JP6718154B2 - 移動体装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

移動体装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、移動体装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、特に物体を保持して６自由度方向に移動する移動体を備えた移動体装置及び該移動体装置を備える露光装置、並びに該露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
従来、半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。
この種の露光装置では、露光対象となるウエハ又はガラスプレート等の基板を保持して２次元移動するステージ（ウエハステージ）として、大きな力を発生するが制御性が低い粗動ステージと、粗動ステージ上に搭載され、小さな力しか発生せず、粗動ステージに対して微小駆動される制御性が高い微動ステージとを組み合わせた粗微動分離型のステージが主流となっている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、粗微動分離型のステージは、位置決め精度を比較的容易に出しやすい一方で、微動ステージにウエハを真空吸着又は静電吸着する真空チャック又は静電チャックなどのチャック部材が設けられるので、電力又は真空等の用力を供給するためのケーブル又は配管などを微動ステージに接続する必要がある。これに加え、粗動ステージを駆動する粗動用駆動装置として、例えばステージ側には配線が不要なムービングマグネット型のリニアモータなどを用いたとしても、粗動ステージには微動ステージを駆動するための微動用駆動装置が搭載されるため、微動用駆動装置のための電力などを供給する用力供給用のケーブルを、粗動ステージに接続する必要がある。このように、粗微動分離型のステージは、装置の煩雑化、重量増及びコストが高くなるといったデメリットがあった。
これらの粗微動ステージの欠点を解決する方法として、粗動ステージと微動ステージとの２つのステージを設けるのではなく、１つのステージをウエハステージに採用することが考えられ、実用化に向けた開発が行われている
発明者は、粗微動一体型のウエハステージの実用化に向けて鋭意研究を続けているが、ステージ駆動時の振動に加え、例えばステージを例えば平面モータにより駆動する場合、その平面モータの可動子が設けられたスライダ部材（ステージ本体）の熱変形等に起因としてウエハを保持するウエハテーブルの位置決め精度が悪化するおそれがあることが、最近判明した。
本発明は、上記事情の下でなされたもので、その第１の態様によれば、物体を載置して移動可能な移動体を含む移動体装置であって、前記移動体は、前記物体を載置する物体載置部と、定盤に対し移動可能なスライダと、前記物体を下方から支持可能な第１の支持部材と、前記スライダ上にキネマティックに支持され、前記物体載置部を支持する第２の支持部材と、前記第２の支持部材の振動を抑制する、スクイズフィルムダンパを含む除振部と、前記第１の支持部材を前記物体載置部に対して上下方向に移動可能な駆動装置と、を備え、前記駆動装置は前記物体載置部と非接触である移動体装置が、提供される。
本発明の第２の態様によれば、物体を載置して移動可能な移動体を含む移動体装置であって、前記移動体は、前記物体を載置する物体載置部と、定盤に対し移動可能なスライダと、前記物体を下方から支持可能な第１の支持部材と、前記スライダ上にキネマティックに支持され、前記物体載置部を支持する第２の支持部材と、前記スライダに設けられたフレーム部材と、前記第２の支持部材と前記フレーム部材との間に設けられた除振部と、前記第１の支持部材を前記物体載置部に対して上下方向に移動可能な駆動装置と、を備え、前記駆動装置は前記物体載置部と非接触である移動体装置が、提供される。
本発明の第３の態様によれば、物体を載置して移動可能な移動体を含む移動体装置であって、前記移動体は、前記物体を載置する物体載置部と、定盤に対し移動可能なスライダと、前記物体を下方から支持可能な物体支持部材と、前記スライダ上に前記物体載置部を支持する前記物体支持部材と異なる支持部材と、前記異なる支持部材の振動を抑制する、スクイズフィルムダンパを含む除振部と、前記物体支持部材を前記物体載置部に対して上下方向に移動可能な駆動装置と、を備え、前記物体載置部は前記異なる支持部材を介して過拘束なくかつ拘束条件の不足なく支持され、前記駆動装置は前記物体載置部と非接触である移動体装置が、提供される。
本発明の第４の態様によれば、物体を載置して移動可能な移動体を含む移動体装置であって、前記移動体は、前記物体を載置する物体載置部と、定盤に対し移動可能なスライダと、前記物体を下方から支持可能な物体支持部材と、前記スライダ上に前記物体載置部を支持する前記物体支持部材と異なる支持部材と、前記スライダに設けられたフレーム部材と、前記異なる支持部材と前記フレーム部材との間に設けられた除振部と、前記物体支持部材を前記物体載置部に対して上下方向に移動可能な駆動装置と、を備え、前記駆動装置は前記物体載置部と非接触であり、前記物体載置部は、前記異なる支持部材を介して過拘束なくかつ拘束条件の不足なく支持される移動体装置が、提供される。
本発明の第５の態様によれば、物体をエネルギビームで露光する露光装置であって、第１ないし第４の態様のいずれかに係る移動体装置と、前記物体に前記エネルギビームを照射して、前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備える露光装置が、提供される。
本発明の第６の態様によれば、第５の態様に係る露光装置を用いて物体を露光することと、露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。
一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１のウエハステージを示す平面図である。 図１の露光装置が備える干渉計システム、アライメント検出系等の配置を示す図である。 図２のウエハステージから、ウエハテーブルを外したステージ本体を示す平面図である。 図５（Ａ）は、図２のウエハステージの正面図、図５（Ｂ）は、図２のウエハステージの側面図である。 支持部材を取り出して示す斜視図である。 図７（Ａ）は、図２のウエハステージが備える第２ステージ装置の構成を概略的に示す斜視図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の第２ステージ装置の備える駆動系及び位置計測系の配置を説明するための図である。 図７（Ａ）の第２ステージ装置の備えるボイスコイルモータの構成を説明するための図である。 ウエハステージを駆動する平面モータ、及び第２ステージ部材を駆動するボイスコイルモータを制御する第１制御系の構成を、その制御対象とともに示すブロック図である。 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。
以下、一実施形態について、図１〜図１０に基づいて説明する。
図１には、一実施形態に係る露光装置１０の構成が概略的に示されている。露光装置１０は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
露光装置１０は、図１に示されるように、照明系ＩＯＰ、レチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、及びベース盤１２上で独立してＸＹ平面内で２次元移動するウエハステージＷＳＴ、並びにこれらの制御系及び計測系等を備えている。
照明系ＩＯＰは、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されるように、光源と、オプティカルインテグレータ等を含む照度均一化光学系、及びレチクルブラインド等（いずれも不図示）を有する照明光学系と、を含む。照明系ＩＯＰは、レチクルブラインド（マスキングシステムとも呼ばれる）で設定（制限）されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを、照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとして、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図１０参照）によって、ＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１３によって、レチクルステージＲＳＴに固定された移動鏡１５（実際には、Ｙ軸方向に直交する反射面を有するＹ移動鏡（あるいは、レトロリフレクタ）とＸ軸方向に直交する反射面を有するＸ移動鏡とが設けられている）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１３の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図１０参照）に送られる。干渉計に代えてエンコーダステムを用いて位置情報を求めても良い。
投影ユニットＰＵは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、ベース盤１２の上方に水平に配置されたメインフレームＢＤによってその外周部に設けられたフランジ部ＦＬＧを介して支持されている。メインフレームＢＤは、板部材から成り、床Ｆに支持された不図示の複数の支持部材によって除振装置をそれぞれ介して支持されている。
投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面とがほぼ一致して配置されるレチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬ（投影ユニットＰＵ）を介してその照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上の前記照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。すなわち、本実施形態では照明系ＩＯＰ、及び投影光学系ＰＬによってウエハＷ上にレチクルＲのパターンが生成され、照明光ＩＬによるウエハＷ上の感応層（レジスト層）の露光によってウエハＷ上にそのパターンが形成される。
ウエハステージＷＳＴは、図１に示されるように、ベース盤１２の上方に所定の隙間（ギャップ、クリアランス）を介して浮上支持されている。ウエハステージＷＳＴは、図１に示されるように、ステージ本体８１と、ステージ本体８１の上面に固定されたウエハテーブルＷＴＢとを備えている。ステージ本体８１の＋Ｘ側（図１における紙面手前側）の面には、後述する第２ステージ装置６０が設けられている。なお、図１において、ウエハテーブルＷＴＢ上にウエハＷが保持されている。
ベース盤１２は、床Ｆ上に複数の防振装置（図示省略）によってほぼ水平に（ＸＹ平面に平行に）支持されている。ベース盤１２は、平板状の外形を有する部材から成る。ベース盤１２内部には、平面モータ（後述する）の電機子ユニットとして、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置された複数のコイル１７を含むコイルユニットが収納されている。
ステージ本体８１は、図４の平面図、図５（Ａ）の正面図（−Ｙ方向から見た図）及び図５（Ｂ）の側面図（＋Ｘ方向から見た図）に示されるように、スライダ２２、スライダ２２上に複数本、一例として６本のロッド部材２３１〜２３３、２４１〜２４３を介して支持された箱状の支持部材２５、及びスライダ２２上に４本の支持部４９を介して固定されたフレーム２６等を備えている。
スライダ２２は、前記平面モータの磁石ユニットを含み、Ｙ軸方向の長さに比べてＸ軸方向の長さが幾分長い、平面視矩形の板状部材から成る。この磁石ユニットは、図５（Ａ）に示されるように、スライダ２２の底部にその下面がスライダ２２の底面とほぼ同一面上に位置する状態で配置された複数の永久磁石１８を有する。複数の永久磁石１８は、ベース盤１２のコイルユニットに対応して、ＸＹ二次元方向を行方向、列方向としてマトリックス状に配置されている。磁石ユニットと、ベース盤１２のコイルユニットと、により、例えば米国特許第６，４５２，２９２号明細書などに開示されている磁気浮上型のムービングマグネットタイプの電磁力（ローレンツ力）駆動方式の平面モータから成るウエハステージ駆動系５１Ａ（図１０参照）が構成される。ウエハステージ駆動系５１Ａによって、ウエハステージＷＳＴは、ベース盤１２に対して６自由度方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、θｘ方向、θｙ方向、及びθｚ方向）に駆動される。
コイルユニットを構成する各コイル１７に供給される電流の大きさ及び方向は、主制御装置２０によって制御される。以下では、ウエハステージ駆動系５１Ａを、平面モータ５１Ａとも称する。
スライダ２２の内部には、冷媒（例えば冷却水等）を流すための不図示の流路が形成され、その不図示の流路には、不図示の配管を介して冷媒供給装置５８（図１０参照）が接続されている。なお、冷媒の流量等は、主制御装置２０によって制御される。また、スライダ２２の内部に、不図示の空間を形成し、その空間内にマスダンパとして機能する錘を設けても良い。
支持部材２５は、ウエハテーブルＷＴＢを下方から支持する部材、すなわちその上面にウエハテーブルＷＴＢが固定される部材である。支持部材２５は、６本のロッド部材２３１〜２３３、２４１〜２４３を介してスライダ２２上方にスライダ２２に対して所定の隙間（ギャップ）を空けた状態で固定されている。図６には、支持部材２５が取り出して斜視図にて示されている。支持部材２５は、図６に示されるように、支持部材本体２５ａと、支持部材本体２５ａのＸ軸方向両側面のＹ軸方向中央部より幾分−Ｙ側の位置からそれぞれＸ軸方向の外側に突出した一対の突出部２５ｂと、支持部材本体２５ａのＹ軸方向両側面の下端部からＹ軸方向の外側に張り出した一対の縁部２５ｃと、を有している。
支持部材本体２５ａは、図４に示されるように、スライダ２２のＹ軸方向の長さよりも１辺の長さが短い、平面視正方形の部材の四隅を切り落としたような平面視八角形状、すなわち、Ｘ軸及びＹ軸にそれぞれ平行な各２つ、合計４つの長辺と、Ｘ軸及びＹ軸に対して４５度を成す合計４つの短辺とを有する平面視八角形状の輪郭を有している。支持部材本体２５ａは、図６に示されるように、平面視八角形状の板状部２１ａと、板状部２１ａの上面の４つの長辺の部分に設けられた４つの台形状部２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅとを有している。４つの台形状部２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅによって、支持部材本体２５ａの上面に、図４及び図６に示されるように、後述するフレーム２６のＸフレーム部材２８を収納するための所定深さのＸ状凹部（十字状凹部）３３が形成されている。Ｘ状凹部３３は、図６に示されるように、支持部材本体２５ａ上面の中央に位置する、支持部材本体２５ａとほぼ相似形の平面視八角形状の第１凹部３４と、該第１凹部３４の４つの短辺部から支持部材本体２５ａの４つの短辺のそれぞれに向かって、Ｘ軸及びＹ軸に対して４５度を成す方向に延設された４つの第２凹部３５とを含む。
支持部材本体２５ａの４つの台形状部２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅは、側面視において所定の厚さを有している。図示は省略されているが、これら４つの台形状部は、次に説明する一対の突出部２５ｂとともに、底面側が肉抜きされている。
一対の突出部２５ｂのそれぞれは、台形状部２１ｃの＋Ｘ側の面、台形状部２１ｅの−Ｘ側の面にＸ軸方向の外側に向けて突設されている。一対の突出部２５ｂは、それぞれが設けられた台形状部とほぼ同じ厚さを有している。
図４に示されるように、支持部材２５は、一対の突出部２５ｂの先端面が、スライダ２２のＸ軸方向両側面よりも幾分内側に位置する状態で、前述の６本のロッド部材２３１〜２３３、２４１〜２４３を介してスライダ２２上で支持されている。
一対の縁部２５ｃは、図５（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向両側面からＹ軸方向の外側に張り出した所定幅の板状部分から成る。一対の縁部２５ｃのそれぞれは、ここでは、板状部２１ａのＹ軸方向の両端部であって、支持部材本体２５ａから＋Ｙ側、−Ｙ側に張り出した延設部によって構成されている。ただし、これに限らず、支持部材本体２５ａとは別に縁部を設けて、両者を一体化させても良い。一対の縁部２５ｃは、台形状部２１ｂ、２１ｃの長辺部の全長に渡って設けられている。また、各縁部２５ｃの上面は、ＸＹ平面に平行な平面度の高い面に仕上げられている。
支持部材２５の下面には、図５（Ｂ）に示されるように、支持部材本体２５ａのほぼ全域を覆う板状部２５ｄが設けられている。この板状部２５ｄの下面には、後述するエンコーダシステムの２次元グレーティング（以下、単にグレーティングと呼ぶ）ＲＧが設けられている。グレーティングＲＧは、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型の回折格子（Ｘ回折格子）と、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型回折格子（Ｙ回折格子）と、を含む。Ｘ回折格子及びＹ回折格子の格子線のピッチは、例えば１μｍと設定されている。なお、グレーティングＲＧは、上述した板状部２５ｄの下面全域に設ける必要はないが、例えば、ウエハＷの直径の２倍程度の矩形領域を含むサイズであるなど、ウエハＷの露光の際に、ウエハステージＷＳＴが移動する範囲を網羅している必要がある。
支持部材２５の素材は、低熱膨張率であることが望ましく、例えばショット社のゼロデュア（商品名）などが用いられる。また、グレーティングＲＧの表面は、保護部材、例えば光が透過可能な透明な素材で、且つ支持部材２５の素材と同程度の低熱膨張率を有するカバーガラスによって覆われて、保護されていても良い。
ロッド部材２３１〜２３３は、例えば図４に示されるように、支持部材２５の＋Ｘ側に配置され、ロッド部材２４１〜２４３は、支持部材２５の−Ｘ側に配置されている。なお、ロッド部材２３１〜２３３とロッド部材２４１〜２４３とは、支持部材２５の中心を通るＹＺ平面に平行な面に関して対称に配置されているが、同じ構成から成る。従って、以下では、ロッド部材２３１〜２３３を代表的に取り上げて説明する。
各ロッド部材２３ｉ（ｉ＝１〜３）は、棒状部材４３ｉ、直方体部材から成るジョイント部材４４ｉ及び４５ｉを、有している。
図４及び図５（Ｂ）を総合するとわかるように、ロッド部材２３１とロッド部材２３３とは、平面視において支持部材２５の中心を通るＸＺ平面に平行な面に関して対称な配置及び構成になっている。
ロッド部材２３１は、支持部材２５の＋Ｘ側の端面の＋Ｙ側端部近傍に配置されている。ロッド部材２３１のジョイント部材４４１は、図４及び図５（Ｂ）に示されるように、スライダ２２上面の＋Ｘ側端部の＋Ｙ側端部近傍の位置に下面が固定されている。また、ロッド部材２３１のジョイント部材４５１は、支持部材２５の＋Ｘ側の端面の＋Ｙ側端部近傍にその一面が固定されている。ロッド部材２３１の棒状部材４３１は、一端がジョイント部材４４１に固定され、他端がジョイント部材４５１に固定されている。この場合、棒状部材４３１は、平面視においてＹ軸と平行となるように配置されるとともに、Ｙ軸方向から見て、Ｚ軸に対して所定角度傾いた状態で配置されている（図５（Ａ）において、ロッド部材２３１は、ロッド部材２３３の紙面奥側に隠れている）。
ロッド部材２３３は、平面視において支持部材２５の中心を通るＸＺ平面に平行な面に関して対称ではあるが、上記ロッド部材２３１と同様に構成されている。
ロッド部材２３２のジョイント部材４４２は、図４に示されるように、ジョイント部材４４１の−Ｘ側に配置され、下面がスライダ２２上面に固定されている。ロッド部材２３２のジョイント部材４５２は、一方（＋Ｘ側）の突出部２５ｂの＋Ｘ側面に固定されている。ロッド部材２３２の棒状部材４３２は、一端がジョイント部材４４２に固定され、他端がジョイント部材４５２に固定されている。この場合、棒状部材４３２は、平面視においてＹ軸に対して所定角度傾いて配置されると共に、図５（Ａ）に示されるように、正面視においてＺ軸に対して所定角度傾いて配置され、さらに図５（Ｂ）に示されるように、側面視において、Ｚ軸に対して所定角度傾いて配置されている。
すなわち、ロッド部材２３１〜２３３それぞれは、図４に示されるように、平面視においてロッド部材２３１とロッド部材２３２とが一部重なり、図５（Ａ）に示されるように、正面視においてロッド部材２３１及びロッド部材２３３とロッド部材２３２とが一部重なり、図５（Ｂ）に示されるように、側面視においてロッド部材２３１とロッド部材２３２とが一部重なるように配置されている。
なお、上述の通り、ロッド部材２４１〜２４３は、支持部材２５の中心を通るＹＺ平面に平行な面に関してロッド部材２３１〜２３３とは対称に配置されているが、同様に構成されている。すなわち、ロッド部材２４ｉ（ｉ＝１〜３）は、棒状部材４８ｉ、直方体部材から成るジョイント部材４６ｉ及び４７ｉを、有している。そして、棒状部材４８ｉ及びジョイント部材４６ｉ及び４７ｉのそれぞれは、支持部材２５の中心を通るＹＺ平面に平行な面に関して、棒状部材４３ｉ及びジョイント部材４４ｉ及び４５ｉのそれぞれと対称に配置されている。
本実施形態では、上述のようにして構成された６本のロッド部材２３１〜２３３、２４１〜２４３により、支持部材２５は、スライダ２２に対して６自由度方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚ方向）の移動が制限された状態で拘束されている。すなわち、６本のロッド部材２３１〜２３３、２４１〜２４３によって、支持部材２５を、スライダ２２上で過不足なく（過拘束なく、かつ拘束条件の不足なく）支持（キネマティック支持）されている。
ここで、本実施形態では、ロッド部材２３１〜２３３、２４１〜２４３の固定部であるジョイント部材４４１〜４４３、４５１〜４５３、４６１〜４６３、４７１〜４７３は、それぞれの固定対象（スライダ２２及び支持部材２５）と面接触で固定されている。そのため、厳密にはキネマティック拘束とならない。しかし、棒状部材４３１〜４３３、４４１〜４４３それぞれの長手方向に関する圧縮及び引っ張りに対する剛性が高いのに対し、長手方向に直交する方向に関する曲げ等に対しては、比較的剛性が低くなるよう構成されている。このため、支持部材２５は、スライダ２２に対して６本のロッド部材２３１〜２３３、２４１〜２４３を介して実質的にキネマティックに支持されていると言える。
フレーム２６は、図４に示されるように、前述の支持部材本体２５ａ上面の中央に位置する矩形部３７と、該矩形部３７の４隅からＸ軸及びＹ軸に対して４５度を成す方向に放射状に延設された４つの棒状部２７とから成る平面視Ｘ状（十字状）のＸフレーム部材２８を有している。フレーム２６は、さらに、Ｘフレーム部材２８の矩形部３７の＋Ｙ側に位置する一対の棒状部２７の端部同士、及び矩形部３７の−Ｙ側に位置する一対の棒状部２７の端部同士を、それぞれ連結する一対の連結部材２９を有している。
矩形部３７は、前述の第１凹部３４より一回り小さい平面視八角形状（略矩形状）の形状を有し、その中央部に円形開口３６が形成されている。
４本の棒状部２７の幅は、支持部材２５上面に形成された４本の第２凹部３５の幅に比べ幾分小さく設定されている。
フレーム２６は、図５（Ａ）に示されるように、Ｘフレーム部材２８の４本の棒状部２７の先端部の下面が、Ｚ軸方向に延びる４本の支持部４９のそれぞれで支持されることで、スライダ２２の上面に対して所定の隙間を設けた状態でスライダ２２上に搭載されている。Ｘフレーム部材２８の高さ（Ｚ軸方向の厚み）は、第１凹部３４及び第２凹部３５の深さよりも幾分小さく設定されている。また、Ｘフレーム部材２８は、４本の棒状部２７の先端部の一部を除く残りの部分（図４に示される、平面視においてＸフレーム部材２８と支持部材２５とが重なる部分）の上面が支持部材２５上面よりも幾分下方に位置する状態で、支持部材２５上面に形成されたＸ状凹部３３内に非接触で収納されている。このため、支持部材２５のＸ状凹部３３内にフレーム２６のＸフレーム部材２８が収納された状態（ステージ本体８１が組み立てられた状態）で、支持部材２５上面にウエハテーブルＷＴＢが固定された際、図５（Ｂ）に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢとフレーム２６（Ｘフレーム部材２８）とは非接触状態が維持されるようになっている。
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、スライダ２２と支持部材２５との間及びスライダ２２とフレーム２６との間には、図５（Ａ）に示されるように、Ｙ軸方向に貫通した空間３９が形成されている。
一対の連結部材２９それぞれは、図４示されるように、Ｘ軸方向に延設された棒状部材から成り、図５（Ａ）に−Ｙ側の連結部材２９を代表的に取り上げて示されるように、両端部に比べ中央部が幾分凹んだ弓のような形状を有している。一対の連結部材２９それぞれの中央部下面は、ＸＹ平面に平行な平面度の高い面に仕上げられている。
一対の連結部材２９それぞれの下面は、対応する支持部材２５の一対の縁部２５ｃ上面に対して僅かな隙間（例えば１０μｍ）を介して非接触で対向するよう配置されている。一対の連結部材２９と一対の縁部２５ｃとは、組み立ての際に例えばシム（shim）を挟んで組み立てることで、所定の隙間を介して対向するように位置決めされている。
このため、ウエハステージＷＳＴの駆動時等、外乱によって支持部材２５が振動した際、振動する薄板部である一対の縁部２５ｃとこれに近接している固定表面、すなわち一対の連結部材２９の下面との間の隙間（Ｚ方向距離）が変化（増減）する。そのため、縁部２５ｃと連結部材２９の下面との間の粘性空気の流動及び圧縮により、縁部２５ｃに対し抵抗力が発生し、縁部２５ｃの振動（高周波振動）が減衰される。すなわち、空気スクイズフィルムダンピング効果により、支持部材２５の振動が減衰される。このように本実施形態では、一対の連結部材２９によって、縁部２５ｃを介して支持部材２５の振動を減衰するスクイズフィルムダンパ（以下、適宜、スクイズダンパとも称する）が構成されている。
フレーム２６には、図４に示されるように、ウエハセンター支持部材（以下、センター支持部材と略記する）１５０が設けられている。センター支持部材１５０は、後述するウエハホルダＷＨ（図２参照）上にウエハＷを載置する際、又はウエハホルダＷＨ上からウエハＷを搬出する際に使用される。
センター支持部材１５０は、Ｘフレーム部材２８の矩形部３７に形成された円形開口３６内に、先端部の一部を除く殆どの部分が配置されている。センター支持部材１５０は、平面視Ｙ状の台座部材１４６の３つの先端部の上面にそれぞれ固定された３本の上下動ピン１４０と、台座部材１４６の裏面（下面）の中心部に一端が固定された上下動軸（不図示）とを有する。台座部材１４６の上面には、平面視矩形の板部材１４１が固定されている。３本の上下動ピン１４０は、ウエハテーブルＷＴＢ及びウエハホルダＷＨに形成された不図示の孔に挿入され、上面がウエハホルダＷＨの上面の上方に位置する第１位置とウエハホルダＷＨの上面の下方に位置する第２位置との間で上下方向に移動可能である。
３本の上下動ピン１４０それぞれの上面（先端面）には、真空吸引用の吸引口（不図示）が形成され、その吸引口は、上下動ピン１４０（及び台座部材１４６）の内部に形成された管路及び不図示の真空配管を介して真空ポンプ（不図示）に連通されている。センター支持部材１５０は、台座部材１４６に固定された不図示の上下動軸を介して駆動装置１４２（図１０参照）によって、上下方向に駆動される。
ここで、３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）の基準位置からのＺ軸方向の変位は、例えば駆動装置１４２に設けられたエンコーダシステム等の変位センサ１４５（図１０参照）によって検出されている。主制御装置２０は、変位センサ１４５の計測値に基づいて、駆動装置１４２を介して３本の上下動ピン１４０（センター支持部材１５０）を上下方向に駆動する。
ステージ本体８１の上面には、図１に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢが配置されている。ウエハテーブルＷＴＢは、前述した支持部材２５の上面にボルトなどを介して固定されている。この固定状態では、ウエハテーブルＷＴＢは、フレーム２６、４本の支持部４９、及びスライダ２２に対して非接触な状態となっている。このため、本実施形態では、フレーム２６、４本の支持部４９及びスライダ２２の素材として、支持部材２５などと同じ低熱膨張率の素材ではなく、軽量かつ高剛性の素材、例えば炭化ホウ素セラミックス等が用いられている。
ウエハテーブルＷＴＢは、低熱膨張率の素材、特に、熱膨張力の違いにより熱応力変形が生じないように、支持部材２５などと同じ熱膨張率の素材が用いられている。ウエハテーブルＷＴＢの上面の中央には、バキュームチャック（又は静電チャック）などを有するウエハホルダＷＨ（図１では不図示、図２参照）を介して、ウエハＷが真空吸着等によって固定されている。ウエハホルダＷＨはウエハテーブルＷＴＢと一体に形成しても良いが、本実施形態ではウエハホルダＷＨとウエハテーブルＷＴＢとを別々に構成し、例えば真空吸着などによってウエハホルダＷＨをウエハテーブルＷＴＢ上に固定している。なお、不図示であるが、ウエハテーブルＷＴＢ及びウエハホルダＷＨには、上述の３本の上下動ピン１４０に対応する位置に不図示の孔が形成され、その孔を介して上下動ピン１４０がウエハテーブルＷＴＢ及びウエハホルダＷＨに対して上下動される。また、ウエハテーブルＷＴＢの上面には、図２に示されるように、＋Ｙ側の端部近傍に、計測プレート（基準マーク板とも呼ばれる）３０が設けられている。この計測プレート３０には、ウエハテーブルＷＴＢのセンターラインＣＬと一致する中心位置に第１基準マークＦＭが設けられ、該第１基準マークＦＭを挟むように一対のレチクルアライメント用の第２基準マークＲＭが設けられている。
ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、それぞれ鏡面加工が施され、図２に示される反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。
ステージ本体８１の＋Ｘ側面には、図３に示されるように、後述する第２ステージ部材４２に支持された配管類及び配線類が一体化された用力供給用のチューブ３１の一端が接続されている。チューブ３１の他端は、チューブキャリアＴＣに接続されている。チューブキャリアＴＣは、用力供給装置７２（図１０参照）から供給された電力（電流）、圧縮空気及び真空、冷媒などの用力を、チューブ３１を介してウエハステージＷＳＴ（ステージ本体８１及び第２ステージ部材４２等）に供給するものである。チューブキャリアＴＣは、リニアモータから成るキャリア駆動系３２（図１０参照）によりＹ軸方向に駆動される。キャリア駆動系３２のリニアモータの固定子は、ベース盤１２の＋Ｘ端部の一部に、図３に示されるように、一体的に設けられていても良いし、ベース盤１２とは分離してベース盤１２の＋Ｘ側に、Ｙ軸方向を長手方向として設置しても良い。ベース盤１２と分離して配置すると、チューブキャリアＴＣの駆動によって発生する反力がウエハステージＷＳＴに及ぼす影響を少なくすることができる。
チューブキャリアＴＣは、主制御装置２０によって、キャリア駆動系３２を介してウエハステージＷＳＴに追従してＹ軸方向へ駆動されるが、チューブキャリアＴＣのＹ軸方向への駆動は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の駆動に厳密に追従する必要はなく、ある許容範囲内で追従していれば良い。
第２ステージ装置６０は、チューブ３１からの外乱によりウエハステージＷＳＴ（ウエハＷ）の位置決め精度が悪化するのを防止するために設けられている。第２ステージ装置６０は、図１及び図２等に示されるように、ステージ本体８１の＋Ｘ側面の中央部に設けられている。
第２ステージ装置６０は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、ステージ本体８１の＋Ｘ側の面から＋Ｘ側に張り出した第２ステージベース（以下、第２ベースと略記する）６１、第２ベース６１上に搭載されたチューブクランプ用の第２ステージ部材４２、第２ステージ部材４２を第２ベース６１に対して駆動する駆動系、及び第２ステージ部材４２と第２ベース６１との相対位置、すなわち第２ベース６１上の所定点を基準とした、第２ステージ部材４２のＸＹ平面内の位置（ΔＸ、ΔＹ、Δθｚ）を計測する計測系等を備えている。
第２ベース６１は、ＸＹ平面に平行な上面及び下面を有する直方体状の形状を有し、ステージ本体８１の＋Ｘ側面の中央部に設けられている。第２ベース６１は、ステージ本体８１と一体成形されていても良いが、ここでは、ステージ本体８１に固定された直方体部材から成るものとする。第２ベース６１の内部には、＋Ｘ側半部の上端面の近傍に、不図示の磁石（永久磁石）が複数、ＸＹ平面内で２次元配置されている。第２ベース６１の上端面は、第２ステージ部材４２のガイド面（移動面）となっている。
第２ステージ部材４２は、第２ベース６１上に非接触で搭載されたスライダ部材（第２ステージ本体）６２と、スライダ部材６２上面に固定されたチューブ固定部材６３と、を有する。
スライダ部材６２は、Ｘ軸方向の長さが第２ベース６１のほぼ１／２でかつＹ軸方向の長さが第２ベース６１より幾分短い板部材から成り、第２ベース６１上面の＋Ｘ側半部のＹ軸方向中央部に配置されている。
スライダ部材６２には、チューブ３１の一部を構成する１つの配管が接続されており、該配管を介して気体供給装置９４（図１０参照）から供給された加圧気体（例えば圧縮空気）が、スライダ部材６２の下面（底面）に形成された不図示の供給口から第２ベース６１に向かって噴出されるようになっている。
また、スライダ部材６２は、少なくとも下面側の部分（又は全体）が、磁性体部材によって形成されている。このため、スライダ部材６２は、第２ベース６１内部の不図示の磁石によって磁気的に吸引されている。すなわち、スライダ部材６２と第２ベース６１との間には、第２ベース６１上面をガイド面（移動面）とする磁気予圧型の空気静圧軸受（エアベアリング）が構成されている。この空気静圧軸受により、スライダ部材６２は、第２ベース６１の上面（ガイド面）上に浮上支持されている。
気体供給装置９４から供給される圧縮空気の流量等は、磁気的吸引力と、スライダ部材６２と第２ベース６１との間（軸受隙間）の圧縮空気の静圧、すなわち隙間内圧力とのバランスにより、軸受隙間が所望の寸法となりかつ十分な剛性が確保されるように、主制御装置２０（図１０参照）によって制御されている。
なお、本実施形態では、スライダ部材６２と第２ベース６１との間に、磁気予圧型の空気静圧軸受が構成されるものとしたが、これに限らず、例えば、真空予圧型の空気静圧軸受を構成しても良い。真空予圧型の空気静圧軸受を構成する場合は、例えば、スライダ部材６２の下面で、且つ圧縮空気噴出用の不図示の供給口に干渉しない位置に、更に開口（空間）を形成し、その空間内をバキューム装置等を介して負圧とすれば良い。
チューブ固定部材６３は、スライダ部材６２の上面の＋Ｘ側半部に固定された直方体部材から成り、所定の高さ（後述する固定子部６６よりも幾分高い高さ）を有している。チューブ固定部材６３の上端部近傍には、Ｘ軸方向に貫通する貫通孔６８がＹ軸方向のほぼ全域にかけて形成されている。貫通孔６８内には、ステージ本体８１の＋Ｘ側面に一端が固定された前述のチューブ３１が挿入されている。チューブ３１の他端は、チューブキャリアＴＣに接続されている。
本実施形態では、チューブ３１と貫通孔６８とは、例えば、実質的に締まり嵌めとなっており、貫通孔６８内に挿入されたチューブ３１の一端は、チューブ固定部材６３より−Ｘ側の部分がある程度撓んだ状態でステージ本体８１の側面に固定されている。このため、例えばチューブキャリアＴＣによってチューブ３１が駆動され、その駆動力の一部が外乱となってチューブ３１からウエハステージＷＳＴに加わる場合であっても、その外乱は、チューブ固定部材６３を介してスライダ部材６２（第２ステージ部材４２）に加わる。そのため、第２ステージ部材４２の第２ベース６１上での自由な運動（移動）が許容されている間は、ステージ本体８１は、殆ど影響を受けない。
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、第２ベース６１の上面の−Ｘ側端部には、固定子部６６が固定されている。固定子部６６は、＋Ｘ方向から見てＹ軸方向に細長い矩形の枠部材から成る固定子取付け部材４４と、固定子取付け部材４４の上壁部及び底壁部それぞれの内面に、それぞれ固定された一対の磁石ユニットＭＵｂとを有する。固定子部６６に形成された中空部６９内には、直方体状の可動子部６５の一端部が挿入されている。
可動子部６５は、筐体５２と、該筐体５２の内部のＸ軸方向一端部に収納されたコイルユニットＣＵｂ（図８参照）と、を有する。コイルユニットＣＵｂは、一対の磁石ユニットＭＵｂに対応する位置に配置されている。また、可動子部６５のＸ軸方向他端部下面は、スライダ部材６２上面の−Ｘ側半部に固定されている。コイルユニットＣＵｂと、コイルユニットＣＵｂを上下で挟む一対の磁石ユニットＭＵｂとによって、ボイスコイルモータＭｂ（図８参照）が構成されている。以下、ボイスコイルモータＭｂについて説明する。
図８には、第２ベース６１上面に配置された固定子部６６と、可動子部６５とが示されている。ここで、固定子部６６は、仮想線で示されている。コイルユニットＣＵｂは、図８に示されるように、可動子部６５の筐体５２内部の−Ｘ側端部のＹ軸方向中央部に設けられたＸ軸方向を長手方向とする平面視矩形状の１つのＹコイル（以下、適宜「コイル」と呼ぶ）５６ａと、コイル５６ａのＹ軸方向の一側と他側にそれぞれ配置されたＹ軸方向を長手方向とする平面視矩形状の２つのＸコイル（以下、適宜「コイル」と呼ぶ）５５ａ，５７ａとを含む。
一対の磁石ユニットＭＵｂは、固定子部６６の固定子取付け部材４４の上壁部及び底壁部それぞれの内面におけるＹ軸方向の中央部にＹ軸方向に並べて配置されたＸ軸方向を長手方向とする平面視長方形の各一対（上壁部及び底壁部合わせて２対）の永久磁石５６ｂと、これらの永久磁石５６ｂのＹ軸方向の一側と他側にそれぞれＸ軸方向に並べて配置された各一対（上壁部及び底壁部合わせて各２対）のＹ軸方向を長手方向とする平面視長方形の永久磁石５５ｂ，５７ｂと、を含む。
なお、図８には、一対の磁石ユニットＭＵｂのうち、固定子取付け部材４４の上壁部に固定された磁石ユニットＭＵｂのみが示されているが、固定子取付け部材４４の底壁部に固定された磁石ユニットＭＵｂも同様に構成されている。各二対の永久磁石５５ｂ，５６ｂ，５７ｂは、対を成す一方と他方との磁極の向きが互いに逆に設定されている。そして、一対の磁石ユニットＭＵｂ（各一対の永久磁石５５ｂ，５７ｂ，５６ｂ）のそれぞれは、コイルユニットＣＵｂ（コイル５５ａ，５７ａ，５６ａ）の＋Ｚ側又は−Ｚ側の面に対向している。
上述の構成の可動子部６５と固定子部６６とにより、固定子部６６（第２ベース６１）に対して可動子部６５（第２ステージ部材４２）をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向に駆動する３軸のボイスコイルモータＭｂが構成される。この場合、厳密に言うと、上下一対の永久磁石５５ｂ，５６ｂ，５７ｂのそれぞれと、コイル５５ａ，５６ａ，５７ａのそれぞれとによって、３つのボイスコイルモータが構成されるが、説明の便宜上、その３つのボイスコイルモータの全体を１つのボイスコイルモータＭｂとみなしている。θｚ方向の駆動は、＋Ｙ側及び−Ｙ側に配置された、Ｘ軸方向に駆動力を発生する２つのボイスコイルモータの駆動力を異ならせることによって行われる。なお、ボイスコイルモータＭｂは、主制御装置２０によって、コイルユニットＣＵｂを構成する各コイルに供給される電流の大きさ及び方向が制御されることによりＸ軸方向及びＹ軸方向の駆動力が制御される（図１０参照）。
ボイスコイルモータＭｂによる第２ステージ部材４２の駆動中心（駆動力の作用点）は、Ｚ軸方向に関してウエハステージＷＳＴ全体の重心（高さ位置）と一致している。また、その駆動中心は、Ｘ軸方向に関しても、ウエハステージＷＳＴ全体の重心と一致する位置（又はその近傍の位置）に設定されている。ここで、平面モータ５１ＡによるウエハステージＷＳＴの駆動中心が、Ｘ軸方向（及びＹ軸方向）に関してウエハステージＷＳＴの重心と一致している。このため、Ｘ軸方向に関しては、ボイスコイルモータＭｂによる第２ステージ部材４２の駆動中心は、平面モータ５１ＡによるウエハステージＷＳＴの駆動中心と一致している。
なお、ボイスコイルモータＭｂに代えて、例えば米国特許出願公開第２０１０／００７３６５３号明細書に開示される微動ステージ駆動系と同様の２段（あるいは多段）構成のボイスコイルモータ（又はリニアモータ）を採用しても良い。かかる場合には、第２ステージ部材４２を、θｙ方向を除く、５自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｚ、θｘの各方向）に微小駆動することが可能になる。特に、上下一対のＸＺコイル及びこれらに上下で対向する複数の永久磁石、及び／又は上下一対のＹＺコイル及びこれらに上下で対向する複数の永久磁石を、Ｘ軸方向に一対並べて配置することで、第２ステージ部材４２を、６自由度方向に駆動することが可能になる。
また、第２ステージ装置６０は、図１０に示されるように、第２ステージ位置計測系（以下、第２ステージ計測系と略記する）１９を備えている。第２ステージ計測系１９は、第２ベース６１上の所定点を基準とする第２ステージ部材４２のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置、並びにθｚ方向の回転量（位置情報）を計測する。
第２ステージ計測系１９は、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるように、第２ベース６１上面のＹ軸方向の両端部及び＋Ｘ側端部にそれぞれ設けられた一対のＸスケール７４Ｘ１、７４Ｘ２及びＹスケール７４Ｙと、Ｘスケール７４Ｘ１、７４Ｘ２及びＹスケール７４Ｙにそれぞれ対向して、スライダ部材６２のＹ軸方向両端面及び＋Ｘ側面にそれぞれ固定されたＸヘッド７３Ｘ１、７３Ｘ２（Ｘヘッド７３Ｘ２は、紙面内奥側に隠れているため不図示）及びＹヘッド７３Ｙと、を備えている。
Ｘスケール７４Ｘ１、７４Ｘ２は、Ｘ軸方向を周期方向とする反射型回折格子（Ｘ回折格子）が上面に形成され、Ｙスケール７４Ｙは、Ｙ軸方向を周期方向とする反射型回折格子（Ｙ回折格子）が上面に形成されている。Ｘ回折格子及びＹ回折格子の格子線のピッチは、不図示であるが、例えば１μｍと設定されている。
Ｘヘッド７３Ｘ１、７３Ｘ２と、Ｘスケール７４Ｘ１、７４Ｘ２とにより、Ｘ軸方向を計測方向とするＸエンコーダ（以下では、Ｘヘッド７３Ｘ１、７３Ｘ２と同じ符号を用いて、Ｘエンコーダ７３Ｘ１、７３Ｘ２と称する）が構成されている。同様に、Ｙヘッド７３ＹとＹスケール７４Ｙとにより、Ｙ軸方向を計測方向とするＹエンコーダ（以下では、Ｙヘッド７３Ｙと同じ符号を用いて、Ｙエンコーダ７３Ｙと称する）が構成されている。Ｘエンコーダ７３Ｘ１、７３Ｘ２及びＹエンコーダ７３Ｙそれぞれの計測結果は、主制御装置２０（図１０参照）に送られる。なお、主制御装置２０は、一対のＸエンコーダ７３Ｘ１、７３Ｘ２の計測結果に基づき、第２ベース６１上の所定点、具体的には、Ｘスケール７４Ｘ１、７４Ｘ２の長手方向の中心を結ぶ直線（Ｙ軸に平行な直線）と、Ｙスケール７４Ｙの長手方向の中心を通るＸ軸に平行な直線との交点、を基準とする第２ステージ部材４２のＸ軸方向の位置、及びθｚ方向の回転量を算出する。なお、本実施形態では、Ｘスケール７４Ｘ１、７４Ｘ２は、Ｙスケール７４Ｙの長手方向の中心を通るＸ軸に平行な直線に関して対称に配置されている。
また、主制御装置２０は、Ｙエンコーダ７３Ｙの計測結果に基づき、第２ベース６１上の上記所定点を基準とする第２ステージ部材４２のＹ軸方向の位置を算出する。なお、各エンコーダに代えて、例えば干渉計又は、静電容量センサ等を用いて、第２ベース６１と第２ステージ部材４２との位置関係を計測しても良い。
次に、ウエハステージＷＳＴの位置計測を行う位置計測システム７０（図１０参照）について説明する。
位置計測システム７０は、ウエハステージＷＳＴが投影光学系ＰＬ近傍に位置しているとき（すなわちウエハアライメント時及びステップ・アンド・スキャン方式の露光動作時など）に使用されるエンコーダシステム７３と、ローディングポジション等のエンコーダシステム７３の計測範囲外に位置したときに使用される干渉計システム７８とを含む。
エンコーダシステム７３は、図１に示されるように、ウエハステージＷＳＴが投影光学系ＰＬの下方に配置された状態で、ウエハステージ内部の空間３９内に挿入される計測部材（計測アーム７１）を備えている。計測アーム７１は、メインフレームＢＤに支持部材７６を介して片持ち支持（一端部近傍が支持）されている。なお、計測部材は、ウエハステージＷＳＴの移動の妨げにならない構成を採用する場合には、片持ち支持に限らず、その長手方向の両端部で支持されても良い。
計測アーム７１は、先端の内部に後述するエンコーダヘッド（光学系）を備えている。計測アーム７１は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形断面を有する中空の柱状の部材から成る。
計測アーム７１は、中空でかつ基端部が幅広になっている（図３参照）。また、計測アーム７１の中空部内に後述するエンコーダヘッドとの間で光（計測ビーム）を伝送する送光側（光源側）及び受光側（ディテクタ側）の光ファイバなどが通されている。なお、計測アーム７１は、光ファイバなどが通される部分のみが、中空であり、他の部分は中実な部材によって形成されていても良い。
前述したようにウエハステージＷＳＴが投影光学系ＰＬの下方に配置された状態では、計測アーム７１は、先端部がステージ本体８１の空間３９内に挿入され、図１に示されるように、その上面が支持部材２５の下面に設けられたグレーティングＲＧに対向する。計測アーム７１の上面は、支持部材２５の下面との間に所定の隙間（ギャップ、クリアランス）、例えば数ｍｍ程度の隙間が形成された状態で、支持部材２５下面とほぼ平行に配置される。なお、計測アーム７１の上面と支持部材２５の下面との間の隙間は、数ｍｍ以上でも以下でも良い。
エンコーダシステム７３は、一例として、図１０に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向及びＺ軸方向の位置を、それぞれ計測する一対のＹＺエンコーダ７３ａ、７３ｂと、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向及びＺ軸方向の位置を計測するＸＺエンコーダ７３ｃとを含む。
一対のＹＺエンコーダ７３ａ、７３ｂのそれぞれは、計測アーム７１の内部に収納された、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を計測方向とする２次元ヘッドを備え、ＸＺエンコーダ７３ｃは、計測アーム７１の内部に収納された、Ｘ軸方向及びＺ軸方向を計測方向とする２次元ヘッドを備えている。以下では、便宜上、ＹＺエンコーダ７３ａ、７３ｂ及びＸＺエンコーダ７３ｃのそれぞれが備える２次元ヘッドを、それぞれのエンコーダと同一の符号を用いてＹＺヘッド７３ａ、７３ｂ、ＸＺヘッド７３ｃと表記する。
一対のＹＺヘッド７３ａ、７３ｂの計測点（検出点）は、例えば、ウエハＷに照射される照明光ＩＬの照射領域（露光領域）ＩＡの中心である露光位置の直下の点からＸ軸方向に同一距離離れた点にそれぞれ設定されている。また、ＸＺヘッド７３ｃは、例えばその露光位置の直下の点からＹ軸方向に所定距離離れた点に設定されている。
これらＹＺヘッド７３ａ、７３ｂ及びＸＺヘッド７３ｃのそれぞれとしては、例えば米国特許第７，５６１，２８０号明細書に開示される変位計測センサヘッドと同様の構成のエンコーダヘッド（以下、適宜、ヘッドと略記する）を用いることができる。
エンコーダシステム７３のエンコーダ７３ａ，７３ｂ，７３ｃの出力は、主制御装置２０に供給される（図１０参照）。ここで、エンコーダシステム７３の出力が主制御装置２０に供給されているとき、主制御装置２０は、エンコーダ７３ａ，７３ｂの計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＹ位置及びθｚ回転、θｙ回転を求め、エンコーダ７３ｃの計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＸ位置を求め、エンコーダ７３ａ又は７３ｂと、エンコーダ７３ｃとの計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのθｘ回転を求める。このようにして、主制御装置２０によって、エンコーダシステム７３を用いてウエハテーブルの６自由度方向の位置計測が行われる。
なお、エンコーダシステム７３の構成は、これに限られるものではない。例えば、エンコーダヘッドの組み合わせとしては、一次元ヘッド、２次元ヘッド、３次元ヘッドなどの適宜の組み合わせを採用することができ、要は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の計測値が合計で少なくとも３つ、Ｚ軸方向の計測値が合計で少なくとも３つ取得出来れば良い。この他、例えば米国特許出願公開第２０１０／０２９６０７１号明細書に開示される計測アームと同様に、Ｚ軸方向の位置を計測する複数のレーザ干渉計と、複数の２次元エンコーダ（ＸＹエンコーダ）又は１次元エンコーダ（Ｘエンコーダ、Ｙエンコーダ）とを組み合わせて、エンコーダシステム７３を構成しても良い。
この一方、ウエハステージＷＳＴがエンコーダシステム７３の計測領域外にあるときには、ウエハステージＷＳＴの位置情報は、主制御装置２０により、干渉計システム７８（図１０参照）を用いて計測される。
干渉計システム７８は、ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測する複数の干渉計、具体的には、図３に示されているＹ干渉計１６及び３つのＸ干渉計１３６、１３７、１３８等を含む。本実施形態では、上記各干渉計としては、一部を除いて、測長軸を複数有する多軸干渉計が用いられている。
Ｙ干渉計１６は、図１及び図３に示されるように、投影光学系ＰＬの投影中心（光軸ＡＸ、本実施形態では前述の露光領域ＩＡの中心とも一致）を通るＹ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＶから同一距離−Ｘ側，＋Ｘ側に離れた光路をそれぞれ通る測長ビームＢ４1，Ｂ４2、及び測長ビームＢ４1，Ｂ４2から−Ｚ方向に離間し、かつ基準軸ＬＶ上を通る測長ビームＢ３を含む少なくとも３本のＹ軸方向の測長ビームを、ウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａに照射し、それぞれの反射光を受光する。
Ｘ干渉計１３６は、投影光学系ＰＬの光軸を通るＸ軸方向の直線（基準軸）ＬＨから同一距離＋Ｙ側，−Ｙ側に離れた光路をそれぞれ通る測長ビームＢ５1，Ｂ５2を含む少なくとも３本のＸ軸方向の測長ビームをウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ｂに照射し、それぞれの反射光を受光する。
Ｘ干渉計１３７は、後述するアライメント検出系ＡＬＧの検出中心を通るＸ軸に平行な直線ＬＡを通る測長ビームＢ６を含む少なくとも２本のＸ軸方向の測長ビームをウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ｂに照射し、それぞれの反射光を受光する。
Ｘ干渉計１３８は、ウエハのロードが行われるローディングポジションＬＰを通るＸ軸に平行な直線ＬＵＬに沿って測長ビームＢ７をウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ｂに照射し、その反射光を受光する。
干渉計システム７８の上記各干渉計の計測値（位置情報の計測結果）は、主制御装置２０に供給されている（図１０参照）。主制御装置２０は、Ｙ干渉計１６の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのＹ軸方向、θｘ方向及びθｚ方向に関する位置情報を求める。また、主制御装置２０は、Ｘ干渉計１３６、１３７及び１３８のいずれかの計測値に基づいてウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向に関する位置情報を求める。また、主制御装置２０は、Ｘ干渉計１３６の計測値に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢのθｙ方向に関する位置情報を求める。なお、主制御装置２０は、Ｘ干渉計１３６の計測値に基づいてウエハテーブルＷＴＢのθｚ方向に関する位置情報を求めることとしても良い。
この他、干渉計システム７８は、Ｚ軸方向に離間した一対のＹ軸に平行な測長ビームを、ステージ本体８１の−Ｙ側の面に固定された移動鏡（不図示）の上下一対の反射面をそれぞれ介して一対の固定鏡（不図示）に照射し、その一対の固定鏡からの上記反射面を介した戻り光を受光する、基準軸ＬＶから同一距離−Ｘ側，＋Ｘ側に離れて配置された一対のＺ干渉計を備えていても良い。この一対のＺ干渉計の計測値に基づいて、主制御装置２０は、Ｚ軸、θｙ、θｚの各方向を含む少なくとも３自由度方向に関するウエハステージＷＳＴの位置情報求めることができる。
なお、干渉計システム７８の詳細な構成、及び計測方法の詳細の一例については、例えば米国特許出願公開第２００８／０１０６７２２号明細書などに詳細に開示されている。
なお、エンコーダシステム７３の計測領域外のウエハステージＷＳＴの位置情報を計測するために、本実施形態では干渉計システムを用いたが、別の手段を用いても良い。例えば、米国特許出願公開第２０１０／０２９７５６２号明細書に記載されているようなエンコーダシステムを使用することも可能である。この場合、例えば、ウエハテーブルＷＴＢに２次元スケールを配置し、メインフレームＢＤの下面にエンコーダヘッドを取り付けても良い。
露光装置１０では、さらに、図１に示されるように、投影光学系ＰＬの鏡筒４０の下端部側面に、前述の第１基準マークＦＭ及びウエハＷ上のアライメントマークを検出するアライメント検出系ＡＬＧが設けられている。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（各アライメント検出系内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント検出系ＡＬＧからの撮像信号は、主制御装置２０に供給されるようになっている（図１０参照）。
なお、アライメント検出系ＡＬＧに代えて、例えば米国特許出願公開第２００９／０２３３２３４号明細書に開示されている５つのアライメント検出系を備えたアライメント装置を設けても良い。
この他、露光装置１０では、投影光学系ＰＬの近傍には、ウエハＷの表面に複数の計測ビームを照射する照射系５４ａと、それぞれの反射ビームを受光する受光系５４ｂとを有する多点焦点位置検出系（以下、多点ＡＦ系と称する）５４（図１０参照）が設けられている。多点ＡＦ系５４の詳細構成については、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されている。
図１では不図示であるが、レチクルＲの上方に、レチクルＲ上の一対のレチクルアライメントマークと、これに対応するウエハテーブルＷＴＢ上の計測プレート３０上の一対の第２基準マークＲＭの投影光学系ＰＬを介した像とを同時に観察するための露光波長を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）方式の一対のレチクルアライメント検出系１４（図１０参照）が配置されている。この一対のレチクルアライメント検出系１４の検出信号は、主制御装置２０に供給されるようになっている。
ここで、説明は前後するが、ステージ制御系の一部を成し、ウエハステージＷＳＴ及び第２ステージ部材４２の駆動を制御する第１制御系５９について説明する。ここでは、一例として、第１制御系５９は、ＸＹ平面内の３自由度方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）に関して、ウエハステージＷＳＴ及び第２ステージ部材４２の駆動を制御するものとする。
図９には、第１制御系５９の構成が、その制御対象とともにブロック図にて示されている。第１制御系５９は、生成された目標軌道を用いて、ウエハステージＷＳＴと第２ステージ部材４２とを駆動する。第１制御系５９は、主制御装置２０内に構築されている。
第１制御系５９は、第１の２自由度制御系１００と、第２の２自由度制御系２００と、後述する第２の平面モータフィードフォワード制御部５００と、を備えている。
第１の２自由度制御系１００は、ウエハステージＷＳＴを駆動制御するための制御系である。第１の２自由度制御系１００は、２つの異なる制御特性を独立に設定することができるように第１の平面モータフィードフォワード制御部１０２と、平面モータフィードバック制御部１０３とを有している。なお、以下では、フィードバック制御部をＦＦ制御部と略記し、フィードバック制御部をＦＢ制御部と略記する。
第１の２自由度制御系１００は、さらに、軌道生成部１０１、加算器１０５、１０８、及び減算器１０６、１０７、並びに変換ゲイン１０９等を有している。
第２の２自由度制御系２００は、第２ステージ部材４２の駆動（ウエハステージＷＳＴに対する位置を維持するサーボ駆動を含む）を制御するための制御系である。第２の２自由度制御系２００は、第１の２自由度制御系１００と同様、２つの異なる制御特性を独立に設定することができるようにＶＣＭＦＦ制御部２０２と、ＶＣＭＦＢ制御部２０３とを有している。第２の２自由度制御系２００は、さらに、目標値出力部２０１、加算器２０５、２０７、及び減算器２０６、２０８、２０９、並びに変換ゲイン２１０を有している。
まず、第１の２自由度制御系１００について説明する。
軌道生成部１０１には、ウエハステージＷＳＴの移動開始点のＸＹ平面内の３自由度方向（Ｘ、Ｙ、θｚ）の位置情報と、移動終了点のＸＹ平面内の３自由度方向の位置情報とが入力される。移動開始点は、ウエハステージＷＳＴの現在の位置を表し、移動終了点は、ウエハステージＷＳＴを移動させる先である目標位置を表す。ここで、θｚ方向は、常に零が目標軌道となる。本実施形態では、平面モータ５１ＡによるＸ、Ｙ、θｚ方向に関するウエハステージＷＳＴの駆動中心は、その重心に一致しているものとする。この場合、Ｘ、Ｙ、θｚのいずれの方向に対しても、同様の説明が成り立つので、以下では、代表的にウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に駆動する制御系について説明する。
軌道生成部１０１は、入力された移動開始点及び移動終了点に基づいて、ウエハステージＷＳＴを移動開始点から移動終了点まで移動させるための目標軌道を生成する。目標軌道は、例えば各時刻「ｔ」に対応付けられたウエハステージＷＳＴの位置Ｙ（ｔ）を所定周期（Ｔｒとする）でサンプリングしたデータとすることができる。また、軌道生成部１０１は、位置のデータだけではなく、速度、加速度、加加速度（ジャーク、ｊｅｒｋ）等、可制御正準形の全状態についてのデータそれぞれに関する目標軌道Ｙｓｄｅｓｉｒｅｄを生成する。
第１の平面モータＦＦ制御部１０２は、軌道生成部１０１における１サンプリング周期Ｔｒに対応した時間だけ先の全状態に関する上記の目標軌道を入力として、ウエハステージＷＳＴのＹ座標位置を完全追従制御（例えば、特開２００１−３２５００５号公報や論文「マルチレートフィードフォワード制御を用いた完全追従法」（藤本博志他、計測自動制御学会論文集３６巻、９号、ｐｐ７６６−７７２、２０００年）を参照）に基づいてフィードフォワード制御する。
具体的には、第１の平面モータＦＦ制御部１０２は、制御対象３０１（ウエハステージＷＳＴ）の制御特性を再現した制御モデルと逆の応答を示す（入出力が逆の関係となる）逆システムを保持（記憶）しており、この逆システムを用いることにより、平面モータ５１Ａを駆動するための駆動信号（力命令信号）Ｆｃｏｍを生成する。この駆動信号Ｆｃｏｍは、制御対象３０１に対する第１の平面モータＦＦ制御部１０２からの操作量となる。なお、第１の平面モータＦＦ制御部１０２は、入力を上記のサンプリング周期Ｔｒで取り込み、生成した駆動信号Ｆｃｏｍを所定のサンプリング周期（Ｔｕとする）で出力するものとする。
平面モータＦＢ制御部１０３には、減算器１０６の計算結果が入力される。減算器１０６の計算結果は、軌道生成部１０１で生成される前述の目標軌道ＹｓｄｅｓｉｒｅｄとウエハステージＷＳＴのＹ位置（位置計測システム７０のエンコーダシステム７３（又は干渉計システム７８）により得られるＹ位置Ｙｓ）との差分（位置偏差）Ｙｓｅｒｒである。
平面モータＦＢ制御部１０３は、減算器１０６の出力、即ち目標軌道Ｙｓｄｅｓｉｒｅｄを基準としたウエハステージＷＳＴのＹ位置の誤差（位置偏差）Ｙｓｅｒｒに基づいて、ウエハステージＷＳＴのＹ座標位置をフィードバック制御する。具体的には、平面モータＦＢ制御部１０３は、上記位置偏差Ｙｓｅｒｒがゼロとなるように、平面モータ５１Ａを駆動するための駆動信号（力命令信号）Ｆ’ｃｏｍを生成する。この駆動信号は、制御対象３０１に対する平面モータＦＢ制御部１０３からの操作量となる。なお、ウエハステージＷＳＴのＹ位置の読み取りは所定のサンプリング周期（Ｔｙとする）で行われ、また、平面モータＦＢ制御部１０３は、入力を所定のサンプリング周期Ｔｙで取り込み、生成した駆動信号を所定のサンプリング周期Ｔｕで出力するものとする。
第１の平面モータＦＦ制御部１０２からの操作量、すなわち駆動信号Ｆｃｏｍと、平面モータＦＢ制御部１０３からの操作量、すなわち駆動信号Ｆ’ｃｏｍは、加算器１０５により加算され、加算後の操作量である駆動信号（力命令信号）Ｆｓｃｏｍが加算器１０８に与えられる。
ここで、説明は前後するが、第２の２自由度制御系２００について説明する。
第２の２自由度制御系２００は、前述の軌道生成部１０１に相当するものとして、目標値出力部２０１を有している。目標値出力部２０１は、ウエハステージＷＳＴ上の基準位置からの第２ステージ部材４２のオフセット量（位置ずれ量）の目標値ΔＹｃｓｄｅｓｉｒｅｄを出力する。本実施形態では、目標値出力部２０１は、目標値ΔＹｃｓｄｅｓｉｒｅｄとして常時０を出力する。しかしながら、これに限られるわけではない。
ＶＣＭＦＦ制御部２０２には、加算器２０７の計算結果が入力される。加算器２０７の計算結果は、上記の目標値出力部２０１から出力される目標値ΔＹｃｓｄｅｓｉｒｅｄ（＝０）と、前述の軌道生成部１０１が生成した目標軌道Ｙｓｄｅｓｉｒｅｄとを加算した結果である。この場合、目標値出力部２０１から出力される目標値ΔＹｃｓｄｅｓｉｒｅｄは常時０であるため、加算器２０７の計算結果は、軌道生成部１０１が生成した目標軌道Ｙｓｄｅｓｉｒｅｄそのものである。ＶＣＭＦＦ制御部２０２は、加算器２０７が出力した目標軌道Ｙｓｄｅｓｉｒｅｄに対して、上述した第１の２自由度制御系１００の第１の平面モータＦＦ制御部１０２と同様、第２ステージ部材４２のＹ座標位置を完全追従制御に基づいてフィードフォワード制御する。
具体的には、ＶＣＭＦＦ制御部２０２は、制御対象３０２（第２ステージ部材４２）の制御特性を再現した制御モデルと逆の応答を示す（入出力が逆の関係となる）逆システムを保持（記憶）しており、この逆システムを用いることにより、ボイスコイルモータＭｂを駆動するための駆動信号（力命令信号）ｆｃｏｍを生成する。この駆動信号ｆｃｏｍは、制御対象３０２（第２ステージ部材４２）に対するＶＣＭＦＦ制御部２０２からの操作量となる。なお、ＶＣＭＦＦ制御部２０２は、入力を上述のサンプリング周期Ｔｒで取り込み、生成した駆動信号を所定のサンプリング周期Ｔｕで出力するものとする。
ＶＣＭＦＢ制御部２０３には、減算器２０６の計算結果が入力される。減算器２０６の計算結果は、目標値出力部２０１から出力される目標値ΔＹｃｓｄｅｓｉｒｅｄ（＝０）と減算器２０８の計算結果との差分であり、ここでは、減算器２０８の計算結果の符号を反転したものとなる。減算器２０８の計算結果は、第２ステージ部材４２の現在位置とウエハステージＷＳＴの現在位置との差であり、ウエハステージＷＳＴ上の基準点（前述した所定点）を基準とする第２ステージ部材４２の位置と等価である。この減算器２０８の計算結果は、実際には、第２ステージ計測系１９（Ｙエンコーダ７３Ｙ）の計測結果から得られる第２ステージ部材４２のＹ位置情報である。すなわち、ＶＣＭＦＢ制御部２０３には、実際には、第２ステージ計測系１９の計測結果から得られる第２ステージ部材４２のＹ位置（Ｙ座標値）の符号を反転したＹ座標値が入力される。
ＶＣＭＦＢ制御部２０３は、上述の減算器２０６から出力されるＹ座標値（前述の所定点に対する第２ステージ部材４２のＹ位置の誤差）に基づいて、第２ステージ部材４２のＹ座標位置をフィードバック制御する。具体的には、ＶＣＭＦＢ制御部２０３は、上述の第２ステージ部材４２のＹ座標値（前述の所定点に対する第２ステージ部材４２のＹ位置の誤差）がゼロとなるように、ボイスコイルモータＭｂを駆動するための駆動信号（力命令信号）ｆ’ｃｏｍを生成する。この駆動信号（力命令信号）ｆ’ｃｏｍは、制御対象３０２（第２ステージ部材４２）に対するＶＣＭＦＢ制御部２０３からの操作量となる。なお、第２ステージ部材４２のＹ位置の読み取りは所定のサンプリング周期Ｔｙで行われ、また、ＶＣＭＦＢ制御部２０３は、生成した駆動信号を所定のサンプリング周期Ｔｕで出力するものとする。
ＶＣＭＦＦ制御部２０２からの操作量、すなわち駆動信号ｆｃｏｍとＶＣＭＦＢ制御部２０３からの操作量、すなわち駆動信号ｆ’ｃｏｍは加算器２０５により加算され、加算後の操作量である駆動信号（力命令信号）Ｆｃｓｃｏｍが変換ゲイン２１０に与えられる。変換ゲイン２１０は、駆動信号（力命令信号）Ｆｃｓｃｏｍを、対応する力Ｆｃｓ（制御対象３０２（第２ステージ部材４２）に加える力）に変換するゲインで、実際には、アクチュエータであるボイスコイルモータＭｂとこの駆動アンプが、これに相当する。
本実施形態では、前述の如く、チューブ３１の一端部近傍の部分が第２ステージ部材４２に接続されている。このため、ウエハステージＷＳＴが駆動される際に、第２ステージ部材４２がチューブ３１を引き摺ることにより、そのチューブ３１の張力等が第２ステージ部材４２に対して外乱（外乱力）として作用することになる。図９では、変換ゲイン２１０の出力、すなわちボイスコイルモータＭｂから制御対象３０２（第２ステージ部材４２）に加えられる力（推力）Ｆｃｓが入力される減算器２０９に、チューブ３１による外乱力（チューブ３１から第２ステージ部材４２に加えられる力）Ｆｃが入力されることを示す矢印により、上記の外乱力の作用を示している。この図９からわかるように、第２ステージ部材４２に作用する力は、推力Ｆｃｓ及び、外乱力（チューブ負荷抵抗）Ｆｃを含む。ここで、加算器でなく減算器２０９を用いているのは、推力の向きと外乱力Ｆｃの向きとが逆向きだからである。
しかるに、上記の外乱力（チューブ負荷抵抗）Ｆｃを含む力により制御対象３０２（第２ステージ部材４２）が駆動された結果として得られる制御量（第２ステージ部材４２のＹ座標値）が減算器２０６にフィードバックされており、ＶＣＭＦＢ制御部２０３により演算される駆動信号（力命令信号）ｆ’ｃｏｍは、上記の外乱力を軽減又は相殺する操作量となっている。なお、上記の外乱の性質等が既知である場合には、完全追従制御による第２ステージ部材４２の駆動制御を行うＶＣＭＦＦ制御部２０２により演算される操作量を、上記の外乱力を軽減又は相殺する操作量とすることもできる。
本実施形態では、ウエハステージＷＳＴに固定子部６６（一対の磁石ユニットＭＵｂ）が設けられ、第２ステージ部材４２に可動子部６５（コイルユニットＣＵｂ）が設けられたボイスコイルモータＭｂによって第２ステージ部材４２が駆動されるようになっているので、ボイスコイルモータＭｂが第２ステージ部材４２を駆動する駆動力を発生すると、その駆動力の反力がウエハステージＷＳＴに対して作用する。この反力は、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向等に駆動する力となり、ウエハステージＷＳＴの位置制御の妨げとなる。図９中には、後述する変換ゲイン１０９の出力である力Ｆｒが入力される減算器１０７に、力Ｆｃｓ’が入力されることを示す矢印により、ウエハステージＷＳＴにこの反力が加わる様子が示されている。すなわち、減算器１０７に対する入力Ｆｃｓ’は、ウエハステージＷＳＴの動作の間、すなわちスキャンあるいはステップなどを行う間に第２ステージ部材４２の駆動によってウエハステージＷＳＴに作用する力を表す。
なお、ボイスコイルモータＭｂによる第２ステージ部材４２のＹ軸方向に関する駆動中心、すなわちそのＹ軸方向の駆動力の反力のウエハステージＷＳＴ上における作用点とウエハステージＷＳＴの重心とは異なるので、ボイスコイルモータＭｂによる第２ステージ部材４２の駆動中心に加えられた力Ｆｃｓの反力は、一種の座標変換後の力Ｆｃｓ’として、ウエハステージＷＳＴの重心に作用する。すなわち、図９中で減算器１０７に力Ｆｃｓではなく力Ｆｃｓ’が入力されているのは、このことを概念的に示している。
本実施形態では、上記の反力に起因するウエハステージＷＳＴの位置制御の妨げとなる力を、相殺する目的で、第２の平面モータＦＦ制御部５００が設けられている。第２の平面モータＦＦ制御部５００には、図９に示されるように、加算器２０５の出力、すなわち制御対象３０２（第２ステージ部材４２）に対する操作量である前述の駆動信号（力命令信号）Ｆｃｓｃｏｍが入力される。第２の平面モータＦＦ制御部５００は、入力された駆動信号（力命令信号）Ｆｃｓｃｏｍに基づき、該駆動信号（力命令信号）Ｆｃｓｃｏｍが与えられた場合に、ボイスコイルモータＭｂが発生する駆動力と、ボイスコイルモータＭｂによる第２ステージ部材４２の駆動中心、すなわち、その駆動力の反力のウエハステージＷＳＴ上における作用点と平面モータ５１ＡによるウエハステージＷＳＴの駆動中心（この場合、ウエハステージＷＳＴの重心）との位置の違いとに基づいて、一種の座標変換演算を行なって、第２ステージ部材４２が発生する駆動力の反力を相殺するための操作量、すなわち駆動信号（力命令信号）Ｆｃｓ’ｃｏｍを演算し、加算器１０８に与えている。
加算器１０８は、加算器１０５から出力される制御対象３０１（ウエハステージＷＳＴ）に対する操作量、すなわち駆動信号（力命令信号）Ｆｓｃｏｍと、上記の駆動信号（力命令信号）Ｆｃｓ’ｃｏｍとを加算した駆動信号Ｆｒｃｏｍを、変換ゲイン１０９に与える。
変換ゲイン１０９は、駆動信号（力命令信号）Ｆｒｃｏｍを、対応する力（推力）Ｆｒ（制御対象３０１（ウエハステージＷＳＴ）に加える力）に変換するゲインで、実際には、アクチュエータである平面モータ５１Ａとこの駆動アンプが、これに相当する。
変換ゲイン１０９の出力である力Ｆｒは、減算器１０７に与えられ、減算器１０７で、力Ｆｒから前述した力Ｆｃｓ’を減じた力Ｆｓが計算され、制御対象３０１（ウエハステージＷＳＴ）に対して与えられる。
ここで、Ｆｒｃｏｍ＝Ｆｓｃｏｍ＋Ｆｃｓ’ｃｏｍであるのに対応して、Ｆｒ＝Ｆｓ＋Ｆｃｓ’の関係が成り立っている。
従って、ウエハステージＷＳＴに加わる前述の反力（座標変換後の力）−Ｆｃｓ’は、第２の平面モータＦＦ制御部５００で算出される駆動信号（力命令信号）Ｆｃｓ’ｃｏｍの変換ゲイン１０９による変換後の力Ｆｃｓ’によって相殺されている。図９中の楕円で囲んだ「Balance Out」は、ここで説明した、反力が相殺される様子を、概念的に示している。
簡単にまとめると、本実施形態では、チューブ３１から第２ステージ部材４２に作用する外乱力Ｆｃは、減算器２０９で力（推力）Ｆｃｓから差し引かれ、力（推力）Ｆｃｓに起因してウエハステージＷＳＴの重心に作用する力Ｆｃｓ’は、減算器１０７で力（推力）Ｆｒから差し引かれる。このようにして、第２ステージ部材４２の駆動力の反力Ｆｃｓ（に起因する力）のウエハステージＷＳＴに対する影響はキャンセルされる。キャンセルされた結果、第２ステージ部材４２は、位置ΔＹｃｓ＝Ｙｃｓ−Ｙｓを所望の範囲に維持し、ウエハステージＷＳＴは、所定の位置Ｙｓへチューブ３１による負荷抵抗（外乱力Ｆｃ）の影響を感じさせずに動く。すなわち、本実施形態では、未知のチューブ３１による負荷抵抗は第２ステージ部材４２へ等しく反対の力をかけることにより抽出し、次に、この既知の力に基づいて座標変換演算を含む演算により算出された力を、所望のウエハステージＷＳＴに対する推力に加える。これにより、ウエハステージＷＳＴに加わるボイスコイルモータＭｂの駆動力の反力に起因する力が、第２の平面モータＦＦ制御部５００で演算された操作量に対応する力によって相殺される。
以上のようにして、第１の２自由度制御系１００では、上記反力の影響が全くない場合と同様に制御対象３０１（ウエハステージＷＳＴ）が駆動制御される。すなわち、加算器１０５の出力である、第１の平面モータＦＦ制御部１０２からの操作量と平面モータＦＢ制御部１０３からの操作量とが加算された操作量Ｆｓｃｏｍに基づいて、制御対象３０１（ウエハステージＷＳＴ）の駆動制御、すなわち、平面モータ５１Ａを介したウエハステージＷＳＴの駆動が行われる。
なお、Ｘ軸方向に関しては、上述したＹ軸方向に関する制御と同様の、ウエハステージＷＳＴの駆動制御及び第２ステージ部材４２の駆動制御が行われる。ただし、ボイスコイルモータＭｂによる第２ステージ部材４２のＸ軸方向に関する駆動中心は、ウエハステージＷＳＴの重心と一致している場合には、力Ｆｃｓの反力が、ウエハステージＷＳＴの重心にそのまま作用する。このため、第２の平面モータＦＦ制御部５００を設けることなく、加算器２０５の出力である駆動信号Ｆｃｓｃｏｍを、そのまま加算器１０８に入力させれば良い。一方、ボイスコイルモータＭｂによる第２ステージ部材４２のＸ軸方向に関する駆動中心が、ウエハステージＷＳＴの重心と一致していない場合には、前述と同様の第２の平面モータＦＦ制御部５００を設けると良い。
また、残りのθｚ方向に関しては、軌道生成部１０１からは常時０が出力される点を除き、上述したＹ軸方向に関する制御と同様の、ウエハステージＷＳＴの駆動制御及び第２ステージ部材４２の駆動制御が行われる。
図１０には、露光装置１０の制御系を中心的に構成し、構成各部を統括制御する主制御装置２０の入出力関係を示すブロック図が示されている。主制御装置２０は、ワークステーション（又はマイクロコンピュータ）等を含み、露光装置１０の構成各部を統括制御する。
これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ、第２ステージ装置６０（第２ステージ計測系１９を含む）、平面モータ５１Ａ、ボイスコイルモータＭｂ、位置計測システム７０、ウエハセンター支持部材１５０及び駆動装置１４２によって、ステージ装置８５（図１参照）が構成されている。
上述のようにして構成された本実施形態に係る露光装置１０では、主制御装置２０により、以下のような一連の処理が行われる。
すなわち、主制御装置２０は、まず、レチクル搬送系（不図示）を用いてレチクルＲをレチクルステージＲＳＴ上にロードする。また、主制御装置２０は、ウエハ搬送系（不図示）を用いてウエハＷをウエハステージＷＳＴ（ウエハホルダＷＨ）上にロードする。このウエハのロードは、以下の手順で行われる。
ウエハステージＷＳＴがローディングポジションまで駆動される。そのウエハステージＷＳＴの上方に、搬送アームによりウエハＷが搬送される。駆動装置１４２によりセンター支持部材１５０（３本の上下動ピン１４０）が上方に駆動され、ウエハＷが搬送アームから３本の上下動ピン１４０に渡された後、搬送アームが退避される。そして、駆動装置１４２によりセンター支持部材１５０（３本の上下動ピン１４０）が下方に駆動され、ウエハＷがウエハホルダＷＨ上に搭載される。そして、ウエハＷは、ウエハホルダＷＨにより吸着される。
ウエハＷのロード後、主制御装置２０は、一対のレチクルアライメント検出系１４及び計測プレート３０、並びにアライメント検出系ＡＬＧを用いて、レチクルアライメント、アライメント検出系ＡＬＧのベースライン計測、及びウエハアライメント（例えばＥＧＡ）等の準備作業を行う。なお、レチクルアライメント、ベースライン計測等については、米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに詳細に開示されている。また、ＥＧＡについては、米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに詳細に開示されている。ここで、ＥＧＡとは、ウエハ上の複数のショット領域のうちの選択された複数のショット領域に設けられたウエハアライメントマークの位置検出データを用いて例えば上記米国特許明細書に開示される最小２乗法を利用した統計演算によりウエハＷ上の全てのショット領域の配列座標を求めるアライメント手法を意味する。
そして、主制御装置２０は、レチクルアライメント、ベースライン計測、及びウエハアライメントの結果に基づいて、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための走査開始位置（加速開始位置）へウエハステージＷＳＴを移動させるショット間移動動作と、各ショット領域に対しレチクルＲのパターンを走査露光方式で転写する走査露光動作とを繰り返すことで、ステップ・アンド・スキャン方式でウエハＷ上の複数のショット領域に対する露光を行う。露光中のウエハＷのフォーカス・レベリング制御は、前述の多点ＡＦ系５４を用いてリアルタイムで行われる。
上述した一連の処理中に、主制御装置２０により、ステージ駆動系（平面モータ）５１Ａを介してウエハステージＷＳＴが駆動される。このウエハステージＷＳＴの駆動時に、ウエハステージＷＳＴに加わるチューブ３１からの外力によって、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の位置決め精度が悪化しないよう、主制御装置２０（第１制御系５９）により、前述のようにして、第２ステージ部材４２（ボイスコイルモータＭｂ）及びステージ駆動系（平面モータ）５１Ａが制御される。ここで、ウエハステージＷＳＴに加わるチューブ３１からの外力が、ウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の位置決め精度に影響を与えるのは、ウエハステージＷＳＴとチューブキャリアＴＣとがＸ軸方向に関して相対的に移動する場合、及びＹ軸方向移動に際してのチューブキャリアＴＣのウエハステージＷＳＴに対する追従遅れが生じる場合などが、代表的に考えられる。
また、ウエハステージＷＳＴの駆動時等、ウエハステージＷＳＴに高周波領域の振動（外乱）が伝わる場合、６本のロッド部材２３１〜２３３、２４１〜２４３で固定された支持部材２５は、その外乱に合わせて振動するが、支持部材２５の縁部２５ｃに僅かな隙間（ギャップ、クリアランス）を介して対向し、スクイズダンパとして機能する一対の連結部材２９により、支持部材２５の振動が十分に減衰される。
以上説明したように、本実施形態に係るウエハステージＷＳＴ及びこれを備えた露光装置１０では、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハホルダＷＨ）は、支持部材２５上面にフレーム２６とは非接触で搭載されている。そして、支持部材２５は、ベース盤１２上を駆動するスライダ２２上に、６本のロッド部材２３１〜２３３、２４１〜２４３を介して実質的にキネマティックに固定されている。これにより、ウエハステージＷＳＴの駆動時に、スライダ２２の変形（例えば、スライダ２２と永久磁石１８との熱膨張率の違いによる熱応力に起因する変形（いわゆるバイメタル効果）その他の変形）に起因する支持部材２５及びウエハテーブルＷＴＢの変形が十分に低減されている。
また、ウエハＷをウエハステージＷＳＴ上に搭載する際、又はウエハステージＷＳＴ上から離間する際に使用されるウエハセンター支持部材１５０及び駆動装置１４２は、ウエハテーブルＷＴＢが固定された支持部材２５と離間した（非接触な）フレーム２６上に搭載されている。このため、センター支持部材１５０（３本の上下動ピン１４０）の駆動時に発生する振動及び、駆動装置１４２の発熱が支持部材２５及びウエハテーブルＷＴＢに伝達することを防ぐことができる。これにより、露光精度の悪化を防止することが可能になる。
また、ウエハステージＷＳＴ駆動時に発生する高周波の振動により、支持部材２５がヨーイング、ピッチング、ローリング及びＺ軸方向に振動する場合、支持部材２５のＹ軸方向両端に設けられたＸ軸方向に延設された縁部２５ｃに、僅かな隙間を介して非接触で対向し、スクイズダンパとして機能する一対の連結部材が設けられているので、支持部材２５及びウエハテーブルＷＴＢに加わる高周波の振動を効果的に減衰することができる。これにより、露光精度の悪化を防止することが可能になる。
また、スライダ２２上に配置され、支持部材２５を下方から支持する６本のロッド部材２３１〜２３３、２４１〜２４３は、平面視、側面視及び正面視のどの方向から見ても、ロッド部材２３１〜２３３、２４１〜２４３同士の少なくとも２つが交差するように配置されているので、クロススキャン方向のみならず、スキャン方向の剛性も十分に確保することができる。
また、スライダ２２内部には、不図示の流路内に冷媒が供給されているので、スライダ２２の熱変形を効果的に抑制することができる。
また、本実施形態に係る第２ステージ装置６０及びこれを備えた露光装置１０によると、チューブ３１からの外乱が、第２ステージ部材４２（チューブ固定部材６３）に加わるので、その外乱が直接ウエハステージＷＳＴに作用することがない。また、第２ステージ部材４２は、ウエハステージＷＳＴの一部を構成する第２ベース６１上に浮上支持されているので、その外乱の作用により、第２ベース６１の基準位置（所定点）に対するＸ，Ｙ、θｚ方向の移動（位置ずれ）が許容されている。従って、その位置ずれが許容範囲を超えないうちに、第２ステージ部材４２を元の位置に戻せば、チューブ３１からの外乱が、ウエハステージＷＳＴの位置制御性に悪影響を与えることがない。
また、本実施形態に係る露光装置１０によると、第２ステージ部材４２を元の位置に戻すためにボイスコイルモータＭｂに駆動力を発生させるので、その駆動力の反力が、ボイスコイルモータＭｂの固定子部６６が設けられたウエハステージＷＳＴに作用するが、主制御装置２０（第２の平面モータＦＦ制御部５００）が、この反力の影響を相殺するための力を、目標軌道に応じた駆動力とは別に、平面モータ５１Ａを介して発生させるので、その反力の影響を、ウエハステージＷＳＴが受けることがない。
また、上記実施形態に係る露光装置１０によると、前述したように、第１の２自由度制御系１００と、第２の２自由度制御系２００と、第２の平面モータＦＦ制御部５００とを備える第１制御系５９により、第１の２自由度制御系１００の制御対象３０１、すなわちウエハステージＷＳＴを、チューブ３１からの外乱の影響を受けることなく、目標軌道に沿って精度良く駆動することができる。
本実施形態に係る露光装置１０によると、上述した種々の効果を奏する結果、ウエハステージＷＳＴは、位置決め精度が向上し、高精度なウエハＷに対する露光が可能になり、ウエハＷ上にレチクルＲのパターンを精度良く転写することが可能になる。
なお、上記実施形態では、支持部材２５の一部である一対の縁部２５ｃと、フレーム２６の一部である一対の連結部材２９との間に形成されるスクイズフィルムダンパによって、支持部材２５及びこれに固定されたウエハテーブルＷＴＢの振動を減衰させる除振部が構成される場合について例示した。しかし、支持部材２５及びこれに固定されたウエハテーブルＷＴＢの振動を減衰させる除振部は、磁石ユニット（磁石１８）が設けられたスライダ２２と該スライダと一体的に構成された部材とから成るステージ本体８１の一部（以下、ステージ本体８１のベース部と呼ぶ）と支持部材２５との間に設けられていれば良く、スクイズフィルムダンパでなくても良い。上記実施形態で説明したスクイズフィルムダンパは、支持部材２５とフレーム２６との間に存在する粘性空気（流体の一種）の流動及び圧縮を用いて支持部材２５の振動を減衰させるが、これに限らず、流体の流動及び圧縮のいずれかのみを用いて、支持部材２５の振動を減衰させる除振部を、上述のステージ本体８１のベース部の一部、例えばフレーム２６と、支持部材２５との間に設けても良い。
なお、上記実施形態では、制御系として、前述の第１制御系５９を採用し、該第１制御系５９によって、チューブ３１からの外乱力Ｆｃを、ボイスコイルモータＭｂ及び平面モータ５１Ａを介して、全て相殺する場合について説明した。しかしながら、制御系の構成は、前述の第１制御系５９と同様の構成に限られるものではない。また、例えば外乱力の一部をキャンセルすることとしても良い。
また、チューブ３１が固定され、そのチューブ３１からの外乱力Ｆｃの作用によりウエハステージＷＳＴに対して移動可能な部材（上記実施形態では第２ステージ部材４２）を設けることで、チューブ３１からの外乱力が直接的にウエハステージＷＳＴに加わることがなくなる。従って、チューブ３１からの外乱力を相殺するための第２ステージ部材４２（ボイスコイルモータＭｂ）及びウエハステージＷＳＴ（平面モータ５１Ａ）の制御は、必ずしも行わなくても良い。
また、上記実施形態では、説明の簡略化のため、第１制御系５９により、第２ステージ部材４２及びウエハステージＷＳＴを、Ｘ、Ｙ、θｚの３自由度方向に駆動する場合について説明したが、これに限らず、平面モータ５１ＡによりウエハステージＷＳＴを、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θｘ、θｙ、θｚの６自由度方向に駆動可能なので、第２ステージ部材４２及びウエハステージＷＳＴを、６自由度方向に駆動制御する、第１制御系５９と同様の構成の制御系を採用しても良いことは勿論である。この制御系では、軌道生成部では、Ｚ軸方向の目標軌道として、常に一定値を生成し、θｘ、θｙ方向の目標軌道として常に０を生成し、目標値出力部では６自由度方向全ての目標値として０を出力することとすることができる。
なお、上記実施形態では、第１の平面モータＦＦ制御部１０２及びＶＣＭＦＦ制御部２０２が、ともに、完全追従制御を行う場合について例示した。しかし、これに限らず、第１の平面モータＦＦ制御部１０２は、ウエハステージＷＳＴの目標軌道に基づいてウエハステージＷＳＴの位置をフィードフォワード制御すれば良く、必ずしも完全追従制御を行う必要はない。同様に、ＶＣＭＦＦ制御部２０２は、前記目標軌道に基づいて、チューブ３１からの外乱が作用する第２ステージ部材４２のウエハステージＷＳＴに対する位置をフィードフォワード制御すれば良く、必ずしも完全追従制御を行う必要はない。
また、上記実施形態では、第２ステージ部材４２をウエハステージＷＳＴの＋Ｘ側面に設けることとしたが、これに限らず、ウエハステージＷＳＴのどの側面に設けても良いし、例えばウエハステージＷＳＴの中央部に空間を形成し、その空間内に設けても良い。また、第２ステージ部材４２は、１つである必要はなく、複数（例えば２個）設けても良い。
また、上記実施形態では、露光装置が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置である場合について説明したが、これに限らず、光学系と液体とを介してウエハの露光を行う液浸型の露光装置に上記実施形態を適用しても勿論良い。
なお、上記実施形態では、露光装置が、スキャニング・ステッパである場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に上記実施形態を適用しても良い。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置にも上記実施形態は適用することができる。
また、上記実施形態の投影露光装置の投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、この投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。
また、照明光ＩＬは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置にも上記実施形態を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、上記実施形態は適用できる。
また、上記実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。
また、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも上記実施形態を適用することができる。
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも上記実施形態を適用することができる。
なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも上記実施形態を適用できる。
なお、これまでの説明で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、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。
半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態に係る露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
以上説明したように、本発明の移動体装置は、物体を保持する保持部材の変形を抑制して物体を精度良く移動させるのに適している。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、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスを製造するのに適している。
１０…露光装置、１２…ベース盤、１７…コイル、１８…永久磁石、１９…第２ステージ計測系、２０…主制御装置、２２…スライダ、２３１〜２３３…ロッド部材、２４１〜２４３…ロッド部材、２５…支持部材、２５ｃ…縁部、２６…フレーム、２７…棒状部、２８…Ｘフレーム部材、２９…連結部材、３１…チューブ、４２…第２ステージ部材、５１Ａ…ウエハステージ駆動系（平面モータ）、５８…冷媒供給装置、５９…第１制御系、６１…第２ベース、７０…位置計測システム、７３…エンコーダシステム、７３Ｘ１…Ｘヘッド（Ｘエンコーダ）、７３Ｙ…Ｙヘッド（Ｙエンコーダ）、７４Ｘ１…Ｘスケール、７４Ｙ…Ｙスケール、７８…干渉計システム、８５…ステージ装置、１００…第１の２自由度制御系、１０２…第１の平面モータＦＦ制御部、１０３…平面モータＦＢ制御部、１４０…上下動ピン、１４２…駆動装置、１５０…ウエハセンター支持部材、２００…第２の２自由度制御系、２０２…ＶＣＭＦＦ制御部、２０３…ＶＣＭＦＢ制御部、５００…第２の平面モータＦＦ制御部、ＩＬ…照明光、ＩＯＰ…照明系、ＰＬ…投影光学系、Ｍｂ…ボイスコイルモータ、ＴＣ…チューブキャリア、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、ＷＴＢ…ウエハテーブル。
国際公開第２０１１／０４０６４２号

Claims (24)

  1. 物体を載置して移動可能な移動体を含む移動体装置であって、
    前記移動体は、
    前記物体を載置する物体載置部と、
    定盤に対し移動可能なスライダと、
    前記物体を下方から支持可能な第１の支持部材と、
    前記スライダ上にキネマティックに支持され、前記物体載置部を支持する第２の支持部材と、
    前記第２の支持部材の振動を抑制する、スクイズフィルムダンパを含む除振部と、
    前記第１の支持部材を前記物体載置部に対して上下方向に移動可能な駆動装置と、
    を備え、
    前記駆動装置は前記物体載置部と非接触である移動体装置。
  2. 前記移動体は、前記スライダに設けられたフレーム部材を備え、
    前記第２の支持部材と前記フレーム部材との間に前記除振部を有する請求項１に記載の移動体装置。
  3. 物体を載置して移動可能な移動体を含む移動体装置であって、
    前記移動体は、
    前記物体を載置する物体載置部と、
    定盤に対し移動可能なスライダと、
    前記物体を下方から支持可能な第１の支持部材と、
    前記スライダ上にキネマティックに支持され、前記物体載置部を支持する第２の支持部材と、
    前記スライダに設けられたフレーム部材と、
    前記第２の支持部材と前記フレーム部材との間に設けられた除振部と、
    前記第１の支持部材を前記物体載置部に対して上下方向に移動可能な駆動装置と、
    を備え、
    前記駆動装置は前記物体載置部と非接触である移動体装置。
  4. 前記除振部は、スクイズフィルムダンパを含む請求項３に記載の移動体装置。
  5. 前記移動体は、前記スライダに接続された複数のロッド部材を備え、
    前記第２の支持部材は、前記複数のロッド部材を介してキネマティックに支持されている請求項１に記載の移動体装置。
  6. 前記複数のロッド部材は、それぞれ異なる方向の剛性を有する請求項５に記載の移動体装置。
  7. 前記移動体は、前記スライダに接続された複数のロッド部材を備え、
    前記第２の支持部材は、前記複数のロッド部材を介してキネマティックに支持されている請求項２〜４のいずれか一項に記載の移動体装置。
  8. 前記複数のロッド部材は、それぞれ異なる方向の剛性を有する請求項７に記載の移動体装置。
  9. 前記複数のロッド部材は、第１の方向の剛性を有する第１のロッド部材と、第２の方向の剛性を有する第２のロッド部材とを含む請求項６又は８に記載の移動体装置。
  10. 前記複数のロッド部材のうち少なくとも２本は、互いに交差する状態で配置されている請求項５〜９のいずれか一項に記載の移動体装置。
  11. 前記除振部は、前記第２の支持部材と前記フレーム部材との間の隙間内に位置する流体の流れおよび圧縮の少なくとも1つによって生成される力を利用して前記第２の支持部材の振動を抑制する請求項２〜４、７、８のいずれか一項に記載の移動体装置。
  12. 前記フレーム部材は、前記第２の支持部材と非接触である請求項２〜４、７、８、１１に記載の移動体装置。
  13. 前記フレーム部材と前記第２の支持部材の一方と、前記物体載置部との間に空間が形成され、
    前記フレーム部材と前記第２の支持部材の他方の少なくとも一部は前記空間にある請求項２〜４、７、８、１１、１２のいずれか一項に記載の移動体装置。
  14. 前記第２の支持部材を支持する複数のロッド部材を備え、
    前記フレーム部材は、前記複数のロッド部材が接続された位置とは異なる位置で接続している請求項２〜４、７、８、１１〜１３のいずれか一項に記載の移動体装置。
  15. 前記駆動装置は、前記フレーム部材に設けられる請求項２〜４、７、８、１１〜１３のいずれか一項に記載の移動体装置。
  16. 前記駆動装置は、前記スライダに設けられる請求項１〜１４のいずれか一項に記載の移動体装置。
  17. 前記移動体は互いに直交する第１軸及び第２軸を含む所定平面内の３自由度方向を含む少なくとも３自由度方向に移動可能である請求項１〜１６のいずれか一項に記載の移動体装置。
  18. 前記定盤に対して前記移動体を移動するように構成された平面モータを含み、
    前記物体は、前記平面モータのみによって前記定盤に対して移動する請求項１７に記載の移動体装置。
  19. 前記平面モータは、複数の永久磁石を含む磁石ユニットと、複数のコイルを含むコイルユニットと、を有し、
    前記磁石ユニットと前記コイルユニットとの一方は、前記スライダの下面に設けられ、
    前記磁石ユニットと前記コイルユニットとの他方は、前記定盤に配置される請求項１８に記載の移動体装置。
  20. 前記物体載置部は前記第２の支持部材に固定されている請求項１〜１９のいずれか一項に記載の移動体装置。
  21. 物体を載置して移動可能な移動体を含む移動体装置であって、
    前記移動体は、
    前記物体を載置する物体載置部と、
    定盤に対し移動可能なスライダと、
    前記物体を下方から支持可能な物体支持部材と、
    前記スライダ上に前記物体載置部を支持する前記物体支持部材と異なる支持部材と、
    前記異なる支持部材の振動を抑制する、スクイズフィルムダンパを含む除振部と、
    前記物体支持部材を前記物体載置部に対して上下方向に移動可能な駆動装置と、
    を備え、
    前記物体載置部は前記異なる支持部材を介して過拘束なくかつ拘束条件の不足なく支持され、
    前記駆動装置は前記物体載置部と非接触である移動体装置。
  22. 物体を載置して移動可能な移動体を含む移動体装置であって、
    前記移動体は、
    前記物体を載置する物体載置部と、
    定盤に対し移動可能なスライダと、
    前記物体を下方から支持可能な物体支持部材と、
    前記スライダ上に前記物体載置部を支持する前記物体支持部材と異なる支持部材と、
    前記スライダに設けられたフレーム部材と、
    前記異なる支持部材と前記フレーム部材との間に設けられた除振部と、
    前記物体支持部材を前記物体載置部に対して上下方向に移動可能な駆動装置と、
    を備え、
    前記駆動装置は前記物体載置部と非接触であり、
    前記物体載置部は、前記異なる支持部材を介して過拘束なくかつ拘束条件の不足なく支持される移動体装置。
  23. 物体をエネルギビームで露光する露光装置であって、
    請求項１〜２２のいずれか一項に記載の移動体装置と、
    前記物体に前記エネルギビームを照射して、前記物体上にパターンを生成するパターン生成装置と、を備える露光装置。
  24. 請求項２３に記載の露光装置を用いて物体を露光することと、
    露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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