JP2013502600A - 物体処理装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

基板（Ｐ）の下方には、基板（Ｐ）の下面にエアを噴出する複数のエア浮上ユニット（５０）が配置され、基板（Ｐ）は、概ね水平となるように非接触支持される。また、基板（Ｐ）は、定点ステージ（４０）が有するチャック本体（８１）により被露光部位が下方から非接触保持され、その被露光部位の面位置がピンポイントで調整される。従って、基板（Ｐ）に高精度で露光を行うことがでる。チャック本体（８１）は、基板の位置に応じて、スキャン方向に移動するので、基板が露光領域（ＩＡ）に進入する際でも、確実に基板を保持できる。

Description

本発明は、物体処理装置、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、所定の二次元平面に沿って配置された平板状の物体に対して所定の処理を行う物体処理装置、前記物体を露光する露光装置及び露光方法、並びに前記露光装置又は露光方法を用いるデバイス製造方法に関する。

従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。

この種の露光装置では、露光対象物として表面に感光剤が塗布されたガラスプレート、あるいはウエハなどの基板（以下、基板と総称する）は、基板ステージ装置上に載置される。そして、回路パターンが形成されたマスク（あるいはレチクル）に露光光を照射し、該マスクを介した露光光を投影レンズ等の光学系を介して基板に照射することで、回路パターンが基板上に転写される（例えば、特許文献１（及び対応する特許文献２）参照）。

ここで、近年、露光装置の露光対象物である基板、特に液晶表示素子用の基板（矩形のガラス基板）は、そのサイズが、例えば一辺３メートル以上になるなど大型化する傾向にあり、これに伴い露光装置のステージ装置も大型化し、その重量も増大している。このため、露光対象物（基板）を高速、且つ高精度で案内でき、さらに小型化、軽量化を図ることが可能な簡単な構成のステージ装置の開発が望まれていた。

国際公開第２００８／１２９７６２号 米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書

本発明の第１の態様によれば、水平面に平行な所定の二次元平面に沿って配置された平板状の物体を、前記二次元平面内の少なくとも一軸方向に駆動する物体駆動装置と、前記物体駆動装置により一定の速度で駆動される前記物体に対し、その移動経路上の所定の領域内で、該物体表面の被処理部位に対して所定の処理を実行する実行装置と、前記物体よりも面積の狭い保持面を有する保持部材を含み、該保持部材を用いて前記物体の一部を下方から非接触状態で保持して該物体の前記二次元平面に交差する方向の位置を調整する調整装置と、前記物体の前記所定の領域に対する位置に応じて、前記保持部材を、位置を調整しつつ前記一軸方向に駆動する駆動装置と、を備える物体処理装置が、提供される。

これによれば、実行装置は、物体駆動装置により二次元平面内の一軸方向に一定の速度で駆動される平板状の物体表面の被処理部位に対し、その物体の移動経路上の所定の領域（処理領域）において、所定の処理を実行する。ここで、物体は、実行装置により上記所定の処理が実行される際、調整装置により、その二次元平面に交差する方向の位置が調整（位置決め）されるので、上記所定の処理を高精度で行うことができる。また、調整装置の保持部材は、物体の所定領域（処理領域）に対する位置に応じて、その位置が制御されるので、物体の二次元平面に交差する方向の位置決めを高精度で行うことが可能になる。

本発明の第２の態様によれば、エネルギビームを照射して物体を露光することにより所定のパターンを前記物体上に形成する露光装置であって、水平面に平行な所定の二次元平面に沿って配置された平板状の物体を、前記二次元平面内の少なくとも一軸方向に駆動する物体駆動装置と、前記物体駆動装置により一定の速度で駆動される前記物体の表面に、その移動経路上で前記エネルギビームを照射する露光系と、前記物体よりも面積の狭い保持面を有する保持部材を含み、該保持部材を用いて前記物体の一部を下方から非接触状態で保持して前記物体の前記二次元平面に交差する方向の位置を調整する調整装置と、前記露光系による前記エネルギビームの照射領域に対する前記物体の位置に応じて、前記保持部材を、前記一軸方向に駆動する駆動装置と、を備える第１の露光装置が、提供される。

これによれば、露光系は、物体駆動装置により二次元平面内の一軸方向に一定の速度で駆動される平板状の物体の表面に、その物体の移動経路上で、エネルギビームを照射して露光する。ここで、物体は、露光系により露光動作が実行される際、調整装置により、その二次元平面に交差する方向の位置が調整（位置決め）されるので、露光処理を高精度で行うことができる。また、調整装置の保持部材は、エネルギビームの照射領域に対する物体の位置に応じて、その位置が制御されるので、物体の二次元平面に交差する方向の位置決めを高精度で行うことが可能になる。

本発明の第３の態様によれば、エネルギビームを用いて前記物体を露光することにより所定のパターンを前記物体上に形成する露光装置であって、水平面に平行な所定の二次元平面内の一部の領域に、前記パターンを介した前記エネルギビームを照射する光学系と、前記二次元平面に沿って配置された平板状の物体を、前記二次元平面内の前記一部の領域を含む所定の領域内で少なくとも一軸方向に駆動する駆動装置と、前記物体が前記駆動装置により駆動される際に、前記一部の領域と同程度の大きさ又はこれより小さい保持面を有し、該保持面に対向する前記物体の一部を下方から非接触状態で保持して前記物体の前記二次元平面に交差する方向の位置を調整するとともに、前記一部の領域に対する前記物体の位置に応じて、前記一軸方向に移動する調整装置と、を備える第２の露光装置が、提供される。

これによれば、光学系は、駆動装置により二次元平面内の一軸方向に駆動される平板状の物体を、エネルギビームを照射して露光する。ここで、物体は、光学系により露光動作が実行される際、調整装置により、その二次元平面に交差する方向の位置が調整（位置決め）されるので、露光処理を高精度で行うことができる。また、調整装置は、エネルギビームの照射領域に対する物体の位置に応じて、保持面の位置が制御されるので、物体の二次元平面に交差する方向の位置決めを高精度で行うことが可能になる。

本発明の第４の態様によれば、本発明の物体処理装置又は露光装置を用いて前記物体を露光することと、前記露光された物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

ここで、物体としてフラットパネルディスプレイ用の基板を用いることにより、デバイスとしてフラットパネルディスプレイを製造する製造方法が提供される。フラットパネルディスプレイ用の基板は、ガラス基板などの他、フィルム状の部材なども含む。

本発明の第５の態様によれば、エネルギビームを用いて前記物体を露光することにより所定のパターンを前記物体上に形成する露光方法であって、前記パターンを介した前記エネルギビームが光学系により照射される一部の領域を含む水平面に平行な所定の二次元平面内の所定の領域内で、前記二次元平面に沿って配置された平板状の物体を、少なくとも一軸方向に駆動することと、前記移動体が駆動される際に、前記一部の領域に対する前記物体の位置に応じて、前記一部の領域と同程度の大きさ又はこれより小さい保持面の前記一軸方向の位置を変更しつつ、前記保持面に対向する前記物体の部分を、前記物体の下方から非接触状態で保持し、前記部分の前記二次元平面に交差する方向の位置を調整することと、を含む露光方法が、提供される。

本発明の第６の態様によれば、本発明の露光方法を用いて前記物体を露光することと、前記露光された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

第１の実施形態の液晶露光装置の構成を概略的に示す図である。 図１の液晶露光装置が有する基板ステージ装置の平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図２の基板ステージ装置が有する定点ステージの断面図である。 図５（Ａ）は図２の基板ステージ装置が有する基板保持枠の一部を拡大して示す平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、基板に露光処理を行う際の基板ステージ装置の動作を説明するための平面図である。 図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、露光動作時のエアチャックユニットの動作を説明するための平面図（その１）である。 図８（Ａ）〜図８（Ｄ）は、露光動作時のエアチャックユニットの動作を説明するための平面図（その２）である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、露光動作時の基板ステージ装置の動作を説明するための側面図である。 第２の実施形態に係る基板ステージ装置の平面図である。 図１０の基板ステージ装置の側面図である。 図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、図１０の基板ステージ装置を用いた露光動作時のエアチャックユニットの動作を説明するための平面図である。 第３の実施形態に係る基板検査装置の概略構成を示す図である。

《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態について、図１〜図９（Ｂ）に基づいて説明する。

図１には、第１の実施形態に係るフラットパネルディスプレイ、例えば液晶表示装置（液晶パネル）などの製造に用いられる液晶露光装置１０の概略構成が示されている。液晶露光装置１０は、液晶表示装置の表示パネルに用いられる矩形のガラス基板Ｐ（以下、単に基板Ｐと称する）を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。

液晶露光装置１０は、図１に示されるように、照明系ＩＯＰ、マスクＭを保持するマスクステージＭＳＴ、投影光学系ＰＬ、上記マスクステージＭＳＴ及び投影光学系ＰＬなどが搭載されたボディＢＤ、基板Ｐを保持する基板ステージ装置ＰＳＴ、及びこれらの制御系等を含んでいる。以下においては、露光時にマスクＭと基板Ｐとが投影光学系ＰＬに対してそれぞれ相対走査される方向をＸ軸方向とし、水平面内でこれに直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

照明系ＩＯＰは、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書などに開示される照明系と同様に構成されている。すなわち、照明系ＩＯＰは、図示しない光源（例えば、水銀ランプ）から射出された光を、それぞれ図示しない反射鏡、ダイクロイックミラー、シャッター、波長選択フィルタ、各種レンズなどを介して、露光用照明光（照明光）ＩＬとしてマスクＭに照射する。照明光ＩＬとしては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）などの光（あるいは、上記ｉ線、ｇ線、ｈ線の合成光）が用いられる。また、照明光ＩＬの波長は、波長選択フィルタにより、例えば要求される解像度に応じて適宜切り替えることが可能になっている。

マスクステージＭＳＴには、回路パターンなどがそのパターン面（図１における下面）に形成されたマスクＭが、例えば真空吸着（あるいは静電吸着）により固定されている。マスクステージＭＳＴは、後述するボディＢＤの一部である鏡筒定盤３１の上面に固定された一対のマスクステージガイド３５上に、例えば不図示のエアベアリングを介して非接触状態で浮上支持されている。マスクステージＭＳＴは、例えばリニアモータを含むマスクステージ駆動系（不図示）により、一対のマスクステージガイド３５上で、走査方向（Ｘ軸方向）に所定のストロークで駆動されるとともに、Ｙ軸方向、及びθｚ方向にそれぞれ適宜微少駆動される。マスクステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、不図示のレーザ干渉計を含むマスク干渉計システムにより計測される。

投影光学系ＰＬは、マスクステージＭＳＴの図１における下方において、鏡筒定盤３１に支持されている。本実施形態の投影光学系ＰＬは、例えば米国特許第６，５５２，７７５号明細書に開示された投影光学系と同様の構成を有している。すなわち、投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン像の投影領域が千鳥状に配置された複数の投影光学系（マルチレンズ投影光学系）を含み、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形状の単一のイメージフィールドを持つ投影光学系と同等に機能する。本実施形態では、複数の投影光学系それぞれとしては、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成するものが用いられている。また、以下では投影光学系ＰＬの千鳥状に配置された複数の投影領域をまとめて露光領域ＩＡ（図２参照）と呼ぶ。

このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってマスクＭ上の照明領域が照明されると、マスクＭを通過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のマスクＭの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの像面側に配置される、表面にレジスト（感応剤）が塗布された基板Ｐ上の照明領域に共役な照明光ＩＬの照射領域（露光領域ＩＡ）に形成される。そして、マスクステージＭＳＴと基板ステージ装置ＰＳＴとの同期駆動によって、照明領域（照明光ＩＬ）に対してマスクＭを走査方向（Ｘ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対して基板Ｐを走査方向（Ｘ軸方向）に相対移動させることで、基板Ｐ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にマスクＭのパターン（マスクパターン）が転写される。すなわち、本実施形態では照明系ＩＯＰ及び投影光学系ＰＬによって基板Ｐ上にマスクＭのパターンが生成され、照明光ＩＬによる基板Ｐ上の感応層（レジスト層）の露光によって基板Ｐ上にそのパターンが形成される。

ボディＢＤは、例えば米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書などに開示されているように、前述した鏡筒定盤３１と、鏡筒定盤３１の＋Ｙ側、−Ｙ側の端部それぞれを床面Ｆ上で下方から支持する一対の支持壁３２とを有している。一対の支持壁３２それぞれは、例えば空気バネを含む防振台３４を介して床面Ｆ上に支持されており、ボディＢＤは、床面Ｆに対して振動的に分離されている。また、一対の支持壁３２相互間にはＹ軸に平行に延設された断面矩形状（図３参照）の部材から成るＹビーム３３が架設されている。Ｙビーム３３の下面と、後述する定盤１２の上面との間には、所定のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）が形成されている。すなわち、Ｙビーム３３と定盤１２とは、非接触であり、振動的に分離されている。

基板ステージ装置ＰＳＴは、床面Ｆ上に設置された定盤１２と、基板Ｐを下方から非接触保持してその基板ＰのＺ軸方向、θｘ方向、及びθｙ方向の少なくとも一方向の位置（以下、面位置と称する）を調整する定点ステージ４０（図２参照）と、定盤１２上に設置された複数のエア浮上ユニット５０と、基板Ｐを保持する基板保持枠６０と、基板保持枠６０をＸ軸方向、及びＹ軸方向に（ＸＹ平面に沿って）駆動する駆動ユニット７０と、を備えている。

図２に示されるように、定盤１２は、平面視（＋Ｚ側から見て）でＸ軸方向を長手方向とする矩形板状の部材から成る。

定点ステージ４０は、図２に示されるように、定盤１２上の中央よりも幾分−Ｘ側の位置に配置されている。また、定点ステージ４０は、図４に示されるように、Ｙビーム３３上に搭載された重量キャンセラ４２、重量キャンセラ４２に支持されるチャック部材８４（後述するエアチャックユニット８０の一部）、チャック部材をＸＹ平面に交差する方向に駆動するためのアクチュエータ、例えば複数のＺボイスコイルモータ３８（以下、Ｚ−ＶＣＭ３８と略述する）、などを備えている。なお、図４では、図面の錯綜を避けるため、複数のエア浮上ユニット５０、基板保持枠６０、駆動ユニット７０などの図示が省略されている。

重量キャンセラ４２は、例えばＹビーム３３に固定されたケース４３と、ケース４３内の最下部に収容された空気バネ４４と、空気バネ４４に支持されたＺスライダ４５と、を備えている。ケース４３は、＋Ｚ側が開口した有底筒状の部材から成る。空気バネ４４は、ゴム系の材料により形成された中空の部材から成るベローズ４４ａと、ベローズ４４ａの上方（＋Ｚ側）、及び下方（−Ｚ側）に配置されたＸＹ平面に平行な一対のプレート４４ｂ（例えば、金属板）と、を有する。ベローズ４４ａの内部は、図示しない気体供給装置から気体が供給されることにより、外部に比べて圧力の高い陽圧空間となっている。重量キャンセラ４２は、空気バネ４４が発生する上向き（＋Ｚ方向）の力で、基板Ｐ、チャック部材８４、Ｚスライダ４５等の重量（重力加速度による下向き（−Ｚ方向）の力）を打ち消すことにより、複数のＺ−ＶＣＭ３８に対する負荷を低減する。

Ｚスライダ４５は、その下端部が空気バネ４４の＋Ｚ側に配置されたプレート４４ｂに固定された、Ｚ軸に平行に延設された柱状の部材から成る。Ｚスライダ４５は、複数の平行板バネ４６を介してケース４３の内壁面に接続されている。平行板バネ４６は、上下方向に離間して配置された、ＸＹ平面に平行な一対の板バネを有している。平行板バネ４６は、Ｚスライダの＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側、−Ｙ側の、例えば計４箇所で、Ｚスライダ４５とケース４３とを接続している（Ｚスライダ４５の＋Ｙ側及び−Ｙ側の平行板バネは不図示）。Ｚスライダ４５は、各平行板バネ４６の剛性（引張剛性）によりケース４３に対するＸＹ平面に平行な方向への相対移動が制限されるのに対し、Ｚ軸方向には、各平行板バネ４６の可撓性により、ケース４３に対してＺ軸方向に微少ストロークで相対移動可能となっている。従って、Ｚスライダ４５は、ベローズ４４ａ内の気体の圧力が調整されることにより、Ｙビーム３３に対して上下動する。なお、基板Ｐの重量をキャンセルするための上向きの力を発生する部材としては、上記空気バネ（ベローズ）に限らず、例えばエアシリンダ、コイルバネなどであっても良い。また、ＺスライダのＸＹ平面内の位置を拘束する部材としては、例えばＺスライダの側面に軸受面が対向する非接触スラスト軸受（例えばエアベアリングなどの気体静圧軸受）などを用いることもできる（国際公開第２００８／１２９７６２号（対応米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書）参照）。

エアチャックユニット８０は、図４に示されるように、基板Ｐの一部を下面側から非接触で吸着保持するチャック部材８４と、チャック部材８４をＸ軸方向に駆動する駆動ユニット９０と、チャック部材８４の移動をガイドするガイド板９１と、を備えている。

チャック部材８４は、チャック本体８１と該チャック本体８１の下面に一体的に固定されたベース８２とを含む。チャック本体８１は、高さ方向の低い（薄型の）直方体状の部材からなり、その上面（＋Ｚ側の面）は、平面視でＹ軸方向を長手方向とする長方形となっている（図２参照）。チャック本体８１の上面の面積は、露光領域ＩＡよりも広く設定され、特にスキャン方向であるＸ軸方向の寸法は、露光領域ＩＡのＸ軸方向の寸法よりも長く設定されている。

チャック本体８１は、その上面に図示しない複数の気体噴出孔を有しており、図示しない気体供給装置から供給される気体、例えば高圧空気を基板Ｐの下面に向けて噴出することにより、基板Ｐを浮上支持する。さらに、チャック本体８１は、その上面に図示しない複数の気体吸引孔を有している。チャック本体８１には、図示しない気体吸引装置（バキューム装置）が接続されており、その気体吸引装置は、チャック本体８１の気体吸引孔を介して、チャック本体８１上面と基板Ｐ下面との間の気体を吸引し、チャック本体８１と基板Ｐとの間に負圧を発生させる。チャック部材８４は、チャック本体８１から基板Ｐの下面に噴出する気体の圧力と、基板Ｐの下面との間の気体を吸引する際の負圧とのバランスにより、基板Ｐを非接触で吸着保持する。このように、チャック部材８４は、基板Ｐに、いわゆるプリロードをかけるので、チャック本体８１と基板Ｐとの間に形成される気体（エア）膜の剛性を高くすることができ、仮に基板Ｐに歪み、あるいは反りがあったとしても、基板Ｐの一部を確実にチャック本体８１の上面（基板保持面）に沿って矯正することができる。ただし、チャック本体８１は、基板ＰのＸＹ平面内の位置を拘束しないので、基板Ｐは、チャック本体８１により吸着保持された状態であっても、照明光ＩＬ（図１参照）に対してＸ軸方向（スキャン方向）及びＹ軸方向（ステップ方向）にそれぞれ相対移動することができる。

ここで、図５（Ｂ）に示されるように、本実施形態では、チャック本体８１の上面（基板保持面）と、基板Ｐの下面との間の距離Ｄａ（クリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離））が、例えば０．０２ｍｍ程度となるように、チャック本体８１の上面から噴出される気体の流量又は圧力、及び気体吸引装置が吸引する気体の流量又は圧力が設定されている。なお、気体噴出孔、及び気体吸引孔は、機械的な加工により形成されたものであっても良いし、チャック本体８１を多孔質材料で形成し、その孔部を用いても良い。この種のエアチャック部材（バキューム・プリロード・エアベアリング）の構成、機能の詳細については、例えば国際公開第２００８／１２１５６１号などに開示されている。

図４に戻り、ベース８２は、板状の部材から成る。ベース８２は、その下面に図示しない気体静圧軸受、例えばエアベアリングを有しており、後述するガイド板９１の上面に気体、例えば空気を噴出する。ベース８２とガイド板９１との間に形成される気体膜の剛性により、ベース８２の下面とガイド板９１の上面との間には、一定のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）が形成される。

チャック部材８４をＸ軸方向に駆動する駆動ユニット９０は、Ｙビーム３３の＋Ｘ側、及び−Ｘ側それぞれに一本ずつ配置された支持ポスト９２と、各支持ポスト９２の上端及び下端近傍それぞれに（合計４箇所に）設けられた各一対のプーリ９３（図７（Ａ）参照）と、２本の駆動ベルト９４（図７（Ａ）参照）とを有している。一対の支持ポスト９２それぞれは、Ｚ軸に平行に延設された柱状の部材から成り、−Ｚ側の端部が定盤１２に接続されている。一対のプーリ９３それぞれは、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されている（図７（Ａ）参照）。一対のプーリ９３それぞれは、Ｙ軸に平行なシャフト９５に回転可能に支持されている。＋Ｘ側且つ−Ｚ側の一対のプーリ９３を支持するシャフト９５には、そのシャフト９５を回転させるための駆動装置、例えば電動モータ９６が接続されている。電動モータ９６は、図示しない主制御装置により制御される。

２本の駆動ベルト９４は、互いに平行に、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されている（図７（Ａ）参照）。２本の駆動ベルト９４それぞれの一端は、ベース８２の＋Ｘ側の側面に接続されている。また、２本の駆動ベルト９４それぞれは、その中間部分が、一端側から見て順に＋Ｘ側且つ＋Ｚ側のプーリ９３、＋Ｘ側且つ−Ｚ側のプーリ９３、−Ｘ側且つ−Ｚ側のプーリ９３、及び−Ｘ側且つ＋Ｚ側のプーリ９３、に巻き掛けられるとともに、その他端がベース８２の−Ｘ側の側面に固定されている。一対の駆動ベルト９４のうち、＋Ｘ側且つ−Ｚ側の一対のプーリ９３と、−Ｘ側且つ−Ｚ側の一対のプーリ９３とに架け渡された領域は、Ｙビーム３３の下方を通過している。

従って、電動モータにより＋Ｘ側且つ−Ｚ側のプーリ９３が回転されると、そのプーリ９３と駆動ベルト９４との間に発生する摩擦力により、チャック部材８４が駆動ベルト９４に牽引されて＋Ｘ方向、又は−Ｘ方向に移動する。チャック部材８４の位置は、例えばロータリエンコーダなどを用いて計測されたプーリ９３（あるいはシャフト９５）の回転数に基づいて、図示しない主制御装置によりオープンループ制御される。なお、チャック部材８４をＸ軸方向に駆動するための駆動装置の構成は、これに限られず、例えば送りネジ機構、あるいはラック・アンド・ピニオン機構を含む駆動装置、又はリニアモータによりチャック部材を駆動しても良い。また、上記駆動ベルトに換えて、例えばロープなどを用いチャック部材を牽引しても良い。

ガイド板９１の下面中央には、半球面状の軸受面を有する気体静圧軸受、例えば球面エアベアリング８３が固定されている。球面エアベアリング８３は、Ｚスライダ４５の＋Ｚ側の端面（上面）に形成された凹部４５ａに嵌合している。これにより、ガイド板９１が、ＸＹ平面に対して揺動自在（θｘ及びθｙ方向に回転自在）にＺスライダ４５に支持される。前述したように、ガイド板９１とチャック部材８４（ベース８２）との間には、一定のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）が形成されるので、ガイド板９１がＸＹ平面に対して揺動すると、チャック部材８４が、ガイド板９１と一体的にＸＹ平面に対して揺動する。なお、ガイド板９１をＸＹ平面に対して揺動自在に支持する構造としては、例えば国際公開第２００８／１２９７６２号に開示されるような、複数のエアパッド（エアベアリング）を用いた疑似球面軸受構造であっても良いし、弾性ヒンジ装置を用いても良い。

複数、本実施形態では４つのＺ−ＶＣＭ３８は、重量キャンセラ４２の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側、−Ｙ側それぞれに、１つずつ設けられている（−Ｙ側のＺ―ＶＣＭ３８は、図３参照。＋Ｙ側のＺ−ＶＣＭは、図示省略）。４つのＺ−ＶＣＭ３８は、その設置位置が異なる以外は、同一の構成及び機能を有している。４つのＺ−ＶＣＭ３８それぞれは、定盤１２上に設置されたベースフレーム８５に固定されたＺ固定子４７と、ガイド板９１の下面に固定されたＺ可動子４８とを含む。

ベースフレーム８５は、平面視で円環状に形成された板状部材から成る本体部８５ａと、本体部８５ａを定盤１２上で下方から支持する複数の脚部８５ｂと、を含む。本体部８５ａは、Ｙビーム３３の上方に配置され、その中央部に形成された開口部内に重量キャンセラ４２が挿入されている。このため、本体部８５ａは、Ｙビーム３３、及び重量キャンセラ４２それぞれと非接触となっている。複数（ただし、３本以上）の脚部８５ｂそれぞれは、Ｚ軸に平行に延設された部材から成り、＋Ｚ側の端部が本体部８５ａに接続され、−Ｚ側の端部が定盤１２に固定されている。複数の脚部８５ｂそれぞれは、Ｙビーム３３に複数の脚部８５ｂそれぞれに対応して形成された、Ｚ軸方向に貫通する複数の貫通孔３３ａに挿入されており、Ｙビーム３３とは非接触となっている。

Ｚ可動子４８は、断面逆Ｕ字状の部材から成り、一対の対向面それぞれに磁石を含む磁石ユニット４９を有している。一方、Ｚ固定子４７は、コイルを含むコイルユニット（図示省略）を有しており、そのコイルユニットは、一対の磁石ユニット４９間に挿入されている。Ｚ固定子４７のコイルに供給される電流の大きさ、向きなどは、図示しない主制御装置により制御され、コイルユニットのコイルに電流が供給されると、コイルユニットと磁石ユニットとの電磁的相互作用により発生する電磁力（ローレンツ力）により、Ｚ可動子４８（すなわちガイド板９１）がＺ固定子４７（すなわちベースフレーム８５）に対してＺ軸方向に駆動される。図示しない主制御装置は、４つのＺ−ＶＣＭ３８を同期制御することにより、ガイド板９１をＺ軸方向に駆動する（上下動させる）。また、主制御装置は、４つのＺ固定子４７が有するコイルそれぞれに供給する電流の大きさ、向きなどを適宜制御することにより、ガイド板９１をＸＹ平面に対して任意の方向に揺動させる（θｘ方向、θｙ方向に駆動する）。定点ステージ４０は、これにより基板Ｐのうち、チャック部材８４（チャック本体８１）が保持する部位のＺ軸方向の位置、及びθｘ、θｙ方向の位置の少なくともひとつを調整する。なお、本実施形態のＺ軸ＶＣＭそれぞれは、可動子が磁石ユニットを有するムービングマグネット式のボイスコイルモータであるが、これに限らず、可動子がコイルユニットを有するムービングコイル式のボイスコイルモータであっても良い。また、駆動方式もローレンツ力駆動方式以外の駆動方式であっても良い。

ここで、４つのＺ−ＶＣＭ３８それぞれのＺ固定子４７は、ベースフレーム８５上に搭載されているため、４つのＺ−ＶＣＭ３８を用いてガイド板９１をＺ軸方向、あるいはθｘ方向、θｙ方向に駆動する際にＺ固定子４７に作用する駆動力の反力は、Ｙビーム３３に伝達されない。従って、Ｚ−ＶＣＭ３８を用いてガイド板９１を駆動しても、重量キャンセラ４２の動作には、何ら影響がない。また、Ｙビーム３３を有するボディＢＤにも駆動力の反力が伝達されないので、Ｚ−ＶＣＭ３８を用いてガイド板９１を駆動しても、投影光学系ＰＬなどにその駆動力の反力の影響が及ぶことがない。なお、Ｚ−ＶＣＭ３８は、ガイド板９１をＺ軸方向に沿って上下動させること、及びＸＹ平面に対して任意の方向に揺動させることができれば良いので、例えば同一直線上にない３箇所に設けられていれば、３つでも良い。

Ｚ−ＶＣＭ３８により駆動されるガイド板９１の位置情報は、複数、本実施形態では、例えば４つのＺセンサ８６を用いて求められる。Ｚセンサ８６は、４つのＺ−ＶＣＭ３８に対応して、重量キャンセラ４２の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側、−Ｙ側それぞれに、１つずつ設けられている（＋Ｙ側、−Ｙ側のＺセンサは、図示省略）。これにより、本実施形態では、Ｚ−ＶＣＭにより駆動される被駆動物（ここでは、ガイド板９１）上におけるＺ−ＶＣＭによる駆動点（駆動力の作用点）とＺセンサ８６による計測点とを近づけることで、計測点と駆動点との間の被駆動物の剛性を高くして、Ｚセンサ８６の制御性を高くしている。すなわち被駆動物による駆動量に対応した正確な計測値をＺセンサ８６が出力することで、位置決め時間の短縮を図っている。Ｚセンサ８６は、制御性を高くする観点からは、サンプリング周期も短いものが望ましい。

４つのＺセンサ８６それぞれは、実質的に同じものである。Ｚセンサ８６は、ガイド板９１の下面に固定されたターゲット８７と共に、Ｙビーム３３を基準とするガイド板９１のＺ軸方向の位置情報を求める、例えば静電容量式（あるいは渦電流式）位置センサを構成している。前述したように、ガイド板９１の上面とベース８２の下面との間の距離は一定であるため、図示しない主制御装置は、４つのＺセンサ８６の出力に基づいてチャック部材８４のＺ軸方向及びθｘ、θｙ各方向に関する位置情報を常時求めことができ、その計測値に基づいて４つのＺ−ＶＣＭ３８を適宜制御することによりチャック部材８４の上面の位置を制御する。ここで、チャック部材８４の最終的な位置は、近接上空を通過する基板Ｐの上面が、常に投影光学系ＰＬの焦点位置高さになるように制御される。図示しない主制御装置は、不図示の面位置計測系（オートフォーカス装置）により、基板Ｐの上面の位置（面位置）をモニタしつつ、その基板Ｐの上面が投影光学系ＰＬの焦点深度内に常に位置するように（投影光学系ＰＬが常に基板Ｐ上面に合焦しているように）、チャック部材８４を制御性の高いＺセンサ８６の位置情報を用いて駆動制御している。ここで、面位置計測系（オートフォーカス装置）は、露光領域ＩＡ内でＹ軸方向の位置が異なる複数の計測点を有している。例えば、各投影領域内に少なくとも１個、計測点が配置されている。この場合、その複数の計測点は、複数の投影領域の千鳥状の配置に応じて、Ｘ軸方向に離れて２列配置されることになる。従って、その複数の計測点の計測値（面位置）に基づいて、露光領域ＩＡ部分の基板Ｐ表面のＺ位置に加え、基板Ｐのピッチング量（θｙ回転）、及びローリング量（θｘ回転）を求めることができる。また、面位置計測系は、その複数の計測点とは別に、あるいはそれに加えて、露光領域ＩＡのＹ軸方向（非走査方向）の外側に計測点を有していても良い。この場合、その外側の計測点を含むＹ軸方向の最外に位置する２つの計測点の計測値を用いることで、ローリング量（θｘ回転）を、より正確に求めることが可能になる。また、面位置計測系は、露光領域ＩＡの外側にＸ軸方向（走査方向）に少し離れた位置に、別の計測点を有していても良い。この場合には、基板Ｐのフォーカス・レベリングのいわゆる先読み制御が可能になる。この他、面位置計測系は、各投影領域内に少なくとも１個配置された複数の計測点に代えて、あるいは加えて、露光領域ＩＡからＸ軸方向（走査方向）に離れた位置にＹ軸方向に配列された複数の計測点（その配置領域は、露光領域ＩＡのＹ軸方向の位置に対応する）を有していても良い。かかる場合には、露光開始に先立って、例えばアライメント計測時に、基板Ｐの面位置の分布を事前に取得するフォーカスマッピングが可能になる。露光時には、そのフォーカスマッピングで得た情報を用いて、基板Ｐのフォーカス・レベリング制御が行われる。基板のフォーカスマッピング及びその情報を用いる露光時の基板のフォーカス・レベリング制御については、例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに詳細に開示されている。

なお、Ｚセンサは、ガイド板９１のＺ軸方向及びθｘ、θｙ各方向に関する位置情報を求めることができれば良いので、例えば同一直線上にない３箇所に設けられていれば、３つでも良い。

複数のエア浮上ユニット５０（本実施形態では、例えば３４台）は、基板Ｐが水平面に略平行となるように、基板Ｐ（ただし、前述の定点ステージ４０に保持される部分を除く）を下方から非接触支持することにより、基板Ｐに外部からの振動が伝達されることを防止したり、基板Ｐがその自重により変形して（撓んで）割れることを防止したり、あるいは基板Ｐの自重によるＺ軸方向への撓みに起因して発生する、基板ＰのＸＹ各方向の寸法誤差（又はＸＹ平面内の位置ずれ）の発生を抑制したりする。

複数のエア浮上ユニット５０それぞれは、その配置位置、あるいは大きさが異なる以外は、実質的に同じ機能を有する。本実施形態では、図２に示されるように、定点ステージ４０の＋Ｙ側及び−Ｙ側に、例えば各１台のエア浮上ユニット５０が配置され、定点ステージ４０の＋Ｘ側、−Ｘ側それぞれに、Ｙ軸方向に沿って等間隔で配列された、例えば８台のエア浮上ユニット５０から成るエア浮上ユニット列が、Ｘ軸方向に沿って各２列、所定間隔で配置されている。すなわち、複数のエア浮上ユニット５０は、定点ステージ４０の周囲を囲むように配置されている。以下、４列のエア浮上ユニット列について、便宜上−Ｘ側から順に第１〜第４列目と称するとともに、各エア浮上ユニット列を構成する８台のエア浮上ユニットについて、便宜上−Ｙ側から順に第１〜第８台目と称して説明する。なお、第２及び第３列目のエア浮上ユニット列それぞれを構成する第４及び第５台目のエア浮上ユニット５０は、その他のエア浮上ユニット５０に比べて小さいが、その能力（例えば、単位面積あたりのエア噴出量）は、その他のエア浮上ユニット５０と同じである。

各エア浮上ユニット５０は、図３に示されるように、例えば基板Ｐの下面に気体（例えば空気）を噴出する本体部５１、本体部５１を下方から支持する支持部５２、及び支持部５２を定盤１２上で下方から支持する複数、例えば一対の脚部５３、を含む。本体部５１は、直方体状の部材から成り、その上面（＋Ｚ側の面）に、複数の気体噴出孔を有している。本体部５１は、気体（エア）を基板Ｐの下面に向けて噴出することにより基板Ｐを浮上支持し、基板ＰがＸＹ平面に沿って移動する際、その移動をガイドする。複数のエア浮上ユニット５０それぞれの上面は、同一のＸＹ平面上に位置している。なお、エア浮上ユニットは、外部に設けられた図示しない気体供給装置から気体が供給されるように構成しても良いし、エア浮上ユニット自体が、例えばファンなどの送気装置を有していても良い。本実施形態では、図５（Ｂ）に示されるように、本体部５１の上面（エア噴出面）と、基板Ｐの下面との間の距離Ｄｂ（クリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離））が、例えば０．８ｍｍ程度となるように、本体部５１から噴出される気体の圧力及び流量が設定されている。なお、気体噴出孔は、機械的な加工により形成されたものであっても良いし、本体部を多孔質材料で形成し、その孔部を用いても良い。

支持部５２は、平面視長方形の板状部材から成り、その下面が一対の脚部５３に支持されている。なお、定点ステージ４０の＋Ｙ側、−Ｙ側それぞれに配置された一対（２台）のエア浮上ユニット５０の脚部は、Ｙビーム３３に接触しないように構成されている（例えば、逆Ｕ字状に形成され、Ｙビーム３３を跨いで配置されている）。なお、複数のエア浮上ユニットの数、及びその配置は、上記説明で例示したものに限られず、例えば基板Ｐの大きさ、形状、重量、移動可能範囲、あるいは各エア浮上ユニットの能力などに応じて適宜変更が可能である。また、各エア浮上ユニットの支持面（気体噴出面）の形状、隣接するエア浮上ユニット間の間隔なども、特に限定されない。要は、エア浮上ユニットは、基板Ｐの移動可能範囲の全体（あるいは移動可能範囲よりも幾分広い領域）をカバーするように配置されていれば良い。

基板保持枠６０は、図２に示されるように、平面視でＸ軸方向を長手方向とする矩形の外形形状（輪郭）を有する枠状に形成されている。基板保持枠６０は、Ｘ軸方向を長手方向とするＸＹ平面に平行な平板状の部材であるＸ枠部材６１ｘを、Ｙ軸方向に所定間隔で一対有し、一対のＸ枠部材６１ｘは、＋Ｘ側、−Ｘ側の端部それぞれにおいて、Ｙ軸方向を長手方向とするＸＹ平面に平行な平板状の部材であるＹ枠部材６１ｙにより接続されている。一対のＸ枠部材６１ｘ、及び一対のＹ枠部材６１ｙそれぞれは、例えばＧＦＲＰ（Glass Fiber Reinforced Plastics）などの繊維強化合成樹脂材料、あるいはセラミックスなどにより形成することが、剛性の確保、及び軽量化の観点から好ましい。

−Ｙ側のＸ枠部材６１ｘの上面には、−Ｙ側の面にＹ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡６２ｙが固定されている。また、−Ｘ側のＹ枠部材６１ｙの上面には、−Ｘ側の面にＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動鏡６２ｘが固定されている。基板保持枠６０（すなわち基板Ｐ）のＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、Ｘ移動鏡６２ｘの反射面に測長ビームを照射する複数、例えば２台のＸレーザ干渉計６３ｘ、及びＹ移動鏡６２ｙの反射面に測長ビームを照射する複数、例えば２台のＹレーザ干渉計６３ｙを含むレーザ干渉計システムにより、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。Ｘレーザ干渉計６３ｘ、Ｙレーザ干渉計６３ｙは、それぞれ所定の固定部材６４ｘ、６４ｙを介してボディＢＤ（図３では不図示。図１参照）に固定されている。なお、Ｘレーザ干渉計６３ｘ、Ｙレーザ干渉計６３ｙは、それぞれ基板保持枠６０の移動可能範囲内で、少なくとも一つの干渉計からの測長ビームが対応する移動鏡に照射されるように、その台数及び間隔が設定されている。従って、各干渉計の台数は２台に限定されず、基板保持枠の移動ストロークによっては、例えば１台のみ、あるいは３台以上であっても良い。また、複数の測長ビームを用いる場合、光学系を複数設け、光源や制御ユニットは複数の測長ビームで共用しても良い。

基板保持枠６０は、基板Ｐの端部（外周縁部）を下方から真空吸着保持する複数、例えば４つの保持ユニット６５を有している。４つの保持ユニット６５は、一対のＸ枠部材６１ｘそれぞれの互いに対向する対向面に２つずつ、Ｘ軸方向に離間して取り付けられている。なお、保持ユニットの数及び配置は、これに限られず、例えば基板の大きさ、撓みやすさなどに応じて適宜追加しても良い。また、保持ユニットは、Ｙ枠部材に取り付けられても良い。

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）から分かるように、保持ユニット６５は、ＹＺ断面Ｌ字状に形成されたハンド６６を有している。ハンド６６の基板載置面部には、基板Ｐを例えば真空吸着により吸着保持するための吸着パッド６７が設けられている。また、ハンド６６の上端部には、図示しないバキューム装置に一端が接続されたチューブ（図示省略）の他端が接続される継手部材６８が設けられている。吸着パッド６７と継手部材６８とは、ハンド６６内部に設けられた配管部材を介して連通している。ハンド６６とＸ枠部材６１ｘとの互いに対向する対向面には、それぞれ凸状に張り出した凸状部６９ａが形成され、その互いに対向する一対の凸状部６９ａ間には、Ｚ軸方向に離間した一対のＸＹ平面に平行な板バネ６９が複数のボルト６９ｂを介して架設されている。すなわち、ハンド６６とＸ枠部材６１ｘとは、平行板バネにより接続されている。従って、ハンド６６は、Ｘ枠部材６１ｘに対してＸ軸方向、及びＹ軸方向に関しては、板バネ６９の剛性によりその位置が拘束されるのに対し、Ｚ軸方向（鉛直方向）には、板バネ６９の弾性により、θｘ方向に回転することなくＺ軸方向に変位（上下動）することができる。

ここで、ハンド６６の下端面（−Ｚ側端面）は、一対のＸ枠部材６１ｘ及び一対のＹ枠部材６１ｙそれぞれの下端面（−Ｚ側端面）よりも−Ｚ側に張り出している。ただし、ハンド６６のうち、基板載置面部の厚みＴは、エア浮上ユニット５０の気体噴出面と、基板Ｐの下面との間の距離Ｄｂ（本実施形態では、例えば０．８ｍｍ程度）よりも薄く（例えば、０．５ｍｍ程度に）設定されている。このため、ハンド６６の基板載置面部の下面と、複数のエア浮上ユニット５０の上面との間には、例えば０．３ｍｍ程度のクリアランス（隙間／間隔／間隙（ギャップ）／空間距離）が形成され、基板保持枠６０が複数のエア浮上ユニット５０上をＸＹ平面に平行に移動する際、ハンド６６とエア浮上ユニット５０とは接触しない。なお、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示されるように、基板Ｐの露光動作中、ハンド６６は、定点ステージ４０の上方を通過することがないので、ハンド６６とチャック部材８４とが接触することもない。なお、ハンド６６の基板載置面部は、上述のように厚みが薄いのでＺ軸方向の剛性が低いが、基板Ｐに当接する部分（ＸＹ平面に平行な平面部）の面積を広くすることができるので、吸着パッドを大型化することができ、基板の吸着力が向上する。また、ハンド自体のＸＹ平面に平行な方向に剛性を確保することができる。

駆動ユニット７０は、図３に示されるように、定盤１２上に固定された一対のＸガイド７１と、一対のＸガイド７１にそれぞれ搭載され、Ｘガイド７１上をＸ軸方向に移動可能な一対のＸ可動部７２（−Ｙ側のＸ可動部は図示省略）と、一対のＸ可動部７２間に架設されたＹガイド７３と、Ｙガイド７３に搭載され、Ｙガイド７３上をＹ軸方向に移動可能なＹ可動部７４と、を有している。基板保持枠６０は、図２及び図３に示されるように、＋Ｘ側のＹ枠部材６１ｙがＹ可動部７４に固定されている。

一対のＸガイド７１は、その配置位置が異なる以外、実質的に同じものである。一対のＸガイド７１それぞれは、図２に示されるように、Ｙビーム３３よりも＋Ｘ側の領域に、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されている。一方（−Ｙ側）のＸガイド７１は、第３及び第４列目のエア浮上ユニット列それぞれを構成する２台目のエア浮上ユニット５０と、３台目のエア浮上ユニット５０と、の間に配置され、他方（＋Ｙ側）のＸガイド７１は、第３及び第４列目のエア浮上ユニット列それぞれを構成する６台目のエア浮上ユニット５０と、７台目のエア浮上ユニット５０と、の間に配置されている。また、一対のＸガイド７１それぞれは、第４列目のエア浮上ユニット列よりもさらに＋Ｘ側に延びている。なお、図３では、図面の錯綜を避ける観点から、エア浮上ユニット５０の図示が一部省略されている。一対のＸガイド７１それぞれは、Ｘ軸方向を長手方向とするＸＺ平面に平行な板状の部材から成る本体部７１ａと、本体部７１ａを定盤１２上で支持する複数、例えば３つの支持台７１ｂと、を有している（図１参照）。本体部７１ａは、その上面が複数のエア浮上ユニット５０それぞれの支持部５２よりも下方に位置するように、そのＺ軸方向の位置が設定されている。

本体部７１ａの＋Ｙ側の側面、−Ｙ側の側面、及び上面（＋Ｚ側の面）には、図１に示されるように、それぞれＸ軸に平行に延設されたＸリニアガイド７５が固定されている。また、本体部７１ａの＋Ｙ側、−Ｙ側それぞれの側面には、Ｘ軸方向に沿って配列された複数の磁石を含む磁石ユニット７６が固定されている（図３参照）。

一対のＸ可動部７２それぞれは、図１に示されるように、ＹＺ断面が逆Ｕ字状の部材から成り、一対の対向面間に前述のＸガイド７１が挿入されている。一対のＸ可動部７２それぞれの内側面（天井面及び互いに対向する一対の対向面）には、それぞれ断面Ｕ字状に形成されたスライダ７７が固定されている。スライダ７７は、図示しない転動体（例えばボール、ころなど）を有し、Ｘリニアガイド７５にスライド可能な状態で係合（嵌合）している。また、Ｘ可動部７２の一対の対向面それぞれには、コイルを含むコイルユニット７８が、Ｘガイド７１に固定された磁石ユニット７６に対向して固定されている。一対のコイルユニット７８は、一対の磁石ユニット７６との電磁的相互作用によりＸ可動部７２をＸガイド７１上でＸ軸方向に駆動する電磁力（ローレンツ力）駆動方式のＸリニアモータを構成している。コイルユニット７８のコイルに供給される電流の大きさ、方向などは、不図示の主制御装置により制御される。Ｘ可動部７２のＸ軸方向に関する位置情報は、不図示のリニアエンコーダシステム、あるいは干渉計システムにより高精度で計測される。

一対のＸ可動部７２それぞれの上面には、Ｚ軸に平行なシャフト７９の一端（下端）が固定されている。−Ｙ側のシャフト７９は、図１に示されるように、第４列目（Ｘ可動部７２の位置によっては第３列目）のエア浮上ユニット列を構成する２台目のエア浮上ユニット５０と、３台目のエア浮上ユニット５０との間を通過して各エア浮上ユニット５０の上面（気体噴出面）よりも＋Ｚ側に延びている。また、＋Ｙ側のシャフト７９は、第４列目（Ｘ可動部７２の位置によっては第３列目）のエア浮上ユニット列を構成する６台目のエア浮上ユニット５０と、７台目のエア浮上ユニット５０との間を通過している。一対のシャフト７９それぞれの他端（上端）は、Ｙガイド７３の下面に固定されている（図３参照）。従って、Ｙガイド７３は、エア浮上ユニット５０の上面よりも上方に配置されている。Ｙガイド７３は、Ｙ軸方向を長手方向とする板状部材から成り、その内部にＹ軸方向に沿って配列された複数の磁石を含む図示しない磁石ユニットを有している。ここで、基板Ｐに露光処理などを行う際、Ｙガイド７３は、図３に示されるように、複数のエア浮上ユニット５０の上方に配置されることから、その下面がエア浮上ユニット５０から噴出されるエアにより支持され、これにより、Ｙガイド７３は、例えばそのＹ軸方向両端部の自重による垂れ下がりが防止される。従って、上記垂れ下がりを防止するための剛性を確保する必要がなく、Ｙガイド７３の軽量化を図ることができる。

Ｙ可動部７４は、図３に示されるように、内部に空間を有する、高さ方向寸法の小さい（薄い）箱形の部材から成り、その下面には、シャフト７９の通過を許容する開口部が形成されている。また、Ｙ可動部７４は、＋Ｙ側及び−Ｙ側の側面にも開口部を有しており、その開口部を介してＹ可動部７４内にＹガイド７３が挿入されている。また、Ｙ可動部７４は、Ｙガイド７３に対する対向面に図示しない非接触スラスト軸受、例えばエアベアリングを有しており、Ｙガイド７３上を非接触状態でＹ軸方向に移動可能になっている。基板Ｐを保持する基板保持枠６０は、Ｙ可動部７４に固定されていることから、前述した定点ステージ４０、及び複数のエア浮上ユニット５０それぞれに対して、非接触状態とされている。

さらに、Ｙ可動部７４は、その内部にコイルを含むコイルユニット（図示省略）を有している。コイルユニットは、Ｙガイド７３の有する磁石ユニットとの電磁的相互作用により、Ｙ可動部７４をＹガイド７３上でＹ軸方向に駆動する電磁力駆動方式のＹリニアモータを構成している。コイルユニットのコイルに供給される電流の大きさ、方向などは、不図示の主制御装置により制御される。Ｙ可動部７４のＹ軸方向に関する位置情報は、不図示のリニアエンコーダシステム、あるいは干渉計システムにより高精度で計測される。なお、上述したＸリニアモータ、Ｙリニアモータは、ムービングマグネット式及びムービングコイル式のいずれであっても良いし、その駆動方式もローレンツ力駆動方式に限らず、可変磁気抵抗駆動方式等のその他の方式であっても良い。また、上述したＸ可動部をＸ軸方向に駆動する駆動装置、及びＹ可動部をＹ軸方向に駆動する駆動装置としては、例えば要求される基板の位置決め精度、スループット、基板の移動ストロークなどに応じて、例えばボールネジ、あるいはラック・アンド・ピニオンなどを含む一軸駆動装置を用いても良いし、例えばワイヤー、あるいはベルトなどを用いてＸ可動部、Ｙ可動部をＸ軸方向、Ｙ軸方向それぞれに牽引する装置を用いても良い。

また、液晶露光装置１０は、この他にも投影光学系ＰＬの直下に位置する基板Ｐの表面（上面）の面位置情報（Ｚ軸、θｘ、θｙの各方向の位置情報）を計測する面位置計測系（図示省略）を有している。面位置計測系としては、例えば、米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるような斜入射方式のものを用いることができる。

上述のようにして構成された液晶露光装置１０（図１参照）では、不図示の主制御装置の管理の下、不図示のマスクローダによって、マスクステージＭＳＴへのマスクＭのロード、及び不図示の基板ローダによって、基板ステージ装置ＰＳＴへの基板Ｐのロードが行なわれる。その後、主制御装置により、不図示のアライメント検出系を用いてアライメント計測が実行され、アライメント計測の終了後、ステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行なわれる。

図６（Ａ）〜図６（Ｃ）には、上記露光動作時における基板ステージ装置ＰＳＴの動作の一例が示されている。なお、以下では、基板Ｐの＋Ｙ側、−Ｙ側の領域それぞれにＸ軸方向を長手方向とする矩形のショット領域が一つずつ設定された、いわゆる２面取りの場合について説明する。図６（Ａ）に示されるように、露光動作は、基板Ｐの−Ｙ側且つ−Ｘ側の領域から、基板Ｐの−Ｙ側且つ＋Ｘ側の領域に向けて行われる。この際、駆動ユニット７０のＸ可動部７２（図１等参照）がＸガイド７１上で−Ｘ方向に駆動されることにより、基板Ｐが露光領域ＩＡに対して−Ｘ方向に駆動され（図６（Ａ）の黒矢印参照）、基板Ｐの−Ｙ側の領域にスキャン動作（露光動作）が行われる。次いで、基板ステージ装置ＰＳＴは、図６（Ｂ）に示されるように、駆動ユニット７０のＹ可動部７４がＹガイド７３上で−Ｙ方向に駆動されることにより（図６（Ｂ）の白矢印参照）、ステップ動作が行われる。なお、図６（Ｂ）では、理解を容易にするために基板Ｐが露光領域ＩＡ内に位置した状態でステップ動作が行われる図が示されているが、実際のステップ動作は、図６（Ｂ）に示される状態よりも、基板Ｐをより−Ｘ側に位置させた状態で行われる。この後、図６（Ｃ）に示されるように、駆動ユニット７０のＸ可動部７２（図１等参照）がＸガイド７１上で＋Ｘ方向に駆動されることにより、基板Ｐが露光領域ＩＡに対して＋Ｘ方向に駆動され（図６（Ｃ）の黒矢印参照）、基板Ｐの＋Ｙ側の領域にスキャン動作（露光動作）が行われる。

主制御装置は、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示されるステップ・アンド・スキャン方式の露光動作が行われている最中、干渉計システム及び面位置計測系を用いて常時、基板ＰのＸＹ平面内の位置情報、及び基板表面の被露光部位の面位置情報を計測し、その計測値に基づいて４つのＺ−ＶＣＭ３８を適宜制御して、基板Ｐのうち、定点ステージ４０により保持される部分、すなわち投影光学系ＰＬの直下に位置する被露光部位の面位置（Ｚ軸方向、θｘ及びθｙ各方向の位置）を投影光学系ＰＬの焦点深度内に位置するように調整（位置決め）する。これにより、本実施形態の液晶露光装置１０が有する基板ステージ装置ＰＳＴでは、例えば仮に基板Ｐの表面にうねり、あるいは基板Ｐに厚みの誤差があったとしても、確実に基板Ｐの被露光部位の面位置を、投影光学系ＰＬの焦点深度内に位置させることができ、露光精度を向上させることができる。

ここで、基板ステージ装置ＰＳＴでは、前述したように定点ステージ４０のエアチャックユニット８０のチャック本体８１（チャック部材８４）の位置がＸ軸方向に関して可変となっている。図示しない主制御装置は、露光動作時の基板Ｐの位置に応じて、チャック本体８１（チャック部材８４）のＸ軸方向に関する位置を制御する。以下、図７（Ａ）〜図８（Ｃ）を用いてエアチャックユニット８０の動作の一例を具体的に説明する。なお、図７（Ａ）〜図８（Ｃ）では、図面の錯綜を避けるため、複数のエア浮上ユニット５０、基板保持枠６０、駆動ユニット７０等の図示が省略されている。また、以下に説明する例では、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示される例と同様に、露光動作は、基板Ｐの−Ｘ側且つ−Ｙ側の領域から行われる。

ここで、液晶露光装置１０では、露光時に基板ＰをＸ軸方向に所定の一定速度で移動（等速移動）させる必要がある。そこで、主制御装置は、露光開始前において、図７（Ａ）に示されるように、基板Ｐが静止状態から所定の一定速度となるまで加速される際の移動距離と、基板ＰとマスクステージＭＳＴ（図１参照）との同期を取る際に必要になる距離（いわゆる静定距離）と、を合わせた距離の分、予め基板Ｐを、露光領域ＩＡよりも＋Ｘ側に位置させる。また、図７（Ａ）に示される状態で、主制御装置は、駆動ユニット９０を制御して、チャック本体８１（チャック部材８４）をガイド板９１上の＋Ｘ側の領域に位置させ、その位置で基板Ｐの−Ｘ側の端部近傍の領域（ショット領域の−Ｘ側の端部を含む領域）を吸着保持させる。ガイド板９１は、図７（Ａ）に示される、基板Ｐの露光前の静止位置、すなわち基板Ｐが露光領域ＩＡから退避した位置で、チャック本体８１（チャック部材８４）が基板Ｐを下方から保持できるように、そのＸ軸方向の寸法が設定されている。

露光動作のために基板Ｐが−Ｘ方向に加速される（図７（Ｂ）の白矢印参照）と、主制御装置は、図示しないロータリエンコーダの計測値に基づいて駆動ユニット９０を制御して、基板Ｐに追従するようにチャック部材８４を−Ｘ方向に加速させる（図７（Ｂ）の黒矢印参照）。基板Ｐは、図７（Ｂ）に示される露光領域ＩＡに進入する直前の状態では、等速移動をしており、チャック部材８４も基板Ｐに追従して等速移動をしている。ここで、基板Ｐとチャック部材８４とは、非接触状態であるので、チャック本体８１（チャック部材８４）の位置制御は、基板Ｐに比べてラフで良い。従って、本実施形態のように、チャック部材８４の位置制御を、プーリ９３あるいはシャフト９５（図４参照）の回転数に基づくオープンループ制御により行っても特に問題が生じない。

図７（Ｂ）に示される状態から、更に基板Ｐが−Ｘ方向に駆動されると、図７（Ｃ）に示されるように、基板Ｐ（基板Ｐ上に設定されたショット領域）が露光領域ＩＡ内に進入し、露光動作が開始される。また、チャック部材８４も、基板Ｐに追従して露光領域ＩＡ内に進入する（図９（Ａ）参照）。そして、チャック部材８４が露光領域ＩＡ内に進入すると、主制御装置は、駆動ユニット９０を制御してチャック部材８４を減速させ、図７（Ｄ）に示されるように、チャック本体８１（チャック部材８４）の上面の中心と、露光領域ＩＡの中心とが概ね一致した状態で、チャック部材８４を停止させる（図９（Ｂ）参照）。

なお、チャック本体８１の中心を露光領域ＩＡの中心に一致させてチャック部材８４を停止させるためには、図７（Ｃ）に示されるように、チャック本体８１の中心が、露光領域ＩＡの中心よりも幾分上流側（＋Ｘ側）にある状態で、チャック部材８４を減速させる必要があるが、本実施形態のチャック本体８１は、前述のようにＸ軸方向の寸法が露光領域ＩＡよりも長く設定されているので、減速開始時点で露光領域ＩＡの全体をカバーできる。従って、チャック部材８４は、基板Ｐに対して減速しても、確実に露光領域ＩＡ内の基板Ｐを吸着保持できる。

この後、主制御装置は、図８（Ａ）に示されるように、基板Ｐを−Ｘ方向に所定の一定速度で移動させつつ、基板Ｐに対して露光動作を行う（チャック部材８４は停止）。前述のように、基板Ｐのうち、露光領域ＩＡ内で露光動作が行われている被露光部位は、チャック本体８１を含む定点ステージ４０により、その面位置が調整される。

また、主制御装置は、基板Ｐの−Ｙ側のショット領域に対する露光動作が終了する直前に、チャック部材８４を−Ｘ方向に加速させ、図８（Ｂ）に示されるように、チャック本体８１が、基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍の領域（ショット領域の＋Ｘ側の端部を含む領域）を保持した状態で、基板Ｐとチャック部材８４とを共に−Ｘ方向に等速駆動する。

この後、図８（Ｃ）に示されるように、基板Ｐが露光領域ＩＡを通過し、露光動作が完了する。この際、チャック本体８１（チャック部材８４）も、基板Ｐと共に露光領域ＩＡを通過する。主制御装置は、基板Ｐ及びチャック本体８１（チャック部材８４）それぞれを、露光領域ＩＡから退避した位置で停止させた後、図８（Ｄ）に示されるように、基板Ｐを−Ｙ方向に移動させる。そして、主制御装置は、基板Ｐ及びチャック部材８４それぞれを＋Ｘ方向に加速して、図７（Ａ）〜図８（Ｃ）に示される手順と同様の手順（ただし、基板Ｐ及びチャック部材８４それぞれの駆動方向は反対）で、基板Ｐの＋Ｙ側のショット領域に対する露光動作を行う。

ここで、仮にチャック部材８４の位置が固定であると、例えば基板Ｐの先端部が露光領域ＩＡに進入する際、基板Ｐとチャック本体８１の上面との重複する面積、すなわちチャック本体８１に作用する基板Ｐの自重による負荷は、基板Ｐがスキャン方向に移動するのに従って増加する。しかし、チャック本体８１は、基板Ｐとチャック本体８１との間の気体の圧力バランス（噴出圧と吸引圧とのバランス）により基板を吸着保持する構成であるので、チャック本体８１に作用する基板Ｐの自重による負荷が変動すると、上記圧力バランスが乱れて、基板Ｐとチャック本体８１との距離（基板Ｐの浮上量）が変動する可能性がある。これに対し、本実施形態のチャック本体８１は、露光動作の開始前に予め露光領域ＩＡ外で基板Ｐを保持し、その基板Ｐと共に露光領域ＩＡ内に進入するので、基板Ｐの浮上量を一定に維持することができる。

また、基板Ｐ上のショット領域に対する露光動作が終了するのに応じて、チャック部材８４が基板Ｐと共に露光領域ＩＡに対してスキャン方向の下流側に移動されるので、ステップ動作（図８（Ｄ）参照）を行って、Ｙ軸方向に隣接する他のショット領域に露光動作を行う際も、チャック本体８１により基板Ｐを露光領域ＩＡ外で予め保持させることができる。

また、定点ステージ４０により基板Ｐの面位置が調整される際、基板Ｐの動作（Ｚ軸方向への移動、あるいはチルト動作）に追従して、基板保持枠６０のハンド６６がＺ軸方向に変位する。これにより、基板Ｐの破損、あるいはハンド６６と基板Ｐとのずれ（吸着エラー）などが防止される。なお、複数のエア浮上ユニット５０は、チャック本体８１（チャック部材８４）に比べ、基板Ｐを高く浮上させるものであることから、その基板Ｐと複数のエア浮上ユニット５０との間のエア剛性は、チャック本体８１と基板Ｐとの間のエア剛性に比べて低い。従って、基板Ｐは、容易に複数のエア浮上ユニット５０上で姿勢を変化することができる。また、基板保持枠６０が固定されたＹ可動部７４は、Ｙガイド７３に非接触支持されていることから、基板Ｐの姿勢変化量が大きく、ハンド６６が基板Ｐに追従できない場合には、基板保持枠６０自体の姿勢が変化することにより、上記吸着エラーなどを回避することができる。なお、Ｙガイド７３とＸ可動部７２との締結部剛性を低くし、基板保持枠６０と共にＹガイド７３全体が姿勢変化する構成としても良い。

また、基板ステージ装置ＰＳＴでは、複数のエア浮上ユニット５０によりほぼ水平に浮上支持された基板Ｐが、基板保持枠６０により保持される。そして、基板ステージ装置ＰＳＴでは、駆動ユニット７０により基板保持枠６０が駆動されることにより、基板Ｐが水平面（ＸＹ二次元平面）に沿って案内されるとともに、基板Ｐのうち被露光部位（露光領域ＩＡ内の、基板Ｐの一部）の面位置が、定点ステージ４０によりピンポイントで制御される。このように、基板ステージ装置ＰＳＴは、基板ＰをＸＹ平面に沿って案内する装置である駆動ユニット７０（ＸＹステージ装置）と、基板Ｐをほぼ水平に保持するとともにＺ軸方向の位置決めを行う装置である複数のエア浮上ユニット５０、及び定点ステージ４０（Ｚ／レベリングステージ装置）とが、互いに独立な別体の装置とされているので、ＸＹ二次元ステージ装置上で、基板Ｐを平面度良く保持するための基板Ｐと同程度の面積を有するテーブル部材（基板ホルダ）をＺ軸方向、及びチルト方向にそれぞれ駆動する（基板と併せてＺ／レベリングステージもＸＹ二次元駆動される）従来のステージ装置（例えば、国際公開第２００８／１２９７６２号（対応米国特許出願公開第２０１０／００１８９５０号明細書）参照）に比べ、その重量（特に可動部分）を大幅に低減することができる。具体的には、例えば一辺が３ｍを超えるような大型の基板を用いる場合、従来のステージ装置では、可動部分の総重量が１０ｔ近くになるのに対し、本実施形態の基板ステージ装置ＰＳＴでは、可動部分（基板保持枠６０、Ｘ可動部７２、Ｙガイド７３、及びＹ可動部７４など）の総重量を数１００ｋｇ程度とすることができる。従って、例えばＸ可動部７２を駆動するためのＸリニアモータ、Ｙ可動部７４を駆動するためのＹリニアモータは、それぞれ出力の小さなもので良く、ランニングコストを低減することができる。また、電源設備などのインフラ整備も容易である。また、リニアモータの出力が小さくて良いのでイニシャルコストを低減することもできる。

また、駆動ユニット７０は、基板保持枠６０を保持するＹ可動部７４が、Ｙガイド７３に非接触支持され、基板ＰをＸＹ平面に沿って案内するので、床面Ｆ上に設置された定盤１２側からエアベアリングを介して伝達されるＺ軸方向の振動（外乱）が基板保持枠６０の制御に悪影響を及ぼすおそれは殆ど無い。従って、基板Ｐの姿勢が安定し、露光精度が向上する。

また、駆動ユニット７０のＹ可動部７４が、Ｙガイド７３に非接触状態で支持されて発塵が防止されているので、Ｙガイド７３、及びＹ可動部７４が複数のエア浮上ユニット５０の上面（気体噴出面）より上方に配置されているにも関わらず、基板Ｐの露光処理に影響を及ぼさない。一方、Ｘガイド７１及びＸ可動部７２は、エア浮上ユニット５０よりも下方に配置されているので、仮に発塵しても露光処理に影響が及ぶ可能性が低い。ただし、例えばエアベアリングなどを用いてＸガイド７１に対してＸ可動部７２を非接触状態でＸ軸方向に移動可能に支持させても良い。

また、定点ステージ４０の重量キャンセラ４２は、定盤１２とは振動的に分離されたＹビーム３３上に搭載されているので、例えば駆動ユニット７０を用いて基板保持枠６０（基板Ｐ）を駆動する際の駆動力の反力、あるいは振動などが重量キャンセラ４２に伝達されない。従って、Ｚ−ＶＣＭ３８を用いたチャック本体８１（チャック部材８４）の位置（すなわち、基板Ｐの被露光部位の面位置）制御を高精度で行うことができる。また、チャック本体８１（チャック部材８４）を駆動する４つのＺ−ＶＣＭ３８は、Ｚ固定子４７が、Ｙビーム３３と非接触とされたベースフレーム８５に固定されているので、チャック本体８１（チャック部材８４）を駆動する際の駆動力の反力が、重量キャンセラ４２に伝わらない。従って、チャック本体８１（チャック部材８４）の位置を高精度で制御できる。

また、基板保持枠６０の位置情報を基板保持枠６０に固定された、すなわち最終的な位置決め制御の対象物である基板Ｐに近接して配置された移動鏡６２ｘ、６２ｙを用いた干渉計システムにより計測するので、制御対象（基板Ｐ）と計測点との間の剛性を高く維持できる。すなわち、最終的な位置を知りたい基板と計測点とを一体とみなすことができることから、計測精度が向上する。また、基板保持枠６０の位置情報を直接計測するので、仮にＸ可動部７２，Ｙ可動部７４に直線運動誤差が生じたとしても、その影響を受けにくい。なお、基板保持枠６０の位置情報を、干渉計システム以外の計測システム、例えばエンコーダなどにより計測しても良い。

また、基板ステージ装置ＰＳＴは、定盤１２上に複数のエア浮上ユニット５０、定点ステージ４０、駆動ユニット７０が平面的に並べて配置される構成であるので、組み立て、調整、メンテナンスなどが容易である。また、部材の点数が少なく、且つ各部材が軽量であるので、輸送も容易である。

《第２の実施形態》
次に、第２の実施形態の液晶露光装置について図１０〜図１２（Ｃ）に基づいて説明する。本第２の実施形態の液晶露光装置は、基板Ｐを保持する基板ステージ装置の構成が異なる点を除き、第１の実施形態の液晶露光装置１０と同様の構成を有しているため、以下では、基板ステージ装置の構成についてのみ説明する。ここで、重複説明を避ける観点から、上記第１の実施形態と同様の機能を有するものについては、上記第１の実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略する。

図１０に示されるように、第２の実施形態に係る基板ステージ装置ＰＳＴ_２は、定点ステージ１４０のチャック本体８１（チャック部材８４）の移動範囲と重複する領域に、基板Ｐを下方から非接触支持するエア浮上ユニット１５０を有している点が上記第１の実施形態と異なる。定点ステージ１４０のガイド板１９１には、＋Ｘ側の端部、及び−Ｘ側の端部それぞれに開口した平面視矩形の切り欠き１９１ａが３つずつ形成され、その切り欠き１９１ａ内それぞれにエア浮上ユニット１５０が収容されている（図１２（Ｂ）参照）。切り欠き１９１ａ内に収容された６台のエア浮上ユニット１５０は、基板Ｐに対向する気体噴出面の面積が狭いこと、及び本体部５１が上下動可能であることを除き、その他のエア浮上ユニット５０と同様の機能を有している。

図１１に示されるように、エア浮上ユニット１５０の脚部１５３は、定盤１２上に固定された筒状のケース１５３ａと、一端がケース１５３ａの内部に収容されるとともに他端に支持部５２が固定され、ケース１５３ａに対して、例えばエアシリンダ装置などの図示しない一軸アクチュエータによりＺ軸方向に駆動されるシャフト１５３ｂとを含んでいる。本体部５１は、シャフトが−Ｚ方向に駆動されることにより、図１１に示されるＹビーム３３の＋Ｘ側のエア浮上ユニット１５０のように、その上面を、ガイド板１９１の上面（チャック本体８１（チャック部材８４）の水平移動をガイドするガイド面）よりも−Ｚ側に位置させることができる。この状態では、チャック本体８１及びベース８２がガイド板１９１上を移動する際、本体部５１との接触が防止される。また、本体部５１は、シャフト１５３ｂが＋Ｚ方向に駆動されることにより、図１１に示されるＹビーム３３の−Ｘ側のエア浮上ユニット１５０のように、その上面を、ガイド板１９１の上面よりも＋Ｚ側に位置させることができる。エア浮上ユニット１５０は、本体部５１の上面が、他の複数のエア浮上ユニット５０の上面と同一平面上に配置される位置（基板Ｐの下面との距離が、例えば０．８ｍｍとなる位置）で、他のエア浮上ユニット５０と協働して、基板Ｐを浮上支持する。

本第２の実施形態の基板ステージ装置ＰＳＴ_２を用いた露光動作では、図１２（Ａ）に示されるように、チャック本体８１が露光領域ＩＡの＋Ｘ側の領域で基板Ｐを保持している場合、図示しない主制御装置は、図１１に示されるように、Ｙビーム３３の＋Ｘ側に配置された３台のエア浮上ユニット１５０それぞれの本体部５１の上面が、ガイド板１９１の上面よりも下方に位置するように、各エア浮上ユニット１５０を制御する。これに対し、Ｙビーム３３の−Ｘ側に配置された３台のエア浮上ユニット１５０は、図１１に示されるように、それぞれ本体部５１の上面が、他のエア浮上ユニット５０の上面と同一平面上に配置されるように主制御装置に制御される。

この後、主制御装置は、上記第１の実施形態と同様に、基板Ｐを−Ｘ方向に一定の速度で駆動しつつ、露光領域ＩＡ内で基板Ｐに露光動作を行う。また、図１２（Ｂ）に示されるように、露光動作中、チャック本体８１（チャック部材８４）は、上記第１の実施形態と同様に露光領域ＩＡの直下で停止される。Ｙビーム３３の−Ｘ側に配置された３台のエア浮上ユニット１５０は、基板Ｐの−Ｘ側の端部を含む領域を非接触支持し、基板Ｐは、これにより自重による垂れ下がり（撓み）が抑制される。また、この図１２（Ｂ）に示される状態で、主制御装置は、Ｙビーム３３の＋Ｘ側に配置された３台のエア浮上ユニット１５０それぞれを、その本体部５１の上面が、他のエア浮上ユニット５０の上面と同一平面上に配置されるように制御する。Ｙビーム３３の＋Ｘ側に配置された３台のエア浮上ユニット１５０は、基板Ｐの＋Ｘ側の端部を含む領域を非接触支持し、基板Ｐは、これにより自重による垂れ下がり（撓み）が抑制される。

また、露光動作が進行して、基板Ｐがさらに−Ｘ方向に駆動されると、図１２（Ｃ）に示されるように、上記第１の実施形態と同様に、チャック本体８１が基板Ｐの＋Ｘ側の端部近傍の領域を非接触保持した状態で、基板Ｐと共に−Ｘ方向に駆動される。そこで、主制御装置は、チャック本体８１（チャック部材８４）とエア浮上ユニット１５０とが接触しないように、Ｙビーム３３の−Ｘ側に配置された３台のエア浮上ユニット１５０それぞれを制御し、その本体部５１を−Ｚ方向に駆動する。

以上説明した第２の実施形態に係る基板ステージ装置ＰＳＴ_２では、基板Ｐは、ガイド板１９１に形成された切り欠き１９１ａ内に配置された複数のエア浮上ユニット１５０により、露光領域ＩＡの＋Ｘ側、及び／又は−Ｘ側でその下面が非接触支持されるので、その自重による撓みが抑制される。また、複数のエア浮上ユニット１５０それぞれは、本体部５１が上下動することによりチャック本体８１（チャック部材８４）の移動経路から退避するので、チャック本体８１（チャック部材８４）の移動を妨げない。

《第３の実施形態》
次に第３の実施形態について説明する。上記第１及び第２の実施形態に係る基板ステージ装置が液晶露光装置に設けられていたのに対し、図１３に示されるように、第３の実施形態に係る基板ステージ装置ＰＳＴ_３は、基板検査装置９００に設けられている。

基板検査装置９００では、撮影ユニット９１０がボディＢＤに支持されている。撮影ユニット９１０は、例えばそれぞれ図示しないＣＣＤ（Charge Coupled Device）等のイメージセンサ、レンズなどを含む撮影光学系などを有しており、その直下（−Ｚ側）に配置された基板Ｐの表面を撮影する。撮影ユニット９１０からの出力（基板Ｐ表面の画像データ）は図示しない外部装置に出力され、その画像データに基づいて基板Ｐの検査（例えば、パターンの欠陥、あるいはパーティクルなどの検出）が行われる。なお、基板検査装置９００が有する基板ステージ装置ＰＳＴ_３の構成は、上記第１の実施形態の基板ステージ装置ＰＳＴ（図１参照）と同じである。主制御装置は、基板Ｐの検査時に、定点ステージ４０（図２参照）を用いて基板Ｐの被検査部位（撮影ユニット９１０の直下の部位）の面位置を、撮影ユニット９１０が有する撮影光学系の焦点深度内に位置するように調整する。従って、基板Ｐの鮮明な画像データを得ることができる。また、基板Ｐを位置決めを高速且つ高精度で行うことができるので、基板Ｐの検査効率が向上する。なお、基板検査装置の基板ステージ装置に、上記第２の実施形態に係る基板ステージ装置を適用しても良い。なお、上記第３の実施形態では、基板検査装置９００が、撮像方式である場合について例示したが、検査装置は、撮像方式に限らず、他の方式、回折／散乱検出、あるいはスキャトロメトリーなどでも良い。

なお、上記各実施形態では、基板保持枠を用いて基板のＸＹ平面内の位置を高速かつ高精度に制御したが、基板の位置を高精度で制御する必要がないような物体処理装置に適用する場合には、必ずしも基板保持枠を用いる必要はなく、例えば複数のエア浮上ユニットに、エアを用いた基板の水平搬送機能を持たせても良い。

また、上記各実施形態では、基板は、Ｘ軸、及びＹ軸の直交２軸方向に駆動する駆動ユニット（ＸＹ二次元ステージ装置）により、水平面に沿って案内されたが、駆動ユニットは、例えば基板上の露光領域の幅と、基板の幅とが同じであれば、基板を１軸方向にのみ案内できれば良い。また、上記各実施形態では、露光動作の終了直前に、基板とチャック本体とが共にスキャン方向に移動したが（図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）参照）、例えば露光時にステップ動作を行わない場合など、露光時にスキャン方向の反転が行われない場合には、チャック本体を露光領域の直下に停止させたまま（図８（Ａ）参照）でも良い。また、上記第２の実施形態では、チャック本体の移動経路上に配置された複数のエア浮上ユニットは、それぞれ本体部が上下方向に移動する構成であったが、これに限らず、例えば水平方向に移動することによりチャック本体の移動経路から退避しても良い。

また、上記各実施形態では、複数のエア浮上ユニットが、基板をＸＹ平面に平行となるように浮上支持したが、支持対象となる物体の種類によっては、その物体を浮上する装置の構成はこれに限られず、例えば磁気、あるいは静電気により物体を浮上させても良い。また、定点ステージのチャック部材も同様に、保持対象となる物体の種類によっては、例えば磁気、あるいは静電気により保持対象の物体を保持する構成としても良い。

なお、上記各実施形態では、チャック部材が１つのみ設けられるものとしたが、これに限らず、複数のチャック部材を設けても良い。例えば、チャック部材を２つ設ける場合、その２つのチャック部材を基板の走査方向（Ｘ軸方向）に並べて配置し、一方のチャック部材を露光位置に待機させておき、他方のチャック部材を走査方向の上流側から基板と一緒に露光位置に向かって移動（プリスキャン）する。そして、スキャン方向が反転すると、他方のチャック部材を露光位置に待機させておき、一方のチャック部材を、走査方向の上流側から基板と一緒に露光位置に向かって移動（プリスキャン）する。あるいは、チャック部材を３つ設ける場合、その３つのチャック部材を基板の走査方向（Ｘ軸方向）に並べて配置し、中央のチャック部材は常に露光領域に位置させ、一側と他側のチャック部材の所定の一方を、スキャン方向に応じて走査方向の上流側から基板と一緒に露光位置に向かって移動（プリスキャン）する。

また、複数のチャック部材はその大きさがそれぞれ上記各実施形態と同じでも良いが、異なっても良く、特に小さい場合には、複数のチャック部材の合計の大きさが、上記実施形態とほぼ同じ（ほぼ同一形状、かつほぼ同一面積）になるように設定しても良い。また、チャック部材にカウンターマス（運動量保存則を利用した反力キャンセラ）を設けても良い。

また、上記各実施形態では、基板保持枠のＸＹ平面内の位置情報は、基板保持枠に設けられた移動鏡に測長ビームを照射するレーザ干渉計を含むレーザ干渉計システムにより求められたが、基板保持枠の位置計測装置としては、これに限らず、例えば二次元エンコーダシステムを用いても良い。この場合、例えば基板保持枠にスケールを設け、ボディ等に固定されたヘッドにより基板保持枠の位置情報を求めても良いし、あるいは基板保持枠にヘッドを設け、例えばボディ等に固定されたスケールを用いて基板保持枠の位置情報を求めても良い。

なお、上記各実施形態において、定点ステージは、基板の被露光領域（あるいは被撮影領域）をＺ軸方向及びθｘ、θｙ方向のうち、Ｚ軸方向にのみ変位させるものであっても良い。

また、上記各実施形態では、基板保持枠は、平面視矩形の外形形状（輪郭）と、平面視矩形の開口部を有していたが、基板を保持する部材の形状は、これに限られず、例えば保持対象である物体の形状に応じて適宜変更（例えば、物体が円板状であれば、保持部材も円形枠状と）することができる。

なお、上記各実施形態では、基板保持枠は、基板の周囲を全て囲んでいる必要はなく、一部が欠けていても良い。また、基板搬送のために、基板保持枠などの基板を保持する部材は、必ずしも用いる必要はない。この場合、基板そのものの位置を計測する必要があるが、例えば、基板の側面を鏡面としてこの鏡面に測長ビームを照射する干渉計によって基板の位置を計測することができる。あるいは基板の表面（又は裏面）にグレーティングを形成しておき、このグレーティングに計測光を照射しその回折光を受光するヘッドを備えたエンコーダにより、基板の位置を計測しても良い。

また、照明光は、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ₂レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。また、照明光としては、例えばＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。また、固体レーザ（波長：３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）などを使用しても良い。

また、上記各実施形態では、投影光学系ＰＬが、複数本の光学系を備えたマルチレンズ方式の投影光学系である場合について説明したが、投影光学系の本数はこれに限らず、１本以上あれば良い。また、マルチレンズ方式の投影光学系に限らず、例えばオフナー型の大型ミラーを用いた投影光学系などであっても良い。また、上記各実施形態では投影光学系ＰＬとして、投影倍率が等倍系のものを用いる場合について説明したが、これに限らず、投影光学系は拡大系及び縮小系のいずれでも良い。

また、上記各実施形態では、露光装置が、スキャニング・ステッパである場合について説明したが、これに限らず、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の投影露光装置にも上記各実施形態は適用することができる。また、上記各実施形態は、投影光学系を用いない、プロキシミティ方式の露光装置にも適用することができる。

なお、上記各実施形態の露光装置は、サイズ（外径、対角線、一辺の少なくとも１つを含む）が５００ｍｍ以上の基板、例えば液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の大型基板を露光する露光装置に対して適用することが特に有効である。

また、露光装置の用途としては、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば半導体製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。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マスク又はレチクルを製造するために、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上記各実施形態を適用できる。なお、露光対象となる物体はガラスプレートに限られるものでなく、例えばウエハ、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。

なお、上記各実施形態に係る物体処理装置は、露光装置に限らず、例えばインクジェット式の機能性液体付与装置を備えた素子製造装置にも適用することができる。

なお、これまでの説明で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。

《デバイス製造方法》
次に、上記各実施形態の露光装置をリソグラフィ工程で使用したマイクロデバイスの製造方法について説明する。上記各実施形態の露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることができる。
〈パターン形成工程〉
まず、上述した各実施形態の露光装置を用いて、パターン像を感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に形成する、いわゆる光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成される。
〈カラーフィルタ形成工程〉
次に、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列された、又はＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルタを形成する。
〈セル組み立て工程〉
次に、パターン形成工程にて得られた所定パターンを有する基板、及びカラーフィルタ形成工程にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。例えば、パターン形成工程にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
〈モジュール組立工程〉
その後、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。

この場合、パターン形成工程において、上記各実施形態の露光装置を用いて高スループットかつ高精度でプレートの露光が行われるので、結果的に、液晶表示素子の生産性を向上させることができる。

以上説明したように、本発明の物体処理装置は、平板状の物体に所定の処理を行うのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、平板状の物体を露光するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。

Claims (43)

1. 水平面に平行な所定の二次元平面に沿って配置された平板状の物体を、前記二次元平面内の少なくとも一軸方向に駆動する物体駆動装置と、
   前記物体駆動装置により一定の速度で駆動される前記物体に対し、その移動経路上の所定の領域内で、前記物体表面の被処理部位に対して所定の処理を実行する実行装置と、
   前記物体よりも面積の狭い保持面を有する保持部材を含み、該保持部材を用いて前記物体の一部を下方から非接触状態で保持して前記物体の前記二次元平面に交差する方向の位置を調整する調整装置と、
   前記物体の前記所定の領域に対する位置に応じて、前記保持部材を、位置を調整しつつ前記一軸方向に駆動する駆動装置と、を備える物体処理装置。
2. 前記保持部材は、前記物体に対して前記所定の処理が行われる前には、前記所定の領域よりも前記物体の移動方向上流側の位置で予め前記物体の前記被処理部位の前端部を含む領域を保持し、前記物体が前記所定の処理のために駆動される際には、前記物体と共に前記一軸方向に移動する請求項１に記載の物体処理装置。
3. 前記保持面の寸法は、前記一軸方向に関して、前記被処理部位よりも短く、
   前記駆動装置は、前記物体に対して前記所定の処理が行われている間、前記保持部材を前記所定の領域に対応する位置に停止させる請求項２に記載の物体処理装置。
4. 前記保持部材は、前記物体に対する前記所定の処理が終了する前に、前記駆動装置により前記物体の移動方向下流側に向けて加速され、前記物体の前記被処理部位の後端部を含む領域を保持した状態で前記物体と共に前記一軸方向に移動する請求項３に記載の物体処理装置。
5. 前記一軸方向に関して、前記保持面の寸法は、前記所定の領域よりも長い請求項１〜４のいずれか一項に記載の物体処理装置。
6. 前記調整装置は、前記保持部材の前記保持面から前記物体に対して気体を噴出するとともに、前記保持面と前記物体との間の気体を吸引して前記物体を非接触保持する請求項１〜５のいずれか一項に記載の物体処理装置。
7. 前記調整装置は、前記物体と前記保持面との距離が一定となるように、前記物体と前記保持面との間の気体の圧力及び流量の少なくとも一方を可変させる請求項６に記載の物体処理装置。
8. 前記調整装置は、前記保持部材を前記二次元平面に交差する方向に駆動するアクチュエータを有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の物体処理装置。
9. 前記調整装置は、前記保持部材を支持する支持部材をさらに含み、
   前記アクチュエータは、前記支持部材に設けられた可動子と、前記保持部材の位置情報を計測する計測部材とは振動的に分離された部材に設けられた固定子と、を含む請求項８に記載の物体処理装置。
10. 前記調整装置は、前記物体の重量をキャンセルする重量キャンセル装置を有する請求項１〜９のいずれか一項に記載の物体処理装置。
11. 前記所定の領域よりも前記物体の移動方向上流側且つ前記保持部材の移動範囲と重複する領域内で、前記物体を下方から非接触支持する上流側支持装置をさらに備え、
    前記上流側支持装置は、前記保持部材が前記所定の領域よりも前記物体の移動方向上流側に位置する場合には、前記保持部材の移動経路上から退避する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の物体処理装置。
12. 前記上流側支持装置は、前記物体に対して気体を噴出して前記物体を非接触支持する請求項１１に記載の物体処理装置。
13. 前記所定の領域よりも前記物体の移動方向下流側且つ前記保持部材の移動範囲と重複する領域内で、前記物体を下方から非接触支持する下流側支持装置をさらに備え、
    前記下流側支持装置は、前記保持部材が前記所定の領域よりも前記物体の移動方向下流側に位置する場合には、前記保持部材の移動経路上から退避する請求項１〜１２のいずれか一項に記載の物体処理装置。
14. 前記下流側支持装置は、前記物体に対して気体を噴出して前記物体を非接触支持する請求項１３に記載の物体処理装置。
15. 前記物体の移動可能範囲内、且つ前記保持部材の移動範囲外で、前記物体に対して気体を噴出して前記物体を下方から非接触支持する非接触支持装置をさらに備える請求項１〜１４のいずれか一項に記載の物体処理装置。
16. 前記物体は、該物体の端部に沿って延設された枠状の部材から成る移動体によりその端部が保持され、
    前記物体駆動装置は、前記移動体を駆動する請求項１〜１５のいずれか一項に記載の物体処理装置。
17. 前記実行装置は、前記物体を検査するために該物体表面を撮像する撮像装置を含む請求項１〜１６のいずれか一項に記載の物体処理装置。
18. 前記物体は、ディスプレイ装置の表示パネルに用いられる基板である請求項１〜１７のいずれか一項に記載の物体処理装置。
19. 前記実行装置は、エネルギビームを用いて前記物体を露光することにより所定のパターンを前記物体上に形成するパターン形成装置である請求項１〜１８のいずれか一項に記載の物体処理装置。
20. 請求項１９に記載の物体処理装置を用いて前記物体を露光することと、
    前記露光された物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
21. エネルギビームを照射して物体を露光することにより所定のパターンを前記物体上に形成する露光装置であって、
    水平面に平行な所定の二次元平面に沿って配置された平板状の物体を、前記二次元平面内の少なくとも一軸方向に駆動する物体駆動装置と、
    前記物体駆動装置により一定の速度で駆動される前記物体の表面に、その移動経路上で前記エネルギビームを照射する露光系と、
    前記物体よりも面積の狭い保持面を有する保持部材を含み、該保持部材を用いて前記物体の一部を下方から非接触状態で保持して前記物体の前記二次元平面に交差する方向の位置を調整する調整装置と、
    前記露光系による前記エネルギビームの照射領域に対する前記物体の位置に応じて、前記保持部材を、前記一軸方向に駆動する駆動装置と、を備える露光装置。
22. 前記保持面の寸法は、前記一軸方向に関して、前記物体上の被露光領域よりも短く、
    前記駆動装置は、前記物体に対して前記照射が行われている間、前記保持部材を前記照射領域に対応する位置に停止させる請求項２１に記載の露光装置。
23. 前記一軸方向に関して、前記保持面の寸法は、前記照射領域よりも長い請求項２１又は２２に記載の露光装置。
24. 前記調整装置は、前記保持部材の前記保持面から前記物体に対して気体を噴出するとともに、前記保持面と前記物体との間の気体を吸引して前記物体を非接触保持する請求項２１〜２３のいずれか一項に記載の露光装置。
25. 前記調整装置は、前記物体と前記保持面との距離が一定となるように、前記物体と前記保持面との間の気体の圧力及び流量の少なくとも一方を可変させる請求項２４に記載の露光装置。
26. 前記調整装置は、前記保持部材を前記二次元平面に交差する方向に駆動するアクチュエータを有する請求項２１〜２５のいずれか一項に記載の露光装置。
27. 前記調整装置は、前記保持部材を支持する支持部材をさらに含み、
    前記アクチュエータは、前記支持部材に設けられた可動子と、前記保持部材の位置情報を計測する計測部材とは振動的に分離された部材に設けられた固定子と、を含む請求項２６に記載の露光装置。
28. 前記調整装置は、前記物体の重量をキャンセルする重量キャンセル装置を有する請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の露光装置。
29. 前記エネルギビームの照射領域よりも前記物体の移動方向上流側且つ前記保持部材の移動範囲と重複する領域内で、前記物体を下方から非接触支持する上流側支持装置をさらに備え、
    前記上流側支持装置は、前記保持部材が前記照射領域よりも前記物体の移動方向上流側に位置する場合には、前記保持部材の移動経路上から退避する請求項２１〜２８のいずれか一項に記載の露光装置。
30. 前記上流側支持装置は、前記物体に対して気体を噴出して前記物体を非接触支持する請求項２９に記載の露光装置。
31. 前記エネルギビームの照射領域よりも前記物体の移動方向下流側且つ前記保持部材の移動範囲と重複する領域内で、前記物体を下方から非接触支持する下流側支持装置をさらに備え、
    前記下流側支持装置は、前記保持部材が前記照射領域よりも前記物体の移動方向下流側に位置する場合には、前記保持部材の移動経路上から退避する請求項２１〜３０のいずれか一項に記載の露光装置。
32. 前記下流側支持装置は、前記物体に対して気体を噴出して前記物体を非接触支持する請求項３１に記載の露光装置。
33. 前記物体の移動可能範囲内、且つ前記保持部材の移動範囲外で、前記物体に対して気体を噴出して前記物体を下方から非接触支持する非接触支持装置をさらに備える請求項２１〜３２のいずれか一項に記載の露光装置。
34. 前記物体は、該物体の端部に沿って延設された枠状の部材から成る移動体によりその端部が保持され、
    前記物体駆動装置は、前記移動体を駆動する請求項２１〜３３のいずれか一項に記載の露光装置。
35. エネルギビームを用いて前記物体を露光することにより所定のパターンを前記物体上に形成する露光装置であって、
    水平面に平行な所定の二次元平面内の一部の領域に、前記パターンを介した前記エネルギビームを照射する光学系と、
    前記二次元平面に沿って配置された平板状の物体を、前記二次元平面内の前記一部の領域を含む所定の領域内で少なくとも一軸方向に駆動する駆動装置と、
    前記物体が前記駆動装置により駆動される際に、前記一部の領域と同程度の大きさ又はこれより小さい保持面を有し、該保持面に対向する前記物体の一部を下方から非接触状態で保持して前記物体の前記二次元平面に交差する方向の位置を調整するとともに、前記一部の領域に対する前記物体の位置に応じて、前記一軸方向に移動する調整装置と、を備える露光装置。
36. 前記物体の前記調整装置に保持される部分を除く他の領域に支持面を対向させて前記物体を下方から非接触支持する非接触支持装置を、さらに備える請求項３５に記載の露光装置。
37. 前記所定の領域内の一部で、前記物体の上面の前記二次元平面に垂直な方向の面位置の分布を計測する面位置計測系をさらに備える請求項３５又は３６に記載の露光装置。
38. 前記物体は、サイズが５００ｍｍ以上の基板である請求項２１〜３７のいずれか一項に記載の露光装置
39. 請求項２１〜３８のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記物体を露光することと、
    前記露光された物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。
40. 請求項２１〜３８のいずれか一項に記載の露光装置を用いてフラットパネルディスプレイ用の基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
41. エネルギビームを用いて前記物体を露光することにより所定のパターンを前記物体上に形成する露光方法であって、
    前記パターンを介した前記エネルギビームが光学系により照射される一部の領域を含む水平面に平行な所定の二次元平面内の所定の領域内で、前記二次元平面に沿って配置された平板状の物体を、少なくとも一軸方向に駆動することと、
    前記物体が駆動される際に、前記一部の領域に対する前記物体の位置に応じて、前記一部の領域と同程度の大きさ又はこれより小さい保持面の前記一軸方向の位置を変更しつつ、前記保持面に対向する前記物体の部分を、前記物体の下方から非接触状態で保持し、前記部分の前記二次元平面に交差する方向の位置を調整することと、を含む露光方法。
42. 前記物体の前記部分を除く他の領域を下方から非接触支持することを、さらに含む請求項４１に記載の露光方法。
43. 請求項４１又は４２に記載の露光方法を用いて前記物体を露光することと、
    前記露光された物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

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