JP2001118773A

JP2001118773A - ステージ装置及び露光装置

Info

Publication number: JP2001118773A
Application number: JP29489099A
Authority: JP
Inventors: Seibun Ri; 世文李
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-10-18
Filing date: 1999-10-18
Publication date: 2001-04-27
Also published as: US6417914B1; KR20010040094A; TW511144B; SG83821A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ステージの移動に伴う装置の重心移動や変形
による振動を低減する。【解決手段】第１ステージＷＳＴ１及び第２ステージ
ＷＳＴ２の少なくとも１つの移動によって引き起こされ
るステージ装置４０の重心の移動及び反力を、移動部材
ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂が移動することに
よって相殺される。そして、移動部材ＤＭＸ₁，ＤＭ
Ｘ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂の移動によって相殺しきれなか
ったステージ装置４０の重心の移動及び反力が、ベース
４２が移動することによって完全に相殺される。すなわ
ち、第１ステージＷＳＴ１及び第２ステージＷＳＴ２の
少なくとも１つが移動しても、ステージ装置４０の重心
は移動せず、また、反力も確実にキャンセルされる。

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、さらに詳しくは、２つの物体をそれぞ
れ保持する２つのステージを含むステージ装置、及び該
ステージ装置を備えた露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子等
を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレ
チクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成された
パターンを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、ウエハステージでは、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】上記のステッパ等の露光装置における処理
では、まず、ウエハローダを使ってウエハをウエハステ
ージ上にロードするウエハロード工程が行なわれた後、
ウエハ上の各ショット領域の位置を求めるアライメント
工程が行なわれる。かかるアライメント工程は、通常、
ウエハの外形を基準としたり、あるいは、ウエハ上のサ
ーチアライメントマークを検出することにより行なわれ
るサーチアライメント工程と、該サーチアライメント工
程に引き続いて行われ、ウエハ上の各ショット領域の位
置を正確に求めるファインアライメント工程とを含んで
いる。このファインアライメント工程は、一般にＥＧＡ
（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式が用
いられ、この方式は、ウエハ内の複数のサンプルショッ
トを選択しておき、当該サンプルショットに付設された
アライメントマーク（ウエハマーク）の位置を順次計測
し、この計測結果とショット配列の設計値とに基づい
て、いわゆる最小自乗法等による統計演算を行なって、
ウエハ上の全ショット配列データを求めるものであり
（特開昭６１−４４４２９号公報等参照）、高スループ
ットで各ショット領域の座標位置を比較的高精度に求め
ることができる。

【０００５】次いで、上述したＥＧＡ方式等により求め
た各ショット領域の座標位置と予め計測したベースライ
ン量とに基づいて露光位置にウエハ上の各ショット領域
を順次位置決めしつつ、投影光学系を介してレチクルの
パターン像をウエハ上に転写する露光工程が行なわれた
後、露光処理されたウエハステージ上のウエハをウエハ
アンローダを使ってウエハアンロードさせるウエハアン
ロード工程が行なわれる。なお、ウエハアンロード工程
は、露光処理を行なうウエハの上記のウエハロード工程
ととともに、ウエハ交換工程を構成する。

【０００６】このように、露光装置では、各ウエハに着
目した場合、ウエハ交換→アライメント→露光→ウエハ
交換……のように、大きく３つの動作が時間順に繰り返
し行なわれる。かかる露光装置における処理を１つのウ
エハテーブルを用いて行った場合には、ウエハ１枚あた
りの処理時間Ｔ_Tは、ウエハ交換時間をＴ₁、アライメン
ト時間をＴ₂、及び露光時間をＴ₃とすると、Ｔ_T＝Ｔ₁＋Ｔ₂＋Ｔ₃ …（１）となる。なお、ウエハ交換時間Ｔ₁は、アライメント時
間Ｔ₂や露光時間Ｔ₃と比べて短いものであり、ウエハ１
枚あたりの処理時間Ｔ_Tの大半は、アライメント時間Ｔ₂
及び露光時間Ｔ₃が占めている。

【０００７】ところで、ステッパ等の露光装置は、半導
体デバイス等の量産装置であることから、生産性（スル
ープット）の向上が必然的に要請される。かかる要請に
応じて、２つの基板テーブルを使用するとともに、これ
ら２つの基板テーブルを独立駆動する資源を投入し、上
記のアライメント工程と露光工程とを並行動作させる露
光装置が、例えば特開平１０−２１４７８３号公報等で
提案されている（以下、「従来例」という）。かかる装
置によれば、ウエハ１枚あたりの処理時間Ｔ_T’は、Ｔ_T’＝ＭＡＸ［Ｔ₁＋Ｔ₂，Ｔ₃］ …（２）となり、基板テーブルが１つの場合と比べて大幅にスル
ープットが向上する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】近年、半導体デバイス
の生産にあたって、そ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傾向にあり、大型化したウエハ
ステージの更なる高加速度駆動が要請されるようになっ
ている。すなわち、ウエハステージの重量化が進むとと
もに、重量化したウエハステージの駆動力を益々大きく
することが求められている。

【０００９】ウエハステージの重量化は、ウエハステー
ジの移動に伴って該ウエハステージを含むステージ装置
の重心移動の増加を招き、ステージ装置を含む露光装置
において大きな偏加重を引き起こすことになる。かかる
大きな偏加重の発生は、露光装置の変形を引き起こすこ
とになる。なお、例えばウエハステージが往復移動をす
ると露光装置全体が振動することになる。

【００１０】また、ウエハステージを大きな駆動力で駆
動すると、その反力によって露光装置全体の変形や振動
を引き起こすことになる。

【００１１】また、上述の従来例の手法はスループット
向上のためには優れた手法であるが、ウエハステージの
大型化・重量化と、それに対応して大きな駆動力で２つ
のウエハステージをそれぞれ独立に駆動する場合を考え
ると、ウエハステージが１つの場合と比べて、露光装置
の変形や振動が更に大きくなることも生じ得る。

【００１２】一方、半導体デバイスの高集積化に伴い、
デバイスルール（実用最小線幅）は年々微細化してお
り、パターンの転写精度を向上することが求められてい
る。かかるパターンの転写精度の向上の要請に対して、
上記の露光装置の変形や振動は、パターンの転写精度を
低下させる要因として作用する。すなわち、今後、パタ
ーンの転写精度の向上とスループットの向上とを両立さ
せることが困難となってきている。

【００１３】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、２つのステージを独立に駆動し
つつ、ステージの駆動によって生ずる重心の移動や反力
に起因する振動の影響を低減する新たなステージ装置を
提供することにある。

【００１４】本発明の第２の目的は、パターンの転写精
度を向上しつつ、スループット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】本発明のステージ装置
は、ベース（４２）に移動可能に支持された第１ステー
ジ（ＷＳＴ１）及び第２ステージ（ＷＳＴ２）を備える
ステージ装置において、前記ベースに移動可能に支持さ
れ、前記第１ステージ及び前記第２ステージの少なくと
も１つの移動に伴う前記ステージ装置の重心の移動を相
殺するように移動する移動部材（ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，Ｄ
ＭＹ₁，ＤＭＹ₂）を備えることを特徴とする。ここで、
重心の移動の相殺には、重心の移動を完全に相殺するこ
とが含まれるとともに、重心の移動の一部相殺すなわち
重心位置の移動量の低減も含まれている。

【００１６】これによれば、第１ステージ及び第２ステ
ージの少なくとも１つの移動によって引き起こされるス
テージ装置の重心の移動が、移動部材が移動することに
よって相殺される。すなわち、第１ステージ及び第２ス
テージの少なくとも１つが移動したときにおけるステー
ジ装置の重心の移動が防止される。したがって、ステー
ジ装置の初期の状態と比べて、外部の部材に対して偏加
重を発生させることを防止することができる。

【００１７】本発明のステージ装置では、前記ベースを
移動可能に支持するベース支持部材（４１）を更に備え
る構成とすることができる。かかる場合には、移動部材
の移動によって相殺しきれなかったステージ装置の重心
の移動が、ベースが移動することによって完全に相殺さ
れる。

【００１８】本発明のステージ装置では、第１ステージ
の駆動、第２ステージの駆動、又は移動部材の駆動にあ
たって、ベースに対して第１ステージ、第２ステージ、
又は移動部材を駆動し、かかる駆動の反力がベースに作
用する構成とすることができる。かかる場合には、前記
ベースが、前記第１ステージ及び前記第２ステージの少
なくとも１つの移動によって発生する反力と、前記移動
部材の移動によって発生する反力との合力によって、前
記ベース支持部材上を移動する構成とすることができ
る。こうした構成とし、ベースとベース支持部材との間
の摩擦を低減することにより、ステージ装置の重心の移
動を防止することができる。

【００１９】また、本発明のステージ装置では、前記移
動部材が、互いに独立して移動可能な複数の質量体を含
む構成とすることができる。かかる場合には、第１ステ
ージ又は第２ステージの移動に応じて、複数の質量体の
移動を調整することにより、ステージ装置の重心の移動
を相殺することができる。また、第１ステージ、第２ス
テージ、又は移動部材の駆動によってベースに反力が作
用する構成となっている場合には、第１ステージ又は第
２ステージの駆動力及びベースに対する相対位置に応
じ、複数の質量体のベースに対する相対位置に応じて駆
動力を調整することにより、ベースに作用する反力の和
をほぼ０とすることができる。

【００２０】なお、第１ステージ、第２ステージ、及び
複数の質量体のそれぞれとベースとの摩擦が十分に小さ
ければ、上記のステージ装置の重心移動の相殺と、ベー
スに作用する反力の相殺の双方を同時に行うことができ
る。かかる摩擦力が十分に小さなベースによる第１ステ
ージ、第２ステージ、及び複数の質量体の支持方式とし
ては、例えばエアー浮上方式や磁気浮上方式等がある。

【００２１】第１ステージ、第２ステージ、及び複数の
質量体が所定の移動面に沿って２次元移動し、複数の質
量体それぞれが任意の２次元方向に駆動可能な場合に
は、質量体の数が２個以上あれば、ステージ装置の重心
の移動を相殺することができる。また、第１ステージ、
第２ステージ、又は移動部材の駆動によってベースに反
力が作用する構成となっている場合には、所定の移動面
と平行な２次元並進力又は２次元回転力として作用する
反力の和をほぼ０とすることができる。さらに、第１ス
テージ、第２ステージ、及び複数の質量体の駆動によっ
てベースに作用する反力が同一の平面上の力であれば、
３次元的な回転力も含めて反力の和を０とすることがで
きる。

【００２２】また、第１ステージ、第２ステージ、及び
複数の質量体が所定の移動面に沿って２次元移動し、複
数の質量体それぞれの駆動が、全て互いに平行な方向の
駆動ではない場合には、質量体の数が３個以上あれば、
ステージ装置の重心の移動を相殺することができる。ま
た、第１ステージ、第２ステージ、又は移動部材の駆動
によってベースに反力が作用する構成となっている場合
には、所定の移動面と平行な２次元並進力又は２次元回
転力として作用する反力の和をほぼ０とすることができ
る。さらに、第１ステージ、第２ステージ、及び複数の
質量体の駆動によってベースに作用する反力が同一の平
面上の力であれば、３次元的な回転力も含めて反力の和
を０とすることができる。

【００２３】また、本発明のステージ装置では、前記第
１ステージに固定された第１可動子（５０Ｗ₁）と、前
記ベースに固定された第１固定子（６０）とを含み、第
１可動子を電磁相互作用によって駆動する第１駆動装置
と；前記第２ステージに固定された第２可動子（５０Ｗ
₂）と、前記ベースに固定された第２固定子（６０）と
を含み、第２可動子を電磁相互作用によって駆動する第
２駆動装置とを備える構成とすることができる。かかる
場合には、第１ステージ及び第２ステージを高速かつ制
御性良く移動させることができる。なお、第１駆動装置
及び第２駆動装置として平面モータを採用したときに
は、第１固定子と第２固定子とを一体的に構成すること
ができる。

【００２４】また、本発明のステージ装置では、前記移
動部材に固定された第３可動子（５０ＤＸ₁，５０Ｄ
Ｘ₂，５０ＤＹ₁，５０ＤＹ₂）、前記ベースに固定され
た第３固定子（６０）とを含み、第３可動子を電磁相互
作用によって駆動する第３駆動装置とを備える構成とす
ることができる。かかる場合には、移動部材を高速かつ
制御性良く移動させることができる。なお、移動部材が
複数の質量体を含み、それぞれが独立駆動可能とする場
合には、第３可動子は質量体の数の可動子を含み、ま
た、第２固定子は質量体の数の固定子を含むことにな
る。なお、第３駆動装置として平面モータを採用したと
きには、移動部材が複数の質量体を含み、それぞれが独
立駆動可能とする場合であっても、全ての固定子を一体
的に構成することができる。

【００２５】さらに、第１駆動装置、第２駆動装置、及
び第３駆動装置として平面モータを採用したときには、
第１固定子、第２固定子、及び第３固定子を一体的に構
成することができる。かかる場合には、第１ステージ、
第２ステージ、及び第３ステージの駆動によってベース
に作用する反力の全てを、同一平面上の力とすることが
できる。

【００２６】本発明の露光装置は、エネルギビームによ
り基板（Ｗ１，Ｗ２）を露光して所定のパターンを前記
基板上に転写する露光装置において、前記基板を保持す
る基板ステージ装置（４０）として本発明のステージ装
置を用いたことを特徴とする。

【００２７】これによれば、露光の対象となる基板を本
発明のステージ装置によって保持して移動させつつパタ
ーン転写を行うので、基板の大型化に対応しつつ、ステ
ージ装置の重心移動に伴う露光装置の変形や振動を防止
することができる。したがって、パターンの転写精度を
向上しつつ、スループットの向上を図ることができる。
また、本発明のステージ装置における第１ステージ及び
第２ステージにそれぞれ基板を保持し、独立に移動させ
ることができるので、露光装置における処理において２
枚の基板について並行処理が可能となり、スループット
の向上を図ることができる。

【００２８】本発明の露光装置では、前記第１ステージ
に保持された第１基板及び前記第２ステージに保持され
た第２基板の内の一方に前記エネルギビームを照射して
露光することにより、前記所定のパターンを転写する露
光本体部（１０，ＰＬ，３０）と；前記第１基板及び前
記第２基板の内の他方の表面に形成された区画領域の配
列座標を検出するアライメント部（ＡＬＧ１，ＡＬＧ
２）と；前記第１ステージの位置を検出する第１位置検
出装置）と；前記第２ステージの位置を検出する第２位
置検出装置とを備え、前記第１ステージ及び前記第２ス
テージの内の一方が所定パターンの転写位置に対して位
置決めされ、前記第１ステージ及び前記第２ステージの
内の他方がアライメント部に対して位置決めされる構成
とすることができる。かかる場合には、第１位置検出装
置による第１ステージの位置の検出結果に基づいて、一
方の基板を露光本体部に対して位置決めしつつ、パター
ンの転写を行う第１の基板に関する露光工程と、第２位
置検出装置による第２ステージの位置の検出結果に基づ
いて、他方の基板をアライメント部に対して位置決めし
つつ、他方の基板の表面に形成された区画領域の配列座
標を検出するアライメント工程とを並行させて実行する
ことができる。したがって、パターンの転写精度を向上
しつつ、露光装置のスループットを大幅に向上させるこ
とができる。

【００２９】なお、ステージ装置における移動部材の位
置を検出する検出装置を更に備えていることが好まし
い。かかる場合には、重心の移動を精度良く相殺するこ
とができる。また、移動部材が位置に応じて駆動のため
の制御量が変化する場合には、移動部材の位置に応じた
駆動制御をすることにより、所望の態様で移動部材を駆
動することができる。

【００３０】ここで、前記第１位置検出装置は、前記第
１ステージに固設された第１光学部材（５７）と、前記
第１光学部材に向けて光を照射するとともに、前記第１
光学部材からの反射光を受光して、前記第１ステージの
位置を検出する第１干渉計システム（５８₁）を備え、
前記第２位置検出装置は、前記第２ステージに固設され
た第２光学部材（５７）と、前記第２光学部材に向けて
光を照射するとともに、前記第２光学部材からの反射光
を受光して、前記第２ステージの位置を検出する第２干
渉計システム（５８₂）を備える構成とすることができ
る。かかる場合には、第１干渉計システム及び第２干渉
計システムによって、非常に精度良く第１ステージの位
置（ひいては第１基板の位置）及び第２ステージの位置
（ひいては第２基板の位置）を検出することができるの
で、パターンの転写を高精度に行うことができる。

【００３１】なお、移動部材の位置検出にも干渉計シス
テムを使用することが好ましい。かかる場合には、重心
の移動を非常に精度良く相殺することができる。また、
移動部材が位置に応じて駆動のための制御量が変化する
場合には、移動部材の位置に応じた駆動制御をすること
により、非常に精度良く移動部材を駆動することができ
る。

【００３２】また、本発明の露光装置では、前記露光本
体部が、前記所定のパターンが形成され、前記エネルギ
ビームが照射されるマスク（Ｒ）を保持して移動するマ
スクステージ装置（３０）と；前記マスクを介したエネ
ルギビームにより前記所定のパターンを結像する投影光
学系（ＰＬ）とを備える構成とすることができる。かか
る場合には、マスクに形成されたパターンを、精度及び
スループットを向上して基板に転写することができる。

【００３３】ここで、前記マスクステージ装置は、前記
マスクを保持して移動するマスクステージ（ＲＳＴ）
と；前記マスクステージを移動可能に保持し、前記マス
クステージの移動による反力によって移動するマスクス
テージベース（３１）とを備える構成とすることができ
る。かかる場合には、マスクの移動にあたってのマスク
ステージの移動によるマスクステージ装置の重心の移動
が、マスクステージベースの移動によって相殺される。
したがって、マスクの移動に伴う露光装置の変形や振動
が防止されるので、マスクの高速移動が可能となり、マ
スクに形成されたパターンを精度及びスループットを向
上して基板に転写することができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図１１に基づいて説明する。図１には、一実施形態に
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、いわゆるステップ・アン
ド・スキャン露光方式の走査型露光装置である。

【００３５】この露光装置１００は、照明系１０、マス
クとしてのレチクルＲを保持するマスクステージとして
のレチクルステージＲＳＴを含むレチクルステージ装置
３０、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つのステージとしてウエハステージＷＳＴ１，Ｗ
ＳＴ２を含むステージ装置としてのウエハステージ装置
４０、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アライメント部としての
２つのアライメント検出系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２、及びこ
れらの制御系等を備えている。なお、照明系１０、レチ
クルステージ装置３０、及び投影光学系ＰＬを含んで露
光装置本体部が構成されている。

【００３６】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、結像レンズ系、及び折り
曲げミラー等（いずれも不図示）から構成され、照度分
布のほぼ均一な露光用照明光ＩＬを射出する。そして、
この照明光ＩＬが、レチクルＲ上の矩形（あるいは円弧
状）の照明領域を均一な照度で照明する。ここで、露光
用照明光の光源としては、例えば超高圧水銀ランプから
の紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線）や、ＫｒＦエキシマレー
ザ光源（発振波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ
光源（発振波長１９３ｎｍ）、あるいはＦ₂レーザ光源
（発振波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ₂（クリプトンダイマ）
レーザ光源（発振波長１４６ｎｍ）、Ａｒ₂（アルゴン
ダイマ）レーザ光源（発振波長１２６ｎｍ）、金属蒸気
レーザ光源、ＹＡＧレーザの高調波発生装置等を使用す
ることができる。

【００３７】前記レチクルステージ装置３０は、平面視
（図２参照）で長方形のレチクルベース３１と、レチク
ルベース３１の上面に設けられ、前記レチクルステージ
ＲＳＴをＹ軸方向に駆動する１対のリニアモータ３２
Ａ，３２Ｂとを備えている。

【００３８】レチクルベース３１は、床面Ｆ上に、複数
（ここでは４つ）の防振ユニット２１Ａ，２１Ｂ，２１
Ｃ，２１Ｄ（但し、図１では紙面奥側の防振ユニット２
１Ｃ、２１Ｄは図示せず）を介して立設された４本の柱
２２によって水平に保持されたベース支持盤２３上で、
水平移動可能に支持されている。すなわち、レチクルベ
ース３１の下面には、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ベース３１
がベース支持盤２３上方に非接触で浮上支持されてい
る。なお、防振ユニット２１Ａ〜２１Ｄとしては、例え
ば柱２２あるいはベース支持盤２３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積極的に制振
するいわゆるアクティブ防振装置が用いられ、床面Ｆか
ら伝達される微振動をマイクロＧレベルで絶縁してい
る。

【００３９】前記リニアモータ３２Ａは、図２に示され
るように、レチクルベース３１上面の＋Ｘ側に、Ｙ軸方
向を長手方向として固定された断面コ字状の固定子３３
Ａと、該固定子３３Ａに係合する状態でレチクルステー
ジＲＳＴの＋Ｘ側に突設された可動子３４Ａとを備えて
いる。また、前記リニアモータ３２Ｂは、レチクルベー
ス３１上面の−Ｘ側に、Ｙ軸方向を長手方向として固定
された断面コ字状の固定子３３Ｂと、該固定子３３Ｂに
係合する状態でレチクルステージＲＳＴの−Ｘ側に突設
された可動子３４Ｂとを備えている。これらのリニアモ
ータ３２Ａ、３２Ｂ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力駆動方式のリニアモータが
用いられているが、リニアモータ３２Ａ、３２Ｂとし
て、ムービングマグネット型のリニアモータを用いるこ
とも可能である。

【００４０】なお、可動子３４Ａ，３４Ｂ及びレチクル
ステージＲＳＴの自重を支えるため、可動子３４Ａ，３
４Ｂのレチクルベース３１対向面には不図示のエアーパ
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ＲＳＴがレチクルベース３１上方に非接
触で浮上支持されている。また、レチクルベース３１上
には、可動子３４Ａ，３４Ｂの移動（ひいてはレチクル
ステージＲＳＴの移動）をＹ軸方向に案内し、Ｘ軸方向
の移動を拘束するための不図示のＹガイドが設けられて
いるが、可動子３４Ａ，３４ＢのＹガイド対向面には不
図示のエアーパッドが設けられている。

【００４１】前記レチクルステージＲＳＴは、リニアモ
ータ３２Ａ，３２Ｂ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ＲＣと、このレチク
ル粗動ステージＲＣ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３５Ｘ１，３５Ｘ２及びＹ
軸微動モータ３５Ｙ１，３５Ｙ２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ＲＦとを備えてい
る。レチクル微動ステージＲＦ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レチクルＲが保持さ
れている。

【００４２】図１に戻り、レチクルステージＲＳＴ上に
は位置検出装置であるレチクルレーザ干渉計（以下、
「レチクル干渉計」という）３７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３
７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３７は、ベース支持盤
２３上に固定されている。また、このレチクル干渉計３
７の参照鏡（固定鏡）は、図示は省略されているが、後
述する投影光学系ＰＬの鏡筒部に固定されている。レチ
クル干渉計３７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９１及びこれを介
して主制御装置９０に送られ、ステージ制御系９１では
主制御装置９０からの指示に応じてレチクルステージＲ
ＳＴの位置情報に基づいて、リニアモータ３２Ａ，３２
Ｂ及びボイスコイモータ３５Ｘ１，３５Ｘ２，３５Ｙ
１，３５Ｙ２を介してレチクルステージＲＳＴ（すなわ
ち、レチクル粗動ステージＲＣ及びレチクル微動ステー
ジＲＦ）を駆動する。

【００４３】ここで、実際には、図２に示されるよう
に、レチクルステージＲＳＴ上には、レチクル粗動ステ
ージＲＣに設けられた、レチクル粗動ステージＲＣの走
査方向であるＹ軸方向の位置を検出するための移動鏡３
６Ｙ３と、レチクル微動ステージＲＦに設けられた、レ
チクル微動ステージＲＦのＹ軸方向の位置及びＺ軸回り
の回転を検出するための移動鏡３６Ｙ１，３６Ｙ２並び
にレチクル微動ステージＲＦの非走査方向であるＸ軸方
向の位置を検出するための移動鏡３６Ｘが設けられてい
るが、図１では、これらが代表的に移動鏡３６として示
されている。また、上記の４つの移動鏡に応じて不図示
の４個のレチクル干渉計が用いられるが、図１では、こ
れらが代表的にレチクル干渉計３７として示されてい
る。

【００４４】前記投影光学系ＰＬは、レチクルステージ
ＲＳＴの図１における下方に、後述するコラム２５に固
定されて配置され、その光軸ＡＸ０（照明系１０の光軸
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は所定
の投影倍率、例えば１／４、１／５、あるいは１／６を
有する。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（Ｗ
１又はＷ２）上の照明領域に共役な露光領域に形成され
る。

【００４５】前記コラム２５は、床面Ｆ上に、複数（こ
こでは４つ）の防振ユニット２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、
２６Ｄ（但し、図１では紙面奥側の防振ユニット２６
Ｃ、２６Ｄは図示せず）を介して立設された４本の柱２
７と、これら４本の柱２７によって水平に保持された鏡
筒定盤２８とによって構成されている。ここで、防振ユ
ニット２６Ａ〜２６Ｄは、上述の防振ユニット２１Ａ〜
２１Ｄと同様に構成され、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。

【００４６】鏡筒定盤２８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２８に固定されてい
る。

【００４７】前記アライメント検出系ＡＬＧ１，ＡＬＧ
２は、図１及び図３を総合して示されるように、鏡筒定
盤４８によって、投影光学系ＰＬのＸ軸方向の両側にそ
れぞれ保持されている。ここで、アライメント検出系Ａ
ＬＧ１はＺ軸方向と平行な光軸ＡＸ１を有し、また、ア
ライメント検出系ＡＬＧ２はＺ軸方向と平行な光軸ＡＸ
２を有している。これらのアライメント検出系ＡＬＧ
１，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すなわちＦＩＡ（ Filed Image Ali
gnment）センサが用いられている。

【００４８】なお、アライメント検出系ＡＬＧ１，ＡＬ
Ｇ２では、ＦＩＡセンサに替えてＬＳＡ（Laser Step A
lignment）センサ、ＬＩＡ（Laser Interferometric Al
ignment ）センサを使用することも可能であるし、ま
た、ＦＩＡセンサ、ＬＳＡセンサ、及びＬＩＡセンサの
任意の組合わせを使用することも可能である。

【００４９】本実施形態では、アライメント検出系ＡＬ
Ｇ１，ＡＬＧ２を使用して、ウエハ上の３点の一次元マ
ークの位置を検出してウエハの概略位置計測を行なうい
わゆるサーチアライメントや、ウエハ上の各ショット領
域の正確な位置計測を行なうファインアライメント等を
行なっている。

【００５０】この場合、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
られる。また、他方のアライメント検出系ＡＬＧ２は、
ウエハＷ２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、主制御装置９０に供給されるようになってい
る。

【００５１】前記ウエハステージ装置４０は、床面Ｆに
固定されたベース支持部材としてのウエハベース支持盤
４１と、該ウエハベース支持盤４１上に不図示の空気軸
受けを介して浮上支持されたベースとしてのウエハベー
ス４２と、ウエハベース４２に組み込まれた固定子６０
と、ウエハベース４２上に不図示の空気軸受けを介して
浮上支持されたウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２及び
質量体としての移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，Ｄ
ＭＹ₂（但し、図１では紙面奥側の移動体ＤＭＸ ₂は図示
せず、図３参照）と、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ
２に固定された第１及び第２可動子としての可動子５０
Ｗ₁，５０Ｗ₂並びに移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭ
Ｙ₁，ＤＭＹ₂に固定された可動子５０ＤＸ₁，５０Ｄ
Ｘ₂，５０ＤＹ₁，５０ＤＹ₂とを備えている。なお、移
動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ ₂によって移動
部材が構成されている。また、固定子６０及び可動子５
０Ｗ₁から第１駆動装置（ここでは、平面モータ）が構
成され、また、固定子６０及び可動子５０Ｗ₂から第２
駆動装置（ここでは、平面モータ）が構成されている。
さらに、可動子５０ＤＸ₁，５０ＤＸ₂，５０ＤＹ₁，５
０ＤＹ₂から第３可動子が構成され、また、固定子６０
及び可動子５０ＤＸ₁，５０ＤＸ₂，５０ＤＹ₁，５０Ｄ
Ｙ₂から第３駆動装置（ここでは、４つのリニアモー
タ）が構成されている。

【００５２】前記ウエハベース４２の底面には、不図示
のエアパッド（例えば、真空予圧型空気軸受け）が複数
ヶ所に設けられており、このエアパッドの空気噴き出し
力と真空予圧力とのバランスにより例えば数ミクロンの
間隔を保った状態で、ウエハベース支持盤４１上に、Ｘ
Ｙ２次元方向に移動可能に浮上支持されている。また、
ウエハベース４２上面には、可動子５０ＤＸ₁，５０Ｄ
Ｘ₂それぞれの移動をＸ軸方向に案内し、Ｙ軸方向への
移動を拘束する不図示のＸガイドが設けられ、また、可
動子５０ＤＹ₁，５０ＤＹ₂それぞれの移動をＹ軸方向に
案内し、Ｘ軸方向への移動を拘束する不図示のＹガイド
が設けられている。

【００５３】前記ウエハステージＷＳＴ１上に、ウエハ
Ｗ１が例えば真空吸着又は静電吸着によって固定されて
いる。また、このウエハステージＷＳＴ１上には第１位
置検出装置としてのウエハレーザ干渉計（以下、「ウエ
ハ干渉計」という）５８₁からのレーザビームを反射す
る移動鏡５７が固定され、コラム２５に固定された前記
ウエハ干渉計５８₁により、ウエハステージＷＳＴ１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。ここで、実際には、図３に示さ
れるように、ウエハステージＷＳＴ１上には走査方向で
あるＹ軸方向に直交する反射面を有する移動鏡５７Ｙ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５７Ｘとが設けられ、ウエハ干渉計５８₁は走査方
向に１軸、非走査方向には２軸設けられているが、図１
ではこれらが代表的に移動鏡５７、ウエハ干渉計５８₁
として示されている。ウエハステージＷＳＴ１の位置情
報（又は速度情報）はステージ制御系９１及びこれを介
して主制御装置９０に送られ、ステージ制御系９１では
主制御装置９０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、固定子６０と可動子５０Ｗ₁と
から構成される平面モータ装置を介してウエハステージ
ＷＳＴ１のＸＹ面内の移動を制御する。

【００５４】前記ウエハステージＷＳＴ２上に、ウエハ
Ｗ２が例えば真空吸着又は静電吸着によって固定されて
いる。また、このウエハステージＷＳＴ２上には第２位
置検出装置としてのウエハレーザ干渉計（以下、「ウエ
ハ干渉計」という）５８₂からのレーザビームを反射す
る移動鏡５７が固定され、コラム２５に固定された前記
ウエハ干渉計５８₂により、ウエハステージＷＳＴ２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。ここで、上記のウエハステージ
ＷＳＴ１の場合と同様に、実際には、図３に示されるよ
うに、ウエハステージＷＳＴ２上にはＹ軸方向に直交す
る反射面を有する移動鏡５７Ｙ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５７Ｘとが設けら
れ、ウエハ干渉計５８₂は走査方向に１軸、非走査方向
には２軸設けられているが、図１ではこれらが代表的に
移動鏡５７、ウエハ干渉計５８₂として示されている。
ウエハステージＷＳＴ２の位置情報（又は速度情報）は
ステージ制御系９１及びこれを介して主制御装置９０に
送られ、ステージ制御系９１では主制御装置９０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、固定子６０と可動子５０Ｗ₂とから構成される平面
モータ装置を介してウエハステージＷＳＴ２のＸＹ面内
の移動を制御する。

【００５５】前記移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂上には、Ｘ軸
に直交する不図示の移動鏡が設けられており、これらそ
れぞれに応じて不図示のレーザ干渉計がＸ軸方向に１軸
設けられており、移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂のＸ軸方向の
位置が常時検出されている。また、前記移動体ＤＭ
Ｙ₁，ＤＭＹ₂上には、Ｙ軸に直交する不図示の移動鏡が
設けられており、これらそれぞれに応じて不図示のレー
ザ干渉計がＹ軸方向に１軸設けられており、移動体ＤＭ
Ｙ₁，ＤＭＹ₂のＹ軸方向の位置が常時検出されている。
移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂の位置情報
（又は速度情報）はステージ制御系９１及びこれを介し
て主制御装置９０に送られ、ステージ制御系９１では主
制御装置９０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、固定子６０と可動子５０ＤＸ₁，
５０ＤＸ₂とから構成される２つのリニアモータを介し
て、移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂のＸ軸方向の移動を制御
し、固定子６０と可動子５０ＤＹ₁，５０ＤＹ₂とから構
成される２つのリニアモータを介して、移動体ＤＭ
Ｙ₁，ＤＭＹ₂のＹ軸方向の移動を制御する。

【００５６】更に、図１の装置には、投影光学系ＰＬの
下方に位置決めされたウエハ（図１では、ウエハＷ１）
表面の前記露光領域内部分及びその近傍の領域のＺ方向
（光軸ＡＸ方向）の位置を検出するための斜入射光式の
フォーカス検出系（焦点検出系）の一つである多点フォ
ーカス位置検出系が設けられている。この多点フォーカ
ス位置検出系は、不図示の照射光学系と受光光学系とか
ら構成されている。この多点フォーカス位置検出系の詳
細な構成等については、例えば特開平６−２８３４０３
号公報に開示されている。

【００５７】次に、ウエハステージ装置４０の各部の構
成について、図３〜図９を参照して更に詳述する。図３
には、このステージ装置３０の平面図が示され、図４に
は、図３におけるＡ−Ａ断面図が示されている。

【００５８】前記ウエハステージＷＳＴ１は、ウエハス
テージ装置の平面図である図３と、図３のＡ−Ａ断面図
（ＸＺ断面図）である図４とを総合して示されるよう
に、ウエハＷ１を載置する基板テーブル５５と、可動子
５１の上面（ベース対向面と反対側の面）設けられ、基
板テーブル５５を異なる３点で支持するボイスコイルモ
ータ等を含む支持機構５６ａ，５６ｂ，５６ｃと、支持
機構５６ａ，５６ｂ，５６ｃが設けられた板状部材５８
とを備えている。そして、板状部材５８の底面に可動子
５０Ｗ₁が固定される。ウエハステージＷＳＴ１では、
支持機構５６ａ〜５６ｃによって、基板テーブル５５の
ＸＹ面に対する傾斜及びＺ軸方向の駆動が可能になって
いる。支持機構５６ａ〜５６ｃは、図１では図示が省略
されているが、実際には不図示の駆動機構を介して図１
のステージ制御系９１によってそれぞれ独立に駆動制御
される。

【００５９】前記ウエハベース４２は、図３と図４とを
総合して示されるように、平面視で矩形状の枠部材６５
と、この枠部材６５の高さ方向の中央部に架設された磁
性体材料から成る平板状の磁性体部材６２と、枠部材６
５の上部開口を閉塞する状態で一体的に取り付けられた
セラミック等の実質的な非磁性体材料から成る平板状部
材６８とを備えている。

【００６０】前記磁性体部材６２の上面には、複数の電
機子コイル６３がマトリクス状に配置されている。な
お、図３においては、図中左上の電機子コイル６３が１
つのみ具体的な形状で表されており、他の電機子コイル
６３については単純な正方形で表されている。図４に示
されるように、これらの複数の電機子コイル６３によっ
て電機子ユニット６１が構成され、この電機子ユニット
６１と前記磁性体部材６２とによって、前述した固定子
６０が構成されている。また、電機子ユニット６１を構
成する電機子コイル６３は、図５に示されるように、一
辺の長さが３Ｌの正方形状の底面（ＸＹ平面と平行な
面）を有し、Ｚ軸と平行な中心軸ＣＸ付近でＺ方向に貫
通する中空部を有する角柱状に構成されている。この中
空部の断面形状は、一辺の長さがＬの正方形状となって
いる。この電機子コイル６３には、不図示の電流駆動装
置から電流が供給される。そして、供給された電流は、
中心軸ＣＸの周りをほぼ一様な電流密度（体積密度）で
流れる。なお、電機子コイル６３に流れる電流の電流値
及び電流方向は、ステージ制御系９１によって不図示の
電流駆動装置を介して制御される。

【００６１】なお、電機子コイル６３への電流供給によ
る電機子コイル６３の発熱に伴う電機子コイル６３、そ
の周辺部材の温度上昇や、電機子コイル６３の周辺雰囲
気の揺らぎを防止するため、本実施形態では電機子コイ
ル６３の冷却を行っている。かかる冷却は、前記平板状
部材６８と枠部材６５と磁性体部材６２とで囲まれる閉
空間を、電機子ユニット６１の電機子コイル６３を冷却
するための冷却液（冷媒）の通路とすることにより行わ
れている。すなわち、前記閉空間の一側には、不図示の
流入口が設けられ、他側には不図示の流出口（排出口）
が設けられ、不図示の冷却制御機から冷却液（例えば、
水又はフッ素不活性液体）が流入口を介して閉空間に送
り込まれ、該閉空間内部を通過するときに電機子コイル
６３との間で熱交換を行い、電機子コイル６３で発生し
た熱を吸収して高温となった冷却液が流出口を介して外
部に排出されるようになっている。

【００６２】前記可動子５０Ｗ₁は、図４に示されるよ
うに、非磁性体材料から成る磁石支持部材５２Ｗと、こ
の磁石支持部材５２Ｗの底面に所定の配列で磁石として
の永久磁石がＸＹ２次元方向に沿って配置された磁極ユ
ニット５９Ｗと、磁石支持部材５２Ｗ底面の特定の隣接
する永久磁石相互間に配置された不図示の複数の気体静
圧軸受けとしてのエアパッド（エアベアリング）とを備
えている。

【００６３】これを更に詳述すると、磁石支持部材５２
Ｗは、平面視略正方形状を有し、その底面には、図６及
び図７（Ａ）〜（Ｃ）に示されるような磁極ユニット５
９Ｗが設けられている。この磁極ユニット５９Ｗは、平
面視で全体が網目状となるように永久磁石７１Ｎ，７１
Ｓ，７２Ｎ，７３Ｎ，７３Ｓ，７４，７５が配列されて
構成されている。なお、各磁石の寸法及び磁極面の配置
は、図６及び図７（Ａ）〜（Ｃ）に示されている。ここ
で、図６は磁極ユニット５９Ｗの底面図であり、図７
（Ａ）は図６におけるＢ−Ｂ断面図であり、図７（Ｂ）
は図６におけるＣ−Ｃ断面図であり、また、図７（Ｃ）
は図６におけるＤ−Ｄ断面図である。

【００６４】以上の永久磁石７１Ｎ，７１Ｓ，７２Ｎ，
７３Ｎ，７３Ｓ，７４，７５は、図７（Ａ）〜（Ｃ）に
示されるように、それらの底面すなわちウエハベース４
２に対向する面が同一平面上になるように組み合わされ
ている。この結果、磁極ユニット５９Ｗにおける永久磁
石７１Ｎ，７１Ｓ，７２Ｎ，７３Ｎ，７３Ｓのウエハベ
ース４２の対向側とは反対側の磁極面は、永久磁石７
４，７５のウエハベース４２の対向側とは反対側の面か
ら高さＴだけ引っ込んだ状態となっており、凹部が形成
されている。そして、図７（Ａ）及び図７（Ｃ）に示さ
れるように永久磁石７１Ｎ，７１Ｓの上部の凹部には磁
性体部材７７が挿入され、永久磁石７２Ｎの上部の凹部
には磁性体部材７８が挿入され、また、永久磁石７３
Ｎ，７３Ｓの上部の凹部には磁性体部材７９が挿入され
ている。かかる磁性体部材７７〜７９の寸法は図示され
る通りであり、材料としては、例えば快削純鉄等のよう
な、透磁率が高く、飽和磁束密度が高く、かつねじ穴の
形成が容易な材料が用いられる。

【００６５】磁極ユニット５９Ｗでは、図６に示される
ように、永久磁石７４、又は永久磁石７４及び永久磁石
７５で囲まれた空間が複数個形成されている。かかる空
間のうちから選択された複数の空間に不図示のエアパッ
ドが挿入されている。なお、エアパッドは、磁石支持部
材５２Ｗにねじ止めすることも可能であるし、磁石支持
部材５２Ｗの底面部材を切削加工して一体的にエアパッ
ドを形成することも可能である。さらに、エアパッドを
接着剤（エポキシ系接着剤）で磁石支持部材５２Ｗの底
面に取り付けることも可能である。

【００６６】前記ウエハステージＷＳＴ２は、上記のウ
エハステージＷＳＴ１と同様に構成される。また、ウエ
ハステージＷＳＴ２が上面に固定される可動子５０Ｗ₂
は、上記の可動子５０Ｗ₁と同様に構成される。

【００６７】前記移動体ＤＭＸ₁は、図８に示されるよ
うに、Ｘ軸方向長さが１２Ｌの直方体状の部材である。
移動体ＤＭＸ₁の材料としては、後述する磁気回路の形
成の観点から好ましい非磁性体材料であり、かつ小型化
の観点から好ましい高密度材料が選択される。移動体Ｄ
ＭＸ₁の底面に前記可動子５０ＤＸ₁が固定されている。

【００６８】可動子５０ＤＸ₁は、Ｘ軸方向長さ１２
Ｌ、Ｙ軸方向長さ３Ｌの磁極ユニット５９Ｄと、底面部
に磁極ユニット５９Ｄを収納する凹部を有する磁石支持
部材５２Ｄと、磁石支持部材５２Ｄの底面に設けられた
不図示の複数の気体静圧軸受けとしてのエアパッド（エ
アベアリング）（以下、「Ｚエアパッド」という）と、
磁石支持部材５２Ｄの側面に設けられた不図示の複数の
気体静圧軸受けとしてのエアパッド（エアベアリング）
（以下、「Ｙエアパッド」という）とを備えている。前
記磁石支持部材５２Ｄの上面に移動体ＤＭＸ₁が固定さ
れる。また、Ｚエアパッドから前記平板状部材６８へ向
けて噴出されるエアー（気体）によって、可動子５０Ｄ
Ｘ₁が平板状部材６８と非接触となるように浮上支持さ
れる。また、前記平板状部材６８上に設けられ、可動子
５０ＤＸ₁の移動をＸ軸方向に案内とともに、Ｙ軸方向
への移動を拘束する不図示のＹガイドへ向けて、Ｙエア
パッドからエアーが噴出される。

【００６９】前記磁極ユニット５９Ｄは、図９（Ａ）及
び図９（Ｂ）に示されるように、Ｚ軸方向に沿って、永
久磁石８１Ｎ，８１Ｓ，８３Ｎ，８４が配列されて構成
されている。なお、各磁石の寸法及び磁極面の配置は、
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示されている。なお、図９
（Ａ）は磁極ユニット５９Ｄの底面図であり、図９
（Ｂ）は磁極ユニット５９ＤのＸＺ断面図である。

【００７０】以上の永久磁石８１Ｎ，８１Ｓ，８３Ｎ，
８４が、図９（Ｂ）に示されるように、それらの底面す
なわちウエハベース４２に対向する面が同一平面上にな
るように組み合わされて磁極ユニットが構成されてい
る。

【００７１】この結果、磁石体における永久磁石８１
Ｎ，８１Ｓ，８３Ｎのウエハベース４２の対向側とは反
対側の磁極面は、永久磁石８４のウエハベース４２の対
向側とは反対側の面から高さＴだけ引っ込んだ状態とな
っており、凹部が形成されている。そして、図９（Ｂ）
に示されるように永久磁石８１Ｎ，８１Ｓの上部の凹部
には磁性体部材８７が挿入されて接着剤等により固定さ
れ、また、永久磁石８３Ｎの上部の凹部には磁性体部材
８９が挿入されて接着剤等により固定されている。かか
る磁性体部材８７，８９の寸法は図示される通りであ
り、材料としては、上述の磁性体部材７７〜７９と同様
に、快削純鉄等のような、透磁率が高く、飽和磁束密度
が高く、かつねじ穴の形成が容易な材料が用いられる。

【００７２】前記移動体ＤＭＸ₂は、上記の移動体ＤＭ
Ｘ₁と同様に構成され、また、移動体ＤＭＸ₂がその上面
に固定される前記可動子５０ＤＸ₂は、上記の可動子５
０ＤＸ ₁と同様に構成される。また、前記移動体ＤＭ
Ｙ₁，ＤＭＹ₂も、上記の移動体ＤＭＸ₁におけるＸ軸方
向がＹ軸方向となることを除いて移動体ＤＭＸ₁と同様
に構成され、また、移動体ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂がその上面
に固定される前記可動子５０ＤＹ₁，５０ＤＹ₂も、上記
の可動子５０ＤＸ₁におけるＸ軸方向がＹ軸方向となる
ことを除いて可動子５０ＤＸ₁と同様に構成される。

【００７３】そして、図３に示されるように、移動体Ｄ
ＭＸ₁及び可動子５０ＤＸ₁から成る複合体は、電機子ユ
ニット６０の−Ｙ側端部の＋Ｚ側に配置され、また、移
動体ＤＭＸ₂及び可動子５０ＤＸ₂から成る複合体は、電
機子ユニット６０の＋Ｙ側端部の＋Ｚ側に配置される。
さらに、移動体ＤＭＹ₁及び可動子５０ＤＹ₁から成る複
合体は、電機子ユニット６０の−Ｘ側端部の＋Ｚ側に配
置され、また、移動体ＤＭＹ₂及び可動子５０ＤＹ₂から
成る複合体は、電機子ユニット６０の＋Ｘ側端部の＋Ｚ
側に配置される。

【００７４】次に、本実施形態におけるウエハＷ１，Ｗ
２の駆動、すなわち、可動子５０Ｗ ₁，５０Ｗ₂の駆動の
原理の概要を説明する。

【００７５】可動子５０Ｗ₁の磁極ユニット５９Ｗで
は、永久磁石７１Ｎ，７１Ｓ及び永久磁石７４が関る場
合について代表的に示された図１０（Ａ）において実線
矢印で示されるように、磁性体部材６２に対向する磁極
面（すなわち、ウエハベース４２に対向する磁極面）が
Ｎ極である永久磁石７１Ｎ，７２Ｎ，７３Ｎが−Ｚ方向
（紙面下向き）の磁束を発生し、また、磁性体部材６２
に対向する磁極面がＳ極である永久磁石７１Ｓ，７３Ｓ
が＋Ｚ方向（紙面上向き）の磁束を発生する。そして、
永久磁石７４，７５、及び磁性体部材７７，７８，７
９、及び磁性体部材６２と共に磁気回路を形成してい
る。なお、磁気回路は、垂直磁化磁石７１Ｎ，７１Ｓ，
７２Ｎ，７３Ｎ，７３Ｓの配列において互いに隣り合う
垂直磁化磁石ごとに構成される。かかる磁気回路の構成
にあたっては、磁性体部材６２は全ての磁気回路で使用
されており、永久磁石７１Ｎ及び永久磁石７１Ｓが関る
磁気回路では永久磁石７４及び磁性体部材７７が更に使
用され、永久磁石７３Ｎ及び永久磁石７３Ｓが関る磁気
回路では、永久磁石７５及び磁性体部材７９が更に使用
される。また、永久磁石７１Ｎ及び永久磁石７３Ｓ、又
は永久磁石７１Ｓ及び永久磁石７３Ｎが関る磁気回路で
は、永久磁石７４及び磁性体部材７７，７９が更に使用
され、また、永久磁石７２Ｎ及び永久磁石７３Ｓが関る
磁気回路では、永久磁石７５及び磁性体部材７８，７９
が更に使用される。

【００７６】以下、永久磁石７１Ｎ及びこの永久磁石７
１Ｎと＋Ｘ方向にある永久磁石７１Ｓが関る磁気回路の
場合を例にとって、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）を参
照して説明する。

【００７７】この磁気回路では、図１０（Ａ）に示され
るように、永久磁石７１ＮのＮ極面から放出された磁束
は−Ｚ方向に磁性体部材６２へ向かって進行する。そし
て、磁性体部材６２に到達した磁束は、その後、磁性体
部材６２中を＋Ｘ方向に進行し、永久磁石７１ＳのＳ極
面に対向する位置に至る。この後、磁束は、＋Ｚ方向に
永久磁石７１ＳのＳ極面へ向かって進行する。

【００７８】永久磁石７１ＳのＳ極面に到達した磁束は
永久磁石７１Ｓ中を進行し、その磁束の一部は直接永久
磁石７４のＳ極面に到達し、残りの磁束は永久磁石７１
ＳのＮ極面から、このＮ極面に接着固定された磁性体部
材７７を介して永久磁石７４のＳ極面に到達する。この
後、磁束は永久磁石７４中を−Ｘ方向に進行して、永久
磁石７４のＮ極面に到る。

【００７９】永久磁石７４のＮ極面に到達した磁束は、
その磁束の一部が直接永久磁石７１Ｎ中へ進行し、残り
の磁束は、永久磁石７１ＮのＳ極面に接着固定された磁
性体部材７７中を進行して永久磁石７１ＮのＳ極面に到
達する。以後、磁束は永久磁石７１Ｎ中を永久磁石７１
ＮのＮ極面へ向けて進行する。

【００８０】こうして、永久磁石７１Ｎ、磁性体部材６
２、永久磁石７１Ｓ、並びに永久磁石７４（及び磁性体
部材７７）を磁束が順次巡る磁気回路が形成される。な
お、磁極ユニット５９Ｗの上面には磁石支持部材５２Ｗ
が固定されているが、磁石支持部材５２Ｗは非磁性体材
料から成るので、磁石支持部材５２Ｗへの磁束の漏れは
殆どない。また、磁性体部材７７〜７９の厚さＴは、磁
性体部材７７〜７９の透磁率と飽和磁束密度を考慮し
て、磁極ユニット５９Ｗの上方への漏れ磁束が許容値以
下となる最小となる厚さとされている。

【００８１】かかる磁気回路では、磁極ユニット５９Ｗ
のウエハベース４２側とは反対側において、永久磁石７
４のＮ極面から永久磁石７１ＮのＳ極面への磁束の進行
路、及び永久磁石７１ＳのＮ極面から永久磁石７４のＳ
極面への磁束の進行路として、空気等よりも磁気抵抗が
格段に低い磁性体部材７７が設けられているので、磁極
ユニット５９Ｗの上方への磁束の漏れ量が低減されてい
る。また、永久磁石７１ＮのＮ極面や永久磁石７１Ｓの
Ｓ極面に対向して磁性体部材６２が設けられているの
で、磁性体部材６２の下方への磁束の漏れ量が低減され
ている。このため、永久磁石７１Ｎ，７１Ｓ，７４の起
磁力によって発生する磁束の殆どすべてが上記の磁気回
路を流れる。したがって、磁極ユニット５９Ｗの上方に
ある周辺部材や周辺装置に磁気的な悪影響を及ぼすこと
なく、磁極ユニット５９Ｗと磁性体部材６２との間に磁
束密度の高い磁束を発生することができる。

【００８２】なお、以上では、永久磁石７１Ｎ及びこの
永久磁石７１Ｎと＋Ｘ方向にある永久磁石７１Ｓが関る
磁気回路について説明したが、永久磁石７１Ｎ及びこの
永久磁石７１Ｎと−Ｘ方向にある永久磁石７１Ｓが関る
磁気回路、及び永久磁石７１Ｎ及びこの永久磁石７１Ｎ
と±Ｙ方向にある永久磁石７１Ｓが関る磁気回路につい
ても、同様に磁気回路が形成される。また、永久磁石７
１Ｎ（７１Ｓ）及び永久磁石７３Ｓ（７３Ｎ）が関わる
磁気回路、及び永久磁石７２Ｎ及び永久磁石７３Ｓが関
わる磁気回路も上記と同様に形成される。

【００８３】図１０（Ａ）に示された磁気回路が形成さ
れているとき、磁性体部材６２付近、すなわち電機子ユ
ニット６１が配置されるＺ位置の磁束密度Ｂは、図１０
（Ｂ）に示されるような分布となる。すなわち、永久磁
石７１Ｎ（７１Ｓ）の中心点に応じた位置で磁束密度Ｂ
の絶対値が最大となり、この点から磁極面の周辺部に応
じた位置へ行くほど磁束密度Ｂの絶対値は小さくなり、
一の永久磁石７１Ｎ（７１Ｓ）の中心に応じた位置と、
垂直磁化磁石の配列において一の永久磁石７１Ｎ（７１
Ｓ）と隣り合う他の永久磁石７１Ｓ（７１Ｎ）の中心に
応じた位置との中点位置で磁束密度Ｂは零となる。ま
た、磁束密度Ｂの分布は、永久磁石７１Ｎ（７１Ｓ）の
中心に応じた位置を中心として、±Ｘ方向について対称
となっている。すなわち、磁束密度ＢのＸ方向分布は、
正弦関数又は台形関数によって良い近似が行われる形状
となっている。なお、図１０（Ｂ）では、磁束の方向が
＋Ｚ方向の場合に磁束密度Ｂの値を正とし、磁力線の方
向が−Ｚ方向の場合に磁束密度Ｂの値を負としている。
また、図１０（Ｂ）ではＸ方向に関する磁束密度Ｂの分
布が示されているが、Ｙ方向に関する磁束密度Ｂの分布
も図１０（Ｂ）の分布と同様となる。

【００８４】なお、本実施形態においては、磁性体部材
６２の材料として、高電気抵抗、高飽和磁束密度、低磁
気ヒステリシス、低保磁力のステンレス等を採用してい
るので、渦電流やヒステリシス損が小さく、磁気抵抗を
小さく維持することが可能であり、磁極ユニット５９Ｗ
移動しても磁束密度の高い磁束を継続的を発生すること
ができる。

【００８５】以下、磁極ユニット５９Ｗと磁性体部材６
２との間の磁束と電機子コイル６３を流れる電流との相
互作用で発生するローレンツ力による可動子５１の駆動
について説明する。

【００８６】ローレンツ力による可動子５０Ｗ₁の駆動
に先立って、主制御装置９０により不図示の空気ポンプ
が作動され、前述のウエハステージ用のエアパッドから
所定圧力の加圧空気がウエハベース４２上面に対して噴
出され、ウエハベース４２上面と各エアパッドとの間の
加圧空気の静圧によって可動体、すなわちウエハステー
ジＷＳＴ及び可動子５０Ｗ₁の全体がウエハベース４２
上方に例えば５μｍ程度のクリアランスを介して浮上支
持される（図１、図４参照）。

【００８７】このとき、可動子５０Ｗ₁の磁極ユニット
５９Ｗとウエハベース４２内の磁性体部材６２との間に
は、磁気的吸引力が働いているので、この磁気的吸引力
と可動体自身の自重との総和である下向きの力に相当す
る上向きの力（浮上力）が発生していることになる。

【００８８】そして、上記の図１０（Ｂ）に示された分
布の磁束密度Ｂの環境中において電機子コイル６３に電
流が供給されると、電機子コイル６３にローレンツ力が
発生する。このローレンツ力の反力が磁極ユニット５９
Ｗに作用し、ウエハステージＷＳＴ１ひいてはウエハＷ
を移動させる。ところで、電機子コイル６３に発生する
ローレンツ力の大きさ及び方向は、電機子コイル６３に
供給される電流の大きさ及び方向並びに磁極ユニット５
９Ｗと電機子ユニット６１との位置関係によって異なる
が、本実施形態においては、Ｘ方向にウエハステージＷ
ＳＴ１を移動させる場合には、磁極ユニット５９ＷのＸ
位置に応じてＸ方向で隣り合う２つの電機子コイル６３
の対を選択し、各対の電機子コイル６３について、磁極
ユニット５９Ｗと電機子ユニット６１との位置関係に応
じ、互いに位相が９０°だけ異なる同一振幅の正弦波電
流を供給することにより、ローレンツ力の合力のＸ成分
を磁極ユニット５９ＷのＸ位置によらず一定に制御して
いる。なお、磁極ユニット５９ＷをＸ方向へ駆動させよ
うとして電流を流すと、一般には磁極ユニット５９Ｗを
Ｙ方向へ駆動する力及びＺ軸回りの回転力が発生してし
まう。そこで、磁極ユニット５９をＹ方向に駆動する力
及び回転力が全体として０となるように、各電機子コイ
ル６３に流す電流を調整している。また、各電機子コイ
ルに供給される正弦波電流の振幅及び方向を制御するこ
とによって、磁極ユニット５９Ｗを駆動する力の大きさ
及び方向が制御されている。

【００８９】また、ウエハステージＷＳＴ１がＹ方向に
移動する場合におけるＹ方向への磁極ユニット５９Ｗの
駆動についてもＸ方向の場合と同様にして、磁極ユニッ
ト５９ＷのＹ位置によらず一定の駆動力による駆動を行
っている。

【００９０】また、上記の磁極ユニット５９ＷをＸ方向
に駆動する場合の電流パターンとＹ方向に駆動する電流
パターンとが適当な比率で重ね合わされたパターンの電
流を各電機子コイル６３に供給することにより、ＸＹ平
面に沿った任意の方向に任意の駆動力で磁極ユニット５
９Ｗを駆動している。

【００９１】更に、回転力の相殺を行わずに、磁極ユニ
ット５９Ｗを駆動することにより、所望の回転方向及び
所望の回転力で磁極ユニット５９Ｗを、回転駆動を行っ
ている。

【００９２】以上のように、本実施形態の露光装置で
は、ウエハステージＷＳＴ１のＸＹ位置及び姿勢（Ｚ軸
回りの回転）θに応じて電機子コイル６３に供給する電
流を制御することによって、ウエハステージＷＳＴ１ひ
いてはウエハＷの位置制御を行っている。

【００９３】ウエハＷ２の駆動すなわち可動子５０Ｗ₂
の駆動も、上記のウエハＷ１の駆動すなわち可動子５０
Ｗ₁の駆動と同様にして行われる。

【００９４】次に、本実施形態における移動体ＤＭ
Ｘ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂の駆動、すなわち、可
動子５０ＤＸ₁，５０ＤＸ₂，５０ＤＹ₁，５０ＤＹ₂の駆
動の原理の概要を説明する。

【００９５】可動子５０ＤＸ₁の磁極ユニット５９Ｄで
は、Ｘ軸方向については、上述の図１０（Ａ）と同様の
磁気回路が形成されており、また、図１０（Ｂ）と同様
の磁束密度Ｂが発生している。すなわち、磁束密度Ｂの
Ｘ方向分布は、正弦関数又は台形関数によって良い近似
が行われる形状となっている。なお、Ｙ方向に関する磁
束密度の分布は、磁極ユニット５９Ｄに対向する領域で
はＹ位置が変化しても磁束密度Ｂは変化せず、磁極ユニ
ット５９Ｄに対向しない領域では、磁束密度Ｂは０とな
っている。

【００９６】以下、磁極ユニット５９Ｄと磁性体部材６
２との間の磁束と電機子コイル６３を流れる電流との相
互作用で発生するローレンツ力による可動子５１ＤＸ₁
の駆動について説明する。

【００９７】ローレンツ力による可動子５０ＢＸ₁の駆
動に先立って、主制御装置９０により不図示の空気ポン
プが作動され、前述のＺエアパッドから所定圧力の加圧
空気がウエハベース４２上面に対して噴出され、ウエハ
ベース４２上面と各エアパッドとの間の加圧空気の静圧
によって可動体、すなわちウエハステージＷＳＴ及び可
動子５０Ｗ₁の全体がウエハベース４２上方に例えば５
μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持される（図
１、図４参照）。また、前述のＹエアパッドから所定圧
力の加圧空気が前述のＹガイドに噴出される。

【００９８】そして、上記の磁束密度分布の環境中にお
いて電機子コイル６３に電流が供給されると、電機子コ
イル６３にローレンツ力が発生する。このローレンツ力
の反力が磁極ユニット５９Ｄに作用し、可動子５０ＤＸ
₁ひいては移動体ＤＭＸ₁を移動させる。ところで、磁束
密度分布が発生しているＹ軸方向の幅は、コイル６３の
Ｙ方向の幅と一致している。したがって、磁極ユニット
５９Ｄに対向する電機子コイル６３のＹ軸方向の数は１
個又は２個となっている。ここで、磁極ユニット５９Ｄ
に対向する電機子コイル６３のＹ軸方向の数が１個の場
合には、駆動力を発生させるために電機子コイル６３に
電流を供給すると、その電機子コイル６３に発生するロ
ーレンツ力のＹ軸方向の総和は０となる。一方、磁極ユ
ニット５９Ｄに対向する電機子コイル６３のＹ軸方向の
数が２個の場合には、駆動力を発生させるために、Ｙ軸
方向で隣り合う２個の電機子コイル６３に同一の電流を
供給すると、それらの電機子コイル６３に発生するロー
レンツ力のＹ軸方向の総和は０となる。以上のように電
流を制御することにより、磁極ユニット５９Ｄに対向す
る電機子コイル６３で発生するローレンツ力の合力をＸ
軸方向のみ力とすることができ、固定子６０と可動子５
０ＤＸ₁とによって、Ｘ軸方向に可動子５０ＤＸ₁を駆動
するリニアモータを構成することができる。なお、本実
施形態では、前述の図３に示されるように、可動子５０
ＤＸ₁の磁極ユニット５９Ｗに対向する電機子コイル６
３のＹ軸方向の数を１個とすることにより、固定子６０
と可動子５０ＤＸ₁とによって、Ｘ軸方向に可動子５０
ＤＸ₁を駆動するリニアモータを構成することにしてい
る。

【００９９】電機子コイル６３に発生するローレンツ力
の大きさ及び方向は、電機子コイル６３に供給される電
流の大きさ及び方向並びに磁極ユニット５９Ｄと電機子
ユニット６１との位置関係によって異なるが、本実施形
態においては、Ｘ軸方向に移動体ＤＭＸ₁を移動させる
のにあたって、磁極ユニット５９ＤのＸ位置に応じてＸ
方向で隣り合う２つの電機子コイル６３の対を選択し、
各対の電機子コイル６３について、磁極ユニット５９Ｄ
と電機子ユニット６１との位置関係に応じ、互いに位相
が９０°だけ異なる同一振幅の正弦波電流を供給するこ
とにより、ローレンツ力の合力のＸ成分を磁極ユニット
５９ＤのＸ位置によらず一定に制御している。

【０１００】以上のように、本実施形態の露光装置で
は、移動体ＤＭＸ₁のＸ位置に応じて電機子コイル６３
に供給する電流を制御することによって、移動体ＤＭＸ
₁の駆動制御を行っている。

【０１０１】可動子５０ＤＸ₂の駆動も、上記の可動子
５０ＤＸ₁の駆動と同様にして行われる。また、可動子
５０ＤＹ₁，５０ＤＹ₂の駆動も、上記の可動子５０ＤＸ
₁の駆動におけるＸ軸方向がＹ軸方向となることを除
き、可動子５０ＤＸ₁の駆動と同様にして行われる。

【０１０２】次に、固定子６０に作用するウエハステー
ジＷＳＴ１，ＷＳＴ２の駆動に伴う反力のキャンセル及
びウエハステージ装置４０におけるウエハステージＷＳ
Ｔ１，ＷＳＴ２の移動に伴う重心移動のキャンセルの原
理の概要を、図１１を参照して説明する。なお、固定子
の重心のＸＹ位置は、図１１に示される点Ｇ₀にあるも
のする。また、以後の説明においては、適宜、力Ｆを力
Ｆ（Ｆ_X，Ｆ_Y）のようにＸＹ成分表記するとともに、点
Ｇを、点Ｇ₀をＸＹ位置座標系の原点として、点Ｇ
（Ｇ_X，Ｇ_Y）のようにＸＹ成分表記するものとする。

【０１０３】まず、固定子６０に作用するウエハステー
ジＷＳＴ１，ＷＳＴ２の駆動に伴う反力のキャンセルに
ついて説明する。

【０１０４】一般的に、図１１に示されるように、ＸＹ
位置ＧＷ₁（ＧＷ_1X，ＧＷ_1Y）にあるウエハステージＷ
ＳＴ１の駆動より、固定子６０に反力ＦＷ₁（ＦＷ_1X，
ＦＷ₁ _Y）が作用し、また、ＸＹ位置ＧＷ₂（ＧＷ_2X，Ｇ
Ｗ_2Y）にあるウエハステージＷＳＴ２駆動より、固定子
６０に反力ＦＷ₂（ＦＷ_2X，ＦＷ_2Y）が作用した場合を
考える。こうした反力が作用するウエハステージＷＳＴ
１，ＷＳＴ２の駆動は、主制御装置９０の制御の下で行
われものであり、位置ＧＷ₁（ＧＷ_1X，ＧＷ_1Y）、力Ｆ
Ｗ₁（ＦＷ_1X，ＦＷ_1Y）、位置ＧＷ₂（ＧＷ_2X，Ｇ
Ｗ_2Y）、及び力ＦＷ₂（ＦＷ_2X，ＦＷ_2Y）は、主制御装
置９０にとって既知のものである。

【０１０５】上記のウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２
の駆動が行われた時、移動体ＤＭＸ ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ
₁，ＤＭＹ₂のそれぞれは、図１１に示されるように、位
置ＧＤＸ₁（ＧＤＸ_1X，ＧＤＸ_1Y），ＧＤＸ₂（ＧＤ
Ｘ_2X，ＧＤＸ_2Y），ＧＤＹ₁（ＧＤＹ_1X，ＧＤＹ_1Y），
ＧＤＹ₂（ＧＤＹ_2X，ＧＤＹ_2Y）にあったものとする。
ここで、移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂はＸ軸方向にのみ移動
するので、Ｙ座標値ＧＤＸ _1Y，ＧＤＸ_2Yは、主制御装置
９０にとって既知の一定値である。また、移動体ＤＭＹ
₁，ＤＭＹ₂はＹ軸方向にのみ移動するので、Ｘ座標値Ｇ
ＤＹ_1X，ＧＤＹ_2Xは、主制御装置９０にとって既知の一
定値である。

【０１０６】一方、主制御装置９０は、移動体ＤＭ
Ｘ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂の駆動制御を行うこと
により、所望の力ＦＤＸ₁（ＦＤＸ_1X，０）、力ＦＤＸ₂
（ＦＤＸ _2X，０）、力ＦＤＹ₁（０，ＦＤＹ_1Y）、力Ｆ
ＤＹ₂（０，ＦＤＹ_2Y）を作用させることができる。そ
こで、主制御装置９０は、固定子６０に作用するウエハ
ステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の駆動に伴う反力ＦＷ
₁（ＦＷ_1X，ＦＷ_1Y），ＦＷ₂（ＦＷ_2X，ＦＷ_2Y）をキャ
ンセルするために、以下の連立方程式を満足する力ＦＤ
Ｘ ₁（ＦＤＸ_1X，０）、力ＦＤＸ₂（ＦＤＸ_2X，０）、力
ＦＤＹ₁（０，ＦＤＹ_1Y）、力ＦＤＹ₂（０，ＦＤＹ_2Y）
を、移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂を駆動
制御することにより固定子６０に発生させている。

【０１０７】ＦＷ_1X＋ＦＷ_2X＋ＦＤＸ_1X＋ＦＤＸ_2X＝０ …（３）ＦＷ_1Y＋ＦＷ_2Y＋ＦＤＹ_1Y＋ＦＤＹ_2Y＝０ …（４）

【０１０８】

【数１】

【０１０９】上記の（３）〜（５）式は、未知数が４つ
［ＦＤＸ_1X，ＦＤＸ_2X，ＦＤＹ_1Y，ＦＤＹ_2Y］で、式が
３つの連立方程式なので、解は必ず存在する。したがっ
て、（３）〜（５）式を満たす力ＦＤＸ₁，ＦＤＸ₂，Ｆ
ＤＹ₁，ＦＤＹ₂の内から１つの組合わせを選択して、そ
れらの力を発生する電流を電機子コイル６３に供給する
ことにより、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の駆動
によって固定子６０に作用する反力をキャンセルするこ
とができる。なお、本実施形態の装置１００では、
（３）〜（５）式を満たす力ＦＤＸ₁，ＦＤＸ₂，ＦＤＹ
₁，ＦＤＹ₂の内から、電機子コイル６３への供給電流の
総量が小さくなるものを選ぶことにしている。

【０１１０】こうして、本実施形態の装置では、主制御
装置９０がステージ制御系９１を介して、ウエハステー
ジＷＳＴ１，ＷＳＴ２の駆動に伴って固定子６０に作用
する反力を、移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭ
Ｙ₂の駆動制御を行うことにより、上記の（３）〜
（５）式を満たす力ＦＤＸ₁，ＦＤＸ₂，ＦＤＹ₁，ＦＤ
Ｙ₂を固定子６０に作用させることによりキャンセルす
る。したがって、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の
駆動に伴って固定子６０に作用する反力を正確にキャン
セルする力が反力の作用時からの時間遅れ無しで固定子
６０に作用するので、非常に正確にキャンセルすること
ができる。

【０１１１】なお、以上の移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，Ｄ
ＭＹ₁，ＤＭＹ₂の駆動制御による反力キャンセルによっ
てキャンセルされきれなかった力が残存する場合には、
その残存した力が固定子６０を介してウエハベース４２
全体に作用することになるが、ウエハベース４２はウエ
ハベース支持盤４１上で浮上支持されており、ＸＹ平面
内で移動可能なので、前記の残存した力はウエハベース
４２の駆動力として使われることになる。

【０１１２】また、上記のように、ウエハステージＷＳ
Ｔ１，ＷＳＴ２の駆動に伴って固定子６０に作用する反
力をキャンセルすべく移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ
₁，ＤＭＹ₂の駆動制御を行うと、ウエハステージＷＳＴ
１，ＷＳＴ２及び移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，
ＤＭＹ₂からなる系全体でみて、駆動力が相殺されるの
で、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動によるウ
エハステージ装置４０の重心移動は、移動体ＤＭＸ₁，
ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂の移動によってキャンセル
される。なお、以上の移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ
₁，ＤＭＹ₂の駆動制御による反力キャンセルによってキ
ャンセルされきれなかった力が残存し、移動体ＤＭ
Ｘ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂の移動によってキャン
セルしきれなかった重心移動が残存する場合には、ウエ
ハベース４２の移動によって、ウエハステージ装置４０
の重心移動がキャンセルされる。

【０１１３】このため、本実施形態では、ウエハステー
ジＷＳＴ１，ＷＳＴ２の任意の駆動、及びこの駆動によ
るウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動による反力
や重心移動が、ウエハステージ装置４０の外部の装置や
部材の変形や振動を引き起こすことはない。したがっ
て、本実施形態の露光装置では、転写精度良くレチクル
Ｒに形成されたパターンをウエハＷ１，Ｗ２に転写する
ことができる。

【０１１４】なお、レチクルステージＲＳＴの駆動によ
る反力は、レチクルベース３１の移動によって吸収さ
れ、また、レチクルステージ装置３０の重心移動は、レ
チクルベース３１の移動によってキャンセルされる。こ
のため、本実施形態では、レチクルステージＲＳＴの任
意の駆動、及びこの駆動によるレチクルステージＲＳＴ
の移動による反力や重心移動が、レチクルステージ装置
３０の外部の装置や部材の変形や振動を引き起こすこと
はない。したがって、本実施形態の露光装置では、転写
精度良くレチクルＲに形成されたパターンをウエハＷ
１，Ｗ２に転写することができる。

【０１１５】以上のようにして、構成された本実施形態
の露光装置１００における露光動作の流れの例について
簡単に説明する。

【０１１６】まず、不図示のレチクルローダにより、転
写したいパターンが形成されたレチクルＲがレチクルス
テージＲＳＴにロードされる。同様に、不図示のウエハ
ローダにより、露光したいウエハＷ１がウエハステージ
ＷＳＴ１にロードされる。

【０１１７】このとき、ウエハステージＷＳＴ１は、第
１ローディングポジションにて、ウエハベース４１上に
浮上支持されており、かつ第１ローディングポジション
に所定時間停止状態を維持するように主制御装置９０に
より、ステージ制御系９１を介してサーボ制御されてい
る。また、ウエハステージＷＳＴ２は、第２ローディン
グポジションにて、ウエハベース４１上に浮上支持され
ており、かつ第２ローディングポジションに所定時間停
止状態を維持するように主制御装置９０により、ステー
ジ制御系９１を介してサーボ制御されている。さらに、
移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂はそれぞれ
所定の初期位置に所定時間停止状態を維持するように主
制御装置９０により、ステージ制御系９１を介してサー
ボ制御されている。したがって、この待期時には、固定
子６０を構成する電機子コイル６３に電流が供給されて
おり、この電機子コイル６３における発熱による温度上
昇を防止すべく、主制御装置９０では不図示の冷却機等
を用いて電機子コイル６３の冷却を行っている。

【０１１８】次に、主制御装置９０の制御の下で、ウエ
ハステージＷＳＴ１がアライメント検出系ＡＬＧ１の下
方に移動し、ウエハステージＷＳＴ１上の不図示の基準
マーク板等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た
後、アラインメント検出系ＡＬＧ１を用いて、サーチア
ライメント及び統計的な手法を用いて行われる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。なお、ＥＧＡ計測の詳
細は、例えば特開昭６１−４４４２９号公報に記載され
ている。

【０１１９】かかるウエハＷ１に関するアライメント工
程において行われるウエハステージＷＳＴ１の移動にあ
たっては、上述した移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭ
Ｙ₁，ＤＭＹ₂の駆動制御がなされ、ウエハステージＷＳ
Ｔ１の駆動に伴う反力のキャンセルや、重心移動のキャ
ンセルが行われ、ウエハベース４２の移動によって最終
的な反力及び重心移動のキャンセルが行われる。

【０１２０】ウエハＷ１のアライメント計測の終了後、
主制御装置９０の制御の下で、ウエハステージＷＳＴ１
が投影光学系ＰＬの下方に移動し、以下のようにして、
ウエハＷ１に関するステップ・アンド・スキャン方式の
露光動作が行われる。

【０１２１】この露光動作にあたって、まず、ウエハＷ
１のＸＹ位置が、ウエハＷ１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
となるように、ウエハステージＷＳＴ１が移動される。
この移動は、主制御装置９０によりステージ制御系９１
を介して、固定子６０を構成する各電機子コイル６３の
電流を前述のように制御することにより行われる。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、レチクルステージＲＳＴが移動される。この移動
は、主制御装置９０によりステージ制御系１９等を介し
て行われる。

【０１２２】そして、ステージ制御系９１が、レチクル
干渉計３７によって計測されたレチクルＲのＸＹ位置情
報、ウエハ干渉系５８₁により計測されたウエハＷ１の
ＸＹ位置情報に基づき、レチクルＲとウエハＷとを同期
移動させる。かかる同期移動中においては、レチクルＲ
の走査方向に対して垂直な方向に長手方向を有する長方
形（スリット状）の照明領域でレチクルＲが照明され、
レチクルＲは露光時に速度Ｖ_Rで走査（スキャン）され
る、照明領域（中心は光軸ＡＸとほぼ一致）は投影光学
系ＰＬを介してウエハＷ１上に投影され、照明領域に共
役なスリット状の投影領域、すなわち露光領域が形成さ
れる。ウエハＷ１はレチクルＲとは倒立結像関係にあた
るため、ウエハＷは速度Ｖ_Rの方向とは反対方向にレチ
クルＲに同期して速度Ｖ_Wで走査され、ウエハＷ上のシ
ョット領域の全面が露光可能となっている。走査速度の
比Ｖ_W／Ｖ_Rは正確に投影光学系ＰＬの縮小倍率に応じた
ものとなっており、レチクルＲのパターン領域のパター
ンがウエハＷ１上のショット領域上に正確に縮小転写さ
れる。なお、照明領域の長手方向の幅は、レチクルＲ上
のパターン領域よりも広く、遮光領域の最大幅よりも狭
くなるように設定され、レチクルＲを走査（スキャン）
することによりパターン領域ＰＡ全面が照明されるよう
になっている。

【０１２３】以上のように制御されながら行われる走査
露光により、一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、ウエハテーブルＷＳＴ１がス
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Ｗ１上に必要なショット数
のパターンが転写される。

【０１２４】以上のウエハＷ１に関する露光工程と並行
して、不図示のウエハローダにより、露光したいウエハ
Ｗ２がウエハステージＷＳＴ２にロードされる。そし
て、主制御装置９０の制御の下で、ウエハステージＷＳ
Ｔ２がアライメント検出系ＡＬＧ２の下方に移動し、ウ
エハＷ１の場合と同様にして、ウエハステージＷＳＴ２
上の不図示の基準マーク板等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
従って行われた後、アラインメント検出系ＡＬＧ２を用
いて、サーチアライメント及び統計的な手法を用いて行
われる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。

【０１２５】かかるウエハＷ１に関する露光工程におい
て行われるウエハステージＷＳＴ１の移動、並びにウエ
ハＷ２に関するロード工程及びアライメント工程にあた
っては、上述した移動体ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，
ＤＭＹ₂の駆動制御がなされ、ウエハステージＷＳＴ１
の駆動に伴う反力のキャンセルや、重心移動のキャンセ
ルが行われ、ウエハベース４２の移動によって最終的な
反力及び重心移動のキャンセルが行われる。また、レチ
クルステージＲＳＴの駆動に伴う反力のキャンセルや重
心移動のキャンセルが、上述のようにして行われる。

【０１２６】ウエハＷ１に関する露光工程が終了する
と、ウエハステージＷＳＴ１は、第１ロードポジション
に移動し、そこでウエハＷ１がアンロードされるととも
に、次のウエハ（以下、「ウエハＷ３」という）がロー
ドされる。そして、主制御装置９０の制御の下で、ウエ
ハステージＷＳＴ１がアライメント検出系ＡＬＧ１の下
方に移動し、ウエハＷ１の場合と同様に、アラインメン
ト計測が実行される。

【０１２７】このウエハステージＷＳＴ１に関するウエ
ハ交換工程、及びウエハＷ３に関するアライメント工程
と並行して、ウエハＷ２のアライメント計測の終了後
に、主制御装置９０の制御の下で、ウエハステージＷＳ
Ｔ２が投影光学系ＰＬの下方に移動し、ウエハＷ１の場
合と同様にして、ウエハＷ２に関するステップ・アンド
・スキャン方式の露光動作が行われる。かかる、ウエハ
ステージＷＳＴ１に関するウエハ交換工程及びアライメ
ント工程、並びにウエハＷ２に関する露光工程にあたっ
ても、上述したウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の駆
動に伴う反力のキャンセルや、重心移動のキャンセルが
行われるともに、レチクルステージＲＳＴの駆動に伴う
反力のキャンセルや重心移動のキャンセルが、上述のよ
うにして行われる。

【０１２８】ウエハＷ２に関する露光工程が終了する
と、ウエハステージＷＳＴ２は、第２１ロードポジショ
ンに移動し、そこでウエハＷ２がアンロードされるとと
もに、次のウエハ（以下、「ウエハＷ４」という）がロ
ードされる。そして、主制御装置９０の制御の下で、ウ
エハステージＷＳＴ２がアライメント検出系ＡＬＧ２の
下方に移動し、ウエハＷ２の場合と同様に、アラインメ
ント計測が実行される。このウエハステージＷＳＴ２に
関するウエハ交換工程、及びウエハＷ４に関するアライ
メント工程と並行して、ウエハＷ３のアライメント計測
の終了後に、主制御装置９０の制御の下で、ウエハステ
ージＷＳＴ１が投影光学系ＰＬの下方に移動し、ウエハ
Ｗ１の場合と同様にして、ウエハＷ３に関するステップ
・アンド・スキャン方式の露光動作が行われる。かか
る、ウエハステージＷＳＴ２に関するウエハ交換工程及
びウエハＷ４に関するアライメント工程、並びにウエハ
Ｗ３に関する露光工程にあたっても、上述したウエハス
テージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の駆動に伴う反力のキャンセ
ルや、重心移動のキャンセルが行われるともに、レチク
ルステージＲＳＴの駆動に伴う反力のキャンセルや重心
移動のキャンセルが、上述のようにして行われる。

【０１２９】以下、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。但
し、主制御装置９０では、例えば特開平１０−２１４７
８３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ＷＳＴ２）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（ＷＳＴ
２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
つつ、露光装置の変形や振動を有効に防止している。こ
のため、本実施形態の露光装置１００によると、スルー
プットを格段向上させつつ、パターンの転写精度を向上
することができる。

【０１３０】なお、一方のウエハステージ（ＷＳＴ１又
はＷＳＴ２）が走査露光時に例えば＋Ｙ方向に移動する
場合に、他方のウエハステージ（ＷＳＴ２又はＷＳＴ
１）を−Ｙ方向に移動させることにより、一方のウエハ
ステージ（ＷＳＴ１又はＷＳＴ２）の移動により生じる
反力及び重心の移動を低減することもできる。この場合
には、移動体ＤＸ₁，ＤＸ₂，ＤＹ₁，ＤＹ₂について、数
を減らしたり、省略したりすることができる。

【０１３１】上記の本実施形態の装置１００は、多数の
機械部品からなるレチクルステージ装置３０、複数のレ
ンズから構成される投影光学系ＰＬ、多数の機械部品か
らなるウエハステージ装置４０等を組み立てる。そし
て、レチクルステージ装置３０、投影光学系ＰＬ、ウエ
ハステージ装置４０等を組み合わせた後に、総合調整
（電気調整、光学調整、動作確認等）をすることにより
製造することができる。なお、露光装置１００の製造は
温度及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。

【０１３２】なお、上記の実施形態では、レチクルステ
ージ装置３０及びウエハステージ装置４０において、可
動子の固定子からの浮上にエアガイド機構を用いたが磁
気浮上機構を採用することも可能である。さらに、磁極
ユニットにおいて、永久磁石に代えて永久磁石と同等な
電磁石を使用することも可能である。

【０１３３】また、ウエハステージ装置４０における磁
極ユニットにおける磁石の形状及び配列、並びに電機子
ユニットにおける電機子コイルの形状及び配列は、採用
する電磁力による駆動を行う形態に応じて決定すればよ
い。

【０１３４】また、上記の実施形態では、ウエハステー
ジ装置４０において、電機子コイルの保持部材として磁
性体部材を使用したが、非磁性体部材を採用することも
可能である。電機子コイルの保持部材として非磁性体部
材を採用した場合には、水平方向の成分（Ｘ方向やＹ方
向の成分）を有する磁束を発生させることができるの
で、磁極ユニットを水平面（ＸＹ面）に沿って磁極ユニ
ットを駆動させるとともに、Ｚ方向に沿って磁極ユニッ
トを駆動することができる。

【０１３５】さらに、上記の実施形態では電機子コイル
の冷却用に冷却液を使用したが、冷媒となる流体であれ
ば気体冷媒を使用することが可能である。

【０１３６】また、上記の実施形態では、ウエハステー
ジ装置４０において、可動子が磁極ユニットを備え、固
定子が電機子ユニットを備える構成としたが、可動子が
電機子ユニットを備え、固定子が磁極ユニットを備える
構成とすることもできる。

【０１３７】また、上記の実施形態では、移動体ＤＭＸ
₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂の１次元駆動を、ウエハ
ステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の駆動に使用する固定子
（電機子ユニット）６０上の浮上支持された可動子（磁
極ユニット）５０ＤＸ₁，５０ＤＸ₂，５０ＤＹ₁，５０
ＤＹ₂を駆動することにより行ったが、通常のリニアモ
ータを使用して駆動することにすることも可能である。

【０１３８】さらに、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ
２の駆動に平面モータを使用したが、リニアモータを組
み合わせて2次元駆動可能とする構成とすることもでき
る。

【０１３９】また、上記の実施形態では、レチクルステ
ージ装置３０おけるレチクルステージの数を１つとした
が、レチクルステージを２つ設け、２つのレチクルステ
ージを交互に投影光学系ＰＬの上方に移動させることに
より、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。かかる２重露光のシーケンス
等については、特開平１０−２１４７８３号公報に詳細
に開示されており、上記の実施形態においても、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。そして、前述の移動体ＤＸ₁，ＤＸ₂，ＤＹ₁，
ＤＹ₂をレチクルステージＲＳＴ側にも設けることによ
り、上述の実施形態における反力及び重心移動のキャン
セル処理を、レチクルステージＲＳＴ側にも適用するこ
とができる。

【０１４０】また、レチクルコラムを本体コラムとは独
立に床面に設置したが、レチクルコラムを本体コラムの
鏡筒定盤上に設けるようにすることも可能である。さら
に、ウエハベース支持盤を直接床面に配置したが、ウエ
ハベース支持盤を鏡筒定盤からの吊り下げ支持すること
も可能である。

【０１４１】また、上記の実施形態では、投影光学系Ｐ
Ｌ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。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。

【０１４２】また、本発明は、紫外線を光源にする縮小
投影露光装置、波長１０ｎｍ前後の軟Ｘ線を光源にする
縮小投影露光装置、波長１ｎｍ前後を光源にするＸ線露
光装置、ＥＢ（電子ビーム）やイオンビームによる露光
装置などあらゆるウエハ露光装置、液晶露光装置等に適
応できる。また、ステップ・アンド・リピート機、ステ
ップ・アンド・スキャン機、ステップ・アンド・スティ
ッチング機を問わない。但し、ウエハ等の周囲環境を真
空とする必要のある、波長１０ｎｍ前後の軟Ｘ線を光源
にする縮小投影露光装置、波長１ｎｍ前後を光源にする
Ｘ線露光装置、ＥＢ（電子ビーム）やイオンビームによ
る露光装置などで本発明を採用する場合には、磁気浮上
機構等を採用することが望ましい。

【０１４３】また、本発明のステージ装置は、露光装置
における基板ステージ装置への適用に限定されるもので
はなく、例えば露光装置におけるレチクルステージ装置
にも適用が可能であるし、また、露光装置以外であって
も試料の位置制御が必要な場合には適用が可能である。

【０１４４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のス
テージ装置によれば、２つのステージの移動によって引
き起こされるステージ装置の重心移動や、２つのステー
ジの駆動によって引き起こされる装置の変形を、移動部
材の移動や駆動、及びベースの移動によって低減するの
で、２つのステージを独立に駆動しつつ、ステージの駆
動によって生ずる重心の移動や反力に起因する振動の影
響を低減することができる。

【０１４５】また、本発明の露光装置によれば、本発明
のステージ装置によって２枚の基板の位置制御をしつつ
基板にパターンを転写するので、パターンの転写精度を
向上しつつ、かつ、スループットを大幅に向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の露光装置の概略的な構成を示す図
である。

【図２】図１のレチクルステージ装置の構成を説明する
ための平面図である。

【図３】図１のウエハステージ装置の構成を説明するた
めの平面図である。

【図４】図１のウエハステージ装置の構成を説明するた
めの断面図である。

【図５】電機子コイルの構成を示す図である。

【図６】ウエハステージ用可動子の磁石配置を説明する
ための底面図である。

【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、ウエハステージ用
可動子の磁極ユニットの構成を説明するための図であ
る。

【図８】移動体用可動子の磁石配置を説明するための斜
視図である。

【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、移動体用可動子
の磁極ユニットの構成を説明するための図である。

【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、ウエハス
テージ用可動子の磁極ユニットによる磁気回路を説明す
るための図である。

【図１１】固定子に作用する反力キャンセルを説明する
ための図である。

【符号の説明】

３０…レチクルステージ装置（マスクステージ装置、露
光装置本体部の一部）、３１…レチクルベース（マスク
ステージベース）、４０…ウエハステージ装置（基板ス
テージ装置）、４１…ウエハベース支持盤（ベース支持
部材）、４２…ウエハベース（ベース）、５０Ｗ₁…可
動子（第１可動子）、５０Ｗ₂…可動子（第２可動
子）、５０ＤＸ₁，５０ＤＸ₂，５０ＤＹ₁，５０ＤＹ₂…
可動子（第３可動子）、５７…移動鏡（第１光学部材、
第２光学部材）、５８₁…ウエハ干渉計（第１位置検出
装置）、５８₂…ウエハ干渉計（第２位置検出装置）、
６０…固定子（第１固定子、第２固定子、第３固定
子）、ＡＬＧ１，ＡＬＧ２…アライメント検出系（アラ
イメント部）、ＤＭＸ₁，ＤＭＸ₂，ＤＭＹ₁，ＤＭＹ₂…
移動体（質量体、移動部材）、ＰＬ…投影光学系（露光
装置本体部の一部）、Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクル
ステージ、Ｗ１…ウエハ（第１基板）、Ｗ２…ウエハ
（第２基板）、ＷＳＴ１…ウエハステージ（第１ステー
ジ）、ＷＳＴ２…ウエハステージ（第２ステージ）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースに移動可能に支持された第１ステ
ージ及び第２ステージを備えるステージ装置において、前記ベースに移動可能に支持され、前記第１ステージ及
び前記第２ステージの少なくとも１つの移動に伴う前記
ステージ装置の重心の移動を相殺するように移動する移
動部材を備えることを特徴とするステージ装置。
【請求項２】前記ベースを移動可能に支持するベース
支持部材を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。
【請求項３】前記ベースは、前記第１ステージ及び前
記第２ステージの少なくとも１つの移動によって発生す
る反力と、前記移動部材の移動によって発生する反力と
の合力によって、前記ベース支持部材上を移動すること
を特徴とする請求項２に記載のステージ装置。
【請求項４】前記移動部材は、互いに独立して移動可
能な複数の質量体を含むことを特徴とする請求項１〜３
のいずれか一項に記載のステージ装置。
【請求項５】前記複数の質量体の数は３個以上であ
り、前記複数の質量体のそれぞれは、全てが互いに平行では
ない前記複数の質量体それぞれに対応する軸に沿って１
次元移動することを特徴とする請求項４に記載のステー
ジ装置。
【請求項６】前記第１ステージに固定された第１可動
子と、前記ベースに固定された第１固定子とを含み、第
１可動子を電磁相互作用によって駆動する第１駆動装置
と；前記第２ステージに固定された第２可動子と、前記
ベースに固定された第２固定子とを含み、第２可動子を
電磁相互作用によって駆動する第２駆動装置とを備える
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の
ステージ装置。
【請求項７】前記移動部材に固定された第３可動子、
前記ベースに固定された第３固定子とを含み、第３可動
子を電磁相互作用によって駆動する第３駆動装置とを備
えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記
載のステージ装置。
【請求項８】エネルギビームにより基板を露光して所
定のパターンを前記基板上に転写する露光装置におい
て、前記基板を保持する基板ステージ装置として請求項１〜
７のいずれか一項に記載のステージ装置を用いたことを
特徴とする露光装置。
【請求項９】前記第１ステージに保持された第１基板
及び前記第２ステージに保持された第２基板の内の一方
に前記エネルギビームを照射して露光することにより、
前記所定のパターンを転写する露光本体部と；前記第１
基板及び前記第２基板の内の他方の表面に形成された区
画領域の配列座標を検出するアライメント部と；前記第
１ステージの位置を検出する第１位置検出装置と；前記
第２ステージの位置を検出する第２位置検出装置とを備
え、前記第１ステージ及び前記第２ステージの一方が前記所
定のパターンの転写位置に対して位置決めされ、前記第
１ステージ及び前記第２ステージの他方がアライメント
部に対して位置決めされることを特徴とする請求項８に
記載の露光装置。
【請求項１０】前記第１位置検出装置は、前記第１ステージに固設された第１光学部材と、前記第１光学部材に向けて光を照射するとともに、前記
第１光学部材からの反射光を受光して、前記第１ステー
ジの位置を検出する第１干渉計システムを備え、前記第２位置検出装置は、前記第２ステージに固設された第２光学部材と、前記第２光学部材に向けて光を照射するとともに、前記
第２光学部材からの反射光を受光して、前記第２ステー
ジの位置を検出する第２干渉計システムを備えることを
特徴とする請求項９に記載の露光装置。
【請求項１１】前記露光本体部は、前記所定のパターンが形成され、前記エネルギビームが
照射されるマスクを保持して移動するマスクステージ装
置と；前記マスクを介したエネルギビームにより前記所
定のパターンを結像する投影光学系とを備えることを特
徴とする請求項９又は１０に記載の露光装置。
【請求項１２】前記マスクステージ装置は、前記マスクを保持して移動するマスクステージと；前記
マスクステージを移動可能に保持し、前記マスクステー
ジの移動による反力によって移動するマスクステージベ
ースとを備えることを特徴とする請求項１１に記載の露
光装置。