JPH11142556A - ステージ制御方法、ステージ装置、及び該装置を備えた露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置決め対象物が載置されるテーブルを２次
元平面上で２方向に移動する場合に、どの方向に対して
も移動速度を高くできるステージ制御方法を提供する。 【解決手段】 定盤３上に静圧空気軸受を介して、ＸＹ
移動台１４、可動子１７Ａ，１７Ｂ，３２、Ｚレベリン
グステージ２０、及び試料台２２等からなる可動テーブ
ル４５が載置されている。固定子キャリア８Ａ，８Ｂ、
及び固定子１６Ａ，１６Ｂ，３３からなるキャリアに対
して可動テーブル４５を、Ｙ軸モータ１８Ａ，１８Ｂを
介してＹ方向に相対的に駆動し、Ｘ軸モータ３１を介し
てＸ方向に相対的に駆動する。Ｘ方向のストロークを広
げるために、固定キャリア駆動モータ１０Ａ，１０Ｂを
介してそのキャリア及び可動テーブル４５を一体として
Ｘ方向に駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば加工対象物
を精密位置決めするためのステージ制御方法、及びステ
ージ装置に関し、例えば半導体素子、液晶表示素子、若
しくは薄膜磁気ヘッド等を製造するためのリソグラフィ
工程でマスクパターンをウエハ等の基板上に転写するた
めに使用される露光装置、又は精密工作機械や精密測定
器等に使用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子等を製造する際に、マ
スクとしてのレチクルのパターンを感光基板としてのレ
ジストが塗布されたウエハ（又はガラスプレート等）上
に転写するために、従来は主に一括露光型の投影露光装
置（ステッパー）が使用されていた。斯かる一括露光型
の露光装置には、ウエハの各ショット領域を所定の露光
位置に移動させる装置として、直交する２方向にステッ
ピング可能なウエハステージが用いられている。露光装
置においては、位置決め精度の向上と共にスループット
（生産性）の向上も求められているため、ウエハステー
ジ中のウエハを載置して移動するテーブル部をできるだ
け軽量化し、かつ案内面との摩擦を低減して、そのテー
ブル部を高精度、かつ高速に移動できるようにすること
が求められている。

【０００３】このようなウエハステージに使用できるス
テージ装置としては、例えば特開平３−１４２１３６号
公報において、所定の基部上に空気軸受を介してウエハ
等が載置されるテーブルを摺動自在に載置し、このテー
ブルに対してローレンツ力で連結されたキャリッジを介
して、このテーブルを二次元的に移動するステージ装置
が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来のステ
ージ装置においては、テーブルは水平面上で実質的に非
接触に保持されているため、案内面との摩擦は小さくな
り、そのテーブルがそのキャリッジに対して大きく相対
移動できる方向に対しては、そのテーブルを高精度に且
つ高速に移動できる。ところが、従来のステージ装置
は、そのテーブルがそのキャリッジに対して拘束されて
いる方向（微小な動きはできる）に対しては、常にその
テーブルとキャリッジとを一体として移動する必要があ
るため、駆動速度をあまり大きくできないという不都合
があった。そのため、そのステージ装置を一括露光型の
露光装置のウエハステージに使用した場合には、直交す
る２方向の内の一方へのステッピング速度が遅くなっ
て、露光工程のスループットをあまり高められないこと
になる。

【０００５】また、最近は露光装置として、レチクルと
ウエハとを投影光学系に対して同期走査して露光を行う
ステップ・アンド・スキャン方式のような走査露光型の
投影露光装置（走査型露光装置）も注目されている。こ
のような走査型露光装置では、直交する２方向にそれぞ
れステッピングを行い、且つ走査方向に一定速度で連続
移動を行うウエハステージと共に、走査方向に一定速度
で連続移動可能で非走査方向に微少量移動可能なレチク
ルステージが使用されている。ところが、従来のステー
ジ装置は、特に走査型露光装置用に開発されたものでは
ないため、走査型露光装置を用いた露光工程のスループ
ットを高めることが困難であった。

【０００６】本発明は斯かる点に鑑み、位置決め対象物
が載置されるテーブルを２次元平面上で２方向に移動す
る場合に、どの方向に対しても移動速度を高くできるス
テージ制御方法、及びこの制御方法を使用できるステー
ジ装置を提供することを第１の目的とする。更に本発明
は、特に走査型露光装置に使用した場合に露光工程のス
ループットを高めることができるステージ制御方法、及
びこの制御方法を使用できるステージ装置を提供するこ
とを第２の目的とする。

【０００７】また、本発明は、そのようなステージ装置
を備え、高いスループットが得られる露光装置を提供す
ることを第３の目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による第１のステ
ージ制御方法は、位置決め対象物（Ｗ）が載置されるテ
ーブル（２２又は４５）を二次元平面上で移動させるス
テージ制御方法において、そのテーブルを保持して所定
の移動範囲内でこのテーブルを二次元的に移動させるキ
ャリア（８Ａ，８Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）を備え、
その移動範囲内よりも広い範囲にそのテーブルを移動さ
せる際に、そのキャリアをその二次元平面上の所定の一
次元方向（Ｘ方向）に移動させるものである。

【０００９】斯かる本発明によれば、テーブル（２２）
はそのキャリアによって、例えば直交するＸ方向、Ｙ方
向にガイドレス方式で駆動される。この際に、そのキャ
リアによってテーブル（２２）を所定の方向（例えばＹ
方向とする）には広いストロークで駆動できるが、単に
それに直交するＸ方向にも広いストロークで駆動しよう
とすると、Ｙ方向への駆動機構も動かす必要があるため
に負荷が大きくなってしまう。そこで、そのキャリアに
は、Ｘ方向には狭いストロークで駆動する機構のみを持
たせておき、そのストローク内ではＸ方向にも軽い負荷
で高速にテーブル（２２）を駆動できるようにしてお
く。

【００１０】また、Ｘ方向において広いストロークでテ
ーブル（２２）を駆動する際には、テーブル（２２）を
そのキャリアと一体として駆動するようにする。このよ
うに一体として駆動する際の負荷は大きくなるが、本発
明を例えば露光装置のウエハステージに適用する際に
は、ステップ・アンド・リピート方式、又はステップ・
アンド・スキャン方式の何れの方式でも、Ｘ方向、Ｙ方
向には１つのショット領域の幅程度ずつ移動できればよ
いため、或るショット領域への露光中に、キャリアをＸ
方向に移動させると共に、そのキャリア内では−Ｘ方向
にテーブル（２２）を相対移動させておき、ショット間
の移動の際にはそのキャリア内でのみテーブル（２２）
をＸ方向にステップ移動させることで、Ｘ方向への移動
の負荷も実質的に軽くなる。

【００１１】特に、本発明を走査型露光装置に適用した
場合には、走査露光時のウエハの移動方向（走査方向）
をそのキャリアによって広いストロークが得られる方向
（Ｙ方向）にして、非走査方向を狭いストロークの方向
（Ｘ方向）にしておく。そして、走査露光中に、そのキ
ャリアを次第にＸ方向に移動しておくことで、ショット
間にはそのキャリア内でテーブル（２２）を高速移動で
き、スループットが向上する。

【００１２】また、本発明によるステージ装置は、位置
決め対象物（Ｗ）が載置されるテーブル（２２又は４
５）を二次元平面上で移動させるステージ装置におい
て、そのテーブルを電磁力により保持して、このテーブ
ルを所定の移動範囲内で二次元的に移動させるキャリア
（８Ａ，８Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）と、そのキャリ
アをその二次元平面上の所定の一次元方向（Ｘ方向）に
移動させる駆動手段（１０Ａ，１０Ｂ）と、を有するも
のである。斯かるステージ装置によって、本発明のステ
ージ制御方法が使用できる。

【００１３】この場合、一例としてそのキャリアはその
二次元平面を規定する所定のベース（３）上に架設さ
れ、テーブル（２２）はそのベース上に静圧気体軸受を
介して載置されている。これによって、テーブル（２
２）の摺動抵抗は極めて小さくなり、より高精度、且つ
より高速の移動が可能になる。次に、本発明による第１
の露光装置は、位置決め対象物としての基板（Ｗ）が載
置されると共に二次元平面上で移動自在に支持されたテ
ーブル（２２）を備え、このテーブルを介してその基板
をその二次元平面上の第１の方向（Ｙ方向）に移動させ
るのに同期して、マスク（Ｒ）を対応する方向に移動さ
せることによって、そのマスクのパターンをその基板上
の第１のショット領域（２５Ａ）に走査露光した後、テ
ーブル（２２）をその二次元平面上のその第１の方向に
交差する第２の方向（Ｘ方向）、及びその第１の方向の
少なくとも一方にステップ移動させて、その基板上の第
２のショット領域（２５Ｂ）への走査露光を開始する露
光装置において、テーブル（２２）を電磁力により保持
して、このテーブルをその第１の方向へはその基板上の
露光範囲を覆う範囲内で移動させ、且つその第２の方向
へはその基板上の隣接するショット領域の中心距離以上
の範囲（ＤＸ）で移動させるキャリア（８Ａ，８Ｂ，１
６Ａ，１６Ｂ，３３）と、このキャリアをテーブル（２
２）と共にその第２の方向にその基板上の露光範囲を覆
う範囲内で移動させる駆動手段（１０Ａ，１０Ｂ）と、
そのキャリア及びその駆動手段の制御手段（５２）と、
を有する。

【００１４】更に、その露光装置において、その第２の
ショット領域（２５Ｂ）がその第１のショット領域（２
５Ａ）に対してその第２の方向に隣接する列に位置する
ときに、その制御手段は、その基板上の第１のショット
領域（２５Ａ）に対する走査露光時にそのキャリアを介
してその基板をその第１の方向に移動させるのと並行し
て、その駆動手段を介してそのキャリアをその第２の方
向に移動させ、第１のショット領域（２５Ａ）への露光
終了後にそのキャリアを介してテーブル（２２）を少な
くともその第２の方向にステップ移動させるものであ
る。

【００１５】斯かる本発明の露光装置によれば、走査露
光中には、その第２の方向（Ｘ方向）でのそのテーブル
（基板）の位置を一定にするために、そのキャリアが全
体としてその駆動手段によってＸ方向に連続移動させる
のと同期して、そのキャリア内ではそのテーブルは−Ｘ
方向に連続移動させる。そして、次のショット領域を走
査開始位置に移動させる際には、その駆動手段を使用す
ることなく、そのキャリア内でのみそのテーブルは相対
移動させる。これによって、そのテーブルはショット間
ではどの方向にも高速移動させる。

【００１６】次に、本発明の第２の露光装置は、マスク
のパターンを基板に露光する露光装置において、床面か
ら防振手段（２Ａ〜２Ｃ）を介して支持され、その基板
（Ｗ）を載置するテーブル（２２又は４５）を有する本
体部と、そのテーブルを二次元平面で移動させるキャリ
ア（８Ａ，８Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）と、本体部と
は別体に設けられ、そのキャリアをその二次元平面内の
一次元方向に移動させる駆動手段（１０Ａ，１０Ｂ）
と、を有するものである。斯かる露光装置によれば、本
発明のステージ装置を備えているため、高いスループッ
トが得られる。

【００１７】次に、本発明の第２のステージ制御方法
は、位置決め対象物が載置されるテーブル（２２又は４
５）を二次元平面上で移動させるステージ制御方法にお
いて、そのテーブルの第１方向の位置及びこの第１方向
と直交する第２方向の位置を計測するとともに、そのテ
ーブルを二次元平面で移動させるキャリア（８Ａ，８
Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ，３３）のその第１方向の位置を計
測することにより、そのテーブルの位置決めを行うもの
である。斯かるステージ制御方法によれば、それら第１
及び第２の方向へそのテーブルを高速に移動できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
につき図面を参照して説明する。本例は、半導体素子製
造用のステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置
のウエハステージに本発明を適用したものである。図１
は、本例の投影露光装置の概略構成を示し、図２はその
投影露光装置のウエハステージ側の構成を示している。
先ず、図１において、床上に４箇所の防振台２Ａ〜２Ｄ
（２Ｃ，２Ｄは図面上では現れていない）を介して矩形
の平板状の定盤３が支持されている。防振台２Ａ，２Ｂ
等は、それぞれ弾性の大きい空気ばね（又はコイルば
ね）と、振動減衰器としてのオイルダンパとより構成さ
れている。定盤３の表面は極めて平面度の良好な平面で
あり、その表面は投影露光装置の非作動時にはほぼ水平
面に平行に保持されており、以下、定盤３の表面上で図
１の紙面に平行にＸ軸、図１の紙面に垂直にＹ軸を取
り、定盤３の表面に垂直な方向にＺ軸を取って説明す
る。

【００１９】図２に示すように、本例では、定盤３をＹ
方向に挟むように、Ｘ軸に平行に１対の固定子キャリア
用のガイド４Ａ，４Ｂが配置され、ガイド４Ａは固定子
キャリア支持台５Ａ，６Ａを介して床上に設置され、他
方のガイド４Ｂも対称に固定子キャリア支持台６Ｂ等を
介して床上に設置されている。また、ガイド４Ａ，４Ｂ
上にそれぞれ静圧空気軸受を介してＸ方向に摺動自在に
固定子キャリア用のスライダ７Ａ，７Ｂが設置され、ス
ライダ７Ａ，７Ｂ上にそれぞれ平板状の固定子キャリア
８Ａ，８Ｂが固定されている。そして、固定子キャリア
支持台５Ａ，６Ａの凸部上に固定されたＸ方向に長い固
定子１２Ａと、固定子キャリア８Ａに固定された可動子
１１Ａとから、リニアモータよりなる固定キャリア駆動
モータ１０Ａが構成されている。固定子１２Ａは、断面
形状がコの字型のヨークの内側に、１対の永久磁石２６
と同じ多数対の磁石を、順次極性を反転させながらＸ方
向に配列して構成され、可動子１１Ａは複数相のコイル
を備えている。

【００２０】他方の固定子キャリア８Ｂ側にも、固定子
キャリア支持台６Ｂ等の凸部上に固定された固定子１２
Ｂと、固定子キャリア８Ｂに固定された可動子１１Ｂと
からなるリニアモータよりなる固定キャリア駆動モータ
１０Ｂが備えられ、固定子キャリア８Ａ，８Ｂは、固定
キャリア駆動モータ１０Ａ，１０Ｂによってガイド４
Ａ，４Ｂに沿って、定盤３上の全移動範囲（フルストロ
ーク）でＸ方向に駆動される。固定子キャリア８Ｂ上に
は、Ｘ軸移動鏡２８が固定されている。そしてコラム３
４（図１参照）の一部に取り付けられたＸ軸のレーザ干
渉計２９ＸからＸ軸に平行にレーザビームが照射され、
レーザ干渉計２９Ｘによって固定子キャリア８のＸ座標
が計測されている。

【００２１】また、固定子キャリア８Ａ及び８Ｂを連結
するように、かつ定盤３をＹ方向に跨ぐように、それぞ
れＹ軸に平行に固定子１６Ａ，１６Ｂ、及び固定子３３
が固定（架設）されている。固定子３３は、Ｘ方向にお
いて固定子１６Ａ，１６Ｂの中間位置に固定されてい
る。固定子１６Ａ，１６Ｂは、それぞれ断面形状がコの
字型のヨークの内側に、１対の永久磁石２７と同じ多数
対の磁石を、順次極性を反転させながらＹ方向に配列し
て構成され、かつ固定子１６Ａ，１６Ｂは、開口部が対
向するように対称に配置されている。固定子３３の詳細
な構成は後述する。また、固定子３３の底面側で定盤３
の上面に静圧空気軸受を介して平板状のＸＹ移動台１４
が載置され、ＸＹ移動台１４上に固定子３３をＸ方向に
挟むように支持板１５Ａ，１５Ｂが植設され、支持板１
５Ａ，１５Ｂの上面にＺレベリングステージ２０が固定
され、Ｚレベリングステージ２０上にテーブルとしての
矩形の平板状の試料台２２が固定され、試料台２２上に
ウエハホルダ２３を介してウエハＷが真空吸着によって
保持されている。支持板１５Ａ，１５ＢのＸ方向の間隔
は固定子３３のＸ方向の幅よりも幅ＤＸ以上広く設定さ
れ、ＸＹ移動台１４及び試料台２２（ひいてはウエハ
Ｗ）は、Ｙ方向には定盤３上のフルストロークを、Ｘ方
向には固定子３３及び固定子キャリア８Ａ，８Ｂに対し
て相対的に少なくとも幅ＤＸの範囲でガイドレスに移動
できるように構成されている。

【００２２】この場合、ＸＹ移動台１４の底面には静圧
空気軸受を構成する空気噴出部が設けられていると共
に、これらの空気噴出部の近傍には磁石あるいは真空ポ
ケット等の予圧機構が組み込まれており、ＸＹ移動台１
４は所定のギャップを開けて非接触に定盤３の上面を極
めて低い摩擦力で移動する。また、試料台２２は、Ｚレ
ベリングステージ２０によってＺ方向の位置（フォーカ
ス位置）、並びにＸ軸及びＹ軸の周りの傾斜角の補正が
可能であり、試料台２２上の−Ｘ方向の端部、及び＋Ｙ
方向の端部にそれぞれＸ軸の移動鏡１９Ｘ、及びＹ軸の
移動鏡１９Ｙが固定されている。そして、定盤３上のコ
ラム３４（図１参照）の一部に取り付けられた２軸のＸ
軸のレーザ干渉計２１ＸＡ及び２１ＸＢから移動鏡１９
ＸにＸ軸に平行にレーザビームが照射され、レーザ干渉
計２１ＸＡ及び２１ＸＢによって移動鏡１９Ｘ（試料台
２２）のＸ座標ＸＷ１，ＸＷ２が計測されている。例え
ば一方のＸ座標ＸＷ１が試料台２２のＸ座標となり、２
つのＸ座標ＸＷ１，ＸＷ２の差分から試料台２２の回転
角が算出される。更に、定盤３上のコラム３４（図１参
照）の別の位置に取り付けられたＹ軸のレーザ干渉計２
１Ｙからのレーザビームが、Ｙ軸に平行に試料台２２上
の移動鏡１９Ｙに照射され、レーザ干渉計２１Ｙによっ
て移動鏡１９Ｙ（試料台２２）のＹ座標ＹＷが計測され
ている。

【００２３】図１に戻り、支持板１５Ａ，１５Ｂの外側
に固定された可動子１７Ａ，１７Ｂと、対応する固定子
１６Ａ，１６Ｂとからリニアモータよりなる１対のＹ軸
モータ１８Ａ，１８Ｂが構成されている。可動子１７
Ａ，１７Ｂはそれぞれ複数相のコイルを備えており、Ｙ
軸モータ１８Ａ，１８Ｂによって試料台２２等は固定子
１６Ａ，１６Ｂに沿って非接触にＹ方向に駆動されると
共に、所定範囲内で回転される。また、−Ｘ方向の支持
板１５Ｂの内側に固定された可動子３２と、対応する固
定子３３とからＸ軸モータ３１が構成され、Ｘ軸モータ
３１によって発生するローレンツ力よりなるＸ方向への
推力ＦＸによって、試料台２２等は固定子３３（固定子
キャリア８Ａ，８Ｂ）に対して相対的にＸ方向に所定の
範囲内で駆動される。更に、定盤３の上面に試料台２２
等を囲むように直方体の枠状のコラム３４が植設されて
いる。

【００２４】ここで、Ｘ軸モータ３１の構成につき図５
を参照して説明する。図５（ａ）は、図１の可動子３２
及び固定子３３よりなるＸ軸モータ３１を示す一部を切
り欠いた平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の側面図であ
り、図５（ｂ）に示すように、固定子３３は、コの字型
に固定された３個のヨーク４０，３８Ａ，３８Ｂの一方
の内面にＸ方向に極性が反転するように永久磁石３９
Ａ，３９Ｂを固定し、他方の内面に永久磁石３９Ａ，３
９Ｂに対向するように引き合う極性で永久磁石３９Ｃ，
３９Ｄを固定して形成されている。従って、一方の１対
の永久磁石３９Ａ，３９Ｃの間に生じる磁束の方向は、
他方の１対の永久磁石３９Ｂ，３９Ｄの間に生じる磁束
の方向と逆になっており、これら２対の永久磁石の間に
可動子３２が非接触に挿入されている。

【００２５】図５（ａ）に示すように、可動子３２の内
部には、コイル３２ａが矩形状に複数回巻回されてい
る。この場合、コイル３２ａに流れる電流ＩＸは、１対
の永久磁石３９Ａ，３９Ｃの間と、別の１対の永久磁石
３９Ｂ，３９Ｄの間とで＋Ｙ方向、又は−Ｙ方向に互い
に逆になっており、仮に永久磁石３９Ａ，３９Ｃの間で
可動子３２にＸ方向にローレンツ力よりなる推力ＤＸ／
２が作用すると、永久磁石３９Ｂ，３９Ｄの間でも可動
子３２にＸ方向にローレンツ力よりなる推力ＤＸ／２が
作用する。そのローレンツ力は電流ＩＸに比例するた
め、電流ＩＸの制御によって合計でＤＸの推力の方向、
及び大きさを任意に制御できる。

【００２６】この際に、可動子３２のＸ方向の位置が或
る範囲で変化しても、可動子３２のコイル３２ａが固定
子３３の対応する永久磁石の間に収まっている限り、可
動子３２に流れる電流ＩＸと発生するローレンツ力との
比例係数（推力定数）はほぼ一定であるため、可動子３
２には常にＸ方向に所望の推力ＦＸを付与できる。従っ
て、可動子３２及び固定子３３よりなるＸ軸モータ３１
によって、所定範囲内で図１の試料台２２等をＸ方向に
駆動できる。

【００２７】なお、図５のＸ軸モータ３１は、図６に示
すように、永久磁石とコイルとを逆にしてもよい。即
ち、図６（ａ）はＸ軸モータ３１の別の構成例を示す平
面図、図６（ｂ）はその側面図であり、図６（ｂ）に示
すように、この変形例の可動子３２Ａは、コの字型に固
定された３個のヨーク４０Ａ，４１Ａ，４１Ｂの一方の
内面にＸ方向に極性が反転するように永久磁石４２Ａ，
４２Ｂを固定し、他方の内面に永久磁石４２Ａ，４２Ｂ
に対向するように引き合う極性で永久磁石４２Ｃ，４２
Ｄを固定して構成されている。そして、これら２対の永
久磁石の間に、可動子３２Ａの全移動範囲を覆うように
Ｙ方向に長い固定子３３Ａが非接触で挿入されている。

【００２８】図６（ａ）に示すように、固定子３３Ａの
内部には、コイル３３Ａａが矩形状に複数回巻回されて
いる。従って、この変形例でも、そのコイル３３Ａａに
通電すると、永久磁石４２Ａ，４２Ｃの間で固定子３３
Ａに発生するローレンツ力と、永久磁石４２Ｂ，４２Ｄ
の間で固定子３３Ａに発生するローレンツ力とは同じ方
向になり、それらの合計のローレンツ力の反力が可動子
３２Ａに推力として作用する。

【００２９】次に、本例のウエハステージの構成、及び
動作につき詳細に説明する。先ず、図３は、図２のウエ
ハステージにおいて、Ｚレベリングステージ２０を取り
付ける際の状態を示し、この図３において、Ｚレベリン
グステージ２０は、ＸＹ移動台１４上に固定された支持
板１５Ａ，１５Ｂの上面のねじ孔に不図示のボルトによ
って固定される。そして、ＸＹ移動台１４、支持板１５
Ａ，１５Ｂ、可動子１７Ａ，１７Ｂ，３２、Ｚレベリン
グステージ２０、試料台２２、ウエハホルダ２３、及び
移動鏡１９Ｘ，１９Ｙが一体として可動テーブル４５を
構成している。更に、固定子１６Ａ，１６Ｂ，３３、及
び固定子キャリア８Ａ，８Ｂが本発明のキャリアに対応
している。

【００３０】図４は、そのキャリア、及び可動テーブル
４５（代表的にＺレベリングステージ２０を点線で示し
ている）の関係を示す平面図であり、この図４に示すよ
うに、可動テーブル４５は、そのキャリア（固定子キャ
リア８Ａ，８Ｂ、及び固定子１６Ａ，１６Ｂ，３３）に
対してＹ軸モータ１８Ａ，１８Ｂを介してＹ方向に非接
触でフルストロークで駆動されると共に、Ｘ軸モータ３
１を介してＸ方向に所定の幅ＤＸの範囲内で非接触に駆
動される。その幅ＤＸの範囲は、Ｚレベリングステージ
２０の中心２０ａのＸ方向への移動範囲として表されて
いる。その幅ＤＸは、一例として露光対象のウエハ上の
ショット領域のＸ方向の配列ピッチの最大値の１倍〜２
倍程度（本例では１．５倍程度）に設定されている。そ
のＸ方向への配列ピッチの最大値が３０ｍｍであるとす
ると、幅ＤＸは３０〜６０ｍｍ程度（本例では４５ｍｍ
程度）に設定される。

【００３１】上述のように、本例の可動テーブル４５は
そのキャリアに対して電磁力のみによって拘束されてい
る。また、実際には、可動テーブル４５がＸ方向にその
幅ＤＸを僅かに超える範囲で移動しても、可動子１７
Ａ，１７Ｂ，３２はそれぞれ固定子１６Ａ，１６Ｂ，３
３に接触しないように余裕が持たせてあるため、可動テ
ーブル４５を回転させることが可能である。即ち、一方
のＹ軸モータ１８Ａによって可動テーブル４５に対して
＋Ｙ方向への推力ＦＹを付与し、他方のＹ軸モータ１８
Ｂによって可動テーブル４５に対して−Ｙ方向への推力
ＦＹを付与することで、可動テーブル４５（ひいてはウ
エハＷ）をＺ軸に平行な軸の周り（θ方向）に所望の角
度だけ回転できる。

【００３２】図３に戻り、更に本例では、そのキャリア
（固定子キャリア８Ａ，８Ｂ、及び固定子１６Ａ，１６
Ｂ，３３）は、可動テーブル４５と一体的に、固定キャ
リア駆動モータ１０Ａ，１０ＢによってＸ方向にフルス
トロークで駆動される。図７は、定盤３上に可動テーブ
ル４５のみを分解して載置した状態を示し、この図７に
おいて、ＸＹ移動台１４の底面の多数の空気噴出孔には
可撓性のある配管４３を介して外部のエアーポンプ４４
より所定の圧力が供給されており、可動テーブル４５は
定盤３上を非接触で移動する。

【００３３】図８は、本例のキャリア（固定子キャリア
８Ａ，８Ｂ、及び固定子１６Ａ，１６Ｂ，３３）の支持
及び駆動機構を示し、この図８において、これらの支
持、及び駆動機構は、図７の定盤３には接触しないよう
に配置されている。従って、定盤３は、可動テーブル４
５の負荷のみを支えればよいため、防振効果を高めるこ
とができる。

【００３４】次に、図１に戻り、ウエハＷの上方に順
次、投影光学系ＰＬ、及びレチクルＲが配置され、投影
光学系ＰＬは、定盤３上に固定されたコラム３４の最下
段の支持板３４ａに固定され、レチクルＲは、そのコラ
ム３４の中段の支持板３４ｂ上に固定されたレチクルベ
ース３５上に移動自在に載置されたレチクルステージ３
６上に保持されている。投影光学系ＰＬの光軸ＡＸはＺ
軸に平行である。また、コラム３４の上板３４ｃ上に、
例えばその投影露光装置が収納されたチャンバの外部に
設置された露光光源からの露光光の照度分布を均一化す
るフライアイレンズ、可変視野絞り（レチクルブライン
ド）、及びコンデンサレンズ等からなる照明光学系３７
が固定され、露光時には照明光学系３７からの露光光が
レチクルＲのパターン領域を、Ｘ方向に細長い矩形の照
明領域で照明する。露光光ＩＬとしては、水銀ランプの
ｉ線等の輝線の他に、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、若し
くはＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）等のエキシマレーザ光、
更には軟Ｘ線等が使用できる。そして、その照明領域内
のパターンの像が、投影光学系ＰＬを介して投影倍率β
（βは例えば１／４倍、１／５倍等）で、ウエハＷ上の
矩形の露光領域２４（図２参照）に転写される。ウエハ
Ｗの表面にはフォトレジストが塗布され、ウエハＷの表
面はＺレベリングステージ２０によって投影光学系ＰＬ
の像面に合致するように保持されている。

【００３５】また、レチクルステージ３６の２次元的な
位置を計測するレーザ干渉計（不図示）も設けられ、こ
のレーザ干渉計の計測値、及び装置全体の動作を統轄制
御する主制御系５１からの指令に応じてステージ制御系
５２が、リニアモータ方式でレチクルステージ３６の動
作を制御する。同様に、図２のレーザ干渉計２１ＸＡ，
２１ＸＢ，２１Ｙの計測値も図１のステージ制御系５２
に供給され、その計測値、及び主制御系５１からの指令
に応じてステージ制御系５２は、ウエハステージ側の２
軸の固定キャリア駆動モータ１０Ａ，１０Ｂ、２軸のＹ
軸モータ１８Ａ，１８Ｂ、及びＸ軸モータ３１の動作を
制御する。

【００３６】次に、本例のステージ制御系５２の構成に
つき説明する。図９は、図１に示すステージ制御系５２
の詳細な構成を示し、この図９において、ステージ制御
系５２は、それぞれコンピュータよりなるウエハステー
ジ駆動系５３、及びレチクルステージ駆動系５４と、各
種のドライバとを備えている。そして、固定子キャリア
側のレーザ干渉計２９Ｘの計測値、及びウエハステージ
側の３軸のレーザ干渉計２１ＸＡ，２１ＸＢ，２１Ｙの
計測値がウエハステージ駆動系５３に供給され、ウエハ
ステージ駆動系５３には更に主制御系５１から試料台２
２（ウエハＷ）の目標位置や移動速度等の指令値が供給
されている。固定子キャリア側のレーザ干渉計２９Ｘの
計測値を入れることで、固定子キャリア８とテーブル４
５との相対位置関係を認識することができる。そのため
テーブル４５はキャリア８のＸ方向の移動速度にかかわ
らず相対移動可能な範囲内で任意の位置に静止・移動す
ることができる。

【００３７】これらの情報に応じてウエハステージ駆動
系５３は、図２の固定キャリア駆動モータ１０Ａ，１０
Ｂ、Ｙ軸モータ１８Ａ，１８Ｂ、及び図１のＸ軸モータ
３１で発生する推力を設定し、これらの推力の情報をド
ライバ５５Ａ，５５Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ及び５７に供給
する。また、ウエハステージ駆動系５３は、同期情報を
レチクルステージ駆動系５４に供給し、レチクルステー
ジ駆動系５４はウエハステージに同期してレチクルステ
ージ３６を駆動する。

【００３８】ウエハステージ側のドライバ５５Ａ，５５
Ｂ及び５６Ａ，５６Ｂは、設定された推力を発生するよ
うに対応する可動子１１Ａ，１１Ｂのコイル、及び固定
子１７Ａ，１７Ｂのコイルへの駆動電流を供給する。同
様に、ドライバ５７は対応するＸ軸モータ３１の可動子
３２のコイル３２ａに対して駆動電流を供給する。次
に、本例のＺレベリングステージ２０の構成例につき図
１０、及び図１１を参照して説明する。

【００３９】図１０は、そのＺレベリングステージ２０
を示す平面図、図１１は、図１０のＡＡ線に沿う断面図
であり、先ず図１０に示すように、ウエハＷが載置され
る試料台２２は、セラミックス又はカーボンファイバ等
から形成されている。試料台２２は、Ｚレベリングステ
ージ２０を構成する円板状の支持体１００上に３箇所の
板ばね１２０ａ〜１２０ｃを介して、後述のように所定
範囲内でＺ方向への移動、及び傾斜ができるように支持
されている。板ばね１２０ａ〜１２０ｃの周辺の構成は
互いに同一であり、対応する部材を示す番号にはそれぞ
れ添字ａ〜ｃを付してある。

【００４０】図１１において、Ｚレベリングステージ２
０を構成する支持体１００は、高剛性化且つ軽量化を図
るためセラミックス、又はカーボンファイバより形成さ
れている。支持体１００の中央部の凹部１００ｂには、
電磁駆動装置である３個の同一構成の２極単相リニアモ
ータユニット（以下、「ＬＤＭ」という）１５６ａ〜１
５６ｃが凹部１００ｂの中心の周りに１２０°間隔で設
置されている。これらのＬＤＭ１５６ａ〜１５６ｃはそ
れぞれ図１の板ばね１２０ａ〜１２０ｃの底面に配置さ
れている。

【００４１】ＬＤＭ１５６ａは、単相コイル１５９を備
えて凹部１００ｂ上に設置された固定子１５１と、これ
を挟むように配置されると共に内面に永久磁石が設置さ
れたヨークとしての可動子１５８とから構成されてい
る。即ち、可動子１５８の一方の内面に、Ｚ方向に極性
が反転するように永久磁石１５５ａ，１５７ａが固定さ
れ、他方の内面に永久磁石１５５ａ，１５７ａに対向す
るように引き合う極性で永久磁石１５５ｂ，１５７ｂが
固定されている。永久磁石としては、コバルト系、ニッ
ケル系、又はネオジウム鉄ボロン系等が使用できる。こ
の結果、一方の１対の永久磁石１５５ａ，１５５ｂの間
に生じる磁束の方向は、他方の１対の永久磁石１５７
ａ，１５７ｂの間に生じる磁束の方向と逆になってお
り、これら２対の永久磁石の間に単相コイル１５９が非
接触に挿入されている。

【００４２】この場合、単相コイル１５９に流れる電流
は、１対の永久磁石１５５ａ，１５５ｂの間の部分１５
９ｂと、別の１対の永久磁石１５７ａ，１５７ｂの間の
部分１５９ａとで互いに逆になっており、仮に永久磁石
１５５ａ，１５５ｂの間で可動子１５８に＋Ｚ方向にロ
ーレンツ力よりなる推力が作用すると、永久磁石１５７
ａ，１５７ｂの間でも可動子１５８に＋Ｚ方向にローレ
ンツ力よりなる推力が作用する。そのローレンツ力は単
相コイル１５９に流れる電流の値に比例するため、その
電流の制御によって可動子１５８に作用するＺ方向の推
力を制御できる。他のＬＤＭ１５６ｃ等も同じように対
応する可動子に対するＺ方向の推力を制御できる。

【００４３】そして、ＬＤＭ１５６ａ〜１５６ｃの可動
子１５８の上面と、それぞれ試料台２２の底部に設けら
れたフランジ部１３１ａ〜１３１ｃとの間に板ばね１２
０ａ〜１２０ｃの一端が挟み込まれ、板ばね１２０ａ〜
１２０ｃの他端がそれぞれ支持体１００の凹部１００ｂ
の上に設けられた段差部１００ａにねじ止めされてい
る。板ばね１２０ａ〜１２０ｃは、ステンレス等の水平
方向（ＸＹ平面方向）に薄く長い金属板より形成されて
おり、板ばね１２０ａ〜１２０ｃは、水平方向（Ｘ方
向、Ｙ方向、Ｚ軸回りの回転方向に剛性が高く、水平方
向以外の方向（Ｚ方向、Ｘ軸回りの回転方向、及びＹ軸
回りの回転方向に剛性が小さくなっている。板ばね１２
０ａ〜１２０ｃによって、支持体１００に対して試料台
２２はＺ方向に可撓性が有ると共に、Ｘ軸、及びＹ軸周
りの傾斜が所定範囲で可能であるように保持されてい
る。更に、凹部１００ｂ上でＬＤＭ１５６ａ〜１５６ｃ
の近傍にそれぞれ静電容量センサ等からなる高さ検出器
１５２ａ〜１５２ｃが設置されている。高さ検出器１５
２ａ〜１５２ｃは、支持体１００に対する試料台２２の
Ｚ方向への変位を計測する。

【００４４】また、フランジ部１３１ａ〜１３１ｃと対
向するようにそれぞれ、支持体１００の上面に矩形の板
状の取り付け部材１５３ａ〜１５３ｃがねじ止めされて
いる。更に図１０に示すように、取り付け部材１５３ａ
〜１５３ｃの間を覆うように、支持体１００上に扇状の
カバー１５４ａ〜１５４ｃがねじ止めされている。図１
１に戻り、フランジ部１３１ａの上面にヨーク１１８を
介して、Ｚ方向に磁束を発生すると共に互いに極性が反
転する１対の永久磁石１１５，１１７（コバルト系、ニ
ッケル系、又はネオジウム鉄ボロン系等）が取り付けら
れ、取り付け部材１５３ａの底面にヨーク１１６を介し
て、永久磁石１１５，１１７と対向するように、かつ永
久磁石１１５，１１７と引き合う極性でそれぞれ永久磁
石１１４，１１６が取り付けられている。ヨーク１１
６，１１８、永久磁石１１４，１１６、及び永久磁石１
１５，１１７より吸引ユニット１０９ａが構成され、フ
ランジ部１３１ａと取り付け部材１５３ａとの間には、
吸引ユニット１０９ａの他に、図１０に示すように、吸
引ユニット１０９ａと同一構成の吸引ユニット１１０ａ
〜１１２ａが介装され、これらの吸引ユニット１０９ａ
〜１１２ａによって試料台２２のフランジ部１３１ａ
は、取り付け部材１５３ａ側（＋Ｚ方向）に引き上げら
れている。

【００４５】同様に、試料台２２の他のフランジ部１３
１ｂ，１３１ｃもそれぞれ吸引ユニット１０９ｂ〜１１
２ｂ、及び吸引ユニット１０９ｃ〜１１２ｃによって対
応する取り付け部材１５３ｂ，１５３ｃ側（＋Ｚ方向）
に引き上げられている。従って、本例では、板ばね１２
０ａ〜１２０ｃ、及びＬＤＭ１５６ａ〜１５６ｃにはＺ
方向の負荷は殆どかかっておらず、ＬＤＭ１５６ａ〜１
５６ｃからは板ばね１２０ａ〜１２０ｃ、更には試料台
２２に対して浮上力を調整するような＋Ｚ方向、又は−
Ｚ方向への推力を付与するのみで、試料台２２のフォー
カス位置、及び傾斜角を制御できるようになっている。
また、不図示であるが、図１１において、ウエハＷの表
面の複数の計測点でのフォーカス位置を検出する斜入射
方式のオートフォーカスセンサが設けられており、この
検出結果、及び高さ検出器１５２ａ〜１５２ｃの計測結
果に基づいてＬＤＭ１５６ａ〜１５６ｃの推力を制御す
ることによって、ウエハＷの表面は図１の投影光学系Ｐ
Ｌの像面に合致するように保持される。

【００４６】次に、本例の投影露光装置の露光動作につ
き説明する。先ず、走査露光時には、図２において、ウ
エハＷ上の一つのショット領域への露光が終了すると、
図１のＸ軸モータ３１、及びＹ軸モータ１８Ａ，１８Ｂ
の少なくとも一方をステッピング駆動して次のショット
領域を走査開始位置に移動する。この際に、ステッピン
グ方向がＸ方向であれば、固定キャリア駆動モータ１０
Ａ，１０Ｂも連続的に駆動される。その後、Ｙ軸モータ
１８Ａ，１８Ｂを定速駆動すると共に、図１のレチクル
ステージ３６を同期して駆動することによって、レチク
ルＲとウエハＷとが投影光学系ＰＬに対してＹ方向に投
影倍率を速度比として同期走査される。これによって、
ウエハＷ上の一つのショット領域２５が矩形の露光領域
２４に対してＹ方向に走査されて、ショット領域２５に
レチクルＲのパターン像が転写される。このステッピン
グ、及び走査露光動作がステップ・アンド・スキャン方
式で繰り返されて、ウエハＷの各ショット領域への露光
が行われる。

【００４７】さて、このような露光動作中で、次に露光
するショット領域がＸ方向（非走査方向）に隣接する列
（又は行）のショット領域である場合には、次のショッ
ト間のステッピング動作が実質的にＸ軸モータ３１だけ
で行われるように、走査露光中に図３の可動テーブル４
５、及びキャリア（固定子１６Ａ，１６Ｂ，３３、固定
子キャリア８Ａ，８Ｂ）を一体的に固定キャリア駆動モ
ータ１０Ａ，１０Ｂを介してＸ方向に移動する。但し、
この際に可動テーブル４５（ウエハＷ）のＸ方向の位置
がずれないように、そのキャリアに対して相対的にＸ軸
モータ３１を介して可動テーブル４５を逆方向に移動す
る。以下では、この際の動作につき図１２を参照して詳
細に説明する。

【００４８】図１２は、ウエハＷ上のＸ方向に配列され
たショット領域２５Ａ〜２５Ｃに順次走査露光を行う場
合の動作説明図であり、実際には静止している露光領域
２４に対してウエハＷが±Ｙ方向に走査されるが、この
図１２（ａ）〜（ｇ）においては説明の便宜上、露光領
域２４がウエハＷ上を移動するように表している。ま
た、図１２（ａ）〜（ｇ）のＸ方向の位置Ａ、及び位置
Ｂは、それぞれ図３のキャリア（固定子１６Ａ，１６
Ｂ，３３、固定子キャリア８Ａ，８Ｂ）のＸ方向の位
置、及び可動テーブル４５（ひいてはウエハＷ）のＸ方
向の位置を示している。また、当然ながら、露光領域２
４には、ショット領域２５Ａ〜２５Ｃ内にある期間では
露光光が照射されるが、それ以外の期間には露光光は照
射されていない。

【００４９】先ず、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、Ｙ軸モータ１８Ａ，１８Ｂを駆動して、露光領域２
４に対して可動テーブル４５（以下、「ウエハＷを移動
する」と表現する）を＋Ｙ方向に移動することによっ
て、ウエハＷ上の＋Ｘ方向のショット領域２５Ａへの走
査露光が行われる。この際に、図３の固定キャリア駆動
モータ１０Ａ，１０Ｂの駆動によって、位置Ａで示すよ
うにキャリア（固定子１６Ａ，１６Ｂ，３３、固定子キ
ャリア８Ａ，８Ｂ）は一定の速さＶＸＣで＋Ｘ方向に移
動し、Ｘ軸モータ３１を駆動することによって、そのキ
ャリアに対してウエハＷは−Ｘ方向に同じ速さＶＸＣで
移動する。この結果、固定されている位置Ｂで示すよう
に、ショット領域２５Ａへの走査露光中にウエハＷのＸ
方向の位置は固定されている。更に、そのキャリアに対
してウエハＷは、幅ＤＸの移動可能ストローク（図４参
照）中の−Ｘ方向の端部に移動する。

【００５０】その後、ウエハＷ上の次のショット領域２
５Ｂを走査開始位置に移動するために、図１２（ｃ）及
び（ｄ）の位置Ｂに示すように、Ｘ軸モータ３１を駆動
してウエハＷを＋Ｘ方向に最高速度でステップ移動す
る。本例ではこの際に、図３の固定キャリア駆動モータ
１０Ａ，１０Ｂも連続的に駆動されており、位置Ａで示
すように、そのキャリアも僅かに＋Ｘ方向に移動してい
る。

【００５１】次に、図１２（ｄ）の状態では、そのキャ
リアに対してウエハＷは、移動可能ストローク（図４参
照）中の＋Ｘ方向の端部に移動しており、次の＋Ｘ方向
へのステッピング時の移動量を確保することができな
い。そこで、図１２（ｄ）〜（ｆ）に示すように、Ｙ軸
モータ１８Ａ，１８Ｂを駆動して、露光領域２４に対し
てウエハＷを−Ｙ方向に移動することによって、ウエハ
Ｗ上の中央のショット領域２５Ｂへの走査露光を行う際
にも、図３の固定キャリア駆動モータ１０Ａ，１０Ｂの
駆動によって、位置Ａで示すようにキャリア（固定子１
６Ａ，１６Ｂ，３３、固定子キャリア８Ａ，８Ｂ）を一
定の速さＶＸＣで＋Ｘ方向に移動し、Ｘ軸モータ３１を
駆動することによって、そのキャリアに対してウエハＷ
を−Ｘ方向に同じ速さＶＸＣで移動する。この結果、シ
ョット領域２５Ｂへの走査露光中にウエハＷのＸ方向の
位置は固定されているが、そのキャリアに対するウエハ
Ｗの位置は、移動可能ストローク中の−Ｘ方向の端部に
移動する。

【００５２】その後、ウエハＷ上の次のショット領域２
５Ｃを走査開始位置に移動するために、図１２（ｆ）及
び（ｇ）の位置Ｂに示すように、Ｘ軸モータ３１を駆動
してウエハＷを＋Ｘ方向に最高速度でステップ移動す
る。この際に、図３の固定キャリア駆動モータ１０Ａ，
１０Ｂも連続的に駆動されており、位置Ａで示すよう
に、そのキャリアも僅かに＋Ｘ方向に移動している。以
下、ウエハＷ上でＸ方向に隣接する列のショット領域に
順次露光を行う場合には、そのキャリアは固定キャリア
駆動モータ１０Ａ，１０Ｂを介して一定速度でＸ方向に
連続駆動され、可動テーブル４５（ウエハＷ）はそのキ
ャリアに対してＸ軸モータ３１によって相対的にＸ方向
に振り子のように駆動される。

【００５３】このように本例では、Ｘ軸モータ３１を介
してウエハＷをＸ方向（非走査方向）にステップ移動す
る際の負荷は、可動テーブル４５のみと極めて軽量であ
るため、ステップ移動は極めて短時間に、かつ高精度に
行うことができる。また、可動テーブル４５は、静圧空
気軸受を介して定盤３上に配置されているため、移動す
る際の抵抗は殆ど可動テーブル４５の慣性力のみであ
り、駆動する際の負荷は極めて小さくなっている。その
結果、本例の投影露光装置では、高精度に位置決めすべ
き部分はＸ方向、Ｙ方向共に可動テーブル４５のみであ
るため、従来のように所定の方向への負荷が例えば２倍
程度に大きくなってその方向への移動速度が遅くなるこ
とがない。

【００５４】言い換えると、そのようにＸ方向にステッ
プ移動する際の負荷は、そのキャリアに対してＹ軸モー
タ１８Ａ，１８Ｂを介して可動テーブル４５をＹ方向に
駆動する際の負荷と同じであり、可動テーブル４５（ウ
エハＷ）をＹ方向にステップ移動する際の移動時間も極
めて短時間になる。即ち、本例ではＸ方向、及びＹ方向
へ可動テーブル４５（ウエハＷ）をステッピングする際
の負荷は同程度に軽くなっており、ステップ時間を短縮
できるため、露光工程のスループットを向上できる利点
がある。

【００５５】更に、本例では、Ｘ軸モータ３１によるウ
エハＷのＸ方向へのステップ移動の際に、固定キャリア
駆動モータ１０Ａ，１０Ｂによってそのキャリアも全体
としてＸ方向に移動しているため、Ｘ軸モータ３１によ
る駆動量は少なくなり、ステップ移動に要する時間は更
に短縮され、スループットは更に向上している。また、
図１において、Ｘ軸モータ３１の駆動時に固定子３３に
発生する反力は、図２の固定キャリア駆動モータ１０
Ａ，１０Ｂを介して床面に伝えられ、Ｙ軸モータ１８
Ａ，１８Ｂの駆動時に固定子１６Ａ，１６Ｂに発生する
反力は、固定子キャリア用のスライダ７Ａ，７Ｂの静圧
空気軸受を介して床面に伝えられる。従って、駆動反力
が投影光学系ＰＬやレーザ干渉計２１ＸＡ，２１ＸＢ等
と直接連結されている定盤３に伝わらないため、可動テ
ーブル４５の加減速時に定盤３が振動することがなく、
位置決め精度が向上する。

【００５６】また、従来のウエハステージでは、１ショ
ット露光する毎に、ショット間で可動部の全体が急激に
加減速するために、駆動モータの発熱量が大きいが、本
例のウエハステージでは、ショット間でステップ移動す
るのは軽量な可動テーブル４５のみであり、固定子キャ
リア８Ａ，８Ｂ及び固定子１６Ａ，１６Ｂ，３３よりな
るキャリアは常時一定速度で移動するのみでよいため、
駆動モータの発熱量を低く抑えられる。

【００５７】なお、上記の実施の形態では、固定子キャ
リア８Ａ，８Ｂに対して可動テーブル４５（試料台２
２、又はウエハＷ）をＸ方向に駆動するＸ軸モータ３１
は１軸であるため、このＸ軸モータ３１の固定子３３
は、Ｘ方向では可動テーブル４５のほぼ重心位置の近傍
を通ることが望ましい。これに対して、Ｘ軸モータ３１
と同様の駆動装置をＹ軸に平行に２個以上配置してもよ
い。例えばＸ軸の駆動装置を２軸配置する場合、Ｙ軸モ
ータ１８Ａ，１８Ｂは何れか１軸のみを配置する構成を
取ることが可能である。

【００５８】また、上記の実施の形態は本発明をステッ
プ・アンド・スキャン方式の投影露光装置のウエハステ
ージに適用したものであるが、本発明はステッパーのよ
うな一括露光型（ステップ・アンド・リピート方式）の
露光装置のウエハステージにも適用できると共に、レチ
クルステージ等にも適用できる。このように本発明は上
述の実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々の構成を取り得る。

【００５９】

【発明の効果】本発明の第１、又は第２のステージ制御
方法によれば、例えば所定の範囲内でテーブルを移動す
る際には、キャリアに対して相対的にそのテーブルのみ
を駆動すればよいため、駆動する質量は少なくできる。
従って、位置決め対象物が載置されるテーブルを２次元
平面上で２方向に移動する場合に、どの方向に対しても
移動速度を高くできる利点がある。

【００６０】また、本発明を走査型露光装置に使用した
場合には、そのキャリアを全体として駆動する方向を非
走査方向にして、走査露光中に連続的にそのキャリアを
非走査方向に駆動しておくことによって、ショット間で
非走査方向へそのテーブルを駆動する際にはそのテーブ
ルのみを駆動すればよいことになる。従って、ステッピ
ング時間が短縮されて、露光工程のスループットを高め
ることができる利点がある。

【００６１】また、本発明のステージ装置によれば、そ
のステージ制御方法を使用できる利点がある。この場
合、そのキャリアは二次元平面を規定する所定のベース
上に架設され、そのテーブルはそのベース上に静圧気体
軸受を介して載置されているときには、そのテーブルが
移動する際の抵抗が極めて小さくなるため、そのテーブ
ルをどの方向にも更に高速に駆動できる利点がある。

【００６２】また、本発明の第１、又は第２の露光装置
によれば、ショット間のステッピング時間を短縮できる
ため、高いスループットが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例で使用される投影露
光装置を示す概略構成図である。

【図２】図１の投影露光装置のウエハステージを示す一
部を切り欠いた斜視図である。

【図３】図１の投影露光装置のウエハステージにおい
て、Ｚレベリングステージ２０を装着する際の状態を示
す一部を切り欠いた斜視図である。

【図４】図３の可動テーブル４５、及びキャリアを示す
平面図である。

【図５】（ａ）は図１のＸ軸モータ３１を示す一部を切
り欠いた平面図、（ｂ）は図５（ａ）の側面図である。

【図６】（ａ）はそのＸ軸モータ３１の変形例を示す平
面図、（ｂ）は図６（ａ）の側面図である。

【図７】図１の投影露光装置のウエハステージにおい
て、定盤３上で一体として移動する可動テーブル４５を
示す分解斜視図である。

【図８】図１の投影露光装置のウエハステージにおい
て、キャリアの支持機構、及び駆動機構を示す斜視図で
ある。

【図９】その実施の形態の一例におけるステージ制御系
５２の構成例を示すブロック図である。

【図１０】図１のＺレベリングステージ２０を示す拡大
平面図である。

【図１１】図１０のＡＡ線に沿う断面図である。

【図１２】その実施の形態の一例の投影露光装置でウエ
ハＷ上のＸ方向に配列されたショット領域２５Ａ〜２５
Ｃに走査露光する場合の動作説明図である。

【符号の説明】

Ｒ レチクル Ｗ ウエハ ＰＬ 投影光学系 ２Ａ〜２Ｃ 防振台 ３ 定盤 ４Ａ，４Ｂ 固定子キャリア用のガイド ８Ａ，８Ｂ 固定子キャリア ５Ａ，６Ａ，６Ｂ 固定子キャリア支持台 ７Ａ，７Ｂ 固定子キャリア用のスライダ １０Ａ，１０Ｂ 固定キャリア駆動モータ １１Ａ，１１Ｂ 可動子１１Ａ １２Ａ，１２Ｂ 固定子１２Ａ １４ ＸＹ移動台 １６Ａ，１６Ｂ 固定子 １７Ａ，１７Ｂ 可動子 １８Ａ，１８Ｂ Ｙ軸モータ ２０ Ｚレベリングステージ ２２ 試料台 ３１ Ｘ軸モータ ３２ 可動子 ３３ 固定子 ５２ ステージ制御系

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置決め対象物が載置されるテーブルを
   二次元平面上で移動させるステージ制御方法において、 所定の移動範囲内で前記テーブルを二次元的に移動させ
   るキャリアを備え、 前記移動範囲内よりも広い範囲に前記テーブルを移動さ
   せる際に、前記キャリアを前記二次元平面上の所定の一
   次元方向に移動させることを特徴とするステージ制御方
   法。
2. 【請求項２】 位置決め対象物が載置されるテーブルを
   二次元平面上で移動させるステージ装置において、 前記テーブルを電磁力により保持して、該テーブルを所
   定の移動範囲内で二次元的に移動させるキャリアと、 前記キャリアを前記二次元平面上の所定の一次元方向に
   移動させる駆動手段と、を有することを特徴とするステ
   ージ装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のステージ装置であって、 前記キャリアは前記二次元平面を規定する所定のベース
   上に架設され、 前記テーブルは前記ベース上に静圧気体軸受を介して載
   置されていることを特徴とするステージ装置。
4. 【請求項４】 位置決め対象物としての基板が載置され
   ると共に二次元平面上で移動自在に支持されたテーブル
   を備え、該テーブルを介して前記基板を前記二次元平面
   上の第１の方向に移動させるのに同期して、マスクを対
   応する方向に移動させることによって、前記マスクのパ
   ターンを前記基板上の第１のショット領域に走査露光し
   た後、 前記テーブルを前記二次元平面上の前記第１の方向に交
   差する第２の方向、及び前記第１の方向の少なくとも一
   方にステップ移動して、前記基板上の第２のショット領
   域への走査露光を開始する露光装置において、 前記テーブルを電磁力により保持して、該テーブルを前
   記第１の方向へは前記基板上の露光範囲を覆う範囲内で
   移動させ、且つ前記第２の方向へは前記基板上の隣接す
   るショット領域の中心距離以上の範囲で移動させるキャ
   リアと、 該キャリアを前記テーブルと共に前記第２の方向に前記
   基板上の露光範囲を覆う範囲内で移動させる駆動手段
   と、 前記キャリア及び前記駆動手段の制御手段と、を有し、 前記第２のショット領域が前記第１のショット領域に対
   して前記第２の方向に隣接する列に位置するときに、前
   記制御手段は、 前記基板上の前記第１のショット領域に対する走査露光
   時に前記キャリアを介して前記基板を前記第１の方向に
   移動させるのと並行して、前記駆動手段を介して前記キ
   ャリアを前記第２の方向に移動させ、 前記第１のショット領域への露光終了後に前記キャリア
   を介して前記テーブルを少なくとも前記第２の方向にス
   テップ移動させることを特徴とする露光装置。
5. 【請求項５】 マスクのパターンを基板に露光する露光
   装置において、 床面から防振手段を介して支持され、前記基板を載置す
   るテーブルを有する本体部と、 前記テーブルを二次元平面で移動させるキャリアと、 本体部とは別体に設けられ、前記キャリアを前記二次元
   平面内の一次元方向に移動させる駆動手段と、 有することを特徴とする露光装置。
6. 【請求項６】 位置決め対象物が載置されるテーブルを
   二次元平面上で移動させるステージ制御方法において、 前記テーブルの第１方向の位置及び該第１方向と直交す
   る第２方向の位置を計測するとともに、前記テーブルを
   二次元平面で移動させるキャリアの前記第１方向の位置
   を計測することにより、前記テーブルの位置決めを行う
   ことを特徴とするステージ制御方法。