JP2001023896A - ステージ装置及び露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 防振性、位置制御性に優れた新たなステージ
装置を提供する。 【解決手段】 ステージＷＳＴを移動可能に支持するベ
ース部材２８を含む第１ユニット１２が防振機構１８Ａ
〜１８Ｃにより支持され、この第１ユニットとは独立し
た第２ユニット１４を構成する支持部材３４Ａ、３４Ｂ
等によってステージの駆動装置が支持されている。そし
て、Ｘ、Ｙ及びθｚ方向の剛性がＺ、θｘ及びθｙ方向
の剛性に比べて高い板ばねによって、駆動装置の一部と
ステージとが連結されている。このため、ステージの駆
動時に駆動装置を支持する支持部材に作用する反力が、
第１ユニットを振動させたり、歪ませたりすることが殆
どなく、また、駆動装置とステージとを分離しているの
で、ステージの小型・軽量化が可能であり、ステージの
移動に伴う偏荷重を軽減することができ、防振性及び位
置制御性に優れたステージ装置が提供される。

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、更に詳しくは、半導体素子、液晶表示素
子等を製造するリソグラフィ工程で用いられる露光装置
などの精密機械における位置決め対象物の位置決め装置
として好適なステージ装置、及び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、半導体素子等を製造するリソ
グラフィ工程では、種々の露光装置が用いられている。
近年においては、ステップ・アンド・リピート方式の縮
小投影露光装置、すなわち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、すな
わちいわゆるスキャニング・ステッパが主として用いら
れている。

【０００３】図１４（Ａ）、（Ｂ）には、この種の投影
露光装置の本体部の構成の一例がそれぞれ示されてい
る。この内、図１４（Ａ）は、ウエハステージＷＳＴを
支持するウエハベース定盤が投影光学系ＰＬを支持する
コラムとは別置きになったタイプの投影露光装置の一例
を示し、図１４（Ｂ）は、ウエハステージＷＳＴを支持
するウエハベース定盤が上記コラムから吊り下げ支持さ
れたタイプの投影露光装置の一例を示す。

【０００４】図１４（Ａ）の装置では、床面に水平に設
置された装置の基準となるベースプレート（フレームキ
ャスタ）２０５上に複数の支持部材２０４及び防振ユニ
ット２０３を介して投影光学系ＰＬを保持するコラム２
０２が水平に支持されている。各防振ユニット２０３
は、並列に配置された、内圧が制御可能なエアマウント
と電磁アクチュエータとを有し、該防振ユニットにより
床面からの振動がマイクロＧレベルで絶縁されるように
なっている。

【０００５】一方、ウエハベース定盤２０７は、防振ユ
ニット２０３と同様の防振ユニット２０８によりフレー
ムキャスタ２０５上に水平に支持されている。ウエハベ
ース定盤２０７上に搭載されたステージ駆動用アクチュ
エータ２０９により、ウエハステージＷＳＴがウエハベ
ース定盤２０７に沿ってＸＹ２次元方向に駆動されるよ
うになっている。

【０００６】従って、この図１４（Ａ）の装置では、ウ
エハステージＷＳＴの駆動時に生ずる反力は、投影光学
系ＰＬには、殆ど影響を及ぼさないようになっている。

【０００７】一方、図１４（Ｂ）の装置では、コラム２
０２は、前述と同様にして支持されているが、ウエハベ
ース定盤２０７は、複数本の支持部材２１０を介してコ
ラム２０２から吊り下げ支持されている。このウエハベ
ース定盤２０７上にステージ駆動用アクチュエータ２０
９が搭載され、このステージ駆動用アクチュエータ２０
９によってウエハステージＷＳＴがウエハベース定盤２
０７に沿ってＸＹ２次元方向に駆動されるようになって
いる。

【０００８】従って、この図１４（Ｂ）の装置では、コ
ラム２０２が、ウエハステージＷＳＴの駆動により生じ
る反力により水平面（ＸＹ面）に対して傾いたり、防振
ユニット２０３によって上下方向に微少駆動されたりし
ても、これらの際には、ウエハベース定盤２０７もコラ
ム２０２、すなわち投影光学系ＰＬと同じ挙動をするこ
とから、ウエハステージＷＳＴのフォーカス・レベリン
グ制御が容易になっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、図１４
（Ａ）の装置では、ウエハステージＷＳＴの駆動時に生
ずる反力が投影光学系ＰＬに殆ど影響を及ぼさないとい
う利点がある。しかしながら、この図１４（Ａ）の装置
では、コラム２０２とウエハベース定盤２０７とが別置
きとなっていることから、コラム２０２とウエハベース
定盤２０７とが無関係な挙動をするため、露光時には投
影光学系ＰＬにより投影される投影像面にウエハ面を合
わすために、前記防振ユニット２０３及び２０８にて前
記コラム２０２とウエハベース定盤２０７との相対位置
関係の調整（フォーカス、レベリング制御）を高応答で
行う必要があるが、このために複雑な制御が必要とな
る。

【００１０】一方、図１４（Ｂ）の装置では、ウエハベ
ース定盤２０７がコラム２０２、すなわち投影光学系Ｐ
Ｌと同じ挙動をすることから、上記のような相対位置関
係の調整のための複雑な制御が不要であり、ウエハステ
ージＷＳＴのフォーカス・レベリング制御が容易であ
る。しかしながら、この図１４（Ｂ）の装置では、ステ
ージ駆動時の反力によりコラム２０２に歪みが生じた
り、投影光学系ＰＬに振動が生じたりするという不都合
があった。

【００１１】そこで、図１４（Ａ）、（Ｂ）の装置それ
ぞれの利点を同時に確保するために、図１４（Ｂ）のよ
うに、ウエハベース定盤をコラムから吊り下げ支持する
構成で、ステージ駆動用アクチュエータ２０９をフレー
ムキャスタ２０５上に設置するということが考えられな
くもないが、防振ユニット２０３の制御能力によっては
フレームキャスタ２０５とウエハベース定盤２０７とは
所定の傾きやＺ方向の変動を伴うため、ガイド部等が噬
んでしまうおそれがあり、そのような構造を採用するこ
とはできないとされていた。

【００１２】また、図１４（Ｂ）のような構成をとった
場合でも、ステージ位置の変化に伴い偏荷重が生じると
いう問題があり、この偏荷重の影響をできるだけ軽減す
るために、ステージをできるだけ軽量化することが望ま
れている。

【００１３】本発明は、かかる従来技術の有する不都合
に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、防振性、
位置制御性に優れた新たなステージ装置を提供すること
にある。

【００１４】また、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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ステージを駆動装置により所定の移動面に沿って駆
動するステージ装置であって、防振機構により支持さ
れ、前記ステージを移動可能に支持するベース部材を含
む第１ユニットと；前記第１ユニットとは振動に関して
独立し、前記駆動装置を支持する支持部材を含む第２ユ
ニットと；前記駆動装置と前記ステージとを連結すると
ともに、前記ステージの移動面内方向の剛性が前記移動
面に直交する方向の剛性に比べて高い第１の弾性部材と
を備えることを特徴とする。

【００１６】これによれば、ステージを移動可能に支持
するベース部材を含む第１ユニットが防振機構により支
持され、この第１ユニットとは振動に関して独立した第
２ユニットを構成する支持部材によって駆動装置が支持
されている。そして、ステージの移動面内方向（例え
ば、ＸＹ面内方向であるＸ、Ｙ及びθｚ方向）の剛性が
前記移動面に直交する方向（例えば、Ｚ、θｘ及びθｙ
方向）の剛性に比べて高い第１の弾性部材によって、駆
動装置とステージとが連結されている。このため、ステ
ージの駆動時に駆動装置を支持する支持部材に作用する
反力が、ステージを移動可能に支持するベース部材に
は、殆ど伝達されることがなく、そのベース部材を含む
第１ユニットを振動させたり、歪ませたりすることが殆
どない。

【００１７】この場合、第１の弾性部材は、ステージ移
動面内方向の剛性が高いため、駆動装置により第１の弾
性部材を介してステージを容易に駆動することができ
る。また、駆動装置とステージとを分離していることか
ら、ステージの小型・軽量化が可能であり、ステージの
移動に伴いベース部材に作用する偏荷重を軽減すること
ができる。さらに、駆動装置を支持する支持部材は、第
１ユニットとは振動に関して独立した第２ユニットを構
成することから、駆動装置を防振機構を介することな
く、床面に支持することが可能となり、ガイドのかじり
等の不都合の発生を効果的に防止することができ、仮
に、図１４（Ｂ）のような装置構成を採用すると、防振
機構の性能に応じて上記図１４（Ａ）、（Ｂ）の利点を
併せ持つ、防振性及び位置制御性に優れた新たなステー
ジ装置を実現することができる。

【００１８】この場合において、駆動装置は、ステージ
を所定の１軸方向に直線駆動するものであっても良い
が、請求項２に記載の発明の如く、前記駆動装置は、前
記ステージを前記移動面に沿って２次元方向に駆動する
ものであっても良い。

【００１９】上記請求項１に記載のステージ装置におい
て、請求項３に記載の発明の如く、前記ステージの駆動
により、前記第２ユニットに生ずる反力をキャンセルす
るためのカウンタフォースを、前記第２ユニットに与え
る反力キャンセル機構を更に備えていても良い。かかる
場合には、第１ユニットのみならず、駆動装置側の第２
ユニットについても振動の抑制が可能になる。この場合
において、反力キャンセル機構は、カウンターフォース
をフィードバック制御により与えるものであっても良い
が、請求項４に記載の発明の如く、前記反力キャンセル
機構は、前記カウンタフォースをフィードフォワード的
に与えることが望ましい。かかる場合には、反力キャン
セル機構によりカウンターフォースが時間遅れなく第２
ユニットに与えられるので、第２ユニットに前記反力が
生じるとほぼ同時にその反力をほぼキャンセルすること
ができる。

【００２０】上記請求項１に記載のステージ装置におい
て、請求項５に記載の発明の如く、前記駆動装置は、前
記第１の弾性部材により前記ステージと連結された移動
部材と、前記移動部材に設けられた可動子を有し、前記
移動部材を少なくとも第１方向に駆動するリニアモータ
と、前記第１方向に直交する方向の前記移動部材の移動
を規制し、前記第１方向に案内するガイド機構とを有し
ていても良い。かかる場合には、リニアモータの駆動力
によりその可動子が設けられた移動部材が第１方向に駆
動され、この際にこの移動部材は、ガイド機構によって
第１方向に直交する方向の移動が規制され、第１方向に
案内される。このため、移動部材を第１方向に駆動する
際の第１方向に直交する方向の移動及び回転を確実に防
止することができ、この移動部材の第１方向の駆動によ
り第１の板ばねを介してステージを第１方向にほぼ正確
に駆動することができる。また、上記の移動部材が駆動
装置に含まれるので、ステージの構成を簡略化すること
が可能となり、これによってステージの小型・軽量化が
可能になる。また、この場合、第１の弾性部材は、ステ
ージの重心位置に関して線対称又は点対称となる状態で
配置されることが望ましい。かかる場合には、ステージ
にピッチング、ローリング等を生じさせる回転モーメン
トによって振動が生じることがない。

【００２１】この場合において、請求項６に記載の発明
の如く、前記ガイド機構は、前記支持部材に接続された
ガイド部材と、該ガイド部材に対して所定のクリアラン
スを介して前記移動部材を支持する軸受けとを備えるこ
とができる。この場合、所定のクリアランスは、いわゆ
る軸受け隙間の設定により調整することができ、防振機
構により発生する制御誤差やガイド部材を複数設ける場
合のガイド部材相互間の傾き差等より広くして、防振機
構あるいはステージの暴走時にもメカニカルな接触が無
いような間隔にすることが望ましい。このようにすれ
ば、装置異常や停止の際も、ガイド部がかじることが無
く、復帰が容易となる。

【００２２】この場合において、請求項７に記載の発明
の如く、前記軸受けは、気体静圧軸受け及び磁気軸受け
のいずれをも用いることができる。気体静圧軸受けとし
ては、磁気予圧型、真空予圧型のいずれのタイプをも用
いることができる。

【００２３】上記請求項５に記載の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、前記ステ
ージとして、独立に移動可能な第１のステージ及び第２
のステージが設けられ、前記駆動装置は、前記第１、第
２のステージのそれぞれに前記第１の弾性部材により連
結された第１、第２の移動部材と、前記第１、第２のス
テージにそれぞれ対応して設けられた前記リニアモータ
及び前記ガイド機構とを備えていても良い。かかる場合
には、請求項５に記載の発明と同様に第１、第２のステ
ージの小型化・軽量化が可能となり、２つの小型・軽量
なステージを独立して制御する際にも偏荷重によるベー
ス部材の歪み、相互干渉、反力による歪みの点から有利
なステージ装置を提供することが可能となる。

【００２４】上記請求項１に記載のステージ装置におい
て、請求項９に記載の発明の如く、前記ベース部材は、
三角形の各頂点位置で３点支持され、前記駆動装置は、
前記支持部材により前記三角形にほぼ重なる長方形の各
頂点位置で４点支持されていても良い。かかる場合に
は、ベース部材を支持する部材と駆動装置を支持する支
持部材とをいわゆる入子構造の配置とすることができる
ので、スペース効率を良好に維持してフットプリントの
増大を防止することができる。

【００２５】上記請求項１に記載のステージ装置におい
て、請求項１０に記載の発明の如く、前記防振機構にて
支持された前記第１ユニット側に固定され、前記ステー
ジの位置を計測する干渉計を更に備えていても良い。か
かる場合には、振動、歪み等が非常に小さくなる第１ユ
ニット側に干渉計が固定されているので、該干渉計の計
測誤差が非常に小さくなり、その干渉計によりステージ
の位置が計測されるので、ステージの位置を精度良く計
測することが可能になる。

【００２６】上記請求項５に記載のステージ装置におい
て、請求項１１に記載の発明の如く、前記ステージの上
方に配置された試料台と；前記ステージ上に配置され、
前記試料台を前記移動面に直交する方向及び前記移動面
に対する傾斜方向に駆動する駆動系と；前記ステージ上
に突設された少なくとも３本の試料台支持部材と；前記
試料台支持部材の先端面と前記試料台の上面とがほぼ同
一面となる状態で、前記各試料台支持部材と前記試料台
とを連結するとともに、前記ステージの移動面内方向の
剛性が前記移動面に直交する方向の剛性に比べて高い第
２の弾性部材とを更に備えていても良い。かかる場合に
は、ステージの移動面内の駆動に伴う反力の影響を殆ど
受けることがなく、駆動系によりベース部材を基準面と
して試料台の移動面直交方向の駆動（例えばＺ駆動）及
びチルト駆動を高精度に行うことが可能になる。また、
前述した第１の弾性部材の変形で発生するステージ部の
ストレスを第２の弾性部材で吸収することができるの
で、試料台にその歪みが伝わることを防止することもで
きる。

【００２７】この場合において、請求項１２に記載の発
明の如く、前記駆動系は、前記試料台の異なる３点をそ
れぞれ支持するとともに、各支持点を前記移動面に直交
する方向に独立して駆動する駆動機構を含んで構成する
ことができる。

【００２８】上記請求項１１に記載の発明に係るステー
ジ装置において、請求項１３に記載の発明の如く、前記
第１の弾性部材に接続され、当該第１の弾性部材に前記
移動面内方向の力を付与するアクチュエータを更に備え
ていても良い。かかる場合には、ステージが第１の弾性
部材により移動部材に連結され、かつこの移動部材の移
動方向に直交する方向の移動、回転等がガイド機構によ
り拘束されているので、上記の第１の弾性部材にアクチ
ュエータにより力を付与すると、結果的に、ステージ及
びこれに搭載された試料台の位置の制御が可能となる。
この場合、試料台等を含むステージは軽量であるため、
試料台の微小位置決めを高応答で実現できる。

【００２９】この場合において、請求項１４に記載の発
明の如く、前記試料台の前記移動面内の位置を計測する
位置計測システムと；前記試料台の前記移動面に対する
傾斜方向の駆動に際し、前記試料台の傾斜駆動に起因し
て前記位置計測システムの計測値に生じるコサインθ誤
差が補正されるように前記アクチュエータを制御する制
御装置とを更に備えていても良い。かかる場合には、試
料台を移動面に対する傾斜方向に駆動（チルト駆動）す
ると、その駆動に起因して位置計測システムの計測値に
コサインθ誤差（いわゆるアッベ誤差）が生ずるが、そ
の誤差が補正されるように、制御装置がアクチュエータ
を制御して試料台の位置を微調整するので、結果的に試
料台のチルト駆動によって試料台の位置決め誤差が発生
することがない。この場合、制御装置によるアクチュエ
ータの制御は、フィードフォワード制御により行われる
ことが望ましい。かかる場合には、時間遅れなく、高精
度に試料台の位置を制御することができる。

【００３０】上記請求項１３に記載の発明に係るステー
ジ装置において、請求項１５に記載の発明の如く、前記
駆動系による前記試料台の駆動時に前記第１の弾性部材
の変形により前記ステージ側に作用するストレスをキャ
ンセルすべく、前記アクチュエータを制御する制御装置
を更に備えていても良い。かかる場合には、駆動系によ
り試料台が例えばＺ、チルト方向に駆動されると、その
駆動に伴い第１の板ばねが変形してステージ側へストレ
スが作用することがあるが、制御装置によりそのストレ
スをキャンセルすべく、アクチュエータが制御されるの
で、結果的に上記のストレスを解消することができる。

【００３１】上記請求項１３〜１５に記載の各発明に係
るステージ装置において、アクチュエータとしては種々
のものが使用できるが、例えば請求項１６に記載の発明
の如く、前記アクチュエータは、ピエゾ素子であっても
良い。

【００３２】請求項１７に記載の発明は、マスクに形成
されたパターンを基板上に転写する露光装置であって、
前記マスクを保持するマスクステージとして、請求項
１、５、６、７、８、１０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備えることを特徴とす
る。

【００３３】これによれば、マスクステージの駆動によ
る反力がベース部材を含む第１ユニットに伝達されるの
を効果的に抑制でき、その反力を駆動装置を支持する支
持部材を含む第２ユニットを介して床面に逃がすことが
できるので、マスクステージの位置制御性を向上させる
ことができる。本発明は、走査型露光装置に適用する
と、基板とマスクステージとの同期精度の向上が期待で
き、高精度な露光が可能となる。

【００３４】請求項１８に記載の発明は、マスクに形成
されたパターンを基板上に転写する露光装置であって、
前記基板を保持する基板ステージとして、請求項１〜１
６のいずれか一項に記載のステージ装置を構成するステ
ージを備えることを特徴とする。

【００３５】これによれば、基板ステージの駆動による
反力がベース部材を含む第１ユニットに伝達されるのを
効果的に抑制でき、その反力を駆動装置を支持する支持
部材を含む第２ユニットを介して床面に逃がすことがで
きるので、基板ステージの位置制御性を向上させること
ができる。本発明は、走査型露光装置は勿論、静止露光
型の露光装置のいずれにも好適に適用でき、基板の位置
制御性の向上により高精度な露光が可能となる。

【００３６】請求項１９に記載の発明は、マスクを載置
するマスクステージと、基板を載置する基板ステージと
を備え、前記マスクのパターンを前記基板に転写する露
光装置において、前記マスクステージ及び前記基板ステ
ージの少なくとも一方のステージを移動可能に支持する
ベース部材を含む第１ユニットと；前記ベース部材に支
持される前記ステージを駆動する第１駆動部分と第２駆
動部分とを有する駆動装置と；前記第１ユニットとは振
動に関して独立し、前記駆動装置を支持する支持部材を
含む第２ユニットと；前記ステージの位置を検出する位
置検出装置と；前記位置検出装置の検出結果に基づい
て、前記ステージを駆動する際の前記第１駆動部分と前
記第２駆動部分との推力分配率を制御する制御装置とを
備えることを特徴とする。

【００３７】これによれば、前記マスクステージ及び前
記基板ステージの少なくとも一方のステージを移動可能
に支持するベース部材を含む第１ユニットとは、振動に
関して独立した第２ユニットを構成する支持部材によっ
て駆動装置が支持されている。このため、ステージの駆
動時に駆動装置を支持する支持部材に作用する反力が、
ステージを移動可能に支持するベース部材には、殆ど伝
達されることがなく、そのベース部材を含む第１ユニッ
トを振動させたり、歪ませたりすることが殆どない。ま
た、駆動装置が第１駆動部分と第２駆動部分とを有し、
位置検出装置の検出結果に基づいて、ステージを駆動す
る際の第１駆動部分と第２駆動部分との推力分配率を制
御する制御装置を備えていることから、例えばステージ
に回転が生じた場合、その回転が位置検出装置により検
出され、制御装置によりその検出結果に基づいて第１駆
動部分と第２駆動部分との推力分配率を制御することに
よりその回転を補正することができ、その際、回転方向
を拘束するガイド機構がベース部材に載置されていない
ので、ベース部材を含む第１ユニットを振動させたり、
歪ませたりすることが殆どない。

【００３８】この場合において、請求項２０に記載の発
明の如く、前記第１駆動部分と前記第２駆動部分とは、
前記ステージを挟み込むように配設されていても良い。
すなわち、第１駆動部分と第２駆動部分とがステージの
両側に配置されていても良い。

【００３９】上記請求項１９に記載の露光装置におい
て、請求項２１に記載の発明の如く、前記基板ステージ
として、第１の基板を載置する第１基板ステージと、該
第１基板ステージとは独立して配設され、前記第１の基
板とは異なる第２の基板を載置する第２基板ステージと
が設けられていても良い。かかる場合には、例えば第１
基板ステージ上の第１基板に対する露光中に、第２基板
ステージ上の第２基板に対してアライメント等の他の処
理動作を並行して行うことができるので、スループット
を向上させることができる。この場合において、第１、
第２基板ステージが第１ユニットを構成するベース部材
に支持されている場合には、ステージの駆動時に生じる
反力がベース部材に殆ど伝達されないので、結果的に上
記の並行処理動作中に第１、第２基板ステージがお互い
に悪影響を及ぼすことがない。

【００４０】

【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９に基づいて説明する。図
１には、第１の実施形態の露光装置１０の全体構成が概
略的に示されている。この露光装置１０は、マスクとし
てのレチクルＲと基板としてのウエハＷとを一次元方向
（ここでは、図１における紙面直交方向であるＹ軸方向
とする）に同期移動しつつ、レチクルＲに形成された回
路パターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の各シ
ョット領域に転写する、ステップ・アンド・スキャン方
式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・
ステッパである。

【００４１】露光装置１０は、不図示の光源からの照明
光によりレチクルＲを照明する照明光学系ＩＯＰ、レチ
クルＲを保持するマスクステージとしてのレチクルステ
ージＲＳＴ、レチクルＲから射出される照明光をウエハ
Ｗ上に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持する基
板ステージとしてのウエハステージＷＳＴ、及びレチク
ルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴをそれぞれ移
動可能に支持するとともに投影光学系ＰＬを保持する第
１ユニットとしての本体コラム１２、及びレチクルステ
ージＲＳＴやウエハステージＷＳＴの駆動装置を支持す
る第２ユニット１４等を備えている。なお、この図１に
おいては、レチクルステージＲＳＴの駆動装置等は図示
が省略されている。

【００４２】前記本体コラム１２は、クリーンルームの
床面ＦＤ上に水平に載置された装置の基準となるフレー
ムキャスタと呼ばれるベースプレートＢＰ上に立設され
た複数（ここでは３つ）のボディ支持部材１６Ａ、１６
Ｂ、１６Ｃ（但し、紙面奥側のボディ支持部材１６Ｃは
図示省略）のそれぞれの上面に配置された防振機構とし
ての防振ユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ（但し、図１
においては、紙面奥側の防振ユニット１８Ｃは図示省
略、図４参照）によってほぼ水平に支持された平面視三
角形状の鏡筒定盤２０と、この鏡筒定盤２０の下面に垂
下された吊り下げコラム２２と、鏡筒定盤２０の上面に
立設された支持コラム２４とを備えている。

【００４３】前記防振ユニット１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ
のそれぞれは、ボディ支持部材１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ
の上部に直列（又は並列）に配置された内圧が調整可能
なエアマウントとボイスコイルモータとを含んで構成さ
れている。これらの防振ユニット１８Ａ〜１８Ｃによっ
て、ベースプレートＢＰ及びボディ支持部材１６Ａ〜１
６Ｃを介して鏡筒定盤２０に伝わる床面ＦＤからの微振
動がマイクロＧレベルで絶縁されるようになっている。

【００４４】前記吊り下げコラム２２は、鏡筒定盤２０
の下面の三角形の各頂点の近傍で防振ユニット１８Ａ、
１８Ｂ、１８Ｃの位置より内側の位置から垂下された各
２本合計６本の定盤吊り下げ部材２６と、これら６本の
定盤吊り下げ部材２６によって各頂点近傍の位置が吊り
下げ支持された平面視三角形状（鏡筒定盤２０より一回
り小さな三角形状）のベース部材としてのウエハベース
定盤２８（図４参照）とから構成されている。

【００４５】支持コラム２４は、鏡筒定盤２０上面の３
箇所、具体的にはウエハベース定盤２８より一回り小さ
な三角形の各頂点の近傍位置に植設された３本の脚３０
Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ（但し、図１においては、紙面奥側
の脚３０Ｃは図示せず、図２参照）と、これらの脚３０
Ａ〜３０Ｃによってほぼ水平に支持された平面視三角形
状（ウエハベース定盤２８より一回り小さな三角形状）
のベース部材としてのレチクルベース定盤３２とを有し
ている。

【００４６】前記第２ユニット１４は、ベースプレート
ＢＰの上面に植設された４本の支持部材としての支柱３
４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄ（但し、図１において
は、紙面奥側の支柱３４Ｃ、３４Ｄは図示せず、図２参
照）と、これらの支柱３４Ａ〜３４Ｄによって、前記レ
チクルベース定盤３２の上方で支持された平面視矩形の
レチクル駆動装置支持定盤３６とを有している。本実施
形態では、支柱３４Ａ、３４Ｂは、鏡筒定盤２０の−Ｙ
側の辺（底辺）の−Ｙ側にＸ軸方向に所定間隔を隔てて
配置され、また、支柱３４Ｃ、３４Ｄは鏡筒定盤２０の
斜辺の両側に配置され、かつこれらの支柱３４Ａ〜３４
Ｄは、レチクル駆動装置支持定盤３６の各頂点近傍に配
置されている（図２参照）。

【００４７】前記照明光学系ＩＯＰは、ベースプレート
ＢＰ上に設けられた照明系支持部材３８によって支持さ
れている。この照明光学系ＩＯＰは、内部を外気に対し
て気密状態にする照明系ハウジングを備え、この照明系
ハウジング内には、空気（酸素）の含有濃度を数％以
下、望ましくは１％未満にしたクリーンな乾燥窒素ガス
（Ｎ₂）又はヘリウムガス（Ｈｅ）が充填されている。

【００４８】照明系ハウジング内には、例えば、可変減
光器、ビーム整形光学系、オプティカルインテグレータ
としてのフライアイレンズ系、振動ミラー、集光レンズ
系、照明系開口絞り、リレーレンズ系、レチクルブライ
ンド機構、主コンデンサレンズ系等が所定の位置関係で
収納されている。

【００４９】照明光学系ＩＯＰの図１における紙面奥側
には、少なくとも一部にビームマッチングユニットと呼
ばれる光軸調整用の光学系を含む引き回し光学系が接続
されており、この引き回し光学系を介して床面ＦＤ上に
設置された不図示の光源が接続されている。この光源と
しては、例えばＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎ
ｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、ある
いはＦ₂レーザ（波長１５７ｎｍ）等のパルス紫外光を
出力するパルスレーザ光源が用いられる。この光源に
は、不図示の光源制御装置が接続されており、この光源
制御装置によって光源から射出されるパルス紫外光の発
振中心波長の制御、パルス発振のトリガ制御、レーザチ
ャンバ内のガスの制御等が行われるようになっている。

【００５０】照明光学系ＩＯＰにより、レチクルブライ
ンド機構を構成する固定レチクルブラインド（固定視野
絞り）によって規定されるレチクルＲ上のスリット状の
照明領域が均一な照度で照明される。この場合、スリッ
ト状照明領域は、図１中の投影光学系ＰＬの円形投影視
野の中央にＸ軸方向（非走査方向）に細長く延びるよう
に設定され、そのＹ軸方向（走査方向）の幅はほぼ一定
に設定されている。

【００５１】なお、光源は、クリーンルームよりクリー
ン度が低い別の部屋（サービスルーム）あるいはクリー
ンルームの床下に設けられたユーティリティスペースに
設置しても構わない。

【００５２】前記レチクルステージＲＳＴは、レチクル
ベース定盤３２上に浮上支持され、レチクルＲをレチク
ルベース定盤３２上でＹ軸方向に大きなストロークで直
線駆動するとともに、Ｘ軸、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ
軸回りの回転方向）に微小駆動可能に構成されている。

【００５３】これを更に詳述すると、レチクルステージ
ＲＳＴの底面には、図２及びこの図２のＡ−Ａ線断面図
である図３に示されるように、４つのエアパッド（エア
ベアリング）４０が設けられており、この４つのエアパ
ッド４０によって、平面視三角形状のレチクルベース定
盤３２の上面にＹ軸方向に沿って延設された一対のＹ軸
方向エアガイド４２Ａ、４２Ｂの上方に所定のクリアラ
ンス（例えば５〜１０μｍ程度のクリアランス）を介し
て浮上支持されている。

【００５４】また、このレチクルステージＲＳＴの中央
部には、図３に示されるように、その内部底面にパルス
紫外光の通路を形成する開口が設けられた凹部４４が形
成され、この凹部４４の内部底面にレチクルＲが載置さ
れ、不図示の静電チャック又はバキュームチャックによ
って吸着されている。このように、レチクルＲは、実際
には、レチクルステージＲＳＴの上面より下方の位置に
配置されるが、図１では、作図の便宜上からレチクルス
テージＲＳＴの上部にレチクルＲが搭載された状態が示
されている。

【００５５】また、レチクルステージＲＳＴは、図２に
示されるように、５本の第１の弾性部材としての板ばね
４６によってレチクルステージＲＳＴより一回り大きな
矩形枠状部材から成るＸＹ方向微少駆動用レチクルフレ
ーム４８に連結されている。これら５本の板ばね４６
は、ＸＹ面内方向、すなわちＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ
軸回りの回転方向であるθｚ方向の剛性がＺ軸方向、及
びＸ、Ｙ軸回りの回転方向であるθｘ、θｙ方向に比べ
て相当大きくなっている。これら５本の板ばね４６は、
レチクルステージＲＳＴの重心を通るＹ軸に関して線対
称となる位置に配置されている。このため、複数のエア
パッド４０相互間の浮上力のアンバランス等何らかの要
因によりレチクルステージＲＳＴをＸＹ面に対して傾斜
させる回転モーメントが作用しても、この回転モーメン
トがレチクルステージＲＳＴの振動要因となることがな
いようになっている。前述のように、板ばね４６は、Ｚ
方向の剛性が大きくないので、レチクルステージＲＳＴ
は、複数のエアパッド４０によりエアガイド４２Ａ、４
２Ｂ上に支持され、精度良く加工されたエアガイド４２
Ａ、４２Ｂ上を移動することができる。

【００５６】ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレーム４８
には、一対のＸ方向微少駆動用のボイスコイルモータ５
０Ａ、５０Ｂ及びＹ方向微少駆動用のボイスコイルモー
タ５０Ｃの可動子５２ａ、５２ｂ、５２ｃの一端がそれ
ぞれ接続されている。これらの可動子５２ａ、５２ｂ、
５２ｃとともにボイスコイルモータ５０Ａ、５０Ｂ、５
０Ｃをそれぞれ構成する固定子５４ａ、５４ｂ、５４ｃ
は、ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレーム４８より更に
一回り大きな矩形枠状部材から成るＹ方向駆動用レチク
ルフレーム５６に固定されている。ボイスコイルモータ
５０Ａ、５０Ｂ、は、ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレ
ーム４８の重心を通るＸ軸に関して対称な位置に配置さ
れ、ボイスコイルモータ５０ＣはＸＹ方向微少駆動用レ
チクルフレーム４８の重心を通るＹ軸上に配置されてい
る。

【００５７】このため、一対のＸ方向微少駆動用のボイ
スコイルモータ５０Ａ、５０Ｂに同じ大きさの駆動力を
発生させることにより、ＸＹ方向微少駆動用レチクルフ
レーム４８を±Ｘ方向に微少駆動することができ、ま
た、ボイスコイルモータ５０Ａ、５０Ｂに異なる大きさ
の駆動力（反対方向の駆動力を含む）を発生させること
により、ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレーム４８をθ
ｚ方向に駆動することができる。また、ボイスコイルモ
ータ５０Ｃに駆動力を発生させることにより、ＸＹ方向
微少駆動用レチクルフレーム４８を±Ｙ方向に微少駆動
することができる。この場合、５本の板ばね４６は、Ｘ
Ｙ面内方向、すなわちＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸回り
の回転方向であるθｚ方向の剛性が大きいので、上記の
ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレーム４８の駆動の際
に、レチクルステージＲＳＴがＸＹ方向微少駆動用レチ
クルフレーム４８と一体的に駆動される。すなわち、本
実施形態では、上記３つのボイスコイルモータ５０Ａ、
５０Ｂ、５０Ｃが、実質的にレチクルステージＲＳＴを
Ｘ、Ｙ面内で微少駆動する微少駆動装置を構成してい
る。

【００５８】Ｙ方向駆動用レチクルフレーム５６のＸ軸
方向一側（−Ｘ側）の側面には、支持ユニット５８が突
設されており、この支持ユニット５８の底面に、一対の
Ｚ軸方向支持用のエアパッド６０と、２対のＸ方向支持
用エアパッド６２とが設けられている。

【００５９】前記一対のエアパッド６０に対向するレチ
クル駆動装置支持定盤３６の上面には、Ｙ方向駆動部Ｚ
軸支持用エアガイド面３６ａが形成され、また、レチク
ル駆動装置支持定盤３６の上部には、２対のエアパッド
６２のそれぞれに対向してヨーガイド３７がＹ軸方向に
延設されている。ヨーガイド３７のＸ軸方向の両側の側
面には、４つのエアパッド６２のそれぞれに対向してＸ
軸支持用エアガイド面３７ａ、３７ｂが形成されている
（図２参照）。

【００６０】上記支持ユニット５８の−Ｘ側には、レチ
クルステージ用リニアモータ６４Ａの可動子（電機子ユ
ニット）６６ａが固定されている。この可動子６６ａと
共にレチクルステージ用リニアモータ６４Ａを構成する
断面コ字状の固定子（磁極ユニット）６８ａは、可動子
６６ａを挟持した状態でＹ軸方向に延びている。この固
定子６８ａの底面には、図３に示されるように、Ｚ軸方
向支持用のエアパッド７０が複数設けられており、これ
らのエアパッド７０が対向する部分のレチクル駆動装置
支持定盤３６の上面には、固定子Ｚ軸支持用エアガイド
面３６ｂが形成されている。すなわち、固定子６８ａ
は、固定子Ｚ軸支持用エアガイド面３６ｂの上方に所定
のクリアランス（例えば５〜１０μｍのクリアランス）
を介して浮上支持されている。

【００６１】Ｙ方向駆動用レチクルフレーム５６のＸ軸
方向他側（＋Ｘ側）の側面には、支持ユニット７２が突
設されており、この支持ユニット７２の底面に、Ｚ軸方
向支持用のエアパッド７３が設けられている。このエア
パッド７３に対向するレチクル駆動装置支持定盤３６の
上面には、図３に示されるように、Ｙ方向駆動部Ｚ軸支
持用エアガイド面３６ｃが形成されている。

【００６２】上記支持ユニット７２の＋Ｘ側には、レチ
クルステージ用リニアモータ６４Ｂの可動子（電機子ユ
ニット）６６ｂが固定されている。この可動子６６ｂと
共にレチクルステージ用リニアモータ６４Ｂを構成する
断面コ字状の固定子（磁極ユニット）６８ｂは、可動子
６６ｂを挟持した状態でＹ軸方向に延びている。この固
定子６８ｂの底面には、Ｚ軸方向支持用のエアパッド７
０が複数設けられており、これらのエアパッド７０が対
向する部分のレチクル駆動装置支持定盤３６の上面に
は、固定子Ｚ軸支持用エアガイド面３６ｄが形成されて
いる。すなわち、固定子６８ｂは、固定子Ｚ軸支持用エ
アガイド面３６ｄの上方に所定のクリアランス（例えば
５〜１０μｍのクリアランス）を介して浮上支持されて
いる。

【００６３】この場合、Ｙ方向駆動用レチクルフレーム
５６が、ＸＹ方向微少駆動用レチクルフレーム４８及び
レチクルステージＲＳＴと一体で走査方向（Ｙ軸方向）
に移動する際には、Ｙ方向駆動用レチクルフレーム５６
に固定されたリニアモータ６４Ａ、６４Ｂの可動子６６
ａ、６６ｂとそれぞれの固定子６８ａ、６８ｂとが相対
的に逆方向に移動する。

【００６４】レチクル駆動装置支持定盤３６と固定子６
８ａ，６８ｂとの間、支持ユニット５８，７２とレチク
ル駆動装置支持定盤３６との間、及びレチクルステージ
ＲＳＴとエアガイド４２Ａ，４２Ｂとの間の摩擦力が零
である場合には、運動量保存の法則が成立し、Ｙ方向駆
動用レチクルフレーム５６、ＸＹ方向微少駆動用レチク
ルフレーム４８及びレチクルステージＲＳＴ等の全体の
質量と、固定子６８ａ，６８ｂとの質量比で決定される
移動距離だけ固定子６８ａ、６８ｂが移動する。

【００６５】このため、Ｙ方向駆動用レチクルフレーム
５６、すなわちレチクルステージＲＳＴの走査方向の加
減速時の反力は固定子６８ａ，６８ｂの移動によって吸
収されるので、上記反力によってレチクル駆動装置支持
定盤３６が振動するのを効果的に防止することができ
る。

【００６６】本実施形態では、図３から明らかなよう
に、レチクルベース定盤３２、より具体的には、Ｙ軸方
向エアガイド４２Ａ，４２Ｂは、レチクルステージＲＳ
Ｔのみを支持しているので、レチクルベース定盤３２に
作用する重力方向の力は、僅かである。

【００６７】図１に戻り、前記レチクルステージＲＳＴ
の＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向の側面には、その位置や移動量
を計測するための位置検出装置であるレチクルレーザ干
渉計７４からの測長ビームを反射する反射面がそれぞれ
形成されている。レチクルレーザ干渉計７４は、支持コ
ラム２４の上端部に固定されている。

【００６８】これを更に詳述すると、レチクルステージ
ＲＳＴの＋Ｘ方向の側面は、Ｙ軸方向に延びる第１の反
射面７６ａとされ、また、レチクルステージＲＳＴの＋
Ｙ方向の側面は、Ｘ軸方向に延びる第２の反射面７６ｂ
とされている（図２参照）。そして、第１の反面７６ａ
には、図３に示されるレチクルＸ干渉計７４ＸからのＸ
軸方向の測長ビームが照射され、その反射光に基づいて
レチクルＸ干渉計７４Ｘによりその測長ビームの照射位
置のＸ位置が計測される。また、第２の反射面７６ｂに
は、一対のレチクルＹ干渉計７４Ｙ₁、７４Ｙ₂（図９参
照）からＹ軸方向の測長ビームが照射され、それぞれの
反射光に基づいてレチクルＹ干渉計７４Ｙ₁、７４Ｙ₂に
よりそれぞれの測長ビームの照射位置のＹ位置が計測さ
れる。また、各レーザ干渉計に対応した固定鏡Ｍｒは、
投影光学系ＰＬの鏡筒の側面に設けられている（図１参
照）。

【００６９】上記の３つのレチクルレーザ干渉計によっ
て計測されるレチクルステージＲＳＴ（即ちレチクル
Ｒ）の位置情報は後述するステージ制御装置８１（図１
〜図３では図示せず、図９参照）に送られる。ステージ
制御装置８１では、レチクルＸ干渉計７４Ｘの計測値に
基づいてレチクルステージのＸ位置を求め、レチクルＹ
干渉計７４Ｙ₁、７４Ｙ₂の計測値の平均値に基づいてレ
チクルステージＲＳＴのＹ位置を求め、両者の計測値の
差を測長軸間距離で除してレチクルステージＲＳＴのθ
ｚ方向の回転量（ヨーイング量）を求めるようになって
いる。このステージ制御装置８１で求められた、レチク
ルステージＲＳＴの位置情報は主制御装置８０にリアル
タイムで供給される。

【００７０】上述のように、実際には、３つのレチクル
レーザ干渉計が支持コラム２４の上端部に固定されてい
るが、図１においては、これらが代表的にレチクルレー
ザ干渉計７４として示されている。

【００７１】ステージ制御装置８１では、基本的にはレ
チクルレーザ干渉計７４から出力される位置情報（或い
は速度情報）が主制御装置８０からの指令値（目標位
置、目標速度）と一致するように上記リニアモータ６４
Ａ，６４Ｂ、及びボイスコイルモータ５０Ａ〜５０Ｃを
制御する。

【００７２】以下においては、必要に応じて、上記のリ
ニアモータ６４Ａ，６４Ｂ、及びボイスコイルモータ５
０Ａ〜５０Ｃによって、レチクルステージＲＳＴをＸ、
Ｙ、θｚ方向に駆動するレチクル駆動装置８２（図９参
照）が構成されているものとして説明を行う。

【００７３】図１に戻り、前記投影光学系ＰＬは、鋳物
等で構成された前記鏡筒定盤２０の中央部に形成された
平面視円形の開口内にその光軸ＡＸ方向をＺ軸方向とし
て上方から挿入されている。投影光学系ＰＬの鏡筒部の
外周部には、該鏡筒部に一体化されたフランジＦＬＧが
設けられている。このフランジＦＬＧの素材としては、
低熱膨張の材質、例えばインバー（Inver；ニッケル３
６％、マンガン０．２５％、及び微量の炭素と他の元素
を含む鉄からなる低膨張の合金）が用いられており、こ
のフランジＦＬＧは、投影光学系ＰＬを鏡筒定盤２０に
対して点と面とＶ溝とを介して３点で支持するいわゆる
キネマティック支持マウントを構成している。このよう
なキネマティック支持構造を採用すると、投影光学系Ｐ
Ｌの鏡筒定盤２０に対する組み付けが容易で、しかも組
み付け後の鏡筒定盤２０及び投影光学系ＰＬの振動、温
度変化、姿勢変化等に起因する応力を最も効果的に軽減
できるという利点がある。

【００７４】投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体
面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレ
セントリックで円形の投影視野を有し、石英や螢石を光
学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る
１／４、１／５、あるいは１／６縮小倍率の屈折光学系
が使用されている。このため、レチクルＲにパルス紫外
光が照射されると、レチクルＲ上の回路パターン領域の
うちのパルス紫外光によって照明された部分からの結像
光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部
分倒立像がパルス紫外光の各パルス照射の度に投影光学
系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状または矩
形状（多角形）に制限されて結像される。これにより、
投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系Ｐ
Ｌの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領
域のうちの１つのショット領域表面のレジスト層に縮小
転写される。

【００７５】次に、ウエハステージＷＳＴ及びその駆動
装置の構成等について説明する。

【００７６】図４には、ウエハステージＷＳＴをＸＹ２
次元方向に駆動する駆動装置近傍の各構成部分が平面図
にて示されている。

【００７７】この図４に示されるように、ウエハステー
ジＷＳＴの駆動装置８４は、ベースプレートＢＰ上に植
設された前記４本の支柱３４Ａ〜３４Ｄによってウエハ
ベース定盤２８の上方でほぼ水平に保持されている。

【００７８】この駆動装置８４は、支柱３４Ａ、３４Ｂ
間にＸ軸方向に沿って架設された第１のＸリニアガイド
８６と、支柱３４Ｃ、３４Ｄ間にＸ軸方向に沿って架設
された第２のＸリニアガイド８８と、これらのＸリニア
ガイド８６、８８に沿ってそれぞれ移動する第１、第２
のスライドユニット９０Ａ、９０Ｂと、これらのスライ
ドユニット９０Ａ，９０Ｂがその両端に固定され、Ｙ軸
方向に延びるＹリニアガイド９２と、このＹリニアガイ
ド９２に沿って移動する移動部材としてのＸＹ方向移動
ユニット９４とを備えている。

【００７９】図５には、図４のＢ−Ｂ線断面図が示さ
れ、図６には図４のＣ−Ｃ線断面図が示されている。以
下、これらの図も参照しつつ、駆動装置８４の各構成部
分について更に詳述する。

【００８０】第１のＸリニアガイド８６は、図５に示さ
れるように、断面略Ｌ字状部材から成るガイド部材９６
と、このガイド部材９６の上面にＸ軸方向に沿って密に
並べられた複数の永久磁石９８（図４参照）から成る磁
極ユニット１００Ａとを備えている。ガイド部材９６の
−Ｙ方向の端部の上面には、凸部９７が設けられてい
る。この凸部の±Ｙ側の側面には、図５の円Ｄ内を拡大
して示す図７（Ａ）に示されるように、Ｙ軸支持用エア
ガイド面９７ａ、９７ｂが形成されている。また、凸部
９７の＋Ｙ側のガイド部材９６上面には、Ｚ軸支持用エ
アガイド面９６ａが形成されている。

【００８１】前記第１のスライドユニット９０Ａには、
図５に示されるように、磁極ユニット１００Ａに対向し
て電機子ユニット１０２Ａが設けられている。この場
合、磁極ユニット１００Ａと電機子ユニット１０２Ａと
によって第１のＸリニアモータ１０４Ａ（図９参照）が
構成されている。

【００８２】また、第１のスライドユニット９０Ａに
は、図７（Ａ）に示されるように、Ｚ軸支持用エアガイ
ド面９６ａ、Ｙ軸支持用エアガイド面９７ａ、９７ｂに
それぞれ対向して軸受けとしてのエアパッド１０６ａ、
１０６ｂ、１０６ｃが設けられ、これらのエアパッド１
０６ａ〜１０６ｃから噴き出される加圧気体の静圧によ
り、当該エアパッド１０６ａ〜１０６ｃの軸受け面は、
エアガイド面９６ａ、９７ａ、９７ｂに対して所定のク
リアランス（例えば５μｍ程度のクリアランス）を介し
て非接触で支持されている。

【００８３】この場合、エアパッド１０６ａ、１０６
ｂ、１０６ｃのそれぞれは、Ｘ方向に所定間隔を隔てて
少なくとも各２つ配置されており、これによって、第１
のスライドユニット９０Ａ及びＹリニアガイド９２のθ
ｚ回転（ヨーイング）、及びθｙ回転（ローリング）を
も防止するようになっている。すなわち、Ｙ軸支持用エ
アガイド面９７ａ、９７ｂが形成された凸部９７はヨー
ガイドの役目をも兼ねている。

【００８４】第２のＸリニアガイド８８は、図５に示さ
れるように、断面Ｌ字状部材から成るガイド部材１０８
と、このガイド部材１０８の上面にＸ軸方向に沿って密
に並べられた複数の永久磁石９８から成る磁極ユニット
１００Ｂとを備えている。ガイド部材１０８の＋Ｙ方向
の端部の上面には、図５の円Ｅ内を拡大して示す図７
（Ｂ）に示されるように、Ｚ軸支持用エアガイド面１０
８ａが形成されている。

【００８５】前記第２のスライドユニット９０Ｂには、
図５に示されるように、磁極ユニット１００Ｂに対向し
て電機子ユニット１０２Ｂが設けられている。この場
合、磁極ユニット１００Ｂと電機子ユニット１０２Ｂと
によって第２のＸリニアモータ１０４Ｂ（図９参照）が
構成されている。

【００８６】また、この第２のスライドユニット９０Ｂ
には、図７（Ｂ）に示されるように、Ｚ軸支持用エアガ
イド面１０８ａに対向して軸受けとしてのエアパッド１
０６ｄが設けられ、このエアパッド１０６ｄから噴き出
される加圧気体の静圧により、該エアパッド１０６ｄの
軸受け面は、エアガイド面１０８ａに対して所定のクリ
アランス（例えば５μｍ程度のクリアランス）を介して
非接触で支持されている。

【００８７】前記Ｙリニアガイド９２は、図６に示され
るように、断面略Ｕ字状のガイド部材１１０と、このガ
イド部材１１０のＸ軸方向中央部の上面にＹ軸方向に沿
って密に並べられた複数の永久磁石９８から成る磁極ユ
ニット１１２とを備えている。ガイド部材１１０の＋Ｘ
方向の端部の上面には、凸部１１１が設けられ、この凸
部１１１の±Ｘ側の側面には、図６の円Ｆ内を拡大して
示す図７（Ｃ）に示されるように、Ｘ軸支持用エアガイ
ド面１１１ａ、１１１ｂが形成されている。また、この
ガイド部材１１０の凸部１１１の内側には、その上面に
Ｚ軸支持用エアガイド面１１０ａが形成されている。ま
た、ガイド部材１１０の−Ｘ側の上面には、Ｚ軸支持用
エアガイド面１１０ｂが形成されている。

【００８８】前記ＸＹ方向移動ユニット９４には、図６
に示されるように、磁極ユニット１１２に対向して電機
子ユニット１１４が設けられている。この場合、磁極ユ
ニット１１２と電機子ユニット１１４とによってＹリニ
アモータ１１６（図９参照）が構成されている。本実施
形態では、上記第１、第２のＸリニアモータ１０４Ａ、
１０４Ｂ及びＹリニアモータ１１６が、ステージ制御装
置８１によって制御されるようになっている（図９参
照）。

【００８９】また、ＸＹ方向移動ユニット９４には、図
７（Ｃ）に示されるように、Ｚ軸支持用エアガイド面１
１０ａ、Ｘ軸支持用エアガイド面１１１ａ、１１１ｂに
それぞれ対向して軸受けとしてのエアパッド１１８ａ、
１１８ｂ、１１８ｃが設けられている。同様に、ＸＹ方
向移動ユニット９４には、Ｚ軸支持用エアガイド面１１
０ｂに対向してエアパッドが設けられている。

【００９０】これらのエアパッドから噴き出される加圧
気体の静圧により、該エアパッドの軸受け面は、それぞ
れのエアガイド面に対して所定のクリアランス（例えば
５μｍ程度のクリアランス）を介して非接触で支持され
ている。

【００９１】この場合、エアパッド１１８ａ、１１８
ｂ、１１８ｃのそれぞれは、Ｙ方向に所定間隔を隔てて
少なくとも各２つ配置されており、これによって、ＸＹ
方向移動ユニット９４のθｚ回転（ヨーイング）、及び
θｘ回転（ピッチング）をも防止するようになってい
る。すなわち、Ｘ軸支持用エアガイド面１１１ａ、１１
１ｂが形成された凸部１１１はヨーガイドの役目をも兼
ねている。

【００９２】前記ＸＹ方向移動ユニット９４の±Ｘ側の
側面には、図４に示されるように、各２本合計４本の第
１の弾性部材としての板ばね１１８のそれぞれの一端が
接続され、これらの板ばね１１８の他端側は、前述した
ウエハステージＷＳＴを構成する平面視矩形枠状のステ
ージとしてのＸＹステージ１２０に接続されている。す
なわち、４本の板ばね１１８によってＸＹ方向移動ユニ
ット９４にＸＹステージ１２０が連結されている。この
場合、ＸＹステージ１２０は、後述するようにウエハベ
ース定盤２８上にエアパッドにより浮上支持され、板ば
ね１１８としては、Ｘ、Ｙ、θｚ方向の剛性が、Ｚ、θ
ｘ、θｙ方向の剛性に比べて高いものが使用されてい
る。このため、ＸＹ方向移動ユニット９４を駆動するこ
とにより、これと一体でＸＹステージ１２０（すなわち
ウエハステージＷＳＴ）を移動させることができる。

【００９３】また、ＸＹステージ１２０の底面には、不
図示のエアパッドが複数設けられており、これらエアパ
ッドから噴出される加圧気体の静圧により、ＸＹステー
ジ１２０がウエハベース定盤２８の上面の上方に所定の
クリアランス（例えば５μｍ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。また、ウエハベース
定盤２８は、その表面が高精度に加工されているので、
ＸＹステージ１２０は、ウエハベース定盤２８の表面に
沿って精度良く移動できる。このＸＹステージ１２０上
には、後述するように試料台支持ユニットを介してウエ
ハＷを保持する試料台が搭載され、これらＸＹステージ
１２０、試料台支持ユニット及び試料台によってウエハ
ステージＷＳＴが構成される。ウエハベース定盤２８
は、矩形枠状のＸＹステージ１２０及び試料台等のみを
支持すれば足り、ウエハステージの駆動装置を支持する
必要がないので、ウエハベース定盤２８に作用する重力
方向の力は従来の露光装置に比べて非常に小さくなって
いる。更に、ウエハステージＷＳＴは後述するフォーカ
ス・レベリング動作時に高応答することができる。

【００９４】本実施形態の露光装置１０では、ステージ
制御装置８１により、ＸＹ方向移動ユニット９４に設け
られた電機子ユニット１１４に駆動電流が供給される
と、電機子ユニット１１４と磁極ユニット１１２との間
に電磁相互作用によりローレンツ力が発生し、このロー
レンツ力により電機子ユニット１１４が設けられたＸＹ
方向移動ユニット９４がウエハステージＷＳＴと一体で
＋Ｙ方向（あるいは−Ｙ方向）に駆動される。すなわ
ち、このようにしてＹリニアモータ１１６が駆動力を発
生する。このとき、磁極ユニット１１２が設けられたＹ
リニアガイド９２に上記の駆動力の反力が作用し、この
反力が第１、第２のスライド機構９０Ａ、９０Ｂを介し
て第１、第２のＸリニアガイド８６、８８に伝達され、
さらに支柱３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄに伝達され
る。この伝達された反力により支柱３４Ａ〜３４Ｄが振
動する。この振動は、ベースプレートＢＰ及び床面ＦＤ
に伝達される（逃がされる）ので、原則的には、ウエハ
ベース定盤２８及びそれが設けられた本体コラム１２に
は殆ど悪影響を与えない。しかしながら、上記の支柱３
４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄの振動がある程度以上大
きいと、この振動が支柱３４Ａ〜３４Ｄ、ベースプレー
トＢＰ、ボディ支持部材１６Ａ〜１６Ｃ、防振ユニット
１８Ａ〜１８Ｃを順次経由してウエハベース定盤２８に
伝達される可能性は否定できない。

【００９５】そこで、本実施形態では、図４に示される
ように、支柱３４Ｃ、３４Ｄの＋Ｙ側に反力キャンセル
機構としての反力キャンセル用アクチュエータ１２２
Ｃ、１２２Ｄが設けられるとともに、支柱３４Ａ、３４
Ｂの−Ｙ側に反力キャンセル機構としての反力キャンセ
ル用アクチュエータ１２２Ａ、１２２Ｂが設けられてい
る。これらの反力キャンセル用アクチュエータ１２２Ａ
〜１２２Ｄは、ベースプレートＢＰ上に植設された支持
部材１２４Ａ〜１２４Ｄによってそれぞれ支持されてい
る（図１及び図５参照）。

【００９６】上記反力キャンセル用アクチュエータ１２
２Ａ〜１２２Ｄは、主制御装置８０によって制御される
（図９参照）。主制御装置８０では、ウエハステージＷ
ＳＴのＹ方向駆動指令をステージ制御装置８１に与える
と同時にその指令情報に応じて上記の支柱３４Ａ〜３４
Ｄに作用するであろうＹ軸方向の反力をキャンセルする
ためのカウンターフォースを反力キャンセル用アクチュ
エータ１２２Ａ、１２２Ｂ又は１２２Ｃ、１２２Ｄに発
生させるべく、反力キャンセル用アクチュエータ１２２
Ａ〜１２２Ｄをフィードフォワード制御するようになっ
ている。このため、本実施形態では、ウエハステージＷ
ＳＴのＹ方向駆動時に支柱３４Ａ〜３４Ｄに生じる振動
が発生とほぼ同時（時間遅れなく）に減衰され、ベース
プレートＢＰには、非常に僅かな振動しか伝達されず、
この僅かな振動がベースプレートＢＰからウエハベース
定盤２８側に伝達されたとしても、この振動は防振ユニ
ット１８Ａ〜１８Ｃによって確実に絶縁される。

【００９７】また、主制御装置８０からの指示に応じ、
ステージ制御装置８１により、上記と同様にして、第
１、第２のＸリニアモータ１０４Ａ、１０４Ｂが同一速
度で駆動されると、第１、第２のスライドユニット９０
Ａ、９０Ｂが同一速度で＋Ｘ方向（あるいは−Ｘ方向）
に移動し、これによりＹリニアガイド９２及びＸＹ方向
移動ユニット９４と一体的にウエハステージＷＳＴが＋
Ｘ方向（あるいは−Ｘ方向）に駆動される。このウエハ
ステージＷＳＴのＸ軸方向の移動の際に、第１、第２の
Ｘリニアガイド８６、８８には、第１、第２のスライド
ユニット９０Ａ、９０Ｂの駆動力の反力が作用し、この
反力が支柱３４Ａ〜３４Ｄに伝達される。この伝達され
た反力により支柱３４Ａ〜３４Ｄが振動する。この振動
は、ベースプレートＢＰ及び床面ＦＤに伝達される（逃
がされる）ので、原則的には、ウエハベース定盤２８及
びそれが設けられた本体コラム１２には殆ど悪影響を与
えない。しかしながら、この場合も、上記の支柱３４
Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄの振動がある程度以上大き
いと、この振動が支柱３４Ａ〜３４Ｄ、ベースプレート
ＢＰ、ボディ支持部材１６Ａ〜１６Ｃ、防振ユニット１
８Ａ〜１８Ｃを順次経由してウエハベース定盤２８に伝
達される可能性は否定できない。

【００９８】そこで、本実施形態では、支柱３４Ｂ、３
４Ｄの＋Ｘ側に反力キャンセル機構としての反力キャン
セル用アクチュエータ１２３Ｂ、１２３Ｄが設けられる
とともに、支柱３４Ａ、３４Ｃの−Ｘ側に反力キャンセ
ル機構としての反力キャンセル用アクチュエータ１２３
Ａ、１２３Ｃが設けられている。これらの反力キャンセ
ル用アクチュエータ１２３Ａ〜１２３Ｄは、ベースプレ
ートＢＰ上に植設された支持部材１２５Ａ〜１２５Ｄに
よって支持されている（図１及び図６参照）。

【００９９】上記反力キャンセル用アクチュエータ１２
３Ａ〜１２３Ｄは、主制御装置８０によって制御される
（図９参照）。主制御装置８０では、ウエハステージＷ
ＳＴのＸ方向駆動指令をステージ制御装置８１に与える
と同時にその指令情報に応じて上記の支柱３４Ａ〜３４
Ｄに作用するであろう反力をキャンセルするためのカウ
ンターフォースを反力キャンセル用アクチュエータ１２
３Ａ、１２３Ｃ又は１２３Ｂ、１２３Ｄに発生させるべ
く、反力キャンセル用アクチュエータ１２３Ａ〜１２３
Ｄをフィードフォワード制御するようになっている。こ
のため、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴのＸ方
向駆動時に支柱３４Ａ〜３４Ｄに生じる振動が発生とほ
ぼ同時（時間遅れなく）に減衰され、ベースプレートＢ
Ｐには、非常に僅かな振動しか伝達されず、この僅かな
振動がベースプレートＢＰからウエハベース定盤２８側
に伝達されたとしても、この振動は防振ユニット１８Ａ
〜１８Ｃによって確実に絶縁される。

【０１００】また、本実施形態では、上述の如く、ウエ
ハステージＷＳＴの駆動時に第１、第２のＸリニアガイ
ド８６、８８、Ｙリニアガイド９２に作用する反力を時
間遅れなくキャンセルすることができるので、前記反力
に起因する第１、第２のＸリニアガイド８６、８８、Ｙ
リニアガイド９２及びそれらの支持部材に生じる歪み、
その結果発生する回転方向の誤差を抑えることができ
る。

【０１０１】前記４本の板ばね１１８は、図４に示され
るように、ＸＹステージ１２０の重心（ウエハステージ
ＷＳＴの重心にほぼ一致）を通るＸ軸に関して線対称と
なる配置で配置されている。このため、不図示の配線の
抵抗力やＸＹステージ１２０を浮上支持するエアパッド
間の浮上力のアンバランス等に起因する回転モーメント
が作用したとしてもＸＹステージ１２０が振動すること
がない構造となっている。

【０１０２】また、ＸＹステージ１２０の上面には、三
角形の各頂点の近傍に、試料台支持ユニット１３６Ａ〜
１３６Ｃがそれぞれ設けられている。これらの試料台支
持ユニット１３６Ａ〜１３６Ｃは、それぞれ、一対の試
料台支持部材としての試料台支持棒１３２とこれらの試
料台支持棒１３２の間に配置された駆動機構としてのボ
イスコイルモータ１３４とから構成されている。各ボイ
スコイルモータ１３４は、図６に示されるように、ＸＹ
ステージ１２０の上面に固定された断面略Ｕ字状の固定
子１３５ａと、これに対応して設けられた可動子１３５
ｂとから構成される。なお、実際には、ボイスコイルモ
ータ１３４の可動子１３５ｂは、後述する試料台に固定
される。

【０１０３】ＸＹステージ１２０上には、前記試料台支
持ユニット１３６Ａ〜１３６Ｃを介して図１に示される
試料台１３８が搭載されている。この試料台１３８上に
ウエハホルダ１４０（図１では図示省略、図８（Ａ）、
（Ｂ）参照）を介してウエハＷが静電吸着又は真空吸着
により固定されている。

【０１０４】図８（Ａ）には、ウエハステージＷＳＴの
平面図が示され、図８（Ｂ）には、板ばね１１８によっ
てＸＹ方向移動ユニット９４に取り付けられた状態のウ
エハステージＷＳＴを−Ｙ方向から見た側面図が示され
ている。ここで、これらの図を参照しつつ、試料台１３
８のＸＹステージ１２０に対する組み付け方法について
説明する。

【０１０５】試料台１３８には、前記試料台支持ユニッ
ト１３６Ａ〜１３６Ｃをそれぞれ構成する各一対の試料
台支持棒１３２に対応して合計３対の開口がそれぞれ形
成されている。試料台１３８が所定の位置決め状態で試
料台支持ユニット１３６Ａ〜１３６Ｃ上に載置される
と、前記３つのボイスコイルモータ１３４それぞれの固
定子１３５ａと可動子１３５ｂとが係合し、かつ上記各
開口をそれぞれ介して各試料台支持棒１３２が、試料台
１３８の上面とほぼ同一面となる。そして、図８（Ａ）
に示されるような、長手方向の中間部が長手方向に直交
する方向について３つの部分に分離された全体として長
方形の３つの第２の弾性部材としての板ばね１４２Ａ、
１４２Ｂ、１４２Ｃを前記試料台支持ユニット１３６
Ａ、１３６Ｂ、１３６Ｃにそれぞれ対向する位置に載置
し、板ばね１４２Ａ、１４２Ｂ、１４２Ｃそれぞれの中
央の分離部を試料台１３８にねじ止めし、残りの分離部
をそれぞれ対向する試料台支持棒１３２にねじ止めする
ことにより、板ばね１４２Ａ〜１４２Ｃを介して試料台
１３８とＸＹステージ１２０（試料台支持棒１３２）と
が連結される。図８（Ａ）、（Ｂ）には、このようにし
て試料台１３８の組み付けが完了した状態が示されてい
る。板ばね１４２Ａ〜１４２Ｃは、ＸＹ面内方向、すな
わちＸ、Ｙ、θｚ方向の剛性が、Ｚ、θｘ、θｙ方向の
剛性に比べて格段高く、特にその長手方向に直交する方
向の剛性が最も高い。このため、試料台支持ユニット１
３６Ａ〜１３６Ｃをそれぞれ構成する３つのボイスコイ
ルモータ１３４によって、それぞれの支持点がＺ軸方向
に駆動され、試料台１３８がＺ駆動あるいはチルト駆動
されると、板ばね１４２Ａ〜１４２Ｃがいわゆるパンタ
グラフ状に変形し、試料台１３８に余分な力が掛からず
その変形が抑制されるようになっている。

【０１０６】なお、かかる試料台の組み付け構造や組み
付け方法については、例えば特開平９−３２０９５４号
公報等に詳細に開示されている。

【０１０７】また、試料台１３８の上面には、ウエハＷ
上の各ショット領域に付設されたアライメントマーク
（ウエハマーク）の位置を検出するためオフアクシス・
アライメント顕微鏡ＡＬＧ（図９参照）のいわゆるベー
スライン計測のための基準マークその他の基準マーク
（いずれも図示省略）が形成された基準マーク板ＦＭが
設けられている。この基準マーク板ＦＭの表面は、試料
台１３８に搭載されたウエハホルダ１４０上に保持され
たウエハＷの表面とほぼ同一高さとされている。

【０１０８】なお、図示は省略されているが、アライメ
ント顕微鏡ＡＬＧは、投影光学系ＰＬの側面の所定の位
置に固定されており、例えば画像処理方式の結像式アラ
イメントセンサが用いられる。このアライメントセンサ
ＡＬＧの計測結果は、主制御装置８０に供給されるよう
になっている（図９参照）。

【０１０９】前記試料台１３８の位置は、図１に示され
るように、鏡筒定盤２０に吊り下げ状態で固定されたウ
エハレーザ干渉計システム１４６によって所定の分解
能、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能でリアルタイム
に計測される。

【０１１０】これを更に詳述すると、図８（Ａ）に示さ
れるように、試料台１３８の＋Ｘ側の側面、＋Ｙ側の側
面には、鏡面加工が施され、それぞれ反射面１３８ａ、
１３８ｂが形成されている。

【０１１１】一方の反射面１３８ａには、Ｘ軸方向の５
本の測長ビームＷＩＸ１、ＷＩＸ２、ＷＩＸ３、ＷＩＸ
４、及びＷＩＸ５が、ウエハレーザ干渉計システム１４
６を構成するレーザ干渉計１４６Ｘ₁、１４６Ｘ₂、１４
６Ｘ₃、１４６Ｘ₄、１４６Ｘ ₅（図９参照）からそれぞ
れ照射されている。これらの干渉計に対応する固定鏡Ｍ
ｗは、投影光学系ＰＬの鏡筒下端にそれぞれ固定されて
おり、各干渉計では、それぞれの測長ビームの照射位置
のＸ位置を固定鏡Ｍｗを基準として計測する（図１参
照）。

【０１１２】測長ビームＷＩＸ１、ＷＩＸ２は、同一Ｘ
Ｙ面上で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＸ軸に関して
ほぼ対称となる光路に沿って照射されている。また、測
長ビームＷＩＸ３、ＷＩＸ４は、同一ＸＹ面上でアライ
メント顕微鏡ＡＬＧの検出中心を通るＸ軸に関してほぼ
対称となる光路に沿って照射されている。また、測長ビ
ームＷＩＸ５は、測長ビームＷＩＸ１（又はＷＩＸ２）
の真下の光路に沿って照射されている（図８（Ｂ）参
照）。

【０１１３】他方の反射面１３８ｂには、Ｙ軸方向の５
本の測長ビームＷＩＹ１、ＷＩＹ２、ＷＩＹ３、ＷＩＹ
４、及びＷＩＹ５が、ウエハレーザ干渉計システム１４
６を構成するレーザ干渉計１４６Ｙ₁、１４６Ｙ₂、１４
６Ｙ₃、１４６Ｙ₄、１４６Ｙ ₅（図９参照）からそれぞ
れ照射されている。これらの干渉計に対応する固定鏡Ｍ
ｗは、投影光学系ＰＬの鏡筒下端にそれぞれ固定されて
おり、各干渉計では、それぞれの測長ビームの照射位置
のＹ位置を固定鏡Ｍｗを基準として計測する（図１参
照）。

【０１１４】測長ビームＷＩＹ１、ＷＩＹ２は、同一Ｘ
Ｙ面上で投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＹ軸に関して
ほぼ対称となる光路に沿って照射されている。また、測
長ビームＷＩＹ３、ＷＩＹ４は、同一ＸＹ面上でアライ
メント顕微鏡ＡＬＧの検出中心を通るＹ軸に関してほぼ
対称となる光路に沿って照射されている。また、測長ビ
ームＷＩＹ５は、測長ビームＷＩＹ１（又はＷＩＹ２）
の真下の光路に沿って照射されている。

【０１１５】このように、試料台１３８の位置を計測す
る干渉計は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向について各５つ合計１
０個の干渉計が設けられているが、図１においては、こ
れらが代表してウエハレーザ干渉計システム１４６とし
て示されている。

【０１１６】このウエハレーザ干渉計システム１４６を
構成する各干渉計の計測値は、ステージ制御装置８１
（図１では図示せず、図９参照）に供給されており、ス
テージ制御装置８１では、次のようにして、試料台１３
８の位置を求める。

【０１１７】すなわち、ステージ制御装置８１では、後
述する露光時には、主制御装置８０からの指示に応じ
て、測長ビームＷＩＸ１、ＷＩＸ２にそれぞれ対応する
２つの干渉計１４６Ｘ₁、１４６Ｘ₂の計測値の平均値に
基づいて試料台１３８のＸ位置を求めるとともに、測長
ビームＷＩＹ１、ＷＩＹ２にそれぞれ対応する２つの干
渉計１４６Ｙ₁、１４６Ｙ₂の計測値の平均値に基づいて
試料台１３８のＹ位置を求める。また、ステージ制御装
置８１では、測長ビームＷＩＸ１、ＷＩＸ５にそれぞれ
対応する２つの干渉計１４６Ｘ₁、１４６Ｘ₅の計測値の
差と測長軸間隔とに基づいて試料台１３８のθｙ回転量
を求めるとともに、測長ビームＷＩＹ１、ＷＩＹ５にそ
れぞれ対応する２つの干渉計１４６Ｙ₁、１４６Ｙ₅の計
測値の差と測長軸間隔とに基づいて試料台１３８のθｘ
回転量を求める。また、ステージ制御装置８１では、干
渉計１４６Ｘ₁、１４６Ｘ₂の計測値の差と測長軸間距
離、及び干渉計１４６Ｙ₁、１４６Ｙ₂の計測値の差と測
長軸間距離の少なくとも一方に基づいて試料台１３８の
θｚ回転量を求める。

【０１１８】また、ステージ制御装置８１では、後述す
るウエハアライメント時には、主制御装置８０からの指
示に応じて、測長ビームＷＩＸ３、ＷＩＸ４にそれぞれ
対応する２つの干渉計１４６Ｘ₃、１４６Ｘ₄の計測値の
平均値に基づいて試料台１３８のＸ位置を求めるととも
に、測長ビームＷＩＹ３、ＷＩＹ４にそれぞれ対応する
２つの干渉計１４６Ｙ₃、１４６Ｙ₄の計測値の平均値に
基づいて試料台１３８のＹ位置を求める。この場合にお
いても、ステージ制御装置８１では上記と同様にして、
試料台のθｘ、θｙ、θｚ回転量を求めることは可能で
ある。

【０１１９】なお、上記のステージ制御装置８１が求め
た試料台１３８の位置情報は主制御装置８０にリアルタ
イムで供給される。

【０１２０】このように、本実施形態では、露光時、ア
ライメント時のいずれのときにおいても、いわゆるアッ
ベ誤差の影響をなくした正確な試料台１３８の位置計測
が可能になっている。

【０１２１】前記ウエハベース定盤２８には、図１では
図示が省略されているが、実際には、ウエハベース定盤
２８（本体コラム１２）のＺ方向の振動を計測する３つ
の振動センサ（例えば加速度計）とＸＹ面内方向の振動
を計測する３つの振動センサ（例えば加速度計）（例え
ばこの内の２つの振動センサは、ウエハベース定盤２８
のＹ方向の振動を計測し、残りの振動センサはＸ方向の
振動を計測する）とが取り付けられている。以下におい
ては、便宜上、これら６つの振動センサを総称して振動
センサ群１４８と呼ぶものとする。この振動センサ群１
４８の計測値は、主制御装置８０に供給されるようにな
っている（図９参照）。従って、主制御装置８０では振
動センサ群１４８の計測値に基づいてウエハベース定盤
２８の６自由度方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ方
向）の振動を求めることができる。

【０１２２】例えば、前述したウエハステージＷＳＴの
駆動時に、ウエハステージＷＳＴの移動に伴う偏荷重が
ウエハベース定盤２８に作用し、ウエハベース定盤２８
が振動すると、主制御装置８０が、このウエハベース定
盤２８の６自由度方向の振動を振動センサ群１４８の計
測値に基づいて検出し、この検出結果に基づいて防振ユ
ニット１８Ａ〜１８Ｃを制御することにより、ウエハベ
ース定盤２８の振動を速やかに制振することができる。

【０１２３】しかしながら、先にも説明したように、本
実施形態では、ウエハステージＷＳＴの駆動時に、ウエ
ハステージＷＳＴの移動に伴いウエハベース定盤２８に
作用する偏荷重は非常に小さいので、上記の振動センサ
群１４８を必ずしも設けなくとも良い。すなわち、防振
ユニット１８Ａ〜１８Ｃとして、必ずしもアクティブ防
振装置を用いなくても、パッシブな防振装置を用いても
良い。

【０１２４】さらに、本実施形態の露光装置では、ウエ
ハＷのＺ方向位置を検出するフォーカスセンサＡＦ（図
１では図示省略、図９参照）が、投影光学系ＰＬの鏡筒
の下端部に不図示の保持部材を介して固定されている。
このフォーカスセンサＡＦとしては、例えば特開平６−
２８３４０３号公報に開示される多点焦点位置検出系が
用いられる。このフォーカスセンサＡＦの出力が主制御
装置８０に供給され、主制御装置８０ではステージ制御
装置８１を介して試料台１３８のＺ駆動及びチルト駆動
を制御していわゆるフォーカス・レベリング制御を行う
ようになっている。

【０１２５】図９には、上述した露光装置１０の制御系
の構成が簡単に示されている。この制御系は、ワークス
テーション（又はマイクロコンピュータ）から成る主制
御装置８０及びステージ制御装置８１を中心として構成
されている。主制御装置８０は、これまでに説明した各
種の制御を行う他、装置全体を統括的に制御する。

【０１２６】次に、上述のようにして構成された露光装
置１０における露光動作について説明する。

【０１２７】前提として、ウエハＷ上のショット領域を
適正露光量（目標露光量）で走査露光するための各種の
露光条件が予め設定される。また、不図示のレチクル顕
微鏡及びオフアクシス・アライメント顕微鏡ＡＬＧ等を
用いたレチクルアライメント、ベースライン計測等の準
備作業が行われ、その後、アライメント顕微鏡ＡＬＧを
用いたウエハＷのファインアライメント（ＥＧＡ（エン
ハンスト・グローバル・アライメント）等）が終了し、
ウエハＷ上の複数のショット領域の配列座標が求められ
る。

【０１２８】このようにして、ウエハＷの露光のための
準備動作が終了すると、主制御装置８０では、アライメ
ント結果に基づいてウエハＷの第１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を移動すべ
く、ステージ制御装置８１に指令を与える。この指令に
より、ステージ制御装置８１により、ウエハレーザ干渉
計システム１４６の計測値をモニタしつつ駆動装置８４
を構成する各モータが駆動制御され、第１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が位置
決めされる。

【０１２９】次に、主制御装置８０からの指示に基づい
てステージ制御装置８１により、駆動装置８２、８４を
介してレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ
とのＹ方向の走査が開始され、両ステージＲＳＴ、ＷＳ
Ｔがそれぞれの目標走査速度に達すると、パルス紫外光
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。

【０１３０】ステージ制御装置８１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Ｖ
ｗとが投影光学系ＰＬの投影倍率（１／４倍、１／５
倍、あるいは１／６倍）に応じた速度比に維持されるよ
うに駆動装置８２、８４を介してレチクルステージＲＳ
Ｔ及びウエハステージＷＳＴを同期制御する。この同期
制御中に、主制御装置８０ではフォーカスセンサＡＦを
用いてウエハＷのＺ位置を計測し、この計測結果に基づ
いてステージ制御装置８１を介してウエハステージＷＳ
Ｔ上の３つのボイスコイルモータ１３４を適宜制御し、
ウエハ表面のパルス紫外光の照射領域が常に投影光学系
ＰＬの最良結像面の焦点深度内に合致するように、フォ
ーカス・レベリング制御を行う。

【０１３１】そして、レチクルＲのパターン領域の異な
る領域がパルス紫外光で逐次照明され、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上の第
１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を介して第１ショット
に縮小転写される。

【０１３２】このようにして、第１ショットの走査露光
が終了すると、主制御装置８０からの指示に基づき、ス
テージ制御装置８１により駆動装置８４を介してウエハ
ステージＷＳＴがＸ、Ｙ軸方向にステップ移動され、第
２ショットの露光のため走査開始位置に移動される。こ
のステッピングの際に、ステージ制御装置８１ではウエ
ハレーザ干渉計システム１４６の計測値に基づいてウエ
ハステージＷＳＴ（ウエハＷ）のＸ、Ｙ、θｚ方向の位
置変位をリアルタイムに計測する。この計測結果に基づ
き、ステージ制御装置８１では駆動装置８４を制御して
ウエハステージＷＳＴのＸＹ位置変位が所定の状態にな
るようにウエハステージＷＳＴの位置を制御する。

【０１３３】また、ステージ制御装置８１ではウエハス
テージＷＳＴのθｚ方向の変位の情報に基づいて駆動装
置８２を制御し、そのウエハＷ側の回転変位の誤差を補
償するようにレチクルステージＲＳＴを回転制御する。
あるいは、ステージ制御装置８１では、ウエハステージ
ＷＳＴのθｚ方向の変位の情報に基づいて第１のＸリニ
アモータ１０４Ａと第２のＸリニアモータ１０４Ｂとの
推力分配率を制御することにより、ウエハステージＷＳ
Ｔの回転誤差を補正する。

【０１３４】そして、ステージ制御装置８１では第２シ
ョットに対して上記と同様の走査露光を行う。

【０１３５】このようにして、ウエハＷ上のショットの
走査露光と次ショット露光のためのステッピング動作と
が繰り返し行われ、ウエハＷ上の露光対象ショットの全
てにレチクルＲのパターンが順次転写される。

【０１３６】以上説明したように、本実施形態の露光装
置１０によると、レチクルステージＲＳＴ、ウエハステ
ージＷＳＴをそれぞれ移動可能に支持するレチクルベー
ス定盤３２、ウエハベース定盤２８を含む本体コラム１
２が３つの防振ユニット１８Ａ〜１８Ｃに支持され、こ
の本体コラム１２とは振動に関して独立した第２ユニッ
ト１４を構成する支柱３４Ａ〜３４Ｄによってレチクル
ステージＲＳＴの駆動装置８２及びウエハステージＷＳ
Ｔの駆動装置８４が支持されている。また、レチクルス
テージＲＳＴの駆動装置８２を構成するＸＹ方向微小駆
動用レチクルフレーム４８とレチクルステージＲＳＴと
が、レチクルステージＲＳＴの移動面内方向（Ｘ、Ｙ及
びθｚ方向）の剛性が移動面に直交する方向（Ｚ、θｘ
及びθｙ方向）の剛性に比べて高い板ばね４６によって
連結されるとともに、ウエハステージＷＳＴの駆動装置
８４を構成するＸＹ方向移動ユニット９４とＸＹステー
ジ１２０とが、ＸＹステージ１２０の移動面内方向
（Ｘ、Ｙ及びθｚ方向）の剛性が移動面に直交する方向
（Ｚ、θｘ及びθｙ方向）の剛性に比べて高い板ばね１
１８によって連結されている。

【０１３７】このため、例えばレチクルステージＲＳＴ
の駆動時にその駆動装置８２を支持する支柱３４Ａ〜３
４Ｄに作用する反力が、レチクルベース定盤３２に殆ど
伝達されることがなく、同様に、ウエハステージＷＳＴ
の駆動時にその駆動装置８４を支持する支柱３４Ａ〜３
４Ｄに作用する反力が、ウエハベース定盤２８に殆ど伝
達されることがないので、それらのレチクルベース定盤
３２及びウエハベース定盤２８を含む本体コラム１２を
振動させたり、歪ませたりすることが殆どない。

【０１３８】また、上記の板ばね４６、１１８は、それ
ぞれのステージ移動面内方向の剛性が高いため、それぞ
れの駆動装置によりそれらの板ばねを介してそれぞれの
ステージを容易に駆動することができる。また、レチク
ルステージＲＳＴとその駆動装置８２、ウエハステージ
ＷＳＴとその駆動装置８４とを、それぞれ分離している
ことから、それぞれのステージの小型・軽量化が可能で
あり、それぞれのステージ移動に伴いレチクルベース定
盤３２、ウエハベース定盤２８に作用する偏荷重を軽減
することができる。

【０１３９】また、上記の板ばね４６、１１８は、それ
ぞれのステージの移動面に直交する方向の剛性が低いた
め、仮に、ステージの駆動に伴う偏荷重等何らかの要因
により、ウエハベース定盤２８、レチクルベース定盤３
２がベースプレートＢＰに対して傾いた場合、ウエハス
テージＷＳＴ、レチクルステージＲＳＴはこれに追従し
て傾くが、この際に板ばね１１８、４６がウエハステー
ジＷＳＴ、レチクルステージＲＳＴの姿勢の変化を許容
するように変形し、結果的に各ステージに板ばねにより
連結された駆動装置の構成部分（ＸＹ方向移動ユニット
９４、ＸＹ方向微小駆動用レチクルフレーム４８）は元
の姿勢を維持したままとなる。従って、本実施形態で
は、吊り下げタイプのウエハベース定盤を採用し、各ス
テージとそれぞれの駆動装置とを分離した構成を採用し
ているにもかかわらず、駆動装置のガイドがかじる等の
不都合の発生を防止することができ、防振性、ステージ
の位置制御性に優れたものとなっている。特にウエハス
テージＷＳＴ側は、結果的にフォーカス・レベリング制
御も容易になっている。

【０１４０】また、本実施形態では、ウエハステージＷ
ＳＴ、レチクルステージＲＳＴの駆動により、第２ユニ
ット１４に作用する反力をキャンセルするためのカウン
タフォースを、第２ユニット１４（具体的には、支柱３
４Ａ〜３４Ｄ）に与える反力キャンセル用アクチュエー
タ１２２Ａ〜１２２Ｄ及び１２３Ａ〜１２３Ｄを備え、
これらのアクチュエータを主制御装置８０がフィードフ
ォワード制御しているので、本体コラム１２のみなら
ず、第２ユニット１４についても振動の抑制が可能とな
り、しかも反力キャンセル用アクチュエータによりカウ
ンターフォースが時間遅れなく第２ユニット１４に与え
られるので、第２ユニット１４に前記反力が生じるとほ
ぼ同時にその反力をほぼキャンセルすることができる。

【０１４１】また、本実施形態では、例えばレチクルス
テージＲＳＴをＹ軸方向に駆動する駆動装置は、板ばね
４６によりレチクルステージＲＳＴと連結された移動部
材（すなわちＸＹ方向微少駆動用レチクルフレーム４
８、ボイスコイルモータ５０Ａ〜５０Ｃ及びＹ方向駆動
用レチクルフレーム５６）と、Ｙ方向駆動用レチクルフ
レーム５６に支持ユニット５８、７２をそれぞれ介して
設けられた可動子６６ａ、６６ｂをそれぞれ含み、Ｙ方
向駆動用レチクルフレーム５６を走査方向に駆動するリ
ニアモータ６４Ａ、６４Ｂと、Ｙ方向駆動用レチクルフ
レーム５６を非走査方向（Ｘ方向）の移動及びヨーイン
グを規制し、走査方向に案内するＸ軸支持用エアガイド
面３７ａ、３７ｂ及びこれに対向して支持ユニット５８
に設けられたエアパッド６２から成るガイド機構とを有
していることから、リニアモータ６４Ａ、６４Ｂの駆動
力により上記移動部材が駆動されると、この移動部材
は、Ｘ軸支持用エアガイド面３７ａ、３７ｂ及びエアパ
ッド６２の作用によりＸ方向の移動が規制され、走査方
向に正確に案内される。これにより、Ｙ方向駆動用レチ
クルフレーム５６を走査方向に駆動する際の非走査方向
の移動及び回転を確実に防止することができ、このＹ方
向駆動用レチクルフレーム５６の走査方向の駆動により
板ばね４６を介してレチクルステージＲＳＴを走査方向
にほぼ正確に駆動することができる。

【０１４２】同様に、ウエハステージＷＳＴを走査方向
であるＹ軸方向に駆動する駆動装置は、板ばね１１８に
よりＸＹステージ１２０と連結されたＸＹ方向移動ユニ
ット９４と、このＸＹ方向移動ユニット９４に設けられ
た電機子ユニット１１４を含み、ＸＹ方向移動ユニット
９４を走査方向に駆動するリニアモータ１１６と、ＸＹ
方向移動ユニット９４の非走査方向（Ｘ方向）の移動及
びヨーイングを規制し、走査方向に案内するＸ軸支持用
エアガイド面１１１ａ、１１１ｂ及びこれに対向してＸ
Ｙ方向移動ユニットに設けられたエアパッド１１８ｂ、
１１８ｃから成るガイド機構とを有していることから、
リニアモータ１１６の駆動力によりＸＹ方向移動ユニッ
ト９４が駆動されると、このＸＹ方向移動ユニット９４
は、Ｘ軸支持用エアガイド面１１１ａ、１１１ｂ及びエ
アパッド１１８ｂ、１１８ｃの作用によりＸ方向の移動
が規制され、走査方向に正確に案内される。これによ
り、ＸＹ方向移動ユニット９４を走査方向に駆動する際
の非走査方向の移動及び回転を確実に防止することがで
き、このＸＹ方向移動ユニット９４の走査方向の駆動に
より板ばね１１８を介してウエハステージＷＳＴを走査
方向にほぼ正確に駆動することができる。

【０１４３】また、ウエハステージＷＳＴのヨーイング
（θｚ回転）は、非走査方向であるＸ軸方向に駆動する
駆動装置が、第１のＸリニアモータ１０４Ａと第２のＸ
リニアモータ１０４Ｂとを有しているので、ステージ制
御装置８１では、ウエハレーザ干渉計システム１４６の
検出結果に基づいて、第１のＸリニアモータ１０４Ａと
第２のＸリニアモータ１０４Ｂとの推力分配率を制御す
ることにより、確実に補正することができる。

【０１４４】また、ＸＹ方向移動ユニット９４がウエハ
ステージＷＳＴの駆動装置８４に含まれるので、ウエハ
ステージＷＳＴの構成を簡略化することが可能となり、
これによってウエハステージＷＳＴの小型・軽量化が可
能になっている。同様の理由により、レチクルステージ
ＲＳＴも小型軽量化が可能になっている。

【０１４５】また、板ばね１１８は、ウエハステージＷ
ＳＴの重心位置に関して線対称となる状態で配置されて
いることから、ウエハステージＷＳＴにピッチング、ロ
ーリング等を生じさせる回転モーメントがその振動要因
となることがない。この点は、レチクルステージＲＳＴ
側も同様である。

【０１４６】また、本実施形態では、図４及び図２から
明らかなように、ウエハベース定盤２８、レチクルベー
ス定盤３２は、三角形の各頂点位置の近傍で吊り下げ部
材２６、脚３０Ａ〜３０Ｃによってそれぞれ３点支持さ
れ、ウエハステージＷＳＴの駆動装置８４、レチクルス
テージＲＳＴの駆動装置８２は、支柱３４Ａ〜３４Ｄに
よりそれらの三角形にほぼ重なる長方形の各頂点位置で
４点支持されているので、吊り下げ部材２６及び脚３０
Ａ〜３０Ｄと支柱３４Ａ〜３４Ｄとをいわゆる入子構造
の配置とすることができ、スペース効率を良好に維持し
てフットプリントの増大を防止することができる。

【０１４７】また、ウエハステージＷＳＴ、レチクルス
テージＲＳＴの位置を計測するウエハレーザ干渉計シス
テム１４６、レチクルレーザ干渉計７４を構成する各干
渉計が、防振ユニット１８Ａ〜１８Ｃによって支持さ
れ、前述の如く、振動、歪み等が効果的に抑制された本
体コラム１２側に固定され、それぞれのステージの位置
を本体コラム１２に支持された投影光学系ＰＬ（に固定
された固定鏡）を基準として計測していることから、そ
れらの干渉計の計測誤差が非常に小さくなり、それらの
干渉計により各ステージの位置を精度良く計測すること
が可能になる。

【０１４８】また、本実施形態では、ＸＹステージ１２
０上に配置された３つの試料台支持ユニット１３６Ａ〜
１３６Ｃをそれぞれ構成する各一対の試料台支持棒１３
２の先端面と試料台１３８の上面とが、ほぼ同一面とな
る状態で、前記各試料台支持棒１３２と試料台１３８と
がＸＹステージ１２０（ウエハステージＷＳＴ）の移動
面内方向の剛性が移動面に直交する方向の剛性に比べて
高い板ばね１４２Ａ〜１４２Ｃによって連結され、試料
台支持ユニット１３６Ａ〜１３６Ｃをそれぞれ構成する
３つのボイスコイルモータ１３４により、試料台１３８
をＺ・チルト駆動するようになっていることから、ウエ
ハステージＷＳＴの移動面内の駆動に伴う反力の影響を
殆ど受けることがなく、ボイスコイルモータ１３４によ
りウエハベース定盤２８を基準面として試料台１３８の
Ｚ・チルト駆動を高精度に行うことが可能になる。

【０１４９】また、前述した板ばね１１８の変形で発生
するステージ部のストレスを板ばね１４２Ａ〜１４２Ｃ
で吸収することができるので、試料台１３８に歪みが生
じるのを効果的に抑制することができ、その側面に形成
された反射面の変形も抑制することができ、この意味に
おいてもウエハステージＷＳＴの位置計測精度の向上が
可能になる。

【０１５０】また、上記のレチクルステージＲＳＴのＹ
方向の駆動装置、ウエハステージＷＳＴのＹ方向の駆動
装置を構成するそれぞれのガイド機構は、ガイド部材
と、該ガイド部材に対して所定のクリアランスを介して
移動部材を支持する軸受けとしてのエアパッドとを備え
ているが、所定のクリアランスは、いわゆる軸受け隙間
の設定により調整することができる。この場合におい
て、その所定のクリアランスは、防振ユニット１８Ａ〜
１８Ｃにより発生する制御誤差やガイド面相互間の傾き
差等より広くして、防振ユニット１８Ａ〜１８Ｃあるい
はステージＲＳＴ、ＷＳＴの暴走時にもメカニカルな接
触が無いような間隔にすることが望ましい。このように
すれば、装置異常や停止の際も、ガイド部がかじること
が無く、復帰が容易となる。

【０１５１】本実施形態の露光装置１０では、上述した
数々の工夫により、装置各部の振動や応力を低減し、ま
た、それぞれのステージの位置制御性の向上、両ステー
ジの同期整定時間の短縮によりスループットの向上が可
能となり、また、投影光学系ＰＬの振動に起因するパタ
ーン転写位置ずれや像ボケ等の発生を効果的に防止して
露光精度の向上を図ることができる。

【０１５２】なお、本実施形態の露光装置では、軸受け
としてエアパッド（気体静圧軸受け）に限らず、磁気軸
受けを用いても良い。また、気体静圧軸受けとしては、
磁気予圧型、真空予圧型のいずれのタイプをも用いるこ
とができる。

【０１５３】また、上記では、特に説明しなかったが、
例えばウエハステージＷＳＴに対する配線やウエハＷを
真空吸着する場合のバキューム用の配管等は、所定の余
裕を持たせてＸＹ方向移動ユニット９４側に一旦連結し
た後、ウエハステージ側にリレーすることが望ましい。
このようにすると、ウエハステージ移動の際の配管や配
線の引きずりによる抵抗は殆ど、第２ユニット１４を介
して床面が受けることになるので、結果的に試料台のＺ
・チルト方向の制御については高い性能を得ることがで
きる。

【０１５４】なお、前述したレチクルステージＲＳＴの
駆動装置８２、ウエハステージＷＳＴの駆動装置８４等
は、一例であって、本発明がこれに限定されないことは
勿論である。例えば、ウエハステージＷＳＴの駆動装置
８４に代えて、図１０に示される駆動装置８４’を採用
しても良い。

【０１５５】また、上記実施形態では、Ｙ方向駆動用レ
チクルフレーム５６（リニアモータ６４Ａ、６４Ｂの可
動子）や、ＸＹ方向移動ユニット９４（第１、第２のＸ
リニアモータ１０４Ａ、１０４Ｂの可動子、Ｙリニアモ
ータ１１６の可動子）などに不要なθｚ回転（ヨーイン
グ）が生じないようにするために、エアパッドとヨーガ
イドとを用いた非接触ガイド機構を用いる場合について
説明したが、例えば、ベースプレートＢＰに歪みやねじ
れ等の変形が生じるおそれのある場合には、リニアガイ
ド（リニアモータの固定子に一体的に設けられている）
とこれに沿って摺動するスライド部材（リニアモータの
可動子を含む）とを用いた接触式ガイド機構を用い、そ
のスライド部材に板ばねを介してステージを微動可能に
取り付けても良い。このようにすると、ベースプレート
ＢＰにねじれ等が生じ、その結果ヨーガイドにねじれが
生じて非接触ガイド機構ではリニアモータ可動子の円滑
な動作が困難となるような場合であっても、支障なくス
ライド部材をリニアガイドに沿って駆動することが可能
である。

【０１５６】また、上記実施形態で説明した板ばね１１
８の構成、及びその配置は一例であって、本発明がこれ
に限定されることはない。例えば、図１１（Ａ）に示さ
れるような４本の板ばね１１９を同図のように配置し
て、ＸＹ方向移動ユニット９４と、ＸＹステージ１２０
を連結しても良い。この板ばね１１９としても、ＸＹス
テージ１２０の移動面内方向の剛性が移動面に直交する
方向の剛性に比べて格段高いものが用いられる。また、
この図１１（Ａ）を見れば明らかなように、４本の板ば
ね１１９もＸＹステージ１２０の重心を通るＹ軸に関し
て対称な配置となている（この場合は、重心を通るＸ軸
に関しても対称である）。

【０１５７】また、図１１（Ａ）と同様の板ばねの配置
をする場合において、図１１（Ｂ）に示されるように、
各板ばね１１９の少なくとも１つ（図１１（Ｂ）では４
つの板ばね全て）に該板ばねにステージ移動面内の力を
付与するアクチュエータとしてのピエゾ素子１５０を接
続しても良い。このようにすると、ＸＹステージ１２０
が４本の板ばね１１９によりＸＹ方向移動ユニット９４
に連結され、かつこのＸＹ方向移動ユニット９４の移動
方向（Ｙ軸方向）に直交する方向（Ｘ方向）の移動、回
転等が前述したガイド機構により拘束されているので、
板ばね１１９にピエゾ素子１５０により力を付与する
と、結果的に、ＸＹステージ１２０及びこれに搭載され
た試料台１３８の位置の制御（微調整）が可能となる。
この場合、試料台１３８等を含むウエハステージＷＳＴ
は軽量であるため、試料台１３８の微小位置決めを高応
答で実現できる。

【０１５８】また、図１１（Ｂ）の構成を採用する場
合、主制御装置８０によりステージ制御装置８１を介し
て４つのピエゾ素子１５０を制御するようにすることが
望ましい。例えば、主制御装置８０では、レベリング制
御のための試料台１３８のチルト駆動時に起因してレベ
リング時チルト中心とウエハ面が異なることで発生する
ウエハレーザ干渉計システム１４６の計測値に生じるコ
サインθ誤差（アッベ誤差）が補正されるように、ピエ
ゾ素子１５０をフィードフォワード制御するようにして
も良い。このようにすると、主制御装置８０がピエゾ素
子１５０を制御して試料台１３８の位置を微調整するの
で、結果的に試料台１３８のチルト駆動によって試料台
１３８のＸＹ位置決め誤差が発生することがなく、しか
も主制御装置８０によるピエゾ素子の制御は、フィード
フォワード制御により行われるので、時間遅れなく、高
精度に試料台１３８のＸＹ位置を制御することができ
る。

【０１５９】また、主制御装置８０では、３つのボイス
コイルモータ１３４による試料台１３８の駆動時に板ば
ね１１９の変形によりＸＹステージ１２０側に作用する
ストレスをキャンセルすべく、ピエゾ素子１５０を制御
しても良い。このようにすると、結果的に上記のストレ
スを解消することができる。なお、多少大きくなるが、
ピエゾ素子１５０に代えて、アクチュエータとしてボイ
スコイルモータを用いても良い。

【０１６０】《第２の実施形態》次に、本発明の第２の
実施形態を図１２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。

【０１６１】この第２の実施形態の露光装置では、基板
ステージとして独立に移動可能な２つのウエハステージ
ＷＳＴ１、ＷＳＴ２が設けられている点に特徴を有す
る。

【０１６２】図１２には、本実施形態の露光装置のウエ
ハステージの駆動装置８４部分の概略平面図が示されて
いる。この露光装置では、ウエハステージＷＳＴ１、Ｗ
ＳＴ２が設けられている点に対応して前述したウエハベ
ース定盤２８に代えて長方形のウエハベース定盤２８’
が設けられ、このウエハベース定盤２８’の４隅の部分
が４本の定盤吊り下げ部材２６によって鏡筒定盤２０に
代えて設けられた長方形の鏡筒定盤（図示省略）に吊り
下げ支持されている。

【０１６３】また、この図１２に示されるように、ウエ
ハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の駆動装置８４は、ベー
スプレートＢＰ上に植設された４本の支柱３４Ａ〜３４
Ｄによってウエハベース定盤２８’の上方でほぼ水平に
保持されている。

【０１６４】駆動装置８４は、支柱３４Ａ、３４Ｂ間に
Ｙ軸方向に沿って架設された第１のＹリニアガイド８６
と、支柱３４Ｃ、３４Ｄ間にＹ軸方向に沿って架設され
た第２のＹリニアガイド８８と、これらのＹリニアガイ
ド８６、８８に沿ってそれぞれ移動する第１の組みのス
ライドユニット９０Ａ₁，９０Ｂ₁と、第２の組みのスラ
イドユニット９０Ａ₂，９０Ｂ₂と、スライドユニット９
０Ａ₁，９０Ｂ₁がその両端に固定され、Ｘ軸方向に延び
る第１のＸリニアガイド９２₁、このＸリニアガイド９
２₁に沿って移動する移動部材としてのＸＹ方向移動ユ
ニット９４₁と、スライドユニット９０Ａ₂，９０Ｂ₂が
その両端に固定され、Ｘ軸方向に延びる第２のＸリニア
ガイド９２₂、このＸリニアガイド９２₂に沿って移動す
る移動部材としてのＸＹ方向移動ユニット９４₂とを備
えている。

【０１６５】また、Ｘリニアガイド９２₁とＸＹ方向移
動ユニット９４₁とによって、ＸＹステージ１２０₁（ウ
エハステージＷＳＴ１）のＸ方向の駆動装置が構成さ
れ、Ｘリニアガイド９２₁の両端に固定されたスライド
ユニット９０Ａ₁，９０Ｂ₁と、Ｙリニアガイド８６、８
８とによって、ＸＹステージ１２０₁（ウエハステージ
ＷＳＴ１）のＹ方向の駆動装置が構成されている。ＸＹ
方向移動ユニット９４₁に４本板ばね１１８を介してＸ
Ｙステージ１２０₁が連結されている。

【０１６６】また、Ｘリニアガイド９２₂とＸＹ方向移
動ユニット９４₂とによって、ＸＹステージ１２０₂（ウ
エハステージＷＳＴ２）のＸ方向の駆動装置が構成さ
れ、Ｘリニアガイド９２_２の両端に固定されたスライド
ユニット９０Ａ₂，９０Ｂ₂と、Ｙリニアガイド８６、８
８とによって、ＸＹステージ１２０₂（ウエハステージ
ＷＳＴ２）のＹ方向の駆動装置が構成されている。この
場合も、ＸＹ方向移動ユニット９４₂に４本板ばね１１
８を介してＸＹステージ１２０₂が連結されている。

【０１６７】なお、上記の各構成部材の符号中に付加し
た下付き数字「₁」、「₂」は、識別のために付加した記
号であり、各部材は前述した第１の実施形態における同
一符号の構成部材と同様に構成されている。従って、ウ
エハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の他の構成部分も前述
したウエハステージＷＳＴと全く同様に構成され、それ
ぞれの試料台上に第１基板、第２基板としてのウエハが
それぞれ載置される。

【０１６８】また、図示は省略されているが、この第２
の実施形態の露光装置では、ウエハステージＷＳＴ１、
ＷＳＴ２にそれぞれ対応して２つのアライメント顕微鏡
が設けられている。以下においては、説明の便宜上、ウ
エハステージＷＳＴ１に対応するアライメント顕微鏡、
ウエハをそれぞれアライメント顕微鏡ＡＬＧ１、ウエハ
Ｗ１と呼び、ウエハステージＷＳＴ２に対応するアライ
メント顕微鏡、ウエハをそれぞれアライメント顕微鏡Ａ
ＬＧ２、ウエハＷ２と呼ぶものとする。

【０１６９】また、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２
のそれぞれは、それぞれ不図示のウエハレーザ干渉計シ
ステム１４６₁、１４６₂によって６自由度方向の位置が
計測されるようになっている。

【０１７０】その他の部分の構成等は、前述した第１の
実施形態と同様になっている。

【０１７１】このようにして構成された第２の実施形態
の露光装置よると、前述した第１の実施形態と同等の効
果を得られる他、例えばウエハステージＷＳＴ１（ＸＹ
ステージ１２０₁）上のウエハＷ１に対する走査露光中
に、ウエハステージＷＳＴ２（ＸＹステージ１２０₂）
上でウエハＷ２に対するアライメント顕微鏡ＡＬＧ２に
よるアライメント、及びウエハ交換の少なくとも一方の
動作を並行して行うことができるので、ウエハ交換、ア
ライメント、露光をシーケンシャルに行う単一ウエハス
テージを有する露光装置に比べて、スループットを向上
させることができる。

【０１７２】特に、本実施形態では、ウエハステージＷ
ＳＴ１又はＷＳＴ２の駆動によって生じる反力がウエハ
ベース定盤２８’に殆ど伝達されないので、結果的に上
記の並行処理動作中にウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ
２の動作がお互いに悪影響を及ぼすことがない。また、
前述した第１の実施形態と同様に、ウエハステージＷＳ
Ｔ１、ＷＳＴ２の小型化・軽量化が可能となるので、２
つの小型・軽量なウエハステージを独立して制御する際
にも偏荷重によるウエハベース定盤２８‘の歪み、相互
干渉、反力による歪みの点からも有利なものとなってい
る。

【０１７３】なお、本実施形態と同様に、ウエハステー
ジを２つ有し、アライメント顕微鏡を２つ有し、一方の
ウエハステージ上の基板の露光中に、他方のウエハステ
ージ上でアライメント等を並行して行う露光装置につい
ては、例えば特開平１０−１６３０９７号公報、特開平
１０−２１４７８３号公報などに詳細に開示されてお
り、本実施形態においても、上記各公報に開示される技
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。

【０１７４】《第３の実施形態》次に、本発明の第３の
実施形態を図１３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。

【０１７５】この第３の実施形態の露光装置では、マス
クステージとして独立に移動可能な２つのレチクルステ
ージＲＳＴ１、ＲＳＴ２が設けられている点に特徴を有
する。

【０１７６】図１３には、本第３の実施形態の露光装置
のレチクルステージＲＳＴ１、ＲＳＴ２及びその駆動装
置の概略平面図が示されている。この図１３と前述した
図２とを比較すると明らかなように、各レチクルステー
ジ及びそれぞれの駆動装置は、前述した第１の実施形態
とほぼ同様に構成されている。なお、図１３では、レチ
クルステージＲＳＴ１の駆動に関連する部分には、識別
のための数字「₁」が、レチクルステージＲＳＴ２の駆
動に関連する部分には、識別のための数字「₂」が、そ
れぞれの構成部分に付加されている。

【０１７７】この場合、レチクルステージＲＳＴ１を走
査方向に駆動するリニアモータ６４Ａ₁，６４Ｂ₁と、レ
チクルステージＲＳＴ２を走査方向に駆動するリニアモ
ータ６４Ａ₂，６４Ｂ₂とは、共通の固定子６８ａ，６８
ｂを有する。従って、いずれか一方のレチクルステージ
のみが走査方向に駆動される際には、固定子６８ａ、６
８ｂは、前述した第１の実施形態と同様の挙動をする。

【０１７８】また、レチクルステージＲＳＴ１、ＲＳＴ
２が同時に走査方向に駆動されると、固定子６８ａ，６
８ｂは、各レチクルステージの駆動により生じる反力の
合力によって、レチクル駆動装置支持定盤３６に対して
相対移動され、レチクルステージＲＳＴ１、ＲＳＴ２の
走査方向の加減速時の反力は固定子６８ａ，６８ｂの移
動によって吸収されるので、上記反力によってレチクル
駆動装置支持定盤３６が振動するのを効果的に防止する
ことができる点は前述した第１の実施形態と同様であ
る。

【０１７９】また、この場合もレチクル駆動装置支持定
盤３６と固定子６８ａ，６８ｂとの間、支持ユニット５
８₁，７２₁とレチクル駆動装置支持定盤３６との間、支
持ユニット５８₂，７２₂とレチクル駆動装置支持定盤３
６との間、及びレチクルステージＲＳＴ１、ＲＳＴ２と
エアガイド４２Ａ，４２Ｂとの間の摩擦力が零である場
合には、運動量保存の法則が成立し、系全体の重心の移
動は生じない。

【０１８０】さらに、本実施形態では、レチクルステー
ジＲＳＴ１上のレチクルＲ１を走査方向に移動する際
に、レチクルステージＲＳＴ２をこれと逆向きに同一加
減速度で駆動することにより、レチクルステージＲＳＴ
１の駆動により固定子６８ａ、６８ｂに生じる反力と、
レチクルステージＲＳＴ２の駆動により固定子６８ａ、
６８ｂに生じる反力とが相殺され、結果的に固定子６８
ａ、６８ｂに作用する反力をほぼ零にすることが可能で
ある。

【０１８１】しかしながら、実際の露光装置では、レチ
クルステージＲＳＴ１の駆動により固定子６８ａ、６８
ｂに生じる反力と、レチクルステージＲＳＴ２の駆動に
より固定子６８ａ、６８ｂに生じる反力とを完全に相殺
することは困難であるため、僅かながら固定子６８ａ、
６８ｂに反力が作用するが、かかる僅かな反力も上述し
た固定子６８ａ、６８ｂの移動により吸収することがで
きる。

【０１８２】その他の部分の構成は、前述した第１の実
施形態と同様になっている。従って、本第３の実施形態
の露光装置によると、前述した第１の実施形態と同等の
効果を得られる他、例えば、レチクルＲ１とレチクルＲ
２とを用いて二重露光を行う場合には、レチクルステー
ジＲＳＴ１とレチクルステージＲＳＴ２とを走査方向に
移動させるのみで、露光に用いられるレチクルＲ１とレ
チクルＲ２との切り換えが可能となるので、レチクル交
換を行う場合に比べて二重露光の際のスループットを向
上させることができる。

【０１８３】あるいは、本第３の実施形態の露光装置で
は、三重露光を行う場合に、一方のレチクルステージ上
のレチクルに対する走査露光中に、他方のレチクルステ
ージ上でレチクルアライメント及びレチクル交換の少な
くとも一方を並行して行うようにしても良い。かかる場
合であっても、前述した第２の実施形態のダブルウエハ
ステージの場合と同様に、一方のレチクルステージの動
作が他方のレチクルステージの動作に殆ど悪影響を及ぼ
すことがない。

【０１８４】更に、本第３の実施形態のダブルレチクル
ステージと前述した第２の実施形態のダブルウエハステ
ージとを組み合わせても良く、かかる場合には、３枚の
レチクルを用いた三重露光を、スループットを飛躍的に
向上して行なうことができる。

【０１８５】かかるダブルレチクルステージとダブルウ
エハステージとを用いて、三重露光を行う場合のシーケ
ンス等については、例えば特開平１０−２０９０３９号
公報等に詳細に開示されており、本実施形態において
も、上記公報に開示される技術をそのまま、あるいは一
部変更して用いることができる。

【０１８６】なお、上記各実施形態では、投影光学系Ｐ
Ｌを保持する鏡筒定盤２０からウエハベース定盤２８又
は２８’が吊り下げ支持される場合について説明した
が、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではな
い。例えば特開平８−４５７９６号に開示されるよう
に、投影光学系を保持する鏡筒定盤と、ウエハステー
ジ、レチクルステージ等の可動物を支持するベース部材
とを、別々の防振機構でそれぞれ支持することにより、
可動物の移動による影響を投影光学系や干渉計光学系保
持部材に伝えないようにする露光装置も知られている
が、本発明はかかる露光装置にも好適に適用することが
できる。但し、この場合には、レチクルパターン面と投
影光学系とウエハ表面とを所定の位置関係に設定するた
めに、それらの相対位置関係を計測する計測装置の計測
結果に基づいて、防振機構や、ウエハステージあるいは
レチクルステージに搭載されたＺチルト機構等を制御す
る必要がある。しかしながら、各ステージの移動による
偏荷重が軽減され、ステージの駆動に起因する振動が投
影光学系を支持する鏡筒定盤や、ウエハベース定盤、レ
チクルベース定盤に伝わることがなくなる点は上記各実
施形態と同様であり、特に複数のウエハステージや複数
のレチクルステージを備える場合には、特に効果を発揮
する。

【０１８７】なお、上記実施形態では、光源として、Ａ
ｒＦエキシマレーザ光源、ＫｒＦエキシマレーザ光源、
あるいはＦ₂レーザ光源を用いるものとしたが、本発明
がこれに限定されるものではなく、例えば波長１４６ｎ
ｍのＫｒ₂レーザ光源、波長１２６ｎｍのＡｒ₂レーザ光
源等の真空紫外光源を用いても良い。かかる場合には、
より短波長のパルス紫外光による解像力の一層の向上、
ひいては一層高精度な露光が可能となる。

【０１８８】この他、本発明は、波長５〜３０ｎｍのＥ
ＵＶ光を光源とするＥＵＶ露光装置や、電子線露光装置
その他の荷電粒子線露光装置にも適用できる。

【０１８９】また、例えば、上記実施形態と同様に紫外
光を用いる露光装置であっても、投影光学系として反射
光学素子のみからなる反射系、又は反射光学素子と屈折
光学素子とを有する反射屈折系（カタッディオプトリッ
ク系）を採用しても良い。ここで、反射屈折型の投影光
学系としては、例えば特開平８−１７１０５４号公報
（及びこれに対応する米国特許第５，６６８，６７２
号）、並びに特開平１０−２０１９５号公報（及びこれ
に対応する米国特許第５，８３５，２７５号）などに開
示される、反射光学素子としてビームスプリッタと凹面
鏡とを有する反射屈折系、又は特開平８−３３４６９５
号公報（及びこれに対応する米国特許第５，６８９，３
７７号）、並びに特開平１０−３０３９号公報（及びこ
れに対応する米国特許出願第８７３，６０５号（出願
日：１９９７年６月１２日））などに開示される、反射
光学素子としてビームスプリッタを用いずに凹面鏡など
を有する反射屈折系を用いることができる。

【０１９０】この他、特開平１０−１０４５１３号公報
（及び米国特許第５，４８８，２２９号）に開示され
る、複数の屈折光学素子と２枚のミラー（凹面鏡である
主鏡と、屈折素子又は平行平面板の入射面と反対側に反
射面が形成される裏面鏡である副鏡）とを同一軸上に配
置し、その複数の屈折光学素子によって形成されるレチ
クルパターンの中間像を、主鏡と副鏡とによってウエハ
上に再結像させる反射屈折系を用いても良い。この反射
屈折系では、複数の屈折光学素子に続けて主鏡と副鏡と
が配置され、照明光が主鏡の一部を通って副鏡、主鏡の
順に反射され、さらに副鏡の一部を通ってウエハ上に達
することになる。

【０１９１】さらに、反射屈折型の投影光学系として
は、例えば円形イメージフィールドを有し、かつ物体面
側、及び像面側が共にテレセントリックであるととも
に、その投影倍率が１／４倍又は１／５倍となる縮小系
を用いても良い。また、この反射屈折型の投影光学系を
備えた走査型露光装置の場合、照明光の照射領域が投影
光学系の視野内でその光軸をほぼ中心とし、かつレチク
ル又はウエハの走査方向とほぼ直交する方向に沿つて延
びる矩形スリット状に規定されるタイプであっても良
い。かかる反射屈折型の投影光学系を備えた走査型露光
装置によれば、例えば波長１５７ｎｍのＦ₂レーザ光を
露光用照明光として用いても１００ｎｍＬ／Ｓパターン
程度の微細パターンをウエハ上に高精度に転写すること
が可能である。

【０１９２】また、真空紫外光としてＡｒＦエキシマレ
ーザ光やＦ₂レーザ光などが用いられるが、ＤＦＢ半導
体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、
又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム
（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープさ
れたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用い
て紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。

【０１９３】例えば、単一波長レーザの発振波長を１．
５１〜１．５９μｍの範囲内とすると、発生波長が１８
９〜１９９ｎｍの範囲内である８倍高調波、又は発生波
長が１５１〜１５９ｎｍの範囲内である１０倍高調波が
出力される。特に発振波長を１．５４４〜１．５５３μ
ｍの範囲内とすると、発生波長が１９３〜１９４ｎｍの
範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザ光とほ
ぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７
〜１．５８μｍの範囲内とすると、発生波長が１５７〜
１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ₂レ−ザ光
とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。

【０１９４】また、発振波長を１．０３〜１．１２μｍ
の範囲内とすると、発生波長が１４７〜１６０ｎｍの範
囲内である７倍高調波が出力され、特に発振波長を１．
０９９〜１．１０６μｍの範囲内とすると、発生波長が
１５７〜１５８ｎｍの範囲内の７倍高調波、即ちＦ₂レ
ーザ光とほぼ同一波長となる紫外光が得られる。この場
合、単一波長発振レーザとしては例えばイットリビウム
・ドープ・ファイバーレーザを用いることができる。

【０１９５】また、半導体素子などのマイクロデバイス
だけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装
置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又は
マスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエ
ハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を
適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真
空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レ
チクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、
フッ素がドープされた石英ガラス、蛍石、フッ化マグネ
シウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミ
ティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは
透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）
が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが
用いられる。

【０１９６】勿論、半導体素子の製造に用いられる露光
装置だけでなく、液晶表示素子などを含むディスプレイ
の製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレー
ト上に転写する露光装置、薄膜磁気へッドの製造に用い
られる、デバイスパターンをセラミックウエハ上に転写
する露光装置、及び撮像素子（ＣＣＤなど）の製造に用
いられる露光装置などにも本発明を適用することができ
る。

【０１９７】なお、上記実施形態では、本発明が、スキ
ャニング・ステッパに適用された場合について説明した
が、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・リピート方式の縮小投影露光装
置を構成する基板ステージ部分に本発明を適用しても良
い。かかる場合には、基板ステージの駆動による反力が
ベース部材を含む第１ユニットに伝達されるのを効果的
に抑制でき、その反力を駆動装置を支持する支持部材を
含む第２ユニットを介して床面に逃がすことができるの
で、基板ステージ（基板）の位置制御性を向上させるこ
とができ、これにより高精度な露光が可能となる。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
ティ露光装置にも好適に適用できるものである。

【０１９８】上述の如く、本発明は種々の露光装置に好
適に適用できるが、露光装置に限らず、本発明に係るス
テージ装置は、露光装置以外のステージを有する全ての
装置に適用が可能である。

【０１９９】また、本発明に係る露光装置において、ウ
エハステージやレチクルステージにリニアモータ（米国
特許第５，６２３，８５３号又は米国特許第５，５２
８，１１８号の公報参照）を用いる場合は、エアべアリ
ングを用いたエア浮上型に限らず、ローレンツ力又はリ
アクタンス力を用いた磁気浮上型のものを用いても良
い。

【０２００】また、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の本体コラムに搭載し、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本体コラムに搭載して配
線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認
等）をすることにより上記実施形態の露光装置を製造す
ることができる。なお、露光装置の製造は温度およびク
リーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望
ましい。

【０２０１】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。

【０２０２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜１６に
記載の各発明によれば、防振性、位置制御性に優れた新
たなステージ装置を提供することができる。

【０２０３】また、請求項１７〜２１に記載の各発明に
よれば、露光精度の向上を図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の実施形態の露光装置の構成を概略的に
示す図である。

【図２】 図１の装置のレチクルステージ及びその駆動
装置を概略的に示す平面図である。

【図３】 図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】ウエハステージをＸＹ２次元方向に駆動する駆
動装置近傍の各構成部分を示す平面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】図４のＣ−Ｃ線断面図である。

【図７】図７（Ａ）は、図５の円Ｄ内を拡大して示す
図、図７（Ｂ）は、図５の円Ｅ内を拡大して示す図、図
７（Ｃ）は、図６の円Ｆ内を拡大して示す図である。

【図８】図８（Ａ）は、ウエハステージを示す平面図、
図８（Ｂ）は、板ばね１１８によってＸＹ方向移動ユニ
ット９４に取り付けられた状態のウエハステージＷＳＴ
を−Ｙ方向から見た側面図である。

【図９】図１の装置の制御系を示すブロック図である。

【図１０】ウエハステージをＸＹ２次元方向に駆動する
駆動装置の変形例を示す平面図である。

【図１１】図１１（Ａ）はＸＹ方向移動ユニットとＸＹ
ステージとを連結する板ばねの変形例を説明するための
図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）における各板ばねにピ
エゾ素子が取り付けられた他の変形例を示す図である。

【図１２】 第２の実施形態の露光装置のウエハステー
ジ駆動装置部分を示す概略平面図である。

【図１３】第３の実施形態の露光装置のレチクルステー
ジ及びその駆動系を示す概略平面図である。

【図１４】図１４（Ａ）、（Ｂ）は従来例を示す説明図
である。

【符号の説明】

１０…露光装置、１２…本体コラム（第１ユニット）、
１４…第２ユニット、１８Ａ〜１８Ｃ…防振ユニット
（防振機構）、２８…ウエハベース定盤（ベース部
材）、３２…レチクルベース定盤（ベース部材）、３４
Ａ〜３４Ｄ…支柱（支持部材）、３７…ヨーガイド（ガ
イド機構の一部、ガイド部材）、４６…板ばね（第１の
弾性部材）、４８…ＸＹ方向駆動用レチクル微動フレー
ム（移動部材の一部）、５０Ａ〜５０Ｃ…ボイスコイル
モータ（移動部材の一部）、５６…Ｙ方向駆動用レチク
ルフレーム（移動部材の一部）、６２…Ｘ方向支持用エ
アパッド（ガイド機構の一部、軸受け）、６４Ａ、６４
Ｂ…リニアモータ、７４…レチクルレーザ干渉計（干渉
計）、８０…主制御装置（制御装置）、８２…レチクル
駆動装置（駆動装置）、８４…駆動装置、９４…ＸＹ方
向移動ユニット（移動部材）、１１０…ガイド部材（ガ
イド機構の一部）、１１６…Ｙリニアモータ（リニアモ
ータ）、１１８…板ばね（第１の弾性部材）、１１８
ｂ、１１８ｃ…エアパッド（ガイド機構の一部、軸受
け）、１１９…板ばね（第１の弾性部材）、１２０…Ｘ
Ｙステージ（ステージ）、１２２Ａ〜１２２Ｄ…反力キ
ャンセル用アクチュエータ（反力キャンセル機構）、１
２３Ａ〜１２３Ｄ…反力キャンセル用アクチュエータ
（反力キャンセル機構）、１３２…試料台支持棒（試料
台支持部材）、１３４…ボイスコイルモータ（駆動機
構）、１３８…試料台、１４２Ａ〜１４２Ｃ…板ばね
（第２の弾性部材）、１４６…ウエハレーザ干渉計シス
テム（干渉計、位置計測システム）、１５０…ピエゾ素
子（アクチュエータ）、ＲＳＴ…レチクルステージ（ス
テージ、マスクステージ）、Ｒ…レチクル（マスク）、
Ｗ…ウエハ（基板）、ＷＳＴ１…ウエハステージ（第１
基板ステージ）、ＷＳＴ２…ウエハステージ（第２基板
ステージ）。

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステージを駆動装置により所定の移動面
   に沿って駆動するステージ装置であって、 防振機構により支持され、前記ステージを移動可能に支
   持するベース部材を含む第１ユニットと；前記第１ユニ
   ットとは振動に関して独立し、前記駆動装置を支持する
   支持部材を含む第２ユニットと；前記駆動装置と前記ス
   テージとを連結するとともに、前記ステージの移動面内
   方向の剛性が前記移動面に直交する方向の剛性に比べて
   高い第１の弾性部材とを備えることを特徴とするステー
   ジ装置。
2. 【請求項２】 前記駆動装置は、前記ステージを前記移
   動面に沿って２次元方向に駆動することを特徴とする請
   求項１に記載のステージ装置。
3. 【請求項３】 前記ステージの駆動により、前記第２ユ
   ニットに生ずる反力をキャンセルするためのカウンタフ
   ォースを、前記第２ユニットに与える反力キャンセル機
   構を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のステ
   ージ装置。
4. 【請求項４】 前記反力キャンセル機構は、前記カウン
   タフォースをフィードフォワード的に与えることを特徴
   とする請求項３に記載のステージ装置。
5. 【請求項５】 前記駆動装置は、前記第１の弾性部材に
   より前記ステージと連結された移動部材と、前記移動部
   材に設けられた可動子を有し、前記移動部材を少なくと
   も第１方向に駆動するリニアモータと、前記第１方向に
   直交する方向の前記移動部材の移動を規制し、前記第１
   方向に案内するガイド機構とを有することを特徴とする
   請求項１に記載のステージ装置。
6. 【請求項６】 前記ガイド機構は、前記支持部材に接続
   されたガイド部材と、該ガイド部材に対して所定のクリ
   アランスを介して前記移動部材を支持する軸受けとを備
   えることを特徴とする請求項５に記載のステージ装置。
7. 【請求項７】 前記軸受けは、気体静圧軸受け及び磁気
   軸受けのいずれかであることを特徴とする請求項６に記
   載のステージ装置。
8. 【請求項８】 前記ステージとして、独立に移動可能な
   第１のステージ及び第２のステージが設けられ、 前記駆動装置は、前記第１、第２のステージのそれぞれ
   に前記第１の弾性部材により連結された第１、第２の移
   動部材と、前記第１、第２のステージにそれぞれ対応し
   て設けられた前記リニアモータ及び前記ガイド機構とを
   備えることを特徴とする請求項５に記載のステージ装
   置。
9. 【請求項９】 前記ベース部材は、三角形の各頂点位置
   で３点支持され、 前記駆動装置は、前記支持部材により前記三角形にほぼ
   重なる長方形の各頂点位置で４点支持されていることを
   特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
10. 【請求項１０】 前記防振機構にて支持された前記第１
    ユニット側に固定され、前記ステージの位置を計測する
    干渉計を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の
    ステージ装置。
11. 【請求項１１】 前記ステージの上方に配置された試料
    台と；前記ステージ上に配置され、前記試料台を前記移
    動面に直交する方向及び前記移動面に対する傾斜方向に
    駆動する駆動系と；前記ステージ上に突設された少なく
    とも３本の試料台支持部材と；前記試料台支持部材の先
    端面と前記試料台の上面とがほぼ同一面となる状態で、
    前記各試料台支持部材と前記試料台とを連結するととも
    に、前記ステージの移動面内方向の剛性が前記移動面に
    直交する方向の剛性に比べて高い第２の弾性部材とを更
    に備えることを特徴とする請求項５に記載のステージ装
    置。
12. 【請求項１２】 前記駆動系は、前記試料台の異なる３
    点をそれぞれ支持するとともに、各支持点を前記移動面
    に直交する方向に独立して駆動する駆動機構を有するこ
    とを特徴とする請求項１１に記載のステージ装置。
13. 【請求項１３】 前記第１の弾性部材に接続され、当該
    第１の弾性部材に前記移動面内方向の力を付与するアク
    チュエータを更に備えることを特徴とする請求項１１に
    記載のステージ装置。
14. 【請求項１４】 前記試料台の前記移動面内の位置を計
    測する位置計測システムと；前記試料台の前記移動面に
    対する傾斜方向の駆動に際し、前記試料台の傾斜駆動に
    起因して前記位置計測システムの計測値に生じるコサイ
    ンθ誤差が補正されるように前記アクチュエータを制御
    する制御装置とを更に備えることを特徴とする請求項１
    ３に記載のステージ装置。
15. 【請求項１５】 前記試料台の駆動時に前記第１の弾性
    部材の変形により前記ステージ側に作用するストレスを
    キャンセルすべく、前記アクチュエータを制御する制御
    装置を更に備えることを特徴とする請求項１３に記載の
    ステージ装置。
16. 【請求項１６】 前記アクチュエータは、ピエゾ素子で
    あることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか一項
    に記載のステージ装置。
17. 【請求項１７】 マスクに形成されたパターンを基板上
    に転写する露光装置であって、 前記マスクを保持するマスクステージとして、請求項
    １、５、６、７、８、１０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備えることを特徴とする
    露光装置。
18. 【請求項１８】 マスクに形成されたパターンを基板上
    に転写する露光装置であって、 前記基板を保持する基板ステージとして、請求項１〜１
    ６のいずれか一項に記載のステージ装置を構成するステ
    ージを備えることを特徴とする露光装置。
19. 【請求項１９】 マスクを載置するマスクステージと、
    基板を載置する基板ステージとを備え、前記マスクのパ
    ターンを前記基板に転写する露光装置において、 前記マスクステージ及び前記基板ステージの少なくとも
    一方のステージを移動可能に支持するベース部材を含む
    第１ユニットと；前記ベース部材に支持される前記ステ
    ージを駆動する第１駆動部分と第２駆動部分とを有する
    駆動装置と；前記第１ユニットとは振動に関して独立
    し、前記駆動装置を支持する支持部材を含む第２ユニッ
    トと；前記ステージの位置を検出する位置検出装置と；
    前記位置検出装置の検出結果に基づいて、前記ステージ
    を駆動する際の前記第１駆動部分と前記第２駆動部分と
    の推力分配率を制御する制御装置とを備えることを特徴
    とする露光装置。
20. 【請求項２０】 前記第１駆動部分と前記第２駆動部分
    とは、前記ステージを挟み込むように配設されることを
    特徴とする請求項１９に記載の露光装置。
21. 【請求項２１】 前記基板ステージとして、第１の基板
    を載置する第１基板ステージと、該第１基板ステージと
    は独立して配設され、前記第１の基板とは異なる第２の
    基板を載置する第２基板ステージとが設けられているこ
    とを特徴とする請求項１９に記載の露光装置。