JPWO2004105105A1 - ステージ装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

ステージ（ＷＳＴ）は、第１定盤（４４）のガイド面（４４ａ）に案内され、可動子ユニットと一体で、Ｘ軸方向駆動、及びＹ軸方向及びＺ軸回りの回転方向に微小駆動される。また、ステージは、固定子ユニットと一体的に、Ｙ軸方向に駆動される。この場合において、固定子ユニットを、ステージのガイド面が形成された第１定盤とは振動的に分離された第２定盤（４６Ａ，４６Ｂ）に形成された支持面によりＺ軸方向に関して支持する。これにより、ステージのＹ軸方向駆動に起因して、Ｙ軸固定子に振動が発生した場合であっても、振動は、Ｙ軸固定子を支持する第２定盤に伝達するのみで、第１定盤に伝達されることはない。従って、振動が第１定盤を介してステージに伝達するのを回避することができるので、ステージの位置制御精度を高く維持することができる。

Description

本発明は、ステージ装置及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、物体が載置され２次元面内で移動可能なステージを有するステージ装置及び該ステージ装置を具備する露光装置、並びに前記露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。

半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の感光物体（以下、「ウエハ」と総称する）上に転写するステップ・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、このステッパに改良を加えたステップ・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）などが主として用いられている。

ステッパなどの投影露光装置では、被露光物体であるウエハを保持して２次元移動するステージと、このステージを駆動する駆動機構とを備えたステージ装置が用いられている。近年、ステージ装置としては、リニアモータを駆動源として有するリニアモータ方式のステージ装置が主流となっている。このリニアモータ方式のステージ装置としては、ステージを第１軸方向に駆動する第１軸リニアモータと、該第１軸リニアモータとステージとを一体的に、第１軸に直交する第２軸方向に駆動する一対の第２軸リニアモータとを備えた、２軸駆動リニアモータ方式のステージ装置が比較的多く用いられている。この場合、第１軸リニアモータの固定子とステージとの第２軸方向に関する位置関係は、両者間に設けられた気体静圧軸受けあるいは磁気軸受けにより略一定に維持される。

従来の２軸駆動リニアモータ方式のステージ装置では、各第２軸リニアモータとして、例えば、床面上に設置された支持部材あるいは防振台などによりその両端部を支持された固定子としてのリニアガイドと、該リニアガイドとの間の電磁相互作用によって発生する電磁力によりリニアガイドの長手方向に移動する可動子としてのスライダとを有するものが用いられている。この場合、各スライダは、第１軸リニアモータの固定子を構成するリニアガイドの長手方向の一側、他側の端部にそれぞれ設けられ、ステージを案内するガイド面が形成された定盤に沿って移動するようになっている。また、一対の第２軸リニアモータがそれぞれ発生する駆動力を僅かに異ならせることにより、第１軸リニアモータと一体的にステージを微小回転させることができる。最近では、ステージは定盤表面のガイド面に対して非接触ベアリング、例えばエアベアリングを介して浮上支持される構成が採用されていることが多い（例えば、特許文献１、２等参照）。

しかしながら、上記特許文献１に記載の２軸駆動リニアモータ方式のステージ装置では、一対の第２軸リニアモータの固定子（リニアガイド）が梁構造となっているため、ステージを第２軸方向にある程度以上の駆動力で駆動するとそのリニアガイドに振動が生じ易く、その振動が生じた場合には、その振動が可動子であるスライダ（及び第１軸リニアモータの固定子をガイド面上で浮上支持するエアベアリング）等を介して定盤に伝達され、さらに、その定盤の振動がステージを浮上支持するエアベアリングを介してステージに伝達されるおそれがあった。これは、エアベアリングとして、ガイド面との間のクリアランス（いわゆる軸受け隙間）を略一定に維持できる程度に剛性が高いものが通常用いられているからである。

また、最近では、半導体素子の高集積化に伴い、ステッパに比べて精度の高い露光が可能なスキャニング・ステッパが主流となっており、このスキャニング・ステッパの場合、レチクルが搭載されたレチクルステージと、被露光物体であるウエハを保持するステージとの走査方向（同期移動方向）に関する同期精度を向上する必要があるが、上記特許文献１又は特許文献２に記載のステージ装置では、ステージは、微小回転のみが可能な構造となっているため、同期精度は、専らレチクルステージ側のステージに対する追従精度に依存していた。

しかるに、将来の半導体素子の更なる高集積化に伴い、スキャニング・ステッパに要求されるレチクルとウエハとの同期精度は一層厳しくなることは確実であり、このような要求を実現するために、ウエハを保持するステージの位置制御性の向上が期待されている。

特開平１１−３５２２６６号公報 特開平８−２３３９６４号公報

本発明は、かかる事情の下になされたものであり、その第１の目的は、物体が載置されるステージの位置制御性の向上を図ることが可能なステージ装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、感光物体上へのパターンの転写精度の向上を図ることが可能な露光装置を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができるデバイス製造方法を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、物体が載置されるステージと；前記ステージに設けられた可動子ユニットと、該可動子ユニットとの間の電磁相互作用により前記ステージを、第１軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、前記ステージの移動面と平行な面内で前記第１軸に直交する第２軸方向並びに前記第１軸及び前記第２軸に直交する第３軸回りに微小駆動する、前記第１軸方向に延びる固定子ユニットとを有する第１駆動機構と；前記固定子ユニットの前記第１軸方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた一対の第１可動子と、該各第１可動子との間の電磁相互作用により対応する第１可動子と一体的に前記固定子ユニットを前記第２軸方向に駆動する駆動力を発生する一対の第１固定子とを有する第２駆動機構と；前記ステージを案内するガイド面が形成された第１定盤と；前記第１定盤とは振動的に分離され、前記固定子ユニットを前記第３軸方向に関して支持する支持面が形成され、前記一対の第１固定子のそれぞれを支持する少なくとも１つの第２定盤と；を備える第１のステージ装置である。

これによれば、ステージは、第１定盤に形成されたガイド面に案内され、第１駆動機構を構成する可動子ユニットと一体で、該可動子ユニットと固定子ユニットとの間の電磁相互作用により発生する駆動力により、第１軸方向に駆動されるとともに、第２軸方向及び第３軸回りの回転方向に微小駆動される。また、ステージは、第１定盤に形成されたガイド面に案内され、第２駆動機構を構成する一対の第１固定子とこれに対応する一対の第１可動子との間の電磁相互作用により発生する駆動力により、前記一対の第１可動子が長手方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた固定子ユニットと一体的に、第２軸方向に駆動される。この場合、第１駆動機構を構成する固定子ユニットは、第１定盤とは振動的に分離された第２定盤に形成された支持面により第３軸方向に関して支持されている。

従って、ステージが固定子ユニットとともに第２の駆動機構により第２軸方向に駆動される際に、一対の第１固定子に振動が仮に発生した場合にも、その振動は、一対の第１固定子のそれぞれを支持する第２定盤に伝達するのみで、第１定盤に伝達されることはない。また、各第１固定子の振動が対応する各第１可動子に伝達されたとしても、各第１可動子がその両端に設けられた固定子ユニットは、第２定盤の支持面によって第３軸方向に関して支持されているので、第２定盤に振動が伝達されることはあっても、該第２定盤と振動的に分離された第１定盤に伝達されることはない。また、各第１可動子の振動が固定子ユニットに影響を与えることも殆どない。また、可動子ユニットと固定子ユニットとの間の電磁相互作用により発生する駆動力によりステージを第２軸方向へ微小駆動することができるので、ステージ（可動子ユニット）と固定子ユニットとの第２軸方向の位置関係を維持するためにエアベアリング等を設ける必要がないとともに、ステージを第２軸方向に関して所望の位置に精度良く移動させることが可能となる。この場合、固定子ユニットの第２軸方向への移動が直接的にステージに影響を与えることもない。これにより、ステージの第２軸方向への駆動がステージの振動要因となることがなく、第２軸方向への駆動に際してステージの位置制御精度を高く維持することができる。

また、ステージは、可動子ユニットと固定子ユニットの間の電磁相互作用によって生じる駆動力によってガイド面に案内された状態で、固定子ユニットに沿って第１軸方向へ駆動されるので、この駆動の際にステージに振動が生じることもない。また、この駆動による反力が、固定子ユニットを介して各第１固定子を支持する第２定盤に伝達されても、この振動が第１定盤に伝達されることはない。

この場合において、前記固定子ユニットと前記可動子ユニットとは、前記ステージ走査中における前記第１定盤と前記第２定盤との前記第３軸方向の相対位置の変化を許容するように、前記第３軸方向の間隔が設定されていることとすることができる。

本発明の第１のステージ装置では、前記固定子ユニットは、前記第１軸方向に延びる第２固定子と、該第２固定子を中心として前記第２軸方向の一側と他側にそれぞれ配置された前記第１軸方向に延びる一対の第３固定子とを含み、前記可動子ユニットは、前記第２固定子との間の電磁相互作用により前記ステージを前記第２軸方向に微小駆動する駆動力を発生する第２可動子と、前記一対の第３固定子との間で個別に電磁相互作用を行い、前記ステージを前記第１軸方向に駆動する駆動力をそれぞれ発生する一対の第３可動子とを含むこととすることができる。

本発明の第１のステージ装置では、前記ステージは、前記可動子ユニットが設けられたステージ本体と、該ステージ本体上で前記物体を保持して少なくとも前記第３軸方向に微小駆動可能なテーブルとを有することとすることができる。

本発明の第１のステージ装置では、前記第２駆動機構は、前記各第１可動子が電機子ユニットから成り、前記各第１固定子が磁極ユニットから成る、一対のムービングコイル型のリニアモータによって構成されていることとすることができる。

本発明の第１のステージ装置では、前記ステージに前記ガイド面に対向して設けられ、前記ステージを前記ガイド面に対して非接触で支持する第１の軸受け機構と；前記固定子ユニットに前記第２定盤の支持面に対向して設けられ、前記固定子ユニットを前記支持面に対して非接触で支持する第２の軸受け機構と；を更に備えることとすることができる。

本発明の第１のステージ装置では、前記各第１固定子は、前記第２定盤との間の摩擦力がほぼゼロの状態で、少なくとも前記第２軸方向に関する相対移動が許容されていることとすることができる。

この場合において、前記各第１固定子の前記第２軸方向の位置を調整する２つの位置調整機構を更に備えることとすることができる。

この場合において、前記第２駆動機構が、固定子として磁極ユニットをそれぞれ有する一対のムービングコイル型のリニアモータを含み、前記各位置調整機構は、前記磁極ユニットの一部を可動子とすることとすることができる。

本発明の第１のステージ装置では、前記固定子ユニットは、前記ステージ及び前記ガイド面との間の摩擦力がほぼゼロの状態で、少なくとも前記第１軸方向に関する相対移動が許容されていることとすることができる。

この場合において、前記第２定盤は、前記一対の第１固定子に対応して一対設けられ、該一対の第２定盤の少なくとも一方の特定定盤は、床面に対して移動可能とされ、前記可動子ユニットの前記第１軸方向への駆動時に生じる反力を前記固定子ユニットを介して前記特定定盤に伝達する伝達機構を更に備えることとすることができる。

この場合において、前記特定定盤上に設けられ、前記反力の作用に起因して前記特定定盤に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えることとすることができる。

この場合において、相殺機構としては種々の構成が考えられるが、例えば、前記相殺機構は、前記特定定盤上に固定された固定子と、該固定子との間の電磁相互作用により駆動され、前記回転モーメントによる前記特定定盤の回転を相殺する方向の反力を発生する可動子とを有することとすることができる。

この場合において、前記相殺機構は、前記第１可動子の前記第２軸方向の位置と、前記ステージの前記第１軸方向への駆動量とに応じた所定量だけ、前記可動子を所定方向に駆動することとすることができる。

本発明は、第２の観点からすると、物体が載置されるステージと；前記ステージに設けられた可動子ユニットと、該可動子ユニットとの間の電磁相互作用により前記ステージを、第１軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、前記ステージの移動面と平行な面内で前記第１軸に直交する第２軸方向並びに前記第１軸及び前記第２軸に直交する第３軸回りに微小駆動する、前記第１軸方向に延びる固定子ユニットとを有する第１駆動機構と；前記固定子ユニットの前記第１軸方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた一対の第１可動子と、該各第１可動子との間の電磁相互作用により対応する第１可動子と一体的に前記固定子ユニットを前記第２軸方向に駆動する駆動力を発生する一対の第１固定子とを有する第２駆動機構と；を備え、前記各第１固定子が、少なくとも前記第２軸方向に関する移動を許容された状態で支持されていることを特徴とする第２のステージ装置である。

これによれば、第１駆動機構は、ステージに設けられた可動子ユニットと第１軸方向に延びる固定子ユニットとの間の電磁相互作用により、ステージを、第１軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、ステージの移動面と平行な面内で第１軸に直交する第２軸方向並びに第１軸及び第２軸に直交する第３軸回りに微小駆動し、第２駆動機構は、固定子ユニットの第１軸方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた一対の第１可動子と、一対の第１固定子との間の電磁相互作用により対応する第１可動子と一体的に固定子ユニットを第２軸方向に駆動する。すなわち、第１駆動機構と第２駆動機構とにより、ステージが第１、第２軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、第２軸方向及び第３軸回りに微小駆動されるようになっている。また、前記一対の第１固定子が少なくとも第２軸方向に関する移動が許容された状態で支持されていることから、第１可動子の第２軸方向への駆動時に発生する反力を受けて、第１固定子が運動量保存則に従う所定距離だけ第２軸方向に移動することで、前記反力が吸収される（キャンセルされる）。従って、固定子ユニット（一対の第１可動子）の第２軸方向への駆動がステージの振動要因となることがないので、ステージの位置制御精度を高く維持することができる。

この場合において、前記固定子ユニットは、前記ステージに対し、互いの間の摩擦力がほぼゼロの状態で少なくとも前記第１軸方向に関する相対移動が許容されていることとすることができる。

本発明の第２のステージ装置では、前記各第１固定子の少なくとも一方の、前記第１軸方向の位置を調整する第１の位置調整機構を更に備えることとすることができる。

本発明の第２のステージ装置では、前記各第１固定子の前記第２軸方向の位置を調整する第２の位置調整機構を更に備えることとすることができる。

本発明の第２のステージ装置では、前記各第１固定子の少なくとも一方は、前記固定子ユニットの前記第１軸方向への駆動時に生じる反力によって前記第１軸方向に移動可能に支持されていることとすることができる。

この場合において、前記反力の作用に起因して前記各第１固定子の少なくとも一方に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えることとすることができる。あるいは、前記ステージを支持する第１定盤と；前記一対の第１固定子のそれぞれを支持し、少なくとも１つが床面に対して移動可能な第２定盤と；前記可動子ユニットとの前記第１軸方向への駆動時に生じる反力を、前記固定子ユニットを介して前記少なくとも１つの第２定盤に伝達する伝達機構と、を更に備えることとすることができる。

この場合において、前記反力の作用に起因して前記少なくとも１つの第２定盤に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えることとすることができる。

この場合において、前記相殺機構は、前記少なくとも１つの第２定盤上に固定された固定子と；該固定子との間の電磁相互作用により駆動され、前記回転モーメントによる前記少なくとも１つの第２定盤の回転を相殺する方向の反力を発生する可動子とを有することとすることができる。

本発明は、第３の観点からすると、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写する露光装置であって、前記感光物体が前記物体として前記ステージ上に載置される本発明の第１、第２のステージ装置のいずれかを具備することを特徴とする露光装置である。

これによれば、感光物体が物体としてステージ上に載置される本発明の第１、第２のステージ装置のいずれかを具備するので、感光物体の位置制御性の向上が可能となり、これにより感光物体上に精度良くマスクに形成されたパターンを転写することが可能となる。

この場合において、前記パターンを前記感光物体上に投影する投影光学系と；前記マスクが載置されるマスクステージと；前記マスクステージと前記ステージとを同期して、前記第２軸方向に関して、前記投影光学系に対して相対移動する同期移動装置と；を更に備えることとすることができる。

また、リソグラフィ工程において、本発明の露光装置を用いて基板上にデバイスパターンを転写することにより、高集積度のマイクロデバイスの生産性を向上することが可能である。従って、本発明は、更に別の観点からすると、本発明の露光装置を用いるデバイス製造方法であるとも言える。

［図１］一実施形態に係る露光装置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（Ａ）］ウエハステージを−Ｘ側から見た図である。
［図３（Ｂ）］ウエハステージ及び固定子ユニットを示す平面図である。
［図４］取り付け部材６５Ｂに設けられたエアベアリング５１Ｂの構成を説明するための図である。
［図５（Ａ）］一対のＸ軸リニアモータの駆動制御方法を説明するための図（その１）である。
［図５（Ｂ）］一対のＸ軸リニアモータの駆動制御方法を説明するための図（その２）である。
［図６］位置調整機構とＹ軸固定子との関係を説明するための図である。
［図７（Ａ）］相殺機構の構成を説明するための図（その１）である。
［図７（Ｂ）］相殺機構の構成を説明するための図（その２）である。
［図８］相殺機構の駆動方法及び作用を説明するための図である。
［図９］第１の変形例に係るステージ装置の構成を示す斜視図である。
［図１０（Ａ）］第１の変形例のステージ装置における相殺機構の制御方法を説明するための図（その１）である。
［図１０（Ｂ）］第１の変形例のステージ装置における相殺機構の制御方法を説明するための図（その２）である。
［図１１］第２の変形例に係るステージ装置の構成を示す斜視図である。
［図１２］第３の変形例に係るステージ装置の構成を示す斜視図である。
［図１３］本発明に係るデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
［図１４］図１３のステップ２０４の具体例を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１には、一実施形態の露光装置１０が一部断面して概略的に示されている。

この露光装置１０は、マスクとしてのレチクルＲと感光物体（及び物体）としてのウエハＷとを一次元方向（ここでは、図１における紙面直交方向であるＹ軸方向とする）に同期移動しつつ、レチクルＲに形成された回路パターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の複数のショット領域にそれぞれ転写する、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。

露光装置１０は、照明光ＩＬによりレチクルＲを照明する照明系１２、レチクルＲが載置されるレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される照明光ＩＬをウエハＷ上に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷが載置されるステージ装置２０等を備えている。

前記照明系１２は、例えば特開平６−３４９７０１号公報及びこれに対応する米国特許第５，５３４，９７０号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（フライアイレンズ、内面反射型インテグレータ、あるいは回折光学素子など）等を含む照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド、及びダイクロイックミラー等（いずれも不図示）から成る照明光学系とを含んで構成されている。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。この照明系１２では、回路パターン等が形成されたレチクルＲ上でＸ軸方向に細長く延びるスリット状（又は矩形状）の照明領域（この照明領域はレチクルブラインドで規定される）を照明光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）あるいはＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光などが用いられる。照明光ＩＬとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。

ここで、照明系１２内の各駆動部、例えば可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド等は、主制御装置５０からの指示に応じ不図示の照明制御装置（露光コントローラ）によって制御される。

前記レチクルステージ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、レチクルステージ駆動部２２によって、照明系１２の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内でＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微少駆動可能であるとともに、レチクルステージベース３０の上面に沿って所定の走査方向（Ｙ軸方向）に指定された走査速度で駆動可能となっている。なお、レチクルステージ駆動部２２は、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする機構であるが、図１では図示の便宜上から単なるブロックとして示されている。なお、レチクルステージＲＳＴとしては、Ｙ軸方向に一次元駆動する粗動ステージと、該粗動ステージに対してレチクルＲを少なくとも３自由度方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向）に微小駆動可能な微動ステージとを有する粗微動構造のステージを採用しても勿論良い。

レチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。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（θｚ回転量（ヨーイング量）などの回転情報を含む）は主制御装置５０に供給される。主制御装置５０では、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部２２を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。なお、移動鏡１５に代えて、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１５の反射面に相当）を形成しても良い。

前記投影光学系ＰＬとしては、物体面側（レチクル側）と像面側（ウエハ側）の両方がテレセントリックでその投影倍率が１／４（又は１／５）の縮小系が用いられている。このため、レチクルＲに照明系１２から照明光（紫外パルス光）ＩＬが照射されると、レチクルＲ上に形成された回路パターン領域のうちの紫外パルス光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その照明光ＩＬの照射領域（前述の照明領域）内の回路パターンの像（部分倒立像）が紫外パルス光の各パルス照射の度に投影光学系ＰＬの像面側の視野の中央にＸ軸方向に細長いスリット状（又は矩形状（多角形））に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領域のうちの１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。

投影光学系ＰＬとしては、照明光ＩＬとしてＫｒＦエキシマレーザ光又はＡｒＦエキシマレーザ光などを用いる場合には、屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る屈折系が主として用いられるが、照明光ＩＬとしてＦ_２レーザ光を用いる場合には、例えば特開平３−２８２５２７号公報及びこれに対応する米国特許第５，２２０，４５４号などに開示されるような、屈折光学素子と反射光学素子（凹面鏡やビームスプリッタ等）とを組み合わせたいわゆるカタディオプトリック系（反射屈折系）、あるいは反射光学素子のみから成る反射系が主として用いられる。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。但し、Ｆ_２レーザ光を用いる場合に、屈折系を用いることは可能である。

前記ステージ装置２０は、投影光学系ＰＬの図１における下方に配置され、ウエハＷを保持するステージとしてのウエハステージＷＳＴ、該ウエハステージＷＳＴをＸ軸（第１軸）方向に所定ストロークで駆動するとともに、Ｙ軸（第２軸）方向及びＺ軸（第３軸）回りの回転方向（θｚ方向）に微小駆動する第１駆動機構、及び該第１駆動機構と一体的にウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に駆動する第２駆動機構等を備えている。

以下、このステージ装置２０の構成各部について、図２を中心に、適宜その他の図面を参照しつつ詳述する。

前記ウエハステージＷＳＴは、クリーンルームの床面Ｆで複数（例えば３つ）の防振ユニット９２を介して略水平に支持された平面視（上方から見て）長方形の第１定盤４４の上方に配置されている。この第１定盤４４の上面４４ａは、平坦度が非常に高く仕上げられ、ウエハステージＷＳＴを案内するガイド面とされている。以下においては、第１定盤４４の上面４４ａを「ガイド面４４ａ」とも記述する。

上記複数の防振ユニット９２は、床面Ｆから第１定盤４４に伝達される微振動（暗振動）を、マイクロＧレベルで絶縁する。なお、複数の防振ユニット９２として、第１定盤４４の所定個所にそれぞれ固定された半導体加速度計等の振動センサの出力に基づいて第１定盤４４をそれぞれ積極的に制振する、いわゆるアクティブ防振装置を用いることは勿論可能である。

前記ウエハステージＷＳＴは、図２に示されるように、ウエハＷを保持するウエハテーブルＷＴＢと、該ウエハテーブルＷＴＢをＺ・チルト駆動機構９６ａ〜９６ｃを介して支持するステージ本体１００とを備えている。

ステージ本体１００は、図３（Ａ）に示されるように、ＹＺ断面が矩形の枠状体によって構成されている。このステージ本体１００は、Ｚ軸方向に関して所定間隔を隔てて配設された天板９９ａ及び底板９９ｂと、当該天板９９ａ及び底板９９ｂ相互間にＹ軸方向に所定間隔を隔てて配置され、両者を連結する２枚の側板９９ｃ，９９ｄとを有している。このうち、天板９９ａとしては、平面視（上方から見て）多角形の板部材が用いられ、残りの板９９ｂ、９９ｃ、９９ｄとしては、長方形の板部材が用いられている。

底板９９ｂの底面には、図３（Ａ）に示されるように、第１の軸受け機構としての複数の気体静圧軸受け（例えばエアベアリング）９４が設けられている。この気体静圧軸受け９４から前述した第１定盤４４のガイド面４４ａに向けて加圧気体（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）を噴き付けることにより、その加圧気体の静圧とウエハステージＷＳＴ（全体）の自重との釣り合いによりウエハステージＷＳＴがガイド面４４ａの上方に数μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されている。

前記天板９９ａの下面の中央部には、図３（Ａ）に示されるように、第２可動子としての磁極ユニット７６Ａが固定されている。また、天板９９ａの下面の磁極ユニット７６ＡのＹ軸方向の一側及び他側には、一対の第３可動子としての磁極ユニット７６Ｂ，７６Ｃが設けられている。これら磁極ユニット７６Ａ〜７６Ｃのうち、磁極ユニット７６Ａは、ＹＺ断面矩形の磁性体から成る枠状部材３１と該枠状部材３１の内側の一対の対向面（上面及び下面）にそれぞれ設けられた一対のＸ軸方向に細長く延びる永久磁石３３Ａ、３３Ｂとを備えている。永久磁石３３Ａと永久磁石３３Ｂとは、互いに逆極性とされている。従って、永久磁石３３Ａと永久磁石３３Ｂとの間には、磁束の向きが−Ｚ方向（又は−Ｚ方向）の磁界が生じている。

残りの磁極ユニット７６Ｂ，７６Ｃのうちの一方の磁極ユニット７６Ｂは、図３（Ａ）に示されるように、ＹＺ断面矩形の磁性体から成る枠状部材３５と、該枠状部材３５の内側の一対の対向面（上面及び下面）にＸ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３７とを有している。この場合、Ｘ軸方向に隣り合う界磁石３７同士、Ｚ軸方向で向かい合う界磁石３７同士は互いに逆極性とされている。このため、枠状部材３５の内部空間には、Ｘ軸方向に関して交番磁界が形成されている。なお、もう一方の磁極ユニット７６Ｃも前記磁極ユニット７６Ｂと同様に構成されている。

前記固定子ユニット６０は、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を総合するとわかるように、Ｘ軸方向に延びるＹＺ断面がＨ字状の第２固定子としての電機子ユニット６１Ａと、該電機子ユニット６１Ａの±Ｙ側に所定間隔を隔ててかつ平行に延設された断面Ｈ字状の一対の第３固定子としての電機子ユニット６１Ｂ，６１Ｃと、これら電機子ユニット６１Ａ〜６１Ｃの長手方向の一端部と他端部をそれぞれ一体化する一対の取り付け部材６５Ａ，６５Ｂとを有している。

このうち、電機子ユニット６１Ａは、前述した磁極ユニット７６Ａを構成する永久磁石３３Ａ、３３Ｂと枠状部材３１とによって形成される空間内に挿入されている。また、電機子ユニット６１Ｂは、前述した磁極ユニット７６Ｂの内部空間に挿入されている。また、電機子ユニット６１Ｃは、前述した磁極ユニット７６Ｃの内部空間に挿入されている。本実施形態では、固定子ユニット６０とウエハステージ本体１００とを組み付けるに際しては、電機子ユニット６１Ａ〜６１Ｃの長手方向の一端部を、例えば取り付け部材６５Ａで連結した状態で、電機子ユニット６１Ａ〜６１Ｃの長手方向の他端部を、対応する磁極ユニット７６Ａ〜７６Ｃの内部空間にそれぞれ挿入し、その挿入後に電機子ユニット６１Ａ〜６１Ｃの長手方向の一端部を、取り付け部材６５Ｂで連結することとすれば良い。

前記電機子ユニット６１Ａの内部には、例えば磁極ユニット７６Ａ内に形成されたＺ軸方向の磁界中で−Ｘ方向にのみあるいは−Ｘ方向にのみ電流を流すことができるような配置で１つ又は複数の電機子コイルが配設されている。この場合、電機子コイルとしては、例えばＹ軸方向に所定間隔で配置されたＸ軸方向に細長く延びる環状の一対のコイルを用いることができる。

本実施形態では、この電機子ユニット６１Ａを構成する電機子コイルに供給される電流の大きさ及び方向が主制御装置５０によって制御されるようになっており、これによって、磁極ユニット７６Ａを電機子ユニット６１Ａに対してＹ軸方向に駆動する駆動力（ローレンツ力）の大きさ及び方向が任意に制御される。すなわち、電機子ユニット６１Ａと、磁極ユニット７６Ａとによって、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に微小駆動するＹ軸微動モータ７５Ａが構成されている。以下においては、電機子ユニット６１ＡをＹ軸微動固定子６１Ａとも呼び、磁極ユニット７６ＡをＹ軸微動可動子７６Ａとも呼ぶものとする。

また、前記電機子ユニット６１Ｂ，６１Ｃの内部には、Ｘ軸方向に沿って所定間隔（所定ピッチ）で複数の電機子コイルが配設されている。本実施形態では、磁極ユニット７６Ｂ，７６Ｃの内部空間にそれぞれ形成されるＸ軸方向に関する交番磁界の中に位置する少なくとも１つの電機子コイルに対して供給される電流の大きさ及び方向が主制御装置５０によって制御されるようになっており、これによってステージ本体１００に設けられた磁極ユニット７６Ｂ，７６Ｃのそれぞれを、電機子ユニット６１Ｂ，６１Ｃに対して、Ｘ軸方向に駆動する駆動力（ローレンツ力）の大きさ及び方向が任意に制御される。この場合、例えば図５（Ａ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴの重心Ｇｓに関して対称な位置にＸ軸方向の駆動力ｆ_１を生じさせることで、ウエハステージＷＳＴ（の重心）を２×ｆ_１の力でＸ軸方向に駆動することができる。また、図５（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴの重心Ｇｓに関して対称な位置に同一の大きさ、かつ反対方向の駆動力ｆ_１及び−ｆ_１を発生させることにより、ウエハステージＷＳＴを重心Ｇｓ回りに回転させることができる。

すなわち、電機子ユニット６１Ｂ，６１Ｃと、これらにそれぞれ係合する磁極ユニット７６Ｂ，７６Ｃとによって、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に所定ストロークで駆動し、かつウエハステージＷＳＴをＺ軸回りの回転方向に微小駆動するムービングマグネット型のＸ軸リニアモータ７５Ｂ，７５Ｃが構成されている。以下においては、電機子ユニット６１Ｂ，６１ＣをＸ軸固定子６１Ｂ，６１Ｃとも呼び、磁極ユニット７６Ｂ，７６ＣをＸ軸可動子７６Ｂ，７６Ｃとも呼ぶものとする。

また、これまでの説明から明らかなように、ステージ本体１００に設けられたＹ軸微動可動子７６Ａ及びＸ軸可動子７６Ｂ，７６Ｃによって、可動子ユニットが構成され、該可動子ユニットと、前述の固定子ユニット６０とによって、電磁相互作用によりウエハステージＷＳＴを、Ｘ軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、Ｙ軸方向及びＺ軸回りに微小駆動する第１の駆動機構が構成されている。

前記第１定盤４４のＸ軸方向の一側（−Ｘ側）及び他側（−Ｘ側）には、図１に示されるように、ＸＺ断面Ｌ字状でＹ軸方向を長手方向とする一対の第２定盤４６Ａ、４６Ｂが左右対称な状態で配置されている。このうち、第１定盤４４の−Ｘ側に位置する一方の第２定盤４６Ａは、クリーンルームの床面Ｆ上に固定されており、その＋Ｘ側（内側）の端部が凸部とされている。この凸部の上面（以下、便宜上「第１面」とも呼ぶ）１４６ａ（図２参照）は、前述の固定子ユニット６０を後述するようにしてＺ軸方向に関して支持する支持面とされている。また、凸部の外側の一段下がった面（以下、便宜上「第２面」とも呼ぶ）１４６ｂには、図２に示されるように、Ｙ軸方向を長手方向とする断面Ｕ字状のガイド部材４８Ａが固定されている。

第１定盤４４の＋Ｘ側に位置する他方の第２定盤４６Ｂは、クリーンルームの床面Ｆ上に気体静圧軸受け（例えばエアベアリング）４２を介して浮上支持されている。この第２定盤４６Ｂは、第２定盤４６Ａと左右対称ではあるが同様の形状を有している。なお、この第２定盤４６Ｂは、前述した第２定盤４６Ａに比べＹ軸方向の長さが幾分長く形成されている（図２参照）。

図２に示されるように、第２定盤４６Ｂは、−Ｘ側（内側）端部が凸部とされており、該凸部の上面（以下、便宜上「第１面」とも呼ぶ）１４６ｃ及び±Ｘ側の側面（１４６ｅ，１４６ｆ（図４参照））は、固定子ユニット６０を後述するようにしてＺ軸方向及びＸ軸方向に関してそれぞれ支持する支持面とされている。また、凸部の外側の一段下がった面（以下、便宜上「第２面」とも呼ぶ）１４６ｄには、前述したガイド部材４８Ａと同様の形状を有するガイド部材４８Ｂが固定されている。

前記固定子ユニット６０の長手方向一端部及び他端部には、図３（Ｂ）に示されるように、取り付け部材６５Ａ，６５Ｂをそれぞれ介して第１可動子としての一対の電機子ユニット６４Ａ、６４Ｂが設けられている。

また、取り付け部材６５Ａ、６５Ｂの底面には、第２の軸受け機構としての気体静圧軸受け（例えばエアベアリング）５１Ａ、５１Ｂ（ただし、図２では、一方の第２の軸受け機構５１Ｂについては不図示、図４参照）が設けられている。

一方の取り付け部材６５Ａに設けられた気体静圧軸受け５１Ａは、図２に示されるように、前述した第２定盤４６Ａの凸部の上面（第１面）１４６ａに対向して配置されている。気体静圧軸受け５１Ａからは第１面１４６ａに向けて加圧気体（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）が噴出され、その加圧気体の静圧によって気体静圧軸受け５１Ａの軸受け面と第１面１４６ａとの間に数μｍ程度のクリアランスが形成されている。

他方の取り付け部材６５Ｂに設けられた気体静圧軸受け５１Ｂは、図４に示されるように、第２定盤４６Ｂの第１面１４６ｃに対向して配置されている。この気体静圧軸受け５１Ｂからは、第１面１４６ｃに向けて加圧気体が噴出され、その加圧気体の静圧によって気体静圧軸受け５１Ｂの軸受け面と第１面１４６ｃとの間に数μｍ程度のクリアランスが形成されている。

すなわち、固定子ユニット６０及び一対の電機子ユニット６４Ａ、６４Ｂの全体が、気体静圧軸受け５１Ａ、５１Ｂによって第２定盤４６Ａ、４６Ｂの第１面１４６ａ，１４６ｃに対して非接触でＺ軸方向に関して支持されている。

前記エアベアリング５１ＢのＸ軸方向の一側と他側には、図４に示されるように、一対の気体静圧軸受け１５１ａ、１５１ｂがそれぞれ固定されている。このうち、一方の気体静圧軸受け１５１ａは、第２定盤４６Ｂの凸部の側面１４６ｅに対向して配置され、該側面１４６ｅに向けて加圧気体を噴出している。また、他方の気体静圧軸受け１５１ｂは、第２定盤４６Ｂの凸部の側面１４６ｆに対向して配置され、該側面１４６ｆに向けて加圧気体を噴出している。この場合、気体静圧軸受け１５１ａ、１５１ｂからそれぞれ噴出される加圧気体の静圧（隙間内圧力）の釣り合いにより、凸部とそれぞれの気体静圧軸受けとの間には、それぞれ数μｍ程度のクリアランスが形成され、かつ維持されるようになっている。本実施形態では、第２定盤４６Ｂの凸部は、固定子ユニット６０のヨーガイドの役目を兼ねている。また、気体静圧軸受け１５１ａ、１５１ｂによってウエハステージＷＳＴ（可動子ユニット）のＸ軸方向への駆動時に生じる反力を固定子ユニット６０を介して第２定盤４６Ｂに伝達する伝達機構が構成されている。

なお、前述のように、第１定盤４４を支持する防振ユニット９２は、床面Ｆから伝達される振動を絶縁させる機能を有する。そのために、この防振ユニット９２によって第１定盤４４がＺ軸方向に微小駆動できるような構成としても良い。また、防振ユニット９２を、例えばアクチュエータとエアマウントとを有するようなアクティブ防振装置とした場合においても、このアクチュエータによって第１定盤４４をＺ軸方向に能動的に動かすことで防振機能を働かせることもできる。また、必要に応じてアクティブ防振装置によって６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ方向）に第１定盤４４を移動させることで制振させるようにしても良い。更に、ウエハステージＷＳＴのウエハ保持面と投影光学系ＰＬの焦点位置とのＺ軸方向の位置関係を所定の関係に維持するために、アクチュエータ等によって第１定盤４４をＺ軸方向に移動させることも考えられる。このように第１定盤４４を移動させた場合、第１定盤４４のガイド面４４ａ上にあるウエハステージＷＳＴも第１定盤４４と略同じような働きをする。従って、第１定盤４４がＺ軸方向に移動可能に構成されている場合、第１定盤４４と第２定盤４６Ａ，４６Ｂとの間で、Ｚ軸方向に関する相対位置の変化が生じる。また、第１定盤４４がθｘ，θｙ方向に移動（回転）できるように構成した場合においても、第１定盤４４と第２定盤４６Ａ，４６Ｂとの間で、Ｚ軸方向に関する相対位置の変化が生じる。本実施形態の構成においては、Ｙ軸微動モータ７５Ａ，Ｘ軸リニアモータ７５Ｂ，７５Ｃは、それぞれの可動子（磁極ユニット７６Ａ，７６Ｂ，７６Ｃ）が、ウエハステージＷＳＴに固定された状態で第１定盤４４上に支持される。また、それぞれの固定子（電機子ユニット６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ）は、一対の取付部材６５Ａ，６５Ｂを介して第２定盤４６Ａ，４６Ｂ上に支持される。その結果、Ｚ軸方向における第１定盤４４と第２定盤４６Ａ，４６Ｂとの間の相対位置が変化すると、Ｙ軸微動モータ７５Ａ，Ｘ軸リニアモータ７５Ｂ，７５Ｃは、それぞれの可動子と固定子との間のＺ軸方向における相対位置も変化することになる。従って、これらのモータ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃそれぞれの可動子と固定子との間のＺ軸方向に関する間隔（ギャップ）は、第１定盤４４がＺ軸方向に移動しても、可動子と固定子とが接触しないような値に予め定めておく必要がある。例えば、走査露光中、第１定盤４４が防振ユニット９２によってＺ軸方向に移動できる範囲を基準位置から±０．３〜３．０ｍｍと設定した場合、モータ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃそれぞれの可動子と固定子との間のＺ軸方向の間隔はそれぞれ０．４〜４．０ｍｍ程度に設定すると良い。この場合、モータ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃそれぞれは、可動子と固定子とのギャップ距離によって、駆動方向の出力が変化しないように構成されていることが望ましい。また、ステージ装置２０のメンテナンス等を行なう際に、第１定盤４４のＺ位置が変化する場合（例えば、防振ユニット９２がエアマウントを有していて、そのエアを抜いた状態にしたときなど）もモータ７５Ａ，７５Ｂ，７５Ｃそれぞれの可動子と固定子とが接触しないようにする必要がある。このとき、可動子と固定子との間隔だけでは接触を防ぐことができない場合には、予めストッパ等を設けておき、このストッパで接触を防止できるようにした後で、第１定盤４４のＺ軸方向の位置を変更するようにすれば良い。また、第１定盤４４と第２定盤４６Ａ，４６Ｂとの間のガイド面の平行度が変化した場合、気体静圧軸受け５１Ａ，５１Ｂ，１５１ａ，１５１ｂにおけるクリアランスが減少し、例えば軸受けと定盤のガイド面とが接触する場合もあり得る。そこで、例えば、取り付け部材６５Ｂと固定子ユニット６０との間及び取り付け部材６５Ａと気体静圧軸受け５１Ａとの間に板バネ、フレキシャ等を備えたヒンジ機構（図示せず）を設け、前記平行度の変化を許容できるように構成しても良い。この場合、取り付け部材６５Ｂと固定子ユニット６０との間に設けられるヒンジ機構は、θｙ方向の自由度を持つ構成とし、取り付け部材６５Ａと気体静圧軸受け５１Ａとの間に設けられるヒンジ機構は、θｘ方向とθｙ方向の自由度を持つ構成とすれば良い。これらのヒンジ機構により、第１定盤４４と第２定盤４６Ａ，４６Ｂとの平行度が変化しても、ヒンジ機構での変形によって気体静圧軸受け５１Ａ，５１Ｂ，１５１ａ，１５１ｂに回転方向の応力（ストレス）が作用することがなく、これら各気体静圧軸受けにおける所定のクリアランスを維持することが可能となる。

図２に戻り、前記一対の電機子ユニット６４Ａ、６４Ｂにそれぞれ対向して、第２定盤４６Ａ，４６Ｂ上方には、第１固定子としての一対の磁極ユニット６２Ａ、６２ＢがＹ軸方向に沿って延設されている。

これら磁極ユニット６２Ａ、６２Ｂのうち一方の磁極ユニット６２Ａは、図２に示されるように、平面視（上方から見て）矩形板状の上板部材５４Ａと、該上板部材５４Ａと同一形状を有する下板部材５４Ｂと、これら上板部材５４Ａ及び下板部材５４Ｂとを連結する状態で設けられた断面コ字状（Ｕ字状）の中間部材５６とから成るヨーク６０Ａと、このヨーク６０Ａの一対の対向面（上面及び下面）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１０８とを有している。この場合、Ｙ軸方向に隣り合う界磁石１０８同士、Ｚ軸方向で向かい合う界磁石１０８同士が逆極性とされている。このため、ヨーク６０Ａの内部空間には、Ｙ軸方向に関して交番磁界が形成されている。

他方の磁極ユニット６２Ｂも、磁極ユニット６４Ａと同様に構成されている。すなわち、平面視（上方から見て）矩形板状の上板部材５４Ａと、該上板部材５４Ａと同一形状を有する下板部材５４Ｂと、これら上板部材５４Ａ及び下板部材５４Ｂとを連結する状態で設けられた断面コ字状（Ｕ字状）の中間部材５６とから成るヨーク６０Ｂと、このヨーク６０Ｂの一対の対向面（上面及び下面）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１０８とを有している。ヨーク６０Ｂの内部空間にも、Ｙ軸方向に関して交番磁界が形成されている。

前記電機子ユニット６４Ａ、６４Ｂは、内部が中空とされた筐体と、該筐体内にＹ軸方向に沿って所定間隔で配設された不図示の電機子コイルとにより構成されている。

従って、電機子ユニット６４Ａ、６４Ｂをそれぞれ構成する電機子コイルを流れる電流と、磁極ユニット６２Ａ、６２Ｂをそれぞれ構成する界磁石の発生する磁界（交番磁界）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り、電機子ユニット６４Ａ、６４Ｂ（すなわち固定子ユニット６０）が磁極ユニット６２Ａ、６２Ｂに沿ってＹ軸方向に駆動される。すなわち、本実施形態では、電機子ユニット６４Ａ、６４Ｂと磁極ユニット６２Ａ、６２Ｂとによって、ムービングコイル型のリニアモータから成る、第２駆動機構としての一対のＹ軸リニアモータ６６Ａ、６６Ｂが、それぞれ構成されている。従って、以下では、磁極ユニット６２Ａ、６２ＢをＹ軸固定子６２Ａ、６２Ｂとも呼び、電機子ユニット６４Ａ、６４ＢをＹ軸可動子６４Ａ、６４Ｂとも呼ぶ。

また、一方の磁極ユニット（Ｙ軸固定子）６２Ａの下面には、Ｙ軸方向を長手方向とする角柱状のスライド部材６８Ａが固定され、他方の磁極ユニット（Ｙ軸固定子）６２Ｂの下面には、Ｙ軸方向を長手方向とする角柱状のスライド部材６８Ｂが固定されている。

一方のスライド部材６８Ａは、図２に示されるように、そのＸ軸方向両側の側面及び下面が、前述したＵ字状のガイド部材４８Ａの内側の３面にそれぞれ対向する状態で配置されており、スライド部材６８Ａは３方向（＋Ｘ方向、−Ｘ方向及び−Ｚ方向）から不図示の気体静圧軸受け（例えばエアベアリング）をそれぞれ介してガイド部材４８Ａによって非接触で支持されている。この場合、Ｙ軸固定子６２Ａの下面とガイド部材４８Ａとの間には、所定のクリアランスが形成されている。

他方のスライド部材６８Ｂは、図２に示されるように、そのＸ軸方向両側の側面及び下面が、前述したＵ字状のガイド部材４８Ｂの内側の３面にそれぞれ対向する状態で配置されており、スライド部材６８Ｂは３方向（＋Ｘ方向、−Ｘ方向及び−Ｚ方向）から不図示の気体静圧軸受け（例えばエアベアリング）をそれぞれ介してガイド部材４８Ｂによって非接触で支持されている。この場合、Ｙ軸固定子６２Ｂの下面とガイド部材４８Ｂとの間には、所定のクリアランスが形成されている。

前記Ｚ・チルト駆動機構９６ａ〜９６ｃは、ステージ本体１００の上面のほぼ正三角形の頂点となる位置にそれぞれ配置されている。Ｚ・チルト駆動機構９６ａ〜９６ｃのそれぞれは、ウエハテーブルＷＴＢを支持するとともに、独立してＺ軸方向に微少駆動するボイスコイルモータを含む。従って、Ｚ・チルト駆動機構９６ａ〜９６ｃによって、ウエハテーブルＷＴＢ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。本実施形態では、Ｚ・チルト駆動機構９６ａ〜９６ｃは、図１の主制御装置５０によって制御される。

Ｚ・チルト駆動機構９６ａ〜９６ｃによってステージ本体１００上で支持された前記ウエハテーブルＷＴＢ上には、図１に示されるように、ウエハホルダ２５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。ウエハテーブルＷＴＢのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）は、ウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」という）１０４により、移動鏡１０２を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時計測されている。

ここで、ウエハテーブルＷＴＢ上には、実際には、図２に示されるように、Ｙ軸方向の一側（＋Ｙ側）の端部にＸ軸方向に延びるＹ移動鏡１０２ａが固定され、Ｘ軸方向の一側（−Ｘ側）の端部にＹ軸方向に延びるＸ移動鏡１０２ｂが固定されている。これらの移動鏡１０２ａ、１０２ｂの外面は、鏡面加工がなされた反射面とされている。また、上記の移動鏡１０２ａ、１０２ｂに対応して、ウエハ干渉計も、Ｙ移動鏡１０２ａの反射面にレーザビーム（測長ビーム）を照射するＹ干渉計と、Ｘ移動鏡１０２ｂの反射面にレーザビーム（測長ビーム）を照射するＸ干渉計とが設けられている。

このように、移動鏡、ウエハ干渉計はそれぞれ複数設けられているが、図１では、これらが代表的に移動鏡１０２、ウエハ干渉計１０４として示されている。

この場合、Ｘ干渉計及びＹ干渉計としては、ともに測長軸を複数有する多軸干渉計が用いられており、ウエハテーブルＷＴＢのＸ、Ｙ位置及びヨーイング（Ｚ軸回りの回転であるθｚ回転）に加え、ピッチング（Ｘ軸回りの回転であるθｘ回転）、ローリング（Ｙ軸回りの回転であるθｙ回転））も計測可能とされている。なお、例えば、ウエハテーブルＷＴＢの端面を鏡面加工して反射面（前述の移動鏡１０２ａ，１０２ｂの反射面に相当）を形成しても良い。また、前述の多軸干渉計は４５°傾いてウエハテーブルＷＴＢに設置される反射面を介して、投影光学系ＰＬが載置される架台（不図示）に設置される反射面にレーザビームを照射し、投影光学系ＰＬの光軸方向（Ｚ軸方向）に関する相対位置情報を検出するようにしても良い。

ウエハ干渉計１０４で計測されるウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）の位置情報（又は速度情報）は主制御装置５０に送られ、主制御装置５０ではウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいてＹ軸リニアモータ６６Ａ，６６Ｂ、Ｘ軸リニアモータ７５Ｂ，７５Ｃ、Ｙ軸微動モータ７５Ａを介してウエハステージＷＳＴのＸＹ面内位置を制御する。

ステージ装置２０は、図２に示されるように、前述のＹ軸固定子６２Ａ，６２ＢのＹ軸方向の位置を調整する２つの位置調整機構５２Ａ，５２Ｂを更に備えている。このうちの一方の位置調整機構５２Ｂは、図２に示されるように、床面Ｆ上に支持部材７２を介して所定高さ位置で支持された電機子ユニット７４を固定子として有し、前述した磁極ユニット６２Ｂ、すなわちＹ軸固定子６２Ｂの一部を可動子として有するムービングマグネット型のリニアモータによって構成されている。

すなわち、電機子ユニット７４は、図６に示されるように、Ｙ軸固定子６２Ｂを構成するヨーク６０Ｂの中間部材５６に形成された矩形開口ＯＰを介してヨーク６０Ｂの内部空間（複数の界磁石によって交番磁界が形成された空間）に挿入されている。電機子ユニット７４の内部には、少なくとも１つの電機子コイルが設けられており、この電機子コイルに流れるＸ軸方向の電流と、上記の交番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り、Ｙ軸固定子６２Ｂが電機子ユニット７４に対してＹ軸方向に駆動される。この場合、電機子ユニット７４内部の電機子コイルに供給される電流の大きさ及び方向が、図１の主制御装置５０によって制御されるようになっている。

他方の位置調整機構５２Ａは、上述した位置調整機構５２Ｂと同様の構成のムービングマグネット型のリニアモータによって構成され、Ｙ軸固定子６２ＡをＹ軸方向に駆動する。

なお、これらの位置調整機構５２Ａ，５２ＢによるＹ軸固定子の位置調整のタイミング等については更に後述する。

ステージ装置２０は、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向への駆動の際に生じる反力の作用に起因して第２定盤４６Ｂに生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えている。この相殺機構７８は、図２に示されるように、第２定盤４６Ｂの第２面１４６ｄの−Ｙ側端部に、配設されている。この相殺機構７８は、図２及び図７（Ａ）に示されるように、第２定盤４６Ｂ上に固定された固定部７８Ａと、該固定部７８Ａの長手方向に沿って移動する可動部７８Ｂとを備えている。

前記固定部７８Ａは、図７（Ｂ）に示されるように、断面略Ｕ字状のガイド１７９と該ガイド１７９の上面に固定された固定子ＲＭａとを備えている。この場合、ガイド１７９が、第２定盤４６Ｂ上に直接固定されている。前記固定子ＲＭａは、断面Ｉ字状でその内部に複数の電機子コイルが配置されている。

前記可動部７８Ｂは、図７（Ｂ）に示されるように、可動子ＲＭｂと、該可動子ＲＭｂのＹ軸方向両側に固定された一対の重量物（マス）１７８Ａ，１７８Ｂとを備えている。可動子ＲＭｂは、断面矩形の筒状部材と、該筒状部材の内側の一対の対向面（Ｙ軸方向の両側面）に固定された複数の界磁石とから構成されている。

固定子ＲＭａと可動子ＲＭｂとが、図７（Ａ）に示されるように係合した状態においては、固定子ＲＭａ内を流れる電流と、可動子ＲＭｂ内に形成される磁界との間の電磁相互作用により、可動子ＲＭｂにはＸ軸方向の駆動力が作用することとなる。すなわち、これら固定子ＲＭａと可動子ＲＭｂとにより、ムービングマグネット型のリニアモータＲＭが構成されている。

また、可動子ＲＭｂのＹ軸方向両側に固定されたマス１７８Ａ，１７８Ｂのガイド１７９に対向する部分の一部には、不図示の気体静圧軸受けが設けられており、当該気体静圧軸受けを介してマス１７８Ａ，１７８Ｂがガイド１７９に対して数μｍのクリアランスを介して浮上支持されている。これらのマス１７８Ａ，１７８Ｂは、小さなストロークで大きな反力（力）を発生させるために設けられている。マス１７８Ａ，１７８Ｂとしては、比較的密度の大きい部材で構成するなどして、質量をできる限り大きくすることが望ましい。

このようにして構成された相殺機構７８（すなわちリニアモータＲＭ）は、図１の主制御装置５０によって後述するようにして制御される。

ステージ装置２０は、図２に示されるように、第２定盤４６ＢをＸ軸方向に駆動可能なボイスコイルモータ８０を更に備えている。このボイスコイルモータ８０は、第２定盤４６Ｂの＋Ｘ側の側面に突設された平板状の可動子８１と、該可動子８１と非接触で係合するように、支持部材８３を介して床面Ｆの上方に配置された断面Ｕ字状の固定子８２とを備えている。この場合、例えば可動子８１が、その内部に電機子コイルを有する電機子ユニットであり、固定子８２が、その内側の一対の対向面（上面及び下面）に互いに逆極性の界磁石が設けられた磁極ユニットであることとすることができる。

可動子８１は、第２定盤４６Ｂの重心に対応するＹ軸方向の位置に設けられている。従って、ボイスコイルモータ８０が、主制御装置５０により駆動された場合に、第２定盤４６Ｂをθｚ回転させることなく、Ｘ軸方向に駆動することが可能となっている。

図１に戻り、本実施形態の露光装置１０は、主制御装置５０によってオンオフが制御される光源を有し、投影光学系ＰＬの結像面に向けて多数のピンホール又はスリットの像を形成するための結像光束を、光軸ＡＸに対して斜め方向より照射する照射系ＡＦａと、それらの結像光束のウエハＷ表面での反射光束を受光する受光系ＡＦｂとから成る斜入射方式の多点焦点位置検出系から成る焦点位置検出系を、更に備えている。なお、本実施形態の焦点位置検出系（ＡＦａ、ＡＦｂ）と同様の多点焦点位置検出系の詳細な構成は、例えば特開平６−２８３４０３号公報及びこれに対応する米国特許第５，４４８，３３２号等に開示されている。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記公報及び対応する米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

主制御装置５０では、後述する走査露光時等に、受光系ＡＦｂからの焦点ずれ信号（デフォーカス信号）、例えばＳカーブ信号に基づいて、Ｚ・チルト駆動機構９６ａ〜９６ｃを介してウエハテーブルＷＴＢのＺ軸方向への移動、及び２次元面に対する傾斜（すなわち、θｘ，θｙ方向の回転）を制御する、すなわち多点焦点位置検出系（ＡＦａ、ＡＦｂ）の検出結果に基づいてウエハテーブルＷＴＢの移動を制御することにより、照明光ＩＬの照射領域（照明領域と結像関係になる露光領域）内で投影光学系ＰＬの結像面とウエハＷ（ショット領域）の表面とを実質的に合致させる（換言すれば、露光領域内でショット領域の表面を投影光学系ＰＬの焦点深度内に設定する）オートフォーカス（自動焦点合わせ）及びオートレベリングを実行する。

上述のように構成される本実施形態の露光装置１０によると、通常のスキャニング・ステッパと同様に、レチクルアライメント、不図示のアライメント系のベースライン計測、並びにＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式のウエハアライメント等の所定の準備作業が行われた後、以下のようにしてステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。

なお、上記のレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業については、例えば特開平７−１７６４６８号公報及びこれに対応する米国特許第５，６４６，４１３号に詳細に開示されており、これに続くＥＧＡについては、特開昭６１−４４４２９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号等に詳細に開示されている。本国際出願で指定した指定国（又は選択した選択国）の国内法令が許す限りにおいて、上記各公報並びにこれらに対応する上記米国特許における開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

すなわち、主制御装置５０では、ウエハアライメントの結果に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢ上に保持されたウエハＷ上の第１ショット領域（ファーストショット領域）の露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴを移動する。この移動は、主制御装置５０により、ウエハ干渉計１０４の計測値に基づいて、Ｙ軸リニアモータ６６Ａ、６６Ｂ、及びＸ軸リニアモータ７５Ｂ、７５Ｃを制御することによって行われる。

次いで、主制御装置５０では、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ軸方向の相対走査を開始して、ウエハＷ上のファーストショット領域に対する走査露光を行い、そのファーストショット領域にレチクルＲの回路パターンを投影光学系ＰＬを介して縮小転写する。

ここで、走査露光の際に、主制御装置５０は、レチクル干渉計２２、ウエハ干渉計１０４の計測値をモニタしつつ、レチクルステージ駆動部２２及びＹ軸リニアモータ６６Ａ、６６Ｂを制御することにより、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを相対走査するが、この相対走査中（少なくとも露光中）は、両者を精度良く同期させる必要がある。かかる点を考慮して、レチクルステージＲＳＴのウエハステージＷＳＴに対する追従誤差が極力生じないように、主制御装置５０はＹ軸微動モータ７５Ａを用いて、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向位置の微調整を行っている。

また、走査露光中には、前述した焦点位置検出系（ＡＦａ，ＡＦｂ）の出力に基づくオートフォーカス、オートレベリングが主制御装置５０によりＺ・チルト駆動機構９６ａ〜９６ｃを介して実行されている。

このようにして、ファーストショットの走査露光が終了すると、主制御装置５０により、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方向にステップ移動され、セカンドショット領域（第２番目のショット領域）の露光のための加速開始位置に移動される。そして、主制御装置５０の管理の下、セカンドショット領域に対して上記と同様の走査露光が行われる。

このようにして、ウエハＷ上のショット領域の走査露光とショット領域間のステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハＷ上の全ての露光対象ショット領域にレチクルＲの回路パターンが順次転写される。

上述のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中に、ウエハステージＷＳＴが固定子ユニット６０とともにＹ軸方向へ駆動されると、その駆動による反力がＹ軸リニアモータ６６Ａ，６６Ｂを構成するＹ軸固定子６２Ａ，６２Ｂに作用する。この反力の作用により、Ｙ軸固定子６２Ａ，６２Ｂはガイド４８Ａ，４８Ｂに沿ってＹ軸方向に駆動される。この場合、ガイド４８Ａ，４８Ｂと、Ｙ軸固定子６２Ａ，６２Ｂに固定されたスライダ６８Ａ，６８Ｂとの間は気体静圧軸受けにより非接触とされているので、運動量保存則が略成立するようにＹ軸固定子６２Ａ，６２Ｂが移動し、前述の反力がほぼ完全にキャンセルされる。

但し、Ｙ軸固定子６２Ａ，６２Ｂが上記の反力に応じた距離だけ繰り返し移動した場合、Ｙ軸固定子６２Ａ，６２Ｂが所定の基準位置からずれ、最悪の場合には、ウエハステージＷＳＴの必要なストローク範囲から外れてしまう可能性がある。このため、本実施形態では、主制御装置５０が、露光精度に影響を与えないタイミング、すなわち、例えば露光動作やアライメント動作が行われていない時間などに、前述した位置調整機構５２Ａ，５２Ｂを構成する電機子コイルに対する供給電流を制御することにより、Ｙ軸固定子６２Ａ，６２Ｂを所定の基準位置に戻す動作を行うようになっている。

また、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向への目標位置に基づいて、その目標位置にウエハステージＷＳＴを駆動した際に生じる反力が運動量保存則でキャンセルされるような位置にＹ軸固定子６２Ａ，６２Ｂが移動するように、位置調整機構５２Ａ，５２Ｂを常時制御するようにしても良い。この場合においても、露光動作やアライメント動作が行われていないタイミングで位置調整機構５２Ａ，５２Ｂを駆動するように制御すると良い。

一方、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方向に沿って駆動されると、その駆動による反力は、固定子ユニット６０に作用し、該固定子ユニット６０がウエハステージＷＳＴとは反対方向に移動しようとする。この場合、固定子ユニット６０は、気体静圧軸受け１５１ａ，１５１ｂを介して、第２定盤４６Ｂに対するＸ軸方向の位置が維持されているので、上記のＸ軸方向の反力が第２定盤４６Ｂにも伝達され、固定子ユニット６０と第２定盤４６Ｂとが一体的にウエハステージＷＳＴとは反対方向に移動する。

この場合、第２定盤４６Ｂは床面Ｆ上にて浮上支持されているので、固定子ユニット６０と第２定盤４６Ｂとは、運動量保存則が略成立するように一体的にＸ軸方向に移動し、これによりウエハステージＷＳＴのＸ軸方向への駆動による反力がほぼ完全にキャンセルされる。また、このように固定子ユニット６０のみが反力キャンセルのために移動するのではなく、固定子ユニット６０とともに第２定盤４６Ｂが移動するので、それらの重量が増える分、Ｘ軸方向への移動ストロークを小さく抑えることが可能である。

この場合において、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向への駆動による反力が第２定盤４６Ｂ及びガイド部材４８Ｂ、Ｙ軸固定子６２Ｂなどの第２定盤４６Ｂに支持された部材から成る系の重心に作用する場合には問題ないが、図８に示されるように、ウエハステージＷＳＴが、前記系の重心Ｇｐよりも距離Ｌ１だけ離れた位置にあり、その位置に反力が作用する場合には、第２定盤４６Ｂに回転モーメント（トルク）Ｍ_１が発生してしまう。そこで、本実施形態では、主制御装置５０が、その反力の大きさ及び作用点の位置に応じて、前述の相殺機構７８を構成する可動部７８ＢをＸ軸方向に駆動することで、回転モーメントＭ_１を第２定盤４６Ｂを含む閉じた系内で相殺する。

より具体的には、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向への移動による反力（Ｆ_１）と、系の重心Ｇｐから反力（Ｆ_１）が作用する点までの距離（Ｌ１）に応じて発生する重心回りの回転モーメント（Ｍ_１）と、相殺機構７８の可動部７８ＢのＸ軸方向への移動による反力（Ｆ_２）と、系の重心Ｇｐから反力（Ｆ_２）が作用する点までの距離（Ｌ２）に応じて発生する重心回りの回転モーメントとが相反する方向で同一の大きさとなるように、相殺機構７８の可動部７８Ｂを駆動制御する。これにより、第２定盤４６Ｂを含む系の重心Ｇｐ回りに作用するモーメント（Ｍ_１）を第２定盤４６Ｂを含む系内で相殺することが可能となり、回転モーメントＭ_１による第２定盤４６Ｂの回転を防止することができる。

本実施形態では、上記のようにして第２定盤４６Ｂを含む系に作用する回転モーメントを相殺することが可能であるが、第２定盤４６Ｂは、反力Ｆ_１と反力Ｆ_２との合力の作用によって、運動量保存則に従いつつＸ軸方向に微小量ではあるが、移動する。この第２定盤４６Ｂの移動に伴い、前述の固定子ユニット６０及び一対のＹ軸可動子６４Ａ、６４Ｂが、第２定盤４６Ｂ等に対してＸ軸方向に移動する。このような移動が、繰り返し行われると、第２定盤４６Ｂ及び固定子ユニット６０等が基準位置からずれ、そのずれが大きくなると、Ｙ軸リニアモータ６６Ａの制御等に影響が生じることとなる。すなわち、例えばＹ軸可動子６４ＡがＹ軸固定子６２Ａの内部空間から外れてしまったり、エアベアリング５１Ａが第２定盤４６Ａの第１面１４６ａから外れてしまったりする可能性がある。従って、このような事態が発生することがないように、主制御装置５０では、露光動作やアライメント動作が行われていない間に、ボイスコイルモータ８０の駆動を制御し、第２定盤４６Ｂ及び固定子ユニット６０を所定の基準位置、あるいはその近傍に適宜移動する。

また、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向への目標位置に基づいて、その目標位置にウエハステージＷＳＴを駆動した際に生じる反力が運動量保存則でキャンセルされるような位置に第２定盤４６Ｂ及び固定子ユニット６０が移動するようにボイスコイルモータ８０を常時制御しても良い。この場合においても、露光動作やアライメント動作が行われていないタイミングでボイスコイルモータ８０を駆動するように制御すると良い。

以上のようにすることで、露光動作、アライメント動作中に生じる反力は、ほぼ完全にキャンセルされ、また、その反力により第２定盤４６Ｂ等に与えられる回転モーメントの影響を極力抑えることができ、更には、Ｙ軸リニアモータの制御不能などが発生するのを確実に回避することができる。

以上詳細に説明したように、本実施形態に係るステージ装置２０によると、ウエハステージＷＳＴは、第１定盤４４に形成されたガイド面４４ａに案内され、前述の第１駆動機構を構成するＸ軸リニアモータ７５Ｂ，７５ＣによりＸ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Ｚ軸回りの回転方向に微小駆動される。また、ウエハステージＷＳＴは、第１駆動機構を構成するＹ軸微動モータ７５ＡによりＹ軸方向に微小駆動される。さらに、ウエハステージＷＳＴは、第１定盤４４に形成されたガイド面４４ａに案内され、第２駆動機構を構成する一対のＹ軸固定子６４Ａ、６４Ｂと対応する一対のＹ軸可動子６５Ａ、６５Ｂとの間の電磁相互作用により発生する駆動力（すなわち一対のＹ軸リニアモータ６６Ａ、６６Ｂの駆動力）により、前記一対のＹ軸可動子６５Ａ、６５Ｂが長手方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた固定子ユニット６０と一体的に、Ｙ軸方向に駆動される。

この場合、第１駆動機構（Ｙ軸微動モータ７５Ａ、Ｘ軸リニアモータ７５Ｂ，７５Ｃ）を構成する固定子ユニット６０（Ｘ軸固定子６１Ｂ、６１Ｃ及びＹ軸微動固定子６１Ａを含む）は、第１定盤４４とは振動的に分離された第２定盤４６Ａ，４６Ｂの第１面１４６ａ，１４６ｃによりＺ軸方向に関して支持されている。

従って、ウエハステージＷＳＴが固定子ユニット６０とともに一対のＹ軸リニアモータ６６Ａ、６６ＢによりＹ軸方向に駆動される際に、一対のＹ軸固定子６４Ａ、６４Ｂに振動が仮に発生した場合にも、その振動は、Ｙ軸固定子６４Ａ、６４Ｂを個別に支持する第２定盤４６Ａ、４６Ｂに伝達するのみで、これらと振動的に分離された第１定盤４４に伝達されることはない。また、Ｙ軸固定子６４Ａ、６４Ｂの振動が対応するＹ軸可動子６５Ａ、６５Ｂに伝達されたとしても、それらのＹ軸可動子６５Ａ、６５Ｂがその両端に設けられた固定子ユニット６０は、一対の第２定盤４６Ａ、４６Ｂの支持面１４６ａ、１４６Ｂに気体静圧軸受けを介してＺ軸方向に関して非接触で支持されているので、第２定盤４６Ａ、４６Ｂに振動が伝達されることはあっても、これらの第２定盤４６Ａ、４６Ｂと振動的に分離された第１定盤４４に伝達されることはない。また、Ｙ軸可動子６５Ａ、６５Ｂの振動が固定子ユニット６０に影響を与えることも殆どない。なお、防振ユニット９２は、第１定盤４４に伝達される振動の影響がなければ、必ずしも設ける必要はない。防振ユニット９２を設けない場合、第１定盤４４と第２定盤４６Ａ，４６Ｂとを一体に構成しても良い。

また、可動子ユニット（具体的には、Ｙ軸微動可動子７６Ａ）と固定子ユニット６０（具体的には、Ｙ軸微動固定子６１Ａ）との間の電磁相互作用により発生する駆動力よりウエハステージＷＳＴをＹ軸方向（走査方向）へ微小駆動することができるので、ウエハステージＷＳＴ（可動子ユニット）と固定子ユニット６０とのＹ軸方向の位置関係を維持するためにエアベアリング等を設ける必要がないとともに、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に関して所望の位置に精度良く移動させることが可能となる。

この場合、固定子ユニット６０のＹ軸方向への移動が直接的にウエハステージＷＳＴに影響を与えることもない。これにより、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向への駆動がウエハステージＷＳＴの振動要因となることがなく、Ｙ軸方向への駆動に際してウエハステージＷＳＴの位置制御精度を高く維持することができる。

また、ウエハステージＷＳＴは、可動子ユニットと固定子ユニット６０との間の電磁相互作用によって生じる駆動力によりガイド面４４ａに案内された状態で、固定子ユニット６０に沿ってＸ軸方向へ駆動されるので、この駆動の際にウエハステージＷＳＴに振動が生じることもない。また、この駆動による反力が、固定子ユニット６０を介してＹ軸固定子６４Ａ、６４Ｂをそれぞれ支持する第２定盤４６Ａ、４６Ｂに伝達されても、この振動が第１定盤４４に伝達されることはない。

従って、ステージ装置２０によると、ウエハステージＷＳＴの駆動により生じる反力に起因する各部の振動がウエハステージＷＳＴの位置制御性を悪化させる要因となることが殆どなく、ウエハステージＷＳＴの高精度な位置制御を実現することができる。

また、ステージ装置２０によると、固定子ユニット６０は、Ｘ軸方向に延びるＹ軸微動固定子６１Ａと、該Ｙ軸微動固定子６１Ａを中心としてＹ軸方向の一側と他側にそれぞれ配置されたＸ軸方向に延びる一対のＸ軸固定子６１Ｂ，６１Ｃとを含み、可動子ユニットは、Ｙ軸微動固定子６１Ａとの間の電磁相互作用によりウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に微小駆動する駆動力を発生するＹ軸微動可動子７６Ａと、一対のＸ軸固定子６１Ｂ，６１Ｃとの間で個別に電磁相互作用を行い、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に駆動する駆動力をそれぞれ発生する一対のＸ軸可動子７６Ｂ，７６Ｃとを含んでいる。すなわち、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向に微小駆動するＹ軸微動モータ７５Ａと、該Ｙ軸微動モータ７５Ａを中心としＹ軸方向の一側と他側にそれぞれ配置されたＸ軸リニアモータ７５Ｂ，７５Ｃとを有しているので、Ｘ軸リニアモータ７５Ｂ，７５Ｃの駆動力を同一とすることにより、ステージの重心近傍に駆動力を作用させることが可能となり、Ｘ軸リニアモータ７５Ｂ，７５Ｃの駆動力を大きさが同一で反対方向の力とすることにより、重心回りの回転駆動を行うことができる。

また、本実施形態に係るステージ装置２０によると、Ｙ軸リニアモータ６６Ａ，６６Ｂは、可動子６４Ａ，６４Ｂが電機子ユニットから成り、固定子６４Ａ，６４Ｂが磁極ユニットから成る、一対のムービングコイル型のリニアモータによって構成されているので、可動子側を軽量化することができるとともに、固定子側を重量化することができる。この場合、固定子がカウンタマスとして機能する際のストロークを小さくすることができ、装置の小型化を図ることが可能となる。また、本実施形態では、ムービングコイル型のＹ軸リニアモータ６６Ａ，６６Ｂを採用しているので、ウエハステージを２つ備え、該２つのウエハステージのＹ軸リニアモータの固定子を共通にすることで、ウエハステージを２つ備えるツインウエハステージタイプのウエハステージ装置を比較的容易に実現することが可能となる。

また、第２定盤４６Ａ，４６Ｂは、Ｙ軸固定子６２Ａ，６２Ｂの基盤をも兼ねており、各Ｙ軸固定子６２Ａ，６２Ｂは、第２定盤４６Ａ，４６Ｂとの間の摩擦力がほぼゼロの状態で、少なくともＹ軸方向に関する相対移動が許容されている。このため、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向への駆動時に、固定子ユニット６０と一体でＹ軸可動子６４Ａ，６４ＢがＹ軸方向に駆動される際にＹ軸固定子６２Ａ，６２Ｂに生じる反力によりＹ軸固定子６２Ａ，６２Ｂが運動量保存則に従ってＹ軸方向に移動する。これにより、その反力がほぼ完全にキャンセルされ、振動の発生が防止される。この場合、重心位置の移動も生じないので、偏荷重の発生もない。

また、本実施形態に係るステージ装置２０によると、固定子ユニット６０は、ウエハステージＷＳＴ及びガイド面４４ａとの間の摩擦力がほぼゼロの状態で、Ｘ軸方向に関する相対移動が許容されているので、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向への駆動の際にはその駆動力の反力により固定子ユニット６０が、運動量保存則に従ってＸ軸方向に移動し、その反力がキャンセルされ、その反力に起因する振動の発生を防止することができる。更に、第２定盤４６Ｂは、床面Ｆに対して移動可能とされ、ウエハステージＷＳＴ（Ｘ軸可動子７６Ｂ，７６Ｃ）のＸ軸方向への駆動時に固定子ユニット６０に生じる反力を、第２定盤４６Ｂに伝達する気体静圧軸受け１５１ａ、１５１ｂが、固定子ユニット６０に設けられている。このため、ウエハステージＷＳＴ（Ｘ軸可動子７６Ｂ，７６Ｃ）の反力が固定子ユニット６０及び第２定盤４６Ｂ等の移動によりキャンセルされる。この場合、第２定盤４６Ｂなどの質量は大きいので、その移動距離を極力短くすることが可能となっている。

また、本実施形態に係るステージ装置２０によると、前述の２つの位置調整機構５２Ａ，５２Ｂにより、Ｙ軸固定子６２Ａ，６２ＢのＹ軸方向の位置を所定の基準位置まで戻すことが可能であることから、Ｙ軸固定子６２Ａ，６２Ｂの移動ストロークを大きくとる必要がなく、その分小型化を図ることが可能となっている。また、位置調整装置５２Ａ，５２Ｂは、Ｙ軸固定子６２Ａ、６２Ｂの一部を可動子としているので、Ｙ軸リニアモータと別個に磁極ユニット（又は電機子ユニット）を設ける必要がない。

更に、ステージ装置２０によると、前述した相殺機構７８により、ウエハステージＷＳＴの駆動時の反力に起因する第２定盤４６Ｂの回転の発生を防止することが可能である。

また、本実施形態の露光装置１０によると、ステージ装置２０によりウエハステージＷＳＴの位置制御性の向上が図られるので、これによりウエハステージＷＳＴ上に保持されたウエハＷに精度良くレチクルＲのパターンを転写することが可能となる。

また、露光装置１０によると、ステージ装置２０は、走査方向に関して粗微動型の構成が採用されているので、走査露光時のレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期精度を向上させることができ、この点においても、露光精度（レチクルパターンとウエハとの重ね合わせ精度など）の向上が可能となる。

なお、上記実施形態では、第２定盤をＹ軸固定子に対応して２つ備えるものとしたが、これに限らず、第２定盤は１つであっても良い。この場合、例えば、第２定盤としては第１定盤４４を取り囲むような枠状の定盤を採用することができる。

また、上記実施形態では、２つの第２定盤４６Ａ，４６Ｂのうちの一方の第２定盤４６Ｂを床面上で浮上支持し、該一方の第２定盤４６ＢをＸ軸方向のカウンタマスとして用いる場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、２つの第２定盤４６Ａ，４６Ｂのいずれも、床面Ｆ上に浮上支持される構成を採用しても良い。また、この場合には、２つの第２定盤４６Ａ，４６Ｂを所定の連結部材で連結し、各定盤が同一量だけ移動するような構成を採用しても良い。例えば、２つの第２定盤４６Ａ，４６Ｂを所定の連結部材で連結するかあるいは一体化して第１定盤４４を取り囲むような枠状の定盤とし、この定盤を床面Ｆ上に浮上支持してＸ軸方向及びＹ軸方向への移動並びにθｚ回転が可能なように構成しても良い。これにより、第２定盤をＸ軸方向及びθｚ方向用のカウンタマスとして機能させることができる。そして、この第２定盤のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置の調整、並びにθｚ回転の除去を行うための駆動装置を設けても良い。この駆動装置としては、前述の位置調整機構５２Ａ，５２Ｂ、ボイスコイルモータ８０、相殺機構７８等と同様の構成を用いることができる。さらに、第１定盤４４と第２定盤４６Ａ，４６Ｂとを一体化してＸ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ回転用のカウンタマスとして機能させることも可能である。

また、第２定盤４６Ａ、４６Ｂを所定の連結部材で連結するかあるいは一体化して第１定盤４４を囲むような枠状部材とし、この枠状部材にＹ軸リニアモータ６６Ａ、６６ＢのＹ軸固定子（磁極ユニット）６２Ａ、６２Ｂを固定する構成としても良い。そして、この枠状部材を床面Ｆ上に浮上支持してＸ軸方向及びＹ軸方向への移動並びにθｚ回転が可能なように構成し、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ回転用のカウンタマスとして機能させても良い。この場合においても、前述のように、枠状部材のＸ軸方向の位置及びＹ軸方向の位置の調整、並びにθｚ回転の除去を行うための駆動装置を設けても良い。さらに、枠状部材と第１定盤４４とを一体化して前記反力が第１定盤４４に伝わるようにし、その第１定盤４４をＸ軸方向、Ｙ軸方向、θｚ回転用のカウンタマスとして機能させることも可能である。

なお、上記実施形態で説明した相殺機構７８は、一例であって、本発明のステージ装置では、特定定盤（上記実施形態では第２定盤４６Ｂ）上に設けられ、ステージ（可動子ユニット）のＸ軸方向への駆動時に生じる反力の作用に起因して前記特定定盤に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構の構成として、種々の構成を採用することができる。

すなわち、例えば図９に示されるような構成を採用することも可能である（以下、第１の変形例と呼ぶ）。この図９に示される第１の変形例に係るステージ装置２０’は、前述したステージ装置２０とほぼ同様に構成されているが、相殺機構７８に代えて、相殺機構ＢＭが設けられている点に特徴を有している。

この相殺機構ＢＭは、第２定盤４６Ｂの−Ｘ側端部に設けられたＹ軸方向を長手方向とするガイド１８１と、該ガイド１８１に係合状態とされたバランスマス１８２とを備えている。前記バランスマス１８２は、不図示の駆動機構によりガイド１８１に沿ってＹ軸方向に駆動可能となっている。

前記バランスマス１８２は、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の位置に応じて主制御装置５０により前記駆動機構を介して駆動され、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方向に駆動された際に生じる反力の第２定盤４６Ｂへの伝達部近傍に、第２定盤４６Ｂ及び相殺機構ＢＭを含む系の重心が位置するように制御される。すなわち、図１０（Ａ）に示されるようにウエハステージＷＳＴがＹ軸方向一側（＋Ｙ側端部）近傍に位置する場合には、バランスマス１８２も＋Ｙ側端部に位置するように制御され、図１０（Ｂ）に示されるようにウエハステージＷＳＴがＹ軸方向他側（−Ｙ側端部）近傍に位置する場合には、バランスマス１８２も−Ｙ側端部に位置するように制御される。

このように、第１の変形例に係るステージ装置２０’によると、ウエハステージＷＳＴの位置（Ｙ軸方向位置）に関わらず、ウエハステージＷＳＴのＸ軸方向駆動に伴う反力は、常に第２定盤４６Ｂの重心付近に伝達することとなるため、第２定盤４６Ｂにはトルク成分が発生しない、あるいは発生しても僅かな量に抑制することができる。

なお、相殺機構ＢＭを構成するバランスマス１８２の質量は、第２定盤４６Ｂに生じるトルク成分を見積もり、それを打ち消すことが可能な値に設定することとし、バランスマス１８２の駆動量は、バランスマス１８２の質量に応じて調整するものとする。

また、上記相殺機構ＢＭに代えて図１１に示されるような２つのアクチュエータ（リアクションモータ）８０Ａ，８０Ｂを、相殺機構として備えた第２の変形例に係るステージ装置２０”を、ステージ装置２０に代えて採用しても良い。この第２の変形例に係るステージ装置２０”では、ウエハステージＷＳＴの駆動に伴って生じる反力の作用による第２定盤４６Ｂのトルク成分をキャンセルする相殺機構が、第２定盤４６Ｂの＋Ｘ側にＹ軸方向に所定間隔を隔てて配置された２つのアクチュエータ（リアクションモータ）８０Ａ，８０Ｂによって構成されている。

前記一方のアクチュエータ（リアクションモータ）８０Ａとしては、例えば第２定盤４６Ｂの＋Ｘ側の面の−Ｙ側端部近傍に突設された可動子８１Ａと、該可動子８１Ａとの間の電磁相互作用によりＸ軸方向の駆動力を発生する固定子８２Ａとから成るボイスコイルモータを用いることができる。この場合固定子８２Ａは、支持部材８３Ａによって床面Ｆから所定高さの位置で支持されている。

他方のアクチュエータ（リアクションモータ）８０Ｂとしては、上記アクチュエータ（リアクションモータ）８０Ａと同様に、支持部材８３Ｂによって支持された固定子８２Ｂと第２定盤４６Ｂの＋Ｘ側の面の＋Ｙ側端部近傍に突設された可動子８１Ｂとから成るボイスコイルモータを用いることができる。

この第２の変形例に係るステージ装置２０”によると、２つのアクチュエータ８０Ａ，８０Ｂから第２定盤４６Ａ，４６Ｂに与えられるＸ軸方向の力のバランスを調整することによって、ウエハステージＷＳＴの移動に伴って第２定盤４６Ｂに生じるトルク成分をほぼ完全にキャンセルすることが可能となる。

なお、これら２つのアクチュエータ８０Ａ，８０Ｂの駆動によって支持部材８３Ａ、８３Ｂに作用する反力を、必要に応じて、別途不図示の３自由度のカウンタマスを用いてキャンセルすることとしても良い。また、２つのアクチュエータ８０Ａ，８０Ｂに前記ボイスコイルモータ８０の機能を併用させても良い。すなわち、２つのアクチュエータ８０Ａ，８０Ｂを、第２定盤４６Ｂに生じるトルク成分のキャンセルに用いるだけでなく、前述のように第２定盤４６Ｂ及び固定子ユニット６０を所定の基準位置又はその近傍に移動させるために使用することとしても良い。

更に、図１２に示されるような第３の変形例のステージ装置１２０を、前述のステージ装置２０に代えて採用することとしても良い。この第３の変形例のステージ装置１２０は、第２定盤４６Ｂ上に配置された２つのリアクションモータ１１５Ａ，１１５Ｂによって相殺機構が構成されている点に特徴を有する。

一方のリアクションモータ１１５Ａは、図１２に示されるように、Ｘ軸方向を長手方向とし、第２定盤４６Ｂの−Ｙ端部近傍に固定されたガイド１１４と、該ガイド１１４に沿ってスライド移動可能な固定子部１１２と、該固定子部１１２の内部に設けられた可動子１１３とを備えている。

前記固定子部１１２は、Ｚ軸方向に所定間隔を隔てて設けられた一対のマス１１１Ａ，１１１Ｂと、これらのマス１１１Ａ，１１１Ｂ同士が対向する面に設けられた複数の永久磁石を含んで構成される固定子ユニット（不図示）とを備えている。この場合、下方に位置するマス１１１Ｂは、ガイド１１４及び第２定盤４６Ｂに対して不図示のエアベアリング等を介して非接触とされている。

前記可動子１１３は、内部に複数の電機子コイルを含む電機子ユニットから成り、マス１１１Ａ、１１１Ｂ間に挿入されている。すなわち、可動子１１３は、該可動子１１３の電機子コイルに供給される電流と固定子ユニットによって形成される磁界との間の電磁相互作用により、固定子部１１２の内部でＸ軸方向に駆動されるようになっている。

すなわち、このように構成されるリアクションモータ１１５Ａによると、可動子１１３が例えば＋Ｘ方向に駆動されると、その駆動によって生じる反力が固定子部１１２に作用し、固定子部１１２が可動子１１３の駆動方向とは反対の方向（−Ｘ方向）に移動する。さらに、この固定子部１１２の移動による＋Ｘ方向の反力が、第２定盤４６Ｂに作用する。従って、第２定盤４６Ｂには＋Ｘ方向の力が作用することとなる。このように、リアクションモータ１１５Ａによると、可動子１１３の駆動方向と同一方向の力を第２定盤４６Ｂに作用させることができる。

他方のリアクションモータ１１５Ｂも、上述のリアクションモータ１１５Ａと同様に構成されている。

従って、第３の変形例のステージ装置１２０によると、第２定盤４６Ｂ上に配置された２つのリアクションモータ１１５Ａ，１１５Ｂのそれぞれから第２定盤４６Ｂに伝達される反力のバランスを調整することで、第２定盤４６Ｂに作用するウエハステージＷＳＴの位置及び移動に起因するトルク成分をキャンセルすることが可能である。この場合、リアクションモータ１１５Ａ，１１５Ｂを構成する固定子部１１２のマス１１１Ａ，１１１Ｂの質量や発生推力等を、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向位置や、第２定盤４６Ｂに生じるトルク成分に基づいて見積もることにより、トルク成分をほぼ完全にキャンセルすることが可能となる。

なお、リアクションモータ（１１５Ａ，１１５Ｂ）については、第２定盤４６Ｂ上に２つ設けるものとしたが、これに限らず、上記実施形態の相殺機構７８と同様にリアクションモータを１つのみ設けることとしても良い。

なお、上記実施形態では、位置調整機構の可動子としてＹ軸リニアモータの一部を兼用するものとしたが、これに限らず、Ｙ軸固定子に、別途可動子を取り付けても良いことは勿論である。

なお、上記実施形態では、第２定盤を所定位置に戻す位置調整機構としてボイスコイルモータを用いるものとしたが、リニアモータ等の別の駆動機構を用いても勿論良い。

なお、上記実施形態では、Ｘ軸リニアモータにムービングマグネット型のリニアモータを採用し、Ｙ軸リニアモータにムービングコイル型のリニアモータを採用するものとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、両リニアモータともにムービングコイル型のリニアモータを採用しても良いし、ともにムービングマグネット型のリニアモータを採用しても良い。また、Ｘ軸リニアモータをムービングコイル型のリニアモータとし、Ｙ軸リニアモータをムービングマグネット型のリニアモータとしても良い。

なお、上記実施形態では、第１駆動機構が２つのＸ軸リニアモータと１つのＹ軸微動モータとにより構成されるものとしたが、ウエハステージＷＳＴを第１軸方向（例えばＸ軸方向）に所定ストロークで駆動するとともに、ウエハステージＷＳＴの移動面と平行な面内で前記第１軸に直交する第２軸方向（例えばＹ軸方向）並びに前記第１軸及び前記第２軸に直交する第３軸（例えばＺ軸）回りに微小駆動する駆動機構であれば、その構成は上記実施形態の構成に限られるものではない。

なお、上記実施形態では、Ｙ軸固定子、並びにＸ軸固定子及び第２定盤が、カウンタマスとしての機能を有する場合について説明したが、これに限らず、各部はカウンタマスとしての機能を有していなくても良い。

なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴが第１定盤４４のガイド面４４ａに対して気体静圧軸受けにより浮上支持され、固定子ユニット６０が第２定盤４６Ａ，４６Ｂの第１面１４６ａ、１４６ｃに対して気体静圧軸受けにより浮上支持される場合について説明したが、これに限らず、磁気浮上や機械的なガイドを採用することとしても良い。

なお、上記実施形態では、本発明がスキャニング・ステッパに適用された場合について説明したが、これに限らず、ステップ・アンド・リピート方式のステッパ等の静止露光型の露光装置にも適用できる。

また、上記実施形態では、本発明のステージ装置が、露光装置のウエハを保持するステージ装置に適用された場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、露光装置以外の精密機械などにも本発明のステージ装置は好適に適用できるものである。

なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、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。

なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子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、薄膜磁気ヘ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、撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、有機ＥＬ及び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。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、螢石、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、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。

《デバイス製造方法》
次に上述した露光装置をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。

図１３には、デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造例のフローチャートが示されている。図１３に示されるように、まず、ステップ２０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、ステップ２０２（マスク製作ステップ）において、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステップ２０３（ウエハ製造ステップ）において、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。

次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。

最後に、ステップ２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。

図１４には、半導体デバイスにおける、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されている。図１４において、ステップ２１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステップ）において、上で説明したリソグラフィシステム（露光装置）及び露光方法によってマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ２１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステップ）において、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。そして、ステップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。

これらの前処理工程と後処理工程とを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。

以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上記実施形態の露光装置が用いられるので、ウエハ上に精度良くレチクルのパターンを転写することができる。この結果、高集積度のマイクロデバイスの歩留まりを向上させることができ、その生産性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明のステージ装置は、物体が載置されたステージを２次元面内で移動するのに適している。また、本発明の露光装置は、マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、高集積度のマイクロデバイスを生産するのに適している。

Claims (26)

1. 物体が載置されるステージと；
   前記ステージに設けられた可動子ユニットと、該可動子ユニットとの間の電磁相互作用により前記ステージを、第１軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、前記ステージの移動面と平行な面内で前記第１軸に直交する第２軸方向並びに前記第１軸及び前記第２軸に直交する第３軸回りに微小駆動する、前記第１軸方向に延びる固定子ユニットとを有する第１駆動機構と；
   前記固定子ユニットの前記第１軸方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた一対の第１可動子と、該各第１可動子との間の電磁相互作用により対応する第１可動子と一体的に前記固定子ユニットを前記第２軸方向に駆動する駆動力を発生する一対の第１固定子とを有する第２駆動機構と；
   前記ステージを案内するガイド面が形成された第１定盤と；
   前記第１定盤とは振動的に分離され、前記固定子ユニットを前記第３軸方向に関して支持する支持面が形成され、前記一対の第１固定子のそれぞれを支持する少なくとも１つの第２定盤と；を備えるステージ装置。
2. 請求項１に記載のステージ装置において、
   前記固定子ユニットと前記可動子ユニットとは、前記ステージの走査中における前記第１定盤と前記第２定盤との前記第３軸方向の相対位置の変化を許容するように、前記第３軸方向の間隔が設定されていることを特徴とするステージ装置。
3. 請求項１に記載のステージ装置において、
   前記固定子ユニットは、前記第１軸方向に延びる第２固定子と、該第２固定子を中心として前記第２軸方向の一側と他側にそれぞれ配置された前記第１軸方向に延びる一対の第３固定子とを含み、
   前記可動子ユニットは、前記第２固定子との間の電磁相互作用により前記ステージを前記第２軸方向に微小駆動する駆動力を発生する第２可動子と、前記一対の第３固定子との間で個別に電磁相互作用を行い、前記ステージを前記第１軸方向に駆動する駆動力をそれぞれ発生する一対の第３可動子とを含むことを特徴とするステージ装置。
4. 請求項１に記載のステージ装置において、
   前記ステージは、前記可動子ユニットが設けられたステージ本体と、該ステージ本体上で前記物体を保持して少なくとも前記第３軸方向に微小駆動可能なテーブルとを有することを特徴とするステージ装置。
5. 請求項１に記載のステージ装置において、
   前記第２駆動機構は、前記各第１可動子が電機子ユニットから成り、前記各第１固定子が磁極ユニットから成る、一対のムービングコイル型のリニアモータによって構成されていることを特徴とするステージ装置。
6. 請求項１に記載のステージ装置において、
   前記ステージに前記ガイド面に対向して設けられ、前記ステージを前記ガイド面に対して非接触で支持する第１の軸受け機構と；
   前記固定子ユニットに前記第２定盤の支持面に対向して設けられ、前記固定子ユニットを前記支持面に対して非接触で支持する第２の軸受け機構と；を更に備えるステージ装置。
7. 請求項１に記載のステージ装置において、
   前記各第１固定子は、前記第２定盤との間の摩擦力がほぼゼロの状態で、少なくとも前記第２軸方向に関する相対移動が許容されていることを特徴とするステージ装置。
8. 請求項７に記載のステージ装置において、
   前記各第１固定子の前記第２軸方向の位置を調整する２つの位置調整機構を更に備えるステージ装置。
9. 請求項８に記載のステージ装置において、
   前記第２駆動機構が、固定子として磁極ユニットをそれぞれ有する一対のムービングコイル型のリニアモータを含み、
   前記各位置調整機構は、前記磁極ユニットの一部を可動子とすることを特徴とするステージ装置。
10. 請求項１に記載のステージ装置において、
    前記固定子ユニットは、前記ステージ及び前記ガイド面との間の摩擦力がほぼゼロの状態で、少なくとも前記第１軸方向に関する相対移動が許容されていることを特徴とするステージ装置。
11. 請求項１０に記載のステージ装置において、
    前記第２定盤は、前記一対の第１固定子に対応して一対設けられ、該一対の第２定盤の少なくとも一方の特定定盤は、床面に対して移動可能とされ、
    前記可動子ユニットの前記第１軸方向への駆動時に生じる反力を前記固定子ユニットを介して前記特定定盤に伝達する伝達機構を更に備えるステージ装置。
12. 請求項１１に記載のステージ装置において、
    前記特定定盤上に設けられ、前記反力の作用に起因して前記特定定盤に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えるステージ装置。
13. 請求項１２に記載のステージ装置において、
    前記相殺機構は、前記特定定盤上に固定された固定子と、該固定子との間の電磁相互作用により駆動され、前記回転モーメントによる前記特定定盤の回転を相殺する方向の反力を発生する可動子とを有することを特徴とするステージ装置。
14. 請求項１３に記載のステージ装置において、
    前記相殺機構は、前記第１可動子の前記第２軸方向の位置と、前記ステージの前記第１軸方向への駆動量とに応じた所定量だけ、前記可動子を所定方向に駆動することを特徴とするステージ装置。
15. 物体が載置されるステージと；
    前記ステージに設けられた可動子ユニットと、該可動子ユニットとの間の電磁相互作用により前記ステージを、第１軸方向に所定ストロークで駆動するとともに、前記ステージの移動面と平行な面内で前記第１軸に直交する第２軸方向並びに前記第１軸及び前記第２軸に直交する第３軸回りに微小駆動する、前記第１軸方向に延びる固定子ユニットとを有する第１駆動機構と；
    前記固定子ユニットの前記第１軸方向の一端部と他端部とにそれぞれ設けられた一対の第１可動子と、該各第１可動子との間の電磁相互作用により対応する第１可動子と一体的に前記固定子ユニットを前記第２軸方向に駆動する駆動力を発生する一対の第１固定子とを有する第２駆動機構と；を備え、
    前記各第１固定子が、少なくとも前記第２軸方向に関する移動を許容された状態で支持されていることを特徴とするステージ装置。
16. 請求項１５に記載のステージ装置において、
    前記固定子ユニットは、前記ステージに対し、互いの間の摩擦力がほぼゼロの状態で少なくとも前記第１軸方向に関する相対移動が許容されていることを特徴とするステージ装置。
17. 請求項１５に記載のステージ装置において、
    前記各第１固定子の少なくとも一方の前記第１軸方向の位置を調整する第１の位置調整機構を更に備えるステージ装置。
18. 請求項１５に記載のステージ装置において、
    前記各第１固定子の前記第２軸方向の位置を調整する第２の位置調整機構を更に備えるステージ装置。
19. 請求項１５に記載のステージ装置において、
    前記各第１固定子の少なくとも一方は、前記固定子ユニットの前記第１軸方向への駆動時に生じる反力によって前記第１軸方向に移動可能に支持されていることを特徴とするステージ装置。
20. 請求項１９に記載のステージ装置において、
    前記反力の作用に起因して前記各第１固定子の少なくとも一方に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えるステージ装置。
21. 請求項１９に記載のステージ装置において、
    前記ステージを支持する第１定盤と；
    前記一対の第１固定子のそれぞれを支持し、少なくとも１つが床面に対して移動可能な第２定盤と；
    前記可動子ユニットの前記第１軸方向への駆動時に生じる反力を、前記固定子ユニットを介して前記少なくとも１つの第２定盤に伝達する伝達機構と；を更に備えるステージ装置。
22. 請求項２１に記載のステージ装置において、
    前記反力の作用に起因して前記少なくとも１つの第２定盤に生じる回転モーメントを相殺する相殺機構を更に備えるステージ装置。
23. 請求項２２に記載のステージ装置において、
    前記相殺機構は、前記少なくとも１つの第２定盤上に固定された固定子と；
    該固定子との間の電磁相互作用により駆動され、前記回転モーメントによる前記少なくとも１つの第２定盤の回転を相殺する方向の反力を発生する可動子と；を有することを特徴とするステージ装置。
24. マスクに形成されたパターンを感光物体上に転写する露光装置であって、
    前記感光物体が前記物体として前記ステージ上に載置される請求項１〜２３のいずれか一項に記載のステージ装置を具備することを特徴とする露光装置。
25. 請求項２４に記載の露光装置において、
    前記パターンを前記感光物体上に投影する投影光学系と；
    前記マスクが載置されるマスクステージと；
    前記マスクステージと前記ステージとを同期して、前記第２軸方向に関して、前記投影光学系に対して相対移動する同期移動装置と；を更に備える露光装置。
26. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
    前記リソグラフィ工程では、請求項２４に記載の露光装置を用いて露光を行うことを特徴とするデバイス製造方法。

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