JP2004087832A - ステージ装置、露光装置、及びステージ駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】流体ベアリングとの接触による定盤の破損を防止することができるステージ装置、露光装置、及びステージ駆動方法を提供する。
【解決手段】移動ステージ６には、ウエハステージ定盤に対して４つの流体ベアリング６７Ａ〜６７Ｄで浮上支持されており、各流体ベアリング６７Ａ〜６７Ｄには、それぞれに流体を供給する配管７Ａ〜７Ｄが接続され、特に、各配管７Ａ〜７Ｄには、それぞれ流量計９０Ａ〜９０Ｄを設置している。
【選択図】　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステージ装置、露光装置、及びステージ駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体デバイスの製造工程の１つであるリソグラフィ工程においては、マスク又はレチクル（以下、レチクルと称する）に形成された回路パターンをレジスト（感光剤）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板上に転写する種々の露光装置が用いられている。例えば、半導体デバイス用の露光装置としては、近年における集積回路の高集積化に伴うパターンの最小線幅（デバイスルール）微細化に応じて、レチクルのパターンを投影光学系を用いてウエハ上に縮小転写する縮小投影露光装置が主として用いられている。
【０００３】
この縮小投影露光装置としては、レチクルのパターンをウエハ上の複数のショット領域（露光領域）に順次転写するステップ・アンド・リピート方式の静止露光型の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパを改良したもので、特開平８−１６６０４３号公報等に開示されるようなレチクルとウエハとを一次元方向に同期移動してレチクルパターンをウエハ上の各ショット領域に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査露光型の露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）が知られている。
【０００４】
これらの縮小投影露光装置においては、例えば、ウエハは、ウエハステージに保持されて所定方向に駆動されるが、このウエハステージの駆動には、高精度が要求されるために、ガイドに対するウエハステージの支持部材としては、非接触で駆動し、振動等の外乱を受けないエアベアリング（流体ベアリング）が多く用いられている。
【０００５】
図１４に、従来技術によるエアベアリングの構成例を示す。
図１４に示すように、エアベアリングは、定盤等のガイド面１に対して流体（エア）を放出する放出面２を備えたベアリング本体３と、該ベアリング本体３をステージである移動部材４に接続する支柱５とから構成される。ベアリング本体３には、継手６を介してエアを供給する配管７が接続されており、配管７より供給されたエアは、不図示であるがベアリング本体３内に形成されたオリフィスや溝からガイド面１に向けて放出され、ガイド面１と放出面２とのギャップＳを所定の値に維持させつつ、ベアリング本体３を浮上させる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術には、以下のような問題が存在する。
ステージの稼働中に、配管７の破損や継手６のゆるみによるエア漏れ等の外的要因や、ベアリング本体３内での異物の詰まりやエアを供給する供給装置の故障等の内的要因により、ベアリング本体３に供給されるエアの流量が所定の流量値よりも減少した場合、ギャップＳが狭まり、例えば定盤のガイド面１とベアリング本体３の放出面２とが接触してしまうという問題があった。
【０００７】
例えば、エアの流量が所望の流量よりも減少すると、ガイド面１（定盤）と放出面２とが接触し、ベアリング本体３が破損してしまう場合がある。この場合には、ベアリング本体３を交換しなければならず、更に、交換後にギャップＳの調整を再度行わなければならないなど、ステージ装置が稼働可能となるまでに多くの復旧時間を必要とした。
また、例えば、配管７が継手６から離脱する等の要因により、エアの供給がほぼ完全に停止すると、ガイド面１に対してベアリング本体３が衝打してしまう場合がある。この場合には、ベアリング本体３がガイド面１を大きく破損させてしまうので、ガイド面１を修復させるために数日もの修復期間を必要とした。
【０００８】
更に、通常、１つのステージには複数のエアベアリングを使用しているが、その中の１つのエアベアリングの流量に異常が発生すると、該エアベアリングの放出面と、ガイド面とが接触しなかった場合でも、ステージの動作バランスが崩れ、露光装置としてはスキャン精度に悪影響が発生する。万一、上記の状態を認識することなく露光装置を稼働させて大量の液晶パネルを露光してしまった場合、大量の不良品が発生してしまう可能性があった。そして、これらの異常は、実際にガイド面１とベアリング本体３とが接触してステージが停止するまで発見することが困難であるという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、流体ベアリングとの接触による定盤の破損を防止することができるステージ装置、露光装置、及びステージ駆動方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、実施の形態を示す図１乃至図１３に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明のステージ装置は、定盤上を移動するステージ（６）と、該ステージ（６）と定盤（２２）との間に設けられ、供給された流体を用いてステージ（６）を定盤（２２）に対して浮上させる流体ベアリング（６７）と、を有するステージ装置（ＷＳＴ）であって、流体ベアリング（６７）と定盤（２２）との接触破損を防止する防止手段を備えることを特徴としている。
従って、本発明のステージ装置では、防止手段を備えているので、流体ベアリング（６７）が定盤（２２）に接触し、定盤（２２）が接触破損することを防止することができる。
【００１１】
また、本発明のステージ装置は、前記防止手段は、流体ベアリング（６７）の動作状態を検出する検出手段を備えることを特徴としており、特に、検出手段（９０）は、前記流体の供給流量を検出する、又は検出手段（１４０）は、流体ベアリング（６７）と定盤（２２）との間隔（ギャップ）の距離を検出することを特徴としている。
従って、流体ベアリング（６７）に供給される流体の流量に変化が生じることに起因して、流体ベアリング（６７）と定盤（２２）とが接触するおそれがある場合は、直接検出手段（９０）により流体の供給流量が検出され、又は、検出手段（１４０）により流体ベアリング（６７）と定盤（２２）との間隔（ギャップ）の距離が直接検出される。そのため、流体ベアリング（６７）と定盤（２２）との接触の危険性を事前に検知することができる。
【００１２】
また、本発明のステージ装置は、検出手段（９０、１４０）の検出結果に基づいて、ステージ（６）の移動を停止させる停止手段（４４）を備えることを特徴としている。
従って、検出手段（９０）からエラー信号を受信した停止手段（４４）は、各ステージ制御モータを全停止させて、ステージ装置（ＷＳＴ）を緊急停止させるので、流体ベアリング（６７）が定盤（２２）に接触し、定盤（２２）が接触破損することを防止することができる。
【００１３】
また、本発明のステージ装置は、検出手段（９０、１４０）の検出結果に基づいて、流体ベアリング（６７）を定盤（２２）から離間させる駆動機構（１００、１１０）を有することを特徴としている。
従って、停止手段（４４）が緊急停止の信号を発信してもステージ（６）が停止せずに空走してしまった場合でも、異常が検知された流体ベアリング（６７）は、定盤（２２）から離間するので、ステージ（６）の空走中に流体ベアリング（６７）が定盤（２２）に接触することを防止することができる。
【００１４】
また、本発明のステージ装置は、前記防止手段は、定盤（２２）の表面部に対向し、該表面部を形成する部材よりも軟らかい材質で形成され、流体ベアリング（６７）を含む、ステージ（６）を構成する構成部材（６７、１３０）に設置された保護部材（１２１、１３１）であることを特徴としている。
従って、保護部材（１２１、１３１）と定盤（２２）とが接触した場合でも、定盤（２２）の損傷を防止することができる。そのため、構成部材（６７、１３０）が損傷した場合は、代用品と交換可能であり、更に、交換不可能な定盤（２２）を損傷することがないので、ステージ装置（ＷＳＴ）の復旧時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の露光装置は、上記に記載されたステージ装置（ＷＳＴ）を搭載することを特徴とするものである。
従って、本発明の露光装置では、ステージ（６）の稼働中に生じた異常を早期に発見することにより、ステージ（６）の動作バランスの崩れも早期に発見できるので、露光装置（１０）のスキャン精度に悪影響が発生するのを防止することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のステージ装置、露光装置、及びステージ駆動方法の第１の実施形態を、図１乃至図４を参照して説明する。ここでは、露光装置として、レチクルとウエハとを一次元方向（ここではＹ軸方向とする）に同期移動しつつ、レチクルに形成された半導体デバイスの回路パターンをウエハ上に転写する、ステップ・アンド・スキャン方式、又はステップ・アンド・スティッチ方式からなる走査露光方式の露光装置を使用する場合の例を用いて説明する。
また、この露光装置においては、本発明のステージ装置をウエハステージに適用するものとする。なお、これらの図において、従来例として示した図１４と同一の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１７】
図１には、本発明の一実施形態に係る露光装置１０の全体構成が概略的に示されている。
露光装置１０は、露光用照明光（以下、「照明光」と略述する）ＩＬによりマスクとしてのレチクルＲ上の矩形状（あるいは円弧状）の照明領域を均一な照度で照明する不図示の照明系と、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と、レチクルＲから射出される照明光をウエハ（基板）Ｗ上に投射する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを保持する基板ステージとしてのウエハステージ（ステージ装置）ＷＳＴと、投影光学系ＰＬ、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴが搭載されたボディとしての本体コラム１４と、本体コラム１４の振動を抑制あるいは除去する防振システム等を備えている。
【００１８】
前記照明光ＩＬ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）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。
【００１９】
本体コラム１４は、床面ＦＤに水平に載置された装置の基準となる矩形板状のベースプレートＢＰと、このベースプレートＢＰ上面の三角形頂点部分の近傍にそれぞれ配置された防振ユニット１６Ａ〜１６Ｃ（但し、図１においては紙面奥側の防振ユニット１６Ｃは図示せず）及びこれらの防振ユニット１６Ａ〜１６Ｃを介してほぼ水平に支持された鏡筒定盤１８と、鏡筒定盤１８に装着されたファーストインバと呼ばれる投影光学系ＰＬの支持部材２４（以下、「ファーストインバ２４」と呼ぶ）と、鏡筒定盤１８上に立設されたセカンドインバと呼ばれるレチクルステージ定盤２５の支持部材２６（以下、「セカンドインバ２６」と呼ぶ）とを備えている。
【００２０】
防振ユニット１６Ａ〜１６Ｃは、ベースプレートＢＰの上部に直列に配置されたアクチュエータ部２８と内圧が調整可能なエアマウント３０とをそれぞれ含んで構成されている。防振ユニット１６Ａ〜１６Ｃの各アクチュエータ部２８には、ボイスコイルモータがそれぞれ少なくとも１つ含まれている。この場合、防振ユニット１６Ａ〜１６Ｃの全体としてアクチュエータ部に、鉛直方向（即ち、図１のＺ方向）駆動用のボイスコイルモータが少なくとも３個、Ｘ方向駆動用のボイスコイルモータ及びＹ方向駆動用のボイスコイルモータが合計で少なくとも３個（但し、Ｘ方向駆動用のボイスコイルモータ及びＹ方向駆動用のボイスコイルモータが各１つ含まれる）含まれている。また、エアマウント３０は、防振ユニット１６Ａ〜１６Ｃのそれぞれに含まれているが、エアマウント３０は鏡筒定盤１８を下方から支持するものが少なくとも３つあれば足りる。即ち、防振ユニット１６Ａ〜１６Ｃのいずれか１つの代わりに単なる柱を設けても構わない。
【００２１】
鏡筒定盤１８には、図１では図示が省略されているが、該鏡筒定盤１８を含む本体コラム１４のＺ軸方向の振動を検出する振動センサ（例えば半導体加速度センサ等の加速度計）が少なくとも３つ、Ｘ方向、Ｙ方向の振動を検出する振動センサ（例えば半導体加速度センサ等の加速度計）が合計で少なくとも３つ（但し、Ｘ方向振動検出用センサ及びＹ方向振動検出用センサを各１つ含む）取り付けられている。そして、これらの少なくとも６つの振動センサ（以下、便宜上「振動センサ群３２」と呼ぶ）の出力が後述する主制御装置５０（図４参照）に供給され、該主制御装置５０によって本体コラム１４の６自由度方向の運動が求められ、防振ユニット１６Ａ〜１６Ｃが制御されるようになっている。即ち、本実施形態では、振動センサ群３２と防振ユニット１６Ａ〜１６Ｃと、主制御装置５０とによって本体コラム１４の振動を制振するためのアクテイブ防振システムが構成されている。
【００２２】
セカンドインバ２６は、側面視略台形状で底面及び上面が八角形の多面体の全体形状を有し、各側面に台形状の開口が形成され、底面が完全に開口したフレームである。このセカンドインバ２６の上面はレチクルステージ定盤２５を支持する支持プレートとされており、該支持プレートには、照明光ＩＬの通路を成す矩形の開口部（不図示）が形成され、この開口部を含む領域の上面にレチクルステージ定盤２５が載置されている。レチクルステージ定盤２５にも開口部に対向して所定の開口が形成されている。
【００２３】
レチクルステージＲＳＴは、上記レチクルステージ定盤２５上に配置されている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルＲをレチクルステージ定盤２５上でＹ軸方向に大きなストロークで直線駆動するとともに、Ｘ軸方向及びθＺ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に関しても微小駆動が可能な構成となっている。
【００２４】
レチクルステージＲＳＴは、レチクルステージ定盤２５上にＹ軸方向に沿って設けられた不図示のＹガイドに沿って移動するレチクル粗動ステージ１１と、このレチクル粗動ステージ１１上を一対のＸボイスコイルモータ３６Ａ、３６Ｂ（図１では図示せず、図４参照）と一対のＹボイスコイルモータ３６Ｃ、３６Ｄ（図１では図示せず、図４参照）とによってＸ、Ｙ、θＺ方向に微少駆動されるレチクル微動ステージ１２とを含んで構成されている。レチクルＲは、レチクル微動ステージ１２に、例えば真空吸着等によって固定されている。
【００２５】
レチクル粗動ステージ１１は、不図示のエアベアリングによってＹガイドに対して非接触で支持されており、Ｙリニアモータ３４Ａ、３４Ｂ（図１では図示せず、図４参照）によってＹ軸方向に所定ストロークで駆動される構成になっている。本実施形態では、Ｙリニアモータ３４Ａ、３４Ｂ、Ｘボイスコイルモータ３６Ａ、３６Ｂ及びＹボイスコイルモータ３６Ｃ、３６ＤによってレチクルステージＲＳＴの駆動系３７（図４参照）が構成されている。
【００２６】
Ｙリニアモータ３４Ａ、３４Ｂのそれぞれは、レチクルステージ定盤２５上に複数のエアベアリングによって浮上支持されＹ軸方向に延びる固定子と、該固定子に対応して設けられレチクル粗動ステージ１１に固定された可動子とから構成されている。従って、本実施形態では、レチクルステージＲＳＴが走査方向（Ｙ軸方向）に移動する際には、一対のＹリニアモータ３４Ａ、３４Ｂの可動子と固定子とが相対的に逆方向に移動する。即ち、レチクルステージＲＳＴと固定子とが相対的に逆方向に移動する。レチクルステージＲＳＴと固定子とレチクルステージ定盤２５との３者間の摩擦が零である場合には、運動量保存の法則が成立し、レチクルステージＲＳＴの移動に伴う固定子の移動量は、レチクルステージＲＳＴ全体と固定子との重量比で決定される。このため、レチクルステージＲＳＴの走査方向の加減速時の反力は固定子の移動によって吸収されるので、上記反力によってレチクルステージ定盤２５が振動するのを効果的に防止することができる。また、レチクルステージＲＳＴと固定子とが相対的に逆方向に移動して、レチクルステージＲＳＴ、レチクルステージ定盤２５等を含む系の全体の重心位置が所定の位置に維持されるので、重心位置の移動による偏荷重が発生しないようになっている。かかる詳細は、例えば、特開平８−６３２３１号公報に記載されている。
【００２７】
レチクル微動ステージ１２の一部には、その位置や移動量を計測するための位置計測装置であるレチクルレーザ干渉計システム３８からの測長ビームを反射する移動鏡４０が取り付けられている。レチクルレーザ干渉計システム３８は、鏡筒定盤１８の上面に固定されている。レチクルレーザ干渉計システム３８に対応した固定鏡４２は、投影光学系ＰＬの鏡筒の側面に設けられている。そして、レチクルレーザ干渉計システム３８によってレチクルステージＲＳＴ（具体的にはレチクル微動ステージ１２）のＸ，Ｙ，θＺ方向の位置計測が投影光学系ＰＬを基準として行われる。
【００２８】
上記のレチクルレーザ干渉計システム３８によって計測されるレチクルステージＲＳＴ（即ち、レチクルＲ）の位置情報（又は速度情報）は、ステージ制御装置４４（図１では図示せず、図４参照）及びこれを介して主制御装置５０に供給される（図４参照）。ステージ制御装置４４は、基本的にはレチクルレーザ干渉計システム３８から出力される位置情報（或いは速度情報）が主制御装置５０からの指令値（目標位置、目標速度）と一致するように上記のＹリニアモータ３４Ａ、３４Ｂ及びボイスコイルモータ３６Ａ〜３６Ｄを制御する。
【００２９】
前記鏡筒定盤１８の中央部には円形開口が形成されており、この円形開口内に上端にフランジが設けられた円筒状部材から成るファーストインバ２４が挿入され、このファーストインバ２４の内部に投影光学系ＰＬがその光軸方向をＺ軸方向として上方から挿入されている。ファーストインバ２４の素材としては、低熱膨張の材質、例えばインバー（Ｉｎｖｅｒ；ニッケル３６％、マンガン０．２５％、及び微量の炭素と他の元素を含む鉄からなる低膨張の合金）が用いられている。
【００３０】
投影光学系ＰＬの鏡筒部の外周部には、該鏡筒部に一体化された鋳物等から成るフランジＦＬＧが設けられている。フランジＦＬＧは、投影光学系ＰＬをファーストインバ２４に対して点と面とＶ溝とを介して３点で支持するいわゆるキネマティック支持マウントを構成している。このようなキネマティック支持構造を採用すると、投影光学系ＰＬのファーストインバ２４に対する組み付けが容易で、しかも組み付け後のファーストインバ２４及び投影光学系ＰＬの振動、温度変化、姿勢変化等に起因する応力を最も効果的に軽減できるという利点がある。
【００３１】
前記投影光学系ＰＬとしては、ここでは、物体面（レチクルＲ）側と像面（ウエハＷ）側の両方がテレセントリックで円形の投影視野を有し、石英や螢石を光学硝材とした屈折光学素子（レンズ素子）のみから成り投影倍率βが１／４（又は１／５）の屈折光学系が使用されている。このため、レチクルＲに照明光ＩＬが照射されると、レチクルＲ上の回路パターン領域のうちの照明光ＩＬによって照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その回路パターンの部分倒立像が投影光学系ＰＬの像面側の円形視野の中央にスリット状に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ上の複数のショット領域のうちの１つのショット領域表面のレジスト層に縮小転写される。
【００３２】
図２は、ウエハステージＷＳＴの外観斜視図である。このウエハステージＷＳＴは、ウエハステージ定盤２２と、移動ステージ（ステージ）６と、この移動ステージ６を走査方向であるＹ軸方向に駆動するリニアモータとしてのＹモータ（駆動手段）６１と、移動ステージ６をステップ移動方向であるＸ軸方向に駆動するリニアモータとしてのＸモータ６２とを主体として構成されている。
【００３３】
ウエハステージ定盤２２は、ベースプレートＢＰの上方に、防振ユニット（第２駆動装置）２９を介してほぼ水平に支持されている。防振ユニット２９は、上記防振ユニット１６Ａ〜１６Ｃと同様に、アクチュエータ部と内圧が調整可能なエアマウントとをそれぞれ含んだアクテイブ防振システムを構成しており、三角形の頂点をなす三カ所に配置されている（なお、図１、図２では紙面奥側の防振ユニットについては図示せず）。そして、図示していないものの、ウエハステージ定盤２２には、定盤２２のＺ軸方向の振動を検出する振動センサ（例えば半導体加速度センサ等の加速度計）が少なくとも３つ、Ｘ方向、Ｙ方向の振動を検出する振動センサ（例えば半導体加速度センサ等の加速度計）が合計で少なくとも３つ（但し、Ｘ方向振動検出用センサ及びＹ方向振動検出用センサを各１つ含む）取り付けられている。そして、これらの少なくとも６つの振動センサ（以下、便宜上「振動センサ群３３」と呼ぶ）の出力が後述する主制御装置５０（図４参照）に供給され、該主制御装置５０によってウエハステージ定盤２２の６自由度方向の運動が求められ、防振ユニット２９が移動面（平面）２２ａとほぼ直交するＺ方向に駆動されることでベースプレートＢＰを介してウエハステージ定盤２２に伝わる微振動がマイクロＧレベルで絶縁されるように制御される。なお、ウエハステージ定盤２２の投影光学系ＰＬに対する相対位置は、位置センサ７７（図４参照）で検出され主制御装置５０に出力される構成になっている。
【００３４】
Ｙモータ６１は、Ｘガイド６５の端部にそれぞれ設けられた可動子（他方の部材）６８と、ベースプレートＢＰの上方に反力遮断用フレーム７２（図２では不図示、図１参照）を介してほぼ水平に支持され可動子６８との間の電磁気的相互作用により可動子６８をＹ方向に相対移動させる固定子（一方の部材）６９とから構成されている。反力遮断用フレーム７２は、Ｙモータ６１による移動ステージ６の駆動に伴って生じる反力を受けるものであり、フレーム７２に支持されることにより、可動子６８と固定子６９とは振動的に独立して設けられることになる。可動子６８の中、＋Ｘ側に位置する可動子６８は、Ｙ軸方向に沿って延設されたＹガイド７１に沿って移動自在なＹキャリッジ７０の＋Ｘ側端部に設けられている。
【００３５】
Ｘモータ６２は、Ｘ軸方向に沿って延設された固定子６３と、移動ステージ６が固定され固定子６３との間の電磁気的相互作用により固定子６３に対してＸ方向に相対移動する可動子としてのＸキャリッジ６４とから構成されている。固定子６３は、Ｘ軸方向に沿って延設されたＸガイド６５の上部に設けられている。そして、Ｘキャリッジ６４には、Ｘガイド６５を挟んで移動部材６６がＸキャリッジ６４と一体的に、且つＸガイド６５に対して移動自在に設けられている。また、移動部材６６は、底面側にエアベアリング６７が配設されて、定盤２２に対して浮上支持されている。
【００３６】
図３は、移動ステージ６部を上面から見た概略図である。
移動ステージ６は、ウエハステージ定盤２２に対して４つのエアベアリング６７Ａ〜６７Ｄで浮上支持されている。各エアベアリングの構成は、図１４に示した従来技術と同一であるが、各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄには、それぞれにエアを供給する配管７Ａ〜７Ｄが接続されており、特に、本実施形態では、各配管７Ａ〜７Ｄに、それぞれ流量計９０Ａ〜９０Ｄを設置していることを特徴としている。
【００３７】
各流量計９０Ａ〜９０Ｄは、各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄのベアリング本体に供給されるエアの流量を随時観測するものであり、特に、設定した所望の流量値に対して許容される流量値の限界値である、上限のしきい値と下限のしきい値とを検出する機能を有する。該上限及び下限の各しきい値は、設定自在なのは勿論である。また、各流量計９０Ａ〜９０Ｄは、不図示であるが、ウエハステージＷＳＴもしくはそれ以外の露光装置を構成する部材の不動部分に固定される。
【００３８】
一方、移動ステージ６上面のＸ方向一側の端部には、移動鏡７９ＸがＹ方向に延設され、Ｙ方向の一側の端部には、移動鏡７９ＹがＸ方向に延設されている（図１では代表的に符号７９と図示）。これらの移動鏡７９Ｘ、７９Ｙに位置検出装置であるウエハレーザ干渉計システム８０（図１参照）を構成する各レーザ干渉計からの測長ビームがそれぞれ照射されている。なお、これらの測長ビームに対応する各レーザ干渉計の少なくとも一方は、測長軸を２本有する２軸干渉計が用いられている。
【００３９】
ウエハレーザ干渉計システム８０を構成する各レーザ干渉計に対応する各固定鏡は、投影光学系ＰＬの鏡筒の下端部に固定されている。ウエハレーザ干渉計システム８０は、鏡筒定盤１８上面に配置されている。なお、前述の如く、ウエハステージＷＳＴ上には、移動鏡として移動鏡７９Ｘ、７９Ｙが設けられ、これに対応して固定鏡もＸ方向位置計測用の固定鏡とＹ方向位置計測用の固定鏡とがそれぞれ設けられ、レーザ干渉計もＸ方向位置計測用のものとＹ方向位置計測用のものとが設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動鏡７９、固定鏡８１、ウエハレーザ干渉計システム８０として示されている。
【００４０】
上記のウエハレーザ干渉計システム８０によってウエハステージＷＳＴのＸ，Ｙ，θＺ（Ｚ周りの回転）方向の位置計測が投影光学系ＰＬを基準として行われる。そして、ウエハレーザ干渉計システム８０によって計測されるウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）はステージ制御装置４４及びこれを介して主制御装置５０に送られる。ステージ制御装置４４は、基本的にはウエハレーザ干渉計システム８０から出力される位置情報（或いは速度情報）が主制御装置５０から与えられる指令値（目標位置、目標速度）と一致するように上記のＹモータ６１及びＸモータ６２を制御する。
【００４１】
図４には、本実施形態に係る露光装置１０の制御系の主要な構成がブロック図にて示されている。この制御系は、マイクロコンピュータ（あるいはワークステーション）から成る制御系としての主制御装置５０を中心として構成されている。この図に示すように、振動センサ群３２、３３、位置センサ７７の計測結果は、主制御装置５０に出力される。主制御装置５０は、入力した計測結果に基づいて防振ユニット１６Ａ〜１６Ｃ、２９の駆動をそれぞれ制御する。ステージ制御装置４４は、主制御装置５０の制御下で、レチクルレーザ干渉計システム３８、ウエハレーザ干渉計システム８０、及び流量計６７Ａ〜６７Ｄの計測結果に基づいて、Ｙリニアモータ３４Ａ、３４Ｂ、Ｘボイスコイルモータ３６Ａ、３６Ｂ、Ｙボイスコイルモータ３６Ｃ、３６Ｄ、Ｙモータ６１、Ｘモータ６２の駆動を制御する。
【００４２】
次に、上記の構成の露光装置のうち、まずウエハステージＷＳＴの動作について説明する。
例えば、Ｙモータ６１が作動して可動子６８が固定子６９に対して相対移動することにより、移動ステージ６がＹ方向に移動するが、この移動による反力は反力遮断用フレーム７２により機械的にベースプレートＢＰ（大地）に伝達されるため、投影光学系ＰＬやウエハステージＷＳＴに振動等の悪影響が及ぶことを防止できる。なお、反力遮断用フレーム７２に代えてＹ方向に移動可能な第２ステージで固定子６９を支持することもできる。この場合、移動ステージ６が移動すると、第２ステージは、運動量保存則により移動ステージ６と第２ステージとの重量比に従って移動ステージ６と逆方向に移動する。このため、移動ステージ６の反力が投影光学系ＰＬやウエハステージＷＳＴに振動等の悪影響を及ぼすことはない。
【００４３】
移動ステージ６の移動に際しては、主制御装置５０からの指示に応じてステージ制御装置４４がレーザ干渉計システム８０等の計測値に基づいて、移動ステージ６の移動に伴う重心の変化による影響をキャンセルするカウンターフォースを防振ユニット２９に対してフィードフォワードで与え、この力を発生するようにエアマウントおよびアクチュエータ部を駆動して、ウエハステージ定盤２２の位置を所定の位置に制御する。また、移動ステージ６とウエハステージ定盤２２との摩擦が零でない等の理由で、ウエハステージ定盤２２の６自由度方向の微少な振動が残留した場合にも、振動センサ群３３や位置センサ７７の計測値に基づいて上記残留振動を除去すべく、エアマウントおよびアクチュエータ部をフィードバック制御する。
【００４４】
一方、移動ステージ６の稼働中に、各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄに供給されるエアの流量に変化が生じた場合、具体的には、配管７の破損や継手６のゆるみによるエア漏れ等の外的要因や、ベアリング本体３内での異物の詰まりやエアを供給する供給装置の故障等の内的要因により、各流量計９０Ａ〜９０Ｄのいずれかの流量計において、上限のしきい値を超える流量が検出されるか、もしくは下限のしきい値を下回る流量が検出された場合、この異常を検出した流量計９０は、エラー信号をステージ制御装置４４に送信し、ステージ制御装置４４は、各ステージ制御モータを全停止させて、ウエハステージＷＳＴを緊急停止させる。これにより、エアの流量が下限のしきい値よりも低下した場合、定盤の移動面２２ａとエアベアリング６７のエアの放出面２とのギャップＳが狭まることに起因してエアベアリング６７が定盤２２に接触することを事前に防止することができる。また、エアの流量が上限しきい値よりも増加した場合でも、エアの供給装置の故障や配管詰まり等の異常を早期に発見することによって、エアベアリング６７が定盤２２に接触するのを事前に防止することができる。
ここで、ステージ制御装置４４で緊急停止させる場合には、先に述べたように、停止コマンドを送って減速停止させたり、通常の駆動回路から緊急停止用の回路に切り換えて減速停止の制御をするようにしてもよい。
【００４５】
なお、流量計９０に設定する上限のしきい値及び下限のしきい値は、所望のギャップＳを実現する流量、即ち、移動ステージ６の稼働時の定常流量を移動ステージ６の稼働前のギャップＳ調整時に確認し、その定常流量に基づき、定常流量に近い値にそれぞれ設定することが望ましい。例えば、定常流量が８Ｌ／ｍｉｎ．（ｎｏｒｍａｌ）程度である場合は、上限のしきい値を１０Ｌ／ｍｉｎ．（ｎｏｒｍａｌ）程度に、また、下限のしきい値を６Ｌ／ｍｉｎ．（ｎｏｒｍａｌ）程度にそれぞれ設定することによって、異常を早期に検知することが可能となる。
【００４６】
次に、露光装置１０における露光動作について説明する。
前提として、ウエハＷ上のショット領域を適正露光量（目標露光量）で走査露光するための各種の露光条件が予め設定される。また、不図示のレチクル顕微鏡及び不図示のオフアクシス・アライメントセンサ等を用いたレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業が行われ、その後、アライメントセンサを用いたウエハＷのファインアライメント（ＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等）が終了し、ウエハＷ上の複数のショット領域の配列座標が求められる。
【００４７】
このようにして、ウエハＷの露光のための準備動作が終了すると、ステージ制御装置４４では、主制御装置５０からの指示に応じてアライメント結果に基づいてウエハレーザ干渉計システム８０の計測値をモニタしつつＹモータ６１及びＸモータ６２を制御してウエハＷの第１ショットの露光のための走査開始位置に移動ステージ６を移動する。
【００４８】
そして、ステージ制御装置４４では、主制御装置５０からの指示に応じてレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとのＹ方向の走査を開始し、両ステージＲＳＴ、ＷＳＴがそれぞれの目標走査速度に達すると、照明光ＩＬ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。
【００４９】
ステージ制御装置４４では、特に上記の走査露光時にレチクルステージＲＳＴのＹ軸方向の移動速度とウエハステージＷＳＴのＹ軸方向の移動速度とが投影光学系ＰＬの投影倍率（等倍、１／５倍或いは１／４倍）に応じた速度比に維持されるようにレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴ（移動ステージ６）を同期制御する。
【００５０】
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ＩＬで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハＷ上の第１ショットの走査露光が終了する。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介して第１ショットに縮小転写される。
【００５１】
このようにして、第１ショットの走査露光が終了すると、ステージ制御装置４４により主制御装置５０の指示に応じて移動ステージ６がＸ、Ｙ軸方向にステップ移動され、第２ショットの露光のため走査開始位置に移動される。このステッピングの際に、ステージ制御装置４４ではウエハレーザ干渉計システム８０の計測値に基づいて移動ステージ６のＸ、Ｙ、θＺ方向の位置変位をリアルタイムに計測する。この計測結果に基づき、ステージ制御装置４４ではＸＹ位置変位が所定の状態になるように移動ステージ６の位置を制御する。
【００５２】
そして、主制御装置５０の指示に基づきステージ制御装置４４では第２ショットに対して上記と同様の走査露光を行う。このようにして、ウエハＷ上のショットの走査露光と次ショット露光のためのステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハＷ上の露光対象ショットの全てにレチクルＲのパターンが順次転写される。即ち、以上のように、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われる。
【００５３】
このように、本実施形態では、移動ステージ６の浮上支持部材として使用している各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄの配管７Ａ〜７Ｄに、それぞれ流量計９０Ａ〜９０Ｄを配設しているので、各流量計９０Ａ〜９０Ｄのいずれかの流量計によって、移動ステージ６の稼働中に生じた異常を早期に発見することにより、エアベアリング６７が定盤２２に接触するのを事前に防止することができる。
更に、移動ステージ６の動作バランスの崩れも早期に発見できるので、露光装置のスキャン精度に悪影響が発生するのを防止することが可能となる。
【００５４】
図５は、本発明の第２の実施形態を示す図である。
この図において、図１４に示す従来技術の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第２の実施の形態と上記の第１の実施の形態とが異なる点は、エアベアリング６７に、移動部材４に対してベアリング本体３を垂直方向に昇降可能とするアクチュエータ１００を備えている点にある。
【００５５】
図５に示すように、アクチュエータ１００は、エアベアリング６７の支柱５において、移動部材４側の固定部と、ベアリング本体３を可動自在に支持するアライメント用ボール８との中間位置に設置されている。アクチュエータ１００としては、例えば、応答性が高く、微動作が可能なピエゾ素子を用いた積層型のピエゾアクチュエータが採用される。アクチュエータ１００は、各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄにそれぞれ設置されており、移動ステージ６が稼働する通常時には伸びた状態に維持するように設定されている。また、図６に示すように、各アクチュエータ１００Ａ〜１００Ｄは、それぞれステージ制御装置４４に接続されている。なお、移動ステージ６に備えられた他の構成は、上記第１の実施形態と同様である。
【００５６】
移動ステージ６の稼働中に、各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄのいずれかに供給されるエアの流量に異常が生じた場合、流量計９０Ａ〜９０Ｄの中で異常を検出した流量計は、エラー信号をステージ制御装置４４に送信し、ステージ制御装置４４は、各ステージ駆動用モータを全停止させて、ウエハステージＷＳＴを緊急停止させる。更に、異常を検出した流量計（例えば、流量計９０Ａ）が接続されているエアベアリング６７Ａに備えられたアクチュエータ１００Ａは、瞬時に縮動作を行い、エアベアリング６７Ａのエア放出面２を、定盤の移動面２２ａから更に離間させる。
【００５７】
第１の実施形態と同様に、移動ステージ６の稼働時にエアの流量が下限のしきい値よりも低下した場合は、移動ステージ６が緊急停止して、エアベアリング６７が定盤２２に接触することを事前に防止させる。更に、本実施形態では、万一ステージ制御装置４４が緊急停止の信号を発信しても移動ステージ６が停止せずに空走してしまった場合、異常が検知されたエアベアリング６７Ａのエア放出面２は、移動面２２ａから更に離間するので、移動ステージ６の空走中にエアベアリング６７が定盤２２に接触することを防止することが可能となる。各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄの中で異常が発生したエアベアリング６７Ａのアクチュエータ１００Ａのみを縮動作させるので、正常に作動している各エアベアリング６７Ｂ〜６７Ｄにより、移動ステージ６の浮上支持は、安定して確保されている。なお、エアの流量が上限しきい値よりも増加した場合は、第１の実施形態と同様に、エアの供給装置の故障や配管詰まり等の異常を早期に発見することによって、エアベアリング６７が定盤２２に接触するのを事前に防止される。
【００５８】
図７は、本発明の第３の実施形態を示す図である。
この図において、図１４に示す従来技術の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第３の実施の形態と上記の第２の実施の形態とが異なる点は、アクチュエータ１００に代えて、エアベアリング６７のベアリング本体３中に電磁石（電磁コイル）１１０を備えている点にある。
【００５９】
図７に示すように、電磁石１１０は、エアベアリング６７のベアリング本体３の内部に埋設されている。上記各実施形態では、定盤２２の材質は、特に限定していないが、本実施形態では、定盤２２全体、もしくは定盤２２の移動面２２ａは、鉄（Ｆｅ）等の磁性体で形成されている。電磁石１１０は、各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄにそれぞれ設置されている。また、図８に示すように、各電磁石１１０Ａ〜１１０Ｄは、それぞれステージ制御装置４４に接続されており、移動ステージ６が稼働する通常時には、移動面２２ａに対して磁界を発生させ、エアの放出による浮力を補助する予圧を与えるように設定されている。なお、移動ステージ６に備えられた他の構成は、上記第１の実施形態と同様である。
【００６０】
移動ステージ６の稼働中に、各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄのいずれかに供給されるエアの流量に異常が生じた場合、流量計９０Ａ〜９０Ｄの中で異常を検出した流量計は、エラー信号をステージ制御装置４４に送信し、ステージ制御装置４４は、各ステージ駆動用モータを全停止させて、ウエハステージＷＳＴを緊急停止させる。更に、異常を検出した流量計（例えば、流量計９０Ａ）が接続されているエアベアリング６７Ａに備えられた電磁石１１０Ａは、瞬時に移動面２２ａに対して反発する方向に更に磁界を発生させて、エアの流量減少に伴うギャップＳの縮小を補助するように、エアベアリング６７Ａのエア放出面２を、定盤の移動面２２ａから離間させる。
【００６１】
第１の実施形態と同様に、移動ステージ６の稼働時にエアの流量が下限のしきい値よりも低下した場合は、移動ステージ６が緊急停止して、エアベアリング６７が定盤２２に接触することを事前に防止させる。更に、本実施形態では、万一ステージ制御装置４４が緊急停止の信号を発信しても移動ステージ６が停止せずに空走してしまった場合、異常が検知されたエアベアリング６７Ａのエア放出面２は、移動面２２ａから離間し、エアの流量が減少してもギャップＳが維持されるので、移動ステージ６の空走中にエアベアリング６７が定盤２２に接触することを防止することが可能となる。
なお、エアの流量が上限しきい値よりも増加した場合は、第１の実施形態と同様に、エアの供給装置の故障や配管詰まり等の異常を早期に発見することによって、エアベアリング６７が定盤２２に接触するのを事前に防止される。
【００６２】
図９は、本発明の第４の実施形態を示す図である。
この図において、図１４に示す従来技術の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第４の実施の形態と上記の各実施の形態とが異なる点は、ベアリング本体のエア放出部は、該エア放出部と対向する定盤の材質よりも軟らかい材質で形成された保護部材からなる点にある。
【００６３】
図９に示すように、ベアリング本体１２０は、定盤２２の移動面２２ａに対向するエアの放出部である保護部材１２１と、該保護部材１２１を固定する背面部材１２２とから構成されている。保護部材１２１は、エアを移動面２２ａに対して均一に放出するために多孔質状の部材で形成されてなり、更に、多孔質部材全体、もしくは移動面２２ａに対向する多孔質部材の放出面１２１ａのみのいずれかに固体潤滑剤を含有することを特徴としている。具体的には、例えば、定盤の材質を、モース硬度が約７のインディアン・ブラック石とすると、保護部材１２１は、インディアン・ブラック石よりも軟らかい、モース硬度が約３程度の銅（Ｃｕ）−ニッケル（Ｎｉ）基合金からなる焼結合金等で形成される。特に、保護部材１２１は、モース硬度が１〜５の範囲を満たすことが望ましい。更に、前記焼結合金には、固体潤滑剤として黒鉛等が混合される。保護部材１２１は、ステンレススチール等で形成される背面部材１２２に、拡散結合によって溶着させることによって固定されており、各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄのそれぞれに形成されている。なお、移動ステージ６に備えられた他の構成は、上記第２又は第３の実施形態と同様である。
【００６４】
本実施形態では、エアベアリング６７のエアの放出部に、移動面２２ａの材質よりも軟らかい材質の保護部材１２１を備えているので、エアベアリング６７と定盤２２とが接触した場合、エアベアリング６７が損傷し、定盤２２の損傷を防止することができる。即ち、エアベアリング６７が損傷した場合は、代用品と交換可能であり、更に、交換不可能な定盤２２を損傷することがないので、万一、エアベアリング６７と定盤２２とが接触しても、ステージ装置の復旧時間を大幅に短縮することが可能となる。また、保護部材１２１は、固体潤滑剤を含有するので、エアベアリング６７と定盤２２との接触摩擦を減少させることができ、更に効率良く定盤２２の損傷を防止することが可能となる。
【００６５】
従って、本実施形態と第１の実施形態とを組み合わせることにより、移動ステージ６の稼働時においてエアの流量に異常が生じ、移動ステージ６が緊急停止した後、万一、エアベアリング６７が定盤２２に接触した場合でも、定盤２２の損傷を防止することができる。更に、本実施形態と第２又は第３の実施形態とを組み合わせることにより、移動ステージ６の稼働時においてエアの流量に異常が生じ、移動ステージ６が停止せずに空走を開始した後、万一、異常が検知されたエアベアリング６７のエア放出面２が移動面２２ａから離間しなかったり、又は離間前に瞬間的にエアベアリング６７と定盤２２が接触したりした場合でも、定盤２２の損傷を防止することができる。
【００６６】
図１０は、本発明の第５の実施形態に係り、定盤２２上の移動ステージ６を示す側面図である。
この図において、図１４に示す従来技術、及び図１乃至図４に示す第１の実施の形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第５の実施の形態と上記の各実施の形態とが異なる点は、第４の実施の形態で採用した保護部材をエアベアリング６７以外に設置した点にある。
【００６７】
図１０に示すように、移動部材６６と移動面２２ａとの間には、移動部材６６を支持する２つのエアベアリング６７Ａ、６７Ｂとを備え、更に、各エアベアリング６７Ａ、６７Ｂとの間に、保護具１３０が備えられている。保護具１３０は、移動面２２ａに対向する表面に位置して設けられる保護部材１３１と、該保護部材１３１を支持する支持プレート１３２と、該固定プレート１３２を移動部材６６に固定する連結部材１３３とから構成されている。なお、図１０では不図示であるが、図中の移動ステージ６の反対側における移動部材６６と移動面２２ａとの間、即ち、各エアベアリング６７Ｃ、６７Ｄの設置部にも上記の保護具が設けられているのは勿論である。
【００６８】
保護部材１３１は、第４の実施形態と同様に、多孔質状の部材で形成されてなり、更に、多孔質部材全体、もしくは移動面２２ａに対向する多孔質部材の表面１３１ａのみのいずれかに固体潤滑剤を含有することを特徴としている。本実施形態においても、保護部材１３１は、モース硬度が１〜５の範囲を満たすことが望ましい。また、固体潤滑剤としても、黒鉛等が混合される。保護部材１３１は、ステンレススチール等で形成される支持プレート１３２に、拡散結合によって溶着させることによって固定されている。保護部材１３１の材質は、上記第４の実施形態と同様の作用・効果を奏させるために多孔質上の部材としたが、本実施形態は、これに限定するものではなく、移動面２２ａ（定盤２２）の材質よりも軟らかい材質、即ち、上記のモース硬度の条件を満たすものであれば好適に使用することができる。なお、移動ステージ６に備えられた他の構成は、上記第１〜第３の実施形態と同様である。
【００６９】
本実施形態では、保護部材１３１の表面１３１ａと移動面２２ａとのギャップＳ_Ｐは、エアベアリング６７と移動面２２ａとのギャップＳよりも小さく設定されている。従って、本実施形態と上記の実施形態とを組み合わせることにより、移動ステージ６の稼働時においてエアの流量に異常が生じ、移動ステージ６が緊急停止した後、万一、ギャップＳが狭まり、エアベアリング６７が定盤２２に接触しそうになった場合でも、エアベアリング６７よりも先に保護具１３０が定盤２２に接触するので、定盤２２の損傷を防止することができる。
また、保護具１３０が損傷した場合は、代用品と交換可能であり、更に、交換不可能な定盤２２を損傷するがないので、保護具１３０と定盤２２とが接触しても、ステージ装置の復旧時間を大幅に短縮することが可能となる。また、保護部材１３１は、固体潤滑剤を含有するので、保護具１３０と定盤２２との接触摩擦を減少させることができ、更に効率良く定盤２２の損傷を防止することが可能となる。
【００７０】
続いて、図１１を用いて本発明の第６の実施形態について説明する。
この図において、図１４に示す従来技術の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。第６の実施の形態と上記の各実施の形態とが異なる点は、上記の実施形態において、エアベアリング６７へのエアの供給流量の異常を検出する検出手段として流量計９０を採用したが、本実施形態では、変位センサを採用した点にある。変位センサとしては、光学式などの非接触式センサやカンチレバー式のような接触式センサを用いることができる。
【００７１】
図１１に示すように、ベアリング本体３の側面部には変位センサ１４０が設置されており、常時移動面２２ａとの距離を計測している。変位センサ１４０は、各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄにそれぞれ設置されており、各変位センサ１４０Ａ〜１４０Ｄは、図１２に示すように、それぞれステージ制御装置４４に接続されている。
【００７２】
移動ステージ６の稼働中に、各エアベアリング６７Ａ〜６７Ｄに供給されるエアの流量に変化が生じた場合、各変位センサ１４０Ａ〜１４０Ｄのいずれかの変位センサは、移動面２２ａとの距離に異常を検知する、即ち、予め設定した変位の許容範囲の上限値と下限値を超えた値を検出する。この異常を検出した変位センサ１４０は、エラー信号をステージ制御装置４４に送信し、ステージ制御装置４４は、各ステージ制御モータを全停止させて、ウエハステージＷＳＴを緊急停止させる。
【００７３】
これにより、上記の各実施形態と同様に、エアベアリング６７へのエアの供給流量の異常を検出する検出手段として流量計９０を採用した場合と同様の作用・効果を奏することが可能となる。
【００７４】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更も加え得ることは勿論である。
上記の実施の形態では、移動ステージ６の支持部材として採用されるエアベアリングについて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、Ｘガイド６５やＹキャリッジ７０（図２参照）等に設置されているエアベアリングにも適用可能である。また、移動ステージ６へのエアベアリング６７の設置数を４つとしたが、設置数についても、これに限定されないのは勿論である。
【００７５】
また、上記実施の形態では、本発明のステージ装置を露光装置１０のウエハステージＷＳＴに適用する構成としたが、これに限られず、レチクルステージＲＳＴにも適用可能である。さらに、上記実施の形態では、本発明のステージ装置を露光装置におけるウエハステージに適用した構成としたが、露光装置以外にも転写マスクの描画装置、マスクパターンの位置座標測定装置等の精密測定機器にも適用可能である。
【００７６】
なお、本実施の形態の基板としては、半導体デバイス用の半導体ウエハＷのみならず、液晶ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。
【００７７】
露光装置１０としては、レチクルＲとウエハＷとを同期移動してレチクルＲのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニング・ステッパ；ＵＳＰ５，４７３，４１０）の他に、レチクルＲとウエハＷとを静止した状態でレチクルＲのパターンを露光し、ウエハＷを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。また、本発明はウエハＷ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写するステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。
【００７８】
露光装置１０の種類としては、ウエハＷに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【００７９】
また、不図示の露光用光源として、超高圧水銀ランプから発生する輝線（ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０４ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ））、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）、Ａｒ２レーザ（１２６ｎｍ）のみならず、電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いることができる。例えば、電子線を用いる場合には電子銃として、熱電子放射型のランタンヘキサボライト（ＬａＢ６）、タンタル（Ｔａ）を用いることができる。また、ＹＡＧレーザや半導体レーザ等の高調波などを用いてもよい。
【００８０】
例えば、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を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイットリビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、かつ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露光光として用いてもよい。なお、単一波長レーザの発振波長を１．５４４〜１．５５３μｍの範囲内とすると、１９３〜１９４ｎｍの範囲内の８倍高調波、即ちＡｒＦエキシマレーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られ、発振波長を１．５７〜１．５８μｍの範囲内とすると、１５７〜１５８ｎｍの範囲内の１０倍高調波、即ちＦ２レーザとほぼ同一波長となる紫外光が得られる。
【００８１】
また、レーザプラズマ光源、又はＳＯＲから発生する波長５〜５０ｎｍ程度の軟Ｘ線領域、例えば波長１３．４ｎｍ、又は１１．５ｎｍのＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ　Ｕｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔ）光を露光光として用いてもよく、ＥＵＶ露光装置では反射型レチクルが用いられ、かつ投影光学系が複数枚（例えば３〜６枚程度）の反射光学素子（ミラー）のみからなる縮小系となっている。
【００８２】
投影光学系ＰＬの倍率は、縮小系のみならず等倍系および拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にし（レチクルＲも反射型タイプのものを用いる）、また電子線を用いる場合には光学系として電子レンズおよび偏向器からなる電子光学系を用いればよい。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。
【００８３】
各ステージＷＳＴ、ＲＳＴの一方として本発明のステージ装置を適用した場合、他方のステージ装置の駆動機構としては、二次元に磁石を配置した磁石ユニット（永久磁石）と、二次元にコイルを配置した電機子ユニットとを対向させ電磁力により各ステージＷＳＴ、ＲＳＴを駆動する平面モータを用いてもよい。この場合、磁石ユニットと電機子ユニットとのいずれか一方をステージＷＳＴ、ＲＳＴに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットとの他方をステージＷＳＴ、ＲＳＴの移動面側（ベース）に設ければよい。
【００８４】
以上のように、本願実施形態の露光装置１０は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置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。
【００８５】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１３に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、シリコン材料からウエハを製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光する露光処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【００８６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、移動ステージの浮上支持部材として使用している流体ベアリングの配管に、流量計を配設しているので、該流量計によって、移動ステージの稼働中に生じた異常を早期に発見することにより、流体ベアリングが定盤に接触して、定盤の破損をするのを事前に防止するという効果を奏する。更に、移動ステージの動作バランスの崩れも早期に発見できるので、露光装置のスキャン精度に悪影響が発生するのを防止するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す図であって、露光装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】同露光装置を構成するウエハステージの外観斜視図である。
【図３】第１〜第５の実施形態に係る流量計の配置を示す移動ステージの上面図である。
【図４】第１の実施形態における制御ブロック図である。
【図５】第２の実施形態における流体ベアリングの断面図である。
【図６】第２の実施形態における制御ブロック図である。
【図７】第３の実施形態における流体ベアリングの断面図である。
【図８】第３の実施形態における制御ブロック図である。
【図９】第４の実施形態における流体ベアリングの断面図である。
【図１０】第５の実施形態における保護具を説明する移動ステージ６の側面図である。
【図１１】第６の実施形態における流体ベアリングの断面図である。
【図１２】第６の実施形態における制御ブロック図である。
【図１３】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【図１４】従来技術による流体ベアリングの構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
ＷＳＴ　ウエハステージ（ステージ装置）
６　移動ステージ（ステージ）
１０　露光装置
２２　定盤
４４　ステージ制御装置（停止手段）
６７　エアベアリング（流体ベアリング）
９０Ａ〜９０Ｄ　流量計（検出手段）
１００　アクチュエータ（駆動機構）
１１０　電磁石（駆動機構）
１２１、１３１　保護部材
１４０　変位センサ（検出手段）

Claims (14)

1. 定盤上を移動するステージと、
   該ステージと前記定盤との間に設けられ、供給された流体を用いて前記ステージを前記定盤に対して浮上させる流体ベアリングと、
   を有するステージ装置であって、
   前記流体ベアリングと前記定盤との接触破損を防止する防止手段を備えることを特徴とするステージ装置。
2. 前記防止手段は、前記流体ベアリングの動作状態を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項１記載のステージ装置。
3. 前記検出手段は、前記流体の供給流量を検出することを特徴とする請求項２記載のステージ装置。
4. 前記検出手段は、前記流体ベアリングと前記定盤との間隔の距離を検出することを特徴とする請求項２又は３に記載のステージ装置。
5. 前記検出手段の検出結果に基づいて、前記ステージの移動を停止させる停止手段を備えることを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のステージ装置。
6. 前記検出手段の検出結果に基づいて、前記流体ベアリングを前記定盤から離間させる駆動機構を有することを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のステージ装置。
7. 前記防止手段は、前記定盤の表面部に対向し、該表面部を形成する部材よりも軟らかい材質で形成され、前記流体ベアリングを含む、前記ステージを構成する構成部材に設置された保護部材であることを特徴とする請求項１記載のステージ装置。
8. 前記保護部材は、モース硬度が１〜５の範囲を満たすことを特徴とする請求項７に記載のステージ装置。
9. 前記保護部材は、固体潤滑剤を含有することを特徴とする請求項７又は８に記載のステージ装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のステージ装置を搭載することを特徴とする露光装置。
11. 定盤とステージとの間に流体を供給して、前記ステージを前記定盤に対して浮上移動させるステージ駆動方法であって、
    前記ステージと前記定盤との接触破損を防止する防止ステップを含むことを特徴とするステージ駆動方法。
12. 前記防止ステップは、前記流体の供給流量を計測する動作を含むことを特徴とする請求項１１記載のステージ駆動方法。
13. 前記防止ステップは、前記供給流量を計測した結果に基づいて、前記ステージの移動を停止させる動作を含むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のステージ駆動方法。
14. 前記防止ステップは、前記供給流量を計測した結果に基づいて、前記流体ベアリングを前記定盤から離間させる動作を含むことを特徴とする請求項１１から１３のいずれか一項に記載のステージ駆動方法。

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