JP2001023894A

JP2001023894A - ステージ装置及び露光装置

Info

Publication number: JP2001023894A
Application number: JP11198304A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Tanaka; 慶一田中
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 1999-07-13
Publication date: 2001-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ステージの駆動時に固定子に生ずる反力に起
因する振動の影響を軽減し、ステージの位置制御性を向
上する。【解決手段】シャフトモータの固定子８２Ａ、８２Ｂ
の長手方向の両端部をベース部材４０と独立して支持す
る支持部材８６Ａ〜８６Ｄを備えている。このため、固
定子との間の電磁相互作用により可動子８０Ａ、８０Ｂ
及びステージＷＳＴが固定子に沿って駆動される際に該
固定子に生ずる反力は、支持部材８６Ａ〜８６Ｄを介し
て設置床の床面に伝達され（逃がされ）、その反力がベ
ース部材に直接的に伝わってその振動要因となることが
ない。従って、ステージＷＳＴの駆動時に固定子に生ず
る反力に起因する振動の影響を軽減することができ、ス
テージの位置制御性を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステージ装置及び
露光装置に係り、さらに詳しくは、固定子との間の電磁
相互作用によって可動子とともに直線駆動されるステー
ジを備えたステージ装置、該ステージ装置を具備する露
光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示等を製
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
ト等の基板（以下、「ウエハ」と総称する）上に転写す
る露光装置が種々用いられている。近年においては、ス
テップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆ
るステッパ）やステップ・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）等
の投影露光装置が主として用いられている。

【０００３】かかるステッパ等の投影露光装置では、ウ
エハを高精度にレチクルパターンの投影位置に位置決め
する必要があるため、ウエハはウエハホルダ上に真空吸
着等によって保持され、このウエハホルダがウエハテー
ブル上に固定されている。

【０００４】最近では、ウエハをより高速に、機械的な
案内面の精度等に影響されず高精度に位置決めするとと
もに、かつ機械的な摩擦を回避して長寿命とするため
に、ウエハが載置されたテーブルを非接触で２次元方向
に駆動することにより、ウエハを位置決めするステージ
装置が開発されている。この種のステージ装置として
は、Ｘ方向駆動用のリニアモータと、Ｙ方向駆動用のリ
ニアモータとを組み合わせた可変磁気抵抗方式、あるい
は電磁力方式のリニアモータ駆動のステージ装置がある
が、可変磁気抵抗方式は、制御性、推力線形性、位置決
め性に劣ることから、電磁力駆動方式のリニアモータを
用いたステージ装置が主流となりつつある。

【０００５】しかるに、ステッパ等の露光装置は、半導
体素子等の量産装置であることから、スループットの向
上が必然的に要請され、このため、ウエハの大型化に伴
い、より高加速、高速なステージ駆動の実現が求められ
るようになってきた。この一方、リニアモータの発生推
力を単に大きくしてステージの高加速度化を実現するの
では、モータの発熱の問題はともかく、モータ、特に可
動子が大型化・重量化して位置決め整定時間の増大を招
き、却ってスループットを低下させることになりかねな
い。

【０００６】かかる背景の下、発生推力が大きく、かつ
軽量化が可能なリニアモータとして、筒型モータ（シャ
フトモータとも呼ばれる）の発明が、最近になって提案
されている（特開平１０−３１３５６６号等参照）。こ
の筒型モータは、円柱状あるいは円筒状の磁石を用いる
関係から、その磁石の放射方向の全方向に磁束（磁界）
が発生し、ある特定の方向にしか磁束を生じない通常の
リニアモータと比べ、より効率的な推力発生が可能であ
り、より小型のモータでより大きな推力を発生すること
が可能である。従って、この筒型モータをステージの駆
動源として用いれば、小型軽量化によるステージの位置
制御性の向上と発生推力の増大による高加速度化が可能
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】半導体素子の高集積化
に伴い、デバイスルール（実用最小線幅）は年々微細化
しており、かかる集積度の高いデバイスの生産性の向上
のため、ウエハサイズは６インチから８インチ、更には
１２インチというように次第に大型化するとともに、ス
テージの更になる高加速度化が要請されるようになって
いる。かかるステージの高加速度化及びパターンの微細
化に伴い、ステージ（モータの可動子）の加減速時にモ
ータの固定子に発生する反力に起因する装置の振動が無
視できなくなってきた。

【０００８】リニアモータの駆動に起因する上記反力の
影響を軽減あるいはほぼ確実になくす反力キャンセル方
法として、通常のリニアモータの場合には、種々の方法
が提案されている。

【０００９】しかしながら、筒型モータは、可動子が固
定子を軸として、その周囲に沿って駆動されるという特
徴があることから、通常のモータのように固定子の任意
の位置を支持できず、その長手方向の両端部しか支持で
きない。このため、上記の通常のリニアモータで採用さ
れる反力キャンセル方法をそのまま採用することは困難
あるいは適切でない。

【００１０】本発明は、かかる事情の下になされたもの
で、その第１の目的は、ステージの駆動時に固定子に生
ずる反力に起因する振動の影響を軽減し、ステージの位
置制御性を向上することができるステージ装置を提供す
ることにある。

【００１１】本発明の第２の目的は、露光精度の向上が
可能な露光装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るステージ装置は、所定方向に延びる固定子（８２
Ａ、８２Ｂ）と；前記固定子との間の電磁相互作用によ
り前記固定子に沿って駆動される可動子（８０Ａ、８０
Ｂ）に接続されたステージ（ＷＳＴ）と；前記ステージ
を移動可能に支持するベース部材（４０）と；前記固定
子の前記所定方向の両端部を前記ベース部材と独立して
支持する支持部材（８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃ，８６Ｄ）
とを備えることを特徴とする。

【００１３】これによれば、固定子の所定方向、すなわ
ち長手方向の両端部をベース部材と独立して支持する支
持部材とを備えることから、固定子との間の電磁相互作
用により可動子及びこれに接続されたステージが固定子
に沿って駆動される際に該固定子に生ずる反力は、支持
部材を介して設置床の床面に伝達され（逃がされ）、そ
の反力がベース部材に直接的に伝わってその振動要因と
なることがない。従って、ステージの駆動時に固定子に
生ずる反力に起因する振動の影響を軽減することがで
き、ステージの位置制御性を向上することができる。特
に、ベース部材上に固定されたレーザ干渉計等によりス
テージの位置計測を行う場合には、高精度な位置計測が
可能になるので、一層ステージ制御性を向上させること
ができる。

【００１４】請求項２に記載の発明に係るステージ装置
は、所定方向に延びる固定子（８２Ａ、８２Ｂ）と；前
記固定子との間の電磁相互作用により前記固定子に沿っ
て駆動される可動子（８０Ａ、８０Ｂ）に接続されたス
テージ（ＷＳＴ）と；前記ステージに比べて大きな質量
を有し、前記固定子の前記所定方向の両端部を支持する
構造体（１１０）と；前記構造体を移動可能に支持する
ベース部材（４０）とを備えることを特徴とする。

【００１５】これによれば、ステージに比べて大きな質
量を有し、固定子の所定方向、すなわち長手方向の両端
部を支持する構造体と、該構造体を移動可能に支持する
ベース部材とを備えることから、固定子との間の電磁相
互作用により可動子及びこれに接続されたステージが固
定子に沿って駆動されると、該固定子はその駆動力の反
力を受ける。但し、この場合、固定子の長手方向の両端
は、前記ステージに比べて大きな質量を有し、ベース部
材に移動可能に支持された構造体に固定されているの
で、上記反力によって構造体がステージと反対方向にベ
ースに対して移動する。この場合、構造体はステージに
比べて大きな質量を有するので、その移動距離は小さ
い。すなわち、この構造体の移動により、上記反力が殆
ど吸収される。特に、可動子と固定子との間の摩擦力、
ステージと構造体との間の摩擦力、及び構造体とベース
部材との間の摩擦力がゼロである場合には、構造体は、
ステージ（可動子を含む）と構造体（固定子を含む）と
の質量比に応じた距離だけ移動し、可動子、固定子、ス
テージ及び構造体を含めた系全体の重心移動が生じない
ので、偏荷重が生じず、上記反力がベース部材に直接的
に伝わってその振動要因となることがない。従って、可
動子の駆動時に固定子に生ずる反力に起因する振動の影
響を軽減することができ、ステージの位置制御性を向上
することができる。この場合も、ベース部材上に固定さ
れたレーザ干渉計によりステージの位置計測を行えば、
一層位置制御性が向上する。

【００１６】請求項３に記載の発明に係るステージ装置
は、所定方向に延びる固定子（７２）と；前記固定子と
の間の電磁相互作用により前記固定子に沿って駆動され
る可動子（７０）に接続されたステージ（ＷＳＴ）と；
前記ステージを移動可能に支持するベース部材（４０）
と；前記固定子の前記所定方向の少なくとも一端に設け
られ、前記固定子を前記ベース部材に対して前記所定方
向に駆動する駆動力を発生する第１のアクチュエータ
（９８₁、９８₂）と；前記ステージの駆動により前記固
定子に発生する前記所定方向の反力を打ち消すための駆
動力を前記第１のアクチュエータに発生させるため、前
記ステージの駆動信号の供給と同時に前記アクチュエー
タに駆動電流を与える制御系（３２）とを備えることを
特徴とする。

【００１７】これによれば、固定子の所定方向、すなわ
ち長手方向の少なくとも一端に設けられ、固定子をベー
ス部材に対して所定方向に駆動する駆動力を発生する第
１のアクチュエータと、ステージの駆動により固定子に
発生する所定方向の反力を打ち消すための駆動力を前記
第１のアクチュエータに発生させるため、前記ステージ
の駆動信号の供給と同時に前記アクチュエータに駆動電
流を与える制御系とを備えている。このため、制御系か
らステージの駆動信号が供給されると、それに応じて固
定子との間に発生する電磁相互作用により可動子及びこ
れに接続されたステージが固定子に沿って駆動され、そ
の所定方向（固定子の長手方向）の反力が固定子に作用
するが、上記駆動信号の供給と同時に第１のアクチュエ
ータに対しても制御系から駆動信号が供給されているの
で、上記固定子に作用した反力を打ち消すための駆動力
を第１のアクチュエータが発生し、上記反力がキャンセ
ルされる。従って、上記所定方向の反力がステージを移
動を可能に支持するベース部材の振動要因となることは
ない。従って、ステージの駆動時に固定子に生ずる反力
に起因する振動の影響を軽減することができ、ステージ
の位置制御性を向上することができる。この場合も、ベ
ース部材上に固定されたレーザ干渉計によりステージの
位置計測を行えば、一層位置制御性が向上する。

【００１８】この場合において、請求項４に記載の発明
の如く、前記固定子の前記第１のアクチュエータが設け
られた側の端部に設けられ、前記ステージの駆動により
前記固定子に発生する前記所定方向に垂直な面内の振動
を抑制する第２のアクチュエータ（９９₁〜９９₆）を更
に備え、前記制御系は、前記第２のアクチュエータをも
制御することが望ましい。かかる場合には、ステージ
（可動子）の駆動により固定子に発生する所定方向の反
力のみならず、ステージ（可動子）の駆動により固定子
に発生する所定方向に垂直な面内の振動が、制御系によ
り制御される第２のアクチュエータによって抑制される
ので、ステージの駆動によって固定子に生ずる反力及び
偏荷重がともにベース部材の振動要因となることがな
い。

【００１９】上記請求項３及び４に記載の各発明におい
て、アクチュエータとして種々のものを用いることがで
き、例えば請求項５に記載の発明の如く、前記アクチュ
エータは、電気−機械変換素子、例えばピエゾ素子であ
っても良い。

【００２０】請求項６に記載の発明に係るステージ装置
は、所定方向に延びる固定子（２０４Ａ、２０４Ｂ）
と；前記固定子との間の電磁相互作用により前記固定子
に沿って駆動される第１、第２の可動子にそれぞれ接続
された第１、第２のステージ（ＲＳＴ１、ＲＳＴ２）
と；前記固定子の前記所定方向の両端を支持する支持部
材（２２Ａ、２２Ｂ）と；前記第１、第２のステージ
を、当該両者が相互に逆向きに駆動されるように制御す
る制御系とを備えることを特徴とする。

【００２１】これによれば、固定子の所定方向、すなわ
ち長手方向の両端を支持する支持部材と；前記第１、第
２のステージを、当該両者が相互に逆向きに駆動される
ように制御する制御系とを備えることから、第１の可動
子（第１のステージ）の駆動によって固定子に生じる反
力と第２の可動子（第２のステージ）の駆動によって固
定子に生じる反力とが相互に打ち消し合う。従って、第
１、第２のステージの駆動時に固定子に生ずる反力に起
因する振動の影響を軽減することができ、ステージの位
置制御性を向上することができる。

【００２２】この場合において、請求項７に記載の発明
の如く、前記制御系は、前記両ステージの発生推力が同
じ大きさとなるように前記各ステージを質量比に応じた
加速度で駆動することが望ましい。かかる場合には、第
１のステージの駆動によって固定子に生じる反力と第２
のステージの駆動によって固定子に生じる反力とが同じ
大きさで逆向きになるので、両反力を相互に完全にキャ
ンセルすることができる。

【００２３】上記請求項１〜７に記載の各発明に係るス
テージ装置において、請求項８に記載の発明の如く、前
記固定子は、円柱状であり、前記可動子は、前記固定子
の外周部を該固定子に沿って移動するものであっても良
い。かかる場合には、固定子側又は可動子側に円柱状あ
るいは円筒状の磁石を用いることができるので、その磁
石の放射方向の全方向に磁束（磁界）が発生し、ある特
定の方向にしか磁束を生じない通常のリニアモータと比
べ、より効率的な推力発生が可能であり、より小型でよ
り大きな推力を発生することが可能である。

【００２４】請求項９に記載の発明は、マスクのパター
ンを基板上に転写する露光装置であって、請求項１〜８
のいずれか一項に記載のステージ装置を構成するステー
ジを、前記マスクを保持するマスクステージ及び前記基
板を保持する基板ステージの少なくとも一方として具備
することを特徴とする。

【００２５】これによれば、上記請求項１〜８に記載の
各発明に係るステージ装置の作用により、マスクステー
ジ及び基板ステージの少なくとも一方の位置制御性が向
上する。例えば、基板ステージの位置制御性が向上する
場合には、基板ステージの位置決め精度の向上及び位置
決め整定時間の短縮により、マスクと基板との重ね合せ
精度の向上による露光精度の向上とスループットの向上
とが可能になる。

【００２６】請求項１０に記載の発明は、マスクと基板
とを同期移動して前記マスクのパターンを投影光学系を
介して基板上に転写する露光装置であって、請求項６に
記載のステージ装置を構成する前記第１、第２のステー
ジの少なくとも一方を前記マスクを保持するマスクステ
ージとして具備することを特徴とする。

【００２７】これによれば、一方のステージ上のマスク
を用いた走査露光中に、他方のステージをこれと反対向
きに駆動することができ、両ステージの駆動により固定
子に生じる反力同士が打ち消し合って、走査露光時のマ
スクを保持したステージの位置制御性の向上、ひいては
基板に対するマスクの同期精度の向上により、露光精度
の向上が可能になる。また、この場合、基板に対するマ
スクの同期整定時間の短縮によるスループットの向上も
可能である。

【００２８】この場合において、請求項１１に記載の発
明の如く、前記第１、第２のステージが、異なるマスク
をそれぞれ保持する第１、第２のマスクステージであっ
ても良い。かかる場合には、マスクの交換動作を、第
１、第２のマスクステージの移動のみによって実現でき
るので、例えば２重露光、スティッチング露光等の際の
スループットを格段向上することができる。

【００２９】上記請求項１０及び１１に記載の各発明に
おいて、請求項１２に記載の発明の如く、前記基板を保
持する基板ステージを２つ備えていても良い。かかる場
合には、一方の基板ステージ上の基板の露光中に、これ
と並行して他方の基板ステージ上で他の動作、例えばア
ライメント、基板交換等を行うことができるので、スル
ープットの向上が可能である。この場合において、請求
項１３に記載の発明の如く、前記各基板ステージに保持
された基板上の位置合わせマークを検出するマーク検出
系が、前記各基板ステージに対応して２つ設けられてい
ても良い。

【００３０】

【発明の実施の形態】《第１の実施形態》以下、本発明
の第１の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図
１には、第１の実施形態に係る露光装置１００の全体的
な構成が概略的に示されている。この露光装置１００
は、ステップ・アンド・スキャン露光方式の走査型露光
装置（すなわち、いわゆるスキャニング・ステッパ）で
ある。

【００３１】この露光装置１００は、照明系１０、マス
クとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳ
Ｔ、投影光学系ＰＬ、基板としてのウエハＷを保持して
ＸＹ平面内でＸＹ２次元方向に移動する基板ステージと
してウエハステージＷＳＴを含むステージ装置３０、及
びこれらの制御系等を備えている。

【００３２】前記照明系１０は、例えば特開平９−３２
０９５６号公報に開示されように、光源ユニット、シャ
ッタ、２次光源形成光学系、ビームスプリッタ、集光レ
ンズ系、レチクルブラインド、及び結像レンズ系等（い
ずれも不図示）から構成され、図１のミラーＭへ向けて
照度分布のほぼ均一な露光用照明光を射出する。そし
て、この照明光がミラーＭによってその光路が鉛直下方
に折り曲げられ、レチクルＲ上の矩形（あるいは円弧
状）の照明領域ＩＡＲを均一な照度で照明する。。

【００３３】前記レチクルステージＲＳＴは、その底面
に固定された複数のエアパッド（エアベアリング）１６
によって、後述する本体コラム１２の一部を構成するレ
チクルベース定盤１４の上面の上方に数ミクロン程度の
クリアランスを介して浮上支持され、レチクル駆動機構
１８によって走査方向であるＹ軸方向に所定ストローク
範囲で駆動されるようになっている。レチクル駆動機構
１８は、一対のリニアモータ２０Ａ、２０Ｂ（図１では
一方のモータの固定子２４以外は図示省略、図５参照）
によって構成されている。一方のリニアモータ２０Ａ
は、床面Ｆに植設された門形のフレーム２０を構成する
一対の鉛直部材２２Ａ、２２Ｂ相互間にその長手方向を
Ｙ軸方向として架設された断面コ字状の固定子２４と、
該固定子２４に係合する状態で、レチクルステージＲＳ
ＴのＸ軸方向一側（図１における紙面手前側である＋Ｘ
側）に突設された不図示の可動子とを備えている。他方
のリニアモータ２０Ｂは、レチクルステージＲＳＴのＸ
軸方向他側（図１における紙面奥側である−Ｘ側）に突
設された不図示の可動子と、この可動子に対応して設け
られ、前記一対の鉛直部材２２Ａ、２２Ｂ相互間に、前
記固定子２４とほぼ同一面上に平行に架設された不図示
の固定子とを備えている。これらのリニアモータ２０
Ａ、２０Ｂとしては、ここでは、公知のムービングコイ
ル型のローレンツ電磁力駆動方式のリニアモータが用い
られている。なお、リニアモータ２０Ａ、２０Ｂとし
て、ムービングマグネット型のリニアモータを用いても
良い。

【００３４】前記一方のリニアモータ２０Ａの固定子２
４の長手方向の両端部は取付部材２６Ａ、２６Ｂをそれ
ぞれ介して鉛直部材２２Ａ、２２Ｂに取り付けられてい
る。取付部材２６Ａ、２６Ｂの内部には、電機−機械変
換素子の一種であるピエゾ素子（圧電素子）から成るア
クチュエータ２８₁、２８₂（図１では図示せず、図５参
照）がそれぞれ内蔵されている。同様に、他方のリニア
モータ２０Ｂの固定子の長手方の両端部は、ピエゾ素子
から成るアクチュエータ２８₃、２８₄（図１では図示せ
ず、図５参照）をそれぞれ内蔵する不図示の取付け部材
をそれぞれ介して鉛直部材２２Ａ、２２Ｂに取り付けら
れている。アクチュエータ２８₁〜２８₄は、駆動電流に
応じてそれぞれの固定子に対して±Ｙ方向の力を付与す
る。リニアモータ２０Ａ、２０Ｂ、及びアクチュエータ
２８₁、２８₂、２８₃、２８₄は、図１に示される主制御
装置５０の指示に応じてステージ制御系３２によって制
御される（図５参照）。

【００３５】なお、レチクルステージＲＳＴは、実際に
は、上記レチクル駆動機構１８によってＹ軸方向に駆動
されるレチクル走査ステージと、このレチクル走査ステ
ージ上をレチクルＲを吸着保持して非走査方向（Ｘ軸方
向）に微少駆動するレチクル微動ステージとから構成さ
れるが、レチクルＲの非走査方向（Ｘ軸方向）の駆動
は、本発明との関連が薄いので、以下の説明において
は、レチクルＲの非走査方向駆動系についてはその説明
を省略するものとする。

【００３６】前記門形フレーム２０を構成する水平板２
２Ｃは、照明系１０及びミラーＭ等を収納する不図示の
照明系ハウジングの出射端部を支持している。

【００３７】レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルレ
ーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）３４か
らのレーザビームを反射する移動鏡３６が固定されてお
り、レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置
はレチクル干渉計３４によって、例えば０．５〜１ｎｍ
程度の分解能で常時検出される。このレチクル干渉計３
４は、レチクルベース定盤１４上に固定されている。ま
た、このレチクル干渉計３４の参照鏡（固定鏡）は、図
示は省略されているが、投影光学系ＰＬの鏡筒部に固定
されている。レチクル干渉計３４からのレチクルステー
ジＲＳＴの位置情報（又は速度情報）はステージ制御系
３２及びこれを介して主制御装置５０に送られ、ステー
ジ制御系３２では主制御装置５０からの指示に応じてレ
チクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクル駆
動機構１８を介してレチクルステージＲＳＴを駆動す
る。

【００３８】前記本体コラム１２は、床面Ｆに水平に載
置された装置の基準となるベースプレートＢＰ上面に設
けられた複数（ここでは４つ）の防振ユニット３８Ａ、
３８Ｂ、３８Ｃ、３８Ｄ（但し、図１では紙面奥側の防
振ユニット３８Ｃ、３８Ｄは図示せず）を介して水平に
支持されたベース部材としてのウエハベース定盤４０
と、このウエハベース定盤４０上に立設された第１コラ
ム４２と、該第１コラム４２の上面に立設された第２コ
ラム４４とによって構成されている。

【００３９】前記防振ユニット３８Ａ〜３８Ｄは、ベー
スプレートＢＰを介して床面Ｆから伝達される微振動を
マイクロＧレベルで絶縁する。なお、この防振ユニット
３８Ａ〜３８Ｄとして、本体コラム１２の一部に固定さ
れた半導体加速度計等の振動センサの出力に基づいて本
体コラム１２を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。

【００４０】前記第１コラム４２は、ウエハベース定盤
４０の上面に植設された４本の柱４６とこれらの柱４６
によって水平に保持された鏡筒定盤４８とによって構成
されている。同様に、第２コラム４４は、鏡筒定盤４８
の上面に植設された４本の柱５２とこれらの柱５２によ
って水平に保持された前述したレチクルベース定盤１４
とによって構成されている。

【００４１】鏡筒定盤４８の中央部には、平面視円形の
開口が形成されており、この開口の内部に前記投影光学
系ＰＬが上方から挿入されている。この投影光学系ＰＬ
の鏡筒部の高さ方向の中央部やや下方の位置には、フラ
ンジ部ＦＬＧが設けられており、該フランジ部ＦＬＧを
介して投影光学系ＰＬが鏡筒定盤４８に固定されてい
る。

【００４２】投影光学系ＰＬとしては、その光軸ＡＸ
（照明光学系の光軸ＩＸに一致）の方向がＺ軸方向とさ
れ、ここでは両側テレセントリックな縮小系であり、光
軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚のレン
ズエレメントから成る屈折光学系が使用されている。こ
の投影光学系ＰＬの投影倍率は、例えば１／４、１／
５、あるいは１／６である。このため、照明系１０から
の照明光によってレチクルＲの照明領域ＩＡＲが照明さ
れると、このレチクルＲを通過した照明光により、投影
光学系ＰＬを介してレチクルＲの照明領域ＩＡＲ内の回
路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面にフォトレジ
ストが塗布されたウエハＷ上の照明領域ＩＡＲに共役な
露光領域ＩＡに形成される。

【００４３】前記ステージ装置３０は、ウエハベース定
盤４０と、このウエハベース定盤４０の上面の上方に数
μｍ程度のクリアランスを介して不図示のエアパッド
（エアベアリング）によって浮上支持されたウエハステ
ージＷＳＴと、このウエハステージＷＳＴをＸＹ面内で
２次元方向に駆動する後述するウエハ駆動装置とを備え
ている。

【００４４】前記ウエハステージＷＳＴは、図２に示さ
れるように、後述するウエハ駆動装置によってウエハベ
ース定盤４０の上面に形成されたガイド面４０ａに沿っ
てＸＹ２次元方向に駆動されるＸＹステージ５４と、こ
のＸＹステージ５４の上面に配置されたボイスコイルモ
ータ等を含む支持機構５６ａ、５６ｂ、５６ｃによって
異なる３点で支持された基板テーブル５８とを備えてい
る。支持機構５６ａ〜５６ｃは、ステージ制御系３２に
よって独立に駆動制御され、これによって基板テーブル
５８がＺ軸方向に微少駆動及びＸＹ面に対して傾斜駆動
されるようになっている。

【００４５】前記基板テーブル５８上に、ウエハＷが例
えば真空吸着によって固定されている。また、この基板
テーブル５８上には図１に示されるウエハレーザ干渉計
（以下、「ウエハ干渉計」という）６０からのレーザビ
ームを反射する移動鏡６２が固定され、鏡筒定盤４８に
固定された前記ウエハ干渉計６０により、基板テーブル
５８のＸＹ面内での位置が例えば０．５〜１ｎｍ程度の
分解能で常時検出されている。

【００４６】ここで、基板テーブル５８上には、実際に
は、図２に示されるように、走査方向であるＹ軸方向に
直交する反射面を有する移動鏡６２Ｙと非走査方向であ
るＸ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡６２Ｘとが
設けられ、これに対応してウエハ干渉計は、走査方向の
測長軸ＲＩＹを有するＹ干渉計と非走査方向の測長軸Ｒ
ＩＸを有するＸ干渉計とが設けられているが、図１では
これらが代表的に移動鏡６２、ウエハ干渉計６０として
示されている。なお、Ｘ干渉計及びＹ干渉計の少なくと
も一方は、測長軸を複数有する干渉計が用いられてお
り、ウエハ干渉計６０によって基板テーブル５８のＸ位
置、Ｙ位置に加え、回転（ヨーイング量、ピッチング
量、ローリング量を含む）が計測されるようになってい
る。これらの基板テーブル１８の位置情報（又は速度情
報）はステージ制御系３２及びこれを介して主制御装置
５０に送られ、ステージ制御系３２では主制御装置５０
からの指示に応じて前記位置情報（又は速度情報）に基
づいてウエハ駆動装置６４（図５参照）及び前述した支
持機構５６ａ〜５６ｃを介して基板テーブル５８の位置
及び姿勢を制御する。

【００４７】前記ウエハ駆動装置６４は、図２に示され
るように、ウエハステージＷＳＴをＸ軸方向に駆動する
Ｘ軸駆動モータ６６と、該Ｘ軸駆動モータ６６と一体で
ウエハステージＷＳＴを走査方向であるＹ軸方向に駆動
する一対のＹ軸駆動モータ６８Ａ、６８Ｂとを備えてい
る。

【００４８】前記Ｘ軸駆動モータ６６は、ＸＹステージ
５４の底面に固定された可動子７０と、該可動子７０の
中央部近傍に形成された丸孔の内部に挿入された状態で
Ｘ軸方向に延びる円柱状の固定子７２とを備えている。
可動子７０は、固定子７２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Ｘ軸方向に駆動される。固
定子７２の長手方向の両端部は、一対の保持機構７４
Ａ、７４Ｂによって保持されている。これらの保持機構
７４Ａ、７４Ｂのハウジングは、Ｘ軸方向に延びる上面
が開口した中空容器から成るエアパッド支持部材７６の
内部底面の長手方向の一端部と他端部にそれぞれ固定さ
れている。このエアパッド支持部材７６の底面には、図
２の固定子７２中心軸を通るＸＺ平面に沿う図３の断面
図に示されるように、ウエハベース定盤４０のガイド面
４０ａに向けて加圧空気を噴出する複数のエアパッド７
８が固定されている。また、エアパッド支持部材７６
は、ＸＹステージ５４の底面側に形成された所定深さの
凹溝を貫通した状態となっており、上記のローレンツ力
により可動子７０がＸ軸方向に駆動されると、ウエハス
テージＷＳＴが可動子７０と一体でエアパッド支持部材
７６に沿って移動するようになっている。すなわち、エ
アパッド支持部材７６は、Ｘガイドの役目をも有してい
る。

【００４９】図２に戻り、前記一方のＹ軸駆動モータ６
８Ａは、前記エアパッド支持部材７６の長手方向一端部
底面にその上面が固定された可動子８０Ａと、該可動子
８０Ａがその外周部に配設されたＹ軸方向に延びる細長
い円筒状の固定子８２Ａとを備えている。可動子８０Ａ
は、固定子８２Ａ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軸方向に駆動される。固定子８２
Ａの長手方向の両端部は、一対の保持部材８４Ａ、８４
Ｂによって保持されている。

【００５０】他方のＹ軸駆動モータ６８Ｂは、上記と同
様に、前記エアパッド支持部材７６の長手方向他端部底
面にその上面が固定された可動子８０Ｂと、該可動子８
０Ｂがその外周部に配設されたＹ軸方向に延びる細長い
円筒状の固定子８２Ｂとを備えている。可動子８０Ｂ
は、固定子８２Ｂ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軸方向に駆動される。固定子８２
Ｂの長手方向の両端部は、一対の保持部材８４Ｃ、８４
Ｄによって保持されている。

【００５１】前記保持部材８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃ、８
４Ｄのそれぞれは、床面Ｆに植設された４本の支持部材
８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃ、８６Ｄの上端面にそれぞれ固
定されている。

【００５２】これまでの説明から明らかなように、本実
施形態では、Ｘ軸駆動モータ６６、Ｙ軸駆動モータ６８
Ａ、６８Ｂとして、シャフトモータが用いられている。

【００５３】ここで、このシャフトモータについて、Ｘ
軸駆動モータ６６を例にとって、より詳細に説明する。

【００５４】図４（Ａ）には、このＸ軸駆動モータ６６
の固定子７２の概略斜視図が示され、図４（Ｂ）には、
この固定子７２の縦断面図が示されている。これらの図
に示されるように、固定子７２は、該固定子７２の長手
方向に沿って所定間隔で配置され、その長手方向に磁化
された円筒状の永久磁石から成る複数の第１磁石８
８ ₁、８８₂、……、８８_nと、隣り合う第１磁石８８相
互間に配設され、固定子７２の半径方向に磁化された永
久磁石から成る複数の第２磁石９０₁、９０₂、……、９
０_n-1とを備えている。

【００５５】相互に隣り合う第１磁石８８同士は、同一
磁極同士が対向している。また、相互に隣り合う第２磁
石９０同士は、極性が交互に反対極性とされ、かつ隣接
する第１磁石８８の対向面の磁極と同一の磁極がその外
面側に位置している。第１磁石と第２磁石は同一形状か
つ同一寸法となっている。

【００５６】これらの第１磁石８８₁〜８８_n、第２磁石
９０₁〜９０_n-1の中央空間部には、軸心部が中空のボル
ト９２が挿入されている。第１磁石の内、ボルト９２の
頭部と反対側の端部に位置する第１磁石８８_nの内周面
には、雌ねじが形成されており、該雌ねじとボルト９２
先端の雄ねじとの螺合によって、前記複数の第１磁石８
８と複数の第２磁石９０が一体化されて円柱状の磁石体
９４が構成され、この磁石体９４とボルト９２とによっ
て円筒状の固定子７２が構成されている。

【００５７】従って、この固定子７２の周囲には、第１
磁石８８及び第２磁石９０の長さをＬ１として、ピッチ
Ｌ＝２Ｌ１の開磁気回路（又は閉磁気回路）が、全方位
に渡って（放射状に）形成される。

【００５８】この固定子７２は、図３に示されるよう
に、その長手方向の一端が前述した保持機構７４Ａを構
成するハウジング９６Ａに形成された丸穴の内部に配置
され、このハウジング９６と固定子７２の長手方向の一
端面との間には、ピエゾ素子から成る第１のアクチュエ
ータ９８₁が介装されている。また、ハウジング９６Ａ
の内周面と固定子７２の外周面との間には、ピエゾ素子
から成る３つの第２のアクチュエータ９９₁、９９₂、９
９₃が介装されている。この場合、第２のアクチュエー
タ９９₁、９９₂、９９₃は、固定子７２の外周側にほぼ
１２０°間隔で配置されている。

【００５９】同様に、固定子７２の長手方向の他端は前
述した保持機構７４Ｂを構成するハウジング９６Ｂに形
成された丸穴の内部に配置され、このハウジング９６Ｂ
と固定子７２の長手方向の他端面との間には、ピエゾ素
子から成る第１のアクチュエータ９８₂が介装されてい
る。また、ハウジング９６Ｂの内周面と固定子７２の外
周面との間には、上記と同様にピエゾ素子から成る３つ
の第２のアクチュエータ９９₄、９９₅、９９₆が介装さ
れている。

【００６０】第１のアクチュエータ９８₁、９８₂は、固
定子７２を軸方向に駆動する力を発生し、第２のアクチ
ュエータ９９₁〜９９₆は、固定子７２を軸に直交する面
内で駆動する力を発生する。これらのアクチュエータ
は、ステージ制御系３２によってよって制御されるよう
になっている（図５参照）。

【００６１】一方、Ｘ軸駆動モータ６６の可動子７０
は、図３に示されるように、中央部近傍に断面円形の貫
通孔が形成された非磁性体部材から成るハウジング１０
２と、このハウジング１０２に形成された円筒状の中空
部１０２ａ内にその長手方向に並べて配置された複数の
コイルから成るコイル体１０４とを備えている。本実施
形態では、Ｘ軸駆動モータ６６として３相モータが用い
られているので、コイル体１０４は、上述したピッチＬ
に対して１相分のコイル軸方向長Ｌ／３のコイルを３相
分直列に配列したコイルユニットを複数個直列に接続し
たものである。

【００６２】なお、Ｎ相のモータの場合、コイル体とし
ては、上述したピッチＬに対して１相分のコイル軸方向
長Ｌ／ＮのコイルをＮ相分直列に配列したコイルユニッ
トを複数個直列に接続したものを用いれば良い。また、
ハウジング１０２の中空部１０２ａには冷却液（水又は
フッ素系不活性液体など）が供給され、コイル体１０４
の冷却が行われるようになっている。

【００６３】このようにして構成されたＸ軸駆動モータ
６６では、可動子７０のコイル体１０４に対し、所定周
期及び所定振幅の正弦波状の駆動電流を供給することに
より、可動子７０（及びウエハステージＷＳＴ）は、固
定子７２に沿って駆動される。

【００６４】Ｙ軸駆動モータ６８Ａ、６８Ｂも、上記Ｘ
軸駆動モータ６６とほぼ同様に構成されている。但し、
これらＹ軸駆動モータ６８Ａ、６８Ｂの固定子８２Ａ、
８２Ｂを支持する保持部材８４Ａ〜８４Ｄの内部には、
ピエゾ素子は設けられていない。

【００６５】図５には、露光装置１００のステージ制御
に関連する制御系の構成が概略的に示されている。この
図５の制御系は、マイクロコンピュータ又はワークステ
ーションからそれぞれ成る主制御装置５０及びステージ
制御系３２を中心として構成されている。但し、支持機
構５６ａ〜５６ｃ及びその駆動系については図示が省略
されている。

【００６６】次に、露光装置１００における露光動作の
流れについて簡単に説明する。

【００６７】まず、主制御装置５０の管理の下、ステー
ジ制御系３２等によってレチクルロード、ウエハロード
が行われ、また、不図示のレチクル顕微鏡、基板テーブ
ル５８上の不図示の基準マーク板、不図示のアラインメ
ント検出系を用いてレチクルアラインメント、ベースラ
イン計測等の準備作業が所定の手順に従って行われる。

【００６８】その後、主制御装置５０により、不図示の
アラインメント検出系を用いてＥＧＡ（エンハンスト・
グローバル・アラインメント）等のアラインメント計測
が実行される。このような動作において、ウエハＷの移
動が必要な場合には、主制御装置５０がステージ制御系
３２を介して、ウエハ駆動装置６４を構成する各モータ
の可動子を構成するコイル体に供給する電流パターンを
制御することにより、可動子と一体的にウエハＷを保持
するウエハステージＷＳＴを所望の方向に移動させる。
アライメント計測の終了後、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われる。

【００６９】この露光動作にあたって、まず、主制御装
置５０では、アライメント結果に基づいて、ウエハＷ上
の最初のショット領域（ファースト・ショット）の露光
のための走査開始位置にウエハステージＷＳＴを移動さ
せるべく、ステージ制御系３２に指示を与える。これに
より、ステージ制御系３２により、ウエハ干渉計６０の
計測値をモニタしつつウエハ駆動装置６４が制御され、
ウエハステージＷＳＴがファーストショットの露光のた
めの走査開始位置に移動される。同時に、レチクルＲの
ＸＹ位置が、走査開始位置となるように、主制御装置５
０からの指示に基づいてステージ制御系３２によりレチ
クル駆動機構１８を介してレチクルステージＲＳＴが移
動される。そして、主制御装置５０からの指示に基づ
き、ステージ制御系３２が、レチクル干渉計３４によっ
て計測されたレチクルＲのＸＹ位置情報、ウエハ干渉計
６０によって計測されたウエハＷのＸＹ位置情報に基づ
き、レチクル駆動機構１８及びウエハ駆動装置６４を介
してレチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ
（ウエハステージＷＳＴ）とのＹ方向の走査を開始し、
両ステージＲＳＴ、ＷＳＴがそれぞれの目標走査速度に
達すると、露光用照明光によってレチクルＲのパターン
領域が照明され始め、走査露光が開始される。

【００７０】ステージ制御系３２では、特に上記の走査
露光時にレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度
ＶｒとウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度Ｖｗ
とが投影光学系ＰＬの投影倍率（１／４倍、１／５倍或
いは１／６倍）に応じた速度比に維持されるようにレチ
クル駆動機構１８、ウエハ駆動装置６４を介してレチク
ルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを同期制御
する。

【００７１】そして、レチクルＲのパターン領域の異な
る領域が露光用照明光で逐次照明され、パターン領域全
面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上のフ
ァーストショットの走査露光が終了する。これにより、
レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介してファー
ストショットに縮小転写される。

【００７２】このようにして、１つのショット領域に対
するレチクルパターンの転写が終了すると、ウエハステ
ージＷＳＴが１ショット領域分だけステッピングされ
て、次のショット領域に対する走査露光が行われる。こ
のようにして、ステッピングと走査露光とが順次繰り返
され、ウエハＷ上に必要なショット数のパターンが転写
される。

【００７３】上記のアライメント時、ステッピング時等
にウエハステージＷＳＴがＸ方向に駆動された際には、
Ｘ軸駆動モータ６６の固定子７２に反力が生じるが、本
実施形態では、この反力が次のようにしてキャンセルさ
れるようになっている。

【００７４】すなわち、ステージ制御系３２では、主制
御装置５０からウエハステージＷＳＴのＸ方向の駆動指
令（推力指令値）を受けると、Ｘ軸駆動モータ６６に駆
動信号を与えると同時に該駆動信号に対応する駆動電
流、すなわちウエハステージＷＳＴの駆動により固定子
７２に発生する反力を打ち消す駆動力を発生させるため
の駆動電流を第１のアクチュエータ９８₁、９８₂の少な
くとも一方に対してフィードフォワード的に与える。こ
のため、ウエハステージＷＳＴの駆動によって固定子７
２に生じる反力は、第１のアクチュエータ９８₁、９８₂
の少なくとも一方の発生する駆動力によって発生とほぼ
同時に相殺される。このため、その反力が、固定子７２
を支持する保持機構７４Ａ、７４Ｂのハウジング９６
Ａ、９６Ｂ、Ｙ軸駆動モータ６８Ａ、６８Ｂの可動子そ
の他の部材に伝達されることがなく、それらの部材、ひ
いてはウエハベース定盤４０（本体コラム１２）の振動
要因となることがない。但し、ウエハステージＷＳＴの
Ｘ軸方向の移動により、固定子７２には偏荷重が作用
し、これがＹ軸駆動モータ６８Ａ、６８Ｂの可動子その
他の部材の振動要因となるおそれがあるが、ステージ制
御系３２では、ウエハ干渉計６０で計測されるウエハス
テージＷＳＴのＸ位置に応じて第２のアクチュエータ９
９₁〜９９₆を適宜制御してその偏荷重の影響をキャンセ
ルすべく、固定子７２に対するＹＺ面内の駆動力を発生
させるので、上記の偏荷重に起因する固定子７２の長手
方向両端部の振動も抑制される。これにより、固定子７
２に作用する偏荷重も固定子７２を保持する保持機構７
４Ａ、７４Ｂのハウジング９６Ａ、９６Ｂ、Ｙ軸駆動モ
ータ６８Ａ、６８Ｂの可動子その他の部材に伝達される
ことがなく、それらの部材、ひいてはウエハベース定盤
４０の振動要因となることがない。

【００７５】また、走査露光時等にウエハステージＷＳ
ＴがＹ方向に駆動された際には、Ｙ軸駆動モータ６８
Ａ、６８Ｂの固定子８２Ａ、８２Ｂに反力が生じるが、
この反力は、ウエハベース定盤４０（本体コラム１２）
と振動に関して独立して固定子８２Ａ、８２Ｂの長手方
向両端部を保持部材８４Ａ〜８４Ｄをそれぞれ介して支
持する支持部材８６Ａ〜８６Ｄを介して床面Ｆに伝達さ
れる（逃がされる）ので、この反力がウエハベース定盤
４０に直接的に伝達されることはなく、その反力に起因
するウエハベース定盤４０の振動を効果的に抑制するこ
とができる。なお、支持部材８６Ａ〜８６Ｄを介して床
面Ｆに伝達された上記反力（振動）が、ベースプレート
ＢＰを介してウエハベース定盤４０側に僅かに伝達され
るおそれは否定できないが、この伝達された振動はウエ
ハベース定盤４０を支持する防振ユニット３８Ａ〜３８
ＤによってマイクロＧレベルで絶縁されるので、その影
響は無視できる程小さい。

【００７６】また、走査露光時には、レチクルステージ
ＲＳＴの駆動力の反力がリニアモータ２０Ａ、２０Ｂの
固定子にそれぞれ作用するが、ステージ制御系３２で
は、リニアモータ２０Ａ、２０Ｂに対して駆動信号を与
えると同時に、その該駆動信号に対応する駆動電流、す
なわちレチクルステージＲＳＴの駆動により固定子に発
生する所定方向の反力を打ち消す駆動力を発生させるた
めの駆動電流をアクチュエータ２８₁、２８₂の少なくと
も一方、及びアクチュエータ２８₃、２８₄の少なくとも
一方に対して、それぞれフィードフォワード的に与える
ので、前記リニアモータ２０Ａ、２０Ｂの固定子に作用
する反力によって門形フレーム２０の鉛直部材に生じる
振動が、前述と同様に、効果的に抑制される。

【００７７】以上詳細に説明したように、本実施形態の
露光装置１００によると、上述した種々の工夫により、
ウエハステージＷＳＴの駆動時にウエハベース定盤４０
及びこれが設けられた本体コラム１２に生じる振動を効
果的に抑制できるので、本体コラム１２に保持された投
影光学系ＰＬの振動をほぼ確実に防止することができ、
併せて本体コラム１２に固定されたウエハ干渉計６０に
よるウエハステージＷＳＴの高精度な位置計測が可能と
なり、これによりウエハステージＷＳＴの位置制御性の
向上、及び位置決め整定時間の短縮が可能になる。ま
た、ウエハ駆動装置６４を構成するＸ軸駆動モータ６
６、Ｙ軸駆動モータ６８Ａ、６８Ｂとしてシャフトモー
タが採用されていることから、ウエハステージＷＳＴ可
動部の小型軽量化によるウエハステージＷＳＴの位置制
御性の向上と発生推力の増大による高加速度化も可能で
ある。

【００７８】さらに、レチクルステージＲＳＴの駆動時
にリニアモータ２０Ａ、２０Ｂの固定子に作用する反力
の影響を軽減できるとともに、本体コラム１２に固定さ
れたレチクル干渉計３４によるレチクルステージＲＳＴ
の高精度な位置計測が可能となり、これにより、レチク
ルステージＲＳＴの位置制御性の向上、ひいてはウエハ
ステージＷＳＴに対するレチクルステージＲＳＴの同期
整定時間の短縮が可能になる。従って、本実施形態の露
光装置１００によると、スループットの向上及び露光精
度の向上が可能になる。

【００７９】なお、上記実施形態では、モータ可動子
（ステージ）の駆動により固定子に生じる反力の影響を
軽減する方法として、固定子に生じる反力を支持部材を
介して床面に伝達する方法や、反力を相殺する力を発生
するアクチュエータを用いる方法等を採用したが、これ
に限らず、その他の方法を用いても良い。

【００８０】《第２の実施形態》次に、本発明の第２の
実施形態を図６に基づいて説明する。ここで、前述した
第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分について
は、同一の符号を用いるとともにその説明を簡略にし若
しくは省略するものとする。

【００８１】この第２の実施形態は、ウエハステージＷ
ＳＴのＹ軸方向駆動の際のＹ軸駆動モータ６８Ａ、６８
Ｂの固定子に作用する反力を、運動量保存則を利用して
キャンセル点に特徴を有する。

【００８２】すなわち、この第２の実施形態では、図６
に示されるように、ベースプレートＢＰ及びウエハベー
ス定盤４０が、前述した第１の実施形態のそれと比べて
幾分大面積に形成されている点、及びＹ軸駆動モータ６
８Ａ、６８Ｂの固定子８２Ａ、８２Ｂの両端をそれぞれ
保持する保持部材８４Ａ〜８４Ｄが、ウエハベース定盤
４０の上方に不図示のエアパッド（エアベアリング）を
介して浮上支持された構造体としての可動型定盤１１０
の上面に固定されている。

【００８３】可動型定盤１１０は、ウエハステージＷＳ
Ｔの移動範囲に相当する部分が他の部分より一段高い凸
部１１０ａとされ、この凸部１１０ａの上面がウエハス
テージＷＳＴ及びエアパッド支持部材７６の底面にそれ
ぞれ設けられたエアパッドから加圧空気が吹き付けられ
るガイド面とされている。また、この可動型定盤１１０
の底面には、不図示のエアパッドが複数設けられ、これ
らのエアパッドから加圧空気がウエハベース定盤４０上
面のガイド面４０ａに吹き付けられている。

【００８４】その他の部分の構成は、前述した第１の実
施形態の露光装置１００と同様になっている。

【００８５】このようにして構成された本第２の実施形
態の露光装置によると、ウエハステージＷＳＴがＸ軸方
向に駆動された際には、前述した第１の実施形態と同様
にしてＸ軸駆動モータ６６の固定子７２に作用する反力
及び偏荷重がウエハベース定盤４０等に与える影響を効
果的に軽減することができる他、走査露光時等にウエハ
ステージＷＳＴがＹ軸方向に駆動された際には、Ｙ軸駆
動モータ６８Ａ、６８Ｂの固定子８２Ａ、８２Ｂにその
駆動力の反力が作用するが、この反力により、固定子８
２Ａ、８２Ｂが固定された可動型定盤１１０が、ウエハ
ステージＷＳＴと反対側に所定量移動する。

【００８６】ここで、Ｙ軸駆動モータ６８Ａ、６８Ｂの
固定子８２Ａ、８２Ｂとそれぞれの可動子８０Ａ、８０
Ｂとは非接触であり、また、ウエハステージＷＳＴ及び
エアパッド支持部材７６と可動型定盤１１０のガイド面
とは非接触であり、さらに、可動型定盤１１０とウエハ
ベース定盤４０のガイド面４０ａとは非接触であること
から、上記各対向する各部材間の摩擦力は無視できる程
小さいものと考えて差し支えなく、ウエハステージＷＳ
Ｔ、エアパッド支持部材７６（Ｘ軸駆動モータ６６等を
含む）、Ｙ軸駆動モータ６８Ａ、６８Ｂ、及び可動型定
盤１１０（保持部材８４Ａ〜８４Ｄを含む）から成る系
の運動量が保存され、その系の重心の移動は生じない。
すなわち、ウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動に伴
って、可動型定盤１１０が、可動子８０Ａ、８０Ｂ側の
部材の総質量（ウエハステージＷＳＴ、エアパッド支持
部材７６、Ｘ軸駆動モータ６６、保持機構７４Ａ、７４
Ｂ及び可動子８０Ａ、８０Ｂ等の総質量）と固定子側の
部材の総質量（固定子８２Ａ、８２Ｂ、保持部材８４Ａ
〜８４Ｂ、及び可動型定盤１１０等の総質量）との比に
応じた距離だけ、ウエハステージＷＳＴと反対方向に移
動し、その移動によって固定子８２Ａ、８２Ｂに作用す
る反力が吸収される。また、この場合ウエハベース定盤
４０に対して偏荷重が作用することがないので、上記反
力がウエハベース定盤４０の振動要因となることがな
い。

【００８７】なお、可動型定盤１１０とウエハベース定
盤４０との間に複数のボールを設け、これらのボールを
介してウエハベース定盤４０上に可動型定盤１１０を移
動可能に支持する構成も考えられ、この場合にも、ウエ
ハステージＷＳＴのＹ軸方向の駆動による反力によって
可動型定盤１１０がその反対方向に、上記可動子側部材
と固定子側部材との質量比にほぼ応じた距離だけ移動す
る。従って、いずれにしても、ウエハステージＷＳＴ
（可動子８０Ａ、８０Ｂ）の駆動時に固定子８２Ａ、８
２Ｂに生ずる反力に起因する振動の影響を軽減すること
ができる。

【００８８】また、走査露光時におけるレチクルステー
ジＲＳＴの駆動に起因してリニアモータ２０Ａ、２０Ｂ
の固定子に作用する反力の影響は、第１の実施形態と全
く同様にして抑制される。

【００８９】以上より、本第２の実施形態の露光装置に
よると、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲ
ＳＴの位置制御性の向上、両ステージの同期整定時間の
短縮等により、スループットの向上及び露光精度の向上
が可能になる。

【００９０】上記第１、第２の実施形態では、ウエハス
テージＷＳＴを駆動するウエハ駆動装置側にのみシャフ
トモータを採用する場合について説明したが、これに限
らず、レチクルステージＲＳＴを駆動するレチクル駆動
機構側にシャフトモータを用いても良い。このような観
点からなされたのが、次の第３の実施形態である。

【００９１】《第３の実施形態》次に、本発明の第３の
実施形態を図７〜図１０に基づいて説明する。ここで、
前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分
については、同一の符号を用いるとともに、その説明を
簡略にし若しくは省略するものとする。

【００９２】図７には、第３の実施形態に係る露光装置
２００の構成が概略的に示されている。この図７は、ウ
エハベース定盤４０より上方の部分を、一部断面し、か
つ一部省略して示す概略正面図であり、図８のＡ−Ａ線
に沿った断面図に相当する。また、図８は、図７のＢ−
Ｂ線に沿った断面図（平面断面図）である。

【００９３】露光装置２００は、ステップ・アンド・ス
キャン露光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。

【００９４】この露光装置２００は、照明系１０、マス
クとしてのレチクルＲ１、Ｒ２をそれぞれ保持する２つ
のマスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ１、
ＲＳＴ２、投影光学系ＰＬ、基板としてのウエハＷ１、
Ｗ２をそれぞれ保持してＸＹ平面内でＸＹ２次元方向に
移動する２つの基板ステージとしてウエハステージＷＳ
Ｔ１、ＷＳＴ２、ウエハＷ１、Ｗ２上に形成されたウエ
ハアライメントマークをそれぞれ検出する２つのアライ
メント検出系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２、及びこれらの制御系
（図示省略）等を備えている。このように、この露光装
置２００は、レチクルステージ、ウエハステージ、及び
アライメント検出系を、それぞれ各２つ備える点に特徴
を有するので、以下においては、これらの構成要素を中
心として説明する。

【００９５】前記一方のレチクルステージＲＳＴ１は、
図９の平面図に示されるように、両端部が門形フレーム
２０の一対の鉛直部材２２Ａ、２２Ｂのそれぞれに取付
部材２０２をそれぞれ介して固定され、鉛直部材２２
Ａ、２２Ｂ相互間にＹ軸方向に架設された固定子（磁石
ロッド）２０４Ａ、２０４Ｂをそれぞれ有する一対のシ
ャフトモータ２０６Ａ、２０６ＢによってＹ軸方向に駆
動される平面視矩形枠状のレチクル粗動ステージＲＣ１
と、このレチクル粗動ステージＲＣ１の内部空間にボイ
スコイルモータから成る一対のＸ軸微動モータ２０８
Ａ、２０８Ｂ及びＹ軸微動モータ２０８Ｃ、２０８Ｄを
介して配置されたほぼ正方形状のレチクル微動ステージ
ＲＦ１とを備えている。レチクル微動ステージＲＦ１上
に不図示のバキュームチャック又は静電チャックを介し
て図７に示されるレチクルＲ１が保持されている。

【００９６】前記一方のシャフトモータ２０６Ａの可動
子は、図７に示されるように、レチクルステージＲＳＴ
１（レチクル粗動ステージＲＣ１）の下面に固定され、
固定子２０４Ａとの間に生じるローレンツ力により該固
定子２０４Ａに沿って駆動されるようになっている。同
様に、他方のシャフトモータ２０６Ｂの可動子は、レチ
クルステージＲＳＴ１（レチクル粗動ステージＲＣ１）
の下面に固定され、固定子２０４Ｂとの間に生じるロー
レンツ力により、該固定子２０４Ｂに沿って駆動される
ようになっている。この場合、上記一対のシャフトモー
タ２０６Ａ、２０６Ｂの可動子と固定子とは一種の磁気
軸受けを構成しているが、レチクルステージＲＳＴ１の
自重を支える必要があるため、それぞれの可動子の底面
には、不図示のエアパッドが設けられており、これらの
エアパッドを介してレチクルステージＲＳＴ１がレチク
ルベース定盤１４上方に非接触で浮上支持されている。

【００９７】他方のレチクルステージＲＳＴ２は、図９
に示されるように、前記固定子（磁石ロッド）２０４
Ａ、２０４Ｂを固定子としてそれぞれ有する一対のシャ
フトモータ２１０Ａ、２１０ＢによってＹ軸方向に駆動
される平面視矩形枠状のレチクル粗動ステージＲＣ２
と、このレチクル粗動ステージＲＣ２の内部空間にボイ
スコイルモータから成る一対のＸ軸微動モータ２０８
Ｅ、２０８Ｆ、Ｙ軸微動モータ２０８Ｇ、２０８Ｈを介
して配置されたほぼ正方形状のレチクル微動ステージＲ
Ｆ２とを備えている。

【００９８】ここで、レチクルステージＲＳＴ１、ＲＳ
Ｔ２をそれぞれ駆動する各一対のシャフトモータ２０６
Ａ，２０６Ｂ及び２１０Ａ，２１０Ｂが、固定子を共有
するのは、Ｘ軸方向がレチクルＲ１，Ｒ２の微動方向で
ありこの方向の反力が非常に小さいことから、このよう
にしても大きな問題がないためである。

【００９９】また、レチクル微動ステージＲＦ２上に不
図示のバキュームチャック又は静電チャックを介して図
７に示されるレチクルＲ２が保持されている。また、レ
チクルステージＲＳＴ２も、上記と同様にしてレチクル
ベース定盤１４上に非接触で浮上支持されている。

【０１００】前記レチクルステージＲＳＴ１、ＲＳＴ２
の移動面内の位置は、図７に示されるように、移動鏡２
１２Ａ、２１２Ｂをそれぞれ介してレチクル干渉計３４
Ａ、３４Ｂによってそれぞれ計測されるようになってい
る。これらの干渉計の計測値は、不図示のステージ制御
系及びこれを介して不図示の主制御装置に供給されるよ
うになっており、ステージ制御系では主制御装置からの
指示に応じて前記各モータを介してレチクルステージＲ
ＳＴ１、ＲＳＴ２、すなわちレチクル粗動ステージＲＣ
１、ＲＣ２及びレチクル微動ステージＲＦ１、ＲＦ２を
制御する。

【０１０１】前記一方のウエハステージＷＳＴ１の底面
のＹ軸方向両端部近傍には、図１０の斜視図に示される
ように、前述と同様のシャフトモータから成る一対のＸ
軸駆動モータ６６Ａ、６６Ｂの可動子７０Ａ、７０Ｂ
（但し、図１０では、紙面奥側の可動子７０Ｂは図示せ
ず、図８参照）が固定されている。これらの可動子７０
Ａ、７０Ｂの中央部近傍に設けられた断面円形の貫通孔
内にＸ軸方向に延びる前記一対のＸ軸駆動モータ６６
Ａ、６６Ｂの固定子（磁石ロッド）７２Ａ、７２Ｂがそ
れぞれ挿通されている。これらの固定子７２Ａ、７２Ｂ
の長手方向一端（＋Ｘ側端）には、断面Ｌ字状部材から
成るスライダ２１４Ａが固定され、このスライダ２１４
Ａは、ウエハベース定盤４０の上面の＋Ｘ側端部にＹ軸
方向に延設されたＹガイド２１６Ａに沿って移動可能な
構造となっている。スライダ２１４Ａは、その底面に設
けられたエアパッド（エアベアリング）２１８（図１０
では図示せず、図８参照）により、ガイド面４０ａの上
方に数ミクロン程度のクリアランスを介して非接触で浮
上支持されるとともに、不図示のエアパッド（エアベア
リング）によってＹガイド２１６Ａに対して数ミクロン
程度のクリアランスを介して非接触で支持されている。

【０１０２】前記一対の固定子７２Ａ、７２Ｂの長手方
向の他端部同士は、図８の平面図に示されるように、そ
の底面に設けられた不図示のエアパッド（エアベアリン
グ）によりガイド面４０ａの上方に数ミクロン程度のク
リアランスを介して非接触で浮上支持されたスライダ２
２０Ａによって連結されている。

【０１０３】また、ウエハステージＷＳＴ１の底面のＸ
軸方向両端部近傍には、図１０の斜視図に示されるよう
に、スペーサ部材２２２を介して前述したシャフトモー
タから成る一対のＹ軸駆動モータ６８Ａ、６８Ｂの可動
子８０Ａ、８０Ｂ（但し、図１０では、紙面奥側の可動
子８０Ａは図示せず、図８参照）が固定されている。こ
れらの可動子８０Ａ、８０Ｂの中央部近傍に設けられた
断面円形の貫通孔内には前述した固定子７２Ａ、７２Ｂ
の下方で該固定子に対して垂直に交差して相互に平行に
Ｙ軸方向に延びるＹ軸駆動モータ６８Ａ、６８Ｂの固定
子（磁石ロッド）８２Ａ、８２Ｂが挿通されている。こ
れらの固定子８２Ａ、８２Ｂの長手方向一端（＋Ｙ側
端）には、断面Ｌ字状部材から成るスライダ２１４Ｂが
固定され、このスライダ２１４Ｂは、ウエハベース定盤
４０の上面の＋Ｙ側端部にＸ軸方向に延設されたＸガイ
ド２２４Ａに沿って移動可能な構造となっている（図７
参照）。スライダ２１４Ｂは、その底面に設けられたエ
アパッド（エアベアリング）２２６（図１０では図示せ
ず、図８参照）により、ガイド面４０ａの上方に数ミク
ロン程度のクリアランスを介して非接触で浮上支持され
るとともに、不図示のエアパッド（エアベアリング）に
よってＸガイド２２４Ａに対して非接触で支持されてい
る。

【０１０４】前記一対の固定子８２Ａ、８２Ｂの長手方
向の他端部同士は、図８に示されるように、その底面に
設けられた不図示のエアパッド（エアベアリング）によ
りガイド面４０ａの上方に数ミクロン程度のクリアラン
スを介して非接触で浮上支持されたスライダ２２０Ｂに
よって連結されている。

【０１０５】また、ウエハステージＷＳＴ１の底面に
は、不図示のエアパッド（エアベアリング）が設けられ
ており、該エアパッドによってウエハステージＷＳＴが
ガイド面４０ａの上方に数ミクロン程度のクリアランス
を介して非接触で浮上支持されている（図７参照）。

【０１０６】すなわち、ウエハステージＷＳＴ１は、固
定子７２Ａ，７２Ｂ、スライダ２１４Ａ及びスライダ２
２０Ａとから成る第１フレームユニット２３０Ａと一体
で、Ｙガイド２１６Ａに沿ってＹ軸駆動モータ６８Ａ、
６８Ｂによって駆動される。また、このウエハステージ
ＷＳＴ１は、固定子８２Ａ，８２Ｂ、スライダ２１４Ｂ
及びスライダ２２０Ｂとから成る第２フレームユニット
２３０Ｂと一体で、Ｘガイド２２４Ａに沿ってＸ軸駆動
モータ６６Ａ、６６Ｂによって駆動される。

【０１０７】また、このウエハステージＷＳＴ１上に
は、前述したウエハステージＷＳＴと同様に、ウエハＷ
１を不図示のバキュームチャック又は静電チャックを介
して吸着保持する基板テーブル５８が設けられ（図１０
参照）、この基板テーブル５８はボイスコイルモータ又
はピエゾ素子から成る駆動系によりＺ軸方向及び傾斜方
向に微少駆動されるようになっている。

【０１０８】さらに、上記Ｘ軸駆動モータ６６Ａ、６６
Ｂの駆動速度、又は上記Ｙ軸駆動モータ６８Ａ、６８Ｂ
の駆動速度の少なくとも一方を異ならせることにより、
ウエハステージＷＳＴ１のヨーイング（Ｚ軸回りの回
転）が可能である。従って、基板テーブル５８は、６自
由度方向に微少駆動が可能である。

【０１０９】前記他方のウエハステージＷＳＴ２及びそ
の駆動系は、図８に示されるように、上述したウエハス
テージＷＳＴ１側と同様に構成されている。すなわち、
ウエハステージＷＳＴ２は、第１フレームユニット２３
０Ａと同様に構成された第３フレームユニット２３０Ｃ
と一体で、ウエハベース定盤４０上に投影光学系ＰＬの
光軸ＡＸに関してＹガイド２１６Ａと点対称となる位置
に配置されたＹガイド２１６Ｂに沿って、Ｙ軸駆動モー
タ６８Ｃ、６８Ｄによって駆動される。また、ウエハス
テージＷＳＴ２は、第２フレームユニット２３０Ｂと同
様に構成された第４フレームユニット２３０Ｄと一体
で、ウエハベース定盤４０上に光軸ＡＸに関してＸガイ
ド２２４Ａと点対称となる位置に配置されたＸガイド２
２４Ｂに沿って、Ｘ軸駆動モータ６６Ｃ、６６Ｄによっ
て駆動される。

【０１１０】また、このウエハステージＷＳＴ２上に
は、ウエハＷ２を不図示のバキュームチャック又は静電
チャックを介して吸着保持する基板テーブル５８が設け
られており、この基板テーブル５８はウエハステージＷ
ＳＴ１側の基板テーブルと同様にして６自由度方向に微
少駆動が可能に構成されている。

【０１１１】上記ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の
ＸＹ面内の位置（回転を含む）は、図１０に示される基
板テーブル５８上の移動鏡６２Ｘ、６２Ｙをそれぞれ介
して不図示のウエハ干渉計により０．５〜１ｎｍの分解
能で計測されており、このウエハ干渉計の計測値が不図
示のステージ制御系及びこれを介して不図示の主制御装
置に供給されている。ステージ制御系では主制御装置か
らの指示に応じてウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の
位置を制御する。

【０１１２】前記一対のアライメント検出系ＡＬＧ１、
ＡＬＧ２は、図７に示されるように、鏡筒定盤４８によ
って、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに関して点対称な位置
関係となる第１位置、第２位置にそれぞれ保持されてい
る。これらのアライメント検出系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２と
しては、ここでは画像処理方式の結像式アライメントセ
ンサが用いられている。一方のアライメント検出系ＡＬ
Ｇ１は、ウエハＷ１上のアライメントマーク及びウエハ
ステージＷＳＴ１上の不図示の基準マークの検出に用い
られ、他方のアライメント検出系ＡＬＧ２は、ウエハＷ
２上のアライメントマーク及びウエハステージＷＳＴ２
上の不図示の基準マークの検出に用いられる。これらの
アライメント検出系ＡＬＧ１、ＡＬＧ２の検出結果は、
不図示の主制御装置に供給されるようになっている。

【０１１３】このようにして構成された本第３の実施形
態の露光装置２００によると、通常のスキャニングステ
ッパ及び上記第１の実施形態の露光装置１００等と同様
に、各ウエハステージ上では、ウエハ交換（ウエハア
ンロード＋ウエハロード）→ウエハアライメント（サ
ーチアライメント＋ファインアライメント）ステップ
・アンド・スキャン方式の露光の大きく３つの動作がシ
ーケンシャルに繰り返し行われる。

【０１１４】但し、この露光装置２００では、ウエハス
テージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２とが、独立に
移動可能であることから、不図示の主制御装置では、例
えば特開平１０−２１４７８３号公報に開示されるのと
同様に、一方のウエハステージ（ＷＳＴ１又はＷＳＴ
２）上で上記との動作を実行するのと並行して、他
方のウエハステージ（ＷＳＴ２又はＷＳＴ１）上で上記
の動作を実行し、両方の動作が終了した時点でお互い
の動作を切り換えるようにしている。このため、この露
光装置２００によると、第１の実施形態の露光装置１０
０に比べてスループットを格段向上させることができ
る。

【０１１５】また、スループットをあまり重視しない場
合には、一方のウエハステージ上のウエハに対してステ
ップ・アンド・スキャン方式で露光が行われている間
に、他方のウエハステージ上のウエハに対するアライメ
ント動作を行う場合に、両ステージの動作が同一周期で
相反する動作になるように、ステージ制御系が主制御装
置の指示に応じて両方のウエハステージの移動を制御す
るようにしても良い。このようにすれば、それぞれのウ
エハステージの駆動によってそれぞれのＸ軸駆動モー
タ、Ｙ軸駆動モータの固定子に生ずる反力同士を相殺す
ることができるので、上記の反力に起因するウエハベー
ス定盤４０の振動を抑制することができる。

【０１１６】但し、この場合、ウエハベース定盤４０に
は上記反力から成る偶力（回転モーメント）が作用する
ので、かかる偶力をキャンセルするため、前述した第２
の実施形態と同様に、ウエハベース定盤４０上で移動す
る可動型定盤を設け、この可動型定盤上に上記のウエハ
ステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の駆動系を配置しても良
い。あるいは、上記フレームユニット２３０Ａ〜２３０
Ｄを構成する各一対の固定子に上記各可動子とは別のダ
ミーの可動子を設け、該各可動子と対応するダミーの可
動子とを相互に反対方向に駆動するようにして、それら
の移動によって固定子に作用する反力同士を相殺するよ
うにしても良い。このようにする場合には、スループッ
トが最も向上するように、両ウエハステージＷＳＴを独
立して移動させることができる。

【０１１７】また、本第３の実施形態では、共通の固定
子２０４Ａ、２０４Ｂに沿って移動するレチクルステー
ジＲＳＴ１とレチクルステージＲＳＴ２とが設けられて
いることから、一方のレチクルステージ（ＲＳＴ１又は
ＲＳＴ２）側で露光が行われている間、ステージ制御系
では他方のレチクルステージ（ＲＳＴ２又はＲＳＴ１）
を同一速度及び同一加速度で反対方向に駆動することに
より、露光中に固定子２０４Ａ、２０４Ｂに作用する反
力が実質的にゼロとなり、走査露光中のレチクルステー
ジの駆動に起因する、例えば門形フレーム等の振動を効
果的に抑制することができ、結果的にレチクルベース定
盤１４を含む本体コラム１２の振動を抑制することがで
きる。

【０１１８】さらに、本第３の実施形態では、レチクル
ステージＲＳＴ１とレチクルステージＲＳＴ２とを交互
に投影光学系ＰＬの上方に移動させることにより、レチ
クルＲ１とレチクルＲ２とを用いた２重露光を、高いス
ループットで行うことができる。これにより、高解像度
とＤＯＦ（焦点深度）の向上効果を得ることができる。

【０１１９】以上説明した２つのウエハステージを用い
た通常露光及び２重露光のシーケンス等については、上
記特開平１０−２１４７８３号公報に詳細に開示されて
おり、本第３の実施形態においても、上記公報に開示さ
れた技術をそのままあるいは一部変更して用いることが
できる。

【０１２０】なお、上記第３の実施形態の露光装置にお
いて、レチクルステージ、ウエハステージ、及びアライ
メント検出系の他、投影光学系ＰＬも２つ設けても良
い。かかる場合には、それぞれの投影光学系を用いて、
それぞれのウエハステージ上のウエハに対する走査露光
を同時に行うことができ、しかもその際に、レチクルス
テージ側のみでなく、ウエハステージの駆動によってそ
れぞれのステージの駆動モータの固定子に生じる反力同
士を相殺することも可能である。

【０１２１】なお、上記第１〜第３の実施形態では、投
影光学系ＰＬとして屈折光学系を用いる場合について説
明したが、これに限らず、投影光学系として反射系ある
いは反射屈折系を用いても良い。これらの反射系あるい
は反射屈折系から成る投影光学系を用いる場合には、上
記第３の実施形態におけるレチクルステージＲＳＴ１、
ＲＳＴ２と同様に、一対のシャフトモータの固定子を共
有するレチクルステージとウエハステージとを設け、こ
れらのステージを投影光学系の投影倍率に応じた速度比
で同期移動することによって、走査露光を行うようにし
ても良い。この場合において、レチクルステージとウエ
ハステージとの質量比が投影光学系の投影倍率の逆数に
なっていれば、走査露光時に上記一対のシャフトモータ
の固定子に作用するステージ駆動力による反力を実質的
にゼロにすることができる。また、投影光学系は縮小系
のみならず等倍系および拡大系のいずれでも良い。

【０１２２】なお、上記各実施形態においては、ムービ
ングコイル型のシャフトモータをウエハ駆動装置又はレ
チクル駆動機構に用いる場合について説明したが、本発
明がこれに限定されることはなく、ムービングマグネッ
ト型のシャフトモータを用いても構わない。

【０１２３】なお、上記各実施形態では、本発明に係る
ステージ装置が走査型のＤＵＶ露光装置の基板ステージ
又はレチクルステージの駆動装置に適用された場合につ
いて説明したが、これに限らず、本発明に係るステージ
装置は、マスクと基板とを静止した状態でマスクのパタ
ーンを基板に転写するとともに、基板を順次ステップ移
動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置の基
板ステージにも適用することができる。また、本発明
は、投影光学系を用いることなくマスクと基板とを密接
させてマスクのパターンを基板に転写するプロキシミテ
ィ露光装置、電子線露光装置等の荷電粒子線露光装置、
波長５〜１５ｎｍ程度の軟Ｘ線領域の光を露光光とし用
いるいわゆるＥＵＶＬ等の露光装置、露光装置以外の装
置、例えば検査装置や基板搬送装置等にも好適に適用で
きるものである。

【０１２４】露光装置の用途としては半導体製造用の露
光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプ
レートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光
装置や、薄膜磁気へッドを製造するための露光装置にも
広く適用できる。

【０１２５】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
ことにより上記各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。

【０１２６】また、半導体デバイスは、デバイスの機能
・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づい
たレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエ
ハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置に
よりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、
デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディ
ング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を
経て製造される。

【０１２７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜８に記
載の各発明によれば、ステージの駆動時に固定子に生ず
る反力に起因する振動の影響を軽減し、ステージの位置
制御性を向上することができるという効果がある。

【０１２８】また、請求項９〜１３に記載の各発明によ
れば、露光精度を向上させることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る露光装置の概略構成を示
す図である。

【図２】図１のステージ装置近傍の構成を示す斜視図で
ある。

【図３】図２の構成部分をＸ軸駆動モータの軸心を通る
ＸＺ断面に沿って断面した概略断面図である。

【図４】図４（Ａ）は、Ｘ軸駆動モータの固定子の外観
を示す概略斜視図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の固定子
の縦断面図である。

【図５】図１の装置のステージ制御に関連する制御系の
構成を示すブロック図である。

【図６】第２の実施形態に係る露光装置のウエハステー
ジ近傍の構成を示す斜視図である。

【図７】第３の実施形態に係る露光装置の概略構成を示
す図である。

【図８】図７のＢ−Ｂ線断面図である。

【図９】図７の装置のレチクルステージ近傍部分を示す
平面図である。

【図１０】図７のウエハステージＷＳＴ１近傍を示す概
略斜視図である。

【符号の説明】

２２Ａ、２２Ｂ…鉛直部材（支持部材）、３０…ステー
ジ装置、３２…ステージ制御系（制御系）、４０…ウエ
ハベース定盤（ベース部材）、７０…可動子、７２…固
定子、８０Ａ…可動子、８０Ｂ…可動子、８２Ａ…固定
子、８２Ｂ…固定子、８６Ａ〜８６Ｄ…支持部材、９８
1、９８2…第１のアクチュエータ、９９1〜９９6…第２
のアクチュエータ、１００…露光装置、１１０…可動型
定盤（構造体）、２０４Ａ、２０４Ｂ…固定子、ＷＳＴ
…ウエハステージ（ＷＳＴ）、ＲＳＴ１…レチクルステ
ージ（第１のステージ）、ＲＳＴ２…レチクルステージ
（第２のステージ）、Ｗ、Ｗ１、Ｗ２…ウエハ（基
板）、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２…レチクル（マスク）、ＡＬＧ
１、ＡＬＧ２…アライメント検出系（マーク検出系）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/30 ５２５ＥＢ２３Ｑ 1/14 ＢＦターム(参考） 3C048 AA01 BC02 CC07 DD06 EE10 5F046 AA23 BA05 CC01 CC02 CC03 CC16 CC18 CC20 DA08 DB05 DC04 DC10 5H641 BB06 BB14 BB18 BB19 GG02 GG03 GG05 GG08 HH02 HH03 JA06 JA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定方向に延びる固定子と；前記固定子
との間の電磁相互作用により前記固定子に沿って駆動さ
れる可動子に接続されたステージと；前記ステージを移
動可能に支持するベース部材と；前記固定子の前記所定
方向の両端部を前記ベース部材と独立して支持する支持
部材とを備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】所定方向に延びる固定子と；前記固定子
との間の電磁相互作用により前記固定子に沿って駆動さ
れる可動子に接続されたステージと；前記ステージに比
べて大きな質量を有し、前記固定子の前記所定方向の両
端部を支持する構造体と；前記構造体を移動可能に支持
するベース部材とを備えることを特徴とするステージ装
置。
【請求項３】所定方向に延びる固定子と；前記固定子
との間の電磁相互作用により前記固定子に沿って駆動さ
れる可動子に接続されたステージと；前記ステージを移
動可能に支持するベース部材と；前記固定子の前記所定
方向の少なくとも一端に設けられ、前記固定子を前記ベ
ース部材に対して前記所定方向に駆動する駆動力を発生
する第１のアクチュエータと；前記ステージの駆動によ
り前記固定子に発生する前記所定方向の反力を打ち消す
ための駆動力を前記第１のアクチュエータに発生させる
ため、前記ステージの駆動信号の供給と同時に前記アク
チュエータに駆動電流を与える制御系とを備えることを
特徴とするステージ装置。
【請求項４】前記固定子の前記第１のアクチュエータ
が設けられた側の端部に設けられ、前記ステージの駆動
により前記固定子に発生する前記所定方向に垂直な面内
の振動を抑制する第２のアクチュエータを更に備え、前記制御系は、前記第２のアクチュエータをも制御する
ことを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
【請求項５】前記アクチュエータは、電気−機械変換
素子であることを特徴とする請求項３又は４に記載のス
テージ装置。
【請求項６】所定方向に延びる固定子と；前記固定子
との間の電磁相互作用により前記固定子に沿って駆動さ
れる第１、第２の可動子にそれぞれ接続された第１、第
２のステージと；前記固定子の前記所定方向の両端を支
持する支持部材と；前記第１、第２のステージを、当該
両者が相互に逆向きに駆動されるように制御する制御系
とを備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項７】前記制御系は、前記両ステージの発生推
力が同じ大きさとなるように前記各ステージを質量比に
応じた加速度で駆動することを特徴とする請求項６に記
載のステージ装置。
【請求項８】前記固定子は、円柱状であり、前記可動子は、前記固定子の外周部を該固定子に沿って
移動することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項
に記載のステージ装置。
【請求項９】マスクのパターンを基板上に転写する露
光装置であって、請求項１〜８のいずれか一項に記載のステージ装置を構
成するステージを、前記マスクを保持するマスクステー
ジ及び前記基板を保持する基板ステージの少なくとも一
方として具備することを特徴とする露光装置。
【請求項１０】マスクと基板とを同期移動して前記マ
スクのパターンを投影光学系を介して基板上に転写する
露光装置であって、請求項６に記載のステージ装置を構成する前記第１、第
２のステージの少なくとも一方を前記マスクを保持する
マスクステージとして具備することを特徴とする露光装
置。
【請求項１１】前記第１、第２のステージが、異なる
マスクをそれぞれ保持する第１、第２のマスクステージ
であることを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】前記基板を保持する基板ステージを２
つ備えることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の
露光装置。
【請求項１３】前記各基板ステージに保持された基板
上の位置合わせマークを検出するマーク検出系が、前記
各基板ステージに対応して２つ設けられていることを特
徴とする請求項１２に記載の走査型露光装置。