 55a、 55bから送光されてハーフミラー 30を透過した透過ビーム BT1、 BT2を、ゥェ ハテーブル WTBへ向けて折り曲げる。反射されたビーム BT1、 BT2 (以下、折り曲 げミラー 33で反射された後の透過ビーム BT1、 BT2を反射ビーム BT1、 BT2と称す る）は、ウェハテーブル WTBに向けて Y軸方向に間隔をあけた光路がそれぞれ設定 される。
[0075] また、上記可動子 84には、ハーフミラー 30、 31近傍に位置するように Y軸方向に 延在する温度調整装置 9が設けられている。温度調整装置 9は、ハーフミラー 30、 31 の周囲の空間に向けて、露光装置 100内の温度と同じ温度に調整された温調気体（ 例えばエア）を送出することにより、ビーム B1〜B3 (BR1〜BR3)の光路の温度調整 を行うものである。
同様に、可動子 82には、折り曲げミラー 32、 33近傍に位置するように Y軸方向に 延在する温度調整装置 8が設けられている。温度調整装置 8は、折り曲げミラー 32、 33の周囲の空間に向けて、露光装置 100内の温度と同じ温度に調整された温調気 体を送出することにより、ビーム B1〜B3 (BT1〜BT3)の光路の温度調整を行うもの である。
[0076] 反射ビーム BT3の光路上には折り曲げミラー 32と光学的に結合されたプリズム (第 1光学系） 34が配設され、反射ビーム BT1、 BT2の光路上にはそれぞれ折り曲げミラ 一 33と光学的に結合されたプリズム (第 1光学系） 35、 36がそれぞれ配置されている 。これらプリズム 34〜36は、図 3に示すように、ウェハテーブル WTBの周囲に平面 的に 3角形を形成する位置に配置されている。すなわち、図 1〜図 3に明らかなよう〖こ プリズム 34〜36は、ウェハホルダ 70の下方に設けられるとともに、水平方向（X方向 および Y方向）においてウェハホルダ 70よりも出っ張らないようにウェハステージ本体 28に設けられている。同様に、後述するプリズム 34A及びプリズム 35Aもウェハホル ダ 70の下方に設けられるとともに、水平方向（X方向および Y方向）においてウェハ ホルダ 70よりも出っ張らな!/、ようにウェハステージ本体 28に設けられて!/、る。
[0077] 図 2及び図 5に示すように、プリズム 36は、ウェハステージ本体 28の +Y側側面の
X側、且つ +Z側端部近傍に配置されており、折り曲げミラー 33と光学的に結合さ れることで入射した反射ビーム BT2を分岐光学部材として、 X軸方向に平行な計測ビ ーム（第 1計測ビーム) BT21と、移動面 12aと交差 (例えば移動面 12aに対して 15° 程度交差)して Z軸方向成分を含む計測ビーム (第 2計測ビーム) BT22とに分岐する 。なお、図 5においては、便宜上プリズム 35の図示を省略している。
[0078] 分岐された計測ビーム BT21は、固定鏡 27の反射面 27aに向けて射出され、反射 面 27aで当該プリズム 36に向けて反射される。また、分岐された計測ビーム BT22は 、反射面 27bに向けて射出され、反射面 27bで当該プリズム 36に向けて反射される。 反射面 27bは、ウェハテーブル WTB (ウェハステージ WST)の X軸方向への移動に 伴って計測ビーム BT22及び後述する計測ビーム BT12、 BT32の光路が移動した 際にも、計測ビーム BT22 (及び計測ビーム BT12、 BT32)をプリズム 36 (及び後述 するプリズム 35A、 34A)へ向けて反射可能な大きさに設定されて!、る。
[0079] 図 6は、反射ビーム BT2の光路を示す図である。
プリズム 36は、例えば 2つのプリズムを偏光ビームスプリッタ 57を挟んで一体的に 構成したものであり、固定鏡 27と対向する面には、 ΐΖ4 λ板 58が設けられている。 プリズム 36に入射した反射ビーム ΒΤ2はビームスプリッタ 57で分岐され、図中、実線 で示すように、ビームスプリッタ 57を透過したビームは 1/4 λ板 58を透過して、計測 ビーム BT21として射出する。反射面 27aで反射した計測ビーム BT21は、 1/4 λ板 58を透過してプリズム 36に入射する。 1/4 λ板 58を二度透過した計測ビーム ΒΤ2 1は、ビームスプリッタ 57及びプリズム 36内で反射し、先の射出とは異なる Ζ位置（一 Ζ側）で反射面 27aに向けて ΐΖ4 λ板 58を介してプリズム 36から射出する。反射面 27aで反射した計測ビーム BT21は、再度 1Z4 λ板 58を介してプリズム 36に入射し 、ビームスプリッタ 57を透過してプリズム 36から射出する。プリズム 36から射出する計 測ビーム BT21の Ζ位置は、受光部 57bの Ζ位置に設定されており、反射面 27aで反 射した計測ビーム BT21は折り曲げミラー 33 (図 6では不図示、図 3参照）を介して Z 軸干渉計 22の受光部 57bで受光される。
[0080] 一方、送光部 55bからプリズム 36に入射し、図中二点鎖線で示すように、ビームス プリッタ 57で反射した反射ビーム BT2は、プリズム 36内を反射し、 ΐΖ4 λ板 58を透 過し、計測ビーム ΒΤ22として +Ζ側に跳ね上げられた状態で、且つ反射面 27bと直 交する角度で反射面 27bへ向けて射出する。反射面 27bで反射した計測ビーム BT 22は、 ΐΖ4 λ板 58を透過してプリズム 36に入射する。 1Ζ4 λ板 58を二度透過した 計測ビーム ΒΤ22は、プリズム 36内で反射した後にビームスプリッタ 57を透過し、さら にプリズム 36内で反射して、先の射出とは異なる Ζ位置（一 Ζ側）で反射面 27bに向 けて 1Z4 λ板 58を介してプリズム 36から射出する。反射面 27bで反射した計測ビー ム BT22は、再度 1/4 λ板 58を介してプリズム 36に入射し、プリズム 36内及びビー ムスプリッタ 57で反射して、計測ビーム BT21と略同位置の Ζ位置にてプリズム 36か ら射出する。プリズム 36から射出した計測ビーム ΒΤ22は折り曲げミラー 33を介して Ζ 軸干渉計 22の受光部 57bで受光される。
[0081] プリズム 36の Z位置、すなわちウェハテーブル WTBの Z位置が一定の場合には、 Z 軸干渉計 22で検出される計測ビーム BT21、BT22の光路長の差も一定であるが、 プリズム 36を伴ってウェハテーブル WTBの Z位置が変動すると、計測ビーム BT22 の光路長が変化することで計測ビーム BT21、 BT22の光路長の差も変動する。そし て、主制御装置 20においては、 Z軸干渉計 22の受光部 57bで受光した計測ビーム B T21、 ΒΤ22の光路長の差に基づいて、ウェハテーブル WTBの Ζ変位を検出する。
[0082] 具体的には、反射面 27bに向けて射出される計測ビーム ΒΤ22の跳ね上げ角（XY 平面に対して交差する角度）を 0、ウェハテーブル WTBの Z位置が変動した際の計 測ビーム BT22の光路長の変化量を Δ Lとすると、ウェハテーブル WTB (プリズム 36 )の Z変位である Δ Ζは、以下の式で示される。
Δ Ζ= A L/sin 0 ... (1)
すなわち、主制御装置 20においては、光路長の変化量 A Lを計測することで、ゥェ ハテーブル WTBの Z変位 Δ Zを検出することができる。
なお、プリズム 36において式（1)で検出される Z変位は、プリズム 36から XY平面と 平行に射出された計測ビーム BT21と、 +Z側に跳ね上げられた計測ビーム BT22と が交差する計測点 VP36 (図 5及び図 6参照）における Z変位となる。
[0083] プリズム 34、 35は、図 3に示すように、ウェハテーブル WTBの下方（一 Z側）のゥェ ハステージ本体 28に配設されているため、プリズムの X軸方向の位置によっては、プ リズム力も反射面 27bに向けて + Z側に跳ね上げられて射出された計測ビームがゥェ ハテーブル WTBによって遮光される可能性がある。そのため、本実施の形態では、 プリズム 34、 35についてはプリズム 34、 35に入射した反射ビーム BT1、 BT3をー且 Z側へ折り曲げ、別の光学部材により反射面 27bに向けて +Z側に跳ね上げてい る。
[0084] 具体的には、図 2及び図 7に示すように、プリズム 35は、ウェハステージ本体 28に 配置されており、折り曲げミラー 33と光学的に結合されることにより入射した反射ビー ム BT1を分岐光学部材として、 X軸方向に平行な計測ビーム (第 1計測ビーム) BT1 1と、 Z軸と平行で— Z側へ向く計測ビーム (第 2計測ビーム) BT12とに分岐する。な お、図 7においては、便宜上プリズム 36の図示を省略している。プリズム 35の下方（ — Z側）には、プリズム 35から射出された計測ビーム BT12を移動面 12aと交差 (例え ば移動面 12aに対して 15° 程度交差)し、且つ反射面 27bと直交する角度で反射面 27bに向く方向に跳ね上げるように折り曲げるプリズム (第 2光学部） 35Aが配設され ている。プリズム 35Aの Z位置は、折り曲げた計測ビーム BT12がウェハテーブル W TBにより遮光されな ヽ高さに設定されて!ヽる。
[0085] なお、プリズム 35及びプリズム 35Aは、プリズム 35を介して射出される計測ビーム B Tl l、 BT12の光路とプリズム 36を介して射出される計測ビーム ΒΤ21、 ΒΤ22の光 路とが重ならないように、図 1に示すように、スぺーサ 42及びスぺーサ 42Αを介してゥ ェハステージ本体 28に固定されており、図 3に示すように、計測ビーム BT11、 BT1 2と計測ビーム ΒΤ21、 ΒΤ22とが Υ軸方向に離間して、互いに干渉しない構成となつ ている。
[0086] 図 8は、反射ビーム BT1の光路を示す図である。
プリズム 35は、例えば 2つのプリズムを偏光ビームスプリッタ 59を挟んで一体的に 構成したものであり、固定鏡 27と対向する面には、 ΐΖ4 λ板 60が設けられている。 また、プリズム 35Aの固定鏡 27と対向する面には、 ΐΖ4 λ板 60Aが設けられている
[0087] プリズム 35に入射した反射ビーム BT1はビームスプリッタ 59で分岐され、図中、実 線で示すように、ビームスプリッタ 59を透過したビームは ΐΖ4 λ板 60を透過して、計 測ビーム BT11として射出する。反射面 27aで反射した計測ビーム BT11は、 1/4 λ 板 60を透過してプリズム 35に入射する。 1/4 λ板 60を二度透過した計測ビーム ΒΤ 11は、ビームスプリッタ 59及びプリズム 35内で反射し、先の射出とは異なる Ζ位置（ —Ζ側）で反射面 27aに向けて ΐΖ4 λ板 60を介してプリズム 35から射出する。反射 面 27aで反射した計測ビーム BT11は、再度 1Z4 λ板 60を介してプリズム 35に入射 し、ビームスプリッタ 59を透過してプリズム 35から射出する。プリズム 35から射出する 計測ビーム BT11の Ζ位置は、受光部 57aの Ζ位置に設定されており、反射面 27aで 反射した計測ビーム BT11は折り曲げミラー 33 (図 8では不図示、図 3参照）を介して Z軸干渉計 22の受光部 57aで受光される。
[0088] 一方、送光部 55aからプリズム 35に入射し、図中二点鎖線で示すように、ビームス プリッタ 59で反射した反射ビーム BT1は、プリズム 35から計測ビーム BT12として— Z側へ射出しプリズム 35Aに入射して折り曲げられ、 +Z側に跳ね上げられた状態で 、且つ反射面 27bと直交する角度で、 ΐΖ4 λ板 60Aを介して当該反射面 27bへ向 けて射出される。反射面 27bで反射した計測ビーム BT12は、 ΐΖ4 λ板 60Aを透過 してプリズム 35Αに入射した後に折り曲げられてプリズム 35に入射する。 1/4 λ板 6 OAを二度透過した計測ビーム BT12は、ビームスプリッタ 59を透過し、プリズム 35内 で反射した後に再度ビームスプリッタ 59を透過してプリズム 35Aに入射する。プリズ ム 35Aに入射した計測ビーム BT12は、先の射出とは異なる Z位置（一 Z側）で反射 面 27bに向けて 1Z4 λ板 60Αを介してプリズム 35Α力も射出される。反射面 27bで 反射した計測ビーム BT12は、再度 1Z4 λ板 60Αを介してプリズム 35Αに入射して 折り曲げられ、さらにビームスプリッタ 59で反射して、計測ビーム BT11と略同位置の Ζ位置にてプリズム 35から射出する。プリズム 35から射出した計測ビーム BT12は折 り曲げミラー 33を介して Ζ軸干渉計 22の受光部 57aで受光される。
そして、主制御装置 20においては、 Z軸干渉計 22の受光部 57aで受光した計測ビ ーム BT11、 BT12の光路長の差に基づいて、上述した式（1)を用いてウェハテープ ル WTBの Z変位を検出することができる。
また、プリズム 35においてもプリズム 36と同様に、上記の式（1)で検出される Z変位 は、プリズム 35から XY平面と平行に射出された計測ビーム BT11と、 +Z側に跳ね 上げられた計測ビーム BT12とが交差する計測点 VP35 (図 7参照）における Z変位と なる。
[0089] 同様に、プリズム 34は、ウェハステージ本体 28の Y側側面の X軸方向略中央、 且つ +Z側端部近傍に配置されており、折り曲げミラー 32と光学的に結合されること により入射した反射ビーム BT3を分岐光学部材として、 X軸方向に平行な計測ビー ム (第 1計測ビーム) BT31と、 Z軸と平行で— Z側へ向く計測ビーム (第 2計測ビーム） BT32とに分岐する。プリズム 34の下方（一 Z側）には、プリズム 34から射出された計 測ビーム BT32を移動面 12aと交差 (例えば移動面 12aに対して 15° 程度交差)し、 且つ反射面 27bと直交する角度で反射面 27bに向く方向に跳ね上げるように折り曲 げるプリズム (第 2光学部） 34Aが配設されている。プリズム 34Aの Z位置は、折り曲 げた計測ビーム BT32がウェハテーブル WTBにより遮光されない高さに設定されて いる。
[0090] なお、プリズム 34が介在する反射ビーム BT3の光路は、図 8に示した反射ビーム B T1の光路と同様であるため、図 8に反射ビーム BT3に対応する符号を付し、ここでは 簡単に説明するが、反射ビーム BT3は、送光部 55cから折り曲げミラー 32を介してプ リズム 34に入射し、固定鏡 27の反射面 27aで反射される計測ビーム BT31と、反射 面 27bで反射される計測ビーム BT32とに分岐される。そして、それぞれの計測ビー ム BT31、 BT32は、反射ビーム BT3よりも一 Z側の高さでプリズム 34力 射出して Z 軸干渉計 22の受光部 57cで受光される。
そして、主制御装置 20においては、 Z軸干渉計 22の受光部 57cで受光した計測ビ ーム BT31、 32の光路長の差に基づいて、上述した式（1)を用いてウェハテーブル WTBの Z変位を検出することができる。
そして、プリズム 34においてもプリズム 35、 36と同様に、上記の式（1)で検出される Z変位は、プリズム 34から XY平面と平行に射出された計測ビーム BT31と、 +Z側に 跳ね上げられた計測ビーム BT32とが交差する計測点 VP34 (図 7参照）における Z 変位となる。
[0091] 図 3に戻り、ハーフミラー 30で反射した反射ビーム BR1、 BR2の光路上にはプリズ ム（第 2光学系） 39、 38がそれぞれ配設され、反射ビーム BR3の光路上にはプリズム (第 2光学系） 37が配置されている。これらプリズム 37〜39は、図 3に示すように、計 測テーブル MTBの周囲に平面的に 3角形を形成する位置に配置されて 、る。すな わち、図 1〜図 3に明らかなようにプリズム 37〜39は、プレート 101の下方に設けられ るとともに、水平方向（X方向および Y方向）においてプレート 101よりも出っ張らない ように計測ステージ本体 52に設けられている。同様に、後述するプリズム 37A及びプ リズム 39Aもプレート 101の下方に設けられるとともに、水平方向（X方向および Y方 向）においてプレート 101よりも出っ張らないように計測ステージ本体 52に設けられて いる。
[0092] 図 9に示すように、プリズム 38は、計測ステージ本体 52の— Y側側面の— X側、且 つ +Z側端部近傍に配置されており、ハーフミラー 30と光学的に結合されることで入 射した反射ビーム BR2を分岐光学部材として、 X軸方向に平行な計測ビーム (第 1計 測ビーム) BR21と、固定鏡 27の反射面 27bと直交する計測ビーム (第 2計測ビーム） BR22とに分岐する。なお、図 9においては、便宜上プリズム 37の図示を省略してい る。
[0093] 分岐された計測ビーム BR21は、固定鏡 27の反射面 27aに向けて射出され、反射 面 27aで当該プリズム 38に向けて反射される。また、分岐された計測ビーム BR22は 、反射面 27bに向けて射出され、反射面 27bで当該プリズム 38に向けて反射される。 反射面 27bは、計測テーブル MTB (ウェハステージ WST)の X軸方向への移動に 伴って計測ビーム BR22及び後述する計測ビーム BR12、 BR32の光路が移動した 際にも、計測ビーム BR22をプリズム 38 (及び後述するプリズム 39A、 37A)へ向けて 反射可能な大きさに設定されて 、る。
[0094] 図 10は、反射ビーム BR2の光路を示す図である。
本実施形態では、プリズム 37〜39は、上述したウエノ、ステージ WSTにおけるプリ ズム 34〜36に対してビームが Z軸干渉計 22から入射する高さと、 Z軸干渉計 22へ向 けて射出される高さの差分 (すなわち、送光部 55a〜55cと受光部 57a〜57cとの距 離）、プリズム 34〜36に対して +Z側に配置されている。そのため、プリズム 37〜39 にお 、ては、プリズム 34〜36から計測ビームが射出された位置で反射ビームが入射 し、逆にプリズム 34〜36に反射ビームが入射した位置力も計測ビームが射出される
[0095] すなわち、プリズム 38は、例えば 2つのプリズムを偏光ビームスプリッタ 157を挟ん で一体的に構成したものであり、固定鏡 27と対向する面には、 ΐΖ4 λ板 158が設け られて 、る。プリズム 38に入射した反射ビーム BR2はビームスプリッタ 157で分岐さ れ、図中、実線で示すように、ビームスプリッタ 157を透過したビームは ΐΖ4 λ板 15 8を透過して、計測ビーム BR21として射出する。反射面 27aで反射した計測ビーム Β R21は、 ΐΖ4 λ板 158を透過してプリズム 38に入射する。 ΐΖ4 λ板 158を二度透 過した計測ビーム BR21は、ビームスプリッタ 157及びプリズム 38内で反射し、先の 射出とは異なる Ζ位置（+Ζ側）で反射面 27aに向けて 1Z4 λ板 158を介してプリズ ム 38から射出する。反射面 27aで反射した計測ビーム BR21は、再度 1/4 λ板 158 を介してプリズム 38に入射し、ビームスプリッタ 157を透過してプリズム 38から射出す る。プリズム 38から射出する計測ビーム BR21の Ζ位置は、ウェハステージ WSTの場 合と異なる高さの受光部 56bの Ζ位置に設定されており、反射面 27aで反射した計測 ビーム BR21はハーフミラー 30 (図 10では不図示、図 3参照）を介して Z軸干渉計 22 の受光部 56bで受光される。
[0096] 一方、送光部 55bからプリズム 38に入射し、図中二点鎖線で示すように、ビームス プリッタ 157で反射した反射ビーム BR2は、プリズム 38内を反射し、 1/4 λ板 158を 透過し、計測ビーム BR22として +Ζ側に跳ね上げられた状態で、且つ反射面 27bと 直交する角度で反射面 27bへ向けて射出する。反射面 27bで反射した計測ビーム B R22は、 ΐΖ4 λ板 158を透過してプリズム 38に入射する。 ΐΖ4 λ板 158を二度透 過した計測ビーム BR22は、プリズム 38内で反射した後にビームスプリッタ 157を透 過し、さらにプリズム 38内で反射して、先の射出とは異なる Ζ位置（+Ζ側）で反射面 2 7bに向けて 1Z4 λ板 158を介してプリズム 38から射出する。反射面 27bで反射した 計測ビーム BR22は、再度 ΐΖ4 λ板 158を介してプリズム 38に入射し、プリズム 38 内及びビームスプリッタ 157で反射して、計測ビーム BR21と略同位置の Z位置にて プリズム 38から射出する。プリズム 38から射出した計測ビーム BR22はハーフミラー 3 0を介して Z軸干渉計 22の受光部 56bで受光される。
[0097] 計測ステージ MSTにおいても、プリズム 38の Z位置、すなわち計測テーブル MTB の Z位置が一定の場合には、 Z軸干渉計 22で検出される計測ビーム BR21、 BR22 の光路長の差も一定である力 プリズム 38を伴って計測テーブル MTBの Z位置が変 動すると、計測ビーム BR22の光路長が変化することで計測ビーム BR21、 BR22の 光路長の差も変動する。そして、主制御装置 20においては、 Z軸干渉計 22の受光部 56bで受光した計測ビーム BR21、 BR22の光路長の差に基づいて、上述した式（1) を用いることにより計測テーブル MTBの Z変位を検出する。
計測ステージ MSTの場合もウェハステージ WSTの場合と同様に、プリズム 38にお いて式（1)で検出される Z変位は、プリズム 38から XY平面と平行に射出された計測 ビーム BR21と、 +Z側に跳ね上げられた計測ビーム BR22とが交差する計測点 VP3 8 (図 9及び図 10参照）における Z変位となる。
[0098] 続いて、プリズム 37、 39について説明する。
計測ステージ MSTにお!/、ても、プリズムは計測テーブル MTBの下方（ Z側）の 計測ステージ本体 52に配設されているため、プリズムの X軸方向の位置によっては、 プリズム力も反射面 27bに向けて + Z側に跳ね上げられて射出された計測ビームが 計測テーブル MTBによって遮光される可能性がある。そのため、本実施の形態でも 、プリズム 37、 39についてはプリズム 37A、 39Aを用いて、プリズム 37、 39に入射し た反射ビーム BR1、 BR3をー且ー Z側へ折り曲げ反射面 27bに向けて + Z側に跳ね 上げている。
[0099] 具体的には、図 11に示すように、プリズム 39は、計測ステージ本体 52の— Y側側 面の +X側、且つ +Z側端部近傍に配置されており、ハーフミラー 30と光学的に結 合されることにより入射した反射ビーム BR1を分岐光学部材として、 X軸方向に平行 な計測ビーム (第 1計測ビーム) BR11と、 Z軸と平行で— Z側へ向く計測ビーム (第 2 計測ビーム） BR12とに分岐する。なお、図 7においては、便宜上プリズム 38の図示 を省略している。プリズム 39の下方（一 Z側）には、プリズム 39から射出された計測ビ ーム BR12を反射面 27bと直交する角度で反射面 27bに向く方向に跳ね上げるよう に折り曲げるプリズム（第 2光学部） 39Aが配設されている。プリズム 39Aの Z位置は、 折り曲げた計測ビーム BR12が計測テーブル MTBにより遮光されない高さに設定さ れている。
[0100] なお、プリズム 39及びプリズム 39Aは、プリズム 39を介して射出される計測ビーム B Rl l、 BR12の光路と上記プリズム 38を介して射出される計測ビーム BR21、 BR22 の光路とが重ならないように、図 1に示すように、スぺーサ 142及びスぺーサ 142Aを 介して計測ステージ本体 52に固定されており、図 3に示すように、計測ビーム BR11 、 BR12と計測ビーム BR21、 BR22とが Y軸方向に離間して、互いに干渉しない構 成となっている。
[0101] 図 12は、反射ビーム BR1の光路を示す図である。
プリズム 39は、例えば 2つのプリズムを偏光ビームスプリッタ 159を挟んで一体的に 構成したものであり、固定鏡 27と対向する面には、 ΐΖ4 λ板 160が設けられている。 また、プリズム 39Αの固定鏡 27と対向する面には、 ΐΖ4 λ板 160Aが設けられてい る。
[0102] プリズム 39に入射した反射ビーム BR1はビームスプリッタ 159で分岐され、図中、 実線で示すように、ビームスプリッタ 159を透過したビームは 1/4 λ板 160を透過し て、計測ビーム BR11として射出する。反射面 27aで反射した計測ビーム BR11は、 1 /4 λ板 160を透過してプリズム 39に入射する。 1/4 λ板 160を二度透過した計測 ビーム BR11は、ビームスプリッタ 159及びプリズム 39内で反射し、先の射出とは異 なる Ζ位置（+Ζ側）で反射面 27aに向けて 1Z4 λ板 160を介してプリズム 39から射 出する。反射面 27aで反射した計測ビーム BR11は、再度 1/4 λ板 160を介してプ リズム 39に入射し、ビームスプリッタ 159を透過してプリズム 39から射出する。プリズ ム 39から射出する計測ビーム BR11の Ζ位置は、受光部 56aの Ζ位置に設定されて おり、反射面 27aで反射した計測ビーム BR11はハーフミラー 30 (図 12では不図示、 図 3参照）を介して Z軸干渉計 22の受光部 56aで受光される。
[0103] 一方、送光部 55aからプリズム 39に入射し、図中二点鎖線で示すように、ビームス プリッタ 159で反射した反射ビーム BR1は、プリズム 39から計測ビーム BR12として —Z側へ射出しプリズム 39Aに入射して折り曲げられ、 +Z側に跳ね上げられた状態 で、且つ反射面 27bと直交する角度で、 ΐΖ4 λ板 160Aを介して当該反射面 27bへ 向けて射出される。反射面 27bで反射した計測ビーム BR12は、 ΐΖ4 λ板 160Aを 透過してプリズム 39Αに入射した後に折り曲げられてプリズム 39に入射する。 1/4 λ板 160Aを二度透過した計測ビーム BR12は、ビームスプリッタ 159を透過し、プリ ズム 39内で反射した後に再度ビームスプリッタ 159を透過してプリズム 39Αに入射す る。プリズム 39Αに入射した計測ビーム BR12は、先の射出とは異なる Ζ位置（+Ζ側 )で反射面 27bに向けて ΐΖ4 λ板 160Aを介してプリズム 39Αから射出される。反射 面 27bで反射した計測ビーム BR12は、再度 1Z4 λ板 160Aを介してプリズム 39Α に入射して折り曲げられ、さらにビームスプリッタ 159で反射して、計測ビーム BR11 と略同位置の Ζ位置にてプリズム 39から射出する。プリズム 39から射出した計測ビー ム BR12はハーフミラー 30を介して Ζ軸干渉計 22の受光部 56aで受光される。
そして、主制御装置 20においては、 Z軸干渉計 22の受光部 56aで受光した計測ビ ーム BR11、 BR12の光路長の差に基づいて、上述した式（1)を用いて計測テープ ル MTBの Z変位を検出することができる。
プリズム 39において式（1)で検出される Z変位は、プリズム 39から XY平面と平行に 射出された計測ビーム BR11と、 +Z側に跳ね上げられた計測ビーム BR12とが交差 する計測点 VP39 (図 11参照）における Z変位となる。
[0104] 同様に、プリズム 37は、計測ステージ本体 52の +Y側側面の X軸方向略中央、且 つ +Z側端部近傍に配置されており（図 2参照）、ハーフミラー 31と光学的に結合さ れることにより入射した反射ビーム BR3を分岐光学部材として、 X軸方向に平行な計 測ビーム (第 1計測ビーム) BR31と、 Z軸と平行で— Z側へ向く計測ビーム (第 2計測 ビーム） BR32とに分岐する。プリズム 37の下方（—Z側）には、プリズム 37から射出さ れた計測ビーム BR32を反射面 27bと直交する角度で反射面 27bに向く方向に跳ね 上げるように折り曲げるプリズム (第 2光学部） 37Aが配設されている。プリズム 37Aの Z位置は、折り曲げた計測ビーム BR32が計測テーブル MTBにより遮光されな ヽ高 さに設定されている。
[0105] なお、プリズム 37が介在する反射ビーム BR3の光路は、図 12に示した反射ビーム BR1の光路と同様であるため、図 12に反射ビーム BR3に対応する符号を付し、ここ では簡単に説明する力 反射ビーム BR3は、送光部 55cからハーフミラー 31を介し てプリズム 37に入射し、固定鏡 27の反射面 27aで反射される計測ビーム BR31と、 反射面 27bで反射される計測ビーム BR32とに分岐される。そして、それぞれの計測 ビーム BR31、 BR32は、反射ビーム BR3よりも +Z側の高さでプリズム 37から射出し て、 Z軸干渉計 22の受光部 56cで受光される。
そして、主制御装置 20においては、 Z軸干渉計 22の受光部 56cで受光した計測ビ ーム BR31、 32の光路長の差に基づいて、上述した式（1)を用いて計測テーブル M TBの Z変位を検出することができる。
また、プリズム 37において式（1)で検出される Z変位は、プリズム 37から XY平面と 平行に射出された計測ビーム BR31と、 +Z側に跳ね上げられた計測ビーム BR32と が交差する計測点 VP37 (図 11参照）における Z変位となる。
[0106] また、本実施の形態の露光装置 100では、投影ユニット PUを保持する保持部材に は、オファクシス 'ァライメント系（以下、ァライメント系と称する) ALGが設けられてい る。このァライメント系 ALGとしては、例えばウェ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、その対象マーク力 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（ァライメント系 ALG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)系のセンサが用い られている。ァライメント系 ALG力ゝらの撮像信号は、図 13に示す主制御装置 20に供 給される。
[0107] 本実施の形態の露光装置 100では、図 1では図示が省略されているが、照射系 90 a、受光系 90b (図 13参照）からなる、例えば特開平 6— 283403号公報（対応米国 特許第 5, 448, 332号)等に開示されるものと同様の斜入射方式の多点焦点位置検 出系が設けられている。
[0108] 図 13には、露光装置 100の制御系の主要な構成が示されている。
この制御系は、装置全体を統括的に制御するマイクロコンピュータ (またはワークス テーシヨン)力もなる主制御装置 20を中心として構成されている。また、主制御装置 2 0には、メモリ MEM、 CRTディスプレイ（または液晶ディスプレイ）等のディスプレイ DI Sが接続されている。
[0109] 次に、上記のように構成された露光装置 100の中、干渉計システム 118の動作につ いて図 2、 3を参照しながら説明する。
本実施の形態では、 Y軸干渉計 18からの干渉計ビームはウェハステージ WSTの 移動範囲の全域で常に反射面 17Yに投射され、 Y軸干渉計 16からの干渉計ビーム は計測ステージ MSTの移動範囲の全域で常に反射面 117Yに投射されるようにな つている。従って、 Y軸方向については、常にステージ WST、 MSTの位置は、主制 御装置 20によって Y軸干渉計 16、 18の計測値に基づいて管理される。
[0110] その一方で、主制御装置 20は、 X軸干渉計 46からの干渉計ビーム力 反射面 17X に照射される範囲でのみ、 X軸干渉計 46の出力値に基づ!/、てウェハテーブル WTB (ウエノ、ステージ WST)の X位置を管理するとともに、 X軸干渉計 46からの干渉計ビ ームが反射面 117Xに照射される範囲でのみ、 X軸干渉計 46の出力値に基づいて 計測テーブル MTB (計測ステージ MST)の X位置を管理する。従って、 X軸干渉計 46の出力値に基づ 、て X位置を管理できない間、例えばウェハ交換位置（ローディ ング ·ポジション） LP近傍でのウェハテーブル WTBの X位置は X軸干渉計 47の出力 値に基づいて管理される。一方、 X軸干渉計 46の出力値に基づいて X位置を管理で きない間の計測テーブル MTBの X位置は、 X軸干渉計 21の出力値に基づ!/、て管理 される。
[0111] 続いて、 Z軸干渉計 22による Z位置計測について説明する。
ウェハステージ WSTが移動面 12aに沿って固定子 80に対して X軸方向に駆動し た際には、折り曲げミラー 32、 33と、ウェハステージ WSTとの相対位置は変動する 1S 折り曲げミラー 32、 33とプリズム 34〜36との Y軸方向及び Z軸方向の相対位置 はほぼ維持されるため、折り曲げミラー 32、 33とプリズム 34〜36との光学的結合が 維持され、 Z軸干渉計 22から射出された検出ビーム B1〜B3 (反射ビーム BT1〜BT 3)は、ウェハステージ WST (ウェハテーブル WTB)の移動に追従してプリズム 34〜 36に入射する。そして、プリズム 34〜36に入射した反射ビーム BT1〜BT3は、計測 ビーム BT11、 BT21、 BT31と計測ビーム BT12、 BT22、 BT32とに分岐され、ゥェ ハステージ WSTが X軸方向に移動した際にも、それぞれ固定鏡 27の反射面 27a、 2 7bで反射した後に、受光部 57a〜57cで受光される。
[0112] また、ウェハステージ WSTが Y軸リニアモータ 82、 83の駆動により、移動面 12aに 沿って固定子 86、 87に対して Y軸方向に駆動した際には、ウェハステージ WSTの 移動に伴って可動子 82に設けられた折り曲げミラー 32、 33も追従移動するため、検 出ビーム B1〜： B3 (反射ビーム BT1〜： BT3)は、ウェハステージ WST (ウェハテープ ル WTB)の移動に追従してプリズム 34〜36に入射する。そして、プリズム 34〜36に 入射した反射ビーム BT1〜BT3は、計測ビーム BT11、 BT21、 BT31と計測ビーム BT12、 BT22、 BT32とに分岐され、ウェハステージ WSTが Y軸方向に移動した際 にも、固定鏡 27の反射面 27a、 27bが Y軸方向に延在して設けられているため、 Z軸 計測が中断することなぐそれぞれ反射面 27a、 27bで反射した後に、受光部 57a〜 57cで受光される。
[0113] 主制御装置 20は、各プリズム 34〜36を介して受光した計測ビームに基づいて、プ リズム 34〜36の位置毎にウェハテーブル WTB (ウェハ W)の Z位置（Z変位）を上述 した式（1)を用いて検出するとともに、得られた 3ケ所の Z変位力もピッチング量、ロー リング量等のウェハテーブル WTBの傾斜量を検出する。
具体的には、図 14に示すように、便宜上、プリズム 35、 36が X軸方向に沿って配 置され、各プリズム 34〜36に対応する計測点 VP34〜VP36が X軸方向に距離 Lx 離間し、 Y軸方向に距離 Ly離間した三角形の頂点に配置された場合、各計測点 VP 34〜VP36の Z変位をそれぞれ Z34〜Z36とすると、ウェハテーブル WTBのローリ ング量 Θ yとピッチング量 θ Xとは、以下の式で求められる。
0 y= (Z36-Z35) /Lx ... (2)
Θ x= (Z34- (Z36+Z35) /2) /Ly ... (3)
[0114] また、図 15A及び図 15Bに示すように、例えばウェハテーブル WTB内の位置等、 任意の位置 VPnにおける Z変位 Znは、以下の式で求められる。
Zn = Z36— (Z35— Z36) X Dx/Lx + {Z34— (Z36 + Z35)/2} X Dy/Ly
= Z36 X (Lx + Dx)/Lx— Z35 X (Dx/Lx) + {Z34— (Z36 + Z35)/2} X Dy/Ly
... (4) [0115] 一方、ウェハステージ WSTの Y軸方向への駆動時、可動子 82にピッチングが生じ た場合は、上記折り曲げミラー 32、 33を介した検出ビーム Β1〜Β3 (反射ビーム BT1 〜ΒΤ3)を用いて検出したウェハテーブル WTBの Ζ位置、ローリング量及びピッチン グ量に、折り曲げミラー 32、 33のピッチング誤差 (光学誤差)が含まれている。そこで 、補正装置としての主制御装置 20は、 Υ軸干渉計 23の Υ軸方向に平行な 2本の測 長軸に基づいて、折り曲げミラー 32、 33のピッチング量を求め、求めたピッチング量 を用いて、ウェハテーブル WTBの Ζ位置、ローリング量及びピッチング量を補正する なお、 Υ軸方向に平行な 2本の測長軸に加えて、 X軸方向に平行な 2本の測長軸（ このうちの 1本の測長軸は Υ軸の測長軸と兼用）を用いて折り曲げミラー 32、 33のョ 一イング量を求め、折り曲げミラー 32, 33のピッチング量とョーイング量とに応じてゥ ェハテーブル WTBの位置を補正してもよ 、。
そして、主制御装置 20は、得られたウェハテーブル WTBの Ζ位置、ローリング量及 びピッチング量に基づ 、て、ウェハテーブル WTBを支持する 3つのァクチユエータを 駆動して、ウェハ Wの表面を投影光学系 PLの焦点位置に位置させるとともに、照明 光 ILの光軸 AXと直交させるようにレべリング調整する。
[0116] 計測ステージ MSTについてもウェハステージ WSTと同様に、計測ステージ MST が移動面 12aに沿って固定子 81に対して X軸方向に駆動した際には、ハーフミラー 30、 31と、計測ステージ MSTとの相対位置は変動する力 ハーフミラー 30、 31とプ リズム 37〜39との Y軸方向及び Z軸方向の相対位置はほぼ維持されるため、ハーフ ミラー 30、 31とプリズム 37〜39との光学的結合が維持され、 Z軸干渉計 22から射出 された検出ビーム B1〜B3 (反射ビーム BR1〜BR3)は、計測ステージ MST (計測テ 一ブル MTB)の移動に追従してプリズム 37〜39に入射する。そして、プリズム 37〜 39に入射した反射ビーム BR1〜BR3は、計測ビーム BR11、 BR21、 BR31と計測 ビーム BR12、 BR22、 BR32とに分岐され、計測ステージ MSTが X軸方向に移動し た際にも、それぞれ固定鏡 27の反射面 27a、 27bで反射した後に、受光部 56a〜56 cで受光される。
[0117] また、計測ステージ MSTが Y軸リニアモータ 84、 85の駆動により、移動面 12aに沿 つて固定子 86、 87に対して Y軸方向に駆動した際には、計測ステージ MSTの移動 に伴って可動子 84に設けられたノヽーフミラー 30、 31も追従移動するため、検出ビー ム B1〜： Β3 (反射ビーム BR1〜： BR3)は、計測ステージ MST (計測テーブル ΜΤΒ) の移動に追従してプリズム 37〜39に入射する。そして、プリズム 37〜39に入射した 反射ビーム BR1〜： BR3は、計測ビーム BR11、 BR21、 BR31と計測ビーム BR12、 BR22、 BR32とに分岐され、計測ステージ MSTが Y軸方向に移動した際にも、固定 鏡 27の反射面 27a、 27bが Y軸方向に延在して設けられているため、 Z軸計測が中 断することなぐそれぞれ反射面 27a、 27bで反射した後に受光部 57a〜57cで受光 される。
[0118] そして、主制御装置 20は、各プリズム 37〜39を介して受光した計測ビームに基づ Vヽて、プリズム 37〜39の位置毎に計測テーブル MTBの Z位置（Z変位）を上述した 式（1)を用いて検出するとともに、得られた 3ケ所の Z変位力もピッチング量、ローリン グ量等の計測テーブル MTBの傾斜量を検出する。
[0119] 具体的には、図 16に示すように、便宜上、プリズム 38、 39が X軸方向に沿って配 置され、各プリズム 37〜39に対応する計測点 VP37〜VP39が X軸方向に距離 LM X離間し、 Y軸方向に距離 LMy離間した三角形の頂点に配置された場合、各計測点 VP37〜VP39の Z変位をそれぞれ Z37〜Z39とすると、計測テーブル MTBのローリ ング量 Θ yとピッチング量 θ Xとは、以下の式で求められる。
Θ y= (Z39-Z38) /LMx ... (5)
θ χ = (Ζ37- (Z39+Z38) /2) /LMy ... (6)
[0120] 一方、計測ステージ MSTの Y軸方向への駆動時、可動子 84にピッチングが生じた 場合は、上記ハーフミラー 30、 31を介した検出ビーム Β1〜Β3 (反射ビーム BR1〜B R3)を用いて検出した計測テーブル MTBの Z位置、ローリング量及びピッチング量 に、ハーフミラー 30、 31のピッチング誤差 (光学誤差）が含まれている。そこで、補正 装置としての主制御装置 20は、 Y軸干渉計 24の Y軸方向に平行な 2本の測長軸に 基づいて、ハーフミラー 30、 31のピッチング量を求め、求めたピッチング量を用いて 、計測テーブル MTBの Z位置、ローリング量及びピッチング量を補正する。
なお、 Y軸方向に平行な 2本の測長軸に加えて、 X軸方向に平行な 2本の測長軸（ このうちの 1本の測長軸は Y軸の測長軸と兼用）を用いてハーフミラー 30、 31のョー イング量を求め、ハーフミラー 30、 31のピッチング量とョーイング量とに応じて計測テ 一ブル ΜΤΒの位置を補正してもよ!/、。
そして、主制御装置 20は、得られた計測テーブル ΜΤΒの Ζ位置、ローリング量及 びピッチング量に基づ 、て、計測テーブル ΜΤΒを支持する 3つのァクチユエータを 駆動して、プレート 101の表面を所定の Ζ位置に位置決めするとともに、照明光 ILの 光軸 ΑΧと直交させるようにレべリング調整する。
[0121] これらウェハステージ WST、計測ステージ MSTの駆動時には、温度調整装置 8、
9から温度調整されたエアが送出されて、折り曲げミラー 32、 33、ハーフミラー 30、 3 1が追従移動する空間が温度調整されるため、検出ビーム B1〜B3 (計測ビーム BT 11、 12、 BT21、 22、 BT31、 32、 BR11、 BR12、 BR21、 BR22、 BR31、 BR32) が発生する熱により、空気揺らぎ等の悪影響が及ぶことを抑制できる。
[0122] 次に、ウェハステージ WSTと計測ステージ MSTとを用いた並行処理動作について 、図 17〜図 19を参照して説明する。
なお、以下の動作中、主制御装置 20によって、液浸装置 132の液体供給装置 288 及び液体回収装置 292の各バルブの開閉制御が前述したようにして行われ、投影光 学系 PLの先玉 91の直下には常時水が満たされている力 以下の説明では説明を 容易にするために、液体供給装置 288及び液体回収装置 292の制御に関する説明 は省略する。
[0123] 図 17Aには、ウェハステージ WST上のウェハ W (ここでは例えば 1ロットの最後のゥ エノ、とする）に対するステップ ·アンド'スキャン方式の露光が行われている状態が示 されている。このとき、計測ステージ MSTはウェハステージ WSTと衝突 (接触）しな V、所定の待機位置にて待機して！/、る。
[0124] 上記の露光動作は、主制御装置 20により、事前に行われた例えばェンハンスト'グ ローバル.ァライメント（EGA)などのウェハァライメントの結果及び最新のァライメント 系 ALGのベースライン計測結果等に基づ 、て、ウェハ W上の各ショット領域の露光 のための走査開始位置 (加速開始位置）へウェハステージ WSTが移動されるショット 間移動動作と、各ショット領域に対するレチクル Rに形成されたパターンを走査露光 方式で転写する走査露光動作とを繰り返すことにより行われる。
[0125] また、ウェハァライメントとともに、照射系 90a、受光系 90bを用いてウェハ Wに対す る焦点位置検出が行われ、ウェハ Wの表面が投影光学系 PLの焦点位置に位置決 めされる。ウェハ Wに対する焦点位置検出、すなわち照射系 90aからの検知光がゥ ェハに照射される位置は、水が満たされない位置に設定され、最初に露光処理が行 われるショット領域 (第 1ショット領域）に対しては、当該ショット領域が水に浸る前の位 置で焦点位置検出が行われる。そして、この第 1ショット領域に対する露光処理が行 われている間にも照射系 90aからの検知光照射を継続し、検知光が照射されたショッ ト領域の焦点位置情報を収集する。次いで、第 1ショット領域に対する露光処理が終 了して次のショット領域 (第 2ショット領域）に対する露光処理を実施する際には、第 1 ショット領域への露光処理中に収集した焦点位置情報を用いて、第 2ショット領域の 表面を投影光学系 PLの焦点位置に位置決めする。
このように、第 2ショット領域以降のショット領域については、先に行われた露光処理 中に検出'収集された焦点位置情報を用いて投影光学系 PLの焦点位置への位置 決めがなされる。換言すると、焦点位置情報の検出工程を別途設ける必要がなくなる ため、スループットを向上させることが可能となっている。
[0126] ここで、上記のウェハステージ WSTが移動されるショット間移動動作は、主制御装 置 20が干渉計 18、 46の計測値をモニタしつつ、 X軸リニアモータ 80及び Y軸リニア モータ 82、 83の駆動を制御することにより行われる。また、上記の走査露光は、主制 御装置 20が干渉計 18、 46及びレチクル干渉計 116の計測値をモニタしつつ、レチ クルステージ駆動部 11並びに Y軸リニアモータ 82、 83 (及び X軸リニアモータ 80)を 制御して、レチクル R (レチクルステージ RST)とウェハ W (ウェハステージ WST)とを Y軸方向に関して相対走査し、その相対走査中の加速終了後と減速開始直前との 間の等速移動時に、照明光 ILの照明領域に対してレチクル R (レチクルステージ RS T)とウェハ W (ウェハステージ WST)とを Y軸方向に関して等速同期移動することで 実現される。なお、上記の露光動作は、先玉 91とウェハ Wとの間に水を保持した状 態で行われる。
[0127] そして、ウェハステージ WST側で、ウエノ、 Wに対する露光が終了した段階で、主制 御装置 20は、干渉計 16、 21の計測値に基づいて、 Y軸リニアモータ 84、 85及び X 軸リニアモータ 81を制御して、計測ステージ MST (計測テーブル MTB)を図 17Bに 示される位置まで移動させる。この図 17Bの状態では、計測テーブル MTBの +Y側 面とウェハテーブル WTBの Y側面とは接触している。なお、干渉計 16、 18の計測 値をモニタして計測テーブル MTBとウェハテーブル WTBとを Y軸方向に、例えば 3 00 μ m程度 (水が表面張力により漏出しな 、隙間)離間させて非接触状態を維持し てもよい。
なお、前述したように、プリズム 34〜36、プリズム 34A及びプリズム 35Aは、ウェハ ホルダ 70の下方に設けられるとともに、水平方向（X方向および Y方向）においてゥ ェハホルダ 70よりも出っ張らな!/、ようにウェハステージ本体 28に設けられて!/、る。同 様に、プリズム 37〜39、プリズム 37A及びプリズム 39Aもプレート 101の下方に設け られるとともに、水平方向（X方向および Y方向）においてプレート 101よりも出っ張ら ないように計測ステージ本体 52に設けられている。このため、上述のように計測テー ブル MTBとウェハテーブル WTBとを近接させてもプリズム 34とプリズム 37とが接触 することがない。
また、プリズム 34〜39、プリズム 34A、プリズム 35A、プリズム 37A及びプリズム 39 A力 水〖こ儒れることを回避することができる。
[0128] 次いで、主制御装置 20は、ウェハテーブル WTBと計測テーブル MTBとの Y軸方 向の位置関係を保持しつつ、両ステージ WST、 MSTを +Y方向に駆動する動作を 開始する。
[0129] このようにして、主制御装置 20により、ウェハステージ WST、計測ステージ MSTが 同時に駆動されると、図 17Bの状態では、投影ユニット PUの先玉 91とウェハ Wとの
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、た水がウェハステージ WST、計測ステージ MSTの + Y側への移 動に伴って、ウェハ W→ウェハホルダ 70→計測テーブル MTB上を順次移動する。 なお、上記の移動中、ウェハテーブル WTB、計測テーブル MTBは相互に接触する 位置関係を保っている。図 18Aには、上記の移動途中に水がウェハステージ WST、 計測ステージ MST上に同時に存在するときの状態、すなわち、ウェハステージ WS T上力 計測ステージ MST上に水が渡される直前の状態が示されている。 [0130] 図 18Aの状態から、さらにウェハステージ WST、計測ステージ MSTが +Y方向に 同時に所定距離駆動されると、図 18Bに示されるように、計測ステージ MSTと先玉 9 1との間に水が保持された状態となる。これに先だって、主制御装置 20では、 X軸干 渉計 46からの干渉計ビームが計測テーブル MTBの反射面 117Xに照射されるよう になったいずれかの時点で X軸干渉計 46のリセットを実行する。また、図 18Bの状態 では、主制御装置 20はウェハテーブル WTB (ウェハステージ WST)の X位置を X軸 干渉計 47の計測値に基づ 、て管理して 、る。
[0131] 次いで、主制御装置 20は、ウェハステージ WSTの位置を干渉計 18、 47の計測値 に基づいて管理しつつ、リニアモータ 80、 82、 83の駆動を制御して、所定のウェハ 交換位置にウェハステージ WSTを移動させるとともに、次のロットの最初のウェハへ の交換を行い、これと並行して、計測ステージ MSTを用いた所定の計測を必要に応 じて実行する。この計測としては、例えばレチクルステージ RST上のレチクル交換後 に行われるァライメント系 ALGのベースライン計測が一例として挙げられる。具体的 には、主制御装置 20では、計測テーブル MTBのプレート 101上に設けられた基準 マーク領域 FM内の一対の第 1基準マークと対応するレチクル上のレチクルァラィメ ントマークを上述したレチクルァライメント検出系 RAa、RAbを用いて同時に検出して 一対の第 1基準マークと対応するレチクルァライメントマークの位置関係を検出する。 これと同時に主制御装置 20では、上記基準マーク領域 FM内の第 2基準マークをァ ライメント系 ALGで検出することで、ァライメント系 ALGの検出中心と第 2基準マーク との位置関係を検出する。そして、主制御装置 20は、上記一対の第 1基準マークと 対応するレチクルァライメントマークの位置関係とァライメント系 ALGの検出中心と、 第 2基準マークとの位置関係と、既知の一対の第 1基準マークと第 2基準マークとの 位置関係とに基づいて、投影光学系 PLによるレチクルパターンの投影中心とァラィメ ント系 ALGの検出中心との距離、すなわちァライメント系 ALGのベースラインを求め る。なお、このときの状態が図 19に示されている。
[0132] なお、上記のァライメント系 ALGのベースライン計測とともに、レチクル上にレチクル ァライメントマークを複数形成し、これに対応して基準マーク領域 FM内に複数対の 第 1基準マークを形成しておき、少なくとも 2対の第 1基準マークと対応するレチクル ァライメントマークとの相対位置を、レチクルステージ RST、ウェハステージ WSTを Y 軸方向にステップ移動させつつ、レチクルァライメント系 RAa、 RAbを用いて計測す ることで、いわゆるレチクルァライメントが行われる。
この場合、レチクルァライメント系 RAa、 RAbを用いたマークの検出は、投影光学系 PL及び水を介して行われる。
[0133] そして、上述した両ステージ WST、 MST上における作業が終了した段階で、主制 御装置 20は、計測ステージ MSTとウェハステージ WSTとを接触させ、その状態を 維持させつつ XY面内で駆動し、ウェハステージ WSTを投影ユニット直下に戻す。こ の移動中も、主制御装置 20では X軸干渉計 46からの干渉計ビームがウェハテープ ル WTBの反射面 17Xに照射されるようになった!/、ずれかの時点で X軸干渉計 46の リセットを実行する。そして、ウエノ、ステージ WST側では、交換後のウェハに対してゥ ェハァライメント、すなわちァライメント系 ALGによる交換後のウェハ上のァライメント マークの検出を行い、ウェハ上の複数のショット領域の位置座標を算出する。
[0134] その後、主制御装置 20では、先ほどとは逆にウェハステージ WSTと計測ステージ MSTとの Y軸方向の位置関係を保ちつつ、両ステージ WST、 MSTを— Y方向に同 時に駆動して、ウェハステージ WST (ウエノ、）を投影光学系 PLの下方に移動させた 後に、計測ステージ MSTを所定の位置に退避させる。
[0135] そして、主制御装置 20では、上記と同様に新たなウェハに対してステップ 'アンド' スキャン方式の露光動作を実行し、ウェハ上の複数のショット領域にレチクルパター ンを順次転写させる。
[0136] なお、上記の説明では、計測動作として、ベースライン計測を行う場合について説 明したが、これに限られず、ウェハステージ WST側でウェハの交換を行っている間 に、計測ステージ MSTの計測器群 43を用いて、照度計測、照度むら計測、空間像 計測、波面収差計測などを行い、その計測結果をその後行われるウェハの露光に反 映させることとしてもよい。具体的には、例えば計測結果に基づいて、上述した結像 特性補正コントローラ 381により投影光学系 PLの調整を行うことが可能である。
[0137] 以上のように、本実施の形態では、 Y軸方向に長!、ストロークを有するウエノ、ステー ジ WST (ウェハテーブル WTB)や計測ステージ MST (計測テーブル MTB)に対し て位置を検出する際にも、折り曲げミラー 32、 33やノヽーフミラー 30、 31をそれぞれ 可動子 82、 84に搭載することで、計測が途切れることなぐ検出ビーム B1〜B3をゥ ェハテーブル WTBや計測テーブル MTBの移動に追従させることが可能である。そ のため、各ステージに Y軸方向に延びる移動鏡を搭載する必要がなくなり、ステージ の重量化'大型化を防ぐことにより移動性能が悪ィ匕することを防止できるとともに、別 途つなぎ用の干渉計を設けて計測軸数を増加させる必要がなくなり、更なるコストダ ゥン〖こ寄与することができる。また、本実施の形態では、ウエノ、ステージ WSTや計測 ステージ MSTの移動に検出ビームを追従させるに際しては、温度調整装置 8、 9によ つて折り曲げミラー 32、 33、ハーフミラー 30、 31が追従移動する空間を温度調整す るため、ビームが生じる熱の影響を常時排除でき、空気揺らぎ等の悪影響が及ぶこと を抑制して、高精度な位置計測を実現できる。
[0138] また、本実施の形態では、上記の折り曲げミラー 32、 33やノヽーフミラー 30、 31と光 学的に結合されたプリズム 34〜36、 37〜39により、 X軸に平行な計測ビームと、 Z方 向成分を含む計測ビームとに分岐してそれぞれ反射面 27a、 27bで反射させるという 、簡単な構成でウェハテーブル WTB、計測テーブル MTBの Z位置を検出すること ができ、コストダウンに寄与できる。さらに、これら反射面 27a、 27bが固定鏡 27に一 体に形成されているため、それぞれ個別に設置する場合と比べてコストを抑制するこ とが可能になる。また、本実施の形態では、固定鏡 27がウェハテーブル WTB、計測 テーブル MTBの上方ではなぐ平面視でベース盤 12から外れた側方に配置されて いるので、通常、これらテーブル (ベース盤 12)の上方に設けられる投影光学系ゃゥ ェハの位置計測に用いられる計測機器の配置に支障を来し、装置の大型化を招くこ とを防止できる。カロえて、本実施の形態では、 Z計測に用いる固定鏡 27をウェハステ ージ WSTのプリズム 34〜36及び計測ステージ MSTのプリズム 37〜39で共用して いるので、個別に反射鏡を設ける場合と比較してコストを抑えることができる。
[0139] 一方、本実施の形態では、各ステージ WST、 MSTにお!/、てそれぞれ 3ケ所で Z位 置を計測することで、各ステージ WST、 MSTの Z位置に加えてピッチング量やローリ ング量等の傾斜量も容易に計測可能となっている。さらに、本実施の形態では、 Y軸 リニアモータの駆動時に、可動子 82、 84の駆動に起因したピッチング量等の光学誤 差を計測してテーブル WTB、 MTBの傾斜量を補正しているので、高精度にウェハ Wの表面を投影光学系 PLの焦点位置に位置させるとともに、照明光 ILの光軸 AXと 直交させることが可能となり、レチクルパターンの転写精度を向上させることができる。 また、本実施の形態では、各ステージ WST、 MSTに対する Z位置計測によりピッチ ング量やローリング量等の傾斜量を検出できるので、 Y軸干渉計 16、 18、 21や X軸 干渉計 46、 47によるピッチング量またはローリング量の検出を排除することも可能に なる。その結果、これらの干渉計による Z方向の計測軸を減らして、ウェハテーブル W TB及び計測テーブル MTBの厚さを薄くすることが可能になり、各ステージ WST、 M STの軽量ィ匕を実現することができる。
[0140] さらに、本実施の形態では、ウェハステージ WSTと計測ステージ MSTにおいて、 プリズム 34〜36、 37〜39に入射する検出ビーム B1〜B3の高さ位置が同じであり、 プリズム 34〜36から射出する計測ビームとプリズム 37〜39から射出する計測ビーム とが Z方向の高さ位置を異ならせることにより、図 4に示したような送光部 55a〜55cを 共用させたコンパクトな Z軸干渉計 22を構成することが可能となり、ステージ装置 50 及び露光装置 100の一層の小型化に寄与できる。
[0141] 続いて、本発明のステージ装置の第 2実施形態について、図 20乃至図 22を参照し て説明する。図 20は、ウェハステージ WSTの概略的な構成を示す部分平面図であ り、この図に示すように、本実施の形態では、ウェハステージ WSTの Z変位 (及びピッ チング量、ローリング量)を計測するために、干渉計システム 118を構成する 3つの光 学素子群 ΟΡ1〜ΟΡ3が当該ウェハステージ WSTに設けられている。なお、第 2実 施形態で示す光学素子群 OP 1〜OP3は、計測ステージ MSTに対してもウェハステ ージ WSTと同様に適用できるものである力 ここではウェハステージ WSTについて のみ説明する。また、図 21及び図 22における光学素子群 ΟΡ1〜ΟΡ3では、計測ビ ームの光軸のみを図示するものとする。
なお、これらの図において、図 1乃至図 19に示す第 1の実施の形態の構成要素と 同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
[0142] 光学素子群 OP1は、ウェハステージ本体 28の +Y側の側面に、計測ビーム BT1 の光路上に且つウェハステージ本体 28の +X側寄りに配置されており、折り曲げミラ 一 33と光学的に結合された折り曲げミラー (第 1光学部材） 151、ビームスプリッタ (分 岐光学部材） 152、折り曲げミラー 153、プリズム (第 2光学部） 154とから構成されて いる。
[0143] 折り曲げミラー 151は、入射した計測ビーム BT1を Z方向へ折り曲げてビームス プリッタ 152に入射させるものである。ビームスプリッタ 152は、折り曲げミラー 151で 折り曲げられた計測ビーム BT1を、当該ビームスプリッタ 152を透過する計測ビーム BT12と、 X軸方向に平行な計測ビーム BT11とに分岐する。折り曲げミラー 153は、 ビームスプリッタ 152を透過した計測ビーム BT12を— X方向へ折り曲げてプリズム 1 54に入射させるものである。プリズム 154は、折り曲げミラー 153により折り曲げられ た計測ビーム BT12を固定鏡 27の反射面 27bと直交する方向に跳ね上げて射出す る。
一方、ビームスプリッタ 152で分岐された計測ビーム BT11は、固定鏡 27の反射面 27aに向けて射出され、反射面 27aで当該ビームスプリッタ 152に向けて反射される 反射面 27aで反射した計測ビーム BT11及び反射面 27bで反射した計測ビーム B T12は元の光路を迪り、折り曲げミラー 33を介して Z軸干渉計 22の受光部 57aで受 光される。
[0144] そして、主制御装置 20にお 、ては、 Z軸干渉計 22の受光部 57aで受光した計測ビ ーム BT11、 BT12の光路長の差に基づいて、上述した式（1)を用いてウェハテープ ル WTBの Z変位を検出する。この場合、上記の式（1)で検出される Z変位、すなわち 光学素子群 OP1を用いて検出される Z変位は、計測ビーム BT11と、計測ビーム BT 12とが交差する計測点 VP1における Z変位となる（平面的な配置については図 20参 照)。
[0145] 同様に、光学素子群 OP2は、図 20に示されるように、ウェハステージ本体 28の + Y側の側面に、計測ビーム BT2の光路上に且つウェハステージ本体 28の X側寄り に配置されており、図 21に示されるように、折り曲げミラー 33と光学的に結合された ビームスプリッタ (第 1光学部材、分岐光学部材） 161、折り曲げミラー 162、プリズム（ 第 2光学部） 163とから構成されている。 [0146] ビームスプリッタ 161は、入射した計測ビーム BT2を当該ビームスプリッタ 161を透 過して固定鏡 27の反射面 27aに向力 計測ビーム BT21と、—Z方向へ向力 計測 ビーム BT22とに分岐する。折り曲げミラー 162は、ビームスプリッタ 161から出射する 計測ビーム BT22を— X方向へ折り曲げてプリズム 163に入射させるものである。プリ ズム 163は、折り曲げミラー 162により折り曲げられた計測ビーム BT22を固定鏡 27 の反射面 27bと直交する方向に跳ね上げて射出する。
反射面 27aで反射した計測ビーム BT21及び反射面 27bで反射した計測ビーム B T22は元の光路を迪り、折り曲げミラー 33を介して Z軸干渉計 22の受光部 57bで受 光される。
[0147] そして、主制御装置 20にお 、ては、 Z軸干渉計 22の受光部 57bで受光した計測ビ ーム BT21、 BT22の光路長の差に基づいて、上述した式（1)を用いてウェハテープ ル WTBの Z変位を検出する。この場合、上記の式（1)で検出される Z変位、すなわち 光学素子群 OP2を用いて検出される Z変位は、計測ビーム BT21と、計測ビーム BT 22とが交差する計測点 VP2における Z変位となる（平面的な配置については図 20参 照)。
[0148] また、光学素子群 OP3は、図 20に示されるように、ウェハステージ本体 28の Y側 の側面に、計測ビーム BT3の光路上に且つウェハステージ本体 28の X側寄りに 配置されており、図 22に示されるように、折り曲げミラー 32と光学的に結合された折り 曲げミラー (第 1光学部材） 171、折り曲げミラー 172、ビームスプリッタ (分岐光学部 材） 173、折り曲げミラー 174、プリズム (第 2光学部） 175とから構成されている。 なお、光学素子群 ΟΡ1〜ΟΡ3におけるプリズム 154、 163、 175の入射側には、実 際には計測ビームの角度を変更する光学素子群が配設されているが、ここでは図示 を省略している。
[0149] 折り曲げミラー 171は、入射した計測ビーム BT3を Z方向へ折り曲げるものであり 、折り曲げミラー 172は折り曲げミラー 171で折り曲げられた計測ビーム BT3を— X方 向へ折り曲げてビームスプリッタ 173に入射させるものである。ビームスプリッタ 173は 、折り曲げミラー 172で折り曲げられた計測ビーム BT3を当該ビームスプリッタ 173を 透過して固定鏡 27の反射面 27aに向力 計測ビーム BT31と、 +Z側方向に向かう 計測ビーム BT32とに分岐する。折り曲げミラー 174は、ビームスプリッタ 173で +Z 側へ折り曲げられた計測ビーム BT32を— X方向へ折り曲げてプリズム 175に入射さ せるものである。プリズム 175は、折り曲げミラー 174により折り曲げられた計測ビーム BT32を固定鏡 27の反射面 27bと直交する方向に跳ね上げて射出する。
反射面 27aで反射した計測ビーム BT31及び反射面 27bで反射した計測ビーム B T32は元の光路を迪り、折り曲げミラー 32を介して Z軸干渉計 22の受光部 57cで受 光される。
[0150] そして、主制御装置 20においては、 Z軸干渉計 22の受光部 57cで受光した計測ビ ーム BT31、 BT32の光路長の差に基づいて、上述した式（1)を用いてウェハテープ ル WTBの Z変位を検出する。この場合、上記の式（1)で検出される Z変位、すなわち 光学素子群 OP3を用いて検出される Z変位は、計測ビーム BT31と、計測ビーム BT 32とが交差する計測点 VP3における Z変位となる（平面的な配置については図 20参 照)。
この光学素子群 OP3においては、計測点 VP3が光学素子群 OP3 (折り曲げミラー 171)に対して計測ビーム BT3の入射側（+X側）〖こ位置するように、各光学素子の 位置が設定される。
[0151] そして、主制御装置 20は、計測点 VP1、 VP2の位置及びそこで計測される Z変位 及びに基づき、上記計測点 VP34〜VP36の場合と同様に、ウェハテーブル WTBの ローリング量 Θ yを求めるとともに、さらに、計測点 VP3の位置及びそこで計測される Z変位に基づいてピッチング量 θ Xを求め、ウェハテーブル WTBの Z位置及び姿勢 を調整する。
[0152] ここで、上記第 1実施形態における図 14で示した計測点 VP34〜VP36で求められ る Z変位は、 Z位置及び姿勢調整対象となるウェハステージ WSTと離間して 、る計 測点における値のため、上記の式 (4)等を用いてウェハステージ WSTの位置におけ る Z変位に変換'算出する際に誤差が含まれる可能性があるが、本実施の形態では、 図 20に示されるように、計測点 VP1〜VP3がウェハステージ WSTの一部を囲む位 置に設定されるため、ウェハステージ WSTの位置における Z変位に変換 '算出する 必要がなくなり、ウェハステージ WSTの Z位置及び姿勢の計測精度を高めることが 可會 になる。
従って、本実施形態では、上記第 1実施形態と同様の効果が得られることに加えて 、ウェハステージ WSTの位置 ·姿勢を高精度に制御することが可能になり、結果とし て、ウェハ wへのパターン転写精度を高めることができる。
特に、本実施形態では、光学素子群 OP3 (折り曲げミラー 171)よりも計測ビーム B T3の入射側（+X側）に計測点 VP3を設定することにより、ウェハステージ WSTの一 部を計測点 VP1〜VP3で囲むことを容易に具現ィ匕しており、ウェハステージ WSTの Z位置及び姿勢の計測精度向上に寄与している。
なお、本実施形態における光学素子群 ΟΡ1〜ΟΡ3の光学素子の構成は一例であ り、各光学素子群 ΟΡ1〜ΟΡ3に対応する計測点 VP1〜VP3がウェハステージ WS Tの少なくとも一部を囲めば、他の構成としてもよ!/、。
[0153] 図 23及び図 24は、本発明のステージ装置の第 3実施形態を示す図である。
これらの図において、図 1乃至図 19に示す第 1の実施の形態の構成要素と同一の 要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
[0154] 本実施の形態のステージ装置 50においては、ウェハステージ WSTは平面視円形 に形成されており、 Y軸方向に延びる Yガイドバー YGに不図示のエアべァリングを 介して移動自在に支持され、 X軸方向に延びる Xガイドバー XGに不図示のエアベア リングを介して移動自在に支持されている。なお、図 24に示すように、 Xガイドバー X Gは、ウェハステージ WSTの Z方向中央の重心位置を通る高さでウェハステージ W STを揷通しており、 Yガイドバー YGは、 Xガイドバー XGを上下に挟んで設けられて いる。
[0155] Xガイドバー XGの両端には、可動子 82、 83が設けられている。この可動子 82、 83 と Y軸方向に延在する固定子 86、 87とによって、ウェハステージ WSTを Y軸方向に 駆動するムービングコイル型の Y軸リニアモータが構成されている。同様に、 Yガイド バー YGの両端には、可動子 182、 183が設けられている。この可動子 182、 183と X 軸方向に延在する固定子 186、 187とによって、ウェハステージ WSTを X軸方向に 駆動するムービングコイル型の X軸リニアモータが構成されている。そして、可動子 8 2と 83及び可動子 182、 183を同期して互いに駆動量を異ならせることにより、ウェハ ステージ WSTを θ ζ軸方向に移動させることができる。
[0156] このステージ装置 50には、 Υ軸方向に沿って検出ビーム B1を射出する干渉計 122 と、 X軸方向に沿って検出ビーム Β2を射出する干渉計 123とが設けられている。検 出ビーム B1の光路上には、検出ビーム B1を透過ビーム BT1として透過するとともに 、 X軸方向に沿う反射ビーム BR1として反射するハーフミラー 130と、ハーフミラー 13 0を透過した透過ビーム BT1を X軸方向に沿う反射ビーム BR2として折り曲げる (反 射する）折り曲げミラー 134とが可動子 82に搭載して配設されている。
[0157] 反射ビーム BR1の光路上には、第 1実施形態で示したプリズム 36と同様の構成の プリズム 36Αがウェハステージ WSTの +Υ側端部に設けられている。固定子 87の上 方には、反射面 27a、 27b (図 23では不図示、図 6等を参照）を有する固定鏡 27が Y 軸方向に沿って配置されて 、る。そしてプリズム 36Aから射出した計測ビーム BR11 、 BR12は、固定鏡 27の反射面 27a、 27bで反射し、プリズム 36A及びハーフミラー 130を介して干渉計 122で受光される。
同様に、反射ビーム BR2の光路上には、プリズム 36Aと同様の構成のプリズム 36B 力 Sウェハステージ WSTの— Y側端部に設けられている。そしてプリズム 36B力も射出 した計測ビーム BR21、 BR22は、固定鏡 27の反射面 27a、 27bで反射し、プリズム 3 6B、折り曲げミラー 134及びノヽーフミラー 130を介して干渉計 122で受光される。
[0158] 検出ビーム B2の光路上には、検出ビーム B2を透過ビーム BT52として透過すると ともに、 Y軸方向に沿う反射ビーム BR51として反射するハーフミラー 131と、ハーフミ ラー 131を透過した透過ビーム BT52を Y軸方向に沿う反射ビーム BR52として折り 曲げる (反射する）折り曲げミラー 133とが可動子 183に搭載して配設されている。
[0159] 反射ビーム BR51の光路上には、プリズム 36Aと同様の構成のプリズム 36Cがゥェ ハステージ WSTの +X側端部に設けられている。固定子 186の上方には、反射面 2 7a、 27b (図 23では不図示、図 6等を参照）を有する固定鏡 27が X軸方向に沿って 配置されている。そしてプリズム 36Cから射出した計測ビーム BR61、 BR62は、固定 鏡 27の反射面 27a、 27bで反射し、プリズム 36C及びハーフミラー 131を介して干渉 計 123で受光される。
同様に、反射ビーム BR52の光路上には、プリズム 36Cと同様の構成のプリズム 36 Dがウェハステージ WSTの— X側端部に設けられている。そしてプリズム 36D力も射 出した計測ビーム BR71、 BR72は、固定鏡 27の反射面 27a、 27bで反射し、プリズ ム 36D、折り曲げミラー 133及びノヽーフミラー 131を介して干渉計 123で受光される
[0160] 上記の構成では、プリズム 36A、 36Bを経た計測ビーム BR11、 BR12、 BR21、 B R22を受光するとともに、プリズム 36C、 36Dを経た計測ビーム BR61、 BR62、 BR7 1、 BR72を受光することにより、上記第 1実施形態と同様に、ウェハステージ WSTの Z位置及びピッチング量及びローリング量を検出することができる。また、本実施の形 態では、第 1実施形態とは異なり、干渉計 122、 123からは他の一軸の検出ビーム（ 不図示）がそれぞれ射出され、干渉計 122ではこの検出ビームが反射面 27aで反射 した反射光を受光することにより、ウェハステージ WSTの X軸方向の位置及び Θ Z方 向の位置を検出できる。また、干渉計 123ではこの検出ビームが反射面 27aで反射 した反射光を受光することにより、ウェハステージ WSTの Y軸方向の位置及び Θ Z方 向の位置を検出できる。
[0161] 従って、本実施の形態では、上記第 1実施形態と同様の効果が得られることに加え て、干渉計力 の検出ビームを反射するための移動鏡をウェハステージ WSTに設け る必要がなくなり、ウェハステージ WSTの形状をウェハ Wの外形に即した小型 '軽量 化を実現することが可能になる。
また、本実施の形態では、ウエノ、ステージ WSTを駆動するためのリニアモータがゥ エノ、ステージ WSTと離間した位置で駆動するため、モータ駆動時の熱がウェハステ ージ WSTと離間した位置で発生することになり、ウエノ、ステージ WSTに与える熱の 悪影響を最小限に抑えることが可能になる。
[0162] なお、上記第 1実施形態においては、 Z軸干渉計 22を用いてウェハステージ WST 及び計測ステージ MSTの Z位置を検出する構成とした力 これに限定されるもので はなぐ X軸方向の位置のみを検出する構成としてもよい。
また、上記第 1実施形態では、ステージ装置 50がウェハステージ WST及び計測ス テージ MSTの両方を備える構成であった力 第 2実施形態のようにウェハステージ WSTのみが設けられる構成としてもよ!/、。 [0163] また、本発明は、ウェハステージが複数設けられるツインステージ型の露光装置に も適用できる。ツインステージ型の露光装置の構造及び露光動作は、例えば特開平 10— 163099号公報及び特開平 10— 214783号公報（対応米国特許 6, 341, 00 7号、 6, 400, 441号、 6, 549, 269号及び 6, 590, 634号）、特表 2000— 50595 8号（対応米国特許 5, 969, 441号）ある!/ヽ ίま米国特許 6, 208, 407号【こ開示され ている。さらに、本発明を本願出願人が先に出願した特願 2004— 168481号のゥェ ハステージに適用してもよい。
[0164] さらに、上記実施形態では、ウェハ W側のステージ装置 50に本発明を適用する構 成とした力 レチクル R側のレチクルステージ RSTにも適用可能である。
[0165] なお、上記各実施形態で移動ステージに保持される基板としては、半導体デバイス 製造用の半導体ウェハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁 気ヘッド用のセラミックウエノ、、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクル の原版 (合成石英、シリコンウェハ)等が適用される。
[0166] 露光装置 100としては、液浸法を用いない走査型露光装置ゃレチクル Rとウェハ W とを静止した状態でレチクル Rのパターンを一括露光し、ウェハ Wを順次ステップ移 動させるステップ'アンド'リピート方式の投影露光装置 (ステツパ）にも適用することが できる。また、本発明はウェハ W上で少なくとも 2つのパターンを部分的に重ねて転 写するステップ 'アンド'ステイッチ方式の露光装置にも適用できる。
[0167] 露光装置 100の種類としては、ウェハ Wに半導体素子パターンを露光する半導体 素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用 の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子 (CCD)あるいはレチクル又はマスクなど を製造するための露光装置などにも広く適用できる。
[0168] ウェハステージ WSTゃレチクルステージ RSTにリニアモータ（USP5,623,853または USP5,528,118参照）を用いる場合は、エアベアリングを用いたエア浮上型およびロー レンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどちらを用いてもよい。また、各 ステージ WST、 RSTは、ガイドに沿って移動するタイプでもよぐガイドを設けないガ イドレスタイプであってもよ 、。
[0169] 各ステージ WST、 RSTの駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ュ-ッ トと、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージ
WST、 RSTを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子 ユニットとのいずれか一方をステージ WST、 RSTに接続し、磁石ユニットと電機子ュ ニットとの他方をステージ WST、 RSTの移動面側に設ければよ!、。
[0170] ウェハステージ WSTの移動により発生する反力は、投影光学系 PLに伝わらないよ うに、特開平 8— 166475号公報（USP5,528,118)に記載されているように、フレーム 部材を用いて機械的に床 (大地）に逃がしてもよい。
レチクルステージ RSTの移動により発生する反力は、投影光学系 PLに伝わらない ように、特開平 8— 330224号公報（US S/N 08/416,558)に記載されているように、フ レーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしてもよ 、。
[0171] 以上のように、本願実施形態の露光装置 100は、本願特許請求の範囲に挙げられ た各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的 精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、 この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調 整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系につい ては電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステム力 露光装置 への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接 続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステム力 露光装置への組 み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない 。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ 、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およ びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
[0172] 半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図 25〖こ示すよう〖こ、マイクロデバイスの機 能 ·性能設計を行うステップ 201、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル)を製 作するステップ 202、デバイスの基材であるウェハ（基板)を製造するステップ 203、 前述した実施形態の露光装置 100によりマスクのパターンをウェハ（基板）に露光す るウェハ処理ステップ 204、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、ノ ッケージ工程を含む） 205、検査ステップ 206等を経て製造される。

Claims

請求の範囲
[1] 移動面を移動する移動ステージと、該移動ステージの位置をビームにより検出する 位置検出装置とを備えたステージ装置であって、
前記移動ステージを駆動する駆動装置と、
前記駆動装置に設けられ、前記移動ステージの移動に応じて前記ビームを前記移 動ステージに追従させる追従光学部材と、
前記移動ステージに設けられ、前記追従光学部材と光学的に結合された第 1光学 部材と、を備えたことを特徴とするステージ装置。
[2] 請求項 1記載のステージ装置において、
前記位置検出装置は、前記駆動装置に起因した前記追従光学部材の光学誤差を 補正する補正装置を備えていることを特徴とするステージ装置。
[3] 請求項 1または 2記載のステージ装置において、
少なくとも前記追従光学部材が追従する空間の温度を調整する温度調整装置を備 えたことを特徴とするステージ装置。
[4] 移動面に沿って移動する移動ステージと、該移動ステージの位置を検出する位置 検出装置とを備えたステージ装置であって、
前記移動ステージに設けられた第 1光学部材と、
光源力 のビームを前記第 1光学部材に向けて折り曲げる第 2光学部材と、 前記第 2光学部材を前記移動ステージの移動に追従させる追従装置と、を備えた ことを特徴とするステージ装置。
[5] 請求項 4記載のステージ装置において、
前記移動ステージは前記移動面に沿った第 1方向と第 2方向とに移動可能であり、 前記第 2光学部材は前記第 1方向に向けて前記ビームを折り曲げ、
前記追従装置は前記第 2方向に沿って前記第 2光学部材を駆動することを特徴と するステージ装置。
[6] 請求項 4または 5記載のステージ装置にぉ 、て、
少なくとも前記第 2光学部材が追従する空間の温度を調整する温度調整装置を備 えたことを特徴とするステージ装置。
[7] 移動面に沿って移動する移動ステージと、該移動ステージの位置を検出する位置 検出装置とを備えたステージ装置であって、
前記移動ステージに設けられ、入射したビームを前記移動面と交差する方向に折り 曲げる第 1光学部材と、
前記移動ステージに設けられ、前記第 1光学部材からのビームを前記移動面と交 差する方向に折り曲げる第 2光学部と、を備えたことを特徴とするステージ装置。
[8] 請求項 7記載のステージ装置において、
前記第 1光学部材が前記ビームを折り曲げる角度と、前記第 2光学部材が前記ビ ームを折り曲げる角度とは異なっていることを特徴とするステージ装置。
[9] 請求項 1から 8のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記第 1光学部材は、前記ステージに複数設けられていることを特徴とするステー ジ装置。
[10] 請求項 9記載のステージ装置において、
前記位置検出装置は、前記複数の第 1光学部材のそれぞれの位置に応じて当該 第 1光学部材と離間した位置に設定される複数の計測点を有し、
前記複数の計測点の少なくとも一つは、前記第 1光学部材に対して前記ビームの 入射側に設定されることを特徴とするステージ装置。
[11] 請求項 10記載のステージ装置において、
前記複数の計測点は、前記移動ステージの少なくとも一部を囲む位置に設定され ることを特徴とするステージ装置。
[12] 請求項 9から 11のいずれか一項に記載のステージ装置において、
前記位置検出装置は、前記移動ステージの傾斜量を検出することを特徴とするス テージ装置。
[13] 移動面を移動する移動ステージと、該移動ステージの位置をビームにより検出する 位置検出装置とを備えたステージ装置であって、
前記移動ステージに複数設けられ、前記ビームを前記移動面に沿う第 1計測ビー ムと前記移動面と交差する第 2計測ビームとに分岐する分岐光学部材と、
前記第 1計測ビームを前記分岐光学部材に向けて反射する第 1反射面と、前記第 2計測ビームを前記分岐光学部材に向けて反射する第 2反射面とを有する反射部材 とを備えたことを特徴とするステージ装置。
[14] 請求項 13記載のステージ装置において、
前記分岐光学部材は、前記移動ステージの 3ケ所に設けられており、
前記位置検出装置は、前記移動ステージの傾斜量と、前記移動ステージの前記移 動面と直交する方向の位置とを検出することを特徴とするステージ装置。
[15] 移動面を移動する第 1移動ステージと、前記移動面を移動する第 2移動ステージと 、前記第 1移動ステージと前記第 2移動ステージとの位置をビームにより検出する位 置検出装置とを備えたステージ装置であって、
前記移動面と直交する高さ位置が同じとなるように前記ビームを第一のビームと第 二のビームとに分岐する分岐光学系と、
前記第 1移動ステージに設けられ、入射した前記第一のビームの前記高さ位置を 変更して射出する第 1光学系と、
前記第 2移動ステージに設けられ、入射した前記第二のビームの前記高さ位置を 変更して射出する第 2光学系と、を備えたことを特徴とするステージ装置。
[16] 請求項 15記載のステージ装置において、
前記第 1光学系から射出された第一のビームの高さ位置と、前記第 2光学系から射 出された第二のビームの高さ位置とは異なることを特徴とするステージ装置。
[17] 移動面を移動する第 1移動ステージと、前記移動面を移動する第 2移動ステージと 、前記第 1移動ステージと前記第 2移動ステージとの位置を検出する位置検出装置と を備えたステージ装置であって、
前記第 1移動ステージに設けられた第 1光学系と、
前記第 2移動ステージに設けられた第 2光学系と、
前記第 1光学系力 の第一のビームと、前記第 2光学系からの第二のビームとをそ れぞれ反射する反射部材と、を備えたことを特徴とするステージ装置。
[18] 請求項 17記載のステージ装置において、
前記反射部材は、前記移動面に対して交差する角度を有した第 1反射面と、該第 1 反射面に対して交差する角度を有した第 2反射面とを備えていることを特徴とするス テージ装置。
[19] 請求項 18記載のステージ装置において、
前記第 1反射面と前記第 2反射面とは一体的に設けられていることを特徴とするス テージ装置。
[20] 請求項 15から請求項 19のいずれか一項に記載のステージ装置であって、
前記第 1光学系と前記第 2光学系とはそれぞれ複数設けられており、
前記位置検出装置は、前記第 1移動ステージの傾斜量と、前記第 2ステージの傾 斜量とを検出することを特徴とするステージ装置。
[21] 請求項 1から請求項 20のいずれか一項に記載のステージ装置であって、
前記位置検出装置は、干渉計を有して 、ることを特徴とするステージ装置。
[22] ステージ装置を用いて基板にパターンを露光する露光装置にお!、て、
前記ステージ装置として、請求項 1から請求項 21のいずれか一項に記載のステー ジ装置を用いたことを特徴とする露光装置。
[23] 基板に供給された液体を介してパターンを前記基板に露光する露光装置において 前記基板を保持する保持面を有した第 1基板テーブルと、
該第 1基板テーブルの下方に設けられ、少なくとも 1つの側面が前記第 1基板テー ブルの側面よりも内側に位置する第 1ステージ本体と、
該第 1ステージ本体の前記少なくとも 1つの側面に設けられ、入射した光束を前記 保持面と交差する方向に射出する第 1光学部材と、
該第 1光学部材と協働して、前記基板の前記保持面と交差する方向の位置を検出 する第 1位置検出装置と、を備えたことを特徴とする露光装置。
[24] 請求項 23に記載の露光装置において、
前記第 1ステージ本体に設けられた第 1可動子と、該第 1可動子と協働する第 1固 定子とを有し、前記第 1ステージ本体を駆動する第 1駆動装置を備えたことを特徴と する露光装置。
[25] 請求項 24に記載の露光装置において、
前記ステージ本体は開口部を有し、前記可動子は前記開口部に設けられているこ とを特徴とする露光装置。
[26] 請求項 23に記載の露光装置において、
保持面を有した第 2基板テーブルと、
該第 2基板テーブルの下方に設けられ、少なくとも 1つの側面が前記第 2基板テー ブルの側面よりも内側に位置する第 2ステージ本体と、
該第 2ステージ本体の前記少なくとも 1つの側面に設けられ、入射した光束を前記 保持面と交差する方向に射出する第 2光学部材と、
該第 2光学部材と協働して、前記保持面と交差する方向の位置を検出する第 2位 置検出装置と、を備えたことを特徴とする露光装置。
[27] 請求項 26に記載の露光装置。
前記第 2ステージ本体に設けられた第 2可動子と、該第 2可動子と協働する第 2固 定子とを有し、前記第 2ステージ本体を駆動する第 2駆動装置を備えたことを特徴と する露光装置。
[28] 請求項 27に記載の露光装置において、
前記第 1駆動装置と前記第 2駆動装置とを制御して、前記第 1ステージ本体と前記 第 2ステージ本体とを近接させる制御装置を備えたことを特徴とする露光装置。
[29] 請求項 28に記載の露光装置において、
前記制御装置は、前記基板への前記パターンの露光終了後に、前記第 1ステージ 本体と前記第 2ステージ本体とを近接させることを特徴とする露光装置。
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