CN101040126A - 轴承装置、载台装置及曝光装置 - Google Patents

轴承装置、载台装置及曝光装置 Download PDF

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Abstract

一种轴承装置，可确保充分的移动行程而无需连接供气用的管路等。该轴承装置具有包括衬垫部(73)的移动体(3)和固定体(2)。向衬垫部(73)供给介质来将移动体(3)可自由移动地支承在固定体(2)上。该轴承装置具有：设置于固定体(2)且供给前述介质的供给部(5)；联络供给部(5)和衬垫部(73)的联络部(75)；相应于移动体(3)相对固定体(2)的位置来开闭联络部(75)的开闭装置(6)。

Description

轴承装置、载台装置及曝光装置
技术领域
本发明涉及利用介质自由移动地支承移动体的轴承装置、利用该轴承装置支承移动部件的载台装置及曝光装置。
本申请基于2004年10月18日提出的日本专利特愿2004-302699号申请主张优先权，并在此引用其内容。
背景技术
在用于制造半导体元件或液晶显示基板等的光刻工序中，使用将作为掩模的母版的图案转印/曝光在涂敷有光致抗蚀剂的晶片或玻璃基板等的各拍摄区域的曝光装置。
在这种曝光装置中，作为母版载台、晶片载台等的移动体移动时的导向机构，经常采用使用轴承装置来支承移动体的移动的构成。
以往，作为使用空气等介质而将移动体相对固定体自由移动地支承的轴承装置，例如可以举出空气轴承。该空气轴承为如下构成，即：作为移动体的工作台在通过对导向轴喷射空气而起到轴承效果的状态下，沿着在移动方向上延伸的作为固定体的导向轴移动。
然而，在上述构成中，由于必须对移动体连接供气用的管路等，所以管路必须具有耐久性或用于使管路弯曲、或折回的空间。
于是，可考虑对固定体的导向轴进行供气的方法，但在该构成中，为了防止空气从工作台与导向轴没有嵌合的区域泄漏的现象，因此在该工作台的可动范围之中，一般仅仅对工作台和导向轴嵌合的区域喷射空气。另外，在专利文献1中公开了如下构成：在作为固定体的平台上设置供气孔及排气孔，经由这些供气孔及排气孔对移动体进行供气、排气。
专利文献1：日本专利特开2001-20951号公报
然而，在如上所述的以往技术中，存在如下问题。
由于移动体相对固定体必须在形成有空气的供气孔区域上持续嵌合(覆盖)的状态下移动，因而需要较大的长度，结果很难确保充分的移动行程。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而成的，其目的在于提供一种可以确保充分的移动行程而不必连接供气用的管路等的轴承装置、具备该轴承装置的载台装置及曝光装置。
为达到上述目的，本发明采用与表示实施方式的图1至图10对应的以下的构成。
本发明的轴承装置，具有包括衬垫部(73、79)的移动体(3)和固定体(2)，且向衬垫部(73、79)供给介质来将移动体(3)可自由移动地支承在固定体(2)上，其特征在于，具有：设置于固定体(2)且供给介质的供给部(5、5A、90)；联络供给部(5、5A、90)和衬垫部(73、79)的联络部(75、92)；相应于移动体(3)相对固定体(2)的位置来开闭联络部(75、92)的开闭装置(6、6A～6C、93)。
从而，在本发明的轴承装置中，当移动体(3)移动时，可以通过使与移动体(3)的位置对应的位置上的开闭装置(6、6A～6C、93)动作来打开联络部(75、92)。当联络部(75、92)打开时，从供给部(5、5A、90)经由该联络部(75、92)向衬垫部(73、79)供给介质，并支承移动体(3)相对固定体(2)的移动。此外，当移动体(3)移动而与该开闭装置(6、6A～6C、93)脱离时，开闭装置(6、6A～6C、93)动作而可将联络部(75、92)关闭。从而，移动体(3)不需要经常覆盖供气孔等的联络部(75、92)所形成的区域，只要具有最低限的大小即可，无需连接供气用的管路等也可以确保充分的移动行程。
此外，本发明的载台装置，特征在于：在具有移动部件(68A、69B)的载台装置(12)中，移动部件(68A、69B)通过上述的轴承装置(1)而被自由移动地支承。
此外，本发明的曝光装置，特征在于：在将图案曝光在载置于载台装置上的基板(W、W1、W2)上的曝光装置中，使用上述的载台装置(12)。
从而，在本发明的载台装置中，无需连接供气用的管路等，只要具有必要的最低限的大小即可，就可以使移动部件(69A、69B)以充分的移动行程移动。
再者，在本发明的曝光装置中，关于图案的曝光，可以使基板(W、W1、W2)以充分的移动行程移动，而无需连接供气用的管路等。
此外，为了能容易理解地说明本发明，对应于附加的表示一个实施例的附图符号进行了说明，但本发明当然不限定于实施例。
如上所述，在本发明中，可以自由地设定移动体的长度而无需连接供气用的管路，且不受介质供给有关的限制，可以确保充分的移动行程。而且，在本发明中，可以使基板以曝光处理所需的任意的行程移动而不受介质供给有关的限制。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式的图，即为表示轴承装置的一实施例的剖视图。
图2为沿图1中A-A线的剖视图。
图3为表示轴承装置的要部的放大图。
图4A为表示轴承装置的动作的图。
图4B为表示轴承装置的动作的图。
图4C为表示轴承装置的动作的图。
图4D为表示轴承装置的动作的图。
图5为表示轴承装置的第二实施方式的图。
图6为表示轴承装置的第三实施方式的图。
图7为表示轴承装置的第四实施方式的图。
图8为表示轴承装置的第五实施方式的图。
图9为表示本发明涉及的曝光装置的简要构成的图。
图10为表示本发明涉及的载台装置的简要构成的立体图。
图11为表示半导体器件的制造工序的一例的流程图。
符号说明如下：
W、W1、W2...晶片(基板)；    1...轴承装置；
2...导向轴(固定体)；        3...工作台(移动体)；
5...空气供给路(供给部)；      5A...真空吸引路(供给部)；
6、6A～6C...先导阀(开闭装置)；10...曝光装置；
12...载台装置；               68A、68B...Y导轨(固定体)；
69A、69B...Y导向载台(移动体、移动部件)；
70...导入路(连通部)；         71...排气孔(连接路)；
72...空气滞留部(介质滞留部)； 73、79...空气垫(衬垫部)；
75...联络路(联络部)；         90...供气口(供给部)；
92...供气配管(联络部)；       93...电磁阀(开闭装置)。
具体实施方式
下面，参照图1至图11，对本发明的轴承装置、载台装置及曝光装置的实施方式进行说明。
这里，首先对轴承装置进行说明。
(第一实施方式)
图1为表示轴承装置的一实施例的剖视图，图2为沿图1中A-A线的剖视图。
在图1中，这些图所示的轴承装置1主要构成包括：导向轴(固定体)2，其沿左右方向延伸且截面呈矩形(参照图2)；工作台(移动体)3，其形成为截面呈矩形筒状，并与导向轴2具有微小的间隙地嵌合，且被可自由移动地支承。
在导向轴2的内部中央，沿长度方向形成有供给作为介质的空气的截面呈圆形的空气供给路(供给部)5。从空气供给源4例如以高于大气压0.5MPa左右的压力对该空气供给路5进行供气。另外，在导向轴2的宽度方向的大致中央部，分别设有多个沿长度方向以规定的间距配置的先导阀(开闭装置)6及轴套7。
轴套7形成为具有在图中沿上下方向的轴线的筒状，如图3所示，平坦地形成的下端面7a在空气供给路5内突出地被设置。此外，轴套7的上端面7b与在导向轴2的上面2a上对应每个轴套7设置的凹部2b相面对，且与凹部2b的底面2d大致呈一平面地被设置。另外，在导向轴2上形成有与各凹部2b相面对(开口)且在一方的侧面2c上开口的大气开放孔8。
先导阀6的构成包括：轴部6a，其被自由滑动地支承在轴套7的内周面7c上；卡合部6b，其位于轴部6a的下端部，且形成为直径比轴部6a大且与轴套7的外径大致相同；卡合部6c，其位于轴部6a的上端部，且形成为直径比卡合部6b大而稍小于凹部2b的内径的小径。该轴部6a的长度(即卡合部6b、6c之间的长度)形成为大于轴套7的长度，且构成为当轴部6a在轴套7的内周面7c上滑动时，卡合部6b与下端面7a相卡合，或卡合部6c与上端面7b(或凹部2b的底面2d)相卡合。此外，轴部6a形成为在卡合部6b与轴套7的下端面7a卡合时，卡合部6c的上面不会从凹部2b(导向轴2的上面2a)突出的长度。
此外，就先导阀6而言，当轴部6a在图3中向下方下移时，虽然轴套7的上端面7b和凹部2b的底面2d中处于高位置一者与卡合部6c卡合，但这里假设与底面2d的卡合来进行说明。
在轴部6a的下端部附近，形成有在与轴向垂直的方向贯通的导入孔70a。当轴部6a下降而卡合部6c与底面2d卡合时，导入孔70a脱离利用轴套7的内周面7c进行的关闭状态而形成在空气供给路5内开口的位置上(图3中以双点划线表示)。
另外，在轴部6a上沿轴向形成有导入口70b，导入口70b的上端从卡合部6c向凹部2b内开口，而下端向导入孔70中开口。利用这些导入口70a、70b形成导入路70，导入路70用于将由空气供给路5供给的空气导入到凹部2b内(或与卡合部6c的上面相对置的一侧)。
再者，在先导阀6上沿轴向形成有排气孔(连接路)71，排气孔71的上端向导入孔70a开口，而下端从卡合部6b向空气供给路5开口。排气孔71以极小的口径形成，从而使得不会对经由空气供给路5供给的空气的流量产生较大影响的程度的少量的空气流过。
工作台3在与导向轴2的上面2a相对置的内周面上，在宽度方向大致中央处与凹部2b相对置的位置上具有空气滞留部(介质滞留部)72。如图2及图3所示，在导向轴2的宽度方向上，空气滞留部72宽于凹部2b的内径(即先导阀6的卡合部6c的外径)。另外，在导向轴2的长度方向上，如图4所示，空气滞留部72形成为可覆盖以规定间距排列的凹部2b中的至少两个的大小。即在导向轴2的长度方向上，空气滞留部72的长度大于凹部2b的排列间距加上凹部2b的内径的长度。
在工作台3的与导向轴2相对置的各内周面上分别设有空气垫(衬垫部)73，该空气垫73以规定的间距隔开，且位于不与在导向轴2上形成的凹部2b及大气开放孔8重叠的位置。各空气垫73经由供气用内部配管74连接于空气滞留部72。
利用上述的导入路70、空气滞留部72及供气用内部配管74构成联络空气供给路5和空气垫73的联络路(联络部)75。而且，导入路70构成在该联络路75中使空气供给路5和空气滞留部72连通的连通部。
接着，对上述的轴承装置1的动作进行说明。
如图1所示，在工作台3上形成的空气滞留部72与先导阀6(在图1中，左起第二个先导阀6，以下由左起称为6A、6B、…)相对置，且在图3中，如双点划线所示，先导阀6B下移而使卡合部6c与底面2d卡合时，供给到空气供给路5的空气经由导入路70(导入孔70a、70b)被导入到空气滞留部72中，并经由供给用内部配管74供给到各空气垫73。然后，通过由空气垫73对导向轴2喷射空气，工作台3可以沿导向轴2以非接触的方式圆滑地移动。
如上所述，在先导阀6B与空气滞留部72相对置的情况下，由于卡合部6c的外径(即卡合部6c的上面的面积)大于卡合部6b的外径(即卡合部6b的下面的面积)，所以卡合部6b所受的来自空气滞留部72的空气的力大于卡合部6b所受的来自空气供给路5的空气的力。因此，先导阀6B变为稳定地向下方押入的状态，将空气供给到空气滞留部72。
接着，如图4A所示，当工作台3例如向右移动，而右邻的先导阀6(图中，左起第三个先导阀6C)与空气滞留部72相对置时，卡合部6b受到空气供给路5的气压，并利用来自空气滞留部72的气压，而对于处于该卡合部6b与轴套7的下端面7a卡合而上升了的状态下的先导阀6C的卡合部6c，施加向下的压力。这时，由于卡合部6c的里侧(下侧)的凹部2b通过大气开放孔8变成大气压，所以在卡合部6c的上面和下面之间产生压力差，且对卡合部6c施加比大气压更大的气压，或者如上所述，由于在气压的受压面积上卡合部6c也比卡合部6b大，所以如图4B所示，该先导阀6C下移(从图3所示的实线的状态到由双点划线表示的状态)，经由导入路70，将空气从空气供给路5导入到空气滞留部72中。
其次，如图4C所示，当工作台3继续向右方移动，而处于先导阀6B不与空气滞留部72相对置的状态时，对先导阀6B的卡合部6c不再施加空气滞留部72的气压，而对卡合部6b施加有供给路5的气压，因此，在由来自空气滞留部72的残压而引起的向下的力，小于来自空气供给路5的向上的力时，则如图4D以及图3(实线)所示，先导阀6B(图3中符号6)上升而处于卡合部6b与轴套7卡合的状态。其结果，导入路70被关闭，从空气供给路5的气体的吹出被停止。
另外，其后一边重复图1及图4A～4D的动作，一边移动工作台3。
此外，如参照图4说明的那样，当通过工作台3的移动而与空气滞留部72相对置时，利用来自空气滞留部72的气压对先导阀6C施加向下的力，但是，在发生某种故障而导致向空气滞留部72的气体供给停止的情况下(例如，所有的先导阀6上升了的状态下导入路70关闭的情况)，将变成对先导阀6不再施加来自空气滞留部72的气压的状态。此外，在空气供给源4的驱动一时停止，而产生必须复原的情况下，也会变成同样的事态。
在该情况下，也就是如图3所示，即使是导入孔70a被轴套7关闭了的状态，也可利用与工作台3的空气滞留部72相对置的先导阀6的排气孔71而使空气供给路5和空气滞留部72成为连接状态，并利用从空气供给路5经由排气孔71以及导入路70向空气滞留部72供给的气压，使该先导阀6下移。
这里，由于在工作台3与导向轴2未嵌合的区域上，会出现经由排气孔71泄漏空气的情况，所以使排气孔71的孔径越小则越能减少空气流量的损失，但从初始状态(不承受来自空气滞留部72的气压的状态)的复原需要时间。相反，在排气孔71的孔径很大的情况下，虽然从初始状态的复原很迅速，但空气流量的损失会增多，导致空气供给路5中气压的下降。因此，优选考虑气体流量的损失和从初始状态的复原时间来设定排气孔71的孔径。
如以上所述，在本实施方式中，工作台3移动而使在空气滞留部72相对置的位置上的先导阀6动作，由此使得导入路70(联络路75)开放而向空气垫73供气，随着继续移动工作台3，而变成先导阀6不与空气滞留部72相对置的状态时，由于导入路70(联络路75)被关闭，所以工作台3，可以在与排列于导向轴2上的供气部(导入路70)的位置(与导向轴2的嵌合位置)没有关系，且不连接供气用的管路等的情况下，一边向空气垫73供气，一边沿该导向轴2移动。因此，可以自由设定工作台3的长度而不受供气部的配置的限制，可以确保充分的移动行程。
另外，在本实施方式中，由于在先导阀6上设有排气孔71，所以即使在发生意外的事态而使空气滞留部72的气压下降的情况下，也可以容易地使先导阀6从初始状态复原。因此，在本实施方式中，可以避免繁杂的恢复作业，也可以使作业性提高。
(第二实施方式)
接着，对轴承装置的第二实施方式进行说明。
在上述第一实施方式中，虽然采用了利用在工作台上设置的空气滞留部72的气压使先导阀6动作的构成，但在本实施方式中，参照图5对利用了磁体的磁力来驱动先导阀的构成进行说明。在该图中，对与图1至图4D所示的第一实施方式的构成要素相同的要素标记相同符号，并省略其说明。
在本实施方式中，先导阀6(在本实施方式中，图6中从左侧起也设为6A、6B、6C)由在轴部6a、卡合部6b、和在轴部6a的上端部依次设置的N极磁体76N、S极磁体76S构成。在各磁体76N、76S上分别设置有导入孔70c，该导入孔70c与在轴部6a上形成的导入孔70a连通，且面对凹部2b开口。
此外，在工作台3的空气滞留部72的顶部72a上，沿工作台3的移动方向(即导向轴2的长度方向)排列有多个成对的N极磁体77N、S极磁体77S。在各对当中，N极磁体77N被设置在顶部72a上，S极磁体77S被设置在与导向轴2(即同极的磁体76S)相对置的一侧。在该情况下，磁体76S、77S之间的反推力，被设定为大于空气供给路5的空气施加于先导阀6的力。
其它的构成与上述第一实施方式相同。
在本实施方式中，如先导阀6C那样，在位于不与工作台3的磁体77N、77S相对置的位置的情况下，磁体77N、77S的磁力不会施加于磁体76N、76S，空气供给路5的气压对卡合部6b作用有向上的力，因此导入路70被关闭，从而来自空气供给路5的空气的吹出被停止。
另一方面，当工作台3移动而使空气滞留部72和先导阀6(例如6A)相对置时，作为同极的磁体76S和77S彼此相排斥，利用该反推力，克服空气供给路5的气压而使先导阀6A下移。
由此，导入路70被开放，经由该导入路70将空气供给路5的空气导入到空气滞留部72中。另外，在工作台3从先导阀6远离的情况下，和上述先导阀6C相同，磁体76S与77S彼此的反推力消失，并且由空气供给路5的气压对先导阀6A作用着向上的力，由此可以关闭导入路70。
这样，在本实施方式中除了可以得到与上述第一实施方式相同的作用/效果之外，由于利用磁体的磁力使先导阀6动作，所以即使在停止空气供给而使空气滞留部72的气压降低的情况下，也可以可靠地使先导阀6动作。
(第三实施方式)
在上述第一、第二实施方式中，虽然采用了将空气用作介质的构成，但在本实施方式中，对于例如对真空预压型的空气垫供给作为介质的真空(实际上利用真空吸引从空气垫吸引出来气体而使空气垫成为(形成)真空状态)的情况，参照图6来进行说明。
在本实施方式中，在导向轴2的内部设有与真空吸引源4A连接的作为真空供给部的真空吸引路5A。在该真空吸引路5A中，突出设置有与先导阀6的轴部6a嵌合的轴套7A。在轴套7A上形成有连通孔7B，当先导阀6向上上升而以未图示的卡合部卡合时，该连通孔7B与形成于先导阀6上的导入孔70a连通且向真空吸引路5A开口，并且在先导阀6下降时解除与导入孔70a的连通。此外，在导向轴2上形成的凹部2b中，卷绕于轴部6a地设置有预压弹簧78，该预压弹簧78的一端与底面2d卡合，且另一端从下方与先导阀6的卡合部6c卡合而对该卡合部6c向上方施力。预压弹簧78的作用力被设定为小于在卡合部6c向大气压开放时轴部6a所受到的来自真空吸引路5A的吸引力。
此外，在工作台3上，与导向轴2的上面2a相对置的内周面上，且在宽度方向大致中央处与凹部2b相对置的位置设置有真空滞留部(介质滞留部)72A。该真空滞留部72A经由内部配管而连接于真空预压型的空气垫(衬垫部)79。空气垫79被设置于工作台3的下面，且具备吹出空气的吹出口79B和吸引工作台3的下面侧的空气的吸气口79A，其成为利用从吹出口79B吹出的气体的反推力与由吸气口79A引起的吸引力的平衡，在工作台3的下面和移动面之间形成/保持一定的间隙(gap)的预压型流体轴承。此外，虽然图中未示，但将第一、第二实施方式中表示的空气供给路以及先导阀设置在与导向轴2的真空吸引路5A以及真空用先导阀不同的位置，并且在工作台3上设置空气滞留部以及供气用配管，如果将该供气用配管与吹出口79B连接，则可以不用管道等而实现空气的吹出。
在上述构成中，当真空滞留部72A与先导阀6(例如6A)相对置时，由于作用于轴部6a的真空吸引路5A的吸引力和作用于卡合部6c的真空滞留部72A的吸引力相互抵消，所以利用预压弹簧78的作用力而使先导阀6A上升，且导入孔70a和轴套7A的连通孔7B连通，由此可经由导入路70向真空滞留部72A提供真空吸引路5A的真空状态(实际上真空滞留部72A的空气经由导入路70被真空吸引路5A真空吸引)。由此，进行在空气垫79中的吸气口79A的空气吸引。
另一方面，当工作台3移动而成为真空滞留部72A与先导阀6(例如6C)不相对置的状态时，由于对先导阀6C的卡合部6c施加有大气压，所以先导阀6C克服预压弹簧78的作用力而下移。由此，导入孔70a和连通孔7B的连通被解除，导入路70被关闭。从而，可以防止真空吸引路5A的真空吸引力下降。
这样，在本实施方式中，即使在以真空状态作为介质的情况下，也可以在工作台3中不连接管路等，一边继续空气垫79中的吸气口79A的空气吸引，一边使工作台3沿该导向轴2移动。因此，可以自由地设定工作台3的长度而使吸引部的配置不受限制，并可以确保充分的移动行程。
(第四实施方式)
在上述实施方式中，虽然采用了使先导阀作机械性地动作，并对衬垫部供给/供给停止空气或真空等的介质的构成，但在本实施方式中，对使用电磁阀而在电气上控制空气的供给的构成，参照图7来进行说明。此外，在该图中，对与图1至4D所示的第一实施方式的构成要素相同的要素标记相同符号，并省略其说明。
如图7所示，在本实施方式中，在导向轴2上沿长度方向设有多个供气口(供给部)90，在各供气口90上分别设有供气用连接器91。各连接器91经由供气配管(联络部)92连接于空气供给源4。在该供气配管92上插装有电磁阀(开闭装置)93。各电磁阀93的驱动由未图示的控制装置来控制并切换电磁阀，由此可以自由地切换向经由供气用连接器91的供气口90的空气供给和供给停止。
在上述构成中，控制装置3对应于工作台3的位置，并针对每一个电磁阀93切换电磁阀而控制向空气滞留部72的空气供给。
具体地说，控制装置对于与和空气滞留部72相对置的供气口90连接的电磁阀93，驱动阀而使供气配管92开放，相反地对于与和空气滞留部72相对置的供气口90连接的电磁阀93，驱动阀而使供气配管92关闭。
这样，在本实施方式中，除了得到与上述第一至第三实施方式相同的作用/效果之外，通过对电磁阀93进行控制，可以容易调节针对每一个供气口90的空气供给。
(第五实施方式)
在上述第一实施方式中，虽然采用了在导向轴2的一方侧上设有先导阀以及工作台3的空气滞留部72的构成，但在本实施方式中，对于设置在夹持导向轴2的两侧上的构成，参照图8来进行说明。
如图8所示。在本实施方式中，在空气供给路5的上侧以及下侧，先导阀6和轴套7以相同的间距，被排列在相互错开一半间距的位置上。另外，在工作台3上，在与导向轴2的上面2a相对置的内周面以及与底面2d相对置的内周面上，且在宽度方向大致中央处与凹部2b相对置的位置，分别设有空气滞留部72。
如图2所示的构成中，用于从空气滞留部72向空气垫73导入的内部配管74的管路长度，由于因上侧的空气垫73和下侧的空气垫73不同，所以通过气压的压力损失而造成从各空气垫73吹出的空气的量变得不均匀，但在本实施方式中，通过在上下分别设置空气滞留部72，可以抑制来自空气垫73的空气吹出量的不均匀化。
(载台装置以及曝光装置)
接着，对具备上述的轴承装置1的载台装置以及曝光装置，参照图9及图10来进行说明。在本实施方式中，将上述的轴承装置1适用于曝光装置中的晶片载台的导向部件。此处例如作为曝光装置，对使用分步扫描的情况下的例子进行说明，其一边使母版和晶片载台同步移动，一边将在母版形成的半导体器件的电路图案转印到晶片上。
图9表示一实施方式的曝光装置10的简要构成。
该曝光装置10具备：照明系统，其包含未图示的光源以及照明单元ILU，且利用曝光用照明光从上方照明作为掩模的母版R；母版驱动系统，其以母版R为主沿规定的扫描方向，这里沿Y轴方向(图1中纸面的左右方向)驱动；投影光学系统PL，其配置在母版R的下方；作为基板载台的载台装置12，其包含配置于投影光学系统PL的下方，且将作为基板的晶片W1、W2(适当地代表性地称为W)分别保持并独立地在XY二维平面内移动的晶片载台WST1、WST2；配置在投影光学系统PL的-Y侧的对准光学系统ALG等。其中，除去未图示的光源的上述各部件，均被设置在超洁净室的地面上，且被收容在温度、湿度等受到高精度管理的环境控制腔室(以下，称为“腔室”)14内。
此外，投影光学系统PL的光轴，被配置在载台平台44的+Y侧的位置上，对准光学系统ALG的光轴被配置在载台平台44的-Y侧的位置上。从而，将载台平台44的+Y侧设为曝光区域，对位于该区域的晶片载台进行曝光处理，且将载台平台44的-Y侧为对准区域，对位于该区域的晶片载台进行对准。
母版驱动系统被收容在母版腔室22内，且具备母版载台(掩模载台)RST，该母版载台RST可以在保持母版R的状态下将母版基盘24在XY二维平面内移动。该母版载台RST，实际上是经由未图示的非接触轴承，例如真空预压型气体静压轴承装置，而被上浮支承在母版基盘24上，且其构成包括：利用未图示的线性电机，沿作为扫描方向的Y轴方向在规定的行程范围内被驱动的母版粗动载台；由音圈电机等构成的驱动机构，使该母版粗动载台在X轴方向、Y轴方向以及θZ方向(围绕Z轴的旋转方向)微量驱动的母版微动载台。
如图9所示，载台装置12被设置于在内部形成晶片室40的腔室42的内部。该腔室42的上壁与投影光学系统PL的镜筒的下端部附近无间隙地接合。
载台装置12主要构成包括：收容在晶片室40内的载台平台44；两个晶片载台WST1、WST2，其在该载台平台的上方，借助作为非接触轴承的未图示的真空预压型气体静压轴承装置而上浮支承，且可独立地在Y轴方向(图9中纸面内左右方向)以及X轴方向(图9中纸面垂直方向)作二维移动；载台驱动系统，其驱动这些晶片载台WST1、WST2；晶片干涉仪系统，其测量晶片载台WST1、WST2的位置。
此外，在前述晶片室40内充填有空气(氧气)的含有浓度为数ppm左右的清洁的氦气(He)或干燥的氮气(N2)。另外，在形成该晶片室40的腔室42的-X侧(图9中纸面前方)的-Y侧半部(图9中右半部)的位置，设置有未图示的装载/卸载晶片的晶片装卸器。
图10表示在腔室42内收容的载台装置12的简要构成的立体图。如该图10以及图9所示，载台装置12具有：载台平台44，其在设置于腔室42的内部底面上的底板BP上，通过未图示的防振单元以3点或者4点来水平地被支承；粗动载台63A，其连接于晶片载台WST1且沿着在X方向上延伸的X导向载台61A移动；粗动载台63B，其连接于晶片载台WST2且沿着在X方向上延伸的X导向载台61B移动；Y线性电机65A、65B，其借助粗动载台63A、63B及X导向载台61A、61B，分别沿Y轴方向驱动晶片载台WST1、WST2；X线性电机67A、67B，其借助粗动载台63A、63B分别将晶片载台WST1、WST2沿X轴方向驱动。
在X导向载台61A、61B的两端下侧，分别设有作为非接触性轴承的真空预压型的多个空气轴承60A、60B，通过从这些空气轴承60A、60B的轴承面吹出的加压气体(例如空气、氦气、或氮气等)的静压，和X导向载台61A、61B的整体自重以及真空吸引力的平衡，而使得X导向载台61A、61B在载台平台44的上面的移动面44a的上方，隔着数微米左右的间隙以非接触状态被支承。
Y线性电机65A的构成包括：固定件58A，其在载台平台44的X轴方向两外侧分别沿Y轴方向被配置；可动件62A，其设在X导向载台61A的两端，且通过与各固定件58A之间的电磁的相互作用而沿固定件58A在Y轴方向上被驱动。这些固定件58A，分别被与载台平台44的X轴方向分离而设置的支承块64所支承。
同样，Y线性电机65B的构成包括：固定件58B，其在载台平台44的Y轴方向两外侧分别沿Y轴方向被配置；可动件62B，其受到各固定件58B之间的电磁的相互作用而沿固定件58B在Y轴方向上被驱动。这些固定件58B分别被支承块64B所支承。
此外，在位于+X侧的支承块64A、64B上，沿Y方向分别设有Y导轨68A、68B，在位于+X侧的可动件62A、62B上，分别设有嵌合在Y导轨68A、68B上而被引导的Y导向载台(移动部件)69A、69B。在本实施方式中，将该Y导轨68A、68B作为固定体适用于上述第一实施方式的导向轴2中，且将Y导向载台69A、69B作为移动体适用于上述第一实施方式的工作台3中。
即，在Y导轨68A、68B上，沿Y导向载台69A、69B的移动方向分别设有如图2所示的多个先导阀6及空气供给路5等。此外，在与Y导向载台69A、69B的Y导轨68A、68B相对置的内周面上，分别设有空气滞留部72，并且还设有经由内部配管与空气滞留部72连接的空气垫73。
位于曝光区域的晶片载台的Y轴方向的位置，是利用被设置在载台平台44的+Y侧外部并对移动镜77Y照射激光的激光干涉仪32来进行测量的，X轴方向的位置是利用被设置在载台平台44的-X侧外部并对移动镜77X照射激光的激光干涉仪33来进行测量的。此外，位于对准区域的晶片载台的Y轴方向的位置，是利用被吊设在载台平台44的大致中央处(参照图9)并对移动镜77Y照射激光的激光干涉仪34来进行测量的。
接着，对本实施方式涉及的曝光装置10中的载台装置12的动作进行说明。
在通过曝光动作或对准动作，使晶片载台WST1、WST2沿Y轴方向移动时，使Y线性电机65A、65B沿Y导轨68A、68B以长行程驱动。此外，在利用分步移动等使晶片载台WST1、WST2沿X轴方向移动时，使X线性电机67A、67B沿X导向载台61A、61B以长行程驱动。
该晶片载台WST1、WST2的Y轴方向的移动，是在Y导向载台69A、69B在Y导轨68A、68B引导的状态下移动的，此时，与Y导向载台69A、69B的空气滞留部72相对置的位置的先导阀6开放，从空气供给路5供给的空气经由联络路75而从空气垫73向Y导轨68A、68B吹出，由此使Y导向载台69A、69B相对Y导轨68A、68B以非接触的状态下被支承(参照图2)。
此外，由于Y导向载台69A、69B移动，而在与空气滞留部72不相对置的位置上的先导阀6关闭联络路75，所以来自空气供给路5的空气供给被停止，可以抑制无助于从空气垫73中吹出空气的无用的浪费。
然后，在该曝光装置10中，例如当对晶片载台WST2上的晶片W2借助投影光学系统PL进行曝光处理时，在晶片载台WST1中进行晶片交换，并接着晶片交换进行对准动作以及自动聚焦/自动调平。
在两个晶片载台WST1和WST2上同时进行的曝光程序和晶片交换/对准程序中，先完成了的晶片载台的一方处于等待状态，在双方的动作都完成时刻，才控制晶片载台WST1、WST2的移动。
然后，完成了曝光程序的晶片载台WST2上的晶片W2，在装载位置上进行晶片交换，完成了对准程序的晶片载台WST1上的晶片W1在投影光学系统PL之下进行曝光程序。
如上所述，在一方的晶片载台上执行晶片交换和对准动作的期间，在另一方的晶片载台上执行曝光动作，在两方的动作都完成时刻，切换相互的动作，由此可以使生产率大幅度地提高。
在本实施方式中，由于Y导轨68A、68B及Y导向载台69A、69B由上述的轴承装置1构成，所以可以按照所希望的移动行程来引导(支承)晶片载台WST1、WST2(即晶片W1、W2)的向Y轴方向的移动而无需连接供气用的管路等。
此外，在本实施方式中，可以将上述的轴承装置1适用于例如作为固定体的X导向载台61A、61B及作为移动体的粗动载台63A、63B中。该情况下，在作为X线性电机67A、67B的固定件的X导向载台61A、61B上设置线圈单元，且在作为可动件的粗动载台63A、63B上设置磁体单元，通过采用如上所述所谓的移动磁体型，而使移动体成为完全地无线缆管路(即无摩擦)的构成。
至此，虽然一边参照附图一边对本发明涉及的优选实施方式的例子进行了说明，但本发明也不局限于相关的例子。在上述的例子中所示的各构成部件的诸多形状或者组合等只不过是一个例子，在不脱离本发明主旨的范围内，可以基于设计要求等进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，作为向衬垫部供给的介质例示了空气以及真空，但除此之外，例如在机床等中一边供给润滑油一边移动工件或工具的情况下，也可以将该润滑油作为介质供给。
此外，在上述实施方式中，例示了工作台3等的移动体在一轴上移动的构成，但也不局限于此，还可以适用于沿平面而移动的两轴的情况。
此外，作为上述实施方式的基板W，不仅适用半导体器件用的半导体晶片，还可以适用液晶显示器用的玻璃基板，或薄膜磁头用的陶瓷晶片，或者曝光装置用的掩模或母版的原版(合成石英、硅晶片)等。
作为曝光装置10，除了适用于将母版R和基板W同步移动而扫描并曝光母版R的图案的分步扫描方式的扫描型曝光装置之外，对于在使母版R和基板W静止了的状态下，将母版R的图案曝光，并依次分步地使基板W移动的分步重复方式的投影曝光装置也同样可以适用。
此外，本发明如上所述，也可适用于双载台型的曝光装置。有关双载台型的曝光装置的构造以及曝光动作，例如在日本专利特开平10-163099号公报、以及日本专利特开平10-214783号公报(对应美国专利6,341,007号、6,400,441号、6,549,269号以及6,590,634号)、日本专利特表2000-505958号(对应美国专利5,969,441号)或者美国专利6,208,407号中已公开。
作为曝光装置10的种类，不局限于将半导体器件图案曝光在晶片上的半导体器件制造用的曝光装置，也可以广泛适用于将液晶显示元件的图案曝光在方形的玻璃板上的液晶显示元件制造用的曝光装置、及薄膜磁头、摄影元件(CCD)或掩模等的制造用的曝光装置等。
此外，作为曝光用照明光的光源，不仅可以使用由超高压水银灯发出的光线(g线(436nm)、h线(404.7nm)、i线(365nm))、KrF受激准分子激光(248nm)、ArF受激准分子激光(193nm)、F2激光(157nm)，也可以使用X线或电子线等的带电粒子线。例如，使用电子线的情况下，作为电子枪，可以使用热电子放射型的六硼化镧(LaB6)、钽(Ta)。再者，在使用电子线的情况下，既可以是使用掩模M的构成，也可以是不使用掩模M而直接在晶片上形成图案的构成。此外，也可以使用YAG激光或半导体激光等的高频等。
作为投影光学系统PL，在使用受激准分子激光等的远紫外线的情况下，作为玻璃材料使用石英或萤石等的透过远紫外线的材料，在使用F2激光或X线的情况下，采用反射折射系统或折射系统的光学系统(母版R也使用反射型类型)，另外，在使用电子射线的情况下，作为光学系统采用由电子透镜以及偏向器构成的电子光学系统即可。此外，电子射线通过的光路，当然是真空状态。另外，对将母版R和基板W密接来曝光母版R的图案而无需使用投影光学系统PL的邻接曝光装置也可以适用。
如上述实施方式所述，对在载台装置12及母版载台RST上使用线性电机而言，不局限于使用了空气轴承的空气浮上型，也可以使用利用劳伦兹力的磁浮型。
随着晶片载台WST1、WST2的移动而发生的反推力，如日本专利特开平8-166475号公报所述，也可以使用框架部件而在机械上释放于地面(大地)。此外，随着母版载台RST而发生的反推力，如日本专利特开平8-330224号公报所述，也可以使用框架部件而在机械上释放于地板(大地)。
如上所述，本实施方式的曝光装置10，是通过将包含了本申请的权利要求书中例举的各构成要素的各种辅助系统，以保持规定的机械精度、电气精度、光学精度来进行组装而制造的。为确保这些各种精度，在该组装的前后，对各种光学系统进行为达到光学的精度的调整，对各种机械系统进行为达到机械精度的调整，且对各种电气系统进行为达到电气精度的调整。从各种辅助系统到曝光装置的组装工序，包括各种辅助系统间相互的机械性连接、电气电路的配线连接、气压电路的配管连接等。在从这些各种辅助系统到曝光装置的组装工序之前，当然要进行各辅助系统的各自的组装。当完成各种辅助系统到曝光装置的组装工序时，进行综合调整，以确保作为曝光装置整体的各种精度。此外，曝光装置的制造优选为在温度和洁净度等被管理的洁净室下进行。
如图11所示，半导体器件经过如下的步骤制造而成，即：进行元件的功能/性能设计的步骤201；基于该设计步骤的制造掩模(母版)的步骤202；制造器件的基材即基板(晶片)的步骤203；利用前述实施方式的曝光装置10，将掩模的图案在基板(晶片)上进行曝光的晶片处理步骤204；器件组装(包括切割工序、焊接工序、封装工序)步骤205；检查步骤206。

Claims (16)

1.一种轴承装置，具有包括衬垫部的移动体和固定体，且向前述衬垫部供给介质来将前述移动体可自由移动地支承在前述固定体上，该轴承装置的特征在于，具有：
设置于前述固定体且供给前述介质的供给部；
联络前述供给部和前述衬垫部的联络部；
相应于前述移动体相对前述固定体的位置来开闭前述联络部的开闭装置。
2.如权利要求1所述的轴承装置，其特征在于：
前述联络部具有在前述固定体上沿前述移动体的移动路径配置多个且与前述供给部连通的连通部，
前述开闭装置具有阀体，该阀体被设置在每个前述多个连通部上，且在前述移动体与前述连通部相对置时，使该连通部开放，而在前述移动体与前述连通部不相对置时，使前述连通部关闭。
3.如权利要求2所述的轴承装置，其特征在于：
前述移动体具有介质滞留部，该介质滞留部被设置在面对前述连通部的位置且与前述衬垫部连接，
前述阀体利用导入到前述介质滞留部的前述介质的压力，来开放前述连通部。
4.如权利要求3所述的轴承装置，其特征在于：前述介质滞留部被设置在夹持前述固定体的两侧。
5.如权利要求3或4所述的轴承装置，其特征在于：在前述阀体中设有连接路，当前述移动体与前述连通部相对置时，连接路使前述供给部和前述介质滞留部设为连接状态。
6.一种载台装置，具有移动部件，该载台装置的特征在于：前述移动部件通过权利要求1至5中任意一项所述的轴承装置而被自由移动地支承。
7.一种曝光装置，将图案曝光在载置于载台装置上的基板上，该曝光装置的特征在于：使用权利要求6所述的载台装置。
8.一种轴承装置，具有包括衬垫部的移动体和固定体，且向前述衬垫部供给介质来将前述移动体可自由移动地支承在前述固定体上，该轴承装置的特征在于，具有：
设置于前述固定体且可供给前述介质的供给部；
可使前述供给部和前述移动体连通的多个阀装置；
相应于前述移动体相对前述固定体的位置来将前述多个阀装置中的至少一个阀装置与前述供给部和前述移动体连通，而向前述衬垫部供给前述介质的供给装置。
9.如权利要求8所述的轴承装置，其特征在于：前述供给装置使用前述多个阀装置中的与前述移动体相对置的阀装置向前述衬垫部供给前述介质。
10.如权利要求8所述的轴承装置，其特征在于：
前述移动体具有供给来自前述供给部的前述介质的介质滞留部，
向前述衬垫部供给前述介质的阀装置，利用前述介质滞留部的前述介质的压力而与前述供给部和前述移动体连通。
11.如权利要求10所述的轴承装置，其特征在于：前述介质的压力为比大气压大的压力。
12.如权利要求10所述的轴承装置，其特征在于：前述介质滞留部设置于与前述衬垫部不同的位置。
13.如权利要求10所述的轴承装置，其特征在于：前述介质滞留部设置于夹持前述固定体的两侧。
14.如权利要求8所述的轴承装置，其特征在于：向前述衬垫部供给前述介质的阀装置，利用磁力而与前述供给部和前述移动体连通。
15.如权利要求8所述的轴承装置，其特征在于：前述多个阀装置各自具有电磁阀。
16.如权利要求8所述的轴承装置，其特征在于：前述多个阀装置各自具有排气孔。
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