JP2001143984A

JP2001143984A - 位置決め装置

Info

Publication number: JP2001143984A
Application number: JP32578699A
Authority: JP
Inventors: Choshoku Sai; 長植崔; Kotaro Tsui; 浩太郎堆
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2001-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】低発塵性とメンテナンス性を向上させ、かつ
コスト低減を図る。【解決手段】基準面であるｚガイド４１を有する定盤
としての固定ベース４０と、複数箇所に配置した第１の
静圧軸受で固定ベース４０上に移動可能に支持されるｘ
ｙステージ２０，３０と、該ｘｙステージ上に第２の静
圧軸受で移動可能に支持される基板ステージとしてのウ
エハステージ１０とを備え、ｘｙステージ２０，３０を
ｘ方向およびｙ方向に支持するガイド２１，４２に係る
軸受を負荷容量重視型の静圧軸受１４，２４で構成し、
ｘ方向およびｙ方向に対して垂直なｚ方向にｘｙステー
ジ２０，３０を支持する軸受を消費流量重視型の静圧軸
受１５，２５で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種測定器、およ
び半導体リソグラフィ工程で用いる投影露光装置などに
おいてウエハ等の基板を高速、高精度で移動させ、位置
決めをする位置決め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術としては、図８に示すように、
特開平３−２４５９３２号公報に開示されている位置決
め装置がある。この位置決め装置は、ウエハ９９および
ｘｙ位置計測ミラー１００等を搭載するウエハステージ
１０１を備えており、エアベアリング１１４，１１５，
１２４，１２５でガイドされリニアモータ（不図示）で
駆動されるｘｙステージ１２０，１３０にて、該ウエハ
ステージ１０１を最終位置決めするように構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の位置決め装置では、エアベアリング１１４等の採用
により、低発塵性、メンテナンス性に優れているが、ｘ
ｙステージ１２０，１３０の振動が直接ウエハステージ
１０１に伝達されるため、ｘｙステージ１２０，１３０
の構造体の固有振動数を高く設定しなければならず、特
にエアベアリング部は高剛性、かつ高減衰性が求められ
る。そのため、エアベアリング１１４，１１５，１２
４，１２５には、エアギャップを数ミクロン程度に設定
する多孔質絞り方式などが用いられることが多く、結果
的に、セラミクス等の高剛性材料による構造体、高いガ
イド平面度などが求められてコスト高になるという問題
があった。

【０００４】本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、低
発塵性およびメンテナンス性に優れており、かつコスト
を低減することができる位置決め装置を提供することを
目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、位置決め装置において、基準面を有する
定盤と、該定盤上を第１方向に移動可能な第１ステージ
と、該第１ステージを該第１方向に案内するためのヨー
ガイドと、該第１ステージに対して第２方向に移動可能
な第２ステージとを有し、該基準面に対して第１ステー
ジを支持する静圧軸受に消費流量重視型の静圧軸受を用
い、該ヨーガイドに対して該第１ステージを支持する静
圧軸受に負荷容量重視型の静圧軸受を用いることを特徴
とする。

【０００６】また、本発明は、基板および計測ミラーを
搭載し、ｘｙ平面において３自由度を有する基板ステー
ジと、該基板ステージとは別にｘｙ方向に可動のｘｙス
テージとを備え、前記基板ステージは前記ｘｙステージ
よりローレンツ力に基きｘｙ平面の３自由度方向に制御
力を付与される位置決め装置において、前記ｘｙステー
ジのガイドを静圧軸受で構成することを特徴としてもよ
く、ｘｙステージのガイドを負荷容量重視型の静圧軸受
で構成してもよい。

【０００７】

【発明の実施の形態および作用】本発明では、第２ステ
ージは、負荷容量重視型の静圧軸受によって、前記第１
ステージに対して支持されていてもよく、前記第２ステ
ージは、消費流量重視型の静圧軸受によって、前記基準
面に対して支持されていてもよく、負荷容量重視型の静
圧軸受はオリフィス絞り型の静圧軸受であることが望ま
しく、該オリフィス絞り型の静圧軸受は、多孔質材料の
一部を気体が流出しないように施して作成することがで
き、前記消費流量重視型の静圧軸受は、多孔質材料を絞
りとする静圧軸受であることが望ましく、前記第１ステ
ージおよび前記第２ステージのうち少なくとも一方のス
テージは、リニアモータで駆動されることが望ましい。

【０００８】また、本発明は、前記負荷容量重視型の静
圧軸受がオリフィス絞り型静圧軸受であってもよく、前
記ｘｙステージは、基準面を有する定盤上にあってそれ
ぞれ対応する横方向に移動可能なｘステージおよびｙス
テージの両ステージを備え、該両ステージのうちの一方
のステージが一方の横方向静圧軸受を介して前記基準面
上の固定ガイドに案内されて一方の横方向に移動し、他
方のステージが前記一方の横方向と交差する他方の横方
向に他方の横方向静圧軸受を介して前記一方のステージ
の可動ガイドに案内されて移動し、前記両ステージはｘ
ｙ方向と交差するｚ方向にｚ方向静圧軸受で支持される
ことが望ましい。

【０００９】また、前記静圧軸受は流体回収型の軸受で
あることが望ましく、前記静圧軸受に用いられる材料は
自己潤滑型であることが好ましく、前記ｘｙステージの
駆動手段には、非接触にて力が伝達される要素を用いる
ことが好ましく、前記駆動手段がリニアモータであるこ
とが好ましい。

【００１０】本発明によれば、ガイドに係る横方向軸受
を負荷容量重視型のオリフィス絞り型の静圧軸受にする
ことにより、軸受すきまを従来に比し大きくした領域で
使用することができ、従来に比し、ガイド部の低精度化
および低剛性化によりコストダウンが図られる。一方、
ガイドに係る軸受以外のｚ方向軸受として消費流量重視
型の多孔質静圧気体軸受を採用することにより、位置決
め装置全体の消費流量の低減を図られ、ランニングコス
トの削減が可能である。さらには、基板ステージが、ｘ
ｙステージよりローレンツ力に基きｘｙ平面の３自由度
方向に制御力を付与されることにより、剛性および減衰
性能が従来に比し低下してもｘｙステージの振動は基板
ステージに伝達されない。また、ｘｙステージのガイド
を静圧軸受にすることにより、低発塵性、メンテナンス
性に優れている。

【００１１】また、本発明によれば、ｘｙステージのガ
イドをオリフィス絞り型の静圧軸受にすることにより、
低発塵性、メンテナンス性が大きく向上する。また静圧
軸受を負荷容量重視型の例えばオリフィス絞り型もしく
は表面絞り型の静圧軸受にすることにより、軸受隙間を
従来に比し大きくした領域で使用することができ、従来
に比し、ガイド部の低精度化および低剛性化によりコス
トダウンが図られる。さらには、基板ステージが、ｘｙ
ステージよりローレンツ力に基きｘｙ平面の３自由度方
向に制御力を付与されることにより、剛性および減衰性
能が従来に比し低下してもｘｙステージの挙動は基板ス
テージに伝達されない。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の実施例に係る位置決め装置を
示す斜視図である。本実施例に係る位置決め装置は、基
板ステージとしてのウエハステージ１０、ｘｙステージ
を形成するｘステージ２０とｙステージ３０、および定
盤としての固定ベース４０等を備えて構成されている。
そして、本実施例では、ｙステージ３０が第１ステージ
に相当し、ｘステージ２０が第２ステージに相当する。

【００１３】ウエハステージ１０は、ウエハ３、ｘｙ位
置計測ミラー２ｘ，２ｙ、およびそれらを保持している
天板１を備えて構成される。ｘｙ位置計測ミラー２ｘ，
２ｙは、レーザビーム５ｘ，５ｙが照射されるところの
反射面を有しており、レーザ干渉計により、ある基準に
対する天板１の距離変動を正確に測定することを可能に
する。相対距離の変動があってはならないウエハ３、お
よび計測ミラー２ｘ，２ｙを保持する天板１の材質に
は、高剛性かつ線膨張係数の小さいもの、例えば、Ｓｉ
Ｃなどのセラミックスを適用することが望ましい。

【００１４】ｘステージ２０は、ｘ天板１１、ｘ側板１
２、ｘ底板１３より構成される。本構造体の材質とし
て、安価で軽量なアルミニウム等の適用も可能である。

【００１５】ｙステージ３０は、側面にガイド面を有す
る可動ガイド２１と、ｙスライダ２２Ｒ，２２Ｌとを備
えて構成される。本構造体の材質にも、アルミニウム等
の適用は可能である。

【００１６】固定ベース４０は、各ステージの下面を支
持する基準面としての平坦なｚガイド４１、およびｙス
テージ３０をｘ方向に支持するヨーガイド４２を備えて
構成される。

【００１７】また、ｙステージ３０は、ｘ方向に関して
横方向静圧軸受であるｙ横気体軸受２４を介してヨーガ
イド４２に、ｚ方向に関してｚ方向静圧軸受であるｙ底
気体軸受２５を介してｚガイド４１に支持され、ｙ方向
に滑らかに動くことができる。また、ｘステージ２０
は、ｙ方向に関して横方向静圧軸受であるｘ横気体軸受
１４を介して可動ガイド２１に、ｚ方向に関してｚ方向
静圧軸受であるｘ底気体軸受１５を介してｚガイド４１
に支持され、ｘ方向には可動ガイド２１に沿って、ｙ方
向にはｙステージ３０と共に滑らかに動くことができ
る。気体軸受パッドの形態をとったｙ横気体軸受２４は
ｙスライダ２２Ｌの外側面に、ｙ底気体軸受２５はｙス
ライダ２２Ｒ，２２Ｌの下面にそれぞれ固定されてい
る。同様にｘ横気体軸受１４はｘ側板１２の内側面に、
ｘ底気体軸受１５はｘ底板１３の下面にそれぞれ固定さ
れている。本実施例に係る第１の静圧軸受は上記ｘ横気
体軸受１４，ｘ底気体軸受１５，ｙ横気体軸受２４およ
びｙ底気体軸受２５によって構成されている。

【００１８】本実施例において用いられている負荷容量
重視型のオリフィス絞り静圧気体軸受を図２に、消費流
量重視型の多孔質絞り静圧気体軸受を図３に示す。図２
（ａ）はｙ横気体軸受２４の正面図を、図２（ｂ）は前
記正面図のＡ−Ａ断面図を示す。気体軸受はオリフィス
絞り型の四角形静圧パッド４９（Ｌｘ×Ｌｙ）が用いら
れる。軸受面５１には、径の小さいオリフィスが形成さ
れた複数の給気孔５２と、隣り合う各給気孔５２，５２
の開口部間を結ぶように溝幅ｒの給気溝５３が設けられ
ている。この給気溝５３により、軸受の負荷容量を高め
ることができる。給気孔５２には供給孔５４が連通して
おり、外部の高圧気体源からチューブ４５により、高圧
気体が軸受内に供給される。このオリフィス絞り型の四
角形静圧パッド４９は十分な負荷容量および軸受ギャッ
プ（隙間）Ｓを有し、ｘｙステージ２０，３０に対しガ
イドの働きとクッションの働きをする。

【００１９】静圧パッド４９は前述したようにｙスライ
ダ２２Ｌに固定されているが、ｙスライダ２２Ｌに直接
給気孔を設け、ｙスライダ２２Ｌの側面を気体軸受にし
てもかまわない。ｘ横気体軸受１４にも、ｙ横気体軸受
２４のような軸受を用いる。

【００２０】図３（ａ）はｙ底気体軸受２５の底面図
を、図３（ｂ）は前記正面図のＢ−Ｂ断面図を示す。気
体軸受には多孔質絞り型の四角形静圧パッド５０（Ｌｘ
×Ｌｙ）が用いられる。軸受面には、セラミックス、カ
ーボン、焼結金属等の多孔質材料からなり静圧パッド５
０と相似四角形の多孔質絞り５６が用いられ、多孔質絞
り５６の表面（軸受面）と同一表面になる５ｍｍ以下の
ランド部ｂを設けるか、またはランド部ｂを多孔質絞り
５６の軸受面より低くし、多孔質絞り５６の外周は接着
剤でシールする。高圧気体は不図示の気体コンプレッサ
よリチューブ５５および給気口５９を通して給気チャン
バ５８に送られ、さらに多孔質絞り５６を経過して軸受
ギャップＳ内に流入し、軸受ギャップＳ内に静圧を生じ
ることによって荷重を支える。軸受の外径寸法、軸受の
ギャップおよび給気圧が等しい場合、多孔質絞り型静圧
気体軸受はオリフィス絞り型静圧気体軸受に比べ消費流
量が小さいので、ｘｙステージ２０，３０の底気体軸受
１５，２５に多孔質絞り型静圧気体軸受を採用すること
により、位置決め装置全体の気体消費流量を抑制するこ
とができ、ランニングコストのダウンに貢献する。ｘ底
気体軸受１５にも、ｙ横気体軸受２５のような軸受を用
いる。軸受は、前記図２、図３に示した軸受の形状に限
らず、円板形状の静圧気体軸受を採用してもよい。

【００２１】図１において、ウエハステージ１０は、ｘ
ステージ２０のｘ天板１１上に例えば、特開平７−１１
１２３８号公報に開示されているような第２の静圧軸受
を構成する支持手段により搭載される。ウエハステージ
１０は、リニアモータ６ｘ，６ｙによりローレンツ力に
基く制御力をｘ方向、ｙ方向およびｚ軸周りの回転方向
に付与され、ｘｙレーザ干渉計の出力をもとに、ｘ方
向、ｙ方向およびｚ軸周りの回転方向に位置決めされ
る。リニアモータ６ｘ，６ｙにより、ｘステージ２０の
ｘｙ方向の振動はウエハステージ１０には伝達されな
い。したがって、ｘステージ２０およびｙステージ３０
に用いられている気体軸受は負荷にさえ耐えられればよ
く、剛性あるいは減衰性能は従来に比し、小さくてもか
まわない。

【００２２】図４は負荷を受けるときの静圧気体軸受を
示す平面図である。まず、ウエハステージ１０をｘ方向
に駆動するときの気体軸受について、図４（ａ）を参照
しながら説明する。駆動時、ウエハステージ１０および
ｘステージ２０の合計質量に駆動加速度をかけ合わせた
駆動力ｆｘの反力がｙステージ３０に生じ、ｙ横気体軸
受２４に負荷としてかかる。このとき、ｙ横気体軸受２
４はこのｆｘに対して、負荷容量および軸受ギャップＳ
が十分に大きくクッションとしての働きがあることが望
ましいく、十分余裕があることが好ましい。

【００２３】次に、ウエハステージ１０をｙ方向に駆動
するときの気体軸受について、図４（ｂ）を参照しなが
ら説明する。駆動時、前述と同様にウエハステージ１０
およびｘステージ２０の合計質量に駆動加速度をかけ合
わせた駆動力ｆｙが、ｘ横気体軸受１４に負荷としてか
かる。このとき、ｘ横気体軸受１４はこのｆｙに対し
て、負荷容量および軸受ギャップＳが十分に大きくクッ
ションとしての働きがあることが望ましく、十分余裕が
あることが好ましい。

【００２４】図１におけるｙ底気体軸受２５およびｘ底
気体軸受１５には、上記のような大きな並進力が作用す
ることはないが、駆動力とステージ重心からの距離とを
かけ合わせたモーメントが作用する場合があるが、各気
体軸受にかかる負荷は、前述したものより小さいことが
予想される。そこで、本発明の位置決め装置全体の気体
消費流量を低減し、ランニングコストをダウンするため
には図３に示すような気体消費流量が小さい多孔質絞り
の静圧気体軸受を適用している。

【００２５】図５はオリフィス絞り型空気軸受の静的負
荷変位特性を、多孔質絞り型空気軸受と併せてグラフに
て示した図である。同図において、横軸が空気ギャップ
（隙間）Ｓを示し、縦軸が負荷容量を示している。従っ
てグラフの傾きが、その空気ギャップにおける剛性を示
している。グラフより、同じ負荷容量を達成するために
オリフィス絞りの方の場合の隙間Ｓ₂ が、多孔質絞りの
場合の隙間Ｓ₁ よりはるかに大きい。例えば、負荷５０
ｋｇを支えるため、オリフィス絞りの空気ギャップは２
０μｍと大きいのに対して、多孔質絞りは４μｍと非常
に小さい。このことは、例えば、ガイド平面度の観点か
らは、オリフィス絞りの方が多孔質に比べて、緩やかに
なりうることを示している。

【００２６】元来、静圧軸受の設計においては、剛性を
あげることが主目的であり、そのためには多孔質絞りで
代表されるように、小さいギャップ内で急激に負荷変化
をもたらすような軸受を設計することがよいとされてき
た。しかし、本実施例においては元来の設計法ではな
く、大きいギャップで大きい負荷をとれる軸受設計が望
ましい。

【００２７】ただし、減衰性能的には不利な方向に働く
が、本発明においては自励振動を起こさない程度で十分
であり、例えば、静圧パッドの軸受面に大きな段付（ポ
ケット）を設けないことなどで回避できる。

【００２８】図６はｘｙリニアモータを示す図である。
同図（ａ）がｘｙリニアモータ６ｘの上面図、同図
（ｂ）が同図（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。本実施例に
おけるｘｙリニアモータ６ｘ，６ｙのうち、特にウエハ
ステージ１０にｘ方向にローレンツ力に基き制御力を付
与するリニアモータ６ｘについて説明する。

【００２９】ｘｙリニアモータ６ｘは、可動子である永
久磁石６１Ｍａ〜６１Ｍｄ、固定子であるコイル６１Ｃ
より構成されている。永久磁石６１Ｍａ〜６１Ｍｄは，
極性の異なるものを対向させ、互い違いに４列（６１Ｍ
ａ、６１Ｍｂ、６１Ｍｃ、６１Ｍｄ）配置している。６
５はヨークであり、６６は上下のヨーク６５，６５間を
支持する支柱である。上方のヨーク６５は天板１に固定
されている。対向する磁石によりできる磁界中を横切る
ようにコイル６１Ｃが配置されており、該コイル６１Ｃ
はコイルホルダ６２の中に保持されている。コイルホル
ダ６２はホルダ台６３を介して、ｘ天板１１に固定され
ている。また、コイルホルダ６２は、内部に冷却水６４
を流して、コイル６１Ｃの発熱による温度上昇を低減さ
せている。

【００３０】ウエハステージ１０にｙ方向にローレンツ
力に基き制御力を付与するｘｙリニアモータ６ｙも同様
である。また、ｘステージ２０をｘ方向に、ｙステージ
３０をｙ方向に駆動する大ストロークアクチュエータ
（不図示）にも同様にリニアモータが適用でき、それぞ
れの可動子は、ｘステージ２０、ｙスライダ２２Ｌ，２
２Ｒに固定され、それぞれの固定子は可動ガイド２１、
ヨーガイド４２に固定されている。ｘｙステージ２０，
３０のｘｙ位置はエンコーダにより検出される。

【００３１】なお、上記大ストロークアクチュエータは
非接触にかつ各ステージ２０，３０を所定加速度にて駆
動するのに十分な力が伝わることが望ましく、そのため
には磁気ねじ、もしくはコスト的にアップするが静圧ね
じなどを用いることも可能である。

【００３２】また、本位置決め装置を真空内雰囲気で使
用する場合は、図７（ａ）〜（ｂ）に示すような流体回
収型の静圧軸受パッド７０を用いることにより実現でき
る。この静圧軸受パッド７０は、図７（ａ）に示すよう
に、軸受面７１側の四角形の各角部の位置に途中の深さ
まで開けた給気孔７２と、隣り合う給気孔７２，７２間
の給気溝７３と、給気孔７２および給気溝７３の外側を
囲む四角形の各角部に途中の深さまで給気孔７２より深
く開けた排気孔７７と、隣り合う排気孔７７，７７間の
排気溝７６とを備えている。チューブ７５および供給孔
７４を通じて供給される高圧空気は、給気孔７２より軸
受面７１に噴出し、排気溝７６、排気孔７７、排出孔７
８およびチューブ７９を通って排出回収され、外部に空
気を漏らすことはなくなる。

【００３３】また、ガイド４２との接触の場合に備え
て、上記各パッド４９，７０の材料は例えばカーボンな
どの自己潤滑型を用いることも可能である。また、オリ
フィス絞り型の静圧軸受であるパッド４９，７０は、多
孔質材料の一部を気体が流出しないように、例えば目止
めやシールを施して、作成してもよい。

【００３４】また、本実施例において、ｘステージ２０
およびｙステージ３０のｚ方向はｚガイド４１で支持さ
れているが、ｘステージ２０のｚ方向はｙステージ３０
に支持されてもかまわない。

【００３５】

【デバイス生産方法の実施例】次に上記本発明に係る位
置決め装置を用いた露光装置を利用したデバイスの生産
方法の実施例を説明する。図９は微小デバイス（ＩＣや
ＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁
気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。
ステップ１（回路設計）ではデバイスのパターン設計を
行う。ステップ２（マスク製作）では設計したパターン
を形成したマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエ
ハ製造）ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハ
を製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と
呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用い、リソグラ
フィ技術によりウエハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップ５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４
によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディ
ング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を
含む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。

【００３６】図１０は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ１６（露光）では上記露光装置によってマスクの
回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ１７
（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ１８
（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削
り取る。ステップ１９（レジスト剥離）ではエッチング
が済んで不要となったレジストを取り除く。これらのス
テップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に
回路パターンが形成される。

【００３７】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度のデバイスを低コストに製造す
ることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、定盤が
有している基準面に対して第１ステージを支持する静圧
軸受に消費流量重視型の静圧軸受を用い、ヨーガイドに
対して該第１ステージを支持する静圧軸受に負荷容量重
視型の静圧軸受を用いることにより、静圧軸受の消費流
量を減少させ、位置決め装置全体の消費流量を低減し、
ランニングコストのダウンが可能であるという効果を奏
する。また、ｘｙステージのガイド構成をオリフィス絞
り型等の静圧軸受にすることにより、またはｘｙステー
ジのガイドを負荷容量重視型の静圧軸受で構成すること
により、静圧軸受のギャップを大きくとることが可能と
なる。結果的に、ｘｙステージは低精度で、安価な材料
を適用することによるコストダウンが達成できる。さら
には低発塵性、メンテナンス性が非常に高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る位置決め装置を示す斜
視図である。

【図２】本発明の実施例に係る位置決め装置の横方向
静圧気体軸受を示し、（ａ）が正面図であり、（ｂ）が
（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の実施例に係る位置決め装置の横方向
静圧気体軸受を示し、（ａ）が正面図であり、（ｂ）が
（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】本発明の実施例に係る位置決め装置が負荷を
受けるときの静圧気体軸受を示す平面図である。

【図５】静圧気体軸受の負荷変位特性をグラフで示し
た図である。

【図６】本発明の実施例に係る位置決め装置のｘｙリ
ニアモータを示し、（ａ）が上面図であり、（ｂ）が
（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図７】本発明の実施例に係る位置決め装置を真空内
雰囲気で使用する場合に適した静圧気体軸受を示し、
（ａ）が正面図であり、（ｂ）が（ａ）のＤ−Ｄ断面図
である。

【図８】従来の位置決め装置の斜視図である。

【図９】本発明に係る位置決め装置を用いた露光装置
による微小デバイスの製造の流れを示す図である。

【図１０】図９におけるウエハプロセスの詳細な流れ
を示す図である。

【符号の説明】

１：天板、２（２ｘ，２ｙ）：ｘｙ位置計測ミラー、
３：ウエハ、６（６ｘ，６ｙ）：ｘｙリニアモータ、１
０：ウエハステージ、１１：ｘ天板、１２：ｘ側板、１
３：ｘ底板、１４，１５，２４，２５：気体軸受（第１
の静圧軸受）、２０：ｘステージ、２１：可動ガイド、
２２Ｌ，２２Ｒ：ｙスライダ、３０：ｙステージ、４
０：固定ベース、４１：ｚガイド（基準面）、４２：ヨ
ーガイド。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基準面を有する定盤と、該定盤上を第１
方向に移動可能な第１ステージと、該第１ステージを該
第１方向に案内するためのヨーガイドと、該第１ステー
ジに対して第２方向に移動可能な第２ステージとを有
し、該基準面に対して第１ステージを支持する静圧軸受
に消費流量重視型の静圧軸受を用い、該ヨーガイドに対
して該第１ステージを支持する静圧軸受に負荷容量重視
型の静圧軸受を用いることを特徴とする位置決め装置。
【請求項２】前記第２ステージは、負荷容量重視型の
静圧軸受によって、前記第１ステージに対して支持され
ていることを特徴とする請求項１に記載の位置決め装
置。
【請求項３】前記第２ステージは、消費流量重視型の
静圧軸受によって、前記基準面に対して支持されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置
決め装置。
【請求項４】前記負荷容量重視型の静圧軸受はオリフ
ィス絞り型の静圧軸受であることを特徴とする請求項１
に記載の位置決め装置。
【請求項５】前記オリフィス絞り型の静圧軸受は、多
孔質材料の一部を気体が流出しないように施して作成し
たことを特徴とする請求項４に記載の位置決め装置。
【請求項６】前記消費流量重視型の静圧軸受は、多孔
質材料を絞りとする静圧軸受であることを特徴とする請
求項１〜５のいずれかに記載の位置決め装置。
【請求項７】前記第１ステージおよび前記第２ステー
ジのうち少なくとも一方のステージは、リニアモータで
駆動されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに
記載の位置決め装置。
【請求項８】基板および計測ミラーを搭載し、ｘｙ平
面において３自由度を有する基板ステージと、該基板ス
テージとは別にｘｙ方向に可動のｘｙステージとを備
え、前記基板ステージは前記ｘｙステージよりローレン
ツ力に基きｘｙ平面の３自由度方向に制御力を付与され
る位置決め装置において、前記ｘｙステージのガイドを
負荷容量重視型の静圧軸受で構成したことを特徴とする
位置決め装置。
【請求項９】前記負荷容量重視型の静圧軸受はオリフ
ィス絞り型静圧軸受であることを特徴とする請求項８に
記載の位置決め装置。
【請求項１０】前記ｘｙステージは、基準面を有する
定盤上にあってそれぞれ対応する横方向に移動可能なｘ
ステージおよびｙステージの両ステージを備え、該両ス
テージのうちの一方のステージが一方の横方向静圧軸受
を介して前記基準面上の固定ガイドに案内されて一方の
横方向に移動し、他方のステージが前記一方の横方向と
交差する他方の横方向に他方の横方向静圧軸受を介して
前記一方のステージの可動ガイドに案内されて移動し、
前記両ステージはｘｙ方向と交差するｚ方向にｚ方向静
圧軸受で支持されることを特徴とする請求項８または請
求項９に記載の位置決め装置。
【請求項１１】基板および計測ミラーを搭載し、ｘｙ
平面において３自由度を有する基板ステージと、該基板
ステージとは別にｘｙ方向に可動のｘｙステージとを備
え、前記基板ステージは前記ｘｙステージよりローレン
ツ力に基きｘｙ平面の３自由度方向に制御力を付与され
る位置決め装置において、前記ｘｙステージのガイドを
静圧軸受で構成したことを特徴とする位置決め装置。
【請求項１２】前記静圧軸受は流体回収型の軸受であ
ることを特徴とする請求項８または請求項１１に記載の
位置決め装置。
【請求項１３】前記静圧軸受に用いられる材料は自己
潤滑型であることを特徴とする請求項８または請求項１
１に記載の位置決め装置。
【請求項１４】前記ｘｙステージの駆動手段には、非
接触にて力が伝達される要素を用いたことを特徴とする
請求項８または請求項１１に記載の位置決め装置。
【請求項１５】前記駆動手段がリニアモータであるこ
とを特徴とする請求項１４に記載の位置決め装置。
【請求項１６】請求項１〜１５のいずれかに記載の位
置決め装置を用いることを特徴とする露光装置。
【請求項１７】請求項１〜１５のいずれかに記載の位
置決め装置を用いる露光方法を利用して製造することを
特徴とする半導体デバイスの製造方法。