JP6958354B2 - 露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動体装置、露光装置、フラットパネルディスプレイの製造方法、及びデバイス製造方法、並びに計測方法に関する。

従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「マスク」と総称する）と、ガラスプレート又はウエハ等（以下、「基板」と総称する）とを所定の走査方向に沿って同期移動させつつ、マスクに形成されたパターンを、エネルギビームを用いて基板上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている（例えば、特許文献１参照）。

この種の露光装置では、マスクに形成されたパターンを基板上に高解像度で結像させるために、基板の表面位置（例えば、基板表面の水平面に交差する方向の位置情報）を計測するととともに、該基板の表面位置を投影光学系の焦点深度内に自動的に位置させるオートフォーカス制御を行っている。

ここで、オートフォーカス制御を確実に行うためには、基板の表面位置を高精度で計測することが好ましい。

米国特許出願公開第２０１０／０２６６９６１号明細書

本発明の第１の態様によれば、物体を保持し、第１方向へ移動可能な第１移動体と、前記第１移動体に対向して設けられ、前記第１方向へ移動可能な第２移動体と、前記第１及び第２移動体の一方の移動体に設けられた計測系と、他方の移動体に設けられた被計測系と、を有し、前記被計測系に対して前記計測系が計測ビームを照射し前記第１移動体の上下方向の位置を計測する計測部と、を備え、前記計測部は、前記第１方向へ移動した前記第１移動体に対して、前記第１移動体に対向するように前記第２移動体が前記第１方向へ移動し、計測を行う移動体装置が、提供される。

本発明の第２の態様によれば、物体を保持し、第１方向へ移動可能な第１移動体と、前記第１移動体に対向して設けられ、前記第１方向へ移動可能な第２移動体と、前記第１及び第２移動体の一方の移動体に設けられた計測系と、他方の移動体に設けられた被計測系と、を有し、前記被計測系に対して前記計測系が計測ビームを照射し前記第１移動体の上下方向の位置を計測する計測部と、を備える移動体装置が、提供される。

本発明の第３の態様によれば、第１の態様に係る移動体装置及び第２の態様に係る移動体装置のいずれかと、前記第１移動体に保持された物体に対してエネルギビームを用いて所定のパターンを形成するパターン形成装置と、を備える露光装置が、提供される。

本発明の第４の態様によれば、第３の態様に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が、提供される。

本発明の第５の態様によれば、第３の態様に係る露光装置を用いて前記物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

本発明の第６の態様によれば、物体を保持し、第１方向へ移動可能な第１移動体と前記第１移動体に対向して設けられ、前記第１方向へ移動可能な第２移動体との一方に設けられた被計測系に対して、前記第１移動体と前記第２移動体との他方に設けられた計測系が計測ビームを照射し、前記第１移動体の上下方向の位置を計測することを含み、前記計測することでは、前記第１方向へ移動した前記第１移動体に対向するように、前記第１移動体に対して前記第２移動体が前記第１方向へ移動し、前記計測が行われる計測方法が、提供される。

第１の実施形態に係る液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図１の液晶露光装置が備える基板ステージＺチルト位置計測系の概念図である。 液晶露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。 ステップ動作時における基板ステージ装置及び基板ステージＺチルト位置計測系の動作を説明するための図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、露光動作時の基板ステージ装置及び基板ステージＺチルト位置計測系の動作を説明するための図（その１及びその２）である。 第２の実施形態に係る液晶露光装置を示す図（断面図）である。 第２の実施形態における基板ステージＺチルト位置計測系の動作を説明するための図である。 第３の実施形態に係る液晶露光装置を示す図（正面図）である。 第３の実施形態における基板ステージＺチルト位置計測系の概念図である。 第３の実施形態に係る液晶露光装置を示す図（断面図）である。 第４の実施形態に係る液晶露光装置を示す図（正面図）である。 第４の実施形態における基板位置計測系の概念図である。 第５の実施形態に係る液晶露光装置を示す図（断面図）である。 第５の実施形態における基板位置計測系の概念図である。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第６の実施形態に係る基板ステージ装置を示す図（それぞれ断面図、平面図）である。 エンコーダスケール上における計測ビームの照射点を示す図である。

《第１の実施形態》
以下、第１の実施形態について、図１〜図６（ｂ）を用いて説明する。

図１には、第１の実施形態に係る液晶露光装置１０の構成が概略的に示されている。液晶露光装置１０は、液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。

液晶露光装置１０は、照明系１２、回路パターン等のパターンが形成されたマスクＭを保持するマスクステージ１４、投影光学系１６、装置本体１８、表面（図１で＋Ｚ側を向いた面）にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐを保持する基板ステージ装置２０、及びこれらの制御系等を有している。以下、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系１６に対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向として説明を行う。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

照明系１２は、米国特許第５，７２９，３３１号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。すなわち、照明系１２は、図示しない光源（水銀ランプなど）から射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどを介して、露光用照明光（照明光）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）などの光（あるいは、上記ｉ線、ｇ線、ｈ線の合成光）が用いられる。

マスクステージ１４は、光透過型のマスクＭを保持している。主制御装置５０（図４参照）は、リニアモータを含むマスクステージ駆動系５２（図４参照）を介してマスクステージ１４（すなわちマスクＭ）を、照明系１２（照明光ＩＬ）に対してＸ軸方向（スキャン方向）に所定の長ストロークで駆動するとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に微少駆動する。マスクステージ１４の水平面内の位置情報は、レーザ干渉計を含むマスクステージ位置計測系５４（図４参照）により求められる。

投影光学系１６は、マスクステージ１４の下方に配置されている。投影光学系１６は、米国特許第６，５５２，７７５号明細書などに開示される投影光学系と同様な構成の、いわゆるマルチレンズ型の投影光学系であり、正立正像を形成する両側テレセントリックな複数の光学系を備えている。投影光学系１６から基板Ｐに投射される照明光ＩＬの光軸ＡＸは、Ｚ軸に平行である。

液晶露光装置１０では、照明系１２からの照明光ＩＬによって所定の照明領域内に位置するマスクＭが照明されると、マスクＭを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系１６を介してその照明領域内のマスクＭのパターンの投影像（部分的なパターンの像）が、基板Ｐ上の露光領域に形成される。そして、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭが走査方向に相対移動するとともに、露光領域（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐが走査方向に相対移動することで、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭに形成されたパターン（マスクＭの走査範囲に対応するパターン全体）が転写される。ここで、マスクＭ上の照明領域と基板Ｐ上の露光領域（照明光の照射領域）とは、投影光学系１６によって互いに光学的に共役な関係になっている。

装置本体１８は、上記マスクステージ１４、及び投影光学系１６を支持する部分であり、複数の防振装置１８ｄを介してクリーンルームの床Ｆ上に設置されている。装置本体１８は、米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書に開示される装置本体と同様に構成されており、上記投影光学系１６を支持する上架台部１８ａ（光学定盤などとも称される）、一対の下架台部１８ｂ（図１では、紙面奥行き方向に重なっているため一方は不図示。図２参照）、及び一対の中架台部１８ｃを有している。

基板ステージ装置２０は、基板Ｐを投影光学系１６（照明光ＩＬ）に対して高精度位置決めする部分であり、基板Ｐを水平面（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向）に沿って所定の長ストロークで駆動するとともに、６自由度方向に微少駆動する。基板ステージ装置２０の構成は、特に限定されないが、米国特許出願公開第２００８／１２９７６２号明細書、あるいは米国特許出願公開第２０１２／００５７１４０号明細書などに開示されるような、２次元粗動ステージと、該２次元粗動ステージに対して微少駆動される微動ステージとを含む、いわゆる粗微動構成のステージ装置を用いることが好ましい。

本第１の実施形態における基板ステージ装置２０は、一例として、複数（本実施形態では、３つ）のベースフレーム２２（図１では紙面奥行き方向に重なっている。図２参照）、Ｙ粗動ステージ２４、Ｘ粗動ステージ２６、重量キャンセル装置２８、Ｙステップガイド３０、微動ステージ３２、基板ホルダ３６などを備えた粗微動構成のステージ装置である。

ベースフレーム２２は、Ｙ軸方向に延びる部材から成り、装置本体１８と振動的に絶縁された状態で床Ｆ上に設置されている。３つのベースフレーム２２は、Ｘ軸方向に所定間隔で配置されている（図２参照）。

Ｙ粗動ステージ２４は、図２に示されるように、３つのベースフレーム２２上に載置されている。Ｙ粗動ステージ２４は、上記ベースフレーム２２に対応した、３つのＹキャリッジ２４ａと、該３つのＹキャリッジ２４ａ上に載置された一対（図２では一方は不図示。図１参照）のＸビーム２４ｂとを有している。Ｙ粗動ステージ２４は、基板Ｐを６自由度方向に駆動するための基板ステージ駆動系５６（図２では不図示。図４参照）の一部である複数のＹアクチュエータ２４ｃを介して３つのベースフレーム２２上でＹ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。また、Ｙ粗動ステージ２４は、ベースフレーム２２との間に配置されたリニアガイド装置２４ｄを介して、Ｙ軸方向に直進案内される。

図１に戻り、Ｘ粗動ステージ２６は、一対のＸビーム２４ｂ上に載置されている。Ｘ粗動ステージ２６は、平面視（＋Ｚ方向から見て）矩形の板状の部材から成り、中央に開口部が形成されている。Ｘ粗動ステージ２６は、基板ステージ駆動系５６（図４参照）の一部である複数のＸアクチュエータ２６ａを介してＹ粗動ステージ２４上でＸ軸方向に所定の長ストロークで駆動される。また、Ｘ粗動ステージ２６は、Ｙ粗動ステージ２４との間に配置されたリニアガイド装置２６ｂを介して、Ｘ軸方向に直進案内される。なお、図２は、Ｘ粗動ステージ２６が＋Ｘ側のストロークエンドに位置した状態を示す図である。また、Ｘ粗動ステージ２６は、上記リニアガイド装置２６ｂによりＹ粗動ステージ２４に対するＹ軸方向への相対移動が機械的に制限されており、Ｙ粗動ステージ２４と一体的にＹ軸方向に移動する。上述した基板ステージ駆動系５６が有するＹアクチュエータ２４ｃ（図２参照）、Ｘアクチュエータ２６ａ（図１参照）としては、リニアモータ、送りネジ（ボールネジ）装置などを用いることができる。

重量キャンセル装置２８は、図２に示されるように、Ｘ粗動ステージ２６に形成された開口部内に挿入されている。重量キャンセル装置２８は、心柱とも称され、微動ステージ３２、及び基板ホルダ３６を含む系の自重を下方から支持している。重量キャンセル装置２８の詳細に関しては、米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書に開示されているので、説明を省略する。重量キャンセル装置２８は、Ｘ粗動ステージ２６に対して複数の接続装置２８ａ（フレクシャ装置とも称される）を介して機械的に接続されており、Ｘ粗動ステージ２６に牽引されることにより、Ｘ粗動ステージ２６と一体的にＸＹ平面に沿って移動する。

Ｙステップガイド３０は、重量キャンセル装置２８が移動する際の定盤として機能する部分である。Ｙステップガイド３０は、Ｘ軸方向に延びる部材から成り、装置本体１８が有する一対の下架台部１８ｂ上に複数のリニアガイド装置３０ａを介して載置されている。Ｙステップガイド３０は、Ｙ粗動ステージ２４が有する一対のＸビーム２４ｂ間に挿入され（図１参照）、且つＹ粗動ステージ２４に複数の接続装置３０ｂ（図２では不図示。図１参照）を介して機械的に接続されている。これにより、Ｙステップガイド３０は、Ｙ粗動ステージ２４と一体的にＹ軸方向に所定の長ストロークで移動する。重量キャンセル装置２８は、Ｙステップガイド３０上にエアベアリング２８ｂを介して非接触状態で載置されており、Ｘ粗動ステージ２６がＹ粗動ステージ２４上でＸ軸方向にのみ移動する場合には、静止状態のＹステップガイド３０上をＸ軸方向に移動し、Ｘ粗動ステージ２６がＹ粗動ステージ２４と一体的にＹ軸方向に移動する（Ｘ軸方向への移動を伴う場合も含む）場合には、Ｙステップガイド３０と一体的に（Ｙステップガイド３０から脱落しないように）Ｙ軸方向に移動する。

微動ステージ３２は、平面視矩形の板状（あるいは箱形）の部材から成り、中央部が球面軸受け装置３４を介してＸＹ平面に対して揺動（チルト動作）自在な状態で重量キャンセル装置２８に下方から非接触状態（ＸＹ平面に沿って相対移動可能な状態）で支持されている。微動ステージ３２の上面には、基板ホルダ３６が固定され、該基板ホルダ３６上に基板Ｐが載置される。基板ホルダ３６は、平面視矩形の板状に形成され、基板Ｐを、真空吸着保持する。

微動ステージ３２は、上記基板ステージ駆動系５６（図１及び図２では不図示。図４参照）の一部であって、Ｘ粗動ステージ２６が有する固定子と微動ステージ３２が有する可動子とを含む複数のリニアモータを介して、主制御装置５０（図４参照）により、Ｘ粗動ステージ２６に対して６自由度方向に微少駆動される。複数のリニアモータとしては、Ｘボイスコイルモータ５６ｘ（図１では不図示）、Ｙボイスコイルモータ５６ｙ（図２では不図示）、Ｚボイスコイルモータ５６ｚがそれぞれ複数含まれる。また、主制御装置５０は、Ｘ粗動ステージ２６がＸＹ平面に沿って長ストロークで移動する際には、微動ステージ３２とＸ粗動ステージ２６とが一体的にＸＹ平面に沿って長ストロークで移動するように、上記複数のリニアモータにより微動ステージ３２に推力を付与する。基板ステージ駆動系５６を含み、以上説明した基板ステージ装置２０の構成（計測系を除く）は、米国特許出願公開第２０１２／００５７１４０号明細書などに開示されている。

微動ステージ３２（すなわち基板Ｐ）の位置計測系は、図４に示されるように、基板のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転量情報を含む）を求めるための基板ステージ水平面内位置計測系５８（以下、「水平面内位置計測系５８」と称する）と、基板の水平面に交差する方向の位置情報（Ｚ軸方向の位置情報、θｘ及びθｙ方向の回転量情報。以下「Ｚチルト位置情報」と称する）を求めるための基板ステージＺチルト位置計測系７０（以下、「Ｚチルト位置計測系７０」と称する）とを含む。

水平面内位置計測系５８としては、不図示であるが、微動ステージ３２、あるいは基板ホルダ３６（それぞれ図１参照）に固定されたバーミラー（Ｘ軸に平行に延びるＹバーミラー、及びＹ軸に平行に延びるＸバーミラー）を用いた光干渉計システムなどを用いることができる。光干渉計システムを用いた位置計測系の詳細に関しては、米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書などに開示されているので、説明を省略する。

Ｚチルト位置計測系７０は、図１に示されるように、一対のヘッドユニット（ヘッドユニット７２ａ、７２ｂ）を有している。一方のヘッドユニット７２ａは、投影光学系１６の＋Ｙ側に配置され、他方のヘッドユニット７２ｂは、投影光学系１６の−Ｙ側に配置されている（図２参照）。ヘッドユニット７２ａ、７２ｂは、配置が異なる点を除き、実質的に同じ装置である。

ヘッドユニット７２ａ、７２ｂは、基板ステージ装置２０が有する一対のターゲット３８（ターゲット部材）を用いて基板ＰのＺチルト位置情報を計測する。一対のターゲット３８のうち、一方は基板ホルダ３６の＋Ｙ側に配置され、他方は基板ホルダ３６の−Ｙ側に配置されている。一対のターゲット３８のＹ軸方向に関する間隔は、上述したヘッドユニット７２ａ、７２ｂのＹ軸方向の間隔と概ね同じに設定されている。

ターゲット３８は、図１及び図２から分かるように、Ｘ軸方向に延び、且つＸＹ平面に平行な板状（帯状）の部材から成る。ターゲット３８の上面は、反射面となっている。ターゲット３８としては、平面鏡などを用いることができる。ターゲット３８のＸ軸方向の長さは、基板ホルダ３６（及び基板Ｐ）のＸ軸方向の長さよりも長く設定されており、本実施形態では、基板ホルダ３６のＸ軸方向の長さの１．１〜２倍程度に設定されている。なお、ターゲット３８の長さは基板ホルダ３６のＸ軸方向の長さよりも短くても良い。例えば、Ｚチルト位置情報を計測する場所やタイミングに対応して、基板ホルダ３６のＸ軸方向の長さよりも短いターゲット３８を複数設けても良い。

ターゲット３８は、その上面の高さ位置（Ｚ軸方向の位置）が、基板ホルダ３６上に載置された基板Ｐの表面の高さ位置とほぼ同じとなるように、基板ホルダ３６の側面にブラケット３８ａを介して取り付けられている。従って、基板ホルダ３６が水平面に交差する方向（光軸ＡＸ方向への移動、及び水平面に対して傾斜する方向）に駆動されると、一対のターゲット３８は、該基板ホルダ３６と一体的に水平面に交差する方向に移動する。これにより、基板ホルダ３６上に載置された基板Ｐの姿勢変化が、ターゲット３８の上面（反射面）に反映される。なお、図１及び図２において、ターゲット３８は、基板ホルダ３６の側面に取り付けられているが、基板Ｐの姿勢変化を反映できれば、ターゲット３８の設置位置は特に限定されず、微動ステージ３２に固定されていても良し、あるいは基板ホルダ３６の上面に直接取り付けられても良い。また、基板ホルダ３６、微動ステージ３２、基板Ｐ等の少なくとも一部の上面をターゲット３８として、Ｚチルト位置情報を計測しても良い。すなわち、基板ホルダ３６、微動ステージ３２、基板Ｐ等の少なくとも一部の上面をターゲット３８と同等に機能させても良い。これによって、ターゲット３８を設けなくても良いので、基板ステージ装置２０の構成をシンプルにすることができる。

次にヘッドユニット７２ａ、７２ｂについて説明する。ヘッドユニット７２ａは、図１に示されるように、Ｙリニアアクチュエータ７４、該Ｙリニアアクチュエータ７４により投影光学系１６（及び装置本体１８）に対してＹ軸方向に所定のストロークで駆動されるＹスライダ７６、及びＹスライダ７６に固定された一対のセンサヘッド７８（図１では紙面奥行き方向に重なっている。図２参照）を備えている。ヘッドユニット７２ｂも同様である。

Ｙリニアアクチュエータ７４（駆動機構）は、装置本体１８が有する上架台部１８ａの下面に固定されている。Ｙリニアアクチュエータ７４は、Ｙスライダ７６をＹ軸方向に案内するリニアガイドと、Ｙスライダ７６に推力を付与する駆動系とを備えている。リニアガイドの種類は、特に限定されないが、繰り返し再現性の高いエアベアリングが好適である。駆動系の種類も、特に限定されず、リニアモータ、ベルト（あるいはワイヤ）駆動装置などを用いることができる。

Ｙリニアアクチュエータ７４は、主制御装置５０（図４参照）により制御される。主制御装置５０は、Ｙスライダ７６のＹ軸方向への移動方向、移動量、及び移動速度が、基板Ｐ（微動ステージ３２）のＹ軸方向への移動方向、移動量、及び移動速度とほぼ同じとなるようにＹリニアアクチュエータ７４を制御する。また、図１及び図２では不図示であるが、主制御装置５０は、Ｙスライダ位置計測系８０（図４参照）を介して、Ｙスライダ７６の装置本体１８（すなわち投影光学系１６）に対する位置情報を求める。Ｙスライダ位置計測系８０としては、リニアエンコーダシステムのような計測システムであっても良いし、Ｙリニアアクチュエータ７４に対する入力信号などに基づくものであっても良い。

一対のセンサヘッド７８は、Ｙスライダ７６の下面にＸ軸方向に離間して取り付けられている（図２参照）。一対のセンサヘッド７８は、図３に示されるように、ターゲット３８に対向して、下方（−Ｚ方向）を向いて配置されている。本実施形態において、センサヘッド７８としては、一例として、レーザ変位計が用いられているが、センサヘッド７８の種類は、装置本体１８（図１参照）を基準としたターゲット３８のＺ軸方向の変位を所望の精度（分解能）で、且つ非接触で計測できれば、特に限定されない。

ここで、ヘッドユニット７２ａ、７２ｂそれぞれが有する一対のセンサヘッド７８は、Ｘ軸方向に離間していることから、主制御装置５０（図４参照）は、該一対のセンサヘッド７８の出力の平均値に基づいて、対応するターゲット３８のＺ軸方向の位置（変位量）情報を求めること、及び一対のセンサヘッド７８の出力の差分に基づいてターゲット３８のθｙ方向の傾斜量情報を求めることができる。また、ヘッドユニット７２ａ、７２ｂ（及び対応するターゲット３８）がＹ軸方向に離間していることから、主制御装置５０は、該ヘッドユニット７２ａ、７２ｂが有する、同一直線上にない合計で、４つのセンサヘッド７８の出力に基づいて、基板ホルダ３６（図１参照）のθｘ方向の傾斜量情報を求めることができる。なお、ターゲット３８のＺ軸方向の位置（変位量）情報を求める場合に、該一対のセンサヘッド７８のうちの一つのセンサヘッドの出力に基づいて求めても良い。

図４には、液晶露光装置１０（図１参照）の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置５０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置５０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、液晶露光装置１０の構成各部を統括制御する。

上述のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）では、主制御装置５０（図４参照）の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージ１４上へのマスクＭのロードが行われるとともに、不図示の基板ローダによって、基板ステージ装置２０（基板ホルダ３６）上への基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置５０により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、そのアライメント計測の終了後、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域に逐次ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。

上記スキャン露光動作時において、主制御装置５０（図４参照）は、Ｚチルト位置計測系７０（図４参照）の出力に基づいて、基板Ｐ上における照明光ＩＬ（図１参照）の照射領域（露光領域）が、投影光学系１６（図１参照）の焦点深度内に自動的に位置するように、基板ＰのＺチルト方向の位置決め制御（いわゆるオートフォーカス制御）を行う。なお、基板ＰのＺチルト位置計測系として、上記露光領域の近傍で基板Ｐの面位置情報を直接計測する方式の計測系（公知のオートフォーカスセンサ）を、本実施形態のＺチルト位置計測系７０と併用しても良い。

一連のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作時において、主制御装置５０（図４参照）は、図５、図６（ａ）に示されるように、ショット間移動を行うために基板Ｐ（基板ホルダ３６）をＹ軸方向（図５、図６（ａ）では＋Ｙ方向。白矢印参照）に移動させる際に、該基板Ｐと同期するように（センサヘッド７８からの計測光が対応するターゲット３８から外れないように）、ヘッドユニット７２ａ、７２ｂそれぞれのＹスライダ７６をＹ軸方向に駆動（図５、図６（ａ）の黒矢印参照）する。これにより、基板ＰのＹ位置に関わらず、基板ＰのＺチルト位置情報を求めることができる。この際、ターゲット３８のＹ軸方向の幅は、センサヘッド７８のターゲット３８上における計測点に比べて十分に広く設定されているので、センサヘッド７８と基板ホルダ３６とは、厳密にＹ軸方向の位置が同期していなくても良い。

これに対し、図６（ｂ）に示されるように、一連のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作時において、スキャン露光動作を行うために基板Ｐ（基板ホルダ３６）をＸ軸方向（図６（ｂ）では−Ｘ方向。白矢印参照）に移動させる際、主制御装置５０（図４参照）は、ヘッドユニット７２ａ、７２ｂそれぞれのＹスライダ７６を静止状態（センサヘッド７８と対応するターゲット３８とが対向した状態）として、基板ＰのＺチルト位置情報を求める。なお、ターゲット３８表面の平面度、及びＹスライダ７６の直進走行精度の確保が困難となる可能性がある場合には、上記平面度、直進走行精度に関しては、あらかじめ計測を行って補正情報を求め、実際のＺチルト位置情報の計測時に、センサヘッド７８の出力を上記補正情報により補正すると良い。

以上説明した第１の実施形態に係るＺチルト位置計測系７０によれば、装置本体１８を基準として、基板Ｐを保持する基板ホルダ３６の姿勢変化をダイレクトに計測するので、基板ＰのＺチルト位置情報を高精度で求めることができる。ここで、基板ホルダ３６に計測センサを取り付け、重量キャンセル装置２８（すなわちＹステップガイド３０）を基準に基板ホルダ３６の姿勢変化を求めることも考えられるが、重量キャンセル装置２８（及びＹステップガイド３０）は、ＸＹ平面に沿って移動する構成であるため、計測精度が低下する可能性がある。これに対し、本実施形態のＺチルト位置計測系７０では、投影光学系１６が取り付けられた上架台部１８ａを基準とするので、基板ステージ装置２０の動作に関わらず、高精度で基板Ｐの姿勢変化を計測することができる。

また、上述した露光領域の近傍で基板Ｐの面位置情報を直接計測する方式のＺチルト位置計測系（オートフォーカスセンサ）は、図２に示されるように、基板ホルダ３６がＸ軸方向に関するストロークエンドに位置した場合には、投影光学系１６の下方に基板Ｐが位置していないため、基板ＰのＺチルト位置情報を求めることができないが、本実施形態のＺチルト位置計測系７０を用いることにより、基板ホルダ３６のＸ軸方向の位置に関わらず、基板ＰのＺチルト位置情報を求めることが可能となる。

《第２の実施形態》
次に第２の実施形態に係る液晶露光装置について、図７及び図８を用いて説明する。第２の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ＰのＺチルト位置情報を求めるための計測系の構成が異なる点を除き、上記第１の実施形態と同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第１の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

上記第１の実施形態のＺチルト位置計測系７０（図６（ａ）など参照）では、投影光学系１６の＋Ｙ側及び−Ｙ側にヘッドユニット（ヘッドユニット７２ａ、７２ｂ）がそれぞれ１つずつ配置されていたのに対し、本第２の実施形態のＺチルト位置計測系１７０では、図８に示されるように、投影光学系１６の＋Ｙ側に、２つのヘッドユニット１７２ａ、１７２ｃが配置されるとともに、投影光学系１６の−Ｙ側にも、２つのヘッドユニット１７２ｂ、１７２ｄが配置されている。すなわち、主制御装置５０（図４参照）は、上記第１の実施形態では、２つのヘッドユニット７２ａ、７２ｂ（すなわち、合計で４つのセンサヘッド７８）を用いて基板ＰのＺチルト位置情報を求めたのに対し、本第２の実施形態では、４つのヘッドユニット１７２ａ〜１７２ｄ（すなわち、合計で８つのセンサヘッド７８）を適宜用いて基板ＰのＺチルト位置情報を求める。ヘッドユニット１７２ａ〜１７２ｄの構成は、上記第１の実施形態のヘッドユニット７２ａ、７２ｂと同じであるので、説明は省略する。

また、図２、図６（ａ）などに示されるように、上記第１の実施形態において、２つのヘッドユニット７２ａ、７２ｂのＸ位置は、投影光学系１６のＸ位置とほぼ同じであったのに対し、図８に示されるように、本第２の実施形態において、投影光学系１６の＋Ｙ側の、２つのヘッドユニット１７２ａ、１７２ｃは、一方（ヘッドユニット１７２ａ）が投影光学系１６よりも＋Ｘ側に配置されるとともに、他方（ヘッドユニット１７２ｃ）が投影光学系１６の−Ｘ側に（すなわち走査方向の手前側と奥側に）配置されている。投影光学系１６の−Ｙ側の、２つのヘッドユニット１７２ｂ、１７２ｄも同様である。このように、本第２の実施形態では、投影光学系１６の周囲に、４つのヘッドユニット１７２ａ〜１７２ｄが配置されている。なお、基板ホルダ３６にブラケット１３８ａを介してＸ軸方向に延びる反射面を有するターゲット１３８が固定されている点は、上記第１の実施形態と同様であるが、本第２実施形態において、ターゲット１３８のＸ軸方向の寸法は、上記第１の実施形態よりも短い。

本第２の実施形態おける走査露光動作時の各ヘッドユニット１７２ａ〜１７２ｄの動作は、上記第１の実施形態と概ね同じであるので説明を省略する。すなわち、主制御装置５０（図４参照）は、基板ホルダ３６（基板Ｐ）のＹ軸方向への移動（図８の白矢印参照）に同期して、各ヘッドユニット１７２ａ〜１７２ｄのＹスライダ７６をＹ軸方向に移動（図８の黒矢印参照）させつつ、４つのヘッドユニット１７２ａ〜１７２ｄのうちの少なくとも２つのヘッドユニット（ヘッドユニット１７２ａとヘッドユニット１７２ｂ、又はヘッドユニット１７２ｃとヘッドユニット１７２ｄ、あるいは全てのヘッドユニット１７２ａ〜１７２ｄ）が有するセンサヘッド７８の出力に基づいて、基板ＰのＺチルト位置情報を求める。

以上説明した、本第２の実施形態のＺチルト位置計測系１７０は、投影光学系１６の＋Ｘ側及び−Ｘ側それぞれに、Ｙ軸方向に離間した、２つのヘッドユニット（ヘッドユニット１７２ａ、１７２ｂ、及びヘッドユニット１７２ｃ、１７２ｄ）が配置されているので、上記第１の実施形態に比べ、Ｘ軸方向に関する検出領域が長い。従って、図７に示されるように、上記第１の実施形態（図２参照）に比べ、ターゲット１３８のＸ軸方向の長さを短くすることができる。これにより、微動ステージ３２を軽量化することができるので、基板Ｐの位置制御性が向上する。

《第３の実施形態》
次に第３の実施形態に係る液晶露光装置について、図９〜図１１を用いて説明する。第３の実施形態に係る液晶露光装置の構成は、基板ＰのＺチルト位置情報を求めるための計測系の構成が異なる点を除き、上記第１又は第２の実施形態と同じであるので、以下、相違点についてのみ説明し、上記第１又は第２の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第１又は第２の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

本第３の実施形態のＺチルト位置計測系２７０は、センサヘッド７８を有するＹスライダ７６の水平面（ＸＹ平面）に対する傾き量情報が、主制御装置５０（図４参照）により求められる点が上記第１及び第２の実施形態と異なる。主制御装置５０は、センサヘッド７８の出力と、該出力時のＹスライダ７６の傾き量情報とに基づいて（すなわち、Ｙスライダ７６の傾きを補正しつつ）基板ＰのＺチルト位置情報を求める。

なお、本第３の実施形態では、上記第２の実施形態と同様の配置で（すなわち、投影光学系１６の周囲に）、４つのヘッドユニット２７２ａ〜２７２ｄが配置されている（図９及び図１１参照）。４つのヘッドユニット２７２ａ〜２７２ｄの構成は、配置が異なる点を除き、実質的に同じである。なお、これに限られず、上記第１の実施形態と同様の配置で（すなわち、投影光学系１６と同じＸ位置に）、２つのヘッドユニットが配置される構成であっても良い。この場合、上記第１の実施形態と同様に、ターゲット１３８よりもＸ軸方向の寸法が長いターゲット３８（図２など参照）を用いる。

図１０に示されるように、ヘッドユニット２７２ａ（ヘッドユニット２７２ｂ〜２７２ｄも同様）は、上記第２の実施形態と同様に、ターゲット１３８に対して（−Ｚ方向に）計測光を照射する、Ｘ軸方向に離間した一対のセンサヘッド７８（下向きヘッド）を有している。４つのヘッドユニット２７２ａ〜２７２ｄそれぞれが有する一対の（合計で、８つの）センサヘッド７８を用いて基板ＰのＺチルト位置情報を求める手法は、上記第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

ここで、ヘッドユニット２７２ａにおいて、センサヘッド７８が取り付けられたＹスライダ７６（図１０では不図示。図９参照）は、リニアガイド装置によってＹ軸方向に直進案内される構成であることから、センサヘッド７８（対応するターゲット１３８に対する計測光の光軸）に傾き、及びＺ変位が生じる可能性がある。そこで、主制御装置５０（図４参照）は、Ｙスライダ７６に取り付けられた、４つのセンサヘッド２７８（上向きヘッド）を用いて、Ｙスライダ７６の傾き（倒れ）量に関する情報（光軸方向の変位量に関する情報も含む）を求めるとともに、該Ｙスライダ７６の傾き（計測光の光軸のズレ）を打ち消すように、２つのセンサヘッド７８の出力を、４つのセンサヘッド２７８の出力に基づいて補正する。なお、本第４の実施形態において、４つのセンサヘッド２７８（上向きヘッド）は、同一直線上にない４箇所に配置されているが、これに限られず、３つのセンサヘッド２７８を、同一直線上にない３箇所に配置しても良い。

本実施形態において、センサヘッド２７８（上向きセンサ）としては、一例としてセンサヘッド７８と同様のレーザ変位計が用いられており、上架台部１８ａ（図９、図１１参照）の下面に固定された、Ｙ軸方向に延びるターゲット２８０を用いて（すなわち上架台部１８ａを基準として）Ｙスライダ７６の傾き量に関する情報を求める。なお、Ｙスライダ７６の傾き量に関する情報を所望の精度で求めることができれば、センサヘッド２７８の種類は、特に限定されない。

以上説明した第３の実施形態によれば、基板ＰのＺチルト情報をより高精度で求めることができる。また、センサヘッド７８（下向きヘッド）の出力が補正されるので、Ｙスライダ７６の直進案内精度は、上記第１及び第２実施形態に比べてラフで良い。

《第４の実施形態》
次に第４の実施形態に係る液晶露光装置について、図１２及び図１３を用いて説明する。本第４の実施形態におけるＺチルト位置計測系３７０は、図１２に示されるように、上記第１の実施形態と同様に、投影光学系１６の＋Ｙ側に配置されたヘッドユニット３７２ａと、投影光学系１６の−Ｙ側にヘッドユニット３７２ｂとを有している。また、基板ホルダ３６には、ヘッドユニット３７２ａ、３７２ｂに対応して、一対のターゲット３３８が取り付けられている。ターゲット３３８のＸ軸方向の長さは、上記第１の実施形態と同様である。

図１３に示されるように、ヘッドユニット３７２ａは、上記第３の実施形態（図１０参照）と同様に、基板Ｐ（図１２参照）のＺチルト位置情報を求めるための一対のセンサヘッド７８（下向きヘッド）と、一対のセンサヘッド７８の傾き量情報を計測するための、４つのセンサヘッド２７８（上向きヘッド）とを有している。センサヘッド７８、２７８を用いて基板ＰのＺチルト位置情報を求める手順などについては、上記第３の実施形態と同じであるので説明を省略する。

また、本第４の実施形態の液晶露光装置は、基板Ｐの水平面内の位置情報を求めるための計測系である水平面内位置計測系５８（図４参照）として、エンコーダシステムを有している。以下、本第３の実施形態に関しては、エンコーダシステムに関して説明し、上記第１〜３の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第１〜第３の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

図１２に示されるように、ヘッドユニット３７２ａは、Ｙリニアアクチュエータ７４、該Ｙリニアアクチュエータ７４により投影光学系１６に対してＹ軸方向に所定のストロークで駆動されるＹスライダ７６、及びＹスライダ７６に固定された複数の計測ヘッド（詳細は後述する）を備えている。ヘッドユニット３７２ｂも同様である。Ｙリニアアクチュエータ７４、及びＹスライダ７６の構成、及び機能は、上記第１の実施形態のヘッドユニット７２ａ（図１参照）が有するＹリニアアクチュエータ７４、及びＹスライダ７６と実質的に同じであるので説明を省略する。

図１３に示されるように、ヘッドユニット３７２ａは、上記複数の計測ヘッドの一部として、２つのＸエンコーダヘッド３８４ｘ（下向きＸヘッド）、２つのＹエンコーダヘッド３８４ｙ（下向きＹヘッド）、２つのＸエンコーダヘッド３８６ｘ（上向きＸヘッド）、及び２つのＹエンコーダヘッド３８６ｙ（上向きＹヘッド）を有している。また、上述したように、ヘッドユニット３７２ａは、上記複数の計測ヘッドの一部として、一対のセンサヘッド７８（下向きＺヘッド）と、４つのセンサヘッド２７８（上向きＺヘッド）とを有している。以上の各ヘッド３８４ｘ、３８４ｙ、３８６ｘ、３８６ｙ、７８、２７８は、Ｙスライダ７６（図１２参照）に固定されている。図１２で紙面左右対称に構成されている点を除き、ヘッドユニット３７２ｂも同様に構成されている。また、一対のターゲット３３８も、図１２において、左右対称に構成されている。

ここで、本第４の実施形態において、ターゲット３３８の上面には、複数のスケール板３４０が取り付けられている。スケール板３４０は、Ｘ軸方向に延びる平面視帯状の部材から成り、ターゲット３３８の上面に、接着されている。スケール板３４０のＸ軸方向の長さは、ターゲット３３８のＸ軸方向の長さに比べて短く、複数のスケール板３４０が、Ｘ軸方向に所定の間隔で（互いに離間して）配列されている。また、ターゲット３３８の上面のうち、−Ｙ側の端部近傍を含む帯状の領域には、スケール板３４０が貼り付けられておらず、該帯状の領域は、一対のセンサヘッド７８（下向きＺヘッド）に対向し、上記第１〜第３の実施形態と同様に、基板ＰのＺチルト位置計測用の反射面として機能する。なお、複数のスケール板３４０の上面を反射面として、基板ＰのＺチルト位置計測を行っても良い。これによって、該帯状の領域を設けなくて良いので、ターゲット３３８の構成をシンプルにすることができる。

スケール板３４０には、Ｘスケール３４２ｘとＹスケール３４２ｙとが形成されている。Ｘスケール３４２ｘは、スケール板３４０の−Ｙ側の半分の領域に形成され、Ｙスケール３４２ｙは、スケール板３４０の＋Ｙ側の半分の領域に形成されている。Ｘスケール３４２ｘは、反射型のＸ回折格子を有し、Ｙスケール３４２ｙは、反射型のＹ回折格子を有している。なお、図１３では、理解を容易にするために、スケール板３４０が実際よりも厚く図示されるとともに、Ｘスケール３４２ｘ、Ｙスケール３４２ｙを形成する複数の格子線間の間隔（ピッチ）が、実際よりも広く図示されている。

２つのＸエンコーダヘッド３８４ｘは、Ｘスケール３４２ｘに対向して配置された状態で、Ｘスケール３４２ｘに対して計測光を照射する。主制御装置５０（図４参照）は、基板Ｐ（図１２参照）のＸ軸方向への移動に伴い、Ｘスケール３４２ｘからの光に基づくＸエンコーダヘッド３８４ｘの出力に応じて、基板ＰのＸ軸方向に関する変位量情報を求める。２つのＹエンコーダヘッド３８４ｙも同様に、Ｙスケール３４２ｙに対向して配置され、主制御装置５０は、該Ｙエンコーダヘッド３８４ｙの出力に応じて、基板ＰのＹ軸方向に関する変位量情報を求める。また、主制御装置５０は、ヘッドユニット３７２ａ、及びヘッドユニット３７２ｂ（図１２参照）それぞれのＸエンコーダヘッド３８４ｘの出力に基づいて、基板Ｐのθｚ方向の回転量情報を求める。

ここで、２つのＸエンコーダヘッド３８４ｘ、及びＹエンコーダヘッド３８４ｙのＸ軸方向に関する間隔は、隣接するスケール板３４０間の間隔よりも広く設定されている。したがって、基板Ｐ（図１２参照）のＸ位置に関わらず、常に、２つのＸエンコーダヘッド３８４ｘ、Ｙエンコーダヘッド３８４ｙの少なくとも一方がスケール板３４０に対向する。これにより、主制御装置５０（図４参照）は、２つのエンコーダヘッド３８４ｘ、３８４ｙの一方、あるいは２つのエンコーダヘッド３８４ｘ、３８４ｙの平均値に基づいて、基板Ｐの位置情報を求めることができる。なお、本実施形態では、複数のスケール板３４０がＸ軸方向に所定間隔で配置されているが、これに限られず、Ｘ軸方向の長さがターゲット３３８と同等である長尺のスケール板を用いても良い。この場合、基板Ｐの水平面内の位置情報を求めるためのエンコーダヘッド（下向きＸヘッド３８４ｘ、下向きＹヘッド３８４ｙ）は、１つのヘッドユニット３７２ａ、３７２ｂにつき、それぞれ１つ設けられていれば良い。

また、水平面内位置計測系５８に関して、図１３のスケール板３８０に対して＋Ｘ方向側に設けられるＸエンコーダヘッド３８４ｘとＹエンコーダヘッド３８４ｙ（＋Ｘ方向側のヘッド組と呼ぶ）がスケール板３４０のうちの第１のスケール板３４０から第２のスケール板３４０（第１のスケール板に隣接するスケール板３４０）に移動して第２のスケール板３４０を測定する時に、＋Ｘ方向側のヘッド組は、第２のスケール板３４０を用いて計測動作可能な状態となった直後から、基板ＰのＸ軸方向に関する位置情報を計測可能であるが、＋Ｘ方向側のヘッド組の出力は、不定値（またはゼロ）からカウントを再開するので基板ＰのＸ位置情報の算出に用いることができない。従って、この状態で、＋Ｘ方向側のヘッド組のそれぞれの出力の繋ぎ処理が必要となる。繋ぎ処理としては、具体的には、不定値（またはゼロ）とされた＋Ｘ方向側のヘッド組の出力を、スケール板３８０に対して−Ｘ方向側に設けられるＸエンコーダヘッド３８４ｘとＹエンコーダヘッド３８４ｙ（−Ｘ方向側のヘッド組と呼ぶ）の出力を用いて（同値となるように）補正する処理を行う。該繋ぎ処理は、−Ｘ方向側のヘッド組が、第１のスケールの計測範囲外となる前に完了する。

同様に、−Ｘ方向側のヘッド組が、第１のスケール板３４０の計測範囲外となった場合には、該計測範囲外となる前に、−Ｘ方向側のヘッド組の出力を無効扱いとする。従って、基板ＰのＸ位置情報は、＋Ｘ方向側のヘッド組の出力に基づいて求められる。そして、−Ｘ方向側のヘッド組のそれぞれが第２のスケール板３４０を用いて計測動作を行うことが可能となった直後に、−Ｘ方向側のヘッド組に対して、＋Ｘ方向側のヘッド組の出力を用いた繋ぎ処理を行う。

なお、上述した繋ぎ処理は、４つのヘッド（＋Ｘ方向側のヘッド組、−Ｘ方向側のヘッド組）の互いの位置関係が既知であることが前提となっている。この各ヘッド間の位置関係は、上記４つのヘッドが共通のスケールに対向した状態でそのスケールを使用して求めること、あるいは、各ヘッド間に配置した計測装置（レーザ干渉計や距離センサ等）を使用して求めることが可能である。この繋ぎ処理は、上向きＸヘッド３８６ｘとＹヘッド３８６ｙとについて行っても良いし、下向きＺヘッド７８や上向きＺヘッド２７８等について行っても良い。

また、主制御装置５０（図４参照）は、上記第１〜第３の実施形態と同様に、基板Ｐ（図１２参照）のＹ軸方向への移動に伴い、Ｙスライダ７６（図１２参照）を基板Ｐに同期してＹ軸方向へ駆動する。ここで、本実施形態の水平面内位置計測系５８では、Ｙスライダ７６が有するＸエンコーダヘッド３８４ｘ、Ｙエンコーダヘッド３８４ｙの出力に基づいて、基板Ｐの位置情報を求めることから、Ｙスライダ７６自体のＹ軸方向への変位量情報も、基板Ｐと同程度の精度で計測する必要がある。このため、本実施形態の水平面内位置計測系５８は、Ｙスライダ位置計測系８０（図４参照）として、上架台部１８ａ（図１２参照）の下面に固定されたスケール板３８０を用いてＹスライダ７６の変位を求めるエンコーダシステムを更に備えている。

スケール板３８０は、Ｙ軸方向に延びる板状の部材から成り、その下面には、上述したスケール板３４０と同様に、Ｘスケール３８２ｘ、及びＹスケール３８２ｙが形成されている。また、Ｙスライダ７６（図１２参照）には、Ｘスケール３８２ｘに対向して、２つのＸエンコーダヘッド３８６ｘがＹ軸方向に離間して取り付けられるとともに、Ｙスケール３８２ｙに対向して、２つのＹエンコーダヘッド３８６ｙがＹ軸方向に離間して取り付けられている。また、スケール板３８０は、４つのセンサヘッド２７８（上向きＺヘッド）にも対向しており、該４つのセンサヘッド２７８を用いてＹスライダ７６の傾き量を求める際のターゲット（反射面）としても機能する。

主制御装置５０（図４参照）は、基板Ｐ（図１２参照）をＹ軸方向に移動させる際に、該基板Ｐと同期してＹスライダ７６をＹ軸方向に移動させる。主制御装置５０は、この際のＹスライダ７６のＸＹ平面内の位置情報を、２つのＸエンコーダヘッド３８６ｘ及び２つのＹエンコーダヘッド３８６ｙの出力に基づいて求め、該Ｙスライダ７６の位置情報と、Ｙスライダ７６に取り付けられた、２つのＸエンコーダヘッド３８４ｘ、Ｙエンコーダヘッド３８４ｙの出力とに基づいて、基板ＰのＸＹ平面内の位置情報を求める。このように、本実施形態の水平面内位置計測系５８は、Ｙスライダ７６を介して、間接的に装置本体１８を基準として基板Ｐの水平面内の位置情報をエンコーダシステムによって求める。

以上説明した第４の実施形態によれば、基板ＰのＸＹ平面内の位置情報を、エンコーダシステムにより求めるので、光干渉計システムに比べて、空気ゆらぎなどの影響を低減でき、計測精度が向上する。また、本実施形態のエンコーダシステムは、基板ＰのＹ軸方向への移動に追従してヘッドが移動するので、基板ＰのＸＹ平面内の全移動範囲をカバーするような広いスケール板を用意する必要がない。

なお、本第４の実施形態では、Ｘエンコーダヘッド３８４ｘ、３８６ｘ、及びＹエンコーダヘッド３８４ｙ、３８６ｙによって、基板Ｐ、及びＹスライダ７６それぞれのＸＹ平面内の位置情報を求めたが、Ｚ軸方向の変位量情報を計測可能な２次元エンコーダヘッド（ＸＺエンコーダヘッド、あるいはＹＺエンコーダヘッド）を用いて、基板Ｐ及びＹスライダ７６それぞれのＸＹ平面内の位置情報と併せて、基板Ｐ及びＹスライダ７６それぞれのＺチルト変位量情報を求めても良い。この場合、基板ＰのＺチルト位置情報を求めるためのセンサヘッド７８、２７８を省略することが可能である。なお、この場合、基板ＰのＺチルト位置情報を求めるためには、常に２つの下向きＺヘッドがスケール板３４０に対向している必要があるので、スケール板３４０をターゲット３３８と同程度の長さの１枚の長尺のスケール板により構成すること、あるいは上記２次元エンコーダヘッドをＸ軸方向に所定間隔で、３つ以上配置することが好ましい。

また、本第４の実施形態では、ターゲット３３８の上面に、基板ＰのＸＹ平面内の位置情報を得るために用いられるスケール板３４０と、基板ＰのＺチルト位置計測用の被計測面（スケール板３４０が貼り付けられていない帯状の領域）とが設けられているので、Ｘエンコーダヘッド３８４ｘとＹエンコーダヘッド３８４ｙとがスケール板３４０間をまたぐ際に行う繋ぎ処理を、センサヘッド７８（下向きＺヘッド）については行う必要がない。これによって、Ｚチルト位置計測をシンプルに行うことができる。なお、複数のスケール板３４０の上面を反射面として、基板ＰのＺチルト位置計測を行う場合は、センサヘッド７８（下向きＺヘッド）についても繋ぎ処理を行っても良い。この場合、該帯状の領域を設けなくて良いので、ターゲット３３８の構成をシンプルにすることができる。

ここで、上述したように、上記基板ホルダ３６のＹステップ動作時において、基板ステージ装置２０では、例えば２つのＹスライダ７６が、基板ホルダ３６に同期してＹ軸方向に駆動される。すなわち、主制御装置５０（図４参照）は、エンコーダシステムの出力に基づいて、基板ホルダ３６を目標位置までＹ軸方向に駆動しつつ、Ｙスライダ位置計測系８０（図４参照。ここではエンコーダシステム）の出力に基づいて、Ｙスライダ７６をＹ軸方向に駆動する。この際、主制御装置５０は、Ｙスライダ７６と基板ホルダ３６とを同期して（Ｙスライダ７６が基板ホルダ３６に追従するように）駆動する。また、主制御装置５０は、複数のヘッド３８４ｘ、３８４ｙのうちの少なくとも１つのヘッドが、スケール板３４０から外れない（計測可能範囲外とならない）範囲で、Ｙスライダ７６の位置制御を行う。

従って、基板ホルダ３６のＹ位置（基板ホルダ３６の移動中も含む）に関わらず、Ｘヘッド３８４ｘ、Ｙヘッド３８４ｙ（それぞれ図１３参照）から照射される計測ビームそれぞれが、Ｘスケール３４２ｘ、Ｙスケール３４２ｙ（それぞれ図１３参照）から外れることがない。換言すると、基板ホルダ３６をＹ軸方向に移動中（Ｙステップ動作中）にＸヘッド３８４ｘ、Ｙヘッド３８４ｙから照射される計測ビームそれぞれがＸスケール３４２ｘ、Ｙスケール３４２ｙから外れない程度、すなわちＸヘッド３８４ｘ、Ｙヘッド３８４ｙからの計測ビームによる計測が途切れない（計測を継続できる）程度に、例えば２つのＹスライダ７６と基板ホルダ３６とを同期してＹ軸方向へ移動させれば良い。

このとき、基板ホルダ３６がステップ方向（Ｙ軸方向）に動く前に、Ｙスライダ７６（Ｘヘッド３８４ｘ、３８６ｘ、Ｙヘッド３８４ｙ、３８６ｙ）を基板ホルダ３６に先立ってステップ方向に動かし始めても良い。これにより、各ヘッドの加速度を抑制することができ、さらに移動中の各ヘッドの傾き（進行方向に対して前のめりとなること）を抑制することができる。また、これに替えて、Ｙスライダ７６を基板ホルダ３６よりも、遅れてステップ方向に動かし始めても良い。

また、基板ホルダ３６のＹステップ動作が完了すると、マスクステージ位置計測系５４（図４参照）の出力に基づいてマスクＭ（図１参照）が−Ｘ方向に駆動されるとともに、該マスクＭに同期して、基板ステージ水平面内位置計測系（図４参照。ここではエンコーダシステム）の出力に基づいて基板ホルダ３６が−Ｘ方向に駆動されることにより、基板Ｐ上のショット領域にマスクパターンが転写される。この際、例えば２つのＹスライダ７６は、静止状態とされる。液晶露光装置１０では、上記マスクＭのスキャン動作、基板ホルダ３６のＹステップ動作、及び基板ホルダ３６のスキャン動作を適宜繰り返すことによって、基板Ｐ上の複数のショット領域に対して、マスクパターンが順次転写される。上記露光動作時において、例えば２つのＹスライダ７６は、ターゲット３３８（スケール板３４０）との対向状態が維持されるように、基板ホルダ３６が＋Ｙ方向、及び−Ｙ方向にステップする度に、該基板ホルダ３６と同方向に、同距離だけ駆動される。

ここで、上述したように、Ｙスケール３４２ｙは、Ｘ軸方向に延びる複数の格子線を有している。また、図１７に示されるように、Ｙヘッド３８４ｙからＹスケール３４２ｙ上に照射される計測ビームの照射点３８４ｙ（便宜上、Ｙヘッドと同じ符号を付して説明する）は、Ｙ軸方向を長軸方向とする楕円状となっている。エンコーダシステムでは、Ｙヘッド３８４ｙとＹスケール３４２ｙとがＹ軸方向に相対移動して計測ビームが格子線を跨ぐと、上記照射点からの±１次回折光の位相変化に基づいて、Ｙヘッド３８４ｙからの出力が変化する。

これに対し、主制御装置５０（図４参照）は、上記スキャン露光動作中において、基板ホルダ３６をスキャン方向（Ｘ軸方向）に駆動する際に、Ｙスライダ７６（図１２参照）が有するＹヘッド３８４ｙからの計測ビームが、Ｙスケール３４２ｙを形成する複数の格子線を跨がないように、すなわち、Ｙヘッド３８４ｙの出力が変化しない（変化がゼロである）ように、Ｙスライダ７６のステップ方向の位置（Ｙ位置）を制御する。

具体的には、例えばＹスケール３４２ｙを構成する格子線間のピッチよりも高い分解能を有するセンサによってＹヘッド３８４ｙのＹ位置を計測し、該Ｙヘッド３８４ｙからの計測ビームの照射点が格子線を跨ぎそう（Ｙヘッド３８４ｙの出力が変化しそう）になる直前で、Ｙヘッド３８４ｙのＹ位置をＹリニアアクチュエータ７４（図１２参照）を介して制御する。なお、これに限らず、例えばＹヘッド３８４ｙからの計測ビームが格子線を跨ぐことにより、Ｙヘッド３８４ｙの出力が変化した場合に、これに応じて、該Ｙヘッド３８４ｙを駆動制御することにより、実質的にＹヘッド３８４ｙからの出力が変化しないようにしても良い。この場合、Ｙヘッド３８４ｙのＹ位置を計測するセンサが不要である。

《第５実施形態》
次に第５の実施形態に係る液晶露光装置について、図１４及び図１５を用いて説明する。本第５の実施形態に係る液晶露光装置は、上記第４の実施形態と同様に、エンコーダシステムを用いて基板Ｐの水平面内の位置情報を求めるが、該エンコーダシステム用（水平面内位置計測系）のヘッドユニットと、Ｚチルト位置計測系用のヘッドユニットとが独立している点が上記第４の実施形態と異なる。以下、第４の実施形態との相違点に関して説明し、上記第４の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第４の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

本第５の実施形態の液晶露光装置におけるＺチルト位置計測系は、上記第３の実施形のＺチルト位置計測系２７０と同様に構成されている。すなわち、図１４に示されるように、上架台部１８ａの下面には、４つのヘッドユニット２７２ａ〜２７２ｄ（図１２では、ヘッドユニット２７２ｂ、２７２ｄは不図示。図９など参照）が取り付けられており、該ヘッドユニット２７２ａ〜２７２ｄを用いて基板ＰのＺチルト位置情報が求められる。上架台部１８ａには、ヘッドユニット２７２ａ〜２７２ｄに対向してターゲット２８０（反射面）が固定されている。４つのヘッドユニット２７２ａ〜２７２ｄそれぞれが有するＺセンサヘッド７８、２７８を用いて基板ＰのＺチルト位置情報を求める手順などについては、上記第３の実施形態と同じであるので説明を省略する。

エンコーダシステム（水平面内位置計測系５８）は、上記第４の実施形態と同様に、投影光学系１６を挟んで一対のヘッドユニット４７２ａ、４７２ｂを有している。ヘッドユニット４７２ａ、４７２ｂは、配置が異なる点を除き、実質的に同じ構成である。ヘッドユニット４７２ａは、ヘッドユニット２７２ａとヘッドユニット２７２ｃとの間に配置されている。また、不図示であるが、ヘッドユニット４７２ｂは、ヘッドユニット２７２ｂとヘッドユニット２７２ｄとの間に配置されている。ヘッドユニット４７２ａ、４７２ｂは、ヘッドユニット２７２ａ〜２７２ｄと同様に、上架台部１８ａの下面に固定されている。また、上架台部１８ａには、ヘッドユニット４７２ａ、４７２ｂに対向してスケール板３８０が固定されている。

図１５に示されるように、ヘッドユニット４７２ａは、上記第４の実施形態のヘッドユニット３７２ａ（図１３参照）から、複数のセンサヘッド７８、２７８を取り除いたものである。本第５の実施形態おけるヘッドユニット４７２ａ、４７２ｂ（図１４参照）を用いて基板Ｐの水平面内の位置情報を求める手順などについては、上記第４の実施形態と同じであるので説明を省略する。

本第５の実施形態によれば、基板Ｐの水平面内位置計測系のヘッドユニットと、基板のＺチルト位置計測系用のヘッドユニットとが独立しているので、上記第４の実施形態に比べ、ヘッドユニットの構成がシンプルであり、各センサヘッドの配置が容易である。また、上記第４の実施形態に比べて、ターゲット４３８のＸ軸方向の寸法を短くすることができる。

《第４及び第５の各実施形態の変形例》
なお、上記第４及び第５の各実施形態（基板ステージ水平面内位置計測系５８がエンコーダシステムである場合の実施形態）において、Ｘスケール（図中に示されるＸ軸方向計測用の格子パターン）やＹスケール（図中に示されるＹ軸方向計測用の格子パターン）を、互いに独立したスケール用部材（例えばターゲット３３８上に配置されている複数のスケール板）に設けるように構成している。しかしながら、これら複数の格子パターンを、同一の長いスケール用部材上に一群の格子パターンごと分けて形成するようにしても良い。また同一の長いスケール用部材上に格子パターンを連続して形成しても良い。

また、ターゲット３３８、４３８上において、Ｘ軸方向に複数のスケールが、所定間隔の隙間を介しながら連なって配置されたスケール群（スケール列）を、複数列、互いにＹ軸方向に離れた異なる位置（例えば投影光学系１６に対して一方の側（＋Ｙ側）の位置と、他方（−Ｙ側）の位置）に配置する場合に、複数列間において、上記所定間隔の隙間の位置がＸ軸方向において重複しないように配置しても良い。このように複数のスケール列を配置すれば、互いのスケール列に対応して配置されたヘッドが同時に計測範囲外になる（換言すれば、両ヘッドが同時に隙間に対向する）ことがない。

また、ターゲット３３８、４３８上において、Ｘ軸方向に複数のスケールが、所定間隔の隙間を介しながら連なって配置されたスケール群（スケール列）を、複数列、互いにＹ軸方向に離れた異なる位置（例えば投影光学系１６に対して一方の側（＋Ｙ側）の位置と、他方（−Ｙ側）の位置）に配置する場合に、この複数のスケール群（複数のスケール列）を、基板上におけるショットの配置（ショットマップ）に基づいて使い分け出来るように構成しても良い。たとえば、複数のスケール列の全体としての長さを、スケール列間で互いに異ならせておけば、異なるショットマップに対応でき、４面取りの場合と６面取りの場合など、基板上に形成するショット領域の数の変化にも対応できる。またこのように配置すると共に、各スケール列の隙間の位置をＸ軸方向において互いに異なる位置にすれば、複数のスケール列にそれぞれ対応するヘッドが同時に計測範囲外になることがないので、繋ぎ処理において不定値とされるセンサの数を減らすことができ、繋ぎ処理を高精度に行うことができる。

また、ターゲット３３８、４３８上で、Ｘ軸方向に複数のスケールが、所定間隔の隙間を介しながら連なって配置されたスケール群（スケール列）において、１つのスケール（Ｘ軸計測用のパターン）のＸ軸方向の長さを、１ショット領域の長さ（基板ホルダ上の基板をＸ軸方向に移動させながらスキャン露光を行う際に、デバイスパターンが照射されて基板上に形成される長さ）分だけ連続して測定できるような長さにしても良い。このようにすれば、１ショット領域のスキャン露光中に、複数スケールに対するヘッドの乗継制御を行わずに済むため、スキャン露光中の基板Ｐ（基板ホルダ）の位置計測（位置制御）を容易にできる。

また、ターゲット３３８、４３８上の、所定間隔の隙間を介しながら複数のスケールがＸ軸方向に連なって配置されたスケール群（スケール列）において、上記実施形態では各スケールの長さが同一の長さのものを連ねて配置しているが、互いに長さの異なるスケールを連ねて配置するようにしても良い。例えば、ターゲット３３８、４３８上のスケール列において、Ｘ軸方向における両端部寄りにそれぞれ配置されるスケール（スケール列において、各端部に配置されるスケール）のＸ軸方向の長さよりも、中央部に配置されるスケールの方を物理的に長くしても良い。

また、ターゲット３３８、４３８上の、所定間隔の隙間を介しながら複数のスケールがＸ軸方向に連なって配置されたスケール群（スケール列）において、複数のスケール間の距離（換言すれば隙間の長さ）と、１つのスケールの長さと、そのスケール列に対して相対移動する２つのヘッド（１つのＹスライダ７６の内部において互いに対向配置されているヘッド、例えば図１３に示す２つのヘッド３８４ｘ）とは、「１つのスケール長さ ＞ 対向配置されているヘッド間の距離 ＞ スケール間の距離」の関係を満たすように配置されている。この関係は、ターゲット３３８、４３８上に設けられたスケールとそれに対応するヘッド３８４ｘ、３８４ｙだけでなく上架台部１８ａに設けられているスケール板３８０をＹ軸方向に所定間隔で配置する場合に、該上架台部１８ａに設けられているスケール板３８０とそれに対応するヘッド３８６ｘ、３８６ｙとの間においても満たされている。

また、一対のＸヘッド３８４ｘと一対のＹヘッド３８４ｙが、一つずつペアを組むようにＸ軸方向において並んで配置されているが（Ｘヘッド３８４ｘとＹヘッド３８４ｙとがＸ軸方向において同じ位置に配置されているが）、これらをＸ軸方向に相対的にずらして配置するようにしても良い。

また、ターゲット３３８、４３８上に形成されているスケール板３４０内において、Ｘスケール３４２ｘとＹスケール３４２ｙとがＸ軸方向に同一長さで形成されているが、これらの長さを互いに異ならせるようにしても良い。また両者をＸ軸方向に相対的にずらして配置するようにしても良い。

また、あるＹスライダ７６とそれに対応するスケール列（所定の隙間を介して複数のスケールを所定方向に連なって配置されるスケール列）とがＸ軸方向に相対的に移動している際に、Ｙスライダ７６内のある一組のヘッド（例えば図１３のＸヘッド３８４ｘとＹヘッド３８４ｙ）が上述のスケール間の隙間に同時に対向した後で別のスケールに同時に対向した場合（ヘッド３８４ｘ，３８４ｙが別のスケールに乗り継いだ場合）に、その乗り継いだヘッドの計測初期値を算出する必要がある。その際に、乗り継いだヘッドとは別の、Ｙスライダ７６内の残りの一組のヘッド（３８４ｘ，３８４ｙ）と、それとは更に別の１つのヘッド（Ｘ軸方向に離れて且つ、落ちたヘッドとの距離がスケール長よりも短い位置に配置されるもの）の出力とを用いて、乗り継いだヘッドの乗継の際の初期値を算出するようにしても良い。上述の更に別のヘッドは、Ｘ軸方向の位置計測用ヘッドでもＹ軸方向の位置計測用ヘッドでも構わない。

また、Ｙスライダ７６が基板ホルダ３６に同期して移動する、と説明する場面があるが、これはＹスライダ７６が、基板ホルダ３６に対する相対的な位置関係を概ね維持した状態で移動することを意味し、Ｙスライダ７６、基板ホルダ３６の両者間の位置関係、移動方向、及び移動速度が厳密に一致した状態で移動する場合に限定されるものではない。

また、エンコーダシステムは、基板ステージ装置２０が基板ローダとの基板交換位置まで移動する間の位置情報を取得するために、基板ステージ装置２０又は別のステージ装置に基板交換用のスケールを設け、下向きのヘッド（Ｘヘッド３８４ｘなど）を使って基板ステージ装置２０の位置情報を取得しても良い。あるいは、基板ステージ装置２０又は別のステージ装置に基板交換用のヘッドを設け、スケール板３４０や基板交換用のスケールを計測することによって基板ステージ装置２０の位置情報を取得しても良い。またエンコーダシステムとは別の位置計測系（たとえばステージ上のマークとそれを観察する観察系）を設けてステージの交換位置制御（管理）を行っても良い。

また、Ｚセンサは、エンコーダシステムに限らず、レーザ干渉計でも、ＴＯＦセンサでも、距離が測定できるセンサでも良い。

また、ターゲット３３８、４３８上にスケール板３４０を設けるように構成しているが、スケールを露光処理で基板Ｐに直接形成するようにしても良い。たとえばショット領域間のスクライブライン上に形成するようにしても良い。このようにすれば、基板上に形成されたスケールを計測し、その位置計測結果に基づいて、基板上の各ショット領域ごとの非線形成分誤差を求めることができ、またその誤差に基づいて露光の際の重ね精度を向上させることもできる。

また、Ｙスライダ７６、Ｙリニアアクチュエータ７４は、装置本体１８の上架台部１８ａの下面（図１２参照）に設けるよう構成しているが、下架台部１８ｂや中架台部１８ｃに設けるようにしても良い。

《第６実施形態》
次に第６の実施形態に係る液晶露光装置について、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）を用いて説明する。本第６の実施形態に係る液晶露光装置は、基板Ｐを投影光学系１６（図１参照）に対して高精度位置決めするための基板ステージ装置５２０の構成が、上記第１〜第５の実施形態と異なる。基板Ｐの６自由度方向の位置情報を求めるための計測系の構成は、上記第１〜第５の実施形態に係る計測系の何れかと同様の構成の計測系を適宜用いることができる。以下、本第６の実施形態については、上記第１〜第５の実施形態との相違点についてのみ説明し、上記第１〜第５の実施形態と同じ構成及び機能を有する要素については、上記第１〜第５の実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。

上記第１〜第５の実施形態において、基板Ｐは、その裏面が基板ホルダ３６に真空吸着保持されたのに対し（図１など参照）、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示されるように、本第６の実施形態における基板ステージ装置５２０において、基板ホルダ５４０は、平面視で矩形の枠状（額縁状）に形成され、基板Ｐの端部近傍のみを吸着保持する点が異なる。そして、基板Ｐの中央部を含むほぼ全面が、水平面に対してＺチルト方向に微小駆動可能な非接触テーブル５３６により下方から非接触支持されることにより、該非接触テーブル５３６の上面に沿って平面矯正される。

より詳細に説明すると、非接触テーブル５３６は、微動ステージ３２の上面上に固定されている。本第６の実施形態において、微動ステージ３２は、Ｘ粗動ステージ２６に対して、ボールジョイントなどを含む複数の連結装置５５０を介して機械的に（ただしＺチルト方向への微小移動可能な状態で）連結されており、該Ｘ粗動ステージ２６に牽引されることによって、Ｘ軸方向、及びＹ軸方向に所定の長ストロークで移動する。また、基板ホルダ５４０は、平面視で矩形の枠状に形成された本体部５４２と、該本体部５４２の上面に固定された吸着部５４４とを有している。吸着部５４４も本体部５４２と同様に、平面視で矩形の枠状に形成されている。基板Ｐは、吸着部５４４に、真空吸着保持される。上記非接触テーブル５３６は、基板ホルダ５４０の吸着部５４４に対して所定の隙間が形成された状態で、該吸着部５４４が有する開口内に挿入されている。非接触テーブル５３６は、基板Ｐの下面に対する加圧気体の噴出と気体の吸引を併用することにより、基板Ｐに荷重（プリロード）を作用させて、該基板Ｐを非接触状態（水平面に沿った相対移動を阻害しない状態）で平面矯正する。

また、微動ステージ３２の下面からは、複数（本実施形態では、４枚）のガイド板５４８が水平面に沿って放射状に延びている。基板ホルダ５４０は、上記複数のガイド板５４８に対応して、エアベアリングを含む複数のパッド５４６を有しており、該エアベアリングからガイド板５４８の上面に噴出される加圧気体の静圧により、ガイド板５４８上に非接触状態で載置されている。微動ステージ３２は、上記第１〜第５の実施形態と異なり、Ｘ粗動ステージ２４に対してＺチルト方向にのみ微小駆動される。この際、上記複数のガイド板５４８も微動ステージ３２と一体的にＺチルト方向に移動（姿勢変化）するので、微動ステージ３２が姿勢変化すると、該微動ステージ３２、非接触テーブル５３６、及び基板ホルダ５４０（すなわち基板Ｐ）が、一体的に姿勢変化する。

また、基板ホルダ５４０は、該基板ホルダ５４０が有する可動子と微動ステージ３２が有する固定子とを含む複数のリニアモータ５５２（ボイスコイルモータ）を介して微動ステージ３２に対して水平面内の３自由度方向に微小駆動される。また、微動ステージ３２がＸＹ平面に沿って長ストロークで移動する際には、微動ステージ３２と該基板ホルダ５４０とが一体的にＸＹ平面に沿って長ストロークで移動するように、上記複数のリニアモータ５５２によって基板ホルダ５４０に推力が付与される。

基板ホルダ５４０には、上記第１の実施形態と同様に、ブラケット３８ａを介してターゲット３８が固定されている。主制御装置５０（図４参照）は、上記第１の実施形態と同様に、ターゲット３８に計測光を照射する複数のセンサヘッド７８（図１など参照）を用いて、基板ホルダ５４０（すなわち基板Ｐ）の姿勢変化量を計測する。なお、複数のセンサヘッド７８の配置を含み、基板ＰのＺチルト位置の計測系の構成は、上記第２〜第５の実施形態と同様の変形が可能である。また、本第６の実施形態では、基板ホルダ５４０にブラケット３８ａを介してターゲット３８が固定されたが、これに限られず、基板ホルダ５４０の上面に直接ターゲット３８（及びスケール板３４０）を貼り付けても良いし、基板ホルダ５４０の上面を鏡面加工してターゲットと同等に機能させても良い。

なお、上記第１〜第６の各実施形態で説明した構成については、適宜変更が可能である。例えば、上記各実施形態において、基板ＰのＺチルト位置情報を求めるためのセンサヘッド７８（下向きヘッド）は、基板ホルダ３６に取り付けられたターゲット３８（１３８、２３８）が有する反射面に計測光を照射したが、センサヘッド７８から照射される計測光を反射することができ、且つ基板Ｐの姿勢変化を反映することができれば、ターゲットの形態は、これに限られず、基板Ｐに計測光を反射させても（すなわち、基板Ｐ自体をターゲットとして機能させても）良い。また、上記各実施形態のターゲット３８などは、微動ステージ３２に取り付けられていても良い。

また、上記各実施形態では、Ｘ軸方向（走査方向）に延びるターゲット３８に対して、センサヘッド７８（下向きヘッド）がＹ軸方向に移動する構成であったが、これに限られず、ターゲット３８が他の方向（Ｙ軸方向）に延び、該ターゲット３８の延びる方向に対して水平面内で直交する方向にセンサヘッド７８が移動する構成でも良い。

また、上記各実施形態では、基板ステージ装置２０がＸ軸方向に延びるターゲット３８を有し、該ターゲット３８に同期して装置本体１８に取り付けられたセンサヘッド７８がＹ軸方向に移動する構成であったが、これとは逆に、基板ステージ装置２０がセンサヘッド７８を有し、該センサヘッド７８に同期して装置本体１８に取り付けられたターゲット３８がＹ軸方向に移動する構成であっても良い。この場合、ターゲット３８の姿勢変化を計測し、その出力に基づいてセンサヘッド７８の出力を補正すると良い。

また、上記各実施形態において、重量キャンセル装置２８は、Ｙ軸方向へ移動可能な可動定盤であるＹステップガイド３０上に載置されたが、これに限られず、重量キャンセル装置２８のＸＹ平面内の移動範囲の全体をカバーするガイド面を有する、固定の定盤上に重量キャンセル装置２８が載置されても良い。

また、照明系１２で用いられる光源、及び該光源から照射される照明光ＩＬの波長は、特に限定されず、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。

また、上記各実施形態では、投影光学系１６として、等倍系が用いられたが、これに限られず、縮小系、あるいは拡大系を用いても良い。

また、露光装置の用途としては、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）パネル製造用の露光装置、半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるマスク又はレチクルを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも適用できる。

また、露光対象となる物体はガラスプレートに限られず、ウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。また、露光対象物がフラットパネルディスプレイ用の基板である場合、その基板の厚さは特に限定されず、フィルム状（可撓性を有するシート状の部材）のものも含まれる。なお、本実施形態の露光装置は、一辺の長さ、又は対角長が５００ｍｍ以上の基板が露光対象物である場合に特に有効である。また、露光対象の基板が可撓性を有するシート状である場合には、該シートがロール状に形成されていても良い。

液晶表示素子（あるいは半導体素子）などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたマスク（あるいはレチクル）を製作するステップ、ガラス基板（あるいはウエハ）を製作するステップ、上述した各実施形態の露光装置、及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをガラス基板に転写するリソグラフィステップ、露光されたガラス基板を現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ガラス基板上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

以上説明したように、本発明の移動体装置及び計測方法は、移動体の位置情報を求めるのに適している。また、本発明の露光装置は、物体を露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイの製造方法は、フラットパネルディスプレイの製造に適している。また、本発明のバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。

１０…液晶露光装置、２０…基板ステージ装置、３６…基板ホルダ、７０…基板ステージＺチルト位置計測系、７２ａ、７２ｂ…ヘッドユニット、７４…Ｙリニアアクチュエータ、７６…Ｙスライダ、７８…センサヘッド、Ｐ…基板。

Claims (14)

1. 投影光学系を介して照明光により物体を露光する露光装置であって、
   物体を保持する第１移動体と、
   前記第１移動体を、互いに交差する第１方向と第２方向とへ移動させる第１駆動部と、
   前記投影光学系を支持するフレーム部材と、
   前記フレーム部材と前記第１移動体との間に設けられる第２移動体と、
   前記第２移動体を前記第１方向へ移動させる第２駆動部と、
   前記第１及び第２移動体の一方の移動体に設けられた計測系と、他方の移動体に設けられた被計測系と、を有し、前記被計測系に対して前記計測系が計測ビームを照射し前記第１移動体の上下方向の位置を計測する計測部と、を備え、
   前記第１及び第２駆動部は、前記計測部による前記位置の計測中に、前記第１移動体と前記第２移動体とをそれぞれ前記第１方向へ移動させ、
   前記第１駆動部は、前記計測部による前記位置の計測中に、前記第１移動体を前記第２移動体に対して前記第２方向へ相対移動させる露光装置。
2. 前記第２駆動部は、前記第２移動体を、前記計測ビームが前記被計測系から外れないように、前記第１移動体に対して前記第１方向へ移動させる請求項１に記載の露光装置。
3. 前記計測系は、前記第２移動体に設けられ、
   前記計測部は、前記第２移動体に設けられた前記計測系が前記第１方向への駆動に起因して生じる前記第１方向の軸を含む面に対する前記第２移動体の傾き量を求める請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記被計測系は、前記第１方向と交差する第２方向に関する前記第１移動体の移動可能範囲を計測可能な長さを有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. 前記第１駆動部は、前記第１移動体を、前記計測ビームが前記被計測系から外れないように、前記第２移動体に対して前記第２方向へ相対移動させる請求項４に記載の露光装置。
6. 前記計測部は、前記第１駆動部による前記第１移動体の前記第２方向への移動中、前記第２方向に関する前記第２移動体の位置を変えずに計測を行う請求項４又は５に記載の露光装置。
7. 前記計測系は、複数設けられ、
   前記複数の計測系の前記被計測系に対する計測点は、前記第２方向に関して互いに位置が異なる請求項４〜６のいずれか一項に記載の露光装置。
8. 前記計測部は、前記被計測系に前記計測ビームを照射するとともに該計測ビームの前記被計測系からの戻り光に基づいて前記第１移動体の前記上下方向の位置を計測する請求項１〜７のいずれか一項に記載の露光装置。
9. 前記フレーム部材は、前記第１移動体の移動の基準である請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光装置。
10. 前記物体を非接触支持する支持部をさらに備え、
    前記第１移動体は、前記支持部により非接触支持された前記物体を保持する請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光装置。
11. 前記物体は、フラットパネルディスプレイに用いられる基板である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置。
12. 前記基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である請求項１１に記載の露光装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
14. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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