JP2010262969A - ステージ装置、それを用いた露光装置及びデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高加速化を実現しつつ、小型化、軽量化をも体現したステージ装置を提供する。
【解決手段】第１可動部３２と第２可動部３３とを含み、定盤３０に対して移動するステージと、第１可動部３２に対して第２可動部３３を位置決めする第１アクチュエータ３７と、第１可動部３２に対して第２可動部３３の加減速をする第２アクチュエータとを備えたステージ装置であって、第２アクチュエータは、第２可動部３３に第１軸に平行な方向へ力を与える電磁石と、前記第１軸に平行しない第２軸に平行な方向へ力を与える電磁石とを含む複数の電磁石４０ａ〜４０ｄで構成され、該複数の電磁石４０ａ〜４０ｄは、該各電磁石の発生する力の力線４２が、第２可動部３３の重心４１からオフセットし、かつ、力線４２がそれぞれ複数個所で交差するように配置される。
【選択図】図７

Description

本発明は、ステージ装置、それを用いた露光装置及びデバイスの製造方法に関するものである。

露光装置は、半導体素子や液晶表示素子等の製造工程であるリソグラフィ工程において、原版（レチクル、マスク）のパターンを、投影光学系を介して感光性の基板（例えば、表面にレジスト層が形成されたウエハやガラスプレート等）に転写する装置である。この露光装置としては、一般に、基板と原版とを同期させて走査し、原版のパターンを基板上に転写する走査露光方式の露光装置が採用されている。近年、例えば、半導体露光装置では、高スループット化が求められており、ウエハを載置、保持する基板ステージ、及びレチクルを載置、保持するレチクルステージの高加速度化か必須である。

そこで、例えば、特許文献１は、ＸＹ方向の長ストロークを移動する粗動ステージと、精密に位置決めするための微動ステージとから構成されるステージ装置を開示している。特許文献１では、微動ステージの天板は、６軸全てにおいてリニアモータを採用したアクチュエータを使用し、更に加減速で大きな力が必要な場合には、ＸＹ方向に重心上を引っ張る電磁石を補助的に使用することで、６軸の自由度で位置決めをすることができる。また、特許文献２は、Ｙ方向の長ストロークを移動する粗動ステージと、精密に位置決めをするための微動ステージとから構成されるステージ装置を開示している。特許文献２では、微動ステージを位置決めするためのアクチュエータとして、ボイスコイルモータと、加減速の際の反力を受けるための重心上に作用点のある電磁石とを併用している。更に、特許文献３は、上記文献と同様に、粗動ステージと微動ステージとから構成されるステージ装置であって、微動ステージの回転に起因して電磁石が発生するモーメントを低減するように電磁石を制御するステージ装置を開示している。

特開２００３−４５７８５号公報 特開２００３−２２９６０号公報 特開２００９−１６３８５号公報

しかしながら、リニアモータは、通常のＤＣブラシレスタイプでは、応答性、微動絶縁性に優れるが、推力あたりの発熱が大きいという問題がある。また、電磁石は、推力あたりの発熱が小さいが、制御ストロークが小さく、吸引力しか発生させることができない。したがって、更なる高スループット化を実現するため、特許文献１及び２に示すようなステージ装置を高加速化させる場合には、微動ステージを加速させ、かつ、天板が変形しないように強度を増加させるために、リニアモータ及び電磁石を大型化する必要がある。このことは、リニアモータ及び電磁石の消費電力が、結果的に大きくなることを意味する。同様に、粗動ステージについても、微動ステージの大型化に対応するため、大型化と消費電力の増大は避けられない。これに対して、特許文献３に記載のステージ装置は、任意の基準軸に対して平行に、かつ、発生する力の力線が均等となるように配置された複数の電磁石と、該各電磁石を制御する制御器とを備えている。しかしながら、このような電磁石の配置は、意図しないモーメントを低減させることには有効であるが、随時所望の方向へ駆動させるためのアクチュエータとしての役割を担うことはできず、ステージ装置全体の小型化や軽量化を図ることはできない。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、高加速化を実現しつつ、小型化、軽量化をも体現したステージ装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明は、第１可動部と第２可動部とを含み、定盤に対して移動するステージと、第１可動部に対して第２可動部を位置決めする第１アクチュエータと、第１可動部に対して第２可動部の加減速をする第２アクチュエータと、を備えたステージ装置であって、第２アクチュエータは、第２可動部に第１軸に平行な方向へ力を与える電磁石と、第１軸に平行しない第２軸に平行な方向へ力を与える電磁石とを含む複数の電磁石で構成され、該複数の電磁石は、該各電磁石の発生する力の力線が、第２可動部の重心からオフセットし、かつ、力線がそれぞれ複数個所で交差するように配置されることを特徴とする。

本発明によれば、従来、微動ステージである第２可動部を駆動するために設けていたωｚ方向駆動用のアクチュエータを使用しないので、微動ステージを軽量化することができ、それに伴い、微動ステージを移動させる粗動ステージをも小型化することができる。

本発明の第１実施形態に係るステージ装置の構成を示す概略図である。 図１のステージ装置における微動ステージの構成を示す斜視図である。 微動ステージ用のリニアモータの構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るアクチュエータの配置を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係るステージ装置の構成を示す概略図である。 図５のステージ装置における微動ステージの構成を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係るアクチュエータの配置を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係るステージ装置の外観について説明する。図１は、本発明のステージ装置全体を示す斜視図である。なお、本実施形態のステージ装置は、露光装置等の半導体製造装置における被処理基板を載置及び保持する基板ステージに採用するものとする。また、以下の図において、ステージ装置上面の鉛直方向（重力方向）にＺ軸を取り、該Ｚ軸に垂直な平面内でウエハ（基板）、若しくはレチクル（原版）の走査方向にＹ軸を取り、該Ｙ軸に直交する方向にＸ軸を取る。また、ＸＹＺの各軸周りの回転方向をそれぞれωＸωＹωＺと表記する。

ステージ装置１００は、定盤１上に載置された平面モータ固定子２と、該平面モータ固定子２上をＸＹ方向の長ストロークに移動する第１可動部である２基の粗動ステージ（平面モータ可動子）３とを備える。更に、ステージ装置１００は、粗動ステージ３上に設置された、ウエハを載置する微動天板を精密に位置決めするための第２可動部である微動ステージ４と、各ステージを制御する不図示の制御部を備える。なお、定盤１に対して移動する粗動ステージ３と微動ステージ４とを合わせたユニットを、単に「ステージ」と表記する。

粗動ステージ３は、平面モータ固定子２と対を成して平面モータを構成するステージ部である。なお、平面モータは、ローレンツ型、若しくはリニアパルス型等のモータが採用可能である。また、本実施形態のステージ装置１００は、平面モータ固定子２の上面に粗動ステージ３を２基設置したツインステージ型としているが、粗動ステージ３を１基のみ設置する構成としても良い。

微動ステージ４は、ウエハの位置をＸＹＺωｘωｙωｚの６軸方向で微小制御可能なステージ部である。微動ステージ４は、粗動ステージ３上において、ウエハを載置及び保持する微動天板５と、各種磁石等を設置する中間板６とを備える。微動ステージ４の駆動源となるアクチュエータは、Ｚωｘωｙ方向の３軸制御には、リニアモータを採用し、ステージ駆動の際の加速時に微動天板５に対して加速力を付与する必要のあるＸＹωｚ方向の３軸制御には、推力あたりの発熱で有利な電磁石を採用する。

次に、本発明の特徴である微動ステージ４の構成について詳説する。図２は、微動ステージ４の構成を３分割した斜視図である。微動天板５は、上面にウエハを載置及び保持するためのチャック機構７を備える。該チャック機構７は、一般に、ウエハを吸着保持するための真空吸着、若しくは静電吸着等の吸着方法を採用した吸着機構を有する。なお、ウエハの吸着方法は、本発明では特に限定するものではない。また、微動天板５は、側面部に、レーザ干渉計から投射された投射光を反射させるためのミラー８を備える。レーザ干渉計は、不図示であるが、微動天板５の位置を精密計測するための計測装置である。

また、微動天板５は、裏面にアクチュエータを構成する一方の部材を取り付ける取付板９を備える。該取付板９に対して、中間板６は、アクチュエータを構成する他方の部材を設置する。なお、本実施形態の微動ステージ４は、取付板９を介する構成としているが、取付板９を介さず、前記一方の部材を微動天板５の裏面に直接設置する構成もあり得る。

次に、微動天板５を駆動するアクチュエータについて説明する。まず、取付板９は、４隅周辺部に第１アクチュエータを構成する４個のリニアモータ可動子１０（１０ａ〜１０ｄ）を有する。この各リニアモータ可動子１０に対して、中間板６は、相対する位置に４個のリニアモータ固定子１１（１１ａ〜１１ｄ）を有する。これらのアクチュエータは、主に微動天板５の位置決めを目的として使用するものである。図３は、可動子１０及び固定子１１からなるリニアモータの構成を示す概略図である。可動子１０は、厚み方向に着磁された２極の磁石１２、及び該磁石１２が持つ吸着力を増幅するためのヨーク（軟鉄板）１３を２組有し、該２組の磁石１２及びヨーク１３を側板１４で連結させた、固定子１１を非接触で挟み込むような箱状の構造を有する。可動子１０において、２極の磁石１２は、Ｚ方向に沿って配列されており、Ｚ方向に直角な直線部を持つ固定子１１のコイル１５に流れる電流と相互作用して、リニアモータは、Ｚ方向の推力を発生する。即ち、リニアモータは、粗動ステージ３に対して微動ステージ４を、後述の図４における第１軸ＡＸ１及び第２軸ＡＸ２を含む平面に垂直な方向に駆動するものである。なお、本実施形態では、リニアモータの設置数を４個としたが、例えば、３個としてもよい。この場合、リニアモータは、取付板９の平面において二等辺三角形の３隅に位置するように設置することが望ましい。

更に、取付板９は、中央部に第２アクチュエータを構成する４個の磁性体１６（１６ａ〜１６ｄ）を取り付けるための取付部材１７を有する。各磁性体１６に対して、中間板６は、相対する位置に４個の電磁石１８（１８ａ〜１８ｄ）を有する。これらのアクチュエータは、主に微動天板５の加減速を目的とするものである。取付部材１７は、その外周の４辺に磁性体１６を１個ずつ設置する。各磁性体１６のうち、磁性体１６ａ、１６ｂは、取付部材１７のＸ方向の面に固定され、それぞれ電磁石１８ａ、１８ｂと非接触で対面し、該電磁石１８ａ、１８ｂからＸ方向の加速に必要な吸引力を受ける。一方、磁性体１６ｃ、１６ｄは、取付部材１７のＹ方向の面に固定され、それぞれ電磁石１８ｃ、１８ｄと非接触で対面し、該電磁石１８ｃ、１８ｄからＹ方向の加速に必要な吸引力を受ける。

図４は、磁性体１６及び電磁石１８の構成及び配置を示す概略図である。電磁石１８ａ〜１８ｄは、それぞれ平面においてＥ型の断面を有するＥ型ヨーク１９（１９ａ〜１９ｄ）と、コイル２０（２０ａ〜２０ｄ）とから構成される。コイル２０は、中心部をＥ型ヨーク１９の中央の突起部が通るように配置される。Ｅ型ヨークの３つの突起部は、取付部材１７に固定された磁性体１６と、５０μｍ程度の空隙を介して非接触で対面し、コイル２０に電流を流すことで、磁性体１６に吸引力を作用させる。

次に、図４を参照し、本実施形態における磁性体１６及び電磁石１８の配置、及びその配置に基づく作用について説明する。電磁石１８は、吸引力のみを発生するので、ＸとＹのそれぞれの駆動方向について、プラス方向に吸引力を発生する電磁石と、マイナス方向に吸引力を発生する電磁石とで構成される。本発明では、電磁石１８は、第１軸ＡＸ１に平行な方向へ力を与える電磁石と、第１軸ＡＸ１に平行しない第２軸ＡＸ２に平行な方向へ力を与える電磁石とを含む。即ち、電磁石１８は、粗動ステージ３に対して微動ステージ４を、第１軸ＡＸ１又は第２軸ＡＸ２に平行な方向に駆動するものである。また、電磁石１８は、各電磁石１８の発生する力の力線が、微動天板５（微動ステージ４）の重心２１からオフセットし、かつ、複数個所で力線２２が交差するように配置される。更に、観点を変えれば、電磁石１８は、ステージが移動する際に、微動ステージ４が粗動ステージ３の移動に追従するように粗動ステージ３と微動ステージ４との間に吸引力を発生させるものと見ることができる。

具体的には、まず、磁性体１６ｃと、それに対峙する電磁石１８ｃは、Ｘ軸方向に−ｄＸオフセットして固定され、更に、磁性体１６ｄと、それに対峙する電磁石１８ｄは、Ｘ軸方向に＋ｄＸオフセットして固定される。これらの配置により、電磁石１８ｃ、１８ｄが発生する吸引力は、ωｚ方向の力を発生させることができる。同様に、磁性体１６ａと、それに対峙する電磁石１８ａは、Ｙ軸方向に＋ｄＹオフセットして固定され、更に、磁性体１６ｂと、それに対峙する電磁石１８ｂは、Ｙ軸方向に−ｄＹオフセットして固定される。これらの配置により、電磁石１８ｃ、１８ｄが発生する吸引力は、ωｚ方向の力を発生させることができる。即ち、本実施形態では、電磁石１８の力線２２は、微動天板４の重心２１を通る直線を中心に線対象に配置されることになる。なお、電磁石１８ｃ、１８ｄの吸引力で発生するωｚ方向の力の向きがプラスとなる場合は、電磁石１８ａ、１８ｂの吸引力で発生するωｚ方向の力の向きがマイナスとなるようにオフセット量を設定する。このように、制御部は、電磁石１８に逆方向のモーメントを発生させるよう制御することにより、電磁石１８を回転方向、即ち、ωｚ方向でプラスマイナス両方向の力を発生することができる。ここで、具体的に、「力線」とは、加工誤差等により多少のズレはあるものの、Ｅ型ヨーク１９と磁性体１６とがほぼ均一の隙間を介して対向している際に、Ｅ型ヨーク１９の中央の突起部の中心から磁性体１６に垂直に交わる直線である。Ｅ型ヨークを用いず表現すると、電磁石と磁性体がＹ方向に対向して配置されている場合は、磁性体が電磁石から受けるＹ方向成分の力の重心を通りＹ軸に平行な直線であると定義できる。電磁石と磁性体がＸ方向に対向して配置されている場合は、磁性体が電磁石から受けるＸ方向成分の力の重心を通りＸ軸に平行な直線である。

ここで、電磁石１８ａが発生する吸引力をｘ１、電磁石１８ｂが発生する吸引力をｘ２、電磁石１８ｃが発生する吸引力をｙ１、電磁石１８ｄが発生する吸引力をｙ２とすると、Ｘ方向、Ｙ方向、及びωｚ方向に働く力は、次式で表すことができる。

ｆ（ｘ）＝ｘ１−ｘ２
ｆ（ｙ）＝ｙ１−ｙ２
Ωｚ＝（ｘ１＋ｘ２）ｄＹ−（ｙ１＋ｙ２）ｄＸ

但し、上式において、Ｘ方向に働く力をｆ（ｘ）、Ｙ方向に働く力をｆ（ｙ）、ωｚ方向に働く力をΩｚとする。この式から、ωｚ方向に働く力は、Ｘ方向、及びＹ方向のそれぞれの電磁石で発生する力の和の差分で現すことができ、即ち、電磁石１８ａ〜１８ｄは、ωｚ方向に任意の力を発生させることができる。更に、電磁石１８ａ〜１８ｄは、ｆ（ｘ）、ｆ（ｙ）、及びΩｚを、独立して発生させることができる。

以上のように、本発明によれば、従来、微動ステージに設けられていたωｚ方向駆動用のリニアモータを削除することができる。したがって、微動ステージを軽量化することができ、更に微動ステージをＸＹ方向に移動させる粗動ステージを小型化することができるので、定盤上を移動するステージを軽量化、及び小型化することができる。また、ωｚ方向駆動用のリニアモータを削除することによって、ωｚ方向駆動用のリニアモータに付随する装置を削除することができる。更には、ωｚ方向駆動用のリニアモータが存在しないことにより、微動ステージからの発熱を減らすことができ、微動天板の変形や周辺空気のゆらぎによる干渉計の計測誤差の発生に伴う精度の劣化を減少させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るステージ装置について説明する。図５は、本発明の第２のステージ装置全体を示す斜視図である。なお、本実施形態のステージ装置は、露光装置等の半導体製造装置における原版（レチクル、若しくはマスク）を載置及び保持する原版ステージに採用される。以下、本実施形態では、レチクルを載置及び保持するためのレチクルステージとして説明する。

ステージ装置３００は、定盤３０上に載置された固定部であるベース部３１に対して、Ｙ方向の長ストロークに移動する第１ステージ（第１可動部）である粗動ステージ３２を備える。更に、ステージ装置３００は、レチクルを載置し、精密に位置決めするための第２ステージ（第２可動部）である微動ステージ３３と、第１及び第２ステージを制御する不図示の制御部とを備える。粗動ステージ３２の駆動部は、リニアモータを採用し、この場合、ベース部３１にリニアモータ固定子が設置され、粗動ステージ３２にリニアモータ可動子が設置される。

次に、本発明の特徴である微動ステージ３２の構成について詳説する。図６は、微動ステージ３３の構成を示す斜視図である。微動ステージ３３は、粗動ステージ３２の上面に内設され、レチクルの位置をＸＹＺωｘωｙωｚの６軸方向で微小制御可能なステージ部である。微動ステージ３３の駆動源となるアクチュエータは、Ｚωｘωｙ方向の３軸制御には、リニアモータを、ステージ駆動の際の加速時に微動ステージ３３に対して加速力を付与する必要のあるＸＹωｚ方向の３軸制御には、推力あたりの発熱で有利な電磁石を採用する。

微動ステージ３３は、上面にレチクルを載置及び保持するための不図示のチャック機構を備える。該チャック機構は、一般に、レチクルを保持するための真空吸着機構、若しくは、機械的に保持するメカチャック機構を有する。なお、レチクルの保持方法は、本発明では特に限定するものではない。また、微動ステージ３３は、側面部に、レーザ干渉計から投射された投射光を反射させるためのミラー３５を備える。レーザ干渉計は、不図示であるが、微動ステージ３３の位置を精密計測するための計測装置であり、粗動ステージ３２の側面に貫設された空孔３６を通してミラー３５に投射光を投射する。なお、この計測装置の構成は、一例であって、例えば、微動ステージ３３の上面にミラーを保持した突起部を設置し、粗動ステージ３２の上面を通して投射光を投射する構成としても良い。

次に、微動ステージ３３を駆動するアクチュエータについて説明する。まず、微動ステージ３３は、Ｘ方向の側面部に第１アクチュエータを構成する３個のリニアモータ可動子３７（３７ａ〜３７ｃ）を有する。この各リニアモータ可動子３７に対して、粗動ステージ３２は、内部の相対する位置に３個のリニアモータ固定子３８（３８ａ〜３８ｃ、但し、固定子３８ａは不図示）を有する。これらのアクチュエータは、主に微動ステージ３３の位置決めを目的として使用するものである。可動子３７は、厚み方向に着磁された２極の磁石及びヨークを２組有し、該２組の磁石及びヨークを、粗動ステージ３２の内部に設置された固定子を非接触で挟み込むような構造を有する。可動子３７において、２極の磁石は、Ｚ方向に沿って配列されており、Ｚ方向に直角な直線部を持つ固定子３８のコイルに流れる電流と相互作用して、リニアモータは、Ｚ方向の推力を発生する。即ち、リニアモータは、粗動ステージ３２に対して微動ステージ３３を、後述の図７における第１軸ＡＸ１及び第２軸ＡＸ２を含む平面に垂直な方向に駆動するものである。なお、本実施形態では、リニアモータの設置数を３個としたが、例えば、４個としてもよい。

更に、微動ステージ３３は、Ｙ方向の側面部に第２アクチュエータを構成する４個の磁性体３９（３９ａ〜３９ｄ）を有する。各磁性体３９に対して、粗動ステージ３２は、相対する位置に４個の電磁石４０（４０ａ〜４０ｄ）を有する。これらのアクチュエータは、主に微動ステージ３３の加減速を目的とするものである。磁性体３９ａ、３９ｂは、微動ステージ３３のＹプラス方向の面にθと−θの角度で固定され、それぞれ電磁石４０ａ、４０ｂと非接触で対面し、該電磁石４０ａ、４０ｂからＹ方向プラスの加速に必要な吸引力を、θと−θの角度で受ける（以下で示す、図７参照）。一方、磁性体３９ｃ、３９ｄは、微動ステージ３３のＹマイナス方向の面にθと−θの角度で固定され、それぞれ電磁石４０ｃ、４０ｄと非接触で対面し、該電磁石４０ｃ、４０ｄからＹ方向マイナスの加速に必要な吸引力を、θと−θの角度で受ける。なお、電磁石４０ａ〜４０ｄの構成は、第１の実施形態における電磁石１８の構成と同一であり、説明を省略する。

次に、本実施形態における磁性体３９及び電磁石４０の配置、及びその配置に基づく作用について説明する。図７は、磁性体３９及び電磁石４０の構成及び配置を示す概略図である。各電磁石４０は、上記のように、平面内においてそれぞれ角度θで傾いた配置としている。本発明では、電磁石４０は、第１軸ＡＸ１に平行な方向へ力を与える電磁石と、第１軸ＡＸ１に平行しない第２軸ＡＸ２に平行な方向へ力を与える電磁石とを含む。即ち、電磁石４０は、粗動ステージ３２に対して微動ステージ３３を、第１軸ＡＸ１又は第２軸ＡＸ２に平行な方向に駆動するものである。具体的には、電磁石４０ａ、４０ｄは、微動ステージ３３の重心４１からｄＸ離れた位置を力線４２が通り、−Ｑｚ方向の吸引力を発生するように配置される。一方、電磁石４０ｂ、４０ｃは、微動ステージ３３の重心４１からｄＸ離れた位置を力線４２が通り、Ｑｚ方向の吸引力を発生するように配置される。また、磁性体３９ａ、３９ｃと、電磁石４０ａ、４０ｃは、微動ステージ３３の重心４１を通り、Ｙ方向に走る直線に対して、Ｘ方向に−ｄＸオフセットして固定される。一方、磁性体３９ｂ、３９ｄと、電磁石４０ｂ、４０ｄは、微動ステージ３３の重心４１を通り、Ｙ方向に走る直線に対して、Ｘ方向に＋ｄＸオフセットして固定される。即ち、本実施形態では、電磁石４０の力線４２は、微動ステージ３３の重心４１を通る面を中心に面対象に配置されることになる。また、観点を変えれば、電磁石４０は、ステージが移動する際に、微動ステージ３３が粗動ステージ３２の移動に追従するように粗動ステージ３２と微動ステージ３３との間に吸引力を発生させるものと見ることができる。

ここで、電磁石４０ａが発生する吸引力をｙｐ１、電磁石４０ｂが発生する吸引力をｙｐ２、電磁石４０ｃが発生する吸引力をｙｍ１、電磁石４０ｄが発生する吸引力をｙｍ２とすると、Ｘ方向、Ｙ方向、及びωｚ方向に働く力は、次式で表すことができる。

ｆ（ｘ）＝（ｙｐ１＋ｙｍ１）ｓｉｎθ−（ｙｐ２＋ｙｍ２）ｓｉｎ（−θ）
ｆ（ｙ）＝（ｙｐ１＋ｙｐ２）ｃｏｓθ−（ｙｍ１＋ｙｍ２）ｃｏｓ（−θ）
Ωｚ＝（ｙｐ１＋ｙｍ２）ｄＸ＋（ｙｐ２＋ｙｍ１）ｄＸ

但し、上式において、Ｘ方向に働く力をｆ（ｘ）、Ｙ方向に働く力をｆ（ｙ）、ωｚ方向に働く力をΩｚとする。この式から、Ｘ方向、Ｙ方向、及びωｚ方向に働く力は、それぞれの電磁石で発生する力の組み合わせで現すことができ、即ち、電磁石４０ａ〜４０ｄは、ωｚ方向に任意の力を発生させることができる。更に、電磁石４０ａ〜４０ｄは、ｆ（ｘ）、ｆ（ｙ）、及びΩｚを、独立して発生させることができる。

以上のように、本発明は、第１の実施形態で示した基板ステージに対する応用のみならず、レチクルステージに対しても適用可能であり、第１の実施形態と同様の作用、効果を奏する。

（露光装置）
次に、本発明のステージ装置を適用した露光装置の実施形態について説明する。図８は、本発明のステージ装置を適用した露光装置の構成を示す概略図である。露光装置９０は、照明光学系９１と、レチクルを保持するレチクルステージ９２と、投影光学系９３と、被処理基板を保持する基板ステージ９４とを備える。なお、本実施形態における露光装置９０は、ステップ・アンド・リピート方式、又はステップ・アンド・スキャン方式を採用し、レチクルに形成された回路パターンをウエハに露光する走査型投影露光装置である。

照明光学系９１は、不図示の光源部を備え、転写用の回路パターンが形成されたレチクルを照明する装置である。光源部において、光源は、例えば、レーザを使用する。使用可能なレーザは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ、波長約１５７ｎｍのＦ２エキシマレーザ等である。なお、レーザの種類は、エキシマレーザに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザを使用しても良いし、レーザの個数も限定されない。また、光源部にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザをインコヒーレント化するインコヒーレント光学系を使用することが好ましい。更に、光源部に使用可能な光源は、レーザに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプ等のランプも使用可能である。

また、照明光学系９１は、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、及び絞り等を含む。一般に、光学系は、コンデンサーレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサーレンズ、スリット、結像光学系の順で整列する。照明光学系９１は、軸上光、軸外光を問わず使用可能である。ライトインテグレーターは、ハエの目レンズや２組のシリンドリカルレンズアレイ板を重ねることによって構成されるインテグレーター等を含む。なお、ライトインテグレーターは、光学ロッドや回折要素に置換される場合もある。また、開口絞りは、円形絞り、変形照明用の輪帯照明絞り、及び４重極照明絞り等として構成される。

レチクルは、例えば、石英ガラス製であり、転写されるべき回路パターンが形成されている。そして、レチクルステージ９２は、一定の各方向に移動可能なステージであって、レチクルを保持する装置である。このレチクルステージ９２として、本発明の第２実施形態で示したステージ装置３０が好適に利用可能である。なお、レチクルステージ９２は、レチクルステージ定盤９５に保持されている。

投影光学系９３は、照明光学系９１からの露光光で照明されたレチクル上のパターンを所定倍率（例えば、１／４、若しくは１／５）で基板上に投影露光する。投影光学系９３としては、複数の光学要素のみから構成される光学系や、複数の光学要素と少なくとも一枚の凹面鏡とから構成される光学系（カタディオプトリック光学系）が採用可能である。若しくは、投影光学系９３として、複数の光学要素と少なくとも一枚のキノフォーム等の回折光学要素とから構成される光学系や、全ミラー型の光学系等も採用可能である。なお、上記レチクルステージ定盤９５及び投影光学系９３は、床面（基盤面）９６上に、ダンパ９７を介した鏡筒定盤９８に支持されている。

基板は、表面上にレジスト（感光剤）が塗布された、シリコンウエハ等の被処理体である。基板ステージ９４は、一定の各方向に移動可能なステージであって、基板を保持する装置である。この基板ステージ９４として、本発明の第１実施形態で示したステージ装置１００が、好適に利用可能である。なお、基板ステージ９４は、床面（基盤面）９６上に載置されたステージ定盤９９上に設置されている。

本実施形態の露光装置９０において、レチクルから発せられた回折光は、投影光学系９３を通過し、基板上に投影される。該基板とレチクルとは、共役の関係にある。走査型の投影露光装置の場合は、レチクルと基板とを走査することにより、レチクルのパターンを基板上に転写する。なお、ステッパー（ステップ・アンド・リピート方式の露光装置）の場合は、レチクルと基板とを静止させた状態で露光が行われる。

（デバイスの製造方法）
次に、上記露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド等のデバイスは、レジストが塗布された基板を、上記露光装置を用いて露光する工程と、露光された前記基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を経ることによって製造される。該周知の工程は、例えば、酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、及びパッケージング等の少なくとも１つの工程を含む。

なお、本発明は、その精神、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実現する事ができる。したがって、前述の実施形態は、あらゆる点において単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。

１ 定盤
３ 粗動ステージ
４ 微動ステージ
１０ リニアモータ可動子
１１ リニアモータ固定子
１６ 磁性体
１８ 電磁石
３０ 定盤
３１ ベース部
３２ 粗動ステージ
３３ 微動ステージ
３７ リニアモータ可動子
３８ リニアモータ固定子
３９ 磁性体
４０ 電磁石
９０ 露光装置
９１ 照明光学系
９２ レチクルステージ
９３ 投影光学系
９４ 基板ステージ
１００ ステージ装置
３００ ステージ装置
ＡＸ１ 第１軸
ＡＸ２ 第２軸

Claims (12)

1. 第１可動部と第２可動部とを含み、定盤に対して移動するステージと、
   前記第１可動部に対して前記第２可動部を位置決めする第１アクチュエータと、
   前記第１可動部に対して前記第２可動部の加減速をする第２アクチュエータと、
   を備えたステージ装置であって、
   前記第２アクチュエータは、前記第２可動部に第１軸に平行な方向へ力を与える電磁石と、前記第１軸に平行しない第２軸に平行な方向へ力を与える電磁石とを含む複数の電磁石で構成され、
   前記複数の電磁石は、該各電磁石の発生する力の力線が、前記第２可動部の重心からオフセットし、かつ、前記力線がそれぞれ複数個所で交差するように配置されることを特徴とするステージ装置。
2. 更に、前記第１及び第２アクチュエータを制御する制御部を有し、
   前記制御部は、前記電磁石に逆方向のモーメントを発生させることにより、前記第２アクチュエータを、前記第２可動部の回転方向で制御することを特徴とする請求項１に記載のステージ装置。
3. 前記制御部は、前記第２可動部を６軸方向に微小制御可能に、前記第１及び第２アクチュエータを制御することを特徴とする請求項１及び２に記載のステージ装置。
4. 前記第２アクチュエータの力線は、前記第２可動部の重心を通る直線を中心に線対象に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のステージ装置。
5. 前記第２アクチュエータの力線は、前記第２可動部の重心を通る面を中心に面対象に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のステージ装置。
6. 前記第１アクチュエータは、複数のリニアモータで構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のステージ装置。
7. 第１可動部と第２可動部とを含み、定盤に対して移動するステージと、
   前記第１可動部に対して前記第２可動部を駆動するための、コイルと磁石とを含むリニアモータ、及び、コイルとヨークと磁性体とを含む電磁石と、
   を備えたステージ装置であって、
   前記電磁石は、前記第２可動部に、第１軸に平行な方向へ力を与える複数の電磁石と、前記第１軸に平行しない第２軸に平行な方向へ力を与える複数の電磁石とを含み、前記各電磁石が発生する力の力線が前記第２可動部の重心を通らず、かつ、前記複数の電磁石のうちの一つの力線が残りの電磁石の力線のうち複数と交差するように配置されることを特徴とするステージ装置。
8. 前記リニアモータは、前記第１可動部に対して前記第２可動部を、前記第１軸及び前記第２軸を含む平面に垂直な方向に駆動することを特徴とする請求項７に記載のステージ装置。
9. 前記各電磁石は、前記第１可動部に対して前記第２可動部を、前記第１軸又は前記第２軸に平行な方向に駆動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. 前記電磁石は、前記ステージが移動する際に、前記第２可動部が前記第１可動部の移動に追従するように前記第１可動部と前記第２可動部との間に吸引力を発生することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のステージ装置。
11. 光源部からの光でレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルを載置して移動可能なレチクルステージと、前記レチクルからの光を被処理基板に導く投影光学系と、前記被処理基板を載置して移動可能な基板ステージとを有する露光装置であって、
    前記レチクルステージ及び前記基板ステージは、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のステージ装置を採用することを特徴とする露光装置。
12. 請求項１１に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    前記基板を現像する工程と、
    を有することを特徴とするデバイスの製造方法。

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