JP2004140145A - 露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】露光精度の低下を招くことなく、装置の大型化を抑制する。
【解決手段】駆動系によるウエハステージＷＳＴの駆動時に生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動するカウンターマス４２Ａ、４２Ｂと、カウンターマスを駆動するトリムモータ１０６Ａ、１０６Ｂと、カウンターマスの運動量保存則に従った運動を少なくとも一部相殺するように、前記駆動系によるウエハステージの駆動状態に応じてトリムモータ１０６Ａ、１０６Ｂを制御する制御装置と、を備えている。この場合、制御装置は、露光に影響を与えない範囲で、かつ駆動系によるウエハステージの駆動状態に応じてトリムモータ１０６Ａ、１０６Ｂを制御することにより、カウンターマスの運動量保存則に従った運動の一部若しくは全部を相殺することができる。
【選択図】 図２
【解決手段】駆動系によるウエハステージＷＳＴの駆動時に生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動するカウンターマス４２Ａ、４２Ｂと、カウンターマスを駆動するトリムモータ１０６Ａ、１０６Ｂと、カウンターマスの運動量保存則に従った運動を少なくとも一部相殺するように、前記駆動系によるウエハステージの駆動状態に応じてトリムモータ１０６Ａ、１０６Ｂを制御する制御装置と、を備えている。この場合、制御装置は、露光に影響を与えない範囲で、かつ駆動系によるウエハステージの駆動状態に応じてトリムモータ１０６Ａ、１０６Ｂを制御することにより、カウンターマスの運動量保存則に従った運動の一部若しくは全部を相殺することができる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置に係り、更に詳しくは、半導体素子、液晶表示素子などの電子デバイスを製造するリソグラフィ工程で用いられる露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体素子、液晶表示素子等の製造におけるリソグラフィ工程では、種々の露光装置が用いられている。近年においては、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）やステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）などが比較的多く用いられている。
【０００３】
この種の露光装置では、ウエハ上の複数のショット領域にマスクとしてのレチクルのパターンを転写する必要がある。このため、ウエハステージはＸＹ２次元方向に例えばリニアモータ等を含む駆動装置により駆動されるが、このウエハステージの駆動によって生じる反力は、例えばステージと振動絶縁された基準（例えば床面又は装置の基準となるベースプレートなど）に設けられたフレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がすことで処理していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、例えば、スキャニング・ステッパの場合、ウエハステージのみならず、レチクルステージも所定の走査方向についてはリニアモータ等で駆動する必要があるが、このレチクルステージの駆動によって生じる反力の吸収のためには、主として運動量保存の法則を利用した走査方向一軸に関するカウンタマス機構が採用されている（例えば、特許文献２参照）。また、ウエハステージにカウンタステージ（カウンタマス）及びそのカウンタステージの位置を補正する補正装置（トリムモータなど）を備えた走査型露光装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。この他、レチクルステージの移動により発生する反力を、フレーム部材を用いて機械的に基準、すなわち床（大地）に逃がすものもある（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１６６４７５号公報
【特許文献２】
特開平８−６３２３１号公報
【特許文献３】
特開２００２−２０８５６２号公報
【特許文献４】
特開平８−３３０２２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の投影露光装置では、基準に逃がされるステージの反力を防振台（除振台）等の振動絶縁装置で減衰させ、これによりその反力に起因する投影光学系（投影レンズ）の振動や基準を介した回り込みによるステージの振動が低減されていた。しかしながら、基準に逃がされたステージの反力は減衰させられたとはいえども、現状の微細加工において求められているレベルからみると、少なからず投影光学系や、ステージに振動を与えることになる。このため、ステージ（ひいては、ウエハ又はレチクル）を走査しつつ露光を行うスキャニング・ステッパにおいてはその反力に起因する振動が、露光精度を低下させる要因となる。
【０００７】
これに対し、カウンタマス機構を用いて反力吸収を行う場合には反力の伝達をほぼ完全に防止することができるのであるが、従来のカウンタマス機構では、ステージの駆動方向と反対の方向にステージの駆動距離に比例した距離だけ移動するカウンタマスが用いられていた。このため、ステージの全ストロークに応じた（比例した）ストロークをカウンタマスについても用意しなければならず、露光装置の大型化を招く傾向があった。また、上記特許文献３に記載の露光装置のように、カウンタステージ及びそのカウンタステージの位置を補正する補正装置を備えた露光装置にあっては、補正装置によりカウンタステージの位置を補正できるので、カウンタステージのストロークを、補正装置を備えていない場合に比べて短くすることができる。また、上記特許文献３に記載の走査型露光装置では、振動の発生を防止することを主眼とし、いずれの動作に際してもカウンタステージの運動量保存則に従った移動を許容して、カウンタステージの移動により反力の完全吸収を図っている。また、上記特許文献３に記載の走査型露光装置では、カウンタステージの位置の補正は、もっぱら次の動作に際してカウンタステージのストロークを確保することを目的として行われている。しかしながら、例えば、ウエハに対する露光が終了してウエハステージがウエハ交換位置まで移動する場合などにおいて、カウンタステージの運動量保存則に従った移動を許容すると、その移動距離、すなわち露光終了時の位置からウエハ交換位置までの距離に応じたカウンタステージの大きなストロークを確保する必要があった。これでは、装置の大型化を効果的に抑制することは困難である。
【０００８】
本発明は、かかる事情の下でなされたもので、その目的は、露光精度の低下を招くことなく、装置の大型化を抑制することが可能な露光装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
一般に、走査型露光装置では、振動を殆ど許容できない動作と、多少の振動を許容できる動作との両方が行われている。本発明は、この点に着目し、以下のような構成を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、マスク（Ｒ）と感光物体（Ｗ）とを第１軸方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の区画領域に順次転写する露光装置であって、前記マスクが載置されるマスクステージ（ＲＳＴ）と；前記感光物体が載置される物体ステージ（ＷＳＴ）と；前記マスクステージ及び物体ステージを駆動する駆動系（１５、２０、３４）と；前記駆動系による前記物体ステージの駆動時に生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動する少なくとも１つのカウンタマス（４２Ａ、４２Ｂ、１１０）と；前記カウンタマスを駆動するカウンタマス駆動系（１０６Ａ、１０６Ｂ、１０８Ａ、１０８Ｂ等）と；前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った運動を少なくとも一部相殺するように、前記駆動系による前記物体ステージの駆動状態に応じて前記カウンタマス駆動系を制御する制御装置（２２）と；を備える露光装置である。
【００１１】
これによれば、制御装置により、カウンタマスの運動量保存則に従った運動を少なくとも一部相殺するように、駆動系による物体ステージの駆動状態に応じてカウンタマス駆動系が制御される。この場合、制御装置は、露光に影響を与えない範囲で、かつ駆動系による物体ステージの駆動状態に応じてカウンタマス駆動系を制御することにより、カウンタマスの運動量保存則に従った運動の一部若しくは全部を相殺することができる。従って、物体ステージの駆動時の反力に起因するカウンタマスの運動量保存則に従った運動の際の移動ストロークを小さく設定できるので、露光装置のフットプリントの狭小化、あるいはカウンタマスの小型化が可能となり、いずれにしても露光精度の低下を招くことなく、装置の大型化を抑制することが可能となる。
【００１２】
この場合において、請求項２に記載の露光装置の如く、前記制御装置は、第１軸方向に関する前記マスクステージと前記物体ステージとの加減速度がともに零となる前記マスクステージと前記物体ステージとの同期移動時を除く特定の時に、前記駆動系による前記物体ステージの駆動状態に応じた前記カウンタマス駆動系の制御を行うこととすることができる。
【００１３】
この場合において、請求項３に記載の露光装置の如く、前記制御装置は、前記カウンタマス駆動系を介して、前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った前記第１軸方向の運動及び前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った前記第１軸方向に直交する第２軸方向の運動の少なくとも一方を、少なくとも一部相殺することとすることができる。
【００１４】
上記請求項２及び３に記載の各露光装置において、請求項４に記載の露光装置の如く、前記特定の時は、前記感光物体上の任意の区画領域の露光終了後に、前記第１軸方向に関し前記マスクステージと前記物体ステージとを同時に減速する時を含むこととすることができる。
【００１５】
上記請求項２及び３に記載の各露光装置において、請求項５に記載の露光装置の如く、前記特定の時は、感光物体の交換のための前記物体ステージの移動時、及び前記物体ステージ上の感光物体と前記マスクとの位置関係の計測のための前記物体ステージの移動時の少なくとも一方の時を含むこととすることができる。
【００１６】
この場合において、請求項６に記載の露光装置の如く、前記制御装置は、前記感光物体の交換のための前記物体ステージの移動時、及び前記物体ステージ上の感光物体と前記マスクとの位置関係の計測のための前記物体ステージの移動時の少なくとも一方の時に、前記物体ステージの移動の間中、前記カウンタマス駆動系を介して前記カウンタマスを駆動し続けることとすることができる。
【００１７】
上記請求項２及び３に記載の各露光装置において、請求項７に記載の露光装置の如く、前記特定の時は、前記感光物体上の２つの区画領域の露光の間における前記物体ステージの移動時の少なくとも一部を含むこととすることができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、マスク（Ｒ）と感光物体（Ｗ）とを第１軸方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の区画領域にステップ・アンド・スキャン方式で順次転写する露光装置であって、前記マスクが載置されるマスクステージ（ＲＳＴ）と；前記感光物体が載置される物体ステージ（ＷＳＴ）と；前記マスクステージ及び物体ステージを駆動する駆動系（１５，２０，３４）と；前記駆動系による前記物体ステージの駆動時に生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動する少なくとも１つのカウンタマス（４２Ａ，４２Ｂ，１１０）と；前記カウンタマスを駆動するカウンタマス駆動系（１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ）と；前記ステップ・アンド・スキャン方式による前記複数の区画領域に対するパターンの転写動作シーケンス中に、前記転写動作シーケンスに要する時間と、前記物体ステージを含む可動部と前記カウンタマスとの質量比に応じて定まる前記転写動作シーケンス中の前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った運動による定常変位とを考慮した少なくとも前記第１軸方向に関する平均速度が前記カウンタマスに与えられるように、前記カウンタマス駆動系を制御する制御装置（２２）と；を備える露光装置である。
【００１９】
これによれば、制御装置は、ステップ・アンド・スキャン方式による前記複数の区画領域に対するパターンの転写動作シーケンス中に、前記転写動作シーケンスに要する時間と、前記物体ステージを含む可動部と前記カウンタマスとの質量比に応じて定まる前記転写動作シーケンス中の前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った運動による定常変位とを考慮した少なくとも前記第１軸方向（同期移動方向）に関する平均速度が前記カウンタマスに与えられるように、前記カウンタマス駆動系を制御する。このため、ステップ・アンド・スキャン方式による複数の区画領域に対するパターンの転写動作シーケンス中には、物体ステージの駆動に応じ、その駆動によって生じる反力の作用によってカウンタマスが運動量保存則にほぼ従った運動をし、例えば完全交互スキャンにて露光が行われる場合には、カウンタマスは第１軸方向に関して往復運動を繰り返しながら、一側から他側に徐々に移動する。しかるに、その転写動作シーケンスに要する時間と、物体ステージを含む可動部とカウンタマスとの質量比に応じて定まる転写動作シーケンス中のカウンタマスの運動量保存則に従った運動による定常変位とを考慮した第１軸方向に関する平均速度がカウンタマスに与えられるように、カウンタマス駆動系が制御されるので、そのカウンタマス駆動系の発生する力によりカウンタマスの前記定常変位が抑制される。従って、第１軸方向に関してはカウンタマスの移動ストロークを小さく設定することができる。また、ステップ・アンド・スキャン方式による複数の区画領域に対するパターンの転写動作シーケンスに要する時間は、通常数１０秒という長い時間であるため、上記の定常変位をそのパターンの転写動作シーケンスに要する時間で割った平均速度は、小さく、その平均速度を与えるカウンタマス駆動系の駆動力は、露光中のカウンタマスの運動量保存則に従った運動を妨害するものではない。
【００２０】
従って、マスクパターンと感光物体との重ね合わせ精度の低下を招くことがないとともに、露光装置のフットプリントの狭小化、あるいはカウンタマスの小型化が可能となり、いずれにしても露光精度の低下を招くことなく、装置の大型化を抑制することが可能となる。
【００２１】
この場合において、請求項９に記載の露光装置の如く、前記制御装置は、前記パターンが転写される最初の区画領域と最後の区画領域との前記感光物体上における前記第１軸方向に直交する第２軸方向の位置が異なる場合には、前記転写動作シーケンス中に、前記転写動作シーケンスに要する時間と、前記可動部と前記カウンタマスとの質量比とに応じて定まる前記転写動作シーケンス中の前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った運動による定常変位とを考慮した前記第２軸方向に関する平均速度が前記カウンタマスに与えられるように、前記カウンタマス駆動系を制御することとすることができる。
【００２２】
上記請求項８及び９に記載の各露光装置において、請求項１０に記載の露光装置の如く、前記駆動系は、前記物体ステージを前記第１軸方向に駆動する左右一組のモータを含み、前記カウンタマスは、前記各モータに個別に対応して設けられ、前記制御装置は、前記物体ステージの前記第２軸方向の位置に応じた各モータに対する推力配分を考慮して、前記転写動作シーケンス中、前記各カウンタマスを個別に制御することとすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１には、第１の実施形態に係る露光装置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・スキャン方式の走査型露光装置、すなわち、いわゆるスキャニング・ステッパである。後述するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向をＺ軸方向、これに直交する面内でマスクとしてのレチクルＲと感光物体としてのウエハＷとが相対走査される方向をＹ軸方向、これらＺ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向として説明を行う。
【００２４】
この露光装置１００は、照明系ＩＯＰ、レチクルＲを保持するマスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持してＸＹ２次元方向に移動する物体ステージとしてのウエハステージＷＳＴを有するウエハステージ装置１１、及びこれらの制御系等を備えている。
【００２５】
前記照明系ＩＯＰは、例えば、特開平９−３２０９５６号公報、特開平４−１９６５１３号公報などに開示されるように、光源ユニット、照度均一化光学系（オプティカルインテグレータを含む）、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系等（いずれも不図示）から構成され、照度分布のほぼ均一な露光用照明光（以下、単に「露光光」と呼ぶ）ＥＬにより、レチクルＲ上の矩形（あるいは円弧状）の照明領域ＩＡＲを均一な照度で照明する。ここで、露光光ＥＬとしては、例えば、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線）や、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの遠紫外域、又は真空紫外域の光が用いられる。
【００２６】
前記レチクルステージＲＳＴは、後述する本体コラム１０を構成する第２コラム１２の天板１４上に載置されている。この天板１４は、レチクルベースとしての役割も果たしている。以下では、天板１４を「レチクルベース１４」とも記すものとする。
【００２７】
レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、Ｚ軸に垂直な平面内で２次元的に（Ｘ軸方向及びこれに直交するＹ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に）微少駆動可能に構成されている。
【００２８】
また、このレチクルステージＲＳＴは、レチクルベース１４上をリニアモータ等で構成された駆動装置としてのレチクル駆動部１５により、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で移動可能となっている。このレチクルステージＲＳＴは、レチクルＲの全面が少なくとも照明系ＩＯＰの光軸を横切ることができるだけの移動ストロークを有している。
【００２９】
レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６からのレーザビームを反射する移動鏡１８が固定されており、レチクルステージＲＳＴの移動面内の位置はレチクル干渉計１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクルステージＲＳＴ上には走査方向（Ｙ軸方向）に直交する反射面を有する移動鏡と非走査方向（Ｘ軸方向）に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、これに対応してレチクル干渉計もレチクルＸ干渉計とレチクルＹ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１８、レチクル干渉計１６として示されている。なお、例えば、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１８の反射面に相当）を形成しても良い。また、レチクルステージＲＳＴの走査方向（本実施形態ではＹ軸方向）の位置検出に用いられるＸ軸方向に伸びた反射面の代わりに、少なくとも１つのレトロリフレクタを用いても良い。ここで、レチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計の一方、例えばレチクルＹ干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ位置に加え、θｚ方向の回転も計測できるようになっている。
【００３０】
レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報）はステージ制御系２０及びこれを介して主制御系２２に送られ、ステージ制御系２０では主制御系２２からの指示に応じてレチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクル駆動部１５を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００３１】
前記本体コラム１０は、クリーンルームの床面Ｆ上に複数（例えば３個）の防振ユニット２４を介して設置された第１コラム２６と、この第１コラム２６上に設けられた第２コラム１２とを備えている。
【００３２】
第１コラム２６は、各防振ユニット２４の上部にそれぞれ直列に配置された複数本（例えば３本）の支柱２８と、これらの支柱２８によって水平に支持された鏡筒定盤３０とから構成されている。この場合、前記防振ユニット２４によって、床面Ｆから鏡筒定盤３０を含む本体コラム１０に伝達される微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている。
【００３３】
前記第２コラム１２は、第１コラム２６の上面に固定された複数本（例えば３本）の脚部３２と、これらの脚部３２によって水平に支持された前記天板（レチクルベース）１４とによって構成されている。
【００３４】
前記投影光学系ＰＬは、鏡筒定盤３０の中央部に形成された不図示の開口内に上方から挿入され、その鏡筒部に設けられた不図示のフランジを介して鏡筒定盤３０によって支持されている。投影光学系ＰＬとしては、ここでは両側テレセントリックな縮小系であり、光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。この投影光学系ＰＬの投影倍率は、例えば１／４、１／５あるいは１／６である。このため、照明系ＩＯＰからの露光光ＥＬによってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲ部分が照明されると、このレチクルＲを通過した露光光ＥＬにより、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲの照明領域ＩＡＲ内の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面にフォトレジストが塗布されたウエハＷ上の照明領域ＩＡＲに共役な露光領域ＩＡに形成される。
【００３５】
また、投影光学系ＰＬの近傍には、オフアクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）方式のアライメント検出系ＡＬＧが設置されている。このアライメント検出系ＡＬＧとしては、例えば、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子（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（Ｆｉｌｅｄ Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）系のアライメントセンサが用いられている。このアライメント検出系ＡＬＧの出力に基づき、後述する基準マーク板上の基準マーク及びウエハ上のアライメントマークのＸ、Ｙ２次元方向の位置計測を行なうことが可能である。なお、ＦＩＡ系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出したり、その対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数）を干渉させて検出したりするアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。
【００３６】
このアライメント検出系ＡＬＧからの情報は、不図示のアライメント制御装置によりＡ／Ｄ変換され、デジタル化された波形信号を演算処理してマーク位置が検出される。この結果が主制御系２２に送られるようになっている。
【００３７】
前記ウエハステージ装置１１は、投影光学系ＰＬの下方に配置されている。このウエハステージ装置１１は、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ及び駆動装置としてのウエハ駆動装置３４から構成されている。
【００３８】
ウエハステージＷＳＴは、図２に示されるＸ軸可動子１１２と、該Ｘ軸可動子１１２上に搭載された不図示のＺ・チルト駆動機構と、該Ｚ・チルト駆動機構によってＺ軸方向及びＸＹ面に対する傾斜方向に微小駆動可能に保持されたウエハテーブルＴＢとを含んで構成されている。なお、Ｘ軸可動子１１２及びＺ・チルト駆動機構については更に後述する。
【００３９】
前記ウエハテーブルＴＢの上面には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷが静電吸着又は真空吸着により固定されている。また、ウエハテーブルＴＢ上には、前述のアライメント検出系ＡＬＧの検出中心から投影光学系ＰＬの光軸までの距離を計測するベースライン計測のための基準マークを含む各種基準マークが形成された基準マーク板ＦＭが固定されている。
【００４０】
また、ウエハテーブルＴＢの上面には、図２に示されるように、Ｘ軸方向の一端（−Ｘ側端）にＹ軸方向に延びるＸ移動鏡３６Ｘが設けられ、Ｙ軸方向の一端（−Ｙ側端）には、Ｘ軸方向に延びるＹ移動鏡３６Ｙが設けられている。これらの移動鏡３６Ｘ，３６Ｙの外面側は、鏡面仕上げがなされた反射面となっている。なお、図１では、移動鏡３６Ｘ，３６Ｙが代表的に移動鏡３６として示されている。なお、移動鏡３６の代わりに、例えばウエハテーブルＴＢの端面を鏡面加工して反射面として用いても良い。
【００４１】
これらの移動鏡３６Ｘ，３６Ｙの反射面と対向する位置には、Ｘ軸干渉計、Ｙ軸干渉計（いずれも図示を省略）が設けられており、これらＸ軸干渉計、Ｙ軸干渉計からのレーザビームが移動鏡３６Ｘ，３６Ｙの反射面に投射され、その反射光をそれぞれの干渉計が受光するようになっている。これにより、移動鏡３６Ｘ，３６Ｙそれぞれの反射面の基準位置からの変位を計測し、ウエハテーブルＴＢ（ステージＷＳＴ）の２次元位置が計測されるようになっている。なお、図１においては、Ｘ軸干渉計及びＹ軸干渉計が代表的にウエハ干渉計３８として示されている。
【００４２】
次に、前記ウエハ駆動装置３４について、図２〜図７に基づいて、詳述する。
【００４３】
このウエハ駆動装置３４は、図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴをウエハ定盤４０の上方でＸ軸方向に駆動するＸ軸リニアモータ装置（以下、「Ｘ軸モータ装置」と略す）ＸＭ、並びにウエハステージＷＳＴ及びＸ軸モータ装置ＸＭを駆動する第１Ｙ軸リニアモータ装置（以下、「第１Ｙ軸モータ装置」と略す）ＹＭＡ及び第２Ｙ軸リニアモータ装置（以下、「第２Ｙ軸モータ装置」と略す）ＹＭＢ等を備えている。
【００４４】
ここで、第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ（より詳しくは、後述するＹ軸固定子４２Ａ）は、ウエハベースＢＳ上面の＋Ｘ側のＹ軸方向一側（＋Ｙ側）及び他側（−Ｙ側）の端部にそれぞれ固定された枠体４４Ａ及び４６Ａによって、Ｚ軸方向及びＸ軸方向の動きが拘束された状態で非接触にて支持されている。また、第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢ（より詳しくは、後述するＹ軸固定子４２Ｂ）は、ウエハベースＢＳ上面の−Ｘ側のＹ軸方向一側（＋Ｙ側）及び他側（−Ｙ側）の端部にそれぞれ固定された枠体４６Ｂ及び４４Ｂによって、Ｚ軸方向及びＸ軸方向の動きが拘束された状態で非接触にて支持されている。
【００４５】
前記第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡは、図２及び図２中のウエハステージＷＳＴ及びその駆動装置の一部を取り出し、その一部を破断して示す図３に示されるように、Ｙ軸固定子４２Ａと、該Ｙ軸固定子４２Ａに係合しつつ、Ｙ軸固定子４２Ａに沿ってＹ軸方向に移動するＹ軸可動子４８Ａとを備えている。
【００４６】
前記Ｙ軸固定子４８Ａは、Ｙ軸方向をその長手方向とし、ＸＺ断面がコ字状（Ｕ字状）をした磁極ユニット５０Ａ、該磁極ユニット５０Ａの−Ｚ側（下側）に設けられ、磁極ユニット５０Ａと同様の構造を有する磁極ユニット５２Ａ、磁極ユニット５０Ａ，５２Ａそれぞれの−Ｘ側に設けられ、Ｙ軸方向をその長手方向とする板状のＹガイド部材５４Ａ，５６Ａ、及び磁極ユニット５０Ａ，５２Ａ、Ｙガイド部材５４Ａ，５６Ａを所定の位置関係で保持する保持部材３０Ａ１，３０Ａ２を備えている。
【００４７】
前記磁極ユニット５０Ａは、図３に示されるように、断面コ字状（Ｕ字状）のヨーク６２と、このヨーク６２の上下対向面にＹ軸方向に沿って所定間隔でそれぞれ配設された複数の界磁石６４とを有している。なお、Ｚ軸方向で向かい合う界磁石６４同士の磁極面は、互いに逆極性となっている。このため、Ｚ軸方向で向かい合う界磁石６４間には、主にＺ軸方向の磁束が発生している。また、Ｙ軸方向で隣り合う界磁石３４の磁極面は互いに逆極性とされている。このため、ヨーク６２の内部空間には、Ｘ軸方向に沿って交番磁界が形成されている。
【００４８】
前記磁極ユニット５２Ａは、上記の磁極ユニット５０Ａと同様に構成されている。
【００４９】
前記保持部材５８Ａは、図３に示されるように、磁極ユニット５０Ａ，５２Ａ及びＹガイド部材５４Ａ，５６Ａを所定の位置関係で固定する固定部材６６Ａと、この固定部材６６ＡをＺ軸方向の両側（上下）から挟持する上面部材６８Ａ及び下面部材７０Ａとを備えている。上面部材６８Ａの上側の面には、図３及び図２のＤ−Ｄ線断面図である図４（Ａ）に示されるように、Ｙ軸方向に沿って所定の間隔で配列された電機子コイルを有する電機子ユニット７２Ａが埋め込まれており、下面部材７０Ａの下側の面には、上記電機子ユニット７２Ａと同様の電機子ユニット７４Ａが埋め込まれている。
【００５０】
前記保持部材６０Ａは、図３に示されるように固定部材７６Ａと、この固定部材７６Ａを上下方向から挟持する上面部材７８Ａ及び下面部材８０Ａとを備えている。
【００５１】
以上のように構成されたＹ軸固定子４２Ａは、図２に示される前記枠体４４Ａ，４６Ａの内面側（Ｘ軸方向両内面側及びＺ軸方向両内面側）に設けられた真空予圧型気体静圧軸受け装置（以下、便宜上、単に「軸受け装置」と呼ぶ）８２（図４（Ａ）参照、但し枠体４６Ａに設けられた軸受け装置については不図示）によって非接触で支持されている。すなわち、Ｙ軸固定子４２Ａは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に拘束されているが、Ｙ軸方向には一切拘束されていないので、Ｙ軸固定子４２ＡにＹ軸方向の力が作用すれば、その力に応じて、Ｙ軸固定子４２ＡはＹ軸方向に沿って移動するようになっている。
【００５２】
前記Ｙ軸可動子４８Ａは、図２及び図３に総合的に示されるように、Ｙ軸ガイド部材５４Ａ，５６Ａに対して＋Ｘ側で対向する面を有する平板部材から成るスライド部材８４Ａと、該スライド部材８４Ａの＋Ｘ側面のほぼ中央位置に設けられ、磁極ユニット５０Ａ，５２Ａの間の空間に配置される、ＹＺ断面が矩形の枠状部材８６Ａと、該枠状部材８６Ａから±Ｚ方向にほぼ等距離の位置（磁極ユニット５０Ａ，５２Ａそれぞれの内部空間に対応する位置）に配置された電機子ユニット８８Ａ，９０Ａとを備えている。電機子ユニット８８Ａ，９０Ａそれぞれの内部には、Ｘ軸方向に沿って所定間隔で複数の電機子コイルがそれぞれ配列されている。
【００５３】
前記スライド部材８４Ａの−Ｘ側の面には、後述する第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢのＹ軸可動子４８Ｂを構成するスライド部材８４Ｂに設けられた軸受け装置９２Ｂ（図３参照）と同様の軸受け装置（図示省略）が設けられている。この軸受け装置から、前述のＹ軸固定子４２Ａを構成するＹガイド部材５４Ａ，５６Ａに対してそれぞれ噴き出される加圧気体（例えばヘリウム又は窒素ガス（あるいはクリーンな空気）など）の静圧により、Ｙ軸可動子４８ＡはＹ軸固定子４２Ａに対してＸ軸方向に数μｍ程度のクリアランスを介して非接触とされている。
【００５４】
また、枠状部材８６Ａの上面と下面にも同様の軸受け装置９４Ａ及び不図示の軸受け装置がそれぞれ設けられており、これらの軸受け装置から、前記Ｙ軸固定子４２Ａを構成する磁極ユニット５０Ａの下面及び磁極ユニット５２Ａの上面に対して噴き出される加圧気体の静圧により、Ｙ軸可動子４８ＡがＹ軸固定子４２Ａに対してＺ軸方向に数μｍ程度のクリアランスを介して非接触とされている。
【００５５】
また、スライド部材８４Ａの中央部には、図３において示される、第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢのＹ軸可動子４８Ｂを構成するスライド部材８４Ｂにおける開口部９６Ｂと同様の開口部９６Ａ（図６参照）が形成されており、この開口部９６Ａが前記枠状部材８６Ａの中空部９８Ａと連通するようになっている。
【００５６】
以上のように構成された第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡでは、電機子ユニット８８Ａ，９０Ａをそれぞれ構成する電機子コイルを流れる電流と、Ｙ軸固定子４２Ａを構成する磁極ユニット５０Ａ，５２Ａをそれぞれ構成する界磁石の発生する磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力によって、Ｙ軸可動子４８ＡがＹ軸方向に駆動され、Ｙガイド部材５４Ａ，５６Ａに沿ってＸ軸方向に移動する。このとき、Ｙ軸可動子４８Ａに作用するＹ軸方向の駆動力の作用点の位置は、Ｙ軸固定子４２Ａの重心点の位置に一致するようになっている。また、Ｙ軸可動子４８Ａの駆動に伴ってＹ軸固定子４２Ａに作用するＹ軸方向の反力の作用点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｙ軸固定子４２Ａの重心点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。
【００５７】
なお、Ｙ軸可動子４８Ａに作用するＹ軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電機子ユニット８８Ａ，９０Ａの電機子コイルに供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御されるようになっている。
【００５８】
また、電機子ユニット８８Ａ，９０Ａには、電機子コイルを冷却するための冷媒が供給されるようになっている。この冷媒の流量制御も主制御系２２によって行なわれる。
【００５９】
前記第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢは、図２に示されるように、上述した第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡと回転対称な配置ではあるが同様に構成されている。すなわち、第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢは、第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡを構成するＹ軸固定子４２Ａと同様の構成であるＹ軸固定子４２Ｂと、Ｙ軸可動子４８Ａと同様の構成であるＹ軸可動子４８Ｂとを備えている。
【００６０】
すなわち、前記Ｙ軸固定子４２Ｂは、前記磁極ユニット５０Ａ、５２Ａと同様の磁極ユニット５０Ｂ，５２Ｂ、前記Ｙガイド部材５４Ａ，５６Ａと同様のＹガイド部材５４Ｂ，５６Ｂ、及び磁極ユニット５０Ｂ，５２Ｂ、Ｙガイド部材５４Ｂ，５６Ｂを所定の位置関係で保持する保持部材５８Ｂ，６０Ｂ等を備えている。
【００６１】
Ｙ軸固定子４２Ｂの−Ｙ側端部に設けられた前記保持部材５８Ｂは、前記固定部材６６Ａと同様の固定部材６６Ｂと、該固定部材６６ＢをＺ軸方向両側（上下）から挟持する上面部材６８Ｂ及び下面部材７０Ｂとを備えている。上面部材６８Ｂの上側の面には、前述の電機子ユニット７２Ａと同様の電機子ユニット７２Ｂが埋め込まれており、下面部材７０Ｂの下側の面には、前述の電機子ユニット７４Ａと同様の電機子ユニット７４Ｂが埋め込まれている。
【００６２】
Ｙ軸固定子１８Ｂの＋Ｙ側端部に設けられた保持部材６０Ｂは、前述した保持部材６０Ａと同様の構成となっている。すなわち、固定部材７６Ｂと、該固定部材７６Ｂを上下から挟持する上面部材７８Ｂ及び下面部材８０Ｂとを備えている。
【００６３】
なお、枠体４４Ｂ，４６Ｂにおいては、前述の枠体４４Ａ，４６Ａと同様に、その内面側に軸受け装置８２が設けられている（図４（Ｂ）参照）。
【００６４】
前記Ｙ軸可動子４８Ｂは、図３に示されるように、前述のスライド部材８４Ａと同様に構成されたスライド部材８４Ｂと、該スライド部材８４Ｂの−Ｘ側面のほぼ中央位置に設けられた前述の枠状部材８６Ａと同様の構成の枠状部材８６Ｂと、該枠状部材８６Ｂから±Ｚ方向にほぼ等距離の位置に設けられた前述の電機子ユニット８８Ａ，９０Ａと同様の構成の電機子ユニット８８Ｂ，９０Ｂとを備えている。
【００６５】
前記スライド部材８４Ｂの＋Ｘ側の面には、軸受け装置９２Ｂが設けられており、枠状部材８６Ｂの上面及び下面には、前述の軸受け装置９４Ａと同様の軸受け装置（不図示）が設けられている。
【００６６】
また、スライド部材８４Ｂの中央部には、図３に示されるように開口部９６Ｂが形成されており、この開口部９６Ｂが前記枠状部材８６Ｂの中空部と連通するようになっている。
【００６７】
また、第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢでは、第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡの場合と同様に、電機子ユニット８８Ｂ，９０Ｂをそれぞれ構成する電機子コイルを流れる電流と、Ｙ軸固定子４２Ｂを構成する磁極ユニット５０Ｂ，５２Ｂをそれぞれ構成する界磁石の発生する磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力によって、Ｙ軸可動子４８ＢがＹ軸方向に駆動され、Ｙガイド部材５４Ｂ，５６Ｂに沿ってＹ軸方向に移動する。このとき、Ｙ軸可動子４８Ｂに作用するＹ軸方向の駆動力の作用点の位置は、Ｙ軸可動子４８Ｂの重心点の位置に一致するようになっている。また、Ｙ軸可動子４８Ｂの駆動に伴ってＹ軸固定子４２Ｂに作用するＹ軸方向の反力の作用点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｙ軸固定子４２Ｂの重心点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。
【００６８】
また、第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡの場合と同様に、Ｙ軸可動子４８Ｂに作用するＹ軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電機子ユニット８８Ｂ，９０Ｂの電機子コイルに供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御されるようになっている。
【００６９】
また、第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢを構成する電機子ユニット８８Ｂ，９０Ｂにも前述の電機子ユニット８８Ａ，９０Ａと同様に、電機子コイルを冷却するための冷媒が供給されるようになっている。この冷媒の流量制御も主制御系２２によって行なわれる。
【００７０】
前述の保持部材５８Ａに対応する枠体４４Ａにおいては、図４（Ａ）に示されるように、前述の上面部材６８Ａ，下面部材７０Ａに設けられた電機子ユニット７２Ａ，７４Ａに対向する位置（すなわち枠体４４Ａの上下対向面）に磁性体部材及びＹ軸方向に所定間隔で配列された複数の界磁石から成る磁極ユニット１０２Ａ，１０４Ａが設けられている。ここで、磁極ユニット１０２Ａ，１０４Ａでは、Ｙ軸方向に隣り合う界磁石の磁極面は互いに逆極性とされている。
【００７１】
このため、磁極ユニット１０２Ａ，１０４Ａに対向する電機子ユニット７２Ａ，７４Ａの配置される空間には、Ｙ軸方向に沿って交番磁界が形成されている。
【００７２】
この結果、図４（Ａ）に示される、電機子ユニット７２Ａを可動子とし、磁極ユニット１０２Ａを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ（以下、「Ｙ軸トリムモータ」と呼ぶ）１０６Ａ、及び電機子ユニット７４Ａを可動子とし、磁極ユニット１０４Ａを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ（以下、「Ｙ軸トリムモータ」と呼ぶ）１０８Ａが構成されている。
【００７３】
前述の保持部材５８Ｂに対応する枠体４４Ｂにおいては、保持部材５８Ｂ及び枠体４４Ｂを＋Ｘ方向から見た図４（Ｂ）に示されるように、上面部材６８Ｂ，下面部材７０Ｂに設けられた電機子ユニット７２Ｂ，７４Ｂに対向する位置（すなわち枠体４４Ｂの上下対向面）に磁性体部材及びＹ軸方向に所定間隔で配列された複数の界磁石から成る磁極ユニット１０２Ｂ，１０４Ｂが設けられている。ここで、磁極ユニット１０２Ｂ，１０４Ｂでは、Ｙ軸方向に隣り合う界磁石の磁極面は互いに逆極性とされている。従って、磁極ユニット１０２Ｂ，１０４Ｂに対向する電機子ユニット７２Ｂ，７４Ｂの配置される空間には、Ｙ軸方向に沿って周期的な磁界が形成されている。この結果、図４（Ｂ）に示される、電機子ユニット７２Ｂを可動子とし、磁極ユニット１０２Ｂを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ（以下、「Ｙ軸トリムモータ」と呼ぶ）１０６Ｂ、及び電機子ユニット７４Ｂを可動子とし、磁極ユニット１０４Ｂを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ（以下、「Ｙ軸トリムモータ」と呼ぶ）１０８Ｂが構成されている。
【００７４】
Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８ＡがＹ軸固定子４２Ａに与えるＹ軸方向の駆動力の作用点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｙ軸固定子４２Ａの重心点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。また、Ｙ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８ＢがＹ軸固定子４２Ｂに与えるＹ軸方向の駆動力の作用点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｙ軸固定子４２Ｂの重心点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。
【００７５】
また、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ、１０６Ｂ、１０８ＢによりＹ軸固定子４２Ａ，４２Ｂに与えられるＹ軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電機子ユニット７２Ａ，７４Ａ，７２Ｂ，７４Ｂの電機子コイルに供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御されるようになっている。
【００７６】
図２に戻り、前記Ｘ軸モータ装置ＸＭは、Ｘ軸固定子１１０と、Ｘ軸可動子１１２とを備えている。
【００７７】
前記Ｘ軸固定子１１０は、図５に示されるように、Ｘ軸方向に長手方向を有し、その内部にＸ軸方向に沿って所定間隔で複数の電機子コイルが配列された電機子ユニット１１４が内蔵されたコイルプレート１１６と、該コイルプレート１１６のＹ軸方向の一側と他側にそれぞれ設けられた一対のＸガイド部材１１８，１２０とを備えている。ここで、＋Ｘ側においては、Ｘガイド部材１１８，１２０の＋Ｘ側の端部付近にまで電機子コイルが並べられているが、−Ｘ側においては、Ｘガイド部材１１８，１２０の端部が−Ｘ方向に突出した状態とされている。
【００７８】
また、図５に示されるように、Ｘガイド部材１１８は、長手方向の一側及び他側の端部に、上下方向（Ｚ軸方向）の寸法が幾分狭く形成された鉄板保持部１２２Ａ，１２２Ｂが設けられている。これらの鉄板保持部１２２Ａ，１２２Ｂの−Ｙ側の面には、鉄板１２４Ａ，１２４Ｂがそれぞれ埋め込まれている。
【００７９】
また、Ｘガイド部材１２０は、長手方向の一側及び他側の端部に、上下方向（Ｚ軸方向）の寸法が幾分狭く形成された鉄板保持部１２６Ａ，１２６Ｂが設けられている。これらの鉄板保持部１２６Ａ，１２６Ｂの＋Ｙ側の面には、鉄板１２４Ｃ，１２４Ｄ（鉄板保持部材１２６Ｂにおける鉄板１２４Ｄについては図５では不図示、図６参照）がそれぞれ埋め込まれている。
【００８０】
また、Ｘ軸固定子１１０の長手方向一側及び他側の端部は、図３に示されるように、前述したＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂを構成するスライド部材８４Ａ，８４Ｂにそれぞれ形成された開口部９６Ａ（図６参照）、９６Ｂを介して枠状部材８６Ａ，８６Ｂの内部に挿入されている。
【００８１】
図６は、Ｘ軸モータ装置ＸＭ及びＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂを高さ方向中央やや上方の位置でＸＹ面に平行な面に沿って断面し、その一部を省略して示す図である。この図６から分かるように、Ｙ軸可動子４８Ａ，４８Ｂをそれぞれ構成する枠状部材８６Ａ及び枠状部材８６Ｂの内部側壁には、電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄが固定されている。これらの電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄは、Ｘ軸固定子１１０のＸ軸方向端部に埋め込まれた鉄板１２４Ａ，１２４Ｃ，１２４Ｂ，１２４Ｄそれぞれに対向するようになっており、鉄板１２４Ａ，１２４Ｃ，１２４Ｂ，１２４Ｄとそれぞれ対向する電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄとの間に発生する磁気力によって、Ｘ軸固定子１１０がＹ軸方向に非接触で拘束されるようになっている。一方、Ｘ軸固定子１１０はＸ軸方向には一切拘束されていないので、Ｘ軸固定子１１０にＸ軸方向の力が作用すれば、その力に応じて、Ｘ軸固定子１１０はＸ軸方向に沿って移動するようになっている。なお、電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄにおける個々の磁気力の制御は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄそれぞれに供給する電流を制御することによって行われる。
【００８２】
なお、鉄板１２４Ａ，１２４Ｃ，１２４Ｂ，１２４Ｄとそれぞれ対向する電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄとの間における磁気力を個別に制御することにより、Ｘ軸固定子１１０ひいてはウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）のθｚ方向に関する微少駆動が可能となっている。
【００８３】
また、図５に示されるように、枠状部材８６Ａの内部には、電機子ユニット１１４の上面に対向する位置に、Ｘ軸方向に沿って所定の間隔で配列された複数の界磁石からなる磁石群１２８Ａと、電機子ユニット１１４の下面に対向する位置に、Ｘ軸方向に沿って所定の間隔で配列された複数の界磁石からなる磁石群（不図示）とが配置されている。なお、磁石群１２８Ａと電機子ユニット１１４の下面に対向する不図示の磁石群とにおいて、対向する界磁石の磁極面の極性は互いに逆極性となっている。この結果、電機子ユニット１１４と磁石群１２８Ａ等からなる磁極ユニットとによってＸ軸固定子１１０をＸ軸方向に駆動する電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ（以下、便宜上「Ｘ軸トリムモータ」と呼ぶ）が構成されることになる。
【００８４】
そして、Ｘ軸トリムモータがＸ軸固定子１１０に与えるＸ軸方向の駆動力の作用点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｘ軸固定子１１０の重心点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。また、Ｘ軸トリムモータによるＸ軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電機子ユニット１１４の一部を構成する電機子コイルに供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御されるようになっている。
【００８５】
また、Ｘガイド部材１１８，１２０のＸ軸方向の両端部近傍の下側には、ウエハ定盤４０に対するクリアランスを維持するための不図示の軸受け装置をその底部に有する浮上部材１３０Ａ，１３０Ｂが設けられている。そして、これらの浮上部材１３０Ａ，１３０Ｂに設けられた軸受け装置からウエハ定盤４０の上面に対して噴き出される加圧気体の静圧により、浮上部材１３０Ａ，１３０Ｂ、ひいてはＸ軸固定子１１０が、ウエハベースＢＳに対して数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されるようになっている。
【００８６】
なお、Ｘ軸固定子１１０では、電機子ユニット１１４はＸガイド部材１１８，１２０のＺ軸方向中央よりやや下側に固定されており、Ｘ軸固定子１１０の重心点のＺ軸方向位置が、前述したＹ軸固定子４２Ａの重心点のＺ軸方向位置と一致するようになっている。
【００８７】
図５に戻り、前記Ｘ軸可動子７０は、ＹＺ断面が矩形枠状の磁石保持部材１３２と、該磁石保持部材１３２の内側上面に配置され、Ｘ軸方向に所定間隔で界磁石が配列された磁極ユニット１３４、及び磁石保持部材１３２の内側下面に配置された磁極ユニット１３４と同様の磁極ユニット（不図示）と、該磁石保持部材１３２の上側に設けられた平面視略正方形状の上板１３６と、磁石保持部材１３２の下側に設けられた重心点位置調整部材１３８とを備えている。そして、磁石保持部材１３２の内部空間に、前述したＸ軸固定子１１０が挿入されるようになっている。
【００８８】
前記磁極ユニット１３４は、磁石保持部材１３２の内側上面に固定された磁性体部材と、該磁性体部材の下面にＸ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の界磁石（いずれも図示せず）とから構成されている。このとき、各界磁石の磁極面は、電機子ユニット１１４の上面に対向するようになっている。また、Ｘ軸方向に隣り合う界磁石の磁極面は互いに逆極性とされている。
【００８９】
前記磁石保持部材１３２の内側下面に固定された磁極ユニット（不図示）は、上述の磁極ユニット１３４と同様に構成され、この磁極ユニットと前述の磁極ユニット１３４において、Ｚ軸方向で互いに対向する界磁石同士の磁極面は逆極性とされている。このため、磁極ユニット１３４とコイルプレート１１６を介して磁極ユニット１３４に対向する不図示の磁極ユニットとの間の空間には、Ｘ軸方向に沿って交番磁界が形成されている。
【００９０】
前記重心点位置調整部材１３８の底面には不図示の軸受け装置が複数配置されており、ウエハ定盤４０の上面に対して噴き出される加圧気体の静圧により、ウエハ定盤４０に対して数μｍ程度のクリアランスを介してＸ軸可動子１１２が浮上支持されるようになっている。
【００９１】
また、磁石保持部材１３２の内部におけるＹ軸方向に対向する面にも同様に不図示の軸受け装置が設けられており、Ｘ軸固定子１１０を構成するＸガイド部材１１８，１２０の外面に対して数μｍ程度のクリアランスを介して非接触保持されるようになっている。このクリアランスを一定に維持することにより、Ｘ軸可動子１１２がＸ軸リニアモータによってＸ軸方向に駆動される際のＸ軸可動子１１２ひいては後述するウエハステージＷＳＴのθｚ回転（ヨーイング）の発生を防止できるようになっている。
【００９２】
なお、Ｘ軸可動子１１２に設けられた軸受け装置からの加圧気体の噴き出し圧力及び噴き出し流量は、主制御系２２からの指示に応じて図１のステージ制御系２０が行うようになっている。また、これまでに説明した各軸受け装置についても同様の制御が行われるようになっている。
【００９３】
前記Ｘ軸可動子１１２の上面には、不図示のＺ・チルト駆動機構を介して前述のウエハテーブルＴＢが搭載されている。
【００９４】
前記Ｚ・チルト駆動機構は、Ｘ軸可動子１１２を構成する上板１３６上にほぼ正三角形の頂点となる位置に配置され、ウエハテーブルＴＢをそれぞれ支持するとともに、独立してＺ軸方向に微少駆動する３つのアクチュエータ（例えば、ボイスコイルモータなど）を含んで構成されている。したがって、Ｚ・チルト駆動機構によって、ウエハテーブルＴＢは、Ｚ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、及びθｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）の３自由度方向について微少駆動されるようになっている。このＺ・チルト駆動機構の駆動は、主制御系２２の指示に基づいてステージ制御系２０により制御される。なお、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）を加えた６自由度にウエハテーブルＴＢを微動可能としても良い。
【００９５】
本実施形態では、Ｘ軸可動子１１２、ウエハテーブルＴＢなどを含んで構成されるウエハステージＷＳＴの重心点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｘ軸固定子１１０の重心点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置と一致するようになっている。
【００９６】
以上のように構成されたＸ軸モータ装置ＸＭでは、電機子ユニット１１４を構成する電機子コイルを流れる電流と、Ｘ軸可動子１１２を構成する磁極ユニット１３４等を構成する界磁石が発生する磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力によって、Ｘ軸可動子１１２がＸ軸方向に駆動され、Ｘガイド部材１１８，１２０に沿ってＸ軸方向に移動する。このとき、Ｘ軸可動子１１２に作用するＸ軸方向の駆動力の作用点の位置は、Ｘ軸可動子１１２の重心点の位置に一致するようになっている。また、Ｘ軸可動子１１２の駆動に伴ってＸ軸固定子１１０に作用するＸ軸方向の反力の作用点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｘ軸固定子１１０の重心点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。
【００９７】
なお、Ｘ軸可動子１１２に作用するＸ軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電機子ユニット１１４の電機子コイルに供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御されるようになっている。
【００９８】
また、電機子ユニット１１４には、電機子コイルの冷却用の冷媒が供給されるようになっている。この冷媒の流量制御も主制御系２２によって行なわれる。
【００９９】
次に、上述のようにして構成された本実施形態の露光装置１００による動作を、ウエハＷに対して第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理を行う際を例にとって、説明する。
【０１００】
まず、不図示のレチクルローダにより、レチクルステージＲＳＴ上にレチクルＲがロードされ、引き続き、レチクルアライメント及びベースライン計測が行われる。かかるレチクルアライメント及びベースライン計測にあたっては、主制御系２２が、ステージ制御系２０を介してウエハ駆動装置３４を制御し、ウエハステージＷＳＴを２次元移動させる。こうしたウエハステージＷＳＴの２次元移動にあたって、ステージ制御系２０では、主制御系２２からの指示に応じ、ウエハ干渉計３８からのウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいて、ウエハ駆動装置３４の第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢのＹ軸駆動用の電機子ユニット８８Ａ，９０Ａ，８８Ｂ，９０Ｂに供給される電流の波形、及び、Ｘ軸モータ装置ＸＭの電機子ユニット１１４の電機子コイルに供給される電流の波形を制御する。
【０１０１】
上記のレチクルアライメント及びベースライン計測が終了すると、引き続き、不図示のウエハローダにより、ウエハＷがウエハステージＷＳＴにロードされる。かかるウエハＷのロードにあたっては、ロード位置までウエハステージＷＳＴが移動するが、このウエハステージＷＳＴの移動の制御は、上記のレチクルアライメント等の場合と同様に行われる。
【０１０２】
なお、ロードされたウエハＷ上には、図７に示されるように、被露光領域（区画領域）としての複数のショット領域Ｓｉ，ｊがマトリクス状に配列され、各ショット領域Ｓｉ，ｊには前層の工程における露光及び現像等によりそれぞれチップパターンが形成されるとともに、ウエハアライメント用のファインアライメントマークが付設されているものとする。
【０１０３】
次に、最小二乗法等の統計演算により、ウエハＷ上のショット領域の配列座標を算出するエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式によるファインアライメントを行う。ファインアライメント工程では、ファインアライメントマークの撮像にあたって、所定のファインアライメントマークをアライメント検出系ＡＬＧの撮像範囲に入れるために、ウエハステージＷＳＴの移動が行われるが、このウエハステージＷＳＴの移動の制御も、上記のレチクルアライメント等の場合と同様に行われる。このＥＧＡ方式によるファインアライメントについては、例えば、特開昭６１−４４４２９号公報に開示されている。
【０１０４】
次いで、ウエハＷ上の各ショット領域のステップ・アンド・スキャン方式による露光が行われる。なお、ショット領域Ｓｉ，ｊの露光順序は、図７に示される通りであり、ショット領域Ｓ１，１から始まり、行方向（＋Ｘ方向）に順次進む。そして、第１行の最後のショット領域Ｓ１，７の露光が終了すると、第２行の最初のショット領域Ｓ２，９へ進む。そして、第１行の行方向とは逆の行方向（−Ｘ方向）に順次進む。以後、行を変更する度に、前の行における進行方向とは逆の行方向へ進行しながら、最終のショット領域まで順次露光を行う。
【０１０５】
なお、図７における実線矢印は、各ショット領域における露光領域ＩＡによるウエハＷの走査方向を示している。すなわち、本実施形態では、露光順が進む度に、順次走査方向を逆転するいわゆる交互スキャン方式を採用しているものとする。なお、実際には、露光領域ＩＡが固定でウエハＷが移動するので、ショット領域の露光順が進むに従って、実際にはウエハＷは、図７における実線（点線を含む）矢印と逆方向に移動する。
【０１０６】
かかる露光処理にあたって、まず、主制御系２２は、上記のファインアライメント結果及びウエハ干渉計３８からの位置情報（又は速度情報）に基づき、ステージ制御系２０を介してウエハ駆動装置３４を制御して、ウエハステージＷＳＴを移動させ、ウエハＷの第１ショット領域Ｓ１，１の露光のための走査開始位置（加速開始位置）にウエハＷを移動させる。
【０１０７】
次に、ステージ制御系２０は、主制御系２２の指示に応じてレチクルＲとウエハＷ、すなわちレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ軸方向の相対移動を開始する。両ステージＲＳＴ，ＷＳＴがそれぞれの目標走査速度に達し、等速同期状態に達すると、照明系ＩＯＰからの照明光によってレチクルＲのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。上記の相対走査は、ステージ制御系２０が、前述したウエハ干渉計３８及びレチクル干渉計１６の計測値をモニタしつつ、不図示のレチクル駆動部及びウエハ駆動装置３４を制御することにより行われる。
【０１０８】
そして、ステージ制御系２０は、レチクル駆動部及びウエハ駆動装置３４を介してレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを同期制御する。その際、特に上記の走査露光時には、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度ＶＲとウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度ＶＷとが、投影光学系ＰＬの投影倍率（１／４倍あるいは１／５倍）に応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。
【０１０９】
そして、レチクルＲのパターン領域の異なる領域が照明光で逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上の第１ショット領域Ｓ１，１の走査露光が終了する。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介して第１ショット領域Ｓ１，１に縮小転写される。なお、走査露光の終了後には、照明光によるレチクルＲのパターン領域の照射を止める。
【０１１０】
以上のような走査露光における同期移動の際には、ウエハステージＷＳＴ（ひいてはウエハＷ）の移動は、ウエハ駆動装置３４の第１、第２のＹ軸モータ装置ＹＭＡ、ＹＭＢによるＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの駆動によって行われる。
【０１１１】
以上のようにして、第１ショット領域Ｓ１，１の走査露光が終了すると、主制御系２２からの指示に基づき、ステージ制御系２０がウエハ駆動装置３４を制御してウエハステージＷＳＴを、例えば図７に点線で示されるようなＵ字状の経路（あるいはコ字状若しくはＶ字状の経路）に従って、ウエハＷを次のショット領域（ここでは、第２ショットＳ１，２）の走査露光の開始位置まで移動するショット領域間のステッピング動作を行う。このステッピング動作が終了した時点では、ウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）の加速動作は終了しており、ウエハＷはＹ軸方向に関してのみ速度を有する。なお、ショット領域間のステッピング動作については、更に後述する。
【０１１２】
そして、ウエハＷ、レチクルＲの移動方向が反対であることを除いて、第１ショット領域Ｓ１，１の場合と同様にして、第２ショット領域Ｓ１，２の走査露光を行う。
【０１１３】
以後、上記のステップ動作と走査露光動作とを繰り返して、第１行のショット領域の走査露光を順次実行する。
【０１１４】
そして、第１行の最後のショット領域Ｓ１，７の走査露光を終了すると、主制御系２２からの指示に基づき、ステージ制御系２０がウエハ駆動装置３４を制御してウエハステージＷＳＴを移動し、第２行の最初のショット領域Ｓ２，９の露光のための走査開始位置（加速開始位置）まで移動する、行間の移動動作を行う。
【０１１５】
引き続き、第２行においても、ショット領域の露光順序が−Ｘ方向に進行することを除いて、第１行の場合と同様にして、各ショット領域の走査露光が実行される。以後、第１行及び第２行の場合と同様にして、最終行（第７行）までの各ショット領域の走査露光が実行される。
【０１１６】
以上のようにして、ウエハＷ上の最終ショット領域Ｓ８，１に対する走査露光が完了すると、ウエハＷが不図示のアンローダによって、ウエハステージＷＳＴからアンロードされる。かかるウエハＷのアンロードにあたっては、アンロード位置までウエハステージＷＳＴが移動する。こうして、１枚のウエハＷに関する一連の露光処理が終了する。なお、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式によるウエハの露光動作時に、各ショット領域の走査開始位置でウエハステージＷＳＴを停止させることなく移動している。
【０１１７】
上記の露光処理中の各動作に伴い、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向への駆動にあたっては、主制御系２２からの指示に応じ、ステージ制御系２０により、第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢによるＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂに与えられる駆動力が、互いに同一の大きさ及び同一の方向となるように、電流制御がなされる。この場合、第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢのＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂが、前述のように、Ｘ軸方向及びＺ軸方向について非接触で拘束されているので、第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢによるＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂの駆動が安定して行われる。また、この場合、第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢによるＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂの駆動の結果、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２ＢにはＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂの駆動方向とは反対方向の反力が発生するが、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に非接触で拘束されているので、かかる反力の作用により、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂは、運動量保存則にほぼ従って自由運動を行い、Ｙ軸可動子４８Ａ，４８Ｂの駆動方向とは逆のＹ軸方向に移動する。この結果、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂに作用する反力はほぼ完全に吸収される。従って、Ｙ軸可動子４８Ａ，４８Ｂ、すなわちウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の駆動による反力に起因する振動の発生がほぼ完全に防止される。
【０１１８】
また、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向への駆動にあたっては、主制御系２２からの指示に応じ、ステージ制御系２０によりＸ軸モータＸＭによるＸ軸可動子１１２に与えられる駆動力が、所望の大きさ方向となるように、電流制御がなされる。この場合、Ｘ軸モータ装置ＸＭによるＸ軸可動子１１２の駆動の結果、Ｘ軸固定子１１０にはＸ軸可動子１１２の駆動方向とは反対方向の反力が発生する。この場合、Ｘ軸固定子１１０は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に非接触で拘束されているので、かかる反力の作用により、Ｘ軸固定子１１０は、運動量保存則にほぼ従って自由運動を行い、Ｘ軸可動子１１２の駆動方向とは逆のＸ軸方向に移動する。この結果、Ｘ軸固定子１１０に作用する反力はほぼ完全に吸収される。従って、Ｘ軸可動子１１２の駆動の反力に起因する振動の発生がほぼ完全に防止される。
【０１１９】
ところで、上述した一連の動作に際し、例えばウエハステージＷＳＴに対するウエハのロード、あるいはアンロードの際などには、ウエハのロード位置とウエハアライメントの開始位置（アライメント検出系ＡＬＧによるウエハのマーク又は基準マークの検出位置）との間、あるいはウエハのアンロード位置と露光終了位置との間で、ウエハステージＷＳＴを大きなストロークで少なくともＹ軸方向に移動させる必要がある。このような場合に、前述したＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動を無条件に許容すると、ウエハステージＷＳＴとＸ軸固定子１１０とＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂとの合計の質量と、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの質量との比、及びウエハステージＷＳＴのストロークによって一義的に定まる大きな距離のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの移動ストロークを用意しなければならない。
【０１２０】
そこで、本実施形態では、以下に説明するような、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの制御を行うことで、上記のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの移動ストロークを極力短くしている。
【０１２１】
図８（Ａ）には、一例として、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する長ストローク移動時における第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢの可動子であるＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）及び加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）が示されている。また、図８（Ｂ）には、図８（Ａ）に対応する主制御系２２によるＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの駆動によるＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの加速度変化曲線ＣＡｙ（ｔ）の一例などが示されている。
【０１２２】
図８（Ａ）に示されるように、主制御系２２の指示に基づき、ステージ制御系２０により、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８Ｂに加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）で示されるような加速度が与えられると、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８Ｂは、速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）に沿って移動する。このときの移動距離は、速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）と横軸とで囲まれた領域の面積である。このようなＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの駆動による反力がＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂに作用した場合に、前述したＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動を無条件に許容すると、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂには、図８（Ｂ）中の曲線Ｒｙ（ｔ）で示されるような加速度が生じ、この加速度に従ってＹ軸固定子４２Ａ、４２ＢがＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂと逆向きに移動する。
【０１２３】
しかるに、主制御系２２では、指令値Ａｙ（ｔ）に基づいて、所定の演算を行うことにより、曲線Ｒｙ（ｔ）を事前に容易に求めることができる。そこで、主制御系２２では、この曲線Ｒｙ（ｔ）を算出した後、曲線Ｒｙ（ｔ）で示されるような加速度を相殺するような加速度変化曲線ＣＲｙ（ｔ）を算出し、この加速度変化曲線ＣＲｙ（ｔ）に基づいて、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを駆動するようになっている。これにより、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動を完全に相殺して、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２ＢをウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する長ストローク移動開始前の初期位置に停止させたままの状態とすることができる。
【０１２４】
但し、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの発生可能な推力があまり大きくない場合には、一例として図８（Ｂ）中に示される加速度変化曲線ＣＡｙ（ｔ）に基づいて、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを駆動することとすれば良い。この加速度変化曲線ＣＡｙ（ｔ）に基づいてＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを駆動した場合におけるＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの速度変化曲線ＣＶｙ（ｔ）が図８（Ｂ）中に実線にて示されている。
【０１２５】
加速度変化曲線ＣＲｙ（ｔ）に基づく場合は勿論、加速度変化曲線ＣＡｙ（ｔ）に基づいてＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを駆動する場合にも、特に不都合はない。これは、運動量保存則に従うＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動を妨害すれば、ウエハ駆動装置３４に偏荷重が発生して振動が生じるが、ウエハのロード、あるいはアンロードの際などには、振動が発生しても問題がないからである。同様の理由から、前述のＥＧＡ方式のウエハアライメント時などの露光時以外の時には、主制御系２２は、上述した長ストローク移動時と同様のＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの駆動制御を行うようにしても良い。このようにすると、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂのストロークを小さく設定することができる。
【０１２６】
これに対し、前述したステップ・アンド・スキャン方式の露光の際には、少なくとも露光光ＥＬがウエハＷに照射される露光中には、振動は極力抑制する必要がある。
【０１２７】
図９には、ステップ・アンド・スキャン方式により、隣接する２ショット領域に対する露光を行う際の、第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢの可動子であるＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）及び加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）が示されている。
【０１２８】
図９において、符号ＴＡで示される期間は、あるショット領域（ショット領域Ａとする）の露光開始前のＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂ（ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴ）の＋Ｙ方向への加速時間であり、符号ＴＥで示される期間は、ショット領域Ａに対する露光時間であり、符号ＴＤで示される期間は、ショット領域Ａの露光終了後の減速時間である。なお、期間ＴＡとＴＥとの間の期間は、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期整定のための時間（同期整定時間）であり、期間ＴＥとＴＤとの間の期間は、同期整定時間に対応する等速時間である。
【０１２９】
この図９に示されるように、主制御系２２の指示に基づき、ステージ制御系２０により、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８Ｂに加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）で示されるような加速度が与えられると、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８Ｂ（ウエハステージＷＳＴ）は、速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）に沿って移動する。このようなＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの駆動による反力がＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂに作用すると、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂには、加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）と逆向きの加速度が生じ、この加速度に従ってＹ軸固定子４２Ａ、４２ＢがＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂと逆向きに移動する。このときの移動は、運動量保存則に従って行われ、その結果、上記の反力がＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの移動により完全に吸収され、振動が発生するのが防止される。
【０１３０】
そこで、主制御系２２では、上記のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動を許容することとしている。
【０１３１】
本実施形態の場合、図７からも明らかなように、上記のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動を許容しても、同一行のショット領域に対する露光が行われている間は、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２ＢはＹ軸方向に沿って所定ストロークで往復運動するのみなので、特に問題は生じない。
【０１３２】
但し、加速時間ＴＡと異なり、減速時間ＴＤでは、振動が生じても特に不都合はない。従って、主制御系２２では、この減速時間ＴＤの間だけ、前述と同様にして、指令値Ａｙ（ｔ）に基づいて、所定の演算を行うことにより、その加速度の少なくとも一部を相殺するような加速度変化曲線を算出し、この加速度変化曲線に基づいて、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを駆動しても良い。これにより、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂのストロークを減速時間中に反力の作用によって移動する距離分、あるいはその一部の分だけ短くすることができる。
【０１３３】
一方、同一行のショット領域に対する露光が終了して、次の行のショット領域に対する露光を行うためのウエハの移動は、比較的大きなストロークで行われること、及びこの間に振動が生じても特に不都合は無い。かかる点に鑑み、主制御系２２では、先に図８（Ａ）、図８（Ｂ）を用いて説明したのと同様の、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの駆動制御を行う。
【０１３４】
なお、図７に示されるような経路に沿ってウエハステージのショット領域間ステッピング動作を行う場合には、Ｙ軸方向に関して図９の速度制御（又は加速度制御）が行われるのと並行して、Ｘ軸方向に関しては、次のような制御が行われる。すなわち、ショット領域の露光終了後であってＹ軸方向に関する速度が零となる前にＸ軸方向の加速を開始し、Ｘ軸方向の減速（ステッピング）が終了する前に次のショット領域の露光のためのＹ軸方向への加速を開始する。この場合、露光終了後でＹ軸方向の速度が零となる前にＸ軸方向の加速を開始するだけでも良いし、あるいはステッピング終了前にＹ軸方向への加速を開始するだけでも良い。なお、次ショット領域の露光のためのＹ軸方向への加速が終了する前にＸ軸方向の減速（ステッピング）を終了させることが好ましい。かかるウエハステージのショット領域間ステッピング動作に関する詳細は、例えば特開２０００−１０６３４０号公報などに開示されており、公知であるから詳細説明については省略する。
【０１３５】
また、ここまでは、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）との同期移動方向、すなわち走査方向であるＹ軸方向に関するウエハステージＷＳＴの駆動時の反力の作用によるＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動制御について説明したが、主制御系２２では、上記と同様にして、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向駆動時に生じる反力の作用によるＸ軸固定子１１０の運動量保存則に従う運動を完全に、あるいは一部相殺すべく、前述の電機子ユニット１１４と磁石群１２８Ａ等からなる磁極ユニットとによって構成されるＸ軸トリムモータを制御するようになっている。従って、Ｘ軸固定子１１０についてもストロークを小さく設定することができる。ここで、前述の露光期間ＴＥでは、ウエハステージＷＳＴの速度、加速度は共に零であり、Ｘ軸モータ装置ＸＭは、駆動力（推力）を発生していないので、前述のＸ軸トリムモータの制御は不要である。
【０１３６】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、レチクル駆動部１５、ウエハ駆動装置３４及びステージ制御系２０によって、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを駆動する駆動系が構成され、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂ、Ｘ軸固定子１１０によってカウンタマスがそれぞれ構成されている。また、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ及び前述のＸ軸トリムモータによってカウンタマス駆動系が構成され、主制御系２２によってカウンタマス駆動系を制御する制御装置が構成されている。
【０１３７】
以上説明したように、本実施形態に係る露光装置１００によると、主制御系２２により、露光に影響を与えない範囲で、ステージ制御系２０によるウエハ駆動装置３４を介したウエハステージＷＳＴの駆動状態に応じて、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂ、Ｘ軸固定子１１０の運動量保存則に従った運動を少なくとも一部相殺するように、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ及び前述のＸ軸トリムモータが制御される。これにより、ウエハステージＷＳＴの駆動時の反力に起因するＹ軸固定子４２Ａ，４２Ｂ、Ｘ軸固定子１１０の運動量保存則に従った運動の際の移動ストロークを小さく設定できるので、露光装置１００のフットプリントの狭小化、あるいはＹ軸トリムモータ１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ及び前述のＸ軸トリムモータの小型化が可能となる。従って、露光装置１００によると、露光精度の低下を招くことなく、装置の大型化を抑制することが可能となる。
【０１３８】
また、本実施形態の露光装置１００によると、主制御系２２は、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ軸方向に関する加減速度がともに零となる両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動時、すなわち前述の整定時間、露光時間ＴＥを除く特定の時、例えばウエハ上の任意のショット領域の露光終了後に、Ｙ軸方向に関しレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同時に減速する時、あるいはウエハ交換のためのウエハステージＷＳＴの移動時（ウエハロード、ウエハアンロードの際のウエハステージＷＳＴの移動時）及びウエハステージＷＳＴ上のウエハＷとレチクルＲとの位置関係の計測のためのウエハステージＷＳＴの移動時、例えば前述のレチクルアライメント、ＥＧＡ方式のウエハアライメントの際のウエハステージＷＳＴの移動時、及び異なる行のショット領域間のウエハステージＷＳＴの移動時などの長ストロークの移動時に、ステージ制御系２０によるウエハ駆動装置３４を介したウエハステージＷＳＴの駆動状態に応じて、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ及び前述のＸ軸トリムモータの少なくとも一方を制御する。このため、露光精度を低下させることなく、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂ及びＸ軸固定子１１０の少なくとも一方のストロークを小さく設定することができる。
【０１３９】
また、本実施形態の露光装置１００によると、主制御系２２が、上記のウエハステージＷＳＴの長ストローク移動時に、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ及び前述のＸ軸トリムモータを介してＹ軸固定子４２Ａ，４２Ｂ及びＸ軸固定子１１０を駆動し続ける場合には、これらのトリムモータの最大加速度（最大推力）を小さくすることができるので、トリムモータの小型化も可能である。
【０１４０】
また、本実施形態では、Ｘ軸固定子及びＹ軸固定子がウエハステージの反力を吸収するカウンタマスとされているので、ウエハステージとは別個にカウンタマスを用意しなくても、ウエハステージの駆動により生じる反力に起因する振動を吸収することができる。このため、露光装置全体のフットプリントの狭小化を図ることが可能となる。
【０１４１】
なお、上記実施形態では、ウエハに対して第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理を行う場合について説明したが、これに限らず、ウエハの位置合わせ（サーチアライメント、ファインアライメント）が行なわれないことを除いて第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理と同様に行なわれるウエハの第１層目（ファーストレイヤ）の露光処理についても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４２】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に基づいて説明する。本第２の実施形態に係る露光装置は、装置構成などは前述した第１の実施形態と同様であり、ステップ・アンド・スキャン方式の露光の際のＹ軸固定子４２Ａ，４２Ｂの運動制御のための、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ、１０６Ｂ、１０８Ｂ等の制御動作が異なるのみである。従って、以下では、かかる相違点を中心として、説明する。なお、装置各部などの符号は、前述の第１の実施形態と同一の符号を用いるものとする。
【０１４３】
本第２の実施形態の露光装置においても、図７に示されるような経路に沿ってかつ前述と同様の手順でウエハＷ上の各ショット領域に対しステップ・アンド・スキャン方式による露光が行われる。
【０１４４】
図１０（Ａ）には、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ、１０６Ｂ、１０８Ｂ等の制御を行わなかった場合における、上記の露光の際のウエハステージＷＳＴの移動に伴う、Ｙ軸固定子４２Ａ（又は４２Ｂ）のＹ軸方向の位置の変化（変化曲線ｙ＝Ｌ（ｔ））が、時間ｔ（ショット領域に対応）を横軸として示されている。この図１０（Ａ）からわかるように、第１ショット領域の露光開始前の時点から最終ショットの露光終了時点までの間に、Ｙ軸固定子４２Ａ（又は４２Ｂ）は、同一行のショット領域に対する露光の間には、所定範囲でＹ軸方向に関して所定ストローク範囲で往復移動しながら、行が代わると、往復移動の中心が＋Ｙ方向に所定距離だけシフトするという、移動状況を繰り返しながら、全体として＋Ｙ方向に距離Ｌの定常変位が発生する。この場合、Ｙ軸固定子４２Ａ（又は４２Ｂ）のストロークとして最低でも定常変位Ｌと同等のストロークが必要となる。
【０１４５】
例えば、ウエハＷの直径が３００ｍｍであり、ウエハステージＷＳＴを含む前述の可動部の質量と、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの合計の質量との比が、１：２である場合、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂには、約１５０ｍｍの定常変位が発生する。
【０１４６】
そこで、本第２の実施形態では、主制御系２２が、次のようなＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの制御を行っている。
【０１４７】
すなわち、主制御系２２は、ステップ・アンド・スキャン方式による複数のショット領域に対するパターンの転写動作シーケンス中に、その転写動作シーケンスに要する時間Ｔ０と、ウエハステージＷＳＴとＸ軸固定子１１０とＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂとを含む可動部と、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂとの質量比に応じて定まる前記転写動作シーケンス中のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動による＋Ｙ方向の定常変位Ｌとに基づいて定まる−Ｙ方向（定常変位と反対方向）の平均速度Ｖａｖｅ＝Ｌ／Ｔ０がＹ軸固定子４２Ａ及び４２Ｂに与えられるように、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを制御する。図１０（Ａ）には、上記の平均速度を傾きとするＹ軸固定子４２Ａ、４２ＢのＹ軸方向の位置の変化（変化直線ｙ＝Ｖａｖｅ・ｔ）が併せて示されている。
【０１４８】
この場合、ステップ・アンド・スキャン方式による複数のショット領域に対するパターンの転写動作シーケンス中には、ウエハステージＷＳＴの駆動に応じ、その駆動によって生じる反力の作用によってＹ軸固定子４２Ａ、４２ＢがＹ軸方向に沿って運動量保存則にほぼ従った運動をし、Ｙ軸方向に関して往復運動を繰り返しながら、＋Ｙ側に徐々に移動する。この際、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂが運動量保存則に従って−Ｙ方向に移動する場合にはその移動動作がＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によってアシストされ、反対に＋Ｙ方向に移動する場合にはその移動動作がＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によって抑制される。
【０１４９】
これを更に詳述すると、ウエハＷ上の第１行のショット領域Ｓ１，１〜Ｓ１，７を露光する間には、ウエハステージＷＳＴは、一定範囲内でＹ軸方向に沿って往復移動し、これに応じてＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂも一定範囲内でＹ軸方向に沿って往復移動する。これに対し、第１行目の最後のショット領域Ｓ１，７の露光終了後第２行目の最初のショット領域Ｓ２，９の露光開始前には、ウエハステージＷＳＴが−Ｙ方向にそれまでと比べて大きく移動し、これに応じてＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂが＋Ｙ方向に移動しようとするが、この移動動作がＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によって抑制される。
【０１５０】
同様に、ウエハＷ上の第２行のショット領域Ｓ２，９〜Ｓ２，１を露光する間には、ウエハステージＷＳＴは、一定範囲内でＹ軸方向に沿って往復移動し、これに応じてＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂも一定範囲内でＹ軸方向に沿って往復移動する。これに対し、第２行目の最後のショット領域Ｓ２，１の露光終了後、第３行目の最初のショット領域Ｓ３，１の露光開始前には、ウエハステージＷＳＴが−Ｙ方向にそれまでと比べて大きく移動し、これに応じてＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂが＋Ｙ方向に移動しようとするが、この移動動作がＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によって抑制される。
【０１５１】
以後同様に、異なる行間のウエハステージＷＳＴの移動に際して、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの＋Ｙ方向の移動が、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によって抑制される。
【０１５２】
図１０（Ｂ）には、上述の如くしてＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの＋Ｙ方向の移動が抑制された結果におけるＹ軸固定子４２Ａ（又は４２Ｂ）のＹ軸方向の位置の変化ｙ＝ΔＬ＝Ｌ（ｔ）−Ｖａｖｅ・ｔが、時間ｔ（ショット領域に対応）を横軸として示されている。
【０１５３】
この図１０（Ｂ）の曲線ｙ＝ΔＬと前述の図１０（Ａ）の曲線ｙ＝Ｌ（ｔ）とを比較すると明らかなように、異なる行間のウエハステージＷＳＴの移動に際して生じる、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの＋Ｙ方向の移動を、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によって抑制した結果、本実施形態では、露光中にトリムモータの制御を行わない従来技術に比べて、ステップ・アンド・スキャン方式による複数のショット領域に対するパターンの転写動作シーケンス中に、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂに生じる＋Ｙ方向の定常変位を格段に抑制することができ、その分Ｙ軸固定子４２Ａ、４２ＢのＹ軸方向の移動ストロークを小さく設定することが可能となることがわかる。
【０１５４】
この場合において、ステップ・アンド・スキャン方式による複数のショット領域に対するパターンの転写動作シーケンスに要する時間は、通常数１０秒という長い時間であるため、上記の平均速度Ｖａｖｅは、小さく、その平均速度Ｖａｖｅを与えるＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの駆動力が、露光中のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動に与える影響は僅かであり、露光精度に影響を与えるものではない。
【０１５５】
従って、本第２の実施形態の露光装置によると、前述の第１の実施形態と同様に、レチクルパターンとウエハＷ上の複数のショット領域との重ね合わせ精度の低下を招くことがないとともに、露光装置のフットプリントの狭小化、あるいはＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの小型化が可能となり、いずれにしても露光精度の低下を招くことなく、装置の大型化を抑制することが可能となる。
【０１５６】
なお、上記の説明では、説明の簡略化のため特に触れなかったが、ウエハ駆動装置が、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に駆動する左右一組のモータとしてのＹ軸モータ装置ＹＭＡ、ＹＭＢを含み、かつカウンタマスとしてのＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂは、各Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ、ＹＭＢに個別に対応して設けられている。また、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置に応じてウエハステージＷＳＴを含む前述の可動部の重心位置が異なるので、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に正確に駆動する際には、主制御系２２は、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置に応じてＹ軸モータ装置ＹＭＡ、ＹＭＢにそれぞれに対する推力配分を考慮して、前記転写動作シーケンス中、前記Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂを個別に制御することとしても良い。かかる場合には、露光時間中のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂそれぞれの変位を時間軸を横軸とする直交座標系上でプロットし、これを最小二乗近似した速度に応じた速度をＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂに与えることとすることが望ましい。
【０１５７】
なお、上記第２の実施形態では、Ｙ軸方向に関する定常変位Ｌを軽減すべく定常変位と反対方向の平均速度Ｖａｖｅ＝Ｌ／Ｔ０がＹ軸固定子４２Ａ及び４２Ｂに与えられるように、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを制御するものとしたが、ショットマップによっては、レチクルパターンが転写される最初のショット領域と最後のショット領域とのウエハ上におけるＸ軸方向（非走査方向）の位置が異なる。このような場合には、その非走査方向に関しても転写動作シーケンスの開始位置と終了位置とでＸ軸固定子１１０にＸ軸方向の定常変位が生じる。このような場合、主制御系２２では、転写動作シーケンス中に、前記時間Ｔ０と、可動部としてのウエハステージＷＳＴとＸ軸固定子１１０との質量比とに応じて定まる転写動作シーケンス中のＸ軸固定子１１０の運動量保存則に従った運動による定常変位（Ｄとする）を考慮した定常変位と反対向きのＸ軸方向に関する平均速度（＝Ｄ／Ｔ０）がＸ軸固定子１１０に与えられるように、前述のＸ軸トリムモータを制御することとすることができる。これにより、Ｙ軸固定子４２Ａ、４１Ｂの移動ストロークに加え、Ｘ軸固定子１１０の移動ストロークをも小さく設定することができる。
【０１５８】
なお、上記各実施形態では、ウエハステージＷＳＴの反力を吸収する機構として、ウエハステージＷＳＴを移動させる各モータ装置の固定子を用いる構成としたが、これに限らず、各モータ装置とは別にカウンタマスを設けることも可能である。
【０１５９】
また、上記各実施形態では、ウエハステージＷＳＴを１つだけ備える構成としたが、これに限らず、互いに独立して２次元移動が可能な２つのウエハステージを備える構成とすることができる。この場合、二つのアライメント検出系を持つタイプ（すなわち、一方のウエハステージが一方のアライメント検出系と投影光学系ＰＬとの間で移動し、他方のウエハステージが他方のアライメント検出系と投影光学系ＰＬとの間で移動するタイプ）のダブルウエハステージ方式のスキャニング・ステッパにも、一つのアライメント検出系のみを持つタイプ（すなわち、２つのウエハステージが投影光学系とアライメント検出系との間で交互に入れ替わるタイプ）のダブルウエハステージ方式のスキャニング・ステッパにも本発明は好適に適用することができる。また、ダブルウエハステージ方式のスキャニング・ステッパ（露光装置）では、２つのウエハステージにそれぞれ対応して別々のカウンタマスを設けても良いし、あるいは２つのウエハステージで共通のカウンタマスを設けるだけでも良い。特に後者では、例えば国際公開ＷＯ０１／４７００１号パンフレットに開示されているように、２つのウエハステージが載置される可動定盤をカウンタマスとして用いても良い。
【０１６０】
また、上記各実施形態の露光装置は床面（又はベース）Ｆ上で防振ユニットに支持されるベースにウエハステージＷＳＴが載置されるものとしたが、例えば上記ウエハステージＷＳＴが載置されるベースを鏡筒定盤３０に吊り下げる構造としても良く、要は本発明が適用される露光装置のボディ構造は上記各実施形態に限られるものではなく任意で構わない。
【０１６１】
勿論、本発明は、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子、プラズマディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気へッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、有機ＥＬ、マイクロマシン、ＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。
【０１６２】
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（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、ＥＵＶ露光装置では反射型マスクが用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【０１６３】
また、本発明に係る露光装置では、投影光学系に限らず、Ｘ線光学系、電子光学系等の荷電粒子線光学系を用いることもできる。例えば、電子光学系を用いる場合には、光学系は電子レンズ及び偏向器を含んで構成することができ、電子銃として、熱電子放射型のランタンへキサボライト（ＬａＢ６）、タンタル（Ｔａ）を用いることができる。なお、電子線が通過する光路は真空状態にすることはいうまでもない。また、本発明に係る露光装置では、露光光として、前述した遠紫外域、真空紫外域の光に限らず、波長５〜３０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域のＥＵＶ光を用いても良い。
【０１６４】
また、例えば真空紫外光としては、ＡｒＦエキシマレーザ光やＦ２レーザ光などが用いられるが、これに限らず、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
【０１６５】
また、上記各実施形態では、投影光学系として縮小系を用いる場合について説明したが、投影光学系は等倍系および拡大系のいずれでも良い。
【０１６６】
なお、複数のレンズ等から構成される照明ユニット、投影光学系などを露光装置本体に組み込み、光学調整をする。そして、上記のＸ軸固定子、Ｘ軸可動子、Ｙ軸固定子、ウエハステージ、レチクルステージ、並びにその他の様々な部品を機械的及び電気的に組み合わせて調整し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置１００等の本発明に係る露光装置を製造することができる。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。
【０１６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の露光装置によれば、精度良く露光を行えるとともに、装置の大型化を抑制することができるという従来にない優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１のウエハステージ装置を示す斜視図である。
【図３】図２のウエハステージ及びその駆動装置を一部破断して示す図である。
【図４】図４（Ａ）は、図２のＤ−Ｄ線断面図であり、図４（Ｂ）は、図２のＹ軸固定子４２Ｂ及び枠体４４Ｂを＋Ｘ方向から見た図である。
【図５】図３からＸ軸固定子を取り去り、Ｘ軸可動子の一部を破断して示す図である。
【図６】Ｘ軸モータ装置ＸＭ及びＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂを高さ方向中央やや上方の位置でＸＹ面に平行な面に沿って断面し、その一部を省略して示す図である。
【図７】ウエハ上の複数のショット領域に対する照明光の移動軌跡の一例を示す図である。
【図８】図８（Ａ）は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する長ストローク移動時におけるＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）及び加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）を示す図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に対応するステージ制御系によるリニアモータ１０６Ａ、１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂの駆動によるＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの加速度変化曲線ＣＡｙ（ｔ）の一例などを示す図である。
【図９】図９は、隣接する２ショット領域に対する露光を行う際の、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）及び加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、比較例として、Ｙ軸トリムモータの制御を行わなかった場合における、露光の際のウエハステージの移動に伴う、Ｙ軸固定子のＹ軸方向の位置の変化を横軸をショット領域として示す図、図１０（Ｂ）は、第２の実施形態の露光装置における、露光動作の際のウエハステージＷＳＴの移動に伴う、Ｙ軸固定子のＹ軸方向の位置の変化を、ショット領域を横軸として示す図である。
【符号の説明】
Ｒ…レチクル（マスク）、Ｗ…ウエハ（感光物体）、ＲＳＴ…レチクルステージ（マスクステージ）、ＷＳＴ…ウエハステージ（物体ステージ）、１５…レチクル駆動部（駆動系の一部）、２０…ステージ制御系（駆動系の一部）、２２…主制御系（制御装置）、３４…ウエハ駆動装置（駆動系の一部）、４２Ａ，４２Ｂ…Ｙ軸固定子（カウンタマス）、１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ…Ｙ軸トリムモータ（カウンタマス駆動系の一部）、１００…露光装置、１１０…Ｘ軸固定子（カウンタマス）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光装置に係り、更に詳しくは、半導体素子、液晶表示素子などの電子デバイスを製造するリソグラフィ工程で用いられる露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体素子、液晶表示素子等の製造におけるリソグラフィ工程では、種々の露光装置が用いられている。近年においては、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）やステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）などが比較的多く用いられている。
【０００３】
この種の露光装置では、ウエハ上の複数のショット領域にマスクとしてのレチクルのパターンを転写する必要がある。このため、ウエハステージはＸＹ２次元方向に例えばリニアモータ等を含む駆動装置により駆動されるが、このウエハステージの駆動によって生じる反力は、例えばステージと振動絶縁された基準（例えば床面又は装置の基準となるベースプレートなど）に設けられたフレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がすことで処理していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、例えば、スキャニング・ステッパの場合、ウエハステージのみならず、レチクルステージも所定の走査方向についてはリニアモータ等で駆動する必要があるが、このレチクルステージの駆動によって生じる反力の吸収のためには、主として運動量保存の法則を利用した走査方向一軸に関するカウンタマス機構が採用されている（例えば、特許文献２参照）。また、ウエハステージにカウンタステージ（カウンタマス）及びそのカウンタステージの位置を補正する補正装置（トリムモータなど）を備えた走査型露光装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。この他、レチクルステージの移動により発生する反力を、フレーム部材を用いて機械的に基準、すなわち床（大地）に逃がすものもある（例えば、特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１６６４７５号公報
【特許文献２】
特開平８−６３２３１号公報
【特許文献３】
特開２００２−２０８５６２号公報
【特許文献４】
特開平８−３３０２２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の投影露光装置では、基準に逃がされるステージの反力を防振台（除振台）等の振動絶縁装置で減衰させ、これによりその反力に起因する投影光学系（投影レンズ）の振動や基準を介した回り込みによるステージの振動が低減されていた。しかしながら、基準に逃がされたステージの反力は減衰させられたとはいえども、現状の微細加工において求められているレベルからみると、少なからず投影光学系や、ステージに振動を与えることになる。このため、ステージ（ひいては、ウエハ又はレチクル）を走査しつつ露光を行うスキャニング・ステッパにおいてはその反力に起因する振動が、露光精度を低下させる要因となる。
【０００７】
これに対し、カウンタマス機構を用いて反力吸収を行う場合には反力の伝達をほぼ完全に防止することができるのであるが、従来のカウンタマス機構では、ステージの駆動方向と反対の方向にステージの駆動距離に比例した距離だけ移動するカウンタマスが用いられていた。このため、ステージの全ストロークに応じた（比例した）ストロークをカウンタマスについても用意しなければならず、露光装置の大型化を招く傾向があった。また、上記特許文献３に記載の露光装置のように、カウンタステージ及びそのカウンタステージの位置を補正する補正装置を備えた露光装置にあっては、補正装置によりカウンタステージの位置を補正できるので、カウンタステージのストロークを、補正装置を備えていない場合に比べて短くすることができる。また、上記特許文献３に記載の走査型露光装置では、振動の発生を防止することを主眼とし、いずれの動作に際してもカウンタステージの運動量保存則に従った移動を許容して、カウンタステージの移動により反力の完全吸収を図っている。また、上記特許文献３に記載の走査型露光装置では、カウンタステージの位置の補正は、もっぱら次の動作に際してカウンタステージのストロークを確保することを目的として行われている。しかしながら、例えば、ウエハに対する露光が終了してウエハステージがウエハ交換位置まで移動する場合などにおいて、カウンタステージの運動量保存則に従った移動を許容すると、その移動距離、すなわち露光終了時の位置からウエハ交換位置までの距離に応じたカウンタステージの大きなストロークを確保する必要があった。これでは、装置の大型化を効果的に抑制することは困難である。
【０００８】
本発明は、かかる事情の下でなされたもので、その目的は、露光精度の低下を招くことなく、装置の大型化を抑制することが可能な露光装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
一般に、走査型露光装置では、振動を殆ど許容できない動作と、多少の振動を許容できる動作との両方が行われている。本発明は、この点に着目し、以下のような構成を採用する。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、マスク（Ｒ）と感光物体（Ｗ）とを第１軸方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の区画領域に順次転写する露光装置であって、前記マスクが載置されるマスクステージ（ＲＳＴ）と；前記感光物体が載置される物体ステージ（ＷＳＴ）と；前記マスクステージ及び物体ステージを駆動する駆動系（１５、２０、３４）と；前記駆動系による前記物体ステージの駆動時に生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動する少なくとも１つのカウンタマス（４２Ａ、４２Ｂ、１１０）と；前記カウンタマスを駆動するカウンタマス駆動系（１０６Ａ、１０６Ｂ、１０８Ａ、１０８Ｂ等）と；前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った運動を少なくとも一部相殺するように、前記駆動系による前記物体ステージの駆動状態に応じて前記カウンタマス駆動系を制御する制御装置（２２）と；を備える露光装置である。
【００１１】
これによれば、制御装置により、カウンタマスの運動量保存則に従った運動を少なくとも一部相殺するように、駆動系による物体ステージの駆動状態に応じてカウンタマス駆動系が制御される。この場合、制御装置は、露光に影響を与えない範囲で、かつ駆動系による物体ステージの駆動状態に応じてカウンタマス駆動系を制御することにより、カウンタマスの運動量保存則に従った運動の一部若しくは全部を相殺することができる。従って、物体ステージの駆動時の反力に起因するカウンタマスの運動量保存則に従った運動の際の移動ストロークを小さく設定できるので、露光装置のフットプリントの狭小化、あるいはカウンタマスの小型化が可能となり、いずれにしても露光精度の低下を招くことなく、装置の大型化を抑制することが可能となる。
【００１２】
この場合において、請求項２に記載の露光装置の如く、前記制御装置は、第１軸方向に関する前記マスクステージと前記物体ステージとの加減速度がともに零となる前記マスクステージと前記物体ステージとの同期移動時を除く特定の時に、前記駆動系による前記物体ステージの駆動状態に応じた前記カウンタマス駆動系の制御を行うこととすることができる。
【００１３】
この場合において、請求項３に記載の露光装置の如く、前記制御装置は、前記カウンタマス駆動系を介して、前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った前記第１軸方向の運動及び前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った前記第１軸方向に直交する第２軸方向の運動の少なくとも一方を、少なくとも一部相殺することとすることができる。
【００１４】
上記請求項２及び３に記載の各露光装置において、請求項４に記載の露光装置の如く、前記特定の時は、前記感光物体上の任意の区画領域の露光終了後に、前記第１軸方向に関し前記マスクステージと前記物体ステージとを同時に減速する時を含むこととすることができる。
【００１５】
上記請求項２及び３に記載の各露光装置において、請求項５に記載の露光装置の如く、前記特定の時は、感光物体の交換のための前記物体ステージの移動時、及び前記物体ステージ上の感光物体と前記マスクとの位置関係の計測のための前記物体ステージの移動時の少なくとも一方の時を含むこととすることができる。
【００１６】
この場合において、請求項６に記載の露光装置の如く、前記制御装置は、前記感光物体の交換のための前記物体ステージの移動時、及び前記物体ステージ上の感光物体と前記マスクとの位置関係の計測のための前記物体ステージの移動時の少なくとも一方の時に、前記物体ステージの移動の間中、前記カウンタマス駆動系を介して前記カウンタマスを駆動し続けることとすることができる。
【００１７】
上記請求項２及び３に記載の各露光装置において、請求項７に記載の露光装置の如く、前記特定の時は、前記感光物体上の２つの区画領域の露光の間における前記物体ステージの移動時の少なくとも一部を含むこととすることができる。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、マスク（Ｒ）と感光物体（Ｗ）とを第１軸方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の区画領域にステップ・アンド・スキャン方式で順次転写する露光装置であって、前記マスクが載置されるマスクステージ（ＲＳＴ）と；前記感光物体が載置される物体ステージ（ＷＳＴ）と；前記マスクステージ及び物体ステージを駆動する駆動系（１５，２０，３４）と；前記駆動系による前記物体ステージの駆動時に生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動する少なくとも１つのカウンタマス（４２Ａ，４２Ｂ，１１０）と；前記カウンタマスを駆動するカウンタマス駆動系（１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ）と；前記ステップ・アンド・スキャン方式による前記複数の区画領域に対するパターンの転写動作シーケンス中に、前記転写動作シーケンスに要する時間と、前記物体ステージを含む可動部と前記カウンタマスとの質量比に応じて定まる前記転写動作シーケンス中の前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った運動による定常変位とを考慮した少なくとも前記第１軸方向に関する平均速度が前記カウンタマスに与えられるように、前記カウンタマス駆動系を制御する制御装置（２２）と；を備える露光装置である。
【００１９】
これによれば、制御装置は、ステップ・アンド・スキャン方式による前記複数の区画領域に対するパターンの転写動作シーケンス中に、前記転写動作シーケンスに要する時間と、前記物体ステージを含む可動部と前記カウンタマスとの質量比に応じて定まる前記転写動作シーケンス中の前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った運動による定常変位とを考慮した少なくとも前記第１軸方向（同期移動方向）に関する平均速度が前記カウンタマスに与えられるように、前記カウンタマス駆動系を制御する。このため、ステップ・アンド・スキャン方式による複数の区画領域に対するパターンの転写動作シーケンス中には、物体ステージの駆動に応じ、その駆動によって生じる反力の作用によってカウンタマスが運動量保存則にほぼ従った運動をし、例えば完全交互スキャンにて露光が行われる場合には、カウンタマスは第１軸方向に関して往復運動を繰り返しながら、一側から他側に徐々に移動する。しかるに、その転写動作シーケンスに要する時間と、物体ステージを含む可動部とカウンタマスとの質量比に応じて定まる転写動作シーケンス中のカウンタマスの運動量保存則に従った運動による定常変位とを考慮した第１軸方向に関する平均速度がカウンタマスに与えられるように、カウンタマス駆動系が制御されるので、そのカウンタマス駆動系の発生する力によりカウンタマスの前記定常変位が抑制される。従って、第１軸方向に関してはカウンタマスの移動ストロークを小さく設定することができる。また、ステップ・アンド・スキャン方式による複数の区画領域に対するパターンの転写動作シーケンスに要する時間は、通常数１０秒という長い時間であるため、上記の定常変位をそのパターンの転写動作シーケンスに要する時間で割った平均速度は、小さく、その平均速度を与えるカウンタマス駆動系の駆動力は、露光中のカウンタマスの運動量保存則に従った運動を妨害するものではない。
【００２０】
従って、マスクパターンと感光物体との重ね合わせ精度の低下を招くことがないとともに、露光装置のフットプリントの狭小化、あるいはカウンタマスの小型化が可能となり、いずれにしても露光精度の低下を招くことなく、装置の大型化を抑制することが可能となる。
【００２１】
この場合において、請求項９に記載の露光装置の如く、前記制御装置は、前記パターンが転写される最初の区画領域と最後の区画領域との前記感光物体上における前記第１軸方向に直交する第２軸方向の位置が異なる場合には、前記転写動作シーケンス中に、前記転写動作シーケンスに要する時間と、前記可動部と前記カウンタマスとの質量比とに応じて定まる前記転写動作シーケンス中の前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った運動による定常変位とを考慮した前記第２軸方向に関する平均速度が前記カウンタマスに与えられるように、前記カウンタマス駆動系を制御することとすることができる。
【００２２】
上記請求項８及び９に記載の各露光装置において、請求項１０に記載の露光装置の如く、前記駆動系は、前記物体ステージを前記第１軸方向に駆動する左右一組のモータを含み、前記カウンタマスは、前記各モータに個別に対応して設けられ、前記制御装置は、前記物体ステージの前記第２軸方向の位置に応じた各モータに対する推力配分を考慮して、前記転写動作シーケンス中、前記各カウンタマスを個別に制御することとすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１には、第１の実施形態に係る露光装置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・スキャン方式の走査型露光装置、すなわち、いわゆるスキャニング・ステッパである。後述するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向をＺ軸方向、これに直交する面内でマスクとしてのレチクルＲと感光物体としてのウエハＷとが相対走査される方向をＹ軸方向、これらＺ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向として説明を行う。
【００２４】
この露光装置１００は、照明系ＩＯＰ、レチクルＲを保持するマスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持してＸＹ２次元方向に移動する物体ステージとしてのウエハステージＷＳＴを有するウエハステージ装置１１、及びこれらの制御系等を備えている。
【００２５】
前記照明系ＩＯＰは、例えば、特開平９−３２０９５６号公報、特開平４−１９６５１３号公報などに開示されるように、光源ユニット、照度均一化光学系（オプティカルインテグレータを含む）、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系等（いずれも不図示）から構成され、照度分布のほぼ均一な露光用照明光（以下、単に「露光光」と呼ぶ）ＥＬにより、レチクルＲ上の矩形（あるいは円弧状）の照明領域ＩＡＲを均一な照度で照明する。ここで、露光光ＥＬとしては、例えば、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線）や、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの遠紫外域、又は真空紫外域の光が用いられる。
【００２６】
前記レチクルステージＲＳＴは、後述する本体コラム１０を構成する第２コラム１２の天板１４上に載置されている。この天板１４は、レチクルベースとしての役割も果たしている。以下では、天板１４を「レチクルベース１４」とも記すものとする。
【００２７】
レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、Ｚ軸に垂直な平面内で２次元的に（Ｘ軸方向及びこれに直交するＹ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回りの回転方向（θｚ方向）に）微少駆動可能に構成されている。
【００２８】
また、このレチクルステージＲＳＴは、レチクルベース１４上をリニアモータ等で構成された駆動装置としてのレチクル駆動部１５により、所定の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走査速度で移動可能となっている。このレチクルステージＲＳＴは、レチクルＲの全面が少なくとも照明系ＩＯＰの光軸を横切ることができるだけの移動ストロークを有している。
【００２９】
レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６からのレーザビームを反射する移動鏡１８が固定されており、レチクルステージＲＳＴの移動面内の位置はレチクル干渉計１６によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レチクルステージＲＳＴ上には走査方向（Ｙ軸方向）に直交する反射面を有する移動鏡と非走査方向（Ｘ軸方向）に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、これに対応してレチクル干渉計もレチクルＸ干渉計とレチクルＹ干渉計とが設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡１８、レチクル干渉計１６として示されている。なお、例えば、レチクルステージＲＳＴの端面を鏡面加工して反射面（移動鏡１８の反射面に相当）を形成しても良い。また、レチクルステージＲＳＴの走査方向（本実施形態ではＹ軸方向）の位置検出に用いられるＸ軸方向に伸びた反射面の代わりに、少なくとも１つのレトロリフレクタを用いても良い。ここで、レチクルＹ干渉計とレチクルＸ干渉計の一方、例えばレチクルＹ干渉計は、測長軸を２軸有する２軸干渉計であり、このレチクルＹ干渉計の計測値に基づきレチクルステージＲＳＴのＹ位置に加え、θｚ方向の回転も計測できるようになっている。
【００３０】
レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（又は速度情報）はステージ制御系２０及びこれを介して主制御系２２に送られ、ステージ制御系２０では主制御系２２からの指示に応じてレチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクル駆動部１５を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００３１】
前記本体コラム１０は、クリーンルームの床面Ｆ上に複数（例えば３個）の防振ユニット２４を介して設置された第１コラム２６と、この第１コラム２６上に設けられた第２コラム１２とを備えている。
【００３２】
第１コラム２６は、各防振ユニット２４の上部にそれぞれ直列に配置された複数本（例えば３本）の支柱２８と、これらの支柱２８によって水平に支持された鏡筒定盤３０とから構成されている。この場合、前記防振ユニット２４によって、床面Ｆから鏡筒定盤３０を含む本体コラム１０に伝達される微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている。
【００３３】
前記第２コラム１２は、第１コラム２６の上面に固定された複数本（例えば３本）の脚部３２と、これらの脚部３２によって水平に支持された前記天板（レチクルベース）１４とによって構成されている。
【００３４】
前記投影光学系ＰＬは、鏡筒定盤３０の中央部に形成された不図示の開口内に上方から挿入され、その鏡筒部に設けられた不図示のフランジを介して鏡筒定盤３０によって支持されている。投影光学系ＰＬとしては、ここでは両側テレセントリックな縮小系であり、光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。この投影光学系ＰＬの投影倍率は、例えば１／４、１／５あるいは１／６である。このため、照明系ＩＯＰからの露光光ＥＬによってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲ部分が照明されると、このレチクルＲを通過した露光光ＥＬにより、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲの照明領域ＩＡＲ内の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面にフォトレジストが塗布されたウエハＷ上の照明領域ＩＡＲに共役な露光領域ＩＡに形成される。
【００３５】
また、投影光学系ＰＬの近傍には、オフアクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）方式のアライメント検出系ＡＬＧが設置されている。このアライメント検出系ＡＬＧとしては、例えば、ウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標の像とを撮像素子（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（Ｆｉｌｅｄ Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）系のアライメントセンサが用いられている。このアライメント検出系ＡＬＧの出力に基づき、後述する基準マーク板上の基準マーク及びウエハ上のアライメントマークのＸ、Ｙ２次元方向の位置計測を行なうことが可能である。なお、ＦＩＡ系に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出したり、その対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数）を干渉させて検出したりするアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。
【００３６】
このアライメント検出系ＡＬＧからの情報は、不図示のアライメント制御装置によりＡ／Ｄ変換され、デジタル化された波形信号を演算処理してマーク位置が検出される。この結果が主制御系２２に送られるようになっている。
【００３７】
前記ウエハステージ装置１１は、投影光学系ＰＬの下方に配置されている。このウエハステージ装置１１は、ウエハＷを保持するウエハステージＷＳＴ及び駆動装置としてのウエハ駆動装置３４から構成されている。
【００３８】
ウエハステージＷＳＴは、図２に示されるＸ軸可動子１１２と、該Ｘ軸可動子１１２上に搭載された不図示のＺ・チルト駆動機構と、該Ｚ・チルト駆動機構によってＺ軸方向及びＸＹ面に対する傾斜方向に微小駆動可能に保持されたウエハテーブルＴＢとを含んで構成されている。なお、Ｘ軸可動子１１２及びＺ・チルト駆動機構については更に後述する。
【００３９】
前記ウエハテーブルＴＢの上面には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷが静電吸着又は真空吸着により固定されている。また、ウエハテーブルＴＢ上には、前述のアライメント検出系ＡＬＧの検出中心から投影光学系ＰＬの光軸までの距離を計測するベースライン計測のための基準マークを含む各種基準マークが形成された基準マーク板ＦＭが固定されている。
【００４０】
また、ウエハテーブルＴＢの上面には、図２に示されるように、Ｘ軸方向の一端（−Ｘ側端）にＹ軸方向に延びるＸ移動鏡３６Ｘが設けられ、Ｙ軸方向の一端（−Ｙ側端）には、Ｘ軸方向に延びるＹ移動鏡３６Ｙが設けられている。これらの移動鏡３６Ｘ，３６Ｙの外面側は、鏡面仕上げがなされた反射面となっている。なお、図１では、移動鏡３６Ｘ，３６Ｙが代表的に移動鏡３６として示されている。なお、移動鏡３６の代わりに、例えばウエハテーブルＴＢの端面を鏡面加工して反射面として用いても良い。
【００４１】
これらの移動鏡３６Ｘ，３６Ｙの反射面と対向する位置には、Ｘ軸干渉計、Ｙ軸干渉計（いずれも図示を省略）が設けられており、これらＸ軸干渉計、Ｙ軸干渉計からのレーザビームが移動鏡３６Ｘ，３６Ｙの反射面に投射され、その反射光をそれぞれの干渉計が受光するようになっている。これにより、移動鏡３６Ｘ，３６Ｙそれぞれの反射面の基準位置からの変位を計測し、ウエハテーブルＴＢ（ステージＷＳＴ）の２次元位置が計測されるようになっている。なお、図１においては、Ｘ軸干渉計及びＹ軸干渉計が代表的にウエハ干渉計３８として示されている。
【００４２】
次に、前記ウエハ駆動装置３４について、図２〜図７に基づいて、詳述する。
【００４３】
このウエハ駆動装置３４は、図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴをウエハ定盤４０の上方でＸ軸方向に駆動するＸ軸リニアモータ装置（以下、「Ｘ軸モータ装置」と略す）ＸＭ、並びにウエハステージＷＳＴ及びＸ軸モータ装置ＸＭを駆動する第１Ｙ軸リニアモータ装置（以下、「第１Ｙ軸モータ装置」と略す）ＹＭＡ及び第２Ｙ軸リニアモータ装置（以下、「第２Ｙ軸モータ装置」と略す）ＹＭＢ等を備えている。
【００４４】
ここで、第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ（より詳しくは、後述するＹ軸固定子４２Ａ）は、ウエハベースＢＳ上面の＋Ｘ側のＹ軸方向一側（＋Ｙ側）及び他側（−Ｙ側）の端部にそれぞれ固定された枠体４４Ａ及び４６Ａによって、Ｚ軸方向及びＸ軸方向の動きが拘束された状態で非接触にて支持されている。また、第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢ（より詳しくは、後述するＹ軸固定子４２Ｂ）は、ウエハベースＢＳ上面の−Ｘ側のＹ軸方向一側（＋Ｙ側）及び他側（−Ｙ側）の端部にそれぞれ固定された枠体４６Ｂ及び４４Ｂによって、Ｚ軸方向及びＸ軸方向の動きが拘束された状態で非接触にて支持されている。
【００４５】
前記第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡは、図２及び図２中のウエハステージＷＳＴ及びその駆動装置の一部を取り出し、その一部を破断して示す図３に示されるように、Ｙ軸固定子４２Ａと、該Ｙ軸固定子４２Ａに係合しつつ、Ｙ軸固定子４２Ａに沿ってＹ軸方向に移動するＹ軸可動子４８Ａとを備えている。
【００４６】
前記Ｙ軸固定子４８Ａは、Ｙ軸方向をその長手方向とし、ＸＺ断面がコ字状（Ｕ字状）をした磁極ユニット５０Ａ、該磁極ユニット５０Ａの−Ｚ側（下側）に設けられ、磁極ユニット５０Ａと同様の構造を有する磁極ユニット５２Ａ、磁極ユニット５０Ａ，５２Ａそれぞれの−Ｘ側に設けられ、Ｙ軸方向をその長手方向とする板状のＹガイド部材５４Ａ，５６Ａ、及び磁極ユニット５０Ａ，５２Ａ、Ｙガイド部材５４Ａ，５６Ａを所定の位置関係で保持する保持部材３０Ａ１，３０Ａ２を備えている。
【００４７】
前記磁極ユニット５０Ａは、図３に示されるように、断面コ字状（Ｕ字状）のヨーク６２と、このヨーク６２の上下対向面にＹ軸方向に沿って所定間隔でそれぞれ配設された複数の界磁石６４とを有している。なお、Ｚ軸方向で向かい合う界磁石６４同士の磁極面は、互いに逆極性となっている。このため、Ｚ軸方向で向かい合う界磁石６４間には、主にＺ軸方向の磁束が発生している。また、Ｙ軸方向で隣り合う界磁石３４の磁極面は互いに逆極性とされている。このため、ヨーク６２の内部空間には、Ｘ軸方向に沿って交番磁界が形成されている。
【００４８】
前記磁極ユニット５２Ａは、上記の磁極ユニット５０Ａと同様に構成されている。
【００４９】
前記保持部材５８Ａは、図３に示されるように、磁極ユニット５０Ａ，５２Ａ及びＹガイド部材５４Ａ，５６Ａを所定の位置関係で固定する固定部材６６Ａと、この固定部材６６ＡをＺ軸方向の両側（上下）から挟持する上面部材６８Ａ及び下面部材７０Ａとを備えている。上面部材６８Ａの上側の面には、図３及び図２のＤ−Ｄ線断面図である図４（Ａ）に示されるように、Ｙ軸方向に沿って所定の間隔で配列された電機子コイルを有する電機子ユニット７２Ａが埋め込まれており、下面部材７０Ａの下側の面には、上記電機子ユニット７２Ａと同様の電機子ユニット７４Ａが埋め込まれている。
【００５０】
前記保持部材６０Ａは、図３に示されるように固定部材７６Ａと、この固定部材７６Ａを上下方向から挟持する上面部材７８Ａ及び下面部材８０Ａとを備えている。
【００５１】
以上のように構成されたＹ軸固定子４２Ａは、図２に示される前記枠体４４Ａ，４６Ａの内面側（Ｘ軸方向両内面側及びＺ軸方向両内面側）に設けられた真空予圧型気体静圧軸受け装置（以下、便宜上、単に「軸受け装置」と呼ぶ）８２（図４（Ａ）参照、但し枠体４６Ａに設けられた軸受け装置については不図示）によって非接触で支持されている。すなわち、Ｙ軸固定子４２Ａは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に拘束されているが、Ｙ軸方向には一切拘束されていないので、Ｙ軸固定子４２ＡにＹ軸方向の力が作用すれば、その力に応じて、Ｙ軸固定子４２ＡはＹ軸方向に沿って移動するようになっている。
【００５２】
前記Ｙ軸可動子４８Ａは、図２及び図３に総合的に示されるように、Ｙ軸ガイド部材５４Ａ，５６Ａに対して＋Ｘ側で対向する面を有する平板部材から成るスライド部材８４Ａと、該スライド部材８４Ａの＋Ｘ側面のほぼ中央位置に設けられ、磁極ユニット５０Ａ，５２Ａの間の空間に配置される、ＹＺ断面が矩形の枠状部材８６Ａと、該枠状部材８６Ａから±Ｚ方向にほぼ等距離の位置（磁極ユニット５０Ａ，５２Ａそれぞれの内部空間に対応する位置）に配置された電機子ユニット８８Ａ，９０Ａとを備えている。電機子ユニット８８Ａ，９０Ａそれぞれの内部には、Ｘ軸方向に沿って所定間隔で複数の電機子コイルがそれぞれ配列されている。
【００５３】
前記スライド部材８４Ａの−Ｘ側の面には、後述する第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢのＹ軸可動子４８Ｂを構成するスライド部材８４Ｂに設けられた軸受け装置９２Ｂ（図３参照）と同様の軸受け装置（図示省略）が設けられている。この軸受け装置から、前述のＹ軸固定子４２Ａを構成するＹガイド部材５４Ａ，５６Ａに対してそれぞれ噴き出される加圧気体（例えばヘリウム又は窒素ガス（あるいはクリーンな空気）など）の静圧により、Ｙ軸可動子４８ＡはＹ軸固定子４２Ａに対してＸ軸方向に数μｍ程度のクリアランスを介して非接触とされている。
【００５４】
また、枠状部材８６Ａの上面と下面にも同様の軸受け装置９４Ａ及び不図示の軸受け装置がそれぞれ設けられており、これらの軸受け装置から、前記Ｙ軸固定子４２Ａを構成する磁極ユニット５０Ａの下面及び磁極ユニット５２Ａの上面に対して噴き出される加圧気体の静圧により、Ｙ軸可動子４８ＡがＹ軸固定子４２Ａに対してＺ軸方向に数μｍ程度のクリアランスを介して非接触とされている。
【００５５】
また、スライド部材８４Ａの中央部には、図３において示される、第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢのＹ軸可動子４８Ｂを構成するスライド部材８４Ｂにおける開口部９６Ｂと同様の開口部９６Ａ（図６参照）が形成されており、この開口部９６Ａが前記枠状部材８６Ａの中空部９８Ａと連通するようになっている。
【００５６】
以上のように構成された第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡでは、電機子ユニット８８Ａ，９０Ａをそれぞれ構成する電機子コイルを流れる電流と、Ｙ軸固定子４２Ａを構成する磁極ユニット５０Ａ，５２Ａをそれぞれ構成する界磁石の発生する磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力によって、Ｙ軸可動子４８ＡがＹ軸方向に駆動され、Ｙガイド部材５４Ａ，５６Ａに沿ってＸ軸方向に移動する。このとき、Ｙ軸可動子４８Ａに作用するＹ軸方向の駆動力の作用点の位置は、Ｙ軸固定子４２Ａの重心点の位置に一致するようになっている。また、Ｙ軸可動子４８Ａの駆動に伴ってＹ軸固定子４２Ａに作用するＹ軸方向の反力の作用点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｙ軸固定子４２Ａの重心点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。
【００５７】
なお、Ｙ軸可動子４８Ａに作用するＹ軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電機子ユニット８８Ａ，９０Ａの電機子コイルに供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御されるようになっている。
【００５８】
また、電機子ユニット８８Ａ，９０Ａには、電機子コイルを冷却するための冷媒が供給されるようになっている。この冷媒の流量制御も主制御系２２によって行なわれる。
【００５９】
前記第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢは、図２に示されるように、上述した第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡと回転対称な配置ではあるが同様に構成されている。すなわち、第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢは、第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡを構成するＹ軸固定子４２Ａと同様の構成であるＹ軸固定子４２Ｂと、Ｙ軸可動子４８Ａと同様の構成であるＹ軸可動子４８Ｂとを備えている。
【００６０】
すなわち、前記Ｙ軸固定子４２Ｂは、前記磁極ユニット５０Ａ、５２Ａと同様の磁極ユニット５０Ｂ，５２Ｂ、前記Ｙガイド部材５４Ａ，５６Ａと同様のＹガイド部材５４Ｂ，５６Ｂ、及び磁極ユニット５０Ｂ，５２Ｂ、Ｙガイド部材５４Ｂ，５６Ｂを所定の位置関係で保持する保持部材５８Ｂ，６０Ｂ等を備えている。
【００６１】
Ｙ軸固定子４２Ｂの−Ｙ側端部に設けられた前記保持部材５８Ｂは、前記固定部材６６Ａと同様の固定部材６６Ｂと、該固定部材６６ＢをＺ軸方向両側（上下）から挟持する上面部材６８Ｂ及び下面部材７０Ｂとを備えている。上面部材６８Ｂの上側の面には、前述の電機子ユニット７２Ａと同様の電機子ユニット７２Ｂが埋め込まれており、下面部材７０Ｂの下側の面には、前述の電機子ユニット７４Ａと同様の電機子ユニット７４Ｂが埋め込まれている。
【００６２】
Ｙ軸固定子１８Ｂの＋Ｙ側端部に設けられた保持部材６０Ｂは、前述した保持部材６０Ａと同様の構成となっている。すなわち、固定部材７６Ｂと、該固定部材７６Ｂを上下から挟持する上面部材７８Ｂ及び下面部材８０Ｂとを備えている。
【００６３】
なお、枠体４４Ｂ，４６Ｂにおいては、前述の枠体４４Ａ，４６Ａと同様に、その内面側に軸受け装置８２が設けられている（図４（Ｂ）参照）。
【００６４】
前記Ｙ軸可動子４８Ｂは、図３に示されるように、前述のスライド部材８４Ａと同様に構成されたスライド部材８４Ｂと、該スライド部材８４Ｂの−Ｘ側面のほぼ中央位置に設けられた前述の枠状部材８６Ａと同様の構成の枠状部材８６Ｂと、該枠状部材８６Ｂから±Ｚ方向にほぼ等距離の位置に設けられた前述の電機子ユニット８８Ａ，９０Ａと同様の構成の電機子ユニット８８Ｂ，９０Ｂとを備えている。
【００６５】
前記スライド部材８４Ｂの＋Ｘ側の面には、軸受け装置９２Ｂが設けられており、枠状部材８６Ｂの上面及び下面には、前述の軸受け装置９４Ａと同様の軸受け装置（不図示）が設けられている。
【００６６】
また、スライド部材８４Ｂの中央部には、図３に示されるように開口部９６Ｂが形成されており、この開口部９６Ｂが前記枠状部材８６Ｂの中空部と連通するようになっている。
【００６７】
また、第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢでは、第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡの場合と同様に、電機子ユニット８８Ｂ，９０Ｂをそれぞれ構成する電機子コイルを流れる電流と、Ｙ軸固定子４２Ｂを構成する磁極ユニット５０Ｂ，５２Ｂをそれぞれ構成する界磁石の発生する磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力によって、Ｙ軸可動子４８ＢがＹ軸方向に駆動され、Ｙガイド部材５４Ｂ，５６Ｂに沿ってＹ軸方向に移動する。このとき、Ｙ軸可動子４８Ｂに作用するＹ軸方向の駆動力の作用点の位置は、Ｙ軸可動子４８Ｂの重心点の位置に一致するようになっている。また、Ｙ軸可動子４８Ｂの駆動に伴ってＹ軸固定子４２Ｂに作用するＹ軸方向の反力の作用点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｙ軸固定子４２Ｂの重心点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。
【００６８】
また、第１Ｙ軸モータ装置ＹＭＡの場合と同様に、Ｙ軸可動子４８Ｂに作用するＹ軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電機子ユニット８８Ｂ，９０Ｂの電機子コイルに供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御されるようになっている。
【００６９】
また、第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＢを構成する電機子ユニット８８Ｂ，９０Ｂにも前述の電機子ユニット８８Ａ，９０Ａと同様に、電機子コイルを冷却するための冷媒が供給されるようになっている。この冷媒の流量制御も主制御系２２によって行なわれる。
【００７０】
前述の保持部材５８Ａに対応する枠体４４Ａにおいては、図４（Ａ）に示されるように、前述の上面部材６８Ａ，下面部材７０Ａに設けられた電機子ユニット７２Ａ，７４Ａに対向する位置（すなわち枠体４４Ａの上下対向面）に磁性体部材及びＹ軸方向に所定間隔で配列された複数の界磁石から成る磁極ユニット１０２Ａ，１０４Ａが設けられている。ここで、磁極ユニット１０２Ａ，１０４Ａでは、Ｙ軸方向に隣り合う界磁石の磁極面は互いに逆極性とされている。
【００７１】
このため、磁極ユニット１０２Ａ，１０４Ａに対向する電機子ユニット７２Ａ，７４Ａの配置される空間には、Ｙ軸方向に沿って交番磁界が形成されている。
【００７２】
この結果、図４（Ａ）に示される、電機子ユニット７２Ａを可動子とし、磁極ユニット１０２Ａを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ（以下、「Ｙ軸トリムモータ」と呼ぶ）１０６Ａ、及び電機子ユニット７４Ａを可動子とし、磁極ユニット１０４Ａを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ（以下、「Ｙ軸トリムモータ」と呼ぶ）１０８Ａが構成されている。
【００７３】
前述の保持部材５８Ｂに対応する枠体４４Ｂにおいては、保持部材５８Ｂ及び枠体４４Ｂを＋Ｘ方向から見た図４（Ｂ）に示されるように、上面部材６８Ｂ，下面部材７０Ｂに設けられた電機子ユニット７２Ｂ，７４Ｂに対向する位置（すなわち枠体４４Ｂの上下対向面）に磁性体部材及びＹ軸方向に所定間隔で配列された複数の界磁石から成る磁極ユニット１０２Ｂ，１０４Ｂが設けられている。ここで、磁極ユニット１０２Ｂ，１０４Ｂでは、Ｙ軸方向に隣り合う界磁石の磁極面は互いに逆極性とされている。従って、磁極ユニット１０２Ｂ，１０４Ｂに対向する電機子ユニット７２Ｂ，７４Ｂの配置される空間には、Ｙ軸方向に沿って周期的な磁界が形成されている。この結果、図４（Ｂ）に示される、電機子ユニット７２Ｂを可動子とし、磁極ユニット１０２Ｂを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ（以下、「Ｙ軸トリムモータ」と呼ぶ）１０６Ｂ、及び電機子ユニット７４Ｂを可動子とし、磁極ユニット１０４Ｂを固定子とする電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ（以下、「Ｙ軸トリムモータ」と呼ぶ）１０８Ｂが構成されている。
【００７４】
Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８ＡがＹ軸固定子４２Ａに与えるＹ軸方向の駆動力の作用点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｙ軸固定子４２Ａの重心点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。また、Ｙ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８ＢがＹ軸固定子４２Ｂに与えるＹ軸方向の駆動力の作用点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｙ軸固定子４２Ｂの重心点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。
【００７５】
また、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ、１０６Ｂ、１０８ＢによりＹ軸固定子４２Ａ，４２Ｂに与えられるＹ軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電機子ユニット７２Ａ，７４Ａ，７２Ｂ，７４Ｂの電機子コイルに供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御されるようになっている。
【００７６】
図２に戻り、前記Ｘ軸モータ装置ＸＭは、Ｘ軸固定子１１０と、Ｘ軸可動子１１２とを備えている。
【００７７】
前記Ｘ軸固定子１１０は、図５に示されるように、Ｘ軸方向に長手方向を有し、その内部にＸ軸方向に沿って所定間隔で複数の電機子コイルが配列された電機子ユニット１１４が内蔵されたコイルプレート１１６と、該コイルプレート１１６のＹ軸方向の一側と他側にそれぞれ設けられた一対のＸガイド部材１１８，１２０とを備えている。ここで、＋Ｘ側においては、Ｘガイド部材１１８，１２０の＋Ｘ側の端部付近にまで電機子コイルが並べられているが、−Ｘ側においては、Ｘガイド部材１１８，１２０の端部が−Ｘ方向に突出した状態とされている。
【００７８】
また、図５に示されるように、Ｘガイド部材１１８は、長手方向の一側及び他側の端部に、上下方向（Ｚ軸方向）の寸法が幾分狭く形成された鉄板保持部１２２Ａ，１２２Ｂが設けられている。これらの鉄板保持部１２２Ａ，１２２Ｂの−Ｙ側の面には、鉄板１２４Ａ，１２４Ｂがそれぞれ埋め込まれている。
【００７９】
また、Ｘガイド部材１２０は、長手方向の一側及び他側の端部に、上下方向（Ｚ軸方向）の寸法が幾分狭く形成された鉄板保持部１２６Ａ，１２６Ｂが設けられている。これらの鉄板保持部１２６Ａ，１２６Ｂの＋Ｙ側の面には、鉄板１２４Ｃ，１２４Ｄ（鉄板保持部材１２６Ｂにおける鉄板１２４Ｄについては図５では不図示、図６参照）がそれぞれ埋め込まれている。
【００８０】
また、Ｘ軸固定子１１０の長手方向一側及び他側の端部は、図３に示されるように、前述したＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂを構成するスライド部材８４Ａ，８４Ｂにそれぞれ形成された開口部９６Ａ（図６参照）、９６Ｂを介して枠状部材８６Ａ，８６Ｂの内部に挿入されている。
【００８１】
図６は、Ｘ軸モータ装置ＸＭ及びＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂを高さ方向中央やや上方の位置でＸＹ面に平行な面に沿って断面し、その一部を省略して示す図である。この図６から分かるように、Ｙ軸可動子４８Ａ，４８Ｂをそれぞれ構成する枠状部材８６Ａ及び枠状部材８６Ｂの内部側壁には、電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄが固定されている。これらの電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄは、Ｘ軸固定子１１０のＸ軸方向端部に埋め込まれた鉄板１２４Ａ，１２４Ｃ，１２４Ｂ，１２４Ｄそれぞれに対向するようになっており、鉄板１２４Ａ，１２４Ｃ，１２４Ｂ，１２４Ｄとそれぞれ対向する電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄとの間に発生する磁気力によって、Ｘ軸固定子１１０がＹ軸方向に非接触で拘束されるようになっている。一方、Ｘ軸固定子１１０はＸ軸方向には一切拘束されていないので、Ｘ軸固定子１１０にＸ軸方向の力が作用すれば、その力に応じて、Ｘ軸固定子１１０はＸ軸方向に沿って移動するようになっている。なお、電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄにおける個々の磁気力の制御は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄそれぞれに供給する電流を制御することによって行われる。
【００８２】
なお、鉄板１２４Ａ，１２４Ｃ，１２４Ｂ，１２４Ｄとそれぞれ対向する電磁石群１２６Ａ，１２６Ｃ，１２６Ｂ，１２６Ｄとの間における磁気力を個別に制御することにより、Ｘ軸固定子１１０ひいてはウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）のθｚ方向に関する微少駆動が可能となっている。
【００８３】
また、図５に示されるように、枠状部材８６Ａの内部には、電機子ユニット１１４の上面に対向する位置に、Ｘ軸方向に沿って所定の間隔で配列された複数の界磁石からなる磁石群１２８Ａと、電機子ユニット１１４の下面に対向する位置に、Ｘ軸方向に沿って所定の間隔で配列された複数の界磁石からなる磁石群（不図示）とが配置されている。なお、磁石群１２８Ａと電機子ユニット１１４の下面に対向する不図示の磁石群とにおいて、対向する界磁石の磁極面の極性は互いに逆極性となっている。この結果、電機子ユニット１１４と磁石群１２８Ａ等からなる磁極ユニットとによってＸ軸固定子１１０をＸ軸方向に駆動する電磁力駆動方式のムービングコイル型のリニアモータ（以下、便宜上「Ｘ軸トリムモータ」と呼ぶ）が構成されることになる。
【００８４】
そして、Ｘ軸トリムモータがＸ軸固定子１１０に与えるＸ軸方向の駆動力の作用点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｘ軸固定子１１０の重心点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。また、Ｘ軸トリムモータによるＸ軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電機子ユニット１１４の一部を構成する電機子コイルに供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御されるようになっている。
【００８５】
また、Ｘガイド部材１１８，１２０のＸ軸方向の両端部近傍の下側には、ウエハ定盤４０に対するクリアランスを維持するための不図示の軸受け装置をその底部に有する浮上部材１３０Ａ，１３０Ｂが設けられている。そして、これらの浮上部材１３０Ａ，１３０Ｂに設けられた軸受け装置からウエハ定盤４０の上面に対して噴き出される加圧気体の静圧により、浮上部材１３０Ａ，１３０Ｂ、ひいてはＸ軸固定子１１０が、ウエハベースＢＳに対して数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されるようになっている。
【００８６】
なお、Ｘ軸固定子１１０では、電機子ユニット１１４はＸガイド部材１１８，１２０のＺ軸方向中央よりやや下側に固定されており、Ｘ軸固定子１１０の重心点のＺ軸方向位置が、前述したＹ軸固定子４２Ａの重心点のＺ軸方向位置と一致するようになっている。
【００８７】
図５に戻り、前記Ｘ軸可動子７０は、ＹＺ断面が矩形枠状の磁石保持部材１３２と、該磁石保持部材１３２の内側上面に配置され、Ｘ軸方向に所定間隔で界磁石が配列された磁極ユニット１３４、及び磁石保持部材１３２の内側下面に配置された磁極ユニット１３４と同様の磁極ユニット（不図示）と、該磁石保持部材１３２の上側に設けられた平面視略正方形状の上板１３６と、磁石保持部材１３２の下側に設けられた重心点位置調整部材１３８とを備えている。そして、磁石保持部材１３２の内部空間に、前述したＸ軸固定子１１０が挿入されるようになっている。
【００８８】
前記磁極ユニット１３４は、磁石保持部材１３２の内側上面に固定された磁性体部材と、該磁性体部材の下面にＸ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の界磁石（いずれも図示せず）とから構成されている。このとき、各界磁石の磁極面は、電機子ユニット１１４の上面に対向するようになっている。また、Ｘ軸方向に隣り合う界磁石の磁極面は互いに逆極性とされている。
【００８９】
前記磁石保持部材１３２の内側下面に固定された磁極ユニット（不図示）は、上述の磁極ユニット１３４と同様に構成され、この磁極ユニットと前述の磁極ユニット１３４において、Ｚ軸方向で互いに対向する界磁石同士の磁極面は逆極性とされている。このため、磁極ユニット１３４とコイルプレート１１６を介して磁極ユニット１３４に対向する不図示の磁極ユニットとの間の空間には、Ｘ軸方向に沿って交番磁界が形成されている。
【００９０】
前記重心点位置調整部材１３８の底面には不図示の軸受け装置が複数配置されており、ウエハ定盤４０の上面に対して噴き出される加圧気体の静圧により、ウエハ定盤４０に対して数μｍ程度のクリアランスを介してＸ軸可動子１１２が浮上支持されるようになっている。
【００９１】
また、磁石保持部材１３２の内部におけるＹ軸方向に対向する面にも同様に不図示の軸受け装置が設けられており、Ｘ軸固定子１１０を構成するＸガイド部材１１８，１２０の外面に対して数μｍ程度のクリアランスを介して非接触保持されるようになっている。このクリアランスを一定に維持することにより、Ｘ軸可動子１１２がＸ軸リニアモータによってＸ軸方向に駆動される際のＸ軸可動子１１２ひいては後述するウエハステージＷＳＴのθｚ回転（ヨーイング）の発生を防止できるようになっている。
【００９２】
なお、Ｘ軸可動子１１２に設けられた軸受け装置からの加圧気体の噴き出し圧力及び噴き出し流量は、主制御系２２からの指示に応じて図１のステージ制御系２０が行うようになっている。また、これまでに説明した各軸受け装置についても同様の制御が行われるようになっている。
【００９３】
前記Ｘ軸可動子１１２の上面には、不図示のＺ・チルト駆動機構を介して前述のウエハテーブルＴＢが搭載されている。
【００９４】
前記Ｚ・チルト駆動機構は、Ｘ軸可動子１１２を構成する上板１３６上にほぼ正三角形の頂点となる位置に配置され、ウエハテーブルＴＢをそれぞれ支持するとともに、独立してＺ軸方向に微少駆動する３つのアクチュエータ（例えば、ボイスコイルモータなど）を含んで構成されている。したがって、Ｚ・チルト駆動機構によって、ウエハテーブルＴＢは、Ｚ軸方向、θｘ方向（Ｘ軸回りの回転方向）、及びθｙ方向（Ｙ軸回りの回転方向）の３自由度方向について微少駆動されるようになっている。このＺ・チルト駆動機構の駆動は、主制御系２２の指示に基づいてステージ制御系２０により制御される。なお、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）を加えた６自由度にウエハテーブルＴＢを微動可能としても良い。
【００９５】
本実施形態では、Ｘ軸可動子１１２、ウエハテーブルＴＢなどを含んで構成されるウエハステージＷＳＴの重心点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｘ軸固定子１１０の重心点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置と一致するようになっている。
【００９６】
以上のように構成されたＸ軸モータ装置ＸＭでは、電機子ユニット１１４を構成する電機子コイルを流れる電流と、Ｘ軸可動子１１２を構成する磁極ユニット１３４等を構成する界磁石が発生する磁界との間の電磁相互作用により発生するローレンツ力によって、Ｘ軸可動子１１２がＸ軸方向に駆動され、Ｘガイド部材１１８，１２０に沿ってＸ軸方向に移動する。このとき、Ｘ軸可動子１１２に作用するＸ軸方向の駆動力の作用点の位置は、Ｘ軸可動子１１２の重心点の位置に一致するようになっている。また、Ｘ軸可動子１１２の駆動に伴ってＸ軸固定子１１０に作用するＸ軸方向の反力の作用点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｘ軸固定子１１０の重心点のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっている。
【００９７】
なお、Ｘ軸可動子１１２に作用するＸ軸方向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２２がステージ制御系２０を介して電機子ユニット１１４の電機子コイルに供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御されるようになっている。
【００９８】
また、電機子ユニット１１４には、電機子コイルの冷却用の冷媒が供給されるようになっている。この冷媒の流量制御も主制御系２２によって行なわれる。
【００９９】
次に、上述のようにして構成された本実施形態の露光装置１００による動作を、ウエハＷに対して第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理を行う際を例にとって、説明する。
【０１００】
まず、不図示のレチクルローダにより、レチクルステージＲＳＴ上にレチクルＲがロードされ、引き続き、レチクルアライメント及びベースライン計測が行われる。かかるレチクルアライメント及びベースライン計測にあたっては、主制御系２２が、ステージ制御系２０を介してウエハ駆動装置３４を制御し、ウエハステージＷＳＴを２次元移動させる。こうしたウエハステージＷＳＴの２次元移動にあたって、ステージ制御系２０では、主制御系２２からの指示に応じ、ウエハ干渉計３８からのウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいて、ウエハ駆動装置３４の第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢのＹ軸駆動用の電機子ユニット８８Ａ，９０Ａ，８８Ｂ，９０Ｂに供給される電流の波形、及び、Ｘ軸モータ装置ＸＭの電機子ユニット１１４の電機子コイルに供給される電流の波形を制御する。
【０１０１】
上記のレチクルアライメント及びベースライン計測が終了すると、引き続き、不図示のウエハローダにより、ウエハＷがウエハステージＷＳＴにロードされる。かかるウエハＷのロードにあたっては、ロード位置までウエハステージＷＳＴが移動するが、このウエハステージＷＳＴの移動の制御は、上記のレチクルアライメント等の場合と同様に行われる。
【０１０２】
なお、ロードされたウエハＷ上には、図７に示されるように、被露光領域（区画領域）としての複数のショット領域Ｓｉ，ｊがマトリクス状に配列され、各ショット領域Ｓｉ，ｊには前層の工程における露光及び現像等によりそれぞれチップパターンが形成されるとともに、ウエハアライメント用のファインアライメントマークが付設されているものとする。
【０１０３】
次に、最小二乗法等の統計演算により、ウエハＷ上のショット領域の配列座標を算出するエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式によるファインアライメントを行う。ファインアライメント工程では、ファインアライメントマークの撮像にあたって、所定のファインアライメントマークをアライメント検出系ＡＬＧの撮像範囲に入れるために、ウエハステージＷＳＴの移動が行われるが、このウエハステージＷＳＴの移動の制御も、上記のレチクルアライメント等の場合と同様に行われる。このＥＧＡ方式によるファインアライメントについては、例えば、特開昭６１−４４４２９号公報に開示されている。
【０１０４】
次いで、ウエハＷ上の各ショット領域のステップ・アンド・スキャン方式による露光が行われる。なお、ショット領域Ｓｉ，ｊの露光順序は、図７に示される通りであり、ショット領域Ｓ１，１から始まり、行方向（＋Ｘ方向）に順次進む。そして、第１行の最後のショット領域Ｓ１，７の露光が終了すると、第２行の最初のショット領域Ｓ２，９へ進む。そして、第１行の行方向とは逆の行方向（−Ｘ方向）に順次進む。以後、行を変更する度に、前の行における進行方向とは逆の行方向へ進行しながら、最終のショット領域まで順次露光を行う。
【０１０５】
なお、図７における実線矢印は、各ショット領域における露光領域ＩＡによるウエハＷの走査方向を示している。すなわち、本実施形態では、露光順が進む度に、順次走査方向を逆転するいわゆる交互スキャン方式を採用しているものとする。なお、実際には、露光領域ＩＡが固定でウエハＷが移動するので、ショット領域の露光順が進むに従って、実際にはウエハＷは、図７における実線（点線を含む）矢印と逆方向に移動する。
【０１０６】
かかる露光処理にあたって、まず、主制御系２２は、上記のファインアライメント結果及びウエハ干渉計３８からの位置情報（又は速度情報）に基づき、ステージ制御系２０を介してウエハ駆動装置３４を制御して、ウエハステージＷＳＴを移動させ、ウエハＷの第１ショット領域Ｓ１，１の露光のための走査開始位置（加速開始位置）にウエハＷを移動させる。
【０１０７】
次に、ステージ制御系２０は、主制御系２２の指示に応じてレチクルＲとウエハＷ、すなわちレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ軸方向の相対移動を開始する。両ステージＲＳＴ，ＷＳＴがそれぞれの目標走査速度に達し、等速同期状態に達すると、照明系ＩＯＰからの照明光によってレチクルＲのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。上記の相対走査は、ステージ制御系２０が、前述したウエハ干渉計３８及びレチクル干渉計１６の計測値をモニタしつつ、不図示のレチクル駆動部及びウエハ駆動装置３４を制御することにより行われる。
【０１０８】
そして、ステージ制御系２０は、レチクル駆動部及びウエハ駆動装置３４を介してレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを同期制御する。その際、特に上記の走査露光時には、レチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度ＶＲとウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度ＶＷとが、投影光学系ＰＬの投影倍率（１／４倍あるいは１／５倍）に応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。
【０１０９】
そして、レチクルＲのパターン領域の異なる領域が照明光で逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上の第１ショット領域Ｓ１，１の走査露光が終了する。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介して第１ショット領域Ｓ１，１に縮小転写される。なお、走査露光の終了後には、照明光によるレチクルＲのパターン領域の照射を止める。
【０１１０】
以上のような走査露光における同期移動の際には、ウエハステージＷＳＴ（ひいてはウエハＷ）の移動は、ウエハ駆動装置３４の第１、第２のＹ軸モータ装置ＹＭＡ、ＹＭＢによるＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの駆動によって行われる。
【０１１１】
以上のようにして、第１ショット領域Ｓ１，１の走査露光が終了すると、主制御系２２からの指示に基づき、ステージ制御系２０がウエハ駆動装置３４を制御してウエハステージＷＳＴを、例えば図７に点線で示されるようなＵ字状の経路（あるいはコ字状若しくはＶ字状の経路）に従って、ウエハＷを次のショット領域（ここでは、第２ショットＳ１，２）の走査露光の開始位置まで移動するショット領域間のステッピング動作を行う。このステッピング動作が終了した時点では、ウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）の加速動作は終了しており、ウエハＷはＹ軸方向に関してのみ速度を有する。なお、ショット領域間のステッピング動作については、更に後述する。
【０１１２】
そして、ウエハＷ、レチクルＲの移動方向が反対であることを除いて、第１ショット領域Ｓ１，１の場合と同様にして、第２ショット領域Ｓ１，２の走査露光を行う。
【０１１３】
以後、上記のステップ動作と走査露光動作とを繰り返して、第１行のショット領域の走査露光を順次実行する。
【０１１４】
そして、第１行の最後のショット領域Ｓ１，７の走査露光を終了すると、主制御系２２からの指示に基づき、ステージ制御系２０がウエハ駆動装置３４を制御してウエハステージＷＳＴを移動し、第２行の最初のショット領域Ｓ２，９の露光のための走査開始位置（加速開始位置）まで移動する、行間の移動動作を行う。
【０１１５】
引き続き、第２行においても、ショット領域の露光順序が−Ｘ方向に進行することを除いて、第１行の場合と同様にして、各ショット領域の走査露光が実行される。以後、第１行及び第２行の場合と同様にして、最終行（第７行）までの各ショット領域の走査露光が実行される。
【０１１６】
以上のようにして、ウエハＷ上の最終ショット領域Ｓ８，１に対する走査露光が完了すると、ウエハＷが不図示のアンローダによって、ウエハステージＷＳＴからアンロードされる。かかるウエハＷのアンロードにあたっては、アンロード位置までウエハステージＷＳＴが移動する。こうして、１枚のウエハＷに関する一連の露光処理が終了する。なお、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式によるウエハの露光動作時に、各ショット領域の走査開始位置でウエハステージＷＳＴを停止させることなく移動している。
【０１１７】
上記の露光処理中の各動作に伴い、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向への駆動にあたっては、主制御系２２からの指示に応じ、ステージ制御系２０により、第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢによるＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂに与えられる駆動力が、互いに同一の大きさ及び同一の方向となるように、電流制御がなされる。この場合、第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢのＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂが、前述のように、Ｘ軸方向及びＺ軸方向について非接触で拘束されているので、第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢによるＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂの駆動が安定して行われる。また、この場合、第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢによるＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂの駆動の結果、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２ＢにはＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂの駆動方向とは反対方向の反力が発生するが、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂは、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に非接触で拘束されているので、かかる反力の作用により、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂは、運動量保存則にほぼ従って自由運動を行い、Ｙ軸可動子４８Ａ，４８Ｂの駆動方向とは逆のＹ軸方向に移動する。この結果、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂに作用する反力はほぼ完全に吸収される。従って、Ｙ軸可動子４８Ａ，４８Ｂ、すなわちウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の駆動による反力に起因する振動の発生がほぼ完全に防止される。
【０１１８】
また、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向への駆動にあたっては、主制御系２２からの指示に応じ、ステージ制御系２０によりＸ軸モータＸＭによるＸ軸可動子１１２に与えられる駆動力が、所望の大きさ方向となるように、電流制御がなされる。この場合、Ｘ軸モータ装置ＸＭによるＸ軸可動子１１２の駆動の結果、Ｘ軸固定子１１０にはＸ軸可動子１１２の駆動方向とは反対方向の反力が発生する。この場合、Ｘ軸固定子１１０は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に非接触で拘束されているので、かかる反力の作用により、Ｘ軸固定子１１０は、運動量保存則にほぼ従って自由運動を行い、Ｘ軸可動子１１２の駆動方向とは逆のＸ軸方向に移動する。この結果、Ｘ軸固定子１１０に作用する反力はほぼ完全に吸収される。従って、Ｘ軸可動子１１２の駆動の反力に起因する振動の発生がほぼ完全に防止される。
【０１１９】
ところで、上述した一連の動作に際し、例えばウエハステージＷＳＴに対するウエハのロード、あるいはアンロードの際などには、ウエハのロード位置とウエハアライメントの開始位置（アライメント検出系ＡＬＧによるウエハのマーク又は基準マークの検出位置）との間、あるいはウエハのアンロード位置と露光終了位置との間で、ウエハステージＷＳＴを大きなストロークで少なくともＹ軸方向に移動させる必要がある。このような場合に、前述したＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動を無条件に許容すると、ウエハステージＷＳＴとＸ軸固定子１１０とＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂとの合計の質量と、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの質量との比、及びウエハステージＷＳＴのストロークによって一義的に定まる大きな距離のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの移動ストロークを用意しなければならない。
【０１２０】
そこで、本実施形態では、以下に説明するような、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの制御を行うことで、上記のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの移動ストロークを極力短くしている。
【０１２１】
図８（Ａ）には、一例として、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する長ストローク移動時における第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢの可動子であるＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）及び加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）が示されている。また、図８（Ｂ）には、図８（Ａ）に対応する主制御系２２によるＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの駆動によるＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの加速度変化曲線ＣＡｙ（ｔ）の一例などが示されている。
【０１２２】
図８（Ａ）に示されるように、主制御系２２の指示に基づき、ステージ制御系２０により、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８Ｂに加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）で示されるような加速度が与えられると、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８Ｂは、速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）に沿って移動する。このときの移動距離は、速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）と横軸とで囲まれた領域の面積である。このようなＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの駆動による反力がＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂに作用した場合に、前述したＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動を無条件に許容すると、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂには、図８（Ｂ）中の曲線Ｒｙ（ｔ）で示されるような加速度が生じ、この加速度に従ってＹ軸固定子４２Ａ、４２ＢがＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂと逆向きに移動する。
【０１２３】
しかるに、主制御系２２では、指令値Ａｙ（ｔ）に基づいて、所定の演算を行うことにより、曲線Ｒｙ（ｔ）を事前に容易に求めることができる。そこで、主制御系２２では、この曲線Ｒｙ（ｔ）を算出した後、曲線Ｒｙ（ｔ）で示されるような加速度を相殺するような加速度変化曲線ＣＲｙ（ｔ）を算出し、この加速度変化曲線ＣＲｙ（ｔ）に基づいて、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを駆動するようになっている。これにより、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動を完全に相殺して、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２ＢをウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する長ストローク移動開始前の初期位置に停止させたままの状態とすることができる。
【０１２４】
但し、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの発生可能な推力があまり大きくない場合には、一例として図８（Ｂ）中に示される加速度変化曲線ＣＡｙ（ｔ）に基づいて、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを駆動することとすれば良い。この加速度変化曲線ＣＡｙ（ｔ）に基づいてＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを駆動した場合におけるＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの速度変化曲線ＣＶｙ（ｔ）が図８（Ｂ）中に実線にて示されている。
【０１２５】
加速度変化曲線ＣＲｙ（ｔ）に基づく場合は勿論、加速度変化曲線ＣＡｙ（ｔ）に基づいてＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを駆動する場合にも、特に不都合はない。これは、運動量保存則に従うＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動を妨害すれば、ウエハ駆動装置３４に偏荷重が発生して振動が生じるが、ウエハのロード、あるいはアンロードの際などには、振動が発生しても問題がないからである。同様の理由から、前述のＥＧＡ方式のウエハアライメント時などの露光時以外の時には、主制御系２２は、上述した長ストローク移動時と同様のＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの駆動制御を行うようにしても良い。このようにすると、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂのストロークを小さく設定することができる。
【０１２６】
これに対し、前述したステップ・アンド・スキャン方式の露光の際には、少なくとも露光光ＥＬがウエハＷに照射される露光中には、振動は極力抑制する必要がある。
【０１２７】
図９には、ステップ・アンド・スキャン方式により、隣接する２ショット領域に対する露光を行う際の、第１及び第２Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢの可動子であるＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）及び加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）が示されている。
【０１２８】
図９において、符号ＴＡで示される期間は、あるショット領域（ショット領域Ａとする）の露光開始前のＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂ（ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴ）の＋Ｙ方向への加速時間であり、符号ＴＥで示される期間は、ショット領域Ａに対する露光時間であり、符号ＴＤで示される期間は、ショット領域Ａの露光終了後の減速時間である。なお、期間ＴＡとＴＥとの間の期間は、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期整定のための時間（同期整定時間）であり、期間ＴＥとＴＤとの間の期間は、同期整定時間に対応する等速時間である。
【０１２９】
この図９に示されるように、主制御系２２の指示に基づき、ステージ制御系２０により、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８Ｂに加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）で示されるような加速度が与えられると、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８Ｂ（ウエハステージＷＳＴ）は、速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）に沿って移動する。このようなＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの駆動による反力がＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂに作用すると、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂには、加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）と逆向きの加速度が生じ、この加速度に従ってＹ軸固定子４２Ａ、４２ＢがＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂと逆向きに移動する。このときの移動は、運動量保存則に従って行われ、その結果、上記の反力がＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの移動により完全に吸収され、振動が発生するのが防止される。
【０１３０】
そこで、主制御系２２では、上記のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動を許容することとしている。
【０１３１】
本実施形態の場合、図７からも明らかなように、上記のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動を許容しても、同一行のショット領域に対する露光が行われている間は、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２ＢはＹ軸方向に沿って所定ストロークで往復運動するのみなので、特に問題は生じない。
【０１３２】
但し、加速時間ＴＡと異なり、減速時間ＴＤでは、振動が生じても特に不都合はない。従って、主制御系２２では、この減速時間ＴＤの間だけ、前述と同様にして、指令値Ａｙ（ｔ）に基づいて、所定の演算を行うことにより、その加速度の少なくとも一部を相殺するような加速度変化曲線を算出し、この加速度変化曲線に基づいて、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを駆動しても良い。これにより、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂのストロークを減速時間中に反力の作用によって移動する距離分、あるいはその一部の分だけ短くすることができる。
【０１３３】
一方、同一行のショット領域に対する露光が終了して、次の行のショット領域に対する露光を行うためのウエハの移動は、比較的大きなストロークで行われること、及びこの間に振動が生じても特に不都合は無い。かかる点に鑑み、主制御系２２では、先に図８（Ａ）、図８（Ｂ）を用いて説明したのと同様の、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの駆動制御を行う。
【０１３４】
なお、図７に示されるような経路に沿ってウエハステージのショット領域間ステッピング動作を行う場合には、Ｙ軸方向に関して図９の速度制御（又は加速度制御）が行われるのと並行して、Ｘ軸方向に関しては、次のような制御が行われる。すなわち、ショット領域の露光終了後であってＹ軸方向に関する速度が零となる前にＸ軸方向の加速を開始し、Ｘ軸方向の減速（ステッピング）が終了する前に次のショット領域の露光のためのＹ軸方向への加速を開始する。この場合、露光終了後でＹ軸方向の速度が零となる前にＸ軸方向の加速を開始するだけでも良いし、あるいはステッピング終了前にＹ軸方向への加速を開始するだけでも良い。なお、次ショット領域の露光のためのＹ軸方向への加速が終了する前にＸ軸方向の減速（ステッピング）を終了させることが好ましい。かかるウエハステージのショット領域間ステッピング動作に関する詳細は、例えば特開２０００−１０６３４０号公報などに開示されており、公知であるから詳細説明については省略する。
【０１３５】
また、ここまでは、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）との同期移動方向、すなわち走査方向であるＹ軸方向に関するウエハステージＷＳＴの駆動時の反力の作用によるＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動制御について説明したが、主制御系２２では、上記と同様にして、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向駆動時に生じる反力の作用によるＸ軸固定子１１０の運動量保存則に従う運動を完全に、あるいは一部相殺すべく、前述の電機子ユニット１１４と磁石群１２８Ａ等からなる磁極ユニットとによって構成されるＸ軸トリムモータを制御するようになっている。従って、Ｘ軸固定子１１０についてもストロークを小さく設定することができる。ここで、前述の露光期間ＴＥでは、ウエハステージＷＳＴの速度、加速度は共に零であり、Ｘ軸モータ装置ＸＭは、駆動力（推力）を発生していないので、前述のＸ軸トリムモータの制御は不要である。
【０１３６】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、レチクル駆動部１５、ウエハ駆動装置３４及びステージ制御系２０によって、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを駆動する駆動系が構成され、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂ、Ｘ軸固定子１１０によってカウンタマスがそれぞれ構成されている。また、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ及び前述のＸ軸トリムモータによってカウンタマス駆動系が構成され、主制御系２２によってカウンタマス駆動系を制御する制御装置が構成されている。
【０１３７】
以上説明したように、本実施形態に係る露光装置１００によると、主制御系２２により、露光に影響を与えない範囲で、ステージ制御系２０によるウエハ駆動装置３４を介したウエハステージＷＳＴの駆動状態に応じて、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂ、Ｘ軸固定子１１０の運動量保存則に従った運動を少なくとも一部相殺するように、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ及び前述のＸ軸トリムモータが制御される。これにより、ウエハステージＷＳＴの駆動時の反力に起因するＹ軸固定子４２Ａ，４２Ｂ、Ｘ軸固定子１１０の運動量保存則に従った運動の際の移動ストロークを小さく設定できるので、露光装置１００のフットプリントの狭小化、あるいはＹ軸トリムモータ１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ及び前述のＸ軸トリムモータの小型化が可能となる。従って、露光装置１００によると、露光精度の低下を招くことなく、装置の大型化を抑制することが可能となる。
【０１３８】
また、本実施形態の露光装置１００によると、主制御系２２は、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ軸方向に関する加減速度がともに零となる両ステージＲＳＴ、ＷＳＴの同期移動時、すなわち前述の整定時間、露光時間ＴＥを除く特定の時、例えばウエハ上の任意のショット領域の露光終了後に、Ｙ軸方向に関しレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同時に減速する時、あるいはウエハ交換のためのウエハステージＷＳＴの移動時（ウエハロード、ウエハアンロードの際のウエハステージＷＳＴの移動時）及びウエハステージＷＳＴ上のウエハＷとレチクルＲとの位置関係の計測のためのウエハステージＷＳＴの移動時、例えば前述のレチクルアライメント、ＥＧＡ方式のウエハアライメントの際のウエハステージＷＳＴの移動時、及び異なる行のショット領域間のウエハステージＷＳＴの移動時などの長ストロークの移動時に、ステージ制御系２０によるウエハ駆動装置３４を介したウエハステージＷＳＴの駆動状態に応じて、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ及び前述のＸ軸トリムモータの少なくとも一方を制御する。このため、露光精度を低下させることなく、Ｙ軸固定子４２Ａ，４２Ｂ及びＸ軸固定子１１０の少なくとも一方のストロークを小さく設定することができる。
【０１３９】
また、本実施形態の露光装置１００によると、主制御系２２が、上記のウエハステージＷＳＴの長ストローク移動時に、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ及び前述のＸ軸トリムモータを介してＹ軸固定子４２Ａ，４２Ｂ及びＸ軸固定子１１０を駆動し続ける場合には、これらのトリムモータの最大加速度（最大推力）を小さくすることができるので、トリムモータの小型化も可能である。
【０１４０】
また、本実施形態では、Ｘ軸固定子及びＹ軸固定子がウエハステージの反力を吸収するカウンタマスとされているので、ウエハステージとは別個にカウンタマスを用意しなくても、ウエハステージの駆動により生じる反力に起因する振動を吸収することができる。このため、露光装置全体のフットプリントの狭小化を図ることが可能となる。
【０１４１】
なお、上記実施形態では、ウエハに対して第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理を行う場合について説明したが、これに限らず、ウエハの位置合わせ（サーチアライメント、ファインアライメント）が行なわれないことを除いて第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理と同様に行なわれるウエハの第１層目（ファーストレイヤ）の露光処理についても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１４２】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に基づいて説明する。本第２の実施形態に係る露光装置は、装置構成などは前述した第１の実施形態と同様であり、ステップ・アンド・スキャン方式の露光の際のＹ軸固定子４２Ａ，４２Ｂの運動制御のための、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ、１０６Ｂ、１０８Ｂ等の制御動作が異なるのみである。従って、以下では、かかる相違点を中心として、説明する。なお、装置各部などの符号は、前述の第１の実施形態と同一の符号を用いるものとする。
【０１４３】
本第２の実施形態の露光装置においても、図７に示されるような経路に沿ってかつ前述と同様の手順でウエハＷ上の各ショット領域に対しステップ・アンド・スキャン方式による露光が行われる。
【０１４４】
図１０（Ａ）には、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ、１０６Ｂ、１０８Ｂ等の制御を行わなかった場合における、上記の露光の際のウエハステージＷＳＴの移動に伴う、Ｙ軸固定子４２Ａ（又は４２Ｂ）のＹ軸方向の位置の変化（変化曲線ｙ＝Ｌ（ｔ））が、時間ｔ（ショット領域に対応）を横軸として示されている。この図１０（Ａ）からわかるように、第１ショット領域の露光開始前の時点から最終ショットの露光終了時点までの間に、Ｙ軸固定子４２Ａ（又は４２Ｂ）は、同一行のショット領域に対する露光の間には、所定範囲でＹ軸方向に関して所定ストローク範囲で往復移動しながら、行が代わると、往復移動の中心が＋Ｙ方向に所定距離だけシフトするという、移動状況を繰り返しながら、全体として＋Ｙ方向に距離Ｌの定常変位が発生する。この場合、Ｙ軸固定子４２Ａ（又は４２Ｂ）のストロークとして最低でも定常変位Ｌと同等のストロークが必要となる。
【０１４５】
例えば、ウエハＷの直径が３００ｍｍであり、ウエハステージＷＳＴを含む前述の可動部の質量と、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの合計の質量との比が、１：２である場合、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂには、約１５０ｍｍの定常変位が発生する。
【０１４６】
そこで、本第２の実施形態では、主制御系２２が、次のようなＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの制御を行っている。
【０１４７】
すなわち、主制御系２２は、ステップ・アンド・スキャン方式による複数のショット領域に対するパターンの転写動作シーケンス中に、その転写動作シーケンスに要する時間Ｔ０と、ウエハステージＷＳＴとＸ軸固定子１１０とＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂとを含む可動部と、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂとの質量比に応じて定まる前記転写動作シーケンス中のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動による＋Ｙ方向の定常変位Ｌとに基づいて定まる−Ｙ方向（定常変位と反対方向）の平均速度Ｖａｖｅ＝Ｌ／Ｔ０がＹ軸固定子４２Ａ及び４２Ｂに与えられるように、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを制御する。図１０（Ａ）には、上記の平均速度を傾きとするＹ軸固定子４２Ａ、４２ＢのＹ軸方向の位置の変化（変化直線ｙ＝Ｖａｖｅ・ｔ）が併せて示されている。
【０１４８】
この場合、ステップ・アンド・スキャン方式による複数のショット領域に対するパターンの転写動作シーケンス中には、ウエハステージＷＳＴの駆動に応じ、その駆動によって生じる反力の作用によってＹ軸固定子４２Ａ、４２ＢがＹ軸方向に沿って運動量保存則にほぼ従った運動をし、Ｙ軸方向に関して往復運動を繰り返しながら、＋Ｙ側に徐々に移動する。この際、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂが運動量保存則に従って−Ｙ方向に移動する場合にはその移動動作がＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によってアシストされ、反対に＋Ｙ方向に移動する場合にはその移動動作がＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によって抑制される。
【０１４９】
これを更に詳述すると、ウエハＷ上の第１行のショット領域Ｓ１，１〜Ｓ１，７を露光する間には、ウエハステージＷＳＴは、一定範囲内でＹ軸方向に沿って往復移動し、これに応じてＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂも一定範囲内でＹ軸方向に沿って往復移動する。これに対し、第１行目の最後のショット領域Ｓ１，７の露光終了後第２行目の最初のショット領域Ｓ２，９の露光開始前には、ウエハステージＷＳＴが−Ｙ方向にそれまでと比べて大きく移動し、これに応じてＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂが＋Ｙ方向に移動しようとするが、この移動動作がＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によって抑制される。
【０１５０】
同様に、ウエハＷ上の第２行のショット領域Ｓ２，９〜Ｓ２，１を露光する間には、ウエハステージＷＳＴは、一定範囲内でＹ軸方向に沿って往復移動し、これに応じてＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂも一定範囲内でＹ軸方向に沿って往復移動する。これに対し、第２行目の最後のショット領域Ｓ２，１の露光終了後、第３行目の最初のショット領域Ｓ３，１の露光開始前には、ウエハステージＷＳＴが−Ｙ方向にそれまでと比べて大きく移動し、これに応じてＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂが＋Ｙ方向に移動しようとするが、この移動動作がＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によって抑制される。
【０１５１】
以後同様に、異なる行間のウエハステージＷＳＴの移動に際して、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの＋Ｙ方向の移動が、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によって抑制される。
【０１５２】
図１０（Ｂ）には、上述の如くしてＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの＋Ｙ方向の移動が抑制された結果におけるＹ軸固定子４２Ａ（又は４２Ｂ）のＹ軸方向の位置の変化ｙ＝ΔＬ＝Ｌ（ｔ）−Ｖａｖｅ・ｔが、時間ｔ（ショット領域に対応）を横軸として示されている。
【０１５３】
この図１０（Ｂ）の曲線ｙ＝ΔＬと前述の図１０（Ａ）の曲線ｙ＝Ｌ（ｔ）とを比較すると明らかなように、異なる行間のウエハステージＷＳＴの移動に際して生じる、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの＋Ｙ方向の移動を、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂから加えられる力によって抑制した結果、本実施形態では、露光中にトリムモータの制御を行わない従来技術に比べて、ステップ・アンド・スキャン方式による複数のショット領域に対するパターンの転写動作シーケンス中に、Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂに生じる＋Ｙ方向の定常変位を格段に抑制することができ、その分Ｙ軸固定子４２Ａ、４２ＢのＹ軸方向の移動ストロークを小さく設定することが可能となることがわかる。
【０１５４】
この場合において、ステップ・アンド・スキャン方式による複数のショット領域に対するパターンの転写動作シーケンスに要する時間は、通常数１０秒という長い時間であるため、上記の平均速度Ｖａｖｅは、小さく、その平均速度Ｖａｖｅを与えるＹ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂの駆動力が、露光中のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの運動量保存則に従った運動に与える影響は僅かであり、露光精度に影響を与えるものではない。
【０１５５】
従って、本第２の実施形態の露光装置によると、前述の第１の実施形態と同様に、レチクルパターンとウエハＷ上の複数のショット領域との重ね合わせ精度の低下を招くことがないとともに、露光装置のフットプリントの狭小化、あるいはＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの小型化が可能となり、いずれにしても露光精度の低下を招くことなく、装置の大型化を抑制することが可能となる。
【０１５６】
なお、上記の説明では、説明の簡略化のため特に触れなかったが、ウエハ駆動装置が、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に駆動する左右一組のモータとしてのＹ軸モータ装置ＹＭＡ、ＹＭＢを含み、かつカウンタマスとしてのＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂは、各Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ、ＹＭＢに個別に対応して設けられている。また、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置に応じてウエハステージＷＳＴを含む前述の可動部の重心位置が異なるので、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に正確に駆動する際には、主制御系２２は、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向の位置に応じてＹ軸モータ装置ＹＭＡ、ＹＭＢにそれぞれに対する推力配分を考慮して、前記転写動作シーケンス中、前記Ｙ軸固定子４２Ａ、４２Ｂを個別に制御することとしても良い。かかる場合には、露光時間中のＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂそれぞれの変位を時間軸を横軸とする直交座標系上でプロットし、これを最小二乗近似した速度に応じた速度をＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂに与えることとすることが望ましい。
【０１５７】
なお、上記第２の実施形態では、Ｙ軸方向に関する定常変位Ｌを軽減すべく定常変位と反対方向の平均速度Ｖａｖｅ＝Ｌ／Ｔ０がＹ軸固定子４２Ａ及び４２Ｂに与えられるように、Ｙ軸トリムモータ１０６Ａ、１０８Ａ及びＹ軸トリムモータ１０６Ｂ、１０８Ｂを制御するものとしたが、ショットマップによっては、レチクルパターンが転写される最初のショット領域と最後のショット領域とのウエハ上におけるＸ軸方向（非走査方向）の位置が異なる。このような場合には、その非走査方向に関しても転写動作シーケンスの開始位置と終了位置とでＸ軸固定子１１０にＸ軸方向の定常変位が生じる。このような場合、主制御系２２では、転写動作シーケンス中に、前記時間Ｔ０と、可動部としてのウエハステージＷＳＴとＸ軸固定子１１０との質量比とに応じて定まる転写動作シーケンス中のＸ軸固定子１１０の運動量保存則に従った運動による定常変位（Ｄとする）を考慮した定常変位と反対向きのＸ軸方向に関する平均速度（＝Ｄ／Ｔ０）がＸ軸固定子１１０に与えられるように、前述のＸ軸トリムモータを制御することとすることができる。これにより、Ｙ軸固定子４２Ａ、４１Ｂの移動ストロークに加え、Ｘ軸固定子１１０の移動ストロークをも小さく設定することができる。
【０１５８】
なお、上記各実施形態では、ウエハステージＷＳＴの反力を吸収する機構として、ウエハステージＷＳＴを移動させる各モータ装置の固定子を用いる構成としたが、これに限らず、各モータ装置とは別にカウンタマスを設けることも可能である。
【０１５９】
また、上記各実施形態では、ウエハステージＷＳＴを１つだけ備える構成としたが、これに限らず、互いに独立して２次元移動が可能な２つのウエハステージを備える構成とすることができる。この場合、二つのアライメント検出系を持つタイプ（すなわち、一方のウエハステージが一方のアライメント検出系と投影光学系ＰＬとの間で移動し、他方のウエハステージが他方のアライメント検出系と投影光学系ＰＬとの間で移動するタイプ）のダブルウエハステージ方式のスキャニング・ステッパにも、一つのアライメント検出系のみを持つタイプ（すなわち、２つのウエハステージが投影光学系とアライメント検出系との間で交互に入れ替わるタイプ）のダブルウエハステージ方式のスキャニング・ステッパにも本発明は好適に適用することができる。また、ダブルウエハステージ方式のスキャニング・ステッパ（露光装置）では、２つのウエハステージにそれぞれ対応して別々のカウンタマスを設けても良いし、あるいは２つのウエハステージで共通のカウンタマスを設けるだけでも良い。特に後者では、例えば国際公開ＷＯ０１／４７００１号パンフレットに開示されているように、２つのウエハステージが載置される可動定盤をカウンタマスとして用いても良い。
【０１６０】
また、上記各実施形態の露光装置は床面（又はベース）Ｆ上で防振ユニットに支持されるベースにウエハステージＷＳＴが載置されるものとしたが、例えば上記ウエハステージＷＳＴが載置されるベースを鏡筒定盤３０に吊り下げる構造としても良く、要は本発明が適用される露光装置のボディ構造は上記各実施形態に限られるものではなく任意で構わない。
【０１６１】
勿論、本発明は、半導体素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、液晶表示素子、プラズマディスプレイなどを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気へッドの製造に用いられる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）、有機ＥＬ、マイクロマシン、ＤＮＡチップなどの製造に用いられる露光装置などにも適用することができる。
【０１６２】
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（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、ＥＵＶ露光装置では反射型マスクが用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【０１６３】
また、本発明に係る露光装置では、投影光学系に限らず、Ｘ線光学系、電子光学系等の荷電粒子線光学系を用いることもできる。例えば、電子光学系を用いる場合には、光学系は電子レンズ及び偏向器を含んで構成することができ、電子銃として、熱電子放射型のランタンへキサボライト（ＬａＢ６）、タンタル（Ｔａ）を用いることができる。なお、電子線が通過する光路は真空状態にすることはいうまでもない。また、本発明に係る露光装置では、露光光として、前述した遠紫外域、真空紫外域の光に限らず、波長５〜３０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域のＥＵＶ光を用いても良い。
【０１６４】
また、例えば真空紫外光としては、ＡｒＦエキシマレーザ光やＦ２レーザ光などが用いられるが、これに限らず、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
【０１６５】
また、上記各実施形態では、投影光学系として縮小系を用いる場合について説明したが、投影光学系は等倍系および拡大系のいずれでも良い。
【０１６６】
なお、複数のレンズ等から構成される照明ユニット、投影光学系などを露光装置本体に組み込み、光学調整をする。そして、上記のＸ軸固定子、Ｘ軸可動子、Ｙ軸固定子、ウエハステージ、レチクルステージ、並びにその他の様々な部品を機械的及び電気的に組み合わせて調整し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置１００等の本発明に係る露光装置を製造することができる。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。
【０１６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の露光装置によれば、精度良く露光を行えるとともに、装置の大型化を抑制することができるという従来にない優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１のウエハステージ装置を示す斜視図である。
【図３】図２のウエハステージ及びその駆動装置を一部破断して示す図である。
【図４】図４（Ａ）は、図２のＤ−Ｄ線断面図であり、図４（Ｂ）は、図２のＹ軸固定子４２Ｂ及び枠体４４Ｂを＋Ｘ方向から見た図である。
【図５】図３からＸ軸固定子を取り去り、Ｘ軸可動子の一部を破断して示す図である。
【図６】Ｘ軸モータ装置ＸＭ及びＹ軸可動子４８Ａ，４８Ｂを高さ方向中央やや上方の位置でＸＹ面に平行な面に沿って断面し、その一部を省略して示す図である。
【図７】ウエハ上の複数のショット領域に対する照明光の移動軌跡の一例を示す図である。
【図８】図８（Ａ）は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向に関する長ストローク移動時におけるＹ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）及び加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）を示す図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に対応するステージ制御系によるリニアモータ１０６Ａ、１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂの駆動によるＹ軸固定子４２Ａ、４２Ｂの加速度変化曲線ＣＡｙ（ｔ）の一例などを示す図である。
【図９】図９は、隣接する２ショット領域に対する露光を行う際の、Ｙ軸可動子４８Ａ、４８Ｂの速度変化曲線Ｖｙ（ｔ）及び加速度変化曲線Ａｙ（ｔ）を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、比較例として、Ｙ軸トリムモータの制御を行わなかった場合における、露光の際のウエハステージの移動に伴う、Ｙ軸固定子のＹ軸方向の位置の変化を横軸をショット領域として示す図、図１０（Ｂ）は、第２の実施形態の露光装置における、露光動作の際のウエハステージＷＳＴの移動に伴う、Ｙ軸固定子のＹ軸方向の位置の変化を、ショット領域を横軸として示す図である。
【符号の説明】
Ｒ…レチクル（マスク）、Ｗ…ウエハ（感光物体）、ＲＳＴ…レチクルステージ（マスクステージ）、ＷＳＴ…ウエハステージ（物体ステージ）、１５…レチクル駆動部（駆動系の一部）、２０…ステージ制御系（駆動系の一部）、２２…主制御系（制御装置）、３４…ウエハ駆動装置（駆動系の一部）、４２Ａ，４２Ｂ…Ｙ軸固定子（カウンタマス）、１０６Ａ，１０８Ａ，１０６Ｂ，１０８Ｂ…Ｙ軸トリムモータ（カウンタマス駆動系の一部）、１００…露光装置、１１０…Ｘ軸固定子（カウンタマス）。
Claims (10)
- マスクと感光物体とを第１軸方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の区画領域に順次転写する露光装置であって、
前記マスクが載置されるマスクステージと；
前記感光物体が載置される物体ステージと；
前記マスクステージ及び物体ステージを駆動する駆動系と；
前記駆動系による前記物体ステージの駆動時に生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動する少なくとも１つのカウンタマスと；
前記カウンタマスを駆動するカウンタマス駆動系と；
前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った運動を少なくとも一部相殺するように、前記駆動系による前記物体ステージの駆動状態に応じて前記カウンタマス駆動系を制御する制御装置と；を備える露光装置。 - 前記制御装置は、第１軸方向に関する前記マスクステージと前記物体ステージとの加減速度がともに零となる前記マスクステージと前記物体ステージとの同期移動時を除く特定の時に、前記駆動系による前記物体ステージの駆動状態に応じた前記カウンタマス駆動系の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
- 前記制御装置は、前記カウンタマス駆動系を介して、前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った前記第１軸方向の運動及び前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った前記第１軸方向に直交する第２軸方向の運動の少なくとも一方を、少なくとも一部相殺することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
- 前記特定の時は、前記感光物体上の任意の区画領域の露光終了後に、前記第１軸方向に関し前記マスクステージと前記物体ステージとを同時に減速する時を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の露光装置。
- 前記特定の時は、前記感光物体の交換のための前記物体ステージの移動時、及び前記物体ステージ上の感光物体と前記マスクとの位置関係の計測のための前記物体ステージの移動時の少なくとも一方の時を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の露光装置。
- 前記制御装置は、前記感光物体の交換のための前記物体ステージの移動時、及び前記物体ステージ上の感光物体と前記マスクとの位置関係の計測のための前記物体ステージの移動時の少なくとも一方の時に、前記物体ステージの移動の間中、前記カウンタマス駆動系を介して前記カウンタマスを駆動し続けることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
- 前記特定の時は、前記感光物体上の２つの区画領域の露光の間における前記物体ステージの移動時の少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の露光装置。
- マスクと感光物体とを第１軸方向に同期移動して前記マスクに形成されたパターンを前記感光物体上の複数の区画領域にステップ・アンド・スキャン方式で順次転写する露光装置であって、
前記マスクが載置されるマスクステージと；
前記感光物体が載置される物体ステージと；
前記マスクステージ及び物体ステージを駆動する駆動系と；
前記駆動系による前記物体ステージの駆動時に生じる反力の作用により運動量保存則に従って運動する少なくとも１つのカウンタマスと；
前記カウンタマスを駆動するカウンタマス駆動系と；
前記ステップ・アンド・スキャン方式による前記複数の区画領域に対するパターンの転写動作シーケンス中に、前記転写動作シーケンスに要する時間と、前記物体ステージを含む可動部と前記カウンタマスとの質量比に応じて定まる前記転写動作シーケンス中の前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った運動による定常変位とを考慮した少なくとも前記第１軸方向に関する平均速度が前記カウンタマスに与えられるように、前記カウンタマス駆動系を制御する制御装置と；を備える露光装置。 - 前記制御装置は、
前記パターンが転写される最初の区画領域と最後の区画領域との前記感光物体上における前記第１軸方向に直交する第２軸方向の位置が異なる場合には、前記転写動作シーケンス中に、前記転写動作シーケンスに要する時間と、前記可動部と前記カウンタマスとの質量比とに応じて定まる前記転写動作シーケンス中の前記カウンタマスの前記運動量保存則に従った運動による定常変位とを考慮した前記第２軸方向に関する平均速度が前記カウンタマスに与えられるように、前記カウンタマス駆動系を制御することを特徴とする請求項８に記載の露光装置。 - 前記駆動系は、前記物体ステージを前記第１軸方向に駆動する左右一組のモータを含み、
前記カウンタマスは、前記各モータに個別に対応して設けられ、
前記制御装置は、前記物体ステージの前記第２軸方向の位置に応じた各モータに対する推力配分を考慮して、前記転写動作シーケンス中、前記各カウンタマスを個別に制御することを特徴とする請求項８又は９に記載の露光装置。
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006075575A1 (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-20 | Nikon Corporation | ステージ装置及び露光装置 |
| US7557529B2 (en) | 2005-01-11 | 2009-07-07 | Nikon Corporation | Stage unit and exposure apparatus |
| US7852034B2 (en) | 2004-04-09 | 2010-12-14 | Nikon Corporation | Drive method of moving body, stage unit, and exposure apparatus |
| US8325326B2 (en) | 2004-06-07 | 2012-12-04 | Nikon Corporation | Stage unit, exposure apparatus, and exposure method |
| US20130271945A1 (en) | 2004-02-06 | 2013-10-17 | Nikon Corporation | Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method |
| US9341954B2 (en) | 2007-10-24 | 2016-05-17 | Nikon Corporation | Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9423698B2 (en) | 2003-10-28 | 2016-08-23 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus |
| US9678332B2 (en) | 2007-11-06 | 2017-06-13 | Nikon Corporation | Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9678437B2 (en) | 2003-04-09 | 2017-06-13 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction |
| US9885872B2 (en) | 2003-11-20 | 2018-02-06 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light |
| US9891539B2 (en) | 2005-05-12 | 2018-02-13 | Nikon Corporation | Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method |
| US10101666B2 (en) | 2007-10-12 | 2018-10-16 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US11966167B2 (en) | 2017-12-22 | 2024-04-23 | Asml Netherlands B.V. | Systems and methods for reducing resist model prediction errors |
-
2002
- 2002-10-17 JP JP2002302810A patent/JP2004140145A/ja not_active Withdrawn
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9885959B2 (en) | 2003-04-09 | 2018-02-06 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus having deflecting member, lens, polarization member to set polarization in circumference direction, and optical integrator |
| US9678437B2 (en) | 2003-04-09 | 2017-06-13 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus having distribution changing member to change light amount and polarization member to set polarization in circumference direction |
| US9423698B2 (en) | 2003-10-28 | 2016-08-23 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus |
| US9760014B2 (en) | 2003-10-28 | 2017-09-12 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus and projection exposure apparatus |
| US10281632B2 (en) | 2003-11-20 | 2019-05-07 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical member with optical rotatory power to rotate linear polarization direction |
| US9885872B2 (en) | 2003-11-20 | 2018-02-06 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method with optical integrator and polarization member that changes polarization state of light |
| US20130271945A1 (en) | 2004-02-06 | 2013-10-17 | Nikon Corporation | Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method |
| US10241417B2 (en) | 2004-02-06 | 2019-03-26 | Nikon Corporation | Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method |
| US10234770B2 (en) | 2004-02-06 | 2019-03-19 | Nikon Corporation | Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method |
| US10007194B2 (en) | 2004-02-06 | 2018-06-26 | Nikon Corporation | Polarization-modulating element, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and exposure method |
| US7852034B2 (en) | 2004-04-09 | 2010-12-14 | Nikon Corporation | Drive method of moving body, stage unit, and exposure apparatus |
| US8325326B2 (en) | 2004-06-07 | 2012-12-04 | Nikon Corporation | Stage unit, exposure apparatus, and exposure method |
| US7557529B2 (en) | 2005-01-11 | 2009-07-07 | Nikon Corporation | Stage unit and exposure apparatus |
| WO2006075575A1 (ja) * | 2005-01-11 | 2006-07-20 | Nikon Corporation | ステージ装置及び露光装置 |
| JPWO2006075575A1 (ja) * | 2005-01-11 | 2008-06-12 | 株式会社ニコン | ステージ装置及び露光装置 |
| US9891539B2 (en) | 2005-05-12 | 2018-02-13 | Nikon Corporation | Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method |
| US10101666B2 (en) | 2007-10-12 | 2018-10-16 | Nikon Corporation | Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9341954B2 (en) | 2007-10-24 | 2016-05-17 | Nikon Corporation | Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9857599B2 (en) | 2007-10-24 | 2018-01-02 | Nikon Corporation | Optical unit, illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US9678332B2 (en) | 2007-11-06 | 2017-06-13 | Nikon Corporation | Illumination apparatus, illumination method, exposure apparatus, and device manufacturing method |
| US11966167B2 (en) | 2017-12-22 | 2024-04-23 | Asml Netherlands B.V. | Systems and methods for reducing resist model prediction errors |
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