CN105842994A - 曝光装置、移动体装置、平板显示器的制造方法、及元件制造方法 - Google Patents

曝光装置、移动体装置、平板显示器的制造方法、及元件制造方法 Download PDF

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Abstract

于基板载台(PST)，在Y粗动载台(23Y)移动于Y轴方向时，X粗动载台(23X)、重量消除装置(40)及X导件(102)与Y粗动载台(23Y)一体移动于Y轴方向，在X粗动载台(23X)于Y粗动载台(23Y)上移动于X轴方向时，重量消除装置(40)在X导件(102)上与X粗动载台(23X)一体移动于X轴方向。由于X导件(102)系涵盖重量消除装置(40)于X轴方向的移动范围延设于X轴方向，因此重量消除装置(40)不受其位置限制，恒被X导件(102)支承。

Description

曝光装置、移动体装置、平板显示器的制造方法、及元件制造方法
本申请是申请日为2011年9月5日，申请号为201180043135.0，发明名称为“曝光装置、移动体装置、平板显示器的制造方法、及元件制造方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明系关于曝光装置、移动体装置、平板显示器的制造方法、及元件制造方法，进一步详言的，系关于在制造半导体元件、液晶显示元件等的微影制程中所使用的曝光装置，适合作为该曝光装置保持曝光对象物体而移动的装置的移动体装置、使用前述曝光装置的平板显示器的制造方法、以及使用前述曝光装置的元件制造方法。
背景技术
于习知用以制造液晶显示元件、半导体元件(集成电电路等)等电子元件(微元件)的微影制程中，系使用一边使掩膜或标线片(以下，统称为「掩膜」)与玻璃板或晶圆(以下，统称为「基板」)沿既定扫描方向(扫描方向)同步移动、一边将形成于掩膜的图案使用能量束转印至基板上的步进扫描(step&scan)方式的曝光装置(所谓的扫描步进机(亦称扫描机))等。
此种曝光装置，以具有可在扫描方向以长行程移动的X粗动载台上搭载可移动于扫描交叉方向(与扫描方向正交的方向)的Y粗动载台的重迭型(gantry型)载台装置者广为人知，作为该载台装置，已知有例如在以石材形成的平台上重量消除(cancel)装置沿水平面移动的构成者(例如，参照专利文献1)。
然而，上述专利文献1所记载的曝光装置，由于重量消除装置系以对应步进扫描(step&scan)动作的广范围移动，因此必须在一广范围将平台上面(重量消除装置的移动导引面)的平面度做得非常高。加上近年来曝光装置的曝光对象基板有日益大型化的倾向，随的而来的平台亦大型化，因此除了成本増加外，曝光装置的搬运性、组装时的作业性悪化等亦受到极大关注。
又，上述专利文献1所记载的曝光装置，为了在平台(载台基座)与微动载台之间容纳XY二轴载台、及用以微幅驱动微动载台的致动器等，因此在高度方向需要非常大的空间。为此，重量消除装置不得不变得更大(高)，而为了沿水平面驱动重量消除装置，亦必须有大的驱动力。
一直以来，在驱动大质量的基板载台时，系采用可产生大驱动力(推力)的具有铁心的线性马达。此具有铁心的线性马达，在可动子(或固定子)中所含的磁石单元与固定子(或可动子)中所含的具有铁心的线圈单元之间，可产生数倍于推力的磁吸力(吸引力)。具体而言，相对于4000N的推力，可产生10000～20000N的吸引力。
因此，上述构成的习知基板载台装置，会在X粗动载台与载台基座之间配置的一对单轴驱动单元，产生基板、Y粗动载台、X粗动载台等的大重量负载(及伴随X粗动载台的移动的惯性力)的作用，且特别是从构成上述一对单轴驱动单元的具铁心的线性马达产生的大吸引力亦会作用于此。因此，单轴驱动单元、尤其是分别构成该单轴驱动单元的一部分的线性马达及导引装置必须具备大负载容量(能力)，此外，亦必须将可动构件及固定构件牢固的构成为可耐来自线性马达的吸引力。
另一方面，由于构成导引装置(单轴导件)的线性导件(轨道)与滑件之间会作用大的摩擦阻抗，因此而导致驱动阻抗増加，因此需要能产生更大驱动力的线性马达。除此的外，诸如基板载台装置的大型化、在导引装置的摩擦热及在线性马达的焦耳热的产生、吸附物造成的机械损伤等附带的问题亦日趋明显。
先行技术文献
[专利文献1]美国专利申请公开第2010/0018950号说明书。
发明内容
本发明第1态样的第1扫描型曝光装置，系在曝光处理时相对曝光用的能量束使曝光对象的物体在与水平面平行的第1方向以既定第1行程移动，其具备：第1移动体，可于该第1方向至少以该既定第1行程移动；第2移动体，引导该第1移动体于该第1方向的移动，且能于该水平面内在与该第1方向正交的第2方向与该第1移动体一起以第2行程移动；物体保持构件，可保持该物体、与该第1移动体一起至少在与该水平面平行的方向移动；重量消除装置，从下方支承该物体保持构件以消除该物体保持构件的重量；以及支承构件，系延伸于该第1方向，从下方支承该重量消除装置并能在从下方支承有该重量消除装置的状态下，于该第2方向以该第2行程移动。
根据此装置，在对物体的曝光处理时，保持物体的物体保持构件系与第1移动体一起被驱动于与第1方向(扫描方向)平行的方向。此外，物体则藉由第2移动体被驱动于与第1方向正交的第2方向，而往第2方向移动。因此，可使物体沿与水平面平行的平面二维移动。此处，欲使物体往第1方向移动仅需驱动第1移动体(及物体保持构件)即可，因此，假设与在往第1方向移动的移动体上搭载往第2方向移动的另一移动体的情形相较，于扫描曝光时驱动的移动体(仅第1移动体、物体保持构件、重量消除装置即可)质量小。因此，能使用以移动物体的致动器等小型化。又，从下方支承重量消除装置的支承构件由于系由延伸于第1方向的构件构成、且能在从下方支承重量消除装置的状态下往第2方向移动，因此与水平面内的位置无关的，重量消除装置恒被支承构件从下方支承。因此，与设置具有能涵盖重量消除装置的移动范围的大导引面的大构件的情形相对较，能使装置全体轻量化、小型化。
本发明第2态样的移动体装置，具备：移动体，系在与水平面平行的面内至少移动于与第1轴平行的第1方向；基座，供支承该移动体；以及驱动装置，包含分别朝向第1既定方向及与此交叉的第2既定方向设于该移动体的第1及第2可动子、以及与该第1及第2可动子的各个对向而在该基座上分别延设于该第1方向的第1及第2固定子，使用在该第1可动子与该第1固定子之间及该第2可动子与该第2固定子之间分别产生的该第1方向的驱动力将该移动体相对该基座驱动于该第1方向；该第1既定方向及第2既定方向中的至少一方，系在该水平面内与该第1轴正交的第2轴及与该水平面正交的第3轴交叉的方向；至少在该移动体的该第1方向的驱动时，在该第1可动子与该第1固定子之间、及该第2可动子与该第2固定子之间分别作用该第1既定方向及该第2既定方向的力。
此处，作用在第1可动子与第1固定子之间的第1既定方向(对向方向)的力、作用在第2可动子与第2固定子之间的第2既定方向(对向方向)的力，系对向方向的吸引力或斥力的任一种，例如可代表性的举出磁力，但不限于此，亦可以是真空吸引力、气体静压造成的压力等。
根据此装置，能利用在移动体的第1方向驱动时作用在第1可动子与第1固定子之间的第1既定方向的力、与作用在第2可动子与第2固定子之间的第2既定方向的力，减轻包含移动体自身重量的作用于基座的负荷，并在不损及驱动性能的情形下进行高精度的移动体驱动。
本发明第3态样的第2曝光装置，系照射能量束以在物体上形成图案，其具备该物体被保持于该另一移动体的本发明的移动体装置。
根据此装置，由于能以高精度驱动保持物体的移动体，因此能进行对该物体的高精度曝光。
本发明第4态样的第3曝光装置，具备：移动体，系保持物体在与水平面平行的面内至少移动于与第1轴平行的第1方向；基座，供支承该移动体；驱动装置，包含分别朝向第1既定方向及与此交叉的第2既定方向设于该移动体的第1及第2可动子、以及与该第1及第2可动子的各个对向而在该基座上分别延设于该第1方向的第1及第2固定子，将该移动体相对该基座驱动于该第1方向，并在该驱动时，利用分别作用在该第1可动子与该第1固定子之间、该第2可动子与该第2固定子之间的该第1既定方向及该第2既定方向的力作为该移动体的浮力；以及图案生成装置，对该物体照射能量束以在该物体上生成图案。
根据此装置，在以驱动装置进行移动体的驱动时，将在第1可动子与前述第1固定子之间、前述第2可动子与前述第2固定子之间分别作用的第1既定方向及第2既定方向的力利用为前述移动体的浮力，减轻包含移动体自身重量的作用于基座的负荷，并能在不损及驱动性能的情形下进行高精度的移动体驱动。
本发明第5态样提供一种平板显示器的制造方法，其包含：使用上述第1至第3曝光装置的任一种使前述基板曝光的动作；以及使曝光后的前述基板显影的动作。
本发明第6态样提供一种元件制造方法，其包含：使用前述第1至第3曝光装置的任一种使前述物体曝光的动作；以及使曝光后的前述物体显影的动作。
附图说明
图1系概略显示第1实施形态的曝光装置的构成的图。
图2系图1的曝光装置具有的基板载台的俯视图。
图3(A)系从－Y方向观察图2的基板载台的侧视图(图2的A－A线剖面图)、图3(B)系基板载台具有的重量消除装置周边的放大图、图3(C)则系基座架(－X侧)周边的放大图。
图4系除去图3(A)中微动载台后的基板载台的俯视图(图3的B－B线剖面图)。
图5系图2的C－C线剖面图。
图6系省略图2的基板载台的一部分的立体图。
图7系显示以第1实施形态的曝光装置的控制系统为中心构成的主控制装置的输出入关系的方块图。
图8系概略显示第2实施形态的曝光装置的构成的图。
图9系图8的曝光装置具有的基板载台的俯视图。
图10系图9的D－D线剖面图。
图11系除去微动载台后的基板载台的俯视图(图10的E－E线剖面图)。
图12系图9的F－F线剖面图。
图13系图9的基板载台装置具有的重量消除装置的剖面图。
图14系第3实施形态的基板载台的俯视图。
图15系图14的G－G线剖面图。
图16系图14的基板载台装置具有的重量消除装置的剖面图。
图17系第4实施形态的基板载台的俯视图。
图18系第1变形例的基板载台装置所具有的重量消除装置及调平装置的剖面图。
图19系第2变形例的基板载台装置所具有的重量消除装置及调平装置的剖面图。
图20系第3变形例的基板载台装置所具有的重量消除装置及调平装置的剖面图。
图21(A)系显示X导件的变形例的图、图21(B)及图21(C)系分别显示其他变形例的基板载台装置的图。
图22系显示基板载台的其他变形例的图。
图23系显示第5实施形态的曝光装置所具备的载台装置的概略构成的侧视图。
图24系图23的H－H线剖面图。
图25系用以说明第5实施形态的曝光装置所具备的主控制装置的输出入关系的方块图。
图26系显示构成载台驱动系统的单轴驱动单元的概略构成的剖面图。
图27系用以说明作用于单轴驱动单元的构成各部的力的平衡的图。
图28系用以说明单轴驱动单元的组装方法的图。
图29系显示单轴驱动单元的变形例(其1)的图。
图30系显示单轴驱动单元的变形例(其2)的图。
具体实施方式
《第1实施形态》
以下，根据图1～图7说明第1实施形态。
图1中，概略的显示了第1实施形态的曝光装置10的构成。曝光装置10系以用于液晶显示装置(平板显示器)的矩形玻璃基板P(以下，仅称为基板P)作为曝光对象物的る步进扫描方式的投影曝光装置，所谓的扫描机。
曝光装置10，如图1所示，具备照明系统IOP、保持掩膜M的掩膜载台MST、投影光学系统PL、一对基板载台架台19、将基板P保持成可沿水平面移动的基板载台装置PST、以及此等的控制系统等。以下的说明中，系设曝光时使掩膜M与基板P相对投影光学系统PL分别被扫描的水平面内的一方向为X轴方向、水平面内与此正交的方向为Y轴方向、与X轴及Y轴方向正交的方向为Z轴方向，并设绕X轴、Y轴及Z轴的旋转(倾斜)方向分别为θx、θy及θz方向来进行说明。
照明系统IOP，系与例如美国专利第6,552,775号说明书等所揭示的照明系统同样的构成。
亦即，照明系统IOP具有分别照明掩膜M上被配置成锯齿状的复数个、例如5个照明区域的复数个、例如5个照明系统，各照明系统将从未图示的光源(例如水银灯)射出的光，经由未图示的反射镜、分光镜(dichroic mirror)、遮帘、波长选择滤波器、各种透镜等，作为曝光用照明光(照明光)IL照射于掩膜M。照明光IL，系使用例如i线(波长365nm)、g线(波长436nm)、h线(波长405nm)等的光(或上述i线、g线、h线的合成光)。又，照明光IL的波长可藉由波长选择滤波器，例如视所要求的解析度适当的加以切换。
于掩膜载台MST，例如以真空吸附着方式固定有其图案面(图1的下面)形成有电路图案等的掩膜M。掩膜载台MST系以非接触状态搭载在未图示的导件上，藉由例如包含线性马达的掩膜载台驱动系统MSD(图1中未图示，参照图7)以既定行程驱动于扫描方向(X轴方向)，并被适当的微驱动于Y轴方向及θz方向。
掩膜载台MST于XY平面内的位置信息系藉由对固定(或形成)于掩膜M的反射面照射激光光束(测长光束)的激光干涉仪(以下，称「掩膜干涉仪」)16，随时例如以0.5～1nm程度的分解能力加以测量。此测量结果被供应至主控制装置50(参照图7)。
主控制装置50根据掩膜干涉仪16的上述测量结果，透过掩膜载台驱动系统MSD(图1中未图示，参照图4)进行掩膜载台MST的驱动控制。又，亦可取代掩膜干涉仪16、或与掩膜干涉仪16一起使用编码器(或由复数个编码器构成的编码器系统)。
投影光学系统PL配置在掩膜载台MST的图1中的下方。投影光学系统PL具有与例如美国专利第6,552,775号说明书所揭示的投影光学系统相同的构成。亦即，投影光学系统PL对应前述复数个照明区域，包含掩膜M的图案像的投影区域配置成交错状的复数个、例如五个投影光学系统(多透镜投影光学系统)，与具有以Y轴方向为长边方向的长方形单一像场的投影光学系统具有相等的机能。本实施形态中，复数个投影光学系统的各个系例如由具备沿光轴配置的棱镜、光学元件群(透镜群)、反射镜各二组的2段透镜中反射镜(inmirror lens)光学系统构成，例如使用两侧远心的等倍系统、形成正立正像者。
因此，当以来自照明系统IOP的照明光IL照明掩膜M上的照明区域时，即藉由通过被配置成投影光学系统PL的第1面(物体面)与图案面大致一致的掩膜M的照明光IL，透过投影光学系统PL将该照明区域内的掩膜M的电路图案的投影像(部分正立像)，形成于与被配置在投影光学系统PL的第2面(像面)侧、表面涂有光阻剂(感应剂)的基板P上的照明区域共轭的照明光IL的照射区域(曝光区域)。并藉由掩膜载台MST与构成基板载台装置PST的一部分的后述微动载台21的同步驱动，相对照明区域(照明光IL)使掩膜M移动于扫描方向(X轴方向)且相对曝光区域(照明光IL)使基板P移动于扫描方向(X轴方向)，据以进行基板P上一个照射区域(区划区域)的扫描曝光，于该照射区域转印掩膜M的图案(掩膜图案)。亦即，本实施形态中，系以照明系统IOP及投影光学系统PL在基板P上生成掩膜M的图案，藉由使用照明光IL的基板P上感应层(光阻层)的曝光以在基板P上形成该图案。
一对基板载台架台19系分别由延伸于Y轴方向的构件构成(参照图5)，其长边方向两端部被设在地面F上的防振装置13从下方支承。一对基板载台架台19系于X轴方向以既定间隔平行配置。一对基板载台架台19构成曝光装置10的装置本体(机体)，投影光学系统PL及掩膜载台MST等系搭载于装置本体。
基板载台装置PST，如图1所示，具备一对底床(bed)12、一对基座架14、粗动载台23、微动载台21、重量消除装置40、及从下方支承重量消除装置40的X导件102等。
一对底床12分别由俯视(从+Z侧观察)以Y轴方向为长边方向的矩形箱形构件(长方体状构件)构成。一对底床12于X轴方向以既定间隔平行配置。+X侧的底床12，如图1所示，系搭载在+X侧的基板载台架台19上，－X侧的底床12则系搭载在－X侧的基板载台架台19上。一对底床12各自的上面于Z轴方向的位置(以下，称Z位置)被调整为大致相同。
一对底床12，由图1及图2可知，系藉由二个连结构件79将长边方向两端部近旁机械性的连结。一对底床12，如图3(A)所示，分别由中空构件构成，于其上面部及下面部间于X轴方向以既定间隔设有复数个由与YZ平面平行的板状构件构成的肋部，以确保刚性及强度。此外，虽未图示，但在底床12的上面部及下面部之间，于Y轴方向亦以既定间隔设有复数个由与XZ平面平行的板状构件构成的肋部。于复数个肋部各个的中央部及底床12的侧面部，形成有用以轻量化及成形的圆形孔(参照图5)。又，例如在不设置连结构件79亦能充分确保曝光精度的情形等时，亦可不设置连结构件79。
在一对底床12各自的上面，如图2所示，于X轴方向以既定间隔固、彼此平行的方式固定有复数支机械性单轴导引装置的要件的Y线性导件71A(本实施形态中，系一个底床设有例如四支)。
一对基座架14中的一方，如图1及图3(A)所示，系配置在+X侧底床12的+X侧，另一方则配置在－X侧底床12的－X侧。一对基座架14由于具有相同构造，因此，以下仅针对－X侧的基座架14加以说明。基座架14，如图3(C)所示，包含：具有与YZ平面平行的一面与另一面、由延伸于Y轴方向的板状构件构成的本体部14a与从下方支承本体部14a的复数个脚部14b(图2及图4中未图示)。本体部14a的长度(长边方向(Y轴方向)尺寸)被设定为较一对底床12各自于Y轴方向的长度长。脚部14b系于Y轴方向以既定间隔设有例如三个。于脚部14b的下端部，设有复数个调整器14c而能调整本体部14a的Z位置。
于本体部14a的两侧面固定有分别为线性马达的要件的Y固定子73。Y固定子73具有包含于Y轴方向以既定间隔排列的复数个永久磁石的磁石单元。此外，于本体部14a的上面及两侧面(上述Y固定子73的下方)，固定有分别为机械性单轴导引装置的要件的Y线性导件74A。
回到图1，粗动载台23包含Y粗动载台23Y、与搭载在Y粗动载台23Y上的X粗动载台23X。粗动载台23位在上述一对底床12的上方(+Z侧)。
Y粗动载台23Y，如图2所示，具有一对X柱101。一对X柱101分别由延伸于X轴方向、YZ剖面为矩形的构件构成，于Y轴方向以既定间隔彼此平行的配置。又，各X柱101由于与Z轴方向(重力方向)的刚性相较未要求Y轴方向的刚性，因此YZ剖面的形状可以是例如I字状。
在一对X柱101各个的长边方向两端部近旁下面，如图6所示，透过板片76固定有被称为Y支架(carriage)75的构件。亦即，于Y粗动载台23Y下面，安装有例如合计四个的Y支架75。板片76系由延伸于Y轴方向的与XY平面平行的板状构件构成，将一对X柱101机械性的加以彼此连结。例如合计四个Y支架75的各个，由于具有相同构造，因此，以下仅说明对应－X侧基座架14的一个Y支架75。
Y支架75，如图3(C)所示，系由XZ剖面逆U字状的构件构成，在一对对向面间插入基座架14的本体部14a。于Y支架75的一对对向面的各个，分别与一对Y固定子73的各个透过既定间隙分别固定有对向的一对Y可动子72。各Y可动子72包含未图示的线圈单元，与对向的Y固定子73一起构成将Y粗动载台23Y(参照图1)以既定行程驱动于Y轴方向的Y线性马达YDM(参照图7)。本实施形态，如上所述，由于Y支架75例如合计设有四个，因此Y粗动载台23Y系藉由例如合计八个Y线性马达YDM驱动于Y轴方向。
于Y支架75的一对对向面及顶面分别固定有包含转动体(例如，复数个球等)、能滑动卡合于Y线性导件74A的滑件74B。又，图3(C)中虽于纸面深度方向重迭而被遮蔽，但在Y支架75的一对对向面及顶面的各个，滑件74B系在纸面深度方向(Y轴方向)以既定间隔、例如各安装有二个(参照图5)。Y粗动载台23Y(参照图1)系藉由包含Y线性导件74A与滑件74B的复数个Y线性导引装置，被直进引导于Y轴方向。此外，虽未图示，于上述基座架14的本体部14a固定有以Y轴方向为周期方向的Y标尺，于Y支架75则固定有编码器读头，此编码器读头系构成用以和Y标尺一起求出Y粗动载台23Y于Y轴方向的位置信息的Y线性编码器系统EY(参照图7)。Y粗动载台23Y于Y轴方向的位置系根据上述编码器读头的输出由主控制装置50(参照图7)加以控制。
此处，如图1所示，于上述一对底床12之间配置有辅助导件框103。辅助导件框103系由延伸于Y轴方向的构件构成，透过复数个调整器设置在地面F上。于辅助导件框103的上端面(+Z侧端面)固定有延伸于Y轴方向的机械性单轴导引装置的要件的一条Y线性导件77A。辅助导件框103上端的Z位置被设定为与一对底床12的上面大致相同。又，辅助导件框103对一对底床12及一对基板载台架台19分别在振动上分离。此外，由于一对底床12系以连结构件79机械性的连结，因此，于辅助导件框103形成有用以使连结构件79通过的未图示的贯通孔。
于一对X柱101各个的长边方向中央部下面固定有辅助支架78(参照图6)。辅助支架78由长方体状构件构成，如图1所示，于其下面固定有包含转动体(例如复数个球等)、以滑动可能的方式卡合于Y线性导件77A的滑件77B。又，图1中虽因在纸面深度方向重迭而无法看见，但针对一个辅助支架78，滑件77B系于纸面深度方向(Y轴方向)以既定间隔例如安装有二个。如此，Y粗动载台23Y的长边方向中央部透过辅助支架78而被辅助导件框103从下方支承，以抑制因自身重量产生的弯曲。
回到图2，于一对X柱101各个的上面，以彼此平行的方式、于Y轴方向子既定间隔固定有复数支(本实施形态中，系针对一个X柱101例如二支)延伸于X轴方向的机械性单轴导引装置要件的X线性导件80A。又，于一对X柱101各个的上面的一对X线性导件80A间的区域，固定有X固定子81A。X固定子81A具有磁石单元，此磁石单元包含于X轴方向以既定间隔排列的复数个永久磁石。
如上所述，Y粗动载台23Y被一对基座架14及辅助导件框103从下方支承，与一对底床12及基板载台架台19在振动上分离。
X粗动载台23X由俯视矩形的板状构件构成，如图4所示，其中央部形成有开口部。于X粗动载台23X的下面，如图5所示，固定有一对X可动子81B，此一对X可动子81B透过既定间隙与固定在一对X柱101各个的X固定子81A分别对向。各X可动子81B包含未图示的线圈单元，与对向的X固定子81A一起构成将X粗动载台23X以既定行程驱动于X轴方向的X线性马达XDM(参照图7)。本实施形态中，X粗动载台23X系被与一对X柱101对应设置的例如一对(二个)X线性马达XDM驱动于X轴方向。
又，于X粗动载台23X的下面，如图1所示，固定有复数个包含转动体(例如复数个球等)、以可滑动的方式卡合于X线性导件80A的滑件80B。滑件80B系针对一支X线性导件80A于X轴方向以既定间隔设置例如四个，于X粗动载台23X的下面固定有例如合计16个的滑件80B。X粗动载台23X系被分别包含X线性导件80A与滑件80B的复数个X线性导引装置直进引导于X轴方向。此外，X粗动载台23X系被复数个滑件80B限制相对Y粗动载台23Y往Y轴方向的移动，而与Y粗动载台23Y一体移动于Y轴方向。
又，虽未图示，但于一对X柱101中的至少一方固定有以X轴方向为周期方向的X标尺，于X粗动载台23X固定有编码器读头，此编码器读头系与X标尺一起构成用来求出X粗动载台23X于X轴方向的位置信息的X线性编码器系统EX(参照图7)。X粗动载台23X于X轴方向的位置系根据上述编码器读头的输出由主控制装置50(参照图7)加以控制。本实施形态中，包含上述X线性编码器系统EX与前述Y线性编码器系统EY，构成用以检测粗动载台(X粗动载台23X)于XY平面内的位置信息(含θz方向的旋转)的编码器系统20(参照图7)。
又，虽未图示，于X粗动载台23X安装有以机械方式限制微动载台21相对X粗动载台23X的可移动量的挡止(stopper)构件、或用以测量于X轴及Y轴方向的微动载台21相对X粗动载台23X的移动量之间隙感测器等。
微动载台21，由图1及图2可知，系由俯视大致正方形的板状构件(或箱形(中空长方体)构件)构成，透过基板保持具PH将基板P以例如真空吸附(或静电吸附)方式吸附保持在其上面。
微动载台21系藉由微动载台驱动系统26在X粗动载台23X上被微驱动于XY平面内的3自由度方向(X轴、Y轴及θz的各方向)，该微动载台驱动系统26(参照图7)包含分别含固定于X粗动载台23X的固定子、与固定于微动载台21的可动子所构成的复数个音圈马达(或线性马达)。复数个音圈马达，如图2所示，将微动载台21微驱动于X轴方向的X音圈马达18X系于Y轴方向分离设置一对，而将微动载台21微驱动于Y轴方向的Y音圈马达18Y则于X轴方向分离设置一对。微动载台21，系使用上述X音圈马达18X及/或Y音圈马达18Y与X粗动载台23X同步被驱动(以同速度与X粗动载台23X被驱动于同方向)，而与X粗动载台23X一起以既定行程移动于X轴方向、及/或Y轴方向。因此，微动载台21可相对投影光学系统PL(参照图1)于XY二轴方向以长行程移动(粗动)，且能于X、Y、θz方向的三自由度方向微动。
又，微动载台驱动系统26，如图3(B)所示，具有用以将微动载台21微驱动于θx、θy及Z轴方向的3自由度方向的复数个Z音圈马达18Z。复数个Z音圈马达18Z系配置在与微动载台21底面四角部的处(图3(B)中仅显示四个Z音圈马达18Z中的二个，另二个则省略图示)。关于包含复数个音圈马达、微动载台驱动系统的构成，例如已揭示于美国专利申请公开第2010/0018950号说明书。
本实施形态中，包含微动载台驱动系统26、与由前述复数个Y线性马达YDM及一对X线性马达XDM构成的粗动载台驱动系统，构成基板载台驱动系统PSD(参照图7)。
于微动载台21的－X侧侧面，如图3(A)所示，透过反射镜(mirror)基座24X固定有具有与X轴正交的反射面的X移动镜(棒状反射镜(bar mirror))22X。此外，于微动载台21的－Y侧侧面，如图5所示，透过反射镜基座24Y固定有具有与Y轴正交的反射面的Y移动镜22Y。微动载台21于XY平面内的位置信息系以使用X移动镜22X及Y移动镜22Y的激光干涉仪系统(以下，称基板干涉仪系统)92(参照图1)，以例如0.5～1nm程度的解析能力随时加以检测。又，实际上，基板干涉仪系统92具备复数个分别与X移动镜22X对应的X激光干涉仪及与Y移动镜22Y对应的Y激光干涉仪，但图1中仅代表性的显示X激光干涉仪。复数個激光干涉仪分別固定于装置本体。又，微动载台21于θx、θy及Z轴方向的位置信息系以固定在微动载台21下面的未图示的感测器，使用例如固定在后述重量消除装置40的靶加以求出。关于上述微动载台21的位置测量系统的构成，已揭示于例如美国专利申请公开第2010/0018950号说明书。
重量消除装置40，如图3(A)所示，由延设于Z轴方向的柱状构件构成，亦称为心柱。重量消除装置40被搭载在后述X道件102上，透过后述する调平(leveling)装置57从下方支承微动载台21。重量消除装置40的上半部插入X粗动载台23X的开口部内，其下半部则插入一对X柱101(参照图4)之间。
重量消除装置40，如图3(B)所示，具有筐体41、空气弹簧42及Z滑件43等。筐体41系由+Z侧的面为开口的有底筒状构件构成。于筐体41的下面安装有复数个轴承面朝向－Z侧的空气轴承(以下，称基座垫)44。空气弹簧42系收容在筐体41内部。对空气弹簧42从外部供应加压气体。Z滑件43由延伸于Z轴方向的筒状构件构成，插入筐体41内而被搭载于空气弹簧42上。于Z滑件43的+Z侧端部安装有轴承面朝向+Z侧的未图示的空气轴承。
调平装置57系用以将微动载台21支承为倾斜自如(相对XY平面于θx及θy方向摆动自如)的装置，被安装在Z滑件43的上述空气轴承从下方以非接触方式支承。重量消除装置40系藉由空气弹簧42产生的重力方向提升的力，透过Z滑件43及调平装置57抵消(消除)含微动载台21的系统的重量(重力方向向下的力)，据以降低上述复数个Z音圈马达18Z的负荷。
重量消除装置40透过复数个连结装置45机械性的连接于X粗动载台23X。复数个连结装置45的Z位置与重量消除装置40于Z轴方向的重心位置大致一致。连结装置45包含与XY平面平行的厚度薄的钢板等，亦称为弯曲(flexure)装置。连结装置45在重量消除装置40的+X侧、－X侧、+Y侧、－Y侧将重量消除装置40的筐体41与X粗动载台23X加以连结(图3(B)中，+Y侧、－Y侧的连结装置45未图示。参照图4)。因此，重量消除装置40透过复数个连结装置45的任一者被X粗动载台23X牵引，而与该X粗动载台23X一体的移动于X轴方向或Y轴方向。此时，于重量消除装置40会在与包含其于Z轴方向的重心位置的XY平面平行的平面内作用一牵引力，因此不会产生(作用)绕与移动方向正交的轴线的力矩(俯仰力矩)。又，含调平装置57、连结装置45关于本实施形态的重量消除装置40的详细构成，已揭示于例如美国专利申请公开第2010/0018950号说明书。
X导件102，如图3(A)所示，包含由以X轴方向为长边方向的YZ剖面为倒U字形的构件(参照图5)构成的导件本体102a、与复数个肋部102b。X导件102系在上述一对底床12的上方(+Z侧)，以横越一对底床12的方式配置。X导件102的长度(长边方向(X轴方向)尺寸)系设定为较
于X轴方向以既定间隔配置的一对底床12各个的X轴方向尺寸、与一对底床12间之间隙于X轴方向的尺寸的和略长。因此，如图2所示，X导件102的+X侧端部较+X侧底床12的+X侧端部突出于+X侧(底床12的外侧)，X导件102的－X侧端部则较－X侧底床12的－X侧端部突出于－X侧(底床12的外侧)。
导件本体102a的上面(+Z侧的面)与XY平面平行且平坦度被做得非常高。于导件本体102a的上面，透过复数个基座垫44以非接触状态搭载有重量消除装置40。导件本体102a的上面被以良好精度调整为与水平面平行，具有作为重量消除装置40移动时的导引面的机能。导件本体102a的长度(长边方向的尺寸)系设定为较重量消除装置40(亦即X粗动载台23X)往X轴方向的可移动量略长。导件本体102a上面的宽度(Y轴方向的尺寸)则设定成可与复数个基座垫44所有的轴承面对向的尺寸(参照图4)。此外，导件本体102a的长边方向两端部系被与YZ平面平行的板状构件闭塞。
复数个肋部102b系由分别与YZ平面平行的板状构件构成，于X轴方向以既定间隔设置。复数个肋部102b的各个系连接于导件本体102a的对向的一对对向面及顶面。此处，含复数个肋部102b，X导件102的材质及制造方法虽无特别限定，但例如系以使用铁等的铸造形成的情形、以石材(例如辉长岩)形成的情形、以陶瓷或CFRP(Carbon FiberReinforced Plastics)材等形成的情形时，导件本体102a及复数个肋部102b系一体形成。不过，亦可将导件本体102a与复数个肋部102b作成不同构件，将复数个肋部102b例如以熔接等方式连接于导件本体102a。又，X导件102可以实心构件构成、亦可以下面侧闭塞的箱形构件构成。
于复数个肋部102b各个的下端部，固定有包含转动体(例如复数个球等)、能在固定于上述一对底床12各个的上面的Y线性导件71A滑动的Y滑件71B。又，如图4所示，Y滑件71B系于Y轴方向以既定间隔固定有复数个(本实施形态中，例如系对一支Y线性导件71A固定有二个)。导件本体102a上面的平面度调整，可在复数个肋部102b与Y滑件71B之间适当的插入垫片等来进行。
在设于X导件102长边方向两端部的上述板状构件，如图2所示，以和上述一对Y固定子73(参照图3(C))分别隔着既定间隙的方式，对向固定有用以将X导件102以既定行程驱动于Y轴方向的Y线性马达82(参照图7)的要件的Y可动子72A(参照图4。为易于理解，图4中板片76未图示)。各Y可动子72A具有未图示的线圈单元。X导件102被分别包含Y固定子73与Y可动子72A的一对Y线性马达82以既定行程驱动于Y轴方向。亦即，本实施形态中，用以将X导件102驱动于Y轴方向的一对Y线性马达82及用以将Y粗动载台23Y驱动于Y轴方向的Y线性马达YDM，系分别使用共通的固定子73。
又，虽未图示，于上述一对底床12中的一方固定有以Y轴方向为周期方向的Y标尺，于X导件102固定有和Y标尺一起构成用以求出X导件102于Y轴方向的位置信息的Y线性编码器系统104(参照图7)的编码器读头。X导件102及Y粗动载台23Y系由主控制装置50(参照图7)根据上述编码器读头的输出同步驱动于Y轴方向(不过，若有需要时亦可个别的控制Y位置)。
除此的外，于基板保持具PH的上面固定有以Y轴方向为长边方向的矩形标记板(未图示)。此标记板的高度被设定为其表面与装载在基板保持具PH上的基板P表面大致同一面高。又，于标记板表面形成有复数个、此处为六个排列于Y轴方向的基准标记(未图示)。
此外，于基板保持具PH(微动载台21)内部，在六个基准标记各个的下方(－Z侧)配置有包含透镜系统与摄影元件(CCD等)的六个标记像检测系统MD1～MD6(参照图7)。此等标记像检测系统MD1～MD6同时检测以五个投影光学系统的各个与透镜系统形成的掩膜M上的对准标记的投影像、以及以透镜系统形成的基准标记(未图示)的像，测量以基准标记像的位置为基准的对准标记像的位置。其测量结果被供应至主控制装置50，用于掩膜M的位置对准(掩膜对准)等。
进一步，于曝光装置10，为检测六个基准标记及基板P上的对准标记，设有六个离轴方式的对准检测系统AL1～AL6(参照图7)。六个对准检测系统系在投影光学系统PL的+X侧沿Y轴依序配置。
各对准检测系统系采用影像处理方式的FIA(Field Image Alignment)系统感测器。FIA系统感测器，例如系对对象标记照射不会使基板P上的光阻感光的宽频检测光，并使用摄影元件(CCD)等拍摄由该来自对象标记的反射光在受光面成像的对象标记的像与指标(未图示)的像。对准检测系统AL1～AL6的检测结果透过对准讯号处理系统(未图示)送至主控制装置50。
此外，亦能单独或适当组合使用能将同调检测光照射于对象标记以检测从该对象标记产生的散射光或绕射光、或是使从该对象标记产生的两绕射光(例如同阶数)干涉以检测的对准感测器。
图7中，以曝光装置10的控制系统为中心构成，显示统筹控制构成各部的主控制装置50的输出入关系的方块图。主控制装置50包含工作站(或微电脑)等，统筹控制曝光装置10的构成各部。
接着，简单说明在曝光装置10的基板P的批次处理。
由复数(例如50片或100片)基板P构成的处理对象的一批被掰入联机于曝光装置10的涂布显影机(以下、称「C/D」)(未图示)后，批内的基板系依序被C/D内的涂布机(光阻涂布装置)涂布光阻，并被搬送系统(未图示)搬送至曝光装置10。此外，在主控制装置50的管理下，藉由未图示的掩膜搬送装置(掩膜装载器)进行掩膜M至掩膜载台MST上的装载，接着进行前述掩膜对准。
当涂有光阻的基板P被装载于基板保持具PH上后，主控制装置50即使用对准检测系统AL1～AL6检测基板保持具PH上的基准标记，进行基准线测量。
接着，主控制装置50使用对准检测系统AL1～AL6检测在前层的前的曝光时与图案一起转印形成于基板P上的复数个对准标记，以进行基板P的对准。
基板P的对准结束后，由主控制装置50的控制，进行为于基板P上的复数个照射区域，藉由前述扫描曝光依序转印掩膜M的图案的步进扫描方式的曝光动作。由于此曝光动作于习知进行的步进扫描方式的曝光动作相同，因此省略其详细说明。
此时，上述步进扫描方式的曝光动作，系对设在基板P上的复数个照射区域依序进行曝光处理。基板P在扫描动作时系于X轴方向以既定行程被等速驱动(以下称X扫描动作)，于步进动作时(照射区域间移动时)则系适当的被驱动于X轴方向及/或Y轴方向(以下，分别称X步进动作、Y步进动作)。
在上述X扫描动作时及X步进动作时，使基板P往X轴方向移动的际，于基板载台装置PST系依根据来自主控制装置50的X线性编码器系统EX的测量值的指示，在Y粗动载台23Y上以一对(二个)X线性马达XDM将X粗动载台23X驱动于X轴方向，并依根据来自主控制装置50的基板干涉仪系统92的测量值的指示，以复数个X音圈马达18X与X粗动载台23X同步驱动微动载台21。又，当X粗动载台23X往X轴方向移动时，由于被此X粗动载台23X牵引，重量消除装置40即与X粗动载台23X一起往X轴方向移动。此時，重量消除装置40在X道件102上移动。又，上述X扫描动作及X步进动作时，虽有相对X粗动载台23X将微动载台21微驱动于Y轴方向及/或θz方向的情形，但由于重量消除装置40的Y位置不会变化，因此重量消除装置40恒仅在X导件102上移动。
相对于此，上述Y步进动作时，于基板载台装置PST则系依根据来自主控制装置50的Y线性编码器系统EY的测量值的指示，将Y粗动载台23Y以复数个Y线性马达YDM在一对基座架14上以既定行程驱动于Y轴方向，X粗动载台23X与此Y粗动载台23Y一体既定行程移动于Y轴方向。又，重量消除装置40与X粗动载台23X一体以既定行程移动于Y轴方向。此时，被重量消除装置40从下方支承的X导件102则与Y粗动载台23Y同步被驱动。因此，重量消除装置40恆被X道件102从下方支承。
如以上的说明，依据本实施形态的曝光装置10，重量消除装置40无论其XY平面的位置为何，恒被X导件102从下方支承。X导件102由于系由延伸于扫描方向的宽度窄的板状构件构成，因此与使用例如具有能涵盖重量消除装置40的全移动范围的大导引面的导件(例如以石材形成的平台)的情形相较，能使基板载台装置PST轻量化。此外，上述具有大导引面的导件在大型基板的情形时加工及搬运会变得困难，但本实施形态的X导件102由于系由具有延伸于X轴方向的带状导引面的宽度窄的板状构件构成，因此加工及搬运容易。
此外，由于延伸于X轴方向的构件的X导件102系被一对底床12在复数处从下方支承，因此能抑制因X导件102的自身重量、或重量消除装置40荷重而引起的弯曲。又，由于底床12的数量为二，因此与一个底床12的情形相较，能使二个底床12各个的尺寸小型化、轻量化。从而底床12的加工及搬运容易且能提升基板载台装置PST组装时的作业性。
又，由于X导件102及将X导件102引导于Y轴方向的一对底床12皆为肋构造，因此轻量且易确保Z轴方向的刚性。从而，基板载台装置PST的组装作业亦较上述使用具有大导引面的导件的情形相较较佳。
又，由于重量消除装置40系以非接触方式支承在X导件102上，因此因重量消除装置40的移动而产生的振动不会传递至X导件102。从而，振动不会透过X导件102、一对底床12、基板载台架台19等而传递至例如投影光学系统PL等，能以高精度进行曝光动作。又，由于X导件102系被包含固定于一对基座架14的Y固定子73的一对Y线性马达82驱动于该Z轴方向的重心附近，因此不会产生绕X轴的力矩(俯仰力矩)，此外，该驱动力的反力亦不会传递至基板载台架台19。从而，能以高精度进行曝光动作。
由于，X导件102的Y轴方向移动系在不需要高度的定位精度的上述Y步进动作时进行，因此即使线性导引装置的摩擦阻力或驱动产生的力矩作用于重量消除装置40或X导件102，亦能在该Y步进动作后的X扫描动作的前，使起因于上述力矩的振动收敛。又，X导件102的Y轴方向驱动所造成的偏转运动(绕Z轴的力矩，yawing)，可藉由用以驱动X导件102的一对Y线性马达82的驱动力差来严密的控制而加以抑制。
进一步，由于本实施形态的粗动载台23(XY载台装置)系在Y粗动载台23Y上搭载X粗动载台23X的构成，因此与例如在X粗动载台上搭载Y粗动载台的构成的习知XY载台装置相较，于扫描方向的X轴方向以长行程移动的X粗动载台23X的惯性质量小。从而，于X扫描动作时地面F透过粗动载台23承受的驱动反力小。其结果，于X扫描动作时能抑制影响装置全体的地面振动。相对于此，Y粗动载台23Y移动于Y轴方向时的驱动质量及驱动反力与上述习知XY载台装置相较较大，但由于是不需要高精度定位的Y步进动作，因此地面振动对曝光动作的影响少。
又，于粗动载台23，Y粗动载台23Y具有的一对X柱101系分别被配置在一对底床12间的辅助导件框103支承X方向中间部，因此能抑制因自身重量或X粗动载台23X的荷重造成的弯曲。从而，能提升固定在一对X柱101上的X线性导件80A的真直精度，而能以高精度将X粗动载台23X直进引导于X轴方向。又，与仅支承两端部的情形相较，无需为了确保弯曲刚性而将一对X柱101分别作成坚固的构造(纤细的构件即可)，可使其轻量化。
《第2实施形态》
其次，根据图8～图13说明第2实施形态。此处，前述第1实施形态と相同或同等的构成部分系使用相同或类似符号，並简化或省略其説明。
图8中概略显示了第2实施形态的曝光装置110的构成。曝光装置110系以用于液晶显示装置(平板显示器)的基板P为曝光对象物的步进扫描方式的投影曝光装置、即所谓的扫描机(scanner)。
图9系显示图8的曝光装置110具有的基板载台装置PSTa的俯视图、图10系图9的D－D线剖面图。此外，图11系去除微动载台的基板载台装置的俯视图(图10的E－E线剖面图)，图12系图9的F－F线剖面图。又，图13则系基板载台装置PSTa具有的重量消除装置的剖面图。
比较图8～图13与前述第1实施形态的图1～图6可知，本第2实施形态的曝光装置110，系取代前述基板载台装置PST而设置基板载台装置PSTa，此点与曝光装置10不同。
基板载台装置PSTa的整体构成虽与基板载台装置PST相同，但取代重量消除装置40设置重量消除装置40’的点及X导件102的驱动系统的构成与基板载台装置PST部分相异等若干处，与基板载台装置PST不同。以下，以相异点为中心加以説明。
基板载台装置PSTa，由图8、图10等可知，Y粗动载台23Y与X导件102于Z轴方向(铅直方向)的位置(高度位置)部分重复。
具体而言，基板载台装置PSTa，如图8及图10所示，于一对X柱101各个的长边方向两侧面(非两端部近旁下面)固定有前述Y支架75。亦即，Y粗动载台23Y具有例如合计四个Y支架75。又，+X侧的二个Y支架75的上面系以板片76加以机械性的连结，－X侧的二个Y支架75的上面亦同样的以板片76加以机械性的连结。此外，为易于理解，图11中未图示板片76。
又，作为重量消除装置40’，例如图10所示，系使用Z滑件43与调平装置57被一体固定型的装置。重量消除装置40’搭载于X导件102上，其下半部插入X粗动载台23X的开口部内。又，图8、图10～图12中，为避免图的错综复杂，重量消除装置40’及调平装置57等系以示意方式显示(详细的构成参照图13)。
重量消除装置40’，如图13所示，具有筐体41、空气弹簧42、Z滑件43等。筐体41系由+Z侧的面开口的有底筒状构件构成。于筐体41的下面安装有轴承面朝向－Z侧的复数个基座垫44。于筐体41的外壁面固定有用以支承固定在微动载台21下面的复数个Z感测器52的靶46的复数个臂构件47。空气弹簧42被收容在筐体41内部。从外部供应加压气体至空气弹簧42。Z滑件43系由高度低于前述第1实施形态使用的Z滑件的延伸于Z轴方向的筒状构件构成。Z滑件43插入筐体41内，搭载在空气弹簧42上。Z滑件43系藉由于Z轴方向分离配置的一对包含与XY平面平行的板弹簧的平行板弹簧装置48，连接于筐体41的内壁面。平行板弹簧装置48系例如于Z滑件43的外周周围(θz方向)以大致均等之间隔设有复数个(例如三个或四个)。Z滑件43藉由复数个板弹簧的于水平面平行方向的刚性(拉伸刚性)，与筐体41一体沿XY平面移动。相对于此，Z滑件43可藉由板弹簧的柔软性(可挠性)相对筐体41于Z轴方向微动。平行板弹簧装置48具有的一对板弹簧系于Z轴方向分离，因此Z滑件43倾倒(往θx或θy方向的旋转)受到抑制，实质上仅能于Z轴方向以微小行程相对筐体41移动。
调平装置57系将微动载台21支承为可倾斜自如(相对XY平面于θx及θy方向摆动自如)的装置，透过微动载台21下面形成的开口部21a，上半部插入微动载台21内。重量消除装置40’藉由空气弹簧42产生的重力方向朝上的力，透过Z滑件43及调平装置57抵销(消除)包含微动载台21的系统的重量(重力方向朝下的力)，据以降低复数个Z音圈马达18Z的负荷。
调平装置57包含+Z侧的面开口的杯状构件构成的调平杯49、插入调平杯49内径侧的多面体构件64、以及安装在调平杯49内壁面的复数个空气轴承65。调平杯49的下面透过板片68一体固定于Z滑件43的上面。又，于微动载台21的顶面安装有为防止调平杯49脱落的复数个脱落防止装置200。多面体构件64系由三角锥状的构件构成，其前端部插入调平杯49内。多面体构件64的底面(朝向+Z侧的面)透过间隔件51固定在微动载台21的顶面。空气轴承65系在调平杯49的内壁面、绕θz以大致均等之间隔设有例如三个。调平装置57藉由从复数个空气轴承65对多面体构件64的侧面喷射加压气体，以包含微动载台21的系统的重心位置CG为旋转中心、隔着微小间隙(空隙)以非接触方式将微动载台21支承为可倾斜。又，为易于理解，图13中显示了例如三个空气轴承65中二个的剖面(亦即，就调平装置57而言，图13并非与YZ平面平行的剖面的剖面图)。
此处，当微动载台21往与XY平面平行的方向移动时，多面体构件64即与微动载台21一体往与XY平面平行的方向。此时，因空气轴承65的轴承面与多面体构件64之间形成的气体膜的刚性(静压)，空气轴承65被按压向多面体构件64，据此，微动载台21与调平杯49即一体的与微动载台21往同方向移动。而由于调平杯49与Z滑件43系透过板片68固定，因此微动载台21与Z滑件43一体的移动于与水平面平行的方向。此外，如上所述，由于Z滑件43与筐体41系藉由复数个平行板弹簧装置48连接，因此微动载台21与筐体41一体的移动于与水平面平行的方向。如此，微动载台21与重量消除装置40’，包含被复数个音圈马达18X、18Y微驱动的情形，恒一体的移动于与XY平面平行的方向。因此，本第2实施形态中，重量消除装置40’与X粗动载台23X之间没有设置前述连结装置45。
又，本第2实施形态中，导件本体102a的Z轴方向尺寸系设定为与X柱101的Z轴方向尺寸相等。此外，由图9、图10及图12可知，导件本体102a系插在一对X柱101之间。亦即，X导件102的位置(铅直方向的位置)与Y粗动载台23Y的Z位置是部分重复的。
基板载台装置PSTa的其他部分的构成与前述基板载台装置PST相同。
以上述方式构成的曝光装置110，在步进扫描方式的曝光动作时、X扫描动作时、及X步进动作时使基板P移动于X轴方向的际，基板载台装置PSTa，基本上，与前述第1实施形态相同的在Y粗动载台23Y上的X粗动载台23X的驱动、微动载台21与X粗动载台23X的同步驱动，系依据来自主控制装置50的指示进行。不过，基板载台装置PSTa中，重量消除装置40’不被X粗动载台23X牵引，而是与微动载台21一起移动于X轴方向。又，上述X扫描动作及X步进动作时，虽会有微动载台21相对X粗动载台23X被微驱动于Y轴方向，而重量消除装置40’的Y位置微幅变化的情形，但X导件102的宽度方向尺寸系被设定为即使重量消除装置40’被微驱动于Y轴方向，基座垫44亦不致从X导件102上脱落。
又，Y步进动作时，基板载台装置PSTa，基本上，与前述第1实施形态相同的Y粗动载台23Y及X粗动载台23X的Y轴方向驱动、以及X粗动载台23X与微动载台21的同步驱动，系依据来自主控制装置50的指示。不过，于基板载台装置PSTa，重量消除装置40’系与微动载台21一起移动于Y轴方向。此时，从下方支承重量消除装置40’的X导件102系与Y粗动载台23Y同步被驱动。因此，重量消除装置40’恒被X导件102从下方支承。
根据以上说明的本第2实施形态的曝光装置110，能得到与前述第1实施形态的曝光装置10同等的效果。除此的外，根据曝光装置110，由于X导件102的Z位置(铅直方向位置)与Y粗动载台23Y的Z位置部分重复，因此与例如在具有大导引面的导件上搭载重量消除装置40’的情形相较，能缩短重量消除装置40’的Z轴方向尺寸。此场合，由于能缩短筐体41及Z滑件43的Z轴方向尺寸，因此能使重量消除装置40’轻量化。此外，当重量消除装置40’得以轻量化时，用以微动载台21的致动器(复数个线性马达及复数个音圈马达)亦得以小型化。
又，由于重量消除装置40’系对粗动载台23在振动上分离，因此能完全消除来自粗动载台23的振动传递而提升控制性能。再者，由于使重量消除装置40’与微动载台21一体化而构造变得简单，因此能更进一步的谋求轻量化并降低制造成本，故障率亦降低。此外，由于重量消除装置40’与微动载台21的一体化使得微动载台21的重心位置CG降低，因此即使基板保持具PH大型化，亦能抑制重心位置的上升。
又，根据曝光装置110，由于作为延伸于X轴方向的构件的X导件102被一对底床12在复数处从下方支承，因此能抑制X导件102的自身重量或包含重量消除装置40的微动载台21的荷重造成的弯曲。
又，由于重量消除装置40’与粗动载台23是分离的，因此重量消除装置40的移动引起的振动不会传递至X导件102。从而，振动不会经由X导件102、一对底床12、基板载台架台19等而传递至例如投影光学系统等，能以高精度进行曝光动作。
《第3实施形态》
其次，根据图14～图16说明第3实施形态。第3实施形态的基板载台装置PSTb，除X导件102的驱动方法不同外，具有与上述第2实施形态的基板载台装置PSTa(参照图9等)大致相同的构成，因此与第2实施形态相同或同等的构成部分系使用相同或类似符号，并简化或省略其说明。
相对于上述第2实施形态中，Y支架75系固定在X柱101的两侧面，本第3实施形态中，如图15所示，Y支架75系与前述曝光装置10同样的，固定在X柱101的下面。因此，基座架14(为求方便，使用相同符号)与上述第2实施形态相较，其高度较低。据此，可使基板载台装置PSTb的构成更为精简。
又，相较于上述第1、第2实施形态中X导件102系以一对Y线性马达82以电磁方式加以驱动，本第3实施形态中，X导件102则系如图14所示，在长边方向的两端部近旁，分别透过连接构件199以一对被称为挠曲(flexure)装置107的装置机械性的连接于X柱101。又，为易于理解，图14中连结一对X柱101的一对板片76(参照图9)及微动载台21(参照图8)并未图示。
各挠曲装置107，包含配置成与XY平面平行、延伸于Y轴方向的薄钢板(例如板弹簧)，透过球接头等的铰接装置架设在X柱101与X导件102之间。各挠曲装置107藉由钢板的Y轴方向刚性，于Y轴方向将X柱101与X导件102以高刚性加以连结。因此，X导件102透过挠曲装置107被一对X柱101中的一方牵引而与Y粗动载台23Y一体往Y轴方向。相对于此，各挠曲装置107藉由钢板的柔软性(或可挠性)及铰接装置的作用，除Y轴方向以外的5自由度方向使X导件102相对X柱101不受拘束，因此振动不易透过X柱101传递至X导件102。此外，复数个挠曲装置107系在与包含X导件102的重心位置的XY平面平行的平面内将一对X柱101与X导件102加以连结。因此，牵引X导件102时，不会有θx方向的力矩作用于X导件102。
本第3实施形态的基板载台装置PSTb，除第2实施形态的基板载台装置PSTa所能获得的效果外，系作成透过挠曲装置107由X柱101牵引X导件102的构成，因此例如与设置用以驱动X导件102的致动器的情形相较，成本较低。此外，亦无需用以求出X导件102的位置信息的测量系统(例如线性编码器等)。又，与第2实施形态相较，可将X导件102的X轴方向尺寸缩短，因此可降低成本。再者，一对基座架14与第2实施形态相较，系配置在X轴方向两内侧，因此可使装置精简。
又，由于挠曲装置107具有Y轴方向以外的刚性极低的构造(形状及材料)，因此Y轴方向以外的力的传递造成的振动不易传至X导件102，故微动载台21的控制性佳。即使，Y轴方向的振动侵入X导件102，亦因设置在重量消除装置40’下面的气体静压轴承的基座垫44，使X导件102与重量消除装置40’在水平方向的力的传递上断开，因此不会对微动载台21造成影响。又，由于X导件102与底床12系藉由Y线性导件71A而抑制了Y轴方向的力的连续(Y轴方向的力被释放)，因此不会对底床12(装置本体)造成影响。同样的，当然亦可使用一对挠曲装置107将前述第1实施形态的基板载台装置PST的一对X柱101与X导件102加以连接。
《第4实施形态》
其次，根据图17说明第4实施形态。第4实施形态的基板载台装置PSTc，除X导件102的驱动方法不同点外，具有与上述第2实施形态的基板载台装置PSTa(参照图9等)大致相同的构成，因此针对与第2实施形态相同或同等的构成部分系使用相同或类似符号，并简化或省略其说明。
如图17所示，于基板载台装置PSTc，一对X柱101分别在彼此对向的对向面具有二个在X轴方向分离的推进(pusher)装置108。亦即，推进装置108合计设有四个。各推进装置108具有与X导件102的+Y侧侧面或－Y侧侧面对向的钢球。一般情况下，钢球系与X导件102分离，于基板载台装置PSTc当Y粗动载台23Y被驱动于Y轴方向时，被推进装置108按压而使X导件102被按压，据此，Y粗动载台23Y与X导件102即一体的往Y轴方向移动。又，各推进装置108并一定必须设于X柱101，亦可设在例如Y支架75的X轴方向内侧且Y轴方向内侧，来按压X导件102。
又，于基板载台装置PSTc，Y粗动载台23Y使X导件102Y步进移动至既定位置后，为防止振动传递而被驱动向离开X导件102的方向，据此，Y粗动载台23Y与X导件102即在振动上分离。作为使Y粗动载台23Y与X导件102在振动上分离的方法，例如可适当的微驱动X柱101，亦可于推进装置108设置将钢球微驱动于Y轴方向的未图示的气缸等致动器。此外，作为推进装置，亦可取代钢球而设置可绕Z轴或X轴旋转约90°的旋转椭圆体，藉由使该旋转椭圆体适当的旋转，以使X导件102与Y粗动载台23Y的Y轴方向间隙为可变(藉由旋转椭圆体的旋转量来切换接触状态与非接触状态)。
本第4实施形态，在除了X导件102的扫描交叉方向移动时以外的曝光动作时，X柱101与X导件102间的机械性连结不存在，可完全的防止干扰进入X导件102。同样的，于前述第1实施形态的基板载台装置PST，当然亦可于一对X柱101与X导件102的任一者设置推进装置108。
又，上述第1～第4实施形态的曝光装置所具备的基板载台装置的构成仅为一例，其构成不限定于此。以下，说明基板载台装置具有的重量消除装置及调平装置的变形例。又，以下的说明中，为求说明的简化及图示的方便，仅对调平装置与重量消除装置进行说明，针对与上述第2实施形态具有相同构成者系赋予与上述第2实施形态相同的符号并省略其说明。
《第1变形例》
图18中显示了第1变形例的基板载台装置所具有的重量消除装置40A及调平装置57A。第1变形例中，调平装置57A与重量消除装置40A虽具有与第2实施形态相同的构成，但系调平装置57A从下方支承重量消除装置40A的配置(亦即，系第2实施形态中的调平装置57与重量消除装置40’的配置在上下方向互换的形态)。具体而言，于多面体构件64的上面连接筐体41的下面。又，图18中虽予以省略，但重量消除装置40A的Z滑件43上面，透过间隔件51固定有微动载台21。
第1变形例的基板载台装置与上述各实施形态相较，因将重量消除装置40A设置在调平装置57A上方，使得多面体构件64与基座垫44间的零件减少而重量减轻，在扫描时等的水平移动时的多面体构件64以下(从多面体构件64至基座垫44)的惯性质量变小，其重心位置接近驱动点(多面体构件64与空气轴承65的接触点)，因此θx、θy方向的刚性变高(不易摆动)，控制性获得提升。
《第2变形例》
图19中显示了第2变形例的基板载台装置所具有的重量消除装置40B及调平装置57B。第2变形例中，除了空气弹簧42与Z滑件43(亦含平行板弹簧装置48)的位置在上下方向互换以外，与第1变形例(参照图18)为相同构成。重量消除装置40B中，筐体41B系由下面开口的有底筒状构件构成，其上面固定于微动载台21(图19中未图示)而成一体。
第2变形例的基板载台装置，除第1变形例的基板载台装置可获得的效果外，由于平行板弹簧装置48的位置变低，配置在更接近重量消除装置40B的重心的位置，因此曝光动作的安定性获得提升。
《第3变形例》
图20中显示了第3变形例的基板载台装置所具有的重量消除装置40C。重量消除装置40C系由上面开口的有底筒状构件的主体41C、收容在主体41C内的空气弹簧42、连接在空气弹簧42上面的调平杯49、复数个空气轴承65、以及固定在未图示的微动载台21的多面体构件64等构成。第3变形例中，排除了Z滑件，构成为直接以空气弹簧42将调平杯49的下面压向Z轴方向。于主体41C的外壁面固定有用以支承靶46的复数个臂构件47。
调平杯49，除了具有与上述第2实施形态等相同的功能外，亦具有上述第2实施形态等中的Z滑件43(参照图13)的功能。因此，于调平杯49的外周部上端面及下端面连接有复数个(例如在上端面及下端面，于周方向均等的分别有各四个)平行板弹簧67e(不过，为避免图的错综复杂，配置在±X侧的平行板弹簧67e未图示)。如此，调平杯49相对于主体41C的水平方向的相对受到限制、且仅能上下滑动。
第3变形例的基板载台装置与上述各实施形态相较，由于无需Z滑件，因此重量消除装置40C的构造变得单纯，轻量且造价便宜。
又，由于将设置在多面体构件64下部，作动时会摆动(振动)的零件中较大、且Z轴方向尺寸较大的调平杯49的上下端面附近，以平行板弹簧67e连接成相对主体41C于水平方向无法移动，因此多面体构件64下部的θx、θy方向刚性变高，藉由抑制水平移动时的惯性造成的多面体构件64下部零件的振动，使得控制性获得提升。
又，由于平行板弹簧67e的作用，调平杯49系在相对主体41C维持高真直度的状态下仅移动于Z方向，因此调平杯49的底面与空气弹簧42的上面(金属板片)可不固定，而能容易的进行组装及拆解，作业性可提升。
又，由于以空气弹簧42进行的Z轴方向驱动及以多面体构件64进行的调平驱动(θx、θy)可独立的控制(不干涉)，因此控制性佳。
又，上述各变形例的重量消除装置40A～40C不限于XY双轴载台，亦可适用于X轴(或Y轴)单方向的单轴载台、或在X粗动载台上搭载Y粗动载台的习知XY双轴载台装置。
又，上述第2～第4实施形态(及上述各变形例)中，虽然重量消除装置的Z滑件43或调平杯49系因配置复数个平行板弹簧装置48而仅能移动于Z轴方向，但不限于此，亦可使用例如空气轴承或滚动导件等。
又，上述第2～第4实施形态(及上述各变形例)中，虽系作成在Y粗动载台23Y上装载X粗动载台23X的构成，但不限于此，若仅着眼于使重量消除装置40的小型化、与微动载台21的一体化的话，粗动载台23可与习知装置相同的，在X粗动载台23X上装载Y粗动载台23Y。此时，即成为在将本实施形态所使用的X导件102配置成以Y轴方向为长边方向的构件(假设为Y导件)上，重量消除装置40步进移动于Y轴方向、或于扫描方向的X轴方向则与Y导件整个移动。
又，上述第2～第4实施形态(及上述各变形例)中，X导件102系透过一对底床12设置在装置本体(主体)的一部分的基板载台架台19上，但不限于此，亦可如图22所示的基板载台装置PSTd，于基板载台架台19上直接固定复数个Y线性导件71A。如此，即能省略底床12(参照图8)，使曝光装置全体的重量更为轻量化，进而降低全高(Z轴方向尺寸)。上述第1实施形态，亦相同。
又，上述第1至第4实施形态的各个(以下，称各实施形态)中，系以二个底床12从下方支承X导件102，但不限于此，底床12的数量亦可以是三个以上。此场合，亦可增加配置在相邻底床12间的辅助导件框103。又，在基板P于X轴方向的移动量较小的场合(或基板P本身为小型的场合)，底床12可以是一个。又，底床12的形状虽系设定为Y轴方向的长度较X轴方向的长度长，但不限定于此，亦可作成X方向的长度较长。再者，、复数个底床可于X轴、及/或Y轴方向分离。
又，在X导件102的弯曲小至可忽视程度的情形时，可不设置辅助导件框103。
又，上述各实施形态中，虽系构成为于一对底床12上固定复数个Y线性导件71A，X导件102沿该复数个Y线性导件71A移动于Y轴方向，但不限于此，亦可在例如X导件102的下面设置复数个气体静压轴承或滚轮等的转动体，以在底床12上以低摩擦移动。不过，为了将Y可动子72A与Y固定子73间之间隔保持一定，最好是能设置限制X导件102相对一对底床12往X轴方向移动的某种装置。作为限制X导件102往X轴方向移动的装置，可使用例如气体静压轴承或机械性的单轴导引装置等。如此，即无需用以将复数个Y线性导件71A配置成彼此平行的位置调整作业，基板载台装置的组装变得容易。
又，亦可将使X导件102与Y滑件71B于X轴方向可相对移动微距离的装置(离隙装置)，设置在例如X导件102与Y滑件71B之间。此场合，即使复数个Y线性导件71A彼此未配置成平行，X导件102亦能在复数个Y线性导件71A上顺畅的直进于Y轴方向。作为可使X导件102与Y滑件71B相对移动于X轴方向的装置，可使用例如铰链装置等。同样的离隙装置，可设于其他线性导引装置。此外，亦可同样的设置使一对X柱101与Y支架75于X轴方向相对移动微距离的装置。此场合，即使一对基座架14未配置成平行，亦能将一对X柱101顺畅的直进引导于Y轴方向。
又，如图21(A)所示，上述第1或第2实施形态中，亦可于X导件102的两端部安装XZ剖面分别为J字形及倒J字形的一对Y支架83，再于该等Y支架83的各个固定Y可动子72A。此场合，Y固定子73(图1，参照图8)所具有的磁石单元与Y可动子72A所具有的线圈单元之间的磁吸力均等的作用于基座架14，可防止基座架14的倾倒。此外，用以驅动X道件102的推力亦提升。又，上述第1、第2实施形态中，复数个线性马达皆为动圈方式，但不限于此，亦可以是动磁方式。又，上述第2实施形态以外的实施形态中，作为将Y支架75驱动于Y轴方向的驱动装置，不限于线性马达，可使用例如滚珠螺杆式驱动装置、带式驱动装置、或齿条与小齿轮式驱动装置等。
又，上述第1、第2实施形态中，固定于基座架14的Y固定子73(图1，参照图8)虽系共用于用以驱动X导件102的Y线性马达、及用以驱动Y粗动载台23Y的Y线性马达，但亦可将各个的Y线性马达分别构成。此外，亦可将用以驱动Y粗动载台23Y的Y线性马达的Y固定子固定于辅助导件框103，于辅助支架78安装Y可动子。
又，上述第1、第2实施形态中，一对X柱101虽系于X方向两端部例如以板片76加以机械性的连结，但不限于此，但亦可例如藉由具有与X柱101相同程度剖面积的构件加以连结。此外，X导件102(导件本体102a)的Z轴尺寸可大于一对X柱101各自的Z轴尺寸。此场合，可更为缩短重量消除装置40的Z轴尺寸。
又，上述第1、第2实施形态中，虽于Y粗动载台23Y的+X侧及－X侧分别设有例如二个(合计四个)Y支架75，但不限于此，Y支架75可于Y粗动载台23Y的+X侧及－X侧分别设置例如一个。此场合，若将Y支架75的长度设定为与板片76同等，则无需板片76。又，于此场合的Y支架，形成有供安装在X导件102的X轴方向两端面的Y可动子72A插入的缺口。
又，上述各实施形态中，一对X柱101虽系机械性连结，但不限于此，亦可以是机械性分离。此场合，只要分别同步控制一对X柱101即可。
又，上述第4实施形态中，X导件102虽系透过推进装置108以接触状态被按压于X柱101，但不限于此，X导件10亦可以是以非接触状态被按压于X柱101。例如，可如图21(B)所示，于X柱101(或X导件102)安装止推(thrust)型空气轴承109(空气垫)，藉由从该轴承面喷出的气体的静压，以非接触方式按压X导件102即可。或者，可如图21(C)所示，于X柱101及X导件102分别以彼此对向的部分的磁极相同的方式安装永久磁石100a、100b(一组永久磁石100)，藉由于该对向的永久磁石100a、100b间产生的斥力(斥力)，以非接触方式按压X导件102。此种使用一组永久磁石100的情形，由于无需供应加压气体、电气等，因此装置的构成简单。上述止推型空气轴承109、一组永久磁石100，可分别在+Y侧的X柱101与X导件102之间、及－Y侧的X柱101与X导件102之间，于X轴方向分离设置复数个(例如二个)。
《第5实施形态》
其次，依据图23～图28说明第5实施形态。
本第5实施形态的曝光装置，除了取代基板载台装置PST而设置基板载台装置PSTe的外，与前述第1实施形态的曝光装置10为相同构成。
以下，以基板载台装置PSTe为中心进行说明。此处，针对与前述第1实施形态的曝光装置10相同或同等的构成部分系使用相同或类似符号，并简化或省略其说明。
本第5实施形态的曝光装置，取代前述粗微动构成的基板载台，如图23及图24所示，系使用具备所谓的支架(gantry)型双轴载台(基板载台)ST的基板载台装置PSTe，此支架型双轴载台(基板载台)ST具备移动于X轴方向的以Y轴方向为长边的梁(beam)状X载台STX、与在该X载台STX上保持基板(板片)P移动于Y轴方向的Y载台STY。基板载台装置PSTe，虽未图示，但与前述基板载台装置PST同样的，配置在投影光学系统PL(图23及图24中，参照图1)的下方(－Z侧)。
基板载台装置PSTe具备基板载台ST、与驱动该基板载台ST的基板载台驱动系统PSD(图23及图24中未图示，参照图25)。基板载台驱动系统PSD，如图24及图25所示，具备将X载台STX驱动于X轴方向的一对X轴驱动单元XD1、XD2与在X载台STX上将Y载台STY驱动于Y轴方向的Y轴驱动单元YD。藉由基板载台驱动系统PSD，保持基板P的Y载台STY以既定行程被驱动于X轴方向及Y轴方向。
详言的，基板载台装置PSTe，如图23及图24所示，具备在设置曝光装置的无尘室的地面F上于XY二维方向排列设置的合计六个脚部61a～61f、被各三个脚部61a～61c及61d～61f分别支承的二个基墩62a、62b、设于二个基墩62a、62b的各个的一对(二个)X轴驱动单元XD1、XD2、被二个X轴驱动单元XD1、XD2驱动于X轴方向的X载台STX、设在X载台STX上的Y轴驱动单元YD、以及被Y轴驱动单元YD驱动于Y轴方向的Y载台STY等。
脚部61a～61c，如图23所示，系于X轴方向相隔既定间隔排列。同样的，脚部61d～61f则分别在脚部61a～61c的+Y侧(图23中的纸面内侧)，于X轴方向相隔既定间隔排列。于脚部61a～61f各个的裙部设有各四个调整具61a0～61f0。由图23及图24可知，例如于脚部61b，在其±Y侧面的裙部设有各二个调整具61b0。
脚部61a～61c及61d～61f分别支承以长边方向为X轴方向、于Y轴方向相隔既定距离隔彼此平行配置的基墩62a、62b。例如使用水平仪适当的调整设于各脚部61a～61f的调整具61a0～61f0，据以将基墩62a、62b支承为与和地轴(重力方向)正交的平面平行(对水平面呈平行)、且距地面F同一高度。
于基墩62a、62b，如图24所示，分设有X轴驱动单元XD1、XD2。X轴驱动单元XD1、XD2分别从下方支承X载台STX的－Y侧端部及+Y侧端部，将X载台STX驱动于X轴方向。
一方(－Y侧)的X轴驱动单元XD1，如图23及图24所示，包含复数个固定构件63与一个可动构件84、于X轴方向产生驱动力的一对线性马达XDM1、XDM2、限制X载台STX往X轴方向以外的移动的一对导引装置XG1、XG2、测量可动构件(X载台STX)相对于固定构件63(基墩62a)于X轴方向的位置的线性编码器EX1(参照图25)。
于基墩62a的±Y侧端部，如图23及图24所示，固定有分别排列于X轴方向的复数个(本实施形态中各十个)的固定构件63。又，为易于理解，图23中未显示－Y侧的复数个固定构件63(含后述固定子XD12)中的一部分、或剖断显示。各固定构件63，系使用固定具(螺栓)630将－Z端部固定于基墩62a的侧面。此处，各固定构件63的内侧面系如图26所示，相对XZ平面向内倾斜角π/2－θ(对XY平面形成角θ)。其结果，将基墩62a与固定构件63组合而成的构件的YZ剖面形状，呈+Z侧开口的大致U字形(不过，一对对向面间之间隔，在+Z侧(开口侧)较－Z侧窄)。
可动构件84，如图24所示，系由具有等边梯形的YZ剖面的角柱构件构成，被配置成其上面及下面为水平(与XY平面平行)且以其长边方向为可动方向(X轴方向)。可动构件84，透过固定在其上面的具有矩形YZ剖面的垫高块85，安装在以固定具(螺栓)660固定在X载台STX的－Y端部近旁下面(－Z面)的固定板66。
可动构件84系配置在以基墩62a与固定构件63形成的空间内。此处，可动构件84的±Y侧面系对XZ平面倾斜角π/2－θ(对XY平面形成角θ)。亦即，可动构件84的+Y侧的面系相对+Y侧的固定构件63的－Y侧的面成平行且相隔既定间隙对向，而可动构件84的－Y侧的面则相对－Y侧的固定构件63的+Y侧的面成平行且相隔既定间隙对向。可动构件84为謀求輕量化而为中空构造。又，可动构件84的±X端面不一定須为平行。此外，YZ剖面亦不一定須为梯形。又，若固定后述可动子XD11、XD21的面若系对XZ面(Z轴)倾斜角π/2－θ的形状的话，可对可动构件84的角部进行去角等。
如图24所示，线性马达XDM1系由可动子XD11与固定子XD12构成，线性马达XDM2则由可动子XD21与固定子XD22构成。
上述一对固定子XD12、XD22，如图24所示，分别固定在±Y侧的固定构件63的内侧面，如图23所示，延设于X轴方向(图23中，固定子XD12未图示)。又，如图23所示，于最+X侧及最－X侧的固定构件63，未固定有固定子XD12、XD22(固定子XD12未显示于图23)。上述一对可动子XD11、XD21分别固定在可动构件84的±Y侧两侧面，与固定在两侧面分别对向的固定构件63的固定子XD12、XD22相对Z轴(XZ平面)形成角θ的方向，隔着些微间隙对向。
又，虽未图示，但在可动子XD11、XD21各个的内部，于X轴方向排列有复数个线圈单元(分别包含铁心绕有巻线的复数个线圈)。在固定子XD12、XD22各个的内部，于X轴方向排列有复数个磁石单元(分别包含复数个永久磁石)。本第5实施形态中，系以可动子XD11与固定子XD12构成动圈方式的线性马达XDM1，以可动子XD21与固定子XD22构成动圈方式的XDM2。
导引装置XG1，如图23及图24所示，包含X轴线性导件(轨道)XGR1与二个滑件XGS1。同样的，导引装置XG2亦包含X轴线性导件(轨道)XGR2与二个滑件XGS2。
详言的，于基墩62a的上面设定延伸于X轴方向的既定深度的凹沟，在从该沟部内部底面的Y轴方向中心于±Y侧相距大致相同距离的位置，彼此平行的固定有延伸于X轴方向的X轴线性导件XGR1、XGR2。各二个滑件XGS1、XGS2，分别固定在可动构件84下面的与X轴线性导件XGR1、XGR2对向的位置。此处，滑件XGS1、XGS2具有倒U字形的剖面，－Y侧的二个滑件XGS1卡合于X轴线性导件XGR1，+Y侧的二个滑件XGS2卡合于X轴线性导件XGR2。于X轴线性导件XGR1、XGR2各个的±X端近旁，如图23所示，设有防止X载台STX的越距(overrun)的停止装置88、89。
线性编码器EX1，如图24所示，包含读头EXh1与标尺EXs1。标尺EXs1，其表面形成有以X轴方向为周期方向的反射型绕射光栅，在基墩62a的凹沟内部底面的Y轴方向中央与X轴线性导件XGR1、XGR2平行的延设。读头EXh1设在可动构件84的下面(或+X侧(或－X侧)的侧面)。读头EXh1，在可动构件84(X载台STX)的X轴方向移动行程内与标尺EXs1对向，藉由对标尺EXs1照射测量光并接收来自标尺EXs1的反射绕射光，据以测量可动构件84(X载台STX的－Y端部)相对基墩62a于X轴方向的位置信息。其测量结果被送至主控制装置50(参照图25)。
另一方(+Y侧)的X轴驱动单元XD2，与上述X轴驱动单元XD1大致同样的构成。不过，X轴驱动单元XD2中所含的可动构件84，则系透过取代前述垫高块85设置的平行板弹簧86，安装在使用固定具660固定在X载台STX的+Y端部近旁下面(－Z面)的固定板66。平行板弹簧86系由以和XZ平面平行的X轴方向为长边方向、于Y轴方向相隔既定距离的一对板弹簧构成。藉由此平行板弹簧86，固定板66与可动构件84在Y轴方向容许微小行程下的相对移动。因此，即使基墩62a与基墩62b的平行度降低，亦能藉由平行板弹簧86的作用降低对后述导引装置XG3(由滑件XGS3与X轴线性导件(轨道)XGR3构成)的负荷。
又，于固定构件63的上面，如上所述，安装有容许在固定板66与可动构件84于Y轴方向以微小行程相对移动时产生的平行板弹簧86的变形、且覆盖上面开口的盖87。同样的，于前述X轴驱动单元XD1侧的固定构件63上面，安装有容许随平行板弹簧86的变形产生的垫高块85往Y轴方向的移动、且覆盖上面开口的盖87。藉由此等盖87，可防止从X轴驱动单元XD2、XD1的各个所具有的一对可动子XD11、XD21内的线圈单元产生的热往X轴驱动单元XD2、XD1外部的扩散。
于X轴驱动单元XD2，如图24所示，仅设有一个与导引装置XG1、XG2同样的、由一个X轴线性导件XGR3及与此卡合的二个滑件XGS3构成的导引装置XG3。于X轴驱动单元XD2，设有与前述线性编码器EX1同样的、由读头EXh2与标尺EXs2构成的线性编码器EX2。线性编码器EX2测量可动构件84相对基墩62b于X轴方向的位置信息。其测量结果被送至主控制装置50(参照图25)。
进一步的，X轴驱动单元XD1、XD2的各个，如图23所示，在－X侧的端部及+X侧的端部分别具有风扇70A及风扇70B。风扇70A系将外气(空气)送至X轴驱动单元的内部空间(基墩(62a或62b)与一对固定构件63间的空间)的供气用风扇，风扇70B则系将通过X轴驱动单元内部空间的空气排至外部的排气用风扇。藉由此等风扇70A、70B，可以良好效率冷却设在X轴驱动单元XD1、XD2各个的内部空间的一对可动子XD11、XD21内的线圈单元。
此处，X载台STX及的承在其上的Y载台STY等的荷重(及伴随该等的移动的惯性力)会施加至X轴驱动单元XD1、XD2。此外，X轴驱动单元XD1、XD2中所含的线性马达XDM1、XDM2，在各自的可动子与固定子之间会较驱动力大数倍的磁吸力。此处，相对固定子作用于可动子的磁吸力，对可动构件84而言系作用为浮力(反重力方向的力)。X轴驱动单元XD1、XD2利用该磁吸力(浮力)大致抵消上述荷重，在不致对导引装置XG1～XG3施加大荷重(及惯性力)的情形下，支承并驱动X载台STX。又，在X轴驱动单元XD1(XD2)的X载台STX等的荷重与来自线性马达XDM1、XDM2的磁吸力(浮力)的抵消(平衡)，于后详述。
于X载台STX上，如图23所示，透过构成Y轴驱动单元YD的一部分的导引装置YG，支承有Y载台STY。于Y载台STY上保持有基板P。
Y轴驱动单元YD，如图23所示，包含于Y轴方向产生驱动力的线性马达YDM、限制Y载台STY往Y轴方向以外的移动的导引装置YG、以及测量Y载台STY相对X载台STX于Y轴方向的位置的线性编码器EY(参照图25)。
线性马达YDM，如图23所示，包含可动子YD1与固定子YD2。固定子YD2系在X载台STX上面的X轴方向中央延设于Y轴方向。可动子YD1系与固定子YD2于Z轴方向对向，固定在Y载台STY底面的X轴方向中央。
导引装置YG包含一对Y轴线性导件(轨道)YGR与四个滑件YGS(图23中，部分未图示)。一对Y轴线性导件YGR的各个，系在X载台STX上面的－X侧及+X侧的端部近旁，彼此平行的延设于Y轴方向。四个滑件YGS分别固定在Y载台STY下面的四角近旁。此处，四个滑件YGS具有倒U字形的XZ剖面，四个中位于－X侧的二个滑件YGS卡合于X载台STX上－X侧的Y轴线性导件YGR，位于+X侧的二个滑件YGS则卡合于+X侧的Y轴线性导件YGR(参照图24)。
线性编码器EY(参照图25)由读头与标尺构成。标尺(未图示)，其表面形成有以Y轴方向为周期方向的反射型绕射光栅，在X载台STX上与Y轴线性导件YGR平行的延设。读头(未图示)系设在Y载台STY的下面(或+Y侧(或－Y侧)的侧面)。读头在Y载台STY的Y轴方向移动行程内与标尺对向，藉由对标尺照射测量光并接收来自该标尺的反射绕射光，据以测量Y载台STY相对X载台STX于Y轴方向的位置信息。該测量结果被送至主控制装置50(参照图25)。
基板载台ST(Y载台STY)在XY平面内的位置信息(含偏转(yawing、θz方向的旋转量))系以由上述X轴驱动单元XD1、XD2的各个所含的线性编码器EX1、EX2与Y轴驱动单元YD所含的线性编码器EY构成的编码器系统20(参照图25)，随时加以测量。
又，与编码器系统20独立的，藉由前述基板干涉仪系统92，透过设于(或形成于)Y载台STY的反射面(未图示)测量Y载台STY(基板载台ST)于XY平面内的位置信息(含θz)及相对Z轴的倾斜量信息(pitching(θx方向的旋转量)及rolling(θy方向的旋转量))。基板干涉仪系统92的测量结果被供应至主控制装置50(参照图25)。
主控制装置50根据编码器系统20及/或基板干涉仪系统92的测量结果，透过基板载台驱动系统PSD(参照图25)，更正确而言，透过构成X轴驱动单元XD1、XD2及Y轴驱动单元YD各个的一部分的线性马达XDM1、XDM2及YDM，驱动控制基板载台ST(Y载台STY及X载台STX)。
图25，系显示以本第5实施形态的曝光装置的控制系统为中心构成，统筹控制构成各部的主控制装置50的输出入关系的方块图。主控制装置50包含工作站(或微电脑)等，统筹控制曝光装置的构成各部。
其次，说明在上述X轴驱动单元XD1(XD2)的X载台STX等的荷重与来自线性马达XDM1、XDM2的磁吸力(浮力)的平衡。又，由于上述荷重与浮力间的平衡、和X轴驱动单元XD1与X轴驱动单元XD2相同，因此，以下针对X轴驱动单元XD1加以说明。
如图26所示，在X载台STX(参照图24)静止的状态下，铅直方向朝下(以涂白箭头所示的方向)的X载台STX、Y载台STY等总重量的约1/2的荷重W会作用于X轴驱动单元XD1的可动构件84。与此同时，构成线性马达XDM1的可动子XD11与固定子XD12间产生的磁吸力F1会在对Z轴成角θ的方向、构成线性马达XDM2的可动子XD21与固定子XD22间产生的磁吸力F2则会在对Z轴成角－θ的方向，分别作用于可动构件84。又，在例如Y载台STY位于其可移动范围的中央的情形时，虽然X载台STX、Y载台STY等总重量的约一半的荷重W会分别大致均等作用于X轴驱动单元XD1及X轴驱动单元XD2的可动构件84，严格来说，作用于可动构件84的铅直方向朝下的荷重(负荷)会随着Y载台STY的位置变化。
此处，假设于线性马达XDM1、XDM2的各个产生的磁吸力F1、F2是彼此相等(亦即F1＝F2＝F)。因此，线性马达XDM1、XDM2产生的磁吸力F1、F2于铅直方向成分的合力P＝Fz1+Fz2(＝2Fcosθ)，会于铅直方向朝上(涂黒箭头所示的方向)的作用于可动构件84。合力P系以和荷重W大致相等的方式设定其角θ。因此，远小于荷重W的负荷(残力)|W－P|会作用于导引装置XG1、XG2。又，于水平方向(Y轴方向)，由于磁吸力F1、F2各个的水平方向成分Fy1、Fy2会被抵消，因此合力不会作用于可动构件84(零合力作用)。此外，由于系藉由导引装置XG1、XG2限制固定构件63与可动构件84的Z轴方向(+Z方向及－Z方向)相对移动，因此上述合力P与荷重W的关系可以是P＜W、亦可以是P＞W。
上述构成的X轴驱动单元XD1(XD2)，系视导引装置XG1、XG2的负荷容量适当的决定可动构件84与固定构件63彼此对向的侧面的倾斜(倾斜角θ)，而能利用线性马达XDM1、XDM2的磁吸力F1、F2，在不致对可动构件84赋予水平方向的力的情形下，抵消作用于铅直方向的荷重W。
另一方面，于固定在基墩62a的－Y侧的固定构件63，会作用相对Z轴于θ方向由线性马达XDM1产生的磁吸力(－F1)。此吸引力对固定构件63赋予剪力与弯曲力矩。同样的，于固定在基墩62a的+Y侧的固定构件63，会作用相对Z轴于－θ方向由线性马达XDM2产生的磁吸力(－F2)。此吸引力对固定构件63赋予剪力与弯曲力矩。因此，两固定构件63相对与基墩62a的固定端向内弯曲，其结果，固定构件63与可动构件84间的彼此对向的侧面间之间隙尺寸可变化。
因固定构件63的弯曲产生之间隙尺寸的变化，可藉由使固定构件63的厚度(Y轴方向的宽度)最佳化来加以抑制。
例如，在X载台STX的驱动力(推力)小、相对磁吸力F1、F2(正确来说，系铅直朝上的合力P＝2Fcosθ)荷重W大的情形时(W＞P)，则将倾斜角θ定得小。如此，合力P、亦即施加于可动构件84的浮力变大，而作用于导引装置XG1、XG2的负荷(残力)|W－P|变小。此场合，由于磁吸力小，因此作用于固定构件63的剪力与弯曲力矩亦小。从而，可將固定构件63的厚度设定得较小。
相反的，在X载台STX的驱动力(推力)大、相对磁吸力F1、F2(铅直朝上的合力P＝2Fcosθ)荷重W小的情形时(W＜P)，则将倾斜角θ定得较大。如此，即能取得合力P與荷重W的平衡。此场合，相对于大的傾斜角θ，磁吸力大，因此作用于固定构件63的剪力與彎曲力矩亦变大。从而，須將固定构件63的厚度设定得较大。
其次，参照图27，说明求出固定构件63的厚度(Y轴方向的宽度幅)h的方法。如图27所示，设可动子XD11、XD21与固定子XD12、XD22的宽度为s(Y轴方向的投影长a＝scosθ)、可动构件84与固定构件63彼此对向的侧面之间隙尺寸为c(Y轴方向的投影长d＝csinθ)、固定构件63的X轴方向长度为b、固定构件63从固定端至内侧面中心(固定子XD12、XD22的中心)为止的高度(Z轴方向的距离)为L＝(s/2)sinθ+α。其中，α系尺寸裕度。又，假设磁吸力为F1＝F2＝F、亦即作用于可动构件84的浮力为P＝2(Fcosθ)。将固定构件63的杨氏系数(纵弹性系数)及挠曲分别记为E及W时，固定构件63的厚度h，可使用直角力作用于单纯悬臂梁的前端时的挠曲的关系式，如下式(1)般求出。
又，欲使X轴驱动单元XD1小型化(详言的，缩短X轴驱动单元XD1的Y轴方向宽度尺寸)时，选定一使a+d+h小的倾斜角θ即可。
惟，如前所述，在固定构件63与可动构件84之间，为抑制可动构件84的真直度误差(Y并进误差及Z并进误差)与旋转及倾斜误差、随Y载台STY的移动产生的反力等，设有导引装置XG1、XG2。因此，施加至可动构件84的荷重W，即使没有仅被来自线性马达XDM1、XDM2的浮力P完全抵消亦可。
例如，相对于s＝100mm、b＝500mm、c＝50mm、E＝16000Kgf/mm2、α＝100mm、F＝2000Kgf、W＝0.1mm、W＝800Kgf，θ、a、d、h、a+d+h、浮力P(＝2Fcosθ)的关系可如下表1所示求出。
【表1】
根据上述表1，角θ以设定在θ＝70～85度较佳。相对于荷重W＝800Kgf，浮力P＝1368.1～348.6Kgf、亦即作用于导引装置XG1、XG2的残力为－568.1～+451.4Kgf，可大致抵消荷重W。此外，由于可将残力调整的极小，因此能使导引装置XG1、XG2小型化。据此，构成导引装置XG1、XG2的X轴线性导件与滑件间的摩擦阻抗亦变小。亦即，驱动可动构件84(X载台STX)所须的推力亦小，例如可以手动方式移动可动构件84，X载台STX的维修保养等的作业效率变佳。再者，可藉由将倾斜角θ设定得较大，使固定构件63、亦即使X轴驱动单元XD1小型化。
又，上述构成的X轴驱动单元XD1、XD2，可在不使用间隔件等调整板的情形下，容易的调整可动子XD11、XD21与固定子XD12、XD22间之间隙。以下，依据图28说明调整程序。于调整时，作业员首先使用适当的固定具将可动构件84固定于基墩62a。其次，作业员将具有较可动子XD11、XD21大适当间隙量g份的厚度的非磁性体块69，安装于可动构件84的两侧面。接着，作业员在使固定于固定构件63内侧面的固定子XD12、XD22接触于非磁性体块69的状态下，使用固定具(螺栓)630将固定构件63固定于基墩62a。此处，由于相对固定构件63的内侧面(相对Z轴倾斜±角θ的面)固定面(与XZ平面平行的面)并非平行，因此可藉由使固定构件63于图28中以涂白箭头所示的上下方向滑动来调整固定位置(高度)，据以调整间隙的尺寸。此处，为能进行该调整，于固定部63形成有固定具(螺栓)630可上下滑动、XZ剖面与圆相较于Z轴方向较长的长孔。
接着，作业员一边变化可动构件84的X位置、一边同样的将所有固定构件63(除最+X端及最－X端的固定构件63的外)固定于基墩62a。最后，作业员在使可动构件84退至+X端(或－X端)的状态下，将非磁性体块69更换为可动子XD11、XD21后，将±X端的固定构件63固定于基墩62a。
据此，即能将固定子XD12、XD22牢牢的固定在固定构件63内侧面的大范围，亦能容量的调整与可动子XD11、XD21间之间隙。此外，由于X轴驱动单元XD1、XD2的构造物加工精度可较不精密，因此较为经济。其结果，能以低价构成驱动精度高的基板载台装置PSTe。又，由于固定子XD12、XD22(磁石单元)系固定在X轴驱动单元XD1、XD2的内侧(固定构件63的内侧面)，因此即使磁性体接近固定构件63的外侧面，亦不致被吸引。
以上述方式构成的本第5实施形态的曝光装置，虽省略详细说明，但系以和前述第1实施形态的曝光装置10相同的程序进行批次处理。
如以上的说明，根据本第5实施形态的曝光装置，除能将基板载台ST(X载台STX)驱动于X轴方向的一对X轴驱动单元XD1、XD2的各个所具备的第1可动子XD11与第1固定子XD12之间产生的引力Fz1、与在第2可动子XD21与第2固定子XD22之间产生的引力Fz2的垂直分力的合力P，作为浮力加以利用来减轻含基板载台ST自身重量的施加于基墩62a、62b的负荷，并能在不损及驱动性能的情形下进行高精度的基板载台ST(X载台STX)的驱动控制。
又，根据本第5实施形态的曝光装置，由于能在基板P的扫描曝光时以高精度驱动保持基板P的基板载台ST(正确来说，是透过Y载台STY保持基板P的X载台STX)，因此可进行对基板P的高精度的曝光。
又，上述第5实施形态中，虽系使用具有等边梯形的剖面的可动构件84构成X轴驱动单元XD1(XD2)，但亦可取代此，使用以下第1及第2变形例所示的非等边梯形的梯形剖面的可动构件84来构成X轴驱动单元XD1(XD2)。
图29中显示了第1变形例的X轴驱动单元XD1(XD2)的构成(惟，针对基墩62a、固定构件63、可动构件84，为方便起见，系赋予与上述第5实施形态相同的符号)。此图29的构成中，可动构件84的±Y侧面的倾斜角互异(θ1＞θ2)。因此，线性马达XDM1、XDM2的磁吸力F1、F2的水平方向成分彼此不会抵消，于可动构件84会作用－Y方向的合力Py。
此图29的X轴驱动单元XD1(XD2)的构成中，作为导引装置系使用止推型静压气体轴承装置XG3a、XG4。于基墩62a的凹沟内部底面及两侧面形成有高平坦度的导引面XGG3、XGG4(导引面XGG3、XGG4，分别具有凹沟底面与侧面正交的二个导引面)。于可动构件84的底面，安装有分别具有与导引面XGG3、XGG4对向的轴承面的复数个静压气体轴承的空气垫XGP3、XGP4。空气垫XGP3、XGP4透过阀门(补偿要件)对该等轴承面与导引面XGG3、XGG4间的些微之间隙(轴承间隙)内喷出高压空气。此处，空气垫XGP3、XGP4的各个，具有限制可动构件84的纵摇(pitching)运动与偏转(yawing)运动的二个空气垫的功能。
于止推型静压气体轴承装置XG3a、XG4，藉由对可动构件84施加外力以将空气垫XGP3、XGP4的轴承面压于导引面XGG3、XGG4，可提升间隙内空气膜(空气垫)的刚性。因此，适当决定可动构件84的±Y侧面的倾斜角θ1、θ2，并调整线性马达XDM1、XDM2的磁吸力F1、F2的铅直方向成分的合力Pz与水平方向成分的合力Py，以调整施加于空气垫XGP3、XGP4的铅直方向的负荷与水平方向的负荷，即能任意的调整各空气垫的刚性。
又，适当决定可动构件84的±Y侧面的倾斜角θ1、θ2以调整合力Py，并调整施加于空气垫XGP3、XGP4的水平方向的负荷，极能使空气垫XGP3、XGP4中一方的刚性高于另一方的刚性。如此，可使可动构件84沿一方的导引面移动。因此，在凹沟两侧面形成的导引面XGG3、XGG4的平行度不佳时，可使可动构件84沿刚性高的一方的空气垫对向的导引面移动。此外，在凹沟两侧面形成的导引面XGG3、XGG4的一方的真直度不佳时，可藉由提高与导引面XGG3、XGG4的另一方对向的空气垫的刚性，来使可动构件84沿刚性高的一方的空气垫对向的真直度较佳的导引面移动。
图30中显示了X轴驱动单元XD1(XD2)的第2变形构成(惟，针对基墩62a、固定构件63、可动构件84，为方便起见，系赋予与上述第5实施形态相同的符号)。此图30的构成中，于凹沟的－Y侧，于其底面与侧面形成有前述导引面XGG3，但于凹沟的+Y侧，则仅于其底面形成有导引面XGG4’。而具有与此等导引面XGG3、XGG4’分别对向的轴承面的空气垫XGP3、XGP4’安装在可动构件84的底面。此场合，亦与上述第1变形例同样的，可沿与空气垫XGP3对向的导引面XGG3使可动构件84移动。
又，由于在基墩62a的凹沟两侧面形成高平坦度的导引面，一般是不容易的，因此亦可使用复数个分割构件来构成基墩62a，而于凹沟两侧面设置导引面。
又，上述第5实施形态，系针对于二个X轴驱动单元XD1、XD2所具备的线性马达XDM1、XDM2的各个，在固定子(XD11、XD21)与可动子(XD12、XD22)之间产生磁吸力，该吸引力的铅直方向成分系从固定子侧拉起可动子的方向的情形做了说明。然而，并不限于此，亦可采用例如于上述第5实施形态的线性马达XDM1、XDM2的各个中，将固定子(XD11、XD21)与可动子(XD12、XD22)的位置互换的构成。此场合，可作成在固定子(XD11、XD21)与可动子(XD12、XD22)之间，于X载台STX的X轴方向的驱动时产生磁性斥力，而该斥力的铅直方向成分系从固定子侧将可动子顶起的方向。在此种场合，亦能将固定子(XD11、XD21)与可动子(XD12、XD22)之间产生的力的铅直方向成分的合力利用为浮力，而获得与上述第5实施形态同等的效果。除此的外，亦可取代或在固定子(XD11、XD21)与可动子(XD12、XD22)之间的磁力再加上其他吸力(例如真空吸力等)或斥力(例如气体静压等)，至少在X载台STX的X轴方向驱动时作用。此种场合时，亦可将上述吸力或斥力的铅直方向成分作为浮力加以利用。
又，上述第5实施形态中，虽系于Y载台STY上装载基板P，但亦可如例如美国专利申请公开第2010/0018950号说明书所揭示的载台装置般，设置相对Y载台STY能被微驱动于6自由度方向的微动载台，于该微动载台上装载基板P。此场合，亦可设置如上述美国专利申请公开第2010/0018950号说明书所揭示的重量消除装置，从下方支承上述微动载台。
又，上述各实施形态的曝光装置中，照明光可以是ArF准分子激光光(波长193nm)、KrF准分子激光光(波长248nm)等的紫外光、或F2激光光(波长157nm)等的真空紫外光。此外，作为照明光，亦可使用例如将从DFB半导体激光或光纤激光发出的红外线带或可见光带的单一波长激光光以例如掺杂有铒(或铒及镱两者)的光纤放大器加以増幅，使用非线性光学结晶加以波长转换为紫外光的谐波。再者，亦可使用固体激光(波长：355nm、266nm)等。
又，上述各实施形态，虽系针对投影光学系统PL是具备复数支投影光学单元的多透镜方式的投影光学系统的情形作了说明，但投影光学单元的支数不限于此，只要是一支以上即可。此外，不限于多透镜方式的投影光学系统，亦可以是例如使用欧夫那(Ofner)型大型反射镜的投影光学系统等。
又，上述各实施形态的曝光装置中的投影光学系统不限于等倍系统，亦可以是缩小系统及放大系统的任一种，亦可以是折反射系统、反射系统及折射系统的任一种。又，其投影像可以是倒立像及正立像的任一种。
又，上述实施形态中，虽系使用在光透射性的掩膜基板上形成有既定遮光图案(或相位图案、减光图案)的光透射型掩膜，但亦可取代此掩膜，使用例如美国专利第6,778,257号说明书所揭示的根据待曝光图案的电子资料，来形成透射图案或反射图案、或发光图案的电子掩膜(可变成形掩膜)，例如使用非发光型影像显示元件(亦称空间光调变器)的一种的DMD(Digital Micro-mirror Device))的可变成形掩膜。
又，上述各实施形态的曝光装置，特别是对使尺寸(包含外径、对角线、一边的至少一个)为500mm以上的基板、例如液晶显示元件等平板显示器(FPD)用大型基板曝光的曝光装置尤其有效。
又，上述各实施形态亦能适用于步进接合(step&stitch)方式的曝光装置。此外，特别是上述第5实施形态可适用于例如静止型曝光装置。
又，曝光装置的用途并不限于将液晶显示元件图案转印至方型玻璃板的液晶用曝光装置，亦可广泛适用于例如半导体制造用的曝光装置、用以制造薄膜磁头、微机器及DNA晶片等的曝光装置。此外，不仅是半导体元件素子等的微元件，本发明亦能适用于为制造用于光曝光装置、EUV曝光装置、X线曝光装置及电子线曝光装置等的掩膜或标线片，而将电路图案转印至玻基板或硅晶圆等的曝光装置。再者，曝光对象的物体不限于玻璃板，亦可以是例如晶圆、陶瓷基板、薄膜构件或掩膜基板(mask blank)等其他物体。又，曝光对象物是平板显示器用基板的情形时，该基板的厚度并无特别限定，例如亦包含薄膜状(具可挠性的片状构件)者。
此外，援用上述说明所引用的关于曝光装置的所有公报、国际公开公报、美国专利及美国专利申请公开说明书的揭示作为本说明书记载的一部分。
《元件制造方法》
接着，说明于微影制程中使用上述各实施形态的曝光装置的微元件制造方法。上述各实施形态的曝光装置，亦可藉由在平板(玻璃基板)上形成既定图案(电路图案、电极图案等)，获得作为微元件的液晶显示元件。
〈图案形成步骤〉
首先，使用上述各实施形态的曝光装置，实施将图案像形成于感光性基板(涂有光阻的玻璃基板等)、所谓的微影制程。藉由此微影制程，于感光性基板上形成包含多数电极等的既定图案。的后，曝光后的基板经由显影步骤、蚀刻步骤、光阻剥离步骤等各步骤，于基板上形成既定图案。
〈彩色滤光片形成步骤〉
其次，形成对应R(Red)、G(Green)、B(Blue)的三个点的组多数排列成矩阵状的彩色滤光片，或形成R、G、B三条线的滤光器的组复数排列于水平扫描线方向的彩色滤光片。
〈单元组装步骤〉
接着，使用以图案形成步骤所得的具有既定图案的基板、以及于彩色滤光片形成步骤所得的彩色滤光片等组装液晶面板(液晶单元)。例如，在图案形成步骤所得的具有既定图案的基板与彩色滤光片形成步骤所得的彩色滤光片之间注入液晶，以制造液晶面板(液晶单元)。
〈模组组装步骤〉
的后，安装用以进行所组装的液晶面板(液晶单元)的显示动作的电路、背光单元等各零件而完成液晶显示元件
此场合，于图案形成步骤中，由于能使用上述各实施形态的曝光装置以高生产率且高精度进行板片的曝光，其结果能提升液晶显示元件的生产性。
产业上的可利用性
如以上的说明，本发明的曝光装置适合于在曝光处理时相对曝光用能量束使曝光对象的物体于扫描方向以既定行程移动。又，本发明的移动体装置非常适合用于移动体的驱动。此外，本发明的平板显示器的制造方法非常适合用于平板显示器的制造。本发明的元件制造方法适合微元件的生产。

Claims (55)

1.一种扫描型的曝光装置，系在曝光处理时相对曝光用的能量束使曝光对象的物体在与水平面平行的第1方向以既定第1行程移动，其具备：
第1移动体，可于该第1方向至少以该既定第1行程移动；
第2移动体，引导该第1移动体于该第1方向的移动，且能于该水平面内在与该第1方向正交的第2方向与该第1移动体一起以第2行程移动；
物体保持构件，可保持该物体、与该第1移动体一起至少在与该水平面平行的方向移动；
重量消除装置，从下方支承该物体保持构件以消除该物体保持构件的重量；以及
支承构件，系延伸于该第1方向，从下方支承该重量消除装置并能在从下方支承有该重量消除装置的状态下，于该第2方向以该第2行程移动。
2.如权利要求1所述的曝光装置，其中，该第2移动体藉由含有设在既定固定构件的固定子、与设在该第2移动体的可动子的第1线性马达驱动于该第2方向；
该支承构件藉由含有该固定子、与设在该支承构件的可动子的第2线性马达驱动于该第2方向。
3.如权利要求2所述的曝光装置，其中，该支承构件对该固定子在振动上分离。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的曝光装置，其中，该支承构件系以连接装置机械性地连结于该第2移动体，在该第2移动体移动时透过该连接装置被该第2移动体牵引而移动于该第2方向。
5.如权利要求4所述的曝光装置，其中，该连接装置的其它方向的刚性较该第2方向的刚性低。
6.如权利要求4或5所述的曝光装置，其中，该连接装置系在通过该支承构件的重心位置、与该第2方向平行的轴线上连接于该支承构件。
7.如权利要求1至3中任一权利要求所述的曝光装置，其中，该支承构件系被设于该第2移动体，并藉由与该支承构件点接触的复数个按压装置按压而移动于该第2方向。
8.如权利要求7所述的曝光装置，其中，在该移动体以既定行程移动于该第1方向时，该复数个按压装置从该支承构件分离。
9.如权利要求1至3中任一权利要求所述的曝光装置，其进一步具备从该支承构件及该第2移动体中的一方对另一方喷出的气体的静压气体轴承；
当该第2移动体移动于该第2方向时，该支承构件即透过该气体以非接触状态藉由该第2移动体按压而移动于该第2方向。
10.如权利要求1所述的曝光装置，其中，该支承构件具有第1磁石；
该第2移动体具有对该第1磁石于该第2方向对向设置、与该第1磁石在彼此对向部分的磁极相同的第2磁石；以及
当该第2移动体移动于该第2方向时，该支承构件即因在该第1及第2磁石间产生的斥力以非接触状态藉由该第2移动体按压而于该第2方向移动。
11.如权利要求1至10中任一权利要求所述的曝光装置，其进一步具备导件，此导件包含以机械方式导引该支承构件在该第2方向的移动的单轴导引装置的要件；以及
该导件对该第1及第2移动体在振动上分离。
12.如权利要求11所述的曝光装置，其中，该单轴导引装置在该第2方向以既定间隔设有复数个。
13.如权利要求11或12任一权利要求所述的曝光装置，其中，该导件系沿着该第2方向彼此分离配置复数个；以及
该支承构件系以延伸在该复数个导件上的方式来搭载。
14.如权利要求13所述的曝光装置，其中，于该复数个导件间配置有从下方支承该第2移动体的中间支承构件。
15.如权利要求11至14中任一权利要求所述的曝光装置，其中，该导件包含由中空构件组成的本体部、与设在该本体部内部用以提升该本体部的铅直方向刚性的补强构件。
16.如权利要求1至15中任一权利要求所述的曝光装置，其中，该支承构件系由其上面搭载该重量消除装置、其下面具有补强用的复数个肋条的肋构造的构件构成。
17.如权利要求1至15中任一权利要求所述的曝光装置，其中，该支承构件系由实心的石材构成。
18.如权利要求1至17中任一权利要求所述的曝光装置，其中，该重量消除装置系以非接触状态搭载在该支承构件上。
19.如权利要求1至18中任一权利要求所述的曝光装置，其中，该物体保持构件相对该第1移动体至少能于该第1方向、该第2方向及绕与该水平面正交的轴线方向微动。
20.如权利要求19所述的曝光装置，其中，该物体保持构件进一步相对该第1移动体能在与该水平面正交的方向、及绕与该水平面平行的轴线方向微动。
21.如权利要求1至20中任一权利要求所述的曝光装置，其中，该第1移动体藉由含有设于该第2移动体的固定子与设于该第1移动体的可动子的线性马达，于该第1方向以该第1行程驱动。
22.如权利要求1至21中任一权利要求所述的曝光装置，其进一步具备将该物体保持构件支承为能绕与该水平面平行的轴线摆动的摆动支承装置。
23.如权利要求22所述的曝光装置，其中，该摆动支承装置系以非接触方式支承该物体保持构件。
24.如权利要求22或23所述的曝光装置，其中，该摆动支承装置系被该重量消除装置从下方支承；以及
该重量消除装置系以非接触状态搭载在该支承构件上。
25.如权利要求22或23所述的曝光装置，其中，该摆动支承装置能与该物体保持构件一体移动于与该水平面平行的方向；以及
该重量消除装置系机械性地连结于该摆动支承装置，并且与该物体保持构件及该摆动支承装置一体移动于与该水平面平行的方向。
26.如权利要求22或23所述的曝光装置，其中，该摆动支承装置系以非接触状态搭载在该支承构件上；以及
该重量消除装置被该摆动支承装置从下方支承。
27.如权利要求26所述的曝光装置，其中，该重量消除装置具备产生铅直方向提升的力的力产生装置；以及
该力产生装置系被该摆动支承装置从下方支承，并且配置在与该物体保持构件一体绕与该水平面平行的轴线摆动的摆动构件上方。
28.如权利要求22至27中任一权利要求所述的曝光装置，其中，该重量消除装置具备产生铅直方向提升的力的力产生装置；以及
该摆动支承装置系配置成能在与该水平面正交的方向移动，并且将该力产生装置产生的该力传递至该物体保持构件。
29.如权利要求1至28中任一权利要求所述的曝光装置，其中，在与该水平面正交的方向中的该第2移动体的位置的至少一部分是和在与该水平面正交的方向中的该支承构件彼此重复的。
30.如权利要求1至29中任一权利要求所述的曝光装置，其中，该物体系用于制造平板显示器的基板。
31.一种平板显示器的制造方法，其包含：
使用权利要求30项的曝光装置使该基板曝光的动作；以及
使曝光后的该基板显影的动作。
32.一种元件制造方法，其包含：
使用权利要求1至30项中任一项的曝光装置使物体曝光的动作；以及
使曝光后的该物体显影的动作。
33.一种移动体装置，具备：
移动体，系在与水平面平行的面内至少移动于与第1轴平行的第1方向；
基座，供支承该移动体；以及
驱动装置，包含在第1既定方向及与此交叉的第2既定方向设于该移动体的第1可动子及第2可动子、以及与该第1可动子及第2可动子对向而在该基座上分别延伸设于该第1方向的第1固定子及第2固定子，使用在该第1可动子与该第1固定子之间及该第2可动子与该第2固定子之间分别产生的该第1方向的驱动力将该移动体相对该基座驱动于该第1方向；
其中该第1既定方向及第2既定方向中的至少一方，系在该水平面内与该第1轴正交的第2轴及与该水平面正交的第3轴交叉的方向；以及
至少在该移动体的该第1方向的驱动时，在该第1可动子与该第1固定子之间、及该第2可动子与该第2固定子之间分别作用该第1既定方向及该第2既定方向的力。
34.如权利要求33所述的移动体装置，其中，在该第1可动子与该第1固定子之间、及该第2可动子与该第2固定子之间作用作为该力的吸引力。
35.如权利要求34所述的移动体装置，其中，该第1可动子及第2可动子系分别相对地配置在该第1固定子及第2固定子下方。
36.如权利要求33至35中任一权利要求所述的移动体装置，其中，该第1既定方向及该第2既定方向系根据作用在该第1可动子与该第1固定子之间的该第1既定方向的第1力的大小、作用在该第2可动子与该第2固定子之间的该第2既定方向的第2力的大小、以及该移动体的重量来决定。
37.如权利要求36所述的移动体装置，其中，在与该第2轴平行的方向的该第1力的成分及在与该第2轴平行的方向的该第2力的成分彼此大致抵消。
38.如权利要求33至37中任一权利要求所述的移动体装置，其中，于该基座上，构成将该移动体导引于该第1方向的导引装置的至少一个轨构件系延伸设于该第1方向；以及
于该移动体上，设有卡合于该轨构件滑动、构成该导引装置的滑件。
39.如权利要求33至37中任一权利要求所述的移动体装置，其中，该基座具有将该移动体导引于该第1方向的导引面；以及
于该移动体上，藉由与该导引面形成之间隙中设置气体膜而设有至少于该铅直方向支承该移动体的空气垫。
40.如权利要求33至39中任一权利要求所述的移动体装置，其中该移动体包含本体与固定在该本体的可动构件；藉以
该第1可动子及第2可动子设于该可动构件；以及
该第1固定子及第2固定子系设在不包括该可动构件的一部份的覆盖该可动构件的该基座上的固定构件。
41.如权利要求40所述的移动体装置，该可动构件系具有延伸于该第1方向的梯形剖面的角柱构件。
42.如权利要求40或41任一权利要求所述的移动体装置，其中，该固定构件系由固定在该基座的复数个构件构成。
43.如权利要求40至42中任一权利要求所述的移动体装置，其中，于该固定构件上设有覆盖该可动构件的盖。
44.如权利要求40至43中任一权利要求所述的移动体装置，其进一步具备对被该固定构件围起的空间送出气体以冷却该驱动装置的冷却装置。
45.如权利要求33至44中任一权利要求所述的移动体装置，其中，该驱动装置系设在该移动体的与该第2轴平行的方向的一侧上；以及
于该移动体的与该第2轴平行的方向的另一侧上，设有与将该移动体驱动于该第1方向的该驱动装置不同的另一驱动装置。
46.如权利要求45所述的移动体装置，其中，该另一驱动装置系与该驱动装置同样构成。
47.如权利要求45或46所述的移动体装置，其中，在该移动体的与该第2轴平行的方向的一侧与另一侧中的至少一方，设有使该移动体在与该第2轴平行的方向可动的弹簧构件。
48.如权利要求33至47中任一权利要求所述的移动体装置，其进一步具备测量该移动体相对该基座的位置的位置测量装置。
49.如权利要求48所述的移动体装置，其进一步具备根据来自该位置测量装置的位置测量结果，透过该驱动装置驱动及控制该移动体的控制装置。
50.如权利要求33至49中任一权利要求所述的移动体装置，其进一步具备被该移动体支承、在该既定平面内的至少与该第2轴平行的方向移动的另一移动体。
51.一种曝光装置，系照射能量束以在物体上形成图案，其具备：
该物体被保持于该另一移动体的权利要求50项的移动体装置。
52.一种曝光装置，具备：
移动体，系保持物体在与水平面平行的面内至少移动于与第1轴平行的第1方向；
基座，供支承该移动体；
驱动装置，包含在第1既定方向及与该第1既定方向交叉的第2既定方向设于该移动体的第1可动子及第2可动子、以及与该第1可动子及第2可动子的对向而在该基座上分别延伸设于该第1方向的第1固定子及第2固定子，将该移动体相对该基座驱动于该第1方向，并在该驱动时，利用分别作用在该第1可动子与该第1固定子之间、该第2可动子与该第2固定子之间的该第1既定方向的力及该第2既定方向的力作为该移动体的浮力；以及
图案生成装置，在该物体上照射能量束以在该物体上生成图案。
53.如权利要求51或52任一权利要求所述的曝光装置，其中，该物体系用于制造平板显示器的基板。
54.一种平板显示器的制造方法，其包含：
使用权利要求53项的曝光装置使该基板曝光的动作；以及
使曝光后的该基板显影的动作。
55.一种元件制造方法，其包含：
使用权利要求51至53项中任一项的曝光装置使该物体曝光的动作；以及
使曝光后的该物体显影的动作。
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