JP2002208562A

JP2002208562A - 露光装置及び露光方法

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Publication number: JP2002208562A
Application number: JP2001342735A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Tanaka; 慶一田中; Mike Binnard; マイクバナード
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2002-07-26
Also published as: US20020075467A1

Abstract

(57)【要約】【課題】露光精度の向上及び装置の大型化の抑制を図
る。【解決手段】駆動装置１１を用いてステージＷＳＴを
駆動することにより物体Ｗを移動面に沿って移動させつ
つ、露光ビームを照射して所定のパターンの転写を行
う。かかる露光中には、ステージの移動に応じて、カウ
ンタステージ（２２等）がステージとは反対方向に移動
するため、ステージ駆動による反力がほぼ完全に吸収さ
れる。このため、ステージの駆動に伴った振動や偏荷重
が発生せず、高精度な露光を行うことができる。また、
露光ビームが照射されていないときには、補正装置（４
５Ａ１等）によって適宜、その後の露光動作のためのカ
ウンタステージの移動ストロークを確保するように、カ
ウンタステージの位置が補正されるので、カウンタステ
ージ用として確保しなければならないストローク長を短
くすることができる。従って、装置の大型化を抑制する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、露光装置及び露光
方法に係り、更に詳しくは、露光ビームの照射により基
板上にパターンを転写する露光装置及び露光方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、半導体素子、液晶表示素子等
の製造におけ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（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）などが比較
的多く用いられている。

【０００３】この種の露光装置では、ウエハ上の複数の
ショット領域にマスクとしてのレチクルのパターンを転
写する必要がある。このため、ウエハステージはＸＹ２
次元方向に例えばリニアモータ等を含む駆動装置により
駆動されるが、このウエハステージの駆動によって生じ
る反力は、例えば特開平８−１６６４７５号公報などに
記載されているように、ステージと振動絶縁された基準
（例えば床面又は装置の基準となるベースプレートな
ど）に設けられたフレーム部材を用いて機械的に床（大
地）に逃がすことで処理していた。

【０００４】また、例えば、スキャニング・ステッパの
場合、ウエハステージのみならず、レチクルステージも
所定の走査方向についてはリニアモータ等で駆動する必
要があるが、このレチクルステージの駆動によって生じ
る反力の吸収のためには、主として運動量保存の法則を
利用した走査方向一軸に関するカウンタマス機構が採用
されている（例えば、特開平８−６３２３１号公報等参
照）。この他、レチクルステージの移動により発生する
反力を、フレーム部材を用いて機械的に基準、すなわち
床（大地）に逃がすものもある（例えば、特開平８−３
３０２２４号公報等参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の投影露光装置で
は、基準に逃がされるステージの反力を防振台（除振
台）等の振動絶縁装置で減衰させ、これによりその反力
に起因する投影光学系（投影レンズ）の振動や基準を介
した回り込みによるステージの振動が低減されていた。
しかしながら、基準に逃がされたステージの反力は減衰
させられたとはいえども、現状の微細加工において求め
られているレベルからみると、少なからず投影光学系
や、ステージに振動を与えることになる。このため、ス
テージ（ひいては、ウエハ又はレチクル）を走査しつつ
露光を行うスキャニング・ステッパにおいてはその反力
に起因する振動が、露光精度を低下させる要因となる。

【０００６】また、カウンタマス機構を用いて反力吸収
を行う場合には反力の伝達をほぼ完全に防止することが
できるのであるが、従来のカウンタマス機構では、ステ
ージの駆動方向と反対の方向にステージの駆動距離に比
例した距離だけ移動するカウンタマスが用いられてい
た。このため、ステージの全ストロークに応じた（比例
した）ストロークをカウンタマスについても用意しなけ
ればならず、露光装置の大型化を招く傾向があった。

【０００７】本発明は、かかる事情の下でなされたもの
で、その目的は、精度良く露光を行えるとともに、装置
の大型化を抑制することが可能な露光装置及び露光方法
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、物体（Ｗ）を移動面に沿って移動させつつ、露光ビ
ーム（ＥＬ）の照射によりパターンを転写する露光装置
であって、前記物体を保持するステージ（ＷＳＴ）と；
少なくとも一部が前記ステージに接続され、前記ステー
ジを前記移動面に沿って駆動する駆動装置（１１）と；
前記ステージの移動に応じて、前記ステージとは反対方
向に移動するカウンタステージ（２２，１８Ａ，１８
Ｂ）と；少なくとも一部が前記カウンタステージに接続
され、前記露光ビームが照射されていないときに、前記
カウンタステージの位置を補正する補正装置（４５Ａ
１，４５Ａ２，４５Ｂ１，４５Ｂ２）と；を備える露光
装置である。

【０００９】ここで、「カウンタステージ」とは、ステ
ージの移動に応じて移動するステージであって、ステー
ジ及びカウンタステージを含む力学系における重心点の
移動をなくし、偏荷重の発生を防止することを目的とし
て設けられるものである。カウンタステージには、移動
対象の物体を保持するステージと異なるステージであ
り、双方のステージの運動量合計が一定に維持されるよ
うに駆動されるものが含まれる。また、カウンタステー
ジには、例えば、移動対象の物体を保持するステージと
一体的に移動する駆動装置の可動子と協働してステージ
の駆動力を発生するとともに、ステージに対する駆動力
の反力により自由に移動するように構成された駆動装置
の固定子等も含まれる。

【００１０】これによれば、駆動装置によりステージを
駆動して、ステージとともに物体を移動面に沿って移動
させつつ、露光ビームを照射することにより、所定のパ
ターンの転写が行なわれる。かかる露光ビームの照射
中、すなわち露光中には、ステージの移動に応じて、カ
ウンタステージがステージとは反対方向に移動すること
により、ステージの駆動による反力はほぼ完全に吸収さ
れる。このため、精度良く露光を行うことができる。

【００１１】また、ステージ駆動による反力による振動
が露光精度に悪影響を及ぼさない、露光ビームが照射さ
れていない適当なときに、補正装置が適宜、例えばその
後の露光動作の際にカウンタステージが移動するストロ
ークを確保できるように、カウンタステージの位置を補
正する。このため、カウンタステージ用として確保する
ストローク長を短くすることができ、装置の大型化を抑
制することができる。

【００１２】この場合において、請求項２に記載の露光
装置の如く、前記物体が前記パターンが転写される基板
（Ｗ）であり、前記ステージが基板ステージ（ＷＳＴ）
である構成とすることができる。かかる場合には、例え
ば、露光中に基板ステージの駆動が必要であり、かつ、
基板ステージのストロークが長い走査型露光装置を構成
するにあたって、露光精度を向上しつつ、装置の大型化
を抑制することができる。

【００１３】この場合において、請求項３に記載の如
く、前記基板ステージを複数有する構成とすることがで
きる。かかる場合には、例えば、各ステージに保持され
た基板について、並行して露光動作と露光準備動作とを
行ったり、あるいは並行して露光動作を行ったりするこ
とにより、スループットを向上して基板を露光すること
ができる。

【００１４】上記請求項１〜３に記載の各露光装置にお
いて、請求項４に記載の露光装置の如く、前記駆動装置
が、前記ステージに接続された可動子（７０，２０Ａ，
２０Ｂ）と、前記可動子と協働する固定子（２２，１８
Ａ，１８Ｂ）とを備える構成とすることができる。ここ
で、「協働」とは、移動面に沿ってステージを駆動する
ための何らかの物理的相互作用（例えば、電磁気的相互
作用等を含む）を固定子と可動子との間で行うことを意
味する。本明細書においては、このように固定子と可動
子との間で、駆動力を発生するような何らかの物理的相
互作用を行う場合に、その総称として「協働」なる用語
を用いる。

【００１５】この場合において、請求項５に記載の露光
装置の如く、前記カウンタステージが前記固定子を含む
構成とすることができる。かかる場合には、駆動装置と
して必須の構成要素である固定子をカウンタステージと
することができる。したがって、物体を保持するステー
ジ及び駆動装置とは別個にカウンタステージを設ける必
要がないので、装置の大型化の抑制を非常に有効に行う
ことができる。

【００１６】上記請求項４及び５に記載の各露光装置に
おいて、請求項６に記載の露光装置の如く、前記可動子
に作用する駆動力の重心点と前記固定子の重心点との、
前記移動面の法線方向の位置が一致している構成とする
ことができる。かかる場合には、可動子に作用する駆動
力の重心点（可動子の駆動点）、すなわち、固定子に作
用する反力の重心点と固定子の重心点との移動面の法線
方向の位置が一致していることから、可動子の駆動によ
る反力によっては固定子の重心回りの回転力は生じな
い。したがって、可動子及び固定子は、移動面に沿った
移動のみを行うので、高精度な位置制御を実現すること
が可能となる。

【００１７】上記請求項１〜６に記載の各露光装置にお
いて、請求項７に記載の露光装置の如く、前記駆動装置
が、前記ステージを第１方向へ駆動する第１駆動装置
（ＹＭ）と、前記ステージを前記第１方向と交差する第
２方向へ駆動する第２駆動装置（ＸＭＡ，ＸＭＢ）とを
有している構成とすることができる。かかる場合には、
ステージを任意の２次元方向に駆動することが可能であ
る。

【００１８】この場合において、請求項８に記載の露光
装置の如く、前記物体は前記パターンが転写される基板
であり、前記基板には、前記パターンがそれぞれ転写さ
れる複数の被露光領域（ＳＡ_i,j）がマトリクス状に配
列され、前記第２方向とほぼ平行な第ｎ行（ｎは自然
数）の露光終了後と、第（ｎ＋１）行目の露光開始との
間に、前記補正装置が前記カウンタステージの位置を補
正する構成とすることができる。かかる場合には、例え
ば、基板上にマトリクス状に配列された複数の被露光領
域へのパターンの転写において、第２方向とほぼ平行な
第ｎ行へのパターンの転写が終了した後、この第ｎ行か
ら第（ｎ＋１）行への行変化の際に、補正装置が、カウ
ンタステージの位置を、その後の第（ｎ＋１）行に関す
る露光動作におけるカウンタステージにとって必要なス
トローク長を確保できるように補正する。したがって、
露光が行われない時間が比較的長い行変化の際に、カウ
ンタステージの位置を補正するので、行変化後の走査露
光開始の際に、残留振動がほとんどなく、露光中におけ
る基板ステージの駆動による振動の発生を防止すること
ができる。また、単位時間当たりの移動距離を小さくす
ることができるので、カウンタステージの駆動力を小さ
くすることができ、カウンタステージの駆動による露光
装置の他の部分への振動の伝達を極力小さくすることが
できる。

【００１９】また、上記請求項１に記載の露光装置にお
いて、請求項９に記載の露光装置の如く、前記物体は前
記パターンが形成されたマスク（Ｒ）であり、前記ステ
ージはマスクステージ（ＲＳＴ）であることとしても良
い。かかる場合には、マスクステージの駆動により生じ
た反力がカウンタステージの移動によって吸収されるの
で、露光装置の他の部分への振動の伝達を抑制すること
が可能となる。また、露光ビームが照射されていないと
きにカウンタステージの位置の補正が行なわれるので、
カウンタステージの駆動による露光精度への影響が与え
られることがない。したがって露光精度を維持しつつ、
カウンタステージ用に確保するストローク長を短くする
ことができるので、装置の大型化を抑制することができ
る。

【００２０】この場合において、請求項１０に記載の露
光装置の如く、前記マスクステージは前記マスクを複数
保持する保持部を有していることとすることができる。
かかる場合には、例えばいわゆる二重露光や三重露光あ
るいはつなぎ露光（スティッチング）等を精度良く、か
つ、効率良く行うことができる。

【００２１】請求項１１に記載の発明は、ステージ（Ｗ
ＳＴ）に保持された物体（Ｗ）を移動面に沿って移動さ
せつつ、露光ビーム（ＥＬ）の照射によりパターンを転
写する露光方法であって、前記ステージを前記移動面に
沿って駆動する工程と；前記ステージの移動に応じて、
前記ステージとは反対方向にカウンタマス（２２，１８
Ａ，１８Ｂ）を移動する工程と；前記露光ビームが照射
されていないときに、前記カウンタマスの位置を補正す
る工程と；を備える露光方法である。

【００２２】ここで、「カウンタマス」とは、ステージ
の移動に応じて移動する質量体であって、ステージ及び
カウンタマスを含む力学系における重心点の移動をなく
し、偏荷重の発生を防止することを目的として設けられ
るものである。カウンタマスには、移動対象の物体を保
持するステージと異なるステージであり、双方のステー
ジの運動量合計が一定に維持されるように駆動されるも
のが含まれる。また、カウンタマスには、例えば、移動
対象の物体を保持するステージと一体的に移動する駆動
装置の可動子と協働してステージの駆動力を発生すると
ともに、ステージに対する駆動力の反力により自由に移
動するように構成された駆動装置の固定子等も含まれ
る。

【００２３】これによれば、露光ビームが照射されてい
るとき、すなわち、露光中には、物体を保持するステー
ジを移動面に沿って駆動し、ステージの移動に応じて、
ステージとは反対にカウンタマスを移動する。このた
め、ステージの駆動により生じる反力がカウンタマスの
移動によって吸収されるので、振動の発生が抑制され、
高精度な露光を行うことができる。また、露光ビームが
照射されていないときに、カウンタマスの位置を補正す
る。このため、露光精度を低下させることなく、カウン
タマス用に確保すべきストローク長を小さくすることが
可能となっている。

【００２４】この場合において、請求項１２に記載の露
光方法の如く、前記物体は前記パターンが転写される基
板（Ｗ）であることとすることができる。

【００２５】また、上記請求項１１及び１２に記載の各
露光方法において、請求項１３に記載の露光方法の如
く、前記ステージの駆動は、前記ステージに接続された
可動子（７０，２０Ａ，２０Ｂ）と、前記可動子と協働
する固定子（２２，１８Ａ，１８Ｂ）とを有した駆動装
置（１１）により行われることとすることができる。

【００２６】この場合において、請求項１４に記載の露
光方法の如く、前記カウンタマスは前記固定子であるこ
ととしても良い。

【００２７】上記請求項１３及び１４に記載の各露光方
法において、請求項１５に記載の露光方法の如く、前記
可動子に作用する駆動力の重心点と前記固定子の重心点
とは、前記移動面の法線方向の位置が一致していること
としても良い。

【００２８】上記請求項１１〜１５に記載の各露光方法
において、請求項１６に記載の露光方法の如く、前記ス
テージは、第１方向と、前記第１方向と交差する第２方
向へ移動可能であることとすることができる。かかる場
合には、任意の２次元方向にステージを移動することが
できる。

【００２９】この場合において、請求項１７に記載の露
光方法の如く、前記物体は前記パターンが転写される基
板であり、前記基板には、前記パターンがそれぞれ転写
される複数の被露光領域（ＳＡ_i,j）がマトリクス状に
配置され、前記第２方向とほぼ平行な第ｎ行（ｎは自然
数）の露光終了後と、第（ｎ＋１）行目の露光開始との
間に、前記カウンタマスの位置を補正することとするこ
とができる。

【００３０】上記請求項１１に記載の露光方法におい
て、請求項１８に記載の露光方法の如く、前記物体は前
記パターンが形成されたマスクであることとすることも
できる。

【００３１】上記請求項１１〜１８に記載の各露光方法
において、請求項１９に記載の露光方法の如く、前記カ
ウンタマスを、前記ステージを移動した際に生じる反力
により、前記ステージとは反対方向に移動することとし
ても良い。かかる場合には、カウンタマスの移動に際し
て、別途駆動装置を設ける必要がなく、自動的に反力の
吸収を行うことが可能となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図８に基づいて説明する。

【００３３】図１には、一実施形態に係る露光装置１０
０の概略構成が示されている。この露光装置１００は、
ステップ・アンド・スキャン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。後述
するように本実施形態では、投影光学系ＰＬが設けられ
ており、以下においては、この投影光学系ＰＬの光軸Ａ
Ｘ方向をＺ軸方向、これに直交する面内でマスク（及び
物体）としてのレチクルＲと基板（及び物体）としての
ウエハＷとが相対走査される方向をＹ軸方向、これらＺ
軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向として説明を行
う。

【００３４】この露光装置１００は、照明系ＩＯＰ、レ
チクルＲを保持するマスクステージ（及びステージ）と
してのレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、ウエ
ハＷを保持してＸＹ２次元方向に移動する基板ステージ
（及びステージ）としてのウエハステージＷＳＴを有す
るウエハステージ装置１２、及びこれらの制御系等を備
えている。

【００３５】前記照明系ＩＯＰは、例えば、特開平９−
３２０９５６号公報、特開平４−１９６５１３号公報な
どに開示されるように、光源ユニット、シャッタ、２次
光源形成光学系、ビームスプリッタ、集光レンズ系、レ
チクルブラインド、及び結像レンズ系等（いずれも不図
示）から構成され、照度分布のほぼ均一な露光ビームと
しての露光用照明光（以下、単に「露光光」と呼ぶ）Ｅ
Ｌを射出する。そして、この露光光がレチクルＲ上の矩
形（あるいは円弧状）の照明領域ＩＡＲを均一な照度で
照明する。ここで、露光光としては、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（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマ
レーザ光（波長１９３ｎｍ）、Ｆ₂レーザ光（波長１５
７ｎｍ）などの遠紫外域、又は真空紫外域の光が用いら
れる。

【００３６】前記レチクルステージＲＳＴは、後述する
本体コラム１０を構成する第２コラム２９Ｂの天板１３
上に載置されている。この天板１３は、レチクルベース
としての役割も果たしている。以下、天板１３をレチク
ルベース１３とも記すものとする。

【００３７】レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲ
が、例えば真空吸着により固定されている。レチクルス
テージＲＳＴは、レチクルＲの位置決めのため、Ｚ軸に
垂直な平面内で２次元的に（Ｘ軸方向及びこれに直交す
るＹ軸方向及びＸＹ平面に直交するＺ軸回りの回転方向
に）微少駆動可能に構成されている。

【００３８】また、このレチクルステージＲＳＴは、レ
チクルベース１３上をリニアモータ等で構成された駆動
装置としてのレチクル駆動部（図示省略）により、所定
の走査方向（ここではＹ軸方向とする）に指定された走
査速度で移動可能となっている。このレチクルステージ
ＲＳＴは、レチクルＲの全面が少なくとも照明系の光軸
を横切ることができるだけの移動ストロークを有してい
る。

【００３９】レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルレ
ーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１５か
らのレーザビームを反射する移動鏡１７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１５によって、例えば０．５〜１ｎｍ
程度の分解能で常時検出される。ここで、実際には、レ
チクルステージＲＳＴ上には走査方向（Ｙ軸方向）に直
交する反射面を有する移動鏡と非走査方向（Ｘ軸方向）
に直交する反射面を有する移動鏡とが設けられ、レチク
ル干渉計１５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１
７、レチクル干渉計１５として示されている。

【００４０】レチクル干渉計１５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
１９及びこれを介して主制御系２１に送られ、ステージ
制御系１９では主制御系２１からの指示に応じてレチク
ルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクル駆動部
（図示省略）を介してレチクルステージＲＳＴを駆動す
る。

【００４１】レチクルＲの上方には、不図示ではある
が、一対のレチクルアライメント系が配置されている。
この一対のレチクルアライメント系は、露光光ＥＬと同
じ波長の照明光にて検出対象のマークを照明するための
落射照明系と、その検出対象のマークの像を撮像するた
めのレチクルアライメント顕微鏡とをそれぞれ含んで構
成されている。レチクルアライメント顕微鏡は結像光学
系と撮像素子とを含んでおり、レチクルアライメント顕
微鏡による撮像結果は主制御系２１に供給されている。

【００４２】前記本体コラム１０は、クリーンルームの
床面Ｆ上に複数の防振ユニット７５を介して設置された
第１コラム２９Ａと、この第１コラム２９Ａ上に設けら
れた第２コラム２９Ｂとを備えている。

【００４３】第１コラム２９Ａは、各防振ユニット７５
の上部にそれぞれ直列に配置された複数本の支柱２３
と、これらの支柱２３によって水平に支持された鏡筒定
盤２５とから構成されている。この場合、前記防振ユニ
ット７５によって、床面Ｆから鏡筒定盤２５を含む本体
コラム１０に伝達される微振動がマイクロＧレベルで絶
縁されるようになっている。

【００４４】前記第２コラム２９Ｂは、第１コラム２９
Ａの上面に植設された複数本の脚部２７と、これらの脚
部２７によって水平に支持された前記天板（レチクルベ
ース）１３とによって構成されている。

【００４５】前記投影光学系ＰＬは、鏡筒定盤２５の中
央部に形成された不図示の開口内に上方から挿入され、
その鏡筒部の高さ方向のほぼ中央部に設けられた不図示
のフランジを介して鏡筒定盤２５によって支持されてい
る。投影光学系ＰＬとしては、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（Ｚ軸方向）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。なお、投影光学系
ＰＬを片側テレセントリック（例えば、ウエハステージ
ＷＳＴ側のみ）な縮小系として構成することも可能であ
る。この投影光学系ＰＬの投影倍率は、例えば１／４、
１／５あるいは１／６である。このため、照明系ＩＯＰ
からの照明光によってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲ部
分が照明されると、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Ｉ
ＡＲ内の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が表面に
フォトレジストが塗布されたウエハＷ上の照明領域ＩＡ
Ｒに共役な露光領域ＩＡに形成される。

【００４６】また、投影光学系ＰＬの近傍には、オフア
クシス（off-axis）方式のアライメント検出系ＡＬＧが
設置されている。このアライメント検出系ＡＬＧは、Ｌ
ＳＡ（Laser Step Alignment）系、ＦＩＡ（Filed Imag
e Alignment）系、ＬＩＡ（Laser Interferometric Ali
gnment）系の３種類のアライメントセンサを有してお
り、後述する基準マーク板上の基準マーク及びウエハ上
のアライメントマークのＸ、Ｙ２次元方向の位置計測を
行うことが可能である。

【００４７】本実施形態では、これら３種類のアライメ
ントセンサを、適宜目的に応じて使い分け、ウエハＷ上
の所定数のサーチアライメントマークの位置を検出して
ウエハＷの概略位置計測を行ういわゆるサーチアライメ
ントや、ウエハＷ上の所定数のファインアライメントマ
ークの位置を検出し、各ショット領域の正確な位置計測
を行うファインアライメント等を行うようになってい
る。

【００４８】このアライメント検出系ＡＬＧを構成する
各アライメントセンサからの情報は、不図示のアライメ
ント制御装置によりＡ／Ｄ変換され、デジタル化された
波形信号を演算処理してマーク位置が検出される。この
結果が主制御系２１に送られるようになっている。

【００４９】更に、本実施形態の露光装置１００には、
ウエハＷ表面の露光領域ＩＡ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
射方式のフォーカス検出系（焦点検出系）の１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
出系としては、例えば特開平６−２８３４０３号公報に
開示されるものと同様の構成のものが用いられている。

【００５０】前記投影光学系ＰＬの下方には、前記ウエ
ハステージ装置１２が配置されている。このウエハステ
ージ装置１２は、ウエハＷを保持するウエハステージＷ
ＳＴ及び駆動装置としてのウエハ駆動装置１１から構成
されている。

【００５１】前記ウエハステージＷＳＴの上面には、不
図示のウエハホルダを介してウエハＷが静電吸着又は真
空吸着により固定されている。また、ウエハステージＷ
ＳＴ上には、前記アライメント検出系ＡＬＧの検出中心
から投影光学系ＰＬの光軸までの距離を計測するベース
ライン計測等のための各種基準マークが形成された基準
マーク板ＦＭが固定されている。

【００５２】また、ウエハステージＷＳＴの上面には、
図２に示されるように、Ｘ軸方向の一端（＋Ｘ側の端
部）にＹ軸方向に延びるＸ移動鏡１０２Ｘが設けられ、
Ｙ軸方向の一端（−Ｙ側の端部）には、Ｘ軸方向に延び
るＹ移動鏡１０２Ｙが設けられている。これらの移動鏡
１０２Ｘ，１０２Ｙの外面側は、鏡面仕上げがなされた
反射面となっている。なお、図１では、移動鏡１０２
Ｘ，１０２Ｙが代表的に移動鏡１０２として示されてい
る。

【００５３】これらの移動鏡１０２Ｘ，１０２Ｙの反射
面と対向する位置には、Ｘ軸干渉計、Ｙ軸干渉計（いず
れも図示を省略）が設けられており、これらＸ軸干渉
計、Ｙ軸干渉計からの干渉計ビームが移動鏡１０２Ｘ，
１０２Ｙの反射面に投射され、その反射光をそれぞれの
干渉計が受光するようになっている。これにより、移動
鏡反射面の基準位置からの変位を計測し、ウエハステー
ジＷＳＴの２次元位置が計測されるようになっている。
なお、図１においては、これらＸ軸干渉計及びＹ軸干渉
計が代表的にウエハ干渉計３３として示されている。

【００５４】次に、前記ウエハ駆動装置１１について、
図２〜図７に基づいて、詳述する。

【００５５】このウエハ駆動装置１１は、図２に示され
るように、ａ．ウエハステージＷＳＴをウエハ定盤１４
の上方でＹ軸方向に駆動する第１駆動装置（又は第２駆
動装置）としてのＹ軸リニアモータ装置（以下、「Ｙ軸
モータ装置」と略す）ＹＭと、ｂ．ウエハステージＷＳ
Ｔ及びＹ軸モータ装置ＹＭがウエハ定盤１４の上方でＸ
軸方向に移動するようにウエハステージＷＳＴ及びＹ軸
モータ装置ＹＭを駆動する第２駆動装置（又は第１駆動
装置）としての第１Ｘ軸リニアモータ装置（以下、「第
１Ｘ軸モータ装置」と略す）ＸＭＡ及び第２Ｘ軸リニア
モータ装置（以下、「第２Ｘ軸モータ装置」と略す）Ｘ
ＭＢとを備えている。

【００５６】ここで、第１Ｘ軸モータ装置ＸＭＡ（より
詳しくは、後述するＸ軸固定子１８Ａ）は、ウエハベー
スＢＳの四隅中の＋Ｙ方向側における２つの隅部の上面
にそれぞれに固定された枠体１６Ａ１及び枠体１６Ａ２
によって、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に拘束されるように、
非接触支持されている。また、第２Ｘ軸モータ装置ＸＭ
Ｂ（より詳しくは、後述するＸ軸固定子１８Ｂ）は、ウ
エハベースＢＳの四隅中の−Ｙ方向側における２つの隅
部の上面にそれぞれに固定された枠体１６Ｂ１及び枠体
１６Ｂ２によって、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に拘束される
ように、非接触支持されている。

【００５７】前記第１Ｘ軸モータ装置ＸＭＡは、図２、
及び図２中のウエハステージＷＳＴ及びその駆動装置の
一部を取り出し、その一部を破断して示す図３に総合的
に示されるように、Ｘ軸固定子１８Ａと、該Ｘ軸固定子
１８Ａに係合しつつ、Ｘ軸固定子１８Ａに沿ってＸ軸方
向に移動するＸ軸可動子２０Ａとを備えている。

【００５８】前記Ｘ軸固定子１８Ａは、（i）Ｘ軸方向
をその長手方向とし、ＹＺ断面がコ字状（Ｕ字状）をし
た磁極ユニット２６Ａ１と、（ii）磁極ユニット２６Ａ
１の−Ｚ側（下側）に設けられ、磁極ユニット２６Ａ１
と同様の構造を有する磁極ユニット２６Ａ２と、（ii
i）磁極ユニット２６Ａ１，２６Ａ２それぞれの−Ｙ側
に設けられ、Ｘ軸方向をその長手方向とする、板状のＸ
ガイド部材２８Ａ１，２８Ａ２と、（iv）磁極ユニット
２６Ａ１，２６Ａ２、Ｘガイド部材２８Ａ１，２８Ａ２
を所定の位置関係で保持する保持部材３０Ａ１，３０Ａ
２とを備えている。

【００５９】前記磁極ユニット２６Ａ１は、図３に示さ
れるように、断面コ字状（Ｕ字状）のヨーク３２と、こ
のヨーク３２の上下対向面にＸ軸方向に沿って所定間隔
でそれぞれ配設された複数の界磁石３４とを有してい
る。なお、Ｚ軸方向で向かい合う界磁石３４の磁極面同
士は、互いに逆極性となっている。このため、Ｚ軸方向
で向かい合う界磁石３４間には、主にＺ軸方向の磁束が
発生している。また、Ｘ軸方向で隣り合う界磁石３４の
磁極面は互いに逆極性とされている。このため、ヨーク
３２の内部空間には、Ｘ軸方向に沿って交番磁界が形成
されている。

【００６０】前記磁極ユニット２６Ａ２は、上記の磁極
ユニット２６Ａ１と同様に構成されている。

【００６１】前記保持部材３０Ａ１は、図３に示される
ように、（i）磁極ユニット２６Ａ１，２６Ａ２及びＸ
ガイド部材２８Ａ１，２８Ａ２を所定の位置関係で固定
する固定部材３６Ａ１と、（ii）この固定部材３６Ａ１
をＺ軸方向両側（上下方向）から挟持する上面部材４０
Ａ１と、下面部材３８Ａ１とを備えている。この上面部
材４０Ａ１の上側の面には、図３及び図２のＤ−Ｄ線断
面図である図４（Ａ）に示されるように、Ｘ軸方向に沿
って所定の間隔で配列された電機子コイルからなる電機
子ユニット４２Ａ１が埋め込まれており、下面部材３８
Ａ１の下側の面には、上記電機子ユニット４２Ａ１と同
様の電機子ユニット４２Ａ２が埋め込まれている。

【００６２】前記もう一方の保持部材３０Ａ２は、図３
に示されるように固定部材３６Ａ２と、この固定部材３
６Ａ２を上下方向から挟持する上面部材４０Ａ２及び下
面部材３８Ａ２とを備えている。

【００６３】以上のように構成されたＸ軸固定子１８Ａ
は、図２に示される前記枠体１６Ａ１，１６Ａ２の内面
側（Ｙ軸方向両内面側及びＺ軸方向両内面側）に設けら
れた真空予圧型気体静圧軸受け装置（以下、便宜上、単
に「軸受け装置」と呼ぶ）９９（図４（Ａ）参照、但し
枠体１６Ａ２に設けられた軸受け装置については不図
示）によって非接触で支持されている。すなわち、Ｘ軸
固定子１８Ａは、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に拘束されてい
るが、Ｘ軸方向には一切拘束されていないので、Ｘ軸固
定子１８ＡにＸ軸方向の力が作用すれば、その力に応じ
て、Ｘ軸固定子１８ＡはＸ軸方向に沿って移動するよう
になっている。

【００６４】また、Ｘ軸固定子１８Ａは、ウエハステー
ジ装置１２のＹＺ断面図である図７から分かるように、
Ｚ軸方向中央部に関してほぼ上下対称な構成となってい
る。このため、Ｘ軸固定子１８Ａの重心点のＺ軸方向位
置は点Ａ₁の位置となっている。

【００６５】前記Ｘ軸可動子２０Ａは、図２及び図３に
総合的に示されるように、（ａ）Ｘ軸ガイド部材２８Ａ
１，２８Ａ２と＋Ｙ側で対向する面を有する平板部材か
ら成るスライド部材４６Ａと、（ｂ）該スライド部材４
６Ａの＋Ｙ側面のほぼ中央位置に設けられ、磁極ユニッ
ト２６Ａ１，２６Ａ２の間の空間に配置される、＋Ｙ側
に延びる断面矩形の枠状部材４８Ａと、（ｃ）この枠状
部材４８Ａから±Ｚ方向ほぼ等距離の位置（各磁極ユニ
ット２６Ａ１，２６Ａ２それぞれの内部空間に対応する
位置）に配置され、その内部にＸ軸方向に沿って所定間
隔で複数の電機子コイルが配列された電機子ユニット５
０Ａ１，５０Ａ２とを備えている。

【００６６】前記スライド部材４６Ａの−Ｙ側の面に
は、後述する第２Ｘ軸モータ装置ＸＭＢのＸ軸可動子２
０Ｂを構成するスライド部材４６Ｂに設けられた軸受け
装置５４Ｂ（図３参照）と同様の軸受け装置５４Ａが設
けられている（図７参照）。この軸受け装置５４Ａか
ら、前述のＸ軸固定子１８Ａを構成するＸガイド部材２
８Ａ１，２８Ａ２に対して噴き出される加圧気体（例え
ばヘリウム又は窒素ガス（あるいはクリーンな空気）な
ど）の静圧により、Ｘ軸可動子２０ＡはＸ軸固定子１８
Ａに対してＹ軸方向に数μｍ程度のクリアランスを介し
て非接触とされている。

【００６７】また、枠状部材４８Ａの上面と下面におい
ても同様の軸受け装置５２Ａ１、５２Ａ２（但し軸受け
装置５２Ａ２は図３では不図示：図７参照）が設けられ
ており、これら軸受け装置５２Ａ１，５２Ａ２から、前
記Ｘ軸固定子１８Ａを構成する磁極ユニット２６Ａ１の
下面及び磁極ユニット２６Ａ２の上面に対して噴き出さ
れる加圧気体の静圧により、Ｘ軸可動子２０ＡがＸ軸固
定子１８Ａに対してＺ軸方向に数μｍ程度のクリアラン
スを介して非接触とされている。

【００６８】また、スライド部材４６Ａの中央部には、
図３において示される、第２Ｘ軸モータ装置ＸＭＢのＸ
軸可動子２０Ｂを構成するスライド部材４６Ｂにおける
開口部５６Ｂと同様の開口部５６Ａ（図７参照）が形成
されており、この開口部５６Ａが前記枠状部材４８Ａの
中空部８０Ａと連通するようになっている。

【００６９】なお、Ｘ軸可動子２０Ａは、図７から分か
るように、Ｚ軸方向中央部に関してほぼ上下対称な構成
となっている。このため、Ｘ軸可動子２０Ａの重心点Ａ
₂のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｘ軸固定子１８
Ａの重心点Ａ₁のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置と一致
している。

【００７０】以上のように構成された第１Ｘ軸モータ装
置ＸＭＡでは、電機子ユニット５０Ａ１，５０Ａ２をそ
れぞれ構成する電機子コイルを流れる電流と、Ｘ軸固定
子１８Ａを構成する磁極ユニット２６Ａ１，２６Ａ２を
それぞれ構成する界磁石の発生する磁界との間の電磁相
互作用により発生するローレンツ力によって、Ｘ軸可動
子２０ＡがＸ軸方向に駆動され、Ｘガイド部材２８Ａ
１，２８Ａ２に沿ってＸ軸方向に移動する。このとき、
Ｘ軸可動子２０Ａに作用するＸ軸方向の駆動力の重心点
（駆動力の作用点）位置は、Ｘ軸固定子１８Ａの重心点
Ａ₁の位置に一致するようになっている。また、Ｘ軸可
動子２０Ａの駆動に伴ってＸ軸固定子１８Ａに作用する
Ｘ軸方向の反力の重心点（反力の作用点）のＹ軸方向位
置及びＺ軸方向位置は、Ｘ軸固定子１８Ａの重心点Ａ₁
のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっ
ている。

【００７１】なお、Ｘ軸可動子２０Ａに作用するＸ軸方
向の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２１がステー
ジ制御系１９を介して電機子ユニット５０Ａ１，５０Ａ
２の電機子コイルに供給する電流の波形（振幅及び位
相）によって制御されるようになっている。

【００７２】また、電機子ユニット５０Ａ１，５０Ａ２
には、電機子コイルを冷却するための冷媒が供給される
ようになっている。この冷媒の流量制御も主制御系２１
によって行なわれる。

【００７３】前記第２Ｘ軸モータ装置ＸＭＢは、図２に
示されるように、上記の第１Ｘ軸モータ装置ＸＭＡと回
転対称な配置ではあるが同様に構成されている。すなわ
ち、第２Ｘ軸モータ装置ＸＭＢは、第１Ｘ軸モータ装置
ＸＭＡを構成するＸ軸固定子１８Ａと同様の構成である
Ｘ軸固定子１８Ｂと、Ｘ軸可動子２０Ａと同様の構成で
あるＸ軸可動子２０Ｂとを備えている。

【００７４】すなわち、前記Ｘ軸固定子１８Ｂは、
（i）前記磁極ユニット２６Ａ１、２６Ａ２と同様の磁
極ユニット２６Ｂ１，２６Ｂ２と、（ii）前記Ｘガイド
部材２８Ａ１，２８Ａ２と同様のＸガイド部材２８Ｂ
１，２８Ｂ２と、（iii）磁極ユニット２６Ｂ１，２６
Ｂ２、Ｘガイド部材２８Ｂ１，２８Ｂ２を所定の位置関
係で保持する保持部材３０Ｂ１，３０Ｂ２とを備えてい
る。

【００７５】Ｘ軸固定子１８Ｂの＋Ｘ側端部に設けられ
た前記保持部材３０Ｂ１は、（i）前記固定部材３６Ａ
１と同様の固定部材３６Ｂ１と、（ii）この固定部材３
６Ｂ１をＺ軸方向両側（上下方向）から挟持する上面部
材４０Ｂ１及び下面部材３８Ｂ１とを備えている。この
上面部材４０Ｂ１の上側の面には、前記電機子ユニット
４２Ａ１と同様の電機子ユニット４２Ｂ１が埋め込まれ
ており、下面部材３８Ｂ１の下側の面には、前記電機子
ユニット４２Ａ２（図４（Ａ）参照）と同様の電機子ユ
ニット４２Ｂ２が埋め込まれている。

【００７６】Ｘ軸固定子１８Ｂの−Ｘ側端部に設けられ
た前記保持部材３０Ｂ２は、前述した保持部材３０Ａ２
と同様の構成となっている。すなわち、固定部材３６Ｂ
２と、この固定部材３６Ｂ２を上下方向から挟持する上
面部材４０Ｂ２及び下面部材３８Ｂ２とを備えている。

【００７７】Ｘ軸固定子１８Ｂが以上のような構成であ
ることから、図７から分かるように、Ｘ軸固定子１８Ｂ
の重心点Ｂ₁のＺ軸方向位置が、Ｘ軸固定子１８Ａの重
心点Ａ₁のＺ軸方向位置と一致するようになっている。

【００７８】なお、枠体１６Ｂ１，１６Ｂ２において
は、前記枠体１６Ａ１，１６Ａ２と同様に、その内面側
に軸受け装置９９が設けられている（図４（Ｂ）参
照）。

【００７９】前記Ｘ軸可動子２０Ｂは、図３に示される
ように、（ａ）前記スライド部材４６Ａと同様に構成さ
れたスライド部材４６Ｂと、（ｂ）該スライド部材４６
Ｂの−Ｙ側面のほぼ中央位置に設けられた、前記枠状部
材４８Ａと同様の構成である枠状部材４８Ｂと、（ｃ）
この枠状部材４８Ｂから±Ｚ方向ほぼ等距離の位置に設
けられ、前記電機子ユニット５０Ａ１，５０Ａ２と同様
の構成である電機子ユニット５０Ｂ１，５０Ｂ２とを備
えている。

【００８０】前記スライド部材４６Ｂの＋Ｙ側の面に
は、軸受け装置５４Ｂが設けられており、枠状部材４８
Ｂの上面及び下面には、前記軸受け装置５２Ａ１，５２
Ａ２と同様の軸受け装置５２Ｂ１、５２Ｂ２（図３では
不図示：図７参照）が設けられている。

【００８１】また、スライド部材４６Ｂの中央部には、
図３に示されるように開口部５６Ｂが形成されており、
この開口部５６Ｂが前記枠状部材４８Ｂの中空部８０Ｂ
と連通するようになっている（図７参照）。

【００８２】以上のように構成されるＸ軸可動子２０Ｂ
の重心点Ｂ₂のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、図７
に示されるように、Ｘ軸固定子１８Ｂの重心Ｂ₁のＹ軸
方向位置及びＺ軸方向位置と一致するようになってい
る。

【００８３】また、第２Ｘ軸モータ装置ＸＭＢでは、第
１Ｘ軸モータ装置ＸＭＡの場合と同様に、電機子ユニッ
ト５０Ｂ１，５０Ｂ２をそれぞれ構成する電機子コイル
を流れる電流と、Ｘ軸固定子１８Ｂを構成する磁極ユニ
ット２６Ｂ１，２６Ｂ２をそれぞれ構成する界磁石の発
生する磁界との間の電磁相互作用により発生するローレ
ンツ力によって、Ｘ軸可動子２０ＢがＸ軸方向に駆動さ
れ、Ｘガイド部材２８Ｂ１，２８Ｂ２に沿ってＸ軸方向
に移動する。このとき、Ｘ軸可動子２０Ｂに作用するＸ
軸方向の駆動力の重心点（駆動力の作用点）位置は、可
動子の重心点Ｂ ₂の位置に一致するようになっている。
また、Ｘ軸可動子２０Ｂの駆動に伴ってＸ軸固定子１８
Ｂに作用するＸ軸方向の反力の重心点（反力の作用点）
のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、Ｘ軸固定子１８Ｂ
の重心点Ｂ₁のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致す
るようになっている。

【００８４】また、第１Ｘ軸モータ装置ＸＭＡの場合と
同様に、Ｘ軸可動子２０Ｂに作用するＸ軸方向の駆動力
の大きさ及び方向は、主制御系２１がステージ制御系１
９を介して電機子ユニット５０Ｂ１，５０Ｂ２の電機子
コイルに供給する電流の波形（振幅及び位相）によって
制御されるようになっている。

【００８５】また、第２Ｘ軸モータ装置ＸＭＢを構成す
る電機子ユニット５０Ｂ１，５０Ｂ２にも上述の電機子
ユニット５０Ａ１，５０Ａ２と同様に、電機子コイルを
冷却するための冷媒が供給されるようになっている。こ
の冷媒の流量制御も主制御系２１によって行なわれる。

【００８６】なお、上記保持部材３０Ａ１に対応する枠
体１６Ａ１においては、図４（Ａ）に示されるように、
前述の上面部材４０Ａ１，下面部材３８Ａ１に設けられ
た電機子ユニット４２Ａ１，４２Ａ２に対向する位置
（すなわち枠体１６Ａ１の上下対向面）に磁性体部材及
びＸ軸方向に所定間隔で配列された複数の界磁石から成
る磁極ユニット４４Ａ１，４４Ａ２が設けられている。
ここで、磁極ユニット４４Ａ１，４４Ａ２では、Ｘ軸方
向に隣り合う界磁石の磁極面は互いに逆極性とされてい
る。

【００８７】また、保持部材３０Ｂ１に対応する枠体１
６Ｂ１においては、保持部材３０Ｂ１及び枠体１６Ｂ１
を＋Ｘ方向から見た図４（Ｂ）に示されるように、上面
部材４０Ｂ１，下面部材３８Ｂ１に設けられた電機子ユ
ニット４２Ｂ１，４２Ｂ２に対向する位置（すなわち枠
体１６Ｂ１の上下対向面）に磁性体部材及びＸ軸方向に
所定間隔で配列された複数の界磁石から成る磁極ユニッ
ト４４Ｂ１，４４Ｂ２が設けられている。ここで、磁極
ユニット４４Ｂ１，４４Ｂ２では、Ｘ軸方向に隣り合う
界磁石の磁極面は互いに逆極性とされている。

【００８８】このため、磁極ユニット４４Ａ１，４４Ａ
２に対向する電機子ユニット４２Ａ１，４２Ａ２の配置
される空間には、Ｘ軸方向に沿って交番磁界が形成され
ている。また、磁極ユニット４４Ｂ１，４４Ｂ２に対向
する電機子ユニット４２Ｂ１，４２Ｂ２の配置される空
間には、Ｘ軸方向に沿って周期的な磁界が形成されてい
る。

【００８９】この結果、図４（Ａ）に示される、電機子
ユニット４２Ａ１を可動子とし、磁極ユニット４４Ａ１
を固定子とするリニアモータ４５Ａ１、及び電機子ユニ
ット４２Ａ２を可動子とし、磁極ユニット４４Ａ２を固
定子とするリニアモータ４５Ａ２が構成されている。ま
た、図４（Ｂ）に示される、電機子ユニット４２Ｂ１を
可動子とし、磁極ユニット４４Ｂ１を固定子とするリニ
アモータ４５Ｂ１、及び電機子ユニット４２Ｂ２を可動
子とし、磁極ユニット４４Ｂ２を固定子とするリニアモ
ータ４５Ｂ２が構成されている。なお、これらのリニア
モータ４５Ａ１，４５Ａ２，４５Ｂ１，４５Ｂ２は、電
磁相互作用により駆動力を発生している。

【００９０】また、これらのリニアモータ４５Ａ１，４
５Ａ２により後述する補正装置としての第１Ｘ位置補正
装置が構成され、リニアモータ４５Ｂ１，４５Ｂ２によ
り補正装置としての第２Ｘ位置補正装置が構成されてい
る。そして、第１Ｘ位置補正装置がＸ軸固定子１８Ａに
与えるＸ軸方向の駆動力の重心点のＹ軸方向位置及びＺ
軸方向位置は、図７に示されるＸ軸固定子１８Ａの重心
点Ａ₁のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するよう
になっている。また、第２Ｘ位置補正装置がＸ軸固定子
１８Ｂに与えるＸ軸方向の駆動力の重心点のＹ軸方向位
置及びＺ軸方向位置は、Ｘ軸固定子１８Ｂの重心点Ｂ₁
のＹ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっ
ている。

【００９１】また、第１及び第２Ｘ位置補正装置により
Ｘ軸固定子１８Ａ，１８Ｂに与えられるＸ軸方向の駆動
力の大きさ及び方向は、主制御系２１がステージ制御系
１９を介して電機子ユニット４２Ａ１，４２Ａ２，４２
Ｂ１，４２Ｂ２の電機子コイルに供給する電流の波形
（振幅及び位相）によって制御されるようになってい
る。

【００９２】図２に戻り、前記Ｙ軸モータ装置ＹＭは、
Ｙ軸固定子２２と、Ｙ軸可動子７０とを備えている。

【００９３】前記Ｙ軸固定子２２は、図５に示されるよ
うに、（ａ）Ｙ軸方向に長手方向を有し、その内部にＹ
軸方向に沿って所定間隔で複数の電機子コイルが配列さ
れた電機子ユニット５８と、（ｂ）該電機子ユニット５
８を支持するとともに収納する支持収納部材５９と、
（ｃ）該支持収納部材５９のＸ軸方向両側に設けられた
一対のＹガイド部材６３，６４とを備えている。ここ
で、＋Ｙ側においては、Ｙガイド部材６３，６４の＋Ｙ
側の端部付近にまで電機子コイルが並べられているが、
−Ｙ方向側においては、Ｙガイド部材６３，６４の端部
が−Ｙ方向に突出した状態とされている。

【００９４】また、図５に示されるように、Ｙガイド部
材６３は、長手方向両端部の−Ｘ側面に鉄板保持部６２
Ａ１，６２Ｂ１を有しており、また、Ｙガイド部材６４
は、長手方向両端部の＋Ｘ側面に鉄板保持部６２Ａ２，
６２Ｂ２を有している。そして、これらの鉄板保持部６
２Ａ１，６２Ｂ１，６２Ａ２，６２Ｂ２に、鉄板６０Ａ
１，６０Ｂ１，６０Ａ２，６０Ｂ２（鉄板保持部材６２
Ｂ２における鉄板６０Ｂ２については図５では不図示、
図６参照）が埋め込まれている。

【００９５】また、Ｙ軸固定子２２の長手方向両端部
は、図３に示されるように、前述したＸ軸可動子２０
Ａ，２０Ｂを構成するスライド部材４６Ａ，４６Ｂに形
成された開口５６Ａ，５６Ｂを介して枠状部材４８Ａ，
４８Ｂの内部に挿入されている。

【００９６】図６は、Ｙ軸モータ装置ＹＭ及びＸ軸可動
子２０Ａ，２０Ｂを高さ方向中央やや上方の位置でＸＹ
面に平行な面に沿って断面し、その一部を省略して示す
図である。この図６から分かるように、Ｘ軸可動子２０
Ａ，２０Ｂをそれぞれ構成する枠状部材４８Ａ及び枠状
部材４８Ｂの内部側壁には、電磁石群９０Ａ１，９０Ａ
２，９０Ｂ１，９０Ｂ２が固定されている。この電磁石
群９０Ａ１，９０Ａ２，９０Ｂ１，９０Ｂ２は、Ｙ軸固
定子２２のＹ軸方向端部に埋め込まれた鉄板６０Ａ１，
６０Ａ２，６０Ｂ１，６０Ｂ２それぞれに対向するよう
になっており、鉄板６０Ａ１，６０Ａ２，６０Ｂ１，６
０Ｂ２と電磁石群９０Ａ１，９０Ａ２，９０Ｂ１，９０
Ｂ２との間に発生する磁気力によって、Ｙ軸固定子２２
がＸ軸方向に非接触で拘束されるようになっている。一
方、Ｙ軸固定子２２はＹ軸方向には一切拘束されていな
いので、Ｙ軸固定子２２にＹ軸方向の力が作用すれば、
その力に応じて、Ｙ軸固定子２２はＹ軸方向に沿って移
動するようになっている。なお、鉄板６０Ａ１，６０Ａ
２，６０Ｂ１，６０Ｂ２と電磁石群９０Ａ１，９０Ａ
２，９０Ｂ１，９０Ｂ２とからＹ軸固定子２２のＸ拘束
機構が構成されている。

【００９７】このＸ拘束機構における個々の磁気力の制
御は、主制御系２１がステージ制御系１９を介して電磁
石群９０Ａ１，９０Ａ２，９０Ｂ１，９０Ｂ２それぞれ
に供給する電流を制御することによって行われる。

【００９８】なお、このＸ拘束機構によって、鉄板６０
Ａ１，６０Ａ２，６０Ｂ１，６０Ｂ２と電磁石群９０Ａ
１，９０Ａ２，９０Ｂ１，９０Ｂ２との間のそれぞれに
おける磁気力を制御することにより、Ｙ軸固定子２２ひ
いてはウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）のθ_Z方向に
関する微少駆動が可能となっている。

【００９９】また、図５に示されるように、枠状部材４
８Ａの内部には、（i）電機子ユニット５８の上面に対
向する位置に、Ｙ軸方向に沿って所定の間隔で配列され
た複数の界磁石からなる磁石群９２Ａ１と、（ii）電機
子ユニット５８の下面に対向する位置に、Ｙ軸方向に沿
って所定の間隔で配列された複数の界磁石からなる磁石
群９２Ａ２（図５では不図示、図７参照）とが配置され
ている。なお、磁石群９２Ａ１と磁石群９２Ａ２とにお
いて、対向する界磁石の磁極面の極性は互いに逆極性と
なっている。この結果、電機子ユニット５８と磁石群９
２Ａ１，９２Ａ２からなる磁極ユニットとからＹ軸固定
子２２をＹ軸方向に駆動するリニアモータが構成される
ことになる。

【０１００】なお、このリニアモータにより後述するＹ
軸位置補正装置が構成されている。そして、Ｙ軸位置補
正装置がＹ軸固定子２２に与えるＹ軸方向の駆動力の重
心点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置は、図７に示され
る、Ｙ軸固定子２２の重心点Ｃ₁のＸ軸方向位置及びＺ
軸方向位置に一致するようになっている。また、Ｙ軸位
置補正装置によりＹ軸固定子２２に作用するＹ軸方向の
駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２１がステージ制
御系１９を介して磁石群９２Ａ１，９２Ａ２に挟まれ
た、電機子ユニット５８の一部を構成する電機子コイル
に供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御さ
れるようになっている。

【０１０１】また、Ｙガイド部材６３，６４のＹ軸方向
の両端部近傍の下側には、図７に示されるように、ウエ
ハ定盤１４に対するクリアランスを維持するための軸受
け装置５５Ａ，５５Ｂをその底部に有する浮上部材８２
Ａ，８２Ｂが設けられている。そして、軸受け装置５５
Ａ，５５Ｂからウエハ定盤１４の上面に対して噴き出さ
れる加圧気体の静圧により、浮上部材８２Ａ，８２Ｂ、
ひいてはＹ軸固定子２２が、ウエハ定盤１４に対して数
μｍ程度のクリアランスを介して浮上支持されるように
なっている。

【０１０２】なお、Ｙ軸固定子２２では、電機子ユニッ
ト５８と、図７において代表的に示されるＹガイド部材
６４との位置関係から分かるように、電機子ユニット５
８はＹガイド部材６３，６４のＺ軸方向中央よりやや下
側に固定されており、Ｙ軸固定子２２の重心点Ｃ₁のＺ
軸方向位置が、前述したＸ軸固定子１８Ａの重心点Ａ₁
のＺ軸方向位置と一致するようになっている。

【０１０３】図５に戻り、前記Ｙ軸可動子７０は、
（ａ）ＸＺ断面が矩形枠状の磁石保持部材７８と、
（ｂ）該磁石保持部材７８の内側上面に配置され、Ｙ軸
方向に所定間隔で界磁石が配列された磁極ユニット７２
Ａ、及び、磁石保持部材７８の内側下面に配置され、Ｙ
軸方向に所定間隔で界磁石が配列された磁極ユニット７
２Ｂ（図５では図示せず：図７参照）と、（ｃ）該磁石
保持部材７８の上側に設けられた平面視略正方形状の上
板８４と、（ｄ）磁石保持部材７８の下側に設けられた
重心点位置調整部材８６とを備えている。そして、磁石
保持部７８の内部空間に、前述したＹ軸固定子２２が挿
入されるようになっている。

【０１０４】前記磁極ユニット７２Ａは、図７に示され
るように、（i）磁石保持部材７８の内側上面に固定さ
れた磁性体部材８１Ａと、（ii）該磁性体部材８１Ａの
下面にＹ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の界
磁石８３Ａとから構成されている。このとき、各界磁石
８３Ａの磁極面は、電機子ユニット５８の上面に対向す
るようになっている。また、Ｙ軸方向に隣り合う界磁石
８３Ａの磁極面は互いに逆極性とされている。

【０１０５】前記磁極ユニット７２Ｂは、（i）磁石保
持部材７８の内側下面に固定された磁性体部材８１Ｂ
と、（ii）該磁性体部材８１Ｂの上面にＹ軸方向に沿っ
て所定間隔で配置された複数の界磁石８３Ｂとから構成
されている。このとき、各界磁石８３Ｂの磁極面は、電
機子ユニット５８の下面に対向するようになっている。
また、Ｙ軸方向に隣り合う界磁石８３Ｂの磁極面は互い
に逆極性とされている。

【０１０６】さらに、上記複数の界磁石８３Ａと複数の
界磁石８３Ｂとにおいて、Ｚ軸方向で互いに対向する磁
極面は逆極性とされている。このため、Ｚ軸方向で向か
い合う界磁石８３Ａと界磁石８３Ｂとの間には、主にＺ
軸方向の磁束が発生している。また、上述のように、複
数の界磁石８３Ａ及び複数の界磁石８３Ｂそれぞれにお
いてＹ軸方向に隣り合う界磁石８３Ａ，８３Ｂの磁極面
は互いに逆極性とされているので、複数の界磁石８３Ａ
と複数の界磁石８３Ｂとの間の空間には、Ｙ軸方向に沿
って交番磁界が形成されている。

【０１０７】前記重心点位置調整部材８６の底面には軸
受け装置９４が複数配置されており、ウエハ定盤１４の
上面に対して噴き出される加圧気体の静圧により、ウエ
ハ定盤１４に対して数μｍ程度のクリアランスを介して
Ｙ軸可動子７０が浮上支持されるようになっている。

【０１０８】また、磁石保持部材７８の内部におけるＸ
軸方向に対向する面にも同様に不図示の軸受け装置が設
けられており、Ｙ軸固定子２２を構成するＹガイド部材
６３，６４の外面に対して数μｍ程度のクリアランスを
介して非接触保持されるようになっている。このクリア
ランスを一定に維持することにより、Ｙ軸可動子７０が
Ｙ軸リニアモータによってＹ軸方向に駆動される際のＹ
軸可動子７０ひいては後述するウエハステージＷＳＴの
θ_Z回転（ヨーイング）の発生を防止できるようになっ
ている。

【０１０９】なお、Ｙ軸可動子７０に設けられた軸受け
装置９４からの加圧気体の噴き出し圧力及び噴き出し流
量は、主制御系２１からの指示に応じて図１のステージ
制御系１９が行うようになっている。また、ここまでに
説明した各軸受け装置についても同様の制御が行われる
ようになっている。

【０１１０】また、図７に示されるように、Ｙ軸可動子
７０の上面上には、ウエハステージＷＳＴのＺ位置及び
姿勢を制御するＺ・チルト駆動機構７６が設けられてい
る。

【０１１１】前記Ｚ・チルト駆動機構７６は、Ｙ軸可動
子７０を構成する上板８４の上面にほぼ正三角形の頂点
となる位置に配置され、ウエハステージＷＳＴをそれぞ
れ支持するとともに、独立してＺ軸方向に微少駆動する
３つのボイスコイルモータ（図示省略）を含んで構成さ
れている。したがって、Ｚ・チルト駆動機構７６によっ
て、ウエハステージＷＳＴは、Ｚ軸方向、θ_X方向（Ｘ
軸回りの回転方向）、及びθ_Y方向（Ｙ軸回りの回転方
向）の３自由度方向について微少駆動されるようになっ
ている。このＺ・チルト駆動機構７６の駆動は、主制御
系２１の指示に基づいてステージ制御系１９により制御
される。

【０１１２】Ｙ軸可動子７０が以上のような構成である
ことから、図７に示されるように、可動子及びウエハス
テージＷＳＴの複合体の重心点Ｃ₂のＸ軸方向位置及び
Ｚ軸方向位置は、Ｙ軸固定子２２の重心点Ｃ₁のＸ軸方
向位置及びＺ軸方向位置と一致するようになっている。

【０１１３】以上のように構成されたＹ軸モータ装置Ｙ
Ｍでは、電機子ユニット５８を構成する電機子コイルを
流れる電流と、Ｙ軸可動子７０を構成する磁極ユニット
７２Ａ，７２Ｂをそれぞれ構成する界磁石８３Ａ，８３
Ｂが発生する磁界との間の電磁相互作用により発生する
ローレンツ力によって、Ｙ軸可動子７０がＹ軸方向に駆
動され、Ｙガイド部材６３，６４に沿ってＹ軸方向に移
動する。このとき、Ｙ軸可動子７０に作用するＹ軸方向
の駆動力の重心点（駆動力の作用点）位置は、可動子の
重心点Ｃ₂の位置に一致するようになっている。また、
Ｙ軸可動子７０の駆動に伴ってＹ軸固定子２２に作用す
るＹ軸方向の反力の重心点（反力の作用点）のＸ軸方向
位置及びＺ軸方向位置は、Ｙ軸固定子２２の重心点Ｃ₁
のＸ軸方向位置及びＺ軸方向位置に一致するようになっ
ている。

【０１１４】なお、Ｙ軸可動子７０に作用するＹ軸方向
の駆動力の大きさ及び方向は、主制御系２１がステージ
制御系１９を介して電機子ユニット５８の電機子コイル
に供給する電流の波形（振幅及び位相）によって制御さ
れるようになっている。

【０１１５】また、電機子ユニット５８には、電機子コ
イルの冷却用の冷媒が供給されるようになっている。こ
の冷媒の流量制御も主制御系２１によって行なわれる。

【０１１６】次に、上述のようにして構成された本実施
形態の露光装置１００による露光動作を、ウエハＷに対
して第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理を
行う際を例にとって、説明する。

【０１１７】まず、不図示のレチクルローダにより、レ
チクルステージＲＳＴ上にレチクルＲがロードされ、引
き続き、レチクルアライメント及びベースライン計測が
行われる。かかるレチクルアライメント及びベースライ
ン計測にあたっては、主制御系２１が、ステージ制御系
１９を介してウエハ駆動装置１１を制御し、ウエハステ
ージＷＳＴを２次元移動させる。こうしたウエハステー
ジＷＳＴの２次元移動にあたって、主制御系２１は、ウ
エハ干渉計３３からのウエハステージＷＳＴの位置情報
（又は速度情報）に基づいて、ウエハ駆動装置１１の第
１及び第２Ｘ軸モータ装置ＸＭＡ，ＸＭＢのＸ軸駆動用
の電機子ユニット５０Ａ１，５０Ａ２，５０Ｂ１，５０
Ｂ２に供給される電流の波形、及び、Ｙ軸モータ装置Ｙ
Ｍの電機子ユニット５８の電機子コイルに供給される電
流の波形を制御する。なお、ウエハステージＷＳＴのＸ
軸方向への駆動にあたっては、第１及び第２Ｘ軸モータ
装置ＸＭＡ，ＸＭＢによるＸ軸可動子２０Ａ，２０Ｂに
与えられる駆動力が、互いに同一の大きさ及び同一の方
向となるように、電流制御がなされる。

【０１１８】この場合、第１及び第２Ｘ軸モータ装置Ｘ
ＭＡ，ＸＭＢのＸ軸可動子２０Ａ，２０Ｂが、上述のよ
うに、Ｙ軸方向及びＺ軸方向について非接触で拘束され
ているので、第１及び第２Ｘ軸モータ装置ＸＭＡ，ＸＭ
ＢによるＸ軸可動子２０Ａ，２０Ｂの駆動が安定して行
われる。そして、Ｘ軸可動子２０Ａ，２０Ｂの重心点Ａ
₂，Ｂ₂とＸ軸可動子２０Ａ，２０Ｂに作用する駆動力の
重心点とが一致しているので、Ｘ軸可動子２０Ａ，２０
Ｂには重心回りの回転力が発生せず、全ての駆動力がＸ
軸方向の並進力となり、Ｘ軸可動子２０Ａ，２０ＢのＸ
軸方向駆動が非常に効率良く行われる。

【０１１９】また、Ｙ軸モータ装置ＹＭのＹ軸可動子７
０が、上述のように、Ｘ軸方向及びＺ軸方向について非
接触で拘束されているので、Ｙ軸モータ装置ＹＭによる
Ｙ軸可動子７０の駆動が安定して行われる。そして、Ｙ
軸可動子７０の重心点Ｃ₂とＹ軸可動子７０に作用する
駆動力の重心点とが一致しているので、Ｙ軸可動子７０
には重心回りの回転力が発生せず、全ての駆動力がＹ軸
方向の並進力となるので、Ｙ軸可動子７０のＹ軸方向駆
動が非常に効率良く行われる。

【０１２０】ところで、第１及び第２Ｘ軸モータ装置Ｘ
ＭＡ，ＸＭＢによるＸ軸可動子２０Ａ，２０Ｂの駆動の
結果、第１及び第２Ｘ軸モータ装置ＸＭＡ，ＸＭＢのＸ
軸固定子１８Ａ，１８ＢにはＸ軸可動子２０Ａ，２０Ｂ
の駆動方向とは反対方向の反力が発生する。この場合、
Ｘ軸固定子１８Ａ，１８Ｂは、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に
非接触で拘束されているので、かかる反力に応じ、運動
量保存則により、Ｘ軸可動子２０Ａ，２０Ｂの駆動方向
とは逆のＸ軸方向に移動する。この結果、Ｘ軸固定子１
８Ａ，１８Ｂに作用する反力はほぼ完全に吸収される。
したがって、Ｘ軸可動子２０Ａ，２０Ｂの駆動の反力に
よる振動の発生がほぼ完全に防止される。

【０１２１】なお、Ｘ軸可動子２０Ａ，２０Ｂの駆動の
反力によるＸ軸固定子１８Ａ，１８ＢのＸ軸方向の移動
量が、上述の第１及び第２Ｘ軸位置補正装置のストロー
ク範囲から外れないように、主制御系２１は、ステージ
制御系１９を介して第１及び第２Ｘ軸位置補正装置のＸ
軸方向駆動用の電機子ユニット４２Ａ１，４２Ａ２，４
２Ｂ１，４２Ｂ２の電機子コイルに供給される電流の波
形を制御して、Ｘ軸固定子１８Ａ，１８Ｂを、適当なタ
イミングでＸ軸方向に駆動する。

【０１２２】また、Ｙ軸モータ装置ＹＭによるＹ軸可動
子７０の駆動の結果、Ｙ軸モータ装置ＹＭのＹ軸固定子
２２にはＹ軸可動子７０の駆動方向とは反対方向の反力
が発生する。この場合、Ｙ軸固定子２２は、Ｘ軸方向及
びＺ軸方向に非接触で拘束されているので、かかる反力
に応じ、運動量保存則により、Ｙ軸可動子７０の駆動方
向とは逆のＹ軸方向に移動する。この結果、Ｙ軸固定子
２２に作用する反力はほぼ完全に吸収される。したがっ
て、Ｙ軸可動子７０の駆動の反力による振動の発生がほ
ぼ完全に防止される。

【０１２３】なお、Ｙ軸可動子７０の駆動の反力による
Ｙ軸固定子２２のＹ軸方向の移動量が、上述のＹ軸位置
補正装置のストローク範囲から外れないように、主制御
系２１は、ステージ制御系１９を介してＹ軸位置補正装
置のＹ軸方向駆動用の電機子ユニット５８の電機子コイ
ルに供給される電流の波形を制御して、Ｙ軸固定子２２
を、適当なタイミングでＹ軸方向に駆動する。

【０１２４】以上のような主制御系２１によるウエハ駆
動装置１１の制御のもとで、ウエハステージＷＳＴを移
動させつつ、レチクルアライメント及びベースライン計
測が終了すると、引き続き、不図示のウエハローダによ
り、ウエハＷがウエハステージＷＳＴにロードされる。
かかるウエハＷのロードにあたっては、ロード位置まで
ウエハステージＷＳＴが移動するが、このウエハステー
ジＷＳＴの移動の制御は、上記のレチクルアライメント
等の場合と同様に行われる。

【０１２５】なお、ロードされたウエハＷ上には、図８
に示されるように、被露光領域としての複数のショット
領域ＳＡ_i,jがマトリクス状に配列され、各ショット領
域ＳＡ_i,jには前層の工程における露光及び現像等によ
りそれぞれチップパターンが形成されるとともに、ウエ
ハアライメント用のファインアライメントマークが付設
されているものとする。

【０１２６】次に、最小二乗法等の統計演算により、ウ
エハＷ上のショット領域の配列座標を算出するエンハン
スト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式による
ファインアライメントを行う。ファインアライメント工
程では、ファインアライメントマークの撮像にあたっ
て、所定のファインアライメントマークをアライメント
検出系ＡＬＧの撮像範囲に入れるために、ウエハステー
ジＷＳＴの移動が行われるが、このウエハステージＷＳ
Ｔの移動の制御も、上記のレチクルアライメント等の場
合と同様に行われる。このＥＧＡ方式によるファインア
ライメントについては、例えば、特開昭６１−４４４２
９号公報に開示されている。

【０１２７】次いで、ウエハＷ上の各ショット領域のス
テップ・アンド・スキャン方式による露光が行われる。
なお、ショット領域ＳＡ_i,jの露光順序は、図８に示さ
れる通りであり、ショット領域ＳＡ_1,1から始まり、行
方向（＋Ｘ方向）に順次進む。そして、第１行の最後の
ショット領域ＳＡ_1,7の露光が終了すると、第２行の最
初のショット領域ＳＡ_2,9へ進む。そして、第１行の行
方向とは逆の行方向（−Ｘ方向）に順次進む。以後、行
を変更する度に、前の行における進行方向とは逆の行方
向へ進行しながら、最終のショット領域まで順次露光を
行う。

【０１２８】また、図８における実線矢印は、各ショッ
ト領域における露光領域ＩＡによるウエハＷの走査方向
を示している。すなわち、本実施形態では、露光順が進
む度に、順次走査方向を逆転するいわゆる交互スキャン
方式を採用しているものとする。なお、ショット領域の
露光順が進むに従って、実際にはウエハＷは、図８にお
ける実線（点線を含む）矢印と逆方向に移動する。

【０１２９】かかる露光処理にあたって、まず、主制御
系２１は、上記のファインアライメント結果及びウエハ
干渉計３３からの位置情報（又は速度情報）に基づき、
ステージ制御系１９を介してウエハ駆動装置１１を制御
して、ウエハステージＷＳＴを移動させ、ウエハＷの第
１ショット領域ＳＡ_1,1の走査露光の開始位置にウエハ
Ｗを移動させる。この場合のウエハステージＷＳＴの移
動も、上記のレチクルアライメント等の場合とほぼ同様
に行われるが、以下の３点が相違する。

【０１３０】（１）第１ショット領域ＳＡ_1,1の走査露
光の開始位置において、ウエハＷは、−Ｙ方向にのみ速
度成分を有し、その速度成分が所定値Ｖ_Wとされる。

【０１３１】（２）第１ショット領域ＳＡ_1,1の走査露
光の開始位置において、Ｘ軸固定子１８Ａ，１８Ｂは、
第１、第２Ｘ軸位置補正装置により所定のＸ軸位置に位
置決めされる。この所定のＸ軸位置は、ウエハＷの１シ
ョット領域分（図８に示される距離Ｘ₁）だけウエハス
テージＷＳＴが−Ｘ方向に移動したときに、この移動に
より生じる反力によって＋Ｘ方向に移動するＸ軸固定子
１８Ａ，１８Ｂのストローク分が確保された位置とされ
ている。

【０１３２】（３）第１ショット領域ＳＡ_1,1の走査露
光の開始位置において、Ｙ軸固定子２２は、Ｙ軸位置補
正装置により、所定のＹ軸位置に位置決めされる。この
所定のＹ軸位置は、ウエハステージＷＳＴの第１ショッ
ト領域ＳＡ_1,1の走査露光時における移動（図８に示さ
れる距離Ｓ）と、第１ショット領域ＳＡ_1,1から第２シ
ョット領域ＳＡ_1,2へのステップ移動時における−Ｙ方
向への移動（図８に示される距離Ｙ₁）とにより生じる
反力によって＋Ｙ方向へ移動するＹ軸固定子２２のスト
ローク分、及びウエハステージＷＳＴの第２ショット領
域ＳＡ_1,2から第３ショット領域ＳＡ_1,3へのステップ移
動時における＋Ｙ方向への移動（図８に示される距離Ｙ
₂）により生じる反力によって−Ｙ方向へ移動するＹ軸
固定子２２のストローク分が確保された位置とされてい
る。

【０１３３】次に、ステージ制御系１９は、主制御系２
１の指示に応じてレチクルＲとウエハＷ、すなわちレチ
クルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ軸方
向の相対移動を開始する。両ステージＲＳＴ，ＷＳＴが
それぞれの目標走査速度に達し、等速同期状態に達する
と、照明系ＩＯＰからの照明光によってレチクルＲのパ
ターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。上
記の相対走査は、ステージ制御系１９が、前述したウエ
ハ干渉計３３及びレチクル干渉計１５の計測値をモニタ
しつつ、不図示のレチクル駆動部及びウエハステージ装
置１１を制御することにより行われる。

【０１３４】そして、ステージ制御系１９は、レチクル
駆動部及びウエハステージ装置１１を介してレチクルス
テージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを同期制御す
る。その際、特に上記の走査露光時には、レチクルステ
ージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度Ｖ_R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倍あるいは１／５倍）に応じた速度
比に維持されるように同期制御を行う。

【０１３５】そして、レチクルＲのパターン領域の異な
る領域が照明光で逐次照明され、パターン領域全面に対
する照明が完了することにより、ウエハＷ上の第１ショ
ット領域ＳＡ_1,1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
ョット領域ＳＡ_1,1に縮小転写される。なお、走査露光
の終了後には、照明光によるレチクルＲのパターン領域
の照射を止める。

【０１３６】以上のような走査露光における同期移動の
際には、ウエハステージＷＳＴ（ひいてはウエハＷ）の
移動は、ウエハ駆動装置１１のＹ軸モータ装置ＹＭによ
るＹ軸可動子７０の駆動によって行われる。そして、同
期移動中には、Ｙ軸位置補正装置によるＹ軸固定子２２
のＹ軸位置の補正は行われない。このため、同期移動中
においては、Ｙ軸可動子７０の駆動に伴う反力は、運動
量保存則に従って完全に自由移動可能なＹ軸固定子２２
の駆動力となり、吸収される。この結果、Ｙ軸モータ装
置ＹＭによるＹ軸可動子７０の駆動に伴う振動の発生は
ほぼ完全に防止される。

【０１３７】なお、同期移動中に、上述のＸ軸拘束装置
によるウエハステージＷＳＴのθ_Z方向への駆動並びに
Ｚ・チルト駆動機構７６によるウエハステージＷＳＴの
Ｚ軸方向、θ_X方向、及びθ_Y方向への駆動が適宜行われ
ることは勿論である。Ｘ軸拘束装置及びＺ・チルト駆動
機構７６は前述のように構成されているので、かかる駆
動による振動の発生もほぼ発生しない。

【０１３８】以上のようにして、第１ショット領域ＳＡ
_1,1の走査露光が終了すると、主制御系２１からの指示
に基づき、ステージ制御系１９がウエハ駆動装置１１を
制御してウエハステージＷＳＴを移動し、ウエハＷを次
のショット領域（ここでは、第２ショットＳＡ_1,2）の
走査露光の開始位置にステップ移動させる。かかるウエ
ハＷのステップ移動は、第１ショット領域ＳＡ_1,1の走
査露光終了時の位置及び速度を初期条件として、次の２
つの終了条件を満たすように行われる。

【０１３９】（１’）第２ショット領域ＳＡ_1,2の走査
露光の開始位置において、ウエハＷは、＋Ｙ方向にのみ
速度成分を有し、その速度成分が所定値Ｖ_Wとされる。

【０１４０】（２’）第２ショット領域ＳＡ_1,2の走査
露光の開始位置において、Ｘ軸固定子１８Ａ，１８Ｂ
は、第１、第２Ｘ軸位置補正装置により所定のＸ軸位置
に位置決めされる。この所定のＸ軸位置は、ウエハＷの
１ショット領域分（図８に示される距離Ｘ₁）だけウエ
ハステージＷＳＴが−Ｘ方向に移動したときに、この移
動により生じる反力によって＋Ｘ方向に移動するＸ軸固
定子１８Ａ，１８Ｂのストローク分が確保された位置と
されている。

【０１４１】なお、Ｙ軸位置補正装置によるＹ軸固定子
２２のＹ軸位置の位置決めは実行されない。

【０１４２】そして、ウエハＷの移動方向が＋Ｙ方向で
あることを除いて、第１ショット領域ＳＡ_1,1の場合と
同様にして、第２ショット領域ＳＡ_1,2の走査露光を行
う。

【０１４３】以後、上記のステップ動作と走査露光動作
とを繰り返して、第１行のショット領域の走査露光を順
次実行する。

【０１４４】そして、第１行の最後のショット領域ＳＡ
_1,7の走査露光を終了すると、主制御系２１からの指示
に基づき、ステージ制御系１９がウエハ駆動装置１１を
制御してウエハステージＷＳＴを移動し、ウエハＷを行
移動を伴うステップ移動により、第２行の最初のショッ
ト領域ＳＡ_2,9の露光における走査露光の開始位置まで
移動する。かかる行移動を伴うステップ移動は、ショッ
ト領域ＳＡ_1,7の走査露光終了時の位置及び速度を初期
条件として、次の３つの終了条件を満たすように行われ
る。

【０１４５】（１”）ショット領域ＳＡ_2,9の走査露光
の開始位置において、ウエハＷは、−Ｙ方向にのみ速度
成分を有し、その速度成分が所定値Ｖ_Wとされる。

【０１４６】（２”）ショット領域ＳＡ_2,9の走査露光
の開始位置において、Ｘ軸固定子１８Ａ，１８Ｂは、第
１、第２Ｘ軸位置補正装置により所定のＸ軸位置に位置
決めされる。この所定のＸ軸位置は、ウエハＷの１ショ
ット領域分（距離Ｘ₁）だけウエハステージＷＳＴが＋
Ｘ方向に移動したときに、この移動により生じる反力に
よって−Ｘ方向に移動するＸ軸固定子１８Ａ，１８Ｂの
ストローク分が確保された位置とされている。

【０１４７】（３”）ショット領域ＳＡ_2,9の走査露光
の開始位置において、Ｙ軸固定子２２は、Ｙ軸位置補正
装置により、所定のＹ軸位置に位置決めされる。この所
定の位置は、ウエハステージＷＳＴのショット領域ＳＡ
_2,9の走査露光時における移動と、ショット領域ＳＡ_2,9
から次のショット領域ＳＡ_2,8へのステップ移動時にお
ける−Ｙ方向への移動とにより生じる反力によって＋Ｙ
方向に移動されるＹ軸固定子２２のストローク分、及び
ウエハステージＷＳＴのショット領域ＳＡ_2,8から次の
ショット領域ＳＡ_2,7へのステップ移動時における＋Ｙ
方向への移動により生じる反力によって−Ｙ方向に移動
するＹ軸固定子２２のストローク分が確保された位置と
されている。

【０１４８】引き続き、第２行においても、ショット領
域の露光順序が−Ｘ方向に進行することを除いて、第１
行の場合と同様にして、各ショット領域の走査露光が実
行される。以後、第１行及び第２行の場合と同様にし
て、最終行（第７行）までの各ショット領域の走査露光
が実行される。

【０１４９】以上のようにして、ウエハＷの全ショット
領域の走査露光が完了すると、ウエハＷが不図示のアン
ローダによって、ウエハステージＷＳＴからアンロード
される。かかるウエハＷのアンロードにあたっては、ア
ンロード位置までウエハステージＷＳＴが移動するが、
このウエハステージＷＳＴの移動の制御は、上記のレチ
クルアライメント等の場合と同様に行われる。

【０１５０】こうして、ウエハＷに関する処理が終了す
る。

【０１５１】以上説明したように、本実施形態の露光装
置によれば、照明光がレチクルＲに照射されていると
き、すなわち走査露光中には、ウエハステージＷＳＴを
ウエハ定盤１４に沿って駆動する際に、ウエハステージ
ＷＳＴの移動に応じて、Ｙ軸固定子２２又はＸ軸固定子
１８Ａ，１８Ｂが、カウンタステージ（カウンタマス）
として、ウエハステージＷＳＴとは反対方向に移動する
ようになっている。このため、ウエハステージＷＳＴの
駆動による反力はほぼ完全に吸収されるので、ウエハス
テージＷＳＴの駆動による振動が発生せず、精度良く露
光を行うことができる。

【０１５２】また、ウエハステージＷＳＴの駆動による
反力に起因する振動が露光精度に悪影響を及ぼさない、
照明光がレチクルＲに照射されていないときに、適宜、
Ｙ軸位置補正装置、又は第１，第２Ｘ軸位置補正装置
は、その後の動作によってＹ軸固定子２２又はＸ軸固定
子１８Ａ，１８Ｂが移動するストロークを確保できるよ
うに、Ｙ軸固定子２２又はＸ軸固定子１８Ａ，１８Ｂの
位置を補正する。このため、Ｙ軸固定子２２又はＸ軸固
定子１８Ａ，１８Ｂ用として確保するストローク長を短
くすることができるので、露光装置１００の大型化を抑
制することができる。

【０１５３】また、本実施形態では、Ｘ軸固定子及びＹ
軸固定子がウエハステージの反力を吸収するカウンタス
テージ（カウンタマス）とされているので、ウエハステ
ージとは別個にカウンタステージ（カウンタマス）を用
意しなくても、ウエハステージの駆動により生じる反力
に起因する振動を吸収することができる。このため、露
光装置全体のフットプリントの狭小化を図ることが可能
となる。また、Ｘ軸固定子及びＹ軸固定子がカウンタス
テージ（カウンタマス）とされているので、ウエハステ
ージの移動の際に生じる反力により各固定子が自動的に
ウエハステージとは反対に移動することから、別途カウ
ンタステージの駆動装置を設ける必要がなく、容易に反
力吸収を実現することが可能となる。

【０１５４】また、本実施形態では、第１Ｘ軸モータ装
置のＸ軸固定子１８Ａ、Ｘ軸可動子２０Ａ、及びこれら
に対するＸ軸方向の力の作用点のＹ軸方向位置及びＺ軸
方向位置が互いに一致している。また、第２Ｘ軸モータ
装置のＸ軸固定子１８Ｂ、Ｘ軸可動子２０Ｂ、及びこれ
らに対するＸ軸方向の力の作用点のＹ軸方向位置及びＺ
軸方向位置が互いに一致している。また、Ｙ軸モータ装
置のＹ軸固定子２２、Ｙ軸可動子７０、及びこれらに対
するＹ軸方向の力の作用点のＸ軸方向位置及びＺ軸方向
位置が互いに一致している。

【０１５５】したがって、各可動子と固定子との組合せ
による駆動によって、それぞれは運動量保存則に従っ
て、Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向にのみ移動するので、各
可動子（ステージ）と固定子との組合せの力学系におけ
る重心点の移動が発生しない。したがって、偏荷重が生
じず、高精度な位置制御を実現することが可能となる。

【０１５６】また、ウエハＷ上でショット領域がマトリ
クス状に配列され、所定の行方向への露光終了後と、当
該所定の行の次の行への露光開始との間に、Ｙ軸補正装
置によりＹ軸モータ装置のＹ軸固定子２２のＹ軸位置が
補正される。したがって、走査露光が行われない時間が
比較的長い行変化の際に、カウンタステージとしてのＹ
軸モータ装置のＹ軸固定子２２の位置が補正されるの
で、走査露光中におけるウエハステージＷＳＴの駆動に
よる振動の発生や偏荷重の発生を防止することができ
る。また、補正の際に、Ｙ軸固定子２２に与えられるの
駆動力を小さくすることができ、Ｙ軸固定子２２の駆動
による露光装置の他の部分への振動の伝達を小さくする
ことができる。

【０１５７】なお、上記実施形態では、ウエハに対して
第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理を行う
場合について説明したが、これに限らず、ウエハの位置
合わせ（サーチアライメント、ファインアライメント）
が行なわれないことを除いて第２層目（セカンドレイ
ヤ）以降の層の露光処理と同様に行なわれるウエハの第
１層目（ファーストレイヤ）の露光処理についても、上
記実施形態と同様の効果を得ることができる。

【０１５８】なお、上記の実施形態では、ウエハステー
ジＷＳＴの反力を吸収する機構として、ウエハステージ
ＷＳＴを移動させる各モータ装置の固定子を用いる構成
としたが、これに限らず、別にカウンタマス機構を設け
ることも可能である。

【０１５９】また、上記の実施形態においては、ウエハ
ステージＷＳＴの駆動に伴う反力の吸収について説明し
たが、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴの
駆動にあたっても、本発明は適用可能である。すなわ
ち、レチクルステージＲＳＴの駆動とは反対に移動する
カウンタステージ（カウンタマス）を設け、露光光の照
射が行われていないときに、カウンタステージ（カウン
タマス）を所定の位置に補正するようにしても良い。

【０１６０】また、レチクルステージはレチクルを複数
保持することとしても良い。

【０１６１】また、上記実施形態では、ウエハステージ
ＷＳＴを１つだけ備える構成としたが、図９に示される
露光装置１００’のように、互いに独立して２次元移動
が可能な２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を備
える構成とすることができる。なお、以下における露光
装置１００’の説明にあたって、露光装置１００の各構
成要素と同一又は同等な構成要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。

【０１６２】図９に示されるように、この変形例の露光
装置１００’は、図１の露光装置１００と比べて、
（ａ）投影光学系ＰＬから等距離の位置に設けられたア
ライメント検出系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２と、（ｂ）ウエハ
ステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を２次元移動させるウエハ
駆動装置１１１を備えている点に特徴を有している。な
お、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２及びウエハ駆動
装置１１１から、本変形例のウエハステージ装置１１２
が構成されている。

【０１６３】また、露光装置１００’は、ウエハステー
ジＷＳＴ１，ＷＳＴ２それぞれのＸＹ位置及びＺ軸回り
の回転を検出するために、（ｃ）ウエハステージＷＳＴ
１，ＷＳＴ２のＸ移動鏡に対して干渉計ビームを照射す
るＸ軸干渉計３３Ａ，３３Ｂと、（ｄ）投影光学系ＰＬ
の投影中心、アライメント検出系ＡＬＧ１，ＡＬＧ２の
検出中心を通る干渉計ビームをウエハステージＷＳＴ
１，ＷＳＴ２のＹ軸移動鏡に対して照射する不図示の３
つのＹ軸干渉計とを備える構成となっている。なお、ウ
エハステージＷＳＴ１上面には、図１０に示されるよう
にＸ移動鏡１０２Ｘ及びＹ移動鏡１０２Ｙが配置され、
ウエハステージＷＳＴ２上面にも、同様にＸ移動鏡１０
３Ｘ及びＹ移動鏡１０３Ｙが配置されている。これら各
移動鏡は、図９においては、移動鏡１０２、移動鏡１０
３として代表的に示されている。

【０１６４】その他の部分は、前述した露光装置１００
と同様に構成されている。

【０１６５】ウエハ駆動装置１１１は、図１０に示され
るように、Ｘ軸固定子１８Ａに対して、前述のＸ軸可動
子２０Ａと同様に構成されたＸ軸可動子２０Ａ１，２０
Ａ２が配置されており、また、Ｘ軸固定子１８Ｂに対し
て、前述のＸ軸可動子２０Ｂと同様に構成されたＸ軸可
動子２０Ｂ１，２０Ｂ２が配置されている。更に、Ｘ軸
可動子２０Ａ１とＸ軸可動子２０Ｂ１との間に、前述の
Ｙ軸モータ装置ＹＭと同様に構成されたＹ軸モータ装置
ＹＭＡが架設され、また、Ｘ軸可動子２０Ａ２とＸ軸可
動子２０Ｂ２との間に、前述のＹ軸モータ装置ＹＭと同
様に構成されたＹ軸モータ装置ＹＭＢが架設されてい
る。

【０１６６】そして、Ｙ軸モータ装置ＹＭＡの可動子７
０Ａの上面にウエハステージＷＳＴ１が配置され、ま
た、Ｙ軸モータ装置ＹＭＢの可動子７０Ｂの上面にウエ
ハステージＷＳＴ２が配置されている。

【０１６７】この結果、ウエハステージＷＳＴ１は、Ｘ
軸固定子１８ＡとＸ軸可動子２０Ａ１とからなるＸ軸モ
ータ装置ＸＭＡ１及びＸ軸固定子１８ＢとＸ軸可動子２
０Ｂ１とからなるＸ軸モータ装置ＸＭＢ１による駆動に
よって、Ｘ軸方向に移動し、また、Ｙ軸固定子２２Ａと
Ｙ軸可動子７０ＡとからなるＹ軸モータ装置ＹＭＡによ
る駆動によって、Ｙ軸方向に移動するようになってい
る。一方、ウエハステージＷＳＴ２は、Ｘ軸固定子１８
ＡとＸ軸可動子２０Ａ２とからなるＸ軸モータ装置ＸＭ
Ａ２及びＸ軸固定子１８ＢとＸ軸可動子２０Ｂ２とから
なるＸ軸モータ装置ＸＭＢ２による駆動によって、Ｘ軸
方向に移動し、また、Ｙ軸固定子２２ＢとＹ軸可動子７
０ＢとからなるＹ軸モータ装置ＹＭＢによる駆動によっ
て、Ｙ軸方向に移動するようになっている。すなわち、
ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は、前述のウエハス
テージＷＳＴと同様にして、２次元移動するようになっ
ている。

【０１６８】本変形例の露光装置１００’では、上記の
ように互いに独立して２次元移動が可能なウエハステー
ジＷＳＴ１，ＷＳＴ２上にそれぞれ載置されたウエハＷ
１，Ｗ２について、一方のウエハについて上述の実施形
態と同様の走査露光を各ショット領域に対して順次行っ
ている最中に、他方のウエハについて上述の実施形態と
同様のアライメントを行うという、並行動作が可能とな
っている。

【０１６９】かかる並行動作にあたって、例えば、ウエ
ハステージＷＳＴ１をＹ軸モータ装置ＹＭＡによる駆動
によって、Ｙ軸方向に移動させながらウエハＷ１の走査
露光を行っているときに、ウエハステージＷＳＴ２をＸ
軸モータ装置ＸＭＡ２，ＸＭＢ２による駆動によってＸ
軸方向に移動させると、Ｘ軸固定子１８Ａ，１８Ｂが反
力によってウエハステージの駆動方向とは逆方向に移動
する。この結果、Ｘ軸位置補正装置を動作させない場合
には、ウエハステージＷＳＴ１がＸ軸固定子１８Ａ，１
８Ｂの移動方向と同一のＸ軸方向へ移動することになる
ので、ウエハＷ１における露光精度が大きく低下してし
まう。一方、Ｘ軸位置補正装置を動作させて、Ｘ軸固定
子１８Ａ，１８Ｂの移動を防止させた場合には、運動量
保存則による反力の吸収ができなくなるので、ウエハス
テージＷＳＴ１に影響を与える振動を誘発することにな
り、やはりウエハＷ１における露光精度が低下してしま
う。なお、Ｙ軸モータ装置ＹＭＡ，ＹＭＢは、上述した
構成をとることから、一方のウエハのＹ軸方向の移動の
ためのＹ軸モータ装置によっては、他方のウエハに振動
などの悪影響を与えることはない。

【０１７０】そこで、本変形例の露光装置１００’で
は、一方のウエハについて走査露光を行っているときに
は、他方のウエハをＸ軸方向には移動させないというウ
エハの移動制御を行うこととしている。このため、一方
のウエハに対して露光光ＥＬが照射されているときに、
他方のウエハの移動のためのモータ駆動に起因する振動
がウエハステージＷＳＴ１にはほぼ完全に伝わらないよ
うになっているので、精度の良い露光が可能となってい
る。

【０１７１】また、本変形例の露光装置１００’では、
上述のようにして露光とアライメントの並行動作が行な
われるので、スループットの向上を図ることが可能とな
っている。

【０１７２】なお、本変形例では、更に、一方のウエハ
がＸ軸方向に移動するときは、他方のウエハも同方向に
ほぼ同距離だけ移動する移動制御を採用することができ
る。かかる場合には、投影光学系ＰＬの投影中心とアラ
イメント検出系ＡＬＧ１（あるいはアライメント検出系
ＡＬＧ２）の検出中心との間の距離を短く（ウエハの直
径よりもやや長い程度に）設計することが可能となり、
露光装置の小型化が可能となる。また、ステージ定盤１
４の小型化を図ることができるので、その製作を容易に
行うことが可能となる。

【０１７３】なお、上記各実施形態では、本発明に係る
ステージ装置が、スキャニング・ステッパに適用された
場合について例示したが、本発明の適用範囲がこれに限
定されるものではなく、本発明に係るステージ装置は、
マスクと基板とを静止した状態で露光を行うステッパ等
の静止型の露光装置にも好適に適用できるものである。
このような場合であっても、基板を保持する基板ステー
ジの駆動時の反力を吸収することができるので、同様に
転写像の位置ずれのない高精度な露光が可能となる。

【０１７４】また、本発明に係るステージ装置は、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。

【０１７５】勿論、本発明は、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、プラズマデ
ィスプレイ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
などにも適用することができる。

【０１７６】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（Extreme Ultraviole
t）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、ＥＵＶ露光装置
では反射型マスクが用いられ、マスク基板としてはシリ
コンウエハなどが用いられる。

【０１７７】さらに、本発明の露光装置に用いられるス
テージ装置は、その他の基板の処理装置（例えば、レー
ザリペア装置、基板検査装置その他）、あるいはその他
の精密機械における試料の位置決め装置、ワイヤーボン
ディング装置等にも広く適用できる。

【０１７８】また、本発明に係る露光装置では、投影光
学系に限らず、Ｘ線光学系、電子光学系等の荷電粒子線
光学系を用いることもできる。例えば、電子光学系を用
いる場合には、光学系は電子レンズ及び偏向器を含んで
構成することができ、電子銃として、熱電子放射型のラ
ンタンへキサボライト（ＬａＢ₆）、タンタル（Ｔａ）
を用いることができる。なお、電子線が通過する光路は
真空状態にすることはいうまでもない。また、本発明に
係る露光装置では、露光光として、前述した遠紫外域、
真空紫外域の光に限らず、波長５〜３０ｎｍ程度の軟Ｘ
線領域のＥＵＶ光を用いても良い。

【０１７９】また、例えば真空紫外光としては、ＡｒＦ
エキシマレーザ光やＦ₂レーザ光などが用いられるが、
これに限らず、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テルビ
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。

【０１８０】また、上記実施形態では、投影光学系とし
て縮小系を用いる場合について説明したが、投影光学系
は等倍系および拡大系のいずれでも良い。

【０１８１】なお、複数のレンズ等から構成される照明
ユニット、投影光学系などを露光装置本体に組み込み、
光学調整をする。そして、上記のＸ軸固定子、Ｘ軸可動
子、Ｙ軸固定子、ウエハステージ、レチクルステージ、
並びにその他の様々な部品を機械的及び電気的に組み合
わせて調整し、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１００等の
本発明に係る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。

【０１８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の露光装置
及び露光方法によれば、精度良く露光を行えるととも
に、装置の大型化を抑制す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】本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を概
略的に示す図である。

【図２】図１のウエハステージ装置を示す斜視図であ
る。

【図３】図２のウエハステージ及びその駆動装置を一部
破断して示す図である。

【図４】図４（Ａ）は、図２のＤ−Ｄ線断面図であり、
図４（Ｂ）は、図２のＸ軸固定子１８Ｂ及び枠体１６Ｂ
１を＋Ｘ方向から見た図である。

【図５】図３からＸ軸固定子を取り去り、Ｘ軸可動子の
一部を破断して示す図である。

【図６】Ｘ拘束機構を説明するための図である。

【図７】ウエハステージ及びウエハ駆動装置の重心点位
置を説明するための図である。

【図８】ウエハに対する露光手順を説明するための図で
ある。

【図９】変形例に係る露光装置の構成を概略的に示す図
である。

【図１０】図９のウエハステージ装置を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１１…ウエハ駆動装置（駆動装置）、１８Ａ，１８Ｂ…
Ｘ軸固定子（固定子、カウンタステージ、カウンタマ
ス）、２０Ａ，２０Ｂ…Ｘ軸可動子（可動子）、２２…
Ｙ軸固定子（固定子、カウンタステージ、カウンタマ
ス）、４５Ａ１、４５Ａ２…リニアモータ（第１Ｘ位置
補正装置、補正装置）、４５Ｂ１，４５Ｂ２…リニアモ
ータ（第２Ｘ位置補正装置、補正装置）、７０…Ｙ軸可
動子（可動子）、１００…露光装置、ＥＬ…露光光（露
光ビーム）、Ｒ…レチクル（マスク、物体）、ＲＳＴ…
レチクルステージ（マスクステージ、ステージ）、ＳＡ
_i,j…ショット領域（被露光領域）、Ｗ…ウエハ（基
板、物体）、ＷＳＴ…ウエハステージ（基板ステージ、
ステージ）、ＸＭＡ…第１Ｘ軸リニアモータ装置（第２
駆動装置）、ＸＭＢ…第２Ｘ軸リニアモータ装置（第２
駆動装置）、ＹＭ…Ｙ軸リニアモータ装置（第１駆動装
置）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5F031 CA02 CA07 HA53 HA55 HA57 HA60 KA06 KA07 KA08 LA03 LA07 LA08 MA27 NA02 5F046 AA23 BA05 CC01 CC02 CC03 CC05 CC16 CC18 CC20 DA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体を移動面に沿って移動させつつ、露
光ビームの照射によりパターンを転写する露光装置であ
って、前記物体を保持するステージと；少なくとも一部が前記
ステージに接続され、前記ステージを前記移動面に沿っ
て駆動する駆動装置と；前記ステージの移動に応じて、
前記ステージとは反対方向に移動するカウンタステージ
と；少なくとも一部が前記カウンタステージに接続さ
れ、前記露光ビームが照射されていないときに、前記カ
ウンタステージの位置を補正する補正装置と；を備える
露光装置。
【請求項２】前記物体が前記パターンが転写される基
板であり、前記ステージが基板ステージであることを特徴とする請
求項１に記載の露光装置。
【請求項３】前記基板ステージを複数有することを特
徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】前記駆動装置は、前記ステージに接続さ
れた可動子と、前記可動子と協働する固定子とを備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の
露光装置。
【請求項５】前記カウンタステージが前記固定子を含
むことを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】前記可動子に作用する駆動力の重心点と
前記固定子の重心点とは、前記移動面の法線方向の位置
が一致していることを特徴とする請求項４又は５に記載
の露光装置。
【請求項７】前記駆動装置は、前記ステージを第１方
向へ駆動する第１駆動装置と、前記ステージを前記第１
方向と交差する第２方向へ駆動する第２駆動装置とを備
えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記
載の露光装置。
【請求項８】前記物体は前記パターンが転写される基
板であり、前記基板には、前記パターンがそれぞれ転写される複数
の被露光領域がマトリクス状に配列され、前記第２方向とほぼ平行な第ｎ行（ｎは自然数）の露光
終了後と、第（ｎ＋１）行目の露光開始との間に、前記
補正装置は前記カウンタステージの位置を補正すること
を特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】前記物体は前記パターンが形成されたマ
スクであり、前記ステージはマスクステージであることを特徴とする
請求項１に記載の露光装置。
【請求項１０】前記マスクステージは、前記マスクを
複数保持する保持部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】ステージに保持された物体を移動面に
沿って移動させつつ、露光ビームの照射によりパターン
を転写する露光方法であって、前記ステージを前記移動面に沿って駆動する工程と；前
記ステージの移動に応じて、前記ステージとは反対方向
にカウンタマスを移動する工程と；前記露光ビームが照
射されていないときに、前記カウンタマスの位置を補正
する工程と；を含む露光方法。
【請求項１２】前記物体は前記パターンが転写される
基板であることを特徴とする請求項１１に記載の露光方
法。
【請求項１３】前記ステージの駆動は、前記ステージ
に接続された可動子と、前記可動子と協働する固定子と
を有した駆動装置により行われることを特徴とする請求
項１１又は１２に記載の露光方法。
【請求項１４】前記カウンタマスは前記固定子である
ことを特徴とする請求項１３に記載の露光方法。
【請求項１５】前記可動子に作用する駆動力の重心点
と前記固定子の重心点とは、前記移動面の法線方向の位
置が一致していることを特徴とする請求項１３又は１４
に記載の露光方法。
【請求項１６】前記ステージは、第１方向と、前記第
１方向と交差する第２方向へ移動可能であることを特徴
とする請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の露光方
法。
【請求項１７】前記物体は前記パターンが転写される
基板であり、前記基板には、前記パターンがそれぞれ転写される複数
の被露光領域がマトリクス状に配置され、前記第２方向とほぼ平行な第ｎ行（ｎは自然数）の露光
終了後と、第（ｎ＋１）行目の露光開始との間に、前記
カウンタマスの位置を補正することを特徴とする請求項
１６に記載の露光方法。
【請求項１８】前記物体は前記パターンが形成された
マスクであることを特徴とする請求項１１に記載の露光
方法。
【請求項１９】前記カウンタマスは、前記ステージを
移動した際に生じる反力により、前記ステージとは反対
方向に移動することを特徴とする請求項１１〜１８のい
ずれか一項に記載の露光方法。