JP2005038874A - ステージ装置及び露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステージの、移動体間における移動を非接触かつ高スループットで行う。
【解決手段】駆動機構により、２次元面内で移動可能な２つのステージ（ＷＳＴ１，ＷＳＴ２）が、第１の移動体（７３Ｘ，６９１，６７１）及び第２の移動体（７３Ｘ，６９１，６７１）に対して非接触で支持され、各移動体に対して少なくとも２次元面内の直交２軸方向に関して微小駆動される。また、駆動機構により、両移動体が近接した状態で、ステージが一方の移動体から他方の移動体に移動される。この場合、ステージを２次元面内の直交２軸方向に関して微小駆動する駆動機構を、両移動体が近接した状態で、ステージを一方の移動体から他方の移動体に移動する際にも用いることとしているので、ステージの移動体間における移動を非接触かつ高スループットで行うことが可能となる。
【選択図】 図２
【解決手段】駆動機構により、２次元面内で移動可能な２つのステージ（ＷＳＴ１，ＷＳＴ２）が、第１の移動体（７３Ｘ，６９１，６７１）及び第２の移動体（７３Ｘ，６９１，６７１）に対して非接触で支持され、各移動体に対して少なくとも２次元面内の直交２軸方向に関して微小駆動される。また、駆動機構により、両移動体が近接した状態で、ステージが一方の移動体から他方の移動体に移動される。この場合、ステージを２次元面内の直交２軸方向に関して微小駆動する駆動機構を、両移動体が近接した状態で、ステージを一方の移動体から他方の移動体に移動する際にも用いることとしているので、ステージの移動体間における移動を非接触かつ高スループットで行うことが可能となる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステージ装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、２次元駆動可能なステージを備えるステージ装置及び該ステージ装置を備える露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体素子（集積回路）又は液晶表示素子等を製造するに際し、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。近年では、半導体素子の高集積化に伴い、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、このステッパに改良を加えたステップ・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（スキャナとも呼ばれる））などの逐次移動型の投影露光装置が主流となっている。
【０００３】
例えば、半導体素子の製造に用いられる投影露光装置では、ウエハステージ上のウエハを交換するウエハ交換工程、ウエハ上の各ショット領域の位置を正確に求めるためのウエハアライメント工程、及びそのウエハアライメントの結果に基づいてウエハステージの位置を制御してウエハ上の各ショット領域にレチクル（又はマスク）に形成されたパターンを転写する露光工程の３つの工程の処理が、１つのウエハステージを用いて順次繰り返し行われている。
【０００４】
ところで、露光装置は半導体素子等の量産に用いられるものであることから、スループットの向上は、露光精度の向上とともに、最重要課題の一つであり、現実に露光装置に対するスループット向上の要求はとどまることがない。従って、上述の如く、ウエハ交換工程→ウエハアライメント工程→露光工程をシーケンシャルに繰り返す方法では、近い将来、要求されるスループットを達成することが困難になることは確実である。
【０００５】
そこで、近年では、スループットを更に向上させようとの観点から、ウエハステージを２つ設け、この２つのウエハステージを用いて、例えばウエハ交換動作及びアライメント動作と、露光動作とを並行して行うツインウエハステージタイプの露光装置も種々提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１６３０９８号公報
【特許文献２】
特表２０００−５１１７０４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、上記特許文献１に記載の露光装置によると、２つのウエハステージ上の前述した同時並行処理により、スループットを格段向上させることができる。しかし、ウエハアライメント系が投影光学系の一側と他側に配置されているため、その両側のウエハアライメント系の下方領域でそれぞれのウエハステージ上のウエハに対するアライメントが行われる。そのためその２つのウエハステージの移動基準面（移動ガイド面）が形成されるステージ定盤が大型化し、装置の設置面積（フットプリント）が大きくなってしまうという難点を有している。
【０００８】
一方、上記特許文献２に記載の装置では、特性化ユニット（ウエハアライメント系に相当）が１つ設けられているのみなので、上述のステージ定盤の大型化という難点は改善される。しかしながら、この特許文献２に記載の装置では、特性化ユニットが１つであるが故に、２つの基材ホルダのそれぞれを、その特性化ユニット下方に位置させるため、それら２つの基材ホルダを入れ替える必要がある。その入れ替えの方法として、上記特許文献２に記載の装置では、各基材ホルダを、２つのリニアＸモータ（Ｘ軸リニアモータ）の第１部分（固定子）に沿って移動する第２部分（可動子に相当）にそれぞれ設けられた継手部材と、２つの基材ホルダにそれぞれ設けられた継手部材との結合（機械的又は電子機械的結合）により、持ち替える方式が採用されている。すなわち、各基材ホルダ（ウエハステージ）をリニアＸモータの可動子に接続するためのリジッドな接続機構が採用されている。このため、上記特許文献２に記載の装置にあっては、基材ホルダの入れ替えの際に、機械的につかむという不確実性を伴う動作が含まれ、その動作に時間が掛かるとともに、その動作を確実に行うためには、基材ホルダとリニアＸモータの第２部分とを正確に位置合わせしなければならないという不都合があった。また、継手部材同士の結合の際の衝撃により基材ホルダ上の基材（ウエハ等）が位置ずれする可能性もあった。
【０００９】
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、特に、２つのステージの交換（入れ替え）を高スループットで実現可能なステージ装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、高いスループットで露光工程の処理を行うことが可能な露光装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、２次元面内の第１軸方向をガイド方向とし、前記第１軸に前記２次元面内で直交する第２軸方向に関して並列に配置され、かつ相互に独立して前記第２軸方向に移動する第１、第２の移動ガイド（７２Ｘ，７４Ｘ）と；前記第１、第２の移動ガイドに沿って前記第１軸方向にそれぞれ移動する第１、第２のスライダ（７３Ｘ，７５Ｘ）と；前記第１、第２のスライダそれぞれの相互に対向する側の面にそれぞれの一端が固定され前記第２軸方向を長手方向とする片持ち支持状態の第１、第２の搬送ガイド（６７１，６７２）と；前記第１、第２の搬送ガイドに相対移動可能に個別に支持され、前記第１、第２の搬送ガイドの両者に対して前記第２軸方向に相対移動可能で、前記支持が解除された状態では、前記第２軸方向の相対移動により、前記第１、第２の搬送ガイドからの離脱が可能な２つのステージ（ＷＳＴ１，ＷＳＴ２）と；前記各ステージが前記第１、第２の搬送ガイドのいずれかに相対移動可能に支持された状態で、当該搬送ガイドに対して前記各ステージを少なくとも前記第２軸方向に駆動する駆動系と；を備えるステージ装置である。
【００１２】
これによれば、第２軸方向に関して並列に配置され、かつ相互に独立して第２軸方向に移動する第１、第２の移動ガイドに沿って、第１、第２のスライダが、第１軸方向にそれぞれ移動する。すなわち、第１、第２のスライダは、第１軸及び第２軸を含む２次元面内で移動する。また、第１、第２のスライダそれぞれの相互に対向する側の面には、第２軸方向を長手方向とする片持ち支持状態の第１、第２の搬送ガイドそれぞれの一端が固定され、さらに、これらの第１、第２の搬送ガイドに対して２つのステージが相対移動可能に個別に支持されている。従って、２つのステージは、第１、第２の搬送ガイドに対して個別に支持された状態では、それらの搬送ガイドが設けられた第１、第２のスライダとともに２次元面内で移動可能である。
【００１３】
また、各ステージは、第１、第２の搬送ガイドの両者に対して第２軸方向に相対移動可能で、第１、第２の搬送ガイドのいずれかに相対移動可能に支持された状態では、駆動系により、その搬送ガイドに対して少なくとも第２軸方向に駆動可能となっている。また、各ステージは、前記支持が解除された状態では、その第２軸方向の相対移動により、第１、第２の搬送ガイドからの離脱が可能となっている。
【００１４】
従って、例えば次のようなシーケンスにより、ステージの交換が可能となる。すなわち、第１の搬送ガイドに一方のステージが支持され、第２の搬送ガイドに他方のステージが支持されているとき、第１の搬送ガイドによる一方のステージの支持状態が解除され、第１のスライダが第２の移動ガイドから離れるように第２軸方向に移動する。これにより、一方のステージが第１のスライダに片持ち支持された第１の搬送ガイドに対して第２軸方向に相対移動し、第１の搬送ガイドから離脱される。その離脱後に、第１のスライダが第１軸方向に移動し、該第１のスライダに一端が片持ち支持された第１の搬送ガイドが、他方のステージを支持する第２の搬送ガイドにほぼ対向する位置まで移動する。そして、第１の搬送ガイドと第２の搬送ガイドとが最接近し、これら第１の搬送ガイドと第２の搬送ガイドとがほぼ一直線上に並んだ状態で、駆動系により他方のステージが第２、第１の搬送ガイドに対して第２軸方向に駆動されることにより、他方のステージが、第２の搬送ガイドから第１の搬送ガイドに移動する（受け渡される）。
【００１５】
次いで、第２のスライダが第１軸方向に移動し、該第２のスライダに一端が片持ち支持された第２の搬送ガイドが、一方のステージに対向する位置まで移動する。そして、第１のスライダがその一方のステージに接近する方向（第２軸方向）に移動することにより、その一方のステージが第２の搬送ガイドによって支持される。
【００１６】
このようにして、第１の搬送ガイドに一方のステージが支持され、第２の搬送ガイドに他方のステージが支持された状態から、第２の搬送ガイドに一方のステージが支持され、第１の搬送ガイドに他方のステージが支持された状態へ移行する。すなわち、このようにしてステージの交換を行うことができる。この場合、例えば上述の他方のステージの第２の搬送ガイドから第１の搬送ガイドへの受け渡しは、機械的につかむという不確実性を伴う動作を伴うことなく、駆動系によって高スループットでかつ非接触で行われるので、ステージの交換を高スループットで実現できる。また、ステージの交換のためのロボットアーム等の搬送機構を設ける必要も無いので、その分、ステージ装置の小型化を図ることも可能となる。
【００１７】
この場合において、請求項２に記載のステージ装置の如く、前記駆動系は、前記第１、第２の搬送ガイドを構成する２つの固定子ユニットと、前記各ステージにそれぞれ設けられ、前記各固定子ユニットとの間の個別の電磁相互作用により対応するステージに対する駆動力を発生する２つの可動子ユニットとを含む構成とすることができる。この場合、２つの固定子ユニットそれぞれが第１、第２の搬送ガイドであっても良いし、あるいは、固定子ユニットとガイドとを含んで第１、第２の搬送ガイドとすることとしても良い。
【００１８】
この場合において、請求項３に記載のステージ装置の如く、前記駆動系は、前記各ステージを、前記第２軸方向に駆動するとともに、前記２次元平面内の３自由度方向に微小駆動することとすることができる。
【００１９】
この場合において、請求項４に記載のステージ装置の如く、前記駆動系は、前記各ステージを、前記２次元平面に直交する第３軸方向に関しても微小駆動することとすることができる。
【００２０】
この場合において、請求項５に記載のステージ装置の如く、前記駆動系は、前記各ステージを、６自由度方向に関して微小駆動することとすることができる。
【００２１】
上記請求項４及び５に記載の各ステージ装置において、請求項６に記載のステージ装置の如く、前記２つのステージを移動可能に支持するステージベース（ＳＢ）を更に備え、前記各ステージは、前記駆動系が発生する前記第３軸方向の駆動力により前記ステージベース上方で非接触支持され、該駆動力の停止により前記ステージベース上に載置される構成とすることができる。
【００２２】
上記請求項１〜６に記載の各ステージ装置において、請求項７に記載のステージ装置の如く、前記第１、第２の搬送ガイドと前記各ステージとの位置関係を検出する検出装置（ＳＳ）を更に備えることとすることができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、２次元平面の直交２軸方向に独立して移動可能な第１、第２の移動体と；前記２次元面内で移動可能な２つのステージ（ＷＳＴ１，ＷＳＴ２）と；前記各ステージを、前記第１、第２の移動体に対して非接触で支持し、前記各移動体に対して少なくとも前記２次元面内の直交２軸方向に関して微小駆動するとともに、前記第１、第２の移動体が近接した状態で、前記各ステージを前記一方の移動体から前記他方の移動体に移動させる駆動機構と；を備えるステージ装置である。
【００２４】
これによれば、駆動機構により、２次元面内で移動可能な２つのステージが、第１、第２の移動体に対して非接触で支持され、各移動体に対して少なくとも２次元面内の直交２軸方向に関して微小駆動される。また、駆動機構により、第１、第２の移動体が近接した状態で、各ステージが一方の移動体から他方の移動体に移動される。
【００２５】
この場合、第１、第２の移動体のそれぞれに非接触で支持された２つのステージを、その支持状態で、２次元面内の直交２軸方向に関して微小駆動する駆動機構が、第１、第２の移動体が近接した状態で、各ステージを一方の移動体から他方の移動体に移動する際にも用いられるので、ステージが、高スループットで、第１、第２の移動体間を非接触で移動する（すなわち、第１、第２の移動体間でステージを非接触かつ高スループットで交換する）ことが可能となる。また、ステージの交換のためのロボットアーム等の搬送機構を設ける必要も無いので、その分、ステージ装置の小型化を図ることも可能となる。
【００２６】
この場合において、請求項９に記載のステージ装置の如く、前記駆動機構は、前記各ステージを前記第１、第２の移動体に対して非接触で支持し、６自由度方向に微小駆動する構成とすることができる。
【００２７】
上記請求項８及び９に記載の各ステージ装置において、請求項１０に記載のステージ装置の如く、前記各移動体と前記各ステージとの位置関係を検出する検出装置（ＳＳ）を、更に備える構成とすることができる。
【００２８】
上記請求項１〜１０に記載の各ステージ装置において、請求項１１に記載のステージ装置の如く、前記各ステージのステージ座標系上での位置情報を検出する位置検出装置（１１６，１１８，１４６，１４８）を更に備える構成とすることができる。
【００２９】
請求項１２に記載の発明は、エネルギビーム（ＩＬ）により感光物体（Ｗ）を露光して所定のパターンを前記感光物体上に形成する露光装置であって、前記各ステージに前記感光物体がそれぞれ載置される請求項１〜１１のいずれか一項に記載のステージ装置と；いずれかの前記ステージが第１位置の近傍にあるときに、そのステージに載置された前記感光物体を前記エネルギビームで露光する露光部（１２、ＰＬ）と；いずれかの前記ステージが前記第１位置から離れた第２位置の近傍にあるときに、そのステージに載置された前記感光物体に形成された位置検出用マークを検出するマーク検出系（ＡＬＧ）と；を備える露光装置である。
【００３０】
これによれば、露光部では、いずれかのステージが第１位置の近傍にあるときに、露光部によりそのステージに載置された感光物体をエネルギビームで露光する。また、マーク検出系では、いずれかのステージが第１位置から離れた第２位置の近傍にあるときに、そのステージに載置された感光物体に形成された位置検出用マークを検出する。ここで、請求項１〜１１に記載の各ステージ装置は、ステージを２つ備えており、各ステージに感光物体がそれぞれ載置される。
【００３１】
従って、一方のステージ上に載置された感光物体に対する露光部による露光と、他方のステージ上に載置された感光物体に形成された位置検出用マークのマーク検出系による検出とを、並行して行うことができる。また、請求項１〜１１に記載の各ステージ装置は、前述の如く、高スループットのステージ交換が可能なので、２つのステージを用いて露光、マーク検出及び感光物体の交換の同時並行処理を、ステージを交換しながら、高いスループットで実現できる。また、マーク検出系を２つ用意する必要がないので、フットプリントが増大するのも防止することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１〜図１０（Ｂ）に基づいて説明する。図１には、一実施形態の露光装置１０が概略的に示されている。
【００３３】
この露光装置１０は、マスクとしてのレチクルＲと物体（及び感光物体）としてのウエハＷ１（又はＷ２）とを一次元方向（ここでは、図１における紙面左右方向であるＹ軸方向とする）に同期移動しつつ、レチクルＲに形成された回路パターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ１（又はＷ２）上の複数のショット領域にそれぞれ転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる）である。
【００３４】
露光装置１０は、エネルギビームとしての照明光ＩＬによりレチクルＲを照明する照明系１２、レチクルＲが載置されるマスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される照明光ＩＬをウエハＷ１（又はＷ２）上に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷ１，Ｗ２がそれぞれ載置される２つのステージ、すなわちウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を含むステージ装置２０、マーク検出系としてのアライメント系ＡＬＧ、及び装置全体を統括制御する主制御装置５０等を備えている。
【００３５】
前記照明系１２は、光源、及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（マスキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）で規定される矩形又は円弧状の照明領域ＩＡＲにエネルギビームとしての照明光ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。照明系１２と同様の照明系は、例えば特開平６−３４９７０１号公報などに開示されている。ここで、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）などの遠紫外光、あるいはＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光などが用いられる。照明光ＩＬとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。
【００３６】
前記レチクルステージ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、レチクルステージ駆動部２２によって、照明系１２の光軸（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内でＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微少駆動可能であるとともに、不図示のレチクルステージベースの上面に沿って所定の走査方向（Ｙ軸方向）に指定された走査速度で駆動可能となっている。なお、レチクルステージ駆動部２２は、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする機構であるが、図１では図示の便宜上から単なるブロックとして示されている。なお、レチクルステージＲＳＴとしては、Ｙ軸方向に一次元駆動する粗動ステージと、該粗動ステージに対してレチクルＲを少なくとも３自由度方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向）に微小駆動可能な微動ステージとを有する粗微動構造のステージを採用しても勿論良い。
【００３７】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、レチクルステージＲＳＴ端部に形成された（又は設けられた）反射面を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（θｚ回転量（ヨーイング量）などの回転情報を含む）は主制御装置５０に供給される。主制御装置５０では、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部２２を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。
【００３８】
前記投影光学系ＰＬとしては、物体面側（レチクル側）と像面側（ウエハ側）の両方がテレセントリックでその投影倍率が１／４（又は１／５）の縮小系が用いられている。このため、レチクルＲに照明系１２から照明光（紫外パルス光）ＩＬが照射されると、レチクルＲ上に形成された回路パターン領域のうちの紫外パルス光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その照明光ＩＬの照射領域（前述の照明領域ＩＡＲ）内の回路パターンの像（部分倒立像）が紫外パルス光の各パルス照射の度に投影光学系ＰＬの像面側の視野の中央にＸ軸方向に細長いスリット状（又は矩形状（多角形））に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ１又はＷ２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。
【００３９】
投影光学系ＰＬとしては、照明光ＩＬとしてＫｒＦエキシマレーザ光又はＡｒＦエキシマレーザ光などを用いる場合には、屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る屈折系が主として用いられるが、照明光ＩＬとしてＦ２レーザ光を用いる場合には、例えば特開平３−２８２５２７号公報に開示されるような、屈折光学素子と反射光学素子（凹面鏡やビームスプリッタ等）とを組み合わせたいわゆるカタディオプトリック系（反射屈折系）、あるいは反射光学素子のみから成る反射系が主として用いられる。但し、Ｆ２レーザ光を用いる場合に、屈折系を用いることは可能である。
【００４０】
前記ステージ装置２０は、投影光学系ＰＬの図１における下方に配置されたステージベースＳＢ、該ステージベースＳＢの上方で独立してＸＹ２次元面内で移動するウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２、及び該ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を駆動する駆動系等を備えている。
【００４１】
前記ステージベースＳＢは、長方形板状の定盤から成り（図２参照）、クリーンルームの床面Ｆ上で複数（例えば３つ）の防振ユニット９１（但し、図１における紙面奥側の防振ユニットは不図示）を介して略水平（ＸＹ面に平行）に支持されている。この場合、複数の防振ユニット９１によって、床面ＦからステージベースＳＢに伝達される微振動（暗振動）が、マイクロＧレベルで絶縁されている。なお、各防振ユニット９１として、ステージベースＳＢの所定個所にそれぞれ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ステージベースＳＢをそれぞれ積極的に制振する、いわゆるアクティブ防振装置を用いることは勿論可能である。
【００４２】
図２には、ステージ装置２０が、投影光学系ＰＬ、アライメント系ＡＬＧ等とともに、斜視図にて概略的に示されている。また、図３には、図２の状態から、干渉計システム（１１６，１１８，１４６，１４８）及びウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２が取り除かれた状態の、ステージ装置２０の残部が斜視図にて示されている。以下、これら図２、図３を中心として、適宜他の図面を参照しつつ、ステージ装置２０の構成各部について説明する。
【００４３】
前記ステージ定盤ＳＢ上面のＸ軸方向一側（−Ｘ側）と他側（＋Ｘ側）の端部には、一対のＹ軸リニアガイド８３Ｙ１，８３Ｙ２が、Ｙ軸方向にそれぞれ延設されている。これらのＹ軸リニアガイド８３Ｙ１，８３Ｙ２は、Ｙ軸方向を長手方向とする四角柱状の筐体と、該筐体内にＹ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルとを有する電機子ユニットによって構成されている。
【００４４】
前記一方のＹ軸リニアガイド８３Ｙ１には、断面逆Ｕ字状の２つのＹ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１が、非接触で係合されている。この場合、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１のそれぞれは、その内面がＹ軸リニアガイド８３Ｙ１の上面及び両側面に対して非接触で対向する状態で、不図示の気体静圧軸受などを介して支持されている。Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１の対向する一対の内面には、複数の永久磁石がＹ軸方向に所定間隔で配置され、相互に隣接する永久磁石同士、相互に対向する永久磁石同士は、ともに逆極性とされている。このため、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１の内部空間には、Ｙ軸方向に沿って交番磁界（＋Ｘ方向及び−Ｘ方向を磁界の向きとする）が形成されている。従って、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１それぞれの内部の交番磁界とＹ軸リニアガイド８３Ｙ１を構成する電機子コイルを流れる電流との間の電磁相互作用により、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１を、Ｙ軸リニアガイド８３Ｙ１に沿って、個別に駆動するＹ軸方向の駆動力が発生するようになっている。すなわち、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１とＹ軸リニアガイド８３Ｙ１とによってムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成され、Ｙ軸スライダ８５Ｙ１とＹ軸リニアガイド８３Ｙ１とによってムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。以下では、これらのＹ軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子を構成するスライダ８４Ｙ１，８５Ｙ１と同一の符号を用いて、適宜、Ｙ軸リニアモータ８４Ｙ１、Ｙ軸リニアモータ８５Ｙ１と呼ぶものとする。
【００４５】
前記他方のＹ軸リニアガイド８３Ｙ２には、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１と同様に構成された逆Ｕ字状の２つのＹ軸スライダ８４Ｙ２、８５Ｙ２が、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１と同様にして非接触で係合している。この場合、Ｙ軸スライダ８４Ｙ２とＹ軸リニアガイド８３Ｙ２とによってムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成され、Ｙ軸スライダ８５Ｙ２とＹ軸リニアガイド８３Ｙ２とによってムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。以下では、これらのＹ軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子を構成するスライダ８４Ｙ２，８５Ｙ２と同一の符号を用いて、適宜、Ｙ軸リニアモータ８４Ｙ２、Ｙ軸リニアモータ８５Ｙ２と呼ぶものとする。
【００４６】
前記Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８４Ｙ２は、Ｘ軸方向に延びる第１の移動ガイドとしてのＸ軸リニアガイド７２Ｘの長手方向の一端部と他端部とにそれぞれ固定されている。同様に、前記Ｙ軸スライダ８５Ｙ１、８５Ｙ２は、Ｘ軸方向に延びる第２の移動ガイドとしてのＸ軸リニアガイド７４Ｘの長手方向の一端部と他端部とにそれぞれ固定されている。これらＸ軸リニアガイド７２Ｘ，７４Ｘは、Ｘ軸方向を長手方向とする四角柱状の筐体と、該筐体の内部にＸ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルとを有する電機子ユニットである。
【００４７】
前記一方のＸ軸リニアガイド７２Ｘには、断面矩形枠状の形状を有する第１のスライダとしてのＸ軸スライダ７３Ｘが、その４面（上下面及び両側面）を取り囲む状態で、かつ不図示の気体静圧軸受を介して非接触で設けられている。このＸ軸スライダ７３Ｘの内側の上下対向面には、Ｘ軸方向に沿って所定間隔で複数の永久磁石がそれぞれ配置され、相互に隣接する永久磁石同士、相互に対向する永久磁石同士は、ともに逆極性とされている。このため、Ｘ軸スライダ７３Ｘの内部空間には、Ｘ軸方向に沿って交番磁界（＋Ｚ方向及び−Ｚ方向を磁界の向きとする）が形成されている。このため、Ｘ軸スライダ７３Ｘ内部の交番磁界とＸ軸リニアガイド７２Ｘを構成する複数の電機子コイルを流れる電流との間の電磁相互作用により、Ｘ軸スライダ７３ＸをＸ軸リニアガイド７２Ｘに沿って駆動するＸ軸方向の駆動力が発生するようになっている。すなわち、Ｘ軸スライダ（磁極ユニット）７２ＸとＸ軸リニアガイド７３Ｘとによって、ムービングマグネット型のＸ軸リニアモータが構成されている。以下では、このＸ軸リニアモータをその可動子であるＸ軸スライダと同一の符号を用いてＸ軸リニアモータ７３Ｘとも呼ぶものとする。
【００４８】
前記他方のＸ軸リニアガイド７４Ｘには、Ｘ軸スライダ７３Ｘと同様に構成された断面矩形枠状の形状を有する第２のスライダとしてのＸ軸スライダ７５Ｘが、その４面（上下面及び両側面）を取り囲む状態で、前述と同様にして非接触で設けられている。この場合、Ｘ軸スライダ（磁極ユニット）７５ＸとＸ軸リニアガイド７４Ｘとによって、ムービングマグネット型のＸ軸リニアモータが構成されている。以下では、このＸ軸リニアモータをその可動子であるＸ軸スライダと同一の符号を用いてＸ軸リニアモータ７５Ｘとも呼ぶものとする。
【００４９】
前記Ｘ軸スライダ７３Ｘの＋Ｙ側の側面には、図３に示されるように、取り付け板６９１を介してＹ軸方向に延びる固定子群を含む第１の搬送ガイドとしてのフォーク部６７１が片持ち支持状態で固定されている。これと同様に、前記Ｘ軸スライダ７５Ｘの−Ｙ側の側面には、図３に示されるように、取り付け板６９２を介してＹ軸方向に延びる固定子群を含む第２の搬送ガイドとしてのフォーク部６７２が片持ち支持状態で固定されている。
【００５０】
これをさらに詳述すると、前記一方のフォーク部６７１は、図４（Ａ）に拡大して示されるように、６つの固定子ＳＸ、ＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３、ＳＺ１、ＳＺ２と、ガイド棒ＧＢ１とを備えている。
【００５１】
前記固定子ＳＸは、Ｙ軸方向を長手方向とし、ほぼＸＹ平面に平行になるようにその長手方向一端が前記取り付け板６９１に固定された筐体と、該筐体の内部に配置された１又は複数の電機子コイル、例えばＸ軸方向に所定間隔で配置されたＹ軸方向に細長く延びる長方形状の一対の電機子コイルとを有する。
【００５２】
前記固定子ＳＹ１、ＳＹ２は、前記固定子ＳＸの上下にそれぞれ所定間隔をあけてほぼ平行になるように配置され、それぞれの長手方向一端が前記取り付け板６９１に固定されている。これらの固定子ＳＹ１、ＳＹ２は、Ｙ軸方向を長手方向とする筐体と、該筐体内にＹ軸方向に沿って所定間隔で配設された不図示の複数の電機子コイルとを有する。
【００５３】
前記固定子ＳＹ３は、前記固定子ＳＸ、ＳＹ１，ＳＹ２から−Ｘ側に所定間隔隔てた位置に配置され、Ｙ軸方向を長手方向とし、その長手方向一端が前記取り付け板６９１に固定された筐体と、該筐体内にＹ軸方向に所定間隔で配設された不図示の複数の電機子コイルとを有する。
【００５４】
前記固定子ＳＺ１、ＳＺ２は、固定子ＳＸ、ＳＹ１，ＳＹ２の＋Ｘ側及び固定子ＳＹ３の−Ｘ側にそれぞれ配置され、Ｙ軸方向を長手方向とし、その長手方向一端が前記取り付け板６９１に固定された筐体と、該筐体内部に配置された１つ又は複数の電機子コイル、例えばＺ軸方向に所定間隔で配置されたＹ軸方向に細長く延びる長方形状の一対の電機子コイルとを有する。
【００５５】
前記ガイド棒ＧＢ１は、前記取り付け板６９１にその長手方向一端が接続された角柱状部材から成り、その長手方向他端部（先端部）近傍には、複数の静電容量センサから成る検出装置としてのセンサ群ＳＳが埋め込まれている。このセンサ群ＳＳにより、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７１とのＸ、Ｚ軸方向及びθｘ，θｙ，θｚ方向の相対位置を計測することが可能となっている（これについては後述する）。
【００５６】
図３に戻り、前記他方のフォーク部６７２も、上述したフォーク部６７１と同様に、Ｘ軸スライダ７５Ｘの−Ｙ側面に取り付け板６９２を介して設けられている。このフォーク部６７２は、図６（Ａ）に示されるように、６つの固定子ＴＸ，ＴＹ１，ＴＹ２，ＴＹ３、ＴＺ１，ＴＺ２と、ガイド棒ＧＢ２とを備えている。上記６つの固定子ＴＸ，ＴＹ１，ＴＹ２，ＴＹ３、ＴＺ１，ＴＺ２及びガイド棒ＧＢ２は、前述したフォーク部６７１を構成する６つの固定子ＳＸ，ＳＹ１，ＳＹ２，ＳＹ３、ＳＺ１，ＳＺ２及びガイド棒ＧＢ１と対称の配置で取り付け板６９２に、それぞれの長手方向の一端が固定されている。この場合、対応する固定子同士（具体的には、固定子ＴＸと固定子ＳＸ、固定子ＴＹ１と固定子ＳＹ１、固定子ＴＹ２と固定子ＳＹ２、固定子ＴＹ３と固定子ＳＹ３、固定子ＴＺ１と固定子ＳＺ１、固定子ＴＺ２と固定子ＳＺ２）、ガイド棒ＧＢ１，ＧＢ２同士が、相互に対向することができ、かつ最接近した状態では、見かけ上１本の固定子などを構成し得る配置となっている。また、上記の対応する固定子同士、ガイド棒同士の構成は、全く同様になっている。従って、フォーク部６７２の詳細構成については、説明を省略する。
【００５７】
前記一方のウエハステージＷＳＴ１は、図２に示されるように、ＸＺ断面略Ｔ字状のウエハステージ本体６３と、該ウエハステージ本体６３に所定の位置関係でかつ一体的に固定された可動子群とを備え、全体として概略直方体状の形状を有している。このうち、ウエハステージ本体６３は、軽量且つ高剛性の素材、例えば金属基複合材（金属とセラミックスの複合体（アルミ合金又は金属シリコンをマトリックス材として、その中に各種セラミックス強化材を複合化させた素材））により構成されている。
【００５８】
ウエハステージＷＳＴ１を構成する前記可動子群は、図４（Ｂ）に示されるように、６つの可動子ＤＸ、ＤＹ１、ＤＹ２、ＤＹ３、ＤＺ１、ＤＺ２を含む。
【００５９】
前記可動子ＤＸ、ＤＹ１、ＤＹ２は、それぞれ前述の固定子ＳＸ、ＳＹ１、ＳＹ２に対応するもので、これらの固定子の配置に対応して可動子ＤＹ１、ＤＸ、ＤＹ２の順で上下に積層された状態で、ＸＺ断面略Ｔ字状のウエハステージ本体６３の＋Ｘ側かつ−Ｚ側の空間に固定されている。また、前記可動子ＤＹ３、ＤＺ２は、それぞれ前述の固定子ＳＹ３、ＳＺ２に対応するもので、これらの固定子の配置に対応して可動子ＤＹ３、ＤＺ２の順で、ＸＺ断面略Ｔ字状のウエハステージ本体６３の−Ｘ側かつ−Ｚ側の空間に固定されている。この場合、ウエハステージ本体６３と、ＤＸ、ＤＹ１、ＤＹ２、ＤＹ３、ＤＺ２によって、図４（Ｂ）に示されるように、全体として１つの直方体が構成されている。
【００６０】
前記可動子ＤＺ１は、前述の固定子ＳＺ１に対応するもので、上下に積層された状態の固定子ＳＸ、ＳＹ１、ＳＹ２の＋Ｘ側の端面に固定されている。
【００６１】
これをさらに詳述すると、前記可動子ＤＸは、図４（Ｂ）に示されるように、ＸＺ断面が矩形枠状の磁性体から成る枠状部材５６と、該枠状部材５６の内側の上下の対向面（上面及び下面）にそれぞれ固定されたＹ軸方向に細長く延びる一対の永久磁石５８Ａ、５８Ｂとを備えている。永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとは、互いに逆極性とされている。従って、永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとの間には、磁束の向きが＋Ｚ方向（又は−Ｚ方向）の磁界が生じている。そして、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、固定子ＳＸが永久磁石５８Ａ，５８Ｂの間に挿入されるようになっており、固定子ＳＸを構成する一対の電機子コイルそれぞれのほぼ内側の半分の部分が、上記の永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとの間の磁界中に含まれるようになっている。従って、その一対の電機子コイルそれぞれに相互に逆向きの電流を流すことにより、上記磁界中では、それぞれの電機子コイルに流れる電流の向きがいずれも＋Ｙ向き（又は−Ｙ向き）になるようになっており、各電機子コイルを流れる電流と、永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとの間の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り、可動子ＤＸ（及びウエハステージＷＳＴ１）が固定子ＳＸに対してＸ軸方向に微小駆動されるようになっている。すなわち、固定子ＳＸと可動子ＤＸとによって、ウエハステージＷＳＴ１を、Ｘ軸方向に微小駆動するＸ軸微動モータＶＸが構成されている（図５参照）。
【００６２】
前記可動子ＤＹ１は、図４（Ｂ）に示されるように、前記可動子ＤＸの上側に配置されており、ＸＺ断面が矩形で全体として筒状のヨーク５２と、該ヨーク５２内部の上下対向面にＹ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５４とを有している。この場合、Ｙ軸方向に隣り合う界磁石５４同士、Ｚ軸方向で向かい合う界磁石５４同士が相互に逆極性とされている。このため、ヨーク５２の内部空間には、Ｙ軸方向に関して交番磁界（＋Ｚ方向及び−Ｚ方向を磁界の向きとする）が形成されている。
【００６３】
そして、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、前述した固定子ＳＹ１がヨーク５２の内部空間に挿入されるようになっており、固定子ＳＹ１を構成する複数の電機子コイルを流れる電流と、可動子ＤＹ１のヨーク５２の内部空間の交番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、可動子ＤＹ１にはＹ軸方向の駆動力が作用し、可動子ＤＹ１が固定子ＳＹ１に沿ってＹ軸方向に駆動されるようになっている。すなわち、本実施形態では、固定子ＳＹ１と可動子ＤＹ１とによって、ムービングマグネット型のリニアモータから成る、第１のＹ軸リニアモータＬＹ１が構成されている（図５参照）。
【００６４】
前記可動子ＤＹ２は、図４（Ｂ）に示されるように、前記可動子ＤＸの下側に配置されており、その構成等は、上記可動子ＤＹ１と同様とされている。従って、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、可動子ＤＹ２にはＹ軸方向の駆動力が作用し、可動子ＤＹ２が固定子ＳＹ２に沿って、Ｙ軸方向に駆動される。すなわち、本実施形態では、固定子ＳＹ２と可動子ＤＹ２とによって、ムービングマグネット型のリニアモータから成る、第２のＹ軸リニアモータＬＹ２が構成されている（図５参照）。
【００６５】
前記可動子ＤＹ３は、図４（Ｂ）に示されるように、前記可動子ＤＹ１，ＤＹ２と設置方向及び大きさは異なるが同様に構成されている。従って、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、可動子ＤＹ３にはＹ軸方向の駆動力が作用し、可動子ＤＹ３が固定子ＳＹ３に沿って、Ｙ軸方向に駆動される。すなわち、本実施形態では、固定子ＳＹ３と可動子ＤＹ３とによって、ムービングマグネット型のリニアモータから成る、第３のＹ軸リニアモータＬＹ３が構成されている（図５参照）。
【００６６】
本実施形態では、第１，第２のＹ軸リニアモータＬＹ１、ＬＹ２それぞれの駆動力をｆ、第３のＹ軸リニアモータＬＹ３の駆動力を２×ｆとすることで、ウエハステージＷＳＴ１をフォーク部６７１に対してＹ軸方向に駆動（ほぼ重心駆動）することができる。また、第１、第２のＹ軸リニアモータＬＹ１，ＬＹ２の発生する駆動力を異ならせることで、ウエハステージＷＳＴ１をＸ軸回りの回転方向（ピッチング方向）に微小駆動することが可能であるとともに、第１、第２のＹ軸リニアモータＬＹ１，ＬＹ２の発生する駆動力の合力と第３のＹ軸リニアモータＬＹ３の発生する駆動力とを異ならせることで、ウエハステージＷＳＴ１をＺ軸回りの回転方向（ヨーイング方向）に微小駆動することが可能である。
【００６７】
なお、上述の如く、本実施形態では、上記３つのＹ軸リニアモータＬＹ１、ＬＹ２、ＬＹ３の発生する駆動力により、ウエハステージＷＳＴ１をフォーク部６７１に対してＹ軸方向に駆動することができるが、通常の露光時には、これらのＹ軸リニアモータＬＹ１、ＬＹ２、ＬＹ３は、ウエハステージＷＳＴ１のＹ軸方向の微小駆動用に用いられ、ウエハステージＷＳＴ１のＹ軸方向に関する粗動には、前述のＹ軸リニアモータ８４Ｙ１、８４Ｙ２が用いられる。
【００６８】
前記可動子ＤＺ１は、図４（Ｂ）に示されるように、可動子ＤＸ，ＤＹ１，ＤＹ２の＋Ｘ側に設けられており、ＸＺ断面矩形枠状の磁性体から成る枠状部材６０と、該枠状部材６０の内側の一対の対向面（±Ｘ側の面）にそれぞれ設けられたＸ軸方向に細長く延びる一対の永久磁石６２Ａ、６２Ｂとを備えている。永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとは、互いに逆極性とされている。従って、永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとの間には、磁束の向きが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）の磁界が生じている。そして、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、固定子ＳＺ１が永久磁石６２Ａ，６２Ｂの間に挿入されるようになっており、固定子ＳＺ１を構成する一対の電機子コイルそれぞれのほぼ内側の半分の部分が、上記の永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとの間の磁界中に含まれるようになっている。その一対の電機子コイルそれぞれに相互に逆向きの電流を流すことにより、上記磁界中では、それぞれの電機子コイルに流れる電流の向きがいずれも＋Ｙ向き（又は−Ｙ向き）になるようになっている。従って、各電機子コイルを流れる電流と、永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとの間の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り、可動子ＤＺ１（及びウエハステージＷＳＴ１）が固定子ＳＺ１に対してＺ軸方向に微小駆動されるようになっている。
【００６９】
すなわち、本実施形態では、可動子ＤＺ１と、固定子ＳＺ１とによって、ウエハステージＷＳＴ１をＺ軸方向に微小駆動する第１のＺ軸微動モータＶＺ１が構成されている（図５参照）。
【００７０】
前記可動子ＤＺ２は、前記可動子ＤＹ３の−Ｘ側に配置され、その構成は、前記可動子ＤＺ１と同様とされている。そして、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、可動子ＤＺ２と、固定子ＳＺ２とによって、ウエハステージＷＳＴ１（及び可動子ＤＺ２）を固定子ＳＺ２に対してＺ軸方向に微小駆動する第２のＺ軸微動モータＶＺ２が構成される（図５参照）。
【００７１】
本実施形態の場合、上記第１、第２のＺ軸微動モータＶＺ１，ＶＺ２の発生する駆動力を同一とすることで、ウエハステージＷＳＴ１をＺ軸方向に微小駆動することができるとともに、各Ｚ軸微動モータの駆動力を異ならせることにより、ウエハステージＷＳＴ１をＹ軸回りの回転方向（ローリング方向）に微小駆動することが可能である。
【００７２】
以上のように、本実施形態では、Ｘ軸微動モータＶＸ、第１〜第３のＹ軸リニアモータＬＹ１〜ＬＹ３、及び第１、第２のＺ軸微動モータＶＺ１、ＶＺ２により、ウエハステージＷＳＴ１を、フォーク部６７１に対して６自由度方向に微小駆動する６自由度駆動機構が構成されている。
【００７３】
本実施形態では、６自由度駆動機構を構成する各モータの固定子を構成する各電機子コイルに供給される電流の大きさ及び方向が、主制御装置５０によって制御されるようになっており、これによって、それぞれのモータの発生する駆動力の大きさ及び方向が任意に制御されるようになっている。また、主制御装置５０は、必要に応じて、ウエハステージＷＳＴ１の自重につりあうＺ軸方向の力を、第１、第２のＺ軸微動モータＶＺ１，ＶＺ２に発生させることで、ウエハステージＷＳＴ１をステージベースＳＢ上方で非接触にて支持することとしている。
【００７４】
なお、説明が前後したが、ウエハステージ本体６３には、図４（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向に沿って貫通孔６５が形成されており、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７１と係合した図５の状態では、ガイド棒ＧＢ１が貫通孔６５に挿入された状態となる。従って、この図５の状態では、前記センサ群ＳＳにより、ガイド棒ＧＢ１とウエハステージ本体６３とのＹ軸方向を除く５自由度方向の位置関係を検出することが可能である。主制御装置５０は、センサ群ＳＳの検出結果に基づいて、必要に応じて前述の６自由度駆動機構を構成する各モータを制御してガイド棒ＧＢ１とウエハステージ本体６３との位置関係を調整するようになっている。
【００７５】
ところで、本実施形態においては、前述のようにフォーク部６７２を構成する６つの固定子ＴＸ，ＴＹ１，ＴＹ２，ＴＹ３、ＴＺ１，ＴＺ２及びガイド棒ＧＢ２は、フォーク部６７１を構成する６つの固定子ＳＸ，ＳＹ１，ＳＹ２，ＳＹ３、ＳＺ１，ＳＺ２及びガイド棒ＧＢ１とそれぞれ同様に構成され、かつ対称の配置となっていることから、ウエハステージＷＳＴ１は、一方のフォーク部６７１のみならず、他方のフォーク部６７２に対しても、反対方向から上記と同様に係合可能である。
【００７６】
この場合、ウエハステージＷＳＴ１の可動子ＤＸと固定子ＴＸ（図６（Ａ）参照）、可動子ＤＹ１と固定子ＴＹ１（図６（Ａ）参照）、可動子ＤＹ２と固定子ＴＹ２（図６（Ａ）参照）、可動子ＤＹ２と固定子ＴＹ２（図６（Ａ）参照）、可動子ＤＺ１と固定子ＴＺ１（図６（Ａ）参照）、可動子ＤＺ２と固定子ＴＺ２（図６（Ａ）参照）が、それぞれ係合する。
【００７７】
従って、ウエハステージＷＳＴ１と他方のフォーク部６７２が係合した状態では、固定子ＴＸを構成する電機子コイルを流れるＹ軸方向の電流と、可動子ＤＸ内部空間の磁束の向きが＋Ｚ方向（又は−Ｚ方向）の磁界との間の電磁相互作用により生じるローレンツ力により可動子ＤＸ（及びウエハステージＷＳＴ１）が固定子ＴＸに対してＸ軸方向に微小駆動される。この場合、可動子ＤＸと、固定子ＴＸとによって、ウエハステージＷＳＴ１をＸ軸方向に微小駆動するＸ軸微動モータが構成されることとなる。
【００７８】
また、ウエハステージＷＳＴ１と他方のフォーク部６７２が係合した状態では、固定子ＴＹ１を構成する電機子コイルを流れる電流と、可動子ＤＹ１内部のＹ軸方向に関する交番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、可動子ＤＹ１が固定子ＴＹ１に沿ってＹ軸方向に駆動される。すなわち、可動子ＤＹ１と固定子ＴＹ１とにより、Ｙ軸リニアモータが構成される。同様に可動子ＤＹ２と固定子ＴＹ２、可動子ＤＹ３と固定子ＴＹ３によってＹ軸リニアモータがそれぞれ構成される。
【００７９】
また、ウエハステージＷＳＴ１と他方のフォーク部６７２が係合した状態では、固定子ＴＺ１を構成する電機子コイルを流れるＹ軸方向の電流と、可動子ＤＺ１内部の磁束の向きが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）の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り、可動子ＤＺ１（及びウエハステージＷＳＴ１）がＺ軸方向に微小駆動される。すなわち、可動子ＤＺ１と固定子ＴＺ１とによりＺ軸微動モータが構成される。同様に、可動子ＤＺ２と固定子ＴＺ２とによりＺ軸微動モータが構成される。
【００８０】
このように、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７２とが係合した状態においても、上記のＸ軸微動モータ、３つのＹ軸リニアモータ、及び２つのＺ軸微動モータによって、ウエハステージＷＳＴ１を、フォーク部６７２に対して６自由度方向に微小駆動する６自由度駆動機構が構成される。そして、この６自由度駆動機構を構成する各モータの固定子を構成する各電機子コイルに供給される電流の大きさ及び方向が、主制御装置５０によって制御されるようになっている。
【００８１】
また、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７２とが係合した状態では、ウエハステージ本体６３に形成された貫通孔６５内部に、ガイド棒ＧＢ２が挿入されるので、この状態では、ガイド棒ＧＢ２に設けられたセンサ群により、ガイド棒ＧＢ２とウエハステージ本体６３との位置関係を前述と同様に検出することが可能となっている。
【００８２】
前記他方のウエハステージＷＳＴ２は、図６（Ｂ）に示されるように、上述したウエハステージＷＳＴ１と同様、例えば、前記金属基複合材等の軽量且つ高剛性の部材で構成されたＸＺ断面略Ｔ字状のウエハステージ本体６３’と、該ウエハステージ本体６３’に一体的に固定された可動子群とを備えている。この場合、ウエハステージＷＳＴ２のウエハステージ本体６３’周辺には、図６（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１側の可動子ＤＸと同様の構成を有する可動子ＤＸ’と、ウエハステージＷＳＴ１側の可動子ＤＹ１〜ＤＹ３と同様の構成を有する可動子ＤＹ１’〜ＤＹ３’と、ウエハステージＷＳＴ１側の可動子ＤＺ１，ＤＺ２と同様の構成を有する可動子ＤＺ１’，ＤＺ２’とがウエハステージＷＳＴ１側と同様の配置で設けられている。
【００８３】
従って、図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴ２とフォーク部６７２とが係合した状態では、前述したウエハステージＷＳＴ１の場合と同様に、ウエハステージＷＳＴ２の可動子群とフォーク部６７２の固定子群とにより、ウエハステージＷＳＴ２が６自由度方向に駆動可能とされている。
【００８４】
また、ウエハステージＷＳＴ２を構成するウエハステージ本体６３’にも、図６（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１側のウエハステージ本体６３と同様に、ガイド棒ＧＢ２に対応して貫通孔６５’が形成されており、ウエハステージＷＳＴ２とフォーク部６７２とが係合した状態では、ガイド棒ＧＢ２が貫通孔６５’に挿入され、ガイド棒ＧＢ２とウエハステージＷＳＴ２との位置関係を検出することが可能となっている。
【００８５】
さらに、ウエハステージＷＳＴ２も、フォーク部６７２のみならず、フォーク部６７１にも係合可能とされており、その係合状態では、ウエハステージＷＳＴ２を構成する可動子群とフォーク部６７１を構成する固定子群とにより、前述と同様に、ウエハステージＷＳＴ２が６自由度方向に駆動可能とされている。このウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７１と係合した状態においても、貫通孔６５’に挿入されたガイド棒ＧＢ１とウエハステージＷＳＴ２との相対位置関係を検出することが可能となっている。
【００８６】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態のステージ装置２０では、図２に示されるように、一方のウエハステージＷＳＴ１が一方のフォーク部６７１と係合している状態では、ウエハステージＷＳＴ１は、Ｘ軸リニアモータ７３ＸとＹ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２とによりＸ軸スライダ７３Ｘと一体でＸ軸方向及びＹ軸方向へ長ストローク駆動される。また、フォーク部６７１を構成する前述の固定子群とウエハステージＷＳＴ１を構成する前述の可動子群とによって構成される６自由度駆動機構によりフォーク部６７１に対して６自由度方向に微小駆動されるようになっている。更にウエハステージＷＳＴ１が他方のフォーク部６７２と係合している状態では、ウエハステージＷＳＴ１は、Ｘ軸リニアモータ７５ＸとＹ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２とによりＸ軸スライダ７５Ｘと一体でＸ軸方向及びＹ軸方向へ長ストローク駆動される。そして、フォーク部６７２を構成する前述の固定子群とウエハステージＷＳＴ１を構成する前述の可動子群とによって構成される６自由度駆動機構によりフォーク部６７２に対して６自由度方向に微小駆動されるようになっている。
【００８７】
また、図２に示されるように、他方のウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７２と係合している状態では、ウエハステージＷＳＴ２は、Ｘ軸リニアモータ７５ＸとＹ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２とによりＸ軸スライダ７５Ｘと一体でＸ軸方向及びＹ軸方向へ長ストローク駆動される。そして、フォーク部６７２を構成する前述の固定子群と、ウエハステージＷＳＴ２を構成する前述の可動子群とによって構成される６自由度駆動機構によりフォーク部６７２に対して６自由度方向に微小駆動されるようになっている。また、ウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７１と係合している状態では、ウエハステージＷＳＴ２は、Ｘ軸リニアモータ７３ＸとＹ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２とによりＸ軸スライダ７３Ｘと一体でＸ軸方向及びＹ軸方向へ長ストローク駆動される。そして、フォーク部６７１を構成する前述の固定子群とウエハステージＷＳＴ２を構成する前述の可動子群とによって構成される６自由度駆動機構によりフォーク部６７１に対して６自由度方向に微小駆動されるようになっている。
【００８８】
前記一方のウエハステージＷＳＴ１の上面（＋Ｚ側面）には、図２に示されるように、Ｙ軸方向の一側（−Ｙ側）及び他側（＋Ｙ側）の端部に、Ｘ軸方向に延びるＹ移動鏡ＭＹ１ａ，ＭＹ１ｂがそれぞれ固定され、Ｘ軸方向の一側（＋Ｘ側）の端部に、Ｙ軸方向に延びるＸ移動鏡ＭＸ１が固定されている。移動鏡ＭＹ１ａ，ＭＸ１の各反射面には、後述する干渉計システムを構成するＹ干渉計１１６、Ｘ干渉計１４６からの干渉計ビーム（測長ビーム）がそれぞれ投射される。そして、Ｙ干渉計１１６、Ｘ干渉計１４６で各反射面からの反射光をそれぞれ受光することにより、各反射面の基準位置（一般には投影光学系側面や、アライメント系の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの変位が計測され、これにより、ウエハステージＷＳＴ１の２次元位置が計測されるようになっている。なお、移動鏡ＭＹ１ｂの反射面には、図２の状態では、いずれの干渉計ビームも照射されていないが、後述するように、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２との交換が行われ、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７２に係合し非接触で支持された状態では、干渉計システムを構成するＹ干渉計１１８からの干渉計ビーム（測長ビーム）が照射される。
【００８９】
また、ウエハステージＷＳＴ１の上面には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷ１が静電吸着又は真空吸着により固定されている。
【００９０】
同様に、他方のウエハステージＷＳＴ２の上面（＋Ｚ側面）には、図２に示されるように、Ｙ軸方向の一側（−Ｙ側）及び他側（＋Ｙ側）の端部に、Ｘ軸方向に延びるＹ移動鏡ＭＹ２ａ，ＭＹ２ｂがそれぞれ固定され、Ｘ軸方向の一側（＋Ｘ側）の端部には、Ｙ軸方向に延びるＸ移動鏡ＭＸ２が固定されている。移動鏡ＭＹ２ｂ，ＭＸ２の各反射面には、後述する干渉計システムを構成するＹ干渉計１１８、Ｘ干渉計１４８からの干渉計ビーム（測長ビーム）がそれぞれ投射され、Ｙ干渉計１１８及びＸ干渉計１４８により、前述と同様にして、ウエハステージＷＳＴ２の２次元位置が計測されるようになっている。なお、移動鏡ＭＹ２ａの反射面には、図２の状態では、いずれの干渉計ビームも照射されていないが、後述するように、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２との交換が行われ、ウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７１に係合し非接触で支持された状態では、干渉計システムを構成するＹ干渉計１１６からの干渉計ビーム（測長ビーム）が照射される。
【００９１】
また、ウエハステージＷＳＴ２の上面には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷ２が静電吸着又は真空吸着により固定されている。
【００９２】
なお、干渉計システムを構成する各干渉計は、図１では、図示が省略されている。
【００９３】
図１に戻り、前記投影光学系ＰＬの＋Ｙ側には、オフアクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）方式のマーク検出系としてのアライメント系ＡＬＧが、投影光学系ＰＬの光軸（レチクルパターン像の投影中心とほぼ一致）より所定距離だけ離れた位置に設置されている。
【００９４】
前記アライメント系ＡＬＧとしては、本実施形態では、画像処理方式の結像式アライメントセンサの一種であるＦＩＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）系のアライメントセンサが用いられている。このアライメント系ＡＬＧは、光源（例えばハロゲンランプ）及び結像光学系、検出基準となる指標マークが形成された指標板、及び撮像素子（ＣＣＤ）等を含んで構成されている。このアライメント系ＡＬＧでは、光源からのブロードバンド（広帯域）光により検出対象であるマークを照明し、このマーク近傍からの反射光を結像光学系及び指標を介してＣＣＤで受光する。このとき、マークの像が指標の像とともにＣＣＤの撮像面に結像される。そして、ＣＣＤからの画像信号（撮像信号）に所定の信号処理を施すことにより、検出基準点である指標マークの中心を基準とするマークの位置を計測する。アライメント系ＡＬＧのようなＦＩＡ系のアライメントセンサは、アルミ層やウエハ表面の非対称マークの検出に特に有効である。
【００９５】
本実施形態では、アライメント系ＡＬＧは、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上に保持されたウエハ上のアライメントマーク、不図示の基準マーク板上に形成された基準マークの位置（ＸＹ座標値）の計測等に用いられる。
【００９６】
アライメント系ＡＬＧからの画像信号は、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指標中心を基準とするマークの位置が検出される。このマーク位置の情報が、不図示のアライメント制御装置から主制御装置５０に送られるようになっている。
【００９７】
また、図示は省略されているが、本実施形態では、アライメント系ＡＬＧには、合焦位置を調べるためのオートフォーカス／オートレベリング計測機構（以下、「ＡＦ／ＡＬ系」という）が設けられている。また、同様のＡＦ／ＡＬ系は、投影光学系ＰＬにも設けられている。このように、投影光学系ＰＬ及びアライメント系ＡＬＧに、ＡＦ／ＡＬ系を設けた露光装置の構成は、例えば特開平１０−２１４７８３号公報に詳細に開示されており、公知であるから、ＡＦ／ＡＬ系の構成などについては詳細説明を省略するが、主制御装置５０は、これらのＡＦ／ＡＬ系の出力に基づいて、露光時は勿論、ウエハアライメント時においても、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の光軸方向位置及びＸＹ面に対する傾斜を調整する、いわゆるオートフォーカス／オートレベリングを行うようになっている。
【００９８】
次に、各ウエハステージの２次元位置を計測する位置検出装置としての干渉計システムについて、図２を参照しつつ説明する。なお、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２は前述のように、フォーク部６７１，６７２のいずれにも係合可能とされているが、以下では説明の便宜上、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７１に係合し、ウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７２に係合した状態（図２に示される状態）での干渉計システムの機能について説明するものとする。
【００９９】
図２おいて、ウエハステージＷＳＴ１上の移動鏡ＭＹ１ａの反射面には、Ｙ軸干渉計１１６から投影光学系ＰＬの光軸を通るＹ軸に平行な方向の干渉計ビーム（測長ビーム）ＢＩ１Ｙが照射されている。同様に、ウエハステージＷＳＴ２上の移動鏡ＭＹ２ｂの反射面には、Ｙ軸干渉計１１８からアライメント系ＡＬＧの検出中心（指標マークの中心）を通るＹ軸に平行な方向の干渉計ビーム測長軸ＢＩ２Ｙが照射されている。そして、Ｙ軸干渉計１１６、１１８では移動鏡ＭＹ１ａ、ＭＹ２ｂからの反射光をそれぞれ受光することにより、各反射面の基準位置からの相対変位を計測し、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向位置を計測する。ここで、Ｙ軸干渉計１１６、１１８は、測長軸を少なくとも３軸有する多軸干渉計であり、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向の位置情報の計測以外に、ピッチング（Ｘ軸回りの回転（θｘ回転））及びヨーイング（θｚ方向の回転）の計測が可能となっている。各測長軸の出力値は独立に計測できるようになっている。
【０１００】
また、ウエハステージＷＳＴ１上の移動鏡ＭＸ１の反射面には、Ｘ軸干渉計１４６から投影光学系ＰＬの光軸を通り、Ｙ軸干渉計１１６の干渉計ビームＢＩ１Ｙと垂直に交差する干渉計ビーム（測長ビーム）ＢＩ１Ｘが照射されている。同様に、ウエハステージＷＳＴ２上の移動鏡ＭＸ２の反射面には、Ｘ軸干渉計１４８からアライメント系ＡＬＧの検出中心（指標マークの中心）を通り、Ｙ軸干渉計１１８の干渉計ビームＢＩ２Ｙと垂直に交差する干渉計ビーム（測長ビーム）ＢＩ２Ｘが照射されている。そして、Ｘ軸干渉計１４６、１４８では移動鏡ＭＸ１、ＭＸ２からの反射光をそれぞれ受光することにより、各反射面の基準位置からの相対変位を計測し、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ軸方向位置を計測するようになっている。ここで、Ｘ軸干渉計１４６、１４８は、測長軸を少なくとも３つ有する多軸干渉計であり、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ軸方向の位置情報の計測以外に、ローリング（Ｙ軸回りの回転（θｙ回転））及びヨーイング（θｚ方向の回転）の計測が可能となっている。各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。
【０１０１】
このように、本実施形態では、Ｙ軸干渉計１１６、１１８及びＸ軸干渉計１４６，１４８の合計４つの干渉計によって、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸＹ２次元座標位置を管理するウエハ干渉計システムが構成されている。このウエハ干渉計システムを構成する各干渉計の計測値は、主制御装置５０に送られるようになっている。主制御装置５０では、後述する露光時には、干渉計１４６、１１６の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１のＸＹ面内の位置を、いわゆるアッベ誤差なく高精度に管理し、後述するウエハアライメント時（及びウエハ交換時）には、干渉計１４８、１１８の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴ２の位置を、いわゆるアッベ誤差なく高精度に管理するようになっている。
【０１０２】
但し、上述のように、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１はフォーク部６７２とも係合可能であるし、ウエハステージＷＳＴ２はフォーク部６７１とも係合可能である。従って、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７２に係合した状態では、ウエハステージＷＳＴ１の位置は、干渉計１１８，１４８の計測値に基づいて管理されるようになっており、ウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７１に係合した状態では、ウエハステージＷＳＴ２の位置は、干渉計１１６，１４６の計測値に基づいて管理されるようになっている。
【０１０３】
更に、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のフォーク部間の移動の途中や、ウエハステージがフォーク部と係合していないときなど、状況によっては、干渉計システムのみでは各フォーク部の位置管理が困難となる。かかる点を考慮して、Ｘ軸スライダ７３Ｘ，７５ＸのＸ軸方向の位置を常時計測可能な不図示のリニアエンコーダが、Ｘ軸リニアガイド７２Ｘ及び７４ＸとＸ軸スライダ７３Ｘ及び７５Ｘとの間にそれぞれ設けられている。また、Ｙ軸ガイド８３Ｙ１，８３Ｙ２の所定の一方、例えばＹ軸リニアガイド８３Ｙ１と、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１，８５Ｙ１との間に、Ｘ軸スライダ７３Ｘ，７５Ｘ（フォーク部６７１，６７２）のＹ軸方向の位置を常時計測可能な不図示のリニアエンコーダが、それぞれ設けられている。
【０１０４】
そして、主制御装置５０が、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２が、フォーク部６７１とフォーク部６７２との間を移動する際に、各Ｘ軸スライダ７３Ｘ，７５Ｘ（フォーク部６７１，６７２）のＸ軸方向、Ｙ軸方向のいずれか一方の軸方向の干渉計による位置計測が不能となるときには、リニアエンコーダによって計測されるその一方の軸方向の位置情報と、干渉計によって計測される他方の軸方向の位置情報と、に基づいて、各ウエハステージのＸ位置、Ｙ位置を管理する。
【０１０５】
勿論、主制御装置５０では、上述のウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動中などに、それまで計測不能であった干渉計からの干渉計ビームが再度ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動鏡に当たるようになったときは、それまで計測に用いられていなかった測長軸の干渉計の計測値をリセット（又はプリセット）し、以後、干渉計システムを構成するＸ軸干渉計，Ｙ軸干渉計の計測値のみに基づいてウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２（Ｘ軸スライダ７３Ｘ，７５Ｘ）の位置を管理する。
【０１０６】
更に、本実施形態では、図示は省略されているが、レチクルＲの上方に、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルマークとウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上の不図示の基準マーク板上のマークとを同時に観察するための露光波長を用いたＴＴＲ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｒｅｔｉｃｌｅ）方式のレチクルアライメント系が設けられている。これらのレチクルアライメント系の検出信号は、不図示のアライメント制御装置を介して主制御装置５０に供給されるようになっている。なお、レチクルアライメント系の構成は、例えば特開平７−１７６４６８号公報等に開示されており、公知であるから詳細説明は省略する。
【０１０７】
次に、本実施形態の露光装置１０で行われる、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光動作と、他方のウエハステージ上のウエハに対するアライメント動作等との並行処理動作を含む、一連の動作について、図７（Ａ）〜図９（Ｂ）に基づいて説明する。
【０１０８】
図７（Ａ）には、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対して露光動作が行われるのと並行して、ウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に対してウエハアライメント動作が行われている状態が示されている。
【０１０９】
この図７（Ａ）に先立って、所定のローディングポジションにウエハステージＷＳＴ２があるときに、不図示のウエハローダによって、ウエハステージＷＳＴ２上に載置されていた露光済みのウエハのウエハステージＷＳＴ２上からのアンロード及び新たなウエハＷ２のウエハステージＷＳＴ２上へのロード（すなわちウエハ交換）が行なわれている。
【０１１０】
そして、主制御装置５０は、干渉計１１８，１４８の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ２のＸＹ面内の位置を管理しつつ、アライメント系ＡＬＧを用いて、ウエハＷ２上の特定の複数のショット領域（サンプルショット領域）に付設されたアライメントマーク（サンプルマーク）の位置情報を検出する。このときの状態が、図７（Ａ）に示されている。次いで、主制御装置５０は、その検出結果とその特定のショット領域の設計上の位置座標とに基づいて、例えば特開昭６１−４４４２９号公報などに開示される最小二乗法を用いた統計演算によりウエハＷ２上の全てのショット領域の配列座標を求めるＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式のウエハアライメント計測を実行する。また、この場合、主制御装置５０は、サンプルマークの位置情報の検出に前後して、ウエハステージＷＳＴ２上の不図示の基準マーク板上の第１基準マークの位置情報を検出している。
【０１１１】
そして、主制御装置５０は、先に求めたウエハＷ２上の全てのショット領域の配列座標を、第１基準マークの位置を原点とする位置座標に変換する。
【０１１２】
なお、上記のウエハ交換、ウエハアライメントの際、主制御装置５０は、干渉計１１８，１４８による検出結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴ２を、前述したＸ軸リニアモータ７５Ｘ、一対のＹ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２を介して長ストロークで駆動するとともに、ウエハステージＷＳＴ２を前述の６自由度駆動機構を介してフォーク部６７２に対して相対的にＸ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ方向に関して微小駆動する。勿論、Ｚ，θｘ，θｙ方向の駆動に際しては、前述のＡＦ／ＡＬ系の計測結果が考慮される。
【０１１３】
このようにして、ウエハステージＷＳＴ２側で、ウエハ交換、ウエハアライメントが実行される。このウエハ交換、ウエハアライメントと並行して、ウエハステージＷＳＴ１側では、既に行われたウエハアライメント結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１上に載置されたウエハＷ１上の各ショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴ１を移動させるショット間ステッピング動作と、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ１（ウエハステージＷＳＴ１）とをＹ軸方向に相対走査してレチクルＲに形成されたパターンをウエハＷ１上のショット領域に投影光学系ＰＬを介して転写する走査露光動作と、を繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。
【０１１４】
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の開始に先立って、主制御装置５０は、干渉計１１６、１４６の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ１の位置を管理しつつ、ウエハステージＷＳＴ１上の不図示の基準マーク板上の一対の第２の基準マークとレチクルＲ上の一対のレチクルアライメントマークとを前述のレチクルアライメント系を用いて計測している。そして、主制御装置５０では、その計測結果と前述のウエハアライメントの結果とに基づいてウエハＷ１上の各ショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴ１を移動させる。
【０１１５】
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ１を、前述したＸ軸リニアモータ７３Ｘ、一対のＹ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２を介して長ストロークで駆動するとともに、ウエハステージＷＳＴ１を前述の６自由度駆動機構を介してウエハステージＷＳＴ１に対して相対的にＸ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ方向に関して微小駆動する。勿論、Ｚ，θｘ，θｙ方向の駆動に際しては、前述のＡＦ／ＡＬ系の計測結果が考慮される。
【０１１６】
なお、この露光動作そのものの手順などは、通常のスキャニング・ステッパと同様なので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【０１１７】
上述したウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に対するウエハアライメント動作と、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対する露光動作とでは、通常は、ウエハアライメント動作の方が先に終了する。そこで、主制御装置５０は、ウエハアライメントの終了後、Ｘ軸リニアモータ７５Ｘ、一対のＹ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２を介してウエハステージＷＳＴ２を＋Ｙ方向及び−Ｘ方向に駆動する。そして、ウエハステージＷＳＴ２を所定の待機位置（図７（Ｂ）に示されるウエハステージＷＳＴ２の位置）に移動させ、その位置で待機させる。
【０１１８】
その後、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対する露光動作が終了すると、主制御装置５０は、Ｘ軸リニアモータ７３Ｘ及び一対のＹ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２を介してウエハステージＷＳＴ１を＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に移動させる。図７（Ｂ）には、この移動完了後の状態が示されている。
【０１１９】
次いで、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ１側の前述の６自由度駆動機構を構成するフォーク部６７１の各固定子への電流の供給を停止する。これにより、第１、第２のＺ軸微動モータＶＺ１，ＶＺ２の固定子ＳＺ１，ＳＺ２への電流の供給も停止され、ウエハステージＷＳＴ１をＺ軸方向に非接触支持する支持力（駆動力）も解除され、ウエハステージＷＳＴ１は、ステージベースＳＢ上に載置される。この状態から、主制御装置５０は、Ｙ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２を介してＸ軸リニアモータ７３Ｘ及びフォーク部６７１を−Ｙ方向に移動させる。これにより、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７１から離脱される。図７（Ｃ）には、Ｘ軸リニアモータ７３Ｘ及びフォーク部６７１の−Ｙ方向への移動が終了し、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７１から離脱された状態が示されている。
【０１２０】
次いで、主制御装置５０は、Ｘ軸リニアモータ７３Ｘ、Ｙ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２を介して、スライダ７３Ｘと一体でフォーク部６７１を−Ｘ方向及び＋Ｙ方向に移動させるとともに、Ｙ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２を介して、ウエハステージＷＳＴ２と一体でフォーク部６７２が設けられたスライダ７５Ｘを−Ｙ方向に移動させる。そして、図８（Ａ）に示されるように、フォーク部６７１の＋Ｙ側端部とフォーク部６７２の−Ｙ側端部とを最接近（又は接触）させる。図１０（Ａ）には、このときのフォーク部６７１，６７２の状態（ウエハステージＷＳＴ２を取り除いた状態）が斜視図にて示されている。
【０１２１】
この図１０（Ａ）の場合、固定子ＳＸと固定子ＴＸとが連結され、固定子ＳＹ１と固定子ＴＹ１とが連結され、固定子ＳＹ２と固定子ＴＹ２とが連結され、固定子ＳＹ３と固定子ＴＹ３とが連結され、固定子ＳＺ１と固定子ＴＺ１とが連結され、固定子ＳＺ２と固定子ＴＺ２とが連結されている。また、ガイド棒ＧＢ１とガイド棒ＧＢ２とが連結されている。なお、ここで、連結とは、固定子同士、ガイド棒同士が、相互に接触する場合のみならず、固定子同士、ガイド棒同士が、数μｍ〜数ｍｍ程度のクリアランスを介して接近し、見かけ上一体に見えるような場合をも含む概念である。
【０１２２】
そして、上述のように、フォーク部６７１とフォーク部６７２とが連結された状態で、主制御装置５０は、フォーク部６７２を構成する固定子ＴＹ１〜ＴＹ３が有する各電機子コイル、及びフォーク部６７１を構成する固定子ＳＹ１〜ＳＹ３が有する各電機子コイルに順次電流を供給し、ウエハステージＷＳＴ２を、フォーク部６７２（及びフォーク部６７１）に対して−Ｙ方向に移動させる。
【０１２３】
これにより、ウエハステージＷＳＴ２は、フォーク部６７２からフォーク部６７１に受け渡される。図８（Ｂ）及びこの図８（Ｂ）におけるウエハステージＷＳＴ２近傍を斜視図にて示す図１０（Ｂ）には、このウエハステージＷＳＴ２の受け渡しの途中の状態が示されている。
【０１２４】
この受け渡し（移動）の際には、ウエハステージＷＳＴ２とフォーク部６７１，６７２との位置関係がガイド棒ＧＢ１，ＧＢ２に設けられたセンサ群ＳＳにより計測されるので、フォーク部６７１とフォーク部６７２との位置が所期の位置から多少ずれていたとしても、そのセンサ群ＳＳの検出結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴ２を６自由度微動機構により微小駆動（位置調整）することで、フォーク部６７２からフォーク部６７１へのウエハステージＷＳＴ２の受け渡しを非接触でかつ高速で行うことが可能である。
【０１２５】
そして、ウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７１に完全に渡された段階で、主制御装置５０は、干渉計１１６、１４６の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ２の位置を管理しつつ、ウエハステージＷＳＴ２上の不図示の基準マーク板上の一対の第２の基準マークとレチクルＲ上の一対のレチクルアライメントマークとを前述のレチクルアライメント系を用いて計測する。そして、主制御装置５０では、その計測結果と先に行われたウエハアライメントの結果とに基づいてウエハＷ２上の第１番目のショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴ１を移動させる。その後は、ウエハＷ２に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が前述のウエハＷ１に対する露光と同様にして行われる。
【０１２６】
この一方、主制御装置５０は、上記のウエハステージＷＳＴ２のフォーク部６７２からフォーク部６７１への受け渡しの終了により、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のいずれとも係合せず、フリーの状態になっているフォーク部６７２を、スライダ７５Ｘと一体で、Ｙ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２、Ｘ軸リニアモータ７５Ｘを介して、ステージベースＳＢ上に載置されているウエハステージＷＳＴ１に接近するように移動する（図８（Ｃ）参照）。
【０１２７】
そして、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７２とのＸ軸方向の位置が一致した図８（Ｃ）の状態から、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７２とが係合するように、Ｙ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２を介して、フォーク部６７２を、スライダ７５Ｘと一体で、−Ｙ方向に駆動し、図９（Ａ）の状態とする。この場合に、ウエハステージＷＳＴ１に形成された貫通孔６５に前記ガイド棒ＧＢ２が挿入された状態でガイド棒ＧＢ２に設けられたセンサ群を介して、ガイド棒ＧＢ２とウエハステージ本体６３との位置関係を検出することができるので、主制御装置５０は、該検出結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７２との関係を調整しつつ、フォーク部６７２を駆動することが可能である。このようにして、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７２に係合した段階で、主制御装置５０は、６自由度駆動機構を構成するＺ軸微動モータに＋Ｚ方向の駆動力を発生させ、フォーク部６７２がウエハステージＷＳＴ１を非接触支持するように、その駆動力を制御する。
【０１２８】
その後、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ１上に載置された露光済みのウエハＷ１と次の露光対象であるウエハＷ３（図９（Ｂ）参照）との交換を行うとともに、ウエハＷ３のウエハアライメント動作が上述と同様にして行われる。
【０１２９】
このようにして、本実施形態の露光装置１０では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の交換を行いつつ、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光動作と、他方のウエハステージ上でのウエハ交換及びウエハアライメント動作とが、同時並行処理にて行われる。
【０１３０】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態の露光装置１０では、取り付け板６９１と、該取り付け板６９１にそれぞれの長手方向の一端が固定された固定子群（ＳＸ、ＳＹ１〜ＳＹ３、ＳＺ１、ＳＺ２）によって固定子ユニットが構成され、取り付け板６９２と、該取り付け板６９２にそれぞれの長手方向の一端が固定された固定子群（ＴＸ、ＴＹ１〜ＴＹ３、ＴＺ１、ＴＺ２）によって固定子ユニットが構成されている。
【０１３１】
また、ウエハステージＷＳＴ１を構成する可動子群（ＤＸ、ＤＹ１〜ＤＹ３、ＤＺ１、ＤＺ２）によって、可動子ユニットが構成され、ウエハステージＷＳＴ２を構成する可動子群（ＤＸ’、ＤＹ１’〜ＤＹ３’、ＤＺ１’、ＤＺ２’）によって、可動子ユニットが構成されている。
【０１３２】
また、Ｘ軸スライダ７３Ｘ，取り付け板６９１及びフォーク部６７１によって第１の移動体が構成され、Ｘ軸スライダ７５Ｘ，取り付け板６９２及びフォーク部６７２によって第２の移動体が構成されている。
【０１３３】
また、フォーク部６７１に相対移動可能に支持された状態で、当該フォーク部６７１に対してウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を６自由度方向に駆動する前述の６自由度駆動機構（すなわちＸ軸微動モータＶＸ、Ｙ軸リニアモータＬＹ１〜ＬＹ３、Ｚ軸微動モータＶＺ１，ＶＺ２）と、フォーク部６７２に相対移動可能に支持された状態で、当該フォーク部６７２に対してウエハステージＷＳＴ２、ＷＳＴ１を６自由度方向に駆動する前述の６自由度駆動機構（すなわちＸ軸微動モータＶＸ’、Ｙ軸リニアモータＬＹ１’〜ＬＹ３’、Ｚ軸微動モータＶＺ１’，ＶＺ２’）とからフォーク部６７１、６７２のいずれかに相対移動可能に支持された状態で、当該フォーク部に対して各ウエハステージを６自由度方向に駆動する駆動系が構成されている。また、この駆動系によって、各ウエハステージを、前記第１、第２の移動体に対して非接触で支持し、各移動体に対して６自由度方向に関して微小駆動するとともに、前記第１、第２の移動体が近接した状態で、各ウエハステージを一方の移動体から他方の移動体に移動する駆動機構が構成されている。
【０１３４】
また、露光装置１０では、照明系１２と投影光学系ＰＬとにより露光部が構成されている。
【０１３５】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るステージ装置２０によると、Ｙ軸方向に関して並列に配置され、かつ相互に独立してＹ軸方向に移動するＸ軸リニアガイド７２Ｘ，７４Ｘに沿って、スライダ７３Ｘ，７５ＸがＸ軸方向にそれぞれ移動可能である。すなわち、スライダ７３Ｘ，７５Ｘは、Ｘ軸及びＹ軸を含む２次元面内で移動可能である。また、スライダ７３Ｘ，７５Ｘそれぞれの相互に対向する側の面には、Ｙ軸方向を長手方向とする片持ち支持状態のフォーク部６７１，６７２それぞれの一端が固定され、さらに、これらのフォーク部６７１，６７２に対して２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が相対移動可能に個別に支持される。従って、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は、フォーク部６７１，６７２に対して個別に支持された状態では、それらのフォーク部６７１，６７２が設けられたスライダ７３Ｘ，７５ＸとともにＸＹ２次元面内で移動可能である。
【０１３６】
また、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のそれぞれは、フォーク部６７１，６７２の両者に対してＹ軸方向に相対移動可能で、フォーク部６７１，６７２のいずれかに相対移動可能に支持された状態では、前述の駆動系により、そのフォーク部に対して６自由度方向に駆動可能となっている。また、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のそれぞれは、前記支持が解除された状態では、そのＹ軸方向の相対移動により、フォーク部６７１，６７２からの離脱が可能となっている。
【０１３７】
従って、前述したようなシーケンスにより、ウエハステージの交換が可能となっている。すなわち、図２に示されるように、フォーク部６７１に一方のウエハステージＷＳＴ１が支持され、フォーク部６７１に他方のウエハステージＷＳＴ２が支持されているとき、フォーク部６７１による一方のウエハステージＷＳＴ１の支持状態が解除され、Ｘ軸スライダ７３Ｘがフォーク部６７２から離れるようにＹ軸方向（−Ｙ方向）に移動する。これにより、一方のウエハステージＷＳＴ１がＸ軸スライダ７３Ｘに片持ち支持されたフォーク部６７１に対してＹ軸方向に相対移動し、フォーク部６７１から離脱される。その離脱後に、Ｘ軸スライダ７３Ｘが移動し、該Ｘ軸スライダ７３Ｘに一端が片持ち支持されたフォーク部６７１が、他方のウエハステージＷＳＴ２を支持するフォーク部６７２にほぼ対向する位置まで移動し、フォーク部６７１とフォーク部６７２とが最接近し、これらフォーク部６７１とフォーク部６７２とがほぼ一直線上に並んだ状態で、駆動系により他方のウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７２、６７１に対してＹ軸方向（−Ｙ方向）に駆動されることにより、他方のウエハステージＷＳＴ２が、フォーク部６７２からフォーク部６７１に移動する（受け渡される）。
【０１３８】
次いで、Ｘ軸スライダ７５Ｘが移動し、該Ｘ軸スライダ７５Ｘに一端が片持ち支持されたフォーク部６７２が、ウエハステージＷＳＴ１に対向する位置まで移動し、Ｘ軸スライダ７３ＸがウエハステージＷＳＴ１に接近する方向に移動することにより、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７２によって支持される。
【０１３９】
このようにして、フォーク部６７１にウエハステージＷＳＴ１が支持され、フォーク部６７２にウエハステージＷＳＴ２が支持された状態から、フォーク部６７２にウエハステージＷＳＴ１が支持され、フォーク部６７１にウエハステージＷＳＴ２が支持された状態へ移行する。すなわち、このようにしてウエハステージの交換を行うことができる。この場合、例えば上述のウエハステージＷＳＴ２のフォーク部６７２からフォーク部６７１への受け渡しは、機械的につかむという不確実性を伴う動作を伴うことなく、駆動系によって高スループットでかつ非接触で行われるので、ウエハステージの交換を高スループットで実現できる。また、ウエハステージの交換のためのロボットアーム等の搬送機構を設ける必要も無いので、その分、ステージ装置の小型化を図ることも可能となっている。
【０１４０】
また、本実施形態に係るステージ装置２０では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のそれぞれは、駆動系が発生するＺ軸方向の駆動力によりステージベースＳＢ上方で非接触支持され、該駆動力の停止によりステージベースＳＢ上に載置される。従って、このようにして、いずれかのウエハステージ、例えばウエハステージＷＳＴ１が、ステージベースＳＢ上に載置された状態で、Ｘ軸スライダ７３Ｘが、そのウエハステージＷＳＴ１から離れる方向にＹ軸方向に沿って移動することで、ウエハステージＷＳＴ１と例えばフォーク部６７１との係合を解除することが可能となる。このようなウエハステージのフォーク部からの離脱は、その後のシーケンスで他方のウエハステージ等の移動の邪魔にならない領域内であれば、どこでも行うことができるので、ウエハステージを待機させておく台等を別途用意する必要がなく、その分コストダウンを図ることができる。
【０１４１】
また、本実施形態に係るステージ装置２０では、フォーク部６７１，６７２と各ウエハステージとの位置関係を検出するセンサ群ＳＳを備えているので、ウエハステージとフォーク部ひいてはスライダとの位置関係を常時検出することができる。これにより、フォーク部間でウエハステージを受け渡す場合に、ある程度フォーク部同士の位置がずれていた場合にも、リニアモータや微動モータの駆動力を制御することで、ウエハステージの受け渡しを位置ずれなく行うことが可能となる。
【０１４２】
また、本実施形態に係るステージ装置２０によると、第１の移動体（Ｘ軸スライダ７３Ｘ，取り付け板６９１及びフォーク部６７１）、第２の移動体（Ｘ軸スライダ７５Ｘ，取り付け板６９２及びフォーク部６７２）のそれぞれに非接触で支持された２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を、その支持状態で、６自由度方向に関して微小駆動する前述の駆動機構が、上記第１、第２の移動体が近接した状態で、各ウエハステージを一方の移動体から他方の移動体に移動する際にも用いられるので、ウエハステージが、高スループットで、第１、第２の移動体間を非接触で移動する（すなわち、第１、第２の移動体間でステージを非接触かつ高スループットで交換する）ことが可能となる。
【０１４３】
また、本実施形態の露光装置１０によると、いずれかのウエハステージが第１位置（投影光学系ＰＬの直下）の近傍にあるときに、前述の露光部によりそのウエハステージに載置されたウエハを照明光ＩＬで露光する。また、アライメント系ＡＬＧでは、いずれかのウエハステージが第１位置から離れた第２位置（アライメント系ＡＬＧの直下）の近傍にあるときに、そのウエハステージに載置されたウエハに形成されたアライメントマーク（位置検出用マーク）を検出する。
【０１４４】
従って、一方のウエハステージ上に載置されたウエハに対する露光部による露光と、他方のウエハステージ上に載置されたウエハに形成されたアライメントマークのアライメント系による検出（ＥＧＡ方式のウエハアライメント）等とを、並行して行うことができる。また、前述の如く、本実施形態では、高スループットのウエハステージ交換が可能なので、２つのウエハステージを用いて露光、ウエハアライメント（マーク検出）及びウエハ交換の同時並行処理をウエハステージを交換しながら、高いスループットで実現することができる。また、アライメント系を２つ用意する必要がないので、フットプリントが増大するのも防止することができる。
【０１４５】
なお、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２としては、上記実施形態の構成に限られるものではなく、その他の構成を採用することもできる。すなわち、上記実施形態では、Ｘ駆動用の可動子を１つ、Ｙ駆動用の可動子を３つ、Ｚ駆動用の可動子を２つ、各ウエハステージに設けるものとしたが、これに限らず、Ｘ駆動用の可動子を２つ、Ｙ駆動用の可動子を３つ、Ｚ駆動用の可動子を１つ設けることとしても良い。すなわち、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向への駆動用の可動子を各１つ含み、かつ合計６つの可動子が設けられ、これに対応して６つの固定子が各フォーク部に設けられていれば、各ウエハステージを、各フォーク部に対して６自由度方向に駆動することができる。但し、Ｚ駆動用の可動子を１つとすると、ウエハステージの自重の支持が困難になる場合も考えられる。このような場合には、ウエハステージの底面に真空予圧型気体静圧軸受を設ける、あるいはシリンダ部とピストン部とを有し、その内部の陽圧によりウエハステージを定盤上で支持する自重キャンセラを設けることとしても良い。また、ウエハステージを６自由度方向に微小駆動する必要がない場合には、可動子の数を減らすことも可能である。例えば、各ウエハステージを、ＸＹ面内の３自由度方向に関してのみ移動可能に構成し、その上方にウエハを保持し、Ｚ、θｘ、θｙ方向に微小駆動可能なウエハテーブルを搭載しても良い。
【０１４６】
これに限らず、本発明のステージ装置では、ステージは搬送ガイド又は移動体に対して、Ｘ軸、Ｙ軸方向についてのみ駆動可能に構成しても良いし、あるいは、Ｙ軸方向に関してのみ駆動可能に構成しても良い。
【０１４７】
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上の＋Ｘ端部、±Ｙ端部近傍に移動鏡を設けることとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、Ｘ、Ｙ軸方向のいずれか一端部に１つずつ移動鏡を設けることとしても良い。この場合、干渉計の配置も変更する必要があるが、露光精度等に影響はない。
【０１４８】
なお、上記実施形態では、フォーク部とウエハステージの係合を解除する場合に、ウエハステージをステージベース上に載置する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、ウエハステージがステージベース上に載置されただけでは不安定な場合には、ステージベース上又はステージベース近傍にウエハステージの収納場所を設けることとしても良い。
【０１４９】
なお、上記実施形態では、照明光ＩＬとしてＫｒＦエキシマレーザ光などの遠紫外光、Ｆ２レーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等の真空紫外域光、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）などを用いるものとしたが、これに限らずＡｒ２レーザ光（波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光を用いても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、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（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）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。
【０１５０】
更に、照明光ＩＬとしてＥＵＶ光、Ｘ線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置、投影光学系を用いない、例えばプロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナー、及び例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用しても良い。
【０１５１】
なお、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。
【０１５２】
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度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。
【０１５３】
なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘ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）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップ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。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【０１５４】
半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置を用いて前述の方法によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。
【０１５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のステージ装置によれば、２つのステージの交換（入れ替え）を高スループットで実現することができるという効果がある。
【０１５６】
また、本発明の露光装置によれば、高いスループットで露光工程の処理を行う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の露光装置を概略的に示す図である。
【図２】図１のステージ装置を、投影光学系、アライメント系等とともに概略的に示す斜視図である。
【図３】図２の状態から、干渉計システム及びウエハステージが取り除かれた状態のステージ装置の残部を示す斜視図である。
【図４】図４（Ａ）は、フォーク部６７１を拡大して示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、ウエハステージＷＳＴ１を拡大して示す斜視図である。
【図５】フォーク部にウエハステージＷＳＴ１が係合した状態を拡大して示す斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は、フォーク部６７２を拡大して示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、ウエハステージＷＳＴ２を拡大して示す斜視図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、並行処理動作の流れを説明するための図（その１）である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、並行処理動作の流れを説明するための図（その２）である。
【図９】図９（Ａ），図９（Ｂ）は、並行処理動作の流れを説明するための図（その３）である。
【図１０】図１０（Ａ）は、ウエハステージ受け渡しの際のフォーク部の関係を示す図であり、図１０（Ｂ）は、ウエハステージのフォーク部間での受け渡しの状態を示す図である。
【符号の説明】
１０…露光装置、１２…照明系（露光部の一部）、２０…ステージ装置、６７１…フォーク部（第１の搬送ガイド、第１の移動体の一部）、６７２…フォーク部（第２の搬送ガイド、第２の移動体の一部）、６９１…取り付け板（固定子ユニットの一部、第１の移動体の一部）、６９２…取り付け板（固定子ユニットの一部、第２の移動体の一部）、７２Ｘ…Ｘ軸リニアガイド（第１の移動ガイド）、７３Ｘ…Ｘ軸スライダ（第１のスライダ、第１の移動体の一部）、７４Ｘ…Ｘ軸リニアガイド（第２の移動ガイド）、７５Ｘ…Ｘ軸スライダ（第２のスライダ、第２の移動体の一部）、１１６，１１８，１４６，１４８…干渉計（位置検出装置）、ＡＬＧ…アライメント系（マーク検出系）、ＩＬ…照明光（エネルギビーム）、ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３…Ｙ軸リニアモータ（駆動系の一部、駆動機構の一部）、ＰＬ…投影光学系（露光部の一部）、ＳＢ…ステージベース、ＳＳ…センサ群（検出装置）、ＶＸ…Ｘ軸微動モータ（駆動系の一部、駆動機構の一部）、ＶＺ１，ＶＺ２…Ｚ軸微動モータ（駆動系の一部、駆動機構の一部）、Ｗ…ウエハ（感光物体）、ＷＳＴ１，ＷＳＴ２…ウエハステージ（ステージ）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステージ装置及び露光装置に係り、更に詳しくは、２次元駆動可能なステージを備えるステージ装置及び該ステージ装置を備える露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体素子（集積回路）又は液晶表示素子等を製造するに際し、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。近年では、半導体素子の高集積化に伴い、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、このステッパに改良を加えたステップ・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（スキャナとも呼ばれる））などの逐次移動型の投影露光装置が主流となっている。
【０００３】
例えば、半導体素子の製造に用いられる投影露光装置では、ウエハステージ上のウエハを交換するウエハ交換工程、ウエハ上の各ショット領域の位置を正確に求めるためのウエハアライメント工程、及びそのウエハアライメントの結果に基づいてウエハステージの位置を制御してウエハ上の各ショット領域にレチクル（又はマスク）に形成されたパターンを転写する露光工程の３つの工程の処理が、１つのウエハステージを用いて順次繰り返し行われている。
【０００４】
ところで、露光装置は半導体素子等の量産に用いられるものであることから、スループットの向上は、露光精度の向上とともに、最重要課題の一つであり、現実に露光装置に対するスループット向上の要求はとどまることがない。従って、上述の如く、ウエハ交換工程→ウエハアライメント工程→露光工程をシーケンシャルに繰り返す方法では、近い将来、要求されるスループットを達成することが困難になることは確実である。
【０００５】
そこで、近年では、スループットを更に向上させようとの観点から、ウエハステージを２つ設け、この２つのウエハステージを用いて、例えばウエハ交換動作及びアライメント動作と、露光動作とを並行して行うツインウエハステージタイプの露光装置も種々提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−１６３０９８号公報
【特許文献２】
特表２０００−５１１７０４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
確かに、上記特許文献１に記載の露光装置によると、２つのウエハステージ上の前述した同時並行処理により、スループットを格段向上させることができる。しかし、ウエハアライメント系が投影光学系の一側と他側に配置されているため、その両側のウエハアライメント系の下方領域でそれぞれのウエハステージ上のウエハに対するアライメントが行われる。そのためその２つのウエハステージの移動基準面（移動ガイド面）が形成されるステージ定盤が大型化し、装置の設置面積（フットプリント）が大きくなってしまうという難点を有している。
【０００８】
一方、上記特許文献２に記載の装置では、特性化ユニット（ウエハアライメント系に相当）が１つ設けられているのみなので、上述のステージ定盤の大型化という難点は改善される。しかしながら、この特許文献２に記載の装置では、特性化ユニットが１つであるが故に、２つの基材ホルダのそれぞれを、その特性化ユニット下方に位置させるため、それら２つの基材ホルダを入れ替える必要がある。その入れ替えの方法として、上記特許文献２に記載の装置では、各基材ホルダを、２つのリニアＸモータ（Ｘ軸リニアモータ）の第１部分（固定子）に沿って移動する第２部分（可動子に相当）にそれぞれ設けられた継手部材と、２つの基材ホルダにそれぞれ設けられた継手部材との結合（機械的又は電子機械的結合）により、持ち替える方式が採用されている。すなわち、各基材ホルダ（ウエハステージ）をリニアＸモータの可動子に接続するためのリジッドな接続機構が採用されている。このため、上記特許文献２に記載の装置にあっては、基材ホルダの入れ替えの際に、機械的につかむという不確実性を伴う動作が含まれ、その動作に時間が掛かるとともに、その動作を確実に行うためには、基材ホルダとリニアＸモータの第２部分とを正確に位置合わせしなければならないという不都合があった。また、継手部材同士の結合の際の衝撃により基材ホルダ上の基材（ウエハ等）が位置ずれする可能性もあった。
【０００９】
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、特に、２つのステージの交換（入れ替え）を高スループットで実現可能なステージ装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、高いスループットで露光工程の処理を行うことが可能な露光装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、２次元面内の第１軸方向をガイド方向とし、前記第１軸に前記２次元面内で直交する第２軸方向に関して並列に配置され、かつ相互に独立して前記第２軸方向に移動する第１、第２の移動ガイド（７２Ｘ，７４Ｘ）と；前記第１、第２の移動ガイドに沿って前記第１軸方向にそれぞれ移動する第１、第２のスライダ（７３Ｘ，７５Ｘ）と；前記第１、第２のスライダそれぞれの相互に対向する側の面にそれぞれの一端が固定され前記第２軸方向を長手方向とする片持ち支持状態の第１、第２の搬送ガイド（６７１，６７２）と；前記第１、第２の搬送ガイドに相対移動可能に個別に支持され、前記第１、第２の搬送ガイドの両者に対して前記第２軸方向に相対移動可能で、前記支持が解除された状態では、前記第２軸方向の相対移動により、前記第１、第２の搬送ガイドからの離脱が可能な２つのステージ（ＷＳＴ１，ＷＳＴ２）と；前記各ステージが前記第１、第２の搬送ガイドのいずれかに相対移動可能に支持された状態で、当該搬送ガイドに対して前記各ステージを少なくとも前記第２軸方向に駆動する駆動系と；を備えるステージ装置である。
【００１２】
これによれば、第２軸方向に関して並列に配置され、かつ相互に独立して第２軸方向に移動する第１、第２の移動ガイドに沿って、第１、第２のスライダが、第１軸方向にそれぞれ移動する。すなわち、第１、第２のスライダは、第１軸及び第２軸を含む２次元面内で移動する。また、第１、第２のスライダそれぞれの相互に対向する側の面には、第２軸方向を長手方向とする片持ち支持状態の第１、第２の搬送ガイドそれぞれの一端が固定され、さらに、これらの第１、第２の搬送ガイドに対して２つのステージが相対移動可能に個別に支持されている。従って、２つのステージは、第１、第２の搬送ガイドに対して個別に支持された状態では、それらの搬送ガイドが設けられた第１、第２のスライダとともに２次元面内で移動可能である。
【００１３】
また、各ステージは、第１、第２の搬送ガイドの両者に対して第２軸方向に相対移動可能で、第１、第２の搬送ガイドのいずれかに相対移動可能に支持された状態では、駆動系により、その搬送ガイドに対して少なくとも第２軸方向に駆動可能となっている。また、各ステージは、前記支持が解除された状態では、その第２軸方向の相対移動により、第１、第２の搬送ガイドからの離脱が可能となっている。
【００１４】
従って、例えば次のようなシーケンスにより、ステージの交換が可能となる。すなわち、第１の搬送ガイドに一方のステージが支持され、第２の搬送ガイドに他方のステージが支持されているとき、第１の搬送ガイドによる一方のステージの支持状態が解除され、第１のスライダが第２の移動ガイドから離れるように第２軸方向に移動する。これにより、一方のステージが第１のスライダに片持ち支持された第１の搬送ガイドに対して第２軸方向に相対移動し、第１の搬送ガイドから離脱される。その離脱後に、第１のスライダが第１軸方向に移動し、該第１のスライダに一端が片持ち支持された第１の搬送ガイドが、他方のステージを支持する第２の搬送ガイドにほぼ対向する位置まで移動する。そして、第１の搬送ガイドと第２の搬送ガイドとが最接近し、これら第１の搬送ガイドと第２の搬送ガイドとがほぼ一直線上に並んだ状態で、駆動系により他方のステージが第２、第１の搬送ガイドに対して第２軸方向に駆動されることにより、他方のステージが、第２の搬送ガイドから第１の搬送ガイドに移動する（受け渡される）。
【００１５】
次いで、第２のスライダが第１軸方向に移動し、該第２のスライダに一端が片持ち支持された第２の搬送ガイドが、一方のステージに対向する位置まで移動する。そして、第１のスライダがその一方のステージに接近する方向（第２軸方向）に移動することにより、その一方のステージが第２の搬送ガイドによって支持される。
【００１６】
このようにして、第１の搬送ガイドに一方のステージが支持され、第２の搬送ガイドに他方のステージが支持された状態から、第２の搬送ガイドに一方のステージが支持され、第１の搬送ガイドに他方のステージが支持された状態へ移行する。すなわち、このようにしてステージの交換を行うことができる。この場合、例えば上述の他方のステージの第２の搬送ガイドから第１の搬送ガイドへの受け渡しは、機械的につかむという不確実性を伴う動作を伴うことなく、駆動系によって高スループットでかつ非接触で行われるので、ステージの交換を高スループットで実現できる。また、ステージの交換のためのロボットアーム等の搬送機構を設ける必要も無いので、その分、ステージ装置の小型化を図ることも可能となる。
【００１７】
この場合において、請求項２に記載のステージ装置の如く、前記駆動系は、前記第１、第２の搬送ガイドを構成する２つの固定子ユニットと、前記各ステージにそれぞれ設けられ、前記各固定子ユニットとの間の個別の電磁相互作用により対応するステージに対する駆動力を発生する２つの可動子ユニットとを含む構成とすることができる。この場合、２つの固定子ユニットそれぞれが第１、第２の搬送ガイドであっても良いし、あるいは、固定子ユニットとガイドとを含んで第１、第２の搬送ガイドとすることとしても良い。
【００１８】
この場合において、請求項３に記載のステージ装置の如く、前記駆動系は、前記各ステージを、前記第２軸方向に駆動するとともに、前記２次元平面内の３自由度方向に微小駆動することとすることができる。
【００１９】
この場合において、請求項４に記載のステージ装置の如く、前記駆動系は、前記各ステージを、前記２次元平面に直交する第３軸方向に関しても微小駆動することとすることができる。
【００２０】
この場合において、請求項５に記載のステージ装置の如く、前記駆動系は、前記各ステージを、６自由度方向に関して微小駆動することとすることができる。
【００２１】
上記請求項４及び５に記載の各ステージ装置において、請求項６に記載のステージ装置の如く、前記２つのステージを移動可能に支持するステージベース（ＳＢ）を更に備え、前記各ステージは、前記駆動系が発生する前記第３軸方向の駆動力により前記ステージベース上方で非接触支持され、該駆動力の停止により前記ステージベース上に載置される構成とすることができる。
【００２２】
上記請求項１〜６に記載の各ステージ装置において、請求項７に記載のステージ装置の如く、前記第１、第２の搬送ガイドと前記各ステージとの位置関係を検出する検出装置（ＳＳ）を更に備えることとすることができる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、２次元平面の直交２軸方向に独立して移動可能な第１、第２の移動体と；前記２次元面内で移動可能な２つのステージ（ＷＳＴ１，ＷＳＴ２）と；前記各ステージを、前記第１、第２の移動体に対して非接触で支持し、前記各移動体に対して少なくとも前記２次元面内の直交２軸方向に関して微小駆動するとともに、前記第１、第２の移動体が近接した状態で、前記各ステージを前記一方の移動体から前記他方の移動体に移動させる駆動機構と；を備えるステージ装置である。
【００２４】
これによれば、駆動機構により、２次元面内で移動可能な２つのステージが、第１、第２の移動体に対して非接触で支持され、各移動体に対して少なくとも２次元面内の直交２軸方向に関して微小駆動される。また、駆動機構により、第１、第２の移動体が近接した状態で、各ステージが一方の移動体から他方の移動体に移動される。
【００２５】
この場合、第１、第２の移動体のそれぞれに非接触で支持された２つのステージを、その支持状態で、２次元面内の直交２軸方向に関して微小駆動する駆動機構が、第１、第２の移動体が近接した状態で、各ステージを一方の移動体から他方の移動体に移動する際にも用いられるので、ステージが、高スループットで、第１、第２の移動体間を非接触で移動する（すなわち、第１、第２の移動体間でステージを非接触かつ高スループットで交換する）ことが可能となる。また、ステージの交換のためのロボットアーム等の搬送機構を設ける必要も無いので、その分、ステージ装置の小型化を図ることも可能となる。
【００２６】
この場合において、請求項９に記載のステージ装置の如く、前記駆動機構は、前記各ステージを前記第１、第２の移動体に対して非接触で支持し、６自由度方向に微小駆動する構成とすることができる。
【００２７】
上記請求項８及び９に記載の各ステージ装置において、請求項１０に記載のステージ装置の如く、前記各移動体と前記各ステージとの位置関係を検出する検出装置（ＳＳ）を、更に備える構成とすることができる。
【００２８】
上記請求項１〜１０に記載の各ステージ装置において、請求項１１に記載のステージ装置の如く、前記各ステージのステージ座標系上での位置情報を検出する位置検出装置（１１６，１１８，１４６，１４８）を更に備える構成とすることができる。
【００２９】
請求項１２に記載の発明は、エネルギビーム（ＩＬ）により感光物体（Ｗ）を露光して所定のパターンを前記感光物体上に形成する露光装置であって、前記各ステージに前記感光物体がそれぞれ載置される請求項１〜１１のいずれか一項に記載のステージ装置と；いずれかの前記ステージが第１位置の近傍にあるときに、そのステージに載置された前記感光物体を前記エネルギビームで露光する露光部（１２、ＰＬ）と；いずれかの前記ステージが前記第１位置から離れた第２位置の近傍にあるときに、そのステージに載置された前記感光物体に形成された位置検出用マークを検出するマーク検出系（ＡＬＧ）と；を備える露光装置である。
【００３０】
これによれば、露光部では、いずれかのステージが第１位置の近傍にあるときに、露光部によりそのステージに載置された感光物体をエネルギビームで露光する。また、マーク検出系では、いずれかのステージが第１位置から離れた第２位置の近傍にあるときに、そのステージに載置された感光物体に形成された位置検出用マークを検出する。ここで、請求項１〜１１に記載の各ステージ装置は、ステージを２つ備えており、各ステージに感光物体がそれぞれ載置される。
【００３１】
従って、一方のステージ上に載置された感光物体に対する露光部による露光と、他方のステージ上に載置された感光物体に形成された位置検出用マークのマーク検出系による検出とを、並行して行うことができる。また、請求項１〜１１に記載の各ステージ装置は、前述の如く、高スループットのステージ交換が可能なので、２つのステージを用いて露光、マーク検出及び感光物体の交換の同時並行処理を、ステージを交換しながら、高いスループットで実現できる。また、マーク検出系を２つ用意する必要がないので、フットプリントが増大するのも防止することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１〜図１０（Ｂ）に基づいて説明する。図１には、一実施形態の露光装置１０が概略的に示されている。
【００３３】
この露光装置１０は、マスクとしてのレチクルＲと物体（及び感光物体）としてのウエハＷ１（又はＷ２）とを一次元方向（ここでは、図１における紙面左右方向であるＹ軸方向とする）に同期移動しつつ、レチクルＲに形成された回路パターンを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ１（又はＷ２）上の複数のショット領域にそれぞれ転写する、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、すなわちいわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる）である。
【００３４】
露光装置１０は、エネルギビームとしての照明光ＩＬによりレチクルＲを照明する照明系１２、レチクルＲが載置されるマスクステージとしてのレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される照明光ＩＬをウエハＷ１（又はＷ２）上に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷ１，Ｗ２がそれぞれ載置される２つのステージ、すなわちウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を含むステージ装置２０、マーク検出系としてのアライメント系ＡＬＧ、及び装置全体を統括制御する主制御装置５０等を備えている。
【００３５】
前記照明系１２は、光源、及び照明光学系を含み、その内部に配置された視野絞り（マスキングブレード又はレチクルブラインドとも呼ばれる）で規定される矩形又は円弧状の照明領域ＩＡＲにエネルギビームとしての照明光ＩＬを照射し、回路パターンが形成されたレチクルＲを均一な照度で照明する。照明系１２と同様の照明系は、例えば特開平６−３４９７０１号公報などに開示されている。ここで、照明光ＩＬとしては、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）などの遠紫外光、あるいはＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光などが用いられる。照明光ＩＬとして、超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を用いることも可能である。
【００３６】
前記レチクルステージ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、レチクルステージ駆動部２２によって、照明系１２の光軸（投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面内でＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθｚ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微少駆動可能であるとともに、不図示のレチクルステージベースの上面に沿って所定の走査方向（Ｙ軸方向）に指定された走査速度で駆動可能となっている。なお、レチクルステージ駆動部２２は、リニアモータ、ボイスコイルモータ等を駆動源とする機構であるが、図１では図示の便宜上から単なるブロックとして示されている。なお、レチクルステージＲＳＴとしては、Ｙ軸方向に一次元駆動する粗動ステージと、該粗動ステージに対してレチクルＲを少なくとも３自由度方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθｚ方向）に微小駆動可能な微動ステージとを有する粗微動構造のステージを採用しても勿論良い。
【００３７】
レチクルステージＲＳＴのＸＹ面内の位置（θｚ回転を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、レチクルステージＲＳＴ端部に形成された（又は設けられた）反射面を介して、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報（θｚ回転量（ヨーイング量）などの回転情報を含む）は主制御装置５０に供給される。主制御装置５０では、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部２２を介してレチクルステージＲＳＴを駆動制御する。
【００３８】
前記投影光学系ＰＬとしては、物体面側（レチクル側）と像面側（ウエハ側）の両方がテレセントリックでその投影倍率が１／４（又は１／５）の縮小系が用いられている。このため、レチクルＲに照明系１２から照明光（紫外パルス光）ＩＬが照射されると、レチクルＲ上に形成された回路パターン領域のうちの紫外パルス光によって照明された部分からの結像光束が投影光学系ＰＬに入射し、その照明光ＩＬの照射領域（前述の照明領域ＩＡＲ）内の回路パターンの像（部分倒立像）が紫外パルス光の各パルス照射の度に投影光学系ＰＬの像面側の視野の中央にＸ軸方向に細長いスリット状（又は矩形状（多角形））に制限されて結像される。これにより、投影された回路パターンの部分倒立像は、投影光学系ＰＬの結像面に配置されたウエハＷ１又はＷ２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。
【００３９】
投影光学系ＰＬとしては、照明光ＩＬとしてＫｒＦエキシマレーザ光又はＡｒＦエキシマレーザ光などを用いる場合には、屈折光学素子（レンズ素子）のみから成る屈折系が主として用いられるが、照明光ＩＬとしてＦ２レーザ光を用いる場合には、例えば特開平３−２８２５２７号公報に開示されるような、屈折光学素子と反射光学素子（凹面鏡やビームスプリッタ等）とを組み合わせたいわゆるカタディオプトリック系（反射屈折系）、あるいは反射光学素子のみから成る反射系が主として用いられる。但し、Ｆ２レーザ光を用いる場合に、屈折系を用いることは可能である。
【００４０】
前記ステージ装置２０は、投影光学系ＰＬの図１における下方に配置されたステージベースＳＢ、該ステージベースＳＢの上方で独立してＸＹ２次元面内で移動するウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２、及び該ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を駆動する駆動系等を備えている。
【００４１】
前記ステージベースＳＢは、長方形板状の定盤から成り（図２参照）、クリーンルームの床面Ｆ上で複数（例えば３つ）の防振ユニット９１（但し、図１における紙面奥側の防振ユニットは不図示）を介して略水平（ＸＹ面に平行）に支持されている。この場合、複数の防振ユニット９１によって、床面ＦからステージベースＳＢに伝達される微振動（暗振動）が、マイクロＧレベルで絶縁されている。なお、各防振ユニット９１として、ステージベースＳＢの所定個所にそれぞれ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ステージベースＳＢをそれぞれ積極的に制振する、いわゆるアクティブ防振装置を用いることは勿論可能である。
【００４２】
図２には、ステージ装置２０が、投影光学系ＰＬ、アライメント系ＡＬＧ等とともに、斜視図にて概略的に示されている。また、図３には、図２の状態から、干渉計システム（１１６，１１８，１４６，１４８）及びウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２が取り除かれた状態の、ステージ装置２０の残部が斜視図にて示されている。以下、これら図２、図３を中心として、適宜他の図面を参照しつつ、ステージ装置２０の構成各部について説明する。
【００４３】
前記ステージ定盤ＳＢ上面のＸ軸方向一側（−Ｘ側）と他側（＋Ｘ側）の端部には、一対のＹ軸リニアガイド８３Ｙ１，８３Ｙ２が、Ｙ軸方向にそれぞれ延設されている。これらのＹ軸リニアガイド８３Ｙ１，８３Ｙ２は、Ｙ軸方向を長手方向とする四角柱状の筐体と、該筐体内にＹ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルとを有する電機子ユニットによって構成されている。
【００４４】
前記一方のＹ軸リニアガイド８３Ｙ１には、断面逆Ｕ字状の２つのＹ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１が、非接触で係合されている。この場合、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１のそれぞれは、その内面がＹ軸リニアガイド８３Ｙ１の上面及び両側面に対して非接触で対向する状態で、不図示の気体静圧軸受などを介して支持されている。Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１の対向する一対の内面には、複数の永久磁石がＹ軸方向に所定間隔で配置され、相互に隣接する永久磁石同士、相互に対向する永久磁石同士は、ともに逆極性とされている。このため、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１の内部空間には、Ｙ軸方向に沿って交番磁界（＋Ｘ方向及び−Ｘ方向を磁界の向きとする）が形成されている。従って、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１それぞれの内部の交番磁界とＹ軸リニアガイド８３Ｙ１を構成する電機子コイルを流れる電流との間の電磁相互作用により、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１を、Ｙ軸リニアガイド８３Ｙ１に沿って、個別に駆動するＹ軸方向の駆動力が発生するようになっている。すなわち、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１とＹ軸リニアガイド８３Ｙ１とによってムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成され、Ｙ軸スライダ８５Ｙ１とＹ軸リニアガイド８３Ｙ１とによってムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。以下では、これらのＹ軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子を構成するスライダ８４Ｙ１，８５Ｙ１と同一の符号を用いて、適宜、Ｙ軸リニアモータ８４Ｙ１、Ｙ軸リニアモータ８５Ｙ１と呼ぶものとする。
【００４５】
前記他方のＹ軸リニアガイド８３Ｙ２には、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１と同様に構成された逆Ｕ字状の２つのＹ軸スライダ８４Ｙ２、８５Ｙ２が、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８５Ｙ１と同様にして非接触で係合している。この場合、Ｙ軸スライダ８４Ｙ２とＹ軸リニアガイド８３Ｙ２とによってムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成され、Ｙ軸スライダ８５Ｙ２とＹ軸リニアガイド８３Ｙ２とによってムービングマグネット型のＹ軸リニアモータが構成されている。以下では、これらのＹ軸リニアモータのそれぞれを、それぞれの可動子を構成するスライダ８４Ｙ２，８５Ｙ２と同一の符号を用いて、適宜、Ｙ軸リニアモータ８４Ｙ２、Ｙ軸リニアモータ８５Ｙ２と呼ぶものとする。
【００４６】
前記Ｙ軸スライダ８４Ｙ１、８４Ｙ２は、Ｘ軸方向に延びる第１の移動ガイドとしてのＸ軸リニアガイド７２Ｘの長手方向の一端部と他端部とにそれぞれ固定されている。同様に、前記Ｙ軸スライダ８５Ｙ１、８５Ｙ２は、Ｘ軸方向に延びる第２の移動ガイドとしてのＸ軸リニアガイド７４Ｘの長手方向の一端部と他端部とにそれぞれ固定されている。これらＸ軸リニアガイド７２Ｘ，７４Ｘは、Ｘ軸方向を長手方向とする四角柱状の筐体と、該筐体の内部にＸ軸方向に沿って所定間隔で配置された複数の電機子コイルとを有する電機子ユニットである。
【００４７】
前記一方のＸ軸リニアガイド７２Ｘには、断面矩形枠状の形状を有する第１のスライダとしてのＸ軸スライダ７３Ｘが、その４面（上下面及び両側面）を取り囲む状態で、かつ不図示の気体静圧軸受を介して非接触で設けられている。このＸ軸スライダ７３Ｘの内側の上下対向面には、Ｘ軸方向に沿って所定間隔で複数の永久磁石がそれぞれ配置され、相互に隣接する永久磁石同士、相互に対向する永久磁石同士は、ともに逆極性とされている。このため、Ｘ軸スライダ７３Ｘの内部空間には、Ｘ軸方向に沿って交番磁界（＋Ｚ方向及び−Ｚ方向を磁界の向きとする）が形成されている。このため、Ｘ軸スライダ７３Ｘ内部の交番磁界とＸ軸リニアガイド７２Ｘを構成する複数の電機子コイルを流れる電流との間の電磁相互作用により、Ｘ軸スライダ７３ＸをＸ軸リニアガイド７２Ｘに沿って駆動するＸ軸方向の駆動力が発生するようになっている。すなわち、Ｘ軸スライダ（磁極ユニット）７２ＸとＸ軸リニアガイド７３Ｘとによって、ムービングマグネット型のＸ軸リニアモータが構成されている。以下では、このＸ軸リニアモータをその可動子であるＸ軸スライダと同一の符号を用いてＸ軸リニアモータ７３Ｘとも呼ぶものとする。
【００４８】
前記他方のＸ軸リニアガイド７４Ｘには、Ｘ軸スライダ７３Ｘと同様に構成された断面矩形枠状の形状を有する第２のスライダとしてのＸ軸スライダ７５Ｘが、その４面（上下面及び両側面）を取り囲む状態で、前述と同様にして非接触で設けられている。この場合、Ｘ軸スライダ（磁極ユニット）７５ＸとＸ軸リニアガイド７４Ｘとによって、ムービングマグネット型のＸ軸リニアモータが構成されている。以下では、このＸ軸リニアモータをその可動子であるＸ軸スライダと同一の符号を用いてＸ軸リニアモータ７５Ｘとも呼ぶものとする。
【００４９】
前記Ｘ軸スライダ７３Ｘの＋Ｙ側の側面には、図３に示されるように、取り付け板６９１を介してＹ軸方向に延びる固定子群を含む第１の搬送ガイドとしてのフォーク部６７１が片持ち支持状態で固定されている。これと同様に、前記Ｘ軸スライダ７５Ｘの−Ｙ側の側面には、図３に示されるように、取り付け板６９２を介してＹ軸方向に延びる固定子群を含む第２の搬送ガイドとしてのフォーク部６７２が片持ち支持状態で固定されている。
【００５０】
これをさらに詳述すると、前記一方のフォーク部６７１は、図４（Ａ）に拡大して示されるように、６つの固定子ＳＸ、ＳＹ１、ＳＹ２、ＳＹ３、ＳＺ１、ＳＺ２と、ガイド棒ＧＢ１とを備えている。
【００５１】
前記固定子ＳＸは、Ｙ軸方向を長手方向とし、ほぼＸＹ平面に平行になるようにその長手方向一端が前記取り付け板６９１に固定された筐体と、該筐体の内部に配置された１又は複数の電機子コイル、例えばＸ軸方向に所定間隔で配置されたＹ軸方向に細長く延びる長方形状の一対の電機子コイルとを有する。
【００５２】
前記固定子ＳＹ１、ＳＹ２は、前記固定子ＳＸの上下にそれぞれ所定間隔をあけてほぼ平行になるように配置され、それぞれの長手方向一端が前記取り付け板６９１に固定されている。これらの固定子ＳＹ１、ＳＹ２は、Ｙ軸方向を長手方向とする筐体と、該筐体内にＹ軸方向に沿って所定間隔で配設された不図示の複数の電機子コイルとを有する。
【００５３】
前記固定子ＳＹ３は、前記固定子ＳＸ、ＳＹ１，ＳＹ２から−Ｘ側に所定間隔隔てた位置に配置され、Ｙ軸方向を長手方向とし、その長手方向一端が前記取り付け板６９１に固定された筐体と、該筐体内にＹ軸方向に所定間隔で配設された不図示の複数の電機子コイルとを有する。
【００５４】
前記固定子ＳＺ１、ＳＺ２は、固定子ＳＸ、ＳＹ１，ＳＹ２の＋Ｘ側及び固定子ＳＹ３の−Ｘ側にそれぞれ配置され、Ｙ軸方向を長手方向とし、その長手方向一端が前記取り付け板６９１に固定された筐体と、該筐体内部に配置された１つ又は複数の電機子コイル、例えばＺ軸方向に所定間隔で配置されたＹ軸方向に細長く延びる長方形状の一対の電機子コイルとを有する。
【００５５】
前記ガイド棒ＧＢ１は、前記取り付け板６９１にその長手方向一端が接続された角柱状部材から成り、その長手方向他端部（先端部）近傍には、複数の静電容量センサから成る検出装置としてのセンサ群ＳＳが埋め込まれている。このセンサ群ＳＳにより、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７１とのＸ、Ｚ軸方向及びθｘ，θｙ，θｚ方向の相対位置を計測することが可能となっている（これについては後述する）。
【００５６】
図３に戻り、前記他方のフォーク部６７２も、上述したフォーク部６７１と同様に、Ｘ軸スライダ７５Ｘの−Ｙ側面に取り付け板６９２を介して設けられている。このフォーク部６７２は、図６（Ａ）に示されるように、６つの固定子ＴＸ，ＴＹ１，ＴＹ２，ＴＹ３、ＴＺ１，ＴＺ２と、ガイド棒ＧＢ２とを備えている。上記６つの固定子ＴＸ，ＴＹ１，ＴＹ２，ＴＹ３、ＴＺ１，ＴＺ２及びガイド棒ＧＢ２は、前述したフォーク部６７１を構成する６つの固定子ＳＸ，ＳＹ１，ＳＹ２，ＳＹ３、ＳＺ１，ＳＺ２及びガイド棒ＧＢ１と対称の配置で取り付け板６９２に、それぞれの長手方向の一端が固定されている。この場合、対応する固定子同士（具体的には、固定子ＴＸと固定子ＳＸ、固定子ＴＹ１と固定子ＳＹ１、固定子ＴＹ２と固定子ＳＹ２、固定子ＴＹ３と固定子ＳＹ３、固定子ＴＺ１と固定子ＳＺ１、固定子ＴＺ２と固定子ＳＺ２）、ガイド棒ＧＢ１，ＧＢ２同士が、相互に対向することができ、かつ最接近した状態では、見かけ上１本の固定子などを構成し得る配置となっている。また、上記の対応する固定子同士、ガイド棒同士の構成は、全く同様になっている。従って、フォーク部６７２の詳細構成については、説明を省略する。
【００５７】
前記一方のウエハステージＷＳＴ１は、図２に示されるように、ＸＺ断面略Ｔ字状のウエハステージ本体６３と、該ウエハステージ本体６３に所定の位置関係でかつ一体的に固定された可動子群とを備え、全体として概略直方体状の形状を有している。このうち、ウエハステージ本体６３は、軽量且つ高剛性の素材、例えば金属基複合材（金属とセラミックスの複合体（アルミ合金又は金属シリコンをマトリックス材として、その中に各種セラミックス強化材を複合化させた素材））により構成されている。
【００５８】
ウエハステージＷＳＴ１を構成する前記可動子群は、図４（Ｂ）に示されるように、６つの可動子ＤＸ、ＤＹ１、ＤＹ２、ＤＹ３、ＤＺ１、ＤＺ２を含む。
【００５９】
前記可動子ＤＸ、ＤＹ１、ＤＹ２は、それぞれ前述の固定子ＳＸ、ＳＹ１、ＳＹ２に対応するもので、これらの固定子の配置に対応して可動子ＤＹ１、ＤＸ、ＤＹ２の順で上下に積層された状態で、ＸＺ断面略Ｔ字状のウエハステージ本体６３の＋Ｘ側かつ−Ｚ側の空間に固定されている。また、前記可動子ＤＹ３、ＤＺ２は、それぞれ前述の固定子ＳＹ３、ＳＺ２に対応するもので、これらの固定子の配置に対応して可動子ＤＹ３、ＤＺ２の順で、ＸＺ断面略Ｔ字状のウエハステージ本体６３の−Ｘ側かつ−Ｚ側の空間に固定されている。この場合、ウエハステージ本体６３と、ＤＸ、ＤＹ１、ＤＹ２、ＤＹ３、ＤＺ２によって、図４（Ｂ）に示されるように、全体として１つの直方体が構成されている。
【００６０】
前記可動子ＤＺ１は、前述の固定子ＳＺ１に対応するもので、上下に積層された状態の固定子ＳＸ、ＳＹ１、ＳＹ２の＋Ｘ側の端面に固定されている。
【００６１】
これをさらに詳述すると、前記可動子ＤＸは、図４（Ｂ）に示されるように、ＸＺ断面が矩形枠状の磁性体から成る枠状部材５６と、該枠状部材５６の内側の上下の対向面（上面及び下面）にそれぞれ固定されたＹ軸方向に細長く延びる一対の永久磁石５８Ａ、５８Ｂとを備えている。永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとは、互いに逆極性とされている。従って、永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとの間には、磁束の向きが＋Ｚ方向（又は−Ｚ方向）の磁界が生じている。そして、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、固定子ＳＸが永久磁石５８Ａ，５８Ｂの間に挿入されるようになっており、固定子ＳＸを構成する一対の電機子コイルそれぞれのほぼ内側の半分の部分が、上記の永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとの間の磁界中に含まれるようになっている。従って、その一対の電機子コイルそれぞれに相互に逆向きの電流を流すことにより、上記磁界中では、それぞれの電機子コイルに流れる電流の向きがいずれも＋Ｙ向き（又は−Ｙ向き）になるようになっており、各電機子コイルを流れる電流と、永久磁石５８Ａと永久磁石５８Ｂとの間の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り、可動子ＤＸ（及びウエハステージＷＳＴ１）が固定子ＳＸに対してＸ軸方向に微小駆動されるようになっている。すなわち、固定子ＳＸと可動子ＤＸとによって、ウエハステージＷＳＴ１を、Ｘ軸方向に微小駆動するＸ軸微動モータＶＸが構成されている（図５参照）。
【００６２】
前記可動子ＤＹ１は、図４（Ｂ）に示されるように、前記可動子ＤＸの上側に配置されており、ＸＺ断面が矩形で全体として筒状のヨーク５２と、該ヨーク５２内部の上下対向面にＹ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５４とを有している。この場合、Ｙ軸方向に隣り合う界磁石５４同士、Ｚ軸方向で向かい合う界磁石５４同士が相互に逆極性とされている。このため、ヨーク５２の内部空間には、Ｙ軸方向に関して交番磁界（＋Ｚ方向及び−Ｚ方向を磁界の向きとする）が形成されている。
【００６３】
そして、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、前述した固定子ＳＹ１がヨーク５２の内部空間に挿入されるようになっており、固定子ＳＹ１を構成する複数の電機子コイルを流れる電流と、可動子ＤＹ１のヨーク５２の内部空間の交番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、可動子ＤＹ１にはＹ軸方向の駆動力が作用し、可動子ＤＹ１が固定子ＳＹ１に沿ってＹ軸方向に駆動されるようになっている。すなわち、本実施形態では、固定子ＳＹ１と可動子ＤＹ１とによって、ムービングマグネット型のリニアモータから成る、第１のＹ軸リニアモータＬＹ１が構成されている（図５参照）。
【００６４】
前記可動子ＤＹ２は、図４（Ｂ）に示されるように、前記可動子ＤＸの下側に配置されており、その構成等は、上記可動子ＤＹ１と同様とされている。従って、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、可動子ＤＹ２にはＹ軸方向の駆動力が作用し、可動子ＤＹ２が固定子ＳＹ２に沿って、Ｙ軸方向に駆動される。すなわち、本実施形態では、固定子ＳＹ２と可動子ＤＹ２とによって、ムービングマグネット型のリニアモータから成る、第２のＹ軸リニアモータＬＹ２が構成されている（図５参照）。
【００６５】
前記可動子ＤＹ３は、図４（Ｂ）に示されるように、前記可動子ＤＹ１，ＤＹ２と設置方向及び大きさは異なるが同様に構成されている。従って、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、可動子ＤＹ３にはＹ軸方向の駆動力が作用し、可動子ＤＹ３が固定子ＳＹ３に沿って、Ｙ軸方向に駆動される。すなわち、本実施形態では、固定子ＳＹ３と可動子ＤＹ３とによって、ムービングマグネット型のリニアモータから成る、第３のＹ軸リニアモータＬＹ３が構成されている（図５参照）。
【００６６】
本実施形態では、第１，第２のＹ軸リニアモータＬＹ１、ＬＹ２それぞれの駆動力をｆ、第３のＹ軸リニアモータＬＹ３の駆動力を２×ｆとすることで、ウエハステージＷＳＴ１をフォーク部６７１に対してＹ軸方向に駆動（ほぼ重心駆動）することができる。また、第１、第２のＹ軸リニアモータＬＹ１，ＬＹ２の発生する駆動力を異ならせることで、ウエハステージＷＳＴ１をＸ軸回りの回転方向（ピッチング方向）に微小駆動することが可能であるとともに、第１、第２のＹ軸リニアモータＬＹ１，ＬＹ２の発生する駆動力の合力と第３のＹ軸リニアモータＬＹ３の発生する駆動力とを異ならせることで、ウエハステージＷＳＴ１をＺ軸回りの回転方向（ヨーイング方向）に微小駆動することが可能である。
【００６７】
なお、上述の如く、本実施形態では、上記３つのＹ軸リニアモータＬＹ１、ＬＹ２、ＬＹ３の発生する駆動力により、ウエハステージＷＳＴ１をフォーク部６７１に対してＹ軸方向に駆動することができるが、通常の露光時には、これらのＹ軸リニアモータＬＹ１、ＬＹ２、ＬＹ３は、ウエハステージＷＳＴ１のＹ軸方向の微小駆動用に用いられ、ウエハステージＷＳＴ１のＹ軸方向に関する粗動には、前述のＹ軸リニアモータ８４Ｙ１、８４Ｙ２が用いられる。
【００６８】
前記可動子ＤＺ１は、図４（Ｂ）に示されるように、可動子ＤＸ，ＤＹ１，ＤＹ２の＋Ｘ側に設けられており、ＸＺ断面矩形枠状の磁性体から成る枠状部材６０と、該枠状部材６０の内側の一対の対向面（±Ｘ側の面）にそれぞれ設けられたＸ軸方向に細長く延びる一対の永久磁石６２Ａ、６２Ｂとを備えている。永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとは、互いに逆極性とされている。従って、永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとの間には、磁束の向きが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）の磁界が生じている。そして、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、固定子ＳＺ１が永久磁石６２Ａ，６２Ｂの間に挿入されるようになっており、固定子ＳＺ１を構成する一対の電機子コイルそれぞれのほぼ内側の半分の部分が、上記の永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとの間の磁界中に含まれるようになっている。その一対の電機子コイルそれぞれに相互に逆向きの電流を流すことにより、上記磁界中では、それぞれの電機子コイルに流れる電流の向きがいずれも＋Ｙ向き（又は−Ｙ向き）になるようになっている。従って、各電機子コイルを流れる電流と、永久磁石６２Ａと永久磁石６２Ｂとの間の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り、可動子ＤＺ１（及びウエハステージＷＳＴ１）が固定子ＳＺ１に対してＺ軸方向に微小駆動されるようになっている。
【００６９】
すなわち、本実施形態では、可動子ＤＺ１と、固定子ＳＺ１とによって、ウエハステージＷＳＴ１をＺ軸方向に微小駆動する第１のＺ軸微動モータＶＺ１が構成されている（図５参照）。
【００７０】
前記可動子ＤＺ２は、前記可動子ＤＹ３の−Ｘ側に配置され、その構成は、前記可動子ＤＺ１と同様とされている。そして、図５に示される、ウエハステージＷＳＴ１と一方のフォーク部６７１との係合状態では、可動子ＤＺ２と、固定子ＳＺ２とによって、ウエハステージＷＳＴ１（及び可動子ＤＺ２）を固定子ＳＺ２に対してＺ軸方向に微小駆動する第２のＺ軸微動モータＶＺ２が構成される（図５参照）。
【００７１】
本実施形態の場合、上記第１、第２のＺ軸微動モータＶＺ１，ＶＺ２の発生する駆動力を同一とすることで、ウエハステージＷＳＴ１をＺ軸方向に微小駆動することができるとともに、各Ｚ軸微動モータの駆動力を異ならせることにより、ウエハステージＷＳＴ１をＹ軸回りの回転方向（ローリング方向）に微小駆動することが可能である。
【００７２】
以上のように、本実施形態では、Ｘ軸微動モータＶＸ、第１〜第３のＹ軸リニアモータＬＹ１〜ＬＹ３、及び第１、第２のＺ軸微動モータＶＺ１、ＶＺ２により、ウエハステージＷＳＴ１を、フォーク部６７１に対して６自由度方向に微小駆動する６自由度駆動機構が構成されている。
【００７３】
本実施形態では、６自由度駆動機構を構成する各モータの固定子を構成する各電機子コイルに供給される電流の大きさ及び方向が、主制御装置５０によって制御されるようになっており、これによって、それぞれのモータの発生する駆動力の大きさ及び方向が任意に制御されるようになっている。また、主制御装置５０は、必要に応じて、ウエハステージＷＳＴ１の自重につりあうＺ軸方向の力を、第１、第２のＺ軸微動モータＶＺ１，ＶＺ２に発生させることで、ウエハステージＷＳＴ１をステージベースＳＢ上方で非接触にて支持することとしている。
【００７４】
なお、説明が前後したが、ウエハステージ本体６３には、図４（Ｂ）に示されるように、Ｙ軸方向に沿って貫通孔６５が形成されており、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７１と係合した図５の状態では、ガイド棒ＧＢ１が貫通孔６５に挿入された状態となる。従って、この図５の状態では、前記センサ群ＳＳにより、ガイド棒ＧＢ１とウエハステージ本体６３とのＹ軸方向を除く５自由度方向の位置関係を検出することが可能である。主制御装置５０は、センサ群ＳＳの検出結果に基づいて、必要に応じて前述の６自由度駆動機構を構成する各モータを制御してガイド棒ＧＢ１とウエハステージ本体６３との位置関係を調整するようになっている。
【００７５】
ところで、本実施形態においては、前述のようにフォーク部６７２を構成する６つの固定子ＴＸ，ＴＹ１，ＴＹ２，ＴＹ３、ＴＺ１，ＴＺ２及びガイド棒ＧＢ２は、フォーク部６７１を構成する６つの固定子ＳＸ，ＳＹ１，ＳＹ２，ＳＹ３、ＳＺ１，ＳＺ２及びガイド棒ＧＢ１とそれぞれ同様に構成され、かつ対称の配置となっていることから、ウエハステージＷＳＴ１は、一方のフォーク部６７１のみならず、他方のフォーク部６７２に対しても、反対方向から上記と同様に係合可能である。
【００７６】
この場合、ウエハステージＷＳＴ１の可動子ＤＸと固定子ＴＸ（図６（Ａ）参照）、可動子ＤＹ１と固定子ＴＹ１（図６（Ａ）参照）、可動子ＤＹ２と固定子ＴＹ２（図６（Ａ）参照）、可動子ＤＹ２と固定子ＴＹ２（図６（Ａ）参照）、可動子ＤＺ１と固定子ＴＺ１（図６（Ａ）参照）、可動子ＤＺ２と固定子ＴＺ２（図６（Ａ）参照）が、それぞれ係合する。
【００７７】
従って、ウエハステージＷＳＴ１と他方のフォーク部６７２が係合した状態では、固定子ＴＸを構成する電機子コイルを流れるＹ軸方向の電流と、可動子ＤＸ内部空間の磁束の向きが＋Ｚ方向（又は−Ｚ方向）の磁界との間の電磁相互作用により生じるローレンツ力により可動子ＤＸ（及びウエハステージＷＳＴ１）が固定子ＴＸに対してＸ軸方向に微小駆動される。この場合、可動子ＤＸと、固定子ＴＸとによって、ウエハステージＷＳＴ１をＸ軸方向に微小駆動するＸ軸微動モータが構成されることとなる。
【００７８】
また、ウエハステージＷＳＴ１と他方のフォーク部６７２が係合した状態では、固定子ＴＹ１を構成する電機子コイルを流れる電流と、可動子ＤＹ１内部のＹ軸方向に関する交番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、可動子ＤＹ１が固定子ＴＹ１に沿ってＹ軸方向に駆動される。すなわち、可動子ＤＹ１と固定子ＴＹ１とにより、Ｙ軸リニアモータが構成される。同様に可動子ＤＹ２と固定子ＴＹ２、可動子ＤＹ３と固定子ＴＹ３によってＹ軸リニアモータがそれぞれ構成される。
【００７９】
また、ウエハステージＷＳＴ１と他方のフォーク部６７２が係合した状態では、固定子ＴＺ１を構成する電機子コイルを流れるＹ軸方向の電流と、可動子ＤＺ１内部の磁束の向きが＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）の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り、可動子ＤＺ１（及びウエハステージＷＳＴ１）がＺ軸方向に微小駆動される。すなわち、可動子ＤＺ１と固定子ＴＺ１とによりＺ軸微動モータが構成される。同様に、可動子ＤＺ２と固定子ＴＺ２とによりＺ軸微動モータが構成される。
【００８０】
このように、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７２とが係合した状態においても、上記のＸ軸微動モータ、３つのＹ軸リニアモータ、及び２つのＺ軸微動モータによって、ウエハステージＷＳＴ１を、フォーク部６７２に対して６自由度方向に微小駆動する６自由度駆動機構が構成される。そして、この６自由度駆動機構を構成する各モータの固定子を構成する各電機子コイルに供給される電流の大きさ及び方向が、主制御装置５０によって制御されるようになっている。
【００８１】
また、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７２とが係合した状態では、ウエハステージ本体６３に形成された貫通孔６５内部に、ガイド棒ＧＢ２が挿入されるので、この状態では、ガイド棒ＧＢ２に設けられたセンサ群により、ガイド棒ＧＢ２とウエハステージ本体６３との位置関係を前述と同様に検出することが可能となっている。
【００８２】
前記他方のウエハステージＷＳＴ２は、図６（Ｂ）に示されるように、上述したウエハステージＷＳＴ１と同様、例えば、前記金属基複合材等の軽量且つ高剛性の部材で構成されたＸＺ断面略Ｔ字状のウエハステージ本体６３’と、該ウエハステージ本体６３’に一体的に固定された可動子群とを備えている。この場合、ウエハステージＷＳＴ２のウエハステージ本体６３’周辺には、図６（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１側の可動子ＤＸと同様の構成を有する可動子ＤＸ’と、ウエハステージＷＳＴ１側の可動子ＤＹ１〜ＤＹ３と同様の構成を有する可動子ＤＹ１’〜ＤＹ３’と、ウエハステージＷＳＴ１側の可動子ＤＺ１，ＤＺ２と同様の構成を有する可動子ＤＺ１’，ＤＺ２’とがウエハステージＷＳＴ１側と同様の配置で設けられている。
【００８３】
従って、図２に示されるように、ウエハステージＷＳＴ２とフォーク部６７２とが係合した状態では、前述したウエハステージＷＳＴ１の場合と同様に、ウエハステージＷＳＴ２の可動子群とフォーク部６７２の固定子群とにより、ウエハステージＷＳＴ２が６自由度方向に駆動可能とされている。
【００８４】
また、ウエハステージＷＳＴ２を構成するウエハステージ本体６３’にも、図６（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１側のウエハステージ本体６３と同様に、ガイド棒ＧＢ２に対応して貫通孔６５’が形成されており、ウエハステージＷＳＴ２とフォーク部６７２とが係合した状態では、ガイド棒ＧＢ２が貫通孔６５’に挿入され、ガイド棒ＧＢ２とウエハステージＷＳＴ２との位置関係を検出することが可能となっている。
【００８５】
さらに、ウエハステージＷＳＴ２も、フォーク部６７２のみならず、フォーク部６７１にも係合可能とされており、その係合状態では、ウエハステージＷＳＴ２を構成する可動子群とフォーク部６７１を構成する固定子群とにより、前述と同様に、ウエハステージＷＳＴ２が６自由度方向に駆動可能とされている。このウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７１と係合した状態においても、貫通孔６５’に挿入されたガイド棒ＧＢ１とウエハステージＷＳＴ２との相対位置関係を検出することが可能となっている。
【００８６】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態のステージ装置２０では、図２に示されるように、一方のウエハステージＷＳＴ１が一方のフォーク部６７１と係合している状態では、ウエハステージＷＳＴ１は、Ｘ軸リニアモータ７３ＸとＹ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２とによりＸ軸スライダ７３Ｘと一体でＸ軸方向及びＹ軸方向へ長ストローク駆動される。また、フォーク部６７１を構成する前述の固定子群とウエハステージＷＳＴ１を構成する前述の可動子群とによって構成される６自由度駆動機構によりフォーク部６７１に対して６自由度方向に微小駆動されるようになっている。更にウエハステージＷＳＴ１が他方のフォーク部６７２と係合している状態では、ウエハステージＷＳＴ１は、Ｘ軸リニアモータ７５ＸとＹ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２とによりＸ軸スライダ７５Ｘと一体でＸ軸方向及びＹ軸方向へ長ストローク駆動される。そして、フォーク部６７２を構成する前述の固定子群とウエハステージＷＳＴ１を構成する前述の可動子群とによって構成される６自由度駆動機構によりフォーク部６７２に対して６自由度方向に微小駆動されるようになっている。
【００８７】
また、図２に示されるように、他方のウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７２と係合している状態では、ウエハステージＷＳＴ２は、Ｘ軸リニアモータ７５ＸとＹ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２とによりＸ軸スライダ７５Ｘと一体でＸ軸方向及びＹ軸方向へ長ストローク駆動される。そして、フォーク部６７２を構成する前述の固定子群と、ウエハステージＷＳＴ２を構成する前述の可動子群とによって構成される６自由度駆動機構によりフォーク部６７２に対して６自由度方向に微小駆動されるようになっている。また、ウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７１と係合している状態では、ウエハステージＷＳＴ２は、Ｘ軸リニアモータ７３ＸとＹ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２とによりＸ軸スライダ７３Ｘと一体でＸ軸方向及びＹ軸方向へ長ストローク駆動される。そして、フォーク部６７１を構成する前述の固定子群とウエハステージＷＳＴ２を構成する前述の可動子群とによって構成される６自由度駆動機構によりフォーク部６７１に対して６自由度方向に微小駆動されるようになっている。
【００８８】
前記一方のウエハステージＷＳＴ１の上面（＋Ｚ側面）には、図２に示されるように、Ｙ軸方向の一側（−Ｙ側）及び他側（＋Ｙ側）の端部に、Ｘ軸方向に延びるＹ移動鏡ＭＹ１ａ，ＭＹ１ｂがそれぞれ固定され、Ｘ軸方向の一側（＋Ｘ側）の端部に、Ｙ軸方向に延びるＸ移動鏡ＭＸ１が固定されている。移動鏡ＭＹ１ａ，ＭＸ１の各反射面には、後述する干渉計システムを構成するＹ干渉計１１６、Ｘ干渉計１４６からの干渉計ビーム（測長ビーム）がそれぞれ投射される。そして、Ｙ干渉計１１６、Ｘ干渉計１４６で各反射面からの反射光をそれぞれ受光することにより、各反射面の基準位置（一般には投影光学系側面や、アライメント系の側面に固定ミラーを配置し、そこを基準面とする）からの変位が計測され、これにより、ウエハステージＷＳＴ１の２次元位置が計測されるようになっている。なお、移動鏡ＭＹ１ｂの反射面には、図２の状態では、いずれの干渉計ビームも照射されていないが、後述するように、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２との交換が行われ、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７２に係合し非接触で支持された状態では、干渉計システムを構成するＹ干渉計１１８からの干渉計ビーム（測長ビーム）が照射される。
【００８９】
また、ウエハステージＷＳＴ１の上面には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷ１が静電吸着又は真空吸着により固定されている。
【００９０】
同様に、他方のウエハステージＷＳＴ２の上面（＋Ｚ側面）には、図２に示されるように、Ｙ軸方向の一側（−Ｙ側）及び他側（＋Ｙ側）の端部に、Ｘ軸方向に延びるＹ移動鏡ＭＹ２ａ，ＭＹ２ｂがそれぞれ固定され、Ｘ軸方向の一側（＋Ｘ側）の端部には、Ｙ軸方向に延びるＸ移動鏡ＭＸ２が固定されている。移動鏡ＭＹ２ｂ，ＭＸ２の各反射面には、後述する干渉計システムを構成するＹ干渉計１１８、Ｘ干渉計１４８からの干渉計ビーム（測長ビーム）がそれぞれ投射され、Ｙ干渉計１１８及びＸ干渉計１４８により、前述と同様にして、ウエハステージＷＳＴ２の２次元位置が計測されるようになっている。なお、移動鏡ＭＹ２ａの反射面には、図２の状態では、いずれの干渉計ビームも照射されていないが、後述するように、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２との交換が行われ、ウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７１に係合し非接触で支持された状態では、干渉計システムを構成するＹ干渉計１１６からの干渉計ビーム（測長ビーム）が照射される。
【００９１】
また、ウエハステージＷＳＴ２の上面には、不図示のウエハホルダを介してウエハＷ２が静電吸着又は真空吸着により固定されている。
【００９２】
なお、干渉計システムを構成する各干渉計は、図１では、図示が省略されている。
【００９３】
図１に戻り、前記投影光学系ＰＬの＋Ｙ側には、オフアクシス（ｏｆｆ−ａｘｉｓ）方式のマーク検出系としてのアライメント系ＡＬＧが、投影光学系ＰＬの光軸（レチクルパターン像の投影中心とほぼ一致）より所定距離だけ離れた位置に設置されている。
【００９４】
前記アライメント系ＡＬＧとしては、本実施形態では、画像処理方式の結像式アライメントセンサの一種であるＦＩＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｅ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）系のアライメントセンサが用いられている。このアライメント系ＡＬＧは、光源（例えばハロゲンランプ）及び結像光学系、検出基準となる指標マークが形成された指標板、及び撮像素子（ＣＣＤ）等を含んで構成されている。このアライメント系ＡＬＧでは、光源からのブロードバンド（広帯域）光により検出対象であるマークを照明し、このマーク近傍からの反射光を結像光学系及び指標を介してＣＣＤで受光する。このとき、マークの像が指標の像とともにＣＣＤの撮像面に結像される。そして、ＣＣＤからの画像信号（撮像信号）に所定の信号処理を施すことにより、検出基準点である指標マークの中心を基準とするマークの位置を計測する。アライメント系ＡＬＧのようなＦＩＡ系のアライメントセンサは、アルミ層やウエハ表面の非対称マークの検出に特に有効である。
【００９５】
本実施形態では、アライメント系ＡＬＧは、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上に保持されたウエハ上のアライメントマーク、不図示の基準マーク板上に形成された基準マークの位置（ＸＹ座標値）の計測等に用いられる。
【００９６】
アライメント系ＡＬＧからの画像信号は、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指標中心を基準とするマークの位置が検出される。このマーク位置の情報が、不図示のアライメント制御装置から主制御装置５０に送られるようになっている。
【００９７】
また、図示は省略されているが、本実施形態では、アライメント系ＡＬＧには、合焦位置を調べるためのオートフォーカス／オートレベリング計測機構（以下、「ＡＦ／ＡＬ系」という）が設けられている。また、同様のＡＦ／ＡＬ系は、投影光学系ＰＬにも設けられている。このように、投影光学系ＰＬ及びアライメント系ＡＬＧに、ＡＦ／ＡＬ系を設けた露光装置の構成は、例えば特開平１０−２１４７８３号公報に詳細に開示されており、公知であるから、ＡＦ／ＡＬ系の構成などについては詳細説明を省略するが、主制御装置５０は、これらのＡＦ／ＡＬ系の出力に基づいて、露光時は勿論、ウエハアライメント時においても、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の光軸方向位置及びＸＹ面に対する傾斜を調整する、いわゆるオートフォーカス／オートレベリングを行うようになっている。
【００９８】
次に、各ウエハステージの２次元位置を計測する位置検出装置としての干渉計システムについて、図２を参照しつつ説明する。なお、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２は前述のように、フォーク部６７１，６７２のいずれにも係合可能とされているが、以下では説明の便宜上、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７１に係合し、ウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７２に係合した状態（図２に示される状態）での干渉計システムの機能について説明するものとする。
【００９９】
図２おいて、ウエハステージＷＳＴ１上の移動鏡ＭＹ１ａの反射面には、Ｙ軸干渉計１１６から投影光学系ＰＬの光軸を通るＹ軸に平行な方向の干渉計ビーム（測長ビーム）ＢＩ１Ｙが照射されている。同様に、ウエハステージＷＳＴ２上の移動鏡ＭＹ２ｂの反射面には、Ｙ軸干渉計１１８からアライメント系ＡＬＧの検出中心（指標マークの中心）を通るＹ軸に平行な方向の干渉計ビーム測長軸ＢＩ２Ｙが照射されている。そして、Ｙ軸干渉計１１６、１１８では移動鏡ＭＹ１ａ、ＭＹ２ｂからの反射光をそれぞれ受光することにより、各反射面の基準位置からの相対変位を計測し、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向位置を計測する。ここで、Ｙ軸干渉計１１６、１１８は、測長軸を少なくとも３軸有する多軸干渉計であり、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向の位置情報の計測以外に、ピッチング（Ｘ軸回りの回転（θｘ回転））及びヨーイング（θｚ方向の回転）の計測が可能となっている。各測長軸の出力値は独立に計測できるようになっている。
【０１００】
また、ウエハステージＷＳＴ１上の移動鏡ＭＸ１の反射面には、Ｘ軸干渉計１４６から投影光学系ＰＬの光軸を通り、Ｙ軸干渉計１１６の干渉計ビームＢＩ１Ｙと垂直に交差する干渉計ビーム（測長ビーム）ＢＩ１Ｘが照射されている。同様に、ウエハステージＷＳＴ２上の移動鏡ＭＸ２の反射面には、Ｘ軸干渉計１４８からアライメント系ＡＬＧの検出中心（指標マークの中心）を通り、Ｙ軸干渉計１１８の干渉計ビームＢＩ２Ｙと垂直に交差する干渉計ビーム（測長ビーム）ＢＩ２Ｘが照射されている。そして、Ｘ軸干渉計１４６、１４８では移動鏡ＭＸ１、ＭＸ２からの反射光をそれぞれ受光することにより、各反射面の基準位置からの相対変位を計測し、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ軸方向位置を計測するようになっている。ここで、Ｘ軸干渉計１４６、１４８は、測長軸を少なくとも３つ有する多軸干渉計であり、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸ軸方向の位置情報の計測以外に、ローリング（Ｙ軸回りの回転（θｙ回転））及びヨーイング（θｚ方向の回転）の計測が可能となっている。各光軸の出力値は独立に計測できるようになっている。
【０１０１】
このように、本実施形態では、Ｙ軸干渉計１１６、１１８及びＸ軸干渉計１４６，１４８の合計４つの干渉計によって、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＸＹ２次元座標位置を管理するウエハ干渉計システムが構成されている。このウエハ干渉計システムを構成する各干渉計の計測値は、主制御装置５０に送られるようになっている。主制御装置５０では、後述する露光時には、干渉計１４６、１１６の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１のＸＹ面内の位置を、いわゆるアッベ誤差なく高精度に管理し、後述するウエハアライメント時（及びウエハ交換時）には、干渉計１４８、１１８の計測値に基づいて、ウエハステージＷＳＴ２の位置を、いわゆるアッベ誤差なく高精度に管理するようになっている。
【０１０２】
但し、上述のように、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１はフォーク部６７２とも係合可能であるし、ウエハステージＷＳＴ２はフォーク部６７１とも係合可能である。従って、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７２に係合した状態では、ウエハステージＷＳＴ１の位置は、干渉計１１８，１４８の計測値に基づいて管理されるようになっており、ウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７１に係合した状態では、ウエハステージＷＳＴ２の位置は、干渉計１１６，１４６の計測値に基づいて管理されるようになっている。
【０１０３】
更に、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のフォーク部間の移動の途中や、ウエハステージがフォーク部と係合していないときなど、状況によっては、干渉計システムのみでは各フォーク部の位置管理が困難となる。かかる点を考慮して、Ｘ軸スライダ７３Ｘ，７５ＸのＸ軸方向の位置を常時計測可能な不図示のリニアエンコーダが、Ｘ軸リニアガイド７２Ｘ及び７４ＸとＸ軸スライダ７３Ｘ及び７５Ｘとの間にそれぞれ設けられている。また、Ｙ軸ガイド８３Ｙ１，８３Ｙ２の所定の一方、例えばＹ軸リニアガイド８３Ｙ１と、Ｙ軸スライダ８４Ｙ１，８５Ｙ１との間に、Ｘ軸スライダ７３Ｘ，７５Ｘ（フォーク部６７１，６７２）のＹ軸方向の位置を常時計測可能な不図示のリニアエンコーダが、それぞれ設けられている。
【０１０４】
そして、主制御装置５０が、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２が、フォーク部６７１とフォーク部６７２との間を移動する際に、各Ｘ軸スライダ７３Ｘ，７５Ｘ（フォーク部６７１，６７２）のＸ軸方向、Ｙ軸方向のいずれか一方の軸方向の干渉計による位置計測が不能となるときには、リニアエンコーダによって計測されるその一方の軸方向の位置情報と、干渉計によって計測される他方の軸方向の位置情報と、に基づいて、各ウエハステージのＸ位置、Ｙ位置を管理する。
【０１０５】
勿論、主制御装置５０では、上述のウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動中などに、それまで計測不能であった干渉計からの干渉計ビームが再度ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動鏡に当たるようになったときは、それまで計測に用いられていなかった測長軸の干渉計の計測値をリセット（又はプリセット）し、以後、干渉計システムを構成するＸ軸干渉計，Ｙ軸干渉計の計測値のみに基づいてウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２（Ｘ軸スライダ７３Ｘ，７５Ｘ）の位置を管理する。
【０１０６】
更に、本実施形態では、図示は省略されているが、レチクルＲの上方に、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルマークとウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上の不図示の基準マーク板上のマークとを同時に観察するための露光波長を用いたＴＴＲ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｒｅｔｉｃｌｅ）方式のレチクルアライメント系が設けられている。これらのレチクルアライメント系の検出信号は、不図示のアライメント制御装置を介して主制御装置５０に供給されるようになっている。なお、レチクルアライメント系の構成は、例えば特開平７−１７６４６８号公報等に開示されており、公知であるから詳細説明は省略する。
【０１０７】
次に、本実施形態の露光装置１０で行われる、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光動作と、他方のウエハステージ上のウエハに対するアライメント動作等との並行処理動作を含む、一連の動作について、図７（Ａ）〜図９（Ｂ）に基づいて説明する。
【０１０８】
図７（Ａ）には、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対して露光動作が行われるのと並行して、ウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に対してウエハアライメント動作が行われている状態が示されている。
【０１０９】
この図７（Ａ）に先立って、所定のローディングポジションにウエハステージＷＳＴ２があるときに、不図示のウエハローダによって、ウエハステージＷＳＴ２上に載置されていた露光済みのウエハのウエハステージＷＳＴ２上からのアンロード及び新たなウエハＷ２のウエハステージＷＳＴ２上へのロード（すなわちウエハ交換）が行なわれている。
【０１１０】
そして、主制御装置５０は、干渉計１１８，１４８の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ２のＸＹ面内の位置を管理しつつ、アライメント系ＡＬＧを用いて、ウエハＷ２上の特定の複数のショット領域（サンプルショット領域）に付設されたアライメントマーク（サンプルマーク）の位置情報を検出する。このときの状態が、図７（Ａ）に示されている。次いで、主制御装置５０は、その検出結果とその特定のショット領域の設計上の位置座標とに基づいて、例えば特開昭６１−４４４２９号公報などに開示される最小二乗法を用いた統計演算によりウエハＷ２上の全てのショット領域の配列座標を求めるＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）方式のウエハアライメント計測を実行する。また、この場合、主制御装置５０は、サンプルマークの位置情報の検出に前後して、ウエハステージＷＳＴ２上の不図示の基準マーク板上の第１基準マークの位置情報を検出している。
【０１１１】
そして、主制御装置５０は、先に求めたウエハＷ２上の全てのショット領域の配列座標を、第１基準マークの位置を原点とする位置座標に変換する。
【０１１２】
なお、上記のウエハ交換、ウエハアライメントの際、主制御装置５０は、干渉計１１８，１４８による検出結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴ２を、前述したＸ軸リニアモータ７５Ｘ、一対のＹ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２を介して長ストロークで駆動するとともに、ウエハステージＷＳＴ２を前述の６自由度駆動機構を介してフォーク部６７２に対して相対的にＸ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ方向に関して微小駆動する。勿論、Ｚ，θｘ，θｙ方向の駆動に際しては、前述のＡＦ／ＡＬ系の計測結果が考慮される。
【０１１３】
このようにして、ウエハステージＷＳＴ２側で、ウエハ交換、ウエハアライメントが実行される。このウエハ交換、ウエハアライメントと並行して、ウエハステージＷＳＴ１側では、既に行われたウエハアライメント結果に基づいてウエハステージＷＳＴ１上に載置されたウエハＷ１上の各ショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴ１を移動させるショット間ステッピング動作と、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）とウエハＷ１（ウエハステージＷＳＴ１）とをＹ軸方向に相対走査してレチクルＲに形成されたパターンをウエハＷ１上のショット領域に投影光学系ＰＬを介して転写する走査露光動作と、を繰り返す、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。
【０１１４】
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作の開始に先立って、主制御装置５０は、干渉計１１６、１４６の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ１の位置を管理しつつ、ウエハステージＷＳＴ１上の不図示の基準マーク板上の一対の第２の基準マークとレチクルＲ上の一対のレチクルアライメントマークとを前述のレチクルアライメント系を用いて計測している。そして、主制御装置５０では、その計測結果と前述のウエハアライメントの結果とに基づいてウエハＷ１上の各ショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴ１を移動させる。
【０１１５】
上記のステップ・アンド・スキャン方式の露光動作中、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ１を、前述したＸ軸リニアモータ７３Ｘ、一対のＹ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２を介して長ストロークで駆動するとともに、ウエハステージＷＳＴ１を前述の６自由度駆動機構を介してウエハステージＷＳＴ１に対して相対的にＸ，Ｙ，Ｚ，θｘ，θｙ，θｚ方向に関して微小駆動する。勿論、Ｚ，θｘ，θｙ方向の駆動に際しては、前述のＡＦ／ＡＬ系の計測結果が考慮される。
【０１１６】
なお、この露光動作そのものの手順などは、通常のスキャニング・ステッパと同様なので、これ以上の詳細な説明は省略する。
【０１１７】
上述したウエハステージＷＳＴ２上のウエハＷ２に対するウエハアライメント動作と、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対する露光動作とでは、通常は、ウエハアライメント動作の方が先に終了する。そこで、主制御装置５０は、ウエハアライメントの終了後、Ｘ軸リニアモータ７５Ｘ、一対のＹ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２を介してウエハステージＷＳＴ２を＋Ｙ方向及び−Ｘ方向に駆動する。そして、ウエハステージＷＳＴ２を所定の待機位置（図７（Ｂ）に示されるウエハステージＷＳＴ２の位置）に移動させ、その位置で待機させる。
【０１１８】
その後、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１に対する露光動作が終了すると、主制御装置５０は、Ｘ軸リニアモータ７３Ｘ及び一対のＹ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２を介してウエハステージＷＳＴ１を＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向に移動させる。図７（Ｂ）には、この移動完了後の状態が示されている。
【０１１９】
次いで、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ１側の前述の６自由度駆動機構を構成するフォーク部６７１の各固定子への電流の供給を停止する。これにより、第１、第２のＺ軸微動モータＶＺ１，ＶＺ２の固定子ＳＺ１，ＳＺ２への電流の供給も停止され、ウエハステージＷＳＴ１をＺ軸方向に非接触支持する支持力（駆動力）も解除され、ウエハステージＷＳＴ１は、ステージベースＳＢ上に載置される。この状態から、主制御装置５０は、Ｙ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２を介してＸ軸リニアモータ７３Ｘ及びフォーク部６７１を−Ｙ方向に移動させる。これにより、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７１から離脱される。図７（Ｃ）には、Ｘ軸リニアモータ７３Ｘ及びフォーク部６７１の−Ｙ方向への移動が終了し、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７１から離脱された状態が示されている。
【０１２０】
次いで、主制御装置５０は、Ｘ軸リニアモータ７３Ｘ、Ｙ軸リニアモータ８４Ｙ１，８４Ｙ２を介して、スライダ７３Ｘと一体でフォーク部６７１を−Ｘ方向及び＋Ｙ方向に移動させるとともに、Ｙ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２を介して、ウエハステージＷＳＴ２と一体でフォーク部６７２が設けられたスライダ７５Ｘを−Ｙ方向に移動させる。そして、図８（Ａ）に示されるように、フォーク部６７１の＋Ｙ側端部とフォーク部６７２の−Ｙ側端部とを最接近（又は接触）させる。図１０（Ａ）には、このときのフォーク部６７１，６７２の状態（ウエハステージＷＳＴ２を取り除いた状態）が斜視図にて示されている。
【０１２１】
この図１０（Ａ）の場合、固定子ＳＸと固定子ＴＸとが連結され、固定子ＳＹ１と固定子ＴＹ１とが連結され、固定子ＳＹ２と固定子ＴＹ２とが連結され、固定子ＳＹ３と固定子ＴＹ３とが連結され、固定子ＳＺ１と固定子ＴＺ１とが連結され、固定子ＳＺ２と固定子ＴＺ２とが連結されている。また、ガイド棒ＧＢ１とガイド棒ＧＢ２とが連結されている。なお、ここで、連結とは、固定子同士、ガイド棒同士が、相互に接触する場合のみならず、固定子同士、ガイド棒同士が、数μｍ〜数ｍｍ程度のクリアランスを介して接近し、見かけ上一体に見えるような場合をも含む概念である。
【０１２２】
そして、上述のように、フォーク部６７１とフォーク部６７２とが連結された状態で、主制御装置５０は、フォーク部６７２を構成する固定子ＴＹ１〜ＴＹ３が有する各電機子コイル、及びフォーク部６７１を構成する固定子ＳＹ１〜ＳＹ３が有する各電機子コイルに順次電流を供給し、ウエハステージＷＳＴ２を、フォーク部６７２（及びフォーク部６７１）に対して−Ｙ方向に移動させる。
【０１２３】
これにより、ウエハステージＷＳＴ２は、フォーク部６７２からフォーク部６７１に受け渡される。図８（Ｂ）及びこの図８（Ｂ）におけるウエハステージＷＳＴ２近傍を斜視図にて示す図１０（Ｂ）には、このウエハステージＷＳＴ２の受け渡しの途中の状態が示されている。
【０１２４】
この受け渡し（移動）の際には、ウエハステージＷＳＴ２とフォーク部６７１，６７２との位置関係がガイド棒ＧＢ１，ＧＢ２に設けられたセンサ群ＳＳにより計測されるので、フォーク部６７１とフォーク部６７２との位置が所期の位置から多少ずれていたとしても、そのセンサ群ＳＳの検出結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴ２を６自由度微動機構により微小駆動（位置調整）することで、フォーク部６７２からフォーク部６７１へのウエハステージＷＳＴ２の受け渡しを非接触でかつ高速で行うことが可能である。
【０１２５】
そして、ウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７１に完全に渡された段階で、主制御装置５０は、干渉計１１６、１４６の計測値に基づいてウエハステージＷＳＴ２の位置を管理しつつ、ウエハステージＷＳＴ２上の不図示の基準マーク板上の一対の第２の基準マークとレチクルＲ上の一対のレチクルアライメントマークとを前述のレチクルアライメント系を用いて計測する。そして、主制御装置５０では、その計測結果と先に行われたウエハアライメントの結果とに基づいてウエハＷ２上の第１番目のショット領域の露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴ１を移動させる。その後は、ウエハＷ２に対するステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が前述のウエハＷ１に対する露光と同様にして行われる。
【０１２６】
この一方、主制御装置５０は、上記のウエハステージＷＳＴ２のフォーク部６７２からフォーク部６７１への受け渡しの終了により、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２のいずれとも係合せず、フリーの状態になっているフォーク部６７２を、スライダ７５Ｘと一体で、Ｙ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２、Ｘ軸リニアモータ７５Ｘを介して、ステージベースＳＢ上に載置されているウエハステージＷＳＴ１に接近するように移動する（図８（Ｃ）参照）。
【０１２７】
そして、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７２とのＸ軸方向の位置が一致した図８（Ｃ）の状態から、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７２とが係合するように、Ｙ軸リニアモータ８５Ｙ１，８５Ｙ２を介して、フォーク部６７２を、スライダ７５Ｘと一体で、−Ｙ方向に駆動し、図９（Ａ）の状態とする。この場合に、ウエハステージＷＳＴ１に形成された貫通孔６５に前記ガイド棒ＧＢ２が挿入された状態でガイド棒ＧＢ２に設けられたセンサ群を介して、ガイド棒ＧＢ２とウエハステージ本体６３との位置関係を検出することができるので、主制御装置５０は、該検出結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴ１とフォーク部６７２との関係を調整しつつ、フォーク部６７２を駆動することが可能である。このようにして、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７２に係合した段階で、主制御装置５０は、６自由度駆動機構を構成するＺ軸微動モータに＋Ｚ方向の駆動力を発生させ、フォーク部６７２がウエハステージＷＳＴ１を非接触支持するように、その駆動力を制御する。
【０１２８】
その後、主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴ１上に載置された露光済みのウエハＷ１と次の露光対象であるウエハＷ３（図９（Ｂ）参照）との交換を行うとともに、ウエハＷ３のウエハアライメント動作が上述と同様にして行われる。
【０１２９】
このようにして、本実施形態の露光装置１０では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の交換を行いつつ、一方のウエハステージ上のウエハに対する露光動作と、他方のウエハステージ上でのウエハ交換及びウエハアライメント動作とが、同時並行処理にて行われる。
【０１３０】
これまでの説明から明らかなように、本実施形態の露光装置１０では、取り付け板６９１と、該取り付け板６９１にそれぞれの長手方向の一端が固定された固定子群（ＳＸ、ＳＹ１〜ＳＹ３、ＳＺ１、ＳＺ２）によって固定子ユニットが構成され、取り付け板６９２と、該取り付け板６９２にそれぞれの長手方向の一端が固定された固定子群（ＴＸ、ＴＹ１〜ＴＹ３、ＴＺ１、ＴＺ２）によって固定子ユニットが構成されている。
【０１３１】
また、ウエハステージＷＳＴ１を構成する可動子群（ＤＸ、ＤＹ１〜ＤＹ３、ＤＺ１、ＤＺ２）によって、可動子ユニットが構成され、ウエハステージＷＳＴ２を構成する可動子群（ＤＸ’、ＤＹ１’〜ＤＹ３’、ＤＺ１’、ＤＺ２’）によって、可動子ユニットが構成されている。
【０１３２】
また、Ｘ軸スライダ７３Ｘ，取り付け板６９１及びフォーク部６７１によって第１の移動体が構成され、Ｘ軸スライダ７５Ｘ，取り付け板６９２及びフォーク部６７２によって第２の移動体が構成されている。
【０１３３】
また、フォーク部６７１に相対移動可能に支持された状態で、当該フォーク部６７１に対してウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２を６自由度方向に駆動する前述の６自由度駆動機構（すなわちＸ軸微動モータＶＸ、Ｙ軸リニアモータＬＹ１〜ＬＹ３、Ｚ軸微動モータＶＺ１，ＶＺ２）と、フォーク部６７２に相対移動可能に支持された状態で、当該フォーク部６７２に対してウエハステージＷＳＴ２、ＷＳＴ１を６自由度方向に駆動する前述の６自由度駆動機構（すなわちＸ軸微動モータＶＸ’、Ｙ軸リニアモータＬＹ１’〜ＬＹ３’、Ｚ軸微動モータＶＺ１’，ＶＺ２’）とからフォーク部６７１、６７２のいずれかに相対移動可能に支持された状態で、当該フォーク部に対して各ウエハステージを６自由度方向に駆動する駆動系が構成されている。また、この駆動系によって、各ウエハステージを、前記第１、第２の移動体に対して非接触で支持し、各移動体に対して６自由度方向に関して微小駆動するとともに、前記第１、第２の移動体が近接した状態で、各ウエハステージを一方の移動体から他方の移動体に移動する駆動機構が構成されている。
【０１３４】
また、露光装置１０では、照明系１２と投影光学系ＰＬとにより露光部が構成されている。
【０１３５】
以上詳細に説明したように、本実施形態に係るステージ装置２０によると、Ｙ軸方向に関して並列に配置され、かつ相互に独立してＹ軸方向に移動するＸ軸リニアガイド７２Ｘ，７４Ｘに沿って、スライダ７３Ｘ，７５ＸがＸ軸方向にそれぞれ移動可能である。すなわち、スライダ７３Ｘ，７５Ｘは、Ｘ軸及びＹ軸を含む２次元面内で移動可能である。また、スライダ７３Ｘ，７５Ｘそれぞれの相互に対向する側の面には、Ｙ軸方向を長手方向とする片持ち支持状態のフォーク部６７１，６７２それぞれの一端が固定され、さらに、これらのフォーク部６７１，６７２に対して２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２が相対移動可能に個別に支持される。従って、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２は、フォーク部６７１，６７２に対して個別に支持された状態では、それらのフォーク部６７１，６７２が設けられたスライダ７３Ｘ，７５ＸとともにＸＹ２次元面内で移動可能である。
【０１３６】
また、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のそれぞれは、フォーク部６７１，６７２の両者に対してＹ軸方向に相対移動可能で、フォーク部６７１，６７２のいずれかに相対移動可能に支持された状態では、前述の駆動系により、そのフォーク部に対して６自由度方向に駆動可能となっている。また、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のそれぞれは、前記支持が解除された状態では、そのＹ軸方向の相対移動により、フォーク部６７１，６７２からの離脱が可能となっている。
【０１３７】
従って、前述したようなシーケンスにより、ウエハステージの交換が可能となっている。すなわち、図２に示されるように、フォーク部６７１に一方のウエハステージＷＳＴ１が支持され、フォーク部６７１に他方のウエハステージＷＳＴ２が支持されているとき、フォーク部６７１による一方のウエハステージＷＳＴ１の支持状態が解除され、Ｘ軸スライダ７３Ｘがフォーク部６７２から離れるようにＹ軸方向（−Ｙ方向）に移動する。これにより、一方のウエハステージＷＳＴ１がＸ軸スライダ７３Ｘに片持ち支持されたフォーク部６７１に対してＹ軸方向に相対移動し、フォーク部６７１から離脱される。その離脱後に、Ｘ軸スライダ７３Ｘが移動し、該Ｘ軸スライダ７３Ｘに一端が片持ち支持されたフォーク部６７１が、他方のウエハステージＷＳＴ２を支持するフォーク部６７２にほぼ対向する位置まで移動し、フォーク部６７１とフォーク部６７２とが最接近し、これらフォーク部６７１とフォーク部６７２とがほぼ一直線上に並んだ状態で、駆動系により他方のウエハステージＷＳＴ２がフォーク部６７２、６７１に対してＹ軸方向（−Ｙ方向）に駆動されることにより、他方のウエハステージＷＳＴ２が、フォーク部６７２からフォーク部６７１に移動する（受け渡される）。
【０１３８】
次いで、Ｘ軸スライダ７５Ｘが移動し、該Ｘ軸スライダ７５Ｘに一端が片持ち支持されたフォーク部６７２が、ウエハステージＷＳＴ１に対向する位置まで移動し、Ｘ軸スライダ７３ＸがウエハステージＷＳＴ１に接近する方向に移動することにより、ウエハステージＷＳＴ１がフォーク部６７２によって支持される。
【０１３９】
このようにして、フォーク部６７１にウエハステージＷＳＴ１が支持され、フォーク部６７２にウエハステージＷＳＴ２が支持された状態から、フォーク部６７２にウエハステージＷＳＴ１が支持され、フォーク部６７１にウエハステージＷＳＴ２が支持された状態へ移行する。すなわち、このようにしてウエハステージの交換を行うことができる。この場合、例えば上述のウエハステージＷＳＴ２のフォーク部６７２からフォーク部６７１への受け渡しは、機械的につかむという不確実性を伴う動作を伴うことなく、駆動系によって高スループットでかつ非接触で行われるので、ウエハステージの交換を高スループットで実現できる。また、ウエハステージの交換のためのロボットアーム等の搬送機構を設ける必要も無いので、その分、ステージ装置の小型化を図ることも可能となっている。
【０１４０】
また、本実施形態に係るステージ装置２０では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のそれぞれは、駆動系が発生するＺ軸方向の駆動力によりステージベースＳＢ上方で非接触支持され、該駆動力の停止によりステージベースＳＢ上に載置される。従って、このようにして、いずれかのウエハステージ、例えばウエハステージＷＳＴ１が、ステージベースＳＢ上に載置された状態で、Ｘ軸スライダ７３Ｘが、そのウエハステージＷＳＴ１から離れる方向にＹ軸方向に沿って移動することで、ウエハステージＷＳＴ１と例えばフォーク部６７１との係合を解除することが可能となる。このようなウエハステージのフォーク部からの離脱は、その後のシーケンスで他方のウエハステージ等の移動の邪魔にならない領域内であれば、どこでも行うことができるので、ウエハステージを待機させておく台等を別途用意する必要がなく、その分コストダウンを図ることができる。
【０１４１】
また、本実施形態に係るステージ装置２０では、フォーク部６７１，６７２と各ウエハステージとの位置関係を検出するセンサ群ＳＳを備えているので、ウエハステージとフォーク部ひいてはスライダとの位置関係を常時検出することができる。これにより、フォーク部間でウエハステージを受け渡す場合に、ある程度フォーク部同士の位置がずれていた場合にも、リニアモータや微動モータの駆動力を制御することで、ウエハステージの受け渡しを位置ずれなく行うことが可能となる。
【０１４２】
また、本実施形態に係るステージ装置２０によると、第１の移動体（Ｘ軸スライダ７３Ｘ，取り付け板６９１及びフォーク部６７１）、第２の移動体（Ｘ軸スライダ７５Ｘ，取り付け板６９２及びフォーク部６７２）のそれぞれに非接触で支持された２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を、その支持状態で、６自由度方向に関して微小駆動する前述の駆動機構が、上記第１、第２の移動体が近接した状態で、各ウエハステージを一方の移動体から他方の移動体に移動する際にも用いられるので、ウエハステージが、高スループットで、第１、第２の移動体間を非接触で移動する（すなわち、第１、第２の移動体間でステージを非接触かつ高スループットで交換する）ことが可能となる。
【０１４３】
また、本実施形態の露光装置１０によると、いずれかのウエハステージが第１位置（投影光学系ＰＬの直下）の近傍にあるときに、前述の露光部によりそのウエハステージに載置されたウエハを照明光ＩＬで露光する。また、アライメント系ＡＬＧでは、いずれかのウエハステージが第１位置から離れた第２位置（アライメント系ＡＬＧの直下）の近傍にあるときに、そのウエハステージに載置されたウエハに形成されたアライメントマーク（位置検出用マーク）を検出する。
【０１４４】
従って、一方のウエハステージ上に載置されたウエハに対する露光部による露光と、他方のウエハステージ上に載置されたウエハに形成されたアライメントマークのアライメント系による検出（ＥＧＡ方式のウエハアライメント）等とを、並行して行うことができる。また、前述の如く、本実施形態では、高スループットのウエハステージ交換が可能なので、２つのウエハステージを用いて露光、ウエハアライメント（マーク検出）及びウエハ交換の同時並行処理をウエハステージを交換しながら、高いスループットで実現することができる。また、アライメント系を２つ用意する必要がないので、フットプリントが増大するのも防止することができる。
【０１４５】
なお、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２としては、上記実施形態の構成に限られるものではなく、その他の構成を採用することもできる。すなわち、上記実施形態では、Ｘ駆動用の可動子を１つ、Ｙ駆動用の可動子を３つ、Ｚ駆動用の可動子を２つ、各ウエハステージに設けるものとしたが、これに限らず、Ｘ駆動用の可動子を２つ、Ｙ駆動用の可動子を３つ、Ｚ駆動用の可動子を１つ設けることとしても良い。すなわち、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向への駆動用の可動子を各１つ含み、かつ合計６つの可動子が設けられ、これに対応して６つの固定子が各フォーク部に設けられていれば、各ウエハステージを、各フォーク部に対して６自由度方向に駆動することができる。但し、Ｚ駆動用の可動子を１つとすると、ウエハステージの自重の支持が困難になる場合も考えられる。このような場合には、ウエハステージの底面に真空予圧型気体静圧軸受を設ける、あるいはシリンダ部とピストン部とを有し、その内部の陽圧によりウエハステージを定盤上で支持する自重キャンセラを設けることとしても良い。また、ウエハステージを６自由度方向に微小駆動する必要がない場合には、可動子の数を減らすことも可能である。例えば、各ウエハステージを、ＸＹ面内の３自由度方向に関してのみ移動可能に構成し、その上方にウエハを保持し、Ｚ、θｘ、θｙ方向に微小駆動可能なウエハテーブルを搭載しても良い。
【０１４６】
これに限らず、本発明のステージ装置では、ステージは搬送ガイド又は移動体に対して、Ｘ軸、Ｙ軸方向についてのみ駆動可能に構成しても良いし、あるいは、Ｙ軸方向に関してのみ駆動可能に構成しても良い。
【０１４７】
なお、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上の＋Ｘ端部、±Ｙ端部近傍に移動鏡を設けることとしたが、本発明がこれに限られるものではなく、Ｘ、Ｙ軸方向のいずれか一端部に１つずつ移動鏡を設けることとしても良い。この場合、干渉計の配置も変更する必要があるが、露光精度等に影響はない。
【０１４８】
なお、上記実施形態では、フォーク部とウエハステージの係合を解除する場合に、ウエハステージをステージベース上に載置する場合について説明したが、本発明がこれに限られるものではなく、例えば、ウエハステージがステージベース上に載置されただけでは不安定な場合には、ステージベース上又はステージベース近傍にウエハステージの収納場所を設けることとしても良い。
【０１４９】
なお、上記実施形態では、照明光ＩＬとしてＫｒＦエキシマレーザ光などの遠紫外光、Ｆ２レーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等の真空紫外域光、あるいは超高圧水銀ランプからの紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）などを用いるものとしたが、これに限らずＡｒ２レーザ光（波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光を用いても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光に限らず、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（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）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。
【０１５０】
更に、照明光ＩＬとしてＥＵＶ光、Ｘ線、あるいは電子線やイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置、投影光学系を用いない、例えばプロキシミティ方式の露光装置、ミラープロジェクション・アライナー、及び例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体が満たされる液浸型露光装置などにも本発明を適用しても良い。
【０１５１】
なお、上記実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置に本発明が適用された場合について説明したが、本発明の適用範囲がこれに限定されないことは勿論である。すなわちステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置にも本発明は好適に適用できる。
【０１５２】
なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。なお、露光装置の製造は温度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。
【０１５３】
なお、本発明は、半導体製造用の露光装置に限らず、液晶表示素子などを含むディスプレイの製造に用いられる、デバイスパターンをガラスプレート上に転写する露光装置、薄膜磁気ヘ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）、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップ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。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。また、プロキシミティ方式のＸ線露光装置、又は電子線露光装置などでは透過型マスク（ステンシルマスク、メンブレンマスク）が用いられ、マスク基板としてはシリコンウエハなどが用いられる。
【０１５４】
半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置を用いて前述の方法によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。
【０１５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のステージ装置によれば、２つのステージの交換（入れ替え）を高スループットで実現することができるという効果がある。
【０１５６】
また、本発明の露光装置によれば、高いスループットで露光工程の処理を行う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の露光装置を概略的に示す図である。
【図２】図１のステージ装置を、投影光学系、アライメント系等とともに概略的に示す斜視図である。
【図３】図２の状態から、干渉計システム及びウエハステージが取り除かれた状態のステージ装置の残部を示す斜視図である。
【図４】図４（Ａ）は、フォーク部６７１を拡大して示す斜視図であり、図４（Ｂ）は、ウエハステージＷＳＴ１を拡大して示す斜視図である。
【図５】フォーク部にウエハステージＷＳＴ１が係合した状態を拡大して示す斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は、フォーク部６７２を拡大して示す斜視図であり、図６（Ｂ）は、ウエハステージＷＳＴ２を拡大して示す斜視図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、並行処理動作の流れを説明するための図（その１）である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、並行処理動作の流れを説明するための図（その２）である。
【図９】図９（Ａ），図９（Ｂ）は、並行処理動作の流れを説明するための図（その３）である。
【図１０】図１０（Ａ）は、ウエハステージ受け渡しの際のフォーク部の関係を示す図であり、図１０（Ｂ）は、ウエハステージのフォーク部間での受け渡しの状態を示す図である。
【符号の説明】
１０…露光装置、１２…照明系（露光部の一部）、２０…ステージ装置、６７１…フォーク部（第１の搬送ガイド、第１の移動体の一部）、６７２…フォーク部（第２の搬送ガイド、第２の移動体の一部）、６９１…取り付け板（固定子ユニットの一部、第１の移動体の一部）、６９２…取り付け板（固定子ユニットの一部、第２の移動体の一部）、７２Ｘ…Ｘ軸リニアガイド（第１の移動ガイド）、７３Ｘ…Ｘ軸スライダ（第１のスライダ、第１の移動体の一部）、７４Ｘ…Ｘ軸リニアガイド（第２の移動ガイド）、７５Ｘ…Ｘ軸スライダ（第２のスライダ、第２の移動体の一部）、１１６，１１８，１４６，１４８…干渉計（位置検出装置）、ＡＬＧ…アライメント系（マーク検出系）、ＩＬ…照明光（エネルギビーム）、ＬＹ１，ＬＹ２，ＬＹ３…Ｙ軸リニアモータ（駆動系の一部、駆動機構の一部）、ＰＬ…投影光学系（露光部の一部）、ＳＢ…ステージベース、ＳＳ…センサ群（検出装置）、ＶＸ…Ｘ軸微動モータ（駆動系の一部、駆動機構の一部）、ＶＺ１，ＶＺ２…Ｚ軸微動モータ（駆動系の一部、駆動機構の一部）、Ｗ…ウエハ（感光物体）、ＷＳＴ１，ＷＳＴ２…ウエハステージ（ステージ）。
Claims (12)
- ２次元面内の第１軸方向をガイド方向とし、前記第１軸に前記２次元面内で直交する第２軸方向に関して並列に配置され、かつ相互に独立して前記第２軸方向に移動する第１、第２の移動ガイドと；
前記第１、第２の移動ガイドに沿って前記第１軸方向にそれぞれ移動する第１、第２のスライダと；
前記第１、第２のスライダそれぞれの相互に対向する側の面にそれぞれの一端が固定され前記第２軸方向を長手方向とする片持ち支持状態の第１、第２の搬送ガイドと；
前記第１、第２の搬送ガイドに相対移動可能に個別に支持され、前記第１、第２の搬送ガイドの両者に対して前記第２軸方向に相対移動可能で、前記支持が解除された状態では、前記第２軸方向の相対移動により、前記第１、第２の搬送ガイドからの離脱が可能な２つのステージと；
前記各ステージが前記第１、第２の搬送ガイドのいずれかに相対移動可能に支持された状態で、当該搬送ガイドに対して前記各ステージを少なくとも前記第２軸方向に駆動する駆動系と；を備えるステージ装置。 - 前記駆動系は、前記第１、第２の搬送ガイドを構成する２つの固定子ユニットと、前記各ステージにそれぞれ設けられ、前記各固定子ユニットとの間の個別の電磁相互作用により対応するステージに対する駆動力を発生する２つの可動子ユニットとを含むことを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
- 前記駆動系は、前記各ステージを、前記第２軸方向に駆動するとともに、前記２次元平面内の３自由度方向に微小駆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。
- 前記駆動系は、前記各ステージを、前記２次元平面に直交する第３軸方向に関しても微小駆動することを特徴とする請求項３に記載のステージ装置。
- 前記駆動系は、前記各ステージを、６自由度方向に関して微小駆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。
- 前記２つのステージを移動可能に支持するステージベースを更に備え、
前記各ステージは、前記駆動系が発生する前記第３軸方向の駆動力により前記ステージベース上方で非接触支持され、該駆動力の停止により前記ステージベース上に載置されることを特徴とする請求項４又は５に記載のステージ装置。 - 前記第１、第２の搬送ガイドと前記各ステージとの位置関係を検出する検出装置を更に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。
- ２次元平面の直交２軸方向に独立して移動可能な第１、第２の移動体と；
前記２次元面内で移動可能な２つのステージと；
前記各ステージを、前記第１、第２の移動体に対して非接触で支持し、前記各移動体に対して少なくとも前記２次元面内の直交２軸方向に関して微小駆動するとともに、前記第１、第２の移動体が近接した状態で、前記各ステージを前記一方の移動体から前記他方の移動体に移動させる駆動機構と；を備えるステージ装置。 - 前記駆動機構は、前記各ステージを前記第１、第２の移動体に対して非接触で支持し、６自由度方向に微小駆動することを特徴とする請求項８に記載のステージ装置。
- 前記各移動体と前記各ステージとの位置関係を検出する検出装置を、更に備えることを特徴とする請求項８又は９に記載のステージ装置。
- 前記各ステージのステージ座標系上での位置情報を検出する位置検出装置を更に備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のステージ装置。
- エネルギビームにより感光物体を露光して所定のパターンを前記感光物体上に形成する露光装置であって、
前記各ステージに前記感光物体がそれぞれ載置される請求項１〜１１のいずれか一項に記載のステージ装置と；
いずれかの前記ステージが第１位置の近傍にあるときに、そのステージに載置された前記感光物体を前記エネルギビームで露光する露光部と；
いずれかの前記ステージが前記第１位置から離れた第２位置の近傍にあるときに、そのステージに載置された前記感光物体に形成された位置検出用マークを検出するマーク検出系と；を備える露光装置。
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